经配置以准许组合件固定装置提供参考以促进在制造期间所述层的定位。当组装卡盘时，射流层中的参考孔164a到b与其它层中的参考孔对准。
[0186]如上文所提及，通道形成于气动接口与上文所描述的各种阀门和波纹管之间。在示例性卡盘中，气动接口包括连接到如下各种组件的11个端口。
[0187]端口1:波纹管
[0188]端口2:上游波纹管阀
[0189]第一和第二扩增室入口阀门
[0190]第一和第二扩增室出口阀门
[0191]端口3:下游波纹管阀
[0192]端口4:洗涤缓冲液入口阀门
[0193]端口5:洗涤缓冲液气体入口
[0194]端口6:洗涤缓冲液气体入口阀门
[0195]洗脱缓冲液气体入口阀门
[0196]端口7:洗脱缓冲液气体入口
[0197]端口 8:洗脱缓冲液入口阀门
[0198]端口 9:参考压力线
[0199]端口10:洗脱室阀门
[0200]端口 11:废物室阀门
[0201]应理解，尽管示例性卡盘的各种发明性方面可以使用上文所列的连接中的具体连接实施(具体来说，第一和第二扩增室入口和出口阀门连接到单一端口；以及洗涤和洗脱缓冲液气体入口连接到单一端口)；但上文所列的精确配置并不是必需的。
[0202]1.3.8射流箔片
[0203]图9更详细示出射流箔片116。如上文所解释，射流箔片116粘附到射流层115的下表面，由此流体地密封通道、腔室、阀门、栗、波纹管以及形成于其中的其它组件。因此，在很大程度上，射流箔片116是大体上矩形且平面的箔片以便提供有效密封。有益的是，箔片116是惰性的，使得其不与在气动层中移动的试剂反应。
[0204]然而，射流箔片116并不上覆于整个射流层115。具体来说，射流箔片116并不上覆于在插入端105处的检测室141a到d。
[0205]射流箔片116包括两个参考孔165a到b，其经配置以准许组合件固定装置提供参考以促进在制造期间所述层的定位。当组装卡盘时，射流箔片中的参考孔165a到b与其它层中的参考孔对准。
[0206]射流箔片是由用于提供强度的聚对苯二甲酸乙二酯的层与其上方的聚丙烯的层制成的复合箔片，所述聚丙烯的层用于提供用于接触液体样本和缓冲液的惰性材料，并且还使得箔片能够热密封到射流层(也由聚丙烯制成)。
[0207]1.3.9 电极层 117
[0208]最后，图10更详细示出电极层117。如上文所解释，电极层117粘附到射流层115。电极层117包括检测电极166a到d的四个集合。检测电极166a到d的每一集合包括第一到第三电触点168a到d，当时卡盘插入在阅读器中时，所述电触点与阅读器中的相对应的电触点耦合。优选地，电触点由银制成以优化电气连接。优选地，作为用氯化银电镀的银的电极用于确保最优电特性。
[0209]检测电极166a到d的每一集合包括工作电极169a到d;对立电极170a到d和参考电极171 a到d ο所述电极中的每一个親合到对应的电触点。检测电极166a到d的每一集合还包括覆盖所述电极与对应的电触点之间的接口的电介质17 2a到d。
[0210]技术人员理解，电化学信令可以用于指示遗传或免疫靶的存在。在示例性卡盘中，此过程在第一到第四检测室141a到d中执行，所述检测室经优化以提供电化学测试接口。
[0211]电极166a到d经布置使得第一到第四检测室141a到d内的液体样本与电极166a到d的第一到第四集合进行接触。在检测室中，流体样本中的一些化合物(被称作‘电解质’)具有迀移到电极且交换电子的天然趋势。此电效应是电池工作的原理。
[0212]可溶化合物的所有组合都具有一些电化学活性，且此活性出现的比率(即所交换的电荷的量)由那些化合物的精确成分确定。因此，通过搜索液体样本中的不同分析物的氧化还原电化学的特性特征，有可能测量所述不同分析物的存在。
[0213]在示例性卡盘中，监视在不同氧化还原状态下维持检测室141a到d中的给定氧化还原状态所需的的电流。电流通过电解质从工作电极169a到d供应到对立电极170a到d。
[0214]参考电极171a到d还接触电解质。电压相对于此参考电极表示，因为此参考电极的电压与氧化还原条件大大无关且这因此意味着仅在控制电极的化学过程的氧化还原状态被测量。
[0215]通过阅读器在工作电极169a到d与对立电极170a到d之间施加电压扫描，所述电压扫描产生氧化还原条件的特性范围。随后测量在工作电极169a到d与对立电极170a到d之间传递的电流以获得测试结果。电压扫描是在电极之间施加的电压的缓慢递增的集合。优选地，所述扫描是从相对于参考电极大约-0.7伏到大约+1伏。以具有在30和80毫伏之间(优选地在40和60毫伏之间；更优选地为50毫伏)的脉冲调制幅度的连续递增的脉冲施加电压。优选地，从一个脉冲到下一脉冲的梯级增量是在I和5毫伏之间(优选地在2和4毫伏之间；更优选地为3毫伏)。通过跨越电极施加这些电压，可以获得在100纳安的尺度中的电流测量。
[0216]图10中说明的检测电极的特定布置自身可以形成卡盘的隔离的发明性方面。常规地，恒电势器中的对立电极大于工作电极以提供对剩余电子的足够的供应。然而，已发现，逆转此惯例出人意料地对示例性卡盘提供更好的结果。对于在示例性卡盘中对上文所描述的液体样本执行的电化学过程，已发现，具有大于对立电极的工作电极提供较大的信号和作为增加的灵敏度的改进的结果。换句话说，具有从相对较大的工作电极到相对较小的对立电极的电流提供优于常规布置的改进。
[0217]优选地每个工作电极169a到d以U形形成，且每个对立电极170a到d以在对应的U形工作电极的两个尖头之间的笔直伸长的形状形成。
[0218]现将简单地解释上文介绍的示例性卡盘的方法操作。
[0219]1.4示例性卡盘的操作的方法
[0220]1.4.1 邏
[0221]如上文所描述，使用移液管将流体样本(例如尿液样本)引入到样本混合室10中。样本的一部分传递到样本指示器12以示出样本存在于样本混合室中。
[0222]一旦将具有在混合室10中的样本的卡盘100插入到阅读器中，且激活阅读器，测试就可以开始。，首先，阅读器将应用机械致动器(例如支脚)以收缩裂解缓冲液泡罩14。在这样做时，裂解缓冲液将被排出到样本混合室10中，其中所述裂解缓冲液将与样本混合。
[0223]波纹管20和其阀门22a到b随后使液体样本和裂解缓冲液来回移动并将其移动到中样本混合室10中以便混合所述裂解液和样本且以便再水化内部对照组。在混合步骤之后，进行样本和裂解缓冲液的培育以允许进行细胞裂解。
[0224]波纹管20和其阀门22a到b随后将开始操作以将样本从样本混合室10栗送到主要通道16中、通过粗过滤器18且朝向捕获柱24。在捕获柱24内，核酸确切地说基于其大小和电荷结合到捕获柱中的过滤器。不希望的液体样本传递到废物室38。
[0225]一旦不希望的液体样本已经传递到废物室38，留下结合到捕获柱24的核酸，阅读器就应用机械致动器(例如支脚)以收缩洗涤缓冲液泡罩30。在这样做时，洗涤缓冲液将被排出到第一分支通道26中，且由此进入到主要通道16中。同样，波纹管20和其阀门22a到b将开始操作以将洗涤缓冲液栗送通过主要通道16且通过捕获柱24以将任何剩余的不希望的细胞碎片和其它细胞组分洗涤出捕获柱，其中洗涤缓冲液到达废物室38，或者使用来自洗涤和/或洗脱缓冲液气体入口的空气将洗涤缓冲液冲刷到废物室中。
[0226]一旦洗涤样本已传递到废物室38，仅将经结合且经净化的核酸留在捕获柱24中，阅读器就应用机械致动器(例如支脚)以收缩洗脱缓冲液泡罩32。在这样做时，洗脱缓冲液将被排出到第二分支通道28中，且由此进入到主要通道16中。同样，波纹管20和其阀门22a至IJb将开始操作以将洗脱缓冲液栗送通过主要通道16且通过捕获柱24以从捕获柱洗脱核酸，或者使用来自洗涤和/或洗脱缓冲液气体入口的空气将洗脱缓冲液冲刷到捕获柱中。所制备的液体样本随后传递到洗脱室46;同样，如上文所描述或者通过栗送或者通过冲刷。
[0227]样本在洗脱室46中澄清，从而允许气泡在进入扩增室之前散开。
[0228]1.4.2 后端
[0229]波纹管20和其阀门22a到b随后将开始操作以从洗脱室46栗送液体样本、通过隔离阀59、通过混合通道52且进入到扩增室56a到b中，或者使用来自洗涤和/或洗脱缓冲液气体入口的空气将样本冲刷到扩增室中。在核酸扩增室56a到d中，所关注的核酸(如果存在)经扩增使得它存在于可检测水平处。对照核酸也经扩增使得它存在于可检测水平处。如上文所提及，可以使用任何核酸扩增方法。当使用PCR时，引物确切地说与所关注的核酸杂交且经由dNTP的添加通过热稳定聚合酶(例如Taq聚合酶)扩展到引物中的每一个的3’端。任何过量的液体样本可以通过旁通通道68从流体路径去除。
[0230]波纹管20和其阀门22a到b随后将开始操作以从扩增室56a到b栗送液体样本且进入到检测室62a到d中，或者使用来自洗涤和/或洗脱缓冲液气体入口的空气将样本冲刷到检测室中。在检测室中，靶探针确切地说与所关注的靶经扩增核酸杂交且对照探针确切地说与经扩增对照核酸杂交。核酸酶在探针与经扩增核酸杂交之后使靶和对照探针水解。靶和对照探针的水解使标记脱离探针，使得来自标记的信号中的可检测变化出现。
[0231]一旦液体样本占据检测室，阅读器就将机械致动器应用到隔离阀50以闭合阀门且隔离在装置的后端中的液体样本。
[0232]电极提供跨越至少一个检测室的电位差。取决于标记的状态(S卩，所述标记是否附接到全长探针或探针是否已经水解且所述标记是自由的或附接到单核苷酸或探针的较短部分)，能够流动通过检测室的电流将不同。电极因此允许通过阅读器检测来自标记的信号中的变化，所述变化由经水解探针的水解产生。
[0233]现将参考图18到图25描述本发明。
[0234]2.通道和用于清理盲管段的方法
[0235]以下章节参考图18到25更详细描述本发明。本发明可以在上文所描述的射流卡盘中实施，确切地说，在波纹管20与捕获柱24之间的主要通道的部分中实施，其中多种液体从分支通道引入到主要通道中。本发明可以主要通道和仅单一分支通道实践，但取决于优选的实施方案可以提供任何数目的分支通道。
[0236]图18a图示本发明的第一实施例，包括主要通道BlOO和第一分支通道BlOl。主要通道BlOO包括上游端BlOOa和下游端BlOOb，其中上游端BlOOa能够接收样本且将液体样本从上游端BlOOa传递到下游端BlOOb。分支通道BlOl在主要通道BlOO的在这两个末端之间的区域中接合主要通道B100。
[0237]第一分支通道BlOl进一步包括用于将气体引入到第一分支通道中的气体入口BlOla,用于将液体引入到第一分支通道中的液体入口 B1I d，以及阀门B1I c。阀门B1I c经配置以在其中它防止第一分支通道中的液体和气体传递到主要通道中的闭合位置与其中它准许第一分支通道中的液体和气体传递到主要通道中的打开位置之间移动。
[0238]图18b图示本发明的第一实施例的替代的布置，其中第一分支通道进一步包括气体入口阀门BlOlb，其用于防止液体和气体从第一分支通道流动通过气体入口 BlOla。气体入口阀门BlOlb经配置以在其中它防止第一分支通道中的液体传递到气体入口中的闭合位置与其中它准许来自气体入口的气体传递到第一分支通道中的打开位置之间移动。气体入口阀门减少气体入口被来自液体入口的液体污染的风险。可选地，气体入口和气体入口阀门可以耦合在一起，或在替代实施例中，气体入口和气体入口阀门可以是独立的。
[0239]图19a图示本发明的第二实施例，其中射流卡盘包含主要通道B100、第一分支通道BlOl和第二分支通道B102。主要通道BlOO包括上游端BlOOa和下游端BlOOb，其中上游端BlOOa能够接收样本且将液体样本从上游端BlOOa传递到下游端BlOOb。第一分支通道BlOl在主要通道BlOO的在这两个末端之间的区域中接合主要通道B100，且第二分支通道B102接合在第一分支通道BlOl的下游的主要通道B100。
[0240]第二分支通道B102进一步包括用于将气体引入到第二分支通道中的气体入口B102a，用于将液体引入到第二分支通道中的液体入口B102d，以及阀门B102c。阀门B102c经配置以在其中它防止第二分支通道中的液体和气体传递到主要通道中的闭合位置与其中它准许第二分支通道中的液体和气体传递到主要通道中的打开位置之间移动。
[0241]图19b图示第二实施例的替代的布置，其中第一和第二分支通道BlOl、B102进一步包括气体入口阀门B101b、B102b，其用于防止液体和气体从分支通道流动通过气体入口B101a、B102a。气体入口阀门B101b、B102b经配置以在其中它防止分支通道中的液体传递到气体入口中的闭合位置与其中它准许来自气体入口的气体传递到分支通道中的打开位置之间移动。气体入口阀门减少气体入口被来自液体入口的液体污染的风险。可选地，气体入口和气体入口阀门可以耦合在一起，或在替代实施例中，气体入口和气体入口阀门可以是独立的(图19c)。在另一实施例中，对应地在第一和第二分支通道中的第一和第二气体入口阀门B101b、B102b可以同时致动，如下文更详细地描述。
[0242]技术人员将理解，尽管当前实施例说明接合主要通道的第一和第二分支通道，但任何数目的另外的分支通道可以任何顺序或定向流体地连接到主要通道。
[0243]图18和19中的分支通道BlOl和B102图示为在90度接合点或三通接头处接合主要通道。然而，所属领域的技术人员应了解，一个或多个分支通道可以任何其它角度(例如以90度或锐角)接合主要通道B100，所有所述角度都由本发明的范围覆盖。
[0244]一个或多个分支通道B101、B102上的阀门B101c、B102c可以与主要通道BlOO间隔开，由此在分支通道BlOl、B102中形成在阀门和主要通道BlOO之间的盲管段B108(图18和19)。当液体样本沿着主要通道BlOO从上游端BlOOa传递到下游端BlOOb时，液体样本的体积将在盲管段B108中积聚。随后的流体通过可能被所积聚的液体的存在污染。
[0245]替代地，一个或多个分支通道B101、B102上的阀门B101c、B102c可以位于处分支通道B10UB102与主要通道BlOO的接合点处。阀门B101c、B102c可以是举例来说三通阀。然而，即使此类阀门B101c、B102c提供在接合点处，也不可能闭合精确地与主要通道BlOO齐平的阀门以便使主要通道完全不间断。因此，即使阀门B101c、B102c提供在接合点处，也将总是存在在主要通道BlOO的流动路径外部的区段，所述区段将提供盲管段B108。当液体样本沿着主要通道BlOO从上游端BlOOa传递到下游端BlOOb时，液体样本的体积将在盲管段B108中积聚。
[0246]为了从盲管段清除残余的液体样本，有利的是，具有在分支通道上的气体入口。来自一个或多个分支通道上的气体入口 B101a、B102a的气体的通过用于清除分支通道的残余的液体样本，且还用于在液体样本已经通过主要通道之后干燥分支通道。
[0247]一个或多个分支通道B10UB102上的液体入口 B101d、B102d可以耦合到液体室。液体室可以包含液体试剂或缓冲液，其中缓冲液可以包含裂解缓冲液、洗涤缓冲液或洗脱缓冲液。在一个实施例中，耦合到第一分支通道BlOl中的液体入口 BlOld的液体室可以包含洗涤缓冲液，且耦合到第二分支通道B102中的液体入口 B102d的液体室可以包含洗脱缓冲液。通过单独的分支通道上的独立的液体入口 BlOld引入不同的液体避免通过单一入口传递不同的液体或试剂，通过单一入口传递不同的液体或试剂可能导致在下游反应之前试剂的交叉污染。然而，具有个别的液体入口 B101d、B102d的多个分支通道的存在还可能导致更多的液体或试剂积聚在分支通道的盲管段B108中。气体入口B101a、B102a还可以用于从一个或多个分支通道B11、B102清除从液体入口 B101d、B102d引入的任何液体，例如试剂。尤其有益的是，气体入口与液体入口相比位于更加远离分支通道与主要通道的接合点处。此设计允许任何残余的液体样本或液体从分支通道中的盲管段B108的完全排空。
[0248]液体室B500可以是可收缩泡罩(例如上文所描述的那些泡罩)，其经调适以在收缩时喷出其中所包含的液体通过液体入口 B101d、B102d，进入到分支通道B10UB102中且进入到主要通道BlOO中，以用于在液体样本已通过一个或多个分支通道B10UB102的下游之后将液体引入到主要通道BlOO中。图20a和20b图示可收缩泡罩B500，其可以由聚合材料形成且用辅助平坦箔片B501密封。箔片B501的底部表面使用胶带固定到射流卡盘BI的上表面。泡罩上在箔片和卡盘之间的密封件经设计使得它永久围绕泡罩B502的周界，除在与液体入口相邻的小区域B503中外。在此区域B503中，密封件是易碎的。在例如使用机械致动器施加力时，箔片在其中密封件最弱的易碎密封件的区域中剥离。腔室B500中的液体随后被释放且经由卡盘中的流体通道被引导到液体入口 BlOld中。
[0249]液体室流体容量可以在100和800μ1之间，优选地在200和750μ1之间。洗涤缓冲液室容量应该更优选地在400和700μ1之间，且最优选地在450和650μ1之间。洗脱缓冲液室容量应该更优选地在150和5000μ1之间，且最优选地在200和400μ1之间。
[0250]用于控制微流体装置中的液体的许多不同类型的阀门已经被研发出且被考虑用于本发明。在示例性卡盘中，一个或多个分支通道中的所述或每一阀门或气体入口阀门B101b、B102b是气动致动的阀门。
[0251 ]图21图示用于本发明的合适的气动致动的阀门。阀门B601d包括阀门室B600，其具有连接到分支通道B601的第一开口 B601a和第二开口 B601b。阀门B601d进一步包括柔性膜B602，其可在其中柔性膜B602密封第一和第二开口 B601a、B6501b以防止流体流动通过分支通道B601的闭合位置(图21a)与其中柔性膜B602与第一和第二开口 B601a、B601b间隔开以准许流体流动通过分支通道的打开位置(图21b)之间移动。阀门B601c进一步包括具有在阀门室B600中的开口 B603a的流体通道B603。开口 B603a通过柔性膜B602与第一和第二开口B601a、B601b分开。流体通道B603充当用于使柔性膜在其打开和闭合位置之间移动的致动通道，且因此致动阀门。
[0252]上文所描述的示例性射流卡盘包括用于连接到正压和/或表压的源的气动接口。气动接口包括多个端口。流体通道B603耦合到气动接口中的端口以用于在阀门室B600中施加正压和/或表压以便使柔性膜B602在打开和闭合位置(见图21a和21b)之间移动。当经由流体通道B603施加正气压时，阀门室B600内的压力增加超出分支通道B601中的压力且将迫使柔性膜B602处于闭合位置中。相反，当经由流体通道B603施加真空或表压时，阀门室B600内的压力减少到分支通道B601中的压力之下且将柔性膜B602引入打开位置中。
[0253]对应地在第一和第二分支通道中的第一和第二气体入口阀门BlOlb和B102b可以耦合到气动接口中的不同端口。然而，图22图示一个优选实施例，其中对应地在第一和第二分支通道中的第一和第二气体入口阀门BlOlb和B102b在一起耦合到气动接口 B900中的相同端口 B901，从而允许第一和第二分支通道上的气体入口阀门BlOlb和B102b同时被致动。
[0254]一个或多个分支通道BlOl、B102上的气体入口B101a、B102a可以耦合到气体供应装置。可选地，气体入口 B1I a、B102a耦合到气动接口以用于连接到气体供应装置。气体供应装置适合于传递气体通过气体入口、进入到主要通道中，且可以用于在液体样本已通过一个或多个分支通道B10UB102的下游之前或之后(优选地为之后)将气体引入到主要通道中。可选地，对应地在第一和第二分支通道Bl