用于檢測(cè)來(lái)自多個(gè)熒光源的信號(hào)發(fā)射的裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2013年3月14日提交的臨時(shí)專利申請(qǐng)序號(hào)No. 61/782, 340的提交日 期的符合35 U.S.C. § 119(e)的權(quán)益，其公開通過(guò)引用合并到此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開涉及一種用于通過(guò)相對(duì)于信號(hào)發(fā)射源標(biāo)引一個(gè)或多個(gè)信號(hào)檢測(cè)器以依次 檢測(cè)來(lái)自每個(gè)信號(hào)發(fā)射源的信號(hào)來(lái)檢測(cè)多個(gè)潛在信號(hào)發(fā)射源中的每一個(gè)所發(fā)射的信號(hào)的 裝置。本公開還涉及一種用于在信號(hào)傳輸導(dǎo)管的第一與第二端之間從多個(gè)潛在信號(hào)發(fā)射源 中的每一個(gè)發(fā)送信號(hào)發(fā)射的裝置，其中，信號(hào)傳輸導(dǎo)管的第一端部署在第一空間布置中，信 號(hào)傳輸導(dǎo)管的第二端部署在與第一空間布置不同的第二空間布置中。
【背景技術(shù)】
[0004] 在此所描述或涉及的參照文獻(xiàn)都并非承認(rèn)是本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。
[0005] 診斷檢定廣泛用在臨床診斷和保健科學(xué)研究中，以檢測(cè)或量化有機(jī)體或生物樣本 中的生物抗原、細(xì)胞或遺傳反常性、疾病狀態(tài)以及疾病關(guān)聯(lián)病原體或遺傳變異的存在性或 量。在診斷檢定允許量化的情況下，醫(yī)師可以最好能夠計(jì)算感染或疾病的程度或確定疾病 隨著時(shí)間的狀態(tài)。診斷檢定頻繁地關(guān)注于檢測(cè)化學(xué)物、蛋白質(zhì)或多聚糖抗原、抗體、核酸、氨 基酸、生物聚合物、細(xì)胞或興趣組織?？梢圆捎酶鞣N檢定來(lái)檢測(cè)這些診斷指標(biāo)。
[0006] 基于核酸的檢定具體地通常包括產(chǎn)生樣本中的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)核酸序列的檢測(cè) 或量化的多個(gè)步驟。標(biāo)定核酸序列一般對(duì)于可標(biāo)識(shí)的蛋白質(zhì)、細(xì)胞、組織、有機(jī)體或病毒 的組是特定的，其中，所述組由共用于該組的成員的并且在所檢定的樣本中對(duì)于該組是 特定的至少一個(gè)共享核酸序列定義。Kohne美國(guó)專利No. 4, 851，330和Hogan美國(guó)專利 No. 5, 541，308完整地描述了各種基于核酸的檢測(cè)方法。
[0007] 檢測(cè)標(biāo)定核酸序列頻繁地需要使用包括具有基本上與標(biāo)定序列的至少一部分或 其補(bǔ)體（complement)互補(bǔ)的核苷酸堿基序列的核酸分子的探測(cè)體。在選擇性檢定條件下， 探測(cè)體將以允許醫(yī)師檢測(cè)樣本中的標(biāo)定序列的存在性的方式與標(biāo)定序列或其補(bǔ)體雜交。有 效探測(cè)體制備的技術(shù)在本領(lǐng)域是已知的。然而，通常，有效探測(cè)體被設(shè)計(jì)為防止與自身或任 何將干擾檢測(cè)標(biāo)定序列的存在性的核酸分子雜交。探測(cè)體可以包括例如能夠檢測(cè)的標(biāo)記， 其中，所述標(biāo)記是例如放射性標(biāo)記、熒光團(tuán)或熒光染料、生物素、酶、化學(xué)發(fā)光化合物或本領(lǐng) 域已知的另一類型的可檢測(cè)的信號(hào)。
[0008] 為了在單次檢定中檢測(cè)不同的興趣核酸，可以使用配置為與不同核酸雜交的不同 探測(cè)體，其中的每一個(gè)可以提供可檢測(cè)地不同的信號(hào)。例如，配置為與不同目標(biāo)雜交的不同 探測(cè)體可以當(dāng)暴露于規(guī)定激勵(lì)波長(zhǎng)的激勵(lì)光時(shí)與在預(yù)定波長(zhǎng)處發(fā)熒光的熒光團(tuán)定制?？梢?通過(guò)以下操作來(lái)并行地執(zhí)行用于檢測(cè)不同目標(biāo)核酸的檢定：交替地將樣本材料暴露于不同 激勵(lì)波長(zhǎng)，并且在實(shí)時(shí)監(jiān)控處理期間檢測(cè)在對(duì)應(yīng)于用于每個(gè)目標(biāo)核酸的探測(cè)體的興趣波長(zhǎng) 處熒光的等級(jí)?？梢允褂脴?gòu)造并且布置為在擴(kuò)增處理期間周期性地測(cè)量信號(hào)發(fā)射的不同信 號(hào)檢測(cè)設(shè)備來(lái)執(zhí)行并行處理，并且其中，不同信號(hào)檢測(cè)設(shè)備配置為生成不同波長(zhǎng)的激勵(lì)信 號(hào)并且測(cè)量不同波長(zhǎng)的發(fā)射信號(hào)。
[0009] 因?yàn)樘綔y(cè)體以允許檢測(cè)指示標(biāo)定序列在樣本中的存在性的方式來(lái)與標(biāo)定序列或 其補(bǔ)體雜交，所以信號(hào)的強(qiáng)度與目標(biāo)序列或其出現(xiàn)的補(bǔ)體的量成正比。相應(yīng)地，通過(guò)在擴(kuò)增 處理期間周期性地測(cè)量指示擴(kuò)增子的存在性的信號(hào)，可以檢測(cè)擴(kuò)增子隨著時(shí)間的增長(zhǎng)?；?于在擴(kuò)增處理的這種"實(shí)時(shí)"監(jiān)控期間所收集的數(shù)據(jù)，可以確證初始地在樣本中的目標(biāo)核酸 的量。用于實(shí)時(shí)檢測(cè)并且用于處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以確定核酸等級(jí)的示例性系統(tǒng)和方法例如描述 于Lair 等人的美國(guó)專利No. 7, 932, 081"Signal measuring system for conducting real_ time amplification assays" 中。
[0010] 然而，當(dāng)在擴(kuò)增處理或另外處理期間測(cè)量發(fā)射信號(hào)時(shí)，挑戰(zhàn)可能出現(xiàn)。目標(biāo)序列或 其補(bǔ)體或另外發(fā)射信號(hào)源可以包含于孵化器內(nèi)所支承的容器中或完全或部分地被包圍的 并且信號(hào)檢測(cè)器對(duì)容器或用于測(cè)量發(fā)射信號(hào)的另外源的訪問(wèn)可能是不實(shí)際的另外處理模 塊中。此外，對(duì)于空間利用效率和/或其它效率（例如熱效率），容器或其它發(fā)射信號(hào)源可 能位于對(duì)于將信號(hào)檢測(cè)器放置在可操作的位置中以測(cè)量發(fā)射信號(hào)并不高效或?qū)嶋H的空間 布置中。例如，多個(gè)容器或發(fā)射信號(hào)源可能布置在矩形布置中，由此容器分別在兩個(gè)或更多 個(gè)容器的多個(gè)行中緊密地間隔。在這種空間布置中，為每個(gè)容器位置提供信號(hào)檢測(cè)器或相 對(duì)于容器位置移動(dòng)信號(hào)檢測(cè)器以依次測(cè)量來(lái)自容器中的每一個(gè)的信號(hào)發(fā)射可能并非實(shí)際 或高效的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 在一種用于檢測(cè)來(lái)自多個(gè)潛在信號(hào)發(fā)射源中的每一個(gè)的信號(hào)發(fā)射的裝置中實(shí)施 本公開的各方面。所述裝置包括多個(gè)信號(hào)傳輸導(dǎo)管、導(dǎo)管重排器、一個(gè)或多個(gè)信號(hào)檢測(cè)器以 及信號(hào)檢測(cè)器載體。所述信號(hào)傳輸導(dǎo)管在數(shù)量上對(duì)應(yīng)于信號(hào)發(fā)射源的數(shù)量。每個(gè)信號(hào)傳輸 導(dǎo)管與所述信號(hào)發(fā)射源中的至少一個(gè)關(guān)聯(lián)，并且配置為在其第一端與第二端之間發(fā)送所述 關(guān)聯(lián)信號(hào)發(fā)射源所發(fā)射的信號(hào)。所述導(dǎo)管重排器構(gòu)造并且布置為在對(duì)應(yīng)于所述信號(hào)發(fā)射源 的空間布置的第一空間布置中緊固相應(yīng)信號(hào)傳輸導(dǎo)管的第一端，使得每個(gè)信號(hào)傳輸導(dǎo)管的 第一端定位為接收關(guān)聯(lián)信號(hào)發(fā)射源所發(fā)射的發(fā)射信號(hào)，并且在與所述第一空間布置不同的 第二空間布置中緊固相應(yīng)信號(hào)傳輸導(dǎo)管的第二端。所述信號(hào)檢測(cè)器配置為檢測(cè)每個(gè)信號(hào)發(fā) 射源所發(fā)射的信號(hào)。所述信號(hào)檢測(cè)器載體配置為承載所述一個(gè)或多個(gè)信號(hào)檢測(cè)器中的至少 一部分，并且在相對(duì)于所述第二空間布置中所布置的信號(hào)傳輸導(dǎo)管的第二端依次將所述信 號(hào)檢測(cè)器放置在信號(hào)檢測(cè)位置中的路徑中移動(dòng)每個(gè)信號(hào)檢測(cè)器的至少一部分。
[0012] 根據(jù)本公開的其它方面，所述信號(hào)發(fā)射是光學(xué)信號(hào)，所述信號(hào)傳輸導(dǎo)管包括光纖。
[0013] 根據(jù)本公開的其它方面，所述第一空間布置是矩形，并且包括兩個(gè)或更多個(gè)行，每 個(gè)行包括所述信號(hào)傳輸導(dǎo)管的所述第一端中的兩個(gè)或更多個(gè)。
[0014] 根據(jù)本公開的其它方面，所述第二空間布置包括一個(gè)或多個(gè)圓形，由此多個(gè)信號(hào) 傳輸導(dǎo)管的第二端相對(duì)于圓形的圓周而定位。
[0015] 根據(jù)本公開的其它方面，所述第二空間布置包括一個(gè)或多個(gè)捆束，由此在捆束中 收集多個(gè)信號(hào)傳輸導(dǎo)管的第二端，其中，捆束中的傳輸光纖的第二端彼此緊密靠近。
[0016] 根據(jù)本公開的其它方面，所述信號(hào)檢測(cè)器載體包括轉(zhuǎn)盤，配置為在對(duì)應(yīng)于所述第 二空間布置的一個(gè)或多個(gè)圓形的路徑中移動(dòng)所述一個(gè)或多個(gè)信號(hào)檢測(cè)器的至少一部分。
[0017] 根據(jù)本公開的其它方面，所述導(dǎo)管重排器包括重排器框架，其包括：接口板，配置 為在第一空間布置中緊固所述相應(yīng)信號(hào)傳輸導(dǎo)管的第一端；基底，配置為在第二空間布置 中緊固所述相應(yīng)信號(hào)傳輸導(dǎo)管的第一端；以及側(cè)部結(jié)構(gòu)，其在相對(duì)于彼此間隔開的位置處 將所述接口板連接到所述基底。
[0018] 根據(jù)本公開的其它方面，所述裝置還包括熱量耗散翅片，其從所述接口板延伸。
[0019] 根據(jù)本公開的其它方面，所述裝置還包括信號(hào)耦合元件，其可操作地相對(duì)于每個(gè) 信號(hào)傳輸導(dǎo)管的第一端而得以部署。
[0020] 根據(jù)本公開的其它方面，所述信號(hào)檢測(cè)器載體構(gòu)造并且布置為可相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸而 旋轉(zhuǎn)，使得在圓形路徑中移動(dòng)所述一個(gè)或多個(gè)信號(hào)檢測(cè)器中的每一個(gè)，并且所述裝置還包 括檢測(cè)器載體驅(qū)動(dòng)件，其可操作地與所述信號(hào)檢測(cè)器載體關(guān)聯(lián)。所述檢測(cè)器載體驅(qū)動(dòng)件包 括：電機(jī)；驅(qū)動(dòng)滑輪，其耦合到所述信號(hào)檢測(cè)器載體或成為其一部分，使得所述驅(qū)動(dòng)滑輪的 旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生所述信號(hào)檢測(cè)器載體的對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)；以及帶，其可操作地將所述電機(jī)耦合到所述驅(qū) 動(dòng)滑輪。
[0021] 根據(jù)本公開的其它方面，所述檢測(cè)器載體驅(qū)動(dòng)件還包括起始位置檢測(cè)器，其配置 為檢測(cè)所述檢測(cè)器載體的旋轉(zhuǎn)位置。
[0022] 根據(jù)本公開的其它方面，所述信號(hào)檢測(cè)器載體配置為相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸而旋轉(zhuǎn)，所述 裝置還包括旋轉(zhuǎn)連接器，其在所述信號(hào)檢測(cè)器載體上所承載的所述一個(gè)或多個(gè)信號(hào)檢測(cè)器 與非旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)處理器和/或電源之間發(fā)送功率和/或數(shù)據(jù)。
[0023] 根據(jù)本公開的其它方面，所述旋轉(zhuǎn)連接器包括滑動(dòng)環(huán)連接器。
[0024] 根據(jù)本公開的其它方面，每個(gè)信號(hào)發(fā)射源包括物質(zhì)，其當(dāng)經(jīng)受預(yù)定激勵(lì)波長(zhǎng)的激 勵(lì)光時(shí)發(fā)射預(yù)定發(fā)射波長(zhǎng)的光，并且所述信號(hào)檢測(cè)器配置為生成所述預(yù)定激勵(lì)波長(zhǎng)的激勵(lì) 光而且檢測(cè)所述預(yù)定發(fā)射波長(zhǎng)的光。
[0025] 根據(jù)本公開的其它方面，所述裝置包括多于一個(gè)的信號(hào)檢測(cè)器，其均配置為生成 不同預(yù)定激勵(lì)波長(zhǎng)的激勵(lì)光并且檢測(cè)不同預(yù)定發(fā)射波長(zhǎng)的光。
[0026] 根據(jù)本公開的其它方面，所述信號(hào)發(fā)射源中的每一個(gè)處于與單個(gè)信號(hào)傳輸導(dǎo)管光 學(xué)連通。
[0027] 根據(jù)本公開的其它方面，所述多個(gè)信號(hào)傳輸導(dǎo)管中的每一個(gè)發(fā)送激勵(lì)和發(fā)射信 號(hào)。
[0028] 根據(jù)本公開的其它方面，所述每個(gè)信號(hào)檢測(cè)器包括：激勵(lì)源，其承載于所述信號(hào)檢 測(cè)器載體上，并且配置為生成激勵(lì)信號(hào)；激勵(lì)光器件組件，其承載于所述信號(hào)檢測(cè)器載體 上，并且配置為當(dāng)所述信號(hào)檢測(cè)器相對(duì)于所述傳輸導(dǎo)管的第二端處于信號(hào)檢測(cè)位置時(shí)將激 勵(lì)信號(hào)從所述激勵(lì)源引導(dǎo)到信號(hào)傳輸導(dǎo)管的第二端；發(fā)射光器件組件，其承載于所述信號(hào) 檢測(cè)器載體上，并且配置為當(dāng)所述信號(hào)檢測(cè)器相對(duì)于所述傳輸導(dǎo)管的第二端處于信號(hào)檢測(cè) 位置時(shí)引導(dǎo)信號(hào)傳輸導(dǎo)管所發(fā)送的發(fā)射信號(hào)；以及發(fā)射檢測(cè)器，其配置為當(dāng)所述信號(hào)檢測(cè) 器相對(duì)于所述傳輸導(dǎo)管的第二端處于信號(hào)檢測(cè)位置時(shí)檢測(cè)所述發(fā)射光器件組件從所述傳 輸導(dǎo)管的第二端引導(dǎo)到所述發(fā)射檢測(cè)器的發(fā)射信號(hào)。
[0029] 根據(jù)本公開的其它方面，所述發(fā)射檢測(cè)器承載于所述信號(hào)檢測(cè)器載體上。
[0030] 根據(jù)本公開的其它方面，所述發(fā)射檢測(cè)器包括光電二極管。
[0031] 根據(jù)本公開的其它方面，所述發(fā)射檢測(cè)器固定并且部署得與所述信號(hào)檢測(cè)器載體 相鄰。
[0032] 根據(jù)本公開的其它方面，所述發(fā)射檢測(cè)器包括攝像頭。
[0033] 根據(jù)本公開的其它方面，所述發(fā)射檢測(cè)器與至少一個(gè)激勵(lì)源關(guān)聯(lián)，并且配置為檢 測(cè)單個(gè)傳輸導(dǎo)管所發(fā)送的發(fā)射信號(hào)。
[0034] 根據(jù)本公開的其它方面，所述信號(hào)檢測(cè)器載體配置為有選擇地將每個(gè)激勵(lì)光器件 組件集合放置為與所述發(fā)檢測(cè)器可操作關(guān)聯(lián)，所述發(fā)射檢測(cè)器配置為檢測(cè)所有單個(gè)傳輸導(dǎo) 管同時(shí)發(fā)送的的發(fā)射信號(hào)。
[0035] 在一種用于從多個(gè)潛在信號(hào)發(fā)射源中的每一個(gè)發(fā)送信號(hào)發(fā)射的裝置中實(shí)施本公 開的其它方面。所述裝置包括多個(gè)信號(hào)傳輸導(dǎo)管和導(dǎo)管重排器。每個(gè)信號(hào)傳輸導(dǎo)管配置為 在其第一端與第二端之間發(fā)送所述信號(hào)發(fā)射源中的一個(gè)或多個(gè)所發(fā)射的信號(hào)。所述導(dǎo)管重 排器構(gòu)造并且布置為在對(duì)應(yīng)于所述信號(hào)發(fā)射源的空間布置的第一空間布置中緊固相應(yīng)信 號(hào)傳輸導(dǎo)管的第一端，使得每個(gè)信號(hào)傳輸導(dǎo)管的第一端定位為接收所述信號(hào)發(fā)射源中的一 個(gè)或多個(gè)所發(fā)射的發(fā)射信號(hào)，并且在與所述第一空間布置不同的第二空間布置中緊固相應(yīng) 信號(hào)傳輸導(dǎo)管的第二端。
[0036] 根據(jù)本公開的其它方面，所述信號(hào)發(fā)射是光學(xué)信號(hào)，所述信號(hào)傳輸導(dǎo)管包括光纖。
[0037] 根據(jù)本公開的其它方面，所述第一空間布置是矩形，并且包括兩個(gè)或更多個(gè)行，每 個(gè)行包括所述信號(hào)傳輸導(dǎo)管的所述第一端中的兩個(gè)或更多個(gè)。
[0038] 根據(jù)本公開的其它方面，所述第二空間布置包括一個(gè)或多個(gè)圓形，由此多個(gè)信號(hào) 傳輸導(dǎo)管的第二端相對(duì)于圓形的圓周而定位。
[0039] 根據(jù)本公開的其它方面，所述第二空間布置包括一個(gè)或多個(gè)捆束，由此在捆束中 收集多個(gè)信號(hào)傳輸導(dǎo)管的第二端，其中，捆束中的傳輸光纖的第二端彼此緊密靠近。
[0040] 根據(jù)本公開的其它方面，所述導(dǎo)管重排器包括重排器框架，其包括：接口板，配置 為在第一空間布置中緊固所述相應(yīng)信號(hào)傳輸導(dǎo)管的第一端；基底，配置為在第二空間布置 中緊固所述相應(yīng)信號(hào)傳輸導(dǎo)管的第一端；以及側(cè)部結(jié)構(gòu)，其在相對(duì)于彼此間隔開的位置處 將所述接口板連接到所述基底。
[0041 ] 根據(jù)本公開的其它方面，所述裝置還包括熱量耗散翅片，其從所述接口板延伸。
[0042] 根據(jù)本公開的其它方面，所述裝置還包括信號(hào)耦合元件，其可操作地相對(duì)于每個(gè) 信號(hào)傳輸導(dǎo)管的第一端而得以部署。
[0043] 在一種在容器的溶質(zhì)經(jīng)受溫度變化的重復(fù)循環(huán)的同時(shí)測(cè)量來(lái)自所述溶質(zhì)的至少 一個(gè)時(shí)變信號(hào)發(fā)射的方法中實(shí)施本公開的其它方面。所述方法包括：在重復(fù)時(shí)間間隔測(cè)量 來(lái)自所述容器的溶質(zhì)的信號(hào)發(fā)射，并且在每個(gè)間隔記錄信號(hào)發(fā)射測(cè)量和時(shí)間戳；記錄所述 容器的溶質(zhì)在重復(fù)時(shí)間間隔經(jīng)受的溫度，并且在每個(gè)間隔記錄時(shí)間戳；以及通過(guò)對(duì)信號(hào)發(fā) 射測(cè)量的時(shí)間戳與所記錄的對(duì)應(yīng)于特定溫度的溫度的時(shí)間戳進(jìn)行比較來(lái)將所述信號(hào)發(fā)射 同步于所述特定溫度。<