用于樣品處理裝置的環形壓緊系統和方法

專利名稱：用于樣品處理裝置的環形壓緊系統和方法
技術領域：
本發明涉及用于使用旋轉樣品處理裝置以例如擴增遺傳物質等的系統和方法。
背景技術：
許多不同的化學、生物化學和其他反應對溫度變化是敏感的。遺傳擴增領域中熱處理的實例包括(但不限于)聚合酶鏈反應(PCR)、桑格測序等。降低熱處理多個樣品的時間和成本的一個方法是使用包括多個腔室的裝置，其中可以同時處理一個樣品的不同部分或可以同時處理不同的樣品。可能要求精確的腔室對腔室溫度控制、相對等的溫度轉變速率和/或溫度之間的迅速轉變的一些反應的實例包括例如操作核酸樣品以幫助破譯遺傳密碼。核酸操作技術包括擴增方法，例如聚合酶鏈反應(PCR)；目標多核苷酸擴增方法， 例如自動維持序列擴增(3SR)和鏈置換擴增(SDA)；基于附接到目標多核苷酸的信號的擴增的方法，例如“支鏈”DNA擴增；基于探針DNA的擴增的方法，例如連接酶鏈反應(LCR)和 QB復制酶擴增(QBR)；基于轉錄的方法，例如連接激活的轉錄(LAT)和基于核酸序列的擴增 (NASBA)；以及各種其他擴增方法，例如修復鏈反應(RCR)和循環探針反應(CPR)。核酸操作技術的其他實例包括例如桑格測序、配體結合測定等。名稱為MODULAR SYSTEMS AND METHODS FOR USING SAMPLE PROCESSING DEVICES 的美國專利 No. 6，889，468 和名稱為 ENHANCED SAMPLE PROCESSING DEVICES SYSTEMS AND METHODS的美國專利No. 6，734，401 (Bedingham等人)中描述了用于處理旋轉樣品處
理裝置的一些系統。

發明內容
本發明的一些實施例提供了用于處理樣品處理裝置的系統。所述系統可以包括基板，該基板以可操作方式聯接于驅動系統，其中驅動系統使基板繞旋轉軸線旋轉，并且其中所述旋轉軸線限定ζ軸。所述系統還可以包括熱結構，該熱結構以可操作方式聯接于基板， 其中熱結構包括靠近基板第一表面的外露的傳遞表面。所述系統還可以包括以可操作方式聯接于基板的至少一個第一磁性件和包括至少一個熱處理室的樣品處理裝置。所述系統還可以包括適于面向傳遞表面的環形蓋。環形蓋可以包括中心、內緣和外緣。樣品處理裝置可以適于位于基板和環形蓋之間。環形蓋的內緣可被構造成例如當樣品處理裝置與環形蓋相鄰設置時相對于環形蓋的中心位于至少一個熱處理室的內側。所述系統還可以包括以可操作方式聯接于環形蓋的至少一個第二磁性件。至少一個第二磁性件可被構造成吸引至少一個第一磁性件，以在沿著ζ軸的第一方向上對環形蓋施加力，從而促使樣品處理裝置的至少一部分與基板的傳遞表面接觸。本發明的一些實施例提供了用于處理樣品處理裝置的系統。所述系統可以包括基板，該基板以可操作方式聯接于驅動系統，其中驅動系統使基板繞旋轉軸線旋轉，并且其中所述旋轉軸線限定ζ軸。所述系統還可以包括熱結構，該熱結構以可操作方式聯接于基板， 其中熱結構包括靠近基板第一表面的外露的傳遞表面。所述系統還可以包括以可操作方式聯接于基板的磁性件的第一環面和包括至少一個熱處理室的樣品處理裝置。所述系統還可以包括適于面向傳遞表面的環形蓋。環形蓋可以包括內緣和外緣。內緣可以位于至少一個熱處理室的內側，并且樣品處理裝置可以適于位于基板和環形蓋之間。所述系統還可以包括以可操作方式聯接于環形蓋的磁性件的第二環面。磁性件的第二環面可被構造成吸引磁性件的第一環面，以在沿著ζ軸的第一方向上對環形蓋施加力，從而促使樣品處理裝置的至少一部分與基板的傳遞表面接觸。本發明的一些實施例提供了用于處理樣品處理裝置的方法。所述方法可以包括設置以可操作方式聯接于驅動系統的基板，以及提供以可操作方式聯接于基板的熱結構。熱結構可以包括靠近基板第一表面的外露的傳遞表面。所述方法還可以包括設置包括至少一個熱處理室的樣品處理裝置，以及設置面向傳遞表面的環形蓋。環形蓋可以包括內緣和外緣。所述方法還可以包括提供以可操作方式聯接于基板的至少一個第一磁性件和以可操作方式聯接于環形蓋的至少一個第二磁性件。所述方法還可以包括將樣品處理裝置位于基板和環形蓋之間，使得環形蓋的內緣位于至少一個熱處理室的內側，并且使得至少一個第一磁性件吸引至少一個第二磁性件，以在沿著ζ軸的第一方向上對環形蓋施加力，從而促使樣品處理裝置的至少一部分與基板的傳遞表面接觸。所述方法還可以包括使基板繞旋轉軸線旋轉，其中所述旋轉軸線限定ζ軸。通過考慮具體實施方式
和附圖，本發明的其它特征和方面將變得清楚。


圖1為根據本發明一個實施例的系統的分解透視圖，所述系統包括蓋、樣品處理裝置和基板。圖2為圖1的系統的組裝剖切透視圖。圖3為圖1和圖2的系統的組裝特寫剖視圖。圖4為圖1至3的蓋的仰視平面圖。圖5為圖1至3的樣品處理裝置的一部分沿圖1的線5-5截取的剖視圖。圖6為圖1至3和圖5的樣品處理裝置的一部分的特寫平面圖。圖7為根據本發明另一個實施例的系統的分解透視圖，所述系統包括蓋、樣品處
理裝置和基板。圖8為圖7的系統的組裝特寫剖視圖。圖9為根據本發明另一個實施例的系統的分解透視圖，所述系統包括蓋、樣品處
理裝置和基板。圖10為圖9的系統的組裝特寫剖視圖。圖11為圖1的基板的一部分沿圖1的線11-11截取的剖切透視圖，示出了彈性偏壓熱結構的一個實施例。圖12為一個示例性偏壓構件的透視圖，該偏壓構件可以與本發明的系統結合使用。圖13為根據本發明另一個實施例的系統的特寫剖視圖，所述系統包括蓋、樣品處理裝置和基板，基板包括熱結構，該熱結構具有根據本發明一個實施例的成形傳遞表面。圖14為根據本發明另一個實施例的成形熱傳遞表面的徑向截面輪廓的示意圖。
圖15為根據本發明另一個實施例的成形熱傳遞表面的徑向截面輪廓的示意圖。圖16A-16C示出了根據本發明其他實施例的用于蓋上的壓緊環的可供選擇的邊
緣結構。
具體實施例方式在詳細說明本發明的任何實施例之前，應當理解本發明在其應用中并不受限于在下文描述中提及的或下列附圖中所示的結構細節和部件設置。本發明能夠具有其他實施例，并且能夠以多種方式進行操作或實施。另外應當理解的是，本文中所用的用語和術語的目的是為了進行說明，不應被認為是限制性的。本文中所用的“包括”、“包含”或“具有”以及它們的變化形式意在涵蓋其后所列舉的項目及其等同項目以及附加項目。除非另作規定或限定，術語“安裝”和“聯接”及其變體按廣義使用，均涵蓋直接和間接的安裝和聯接。此外，“聯接”不限于物理或機械上的聯接。應當理解，可利用其它實施例，并且在不脫離本發明的范圍的情況下可以作出結構或邏輯改變。另外，諸如“前部”、“后部”、“頂部”和“底部” 等之類的術語僅用于描述元件，因為它們彼此相關，而絕非意在述及設備的特定方位、指示或暗示必需或必要的設備的方位或者指定在使用中將要如何使用、安裝、顯示或定位本文描述的本發明。本發明一般地涉及環形壓緊系統和用于樣品處理裝置的方法。這類環形壓緊系統可以包括開口區域(如開口中心區域)，使得環形壓緊系統可以執行和/或有助于樣品處理裝置的所需的熱控制功能和旋轉功能，同時允許觸及樣品處理裝置的至少一部分。例如，一些現有的系統蓋住樣品處理裝置的頂部表面，以便將樣品處理裝置保持到旋轉基板上和/ 或熱控制并隔離樣品處理裝置的各部分(例如彼此隔離和/或與環境隔離)。然而，本發明的環形壓緊系統和方法提供所需的定位和保持功能以及所需的熱控制功能，同時還允許樣品處理裝置的一部分暴露于其他裝置或系統，這對于直接觸及樣品處理裝置而言可能是合乎需要的。例如，在一些實施例中，可以在樣品處理裝置已經位于環形蓋和基板之間后實現樣品遞送(如手動或自動移液)。作為另外的實例，在一些實施例中，樣品處理裝置的一部分可以是光學觸及的(例如對電磁輻射而言)，例如這可以使得能夠對樣品處理裝置進行更有效的激光尋址，或者這可以用于光學探詢(如吸收、反射、熒光等)。這樣的激光尋址可以用于例如樣品處理裝置中的樣品的流體(如微流體)操作。此外，在一些實施例中，本發明的環形壓緊系統和方法可以使得能夠對樣品處理裝置的各個部分進行獨特的溫度控制。例如，流體(如空氣)可以在樣品處理裝置的外露表面上需要快速冷卻的區域中流動，而需要被加熱或保持在所需溫度的區域可以被蓋住并且與樣品處理裝置的其他部分和/或與周圍環境隔離。此外，在一些實施例中，本發明的環形壓緊系統和方法可以允許樣品處理裝置的一部分外露以與其他(如外部或內部)裝置或設備相互作用，所述其他裝置或設備為例如機器人工作站、移液管、探詢儀器等等或它們的組合。相似地，本發明的環形壓緊系統和方法可以保護樣品處理裝置的所需部分免于被接觸。結果，“觸及”樣品處理裝置的至少一部分可以指的是各種處理步驟，并且可以包括(但不限于)物理地或機械地觸及樣品處理裝置(例如經由直接或間接接觸遞送或取回樣品、經由直接或間接接觸移動或操作樣品處理裝置中的樣品等)；光學地觸及樣品處理裝置(例如激光尋址)；熱學地觸及樣品處理裝置(例如選擇性地加熱或冷卻樣品處理裝置的暴露部分)等等；以及它們的組合。本發明提供用于樣品處理裝置的方法和系統，其可以用于例如敏感化學過程的涉及熱處理的方法，例如聚合酶鏈反應(PCR)擴增、轉錄介導擴增(TMA)、基于核酸序列的擴增(NASBA)、連接酶鏈式反應(LCR)、自支承序列復制、酶動力學研究、均勻配體粘結測定、 以及需要精確熱控制和/或快速熱變化的更復雜的生物化學或其他過程。除了實現對裝置上的處理室中的樣品材料的溫度進行控制之外，樣品處理系統還能夠實現樣品處理裝置的同步旋轉。可以與本發明的方法和系統結合使用的合適樣品處理裝置的一些實例可見于以下文獻例如名稱為 SAMPLE PROCESSING DEVICE COMPRESSION SYSTEMS AND METHODS 的共同轉讓的美國專利公布No. 2007/0010007 (Aysta等人)；名稱為COMPLIANT MICR0FLUIDIC SAMPLE PROCES SING DISKS 的美國專利公布 No. 2007/0009391 (Bedingham 等人)；名稱為 MODULAR SAMPLE PROCESSING APPARATUS KITS AND MODULES 的美國專利公布 No. 2008/0050276 (Bedingham 等人)；名稱為 ENHANCED SAMPLE PROCESSING DEVICES SYSTEMS AND METHODS 的美國專利 No. 6，734，401 (Bedingham 等人)；以及名稱為 SAMPLE PROCESSING DEVICES的美國專利No. 7，026, 168(Bedingham等人)。其他可用的裝置構造可見于例如，名稱為 ENHANCED SAMPLE PROCESSING DEVICES, SYSTEMS AND METHODS 的美國專利 No. 7，435，933(Bedingham 等人);2000 年 10 月 2 日提交的名稱為 SAMPLE PROCESSING DEVICES, SYSTEMS AND METHODS 的美國臨時專利申請 krial No. 60/237，151 (Bedingham 等人)；以及名稱為 SAMPLE PROCESSING DEVICES AND CARRIERS 的美國專利 No. 6，814，935 (Harms等人)。其他可能裝置構造可見于例如，名稱為CENTRIFUGAL FILLING OF SAMPLE PROCES SING DEVICES 的美國專利 No. 6，627，159 (Bedingham 等人)；名稱為 METHODS FOR NUCLEIC ACID AMPLIFICATION 的 PCT 專利公布 No. W02008/134470 (Parthasarathy 等人); 以及名稱為 ENHANCED SAMPLE PROCESSING DEVICES, SYSTEMS AND METHODS 的美國專利公布 No. 2008/0152546 (Bedingham 等人)。本發明的樣品處理系統的一些實施例可以包括基板，該基板以為基板繞旋轉軸線旋轉而備的方式附接于驅動系統。當樣品處理裝置被固定在基板上時，樣品處理裝置可以與基板一起旋轉。基板可以包括能夠用來加熱樣品處理裝置的各部分的至少一個熱結構， 并且同樣可以包括多種其他部件，例如溫度傳感器、電阻加熱器、熱電模塊、光源、光檢測器、發射器、接收器等。用于處理樣品處理裝置的系統和方法的其他元件和特征可見于與本申請同一天
提交的專利申請No._ (代理人案號NO.65917US002)，該專利申請全文以
引用方式并入本文。圖1至6以及圖11和12示出了一個示例性的樣品處理系統100。如圖1至3所示，系統100可以包括基板110，該基板110繞旋轉軸線111旋轉。基板110還可以例如經由軸122附接到驅動系統120。然而，應當理解，基板110可以通過任何合適的可供選擇的結構聯接于驅動系統120，例如直接在基板110上操作的帶或驅動輪等。圖1中還示出了可以與基板110結合使用的樣品處理裝置150和環形蓋160，如后文所述。在某些情況下，當樣品處理裝置為用于執行各種測試等然后被丟棄的消耗品時，本
8發明的系統實際上可以不包括樣品處理裝置。因此，本發明的系統可以與多種不同的樣品處理裝置一起使用。如圖I至3所示，圖示的基板110包括熱結構130，該熱結構130可以包括暴露于基板110的頂部表面112上的熱傳遞表面132。“暴露”指的是，熱結構130的傳遞表面132 可被設置成與樣品處理裝置150的一部分物理接觸，使得熱結構130和樣品處理裝置150 熱耦合，以通過傳導來傳遞熱能。在一些實施例中，熱結構130的傳遞表面132在樣品處理期間可以被設置在樣品處理裝置150的選定部分的正下方。例如，在一些實施例中，樣品處理裝置150的選定部分可以包括一個或多個處理室，例如熱處理室152。所述處理室可以包括在例如名稱為 ENHANCED SAMPLE PROCESSING DEVICES SYSTEMS AND METHODS 的美國專利No. 6，734，401 (Bedingham等人)中討論的那些腔室。作為另外的實例，樣品處理裝置 150可以包括各種特征和元件，例如名稱為COMPLIANT MICROFLUIDIC SAMPLE PROCES SING DISKS的美國專利公布No. 2007/0009391 (Bedingham等人)中所述的特征和元件。因此，(僅為舉例)圖I至3以及圖5和6所示的樣品處理裝置150可以包括被設置成與熱處理室152流體連通的一個或多個輸入井和/或其他室(有時候稱為“非熱”室或 “非熱”處理室)154。例如，在一些實施例中，樣品可以經由輸入井154裝載到樣品處理裝置150上，然后可以經由通道(例如微流體通道)和/或閥移動到其他腔室和/或最終移動到熱處理室152。在一些實施例中，如圖I至3所示，輸入井154可以設置在樣品處理裝置150的中心151與熱處理室152中的至少一者之間。此外，環形蓋160可被構造成允許觸及樣品處理裝置150的包括輸入井154的一部分，使得當蓋160定位成與樣品處理裝置150相鄰或聯接時可以觸及輸入井154。如圖I至4所示，環形蓋160可以與基板110 —起壓緊位于它們之間的樣品處理裝置150，以便例如增強基板110上的熱結構130與樣品處理裝置150之間的熱耦合。此外，環形蓋160可以用來將樣品處理裝置150保持和/或維持在基板110上，使得樣品處理裝置150和/或蓋160可以隨著基板110通過驅動系統120繞軸線111旋轉而與該基板一起旋轉。旋轉軸線111可以限定系統100的z軸。如本文所用，術語“環形”或其派生詞可以指的是具有外緣和內緣的結構，使得內緣限定開口。例如，環形蓋可以具有圓環形或圓形形狀(例如圓環)或任何其他合適的形狀， 包括(但不限于)三角形、矩形、方形、梯形、多邊形等或者它們的組合。此外，本發明的“環面”不必是對稱的，而是可以為非對稱或不規則形狀；然而，對稱和/或圓形可以具有某些優點。利用多種不同的結構或結構的組合可以實現在基板110和蓋160之間產生的壓緊力。圖I至6的實施例中所示的一個示例性壓緊結構為位于(或者至少以可操作方式聯接于)蓋160上的磁性件170和位于(或者至少以可操作方式聯接于)基板110上的對應的磁性件172。磁性件170和172之間的磁性吸引可以用來將蓋160和基板110彼此拉攏，從而壓緊、保持位于它們之間的樣品處理裝置150和/或使樣品處理裝置150變形。因此，磁性件170和172可被構造成彼此吸引，以沿著系統100的z軸在第一方向D1 (見圖I)上對環形蓋施加力160，從而促使處理裝置150的至少一部分與基板110的傳遞表面132接觸。如本文所用，“磁性件”為呈現磁場或者受磁場影響的結構或制品。在一些實施例中，磁場可以具有足夠的強度以產生所需的壓緊力，該壓緊力引起如本文所述的樣品處理裝置150與基板110的熱結構130之間的熱耦合。磁性件可以包括磁性材料，即呈現永久磁場的材料、能夠呈現暫態磁場的材料和/或受永久或暫態磁場影響的材料。可能適合的磁性材料的一些實例包括例如，磁性鐵素體或者為包括鐵和一種或多種其他金屬的混合氧化物的物質的“鐵素體”，例如納米晶鈷鐵素體。然而，也可以使用其他鐵素體材料。可以用于系統100的其他磁性材料可以包括(但不限于)，陶瓷和由鍶鐵氧化物制成的可以混合有聚合物物質(例如塑性體、橡膠等)的柔性磁性材料；釹鐵硼(這種磁性材料也可以包括鏑)；釹硼化物；SmCo (釤鈷化物)；和鋁、鎳、鈷、銅、鐵、鈦等的組合；以及其他材料。磁性材料還可以包括例如不銹鋼、順磁性材料或其他可磁化材料，該可磁化材料在其經受足夠的電場和/或磁場時可以被賦予足夠的磁性。在一些實施例中，磁性件170和/或磁性件172可以包括強鐵磁性材料，以減少經時磁性損失，使得磁性件170和172能夠以可靠的磁力聯接，而磁力不會隨時間顯著損失。此外,在一些實施例中，本發明的磁性件可以包括電磁體，其中磁場可以在第一磁性狀態和第二非磁性狀態之間切換為打開和關閉，以便在需要時以所需的配置在觸發系統 100的各個區域中激發磁場。在一些實施例中，磁性件170和172可以是以可操作方式聯接于蓋160和基板110 的分立件，如圖I至6以及圖11和12的實施例所示(其中磁性件170和172為單獨的圓柱形制品)。然而，在一些實施例中，基板110、熱結構130和/或蓋160可以包括足夠的磁性材料(例如，模制在或者以其他方式制作在部件的結構中)，使得不需要單獨的分立磁性件。 在一些實施例中，可以采用分立磁性件和足夠的磁性材料(例如模制或者以其他方式制作) 的組合。如圖I至4所示，環形蓋160包括中心161、內緣163和外緣165，在圖I至6以及圖11和12所示的實施例中，當蓋160聯接于基板110時，中心161與旋轉軸線111對準，內緣163至少部分地限定開口 166。如上所述，例如即使在環形蓋160定位成與樣品處理裝置 150相鄰或聯接時，開口 166也可以便于進入樣品處理裝置150的至少一部分(例如包括輸入井154的部分)。如圖I至3所示，環形蓋160的內緣163可被構造成例如當環形蓋160 與樣品處理裝置150相鄰時相對于環形蓋160的中心161位于熱處理室152的內側(例如徑向內側)。此外，環形蓋160的內緣163可被構造成位于輸入井154的徑向外側。此外， 在一些實施例中，如圖I至4所示，環形蓋160的外緣165可被構造成位于熱處理室152的外側(例如徑向外側)(并且還位于輸入井154的外側)。內緣163可以定位成與環形蓋160的中心161相距第一距離(I1 (例如第一徑向距離或“第一半徑”)。在這類實施例中，如果環形蓋160具有大致圓環形狀，那么開口 166具有的直徑可以等于第一距離Cl1的兩倍。此外，外緣165可以定位成與環形蓋160的中心161 相距第二距離d2 (例如第二徑向距離或“第二半徑”)。在一些實施例中，第一距離Cl1可以為第二距離的至少約50%。在一些實施例中，為至少約60%，并且在一些實施例中，為至少約 70%。此外，在一些實施例中，第一距離Cl1可以不大于第二距離的約95%，在一些實施例中， 不大于約85%，并且在一些實施例中，不大于約80%。在一些實施例中，第一距離Cl1可以為第二距離d2的約75%。此外，在一些實施例中，外緣165可以定位成與中心161相隔距離d2 (例如徑向距離)，這可以限定第一面積，并且在一些實施例中，開口 166的面積可以為第一面積的至少約 30%，在一些實施例中，為至少約40%，并且在一些實施例中，為至少約50%。在一些實施例中，開口 166可以不大于第一面積的約95%，在一些實施例中，不大于約75%，并且在一些實施例中，不大于約60%。在一些實施例中，開口 166可以為第一面積的約53%。此外，環形蓋160可以包括內壁162 (例如“內圓周壁”或“內徑向壁”；在一些實施例中，其可以用作內壓緊環，如下所述)和外壁164 (例如“外圓周壁”或“外徑向壁”;在一些實施例中，其可以用作外壓緊環，如下所述)。在一些實施例中，內壁162和外壁164可以分別包括或限定內緣163和外緣165，使得內壁162可被設置在熱處理室152的內側(例如徑向內側)，并且外壁164可被設置在熱處理室152的外側(例如徑向外側)。再如圖I至 4所示，在一些實施例中，內壁162可以包括磁性件170，使得磁性件170形成內壁162的一部分或者聯接于內壁162。例如，在一些實施例中，磁性件170可以嵌入(例如模制)到內壁 162中。如圖I至4所示，環形蓋160還可以包括上壁167，該上壁167可以設置成覆蓋樣品處理裝置150的一部分，例如包括熱處理室152的部分。如圖I和2所示，在一些實施例中，上壁167可以延伸到內壁162和磁性件170的內偵彳(例如徑向內側)。在圖I至4所示的實施例中，上壁167沒有太多地延伸到內壁162 的內側。然而，在一些實施例中，上壁167可以延伸到內壁162和/或磁性件170的更內側 (例如朝向蓋160的中心161)，例如使得開口 166的尺寸比圖I至4所示的尺寸小。此外， 在一些實施例中，上壁167可以限定內緣163和/或外緣165。在一些實施例中，蓋160的至少一部分可以是光學透明的，該至少一部分例如為內壁162、外壁164和上壁167中的一個或多個。如本文所用，短語“光學透明的”可以指對范圍從紅外到紫外光譜(例如從大約IOnm至大約10 μ m (10，OOOnm))的電磁福射而言透明的物體；然而，在一些實施例中，短語“光學透明的”可以指對可見光譜(例如大約400nm至大約700nm)內的電磁輻射而言透明的物體。在一些實施例中，短語“光學透明的”可以指在上述波長范圍內具有至少約80%的透射比的物體。環形蓋160的這種構造可以在蓋160聯接于樣品處理裝置150或被設置成與樣品處理裝置150相鄰時用來有效隔離或顯著隔離樣品處理裝置150的熱處理室152。例如， 蓋160可以物理地、光學地和/或熱學地隔離樣品處理裝置150的一部分，例如包括熱處理室152的部分。在一些實施例中，如圖I和6所示，樣品處理裝置150可以包括一個或多個熱處理室152,此外,在一些實施例中，一個或多個熱處理室152可以布置在圍繞樣品處理裝置150的中心151的環面中，該環面有時也可以稱為“環形處理環”。在這類實施例中，環形蓋160可適于覆蓋和/或隔離樣品處理裝置150的包括環形處理環或熱處理室152的部分。例如，環形蓋160包括內壁162、外壁164和上壁167，以覆蓋和/或隔離樣品處理裝置 150的包括熱處理室152的部分。在一些實施例中，內壁162、外壁164和上壁167中的一個或多個可以是連續壁(如圖所示)，或者可以由一起用作內壁或外壁(或者內壓緊環或外壓緊環)或者上壁的多個部分形成。在一些實施例中，當內壁162、外壁164和上壁167中的至少一者為連續壁時，可以獲得增強的實體隔離和/或熱隔離。此外，在一些實施例中，環形蓋160覆蓋熱處理室152并且將熱處理室152與周圍環境和/或系統100的其他部分有效地熱隔離的能力可能是重要的，其原因在于否則隨著基板Iio和樣品處理裝置150繞旋轉軸線111旋轉，導致空氣快速穿過熱處理室152，這例如可能在需要加熱腔室152時不合乎需要地冷卻了熱處理室152。因此，在一些實施例中， 根據樣品處理裝置150的構造，內壁162、上壁167和外壁164中的一個或多個對于熱隔離而言可能是重要的。如圖I至3以及圖5和6所示，在一些實施例中，樣品處理裝置150還可以包括裝置殼體或本體153，并且在一些實施例中，本體153可以限定輸入井154或其他室、任何通道、熱處理室152等。此外，在一些實施例中，樣品處理裝置150的本體153可以包括外唇緣、凸緣或壁155。在一些實施例中，如圖I至3所示，外壁155可以包括適于與基板110配合的部分157以及適于與環形蓋160配合的部分159。例如，如圖2和3所示，環形蓋160 (例如外壁164)的尺寸可確定為使其被接納在由樣品處理裝置150的外壁155圍繞的區域中。結果，在一些實施例中，樣品處理裝置150的外壁155可以與環形蓋160配合，以覆蓋和/或隔離熱處理室152。這樣的配合還可以便于環形蓋160相對于樣品處理裝置150的定位，使得熱處理室152被保護和覆蓋，而環形蓋160不會下壓到熱處理室152的任何部分上或者與熱處理室152的任何部分接觸。在一些實施例中，樣品處理裝置150的外壁155以及形成的在樣品處理裝置150 的本體153中的一個或多個輸入井154可以在樣品處理裝置150中(例如在樣品處理裝置 150的頂部表面中)有效地限定凹部(例如環形凹部)156，環形蓋160的至少一部分可以位于該凹部156中。例如，如圖I至3所示，當環形蓋160位于樣品處理裝置150的上方或者聯接于樣品處理裝置150時，內壁162 (例如包括磁性件170)和外壁164可以位于樣品處理裝置150的凹部156中。因此，在一些實施例中，外壁155、輸入井154和/或凹部156可以達成蓋160相對于樣品處理裝置150的可靠定位。在一些實施例中，如圖I至4所示，磁性件170可以布置在環面中，并且環面或者蓋160的包括磁性件170的部分可以包括內緣(例如內徑向邊緣)173和外緣(例如外徑向邊緣)175。如圖I至3所示，蓋160和/或磁性件170可被構造成使得內緣173和外緣175 均可以相對于熱處理室152位于內側(例如徑向內側)。因此，在一些實施例中，磁性件170可被限制在蓋160的一定區域，在該區域，磁性件170被設置在輸入井154 (或其他凸起、腔室、凹部或本體153中的形成物)的外側(例如徑向外側)以及熱處理室152的內側(例如徑向內側)。在這類構造中，磁性件170可被認為被構造成使得樣品處理裝置150的能夠被其他裝置觸及或者能夠用于其他功能的開口區域最大化。此外，在這類實施例中，磁性件170可以被設置成不中斷或干擾位于熱處理室 152中的樣品的處理。在一些實施例中，如圖I至4所示，蓋160的磁性件170可以形成內壁162的至少一部分或者聯接于內壁162，使得磁性件170能夠用作內壓緊環162的至少一部分，以靠著基板110的熱結構130的熱傳遞表面132壓緊、保持樣品處理裝置150和/或使樣品處理裝置150變形。如圖I至4所示，磁性件170和172中的一者或二者可以例如繞旋轉軸線 111而布置在環面中。此外，在一些實施例中，磁性件170和172中的至少一者可以包括圍繞該環面基本上均勻分布的磁力。此外，磁性件170在蓋160中的布置以及磁性件172在基板110中對應的布置可以為蓋160提供相對于樣品處理裝置150和基板110中的一者或二者的附加的輔助定位。 例如，在一些實施例中，磁性件170和172各自可以包括具有交替極性的部分和/或磁性件的特有構造或配置，使得蓋160的磁性件170和基板110的磁性件172可以彼此“拼合”，以使蓋160能夠相對于樣品處理裝置150和基板110中的至少一者被可靠地定位在所需取向 (例如相對于旋轉軸線111的角位置)。在一些實施例中，如下所述且如圖7和8所示，環形蓋160可以不包括外壁164。 在這類實施例中，熱處理室152可以為暴露的和可觸及的，或者上壁167單獨可以覆蓋樣品處理裝置150的該部分。此外，如下所述且如圖9和10所示，在一些實施例中，環形蓋160 可以不包括上壁167。在一些實施例中，如果需要，可以主要通過樣品處理裝置150單獨提供熱處理室152的熱隔離。如下參考圖7至10所述，本發明的環形蓋可以適于與多種樣品處理裝置配合。因此，某些環形蓋可以比其他部件更能用于與一些樣品處理裝置組合。在一些實施例中，如果本發明的樣品處理裝置包括環形處理環，那么可以增強該樣品處理裝置的適形性，該環形處理環形成為包括芯部和利用壓敏粘合劑附接到該芯部的蓋的復合結構。圖I至6中所示的樣品處理裝置150是一個這種復合結構的實例。如圖I 和5所示，在一些實施例中，樣品處理裝置150可以包括本體153，蓋182和186利用粘合劑 (例如壓敏粘合劑)184和188 (分別)附著于該本體153。在處理室(例如熱處理室152)設置成由例如圖5所示的復合結構形成的圓形排列(如圖I和6所示)的情況下，熱處理室152 以及蓋182和186可以至少部分地限定適形的環形處理環，該環形處理環適于在樣品處理裝置150被推靠于傳遞表面132 (例如成形熱傳遞表面132)時貼合下方的熱傳遞表面132 的形狀。在這類實施例中，可以利用環形處理環的某些變形來實現該適形性，同時保持樣品處理裝置150中的熱處理室或任何其他流體通道或腔室的流體完整性(即不會引起泄漏)。本體153以及用來密封樣品處理裝置150中任何流體結構(例如熱處理室152)的不同的蓋182和186可以由任何合適的材料制成。合適的材料的實例可以包括例如聚合物材料(例如聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯等)、金屬(例如金屬箔)等。蓋可以但不必一定設置成例如金屬箔、聚合物材料、多層復合物等的大致平的片狀部件。在一些實施例中，選擇的用于本體153以及蓋182和/或186的材料能夠呈現良好的防水性能。在一些實施例中，蓋182和186中的至少一者可以由基本上透射選定波長的電磁能量的材料構造成。例如，在一些實施例中，蓋182和186中的一者或二者可以是光學透明的。作為另外的實例，在一些實施例中，蓋182和186中的一者或二者可以由便于對熱處理室152內的熒光或色彩變化進行視覺或機器監測的材料構造成。在一些實施例中，蓋182和186中的至少一者可以包括金屬層，例如金屬箔。如果設置為金屬箔，那么蓋182或186可以包括面向流體結構的內部的表面上的鈍化層，以防止樣品材料與金屬之間的接觸。這樣的鈍化層還可以用作粘接結構，其可以用于例如聚合物的熱熔粘接。作為單獨的鈍化層的替代形式，用來將蓋附接到本體153的任何粘合劑層也可用作鈍化層，以防止樣品材料與蓋中的任何金屬之間的接觸。在一些實施例中，一個蓋182或186可以由聚合物膜(例如聚丙烯)制成，而裝置 150的相對側上的另一個蓋186或182可以包括金屬層(例如鋁的金屬箔層等)。例如，在這樣的實施例中，蓋182可以將選定波長的電磁輻射(例如可見光譜、紫外光譜等)透射到處理室(例如熱處理室152)中和/或從該處理室中透射出去，而蓋186的金屬層能夠便于利用本文所述的熱結構/表面將熱能傳遞到處理室中和/或從處理室中傳遞出去。蓋182和186可以通過任何合適的技術結合于本體153，例如熔融粘接、粘合劑、熔融粘接和粘合劑的組合等。如果采用熔融粘接，那么蓋和該蓋所附接的表面可以包括例如聚丙烯或某些其他可熔融粘接的材料，以促進熔融粘接。在一些實施例中，蓋182和 186可以用壓敏粘合劑加以結合。壓敏粘合劑可以提供為壓敏粘合劑層的形式，在一些實施例中，該壓敏粘合劑層可以設置成蓋與本體153的相對表面之間的連續完整層。一些可能合適的附著技術、粘合劑等的實例可能記載于例如名稱為ENHANCED SAMPLE PROCESSING DEVICES SYSTEMS AND METHODS 的美國專利 No. 6，734，401 (Bedingham 等人)和名稱為 SAMPLE PROCESSING DEVICES 的美國專利 No. 7，026，168 (Bedingham 等人)。壓敏粘合劑能夠呈現粘彈性，在一些實施例中，該粘彈性可以便于蓋182和/或 186中的一個或多個相對于蓋182和/或186所附接的下面的本體153作一些移動。所述移動可能是由于環形處理環的變形導致的，以例如適形于成形傳遞表面，如以下所更詳細描述。該相對移動還可能是由于蓋182、186和本體153之間不同的熱膨脹率導致的。不管本發明的蓋與樣品處理裝置中的本體之間的相對移動的起因如何，在一些實施例中，即便存在變形，壓敏粘合劑的粘彈性也可以允許處理室(例如熱處理室152)和流體結構的其他流體特征保持它們的流體完整性(即它們不會泄漏)。如本文所述，包括利用通過粘彈性壓敏粘合劑附接到本體上的蓋形成為復合結構的環形處理環的樣品處理裝置可以根據所施加的力而呈現適形性，以使環形處理環貼合于成形傳遞表面。或者，與本發明結合使用的樣品處理裝置中的環形處理環的適形性可以通過例如將處理室以(例如圓形)排列設置在環形處理環中來實現，在該環形處理環中大部分區域被本體153中的空洞占據。例如，如圖I所示，熱處理室152自身可以由本體153中的空洞形成，這些空洞被附接到本體153上的蓋182和186中的一個或多個封閉。圖6為本發明的樣品處理裝置150的一個主要表面的一部分的特寫平面圖。圖6 所示的裝置150的部分包括環形處理環的具有外緣185和內緣187的部分。熱處理室152可被設置在環形處理環內，并且如本文所述，可以形成為延伸穿過本體153的空洞，由蓋182 和186與所述空洞結合限定熱處理室152的體積。為了改善被處理室152占據的環形處理環的適形性或柔性，熱處理室152的空洞可以占據位于環形處理環內的本體153的體積的 50%或者更多。在一些實施例中，內壓緊環(例如蓋160的內壁162)可以沿著環形處理環的內緣 187或者在內緣187與熱處理室152的最內側部分之間接觸樣品處理裝置150。此外，在一些實施例中，外壓緊環(例如蓋160的外壁164)可以沿著環形處理環的外緣185或者在外緣185與熱處理室152的最外側部分之間接觸樣品處理裝置150。與本發明結合使用的樣品處理裝置中的環形處理環的適形性可以通過利用粘彈性壓敏粘合劑形成為復合結構的環形處理環與位于環形處理環內的空洞的組合來提供。這樣的組合可以提供比單獨采用任一方法好的適形性。在圖I至6所示的實施例中，樣品處理裝置150和環形蓋160各自被示出為圓形對稱的。例如，環形蓋160示出為具有對稱中心161的環狀環面，所述內緣163為內徑向邊緣163，所述外緣165為外徑向邊緣165。然而，如上所述，應當理解環形蓋160可以采取多種其他合適的形狀。相似地，樣品處理裝置150可以采取多種其他合適的形狀，這樣，中心 151和161可以不是對稱的中心，并且蓋160的內緣163和外緣165可以不是相對于中心 161 “徑向地”定位。圖I至6中所示的樣品處理裝置150和環形蓋160的構造僅為舉例說明。環形蓋160在圖I至4中示出并且如上所述為與樣品處理裝置150分開的部件。 然而，應當理解，在一些實施例中，環形蓋160可以與樣品處理裝置150在一起，樣品處理裝置150連同環形蓋160可以一起設置在基板110上。如上所述，在一些實施例中，蓋160和/或基板110可以包括一個或多個磁性件 170和172，該磁性件170和172為電磁體形式，能夠在需要時被激發，以例如取代無源磁性件提供壓緊力。在這樣的實施例中，可以在樣品處理裝置150旋轉過程中向電磁體供電。雖然圖I至3中沒有明顯示出，但是在一些實施例中，基板110可被構造成使得熱結構130暴露在基板110的頂部第一表面112和底部第二表面114上。通過使熱結構130 暴露在基板110的頂部表面112上(例如單獨暴露或在底部表面114也暴露)，可以在熱結構130的傳遞表面132與位于蓋160和基板110之間的樣品處理裝置150之間提供直接熱路徑。可供選擇的是或者除此之外的是，當熱結構130是由將電磁能量引導到基板110 的底部表面114上的電磁能量源所發出的電磁能量加熱時，使熱結構130暴露在基板110 的底部表面114上可能是有利的。(僅為舉例)系統100包括電磁能量源190，該電磁能量源190被設置成將熱能遞送到熱結構130，其中通過源190發出的電磁能量被引導到基板110的底部表面114上，并且被引導到熱結構130的暴露在基板110的底部表面114上的部分上。一些合適的電磁能量源的實例可以包括(但不限于)激光器、寬帶電磁能量源(例如，白光)等。雖然系統100示出為包括電磁能量源190，但是在一些實施例中，可以通過能夠將熱能遞送到熱結構130的任何合適的能量源來控制熱結構130的溫度。與本發明結合使用的可能合適的能量源的實例除了電磁能量源之外還可以包括例如珀耳帖元件、電阻加熱器坐寸ο如與本發明結合使用的，術語“電磁能量”(及其變體)指的是能夠無物理接觸地從源遞送至所需位置或材料的電磁能量(不考慮波長/頻率)。電磁能量的非限制性實例可以包括(但不限于)激光能量、射頻(RF)、微波輻射、光能量(包括紫外到紅外光譜)等。在一些實施例中，電磁能量可以限于落入紫外到紅外輻射光譜(包括可見光譜)內的能量。在熱結構130通過遠程能量源(即不通過直接接觸向熱結構130遞送熱能的能量源)進行加熱的情況下，熱結構130可被構造成吸收電磁能量并且將吸收的電磁能量轉換為熱能。因此，用于熱結構130的材料可以具有足夠的熱傳導性，并且能夠以足夠的速率吸收由電磁源190產生的電磁能量。此外，也可能理想的是，用于熱結構130的材料具有足夠的熱容量，以形成熱容效應。一些合適的材料的實例包括(但不限于):鋁、銅、金等。如果熱結構130由自身不以足夠的速率吸收電磁能量的材料構造成，那么在一些實施例中，熱結構 130可以包括改善能量吸收的材料。例如，熱結構130可以涂覆有電磁能量吸收材料，例如炭黑、聚吡咯、油墨等。除了為熱結構130選擇合適的材料之外，其還可以包括面向電磁能量源190的凹槽或其他表面結構，以增加暴露于源190所發出的電磁能量的表面積。增加熱結構130的暴露于源190的電磁能量的表面積可以提高熱結構130吸收能量的速率。用于熱結構130 的增加的表面積還可以增加電磁能量吸收效率。
在一些實施例中，熱結構130可以與基板110的其余部分相對熱隔離，使得熱結構130中僅有限的(如果有的話)熱能量被傳遞到基板110的其余部分。可以例如通過用僅吸收有限熱能的材料(例如聚合物等)制造基板110的支承結構來實現熱隔離。 用于基板110的支承結構的一些合適的材料包括例如填充玻璃的塑料(例如，聚醚酯酮 (poIyetheresterketone))、娃樹脂、陶瓷等。雖然基板110包括基本上連續圓環形式的熱結構130，但是可供選擇的是，熱結構 130可以設置為一系列不連續的熱元件，例如圓形、方形，位于樣品處理裝置150上的熱處理室152之下。然而，連續(例如連續環)熱結構130的一個可能的優點在于，熱結構130的溫度可以在加熱過程中保持平衡。如果樣品處理裝置150中的熱處理室152的群組布置成使得它們與熱結構130的傳遞表面132直接接觸，那么對于位于連續熱結構130之上的所有熱處理室152而言存在改善室到室溫度均勻性的可能性。雖然圖示的基板110包括僅僅一個熱結構130，但是應當理解，所述基板可以包括將熱能傳遞到位于熱結構上的樣品處理裝置150中的選定熱處理室152或者從該選定熱處理室152傳遞出熱能所需的任何數量的熱結構130。另外，在一些實施例中，在設置有不止一個熱結構130的情況下，不同的熱結構130可以彼此獨立，使得在不同的獨立熱結構130 之間沒有大量的熱能被傳遞。設置有獨立熱結構130的替代形式的一個實例可以為同心圓環的形式。圖I至6的系統100的其他特征在圖11和12中示出并在下文描述。圖7和8示出了根據本發明的另一環形壓緊系統200，其中類同的數字表示類同的部件。系統200共有以上和以下參照圖I至6以及圖11和12的系統100描述的相同的元件和特征。因此，與圖I至6以及圖11和12所示實施例中的元件和特征相對應的元件和特征用200系列的相同的附圖標記給出。為了更完整地描述圖7和8所示實施例的特征和元件(以及這些特征和元件的替代形式)，參考了上文或下文結合圖I至6以及圖11和12 進行的描述。系統200包括基板210，該基板可繞旋轉軸線211轉動。基板210還能夠以與上文參考系統100所述類似的方式或者任何合適的可供選擇的布置被附接于驅動系統(未示出)。如圖7和8所示，系統200還可包括能夠與基板210結合使用的樣品處理裝置250 和環形蓋260。圖7和8所示的基板210與系統100的基板110類似，并且包括熱結構230， 該熱結構230可以包括暴露在基板210的頂部表面212上的熱傳遞表面232。再如圖7和8所示，樣品處理裝置250可以包括熱處理室252以及被設置成例如經由一個或多個通道258、閥等或者它們的組合與熱處理室252流體連通的一個或多個輸入井和/或其他室(有時候稱為“非熱”室或“非熱”處理室)254。此外，輸入井254可被設置在樣品處理裝置250的中心251與熱處理室252中的至少一者之間。此外，與上述的蓋 160類似，環形蓋260可被構造成允許觸及樣品處理裝置250的包括輸入井254的一部分， 使得當蓋260被設置成與樣品處理裝置250相鄰或聯接時可以觸及輸入井254。作為另外的實例，樣品處理裝置250可以包括各種特征和元件，例如名稱為 METHODS FOR NUCLEIC ACID AMPLIFICATION 的 PCT 專利公布 No. W02008/134470 (Parthasarathy 等人)和名稱為 ENHANCED SAMPLE PROCESSING DEVICES, SYSTEMS ANDMETHODS的美國專利公布No. 2008/0152546 (Bedingham等人)中所述的特征和元件。與上述系統100類似，環形蓋260與基板210能夠壓緊位于它們之間的樣品處理裝置250 (舉例來說)，以在將樣品處理裝置250固定和/或保持在基板210上以繞著旋轉軸線211旋轉之外，還增強基板210上的熱結構230與樣品處理裝置250之間的熱耦合。因此，旋轉軸線211可以限定系統200的z軸。此外，僅以舉例的方式并且與系統100類似，作為示例性壓緊結構，圖7和8中所示的系統200包括位于(或者至少以可操作方式聯接于)蓋260上的磁性件270和位于(或者至少以可操作方式聯接于)基板210上的對應的磁性件272。如圖7和8所示，環形蓋260還可以包括中心261、內緣263和外緣265，當蓋260 聯接于基板210時，中心261可以與旋轉軸線211對準，內緣263至少部分地限定開口 266。 再如圖7和8所示，環形蓋260的內緣263可被構造成例如當環形蓋260被設置成與樣品處理裝置250相鄰時相對于環形蓋260的中心261位于熱處理室252的內側(例如徑向內側)。此外，環形蓋260的內緣263可被構造成位于輸入井254的徑向外側。此外，環形蓋 260的外緣265可被構造成位于熱處理室252的外側(例如徑向外側)(并且還位于輸入井 254的外側)。與系統100類似，內緣263可以定位成與環形蓋260的中心261相距第一距離d/ (例如第一徑向距離或“第一半徑”)，并且外緣265可以定位成與環形蓋260的中心261相距第二距離d2’(例如第二徑向距離或“第二半徑”)。第一距離d/和第二距離d2’(以及與這些距離相關的面積)可以具有與上文針對系統100所述類似的關系。與環形蓋160類似，環形蓋260可以包括內壁262 (例如“內圓周壁”或“內徑向壁”;在一些實施例中，其可以用作內壓緊環，如下所述)。如圖所示，內壁262可以包括或限定內緣263，并且內壁262可被設置在熱處理室252的內側(例如徑向內側)。再如圖7和8所示，內壁262可以包括磁性件270，使得磁性件270形成內壁262 的一部分或者聯接于內壁262。例如,在一些實施例中，磁性件270可以被嵌入(例如模制) 在內壁262中。此外，也與環形蓋160類似，環形蓋260還可以包括上壁267，該上壁267可以設置成覆蓋樣品處理裝置250的一部分，例如包括熱處理室252的部分。在一些實施例中，蓋260的至少一部分可以是光學透明的，該至少一部分例如為內壁262和上壁267中的一者或二者。然而，與環形蓋160不同的是，環形蓋260不包括外壁，因此沒有為系統200提供外壓緊環。確切地說，在系統200中，外壓緊環可以由樣品處理裝置250提供。如圖7和8所示，樣品處理裝置250包括外壁255 (或者“外圓周壁”或“外徑向壁”)，該外壁255可以用作外壓緊環，以用于將樣品處理裝置250的至少一部分壓緊在基板 210的熱傳遞表面232上。也就是說，與系統100的樣品處理裝置150不同的是，圖7和8 的樣品處理裝置250包括較高或較厚的外壁255，該外壁255基本上豎直地向上延伸并且接觸環形蓋260的上壁267。因此，在一些實施例中，外壁255可以例如與上壁267配合用作外壓緊環，使得蓋260的上壁267可以向下壓(例如在沿著或基本上平行于系統200的z軸在第一方向D/上)到樣品處理裝置250上，包括樣品處理裝置250的外壁255。在一些實施例中，樣品處理裝置250的外壁255可設置在熱處理室252的外側(例如徑向外側)。此外，如圖7和8所示，樣品處理裝置250的外壁255還可以用來至少部分地將熱處理室252與周圍環境和/或與樣品處理裝置250的其他部分隔離。此外，(僅為舉例)如圖7和8所示，在一些實施例中，樣品處理裝置250的本體253 和/或外壁255可以包括適于與基板210配合的部分257。例如，如圖7和8所示，樣品處理裝置250的部分257的尺寸適于接納基板210的至少一部分。樣品處理裝置250和基板 210之間這樣的配合例如可以增強樣品處理裝置250和基板210之間的聯接，并且還可有助于樣品處理裝置250相對于基板210的定位。如圖7所示，一個或多個熱處理室252可以布置在圍繞樣品處理裝置250的中心 251的環面中，該環面有時也可以稱為“環形處理環”。在這類實施例中，環形蓋260可適于覆蓋和/或隔離樣品處理裝置250的包括環形處理環或熱處理室252的部分。例如，環形蓋260可以設有內壁262和上壁267，以覆蓋和/或隔離樣品處理裝置250的包括熱處理室 252的部分。在一些實施例中，樣品處理裝置250可以包括形成在本體253中(例如在樣品處理裝置250的頂部表面中)的凹部(例如環形凹部)256，該凹部256的尺寸適于接納環形蓋 260的至少一部分。例如，如圖7和8所示，當環形蓋260設置在樣品處理裝置250上或者聯接于樣品處理裝置250時，內壁262 (包括磁性件270)可以位于樣品處理裝置250的凹部256中。此外，如圖7和8所示，磁性件270和272中的一者或二者可以例如圍繞旋轉軸線 211布置在環面中。而且，在一些實施例中，磁性件270和272中的至少一者可以包括圍繞該環面基本上均勻分布的磁力。在一些實施例中，蓋260的包括磁性件270的環面或部分可以包括內緣(例如內徑向邊緣)273和外緣(例如外徑向邊緣)275。如圖7和8所示，蓋260和/或磁性件270可被構造成使得內緣273和外緣275均可以相對于熱處理室252位于內側(例如徑向內側)。而且，在一些實施例中，磁性件270的環面可以位于一個或多個輸入井254或者樣品處理裝置250 (或本體253的一部分)的包括輸入井254的部分的外側(例如徑向外側)。 此外，在一些實施例中，輸入井254 (或樣品處理裝置250的包括或限定輸入井254的部分) 和/或凹部256可以提供蓋260相對于樣品處理裝置250的可靠定位。因此，在一些實施例中，磁性件270可以被限制在蓋260的一定區域中，在該區域， 磁性件270被位于輸入井254 (或其他凸起、腔室、凹部或本體253中的形成物)的外側(例如徑向外側)和熱處理室252的內側(例如徑向內側)。在這類構造中,磁性件270可被認為被構造成使得樣品處理裝置250的能夠被其他裝置觸及或者能夠用于其他功能的開口區域最大化。此外，在這類實施例中，磁性件270不會被設置成中斷或干擾位于熱處理室252 中的樣品的處理。而且，與系統100類似，磁性件270和272可以相對于彼此“拼合”，以將蓋260相對于樣品處理裝置250和基板210中的至少一者定位于所需取向。與上文參考圖I和5所述的蓋182和186類似，樣品處理裝置250可以包括蓋282， 該蓋282設置成覆蓋在樣品處理裝置250的一部分上，以至少部分地限定樣品處理裝置250 的輸入井254或其他通道、腔室、凹部等。圖9和10示出了根據本發明的另一個環形壓緊系統300，其中類同的數字表示類同的部件。系統300與以上和以下參考圖I至6以及圖11和12的系統100或圖7和8的系統200所述具有多個相同的元件和特征。因此，與圖I至6以及圖11和12或圖7和8所
18示實施例中的元件和特征相對應的元件和特征用300系列的相同的附圖標記給出。參考上文或下文結合圖I至6以及圖11和12以及圖7和8進行的描述，以更完整地說明圖9和 10所示實施例的特征和元件(以及這些特征和元件的替代物)。系統300包括蓋360、樣品處理裝置350和基板310。系統300與圖7和8的系統 200基本上相同，不同之處在于系統300包括蓋360，該蓋360不包括上壁或外壁，而是僅僅包括內壁362。內壁362包括一個或多個磁性件370，該磁性件370適于吸引基板310中的一個或多個磁性件372。因此，蓋360的至少一部分的尺寸可確定為使其被接納在樣品處理裝置350的凹部356中。在圖9和10所示的實施例中，蓋360包括具有磁性件370的簡單環面。如圖9所示，蓋360可以包括內緣363和外緣365，該內緣363限定了蓋360中的開口 366。此外，磁性件370示出為布置在也包括內緣373和外緣375的環面中(見圖10)。在圖9和10所示的實施例中，蓋360的內緣363與磁性件370的內緣373隔開較小的距離，蓋360的外緣 365與磁性件370的外緣375隔開較小的距離。換句話講，在一些實施例中，蓋360的內緣 363可以定位成與磁性件370的內緣373相鄰，并且在一些實施例中，蓋360的外緣365可以定位成與磁性件370的外緣375相鄰。此外，蓋360的內緣363、蓋360的外緣365、磁性件370的內緣373和磁性件370的外緣375可以例如相對于蓋360的中心361或相對于旋轉軸線311位于熱處理室352的內側(例如徑向內側)。內緣和外緣363、373、365和375的其他特征和元件(例如相對于熱處理室352)及其替代形式可見于以上的圖I至6的實施例和圖7和8的實施例。如圖9和10所示，蓋360不必被構造為將樣品處理裝置350中的一個或多個熱處理室352與周圍環境或者與樣品處理裝置350的其他部分(例如物理地或隔熱地)隔離。而是蓋360被構造成將樣品處理裝置350壓緊、保持和/或變形到基板310上，確切地說到基板310的熱傳遞表面332上。與上文參考圖I和5所述的蓋182和186類似，樣品處理裝置350可以包括蓋382， 該蓋382位于樣品處理裝置350的一部分的上方，以至少部分地限定樣品處理裝置350的一個或多個輸入井354或其他通道、腔室、凹部等。此外，在一些實施例中，樣品處理裝置 350還可以包括與圖I和5的蓋182和186類似的額外的蓋(未示出)，其定位成覆蓋樣品處理裝置350的形成有熱處理室352的至少一部分，以至少部分地限定和/或隔離熱處理室 352。回到上述的系統100，圖11為圖I至6所示的系統100的基板110和熱結構130 的一部分的沿圖I的線11-11截取的剖切透視圖。如圖11所示，基板110可以包括主體 116，熱結構130附設在該主體116上。雖然圖11中未示出，但是在一些實施例中，主體116 可以固定地附接于用來使基板110旋轉的軸。固定地附接指的是，在系統100的操作期間， 當樣品處理裝置150在蓋160和基板110之間壓緊時，主體116通常不相對于軸移動。如圖11所示，在一些實施例中，熱結構130可以為傳遞表面132下方的大致U形的結構。這樣的形狀可以實現多個功能。例如，U形熱結構130可以增大電磁能量入射到其上的表面積，從而能夠增加能量傳遞到熱結構130的量和速率。此外，U形熱結構可以提供用于熱結構130的較低的熱質量。如本文所述，本發明的系統的一個光學特征是熱結構130的浮動或懸置附接，使得熱結構130和蓋160朝向彼此彈性地偏壓。例如，在一些實施例中，熱結構130可以通過一個或多個彈性構件聯接于基板110，其中一個或多個彈性構件提供與由壓緊結構(例如磁性件170和172中的一個或多個)施加的力相反的偏壓力。在一些實施例中，熱結構130能夠響應基板110和蓋160之間的壓緊力而相對于基板110的主體116運動。例如，熱結構 130的運動可被限制于z軸方向，該z軸方向可以與旋轉軸線111對準(例如平行)(例如沿著第一方向D1X通過提供與樣品處理裝置150的表面的改進的適形性，熱結構130的彈性聯接可能是有利的。熱結構130的浮動附接可以幫助補償例如不平的、厚度變化等的表面。當樣品處理裝置150在蓋160和熱結構130之間壓緊時，熱結構130的彈性聯接還可以提高蓋 160和熱結構130之間產生的壓緊力的均勻度。許多不同的機構可以用來彈性地聯接熱結構130。一個示例性機構在圖11和12 中示出為片簧140的形式，該片簧140附接在基板110的主體116和熱結構130上。所示的片簧140包括內環142和彈簧臂144，該彈簧臂144至少部分地由切口 145限定并且延伸到外環146。如圖所示，內環142可以聯接于主體116，外環146可以聯接于熱結構130上的凸緣136 (還可參見圖3)。可以通過任何合適的聯接技術來實現彈簧140的附接，例如機械緊固件、粘合劑、焊料、硬釬焊、焊接等。可以通過以下方式調節片簧140產生的力改變至少部分地限定彈簧臂144的切口 145的長度；改變彈簧臂144的徑向寬度；改變彈簧臂144 (例如沿z軸方向)的厚度；選擇用于彈簧140的材料等；或者它們的組合。在一些實施例中，使基板110和蓋160朝向彼此推壓的力可以導致基板110的主體116與蓋160之間的在由熱結構130的傳遞表面132的內緣限定的邊界(例如圓形)內的物理接觸。換句話講，圖I至6以及圖11和12所示的實施例中的磁性吸引力可以將蓋 160拉攏而靠貼于基板110的主體116。因此，作用在樣品處理裝置150的被夾持在蓋160 和傳遞表面132之間的部分上的力可以通過片簧140 (或其他彈性構件，如果用到的話)施加。換句話講，對夾持力的控制可以通過例如片簧140的彈性構件進行控制。為了獲得前面段落所述的結果，在一些實施例中，在蓋160與基板110的主體116 之間產生的夾持力可以大于用來將熱結構130的傳遞表面132用力推向蓋160的偏壓力。 因此，蓋160可以被拉到與主體116接觸，并且彈性構件(例如片簧40)可以控制在蓋160 和傳遞表面132之間施加給樣品處理裝置150的力。在一些實施例中，如圖所示，隔熱元件138 (還可參見圖3)可以位于片簧140的外環146與基板110的凸緣136之間。隔熱元件138可以具有多種功能。例如，隔熱元件138 可以減小彈簧140的外環146與熱結構130的凸緣136之間的熱能傳遞。隔熱元件138的另一個可能的功能可以是為彈簧140提供預載，使得熱結構130被偏壓向基板110的頂部表面112所用的力為選定水平或在選定水平之上。較厚的隔熱元件138通常被期待會增加預載，而較薄的隔熱元件138通常被期待會減小預載。用于隔熱元件的一些可能合適的材料的實例可以包括導熱率比金屬低的材料，例如聚合物、陶瓷、彈性體等。雖然片簧140為能夠用于彈性地聯接熱結構130的彈性構件的一個實例，但是許多其他的彈性構件可以用來替代所示的片簧140或者可以是所示片簧140之外還可使用的構件。一些其他可能合適的彈性構件的實例可以包括例如葉簧、彈性體元件、氣動式結構(例如活塞、球膽等)等、或者它們的組合。雖然片簧140和基板110的主體116示出為單獨的部件，但是替代形式也是可能的，其中以單個整體部件實現主體116和彈簧140的功能。圖13示出了根據本發明的另一個環形壓緊系統400，其中類同的數字表示類同的部件。系統400具有多個與以上結合圖I至6所示實施例描述的相同元件和特征。因此，與圖I至6所示實施例中的元件和特征相對應的元件和特征用400系列的相同的附圖標記給出。為了更完整地描述圖13所示實施例的特征和元件(以及這些特征和元件的替代形式)， 引用上文或下文參照圖I至6所作的描述。如圖13所示，系統400包括樣品處理裝置450，該樣品處理裝置450保持被壓緊在基板410的熱結構430與蓋460之間。在圖13所示的實施例中，熱結構430的傳遞表面432可以是成形表面，具有位于內緣431和外緣433之間的凸起部分(其中內緣431最靠近旋轉軸線411，熱結構430繞所述旋轉軸線411旋轉，如本文詳述)。在樣品處理裝置450與蓋460接觸之前，傳遞表面432 的凸起部分可以比熱結構430的在內緣431和外緣433處的部分更靠近蓋460。在一些實施例中，如圖13所示，當在徑向橫截面上看時，傳遞表面432可以具有凸曲率。凸的傳遞表面432可以由圓形曲線或例如橢圓等的任何其他曲線輪廓限定。圖14和15示出可供選擇的成形傳遞表面，其可以與設置為例如環形環的熱結構結合使用。圖14所示的一個這樣的變型包括熱結構530(以橫截面圖示以示出其輪廓)。熱結構530包括具有內緣531和外緣533的成形傳遞表面532。內緣531被設置成靠近旋轉軸線，熱結構530繞所述旋轉軸線旋轉，如本文詳述。還示出了平面501 (在圖14中看到其邊緣)，該平面501橫切旋轉軸線。在所示的實施例中，平面501延伸過成形傳遞表面532的外緣533。與內緣431和外緣433位于相同平面上的圖13的傳遞表面432不同的是,傳遞表面532的內緣531可以位于與基準平面501偏移(ο)距離處，如圖14所示。在一些實施例中，如圖所示，傳遞表面 532的內緣531可以比外緣533更靠近蓋(未示出)。如本文所述，成形傳遞表面532可以包括內緣531和外緣533之間的凸起部分。圖 14中示出了凸起部分相對于平面501的高度(h)，其中該高度(h)可以表示傳遞表面532 的凸起部分的最大高度。圖12和13中所示的成形傳遞表面432和532包括凸起部分，該凸起部分的最大高度位于傳遞表面的內緣和外緣之間，然而凸起部分的最大高度可以代之以位于傳遞表面的一個邊緣處，例如內緣處。圖15中示出了一個這樣的實施例，其中示出了熱結構630的一部分的剖視圖。熱結構630包括具有內緣631和外緣633的成形傳遞表面632，如上詳述。在一些實施例中，傳遞表面632可以包括凸起部分，該凸起部分具有在延伸過傳遞表面 632的外緣633的基準平面601上方的高度(h)。然而，與圖12和13的傳遞表面不同的是，傳遞表面632的凸起部分的最大高度 (h)位于內緣631處。從最大高度(h)開始，傳遞表面632以凸曲線朝外緣633向下彎曲。 在這樣的實施例中，內緣631位于從基準平面601的偏移(ο)距離等于高度(h)處。傳遞表面432、532從平面表面偏移的量在圖12_14中可能被夸大。高度(h)可以在某種意義上是傳遞表面的內緣到外緣的徑向距離的函數。在一些實施例中，傳遞表面的徑向寬度可以為4厘米或更小，在一些實施例中，為2厘米或更小，并且在一些實施例中，為 I厘米或更小。在這類實施例中，高度(h)可以處于下限值大于零的范圍內，該下限值為例如O. 02毫米(mm)或更大，并且在一些實施例中，為O. 05毫米或更大。在范圍的上端，在一些實施例中，高度(h)可以為I毫米或更小，在一些實施例中，為O. 5mm或更小，并且在一些實施例中，為O. 25毫米或更小。回到圖13，通過提供與本發明的蓋460和壓緊結構結合的成形傳遞表面，可以提高熱結構430和樣品處理裝置450之間的熱耦合效率。在一些實施例中，成形傳遞表面432 與由蓋460施加的力配合可以使樣品處理裝置450變形，使其適形于傳遞表面432的形狀。 樣品處理裝置450的這種變形可以用于促進接觸，即使樣品處理裝置450的面向傳遞表面 432的表面或傳遞表面432自身包括不規則部分，否則在沒有變形的情況下該不規則部分可能妨礙均勻接觸。在樣品處理裝置450包括處理室(見例如圖I的樣品處理裝置150上的熱處理室 152)的實施例中，蓋460可以包括光學窗口 468,該光學窗口 468允許電磁能量透過蓋460 的至少一部分。這樣的電磁能量可以用來例如監測處理室、探詢處理室、加熱處理室、移動樣品處理裝置450中的材料、激發處理室中的材料等。“光學窗口”指的是蓋460的透射具有選定波長的電磁能量的選定部分。該透射可以穿過透射材料(或“光學透明”材料)或穿過形成在蓋460中的空洞(見例如圖I至4、7、8和9、10中的蓋160,260和360)。為了進一步促進樣品處理裝置450的變形以適橫跨跨過樣品處理裝置450的面向傳遞表面432的部分。在一些實施例中，在蓋460和熱結構430之間的基本上所有的壓緊力傳遞都可以通過蓋460的內壓緊環462和外壓緊環464發生。為了能夠進一步提高樣品處理裝置450對傳遞表面432的貼合，在一些實施例中， 內壓緊環462和外壓緊環464可以包括邊緣處理件469，使得不同部件(蓋、樣品處理裝置、 熱結構等)的尺寸的微小變化可以至少部分地通過邊緣處理件469進行補償。合適的邊緣處理件的一個實例可以是倒圓結構，其促進樣品處理裝置450與壓緊環462和464之間的點接觸。可能合適的邊緣處理件的其他可能的實例可以包括例如圖16A所示的彈性墊圈 469a、圖16B所示的懸臂構件469b以及圖16C所示的三角形結構469c。在另一個變型中，應當理解，雖然圖示的系統包括將熱結構聯接于基板的彈性構件，但是也可以使用可供選擇的布置，其中內壓緊環462和外壓緊環464通過一個或多個彈性構件彈性地聯接于蓋460。蓋460上彈性地安裝的壓緊環462和464還可以用來在系統 400中為例如不平的、厚度變化等的表面提供一些補償。當樣品處理裝置450在蓋460和熱結構430之間壓緊時，壓緊環462和/或464的彈性聯接還可以提高蓋460和熱結構430 之間產生的壓緊力的均勻度。如本文所述，在一些實施例中，樣品處理裝置450的與傳遞表面432 (或其他成形傳遞表面)接觸的部分能夠呈現某些適形性，在壓緊期間，該適形性使得樣品處理裝置450 能夠適形于傳遞表面432的形狀。該適形性可以限于樣品處理裝置與傳遞表面432接觸的部分。可包括適于貼合成形熱傳遞表面的適形部分的一些可能合適的樣品處理裝置，記載于例如名稱為COMPLIANT MICROFLUIDIC SAMPLE PROCESSING DISKS的美國專利公布 No. 2007/0009391 (Bedingham 等人)和名稱為 MODULAR SAMPLE PROCESSING APPARATUS KITS AND MODULES 的美國專利公布 No. 2008/0050276 (Bedingham 等人)。
本發明的一個實施例包括用于處理樣品處理裝置的系統，所述系統包括基板，其以可操作方式聯接于驅動系統，其中該驅動系統使基板繞旋轉軸線旋轉，并且其中所述旋轉軸線限定z軸；熱結構，其以可操作方式聯接于基板，其中熱結構包括靠近基板第一表面的外露的傳遞表面；至少一個第一磁性件，其以可操作方式聯接于基板；樣品處理裝置，其包括至少一個熱處理室；環形蓋，其適于面向傳遞表面，該環形蓋具有中心、內緣和外緣，該樣品處理裝置適于設置在基板和環形蓋之間，環形蓋的內緣被構造成在樣品處理裝置與環形蓋相鄰設置時相對于環形蓋的中心位于至少一個熱處理室的內側；以及至少一個第二磁性件，其以可操作方式聯接于環形蓋，該至少一個第二磁性件被構造吸引至少一個第一磁性件，以在沿著z軸的第一方向上對環形蓋施加力，從而促使樣品處理裝置的至少一部分與基板的傳遞表面接觸。本發明的另一個實施例包括用于處理樣品處理裝置的系統，所述系統包括基板， 其以可操作方式聯接于驅動系統，其中該驅動系統使基板繞旋轉軸線旋轉，并且其中所述旋轉軸線限定z軸；熱結構，其以可操作方式聯接于基板，其中熱結構包括靠近基板第一表面的外露的傳遞表面；磁性件的第一環面，其以可操作方式聯接于基板；樣品處理裝置，其包括至少一個熱處理室；環形蓋，其適于面向傳遞表面，該環形蓋具有內緣和外緣，內緣位于至少一個熱處理室的內側，樣品處理裝置適于設置在基板和環形蓋之間；以及磁性件的第二環面，其以可操作方式聯接于環形蓋，磁性件的第二環面被構造為吸引磁性件的第一環面，以在沿著z軸的第一方向上對環形蓋施加力，從而促使樣品處理裝置的至少一部分與基板的傳遞表面接觸。本發明的另一個實施例包括用于處理樣品處理裝置的方法，所述方法包括提供基板，該基板以可操作方式聯接于驅動系統；提供熱結構，該熱結構以可操作方式聯接于基板，其中熱結構包括靠近基板第一表面的外露的傳遞表面；提供樣品處理裝置，該樣品處理裝置包括至少一個熱處理室；提供環形蓋，該環形蓋面向傳遞表面，環形蓋具有內緣和外緣；提供以可操作方式聯接于基板的至少一個第一磁性件和以可操作方式聯接于環形蓋的至少一個第二磁性件；將樣品處理裝置位于基板和環形蓋之間，使得環形蓋的內緣位于至少一個熱處理室的內側，并且使得至少一個第一磁性件吸引至少一個第二磁性件，以在沿著z軸的第一方向上對環形蓋施加力，從而促使樣品處理裝置的至少一部分與基板的傳遞表面接觸；以及使基板繞旋轉軸線旋轉，其中所述旋轉軸線限定z軸。在上述實施例的任一個中，樣品處理裝置還可以包括至少一個非熱處理室，當樣品處理裝置與環形蓋相鄰設置時，該至少一個非熱處理室位于環形蓋內緣的內側。在上述實施例的任一個中，環形蓋的內緣可以包括內徑向邊緣，并且內徑向邊緣可以位于至少一個熱處理室的徑向內側。在上述實施例的任一個中，環形蓋的外緣可以包括外徑向邊緣。在上述實施例的任一個中，樣品處理裝置的至少一部分可以包括至少一個熱處理室。在上述實施例的任一個中，樣品處理裝置可以包括凹部，并且環形蓋可以包括尺寸適于被接納于樣品處理裝置的凹部中的部分。在上述實施例的任一個中，至少一個熱處理室可被設置在圍繞旋轉軸線的環帶中。
在上述實施例的任一個中，至少一個熱處理室可被設置在環形處理環內，并且樣品處理裝置的至少一部分可以包括環形處理環。在上述實施例的任一個中，環形蓋的外緣可被定位在至少一個熱處理室的內側。在上述實施例的任一個中，環形蓋的外緣可被定位在至少一個熱處理室的外側。在上述實施例的任一個中，環形蓋可以包括壁，所述壁適于設置在至少一個熱處理室上。在一些實施例中，所述壁可以是光學透明的。在上述實施例的任一個中，環形蓋的至少一部分可以是光學透明的。在上述實施例的任一個中，環形蓋和樣品處理裝置中的至少一者可以包括外壁， 該外壁位于至少一個熱處理室的外側，以熱隔離至少一個熱處理室。在上述實施例的任一個中，內緣可以是定位成與環形蓋的中心相距第一徑向距離的內徑向邊緣，并且外緣可以是被設置成與環形蓋的中心相距第二徑向距離的外徑向邊緣。在上述實施例的任一個中，第一徑向距離可以為第二徑向距離的至少約50%。在上述實施例的任一個中，環形蓋可以包括開口，該開口設置用于提供對樣品處理裝置的觸及。在上述實施例的任一個中，環形蓋的外緣可以定位成與環形蓋的中心相距第一半徑，并且第一半徑可以限定第一面積。在這類實施例中，開口的面積可以為第一面積的至少 30%。在上述實施例的任一個中，樣品處理裝置可以包括適于與至少一個熱處理室中的至少一者流體連通的至少一個輸入井，并且至少一個輸入井可以還被設置在樣品處理裝置的中心與至少一個熱處理室中的至少一者之間。在上述實施例的任一個中，當樣品處理裝置與環形蓋相鄰設置時，環形蓋可以適于允許對至少一個輸入井中的至少一者的觸及。在上述實施例的任一個中，環形蓋可以包括開口，該開口設置用于在樣品處理裝置與環形蓋相鄰設置時能夠提供對至少一個輸入井中的至少一者的觸及。在上述實施例的任一個中，環形蓋可以包括當樣品處理裝置與環形蓋相鄰設置時覆蓋至少一個熱處理室中的至少一者的部分。在上述實施例的任一個中，環形蓋可以與樣品處理裝置一體地形成。在上述實施例的任一個中，至少一個第一磁性件和至少一個第二磁性件中的至少一者可以包括鐵磁性材料。在上述實施例的任一個中，至少一個第二磁性件可以包括內緣和外緣，并且內緣和外緣均可以位于至少一個熱處理室的內側。在上述實施例的任一個中，環形蓋可以包括內壁和外壁，該內壁包括至少一個第二磁性件，并且當樣品處理裝置與環形蓋相鄰設置時，該外壁位于至少一個熱處理室的外側。在上述實施例的任一個中，至少一個第一磁性件和至少一個第二磁性件可以相對于彼此拼合，使得環形蓋和基板可以適于相對于彼此以預定的取向設置。在上述實施例的任一個中，至少一個第一磁性件和至少一個第二磁性件中的至少一者可以為圍繞旋轉軸線設置的環面形式。
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在上述實施例的任一個中，至少一個第一磁性件和至少一個第二磁性件中的至少一者可以包括圍繞環面基本上均勻分布的磁力。在上述實施例的任一個中，至少一個第二磁性件可以布置成圍繞旋轉軸線的環面的形式，并且該環面可以包括外緣。在這類實施例中，環形蓋的外緣可以定位成與環面的外緣相鄰。在上述實施例的任一個中，至少一個第二磁性件可以布置成圍繞旋轉軸線的環面的形式，該環面可以包括外緣，并且例如當樣品處理裝置與環形蓋相鄰設置時，該外緣可被定位在至少一個熱處理室的內側。 在上述實施例的任一個中，磁性件的第二環面可以包括內緣和外緣，并且內緣和外緣均可以位于至少一個熱處理室的內側。在上述實施例的任一個中，環形蓋可以包括內壁和外壁，該內壁包括磁性件的第二環面，并且當樣品處理裝置與環形蓋相鄰設置時，該外壁位于至少一個熱處理室的外側。在上述實施例的任一個中，磁性件的第一環面和磁性件的第二環面可以相對于彼此拼合，使得環形蓋和基板適于以預定的取向設置。在上述實施例的任一個中，磁性件的第一環面和磁性件的第二環面中的至少一者可以包括圍繞環面基本上均勻分布的磁力。在上述實施例的任一個中，磁性件的第二環面可以包括外緣，并且環形蓋的外緣可以定位成與磁性件的第二環面的外緣相鄰。在上述實施例的任一個中，磁性件的第二環面可以包括外緣，并且當樣品處理裝置與環形蓋相鄰設置時，該外緣可被定位在至少一個熱處理室的內側。在上述實施例的任一個中，環形蓋的內緣可以限定開口，并且上述方法實施例中的任一個還可以包括經由環形蓋中的開口觸及樣品處理裝置的至少一部分，其中所述觸及樣品處理裝置的至少一部分可以包括物理地觸及、光學地觸及和熱學地觸及中的至少一種。雖然僅以舉例的方式在附圖中示出了本發明的各種實施例，但是應當理解，在不脫離本發明的范圍的情況下，可以采用文中描述和圖示的實施例的多種組合。例如，本發明的系統的一些實施例可以包括來自一個實施例的基板、來自另一個實施例的樣品處理裝置和來自另一個實施例的蓋。此外，上面描述并在附圖示出的實施例僅以舉例的方式呈現，并非旨在作為對本發明的概念和原則的限制。這樣，本領域的普通技術人員應當理解，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下可以對各元件及其結構和安排進行各種改變。本文中引用的所有參考資料和專利公開明白地以全文引用方式并入本公開。本發明的各種特征和方面在以下權利要求書中給出。
權利要求
1.一種用于處理樣品處理裝置的系統，所述系統包括基板，所述基板以可操作方式聯接于驅動系統，其中所述驅動系統使所述基板繞旋轉軸線旋轉，并且其中所述旋轉軸線限定ζ軸；熱結構，所述熱結構以可操作方式聯接于所述基板，其中所述熱結構包括鄰近所述基板的第一表面暴露的傳遞表面；至少一個第一磁性件，所述至少一個第一磁性件以可操作方式聯接于所述基板； 樣品處理裝置，所述樣品處理裝置包括至少一個熱處理室；環形蓋，所述環形蓋適于面向所述傳遞表面，所述環形蓋具有中心、內緣和外緣，所述樣品處理裝置適于設置在所述基板和所述環形蓋之間，所述環形蓋的內緣被構造成在所述樣品處理裝置與所述環形蓋相鄰設置時相對于所述環形蓋的中心位于所述至少一個熱處理室的內側；以及至少一個第二磁性件，所述至少一個第二磁性件以可操作方式聯接于所述環形蓋，所述至少一個第二磁性件被構造成用于吸引所述至少一個第一磁性件在沿著所述ζ軸的第一方向上對所述環形蓋施加力，從而促使所述樣品處理裝置的至少一部分與所述基板的傳遞表面接觸。
2.一種用于處理樣品處理裝置的方法，所述方法包括 提供基板，所述基板以可操作方式聯接于驅動系統；提供熱結構，所述熱結構以可操作方式聯接于所述基板，其中所述熱結構包括鄰近所述基板的第一表面暴露的傳遞表面；提供樣品處理裝置，所述樣品處理裝置包括至少一個熱處理室； 提供環形蓋，所述環形蓋面向所述傳遞表面，所述環形蓋具有內緣和外緣； 提供以可操作方式聯接于所述基板的至少一個第一磁性件和以可操作方式聯接于所述環形蓋的至少一個第二磁性件；將所述樣品處理裝置設置在所述基板和所述環形蓋之間，使得所述環形蓋的內緣位于所述至少一個熱處理室的內側，并且使得所述至少一個第一磁性件吸引所述至少一個第二磁性件，以在沿著ζ軸的第一方向上對所述環形蓋施加力，從而促使所述樣品處理裝置的至少一部分與所述基板的傳遞表面接觸；以及使所述基板繞旋轉軸線旋轉，其中所述旋轉軸線限定ζ軸。
3.根據權利要求1所述的系統或者根據權利要求2所述的方法，其中所述樣品處理裝置還包括至少一個非熱處理室，當所述樣品處理裝置與所述環形蓋相鄰設置時，所述至少一個非熱處理室位于所述環形蓋的內緣的內側。
4.根據權利要求1和3中任一項所述的系統或者根據權利要求2-3中任一項所述的方法，其中所述環形蓋的內緣包括內徑向邊緣，并且其中所述內徑向邊緣位于所述至少一個熱處理室的徑向內側。
5.根據權利要求1和3-4中任一項所述的系統或者根據權利要求2-4中任一項所述的方法，其中所述環形蓋的外緣包括外徑向邊緣。
6.根據權利要求1和3-5中任一項所述的系統或者根據權利要求2-5中任一項所述的方法，其中所述樣品處理裝置的所述至少一部分包括所述至少一個熱處理室。
7.根據權利要求1和3-6中任一項所述的系統或者根據權利要求2-6中任一項所述的方法，其中所述樣品處理裝置包括凹部，并且其中所述環形蓋包括尺寸適于被接納在所述樣品處理裝置的所述凹部中的部分。
8.根據權利要求1和3-7中任一項所述的系統或者根據權利要求2-7中任一項所述的方法，其中所述至少一個熱處理室被布置在圍繞所述旋轉軸線的環帶中。
9.根據權利要求1和3-8中任一項所述的系統或者根據權利要求2-8中任一項所述的方法，其中所述至少一個熱處理室被布置在環形處理環中，并且其中所述樣品處理裝置的所述至少一部分包括所述環形處理環。
10.根據權利要求1和3-9中任一項所述的系統或者根據權利要求2-9中任一項所述的方法，其中所述環形蓋的外緣位于所述至少一個熱處理室的內側。
11.根據權利要求1和3-10中任一項所述的系統或者根據權利要求2-10中任一項所述的方法，其中所述環形蓋的外緣位于所述至少一個熱處理室的外側。
12.根據權利要求1和3-11中任一項所述的系統或者根據權利要求2-11中任一項所述的方法，其中所述環形蓋包括壁，所述壁適于設置在所述至少一個熱處理室上。
13.根據權利要求12所述的系統或方法，其中所述壁為光學透明的。
14.根據權利要求1和3-13中任一項所述的系統或者根據權利要求2-13中任一項所述的方法，其中所述環形蓋的至少一部分為光學透明的。
15.根據權利要求1和3-14中任一項所述的系統或者根據權利要求2-14中任一項所述的方法，其中所述環形蓋和所述樣品處理裝置中的至少一者包括外壁，所述外壁位于所述至少一個熱處理室的外側，以熱隔離所述至少一個熱處理室。
16.根據權利要求1和3-15中任一項所述的系統或者根據權利要求2-15中任一項所述的方法，其中所述內緣是設置為與所述環形蓋的中心相距第一徑向距離的內徑向邊緣， 并且其中所述外緣是設置為與所述環形蓋的中心相距第二徑向距離的外徑向邊緣。
17.根據權利要求16所述的系統或方法，其中所述第一徑向距離為所述第二徑向距離的至少約50%。
18.根據權利要求1和3-17中任一項所述的系統或者根據權利要求2-17中任一項所述的方法，其中所述環形蓋包括開口，所述開口設置用于提供對所述樣品處理裝置的觸及。
19.根據權利要求18所述的系統或方法，其中所述環形蓋的外緣設置為與所述環形蓋的中心相距第一半徑，其中所述第一半徑限定第一面積，并且其中所述開口的面積為所述第一面積的至少30%。
20.根據權利要求1和3-19中任一項所述的系統或者根據權利要求2-19中任一項所述的方法，其中所述樣品處理裝置包括適于與所述至少一個熱處理室中的至少一者流體連通的至少一個輸入井，并且所述至少一個輸入井被設置在所述樣品處理裝置的中心與所述至少一個熱處理室中的至少一者之間。
21.根據權利要求20所述的系統或方法，其中所述環形蓋適于在所述樣品處理裝置與所述環形蓋相鄰設置時允許觸及所述至少一個輸入井中的至少一者。
22.根據權利要求20所述的系統或方法，其中所述環形蓋包括開口，所述開口設置用于在所述樣品處理裝置與所述環形蓋相鄰設置時提供對所述至少一個輸入井中的至少一者的觸及。
23.根據權利要求21或22所述的系統或方法，其中所述環形蓋包括在所述樣品處理裝置與所述環形蓋相鄰設置時覆蓋所述至少一個熱處理室中的至少一者的部分。
24.根據權利要求1和3-23中任一項所述的系統或者根據權利要求2-23中任一項所述的方法，其中所述環形蓋與所述樣品處理裝置一體地形成。
25.根據權利要求1和3-M中任一項所述的系統或者根據權利要求2-M中任一項所述的方法，其中所述至少一個第一磁性件和所述至少一個第二磁性件中的至少一者包括鐵磁性材料。
26.根據權利要求1和3-25中任一項所述的系統或者根據權利要求2-25中任一項所述的方法，其中所述至少一個第二磁性件包括內緣和外緣，并且其中所述內緣和所述外緣均位于所述至少一個熱處理室的內側。
27.根據權利要求1和3- 中任一項所述的系統或者根據權利要求2- 中任一項所述的方法，其中所述環形蓋包括內壁和外壁，所述內壁包括所述至少一個第二磁性件，并且所述外壁在所述樣品處理裝置與所述環形蓋相鄰設置時位于所述至少一個熱處理室的外側。
28.根據權利要求1和3-27中任一項所述的系統或者根據權利要求2-27中任一項所述的方法，其中所述至少一個第一磁性件和所述至少一個第二磁性件相對于彼此拼合，使得所述環形蓋和所述基板適于相對于彼此以預定的取向設置。
29.根據權利要求1和3- 中任一項所述的系統或者根據權利要求2- 中任一項所述的方法，其中所述至少一個第一磁性件和所述至少一個第二磁性件中的至少一者為圍繞所述旋轉軸線設置的環帶的形式。
30.根據權利要求四所述的系統或方法，其中所述至少一個第一磁性件和所述至少一個第二磁性件中的至少一者包括圍繞所述環帶基本上均勻分布的磁力。
31.根據權利要求1和3-30中任一項所述的系統或者根據權利要求2-30中任一項所述的方法，其中所述至少一個第二磁性件布置成圍繞所述旋轉軸線的環帶的形式，并且其中所述環帶包括外緣，并且其中所述環形蓋的外緣與所述環帶的外緣相鄰設置。
32.根據權利要求1和3-31中任一項所述的系統或者根據權利要求2-31中任一項所述的方法，其中所述至少一個第二磁性件布置成繞所述旋轉軸線的環帶的形式，其中所述環帶包括外緣，并且其中當所述樣品處理裝置與所述環形蓋相鄰設置時，所述外緣位于所述至少一個熱處理室的內側。
33.根據權利要求2-32中任一項所述的方法，其中所述環形蓋的內緣限定一個開口， 并且所述方法還包括經由所述環形蓋中的所述開口觸及所述樣品處理裝置的至少一部分。
34.根據權利要求33所述的方法，其中觸及所述樣品處理裝置的至少一部分包括物理地觸及、光學地觸及和熱學地觸及中的至少一種。
全文摘要
本發明涉及一種系統，所述系統可以包括適于繞旋轉軸線旋轉的基板。所述基板可以包括至少一個第一磁性件。所述系統還可以包括環形蓋和樣品處理裝置，所述樣品處理裝置包括至少一個熱處理室。所述環形蓋可以包括內緣、外緣和至少一個第二磁性件。本發明還涉及一種方法，所述方法可以包括將樣品處理裝置位于基板和環形蓋之間，使得環形蓋的內緣位于至少一個熱處理室的內側，并且使得至少一個第一磁性件吸引至少一個第二磁性件，以在沿著z軸的第一方向上對環形蓋施加力，從而將樣品處理裝置推壓成與基板接觸。
文檔編號G01N35/00GK102597782SQ200980162431
公開日2012年7月18日 申請日期2009年11月13日 優先權日2009年11月13日
發明者克里斯托弗·R·科考伊瑟爾, 威廉姆·拜丁漢姆, 巴里·W·羅博萊, 彼得·D·陸德外斯, 杰弗里·C·佩德森 申請人:3M創新有限公司