CN106574267A - 高通量样品处理***及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本文中公开了高通量样品处理***和废物管理***以及其使用方法。在一些实施方案中，高通量样品处理***包括样品分配装置，多个非接触式液体水平传感器，多个抽吸器，多个非接触式处理站，废物管理***，和控制***。

Description

高通量样品处理***及使用方法
发明领域
本发明涉及样品处理领域。更具体地，本公开涉及高通量样品处理***和废物管理***及其使用方法。
发明背景
研究或诊断实验室通常处理生物样品以提取目标分子，如蛋白质或DNA，用于进一步的研究或诊断目的。一致的样品处理需要来自受过训练的技术人员的时间密集劳动，或者使用先前已知的样品处理***，其具有低样品通量，导致高成本和工作者接触危险废物的危险。
先前已知的样品处理***在可同时处理的样品的数量方面受到限制，提供用于提取不同类型的目标分子或用于整合不同处理步骤的有限的通用性，并产生大量的固体和液体废物。例如，这些先前的自动化处理***通常能够一次处理单个样品处理板。此外，这些***需要技术人员除去经处理的样品处理板，并且在每个完成的过程之后***新的样品处理板用于处理。此外，先前已知的自动化样品处理***通常仅限于通过特定处理步骤的DNA提取或蛋白质提取，几乎不具有快速交换提取化学品或改变过程步骤以适应特定实验室的需要的能力。换言之，当前***不是动态基于感测的样品输入类型(例如血液，血浆或唾液)的。
先前已知的自动化样品处理***还产生大量固体或液体废物，如用过的移液管尖端或血液提取物，其必须以相当大的费用单独处理或处置，以及产生使工作者暴露于大量的危险废物的风险。
发明概述
公开了高通量样品处理***，高通量样品处理***的组件，样品分配装置，非接触式(contactless)流体分配装置，非接触式处理站，非接触式液体水平传感器，非接触式流体抽吸器，废物管理***，控制***和用于运行高通量样品处理***的非暂时性计算机可读存储介质。
在一些实施方案中，高通量样品处理***包括样品分配装置，多个非接触式液体水平传感器，多个抽吸器，多个非接触式处理站，废物管理***和控制***。
在一些实施方案中，样品分配装置可从多个样品容器中抽取多个样品，并将每个样品分配到包括多个孔的样品处理板的孔中。在一些实施方案中，样品分配装置将每个样品分配到不同的孔中。在一些实施方案中，样品分配装置包括多个基于注射器的移液管。在一些实施方案中，移液管包括可重复使用的移液管尖端。在一些实施方案中，样品分配装置包括用于自动清洗可重复使用的移液管尖端的清洗站。在一些实施方案中，清洗站包含漂白剂溶液。
在一些实施方案中，非接触式流体分配装置将流体分配到样品处理板的多个孔中。
在一些实施方案中，多个非接触式液体水平传感器检测样品处理板的多个孔的每个中的液体水平。液体水平可以以各种方式确定，例如，使用重量，光学，声学，电容或激光水平传输器。在一些实施方案中，液体水平传感器包括一个或多个非接触传感器，包括一个或多个声传感器，重量传感器，压力传感器等。在一些实施方案中，液体水平传感器包括一个或多个声传感器。
在一些实施方案中，多个抽吸器从样品处理板的多个孔中除去流体。在一些实施方案中，多个非接触式处理站同时处理多个样品处理板。
在一些实施方案中，废物管理***管理从多个孔中除去的流体。在一些实施方案中，废物管理***将从多个孔中除去的流体沉积到废物容器中。在一些实施方案中，废物容器在真空下运行。在一些实施方案中，废物管理***将从多个孔中除去的流体与废物容器中的灭菌溶液(例如漂白剂)混合，并温育该混合物。在一些实施方案中，废物管理***包括一个或多个刻度，用于确定从多个孔中除去的流体的量。在一些实施方案中，可以使用各种传感器来确定废物管理***中的流体的量。传感器可以包括例如声学传感器，重量传感器，压力传感器等。在一些实施方案中，刻度用于确定在真空下除去的流体的量。在一些实施方案中，监测行进通过***的流体的量，例如，以确定***中是否存在泄漏或错误。
在一些实施方案中，控制***同时控制高通量样品处理***内的多个板的处理。在一些实施方案中，控制***根据***中其它板的位置或状态动态控制板的处理。
在一些实施方案中，高通量样品处理***包括用于将其它板自动加载到样品分配装置中的板加载装置。
在一些实施方案中，高通量样品处理***处理多个样品，其中所述多个样品包含体液。在一些实施方案中，多个样品包括血液，唾液或血浆。在一些实施方案中，样品容器是密封的，并且移液管配置成通过容器的密封件抽吸多个样品。在一些实施方案中，高通量样品处理***使用磁珠从多个样品中提取DNA。
在一些实施方案中，多个非接触式处理站包括一个或多个混合装置。在一些实施方案中，一个或多个混合装置包括一个或多个轨道摇荡器。在一些实施方案中，多个非接触式处理站包括一个或多个加热或冷却装置。
在一些实施方案中，高通量样品处理***包括用于使用样品容器上的条形码鉴定样品的条形码扫描器。
在一些实施方案中，高通量样品处理方法包括从多个样品容器中抽取多个样品；将每个样品分配到包括多个孔的样品处理板的孔中，其中将每个样品分配到不同的孔中；使用非接触式流体分配装置将流体分配到所述样品处理板的所述多个孔中；使用多个非接触式液体水平传感器检测所述样品处理板的所述多个孔的每个中的液体水平；使用多个非接触混合装置同时混合多个样品处理板；使用多个抽吸器从所述样品处理板的所述多个孔中除去流体；以及使用废物管理***管理从所述多个孔中除去的流体。
在一些实施方案中，高通量样品处理方法包括根据其它板的位置或状态动态控制板的处理。在一些实施方案中，高通量样品处理方法包括将另外的板自动加载到样品分配装置中。
在高通量样品处理方法的一些实施方案中，多个样品包括血液或唾液。在一些实施方案中，高通量样品处理方法包括使用磁珠从多个样品中提取DNA。
在高通量样品处理方法的一些实施方案中，使用多个基于注射器的移液管分配样品。在一些实施方案中，移液管包括可重复使用的移液管尖端。在一些实施方案中，高通量样品处理方法包括自动清洗可重复使用的移液管尖端。在一些实施方案中，使用漂白剂溶液自动清洗移液管尖端。
在高通量样品处理方法的一些实施方案中，液体水平传感器包括一个或多个声传感器。
在高通量样品处理方法的一些实施方案中，废物管理***将从多个孔除去的流体沉积到废物容器中。在一些实施方案中，废物容器在真空下运行。可以包括一系列阀以确保真空的适当运行。在一些实施方案中，使用重力除去废物。在一些实施方案中，废物管理***将从多个孔中除去的流体与废物容器中的漂白剂混合并温育混合物。在一些实施方案中，废物管理***包括一个或多个传感器，用于确定从多个孔中除去的流体的量。这些传感器可以包括例如声传感器，重量传感器，压力传感器等。在一些实施方案中，废物管理***包括一个或多个刻度，用于确定使用真空从多个孔中除去的流体的量。
在高通量样品处理方法的一些实施方案中，多个非接触混合装置包括一个或多个轨道摇荡器。
在一些实施方案中，高通量样品处理方法包括用样品容器上的条形码扫描仪扫描以鉴定样品。
该***配置为动态的。这意味着***可以根据***中的变化值来改变调度(scheduling)和/或控制样品的处理。这些变化值可以包括例如***中其它样品处理板的位置，样品类型和正在进行的过程的类型(例如，测定，提取和/或处理的类型)。
在一些实施方案中，用于操作高通量样品处理***的非暂时性计算机可读存储介质包括用于动态调度多个样品处理板以通过样品处理***进行处理的指令，其中所述调度取决于所述样品处理***中的其它样品处理板的位置或状态；控制一个或多个机器人机构(robotic mechanism)以在所述样品处理***内的装置之间转移样品处理板；操作样品分配装置，所述样品分配装置运行用于从多个样品容器抽取多个样品并且用于将每个样品分配到包括多个孔的样品处理板的孔中，其中将每个样品分配到不同的孔中；操作非接触式流体分配装置，其运行用于将流体分配到所述样品处理板中每个的所述多个孔中；操作多个非接触式液体水平传感器，其运行用于检测所述样品处理板中每个的所述多个孔的每个中的液体水平；操作多个抽吸器，其用于从所述样品处理板中每个的所述多个孔中除去流体；操作多个非接触混合装置，其用于同时混合多个样品处理板；并且操作废物管理***，其用于管理从所述多个孔中除去的流体。在一些实施方案中，所述调度取决于样品类型，例如血液，唾液等。在一些实施方案中，用于控制一个或多个机器人机构以在样品处理***内的装置之间转移样品处理板的指令根据动态调度这样做。在一些实施方案中，指令包括动态错误恢复指令。这些指令可以包括用于控制用于校正***中的错误的一个或多个机器人机构的指令。例如，***可以在发出用于人为干预的警报之前鉴定和自我解决某些问题(例如，移液管尖端中的凝块，流体离开样品的抽吸不足等)。
在一些实施方案中，用于处理由高通量样品处理***产生的废物的废物管理***包括基于重力的液体废物输入，基于真空的液体废物输入，灭菌流体容器，两种或更多种液体废物容器以及用于确定由所述一个或多个液体废物容器收集的液体废物的量的一个或多个刻度。在一些实施方案中，液体废物容器配置成可选地接收液体废物，用灭菌流体处理液体废物，并且在经处理的液体废物之前将液体废物中的灭菌流体体温育预定的时间段。
附图简述
图1显示了高通量样品处理***的一个实施方案。
图2是使用高通量样品处理***处理样品的方法的流程图。
图3显示了样品分配装置的实施方案。
图4是操作样品分配装置的方法的流程图。
图5显示了非接触式流体分配装置的实施方案。
图6显示了具有多个非接触式处理站的高通量样品处理***的一个实施方案。
图7是当利用多个非接触式处理站时，控制***动态平衡多个样品处理板的平行处理的方法的流程图。
图8显示了非接触式液体水平传感器的实施方案。
图9显示了非接触式流体抽吸器的实施方案。
图10显示了废物管理***，其可以用在高通量样品处理***中。
发明详述
描述了高通量样品处理***，以及使用这种***的方法。这些***可用于进行测定，纯化和/或分离化合物，和处理样品。还描述了这种高通量样品处理***的组件，包括集成的非接触式处理站(例如混合装置和温育站)，流体分配***，流体通风***，流体抽吸***，液体水平检测***和废物管理***以及使用，控制和清洁此类***的方法。
在一些实施方案中，高通量样品处理***可以与其它***(例如测定，成像或最终样品处理***)整合，以形成完整的非接触式研究和诊断实验室***。这些高通量***比以前已知的***更快，更具成本效益，并且产生更少的废物。此外，高通量***具有更灵活的工作流程，允许它们容易地优化以适应高通量样品处理***操作者的不同需要。
在一些实施方案中，高通量样品处理***设计为连续接收和处理样品组，使得第二样品组可以开始过程，而第一样品组处于相同或不同过程的中间阶段。控制***可以调度***中的每个样品，使得没有样品通过利用平行的工作步骤设置干扰任何相邻的样品。以这种方式，样品不需要等待前一样品完成指定的工作步骤。
在一些实施方案中，高通量样品处理***进一步设计成通过使用用于分配，通风，混合和抽吸流体的非接触装置来最小化固体和液体废物。直接接触样品导致污染的设备，其必须被适当地灭菌或处置以防止样品的污染。例如，每次分配，通风，混合或抽吸流体处置移液管尖端导致相当大的固体废物。由于存在生物活性要素，固体和液体废物可以是昂贵或难以处置的。通过经由非接触式分配，通风，混合或抽吸流体最小化与样品的接触，可以最小化固体废物和样品污染。
尽管在高通量样品处理***中使与样品的接触最小化，但在一些实施方案中，仍然可以进行与样品接触。例如，在一些实施方案中，样品分配装置可通过将样品抽取到移液管尖端或针中并将样品分配到样品处理板上而将样品从样品管转移到样品处理板。另外，在一些实施方案中，从样品吸出的流体可能被污染。因此，高通量样品处理***可包括能够处理并在一些实施方案中处置或容纳废物的废物管理***。
为了保持样品制备之间的精确度，从而提高处理可靠性，在样品处理期间应当一致地分配流体。为了确保一致的流体分配并提高处理可靠性，高通量样品处理***的一些实施方案包括非接触式液体水平传感器。当足够的流体已经被分配到样品中使得样品处于预定体积时，非接触式液体水平传感器可以向控制***发信号。在一些实施方案中，液体水平传感器检测样品液体水平而不直接接触样品。在一些实施方案中，当非接触式流体分配装置应当继续分配流体时和/或当非接触式流体分配装置应当停止分配流体时，液体水平传感器可以同时向非接触式流体分配装置发信号。
在一些实施方案中，过程中的每个工作步骤可以是完整过程中的不同步骤或事件，并且可以使用高通量***的一个或多个组件。例如，在一些实施方案中，工作步骤可以是样品加载步骤，温育步骤，混合步骤，加热步骤，溶液分配步骤，溶液通风步骤或溶液抽吸步骤。在一些实施方案中，工作步骤可以包括两个或更多个同时事件，例如同时混合和加热步骤，或同时的温育和加热步骤。在一些实施方案中，工作步骤可包括多个线性或同时较小的工作步骤，例如，细胞裂解步骤可包括溶液分配步骤，同时混合和加热步骤和溶液抽吸步骤。其它工作步骤可包括但不限于清洗步骤，成像步骤，称重步骤，干燥步骤，冷冻步骤，冻干步骤或酶反应步骤。
在高通量样品处理***中处理样品中可以使用任何数量的流体溶液。例如，流体溶液包括悬浮液，去离子水，非去离子水，裂解溶液，清洗溶液，洗脱溶液，测定溶液或反应试剂。在一些实施方案中，液体溶液可以包含盐，缓冲液(例如乙酸盐，柠檬酸盐，bis-tris，碳酸盐，CAPS，TAPS，bicine，tris，tricine，TAPSO，HEPES，TES，MOPS，PIPES，甲次砷酸盐(cacodylate)，SSC，MES，琥珀酸或磷酸盐)，氨基酸，酸，碱，表面活性剂，去污剂(例如SDS，triton X-10或Tween-20)，离液剂，螯合剂(例如乙二胺四乙酸，膦酸盐或柠檬酸)，防腐剂，抗生素，醇(例如甲醇，乙醇，丙醇或异丙醇)，还原化合物，氧化化合物，染料或生物分子(例如核酸，蛋白质，酶(例如RNA酶或蛋白酶K))。
高通量样品处理***
在一些实施方案中，高通量样品处理***包括至少一个样品分配装置，非接触式流体分配装置，非接触式液体水平传感器，非接触式流体抽吸器，非接触式处理站，废物管理***和控制***。在一些实施方案中，可以使用高通量样品处理***的多个相同的组件。在一些实施方案中，高通量样品处理***可以包括一个或多个板加载装置，非接触式混合装置，非接触式加热装置，非接触式温育装置，非接触式冷却装置，非接触式冷冻装置，非接触式冻干装置，称重装置或测定或测量装置。在一些实施方案中，机器人臂，带(belt)，滑板(sled)或抽拉机(drawer)可用于将样品处理板从高通量样品处理***的一个站转移到高通量样品处理***的第二站。
高通量样品处理***能够接受样品输入并产生样品输出。在一些实施方案中，高通量样品处理***可接受任何数量的样品输入，包括但不限于生物分子，核酸(包括DNA或RNA)，蛋白质，肽，抗体，抗体片段，抗体-小分子缀合物，酶，代谢物，结构蛋白，组织，种子，细胞，细胞器，膜，血液，血浆，唾液，尿液，***，***，皮肤，毛发，粪便，颊拭子，有机分子，药物化合物，细菌，病毒或纳米颗粒。高通量的输出可以是上述样品输入类型中的任何一种，除了但不限于图像，光谱测量(如量热，荧光测量，光吸收度，核磁共振，红外，光散射光谱学等)，酶测量(如解离常数，催化速率，kon速率，koff速率等)或靶分子(如DNA，RNA，蛋白质，肽或有机化合物)。
在一些实施方案中，高通量样品处理***可以配置为接受各种样品容器，例如多个单管，6孔板，12孔板，24孔板，48孔板，96孔板，192孔板，384孔板，1536孔板或能够容纳任何数量的分离的样品的多孔板。在一些实施方案中，每个样品容器用诸如条形码的独特的标识符来标识。在一些实施方案中，可以例如通过橡胶塞盖住或密封样品容器。
在一些实施方案中，高通量样品处理***可以配置为利用多种样品处理板，包括6孔板，12孔板，24孔板，48孔板，96孔板，192孔板，384孔板，1536孔板或能够容纳任何数量的分离的样品的多孔板。在一些实施方案中，样品处理板的最大孔体积可以是约18微升，约250微升，约1.1毫升，约2.2毫升，约5毫升或约10毫升。在一些实施方案中，每个样品处理板用独特的条形码标识。在一些实施方案中，样品处理板可以在添加样品之前预加载有流体，例如裂解流体，稳定流体，清洗流体，去离子水或乙醇。
在一些实施方案中，样品处理平板的每个样品孔包含可结合样品内的靶分子的亲和珠。例如，可以在抗体，链霉亲合素或阳离子或阴离子部分中包被亲和珠。在一些实施方案中，亲和珠是磁性的。在一些实施方案中，在将样品分配到样品处理板中之前，将亲和珠预先加载到样品处理板中。在一些实施方案中，不将亲和珠预先加载到样品处理板中。
图1提供了高通量样品处理***100的一个实施方案的示意图。将包含意图用于***处理的样品的样品容器放置在样品容器站102中。在一些实施方案中，可以使用机器人臂或其它自动样品转运装置，如带，滑板或抽拉机从贮存将样品容器自动放置在样品容器站中。在一些实施方案中，将样品保护器(guard)104直接布置在样品容器站102上方，将样品容器保持在适当位置。在一些实施方案中，样品保护器104包括多个样品端口106，其足够宽以允许移液管通过，但足够窄以防止样品容器盖或密封件(seal)通过。在一些实施方案中，将样品转移装置108邻近样品容器站102布置，并且包括多个基于注射器的移液管110。当在运行中时，样品转移装置108将基于注射器的移液管110定位在样品端口106上，将基于注射器的移液管110降低通过样品端口106，从而进入样品容器，并且将多个样品吸入基于注射器的移液管110中。在一些实施方案中，基于注射器的移液管110在被下降到样品容器中时穿过样品容器的盖或塞。然后，***可以使用移液管110从样品容器重复地抽取和喷射液体，以混合可能已沉降的样品(例如，血液)。一旦完成混合(如果有的话)，将样品抽取到基于注射器的移液管110中，样品转移装置108然后从样品容器提升基于注射器的移液管110并将样品分配到位于样品处理板加载盆(sample processing plate load tray)114中的样品处理板112中。在一些实施方案中，当从样品容器除去基于注射器的移液管110时，样品保护器106防止基于注射器的移液管110除去样品容器中的盖或塞。机器人臂或其它转运装置，如带，滑板或抽拉机，可以从板存储区域自动地将样品处理板放置到***中。
在一些实施方案中，一旦样品转移装置108将样品分配到样品处理板112中，则在重新使用之前灭菌基于注射器的移液管110。分配到板中的样品的液体水平可以由***例如使用重量，数字成像，超声波，电容或激光水平传输器来确定。如果必要的话，可以调节液体水平。在一些实施方案中，为了对基于注射器的移液管110进行灭菌，样品转移装置108将基于注射器的移液管110降低到清洗站中，所述清洗站包括清洁溶液116，例如漂白剂，过氧化氢，碘或乙醇溶液，并且将清洁溶液116抽吸到基于注射器的移液管110中。在一些实施方案中，抽取的清洁溶液116可以在真空压力下继续通过第一废物导管118，以便在废物管理***120中处置。在其它实施方案中，可以将清洁溶液116沉积到连接到第一废物导管118的废物收集阱(waste collection trap)中，所述废物收集阱在重力作用下流到废物管理***120。类似地，可以在去离子水122中漂洗基于注射器的移液管110，将所述去离子水122吸入基于注射器的移液管110中并且经由第一废物导管118在废物管理***120中处置。一旦被灭菌和漂洗，可以重复使用基于注射器的移液管110来抽吸新样品。
在一些实施方案中，一旦已经将多个样品分配到样品处理板112中，机器人臂124或其它机器人转运装置(如带，滑板或抽拉机)可以取回样品处理板112和将其转运到下一意图的高通量处理***100组件。在一些实施方案中，一旦已从样品处理板加载盘114取出样品处理板112，板加载装置125自动将新的样品处理板112加载到样品处理板加载盘114上。
在一些实施方案中，机器人臂124或其它机器人转运装置(如带，滑板或抽拉机)将样品处理板112转运到样品处理站126。在一些实施方案中，高通量样品处理***100具有相同类型或不同类型的一个或多个样品处理站126。在一些实施方案中，可以将样品处理站126加热，冷却或设置为环境温度。在一些实施方案中，样品处理站126可以提供样品的非接触混合，而在一些实施方案中，样品处理站126可以是静止的。在一些实施方案中，样品处理站126可以提供样品的加热和非接触混合。在一些实施方案中，样品处理站126可以提供样品的冷却和非接触混合两者。在一些实施方案中，样品处理站126可以是轨道摇动器，加热块或制冷块。
在一些实施方案中，机器人臂124或其它机器人转运装置诸如带，滑板或抽拉机将样品处理板112转运到非接触式流体分配装置128。将非接触式流体分配装置128布置成对样品处理板112的每个孔中提供预定量的流体。在一些实施方案中，将非接触式流体分配装置128配置为分配单一类型的流体，而在一些实施方案中，将非接触式流体分配装置128配置为分配两种或更多种类型的流体。例如，在一些实施方案中，将非接触式流体分配装置128配置为分配高盐清洗流体130和洗脱流体132。可以设想可以将非接触式流体分配装置128可以配置成分配任何其它类型的流体，例如但不限于裂解液，醇流体，变性流体，酶流体，作为浆体的磁珠，可以与高盐清洗流体相同或不同的第二清洗流体，和/或去离子水。
在一些实施方案中，机器人臂124或其它机器人转运装置诸如带，滑板或抽拉机将样品处理板112转运到非接触式液体水平传感器***134，其包括多个液体水平传感器136。非接触式液体水平传感器***134检测样品处理板112的每个孔的液体水平并将该数据转运到控制***138。
当流体分配装置用于分配包含磁珠的浆体时，可以使用磁珠再循环泵在分配之前使珠在浆体中保持悬浮，因为如果不连续搅拌珠，则它们可以沉降出来。磁珠再循环泵优选地不包括将吸引磁珠的任何金属触点。在一些实施方案中，使用具有带有所有塑料润湿端口的隔膜泵的连续再循环泵。
在一些实施方案中，机器人臂124或其它机器人转运装置(如带，滑板或抽拉机)将样品处理板112转运到包括多个非接触式流体抽吸器142的非接触式流体抽吸***140。在一些实施方案中，非接触式流体抽吸***140直接紧邻非接触式液体水平传感器***134，使得在将样品处理板112定位到非接触式流体抽吸***140中时测量液体水平。非接触式流体抽吸器142使用抽吸力以同时从样品处理板112中的每个样品孔虹吸(siphon)流体。在一些实施方案中，抽吸力由废物管理***120提供，其也可以经由第二废物导管144接收抽吸的流体。在一些实施方案中，抽吸力足够强以从样品孔吸出流体，而不与样品本身接触。在一些实施方案中，非接触式流体抽吸***140以一定速率将多个非接触式流体抽吸器142降低到样品孔中，以保持相对于样品的足够抽吸力以抽吸流体，但不引起与样品接触。
在样品处理完成时，机器人臂124或其它机器人转运装置(如带，滑板或抽拉机)可将样品处理板112转运到样品输出站146。在一些实施方案中，一旦将样品处理板112转运到样品输出站146，则它可以由技术人员收集。在一些实施方案中，可以将经处理的样品处理板直接转运到分析或最终处理装置148。例如，在一些实施方案中，分析装置148可以是成像仪，光谱仪或刻度。在一些实施方案中，最终处理装置148可以是加热，冷冻，冻干装置。
在一些实施方案中，高通量样品处理***100包括控制***138，用于控制多个同时处理的样品处理板112，接收条形码数据和液体水平测量，或***监测(包括液体水平，真空压力，或温度)。在一些实施方案中，控制***138包括一个或多个微处理器150和非暂时性计算机可读存储介质152。在一些实施方案中，控制***138根据多个样品的位置或状态动态地调度多个样品处理板112。在一些实施方案中，控制***138从高通量样品处理***100的各种组件中的所传输的条形码读数接收多个样品处理板112位置数据。
在一些实施方案中，控制***138控制用于转运样品处理板112的一个或多个机器人机构(例如机器人臂124，抽拉机，滑板或带)。在一些实施方案中，控制***138控制样品分配装置108以将样品分配到样品处理板112中的多个孔中。在一些实施方案中，控制***138同时控制一个或多个非接触式处理站126的温度或混合速度，例如一个或多个非接触式混合装置，加热装置或冷却装置。在一些实施方案中，控制***138通过指示要分配到样品处理板112的孔中的流体的类型和数量来控制非接触式流体分配装置128。在一些实施方案中，控制***138控制非接触式液体水平传感器***134并且通过从非接触式液体水平传感器***134接收数据来计算样品处理板112中的多个孔的液体水平。在一些实施方案中，控制***138控制非接触式流体抽吸***140，并且在一些实施方案中，微处理器可以基于从非接触式液体水平传感器***134接收的数据来控制样品处理板112返回到非接触式流体抽吸***140。在一些实施方案中，控制***138可以控制一个或多个分析或最终处理装置148。在一些实施方案中，控制***138控制废物管理***120。
在一些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质152包括用于运行一个或多个微处理器150或控制***138的指令。在一些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质152包含指令，用于根据高通量样品处理***100内的多个样品处理板112的位置或状态动态调度多个样品处理板112。
控制***还可以控制动态误差恢复(dynamic error recovery)。例如，***可以鉴定***中何时存在错误，并且在为人为干预发出警报之前尝试自我解决问题。例如，***可以鉴定凝块在移液管末端中并且动态地调度此移液管末端的额外冲洗。该***还可以例如增加或减少输送或除去/抽吸的流体的量。
在一些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质152包括用于控制用于转运样品处理板112的一个或多个机器人机构(例如机器人臂124，抽拉机，滑板或带)的指令。在一些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质152包括用于控制样品分配装置108的指令，所述样品分配装置108可从多个样品容器抽取样品并将样品分配到样品处理板112中的多个孔中。在一些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质152包括用于控制用于将流体分配到样品处理板112的孔中的非接触式流体分配装置128的指令。在一些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质150包括用于控制非接触式液体水平传感器***134的指令，所述非接触式液体水平传感器***134可以检测样品处理板112中的多个孔的每个中的液体水平。液体水平可以由***确定，例如使用重量，数字成像，超声波，或激光水平发射器。在一些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质152包括用于控制非接触式流体抽吸***140的指令。在一些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质152包括用于控制废物管理***120的指令。在一些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质152包括用于控制一个或多个分析或最终处理装置148的指令。在一些实施方案中，非暂时性计算机可读存储介质152包括用于同时控制一个或多个样品处理站126的温度或混合速度的指令，例如一个或多个非接触式混合装置，加热装置或冷却装置。
图2提供了流程图，其显示了在运行中以处理样品的高通量样品处理***的一个示例性方法200。样品可以包括单一类型的样品或一种或多种不同类型的样品，包括血液，血浆和/或唾液。***可以根据样品类型动态地控制***处理。在步骤210，技术人员将样品容器中的多个样品输入到高通量样品处理***中。一旦已经将多个样品输入到高通量样品处理***中，则技术人员不需要中断多个样品，直到在步骤290收集样品输出。另外，在一些实施方案中，技术人员可以将更多样品输入到高通量样品处理***中，所述高通量样品处理***是配置为在任何单个样品运行中处理的***，因为高通量样品处理***可以配置为同时处理多个样品处理板。例如，在一些实施方案中，如果高通量样品***配置成在单个样品运行中处理分配到96孔样品处理板中的样品，则***可以配置为允许技术人员加载多于96个样品。
在步骤220，样品分配装置可以同时从多个样品容器中抽取多个样品，并将每个样品分配到样品处理板(如多孔板)中的多个孔中，将每个单独的样品分配到单独的样品孔中。一旦已经将多个样品分配到样品处理板中，可以将样品处理板可以转运到非接触式流体分配装置。在从样品分配装置离开之后，在一些实施方案中，板加载装置可以自动地用新的样品处理板重新加载样品分配装置。
在步骤225，可以使用非接触式加热器来将多个样品加热到期望的温度。
在步骤230，非接触式流体分配装置可以将预定量的流体分配到样品处理板的多个孔中。一旦已经将一定量的流体添加到样品，就可以将样品处理板转运到该方法的下一步骤。
在步骤240，可以处理多个样品到任何数量的非接触处理步骤。在一些实施方案中，多个样品经历非接触混合，非接触加热，非接触冷却或非接触环境温育中的一种或多种。在一些实施方案中，通过一个或多个轨道摇荡器进行非接触混合。一旦完成非接触处理步骤，则在步骤250，可以将样品处理板转运到非接触式液体水平传感器装置。在一些实施方案中，样品处理板可以绕过第一非接触式液体水平感测步骤250，并且在步骤260，直接转运到非接触抽吸装置。
在步骤250，可以在第一非接触式液体水平感测步骤中使用多个非接触式液体水平传感器测量样品处理板中每个孔中的液体水平。在一些实施方案中，多个非接触式液体水平传感器可以将每个样品处理板孔的液体水平传输到控制***。在一些实施方案中，如果液体水平传感器检测到高于预定水位的液体水平，则控制***可以终止***处理或发出警报信号。一旦完成第一非接触式液体水平感测步骤250，可以将样品处理板转运到非接触式流体抽吸装置。
在步骤260，非接触抽吸装置可以从样品中除去流体而不抽出目标分子。在一些实施方案中，多个非接触抽吸装置用于从样品处理板内的多个样品中的每个抽吸流体。在一些实施方案中，如当磁性亲和珠用于接触靶分子时，磁体可用于在样品容器的底部处包含靶分子，同时抽吸装置使用抽吸力从样品顶部牵引液体。在一些实施方案中，抽吸装置不接触样品，但是抽吸力足够强以使流体被牵引到抽吸装置中。然后在步骤270中，使用废物导管将吸出的流体转运到废物管理***。
在步骤270，废物管理***可以处理来自步骤260的抽吸流体以进行适当的液体废物处置。在一些实施方案中，测量液体废物的量，例如通过称量使用刻度收集的液体废物。在一些实施方案中，将一定量的灭菌溶液(例如漂白剂)加入到收集的液体废物以处理废物。可以使用传感器(例如声传感器)监测分配的漂白剂的量，以确保分配正确的体积。在一些实施方案中，允许液体废物和灭菌溶液混合物温育预定的时间段，之后从废物管理***除去它，例如通过排入污水***中。可以监测废物管理***中的一个或多个流体流，以确保负责(account for)所有废物，以便检测***中的错误和/或泄漏。可以例如通过检测流体流的压力，重量和/或体积的传感器来监测这些流体流。
在一些实施方案中，在完成非接触式流体抽吸步骤260之后，第二非接触式液体水平感测步骤280允许多个非接触式液体水平传感器确定样品处理板的每个孔中的液体水平。可以将每个样品孔中的液体水平传输到控制***，其中在一些实施方案中，控制***可以比较在第二非接触液体水平感测步骤280期间每个孔中的液体水平与第一非接触液体水平感测步骤250期间每个孔中的液体水平。两个非接触式液体水平感测步骤期间液体水平之间的差异不足指示非接触式流体抽吸装置可能不正确地起作用，并且控制***可以终止样品处理，发出警报信号，或者在步骤260将样品重新部署(redeploy)到非接触流体抽吸装置用于另外的流体抽吸。
在一些实施方案中，在第二非接触式液体水平感测步骤280之后，在步骤230，可以将样品转运回到非接触式流体分配***，以进行迭代处理(iterative processing)。在一些实施方案中，迭代处理循环可以执行一次或多次，并且可以由控制***控制。在每个迭代循环，非接触式流体分配***可以分配与先前分配的流体相同或不同的流体。类似地，在每个迭代循环，非接触处理步骤240可以包括相同或不同的非接触处理。例如，可以首先在步骤230通过非接触式流体分配***用裂解流体处理样品，并在步骤240在第一次迭代中使用加热的非接触式混合器加热和混合，然后在步骤230中用清洗流体处理样品并在第二次迭代中使用冷却非接触混合器在步骤240冷却和混合。在一些实施方案中，为了确保非接触抽吸装置的正确功能并避免样品处理板孔的无意的过度填充(overfilling)，可以在每个迭代期间在步骤250和280中确定样品孔的液体水平，并将其转运到控制***。
在一些实施方案中，在最后的非接触式液体水平感测步骤280之后，在步骤290中使样品输出变得可用。在一些实施方案中，最终非接触式液体水平感测步骤是步骤250而不是步骤280，例如当进一步的流体抽吸不必要时在迭代处理后。在此类实施方案中，在完成非接触式液体水平感测步骤250之后，可以在步骤290将样品处理板转运到样品输出。在一些实施方案中，使样品输出对技术人员可用于收集或进一步处理。在一些实施方案中，将样品输出自动转移到另一个机器人站或***用于进一步处理。在一些实施方案中，进一步的处理包括冷冻，冻干，测定和/或成像。在一些实施方案中，可以将样品转移到磁性站处的另一个盘，以在进一步处理之前将样品与任何磁珠分离。
高通量样品处理***100的步骤可以由控制***进行动态地调度，以确保正确的处理顺序并协调多个同时处理的样品处理板。在一些实施方案中，可以同时处理1个或多个，2个或更多个，3个或更多个，4个或更多个，5个或更多个，6个或更多个，7个或更多个，8个或更多个，9个或更多个或10个或更多个样品处理板。在一些实施方案中，例如，在步骤240，第一样品处理板可以经历非接触式混合，而在步骤230，第二样品处理板从非接触式流体分配***接收流体。在一些实施方案中，在步骤240，第一样品处理板可以在没有进一步的迭代处理步骤的情况下经历非接触混合，而在步骤240，第二样品处理板在附加迭代处理步骤的情况下通过单独的非接触混合器同时进行非接触混合，然后输出样品。
在一些实施方案中，样品分配***装置，非接触式流体分配装置，非接触式处理站，非接触式液体水平传感器***，非接触式流体抽吸器或样品输出站中的一个或多个包括条形码扫描器，其配置为读取样品容器或样品处理板上的条形码以向所述样品容器或样品处理板分配位置，并将该位置传输到控制***。在一些实施方案中，控制***然后可以记录(log)每个样品容器或样品处理板的位置，启动的处理步骤或完成的处理步骤，并基于其位置和先前完成的处理步骤确定每个样品或样品处理板的下一方法步骤。因此，控制***能够平衡每个同时处理的样品和样品处理板的步骤。
在一些实施方案中，可以在相同的处理步骤同时处理两个或更多个样品处理板，尽管样品处理板可以经历相同处理步骤的不同迭代。例如，当调度第二处理板开始非接触处理步骤(例如非接触式混合)时，第一处理板可以经历非接触处理步骤，例如非接触混合。在一些实施方案中，控制***能够通过确定第一处理板在第一非接触式处理站的位置并控制机器人臂，带，滑板或抽拉机以将第二处理板转运到第二非接触式处理站，来平衡非接触式处理步骤。因此，控制***可以调度多个样品处理板，使得将样品处理板转运到空位置而不是被占据的位置。
通过动态平衡多个样品处理板，高通量样品处理***可以已经在显著减少的废物和较小的***占据面积(system footprint)的情况下显著增加通量。在一些实施方案中，高通量样品处理***可以处理每天超过约480个样品，每天超过约960个样品，每天超过约1440个样品，每天超过约1920个样品，每天超过约2100个样品或每天超过约2580个样品。
样品分配装置
样品分配装置可以将多个样品从多个样品容器转运到样品处理板的多个孔。然后，分配的样品可以继续由高通量样品处理***处理，而将另外的样品分配到新的样品处理板中。在一些实施方案中，样品分配装置包括样品转移装置，一个或多个基于注射器的移液管(和/或其它分配装置，如蠕动泵，离心泵，微环状泵(microannuler pump)等)，样品保护器和清洗站。在一些实施方案中，样品分配装置包括板加载装置以重新加载样品处理板。在一些实施方案中，样品分配装置包括条形码扫描器。
图3显示了样品分配装置300的一个实施方案。在一些实施方案中，将输入的样品容器302放置在样品容器盘304中。输入的样品容器包括单独的管，其可以加盖或密封，例如在一些实施方案中，通过橡胶塞306。在一些实施方案中，样品在样品容器内处于真空压力下。在一些实施方案中，在每个样品容器302上提供条形码308，其可以由条形码扫描器扫描。在一些实施方案中，条形码扫描器配置成扫描样品处理板310上的条形码，扫描多个样品容器上的条形码，并且将样品处理板310中的样品孔位置分配给每个样品。可以将条形码放置在容器302上的任何位置，例如在容器302的侧面或底部。可以使用各种不同的条形码，包括一维和二维条形码。在一些实施方案中，条形码扫描器将每个样品的样品孔位置转运到控制***。一旦由样品分配装置300分配到样品处理板310中，这允许控制***记录和监测每个样品的位置。在一些实施方案中，***中的样品的顺序可能不要紧，因为针对数据库检查样品条形码，这允许***知道样品的类型(唾液，血浆等)，要运行的样品测定的类型，以及样品在***中的位置。
在一些实施方案中，样品分配装置300包括配置有多个基于注射器的移液管314的样品转移装置312。在一些实施方案中，样品转移装置控制活塞，所述活塞在抽吸时允许基于注射器的移液管314抽吸样品。在一些实施方案中，样品转移装置可以将多个基于注射器的移液管314降低到样品容器302中以存取(access)样品。在一些实施方案中，基于注射器的移液管314刺穿样品容器盖或密封件306以访问样品。样品转移装置312可以启动基于注射器的移液管314，其将样品抽吸入移液管中，随后移液管可以从样品容器302中升出。
在一些实施方案中，可以将样品保护器316放置在样品容器上，以防止样品容器盖或密封件306被移出，期间通过样品转移装置312提高基于注射器的移液管314。在一些实施方案中，样品保护器316具有开口，其足够大以允许移液管通过，但不能大到允许样品容器盖或密封件306移位。在一些实施方案中，***操作者可以容易地交换样品保护器316以容纳不同尺寸的样品容器。例如，在一些配置中，样品保护器316设计成容纳宽的样品容器302，如通常用于唾液收集的样品容器，而在其它配置中，样品保护器设计成容纳较窄的样品容器302，如通常用于血液收集的。容易更换样品保护器316增加了高通量样品处理***的通用性，允许其容纳多种输入样品容器302。
一旦样品转移装置312已经从样品容器中抽取样品，样品转移装置312就可以将样品分配到样品处理板310内的限定位置。在一些实施方案中，在添加样品前对样品处理板预加载诸如裂解流体，稳定流体，清洗流体，去离子水或乙醇溶液的流体。在一些实施方案中，取样的分配装置可以将分配的样品与预加载的流体混合，例如通过抽吸和再分配混合物。
先前的样品处理***提供一次性移液管以分配样品，导致相当大的固体废物。在高通量样品处理***的一些实施方案中，基于注射器的移液管314是可重复使用的。在一些实施方案中，在样品转移装置312已经将样品分配到样品处理板中之后，在清洗站318处自动清洗基于注射器的移液管314。在一些实施方案中，清洗站可包括清洁溶液320和去离子水322。优选地，清洁溶液320是漂白剂溶液，然而可以使用可以清洁或灭菌移液管的任何溶液，包括过氧化氢，碘或醇溶液。可以在废物容器324中处置用于清洁基于注射器的吸移管的溶液，所述废物容器324与废物管理***以流体连接。
在一些实施方案中，样品分配装置300可以配置为利用任何类型的多孔样品处理板310。一旦样品分配装置已经完成在样品处理板310上分配样品，则可以转运加载的样品处理板到下一步处理步骤。在一些实施方案中，板加载装置326可以用新的样品处理板310自动重新加载样品分配装置。
图4显示了运行样品分配装置的一个示例性方法。在步骤405，实验室技术人员，机器人臂或其它自动化加载装置将多个样品容器加载到样品分配***的输入站中。在一些实施方案中，可以将样品保护器放置在多个样品容器上，以防止样品容器密封件或盖的移位。
在步骤410，条形码扫描器扫描样品处理板上的条形码，扫描多个样品容器中的第一样品容器上的条形码，并将样品分配给样品处理板上的样品孔。然后将样品位置传输到控制***。
在步骤415，将基于注射器的移液管下降到样品容器中，并且在一些实施方案中，刺过样品容器盖或密封件。在一些实施方案中，将多个基于注射器的移液管同时下降到多个样品容器中。
在步骤420，样品转移装置在注射器中拉动注射器柱塞，将预定量的样品从样品容器抽吸到移液管中。在一些实施方案中，将多个样品同时抽吸到多个移液管中。在一些实施方案中，在将样品抽吸到移液管中前混合样品。例如，由于沉积可能需要混合血液样品。可以使用移液管混合样品，例如通过使用移液管反复抽取和喷射样品的部分。在一些实施方案中，使用定轨振荡器或其它非接触混合装置混合样品容器。在一些实施方案中，抽取的样品为约25微升或更少，约50微升或更少，约100微升或更少，约150微升或更少，约275微升或更少，约500微升或更少，或约1000微升或更少。在一些实施方案中，抽取的样品大于约1000微升。
在步骤425，将加载有样品(或多个样品)的移液管(或多个移液管)从样品容器中提升。在一些实施方案中，样品保护器防止基于注射器的移液管移出样品容器盖或密封件。
在步骤430，根据在步骤410中指定的位置将样品(或多个样品)分配到样品处理板中。在一些实施方案中，例如，在样品处理板预加载流体的情况下，可以通过将样品抽吸回到移液管中并将样品重新分配至相同的样品孔位置一次或多次来混合样品。在一些实施方案中，使用轨道摇床或其它非接触混合装置混合样品。在分配样品之后，可以冲洗移液管。
在步骤435，将移液管下降到清洁溶液中，例如漂白剂，过氧化氢，碘或乙醇溶液，并将清洁溶液抽吸到移液管中。
在步骤440，将清洁溶液分配到废物容器中，所述废物容器通过废物导管与废物管理***以流体连接。在一些实施方案中，使用单个废物容器。在一些实施方案中，分配的清洁溶液在重力或抽吸力下流到废物管理***。在一些实施方案中，将步骤435和440重复一次或多次。
在步骤450，通过例如将去离子水吸入移液管中，然后将流体分配到废物容器中来冲洗移液管尖端，所述废物容器通过废物导管与废物管理***以流体偶联。在一些实施方案中，分配的去离子水在重力或抽吸力下流到废物管理***。在一些实施方案中，将步骤450重复一次或多次。在一些实施方案中，在步骤450之后，样品分配装置可以通过返回步骤410继续将额外的样品加载到样品处理板上。如果样品处理板完全加载有样品或者额外的样品不可用于加载，则样品分配装置进行到步骤455。
在一些实施方案中，在步骤455，机器人臂，带，滑板或抽拉机可以从样品分配装置除去样品处理板。在一些实施方案中，样品处理板可以进行到高通量样品处理***中的随后步骤，例如非接触处理步骤，非接触流体抽吸步骤或非接触流体分配步骤。
在一些实施方案中，在步骤460，一旦从样品分配装置除去样品处理板，板加载装置自动地将新的样品处理板加载到样品分配装置中。
该过程允许样品分配装置将样品从样品容器转移到样品处理板，期间消除固体废物。此外，该过程允许将位置分配给每个样品，使得控制***可以监测通过***的样品进展。
非接触式流体分配装置
在高通量样品处理***运行期间，非接触式流体分配装置可以将流体分配到样品处理板的多个孔中，而不接触已经在孔中的流体。在一些实施方案中，分配的流体量由控制***控制，并且可以由控制***响应较早的液体水平确定而预先确定或确定。在一些实施方案中，非接触式流体分配装置包括条形码扫描器，其可读取样品处理板上的条形码并将样品处理板的位置传输到控制***。在一些实施方案中，在该过程中的这一点可以不使用条形码扫描器，因为一旦***最初扫描样品，***就可以在没有进一步扫描的情况下确定每个样品的位置。非接触式流体分配装置可以基于例如要使用的测定和/或提取方法分配流体。
图5显示了非接触式流体分配装置500的一个实施方案。在一些实施方案中，非接触式流体分配装置500配置有一个或多个流体分配喷嘴502，以将流体分配到样品处理板504上的多个孔中。在一些实施方案中，可以移动样品处理板504以允许板孔例如通过使用抽拉机或滑板直接布置在流体分配喷嘴502下方，而在一些实施方案中，可移动流体分配喷嘴以允许流体分配喷嘴502直接布置在样品处理板504的孔上方。在一些实施方案中，样品处理板504的多个孔同时接收流体，而在一些实施方案中，样品处理板的孔顺序接收流体。
在一些实施方案中，非接触式流体分配***500包括在流体被分配时布置在样品处理板下方的排水盘(drainage tray)506，这允许收集可能意外地从样品孔溢出的任何流体。在一些实施方案中，排水盘506包括与废物管理导管510以流体连接的废物收集槽(waste collection groove)508，其通向废物管理***。溢出的样品以及来自可能包括生物危害废物的分配管线的启动和清洗的废物然后可以由废物管理***安全地处置，而不需要对流体分配***500进行大量净化(cleanup)。
在一些实施方案中，非接触式流体分配***可以配置成分配一种或多种不同类型的流体。在一些实施方案中，非接触式流体分配***可以包括流体阀512。流体阀配置成允许从一个或多个流体储存器514和516牵引液体。流体储存器可以包括多种流体，例如，清洗液，试剂，漂洗物等。可以在分配之前预混合流体。可以根据***中使用的体积和来源流体的体积可缩放(scalable)流体储存器。这些储存器的可缩放性(scalability)帮助允许在运行期间***的无陪伴运行(unattended operation)。
在一些实施方案中，泵518可以从储存器514或516抽取流体，以经由流体连接的喷嘴502将确定或预定量的流体分配到样品处理504板的孔中。在一些实施方案中，两个或更多个泵518从两个或更多个不同的储存器514和516抽取并且仅在流体被流体混合器512混合之后才经由喷嘴分配流体。在一些实施方案中，混合流体的比例由流体被单独流体泵518抽吸的速率控制。在一些实施方案中，可以在***中包括阀，以允许流体泵518从多个流体储存器514和516中抽吸和分配液体。
非接触式处理站
先前已知的样品处理***通过用一次性移液管尖端重复抽吸和分配样品或者用置于样品内的一次性杆(rod)或磁力搅拌棒搅拌来处理或混合样品。使用这些接触手段(contacting means)处理样品导致必须适当地处置和/或处理的大量固体废物。因此，如本文中描述，高通量样品处理***的一些实施方案使用一个或多个非接触式处理站来混合或以其它方式处理样品。非接触处理步骤，如非接触式混合，不使用磁搅拌棒，一次性杆，或重复的抽吸和溶液分配以混合处理样品。与先前已知的样品处理***相比，处理样品的这种非接触方法导致废物的显著减少。
在一些实施方案中，非接触式处理站可以包括非接触式混合器，水浴，非接触式加热器，非接触式冷却器，或非接触式环境培养箱。在一些实施方案中，非接触式处理站可包括两个或更多个功能元件，如加热的非接触混合或冷冻非接触混合。在一些实施方案中，非接触式处理站包括条形码扫描器，其可以扫描由样品处理板提供的条形码并将单个样品处理板的位置输送到控制***。
在一些实施方案中，非接触式混合器是轨道摇动器(如高速轨道摇动器)。在一些实施方案中，样品处理板配合到嵌套(nest)中以将板固定在非接触式混合器上。在一些实施方案中，非接触混合器以约50转/分钟(rpm)或更多，约250rpm或更多，约500rpm或更多，约1000rpm或更多，约2000rpm或更多，或约3000rpm或更多旋转。
在一些实施方案中，可以使用加热块(如干块加热器(dry block heater)或加热水浴)将非接触式处理站加热至约25℃或更多，约30℃或更多，37℃或更多，约45℃或更多，约65℃或更多，或约95℃或更多。在一些实施方案中，可以使用冷却块(如干块冷冻器或冰浴)将非接触式处理站冷却至约25℃或更小，约20℃或更小，约15℃或更小，约5℃或更小，约0℃或更小，或约-5℃或更小，或约-20℃或更小的温度。在一些实施方案中，非接触式处理站包括温度计，并且在一些实施方案中，非接触式处理站将温度或旋转速度传输到控制***。
在一些实施方案中，非接触式处理站可提供混合和加热两者或混合和冷却两者。例如，非接触式处理站可以是热摇动器。
在一些实施方案中，高通量样品处理***包括一个或多个非接触式处理站。在一些实施方案中，高通量样品处理***包括两个或更多个，三个或更多个，或四个或更多个非接触式处理站。在运行中的高通量样品处理***的一些实施方案中，非接触样品处理步骤比其它处理步骤更长的步骤。例如，在一些实施方案中，非接触样品处理步骤比样品分配步骤，非接触式流体分配步骤，非接触式液体水平感测步骤或非接触式流体抽吸步骤长。
为了防止样品处理板的积压(backlog)，在高通量样品处理***的一些实施方案中，平行操作多个非接触样品处理站。例如，在高通量样品处理***运行期间的某些时间段，第一样品处理板在第一非接触样品处理站进行非接触式样品处理，而第二样品处理板在第二非接触样品处理站进行非接触式样品处理。此外，在高通量样品处理***运行期间的某些时间段，第一样品处理板在第一非接触样品处理站进行非接触式样品处理，而第二非接触样品处理站空闲(idle)，并等待第二样品处理板的加载。
图6显示了具有多个非接触式处理站的高通量样品处理***600的一个实施方案。在一些实施方案中，高通量样品处理***600包括样品分配装置602，非接触式流体分配装置604，非接触式液体水平传感***606，非接触式流体抽吸器608，机器人臂610，输出站612，以及多个非接触式处理站614,616、618、620、622、和624。在一些实施方案中，多个非接触式处理站可以是相同或不同类型的。例如，在一些实施方案中，非接触式处理站614、616和618可以是非接触式混合器，如轨道摇动器。在一些实施方案中，非接触式处理站620、622和624可以是非接触式加热器或培养箱。在一些实施方案中，一个或多个非接触处理站可以是或包括用于分离磁珠的磁体站。在一些实施方案中，平行操作非接触式处理站614、616、618、620、622和624，同时处理多个样品处理板。
图7是控制***的一个实施方案的流程图，所述控制***动态选择非接触式处理站，用于通过具有多种不同类型的非接触式处理站的高通量样品处理***处理样品处理板。在步骤710，控制***确定将使用非接触式处理站的类型来处理样品处理板。例如，在一些实施方案中，控制***确定非接触混合站将处理样品处理板。在一些实施方案中，控制***确定非接触加热站将处理样品处理板。在一些实施方案中，控制***确定非接触式冷却站将处理样品处理板。在一些实施方案中，控制***确定非接触式加热-混合站将处理样品处理板。在一些实施方案中，控制***确定非接触冷却-混合站将处理样品处理板。
在步骤720，控制***将确定所选类型的第一非接触式处理站是否可用于处理样品处理板。如果所选类型的第一非接触式处理站是可用的(即，在控制***做出确定时它不处理不同的样品处理板)，则控制***将激活用于转运样品处理板到所选类型的第一非接触式处理站的机构，例如通过激活机器人臂，滑板，抽拉机或带。如果所选类型的第一非接触式处理站不可用(即，其在控制***做出确定时正在处理不同的样品处理平台)，则在一些实施方案中，控制***将进行到步骤730。
在一些实施方案中，在步骤730，控制***将确定所选类型的第二非接触式处理站是否可用于处理样品处理板。如果所选类型的第二非接触式处理站可用，则控制***将激活用于将样品处理板转运到所选类型的第二非接触式处理站的机构。如果所选类型的第二非接触式处理站不可用，则在一些实施方案中，控制***将进行到步骤740。
在一些实施方案中，在步骤740，控制***将确定所选类型的第三非接触式处理站是否可用于处理样品处理板。如果所选择类型的第三非接触式处理站可用，则控制***将激活用于将样品处理板转运到所选类型的第三非接触式处理站的机构。
在一些实施方案中，如果所选类型的第三非接触式处理站不可用(或者没有所选类型的非接触式处理站可用)，则控制***可以在步骤750将样品处理板转移到等待嵌套直到另一个处理站可用。
非接触式液体水平传感器***
在一些实施方案中，非接触式液体水平传感器***包括一个或多个非接触式液体水平传感器。在一些实施方案中，非接触式液体水平传感器可用于确定样品处理板的孔中的液体量。在一些实施方案中，可以在高通量样品处理***中使用非接触式液体水平传感器阵列，以同时确定样品处理板中的多个孔的液体水平。在一些实施方案中，液体水平被测量为孔内液体的体积，距传感器的近似弯月面(meniscus)距离，距孔顶部的近似弯月面距离或者距孔底部的近似弯月面距离。在一些实施方案中，孔内的液体水平的了解对于***监测是重要的，以确保非接触式流体分配***在分配期望的流体体积，并且非接触式抽吸***正在抽吸期望的流体体积。这可以帮助最小化孔溢流并确保一致性。
可以以多种方式确定液体水平，例如，使用重量，数字成像，超声波或激光水平传输器。在一些实施方案中，使用声纳或声波(例如超声波)测量液体水平。图8显示了非接触式液体水平传感器的单个传感器的一个实施方案。传感器800包括配置为传输超声波的扬声器810和配置为接收超声波的传声器820。由扬声器810传输的超声波可以反射样品弯液面830并且由传声器820接收。在一些实施方案中，将信号传输到放大器。样品孔的液体水平可以通过超声波的传输和接收时间之间的差来确定。
在一些实施方案中，传感器具有与样品孔的直径大约相同尺寸的直径。在一些实施方案中，传感器具有约20mm或更小，约15mm或更小，约9mm或更小，约7mm或更小，或约5mm或更小，或约2mm或更小的直径。在一些实施方案中，扬声器传输约20kHz或更大，约50kHz或更大，约150kHz或更大，约350kHz或更大，或约500kHz或更大的声波。在一些实施方案中，传感器具有约50微米或更小，约30微米或更小，约20微米或更小，约10微米或更小，或约5微米或更小的分辨率。在一些实施方案中，传感器可精确地测量小于约5mm远或更近，约10mm远或更近，约25mm远或更近，约50mm远或更近，约100mm远或更近，约150mm远或更近，或约250mm远或更近的弯月面距离。在一些实施方案中，可以以小于约30秒/次读数，小于约15秒/读数，小于约10秒/读数，小于约5秒/读数，小于约2秒，或小于约1秒/读数测定液体水平。
非接触式流体抽吸器
在高通量样品处理***的一些实施方案中，非接触式流体抽吸器可用于从样品处理板的多个孔中抽吸流体。在一些实施方案中，非接触式流体抽吸器包括一个或多个抽吸喷嘴和流体连接到废物管理***的液体废物导管。在一些实施方案中，非接触式流体抽吸器还可以包括用于降低抽吸喷嘴的装置，用于升高样品处理板的装置或磁性基底。在一些实施方案中，非接触式流体抽吸器可以连接到非接触液体水平传感器，其配置成允许在非接触流体抽吸步骤之前，期间或之后确定样品处理板的样品孔的液体水平。
在一些实施方案中，抽吸力允许一个或多个流体抽吸喷嘴抽取容纳在样品处理板的多个孔内的流体。在一些实施方案中，真空，鼓风机(blower)或废物管理***可提供抽吸力。在一些实施方案中，抽吸力相对于环境小于约-10mmHg，相对于环境小于约-15mmHg，相对于环境小于约-20mmHg或相对于环境小于约-30mmHg。在一些实施方案中，流体通过废物管理管道行进到废物管理***，在那里可以处理和处置它。在一些实施方案中，抽吸力足够强以从样品的弯月面拉动液体，而不与任何保留的样品接触。在一些实施方案中，通过装置将流体抽吸喷嘴降低到样品孔中，以维持与流体抽吸喷嘴的尖端和多个样品的弯液面的近似相等的距离。在一些实施方案中，通过装置朝固定的流体抽吸喷嘴升高样品处理板，以维持与流体抽吸喷嘴的尖端和多个样品的弯液面的近似相等的距离。
在一些实施方案中，如当磁性亲和珠用于结合靶分子时，样品处理板可以位于磁性基底上。磁性基底迫使磁性亲和珠到样品孔的底部，从而避免流体抽吸喷嘴的吸力。这基本上防止了在非接触流体抽吸步骤期间的样品损失，因为它降低了亲和珠将无意地从样品孔吸出的可能性。
在一些实施方案中，非接触式流体抽吸器包括条形码扫描器，其可以扫描由样品处理板提供的条形码并将单独的样品处理板的位置传输到控制***。
图9显示了非接触式流体抽吸器的一个实施方案。将样品处理板902放置在抽吸盘904上。在一些实施方案中，抽吸盘904用于在高通量样品处理***的一个或多个部件之间转运样品处理板902。在一些实施方案中，仅在非接触式流体抽吸器的运行期间将样品处理板902放置在抽吸盘904上。在一些实施方案中，抽吸盘904包括磁体。在一些实施方案中，抽吸盘904磁体提供磁力以在流体抽吸期间保持布置在样品处理板902的多个孔内的磁珠。在一些实施方案中，这有助于防止在流体抽吸期间样品损失或亲和珠损失。
在一些实施方案中，非接触式流体抽吸器包括多个抽吸喷嘴906。在一些实施方案中，非接触式流体抽吸器包括与样品处理板902中的样品孔一样多的抽吸喷嘴906。非接触式流体抽吸器包括比样品处理板902中的样品孔的数量更少的抽吸喷嘴906。在一些实施方案中，非接触式流体抽吸器包括与样品处理板902的单列或单行中的孔一样多的抽吸喷嘴906。在一些实施方案中，抽吸喷嘴以流体连接到喷嘴阵列908。
在一些实施方案中，抽吸废物管道910将喷嘴阵列908与真空源912(例如废物管理***)以流体连接。在一些实施方案中，真空源912提供压力梯度，允许液体流过抽吸喷嘴906，喷嘴阵列908和抽吸废物导管910。在一些实施方案中，真空源912提供足够强的真空，使得抽吸喷嘴906可以从样品处理板902中的样品孔虹吸流体，而不横穿样品弯液面。
在一些实施方案中，抽吸喷嘴906维持与样品弯月面的距离，使得从样品连续抽吸流体，直到抽吸预定量的流体。在一些实施方案中，将抽吸喷嘴906降低到样品处理板902的样品孔中，以在流体被抽吸时维持与样品弯液面的适当距离。在一些实施方案中，随着流体被抽吸，将样品处理板902升高(例如通过升高抽吸盘904)以维持样品弯液面和抽吸喷嘴906之间的适当距离。
废物管理***
在一些实施方案中，来自高通量样品处理***的液体废物经由一个或多个废物管道转运到废物管理***，在那里可以处理和处置它。在一些实施方案中，废物管道包括抗腐蚀性材料(corrosive-resistant material)，如聚四氟乙烯。在一些实施方案中，液体废物可以是从样品分配装置中的清洗移液管尖端产生的，来自非接触式流体抽吸器的抽吸流体，可能出现的样品处理期间的任何溢出流体(例如样品处理板孔的溢流)或来自泵引发的流体。在一些实施方案中，废物管理***可以处理和处置每天超过约10升的液体废物，每天超过约20升的液体废物，每天超过约40升的液体废物，每天超过约60升的液体废物，每天超过100升液体，每天超过200升液体，每天超过500升液体，或每天超过1000升液体。
图10显示了可以与高通量样品处理***一起使用的废物管理***1000的一个实施方案。在一些实施方案中，废物可以由废物管理***1000使用重力或抽吸力收集。在一些实施方案中，来自非接触式流体抽吸器1002的液体废物使用由抽吸源1004(如真空或鼓风机)提供的抽吸力流入废物管理***1000。在一些实施方案中，抽吸源1004提供相对于环境(ambient)小于约-10mmHg，相对于环境小于约-15mmHg，相对于环境小于约-20mmHg或相对于环境小于约-30mmHg的压力。在一些实施方案中，来自样品分配装置1006或废物溢流排放盘1088的液体废物可以流入重力废物收集容器1010。在一些实施方案中，阀1012可以通过控制***打开，以允许液体废物在抽吸力下从重力废物收集容器1010流到废物管理***1000的其它部件。优选地，在高通量样品处理***的正常运行期间，阀1012保持关闭以为非接触式流体抽吸器1002提供最佳抽吸力，根据需要打开以清空重力废物收集容器1010。
在一些实施方案中，来自高通量样品处理***的液体废物流入第一液体废物罐1014或第二液体废物罐1016中。在一些实施方案中，废物管理***1000可具有多于两个液体废物罐，而在其它实施方案中，废物管理***1000可以仅具有一个液体废物罐。第一流量阀(flow valve)1018和第二流量阀1020交替打开(使得当第二流量阀1020关闭时第一流量阀1018打开，并且当第二流量阀1020打开时第一流量阀1018关闭)，从而允许液体废物在任何给定时间仅流入一个液体废物罐。在一些实施方案中，第一液体废物罐1014和第二液体废物罐1016流体连接到溢流罐(overflow tank)1022，其以流体连接到抽吸源1004。在一些实施方案中，第一溢流阀1024将第一液体废物罐1014与溢流罐1022分开，并且第二溢流阀1026将第二液体废物罐1016与溢流罐1022分开。第一溢流阀1024配置为当第一流量阀1018打开时打开，并且当第一流量阀1018关闭时关闭。类似地，第二溢流阀1026配置成当第二流量阀1020打开时打开，而当第二流量阀1020关闭时关闭。这种配置允许由抽吸源1004产生的抽吸力将液体废物牵引到液体废物罐1014或1016中，并且在溢流的情况下，到溢流罐1022中。在一些实施方案中，释放阀1028和1030可以布置在第一液体废物罐1014和第二液体废物罐1016上，并且可以配置为例如在液体废物罐溢出或压力下降得低于预定压力时打开。溢流罐也可以例如用作真空压载(vacuum ballast)以在运行期间维持废物***中的真空。在一些实施方案中，释放阀1028和1030由控制***控制。
在一些实施方案中，灭菌溶液罐1032包括灭菌溶液，例如漂白剂，过氧化氢或碘溶液，并且流体连接到第一液体废物罐1014和第二液体废物罐1016。一旦液体废物罐1014或1016处于预定容量，可以关闭流量阀1018或1020和溢流阀1026或1026，并且可以打开灭菌溶液阀1034或1036。灭菌溶液泵1038可以将适量的灭菌溶液从灭菌溶液罐1032泵送到液体废物罐1014或1016中。在一些实施方案中，在测定液体废物罐1014或1016中的液体废物的重量后，由控制器确定泵送到液体废物罐1014或1016中的灭菌溶液的量。在一些实施方案中，可以确定包括液体废物罐1014或1016，重力废物收集容器1010，溢流罐1022或灭菌溶液罐1032的任何罐中的液体的量。可以使用多种传感器来测定废物管理***中的流体量。传感器可以包括例如声传感器，重量传感器，压力传感器等。在一些实施方案中，刻度可以用于测定多少流体已经从高通量样品处理***流入废物管理***1000。实施方案中，刻度可以确定通过流动到液体废物容器1014或1016的非接触式流体抽吸器从样品处理板中的多个孔中吸出了多少流体。刻度可用于确定在真空下除去的流体的量。在一些实施方案中，监测行进通过***的流体的量，例如，以确定***中是否存在泄漏或错误。刻度和/或其它传感器可以用于废物管理***中不在真空，例如声学压力下的废物和液体。
可以包括一系列阀以确保真空的适当运行。在一些实施方案中，使用重力除去废物。在一些实施方案中，废物管理***将从多个孔中除去的流体与废物容器中的漂白剂混合并温育混合物。在一些实施方案中，废物管理***包括用于确定从多个孔中除去的流体的量的一个或多个传感器。这些传感器可以包括例如声传感器，重量传感器，压力传感器等。在一些实施方案中，废物管理***包括一个或多个刻度，用于使用真空确定从多个孔中除去的流体的量。
在一些实施方案中，在已经将灭菌溶液注射到液体废物罐1014或1016中后，将液体废物温育预定的时间段，允许任何生物危害物质的中和。在一些实施方案中，液体废物温育5分钟或更多，15分钟或更多，30分钟或更多，60分钟或更多，或120分钟或更多，或180分钟或更多。在液体废物温育之后，打开排放阀1040或1042，允许废物从废物管理***1000排入合适的位置，例如容纳罐(holding tank)或污水***1044。在一些实施方案中，可打开释放阀1028或1030或排放泵1046可从液体废物罐1014或1016泵送液体以加速液体的排出。在一些实施方案中，经处理的液体废物在污水管道中处置。
在一些实施方案中，控制***监测液体废物罐1014或1016，重力废物收集容器1010，溢流罐1022或灭菌溶液罐1032的体积。在一些实施方案中，控制***监测灭菌溶液泵或排放泵1046的流动水平。在一些实施方案中，控制***监测废物管理***1000内的压力。在一些实施方案中，如果任何体积，泵流动水平或压力高于预定值或低于预定值，则控制***可以发出警报或终止高通量样品处理***运行。
通过包括废物管理***，高通量样品处理***可以连续地处理和处置由***使用产生的液体废物。废物管理***增加了工作人员的安全，因为与液体废物接触的可能性降低。此外，允许连续处理和处置废物降低了液体废物收集和场外(off-site)处置的费用，提供了比先前已知的样品处理方法更成本有效的***，并允许***的无陪伴运行。
示例性实施方案
通过以下实施方案进一步描述本发明。
实施方案1。在一个实施方案中，高通量样品处理***包含：样品分配装置，用于从多个样品容器抽取多个样品并且用于将每个样品分配到包括多个孔的样品处理板的孔中，其中将每个样品分配到不同孔中；流体分配装置，用于将流体分配到所述样品处理板的所述多个孔中；多个液体水平传感器，用于检测所述样品处理板的所述多个孔的每个中的液体水平；多个抽吸器，用于从所述样品处理板的所述多个孔中除去流体；多个处理站，用于同时处理多个样品处理板；废物管理***，用于管理从所述多个孔中除去的流体；和控制***，用于同时控制所述高通量样品处理***内的多个板的处理。
实施方案2。在实施方案1或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述控制***根据所述***中其它板的位置或状态动态控制板的处理。
实施方案3。在实施方案1、2或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述高通量样品处理***包含一个或多个磁性站。
实施方案4。在实施方案1-3或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述流体分配装置是非接触式的。
实施方案5。在实施方案1-4或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述液体水平传感器是非接触式的。
实施方案6。在实施方案1-5或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述处理站是非接触式的。
实施方案7。在实施方案1-6或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述高通量样品包含板加载装置，用于将额外的板自动加载到样品分配装置中。
实施方案8。在实施方案1-7或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，样品包含血液、唾液和/或血浆。
实施方案9。在实施方案1-8或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，高通量样品使用磁珠从多个样品提取DNA。
实施方案10。在实施方案1-9或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，样品分配装置包含多个基于注射器的移液管。
实施方案11。在实施方案1-10或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，样品分配装置包含多个可重复使用的基于注射器的移液管。
实施方案12。在实施方案10、11或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，样品分配装置包含清洗站，用于自动清洗可重复使用的移液管尖端。
实施方案13。在实施方案12或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，清洗站包含漂白剂溶液。
实施方案14。在实施方案1-13或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，样品溶液是密封的，并且所述移液管配置成经过所述容器的密封件抽吸所述多个样品。
实施方案15。在实施方案1-14或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述液体水平传感器包括一个或多个声传感器。
实施方案16。在实施方案1-15或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述废物管理***将从所述多个孔中除去的流体沉积到废物容器中。
实施方案17。在实施方案16或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述废物容器在真空下运行。
实施方案18。在实施方案1-17或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述废物管理***将从所述多个孔除去的流体与所述废物容器中的漂白剂混合并温育所述混合物。
实施方案19。在实施方案1-18或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述废物管理***包含一个或多个刻度，用于确定从所述多个孔中除去的流体的量。
实施方案20。在实施方案1-19或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述多个处理站包含一个或多个混合装置。
实施方案21。在实施方案20或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述一个或多个混合装置包含一个或多个轨道摇荡器。
实施方案22。在实施方案1-21或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述多个处理站包含一个或多个加热或冷却装置。
实施方案23。在实施方案1-22或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，高通量样品处理***包含条形码扫描器，用于使用所述样品容器上的条形码来鉴定样品。
实施方案24。在一个实施方案中，所述方法包括：从多个样品容器抽取多个样品；将每个样品分配到包括多个孔的样品处理板的孔中，其中将每个样品分配到不同孔中；使用非接触式流体分配装置将流体分配到所述样品处理板的所述多个孔中；使用多个非接触式液体水平传感器检测所述样品处理板的所述多个孔的每个中的液体水平；使用多个非接触式混合装置同时混合至少一个样品处理板；使用多个抽吸器从所述样品处理板的所述多个孔中除去流体；并且使用废物管理***管理从所述多个孔中除去的流体；并且使用废物管理***管理从多个孔除去的流体。
实施方案25。在实施方案24或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，包括根据其它板的位置或状态动态控制板的处理。
实施方案26。在实施方案24、25或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，其还包括将另外的板自动加载到所述样品分配装置中。
实施方案27。在实施方案24-26或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述多个样品包括血液，血浆或唾液。
实施方案28。在实施方案24-27或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述方法包括使用磁珠从所述多个样品中提取DNA。
实施方案29。在实施方案24-28或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，使用多个基于注射器的移液管分配所述样品。
实施方案30。在实施方案29或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述移液管包括可重复使用的移液管尖端。
实施方案31。在实施方案29-30或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，还包括自动清洗所述可重复使用的移液管尖端。
实施方案32。在实施方案29-31或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，使用漂白剂溶液自动清洗所述移液管尖端。
实施方案33。在实施方案24-31或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述液体水平传感器包括一个或多个声传感器。
实施方案34。在实施方案24-33或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述废物管理***将从所述多个孔中除去的流体沉积到废物容器中。
实施方案35。在实施方案24-34或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述废物容器在真空下运行。
实施方案36。在实施方案24-35或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述废物管理***将从所述多个孔中除去的流体与所述废物容器中的漂白剂混合并温育所述混合物。
实施方案37。在实施方案24-36或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述废物管理***包括一个或多个刻度，用于确定从所述多个孔中除去的流体的量。
实施方案38。在实施方案24-37或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述多个非接触式混合装置包括一个或多个轨道摇荡器。
实施方案39。在实施方案24-38或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，包括扫描所述样品容器上的条形码扫描器以鉴定所述样品。
实施方案40。用于操作高通量样品处理***的非暂时性计算机可读存储介质的实施方案，所述计算机可读存储介质包括用于以下的指令：动态调度(scheduling)多个样品处理板以通过样品处理***进行处理，其中所述调度取决于所述样品处理***中的其它样品处理板的位置或状态；控制一个或多个机器人机构以根据所述动态调度在所述样品处理***内的装置之间转移样品处理板；操作样品分配装置，所述样品分配装置运行用于从多个样品容器抽取多个样品并且用于将每个样品分配到包括多个孔的样品处理板的孔中，其中将每个样品分配到不同的孔中；操作非接触式流体分配装置，其运行用于将流体分配到所述样品处理板中每个的所述多个孔中；操作多个非接触式液体水平传感器，其运行用于检测所述样品处理板中每个的所述多个孔的每个中的液体水平；操作多个抽吸器，其用于从所述样品处理板中每个的所述多个孔中除去流体；操作多个非接触混合装置，其用于同时混合多个样品处理板；并且操作废物管理***，其用于管理从所述多个孔中除去的流体；并且操作废物管理***，其用于管理从多个孔除去的流体。
实施方案41。在实施方案40或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述多个样品包括血液，血浆或唾液。
实施方案42。在实施方案40-41或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，其中所述指令包括用于使用磁珠从多个样品提取DNA的指令。
实施方案43。在实施方案40-42或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，使用多个基于注射器的移液管分配所述样品。
实施方案44。在实施方案43或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述移液管包括可重复使用的移液管尖端。
实施方案45。在实施方案43-44或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，还包括自动清洗所述可重复使用的移液管尖端。
实施方案46。在实施方案43-45或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，使用漂白剂溶液自动清洗所述移液管尖端。
实施方案47。在实施方案24-31或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述液体水平传感器包括一个或多个声传感器。
实施方案48。在实施方案40-47或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述废物管理***将从所述多个孔中除去的流体沉积到废物容器中。
实施方案49。在实施方案40-48或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述废物容器在真空下运行。
实施方案50。在实施方案40-49或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述废物管理***将从所述多个孔中除去的流体与所述废物容器中的漂白剂混合并温育所述混合物。
实施方案51。在实施方案40-50或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述废物管理***包括一个或多个刻度，用于确定从所述多个孔中除去的流体的量。
实施方案52。在实施方案40-51或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，所述多个非接触式混合装置包括一个或多个轨道摇荡器。
实施方案53。在实施方案40-52或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，其中所述指令包括用于扫描样品容器上的条形码扫描仪以鉴定样品的指令。
实施方案54。用于处理由高通量样品处理***产生的废物的废物管理***的实施方案包含：基于重力的液体废物输入；基于真空的液体废物输入；灭菌流体容器；两个或更多个液体废物容器，其配置成备选接收液体废物，用灭菌流体处理所述液体废物，并且将所述液体废物中的所述灭菌流体温育预定的时间段，之后分配经处理的液体废物；并且一个或多个刻度，用于确定由所述一个或多个液体废物容器收集的液体废物的量。
实施方案55。在实施方案54或本文中任何例示性的实施方案的进一步的实施方案中，灭菌溶液包含漂白剂。
本申请在文本和附图中公开了几个数值范围。所公开的数值范围固有地支持所公开的数值范围内的任何范围或值，即使精确的范围限制没有在说明书中逐字地说明，因为本发明可以贯穿所公开的数值范围实施。
呈现以上描述以使本领域技术人员能够产生和使用本发明，并且在特定应用及其要求的背景中提供。对优选实施方案的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本文定义的一般原理可以应用于其它实施方案和应用。因此，本发明不旨在限于所示的实施方案，而是应当符合与本文公开的原理和特征一致的最宽范围。最后，本申请中提及的专利和出版物的全部公开内容通过引用并入本文。

Claims (37)

1.高通量样品处理***，所述高通量样品处理***包含：
样品分配装置，用于从多个样品容器抽取多个样品并且用于将每个样品分配到包括多个孔的样品处理板的孔中，其中将每个样品分配到不同孔中；
非接触式流体分配装置，用于将流体分配到所述样品处理板的所述多个孔中；
多个非接触式液体水平传感器，用于检测所述样品处理板的所述多个孔的每个中的液体水平；
多个抽吸器，用于从所述样品处理板的所述多个孔中除去流体；
多个非接触式处理站，用于同时处理多个样品处理板；
废物管理***，用于管理从所述多个孔中除去的流体；和
控制***，用于同时控制所述高通量样品处理***内的多个板的处理。
2.权利要求1的高通量样品处理***，其中所述控制***根据所述***中其它板的位置或状态动态控制板的处理。
3.权利要求1的高通量样品处理***，其还包括板加载装置，用于将另外的板自动加载到所述样品分配装置中。
4.权利要求1的高通量样品处理***，其中所述多个样品包括血液，唾液或血浆。
5.权利要求1的高通量样品处理***，其中所述高通量***使用磁珠从所述多个样品中提取DNA。
6.权利要求1的高通量样品处理***，其中所述样品分配装置包括多个基于注射器的移液管。
7.权利要求6的高通量样品处理***，其中所述移液管包括可重复使用的移液管尖端。
8.权利要求7的高通量样品处理***，其中所述样品分配装置包括清洗站，用于自动清洗所述可重复使用的移液管尖端。
9.权利要求8的高通量样品处理***，其中所述清洗站包含漂白剂溶液。
10.权利要求1的高通量样品处理***，其中所述样品容器是密封的，并且所述移液管配置成通过所述容器的密封件抽吸所述多个样品。
11.权利要求1的高通量样品处理***，其中所述液体水平传感器包括一个或多个声传感器。
12.权利要求1的高通量样品处理***，其中所述废物管理***将从所述多个孔中除去的流体沉积到废物容器中。
13.权利要求12的高通量样品处理***，其中所述废物容器在真空下运行。
14.权利要求12的高通量样品处理***，其中所述废物管理***将从所述多个孔除去的流体与所述废物容器中的漂白剂混合并温育所述混合物。
15.权利要求1的高通量样品处理***，其中所述废物管理***包含一个或多个刻度(scale)，用于确定从所述多个孔中除去的流体的量。
16.权利要求1的高通量样品处理***，其中所述多个非接触式处理站包含一个或多个混合装置。
17.权利要求16的高通量样品处理***，其中所述一个或多个混合装置包含一个或多个轨道摇荡器。
18.权利要求1的高通量样品处理***，其中所述多个非接触式处理站包含一个或多个加热或冷却装置。
19.权利要求1的高通量样品处理***，其包含条形码扫描器，用于使用所述样品容器上的条形码来鉴定样品。
20.高通量样品处理方法，所述方法包括：
从多个样品容器抽取多个样品；
将每个样品分配到包括多个孔的样品处理板的孔中，其中将每个样品分配到不同孔中；
使用非接触式流体分配装置将流体分配到所述样品处理板的所述多个孔中；
使用多个非接触式液体水平传感器检测所述样品处理板的所述多个孔的每个中的液体水平；
使用多个非接触式混合装置同时混合至少一个样品处理板；
使用多个抽吸器从所述样品处理板的所述多个孔中除去流体；并且
使用废物管理***管理从所述多个孔中除去的流体。
21.权利要求20的方法，其包括根据其它板的位置或状态动态控制板的处理。
22.权利要求20的方法，其还包括将另外的板自动加载到所述样品分配装置中。
23.权利要求20的方法，其中所述多个样品包括血液，血浆或唾液。
24.权利要求20的方法，其中所述方法包括使用磁珠从所述多个样品中提取DNA。
25.权利要求20的方法，其中使用多个基于注射器的移液管分配所述样品。
26.权利要求25的方法，其中所述移液管包括可重复使用的移液管尖端。
27.权利要求26的方法，其包括自动清洗所述可重复使用的移液管尖端。
28.权利要求27的方法，其中使用漂白剂溶液自动清洗所述移液管尖端。
29.权利要求20的方法，其中所述液体水平传感器包括一个或多个声传感器。
30.权利要求20的方法，其中所述废物管理***将从所述多个孔中除去的流体沉积到废物容器中。
31.权利要求30的方法，其中所述废物容器在真空下运行。
32.权利要求20的方法，其中所述废物管理***将从所述多个孔中除去的流体与所述废物容器中的漂白剂混合并温育所述混合物。
33.权利要求20的方法，其中所述废物管理***包括一个或多个刻度(scale)，用于确定从所述多个孔中除去的流体的量。
34.权利要求20的方法，其中所述多个非接触式混合装置包括一个或多个轨道摇荡器。
35.权利要求20的方法，其包括扫描所述样品容器上的条形码扫描器以鉴定所述样品。
36.用于操作高通量样品处理***的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括用于以下的指令：
动态调度(scheduling)多个样品处理板以通过样品处理***进行处理，其中所述调度取决于所述样品处理***中的其它样品处理板的位置或状态；
控制一个或多个机器人机构以根据所述动态调度在所述样品处理***内的装置之间转移样品处理板；
操作样品分配装置，所述样品分配装置运行用于从多个样品容器抽取多个样品并且用于将每个样品分配到包括多个孔的样品处理板的孔中，其中将每个样品分配到不同的孔中；
操作非接触式流体分配装置，其运行用于将流体分配到所述样品处理板中每个的所述多个孔中；
操作多个非接触式液体水平传感器，其运行用于检测所述样品处理板中每个的所述多个孔的每个中的液体水平；
操作多个抽吸器，其用于从所述样品处理板中每个的所述多个孔中除去流体；
操作多个非接触混合装置，其用于同时混合多个样品处理板；并且
操作废物管理***，其用于管理从所述多个孔中除去的流体。
37.用于处理由高通量样品处理***产生的废物的废物管理***，其包含：
基于重力的液体废物输入；
基于真空的液体废物输入；
灭菌流体容器；
两个或更多个液体废物容器，其配置成备选接收液体废物，用灭菌流体处理所述液体废物，并且将所述液体废物中的所述灭菌流体温育预定的时间段，之后分配经处理的液体废物；并且
一个或多个刻度(scale)，用于确定由所述一个或多个液体废物容器收集的液体废物的量。
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