用于檢測系統(tǒng)中的消費品的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001 ] 一般而言，對使系統(tǒng)自動化從而增大效率的需要正在逐漸增大。舉例來說，在自動生物樣本處理儀器中的進步允許樣本的更快速、更有效且高通量的分析。這些類型的系統(tǒng)與先前系統(tǒng)相比可以測定更大數(shù)目的樣本。因此，經(jīng)歷多種測定的樣本是通過標(biāo)識符標(biāo)注或標(biāo)記的。
[0002]先前，系統(tǒng)或儀器的操作人員可以通過讀取樣本容器、托架或測定芯片上的標(biāo)識符手動地追蹤和驗證樣本。這種類型的手動追蹤和驗證可以是勞動力密集的并且包含高概率的操作人員誤差，例如，樣本錯誤追蹤或不當(dāng)?shù)臏y試。此外，需要被測定的較大數(shù)目的樣本將是更加時間密集和繁瑣的。在其它系統(tǒng)中，系統(tǒng)可能無法開始運行直至它確認(rèn)消費品已經(jīng)適當(dāng)?shù)丶虞d到系統(tǒng)中為止。
[0003]其它更加自動的系統(tǒng)可以掃描標(biāo)識符以在測試之前追蹤和驗證樣本。然而，這些系統(tǒng)通常需要額外組件。此外，所述標(biāo)識符可能被所述系統(tǒng)誤讀或無法被所述系統(tǒng)讀取。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]提供用于檢測系統(tǒng)中的所關(guān)注的對象的存在的計算機實施的方法。所述方法包含使包含標(biāo)識符的第一所關(guān)注的對象成像，其中所述成像生成第一組圖像數(shù)據(jù)并且基于預(yù)定位置確定包含標(biāo)識符的圖像數(shù)據(jù)的部分。所述方法進一步包含將包含標(biāo)識符的圖像數(shù)據(jù)的部分劃分成至少兩個區(qū)段并且基于所述兩個標(biāo)識符識別第一所關(guān)注的對象。接下來，通過確定每個區(qū)段內(nèi)的強度值是否超過閾值來確定所關(guān)注的對象的存在。
【附圖說明】
[0005]圖1說明根據(jù)本文中描述的各種實施例包含多個反應(yīng)部位的芯片；
[0006]圖2是說明可以在其上實施本發(fā)明教示的實施例的計算機系統(tǒng)的框圖；
[0007]圖3是說明可以在其上實施本發(fā)明教示的實施例的示例性儀器的框圖；
[0008]圖4說明根據(jù)本文中描述的各種實施例用于成像的示例性光學(xué)系統(tǒng)；
[0009]圖5說明根據(jù)本文中描述的各種實施例用于檢測系統(tǒng)中消費品的存在的方法的流程圖；
[0010]圖6說明根據(jù)本文中描述的各種實施例的標(biāo)識符；
[0011]圖7說明根據(jù)本文中描述的各種實施例將標(biāo)識符圖像劃分成區(qū)段；以及
[0012]圖8說明根據(jù)本文中描述的各種實施例跨越區(qū)段的強度曲線。
【具體實施方式】
[0013]為了提供對本發(fā)明的更透徹理解，以下描述闡述許多特定細(xì)節(jié)，例如特定配置、參數(shù)、實例等。然而，應(yīng)認(rèn)識到，此類描述不意圖作為對本發(fā)明的范圍的限制，而是意圖提供示例性實施例的更好描述。
[0014]標(biāo)記的消費品材料的檢測是使用對從光學(xué)閱讀機中獲取的圖像數(shù)據(jù)的算法實現(xiàn)的，產(chǎn)生此類材料是否存在的快速且高度精確的指示。在其優(yōu)選實施例中，在確認(rèn)存在之后將僅在所述圖像數(shù)據(jù)上執(zhí)行所述消費品的更加嚴(yán)密的分析和識別，于是將在消費品上執(zhí)行額外的圖像采集和分析。
[0015]光學(xué)閱讀機(“儀器”)用于分析消費產(chǎn)品(“芯片”)內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。每個芯片是唯一地標(biāo)記的，其意圖是向所述儀器的操作人員提供匹配分析操作的結(jié)果與最初消費品的標(biāo)識的方法。
[0016]儀器的特征在于芯片插入其中的機械托盤、照明光源(“燈”)和二維光檢測器(“攝像頭”)以捕獲芯片表面的圖像。另外，嵌入式圖形用戶界面(eGUI)呈現(xiàn):
[0017]?托盤中消費品的存在/不存在狀態(tài)
[0018]?所述消費品的標(biāo)識
[0019].如果認(rèn)為存在的話，那么對起始消費品的圖像采集和主要分析的控制。
[0020]如上文所述，隨著系統(tǒng)需要處理的項目的數(shù)目的增大，需要更加自動化的系統(tǒng)。此外還需要，例如，用于兼容性的更精確且高效的識別、追蹤、驗證、安全和檢查。因此，樣本和測定品通常標(biāo)記有機器可讀的標(biāo)識符。標(biāo)識符的實例可以是例如字母數(shù)字字符、二維碼、RFID標(biāo)識符或條形碼。
[0021]本申請案涉及利用標(biāo)識符以確定系統(tǒng)中消費品的存在。系統(tǒng)中的消費品的存在的檢測還可以指示消費品是適當(dāng)?shù)丶虞d的。在檢測消費品的存在之后，所述系統(tǒng)可以起始運行或允許用戶起始運行。
[0022]應(yīng)該認(rèn)識到本文中描述的方法和系統(tǒng)可以在各種類型的系統(tǒng)、儀器和機器中實施。舉例來說，各種實施例可以在對多個樣本執(zhí)行聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)的儀器中實施。
[0023]根據(jù)本文中描述的實施例，在一個或多個反應(yīng)部位包含一個或多個樣本的消費品可以標(biāo)記有至少一個標(biāo)識符。
[0024]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)注生物組分的一種或多種類型。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(xì)胞DNA)、RNA序列、基因、寡核苷酸、分子、蛋白質(zhì)、生物標(biāo)記、細(xì)胞(例如，循環(huán)腫瘤細(xì)胞)，或任何其它合適的靶生物分子。
[0025]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/SdPCR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(biāo)準(zhǔn)、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。
[0026]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(rèn)識到根據(jù)本文所描述的各種實施例可使用任何合適的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。
[0027]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。
[0028]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。在各種實施例中，芯片可以與半導(dǎo)體整合。
[0029]根據(jù)各種實施例，目標(biāo)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。
[0030]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，含有相對少量的革E多核苷酸或核苷酸序列的溶液可以被細(xì)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)生正檢測信號的樣本的數(shù)目相關(guān)。
[0031]消費品
[0032]在各種實施例中，消費品可以具有多個樣本區(qū)域或反應(yīng)部位，經(jīng)配置以用于接收多個樣本。樣本保持器的一些實例可包含但不限于多孔板，例如，標(biāo)準(zhǔn)微量滴定96孔板、384孔板、微型卡、通孔陣列或基本上平坦的保持器，例如，玻璃或塑料載片。在樣本保持器的各種實施例中的反應(yīng)部位可以包含凹口、凹痕、隆脊及其組合，它們在形成于樣本保持器消費品的表面上的規(guī)則或不規(guī)則陣列中圖案化。
[0033]根據(jù)本發(fā)明教示的各種實施例，每個反應(yīng)部位可以具有大約1.3納升的體積。替代地，每個反應(yīng)部位的體積可以小于1.3納升。這可以例如通過減小反應(yīng)部位104的直徑和/或樣本保持器的厚度來實現(xiàn)。舉例來說，每個反應(yīng)部位104可以具有小于或等于I納升、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微微升的體積。在其它實施例中，反應(yīng)部位104的一些或全部的體積在I納升到20納升的范圍內(nèi)。
[0034]在一些實施例中，反應(yīng)部位是通孔。在這些實例中，每個通孔具有大約1.3納升的體積。替代地，每個通孔的體積可以小于1.3納升。這可以例如通過減小通孔的直徑和/或樣本保持器消費品的厚度來實現(xiàn)。舉例來說，每個通孔可以具有小于或等于I納升、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微微升的體積。在其它實施例中，通孔的一些或全部的體積在I納升到20納升的范圍內(nèi)。<