试剂通道混合系统及方法与流程

本申请要求2017年12月13日提交的美国专利申请第15/841,102号的优先权权益，要求2017年3月24日提交的英国(gb)专利申请第1704758.0号的优先权权益，以及要求2017年1月5日提交的美国专利申请第62/442,772号的优先权权益，该英国专利申请要求美国专利申请第62/442,772号的优先权权益，所有这些在先申请都通过引用整体的方式并入本文。

背景技术：

已开发出仪器，且仪器继续针对所关注测序分子(具体地，是dna、rna及其他生物样品)演进。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，个别分子将附着于位点处且被放大以增强可检测性。测序操作接着包括重复以下步骤的循环：在位点处结合分子，标记经结合组分，对位点处的组分成像，以及处理所得图像数据。

在此等测序系统中，流体系统(或子系统)提供在诸如程序化计算机及适当接口的控制系统的控制下的物质(例如，试剂)流。

概述

此说明书中所描述的主题的一个或更多个实施方案的细节在随附附图及以下描述中阐述。其他特征、方面及优点将自该描述、该附图及权利要求书变得明显。

在一些实施方案中，可提供一种系统，其包括待与流动池流体地连接以支撑分析系统中的所关注分析物的流动路径。该系统可进一步包括：选择器阀，其流体地耦接至该流动路径以在多个试剂吸管之间进行选择以供分析操作；旁通管线，其与该流动路径分离且该旁通管线的一部分充当该旁通管线的混合体积；泵，其待与该旁通管线流体地连接且在试剂预混合操作期间经由该旁通管线移位流体；以及控制电路，其操作性地耦接至该选择器阀且耦接至该泵，该控制电路具有一个或更多个处理器及存储器，该存储器储存或将储存机器可执行的指令，该机器可执行的指令在由该一个或更多个处理器执行时控制该一个或更多个处理器以：a)使得该选择器阀在与待预混合的试剂相关联的一组试剂吸管之间进行选择，b)使得该泵自该经选择试剂吸管中的每一者抽吸流体且将自该对应的经选择试剂吸管抽吸的该流体逐个递送至该混合体积中，c)使得该泵经由目的地接收器吸管来分配由(b)产生的该混合体积中的该经抽吸流体，以及d)使得该泵将该经抽吸流体循环地移动进入及离开该混合体积且通过该目的地接收器吸管以进一步混合该流体。

在一些此等实施方案中，该混合体积可包括蛇形通道或呈蛇形通道的形式。

在该系统的一些实施方案中，该系统可进一步包括目的地接收器，该目的地接收器被定位以接收经由该目的地接收器吸管喷射的流体；该目的地接收器可含有待测序的dna。

在该系统的一些实施方案中，该泵可为注射泵或包括注射泵。

在该系统的一些实施方案中，该选择器阀可准许该泵在将该流体自该经选择试剂吸管递送至该混合体积中之前将空气抽吸至该混合体积中。

在该系统的一些实施方案中，该存储器可储存或将储存另外机器可执行的指令，该另外机器可执行的指令在由该一个或更多个处理器执行时进一步控制该一个或更多个处理器以使得该泵将该经抽吸流体循环地移动进入及离开该混合体积，同时将一定体积的空气维持截留在该泵与该流体之间。

在该系统的一些实施方案中，该存储器可储存或将储存另外机器可执行的指令，该另外机器的可执行指令在由该一个或更多个处理器执行时进一步控制该一个或更多个处理器以使得在执行(c)或(d)以供该分析操作之前重复(b)一次或更多次。

在该系统的一些此等实施方案中，该存储器可储存或将储存另外机器可执行的指令，该另外机器可执行的指令在由该一个或更多个处理器执行时进一步控制该一个或更多个处理器以：(e)使得该选择器阀选择与额外试剂相关联的额外试剂吸管，(f)使得该泵自该额外试剂吸管抽吸流体，以及(g)使得该泵将该经抽吸额外流体自该额外试剂吸管递送至该混合体积中，其中该额外试剂吸管不在来自(a)的试剂吸管组中且其中在(b)与(c)之间执行(e)至(g)。

在该系统的一些实施方案中，该系统可进一步包括试剂接收器，该试剂接收器含有待预混合的具有不同比重的至少三种试剂。

在一些实施方案中，可提供一种方法，其包括：(a)针对两种或多于两种试剂执行试剂预混合操作，b)致动该泵，以将该经抽吸试剂循环地移动进入及离开该混合体积以混合该试剂，以及c)致动该泵，以将该经混合试剂喷射至目的地接收器中。(a)的该试剂预混合操作可包括：命令选择器阀选择第一试剂；致动泵，以将该第一试剂的一部分自第一接收器抽吸至混合体积中；命令该选择器阀选择第二试剂；以及致动该泵，以将该第二试剂的一部分自第二接收器抽吸至该混合体积中。

在该方法的一些实施方案中，该混合体积可包括蛇形通道或可为蛇形通道。

在该方法的一些实施方案中，该目的地接收器可含有待测序的dna。

在该方法的一些实施方案中，(a)的该试剂预混合操作可进一步包括命令该选择器阀选择第三试剂以及致动该泵，以将该第三试剂的一部分自第三接收器抽吸至该混合体积中。

在该方法的一些此等实施方案中，(a)的该试剂预混合操作可进一步包括在执行(b)之前多于一次地选择且抽吸该试剂中的至少一种。在该方法的一些此等实施方案中，(a)的该预混合操作可在执行(b)之前重复一次或更多次。

在该方法的一些实施方案中，该方法可进一步包括在抽吸该第一试剂之前将空气抽吸至该混合体积中。

在一些实施方案中，可提供一种方法，其包括：致动泵，以将气体抽吸至混合体积中；控制选择器阀逐个选择多种液体试剂以供分析操作；针对每一经选择试剂，致动泵，以将该经选择试剂自含有该经选择试剂的相应接收器抽吸至蛇形混合体积中；控制该选择器阀以将该蛇形混合体积与目的地接收器流体地连接；循环该泵，以使该试剂在该蛇形混合体积与目的地接收器之间来回移动，以混合该试剂，其中该目的地接收器含有待在该分析操作中分析的所关注分析物；以及致动该泵，以将该经混合试剂喷射至该目的地接收器中。

在此方法的一些实施方案中，该方法可进一步包括在循环该泵以移动该试剂之前，多于一次地选择且抽吸每一试剂。

在此方法的一些实施方案中，该泵可用于在该泵与该试剂之间存在一定体积的空气的情况下循环地移动该试剂。

在此方法的一些实施方案中，该试剂可包括具有不同比重的至少三种试剂。

此说明书中所描述的主题的一个或更多个实施方案的细节在随附附图及以下描述中阐述。其他特征、方面及优点将自该描述、该附图及权利要求书变得明显。应注意，以下诸图的相对尺寸可不按比例绘制。

附图简述

当参考随附附图阅读以下实施方式时，本发明的此等及其他特征、方面及优点将变得更好理解，其中遍及附图相同字符表示相同部分，在附图中：

图1为其中可使用所揭示技术的实例测序系统的图形概述；

图2为图1的测序系统的实例流体系统的图形概述；

图3为图1的测序系统的实例处理及控制系统的图形概述；

图4为具有选择器阀的试剂歧管的实例的透视图；

图5为图4的实例歧管及阀配置的俯视图；

图6a为用于抽吸且混合试剂及样品模板的实例配置的图形视图，而图6b在一个实例中展示在混合之前如何对试剂及样品模板加条纹；

图7为待混合的试剂如何可个别地抽吸至混合体积中的实例的图形视图；

图8为展示将经混合试剂喷射至接收器中的喷嘴吸管的用于经混合试剂及样品模板的实例目的地接收器器皿的图形区段；

图9a至图9d说明可用于混合试剂的实例喷嘴吸管；

图10为抽吸及混合试剂及样品模板的实例循环的图形表示；且

图11为说明用于抽吸及混合试剂与样品模板的实例逻辑的流程图。

具体实施方式

图1说明被配置以处理分子样品的测序系统10的实施方案，该分子样品可被测序以判定其组分、组分排序及大体上样品的结构。该系统包括接收且处理生物样品的仪器12。样品源14提供在许多状况下将包括组织样品的样品16。举例而言，样品源可包括个人或个体，诸如人类、动物、微生物、植物或其他供体(包括环境样品)、或包括所关注有机分子的任何其他个体，将判定有机分子的序列。系统可与除获自生物体的彼等样品以外的样品一起使用，生物体包括合成分子。在许多状况下，分子将包括dna、rna或具有碱基对的其他分子，该分子的序列可限定具有最终关注的特定功能的基因及变异体。

样品16被引入至样品/库准备系统18中。此系统可隔离、分裂及以其他方式准备样品以供分析。所得库包括长度促进测序操作的所关注分子。接着将所得库提供至仪器12，测序操作在该仪器中执行。实际上，有时可被称作模板的库在自动化或半自动化制程中与试剂组合，且接着在测序之前被引入至流动池。在一些此等实施方案中，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系统来传送，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中所说明的实施方案中，仪器包括接收样品库的流动池或阵列20。流动池包括允许发生测序化学反应的(包括库的分子的附着，及在测序操作期间可检测到的部位或位点处的放大)的一个或更多个流体通道。举例而言，流动池/阵列20可包括在部位或位点处固定于一个或更多个表面上的测序模板。“流动池”可包括图案化阵列，诸如微阵列、纳米阵列等等。实际上，部位或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件的一个或更多个表面上。为了使测序化学反应能够发生，流动池也允许引入用于反应、冲洗等的物质，诸如各种试剂、缓冲剂及其他反应介质。物质流经流动池且可在个别位点处与所关注分子接触。

在仪器中，流动池20安装于可移动载台22上，在此实施方案中，可移动载台22可在如由参考数字24指示的一个或更多个方向上移动。举例而言，流动池20可以可移除且可替换匣的形式提供，该匣可与系统的可移动载台22或其他组件上的端口对接，以便允许将试剂及其他流体递送至流动池20或自流动池20递送试剂及其他流体。载台与光学检测系统26相关联，该光学检测系统26可在测序期间将辐射或光28引导至流动池。光学检测系统可使用各种方法(诸如，萤光显微法)，以检测安置于流动池的位点处的分析物。作为非限制性实例，光学检测系统26可使用共焦列扫描产生渐进像素化图像数据，渐进像素化图像数据可被分析以定位流动池中的个别位点且判定大部分新近附著或结合至每一位点的核苷酸的类型。也可使用其他适合的成像技术(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(stepandshoot)”成像方法的技术。光学检测系统26及载台22可合作以在获得区域图像(或者如所提及，可以任何合适模式(例如，点扫描、列扫描、“步进拍摄”扫描)扫描流动池)同时使流动池及检测系统保持静态关系。

尽管许多不同技术可用于成像或更一般地用于检测位点处的分子，但当前涵盖的实施方案可利用引起激发萤光标记的波长下的共焦光学成像。藉助于其吸收光谱而激发的标记藉助于其发射光谱而传回萤光信号。光学检测系统26被配置以捕捉此等信号，以便以允许对信号发射位点进行分析的解析度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，循环操作或制程以自动或半自动方式实施，在循环操作或制程中促进反应(诸如，藉由单核苷酸或藉由寡核苷酸促进反应)，继而冲洗、成像及解块以为后续循环作准备。在自库提取出全部有用资讯之前，为测序准备且固定于流动池上的样品库可经受数个此等循环。光学检测系统可藉由使用电子检测电路(例如相机或成像电子电路或晶片)自在测序操作的每一循环期间对流动池(及其位点)的扫描产生图像数据。可接着分析所得图像数据以定位图像数据中的个别位点，且分析及表征存在于位点处的分子，诸如参照在特定部位处所检测到的特定色彩或波长的光(特定萤光标记的特性发射光谱)，如该部位处的图像数据中的像素的群组或群集所指示。举例而言，在dna或rna测序应用中，四种常见核苷酸可由可区分的萤光发射光谱(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判定的循环值，可针对每一位点判定个别核苷酸及其次序。接着可进一步处理此等序列以组装包括基因、染色体等等的较长片段。如本发明中所使用，术语“自动”及“半自动”意谓，一旦操作开始，或一旦包括操作的制程开始，该操作即由与人的交互作用很少或不存在的系统程序设计或配置来执行。

在所说明实施方案中，试剂30是经由阀门(valving)32而汲取或抽吸至流动池中的。阀门可诸如经由吸液管或吸管(图1中未展示)自试剂储存所在的接收器或器皿获取试剂。阀门32可允许基于所执行的指定操作序列而选择试剂。阀门可进一步接收用于经由流动路径34将试剂引导至流动池20中的命令。退出或流出流动路径36自流动池引导已使用的试剂。在所说明实施方案中，泵38用以使试剂移动通过系统。泵也可提供其他有用功能，诸如量测通过系统的试剂或其他流体、抽吸空气或其他流体等等。泵38下游的额外阀门40允许将已使用试剂适当地引导至处置器皿或接收器42。

仪器进一步包括一系列电路，其帮助命令各种系统组件的操作、藉由来自感测器的回馈监视组件的操作、收集图像数据，以及至少部分地处理图像数据。在图1中所说明的实施方案中，控制/监管系统44包括控制系统46及数据获取及分析系统48。两个系统将包括一个或更多个处理器(例如，数字处理电路，诸如微处理器、多核处理器、fpga或任何其他合适处理电路)及相关联存储器电路50(例如，固态存储器装置、动态存储器装置、机载及/或非机载存储器装置等等)，该相关联存储器电路可储存机器可执行的指令以用于控制例如一个或更多个计算机、处理器或其他相似逻辑装置以提供某一功能性。专用或通用计算机可至少部分地组成控制系统及数据获取及分析系统。控制系统可包括例如被配置(例如，被程序设计)以处理针对流体学、光学、载台控制及仪器的任何其他有用功能的命令的电路。数据获取及分析系统48与光学检测系统对接，以掌控光学检测系统或载台或两者的移动、用于循环检测的光的发射、对传回信号的接收及处理等等。仪器也可包括如参考数字52所指示的各种接口，诸如准许控制且监视仪器、转移样品、发动自动或半自动测序操作、产生报告等等的操作员接口。最后，在图1的实施方案中，外部网络或系统54可耦接至仪器且与之合作，例如，以用于分析、控制、监视、服务及其他操作。

应注意，虽然在图1中说明了单个流动池及流体学路径以及单个光学检测系统，但在一些仪器中，可容纳多于一个流动池及流体学路径。举例而言，在当前涵盖的实施方案中，提供两个此类配置以增强测序及输送量。实际上，可提供任何数目的流动池及路径。此等流动池及路径可利用相同或不同的试剂容器、处置容器、控制系统、图像分析系统等等。在提供多个流体学系统的情况下，该多个流体系统可个别地受控制或以协调方式受控制。应理解，术语“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，“电连接”可用以描述两个或更多个组件之间的电连接大致相同。术语“流体地插入”可例如用以描述组件的特定排序。举例而言，若组件b流体地插入于组件a与组件c之间，则自组件a流动至组件c的流体在达至组件c之前将流动通过组件b。

图2说明图1的测序系统的实例流体系统。在所说明实施方案中，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耦接至共用管线58(第一共用管线)，而通路56b耦接至第二共用管线60。还提供旁通管线62以允许流体绕过流动池而不进入其中。如上文所提及，一系列器皿或接收器64允许储存可在测序操作期间利用的试剂及其他流体。试剂选择器阀66以机械方式耦接至马达或致动器(图中未示)，以允许选择待引入至流动槽中的试剂中的一次或更多者。所选试剂接着前进至类似地包括马达(图中未示)的共用管线选择器阀68。可命令共用管线选择器阀选择共用管线58及60中的一次或更多者或两个共用管线，以使得试剂64以受控方式流动至通路56a及/或56b，或选择旁通管线62以使试剂中的一次或更多者流经旁通管线。应注意，可藉由旁通管线实现其他有用操作，诸如将所有试剂(及液体)充装至试剂选择器阀(及共用管线选择器阀)而不经由流动池汲取空气的能力，独立于流动池执行对试剂通道及吸管的清洗(例如，自动或半自动清洗)的能力，及能够在系统上执行诊断功能(例如，压力及体积递送测试)的能力。

已使用的试剂经由耦接于流动池与泵38之间的管线退出流动池。在所说明实施方案中，泵包括具有一对注射器70的注射泵，注射器70由致动器72控制且移动，以在测试、验证及测序循环的不同操作期间抽吸试剂及其他流体且喷射该试剂及流体。泵总成可包括各种其他部分及组件(包括阀门、仪表、致动器等等(图中未示))。在所说明实施方案中，压力感测器74a及74b感测泵的入口管线上的压力，同时提供压力感测器74c以感测由注射泵输出的压力。

由系统使用的流体自泵进入已使用试剂选择器阀76。此阀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个。在所说明实施方案中，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。取决于所使用的试剂，将试剂或某些试剂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，泵总成内的阀门可允许各种流体(包括试剂、溶剂、清洁剂、空气等)由泵抽吸且经由共用管线、旁通管线及流动池中的一或多者来注入或循环。此外，如上文所提及，在当前涵盖的实施方案中，在共用控制下提供图2中所展示的流体学系统的两个并行实施方案。流体学系统中的每一个可以是单个测序仪器的部分，且可并行地对不同流动池及样品库执行包括测序操作的功能。

流体学系统在针对测试、验证、测序等等实施指定协议的控制系统46的命令下操作。指定协议将预先建立，且包括用于活动的一系列事件或操作，诸如抽吸试剂、抽吸空气、抽吸其他流体、喷射此类试剂、空气及流体等等。协议将允许协调此类流体操作与仪器的其他操作，诸如在流动池中发生的反应、流动池及其位点的成像等等。在所说明实施方案中，控制系统46使用一个或更多个阀接口84以及泵接口86，阀接口84被配置以为阀提供命令信号，泵接口86被配置以命令泵致动器的操作。也可提供各种输入/输出电路88以用于接收回馈及处理此回馈，此回馈诸如来自压力感测器74a至74c及流量计80。

图3说明控制/监管系统44的某些功能组件。如所说明，存储器电路50存储在测试、调测、故障处理、服务及测序操作期间执行的指定常式。许多此等协议及常式可实施且储存于存储器电路中，且此等协议及常式可不时地更新或更改。如图3中所说明，此等协议及常式可包括流体学控制协议90，流体学控制协议90用于控制各种阀、泵及任何其他流体学致动器，以及用于接收且处理来自诸如阀的流体学感测器及流动与压力感测器的反馈。载台控制协议92允许流动池诸如在成像期间视需要移动。光学件控制协议94允许将命令发出至成像组件，以照明流动池的部分且接收传回信号以供处理。图像获取及处理协议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。其他协议及常式可提供于如由参考数字98指示的相同或不同存储器电路中。实际上，存储器电路可提供为一个或更多个存储器装置，诸如易失性存储器及非易失性存储器两者。此存储器可位于仪器内，且一些存储器可以是非机载的。

一个或更多个处理器100存取所储存协议且对仪器实施该协议。如上文所提及，处理电路可以是专用计算机、通用计算机或任何合适的硬件、固件及软件平台的部分。处理器及对仪器的操作可由人类操作员经由操作员接口101掌控。操作员接口可允许测试、调测、故障处理及服务，以及允许报告可能出现在仪器中的任何问题。操作员接口也可允许启动及监视测序操作。

图4说明用以自接收器汲取试剂及其他流体且将其递送至流动池的阀总成。阀总成102包括歧管结构104，通道形成于歧管结构104中以界定试剂及其他流体的流动路径。如图4中可见，阀66及68由马达106及108驱动且控制。一个或更多个马达接口或连接件110将电力及(在必要时)信号提供至马达且自马达提供电力及信号。如上文所提及，在测试、调测及服务期间，以及在测序操作期间，马达(及由此的阀)由控制电路控制。

歧管内的试剂及流体路径耦接至吸管112，在操作期间，吸管112自相应接收器(图中未示)汲取试剂及其他流体。通常由图4中的参考数字114指定的试剂及流体的流动路径可藉由模制、蚀刻或任何其他适合制程形成，以在上文所论述的泵受命令以抽吸试剂及流体时，允许试剂及流体自吸管移动至阀。吸管中的至少一个被配置为喷嘴吸管116以在测序操作期间(例如，在反应及成像之前)辅助混合试剂。图4中也说明被配置为通道118的混合体积，在通道118中，可汲取且移动试剂及流体以用于混合。在一些实施方案中，混合体积可为旁通管线62的一部分或全部。举例而言，试剂可按所要序列抽吸至旁通管线62中，而使得试剂并不遍历旁通管线的整个长度(此可导致试剂被传送以供处置)。一旦旁通管线(或其充当混合体积的一部分)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通管线的端部，以便与通向例如目的地接收器的流动路径流体地连接，使得装载至旁通管线中的整组试剂可接着自旁通管线排出且进入目的地接收器中。在其他实施方案中，混合体积可例如为目的地接收器(例如预混合流体将递送至的目的地接收器)或单独目的地接收器(例如，在递送所选试剂之前完全排空的目的地接收器)。

图5为阀总成102的俯视图。同样在此处，阀66及68在歧管中可见，且耦接至试剂及流体的流动路径。试剂选择器阀66自吸管接收试剂，且将经抽吸流体引导至共用管线选择器阀68。混合通道118耦接至共用管线选择器阀以允许混合试剂，如下文所描述。图5中也展示设置于歧管中的用以允许将歧管耦接至吸管的端口120。端口120中的一个(由参考数字122指示)将耦接至喷嘴吸管以允许将试剂注入至目的地接收器中，且允许自目的地接收器汲取试剂以用于混合。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，以便例如藉由混合来准备试剂及/或其他材料，以供递送至流动池。因此，试剂及其他流体可于目的地接收器中准备之后即自目的地接收器转移至流动池。

图6a中说明用于混合的混合通道118及试剂流动路径的当前涵盖的实施方案。如上文所提及，混合通道118耦接至共用管线选择器阀68，共用管线选择器阀68又耦接至试剂选择器阀66的出口。混合通道118也耦接至泵38以允许抽吸且喷射试剂及流体，如下文所描述。在图6a中所说明的实施方案中，试剂接收器或器皿124、126及128分别储存试剂130、132及134。在此实例中，另一目的地接收器136储存预准备样品模板或库138。对于混合操作，预混合试剂130、132及134且接着与模板138组合。为了允许此类预混合，经由图6a中由参考数字140指示的相应流动路径将试剂逐个抽吸至混合通道118中。另一流动路径142允许将试剂连同模板沉积在目的地接收器136中。在所说明实施方案中，混合通道118形成具有回路144的蛇形内部体积，回路144允许在歧管的相对紧凑区域中抽吸且混合所要体积的试剂。

在当前涵盖的实施方案中，试剂130、132及134具有对混合造成挑战的不同流体属性。举例而言，试剂的密度不同，且在试剂的黏度与油界面张力之间可存在实质性差异。举例而言，在当前涵盖的实施方案中，黏度在大约1.5cp与50cp之间变化(例如，在25℃下为2.4cp)，而油界面张力在约5.0与约19.2达因/cm之间变化。相比而言，模板可具有仍然不同密度及较低黏度(例如，在25℃下约1cp)及不同油界面张力(例如，约9.8达因/cm)。图6b说明目的地接收器136中的试剂及模板在未混合时的条纹。在所说明实施方案中，模板包含总体积的约30％，而试剂130包含约22％，试剂132包含约42％，且试剂134包含约6％。在本上下文中，术语“约”意指所指示的值并不确切，且实际值可在以不实质上更改有关操作的方式指示的彼等值范围内变化。

为了准许自动混合试剂与模板，流体学系统及其控制允许将试剂逐个选择性地抽吸至混合通道中，注入至目的地接收器中，且循环地抽取且回注以用于混合。图7说明当前涵盖的用于试剂抽吸的技术。如所展示，藉由阀66的控制逐个抽吸试剂130、132及134。在共用管线选择器阀将试剂引导至混合通道的情况下，抽吸每种试剂的数个体积组(如由参考数字146、148、150、152及154指示)。为了使混合期间的压力尖峰减小，泵也可在抽吸试剂之前抽吸一定体积的空气。空气体积提供限制混合期间的正压及负压尖峰的缓冲。在图7中所说明的实施方案中，经抽吸空气将位于试剂组的左上方。此外，可抽吸液体缓冲剂，其帮助充装、清洗及推动试剂。一旦如图7中所说明地抽吸，则阀门接着可被控制以允许泵将试剂注入至将被预装载至上文所描述的模板接收器136中的模板138中，也就是说，一个或两个选择器阀可被控制以流体地连接混合体积或混合通道(例如，蛇形混合通道)与目的地接收器。

在可选择三种或多于三种试剂以在目的地接收器中混合的另一技术中，经选择用于混合的试剂中的至少两种可逐个重复地引入至混合通道中，而经选择用于混合的至少一种其他试剂保持备用，直至逐个重复地引入至混合通道的试剂已完全递送至混合通道为止。所保留的试剂可接着一次全部加入至混合通道。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将被逐个重复地引入至混合通道中，继而引入所保留的试剂c，则混合通道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，所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反应，但可与以另一方式组合的其他试剂中的两种或多于两种反应。后者可为在试剂已充分混合后可能发生的所要反应，而前者可能在试剂可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，所保留的试剂可与形成混合通道的结构的材料反应且产生不当副产物。由于将试剂逐个重复引入至混合通道可能需要几分钟(例如，取决于所要的每种试剂的数目及数量而需要5分钟、10分钟、15分钟或更久)，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递送至混合通道之后可显着减少保留的试剂与其他试剂接触及与混合通道的结构接触所耗费的时间量，从而降低非所要反应副产物产生的可能性。当然，在此等实施方案中，所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的可能比缺少关于所保留的试剂的预混合更重要。具体的，若所保留的试剂为较低黏度液体，则缺少关于所保留的试剂的预混合最终几乎无影响。

使用通道状混合体积(例如，长度比宽度长得多(例如，至少为宽度的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递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将很可能随时间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递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而其长度为大致360mm的混合通道可在预混合制程期间提供所递送试剂的有利分层。一旦混合体积已装载有所要量的多组试剂，则混合体积的内含物可递送至目的地接收器(混合体积中的流体的某一部分可损失至流体系统的死体积；递送至混合体积的试剂的总体积可被校准以考虑此损耗)。在递送至目的地接收器之后，所递送的经预混合试剂可重复地自目的地接收器抽吸及喷射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，经预混合(或预混合后)的试剂可自目的地接收器抽吸且在被喷射回至目的地接收器中之前退回至混合体积中。因此，在此类实施方案中，经预混合试剂可在抽吸/喷射混合操作期间重复地移动进入及离开混合体积。

已发现，使用具有喷嘴吸管的混合通道促进了目的地接收器中的涡旋且提供试剂与模板的极佳混合，即使试剂的流体属性存在相当大的差异。此外，此等结构及技术能够在与人互动很少或不存在的情况下实现自动混合。图8及9a至图9c说明用于此等技术中的实例喷嘴吸管。如图8中所展示，喷嘴吸管具有细长主体及在其远端处的顶端156，该细长主体具有沿其长度延伸的中心内腔(空腔)。喷嘴设置于顶端处以减小吸管在此部位处的内径，从而增大经由吸管抽吸及喷射的流体的速度。在所说明实施方案中，喷嘴形成为容纳于吸管的远端或顶端中的插入物158。诸如盖、经机器加工、形成、缩锻区域等等的其他结构可形成喷嘴。

在所说明实施方案中，吸管的标称外径160为约0.125英寸(3.175mm)，且标称内径162为0.020英寸±0.001英寸(0.508mm)。另一方面，喷嘴的标称内径164为0.010英寸±0.001英寸(0.254mm，但一些实施方案的特征可在于范围至多在0.20与0.28mm之间的喷嘴内径)。当然，可利用其他大小及尺寸以提供所要混合。此外，在所说明实施方案中，喷嘴吸管116定位于接收器138的底部上方大致2mm的高度166处。当试剂注入至接收器中时，如由参考数字168指示，接着藉助于试剂移动通过喷嘴的速度增大而增强接收器内的涡旋，从而增强接收器中的混合，如由图8中的箭头170指示。允许经混合试剂在接收器中上升，如由参考数字172指示。

图9a略微更详细地说明喷嘴吸管的远端。如图中可见，藉由喷嘴插入物158减小了吸管的标称内径162，在此状况下减小至吸管的内径的大致一半(在此实例中，喷嘴插入物的形状为管状)。图9b、图9c及图9d中最佳地说明远端的当前涵盖形式。如此处展示，喷嘴吸管具有琢面化下部末端，其包含四个琢面174，从而赋予喷嘴吸管顶端楔形状外观。吸管具有中心线176，且琢面在相对于中心线176偏移或偏心的顶点178中会合。远端的此几何形状在吸管降低至接收器中时或在接收器围绕吸管升高时减少或避免了拖动或刮擦接收器。然而，应注意，在所说明实施方案中，插入物具有与顶端的轮廓匹配的下部轮廓(例如，成角度的琢面中的一个或更多个)。换句话说，插入物的形状可顺应喷嘴吸管的远端的多面或楔形状。此外，应注意，在当前涵盖的实施方案中，吸管及喷嘴由诸如聚醚醚酮(peek)的工程塑胶制成。此类材料可向制程中使用的试剂及任何溶剂提供耐化学性。

图10为在抽吸、混合且喷射试剂及样品模板时的实例循环的图形表示，而图11为说明用于抽吸且混合试剂及样品模板的实例逻辑的流程图。在图10中，由参考数字180指定抽吸、混合及喷射循环，其中泵所施加的压力由轴182指示，且循环时间由轴184指示。负压力指示抽吸试剂中的一种或更多种，而正压力指示喷射。可认为制程包括“转移”序列186，继的以“混合”序列196，如下文所论述。

遵循图11的流程图，控制逻辑204可自206处的抽吸空气开始，以自流动路径移除现存液体，试剂的先前混合物已经可由该流动路径传送。举例而言，连结试剂选择器阀66与目的地接收器136的流动路径142中剩余的任何残余液体可用空气抽吸(也就是说，使得用空气替换液体)，使得随后经由流动路径142递送至目的地接收器的试剂的任何新的混合物不与残余液体共混。转移序列接着可以由图11中的参考数字208指示的充装序列开始。此充装序列由图10中的参考数字188总体指示的一系列负压力或抽吸事件来指示。一般而言，此等事件允许起初将试剂汲取至系统中。返回至图11，略微更详细地说，可抽吸缓冲剂，如在210处所指示。此缓冲剂可包含被选择为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工作流体，以允许更精确地计量视需要在以下步骤中进入混合体积中的试剂。可接着在充装事件中抽吸第一试剂，如在图11中的212处所指示，继而经由在214处抽吸最终试剂来抽吸任何数目种其他试剂。举例而言，在当前涵盖的实施方案中，以充装序列抽吸三种此类试剂。

在图11中所说明的逻辑中，接着以转移序列218抽吸待混合的试剂。藉由如在220处所指示抽吸第一试剂而继续转移序列，继而逐个抽吸额外试剂中的每一种，直至如在222处所指示抽吸最终试剂为止。如前所述，在当前涵盖的实施方案中，以此序列抽吸三种试剂。如上文所提及，在当前涵盖的实施方案中，以相对较小量抽吸一定数量的试剂组，以产生一系列试剂，且从而促进预混合。因此，在224处，逻辑可判定是否已抽吸所有组试剂，且若未抽吸所有组试剂，则返回至220以继续抽吸额外组。也应注意，在当前涵盖的实施方案中，所有组含有选择用于混合的所有试剂，但状况无需如此。此外，在各组中可抽吸不同体积或数量的试剂。一旦已抽吸所有试剂，则控制即可前进超出转移序列。转移序列由图10中的参考数字190总体指示的负压事件说明。

如图11中所展示，且如将自图10的单独负(及正)压事件明晰，试剂或经预混合试剂的每一连续抽吸(或喷射)涉及控制上文所描述的阀中的一个或更多个以及泵。也就是说，为了抽吸个别试剂，将使试剂选择器阀位移以将负压引导至所选试剂的对应接收器的吸管。泵将类似地被命令以汲取试剂(或空气或缓冲剂或模板)，且根据指定协议挤出经抽吸流体。此混合协议将为预定的且储存于上文所描述的存储器电路中，且基于同样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。此等协议由经由适当接口电路来命令阀及泵的操作的处理及控制电路执行。

一旦已抽吸所有试剂，则经抽吸流体可喷射至目的地接收器中，如图11中的226处所指示。如上文所提及，在当前涵盖的实施方案中，这是经由喷嘴吸管来进行的，其中藉助于增大试剂通过喷嘴的速度及目的地接收器中的所得涡旋而开始混合。此至目的地接收器中的喷射由图10中的正压事件192指示。在某些实施方案中，抽吸可如图11中的参考数字228所指示而进一步予以执行。其后，经抽吸试剂可喷射至目的地接收器中。此序列可在如由图11中的参考数字230指示的抽吸空气及图10中的负压事件194之前(例如，以自旁通管线、混合通道、模板通道及吸管移除尽可能多的液体)。也应注意，在一些实施方案中，在抽吸及喷射期间，喷嘴吸管或接收器或这两者可相对于另一者(例如，竖直地)移动，以进一步帮助混合条纹样品及试剂。

在藉由上文所描述的操作进行的混合体积或通道中的抽吸及部分预混合之后，藉由使试剂经由喷嘴吸管在通道中且在通道与目的地接收器之间重复地移动来执行混合。为此，以混合序列234实施一系列混合循环。在此序列中，经组合试剂及模板在236处被抽吸且在238处被喷射回至目的地接收器中。逻辑可重复判定所有此等所要混合循环是否在240处得到执行且继续执行至完成所有此等循环为止。在图10的图形说明中，该循环总体由参考数字198来指示。如可见，每一循环涉及相对短负压事件，继而是相对短正压事件。此等事件有效地经由喷嘴吸管将经组合试剂及模板抽吸至混合体积或通道中，且经由喷嘴将逐渐混合的试剂及模板传回至目的地接收器。虽然在此制程中可移位任何所要体积，但在当前涵盖的实施方案中，在每一混合循环中自目的地接收器抽吸约2,000μl且将其喷射至目的地接收器中，但其他实施方案可分配约500μl或1500μl，此取决于所使用的流动池的大小。在混合制程结束时，可将经混合试剂及模板传回至目的地接收器，以继续进行测序操作。

若存在，则除非明确地指示特定次序或序列，否则在本发明及权利要求书中对例如(a)、(b)、(c)…等等的序数指示符的使用将应被理解为不传达任何此次序或序列。举例而言，若存在标记为(i)、(ii)及(iii)的三个步骤，则应理解，除非另外规定，否则可按任何次序(或若未另外禁止，则甚至同时地)执行此等步骤。举例而言，若步骤(ii)涉及处置在步骤(i)中产生的元件，则步骤(ii)可被视为在步骤(i)之后的某一时刻发生。类似地，若步骤(i)涉及处置在步骤(ii)中产生的元件，则应反过来进行理解。

也应理解，“用以”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”(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。

当用于参考量或类似可定量属性时，除非另有指示，否则诸如“约”、“大致”、“实质上”、“标称”等等术语应被理解为包括所指定值的±10％内的值。

除了本发明中列出的权利要求书以外，以下额外实施方案也应被理解为在本发明的范围内：

实施方案1：一种系统包括：流动池，其用以支撑所关注分析物；选择器阀，其耦接至该流动池以选择多种试剂以供分析操作；泵，其耦接至该流动池且耦接至旁通管线以在分析操作期间经由该流动池移位流体且在试剂混合操作期间经由该旁通管线移位流体；混合体积，其与该旁通管线流体连通；以及控制电路，其耦接至该选择器阀且耦接至该泵，以命令该选择器阀选择待混合的试剂且命令该泵将该经选择试剂自相应接收器逐个抽吸至该混合体积中、在该混合体积中循环地移动该经抽吸试剂以混合该试剂，且将该经混合试剂喷射至目的地接收器中。

实施方案2：如实施方案1的系统，其中该混合体积包括蛇形通道。

实施方案3：如实施方案1的系统，其中该目的地接收器包括待测序的dna。

实施方案4：如实施方案1的系统，其中该泵包括注射泵。

实施方案5：如实施方案1的系统，其包括阀，以准许该泵在抽吸该试剂之前抽吸空气。

实施方案6：如实施方案5的系统，其中该泵在该泵与该经抽吸试剂之间存在一定体积的空气的情况下循环地移动该经抽吸试剂。

实施方案7：如实施方案1的系统，其中该试剂包含具有不同比重的至少三种试剂。

实施方案8：一种方法包括：命令选择器阀选择第一试剂；致动泵，以将该第一试剂自第一接收器抽吸至混合体积中；命令该选择器阀选择第二试剂；致动该泵，以将该第二试剂自第二接收器抽吸至该混合体积中；致动该泵，以在该混合体积中循环地移动该经抽吸试剂以混合该试剂；以及致动该泵，以将该经混合试剂喷射至目的地接收器中。

实施方案9：如实施方案8的方法，其中该混合体积包括蛇形通道。

实施方案10：如实施方案8的方法，其中该目的地接收器包括待测序的dna。

实施方案11：如实施方案8的方法，其包括在致动该泵，以循环地移动该经抽吸试剂之前命令该选择器阀选择第三试剂，以及致动该泵以将第三试剂自第三接收器抽吸至该混合体积中。

实施方案12：如实施方案11的方法，其包括在致动该泵以循环地移动该经抽吸试剂之前多于一次地选择且抽吸该试剂中的至少一种。

实施方案13：如实施方案12的方法，其包括在致动该泵以循环地移动该经抽吸试剂之前多于一次地选择且抽吸所有该试剂。

实施方案14：如实施方案8的方法，其包括在抽吸该第一试剂之前将空气抽吸至该混合体积中。

实施方案15：如实施方案14的方法，其中该第一试剂被选择以提供弯液面，该弯液面避免空气在该混合体积中的抽吸或移动期间进入至该试剂中。

实施方案16：一种方法包括：致动泵，以将气体抽吸至混合体积中；命令选择器阀逐个选择多种试剂以用于分析操作；针对每一经选择试剂，致动泵，以将该经选择试剂自相应接收器抽吸至蛇形混合体积中；循环该泵，以在该混合体积中移动该试剂以混合该试剂；以及致动该泵，以将该经混合试剂喷射至目的地接收器中，该目的地接收器包括该分析操作中的待分析的所关注分析物。

实施方案17：如实施方案16的方法，其包括在循环该泵，以移动该试剂之前，多于一次地选择且抽吸每一试剂。

实施方案18：如实施方案17的方法，其中经选择且抽吸的第一试剂经选择以提供弯液面，该弯液面避免空气在该混合体积中的抽吸或移动期间进入至该试剂中。

实施方案19：如实施方案16的方法，其中该泵在该泵与该经抽吸试剂之间存在一定体积的空气的情况下循环地移动该经抽吸试剂。

实施方案20：如实施方案16的方法，其中该试剂包含具有不同比重的至少三种试剂。应了解，前述概念(假设此等概念并非相互不一致)的所有组合预期为本文中所揭示的发明性主题的部分。具体的，在本发明结尾处出现的所主张主题的全部组合预期为本文中所揭示发明性主题的部分。也应了解，本文中明确采用的也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。