背景技术：
1、核酸的提取和扩增技术应用于分子生物学、食品安全和环境监测越来越重要。许多生物学研究人员在核酸分析工作中使用了聚合酶链式反应(pcr)，因为它具有高灵敏度和高特异性。一般上，pcr是通过热循环过程来进行的，该过程通过加热和冷却含有反应材料的容器来实现dna的变性、退火和延伸。在实时pcr检测中，仪器是通过荧光信号的积累来检测阳性反应的。仪器通常会多次或在每个热循环之后进行荧光成像，以便记录生物样品中的渐进变化，并检测样品或生物样品中靶核酸的量。对微量dna所进行的pcr扩增可用于科研、法医分析、野生动物研究、超灵敏诊断等应用。等温扩增技术也有被使用。一般流程中，在pcr之前需要先进行样品制备步骤，比如核酸提取和纯化，其中需要执行多个液体处理步骤，包括抽吸液体、推排液体、和混合液体。样品制备步骤和核酸扩增步骤中的操作都可能导致污染的发生，这主要是由于气溶胶的产生和/或液体的挥发。防止核酸分析仪或样品处理仪器污染实验室空间的典型方法是在扩增过程中密封pcr容器，并将样品制备仪器放入具有负压的生物安全柜或通风柜中，其中气溶胶和/或液体处理时所产生的蒸气会从生物安全柜中被去除。在核酸检测实验室中，为了防止所述污染的发生，用于核酸提取的样品制备步骤与pcr步骤是在不同的空间进行的，所述空间的气压和空气流通方向受严格控制。在pcr实验室以外，例如学校、药房、机场或商业建筑物等分布式护理测试场所(poct)，使用这类生物安全柜或安全罩，以及受控测试环境在技术方面是不合适的，或者不符合成本效益。
2、带有预扩增步骤的巢式pcr是一种能够减少dna模板非特异性扩增的技术，这项技术通常会使用两套引物组合或试剂，以及连续的两个pcr反应。第一组引物用于初始pcr反应。第一次pcr反应所产生的扩增子会被用作第二组引物和第二次扩增步骤的模板。然而，由于执行人员需要把第一轮扩增所使用的容器打开，以对来自第一轮扩增的扩增子产物进行额外的液体转移和处理，以便准备第二轮扩增。以上过程对于实验室环境污染的可能性通常也会提升。为了最大限度地减少第一轮和第二轮扩增之间的污染残留，该过程的不同步骤需要在物理上彼此分离，并且最好在完全独立的实验空间中进行。巢式pcr检测中的扩增子的检测方式与pcr中相同。因此，当所有步骤都在一台仪器箱中进行时，由于污染的可能性很高，巢式pcr步骤很难在同一台仪器內实现自动化。
3、在核酸扩增步骤之前，核酸的提取和扩增过程通常会来自于实验室表面、试剂、使用过的移液器和移液枪头、实验室外套、手套箱和废纸篓的样品污染。来自样品和试剂液体的气溶胶和挥发物会对周围环境造成污染。检测的灵敏度越高，就越容易受到污染的影响。无论是基因分型、创建ngs文库、研究单细胞还是测试敏感的临床样本，成功的气溶胶污染控制都是众多实验数据可靠的支柱。在实验室中，使用未密封的孔板进行提取步骤非常方便，并且为许多测试规程提供了灵活性。其成本也低，并且易于让液体处理装置进出。但是，在使用中，需要几个独立的房间来进行试剂制备、样品制备、pcr等步骤，以控制气溶胶和/或蒸气以及其他污染物。
4、这类设施只存在于拥有训练有素的人员、空气管控和规程的实验室中。一般上，在污染发生时，这类实验室也已经有相应的去污染规程。在poct环境中不具备分隔房间、防污染设施和训练有素的人员的条件。
5、即使是微量的生物样品污染也会产生严重的负面影响，特别是当这些污染在扩增过程中被放大并随后导致错误的检测和诊断时。因此，生物样品对环境的污染和环境对样品的污染都需要被阻止。
6、微流体卡盒模块的开发是为了提供密封环境，它包含内部微通道、阀门和泵或泵接口，这些都需要复杂的机器接口来操作卡盒模块。biofire filmarray系统提供了综合征传染病分子诊断的新标准，它集成了样品制备、扩增、检测和分析功能，专利公开号：us2018/0214864a1。另外，产品genexpert也描述了反应卡盒模块的应用。这款一次性卡盒模块由转移液体于腔室之间的微型阀和微型泵所构成，用于扩增的热循环和实时光学检测都是在腔体内进行的。然而，由于设计复杂，这种卡盒模块的生产操作也复杂，因此价格昂贵。高复杂性还可能导致性能可靠性低，并且需要以良好的生产体系进行制造。微流体卡盒模块不能灵活地用于不同的操作规程。可测试的样品数量也受卡盒模块的设计所限制。此外，卡盒模块设计无法控制样品制备和pcr过程中样品与环境之间的交叉污染。
7、因此，市场对于简单与低成本的液体处理装置以用于进行复杂的无气溶胶和/或蒸气污染的核酸提取以及pcr的样品制备步骤的开发需求是巨大的。同样，对粪便等传染性或恶臭样本进行生物分析也是污染控制方面的一个挑战，特别是在poct场景中。
8、本发明在用于样品制备、扩增、检测和分析方面对于设备、仪器和方法提供了几项改进。通过使用简单的设计和功能，本发明使一次性用品更加实惠可靠，从而对生物分析提供了巨大的正面影响。该发明可能加快扩增过程，提供显著的污染控制，特别是对于poct设置而言，并且还解决了对传染性或恶臭样本(如粪便)进行生物分析时所面临的问题。
技术实现思路
1、除非特别说明，否则术语“包括”和“包含”及其语法变体旨在表示“开放”或“包容性”语言，使得它们包括所记载的要素，但也允许包含额外的未列举的元素。单词“基本上”并不排除“完全”。术语生物样品已被用于含有核酸的生物样品，无论是在混合试剂液体之前还是之后。生物样品可以源自任何生物形式，例如拭子、唾液、血液等。“试剂液”所指的可以是指本领域中使用的任何种类，例如用于处理生物样品的pcr试剂、提取液、纯化液、脱氨液、脱磺液以及用于处理生物样本的种类。在本公开中，容器可以处于像孔板这种集成形式，或处于分解形式。
2、根据第一方面，本发明提供了一种用于改善包括核酸提取、核酸扩增和检测的生物分析或核酸分析规程期间的污染控制。该卡盒模块包括：至少一中空管；以及多个容器；至少一个覆盖层，以将容器与覆盖层外部的环境隔离，其中，每个容器能让与注射器或移液器相连的管通过覆盖层并仅从容器顶部的开口把正在使用中的试剂液往容器推排和从容器中抽吸，即使在该管刺穿覆盖层并缩回，在整个生物分析或核酸分析过程中，该覆盖层仍能在实质上阻隔环境与容器之间的气溶胶交换，该覆盖层还能防止由于试剂液或生物样品从容器或卡盒模块中溢出而对环境所造成的污染，该覆盖层连接到：1)至少一个容器的顶部开口，或2)卡盒模块或容器，并在覆盖层和容器的顶部开口之间保持着一个与环境隔离的连接空气空间，该连接空气空间能在管抽吸或推排生物样品和试剂液时减少隔离容器中气压的变化。当管从容器中缩回时，该覆盖层有利地把大部分黏附在管下方的试剂液或生物样品刮到该覆盖层下。优选的管为有斜角的尖头。该管的外径介于0.1mm和5mm之间。该覆盖层的厚度介于0.1mm和50mm之间。
3、根据一个实施例，当覆盖层附接到容器顶部开口时，覆盖层材料的至少一部分是多孔的。多孔覆盖层有助于在液体推排和抽吸期间调节气压力。容器内部气压的提升或下降也会影响到原本编程所指定往该管推排或从该管吸取试剂液或生物样品的体积。项效应可能只造成小体积的影响，但当容器体积也小时，影响就会变得显著。图7a和7b描述了更多问题。该多孔覆盖层应具有多孔性、曲折度和内部孔隙结构，以便在典型的实验实践中，在实质上阻挡核酸分析中所产生的气溶胶。
4、根据一个实施例，覆盖层材料的至少一部分为弹性体。该弹性体覆盖层有助于在实质上把因被管刺穿而产生的覆盖层缝隙合上。
5、该覆盖层的材料为以下材料中的任何一项或其组合：a)多孔弹性体，b)多孔非弹性体，c)无孔弹性体，以及d)无孔非弹性体。覆盖层的材料可以从如上所述的四种类型中选择，以在压力调节、气溶胶阻挡和防止溢出之间进行优化。
6、根据一个实施例，一层覆盖液体被预先推排或被提供以被推排到覆盖层上，其中，至少被推排到了管所刺穿的部分，以便形成叠层或使覆盖层被覆盖液浸泡，或使覆盖液被夹在覆盖层中，覆盖液并不与试剂液和生物样品起反应。覆盖液也可以处于覆盖层的下侧。覆盖液有利地适用于通过阻挡由管所刺穿所在覆盖层上形成的缝隙来加强覆盖层的隔离效果。如果覆盖层是无孔的，则隔离可以是气密的。覆盖液还改善了对于气溶胶和溢出的阻挡，尤其是对于多孔覆盖层的改善。有了覆盖液体，特别是对于非弹性体覆盖层，容器在管刺穿覆盖层之前和之后都能与环境保持气密隔离，例如在进行不涉及高温的步骤时。覆盖液体封闭了非弹性覆盖层的覆盖层孔。当管穿过覆盖液体时，残留在管上的微量试剂液体或生物样品被覆盖液体覆盖。这防止了粘附到管上的试剂液体或生物样品暴露在环境之中并将其污染。覆盖液体还覆盖插入容器内的管的一部分，因此任何从环境进入容器的污染都能被减少。当覆盖液位于覆盖层下方时，覆盖液还得到了更好的保护，免受物理和操作损坏。优选的覆盖液是不与试剂液和生物样品混溶的，并且能够润湿于管和覆盖层。覆盖液体可以是粘稠液体聚合物或单体或油或液体蜡或本领域任何其他合适的材料。
7、本领域技术人员将理解，通过热处理进行扩增的容器需要设置有单独的覆盖层，以能够加热容器并将其转移至盒外部的扩增模块。
8、本发明具有以下所述的几个优点：1)通过隔离，一旦试剂液和生物样品被推排到容器中，这些液体将永远不会再暴露于环境中，从生物分析或核酸提取过程、扩增、成像到丢弃。因此，与最先进的试剂盒相比，在本发明中，从环境到生物样品的污染和从生物样品到环境的污染就明显地有所降低。隔离显著防止了气溶胶和/或蒸汽在分析过程中逸出或进入容器。2)容器带有预防措施，并只从容器上方的开口进行液体交流的这项机制使得卡盒模块能够在复杂程度比较低的环境下操作。因此，该卡盒模块在没有任何阀门、热循环模块或光学检测模块的情况下，降低了成本并提高了检测和分析的可靠性。而且，由于容器之间没有液体连通，因此本发明减少了容器中的生物样品之间的交叉污染。相对于微通道，这项特征还让容器都可以被用在定制的计算机编程上。3)另外，低成本使得卡盒模块可以在试剂液消耗完后被丢弃，从而进一步减少污染的可能性。4)在为设备选择用于扩增的浴槽方面，卡盒为用户提供了更大的灵活性，比如：用户可以通过使用数个维持在各自目标温度的浴槽来实现更快的热循环，而不让热循环速度局限于单个浴槽或加热块的应用。5)卡盒模块的简单特征使其易于携带。6)卡盒模块允许使用业界中常用的一次性用品，例如单独的容器和孔板。7)覆盖层隔离还解决了poct环境中对粪便等传染性或恶臭样本进行生物分析时所面对的问题。
9、根据一个实施例，该卡盒还包括了一个固定在叠层上的擦洗层，使得覆盖层、覆盖液和擦洗层形成一个复合层，擦洗层可被管刺穿，在管从容器中缩回时，擦洗层基本可以把黏附在管上的覆盖液擦洗掉。如果没有擦洗层，当数量较少或管子较长时，覆盖液可能会更快被耗尽。
10、根据一个实施例，卡盒还包括至少一个注射器，并提供来自以下组的至少一个特征：a)在注射器的柱塞和注射筒之间安置一个o形环，并且在o形环上提供覆盖液，该覆盖液远离注射筒的推排或抽吸管尖，以及b)注射器的柱塞和筒体之间配置有至少两个o形环，并且在这两个o形环之间提供覆盖液，覆盖液与试剂液和生物样品之间是不混溶也不发生反应的。具有覆盖液的o形环往往使注射器具有更好的气密性，从而进一步减少任何可能从环境进入容器的污染，以及可能从容器进入环境的污染。此外，在柱塞被往下推入注射筒时，附着于注射器柱塞內壁和注射筒外壁的微量的试剂液或生物样品会被覆盖液所覆盖。该覆盖物有助于避免试剂液或生物样品暴露于环境，进而避免它们污染环境。
11、根据一个实施例，该卡盒还包括了定位在覆盖层上方或下方的刚性保持层，该刚性保持层具有与容器顶部开口上方对齐的保持层孔，以便让管刺穿覆盖层。当管刺入容器或从容器缩回时，该刚性保持层有利地防止覆盖层脱离或弯曲。
12、根据一个实施例，该卡盒进一步包括了至少一个用于安置至少一个容器的容器握持架，该容器握持架可被从卡盒上拆卸。在把容器放入或取出卡盒模块时，该容器握持架是有用的，如在用于生物分析或包括核酸提取、核酸扩增和检测的核酸分析规程的设备上的模块内。
13、根据一个实施例，该卡盒还包括了液体密封剂，当该液体密封剂被推排到至少一个容器顶部的开口上时，它无论是在固化之前还是固化之后都能够密封容器的顶部的开口，该液体密封剂跟试剂液和生物样品是不混溶且不发生反应的。液体密封剂可通过穿过覆盖层或叠层的管并被推出，从而在容器中的生物样品或试剂液体之间产生气隙。该液体密封剂可以是粘稠的，这对于从容器中往外泄漏的加压空气可提供很大的阻力。在该容器于扩增步骤受热时，该密封层有助于防止来自容器內的生物样品的气溶胶或蒸汽通过覆盖层孔或层叠孔逸出。该密封层也控制了任何可能从环境到达容器的此类污染。得益于该气隙，在成像过程中，来自液体密封剂的荧光不会与来自生物样品的荧光一起被捕捉。液体密封剂可以是任何粘性材料，例如蜡或胶水。在室温下固化的蜡使测试套件的运输更为容易。在它被管抽吸和推排时，它可以被局部加热成液体形式。
14、根据一个实施例，覆盖层设置有凹槽以容纳覆盖液体，并且凹槽是互连的。然后，中空管的管尖可以在凹坑之间移动，同时保持浸入覆盖液体中并且不暴露于环境。如果在吸取或推排含有核酸的生物样品之后管尖暴露于环境，则生物样品的任何滴落都会污染环境。造成不必要的样品滴落的可能因素有数种，例如软件错误或仪器错误。这项实施例就避免了这种污染的可能性，因为任何这类生物样品滴都会被捕获于覆盖液体内。
15、根据一个实施例，至少其中一个容器顶部开口上方的覆盖层是柔性的，并且拥有至少一个缝隙或可部分通过的缝隙，以便让诸如移液器等的钝管更容易地、更省力地刺穿。当容器由可变形材料制成时，钝管是优选的。锋利的管子具有刺穿可变形材料的潜力。
16、根据一个实施例，覆盖层具有凹进的顶部，用于在管尖端穿过凹进顶部的基部区域时刺穿覆盖层之前引导管的管尖端，凹进顶部具有倾斜侧面以提供朝向基部区域的锥度，底部区域是小于容器顶部开口的。当管处于锋利的针形式时，锥形表面优选为硬表面，以防止针刺入锥形表面。这为注射器或移液器的管尖与小容器顶部开口之间的错位提供了更好的容差。当容器是处于为在生物样品中的核酸扩增提升传热效率而采用的那种非常窄的毛细管形式时，这项特征就尤其有帮助。倾斜侧面由刚性材料制成，以防止被管尖刺穿。
17、该卡盒模块可包括至少一个含有磁珠的容器，用于结合来自生物样品的核酸。至少一个容器可以含有作为清洁液的油或水或dna去除剂，用于在核酸分析期间的任何阶段清洁管和注射器，包括针管的内表面和外表面，图24显示了该液体保留空间，即注射器与管头接合的区域。这些区域留有之前处理步骤所留下的、研究人员不希望有的表面形状。当一根注射器被用于处理数个样品时，这项清洁效应也去除了先前处理中的生物样品。
18、根据一个卡盒模块的实施例，容器的至少一部分由可变形材料所制成，以便在使用时，(i)处于初始状态或形状的容器可以膨胀，以便容纳仪器所推排的试剂液或生物样品。(ii)当仪器所推排的试剂液或生物样品被抽吸出容器时，处于初始状态或形状的容器可以收缩，以便缓冲管在抽吸或推排生物样品和试剂液时对于隔离的容器中的气压变化。这个实施例对于无孔覆盖层特别有用。容器内部气压的提升或下降也会影响到原本编程所指定往该管推排或从该管吸取试剂液或生物样品的体积。这项效应可能只造成小体积的影响，但当容器体积也小时，影响就会变得显著。
19、根据一个实施例，具有空气连接空间的卡盒模块还包括：一个密封层，它密封了单个或多个容器顶部开口，以便在卡盒模块不处于直立位置时防止容器內的任何试剂液和生物样品溢出，密封层是可以被管刺穿的。在使用期间，设备需要通过附接至注射器或移液管机构的管在密封层中产生通气孔，使得容器在随后从容器抽吸或推排到容器中的过程中与空气连接空间的空气连通。
20、根据一个实施例，当覆盖层附接至容器顶部开口时，多个隔离容器被垂直放置成堆，使得中空管的管尖能够刺穿这堆容器中各容器上方的覆盖层，以便从堆中最上面的容器达到堆中最下面的容器。该实施例有助于减少卡盒模块的占地面积，这对于便携式装置来说是理想的。
21、根据一个实施例，该卡盒模块还包括：一个在设备为管在容器顶部开口上方进行自动定位时，能够被设备探测到的固定图案。
22、根据一个实施例，该卡盒模块还容纳至少一个具有盖的样品容器，该盖至少有一部分包含了可被管刺穿的覆盖层，以便让管能够把生物样品从样品容器中抽吸和推排到该容器內。这改善了污染控制，因为生物样品是在样品容器处于卡盒模块內时被管转移进入容器的。盖子和盖子中的覆盖层防止了生物样品在整个分析过程中任何可能的溢出，直到卡盒模块被丢弃。
23、根据第二方面，本发明提供了用于在包括核酸提取、核酸扩增和检测的生物分析或核酸分析规程期间改善污染控制的设备。该设备包括：a)根据前文所述，用于容纳卡盒模块的接收模块；b)用于操作连接至注射器或移液器的机械式控制注射器或移液器机构，以便通过容器顶部开口和覆盖层或叠层或夹层把生物样品或试剂液从容器种抽吸出来或推排进入容器中；c)一个用于提供等温加热或循环加热的扩增模块，扩增可以在含有生物样品的容器处于卡盒模块内部或外部时进行；d)一个在含有生物样品的容器处于卡盒模块內部或外部时或之后，用于为生物样品进行成像的光学成像机构；以及e)当扩增在卡盒模块外进行时，一个可以配置成能够把由容器握持架所握持住的容器从卡盒模块內或设备內转移到卡盒模块外的由机器人控制的转移装置。
24、根据一个实施例，该设备是计算机可编程的，以便操作注射器或移液器装置，使它把接附在注射器的管按压在卡盒模块或设备中一个固定的表面上，并把管折弯，然后把注射器和已折弯的管嵌入卡盒模块中。其优点已在第一方面中被描述。在用完接附在注射器或移液器上的管之后把它折弯有利于使它在丢弃之前易于被收纳在卡盒中。
25、该装置还包括紫外线(uv)固化模块，用于固化沉积在容器顶部开口处的一种uv树脂。这种在扩增之前的原位固化有助于阻止来自容器中的生物样品的蒸气因为管的刺穿而通过在覆盖层中形成的覆盖层孔污染环境。
26、根据一个实施例，该设备是计算机可进一步编程的，以便在注射器或移液器进行吸取和推排试剂液或生物样品出入多个容器时，为容器握持架进行定位，使得与容器内的生物样品接触的那段管不会移出空气连接空间。这显著减少了污染。
27、根据一个实施例，该设备是计算机可编程的，以便为由试剂液在任何两个连续的扩增步骤之间通过有覆盖液或无覆盖液的覆盖层所处理过的生物样品执行至少两个扩增步骤，扩增期间，该含有生物样品的容器被保留在卡盒模块以内或以外，但被保留在设备内。本发明使得生物样品中的核酸在有覆盖层或叠层的情况下能够在同一个容器內自动进行巢式双重扩增。在一次扩增之后不需要将pcr扩增子从容器中取出，以便在另一次扩增之前将它与试剂液混合。因此，该方法适用于快速即时护理测试(poct)pcr过程。该产品可自动执行高度复杂且耗时的手动程序，同时将污染的可能性降至最低。为了提高使用者所研究的dna和rna的检测灵敏度，可能需要进行两次以上的扩增。
28、根据一个实施例，该设备还包括：一个用于检测管尖跟容器顶部开口之间由于刺穿覆盖层所造成的相对错位的检测模块；以及一个用于让注射器或移液器装置补偿错位的自动校准模块。管尖的错位程度取决于覆盖层的材料、厚度等因素。管越薄，在制造、组装到卡盒模块上时它在使用期间刺穿覆盖层并受力时，就越容易弯曲。因此，管可能无法通过容器顶部开口进入容器，例如用于pcr或玻璃毛细管中。在磁力提取期间，该管也可能无法进入一个容器內所需达到区域，和无法避免撞击磁珠团。其中一个找出管尖定位的方法是在操作卡盒模块之前或期间让管尖往卡盒模块上的一个固定图案靠近，和采用用于记录管尖和图案的图像或信号的一个相机或传感器，然后计算管尖的位置相对于图案位置的坐标。系统所计算出的坐标会被发送到设备中的一个控制器，以便生成用来将管尖移动到测试规程所需的一个目标位置的运动指令。传感器可以是光学的、电的或磁的。
29、根据一个实施例，该设备上的检测模块以光学方式检测了管尖相对于卡盒模块上固定图案的错位。
30、根据一个实施例，该设备还包括：注射器拾取模块，用于从卡盒模块拾取至少一个注射器。
31、根据一个实施例，该设备还包括：管拾取模块，用于将卡盒模块中所提供的管安装到注射器上。
32、根据一个实施例，该设备还包括：一个用于检测卡盒模块上的固定图案和用于在管附接至注射器或移液器装置时把管定位在容器顶部开口上方的定位模块。在卡盒模块操作之前和期间，管尖往卡盒模块上的固定图案靠近，而一个相机或传感器则记录管尖与图案的图像或信号，然后计算管尖与图案之间的相对位置。系统所计算出的坐标会被发送到设备中的一个控制器，以便生成用来将管尖移动到测试规程所需的一个目标位置的运动指令。传感器可以是光学的、电的或磁的。
33、根据一个实施例，该设备还容纳了至少一个具有盖的样品容器，用于容纳生物样品，该盖少有一部分包含覆盖层，注射器或移液器装置是可由计算机编程的，以便通过刺穿覆盖层并从样品容器中吸取生物样品，以及把生物样品推排到容器中。这改善了污染控制，因为生物样品是在样品容器处于卡盒模块內时被管转移进入容器的。盖子和盖子中的覆盖层防止了生物样品在整个分析过程中任何可能的溢出，直到卡盒模块被丢弃。
34、根据第三方面，本发明提供了一种用于在生物分析和核酸分析规程，包括核酸提取、核酸扩增和核酸检测期间改善污染控制的方法，该方法采用了如上所述的任何一种卡盒模块和设备；将含有容器的卡盒模块装载到接收模块，这些容器含有试剂液和生物样品；通过用管刺穿和缩回覆盖层来把试剂液和生物样品从容器中抽吸出来或推排到容器中，在没有让试剂液和生物样品暴露在环境的情况下，在设备內进行生物分析或核酸分析；然后将含有容器以及覆盖层、试剂液、生物样品和管的卡盒模块丢弃。其优点已在第二方面中被描述。
35、根据一个实施例，该方法包括：根据以下组中的一个步骤来操作注射器或移液器操作机构：a)在将试剂液体或生物样品推排到容器中之后，当管的管尖已经到达容器中的试剂液或生物样品的上方时，让注射器或移液器执行长达一个预设好的时长的抽吸模式，以便释放气密隔离容器中至少一部分由推排所造成的过量的气压，b)在管插入容器中、抽吸之前，当管的管尖处于容器中的试剂液或生物样品的上方时，让注射器或移液器执行长达一个预设好的时长的喷射模式，以提升气密隔离容器中的气压，以便至少部分地补偿由于抽吸试剂或生物样品所产生的真空，以及c)当管被从容器中取出，在管的管尖到达叠层中的覆盖液时，将管的位置保持住，长达一个预定好的时长，以便把黏附在管上的部分试剂液或生物样品释放在覆盖液中。在液体处理期间，这项机制在从容器吸取和往容器推排液体时降低了气压的变化。由于管的推动，容器内的气压增加。随后，当管从气密隔离的覆盖层缩回时，试剂液或生物样品在大气压下滴下，从而将生物样品或试剂液体暴露于环境。相似地，由于管的抽吸，容器內的气压会降低。随后，当管从气密隔离的覆盖层缩回时，环境中的空气强行进入管中，从而制造了来自环境的污染的机会。容器内部气压的提升或下降也会影响到原本编程所指定往该管推排或从该管吸取试剂液或生物样品的体积。这项效应可能只造成小体积的影响，但当容器体积也小时，影响就会变得显著。
36、根据一个实施例，该方法还包括：当容器处于卡盒模块中时，将至少一个容器中所提供的覆盖液推排在覆盖层上指定的几个区域。推排器是可以处于本领域中的任何形式的。就在使用之前才将覆盖液推排到设备外部或内部的覆盖层上有助于防止覆盖液在运输或处理期间移位或被擦掉。
37、根据该方法的一个实施例，本发明采用了一个附接至移液器的管，该移液器包含了一个过滤器和一个液体层，该过滤器和液体层被第一间隙所分隔，而液体层离管尖比较近；以及操作注射器或移液器操作机构，以便在液体层和试剂液或所抽吸的生物样品之间保持一个第二间隙。过滤器和液体层阻挡了来自生物样品的蒸汽或气溶胶，使它们只在一个有限的程度上进入移液器，从而减少了设备的污染。
38、根据一个实施例，该方法包括了采纳由以下组中所组成的任何步骤：a)在为容器中的生物样品进行扩增之前，穿过覆盖层，注射液体密封剂，以便把容器顶部开口密封起来，以及b)在为容器中的生物样品进行扩增之前，把液体密封剂布置到容器顶部开口上的覆盖层或叠层上。该液体密封剂可以是足够粘稠的，以便在扩增期间，容器受热时，为通过覆盖层孔或叠层孔而外泄的加压气溶胶和/或蒸汽提供一个巨大的阻力。该液体密封剂可以由本领域中的任何方式固化。在此，容器顶部的开口区域是足够狭窄的，以便在保留住液体密封剂方面提供足够的表面张力。液体密封剂在生物样品上方形成气隙，使得在成像期间，来自液体密封剂的荧光不会与来自生物样品的荧光一起被不必要地捕获。液体密封剂可以是蜡或胶水。在室温下固化的蜡使卡盒模块的运输更为容易。在由管所吸入和推排的过程中，它可以被局部加热成液体形式。
39、根据一个实施例，该方法包括用计算机编程注射器或移液器机构，使得管只刺穿容器顶部开口上的覆盖层中几个选定的位置，以便在多次刺穿时，把覆盖层上被刺穿的孔的尺寸最小化。
40、根据一个实施例，在分析期间，该方法还包括至少一次：通过使用管抽吸和推排清洁液体来清洁管和注射器。
41、根据一个实施例，该方法包括：采用具有密封层的卡盒模块；并通过连接到注射器或移液器机构的管在容器顶部开口上方的密封层中产生通气孔，使得在随后从容器抽吸或推排到容器中的过程中，容器与空气连接空间的空气是互相连通的。
42、根据一个实施例，该方法包括：利用该设备来检测由于刺穿覆盖层而导致的管相对于容器顶部开口的错位；以及校准注射器或移液器机构，以针对错位进行补偿。
43、根据一个实施例，该方法包括：至少一次，通过管抽吸注射器中的填充液；以及推排填充液体，使得填充液体：a)填充管头中任何现有的液体保留空间，否则该空间可能在抽吸后的后续推排期间保留试剂液体和生物样品，或b)取代原先占据液体保留空间的、来自先前处理的试剂液和生物样品，该填充液体与试剂液和生物样品不混溶、比试剂液和生物样品重，并且不跟试剂液和生物样品起反应。由于使用了填充液，试剂液和生物样品的稀释度得以被维持住。而且，在抽吸和推排期间试剂液和生物样品不会有体积上的损失。
44、根据第四方面，本发明提供了一个具有盖子的样品容器，在使用时，它容纳生物样品，该盖子至少部分地包括了第一方面中所描述的覆盖层。
1.用于在生物分析或包括核酸提取、核酸扩增和检测的核酸分析规程期间改善污染控制的卡盒模块(10)，该卡盒模块(10)包括：
2.根据权利要求1所述的卡盒模块(10)，其中所述覆盖层(23)的至少一部分材料是弹性体。
3.根据权利要求1所述的卡盒模块(10)还包括：
4.根据权利要求1所述的卡盒模块(10)还包括：
5.根据权利要求1所述的卡盒模块(10)还包括至少一个注射器(32)，并提供了来自以下组中的至少一项特征：
6.根据权利要求1所述的卡盒模块(10)还包括：
7.根据权利要求1所述的卡盒模块(10)还包括：
8.根据权利要求1所述的卡盒模块(10)还包括：
9.根据权利要求4所述的卡盒模块(10)，其中所述覆盖层(23)具有用于容纳覆盖液(25)的数个凹槽(27)，而且这些凹槽(27)是相互连通的。
10.根据权利要求1所述的卡盒模块(10)，其中在容器顶部开口(22)的上方，所述覆盖层(23)有个具有倾斜侧面(71)的凹进的顶部(76)，以便向一个比容器顶部开口(22)小的基部区域(72)提供一个锥形区，该倾斜侧面(71)是用来在管尖(37)通过基部区域(72)刺穿覆盖层(23)之前将一个使用中的中空管(36)的管尖(37)引导进入基部区域(72)的。
11.根据权利要求1所述的卡盒模块(10)，其中所述容器(18)的至少一部分是由可变形材料所制成的，使得在使用时，
12.根据权利要求1所述的卡盒模块(10)，其中具有空气连通空间(104)的卡盒模块(10)还包括：一个密封着单个或多个容器顶部开口(22)的密封层(120)，以便在卡盒模块(10)不处于直立位置时，预防任何试剂液(12)和生物样品(21)从容器(18)中溢出，密封层(120)是管(36)所能够所刺穿的。
13.在生物分析或包括核酸提取、核酸扩增和检测的核酸分析规程期间，用于改善污染控制的设备(100)，该设备(100)包括：
14.根据权利要求22所述的设备(100)是计算机可编程的，以操作注射器或移液器装置(84)，以便：
15.用于改进生物分析或包括核酸提取、核酸扩增和检测的核酸分析规程期间的污染控制的方法，该方法包括：
16.根据权利要求33所述的方法包括：
17.根据权利要求33所述的方法包括：
18.根据权利要求33所述的方法包括：
19.根据权利要求33所述的方法还包括以下步骤：
