具有模塊化基座的電泳系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提供了用于將電泳系統(tǒng)中的功率從電源分配到連接到位于電泳系統(tǒng)上的基座的通過接口連接的暗盒的每個通道的方法，該方法包括：在基座處從電源接收功率信號；接收至少一個在外部產(chǎn)生的控制信號；以及根據(jù)控制信號在電氣地耦合到基座的處理器處調(diào)制功率信號以產(chǎn)生為基座的每個所述暗盒通道定義的經(jīng)調(diào)制的功率信號。
【專利說明】具有模塊化基座的電泳系統(tǒng)
[0001]現(xiàn)有申請的交叉引用
[0002 ]本申請要求通過弓I用被并入本文的美國臨時專利申請61/944，051的優(yōu)先權(quán)。
發(fā)明領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明通常涉及電泳系統(tǒng)，且更具體地涉及位于這樣的電泳系統(tǒng)上的模塊化基座。
[0004]發(fā)明背景
[0005]目前，在本領(lǐng)域中存在用于基于大分子(例如DNA、RNA和蛋白質(zhì))的尺寸和電荷來將大分子分類并分離的各種電泳系統(tǒng)。電泳一般指被施加來使分子穿過凝膠基質(zhì)移動的力(例如電動勢)。這些系統(tǒng)一般利用電泳槽、UV透射照明器和/或LED透射照明器用于可視化和成像。一般在這樣的電泳系統(tǒng)中，凝膠基質(zhì)(例如瓊脂糖或聚丙烯酰胺)用于按尺寸分離大分子。一般，凝膠放置在凝膠室中，且電場經(jīng)由提供電流的外部電源施加到凝膠室。電場使裝在凝膠中的大分子基于各種參數(shù)例如它們的尺寸、凝膠的密度、電源的電壓來分離。一般，電場包括在包含凝膠的凝膠室的相對端處的相反的電荷。也就是說，電場由在一端處的穿過凝膠推分子的負(fù)電荷和在另一端處的穿過凝膠拉分子的正電荷組成。
[0006]外部電源一般連接到電泳室并提供在兩個電極之間的電場。外部電源然后手動地被控制以允許用戶為不同尺寸的室或凝膠槽設(shè)定輸出電壓并為了期望結(jié)果而調(diào)節(jié)電壓。
[0007]在現(xiàn)有系統(tǒng)中的電泳系統(tǒng)的可升級性和控制是難以處理的，且需要多個單獨(dú)的單元(例如外部電源)，這增加成本和空間要求。目前的電泳系統(tǒng)通常并不意欲是集成的。在部分集成是可能的情況下，當(dāng)與高吞吐量自動化系統(tǒng)例如機(jī)器人液體處理機(jī)集成時，電泳系統(tǒng)需要外部電源。
[0008]此外，電泳電源通常供應(yīng)單電壓水平，其被全局地施加到單個凝膠室。也就是說，在現(xiàn)有系統(tǒng)中不存在向分立的凝膠室提供不同的(例如多個)電壓水平的能力，而這種能力對以空間方式控制大分子的電泳迀移是合乎需要的。
[0009]本發(fā)明的目的是消除或減輕至少一些上述缺陷。
[0010]發(fā)明概述
[0011]在一個方面中，提供了用于將電泳系統(tǒng)中的功率從電源分配到連接到位于電泳系統(tǒng)上的基座的通過接口連接的暗盒的每個通道的方法，該方法包括:在基座處從電源接收功率信號;接收至少一個在外部產(chǎn)生的控制信號；以及根據(jù)控制信號在電氣地耦合到基座的處理器處調(diào)制功率信號以產(chǎn)生為基座的每個所述暗盒通道定義的經(jīng)調(diào)制的功率信號。
[0012]在另一方面中，提供了用于將功率分配到通過接口連接的暗盒的電泳系統(tǒng)，系統(tǒng)包括:用于從外部計(jì)算設(shè)備接收用于控制在其上的電泳操作的至少一個控制信號的機(jī)器人工作站，機(jī)器人工作站包括機(jī)載功率模塊;在機(jī)器人工作站上電氣地耦合和接納的模塊化基座，基座用于接納通過接口連接的暗盒，基座包括處理器和存儲器，處理器配置成:從功率模塊接收功率信號;接收為基座的通過接口連接的暗盒指定的至少一個控制信號；以及根據(jù)控制信號調(diào)制功率信號以產(chǎn)生為基座的每個所述暗盒通道定義的經(jīng)調(diào)制的功率信號。
[0013]附圖的簡要說明
[0014]在下面的詳細(xì)描述中本發(fā)明的特征將變得更明顯，其中參考附圖，其中:
[0015]圖1是如在本文提供的包括耦合到計(jì)算設(shè)備用于與其通信的機(jī)器人工作站的電泳系統(tǒng)的一個實(shí)施方式的示意圖；
[0016]圖2是圖1的電泳系統(tǒng)的基座的頂視圖；
[0017]圖3是示出在圖2的基座和用于在其上接納暗盒的多個開口之間的連接的示意圖；
[0018]圖4是如在本文提供的包括耦合到計(jì)算設(shè)備的機(jī)器人工作站的電泳系統(tǒng)的一個實(shí)施方式的透視圖；
[0019]圖5是示出布置在機(jī)器人工作站上的多個暗盒的圖4的電泳系統(tǒng)的側(cè)視圖；
[0020]圖6是示出在圖5中的多個暗盒之間的耦合的圖4的電泳系統(tǒng)的一部分的側(cè)視圖；
[0021]圖7是圖4的電泳系統(tǒng)的一部分的側(cè)視圖，其示出在圖4的機(jī)器人工作站與機(jī)載通信和功率傳輸模塊之間的連接；
[0022]圖8是示出暗盒的直接電氣耦合的示意圖；
[0023]圖9是示出在彈簧調(diào)整片和嵌入暗盒的電極之間的間接電氣連接的示意圖；
[0024]圖10是示出在彈簧調(diào)整片和暗盒之間的間接耦合的示意圖；
[0025]圖11(a)示出橋的暗盒定位背板的頂側(cè)視圖而圖11(b)示出底側(cè)視圖；
[0026]圖12(a)不出橋和暗盒的端視圖；以及
[0027]圖12(b)示出暗盒和橋的頂視圖。
[0028]本發(fā)明的詳細(xì)描述
[0029]為了方便起見，在該描述中的相似的參考數(shù)字在附圖中表示相似的結(jié)構(gòu)。此外，闡述了很多特定的細(xì)節(jié)，以便提供對本文所述的示例實(shí)施方式的徹底理解。然而本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將理解，本文所述的示例實(shí)施方式可在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況下被實(shí)施。在其它實(shí)例中，沒有詳細(xì)描述公知的方法、過程和部件，以便不使本文所述的示例實(shí)施方式模糊。此外，該描述不應(yīng)被考慮為限制本文所述的示例實(shí)施方式的范圍。
[0030]電泳系統(tǒng)
[0031]參考圖1-7，在所示實(shí)施方式中，用于與計(jì)算設(shè)備I一起使用的電泳系統(tǒng)通常由數(shù)字100示出。電泳系統(tǒng)100包括用于在計(jì)算設(shè)備I和機(jī)器人工作站10之間通信(例如電氣和數(shù)字通信)的第一工作站接口 3。進(jìn)一步提供用于便于在布置在機(jī)器人工作站10上的至少一個電泳基座(8、9)和計(jì)算設(shè)備I之間的通信(例如電氣和數(shù)字通信)的基座接口 2。每個基座8、9包括分別相關(guān)的處理器101a、1lb和存儲器102a、102b。處理器101a、1lb也通常在本文被稱為處理器101。此外，存儲器102a、102b通常在本文被稱為存儲器102。
[0032]如下面將進(jìn)一步定義的，每個處理器101a、1lb與基座8、9相關(guān)并電氣地耦合到其。處理器101配置成從外部源(例如計(jì)算設(shè)備I)接收一個或多個控制信號，將從外部源(例如計(jì)算設(shè)備1，經(jīng)由通信模塊7)接收的控制信號解碼并翻譯，并根據(jù)控制信號將從機(jī)載功率模塊11接收(例如經(jīng)由通信模塊7)的功率操縱到預(yù)定水平(例如經(jīng)由調(diào)制)。以這種方式，如將描述的，在被接納在基座(8、9)處的暗盒內(nèi)的每個通道可配置成接收如由本地處理器1la或1lb控制的唯一的功率水平。參考圖1，電泳系統(tǒng)100配置成允許在與基座(8、9)相關(guān)的每個處理器101、通信和功率傳輸模塊7和隨后外部計(jì)算設(shè)備I之間的雙向通信。
[0033]在一個實(shí)施方式中，計(jì)算設(shè)備1(例如桌上型計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)、移動設(shè)備、平板計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)等)和機(jī)器人工作站10中的每個包括處理器、存儲器和通信裝置以在其間通信。雖然未示出，耦合到計(jì)算設(shè)備I的各種用戶輸入設(shè)備(例如觸摸屏、滾動球、光學(xué)鼠標(biāo)、按鈕、鍵盤、麥克風(fēng)等)可用于便于在用戶、計(jì)算設(shè)備1、機(jī)器人工作站10和/或至少一個基座(8、9)之間的交互作用。
[0034]在一個實(shí)施方式中，機(jī)器人工作站10還包括用于與基座接口2通信并從其接收功率的通信和功率傳輸模塊7。通信和功率傳輸模塊7還配置成傳輸功率并引導(dǎo)對所述至少一個基座(8、9)的控制。參考圖1，機(jī)器人工作站10還包括機(jī)載功率模塊11以提供用于所有本機(jī)工作站(10)操作的功率以及第三方集成部件。機(jī)載功率模塊11還配置成在工作站10上在本地產(chǎn)生功率并根據(jù)直接從通信和功率傳輸模塊7進(jìn)一步提供的控制信號將所述功率引導(dǎo)到工作站10和/或基座8、9。
[0035]參考在圖1中提供的實(shí)施方式，電泳系統(tǒng)100包括在本文也被稱為機(jī)載功率模塊11的模塊化電泳電源，其物理地(機(jī)械地和電氣地)與機(jī)器人液體處理工作站1通過接口連接并布置在其上用于與其進(jìn)行電通信。功率模塊11是工作站10的部件。
[0036]從功率模塊丨I傳輸?shù)矫總€基座(8、9)的功率可經(jīng)由相關(guān)處理器101(例如1 Ia、1lb)在基座(8、9)處被電子地控制。例如，處理器101可配置成根據(jù)從計(jì)算設(shè)備I接收的控制信號從經(jīng)由與處理器101通信的用戶接口接收的用戶接口輸入并經(jīng)由存儲在存儲器102上的用于控制輸送到至少一個基座(8、9)的功率的預(yù)定指令來控制功率。處理器101可配置成訪問存儲器102以執(zhí)行存儲在其上的指令，其中指令可根據(jù)各種參數(shù)(例如大分子的類型、介質(zhì)的類型、期望電荷和/或尺寸)被預(yù)先定義，以便控制由處理器101提供到至少一個基座(8、9)的電壓或功率。
[0037]將認(rèn)識到，在本文例示的執(zhí)行指令或操作的任何模塊、部件或系統(tǒng)可使用一個或多個處理器設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，雖然不一定示出。將認(rèn)識到，在本文例示的執(zhí)行指令或操作的任何模塊、部件或系統(tǒng)可包括或以其他方式訪問計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，例如存儲介質(zhì)、計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)或數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(可移除和/或不可移除)，例如磁盤、光盤或磁帶。計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)可包括在任何方法或技術(shù)中實(shí)現(xiàn)的用于存儲信息例如除了瞬時傳播信號本身以外的計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其它數(shù)據(jù)的易失性和非易失性、移動和不可移動介質(zhì)。計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)的例子包括RAM、R0M、EEPR0M、閃存或其它存儲器技術(shù)、CD-ROM、數(shù)字通用盤(DVD)或其它光學(xué)存儲器、盒式磁帶、磁帶、磁盤存儲器或其它磁性存儲設(shè)備或可用于存儲期望信息并可由應(yīng)用、模塊或這兩者訪問的任何其它介質(zhì)?？墒褂每捎蛇@樣的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)存儲或以另外方式保存的計(jì)算機(jī)可讀/可執(zhí)行指令或操作來實(shí)現(xiàn)本文所述的任何應(yīng)用、系統(tǒng)或模塊。
[0038]基座
[0039]參考圖1-7，電泳系統(tǒng)100包括安裝成與機(jī)器人工作站10機(jī)械和電氣地連接的至少一個基座(8、9)。在一個實(shí)施方式中，每個電泳基座(8、9)配置成提供用于接納至少一個電泳暗盒(“暗盒”)并適合于在機(jī)器人液體處理工作站10中使用的底座。每個暗盒包括一個或多個通道，其包括凝膠基質(zhì)，一個或多個樣品可在凝膠基質(zhì)中流動。參考圖2和3，示出用于接納暗盒的多個暗盒腔12。
[0040]參考在圖2和3中所示的實(shí)施方式，每個基座(8、9)配置成提供包括用于接納至少一個暗盒5(例如，如圖3所示)的多個腔12的操作平臺。在操作中，當(dāng)在腔12中提供暗盒15時，液體傳輸裝置例如包括至少一個液體傳輸吸液管的遠(yuǎn)程操作的臂可在功能上與暗盒15的至少一個液體保持儲器通過接口連接。
[0041]參考圖1所示的實(shí)施方式，所述至少一個基座(8、9)配置成從本地電源(例如布置在配置成處理液體的機(jī)器人工作站10上的機(jī)載功率模塊11)接收功率。這是有利的，因?yàn)樗试S機(jī)器人工作站和基座8、9在機(jī)器人工作站10上獨(dú)立地操作，使得沒有對外部電源的需要。此外，在圖1所示的優(yōu)選實(shí)施方式中，提供了本地通信和功率傳輸模塊7。通信和功率傳輸模塊7配置成將如從功率模塊11接收的功率轉(zhuǎn)換并傳輸?shù)交?，從而充?dāng)分配中心。
[0042]在一個實(shí)施方式(未不出)中，功率傳輸模塊7不存在于機(jī)器人工作站10上，使得每個基座8、9直接連接到機(jī)載電源11，從而直接從其接收功率。
[0043]參考在圖2和3中所示的實(shí)施方式，所述至少一個基座(8、9)配置成接受至少一個電泳暗盒(例如15)，其中每個暗盒15包括配置成用于特定的應(yīng)用的凝膠基質(zhì)和流動的緩沖液(即“緩沖液”或“緩沖溶液”。參考在圖1-3中示出的實(shí)施方式，功率模塊11配置成將功率分配到通過接口連接的暗盒(例如暗盒15)的每個通道。在一個方面中，功率輸送裝置6例如多個導(dǎo)電電纜或引線將功率從內(nèi)部電源11輸送到存在于位于基座8、9上的暗盒中的電泳通道。
[0044]優(yōu)選地，如在圖1和7中所示的，當(dāng)功率將被分配到多個通道時，基座8、9在本地控制(例如經(jīng)由相應(yīng)的處理器101a、101b)并調(diào)節(jié)從模塊7和/或模塊11接收的功率，如所需的。如將在下面定義的，處理器101配置成根據(jù)存儲在存儲器102中的指令和/或從計(jì)算設(shè)備I接收的控制信號對功率信號執(zhí)行功率調(diào)制。因此，通信和功率傳輸模塊7充當(dāng)中心以提供來自模塊11的功率和來自計(jì)算設(shè)備I的通信(例如控制信號)。在通信和功率傳輸模塊7不存在的另一實(shí)施方式中，基座(8、9)配置成直接從模塊11接收功率。
[0045]在基座中的暗盒的定位
[0046]參考在圖1到3中所示的實(shí)施方式，包括彈簧調(diào)整片的偏置裝置13和14提供用于將暗盒15直接定位在基座8的腔內(nèi)的機(jī)械約束裝置。偏置裝置13和14將相應(yīng)的暗盒15定位在已知的X和Y坐標(biāo)中。例如，彈簧觸頭提供用于最低限度地將暗盒15約束在腔12內(nèi)的嵌套力。在這個方面中，偏置裝置13和14(例如彈簧調(diào)整片)配置成提供與暗盒15的電極16的直接接觸，從而提供電氣連接并提供用于定位暗盒15的定位/對準(zhǔn)力。
[0047]偏置裝置13和14因而提供在機(jī)器人工作站10的平臺和電泳暗盒15之間的準(zhǔn)確的定位基準(zhǔn)，從而允許通過機(jī)器人將樣品吸到暗盒15中的一個或多個期望位置內(nèi)。在一個實(shí)施方式中，偏置裝置13和14提供用于電泳的成像的暗盒15的無阻礙的、可再現(xiàn)的視圖。
[0048]在另一方面中，偏置裝置13和14(例如彈簧調(diào)整片)配置成提供與暗盒15的電極16的間接接觸，從而提供用于經(jīng)由可移除部件(例如楔形物或中間橋)來定位暗盒15的定位/對準(zhǔn)力。
[0049]如在本文使用的，“楔形物”或“可移除楔形物”是可位于基座和暗盒之間的任何結(jié)構(gòu)，并起作用來相對于基座中的期望位置定位和/或保持暗盒。如在本文使用的，“楔形物”指起定位裝置和用于將電壓從基座傳遞到嵌入暗盒的電極的傳導(dǎo)裝置的作用的任何結(jié)構(gòu)。
[0050]可移除部件的使用允許處置和可重用性以及可調(diào)節(jié)的對準(zhǔn)以確保相對于暗盒15的正確定位。以這種方式，可移除部件(例如楔形物或中間橋)的插入激活上面討論的對準(zhǔn)/夾緊/定位力。相應(yīng)地，這允許分別在可移除部件被插入之前和在它們被移除之后暗盒的零力放置和移除。此外，可移除部件的插入也自動固定在暗盒15和相應(yīng)的基座8之間的電氣連接，使得進(jìn)一步的夾緊、夾住或切換不再是需要的。相應(yīng)地，可移除部件的設(shè)計(jì)是有利的，因?yàn)樗鼈內(nèi)狈o固件，并可通過漂白被消毒而沒有腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)，允許可移除部件被重新使用，如果需要，使得這些可移除部件可以是完全可移除的并獨(dú)立于單元，或它們可永久地或半永久地連接到單元(即在鉸鏈型系統(tǒng)上)。
[0051]在一個實(shí)施方式中，為了確保在暗盒和液體傳輸裝置(例如液體處理機(jī)器人)之間的正確配準(zhǔn)，基座優(yōu)選地包括與存在于暗盒上的用在基座和機(jī)器人液體處理工作站上的特征互補(bǔ)的至少一個配準(zhǔn)特征，如在本文提供的。在操作中，當(dāng)基座8、9安裝到機(jī)器人工作站10時，當(dāng)暗盒的配準(zhǔn)特征與基座的配準(zhǔn)特征對準(zhǔn)時，實(shí)質(zhì)上相同的暗盒將與液體傳輸裝置一致地通過接口連接。在可移除部件例如楔形物和/或橋?qū)w被使用的實(shí)施方式中，配準(zhǔn)特征可被鎖到其上的互補(bǔ)特征，其于是包括與和基座相關(guān)的配置特征互補(bǔ)的特征。例如，楔形物和/或橋?qū)w可具有極性，從而確保在基座和暗盒之間的可移除特征的正確插入。
[0052]暗盒和基座的直接電氣耦合
[0053]基座(8、9)從工作站10得到如在本地由功率模塊11產(chǎn)生和/或經(jīng)由傳輸模塊7傳輸?shù)接?jì)算設(shè)備I的電功率?；?、9包括用于向與其耦合的至少一個暗盒供應(yīng)獨(dú)立可控制的電位(“功率”)的至少一個暗盒電氣接口和用于確保在其上的至少一個暗盒15的正確定位的至少一個物理接口，如在圖3中所示的。在一個實(shí)施方式中，基座可與一個或多個暗盒直接電氣地親合。
[0054]參考圖2和3，基座8配置成接收在至少一個暗盒腔12內(nèi)的至少一個暗盒15。每個暗盒由第一和第二偏置裝置13和14可移除地保持在基座8中。在一個優(yōu)選實(shí)施方式中，第一和第二偏置裝置是彈性的(即具有恢復(fù)的偏置)，從而適應(yīng)暗盒到基座內(nèi)的引入和/或暗盒從基座的移除以及可選地楔形物或中間橋的引入和/或移除，楔形物或中間橋可用于經(jīng)由導(dǎo)電插頭20(在圖9中示出)和/或定位通孔的間接導(dǎo)電，如在下面進(jìn)一步討論的。
[0055]在一個實(shí)施方式中，第一和第二偏置裝置是也可在本文被稱為“基座觸頭”的導(dǎo)電接觸元件。在一個實(shí)施方式中，第一偏置裝置13可包括位于基座8的第一側(cè)(例如前側(cè))上的彈簧觸頭或銷觸頭，且第二偏置裝置14可包括位于基座8的第二相對側(cè)上的彈簧觸頭或銷觸頭。在一個實(shí)施方式中，第一和第二偏置裝置可以是暴露的，例如第一和第二偏置裝置13和14。在一個實(shí)施方式中，第一和第二偏置裝置可被屏蔽，例如導(dǎo)電狹槽或屏蔽葉片。在一個實(shí)施方式中，為暗盒中的每個通道提供第一和第二偏置裝置。在這樣的實(shí)施方式中，這“對”偏置裝置(也被稱為基座觸頭)可與在暗盒上的單個電氣接口(例如電極16)相關(guān)，或每個偏置裝置可與不同的暗盒電氣接口相關(guān)。
[0056]參考圖3，偏置裝置13和14優(yōu)選地嚙合在暗盒15上的電觸頭(例如位于暗盒15上的電極16)。在一個方面中，電極16是可移動的(例如未嵌入)并配置成分別嗤合偏置裝置13和
14。在這個方面中，偏置裝置13和14(例如彈簧調(diào)整片)配置成提供與所述電極16的直接接觸，用于提供導(dǎo)電性并提供用于定位暗盒15的定位/對準(zhǔn)力。
[0057]暗盒和基座的電氣耦合
[0058]在一個實(shí)施方式中，本文提供的基座可例如借助于導(dǎo)電楔形物或包括導(dǎo)體楔形物的中間橋?qū)w與一個或多個暗盒間接電氣地耦合，如下面進(jìn)一步描述的。
[0059]在一個實(shí)施方式中，沒有嵌入式電極的暗盒插入基座8內(nèi)，使得電氣連接經(jīng)由可移除導(dǎo)體在彈簧調(diào)整片13、14和暗盒15之間產(chǎn)生。在這個方面中，偏置裝置13和14(例如彈簧調(diào)整片)配置成提供與所述可移除導(dǎo)體的接觸。
[0060]如在本文使用的，“楔形物”指起可移除暗盒的定位和/或保持幫助的作用并作為在基座和暗盒之間的電導(dǎo)體的任何結(jié)構(gòu)。楔形物包括基座電氣接口，其包括至少一個導(dǎo)電接觸元件(“楔形觸頭”)。可移除導(dǎo)體的其它例子包括但不限于可移除電極16和包括楔形物的中間橋?qū)w。
[0061]除了基座以外，可移除橋?qū)w還可被提供用來與缺乏集成電氣通路(例如集成電極)的暗盒一起使用。在一個優(yōu)選實(shí)施方式中，橋?qū)w包括具有至少一個基座觸頭的基座電氣接口，和通道浸沒接口，其中一對這樣的接口通常與在暗盒中的每個通道相關(guān)。如名稱所暗示的，基座電氣接口的所述至少一個基座觸頭與安裝在基座上的暗盒電氣接口的至少一個基座觸頭耦合，并將功率從基座觸頭輸送到通道浸沒接口，其在橋?qū)w的至少一部分插入暗盒內(nèi)時暴露于流體，例如緩沖液。橋?qū)w實(shí)施方式的基座電氣接口優(yōu)選地包括楔形物，其優(yōu)選地包括前面提到的至少一個基座觸頭。
[0062]在一個實(shí)施方式中，提供兩個橋?qū)w，暗盒的每個端部有一個橋?qū)w。在一個實(shí)施方式中，可使用單個橋?qū)w，只要通道功率分配的所述功能被保持。假設(shè)可包括楔形物的基座電氣接口具有大于在安裝在標(biāo)稱未壓縮基座上的基座觸頭和暗盒端部之間的距離但小于在完全壓縮的基座觸頭和暗盒端部之間的距離的斷面厚度90(見圖9和10)，且當(dāng)橋?qū)w的基座電氣接口插入這樣的空間內(nèi)時，橋?qū)w基座電氣接口將使安裝在基座上的觸頭壓縮，從而電氣地耦合這兩個部件并建立在基座和暗盒之間的前面所述的定位偏置。與這個插入結(jié)合，浸沒接口優(yōu)選地經(jīng)過在暗盒中的開口，使得它可呈送到可包含例如緩沖溶液的通道的流體儲器。
[0063]參考圖8，示出根據(jù)一個實(shí)施方式的使用在嵌入暗盒的電極16與彈簧觸頭13、14之間的直接接觸實(shí)現(xiàn)的暗盒15的直接電氣連接和定位的示意圖。注意，在本實(shí)施方式中，彈簧調(diào)整片觸頭13和14附接到電泳基座(例如8)，如在圖3中的。在這個實(shí)施方式中，不需要可移除部件(即楔形物或橋)。
[0064]參考圖9，示出根據(jù)一個實(shí)施方式的在彈簧調(diào)整片13、14和使用也起作用來定位暗盒15的可移除楔形物22實(shí)現(xiàn)的嵌入暗盒的電極16之間的間接電氣連接的示意圖。在本實(shí)施方式中，彈簧調(diào)整片觸頭13、14配置成附接到電泳基座，如在圖3中的。
[0065]參考圖10，示出根據(jù)一個實(shí)施方式的在彈簧調(diào)整片13、14和使用也起作用來定位暗盒15的可移除橋24實(shí)現(xiàn)的暗盒15之間的間接電氣連接。在本實(shí)施方式中，暗盒15不需要它自己的電極，因?yàn)闃蚪?jīng)由導(dǎo)電電極26完成到暗盒15的電氣連接，導(dǎo)電電極26通過通道浸沒接口(在圖11中示出)與暗盒匹配。在本實(shí)施方式中，彈簧調(diào)整片觸頭13、14配置成附接到電泳基座(例如8 )，如在圖3中的。
[0066]圖11(a)示出橋24的暗盒定位背板的頂側(cè)視圖而圖11(b)示出底側(cè)視圖。橋24包括通道浸沒接口 28和用于接觸暗盒端部并幫助定位暗盒的暗盒定位背板30。圖11(b)示出用于通過接口與基座(例如8)和楔形觸頭32連接的基座/電氣接口 34。
[0067]圖12(a)示出橋的側(cè)視圖，其中斷面厚度90(例如在圖9和10中示出)大于在安裝在標(biāo)稱未壓縮基座上的基座觸頭和暗盒端部之間的距離但小于在完全壓縮的基座觸頭和暗盒端部之間的距離。圖12(b)示出橋/楔形物和暗盒的通道的頂視圖，其示出在其間的連接。
[0068]在基座之間的連接
[0069]如在圖5-6中所示的，在一個實(shí)施方式中，電泳系統(tǒng)100包括多個基座(8、9)，其操作地機(jī)械地耦合到彼此以允許提高的按比例調(diào)整機(jī)會。例如，多個基座8和9可串聯(lián)連接(菊花鏈)以允許擴(kuò)展的能力，同時維持在工作站10內(nèi)的單個控制點(diǎn)。
[0070]控制模塊
[0071]參考圖1，提供了在電泳基座8、9中的用于控制電泳的過程和參數(shù)的機(jī)載處理系統(tǒng)(例如，如由處理器101提供的)。這是有利的，因?yàn)榫哂屑商幚砟芰?例如處理器101a、101b)的基座避免來自包括在PC到電泳基座之間延伸的很多電纜(例如高壓)的外部PC的缺點(diǎn)。
[0072]在一個方面中，電泳系統(tǒng)100配置成接收并解釋用于機(jī)器人工作站10和基座(8、9)的外部控制(例如經(jīng)由計(jì)算設(shè)備I)的標(biāo)準(zhǔn)化命令集。命令集可由每個基座8、9的相應(yīng)處理器101a、101b解釋，用于基座8、9的控制。
[0073]在基座8、9和控制設(shè)備(例如與處理器101通信的通信和功率傳輸模塊7)之間的雙向通信允許控制相應(yīng)的基座8、9和/或得到過程測量結(jié)果。這允許在按通道的基礎(chǔ)上在整個運(yùn)轉(zhuǎn)中數(shù)據(jù)的收集。
[0074]參考圖1，示出經(jīng)由單獨(dú)的不同通信接口4和5與每個基座8和9通信的通信和功率傳輸模塊7。優(yōu)選地，每個通道信號是唯一的，不管是電氣地分立的還是由碼(地址)和/或時分協(xié)議唯一可識別的。此外，優(yōu)選的智能開關(guān)實(shí)施方式提供通信通道和功率輸送裝置的單獨(dú)可操作性。以這種方式，如果在功率輸送裝置中存在故障，則例如控制和通信信號可被維持，從而允許由工作站1連續(xù)地控制基座8或9。
[0075]如在本文中定義的，與相應(yīng)的基座8、9和模塊11通信的每個處理器101a、1lb配置成修改如從模塊11接收的信號(例如功率、電壓)。例如，處理器101可配置成執(zhí)行:按通道的、模擬電壓控制水平(包括反轉(zhuǎn)電壓方向)；按通道的PffM(脈沖寬度調(diào)制)控制；按通道的占空比控制(對于PWM);按通道的頻率控制(對于PWM);按通道的電流反饋一一這可提供關(guān)于樣品的信息(它的離子強(qiáng)度)，且也允許檢修故障和錯誤檢測。在一個例子中，在通道之間的電隔離的實(shí)時監(jiān)控(具有在兩個通道之間的不完整隔離的“有漏洞的”暗盒可以用這種方式檢測)。相應(yīng)地，處理器101可配置成控制并實(shí)時地自動調(diào)節(jié)電泳參數(shù)，使得它們在給定運(yùn)轉(zhuǎn)期間不是固定的。
[0076]在一個方面中，電泳系統(tǒng)100配置成具有用于通過透明暗盒成像的內(nèi)置照明。在另一方面中，電泳系統(tǒng)100還包括可集成在基座8、9上的內(nèi)置暗盒識別機(jī)構(gòu)(RFID)。例如，識別機(jī)構(gòu)可幫助定義在特定的暗盒的電泳期間使用的參數(shù)，如處理器101所理解的。
[0077]在一個實(shí)施方式中，為了提高的安全，電泳功率(例如，如由模塊11提供的)可與通信和控制功率(例如，如由模塊7提供的)分開地被去激活，允許基座(8、9)維持與機(jī)器人工作站10的通信。
[0078]在一個實(shí)施方式中，電泳系統(tǒng)包括在每通道基礎(chǔ)上的激活狀態(tài)(電壓、占空比等)的內(nèi)置視覺反饋(例如，經(jīng)由LED)。
[0079]在一個實(shí)施方式中，電泳系統(tǒng)包括暗盒15的不漏水定位坑以包含任何溢出。
[0080]在另一實(shí)施方式中，處理器101配置成執(zhí)行包括超時特征的指令，如果通信在某個時間段內(nèi)沒有被接收到，則超時特征停止電泳過程。
[0081]雖然關(guān)于某些特定的實(shí)施方式描述了本發(fā)明，其中的各種修改將對本領(lǐng)域中的技術(shù)人員明顯而不偏離如在附到其的權(quán)利要求中概述的本發(fā)明的目的和范圍。本文提供的任何例子唯一地為了說明本發(fā)明的目的而被包括，且并不意欲以任何方式限制本發(fā)明。本文提供的任何附圖是唯一地為了說明本發(fā)明的各種方面的目的，且并不意欲按比例繪制或以任何方式限制本發(fā)明。在本文詳述的所有現(xiàn)有技術(shù)的公開通過引用被全部并入本文。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于在電泳系統(tǒng)中將功率從電源分配到連接到位于所述電泳系統(tǒng)上的基座的通過接口連接的暗盒的每個通道的方法，所述方法包括: 在所述基座處從所述電源接收功率信號； 接收至少一個在外部產(chǎn)生的控制信號；以及 根據(jù)所述控制信號在電氣地耦合到所述基座的處理器處調(diào)制所述功率信號，以產(chǎn)生為所述基座的每個所述暗盒通道定義的經(jīng)調(diào)制的功率信號。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中根據(jù)與每個所述暗盒通道相關(guān)的電泳參數(shù)來進(jìn)一步調(diào)節(jié)所述經(jīng)調(diào)制的功率信號。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中接收功率信號還包括:經(jīng)由功率傳輸模塊在所述電源和至少兩個基座之間傳遞所述功率信號，所述功率傳輸模塊配置成將所述功率信號廣播到所述至少兩個基座。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述電泳系統(tǒng)包括用于接納所述基座和所述通過接口連接的暗盒的機(jī)器人工作站，且所述電源在本地存在于所述機(jī)器人工作站上。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述控制信號對每個所述暗盒通道是唯一可識別的。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中每個所述暗盒通道由碼分協(xié)議和時分協(xié)議中的至少一個唯一地可識別。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)制所述功率信號包括使用下列項(xiàng)中的至少一個進(jìn)行調(diào)制:模擬電壓控制;脈沖寬度調(diào)制；用于脈沖寬度調(diào)制的占空比控制；以及用于脈沖寬度調(diào)制的頻率控制。8.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括: 1.監(jiān)控在每個所述通道內(nèi)的每個所述通道的電流反饋；以及 i1.根據(jù)所述監(jiān)控來調(diào)節(jié)每個所述通道的經(jīng)調(diào)制的功率信號。9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第一功率電氣通道向所述基座提供所述功率信號，而第二控制通道向所述基座提供所述控制信號，所述第一功率電氣通道獨(dú)立于所述第二控制通道而操作。10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中從耦合到所述電泳系統(tǒng)的外部計(jì)算設(shè)備提供所述控制信號。11.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 經(jīng)由與所述基座的所述處理器相關(guān)的識別裝置來識別包括識別標(biāo)簽的所述通過接口連接的暗盒，所述識別裝置選自RFID讀取器、掃描儀和電子識別裝置。12.—種用于將功率分配到通過接口連接的暗盒的電泳系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 機(jī)器人工作站，其用于從外部計(jì)算設(shè)備接收用于控制在其上的電泳操作的至少一個控制信號，所述機(jī)器人工作站包括機(jī)載功率模塊； 模塊化基座，其電氣地被耦合和接納在所述機(jī)器人工作站上，所述基座用于接納所述通過接口連接的暗盒，所述基座包括處理器和存儲器，所述處理器配置成: 從所述功率模塊接收功率信號； 接收為所述基座的所述通過接口連接的暗盒指定的至少一個控制信號；以及 根據(jù)所述控制信號調(diào)制所述功率信號，以產(chǎn)生為所述基座的每個所述暗盒通道定義的經(jīng)調(diào)制的功率信號。13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述處理器還配置成進(jìn)一步根據(jù)存儲在所述存儲器上并與每個所述暗盒通道相關(guān)的電泳參數(shù)來調(diào)制所述功率信號。14.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述機(jī)器人工作站還包括電氣地耦合到所述功率模塊和至少兩個基座的功率傳輸模塊，所述功率傳輸模塊配置成在所述功率模塊和所述至少兩個基座之間傳遞所述功率信號作為廣播。15.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述控制信號對每個所述暗盒通道是唯一可識別的。16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中每個所述暗盒通道由碼分協(xié)議和時分協(xié)議中的至少一個唯一地可識別。17.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中調(diào)制所述功率信號包括使用下列項(xiàng)中的至少一個進(jìn)行調(diào)制:模擬電壓控制;脈沖寬度調(diào)制；用于脈沖寬度調(diào)制的占空比控制；以及用于脈沖寬度調(diào)制的頻率控制。18.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述處理器還配置成: i.監(jiān)控每個所述通道的電流反饋；以及 i1.根據(jù)所述監(jiān)控來調(diào)節(jié)每個所述通道的經(jīng)調(diào)制的功率信號。19.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括用于向所述基座提供所述功率信號的第一功率電氣通道和用于向所述基座提供所述控制信號的第二控制通道，所述第一功率電氣通道獨(dú)立于所述第二控制通道而操作。20.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述處理器還配置成: 經(jīng)由與所述基座的所述處理器相關(guān)的識別裝置來識別包括識別標(biāo)簽的所述通過接口連接的暗盒，所述識別裝置選自RFID讀取器、掃描儀和電子識別裝置。21.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述控制信號識別所述基座的每個暗盒通道。22.—種用于接收功率并將功率引導(dǎo)到電泳暗盒的模塊化基座，所述暗盒包括多個通道，所述基座包括處理器和存儲器，所述處理器配置成: 從功率模塊接收功率信號； 接收為所述暗盒通道中的每一個指定的至少一個控制信號；以及 根據(jù)所述控制信號調(diào)制所述功率信號以產(chǎn)生為每個所述暗盒通道定義的經(jīng)調(diào)制的功率信號。23.如權(quán)利要求22所述的模塊化基座，還包括至少一個可移除導(dǎo)體，所述至少一個可移除導(dǎo)體用于保證在所述基座和所述暗盒之間的電氣通信并用于將所述暗盒定位和保持在所述基座中，所述可移動導(dǎo)體包括: 導(dǎo)電接觸元件，其中所述可移除導(dǎo)體配置成可移除地定位在所述基座上的一個或多個電氣觸頭和在所述暗盒中的多個暗盒通道的每個暗盒通道之間，使得所述導(dǎo)電接觸元件可提供在所述基座和所述暗盒之間的電氣通信。
【文檔編號】B01D57/02GK106061587SQ201580009784
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年2月24日
【發(fā)明人】賈里德·斯洛博丹, 達(dá)倫·程, 凱文·貝利, 安德魯·諾布爾斯, 馬修·內(nèi)斯比特
【申請人】海岸基因組學(xué)公司