СКАНИРУЮЩИЙ В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ МИКРОЖИДКОСТНЫЙ ТЕРМОЦИКЛЕР И СПОСОБЫ СИНХРОНИЗИРОВАННЫХ ТЕРМОЦИКЛИРОВАНИЯ И СКАНИРУЮЩЕГО ОПТИЧЕСКОГО ДЕТЕКТИРОВАНИЯ

1. Устройство для амплификации и детектирования нуклеиновой кислоты в режиме реального времени, содержащее
головку детектора, содержащую множество пар источников света с фотодетекторами, причем
головка детектора размещена на направляющей, а
пары фотодетекторов с источниками света выровнены в виде первого ряда и второго ряда;
гнездо для микрожидкостного картриджа, содержащего множество независимых реакционных камер, ориентированных в соседних столбцах первого ряда и второго ряда, и
апертурную пластину, выполненную с возможностью размещения над микрожидкостным картриджем при наличии картриджа в гнезде, при этом головка детектора размещена над апертурной пластиной,
причем апертурная пластина содержит множество апертурных отверстий, каждое из которых размещено с выравниванием над каждой камерой из множества реакционных камер при удержании микрожидкостного картриджа в гнезде, а
головка детектора выполнена с возможностью перемещения вдоль указанной направляющей, так что каждая пара из множества пар фотодетекторов с источниками света в первом ряду может быть размещена над каждым апертурным отверстием в первом ряду апертурной пластины и каждая пара из множества пар фотодетекторов с источниками света во втором ряду может быть размещена над каждым апертурным отверстием во втором ряду апертурной пластины.
2. Устройство по п.1, дополнительно содержащее
вторую головку детектора, содержащую множество пар фотодетекторов с источниками света, причем
указанная вторая головка детектора размещена на направляющей,
вторые пары детекторов с источниками света выровнены в виде первого ряда и второго ряда,
второе гнездо для микрожидкостного картриджа, содержащего множество независимых реакционных камер, ориентированных в соседних столбцах первого ряда и второго ряда, и
вторую апертурную пластину, выполненную с возможностью размещения над вторым микрожидкостным картриджем при наличии второго картриджа во втором гнезде, при этом вторая головка детектора размещена над апертурной пластиной, причем
причем вторая апертурная пластина содержит множество апертурных отверстий, каждое из которых размещено с выравниванием над каждой камерой из множества реакционных камер второго микрожидкостного картриджа при удержании второго микрожидкостного картриджа во втором гнезде, а
вторая головка детектора выполнена с возможностью перемещения вдоль направляющей, так что каждая пара из множества пар фотодетекторов с источниками света в первом ряду второй головки детектора может быть размещена над каждым апертурным отверстием в первом ряду второй апертурной пластины и каждая пара из множества пар фотодетекторов с источниками света во втором ряду второй головки детектора может быть размещена над каждым апертурным отверстием во втором ряду второй апертурной пластины.
3. Устройство по п.1, в котором
пары фотодетекторов с источниками света содержат по меньшей мере шесть различных пар фотодетекторов с источниками света, работающих на шести различных длинах волн.
4. Устройство по п.3, в котором
шесть различных длин волны включают
источник света, излучающий свет зеленого цвета,
источник света, излучающий свет желтого цвета,
источник света, излучающий свет оранжевого цвета,
источник света, излучающий свет красного цвета, и
источник света, излучающий свет темно-красного, малинового или кармазинного цвета.
5. Устройство по п.1, в котором
головка детектора содержит по меньшей мере N рядов пар фотодетекторов с источниками света, а детектор выполнен с возможностью перемещения в по меньшей мере в M+N-1 положений по апертурной пластине, содержащей M рядов апертурных отверстий.
6. Устройство по п.1, в котором
апертурная пластина содержит сталь.
7. Устройство по п.6, в котором
толщина апертурной пластины составляет приблизительно 0,25 дюйма (6,4 мм).
8. Устройство по п.1, в котором
по меньшей мере часть апертурной пластины электрохимически окислена, чтобы быть темнее, чем при отсутствии электрохимического окисления апертурной пластины.
9. Устройство по п.1, в котором
апертурная пластина прилагает по существу однородное давление к области микрожидкостного картриджа при присутствии картриджа внутри гнезда.
10. Устройство по п.1, дополнительно содержащее
пластину нагревателя, причем
пластина нагревателя размещена под микрожидкостным картриджем при наличии картриджа в гнезде.
11. Устройство по п.10, в котором
апертурная пластина прилагает по существу однородное давление к области микрожидкостного картриджа при присутствии картриджа внутри гнезда, причем
это по существу однородное давление содействует по существу однородному тепловому контакту между реакционными камерами и пластиной нагревателя.
12. Устройство по п.1, в котором
апертурная пластина содержит по меньшей мере один материал, выбранный из алюминия, цинка или никеля, причем
апертурная пластина дополнительно содержит красящее вещество.
13. Устройство по п.1, в котором
реакционная камера выполнена с возможностью получения света от источника света под скользящим углом относительно фотодетектора.
14. Устройство по п.12, в котором
пластина нагревателя содержит множество нагревательных элементов, причем
каждый элемент из множества нагревательных элементов размещен таким образом, что при наличии микрожидкостного картриджа в гнезде множество нагревательных элементов имеет тепловую связь с каждой камерой из множества реакционных камер, соответственно.
15. Способ, реализованный на одном или множестве компьютерных процессорах для оптимизации протоколов для одновременного выполнения множества реакций с термоциклированием, причем
каждая реакция с термоциклированием содержит один или большее количество этапов детектирования и
указанные реакции с термоциклированием проводят в множестве реакторов,
причем способ включает
определение или обеспечение, или осуществление доступа к времени цикла детектирования для каждого реактора из указанного множества реакторов,
получение этапа протокола или осуществление доступа к этапу протокола, связанному с продолжительностью этапа, содержащего время для детектирования, и
определение первой поправки к этому этапу таким образом, что его продолжительность составляет кратную величину от времени цикла детектирования.
16. Способ по п.15, дополнительно включающий
определение второй поправки к этапу, причем
время для детектирования представляет собой кратную величину от времени цикла детектирования при корректировке этапа посредством первой поправки и второй поправки.
17. Способ по п.15, дополнительно включающий
определение поправки на смещение начала, основанной на положении реакционной камеры, связанной с протоколом.
18. Способ по п.15, в котором
время цикла детектирования включает временной промежуток, необходимый для выполнения головкой детектора заранее определенного множества операций детектирования для реактора.
19. Способ по п.18, в котором
время цикла детектирования дополнительно содержит время, необходимое для перемещения головки детектора к каждому реактору из множества реакторов и перемещения головки детектора в начальное положение.
20. Способ по п.15, в котором
протокол содержит протокол полимеразной цепной реакции.
21. Способ по п.15, дополнительно включающий инициирование протокола.
22. Не носящий временного характера и содержащий команды машиночитаемый носитель, в котором
команды выполнены с возможностью побуждать один или большее количество процессоров реализовывать следующий способ:
определение или обеспечение, или осуществление доступа к времени цикла детектирования,
получение этапа протокола или осуществление доступа к этапу протокола, связанному с продолжительностью этапа, содержащего время для детектирования,
определение первой поправки к этому этапу таким образом, что его продолжительность составляет кратную величину от времени цикла детектирования.
23. Не носящий временного характера машиночитаемый носитель по п.22, для которого
этап протокола связан с протоколом, выбранным из множества протоколов, каждый из которых связан по меньшей мере с одной реакцией из множества реакций с термоциклированием, причем каждая реакция с термоциклированием содержит один или большее количество этапов детектирования, при этом
определение первой поправки основано, по меньшей мере частично, на распределении по времени для одного или большего количества этапов детектирования, связанных с реакциями с термоциклированием в рамках по меньшей мере двух или большего количества протоколов из указанного множества протоколов при одновременном выполнении двух или большего количества протоколов из указанного множества протоколов.
24. Не носящий временного характера машиночитаемый носитель по п.22, для которого
указанный способ дополнительно включает определение второй поправки к указанному этапу, причем время для детектирования составляет кратную величину от времени цикла детектирования при корректировке этого этапа посредством первой поправки и второй поправки.
25. Не носящий временного характера машиночитаемый носитель по п.22, для которого
указанный способ дополнительно включает определение поправки на смещение начала, основанной на положении реакционной камеры, связанной с протоколом.
26. Не носящий временного характера машиночитаемый носитель по п.22, для которого
время цикла детектирования включает временной промежуток, необходимый для выполнения головкой детектора заранее определенного множества операций детектирования для одной реакционной камеры.
27. Не носящий временного характера машиночитаемый носитель по п.26, для которого
время цикла детектирования дополнительно включает время, необходимое для перемещения головки детектора в каждое положение из множества положений детектирования в реакционной камере и перемещения головки детектора в начальное положение.
28. Не носящий временного характера машиночитаемый носитель по п.22, для которого
протокол представляет собой протокол полимеразной цепной реакции.
29. Не носящий временного характера машиночитаемый носитель по п.22, для которого
указанный способ дополнительно включает инициирование указанного протокола.
30. Система для оптимизации протоколов для множества реакционных камер, содержащая процессор, выполненный с возможностью реализации следующего:
определение или обеспечение, или осуществление доступа к времени цикла детектирования
получение этапа протокола или осуществление доступа к этапу протокола, связанному с продолжительностью этапа, содержащего время для детектирования, и
определение первой поправки к этому этапу таким образом, что его продолжительность составляет кратную величину от времени цикла детектирования.
31. Система по п.30, для которой
этап протокола связан с протоколом, выбранным из множества протоколов, каждый из которых связан по меньшей мере с одной реакцией из множества реакций с термоциклированием, причем каждая реакция с термоциклированием содержит один этап или большее количество этапов детектирования, при этом
определение первой поправки основано, по меньшей мере частично, на распределении по времени для одной или большего количества этапов операций детектирования, связанных с реакциями с термоциклированием в рамках по меньшей мере двух или большего количества протоколов из указанного множества протоколов при одновременном выполнении двух или большего количества протоколов из указанного множества протоколов.
32. Система по п.30, в которой
процессор дополнительно выполнен с возможностью определения второй поправки к указанному этапу, причем время для детектирования составляет кратную величину от времени цикла детектирования при корректировке этого этапа посредством первой поправки и второй поправки.
33. Система по п.30, в которой
процессор дополнительно выполнен с возможностью определения поправки на смещение начала, основанной на положении реакционной камеры, связанной с протоколом.
34. Система по п.30, в которой
время цикла детектирования включает временной промежуток, необходимый для выполнения головкой детектора заранее определенного множества операций детектирования для одной реакционной камеры.
35. Система по п.34, в которой
время цикла детектирования дополнительно включает время, необходимое для перемещения головки детектора в каждое положение из множества положений детектирования в реакционной камере и перемещения головки детектора в начальное положение.
36. Система по п.30, в которой
протокол представляет собой протокол полимеразной цепной реакции.
37. Система по п.30, в которой
процессор дополнительно выполнен с возможностью инициирования указанного протокола.
38. Способ одновременного проведения полимеразной цепной реакции в режиме реального времени в множестве реакционных камер, предназначенных для проведения полимеразной цепной реакции, включающий:
(a) обеспечение времени сканирования, достаточного для выполнения узлом детектора цикла сканирования, во время которого он способен провести сканирование каждой камеры из указанного множества реакционных камер на предмет по меньшей мере одного детектируемого сигнала и стать готовым к повторению этого сканирования,
(b) обеспечение протокола реакции для каждой камеры из указанных реакционных камер, предназначенных для проведения полимеразной цепной реакции, который включает в себя множество циклов, каждый из которых включает в себя время цикла, содержащего по меньшей мере один этап нагревания, по меньшей мере один этап охлаждения и по меньшей мере одно температурное плато, включающее в себя период цикла считывания, во время которого узел детектора должен провести сканирование реакционной камеры на предмет по меньшей мере одного детектируемого сигнала,
(c) определение, с использованием процессора, равно ли время цикла для этой реакционной камеры времени сканирования или целому кратному от времени сканирования, и
при отсутствии такого равенства коррекцию времени сканирования или времени цикла таким образом, чтобы время цикла была равна времени сканирования или составляла целое кратное от него,
(d) выполнение по меньшей мере этапов (b) и (с) для протокола реакции для каждой камеры из указанного множества реакционных камер, так что время цикла для каждого протокола реакции равно времени сканирования или целому кратному от времени сканирования, и
(e) выполнение в режиме реального времени, под управлением процессора, полимеразной цепной реакции в каждой из реакционных камер с использованием протокола реакции для каждой из реакционных камер, включая выполнение многократных циклов сканирования посредством узла детектора, причем сканирование каждой реакционной камеры, предназначенной для проведения полимеразной цепной реакции, узлом детектора происходит во время каждого периода цикла считывания для этой реакционной камеры.
39. Способ по п.38, дополнительно включающий корректировку времени цикла протокола реакции по меньшей мере для одной из реакционных камер.
40. Способ по п.38, в котором
по меньшей мере один указанный протокол реакции отличен от другого указанного протокола реакции.
41. Способ по п.40, в котором
по меньшей мере одно время цикла в одном протоколе реакции отлично от времени цикла в другом протоколе реакции.