CN109416331B - 试剂混合***和方法 - Google Patents

Abstract

一种方法包括在实施一种混合方案的控制电路的控制下，将试剂自多个不同试剂储集器吸入至缓存通道中。基于由该控制电路实施的混合方案，藉由对应吸管自该等对应试剂储集器自动地吸入指定量的该等试剂。该方法亦包括将该等试剂自该缓存通道排出至混合储集器中，及在该混合储集器内混合该等试剂以形成试剂混合物。

Description

试剂混合***和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年1月5日申请的美国临时申请案第62/442,647号的权益，且要求2017年3月24日申请的英国专利申请案第1704747.3号的优先权，其本身要求2017年1月5日申请的美国临时申请案第62/442,647号的优先权，其中每一个在线申请的内容都以全文引用的方式并入本文中。

背景

已开发出仪器且其继续演变以用于对所关注的分子测序，所关注的分子特别为脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid，DNA)、核糖核酸(ribonucleic acid，RNA)及其他生物样品。在测序操作之前，准备所关注分子的样品以形成库或模板，库或模板将与试剂混合且最终被引入至流动池中，在流动池中，相应分子将附着在位点处且被放大以增强可检测性。测序操作因而包括以下步骤的循环：在位点处结合分子，标记结合的成分，对位点处的成分成像，以及处理所得图像数据。

在此等测序***中，试剂可人工地彼此混合以产生试剂混合物，且试剂混合物接着人工地与样品模板混合且装载至群集台中以待流过流动池。测序操作的效能可受诸如以下各项的各种试剂因素影响：试剂混合物中的试剂中的每一者的量；用来混合试剂的次序；试剂混合在一起及与样品模板混合的良好程度；试剂混合物的温度；自混合试剂的时间及组合的试剂混合物及样品模板被装载至群集台中的时间累积的时间量；以及类似因素。试剂的人工转移及混合的使用引入试剂因素中的变化性，此对测序操作的效能不利。举例而言，试剂与样品模板的混合不足会导致效能降低，其特征在于流动池上的用于测序的分子的品质群集的较低产率。

概述

在一个实例中，提供一种(例如，用于混合试剂的)方法，该方法包括在实施一种混合方案的控制电路的控制下，将试剂自多个不同试剂储集器吸入至缓存通道中。基于由该控制电路实施的混合方案，藉由对应吸管自该对应试剂储集器自动地吸入指定量的该试剂。该方法亦包括将该试剂自该缓存通道排出至混合储集器中，及在该混合储集器内混合该试剂以形成试剂混合物。

在一个实例中，该方法还包含将该试剂混合物输送至流动池，该试剂混合物在该流动池上与样品模板反应，以在该流动池上生成脱氧核糖核酸(DNA)分子的克隆群体。

在该方法的一个实例中，在将该试剂自该缓存通道排出至该混合储集器中之前，该混合储集器于其中含有样品模板。

在另一实例中，藉由以下操作来混合该混合储集器中的该试剂：将一定体积的该试剂混合物吸入至延伸至该混合储集器中的喷嘴吸管中，且随后将该体积的该试剂混合物自该喷嘴吸管排回至该混合储集器中。在此实例中，该喷嘴吸管于其中含有缓冲流体，且该方法还包含在将该体积的该试剂混合物吸入至该喷嘴吸管中之前，引入空气至该喷嘴吸管中，以在该缓冲流体与吸入至该喷嘴吸管中的该试剂混合物之间界定一个气隙，从而避免该缓冲流体与该试剂混合物之间的混合。

在该方法的一个实例中，该试剂以有序序列一次一种地吸入至该缓存通道中。在此实例中，响应于将该试剂吸入至该缓存通道中，该缓存通道包括沿着该缓存通道的长度的、指定量的该不同试剂的交替图案。

在该方法的另一实例中，该试剂以有序序列一次一种地自该不同试剂储集器吸入至该缓存通道中，在该缓存通道中的该试剂被排出至该混合储集器中之前，重复该有序序列至少一次。

在一个实例中，第一体积的该试剂被吸入至该缓存通道中，且较小的第二体积的该试剂被排出至该混合储集器中，以使得在将该试剂排出至该混合储集器中之后，界定上游缓冲区的残余体积的该试剂仍在该缓存通道中。

在该方法的一个实例中，该试剂使用延伸至该对应试剂储集器中的吸管自该对应试剂储集器吸入，该吸管经由流体歧管上的对应端口及流体通道而流体地连接至该缓存通道。

该方法的一个实例还包含引入界面活性剂至该试剂中以减小该试剂之间的混溶性差异。

在一个实例中，该试剂中的至少一些相对于彼此具有不同比重。

该方法的另一实例还包含引入具有小于10,000道尔顿的分子量的拥挤剂至该试剂中，以减小该试剂的粘度。

应理解，该方法的任何特征可以任何所期望的方式及/或配置组合在一起。

在另一实例中，提供一种(例如，用于混合试剂的)***，其包括多个吸管、缓存通道及控制电路。该多个吸管包括喷嘴吸管及多个试剂吸管。该试剂吸管延伸至当中含有不同试剂的不同对应试剂储集器中，以使得该试剂吸管的相应远端接触该试剂储集器中的该试剂。该喷嘴吸管延伸至混合储集器中。该缓存通道在泵端与储集器端之间延伸。该缓存通道的泵端操作性连接至泵。该缓存通道的储集器端经由试剂选择器阀及对应的流体通道而流体地连接该吸管。该控制电路操作性连接至该泵及该试剂选择器阀。该控制电路藉由控制该泵及该试剂选择器阀来实施一种混合方案，以基于该混合方案，将该试剂以该对应试剂的指定量经由该对应试剂吸管自动地吸入至该缓存通道中。该控制电路随后控制该泵及该试剂选择器阀，以经由该喷嘴吸管将该试剂自该缓存通道排出至该混合储集器中且在该混合储集器内混合该试剂以形成试剂混合物。

在该***的一个实例中，该控制电路控制该泵，以藉由以下操作在该混合储集器内混合该试剂：将一定体积的该试剂混合物吸入至该喷嘴吸管中，且随后将该体积的该试剂混合物自该喷嘴吸管排回至该混合储集器中。在此实例中，该控制电路控制该泵及该试剂选择器阀，以在该混合储集器内吸入且随后排出该试剂混合物多次，从而混合该试剂。在此实例中，其中该喷嘴吸管于其中含有缓冲流体，该控制电路控制该泵，以在将该试剂混合物吸入至该喷嘴吸管中之前，引入空气至该喷嘴吸管中，从而在该缓冲流体与吸入至该喷嘴吸管中的该试剂混合物之间界定一个气隙，以避免该缓冲流体与该试剂混合物的混合。

在该***的一个实例中，该喷嘴吸管的内径小于该试剂吸管的相应内径。

在该***的一个实例中，该控制电路进一步控制该泵及该试剂选择器阀，以将该试剂混合物输送至流动池，该流动池经由该喷嘴吸管及该试剂选择器阀而流体地连接至该混合储集器，该试剂混合物在该流动池上与样品模板反应以在该流动池上生成DNA分子的克隆群体。

在该***的一个实例中，该控制电路控制该泵及该试剂选择器阀，从而以有序序列一次一种地将该不同试剂吸入至该缓存通道中，且在该缓存通道中的该试剂被排出至该混合储集器中之前，使该有序序列重复至少一次。

在该***的另一实例中，该控制电路控制该泵及该试剂选择器阀，从而将第一体积的该试剂吸入至该缓存通道中，且随后将较小的第二体积的该试剂自该缓存通道排出至该混合储集器中，以使得在将该试剂排出至该混合储集器中之后，界定上游缓冲区的残余体积的该试剂仍在该缓存通道中。

应理解，该***的任何特征可以任何所期望的方式组合在一起。此外，应理解，该***及/或该方法的特征的任何组合可一起使用，及/或来自此等方面中的任一者或两者的任何特征可与本文中所揭示的实例中的任一者组合。

在另一实例中，提供一种(例如，用于混合试剂的)***，其包括流体歧管、试剂选择器阀及泵。该流体歧管包括多个吸管及缓存通道。该吸管包括多个试剂吸管及喷嘴吸管。该试剂吸管延伸至当中含有不同试剂的不同对应试剂储集器中，以使得该试剂吸管的远端接触该试剂。该喷嘴吸管延伸至混合储集器中。该缓存通道在泵端与储集器端之间延伸。该储集器端经由沿着该流体歧管的对应流体通道而流体地连接该吸管。该试剂选择器阀操作性连接于该缓存通道与该吸管之间。该泵操作性连接至该缓存通道的泵端。该泵及该试剂选择器阀根据一种混合方案自动受控制，以基于该混合方案而将该试剂以该对应试剂的指定量、经由该对应试剂吸管自该试剂储集器吸入至该缓存通道中。该泵及该试剂选择器阀自动受控制以随后将该试剂经由该喷嘴吸管自该缓存通道排出至该混合储集器中，且藉由以下操作在该混合储集器内混合该试剂以形成试剂混合物：将一定体积的该试剂混合物自该混合储集器吸入至该喷嘴吸管中，且随后将该体积的该试剂混合物自该喷嘴吸管排回至该混合储集器中。

在这是统的一个实例中，该泵及该试剂选择器阀自动受控制，从而以有序序列一次一种地将该试剂自该试剂储集器吸入至该缓存通道中，且在将该试剂自该缓存通道排出至该混合储集器中之前，使该有序序列重复至少一次。

在这是统的一个实例中，该流体歧管、该试剂选择器阀及该泵通常安置于仪器的外壳内。

应理解，此实例***的任何特征可以任何所期望的方式组合在一起。此外，应理解，此实例***及/或另一实例***及/或该方法的特征的任何组合可一起使用，及/或来自此等方面中的一者或任一者的任何特征可与本文中所揭示的实例中的任一者组合。

在另一实例中，提供一种(例如，用于混合试剂的)仪器，其包括外壳、流体歧管、泵、试剂选择器阀及流动池。该流体歧管安置于该外壳内，且包括多个通道，多个通道流体地连接至延伸至不同对应储集器中的吸管。该泵安置于该外壳内且操作性连接至该流体歧管的通道中的至少一者。该试剂选择器阀安置于该外壳内且操作性连接至该流体歧管的通道中的至少两个通道。该流动池安置于该外壳内且流体地连接该流体歧管的通道中的至少一者。该泵及该试剂选择器阀根据一种混合方案自动受控制，以基于该混合方案而将该储集器中的至少一些储集器内所含的试剂以该对应试剂的指定量经由该吸管自该对应储集器转移至该流体歧管的该通道中。该泵及该试剂选择器阀自动受控制以混合转移至该流体歧管的试剂以形成试剂混合物，且随后将该试剂混合物自该流体歧管输送至该流动池。

应理解，该仪器的任何特征可以任何所期望的方式组合在一起。此外，应理解，该仪器及/或该实例***及/或该方法的特征的任何组合可一起使用，及/或来自此等方面中的一者或任一者的任何特征可与本文中所揭示的实例中的任一者组合。

附图简述

参考以下详细描述及附图，本发明的实例的特征将变得明显，其中，类似的图式参考数字对应于类似但或许不相同的组件。出于简洁起见，具有先前所描述功能的参考数字或特征可以或不可结合出现该参考数字或特征的其他附图来描述。

图1为所揭示技术可用于其中的实例测序***的图形概述；

图2为图1的测序***的实例流体***的图解概述；

图3为图1的测序***的实例处理及控制***的图解概述；

图4说明根据一个实例的图2中所示的流体***的阀组件；

图5为图4中所示的阀组件的俯视图；

图6说明根据一个实例的试剂混合***；

图7说明根据一个实例的试剂混合***的示意图；

图8说明在将试剂混合物的部分排出至模板储集器中之后的图7中所示的试剂混合***的示意图；

图9说明根据一个实例的处于混合阶段期间的试剂混合***的示意图；

图10根据一个实例说明混合储集器内的喷嘴吸管的特写部分；

图11为根据一个实例的吸入及混合试剂与样品模板的实例循环的图形表示；且

图12为说明根据一个实例的用于吸入及混合试剂与样品模板的方法及实例逻辑的流程图。

详细描述

图1说明用以处理分子样品的测序***10的实例，该分子样品可被测序以判定其成分、成分排序且大体而言，样品的结构。***10包括仪器12，其接收且处理样品16，该样品包括呈应设法判定的序列的所关注的分子。样品16可包括来自生物体的有机分子或在实验室中创造的合成分子。所关注的分子可包括DNA、RNA或具有碱基对的其他分子，该分子的序列可定义具有最终关注的特定功能的基因及变异体。样品16由样品源14提供或来源于该样品源。样品源14可包括例如个体或受试者，诸如人类、动物、微生物、植物或其他供体(包括环境样品)。

样品16被引入至样品/库准备***18中。***18准备样品16以供分析。准备可包括分隔、破坏及以其他方式准备样品16以供分析。所得库包括长度有助于测序操作的所关注的分子。接着将所得库提供至仪器12，测序操作在该仪器中执行。在本文中被称作样品模板的库在自动或半自动处理程序中与试剂组合，且接着在测序之前被引入至流动池20。在一些实例中，库可在被传送至流动池之前与试剂预混合，例如，库可经由诸如下文所描述的选择器阀***来传送，且在被转移至流动池之前在目的地接收器中与试剂混合。

在图1中所说明的实例中，仪器12包括接收样品模板的流动池20。流动池20包括允许测序化学反应发生(包括库的分子的附着，及在测序操作期间可检测到的位置或位点处的放大)的一个或更多个流体通道或通路测序。举例而言，流动池20可包括在放大位置或位点处固定在一个或更多个表面上的测序模板。流动池20可包括放大位点的图案化阵列，诸如微阵列、纳米阵列等。在实践中，放大位点可以有规则的重复图案、复杂的非重复图案或随机配置安置于支撑体的一个或更多个表面上。为了使测序化学反应能够发生，流动池20亦允许引入用于反应、冲洗等的物质，诸如各种试剂、缓冲剂及其他反应介质。该物质流动通过流动池20且可在相应放大位点处接触所关注的分子。

在仪器12中，流动池20可安装于可移动载台22上，在一实例中，该可移动载台可在如参考数字24所指示的一个或更多个方向上移动。流动池20可例如以可卸除且可替换的匣的形式提供，该匣可与***10的可移动载台22或其他组件上的端口对接，以便允许试剂及其他流体被输送至流动池20或自该流动池输送。载台22与光学检测***26相关联，该光学检测***可在测序期间将辐射或光28引导至流动池20。光学检测***26可将各种方法，诸如荧光显微法方法，用于检测安置于流动池20的位点处的被分析物。举例来说，光学检测***26可使用共焦列扫描产生渐进像素化图像数据，该渐进像素化图像数据可被分析以定位流动池20中的相应位点且判定大部分新近附着或结合至每一位点的核苷酸的类型。亦可适当地使用其他成像技术，诸如沿着样品扫描一个或更多个辐射点的技术，或使用“步进拍摄(step and shoot)”成像方法的技术。光学检测***26及载台22可合作以在获得区域图像同时使流动池20及检测***26保持静态关系，或者，如所述，流动池20可以任何合适模式(例如，点扫描、列扫描、“步进拍摄”扫描)扫描。

虽然许多不同技术可用于成像，或更一般而言，用于检测位点处的分子，但目前预期的实例可利用导致荧光标记激发的波长下的共焦光学成像。借助吸收光谱激发的标记借助其发射光谱来传回荧光信号。光学检测***26被配置以捕捉此等信号、以允许对信号发射位点进行分析的分辨率处理像素化图像数据且处理及储存所得图像数据(或自其导出的数据)。

在测序操作中，循环操作或处理程序以自动或半自动方式实施，其中诸如用单核苷酸或用寡核苷酸促进反应，继而冲洗、成像及解块以为后续循环作准备。在自样品模板提取出有用信息之前，为测序准备且固定在流动池20上的样品模板可经受许多此等循环。光学检测***26可藉由使用电子检测电路(例如，摄影机或成像电子电路或芯片)根据在测序操作的每一循环期间对流动池20(及其位点)的扫描产生图像数据。所得图像数据接着可被分析，以定位图像数据中的相应位点且分析及特性化存在于位点处的分子，诸如参考在特定位置处所检测到的特定色彩或波长的光(特定荧光标记的特性发射光谱)，此特定色彩或波长的光如该位置处的图像数据中的像素的群组或群集所指示。在DNA或RNA测序应用中，例如，四个普遍核苷酸可由可区分的荧光发射光谱(光的波长或波长范围)来表示。每一发射光谱接着可被指派对应于彼核苷酸的值。基于此分析，且追踪针对每一位点所确定的循环值，相应核苷酸及其次序可针对每一位点确定。接着可进一步处理该序列以聚集(assemble)包括基因、染色体等的较长片段。如本发明中所使用，术语“自动”及“半自动”意谓，一旦操作起始，或一旦包括操作的处理程序起始，该操作即由与人的交互作用很少或不存在的***程序设计或配置来执行。

在所说明实例中，试剂30经由阀门(valving)32而抽出或吸入至流动池20中。阀门32可诸如经由吸液管或吸管(图1中未示出)自试剂储存所在的储集器或器皿获取试剂30。阀门32可允许根据储存于存储器中的方案中所执行的操作的规测序列而对试剂30进行选择。阀门32可进一步接收用于经由流动路径34将试剂30引导至流动池20中的命令。退出或流出流动路径36引导来自流动池20的已使用试剂30。在所说明实例中，泵38用以使试剂30移动通过***10。泵38亦可提供其他有用功能，诸如量测通过***10的试剂30或其他流体、吸入空气或其他流体等。在泵38下游的额外阀门40允许将已使用试剂30适当地引导至处置(disposal)器皿或储集器42。

仪器12进一步包括一系列电路，其帮助掌控各种***组件的操作、藉由来自传感器的回馈而监视此操作、收集图像数据及至少部分地处理图像数据。在图1中所说明的实例中，控制管理***44包括控制电路46、数据采集及分析***48、存储器电路50及接口52。控制电路46及数据采集及分析***48均包括操作性连接至存储器电路50(例如，固态存储器装置、易失存储器装置、机载及/或非机载存储器装置等)的一个或更多个处理器(例如，图3中所示的处理器100，其实例包括数字处理电路，诸如微处理器、多核处理器、FPGA或任何其他合适的处理电路)，存储器电路可储存用于控制例如一个或更多个计算机、处理器或其他类似逻辑设备以提供特定功能性的机器可执行指令。专用或通用计算机可至少部分地组成控制电路46及数据采集及分析***48。控制电路46可包括例如被配置(例如，被编程)以处理针对仪器12的流体、光学件、载台控制及任何其他有用功能的命令的电路。数据采集及分析***48与光学检测***26对接以掌控光学检测***26及/或载台24的移动、用于循环检测的光的发射、对传回信号的接收及处理等。仪器12亦可包括各种接口52(例如，接口装置)，诸如准许控制及监视仪器12、转移样品、启动自动或半自动测序操作、产生报告等的操作者接口。最后，在图1的实例中，外部网络或***54可耦接至仪器12且与的合作以用于分析、控制、监视、服务及/或其他操作。

在本文中所描述的一个或更多个实例中，仪器12用以在使被组合的试剂及样品模板混合物流动至流动池20上以产生群集之前，提供试剂30的机载自动转移及混合。仪器12控制各种试剂因素，包括要混合在一起的试剂30的量、自对应试剂储集器抽出试剂30的次序、温度及时序(例如，试剂30在与样品模板混合之前处于预混合状态下的持续时间)，控制的精确度及再现性比经由人工转移及混合试剂30能够达成的大。仪器12另外混合试剂30与样品模板，以使得在本文中被称作群集混合物的所得混合物足够均质以在流动池20上达成分子群集的临限质量及数量从而实现所要测序效能。

应注意，虽然在图1中说明了单一流动池20及流体路径及单一光学检测***26，但在一些仪器12中，可容纳多于一个的流动池20及流体路径。举例而言，可提供两个或更多个此等配置以增强测序及产出量。在实践中，可提供任何数目的流动池20及路径。此等配置可利用同一或不同的试剂容器、处置容器、控制***、图像分析***等。多个流动池20及流体路径可相应地受控制或以协调方式受控制。应理解，词组“流体地连接”可在本文中使用以描述两个或更多个组件之间的使此等组件彼此流体连通的连接，大致相同地，“电连接”可用以描述两个或更多个组件之间的电连接。词组“流体***”可例如用以描述组件的特定排序。举例而言，若组件B流体***于组件A与组件C之间，则自组件A流动至组件C的流体在到达组件C之前将流动通过组件B。

图2说明图1的测序***10的实例流体***55。流体***55可安置在图1所示的仪器12上。在所说明的实例中，流动池20包括一系列路径或通路56A及56B，该路径或通路可成对地分组以用于在测序操作期间接收流体物质(例如，试剂、缓冲剂、反应介质)。通路56A耦接至第一共享线路58，而通路56B耦接至第二共享线路60。亦提供旁路线路62以允许流体绕过流动池20而不进入其中。在所说明实例中，旁路线路62包括沿着旁路线路62的长度的缓存通道118，其可用于试剂的临时储存及试剂的初步混合，如本文中所更详细地描述。如上文所提及，一系列器皿或储集器64允许储存试剂(例如，图1中的试剂30)及在测序操作期间可利用的其他流体。

试剂选择器/选择阀66耦接至马达或致动器(图中未示)以允许选择对应储集器64中的待引入至流动池20中的试剂中的一种或更多种。选定试剂接着前进至类似地包括马达(图中未示)的共享线路选择器/选择阀68。共享线路选择器阀68可受掌控以选择共享线路58及60中的一者或两者，以使得试剂以受控方式流动至通路56A及/或56B。共享线路选择器阀68可受掌控以使得试剂流动通过旁路线路62而进入缓存通道118中。应注意，其他有用操作可藉由旁路线路62实现，诸如能够将所有试剂(及液体)充装至试剂选择器阀66(及共享线路选择器阀68)而不经由流动池20抽出空气，能够独立于流动池20执行对各种流动路径34的清洗(例如，自动或半自动清洗)，及能够对***55执行诊断功能(例如，压力及吞吐量测试)。

流体***55的组件中的至少一些可含于结构歧管104中或安置于该结构歧管上。举例而言，歧管104可包括或固持试剂选择器阀66、共享线路选择器阀68、共享线路58、60、包括缓存通道118的旁路线路62及/或类似物。根据一个实例的歧管104展示于图4及图5中。

已使用试剂经由耦接于流动池20与泵38之间的流动路径36退出流动池20。在所说明实例中，泵38为具有一对注射器70的注射泵，该注射器由致动器72来控制及移动，以在测试、验证及测序循环的不同操作期间吸入试剂及其他流体及射出该试剂及流体。泵38可包括各种其他部件及组件，包括阀门、仪表、致动器等(图中未示)。在所说明实例中，压力传感器74A及74B感测泵38的入口线路上的压力，而压力传感器74C被提供以感测由泵38输出的压力。

由***55使用的流体自泵38进入已使用试剂选择器/选择阀76。阀76允许针对已使用试剂及其他流体选择多个流动路径中的一者。在所说明实例中，第一流动路径通向第一已使用试剂容器78，而第二流动路径经由流量计80通向第二已使用试剂容器82。视所使用的试剂而定，将该试剂或该试剂中的某些收集在单独器皿中以供处置可为有利的，且已使用试剂选择器阀76允许此控制。

应注意，泵38内的阀门可允许各种流体，包括试剂、溶剂、清洁剂、空气等，由泵38吸入且经由共享线路58、60、旁路线路62及流动池20中的一个或更多个来注入或循环。

流体***55根据实施针对混合、测试、验证、测序等的规定方案的控制电路46的命令而操作。该规定方案将预先确定，且包括针对各种活动的一系列事件或操作，诸如吸入试剂、将试剂转移至混合储集器、混合试剂、使试剂混合物流动至流动池20上、在流动池20上对分子测序、获得关于测序的数据、分析该数据及其类似操作。该方案储存于存储器电路50(展示于图1中)中，且允许协调诸如试剂转移及混合的流体操作与仪器12的其他操作，诸如在流动池20中发生的反应、对流动池20及其位点成像等。在所说明实例中，控制电路46包括被配置以为阀66、68提供命令信号的一个或更多个阀接口84，以及被配置以(例如，经由致动器72)掌控泵38的操作的泵接口86。由阀接口84及泵接口86产生的命令信号根据来自存储器电路50的由控制电路46实施的特定方案而产生。亦可提供各种输入/输出电路88以用于接收回馈及处理此回馈，回馈诸如来自压力传感器74A至74C及流量计80。

图3说明控制管理***44的某些功能组件。如所说明，存储器电路50储存方案，该方案在混合、测试、调测、故障处理、服务及测序操作期间所执行的规定例行工作。许多此等方案可实施且储存于存储器电路50中，且该方案可不时地更新或更改。如图3中所说明，该方案可包括用于自动地控制仪器12中的各种阀(例如，阀66及68)、泵(例如，泵38)及任何其他流体致动器的流体控制方案90。流体控制方案90可表示用于自动地控制吸入试剂至贮藏器中、排出试剂至混合储集器中、在混合储集器中混合试剂与样品模板及使组合的试剂样品混合物流动至流动池20的不同例行工作。流体控制方案90引导阀66及68以及泵38的操作以控制试剂的转移及混合。流体控制方案90可包括用于根据不同预设例行工作来控制试剂的选择、吸入、转移及混合的多个方案90A至90C(被称为混合方案)。举例而言，方案90A至90C可包括用于以下操作的例行工作：以指定量及/或指测序列将试剂自多个不同试剂储集器吸入至缓存通道中；接着将该试剂自该缓存通道排出至混合储集器中；及在该混合储集器内混合该试剂与样品模板以形成一群集混合物。

多个方案90A至90C可指定待吸入的特定试剂、在每一吸入循环期间被吸入的试剂的特定数量、将试剂自不同的对应试剂储集器吸入所用的特定有序序列、在将所吸入试剂排出至混合储集器中之前将执行的吸入循环的特定数目、试剂排出所至的用于混合的特定储集器(例如，模板储集器或不同的储集器)、在试剂的吸入与排出之间流逝的特定时间量、用于混合试剂与样品模板的吸入混合循环的特定数目、泵38在试剂转移及混合操作期间的特定压力输出及其类似因素。第一种混合方案90A可在上文所列的方面中的一个或更多个上不同于第二混合方案90B及第三混合方案90C，在上文所列的方面中的一个或更多个诸如吸入的试剂的类型、时序及/或泵压输出。待实施的流体控制方案90可基于以下各项加以选择，以替代储存于存储器电路50中的其他方案：待使用的样品模板的类型、所使用的流动池20的类型、所要的特定试剂样品混合物(在本文中被称作群集混合物)或其类似因素。虽然三个流体控制(或混合)方案90A至90C展示于图3中，但存储器电路50可储存多于或少于三个混合方案。流体控制方案90亦可包括用于接收及处理来自流体传感器的回馈的例行工作或操作，流体传感器诸如阀传感器、流量传感器及/或压力传感器(例如，74A至74C)。

载台控制方案92允许流动池20诸如在成像期间依照要求移动。光学件控制方案94允许命令被发出至成像组件，以照明流动池20的部分及接收传回信号以供处理。图像获取及处理方案96允许图像数据至少部分地被处理以供提取用于测序的有用数据。其他方案98可提供于同一个或不同的存储器电路50中。存储器电路50可被提供作为一个或更多个数字存储器装置、可包括一个或更多个存储器装置或可含于一个或更多个数字存储器装置内，一个或更多个数字存储器装置诸如硬盘驱动器、闪存装置或其他非暂时性的计算机可读储存媒体。数字存储器装置可包括易失性及非易失性存储器电路两者。虽然存储器电路50展示为在图1中的仪器12上，但替代地，电路50的至少某部分可为非机载的，且以通信方式连接至机载的控制电路46以用于提供该方案至控制电路46。

控制电路46的一个或更多个处理器100存取存储器电路50中的已储存方案且在仪器12上实施该方案。如上文所提及，控制电路46可为专用计算机、通用计算机或任何合适的硬件、固件及软件平台的一部分。处理器100及对仪器12的操作可由人类操作者经由操作者接口101来掌控。操作者接口101可允许测试、调测、故障处理及服务，以及允许报告可能出现在仪器12中的任何问题。操作者接口101亦可允许根据储存于存储器电路50中的一个或更多个选定方案而启动及监视由控制仪器12的组件的控制电路46自动地执行的测序操作。

图4根据一个实例说明图2中所示的流体***55的阀组件102。阀组件102自储集器抽出试剂及其他流体(例如，缓冲流体、样品模板及类似物)且将试剂及其他流体输送至流动池20(展示于图2中)。阀组件102包括歧管104，其界定流体通道114以为试剂及其他流体提供流动路径。试剂选择器阀66及共享线路选择器阀68连接至与流体通道114流体连接的歧管104(例如，整合至歧管104上)。如图4中可见，试剂选择器阀66及共享线路选择器阀68分别由对应的马达108及106来驱动及控制。一个或更多个马达接口或连接件110将电力，且在必要时将信号提供至马达106、108及自马达106、108提供电力和信号。如上文所提及，马达106、108(及由此的阀68、66)在测试、调测、服务及测序操作(例如，针对试剂转移及试剂混合)期间受控制电路46控制。

歧管104内的流体通道114流体地连接至吸管112。流体通道114在吸管112与阀66、68之间延伸。吸管112自歧管104伸长至相应远端105。吸管112被配置以延伸至不同的对应储集器(例如，图2中所示的储集器64)中，如下文所更详细地描述，以使得远端105接触储集器中的试剂或其他流体。在操作期间，吸管112自相应储集器抽出试剂及其他流体进入歧管104的流体通道114中。流体通道114可藉由模制、蚀刻或任何其他合适制程形成，以允许试剂及其他流体在泵38(展示于图2中)受(控制电路46)掌控以吸入试剂及其他流体时自吸管112移动至阀66、68。吸管112中的至少一者被配置为喷嘴吸管116，以在使群集混合物在流动池20上流动之前帮助混合试剂与样品模板(该两者一起定义群集混合物)。喷嘴吸管116与混合储集器对准且延伸至混合储集器中。其他吸管112中的至少一些被配置为试剂吸管115，该试剂吸管与对应的试剂储集器(例如，图6中所示的试剂储集器124、126及128)对准且延伸至试剂储集器中，对应的试剂储集器于其中预装载有不同试剂。

混合储集器可为预装载有样品模板的模板储集器136(展示于图6中)，或可为与模板储集器136及试剂储集器不同的另一储集器(且未预装载样品模板或试剂)。在一些实例中，混合储集器或空间可为旁路线路62的一部分或全部。举例而言，试剂可按所要序列吸入至旁路线路62中，而使得试剂并不遍历旁路线路的整个长度(此可导致试剂被传送至处置容器)。一旦旁路线路62(或其充当混合储集器或空间的一部分)已装载有所要序列的试剂，则可使用阀切换引入试剂所经由的旁路线路62的末端，以便与通向例如目的地接收器的流动路径流体地连接，使得装载至旁路线路62中的整组试剂可接着自旁路线路喷出且进入目的地接收器中。在其他实施方案中，混合储集器或空间可例如为：目的地接收器，例如，经预混合的流体将输送至的目的地接收器；或单独目的地接收器，例如，在输送选定试剂之前完全空白的目的地接收器。

歧管104亦包括经由阀66、68流体地连接至流体通道114的缓存通道118。缓存通道118沿着图2中所示的旁路线路62安置，且可用以临时储存及/或至少部分地混合藉由阀66、68及泵38(展示于图2中)抽出且移动至缓存通道118中的试剂。

图5为图4中所示的阀组件102的俯视图。在操作中，试剂选择器阀66接收经由吸管112(展示于图4中)自对应储集器吸入(或抽出)的试剂，且将吸入的流体引导至共享线路选择器阀68。缓存通道118流体地连接至共享线路选择器阀68以允许试剂在缓存通道中储存及/或混合。缓存通道118可安置于共享线路选择器阀68与泵38之间(展示于图2中)。歧管104亦包括将歧管104(例如，其流体通道114)耦接至吸管112的端口120。端口120中的一者(由参考数字122指示)耦接至喷嘴吸管116，以允许试剂注入至目的地接收器(例如，混合储集器、缓存通道118等)中及允许自目的地接收器抽出试剂以进行混合。举例而言，目的地接收器可为被设计以容纳试剂的容器、管或其他器皿。举例而言，目的地接收器可用作试剂及/或其他材料可转移至的临时加工空间，以便准备试剂及/或其他材料，例如藉由混合，以供输送至流动池。因此，试剂及其他流体可于在目的地接收器中准备好之后即自目的地接收器转移至流动池20。

图6为展示根据一个实例的流体***55的一部分的示意图。于图6中示出吸管112、流体通道114、缓存通道118、试剂选择器阀66、共享线路选择器阀68、泵38以及控制电路46。流体***55亦包括多个储集器或器皿，该储集器或器皿可诸如在由操作者***至仪器12中的匣(图中未示)上加入至仪器12(展示于图1中)。缓存通道118在泵端250与储集器端252之间延伸。泵端250操作性连接至泵38。举例而言，泵端250流体地连接泵38，以使得泵38能够经由缓存通道118以气动方式施加正压力及负压力，以使试剂及其他流体移动通过缓存通道118。储集器端252经由阀66、68及流体通道114而流体地连接至吸管112。在所说明配置中，储集器端252直接耦接至共享线路选择器阀68，该共享线路选择器阀耦接至试剂选择器阀66的出口，以使得共享线路选择器阀68安置于缓存通道118与试剂选择器阀66之间。

缓存通道118设计成具有大于流体通道114的直径以允许储存更大体积的流体。在一个实例中，缓存通道118具有约2mL的容积或容量，但在其他实例中可具有其他容积。较大直径可允许其中的试剂在被排出至混合储集器中之前即开始混合在一起。然而，直径应足够小以允许流体缓冲形成，从而防止***55中的缓冲流体在缓存通道118中与试剂混合且稀释该试剂，如本文中所更详细地描述。在所说明实例中，缓存通道118具有蜿蜒蛇形形状，其具有多个180度回路或转向(switch-back)144。蜿蜒蛇形形状可允许相对大量的试剂储存在相对紧凑区域中，而直径足够小以减少缓冲流体带来的稀释且保持能够精确地计量来自通道118的试剂的量。在其他实例中，缓存通道118可具有其他形状。

在所说明实例中，储集器包括当中分别储存试剂130、132及134的三个试剂储集器(或器皿)124、126及128，及当中储存已准备的样品模板(或基因库)138的一个模板储集器136。储集器124、126、128及136被展示为具有连接的盖的离散管，但储集器124、126、128及136在其他实例中可以不同。举例而言，替代可关闭的盖，该管可用被配置以由吸管112刺穿的箔片或箔片状的材料来密封。当匣(图中未示)耦接至歧管104时，储集器124、126、128及136可***至匣中，以将储集器124、126、128及136保持在与歧管104的吸管112(展示于图4中)对准的指定位置。视情况，替代离散的管或其他器皿，储集器124、126、128及136中的至少一些可界定为整合至诸如匣的结构的空腔。尽管展示为具有大致相同的大小及当中大致相同预填量的流体(例如，试剂及样品模板)，但储集器124、126、128及136中的至少一些可以具有不同的大小、形状及/或当中的流体量(在自储集器提取流体之前)。此外，虽然在所说明实例中展示了三种试剂130、132及134，但其他实例可包括被混合以形成试剂混合物的仅两种试剂或至少四种试剂。

不同试剂130、132及134包括至少一些相对于彼此不同的试剂成分。由于来自长期曝露于其他试剂的稳定性问题，因此将试剂分开地储存于不同试剂储集器124、126及128中直至准备使用为止可增加试剂混合物的可用寿命及/或测序操作的可达成效能。在一个实例中，试剂可以是任何合适材料。举例而言，第一试剂可为具有约1.01至约1.1的比重的任何混合物。第二试剂可为具有约1.05至约1.15的比重的任何混合物。第三试剂可为具有约1.01至约1.1的比重的任何混合物。在另一实例中，试剂可以是任何合适材料。举例而言，第一试剂可为在25℃下具有约1.5cP至约4cP的粘度的任何混合物。第二试剂可为在25℃下具有约5cP至约10cP的粘度的任何混合物。第三试剂可为在25℃下具有约10cP至约50cP的粘度的任何混合物。

作为一个实例，储集器124中的第一试剂130可包括至少一种生化分子。生物分子可包括核苷酸(例如，核苷三磷酸酯(NTP))及/或蛋白质。蛋白质可包括聚合酶、单股结合蛋白、解螺旋酶、拓朴异构酶、导引酶(primase)、端粒酶、接合酶、重组酶或其类似物。蛋白质可充当酵素。作为一实例，储集器126中的第二试剂132可包括诸如蛋白质的生物分子。第二试剂132中的蛋白质可为前述蛋白质中的一个或更多个。作为一实例，储集器128中的第三试剂134可包括镁及拥挤剂。拥挤剂可为聚葡萄糖、

(可自GE Healthcare LifeSciences获得的中性多支链的高质量亲水性多醣)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)或诸如血红蛋白或卵白蛋白的蛋白质。拥挤剂更改溶液中的分子的性质，这是因为，由于拥挤剂的大小及/或浓度，所以溶液中可供用于其他分子的溶剂量减小。在其他实例中，试剂130、132及134可为前述分子中的任一者的任何组合且可包括不同成分及/或所列成分的不同分布。三种试剂130、132、134可具有共同的一种或更多种成分，诸如水、界面活性剂及/或其类似物。

由于不同的成分配方，因此试剂130、132及134可具有不同的流体性质，此为试剂的自动转移及混合带来挑战。举例而言，试剂130、132、及134可具有不同的密度、粘度及油界面张力，以使得试剂的混溶性成为挑战。作为一个实例，不同试剂的粘度在25℃下可在大致1.5cP至大致50cP的范围内，而油界面张力可在约5.0达因/公分至约19.2达因/公分的范围内。因此，若试剂及样品模板被组合而不混合，则不同试剂及样品模板可在混合储集器136中看见为独特条纹。

具有相对较高粘度的试剂为试剂的自动转移带来挑战，这是因为较高粘度的试剂使***或仪器12(展示于图1中)内的压力增加。较高压力可导致泵38的输出增加以使试剂移动通过***，此可使能量利用率增加以及使封闭***中的漏泄或损坏的风险增大(相对于与较低粘度试剂相关联的较低压力)。在一个实例中，试剂130、132、134中的至少一些以相对于习知试剂减小的粘度配制。举例而言，与分子量较大的拥挤剂相反，试剂130、132、134中的一个或更多个可包括低分子量拥挤剂。低分子量拥挤剂可为分子量小于约11,000道尔顿(Da)，诸如约10,000Da、诸如约9,000Da、诸如约8,000Da、诸如约7,000Da的分子。根据本文中所描述的实例中的一个或更多个的试剂130、132、134中的一个或更多个中所使用的拥挤剂可为聚葡萄糖、

聚乙二醇或诸如血红蛋白或卵白蛋白的蛋白质。低分子量拥挤剂明显小于一些已知试剂中所使用的拥挤剂的分子量，一些已知试剂中所使用的拥挤剂的分子量，其可超过30,000Da。相对于具有较高分子量拥挤剂的已知试剂，使用低分子量拥挤剂可降低对应试剂的粘度。减小的粘度可使仪器12中的***压力减小且允许试剂130、132、134的被改良转移及混合。

在一个实例中，界面活性剂被引入至试剂130、132及134中的一个或更多个以提高具有不同流体性质的试剂的混溶性。界面活性剂可添加至所有试剂储集器124、126及128或含于该试剂储集器内。界面活性剂可为聚山梨醇酯20，通常被称为

20(CrodaAmericas的注册商标)，及/或其他可购得的界面活性剂或清洁剂。在试剂中使用界面活性剂可改良试剂的混合效率，以使得相对于混合没有界面活性剂的试剂，可用较少混合(例如，更少混合循环、较低混合强度、较少混合时间、较少蛋白质捕捉等)来达成实质上均质的混合物。在试剂中使用界面活性剂亦可相对于形成没有界面活性剂的试剂而减少试剂的分子与***中的各种表面之间的摩擦，此可允许更好的流体输送及较少的分子表面相互作用。

在转移阶段期间，流体***55被配置以将试剂130、132及134自相应储集器124、126及128转移至临时储存容器以用于进行预混合以定义试剂混合物，接着将试剂混合物转移至混合储集器，试剂混合物在混合储集器中与样品模板138混合。控制电路46将命令或控制信号传达至阀66、68及泵38，以根据储存于存储器电路50(图3)中的混合方案90(展示于他3中)中的选定混合方案自动地控制试剂130、132、134经由***55的转移及混合。

在一个实例中，用于预混合试剂130、132及134的临时储存容器是缓存通道118。举例而言，试剂130、132及134经由延伸至储集器中的对应吸管115而自相应储集器124、126及128吸入(或抽出)至缓存通道118中。泵38及试剂选择器阀66受控制以经由对应吸管115沿着对应流体通道114经由储集器端252而将每一试剂吸入至缓存通道118。如下文所更详细地描述，试剂130、132及134以试剂的指定量吸入，该指定量在不同试剂之间可以相同或不同。试剂130、132、134可以有序序列一次一种地吸入，该有序序列可(根据将实施的方案)在将试剂自缓存通道118排出之前或之后重复一次或更多次。结果，缓存通道118可具有沿着缓存通道118的长度的交替图案的试剂130、132、134。

在指定量的每一种试剂130、132、134被吸入至缓存通道118中之后，试剂混合物中的至少一些自缓存通道118排出至混合储集器中，试剂混合物在该混合储集器中与样品模板混合。在所说明实例中，混合储集器是当中预装载有样品模板的模板储集器136。然而，在一个替代实例中，混合储集器可不同于模板储集器136。举例而言，混合储集器可为试剂储集器124、126或128中的一者，以使得试剂混合物自缓存通道118排出至试剂储集器中的一者中以进行混合。在另一替代实例中，混合储集器可为不同于试剂储集器及模板储集器的指定混合储集器。在此实例中，样品模板可类似于试剂130、132、134的吸入而自模板储集器136吸入，随后在将试剂混合物排出至混合储集器中之前或之后被排出至指定混合储集器中。

藉由控制泵38及试剂选择器阀66，以经由将喷嘴吸管116连接至缓存通道118的储集器端252的流体通道142将试剂混合物推动至喷嘴吸管116，试剂混合物被排出至混合储集器中。在混合阶段期间，试剂混合物在混合储集器内与样品模板混合，以形成随后流动至流动池20(展示于图2中)的群集混合物。因此，流体***55允许试剂在流动至流动池20之前，被逐个地自动选择性地吸入至缓存通道118中、注射至混合储集器中且流动池与样品模板混合。

图7说明根据一个实例的流体***55的示意图。为描述清楚起见，蜿蜒蛇形的缓存通道118在该示意图中说明为线性的。在一个实例中，在转移(或输送)阶段期间，流体***55润湿，以使得缓存通道118充满用于以气动方式操控(例如，推动)试剂且可亦用于充装、清洗及其类似处理的液体缓冲流体256。泵38及试剂选择器阀66受控制电路46控制，且更具体言的，受其泵接口86及阀接口84控制，该组件展示于图2中。

在吸入操作中，控制电路46控制共享线路选择器阀68(展示于图6中)以将试剂130、132、134引导至缓存通道118。控制电路46控制试剂选择器阀66，从而以如由所实施的选定混合方案90指定的有序序列每次选择不同试剂130、132、134中的一个或更多个。泵38受控制以提供将选定试剂或多种试剂抽吸或抽出至对应吸管115中的负压力。在所说明实例中，选择器阀66受控制，从而以包括第一试剂130，然后第二试剂132，然后第三试剂134的序列一次一种地吸入特定的被量测体积的试剂。按序列吸入试剂在缓存通道118中产生一组数个体积的试剂。

在一个实例中，泵38及选择器阀66受控制以使试剂按有序序列的吸入重复至少一次，从而同时在缓存通道118中产生多个试剂组。举例而言，在所说明实例中，将该序列额外重复四次，以使得缓存通道118包括五个试剂组，如参考数字146、148、150、152及154所指示。组146为吸入的第一组，且位于缓冲流体256与组148之间。虽然根据一个实例混合方案，试剂在图7中在五个回合或循环中吸入，但泵38及选择器阀66可根据其他方案受控制以执行更多或更少的吸入循环。举例而言，根据另一方案，试剂可在七个回合中吸入，以使得在排出试剂之前，缓存通道118同时保持七个试剂组。泵38及试剂选择器阀66受控制以抽出指定量的试剂，该指定量可以相等或不相等。举例而言，在每一组中，第一试剂130的指定量可超过第二试剂132的指定量，如在组146、148、150、152及154中，表示试剂130的区段(标记为“1”)的长度比表示试剂132的区段(标记为“2”)的长度长所指示。

由于多个吸入循环，缓存通道118含有沿着缓存通道118的长度的交替图案的试剂130、132、134。试剂130、132及134可开始在缓存通道118内在该量的不同试剂130、132及134之间的界面处混合在一起。因此，试剂130、132及134于在混合储集器中混合之前可在缓存通道118内预混合。在试剂130、132及134被吸入且保持在缓存通道118中的时间期间，混合储集器(其可为所说明实例中的模板储集器136)仅含有样品模板138。如上所述，样品模板138包括DNA库的核酸或其他遗传物质。模板储集器136可预装载有样品模板138。一旦如图中7所说明地吸入，试剂选择器阀66即可由控制电路46根据混合方案90进行控制，以允许泵38将试剂130、132及134自缓存通道118注射或排出至模板储集器136中以用于在模板储集器中与样品模板138混合。

图8说明在将试剂混合物的部分排出至模板储集器136中之后的图7中所示的流体***55的示意图。为了将试剂混合物自缓存通道118排出至储集器136中以用于根据选定混合方案90进行混合，泵38受控制电路46控制以产生朝向试剂选择器阀66推动试剂混合物的正压力。试剂选择器阀66被致动以沿着流体通道142引导试剂混合物。试剂混合物经由喷嘴吸管116被排出至模板储集器136中，且在储集器136中与样品模板138混合。试剂130、132及134与样品模板138结合，以形成在后续混合处理程序之后完全混合且至少实质上均质的群集混合物262。

在所说明实例中，少于完全吸入量的试剂130、132及134将自缓存通道118排出至模板储集器136中。举例而言，虽然试剂130、132及134的五个组146、148、150、152及154被抽出至缓存通道118中，但并非所有五个组被排出至储集器136中。如图8中所示，在将组150、152及154排出至储集器136中之后，这些组中的两个组146及148仍在缓存通道118中，且因此确定试剂130、132及134的残余量。组146及148被保留在缓存通道118中以避免稀释被排出至模板储集器136中的试剂130、132及134的风险。由于组146在流体界面258处接触缓冲流体256，因此存在缓冲流体256可与试剂130、132及134混合，从而稀释试剂130、132及134的风险。为了保持注射至储集器136中的试剂混合物中的试剂130、132及134的指定浓度，流体界面258处的组146及邻近于组146的组148被牺牲且用以形成将缓冲流体256与排出至储集器136中的一定体积的试剂混合物(例如，组150、152及154)隔开的上游缓冲区。在一个替代实例中，可牺牲试剂130、132及134的一个组或至少三个组以形成上游缓冲区。为了形成上游缓冲区所牺牲的试剂130、132及134的量可以与吸入至缓存通道118中的试剂130、132及134的组的总数无关。举例而言，若试剂130、132及134的七个组被吸入至缓存通道118中，则七个组中的五个组可被排出至混合储集器中，以用剩余的两个组形成上游缓冲区。

视情况，自不同试剂储集器吸入试剂，接着随后将吸入体积的试剂的至少一些排出至混合储集器中的处理程序可根据选定混合方案90重复。举例而言，在一个实例中，在将组150、152及154内的一定量的试剂130、132及134排出至模板储集器136中之后，泵38及试剂选择器阀66可受控制而以图7中所示的同一有序序列吸入试剂的一个或更多个额外组。在一个实例中，将多于两个的组(图中未示)抽出至缓存通道118中，以使得通道118保持四个试剂组(例如，包括用于上游缓冲区的组146及148)。随后，泵38及试剂选择器阀66受控制，以将试剂的两个额外组排出至模板储集器136中(但不排出用作缓冲区的试剂)。在一个替代实例中，吸入试剂的处理程序仅执行一次，以使得待排出至混合储集器中的总数个试剂组在先前单一时段期间被吸入至缓存通道118。举例而言，七个试剂组被吸入至缓存通道118，从而将七个组中的五个组排出至混合储集器，而非吸入五个组，接着在吸入及排出两个额外组之前排出三个组。

每一组中所吸入的试剂的体积量及所吸入的组的数目可受控制以在模板储集器136内产生预定义体积的试剂混合物。预定义体积的试剂混合物具有其中的不同试剂的预定义体积比。藉由将试剂自试剂储集器吸入至混合储集器中而非倾倒试剂储集器，相对于依靠试剂储集器内的试剂的预装载体积，可在试剂混合物中达成试剂的更精确体积及比率。

图9说明根据一个实例的处于混合阶段期间的流体***55的示意图。由于试剂及样品模板的不同流体性质，群集混合物262在模板储集器136内根据选定混合方案90主动地混合，以使群集混合物262变得均质(或大体上均质)。在一个实例中，群集混合物262藉由以下操作来混合：经由喷嘴吸管116将一定体积或量264的群集混合物262吸入至缓存通道118中，随后将体积264的群集混合物262排回至模板储集器136中。吸入及排出处理程序提升提供群集混合物262的有效混合的模板储集器136中的涡旋度。

在吸入群集混合物262之前，泵38及阀(多个阀)66可受控制以用空气对流体***55去充装。去充装处理程序可涉及使用泵38将空气抽出至流体线路中，诸如在缓存通道118、流体通道142及/或喷嘴吸管116中。如图9中所示，当群集混合物262被抽出至缓存通道118中时，采用气隙260使群集混合物262与缓冲流体256间隔开。气隙260将缓冲流体256与群集混合物262隔开，从而防止缓冲流体256与群集混合物262混合且稀释该群集混合物。引入空气至***中的去充装步骤可阻止***准确地吸入特定体积的流体的能力，但此准确量测在混合阶段期间是非必要的。举例而言，体积264的群集混合物262未必为特定的被准确量测的量，这是因为体积264的群集混合物随后被注射回至储集器136中。因此，在一个实例中，***可在吸入试剂所处的转移阶段期间进行充装(或不含空气)，且***此后可在混合阶段期间进行去充装(以引入空气)。空气用以在气隙260处提供缓冲，其防止稀释群集混合物262。在体积264的群集混合物262排回至储集器136期间，体积264的完全量以及来自气隙260的空气的一部分经由喷嘴吸管116喷出。注射至储集器136中的空气可使储集器136中的涡旋度增加超过藉由排出液体混合物262提供的涡旋度。空气用以为混合处理程序提供缓冲，而非藉由牺牲试剂混合物的一部分产生上游缓冲区，此处理在试剂转移期间使用，这是因为所涉及的会引起混合的相对较高流体速度。举例而言，替代使用试剂混合物的一部分作为缓冲，使用空气作为缓冲可达成较高流体速度。

在可选择三种或超过三种试剂在目的地接收器(例如，混合储集器或缓存通道118)中混合的另一技术中，被选择用于混合的试剂中的至少两种可逐个地反复引入至混合通道中，而保留被选择用于混合的至少一种另外试剂以备用，直至被逐个地反复引入至混合储集器中的试剂已全部输送至混合储集器。所保留的试剂接着可一次全部加入至混合储集器。举例而言，与ABCABCABCABCABC(其可由例如类似于关于图7所论述的技术的技术产生)对照，若试剂A及B将被逐个地反复引入至混合储集器中，继而引入保留的试剂C，则混合储集器中的试剂通常会分层为ABABABABABC。此技术被认为在防止或减少一些试剂的不当反应副产物出现方面有利。举例而言，保留的试剂可与以一种特定方式隔离的其他试剂中的一种试剂反应，但可与以另一方式组合的其他试剂中的两种或超过两种试剂反应。较后者可为在试剂已充分混合后可能发生的所要反应，而前者可能在试剂仍然相对分层且仅可与直接邻近的相邻试剂混合的预混合期间发生。在另一实例中，保留的试剂可与形成混合储集器的结构的材料反应且生成不当副产物。由于将试剂逐个地反复引入至混合储集器可能需要几分钟，例如，5分钟、10分钟、15分钟或更久，此视所要的每一试剂的数目及数量而定，因此保留对可能有问题的试剂的引入，直至其他试剂已逐个输送至混合储集器之后可显著减少保留的试剂用来与其他试剂及混合通道的结构接触的时间量，从而减少非所要反应副产物产生的可能。当然，在此等实施方案中，保留的试剂可能不会受益于其他试剂受益于的预混合，但非所要反应副产物的减小可能可比缺少关于保留的试剂的预混合更重要。具体地，若保留的试剂为较低粘度液体，则缺少关于保留的试剂的预混合最终几乎无影响。

使用通道状的混合体积，例如，长度比宽度长得多(例如，至少是宽度的10X、100X、150X至170X、160X、200X或500X)的体积可藉由减小试剂的每一层之间的表面间接触界面区域而允许依序输送的试剂在通道内保持相对于彼此相对分层的配置(该试剂为液体且因此很可能随时间过去而在一定程度上越过此边界彼此扩散，因此本文中所提及的边界/接触界面区域实际上应从理论上来理解；然而，减小此等理论区域会减慢扩散的速率)。另外，对于彼此可能略微不可混溶的试剂，形状为例如球体或具有较大的宽度对长度比的混合体积可允许输送至混合体积中的各种试剂剂量在混合体积内浮动且可能与同一试剂的较早剂量再组合，从而失去以通道状混合体积可达成的分层。举例而言，直径或宽度为大致2.25mm而长度为大致360mm的混合通道可在预混合处理程序期间提供所输送试剂的有利分层。一旦混合体积已装载有所要量的多个试剂组，则混合体积的内含物可输送至目的地接收器(混合体积中的流体的某部分可损失至流体***的死体积；输送至混合体积的试剂的总体积可被校准以顾及此损耗)。在输送至目的地接收器之后，已输送的被预混合试剂可反复地自目的地接收器吸入及喷回至目的地接收器中以促进进一步混合。在一些实施方案中，被预混合(或预混合后的)试剂可自目的地接收器吸入，且在被喷回至目的地接收器中之前退回至混合体积中。因此，在此等实施方案中，被预混合试剂可在吸入/喷出混合操作期间反复地移动进入及离开混合体积。

已发现，使用混合体积/具有喷嘴吸管116的通道提升目的地接收器中的涡旋度且提供试剂与模板的极佳混合，即使试剂的流体性质存在显著不同。此外，此等结构及技术能够在与人的交互作用很少或不存在的情况下实现自动混合。图10根据一个实例说明混合储集器172内的喷嘴吸管116的特写部分。喷嘴吸管116可具有细长主体，其具有沿着长度延伸的中心内腔(空腔、通道)。喷嘴吸管116可设计成以提供群集混合物的增强混合的速度将群集混合物排出至混合储集器172中。举例而言，喷嘴吸管116可具有与试剂吸管115的内径相比较小的内径，此允许通过喷嘴吸管116的增加的流动速率(相对于试剂吸管115)。在一个实例中，减小的内径可由喷嘴***件158提供，该喷嘴***件在远端105处装入喷嘴吸管116的中心内腔中以减小通过吸管116的内腔/通道的大小。举例而言，喷嘴吸管116可具有约0.020英寸(0.508mm)的标称内径162，而喷嘴***件158具有约0.010英寸(0.254mm)的标称内径164。在一些实例中，喷嘴吸管116具有约0.125英寸(3.175mm)的标称外径及0.020英寸±0.001英寸的标称内径162，而喷嘴***件158具有0.010英寸±0.001英寸(0.254mm，虽然一些实施方案的特征可为范围介于0.20mm至0.28mm的喷嘴内径164)的标称内径164。当然，其他大小及尺寸可用以提供所要混合。在一个替代实例中，喷嘴吸管116不包括其中的喷嘴***件158。

喷嘴***件158可具有与喷嘴吸管116的远端105的形状相容的任何合适形状。

在所说明实施方案中，喷嘴吸管116定位于储集器172的底部上方的一定高度(诸如自底部起大致2mm)处。由于群集混合物沿着方向168被注射至储集器172中，因此储集器172内的混合物的涡旋度借助移动通过喷嘴158的混合物的增大的速度而增强，从而增强混合，如箭头170所指示。

图11为根据一个实例的吸入及混合试剂与样品模板的实例循环的图形表示180。图12为说明根据一个实例的用于吸入及混合试剂与样品模板的方法及控制逻辑204的流程图。在图11中，y轴182表示由泵38施加的以psi计的压力，且x轴184表示以秒计的时间。负压力指示吸入试剂中的一个或更多个，而正压力指示喷出。可认为循环180包括“转移”序列186，继的以“混合”序列196，如下文所论述。图12中所示的方法204可对应于储存于存储器电路50中的混合方案90的程序安排。仪器12的控制电路46可自存储器电路50存取及撷取混合方案90。控制电路46可自动实施混合方案90，以藉由控制泵38、试剂选择器阀66及共享线路选择器阀68以及仪器12的其他组件的操作而在仪器12上执行方法204。

参考图12中的流程图，方法及控制逻辑204可在206自吸入空气以自试剂的先前混合物已经投送所经过的流动路径移除现存液体开始流动路径。举例而言，连结试剂选择器阀66与目的地接收器(例如，模板或混合储集器136)的流动路径142中剩余的任何残余液体可随空气吸入(亦即，以使得液体由空气替换)，使得随后将经由流动路径142输送至目的地接收器的试剂的任何新混合物不与残余液体共混。

转移序列接着可在208自充装序列开始。充装序列由在图11中由参考数字188总体指示的一系列负压力或吸入事件来指示。一般而言，充装序列最初将诸如缓冲流体、试剂及其他流体的流体抽出至***中。在210，可吸入缓冲剂。缓冲剂可包含被选择而相对于试剂无反应性或相对惰性的液体，且可用作至少部分地在泵与试剂之间延伸的不可压缩的工作流体，以允许更精确地计量视需要在随后步骤中进入混合体积中的试剂。在212，接着可在充装事件中吸入第一试剂，继而吸入任何数目的其他试剂，至在214，吸入最后试剂。在一个实例中，按充装序列吸入三种试剂，但其他实例可包括不同数目的按充装序列吸入的试剂。

充装序列208之后为在218的转移序列的剩余部分，在此期间，将待混合的试剂吸入至***中。转移序列由在图11中由参考数字190总体指示的负压力事件来说明。按有序序列吸入试剂。举例而言(在图12中)，在220吸入第一试剂，继而按指测序列逐个地吸入额外试剂中的每一者，直至如在222所指示，吸入最后试剂。在每一序列中所吸入的一定量的试剂形成组。在一个实例中，吸入三种试剂，但在其他实例中，可吸入不同数目的试剂。将试剂吸入至缓存通道(例如，缓存通道118)中。如上所述，可以相对较小数量或量吸入试剂，以在缓存通道中形成交替图案的试剂，且从而促进预混合。在224，判定是否已吸入所有试剂组。举例而言，***可受控制以吸入多个试剂组，诸如五个组。在吸入第一至第四组之后，判定并非所有组已被吸入，使得方法204的流程返回至220，以继续吸入一个或更多个额外组。所有组可含有所有试剂，或替代地，组中的至少一些可不包括所有试剂。此外，在各种组中可吸入不同体积或数量的试剂。一旦已吸入所有试剂组，则方法204前进至226。如图12中所示，且如图11的单独负(及正)压力事件所说明，试剂的每一连续吸入(或喷出)涉及控制上文所描述的阀中的一个或更多个以及泵。亦即，为了吸入相应试剂，试剂选择器阀应移位以将负压力引导至选定试剂的对应储集器的吸管。泵应类似地受掌控以抽出试剂(或空气或缓冲剂或模板)，且根据指定方案压出所吸入流体。此混合方案可为预定的且储存于上文所描述的存储器电路中，且根据亦定义于存储器电路中的测序操作而以自动或半自动方式进行。此等方案由经由适当接口电路来掌控阀及泵的操作的处理及控制电路执行。

在图12中的226，将试剂混合物自缓存通道喷出或排出至混合储集器中。喷出至混合储集器中由图11中的正压力事件192来指示。在喷出试剂混合物之前，混合储集器于其中可含有样品模板。举例而言，混合储集器视情况可为预装载有样品模板的模板储集器，或替代地，可为样品模板所转移至的不同储集器。在某些实例中，可进一步执行吸入，如图12中的参考数字228所指示。举例而言，在将已吸入试剂的组的一些排出至混合储集器中之后，试剂的一个或更多个额外组可被抽出至缓存通道中，接着随后喷出至混合储集器中。

一旦吸入完成，方法/逻辑204的流程继续至230，且可将空气吸入至***中。空气吸入(或去充装)由图11中的负压力事件194说明。执行去充装以自诸如旁路线路、缓存通道及喷嘴吸管的流体线路移除至少一些液体。引入的空气可形成一个气隙，其防止试剂及样品模板在线路内被缓冲流体稀释。

在藉由上文所描述的操作进行的缓存通道中的吸入及部分预混合之后，藉由使试剂及样品模板经由喷嘴吸管在混合储集器中反复地移动，在234执行混合序列。在此序列234中，藉由经由喷嘴吸管将群集混合物抽出至诸如缓存通道的流体线路中，在236吸入定义群集混合物的被组合的试剂及模板。如上所述，气隙可提供防止群集混合物在***中稀释至缓冲流体中的缓冲。在238，将吸入体积的群集混合物喷回至混合储集器中。在240，判定是否执行包括吸入及喷出步骤的另一混合循环。举例而言，可执行多个混合循环以提供均质的群集混合物。在一个实例中，在混合完成之前，针对总共四个混合循环，混合要重复三次。在图11的图形说明中，该循环总体由参考数字198来指示。每一混合循环涉及相对短的负压力事件，继的以相对短的正压力事件。虽然任何所要体积可在混合处理程序的每一循环中移位，在一个实例中，大致2mL(2,000μL)的群集混合物将在每一混合循环中自混合储集器吸入且喷出至混合储集器中，但视所使用的流动池的大小而定，其他实施方案可施配约500μL或1500μL。在混合处理程序结束时，在242，混合的群集混合物可喷出或输送至目的地接收器以供继续进行测序操作。举例而言，群集混合物可输送至流动池20(展示于图2中)以在流动池上生成来源于样品模板中的核酸的DNA分子的克隆群体。

在一个替代实例中，试剂在混合储集器内混合，而样品模板不存在于混合储集器中。因此，试剂混合物可在混合储集器中吸入及排出至少一次。样品模板可随后诸如在流动池上或在另一目的地接收器内引入至混合的试剂。

额外注释

本文在说明书及权利要求书中所用的术语“包含(comprise)”、“包括(include)”、“含有(contain)”等以及其变化形式意欲为开放式的，不仅包括所叙述的要素，而且进一步涵盖任何额外要素。说明书中对“一个实例(one example)”、“另一实例”、“一个实例(anexample)”等的引用意谓结合实例所描述的特定要素(例如，特征、结构及/或特性)被包括于本文中所描述的至少一个实例中，且在其他实例中可以存在或不存在。另外，应理解，除非上下文另外明确规定，否则关于任何实例所描述的要素可在各种实例中以任何合适方式组合。

亦应理解，“用以(to)”的使用(例如，“用以在两条流动路径之间切换的阀”)可用诸如“被配置以(configured to)”(例如，“被配置以在两条流动路径之间切换的阀”)或其类似词语的语言来替换。

应了解，前述概念及下文所更详细地论述的额外概念的所有组合(限制条件为此等概念并不彼此不兼容)预期为本文中所揭示的发明目标的部分。具体地，在本发明结尾处出现的所主张目标的所有组合预期为本文中所揭示的发明目标的部分。亦应了解，本文中明确采用的亦可出现在以引用方式并入的任何揭示内容中的术语应符合与本文中所揭示的特定概念大部分一致的含义。

应理解，本文中所提供的范围包括陈述的范围及陈述的范围内的任何值或子范围。举例而言，约10cP至约50cP的范围应解释为不仅包括约10cP至约50cP的明确列举的极限，而且包括诸如约16cP、37.5cP、49cP等的相应值，及诸如约25cP至约30cP等的子范围。此外，当使用“约”、“大致”及/或“实质上”来描述值时，该词意谓涵盖相对于所陈述的值的少量变化(至多+/-10％)。

虽然已详细地描述了若干实例，但应理解，所揭示实例可加以修改。因此，先前描述应视为非限制性的。

Claims (25)

1.一种方法，其特征在于，包含：

在实施一种混合方案的控制电路的控制下，将试剂自多个不同试剂储集器以有序序列一次一种地吸入至缓存通道中，其中基于由所述控制电路实施的所述混合方案，藉由对应吸管自对应试剂储集器自动地吸入指定量的所述试剂；

将所述试剂保持在所述缓存通道中一持续时间以开始预混合并形成试剂混合物；

将所述试剂混合物自所述缓存通道排出至混合储集器中；及

在所述混合储集器内混合所述试剂混合物与样品模板以形成群集混合物。

2.如权利要求1所述的方法，其还包含将所述群集混合物输送至流动池，以在所述流动池上生成脱氧核糖核酸(DNA)分子的克隆群体。

3.如权利要求1所述的方法，其中在将所述试剂混合物自所述缓存通道排出至所述混合储集器中之前，所述混合储集器于其中含有所述样品模板。

4.如权利要求1所述的方法，其中藉由以下操作来混合所述混合储集器中的所述群集混合物：将一定体积的所述群集混合物吸入至延伸至所述混合储集器中的喷嘴吸管中，且随后将所述体积的所述群集混合物自所述喷嘴吸管排回至所述混合储集器中。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述喷嘴吸管于其中含有缓冲流体，所述方法还包含在将所述体积的所述群集混合物吸入至所述喷嘴吸管中之前，引入空气至所述喷嘴吸管中，以在所述缓冲流体与吸入至所述喷嘴吸管中的所述群集混合物之间界定一个气隙，从而避免所述缓冲流体与所述群集混合物之间的混合。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述有序序列在所述缓存通道中的所述试剂混合物被排出至所述混合储集器中之前重复至少一次。

7.如权利要求6所述的方法，其中响应于将所述试剂吸入至所述缓存通道中，所述缓存通道包括沿着所述缓存通道的长度的、指定量的不同试剂的交替图案。

8.如权利要求1所述的方法，其中第一体积的来自所述多个不同试剂储集器的所述试剂被吸入至所述缓存通道中以形成所述试剂混合物，并且所述第一体积中的第二体积的所述试剂混合物被排出至所述混合储集器中以使所述缓存通道中残余的所述试剂混合物创建上游缓冲区，所述上游缓冲区将所述缓存通道中的缓冲流体与被排出至所述混合储集器中的所述第二体积的所述试剂混合物分离。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述试剂使用延伸至所述对应试剂储集器中的吸管自所述对应试剂储集器吸入，所述吸管经由流体歧管上的对应端口及流体通道而流体地连接至所述缓存通道。

10.如权利要求1所述的方法，其还包含引入界面活性剂至所述试剂中，以减小所述试剂之间的混溶性差异。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述试剂中的至少一些相对于彼此具有不同比重。

12.如权利要求1所述的方法，其还包含引入具有小于10,000道尔顿的分子量的拥挤剂至所述试剂中，以减小所述试剂的粘度。

13.如权利要求1所述的方法，其中所述试剂包括三种不同试剂，并且其中所述有序序列包括在所述三种不同试剂的第一试剂和第二试剂的有序序列之后跟随所述三种不同试剂的第三试剂。

14.一种***，其特征在于，包含：

多个吸管，所述多个吸管包括喷嘴吸管及多个试剂吸管，所述多个试剂吸管延伸至当中含有不同试剂的不同对应试剂储集器中，以使得所述多个试剂吸管的相应远端接触所述不同对应试剂储集器中的所述不同试剂，所述喷嘴吸管延伸至混合储集器中；

在泵端与储集器端之间延伸的缓存通道，所述缓存通道的所述泵端操作性连接至泵，所述缓存通道的所述储集器端经由试剂选择器阀及对应的流体通道而流体地连接至所述多个吸管；及

操作性方式连接至所述泵及所述试剂选择器阀的控制电路，所述控制电路藉由控制所述泵及所述试剂选择器阀来实施一种混合方案，以基于所述混合方案，将所述不同试剂以对应试剂的指定量、经由对应试剂吸管以有序序列一次一种地自动地吸入至所述缓存通道中，所述控制电路被配置为将所述不同试剂保持在所述缓存通道中一持续时间以开始预混合并形成试剂混合物，并随后控制所述泵及所述试剂选择器阀，以经由所述喷嘴吸管将所述试剂混合物自所述缓存通道排出至所述混合储集器中，且在所述混合储集器内混合所述试剂混合物与样品模板以形成群集混合物。

15.如权利要求14所述的***，其中所述控制电路控制所述泵，以藉由以下操作在所述混合储集器内混合所述群集混合物：将一定体积的所述群集混合物吸入至所述喷嘴吸管中，且随后将所述体积的所述群集混合物自所述喷嘴吸管排回至所述混合储集器中。

16.如权利要求15所述的***，其中所述控制电路控制所述泵及所述试剂选择器阀，以在所述混合储集器内吸入且随后排出所述群集混合物多次，从而混合所述群集混合物。

17.如权利要求15所述的***，其中所述喷嘴吸管于其中含有缓冲流体，所述控制电路控制所述泵，以在将所述群集混合物吸入至所述喷嘴吸管中之前，引入空气至所述喷嘴吸管中，从而在所述缓冲流体与吸入至所述喷嘴吸管中的所述群集混合物之间界定一个气隙，以避免所述缓冲流体与所述群集混合物的混合。

18.如权利要求14所述的***，其中所述喷嘴吸管的内径小于所述多个试剂吸管的相应内径。

19.如权利要求14所述的***，其中所述控制电路进一步控制所述泵及所述试剂选择器阀，以将所述群集混合物输送至流动池，所述流动池经由所述喷嘴吸管及所述试剂选择器阀而流体地连接至所述混合储集器，以在所述流动池上生成DNA分子的克隆群体。

20.如权利要求14所述的***，其中所述控制电路控制所述泵及所述试剂选择器阀，从而在所述缓存通道中的所述试剂混合物被排出至所述混合储集器中之前，使所述有序序列重复至少一次。

21.如权利要求14所述的***，其中所述控制电路控制所述泵及所述试剂选择器阀，从而将第一体积的所述不同试剂吸入至所述缓存通道中以形成所述试剂混合物，并且所述控制电路将所述第一体积中的第二体积的所述试剂混合物排出至所述混合储集器中以使所述缓存通道中残余的所述试剂混合物创建上游缓冲区，所述上游缓冲区将所述缓存通道中的缓冲流体与被排出至所述混合储集器中的所述第二体积的所述试剂混合物分离。

22.一种***，其特征在于，包含：

流体歧管，所述流体歧管包括缓存通道和多个吸管，所述多个吸管包括喷嘴吸管和多个试剂吸管，所述多个试剂吸管延伸至当中含有不同试剂的不同对应试剂储集器中，以使得所述多个试剂吸管的远端接触所述不同试剂，所述喷嘴吸管延伸至混合储集器中，所述缓存通道在泵端与储集器端之间延伸，所述储集器端经由沿着所述流体歧管的对应流体通道而流体地连接到所述多个吸管；

试剂选择器阀，其操作性连接于所述缓存通道与所述多个吸管之间；及

泵，其操作性连接至所述缓存通道的所述泵端，

所述泵及所述试剂选择器阀根据一种混合方案自动受控制，以基于所述混合方案，将所述不同试剂以对应试剂的指定量、经由对应试剂吸管自所述不同对应试剂储集器以有序序列一次一种地吸入至所述缓存通道中，将所述不同试剂保持在所述缓存通道中一持续时间以开始预混合并形成试剂混合物，所述泵及所述试剂选择器阀自动受控制，以随后将所述试剂混合物经由所述喷嘴吸管自所述缓存通道排出至所述混合储集器中，以及在所述混合储集器内混合所述试剂混合物与样品模板以形成群集混合物，且藉由以下操作在所述混合储集器内混合所述群集混合物：将一定体积的所述群集混合物自所述混合储集器吸入至所述喷嘴吸管中，且随后将所述体积的所述群集混合物自所述喷嘴吸管排回至所述混合储集器中。

23.如权利要求22所述的***，其中所述泵及所述试剂选择器阀自动受控制，从而在将所述试剂混合物自所述缓存通道排出至所述混合储集器中之前，使所述有序序列重复至少一次。

24.如权利要求22所述的***，其中所述流体歧管、所述试剂选择器阀及所述泵安置于仪器的外壳内。

25.一种仪器，其特征在于，包含：

外壳；

流体歧管，其安置于所述外壳内，所述流体歧管包括多个通道，所述多个通道流体地连接至延伸至不同对应储集器中的吸管；

泵，其安置于所述外壳内，且操作性连接至所述流体歧管的所述多个通道中的至少一者；

试剂选择器阀，其安置于所述外壳内，且操作性连接至所述流体歧管的所述多个通道中的至少二者；及

流动池，其安置于所述外壳内，且流体地连接到所述流体歧管的所述多个通道中的至少一者，

所述泵及所述试剂选择器阀根据一种混合方案自动受控制，以基于所述混合方案，将所述不同对应储集器中的至少一些储集器内所含的试剂以对应试剂的指定量、经由所述吸管以有序序列一次一种地转移至所述流体歧管的所述多个通道中，将所述试剂保持在所述多个通道中一持续时间以开始预混合并形成试剂混合物；将所述试剂混合物自所述多个通道排出至混合储集器中，在所述混合储集器内混合所述试剂混合物与样品模板以形成群集混合物，且随后将所述群集混合物自所述流体歧管输送至所述流动池。

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