用于检测系统中的消费品的方法和系统的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001 ] 一般而言，对使系统自动化从而增大效率的需要正在逐渐增大。举例来说，在自动生物样本处理仪器中的进步允许样本的更快速、更有效且高通量的分析。这些类型的系统与先前系统相比可以测定更大数目的样本。因此，经历多种测定的样本是通过标识符标注或标记的。
[0002]先前，系统或仪器的操作人员可以通过读取样本容器、托架或测定芯片上的标识符手动地追踪和验证样本。这种类型的手动追踪和验证可以是劳动力密集的并且包含高概率的操作人员误差，例如，样本错误追踪或不当的测试。此外，需要被测定的较大数目的样本将是更加时间密集和繁琐的。在其它系统中，系统可能无法开始运行直至它确认消费品已经适当地加载到系统中为止。
[0003]其它更加自动的系统可以扫描标识符以在测试之前追踪和验证样本。然而，这些系统通常需要额外组件。此外，所述标识符可能被所述系统误读或无法被所述系统读取。
【发明内容】
[0004]提供用于检测系统中的所关注的对象的存在的计算机实施的方法。所述方法包含使包含标识符的第一所关注的对象成像，其中所述成像生成第一组图像数据并且基于预定位置确定包含标识符的图像数据的部分。所述方法进一步包含将包含标识符的图像数据的部分划分成至少两个区段并且基于所述两个标识符识别第一所关注的对象。接下来，通过确定每个区段内的强度值是否超过阈值来确定所关注的对象的存在。
【附图说明】
[0005]图1说明根据本文中描述的各种实施例包含多个反应部位的芯片；
[0006]图2是说明可以在其上实施本发明教示的实施例的计算机系统的框图；
[0007]图3是说明可以在其上实施本发明教示的实施例的示例性仪器的框图；
[0008]图4说明根据本文中描述的各种实施例用于成像的示例性光学系统；
[0009]图5说明根据本文中描述的各种实施例用于检测系统中消费品的存在的方法的流程图；
[0010]图6说明根据本文中描述的各种实施例的标识符；
[0011]图7说明根据本文中描述的各种实施例将标识符图像划分成区段；以及
[0012]图8说明根据本文中描述的各种实施例跨越区段的强度曲线。
【具体实施方式】
[0013]为了提供对本发明的更透彻理解，以下描述阐述许多特定细节，例如特定配置、参数、实例等。然而，应认识到，此类描述不意图作为对本发明的范围的限制，而是意图提供示例性实施例的更好描述。
[0014]标记的消费品材料的检测是使用对从光学阅读机中获取的图像数据的算法实现的，产生此类材料是否存在的快速且高度精确的指示。在其优选实施例中，在确认存在之后将仅在所述图像数据上执行所述消费品的更加严密的分析和识别，于是将在消费品上执行额外的图像采集和分析。
[0015]光学阅读机(“仪器”)用于分析消费产品(“芯片”)内的化学反应。每个芯片是唯一地标记的，其意图是向所述仪器的操作人员提供匹配分析操作的结果与最初消费品的标识的方法。
[0016]仪器的特征在于芯片插入其中的机械托盘、照明光源(“灯”)和二维光检测器(“摄像头”)以捕获芯片表面的图像。另外，嵌入式图形用户界面(eGUI)呈现:
[0017]?托盘中消费品的存在/不存在状态
[0018]?所述消费品的标识
[0019].如果认为存在的话，那么对起始消费品的图像采集和主要分析的控制。
[0020]如上文所述，随着系统需要处理的项目的数目的增大，需要更加自动化的系统。此外还需要，例如，用于兼容性的更精确且高效的识别、追踪、验证、安全和检查。因此，样本和测定品通常标记有机器可读的标识符。标识符的实例可以是例如字母数字字符、二维码、RFID标识符或条形码。
[0021]本申请案涉及利用标识符以确定系统中消费品的存在。系统中的消费品的存在的检测还可以指示消费品是适当地加载的。在检测消费品的存在之后，所述系统可以起始运行或允许用户起始运行。
[0022]应该认识到本文中描述的方法和系统可以在各种类型的系统、仪器和机器中实施。举例来说，各种实施例可以在对多个样本执行聚合酶链反应(PCR)的仪器中实施。
[0023]根据本文中描述的实施例，在一个或多个反应部位包含一个或多个样本的消费品可以标记有至少一个标识符。
[0024]在各种实施例中，本文所描述的装置、仪器、系统和方法可以用来检测所关注生物组分的一种或多种类型。这些所关注生物组分可以是任何合适的生物靶，包含但不限于，DNA序列(包含无细胞DNA)、RNA序列、基因、寡核苷酸、分子、蛋白质、生物标记、细胞(例如，循环肿瘤细胞)，或任何其它合适的靶生物分子。
[0025]在各种实施例中，此类生物组分可以在以下应用中结合各种PCR、qPCR和/SdPCR方法或系统来使用:例如，胎儿诊断、多重dPCR、病毒检测和定量标准、基因分型、测序验证、突变检测、转基因生物体检测、稀有等位基因检测和/或拷贝数变化。本发明的实施例大体上涉及用于监测或测量大量小体积样本的生物反应的装置、仪器、系统以及方法。如本文所使用，样本可以被称为例如样本体积或反应体积。
[0026]尽管通常适用于其中处理大量样本的定量聚合酶链反应(qPCR)，但是应认识到根据本文所描述的各种实施例可使用任何合适的PCR方法。合适的PCR方法包含但不限于例如数字PCR、等位基因特异性PCR、不对称PCR、连接介导PCR、多重PCR、巢式PCR、qPCR、基因组步移和桥式PCR。
[0027]如下文所描述，根据本文所描述的各种实施例，反应部位可以包含但不限于例如通孔、孔、凹口、斑点、凹穴、样本固持区和反应室。
[0028]此外，如本文所使用，热循环可以包含使用例如热循环仪、等温扩增、热定则、红外调节的热循环或解链酶相关扩增。在一些实施例中，芯片可以与内置式加热元件整合。在各种实施例中，芯片可以与半导体整合。
[0029]根据各种实施例，目标的检测可以是但不限于例如单独的或组合形式的荧光检测、阳离子或阴离子检测、PH值检测、电压检测或电流检测。
[0030]本文所描述的各种实施例特别适合于数字PCR(dPCR)。在数字PCR中，含有相对少量的革E多核苷酸或核苷酸序列的溶液可以被细分成大量的小测试样本，使得每一样本一般或者含有靶核苷酸序列的一个分子或者不含有任何靶核苷酸序列。当样本随后在PCR方案、程序或实验中经过热循环时，含有靶核苷酸序列的样本被扩增且产生阳性检测信号，而不含有靶核苷酸序列的样本未被扩增且不产生检测信号。使用泊松(Poisson)统计，原始溶液中的靶核苷酸序列的数目可以与产生正检测信号的样本的数目相关。
[0031]消费品
[0032]在各种实施例中，消费品可以具有多个样本区域或反应部位，经配置以用于接收多个样本。样本保持器的一些实例可包含但不限于多孔板，例如，标准微量滴定96孔板、384孔板、微型卡、通孔阵列或基本上平坦的保持器，例如，玻璃或塑料载片。在样本保持器的各种实施例中的反应部位可以包含凹口、凹痕、隆脊及其组合，它们在形成于样本保持器消费品的表面上的规则或不规则阵列中图案化。
[0033]根据本发明教示的各种实施例，每个反应部位可以具有大约1.3纳升的体积。替代地，每个反应部位的体积可以小于1.3纳升。这可以例如通过减小反应部位104的直径和/或样本保持器的厚度来实现。举例来说，每个反应部位104可以具有小于或等于I纳升、小于或等于100微微升、小于或等于30微微升，或小于或等于10微微升的体积。在其它实施例中，反应部位104的一些或全部的体积在I纳升到20纳升的范围内。
[0034]在一些实施例中，反应部位是通孔。在这些实例中，每个通孔具有大约1.3纳升的体积。替代地，每个通孔的体积可以小于1.3纳升。这可以例如通过减小通孔的直径和/或样本保持器消费品的厚度来实现。举例来说，每个通孔可以具有小于或等于I纳升、小于或等于100微微升、小于或等于30微微升，或小于或等于10微微升的体积。在其它实施例中，通孔的一些或全部的体积在I纳升到20纳升的范围内。<