與本發(fā)明教示的實施例的某些實施方案相符，計算系統(tǒng)100回應(yīng)于執(zhí)行存儲器106中包含的一或多個指令的一或多個序列的處理器104提供數(shù)據(jù)處理以及置信度值。此類指令可以從另一計算機可讀媒體(例如存儲裝置110)讀取至存儲器106中。存儲器106中包含的指令序列的執(zhí)行使得處理器104能進行本文所描述的處理狀態(tài)。替代地，可以使用硬連線電路代替或結(jié)合軟件指令以實現(xiàn)本發(fā)明教示的實施例。因此本發(fā)明教示的實施例的實施方案不限于硬件電路和軟件的任何特定組合。
[0030]如本文所使用的術(shù)語“計算機可讀媒體”和“計算機程序產(chǎn)品” 一般是指與向處理器104提供用于執(zhí)行的一或多個序列或一或多個指令有關(guān)的任何媒體。一般稱為“計算機程序代碼”(其可以呈計算機程序或其它分組的形式來分組)的此類指令當(dāng)經(jīng)執(zhí)行時使得計算系統(tǒng)100能夠表現(xiàn)本發(fā)明的實施例的特征或功能。計算機可讀媒體的這些以及其它形式可以采用許多形式，包含但不限于非易失性媒體、易失性媒體以及傳輸媒體。非易失性媒體包含例如固態(tài)盤、光盤或磁盤，例如存儲裝置110。易失性媒體包含動態(tài)存儲器，例如存儲器106。傳輸媒體包含同軸電纜、銅線以及光纖，包含包括總線102的電線。
[0031]計算機可讀媒體的常用形式包含(例如)軟盤、軟磁盤、硬盤、磁帶、或任何其它磁性媒體、CD-ROM、任何其它光學(xué)媒體、穿孔卡片、紙帶、具有孔洞圖案的任何其它物理媒體、RAM、PROM和EPR0M、閃存EPR0M、任何其它存儲器芯片或盒帶、如下文所描述的載波、或計算機可以從中進行讀取的任何其它媒體。
[0032]在將一或多個指令的一或多個序列載送到處理器104用于執(zhí)行時，可以涉及各種形式的計算機可讀媒體。例如，指令可以首先在遠程計算機的磁盤上承載。遠程計算機可以將指令加載到其動態(tài)存儲器中，并使用調(diào)制解調(diào)器經(jīng)由電話線發(fā)送指令。計算系統(tǒng)100本地的調(diào)制解調(diào)器可以接收電話線上的數(shù)據(jù)并使用紅外發(fā)射器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成紅外信號。耦合到總線102上的紅外檢測器可以接收在紅外信號中承載的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)置于總線102上?？偩€102將數(shù)據(jù)載送到存儲器106，處理器104從所述存儲器檢索并執(zhí)行這些指令。由存儲器106接收的指令可以任選地或通過處理器104執(zhí)行之前或之后存儲在存儲裝置110上。
[0033]應(yīng)了解，為清楚起見，以上描述已經(jīng)參考不同功能單元和處理器描述了本發(fā)明的實施例。然而，其將顯而易見的是，在不偏離本發(fā)明的情況下可以使用在不同功能單元、處理器或域之間的任何合適的功能分布。例如，將通過分開的處理器或控制器實現(xiàn)的所圖示功能可以通過同一處理器或控制器實現(xiàn)。因此，對特定功能單元的引用僅將視為引用用于提供所描述功能的適當(dāng)裝置，而非指示嚴格的邏輯或物理結(jié)構(gòu)或組織。
[0034]在各種實施例中，本文所描述的裝置、儀器、系統(tǒng)和方法可以用來檢測所關(guān)注生物組分的一或多種類型。這些所關(guān)注生物組分可以是任何合適的生物靶，包含但不限于，DNA序列(包含無細胞DNA)、RNA序列、基因、寡核苷酸、分子、蛋白質(zhì)、生物標記、細胞(例如，循環(huán)腫瘤細胞)，或任何其它合適的靶生物分子。
[0035]在各種實施例中，此類生物組分可以在以下應(yīng)用中結(jié)合各種PCR、qPCR和/或dPCR方法或系統(tǒng)來使用:例如，胎兒診斷、多重dPCR、病毒檢測和定量標準、基因分型、測序驗證、突變檢測、轉(zhuǎn)基因生物體檢測、稀有等位基因檢測和/或拷貝數(shù)變化。本發(fā)明的實施例大體上涉及用于監(jiān)測或測量大量小體積樣本的生物反應(yīng)的裝置、儀器、系統(tǒng)以及方法。如本文所使用，樣本可以被稱為例如樣本體積或反應(yīng)體積。
[0036]盡管通常適用于其中處理大量樣本的定量聚合酶鏈反應(yīng)(qPCR)，但是應(yīng)認識到根據(jù)本文所描述的各種實施例可是使用任何合適的PCR方法。合適的PCR方法包含但不限于例如數(shù)字PCR、等位基因特異性PCR、不對稱PCR、連接介導(dǎo)PCR、多重PCR、巢式PCR、qPCR、基因組步移和橋式PCR。
[0037]如下文所描述，根據(jù)本文所描述的各種實施例，反應(yīng)部位可以包含但不限于例如通孔、孔、凹口、斑點、凹穴、樣本固持區(qū)和反應(yīng)室。
[0038]此外，如本文所使用，熱循環(huán)可以包含使用例如熱循環(huán)儀、等溫擴增、熱定則、紅外調(diào)節(jié)的熱循環(huán)或解鏈酶相關(guān)擴增。在一些實施例中，芯片可以與內(nèi)置式加熱元件整合。在不同實施例中，芯片可以與半導(dǎo)體整合。
[0039]根據(jù)各種實施例，靶的檢測可以是但不限于例如單獨的或組合形式的熒光檢測、陽離子或陰離子檢測、PH值檢測、電壓檢測或電流檢測。
[0040]本文所描述的各種實施例特別適合于數(shù)字PCR(dPCR)。在數(shù)字PCR中，含有相對少量的靶多核苷酸或核苷酸序列的溶液可以被細分成大量的小測試樣本，使得每一樣本一般或者含有靶核苷酸序列的一個分子或者不含有任何靶核苷酸序列。當(dāng)樣本隨后在PCR方案、程序或?qū)嶒炛薪?jīng)過熱循環(huán)時，含有靶核苷酸序列的樣本被擴增且產(chǎn)生陽性檢測信號，而不含有靶核苷酸序列的樣本未被擴增且不產(chǎn)生檢測信號。使用泊松(Poisson)統(tǒng)計，原始溶液中的靶核苷酸序列的數(shù)目可以與產(chǎn)生陽性檢測信號的樣本的數(shù)目相關(guān)。
[0041]可為了進行典型的dPCR方案、程序或?qū)嶒?，用簡單且?jīng)濟的方式將初始樣本溶液劃分成數(shù)萬或數(shù)十萬個測試樣本將是有利的，每一測試樣本具有幾納升、為一納升或約一納升、或小于一納升的體積。因為靶核苷酸序列的數(shù)目可能極小，在此類情況下還可能重要的是初始溶液的全部含量占據(jù)多個反應(yīng)部位且包含于其中。
[0042]本文所描述的實施例通過如本文檔中將描述的以用戶友好的且有價值的方式為用戶顯示來自實驗的結(jié)果使得用戶可以能夠評估實驗質(zhì)量以及確定有關(guān)生物組分的信息而解決了這些和其它dPCR設(shè)計約束。
[0043]在各種實施例中，本文所描述的裝置、儀器、系統(tǒng)和方法可以用來檢測所關(guān)注生物組分的一或多種類型。這些所關(guān)注生物組分可以包含但不限于DNA序列、RNA序列、基因、寡核苷酸或細胞(例如，循環(huán)腫瘤細胞)。在各種實施例中，此類生物組分可以在以下應(yīng)用中結(jié)合各種PCR、qPCR和/或dPCR方法或系統(tǒng)來使用:例如，胎兒診斷、多重dPCR、病毒檢測和定量標準、基因分型、測序驗證、突變檢測、轉(zhuǎn)基因生物體檢測、稀有等位基因檢測和/或拷貝數(shù)變化。參考圖10，在本發(fā)明教示的某些實施例中，芯片100包括襯底1002和多個反應(yīng)部位。芯片1000也可以被稱作例如物件、裝置、陣列、載片、或壓板。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的各種實施例，反應(yīng)部位可以是但不限于位于襯底1002中的例如孔、凹穴、凹口、斑點、反應(yīng)室、樣本固持區(qū)或通孔。反應(yīng)部位可以是允許樣本獨立于位于襯底上的其它樣本的任何結(jié)構(gòu)。襯底1002包括第一表面1010和相對的第二表面1012。
[0045]反應(yīng)部位1004經(jīng)配置以通過毛細作用提供足夠的表面張力，從而保持含有待處理或檢驗的生物樣本的相應(yīng)液體樣本。
[0046]襯底1002可以是平板或包括適合于特定應(yīng)用或設(shè)計的任何形式。襯底可以完全地或部分地包括在制造技術(shù)中已知的各種材料中的任一者，包含但不限于金屬、玻璃、陶瓷、硅材料等。另外或替代地，襯底1002可以包括聚合材料，例如丙烯酸酯類、苯乙烯類、聚乙烯、聚碳酸酯、和聚丙烯材料。襯底1002和反應(yīng)部位1004可以通過機械加工、注塑模制、熱壓成形、激光鉆孔、光刻等中的一或多者形成。
[0047]圖2圖示顯示器的圖形用戶界面(⑶I) 200，其向用戶示出各種數(shù)據(jù)視像。⑶I 200向用戶提供來自芯片上執(zhí)行的實驗的數(shù)據(jù)視像，因此用戶可以檢閱數(shù)據(jù)。根據(jù)本文所描述的各種實施例，為了幫助用戶識別數(shù)據(jù)以用于例如基于質(zhì)量的進一步分析，可以由處理器產(chǎn)生不同數(shù)據(jù)視像以用于向用戶顯示。根據(jù)各種實施例，數(shù)據(jù)包含來自多個反應(yīng)部位中的每一者的所檢測熒光數(shù)據(jù)。⑶I 200可以允許用戶選擇用戶希望查看其數(shù)據(jù)的芯片。⑶I200可以顯示來自至少一個實驗的數(shù)據(jù)。在圖2中所示的實例中，為用戶在⑶I 200上顯示來自幾個不同芯片的數(shù)據(jù)?？捎玫男酒瑪?shù)據(jù)可以顯示在菜單202中以用于用戶選擇。當(dāng)用戶選擇芯片來查看時，可以用不同方式來顯示對應(yīng)數(shù)據(jù)使得用戶可以識別多個反應(yīng)部位中的陽性反應(yīng)和陰性反應(yīng)。換句話說，反應(yīng)部位中的陽性反應(yīng)(檢測到熒光)將以一種顏色顯示，而反應(yīng)部位中的陰性反應(yīng)(未檢測到熒光)將以第二色彩顯示。
[0048]此外，查看陽性和陰性反應(yīng)的表示以及陽性和陰性反應(yīng)的位置的用戶可以能夠更好地識別數(shù)據(jù)中的或?qū)嶒炛械娜魏握`差或偏差。例如，樣本到芯片的一個部分中的多個反應(yīng)部位中的不充分加載可以從芯片的數(shù)據(jù)視像f顯而易見。由于芯片中大量的反應(yīng)部位，為了能夠有效地查看陽性和陰性反應(yīng)，芯片可以用多個部分的視圖顯現(xiàn)。以此方式，用戶可以能夠用較小部分查看陽性和陰性反應(yīng)的顯示以便于查看。例如，數(shù)據(jù)206的第一個四分