测室中提供靶探针的对照探针，且靶核酸和对照核酸的检测在不同的检测室中进行，使得信号可彼此区分。
[0124]在扩增出口阀门60a到b的下游但产生四个检测通道的分叉的上游，两个旁通通道66a到b对应地接合两个扩增通道54a到b。旁通通道66a到b的目的是在液体样本进入检测室62a到d之前去除扩增通道54a到b内的过量的液体样本。旁通通道66a到b连接到旁通阀68，所述旁通阀还在隔离阀50的下游的主要通道16的洗脱室分支16b分成扩增通道54a和54b之前，流体地耦合到所述通道。
[0125]卡盘中的优选的腔室的特定布置，例如第一和第二扩增室或第一到第四检测室，自身可以形成卡盘的隔离的发明性方面，如下文在章节3中进一步描述。
[0126]应了解，示例性卡盘中的扩增室的数目和检测室的数目可以取决于优选的实施方案而改变。此外，在不脱离如由权利要求所界定的本发明的范围的情况下，通道、腔室、阀门等等的其它配置是可能的。
[0127]现将参考图2到10解释上文介绍的示例性卡盘的各种组件的物理结构和操作。
[0128]1.3示例性卡盘的物理结构
[0129]1.3.1概述和示例性卡盘的外部特征
[0130]图2中示出示例性卡盘。如上文所描述，阅读器通过多个接口与卡盘交互。示例性卡盘100中示出的接口是:气动接口 101;电气接口 102;旁通阀接口 103;以及隔离阀接口104。下文更详细描述这些接口中的每一个。应了解，取决于优选的实施方案，可以提供更多或更少的接口。
[0131]还在卡盘中提供但未示出的是热接口。热接口允许调节扩增室的温度以允许进行核酸扩增。
[0132]图2中示出的示例性卡盘100包括用于插入到阅读器中的插入端105和非插入端106。接近非插入端106的是用于将样本引入到样本混合室10中的样本入口 107。在示例性卡盘中，样本将通常包含细胞，且可以从这些细胞提取靶核酸(如果存在)，但在其它实施方案中可以使用其它流体样本，例如拭子洗脱液、尿液、精液、血液、唾液、大便汗水和眼泪。所述样本可以使用例如移液管通过样本入口 107引入到样本混合室10中。
[0133]示例性卡盘100和阅读器经配置使得当卡盘插入到阅读器中时，所有前述接口都可通过阅读器致动。另一方面，样本入口 107保持在阅读器外部，使得在卡盘插入到阅读器中时可以将样本引入到样本混合室10中。
[0134]图2中示出的示例性卡盘100进一步包括样本指示器窗口109，样本指示器12通过所述窗口可见以确定是否已经将样本引入到样本混合室10中。
[0135]示例性卡盘100中的所有气动、机械和电气接口位于所述卡盘的相同面上，所述面在此情况下为顶面110。热接口(未图示)提供在卡盘的底部表面上。这简化阅读器的设计，所述设计因此可以提供与在阅读器的相同区域中的那些接口交互的相关联的气动、机械和电气部件，由此充分利用空间。它还使得能够远离气动、机械和电气部件而提供阅读器的热部件。
[0136]1.3.2卡盘的内部组件
[0137]图2中示出的示例性卡盘100由现在将描述的各种组件形成。图3示出图2的示例性卡盘100的分解视图。卡盘100从上到下包括:外壳111、泡罩子组合件112、气动箔片113、气动层114、流体层115以及射流箔片116。图3中还示出的是电极层117、两个过滤器118以及多个吸收垫119，下文将更详细描述所述组件。
[0138]外壳111由丙烯腈丁二烯苯乙烯制成。气动和射流箔片113、116由聚对苯二甲酸乙二酯/聚丙烯复合物制成。气动和射流层114、115由聚丙烯制成。
[0139]除外壳111、过滤器118和垫片119之外，前一段中所提到的组件中的每一个粘附到其相邻组件。因此，泡罩子组合件112粘附到气动箔片113，所述气动箔片粘附到气动层114，所述气动层粘附到射流层115，所述射流层粘附到射流箔片116。电极层117也粘附到射流层115。
[0140]各层到彼此的粘附与相关联的腔室、阀门、栗、波纹管以及其它组件一起提供卡盘中的一系列液密通道。穿过其传递液体样本的通道是液密的且穿过其传递气体的通道是气密的。可选地，所有组件都是液密且气密的。例如，当气动和射流层包夹在一起且对应地粘附到气动和射流箔片时，形成于气动和射流层的一侧或两侧中的凹口和开口产生提供前述通道、腔室、阀门、栗、波纹管以及其它组件所必需的形状。
[0141]现将更详细描述上文在图3中所提及的组件中的每一个。
[0142]1.3.3 外壳 111
[0143]图4更详细示出外壳111。如图所示，外壳111包括大体上矩形的上表面120和在所有四个侧面(其中的两个在图4中可见)上从其垂下的壁121。外壳111的主要目的是保护卡盘的某些组件，最主要的是泡罩子组合件112和隔离阀接口 104。因此应注意，外壳111短于气动和射流层114、115，使得当组装卡盘100时所述外壳仅上覆于那些层的一部分。在示例性卡盘100中，气动接口 101、电子接口 102以及旁通阀接口 103未被外壳111覆盖以提供阅读器接近的便利性。
[0144]外壳111的上表面120具有在其中的三个孔口122a到C，每个孔口具有从所述孔口的外周垂下的壁以在组装卡盘时形成三个凹口。所述凹口的目的是容纳泡罩子组合件112的泡罩，使得泡罩可以由阅读器接近和按压，但另外被保护免受意外撞击。当然地，因为示例性卡盘包括三个泡罩，所以外壳111包括形成三个相对应的凹口的三个相对应的孔口122a到C。应了解，取决于优选的实施方案，可以提供更多或更少的泡罩、孔口和凹口。替代地，外壳111可以包括形成容纳所有可用泡罩的单一凹口的单一孔口。
[0145]外壳111的沿着外壳111的长度在卡盘100的插入端105和非插入端106之间延伸的侧壁121包括沿着其下部边缘的至少一部分的凸缘123。凸缘123的目的是双重的。首先，所述凸缘包括一个或多个窗124a到b，其用于接收形成于气动层114中的相对应的数目的突出部以将卡盘100固持在一起。第二，当组装卡盘时，凸缘123经标定尺寸以便突出超出射流箔片116的下表面，使得射流箔片116悬置在其上放置有卡盘100的平坦表面上方。此防止可能另外导致的对射流箔片116的意外损害。
[0146]尽管在图4中所描绘的示例性卡盘中凸缘123沿着实质上所述卡盘的两个相对侧面的长度提供，但应了解，凸缘可以沿着卡盘的三个或四个边缘提供且仍将箔片悬置在其上放置有卡盘的平坦表面上方。类似地，尽管图4中所描绘的卡盘示出沿着实质上边缘的整个长度延伸的凸缘123，但也可以提供仅部分沿着边缘延伸的凸缘，或可以沿着每个边缘提供多个凸缘。
[0147]外壳111进一步包括在非插入端106处的握把125以手动促进卡盘到阅读器中的插入和卡盘100从所述阅读器的移除。握把125包括形成于外壳111中的一系列脊状部和凹槽，但用于增加摩擦的替代的结构(例如隆起)也是可能的。
[0148]外壳111进一步包括样本入口孔126，样本可以使用例如移液管通过所述样本入口孔引入到卡盘100的样本混合室10中。针对给定直径在入口孔126周围的是盆槽127，其凹入到外壳111的上表面120中以容纳液体样本的一定量的溢出物。尽管示例性实施例的盆槽127是实质上平坦的，但它可以朝向入口孔126倾斜，使得任何溢出物都通过入口孔126排出。
[0149]示例性外壳111进一步包括多个切口:形成样本窗109的第一切口 128，以及用于提供对隔离阀接口 104的接近的第二切口 129。如同保护泡罩的凹口一样，通过仅通过外壳111中的切口 129提供对隔离阀接口 104的接近，在一定程度上保护隔离阀接口 104免受意外撞击，所述意外撞击可能致动隔离阀且使得卡盘不可操作。
[0150]1.3.4泡罩子组合件112
[0151]图5更详细示出泡罩子组合件112。泡罩子组合件112可以单独地制造，在此期间泡罩用用于执行优选的测试所必需的液体试剂预填充，且随后粘附到气动箔片113。
[0152]泡罩子组合件(或‘泡罩包装’)是技术人员所熟悉的。泡罩是用于容纳液体的可收缩室，可以通过按压在泡罩上将所述液体从泡罩排出且由此收缩它。在典型的泡罩包装中，泡罩的腔室通过箔片或其它易碎层密封，当泡罩收缩时，一旦腔室内部的压力到达特定量值，所述易碎层就破裂。
[0153]在示例性卡盘中，泡罩子组合件112包括三个泡罩130a到C。这些泡罩对应地包含:包括能够执行细胞裂解的试剂的裂解缓冲液、洗涤缓冲液和洗脱缓冲液。
[0154]示例性泡罩子组合件112包括其上通过可变形聚合层形成前述泡罩130a到c的衬底131，所述可变形聚合层经成形以提供腔室。与三个泡罩130a到c相对应的三个孔口 132a至IJc通过衬底132。所述孔口中的每一个由形成腔室的可变形聚合层覆盖，如果没有在对应的孔口 132a到c与腔室之间的密封件133a到c的话，则所述可变形聚合层由此将孔口连接到腔室。在将合适的压力施加在泡罩130a到c上后，密封件133a到c破裂，由此使得泡罩的液体内容物从泡罩喷出且通过衬底131中的孔口 132a到c流出泡罩子组合件。
[0155]如图所示，密封件133a到c至少部分围绕腔室的外周，其中所述密封件与衬底131相接。在每个密封件133a到c的经设计以破裂(由此形成孔口 132a到c与腔室之间的液体通道)的点处，密封件133a到c可比外周的其余部分更弱。这确保在施加合适的压力时密封件133a到c的正确部分破裂。
[0156]当卡盘插入到阅读器中时，泡罩可以通过阅读器收缩。一个或多个机械致动器(例如支脚)可以由阅读器应用到凹口中以便收缩泡罩。
[0157]泡罩子组合件112进一步包括两个参考孔134a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组合件的定位。
[0158]1.3.5 气动层 114
[0159]图6A和6B更详细示出气动层114。图6A是气动层的俯视图且图6B是底视图。气动层114由刚性塑料层135组成，当组装卡盘时，所述刚性塑料层在特定位置中包覆模制有多个柔性膜以形成特定组件。柔性膜由热塑性弹性体制成。
[0160]刚性塑料层135具有在其中的多个以不同方式成形的凹口和穿过其的孔口。结合射流层115，在刚性塑料层135内的某些凹口和/或穿过所述刚性塑料层的孔口形成多个组件，包含:样本混合室136;废物室137;捕获柱138;洗脱室139;第一和第二扩增室140a到b;以及第一到第四检测室141a到d。还提供孔口 142以提供对电极层117的接近。
[0161]结合经包覆模制的柔性膜和气动箔片113，穿过刚性塑料层的某些其它孔口形成多个其它组件，包含:上游波纹管阀142;波纹管143;气动接口 144;下游波纹管阀145;洗涤缓冲液入口阀门146;洗涤缓冲液气体入口阀门146a;洗脱缓冲液入口阀门147;洗脱缓冲液气体入口阀门147a;废物室阀门148;洗脱室阀门149;隔离阀150;第一和第二扩增室入口阀门151a到b;以及第一和第二扩增室出口阀门152a到b。另一孔口结合经包覆模制的柔性膜(而非气动箔片)形成旁通阀153。
[0162]除隔离阀150和旁通阀153之外，形成于气动层中的阀门都是可气动操作的阀门。也就是说，每个阀门可操作以打开和闭合所述阀门位于其中的射流通道，且此阀门通过将特定压力施加到親合到所述阀门的气动控制线来致动。气动控制线親合到气动接口 144，当卡盘100插入在阅读器中时，所述阅读器接近所述气动接口。因此，为了致动给定气动阀门，阅读器仅将适当的压力施加到与所述阀门相关联的气动控制线以打开或闭合所述阀门。
[0163]隔离阀150和旁通阀153也通过阅读器致动，但以机械方式致动。同样，每个阀门可操作以打开和闭合所述阀门位于其中的射流通道，但所述阀门通过将一个或多个机械致动器(例如支脚)应用到所述阀门来致动。
[0164]气动层进一步包括两个参考孔154a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，气动层中的参考孔154a到b与泡罩子组合件中的参考孔134a到b对准。
[0165]气动层进一步包括孔口 155a到C，当组装卡盘时，所述孔口与通过泡罩子组合件的衬底131 (通过气动箔片，如下文所描述)的孔口 132a到c对齐。
[0166]1.3.6 气动箔片 113
[0167]图7更详细示出气动箔片113。如上文所解释，气动箔片113粘附到气动层114的上表面，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，气动箔片113是大体上矩形且平面的箔片以便提供有效密封。有益的是，气动箔片113是惰性的，使得其不与移动通过气动层114的试剂反应。
[0168]然而，气动箔片113并不上覆于整个气动层114。具体来说，气动箔片113并不上覆于在卡盘100的非插入端106处的样本混合室136或废物室137，或在插入端105处的旁通阀153 ο此外，气动箔片113包括切口 156、157，使得所述气动箔片并不对应地上覆于隔离阀150或气动接口 144。
[0169]气动箔片113进一步包括三个孔口 158a到C，当组装卡盘100时，所述孔口与通过泡罩子组合件的衬底131的孔口 132a到c和通过气动层114的孔口 155a到c的对齐。孔口 158a到c准许泡罩内的液体试剂传递到气动层114，且由此通过孔口 155a到c传递到射流层115。
[0170]气动箔片113包括两个参考孔159a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，气动箔片中的参考孔159a到b与其它层中的参考孔对准。
[0171]气动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气动层(也由聚丙烯制成)。
[0172]1.3.7 射流层 115
[0173]图8A和8B更详细示出射流层115。图8A是气动层的俯视图且图8B是底视图。射流层115由刚性塑料层160组成。如先前所解释，射流层115的顶面(未图示)粘附到气动层113的底面(见图5B)，使得通过气动和射流层的组合形成的各种通道、腔室、阀门、栗、波纹管以及其它组件对准。
[0174]如同气动层113的刚性塑料层135—样，射流层115的刚性塑料层160具有在其中的多个以不同方式成形的凹口和穿过其的孔口。结合气动层113和射流箔片116，在刚性塑料层160内的某些凹口和/或穿过所述刚性塑料层的孔口形成某些组件，包含:样本入口室136;捕获柱138;洗脱室139;第一和第二扩增室140a到b;以及第一到第四检测室141a到d。上游波纹管阀142;波纹管143;气动接口 144;下游波纹管阀145;洗涤缓冲液入口阀门146;洗涤缓冲液气体入口阀门146a;洗脱缓冲液入口阀门147;洗脱缓冲液气体入口阀门147a;废物室阀门148;洗脱室阀门149;隔离阀150;第一和第二扩增室入口阀门151a到b;以及第一和第二扩增室出口阀门152a到b。还提供孔口 161以提供对电极层117的接近。
[0175]此外，结合射流箔片116(而非气动层114)，射流层115中的凹口还提供粗过滤器162、旋绕混合通道163，以及多个通道，所述多个通道在组装卡盘时将前述组件连接在一起以使得液体样本和液体试剂能够通过卡盘，且促进对阀门、栗、波纹管以及其它组件的气动致动。
[0176]射流层包括两个参考孔164a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，射流层中的参考孔164a到b与其它层中的参考孔对准。
[0177]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。
[0178]端口1:波纹管
[0179]端口2:上游波纹管阀
[0180]第一和第二扩增室入口阀门
[0181]第一和第二扩增室出口阀门
[0182]端口3:下游波纹管阀
[0183]端口4:洗涤缓冲液入口阀门
[0184]端口5:洗涤缓冲液气体入口
[0185]端口6:洗涤缓冲液气体入口阀门
[0186]洗脱缓冲液气体入口阀门
[0187]端口7:洗脱缓冲液气体入口
[0188]端口 8:洗脱缓冲液入口阀门
[0189]端口 9:参考压力线
[0190]端口10:洗脱室阀门
[0191]端口 11:废物室阀门
[0192]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。
[0193]1.3.8射流箔片
[0194]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。
[0195]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。
[0196]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。
[0197]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)。
[0198]1.3.9 电极层 117
[0199]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。
[0200]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。
[0201]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。
[0202]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。
[0203]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。
[0204]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。
[0205]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。
[0206]通过阅读器在工作电极169a到d与对立电极170a到d之间