使用寡核苷酸检测生物标志物的装置和方法与流程

本申请要求美国临时申请第62/183,294号(2015年6月23日提交)和美国临时申请第62/202,353号(2015年8月7日提交)的优先权的益处，每一篇申请通过引用以其整体并入本文。

本公开一般涉及与健康状况有关的生物标志物的检测,以例如帮助医学筛查和/或诊断。

背景技术：

生物标志物和其它分析物可以提供有用的医学信息和/或诊断信息。然而，疾病和其它健康状况可牵涉许多生物化学种类和反应。例如，乳腺癌是一种复杂的疾病，其可以有多种途径来产生患者的具有类似症状的相同疾病分期。虽然研究人员已经寻找到新的生物标志物，但筛查各种疾病的能力仍然有限。过去十年的研究集中在发现新的生物标志物以提供疾病的准确诊断、指导治疗决策制定和预测未来的疾病模式。然而，一些疾病如乳腺癌可能不是单一的疾病，而是一组遗传异质性疾病。对于这样的情况，可能难以或不可能用单一的生物标志物进行诊断。特定分析物的检测和量化可能会带来额外的障碍，尤其是考虑到对迅速诊断信息的日益增加的需求。

技术实现要素：

本公开包括包含盘的装置，所述盘包括在该盘的径向上延伸的多个微流体通道，每个微流体通道包含对选自寡核苷酸、蛋白质或小分子的至少一种靶标特异性的多种捕获分子，其中每个捕获分子包含寡核苷酸，并且每个捕获分子与基质连接。在一些实施例中，所述多种捕获分子可以包括至少一种适体和/或至少一种嵌合分子，所述适体为包含与靶标或多种靶标的序列至少部分互补或完全互补的序列的寡核苷酸，所述嵌合分子包含寡核苷酸。在一些方面，所述多种捕获分子的每个寡核苷酸可以包含与至少一种靶标的序列至少部分互补或完全互补的序列。

所述多种捕获分子可以包含天然核苷酸、合成核苷酸或其组合。此外，所述捕获分子的寡核苷酸的长度范围可以为5至10,000个核苷酸，诸如20至5,000个核苷酸或100至1,000个核苷酸。在一些实施例中，所述多种捕获分子可以包含dna和/或rna，或dna和/或rna的片段。

根据本公开的一些方面，基质可以包括微阵列或多个微珠。例如，基质可以包括包含一种或多种类型的捕获分子的微阵列，所述捕获分子被布置到分开的组中或在所述微阵列的表面上分布。微阵列可以包括对至少一种靶标、至少两种不同的靶标或至少三种不同的靶标特异性的捕获分子，所述捕获分子可以被布置到分开的区域或要素中，或在微阵列的表面上分布。在一些实施例中，所述多种捕获分子可以包括连接至微阵列的第一区域的、对第一靶标是特异性的第一多种捕获分子和连接至微阵列的第二区域的、对第二靶标是特异性的第二多种捕获分子。例如，第一区域可以包括由所述第一多种捕获分子的组在微阵列上限定的两个或更多个分开的要素。类似地，第二区域可以包括由所述第二多种捕获分子的组在微阵列上限定的两个或更多个分开的要素。当微珠用作基质时，所述微珠的平均直径范围可以是约10nm到约100μm，诸如平均直径范围可以是100nm到10μm。

待通过所述装置检测的样品的靶标或多种靶标可以包括与疾病或其它健康状况相关的生物标志物。因此，例如，所述多种捕获分子可以包括对指示疾病的一种或多种生物标志物特异性的捕获分子。根据本公开的一些方面，所述多种捕获分子可以包括对指示癌症、心脏病、呼吸疾病、神经病、感染性疾病或抗生素抗性基因的生物标志物特异性的捕获分子。例如，关于感染性疾病，所述多种捕获分子可以包括对与感染性疾病相关的病原体特异性的捕获分子。

此外，在一些实施例中，所述盘可以含有对不同疾病或健康状况特异性的捕获分子，例如，第一微流体通道包括对第一靶标特异性的多个第一捕获分子，和第二微流体通道包括对不同于所述第一靶标的第二靶标特异性的多个第二捕获分子。所述第一靶标和第二靶标可以是相同疾病或其它健康状况或不同疾病或其它健康状况的生物标志物。

所述盘的微流体通道可以包括一个或多个室，或与一个或多个室连通。根据一些方面，至少一个所述微流体通道可以包括至少一个样品制备室，其被配置为提取所述样品中存在的基因组物质以通过所述装置进行分析，所述基因组物质包含靶标(一种或多种)。另外或可选地，所述样品制备室(一个或多个)可被配置成将血液分成血浆、血清和细胞的组分。所述微流体通道可包括一个或多个反应室，例如，包含所述基质和所述多种捕获分子的至少一个反应室。在一些实施例中，至少一个所述微流体通道可以包括彼此连通的两个反应室，其中所述两个反应室中的一个反应室含有所述多种捕获分子。另一个反应室可以例如包含用于与所述至少一种靶标进行扩增反应的试剂，所述扩增反应诸如聚合酶链式反应或等温扩增反应。这类试剂可以包含多种寡核苷酸序列，作为用于扩增所述靶标(一种或多种)的引物。在一些实施例中，所述多个微流体通道可以包含多种检测分子，每个检测分子包括可检测标记。所述装置还可以包括电源和检测器，所述检测器可以被配置成检测荧光、收集光学图像或者两者。所述盘的微流体通道可以包括一个或多个阀(诸如爆破阀)，以控制或调节经过所述通道的流体流动。

本公开还包括使用微流体装置(例如本文所述的任何装置)检测流体样品中的至少一种靶标的方法。根据一些方面，所述方法可以包括将所述流体样品引入到所述装置的盘的至少一个微流体通道中；转动所述盘，以便所述流体样品经所述盘的至少一个微流体通道径向向外流动，从而与多种捕获分子中的至少一种捕获分子结合；以及检测来自所述盘的、指示所述样品中至少一种靶标的存在的信号。所述靶标(一种或多种)可以包括例如寡核苷酸、蛋白质、小分子或其组合。

在一些方法中，所述多种捕获分子可包括与所述流体样品中的靶标或多种靶标结合的至少一种适体。另外或可选地，所述多种捕获分子可包括与所述流体样品中的靶标或多种靶标杂交的至少一种寡核苷酸。根据本公开的一些方面，检测所述流体样品中的一种或多种靶标的方法可包括在检测所述靶标(一种或多种)之前扩增所述靶标。扩增所述靶标(一种或多种)可包括进行聚合酶链式反应或等温扩增方法。在一些实施例中，扩增所述靶标(一种或多种)可包括加热所述盘的室，在所述室中所述至少一种靶标被扩增。所述流体样品可包括任何合适的生物流体。例如，所述流体样品可包括血液或可从血液获得。在一些实施例中，所述方法可包括提取所述流体样品中存在的基因组物质，其中所述基因组物质包含待检测的靶标(一种或多种)。

本文所述的方法可包括通过检测与所述靶标(一种或多种)连接的检测分子的荧光信号来检测来自盘的信号。根据本公开的一些方面，检测来自所述盘的所述信号可包括用光学读取器分析所述流体样品，以确定所述流体样品中所述靶标(一种或多种)的存在或不存在。在至少一个实施例中，所述靶标或多种靶标可以是指示癌症、心脏病、呼吸疾病、神经病、感染性疾病或抗生素抗性基因的生物标志物。

附图说明

并入本文中并构成说明书一部分的附图阐释了各种示例性实施方案，并且，所述附图结合说明用于解释公开的实施方案的原理。本文描述的实施方案(例如，组合物、医疗装置、治疗方法等)的任何特征可以与任何其它实施方案组合，并且所述组合包含在本公开中。

图1a、1b和1c显示根据本公开的一些方面的示例性微流体盘。

图2显示根据本公开的一些方面的示例性微流体盘。

图3a和3b是根据本公开的一些方面的、连接至基质的捕获分子的示意图。

图4、5和6显示根据本公开的示例性测定的流程图。

图7显示根据本公开的一些方面的装置的示例性组件。

图8显示根据本公开的一些方面的装置的示例性容器。

具体实施方式

本公开的实施方案可解决对用于检测样品中的感兴趣的靶标或分析物的可选装置和方法的需要。本公开的方面在筛查患者(包括大群体)的各种健康状况方面可提供某些优势。

单数形式“一个/一种(a，an)”和“所述(the)”包括复数指代，除非上下文另有说明。术语“近似地(approximately)”和“大约(about)”指与参考数字或参考数值几乎相同。如本文使用的，术语“近似地”和“大约”通常应该被理解为包括指定数量或指定数值的±5％。

如本文使用的，术语“包括(包含，comprises)”，“包括(包含，comprising)”或其任何其它变型旨在覆盖非排它性包含，这样包括一系列元素的过程、方法、物品或设备不仅包括这些元素，而且可以包括没有明确列出的其它元素或者对于这类过程、方法、物品或设备固有的其它元素。术语“示例性的(exemplary)”在“实例(example)”的意义上被使用，而不是在“理想的(ideal)”意义上被使用”。

根据本公开的装置可允许快速分析相对少量的样品来检测样品中感兴趣的一种或多种靶标。在本公开的某些方面，寡核苷酸可用作探针或捕获分子，用于靶标的特异性捕获和/或并行捕获。寡核苷酸可以与基质(诸如微珠和/或微阵列)连接。本文中的装置和方法可用于检测和/或量化不同类型的靶标分析物，包括但不限于寡核苷酸、蛋白质和小分子。在一些方面，微珠的使用可以允许将靶标与试剂和/或样品的其它组分分开，这可以提供更干净的信号。

在一些方面，例如，寡核苷酸(天然或非天然的)可以用作探针或捕获分子来检测和/或量化天然产生的寡核苷酸，诸如样品(包括，例如复杂样品，诸如原始样品)中的dna和/或rna。例如，探针或捕获寡核苷酸可以是与靶标核酸至少部分互补的单链核酸，以提供探针和靶标寡核苷酸之间的杂交。另外，例如，探针或捕获寡核苷酸可以是能够结合特异性靶标(诸如蛋白质或小分子)的适体。

待通过本文所述的装置和方法分析的样品可获自或源自感兴趣的任何受试者，包括哺乳动物受试者，诸如例如人受试者，例如患者。哺乳动物受试者包括人类和非人哺乳动物两者。可根据本文所述的方法对其样品进行分析的示例性哺乳动物包括但不限于人类、非人灵长类动物、犬科动物、猫科动物、鼠科动物、牛科动物、马科动物和猪类动物。

根据本公开的一些方面，样品可包括血液和/或生物来源的其它液体样品、实体组织样品诸如活检样本、组织培养物、或从其衍生的细胞、以及其后代。例如，样品可以是复杂的，例如包含多种不同类型的细胞、寡核苷酸、蛋白质和/或其它生物种类的原始样品。样品可包括单细胞或比单细胞多，例如多个细胞。样品可包括临床样品、培养中的细胞、细胞上清液和/或细胞裂解物。在至少一个实施例中，样品可包括原始血液样品或已被至少部分处理过的血液样品，例如已经与血细胞分离的血浆。在一些方面，样品可以是癌症来源的，例如获自癌组织。例如，样品可获自患癌的乳腺组织。

在从受试者获得样品后，所述样品可经一个或多个程序或处理步骤被操作或处理。例如，样品可经一种或多种试剂处理、溶解和/或针对某些组分被富集。样品的富集可包括，例如浓缩样品的一种或多种成分以帮助检测、分析和/或鉴别这些成分。在至少一个实施例中，在将样品暴露于捕获分子以结合和检测靶标(一种或多种)之前，可针对一种或多种靶蛋白和/或多核苷酸富集样品。可以在将样品引入到装置中用于分析之前和/或之后进行所述处理步骤(一个或多个)。

在一些实施例中，原始样品可以被处理，以至少部分地将细胞物质与液体分开，例如，将原始血液样品中的血细胞与血浆分离。然后，可以将液体上清液引入到装置中，以检测液体中存在的分析物。在一些实施例中，可以通过化学方法和/或通过机械力处理原始生物样品以裂解细胞物质，并且将至少一部分裂解样品引入到装置中用于分析。在其它方面，可以将原始生物样品引入到装置中(例如微流体通道中)，用于细胞物质的分离和/或裂解。例如，通道和/或设置在通道内的小珠(或其它物体)的构造可以提供剪切力或其它机械力来使细胞膜破裂。此外，例如，通道可以包括化学试剂和/或生物化学试剂，其能够在与样品接触时破坏样品中的细胞壁。在再另外的实施例中，可以加热装置和/或施加超声能量，以引起样品中的细胞物质的裂解。

在本公开的一些方面，样品中待检测的靶标和/或用于检测靶标的种类可以包括寡核苷酸。术语“寡核苷酸”包括但不限于具有连续亚基的核苷亚基聚合物。核苷亚基(例如，腺苷、脱氧腺苷、鸟苷、脱氧鸟苷、5-甲基尿苷、胸苷、尿苷、脱氧尿苷、胞苷、脱氧胞苷以及其它核苷)可以通过多种亚基间键连结，所述亚基间键包括但不限于磷酸二酯键、磷酸三酯键、甲基膦酸酯键、p3′→n5′氨基磷酸酯键、n3′→p5′氨基磷酸酯键、n3′→p5′硫代氨基磷酸酯键和硫代磷酸酯键。如本文使用的，术语“核苷”包括但不限于天然核苷，包括例如2'-脱氧和2'-羟基形式及其类似物。关于核苷的术语“类似物”包括但不限于具有修饰的碱基部分和/或修饰的糖部分的合成核苷。这类类似物可以包括，例如旨在提高结合性质(例如稳定性、特异性等)的合成核苷。

本文中的寡核苷酸可以包括对糖骨架(例如，核糖或脱氧核糖亚基)、糖(例如，2'取代)、核碱基和/或3'末端和/或5'末端的一个或多个修饰。在其中寡核苷酸部分包括多个亚基间键的实施例中，可以使用相同的化学手段(例如，相同的连接基团)形成每个键，或可以使用不同键合化学手段(例如，不同类型的连接基团)的组合。术语“多核苷酸”在本文中可以与术语“寡核苷酸”互换使用。寡核苷酸可以是天然的和/或非天然的(合成的)。例如，寡核苷酸可以包括dna、rna、微小rna(mirna)、合成核酸、其片段或其任何组合。在一些方面，寡核苷酸可以包含一个、两个或两个以上的非天然核苷。在本公开的一些方面，寡核苷酸可以包含5至10,000个核苷酸，诸如20至5,000个核苷酸，或100至1,000个核苷酸。在至少一个实施例中，靶标寡核苷酸包括mirna。

根据本公开的一些方面，样品中待检测的靶标分析物可以包括生物标志物。术语“生物标志物”通常是指与一种或多种健康状况有关的化学或生物化学指标。生物标志物可包括但不限于待检测和/或分析的感兴趣的分子或感兴趣的分子的一部分。示例性生物标志物包括寡核苷酸序列(例如，dna序列和rna序列)、小分子、肽和蛋白质。此外，根据本公开的生物标志物可包括片段，剪接变体和/或全长肽。根据本公开的生物标志物包括遗传标志物，例如可用于鉴定生物体特征的生物体的dna序列。例如，分析物可以是遗传疾病、环境疾病、病原体或对抗生素的抗性的生物标志物。在一些方面，相比与疾病或其它健康状况不相关的dna序列，与疾病或其它健康状况相关的遗传标志物可包含dna序列中的一个或多个变化、变异和/或突变。生物标志物或生物标志物的组合可以与特定身体状况或健康状况(例如疾病或疾病状态)相关。例如，生物标志物(一种或多种)可以与乳腺癌(例如晚期乳腺癌)相关。

术语“捕获分子”包括但不限于连接于(例如固定在)表面上用于捕获待分析样品中存在的靶标的分子。如本文使用的，术语“被固定(immobilized)”包括被固定、结合和/或连接到表面，诸如基质。示例性基质包括例如微阵列(包括，例如载玻片、多孔板和检测装置的壁或其它内表面)和微珠。

适于本公开的捕获分子包括但不限于rna、dna、适体和基于蛋白质的适体。捕获分子可与待分析样品中的靶标(例如，生物标志物)结合。在一些实施例中，捕获分子可以包括寡核苷酸、适体、包含一种或多种寡核苷酸序列的嵌合结构，或抗体。

在至少一个实施例中，捕获分子包括寡核苷酸。捕获寡核苷酸可具有与样品中待检测的靶标寡核苷酸的序列至少部分互补或完全互补的序列。例如，捕获寡核苷酸可以包含与靶标互补的5至10,000个核苷酸，例如20至1,000个互补核苷酸、50至500个互补核苷酸或100至300个互补核苷酸。因此，捕获寡核苷酸可以与靶标寡核苷酸杂交，以形成连接于基质的双链核酸。

在本公开的一些方面，靶标可与捕获分子(例如适体)结合。如果与可选的物质(例如，其它靶标或非靶标种类)的反应或结合相比，分子或其它化学种类/生物化学种类更频繁、更快速、以更久的持续时间和/或以更大的亲和力与一种或多种特定靶标反应或结合，则认为其展示“结合”。例如，如果相比捕获分子与其它物质连接，该捕获分子以更大的亲和力、亲合力、更容易地和/或以更久的持续时间与靶标连接，则该捕获分子可与靶标“结合”。在至少一个实施例中，捕获分子可包括寡核苷酸，相比该寡核苷酸与其它物质结合，所述寡核苷酸以更大的亲和力、亲合力、更容易和/或以更久的持续时间特异性地或至少优先与靶标(例如，生物标志物)结合。

在至少一个实施例中，捕获分子包括适体。适体可以包含例如能够通过在结构上符合靶标而与靶标结合的单链寡核苷酸(例如dna或rna)。适体对于靶标可以是高度特异性的，并与靶标形成强键。

根据本公开的一些方法可以包括存在于样品中的寡核苷酸的尺寸选择，以例如产生具有所需尺寸(例如，核苷酸长度)的靶标寡核苷酸。例如用化学试剂或酶可以实现尺寸选择，以将样品中的寡核苷酸切割成适于捕获和检测的较短片段。例如，基于化学试剂或酶的性质以及与样品的反应性，这样的片段可以具有在预定范围内的长度。

靶标寡核苷酸的所需尺寸可以根据相应的捕获分子的尺寸和其它性质来选择，以例如优化靶标和捕获分子之间的杂交动力学。例如，对于长度在25和60个核苷酸之间的捕获分子，长度在50和200个核苷酸之间的靶标寡核苷酸可以提供合适的杂交。对于包含数千个核苷酸的捕获分子，更大尺寸的靶标寡核苷酸可适用于结合或杂交。在本公开的一些方面，靶标寡核苷酸的尺寸选择可以提供靶标的均一性，以例如保持杂交的动力学一致。在至少一些实施例中，可能不对样品中的寡核苷酸进行尺寸选择。例如，mirna通常是短序列(例如，长度为17到25个核苷酸)，这样样品中的靶标mirna可以在没有尺寸选择的情况下与捕获分子结合。

捕获分子可以能够或可以不能够仅仅与感兴趣的靶标结合。例如，捕获分子可以具有一个结合位点，或两个或更多个的多个结合位点。根据本公开的捕获分子可以能够结合至仅仅一种靶标(例如，捕获分子对一种特定的靶标是特异性的)、能够结合至选定数目的靶标(例如，捕获分子对两种或更多种靶标是特异性的)或能够结合至多种靶标和非靶标种类。

此外，特异性地或优先结合至第一靶标的捕获分子可以或可以不特异性地或优先结合至第二靶标，或可以不这样做。例如，在一些方面，捕获分子可结合至两种或更多种靶标，其中与每种靶标结合的性质可以是大约相同的或可以是不同的(例如，与一种靶标相比，捕获分子对于另一种靶标具有更大的亲和力)。因此，“结合”并不一定要求(尽管其可包括)排它性结合。在一些方面，提及“结合”可指优先结合，例如，相比其它种类或物质优先与一种或多种标靶反应或结合。“结合”的概念还应理解为包括特异性的概念，例如两个种类(例如，捕获分子和靶标)之间的选择性连接。特异性结合可经生物化学表征为饱和的(非特异性结合是非饱和的)。

捕获分子(一种或多种)可包括例如一种或多种抗体、肽、蛋白质或其组合。适于本公开的示例性捕获分子包括但不限于rna、dna、肽、抗体、适体和基于蛋白质的适体。示例性捕获分子(包括抗体)在国际申请第pct/us2016/030959号(2016年5月5日提交)中有描述，其通过引用并入本文。

捕获分子与表面的连接可以是共价或非共价的。将捕获分子连接到基质可以通过任何合适的方法(一种或多种)来实现。例如，基质表面可以被一个或多个化学官能团官能化，以例如与捕获分子缀合。示例性官能团包括但不限于胺、巯基、磷酸酯、烷基、烯烃、炔烃、芳烃、醇、酮、醛、羧基和烷氧基基团。

在本公开的一些方面，靶标的检测可以包括使靶标与检测分子结合。例如，检测分子可以包含至少一种可检测标记(例如，化学标签或探针分子)，其可以通过诸如光学检测(例如吸光度、荧光、化学发光或电化学发光)的分析技术检测到。例如，可检测标记可包括荧光剂、比色剂(colorimetricagent)、磁化剂或电学试剂(electricalagent)或其任何组合。荧光剂包括但不限于量子点和荧光团，例如包括赛默飞世尔科技公司(thermofisherscientific)生产的alexa546染料分子和alexa488染料分子、藻红素(pe)和别藻青素(allophycynin，apc)。

在至少一些实施例中，捕获分子可被连接至微珠表面或被固定在微珠表面上。如本文使用的，术语“微珠(microbead)”包括但不限于具有大致弯曲形状的粒子。在至少一个实施例中，微珠可以是球形的，具有均匀的直径。根据本公开的微珠可以是刚性的，并且可以具有光滑或多孔的表面，或者具有包括光滑部分和多孔部分两者的表面。微珠可包括一种材料或可包括多种材料的组合。在一些实施方案中，微珠可以具有磁性，例如包括磁性材料或包括多种材料的组合的微珠。

根据本公开的一些方面，微珠的平均直径可以在大约10nm和大约100μm之间，诸如从大约50nm至大约50μm、从大约100nm至大约10μm、从大约100nm至大约5μm、从大约500nm至大约5μm、从大约100nm至大约1μm、从大约1μm至大约50μm、从大约5μm至大约10μm或从大约10μm至大约50μm。例如，微珠的平均直径可以为大约10nm、大约100nm、大约500nm、大约1μm、大约5μm、大约10μm、大约50μm或大约100μm。

在一些实施例中，捕获分子可以连接至或固定在表面上，以形成微阵列。在一些实施例中，对于相同靶标具有特异性的多种捕获分子可以彼此接近地聚集在一起，形成微阵列的“要素(feature)”。因此，例如，微阵列可以包括用于检测相同靶标的一个或多个要素。在一些方面，微阵列可以包括用于检测不同类型的靶标的多个要素，例如，每个要素包括对靶标特异性的多种捕获分子。每个要素的横截面尺寸范围可以为大约10μm至大约500μm，诸如大约50μm至大约100μm、大约75μm至大约250μm或大约100μm至大约200μm，例如横截面尺寸为大约10μm、大约50μm、大约75μm、大约100μm、大约150μm、大约200μm或大约250μm。在一些实施例中，微阵列可以包括1个要素到1百万个要素或更多，诸如5到10,000个要素、10到1,000个要素或100到500个要素。此外，例如，微阵列可以包括2至48个要素、5至30个要素或8至25个要素。可以基于期望的要素的数目、待检测的靶标的数目和/或类型、和/或基质表面上的可用空间(例如，盘的一个或多个室中容纳微阵列的可用空间)来选择微阵列的构造。在一些实施例中，要素可以以有规律的式样(诸如矩形式样、正方形式样、圆形式样、三角形式样或六角形式样或其组合)来排列。例如，微阵列可以具有9个要素(例如，3x3正方形或5个和4个的同心圆)、12个要素(例如，3x4矩形)、16个要素(例如，4x4正方形)、20个要素(例如，4x5矩形)或25个要素(例如，5x5正方形)的网格样构造。每个通道可以包括一个微阵列或多个微阵列。

图3a和3b阐释根据本公开的一些方面的、连接于基质的捕获分子的实例。

图3a显示包含微阵列的示例性基质350的一部分。基质350可以设置在检测装置中或并入检测装置中。例如，基质350可以形成装置的壁(例如，室或微流体通道的壁)，或者可以包含连接到装置的壁的微阵列。如所示，可以使两种不同类型的捕获分子355、356连接于基质350。每种捕获分子355、356可以经捕获分子355、356的任何合适的化学连接基团或实体和/或基质350的表面的任何合适的化学连接基团或实体共价结合至表面，以便各捕获分子355、356的部分357、358可用于与靶标结合或杂交。每种捕获分子355、356的可用于与靶标反应的部分357、358可以是结合位点例如诸如捕获分子的三维二级结构(例如，在对特定靶标具有特异性的适体的情况下)，或捕获分子的长度诸如核酸序列(例如在适于与特定靶标杂交的寡核苷酸的情况下)。

当与包含多种靶标363、364的样品结合时，捕获分子355可以选择性地结合至靶标363或与靶标363杂交，但是不与靶标364结合或杂交(例如，捕获分子355对靶标364没有特异性或不与靶标364互补)。此外，捕获分子356可以对靶标364没有特异性或不与靶标364互补，以便其不与靶标364结合或杂交。包含对靶标363具有特异性或与靶标363互补的可检测标签(例如荧光标签)的检测分子365也可以与靶标363结合或杂交，从而允许检测。因此，靶标363可以通过其与固定的捕获子355的结合而被捕获，以在基质350的表面上进行检测，而靶标364可以不被检测到。

图3b显示示例性微珠300，作为用于本公开的一些方面的基质。如图所示，可以使两种不同类型的捕获分子305、306与微珠300的表面连接。每种捕获分子305、306可通过捕获分子305、306的任何合适的化学连接基团或实体和/或微珠300的表面的任何合适的化学连接基团或实体与表面共价结合，以便各捕获分子305、306的部分307、308可用于与靶标结合或杂交。当与包含多种靶标313、314的样品结合时，捕获分子305可以选择性地结合至靶标313或与靶标313杂交(例如形成捕获分子-微珠/靶标复合物)，但不与靶标314结合或杂交。包含对靶标313具有特异性或与靶标313互补的可检测标签(例如，荧光标签)的检测分子315也可以结合至靶标313，从而允许检测。此外，捕获分子306可以对靶标314没有特异性或不与靶标314互补，以便其不与靶标314结合或杂交。因此，靶标313可通过其与微珠300和捕获分子305的结合而被检测到，而靶标314可以不被检测到。

尽管图3a和3b示出了不同类型的捕获分子与同一基质表面连接(例如，用于捕获和检测不同的靶标)的实施例，但是在其它实施例中，基质可以仅包括一种类型的捕获分子。例如，当微珠用作基质时，多个微珠的集合可以包括相同类型的捕获分子，以便微珠对于一种靶标是特异性的。多个微珠中的每个微珠与其它微珠可以具有相同的尺寸、形状和化学组成，或者多个微珠可以包括与所述多个微珠中的至少一个其它微珠相比具有不同尺寸、形状和/或化学组成的至少一个微珠。类似地，微流体装置的室或通道的表面可以包括相同类型的多个捕获分子，或者所述表面可以被分成两个或更多个区域(例如，在所述表面上限定多个分开的要素以形成微阵列)，每个区域均包含不同类型的捕获分子。

在一些实施例中，捕获分子(一种或多种)可以被标记，例如包含至少一种可检测标记(例如，化学标签或探针分子)。例如，捕获分子(一种或多种)可以包含通过分析技术可检测的标记，所述分析技术诸如光学检测，例如荧光、化学发光或电化学发光。在一些方面，捕获分子(一种或多种)可以包含荧光标记的寡核苷酸、抗体或蛋白质。

本公开的一些方面包括在诊断测定中分析样品以确定用作生物标志物的一种或多种靶标的存在或不存在，和/或测量样品中一种或多种生物标志物的量。在至少一个实施方案中，测定可以包括一种或多种捕获分子。例如，该测定可以包括多种捕获分子或捕获分子的集合。在一些实施方案中，所述集合可以包括至少两种不同的捕获分子，其中每种不同的捕获分子可以识别或杂交到不同的靶标(例如，生物标志物)。捕获分子的集合的范围可以是2到1,000或更多捕获分子。在一些实施方案中，捕获分子的集合可以包含至少2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、100、150、200、250、500、750或1,000更多种不同的捕获分子。例如，盘中含有的捕获分子的集合(例如，与相同或不同室中的微珠连接，或连接至表面以在相同或不同室中形成一个或多个微阵列)的范围可以是2至1,000种不同的捕获分子，诸如100至1,000、50至500或2至100种不同的捕获分子。

在至少一个实施例中，捕获分子的集合包括5、6或7种不同的捕获分子，每种捕获分子对与特定健康状况(诸如例如癌症、心脏病或神经病)相关的不同生物标志物是特异性的或互补的。在另一个实施例中，捕获分子的集合包括12种不同的捕获分子，每种捕获分子对与特定健康状况相关的不同生物标志物是特异性的或互补的。在再另外的实施例中，捕获分子的集合包括20和1,000种之间或20和60种之间的不同捕获分子，每种捕获分子对与特定健康状况或多种健康状况的组合相关的不同生物标志物是特异性的或互补的。在一些实施例中，除了本文所述的捕获分子和捕获分子集合之外，还可以使用一种或多种其它靶标结合剂。

捕获分子的数目和类型(一种或多种)可取决于一个或多个以下参数：捕获分子的预期用途和应用、样品的复杂性和组成、捕获分子的结合亲和力和/或特异性、和/或捕获分子的稳定性。例如，捕获分子的选择可取决于样品中待检测的靶标。在一些方面，捕获分子(一种或多种)对于生物标志物的集合(例如生物标志物组)中的一种或多种生物标志物可以是特异性的或互补的。例如，捕获分子对与特定健康状况有关的生物标志物可以是特异性的。在一些方面，每种捕获分子对于组中的一种生物标志物可以是特异性的。

在一些实施例中，待检测的靶标可以是与乳腺癌有关的生物标志物。例如，生物标志物可以包括人雌激素受体2(her-2)、基质金属肽酶-2(mmp-2)、癌症抗原15-3(ca15-3)、骨桥蛋白(opn)、肿瘤蛋白p53(p53)、血管内皮生长因子(vegf)、癌症抗原125(ca125)、血清雌激素受体(ser)或其组合。人类基因组组织基因命名委员会(hugogenenomenclaturecommittee)在线数据库中对于这类标志物的序列标识符的实例包括但不限于her-2(x03363)、mmp-2(nm_004530)、opn(nm_001040058)、p53(nm_000546)、vegf(mgc70609)、ca125(q8wx17)、ser(np000116.2)和ca15-3(nm_002456)。

本文公开的装置和方法可用于检测和/或诊断除了乳腺癌以外的状况或疾病。例如，可选择生物标志物的集合用于其它疾病，诸如例如前列腺癌、卵巢癌、心脏病、神经病、呼吸疾病和感染性疾病诸如性传播性疾病(std)。前列腺癌组的示例性生物标志物(例如，可用于获得关于前列腺癌的诊断信息的生物标志物)可包括但不限于psa。卵巢癌组的示例性生物标志物(例如，可用于获得关于卵巢癌的诊断信息的生物标志物)可包括但不限于ca125。心脏病组的示例性生物标志物(例如，可用于获得关于心脏病的诊断信息的生物标志物)可包括但不限于：肌钙蛋白t、肌钙蛋白i、crp、高半胱氨酸、肌红蛋白和/或肌酸激酶。呼吸疾病组的示例性生物标志物(例如，用于获得关于呼吸疾病的诊断信息的生物标志物)可包括但不限于甲型流感、乙型流感和呼吸道合胞病毒(rsv)。在本公开的一些方面，组中的生物标志物可以与和std和/或其它感染性疾病有关的病原体(例如，细菌、病毒、寄生虫)相关，或以其它方式指示与std和/或其它感染性疾病有关的病原体(例如，细菌、病毒、寄生虫)。在一些实施例中，组中的生物标志物可以与对一种或多种病原体的抗生素抗性相关，或以另外方式指示对一种或多种病原体的抗生素抗性。

根据本公开的一些方面，“检测”可指鉴定靶标，诸如寡核苷酸、基因、小分子或蛋白质以及其它示例性靶标的存在、不存在和/或量。检测可以通过目测进行和/或使用任何合适的装置进行，所述装置诸如例如扫描仪和/或检测器。进一步地，任何合适的分析技术(包括但不限于光学技术)都可以用于检测。可用于根据本公开的检测的技术的非限制性实例包括吸光度、荧光、化学发光和电化学发光。在一些方面，检测可包括使用电荷耦合装置(ccd)(例如ccd照相机)进行成像。

如本文所使用的术语“分析”可以包括但不限于通过测量来确定与给定样品相关的值或值的集合。例如，根据本公开的一些实施例，分析可以包括测量样品中的组成表达水平，并将所述水平与来自同一受试者或其它受试者(一个或多个)的样品或样品集合中的组成水平进行比较。

适于本公开的各种实施方案的装置可提供定点照护测试，以例如在患者照护的时间和位置处或附近获得患者的诊断信息。例如，装置可以是便携式的和/或自含式的。进一步地，根据本公开的装置可用于在多重测定中同时测量多种靶标(例如，生物标志物)。在一些方面，装置可包括用于进行多重测定的微流体通道。

考虑到使用的小体积和过程中涉及的层流，微流体装置可以提高捕获或检测的动力学。在微流体平台上，例如，相对少量的样品(例如，数量级为微升(μl))可能足以测量多种生物标志物的水平。而且，较小的体积可以使局部加热和/或冷却过程更有效，例如这可有助于加速或以其它方式促进热诱导反应，诸如聚合酶链式反应(pcr)。

在一些方面，装置可以是基于微流体的免疫测定检测装置，其包括微流体盘、控制盘的旋转速率的电动机以及诸如光学读取器的检测器，以例如测量生物标志物。根据本公开的微流体装置可以包括2015年8月7日提交的美国临时申请第62/202,353号中公开的任何特征，该申请通过引用并入本文。

本公开的微流体盘可以包括一个或多个通道，所述一个或多个通道包括一系列相互连接的室，其中试剂和样品可以通过施加离心力而混合和/或在室之间移动。因此，例如，微流体盘可以提供流体流过的通道(一个或多个)和试剂存储和/或与在诊断测定中添加到盘中的样品混合的室。通常，微流体盘的转动速度范围可以为50至20,000转/分钟(rpm)，如100至16,000rpm、200至5,000rpm或500至10,000rpm。在测定过程中，盘可以顺时针、逆时针或顺时针和逆时针两者交替地转动。

在一些实施例中，微流体盘可以包含连接至可移动基质(诸如微珠)的捕获分子，通过移动经过盘的微流体通道和室，所述捕获分子可经历测定的各种过程(例如，结合、分离、检测)。在至少一个实施例中，微流体盘可以包含与特定捕获寡核苷酸缀合的多个微珠。另外或可选地，微流体盘可以包含连接至固定基质(诸如微阵列)的捕获分子，所述固定基质可以形成装置的微流体室或通道的一部分，或可以连接到装置的微流体室或通道。在至少一个实施例中，微流体盘可以包含微阵列，所述微阵列具有连接至微阵列表面的多种寡核苷酸。除了与基质连接的捕获分子，试剂可以以液体、凝胶或冻干形式存在。当一部分试剂被冻干时，引入到微流体盘中进行分析的样品或样品组分可重构冻干的物质(一种或多种)。

在一些实施例中，微流体盘可以含有用作核酸扩增反应的引物的寡核苷酸，以及用于结合、检测和分离过程的合适的试剂集合。例如，作为引物的寡核苷酸可以不与基质连接，而是可以被预先装载到微流体盘的一个或多个室或通道中。因此，在将样品引入到微流体盘中后，样品中存在的靶标可以与寡核苷酸结合，以扩增或复制靶标，从而有助于靶标的检测。

微流体盘的通道或多个通道可以是任何合适的形状，包括例如圆形、梯形、三角形或其它几何形状。例如，取决于通道的应用和功能，通道可以是直的、弯曲的、之字形的、u形的或其它构造。可以基于一个或多个因素来选择通道尺寸，所述因素诸如样品中待分析的靶标(例如，生物标志物)的类型(一种或多种)和/或数目、存储在盘中的用于与靶标(一种或多种)结合的捕获分子的类型(一种或多种)和/或数目、靶标与捕获分子之间的结合性质以及其它因素。在一些示例性盘中，通道可以为大约0.01微米到5毫米深和0.01微米到大约5毫米宽。例如，通道深度的范围可以为约0.05微米至约5毫米，并且直径范围可以为约0.01微米至约1厘米或更大。根据应用，通道的流体容量范围可以为约1纳升至约1毫升或更大。

每个通道可以与入口连通以引入待分析的样品。通常，可以将样品(诸如全血或其它生物流体)的小份以大约1μl至大约300μl或更多(大约一滴到几滴)的范围添加到入口，所述范围诸如从大约1μl至大约280μl、从大约1μl至大约250μl、从大约1μl至大约220μl、从大约1μl至大约200μl、从大约1μl至大约180μl、从大约1μl至大约150μl、从大约1μl至大约120μl、从大约1μl至大约100μl、从大约1μl至大约80μl、1μl至大约80μl、从大约1μl至大约40μl、从大约1μl至大约20μl、从大约1μl至大约6μl、从大约20μl至大约250μl、从大约20μl至大约200μl、从大约50μl至大约100μl、从大约50μl至大约250μl、从大约100μl至大约200μl、从大约5μl至大约80μl或从大约2μl至大约5μl。例如，可以使用的样品小份为大约1μl、大约2μl、大约3μl、大约4μl、大约5μl、大约6μl、大约20μl、大约40μl、大约60μl、大约80μl、大约100μl、大约120μl、大约150μl、大约180μl、大约200μl、大约220μl、大约240μl、大约250μl、大约280μl或大约300μl。随着盘转动，样品通过离心力可以径向向外流经通道(一个或多个)。

微流体盘可以由适用于测定的任何材料或材料的组合制成。例如，微流体盘可以包含一种或多种聚合物或共聚物。适用于本文的微流体盘的示例性材料包括但不限于聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、丙烯酸酯诸如聚(甲基丙烯酸甲酯)(pmma)、环烯烃聚合物(cop)、环烯烃共聚物(cop)、聚二甲基硅氧烷(pdms)、聚丙烯酰胺及其组合。

图1a显示根据本公开的、适于一些测定的示例性微流体盘100，其中使用微珠。如图所示，仅用于说明的目的，盘100包括一个微流体通道，所述微流体通道包括一系列相互连接的室，流体在测定过程中可以通过所述室流动。盘100可以包括在不同径向位置处设置的多个通道(参见例如图2)。如图所示，例如，通道可以包括至少一个样品入口102、至少一个样品制备室104、至少一个反应室106、至少一个分离室108和至少一个检测室110。盘100可包括中心孔105，以例如连接盘100与受电组件，从而在测定期间驱动盘100的转动。

图1a中所示的室的组合、类型和顺序仅仅是说明性的。室的数量和设计可以根据被检测的具体靶标和所使用的试剂来定制。例如，如果测定不包括在与预先装载到盘100中的试剂结合之前进行的样品处理，例如盘100可以不包括样品制备室104。另外，例如如果测定不包括在通过微阵列基质捕获靶标之前的反应步骤，例如盘可以不包括反应室106。

在示例性程序中，样品(例如包含感兴趣靶标的血液样品)被添加到微流体盘100的样品入口102中。样品制备室104可以提供对样品的预处理，然后样品与存储在盘100中的试剂混合。例如，样品的各种组分可以例如经由过滤器或由于通道的构造而被分离，以便只有一部分初始样品可以流经通道到达后续室，以进行分析。例如，样品入口102可被配置为将全血分离成血浆、血清和细胞组分。在本公开的一些方面，样品制备室104可以包含试剂，以帮助样品中存在的寡核苷酸的裂解和/或尺寸分离。

根据所使用的样品处理的类型，盘100可以依次包括另外的样品制备室104，以例如在样品流经通道时执行不同的处理步骤。此外，在一些实施例中，盘100可以在样品制备室104之后包括分离或沉降室，用于从液体上清液(包含待检测和分析的靶标)分离细胞物质。参见例如于2015年8月7日提交的美国临时申请第62/202,353号，其通过引用并入本文。如果测定不包括在与盘100中存储的试剂结合之前对样品进行处理(例如，不需要/不期望处理，或者在将样品引入盘100中之前完成处理)，则盘100可不包括任何样品制备室104。

在一些方面，样品然后可以继续流经通道进入反应室106，以与预先装到反应室106中的试剂结合。在一些实施例中，与试剂混合用于分析的样品组分(例如血浆)的量的范围通常可为大约1μl至大约6μl。例如，足以用于根据本公开的多重测定的样品或样品组分的量的范围可以为大约2μl至大约5μl，例如样品的小份为大约1μl、大约2μl、大约3μl、大约4μl、大约5μl或大约6μl。

术语“反应室”意图包括可发生靶标分析物与预先装载到盘中的试剂之间的各种类型的反应和/或其它相互作用的室，而不应被解释为局限于特定的化学反应或相互作用的类型。例如，反应室106可以包括被设计来与靶标结合或杂交的试剂和/或被设计来扩增靶标的试剂。因此，例如，与微珠连接的捕获分子(参见例如图3b)和/或用于扩增反应的引物寡核苷酸可包括在反应室106中。在至少一些实施例中，反应室106可以被配置为控制允许进入后续室(例如，分离室108)的样品的量，以便反应室106的一部分用作计量室。下面论述计量样品的另外的实例。

如果测定包括多个反应步骤，则盘100可以依次包括两个或更多个反应室106，每个反应室106包括用于反应的适当试剂。例如，盘100可以包括用于执行测定的各个步骤的两个或更多个反应室106，例如包含用于扩增靶标的第一试剂集合的第一反应室106，随后是含有使扩增的靶标与捕获分子结合的第二试剂集合的第二反应室106。反应室106(一个或多个)可以与一个或多个用于接收和储存过量的样品和/或试剂的废物室连通。

在反应室(一个或多个)106之后，样品可以继续流经通道进入分离室108。分离室108可以包含作为基质的微珠，例如当与样品中的靶标结合时，捕获分子与微珠连接，形成捕获分子-微珠/靶标复合物；参见图3b。分离室108可以被配置成将微珠与其它试剂分开。例如，分离室108可以包含密度介质，例如其密度小于微珠的密度且大于未结合的试剂的密度。示例性密度介质包括ficoll，但是也可以使用具有适当密度特征的其它材料。由于来自转盘100的离心力，微珠可以移动通过密度介质，以便在检测室110中以小球收集，而未结合的试剂保留在分离室108中。然后，可以通过检测器分析小球，以确定和分析靶标的存在和/或浓度。分离室108和检测室110的形状可以被设计成便于微珠通过密度介质经过和在通道末端处进行收集。例如，如图1a所示，检测室110可具有大致锥形的v形基部，或任何其它合适的形状。

当检测方法是化学发光或电化学发光时，盘100可以包括预先装载到检测室110中的合适的基质/试剂，以便捕获分子-微珠/靶标复合物可以与基质/试剂反应，从而产生用于检测的光(例如，紫外光、可见光或红外光)。在一些方面，基质/试剂可以存在于分开的储室中，并且可以在产生小球的相同室(例如检测室110)中或者在结合小球和基质/试剂的单独的室中添加至小球中。

在一些实施例中，盘100可以包括控制流体流动的部件。例如，盘100可以包括具有相对窄的通道的阀系统或者爆破阀，以调节流体流动。如图1a所示，盘100可以包括在样品制备室104和反应室106之间的阀111。另外或可选地，盘100可以包括在反应室106和分离室108之间、在两个反应室106之间或在本文所述的任何其它室之间的阀111。阀111(一个或多个)可以提供对经过通道的流体流动的阻力，直到提供足够的力来克服这种阻力。克服这种阻力的力的实例可以包括通过以阈值速度旋转盘而施加的离心力。每个阀可以被设计或调整以对应于特定的转动速度或多种转动速度，以便例如可以选择性地进入不同的室，以根据装置的操作在期望的时间使流体移动。在本公开的一些方面，盘100可以包括在2015年8月7日提交的美国临时申请第62/202,353号中所论述的空气室或压力储存室，该申请通过引用并入本文。

图1b示出了根据本公开的、适于某些测定的示例性微流体盘140，例如，其中微阵列被用于检测靶标。仅为了说明的目的，显示盘140具有一个微流体通道；盘140可以包括在不同径向位置处设置的多个通道(参见例如图2)。图1b所示的通道可以包括至少一个样品入口142、至少一个样品制备室144、至少一个反应室146和至少一个阵列室149。

盘140可以包括上述盘100的任何特征。例如，盘140可以包括中心孔145(例如用于通过受电组件驱动盘140的转动)以及在室之间的一个或多个阀151，以调节流体流动。此外，样品入口142、样品制备室144和反应室146可以包括盘100的样品入口102、样品制备室104和反应室106的任何特征。

当微阵列被用作捕获分子的基质时，阵列室149可以包含或用作微阵列基质。例如，捕获分子可连接于阵列室149的表面，以与样品中存在的靶标结合或杂交(参见例如图3a)。如上所述，微阵列可被设计来检测一种靶标(例如，微阵列包括对单一靶标特异性的捕获分子)或多种不同的靶标(例如，微阵列包括捕获分子的集合，每种捕获分子对于不同的靶标是特异性的并限定微阵列的不同要素)。应该注意的是，在一些测定中，待检测的靶标可以与微阵列的捕获分子结合或杂交，而不必首先使样品与试剂反应。在这样的情况下，盘140可以不包括任何反应室146，以便样品入口142或样品制备室144可以通向阵列室149。

在一些方面，阵列室149可以包括对靶标特异性的或与靶标互补的检测分子以帮助检测。在靶标与微阵列的捕获分子结合之前或之后，检测分子可以与靶标结合。

一旦靶标已经与微阵列的捕获分子结合，则可以用缓冲溶液洗涤阵列室149，以例如清除任何未结合的试剂或未反应的试剂。可以通过启动与阵列室149连通的一个或多个储室来引入缓冲溶液。例如通过以阈值速度旋转盘140以打开阵列室149和储室(一个或多个)之间的阀，可以启动储室。洗涤后，微阵列可以通过检测器被扫描或成像，以分析样品中的靶标。这样的分析可以包括靶标中的一个或多个查询位置(例如靶标核苷酸序列)的识别和/或量化。例如，与阵列室149中的微阵列的要素结合的靶标可以用ccd照相机成像，以检测和测量微阵列的每个要素的相对强度。每个要素的位置可以与特定的捕获分子(例如具有已知核酸序列的适体或寡核苷酸)相关联，以便要素的位置可以用于识别检测到的靶标。在一些实施例中，可以使用每个要素的强度来确定样品中靶标的浓度(例如，基于强度与靶标浓度的已知关系或相关性)。检测可以以单色模式或双色模式执行。例如，在确定对照样品(例如，健康患者)与未知样品相比基因的相对拷贝数或特定基因或蛋白质的过表达或低表达的比较研究中，双色模式可以是有用的。

图1c示出了根据本公开的、适于某些测定(诸如不使用微珠或微阵列来检测靶标的测定)的示例性微流体盘180。仅为了说明的目的，显示盘180具有一个微流体通道；盘180可以包括在不同径向位置处设置的多个通道(参见例如图2)。图1c所示的通道可包括至少一个样品入口182、至少一个样品制备室184、至少一个反应室186和至少一个扩增检测室190。

盘180可以包括上述盘100和/或盘140的任何特征。例如，盘180可以包括中心孔185(例如用于通过受电组件驱动盘180的转动)以及在室之间的一个或多个阀191，以调节流体流动。此外，样品入口182、样品制备室184和反应室186可以包括上述盘100和盘140的样品入口102、142、样品制备室104、144和反应室106、146的任何特征。

反应室186和/或扩增检测室190可以包含用于扩增样品中的一种或多种靶标寡核苷酸的试剂。然后可以(例如在不使用基质的情况下)检测扩增的靶标。在一些实施例中，扩增反应可产生可能不溶于样品流体的副产物(例如磷酸盐)。在这样的情况下，可以例如通过测量扩增检测室190中随时间变化的浊度来监测反应的进展。在其它实施例中，扩增检测室190可以包含捕获分子，所述捕获分子具有含有彼此接近的猝灭基团和可检测标签(例如，荧光标签)的特异性的相对短的序列。当捕获分子存在互补的靶标序列时，它们可以与靶标杂交，并且通过这样做，可以迫使淬灭基团和可检测标签分开。一旦可检测标签与猝灭基团分开，就可以使标签产生信号。例如，可使荧光标签发光。

如上所述，微流体盘的一些室可用于计量功能，以例如调节进入后续室的样品量。另外或可选地，盘可包括单独的计量室。在一些实施例中，本文的微流体盘可包括一个或多个计量室，用于在多个后续室之间分配样品，以例如在测定期间随着样品径向向外流动而测量出用于分析的样品的合适的量。参考图1a，例如，盘100可以包括计量室，所述计量室将样品制备室104连接到相同或大致相同的半径的多个反应室106。因此，在样品制备室中对原始样品进行初始处理之后，可以将处理过的样品分配到两个或更多个反应室106中，每个反应室106含有对不同靶标特异性的试剂。然后每个反应室106可以与不同的分离室108连通，以检测和分析不同的靶标。另外或可选地，盘100可包括两个反应室106之间的计量室，例如用于在第二反应之前将第一反应后的样品分成多个小份。例如，盘100可以包括第一反应室106，所述第一反应室106含有用于扩增样品中的一种或多种靶标的试剂的集合，其中第一反应室106通向计量室，以在多个第二反应室106之间分配具有扩增的靶标(一种或多种)的样品。每个第二反应室106可以含有用于使扩增的靶标(一种或多种)与不同类型的捕获分子结合的试剂的集合。盘140和/或盘180也可以包括这样的计量室。联系图2进一步讨论计量室。

图2显示根据本公开的一些方面的、包含多个微流体通道示例性微流体盘200，其中盘200可适于多重测定。每个通道可以包括(或连通于)至少一个样品入口202、至少一个样品制备室204、至少一个计量室206、至少一个反应室207、至少一个分离室208以及至少一个检测室210。例如，通道可以以有规律的空间间隔径向向外延伸。在一些方面，分离室208和检测室210(用于检测靶标)的数目可以大于样品入口202的数目。如所示，例如，盘200包括12个样品入口202，每个样品入口202通向样品制备室204。12个样品制备室204中的每一个与5个计量室206连通。每个计量室206通向反应室207(例如，在这里可以将试剂预先装载到盘200中)、分离室208和检测室210。因此，盘200可具有总共60个通道，提供针对12种不同样品以及每种样品至少5种不同靶标(例如，如果每个反应室207包括对不同靶标特异性的试剂)的分析。每个通道可以包括类似于图1a-1c的阀111、151和191的一个或多个阀。微流体盘200可以包括类似于图1a-1c中盘100、140和180的孔105、145和185的中心孔205。盘200可包括上面针对图1a-1c的盘100、140和180论述的任何特征，诸如阵列室、多个反应室和/或多个计量室。

根据本公开的微流体盘可以被设计来进行不同类型的测定。图4、5和6是概述使用微流体盘的若干示例性测定的步骤的流程图，所述微流体盘可以包括上述微流体盘100和/或200的任何特征。例如，图4示出了可以在包括至少一个入口、样品制备室、一个或多个反应室、分离室和检测室的微流体盘中进行的测定的步骤。具有与感兴趣的靶标序列互补的已知核苷酸序列的寡核苷酸可以与微珠连接，所述微珠可以被预先装载到反应室中。

在测定中，可将样品(诸如原始血液样品)例如用移液管或其它合适的注射装置引入到盘的入口中。当盘转动时，流体可以经过通道从入口径向向外流向样品制备室，以裂解细胞物质。然后，样品可以进入反应室，以使靶标与连接至微珠的捕获分子结合以及与检测分子结合。结合可以在孵育阶段发生。在样品中如此形成的微珠/靶标复合物可以进入包含密度介质的分离室以将复合物与未结合的试剂分开。最后，复合物可以进入盘边缘附近的检测室，以作为小球收集，用于检测。

图5示出了测定的步骤，其中一些步骤与图4的步骤类似，然而可以使用微阵列代替微珠来与靶标(一种或多种)结合。例如，图5中概述的测定类型可以在微流体盘中进行，所述微流体盘包括至少一个入口、样品制备室、一个或多个反应室和阵列室。具有与感兴趣的靶标序列互补的已知核苷酸序列的寡核苷酸可以与阵列室中的微阵列连接。阵列室还可以包括对感兴趣的靶标特异性的检测分子，以允许标记结合到微阵列的靶标，随后进行检测。

如图4和5所示，一些测定可包括在与预先装载到微流体盘中的捕获分子结合之前，扩增样品中的一种或多种靶标寡核苷酸，来和/或促进靶标的检测。为了扩大对样品中存在的特定序列的检测，测定可以包括扩增靶标基因组物质的步骤。例如，测定可以包括核酸扩增技术，其中样品中存在的每种靶标寡核苷酸的一个或多个区域可以通过pcr或等温技术被扩增。在一些方面，例如，可将反应室暴露于多个温度梯度，以产生类似pcr的反应或等温扩增反应。温度可以在反应室和/或装置内被局部控制，以获得所需的梯度。在至少一个实施例中，可以用逆转录酶处理样品中存在的rna，以获得相对互补的dna(cdna)。另外，例如，测定可以包括通过使用特异性或非特异性引物进行扩增，以获得对靶标的特定感兴趣区域的富集，或获得全基因组扩增。这样的扩增过程可以在存在非天然核苷酸或核苷的情况下进行和/或可以包括非天然核苷酸或核苷，以实现寡核苷酸的特定生物物理性质，诸如解链温度(tm)。

根据本公开的靶标序列的扩增可以在有偏倚和/或没有偏倚的情况下进行。例如，一些测定可包括没有偏倚的扩增，诸如全基因组扩增。例如，可以复制样品中相对少量的靶标基因组物质(例如，大约10ng至大约50ng)以获得更大量的靶标，这更适合于检测。在扩增过程中，可检测标记可以被添加到待检测的靶标(一种或多种)中，或可以不被添加到待检测的靶标(一种或多种)中。

在其它实施例中，扩增可以是有偏倚的，诸如通过使用特定引物来扩增靶标的感兴趣的特定序列。例如，为了检测特定基因、基因的集合和/或基因的一部分的存在，有偏倚的扩增反应可以是有用的。例如，可以进行测定来确定样品是否含有特定类型的细菌，以及确定细菌是否对特定的抗生素剂有抗性。测定可以包括被设计来扩增特异性识别细菌种类的细菌基因组的部分的特异性引物，和用于扩增指示对给定种类的抗生素剂的抗性的细菌基因的引物。

下面的实施例(1)和(2)描述了图4所示的一般类型的测定。

(1)用于检测寡核苷酸的微珠上的核酸探针

在至少一个实施例中，具有已知序列(一种或多种)和可变长度(例如，包含5至10,000个核苷酸，诸如20至5,000个核苷酸)的寡核苷酸(包含天然核苷酸和/或非天然核苷酸)可以被固定在微珠表面上，所述微珠的直径在大约10nm和100μm之间，诸如在100nm和10μm之间。微珠可以被预先装载到微流体盘中。

包含基因组物质的样品可被引入到盘的入口中。然后，可以以100rpm和16,000rpm之间的速度，诸如500rpm和10,000rpm之间的速度旋转盘。通过盘的转动产生的离心力可导致样品流入样品制备室中，在所述样品制备室中，样品可以与预先装载到样品制备室中的试剂接触，所述样品制备室设计为(例如经化学或物理裂解)从样品中提取基因组物质。

然后，盘可以以100rpm和16,000rpm之间的速度，诸如500rpm和10,000rpm之间的速度在两个方向上(例如，顺时针和逆时针交替)旋转，30秒和30分钟之间的时间。例如，盘可以顺时针和逆时针旋转，达每次少于1秒、每次大约1秒、每次大约10秒、每次大约1分钟、每次大约5分钟或每次大约10分钟，重复达总计大约30秒和大约30分钟之间的时间。顺时针和逆时针转动的持续时间不必相同，例如，顺时针转动比逆时针转动更久。此外，连续的转动可以具有不同的持续时间。

在提取/裂解步骤之后，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，并且处理的样品被转移到分离室以将固体细胞物质与液体上清液分离。例如，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，以将细胞与样品的其余部分分开。然后，可以将包含基因组物质而不含细胞的样品的液体上清液转移到第一计量室中，在第一计量室中，可以将样品分配到具有相同容积或不同容积的多个反应室(第一反应室)中。在一些方面，上清液的转移可以通过空气室的启动(例如通过适当控制盘的旋转速率)来实现。

第一计量室可以通过疏水阀连接到每个第一反应室。然后，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，以使样品从第一计量室移动到第一反应室中。在第一反应室内，样品中存在的基因组物质可以与第一反应室中存在的预加载试剂(其可以包括例如引物、酶、缓冲溶液、荧光染料以及其它合适的试剂)相互作用。每个第一反应室可以包括对感兴趣的基因组物质中的一个或多个查询位置(例如靶标核苷酸序列)具有特异性的试剂。

如上所述，可将第一反应室暴露于多个温度梯度，以产生类似pcr的反应或等温扩增反应。在一些方面，上述反应的寡核苷酸产物可以经历裂解步骤，以控制寡核苷酸的尺寸，以例如包含50至10,000个核苷酸。

反应完成之后，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，以将反应的样品转移到第二计量室中，在第二计量室中，可将样品分配到具有相同容积或不同容积的多个反应室(第二反应室)中。第二计量室可以通过疏水阀连接到每个第二反应室。盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，以使反应产物移动到第二反应室中，所述第二反应室可以预先装载有与捕获寡核苷酸缀合的微珠，所述捕获寡核苷酸具有与靶标序列至少部分互补的序列。因此，例如，靶标寡核苷酸可以与捕获寡核苷酸杂交，以使靶标与微珠连接。第二反应室也可包括具有可检测标记或标签(诸如荧光标签)的检测分子，其中检测分子可结合至杂交的靶标/捕获分子/微珠复合物。

盘可以在两个方向上例如以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，达5分钟和24小时之间的时间。在此期间，第二反应室可保持在恒定的温度或不同温度的梯度，例如在15℃和95℃之间。

在杂交反应步骤完成之后，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，以使微珠移动到至少部分填充或完全填充密度介质的检测室中。密度介质可以选择为具有低于微珠且高于试剂和样品中的未反应组分的相对密度。

盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，以允许微珠以小球的形式沉降在检测室的底部。如此产生的小球可以通过荧光或其它方法检测，这取决于可检测标记的性质。

(2)用于检测靶标分析物的微珠上的适体探针

在至少一个实施例中，具有已知序列(一种或多种)和可变长度(例如，包含5至10,000个核苷酸，诸如20至1,000个核苷酸)的寡核苷酸(包含天然核苷酸或非天然核苷酸)可以被固定在微珠表面上，所述微珠的直径在大约10nm和100μm之间，诸如在100nm和10μm之间。微珠可以被预先装载到微流体盘中。

可以选择寡核苷酸(适体)的序列，以与大量的分子上和/或临床上相关的实体(包括但不限于蛋白质或小分子)具有强的和特异性的结合相互作用。

然后，可以将包含感兴趣的物质的样品引入微流体盘中。然后，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，以使样品移动到样品制备室中。样品制备室可以含有用于(例如通过化学或物理裂解)分离出细胞物质的试剂。

盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，以将细胞与样品的其余部分分开。在至少一个实施例中，盘可以以100rpm和16,000rpm之间的速度，诸如500rpm和10,000rpm之间的速度在两个方向上(例如，顺时针和逆时针交替)旋转，以启动样品中细胞的裂解和/或分离细胞物质。

在分离步骤完成后，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，并且，样品可以被转移到通过疏水阀连接至一系列反应室的计量室中。在一些方面，上清液的转移可以通过空气室的启动(例如通过适当控制盘的旋转速率)来实现。

盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，以使样品从计量室移动到反应室中。每个反应室都可以预先装载与微珠连接的适体以及能够结合至靶标的检测分子。示例性检测分子可以包括但不限于荧光标记的抗体、荧光标记的蛋白质和其它荧光标记的分子。然而，可以使用除荧光标签或标记之外的可检测标签。

然后，盘可以以100rpm和16,000rpm之间的速度，诸如500rpm和10,000rpm之间的速度在两个方向上(例如，顺时针和逆时针交替)旋转，达总计5分钟和24小时之间的时间，诸如5分钟和1小时之间的时间。在此期间，反应室可保持在恒定的温度和/或不同温度的梯度，例如在15℃和95℃之间。

在与结合微珠的适体和检测分子的反应完成之后，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，并且，样品被转移到部分填充或完全填充密度介质的检测室中。密度介质可以选择为具有低于微珠且高于试剂和样品中的未反应组分的相对密度。

盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，以允许微珠以小球的形式沉降在检测室的底部。如此产生的小球可以通过荧光或其它方法检测，这取决于可检测标记的性质。

以下实施例(3)和(4)描述了图5中所示的一般类型的测定。

(3)通过杂交进行核酸检测

在至少一个实施例中，具有已知序列(一种或多种)和可变长度(例如，包含5至10,000个核苷酸，诸如20至5,000个核苷酸)的寡核苷酸(包含天然核苷酸和/或非天然核苷酸)可以被固定在表面(例如微阵列)上。微阵列可包括以预定式样(例如要素的布局)分布的多种寡核苷酸捕获分子(核酸探针)，其中对靶标具有特异性的一系列捕获分子限定微阵列表面上的每个要素。因此，探针的拓扑分布及其序列可以是已知的并且以预定的方式被安排。表面上的每个要素的尺寸的范围可以为大约1μm至大约500μm，诸如大约50μm至大约150μm，例如大约100μm。在一些实施例中，微阵列上要素的总数的范围可以为10至1亿个，例如50至100,000或100至10,000个要素。

包含感兴趣的基因组物质的样品可被引入到盘的入口。然后，盘可以在100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转。由盘的转动产生的离心力可导致样品流入样品制备室中，在所述样品制备室中，样品可以与预先装载到样品制备室中的试剂接触，所述样品制备室旨在(例如经化学或物理裂解)从样品中提取基因组物质。

然后，盘可以以100rpm和16,000rpm之间的速度，诸如500rpm和10,000rpm之间的速度在两个方向上(例如，顺时针和逆时针交替)旋转，达30秒和30分钟之间的时间。例如，盘可以顺时针和逆时针旋转，每次10秒、每次1分钟、每次5分钟或每次10分钟，重复达总计30秒和30分钟之间的时间。

在提取/裂解步骤后，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，并且，处理的样品被转移到分离室，以将固体细胞物质与液体上清液分离。例如，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，以将细胞与样品的其余部分分开。然后，可以将包含基因组物质而不含细胞的样品的液体上清液转移到通过疏水阀连接至多个反应室的计量室中。在一些方面，上清液的转移可以通过空气室的启动(例如通过适当控制盘的旋转速率)来实现。

然后，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，以使样品从计量室移动到反应室中。在反应室中，样品中存在的基因组物质可以与反应室中存在的预加载试剂(其可以包括例如引物、酶、缓冲溶液、荧光染料以及其它合适的试剂)相互作用。每个反应室可以包括对感兴趣的基因组物质中的一个或多个查询位置(例如靶标核苷酸序列)具有特异性的试剂。

如上所述，可将反应室暴露于多个温度梯度，以产生类似pcr的反应或等温扩增反应。在一些方面，上述反应的寡核苷酸产物可以经历裂解步骤，以控制寡核苷酸的尺寸，以例如包含10至10,000个核苷酸。

在反应完成后，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，以使反应产物移动到与反应室连通的各个阵列室中。每个阵列室可以包括相同或不同类型的微阵列，并且还可以包括对待检测靶标特异性的检测试剂。

盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度在两个方向上(例如，顺时针和逆时针交替)旋转，达总计1分钟和24小时之间的时间。在此期间，阵列室可保持在恒定的温度和/或不同温度的梯度，例如在15℃和95℃之间。

在靶标与阵列室中的微阵列和检测分子结合后，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，以使样品(包含未结合的组分)从阵列室移动到各废物室或共用的废物室。然后，可以通过启动与阵列室连通的一个或多个储室来用缓冲溶液洗涤阵列室。例如，为打开储室和阵列室之间的阀，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转。洗涤后，阵列室内的微阵列可被扫描或成像，以提供样品的基因组物质中感兴趣的查询位置(核苷酸序列)的分析和/或量化。

(4)通过在适体阵列上杂交检测小分子或蛋白质

在至少一个实施例中，具有已知序列和可变长度(例如，包含5至5,000个核苷酸，诸如20至1,000个核苷酸)的寡核苷酸(包含天然核苷酸和/或非天然核苷酸)可以被固定在表面(例如微阵列)上。类似于上面实施例(3)，寡核苷酸捕获分子(核酸探针)的拓扑分布及其序列可以是已知的，并以预定的方式在微阵列上被安排。表面上的每个要素的尺寸的范围可以为大约1μm至大约500μm，诸如大约50μm至大约150μm，例如大约100μm。在一些实施例中，微阵列上要素的总数的范围可以为10至1亿个，例如50至100,000个要素。

可以选择寡核苷酸(适体)的序列，以与相当大量的分子上和/或临床上相关的实体(包括但不限于蛋白质或小分子)具有强的和/或特异性的结合相互作用。

包含感兴趣的基因组物质的样品可被引入到盘的入口。然后，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，以使样品移动到样品制备室中，在样品制备室中，样品与预加载试剂接触。

由盘的转动产生的离心力可导致样品流入样品制备室中，在所述样品制备室中，样品可以与预先装载到样品制备室中的试剂接触，所述样品制备室旨在(例如经化学或物理裂解)从样品中提取基因组物质。盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，以将细胞与样品的其余部分分开。

在一些实施例中，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度在两个方向上(例如，顺时针和逆时针交替)旋转，以启动样品中存在的细胞的裂解。

在提取/裂解步骤后，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，以使处理的样品移动到通过疏水阀连接至一系列阵列室的计量室中。在一些方面，上清液的转移可以通过空气室的启动(例如通过适当控制盘的旋转速率)来实现。

盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，以使样品从计量室移动到阵列室。阵列室可以预先装载有检测试剂，例如检测分子。示例性检测分子可以包括但不限于荧光标记的抗体、荧光标记的蛋白质和其它荧光标记的分子。然而，可以使用除荧光标签或标记之外的可检测标签。

然后，盘可以以100rpm和16,000rpm之间的速度，诸如500rpm和10,000rpm之间的速度在两个方向上(例如，顺时针和逆时针交替)旋转，达总计5分钟和24小时之间的时间，诸如5分钟和1小时之间的时间。在此期间，阵列室可保持在恒定的温度和/或不同温度的梯度，例如在15℃和95℃之间。

在靶标与阵列室中的微阵列和检测分子结合后，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，以使样品(包含未结合的组分)从阵列室移动到各废物室或共用的废物室。然后，可以通过启动与阵列室连通的一个或多个储室来用缓冲溶液洗涤阵列室。例如，为打开储室和阵列室之间的阀，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转。洗涤后，阵列室内的微阵列可被扫描或成像，以提供样品的基因组物质中感兴趣的查询位置(核苷酸序列)的分析和/或量化。

(5)核酸扩增检测

图6示出了根据本公开的一些方面的、可以在微流体盘上执行的另一种类型的测定。在这种类型的测定中，样品中的靶标可以如上所述被扩增(例如，通过类似pcr的反应或等温扩增反应)，然后与检测分子反应，以允许靶标的检测。与上述实施例(1)-(4)相反，测定可不包括连接于基质(例如微珠或微阵列)的捕获分子来使靶标与基质结合用于检测。相反，与检测分子结合的靶标可以被定位或在检测室(或扩增检测室)中浓缩，以(例如通过光学检测或适于检测分子的标签的其它合适的检测技术)进行检测。如上所述，检测可以包括监测扩增反应的产物或观察在与猝灭基团分离后的可检测标签。

在至少一个实施例中，具有已知序列和可变长度(例如，包含5至500个核苷酸)的寡核苷酸(包含天然核苷酸或非天然核苷酸)可以用作引物，用于样品中感兴趣的寡核苷酸中的特异性靶标序列的酶催化的扩增。

在测定中，包含感兴趣的基因组物质的样品可被引入到盘的入口。然后，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转。由盘的转动产生的离心力可导致样品流入样品制备室中，在所述样品制备室中，样品可以与预先装载到样品制备室中的试剂接触，所述样品制备室旨在(例如经化学或物理裂解)从样品中提取基因组物质。

在提取/裂解步骤后，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，并且，处理的样品被转移到分离室，以将固体细胞物质与液体上清液分离。例如，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，以将细胞与样品的其余部分分开。然后，可以将包含基因组物质而不含细胞的样品的液体上清液转移到通过疏水阀连接至具有相同容积或不同容积的多个反应室的计量室中。在一些方面，上清液的转移可以通过空气室的启动(例如通过适当控制盘的旋转速率)来实现。

然后，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，以使样品从计量室移动到反应室中。在反应室中，样品中存在的基因组物质可以与反应室中存在的预加载试剂(其可以包括例如引物、酶、缓冲溶液以及其它合适的试剂)相互作用。每个反应室可以包括对感兴趣的基因组物质中的一个或多个查询位置(例如靶标核苷酸序列)具有特异性的试剂。

可将反应室暴露于多个温度梯度，以产生如上所述的类似pcr的反应或等温扩增反应。温度可以在反应室和/或装置内被局部控制，以获得所需的温度梯度。

在一些实施例中，可以在反应室中预先装载用于检测的试剂，以便可以实时和/或在扩增过程完成之后监测扩增反应的进展。另外或可选地，检测可以在与相应的反应室连通的单独的检测室中进行。例如，在扩增反应完成后，盘可以以100rpm和16,000rpm之间(诸如500rpm和10,000rpm之间)的速度旋转，以使反应产物移入检测室中。在检测室中，扩增产物可以与检测试剂(例如检测分子，诸如插入染料、荧光标记探针以及其它合适的检测分子)进行反应，以允许测量和量化靶标的扩增，和检测样品的基因组物质中查询位置(例如靶标核苷酸序列)的存在。

根据本公开的装置可被配置成接纳微流体盘以进行测定。图7中显示的示例性装置包括检测组件，用于在上述各种测试中检测靶标(例如，生物标志物)。如图7所示，装置可以包括微流体盘500、电源诸如电动机550以及检测组件560。盘500可以通过轴540可操作地耦联到电动机550，以便电动机550可以通过轴540驱动盘500的转动。电动机可以以预定速度或一系列预定速度逆时针方向(以图5中所示箭头的方向)控制盘500的转动和/或顺时针方向控制盘500的转动。

在一些方面，例如在扩增反应或其它类型的反应期间，装置可以被配置成以预定温度或温度梯度加热盘的某些室。例如，装置可以包括靠近盘500(例如在盘500的上方和/或下方)的一个或多个加热元件。加热元件的位置可以对应于盘500的待加热的室(一个或多个)的位置(一个或多个)，以便加热局限于期望的室(一个或多个)。在一些实施例中，可以设计室，以便只有一些室(例如，具有相同径向距离)将被加热元件加热，而其它室不会被加热。在本公开的一些方面，微流体盘的部分可以包括隔热材料或热传递材料以促进室的局部加热。

盘500可以包括上述盘100、140、180和/或200的任何特征，包括例如多个通道503和中心孔505。每个通道503可以包括针对执行的特定测定而设计的适当的室和其它特征。例如，通道503可以包括在通道503的最外端处的各个应室(例如，检测室或阵列室)，所述室在图7中被顺序地标记为a-p，其可以包含由测定产生的待检测的标记靶标。

在一些实施例中，检测组件560可以被配置为通过测量来自检测分子的信号来检测靶标的存在，所述检测分子结合至位于盘500的边缘处或附近的各个室a-p中的靶标。例如，检测组件560可以检测来自可检测标记的吸光度、荧光、化学发光或电化学发光或任何其它类型的信号，所述可检测标记结合至盘500的通道503内的靶标。可以基于检测到的信号水平、每个室a-p的位置和/或构造信息和/或盘500的转动特性，来确定每个室a-p中的靶标的量(从而确定初始样品中的靶标的浓度)。例如，每个室a-p可以包括对不同类型的靶标特异性的试剂，以便每个室相对于其它室的位置可以用于识别被检测的靶标。如果信号的收集在检测组件560与室a对准时开始，那么当盘500转动时，基于室a的转动速度和位置，可将从室a发出的信号量与从室b-p发出的信号量区分开来。因此，对于盘500的每次完整的转动，检测组件560可以收集室a-p中每一个的信号。

当使用微阵列作为与靶标结合的基质时，微阵列的预定构造(例如，对应于每种靶标的要素的数量和位置)也可以用于将针对微阵列测量的信号与产生信号的靶标的身份相关联。当室a-p含有不同的靶标时(例如，由于使用不同的捕获分子和/或不同的检测分子来结合靶标，如上所述)，可以同时或基本上同时测定样品中存在的多种靶标的浓度。

在一些方面，检测组件560可以是光学检测器，其包括用于产生光的光源565、检测器567以及光学器件562(例如，反射镜和/或透镜)，所述光学器件562将来自光源565的光引导至盘500并且将从盘500发射的光重定向到检测器567。在至少一个实施方案中，检测组件包括在可见光区域中以及在可见光区域外的各种波长的光激发(包括但不限于激光激发或发光二极管(led)激发)以及用于检测特定波长的互补金属氧化物半导体(cmos)传感器，其中使用一个或多个合适的滤波器和/或分色光束分离器。

检测组件560还可以包括用于分析来自检测器567的数据的读取器和用于显示来自读取器的输出的屏幕。读取器可以是光学的。在一些实施方案中，检测组件560可以包括成像系统，例如包括电荷耦合装置(ccd)照相机。成像系统的输出可以显示在计算机屏幕或其它用户界面或观看设备上，所述观看设备包括但不限于例如液晶显示(lcd)装置。在一些方面，来自成像系统的输出可以被传送到远程用户接口，诸如平板电脑或其它计算机控制的装置，诸如笔记本电脑或智能手机。数据可以通过有线或无线通信(包括但不限于蓝牙)传输和/或可以被存储或存档在例如互联网云中的远程服务器上。

图8示出了根据本公开的一些方面的装置的示例性外壳600。例如，外壳可以包含图7的装置。在一些方面，外壳600可以包括盖(例如，通过所示的折叶(hinge)或其它合适的机构可以移动)和可以打开和关闭以插入和移除微流体盘(例如盘100、200或500的任一个)的门620。

意图认为说明书和实施例仅是示例性的，本公开的真实范围和精神由以下权利要求书表示。