自动多步反应装置

自动多步反应装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年9月25日提交的美国临时专利申请no.63/083,640；2020年9月24日提交的美国临时专利申请no.63/082,776；2020年6月30日提交的美国临时专利申请no.63/046,424；和2020年6月24日提交的美国临时专利申请no.63/043,232的权益和优先权，上述专利申请各自通过引用整体并入本文。
3.政府支持
4.本发明是在美国政府支持下在国立卫生研究院授予的拨款号1dp1gm133052-01、5dp1gm133052-02和1r21ca235421-01完成的。美国政府享有本发明的某些权利。
技术领域
5.本文所述的技术涉及一组机构，其使用螺旋转动机构或其它机构使得能够在封闭容器(例如，管)内进行生化反应，以允许使用者在手动、逐步过程中容易且可靠地推进反应。


背景技术：

6.在一些反应中，例如其中dna被扩增(例如，按指数复制)的那些反应中，保持反应产物封闭是有用的。在特异性核酸靶的高度敏感扩增的情况下，如在用核酸扩增试验(naat)诊断sars-cov-2和其它感染性疾病中日益常见的，任何释放的扩增产物都类似于模板(靶)本身，因此会污染后续试验并产生假阳性。在其它应用中，最终的混合物可能是有毒的或对周围的化学物质或环境敏感。此外，在现代用法中通常在生化反应中使用非常小的体积，包括50μl、10μl或更小，其中表面张力、粘度和疏水性/亲水性力与质量效应(例如重量和惯性)相比是高的。此外，惯性力与粘滞力的比率通常较低，引起混合过程是层流的并且通常是不完全的。因此，本领域需要提供可靠反应同时控制可能引起测试误差的操作因素的装置、反应器和/或容器。


技术实现要素：

7.根据本公开内容的一个实施方式，用于进行多步测定的装置包括管、帽、插入件和反应容器。管包括设置在其中的侧流条。帽联接到管并且包括贯穿其中限定的中空内部。插入件被配置成部分地接收在帽的中空内部内。反应容器包括配置成在其中储存一种或多种流体的空腔。反应容器可旋转地联接到帽，使得帽相对于反应容器的旋转引起(i)一种或多种流体混合，和(ii)将混合流体的至少一部分经由插入件从反应容器输送至侧流条。
8.在实施方式的一些方面，反应容器包括储存第一试剂的第一孔(well)，储存第二试剂的第二孔，储存缓冲剂的第三孔，以及覆盖第三孔的开口的密封件。在实施方式的一些方面中，插入件包括主体，从主体延伸的移动凸块，从主体延伸的刷子和穿过主体限定的通孔(aperture)。响应于反应容器相对于帽旋转到第一位置，刷子有助于混合储存在第一孔中的第一试剂和储存在第二孔中的第二试剂。响应于反应容器相对于帽从第一位置旋转到
第二位置，移动凸块配置成破坏第三孔的密封件，以将缓冲剂与混合的第一试剂和第二试剂混合。响应于反应容器相对于帽从第二位置旋转到第三位置，主体的通孔配置成将混合的第一试剂、第二试剂和缓冲剂从反应室输送到侧流条。
9.在实施方式的一些方面，反应容器配置成储存第一试剂，并且插入件包括配置成储存缓冲剂的泡罩包装。反应容器包括配置成突起，所述突起响应于反应容器相对于帽朝向第一位置旋转，接合泡罩包装并引起第一试剂和缓冲剂的混合。
10.根据本发明的另一个实施方式，用于进行多步测定的装置包括帽、侧流条、柱塞部件、试剂插入件和反应容器。帽包括贯穿其中限定的中空内部。柱塞组件包括主柱塞和副柱塞，并且配置成容纳在帽的中空内部内。试剂插入件包括主通孔、副通孔、槽和密封件。主通孔被配置成储存第一试剂。副通孔被配置成储存第二试剂。槽被配置成在其中容纳侧流条的一部分。密封件定位成使得其覆盖主通孔和副通孔两者的端部。反应容器包括内腔，所述内腔被配置成在其中储存缓冲剂并容纳试剂插入件的一部分。响应于反应容器相对于帽旋转到第一位置，主柱塞刺穿密封件以混合第一试剂和缓冲剂。响应于反应容器相对于帽子从第一位置旋转到第二位置，副柱塞刺穿密封件以将第二试剂与混合的第一试剂和缓冲剂混合。响应于反应容器相对于帽从第二位置旋转到第三位置，混合的第一试剂、第二试剂和缓冲剂通过试剂插入件从反应容器输送到侧流条。
11.根据本公开内容的其它实施方式，用于对一个或多个样品进行一个或多个测试的装置包括收集组件和反应容器。收集组件包括手柄和从手柄延伸的多个收集拭子。反应容器包括多个反应室。多个反应室中的每一个与多个收集拭子中的相应一个收集拭子相关联。响应于装置从未组装配置移动到组装配置的配置，收集组件联接到反应容器，并且多个反应室中的每一个至少部分地将多个收集拭子中的相应一个收集拭子容纳在其中。
12.考虑到参考附图进行的各种实施方式的详细描述，本公开内容的其它方面对于本领域普通技术人员将是显而易见的，以下提供附图的简要描述。
附图说明
13.本公开内容的特征和优点将从以下结合附图对其示例性实施方式的详细描述中变得更加明显，在附图中：
14.图1a示出了根据本公开内容的一些实施方式的用于进行测定的第一装置；
15.图1b示出了根据本公开内容的实施方式，当组装使用时的图1a的装置；
16.图2a示出了根据本公开内容的一些实施方式，使用图1a的装置进行测定的第一步骤；
17.图2b示出了根据本公开内容的一些实施方式，使用图1a的装置进行测定的第二步骤；
18.图2c示出了根据本公开内容的一些实施方式，使用图1a的装置进行测定的第三步骤；
19.图2d示出了根据本公开内容的一些实施方式，使用图1a的装置进行测定的第四步骤；
20.图2e示出了根据本公开内容的一些实施方式，使用图1a的装置进行测定的第五步骤；
21.图3a示出了根据本公开内容的一些实施方式，当所有部件联接在一起时图1a的装置的横截面侧视图；
22.图3b示出了根据本公开内容的一些实施方式，当所有部件联接在一起时图1a的装置的横截面透视图；
23.图3c示出了根据本公开内容的一些实施方式，当所有部件联接在一起时图1a的装置的分解透视图；
24.图3d示出了根据本公开内容的一些实施方式，当所有部件联接在一起时图1a的装置的透视图；
25.图4a示出了根据本公开内容的一些实施方式的用于进行测定的第二装置；
26.图4b示出了根据本公开内容的一些实施方式，当组装使用时的图4a的装置；
27.图5a示出了根据本公开内容的一些实施方式，使用图4a的装置进行测定的第一步骤；
28.图5b示出了根据本公开内容的一些实施方式，使用图4a的装置进行测定的第二步骤；
29.图5c示出了根据本公开内容的一些实施方式，使用图4a的装置进行测定的第三步骤；
30.图5d示出了根据本公开内容的一些实施方式，使用图4a的装置进行测定的第四步骤；
31.图6a示出了根据本公开内容的一些实施方式的用于进行测定的第三装置；
32.图6b示出了根据本公开内容的一些实施方式，图6a的装置的试剂插入件的俯视图；
33.图6c示出了根据本公开内容的实施方式，当组装使用时的图6a的装置；
34.图7a示出了根据本公开内容的一些实施方式，使用图6a的装置进行测定的第一步骤；
35.图7b示出了根据本公开内容的一些实施方式，使用图6a的装置进行测定的第二步骤；
36.图7c示出了根据本公开内容的一些实施方式，使用图6a的装置进行测定的第三步骤；
37.图7d示出了根据本公开内容的一些实施方式，使用图6a的装置进行测定的第四步骤；
38.图7e示出了根据本公开内容的一些实施方式，使用图6a的装置进行测定的第五步骤；
39.图8a示出了根据本公开内容的一些实施方式，处于未组装配置的用于进行测定的第四装置的部分横截面透视图；
40.图8b示出了根据本公开内容的一些实施方式，处于组装配置的图8a的装置的部分横截面透视图；
41.图9a示出了根据本公开内容的一些实施方式，处于未组装配置的用于进行测定的第五装置的俯视透视图；
42.图9b示出了根据本公开内容的一些实施方式，处于组装配置的图9a的装置的横截
面透视图；
43.图9c示出了根据本公开内容的一些实施方式，处于组装配置的图9a的装置的横截面俯视图；
44.图10a示出了根据本公开内容的一些实施方式，用于在测定期间控制温度的第一加热块；
45.图10b示出了根据本公开内容的一些实施方式，用于在测定期间控制温度的第二加热块；
46.图10c示出了根据本公开内容的一些实施方式，用于在测定期间控制温度的第三加热块；
47.图11a示出了根据本公开内容的一些实施方式，用于在测定期间跟踪时间的第一定时机构；
48.图11b示出了根据本公开内容的一些实施方式，用于在测定期间跟踪时间的第二定时机构；
49.图12a示出了根据本公开内容的一些实施方式，用于在测定期间推进反应容器的第一机构；
50.图12b示出了根据本公开内容的一些实施方式，用于在测定期间推进反应容器的第二机构；以及
51.图12c示出了根据本公开内容的一些实施方式，用于在测定期间推进反应容器的第三机构。
52.虽然本公开内容容易受到各种修改和替换形式的影响，但在附图中已经通过示例的方式示出了具体实施方式，并且将在本文详细描述。然而，应理解，本发明不限于所公开的具体形式。相反，本发明涵盖落入由所附权利要求所限定的本发明的主旨和范围内的所有修改、等同物和替换。
具体实施方式
53.尽管本发明容许以许多不同的形式实施，但在附图中示出并且将在本文详细地描述本发明的优选方面，应理解，本公开内容被认为是本发明的原理的示例，而不旨在将本发明的宽泛方面限制于所示的方面。出于详细描述本发明的目的，单数包括复数，反之亦然(除非特别排除)；措辞“和”和“或”应兼具连接词和反义连接词；措辞“全部”意指“任何和全部”；措辞“任何”意指“任何和所有”；并且措辞“包括”意指“包括但不限于”。
54.在一些多步反应中，期望分步反应容易由未经训练的或稍作训练的(非专家、非专业的)的用户控制，从操作护理测试点的保健工作者到居家测试的消费者，因此应该是直接且容易控制的。在一些实施方式中，反应物的量可以预先计量，并且不需要用户的精确操作。这与使用用户校准的设备移液小体积不同，使用用户校准的设备经常产生误差。期望的产品可以包括精确的内部操作，仅需用户直接、粗略地处理。期望反应包括由提供精确的体积移动、定时和混合的机构驱动的小体积试剂的移动。
55.本文提供了使用简单的旋转机构移动和混合10-200μl的体积，能够在封闭的反应容器内进行可靠的、一致的多步反应的机构和装置。本文所述的各个方面的实施方式可用于诊断目的，例如进行扩增反应以检测靶，其中扩增子污染和易于使用的问题是关键的。可
以进行的扩增反应可以包括聚合酶链式反应(pcr)；pcr的变体，例如cdna末端的快速扩增(race)、连接酶链式反应(lcr)、多重rt-pcr、免疫pcr、ssipa、实时rt-qpcr和纳流控数字pcr；环介导等温扩增(lamp)；重组酶聚合酶扩增(rpa)；等温扩增；解旋酶依赖性等温dna扩增(hda)；滚环扩增(rca)；基于核酸序列的扩增(nasba)；链置换扩增(sda)；切口酶扩增反应(near)；聚合酶螺旋反应(psr)；以及其它。在一个实例中，装置可用于检测用于诊断、例如用于sars-cov-2诊断的靶核酸。在一些实施方式中，预期旋转或螺旋机构用于推进一系列反应。一些实施方式允许在使用时制备和添加第三试剂，并且使用刷状机构来组合较小的体积并确保它们的混合。在一些实施方式中，使用添加小体积和珠粒以确保有效混合的正移动机构。在一些实施方式中，密封件(例如o形环)可用于防止泄漏。在一些实施方式中，一些试剂可以在工厂包装并保持在“泡罩包装”隔室中，例如在箔密封件下，所述箔密封件可以在活化期间被刺穿。在一些实施方式中，可以将部件设计成由聚乙烯或其它塑料注塑成型。一些实施方式利用测试条，例如侧流条。在这些实施方式中，容纳侧流条的部件是至少部分透明的，使得可以目视检查侧流条。在一些实施方式中，示例性装置的总尺寸为约20cm高。
56.图1a和图1b描绘了用于进行多步测定的示例性装置100的部件。装置100包括管110、帽120、插入件130和反应容器140。侧流条102(例如，测试条)位于管110的中空内部112内。侧流条102可以是用于侧流免疫测定的任何类型的侧流条。在一些实施方式中，管110、帽120、插入件130和反应容器140由聚乙烯或其它塑料注塑成型。在所示的实施方式中，管110、帽120、插入件130和反应容器140可以具有圆形横截面。
57.在所示的实施方式中，管110和帽120是一体的或整体的。在该实施方式中，管110和帽120形成(例如通过注塑成型)为单件。在其它实施方式中，管110和帽120单独形成，然后可以彼此联接。帽120由限定中空内部124的圆柱形壁122形成。中空内部124通常在帽120的两端121a、121b处敞开，使得中空内部124一直贯穿帽120限定。帽120的一端121a包括槽126a和126b，而帽120的另一端121b包括内螺纹128。如本文更详细地解释，槽126a和126b被配置成接合插入件130，使得插入件130可旋转地锁定到帽120并且不能相对于帽120旋转。
58.插入件130由主体132形成，该主体132包括从第一端133a到第二端133b一直贯穿主体132限定的一个或多个通道或通孔134。插入件130的主体132被配置成接收在帽120的中空内部124中。插入件130还包括移动凸块136和刷子138。移动凸块136和刷子138各自远离主体132的第二端133b延伸。移动凸块136通常从主体132的第二端133b的中心延伸。移动凸块136被描述为具有大致矩形的形状。然而，移动凸块136也可具有其它形状。例如，移动凸块136可以具有正方形、圆柱形、圆锥形、三角形、梯形、截头锥体等。
59.在图1a中，刷子138被描绘为由仅位于主体132的第二端133b的一侧上的刷毛形成。然而，在一些实施方式中，刷子138由位于主体132的第二端133b的整个圆周的刷毛形成。在这些实施方式中，形成刷子138的刷毛通常围绕移动凸块136。
60.反应容器140包括共同限定内腔143的壁142a和142b。在所示的实施方式中，反应容器140具有圆形横截面。因此，壁142a可以是中空圆柱形管，而壁142b是圆形基部。o形环145可以位于壁142a的外圆周上，在反应容器140的第一端141a处。反应容器140还包括位于反应容器140的第一端141a与第二端141b之间的外螺纹144，使得反应容器140可以经由螺纹连接联接到帽120。外螺纹144配置成与帽120的内螺纹128接合，从而将反应容器140可旋
转地联接到帽120。内螺纹128和外螺纹144可以都是左旋螺纹或都是右旋螺纹。此外，在一些实施方式中，内螺纹128和外螺纹144可以都修改成使得螺纹128是外螺纹而螺纹144是内螺纹。
61.反应容器140还包含多个孔，这些孔包括孔146a和146b以及中心孔148。孔146a、146b和148被配置成在其中储存各种物质，例如缓冲剂和试剂。在一个实施方式中，孔146a储存重组酶聚合酶扩增(rpa)试剂，孔146b储存十二烷基硫酸钠(sds)试剂，并且中心孔148储存核酸外切酶反应缓冲剂。
62.通常，在进行测定之前，将待测样品例如通过使用移液管置于反应容器140中。在一些实施方式中，可以将样品置于孔146a和146b中的一个或两个中。在其它实施方式中，样品的一部分设置在反应容器140的在孔146a和146b上方的中空内部中。在所示的实施方式中，孔146a和146b是没有流体联接在一起的单独的孔。然而，在其它实施方式中，反应容器140可以包括单个环形孔，而不是两个单独的孔146a和146b。
63.在一些实施方式中，孔146a和146b的一端敞开，而另一端由反应容器140的结构形成。在一些实施方式中，中心孔148的两端敞开(例如，中心孔148的两端都不由反应容器140的结构形成)。在这些实施方式中，反应容器140还可包括覆盖中心孔148的一端的密封件149a和覆盖中心孔148的另一端的可移除帽149b。在一些实施方式中，密封件149a是箔密封件。
64.图1b描绘了组装供用户使用的装置100的实施方式。侧流条102位于管110内，而插入件130位于帽120内。反应容器140保持与插入件130分离。在一些实施方式中，当如图1b所示组装时，物质已经储存在孔146a和146b以及中心孔148中的任一个或多个中。在其它实施方式中，当如图1b所示组装时，反应容器不具有储存在其中的任何物质。
65.图2a至图2e描绘了在一些实施方式中使用装置100进行测试(例如多步测定)的步骤。在图2a中，一种物质(例如rpa)放置在反应容器140的孔146a中，而另一种物质(例如sds)放置在反应容器140的孔146b中。在所示的实施方式中，中心孔148已经包括物质(例如核酸外切酶反应缓冲剂)，并且在两端由密封件149a和可移除帽149b封闭。然而，在其它实施方式中，该步骤可以包括将物质放置在中心孔148中，然后密封中心孔148。在该步骤中，被测试的样品也被(例如通过移液管)置于反应容器140中，然后插入件130被插入到帽120中，使得槽126a和126b接合插入件130并防止插入件130相对于帽120旋转。如图所示，移动凸块136和刷子138的至少一部分从帽120的中空内部124向外延伸。
66.在图2b中，反应容器140已经初步联接到帽120。在所示的实施方式中，帽120的内螺纹128与反应容器140的外螺纹144接合，使得反应容器140可以螺旋到帽120上。这里，反应容器140部分地螺旋到帽120上，使得通孔134将帽120的中空内部124与反应容器140的内腔143流体连接。o形环145位于帽120的中空内部124内。移动凸块136和刷子138朝向孔146a、146b和148延伸，但不到达孔146a、146b。一旦反应容器140连接到帽120上，就可以将装置100温育。在一个实例中，将装置100在约42℃下温育约5分钟。根据所用的物质和所需的测试，温育温度和/或时间可以更高或更低。
67.在图2c中，一旦装置100已经被温育，通过相对于帽120旋转反应容器140，反应容器140可以进一步螺旋到帽120上，直到相对于帽120的第一位置，如图2c所示。由于内螺纹128和外螺纹144的接合，这种朝向第一位置的旋转使得壁142b朝向插入件的第二端133b推
进，从而减小了反应容器140的内腔143的容积。转而，孔146a和146b朝向刷子138推进。当反应容器140旋转时，刷子138与孔146a和146a中的物质接触，并有助于将物质(在一些实施方式中其可包括试剂)和样品混合在一起。如图2c所示，一旦反应容器140相对于帽120旋转到第一位置，刷子138就与孔146a和146b接触，但移动凸块136仍然与中心孔148间隔开。
68.在图2d中，反应容器140相对于帽120旋转到相对于帽120的第二位置。当这种旋转发生时，内腔143的体积进一步减小，并且中心孔148朝向移动凸块136推进。当移动凸块136到达中心孔148时，移动凸块136穿过中心孔148的密封件149a。然后，储存在中心孔148中的物质可以与来自孔146a和146b的混合物质以及样品混合。旋转可以至少部分地由于刷子138的旋转而有助于将中心孔148的物质与来自孔146a和146b的混合物质以及内腔143内的样品混合。形成刷子138的刷毛通常是柔性的，使得刷毛可以弯出。在这种混合之后，可以将装置100再次温育。在一个实例中，将装置10在室温(例如，在约20℃至约22℃之间)下温育约1分钟。根据所用的物质和所需的测试，温育温度和/或时间可以更高或更低。
69.在图2e中，反应容器140继续从相对于帽120的第二位置朝向第三位置旋转。继续朝向第三位置的旋转减小了内腔143的体积。转而，减小的内腔143的体积使得物质和样品的混合物行进通过插入件130中的通孔134到达管110内的侧流条102的最近端。因此，反应容器140相对于帽120的旋转使得反应容器140内的物质(例如，试剂和缓冲剂)和样品混合在一起，并且进一步使得至少一部分混合流体经由插入件130从反应容器140输送到侧流条102。
70.一旦混合物到达侧流条102，混合物开始与侧流条102相互作用(例如，开始试剂/缓冲混合物与侧流条102之间的一种或多种化学反应)。可以再次温育装置100直到相互作用完成，此时可以检查侧流条102以确定测试的结果。在一些实施方式中，管110是透明的，从而侧流条102在设置在管110的中空内部112中的同时可以被视觉检查。一旦测试完成并记录了结果，就可以弃置整个装置100，或者可以将装置100消毒并准备再次使用。
71.图3a描绘了示例性装置100的侧视横截面视图，并且图3b描绘了示例性装置100的透视横截面视图。在图3a和图3b中，插入件130位于帽120的中空内部内，并且反应容器140已经通过帽120的内螺纹128与反应容器140的外螺纹144的接合而螺旋到帽120上。在图3a和图3b中，反应容器140已经几乎旋转到第一位置，使得刷子138已经几乎到达孔146a和146b。在图3a所示的实施方式中，插入件130包括两个通孔134a和134b，各自类似于图1a和图1b的通孔134。通孔134a和134b在插入件130的主体132的端部之间延伸。通孔134a和134b因此将反应容器140的内腔143与管110的中空内部112流体连接。
72.图3c示出了装置100的分解透视图，示出了侧流条102、管110、帽120、插入件130和反应容器140。在图3c中，帽120是管110的整体/一体部分。插入件130的刷子138与反应容器140的外螺纹144一起是可见的。图3d描绘了当反应容器140连接到帽120上并且侧流条102位于管110内时装置100的透视图。
73.图4a描绘了用于进行多步测定的示例性装置200。在一些方面，装置200大体上类似于装置100，并且包括具有包括侧流条202(例如，测试条)的中空内部212的管210、帽220、插入件230和反应容器240。在装置200中，帽220具体地是与管210分开的部件。管210、帽220和反应容器240都包括螺纹，使得管210和帽220可以通过螺纹连接联接，并且使得帽220和反应容器240可以通过螺纹连接联接。管210包括外螺纹214，该外螺纹被配置成与位于帽
220的第一端221a处的第一组内螺纹228a接合，从而将帽220可旋转地联接到管210。帽220还包括位于帽220的第二端221b处的第二组内螺纹228b，该第二组内螺纹228b被配置成与反应容器240的外螺纹244接合，从而将反应容器240可旋转地联接到帽220。帽220包括槽226a和226b，槽226a和226b被配置成接合插入件230，并防止插入件230相对于帽220旋转。通常，彼此接合的装置200的任何一对螺纹都可以是左旋的，或者都可以是右旋的。在一些实施方式中，上螺纹对(由外螺纹214和第一组内螺纹228a形成)具有与下螺纹对(由第二组内螺纹228ab和外螺纹244形成)相同的旋向性。在其它实施方式中，上螺纹对具有与下螺纹对相反的旋向性。此外，虽然螺纹214、228a、228b和244被示出为内部或外部的，但螺纹的方向可以根据需要进行修改。在一个实例中，螺纹214可以是内螺纹，而螺纹228a可以是外螺纹。在另一个实例中，螺纹228b可以是外螺纹，而螺纹244可以是内螺纹。
74.在图4a所示的实施方式中，插入件230由主体232形成，主体232具有位于主体232的端部233b处的泡罩包装231。主体232的端部233b最靠近反应容器240，而主体232的端部233a最靠近帽220。插入件230还包括贯穿主体232限定的两个通孔234a和234b。泡罩包装231包含物质(例如外切核酸酶反应缓冲剂)。反应容器240可以在反应容器240的内腔243内储存物质(例如rpa)。在进行测定之前，待测样品也可以例如通过移液管置于反应容器240的内腔243中。反应容器240还可包括突起247，突起247被配置成接合(例如，刺穿)插入物230的泡罩包装231并释放物质。在所示的实施方式中，泡罩包装231和突起247通常是圆锥形的，尽管它们也可以具有其它形状。突起247可以包括从突起247的表面延伸的一个或多个叶片249。一旦突起247刺穿泡罩包装231，叶片249有助于混合物质。叶片249可以布置成螺旋图案、半螺旋图案、垂直图案、水平图案、对角图案和其它图案。叶片249还可以布置成这些不同图案的任意组合。
75.图4b描绘了组装供用户使用的装置200的实施方式。帽220螺旋到管210中，并且插入件230插入帽220的中空内部212中。反应容器240可以保持分离。
76.图5a至图5d描绘了在使用装置200进行测试(例如多步测定)的步骤。在图5a中，可以将物质(如201所示)放置到反应容器240中。物质201可以是试剂，例如rpa。通常，在该步骤中，待测样品也可以例如使用移液管置于反应容器240中。在图5b中，帽220已经螺旋到管210上(通过外螺纹214和第一组内螺纹228a)，并且反应容器240已经螺旋到帽220上(通过第二组内螺纹228b和外螺纹244)。在此，反应容器240定位成使得突起247不与插入件230的泡罩包装231接合。在图5b所示的该步骤中，装置200可以例如在约42℃下温育约5分钟。
77.在图5c中，反应容器240进一步相对于帽220旋转到相对于帽220的第一位置。旋转到第一位置使突起247朝向泡罩包装231推进，使得突起247接合(例如，刺穿)泡罩包装231，并将泡罩包装231内的物质(例如，外切核酸酶反应缓冲剂)释放到反应容器240的内腔243中。
78.在图5d中，反应容器240进一步相对于帽220旋转到相对于帽220的第二位置。当反应容器240旋转到第二位置时，从突起247的表面延伸的叶片249有助于混合物质和样品。旋转还迫使物质和样品的混合物通过插入件230的主体232中的通孔234a和234b进入管210的中空内部212中，因为旋转减小了反应容器240的内腔243的体积。当混合物被迫使进入管210的中空内部212时，混合物接触侧流条202并开始与侧流条202相互作用。一旦相互作用完成，就可以检查侧流条202以确定测试的结果。在一些实施方式中，管210是透明的，从而
侧流条202在设置在管210的中空内部212中的同时可以被视觉检查。一旦测试完成并记录了结果，就可以弃置整个装置200，或者可以将装置200消毒并准备再次使用。
79.图6a描绘了用于进行多步测定的示例性装置300。在一些方面，装置300可以类似于装置100和装置200。装置300包括帽310、柱塞组件320、试剂插入件330和反应容器340。帽310由限定中空内部312的圆柱形壁311形成。帽310还包括内螺纹314。中空内部312通常在帽310的至少一端处敞开，使得中空内部312至少部分地贯穿帽310限定。在使用期间，侧流条302(例如，测试条)的至少一部分可以位于帽310的中空内部312内。
80.柱塞组件320包括联接到基部321的主柱塞322a和副柱塞322b。柱塞组件320被配置成接收在帽310的中空内部312内。主柱塞322a比副柱塞322b更长，使得主柱塞322a的尖端324a比副柱塞322b的尖端324b更远离基部321。如本文更详细地讨论，主柱塞322a被配置成响应于从尖端324a朝向基部321施加到柱塞的足够量的力而弯曲或压缩。因此，在一些实施方式中，主柱塞322a具有一个或多个弯曲点。在所示的实施方式中，弯曲点被描绘为从主柱塞322a切出的凹口326。当足够的力施加到主柱塞322a时，主柱塞322a可以在这些凹口326处弯折或起皱，使得主柱塞322a弯曲并可以被压缩。
81.虽然所示的实施方式描述了从主柱塞322a切出的凹口326，但也可以使用其它类型的弯曲点。例如，在主柱塞322a的部分处的材料可以被制造成较弱(例如通过增加穿通孔)，而非被切出，以使主柱塞322a在这些点处弯曲。在另一实例中，主柱塞322a的至少一部分具有弹簧状结构，使得主柱塞322a的该部分被配置成当主柱塞322a的尖端324a到达内腔344的下端(例如，基部342b的上端)时被压缩。
82.试剂插入件330包括穿过其中限定的主通孔332a和副通孔332b。主通孔332a和副通孔332b通常在试剂插入件330的整个长度上从第一端331a延伸到第二端331b。
83.图6b描绘了试剂插入件330的第一端331a的俯视图。如图所示，第一端331a包括主通孔332a和副通孔332b的开口。然而，第一端331a还包括从第一端331a限定到第二端331b的槽334的开口。第二端331b也具有主通孔332a、副通孔332b和槽334的三个开口。槽334被配置成接收至少一部分的侧流条302。
84.回顾图6a，试剂插入件330还包括设置在第二端331b处的密封件336。密封件336(其可以是箔密封件)覆盖主通孔332a和副通孔332b的开口。在密封件336覆盖第二端331b中的开口的情况下，主通孔332a和副通孔332b各自被配置成容纳物质(例如试剂、缓冲剂等)。主通孔332a被配置成接收主柱塞322a，而副通孔332b被配置成接收副柱塞322b。在所示的实施方式中，主柱塞322a具有第一柱塞直径，而主通孔332a具有第一通孔直径。主柱塞322a的第一柱塞直径小于或等于主通孔332a的第一通孔直径。副柱塞322b具有第二柱塞直径，并且副通孔332b具有第二通孔直径。副柱塞322b的第二柱塞直径小于或等于副通孔332b的第二通孔直径。副柱塞322b的第二柱塞直径大于主柱塞322a的第一柱塞直径和主通孔332a的第一通孔直径。因此，副柱塞322b在使用过程中不会被无意地插入到主通孔332a中。
85.反应容器340通常由限定内腔344的圆柱形壁342a和基部342b形成。基部342b的上端(例如，更靠近外螺纹346)形成内腔344的下端(例如，更远离外螺纹346)。内腔344被配置成容纳各种物质。在一个实例中，内腔344可容纳rpa以及可有助于在装置300的使用期间将rpa与其它物质混合的一种或多种小珠粒345。在进行测定之前，待测样品也可以例如通过
移液管置于反应容器240中。反应容器340还包括外螺纹346，使得反应容器340可以通过螺纹连接联接到帽310。反应容器340的外螺纹346配置成与帽310的内螺纹314接合，从而将反应容器340可旋转地联接到帽310。在一些实施方式中，反应容器340包括外部o形环，其配置成当反应容器340和o形环位于帽310的中空内部312内时，在反应容器340的外部与帽310的内部之间形成密封。内螺纹314和外螺纹346可以都是左旋螺纹或都是右旋螺纹。此外，在一些实施方式中，可以修改内螺纹314和外螺纹346，使得螺纹314是外螺纹，而螺纹346是内螺纹。
86.图6c描绘了组装供用户使用的装置300的实施方式。如图所示，柱塞组件320被定位成至少部分地在帽310的中空内部312内。在一些实施方式中，帽310和柱塞组件的基部321可以具有允许柱塞组件320联接到帽310的特征。当如图6c所示组装时，试剂插入件330、反应容器340和侧流条302可以均保持分离。
87.图7a至图7e描绘了在使用装置300进行测试(例如多步测定)的步骤。在图7a中，物质(例如rpa)已经放置在反应容器340的内腔344中，物质(例如sds)已经放置在试剂插入件330的主通孔332a中，并且物质(例如核酸外切酶反应缓冲剂)已经放置到试剂插入件330的副通孔332b中。通常，在该步骤中，待测样品也应可以例如使用移液管置于反应容器340中。侧流条302也被插入试剂插入件330的槽中。柱塞组件320定位在帽310的中空内部312内。在图7b中，反应容器340已经初步螺旋到帽310上。主柱塞322a已经插入主通孔332a中，而副柱塞322b已经插入副通孔332b中。然而，主柱塞322a的尖端324a和副柱塞322b的尖端324b都没有到达密封件336。然后可以将装置300温育，例如在约42℃下温育约5分钟。
88.在图7c中，反应容器340已经相对于帽310旋转，使得反应容器340处于相对于帽310的第一位置。旋转到第一位置使得柱塞组件320和试剂插入件330朝向彼此移动，使得柱塞组件320更靠近密封件336。因为主柱塞322a比副柱塞322b更长，因此，主柱塞322a的尖端324a在副柱塞322b的尖端324b之前达到密封件336。尖端324b刺穿密封件336的覆盖主通孔332a的部分，这允许主通孔332a中的物质移动到反应容器340的内腔344中。因为副柱塞322b的尖端324b没有到达密封件336，所以密封件336的覆盖副通孔332b的部分保持完整。来自主通孔332a、反应容器340的物质和样品可以混合，例如通过轻轻摇动装置300。在一些实施方式中，当主柱塞322a的尖端324a推进穿过密封件336时，主柱塞322a有助于混合两种物质和样品。然后可以将装置300在室温(例如，在约20℃至约22℃之间)下温育。
89.在图7d中，反应容器340已经相对于帽310旋转，使得反应容器340处于相对于帽310的第二位置。旋转到第二位置使得柱塞组件320和试剂插入件330朝向彼此，使得主柱塞322a和副柱塞322b更靠近试剂插入件330。主柱塞322a推进直到其接触内腔344的下端(例如，基部342b的上端)。因为从主柱塞322a切出凹口326，所以主柱塞322a弯曲，因此不会阻止副柱塞322b进一步朝向密封件336推进。当副柱塞322b到达密封件336时，副柱塞322b的尖端324b刺穿密封件336的覆盖副通孔332b的部分。然后允许储存在副通孔332b中的物质移动到反应容器340的内腔344中，与样品以及来自内腔344和主通孔332a的物质的已经混合的组合一起。样品和所有物质可以进一步混合，例如通过轻轻摇动装置300。在一些实施方式中，主柱塞322a和副柱塞322b有助于混合两种物质，因为主柱塞322a的尖端324a保持推进穿过密封件336，并且因为副柱塞322b的尖端324b推进穿过密封件336。然后可以将装置300在室温(例如，在约20℃至约22℃之间)下温育。
90.在图7e中，反应容器340已经相对于帽310旋转，使得反应容器340处于相对于帽310的第三位置。旋转到第三位置使得反应容器340的内腔344中的样品和其它物质的混合物接触帽310内的侧流条302。混合物接触侧流条302并且开始与侧流条302相互作用。一旦相互作用完成，就可以检查侧流条302以确定测试的结果。在一些实施方式中，帽310是透明的，从而侧流条302在设置在帽310的中空内部312中的同时可以被视觉检查。一旦测试完成并记录了结果，就可以弃置整个装置300，或者可以将装置300消毒并准备再次使用。
91.图8a和图8b描绘了用于对样品同时进行多种不同测试的示例性装置400。装置400包括收集组件410和反应容器420。反应容器420在图8a和图8b中以横截面进行描绘。收集组件410包括手柄412和从手柄412延伸的三个分开的收集拭子414a、414b和414c。在所示的实施方式中，收集拭子414a至414c中的每一个具有大致矩形的轮廓，但在其它实施方式中也可以具有一个或多个不同形状的轮廓。收集拭子414a至414c线性布置，使得收集拭子414b沿单线轴位于收集拭子414a与收集拭子414c之间。收集拭子414a至414c中的每一个包括限定在其中的两排平行的通孔416。通孔416能够容纳液滴，这允许收集拭子414a至414c更容易地从样品源收集样品。收集拭子414a至414c因此用作收集样品的接种环。
92.反应容器420包括三个分开的反应室422a、422b和422c。反应室422a至422c与收集拭子414a至414c类似地线性布置，使得反应室422b沿单线轴位于反应室422a与反应室422c之间。反应室422a和422b通过壁424a彼此分开。反应室422b和422c通过壁424b彼此分开。虽然反应容器420以示出反应室422a至422c的内部的横截面进行描绘，但反应室422a至422c中的每一个在底部和侧面上是封闭的，并且具有大致圆柱形的轮廓。反应室422a至422c中的每一个具有大于或等于收集拭子414a至414c的矩形轮廓的宽度的直径，以允许收集拭子被插入到反应室422a至422c中。然而，在其它实施方式中，反应室422a至422c可以具有含有一个或多个不同形状的轮廓。装置400可以由任何合适的材料形成，例如塑料。
93.图8a示出了处于未组装配置的装置400(例如，在进行任何测试之前)。如图所示，每个收集拭子可以对准在相应的一个反应室上方。收集拭子414a对准在反应室422a上方。收集拭子414b对准在反应室422b上方。收集拭子414c对准在反应室422c上方。图8b示出了当装置400的配置已经移动到组装的配置时的装置400(例如，在进行测试期间或之后)。收集组件410联接到反应容器420，使得收集拭子414a至414c中的每一个插入到反应容器420的反应室422a至422c中的一个中。收集拭子414a设置在反应室422a中。收集拭子414b设置在反应室422b中。收集拭子414c设置在反应室422c中。手柄412覆盖反应室422a至422c的上开口，使得收集组件410用作反应容器420的帽。尽管装置400显示为具有三个收集拭子414a至414c和三个反应室422a至422c，但装置400可包括任何合适数量的收集拭子和反应室。在所示的实施方式中，每个反应室422a至422c与收集拭子414a至414c中的相应一个收集拭子相关联，并且当收集组件410在组装配置中联接到反应容器时，接收收集拭子414a至414c中的相应一个收集拭子。因此，如图8b所示，当装置400移动到组装配置时，反应室422a至422c中的每一个将多个收集拭子414a至414c中的相应一个收集拭子至少部分地容纳在其中。然而，在一些实施方式中，至少一个反应室可被配置成接收多个收集拭子，和/或至少一个收集拭子可被配置成由多个反应室接收。
94.图9a至图9c描绘了示例性装置500。类似于装置400，装置500包括收集组件510和反应容器520。收集组件510包括手柄512和从手柄512延伸的三个分开的收集拭子514a、
514b和514c。在所示的实施方式中，收集拭子514a至514c中的每一个具有大致矩形的轮廓，但在其它实施方式中也可以具有一个或多个不同形状的轮廓。收集拭子514a至514c为圆形布置，并且通常围绕由收集拭子514a至514c的外边界限定的圆形的圆周均匀地间隔开。然而，在其它实施方式中，收集拭子514a至514c可以围绕该圆形的圆周不均匀地间隔开。类似于装置400，收集拭子514a至514c各自包括两排平行的通孔516。
95.反应容器520具有圆柱形的轮廓，并且包括三个分开的反应室522a、522b和522c。类似于收集拭子514a至514c，反应室522a至522c为圆形布置，并且通常围绕反应容器520的圆柱形的圆周均匀地间隔开。然而，在其它实施方式中，反应室522a至522c可以围绕反应容器520的圆柱形的圆周不均匀地间隔开。反应室522a至522c中的每一个都具有带有圆角的大致三角形(或饼形)的轮廓。反应室522a至522c的三角形(或饼形)轮廓的最小尺寸大于或等于收集拭子414a至414c的矩形轮廓的宽度，以允许收集拭子514a至514c插入反应室522a至522c中。然而，在其它实施方式中，反应室522a至522c可以具有含有一个或多个不同形状的轮廓。装置400可以由任何合适的材料形成，例如塑料。
96.反应容器520由外圆柱形壁524以及三个内壁526a、526b和526c形成。反应室522a由外壁525、内壁526a和内壁526c限定。反应室522b由外壁525、内壁526a和内壁526b限定。反应室522c由外壁525、内壁526b和内壁526c限定。内壁526a在反应室522a与522b之间形成屏障。内壁526b在反应室522b与522c之间形成屏障。内壁526c在反应室522a与522c之间形成屏障。类似于装置400，装置500可以由任何合适的材料形成，例如塑料。
97.图9a示出了处于未组装配置的装置500(例如，在进行任何测试之前)。如图所示，每个收集拭子可以对准在相应的一个反应室上方。收集拭子514a对准在反应室522a上方。收集拭子514b对准在反应室522b上方。收集拭子514c对准在反应室522c上方。图9b和图9c示出了当装置500的配置已经移动到组装的配置时的装置500(例如，在进行测试期间或之后)。图9b是示出反应容器520内部的剖视图。图9c是示出收集拭子514a至514c和反应室522a至522c的俯视横截面视图。当组装时，收集组件510联接到反应容器520，使得收集拭子514a至514c中的每一个插入到反应容器520的反应室522a至522c中的一个中。
98.如图可见，特别是在图9c中，反应容器520具有大致圆形的横截面，并且反应室522a至522c中的每一个占据反应室520的跨越反应室520的圆周的大约120
°
的部分。收集拭子514a至514c以相应的方式布置，使得收集拭子514a至514c中的每一个设置在反应室522a至522c中的相应一个反应室的120
°
跨度内。由于壁526a至526c的存在，反应室522a至522c的实际跨度通常将略小于120
°
，这取决于壁526a至526c的厚度。因此，反应室522a至522c中的每一个通常将占据反应容器520的跨越反应容器520的圆周的约100
°
至约120
°
的部分。
99.收集拭子514a设置在反应室522a中。收集拭子514b设置在反应室522b中。收集拭子514c设置在反应室522c中。手柄512覆盖反应室522a至522c的上开口，使得收集组件510用作反应容器520的帽。尽管装置500显示为具有三个收集拭子514a至514c和三个反应室522a至522c，但装置500可包括任何合适数量的收集拭子和反应室。在所示的实施方式中，每个反应室522a至522c与收集拭子514a至514c中的相应一个收集拭子相关联，并且当收集组件510在组装配置中联接到反应容器时，接收收集拭子514a至514c中的相应一个收集拭子。因此，如图9b所示，当装置500移动到组装配置时，反应室522a至522c中的每一个将多个收集拭子514a至514c中的相应一个收集拭子至少部分地容纳在其中。然而，在一些实施方
式中，至少一个反应室可被配置成在组装配置中容纳多个收集拭子，和/或至少一个收集拭子可被配置成在组装配置中由多个反应室容纳。
100.装置400和500可用于对各种不同的样品进行各种不同的测试。在一些实施方式中，收集拭子414a至414c和514a至514c可用作口腔收集拭子，并且被配置成从人的口腔收集样本。在其它实施方式中，收集拭子414a至414c和514a至514c可用作鼻收集拭子，并且被配置成从人的鼻腔收集样品。在另外的实施方式中，收集拭子414a至414c和514a至514c可用作鼻咽收集拭子，并且被配置成从人的鼻咽收集样本。在另一些实施方式中，收集拭子414a至414c和514a至514c可用作非人的收集拭子，并且可用于收集来自其它来源的样品(例如生长在培养板上或来自液体培养基的细菌样品)。
101.反应室422a至422c和/或522至522c中的每一个可包括使用装置500或装置500进行所需测试可能需要的任一物质(或多种物质)。在一些实施方式中，装置400和/或装置500的反应室被配置成用相同的引物进行相同的测定。在其它实施方式中，装置400和/或装置500的反应室被配置成用不同的引物进行相同的测定。在另一些实施方式中，装置400和/或装置500的反应室被配置成进行不同的测定。在另外的实施方式中，装置400和/或装置500的反应室被配置成进行测定的任意组合。在一些实施方式中，反应室422a至422c和/或522a至522c中的一种或多种物质储存在泡罩包装中，所述泡罩包装被配置成当收集组件410和/或510插入反应容器420和/或520时被收集拭子414a至414c和/或514a至514c中的一个刺穿。反应室422a至422c和/或522a至522c中的一种或多种物质可以是湿的、干的(例如冻干的)或两者的组合。
102.在一些实施方式中，装置400和500可以包括混合机构以允许均匀的反应体积。如果收集拭子上的样品与反应室中的物质不均匀混合，则最终测试结果可能不准确。在一些实施方式中，混合机构包括一个或多个可以由玻璃或金属制成的珠粒。珠粒可以预先包装在反应室中。珠粒可配置成在装置400和500手动移动(例如，使用者摇动或旋转装置)或不手动移动的情况下在反应室中混合样品和物质。在其它实施方式中，混合机构包括在反应室内的桨。在这些其它实施方式中的一些中，在收集拭子上或由收集拭子形成桨。桨可被配置成自动移动以混合样品和物质，或者可被配置成响应于用户动作而移动。在其它实施方式中，装置400和500可被配置成使得用户动作引起样品和物质响应于装置400和500的手动移动的混合。例如，装置400和500可以包括在分开的反应室之间的一个或多个开口，使得使用者的手动移动引起样品和/或物质在反应室之间流动。因此，装置400和500可以包括多个混合机构，混合机构各自被配置成有助于混合(i)在反应室中的相应一个反应室中的任何物质与(ii)由与反应室中的相应一个反应室相关联的相应的收集拭子所包含的样品。
103.在一些实施方式中，反应室包括用作样品裂解机构的滤膜和/或珠柱。例如，如果待进行的测试是核酸扩增反应，则样品裂解机构允许样品在核酸扩增反应开始之前经历rna提取过程。可以通过重力、分子力、通过将收集组件联接到反应容器而产生的空气压力或其任何组合来驱动样品流动通过裂解机构。
104.图10a、图10b和图10c描绘了用于温度控制本文公开的装置100、200、300、400和500中的任一个的三个不同实例。一个实例是图10a所示的容器600。容器600由具有足够热导率和热容量的一些材料(例如铝)的固体块形成，使得容器600可以在测试开始时被加热到适当的单一温度(例如，42℃或60℃)(例如在自来水下)，并且在测试的持续时间内将温
度保持在该起始温度的可接受范围内。或者，它可以包含嵌入式珀尔帖或电阻加热元件(电池或插座供电)，以及保持给定温度的反馈控制器。容器600包括可将装置插入其中的槽602。然后可以使用加热或冷却容器600来调节装置的温度。
105.第二个实例是图10b所示的绝缘容器610。容器610可以是真空容器，可以由泡沫聚苯乙烯制成，或者可以具有允许绝缘性质的其它配置。容器610包括可将装置插入其中的槽612。容器610的内部是中空的，使得容器610可以填充有期望温度的水，并在期望的持续时间内大致保持在该温度下，以控制装置的温度。
106.第三个实例是图10c所示的容器620。容器620包含用于保持装置的中心槽622、热贮存器624a和冷贮存器624b。热贮存器624a可以填充有沸水(例如，100℃)，并且冷贮存器624b可以填充有冷水和冰块的组合(例如，0℃)。根据1-d导热系数关系可以调节导热系数(k)、横截面积(ac)与中心槽622中的装置、热贮存器624a和冷贮存器624b之间的热桥(铝、铜或其它高导热材料)的距离(dx)中的任一个或多个至程序特定的装置温度。高导热材料可以围绕中心槽622以及热和冷贮存器624a、624b设置，但与其它部件绝缘以防止不希望的热传递。因此，容器600、610和620中的每一个形成等温加热块，以向所使用的装置和样品提供等温条件。容器600、610和620中的任一个可以容易地保持在期望的温度下，所述期望的温度可以是约42℃或约60℃，这取决于所进行的测定。也可以使用其它温度。
107.图11a和图11b描述了用于定时控制的两个实例。多步测定通常是复杂的程序，其中步骤应在特定的时间进行。因此，在一些实施方式中，用户可以利用时钟、手表或单独的定时器来跟踪多步测定期间的时间。在图11a所示的实例中，将装置插入到容器700(其可以与容器600、610和/或620相同或相似)中，容器700包括内置定时器和/或通知机构(例如字母数字显示器，例如液晶显示器(lcd)屏幕、灯、发光二极管(led)、扬声器、蜂鸣器或其它人可感知的通知)。通知机构可以指示何时达到期望的温度，何时装置已经温育了期望的时间段，装置内的反应的当前状态，装置内的反应的期望状态，何时完成给定的步骤等。容器700还可以包括控制器(例如简单的微处理器)，该控制器被配置成操作任何内置定时器和/或通知机构。
108.在图11b所示的另一实例中，将装置插入到容器710(其可以与容器600、610和/或620相同或相似)中。用户装置702(例如蜂窝电话、智能手表、平板计算机、膝上型计算机、台式计算机等)可用于监视装置中的反应的时机和/或温度。用户装置702可以(无线或有线)连接到容器710以获得关于时机和温度的信息，并且该信息可以经由用户装置702的显示屏704传递到用户。在一些实施方式中，用户装置702可用于提示用户进行测试的各个步骤(例如放置物质、相对于帽旋转反应容器等)。用户装置702可以指示用户何时达到期望的温度，何时装置已经温育期望的时间段，装置内的反应的当前状态，装置内的反应的期望状态，何时完成给定的步骤等。因此，可以利用定时机构来引导用户通过完成测定所需的任何外部操作步骤。
109.用于进行测定的容器(例如容器600、610、620、700和/或710)也可以包括读出装置，该读出装置可以联接到容器和/或内置在容器中。读出装置被配置成向用户指示测定的结果。在一些实现中，读出装置是包括光源(例如led)、滤光器和检测器的荧光(或颜色)读
出装置。光源将光引导到样品，并且由样品发射的任何光和/或反射离开样品的任何光然后将通过滤光器并由检测器检测。可以基于检测到的光的性质(例如颜色、强度、散射角等)来量化测定的结果。
110.图12a至图12c描绘了利用不同的推进机构将反应容器840(其可以是例如反应容器140、240、340、420或520中的任一个)朝向装置内的帽820(其可以是例如帽120、220或310中的任一个，或收集组件410或510中的任一个)推进的不同装置。在图12a中，装置800a(其可以与装置100、200、300、400或500中的任一个相同或相似)允许用户手动扭转反应容器840和/或帽820，以便将反应容器840朝向帽820推进。因此，图12a中的推进机构是由用户引起的旋转。在图12b中，装置800b(其可以与装置100、200、300、400或500中的任一个相同或相似)包括步进电机802，该步进电机802可以被内置在容纳装置800b的容器中。步进电机802可相对于帽820自动旋转反应容器840，以使反应容器840朝向帽820推进。因此，图12b中的推进机构包括步进电机802。
111.在图12c中，可以使用装置800c(其可以与装置100、200、300、400或500中的任一个相同或相似)。装置800c不包括帽820和反应容器840上的螺纹，因此反应容器840不向帽820可旋转地移动来推进测试。取而代之地，装置800c被构造成使得反应容器840可以朝向帽820线性地移动以推进测试。装置800c可以包括当反应容器840到达所需位置时可以暂时停止反应容器840朝向帽820移动的机构(例如内部突起)，或者可以向用户提供触觉反馈(例如通过向移动反应容器840的用户施加法向力)以向用户指示用户应暂时停止移动反应容器840的机构。这些机构则可以克服反应容器840朝向帽820继续移动。在一些实施方式中，用户手动移动反应容器840朝向帽820。在这些实施方式中，反应容器840的下侧可包括某种按钮或其它结构，以向用户提供他们的手指放置于其上并向反应容器840施加压力的大的表面。在其它实施方式中，可以使用步进电机，例如步进电机802来推进装置800c。
112.通常，这些推进机构中的任一个都可以在单个大的加热块中多路复用，从而提供本文描述的任何时间、温度或反应推进步骤。此外，加热块还可以包括步进电机(例如步进电机802)或其它电机，以根据需要自动地将反应容器840推向帽820。
113.通常，关于图10a至图10c所讨论的加热机构、关于图11a和图11b所讨论的定时控制机构以及关于图12a至图12c所讨论的推进机构的任何组合可以与所描述的装置100、200、300、400和/或500中的任一个一起使用。
114.装置100、200、300、400和500中的任一个可用于进行各种不同的测定或测试。在一些实施方式中，装置100至500可用于进行扩增测试以检测靶分子。例如，装置100至500可用于进行聚合酶链式反应(pcr)测试、环介导等温扩增(lamp)测试、重组酶聚合酶扩增(rpa)测试或其它扩增测试。pcr测试通常涉及改变样品的温度，而lamp测试和rpa测试是不涉及改变样品温度的等温测试。在这些实例中，对样品进行扩增反应，使得样品中的靶分子被扩增(例如，倍增)。然后可以检测该靶分子的存在。
115.在使用装置100、200和300的实施方式中，侧流条102、202和302用于检测靶分子的存在。通常，侧流条102、202和302包括被配置成指示靶分子存在的一些物质。该物质可以是俘获试剂(例如dna寡核苷酸或rna寡核苷酸)、纳米颗粒或其它物质。在一些实施方式中，侧流条102、202和302(或其一个或多个部分)可以包括在靶分子存在下改变颜色的物质。这种颜色变化可以通过管110、管210或帽310观察到。在使用装置400和500的实施方式中，靶分
子的存在可以引起反应室中的混合液体改变颜色(例如，比色反应)。这种颜色变化可以通过由透明或半透明材料制成的反应容器的壁来观察。也可以使用不同的技术进行其它类型的测试或测定，以确定测试或测定的结果。
116.在一些实施方式中，装置100至500也可以用于多路复用。多路复用通常是指同时进行多种不同的测定或测试，以检测多个不同样品中靶分子的存在，或扩增和检测一个或多个样品中的多种不同的靶分子。在使用装置100至300中的任一个的实施方式中，侧流条102至302可以包括具有不同捕获试剂的多个物理位置。不同的捕获试剂检测不同靶分子的存在。因此，在样品经过扩增反应并到达侧流条后，可以检测到对应于样品中存在的并被扩增的靶分子的侧流条的任何区域。在一些实施方式中，可以使用单一测试在同一样品中检测多种不同的靶分子。设置在装置100至300内的一种或多种物质可以被配置成扩增样品中的单个靶分子，或样品中的多个靶分子。
117.在使用装置400或500的一些实施方式中，多个不同的反应室可用于同时测试同一样品中的多个不同的靶分子。在这些实施方式中，可以将相同的样品置于每个反应室中(例如，可以收集样品并且将收集的样品的一部分置于每个反应室中)，并且每个反应室可以具有被配置成扩增不同的靶分子的物质。在使用装置400或500的其它实施方式中，多个不同的反应室可用于同时测试不同样品中的同一靶分子。在这些实施方式中，可以将至少两个不同的样品置于它们自己的反应室中，并且每个反应室可以具有被配置成扩增同一靶分子的物质。对于包含样品的每个反应室，该物质可以是相同的物质，或者对于包含样品的每个反应室，该物质可以是不同的物质，只要该物质被配置成扩增相同的靶分子即可。在使用装置400或500的其它实施方式中，多个不同的反应室可用于同时测试不同样品中的不同靶分子。在这些实施方式中，至少两个反应室包含相同的样品(例如，从一个源收集的样品的部分)，并且第三反应室包含不同的样品。含有相同样品的两个反应室可含有不同的物质以扩增不同的靶分子，而第三反应室可含有任何所需的物质以扩增任何所需的靶分子。
118.可以使用装置100至500测试许多不同的样品，例如血液、血清、血浆、尿液、精液、粘液、滑液、胆汁液、脑脊液、粘膜分泌物、渗出物、汗液、唾液等。样品也可以是活检样品、肿瘤样品或组织样品。样品还可以是上述样品的任何组合或混合物。样品中的靶分子可以是靶蛋白、靶核酸或其它靶分子。靶核酸可以是任何所需的核酸。此外，靶核酸可以包括天然存在的或合成的核酸。天然存在的核酸包括从天然来源分离和/或纯化的核酸。
119.在一些实施方式中，靶核酸是dna，例如靶dna。示例性靶dna包括但不限于基因组dna、病毒dna、cdna、单链dna、双链dna、环状dna等。在一些实施方案中，靶核酸是rna，例如靶rna。通常，rna可以是任何已知类型的rna。在一些实施方式中，靶rna是信使rna、核糖体rna、信号识别颗粒rna、转移rna、转移信使rna、小核rna、小核仁rna、sm y rna、小cajal体特异性rna、导向rna、核糖核酸酶p、核糖核酸酶mrp、y rna、端粒酶rna组分、剪接前导rna、反义rna、顺式天然反义转录物、crispr rna、长非编码rna、微小rna、piwi相互作用rna、小干扰rna、短发夹rna、反式作用sirna、重复相关sirna、7sk rna、增强子rna、寄生rna、类型、逆转录转座子、病毒基因组、类病毒、卫星rna或穹窿体rna。
120.在一些实施方式中，靶rna可以是病毒rna。如本文所用，术语“rna病毒”是指包含rna基因组的病毒。在一些实施方式中，rna病毒是双链rna病毒、正链rna病毒、负链rna病毒或逆转录病毒(例如，逆转录病毒)。
121.在一些实施方式中，rna病毒是第iii组(即，双链rna(dsrna))病毒。在一些实施方式中，第iii组rna病毒属于选自以下的病毒科：混合病毒科(amalgaviridae)、双核糖核酸病毒科(birnaviridae)、金色病毒科(chrysoviridae)、囊状噬菌体科(cystoviridae)、内源核糖核酸病毒科(endornaviridae)、低毒性病毒科(hypoviridae)、巨大双分核糖核酸病毒科(megabirnaviridae)、分体病毒科(partitiviridae)、小双节病毒科(picobirnaviridae)、呼肠孤病毒科(reoviridae)(例如，轮状病毒属(rotavirus))、整体病毒科(totiviridae)、quadriviridae。在一些实施方式中，第iii组rna病毒属于botybirnavirus属。在一些实施方式中，第iii组rna病毒是选自以下的未分配的物种：(大蒜盲种葡萄孢(botrytis porri)rna病毒1)、甜菜叶蝉(circulifer tenellus)病毒1、炭疽病菌丝状(colletotrichum camelliae filamentous)病毒1、瓜类褪绿黄化(cucurbit yellows)相关的病毒、核盘菌衰退(sclerotinia sclerotiorum debilitation)相关的病毒和三角紫花苜蓿病毒1。
122.在一些实施方式中，rna病毒是第iv组(即，正义单链(ssrna))病毒。在一些实施方式中，第iv组rna病毒属于选自以下的病毒目：套式病毒目(nidovirales)、小核糖核酸目(picornavirales)和芜菁黄花叶病毒目(tymovirales)。在一些实施方式中，第iv组rna病毒属于选自以下的病毒科：动脉炎病毒科(arteriviridae)、冠状病毒科(coronaviridae)(例如，冠状病毒、sars-cov)、海洋病毒科(mesoniviridae)、杆状套病毒科(roniviridae)、二顺反子病毒科(dicistroviridae)、传染性软化病毒科(iflaviridae)、海洋rna病毒科(marnaviridae)、小核糖核酸病毒科(picornaviridae)(例如，脊髓灰质炎病毒、鼻病毒(rhinovirus)(普通感冒病毒)、甲型肝炎病毒)、伴生豇豆病毒科(secoviridae)(例如，sub comovirinae)、甲型线形病毒科(alphaflexiviridae)、乙型线形病毒科(betaflexiviridae)、丙型线形病毒科(gammaflexiviridae)、甲型线形病毒科(tymoviridae)、alphatetraviridae、alvernaviridae、星状病毒科(astroviridae)、星状病毒科(barnaviridae)、甜菜坏死黄脉病毒科(benyviridae)、甜菜坏死黄脉病毒科(bromoviridae)、杯状病毒科(caliciviridae)(例如，诺瓦克病毒)、carmotetraviridae、修道院病毒科(closteroviridae)、黄病毒科(flaviviridae)(例如，黄热病毒、西尼罗河病毒、丙型肝炎病毒、登革热病毒、寨卡病毒)、fusariviridae、肝炎病毒科(hepeviridae)、低毒性病毒科(hypoviridae)、光滑病毒科(leviviridae)、黄症病毒科(luteoviridae)(例如，麦黄矮病毒)、多顺反子病毒科(polycipiviridae)、裸露核糖核酸病毒(narnaviridae)、野田病毒科(nodaviridae)、permutotetraviridae、马铃薯y病毒科(potyviridae)、sarthroviridae、statovirus、披衣病毒科(togaviridae)(例如，风疹病毒、罗斯河病毒、辛德毕斯病毒、智肯雅病毒)、番茄丛矮病毒科(tombusviridae)和帚状病毒科(virgaviridae)。在一些实施方式中，第iv组rna病毒属于选自以下的病毒属：bacillariornavirus、dicipivirus、labyrnavirus、随伴病毒科(sequiviridae)、blunervirus、柑橘粗糙病毒属(cilevirus)、木槿绿斑病毒属(higrevirus)、悬钩子病毒属(idaeovirus)、negevirus、欧尔密病毒属(ourmiavirus)、一品红潜隐病毒属(polemovirus)、sinaivirus和南方菜豆花叶病毒属(sobemovirus)。在一些实施方式中，第iv组rna病毒是选自以下的未分配的物种：豌豆蚜病毒、bastrovirus、黑福特病毒、蓝莓坏死环斑病毒、cadicistrovirus、南沙拉病毒、特小病毒、枸杞褪绿病毒、hepelivirus、荆门
蜱病毒、勒布朗病毒、nedicistrovirus、纤毛虫病毒1、niflavirus、尼兰德拉病毒1、奥赛病毒、osedax japonicus rna病毒1、picalivirus、霍尔斯单轴霉病毒、白纹羽菌病毒1、santeuil病毒、secalivirus、solenopsis invicta病毒3、武汉大猪蛔虫病毒。在一些实施方式中，第iv组rna病毒是选自以下的伴随病毒：sarthroviridae科、albetovirus属、aumaivirus属、papanivirus属、virtovirus属和慢性蜜蜂麻痹病病毒。
123.在一些实施方式中，rna病毒是第v组(即，负义ssrna)病毒。在一些实施方式中，第v组rna病毒属于选自以下的病毒门或亚门：negarnaviricota、haploviricotina和polyploviricotina。在一些实施方式中，第v组rna病毒属于选自以下的病毒纲：chunqiuviricetes、ellioviricetes、insthoviricetes、milneviricetes、monjiviricetes和yunchangviricetes。在一些实施方式中，第v组rna病毒属于选自以下的病毒目：articulavirales、bunyavirales、goujianvirales、jingchuvirales、单股负链病毒目(mononegavirales)、muvirales和蛇形病毒目(serpentovirales)。在一些实施方式中，第v组rna病毒属于选自以下的病毒科：罗非鱼病毒科(amnoonviridae)(例如，taastrup病毒)、沙粒病毒科(arenaviridae)(例如，拉沙病毒(lassa virus))、蛇形病毒科(aspiviridae)、玻那病毒科(bornaviridae)(例如，玻那病病毒)、楚病毒科(chuviridae)、cruliviridae、费拉病毒科(feraviridae)、filoviridae(例如，埃博拉病毒、马儿堡病毒)、无花果花叶病毒科(fimoviridae)、汉坦病毒科(hantaviridae)、米卡多病毒科(jonviridae)、mymonaviridae、内罗病毒科(nairoviridae)、nyamiviridae、正粘病毒科(orthomyxoviridae)(例如，流感病毒)、副粘病毒科(paramyxoviridae)(例如，麻疹病毒、腮腺炎病毒、尼帕病毒、亨德拉病毒和ndv)、泛布尼亚病毒科(peribunyaviridae)、phasmaviridae、白纤病毒科(phenuiviridae)、肺泡病毒科(pneumoviridae)(例如，rsv和偏肺病毒)、秦病毒科(qinviridae)、弹状病毒科(rhabdoviridae)(例如，rabies病毒)、sunviridae、番茄斑萎病病毒科(tospoviridae)和越病毒科(yueviridae)。在一些实施方式中，第v组rna病毒属于选自以下的病毒属：anphevirus、arlivirus、chengtivirus、crustavirus、tilapineviridae、wastrivirus和deltavirus(例如，丁型肝炎病毒)。
124.在一些实施方式中，rna病毒是第vi组rna病毒，其包含病毒编码的逆转录酶。在一些实施方式中，第vi组rna病毒属于病毒目ortervirales。在一些实施方式中，第vi组rna病毒属于选自以下的病毒科或亚科：belpaoviridae、花椰菜病毒科(caulimoviridae)、转座病毒科(metaviridae)、假病毒科(pseudoviridae)、逆转录科病毒科(retroviridae)(例如，逆转录病毒，例如，hiv)、正反录病毒亚科(orthoretrovirinae)和泡沫病毒亚科(spumaretrovirinae)。在一些实施方式中，第vi组rna病毒属于选自以下的病毒属：α逆转录病毒属(例如，禽白血病病毒；劳斯肉瘤病毒)、β逆转录病毒属(例如，小鼠乳腺癌病毒)、牛泡沫病毒属(例如，牛泡沫病毒)、δ逆转录病毒属(例如，牛白血病病毒；人t-嗜淋巴细胞病毒)、戊型逆转录病毒属(例如，大眼鲈皮肤肉瘤病毒)、马泡沫病毒属(例如，马泡沫病毒)、猫泡沫病毒属(例如，猫泡沫病毒)、γ逆转录病毒属(例如，鼠白血病病毒；猫白血病病毒)、慢病毒属(例如，人类免疫缺陷病毒1；猴免疫缺陷病毒；猫免疫缺陷病毒)、原猴泡沫病毒属(例如，棕色大婴猴泡沫病毒)和猴泡沫病毒属(simiispumavirus)(例如，东方黑猩猩泡沫病毒)。
125.在一些实施方式中，rna病毒选自流感病毒、人类免疫缺陷病毒(hiv)和严重急性
呼吸综合征冠状病毒2(sars-cov-2)。在一些实施方式中，rna病毒是流感病毒。在一些实施方式中，rna病毒是免疫缺陷病毒(hiv)。在一些实施方式中，rna病毒是严重急性呼吸综合征冠状病毒2(sars-cov-2)。
126.在一些实施方式中，病毒rna是由具有dna基因组的病毒(即，dna病毒)产生的rna。作为非限制性实例，dna病毒是第i组(dsdna)病毒、第ii组(ssdna)病毒或第vii组(dsdna-rt)病毒。
127.在一些实施方式中，多个靶核酸中的至少一个成员是单链的。在一些实施方式中，多个靶核酸中的至少一个成员是双链的。在一些实施方式中，多个靶核酸中的至少一个成员是rna。在一些实施方式中，多个靶核酸中的至少一个成员是dna。在一些实施方式中，多个靶核酸中的至少一个成员是病毒核酸。在一些实施方案中，多个靶核酸中的至少一个成员是第一病毒核酸，并且多个靶核酸中的至少一个成员是第二病毒核酸。例如，第一和第二病毒核酸来自不同的病毒。在一些实施方式中，多个靶核酸中的至少一个成员是病毒rna。在一些实施方式中，多个靶核酸中的至少一个成员是病毒dna。
128.在一些实施方式中，靶核酸包括细菌dna、细菌rna、病毒dna、病毒rna、真菌dna、真菌rna、真核dna、真核rna、原核dna、原核rna或其任意组合。
129.在一些实施方式中，可以以阵列同时使用多个装置来测试多个不同的样品。装置可以布置成使得它们都可以同时被物理地操纵，例如推进反应(装置100至300)或使收集组件与反应室(装置400和500)联接。
130.在一些实施方式中，装置100至500可以是单次使用装置。在这些实施方式中，装置100至500可以包括单向闭合机构。一旦样品被收集并放置在反应室中，单向闭合机构允许反应室与装置的其余部分(例如，管和/或帽，或收集组件)联接。然后，单向闭合机构防止装置在进行测定或测试之后被拆卸，从而装置中的扩增的靶分子不会造成任何污染风险。然而，在其它实施方式中，装置100至500可以是可重复使用的。
131.本公开内容的实施方式的描述并非旨在穷举或将本公开内容限制于所公开的精确形式。虽然本文出于说明目的描述了本公开内容的具体实施方式和实施例，但如相关领域技术人员将认识到的，在本公开内容的范围内，各种等同的修改是可行的。例如，虽然方法步骤或功能以给定的顺序呈现，但替代的实施方式可以以不同的顺序执行功能，或者功能可以基本上同时执行。视情况而定，本文提供的本公开内容的教导可以适用于其它程序或方法。可以将本文描述的各种实施方式组合以提供其它实施方式。如果需要，可以修改本公开内容的方面，以采用上述参考文献和申请的组成、功能和构思来提供本公开内容的其它实施方式。可以根据具体实施方式对本公开内容进行这些和其它的改变。所有此类修改旨在包括在所附权利要求的范围内。