用于进行测定的仪器的制作方法

本发明涉及一种进行测定的仪器，特别是涉及一种能够控制磁珠移动通过所谓的“碟片实验室”系统中的微流体腔室和/或通道的仪器。

尽管也可以使用其他几何形状，但“碟片实验室”系统或“cd实验室”系统通常使用盘状反应容器，其包含通道、空腔和其他特征，例如阀和疏水性改变的区域。它们对于进行涉及盘内微流体传递和反应的生物测定特别有用。测定盘与使用离心力实现旋转移动以控制反应流体的流量的仪器一起使用。

微流体系统在医学和分子诊断应用领域中的重要性日益提高，并且由于其高表面/体积比、短的扩散部分和最小的试剂体积而特别有意义，从而导致微流体系统对于时间紧迫的应用和现场诊断特别有意义。在许多应用中，需要使组分分离和/或移动通过微腔室和/或微通道，以便进行诊断测试。特别地，可能需要使生物样品的目标液体和/或颗粒固相生物材料分离和/或移动通过微流体系统。

用于在微流体系统中进行测定的一些已知仪器(例如测定盘等)包括用于通过使用容纳在微腔室和/或通道内的磁珠而在微流体腔室和/或通道之间运输组分的装置。可以通过外部安装的磁体和/或快速旋转(spinning)容纳微流体系统的测定盘的组合来控制这样的磁珠的移动，以便通过离心力来移动珠。

磁珠可通过与所需生物组分形成相互作用而用于运输、混合、分离和/或浓缩生物分子和/或细胞，例如dna、抗体或细菌。

us2013/0206701公开了一种系统，该系统利用固定磁体将珠朝向测定盘的中心吸引并使测定盘快速旋转以产生离心力，以使珠朝向盘的外边缘移动。替代的公开包括us2008/0073546，其利用类似的系统，使用固定磁体或磁体来平衡离心力和磁力，所述固定磁体或磁体在测定盘快速旋转同时可以横跨测定盘的半径移动。us2008/0035579和us2008/0056949也公开了使用平衡的离心力和磁力来操纵磁珠移动通过微流体系统，其中沿着导轨限制磁体的位置。

其他系统可以使用处于不同径向距离的两个固定的磁体，第一磁体将珠朝向磁盘的中心吸引，第二磁体将珠朝向磁盘的圆周吸引。

在这些系统的每一个中，由于需要平衡相反的力，所以妨碍了对磁珠移动的精确控制。同样的情况是，磁体可能无法收集位于流体腔室的最内和最外区域的珠。此外，当盘使用离心力加速至移动珠所需的速度时，可能会发生时间延迟，并且以距测定盘的中心相似或相同的距离容纳腔室的情况下，可能会感觉到相似或相同的离心力，使得很难引导期望的磁珠移动。

在这样的系统中，互连通道和/或腔室的定位可以由一个或多个固定磁体的位置决定。这些设计约束可能会限制系统的实用性和/或优化。

本发明人已经认识到已知仪器的缺点，并且已经开发出一种允许更受控的测定盘工序并带来进一步优点的新系统。

技术实现要素：

根据第一方面，本发明提供了一种用于在包括磁珠的微流体系统中进行测定的仪器，所述仪器包括：平台，在所述平台上能够安装微流体系统；具有磁体的一个或多个致动器，所述致动器配置为当将所述微流体系统安装在所述平台上时，直接影响容纳在微流体系统内的磁珠的移动；以及控制装置，所述控制装置配置为控制一个或多个磁体与安装的微流体系统的相对移动，以使所述磁体能够横跨(across)安装的微流体系统追踪期望的路径，所述磁体能够定位在安装的微流体系统的任何x坐标和y坐标处，其中所述仪器还包括：a)至少一个旋转致动器，所述至少一个旋转致动器配置为使磁体能够沿x轴移动，和/或b)一种用于以步进式方式使安装的微流体系统运动的装置。

这样的仪器可以与安装的微流体系统一起使用，并且可以能够从微流体系统内的任何位置，包括从腔室、通道和/或安装的系统的最内和最外区域收集和运输所述珠。因此，关于所需的测定测试，并且无需考虑任何固定磁体的位置和/或离心力，可以将微流体腔室和/或通道最佳地定位。

这样的系统还可提供磁珠的及时移动。

根据第二方面，本发明提供一种测定单元，所述测定单元包括根据本发明的第一方面的仪器。

根据第三方面，本发明提供了根据本发明的第一方面的仪器或根据本发明的第二方面的测定单元与配置为安装在所述仪器上的微流体系统的组合。

根据本发明的第四方面，提供了根据本发明的第一方面、第二方面或第三方面中的任何一个的仪器的用途。

根据本发明的第五方面，提供了一种进行测定的方法，所述方法包括以下步骤：i)将包括微流体系统的测定盘安装在转台上，其中所述微流体系统包括多个磁珠；以及ii)在致动器上设置磁体，以使得使所述磁体定位在所述测定盘的任何x坐标和y坐标处。

实施方式

本发明的一个实施方案提供了一种用于在包括磁珠的微流体系统中进行测定的仪器，所述仪器包括：平台，在所述平台上能够安装微流体系统；具有磁体的一个或多个致动器，所述致动器配置为当将所述微流体系统安装在所述平台上时，直接影响容纳在微流体系统内的磁珠的移动；以及控制装置，所述控制装置配置为控制一个或多个磁体与安装的微流体系统的相对移动，以使所述磁体能够横跨安装的微流体系统追踪期望的路径，所述磁体能够定位在安装的微流体系统的任何x坐标和y坐标处，其中所述装置还包括：a)至少一个旋转致动器，所述至少一个旋转致动器配置为使磁体能够沿x轴移动，和/或b)一种用于以步进式方式使安装的微流体系统运动的装置。

旋转致动器可能会导致弧形的磁体运动。应当理解，不同于线性运动，弧形运动必须包括至少两个轴线上的矢量分量。然而，应当理解，沿着特定轴线(例如x轴)的弧形运动涉及沿着此轴线的弧形运动的矢量分量。因此，沿着x轴的弧形磁体运动要求磁体沿着x轴有一些移动，但是并不防止沿着y轴或任何其他轴线存在额外的磁体移动。

旋转致动器可以包括具有大半径的弧的旋转致动器，其中磁体可以被安装在这样的旋转致动器上，并且横穿在x-y平面中横跨安装的微流体系统的表面的路径。优选地，磁体可以被安装在旋转致动器上，并且在安装的微流体系统的最外边缘与其中心点之间横穿x-y平面中的路径。替代地和/或附加地，旋转致动器可以配置为使磁体沿着z轴远离和朝向安装的微流体系统的表面运动。

该仪器可以配置为将安装的微流体系统保持在固定位置，其中磁体能够沿至少两个轴线移动。沿x轴的磁体移动是通过使用一个或多个旋转致动器来实现的。可选地，可以另外使用一个或多个线性或旋转致动器。在一些选择中，可以另外沿y轴发生磁体移动。

替代地，该仪器可以配置为使得安装的微流体系统能够以步进式方式沿至少一个轴线或绕至少一个轴线移动，而磁体能够沿至少一个替代轴线移动。

根据一些实施方案，当仪器包括用于移动安装的微流体系统的装置时，该系统可以是能够旋转的。

应当理解，步进式运动涉及不连续的运动，即，运动周期被运动方向上的暂停或改变分开。

根据一些实施方案，可以通过非连续旋转来实现安装的微流体系统的步进式运动。可选地，步进式运动可以是沿一个方向绕轴线旋转，随后沿交替方向绕相同轴线旋转。优选地，沿单个方向的每个旋转周期小于360度旋转。可选地，每个旋转周期可以是从零到180度，从零到90度或从零到30度。

替代地，步进式非连续旋转可以包括沿单个方向绕轴线旋转，其中该旋转被旋转中的暂停间歇地中断。由旋转中的暂停分开的每个旋转周期可以是从零到360度。可选地，每个旋转周期可以是从零到180度，从零到90度或从零到30度。

步进式运动还可以包括沿一个或多个轴线的不连续线性运动。可选地，步进式线性运动可以包括沿着一个轴线的运动周期，随后是沿着第二轴线的运动周期。优选地，所述轴线可以彼此基本垂直。

应当理解，术语x轴、y轴和z轴涉及当安装在本发明的仪器上时的微流体系统的轴线。这样的微流体系统将具有高表面积平面(例如微流体盘的平坦表面)，该高表面积平面将被理解为x-y平面。z轴沿垂直于x-y平面(即当安装微流体系统时微流体系统的高表面积平面)的方向延伸。

对于具有四重旋转对称性的系统，x轴和y轴可以互换使用。对于盘状系统，x轴可以理解为当安装微流体盘时沿着与微流体盘的半径对应的任何轴线延伸。

本发明可以与任何形状的微流体系统一起使用。优选地，微流体系统将是大体平坦的。合适的系统可以是正方形的、矩形的或盘状的。优选地，系统可以是盘状的。

可选地，该仪器可以配置为使安装的微流体系统(例如微流体盘)绕轴线旋转。在仪器配置为使安装的微流体盘绕轴线旋转的情况下，磁体可以沿着或大体沿着与当安装微流体盘时微流体盘的半径对应的轴线能够移动。

可选地，当仪器包括用于以步进式方式移动安装的微流体系统的装置时，可以将磁体安装在旋转致动器上。替代地或附加地，可以将磁体安装在线性致动器上。在将磁体安装在旋转致动器上的情况下，由此导致的磁体运动可以是弧形的。

根据一些实施方案，致动器可以包括线性致动器。这样的致动器可以适合于沿任何轴线移动磁体。优选地，线性致动器可以配置为使磁体沿着安装的微流体系统的平坦表面的x轴移动，例如沿着微流体测定盘的半径移动。

因此，容纳在安装的微流体系统内的磁珠的受控的移动可以通过以下方式实现：一个或多个磁体沿一个或多个轴线的移动，伴随着安装的测定盘通过小于360度的角度的精确步进式旋转，通过安装的微流体系统沿着一个或多个轴线相对于磁体的受控的步进式移动，或者通过使用安装在旋转致动器上的磁体，结合另一个线性或旋转致动器和固定的微流体系统。因此，磁体可以能够定位在安装的微流体系统的任何期望的x坐标和y坐标处。

与利用由安装的微流体测定盘的快速旋转产生的离心力的以前系统相比，本发明允许更具体地控制磁珠以及与之相关的任何液体和/或颗粒状固体通过安装的微流体系统的微流体通道和腔室的移动。此外，本发明的控制装置使磁体能够横跨安装的流体系统追踪任何期望的路径，而这通过为了产生和/或维持离心力而快速旋转的系统可能无法实现。

在一些实施方案中，该仪器可以包括安装在单个驱动轴上的旋转致动器和线性致动器。可选地，线性致动器可以控制磁体相对于安装的微流体系统的x位置，并且旋转致动器可以控制磁体相对于安装的微流体系统的z位置。

通过控制磁体相对于安装的微流体系统的z轴位置，可以为每个安装的微流体系统优化磁体的位置，以使其足够靠近以提供与任何磁珠的更强的相互作用，同时使盘能够旋转，而不会使支撑平台干扰磁体并且不会阻止仪器和/或微流体系统移动。

应当理解，该仪器可以可选地包括多个磁体。在使用多个磁体的情况下，可以将每个磁体容纳在单独的致动器上。

根据一些实施方案，一个或多个致动器可以配置为将一个或多个磁体定位在安装的微流体系统的表面的上方。替代地，一个或多个致动器可以配置为将一个或多个磁体定位在安装的微流体系统的表面的下方。

可选地，在磁体位于安装的微流体系统的上方的情况下，磁体可以以在其自身的重量的作用下倚靠在微流体系统的表面上，其自身的重量提供足够的力以保持磁体与表面接触。

替代地，一个或多个致动器可以配置为将一个或多个磁体定位在距安装的微流体系统的表面的固定距离处。

如果磁体位于安装的微流体系统的下方，则可以将向上的力施加至磁体，以保持磁体与安装的流体系统的底部接触，或者将磁体约束为保持在远离安装的微流体系统的下表面的固定距离处。

在仪器包括两个或更多个磁体的情况下，这些磁体可以独立地定位在微流体系统的上方或下方。

根据一些实施方案，该仪器可以包括使磁体移动离开微流体设备的装置。可选地，这可以通过驱动轴绕z轴的旋转来实现。

在一些实施方案中，可以将一个或多个磁体安装在弹簧组件上，该弹簧组件配置为使一个或多个磁体能够与安装的微流体系统的表面进行接触。可选地，可以将一个或多个磁体安装在板簧组件上。

例如，在需要附加间隙以允许安装在仪器上的微流体系统旋转而不会使支撑平台干扰磁体的情况下，可以将磁体安装在适合于沿x轴移动磁体的致动器上，例如线性致动器，其中此致动器可以远离和/或朝着安装的微流体设备旋转。沿一个方向旋转致动器杆将使磁体离开任何障碍物，而沿另一方向旋转将使磁体能够接触盘。可选地，可以将磁体安装在诸如板簧的弹簧上，并且小的附加旋转可以使弹簧挠曲以提供所需的向上压力。

根据一些实施方案，可以将一个或多个磁体安装在可调节的安装组件上。可选地，可调节的安装组件包括至少一个可调节的磁体保持器和至少一个连通板。可以将一个或多个磁体定位在每个可调节的磁体保持器的保持部分内。在一些实施方案中，将一个或多个磁体保持在保持部中、在安装在仪器上的微流体系统的上方和/或下方的位置中。

可选地，连通板可以位于旋转致动器之一的一部分上。在一个实施方案中，连通板可以位于线性致动器之一的一部分上。在另一个实施方案中，连通板位于旋转致动器和/或线性致动器的一部分上。所述连通板可以位于旋转致动器和/或线性致动器的驱动轴上。

在一些实施方案中，连通板包括第一接合部分。在一些实施方案中，可调节的磁体保持器具有第二接合部分。第二接合部分可以配置为与连通板的第一接合部分接合。例如，连通板的第一接合部分可以包括螺纹部分，优选地是螺纹通孔，并且可调节的磁体保持器的第二接合部分包括与第一接合部分的螺纹对应的螺纹部分。

因此，在一些实施方案中，可调节的安装组件配置为允许将磁体定位在沿着z轴的位置中。这可以通过致动可调节的磁体保持器来实现，例如通过使可调节的磁体保持器相对于连通板顺时针或逆时针旋转来实现，这可以导致通过沿着连通板的对应螺纹部分向上或向下行进的可调节的磁体保持器的螺纹部分而改变磁体的位置。

在某些实施方案中，将一个或多个磁体安装在可调节的安装组件上允许相对于安装在仪器上的微流体系统沿z轴微调一个或多个磁体的位置。因此允许更广范围的不同微流体系统与本文描述的实施方案一起安装和使用。

根据一些实施方案，平台可以包括转台，所述转台配置为接收并且可控制地旋转包括微流体系统的测定盘。特别地，转台可以配置为能够通过局部回转(revolution)来可控制地旋转安装的测定盘。可选地，转台可以配置为能够沿顺时针方向和逆时针方向旋转安装的测定盘。因此，所述仪器可能能够通过顺时针和/或逆时针方向上的一系列局部回转来可控制地旋转安装的测定盘。所述仪器可以包括控制器，所述控制器配置为控制一个或多个致动器和转台，以使磁体能够横跨安装的微流体系统追踪期望的路径。可选地，可以同时控制微流体系统的旋转和其上安装有一个或多个磁体的一个或多个致动器的移动。

本发明的仪器可以适于与包括一个或多个微流体腔室和一个或多个微流体通道的测定盘一起使用。微流体通道可以具有任何合适的定向、几何形状和长度。微流体通道可以包括线性和/或弧形部段，并且可以可选地包括锐角转弯、钝角转弯、反射角转弯或直角转弯。因此，本发明的仪器使磁珠能够移动通过任何期望的几何形状的路径，并且不限于可以由平衡磁力和离心力横穿的几何形状。

在一些实施方案中，转台可以包括一个或多个加热器模块。这样的加热器模块可以配置为将热量施加至安装的微流体系统的一个或多个特定部分。优选地，一个或多个加热器可以配置为在旋转期间将热量施加至安装的微流体系统的一个或多个特定部分。

可选地，控制器可以配置为控制加热器模块。不仅就通过传导将热量施加至其的位置而言而且就斜坡上升/斜坡下降时间，即在盘上的特定位置处的反应介质的温度变化率而言，所述控制是特定的。

本发明的仪器可以配置为以便进行等温测定(例如，在加热器元件被定位成基本连续地横跨测定的整个区域，以使得整个测定都在基本相同的温度下进行的情况下，或者替代地在没有施加热量的情况下)。然而，当配置为进行非等温测定时，即在测定盘的不同部分以及因此反应介质的不同部分经受或可以经受不同温度的情况下，本发明的仪器可能甚至更加有用。磁珠连同与之相关的任何液体和/或颗粒的定向收集和运输以及特定的加热的结合允许有效的且可定制的操作。

对微流体系统的特定区域的目标加热并伴随磁珠的受控的运输也可以使特定的加热曲线能够实现。

与在测定盘内包括加热元件的一些现有技术设备不同，热量来自转台。因为热量是通过传导被特定地施加至测定盘的特定部分上，所以需要的功率量少，并且可以快速地调节温度，这不仅在测定持续时间方面而且在有必要使用加热元件的时间量方面带来了效率。

可以设置利于测定盘相对于转台的正确定位的装置。例如，转台可以包括对应于测定盘中的芯轴孔的中心芯轴。芯轴上的纵向凹槽和测定盘的毂上的对应纵向突起使测定盘的角位置能够相对于转台固定。可以设置引导装置以将测定盘引导至正确的角位置。例如，芯轴的凹槽的水平尺寸和盘上互补突起的水平尺寸可以沿纵向向下的方向减小：这意味着，当盘恰好位于转台的上方时，测定盘相对于转台的角定位会有一定的公差，当测定盘降低到转台时，此公差减小。

可以设置另外的装置来相对于转台定位测定盘。例如，可以分别在转台和测定盘上设置定位突起(例如，销或凸台)和对应的定位凹部(例如，孔或切掉的部分)，反之亦然。这些定位特征可以位于测定盘的周边处或周边附近。

因此，可以有相对于转台定位测定盘的角位置的两个或更多个装置。例如，中心芯轴定位装置可以充当固定的定位器和引导装置，并且测定盘的周边处或周边附近的突起和凹部特征可以充当更精确的定位装置。

可以设置夹紧装置以将测定盘固定至转台上。

这些夹紧装置可以包括机械球轴承夹紧机构，以将测定盘保持至转台，例如保持在中心毂处。

替代地或附加地，夹紧装置可以包括用于将测定盘相对于转台保持在固定位置的磁性装置。也可以使用磁性装置将盘对准并引导至正确的位置。因此，例如，使用者可以将盘放置在转台的上方，然后仪器将自动对准盘并将其牢固地以正确位置保持至转台。

这可以使测定盘能够安装在特定位置处，以使得可以知道微流体腔室和/或通道的相对位置。因此，有可能从已知的起始位置精确地控制盘的旋转，以便通过微流体系统的期望部分收集和运输磁珠。

磁性装置可以包括以相反的磁极方向布置在转台中(例如在转台的毂中)的盘式磁体和以相反的磁极方向布置在测定盘中(例如在测定盘的毂中)的盘式磁体。

无线功率传递装置可以用于将功率传递至转台中的加热器元件和/或加热器控制器。一种可能的功率传递机构可以包括以同心方式布置的盘式线圈。该仪器可以包括固定盘式线圈和旋转盘式线圈。例如，固定盘式线圈(其可以固定在转台的下方)可以通电以产生交变电磁场，该交变电磁场随后将在旋转盘式线圈(其可以固定至转台并以很小的间隙隔开在固定盘式线圈的上方)上感应电流。

该仪器还可以包括用于双向通信的ir(红外)收发器。ir双向通信可以用于允许将指令和加热参数无线地传递至加热器控制器，也可以通过在主机和加热器控制器之间建立信号交换来允许从加热器控制器到主机的通信。每个收发器可以可选地包括一个或多个ir发射器和一个ir接收器。优选地，ir收发器可以包括四个ir发射器。

四个ir发射器可以环绕转台的中心毂等距布置。来自四个ir发射器的总发射场允许相对端处的ir接收器能够接收360°范围的ir发射信号，以使得无论转台位置如何，都可以进行通信。

因此，在测定盘快速旋转时，本发明为其提供热量。可以以连续的方式提供加热和/或可以定制加热。

测定盘中可能发生的已知问题涉及液体在加热时的状况。可能会出现气泡和/或可能会有空气膨胀和/或腔室之间的压力差可能会具有不良后果，例如导致液体回流。液体扭曲的状况会影响测定，例如通过影响光学读数。本发明在加热液体的同时通过离心旋转恢复反应井(reactionwell)中液体的原始状态方面带来优点。因此，本发明避免了损害液体的加热，并且可以获得一致的光学读数。

加热器模块可以例如是箔加热器。

转台可以安装有一个或多个加热器模块，可选地两个或更多个加热器模块。在一些实施方案中，转台可以安装有3个或更多个加热器模块。

该仪器包括用于控制多个加热器模块的电路，所述加热器模块可以被独立地控制以加热至目标温度。加热器可以由用于横跨测定盘的特定区域的均匀分布加热的薄铝板组成。可以将rtd(电阻温度检测器)安装在薄铝板上，以监控铝板的温度。可以将rtd连接至加热器控制器电路以提供反馈来调节加热器，以实现随时间的稳定温度。

在发电方面可以存在无线功能以便为电路和加热器供电，并且无线通信也可以与360°ir收发器配置一起使用。无线特征允许转台自由地快速旋转，同时可以供应电力来操作加热器和ir通信。

加热器模块可以配置为使用轻弹簧压力从转台的表面突出，以便与测定盘接触，以使得可以有效地传递热量。

可选地，可以在加热器模块之下使用绝缘体，以防止向下的热量损失。结果，它们可以提高热传递效率和加热速率的控制。

在一个实施方案中，在转台上有两个加热器模块：一个可以用于加热样品室中的样品；另一个可以用于测定使用的反应井。可以添加附加的加热器模块以满足其他加热需求：例如，可以使用附加的加热器以通过产生压差来辅助流体传递，该压差将允许流体从加热的区域传递到冷区域。

在这样的情况下，腔室或反应井中的区域的加热会增加由气体组分的膨胀引起的封闭压力。为了稳定仪器内部的整体压力，必须以某种方式释放压力：通过释放至外部大气或通过推动下一个或多个腔室中的任何液体以平衡压力。腔室或井的后续冷却导致气体组分的收缩，因此降低了内部压力，导致液体移动到腔室或井中。

固定线圈组件可以包含附接至铁氧体片的固定线圈，该铁氧体片夹在可以方便地由塑料制成的两个保持器之间。相同的配置可以用于旋转线圈组件。固定线圈配置和旋转线圈配置可以用于向加热器提供功率。可以通过改变固定线圈和旋转线圈的配置和/或供应至固定线圈的信号频率来根据应用需求来定制所产生的功率(例如5瓦及以上)。例如，通过调节供应至固定线圈的信号的频率，可以将产生并递送至加热器和控制器的功率调节至5瓦和7瓦之间。该功率可以用于驱动加热器以及包括ir收发器和加热器控制器的相关电路。在另一实施例中，功率可以配置为在加热器之间分配，例如分配至同时运行的4瓦加热器和2瓦加热器。

可以将整个转台组件附接至电机的芯轴，以在用于控制流体的移动的转台上建立旋转移动。在此实施例中，可以使用bldc(无刷直流)电机。可以将电机安装在固定至机架上的金属基座(电机安装架)上。在电机安装架的顶部上，可以安装固定ir(红外)收发器板，随后安装固定线圈。可以将两个部件都安装为以使得它们被保持为固定的。固定线圈的上方是旋转线圈以及用于旋转ir收发器和加热器控制器的电路板。可以将它们安装至转台。它们可以与转台一起快速旋转，而不会中断主机和加热器控制器之间的供电和ir通信。

根据一些实施方案，本发明提供一种测定单元，所述测定单元包括根据本发明的第一方面的仪器。

测定单元可以提供腔室，根据本发明的第一方面的仪器可以存在于该腔室中。测定单元可以设置有用于控制腔室内环境的一个或多个方面的装置。可以控制的方面包括但不限于温度调节、湿度调节、大气压、组分、诸如含氧量调节等。可选地，腔室可以设置有用于温度调节的装置。

在一些实施方案中，测定单元可以包括用于在测定期间加热和/或冷却测定盘位于其中的腔室的环境温度的装置。因此，虽然固定加热系统从转台提供局部加热，但是可选的旋转加热系统允许改变测定盘周围的环境(以及因此测定盘及其内容物)的温度。可选地，可以使用风扇加热器或冷却器。例如，可以使用采用风扇的鼓风机。

根据一些实施方案，本发明提供了根据本发明的第一方面的仪器或根据本发明的第二方面的测定单元与配置为与这种仪器或测定单元一起使用的微流体系统的组合。

微流体系统可以是测定盘，并且可以安装在本仪器的平台(例如转台)上。合适的测定盘可以包括微流体通道和/或微流体腔室。可以将磁珠容纳在一个或多个微流体腔室和/或通道中。

根据本发明的一些实施方案，提供了根据本发明的第一方面的仪器的用途。

在使用中，可以将微流体系统安装在根据本发明的仪器上。这样的微流体系统可以结合在测定盘、矩形块或任何其他合适的形式中。微流体系统可以包括微流体通道和/或腔室，所述微流体通道和/或腔室中的一个或多个可以容纳多个磁珠。

在基于盘的系统中，该仪器的用途可以包括使用线性致动器机构或具有大半径的弧的旋转致动器使一个或多个磁体基本径向地移动，大半径的弧的中心位于与磁体的最内和最外位置之间的线的中点成直角的线上。与圆周同心的移动是通过盘绕其轴线的受控的旋转来实施的。通过组合两个运动分量，磁体的有效路径可以追踪任何期望轨迹。

替代地，对于盘状或非盘状系统，可选地，除了磁体沿着替代轴线的进一步线性移动或旋转移动之外，可以通过磁体的弧形移动来实现有效运动，同时微流体系统保持在固定位置。在另一种选择中，可以以步进式方式移动盘状或非盘状系统，伴随着一个或多个磁体在另一方向上的线性和/或旋转移动，优选地磁体移动可以与系统移动大体成直角。

因此，对于本发明的系统，磁体的x和y坐标可以相对于微流体系统连续变化。

可以将磁体移动至微流体通道和/或腔室的参数内的任何位置，以便收集和/或运输磁珠。磁体相对于微流体腔室和/或通道的受控的相对移动使得能够在距盘中心任意径向距离处将珠运输通过微流体系统。

使用本发明可以使磁珠能够沿着微流体系统内的同心通道、径向距离变化的通道、梯度变化的通道以及通过位于微流体系统中的任何位置处的通道和/或腔室运输。

因此，使用本发明的仪器能够优化微流体系统设计，而无需将其腔室和/或通道紧密接近一个固定磁体或多个固定磁体定位。类似地，微流体流动路径不限于可能容易被由离心力、固定磁体或两者的组合引导的磁珠横穿的路径。

根据本发明的第五方面，提供了一种进行测定的方法，所述方法包括以下步骤：i)将包括微流体系统的仪器安装在转台上，其中所述微流体系统包括多个磁珠；以及ii)在致动器上设置磁体，以使得可以将所述磁体定位在所述测定盘的任何x坐标处。

根据一些实施方案，还提供了以下步骤：在旋转所述测定盘的同时通过移动所述磁体来使多个磁珠移动通过所述微流体系统的一部分，以使得所述磁体追踪所述测定盘在x平面、y平面中的期望轨迹。

现在将参照以下附图以进一步非限制性地、详细地描述本发明，其中：

图1示出了根据本发明的仪器的一个实施例的示意性图示，该仪器上安装有微流体盘，该仪器包括安装在线性致动器上的磁体；

图2示出了根据本发明的仪器的替代实施例的示意性图示，该仪器上安装有微流体盘，该仪器包括安装在旋转致动器上的磁体；

图3示出了安装在根据本发明的仪器上的安装的微流体盘的侧视图示意性图示，该仪器包括安装在线性致动器上的磁体；

图4示出了安装在根据本发明的仪器上的安装的微流体盘的侧视图示意性图示，该仪器包括安装在单个驱动轴上的线性致动器和旋转致动器；

图5示出了图4的仪器的主视图示意性图示；

图6示出了根据本发明的转台盘片的一个实施例；

图7示出了在本发明中可以如何使用磁性定位和夹紧装置；

图8示出了根据本发明的转台的侧视图；

图9示出了根据本发明的转台的透视图；

图10以分解示意图示出了根据本发明的转台功率传递组件的一些可能的元件；

图11至图16示出了根据本发明的转台的一些部件；

图17和图18示出了根据本发明的某些实施方案的可调节的安装组件的示意图。

参照图1，仪器1包括线性致动器2a，所述线性致动器上安装有磁体3，其中磁体被设置为横穿路径4，该路径可以延伸横跨(across)微流体盘5的表面，该微流体盘可以安装在仪器上。仪器1还包括用于控制测定盘5的旋转的控制器，其中由箭头6示出盘旋转，并且如由箭头7描绘的磁体3的移动使磁体3能够横穿横跨微流体系统的表面的任何期望的路径。

可以限制磁体3的移动范围，以使得磁体仅可以沿着安装的微流体盘的半径的一部分定位，该部分对应于可能存在微流体通道或腔室的区域。替代地，磁体的移动范围可以延伸横跨安装的微流体盘的整个半径。

特别地，控制器根据需要控制安装的测定盘5沿顺时针和/或逆时针方向的旋转，同时控制线性致动器的移动，以便磁体可以经由通道9追踪腔室8之间的路径。容纳在腔室8或通道9中的磁珠被吸引到由磁体的接近引起的局部磁场，并被引导穿过腔室和/或通道，从而镜像磁体3的路径。

通道可以是成角度的，以使得它们平行于测定盘的圆周运行或与其成角度。通道还可以包括弯曲部和折弯部9a。

在图2中描绘的替代实施方案中，磁体可以安装在旋转致动器2b上。可以限制磁体3的移动范围，以使得磁体可以仅沿着与测定盘的半径的至少一部分大体一致的弧定位。

如图3中所描绘的，在一些实施方案中，可以将多个磁体3安装在致动器2a上，所述致动器位于安装的测定盘的上方和下方。替代地，磁体可以仅定位在安装的微流体盘的上方，或者仅定位在安装的微流体盘的下方。

如图4和图5所示，在一些实施方案中，将线性致动器2a和旋转致动器2c安装在单个驱动轴10上，该单个驱动轴将磁体定位在测定盘之下。替代地，磁体可以定位在测定盘的上方。旋转致动器2c沿一个方向的旋转使磁体3与测定盘5接触，而旋转致动器2c沿相反方向的旋转使磁体移动远离测定盘，如旋转箭头11所示。

线性致动器2a使磁体能够沿着安装的微流体盘的半径沿着期望的x轴移动。

板簧12可以施加合适的力以保持磁体3与测定盘5接触。

如图17和图18中所示，在一些实施方案中，可调节的安装组件2可以用于安装磁体3并且将磁体相对于测定盘5沿z轴定位。可调节的安装组件可与如图5中所示的板簧12组合使用，也可不与板簧组合使用。在某些实施方案中，可调节的安装组件可包括弹簧，以便提供合适的力以保持磁体3与测定盘5接触。

可调节的安装组件包括连通板22和磁体保持器25。连通板可以安装到一个或多个线性致动器2a和/或旋转致动器2b/2c的驱动轴10上。可以将连通板22定位成位于测定盘5的上方。连通板22包括第一接合部分24，该第一接合部分配置为与可调节的磁体保持器25的第二接合部分26接合。可调节的磁体保持器包括保持部分27，在该保持部分处磁体3被接合并被保持就位。

保持部分27可以是磁体3插入的凹部。可以通过磁力将磁体3保持在保持部分27中。在一些实施方案中，可以通过一个或多个夹子或接合构件将磁体3保持在保持部分27中。在一些实施方案中，保持部分可具有位于凹部内的磁体3的上方的弹簧，以便提供合适的力以保持磁体3与测定盘5接触。

在一些实施方案中，第一接合部分24可以是螺纹通孔，并且第二接合部分26可以是如图17和图18中所示的从保持部分27延伸的相应的螺纹突起。在一些实施方案中，第一接合部分24可以包括凹螺纹通孔，并且第二接合部分26可以包括相应的凸螺纹部分。在一些实施方案中，第一接合部分24可以包括凸螺纹通孔，并且第二接合部分26可以包括相应的凹螺纹部分。

当将凸螺纹部分插入到凹螺纹部分中时，反之亦然，螺纹彼此接合。这允许将可调节的磁体保持器21和保持在其中的磁体3维持在测定盘5的上方的固定位置中。可调节的磁体保持器包括致动器部分35，该致动器部分允许将可调节的磁体保持器25如箭头34所示旋转。旋转可以是顺时针的或逆时针的，并且取决于螺纹部分的布置，旋转允许第二接合部分沿着第一螺纹部分24相对于测定盘5沿z轴行进，从而导致如图18所示的磁体3根据箭头36移动。这允许可调节的磁体保持器25和保持在其中的磁体3被定位在测定板上方或下方的沿z轴的位置处并被维持在此位置中。致动部分可以是能够接收相应的突起(例如螺丝起子、艾伦内六角扳手(allenkey)、六角键或其他致动设备的突起)的狭槽、凹槽或凹陷。

参考图6，转台盘片112包括加热器14和绝缘体16。将绝缘体16插入在加热器14和转台之间，并减少了由于传导引起的热损失。结果，它们提高了热效率和热耗率。

转台盘片112包括中心芯轴18，该中心芯轴本身包括纵向凹槽110，该纵向凹槽用作内部导引特征，以允许将测定盘5大体地对准到芯轴18上。转台盘片112包括凸台1112，该凸台充当更精细的对准特征。

在图7中最清楚地示出了将测定盘5定位和固定至转台盘片12的磁性装置。为清楚起见，在此图中省略了转台盘片112和测定盘5的大多数特征。测定盘5包括用于定位在转台盘片112的芯轴18上的芯轴孔1102。转台包括具有北极116和南极118的盘式磁体组件114。测定盘5包括由北极盘式磁体1108和南极盘式磁体1110组成的相应的盘式磁体组件1104，尽管在使用中例如通过使用氯丁橡胶片将该盘式磁体组件1104固定至测定盘5，但为了清楚起见，在图7中将该盘式磁体组件1104示出为与测定盘5分开。氯丁橡胶片可以被预先切割成如图7所示的形状，该形状仅允许测定盘5以特定的定向位于转台上。氯丁橡胶片还提供了防止测定盘5在高速旋转时打滑的摩擦抓持力。

磁体组件114和1104方便地定位在仪器的毂处，因此，在示出的实施方案中，此磁体组件1104具有对应于测定盘的芯轴孔1102的孔1106。

图8和图9分别示出了根据本发明的转台的侧视图和透视图。

参考图10，转台功率传递组件可以包括固定的红外收发器130、固定线圈下部保持器132、铁氧体片134、固定线圈136、固定线圈上部保持器138、旋转线圈下部保持器140、旋转线圈142、铁氧体片144、旋转线圈上部保持器146以及包括加热器控制器和旋转的红外收发器的组件148。用于固定线圈和旋转线圈两者的下部保持器和上部保持器充当夹具，并且可以方便地由塑料材料制成。

转台的一些部件在图11至图16中示出。图12以分解视图示出了固定线圈组件150的示意性透视图的一些部件，并且图13示出了定位在固定线圈组件150的顶部的旋转线圈组件152。ir收发器固定部件130和旋转部件155分别在图14和图15中示出。图16中示出了转台组件的完整构造的侧视图。该转台组件以作为基座的bldc电机安装部件13开始。坐落于bldc安装架顶部的第一个部件是固定ir收发器部件130。该收发器部件之后是固定线圈部件150。在转台组件部件112之下是旋转ir收发器部件155和加热器控制器电路部件154。部件155和154共享同一个pcb板。