JP2018502309A - Apparatus and cartridge for performing an assay in a closed sample preparation and reaction system - Google Patents

Apparatus and cartridge for performing an assay in a closed sample preparation and reaction system Download PDF

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Abstract

一実施形態においては、複合流体処理カートリッジは、サンプルウェルと、変形可能な流体チャンバと、内部に配置されたミキサを有する混合ウェルと、溶解ミキサを含む溶解チャンバと、ミクロ液滴操作のためのエレクトロウェッティンググリッドと、対象の分析物を検出するように構成された電子センサアレイと、を含む。カートリッジを処理するための装置は、カートリッジを受け入れ、カートリッジ上の1以上の個別の場所に対して熱エネルギー、磁力、及び電気接続を選択的に適用するように構成され、特定のシーケンスで、(複数の)変形可能なチャンバを圧縮するように更に構成される。【選択図】図1In one embodiment, a composite fluid processing cartridge includes a sample well, a deformable fluid chamber, a mixing well having a mixer disposed therein, a lysis chamber including a lysis mixer, and microdroplet manipulation. An electrowetting grid and an electronic sensor array configured to detect an analyte of interest. An apparatus for processing a cartridge is configured to receive a cartridge and selectively apply thermal energy, magnetic force, and electrical connections to one or more individual locations on the cartridge in a specific sequence ( It is further configured to compress the deformable chamber (s). [Selection] Figure 1

Description

この開示の主題は、サンプル−回答(sample to answer)結果を提供する一体化された複合デバイスにおいて、臨床・分子診断を提供するためのシステム及び方法に関する。特には、この開示は、サンプルが添加されることができ、サンプルへの診断的アッセイ又は他の処理を実行するための、試薬、緩衝剤、及び他の処理材料を含む、カートリッジ、及び、複数のそのようなカートリッジを独立に処理するように構成された装置に関する。   The subject matter of this disclosure relates to systems and methods for providing clinical and molecular diagnostics in an integrated composite device that provides sample-to-answer results. In particular, this disclosure provides a cartridge and a plurality of reagents to which a sample can be added, including reagents, buffers, and other processing materials for performing diagnostic assays or other processing on the sample. Of such cartridges are configured to independently process such cartridges.

臨床・分子診断の分野に於ける一つの大きな問題は、最小限のサンプルの取り扱いおよび調製と、経験の多い臨床研究所職員への最小限の要件とを要求する、「サンプル−回答」システムを有する能力である。多くのシステムが提案されたが、現在まで、これらの要求に十分合致するそのような商用システムが実質存在しない。本発明の態様は、そのような、一体化された複合システムを提供する。   One major problem in the field of clinical and molecular diagnostics is the “sample-answer” system, which requires minimal sample handling and preparation and minimal requirements for experienced clinical laboratory personnel. It is the ability to have. Many systems have been proposed, but to date there are virtually no such commercial systems that meet these requirements well. Aspects of the invention provide such an integrated composite system.

本発明は、核酸を含む、対象の分析物の検出に基づく、分子診断方法と、合成物とを提供する。本明細書で記述するシステムは、サンプルの抽出(例えば、細胞溶解)、及び検出前のサンプルの調製を一般に含む、サンプルの幾つかのチップ外での扱い(off chip handling )を要求する現在の商用システムとは対照的に、完全に一体化された「サンプル−回答」システムである。従って、現在のシステムの態様によると、サンプルは、テストプラットフォームに搭載され、対象の分析物サンプルが抽出され、必要に応じて増幅され(例えば、等温増幅法も同様に使うことができるが、対象の分析物が核酸である場合、ポリメラーゼ連鎖反応(polymerase chain reaction)技術が用いられ)、それから、電気化学的検出を用いて、本明細書で、一般に、「複合カートリッジ」又は「流体サンプル処理カートリッジ」と呼ばれる、ミクロ流体プラットフォーム上の全てが検出される。   The present invention provides molecular diagnostic methods based on detection of analytes of interest, including nucleic acids, and composites. The systems described herein currently require some off-chip handling of the sample, typically including sample extraction (eg, cell lysis) and sample preparation prior to detection. In contrast to commercial systems, it is a fully integrated “sample-answer” system. Thus, according to current system aspects, the sample is mounted on a test platform and the analyte sample of interest is extracted and amplified as needed (eg, isothermal amplification can be used as well, but the subject If the analyte is a nucleic acid, the polymerase chain reaction technique is used) and then electrochemical detection is used herein, generally referred to as a “composite cartridge” or “fluid sample processing cartridge”. Everything on the microfluidic platform is detected.

本システムに特有の有用性は、この一体化システムの簡単さであり、高速性である。例えば、サンプルをシステムに導入する前には、わずかに2つの操作しか要求されず、使用しやすく、且つ、高度にトレーニングされた研究所職員を必要としないという両方を可能とする。本システムに対する重要な利点は、また、幾つかの実施形態においては、一般に、サンプルの導入からアッセイ結果の報告までわずか約45〜90分で、殆どの結果は、約60〜70分以下で報告される、サンプルから回答までの速度である。これは、診断のための迅速な解析と適切な処置の迅速な開始に依存する研究所と医師の両方への大きな利点を表す。更に、以下に概略が示されるように、単一のカートリッジ上で高度に複合化された複数のテストを実行する能力のみではなく、完全にランダムなアクセスで、複数のカートリッジを解析する能力は、臨床研究所の状況において大きな利点である。本システムの更なる利点は、ポイント・オブ・ケア(point-of-care)診断のために用いられることができるということである。   The unique utility of this system is the simplicity and high speed of this integrated system. For example, before introducing a sample into the system, only two operations are required, making it easy to use and not requiring highly trained laboratory personnel. An important advantage to the system is also that in some embodiments, generally only about 45-90 minutes from sample introduction to reporting of assay results, most results are reported in about 60-70 minutes or less. Is the speed from sample to answer. This represents a major advantage for both laboratories and physicians who rely on rapid analysis for diagnosis and rapid initiation of appropriate treatment. In addition, as outlined below, the ability to analyze multiple cartridges with fully random access, as well as the ability to perform highly complex multiple tests on a single cartridge, This is a great advantage in the context of clinical laboratories. A further advantage of the system is that it can be used for point-of-care diagnosis.

従って、本発明の態様は、サンプルから、対象の分析物を検出することを可能とする一体化されたシステムに向けられる。   Accordingly, aspects of the present invention are directed to an integrated system that allows the analyte of interest to be detected from a sample.

例えば、本発明の態様は、基板と、基板に形成されたサンプルウェルと、クロージャと、基板上に支持された変形可能な流体チャンバと、基板に形成された混合ウェルと、混合ウェル内に配置された駆動混合装置と、を備える、流体サンプル処理カートリッジで具現化される。サンプルウェルは、ある体積の流体サンプルを受け入れるように構成され、クロージャは、サンプルウェルの上に、選択的に配置されるように構成される。変形可能な流体チャンバは、変形されていない状態では、内部の流体を保持するように、外部圧縮力を印加したときには、流体チャンバから流体の少なくとも一部を排出するために、破裂するように構成される。変形可能な流体チャンバは、基板に形成されるチャネルを介して、サンプルウェルと流体を通じる。混合ウェルは、基板に形成されたチャネルを介して、サンプルウェルと流体を通じ、ウェルを規定する第1の周囲壁と第1のフロアと、混合ウェルをサンプルウェルに通じさせるチャネルから延伸する第1の周囲壁の一面を延伸し、第1の周辺壁の上端の下で止まる流体入り口シュノーケルとを備える。駆動混合装置は、混合ウェルの内容物を混合するように構成され、配置される。   For example, aspects of the present invention may include a substrate, a sample well formed in the substrate, a closure, a deformable fluid chamber supported on the substrate, a mixing well formed in the substrate, and a mixing well. And a fluid sample processing cartridge comprising a driven mixing device. The sample well is configured to receive a volume of fluid sample and the closure is configured to be selectively placed over the sample well. The deformable fluid chamber is configured to rupture to expel at least a portion of the fluid from the fluid chamber when an external compressive force is applied, so as to retain the fluid in the undeformed state. Is done. The deformable fluid chamber is in fluid communication with the sample well through a channel formed in the substrate. The mixing well passes through the sample well and fluid through a channel formed in the substrate, extends from a first peripheral wall defining the well, a first floor, and a channel that communicates the mixing well to the sample well. A fluid inlet snorkel that extends on one side of the peripheral wall and stops under the upper end of the first peripheral wall. The drive mixing device is configured and arranged to mix the contents of the mixing well.

本発明の更なる態様によると、流体入り口シュノーケルは、第1の周囲壁の外面を延伸し、第1の周囲壁に形成される開口部において止まる。   According to a further aspect of the invention, the fluid inlet snorkel extends on the outer surface of the first peripheral wall and stops at the opening formed in the first peripheral wall.

本発明の更なる態様によると、サンプルウェルは、ウェルを規定する第2の周囲壁および第2のフロアと、第2の周囲壁の一面を延伸し、第2の周囲壁の上端の下で止まる流体入り口シュノーケルとを備える。   According to a further aspect of the present invention, the sample well extends from one end of the second peripheral wall to the second peripheral wall and second floor defining the well and below the upper end of the second peripheral wall. A fluid inlet snorkel that stops.

本発明の更なる態様によると、混合ウェルは、混合ウェルのフロアに形成された1以上の開口部を備える出射ポートを更に備え、フロアは、出射ポートに向かって、下側にテーパ状になっている。   According to a further aspect of the invention, the mixing well further comprises an exit port comprising one or more openings formed in the floor of the mix well, the floor being tapered downward toward the exit port. ing.

本発明の更なる態様によると、駆動混合装置は、混合ウェル内に回転可能なように配置された第1のインペラーと、流体サンプル処理カートリッジが挿入される装置の噛み合い(mating)ギアによって駆動可能に噛み合わされ、噛み合いギアによって噛み合わされたとき、第1のインペラーを回転させるように構成されたギアと、を備える。   According to a further aspect of the invention, the drive mixing device can be driven by a first impeller arranged for rotation in the mixing well and a mating gear of the device into which the fluid sample processing cartridge is inserted. And a gear configured to rotate the first impeller when meshed with the meshing gear.

本発明の更なる態様によると、サンプル処理カートリッジは、複数の溶解ビーズを含む溶解チャンバであって、基板に形成され、混合ウェルとサンプルウェルとを接続するチャネルに沿って配置される溶解チャンバを更に備え、それによって、サンプルウェルから混合ウェルに流れる流体は、溶解チャンバを通って流れる。サンプル処理カートリッジは、少なくとも部分的に溶解チャンバ内に配置され、溶解ビーズと溶解チャンバを通って流れる流体とをかき回すように構成され、配置されたビーズミキサを更に備える。   According to a further aspect of the invention, the sample processing cartridge comprises a lysis chamber comprising a plurality of lysis beads, wherein the lysis chamber is disposed along a channel formed in the substrate and connecting the mixing well and the sample well. In addition, fluid flowing from the sample well to the mixing well flows through the lysis chamber. The sample processing cartridge further comprises a bead mixer disposed at least partially within the lysis chamber and configured to agitate the lysis beads and fluid flowing through the lysis chamber.

本発明の更なる態様によると、サンプル処理カートリッジは、溶解チャンバをサンプルウェルに接続するチャネルの拡大部分を備える第1の光インタフェースと、溶解チャンバを混合ウェルに接続するチャネルの拡大部分を備える第2の光インタフェースとを更に備える。   According to a further aspect of the invention, the sample processing cartridge comprises a first optical interface comprising an enlarged portion of the channel connecting the lysis chamber to the sample well, and a first comprising an enlarged portion of the channel connecting the lysis chamber to the mixing well. And two optical interfaces.

本発明の更なる態様によると、ビーズミキサは、基板内に搭載されたモータと、溶解チャンバ内に配置され、モータの出力シャフト上に搭載された第2のインペラーとを備える。   According to a further aspect of the invention, the bead mixer comprises a motor mounted in the substrate and a second impeller disposed in the dissolution chamber and mounted on the output shaft of the motor.

本発明の更なる態様によると、溶解チャンバは、流体入り口と流体出口とを含み、流体入り口と流体出口の夫々の上に配置され、溶解チャンバ内に、溶解ビーズを保持するように構成されたメッシュフィルタを更に備える。   According to a further aspect of the invention, the lysis chamber includes a fluid inlet and a fluid outlet and is disposed on each of the fluid inlet and the fluid outlet and configured to hold a lysis bead in the lysis chamber. A mesh filter is further provided.

本発明の更なる態様によると、サンプル処理カートリッジは、基板に形成され、基板を外部流体圧力源に結合するように構成された圧力ポートと、圧力ポートをサンプルウェルに接続する基板に形成されたチャネルと、を更に備える。   According to a further aspect of the present invention, a sample processing cartridge is formed in the substrate, the pressure port configured to couple the substrate to an external fluid pressure source, and the substrate connecting the pressure port to the sample well. A channel.

本発明の更なる態様によると、サンプル処理カートリッジは、基板に形成された廃棄チャンバであって、基板に形成されたチャネルを介して混合ウェルと流体を通じる廃棄チャンバと、基板に形成されたチャネルを介して、混合ウェルと流体を通じる、基板内に形成された流体出射ポートと、基板内に配置され、混合ウェルから廃棄チャンバへ流体を選択的に流れさせたり、流れを止めたりするように構成され、配置された第1の外部作動可能制御バルブと、基板内に配置され、混合ウェルから流体出射ポートへ流体の流れを選択的に可能にしたり、流れを止めたりするように構成され、配置された第2の外部作動可能制御バルブと、を更に備える。   According to a further aspect of the invention, the sample processing cartridge comprises a waste chamber formed in the substrate, the waste chamber passing the mixing well and the fluid through the channel formed in the substrate, and the channel formed in the substrate. A fluid exit port formed in the substrate through which the mixing well and fluid are routed, and disposed in the substrate to selectively flow or stop the flow of fluid from the mixing well to the waste chamber A first externally actuable control valve configured and arranged and arranged in the substrate and configured to selectively enable or stop flow of fluid from the mixing well to the fluid ejection port; And a second externally operable control valve disposed.

本発明の更なる態様によると、サンプル処理カートリッジは、混合ウェルと廃棄チャンバとを接続するチャネルに沿って配置される捕捉チャンバを更に備える。   According to a further aspect of the invention, the sample processing cartridge further comprises a capture chamber disposed along a channel connecting the mixing well and the waste chamber.

本発明の更なる態様によると、サンプル処理カートリッジは、基板内に配置された受動バルブアセンブリと、基板に形成され、基板に形成された圧力導管によって、受動バルブアセンブリと圧力を通じる圧力ポートとを更に備える。受動バルブアセンブリは、混合ウェル内の圧力が、閾値圧力より大きくないとき、閉止して、混合ウェルから流体が流れるのを防止し、混合ウェル内の圧力が閾値圧力を超えて上昇したら、開いて、混合ウェルから流体が流れることを可能とするように構成され、配置される。圧力ポートが閉止されているときは、混合ウェル内の圧力は、受動バルブアセンブリを開く閾値圧力に届き、混合ウェルから流体が流れることを可能とし、圧力ポートが開いているときは、混合内の圧力は、閾値圧力に届かず、受動バルブアセンブリが閉止される。   According to a further aspect of the present invention, a sample processing cartridge comprises a passive valve assembly disposed in a substrate, and a pressure valve formed in the substrate and formed in the substrate with a pressure port through which the passive valve assembly and pressure are passed. In addition. The passive valve assembly closes when the pressure in the mixing well is not greater than the threshold pressure to prevent fluid from flowing from the mixing well and opens when the pressure in the mixing well rises above the threshold pressure. , Configured and arranged to allow fluid to flow from the mixing well. When the pressure port is closed, the pressure in the mixing well reaches a threshold pressure that opens the passive valve assembly, allowing fluid to flow from the mixing well, and when the pressure port is open, The pressure does not reach the threshold pressure and the passive valve assembly is closed.

本発明の更なる態様によると、サンプル処理カートリッジは、変形可能な流体チャンバに関連したランスブリスタを更に備える。ランスブリスタは、関連する変形可能な流体チャンバに接続され、又は、接続可能で、破壊可能な隔壁によってランスブリスタ内に保持されるビーズを含む。ランスブリスタは、外部圧縮力が印加されると破裂し、それによってビーズを破壊可能な隔壁を通って押し出すように構成される。   According to a further aspect of the invention, the sample processing cartridge further comprises a lance blister associated with the deformable fluid chamber. The lance blister includes beads that are connected to an associated deformable fluid chamber or held in the lance blister by a connectable and breakable septum. The lance blister is configured to rupture when an external compressive force is applied, thereby pushing the beads through the breakable septum.

本発明の更なる態様によると、サンプル処理カートリッジは、カートリッジの少なくとも一部を外部から包む外部とばりを更に備える。   According to a further aspect of the invention, the sample processing cartridge further comprises an external burr that wraps at least a portion of the cartridge from the outside.

本発明の更なる態様によると、サンプル処理カートリッジは、複数の変形可能な流体チャンバを更に備え、流体チャンバのそれぞれは、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、オイル、再水和緩衝剤、対象捕捉ビーズ、及び結合緩衝剤からなるグループから選択される物質の1以上を含む。   According to a further aspect of the invention, the sample processing cartridge further comprises a plurality of deformable fluid chambers, each of which is a lysis buffer, a wash buffer, an oil, a rehydration buffer, a target capture bead. And one or more substances selected from the group consisting of binding buffers.

本発明の更なる態様によると、サンプル処理カートリッジは、基板に形成され、基板に形成されたチャネルを介して混合ウェルと流体を通じる第1の流体出射ポートと、基板に形成された第2の流体出射ポートと、少なくとも2つの変形可能な流体チャンバと、を更に備える。2つの変形可能な流体チャンバの一つは、基板に形成されたチャネルを介して、混合ウェルと流体を通じ、2つの変形可能な流体チャンバの他方は、混合ウェルと第1の流体出射ポートとを通じるチャネルとは異なる、基板に形成されたチャネルを介して第2の流体出射ポートと流体を通じる。   According to a further aspect of the present invention, a sample processing cartridge is formed on the substrate, the first fluid ejection port passing the mixing well and fluid through the channel formed in the substrate, and the second formed in the substrate. The apparatus further comprises a fluid exit port and at least two deformable fluid chambers. One of the two deformable fluid chambers passes the mixing well and fluid through a channel formed in the substrate, the other of the two deformable fluid chambers has the mixing well and the first fluid ejection port. The second fluid exit port and the fluid are passed through a channel formed in the substrate, which is different from the communicating channel.

本発明の更なる態様によると、混合ウェルと流体を通じる変形可能な流体チャンバは、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、対象捕捉ビーズ、又は、結合緩衝剤を含み、第2の流体出射と流体を通じる変形可能な流体チャンバは、オイル、又は、再水和緩衝剤を含む。   According to a further aspect of the invention, the deformable fluid chamber through the mixing well and the fluid includes a lysis buffer, a wash buffer, a target capture bead, or a binding buffer, and a second fluid ejection and fluid. The deformable fluid chamber leading to it contains oil or a rehydration buffer.

本発明の更なる態様は、反応モジュールを備えるサンプル調製モジュールを備える流体サンプル処理カートリッジによって、具現化される。サンプル調製モジュールは、基板と、基板に形成され、ある体積の流体サンプルを受けるように構成されたサンプルウェルと、サンプルウェルの上部に選択的に配置されるように構成されるクロージャと、基板上に支持され、変形されていない状態では、流体を内部に保持し、第1の流体チャンバから流体の少なくとも一部を追い出すために、外部圧縮力が印加された場合には、つぶれるように構成された第1の変形可能流体チャンバであって、基板に形成されたチャネルを介して、サンプルウェルと流体を通じるようになっている第1の変形可能流体チャンバと、基板に形成されたチャネルを介して、サンプルウェルと流体を通じるようになっている混合ウェルと、混合ウェル内に配置され、混合ウェルの内容物を混合するように構成され、配置された駆動混合装置と、基板に形成された第1の流体出口ポートであって、基板に形成されたチャネルを介して混合ウェルと流体を通じるようになっている第1の流体出口ポートと、を備える。反応モジュールは、サンプル調製モジュールに取り付けられ、サンプル調製モジュール内に形成された流体出口ポートを介して、サンプル調製モジュールから流体を受けるように構成されている。反応モジュールは、上面を備える上部プレートと、上面の周囲を少なくとも部分的に囲み、サンプル調製モジュールの面と流体を封止するように接触し、上面とサンプル調製モジュールの面との間に介在空間を形成する上昇壁と、サンプル調製モジュールの第1の流体出口ポートに流体学的に結合したサンプルチャンバと、試薬チャンバと、検出チャンバと、上部プレートの下面と結合し、流体処理パネルと上部プレートの間に、反応・処理空間を画定する流体処理パネルと、を備える。反応・処理空間は、サンプルチャンバ、反応チャンバ、及び、検出チャンバに対して、開いているか、又は、開くことが可能である。   A further aspect of the invention is embodied by a fluid sample processing cartridge comprising a sample preparation module comprising a reaction module. The sample preparation module includes a substrate, a sample well formed on the substrate and configured to receive a volume of fluid sample, a closure configured to be selectively placed on top of the sample well, And is configured to collapse when an external compressive force is applied to retain the fluid therein and expel at least a portion of the fluid from the first fluid chamber. A first deformable fluid chamber, the first deformable fluid chamber being adapted to pass the sample well and fluid through a channel formed in the substrate, and a channel formed in the substrate. A mixing well adapted to allow fluid to flow through the sample well and disposed within the mixing well and configured to mix the contents of the mixing well A drive mixing device disposed; and a first fluid outlet port formed in the substrate, the first fluid outlet port adapted to pass fluid through the mixing well through a channel formed in the substrate; . The reaction module is attached to the sample preparation module and is configured to receive fluid from the sample preparation module via a fluid outlet port formed in the sample preparation module. The reaction module has an upper plate with an upper surface, and at least partially surrounds the periphery of the upper surface, is in contact with the surface of the sample preparation module and seals the fluid, and an intervening space between the upper surface and the surface of the sample preparation module A rising wall that forms a fluid, a sample chamber fluidly coupled to the first fluid outlet port of the sample preparation module, a reagent chamber, a detection chamber, a lower surface of the upper plate, and a fluid processing panel and upper plate And a fluid processing panel that defines a reaction / processing space. The reaction / processing space may be open or open to the sample chamber, reaction chamber, and detection chamber.

本発明の更なる態様によると、反応モジュールは、流体サンプルがサンプルチャンバに入る入り口ポートを含み、サンプル調製モジュールの第1の流体出射ポートと、サンプルチャンバの入り口ポートとの間にギャップを含み、ギャップは、介在空間に対し開いている。   According to a further aspect of the invention, the reaction module includes an inlet port through which the fluid sample enters the sample chamber, and includes a gap between the first fluid exit port of the sample preparation module and the inlet port of the sample chamber; The gap is open to the intervening space.

本発明の更なる態様によると、サンプル調製モジュールの第1の流体出射ポートは、円錐台ニップルを通って形成される出口チャネルを備える。   According to a further aspect of the invention, the first fluid exit port of the sample preparation module comprises an outlet channel formed through the frustoconical nipple.

本発明の更なる態様によると、流体サンプル処理カートリッジの反応モジュールは、各検出チャンバに配置された電子センサアレイを更に備える。   According to a further aspect of the invention, the reaction module of the fluid sample processing cartridge further comprises an electronic sensor array disposed in each detection chamber.

本発明の更なる態様によると、反応モジュールの上部プレートは、1以上のバブルトラップを更に備え、各バブルトラップは、反応・処理空間に対して開かれたバブル捕捉フードと、介在空間に対して開かれたベント開口部とを備える。   According to a further aspect of the present invention, the top plate of the reaction module further comprises one or more bubble traps, each bubble trap being open to the reaction and processing space and to the intervening space. An open vent opening.

本発明の更なる態様によると、サンプル調製モジュールは、基板上に支持され、変形されていない状態においては、その中に流体を保持し、外部圧縮力が印加されたときは、破裂し、流体チャンバから流体の少なくとも一部を排出するように構成された第2の変形可能な流体チャンバと、基板に形成された第2の流体出射ポートとを更に備える。第2の流体出射ポートは、基板に形成されたチャネルを介して、第2の変形可能な流体チャンバと流体を通じ、反応・処理空間は、サンプル調製モジュールの第2の流体出射ポートに流体学的に結合される。   According to a further aspect of the invention, the sample preparation module is supported on the substrate and retains the fluid therein when undeformed and ruptures when an external compressive force is applied. The apparatus further comprises a second deformable fluid chamber configured to discharge at least a portion of the fluid from the chamber, and a second fluid ejection port formed in the substrate. The second fluid exit port is channeled to a second deformable fluid chamber and fluid through a channel formed in the substrate, and the reaction and processing space is hydrodynamically connected to the second fluid exit port of the sample preparation module. Combined with

本発明の更なる態様によると、混合ウェルは、ウェルを画定する周囲壁およびフロアと、混合ウェルと通じるチャネルからサンプルウェルに延伸する周囲壁の一面を延伸し、周囲壁の上端の下で止まる流体入り口シュノーケルとを備える。   According to a further aspect of the invention, the mixing well extends around the perimeter wall and floor defining the well and one side of the perimeter wall extending from the channel leading to the mixing well to the sample well and stops below the upper end of the perimeter wall. A fluid inlet snorkel.

本発明の更なる態様によると、流体入り口シュノーケルは、周囲壁の外面を延伸し、周囲壁内に形成される開口部において止まる。   According to a further aspect of the invention, the fluid inlet snorkel extends on the outer surface of the peripheral wall and stops at an opening formed in the peripheral wall.

本発明の更なる態様によると、混合ウェルは、混合ウェルのフロアに形成された1以上の開口部を備える出射ポートを更に備え、フロアは、出射ポートに向かって下方向にテーパ状になっている。   According to a further aspect of the invention, the mixing well further comprises an exit port comprising one or more openings formed in the floor of the mix well, the floor being tapered downward toward the exit port. Yes.

本発明の更なる態様によると、駆動混合装置は、混合ウェル内に回転可能に配置された第1のインペラーと、流体サンプル処理カートリッジが挿入される装置の噛み合いギアによって駆動可能なように噛み合わされ、噛み合いギアが噛み合うとき、第1のインペラーを回転するように構成されたギアと、を備える。   According to a further aspect of the invention, the drive mixing device is meshed so that it can be driven by a first impeller rotatably disposed within the mixing well and a meshing gear of the device into which the fluid sample processing cartridge is inserted. And a gear configured to rotate the first impeller when the meshing gear meshes.

本発明の更なる態様によると、サンプル調製モジュールは、複数の溶解ビーズを備え、基板に形成され、混合ウェルとサンプルウェルとを接続するチャネルに沿って配置される溶解チャンバを更に備え、それによって、サンプルウェルから混合ウェルに流れる流体は、溶解チャンバを通って流れ、サンプル調整モジュールは、少なくとも部分的に溶解チャンバ内に配置され、溶解ビーズと溶解チャンバを通って流れる流体とを攪拌するように構成され、配置されたビーズミキサを備える。   According to a further aspect of the invention, the sample preparation module further comprises a lysis chamber comprising a plurality of lysis beads and formed along a channel formed in the substrate and connecting the mixing well and the sample well. The fluid flowing from the sample well to the mixing well flows through the lysis chamber, and the sample conditioning module is disposed at least partially within the lysis chamber to agitate the lysis beads and the fluid flowing through the lysis chamber. A constructed and arranged bead mixer is provided.

本発明の更なる態様によると、ビーズミキサは、基板内に搭載されたモータと、溶解チャンバ内に配置され、モータの出力シャフト上に搭載された第2のインペラーとを備える。   According to a further aspect of the invention, the bead mixer comprises a motor mounted in the substrate and a second impeller disposed in the dissolution chamber and mounted on the output shaft of the motor.

本発明の更なる態様によると、流体サンプル処理カートリッジは、溶解チャンバをサンプルウェルに接続するチャネルの拡大部分を備える第1の光インタフェースと、溶解チャンバを混合ウェルに接続するチャネルの拡大部分を備える第2の光インタフェースとを更に備える。   According to a further aspect of the invention, the fluid sample processing cartridge comprises a first optical interface comprising an enlarged portion of the channel connecting the lysis chamber to the sample well and an enlarged portion of the channel connecting the lysis chamber to the mixing well. And a second optical interface.

本発明の更なる態様によると、溶解チャンバは、流体入り口と流体出口とを含み、各流体入り口及び流体出口上に配置され、溶解チャンバ内に溶解ビーズを保持するように構成されたメッシュフィルタを更に備える。   According to a further aspect of the invention, the lysis chamber includes a fluid inlet and a fluid outlet, and is disposed on each fluid inlet and fluid outlet, and includes a mesh filter configured to hold lysis beads in the lysis chamber. In addition.

本発明の更なる態様によると、サンプル調製モジュールは、基板に形成され、基板を外部流体圧力源に結合するように構成された圧力ポートと、圧力ポートをサンプルウェルに接続する基板内に形成されたチャネルと、を更に備える。   According to a further aspect of the invention, the sample preparation module is formed in the substrate and formed in the substrate configured to couple the substrate to an external fluid pressure source and the pressure port connected to the sample well. A further channel.

本発明の更なる態様によると、サンプル調製モジュールは、基板に形成され、基板に形成されたチャネルを介して混合ウェルと流体を通じる廃棄チャンバと、基板内に配置され、混合ウェルから廃棄チャンバへ選択的に流体を流したり、流体を流れなくするように構成され、配置された第1の外部作動可能制御バルブと、基板に配置され、混合ウェルから出射ポートへ選択的に流体を流したり、流体を流れなくするように構成され、配置された第2の外部作動可能制御バルブと、を更に備える。   According to a further aspect of the present invention, the sample preparation module is formed in the substrate and disposed in the substrate through the channel formed in the substrate and through the mixing well and fluid, and disposed in the substrate, from the mixing well to the disposal chamber. A first externally actuable control valve configured and arranged to selectively flow fluid or to prevent fluid flow and a substrate to selectively flow fluid from the mixing well to the exit port; And a second externally operable control valve configured and arranged to prevent fluid flow.

本発明の更なる態様によると、サンプル調製モジュールは、混合ウェルと廃棄チャンバとを接続するチャネルに沿って配置される捕捉チャンバを更に備える。   According to a further aspect of the invention, the sample preparation module further comprises a capture chamber disposed along a channel connecting the mixing well and the waste chamber.

本発明の更なる態様によると、サンプル調製モジュールは、基板内に配置され、混合ウェル内の圧力が、閾値圧力より大きくない場合に、閉止し、混合ウェルから流体が流れないようにし、混合ウェル内の圧力が、閾値圧力を超えて上昇する場合、開き、混合ウェルから流体が流れる事ができるように構成され、配置される受動バルブアセンブリと、基板に形成され、基板に形成された圧力導管によって、受動バルブアセンブリと圧力を通じる圧力ポートと、を更に備える。圧力ポートが閉止されているとき、混合ウェル内の圧力は、受動バルブアセンブリを開く閾値圧力に届き、混合ウェルから流体が流れることを可能とし、圧力ポートが開放されているときは、混合ウェル内の圧力が、閾値圧力に届かず、受動バルブアセンブリが閉止される。   According to a further aspect of the invention, the sample preparation module is disposed in the substrate and is closed when the pressure in the mixing well is not greater than the threshold pressure, preventing fluid from flowing from the mixing well, A passive valve assembly configured and arranged to open and allow fluid to flow from the mixing well when the pressure inside rises above a threshold pressure, and a pressure conduit formed in the substrate and formed in the substrate And further includes a passive valve assembly and a pressure port through which pressure is passed. When the pressure port is closed, the pressure in the mixing well reaches a threshold pressure that opens the passive valve assembly, allowing fluid to flow from the mixing well, and when the pressure port is open, in the mixing well Pressure does not reach the threshold pressure and the passive valve assembly is closed.

本発明の更なる態様によると、サンプル調製モジュールは、変形可能な流体チャンバに関連したランスブリスタを更に備える。ランスブリスタは、関連した変形可能な流体チャンバに接続され、又は、接続可能で、破壊可能な隔壁によってランスブリスタ内に保持されるビーズを含む。ランスブリスタは、外部圧縮力が印加されると、破裂するように構成され、それによって、破壊可能な隔壁を通って、ビーズを押し出す。   According to a further aspect of the invention, the sample preparation module further comprises a lance blister associated with the deformable fluid chamber. The lance blister includes beads that are connected to an associated deformable fluid chamber or held in the lance blister by a connectable and breakable septum. The lance blister is configured to rupture when an external compressive force is applied, thereby pushing the beads through the breakable septum.

本発明の更なる態様によると、外部とばりは、カートリッジの少なくとも一部を外部から包む。   According to a further aspect of the invention, the external flash wraps at least a portion of the cartridge from the outside.

本発明の更なる態様によると、サンプル調製モジュールは、複数の変形可能な流体チャンバを更に備え、各流体チャンバは、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、オイル、再水和緩衝剤、対象捕捉ビーズ、及び結合緩衝剤からなるグループから選択された物質を含む。   According to a further aspect of the invention, the sample preparation module further comprises a plurality of deformable fluid chambers, each fluid chamber comprising a lysis buffer, a wash buffer, an oil, a rehydration buffer, a target capture bead, And a substance selected from the group consisting of binding buffers.

本発明の更なる態様は、平坦な基板上に支持され、変形されていない状態では、その内部に流体を保持し、外部圧縮力が印加された場合には、破裂して、流体チャンバから流体の少なくとも一部を排出するように構成された変形可能な流体チャンバを含む流体サンプル処理カートリッジを処理するように構成された装置で具現化される。この装置は、この装置に挿入された流体サンプル処理カートリッジを受け入れ、保持するように構成されたカートリッジキャリッジアセンブリを備える。加熱・制御アセンブリは、カートリッジキャリッジアセンブリに隣接して配置され、カートリッジキャリッジアセンブリ内に担持されるカートリッジと動作接触していない第1の位置と、カートリッジキャリッジアセンブリ内に担持されるカートリッジと動作接触する第2の位置との間の、カートリッジキャリッジアセンブリに対する移動のために構成される。1以上の移動可能磁石アセンブリは、それぞれ、カートリッジに実質的に磁力を印加しない第1の位置と、カートリッジの対応する個別部分に磁力を印加する第2の位置との間の、加熱・制御アセンブリとは独立の、カートリッジに対する移動のために搭載される。カムブロックアセンブリは、電力供給された移動用に構成され、カムブロックアセンブリの電力供給された移動を、加熱・制御アセンブリの第1の位置と加熱・制御アセンブリの第2の位置との間のカートリッジキャリッジアセンブリに対する、加熱・制御アセンブリの移動に変換するために、加熱・制御アセンブリに動作可能に結合する。カムブロックアセンブリは、カムブロックアセンブリの電力供給された移動を、磁石アセンブリの第1の位置と磁石アセンブリの第2の位置との間のカートリッジキャリッジアセンブリに対する、各磁石アセンブリの移動に変換するために、1以上の移動可能磁石アセンブリと動作可能に結合する。変形可能なチャンバ圧縮アセンブリは、変形可能なチャンバを破裂させ、流体チャンバから流体の少なくとも一部を排出するために、変形可能な流体チャンバへ外部圧縮力を選択的に印加するように構成される。   A further aspect of the invention is to support a fluid on a flat substrate and retain fluid in its interior in an undeformed state, rupture and apply fluid from the fluid chamber when an external compressive force is applied. And a device configured to process a fluid sample processing cartridge including a deformable fluid chamber configured to discharge at least a portion of the fluid chamber. The apparatus includes a cartridge carriage assembly configured to receive and hold a fluid sample processing cartridge inserted into the apparatus. The heating and control assembly is disposed adjacent to the cartridge carriage assembly and is in operative contact with the cartridge carried within the cartridge carriage assembly and a first position not in operative contact with the cartridge carried within the cartridge carriage assembly. Configured for movement relative to the cartridge carriage assembly between a second position. Each of the one or more movable magnet assemblies includes a heating and control assembly between a first position that does not substantially apply a magnetic force to the cartridge and a second position that applies a magnetic force to a corresponding individual portion of the cartridge. It is mounted for movement relative to the cartridge, independent of the cartridge. The cam block assembly is configured for powered movement, wherein the cam block assembly is powered between a first position of the heating and control assembly and a second position of the heating and control assembly. Operatively coupled to the heating and control assembly for conversion to movement of the heating and control assembly relative to the carriage assembly. The cam block assembly translates the powered movement of the cam block assembly into movement of each magnet assembly relative to the cartridge carriage assembly between the first position of the magnet assembly and the second position of the magnet assembly. Operably coupled to one or more movable magnet assemblies. The deformable chamber compression assembly is configured to selectively apply an external compressive force to the deformable fluid chamber to rupture the deformable chamber and discharge at least a portion of the fluid from the fluid chamber. .

本発明の更なる態様によると、加熱・制御アセンブリは、加熱・制御アセンブリが第2の位置にあるとき、カートリッジの対応する個別部分に、熱勾配を適用するように構成された1以上のヒータアセンブリと、加熱・制御アセンブリが第2の位置にあるとき、装置とカートリッジとの間の電気接続をもたらすように構成された1以上の電機コネクタ素子を含むコネクタボードとを備える。   According to a further aspect of the invention, the heating and control assembly includes one or more heaters configured to apply a thermal gradient to a corresponding individual portion of the cartridge when the heating and control assembly is in the second position. And a connector board including one or more electrical connector elements configured to provide an electrical connection between the device and the cartridge when the heating and control assembly is in the second position.

本発明の更なる態様によると、変形可能なチャンバ圧縮アセンブリは、基板の平面にほぼ平行な第1の方向への電力供給された移動のために構成されたカムフォロワプレートと、カートリッジの変形可能なチャンバに関連し、基板の平面にほぼ垂直な成分を有する第2の方向への移動により、基板に対して、チャンバを圧縮する力を印加するように構成された圧縮機構とを備える。カムフォロワプレートは、カムフォロワプレートの第1の方向の移動を、圧縮機構の第2の方向への移動に変換して、それによって、チャンバに外部圧縮力を印加するように、圧縮機構に動作可能に結合される。   According to a further aspect of the invention, the deformable chamber compression assembly includes a cam follower plate configured for powered movement in a first direction substantially parallel to a plane of the substrate and a deformable cartridge. A compression mechanism configured to apply a force to compress the chamber against the substrate by movement in a second direction having a component substantially perpendicular to the plane of the substrate in relation to the chamber. The cam follower plate translates the movement of the cam follower plate in the first direction into movement of the compression mechanism in the second direction, thereby operably operating the compression mechanism to apply an external compression force to the chamber. Combined.

本発明の更なる態様によると、装置は、空気ポンプと空気ポンプに接続された空気ポートを更に備え、空気ポートは、カートリッジが装置に挿入されたとき、空気ポンプを流体サンプル処理カートリッジの圧力ポートに結合するように構成されている。   According to a further aspect of the invention, the apparatus further comprises an air pump and an air port connected to the air pump, the air port being connected to the pressure port of the fluid sample processing cartridge when the cartridge is inserted into the apparatus. Is configured to be coupled to.

本発明の更なる態様によると、装置は、流体サンプル処理カートリッジの一部を通って流れる流体を検出するように構成される光検出器を更に備える。   According to a further aspect of the invention, the apparatus further comprises a photodetector configured to detect fluid flowing through a portion of the fluid sample processing cartridge.

本発明の更なる態様によると、流体サンプル処理カートリッジは、駆動ギアを含む駆動混合装置を含み、装置は、電力供給された駆動ギアを含む混合モータアセンブリを更に備える。混合モータは、駆動ギアが、駆動混合装置の駆動ギアと噛み合わない第1の位置と、駆動ギアが、駆動混合装置を作動させるように駆動ギアと動作可能に噛み合う第2の位置の間で移動可能である。カムブロックアセンブリは、カムブロックアセンブリの電力供給された移動を、混合モータアセンブリの第1の位置と混合モータアセンブリの第2の位置との間の混合モータアセンブリの移動に変換するために、混合モータアセンブリに動作可能に結合される。   According to a further aspect of the invention, the fluid sample processing cartridge includes a drive mixing device that includes a drive gear, and the device further includes a mixing motor assembly that includes a powered drive gear. The mixing motor moves between a first position where the drive gear is not meshed with the drive gear of the drive mixing device and a second position where the drive gear is operatively meshed with the drive gear to operate the drive mixing device. Is possible. The cam block assembly converts the powered movement of the cam block assembly into a movement of the mixing motor assembly between a first position of the mixing motor assembly and a second position of the mixing motor assembly. Operatively coupled to the assembly.

本発明の更なる態様によると、装置は、ファンと、ファンからの空気流を、ヒータアセンブリの一つの一部に向けるように構成された冷却ダクトとを備えるヒータ冷却アセンブリを更に備える。   According to a further aspect of the invention, the apparatus further comprises a heater cooling assembly comprising a fan and a cooling duct configured to direct an air flow from the fan to a portion of one of the heater assemblies.

本発明の更なる態様によると、カートリッジキャリッジアセンブリは、挿入されるカートリッジを保持するように構成されたカートリッジホルダと、カートリッジラッチ位置にバイアスされ、カートリッジをカートリッジホルダ内に保持するために、カートリッジホルダに挿入されたカートリッジをラッチするように構成されたカートリッジラッチと、カートリッジラッチがカートリッジラッチ位置から解放された時、カートリッジホルダから少なくとも部分的に外にでるようにカートリッジを自動的に押すように構成されたカートリッジ排出機構と、を備える。   According to a further aspect of the present invention, the cartridge carriage assembly includes a cartridge holder configured to hold a cartridge to be inserted and a cartridge holder biased to a cartridge latch position to hold the cartridge within the cartridge holder. A cartridge latch configured to latch a cartridge inserted into the cartridge and configured to automatically push the cartridge away from the cartridge holder when the cartridge latch is released from the cartridge latch position. A cartridge discharge mechanism.

本発明の更なる態様によると、加熱・制御アセンブリは、1以上のヒータアセンブリとコネクタボードが支持される支持プレートを備える。支持プレートは、加熱・制御アセンブリの、第1と第2の位置間の移動を可能とするために、支持プレートの水平移動を防止するが、支持プレートの垂直移動は許す、制約構造に搭載される。   According to a further aspect of the invention, the heating and control assembly comprises a support plate on which one or more heater assemblies and a connector board are supported. The support plate is mounted in a constraining structure that prevents horizontal movement of the support plate but allows vertical movement of the support plate to allow movement of the heating and control assembly between the first and second positions. The

本発明の更なる態様によると、加熱・制御アセンブリのヒータアセンブリは、コネクタボードに取り付けられた抵抗加熱素子と、抵抗加熱素子に熱的に結合された熱伝導性材料を備える熱拡散器とを備える。   According to a further aspect of the invention, the heater assembly of the heating and control assembly includes a resistance heating element attached to the connector board, and a heat spreader comprising a thermally conductive material thermally coupled to the resistance heating element. Prepare.

本発明の更なる態様によると、加熱・制御アセンブリのヒータアセンブリの一つは、熱電素子と、熱電素子に熱的に結合する熱伝導性材料を備える熱拡散器と、熱電素子と複数の熱散逸ロッドとに熱的に接触するパネルを含むヒートシンクと、を備える。   According to a further aspect of the invention, one of the heater assemblies of the heating and control assembly includes a thermoelectric element, a thermal diffuser comprising a thermally conductive material thermally coupled to the thermoelectric element, a thermoelectric element and a plurality of heats. A heat sink including a panel in thermal contact with the dissipative rod.

本発明の更なる態様によると、加熱・制御アセンブリのコネクタボードの電気コネクタ素子は、複数のコネクタピンアレイを備え、各コネクタピンアレイは、複数のポゴピンを備える。   According to a further aspect of the invention, the electrical connector element of the connector board of the heating and control assembly comprises a plurality of connector pin arrays, each connector pin array comprising a plurality of pogo pins.

本発明の更なる態様によると、移動可能な磁石アセンブリの一つは、磁石アセンブリの第1の位置と第2の位置の間のスピンドルの周りに回転可能なように、スピンドル上に搭載される磁石ホルダと、磁石ホルダ上に支持される磁石と、磁石ホルダから延伸するアクチュエータブラケットと、磁石ホルダを、磁石アセンブリの第1の位置に対応する回転位置にバイアスするように構成されたねじれバネと、を備える。   According to a further aspect of the invention, one of the movable magnet assemblies is mounted on the spindle such that it can rotate about the spindle between a first position and a second position of the magnet assembly. A magnet holder, a magnet supported on the magnet holder, an actuator bracket extending from the magnet holder, and a torsion spring configured to bias the magnet holder to a rotational position corresponding to the first position of the magnet assembly; .

本発明の更なる態様によると、移動可能な磁石アセンブリの一つは、磁石アセンブリの第1の位置と第2の位置の間のスピンドルの周りで回転可能なように、スピンドル上に搭載される磁石ホルダフレームと、磁石ホルダフレーム内に配置される磁石アレイと、磁石ホルダフレームに形成される開口部内に配置され、磁石アレイの磁力を収束するように構成された収束磁石と、磁石ホルダフレームから延伸するアクチュエータブラケットと、磁石アセンブリの第1の位置に対応する回転位置へ、磁石ホルダフレームをバイアスするように構成されるねじれバネと、を備える。   According to a further aspect of the invention, one of the movable magnet assemblies is mounted on the spindle so as to be rotatable about the spindle between a first position and a second position of the magnet assembly. A magnet holder frame, a magnet array disposed in the magnet holder frame, a converging magnet disposed in an opening formed in the magnet holder frame and configured to converge the magnetic force of the magnet array, and a magnet holder frame An extending actuator bracket and a torsion spring configured to bias the magnet holder frame to a rotational position corresponding to a first position of the magnet assembly.

本発明の更なる態様によると、カムブロックアセンブリは、カムブロックアセンブリの電力供給された移動によって移動可能なように、カムブロックアセンブリに対して、その一部で結合される磁石アクチュエータによって、各移動可能な磁石アセンブリへ動作可能なように結合され、磁石アクチュエータが、カムブロックアセンブリと共に移動して、第1の位置から第2の位置への磁石アセンブリの対応する回転を引き起こすように、各磁石アセンブリのアクチュエータブラケットに噛み合い可能なように構成されるタブを含む。   According to a further aspect of the invention, the cam block assembly is moved each by a magnetic actuator coupled in part to the cam block assembly such that the cam block assembly is movable by a powered movement of the cam block assembly. Each magnet assembly is operably coupled to a possible magnet assembly such that a magnet actuator moves with the cam block assembly to cause a corresponding rotation of the magnet assembly from a first position to a second position. Including a tab configured to engage with the actuator bracket.

本発明の更なる態様によると、カムブロックアセンブリは、カムフレームと、カムフレームに結合され、カムフレームの電力供給された移動をもたらすように構成されたカムブロックモータと、カムフレームに取り付けられた第1及び第2のカムレールと、を備える。カムレールのそれぞれは、2つのカムスロットを有する。カムブロックアセンブリは、加熱・制御アセンブリからカムスロットへ延伸するカムフォロワによって、加熱・制御アセンブリに動作可能に結合され、加熱・制御アセンブリに対するカムフレームとカムレールの移動が、加熱・制御アセンブリの第1の位置に対応するカムスロットのそれぞれ第1のセグメントと、加熱・制御アセンブリの第2の位置に対応するカムスロットのそれぞれ第2のセグメントとの間でカムフォロワを移動するために、カムフォロワとカムスロットとの間の対応する相対移動を引き起こすようにする。   According to a further aspect of the present invention, a cam block assembly is attached to a cam frame, a cam block motor coupled to the cam frame and configured to provide powered movement of the cam frame, and the cam frame. First and second cam rails. Each cam rail has two cam slots. The cam block assembly is operably coupled to the heating and control assembly by a cam follower extending from the heating and control assembly to the cam slot, and movement of the cam frame and cam rail relative to the heating and control assembly is a first of the heating and control assembly. A cam follower and a cam slot for moving the cam follower between a respective first segment of the cam slot corresponding to the position and a respective second segment of the cam slot corresponding to the second position of the heating and control assembly; Cause the corresponding relative movement between.

本発明の更なる態様によると、カムフレームは、加熱・制御アセンブリの一面に沿って延伸する第1の長尺方向の円材と、加熱・制御アセンブリの対向する面に沿って延伸する第2の長尺方向の円材と、第1と第2の長尺方向の円材の間に延伸するクロス円材と、を備える。各カムレールは、第1と第2の長尺方向の円材の一つに取り付けられる。   According to a further aspect of the present invention, the cam frame includes a first longitudinal circle extending along one side of the heating and control assembly and a second extending along opposite sides of the heating and control assembly. A long circular material and a cross circular material extending between first and second long circular materials. Each cam rail is attached to one of the first and second longitudinal members.

本発明の更なる態様によると、変形可能なチャンバ圧縮アセンブリの圧縮機構は、カム面を有し、カムアームの一端と、カムアームの対向端に配置された圧縮パッドとの周りでピボット動作できるように、搭載されるカムアームを備え、カムアームは、圧縮パッドが、関連する変形可能なチャンバに接触しない第1の位置と、圧縮パッドが、少なくとも部分的に、チャンバを破裂させるために、関連した変形可能なチャンバへ圧縮力を印加する第2の位置の間でピボット動作可能である。   According to a further aspect of the invention, the compression mechanism of the deformable chamber compression assembly has a cam surface so that it can pivot about one end of the cam arm and a compression pad disposed at the opposite end of the cam arm. A cam arm mounted, wherein the cam arm has a first position where the compression pad does not contact the associated deformable chamber, and the associated deformable for the compression pad to at least partially rupture the chamber. Pivotable between a second position for applying a compressive force to the chamber.

本発明の更なる態様によると、変形可能なチャンバ圧縮アセンブリは、カムアームプレートを更に備え、圧縮機構のカムアームは、カムアームプレートに対するカムアームのピボット状動作のために、カムアームプレートに形成されるスロット内にピボット動作可能なように搭載される。カムアームのカム面は、カムアームプレートの面上のスロットから突出する。カムフォロワプレートは、カムアームに、第1の位置から第2の位置へ、ピボット動作させるために、カムアームプレートに対するカムフォロワプレートの移動の間、圧縮機構のカム面と噛み合う、カムフォロワプレートのカムフォロワ素子によって、圧縮機構に動作可能なように結合される。   According to a further aspect of the invention, the deformable chamber compression assembly further comprises a cam arm plate, wherein the cam arm of the compression mechanism is formed in the cam arm plate for pivoting movement of the cam arm relative to the cam arm plate. It is mounted so as to be pivotable in the slot. The cam surface of the cam arm protrudes from a slot on the surface of the cam arm plate. The cam follower plate is engaged by a cam follower element of the cam follower plate that engages a cam surface of the compression mechanism during movement of the cam follower plate relative to the cam arm plate to cause the cam arm to pivot from a first position to a second position. Operatively coupled to the compression mechanism.

本発明の更なる態様によると、カムフォロワプレートは、カムアームプレートの面上に突出するカムアームのカム面を受け入れるカム溝を備え、カムフォロワ素子は、カムアームに第1の位置から第2の位置にピボット動作させるために、カムアームプレートに対して、カムフォロワプレートが移動する際、カム面に接触するカム溝内に配置されるフォロワ隆起を備える。   According to a further aspect of the present invention, the cam follower plate includes a cam groove for receiving the cam surface of the cam arm protruding on the surface of the cam arm plate, and the cam follower element pivots from the first position to the second position on the cam arm. For operation, the cam arm plate includes a follower ridge disposed in a cam groove that contacts the cam surface when the cam follower plate moves relative to the cam arm plate.

本発明の更なる態様によると、装置は、複数の圧縮機構を更に備え、それぞれは、カムアームプレートとカムアーム面に形成されたスロット内にピボット可能なように搭載されるカムアームを備え、カムフォロワプレートは、複数のカム溝を備え、それぞれのカム溝は、圧縮機構の少なくとも一つに関連し、関連する圧縮機構のカムアームを、第1の位置から第2の位置へピボット移動させるために、カムアームプレートに対して、カムフォロワプレートが移動する際、関連する圧縮機構のカム面に接触するカム溝内に配置されるフォロワ隆起を各カム溝は含む。   According to a further aspect of the present invention, the apparatus further comprises a plurality of compression mechanisms, each comprising a cam arm plate and a cam arm that is pivotably mounted within a slot formed in the cam arm surface, the cam follower plate Comprises a plurality of cam grooves, each cam groove being associated with at least one of the compression mechanisms and for pivoting a cam arm of the associated compression mechanism from a first position to a second position. Each cam groove includes a follower ridge disposed in a cam groove that contacts a cam surface of an associated compression mechanism as the cam follower plate moves relative to the arm plate.

本発明の更なる態様によると、サンプル処理カートリッジは、複数の変形可能な流体チャンバを含み、変形可能なチャンバ圧縮アセンブリは、複数の圧縮機構を備える。各圧縮機構は、変形可能な流体チャンバの一つと関連し、カムフォロワプレートは、圧縮機構と動作可能に結合し、カムフォロワプレートの第1の方向への移動を、圧縮機構の夫々の第2の方向への移動に変換し、それによって、特定のシーケンスで、関連するチャンバのそれぞれに外部圧縮力を印加するようにする。   According to a further aspect of the invention, the sample processing cartridge includes a plurality of deformable fluid chambers, and the deformable chamber compression assembly comprises a plurality of compression mechanisms. Each compression mechanism is associated with one of the deformable fluid chambers, and the cam follower plate is operably coupled with the compression mechanism, and the movement of the cam follower plate in the first direction is in a second direction of the compression mechanism. To an external compression force, thereby applying an external compressive force to each of the associated chambers in a specific sequence.

本発明の更なる態様によると、流体サンプル処理カートリッジは、外部から作動されない場合、バルブを通っての流体の流れを許可し、外部から作動される場合には、バルブを通っての流体の流れを阻止することにより、選択的に流体の流れを制御するように構成された外部作動可能制御バルブを含む。装置は、サンプル処理カートリッジの外部作動可能制御バルブに関連し、基板の平面とほぼ垂直な成分を有する第2の方向への移動により、関連する外部作動可能制御バルブを作動するように構成されるバルブアクチュエータ圧縮機構を更に備える。カムフォロワプレートは、バルブアクチュエータ圧縮機構に動作可能に結合され、カムフォロワプレートの第1の方向の移動をバルブアクチュエータ圧縮機構の第2の方向への移動へ変換し、それによって、関連した外部作動可能な制御バルブを作動させる。   According to a further aspect of the invention, the fluid sample processing cartridge allows fluid flow through the valve when not actuated externally, and fluid flow through the valve when actuated externally. Including an externally operable control valve configured to selectively control fluid flow. The apparatus is configured to operate the associated externally operable control valve by movement in a second direction having a component substantially perpendicular to the plane of the substrate, associated with the externally operable control valve of the sample processing cartridge. A valve actuator compression mechanism is further provided. The cam follower plate is operably coupled to the valve actuator compression mechanism to convert movement of the cam follower plate in a first direction to movement of the valve actuator compression mechanism in a second direction, thereby associated externally operable. Activate the control valve.

この開示の主題の他の特徴と特性は、動作の方法、構造の関連した素子と部品の組み合わせの機能、及び製造の経済性と共に、全てがこの明細書の一部を形成する添付の図面を参照して、以下の記述と任意の添付の請求項を考慮すれば、より明らかとなるだろう。   Other features and characteristics of the subject matter of this disclosure, together with the method of operation, the function of the associated elements and components of the structure, and the economics of manufacture, are all included in the accompanying drawings, which form a part hereof. In view of the following description and any appended claims, reference will become more apparent.

ここに組み込まれ、本明細書の一部を形成する添付の図面は、この開示の主題の様々な実施形態を図示する。図面においては、同様な参照符号は、同一又は機能的に同様な要素を示す。   The accompanying drawings, which are incorporated herein and form a part of this specification, illustrate various embodiments of the subject matter of this disclosure. In the drawings, like reference numbers indicate identical or functionally similar elements.

本発明の態様を具現化する複合カートリッジの上部斜視図である。FIG. 6 is a top perspective view of a composite cartridge embodying aspects of the present invention. 複合カートリッジの上部平面図である。It is an upper top view of a composite cartridge. 同定ラベルが添付された複合カートリッジの上部平面図である。It is an upper top view of the composite cartridge to which the identification label is attached. 複合カートリッジの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a composite cartridge. 複合カートリッジの変形可能な流体コンパートメント(又はブリスタ)の断面の部分斜視図である。FIG. 6 is a partial perspective view of a cross section of a deformable fluid compartment (or blister) of a composite cartridge. 複合カートリッジのサンプルウェル及びサンプルキャップの詳細な斜視図である。2 is a detailed perspective view of a sample well and a sample cap of a composite cartridge. FIG. 図2における線7−7に沿ったサンプルウェルの断面斜視図である。FIG. 7 is a cross-sectional perspective view of the sample well taken along line 7-7 in FIG. 複合カートリッジの混合ウェル及びミキサの詳細な斜視図である。FIG. 3 is a detailed perspective view of a mixing well and a mixer of a composite cartridge. 複合カートリッジの別の混合ウェルの詳細な斜視図である。FIG. 5 is a detailed perspective view of another mixing well of the composite cartridge. 図8Cの混合ウェルの上部平面図である。FIG. 8D is a top plan view of the mixing well of FIG. 8C. 図2における線9−9に沿った混合ウェル及びミキサの断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the mixing well and mixer taken along line 9-9 in FIG. 図8B及び図8Cの別の混合ウェルとその内部に配置される別のミキサの断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of another mixing well of FIGS. 8B and 8C and another mixer disposed therein. 複合カートリッジの受動バルブの詳細な斜視図である。It is a detailed perspective view of the passive valve of a composite cartridge. 図2における線11−11に沿った受動バルブの断面斜視図である。FIG. 3 is a cross-sectional perspective view of the passive valve along line 11-11 in FIG. 図2における線12−12に沿った溶解チャンバとビーズミキサの断面斜視図である。FIG. 13 is a cross-sectional perspective view of the dissolution chamber and bead mixer taken along line 12-12 in FIG. 図2における線13−13に沿った能動バルブアセンブリの断面斜視図である。FIG. 13 is a cross-sectional perspective view of the active valve assembly taken along line 13-13 in FIG. 外部バルブアクチュエータによって起動される能動バルブの断面斜視図である。FIG. 5 is a cross-sectional perspective view of an active valve that is activated by an external valve actuator. 複合カートリッジのサンプル調製モジュールの上部平面図である。It is an upper top view of the sample preparation module of a composite cartridge. モジュール内で実行されるサンプル調製処理の異なるステップをそれぞれが示す、サンプル調製モジュールの上部平面図を示す。FIG. 4 shows a top plan view of a sample preparation module, each showing different steps of the sample preparation process performed within the module. モジュール内で実行されるサンプル調製処理の異なるステップをそれぞれが示す、サンプル調製モジュールの上部平面図を示す。FIG. 4 shows a top plan view of a sample preparation module, each showing different steps of the sample preparation process performed within the module. モジュール内で実行されるサンプル調製処理の異なるステップをそれぞれが示す、サンプル調製モジュールの上部平面図を示す。FIG. 4 shows a top plan view of a sample preparation module, each showing different steps of the sample preparation process performed within the module. モジュール内で実行されるサンプル調製処理の異なるステップをそれぞれが示す、サンプル調製モジュールの上部平面図を示す。FIG. 4 shows a top plan view of a sample preparation module, each showing different steps of the sample preparation process performed within the module. モジュール内で実行されるサンプル調製処理の異なるステップをそれぞれが示す、サンプル調製モジュールの上部平面図を示す。FIG. 4 shows a top plan view of a sample preparation module, each showing different steps of the sample preparation process performed within the module. モジュール内で実行されるサンプル調製処理の異なるステップをそれぞれが示す、サンプル調製モジュールの上部平面図を示す。FIG. 4 shows a top plan view of a sample preparation module, each showing different steps of the sample preparation process performed within the module. モジュール内で実行されるサンプル調製処理の異なるステップをそれぞれが示す、サンプル調製モジュールの上部平面図を示す。FIG. 4 shows a top plan view of a sample preparation module, each showing different steps of the sample preparation process performed within the module. モジュール内で実行されるサンプル調製処理の異なるステップをそれぞれが示す、サンプル調製モジュールの上部平面図を示す。FIG. 4 shows a top plan view of a sample preparation module, each showing different steps of the sample preparation process performed within the module. 複合カートリッジの反応モジュールの上部プレートの上部斜視図である。It is a top perspective view of the upper plate of the reaction module of a composite cartridge. 上部プレートの下部斜視図である。It is a lower perspective view of an upper plate. 上部プレートの上部平面図である。It is an upper top view of an upper plate. 上部プレートの下部平面図である。It is a lower part top view of an upper plate. 図24における線28−28に沿った反応モジュールの断面斜視図である。FIG. 25 is a cross-sectional perspective view of the reaction module taken along line 28-28 in FIG. 図24における線29−29に沿った反応モジュールの断面斜視図である。FIG. 25 is a cross-sectional perspective view of the reaction module taken along line 29-29 in FIG. 24. 反応モジュールの流体入り口の詳細な斜視図である。It is a detailed perspective view of the fluid inlet of the reaction module. 図26における線31−31に沿った部分断面図である。It is a fragmentary sectional view in alignment with line 31-31 in FIG. 本発明の態様を具現化する装置の正面図である。1 is a front view of an apparatus embodying aspects of the present invention. 装置の制御コンソールの正面斜視図である。It is a front perspective view of the control console of an apparatus. 装置の処理モジュールの正面斜視図である。It is a front perspective view of the processing module of an apparatus. 処理モジュールの内部コンポーネントを示すためにモジュールの一側面壁が除去された処理モジュールの正面斜視図である。FIG. 3 is a front perspective view of a processing module with one side wall of the module removed to show the internal components of the processing module. 処理モジュールの内部コンポーネントを示すためにモジュールの一側面壁と背面壁が除去された処理モジュールの背面斜視図である。FIG. 6 is a rear perspective view of the processing module with one side wall and the back wall of the module removed to show the internal components of the processing module. モジュールの一側面壁と一背面壁が除去され、処理モジュールの一処理ベイがモジュールから分解された処理モジュールの正面斜視図である。It is the front perspective view of the processing module by which one side wall and one back wall of the module were removed, and one processing bay of the processing module was disassembled from the module. 本発明の態様を具現化する処理ベイの正面、右側斜視図である。It is the front and right side perspective view of the processing bay which embody the aspect of this invention. 処理ベイの正面、左側斜視図である。It is a front and left side perspective view of a processing bay. 処理ベイの背面、右側斜視図である。It is a back surface of a processing bay, and a right perspective view. 処理ベイの正面、右側、分解斜視図である。It is the front, right side, and exploded perspective view of a processing bay. 処理ベイのカートリッジ処理アセンブリの分解斜視図である。3 is an exploded perspective view of a cartridge processing assembly in a processing bay. FIG. カートリッジ処理アセンブリの加熱・制御アセンブリの分解斜視図である。FIG. 6 is an exploded perspective view of a heating and control assembly of the cartridge processing assembly. カートリッジ処理アセンブリの加熱・制御アセンブリのコネクタPCBと磁石の上部平面図である。FIG. 6 is a top plan view of the connector PCB and magnet of the heating and control assembly of the cartridge processing assembly. 加熱・制御アセンブリの検出ペルチェヒータアセンブリの分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view of a detection Peltier heater assembly of the heating and control assembly. カートリッジ処理アセンブリのカートリッジキャリッジアセンブリの分解斜視図である。FIG. 6 is an exploded perspective view of a cartridge carriage assembly of the cartridge processing assembly. カートリッジ処理アセンブリのカムフレームアセンブリの分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view of a cam frame assembly of a cartridge processing assembly. カートリッジ処理アセンブリのカムフレーム及び磁石アクチュエータの断面斜視図である。FIG. 6 is a cross-sectional perspective view of a cam frame and magnet actuator of a cartridge processing assembly. カートリッジ処理アセンブリのサンプル調製磁石アセンブリの上部斜視図である。FIG. 6 is a top perspective view of a sample preparation magnet assembly of a cartridge processing assembly. カートリッジ処理アセンブリのカートリッジ磁石アセンブリの上部斜視図である。FIG. 6 is a top perspective view of a cartridge magnet assembly of a cartridge processing assembly. カートリッジ処理アセンブリの混合モータアセンブリの斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of a mixing motor assembly of a cartridge processing assembly. 混合モータアセンブリの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a mixing motor assembly. 処理ベイのブリスタ圧縮機構アセンブリの分解斜視図である。3 is an exploded perspective view of a blister compression mechanism assembly in a processing bay. FIG. 圧縮機構のアレイの圧縮パッドを示すカムアームプレートの部分下部平面図である。It is a partial lower plan view of a cam arm plate showing a compression pad of an array of compression mechanisms. カムアームプレートから単離されたアレイの圧縮機構の上部斜視図である。FIG. 6 is a top perspective view of an array compression mechanism isolated from a cam arm plate. カムアームプレートから単離されたアレイの圧縮機構の下部斜視図である。FIG. 6 is a bottom perspective view of an array compression mechanism isolated from a cam arm plate. 単一流体ブリスタ圧縮機構の分解斜視図である。It is an exploded perspective view of a single fluid blister compression mechanism. 単一ランスブリスタ圧縮機構の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a single lance blister compression mechanism. 単一バルブアクチュエータ圧縮機構の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a single valve actuator compression mechanism. ブリスタ圧縮機構アセンブリのカムフォロワプレートの下部平面図である。It is a lower top view of the cam follower plate of a blister compression mechanism assembly. カムフォロワプレートの下部斜視図である。It is a lower perspective view of a cam follower plate. 反応モジュールの流体処理パネルの下部平面図である。It is a lower part top view of the fluid processing panel of a reaction module. 流体処理パネルの上部平面図である。It is a top plan view of a fluid treatment panel. 流体処理パネルにおいて実行されることができる例示的プロセスを図示するフローチャートである。2 is a flowchart illustrating an exemplary process that can be performed in a fluid treatment panel.

本開示の主題の態様は、様々な形態に具現化されることができるが、以下の記述及び添付の図面は、単に、この主題の特定の例として、これらの形態の幾つかを開示することを意図するのみである。従って、本開示の主題は、そのように記述され、図示された形態又は実施形態に限定されることを意図してはいない。   While aspects of the subject matter of the present disclosure may be embodied in various forms, the following description and the accompanying drawings merely disclose some of these forms as specific examples of the subject matter. It is only intended. Accordingly, the subject matter of this disclosure is not intended to be limited to the forms or embodiments so described and illustrated.

他様に規定されなければ、技術のすべての語句、表記、他の技術語句、又は、本明細書で使用される語法は、この開示が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有する。本明細書で参照する、すべての特許、出願、公開出願、及び他の公開文書は、その全体が、参照により組み込まれる。この項で述べる定義が、参照により、ここに組み込まれた特許、出願、公開出願、及び他の公開文書に述べられる定義に反する、又は、他の場合、整合が取れない場合は、この項で述べる定義が、参照によりここに組み込まれた定義より優先する。   Unless defined otherwise, all technical terms, notations, other technical terms, or terminology used herein are those commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this disclosure belongs. Has the same meaning. All patents, applications, published applications, and other published documents referenced herein are incorporated by reference in their entirety. If the definitions set forth in this section are contrary to the definitions set forth in the patents, applications, published applications, and other published documents incorporated herein by reference, or otherwise inconsistent, The definitions set forth take precedence over the definitions incorporated herein by reference.

他様に示され、又は、文脈が他様に示唆しない限り、ここに用いられるように、「a」又は「an」は、「少なくとも一つ」又は「1以上」を意味する。   As used herein, unless otherwise indicated or indicated otherwise, “a” or “an” means “at least one” or “one or more”.

この記述は、コンポーネント、装置、場所、特徴、又は、その一部の位置及び/又は方向を記述するのに、相対空間的及び/又は方向指示語句を用いるかもしれない。特に述べられる、又は、記述の文脈によって他様に示されるのではないなら、限定的ではないが、上部、下部、上、下、下部、上部、上の、下の、左の、右の、前面の、背後の、近くの、隣接した、間の、水平な、垂直な、斜めの、長手方向の、横方向の、放射状の、軸方向の、などを含むそのような語句は、図面において、そのようなコンポーネント、装置、場所、特徴、又は、それらの一部を参照するための便宜のために用いられ、限定することを意図してはいない。   This description may use relative spatial and / or directional phrases to describe the position and / or orientation of a component, device, location, feature, or part thereof. Unless specifically stated or otherwise indicated by the context of the description, but not limited to, top, bottom, top, bottom, bottom, top, top, bottom, left, right, Such phrases including front, back, near, adjacent, between, horizontal, vertical, diagonal, longitudinal, lateral, radial, axial, etc. in the drawings Used for convenience to reference such components, apparatus, locations, features, or portions thereof, and is not intended to be limiting.

更に、他様に述べられない限り、この記述で述べられる任意の特定の寸法も、単に、本発明の態様を具現化するデバイスの例示的実装の表現に過ぎず、限定することは意図されない。   Moreover, unless otherwise stated, any particular dimensions mentioned in this description are merely representations of exemplary implementations of devices embodying aspects of the invention and are not intended to be limiting.

<関連出願>
この出願は、米国特許出願第14/062,860号(米国特許出願公開第2014−0322706号)及び米国特許出願第14/062,865号(米国特許出願公開第2014−0194305号)に関連し、それぞれの開示は、ここに参照によって組み込まれる。
<Related applications>
This application is related to US Patent Application No. 14 / 062,860 (US Patent Application Publication No. 2014-0322706) and US Patent Application No. 14 / 062,865 (US Patent Application Publication No. 2014-0194305). The disclosures of each of which are incorporated herein by reference.

[導入]
一般に、システムは、2つのコンポーネントを含む:その1つは複合カートリッジであって、その中にサンプルが搭載され、様々な試薬、緩衝剤、及び、望ましいアッセイ又は他のプロシジャーを実行するための他の処理材料を含む。及び、もう1つは処理装置であって、これには、サンプル処理と、対象分析物の最終検出を実行するためにカートリッジが挿入される。
[Introduction]
In general, the system includes two components: one is a composite cartridge in which the sample is loaded and the various reagents, buffers, and others to perform the desired assay or other procedure. Of processing materials. And the other is a processing device into which a cartridge is inserted to perform sample processing and final detection of the analyte of interest.

様々な実施形態においては、ミクロ流体プラットフォームは、微小滴の形成及び、独立して液滴を輸送し、合体させ、混合し及び/又は処理する能力に依存している。様々な実施形態においては、そのような微小滴操作は、表面張力の電気的制御(つまり、エレクトロウェッティング)を用いて実行される。一般に、液体サンプルは、2つの平行プレートの間の、処理モジュールとして知られる、ミクロ流体デバイス内に含まれる。流体処理パネルと呼ばれる、一つのプレートは、その表面上にエッチングされた駆動電極を含み、他のプレートは、エッチングされた電極又は、接地されるか、もしくは、基準電位に設定される単一の連続平面電極(「バイプレーナー・エレクトロウェッティング(biplanar electrowetting)」のいずれかを含む。疎水性絶縁体が、電極を包み、電場は、対向するプレート上の電極間で生成される。この電場は、電力が与えられた電極と重なる液滴を、その電極に向かって移動させる表面張力勾配を生成する。幾つかの実施形態においては、能動エレクトロウェッティング電極は、隣接しており、「コプレーナーエレクトロウェッティング(coplanar electrowetting )」と呼ばれる、隣接する接地基準電極と同一平面上にあることができる。電極の適切な配置と制御により、液滴は、隣接する電極間で連続してそれを輸送することにより、輸送されることができる。パターン化された電極は、2次元アレイに配列されることができ、そのアレイによってカバーされる任意の場所に液滴を輸送することを可能とする。液滴を取り囲む空間は、空気などのガス、又は、オイルなどの不溶性流体などで満たされることができ、不溶性流体が、本発明の多くの実施形態において好適である。   In various embodiments, the microfluidic platform relies on the formation of microdroplets and the ability to independently transport, coalesce, mix and / or process droplets. In various embodiments, such microdrop operations are performed using electrical control of surface tension (ie, electrowetting). In general, a liquid sample is contained in a microfluidic device, known as a processing module, between two parallel plates. One plate, called a fluid treatment panel, contains drive electrodes etched on its surface, and the other plate is a single electrode that is etched or grounded or set to a reference potential. Including any of the continuous planar electrodes ("biplanar electrowetting"), a hydrophobic insulator envelops the electrodes, and an electric field is generated between the electrodes on the opposing plates. , Creating a surface tension gradient that causes the droplets that overlap the powered electrode to move toward the electrode.In some embodiments, the active electrowetting electrodes are adjacent and “coplanar” It can be coplanar with the adjacent ground reference electrode, called “coplanar electrowetting”. With placement and control, droplets can be transported by transporting them sequentially between adjacent electrodes, and patterned electrodes can be arranged in a two-dimensional array Allows droplets to be transported to any location covered by the array, the space surrounding the droplets can be filled with a gas such as air or an insoluble fluid such as oil, etc. Suitable in many embodiments of the present invention.

対象分析物を含む液滴は、表面を横切って移動するので、それらは、試薬及び緩衝剤を捉えることができる。例えば、乾燥試薬が表面(一般に、プリント回路ボードと本明細書では記述するが、当業者によれば理解されるだろうように、さらなる表面が使用されることもできる)上に置かれた場合、その領域を通って移動する液滴は、PCR増幅などの生物学的プロセスに使用される試薬を捉え、分解するだろう。更に、以下により完全に記述されるが、基板の上に配置されたサンプル調製モジュールからの添加は、サンプルをミクロ流体プラットフォームへ輸送する前に、サンプルの調製、例えば、溶解、精製、分解などと共に、洗浄緩衝剤などの緩衝剤及び他の試薬の特定の添加を可能とする。   As the droplets containing the analyte of interest move across the surface, they can capture reagents and buffers. For example, when a dry reagent is placed on a surface (generally described herein as a printed circuit board, but additional surfaces may be used as will be understood by those skilled in the art) , Droplets moving through the area will capture and decompose reagents used in biological processes such as PCR amplification. Furthermore, as described more fully below, the addition from the sample preparation module placed on the substrate is accompanied by sample preparation, eg, lysis, purification, degradation, etc., prior to transporting the sample to the microfluidic platform. Allows the specific addition of buffers and other reagents, such as wash buffers.

本発明の態様は、また、対象の分析物の電気化学的検出の使用も含む。適切な電気化学的検出システムは、米国特許第4,887,455号; 米国特許第5,591,578号; 米国特許第5,705,348号; 米国特許第5,770,365号; 米国特許第5,807,701号; 米国特許第5,824,473号; 米国特許第5,882,497号; 米国特許第6,013,170号; 米国特許第6,013,459号; 米国特許第6,033,601号; 米国特許第6,063,573号; 米国特許第6,090,933号; 米国特許第6,096,273号; 米国特許第6,180,064号; 米国特許第6,190,858号; 米国特許第6,192,351号; 米国特許第6,221,583号; 米国特許第6,232,062号; 米国特許第6,236,951号; 米国特許第6,248,229号; 米国特許第6,264,825号; 米国特許第6,265,155号; 米国特許第6,290,839号; 米国特許第6,361,958号; 米国特許第6,376,232号; 米国特許第6,431,016号; 米国特許第6,432,723号; 米国特許第6,479,240号; 米国特許第6,495,323号; 米国特許第6,518,024号; 米国特許第6,541,617号; 米国特許第6,596,483号; 米国特許第6,600,026号; 米国特許第6,602,400号; 米国特許第6,627,412号; 米国特許第6,642,046号; 米国特許第6,655,010号; 米国特許第6,686,150号; 米国特許第6,740,518号; 米国特許第6,753,143号; 米国特許第6,761,816号; 米国特許第6,824,669号; 米国特許第6,833,267号; 米国特許第6,875,619号; 米国特許第6,942,771号; 米国特許第6,951,759号; 米国特許第6,960,467号; 米国特許第6,977,151号; 米国特許第7,014,992号; 米国特許第7,018,523号; 米国特許第7,045,285号; 米国特許第7,056,669号; 米国特許第7,087,148号; 米国特許第7,090,804号; 米国特許第7,125,668号; 米国特許第7,160,678号; 米国特許第7,172,897号; 米国特許第7,267,939号; 米国特許第7,312,087号; 米国特許第7,381,525号; 米国特許第7,381,533号; 米国特許第7,384,749号; 米国特許第7,393,645号; 米国特許第7,514,228号; 米国特許第7,534,331号; 米国特許第7,560,237号; 米国特許第7,566,534号; 米国特許第7,579,145号; 米国特許第7,582,419号; 米国特許第7,595,153号; 米国特許第7,601,507号; 米国特許第7,655,129号; 米国特許第7,713,711号; 米国特許第7,759,073号; 米国特許第7,820,391号; 米国特許第7,863,035号; 米国特許第7,935,481号; 米国特許第8,012,743号; 米国特許第8,114,661号及び米国公開第 2012/01 81 186号, に記載されており、これらのそれぞれの開示は、ここに参照により明示的に組み込まれる。   Aspects of the invention also include the use of electrochemical detection of the analyte of interest. Suitable electrochemical detection systems include U.S. Pat.No. 4,887,455; U.S. Pat.No. 5,591,578; U.S. Pat.No. 5,705,348; U.S. Pat.No. 5,770,365; U.S. Pat.No. 5,807,701; U.S. Pat.No. 5,824,473; U.S. Patent 6,013,170; U.S. Patent 6,013,459; U.S. Patent No. 6,033,601; U.S. Patent No. 6,063,573; U.S. Patent No. 6,090,933; U.S. Patent No. 6,096,273; U.S. Patent No. 6,192,351; U.S. Patent No. 6,221,583; U.S. Patent No. 6,232,062; U.S. Patent No. 6,236,951; U.S. Patent No. 6,248,229; U.S. Pat. U.S. Patent No. 6,376,232; U.S. Patent No. 6,431,016; U.S. Patent No. 6,432,723; U.S. Patent No. 6,479,240; U.S. Patent No. 6,495,323; U.S. Patent No. 6,518,024; ; US Patent 6,600,026 U.S. Patent 6,602,400; U.S. Patent 6,627,412; U.S. Patent 6,642,046; U.S. Patent 6,655,010; U.S. Patent 6,686,150; U.S. Patent No. 6,740,518; U.S. Patent No. US Patent No. 6,824,669; US Patent No. 6,833,267; US Patent No. 6,875,619; US Patent No. 6,942,771; US Patent No. 6,951,759; US Patent No. 6,960,467; US Patent No. 6,977,151; US Patent No. U.S. Patent 7,045,285; U.S. Patent 7,056,669; U.S. Patent 7,087,148; U.S. Patent 7,090,804; U.S. Patent 7,125,668; U.S. Patent 7,160,678; U.S. Patent No. U.S. Patent 7,312,087; U.S. Patent 7,381,525; U.S. Patent 7,381,533; U.S. Patent 7,384,749; U.S. Patent 7,393,645; U.S. Patent 7,514,228; U.S. Patent 7,534,331; US Patent No. 7,566,534; US Special U.S. Patent No. 7,579,145; U.S. Patent No. 7,582,419; U.S. Patent No. 7,595,153; U.S. Patent No. 7,601,507; U.S. Patent No. 7,655,129; U.S. Patent No. 7,713,711; U.S. Patent No. 7,935,481; U.S. Patent No. 8,012,743; U.S. Patent No. 8,114,661 and U.S. Publication No. 2012/01 81 186, the disclosures of each of which are expressly incorporated herein by reference. Incorporated into.

様々な実施形態においては、処理された対象の分析物液滴は、流体処理パネル上の検出区域へ輸送され、上記多くの特許に記述されたシステムを用いて個々の検出電極上に特に捕捉される。特に、米国特許第7,160,678号, 米国特許第7,393,645号, 及び米国特許第7,935,481号を参照する。この検出システムは、対象の分析物の存在が、ポジティブな信号となり、病原体、病状などの検出を可能とする、電気化学的能動ラベルを含むラベルプローブ(核酸の場合)の使用に依存する。   In various embodiments, processed analyte droplets are transported to a detection zone on a fluid processing panel and specifically captured on individual detection electrodes using the systems described in many of the above patents. The See in particular US Pat. No. 7,160,678, US Pat. No. 7,393,645, and US Pat. No. 7,935,481. This detection system relies on the use of a label probe (in the case of nucleic acids) that includes an electrochemically active label that allows the presence of the analyte of interest to be a positive signal and allows detection of pathogens, disease states, and the like.

[サンプル]
本発明の態様は、病気や病原体による感染(例えば、バクテリア、ウイルス、菌類など)を診断するための、サンプル内の対象の分析物の検出のためのシステム及び方法を提供する。当業者によれば理解されるように、サンプル溶液は、これらには限定されないが、体液(これらには限定されないが、血液、尿、血清、血しょう、脳脊髄液、リンパ液、唾液、鼻咽頭サンプル、肛門・膣分泌物、糞、がん細胞を含んでいると疑われる組織を含む組織サンプル、仮想的な任意の有機体の汗・精液、を含み、哺乳類のサンプルが好ましく、人間のサンプルが特に好ましい);環境サンプル(これらには限定されないが、空気、農業、水と土壌サンプル、環境標本、及び他の収集キットを含む);生物兵器剤サンプル;食物及び飲料サンプル、研究サンプル(つまり、核酸の場合、サンプルは、一般に、WO/1999/037819に記載されているように、PCR増幅反応のように対象及び信号増幅の両方を含む増幅反応の生成物であることができ、この開示は、ここに参照によって組み込まれる);精製遺伝子DNA、RNA、タンパク質などの精製サンプル;生のサンプル(バクテリア、ウイルス、遺伝子DNAなど);を含むあらゆる数の物を含むことができ;当業者によれば理解されるだろうように、サンプルには、仮想的に任意の実験的操作が行われることができた。
[sample]
Aspects of the present invention provide systems and methods for the detection of analytes of interest in a sample for diagnosing diseases and infections caused by pathogens (eg, bacteria, viruses, fungi, etc.). As will be appreciated by those skilled in the art, sample solutions include but are not limited to bodily fluids (including but not limited to blood, urine, serum, plasma, cerebrospinal fluid, lymph, saliva, nasopharynx Contains samples, anal / vaginal secretions, feces, tissue samples containing tissues suspected of containing cancer cells, virtually any organism sweat / semen, preferably mammalian samples, human samples Environmental samples (including but not limited to air, agriculture, water and soil samples, environmental specimens, and other collection kits); biological weapons samples; food and beverage samples, research samples (ie In the case of nucleic acids, the sample can generally be the product of an amplification reaction that includes both subject and signal amplification, such as a PCR amplification reaction, as described in WO / 1999/037819. This disclosure is incorporated herein by reference); can include any number of items including: purified samples of purified genetic DNA, RNA, proteins, etc .; raw samples (bacteria, viruses, genetic DNA, etc.); As will be appreciated by those skilled in the art, the sample could be subjected to virtually any experimental manipulation.

複合カートリッジは、患者のサンプル内の対象の分析物を検出するために用いられることができる。「対象の分析物」又は「分析物」又は本明細書での文法的な均等物は、検出されるべき任意の分子又は化合物を意味し、以下に規定されるように、結合種と結合することができる。適切な分析物は、これらには限定されないが、農薬、殺虫剤、毒、治療薬剤及び乱用薬物、ホルモン、抗生物質、抗体、有機材料などを含む、環境的、又は、臨床化学的、又は、汚染物質又は生物分子などの小さな化学分子を含むが、これらには限定されない。適切な生物分子は、これらには限定されないが、タンパク質(酵素、免疫グロブリン及び糖タンパク質を含む)、核酸、脂質、レクチン、炭水化物、ホルモン、細胞全体((病原体バクテリアなどの)原核生物及び真核生物の細胞、哺乳類の腫瘍細胞を含む、などを含む)、ウイルス、胞子などを含む。   The composite cartridge can be used to detect an analyte of interest in a patient sample. “Analyte of interest” or “analyte” or grammatical equivalents herein means any molecule or compound that is to be detected and binds to a binding species as defined below. be able to. Suitable analytes include, but are not limited to, environmental or clinical chemistry, including pesticides, insecticides, poisons, therapeutic agents and drugs of abuse, hormones, antibiotics, antibodies, organic materials, etc. Including but not limited to small chemical molecules such as contaminants or biomolecules. Suitable biomolecules include, but are not limited to, proteins (including enzymes, immunoglobulins and glycoproteins), nucleic acids, lipids, lectins, carbohydrates, hormones, whole cells (such as pathogen bacteria) prokaryotes and eukaryotes Organism cells, including mammalian tumor cells, etc.), viruses, spores and the like.

一実施形態においては、対象の分析物は、タンパク質(「対象タンパク質」)である。当業者によれば理解されるだろうように、本発明を用いて検出されることができる非常に多くの可能なタンパク質様対象分析物がある。「タンパク質」又は文法的な均等物は、自然には発生しないアミノ酸及びアミノ酸類似体を含むタンパク質及び、ペプチド様構造を含む、タンパク質、オリゴペプチド・ペプチド、誘導体・類似体を意味する。側鎖は、(R)構造又は(S)構造のいずれかであることができる。好適実施形態においては、アミノ酸は、(S)又はL−構造である。以下に議論されるように、タンパク質が、結合リガンドとして用いられるならば、サンプルの汚染による劣化を遅らせるために、タンパク質類似体を利用するのが好ましいだろう。特に好適な対象タンパク質は、酵素;薬物;細胞;抗体; 抗原、細胞膜抗原・受容体(神経、ホルモン性、栄養素、細胞表面受容体)又はそれらのリガンドを含む。   In one embodiment, the analyte of interest is a protein (“protein of interest”). As will be appreciated by those skilled in the art, there are a great many possible proteinaceous analytes that can be detected using the present invention. “Protein” or grammatical equivalents refer to proteins, oligopeptides / peptides, derivatives / analogs that contain amino acids and amino acid analogs that do not occur in nature, and peptide-like structures. The side chains can be either (R) or (S) structures. In a preferred embodiment, the amino acid is (S) or L-structure. As discussed below, if a protein is used as a binding ligand, it may be preferable to utilize a protein analog to delay degradation due to contamination of the sample. Particularly preferred proteins of interest include enzymes; drugs; cells; antibodies; antigens, cell membrane antigens / receptors (nerves, hormonal, nutrients, cell surface receptors) or their ligands.

好適実施形態においては、対象分析物は、核酸(「対象核酸」)である。本システムは、病気(例えば、嚢胞性繊維症)を引き起こす又は病気(例えば、腫瘍突然変異(tumor mutation))に存在する一塩基多型(SNP)などの遺伝病の診断と共に、バクテリア及びウイルスなどの患者には外因性の特定の病原体の診断へ使用することができる。   In a preferred embodiment, the target analyte is a nucleic acid (“target nucleic acid”). The system can be used to diagnose diseases such as single nucleotide polymorphisms (SNPs) that cause disease (eg, cystic fibrosis) or exist in disease (eg, tumor mutation), as well as bacteria and viruses, etc. Patients can be used to diagnose specific pathogens that are exogenous.

当業者によれば理解されるように、本発明は、対象の核酸と、対象の核酸の検出に用いられる捕捉プローブとラベルプローブのような他の核酸成分と、の両方に依存する。「核酸」又は「オリゴヌクレオチド」又は文法的な均等物は、一緒に共有結合される少なくとも2つのヌクレオチドを意味する。本発明の核酸は、ある場合には、以下に概略が述べられるように、核酸類似体が、別のバックボーンを有することができるプライマ又はプローブとして含まれることができるが、一般に、リン酸ジエステル結合を含むだろう。これは、例えば、ホスホルアミド(Beaucage et al., Tetrahedron 49(10).T 925 (1993) and 及びその参照文献; Letsinger, J. Org. Chem. 35:3800 (1970); Sprinzl et al., Eur. J. Biochem. 81 :579 (1 977); Letsinger et al., Nucl. Acids Res. 14:3487 (1986); Sawai et al, Chem. Left. 805 (1984), Letsinger et al., J. Am. Chem. Soc. 1 10:4470 (1988); およびPauwels et al., Chemica Scripta 26: 141 91986))、ホスホロチオエート (Mag et al., Nucleic Acids Res. 19: 1437 (1991); 及び 米国特許第5,644,048号)、ジチオリン酸(Briu et al, J. Am. Chem. Soc. 1 1 1 :2321 ( 1989)、O−メチルホスホロアミジト結合(O-methylphophoroamidite linkages) (参照 Eckstein, Oligonucleotides and Analogues: A Practical Approach, Oxford University Press),及び、ペプチド核酸バックボーン及び結合(参照Egholm, J. Am. Chem. Soc. 1 14: 1895 (1992); Meier et al., Chem. Int. Ed. Engl. 31 : 1008 (1992); Nielsen, Nature, 365:566 (1993); Carlsson et al., Nature 380:207 (1996))であり、すべては参照によって組み込まれる。他の類似核酸はポジティブバックボーンを有するものを含む(Denpcy et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92:6097 (1995);ロックド核酸を含むバイサイクル構造を有するもの, Koshkin et al., J. Am. Chem. Soc. 120: 13252-3 (1998);非イオン性バックボーン(米国特許第5,386,023号, 米国特許第5,637,684号, 米国特許第5,602,240号, 米国特許第5,216, 141号及び米国特許第4,469,863号; Kiedrowshi et al., Angew. Chem. Intl. Ed. English 30:423 ( 1991); Letsinger et al., J. Am. Chem. Soc. 1 10:4470 ( 1988); Letsinger et al? Nucleoside & Nucleotide 13 : 1597 (1994); Chapters 2 and 3, ASC Symposium Series 580, "Carbohydrate Modifications in Antisense Research", Ed. Y. S. Sanghui and P. Dan Cook; Mesmaeker et al., Bioorganic & Medicinal Chem. Lett. 4:395 (1994); Jeffs et al, J. Biomolecular NMR 34: 17 (1994); Tetrahedron Lett. 37:743 (1996))及び非リボースバックボーン(non-ribose backbone)米国特許第5,235,033号 及び米国特許第5,034,506号, およびChapters 6 and 7, ASC Symposium Series 580, "Carbohydrate Modifications in Antisense Research", Ed. Y. S. Sanghui and P. Dan Cookに記述されるものを含む。1以上の炭素環式糖を含む核酸も、核酸の定義の中に含まれる(参照、 Jenkins et al., Chem. Soc. Rev. (1995) ppl 69-176). 幾つかの核酸類似体が、Rawls, C & E News Jun. 2, 1997 page 35に記載されている。これらの参照文献の全ては、ここに、参照によって明示的に組み込まれる。リボース−リン酸塩バックボーンのこれらの変形は、ETMの添加を促進し、又は、生理学的環境におけるそのような分子の安定性及び半減期を増加するために、行われることができる。   As will be appreciated by those skilled in the art, the present invention relies on both the nucleic acid of interest and other nucleic acid components such as capture probes and label probes used to detect the nucleic acid of interest. “Nucleic acid” or “oligonucleotide” or grammatical equivalents means at least two nucleotides covalently linked together. The nucleic acids of the invention may in some cases be included as primers or probes in which the nucleic acid analog can have another backbone, as outlined below, but in general phosphodiester bonds Would include. For example, phosphoramides (Beaucage et al., Tetrahedron 49 (10). T 925 (1993) and references; Letsinger, J. Org. Chem. 35: 3800 (1970); Sprinzl et al., Eur J. Biochem. 81: 579 (1 977); Letsinger et al., Nucl. Acids Res. 14: 3487 (1986); Sawai et al, Chem. Left. 805 (1984), Letsinger et al., J. Am. Chem. Soc. 1 10: 4470 (1988); and Pauwels et al., Chemica Scripta 26: 141 91986)), phosphorothioates (Mag et al., Nucleic Acids Res. 19: 1437 (1991); and US patents No. 5,644,048), dithiophosphoric acid (Briu et al, J. Am. Chem. Soc. 1 1 1: 2321 (1989), O-methylphophoroamidite linkages (see Eckstein, Oligonucleotides and Analogues : A Practical Approach, Oxford University Press), and peptide nucleic acid backbones and linkages (see Egholm, J. Am. Chem. Soc. 1 14: 1895 (1992); Meier et al., Chem. Int. Ed. Engl. 31: 1008 (1992); Nielsen, Nature, 365: 566 (1993); Carlsson et al., Natu re 380: 207 (1996)), all incorporated by reference, other similar nucleic acids include those with a positive backbone (Denpcy et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92: 6097 (1995). ); Having a bicycle structure containing a locked nucleic acid, Koshkin et al., J. Am. Chem. Soc. 120: 13252-3 (1998); nonionic backbone (US Pat. No. 5,386,023, US Pat. No. 5,637,684) No., U.S. Pat.No. 5,602,240, U.S. Pat.No. 5,216,141 and U.S. Pat.No. 4,469,863; Kiedrowshi et al., Angew. Chem. Intl. Ed. English 30: 423 (1991); Letsinger et al., J. Am. Chem. Soc. 1 10: 4470 (1988); Letsinger et al? Nucleoside & Nucleotide 13: 1597 (1994); Chapters 2 and 3, ASC Symposium Series 580, "Carbohydrate Modifications in Antisense Research", Ed. YS Sanghui and P. Dan Cook; Mesmaeker et al., Bioorganic & Medicinal Chem. Lett. 4: 395 (1994); Jeffs et al, J. Biomolecular NMR 34: 17 (1994); Tetrahedron Lett. 37: 743 (1996)) And non Non-ribose backbone described in US Pat. Nos. 5,235,033 and 5,034,506, and Chapters 6 and 7, ASC Symposium Series 580, “Carbohydrate Modifications in Antisense Research”, Ed. YS Sanghui and P. Dan Cook Including Nucleic acids containing one or more carbocyclic sugars are also included within the definition of nucleic acids (see Jenkins et al., Chem. Soc. Rev. (1995) ppl 69-176). , Rawls, C & E News Jun. 2, 1997 page 35. All of these references are hereby expressly incorporated by reference. These variations of the ribose-phosphate backbone can be made to facilitate the addition of ETMs or to increase the stability and half-life of such molecules in a physiological environment.

当業者によれば理解されるように、これらの核酸類似体のすべては、一般に、捕捉・ラベルプローブとしての使用など、本発明において使用されることができる。更に、自然発生核酸及び類似体の混合物を作ることができる(例えば、一般に、ラベルプローブは、自然発生ヌクレオチドと合成ヌクレオチドの混合物を含む)。   As will be appreciated by those skilled in the art, all of these nucleic acid analogs can generally be used in the present invention, including use as capture and label probes. Furthermore, a mixture of naturally occurring nucleic acids and analogs can be made (eg, generally, a label probe comprises a mixture of naturally occurring and synthetic nucleotides).

核酸は、指定されるように、一重螺旋もしくは二重螺旋とすることができ、又は、二重螺旋もしくは一重螺旋シーケンスの両方の部分を含むことができる。核酸(特に、対象の核酸の場合)は、DNA、遺伝子及びcDNAの両方、RNA又はハイブリッドとすることができ、核酸は、デオキシリボ−・リボヌクレオチドの任意の組み合わせ、及び、ウラシル、アデニン、チミン、シトシン、グアニン、イノシン、キサンチン・ヒポキサンチン(xathanine hypoxathanine )、イソシトシン、イソグアニンなどを含む塩基の任意の組み合わせを含む。一実施形態は、対象のシーケンスではなく、他のプローブに相補的であるように設計される核酸におけるイソシトシン及びイソグアニンを利用し、これは非特異性のハイブリダイゼーション(non-specific hybridization)を減少し、これは一般に、米国特許第5,681,702号に記述されており、この開示は、ここに参照により組み込まれる。本明細書で用いられるように、語句「ヌクレオシド」は、ヌクレオシド及びヌクレオチド類似体、及びアミノ変性ヌクレオシド(amino modified nucleosides )などの変性ヌクレオシド(modified nucleosides )と共に、ヌクレオチドを含む。更に、「ヌクレオシド」は、非自然的に発生する類似体構造を含む。従って、例えば、ペプチド核酸で、それぞれが、塩基を含むものの個別の単位は、ここでは、ヌクレオシドと呼ばれる。   The nucleic acid can be a single helix or a double helix, as specified, or can include portions of both a double helix or a single helix sequence. The nucleic acid (especially in the case of the nucleic acid of interest) can be both DNA, gene and cDNA, RNA or hybrid, the nucleic acid can be any combination of deoxyribo-ribonucleotides, and uracil, adenine, thymine, It includes any combination of bases including cytosine, guanine, inosine, xanthine hypoxathanine, isocytosine, isoguanine and the like. One embodiment utilizes isocytosine and isoguanine in nucleic acids that are designed to be complementary to other probes rather than the sequence of interest, which reduces non-specific hybridization. This is generally described in US Pat. No. 5,681,702, the disclosure of which is hereby incorporated by reference. As used herein, the phrase “nucleoside” includes nucleotides along with nucleosides and nucleotide analogs, and modified nucleosides such as amino modified nucleosides. In addition, “nucleoside” includes non-naturally occurring analog structures. Thus, for example, the individual units of peptide nucleic acids, each containing a base, are referred to herein as nucleosides.

当業者によれば理解されるだろうように、多数の分析物は、本方法を用いて検出されることができ、基本的に、以下に記述される、結合リガンドが作られるだろう任意の対象の分析物は、本発明の方法を用いて検出されることができる。   As will be appreciated by those skilled in the art, a large number of analytes can be detected using this method, essentially any of the binding ligands that will be made, as described below. The analyte of interest can be detected using the method of the present invention.

従って、本発明のシステムは、対象の分析物のアッセイに用いられ、そして、対象の分析物の存在、又は非存在に基づいて、病気の診断、予測又は処置の選択肢を可能とする。例えば、本発明のシステムは、病原体感染(バクテリア(グラム陽性及びグラム陰性バクテリア、及び/又はそれらを区別する能力)、ウイルス(例えば、C型肝炎ウイルス(HCV)又は呼吸器ウイルスの場合、ウイルスのアイソタイプと共に、ウイルス核酸の存在又は非存在を含む)、菌感染、抗生物質薬剤耐性、遺伝病(嚢胞性繊維症、鎌状赤血球貧血などを含む)の診断又は特性決定に用いられることができる。この発明の目的に対する遺伝病の定義に含まれるのは、必ずしも病気を引き起こすわけではないが、別の処置選択肢を発生させることができる遺伝子状態である。例えば、多くのシトクロムp450酵素に於ける一塩基多型(SNP)は、患者が、「遅い」、「通常」又は「速い」消化型として診断されることができる場合、又は、薬剤が、患者の遺伝子に基づいて、特定の患者に禁止される事がありうる場合、又は、2以上の薬剤間の選択が、患者の遺伝子の知識によって支援される場合、ワルファリンテスト(warfarin testing)の場合など、異なる治療薬剤消化を引き起こし、異なる投薬量計画に導く。   Thus, the system of the present invention is used in assaying for the analyte of interest and allows for disease diagnosis, prediction or treatment options based on the presence or absence of the analyte of interest. For example, the system of the present invention may be used for pathogen infection (bacteria (gram-positive and gram-negative bacteria, and / or the ability to distinguish them)), viruses (eg, hepatitis C virus (HCV) or respiratory viruses, It can be used for diagnosis or characterization of isotypes (including the presence or absence of viral nucleic acids), fungal infections, antibiotic drug resistance, genetic diseases (including cystic fibrosis, sickle cell anemia, etc.). Included in the definition of genetic disease for the purposes of this invention is a genetic condition that does not necessarily cause disease, but can generate other treatment options, such as one in many cytochrome p450 enzymes. Nucleotide polymorphisms (SNPs) are cases where a patient can be diagnosed as a “slow”, “normal” or “fast” digestive form. Or if the drug may be banned by a specific patient based on the patient's gene, or if the choice between two or more drugs is assisted by knowledge of the patient's gene (Such as in warfarin testing) causes different therapeutic drug digestion and leads to different dosage regimens.

[複合カートリッジ]
本発明の態様を具現化する複合カートリッジが、図1〜図4に示される。図4に示されるように、複合カートリッジは、サンプル調製モジュール70を含むアセンブリを備える。サンプル調製モジュール70は、様々な壁、入り口・出口ポート、流体チャネル、混合機構、バルブ、及び、流体サンプル材料を受け入れ、輸送し、混ぜ合わせ、混合し、他のプロセスを実行するための他のコンポーネントを含み、以下に更に詳細に記述するような方法で、試薬及び緩衝剤などの流体を処理する。サンプル調製モジュール70は、上部面に固定される上部シール56と、下部面に固定される下部シール230とを有する基板72を備える。基板72は、上部及び下部面に形成された複数の溝又は開口チャネルを含む。各溝は、基板72の上部面に形成されたブラインドホールを備える1以上の入り口ポート及び/又は基板72の下部面に形成されたブラインドホールを備える1以上の出口ポートへ接続することができる。上部シール56及び下部シール230は、それぞれ、基板72の上部と下部をカバーし、基板72に形成された入り口と出口とに整列された開口部を有し、それによって、導管又は封止チャネルのネットワークを形成し、これを通って、流体、例えば、液体、ガス、溶液、乳剤、液体固体懸濁液などが、サンプル調製モジュール70の一部から他方へ流れることができ、入り口ポートと出口ポートを有し、それを通って、流体は、それぞれ、サンプル調製モジュール70に対して流れて出たり入ったりすることができる。様々な実施形態においては、サンプル調製モジュール70は、透明又は半透明であり、例えば、ポリカーボネート、ポリプロピレン、アクリル、マイラ(Mylar)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(「ABS」)、又は、他の適切なポリマーから作られる。
[Composite cartridge]
A composite cartridge embodying aspects of the present invention is shown in FIGS. As shown in FIG. 4, the composite cartridge comprises an assembly that includes a sample preparation module 70. The sample preparation module 70 accepts, transports, mixes, mixes and performs other processes on various walls, inlet / outlet ports, fluid channels, mixing mechanisms, valves, and fluid sample material. Fluids such as reagents and buffers are treated in a manner that includes components and is described in more detail below. The sample preparation module 70 includes a substrate 72 having an upper seal 56 secured to the upper surface and a lower seal 230 secured to the lower surface. The substrate 72 includes a plurality of grooves or open channels formed in the upper and lower surfaces. Each groove may be connected to one or more inlet ports with blind holes formed in the upper surface of the substrate 72 and / or one or more outlet ports with blind holes formed in the lower surface of the substrate 72. The top seal 56 and the bottom seal 230 cover the top and bottom of the substrate 72, respectively, and have openings aligned with the inlets and outlets formed in the substrate 72 so that the conduit or sealing channel A network is formed through which fluids, such as liquids, gases, solutions, emulsions, liquid solid suspensions, etc. can flow from one part of the sample preparation module 70 to the other, inlet and outlet ports. Through which fluid can flow in and out of the sample preparation module 70, respectively. In various embodiments, the sample preparation module 70 is transparent or translucent, eg, from polycarbonate, polypropylene, acrylic, Mylar, acrylonitrile butadiene styrene (“ABS”), or other suitable polymer. Made.

ロータリミキサ192は、基板72に形成される(以下に記述する)混合ウェル90内に動作可能に配置される。様々な実施形態においては、ロータリミキサ192は、例えば、固体サンプルを曳く、サンプルの捕捉ビーズへの露出を最大化する、サンプルを化学溶解緩衝剤と混合する、磁気ビーズを結合緩衝剤と混合する(典型的には、磁気ビーズは、結合緩衝剤には保存されることができず、従って、使用時のみ組み合わせられなければならない)などのために用いられることができる。   The rotary mixer 192 is operatively disposed in a mixing well 90 (described below) formed in the substrate 72. In various embodiments, the rotary mixer 192, for example, seeds a solid sample, maximizes exposure of the sample to the capture beads, mixes the sample with a chemical lysis buffer, mixes the magnetic beads with a binding buffer, and the like. (Typically, magnetic beads cannot be stored in binding buffer and therefore must only be combined at the time of use).

サンプルキャップ84は、基板72に形成されるサンプルウェル78(以下に記述される)を取り囲むために提供される。複数の変形可能なコンパートメント(又はブリスタ)34a、36a、38a、40a、42a、及び44は、基板サンプル調製モジュール70の上部で支持される。各変形可能なコンパートメントは、流体を含むことができ、流体が、ブリスタからチャネルに流れることを防止するために最初は封止される開口可能な接続によって、入り口ポートの一つを介して、サンプル調製モジュール70内の流体チャネルに接続されることができる。ブリスタの外部に圧縮力を印加すると、ブリスタ内で増加した圧力は、開口可能な接続を破裂させ、又は、他の場合、開放するか、もしくは、変形させ、流体が、ブリスタから、サンプル調製モジュール70の関連する入り口とチャネルへ流れることを可能とする。   A sample cap 84 is provided to surround a sample well 78 (described below) formed in the substrate 72. A plurality of deformable compartments (or blisters) 34a, 36a, 38a, 40a, 42a, and 44 are supported on top of the substrate sample preparation module 70. Each deformable compartment can contain fluid and the sample through one of the inlet ports by an openable connection that is initially sealed to prevent fluid from flowing from the blister into the channel. It can be connected to a fluid channel in the preparation module 70. When a compressive force is applied to the exterior of the blister, the increased pressure in the blister will rupture the openable connection, or otherwise open or deform, so that the fluid is removed from the blister and from the sample preparation module. Allows flow to 70 associated entrances and channels.

上部とばり12は、サンプル調製モジュール70上のカートリッジの上部上に配置され、サンプル調製モジュール70上に支持される様々な変形可能なコンパートメントに対応する数、サイズ及び形状の開口部を含む。図1から理解できるように、変形可能なコンパートメントは、上部とばり12内に形成された開口部内で、隙間を開けて配置され、それによって、各コンパートメントをアクチュエータによって上から圧縮可能としつつ、変形可能なコンパートメントにいくらかの保護を提供する。様々な実施形態においては、上部とばり12は、以下に更に詳細に記述されるように、サンプル調製モジュール70の特定の一部を通る流体の動きの監視を可能とするために、入り口光ポート14と出口光ポート16とを更に含む。上部とばり12は、人間及び/又はマシン読み取り可能な指示(例えば、バーコード)などの、識別情報が配置されることができるラベルパネル24を更に含むことができる。   The top beam 12 is disposed on the top of the cartridge on the sample preparation module 70 and includes openings of number, size and shape corresponding to the various deformable compartments supported on the sample preparation module 70. As can be seen from FIG. 1, the deformable compartments are arranged in a gap in the opening formed in the top and burr 12 so that each compartment can be compressed from above by an actuator. Provide some protection for possible compartments. In various embodiments, the top and burr 12 is provided with an inlet light port to allow monitoring of fluid movement through a particular portion of the sample preparation module 70, as described in more detail below. 14 and an exit light port 16. The top beam 12 can further include a label panel 24 on which identification information, such as human and / or machine readable instructions (eg, a barcode) can be placed.

上部とばり12は、サンプルバルブアクチュエータタブ18及び廃棄バルブアクチュエータタブ20などのバルブアクチュエータタブを更に含むことができる。バルブアクチュエータタブ18及び20は、タブへの外部圧縮力の印加の際に、変形するだろうとばり内に形成される、弾性があり、柔軟なタブである。各タブは、下側に延伸するアクチュエータポスト−例えば、図1のアクチュエータポスト26を参照−を更に含み、それによって、以下に更に詳細に記述されるように、サンプル調製モジュール70内であり、各タブ18又は20の下に配置される能動バルブを作動する。   The top beam 12 can further include valve actuator tabs such as a sample valve actuator tab 18 and a waste valve actuator tab 20. The valve actuator tabs 18 and 20 are elastic and flexible tabs formed in the beam that will deform upon application of an external compressive force to the tabs. Each tab further includes a downwardly extending actuator post--see, eg, actuator post 26 of FIG. 1--within each sample preparation module 70, as described in more detail below, Activates an active valve located under tab 18 or 20.

図4を参照すると、反応モジュール240は、サンプル処理モジュール70の下に配置され、様々な実施形態においては、サンプル処理モジュール70からの処理されたサンプルを受けるように構成されることができる。様々な実施形態においては、反応モジュール240は、プロセス流体コンパートメント(例えば、試薬、緩衝剤などを含む)、モジュールを通って、指示された方向に向かって、液滴を移動するための手段、反応混合物を培養させるための手段、及び、対象の分析物(例えば、核酸)を検出するための手段を含む。   With reference to FIG. 4, the reaction module 240 is disposed below the sample processing module 70 and may be configured to receive a processed sample from the sample processing module 70 in various embodiments. In various embodiments, the reaction module 240 includes a process fluid compartment (eg, containing reagents, buffers, etc.), means for moving droplets through the module, in the indicated direction, reaction Means for culturing the mixture and means for detecting the analyte of interest (eg, nucleic acid).

反応モジュール240は、反応モジュール240とサンプル調製モジュール70との間の流体が漏れない封止を好ましくは提供する接着ガスケット232によって、サンプル調製モジュール70の下部に固定されることができる。様々な実施形態においては、反応モジュール240は、上部プレート241と下部と、上部プレート241の下部に固定され、上部プレート241の下部面と流体処理パネル354の上部面との間にギャップを共に画定する流体処理パネル354とを備える。このギャップは、アッセイ又は他のプロセスの様々なステップが実行される、流体処理・反応空間を画定する。   The reaction module 240 can be secured to the bottom of the sample preparation module 70 by an adhesive gasket 232 that preferably provides a leak-proof seal between the reaction module 240 and the sample preparation module 70. In various embodiments, the reaction module 240 is secured to the upper plate 241, the lower portion, and the lower portion of the upper plate 241, and defines a gap between the lower surface of the upper plate 241 and the upper surface of the fluid treatment panel 354. And a fluid treatment panel 354. This gap defines a fluid treatment and reaction space in which various steps of the assay or other process are performed.

下部とばり30は、カートリッジアセンブリの下部部分を部分的に囲み、上部とばり12と協働して、相対的に硬く 、隆起の付いた、カートリッジ10の外殻を画定する。上部及び下部とばりは、カートリッジ10を非対称な形状とし、カートリッジ10が一方向にのみ、処理装置に挿入されるようにする。図示された実施形態においては、下部とばり30は、丸みを帯びた端部32を有し、上部とばり12は、相対的に四角い端部を有する。したがって、複合カートリッジ10を受け、とばりの形状に合致する形状を有するように構成された処理装置の受け入れスロットは、とばりが常に正しい側に装置まで挿入されることを保証するだろう。更に、下部とばり30は、下部とばり30の長さに部分的にのみ沿って延伸する縦方向側溝22などの輪郭フィーチャを含むことができる。そのような溝は、処理装置の受け入れスロットにおいて、対応するフィーチャと協働し、カートリッジが、適切な方向で装置に挿入されることを保証する。   A lower beam 30 partially surrounds the lower portion of the cartridge assembly and cooperates with the upper beam 12 to define a relatively hard and raised outer shell of the cartridge 10. The upper and lower burrs make the cartridge 10 asymmetrical and allow the cartridge 10 to be inserted into the processing apparatus only in one direction. In the illustrated embodiment, the lower beam 30 has a rounded end 32 and the upper beam 12 has a relatively square end. Thus, the receiving slot of the processing device that receives the composite cartridge 10 and is configured to have a shape that matches the shape of the flash will ensure that the flash is always inserted to the correct side to the device. Furthermore, the lower beam 30 can include contour features such as longitudinal side grooves 22 that extend only partially along the length of the lower beam 30. Such grooves cooperate with corresponding features in the receiving slot of the processing device to ensure that the cartridge is inserted into the device in the proper orientation.

変形可能な流体コンパートメント(ブリスタ)
一般に、ブリスタは、適切な圧力が印加されると、好ましくは破裂する、変形可能な材料でできている;つまり、ブリスタを形成するために用いられる材料は、圧力が除去されたとき、その元の形状に戻らない。というのも、これは、添加された試薬の逆流を起こし得るからである。更に、ブリスタは、一回(圧力の一回の印加がアッセイ中になされる)又は、何回か(例えば、複数の一定分量の試薬が、アッセイの実行中、単一の場所又は複数の場所のいずれかに与えられる)用いられることができる。各ブリスタは、固有のプロセス材料(例えば、緩衝剤、試薬、不溶性液体など)を含むことができ、又は、2以上のブリスタは、同一のプロセス材料を含むことができる。この重複性は、使い捨ての残りにおいて、同一のプロセス材料を複数の場所に与えるために用いられることができる。
Deformable fluid compartment (blister)
In general, a blister is made of a deformable material that preferably bursts when an appropriate pressure is applied; that is, the material used to form the blister is its original material when the pressure is removed. It does not return to the shape. This is because it can cause a back flow of the added reagent. In addition, blisters can be used once (one application of pressure is made during the assay) or several times (eg, multiple aliquots of reagents can be used in a single location or multiple locations during the run of the assay). Can be used). Each blister can contain a unique process material (eg, buffer, reagent, insoluble liquid, etc.), or two or more blisters can contain the same process material. This redundancy can be used to give the same process material to multiple locations in the disposable rest.

コンパートメントのサイズ、数、配置、及び内容は、複合カートリッジ10において実行されるべきと意図されるアッセイ又は他のプロセスによってほぼ決められるが、図示された実施形態は、6個の変形可能な流体コンパートメント又はブリスタ34a、36a、38a、40a、42a、及び44を含む。変形可能なブリスタは、関連するランスブリスタを有することができる。図示された実施形態においては、変形可能な流体ブリスタ34a、36a、38a、40a、及び42aの各々は、関連した変形可能なランスカートリッジ又はランスブリスタ34b、36b、38b、40b、及び42bを有する。   Although the size, number, arrangement, and content of the compartments are largely determined by the assay or other process that is intended to be performed on the composite cartridge 10, the illustrated embodiment is directed to six deformable fluid compartments. Or blisters 34a, 36a, 38a, 40a, 42a, and 44. The deformable blister can have an associated lance blister. In the illustrated embodiment, each of the deformable fluid blisters 34a, 36a, 38a, 40a, and 42a has an associated deformable lance cartridge or lance blister 34b, 36b, 38b, 40b, and 42b.

変形可能なコンパートメントの実施形態の動作が、変形可能なコンパートメント34aの断面を示す、図5を参照して述べられる。様々な実施形態においては、複合カートリッジ10の変形可能なコンパートメントは、共有の米国特許出願第14/206,867号、発明の名称“Devices and Methods for Manipulating Deformable Fluid Vessels”に記載されるフィーチャを組み込み、この内容は、参照によりここに組み込まれる。   The operation of the deformable compartment embodiment will be described with reference to FIG. 5, which shows a cross section of the deformable compartment 34a. In various embodiments, the deformable compartment of the composite cartridge 10 incorporates the features described in the co-owned US patent application Ser. No. 14 / 206,867, entitled “Devices and Methods for Manipulating Deformable Fluid Vessels”. This content is incorporated herein by reference.

変形可能なコンパートメントを圧縮して、その流体内容物を移動させるとき、十分な圧縮力が、ブリスタに印加され、コンパートメント内に流体を保持している破裂可能なシールを破裂させる、又は、他の場合、開放させねばならない。シールを破壊し、コンパートメントの流体内容物を移動させるために必要な力の大きさは、コンパートメントの体積が大きいほど典型的に大きくなる。コンパートメント内に流体を保持している破裂可能なシールを破裂させる又は他の場合開放するために、変形可能なコンパートメント又はブリスタに印加されなくてはならない圧縮力の大きさを制限するために、ランスブリスタ34bが、変形可能なコンパートメント34aに関連して提供される。変形可能なコンパートメント34aとランスブリスタ34bは、最初は、破裂可能なシールによってブロックされることができる、チャネルによって接続されることができる。ランスブリスタ34bは、例えば、ビーズ46ならびにランスブリスタ34b及び変形可能なコンパートメント34a内の流体内容物を保持する、変形可能なホイル分割、又は、隔壁によって、サンプル調製モジュール70に形成される流体ポート136上に支持され、ランスブリスタ34b内に包囲されるビーズ46(スチールのボールベアリングなど)など、開口デバイスを含む。したがって、変形可能なコンパートメント34aを開口するために、最初、ランスブリスタ34bを圧縮するために、外部からランスブリスタ34bに圧縮力が印加され、流体ポート136をブロックしているホイル分割を介してビーズ46に力を加える。流体ポート136が開いた後、変形可能なコンパートメント34aの流体内容物は、変形可能なコンパートメント34aへの外部圧縮力の印加により、比較的容易に、流体ポート136内に送られることができる。ランスブリスタ34bを圧縮し、ホイル分割を介してビーズ46に力を加えるために要求される圧力の大きさは、主コンパートメント34aを圧縮し、破裂可能シールを開くために十分な圧力を生成するために要求されるものよりもずっと小さい。流体ポート136に流れ込む流体は、次に、基板72の下部面に形成され、下部シール230によってカバーされる溝によって画定される、水平チャネル137を通って、垂直チャネル遷移139へ、及び、そこから、サンプル調製モジュール70内の1以上の他の点へ、流されるだろう。   When compressing the deformable compartment and moving its fluid contents, sufficient compressive force is applied to the blister to rupture the breachable seal holding the fluid in the compartment, or other If so, it must be opened. The amount of force required to break the seal and move the fluid content of the compartment typically increases as the volume of the compartment increases. To limit the amount of compressive force that must be applied to the deformable compartment or blister to rupture or otherwise open the breachable seal holding the fluid in the compartment. A blister 34b is provided in connection with the deformable compartment 34a. The deformable compartment 34a and the lance blister 34b can be connected by a channel that can be blocked initially by a rupturable seal. The lance blister 34b is a fluid port 136 formed in the sample preparation module 70 by, for example, a deformable foil split or septum that holds the bead 46 and the fluid contents in the lance blister 34b and the deformable compartment 34a. It includes an opening device such as a bead 46 (such as a steel ball bearing) supported above and enclosed within a lance blister 34b. Thus, in order to open the deformable compartment 34a, first, a bead is applied via a foil split that blocks the fluid port 136 by applying a compressive force to the lance blister 34b from the outside to compress the lance blister 34b. Apply force to 46. After the fluid port 136 is opened, the fluid contents of the deformable compartment 34a can be sent into the fluid port 136 relatively easily by application of an external compressive force to the deformable compartment 34a. The amount of pressure required to compress the lance blister 34b and apply force to the bead 46 through the foil split will generate enough pressure to compress the main compartment 34a and open the breachable seal. Much smaller than required. The fluid that flows into the fluid port 136 is then formed in the lower surface of the substrate 72 and defined by a groove covered by the lower seal 230, through the horizontal channel 137 to and from the vertical channel transition 139. Will flow to one or more other points in the sample preparation module 70.

[サンプル調製モジュール]
サンプル調製モジュール70の様々な詳細が図6〜図15に示される。
[Sample preparation module]
Various details of the sample preparation module 70 are shown in FIGS.

サンプルウェル78は、複合カートリッジ10内でアッセイされ、又は、他の場合、処理される流体サンプル材料を受け入れるように構成される。図6及び図7に示されるように、サンプルウェル78は、垂直周辺壁79(図示の実施形態においては、円形)と下部壁、又は、フロア81によって画定されることができる。サンプルウェル78は、サンプルウェル78の周辺壁79に沿って延伸し、周辺壁の上部の下の位置で終わる入り口シュノーケル80を更に含む。出射ポート82は、ウェル78のフロア81に設けられ、フロア81は、好ましくは、出射ポート82に向かって下側にテーパ状になるように、円錐形である。   Sample well 78 is configured to receive a fluid sample material to be assayed or otherwise processed in composite cartridge 10. As shown in FIGS. 6 and 7, the sample well 78 can be defined by a vertical peripheral wall 79 (circular in the illustrated embodiment) and a lower wall or floor 81. The sample well 78 further includes an entrance snorkel 80 that extends along the peripheral wall 79 of the sample well 78 and ends at a position below the top of the peripheral wall. The exit port 82 is provided on the floor 81 of the well 78, and the floor 81 is preferably conical so as to taper downward toward the exit port 82.

サンプルキャップ84は、サンプル材料がサンプルウェル78内に配置された後、サンプルウェル78を封止するために提供されることができる。一実施形態においては、サンプルキャップ84は、サンプルウェル78の垂直周辺壁79上にフィットする外部周辺壁を有する円形カバーを備える。サンプルキャップ84は、基板72内の開口部を通して延伸する放射状弾力性ロッキングタブによって画定され、キャップ84がサンプルウェル78に対して、ピボットポスト86によって画定される軸の周りにピボット結合されることを可能とするピボットポスト86を含むことができる。サンプル材料が、サンプルウェル78内に配置された後、サンプルキャップ84は、サンプルウェル78の上部上にピボット結合され、サンプルウェル78の上に押し下げられることができる。上方向に向かって延伸する、クリップ又は他の戻り止め88は、クリップ88内に押し下げられたとき、サンプルキャップ84を捉え、硬くロックし、また、キャップ84が硬く閉じられたことを感触で確認することができるように、提供されることができる。幾つかの実施形態においては、サンプルキャップ84がサンプルウェル78(不図示)上に配置されたとき、下方向にテーパ状になる、下部面をサンプルキャップ84は有することができる。円錐構造は、サンプルウェル78内でのサンプルの処理の間、サンプルキャップ84の内部面上に保持される流体凝集の量を減少するのに役立つ。   A sample cap 84 can be provided to seal the sample well 78 after the sample material has been placed in the sample well 78. In one embodiment, the sample cap 84 comprises a circular cover having an outer peripheral wall that fits over the vertical peripheral wall 79 of the sample well 78. The sample cap 84 is defined by a radial resilient locking tab that extends through an opening in the substrate 72 such that the cap 84 is pivotally coupled to the sample well 78 about an axis defined by the pivot post 86. A pivot post 86 can be included. After the sample material is placed in the sample well 78, the sample cap 84 can be pivoted onto the top of the sample well 78 and pushed down onto the sample well 78. A clip or other detent 88, extending upwards, catches the sample cap 84 when it is pushed down into the clip 88, locks it tightly, and confirms that the cap 84 is closed tightly. Can be provided as can be. In some embodiments, the sample cap 84 can have a lower surface that tapers downward when the sample cap 84 is positioned over the sample well 78 (not shown). The conical structure helps to reduce the amount of fluid aggregation retained on the inner surface of the sample cap 84 during processing of the sample in the sample well 78.

サンプル調製モジュール70は、また、基板72に形成される混合ウェル90を含む。図8A及び図9Aに示されるように、混合ウェル90は、垂直周辺壁91(図示の実施形態においては、円形)及び下部壁又はフロア93によって画定されることができる。様々な実施形態において、流体入り口シュノーケル92は、混合ウェル90の周辺壁91まで延伸し、壁91の上部の下で終わる。様々な実施形態においては、圧力シュノーケル94は、混合ウェル90の周辺壁91の他の一部まで延伸し、壁91の上部の下の位置で終わる。出射ポート96は、流体が、混合ウェル90を出ることを可能とし、壁90のフロア93の下側にテーパ状になった部分の中央近くに配置され、フロア93の下部中央に形成されたスピンドルシート98を取り囲む複数の開口部を備えることができる。   Sample preparation module 70 also includes a mixing well 90 formed in substrate 72. As shown in FIGS. 8A and 9A, the mixing well 90 can be defined by a vertical peripheral wall 91 (circular in the illustrated embodiment) and a lower wall or floor 93. In various embodiments, the fluid inlet snorkel 92 extends to the peripheral wall 91 of the mixing well 90 and ends below the top of the wall 91. In various embodiments, the pressure snorkel 94 extends to the other part of the peripheral wall 91 of the mixing well 90 and ends at a position below the top of the wall 91. The exit port 96 allows fluid to exit the mixing well 90 and is located near the center of the tapered portion of the wall 90 below the floor 93 and is formed in the lower center of the floor 93. A plurality of openings surrounding the sheet 98 can be provided.

ロータリミキサ192は、混合ウェル90内に配置され、壁90の周辺壁91の上端上に支持される上部円形ディスク194を含む。周辺ギア歯198は、ディスク194の周辺周りに形成され、歯198の一部は、複合カートリッジ10の上部及び下部とばり12、30の外端部から突出し、ロータリミキサ192の回転に電力を与えるために処理装置の外部駆動機構によって噛み合わされることができるようにする。Oリング196が、周辺ギア歯198の下の上部ディスク194の周りの周辺Oリング溝内に配置される。Oリング196は、ロータリミキサ192と壁90の周辺壁91との間を塞ぐ。スピンドル200は、上部ディスク194から下側に延伸し、混合ウェル90の中央スピンドルシート98内に固定される。複数のインペラーブレード202は、スピンドル200から放射状に延伸する。   The rotary mixer 192 includes an upper circular disc 194 disposed in the mixing well 90 and supported on the upper end of the peripheral wall 91 of the wall 90. The peripheral gear teeth 198 are formed around the periphery of the disk 194, and a portion of the teeth 198 protrudes from the upper and lower ends of the composite cartridge 10 and the outer ends of the flash beams 12, 30 and provides power to the rotation of the rotary mixer 192. Therefore, it can be engaged with the external drive mechanism of the processing apparatus. An O-ring 196 is disposed in the peripheral O-ring groove around the upper disk 194 below the peripheral gear teeth 198. The O-ring 196 closes the space between the rotary mixer 192 and the peripheral wall 91 of the wall 90. The spindle 200 extends downward from the upper disk 194 and is secured within the central spindle sheet 98 of the mixing well 90. The plurality of impeller blades 202 extend radially from the spindle 200.

混合ウェル90’の別の実施形態が図8B及び図8Cに示される。示されるように、混合ウェル90’は、垂直周辺壁91’(図示される実施形態においては、円形)及び、下部壁又はフロア93’によって画定されることができる。流体入り口シュノーケル92’は、混合ウェル90’の周辺壁91’の外部面まで延伸し、壁91’の上部の下の開口部92aを含む。圧力シュノーケル94’は、混合ウェル90’の周辺壁91’の外部面まで延伸し、壁91’の上部の下の開口部94aを含む。出射ポート96’は、流体が、混合ウェル90’を出ることを可能とし、壁90’のフロア93’の下側にテーパ状になった部分の中央近くに配置され、フロア93’の下部中央に形成されたスピンドルシート98’を囲む複数の開口部を備えることができる。出射ポート96’とスピンドルシート98’は、混合ウェル90のそれぞれ、出射ポート96とスピンドルシート98と実質的に同一であることができる。   Another embodiment of a mixing well 90 'is shown in FIGS. 8B and 8C. As shown, the mixing well 90 'can be defined by a vertical peripheral wall 91' (circular in the illustrated embodiment) and a lower wall or floor 93 '. The fluid inlet snorkel 92 'extends to the outer surface of the peripheral wall 91' of the mixing well 90 'and includes an opening 92a below the top of the wall 91'. The pressure snorkel 94 'extends to the outer surface of the peripheral wall 91' of the mixing well 90 'and includes an opening 94a below the top of the wall 91'. The exit port 96 'allows fluid to exit the mixing well 90' and is located near the center of the tapered portion of the wall 90 'on the underside of the floor 93', and the lower center of the floor 93 ' A plurality of openings surrounding the spindle sheet 98 ′ formed on the substrate can be provided. The exit port 96 ′ and spindle sheet 98 ′ can be substantially identical to the exit port 96 and spindle sheet 98, respectively, of the mixing well 90.

図8B及び図8Cの別の混合ウェル90’では、混合ウェル90’内に配置されたロータリミキサは、ミキサのスピンドルから実質的に周辺壁91’の内部面に放射状に延伸するインペラーブレードを有して構成されることができる。これは、周辺壁91の内部面上に形成されるシュノーケル92、94に対する隙間を提供するために、放射状インペラーブレード202が、実質的に周辺壁91の内部面に延伸できない、混合ウェル90内の動作のために構成されるロータリミキサ192の構造に反している。周辺壁91’の内部面に延伸するインペラーブレードを有するミキサを有することは、幾つかの状況において、混合ウェル90’の内容物のより完全及び/又は効果的な混合を提供する。   In another mixing well 90 ′ of FIGS. 8B and 8C, the rotary mixer disposed within the mixing well 90 ′ has impeller blades extending radially from the mixer spindle to substantially the inner surface of the peripheral wall 91 ′. Can be configured. This provides a clearance for the snorkels 92, 94 formed on the inner surface of the peripheral wall 91 so that the radial impeller blades 202 cannot extend substantially to the inner surface of the peripheral wall 91. This is contrary to the structure of the rotary mixer 192 configured for operation. Having a mixer with impeller blades extending to the inner surface of the peripheral wall 91 'provides more complete and / or effective mixing of the contents of the mixing well 90' in some situations.

図9Bを参照すると、混合ウェル90’内に配置されるロータリミキサ192’は、図9Aに示されるロータリミキサ192の円形ディスク194、周辺ギア歯198、及びOリング196と実質的に同一であっても良い、上部円形ディスク194’、周辺ギア歯198’、及びOリング196’を含む。スピンドル200’は、上部ディスク194’から下側に延伸する。2以上のインペラーブレード202’は、スピンドル200’から放射状に延伸する。インペラーブレード202’は、実質的に、周辺壁91’の内部面に延伸する。様々な実施形態においては、インペラーブレード202’は、スピンドル200’に対し、ゆがむことができ、ロータリミキサ192’の混合効率を改善するために、その中に形成される開口部203を更に含むことができる。   Referring to FIG. 9B, the rotary mixer 192 ′ disposed within the mixing well 90 ′ is substantially identical to the circular disk 194, peripheral gear teeth 198, and O-ring 196 of the rotary mixer 192 shown in FIG. 9A. An upper circular disc 194 ′, peripheral gear teeth 198 ′, and an O-ring 196 ′ may be included. The spindle 200 'extends downward from the upper disk 194'. Two or more impeller blades 202 'extend radially from the spindle 200'. The impeller blade 202 'extends substantially to the inner surface of the peripheral wall 91'. In various embodiments, the impeller blade 202 'can be distorted relative to the spindle 200' and further includes an opening 203 formed therein to improve the mixing efficiency of the rotary mixer 192 '. Can do.

サンプル調製モジュール70の上部平面図を示す図15を再び参照すると、サンプル調製モジュール70は、整列穴74及び76を含むことができ、又は、他の整列フィーチャが、例えば、ピン又は、各整列穴内に延伸する装置内の他の構造によって、処理装置との複合カートリッジ10の整列を促進するために、サンプル調製モジュール70又は、複合カートリッジ10のある他の部分に設けられることができる。   Referring again to FIG. 15, which shows a top plan view of the sample preparation module 70, the sample preparation module 70 can include alignment holes 74 and 76, or other alignment features can be located within, for example, pins or each alignment hole. Other structures within the apparatus that extend into the sample can be provided in the sample preparation module 70 or some other portion of the composite cartridge 10 to facilitate alignment of the composite cartridge 10 with the processing apparatus.

サンプル調製モジュール70は、変形可能なコンパートメント34aからの処理流体が、サンプル調製モジュール70に導入される事ができる、モジュールの上部面に形成される第1の入り口ポート136を含む。一実施形態においては、変形可能なコンパートメント34aは、低浸透圧溶解のための水などの溶解緩衝剤、又は、グアニジニウム塩などのキアトロピック塩(chiatropic salt)を含むものなどの、商業販売されている溶解緩衝剤、及び/又は、高/低pH、及び/又はドジシル硫酸ナトリウム(SDS)、TWEEN(登録商標) 20(ポリソルベート20)、TRITON(商標) X−100(ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル)などの界面活性剤を含む。幾つかの場合には、溶解緩衝剤は、オプションとして、DNase 及び RNase活性などの望ましくない酵素活性を妨害するために、試薬を含み、(これらは、対象の分析物及びアッセイに依存して、必要に応じて添加されることができる、乾燥した、又は液体のいずれかの個別の試薬であることができるが)これは、それから、ビーズ捕捉/溶出プロセスの間に除去される。   The sample preparation module 70 includes a first inlet port 136 formed in the upper surface of the module through which process fluid from the deformable compartment 34a can be introduced into the sample preparation module 70. In one embodiment, the deformable compartment 34a is commercially available, such as those containing a lysis buffer such as water for low osmotic dissolution or a chiatropic salt such as a guanidinium salt. Lysis buffer, and / or high / low pH, and / or sodium dodisyl sulfate (SDS), TWEEN® 20 (polysorbate 20), TRITON ™ X-100 (polyoxyethylene octyl phenyl ether) Including a surfactant. In some cases, the lysis buffer optionally includes reagents to interfere with undesired enzyme activities such as DNase and RNase activity (which depend on the analyte and assay of interest, This can then be added as needed, although it can be either a dry or liquid individual reagent), which is then removed during the bead capture / elution process.

サンプル材料の細胞が溶解された後、しばしば、下流の扱い及び処理を促進するために、サンプルからの他の細胞及びサンプル破片を除去するために、少なくとも部分的な精製を実行することが望まれる。緩衝剤内の研究サンプルは、必ずしも精製は必要ないが、その場合でも、精製は典型的には実行される。既存の技術は、望まれる(複数の)対象の分析物を細胞及びサンプル破片から捕捉し、固定化する対象捕捉ビーズ(例えば、磁気捕捉ビーズ)の使用に依存している。様々な実装においては、捕捉ビーズ及び結合緩衝剤は、細胞又はウイルスが、機械的及び/又は化学的手段によって粉砕された後、溶解緩衝剤内のサンプルと混合される。捕捉ビーズは、磁力の選択的な印加による、ビーズとそれに結合している対象分析物との実質的な固定を促進するために磁性を有することができるが、当業者には理解されるだろうように、他の実装は、ポリスチレン又はシリカビーズ(例えば、ビーズは、サイズによる、又は、親和性カラムにおける区域に捕捉されることができる)などの非磁気的ビーズを用いることができる。   After the sample material cells are lysed, it is often desirable to perform at least partial purification to remove other cells and sample debris from the sample to facilitate downstream handling and processing. . The research sample in the buffer does not necessarily need to be purified, but even so, purification is typically performed. Existing technology relies on the use of target capture beads (eg, magnetic capture beads) to capture and immobilize desired analyte (s) of interest from cells and sample debris. In various implementations, the capture beads and binding buffer are mixed with the sample in the lysis buffer after cells or viruses have been disrupted by mechanical and / or chemical means. The capture bead can have magnetism to facilitate substantial immobilization of the bead and the analyte of interest bound thereto by selective application of magnetic force, as will be appreciated by those skilled in the art. As such, other implementations can use non-magnetic beads such as polystyrene or silica beads (eg, the beads can be captured by size or in an area in the affinity column).

したがって、様々な実施形態においては、サンプル調製モジュール70は、変形可能なコンパートメント36aからプロセス流体が、サンプル調製モジュール70に導入されることができる、第2の入り口ポート138を含む。一実施形態においては、変形可能なコンパートメント36aは、磁気ビーズなどの対象捕捉ビーズの1以上の興味のある対象の分析物との結合を促進するための、結合緩衝剤を含む。   Thus, in various embodiments, the sample preparation module 70 includes a second inlet port 138 through which process fluid can be introduced into the sample preparation module 70 from the deformable compartment 36a. In one embodiment, the deformable compartment 36a includes a binding buffer to promote binding of a target capture bead, such as a magnetic bead, with one or more analytes of interest.

様々な実施形態においては、サンプル調製モジュール70は、変形可能なコンパートメント44からのプロセス材料が、サンプル調製モジュール70に導入されることができる、第3の入り口ポート140を含む。一実施形態においては、変形可能なコンパートメント44は、変形可能なコンパートメント36aからの結合緩衝剤との組み合わせで、サンプル材料内の興味のある一つ以上の分析物に結合し、それによって、サンプル材料の残りから、興味のある(複数の)分析物を単離する、及び、磁気分離を可能にする、磁気粒子を備えることができる対象捕捉ビーズを含む。   In various embodiments, the sample preparation module 70 includes a third inlet port 140 through which process material from the deformable compartment 44 can be introduced into the sample preparation module 70. In one embodiment, the deformable compartment 44, in combination with a binding buffer from the deformable compartment 36a, binds to one or more analytes of interest within the sample material, thereby providing sample material. The target capture beads that can be equipped with magnetic particles that isolate the analyte (s) of interest from the remainder and that allow magnetic separation.

捕捉ビーズは、対象の(複数の)分析物の捕捉を促進する材料でコーティングされることができる。例えば、核酸の捕捉については、ビーズは、表面に対して正に帯電した核酸の吸収を促進するために、負に帯電したコーティングでコーティングされることができ、それから、緩衝剤で洗浄され、それから、更なる処理のため、ビーズから精製された核酸を除去するための溶出緩衝剤で処理される。当業者によれば理解されるだろうように、例えば、PromegaからのMagaZorb(登録商標)ビーズ、Life TechからのMagMax、又は、Qiagen, MoBio, BioRadからのビーズなどを含む、複数の適切な商業的に入手可能なビーズ系がある。   The capture beads can be coated with a material that facilitates capture of the analyte (s) of interest. For example, for nucleic acid capture, the beads can be coated with a negatively charged coating to facilitate absorption of the positively charged nucleic acid relative to the surface, then washed with a buffer, and then Treated with elution buffer to remove the purified nucleic acid from the beads for further processing. As will be appreciated by those skilled in the art, a number of suitable commercial products including, for example, MagaZorb® beads from Promega, MagMax from Life Tech, or beads from Qiagen, MoBio, BioRad, etc. There are bead systems that are commercially available.

したがって、変形可能なコンパートメント44に含まれることができる対象の捕捉ビーズは、捕捉ビーズと共に用いられる変形可能なコンパートメント36aに含まれることができる結合緩衝剤のような、結合緩衝剤への流体アクセスで、望ましい対象の分析物の精製を促進する。   Thus, the capture beads of interest that can be included in the deformable compartment 44 are in fluid access to a binding buffer, such as a binding buffer that can be included in the deformable compartment 36a used with the capture beads. Facilitates purification of analytes of interest.

別の実施形態においては、対象の捕捉ビーズは、例えば、複合カートリッジ10の使用の間、混合ウェル90に添加された流体によって再構築されるまで、複合カートリッジ10の組み立ての間、混合ウェル90内に配置され、ペレットの形態で混合ウェル内に保存される、凍結乾燥されたペレットの形態で、サンプル調製モジュール70内に直接設けられることができる。   In another embodiment, the capture beads of interest are within the mixing well 90 during assembly of the composite cartridge 10, for example, until reconstituted by fluid added to the mixing well 90 during use of the composite cartridge 10. Can be provided directly in the sample preparation module 70 in the form of a lyophilized pellet that is placed in a pellet and stored in a mixing well.

別の実装においては、捕捉ビーズは、核酸を 特異的又は非特異的のいずれかで引き出すために、捕捉核酸プローブで機能化されることができる。例えば、ビーズは、一般に、核酸を引き出すために、random 6−mers で、又は、望まれる対象の核酸に特異的な捕捉プローブで、機能化されることができる。幾つかの場合においては、例えば、mRNAが対象の場合、ポリ−T捕捉プローブでコーティングされたビーズが用いられることができる。   In another implementation, the capture beads can be functionalized with a capture nucleic acid probe to extract the nucleic acid either specifically or non-specifically. For example, beads can generally be functionalized with random 6-mers, or with capture probes specific for the desired nucleic acid of interest, to extract nucleic acids. In some cases, for example, when mRNA is of interest, beads coated with poly-T capture probes can be used.

様々な実施形態においては、サンプル調製モジュール70は、変形可能なコンパートメント38aからのプロセス材料が、サンプル調製モジュール70内に導入されることができる第4の入り口ポート142を更に含む。一実施形態においては、変形可能なコンパートメント38aは、不溶性流体(例えば、以下に詳細に議論するように、ミネラルオイル、シリコーンオイルなどのオイル)を含む。   In various embodiments, the sample preparation module 70 further includes a fourth inlet port 142 through which process material from the deformable compartment 38a can be introduced into the sample preparation module 70. In one embodiment, the deformable compartment 38a includes an insoluble fluid (eg, an oil such as mineral oil, silicone oil, as discussed in detail below).

様々な実施形態においては、サンプル調製モジュール70は、変形可能なコンパートメント40aからのプロセス材料が、基板72に導入されることができる、第5の入り口ポート144を更に含む。一実施形態においては、変形可能なコンパートメント40aは、溶出緩衝剤を含む。   In various embodiments, the sample preparation module 70 further includes a fifth inlet port 144 through which process material from the deformable compartment 40 a can be introduced into the substrate 72. In one embodiment, the deformable compartment 40a includes an elution buffer.

様々な実施形態においては、サンプル調製モジュール70は、変形可能なコンパートメント42aからのプロセス材料が、サンプル調製モジュール70に導入されることができる第6の入り口ポート146を更に含む。一実施形態においては、変形可能なコンパートメント42aは、洗浄緩衝剤を含む。   In various embodiments, the sample preparation module 70 further includes a sixth inlet port 146 through which process material from the deformable compartment 42a can be introduced into the sample preparation module 70. In one embodiment, the deformable compartment 42a includes a wash buffer.

様々な実施形態において、サンプル調製モジュール70は、流体がモジュール70から出て、反応モジュール240に流入することができるサンプル調製モジュール70の下部面に形成された、第1の出口ポート182、第2の出口ポート188、及び第3の出口ポート190を含む。   In various embodiments, the sample preparation module 70 includes a first outlet port 182, a second outlet formed on the lower surface of the sample preparation module 70 that allows fluid to exit the module 70 and flow into the reaction module 240. Outlet port 188 and a third outlet port 190.

入り口ポート又は出口ポートの、第1、第2、第3、第4、第5、又は第6のポートとしての指定は、それぞれのポートを互いに区別するための便利な手段を単に提供するに過ぎないものであり、例えば、ポートが使用されることができる特定の順番又はシーケンスを指定することによるなど、限定することは意味されてないことは注意されるべきである。   Designating an entry port or exit port as a first, second, third, fourth, fifth, or sixth port merely provides a convenient means of distinguishing each port from each other. It should be noted that there is no limitation and is not meant to be limiting, for example, by specifying a particular order or sequence in which ports can be used.

第1の流体チャネル150は、第1の入り口ポート136からサンプルウェル78に延伸する。図においては、流体チャネルは、サンプル調製モジュール70を横切って、二点間を延伸する平行線によって表現されている。各チャネルは、チャネル内の円で表現される、1以上のチャネル遷移点を含むことができ、それらの一つは、参照番号151で示されている。チャネル遷移点は、基板72の下部に形成されたチャネル部分から基板72の上部に形成されたチャネル部分へ、又は、基板72の上部に形成されたチャネル部分から基板72の下部に形成されたチャネル部分へと延伸し、チャネルが基板72内で、他のチャネルの上又は下を通過するようにする、チャネルの垂直に延伸する部分を表現する。   The first fluid channel 150 extends from the first inlet port 136 to the sample well 78. In the figure, the fluid channel is represented by parallel lines extending between two points across the sample preparation module 70. Each channel can include one or more channel transition points, represented by circles within the channel, one of which is indicated by reference numeral 151. The channel transition point is from a channel portion formed at the bottom of the substrate 72 to a channel portion formed at the top of the substrate 72, or from a channel portion formed at the top of the substrate 72 to a channel formed at the bottom of the substrate 72. Represents a vertically extending portion of a channel that extends into the portion and allows the channel to pass over or under other channels in the substrate 72.

第2の流体チャネル152は、サンプルウェル78から溶解チャンバ入り口122へ延伸する。第3の流体チャネル156は、溶解チャンバ出口124から、第3の入り口ポート140から混合ウェル入り口シュノーケル92へ延伸する第5の流体チャネル162へ延伸する。第4の流体チャネル160は、第2の入り口ポート138から第3の入り口ポート140へ延伸する。第6の流体チャネル164は、第5の入り口ポート142から第1の出口ポート182へ延伸する。第7の流体チャネル166は、第5の入り口ポート144から第2の出口ポート188へ延伸する。第8の流体チャネル168は、混合ウェル出射ポート96から受動バルブアセンブリ220(以下に記述)へ延伸する。第9の流体チャネル170は、受動バルブアセンブリ220の受動バルブキャビティから捕捉コンパートメント100へ延伸する。第10の流体チャネル172は、能動バルブアセンブリ204から能動バルブアセンブリ219へ延伸する。第11の流体チャネル174は、能動バルブアセンブリ219から廃棄チャンバ102へ延伸する。第12の流体チャネル176は、第6の入り口ポート146から捕捉コンパートメント100へ延伸する。第13の流体チャネル178は、捕捉コンパートメント100から能動バルブアセンブリ204へ延伸する。第14の流体チャネル180は、能動バルブアセンブリ204から第3の出口190に延伸する。   Second fluid channel 152 extends from sample well 78 to lysis chamber inlet 122. The third fluid channel 156 extends from the lysis chamber outlet 124 to a fifth fluid channel 162 that extends from the third inlet port 140 to the mixing well inlet snorkel 92. The fourth fluid channel 160 extends from the second inlet port 138 to the third inlet port 140. The sixth fluid channel 164 extends from the fifth inlet port 142 to the first outlet port 182. The seventh fluid channel 166 extends from the fifth inlet port 144 to the second outlet port 188. An eighth fluid channel 168 extends from the mixing well exit port 96 to a passive valve assembly 220 (described below). The ninth fluid channel 170 extends from the passive valve cavity of the passive valve assembly 220 to the capture compartment 100. Tenth fluid channel 172 extends from active valve assembly 204 to active valve assembly 219. An eleventh fluid channel 174 extends from the active valve assembly 219 to the waste chamber 102. A twelfth fluid channel 176 extends from the sixth inlet port 146 to the capture compartment 100. A thirteenth fluid channel 178 extends from the capture compartment 100 to the active valve assembly 204. Fourteenth fluid channel 180 extends from active valve assembly 204 to third outlet 190.

様々な流体チャネルを、第1、第2、第3、第4、第5などの流体チャネルとして指定することは、それぞれのポートを互いに区別するための便利な手段を提供するに過ぎないものであり、例えば、流体チャネルが使用されることができる特定の順番又はシーケンス又は、流体がチャネルを介して流れる特定の方向を指定する事によるなど、限定することは意味されていないことは注意されるべきである。   Designating various fluid channels as first, second, third, fourth, fifth, etc. fluid channels only provides a convenient means of distinguishing each port from each other. It is noted that there is no implied limitation, eg, by specifying a particular order or sequence in which the fluid channels can be used, or a particular direction in which fluid flows through the channels. Should.

様々な実施形態において、サンプル調製モジュール70は、混合ウェル90に隣接する受動バルブアセンブリ220を更に含む。一実施形態においては、混合ウェル90内の圧力が、閾値圧力より低く、それによって混合ウェル90内の流体が保持されている場合、受動バルブアセンブリ220が閉止されるように、受動バルブアセンブリ220は構成される。他方、圧力が混合ウェル90内で、閾値圧力より大きい、十分な圧力レベルに増加されることが可能である場合、受動バルブアセンブリ220は、開かれ、それによって、出射ポート96及び、混合ウェル出射ポート96を受動バルブアセンブリ220に接続する第8の流体チャネル168を介して、混合ウェル内の流体が逃げることを可能とする。   In various embodiments, the sample preparation module 70 further includes a passive valve assembly 220 adjacent to the mixing well 90. In one embodiment, the passive valve assembly 220 is closed so that if the pressure in the mixing well 90 is below a threshold pressure, thereby retaining fluid in the mixing well 90, the passive valve assembly 220 is closed. Composed. On the other hand, if the pressure can be increased within the mixing well 90 to a sufficient pressure level that is greater than the threshold pressure, the passive valve assembly 220 is opened, thereby causing the exit port 96 and the mix well exit. Fluid in the mixing well is allowed to escape via an eighth fluid channel 168 connecting port 96 to passive valve assembly 220.

受動バルブアセンブリ220の詳細が、図10及び図11に示される。バルブアセンブリ220は、基板72に形成されるバルブキャビティ222と、基板72に形成され、バルブキャビティ222内に上方に延伸する入り口224とを備える。バルブ229は、Belleville バルブを含むことができるが、入り口224を介してバルブキャビティ222内に配置される。保持器226は、バルブ229上に配置される。出口228は、バルブキャビティ222から放射状に延伸する。   Details of the passive valve assembly 220 are shown in FIGS. The valve assembly 220 includes a valve cavity 222 formed in the substrate 72 and an inlet 224 formed in the substrate 72 and extending upward into the valve cavity 222. The valve 229 can include a Belleville valve, but is disposed in the valve cavity 222 via the inlet 224. The cage 226 is disposed on the valve 229. The outlet 228 extends radially from the valve cavity 222.

圧力がかかっていない条件では、バルブ229及び保持器226は、バルブ229が入り口224を覆い、バルブキャビティ222の下部で、安置される。保持器226は、例えば、適切なバネなどにより、下の位置にバイアスされることができる。したがって、入り口224から流れる流体は、バルブキャビティ222内及びこれを通って通過することができず、したがって、流体は、混合ウェル90を逃れることはできない。他方、入り口224内の流体は、保持器226を下の位置に保持しているいかなる力(例えば、バネのバイアス)を超えるように十分圧力(例えば、約3〜5psi)がかけられると、バルブ229及び保持器226は、バルブキャビティ222の下部から持ち上げられ、それによって、入り口224を開き、流体が、バルブキャビティ222に流れ、出口228から出ることを可能とする。   Under conditions where no pressure is applied, the valve 229 and the retainer 226 are seated below the valve cavity 222 with the valve 229 covering the inlet 224. The cage 226 can be biased to a down position, for example, by a suitable spring or the like. Accordingly, fluid flowing from the inlet 224 cannot pass into and through the valve cavity 222, and therefore fluid cannot escape the mixing well 90. On the other hand, when the fluid in the inlet 224 is under sufficient pressure (eg, about 3-5 psi) to exceed any force (eg, spring bias) holding the retainer 226 in the down position, the valve 229 and retainer 226 are lifted from the bottom of the valve cavity 222, thereby opening the inlet 224 and allowing fluid to flow into the valve cavity 222 and out of the outlet 228.

サンプル調製モジュール70は、圧力の外部ソースが、サンプル調製モジュール70に結合されえるポンプポート104を更に含むことができる。ポンプポート104は、サンプルウェル78へ、圧力導管106を介して、接続され、ポンプポート104に印加される圧力は、サンプルウェル78に圧力をかけ、サンプルウェル78の内容物をウェルの外に出させる。   The sample preparation module 70 can further include a pump port 104 to which an external source of pressure can be coupled to the sample preparation module 70. The pump port 104 is connected to the sample well 78 via the pressure conduit 106, and the pressure applied to the pump port 104 pressurizes the sample well 78 and allows the contents of the sample well 78 to exit the well. Let

サンプル調製モジュール70は、バルブ導管110を介して、混合ウェル90の圧力シュノーケル94に接続された受動バルブポート108を更に含むことができる。受動バルブポート108が開いていると、圧力は、混合ウェル90内で大きくなり、受動バルブアセンブリ220は、閉じたままであろう。受動バルブポート108が閉じていると、圧力は、混合ウェル90内で大きくなり、混合ウェル90の内容物がウェルから流れる事ができるように、受動バルブアセンブリ220は開くだろう。   The sample preparation module 70 can further include a passive valve port 108 connected to the pressure snorkel 94 of the mixing well 90 via a valve conduit 110. If the passive valve port 108 is open, the pressure will increase in the mixing well 90 and the passive valve assembly 220 will remain closed. When the passive valve port 108 is closed, the pressure will increase in the mixing well 90 and the passive valve assembly 220 will open so that the contents of the mixing well 90 can flow out of the well.

ウイルス及び多くのバクテリアなどの幾つかの有機体は、高い温度又はタンパク分解性酵素あり、又は、なしで、溶解緩衝剤を添加することによって、化学的に溶解されることができる。幾つかの有機体は、化学的及び/又は酵素的方法によって溶解するのは難しく、細胞膜の機械的破壊又はせん断が必要である。そのため、複合カートリッジ10のオプションのコンポーネントは、インペラーコンポーネントであり、インペラーは、個別の細胞が溶解緩衝剤によりアクセスできるように、及び、より多くの対象の分析物を解放するように、固体コンポーネントをすりつぶし、又は破壊するために起動される。インペラーは、溶解ビーズが含まれる流体に乱流アクションを与える。主な溶解アクションは、ビーズの対象有機体との衝突により、これにより溶解され、それらを破壊して開き、対象の核酸を露出させる。溶解緩衝剤の存在は、DNase 又は RNaseを抑制し、これは、細胞が破壊されたなら、RNA又はDNA対象を破壊することができる。様々な実施形態においては、インペラーは、非常に速く回転する外輪のようである。   Some organisms such as viruses and many bacteria can be chemically lysed by adding a lysis buffer with or without elevated temperature or proteolytic enzymes. Some organisms are difficult to dissolve by chemical and / or enzymatic methods and require mechanical disruption or shearing of the cell membrane. Therefore, an optional component of the composite cartridge 10 is an impeller component that imposes a solid component so that individual cells can be accessed by the lysis buffer and to release more analyte of interest. Fired to crush or destroy. The impeller imparts turbulent action to the fluid containing the dissolved beads. The main lysis action is that the beads are lysed by collision with the target organism, breaking them open and exposing the nucleic acid of interest. The presence of lysis buffer suppresses DNase or RNase, which can destroy RNA or DNA objects if cells are destroyed. In various embodiments, the impeller appears to be a very fast rotating outer ring.

したがって、様々な実施形態においては、サンプル調製モジュール70は、内部に配置された、モータで駆動されるビーズミキサ機構などの駆動攪拌器を有する溶解チャンバ120を更に含む。駆動攪拌器は、少なくとも部分的に溶解チャンバ120内に配置され、その処理チャンバを通って流れる流体を攪拌するように構成され、配置される。溶解チャンバを通って流れる流体は、サンプル材料、溶解緩衝剤、及び溶解ビーズの混合物を含むことができる。溶解ビーズは、複合カートリッジ10の組み立ての間に、溶解チャンバ120内に送られるシリカ(セラミック)ビーズ(例えば、100μmの直径)を含むことができる。ビーズミキサは、モータの出力シャフト上に搭載されるインペラー130を有するモータ128を含む(図2参照)。流体は、入り口122を通って、溶解チャンバ120内に流れ、出口124を通って、溶解チャンバ120から流れ出る。メッシュフィルタは、入り口122及び/又は出口124の前面に設けることができる。(複数の)メッシュフィルタは、サンプル流体が溶解チャンバ120に流入したり、流出したりする間に、溶解チャンバ120内の溶解ビーズを保持するように構成された穴サイズを有する。動作中、モータ128は、インペラー130を、高回転速度(例えば、約5,000から約100,000rpm、好ましくは、約10,000から約50,0000rpm、より好ましくは、約20,000から約30,000rpm)で回転させ、サンプル材料と溶解ビーズを含むことができる、溶解チャンバ120内の流体が、回転するインペラーによって激しく攪拌され、それによって、サンプル材料の分子構造を破壊するうえで、溶解ビーズを支援する。したがって、溶解チャンバ120から流れ出るサンプル混合物は、ビーズミキサがない場合より、より完全に溶解される。   Thus, in various embodiments, the sample preparation module 70 further includes a lysis chamber 120 having a driven agitator, such as a motor driven bead mixer mechanism, disposed therein. The drive agitator is disposed and arranged at least partially within the lysis chamber 120 and is configured to agitate the fluid flowing through the processing chamber. The fluid flowing through the lysis chamber can include a mixture of sample material, lysis buffer, and lysis beads. The lysis beads can include silica (ceramic) beads (eg, 100 μm diameter) that are fed into the lysis chamber 120 during assembly of the composite cartridge 10. The bead mixer includes a motor 128 having an impeller 130 mounted on the output shaft of the motor (see FIG. 2). The fluid flows through the inlet 122 into the lysis chamber 120 and out of the lysis chamber 120 through the outlet 124. The mesh filter can be provided in front of the inlet 122 and / or the outlet 124. The mesh filter (s) has a hole size configured to hold the lysis beads in the lysis chamber 120 as the sample fluid flows into and out of the lysis chamber 120. In operation, the motor 128 causes the impeller 130 to rotate at a high rotational speed (eg, from about 5,000 to about 100,000 rpm, preferably from about 10,000 to about 50,000 rpm, more preferably from about 20,000 to about The fluid in the lysis chamber 120, which can be rotated at 30,000 rpm) and can contain sample material and lysis beads, is vigorously agitated by the rotating impeller, thereby dissolving the molecular structure of the sample material. Help beads. Thus, the sample mixture flowing out of the lysis chamber 120 is more completely lysed than without the bead mixer.

ビーズミキサの適切なモータ128は、Jinlong MachineryからのFeiying,Model FY0610−Q−04170Y を含む。モータは、カートリッジ10が処理される装置の外部電源への複合カートリッジ10の一時的接続によって電力供給されることができる。モータ128の制御は、カートリッジ10の外部及び/又は内部に提供されるロジック素子によって実装されることができる。一実施形態においては、ミキサプリント回路ボード(「PCB」)が、ビーズミキサモータ128の動作を制御する下部とばり30内に設けられる。ミキサモータ128は、理想的には、流体が、溶解チャンバ120を通って流れるときのみ動作される。溶解チャンバ120へ流れる流体は、入り口光検知チャンバ154(例えば、図15参照)に整列される、上部とばり12(図2参照)に形成される入り口光ポート14を介して、光センサによって検出されることができ、ビーズミキサモータ128は、例えば、溶解チャンバ120に向かう入り口光検知チャンバ154を通って流れる流体ストリームの前端の検出時に、作動されることができるようにする。同様に、溶解チャンバ120から流れ出る流体は、出口光検知チャンバ158(図15参照)と整列される、出口光ポート16(図2参照)を介して光センサによって検出されることができ、ビーズミキサモータ128は、例えば、出口光検知チャンバ158を通って流れる流体ストリームの後端の検出時に、動作を停止されることができる。   A suitable motor 128 for the bead mixer includes Feying, Model FY0610-Q-04170Y from Jinlong Machinery. The motor can be powered by a temporary connection of the composite cartridge 10 to an external power source of the device where the cartridge 10 is processed. Control of the motor 128 can be implemented by logic elements provided outside and / or inside the cartridge 10. In one embodiment, a mixer printed circuit board (“PCB”) is provided in the lower beam 30 that controls the operation of the bead mixer motor 128. The mixer motor 128 is ideally operated only when fluid flows through the lysis chamber 120. Fluid flowing into the lysis chamber 120 is detected by a light sensor through an inlet light port 14 formed in the top beam 12 (see FIG. 2) that is aligned with the inlet light sensing chamber 154 (see, eg, FIG. 15). The bead mixer motor 128 can be activated, for example, upon detection of the front end of the fluid stream flowing through the inlet light sensing chamber 154 toward the lysis chamber 120. Similarly, fluid flowing out of the lysis chamber 120 can be detected by a light sensor via an exit light port 16 (see FIG. 2) aligned with the exit light sensing chamber 158 (see FIG. 15), and the bead mixer The motor 128 can be deactivated, for example, upon detection of the trailing edge of the fluid stream flowing through the exit light sensing chamber 158.

サンプル調製モジュール70は、2つの能動バルブアセンブリ204、219を更に含む。バルブアセンブリ204は、サンプルバルブアセンブリとして知られ、第10の流体チャネル172、第13の流体チャネル178、及び第14の流体チャネル180の接合部分に配置され、第13の流体チャネル178から第14の流体チャネル180への流れを制御する。バルブアセンブリ219は、廃棄バルブアセンブリとして知られ、第10の流体チャネル172及び第11の流体チャネル174の接合部分に配置され、第10の流体チャネル172から第11の流体チャネル174及び破棄チャンバ102への流れを制御する。   Sample preparation module 70 further includes two active valve assemblies 204, 219. The valve assembly 204, known as the sample valve assembly, is located at the junction of the tenth fluid channel 172, the thirteenth fluid channel 178, and the fourteenth fluid channel 180 and is connected to the thirteenth fluid channel 178 through the fourteenth fluid channel. Controls flow to the fluid channel 180. The valve assembly 219 is known as a waste valve assembly and is located at the junction of the tenth fluid channel 172 and the eleventh fluid channel 174 and from the tenth fluid channel 172 to the eleventh fluid channel 174 and the disposal chamber 102. To control the flow.

例えば、バブルアセンブリ204などの、能動バルブアセンブリの詳細は、図13及び図14に示されている。バルブアセンブリ204は、基板72に形成されるバルブキャビティ210を含む。入り口導管208は、バルブキャビティ210に導き、出口チャネル212は、キャビティ210から延伸する。アクセス開口部206は、基板72の頂上に配置された上部シール56に形成される。フレキシブルバルブ膜216は、アクセス開口部206を囲む接着剤214によって、アクセス開口部206の下の上部シール56の下側に固定される。図13に示されるように、それていない、又は、作動されていない位置では、流体は、入り口208を通って、バルブキャビティ210に流入し、出口212を通って、バルブキャビティ210から流出することができる。したがって、バルブアセンブリ204を通って流れる流体は、スムーズである。図14に示されるように、外部バルブアクチュエータ218が、出口212上のバルブ膜216を変形させるために、アクセス開口部204を介して押し下げるとき、バルブアセンブリ204を通って流れる流体はブロックされる。バルブアクチュエータ218は、上部とばり12(図1参照)に形成されるアクチュエータタブ20のアクチュエータポスト26を含むことができる。特に、バルブアクチュエータタブ18は、能動バルブアセンブリ204と整列され、バルブアクチュエータタブ20は、能動バルブアセンブリ219と整列される。   Details of the active valve assembly, such as the bubble assembly 204, are shown in FIGS. The valve assembly 204 includes a valve cavity 210 formed in the substrate 72. An inlet conduit 208 leads to the valve cavity 210 and an outlet channel 212 extends from the cavity 210. Access opening 206 is formed in top seal 56 disposed on top of substrate 72. The flexible valve membrane 216 is secured to the underside of the upper seal 56 below the access opening 206 by an adhesive 214 surrounding the access opening 206. As shown in FIG. 13, in an unactuated or unactuated position, fluid flows into the valve cavity 210 through the inlet 208 and out of the valve cavity 210 through the outlet 212. Can do. Thus, the fluid flowing through the valve assembly 204 is smooth. As shown in FIG. 14, fluid flowing through the valve assembly 204 is blocked when the external valve actuator 218 pushes down through the access opening 204 to deform the valve membrane 216 on the outlet 212. The valve actuator 218 can include an actuator post 26 of an actuator tab 20 formed on the top beam 12 (see FIG. 1). In particular, the valve actuator tab 18 is aligned with the active valve assembly 204 and the valve actuator tab 20 is aligned with the active valve assembly 219.

様々な実施形態においては、サンプル調製モジュール70は、余分又は使用済み流体を受け入れ、貯蔵するように構成された廃棄チャンバ102(又は、1以上の廃棄チャンバ)を更に含む。   In various embodiments, the sample preparation module 70 further includes a waste chamber 102 (or one or more waste chambers) configured to receive and store excess or spent fluid.

反応モジュール−上部プレート
反応モジュール240と上部プレート241の詳細が、特に、図24〜図31に示されている。上部プレート241のそれぞれ、斜視図と上部平面図とを示す、図24と図26を参照すると、上部プレート241は、上部プレート241の上部面242上に突出する上部周囲壁256と、上部プレート241の外端から内部にずらされた位置にある少なくとも部分的に周囲を囲む上部面240とを含む。上部周囲壁256は、反応モジュール240をサンプル調製モジュール70に固定する接着ガスケット232に対する取り付け位置を提供する上端に沿って形成される、連続開口チャネル又は溝258を有する。図4参照。上部周囲壁256は、上部面242上の上部周囲壁256によって囲まれる凹部領域260を形成する。図28及び図29も参照のこと。
Reaction Module-Top Plate Details of the reaction module 240 and top plate 241 are shown in particular in FIGS. Referring to FIGS. 24 and 26, which show a perspective view and a top plan view, respectively, of the upper plate 241, the upper plate 241 has an upper peripheral wall 256 protruding on the upper surface 242 of the upper plate 241, and an upper plate 241. And an upper surface 240 that at least partially surrounds the periphery at a position that is offset inwardly from the outer end of the. The upper peripheral wall 256 has a continuous open channel or groove 258 formed along the upper end that provides a mounting location for the adhesive gasket 232 that secures the reaction module 240 to the sample preparation module 70. See FIG. The upper peripheral wall 256 forms a recessed area 260 that is surrounded by the upper peripheral wall 256 on the upper surface 242. See also FIG. 28 and FIG.

上部プレート241は、複数の構成を採用することができ、様々な材料で作られることができる。適切な材料は、これらには限定されないが、ファイバガラス、TEFLON(登録商標)、セラミック、ガラス、シリコン、雲母、プラスチック(アクリル、ポリスチレン及び、スチレンと他の材料のコポリマー、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、及びそれらの誘導体など)などを含む。特に好適な上部プレート材料は、ポリカーボネートである。   The upper plate 241 can adopt a plurality of configurations and can be made of various materials. Suitable materials include, but are not limited to, fiberglass, TEFLON®, ceramic, glass, silicon, mica, plastic (acrylic, polystyrene and copolymers of styrene and other materials, polypropylene, polyethylene, polybutylene, Polycarbonate, polyurethane, and derivatives thereof). A particularly suitable top plate material is polycarbonate.

整列フォーク246は、上部プレート241の一端から延伸し、整列ループ244は、上部プレート241の他端から延伸する。整列フォーク246と整列ループ244は、以下により詳細に記述するように、カートリッジ10の適切な整列を保証するために、複合カートリッジ10を処理するための装置の整列ピンを受けるように構成される。   The alignment fork 246 extends from one end of the upper plate 241 and the alignment loop 244 extends from the other end of the upper plate 241. The alignment fork 246 and the alignment loop 244 are configured to receive an alignment pin of the apparatus for processing the composite cartridge 10 to ensure proper alignment of the cartridge 10, as will be described in more detail below.

上部プレート241は、サンプル調製モジュール70の第3の出口ポート190と流体が通じる入り口ポート268を有するサンプルコンパートメント266を更に含む。   The upper plate 241 further includes a sample compartment 266 having an inlet port 268 that is in fluid communication with the third outlet port 190 of the sample preparation module 70.

上部プレート241は、サンプル調製モジュール70の第2の出口ポート188と流体を通じる入り口ポート278を有する再水和(溶出)緩衝剤コンパートメント276を更に含む。検出緩衝剤コンパートメント280は、再水和緩衝剤コンパートメント276内に送られ、検出緩衝剤コンパートメント280に転送される、ある量の再構成緩衝剤によって再構成される最初に乾燥している検出緩衝剤(検出緩衝剤コンパートメント280を形成する上部プレート241の一部又は、検出緩衝剤コンパートメント280をカバーする流体処理パネル354の一部に適用される)を含む。一実施形態においては、検出緩衝剤コンパートメント280は、120〜160μlの容量を有する。様々な実施形態においては、上部プレート241は、検出緩衝剤コンパートメント280と再水和緩衝剤コンパートメント276との間の接続通路274を含む。検出緩衝剤コンパートメント280は、製造プロセス中及び/又はコンパートメント280をベントするために、コンパートメント280に緩衝剤を注入するためのポート282を更に含むことができる。   The top plate 241 further includes a rehydration (elution) buffer compartment 276 having a second outlet port 188 of the sample preparation module 70 and an inlet port 278 through which fluid is passed. The detection buffer compartment 280 is sent to the rehydration buffer compartment 276 and forwarded to the detection buffer compartment 280, the first dry detection buffer reconstituted with an amount of reconstitution buffer. (Applies to a portion of the top plate 241 that forms the detection buffer compartment 280 or a portion of the fluid treatment panel 354 that covers the detection buffer compartment 280). In one embodiment, the detection buffer compartment 280 has a volume of 120-160 μl. In various embodiments, the top plate 241 includes a connecting passage 274 between the detection buffer compartment 280 and the rehydration buffer compartment 276. The detection buffer compartment 280 can further include a port 282 for injecting buffer into the compartment 280 during the manufacturing process and / or to vent the compartment 280.

図25及び図27は、上部プレート241のそれぞれ、下部斜視図及び下部平面図を示す。図24及び図26に加え、図25及び図27を参照すると、上部プレート241は、一実施形態においては、再水和緩衝剤コンパートメント276からのある量の再水和緩衝剤によって、後に再構成(再水和)される、乾燥形態のPCR緩衝剤/酵素(緩衝剤コンパートメント296を形成する上部プレート241の一部に、又は、緩衝剤コンパートメント296をカバーする流体処理パネル254(図4及び図58参照)の一部に適用される)を含む、緩衝剤コンパートメント296を更に含む。一実施形態においては、緩衝剤コンパートメント296は、約20μlの容量を有する。ポート298は、製造プロセス中及び/又は緩衝剤コンパートメント296をベントするために、コンパートメントに、PCR緩衝剤/酵素を注入するために、設けられる。   25 and 27 show a lower perspective view and a lower plan view of the upper plate 241, respectively. Referring to FIGS. 25 and 27 in addition to FIGS. 24 and 26, the top plate 241 is later reconstituted in one embodiment by an amount of rehydration buffer from the rehydration buffer compartment 276. (Rehydrated) in a dry form of PCR buffer / enzyme (part of top plate 241 forming buffer compartment 296 or fluid treatment panel 254 covering buffer compartment 296 (FIGS. 4 and 58)), which further includes a buffer compartment 296. In one embodiment, the buffer compartment 296 has a volume of about 20 μl. Port 298 is provided for injecting PCR buffer / enzyme into the compartment during the manufacturing process and / or to vent the buffer compartment 296.

上部プレート241は、再水和緩衝剤コンパートメント276からのある量の再水和緩衝剤によって後に再水和される、乾燥形態のエキソヌクレアーゼ試薬(第2の緩衝剤コンパートメント300を形成する上部プレート241の一部又は、第2の緩衝剤コンパートメント300をカバーする流体処理パネル354の一部に適用される)を含むことができる第2の緩衝剤コンパートメント300を更に含む。一実施形態においては、第2の緩衝剤コンパートメント300は、約20μlの容量を有する。ポート302は、製造プロセス中及び/又はコンパートメント300をベントするために、第2の緩衝剤コンパートメント300に緩衝剤を注入するために設けられることができる。せき止め306は、流体が、再水和緩衝剤コンパートメント276からコンパートメント300に流れることを可能とするため、再水和緩衝剤コンパートメント276と第2の緩衝剤コンパートメント300との間に設けられることができる。   The upper plate 241 is rehydrated later by an amount of rehydration buffer from the rehydration buffer compartment 276, the dried form of exonuclease reagent (the upper plate 241 forming the second buffer compartment 300). Or a second buffer compartment 300 that may be applied to a portion of the fluid treatment panel 354 that covers the second buffer compartment 300. In one embodiment, the second buffer compartment 300 has a volume of about 20 μl. Port 302 may be provided for injecting buffer into the second buffer compartment 300 during the manufacturing process and / or to vent the compartment 300. A dam 306 may be provided between the rehydration buffer compartment 276 and the second buffer compartment 300 to allow fluid to flow from the rehydration buffer compartment 276 to the compartment 300. .

上部プレート241は、上部プレート241の下部の周囲を囲む下部周囲壁290を更に含む。下部周囲壁290は、上部プレート241の下半分を囲むために、流体処理パネル354などのパネルを受けるように構成された周囲壁290によって囲まれる凹部を画定する。上昇パネルサポート290は、周囲壁290のちょうど内部の上部プレート241の下部面の外部周囲を囲む。パネルサポート292の内部の領域294は、パネルサポート292に対してわずかに隙間を開けて配置され、周囲壁290内に挿入されるパネルが、パネルサポート面292上で支持され、凹部294が、パネルと上部プレート241との間にギャップ295(図28、図29を参照)を画定するようにする。   The upper plate 241 further includes a lower peripheral wall 290 that surrounds the periphery of the lower portion of the upper plate 241. The lower peripheral wall 290 defines a recess surrounded by a peripheral wall 290 configured to receive a panel, such as a fluid treatment panel 354, to surround the lower half of the upper plate 241. The rising panel support 290 surrounds the outer periphery of the lower surface of the upper plate 241 just inside the peripheral wall 290. The area 294 inside the panel support 292 is arranged with a slight gap with respect to the panel support 292, the panel inserted into the peripheral wall 290 is supported on the panel support surface 292, and the recess 294 is formed in the panel support 292. A gap 295 (see FIGS. 28 and 29) is defined between the upper plate 241 and the upper plate 241.

上部プレート241は、流体入り口ポート250、252を更に含むことができ、その少なくとも一つは、サンプル調製モジュール70の第1の出口ポート182と流体を通じる。入り口ポート250、252は、例えば、領域294における反応上部プレート241の下部面と、上部プレート241の下部面を囲む流体処理パネル354との間のギャップ295との流体の通路を提供する。   The top plate 241 can further include fluid inlet ports 250, 252, at least one of which is in fluid communication with the first outlet port 182 of the sample preparation module 70. Inlet ports 250, 252, for example, provide a fluid path between gap 295 between the lower surface of reaction upper plate 241 in region 294 and a fluid treatment panel 354 surrounding the lower surface of upper plate 241.

上部プレート241は、それぞれが入り口ポート又はベントポート352を有する、検出コンパートメント350a、350b、350c、及び350dを更に含む。図示された実施形態は、4つの検出コンパートメント350a〜dを含むが、より少ない、又は、より多い検出コンパートメント350を備える上部プレート241の別の構成は容易に想像が付く。   The top plate 241 further includes detection compartments 350a, 350b, 350c, and 350d, each having an inlet port or vent port 352. Although the illustrated embodiment includes four detection compartments 350a-d, other configurations of the top plate 241 with fewer or more detection compartments 350 are readily conceivable.

下部面上の領域304は、領域294に対し、わずかに隙間を開けて配置された処理領域を含み、それによって、上部プレート241と、領域304内の下部パネルとの間に、領域294より大きいギャップを形成する。   The area 304 on the lower surface includes a processing area that is slightly spaced from the area 294, so that it is larger than the area 294 between the upper plate 241 and the lower panel in the area 304. Create a gap.

反応モジュール240は、上部プレート241に形成される1以上のバブルトラップ340を更に含むことができる。各バブルトラップ340は、ベント開口部344に向かって上方に傾斜する上部プレート241に形成されるバブル捕捉フード342を含む。一実施形態においては、バブルトラップの下の流体の動きにより生成された上昇空気バブルは、捕捉フード344に捕捉され、ベント開口部344を介して解放される。捕捉フードは、バブルトラップの下又はこれに隣接した流体移動経路に適合するような形状とされることができる。図示された実施形態においては、以下により詳細に記述するように、長尺捕捉フード342を有する5つのバブルトラップ340は、4つの流体移動経路上に配置され、それぞれは2つの隣接するバブルトラップ340の下、及びその間に配置される。   The reaction module 240 can further include one or more bubble traps 340 formed in the upper plate 241. Each bubble trap 340 includes a bubble capture hood 342 formed in an upper plate 241 that slopes upward toward the vent opening 344. In one embodiment, rising air bubbles generated by fluid movement under the bubble trap are captured by the capture hood 344 and released through the vent opening 344. The capture hood can be shaped to fit a fluid movement path below or adjacent to the bubble trap. In the illustrated embodiment, as described in more detail below, five bubble traps 340 with elongated capture hoods 342 are disposed on four fluid movement paths, each of which is adjacent to two adjacent bubble traps 340. And between.

流体入り口252の詳細が図30に示されている。記述したように、流体入り口252は、サンプル調製モジュール70の第1の流体出口182と整列されることができる。流体入り口252は、内側にテーパ状で、円錐台状の形状を有し、入り口252の上の出口182のサイズは、入り口252の上端より狭い。これは、出口182から排出される流体が入り口252によって確実に捕捉されるのに役立つ。   Details of the fluid inlet 252 are shown in FIG. As described, the fluid inlet 252 can be aligned with the first fluid outlet 182 of the sample preparation module 70. The fluid inlet 252 is tapered inward and has a frustoconical shape, and the size of the outlet 182 above the inlet 252 is narrower than the upper end of the inlet 252. This helps to ensure that the fluid discharged from the outlet 182 is captured by the inlet 252.

サンプルコンパートメント266、再水和緩衝剤コンパートメント276、及び検出緩衝剤コンパートメント280の詳細が図31に示されている。サンプルコンパートメント266は、入り口ポート268を介したサンプル調製モジュール270からの結合対象の(bound target)分析物(例えば、DNA,核酸)を有するある量(例えば、200μl)の磁気ビーズを受けるように構成される。サンプルコンパートメント266の入り口ポート268は、好ましくは、円錐形状を有しており、サンプル調製モジュール70の第3の出口190と整列される。様々な実施形態においては、第3の出口190は、出口190の端からの液滴の垂れを最小化するために、テーパ状のニップル322を通っている。入り口ポート268は、また、好ましくは、上部のその最も広い端部でテーパ状となっており、それによって、出口190を通って排出される流体が、入り口ポート268において捕捉されることを保証する。出口190及び入り口ポート268は、それらの間に小さなギャップが存在するように構成される。このギャップは、反応モジュール240の上部プレート241の上部と、サンプル調製モジュール70の下部との間の介在空間308の一部を備える。このギャップは、反応モジュール240内の流体に含まれる任意の空気バブル、特に、出口190から入り口ポート268へ流体を排出するときに生成され得る空気バブルを収集するためのトラップを提供する。   Details of sample compartment 266, rehydration buffer compartment 276, and detection buffer compartment 280 are shown in FIG. Sample compartment 266 is configured to receive an amount (eg, 200 μl) of magnetic beads with bound target analyte (eg, DNA, nucleic acid) from sample preparation module 270 via inlet port 268. Is done. The inlet port 268 of the sample compartment 266 preferably has a conical shape and is aligned with the third outlet 190 of the sample preparation module 70. In various embodiments, the third outlet 190 passes through a tapered nipple 322 to minimize drop dripping from the end of the outlet 190. The inlet port 268 is also preferably tapered at its widest end at the top, thereby ensuring that fluid discharged through the outlet 190 is captured at the inlet port 268. . The outlet 190 and the inlet port 268 are configured such that there is a small gap between them. This gap comprises a portion of the interstitial space 308 between the upper part of the upper plate 241 of the reaction module 240 and the lower part of the sample preparation module 70. This gap provides a trap for collecting any air bubbles contained in the fluid within the reaction module 240, in particular, air bubbles that may be generated when exhausting fluid from the outlet 190 to the inlet port 268.

再水和緩衝剤コンパートメント276は、乾燥試薬の再水和及びサンプル調製モジュール270からの入り口ポート278を介したビーズからの核酸の溶出に適したある量(例えば、200μl)の緩衝剤溶液を受けるように構成される。再水和緩衝剤コンパートメント276の入り口ポート278は、サンプル調製モジュール70の第2の出口188と整列される。再び、出口188は、好ましくは、テーパ状のニップル320を通って流れ、その端部は、同じくテーパ状となっている入り口ポート278から離間している。再び、ニップル320の端部と、入り口ポート278との間の空間は、出口188と入り口ポート278との間に流れる流体内のガスバブルが、介在空間308に逃げることを可能とする。   Rehydration buffer compartment 276 receives an amount (eg, 200 μl) of buffer solution suitable for rehydration of dry reagents and elution of nucleic acids from beads via inlet port 278 from sample preparation module 270. Configured as follows. The inlet port 278 of the rehydration buffer compartment 276 is aligned with the second outlet 188 of the sample preparation module 70. Again, the outlet 188 preferably flows through the tapered nipple 320 and its end is spaced from the similarly tapered inlet port 278. Again, the space between the end of the nipple 320 and the inlet port 278 allows gas bubbles in the fluid flowing between the outlet 188 and the inlet port 278 to escape to the intervening space 308.

[反応モジュール−流体処理パネル]
図58、図59を参照すると、様々な実施形態においては、複合カートリッジ10の反応モジュール240は、上部プレート241の下部に固定された、流体処理パネル354を含む。流体処理パネル354は、周囲壁290によって周囲が囲まれ、例えば、オイル、及び温度耐性接着剤によって、パネルサポート292上に支持され、固定される。流体処理パネル354は、流体の移動及び分析物の検出など、複合カートリッジ10の複数の機能を促進する。そのような流体の移動は、流体輸送経路に沿って、流体の1以上の液滴を輸送することと、(例えば、線形的に前後する、又は、連続(例えば、円形、楕円形、四角形)経路上で)振動するように1以上の液滴を移動することによって流体を混合することと、異なる材料を含むことができる流体液滴を組み合わせることと、2以上の小さな液滴に液滴を分裂すること、などを含むことができる。
[Reaction Module-Fluid Processing Panel]
Referring to FIGS. 58 and 59, in various embodiments, the reaction module 240 of the composite cartridge 10 includes a fluid treatment panel 354 secured to the lower portion of the upper plate 241. The fluid treatment panel 354 is surrounded by a peripheral wall 290 and supported and fixed on the panel support 292 by, for example, oil and a temperature resistant adhesive. The fluid treatment panel 354 facilitates multiple functions of the composite cartridge 10, such as fluid movement and analyte detection. Such fluid movement may involve transporting one or more droplets of fluid along a fluid transport path (eg, back and forth linearly or continuous (eg, circular, elliptical, square)). Mixing fluids by moving one or more droplets to vibrate (on the path), combining fluid droplets that can contain different materials, and dropping droplets into two or more small droplets Splitting, etc. can be included.

流体処理パネル354は、基板356を含む。適切な基板は、金などの金属面、以下に規定するような電極、ガラス及び変性又は機能化ガラス、ファイバガラス、セラミック、雲母、プラスチック(アクリル、ポリスチレン及びスチレンと他の材料のコポリマー、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、TEFLON(登録商標)、及びそれらの誘導体などを含む)、GETEK(登録商標)(酸化ポリプロピレンとファイバガラスとの混合)など、ポリサッカライド、ナイロン又はニトロセルロース、樹脂、シリカ又は、シリコン及び変性シリコンを含むシリカベースの材料、炭素、金属、無機ガラス及び様々な他のポリマー、及び特に好適なプリント回路ボード(PCB)材料を含む。   The fluid treatment panel 354 includes a substrate 356. Suitable substrates include metal surfaces such as gold, electrodes as defined below, glass and modified or functionalized glass, fiberglass, ceramic, mica, plastics (acrylic, polystyrene and copolymers of styrene and other materials, polypropylene, Including polyethylene, polybutylene, polyimide, polycarbonate, polyurethane, TEFLON (registered trademark), and derivatives thereof), GETEK (registered trademark) (mixed of polypropylene oxide and fiberglass), polysaccharide, nylon or nitrocellulose, Resins, silica or silica-based materials including silicon and modified silicon, carbon, metals, inorganic glasses and various other polymers, and particularly suitable printed circuit board (PCB) materials.

様々な実施形態においては、流体処理パネル354は、複数の異なる機能領域又は処理区域に分割されることができ、これは、空間的に重なっているか、又は、空間的に異なっている、又は、部分的に空間的に個別であり、且つ、部分的に空間的に異なっていることができる。   In various embodiments, the fluid treatment panel 354 can be divided into a plurality of different functional areas or treatment areas, which are spatially overlapping or spatially different, or It can be partly spatially separate and partly spatially different.

様々な実施形態においては、反応モジュール240内の流体反応処理は、空間的及び生化学的の両方で操作可能なミクロ液滴を形成するために、いわゆるエレクトロウェッティング技術を用いるミクロ流体流体操作に少なくとも部分的に基づいている。   In various embodiments, the fluid reaction process in the reaction module 240 is based on microfluidic fluid manipulation using so-called electrowetting techniques to form microdroplets that can be manipulated both spatially and biochemically. Based at least in part.

一般に、エレクトロウェッティングは、印加される電場によって、疎水性面(PCBなど)のウェッティング特性を改変する事である。エレクトロウェッティングシステムにおいては、印加される電位差による基板−電解質接触角の変化は、結果として、表面上の電解質を移動する能力となる。本質的に、米国特許第6,565,727号に記述されているように、この開示は、参照によりここに明示的に組み込まれるが、極性のある液体(例えば、対象分析物を含むもの)の液滴に隣接する電極(又は、電極の集合)に電位を印加することにより、これらの電極上の表面は、より親水性になり、液滴は、荷電した電極との重なり面積を増加するために、表面張力勾配によって引っ張られる。これは、液滴が、表面上に広がるようにし、その後電位を除去するか、または異なる電極をアクティブにすることにより、基板は、疎水性状態に戻り、その結果、基板上の新規の親水性領域に液的が移動することとなる。このように、処理、扱い、及び検出のため、液滴が、基板の平坦な面を物理的且つ個別に、異なる処理区域へ移動されることができる。液滴は、様々な速度で移動されることができ、分割され(例えば、単一の液滴は、2以上の液滴に分割されることができる)、パルスが当てられ、及び/又は混合される(2以上の液滴は、同一の場所で合体され、それから、一つとして分割、又は、移動される)ことができる。更に、エレクトロウェッティングは、単一の液滴内で、混合を起こさせることができる。以下により詳細に記述されるように、液滴は、また、PCB基板上の異なる場所に保存された乾燥試薬を再水和するために用いられることができる。エレクトロウェッティングの一つの典型的な特性は、非常に小さい流体体積の精密な操作である。例えば、単離された対象核酸は、他のシステムにおける特徴である、100μlの溶出体積及び対象分析物のかなり低い濃度と比較して、PCR増幅の前に、10μl未満で、非常に高い濃度で溶出されることができる。更に、エレクトロウェッティングは、物理インタフェースへのなんらの変更(例えば、新規のバルブ、流体経路など)をする必要もなく、ソフトウェアによって開発中、及び、製品において、流体経路が変更されることを可能とする。   In general, electrowetting is to modify the wetting characteristics of a hydrophobic surface (such as PCB) by an applied electric field. In electrowetting systems, the change in substrate-electrolyte contact angle due to the applied potential difference results in the ability to move the electrolyte on the surface. In essence, as described in US Pat. No. 6,565,727, this disclosure is expressly incorporated herein by reference, but with polar liquids (eg, those containing the analyte of interest). By applying a potential to the electrodes (or collection of electrodes) adjacent to the droplets, the surfaces on these electrodes become more hydrophilic and the droplets increase the overlap area with the charged electrodes. Because of the surface tension gradient. This allows the droplet to spread over the surface and then remove the potential or activate a different electrode to return the substrate to a hydrophobic state, resulting in a new hydrophilicity on the substrate. The liquid will move to the area. Thus, for processing, handling, and detection, droplets can be moved physically and individually to different processing areas on the flat surface of the substrate. The droplets can be moved at various speeds and split (eg, a single droplet can be split into two or more droplets), pulsed, and / or mixed (Two or more droplets can be combined at the same location and then split or moved as one). Furthermore, electrowetting can cause mixing within a single droplet. As described in more detail below, the droplets can also be used to rehydrate dry reagents stored at different locations on the PCB substrate. One typical characteristic of electrowetting is the precise manipulation of very small fluid volumes. For example, an isolated nucleic acid of interest can be obtained at a very high concentration of less than 10 μl prior to PCR amplification, compared to an elution volume of 100 μl and a much lower concentration of the analyte of interest characteristic of other systems. Can be eluted. In addition, electrowetting eliminates the need to make any changes to the physical interface (eg, new valves, fluid pathways, etc.), allowing fluid pathways to be changed during development and in the product. And

エレクトロウェッティング技術を用いた例示的ミクロ流体系は、米国特許公開第2013/0252262号, 米国特許公開第2013/0233712号, 米国特許公開第2013/0233425号, 米国特許公開第2013/0230875号, 米国特許公開第2013/0225452号, 米国特許公開第2013/0225450号, 米国特許公開第2013/0217113号, 米国特許公開第2013/0217103号, 米国特許公開第2013/0203606号, 米国特許公開第2013/0178968号, 米国特許公開第2013/0178374号, 米国特許公開第2013/0164742号, 米国特許公開第2013/0146461号, 米国特許公開第2013/0130936号, 米国特許公開第2013/01 18901号, 米国特許公開第2013/0059366号, 米国特許公開第2013/0018611号, 米国特許公開第2013/0017544号, 米国特許公開第2012/0261264号, 米国特許公開第2012/0165238号, 米国特許公開第2012/0132528号, 米国特許公開第2012/0044299号, 米国特許公開第2012/0018306号, 米国特許公開第2011/0311980号, 米国特許公開第2011/0303542号, 米国特許公開第2011/0209998号, 米国特許公開第2011/0203930号, 米国特許公開第2011/0186433号, 米国特許公開第2011/0180571号, 米国特許公開第2011/01 14490号, 米国特許公開第2011/0104816号, 米国特許公開第2011/0104747号, 米国特許公開第2011/0104725号, 米国特許公開第2011/0097763号, 米国特許公開第2011/0091989号, 米国特許公開第2011/0086377号, 米国特許公開第2011/0076692号, 米国特許公開第2010/0323405号, 米国特許公開第2010/0307917号, 米国特許公開第2010/0291578号, 米国特許公開第2010/0282608号, 米国特許公開第2010/0279374号, 米国特許公開第2010/0270156号, 米国特許公開第2010/0236929号, 米国特許公開第2010/0236928号, 米国特許公開第2010/0206094号, 米国特許公開第2010/0194408号, 米国特許公開第2010/0190263号, 米国特許公開第2010/0130369号, 米国特許公開第2010/0120130号, 米国特許公開第2010/0116640号, 米国特許公開第2010/0087012号, 米国特許公開第2010/0068764号, 米国特許公開第2010/0048410号, 米国特許公開第2010/0032293号, 米国特許公開第2010/0025250号, 米国特許公開第2009/0304944号, 米国特許公開第2009/0263834号, 米国特許公開第2009/0155902号, 米国特許公開第2008/0274513号, 米国特許公開第2008/0230386号, 米国特許公開第2007/0275415号, 米国特許公開第2007/0242105号, 米国特許公開第2007/0241068号,米国特許第8541176号, 米国特許第8492168号, 米国特許第8481125号, 米国特許第8470606号, 米国特許第8460528号, 米国特許第8454905号, 米国特許第8440392号, 米国特許第8426213号, 米国特許第8394641号, 米国特許第8389297号, 米国特許第8388909号, 米国特許第8364315号, 米国特許第8349276号, 米国特許第8317990号, 米国特許第8313895号, 米国特許第8313698号, 米国特許第8304253号, 米国特許第8268246号, 米国特許第8208146号, 米国特許第8202686号, 米国特許第8137917号, 米国特許第8093062号, 米国特許第8088578号, 米国特許第8048628号, 米国特許第8041463号, 米国特許第8007739号, 米国特許第7998436号, 米国特許第7943030号, 米国特許第7939021号, 米国特許第7919330号, 米国特許第7901947号, 米国特許第7851 184号, 米国特許第7822510号, 米国特許第7816121号, 米国特許第7815871号, 米国特許第7763471号, 米国特許第7727723号,米国特許第7439014号, 米国特許第7255780号, 米国特許第6773566号, 及び米国特許第6565727号に記載され、それぞれの開示は、ここに、参照によって組み込まれる。   Exemplary microfluidic systems using electrowetting techniques are described in U.S. Patent Publication No. 2013/0252262, U.S. Patent Publication No. 2013/0233712, U.S. Publication No. 2013/0233425, U.S. Patent Publication No. 2013/0230875, US Patent Publication No. 2013/0225452, US Patent Publication No. 2013/0225450, US Patent Publication No. 2013/0217113, US Patent Publication No. 2013/0217103, US Patent Publication No. 2013/0203606, US Patent Publication No. 2013 / 0178968, US Patent Publication No. 2013/0178374, US Patent Publication No. 2013/0164742, US Patent Publication No. 2013/0146461, US Patent Publication No. 2013/0130936, US Patent Publication No. 2013/01 18901, US Patent Publication No. 2013/0059366, US Patent Publication No. 2013/0018611, US Patent Publication No. 2013/0017544, US Patent Publication No. 2012/0261264, US Patent Publication No. 2012/0165238, US Patent Publication No. 2012 / 0132528, US Patent Publication No. 2012/0044299, US Patent Publication No. 2012/0018306, US Patent Publication No. 2011/0311980, US Patent Publication No. 2011/0303542, US Patent Publication No. 2011/0209998, US Patent Publication No. 2011/0203930, US Patent Publication No. 2011/0186433, US Patent Publication No. 2011/0180571, US Patent Publication No. 2011 / 01 14490, US Patent Publication No. 2011/0104816, US Patent Publication No. 2011/0104747, US Patent Publication No. 2011/0104725, US Patent Publication No. 2011/0097763, US Patent Publication No. 2011/0091989, US Patent Publication No. 2011/0086377, US Patent Publication No. 2011/0076692, US Patent Publication No. 2010/0323405, US Patent Publication No. 2010/0307917, US Patent Publication No. 2010/0291578, US Patent Publication No. 2010 / 0282608, US Patent Publication No. 2010/0279374, US Patent Publication No. 2010/0270156, US Patent Publication No. 2010/0236929, US Patent Publication No. 2010/0236928, US Patent Publication No. 2010/0206094, US US Patent Publication No. 2010/0194408, US Patent Publication No. 2010/0190263, US Patent Publication No. 2010/0130369, US Patent Publication No. 2010/0120130, US Patent Publication No. 2010/0116640, United States Patent Publication No. 2010/0087012, United States Patent Publication No. 2010/0068764, United States Patent Publication No. 2010/0048410, United States Patent Publication No. 2010/0032293, United States Patent Publication No. 2010/0025250 No., US Patent Publication No. 2009/0304944, US Patent Publication No. 2009/0263834, US Patent Publication No. 2009/0155902, US Patent Publication No. 2008/0274513, US Patent Publication No. 2008/0230386, US Patent Publication No. 2007/0275415, U.S. Patent Publication No. 2007/0242105, U.S. Patent Publication No. 2007/0241068, U.S. Patent No. 8541176, U.S. Patent No. 8492168, U.S. Patent No. 8481125, U.S. Pat. 8460528, U.S. Patent No. 8454905, U.S. Patent No. 8440392, U.S. Patent No. 8426213, U.S. Pat. No., U.S. Pat.No. 8317990, U.S. Pat.No. 831895, U.S. Pat.No. 8313698, U.S. Pat. No. 6, U.S. Pat.No. 8208146, U.S. Pat.No. 8202686, U.S. Pat.No. 8137917, U.S. Pat. , U.S. Patent No. 7998436, U.S. Patent No. 7943030, U.S. Patent No. 7939021, U.S. Pat. U.S. Patent No. 7815871, U.S. Patent No. 7763471, U.S. Patent No. 7727723, U.S. Pat. , Incorporated herein by reference.

したがって、様々な実施形態においては、流体処理パネル354は、反応モジュール240で実行されるアッセイ又は(複数の)他の処理のために適切な、流体液滴のための、経路を含む、個別の処理区域を形成し、画定する電極のグリッドを備える。一般に、「スポット」又は「場所」又は「パッド」(しばしば、「エレクトロウェッティングパッド」又は「EWP」と呼ばれる)は、一般的に図において長方形で図示され、長方形の辺を形成する線は、電極を表し、液滴は、パッドからパッドへ、個別のステップにおいて、経路に沿って移動するようにする。電極グリッドを操作することにより、液滴は、現在の位置に対して、前、後ろ、左、又は、右と、必要に応じて、4つの方向のいずれにも選択的に移動されることができる。したがって、様々な実施形態においては、流体処理パネル354は、サンプル調製から対象分析物の検出に渡って、サンプル液滴を移動するために、パッドのネットワークを形成するエッチングされた電極のグリッドを含む。   Thus, in various embodiments, the fluid treatment panel 354 includes individual pathways, including pathways, for fluid droplets that are suitable for the assay or other process (s) performed in the reaction module 240. A grid of electrodes is formed that defines and defines a processing area. In general, “spots” or “locations” or “pads” (often referred to as “electrowetting pads” or “EWP”) are generally illustrated as rectangles in the figure, and the lines forming the sides of the rectangle are Representing the electrodes, the droplets are allowed to move along the path in separate steps from pad to pad. By manipulating the electrode grid, the droplets can be selectively moved in any of the four directions, front, back, left, or right, as needed, relative to the current position. it can. Thus, in various embodiments, the fluid treatment panel 354 includes a grid of etched electrodes that form a network of pads for moving sample droplets from sample preparation to detection of the analyte of interest. .

図示された実施形態においては、流体処理パネル354の基板356上に形成される電極は、流体液滴の移動及び/又は収集のために提供される複数の個別の機能領域を画定する。図26、図27、及び図59に示されるように、これらの区域は、上部プレート241のサンプルコンパートメント266に空間的に対応するサンプルビーズ区域368と、上部プレート241の検出緩衝剤コンパートメント280に空間的に対応するハイブリダイゼーション区域370と、上部プレート241の再水和(溶出)緩衝剤コンパートメント276に空間的に対応する再水和緩衝剤区域372と、上部プレート241の第2の緩衝剤コンパートメント300に空間的に対応するエキソヌクレアーゼ試薬区域374と、上部プレート241の緩衝剤コンパートメント296に空間的に対応するPCR試薬区域376とを含む。流体処理パネル354上に画定される他の区域は、それぞれ、検出コンパートメント350a、350b、350c、及び350dに空間的に対応し、それぞれ、電子センサアレイ363a、363b、363c、及び363dを更に含む、電子センサ区域360a、360b、360c、360dを含む。流体処理パネル354上に画定される更に他の経路は、それぞれが、上部プレート241の2つの隣接するバブルトラップ340の空間的に下、及び、それらの間に配置される、熱サイクル、又は、PCR、経路364a、364b、364c、及び364dを含む。   In the illustrated embodiment, the electrodes formed on the substrate 356 of the fluid treatment panel 354 define a plurality of individual functional areas that are provided for the movement and / or collection of fluid droplets. As shown in FIGS. 26, 27, and 59, these areas are spaced in the sample bead area 368 spatially corresponding to the sample compartment 266 of the upper plate 241 and in the detection buffer compartment 280 of the upper plate 241. Hybridization zone 370 corresponding to the rehydration buffer zone 372 spatially corresponding to the rehydration (elution) buffer compartment 276 of the upper plate 241 and the second buffer compartment 300 of the upper plate 241. , An exonuclease reagent area 374 that corresponds spatially to the buffer plate 296 and a PCR reagent area 376 that corresponds spatially to the buffer compartment 296 of the top plate 241. Other areas defined on the fluid treatment panel 354 spatially correspond to the detection compartments 350a, 350b, 350c, and 350d, respectively, and further include electronic sensor arrays 363a, 363b, 363c, and 363d, respectively. Includes electronic sensor areas 360a, 360b, 360c, 360d. Still other paths defined on the fluid treatment panel 354 are thermal cycles, each positioned spatially below and between two adjacent bubble traps 340 on the top plate 241, or Includes PCR, pathways 364a, 364b, 364c, and 364d.

流体処理パネル354の電極は、エキソヌクレアーゼ区域384を更に画定することができる。   The electrode of the fluid treatment panel 354 can further define an exonuclease area 384.

流体処理パネル354の電極は、図示された実施形態においては、参照番号385a、385b、385c、及び385dによって示される9つの電極パッドの4つのグループを含む、検出混合区域を更に画定することができる。   The electrodes of the fluid treatment panel 354 may further define a detection mixing area that, in the illustrated embodiment, includes four groups of nine electrode pads indicated by reference numerals 385a, 385b, 385c, and 385d. .

流体処理パネルは、以下に更に詳細が記述されるであろう、処理装置内に配置されたコネクタピン(例えば、ポゴピン)と接触及び電気的接続をするように構成された複数のコネクタパッドアレイを更に含むことができる。図示された実施形態は、7つのコネクタパッドアレイ:358a、358b、358c、358d、358e、358f、及び358gを含む。   The fluid treatment panel includes a plurality of connector pad arrays configured to make contact and electrical connection with connector pins (eg, pogo pins) disposed within the treatment device, which will be described in further detail below. Further, it can be included. The illustrated embodiment includes seven connector pad arrays: 358a, 358b, 358c, 358d, 358e, 358f, and 358g.

当業者によれば理解されるように、本明細書で記述される構成に限られないが、これを含む、複合カートリッジ10で用いられることのできる多くの電極グリッド構成がある。異なる有用性のための例示的エレクトロウェッティング電極構成は、以前に組み込まれた米国特許第8,541,176号に示されている。   As will be appreciated by those skilled in the art, there are many electrode grid configurations that can be used with the composite cartridge 10, including but not limited to the configurations described herein. Exemplary electrowetting electrode configurations for different utilities are shown in previously incorporated US Pat. No. 8,541,176.

一般に、流体処理パネル354用の好適な材料は、プリント回路ボード材料を含む。様々な実施形態においては、回路ボード材料は、導電層でコーティングされ、電極や相互接続(しばしば、当分野で、相互接続又はリードと呼ばれる)のパターンを形成するために、リソグラフィ技術、特にフォトリソグラフィ技術を用いて処理される、絶縁基板(例えば、基板356)を含むものである。絶縁基板は、一般に、常にではないが、ポリマーである。当分野で知られているように、1以上のレイヤは、「2次元」ボード(例えば、平面内にすべての電極と相互接続がある、「エッジカードコネクタ」)又は、「3次元」ボード(電極は、ある面上にあり、相互接続は、他の面に、ボードを通り抜けるか、又は、電極は、複数の面上にある)のいずれかを作るために、用いられることができる。3次元システムは、しばしば、基板を貫通して、穴又はビアを形成するための、ドリルでの穴あけ、又はエッチングの使用と、その後の、銅などの金属で電気めっきに依存し、「ボード貫通」相互接続をなすようにしている。回路ボード材料は、しばしば、基板に取り付け済みの、銅ホイルなどのホイルが設けられ、例えば、電気めっきにより、必要に応じて(例えば、相互接続のために)更なる銅が加えられる。銅表面は、そして、接着層の取り付けを可能とするために、例えば、エッチングにより、粗くされる必要がありうる。   In general, suitable materials for the fluid treatment panel 354 include printed circuit board materials. In various embodiments, the circuit board material is coated with a conductive layer to form a pattern of electrodes and interconnects (often referred to in the art as interconnects or leads) to enable lithography techniques, particularly photolithography. Insulating substrates (eg, substrate 356) that are processed using techniques. The insulating substrate is generally, but not always, a polymer. As is known in the art, one or more layers can be a “two-dimensional” board (eg, an “edge card connector” with all electrodes and interconnects in a plane) or a “three-dimensional” board ( The electrodes can be on one side and the interconnect can be used to make either the other side, through the board, or the electrodes are on multiple sides). Three-dimensional systems often rely on the use of drilling or etching to form holes or vias through the substrate, followed by electroplating with a metal such as copper, "I'm trying to make interconnections. The circuit board material is often provided with a foil, such as a copper foil, attached to the substrate, and additional copper is added as needed (eg, for interconnection), for example by electroplating. The copper surface may then need to be roughened, for example by etching, to allow attachment of the adhesive layer.

一実施形態においては、エレクトロウェッティング電極グリッド及び検出電極の両方、つまり、コネクタパッドアレイ360a〜gからの電気接続は、チップから処理装置への接続をするために、ポゴピン又は同様のコネクタへのインタフェース接続をすることができるいわゆるランドグリッドアレイを生成するために、パネルを通って延伸する。様々な実施形態においては、流体処理パネル354(例えば、電極グリッドを有するPCB)の表面は、エレクトロウェッティング機構と、パッドからパッドへの清潔な輸送を促進するために、物質のフィルムでコーティングされる。様々な実施形態においては、表面は、誘電体層を形成する、DuPontからのKAPTON (登録商標)(例えば、黒又は黄色KAPTON (登録商標))などのポリイミドフィルムでコーティングされる。誘電体層の表面特性は、エレクトロウェッティングを促進し、水性液滴内の電気分解を防止するために用いられる電圧を減衰するために重要である。更に、はんだマスクなどのKapton(登録商標)又は同様な表面は、エレクトロウェッティングが機能するために必要な、表面を疎水性にするために、幾つか名前を挙げれば、パラリン(Paralyene)、TEFLON(登録商標)(ポリテトラフルオロエチレン)、CYTOP(登録商標)フッ素ポリマーなどの疎水性コーティングで、コーティングされなければならない。   In one embodiment, electrical connections from both the electrowetting electrode grid and the detection electrodes, i.e., the connector pad arrays 360a-g, are connected to pogo pins or similar connectors to make a connection from the chip to the processing equipment. Stretch through the panel to create a so-called land grid array that can be interfaced. In various embodiments, the surface of the fluid treatment panel 354 (eg, a PCB having an electrode grid) is coated with a film of material to facilitate electrowetting mechanisms and a clean transfer from pad to pad. The In various embodiments, the surface is coated with a polyimide film such as KAPTON® (eg, black or yellow KAPTON®) from DuPont that forms the dielectric layer. The surface properties of the dielectric layer are important for facilitating electrowetting and damping the voltage used to prevent electrolysis within the aqueous droplet. In addition, Kapton® or similar surfaces such as solder masks are required for electrowetting to function, making the surfaces hydrophobic, to name a few, such as Paralyene, TEFLON. It must be coated with a hydrophobic coating such as (registered trademark) (polytetrafluoroethylene), CYTOP (registered trademark) fluoropolymer.

当業者によれば理解されるだろうように、反応モジュール240に設けられる試薬の形態は、試薬に依存するだろう。幾つかの試薬は、乾燥されるか、又は、固体形態であり(例えば、特定の緩衝剤が用いられるべきである)、他は、乾燥凍結される、などであることができる。特に有用な実施形態は、当業者によれば理解されるだろうように、塩、糖、ポリサッカライド、ポリマー又は、ゼラチンなどのタンパク質などの安定剤が添加された、乾燥試薬を利用する。例えば、Biomatricaは、本システムでの使用のために、商業安定剤を製造する。   As will be appreciated by those skilled in the art, the form of reagent provided in reaction module 240 will depend on the reagent. Some reagents can be dried or in solid form (eg, certain buffers should be used), others can be dried and frozen, and the like. Particularly useful embodiments utilize dry reagents to which are added stabilizers such as salts, sugars, polysaccharides, polymers, or proteins such as gelatin, as will be appreciated by those skilled in the art. For example, Biomatrica manufactures commercial stabilizers for use in the present system.

当業者によれば理解されるだろうように、用いられる場合、乾燥試薬は、2つの一般的な方法のうちの一つで再水和されることができる。その方法とは、サンプル調製モジュール70からの液体が、適切なパッド(又は区域)で導入されるか、又は、サンプル自体が、固体試薬を溶液にする水性溶媒として機能するかのいずれかである。例えば、適切な再懸濁緩衝剤(幾つかの場合には、水でありうる)は、(複数の)試薬を再水和するために、サンプル調製モジュール70から特定のパッドへ上部プレート241を介して添加されることができ、それから、試薬液滴をサンプル液滴と混ぜる事ができる。   As will be appreciated by those skilled in the art, when used, the dry reagent can be rehydrated in one of two general ways. The method is either that the liquid from the sample preparation module 70 is introduced at a suitable pad (or area), or that the sample itself functions as an aqueous solvent that brings the solid reagent into solution. . For example, a suitable resuspension buffer (which may be water in some cases) may cause the top plate 241 from the sample preparation module 70 to a particular pad to rehydrate the reagent (s). The reagent droplet can then be mixed with the sample droplet.

あるいは、(例えば、捕捉ビーズから対象分析物を解放するために用いられる溶出緩衝剤において)対象の分析物を含む液滴は、(複数の)乾燥試薬を含むパッドに輸送され、それから、液滴自体内に懸濁されることができる。この実施形態の一つの利点は、液滴の最終的体積は、試薬の液滴が、サンプルの液滴と混合される場合は増加するが、大きくは増加しないということである。これは、複数の試薬添加が要求される状況では特に有用でありうる。   Alternatively, the droplet containing the analyte of interest (eg, in the elution buffer used to release the analyte of interest from the capture beads) is transported to a pad containing the dry reagent (s) and then the droplet It can be suspended within itself. One advantage of this embodiment is that the final volume of the droplets increases but does not increase significantly when the reagent droplets are mixed with the sample droplets. This can be particularly useful in situations where multiple reagent additions are required.

異なる試薬の数、種類及び量は、サンプル、対象の分析物及び望まれる反応に依存するだろう。例えば、標準PCR反応に於ける核酸対象シーケンスについては、開始サンプルがDNAの場合、ボード上の乾燥試薬は、RT−PCR緩衝剤、PCR酵素(例えば、Taqポリメラーゼ)、dNTP、PCRプライマ、エキソヌクレアーゼ、信号プローブ、信号緩衝剤及び検出緩衝剤(流体処理パネル354上に乾燥されるのではなく、サンプル調製モジュール70に含まれる、溶解緩衝剤、結合緩衝剤、溶出干渉剤、(オプションの)(複数の)再構成緩衝剤、及び磁気ビーズ懸濁液)を含む。例示的実施形態がここに概略的に述べられる。しかし、当業者によれば理解されるだろうように、サンプル調製モジュール70内の乾燥試薬及び液体試薬の任意の数の構成が用いられることができる。   The number, type and amount of different reagents will depend on the sample, the analyte of interest and the desired reaction. For example, for a nucleic acid target sequence in a standard PCR reaction, if the starting sample is DNA, the dry reagents on the board are RT-PCR buffer, PCR enzyme (eg, Taq polymerase), dNTP, PCR primer, exonuclease , Signal probe, signal buffer and detection buffer (lysis buffer, binding buffer, elution interference agent, (optional) included in sample preparation module 70, not dried on fluid treatment panel 354) A plurality of reconstitution buffers, and magnetic bead suspension). Exemplary embodiments are now generally described. However, as will be appreciated by those skilled in the art, any number of configurations of dry and liquid reagents in the sample preparation module 70 can be used.

上記した流体処理パネル354と上部プレート241との間に形成される反応モジュール240内のコンパートメントは、一般に、対象分析物液滴(通常水性溶液)が不溶性である流体で満たされ、この不溶性流体は、一般に、液滴の溶液よりもより極性が少ない。米国特許第8,541,177号に記述されるように、この開示は、ここに参照により組み込まれるが、パッド上の液滴を単離する2つの一般的な方法があり、その方法は、不溶性液体及び不溶性ガスを含む不溶性流体でコンパートメントを満たすこと、又は、例えば、液滴を空気/オイル界面に通過させることにより、液滴にオイルの殻を与えるなど、不溶性の流体を液滴封入剤として用いることによることを含む。   The compartment in the reaction module 240 formed between the fluid treatment panel 354 and the upper plate 241 is generally filled with a fluid in which the analyte analyte droplet (usually an aqueous solution) is insoluble, In general, it is less polar than the solution of droplets. As described in US Pat. No. 8,541,177, this disclosure is hereby incorporated by reference, but there are two general methods of isolating droplets on a pad, the methods being Fill the compartment with an insoluble fluid containing an insoluble liquid and an insoluble gas, or give the droplet an oil shell, for example by passing the droplet through an air / oil interface, and so on. It includes by using as.

本明細書で述べた核酸検出アッセイに使用するための特に適した不溶性流体は、これらには限定されないが、シリコーンオイル、ミネラルオイル、 フルオロシリコーンオイル、炭化水素を含み、例えば、デカン、アンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカンなどのアルカン、ドデカン、ヘキサデカン及びシクロヘキサン、炭化水素オイル、ミネラルオイル、パラフィンオイルなどの脂肪族及び芳香族アルカン、フルオロカーボン及びパーフルオロカーボン(例えば、3M Fluorinert liquid)などのハロゲン化オイル、ならびに上記の混合物を含む。適切な気体充満流体の例は、限定することなく、空気、アルゴン、窒素、二酸化炭素、酸素、加湿空気、任意の不活性ガスを含む。一実施形態においては、主要相は、水性溶液で、副次的相は、空気又はオイルであり、これは比較的水に不溶性である。他の実施形態においては、充満流体は、液滴を囲むプレート間の空間を満たすガスを含む。好適な充満流体は、シリコーンオイルのような低粘性オイルである。他の適切な流体は、2005年11月14日出願の発明の名称"Filler Fluids for Droplet-Based Microfluidics"の、米国特許出願第60/736,399号に記載されており、この全開示は、ここに参照により組み込まれる。流体は、液滴のいかなる顕著な蒸発も起こらないように選択されることができる。   Particularly suitable insoluble fluids for use in the nucleic acid detection assays described herein include, but are not limited to, silicone oil, mineral oil, fluorosilicone oil, hydrocarbons, such as decane, andecane, dodecane. , Alkanes such as tridecane, tetradecane, pentadecane and hexadecane, dodecane, hexadecane and cyclohexane, aliphatic and aromatic alkanes such as hydrocarbon oil, mineral oil, paraffin oil, halogens such as fluorocarbons and perfluorocarbons (eg 3M Fluorinert liquid) Oil, as well as mixtures of the above. Examples of suitable gas-filled fluids include, without limitation, air, argon, nitrogen, carbon dioxide, oxygen, humidified air, and any inert gas. In one embodiment, the main phase is an aqueous solution and the secondary phase is air or oil, which is relatively insoluble in water. In other embodiments, the filling fluid comprises a gas that fills the space between the plates surrounding the droplets. A suitable filling fluid is a low viscosity oil such as silicone oil. Other suitable fluids are described in US Patent Application No. 60 / 736,399, entitled "Filler Fluids for Droplet-Based Microfluidics" filed November 14, 2005, the entire disclosure of which is Incorporated herein by reference. The fluid can be selected so that no significant evaporation of the droplets occurs.

当業者によれば理解されるだろうように、必要に応じて、試薬の追加と共に、パッドからパッドへの液滴の移動は、任意の数のサンプル操作のために用いられることができる。核酸検出のための核酸操作の場合、これらの操作は一般に、PCR酵素、PCR緩衝剤、プライマ、エキソヌクレアーゼ、逆転写(RT)酵素、RT−PCR緩衝剤、信号緩衝剤、信号プローブなどの試薬の添加を含む。   As will be appreciated by those skilled in the art, drop transfer from pad to pad, with the addition of reagents, as needed, can be used for any number of sample operations. In the case of nucleic acid manipulation for nucleic acid detection, these manipulations are generally performed by reagents such as PCR enzymes, PCR buffers, primers, exonucleases, reverse transcription (RT) enzymes, RT-PCR buffers, signal buffers, signal probes, etc. Addition.

様々な実施形態においては、パッドの電極グリッド経路の1以上の部分又は区分は、例えば、増幅、エキソヌクレアーゼ消化、逆転写、対象溶出、及び、電気化学的検出などのため、個別の熱区域内で熱に曝される。そのような熱区域は、検出領域378、エキソヌクレアーゼ領域380、及び、熱サイクル(PCR)領域(熱区域とも呼ばれる)382a、382b、382cを含むことができる。   In various embodiments, one or more portions or sections of the pad's electrode grid path can be located within separate thermal zones, eg, for amplification, exonuclease digestion, reverse transcription, target elution, and electrochemical detection. Exposed to heat. Such thermal zones can include a detection region 378, an exonuclease region 380, and a thermal cycling (PCR) region (also referred to as a thermal zone) 382a, 382b, 382c.

当業者によれば理解されるだろうように、PCR増幅などの幾つかの操作は、2から3の異なる温度の間での熱サイクル(プライマ結合、伸長及び変性)を必要とするが、他のものは、例えば、エキソヌクレアーゼ及び逆転写酵素の使用などの酵素プロセス、改善された溶出及び/又は試薬再懸濁のための(複数の)特定の温度、又は、電気化学的検出の場合の結合/アッセイ温度など、最高の結果のための均一な温度を必要とする。等温増幅技術及び他のPCRに代わるものは、典型的には、精密な温度制御を必要とする。   As will be appreciated by those skilled in the art, some operations such as PCR amplification require thermal cycling (primer binding, extension and denaturation) between a few different temperatures, while others For example, enzymatic processes such as the use of exonucleases and reverse transcriptases, specific temperature (s) for improved elution and / or reagent resuspension, or in the case of electrochemical detection Require uniform temperature for best results, such as binding / assay temperature. Isothermal amplification techniques and other alternatives to PCR typically require precise temperature control.

様々な実施形態においては、流体処理パネル354の異なる部分に加えられる熱は、抵抗ヒータ又は熱電(ぺルチェ)チップなどの熱コンポーネントによって生成され、カートリッジ10が配置される装置の処理ベイ内で、カートリッジ外であることが見られる。そのような熱コンポーネントの例は、以下に記述される。   In various embodiments, heat applied to different portions of the fluid treatment panel 354 is generated by thermal components such as resistance heaters or thermoelectric (Peltier) chips and within the processing bay of the device in which the cartridge 10 is located, It can be seen that it is outside the cartridge. Examples of such thermal components are described below.

一実施形態においては、反応パネル354上のサンプル操作区域は、例えば、特に、特定の温度が望まれる場合、熱区域の温度を監視し、制御するために、オプションとして、センサを含むことができる。これらのセンサは、これらには限定されないが、熱電対及び抵抗温度ディテクタ(RTD)を含むことができる。あるいは、そのようなセンサは、ベイの中で、カートリッジ外とすることもできる。   In one embodiment, the sample handling zone on the reaction panel 354 can optionally include sensors, for example, to monitor and control the temperature of the thermal zone, particularly when a particular temperature is desired. . These sensors can include, but are not limited to, thermocouples and resistance temperature detectors (RTDs). Alternatively, such a sensor can be external to the cartridge in the bay.

核酸対象を検出するための様々な実施形態においては、流体処理パネル354は、1以上の熱サイクル、又は、PCR又は増幅経路364a、364b、364c、及び364dを含む。流体処理パネル354は、1、2、3又はそれ以上のパッドの熱サイクル経路を含むことができる。これらは、個別のPCR反応(例えば、一つの液滴が、経路を上下に移動するか、もしくは、ある経路を上昇し、他方を下降するなど)のため、又は、複合化(例えば、複数の経路について、複数の異なる液滴が各経路を上下に移動されることができる)のために用いられることができる。   In various embodiments for detecting nucleic acid objects, the fluid treatment panel 354 includes one or more thermal cycles or PCR or amplification paths 364a, 364b, 364c, and 364d. The fluid treatment panel 354 can include one, two, three or more pad thermal cycling paths. These can be used for individual PCR reactions (eg, one droplet moves up or down a path, or rises one path and descends the other) or complex (eg, multiple For a path, a plurality of different droplets can be moved up and down each path).

当業者によれば理解されるように、各PCR反応は、更に複合化されることができる。つまり、対象に特異的な増幅のため、単一のPCR反応内の複数のプライマの組の使用は、 扱いづらく、したがって、本発明は、複数の反応が、高レベルの複合化を達成可能とする。例えば、(例えば、呼吸器ウイルスのスクリーニングにおいて)21個の異なる対象シーケンスを評価するために、例えば、第1の経路内の第1のPCRサンプル液滴が、7つのプライマペアの第1の組(例えば、「プライマミックスA])を捉え、第2の経路内の第2の液滴が、7つのプライマペアの第2の組(「プライマミックスB」)を捉え、第3の経路内の第3の液滴が、第3の組(「プライマミックスC」)を捉えるなど、7つのプライマ組の3つの異なる反応を実行することが望ましいかもしれない。幾つかの実施形態においては、2以上の液滴は、各経路で処理されることができ、したがって、各経路は、2以上のプライマの組を含むことができる。幾つかの実施形態においては、プライマは、各組で完全に異なっているだろう;他においては、重複性及び/又は内部制御は、異なる経路に同一のプライマの組を添加することによってシステム内に組み立てられる。複合化の数は、システムのいかなる物理コンポーネントを改変する必要もなく、ソフトウェアによって簡単に変えることができる。   As will be appreciated by those skilled in the art, each PCR reaction can be further complexed. That is, due to subject-specific amplification, the use of multiple primer sets within a single PCR reaction is cumbersome and thus the present invention allows multiple reactions to achieve high levels of complexation. To do. For example, to evaluate 21 different subject sequences (eg, in screening for respiratory viruses), for example, the first PCR sample droplet in the first pathway is a first set of seven primer pairs ( For example, “primer mix A])”, the second droplet in the second path captures the second set of seven primer pairs (“primer mix B”), and the third droplet in the third path. It may be desirable to perform three different reactions of seven primer sets, such as a second set of droplets capturing a third set ("Primermix C"). In some embodiments, more than one droplet can be processed in each path, and thus each path can include more than one set of primers. In some embodiments, the primers will be completely different in each set; in others, redundancy and / or internal control may be achieved within the system by adding the same set of primers to different pathways. Assembled into. The number of composites can be easily changed by software without having to modify any physical components of the system.

一般に、本システムにおいて使用するのに適している増幅反応は、プライマの組を使用し、各組の一つのプライマは、標準エキソヌクレアーゼに対し不浸透である、ブロック端を有する。つまり、検出反応を簡単化し、背景信号を除去するために、PCR反応で生成される二重螺旋の増幅産物の一つの螺旋を除去する事が望まれる。したがって、第1のPCR反応を実行し、それから、エキソヌクレアーゼを添加することによって、二重螺旋の増幅産物の一つの螺旋が消化され、検出螺旋のみが残される。   In general, an amplification reaction suitable for use in the present system uses a set of primers, each of which has a blocking end that is impervious to standard exonucleases. That is, in order to simplify the detection reaction and remove the background signal, it is desirable to remove one helix of the double helix amplification product generated by the PCR reaction. Thus, by performing a first PCR reaction and then adding exonuclease, one helix of the double helix amplification product is digested, leaving only the detection helix.

図59に一般的に図示されているように、熱サイクル経路364a〜dに沿う複数の加熱区域の使用は、液滴が、適切な熱区域を通って進むことを可能とする。図59に示されるように、4つの熱サイクル経路364a、364b、364c、及び364dが、3つの熱区域382a、382b、及び382cを通って延伸するのが示されている。例えば、熱区域382a、382b、及び382cに対応する、抵抗ヒータなどの熱素子は、カートリッジ外のヒータ素子であり、PCR熱サイクルの使用に対し、95℃、72℃、及び64℃の温度に維持されることができる。幾つかの実施形態においては、2つの異なる温度区域(例えば、変性用に約95℃、ならびに、アニーリング及び伸長用に約60℃)は、2ステップPCR反応のために用いられることができる。他の実施形態においては、3つの区域、2つの温度構成が、用いられることができ、中間熱区域382bに対応する中間ヒータは、変性温度(例えば、約95℃)を制御し、変性ヒータの両側の熱区域382a、382cに対応する追加のヒータは、実質的に同一のアニーリング及び伸長温度(例えば、約60℃)を提供する。この構成においては、2ステップ増幅サイクルは、各熱サイクル経路364a〜dに於ける2以上の液滴に対し実行されることができる。例えば、2滴の液滴は、各熱サイクル経路に配置され、一滴の液滴が、変性区域382bにある時、他方は、組み合わされたアニーリング及び伸長区域382a又は382bのうちの一つにある、及び、その逆であるように、離間されることができる。各液滴は、例えば、熱サイクル経路364a〜dのそれぞれの場所366a、366bなどの熱サイクル経路の各端などの場所で、増幅試薬(例えば、プライマカクテル)を取得することができる。変性及びアニーリング/伸長区域間で並んで前後に液滴を往復させることにより、通常単一の液滴を増幅するのにかかるのと同一の時間で、両者を増幅することができる。図示される4つの経路構成においては、これは、3つではなく、8つの液滴が同時に増幅されることができることを意味する。   As generally illustrated in FIG. 59, the use of multiple heating zones along thermal cycling paths 364a-d allows droplets to travel through the appropriate thermal zones. As shown in FIG. 59, four thermal cycle paths 364a, 364b, 364c, and 364d are shown extending through three thermal zones 382a, 382b, and 382c. For example, thermal elements, such as resistance heaters, corresponding to thermal zones 382a, 382b, and 382c are heater elements outside the cartridge, and are used at temperatures of 95 ° C, 72 ° C, and 64 ° C for PCR thermal cycle use Can be maintained. In some embodiments, two different temperature zones (eg, about 95 ° C. for denaturation and about 60 ° C. for annealing and extension) can be used for a two-step PCR reaction. In other embodiments, three zones, two temperature configurations can be used, and the intermediate heater corresponding to the intermediate heat zone 382b controls the denaturation temperature (eg, about 95 ° C.) Additional heaters corresponding to the thermal zones 382a, 382c on both sides provide substantially the same annealing and elongation temperature (eg, about 60 ° C.). In this configuration, a two-step amplification cycle can be performed for two or more droplets in each thermal cycle path 364a-d. For example, two drops are placed in each thermal cycle path, and when one drop is in the denaturing zone 382b, the other is in one of the combined annealing and extension zones 382a or 382b. And vice versa. Each droplet can obtain amplification reagent (eg, primer cocktail) at a location such as, for example, each end of a thermal cycling path, such as a respective location 366a, 366b of thermal cycling path 364a-d. By reciprocating the droplets back and forth side by side between the denaturing and annealing / elongation zones, both can be amplified in the same time it normally takes to amplify a single droplet. In the four path configuration shown, this means that eight droplets can be amplified simultaneously rather than three.

様々な実施形態においては、本発明の複合カートリッジ10は、対象分析物の検出のため、電極と電気化学的ラベルの使用によっている。一般に、各電子センサアレイ363a、363b、363c、及び363d内の電極表面(オプションとして、自己アセンブルモノレイヤ(SAM)でコーティングされる)が、対象と結合する捕捉リガンドを有する。同様に対象に結合する、第2のラベルリガンドが含まれ、対象の存在下で、ラベルリガンドは、電極の表面近くに結合され、電子的に検出されることができる。   In various embodiments, the composite cartridge 10 of the present invention relies on the use of electrodes and electrochemical labels for the detection of analytes of interest. Generally, the electrode surface (optionally coated with a self-assembled monolayer (SAM)) within each electronic sensor array 363a, 363b, 363c, and 363d has a capture ligand that binds to the object. A second label ligand is included that also binds to the subject, and in the presence of the subject, the label ligand can be bound near the surface of the electrode and detected electronically.

したがって、流体処理パネル354の検出区域は、それぞれの電子センサ区域360a、360b、360c及び360d内の検出電極363a、363b、363c、及び363dの1以上の個別のアレイを備える。ここでは、「電極」は、電子デバイスに接続されたとき、電流又は電荷を検知し、それを信号に変換することができる構成を意味する。あるいは、電極は、溶液内の種へ電位を印加し、及び/又は、これへ電子を通し、又は、これから電子を通すことができる構成として規定されることができる。好適な電極は、当分野で既知であり、これらには限定されないが、金、プラチナ、パラジウム、シリコン、アルミニウムを含むある金属及びその酸化物;酸化プラチナ、酸化チタン、酸化スズ、酸化インジウムスズ、酸化パラジウム、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化モリブデン(Mo)、酸化タングステン(W0)及び酸化ルテニウムを含む金属酸化物電極;及び炭素(ガラス状炭素電極、黒鉛及び炭素ペーストを含む)を含む。好適な電極は、金、シリコン、炭素、及び金属酸化物電極を含み、金が特に好適である。特に有用な実施形態においては、エレクトロウェッティング電極グリッド及び検出電極の双方は金であり、流体処理パネル354上に同時に形成される。 Accordingly, the detection area of the fluid treatment panel 354 comprises one or more individual arrays of detection electrodes 363a, 363b, 363c, and 363d within the respective electronic sensor areas 360a, 360b, 360c, and 360d. As used herein, “electrode” refers to a configuration that can sense current or charge and convert it to a signal when connected to an electronic device. Alternatively, the electrode can be defined as a configuration that can apply a potential to and / or pass electrons to or from the species in the solution. Suitable electrodes are known in the art and include, but are not limited to, certain metals and their oxides including gold, platinum, palladium, silicon, aluminum; platinum oxide, titanium oxide, tin oxide, indium tin oxide, A metal oxide electrode containing palladium oxide, silicon oxide, aluminum oxide, molybdenum oxide (Mo 2 0 6 ), tungsten oxide (W0 3 ) and ruthenium oxide; and carbon (including glassy carbon electrode, graphite and carbon paste) Including. Suitable electrodes include gold, silicon, carbon, and metal oxide electrodes, with gold being particularly preferred. In a particularly useful embodiment, both the electrowetting electrode grid and the detection electrode are gold and are formed simultaneously on the fluid treatment panel 354.

本システムは、アレイの形態において特に利用でき、つまり、アドレス指定できる検出電極のマトリクスがある。「アレイ」はここでは、アレイ形態の電極上の複数の捕捉リガンドを意味し、アレイのサイズは、アレイの構成及び最終用途に依存するだろう。約2つの異なる捕捉リガンドから約50〜100までを含むアレイが作られることができる。幾つかの好適な実施形態においては、80又は100の作用検出電極は、20個の4又は5個の個別の区域に分割され、各区域は、60個までの捕捉プローブ(電極ごとに3つの異なる捕捉プローブ)を有する。   The system is particularly useful in the form of an array, ie there is a matrix of detection electrodes that can be addressed. “Array” as used herein means a plurality of capture ligands on an electrode in the form of an array, the size of the array will depend on the configuration of the array and the end use. An array can be made that includes from about two different capture ligands to about 50-100. In some preferred embodiments, 80 or 100 working detection electrodes are divided into 20 4 or 5 individual zones, each zone containing up to 60 capture probes (3 per electrode) With different capture probes).

流体処理パネル354の検出区域は、検出電極363a〜dの1以上のアレイを含み、それらのそれぞれは、検出混合区域385a〜dの関連した一つの液滴経路と流体を通じる電子センサ区域360a〜d内にある。つまり、増幅産物を含む液滴は、それぞれ、電子センサ検出区域360a、360b、360c、及び360dに隣接するラベルプローブ(例えば、場所362a、362b、362c、及び362dにおける、例えば、乾燥形態であることができる単一のプローブカクテル)などの必要な検出試薬を取得し、それから、関連した電子センサ検出区域360a、360b、360c、及び360dに送られるだろう。信号プローブカクテルは、場所362a、362b、362c、及び362dを形成する上部プレート241の一部、又は、場所362a、362b、362c、及び362dをカバーする流体処理パネル354の一部に適用されることができる。一般に、各検出区域は、電極のアレイ上に一般には送られる、1以上のサンプル液滴を受け、一つの大きな「パッド」と考えることができる。   The detection area of the fluid treatment panel 354 includes one or more arrays of detection electrodes 363a-d, each of which is an electronic sensor area 360a- through the fluid with one associated droplet path of the detection mixing area 385a-d. d. That is, the droplets containing amplification products are, for example, in dry form, at label probes (eg, locations 362a, 362b, 362c, and 362d) adjacent to electronic sensor detection areas 360a, 360b, 360c, and 360d, respectively. A single probe cocktail that can be acquired) and then sent to the associated electronic sensor detection areas 360a, 360b, 360c, and 360d. The signal probe cocktail is applied to a portion of the top plate 241 that forms the locations 362a, 362b, 362c, and 362d or a portion of the fluid treatment panel 354 that covers the locations 362a, 362b, 362c, and 362d. Can do. In general, each detection zone receives one or more sample droplets that are typically sent over an array of electrodes and can be considered as one large “pad”.

一実施形態においては、反応モジュール240は、4つの電子センサ検出区域を含み、各電子センサアレイは、20個の作用電極(これは、一つの基準電極と一つの予備電極とを含むことができる)を含む。各電子センサアレイ363a〜dの各検出電極は、アレイの各電極に対する入力及び電子応答信号を転送するために独立なリード(相互接続)を含み、入力及び電子応答信号の両方が、独立に、各電極について監視可能であるようにする。つまり、各電極は、独立にアドレス指定可能である。更に、反応モジュールは、好適には、各電子センサアレイ363a、363b、363c、及び363dの各電極を囲むエレクトロウェッティングパッドの独立制御用に構成される。   In one embodiment, the reaction module 240 includes four electronic sensor detection zones, each electronic sensor array including 20 working electrodes (which can include one reference electrode and one spare electrode). )including. Each sensing electrode of each electronic sensor array 363a-d includes independent leads (interconnects) to transfer input and electronic response signals to each electrode of the array, both input and electronic response signals being independently Each electrode can be monitored. That is, each electrode can be addressed independently. Furthermore, the reaction module is preferably configured for independent control of the electrowetting pad surrounding each electrode of each electronic sensor array 363a, 363b, 363c, and 363d.

上記した流体処理パネル354のコンポーネントに加え、流体処理パネル354は、また、例えば、複合カートリッジ10のバッチ、処置又は内容についての情報を含む、カートリッジを同定するためのEPROM、EEPROM又はRFIDをオプションで含むことができる。これは、例えば、アッセイの同定についての情報を含むことができる。   In addition to the components of the fluid treatment panel 354 described above, the fluid treatment panel 354 also optionally includes an EPROM, EEPROM, or RFID to identify the cartridge, including, for example, information about the batch, treatment, or contents of the composite cartridge 10. Can be included. This can include, for example, information about the identification of the assay.

[装置概要]
複合カートリッジ10を処理し、本発明の態様を具現化するように構成された装置が、図32の参照番号400によって示されている。この装置は、制御コンソール402と、制御コンソール402に動作可能に結合された1以上の処理モジュール410と、各処理モジュール410内の複数の処理ベイとを備え、処理ベイのそれぞれは、複合カートリッジを受け入れ、他のベイとは独立に複合カートリッジを処理するように構成され、本装置は、装置ソフトウェア(ISW)を備える。様々な実施形態においては、この装置は、1つの制御コンソール402と4つまでの処理モジュール410とを備え、各処理モジュールは、6つの処理ベイを含む。各処理モジュール410は、例えば、電力、入出力データを交換し、制御コンソール402との信号伝送を制御するために、制御コンソール402に動作可能なように結合され、同様に、制御コンソール402に物理的に接続されることができる。処理モジュール410を有する各処理ベイは、一度に一つの複合カートリッジ10を受け入れ、他の複合カートリッジを処理する他の処理ベイとは独立にカートリッジを処理するように構成される。様々な実施形態においては、この装置は、各処理ベイが、60分以下でカートリッジの処理を完了するように構成される。
[Device Overview]
An apparatus configured to process the composite cartridge 10 and embody aspects of the present invention is indicated by reference numeral 400 in FIG. The apparatus includes a control console 402, one or more processing modules 410 operably coupled to the control console 402, and a plurality of processing bays within each processing module 410, each processing bay having a composite cartridge. Accepted and configured to process composite cartridges independently of other bays, the device comprises device software (ISW). In various embodiments, the apparatus comprises one control console 402 and up to four processing modules 410, each processing module including six processing bays. Each processing module 410 is operably coupled to the control console 402 to exchange power, input / output data, and control signal transmission with the control console 402, for example, as well as physically to the control console 402. Can be connected. Each processing bay having a processing module 410 is configured to accept one composite cartridge 10 at a time and process the cartridge independently of other processing bays that process other composite cartridges. In various embodiments, the apparatus is configured such that each processing bay completes cartridge processing in 60 minutes or less.

ISWは、ユーザが、処理を開始し、結果を受け取り、この装置の動作を少なくとも部分的に制御する入力を提供するためのグラフィカルユーザインタフェースを設ける。様々な実施形態においては、ISWは、ユーザ入力用の主要機能を提供する制御コンソール402に配置されるタッチスクリーン404を有するWindows(登録商標)コンピュータ上で実行するように構成される。様々な実施形態においては、この装置は、ローカルエリアネットワーク(「LAN」)及び研究室情報システム(laboratory information system ;「LIS」)への接続を提供するように構成される。この装置は、また、ISWへのログイン、サンプルのトラッキング及び、この装置のポジティブなIDフィーチャを促進するバーコードスキャナ(不図示)を含むことができる。   The ISW provides a graphical user interface for the user to initiate processing, receive results, and provide inputs that at least partially control the operation of the device. In various embodiments, the ISW is configured to run on a Windows® computer having a touch screen 404 located on a control console 402 that provides the primary functionality for user input. In various embodiments, the apparatus is configured to provide a connection to a local area network (“LAN”) and a laboratory information system (“LIS”). The device may also include a barcode scanner (not shown) that facilitates logging into the ISW, sample tracking, and positive ID features of the device.

この装置の制御コンソール402は、タッチスクリーンパネル404と、システムコンピュータと、電源と、外部データシステムへの接続と、(複数の)処理モジュール及び(複数の)処理ベイへの接続とを含む。様々な実施形態においては、制御コンソールにおける電源は、装置全体に電力を供給する。制御コンソールからのケーブルは、電力伝送を提供し、処理ベイとのデータの授受を提供する。様々な実施形態においては、制御コンソールは、また、制御コンソールに1以上の処理モジュールを物理的に取り付けるための設備も有する。   The control console 402 of the device includes a touch screen panel 404, a system computer, a power source, a connection to an external data system, and a connection to the processing module (s) and a processing bay. In various embodiments, a power source at the control console provides power to the entire device. A cable from the control console provides power transmission and provides data transfer to and from the processing bay. In various embodiments, the control console also includes equipment for physically attaching one or more processing modules to the control console.

各処理ベイは、ハードウェア、ファームウェア、及び複合カートリッジ10上でアッセイを実行する電子機器を含む。各処理ベイは、ベイPCBを含んでも良い。様々な実施形態においては、ベイPCBは、処理ベイの電子機器及びファームウェア(マイクロプロセッサ及びマイクロプロセッサ上のファームウェアなど)と、複合カートリッジ内の電力を(例えば、エレクトロウェってィングパッドに300Vまで)供給する回路と、複合カートリッジ上の反応生成物の電子検知を実行する回路と、複合カートリッジと相互作用する処理ベイ内のヒータを制御する回路と、複合カートリッジ内の温度を測定し、制御する回路と、処理ベイの様々な移動コンポーネントの動きを制御する回路と、処理ベイのポンプを制御する回路と、を含む。   Each processing bay includes hardware, firmware, and electronics that perform the assay on the composite cartridge 10. Each processing bay may include a bay PCB. In various embodiments, the bay PCB can handle the processing bay electronics and firmware (such as the microprocessor and firmware on the microprocessor) and power in the composite cartridge (eg, up to 300V on the electrowetting pad). A circuit for supplying, a circuit for performing electronic detection of a reaction product on the composite cartridge, a circuit for controlling a heater in a processing bay that interacts with the composite cartridge, and a circuit for measuring and controlling the temperature in the composite cartridge And circuitry for controlling the movement of the various moving components of the processing bay and circuitry for controlling the pump of the processing bay.

各処理ベイは、また、コネクタPCBを含むことができる。様々な実施形態においては、コネクタPCBは、複合カートリッジと接触し、データ、制御信号、及び電力を、複合カートリッジと処理ベイPCBとの間で転送するように構成されたポゴピンと、処理ベイ内で、ヒータ素子と電気的に接触するように構成されたポゴピンと、を含む。   Each processing bay can also include a connector PCB. In various embodiments, the connector PCB contacts the composite cartridge and has a pogo pin configured to transfer data, control signals, and power between the composite cartridge and the processing bay PCB, and within the processing bay. A pogo pin configured to be in electrical contact with the heater element.

各処理ベイは、ステッパモータを更に含む。様々な実施形態においては、処理ベイは、2つのステッパモータを備える。一つのステッパモータは、複合カートリッジに対し、磁石、ヒータ、及びポゴピン又は他のコネクタ素子の配置を制御し、一つのステッパモータは、複合カートリッジ上のブリスタを圧縮し、ブリスタに、予め決められたシーケンスで、内容物を排出させる、処理ベイ内のカムフォロワプレートを制御する。   Each processing bay further includes a stepper motor. In various embodiments, the processing bay includes two stepper motors. One stepper motor controls the placement of magnets, heaters, and pogo pins or other connector elements relative to the composite cartridge, and one stepper motor compresses the blister on the composite cartridge and pre-determines the blister. The sequence controls the cam follower plate in the processing bay that discharges the contents.

各処理ベイは、また、指定されたシーケンスで、複合カートリッジ10のブリスタを圧縮し、複合カートリッジ10の能動バルブを作動させ、それによって、指定されたシーケンスで、カートリッジのブリスタの内容物を排出させるように構成されたブリスタ圧縮アセンブリを含む。様々な実施形態においては、ブリスタ圧縮機構アセンブリは、ブリスタ圧縮アクチュエータ又は圧縮機構のアレイを備え、それぞれは、ブリスタ上に、圧縮パッドを押し付けるように構成されたカムアームを備える。ブリスタ圧縮機構アセンブリは、カムアームと圧縮機構の圧縮パッドとが、収縮位置と伸張された、ブリスタ圧縮位置との間の移動のためにブリスタ上に動作可能なように搭載されるカムアームプレートと、カムアームプレートに対して移動可能で、カムアームプレートとカムフォロワプレートの溝および隆起内の圧縮機構の相対位置によって決定されるシーケンスで、ブリスタを圧縮するために、カムアームを作動させるために、カムアームプレートに対して、カムフォロワプレートが移動するとき、アクチュエータアレイのカムアームが噛み合うように配置され、シーケンス化された、隆起(又は他のカムフォロワ素子)を有する溝を含むカムフォロワプレートと、を更に含む。   Each processing bay also compresses the blisters of the composite cartridge 10 in a specified sequence and activates the active valve of the composite cartridge 10, thereby discharging the contents of the cartridge blisters in the specified sequence. A blister compression assembly configured as described above. In various embodiments, the blister compression mechanism assembly comprises a blister compression actuator or an array of compression mechanisms, each comprising a cam arm configured to press a compression pad over the blister. The blister compression mechanism assembly includes a cam arm plate on which a cam arm and a compression pad of the compression mechanism are operatively mounted on a blister for movement between a retracted position and an extended blister compression position; Cam arm to actuate the cam arm to compress the blister in a sequence that is movable with respect to the cam arm plate and determined by the relative positions of the compression mechanism in the groove and ridge of the cam arm plate and cam follower plate And a cam follower plate that includes grooves with ridges (or other cam follower elements) that are arranged and sequenced to engage the cam arms of the actuator array as the cam follower plate moves relative to the plate.

各処理ベイは、また、ポンプポート104を介して複合カートリッジ10に結合され、複合カートリッジのサンプル調製モジュール内の試薬とサンプル用の促進力を提供するように構成されるポンプを含むことができる。   Each processing bay may also include a pump coupled to the composite cartridge 10 via a pump port 104 and configured to provide an accelerating force for reagents and samples in the sample preparation module of the composite cartridge.

各処理ベイは、また、処理ベイ状態のLEDインジケータと、例えば、入り口光ポート14と出口光ポート16とを介して、複合カートリッジ内の状態を検出する光センサとを提供するLED PCB466(図38〜図41参照)を含むことができる。   Each processing bay also has an LED PCB 466 (FIG. 38) that provides an LED indicator of the processing bay status and a light sensor that detects the condition in the composite cartridge, for example, via the entrance light port 14 and the exit light port 16. To FIG. 41).

各処理ベイは、また、処理ベイを処理モジュール内に取り付けるように構成された搭載ハードウェアと、処理ベイと処理モジュールとの間で電力とデータを転送するように構成された電気コネクタとを含むことができる。   Each processing bay also includes on-board hardware configured to mount the processing bay within the processing module and an electrical connector configured to transfer power and data between the processing bay and the processing module. be able to.

各処理ベイは、また、ブリスタ圧縮機構アセンブリ及び複合カートリッジ処理アセンブリを備える上部ベイ又はカートリッジキャリッジアセンブリ、加熱・制御アセンブリを備える下部ベイと、カートリッジキャリッジアセンブリ内に保持される複合カートリッジに対して、加熱・制御アセンブリを移動させるように構成されたカムフレームアセンブリとの間の物理的接続及び整列を提供するように構成された複合カートリッジキャリアを含むことができる。   Each processing bay also heats the upper bay or cartridge carriage assembly with the blister compression mechanism assembly and the composite cartridge processing assembly, the lower bay with the heating and control assembly, and the composite cartridge held in the cartridge carriage assembly. May include a composite cartridge carrier configured to provide physical connection and alignment with a cam frame assembly configured to move the control assembly;

[制御コンソール]
本発明の態様を具現化し、上記した複合カートリッジ10を処理するように構成された処理装置は、図32の参照番号400で示されている。上記したように、装置400は、制御コンソール402と、制御コンソール402に動作可能なように関連した1以上の処理モジュール410とを含む。制御コンソール402は、一実施形態においては、グラフィカルユーザインタフェースを提示し、ユーザが制御コンソール402に情報を入力することができ、及び/又は、情報がユーザに提示されることができるタッチスクリーンを備えるディスプレイパネル404を含む。様々な実施形態においては、制御コンソール402は、キーボード、マイク、スイッチ、手動スキャナ、音声感応入力などの、データを入力するための追加の又は代替の手段を備えることができる。更に上記したように、この装置は、例えば、1次元もしくは2次元バーコードなどのバーコードを読み取るためのバーコードスキャナ又は、RFIDスキャナなどの、マシン読み取り可能なコードを読み取るための他の種類のスキャナを含むことができる。様々な実施形態においては、制御コンソール402は、ハードドライブもしくは他のストレージ媒体、モニタ、プリンタ、インジケータライト、又は、音響信号素子(例えば、ブザー、ホーン、ベルなど)、電子メール、テキストメッセージなどを含む、データ(つまり、情報及び/もしくは結果)を出力するための追加の、又は、代替の手段を備えることができる。
[Control console]
A processing apparatus embodying aspects of the present invention and configured to process the composite cartridge 10 described above is indicated by reference numeral 400 in FIG. As described above, the apparatus 400 includes a control console 402 and one or more processing modules 410 operatively associated with the control console 402. The control console 402, in one embodiment, presents a graphical user interface and includes a touch screen that allows a user to enter information into the control console 402 and / or information can be presented to the user. A display panel 404 is included. In various embodiments, the control console 402 can include additional or alternative means for entering data, such as a keyboard, microphone, switch, manual scanner, voice sensitive input, and the like. As further noted above, this apparatus can be used with other types of machine readable codes, such as barcode scanners for reading barcodes such as one-dimensional or two-dimensional barcodes, or RFID scanners. A scanner can be included. In various embodiments, the control console 402 may include a hard drive or other storage medium, a monitor, a printer, an indicator light, or an acoustic signal element (eg, buzzer, horn, bell, etc.), email, text message, etc. Additional or alternative means for outputting data (ie information and / or results) can be provided.

[処理モジュール]
図32及び図34に示されるように、各処理モジュール410は、1以上のカートリッジドア412を含み、各カートリッジドア412は、その中でカートリッジ10が処理されることができる、処理ベイ(以下に記述される)と関連している。図示された実施形態においては、各処理モジュール410は、6つのカートリッジドア412と、関連する処理ベイとを含む。各カートリッジドア412は、複合カートリッジ10を、好ましくは、単一の好適な方向で受け入れるように構成されている。各カートリッジドアは、また、閉止位置では、例えば、バネなどにより、バイアスされているが、カートリッジがその中に挿入されたときには開くことができる、閉止可能なドア(例えば、ピボット止めドアパネル)を好ましくは含む。
[Process module]
As shown in FIGS. 32 and 34, each processing module 410 includes one or more cartridge doors 412, each cartridge door 412 having a processing bay (hereinafter described) in which the cartridge 10 can be processed. Are described). In the illustrated embodiment, each processing module 410 includes six cartridge doors 412 and associated processing bays. Each cartridge door 412 is configured to receive the composite cartridge 10 preferably in a single preferred orientation. Each cartridge door is also preferably a closeable door (eg, a pivoting door panel) that is biased in the closed position, eg, by a spring, but that can be opened when the cartridge is inserted therein. Includes.

様々な実施形態においては、各処理モジュール410は、制御コンソール402に動作可能なように結合される。処理モジュール410は、制御コンソール402と処理モジュール410との間の電子的通信を可能とするように、制御コンソール402に電気的に結合されることができる。そのような電子的通信は、処理モジュール内の様々な電子コンポーネントに電力供給するための処理モジュールへの制御コンソールからの電力転送、制御信号、入力データ、出力データ、などを含むことができる。   In various embodiments, each processing module 410 is operatively coupled to the control console 402. The processing module 410 can be electrically coupled to the control console 402 to allow electronic communication between the control console 402 and the processing module 410. Such electronic communications can include power transfer from the control console to the processing module to power various electronic components within the processing module, control signals, input data, output data, and the like.

各処理モジュール410は、また、制御コンソール402と、例えば、図32に示されるように、隣接して、物理的に接続される事もできる。図示された実施形態におけるように、この装置400は、制御コンソール402の一面又は両面に固定された1以上の処理モジュール410を含むことができる。更なる処理モジュールは、制御コンソール402の一面又は両面に、隣接して他の処理モジュールに固定されることができる。好適な一配置においては、この装置400は、制御コンソール402の各面に固定された2つまでの処理モジュール410を含み、各処理モジュール410は、6つのカートリッジドア412と処理モジュール当たり、6つまでの複合カートリッジ10を処理するための関連する処理ベイと、を備える。   Each processing module 410 can also be physically connected to the control console 402 adjacent, for example as shown in FIG. As in the illustrated embodiment, the apparatus 400 can include one or more processing modules 410 secured to one or both sides of the control console 402. Additional processing modules can be secured to other processing modules adjacent to one or both sides of the control console 402. In one preferred arrangement, the apparatus 400 includes up to two processing modules 410 secured to each side of the control console 402, each processing module 410 having six cartridge doors 412 and six per processing module. And an associated processing bay for processing up to the composite cartridge 10.

制御コンソール402と処理モジュール410は、図示されるようにモジュール形式で提供され、例えば、1以上の処理モジュール410を追加すること、又は、単一の制御コンソール402から1以上の処理モジュール410を差し引きすることにより、装置のスケーラビリティを促進するようにし、また、装置のトラブルシューティングを促進して、1以上の誤動作する処理ベイを有する処理モジュール410を、修理又は取替えのために装置から取り外すことができ、装置は、依然、残りの動作可能な処理モジュール410で用いることができるようにすることが好ましい。   The control console 402 and the processing module 410 are provided in a modular format as shown, for example, adding one or more processing modules 410 or subtracting one or more processing modules 410 from a single control console 402. This facilitates device scalability and facilitates device troubleshooting so that a processing module 410 having one or more malfunctioning processing bays can be removed from the device for repair or replacement. Preferably, the device is still usable with the remaining operable processing module 410.

別の実施形態においては、しかし、制御コンソールと関連する入力スクリーン−及び/又は他の入力手段−及び、1以上−好ましくは複数−のカートリッジドア及び関連する処理ベイは、単一の筐体を有する単一の、一体化された装置において提供されることができる。   In another embodiment, however, the input screen associated with the control console-and / or other input means-and one or more-preferably-multiple cartridge doors and associated processing bays comprise a single enclosure. Having a single, integrated device.

処理モジュール410の更なる詳細が図35、図36、及び図37に示される。各処理モジュール410は、複数のカートリッジドア412と関連する処理ベイ440とを含む。図示された実施形態は、6つの処理ベイ440を含む。処理ベイ440は、処理モジュール410の筐体内で、積み上げられる配置で配置される。各処理ベイ440は、それらに関連して、水平上部パネル420と垂直背後パネル422とを有する処理ベイを部分的に包囲するフレーム418を有する(図37参照)。図に示されるように、内部にカートリッジドア412が配置される処理モジュール410の前面パネル413は、処理モジュール410の下部から処理モジュール410の上部へ傾いた角度で配向される。これは、人間工学的及び/又は審美的な理由によるものであり得る。他の実施形態においては、処理モジュールの前面パネルは、垂直であることができる。処理モジュール410の前面パネル413の角度のため、各処理ベイ440は、すぐ下の処理ベイに対し、水平方向に(つまり、後ろ方向に)ずらされている。   Further details of the processing module 410 are shown in FIGS. 35, 36, and 37. Each processing module 410 includes a plurality of cartridge doors 412 and associated processing bays 440. The illustrated embodiment includes six processing bays 440. The processing bays 440 are arranged in a stacked configuration within the housing of the processing module 410. Each processing bay 440 has a frame 418 that partially surrounds the processing bay with a horizontal top panel 420 and a vertical back panel 422 associated therewith (see FIG. 37). As shown in the figure, the front panel 413 of the processing module 410 in which the cartridge door 412 is disposed is oriented at an inclined angle from the lower part of the processing module 410 to the upper part of the processing module 410. This may be due to ergonomic and / or aesthetic reasons. In other embodiments, the front panel of the processing module can be vertical. Due to the angle of the front panel 413 of the processing module 410, each processing bay 440 is offset horizontally (i.e., backward) with respect to the processing bay immediately below.

様々な実施形態においては、各処理ベイ440は、それに関連して、筐体418の垂直パネル4222に固定された換気扇416と、換気扇416から処理モジュール410の筐体の背後壁へ延伸する換気ダクト414とを有する。図に示されるように、前面パネル413の傾きと処理ベイ440の水平方向のずれにより、換気ダクト414は、最下の処理ベイ440から最上の処理ベイへ進む長さを短くする。   In various embodiments, each processing bay 440 is associated with a ventilation fan 416 secured to the vertical panel 4222 of the housing 418 and a ventilation duct extending from the ventilation fan 416 to the back wall of the housing of the processing module 410. 414. As shown in the figure, the ventilation duct 414 shortens the length from the lowermost processing bay 440 to the uppermost processing bay due to the inclination of the front panel 413 and the horizontal displacement of the processing bay 440.

処理モジュール410は、処理モジュールの筐体内に、処理ベイ440のそれぞれを固定するための追加の構造素子を更に含むことができる。処理ベイ440と処理モジュール410は、好ましくは、1以上の処理ベイ440が誤動作を起こしている、又は、他の場合、保守もしくは修理が必要である場合、各ベイ440が、処理モジュール410から独立に取除かれ、装置の修理を促進するために、取り替えられることができるように、構成される。   The processing module 410 can further include additional structural elements for securing each of the processing bays 440 within the processing module housing. Processing bays 440 and processing modules 410 preferably each bay 440 is independent of processing module 410 if one or more processing bays 440 are malfunctioning or otherwise require maintenance or repair. Configured so that it can be removed and replaced to facilitate equipment repair.

[処理ベイ]
処理ベイ440が、図38、図39、図40、及び図41の様々な図に示される。図38〜図41のそれぞれにおいて、処理ベイ440のフレーム418は、図から省略されている。図38は、複合カートリッジ10が挿入された処理モジュール440の正面、右側斜視図である。図39は、複合カートリッジ10が挿入された処理モジュール440の正面、左側斜視図である。図40は、処理モジュール440の背面、右側斜視図である。図41は、複合カートリッジ10が挿入された処理モジュール440の正面、右側分解斜視図である。
[Processing bay]
Processing bay 440 is shown in the various views of FIGS. 38, 39, 40, and 41. In each of FIGS. 38 to 41, the frame 418 of the processing bay 440 is omitted from the drawings. FIG. 38 is a front, right side perspective view of the processing module 440 with the composite cartridge 10 inserted therein. FIG. 39 is a front and left perspective view of the processing module 440 in which the composite cartridge 10 is inserted. 40 is a rear perspective view of the processing module 440. FIG. FIG. 41 is an exploded perspective view of the front and right side of the processing module 440 in which the composite cartridge 10 is inserted.

各処理ベイ440は、処理ベイ440の下部フロアを形成し、複合カートリッジ10から生じ得る流体の漏れを含み、処理ベイ440の様々なコンポーネントの支持及び搭載構造を提供するように構成され、配置されたドリップトレイ446を有する。主PCB(プリント回路ボード)442は、また、ベイPCBとも呼ばれ、データ及び電力分配及び伝送と共に処理ベイ440の主制御を提供する。フレキシブルコネクタ444は、以下に更に詳しく記述するだろうように、処理ベイ440内で、ベイPCB442をコネクタPCB(以下に記述、図38〜図41には現れていない)に接続する。処理ベイ440は、処理モジュール410内のベイ搭載場所に処理ベイ440を適切に整列し、配置するために、処理モジュール410内に配置されたオス整列素子を受ける、2つのチューブ状メス整列素子460、462などの整列素子を更に含むことができる。   Each processing bay 440 is configured and arranged to form a lower floor of the processing bay 440, including fluid leakage that may arise from the composite cartridge 10, and to provide support and mounting structure for the various components of the processing bay 440. A drip tray 446. The main PCB (printed circuit board) 442, also referred to as a bay PCB, provides the main control of the processing bay 440 along with data and power distribution and transmission. Flexible connector 444 connects bay PCB 442 to connector PCB (described below, not shown in FIGS. 38-41) within processing bay 440, as will be described in more detail below. The processing bay 440 receives two tubular female alignment elements 460 that receive male alignment elements disposed within the processing module 410 to properly align and position the processing bay 440 at the bay mounting location within the processing module 410. , 462, and the like.

処理ベイ440は、カートリッジ処理アセンブリ470(また、下部ベイとしても知られる)及びブリスタ(又は変形可能なチャンバ)圧縮機構アセンブリ750(また、上部ベイとしても知られる)の間の機能線に沿って、概念的に分割されることができる。カートリッジ処理アセンブリ470の主要機能は、カートリッジ10を受け入れ、カートリッジをベイ440内に固定し、複合カートリッジ10の処理モジュール240に熱及び磁気力を印加し、複合カートリッジ10に制御電力を印加し、カートリッジ10のロータリミキサ192を噛み合せ、ロータリミキサ192の回転に電力を与え、ベイ440内で実行されるアッセイ、又は、他のプロセスの終了で、処理ベイ440からカートリッジ10を排出する事である。ブリスタ圧縮機構アセンブリ750の主要機能は、適切なシーケンスで、複合カートリッジ10の様々な変形可能なチャンバを破裂する事である。これらの様々なコンポーネントのそれぞれは、以下に更に詳しく議論されるだろう。   Processing bay 440 is along a functional line between cartridge processing assembly 470 (also known as lower bay) and blister (or deformable chamber) compression mechanism assembly 750 (also known as upper bay). Can be divided conceptually. The main functions of the cartridge processing assembly 470 are to accept the cartridge 10, secure the cartridge in the bay 440, apply heat and magnetic force to the processing module 240 of the composite cartridge 10, apply control power to the composite cartridge 10, and Ten rotary mixers 192 are engaged, power is applied to the rotation of the rotary mixer 192, and the cartridge 10 is ejected from the processing bay 440 at the end of an assay or other process performed in the bay 440. The primary function of the blister compression mechanism assembly 750 is to rupture the various deformable chambers of the composite cartridge 10 in an appropriate sequence. Each of these various components will be discussed in more detail below.

処理ベイ440は、処理ベイ440の状態を示し、及び/又は、カートリッジが処理ベイ440内に配置されているか否かを示すなど、ユーザに情報を提供する1以上のLEDの制御のためのLED PCB466を更に含む。状態LEDは、処理モジュール410の前面パネル413において、ベイ440に関連したカートリッジドア412に隣接した光指示信号を提供する、光パイプ又は他の光伝送器を介して、見ることができる。LED PCB466は、また、入り口及び出口光ポート14、16を介して、サンプル調製モジュール70の入り口光検知チャンバ154及び出口光検知チャンバ158を介して流れる流体を検出する(例えば、信号を生成する)ように構成され、配置された光センサを制御することができる。   Processing bay 440 is an LED for controlling one or more LEDs that provide information to the user, such as indicating the status of processing bay 440 and / or indicating whether a cartridge is positioned in processing bay 440. A PCB 466 is further included. The status LED is visible on the front panel 413 of the processing module 410 via a light pipe or other light transmitter that provides a light indication signal adjacent to the cartridge door 412 associated with the bay 440. The LED PCB 466 also detects fluid flowing through the inlet and outlet light detection chambers 154 and 158 of the sample preparation module 70 via the inlet and outlet light ports 14, 16 (eg, generates a signal). It is possible to control the optical sensor configured and arranged as described above.

側壁472、474は、処理ベイ440の対向する側に沿って上方に延伸し、ドリップトレイ446の上方に延伸する素子443、445に固定されることができる。搭載プレート640は、側壁472、474の上端に固定され、カートリッジ処理アセンブリ470をブリスタ圧縮アセンブリ750から一般に分離する、一般に水平なブリスタプレート644(図42参照)を含む。   The side walls 472, 474 may extend upward along opposite sides of the processing bay 440 and be secured to elements 443, 445 that extend above the drip tray 446. The mounting plate 640 includes a generally horizontal blister plate 644 (see FIG. 42) that is secured to the upper ends of the side walls 472, 474 and generally separates the cartridge processing assembly 470 from the blister compression assembly 750.

様々な実施形態においては、各処理ベイ440は、カムフォロワモータ834と関連するエンコーダ838とカムフレームモータ602とを更に含む。カムプレートモータ834とカムフレームモータ602は、搭載プレート640のモータマウント642に固定される(図42参照)。   In various embodiments, each processing bay 440 further includes an encoder 838 and a cam frame motor 602 associated with the cam follower motor 834. The cam plate motor 834 and the cam frame motor 602 are fixed to the motor mount 642 of the mounting plate 640 (see FIG. 42).

ポンプ458は、ポンプポート104を介して複合カートリッジ10に印加される圧力を提供する。   Pump 458 provides pressure applied to composite cartridge 10 via pump port 104.

以下に更に詳細に記述するように、カートリッジ処理アセンブリ470は、処理ベイ440内に熱プロセスを発生させるためのペルチェヒータアセンブリを含む。処理ベイ440を換気し、ペルチェヒータで生成された余分な熱を放散させるために、処理ベイ440は、ペルチェ換気アセンブリを含むことができる。換気アセンブリは、ドリップトレイ446のファンマウント450に取り付けられ、冷却ファン448と、処理ベイ440内のペルチェ加熱アセンブリとの間に延伸する空気流ダクトの前面に配置される冷却ファン448を備える。様々な実施形態において、空気流ダクトは、冷却ダクト452と、冷却ファン448と冷却ダクト452の開始位置との間に延伸するダクトカバー456を備えることができる(図39及び図41参照)。   As described in more detail below, cartridge processing assembly 470 includes a Peltier heater assembly for generating a thermal process in processing bay 440. In order to vent the process bay 440 and dissipate excess heat generated by the Peltier heater, the process bay 440 can include a Peltier ventilation assembly. The ventilation assembly includes a cooling fan 448 attached to the fan mount 450 of the drip tray 446 and disposed in front of the airflow duct extending between the cooling fan 448 and the Peltier heating assembly in the process bay 440. In various embodiments, the airflow duct can include a cooling duct 452 and a duct cover 456 extending between the cooling fan 448 and the starting position of the cooling duct 452 (see FIGS. 39 and 41).

[カートリッジ処理アセンブリ(下部ベイ)]
カートリッジ処理アセンブリ470の態様が図41及び図42に示されている。上記したように、カートリッジ処理アセンブリ470の殆どのフィーチャは、モータマウント642のブリスタプレート644の下に配置されている。カートリッジ処理アセンブリ470は、複合カートリッジ10を受け入れ、保持し、後に排出するように構成されたカートリッジキャリッジアセンブリ650を含む。カートリッジキャリッジアセンブリ650は、搭載プレート640のブリスタプレート644の下部面に固定される。
Cartridge handling assembly (lower bay)
An embodiment of the cartridge processing assembly 470 is shown in FIGS. As noted above, most features of the cartridge processing assembly 470 are located below the blister plate 644 of the motor mount 642. The cartridge processing assembly 470 includes a cartridge carriage assembly 650 configured to receive, hold, and later eject the composite cartridge 10. The cartridge carriage assembly 650 is fixed to the lower surface of the blister plate 644 of the mounting plate 640.

カムブロックアセンブリ600は、三面で、カートリッジキャリッジアセンブリ650を囲み、側壁472、474のそれぞれから、カムフレーム606の各面上に形成されたフォロワスロット612に延伸する線形カムフォロワ480a、480b上で支持される、処理ベイ440内の線形前後方向の動きのために搭載される、カムフレーム606を含む。   The cam block assembly 600 surrounds the cartridge carriage assembly 650 on three sides and is supported on linear cam followers 480a, 480b that extend from each of the side walls 472, 474 to a follower slot 612 formed on each side of the cam frame 606. A cam frame 606 mounted for linear back-and-forth movement in the processing bay 440.

混合モータアセンブリ700は、ブリスタプレートの下にブリスタプレート644にピボット状に接続され、カートリッジキャリッジアセンブリ650内に配置される複合カートリッジ10のロータリミキサ192と、動作可能に噛み合いをしたり、外したりするようにピボット状に取り付けられるように構成される。   The mixing motor assembly 700 is pivotally connected to the blister plate 644 below the blister plate and operatively engages and disengages the rotary mixer 192 of the composite cartridge 10 disposed within the cartridge carriage assembly 650. It is configured to be attached in a pivot shape.

加熱・制御アセンブリ500は、カートリッジキャリッジアセンブリ650の下に配置され、カートリッジがカートリッジキャリッジアセンブリ650に挿入されたとき、加熱・制御アセンブリ500を、複合カートリッジ10の底面と選択的に接触させるように、長尺方向のカムフレーム606の前後方向の動きを、加熱・制御アセンブリ500の垂直方向の動きに変換するためのカムフレーム606とカムブロックアセンブリ600とに動作可能なように結合される。   The heating and control assembly 500 is disposed under the cartridge carriage assembly 650 so that when the cartridge is inserted into the cartridge carriage assembly 650, the heating and control assembly 500 is selectively brought into contact with the bottom surface of the composite cartridge 10. Operatively coupled to the cam frame 606 and the cam block assembly 600 for converting longitudinal movement of the longitudinal cam frame 606 into vertical movement of the heating and control assembly 500.

[カートリッジキャリッジアセンブリ]
カートリッジキャリッジアセンブリ650の更なる詳細が図46に示され、この図は、カートリッジ処理アセンブリ470の他のコンポーネントが省略された、カートリッジキャリッジアセンブリ650の分解斜視図である。カートリッジキャリッジアセンブリ650は、搭載プレート640のブリスタプレート644の下部に固定される一般に長方形のフレームを備えるキャリッジホルダ652を含む。検出器は、複合カートリッジ10(図46には不図示)がカートリッジホルダ652に何時挿入されたかを検出するために提供されることができる。様々な実施形態において、検出器は、カートリッジホルダ652の対抗する側のそれぞれのポケット内にそれぞれが配置される、発光器686と検出器688とを備える光検出器を備える。発光器686から検出器688への光ビームは、複合カートリッジがカートリッジホルダ652内に挿入されたとき、遮蔽され、それによって、カートリッジの存在を示す信号を生成する。
[Cartridge carriage assembly]
Further details of the cartridge carriage assembly 650 are shown in FIG. 46, which is an exploded perspective view of the cartridge carriage assembly 650 with the other components of the cartridge processing assembly 470 omitted. The cartridge carriage assembly 650 includes a carriage holder 652 with a generally rectangular frame that is secured to the lower portion of the blister plate 644 of the mounting plate 640. A detector can be provided to detect when the composite cartridge 10 (not shown in FIG. 46) is inserted into the cartridge holder 652. In various embodiments, the detector comprises a photodetector comprising a light emitter 686 and a detector 688, each disposed in a respective pocket on the opposite side of the cartridge holder 652. The light beam from the emitter 686 to the detector 688 is blocked when the composite cartridge is inserted into the cartridge holder 652, thereby generating a signal indicating the presence of the cartridge.

カートリッジラッチ654は、カートリッジホルダ652の閉止端に於けるピボット状の動作のために搭載される。カートリッジラッチ654は、回転の水平軸の周りの回転のために、ラッチピン660上にピボット様に搭載される。カートリッジラッチ654は、前フック656と後ろレバー658とを更に含む。ねじれバネ662は、フック656が上方位置にあるように、ラッチ654を回転方向にバイアスする。カートリッジ10がカートリッジホルダ652内に挿入されたとき、カートリッジは、カートリッジラッチ654のフック656が、カートリッジ10の下部とばり30の下部内にある凹部に噛み合うまで、フックを押し下げる。ねじれバネ662のバイアスは、カートリッジホルダ652内のカートリッジを保持するため、フック656をその凹部内に保持する。   Cartridge latch 654 is mounted for pivotal movement at the closed end of cartridge holder 652. Cartridge latch 654 is pivotally mounted on latch pin 660 for rotation about a horizontal axis of rotation. The cartridge latch 654 further includes a front hook 656 and a rear lever 658. The torsion spring 662 biases the latch 654 in the rotational direction so that the hook 656 is in the upper position. When the cartridge 10 is inserted into the cartridge holder 652, the cartridge pushes down on the hook until the hook 656 of the cartridge latch 654 engages the recess in the lower portion of the cartridge 10 and the lower portion of the flash 30. The bias of the torsion spring 662 holds the hook 656 in its recess to hold the cartridge in the cartridge holder 652.

カートリッジ排出アセンブリ670は、カートリッジホルダ652の背後端から延伸する排出ブラケット682内に配置される排出ラック672を含む。排出ラック672の線形ギア歯は、ロータリダンパ676と結合し、排出ラック672に隣接する排出ブラケット682上での回転のために搭載されるダンパピニオンギア674と噛み合う。バネ捕捉ピン680は、排出ラック672を通って延伸し、排出ブラケット682の端部壁によってその端部において支持される。圧縮バネ678は、排出ラック672の端部とバネ捕捉ピン680の端部との間に配置される。したがって、排出ラック672は、カートリッジホルダ652の開放端に向かって長尺方向にバイアスされる。限界停止素子は、カートリッジラック672が、バネ678によってあまり遠くまで押されないようにするために提供されることができる。排出ラック672は、最初、カートリッジホルダ652内に延伸し、カートリッジホルダ652に挿入された複合カートリッジ10の端部によって接触される。カートリッジが、カートリッジホルダ652内に更に挿入されると、排出ラック672が押し返され、それによって、バネ678を圧縮し、カートリッジ10を、カートリッジホルダ652の開放端へ向かって長尺方向に、処理ベイ440から出るように押すバイアス力を生成する。カートリッジラッチ654は、完全に挿入された複合カートリッジを捕捉するので、排出アセンブリ670は、カートリッジがカートリッジホルダ652から外へ押し戻されないようにされる。   The cartridge discharge assembly 670 includes a discharge rack 672 disposed in a discharge bracket 682 extending from the rear end of the cartridge holder 652. The linear gear teeth of the discharge rack 672 are coupled to the rotary damper 676 and mesh with a damper pinion gear 674 mounted for rotation on the discharge bracket 682 adjacent to the discharge rack 672. The spring catch pin 680 extends through the discharge rack 672 and is supported at its end by the end wall of the discharge bracket 682. The compression spring 678 is disposed between the end of the discharge rack 672 and the end of the spring catching pin 680. Accordingly, the discharge rack 672 is biased in the longitudinal direction toward the open end of the cartridge holder 652. A limit stop element can be provided to prevent the cartridge rack 672 from being pushed too far by the spring 678. The discharge rack 672 initially extends into the cartridge holder 652 and is contacted by the end of the composite cartridge 10 inserted into the cartridge holder 652. As the cartridge is further inserted into the cartridge holder 652, the discharge rack 672 is pushed back, thereby compressing the spring 678 and processing the cartridge 10 longitudinally toward the open end of the cartridge holder 652. A bias force is generated that pushes out of bay 440. Since the cartridge latch 654 captures the fully inserted composite cartridge, the ejection assembly 670 prevents the cartridge from being pushed back out of the cartridge holder 652.

カートリッジラッチスイッチ666は、カートリッジホルダ652の閉止端に配置され、複合カートリッジが、カートリッジホルダ652内の位置に挿入されたとき、信号を発し、カートリッジがカートリッジラッチ654によって噛み合うだろうようにするように構成されている。処理ベイ440内で実行されるアッセイ又は他のプロセスの完了時において、カートリッジラッチ654は、以下に記述するように、ねじれバネ662のバイアスに対して、ピボット運動(図示の実施形態では、反時計回り)し、それによって、カートリッジホルダ652内に保持されている複合カートリッジを解放する。カートリッジの開放の際、カートリッジは、排出ラック672に対して耐えている、圧縮バネ678内に保存されたエネルギーによって排出される。ダンパピニオン674及び、排出ラック672が噛み合う、動作可能に関連されたロータリダンパ676は、排出ラック672の制御された解放を保証し、複合カートリッジ10が、カートリッジホルダ652から突然排出されないようにする。   The cartridge latch switch 666 is located at the closed end of the cartridge holder 652 and emits a signal when the composite cartridge is inserted into position within the cartridge holder 652 so that the cartridge will engage with the cartridge latch 654. It is configured. Upon completion of an assay or other process performed in the processing bay 440, the cartridge latch 654 is pivoted against the bias of the torsion spring 662, as described below (in the illustrated embodiment, counterclockwise). Thereby releasing the composite cartridge held in the cartridge holder 652. Upon opening of the cartridge, the cartridge is discharged by the energy stored in the compression spring 678 that bears against the discharge rack 672. An operatively associated rotary damper 676 that engages the damper pinion 674 and the discharge rack 672 ensures a controlled release of the discharge rack 672 and prevents the composite cartridge 10 from being suddenly discharged from the cartridge holder 652.

[加熱・制御アセンブリ]
加熱・制御アセンブリ500の詳細が、図43に示され、これは、カートリッジ処理アセンブリ470の他のコンポーネントを省略した、加熱・制御アセンブリ500の分解斜視図である。
[Heating and control assembly]
Details of the heating and control assembly 500 are shown in FIG. 43, which is an exploded perspective view of the heating and control assembly 500 with the other components of the cartridge processing assembly 470 omitted.

加熱・制御アセンブリ500は、支持プレート502と、支持プレート502上で支持されるコネクタPCB504と、コネクタPCB504を部分的にカバーするカバープレート550と、カートリッジ磁石アセンブリ552と、サンプル調製磁石アセンブリ570と、支持プレート502の下に配置される磁石アクチュエータ584と、を含む。前面整列ピン416及び背面整列ピン414は、支持プレート502から上方に延伸する。   The heating and control assembly 500 includes a support plate 502, a connector PCB 504 supported on the support plate 502, a cover plate 550 partially covering the connector PCB 504, a cartridge magnet assembly 552, a sample preparation magnet assembly 570, And a magnet actuator 584 disposed under the support plate 502. Front alignment pins 416 and back alignment pins 414 extend upward from support plate 502.

空気コネクタ518は、カバープレート550の空気ポート519a、519bに取り付けられる。空気コネクタ518は、ポンプポート104を介して、例えば、ポンプ458などの圧力源とカートリッジ10との間の接続を提供し、処理ベイ440内の外部バルブと、カートリッジの受動バルブアセンブリ220との間の接続を、受動バルブポート108を介して、提供する(図15参照)。   The air connector 518 is attached to the air ports 519a, 519b of the cover plate 550. The air connector 518 provides a connection between a pressure source, such as, for example, a pump 458 and the cartridge 10 via the pump port 104 and between the external valve in the processing bay 440 and the passive valve assembly 220 of the cartridge. Is provided via a passive valve port 108 (see FIG. 15).

コネクタPCB504の上部平面図である、図43及び図44を参照すると、コネクタPCB504は、溶出ヒータアセンブリ506と、検出ペルチェアセンブリ540と、PCRヒータアセンブリ520a、520b、及び520cと、を含む。様々な実施形態において、溶出ヒータアセンブリ506は、専用PCBに取り付けられた抵抗加熱素子と、抵抗加熱素子に取り付けられるか、又は、他の場合熱的に結合された熱伝導性材料で構成された熱拡散器と、を備える。同様に、様々な実施形態においては、PCRヒータアセンブリの各素子520a、520b、及び520cは、専用PCBに取り付けられた抵抗加熱素子と、抵抗加熱素子に取り付けられるか、又は、他の場合、熱的に結合された、熱伝導性材料で構成された熱拡散器と、を備える。   43 and 44, which are top plan views of the connector PCB 504, the connector PCB 504 includes an elution heater assembly 506, a detection Peltier assembly 540, and PCR heater assemblies 520a, 520b, and 520c. In various embodiments, the elution heater assembly 506 was comprised of a resistive heating element attached to a dedicated PCB and a thermally conductive material attached to the resistive heating element or otherwise thermally coupled. A heat spreader. Similarly, in various embodiments, each element 520a, 520b, and 520c of the PCR heater assembly is attached to a resistive heating element attached to a dedicated PCB, to a resistive heating element, or in other cases a thermal heating element. And a heat spreader made of a thermally conductive material that are coupled to each other.

検出ペルチェアセンブリ540の詳細が図45に示され、これは、ペルチェアセンブリ540の分解斜視図である。アセンブリ540は、電源及び制御プリント回路ボード546に結合されるペルチェデバイス544(つまり、熱電素子)を含む。熱拡散器542は、好ましくは、熱伝導性材料で構成されるが、ペルチェデバイス544の上部に配置される。ヒートシンク548は、ペルチェチップ544の下に配置される。ヒートシンク548は、ペルチェデバイス544の表面と面接触するパネルを備えることができ、それから延伸し、熱伝導性材料で形成される複数の熱放散ロッド(又はフィン)を有する。検出ペルチェアセンブリ540は、支持プレート542に形成される関連開口部内に搭載され、ヒートシンク548の少なくとも一部は、これを通って延伸する。ヒートシンク548の熱放散ロッドは、支持プレート502の下で延伸し、ペルチェ冷却ダクト452の終端に配置される(図39及び図41を参照)。一実施形態においては、検出ペルチェは、例えば、検出領域、例えば、複合カートリッジ10の検出領域378の温度を低下するために、熱勾配を適用するように構成される。   Details of the detection Peltier assembly 540 are shown in FIG. 45, which is an exploded perspective view of the Peltier assembly 540. Assembly 540 includes a Peltier device 544 (ie, a thermoelectric element) that is coupled to a power source and control printed circuit board 546. The heat spreader 542 is preferably composed of a thermally conductive material, but is disposed on top of the Peltier device 544. The heat sink 548 is disposed under the Peltier chip 544. The heat sink 548 can comprise a panel that is in surface contact with the surface of the Peltier device 544 and then has a plurality of heat dissipating rods (or fins) that are stretched and formed of a thermally conductive material. The detection Peltier assembly 540 is mounted in an associated opening formed in the support plate 542 and at least a portion of the heat sink 548 extends therethrough. The heat dissipating rod of the heat sink 548 extends below the support plate 502 and is located at the end of the Peltier cooling duct 452 (see FIGS. 39 and 41). In one embodiment, the detection Peltier is configured to apply a thermal gradient, for example, to reduce the temperature of the detection region, eg, the detection region 378 of the composite cartridge 10.

複数のコネクタピンアレイ510a、510b、510c、510d、510e、510f及び510gは、コネクタPCB504の周囲に配置され、複合カートリッジ10の流体処理パネル354の関連するコネクタパッドアレイ358a〜358gの接続パッド間で接触して、電気接続を有効にするコネクタポゴピンのアレイを備える(図58参照)。コネクタピンアレイ510a〜510gと、コネクタパッドアレイ358a〜358gとの間の接続は、例えば、電力、制御信号、及びデータのために、装置400と複合カートリッジ10との間の接続を提供する。例えば、コネクタピンアレイ510a〜510gとコネクタパッドアレイ358a〜358gとの間の接続は、装置からエレクトロウェッティンググリッド(例えば、熱サイクルトラック364a〜364d、サンプルビーズ区域368、ハイブリダイゼーション区域370、溶出緩衝剤区域372、エキソヌクレアーゼ試薬区域374、PCR試薬区域376、検出混合区域385a〜385d、及びエキソヌクレアーゼ区域384)への電力及び制御を提供する。更に、コネクタピンアレイ510a〜510gとコネクタパッドアレイ358a〜358gとの間の接続は、電子センサアレイ363a〜363dへ電力を供給し、これらからデータを受信する。   A plurality of connector pin arrays 510a, 510b, 510c, 510d, 510e, 510f and 510g are disposed around the connector PCB 504 and between the connection pads of the associated connector pad arrays 358a-358g of the fluid treatment panel 354 of the composite cartridge 10. It comprises an array of connector pogo pins that come into contact and enable electrical connection (see FIG. 58). The connection between the connector pin arrays 510a-510g and the connector pad arrays 358a-358g provides a connection between the device 400 and the composite cartridge 10, for example for power, control signals, and data. For example, the connection between the connector pin arrays 510a-510g and the connector pad arrays 358a-358g can be performed from the device to an electrowetting grid (eg, thermal cycling tracks 364a-364d, sample bead area 368, hybridization area 370, elution buffer. Provides power and control to the agent zone 372, exonuclease reagent zone 374, PCR reagent zone 376, detection mixing zone 385a-385d, and exonuclease zone 384). In addition, the connection between the connector pin arrays 510a-510g and the connector pad arrays 358a-358g provides power to and receives data from the electronic sensor arrays 363a-363d.

図43に示されるように、コネクタPCB504は、ポゴピンを備えることができる複数のヒータピン512−これは、様々なヒータアセンブリ540、506、及び520a、b、cに接続する、を更に含む。   As shown in FIG. 43, the connector PCB 504 further includes a plurality of heater pins 512- which may comprise pogo pins, which connect to the various heater assemblies 540, 506 and 520a, b, c.

加熱・制御アセンブリ500は、カートリッジ磁石アセンブリ522とサンプル調製磁石アセンブリ570とを更に含む。   The heating and control assembly 500 further includes a cartridge magnet assembly 522 and a sample preparation magnet assembly 570.

サンプル調製磁石アセンブリ570の詳細が、図49Aに示され、これは、サンプル調製磁石アセンブリの上部斜視図である。サンプル調製磁石アセンブリ570は、水平スピンドル574上に搭載される磁石ホルダ572を備え、支持プレート502に対し、スピンドル574の周りに回転可能とするようにする。ねじれバネ576は、下方に、サンプル調製磁石アセンブリ570をバイアスする。アクチュエータブラケット578は、磁石ホルダ572の下に延伸し、磁石580は、磁石ホルダ572の上部に支持され、例えば、適切な接着剤によって、これに固定される。ねじれバネ576のバイアスに対して上方に展開され、回転されるとき、磁石580は、支持プレート502、コネクタPCB504、及びカバープレート550内に形成される整列された開口部を介して延伸する。   Details of the sample preparation magnet assembly 570 are shown in FIG. 49A, which is a top perspective view of the sample preparation magnet assembly. The sample preparation magnet assembly 570 includes a magnet holder 572 mounted on a horizontal spindle 574 so that the support plate 502 can rotate about the spindle 574. A torsion spring 576 biases the sample preparation magnet assembly 570 downward. The actuator bracket 578 extends below the magnet holder 572, and the magnet 580 is supported on top of the magnet holder 572 and is secured thereto, for example, with a suitable adhesive. When deployed upward and rotated with respect to the bias of the torsion spring 576, the magnet 580 extends through aligned openings formed in the support plate 502, connector PCB 504, and cover plate 550.

サンプル調製磁石アセンブリ570は、展開されると、複合カートリッジ10のサンプル調製モジュール70の捕捉チャンバ100に隣接して配置され、それによって、捕捉チャンバ内に含まれ、これを通って流れる流体に磁力を印加する。   When deployed, the sample preparation magnet assembly 570 is disposed adjacent to the capture chamber 100 of the sample preparation module 70 of the composite cartridge 10, thereby energizing the fluid contained within and flowing through the capture chamber. Apply.

カートリッジ磁石アセンブリ552の詳細は、図49Bに示され、これは、カートリッジ磁石アセンブリの上部斜視図である。カートリッジ磁石アセンブリ552は、磁石ホルダフレーム554と、磁石ホルダフレーム554内に配置された磁石アレイ556と、を備える。磁石アレイ556は、個別の磁石(例えば、3個)を備えることができ、磁石ホルダフレーム554によって四方向から囲まれることができ、磁石アレイ556を囲むフレームを形成する。磁石アレイ556は、例えば、適切な接着剤により、磁石ホルダフレーム554内に固定されることができる。収束磁石558は、磁石ホルダ554のフレームの上部部分の開口部内に配置される。一実施形態においては、収束磁石558は、円柱形で、ネオジウムN52を備えることができる。収束磁石558は、磁石対象捕捉ビーズを小さい領域に引き付けるため、磁石アレイ556の磁力を比較的小さな領域に収束する。磁石ホルダ554は、支持プレート502へ接続される水平スピンドル560上に搭載され、磁石ホルダ554と磁石アレイ556が、スピンドル560の周りに回転可能とする。ねじれバネ562は、カートリッジ磁石アセンブリ552を下方にバイアスする。アクチュエータブラケット566は、磁石ホルダ554の下に延伸する。磁石ホルダ554は、ねじれバネ562のバイアスに対向して、上方に回転され、磁石アセンブリ552の上部は、支持プレート502、コネクタPCB504、及びカバープレート550内に形成される、整列された開口部を通って延伸する。   Details of the cartridge magnet assembly 552 are shown in FIG. 49B, which is a top perspective view of the cartridge magnet assembly. The cartridge magnet assembly 552 includes a magnet holder frame 554 and a magnet array 556 disposed within the magnet holder frame 554. The magnet array 556 can comprise individual magnets (eg, three) and can be surrounded from four directions by a magnet holder frame 554 to form a frame surrounding the magnet array 556. The magnet array 556 can be secured within the magnet holder frame 554 by, for example, a suitable adhesive. The converging magnet 558 is disposed in the opening of the upper part of the frame of the magnet holder 554. In one embodiment, the focusing magnet 558 is cylindrical and can comprise neodymium N52. The converging magnet 558 converges the magnetic force of the magnet array 556 to a relatively small area in order to attract the magnet target capturing beads to a small area. The magnet holder 554 is mounted on a horizontal spindle 560 that is connected to the support plate 502, allowing the magnet holder 554 and the magnet array 556 to rotate around the spindle 560. Torsion spring 562 biases cartridge magnet assembly 552 downward. Actuator bracket 566 extends below magnet holder 554. The magnet holder 554 is rotated upwardly against the bias of the torsion spring 562 and the top of the magnet assembly 552 has aligned openings formed in the support plate 502, connector PCB 504, and cover plate 550. Stretch through.

カートリッジ磁石アセンブリ552は、展開されると、参照番号270によって示される位置に隣接する、反応モジュール240のサンプルチャンバ266に隣接して配置される(図26参照)。   When deployed, the cartridge magnet assembly 552 is positioned adjacent to the sample chamber 266 of the reaction module 240 adjacent to the location indicated by reference numeral 270 (see FIG. 26).

図43に戻ると、カムフォロワ590a及び590bは、支持プレート502の対向する側から延伸し、スロットフォロワ592は、支持プレート502の対向する側から延伸する。スロットフォロワ592は、側壁472、474のそれぞれに形成されるスロット476内に延伸し(図42参照)、この中で垂直に移動可能であり、側壁472、474に対し、支持プレート502の垂直移動を可能とするように構成され、側壁472、474に対し、支持プレート502の水平移動を防止する。   Returning to FIG. 43, the cam followers 590 a and 590 b extend from the opposite side of the support plate 502, and the slot follower 592 extends from the opposite side of the support plate 502. The slot follower 592 extends into a slot 476 formed in each of the side walls 472, 474 (see FIG. 42) and is vertically movable therein, with the vertical movement of the support plate 502 relative to the side walls 472, 474. The support plate 502 is prevented from moving horizontally with respect to the side walls 472 and 474.

[カムフレームアセンブリ]
カムフレームアセンブリ600の詳細が、図47に示され、これは、カートリッジ処理アセンブリ470の他のコンポーネントを省略した、カムフレームアセンブリ600の分解斜視図である。カムフレームアセンブリ600は、線形アクチュエータ604を駆動するカムフレームモータ602を含む。カムフレーム606は、対向する、一般に平行で、長尺方向の円材608、610と、長尺方向の円材608、610のそれぞれの対応する端部の間に延伸するクロス円材614と、を含む。線形アクチュエータ604は、クロス円材614から上方に突出するモータコネクタ618において、カムフレーム606に結合する。フォロワスロット又はチャネル612は、長尺方向の円材608、610のそれぞれの上部面の下の外部側に沿って形成される。側壁472、474のそれぞれから延伸するフォロワ素子480a、480bは、フォロワスロット612内に延伸する(図42参照)。
[Cam frame assembly]
Details of the cam frame assembly 600 are shown in FIG. 47, which is an exploded perspective view of the cam frame assembly 600 with the other components of the cartridge processing assembly 470 omitted. Cam frame assembly 600 includes a cam frame motor 602 that drives a linear actuator 604. The cam frame 606 is opposed to a generally parallel, elongated circular material 608, 610, and a cross circular material 614 extending between corresponding ends of the elongated circular materials 608, 610, including. The linear actuator 604 is coupled to the cam frame 606 at a motor connector 618 that projects upward from the cross disc 614. A follower slot or channel 612 is formed along the exterior side below the top surface of each of the elongated circular members 608, 610. Follower elements 480a, 480b extending from each of the side walls 472, 474 extend into the follower slot 612 (see FIG. 42).

カムレール620aは、長尺方向の円材608に固定され、カムレール620bは、長尺方向の円材610に固定される。カムレール620aの上部エッジは、長尺方向の円材608の下部の外端部に形成されるフォロワスロット612と協働し、カムフォロワ480a、480bを受けるチャネルを形成し、これは、カムフレーム606とカムレール620a、620bの、側壁472、474に対する長尺方向の移動を可能とし、側壁472、474に対するカムフレーム606の垂直方向の移動を防止する。   The cam rail 620a is fixed to the long circular member 608, and the cam rail 620b is fixed to the long circular member 610. The upper edge of the cam rail 620a cooperates with a follower slot 612 formed at the lower outer end of the elongate circular member 608 to form a channel that receives the cam followers 480a, 480b, The cam rails 620a and 620b can be moved in the longitudinal direction with respect to the side walls 472 and 474, and the cam frame 606 is prevented from moving in the vertical direction with respect to the side walls 472 and 474.

各カムレール620a及び620bは、前カムスロット622aと後ろカムスロット622bとを含む。加熱・制御アセンブリ500の支持プレート502の側面から突出する(図43参照)カムフォロワ590a、590bは、それぞれ、カムスロット622a、622b内に延伸する。各カムスロット622a、622bは、下部水平セグメント(図47の右側セグメント)、上部水平セグメント(図47の左側セグメント)、及び、下部水平セグメントと上部水平セグメントとの間の角度の付いた遷移とを有する。   Each cam rail 620a and 620b includes a front cam slot 622a and a rear cam slot 622b. Cam followers 590a, 590b projecting from the sides of the support plate 502 of the heating and control assembly 500 (see FIG. 43) extend into the cam slots 622a, 622b, respectively. Each cam slot 622a, 622b has a lower horizontal segment (right segment in FIG. 47), an upper horizontal segment (left segment in FIG. 47), and an angled transition between the lower and upper horizontal segments. Have.

複合カートリッジ10が、カートリッジキャリッジアセンブリ650に挿入される前、カムフレーム606は、加熱・制御アセンブリ500に対し比較的前の位置にあり、支持プレート502から延伸するカムフォロワ590a、590bは、カムスロット622a、622bの夫々の下部水平セグメント(図47に示される右側セグメント)にあるようにする。したがって、支持プレート502と加熱・制御アセンブリ500の全体は、カートリッジキャリッジアセンブリ650に対し下の位置にある。複合カートリッジ10がカートリッジキャリッジアセンブリ650に挿入されると、上部プレート241の整列フォーク246(図24参照)は、背面整列ピン514に噛み合い−これは、前面整列ピン516より長く、支持プレート502が下の位置にあっても、カートリッジキャリッジアセンブリ650に延伸し−カートリッジをカートリッジアセンブリ650内に適切に配置する。   Before the composite cartridge 10 is inserted into the cartridge carriage assembly 650, the cam frame 606 is in a relatively forward position relative to the heating and control assembly 500, and the cam followers 590a, 590b extending from the support plate 502 are cam slots 622a. , 622b in the lower horizontal segment (the right segment shown in FIG. 47). Accordingly, the support plate 502 and the entire heating and control assembly 500 are in a lower position relative to the cartridge carriage assembly 650. When the composite cartridge 10 is inserted into the cartridge carriage assembly 650, the alignment fork 246 (see FIG. 24) of the top plate 241 engages the back alignment pin 514—which is longer than the front alignment pin 516 and the support plate 502 is below The cartridge carriage assembly 650 is extended to the proper position in the cartridge assembly 650.

示されるように、複合カートリッジが、カートリッジキャリッジアセンブリ650に挿入された後、例えば、カートリッジラッチスイッチ666が、完全に挿入されたカートリッジの端部によってトリガがかけられるとき、カムフレームモータ602は、線形アクチュエータ604とそれに取り付けられるカムフレーム606とを引き込むように、作動される。これは、支持プレート502に対しカムレール620a、620bの移動を引き起こし、それによって、カムフォロワ590a、590bを、カムスロット622a、622bの下部、右側水平セグメントから、角度が付けられた遷移を上って、カムスロット622a、622bの上部、左側水平セグメントへ動かし、それによって、支持プレート502と加熱・制御アセンブリ500とを、カートリッジキャリッジアセンブリ650内に配置される複合カートリッジと接触するように上昇させる。   As shown, after the composite cartridge is inserted into the cartridge carriage assembly 650, for example, when the cartridge latch switch 666 is triggered by the end of the fully inserted cartridge, the cam frame motor 602 is linear. Actuated to retract the actuator 604 and the cam frame 606 attached thereto. This causes movement of the cam rails 620a, 620b relative to the support plate 502, thereby moving the cam followers 590a, 590b from the bottom of the cam slots 622a, 622b, the right horizontal segment, up an angled transition, The top of the cam slots 622a, 622b is moved to the left horizontal segment, thereby raising the support plate 502 and the heating and control assembly 500 into contact with the composite cartridge disposed within the cartridge carriage assembly 650.

カートリッジキャリッジアセンブリ650内に保持されるカートリッジに対し、支持プレート502を上昇させ、支持プレート502の前面整列ピン516を、上部プレート241から延伸する整列ループ244内に延伸するようにする(図24参照)。整列フォーク246と、整列ループ244に延伸する前面整列ピン516とによって噛み合われる背面整列ピン514により、カートリッジは、カートリッジキャリッジアセンブリ650内に実質的に固定される。   For the cartridge held in the cartridge carriage assembly 650, the support plate 502 is raised so that the front alignment pins 516 of the support plate 502 extend into an alignment loop 244 that extends from the top plate 241 (see FIG. 24). ). The cartridge is substantially secured within the cartridge carriage assembly 650 by rear alignment pins 514 that are engaged by alignment forks 246 and front alignment pins 516 that extend into alignment loops 244.

カートリッジキャリッジアセンブリ650内に保持されるカートリッジ10に対して加熱・制御アセンブリ500を上昇させることは、コネクタPCB504のコネクタピンアレイ510a〜510gを、複合カートリッジ10の流体処理パネル354のそれぞれのコネクタパッドアレイ358a〜358gと接触するように配置する。更に、コネクタPCB504の溶出ヒータアセンブリ506は、エキソヌクレアーゼ領域380に対応する流体処理パネル354の一部と接触するように(つまり、熱エネルギーの伝達を可能とするために)、又は、その近傍に持ってこられる。同様に、コネクタPCB504のPCRヒータアセンブリ520a、520b、520cのコンポーネントは、熱サイクル領域382a、382b、及び382cに対応する流体処理パネル354の一部と接触するように(つまり、熱エネルギーの伝達を可能とするために)、又は、その近傍にもってこられる。コネクタPCB504の検出ペルチェアセンブリ540は、検出領域378に対応する流体処理パネル354の一部と接触するように(つまり、熱エネルギーの伝達を可能とするように)、又は、その近傍に持ってこられる。また、空気コネクタ518は、ポンプポート104と、複合カートリッジ10のサンプル調製モジュール70の受動バルブポート108と接触するようにされる。   Raising the heating and control assembly 500 relative to the cartridge 10 held within the cartridge carriage assembly 650 causes the connector pin array 510a-510g of the connector PCB 504 to be moved into the respective connector pad array of the fluid treatment panel 354 of the composite cartridge 10. It arrange | positions so that 358a-358g may be contacted. Furthermore, the elution heater assembly 506 of the connector PCB 504 is in contact with (or to allow transfer of thermal energy) a portion of the fluid treatment panel 354 corresponding to the exonuclease region 380 or in the vicinity thereof. Brought. Similarly, the components of PCR heater assembly 520a, 520b, 520c of connector PCB 504 are in contact with a portion of fluid treatment panel 354 corresponding to thermal cycling regions 382a, 382b, and 382c (ie, providing thermal energy transfer). To make it possible) or in the vicinity. The sensing Peltier assembly 540 of the connector PCB 504 is brought into contact with (or to allow heat energy transfer) a portion of the fluid treatment panel 354 corresponding to the sensing region 378 or in the vicinity thereof. . The air connector 518 is also brought into contact with the pump port 104 and the passive valve port 108 of the sample preparation module 70 of the composite cartridge 10.

各カムレール620a、620bは、カムレール620aとポスト624a、624bのそれぞれの頭部との間に配置される圧縮バネ626a、626bを有する2つのねじ切りバネ捕捉ポスト624a、624bによって、カムフレーム606のそれぞれの長尺方向の円材608、610に固定される。この「衝撃吸収」構成は、長尺方向の円材608、610に対するカムレール620a、620bのある量の移動を可能とし、それによって、加熱・制御アセンブリ500が、大きすぎる力で、複合カートリッジ10の下部に対し押されることを防止する。したがって、加熱・制御アセンブリ500は、バネ626a、626bの圧縮力と同等の力で、複合カートリッジの下部に対し押されるだろう。   Each cam rail 620a, 620b is connected to each cam frame 606 by two threaded spring capture posts 624a, 624b having compression springs 626a, 626b disposed between the cam rail 620a and the respective heads of the posts 624a, 624b. It is fixed to the circular members 608 and 610 in the longitudinal direction. This “shock absorbing” configuration allows for a certain amount of movement of the cam rails 620a, 620b relative to the elongate circular members 608, 610 so that the heating and control assembly 500 can be configured with Prevents being pushed against the bottom. Accordingly, the heating and control assembly 500 will be pushed against the bottom of the composite cartridge with a force equivalent to the compression force of the springs 626a, 626b.

図43と図48を参照すると、これらは、カートリッジ処理アセンブリ470のカムフレーム及び磁石アクチュエータ584の断面斜視図であるが、磁石アクチュエータ584は、カムフレーム606に結合され、カートリッジがカートリッジキャリッジアセンブリ内に挿入されるとき、カートリッジ磁石アセンブリ552とサンプル調製磁石アセンブリ570を、複合カートリッジに対して、それぞれが動作可能な位置に回転するように構成される。磁石アクチュエータ584は、アクチュエータを図48の左にバイアスするバネ587を含む。磁石アクチュエータ584は、カートリッジ磁石アセンブリ552のアクチュエータブラケット566に噛み合うように構成された垂直タブ585と、サンプル調製磁石アセンブリ570のアクチュエータブラケット578に噛み合うように構成された垂直タブ586と、を含む。磁石アクチュエータ584は、クロスバー614の下に延伸し、磁石アクチュエータ584の端部に形成されたフックループ589に噛み合う磁石アクチュエータフック628によって、カムフレーム606に結合される。   43 and 48, which are cross-sectional perspective views of the cam frame and magnet actuator 584 of the cartridge processing assembly 470, the magnet actuator 584 is coupled to the cam frame 606 so that the cartridge is within the cartridge carriage assembly. When inserted, the cartridge magnet assembly 552 and the sample preparation magnet assembly 570 are configured to rotate relative to the composite cartridge to an operable position. The magnet actuator 584 includes a spring 587 that biases the actuator to the left in FIG. Magnet actuator 584 includes a vertical tab 585 configured to mate with actuator bracket 566 of cartridge magnet assembly 552 and a vertical tab 586 configured to mate with actuator bracket 578 of sample preparation magnet assembly 570. The magnet actuator 584 is coupled to the cam frame 606 by a magnet actuator hook 628 that extends below the crossbar 614 and engages a hook loop 589 formed at the end of the magnet actuator 584.

上記したように、複合カートリッジ10がカートリッジキャリッジアセンブリ650内に挿入される前、カムフレーム606は、前位置にある。磁石アクチュエータ584は、バネ587によって前方向に(左に)バイアスされ、カートリッジ磁石アセンブリ552とサンプル調製磁石アセンブリ570は、それぞれ、夫々のねじれバネ562、576の力により、引き込まれた位置に、時計方向に回転される。本文脈において、カートリッジ磁石アセンブリ552とサンプル調製磁石アセンブリ570の引き込まれた位置は、カートリッジ磁石アセンブリ552とサンプル調製磁石アセンブリ570が、複合カートリッジ10のいかなる部分にも大きな磁力を印加しない位置に配置する。複合カートリッジが、カートリッジキャリッジアセンブリ650内に挿入された後、カムフレーム606は、上記されたように、(図48の右に)カムフレームモータ602と線形アクチュエータ604とによって引き込まれる。支持プレート502のカムフォロワ590a、590bが、カムスロット622a、622bの下部、右側水平セグメントから、角度を付けられた遷移を上って、カムスロット622a、622bの上部、左側水平セグメントへと移動する際に、カムフレーム606の引き込みは、加熱・制御アセンブリ500が、複合カートリッジ10と接触するように上昇されるようにする。   As described above, the cam frame 606 is in the forward position before the composite cartridge 10 is inserted into the cartridge carriage assembly 650. The magnet actuator 584 is biased forward (left) by a spring 587, and the cartridge magnet assembly 552 and the sample preparation magnet assembly 570 are each retracted into the retracted position by the force of their respective torsion springs 562, 576. Rotated in the direction. In this context, the retracted positions of the cartridge magnet assembly 552 and the sample preparation magnet assembly 570 are positioned such that the cartridge magnet assembly 552 and the sample preparation magnet assembly 570 do not apply a large magnetic force to any part of the composite cartridge 10. . After the composite cartridge is inserted into the cartridge carriage assembly 650, the cam frame 606 is retracted by the cam frame motor 602 and the linear actuator 604 as described above (to the right of FIG. 48). As the cam followers 590a, 590b of the support plate 502 move from the lower, right horizontal segment of the cam slot 622a, 622b, up an angled transition to the upper, left side horizontal segment of the cam slot 622a, 622b. In addition, retraction of the cam frame 606 causes the heating and control assembly 500 to be raised to contact the composite cartridge 10.

磁石アクチュエータフック628によってカムフレーム606に結合する磁石アクチュエータ584は、また、カムフレーム606と共に移動し、バネ587のバイアスに対して、図48の右に、磁石アクチュエータ584を引く。アクチュエータブラケット584が、移動するカムフレーム606によって引かれると、カートリッジ磁石アセンブリ552のアクチュエータブラケット566に噛み合う垂直タブ585は、図48に示されるように、上方向、展開位置に向かって、反時計回りに、磁石アセンブリ552を回転する。同様に、カートリッジ磁石アセンブリ570のアクチュエータブラケット578に噛み合うアクチュエータブラケット584の垂直タブ586は、図48に示されるように、上方向、展開位置に向かって、反時計回りに、磁石アセンブリ570を回転する。カムスロット622a、622bの夫々の上部水平セグメントの長尺方向の長さにより、カムフレーム606及びカムレール620a、620bは、支持プレート502に対し長尺方向に移動することができ、カムフォロワ590a、590bは、カートリッジキャリッジアセンブリ650に配置された複合カートリッジに対し、支持プレート502と加熱・制御アセンブリ500の高さ位置を変えることなく、上部水平セグメント内に配置される。様々な実施形態において、磁石アクチュエータブラケット584は、カートリッジ磁石アセンブリ552とサンプル調製磁石アセンブリ570に対して構成され、カムフレーム606が、支持プレート502と加熱・制御アセンブリ500とを上昇させるために(右へ)移動する際、支持プレート502と加熱・制御アセンブリ500が、最初、複合カートリッジに接触するように上昇されると(つまり、支持プレート502のカムフォロワ590a、590bが、最初、カムスロット622a、622bの上部水平セグメントに届くと)、磁石アセンブリ552、570は、最初は展開されない(又は、完全には展開されない)ようにする。カムフレーム606の更なる(右への)移動(カムスロット622a、622bの上部水平セグメントの長尺方向の長さにより、カートリッジキャリッジアセンブリ650及びその中に保持されている複合カートリッジに対して、支持プレート502と加熱・制御アセンブリ500の位置を変化させないだろう)は、磁石アクチュエータブラケット584を、更に引っ張って、複合カートリッジと接触する、又は、その近傍の完全展開位置に磁石アセンブリ552、570を(反時計回りに)完全に回転する。したがって、複合カートリッジと接触する上位置において維持される支持プレート502と加熱・制御アセンブリ500により、磁石アセンブリは、加熱・制御アセンブリ500の残りからは独立した移動用に構成され、カムフレーム606は、カートリッジキャリッジアセンブリ650内に保持される複合カートリッジに対し、磁力を選択的に印加し、又は、除去するための要求を支援して、磁石アセンブリ552、570の選択的な展開を有効とするために、長尺方向に移動することができる。   The magnet actuator 584 coupled to the cam frame 606 by the magnet actuator hook 628 also moves with the cam frame 606 and pulls the magnet actuator 584 to the right of FIG. When the actuator bracket 584 is pulled by the moving cam frame 606, the vertical tab 585 that engages the actuator bracket 566 of the cartridge magnet assembly 552 will rotate upward, counterclockwise, as shown in FIG. The magnet assembly 552 is rotated. Similarly, the vertical tab 586 of the actuator bracket 584 that engages the actuator bracket 578 of the cartridge magnet assembly 570 rotates the magnet assembly 570 in an upward direction, counterclockwise, as shown in FIG. . Depending on the length of the upper horizontal segment of each of the cam slots 622a, 622b, the cam frame 606 and the cam rails 620a, 620b can move in the length direction relative to the support plate 502, and the cam followers 590a, 590b The composite cartridge disposed in the cartridge carriage assembly 650 is disposed in the upper horizontal segment without changing the height positions of the support plate 502 and the heating and control assembly 500. In various embodiments, the magnet actuator bracket 584 is configured relative to the cartridge magnet assembly 552 and the sample preparation magnet assembly 570 so that the cam frame 606 raises the support plate 502 and the heating and control assembly 500 (right When the support plate 502 and the heating and control assembly 500 are first raised to contact the composite cartridge (ie, the cam followers 590a, 590b of the support plate 502 are initially moved to the cam slots 622a, 622b). ), The magnet assemblies 552, 570 are not initially deployed (or not fully deployed). Further (rightward) movement of the cam frame 606 (the longitudinal length of the upper horizontal segment of the cam slots 622a, 622b supports the cartridge carriage assembly 650 and the composite cartridge held therein. Will not change the position of the plate 502 and the heating and control assembly 500), further pulling the magnet actuator bracket 584 into contact with or near the composite cartridge to place the magnet assembly 552, 570 in a fully deployed position ( Full rotation (counterclockwise). Thus, with the support plate 502 and the heating and control assembly 500 maintained in an upper position in contact with the composite cartridge, the magnet assembly is configured for movement independent of the rest of the heating and control assembly 500, and the cam frame 606 includes To enable selective deployment of the magnet assemblies 552, 570 to assist in the requirement to selectively apply or remove magnetic force to the composite cartridge held within the cartridge carriage assembly 650. , Can move in the long direction.

また、図48に最も良く見られるように、カムフレーム606が、カートリッジに対し、加熱・制御アセンブリ500を下げるために(図48の左に)進められるとき、クロスバー614上に延伸する線形アクチュエータコネクタ618は、カートリッジラッチ654のレバー658に接触し、それによって、カートリッジラッチ654を反時計回りに回転して、フック656を下げ、複合カートリッジからフック656を取り外し、複合カートリッジが、カートリッジ排出アセンブリ670によって、カートリッジホルダ652から排出される事ができるようにする。   Also, as best seen in FIG. 48, a linear actuator that extends over the crossbar 614 as the cam frame 606 is advanced relative to the cartridge to lower the heating and control assembly 500 (to the left in FIG. 48). The connector 618 contacts the lever 658 of the cartridge latch 654, thereby rotating the cartridge latch 654 counterclockwise to lower the hook 656 and remove the hook 656 from the composite cartridge, and the composite cartridge is removed from the cartridge ejection assembly 670. Thus, the cartridge holder 652 can be discharged.

[混合モータアセンブリ]
混合モータアセンブリ700の詳細が、図50A及び図50Bに示される。図50Aは、混合モータアセンブリ700の斜視図であり、図50Bは、混合モータアセンブリ700の分解斜視図である。
[Mixed motor assembly]
Details of the mixing motor assembly 700 are shown in FIGS. 50A and 50B. FIG. 50A is a perspective view of the mixing motor assembly 700, and FIG. 50B is an exploded perspective view of the mixing motor assembly 700.

混合モータアセンブリ700は、混合モータ706が搭載される混合モータブラケット702を含む。適切なモータは、150:1ギアボックスのPololu Micro Metal Gearmotor 及び64:1ギアボックスのMaxon, model DCX10L EB SL 4.5V を含む。好適な、モータの特性は、12oz−inトルクで、100rep、45℃の動作環境で、3000時間寿命、及び、コンパクトサイズ(例えば、10mm幅(直径)及び25mm長より短い)を含む。   The mixing motor assembly 700 includes a mixing motor bracket 702 on which a mixing motor 706 is mounted. Suitable motors include Polol Micro Metal Gearmotor with 150: 1 gearbox and Maxon, model DCX10L EB SL 4.5V with 64: 1 gearbox. Suitable motor characteristics include a 12 oz-in torque, 100 rep, 45 ° C. operating environment, a 3000 hour life, and a compact size (eg, less than 10 mm wide (diameter) and 25 mm long).

ベベルギア708は、モータ706の出力シャフトに固定される。混合モータ搭載ブラケット702に回転可能に搭載されるべベルスパーギア710は、ベベルギア708のベベルギア歯に噛み合うベベルスパーギア706のベベルギア歯によって、ベベルギア708と動作可能に結合する。したがって、モータ706の出力シャフトに対応する回転水平軸の周りのベベルギア708の電力が与えられた回転は、回転の垂直軸周りのベベルスパーギア710の回転に変換される。   The bevel gear 708 is fixed to the output shaft of the motor 706. The bevel spur gear 710 rotatably mounted on the mixing motor mounting bracket 702 is operatively coupled to the bevel gear 708 by the bevel gear teeth of the bevel spur gear 706 that mesh with the bevel gear teeth of the bevel gear 708. Thus, the rotation provided by the power of the bevel gear 708 about the rotating horizontal axis corresponding to the output shaft of the motor 706 is converted to the rotation of the bevel spur gear 710 about the vertical axis of rotation.

混合モータアセンブリ700は、混合モータブラケット702を通って延伸するピボットねじ716によって、搭載プレート640のブリスタプレート644の下側にピボット状に結合される。スタンドオフ714(ねじ切りねじと、ねじシャフトの一部上に配置される円筒スリーブとを備える)は、搭載ブラケット702の一端に取り付けられる。ねじれバネ718は、ピボットねじ716に結合され、側壁474に対して内側に、混合モータアセンブリ700をバイアスし(図42参照)、ベベルスパーギア710は、複合カートリッジ10のロータリミキサ192(図8参照)の周囲ギア歯198に噛み合うようにする。   The mixing motor assembly 700 is pivotally coupled to the underside of the blister plate 644 of the mounting plate 640 by a pivot screw 716 extending through the mixing motor bracket 702. A standoff 714 (comprising a threaded screw and a cylindrical sleeve disposed on a portion of the screw shaft) is attached to one end of the mounting bracket 702. A torsion spring 718 is coupled to the pivot screw 716 and biases the mixing motor assembly 700 inward relative to the side wall 474 (see FIG. 42), and the bevel spur gear 710 is coupled to the rotary mixer 192 of the composite cartridge 10 (see FIG. 8). The peripheral gear teeth 198 are engaged with each other.

図48に示されるように、カムフレーム606の長尺方向のスパー610は、長尺方向のスパー610から内側に延伸するベベルブロック616を含む。上記したように、混合モータアセンブリ700は、ねじれバネ718により、側壁474と長尺方向のスパー610に対して、内側にピボット動作するためにバイアスされる。ベベルブロック616は、カムフレーム606が、前位置にあるとき、混合モータアセンブリ700に噛み合うように配置される。したがって、カートリッジキャリッジアセンブリ650内に保持される複合カートリッジ10と噛み合うように加熱・制御アセンブリ500を上昇させる引きこみ位置にカムフレーム606があるとき、混合モータアセンブリ700は、複合カートリッジに噛み合うように、ねじれバネ718の力の下で、内側にピボット動作する。カムフレーム606が、カートリッジキャリッジアセンブリ650内に保持される複合カートリッジから離れて、加熱・制御アセンブリ500を下げるように、前方に(図48の左に)移動する際、ベベルブロック616は、混合モータアセンブリ700のスタンドオフ714と接触し、ベベルスパーギア710を、複合カートリッジ10のロータリミキサ192から外すために、ねじれバネ718のバイアスに対して、外側に(長尺方向のスパー610に向かって)混合モータアセンブリをピボット動作する。一実施形態において、カムフレーム606のアクチュエータコネクタ618が、フック656を下げ、カートリッジを解放し、カートリッジ排出アセンブリ670から排出されるようにするために、カートリッジラッチ654のレバー658と接触する前に、ロータリミキサ192と噛み合いを外すように、混合モータアセンブリ700をピボット動作させるために、ベベルブロック616は、スタンドオフ714と接触する。   As shown in FIG. 48, the longitudinal spar 610 of the cam frame 606 includes a bevel block 616 extending inwardly from the longitudinal spar 610. As described above, the mixing motor assembly 700 is biased by the torsion spring 718 to pivot inwardly relative to the side wall 474 and the longitudinal spar 610. The bevel block 616 is positioned to engage the mixing motor assembly 700 when the cam frame 606 is in the forward position. Thus, when the cam frame 606 is in a retracted position that raises the heating and control assembly 500 to engage the composite cartridge 10 held within the cartridge carriage assembly 650, the mixing motor assembly 700 will engage the composite cartridge. Pivot inward under the force of torsion spring 718. As the cam frame 606 moves forward (to the left in FIG. 48) away from the composite cartridge held in the cartridge carriage assembly 650 and lowers the heating and control assembly 500, the bevel block 616 moves into the mixing motor. Mixing outward (toward the longitudinal spar 610) against the bias of the torsion spring 718 to contact the standoff 714 of the assembly 700 and disengage the bevel spur gear 710 from the rotary mixer 192 of the composite cartridge 10 Pivot the motor assembly. In one embodiment, before the actuator connector 618 of the cam frame 606 contacts the lever 658 of the cartridge latch 654 to lower the hook 656 and release the cartridge so that it can be ejected from the cartridge ejection assembly 670. The bevel block 616 contacts the standoff 714 to pivot the mixing motor assembly 700 out of engagement with the rotary mixer 192.

したがって、カムフレーム606が、前位置にあるとき、加熱・制御パネル500は、複合カートリッジとの接触が外れる下部位置にあり、磁石アセンブリ552、570が、複合カートリッジから離れて、引き込まれた位置へと下方に回転し、混合モータアセンブリ700は、複合カートリッジとの噛み合いを外すように、外側にピボット動作し、複合カートリッジラッチ654は、複合カートリッジから外れるようにフック656がピボット動作される。したがって、複合カートリッジは、複合カートリッジ処理アセンブリ470のコンポーネントのいずれとも接触しない、又は、他の場合、噛み合わず、複合カートリッジ10は、カートリッジ排出アセンブリ670により排出されることができる。   Thus, when the cam frame 606 is in the forward position, the heating and control panel 500 is in a lower position where contact with the composite cartridge is removed and the magnet assemblies 552, 570 are moved away from the composite cartridge and into the retracted position. And the mixing motor assembly 700 pivots outward to disengage the composite cartridge, and the composite cartridge latch 654 pivots the hook 656 to disengage from the composite cartridge. Thus, the composite cartridge does not contact any of the components of the composite cartridge processing assembly 470, or otherwise does not engage, and the composite cartridge 10 can be ejected by the cartridge ejection assembly 670.

[ブリスタ圧縮機構アセンブリ(上部ベイ)]
ブリスタ圧縮機構アセンブリ750の詳細が図51に示されており、この図は、ブリスタ圧縮機構アセンブリ750の分解斜視図である。アセンブリ750は、カムアームプレート752と、カムアームプレート752内に動作可能なように搭載されたカムアーム動作圧縮機構のアレイ754と、を備える。カムアームプレート752は、搭載プレート640のブリスタプレート644の上部に搭載される。アレイ754の圧縮機構は、複合カートリッジ10の破裂可能な流体コンパートメント又はブリスタを圧縮するように構成された圧縮機構と、カートリッジのランスブリスタを圧縮するように構成された圧縮機構と、カートリッジの能動バルブアセンブリを押し下げ、閉止するように構成された圧縮機構と、を備える。アレイ754の様々な圧縮機構は、ブリスタプレート644に形成されたブリスタ穴646と整列され、アレイ754の圧縮機構が、処理ベイ440内のブリスタプレート644の下に配置された複合カートリッジ10のブリスタと能動バルブとにアクセス可能とするようにされる。
[Blister compression mechanism assembly (upper bay)]
Details of the blister compression mechanism assembly 750 are shown in FIG. 51, which is an exploded perspective view of the blister compression mechanism assembly 750. The assembly 750 includes a cam arm plate 752 and an array of cam arm motion compression mechanisms 754 operably mounted within the cam arm plate 752. The cam arm plate 752 is mounted on the top of the blister plate 644 of the mounting plate 640. The compression mechanism of the array 754 includes a compression mechanism configured to compress the rupturable fluid compartment or blister of the composite cartridge 10, a compression mechanism configured to compress the lance blister of the cartridge, and an active valve of the cartridge. A compression mechanism configured to push down and close the assembly. The various compression mechanisms of the array 754 are aligned with the blister holes 646 formed in the blister plate 644, and the compression mechanism of the array 754 is aligned with the blisters of the composite cartridge 10 disposed below the blister plate 644 in the processing bay 440. Access to the active valve is made possible.

様々な実施形態においては、LED PCB466は、カムアームプレート752に取り付けられる。   In various embodiments, LED PCB 466 is attached to cam arm plate 752.

ブリスタ圧縮機構アセンブリ750は、カムアームプレートに対する線形動作のために、カムアームプレート752に搭載されたカムフォロワプレート820を更に含む。様々な実施形態においては、カムフォロワプレート820の一端は、カムフォロワプレート820に取り付けられた線形ガイドキャリッジ824a及び824bによって、カムアームプレート752の上部面に取り付けられた線形ガイドレール822に固定される。カムフォロワプレート820の対向端は、例えば、適切なファスナによって、カムアームプレート752に形成され、カムフォロワプレート820のステップ端830を受け入れる、その一端に沿った長尺方向のスロット828を含む凹部753内に搭載されるホールドダウン素子826(又は、Z軸制約)によって垂直移動に対して固定される。ホールドダウン素子の構成のための適切な材料は、Delrin及び真鍮を含む。したがって、カムフォロワプレート820は、カムアームプレート752からの所定の空間において、カムアームプレート752の平面に対し、Z、又は、垂直方向又は垂線方向に固定され、線形ガイドレール822の長尺方向に対応する長尺方向で、カムアームプレート752の平面にほぼ平行な方向の移動は許されるが、線形ガイドレール822を横切る何れの方向への移動も制約される。   The blister compression mechanism assembly 750 further includes a cam follower plate 820 mounted on the cam arm plate 752 for linear motion relative to the cam arm plate. In various embodiments, one end of the cam follower plate 820 is secured to a linear guide rail 822 attached to the upper surface of the cam arm plate 752 by linear guide carriages 824a and 824b attached to the cam follower plate 820. The opposite end of the cam follower plate 820 is formed in the cam arm plate 752 by, for example, a suitable fastener within a recess 753 that includes a longitudinal slot 828 along one end thereof that receives the step end 830 of the cam follower plate 820. It is fixed against vertical movement by the mounted hold-down element 826 (or Z-axis constraint). Suitable materials for the construction of the holddown element include Delrin and brass. Therefore, the cam follower plate 820 is fixed in the Z or vertical or perpendicular direction with respect to the plane of the cam arm plate 752 in a predetermined space from the cam arm plate 752, and corresponds to the longitudinal direction of the linear guide rail 822. However, movement in a direction substantially parallel to the plane of the cam arm plate 752 is allowed, but movement in any direction across the linear guide rail 822 is restricted.

カムアームプレート752に対するカムフォロワプレート820の電力供給を受けた移動は、カムフォロワプレート820の端部に取り付けられたドライブブラケット840へ、線形アクチュエータ836によって取り付けられたカムフォロワプレートモータ834によってもたらされる。様々な実施形態において、モータ834は、モータ834の精密な制御と、モータ834からのフィードバックを提供するためのロータリエンコーダ838を更に含む。様々な実施形態において、ドライブブラケット840は、第1の部分が、カムフォロワプレートの平面にほぼ対応する平面内のカムフォロワプレート820へ、取り付け点から離れて延伸し、第2の部分が、カムフォロワプレートの平面にほぼ垂直な方向に、下方向に延伸する、「L」形状を有する。線形アクチュエータ836は、ドライブブラケット840の第2の、下方向に延伸した部分の下端において、ドライブブラケット840に取り付けられる。ドライブブラケット840のこの構成は、カムフォロワプレートモータ834が、カムフォロワプレート820の上に延伸する量を制限し、それによって、処理ベイ440のスリムな外形を維持する。   The powered movement of the cam follower plate 820 relative to the cam arm plate 752 is effected by a cam follower plate motor 834 attached by a linear actuator 836 to a drive bracket 840 attached to the end of the cam follower plate 820. In various embodiments, the motor 834 further includes a rotary encoder 838 for providing precise control of the motor 834 and feedback from the motor 834. In various embodiments, the drive bracket 840 extends away from the attachment point to a cam follower plate 820 in a plane that generally corresponds to the plane of the cam follower plate, and the second portion extends from the cam follower plate. It has an “L” shape that extends downward in a direction substantially perpendicular to the plane. Linear actuator 836 is attached to drive bracket 840 at the lower end of the second, downwardly extending portion of drive bracket 840. This configuration of the drive bracket 840 limits the amount that the cam follower plate motor 834 extends over the cam follower plate 820, thereby maintaining the slim profile of the processing bay 440.

様々な実施形態においては、カムフォロワプレート820が、何時カムアームプレート752に対して特定の、予め定められた位置にあるかを示すために、センサ機構は提供される。一実施形態においては、センサ機構は、カムアームプレート752に搭載され、カムフォロワプレート820が、カムアームプレート752に対し、ホーム位置に移動したとき、カムフォロワプレート820のホームスイッチ接触面832によって接触されるホームスイッチ842を備えることができる。   In various embodiments, a sensor mechanism is provided to indicate when the cam follower plate 820 is in a specific, predetermined position with respect to the cam arm plate 752. In one embodiment, the sensor mechanism is mounted on the cam arm plate 752 and is contacted by the home switch contact surface 832 of the cam follower plate 820 when the cam follower plate 820 moves to the home position relative to the cam arm plate 752. A home switch 842 can be provided.

様々な実施形態においては、カムアームプレート752は、それぞれ、入り口と出口光ポート14、16(図1参照)の場所と空間的に対応するように配置された2つの光センサ810、812を含む。センサ810、812は、サンプル調製モジュール70の入口光検知チャンバ154と出口光検知チャンバ158とを通って流れる流体を検出する(例えば、信号を生成する)ように構成され、配置される(図15参照)。光センサ810、812は、LED PCB466に接続され、LED PCB466によって少なくとも部分的に制御されることができる。   In various embodiments, the cam arm plate 752 includes two light sensors 810, 812 that are arranged to spatially correspond to the locations of the inlet and outlet light ports 14, 16 (see FIG. 1), respectively. . The sensors 810, 812 are configured and arranged to detect fluid (eg, generate a signal) flowing through the inlet light detection chamber 154 and the outlet light detection chamber 158 of the sample preparation module 70 (FIG. 15). reference). The light sensors 810, 812 are connected to the LED PCB 466 and can be at least partially controlled by the LED PCB 466.

[圧縮機構]
圧縮機構の詳細が図52、図53、及び図54に示される。図52は、圧縮機構のアレイ754の圧縮パッドを示すカムアームプレート752の下部部分平面図である。図53は、カムアームプレート752から隔離されたアレイ754の圧縮機構の上部斜視図である。図54は、カムアームプレート752から隔離されたアレイ754の圧縮機構の下部斜視図である。
[Compression mechanism]
Details of the compression mechanism are shown in FIGS. 52, 53, and 54. FIG. 52 is a bottom partial plan view of the cam arm plate 752 showing the compression pads of the array 754 of compression mechanisms. FIG. 53 is a top perspective view of the compression mechanism of the array 754 isolated from the cam arm plate 752. 54 is a bottom perspective view of the compression mechanism of the array 754 isolated from the cam arm plate 752. FIG.

アレイ754は、複数の流体ブリスタ圧縮機構を備え、それぞれは、起動されたとき、関連変形可能流体ブリスタ上に圧縮力を印加し、それによって、変形可能なブリスタを圧縮するように構成されている。図示された実施形態においては、複合カートリッジの、それぞれ、変形可能な流体チャンバ34a、36a、38a、40a、及び42aに対応する、5つの流体ブリスタ圧縮機構756a、756b、756c、756d、及び756eが存在する。   The array 754 includes a plurality of fluid blister compression mechanisms, each configured to apply a compressive force on the associated deformable fluid blister when activated, thereby compressing the deformable blister. . In the illustrated embodiment, there are five fluid blister compression mechanisms 756a, 756b, 756c, 756d, and 756e corresponding to the deformable fluid chambers 34a, 36a, 38a, 40a, and 42a, respectively, of the composite cartridge. Exists.

アレイ754は、複数のランスブリスタ圧縮機構を更に含み、それぞれは、起動されたとき、変形可能な流体ブリスタの一つと関連する関連ランスブリスタ上へ圧縮力を印加し、それによって、ランスブリスタを圧縮し及びランスブリスタ内の流体シールに穴を開けるように構成される。図示された実施形態においては、複合カートリッジの、それぞれ、ランスブリスタ34b、36b、38b、40b、及び42bに対応する5つのランスブリスタ圧縮機構760a、760b、760c、760d、及び760eが存在する。   Array 754 further includes a plurality of lance blister compression mechanisms, each of which, when activated, applies a compressive force onto an associated lance blister associated with one of the deformable fluid blisters, thereby compressing the lance blister. And a fluid seal in the lance blister. In the illustrated embodiment, there are five lance blister compression mechanisms 760a, 760b, 760c, 760d, and 760e corresponding to the lance blisters 34b, 36b, 38b, 40b, and 42b, respectively, of the composite cartridge.

アレイ754は、ランスブリスタ圧縮機構760a〜eと実質的に同一の構成を有し、複合カートリッジのブリスタ44と対応する圧縮機構758を更に含む。   The array 754 has substantially the same configuration as the lance blister compression mechanisms 760a-e and further includes a compression mechanism 758 corresponding to the blister 44 of the composite cartridge.

アレイ754は、それぞれ、サンプルバルブアセンブリ204と廃棄バルブアセンブリ219とに関連した2つのバルブアクチュエータ圧縮機構762a、762bを含む(図15参照)。バルブアクチュエータ圧縮機構762a、762bのそれぞれは、起動されたとき、それぞれ、バルブアクチュエータタブ20、18に圧縮力を印加し(図1参照)、それによって、能動バルブ219及び204を起動し、閉止するように構成される。   Array 754 includes two valve actuator compression mechanisms 762a, 762b associated with sample valve assembly 204 and waste valve assembly 219, respectively (see FIG. 15). Each of the valve actuator compression mechanisms 762a, 762b, when activated, applies a compressive force to the valve actuator tabs 20, 18, respectively (see FIG. 1), thereby activating and closing the active valves 219 and 204. Configured as follows.

様々な圧縮機構のそれぞれの構成の詳細は、図55A、図55B、及び図55Cと共に、図53及び図54に示される。図55Aは、単一の流体ブリスタ圧縮機構の分解斜視図である。図55Bは、単一のランスブリスタ圧縮機構の分解斜視図である。図55Cは、バルブアクチュエータ圧縮機構の分解斜視図である。   Details of the configuration of each of the various compression mechanisms are shown in FIGS. 53 and 54, along with FIGS. 55A, 55B, and 55C. FIG. 55A is an exploded perspective view of a single fluid blister compression mechanism. FIG. 55B is an exploded perspective view of a single lance blister compression mechanism. FIG. 55C is an exploded perspective view of the valve actuator compression mechanism.

ブリスタ圧縮機構アセンブリは、米国特許出願第14/206,817号、発明の名称“Apparatus and Methods for manipulating deformable fluid vessels”に記載された原理と概念を用い、その内容は、ここに参照により組み込まれる。特に、ブリスタ圧縮機構アセンブリは、複合カートリッジ10の上及び/又は下のより大きな距離での空気の、電気機械的な、もしくは他のコンポーネントを要求することなく、流体ブリスタ、ランスブリスタ、及びバルブアセンブリを圧縮するために、カムフォロワペート820の水平な移動を、垂直、又は、部分的に垂直な圧縮機構の移動に変換するように構成され、配置され、処理ベイ440のスリムな外形を維持する。   The blister compression mechanism assembly uses the principles and concepts described in US Patent Application No. 14 / 206,817, entitled “Apparatus and Methods for manipulating deformable fluid vessels”, the contents of which are hereby incorporated by reference. . In particular, the blister compression mechanism assembly is a fluid blister, lance blister, and valve assembly without requiring air, electromechanical or other components at greater distances above and / or below the composite cartridge 10. Is configured and arranged to convert the horizontal movement of the cam follower pate 820 into a vertical or partially vertical compression mechanism movement, and maintains the slim profile of the processing bay 440.

図55Aを参照すると、流体ブリスタ圧縮機構756aなどの各流体ブリスタ圧縮機構は、上端に沿って形成されたカム面766を有するカムアーム764を含む。カムアーム764は、カムアーム764の一端に形成される穴を通って延伸するアームピボットピン768の周りのピボット動作のために、カムアームプレート752内に搭載される。カムアーム764は、カムアームプレート752に形成されるスロット765内に配置され、アームピボットピン768は、そのスロットに横方向に、カムアームプレート752内に搭載される(図52参照)。圧縮パッド772は、カムアーム764の対向端に形成される穴を通って延伸するパッドピボットピン774の周りのピボット動作用に、カムアーム764の対向端にピボット状に搭載される。様々な実施形態において、圧縮パッド772は、圧縮パッド772の形状にほぼ合致する形状の、カムアームプレート752の下部面に形成されるブラインド凹部773内に配置される(図52参照)。   Referring to FIG. 55A, each fluid blister compression mechanism, such as fluid blister compression mechanism 756a, includes a cam arm 764 having a cam surface 766 formed along the upper end. Cam arm 764 is mounted within cam arm plate 752 for pivoting motion about arm pivot pin 768 extending through a hole formed in one end of cam arm 764. The cam arm 764 is disposed in a slot 765 formed in the cam arm plate 752, and the arm pivot pin 768 is mounted in the cam arm plate 752 laterally in the slot (see FIG. 52). The compression pad 772 is pivotally mounted at the opposite end of the cam arm 764 for pivoting motion about a pad pivot pin 774 extending through a hole formed at the opposite end of the cam arm 764. In various embodiments, the compression pad 772 is disposed in a blind recess 773 formed in the lower surface of the cam arm plate 752 that has a shape that substantially matches the shape of the compression pad 772 (see FIG. 52).

流体ブリスタ圧縮機構756aは、圧縮機構が関連する流体ブリスタに圧力を印加しない引き込み位置と、圧縮機構が、流体ブリスタに圧縮力を印加する伸張、又は、展開位置との間のアームピボットピン768の周りにカムアームプレート752についてピボット動作するように構成される。ねじれバネ770は、圧縮機構756aを引き込み位置へとバイアスする。引き込み位置では、カムアーム764は、実質的に、カムアームプレート752に形成された対応するスロット765内に配置され、圧縮パッド772は、カムアームプレート752に形成されたパッド凹部773内に配置され、圧縮パッド772のブリスタ接触面を実質的に、カムアームプレート752の面で、洗浄する(flush)。伸張位置では、カムアーム756は、カムアームピボットピン768の周りで回転し、圧縮パッド772が、圧縮パッド772の下に配置される試薬ブリスタを圧縮し、破裂させるために、カムアームプレート752の下に延伸される。   The fluid blister compression mechanism 756a has an arm pivot pin 768 between a retracted position where no pressure is applied to the fluid blister with which the compression mechanism is associated and an extended or deployed position where the compression mechanism applies a compressive force to the fluid blister. It is configured to pivot about a cam arm plate 752. Torsion spring 770 biases compression mechanism 756a to the retracted position. In the retracted position, the cam arm 764 is substantially disposed in a corresponding slot 765 formed in the cam arm plate 752, and the compression pad 772 is disposed in a pad recess 773 formed in the cam arm plate 752. The blister contact surface of the compression pad 772 is substantially flushed with the surface of the cam arm plate 752. In the extended position, the cam arm 756 rotates about the cam arm pivot pin 768 and the compression pad 772 underneath the cam arm plate 752 to compress and rupture the reagent blister located under the compression pad 772. Stretched.

カム面766は、様々な実施形態においては、カムアームプレート752の上面上に延伸する凸バルジ又は、他のフィーチャを含むことができる(図51参照、カムアームプレート752の上に延伸する圧縮機構のアレイ754のカムアームのカムフィーチャを示す)。カム面766が、カム面766の上のカムアーム764に対して移動するカムフォロワ素子によって噛み合わされるとき、カムアーム764は、カムフォロワが、カム面766の凸バルジ上を移動する際、引き込み位置から伸張位置にピボット動作するようにされる。カムフォロワ素子が、カム面766から移動して外れる際、カムアーム764は、ねじれバネ770の力の下、引き込み位置に戻る。   The cam surface 766, in various embodiments, can include a convex bulge or other feature that extends over the top surface of the cam arm plate 752 (see FIG. 51, compression mechanism extending over the cam arm plate 752). The cam features of the cam arms of the array 754 of FIG. When the cam surface 766 is engaged by a cam follower element that moves relative to the cam arm 764 above the cam surface 766, the cam arm 764 moves from the retracted position to the extended position when the cam follower moves on the convex bulge of the cam surface 766. It is made to pivot. When the cam follower element moves away from the cam surface 766, the cam arm 764 returns to the retracted position under the force of the torsion spring 770.

カムアーム764は、好ましくは、破裂可能流体ブリスタに対してカムアーム764を押すカムフォロワ素子によって印加される力に耐えるだけの十分な強度を有し、かつ適切な機械加工性を有する材料によって作られる。適切な材料は、カムフォロワ素子が、カム面766上を転がるローラを備える用途に対しては、スチールを含む。カムフォロワ素子が、カム面766上をスライドするスライド(つまり、転がらない)素子を備える用途に対しては、適切な材料は、ナイロンなどのような低摩擦、低摩滅材料又は、含オイルブロンズなどの含潤滑油材料を含む。   The cam arm 764 is preferably made of a material that has sufficient strength to withstand the force applied by the cam follower element that pushes the cam arm 764 against the rupturable fluid blister and that has adequate machinability. Suitable materials include steel for applications where the cam follower element comprises a roller that rolls over the cam surface 766. For applications where the cam follower element comprises a sliding (ie non-rolling) element that slides on the cam surface 766, suitable materials are low friction, low wear materials such as nylon or oil-containing bronze. Contains lubricating oil material.

様々な実施形態においては、他の流体ブリスタ圧縮機構756b、756c、756d、及び756eの構造及び動作は、流体ブリスタ圧縮機構756aのものと実質的に同じであるが、圧縮パッド(例えば、圧縮パッド772)のサイズと形状は、圧縮機構によって圧縮されるべき流体ブリスタのサイズと形状により、流体ブリスタ圧縮機構毎に異なることがある。   In various embodiments, the structure and operation of the other fluid blister compression mechanisms 756b, 756c, 756d, and 756e are substantially the same as those of the fluid blister compression mechanism 756a, but a compression pad (eg, a compression pad) 772) may vary from one fluid blister compression mechanism to another depending on the size and shape of the fluid blister to be compressed by the compression mechanism.

図55Bを参照すると、ランスブリスタ圧縮機構760aなどの各ランスブリスタ圧縮機構は、上端に沿って形成されたカム面782を有するカムアーム780を含む。カムアーム780は、カムアーム780の一端に形成された穴を通って延伸するアームピボットピン784の周りのピボット動作のためにカムアームプレート752内に搭載される。カムアーム780は、カムアームプレート752に形成されるスロット781内に配置され、アームピボットピン784は、そのスロットを横切って、カムアームプレート752内に搭載される(図52を参照)。圧縮パッド788は、カムアーム780の対向する端部に形成され、配置される。様々な実施形態においては、圧縮パッド788は、圧縮パッド788の形状にほぼ合致する形状のカムアームプレート752の下部面に形成されるブラインド凹部789内に配置される(図52参照)。   Referring to FIG. 55B, each lance blister compression mechanism, such as lance blister compression mechanism 760a, includes a cam arm 780 having a cam surface 782 formed along the upper end. Cam arm 780 is mounted within cam arm plate 752 for pivoting motion about arm pivot pin 784 extending through a hole formed in one end of cam arm 780. The cam arm 780 is disposed in a slot 781 formed in the cam arm plate 752, and the arm pivot pin 784 is mounted in the cam arm plate 752 across the slot (see FIG. 52). The compression pad 788 is formed and disposed at the opposite end of the cam arm 780. In various embodiments, the compression pad 788 is disposed in a blind recess 789 formed in the lower surface of the cam arm plate 752 that is shaped to substantially match the shape of the compression pad 788 (see FIG. 52).

ランスブリスタ圧縮機構760aは、圧縮機構が関連するランスブリスタに圧力を印加しない引き込み位置と、圧縮機構が、ランスブリスタに圧縮力を印加する伸張、又は、展開位置との間のアームピボットピン784の周りで、カムアームプレート752に対してピボット動作するように構成される。ねじれバネ786は、圧縮機構760aを引き込み位置にバイアスする。引き込み位置においては、カムアーム780は、実質的に、カムアームプレート752に形成された対応スロット781内に配置され、圧縮パッド788は、カムアームプレート752に形成されたパッド凹部789内に配置され、圧縮パッド788のブリスタ接触面が、実質的に、カムアームプレート752の面で洗浄されるようにする。伸張位置においては、カムアーム780は、カムアームピボットピン784の周りで回転され、圧縮パッド788が、圧縮パッド788の下に配置されたランスブリスタを圧縮し、破裂させるために、カムアームプレート752の下に延伸される。   The lance blister compression mechanism 760a has an arm pivot pin 784 between a retracted position where no pressure is applied to the lance blister with which the compression mechanism is associated and an extended or deployed position where the compression mechanism applies a compressive force to the lance blister. Around it is configured to pivot relative to the cam arm plate 752. The torsion spring 786 biases the compression mechanism 760a to the retracted position. In the retracted position, the cam arm 780 is substantially disposed in a corresponding slot 781 formed in the cam arm plate 752, and the compression pad 788 is disposed in a pad recess 789 formed in the cam arm plate 752. The blister contact surface of the compression pad 788 is substantially cleaned with the surface of the cam arm plate 752. In the extended position, the cam arm 780 is rotated about the cam arm pivot pin 784 so that the compression pad 788 compresses and ruptures the lance blister disposed under the compression pad 788. Stretched down.

カム面782は、様々な実施形態において、カムアームプレート752の上部面の上に延伸する凸バルジ又は他のフィーチャを含むことができる(図51参照、カムアームプレート752上に延伸する圧縮機構のアレイ754のカムアームのカムフィーチャを示す)。カム面782が、カム面782上でカムアーム780に対し移動するカムフォロワ素子によって噛み合わされるとき、カムアーム780は、カムフォロワが、カム面782の凸バルジの上で移動する際、引き込み位置から伸張位置にピボット動作するようにされる。カムフォロワ素子が、カム面782から移動して外れる際、カムアーム780は、ねじれバネ786の力の下、引き込み位置に戻る。   The cam surface 782 may, in various embodiments, include a convex bulge or other feature that extends over the top surface of the cam arm plate 752 (see FIG. 51, of a compression mechanism that extends over the cam arm plate 752). The cam features of the cam arms of array 754 are shown). When the cam surface 782 is engaged by a cam follower element that moves relative to the cam arm 780 on the cam surface 782, the cam arm 780 moves from the retracted position to the extended position when the cam follower moves on the convex bulge of the cam surface 782. It is made to pivot. When the cam follower element moves away from the cam surface 782, the cam arm 780 returns to the retracted position under the force of the torsion spring 786.

カムアーム780は、好ましくは、カムアーム780を、破裂可能なランスブリスタに対して押すカムフォロワ素子によって印加される力に耐える十分な強度を有し、かつ、適切な機械加工性を有する材料から作られる。適切な材料は、カムフォロワ素子が、カム面782上を転がるローラを備える用途に対しては、スチールを含む。カムフォロワ素子が、カム面782上をスライドするスライド(つまり、転がらない)素子を備える用途に対しては、適切な材料は、ナイロンのような低摩擦、低摩滅材料又は、含オイルブロンズなどの含潤滑油材料を含む。   The cam arm 780 is preferably made of a material that has sufficient strength to withstand the force applied by the cam follower element that pushes the cam arm 780 against the rupturable lance blister and has adequate machinability. Suitable materials include steel for applications in which the cam follower element comprises a roller that rolls over the cam surface 782. For applications in which the cam follower element includes a sliding (ie, non-rolling) element that slides on the cam surface 782, suitable materials include low friction, low wear materials such as nylon or oil bronzes. Contains lubricating oil material.

様々な実施形態においては、ランスブリスタ圧縮機構760b、760c、760d、及び760e及び圧縮機構758の構造と動作は、ランスブリスタ圧縮機構760aのものと実質的に同一である。   In various embodiments, the structure and operation of lance blister compression mechanisms 760b, 760c, 760d, and 760e and compression mechanism 758 are substantially the same as those of lance blister compression mechanism 760a.

図55Cを参照すると、バルブアクチュエータ圧縮機構762aなどの各バルブアクチュエータ圧縮機構は、その上端に沿って形成されたカム面792を有するカムアーム790を含む。カムアーム790は、カムアーム790の一端に形成された穴を通って延伸するピボットピン794の周りでのピボット動作のためのカムアームプレート752内に搭載される。カムアーム790は、カムアームプレート752に形成されたスロット791内に配置され、アームピボットピン794は、そのスロットを横切るカムアームプレート752内に搭載される(図52参照)。接触パッド798は、カムアーム790の対向する端部に形成され、又は、配置される。様々な実施形態においては、接触パッド798は、接触パッド798の形状とほぼ合致する形状のカムアームプレート752の下部面に形成されるブラインド凹部799内に配置される(図52参照)。   Referring to FIG. 55C, each valve actuator compression mechanism, such as valve actuator compression mechanism 762a, includes a cam arm 790 having a cam surface 792 formed along its upper end. The cam arm 790 is mounted in a cam arm plate 752 for pivoting movement about a pivot pin 794 that extends through a hole formed in one end of the cam arm 790. The cam arm 790 is disposed in a slot 791 formed in the cam arm plate 752, and the arm pivot pin 794 is mounted in the cam arm plate 752 crossing the slot (see FIG. 52). Contact pads 798 are formed or disposed at opposing ends of the cam arm 790. In various embodiments, the contact pad 798 is disposed within a blind recess 799 formed in the lower surface of the cam arm plate 752 having a shape that substantially matches the shape of the contact pad 798 (see FIG. 52).

様々な実施形態においては、接触パッド798は、接触パッド798から突出する、接触ピン又は接触点800を更に含むことができる。圧縮機構がバルブアクチュエータタブからスリップして外れないようにするため、バルブアクチュエータ圧縮機構がタブに対し押圧されているとき、接触点は、バルブアクチュエータタブ18又は20の上部面に形成される小さなエクボ又はくぼみと噛み合うように構成される。また、様々な実施形態においては、接触パッド798の一部と接触ピン800は、圧縮機構のアレイ754内の空間的及び方向的制限に適合するために、カムアーム690からずらされることができる。   In various embodiments, the contact pad 798 can further include a contact pin or contact point 800 that protrudes from the contact pad 798. To prevent the compression mechanism from slipping out of the valve actuator tab, when the valve actuator compression mechanism is pressed against the tab, the contact point is a small excavator formed on the upper surface of the valve actuator tab 18 or 20. Or it is configured to mesh with the indentation. Also, in various embodiments, a portion of the contact pad 798 and the contact pin 800 can be offset from the cam arm 690 to accommodate spatial and directional constraints within the array 754 of compression mechanisms.

バルブアクチュエータ圧縮機構762aは、圧縮機構が、関連するバルブアクチュエータタブと能動バルブアセンブリに圧力を印加しない引き込み位置と、圧縮機構が、アクチュエータタブとバルブアセンブリに圧縮力を印加する伸張又は展開位置との間のアームピボットピン794の周りで、カムアームプレート752に対してピボット動作するように構成される。ねじれバネ796は、圧縮機構762aを引き込み位置にバイアスする。引き込み位置においては、カムアーム790は、カムアームプレート752に形成された対応するスロット791内に実質的に配置され、接触パッド798は、カムアームプレート752に形成されるパッド凹部799内に配置され、接触パッド798の接触面は、実質的に、カムアームプレート752の面で洗浄される。伸張位置においては、カムアーム790は、カムアームピボットピン794の周りで回転され、接触パッド798が、カムアームプレート752の下に延伸し、バルブアクチュエータタブを下方向に屈曲し、バルブアクチュエータタブの下に配置された関連するバルブアセンブリを閉止する。   The valve actuator compression mechanism 762a includes a retracted position where the compression mechanism does not apply pressure to the associated valve actuator tab and the active valve assembly, and an extended or deployed position where the compression mechanism applies a compressive force to the actuator tab and valve assembly. It is configured to pivot relative to the cam arm plate 752 about an arm pivot pin 794 therebetween. The torsion spring 796 biases the compression mechanism 762a to the retracted position. In the retracted position, the cam arm 790 is substantially disposed in a corresponding slot 791 formed in the cam arm plate 752 and the contact pad 798 is disposed in a pad recess 799 formed in the cam arm plate 752. The contact surface of the contact pad 798 is substantially cleaned with the surface of the cam arm plate 752. In the extended position, the cam arm 790 is rotated about the cam arm pivot pin 794 so that the contact pad 798 extends below the cam arm plate 752 and bends the valve actuator tab downwardly, below the valve actuator tab. Close the associated valve assembly located in

カム面792は、様々な実施形態においては、カムアームプレート752の上部面上に延伸する、凸バルジ又は他のフィーチャを含むことができる(図51を参照、カムアームプレート752の上に延伸する圧縮機構のアレイ754のカムアームのカムフィーチャを示す)。カム面792が、カム面792上をカムアーム790に対して移動するカムフォロワ素子によって噛み合わされるとき、カムフォロワが、カム面792の凸バルジ上を移動する際、カムアーム790は、引き込み位置から伸張位置にピボット動作させられる。カムフォロワ素子が、カム面982から移動して外れる際、カムアーム790は、ねじれバネ796の力の下、引き込み位置に戻される。   The cam surface 792 may include a convex bulge or other feature that, in various embodiments, extends over the top surface of the cam arm plate 752 (see FIG. 51, extends over the cam arm plate 752). The cam features of the cam arms of the array 754 of compression mechanisms are shown). When the cam surface 792 is engaged by a cam follower element that moves relative to the cam arm 790 on the cam surface 792, when the cam follower moves on the convex bulge of the cam surface 792, the cam arm 790 moves from the retracted position to the extended position. Pivoted. When the cam follower element moves away from the cam surface 982, the cam arm 790 is returned to the retracted position under the force of the torsion spring 796.

カムアーム790は、好ましくは、カムアーム790を、バルブアセンブリに対して押すカムフォロワ素子によって印加される力に耐える十分な強度を有し、かつ、適切な機械加工性を有する材料から作られる。適切な材料は、カムフォロワ素子が、カム面792上を転がるローラを備える用途に対しては、スチールを含む。カムフォロワ素子が、カム面792上をスライドするスライド(つまり、転がらない)素子を備える用途に対しては、適切な材料は、ナイロンなどの低摩擦、低摩滅材料、又は、含オイルブロンズなどの含潤滑オイル材料を含む。   The cam arm 790 is preferably made of a material that has sufficient strength to withstand the force applied by the cam follower element that pushes the cam arm 790 against the valve assembly and that has suitable machinability. Suitable materials include steel for applications in which the cam follower element comprises a roller that rolls over the cam surface 792. For applications in which the cam follower element includes a sliding (ie, non-rolling) element that slides on the cam surface 792, suitable materials include low friction, low wear materials such as nylon, or oil-containing bronze. Contains lubricating oil material.

様々な実施形態においては、他のバルブアクチュエータ圧縮機構762bの構成と動作は、バルブアクチュエータ圧縮機構762aのものと実質的に同一である。   In various embodiments, the configuration and operation of the other valve actuator compression mechanism 762b is substantially the same as that of the valve actuator compression mechanism 762a.

カムフォロワプレート820の詳細が、図56及び図57に示されている。図56は、カムフォロワプレート820の下部平面図であり、図57は、カムフォロワプレート820の下部斜視図である。   Details of the cam follower plate 820 are shown in FIGS. 56 is a lower plan view of the cam follower plate 820, and FIG. 57 is a lower perspective view of the cam follower plate 820.

カムフォロワプレート820は、複数のほぼ平行な、長尺方向のカム溝850、852、854、856、858、及び860を含む。カムフォロワプレート820の溝850〜860のそれぞれは、アレイ754の圧縮機構の1以上のカムアーム764、780、790の一部を受け入れる。更に、例えば、対応する溝に沿って、個別の位置に形成、又は、配置される、リブ又はローラの形態で、各溝850〜860は、1以上のカムフォロワ素子を含む。   Cam follower plate 820 includes a plurality of generally parallel, elongated cam grooves 850, 852, 854, 856, 858, and 860. Each of the grooves 850-860 of the cam follower plate 820 receives a portion of one or more cam arms 764, 780, 790 of the compression mechanism of the array 754. Further, each groove 850-860 includes one or more cam follower elements, for example, in the form of ribs or rollers that are formed or arranged at discrete locations along the corresponding groove.

カムフォロワプレート820は、上記したように、カムアームプレート752に平行な面における、カムアームプレート752に対する線形動作用に構成される。カムフォロワプレート820が、カムアームプレート752に対して移動する際、カム溝内のカムフォロワ素子が圧縮機構のカムアームのカム面(例えば、それぞれカムアーム764、780、もしくは790のカム面766、782、もしくは792)に当たるとき、カムアームは、下方に押され、それぞれのアームピボットピン(例えば、ピボットピン768、784、もしくは794)の周りでピボット動作をし、圧縮機構に、ブリスタ(例えば、圧縮流体ブリスタもしくはランスブリスタ)を圧縮させるか、又は、その圧縮機構の下に配置される能動バルブアセンブリを押させる。   As described above, the cam follower plate 820 is configured for linear operation with respect to the cam arm plate 752 in a plane parallel to the cam arm plate 752. When the cam follower plate 820 moves with respect to the cam arm plate 752, the cam follower element in the cam groove moves to the cam surface of the cam arm of the compression mechanism (for example, the cam surfaces 766, 782, or 792 of the cam arms 764, 780, or 790, respectively). ), The cam arm is pushed downward and pivots about a respective arm pivot pin (eg, pivot pin 768, 784, or 794), causing the compression mechanism to blister (eg, compressed fluid blister or lance). Blister) or push an active valve assembly placed under the compression mechanism.

カムアームプレート852に対するカムフォロワプレート820の移動の間、圧縮機構のアレイ754の圧縮機構と、溝850、852、854、856、858、及び860に形成されるカムフォロワリブとの相対位置は、圧縮機構が作動されるシーケンスを規定する。   During movement of the cam follower plate 820 relative to the cam arm plate 852, the relative position of the compression mechanism of the array of compression mechanisms 754 and the cam follower ribs formed in the grooves 850, 852, 854, 856, 858, and 860 is determined by the compression mechanism. Specifies the sequence in which is activated.

[ソフトウェア及びハードウェア]
一般的に、及び、具体的に上記したように、本開示の態様は、制御及びコンピューティングハードウェアコンポーネント、ユーザ生成ソフトウェア、データ入力コンポーネント、及びデータ出力コンポーネントによって実装される。ハードウェアコンポーネントは、1以上の入力値を受信し、入力値に対する操作又は他の場合アクション用の命令を提供する非一時的マシン可読媒体に格納された1以上のアルゴリズム(例えば、ソフトウェア)を実行することにより、計算及び/又は制御ステップを有効とし、1以上の出力値を出力するように構成された、マイクロプロセッサ及びコンピュータ、などの、コンピューティング及び制御モジュール(例えば、(複数の)システムコントローラ)を含む。そのような出力は、例えば、装置の状態、又は、それによって実行されるプロセスに関する情報などの情報をユーザに提供するために、ユーザに表示され、又は、他の場合示されることができ、又は、そのような出力は、他のプロセス及び/又は制御アルゴリズムへの入力を含むことができる。データ入力コンポーネントは、制御及びコンピューティングハードウェアコンポーネントによる使用のためにデータが入力される素子を備える。そのようなデータは、グラフィックユーザインタフェース、キーボード、タッチスクリーン、マイク、スイッチ、手動スキャナ、音声感応入力などの手動入力素子と共に、位置センサ、モータエンコーダを備えることができる。データ出力コンポーネントは、ハードドライブ、又は、他のストレージ媒体、グラフィックユーザインタフェース、モニタ、プリンタ、インジケータライト、又は、音声信号素子(例えば、ブザー、ホーン、ベルなど)を備えることができる。
[Software and hardware]
Generally and specifically as described above, aspects of this disclosure are implemented by control and computing hardware components, user-generated software, data input components, and data output components. A hardware component receives one or more input values and executes one or more algorithms (eg, software) stored on a non-transitory machine-readable medium that provides instructions for operations or otherwise actions on the input values Computing and / or control modules (eg, system controller (s)), such as microprocessors and computers, configured to enable computation and / or control steps and to output one or more output values )including. Such output can be displayed to the user or otherwise shown to provide the user with information such as, for example, information about the status of the device or processes performed thereby, or , Such outputs can include inputs to other processes and / or control algorithms. The data input component comprises elements into which data is input for use by control and computing hardware components. Such data may comprise position sensors, motor encoders, as well as manual input elements such as graphic user interfaces, keyboards, touch screens, microphones, switches, manual scanners, voice sensitive inputs. The data output component can comprise a hard drive or other storage medium, graphic user interface, monitor, printer, indicator light, or audio signal element (eg, buzzer, horn, bell, etc.).

ソフトウェアは、制御及びコンピューティングハードウェアによって実行されたとき、制御及びコンピューティングハードウェアに、1以上の自動、又は、半自動プロセスを実行させる、非一時的コンピュータ可読媒体上に格納された命令を含む。   The software includes instructions stored on a non-transitory computer readable medium that, when executed by the control and computing hardware, cause the control and computing hardware to perform one or more automatic or semi-automated processes. .

[サンプル調製プロセス]
サンプル調製モジュール70において実行されることができる例示的サンプル調製プロセスが、図16〜図23に記述され、図示される。本明細書で記述した以外のサンプル調製プロセス−例えば、本明細書で記述したものからステップの並べ替えをしたもの、本明細書で記述したあるステップの省略、及び/又は、あるステップの追加−は、サンプル調製モジュール又は、サンプル調製モジュールの改変バージョンによって実行されうることを当業者は、認識するだろう。
[Sample preparation process]
An exemplary sample preparation process that can be performed in the sample preparation module 70 is described and illustrated in FIGS. Sample preparation processes other than those described herein-for example, permutation of steps from those described herein, omission of certain steps described herein, and / or addition of certain steps- Those skilled in the art will recognize that can be performed by the sample preparation module or a modified version of the sample preparation module.

図16に図示された、第1のステップにおいて、流体サンプル試料は、サンプルウェル78に送られる。一般に、複合カートリッジ10は、液体又は固体サンプルを処理するために設計される。液体サンプルは、血液、血清、血しょう、尿、唾液、脳脊髄液、リンパ、汗、精液、又は、頬、鼻咽喉、肛門もしくは膣のスワブなどの、上皮サンプルを含むことができ、細胞を再懸濁するために溶解緩衝剤が加えられる。糞又は組織サンプル(例えば、腫瘍生検)などの固体サンプルは、一般的に、例えば、Cary Blair輸送培地(Cary Blair transport medium )などの緩衝剤に再懸濁及び希釈される必要がある。サンプルウェル78は、それから、サンプルキャップ84を用いて、閉止されることができ(図6参照)、複合カートリッジ10は、それから、処理装置に(例えば、装置400の処理モジュール410の処理ベイ440内に)配置される。   In the first step, illustrated in FIG. 16, a fluid sample sample is sent to the sample well 78. In general, the composite cartridge 10 is designed for processing liquid or solid samples. Liquid samples can include epithelial samples such as blood, serum, plasma, urine, saliva, cerebrospinal fluid, lymph, sweat, semen, or buccal, nasopharyngeal, anal or vaginal swabs, and cells Lysis buffer is added to resuspend. Solid samples such as feces or tissue samples (eg, tumor biopsy) generally need to be resuspended and diluted in a buffer such as, for example, Cary Blair transport medium. The sample well 78 can then be closed using the sample cap 84 (see FIG. 6), and the composite cartridge 10 can then be transferred to the processing device (eg, in the processing bay 440 of the processing module 410 of the device 400). Arranged).

図17に図示されるように、装置内で実行される第1のステップにおいて、変形可能コンパートメント34aに関連したランスブリスタ34bは、閉止シールを通してビーズ又は、他の開口デバイスを押す(つまり、ビーズ又は他のデバイスでシールを破る)ために、外部アクチュエータ(例えば、圧縮機構760a)によって圧縮され、それから、変形可能なコンパートメント34aは、基板72に形成される第1の入り口ポート126に向かってそこに含まれている処理流体に力を加えるために、外部アクチュエータ(例えば、圧縮機構756a)によって圧縮される。一実施形態においては、変形可能なコンパートメント34aに含まれる処理流体は、溶解緩衝剤である。流体は、第1の流体チャネル150によって、入り口ポート136からサンプルウェル78に向けられ、ここでは、流体は、入り口シュノーケル180を介してサンプルウェル78に入る。更に、ポンプポート104においてサンプル調製モジュール70に接続された外部ポンプ(例えば、ポンプ458)は、圧力導管106を介して、サンプルウェル78の内容物に印加される圧力を生成する。   As illustrated in FIG. 17, in a first step performed within the apparatus, the lance blister 34b associated with the deformable compartment 34a pushes the bead or other opening device through the closure seal (ie, the bead or Compressed by an external actuator (e.g., compression mechanism 760a) to break the seal with other devices, and then the deformable compartment 34a is there toward the first inlet port 126 formed in the substrate 72. In order to apply force to the contained processing fluid, it is compressed by an external actuator (eg, compression mechanism 756a). In one embodiment, the processing fluid contained in the deformable compartment 34a is a lysis buffer. Fluid is directed from the inlet port 136 to the sample well 78 by the first fluid channel 150, where the fluid enters the sample well 78 via the inlet snorkel 180. In addition, an external pump (eg, pump 458) connected to the sample preparation module 70 at the pump port 104 generates pressure that is applied to the contents of the sample well 78 via the pressure conduit 106.

変形可能なコンパートメント34aを圧縮することにより生成された圧力及び圧力導管106において印加される圧力は、流体内容物を押し−流体サンプルと変形可能なコンパートメント34aの内容物を含む−サンプルウェル78から第2の流体チャネル152を通って、溶解チャンバ入り口122に導く。流体は、溶解チャンバを通って、流れ続け、出口124から出て、ここでは、それは、第3の流体チャネル156及び、第5の流体チャネル162の一部によって混合ウェル90内に向けられる。流体ストリームが、最初溶解チャンバ120に入り、又は、これから出て、入り口光検知チャンバ154又は出口光センサチャンバ158を通る際、光検出器(例えば、LED PCB466に搭載される(複数の)光検出器)によって、上部とばり12に形成される関連する光ポート14、又は、16(図1参照)を通って検出される。入り口又は出口光検知チャンバ154又は158を通る流体の流れを示す光検出器からの信号(例えば、空気流インタフェース)は、溶解チャンバミキサのモータ128を作動させ、溶解チャンバ120を通って流れる流体を、溶解チャンバ120内に含まれる溶解ビーズで、中断させる。入り口又は出口光検知チャンバ154又は158を介する流体流の終わり−したがって、溶解チャンバ120を通る流れの終わりを示す光検出器からの信号がモータ128の動作を停止するまで、モータ128は動作し続ける。   The pressure generated by compressing the deformable compartment 34a and the pressure applied in the pressure conduit 106 pushes the fluid contents--including the fluid sample and the contents of the deformable compartment 34a--from the sample well 78. Two fluid channels 152 lead to the lysis chamber inlet 122. The fluid continues to flow through the lysis chamber and exits the outlet 124 where it is directed into the mixing well 90 by the third fluid channel 156 and a portion of the fifth fluid channel 162. As the fluid stream first enters or exits the lysis chamber 120 and passes through the entrance light detection chamber 154 or the exit light sensor chamber 158, the light detection (s) mounted on the light detector (eg, LED PCB 466). ) Through the associated optical port 14 or 16 (see FIG. 1) formed in the top beam 12. A signal (e.g., an air flow interface) from the photodetector indicating fluid flow through the inlet or outlet light sensing chambers 154 or 158 activates the lysis chamber mixer motor 128 to cause the fluid flowing through the lysis chamber 120 to flow. The lysis beads contained in the lysis chamber 120 are interrupted. End of fluid flow through the inlet or outlet light sensing chamber 154 or 158-Thus, the motor 128 continues to operate until a signal from the photodetector indicating the end of flow through the lysis chamber 120 stops the motor 128 from operating. .

流体混合物が、混合コンパートメント90内に流れ込む際、受動バルブポート108は、開いたままであり、混合ウェル90内の圧力が、受動バルブアセンブリ220を開くだろうレベルにまで上らないようにする。したがって、図17に図示されるステップの終了において、混合ウェル90は、流体サンプルと、溶解ミキサおよび溶解チャンバ120に含まれる溶解ビーズによって、物理的に溶解されている、変形可能なコンパートメント34aの内容物(例えば、溶解緩衝剤)との混合物を含むだろう。   As the fluid mixture flows into the mixing compartment 90, the passive valve port 108 remains open, preventing the pressure in the mixing well 90 from rising to a level that would open the passive valve assembly 220. Thus, at the end of the step illustrated in FIG. 17, the mixing well 90 is the contents of the deformable compartment 34a that is physically lysed by the fluid sample and lysis beads contained in the lysis mixer and lysis chamber 120. In admixture (eg lysis buffer).

図18をここで参照すると、図17に示されるステップの後、圧力ポート104に圧力を印加する空気ポンプは、例えば、所定の動作期間後、電源を切られ、第3の変形可能なコンパートメント44は、変形可能なコンパートメント44の内容物を第3の入り口ポート140内に行かせるため、外部アクチュエータ(例えば、圧縮機構758)によって圧縮される。一実施形態においては、変形可能なコンパートメント44の内容物は、磁気対象捕捉ビーズを備える。   Referring now to FIG. 18, after the steps shown in FIG. 17, the air pump that applies pressure to the pressure port 104 is turned off, for example, after a predetermined period of operation, and the third deformable compartment 44. Are compressed by an external actuator (eg, compression mechanism 758) to allow the contents of the deformable compartment 44 to go into the third inlet port 140. In one embodiment, the contents of the deformable compartment 44 comprise magnetic object capture beads.

次に、変形可能なコンパートメント36aに関連したランスブリスタ36bは、ビーズ又は他の開口デバイスを、閉止シールを通って圧縮する(つまり、ビーズ又は他のデバイスによってシールを破る)ために、外部アクチュエータ(例えば、圧縮機構760e)によって圧縮され、それから、変形可能なコンパートメント36aは、そこに含まれる処理流体を基板72に形成される第2の入り口ポート138へ押しやるために、外部アクチュエータ(例えば、圧縮機構756e)によって圧縮される。処理流体は、それから、第4の流体チャネル160及び第5の流体チャネル162を通って、混合ウェル90に流れる。変形可能なコンパートメント36aの内容物は、対象捕捉ビーズの(複数の)対象分析物への結合を促進するために、結合緩衝剤を含むことができる。変形可能なコンパートメント36aの圧縮によって生成された圧力の下に、第3の入り口ポート140を通った流れる流体は、変形可能なコンパートメント36aの流体内容物及び変形可能なコンパートメント44の内容物を、第5の流体チャネル162を通って、混合ウェル90へ輸送する。   The lance blister 36b associated with the deformable compartment 36a then compresses the bead or other opening device through the closure seal (ie, breaks the seal with the bead or other device) (external actuator ( For example, compression mechanism 760e) compresses the deformable compartment 36a from an external actuator (eg, compression mechanism) to push processing fluid contained therein to a second inlet port 138 formed in substrate 72. 756e). The processing fluid then flows to the mixing well 90 through the fourth fluid channel 160 and the fifth fluid channel 162. The contents of the deformable compartment 36a can include a binding buffer to facilitate binding of the target capture beads to the target analyte (s). Under pressure generated by compression of the deformable compartment 36a, the fluid flowing through the third inlet port 140 causes the fluid contents of the deformable compartment 36a and the contents of the deformable compartment 44 to be The five fluid channels 162 are transported to the mixing well 90.

上記したように、別の実施形態においては、磁気ビーズは、混合ウェル90、及び変形可能なコンパートメント44内に含まれる凍結乾燥したペレットの形態で提供されることができ、関連する外部アクチュエータ(例えば、圧縮機構758)及び変形可能なコンパートメント44を破裂させるステップは、省略することができる。   As described above, in another embodiment, the magnetic beads can be provided in the form of lyophilized pellets contained within the mixing well 90 and the deformable compartment 44 and associated external actuators (e.g., , Rupturing the compression mechanism 758) and the deformable compartment 44 can be omitted.

図18に図示されるステップが完了した後、混合ウェル90内のロータミキサ192は、混合ウェル90の内容物をかき混ぜるために、(例えば、混合モータアセンブリ700によって)起動されることができる。様々な実施形態において、凍結乾燥又は他の乾燥された試薬形態は、混合ウェル90内に予め配置されることができ、混合ウェル90に輸送される流体によって、溶解、又は、再構成される。ロータリミキサ192は、乾燥試薬の溶解又は再構成を促進し、混合ウェルに含まれるすべての材料を混合して、均一な流体混合物を形成するのに役立つ。   After the steps illustrated in FIG. 18 are completed, the rotor mixer 192 in the mixing well 90 can be activated (eg, by the mixing motor assembly 700) to agitate the contents of the mixing well 90. In various embodiments, lyophilized or other dried reagent forms can be pre-placed in the mixing well 90 and lysed or reconstituted by the fluid transported to the mixing well 90. The rotary mixer 192 facilitates the dissolution or reconstitution of the dry reagent and helps to mix all materials contained in the mixing well to form a uniform fluid mixture.

図19を参照すると、次のステップは、変形可能なコンパートメント38aに関連したランスブリスタ38bを(例えば、圧縮機構760bで)破裂させ、それによって、コンパートメントを第4の入り口ポート142に開くことを含む。変形可能なコンパートメント38aは、それから、(例えば、圧縮機構756bによって)破裂され、その流体内容物を、第4の入り口ポート142に向け、第6の流体チャネル164を通って、第1の出口ポート182へ行かせ、流体は、サンプル調製モジュール70を出る。第1の出口ポート182は、上記したように、反応モジュール240の入り口ポート252と通じている。変形可能なコンパートメント38aに含まれる流体は、例えば、オイルなどの不溶性流体を含むことができ、これは、図30に示されるように、上部プレート241と流体処理パネル354との間の反応モジュール240内の反応空間295を埋めるために用いられる。   Referring to FIG. 19, the next step involves rupturing the lance blister 38b associated with the deformable compartment 38a (eg, with the compression mechanism 760b), thereby opening the compartment into the fourth inlet port 142. . The deformable compartment 38a is then ruptured (eg, by a compression mechanism 756b), directing its fluid content to the fourth inlet port 142, through the sixth fluid channel 164, and the first outlet port. Go to 182 and the fluid exits the sample preparation module 70. The first outlet port 182 communicates with the inlet port 252 of the reaction module 240 as described above. The fluid contained in the deformable compartment 38a can include, for example, an insoluble fluid such as oil, which is a reaction module 240 between the top plate 241 and the fluid treatment panel 354, as shown in FIG. Used to fill the reaction space 295 inside.

ここで、図20を参照すると、変形可能なコンパートメント40aと関連したランスブリスタ40bは、コンパートメントを第5の入り口ポート144に対して開くため、外部アクチュエータ(例えば、圧縮機構760c)によって破裂され、それから、変形可能なコンパートメント40aは、その流体内容物を第5の入り口ポート144に行かせるため、外部アクチュエータ(例えば、圧縮機構756c)によって破裂される。流体内容物は、第5の入り口ポート144から第2の出口188へ、第7のチャネル流体166を介して流れる。一実施形態においては、変形可能なコンパートメント40aの流体内容物は、図31に示され、上記したように、入り口278を介して、第2の出射ポート188から反応モジュール240の再水和緩衝剤コンパートメント276に流れる、再水和又は溶出緩衝剤を含む。変形可能なコンパートメント40aに含まれる同一の緩衝剤溶液は、乾燥もしくは凍結乾燥試薬又は他の物質の再水和と、結合する基板からの核酸又は他の対象分析物の溶出と、の両方に用いられることができる。   Referring now to FIG. 20, the lance blister 40b associated with the deformable compartment 40a is ruptured by an external actuator (eg, compression mechanism 760c) to open the compartment to the fifth inlet port 144, and then The deformable compartment 40a is ruptured by an external actuator (eg, compression mechanism 756c) to allow its fluid contents to go to the fifth inlet port 144. The fluid content flows from the fifth inlet port 144 to the second outlet 188 via the seventh channel fluid 166. In one embodiment, the fluid content of the deformable compartment 40a is shown in FIG. 31, and as described above, from the second exit port 188 via the inlet 278, the rehydration buffer of the reaction module 240. Contains rehydration or elution buffer flowing into compartment 276. The same buffer solution contained in the deformable compartment 40a is used for both rehydration of dried or lyophilized reagents or other substances and elution of nucleic acids or other analytes of interest from the bound substrate. Can be done.

図21をここで参照すると、次のステップにおいて、能動バルブアセンブリ204は、バルブを押し下げる外部アクチュエータ(例えば、バルブアクチュエータ762b)によって閉止される。ポンプポート104に結合される空気ポンプは、圧力導管106、第1の流体チャネル150の一部、第2の流体チャネル152、第3の流体チャネル156、及び、第5の流体チャネル162の一部を介して、混合ウェル90に圧力をかけるために起動される。同時に、受動バルブポート108は、受動バルブアセンブリ220を作動させるだろう、混合ウェル90内の圧力が上昇することを可能とするため閉じられ、それによって、受動バルブ220を開き、捕捉コンパートメント100を通って、チャネル92及び172を介して、混合ウェル90の流体内容物が流れることを可能とする。捕捉コンパートメント100を通って流れる流体は、第13の流体チャネル178を通って流れるが、閉止された能動バルブアセンブリ204によって、第14の流体チャネル180に流れることを止められる。能動バルブアセンブリ219は、開いたままに留まり、第13の流体チャネル178内の流体が、第10の流体チャネル172及び廃棄チャンバ102内に流れるようにする。流体が、捕捉コンパートメント100を通って流れる間、内容物は、例えば、捕捉コンパートメント100の近傍での外部磁石の配置により(例えば、サンプル調製磁気アセンブリ570を展開することによって)磁力に曝される。磁力は、磁気対象捕捉ビーズと、これに結合される(複数の)対象分析物(例えば、(複数の)核酸)を、捕捉コンパートメント100内に保持する一方、混合ウェル90の内容物の残りが、捕捉コンパートメント100を通って、廃棄チャンバ102に流れる。   Referring now to FIG. 21, in the next step, the active valve assembly 204 is closed by an external actuator (eg, valve actuator 762b) that depresses the valve. An air pump coupled to pump port 104 includes pressure conduit 106, a portion of first fluid channel 150, a second fluid channel 152, a third fluid channel 156, and a portion of fifth fluid channel 162. Is activated to apply pressure to the mixing well 90. At the same time, the passive valve port 108 is closed to allow the pressure in the mixing well 90 to rise, which will actuate the passive valve assembly 220, thereby opening the passive valve 220 and passing through the capture compartment 100. Thus, the fluid content of the mixing well 90 can flow through the channels 92 and 172. Fluid flowing through the capture compartment 100 flows through the thirteenth fluid channel 178, but is stopped from flowing into the fourteenth fluid channel 180 by the closed active valve assembly 204. The active valve assembly 219 remains open, allowing fluid in the thirteenth fluid channel 178 to flow into the tenth fluid channel 172 and the waste chamber 102. While fluid flows through the capture compartment 100, the contents are exposed to a magnetic force, for example, by placement of an external magnet in the vicinity of the capture compartment 100 (eg, by deploying the sample preparation magnetic assembly 570). The magnetic force retains the magnetic target capture beads and the target analyte (s) (eg, nucleic acid (s)) bound thereto in the capture compartment 100 while the rest of the contents of the mixing well 90 remain. Through the capture compartment 100 to the waste chamber 102.

図22をここで参照すると、次のステップにおいて、バルブアセンブリ204は、閉止されたままで、バルブアセンブリ219は開いたままであり、変形可能なコンパートメント42aに関連したランスブリスタ42bは、(例えば、圧縮機構760dにより)破裂し、それによって、コンパートメントを第6の入り口ポート146に対して開く。変形可能なコンパートメント42aは、それから、(例えば、圧縮機構756dにより)部分的に破裂され、内容物の一部(例えば、約50%)を第6の入り口ポート146に送る。一実施形態においては、変形可能なコンパートメント42aの流体内容物は、第12の流体チャネル176を介して、第6の入り口ポート146から捕捉コンパートメント100へ流れる洗浄緩衝剤を含む。洗浄流体は、捕捉コンパートメント100内で(例えば、磁石により)固定される捕捉ビーズ上を流れ、チャネル178、172、及び174を通って、洗浄チャンバ102へ流れ、それによって、結合されていない材料と他の破片を廃棄チャンバ102へ運ぶ。   Referring now to FIG. 22, in the next step, the valve assembly 204 remains closed, the valve assembly 219 remains open, and the lance blister 42b associated with the deformable compartment 42a (eg, compression mechanism) Rupture (by 760d), thereby opening the compartment to the sixth inlet port 146. The deformable compartment 42a is then partially ruptured (eg, by the compression mechanism 756d) and sends a portion of the contents (eg, about 50%) to the sixth inlet port 146. In one embodiment, the fluid content of the deformable compartment 42 a includes a wash buffer that flows from the sixth inlet port 146 to the capture compartment 100 via the twelfth fluid channel 176. The wash fluid flows over the capture beads that are secured within the capture compartment 100 (eg, by a magnet) and through channels 178, 172, and 174 to the wash chamber 102, thereby unbound material and Transport other debris to the waste chamber 102.

図23をここで参照すると、次のステップにおいて、廃棄バルブアセンブリ219は、外部アクチュエータ(例えば、バルブアクチュエータ762a)によって閉止され、サンプルバルブアセンブリ204は、外部アクチュエータを除去することにより開かれる。次に、変形可能なコンパートメント42aの残りは、外部アクチュエータ(例えば、圧縮機構756d)によって破裂され、それによって、流体(例えば、洗浄緩衝剤)の残りを第12の流体チャネル176を通って、捕捉コンパートメン100内に行かせる。磁力は、(例えば、サンプル調製磁石アセンブリ570を引き込むことによって)捕捉コンパートメント100から除去され、捕捉コンパートメント100内の磁気ビーズは解放され、捕捉コンパートメント100を通って、第13の流体チャネル178を通り、サンプルバルブアセンブリ204と第14の流体チャネル180を通って、第3の出口190に流れる流体によって運ばれることができる。磁気ビーズによって運ばれる少なくとも部分的に精製された対象分析物を今や含む、第3の出口190から流れる流体は、図31に示され、上記したように、入り口268を介して、反応モジュール240のサンプルコンパートメント266内に送られる。   Referring now to FIG. 23, in the next step, the waste valve assembly 219 is closed by an external actuator (eg, valve actuator 762a) and the sample valve assembly 204 is opened by removing the external actuator. The remainder of the deformable compartment 42a is then ruptured by an external actuator (eg, compression mechanism 756d), thereby capturing the remainder of the fluid (eg, wash buffer) through the twelfth fluid channel 176. Go into the compartment 100. The magnetic force is removed from the capture compartment 100 (eg, by retracting the sample preparation magnet assembly 570), the magnetic beads in the capture compartment 100 are released, pass through the capture compartment 100, through the thirteenth fluid channel 178, It can be carried by the fluid flowing through the sample valve assembly 204 and the fourteenth fluid channel 180 to the third outlet 190. The fluid flowing from the third outlet 190, now containing at least partially purified analyte of interest carried by the magnetic beads, is shown in FIG. 31 and, as described above, via the inlet 268, of the reaction module 240. Sent into the sample compartment 266.

図56及び図57において、カムフォロワプレート820のカム溝850〜860に形成されるカムフォロワリブのそれぞれは、固有のカッコつき番号(1)〜(14)で示されている。カムフォロワプレート820が、方向「A」に、カムアームプレート852に対して移動される際、様々なカム溝850〜860内に形成されるカムフォロワリブは、所定のシーケンスで、アクチュエータアレイ754の圧縮機構と接触し、様々な試薬チャンバを開き、その内容物を送り、特定のシーケンスで、様々な活性値を作動するようにする。図56、図57のカムフォロワリブに割り当てられたカッコつき番号は、各リブが、アレイ754の圧縮機構の関連するカムアームと接触し、上記し、図16〜図23に示したように、サンプル調製モジュール70で実行されるサンプル調製プロセスに対応するシーケンスで圧縮機構を作動させるシーケンスを示す。以下の表1は、図16〜図23に示されるプロセス用の、カムフォロワプレート820の各カムフォロワリブ、プロセスステップ、対応する圧縮機構、及び圧縮する破裂可能なチャンバ又は、複合カートリッジ10の能動バルブ間の対応を示す。   56 and 57, each of the cam follower ribs formed in the cam grooves 850 to 860 of the cam follower plate 820 is indicated by unique parenthesized numbers (1) to (14). When the cam follower plate 820 is moved relative to the cam arm plate 852 in the direction “A”, the cam follower ribs formed in the various cam grooves 850 to 860 are arranged in a predetermined sequence in the compression mechanism of the actuator array 754. , Open various reagent chambers, send their contents, and activate various activity values in a specific sequence. The bracketed numbers assigned to the cam follower ribs of FIGS. 56 and 57 indicate that each rib is in contact with the associated cam arm of the compression mechanism of the array 754, as described above and shown in FIGS. FIG. 6 shows a sequence for operating the compression mechanism in a sequence corresponding to the sample preparation process performed in module 70. FIG. Table 1 below shows between each cam follower rib of the cam follower plate 820, process steps, corresponding compression mechanism, and compressible burstable chamber or active valve of the composite cartridge 10 for the process shown in FIGS. The correspondence of is shown.

*ステップ(2)は、オプションで、混合ウェル90内に、例えば、凍結乾燥ペレットによって、直接、磁気ビーズが設けられるならば、省略しても良い。 * Step (2) may optionally be omitted if magnetic beads are provided directly in the mixing well 90, for example by lyophilized pellets.

[サンプル反応プロセス]
サンプル処理モジュール70から反応モジュール268のサンプルコンパートメント266に送られるサンプル材料は、反応モジュール240での反応プロセスを受ける。例示的一実施形態においては、その反応プロセスは、PCR増幅及び分析物検出を含む。
[Sample reaction process]
Sample material sent from the sample processing module 70 to the sample compartment 266 of the reaction module 268 undergoes a reaction process in the reaction module 240. In one exemplary embodiment, the reaction process includes PCR amplification and analyte detection.

例示的プロセスは、図60のフローチャート900を参照して記述されるだろう。図60のフローチャート900の様々な要素(ステップ)は、規定された順番を有するシーケンシャルなステップとして示されているが、図示されているプロセス900は、例示的であり、限定することは意図されていないことは理解されるべきである。プロセス900の様々な要素(ステップ)の多くは、本明細書に図示され、及び記述されるものと異なる順番で実行されることができ、他の要素(ステップ)と同時に、又は、実質的に同時に実行されることができ、又は、全く省略されることができることを当業者は認識するだろう。したがって、図60に示される要素(ステップ)の順番は、2以上の要素(ステップ)の特定の順番が、特に規定されたり、他の場合、明細書の文脈により示唆されたりしていない限り(例えば、混合物は、その混合物が、培養され、又は、他の場合操作されうる前に、最初に形成されなくてはならない)、限定しているものとはみなされるべきではない。   An exemplary process will be described with reference to flowchart 900 of FIG. Although the various elements (steps) of the flowchart 900 of FIG. 60 are shown as sequential steps having a defined order, the illustrated process 900 is exemplary and is intended to be limiting. It should be understood that there is no. Many of the various elements (steps) of process 900 can be performed in a different order than that illustrated and described herein, and at the same time or substantially other elements (steps). Those skilled in the art will recognize that they can be performed simultaneously or can be omitted altogether. Thus, the order of the elements (steps) shown in FIG. 60 is (unless specifically specified or otherwise suggested by the context of the specification) unless a particular order of two or more elements (steps) is specified. For example, a mixture should be first formed before the mixture can be cultured or otherwise manipulated) and should not be considered limiting.

ステップS1において、一定分量(例えば、15μl)の溶出/再構成緩衝剤が、再水和緩衝剤区域372(図59)(及び上部プレート241の再水和緩衝剤コンパートメント376(図26、図27))からエキソヌクレアーゼ区域384(図59)を画定するエレクトロウェッティング経路へと、エレクトロウェッティング液滴操作によって送られる。   In step S1, an aliquot (eg, 15 μl) of elution / reconstitution buffer is added to the rehydration buffer area 372 (FIG. 59) (and the rehydration buffer compartment 376 of the top plate 241 (FIGS. 26, 27). )) To the electrowetting path defining the exonuclease zone 384 (FIG. 59) by electrowetting droplet manipulation.

上記したように、本発明の実施形態においては、上部プレート241と流体処理パネル354との間の反応モジュール240の領域は、オイルのような不溶性流体などの処理流体によって満たされることができ、液滴は、オイルを介して操作される。   As described above, in an embodiment of the present invention, the region of the reaction module 240 between the top plate 241 and the fluid treatment panel 354 can be filled with a treatment fluid such as an insoluble fluid such as oil. The drops are manipulated via oil.

ステップS2において、一定量のサンプル混合物(そこに結合したDNA材料を有する磁気ビーズと、サンプル調製モジュール70からの洗浄溶液とを含む)は、サンプルビーズ区域368(図59)(および上部プレート241(図26、図27)のサンプルコンパートメント266)内のエレクトロウェッティング操作によって保持される一方、磁気ビーズは、位置369(ビーズ収集領域と呼ばれる)に収束された磁石によって、サンプルビーズ区域368内に保持された水性溶液から引き出される。カートリッジ磁石アセンブリ552が展開された位置にあるとき、ビーズ収集領域369は、複合カートリッジ10の流体処理パネル554に隣接したカートリッジ磁石アセンブリ552(図49Bを参照)の収束磁石558の位置に対応する。ビーズ収集領域369における磁気ビーズを収集するプロセスの間、水性溶液は、磁石ビーズを含む水性液滴をビーズ収集領域369に於ける磁力により近い位置へ移動させるための、異なるエレクトロウェッティングパッドの選択的な稼働により、サンプルビーズ区域368に渡って移動されることができる。   In step S2, an amount of sample mixture (including magnetic beads with DNA material bound thereto and wash solution from sample preparation module 70) is added to sample bead area 368 (FIG. 59) (and top plate 241 ( While held by the electrowetting operation in the sample compartment 266) of FIGS. 26, 27), the magnetic beads are held in the sample bead area 368 by a magnet focused at location 369 (referred to as the bead collection region). Withdrawn from the resulting aqueous solution. When the cartridge magnet assembly 552 is in the deployed position, the bead collection region 369 corresponds to the position of the focusing magnet 558 of the cartridge magnet assembly 552 (see FIG. 49B) adjacent to the fluid treatment panel 554 of the composite cartridge 10. During the process of collecting the magnetic beads in the bead collection area 369, the aqueous solution selects a different electrowetting pad to move the aqueous droplet containing the magnetic beads closer to the magnetic force in the bead collection area 369. Can be moved across the sample bead area 368 by dynamic operation.

ステップS3において、サンプル廃棄物(つまり、ステップS2で磁気ビーズが除去される洗浄緩衝剤と他の材料)は、サンプルビーズ区域368(及びサンプルコンパートメント266)内にエレクトロウェッティング液滴操作によって保持され、それによって、磁石ビーズ及び、これに結合した対象分析物材料を、サンプル調製モジュール70からサンプルビーズ区域368へ分配されたサンプルビーズ混合物の他の構成物質から分離する。   In step S3, sample waste (ie, wash buffer and other materials from which magnetic beads are removed in step S2) is retained in the sample bead area 368 (and sample compartment 266) by electrowetting droplet manipulation. Thereby separating the magnetic beads and target analyte material bound thereto from other constituents of the sample bead mixture dispensed from the sample preparation module 70 to the sample bead area 368.

ステップS4においては、ステップS1において、再水和緩衝剤区域372から送られたある量の再構成緩衝剤は、エレクトロウェッティング液滴操作によって、PCR試薬区域376(図59)(及び、上部プレート241の緩衝剤コンパートメント296(図26、図27))へ、移動されることができる。PCR試薬区域376内に含まれる乾燥PCR試薬の再懸濁は、PCR試薬区域376内のエレクトロウェッティングパッド間の液滴の振動移動によって発生する。   In step S4, an amount of reconstitution buffer sent from the rehydration buffer area 372 in step S1 is added to the PCR reagent area 376 (FIG. 59) (and top plate) by electrowetting droplet manipulation. 241 buffer compartment 296 (FIGS. 26, 27)). The resuspension of the dry PCR reagent contained within the PCR reagent area 376 occurs due to vibrational movement of the droplets between the electrowetting pads within the PCR reagent area 376.

ステップS5においては、再水和緩衝剤区域372から送られ、PCR試薬区域376には輸送されなかった、ある量の再構成緩衝剤は、最終ビーズ洗浄のためのビーズ収集領域369における磁力によって保持される磁気ビーズに対するエレクトロウェッティング液滴操作によって輸送される。最終ビーズ洗浄後、再構成緩衝剤は、エキソヌクレアーゼ区域384に対応する中央経路の端部へ、エレクトロウェッティング液滴操作によって移動され、ここでは、それは、エレクトロウェッティング液滴操作によって、ビーズ収集領域369に保持される磁気ビーズから離れて保持される。   In step S5, an amount of reconstitution buffer sent from the rehydration buffer area 372 and not transported to the PCR reagent area 376 is retained by the magnetic force in the bead collection area 369 for the final bead wash. Is transported by electrowetting droplet manipulation on magnetic beads. After the final bead wash, the reconstitution buffer is moved by electrowetting droplet manipulation to the end of the central pathway corresponding to exonuclease zone 384, where it is bead collected by electrowetting droplet manipulation. It is held away from the magnetic beads held in region 369.

ステップS6においては、PCR試薬区域376内の再構成されたPCR緩衝剤は、エレクトロウェッティング液滴操作によって、熱サイクルトラック364a、364b、364c、及び364dのそれぞれのプライマカクテル位置へ分配される。熱サイクルトラック364dの近傍端に於ける一つのプライマカクテル位置366aは、図59においてラベリングされている。他の熱サイクルトラック364a、364b、及び364cの夫々は、同様なプライマカクテル場所を有している。プライマカクテル位置(例えば、位置366)に於ける乾燥プライマカクテルを有する再構成されたPCR試薬の組み合わせは、その位置で、プライマカクテルを再構成する。この構成においては、反応モジュール240は、熱サイクルトラック364a、364b、364c、及び364dのそれぞれにおいて、一つのPCR反応を実行するように構成されている。   In step S6, the reconstituted PCR buffer in PCR reagent area 376 is dispensed to the respective primer cocktail positions of thermal cycling tracks 364a, 364b, 364c, and 364d by electrowetting droplet manipulation. One primer cocktail position 366a at the proximal end of the thermal cycle track 364d is labeled in FIG. Each of the other thermal cycling tracks 364a, 364b, and 364c has a similar primer cocktail location. The reconstituted PCR reagent combination with the dried primer cocktail at the primer cocktail position (eg, position 366) reconstitutes the primer cocktail at that position. In this configuration, the reaction module 240 is configured to perform one PCR reaction on each of the thermal cycle tracks 364a, 364b, 364c, and 364d.

別の実施形態においては、プライマカクテルは、また、各熱サイクルトラック364a、364b、364c、及び364dの遠端において、提供されることができる。熱サイクルトラック364dの遠端に於ける一つのプライマカクテル位置366bは、図59においてラベリングされている。他の熱サイクルトラック364a、364b、及び364cのそれぞれは、同様なプライマカクテル場所を有することができる。そのような構成においては、反応モジュール240は、熱サイクルトラック364a、364b、364c、及び364dのそれぞれにおいて、2つのPCR反応を実行するように構成されている。   In another embodiment, a primer cocktail can also be provided at the far end of each thermal cycling track 364a, 364b, 364c, and 364d. One primer cocktail position 366b at the far end of the thermal cycle track 364d is labeled in FIG. Each of the other thermal cycling tracks 364a, 364b, and 364c can have similar primer cocktail locations. In such a configuration, the reaction module 240 is configured to perform two PCR reactions on each of the thermal cycle tracks 364a, 364b, 364c, and 364d.

ステップS7において、磁力は、(例えば、カートリッジ磁石アセンブリ552を引き込み位置へ移動することにより)ビーズ収集領域369から除去される。再構成/溶出緩衝剤は、エレクトロウェッティング液滴操作により、中央経路384からビーズ収集領域369へ移動され、再水和緩衝剤区域372からの磁気ビーズと再構成/溶出緩衝剤との混合物は、エレクトロウェッティング液滴操作によって、経路384に沿って、往復し、DNA材料(又は、他の対象分析物)を磁気ビーズから溶出する。   In step S7, the magnetic force is removed from the bead collection region 369 (eg, by moving the cartridge magnet assembly 552 to the retracted position). The reconstitution / elution buffer is moved from the central path 384 to the bead collection area 369 by electrowetting droplet manipulation, and the magnetic bead and reconstitution / elution buffer mixture from the rehydration buffer area 372 is The electrowetting droplet operation reciprocates along path 384 to elute the DNA material (or other analyte of interest) from the magnetic beads.

十分な溶出期間の後、ステップS8において、カートリッジ磁石アセンブリ552は、再び、ビーズ収集領域369へ(収束磁石558を介して)磁力を印加するために展開され、DNA材料が溶出された磁気ビーズを引き寄せ、保持(固定)し、溶出されたDNA材料は、エレクトロウェッティング液滴操作によって、熱サイクルトラック364a、364b、364c、及び364dの夫々の近傍端におけるPCRステージング領域へ、転送される。図59に示される実施形態及び方向において、PCRステージング領域は、熱サイクルトラック364a、364b、364c、及び364dの左端にある。   After a sufficient elution period, in step S8, the cartridge magnet assembly 552 is again deployed to apply a magnetic force (via the converging magnet 558) to the bead collection region 369 to remove the magnetic beads from which the DNA material has been eluted. The drawn, held (fixed) and eluted DNA material is transferred to the PCR staging area at the proximal end of each of the thermal cycling tracks 364a, 364b, 364c, and 364d by electrowetting droplet manipulation. In the embodiment and orientation shown in FIG. 59, the PCR staging area is at the left end of the thermal cycling tracks 364a, 364b, 364c, and 364d.

ステップS9において、PCR液滴−溶出DNA材料、再構成PCR試薬、及び再構成PCRプライマを含む−は、エレクトロウェッティング液滴操作によって、熱サイクルトラック364a、364b、364c、及び364dのそれぞれのPCRステージング領域において形成される。各PCR液滴は、熱サイクルトラック364a、364b、364c、及び364dの対応する一つに移動され、PCRプロセスは、PCR(熱サイクル)領域382a(アニーリング及び伸長のために、例えば、約60℃である)及び382b(変性のために、例えば、約95℃である)又は、382c(アニーリング及び伸長のために約60℃である)及び382b(変性のために、例えば、約95℃である)の2つの間で、液滴を往復することにより実行される。他の実施形態においては、2つのPCR液滴は、各熱サイクルトラック364a、364b、364c、及び364dに輸送され、一つの液滴は、ヒータ領域382c及び382bの間を往復され、他の液滴は、ヒータ領域382a及び382bの間を往復される。PCRプロセスは、約40分以下の間継続することができる。   In step S9, the PCR droplet—including the eluted DNA material, the reconstituted PCR reagent, and the reconstituted PCR primer—is converted into each PCR of the thermal cycle tracks 364a, 364b, 364c, and 364d by electrowetting droplet operation. It is formed in the staging area. Each PCR droplet is moved to a corresponding one of the thermal cycle tracks 364a, 364b, 364c, and 364d, and the PCR process is performed in a PCR (thermal cycle) region 382a (for annealing and extension, eg, about 60 ° C. ) And 382b (for denaturation, eg, about 95 ° C.) or 382c (about 60 ° C. for annealing and extension) and 382b (for denaturation, eg, about 95 ° C.) ) By reciprocating the droplet between the two. In other embodiments, two PCR droplets are transported to each thermal cycle track 364a, 364b, 364c, and 364d, and one droplet is shuttled between the heater regions 382c and 382b and the other liquid Drops are shuttled between heater regions 382a and 382b. The PCR process can continue for about 40 minutes or less.

ステップS10において、ある量の溶出/再構成緩衝剤は、エレクトロウェッティング液滴操作によって、再水和緩衝剤区域372から送られ、エレクトロウェッティング液滴操作によって、乾燥エキソヌクレアーゼ試薬の再懸濁のために、エキソヌクレアーゼ試薬区域374(図59)(及び、上部プレート241(図26、図27)の第2の緩衝剤コンパートメント300)へ輸送される。エキソヌクレアーゼ試薬区域374内に含まれる乾燥エキソヌクレアーゼ試薬の再懸濁は、エキソヌクレアーゼ試薬区域374内のエレクトロウェッティングパッド間の液滴の振動移動によって発生する。再構成エキソヌクレアーゼ試薬は、そして、エレクトロウェッティング液滴操作によって、エキソヌクレアーゼ試薬区域374から熱サイクルトラック364a、364b、364c、及び364dのPCRステージング領域へ輸送される。   In step S10, an amount of elution / reconstitution buffer is sent from the rehydration buffer area 372 by electrowetting droplet manipulation, and resuspension of the dry exonuclease reagent by electrowetting droplet manipulation. For transport to the exonuclease reagent zone 374 (FIG. 59) (and the second buffer compartment 300 of the top plate 241 (FIGS. 26, 27)). The resuspension of the dry exonuclease reagent contained within the exonuclease reagent zone 374 occurs due to vibrational movement of the droplets between the electrowetting pads within the exonuclease reagent zone 374. The reconstituted exonuclease reagent is then transported from the exonuclease reagent zone 374 to the PCR staging area of thermal cycling tracks 364a, 364b, 364c, and 364d by electrowetting droplet manipulation.

ステップS11において、PCR(ステップ9)に続いて、PCRプロセスを経た各液滴は、ステップS10で再懸濁されるある量のエキソヌクレアーゼ薬が混合され、エレクトロウェッティング液滴操作によって、エキソヌクレアーゼ区域384へ輸送され、エキソヌクレアーゼ区域384内の個別の場所に保持される。様々な実施形態においては、緩衝剤区域372からのある量の溶出/再構成緩衝剤は、エレクトロウェッティング液滴操作によって、各PCR液滴に加えられ、各液滴の全体積を好適な量までとする。   In step S11, following the PCR (step 9), each droplet that has undergone the PCR process is mixed with an amount of exonuclease drug that is resuspended in step S10, and an electrowetting droplet operation results in an exonuclease zone. Transported to 384 and held in a separate location within exonuclease zone 384. In various embodiments, an amount of elution / reconstitution buffer from the buffer zone 372 is added to each PCR droplet by electrowetting droplet manipulation to provide a suitable amount of total volume for each droplet. Up to.

ステップS12において、ステップS11で形成される液滴混合物は、PCR生成物及び再構成エキソヌクレアーゼ試薬を含み、それから、所定の温度及び所定の期間で、エキソヌクレアーゼ領域380、及び、エキソヌクレアーゼ区域384内で、培養される。   In step S12, the droplet mixture formed in step S11 includes the PCR product and the reconstituted exonuclease reagent, and then within the exonuclease region 380 and exonuclease zone 384 at a predetermined temperature and for a predetermined period of time. Incubate.

ステップS13において、ハイブリダイゼーション区域370(図59)(及び、上部プレート241(図26、図27)の検出緩衝剤コンパートメント280)内の検出試薬は、再水和緩衝剤区域372からのある量の再水和緩衝剤によって再構成される。一実施形態においては、再水和緩衝剤区域372からのある量の再水和緩衝剤は、エレクトロウェッティング液滴操作を介して、接続経路274(図26、図27)を通って、検出緩衝剤コンパートメント280と再水和緩衝剤コンパートメント276との間で移動される。   In step S13, the detection reagent in the hybridization zone 370 (FIG. 59) (and the detection buffer compartment 280 of the top plate 241 (FIGS. 26, 27)) has an amount from the rehydration buffer zone 372. Reconstituted with rehydration buffer. In one embodiment, an amount of rehydration buffer from rehydration buffer area 372 is detected via connection path 274 (FIGS. 26, 27) via electrowetting droplet manipulation. It is moved between the buffer compartment 280 and the rehydration buffer compartment 276.

ステップS14において、ハイブリダイゼーション区域370からのある量(例えば、25μl)の再構成検出試薬は、エレクトロウェッティング液滴操作によって、PCR液滴の夫々と混合される。各PCR液滴は、それから、流体処理パネル354の位置362a、362b、362c、及び362dに格納される信号プローブカクテルと混合される。PCR液滴と信号プローブカクテルとの混合を有効とし、信号プローブカクテルを再懸濁するために、各液滴は、エレクトロウェッティング液滴操作によって、検出混合区域385a、385b、385c、及び385dの一つの周り、又はその中で、輸送されることができる。   In step S14, an amount (eg, 25 μl) of reconstituted detection reagent from the hybridization zone 370 is mixed with each of the PCR droplets by electrowetting droplet manipulation. Each PCR droplet is then mixed with a signal probe cocktail stored at locations 362a, 362b, 362c, and 362d of the fluid treatment panel 354. In order to enable mixing of the PCR droplets and signal probe cocktail and to resuspend the signal probe cocktail, each droplet is transferred to the detection mixing zone 385a, 385b, 385c, and 385d by electrowetting droplet manipulation. It can be transported around or in one.

ステップS15において、液滴は、エレクトロウェッティング操作によって、電子センサアレイ363a、363b、363c、及び363dに輸送され、ここで、これらは、検出領域378内で、更なる培養を受け、目的の様々な分析物は、上記した及び/又は参照により組み込まれた公開文書に記述されるような電子検知技術によって検出される。   In step S15, the droplets are transported to the electronic sensor arrays 363a, 363b, 363c, and 363d by an electrowetting operation, where they undergo further culturing within the detection region 378 and are of various interests. Such analytes are detected by electronic sensing techniques as described above and / or described in published documents incorporated by reference.

例示的実施形態
以下の実施形態は、前述の開示に含まれる。
Exemplary Embodiments The following embodiments are included in the foregoing disclosure.

実施形態1.
基板と、
基板に形成され、ある体積の流体サンプルを受け入れるように構成されるサンプルウェルと、
サンプルウェル上に選択的に配置されるように構成されたクロージャと、
基板上に支持され、変形されていない状態においては、その中に流体を保持し、外部圧縮力が印加されたときは、破裂し、流体チャンバから流体の少なくとも一部を排出するように構成され、基板に形成されたチャネルを介してサンプルウェルと流体を通じる変形可能な流体チャンバと、
基板に形成され、基板に形成されたチャネルを介してサンプルウェルと流体を通じ、ウェルを規定する第1の周囲壁と第1のフロアと、混合ウェルと通じるチャネルから、サンプルウェルに延伸する第1の周囲壁の一面に延伸し、第1の周囲壁の上端の下で止まる流体入り口シュノーケルと、を備える混合ウェルと、
混合ウェル内に配置され、混合ウェルの内容物を混合するように構成され、配置された駆動混合装置と、
を備える流体サンプル処理カートリッジ。
Embodiment 1. FIG.
A substrate,
A sample well formed in the substrate and configured to receive a volume of fluid sample;
A closure configured to be selectively placed on the sample well;
In a supported and undeformed state on the substrate, the fluid is retained therein and is configured to rupture and discharge at least a portion of the fluid from the fluid chamber when an external compressive force is applied. A deformable fluid chamber through which fluid flows through the sample well and the channel through a channel formed in the substrate;
A first formed in the substrate and extending through the sample well and fluid through the channel formed in the substrate, extending from the first peripheral wall defining the well, the first floor, and the channel leading to the mixing well to the sample well. A fluid inlet snorkel that extends over one of the peripheral walls of the first and stops under the upper end of the first peripheral wall;
A drive mixing device disposed in the mixing well and configured and arranged to mix the contents of the mixing well; and
A fluid sample processing cartridge comprising:

実施形態2.流体入り口シュノーケルは、第1の周囲壁の外面を延伸し、第1の周囲壁に形成された開口部において止まる、実施形態1に記載の流体サンプル処理カートリッジ。 Embodiment 2. FIG. The fluid sample processing cartridge of embodiment 1, wherein the fluid inlet snorkel extends on an outer surface of the first peripheral wall and stops at an opening formed in the first peripheral wall.

実施形態3.サンプルウェルは、ウェルを画定する第2の周囲壁と第2のフロアと、第2の周囲壁の一面に延伸し、第2の周囲壁の上端の下で止まる流体入り口シュノーケルとを備える、実施形態1又は実施形態2に記載の流体サンプル処理カートリッジ。 Embodiment 3. FIG. The sample well comprises a second peripheral wall and a second floor that define the well, and a fluid inlet snorkel that extends across one surface of the second peripheral wall and stops under the upper end of the second peripheral wall. The fluid sample processing cartridge according to the first or second embodiment.

実施形態4.混合ウェルは、第2のフロアに形成された1以上の開口部を備える出口ポートを更に備え、フロアは、出射ポートに向かって下方向にテーパ状になっている、実施形態1〜3のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。 Embodiment 4 FIG. Any of Embodiments 1-3, wherein the mixing well further comprises an exit port comprising one or more openings formed in the second floor, the floor being tapered downward toward the exit port. The fluid sample processing cartridge according to claim 1.

実施形態5.駆動混合装置は、混合ウェル内に回転可能なように配置された第1のインペラーと、流体サンプル処理カートリッジが挿入される装置の噛み合いギアによって駆動可能なように噛み合い、噛み合いギアが噛み合ったとき、第1のインペラーが回転するように構成されたギアと、を備える、実施形態1〜4のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。 Embodiment 5. FIG. The drive mixing device meshes with a first impeller that is rotatably arranged in the mixing well so that it can be driven by the meshing gear of the device into which the fluid sample processing cartridge is inserted, and when the meshing gear meshes, A fluid sample processing cartridge according to any one of embodiments 1-4, comprising: a gear configured to rotate the first impeller.

実施形態6.
複数の溶解ビーズを含み、基板に形成され、混合ウェルとサンプルウェルとを接続するチャネルに沿って配置される溶解チャンバを更に備え、サンプルウェルから混合ウェルに流れる流体は、溶解チャンバを通って流れ、
少なくとも部分的に溶解チャンバ内に配置され、溶解ビーズと、溶解チャンバを通って流れる流体とを攪拌するように構成され、配列されるビーズミキサを更に備える、実施形態1〜5のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
Embodiment 6. FIG.
A lysis chamber comprising a plurality of lysis beads, formed on the substrate and disposed along a channel connecting the mixing well and the sample well, wherein fluid flowing from the sample well to the mixing well flows through the lysis chamber. ,
Embodiments 1-5 further comprising a bead mixer disposed at least partially within the lysis chamber and configured and arranged to agitate the lysis beads and the fluid flowing through the lysis chamber. A fluid sample processing cartridge according to claim 1.

実施形態7.
溶解チャンバをサンプルウェルに接続するチャネルの拡大部分を備える第1の光インタフェースと、
溶解チャンバを混合ウェルに接続するチャネルの拡大部分を備える第2の光インタフェースと、
を更に備える、実施形態6に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
Embodiment 7. FIG.
A first optical interface comprising an enlarged portion of a channel connecting the lysis chamber to the sample well;
A second optical interface comprising an enlarged portion of the channel connecting the lysis chamber to the mixing well;
The fluid sample processing cartridge of embodiment 6, further comprising:

実施形態8.ビーズミキサは、
基板内に搭載されたモータと、
溶解チャンバ内に配置され、モータの出力シャフトに搭載された第2のインペラーと、
を備える、実施形態6又は7に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
Embodiment 8. FIG. The bead mixer
A motor mounted on the board;
A second impeller disposed in the dissolution chamber and mounted on the output shaft of the motor;
A fluid sample processing cartridge according to embodiment 6 or 7, comprising:

実施形態9.溶解チャンバは、流体入り口と流体出口とを含み、流体入り口と流体出口の夫々上に配置され、溶解チャンバ内に溶解ビーズを保持するように構成されたメッシュフィルタを更に備える、実施形態6〜8のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。 Embodiment 9. FIG. Embodiments 6-8, wherein the lysis chamber includes a fluid inlet and a fluid outlet, further comprising a mesh filter disposed on each of the fluid inlet and the fluid outlet and configured to retain lysis beads in the lysis chamber. The fluid sample processing cartridge according to claim 1.

実施形態10.
基板に形成され、基板を外部流体圧力源に結合するように構成される圧力ポートと、
基板に形成され、圧力ポートをサンプルウェルに接続するチャネルと、
を更に備える、実施形態1〜9のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
Embodiment 10 FIG.
A pressure port formed in the substrate and configured to couple the substrate to an external fluid pressure source;
A channel formed in the substrate and connecting the pressure port to the sample well;
The fluid sample processing cartridge according to any one of Embodiments 1 to 9, further comprising:

実施形態11.
基板に形成され、基板に形成されたチャネルを介して混合ウェルと流体を通じる廃棄チャンバと、
基板に形成され、基板に形成されるチャネルを介して、混合ウェルと流体を通じる流体出射ポートと、
基板内に配置され、混合ウェルから廃棄チャンバへ、選択的に流体を流したり、流体を止めたりするように構成され、配置された第1の外部作動可能制御バルブと、
基板内に配置され、混合ウェルから流体出射ポートへ、選択的に、流体を流したり、流体を止めたりするように構成され、配置された第2の外部作動可能制御バルブと、
を更に備える、実施形態1〜10に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
Embodiment 11. FIG.
A waste chamber formed in the substrate and through the mixing well and fluid through the channel formed in the substrate;
A fluid exit port formed in the substrate and through the mixing well and fluid through a channel formed in the substrate;
A first external actuable control valve disposed in the substrate and configured and arranged to selectively flow or stop fluid from the mixing well to the waste chamber;
A second externally operable control valve disposed in the substrate and configured to selectively flow fluid or stop fluid from the mixing well to the fluid ejection port;
11. The fluid sample processing cartridge of embodiments 1-10, further comprising:

実施形態12.混合ウェルと廃棄チャンバとを接続するチャネルに沿って配置される捕捉チャンバを更に備える、実施形態11に記載の流体サンプル処理カートリッジ。 Embodiment 12 FIG. The fluid sample processing cartridge of embodiment 11, further comprising a capture chamber disposed along a channel connecting the mixing well and the waste chamber.

実施形態13.
基板内に配置され、混合ウェル内の圧力が閾値圧力より大きくないときに、閉止し、混合ウェルから流体が流れないようにし、混合ウェル内の圧力が閾値圧力を超えて上昇したときに、開き、混合ウェルから流体を流れさせるように構成され、配置された受動バルブアセンブリと、
基板に形成され、基板に形成された圧力導管によって受動バルブアセンブリと圧力を通じる圧力ポートであって、圧力ポートが閉止されているとき、混合ウェル内の圧力は、受動バルブアセンブリを開く閾値圧力に届くことができ、混合ウェルから流体が流れることを許し、圧力ポートが開いているときは、混合内の圧力は、閾値圧力に届く事が出来ず、受動バルブアセンブリが閉じられる、圧力ポートと、
を更に備える、実施形態1〜12に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
Embodiment 13. FIG.
Closes when the pressure in the mixing well is not greater than the threshold pressure, and prevents fluid from flowing out of the mixing well and opens when the pressure in the mixing well rises above the threshold pressure A passive valve assembly configured and arranged to flow fluid from the mixing well;
A pressure port formed in the substrate and through the pressure with the passive valve assembly by a pressure conduit formed in the substrate, when the pressure port is closed, the pressure in the mixing well is at a threshold pressure that opens the passive valve assembly. A pressure port that can be reached and allows fluid to flow from the mixing well and when the pressure port is open, the pressure in the mixture cannot reach the threshold pressure and the passive valve assembly is closed; and
The fluid sample processing cartridge of embodiments 1-12, further comprising:

実施形態14.変形可能な流体チャンバと関連し、関連した変形可能な流体チャンバと接続される、又は、接続可能で、破壊可能な隔壁によって、ランスブリスタ内に保持されるビーズを含み、外部圧縮力の印加時に破裂し、それによって、破壊可能な隔壁を通ってビーズを押し出す、ランスブリスタを更に備える、実施形態1〜13のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。 Embodiment 14 FIG. Associated with a deformable fluid chamber and connected to the associated deformable fluid chamber or including a bead held in a lance blister by a connectable and breakable septum upon application of an external compressive force 14. The fluid sample processing cartridge of any one of embodiments 1-13, further comprising a lance blister that ruptures, thereby pushing the beads through the breakable septum.

実施形態15.カートリッジの少なくとも一部を外部から包む外部とばりを更に備える、実施形態1〜14のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。 Embodiment 15. FIG. Embodiment 15. The fluid sample processing cartridge according to any one of Embodiments 1 to 14, further comprising an external flash that wraps at least a portion of the cartridge from the outside.

実施形態16.複数の変形可能な流体チャンバを備え、流体チャンバのそれぞれは、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、オイル、再水和緩衝剤、対象捕捉ビーズ、及び、結合緩衝剤からなるグループから選択される1以上の物質を含む、実施形態1〜15のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。 Embodiment 16. FIG. A plurality of deformable fluid chambers, each of the fluid chambers being one or more selected from the group consisting of a lysis buffer, a wash buffer, an oil, a rehydration buffer, a target capture bead, and a binding buffer. Embodiment 16. The fluid sample processing cartridge of any one of embodiments 1-15, comprising the material of:

実施形態17.
基板に形成され、基板に形成されたチャネルを介して混合ウェルと流体を通じる第1の流体出射ポートと、
基板に形成された第2の流体出射ポートと、
少なくとも2つの変形可能な流体チャンバであって、2つの変形可能な流体チャンバのうちの一つは、基板に形成されたチャネルを介して混合ウェルと流体を通じ、2つの変形可能な流体チャンバのうちの他方は、第1の流体出射ポートを混合ウェルに通じるチャネルとは異なる基板に形成されたチャネルを介して第2の流体出射ポートと流体を通じる、少なくとも2つの変形可能な流体チャンバと、
を更に備える、実施形態1〜10のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
Embodiment 17. FIG.
A first fluid exit port formed in the substrate and through the mixing well and fluid through a channel formed in the substrate;
A second fluid exit port formed in the substrate;
At least two deformable fluid chambers, one of the two deformable fluid chambers passing through the mixing well and fluid through a channel formed in the substrate; The other has at least two deformable fluid chambers through which fluid is communicated with the second fluid ejection port through a channel formed in a different substrate than the channel that leads the first fluid ejection port to the mixing well;
The fluid sample processing cartridge according to any one of Embodiments 1 to 10, further comprising:

実施形態18.混合ウェルと流体を通じる変形可能な流体チャンバは、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、対象捕捉ビーズ、又は、結合緩衝剤を含み、第2の流体出射と流体を通じる変形可能な流体チャンバは、オイル、又は、再水和緩衝剤を含む、実施形態17に記載の流体サンプル処理カートリッジ。 Embodiment 18. FIG. The deformable fluid chamber through the mixing well and fluid includes a lysis buffer, wash buffer, target capture bead, or binding buffer, and the deformable fluid chamber through the second fluid ejection and fluid is oil 18. The fluid sample processing cartridge of embodiment 17, comprising a rehydration buffer.

実施形態19.
i)基板と、
ii)基板に形成され、ある体積の流体サンプルを受け入れるように構成されたサンプルウェルと、
iii)サンプルウェル上に選択的に配置されるように構成されたクロージャと、
iv)基板上に支持され、変形されていない状態のときに、その中に流体を保持し、外部圧縮力の印加時に、破裂し、第1の流体チャンバから流体の少なくとも一部を排出するように構成され、基板に形成されたチャネルを介して、サンプルウェルと流体を通じる第1の変形可能な流体チャンバと、
v)基板に形成され、基板に形成されたチャネルを介してサンプルウェルと流体を通じる混合ウェルと、
vi)混合ウェル内に配置され、混合ウェルの内容物を混合するように構成され、配置された駆動混合装置と、
vii)基板に形成され、基板に形成されたチャネルを介して混合ウェルと流体を通じる第1の流体出射ポートと、
を備えるa)サンプル調製モジュールと、
サンプル調製モジュールに取り付けられ、サンプル調製モジュールに形成された流体出射ポートを介して、サンプル調製モジュールからの流体を受け入れるように構成されたb)反応モジュールであって、
1)上部面と、
2)上部面の周囲を少なくとも部分的に囲み、サンプル調製モジュールの面と流体をシールするように接触し、上部面とサンプル調製モジュールの面との間に介在空間を形成する、上昇壁と、
3)サンプル調製モジュールの第1の流体出射ポートと流体学的に結合するサンプルチャンバと、
4)試薬チャンバと、
5)検出チャンバと、
を備えるi)上部プレートと、
上部プレートの下部面と結合し、流体処理パネルと上部プレートとの間に反応・処理空間を画定する流体処理パネルであって、反応・処理空間は、サンプルチャンバ、反応チャンバ、及び検出チャンバに対して開く、又は、開くことができる、ii)流体処理パネルと、
を備えるb)反応モジュールと、
を備える流体サンプル処理カートリッジ。
Embodiment 19. FIG.
i) a substrate;
ii) a sample well formed in the substrate and configured to receive a volume of fluid sample;
iii) a closure configured to be selectively placed on the sample well;
iv) is supported on the substrate and retains the fluid therein when undeformed, ruptures upon ejection of an external compressive force, and discharges at least a portion of the fluid from the first fluid chamber. A first deformable fluid chamber configured to pass through the sample well and fluid through a channel formed in the substrate;
v) a mixing well formed in the substrate and passing the sample well and fluid through the channel formed in the substrate;
vi) a drive mixing device disposed in the mixing well and configured and arranged to mix the contents of the mixing well;
vii) a first fluid exit port formed in the substrate and through the mixing well and fluid through a channel formed in the substrate;
A) a sample preparation module;
B) a reaction module attached to the sample preparation module and configured to receive fluid from the sample preparation module via a fluid ejection port formed in the sample preparation module;
1) an upper surface;
2) a rising wall that at least partially surrounds the perimeter of the upper surface, is in contact with the surface of the sample preparation module to seal fluid, and forms an intervening space between the upper surface and the surface of the sample preparation module;
3) a sample chamber fluidly coupled to the first fluid exit port of the sample preparation module;
4) a reagent chamber;
5) a detection chamber;
I) an upper plate;
A fluid processing panel coupled to a lower surface of an upper plate and defining a reaction / processing space between the fluid processing panel and the upper plate, wherein the reaction / processing space is relative to the sample chamber, reaction chamber, and detection chamber. Ii) a fluid treatment panel; and
B) a reaction module;
A fluid sample processing cartridge comprising:

実施形態20.反応モジュールのサンプルチャンバは、流体サンプルが、サンプルチャンバに入る入り口ポートを含み、サンプル調製モジュールの第1の流体出射ポートと、サンプルチャンバの入り口ポートとの間にギャップを含み、ギャップは、介在空間に対して開いている、実施形態19に記載の流体サンプル処理カートリッジ。 Embodiment 20. FIG. The sample chamber of the reaction module includes an inlet port where a fluid sample enters the sample chamber and includes a gap between the first fluid exit port of the sample preparation module and the inlet port of the sample chamber, the gap being an intervening space Embodiment 20. The fluid sample processing cartridge of embodiment 19, wherein the fluid sample processing cartridge is open to.

実施形態21.サンプル調製モジュールの第1の流体出射ポートは、円錐台ニップルを通って形成される出口チャネルを備える、実施形態19に記載の流体サンプル処理カートリッジ。 Embodiment 21. FIG. The fluid sample processing cartridge of embodiment 19, wherein the first fluid exit port of the sample preparation module comprises an outlet channel formed through the frustoconical nipple.

実施形態22.反応モジュールは、各検出チャンバに配置された電子センサアレイを更に備える、実施形態19〜21のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。 Embodiment 22. FIG. Embodiment 22. The fluid sample processing cartridge of any one of embodiments 19-21, wherein the reaction module further comprises an electronic sensor array disposed in each detection chamber.

実施形態23.反応モジュールの上部プレートは、1以上のバブルトラップを更に備え、各バブルトラップは、反応・処理空間に対して開かれたバブル捕捉フードと、介在空間に対して開かれたベント開口部とを備える、実施形態19〜22のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。 Embodiment 23. FIG. The top plate of the reaction module further comprises one or more bubble traps, each bubble trap comprising a bubble capture hood that is open to the reaction / treatment space and a vent opening that is open to the interstitial space. The fluid sample processing cartridge according to any one of Embodiments 19 to 22.

実施形態24.サンプル調製モジュールは、
基板上に支持され、変形されていない状態においては、内部に流体を保持し、外部圧縮力が印加されたときには、破裂し、流体チャンバから、流体の少なくとも一部を排出するように構成される第2の変形可能な流体チャンバと、
基板に形成され、基板に形成されたチャネルを介して、第2の変形可能な流体チャンバと流体を通じる第2の流体出射ポートと、を更に備え、
反応・処理空間は、サンプル調製モジュールの第2の流体出射ポートに流体学的に結合する、
実施形態19〜23のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
Embodiment 24. FIG. Sample preparation module
Supported and undeformed on the substrate, retains the fluid therein and is configured to rupture and eject at least a portion of the fluid from the fluid chamber when an external compressive force is applied. A second deformable fluid chamber;
A second deformable fluid chamber and a second fluid exit port through which the fluid passes through a channel formed in the substrate and through a channel formed in the substrate;
The reaction and processing space is fluidly coupled to the second fluid exit port of the sample preparation module;
The fluid sample processing cartridge according to any one of Embodiments 19 to 23.

実施形態25.混合ウェルは、
ウェルを画定する周囲壁とフロアと、
混合ウェルと通じるチャネルからサンプルウェルまで延伸する周囲壁の一面に延伸し、周囲壁の上端の下で止まる流体入り口シュノーケルと、
を備える、実施形態19〜24のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
Embodiment 25. FIG. Mix wells
The surrounding walls and floor defining the well;
A fluid inlet snorkel that extends to one side of the peripheral wall that extends from the channel leading to the mixing well to the sample well and stops under the upper end of the peripheral wall;
A fluid sample processing cartridge according to any one of embodiments 19-24, comprising:

実施形態26.流体入り口シュノーケルは、周囲壁の外面に延伸し、周囲壁に形成される開口部において止まる、実施形態25に記載の流体サンプル処理カートリッジ。 Embodiment 26. FIG. 26. The fluid sample processing cartridge of embodiment 25, wherein the fluid inlet snorkel extends to the outer surface of the peripheral wall and stops at an opening formed in the peripheral wall.

実施形態27.混合ウェルは、混合ウェルのフロアに形成された1以上の開口部を備える出射ポートを更に備え、フロアは、出射ポートに向かって下方にテーパ状になっている、実施形態25又は26に記載の流体サンプル処理カートリッジ。 Embodiment 27. FIG. 27. The embodiment of embodiment 25 or 26, wherein the mixing well further comprises an exit port comprising one or more openings formed in the floor of the mix well, the floor being tapered downward toward the exit port. Fluid sample processing cartridge.

実施形態28.駆動混合装置は、混合ウェル内に回転可能に配置された第1のインペラーと、流体サンプル処理カートリッジが挿入される装置の噛み合いギアによって駆動可能に噛み合わされ、噛み合いギアによって噛み合わされたとき、第1のインペラーを回転するように構成されたギアと、
を備える、実施形態19〜25のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
Embodiment 28. FIG. The drive mixing device is drivably meshed with a first impeller rotatably disposed within the mixing well and a meshing gear of the device into which the fluid sample processing cartridge is inserted, and when engaged by the meshing gear, the first A gear configured to rotate the impeller of the
A fluid sample processing cartridge according to any one of embodiments 19-25, comprising:

実施形態29.サンプル調製モジュールは、
複数の溶解ビーズを備え、基板に形成され、混合ウェルとサンプルウェルとを接続するチャネルに沿って配置される溶解チャンバであって、サンプルウェルから混合ウェルに流れる流体は、溶解チャンバを通って流れる、溶解チャンバと、
溶解チャンバ内に少なくとも部分的に配置され、溶解ビーズと、溶解チャンバを通って流れる流体とを攪拌するように構成され、配置されたビーズミキサと、
を更に備える、実施形態19〜28のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
Embodiment 29. FIG. Sample preparation module
A lysis chamber comprising a plurality of lysis beads, formed in a substrate and disposed along a channel connecting a mixing well and a sample well, wherein fluid flowing from the sample well to the mixing well flows through the lysis chamber A dissolution chamber;
A bead mixer disposed and arranged at least partially within the lysis chamber and configured to agitate the lysis beads and the fluid flowing through the lysis chamber;
The fluid sample processing cartridge of any one of embodiments 19-28, further comprising:

実施形態30.
溶解チャンバをサンプルウェルに接続するチャネルの拡大部分を備える第1の光インタフェースと、
溶解チャンバを混合ウェルに接続するチャネルの拡大部分を備える第2の光インタフェースと、
を更に備える、実施形態29に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
Embodiment 30. FIG.
A first optical interface comprising an enlarged portion of a channel connecting the lysis chamber to the sample well;
A second optical interface comprising an enlarged portion of the channel connecting the lysis chamber to the mixing well;
30. The fluid sample processing cartridge of embodiment 29, further comprising:

実施形態31.ビーズミキサは、
基板内に搭載されるモータと、
溶解チャンバ内に配置され、モータの出力シャフトに搭載される第2のインペラーと、
を備える、実施形態29又は30に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
Embodiment 31. FIG. The bead mixer
A motor mounted on the substrate;
A second impeller disposed in the dissolution chamber and mounted on the output shaft of the motor;
31. A fluid sample processing cartridge according to embodiment 29 or 30, comprising:

実施形態32.溶解チャンバは、流体入り口と流体出口とを含み、流体入り口と流体出口の夫々の上に配置され、溶解チャンバ内に溶解ビーズを保持するように構成されたメッシュフィルタを更に備える、実施形態29〜31のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。 Embodiment 32. FIG. The lysis chamber includes a fluid inlet and a fluid outlet, further comprising a mesh filter disposed on each of the fluid inlet and the fluid outlet and configured to retain lysis beads in the lysis chamber. 31. The fluid sample processing cartridge according to any one of 31.

実施形態33.サンプル調製モジュールは、
基板に形成され、基板を外部流体圧力源に結合するように構成された圧力ポートと、
圧力ポートをサンプルウェルに接続する基板に形成されたチャネルと、
を更に備える、実施形態19〜32のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
Embodiment 33. FIG. Sample preparation module
A pressure port formed in the substrate and configured to couple the substrate to an external fluid pressure source;
A channel formed in the substrate connecting the pressure port to the sample well;
The fluid sample processing cartridge according to any one of embodiments 19 to 32, further comprising:

実施形態34.サンプル調製モジュールは、
基板に形成され、基板に形成されたチャネルを介して、混合ウェルと流体を通じる廃棄チャンバと、
基板内に配置され、混合ウェルから廃棄チャンバへ選択的に流体を流したり、流体を流れなくするように構成され、配置された第1の外部作動可能制御バルブと、
基板内に配置され、混合ウェルから出射ポートへ選択的に流体を流したり、流体を流れなくするように構成され、配置された第2の外部作動可能制御バルブと、
を更に備える、実施形態19〜33に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
Embodiment 34. FIG. Sample preparation module
A waste chamber formed in the substrate and through the mixing well and fluid through the channel formed in the substrate;
A first externally operable control valve disposed within the substrate and configured and arranged to selectively flow fluid from the mixing well to the waste chamber or to prevent fluid flow;
A second externally operable control valve disposed in the substrate and configured and arranged to selectively flow fluid from the mixing well to the exit port or to prevent fluid flow;
34. The fluid sample processing cartridge of embodiments 19-33, further comprising:

実施形態35.サンプル調製モジュールは、混合ウェルと廃棄チャンバとを接続するチャネルに沿って配置された捕捉チャンバを更に備える、実施形態34に記載の流体サンプル処理カートリッジ。 Embodiment 35. FIG. 35. The fluid sample processing cartridge of embodiment 34, wherein the sample preparation module further comprises a capture chamber disposed along a channel connecting the mixing well and the waste chamber.

実施形態36.サンプル調製モジュールは、
基板内に配置され、混合ウェル内の圧力が、閾値圧力より大きくない場合、閉止され、混合ウェルからの流体の流れを阻止し、混合ウェル内の圧力が閾値圧力を超えて上昇する場合、開かれ、混合ウェルから流体を流れさせるように構成され、配置された受動バルブアセンブリと、
基板に形成され、基板に形成された圧力導管によって受動バルブアセンブリと圧力を通じる圧力ポートであって、圧力ポートが閉じられたとき、混合ウェル内の圧力は、受動バルブアセンブリを開くであろう閾値圧力に届く事ができ、混合ウェルから流体を流れさせ、圧力ポートが開かれたときには、混合ウェル内の圧力が閾値圧力に届く事が出来ず、受動バルブアセンブリが閉じられる、圧力ポートと、
を更に備える、実施形態19〜35に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
Embodiment 36. FIG. Sample preparation module
Placed in the substrate and closed if the pressure in the mixing well is not greater than the threshold pressure, blocking fluid flow from the mixing well and opening if the pressure in the mixing well rises above the threshold pressure. A passive valve assembly configured and arranged to flow fluid from the mixing well; and
A pressure port formed in the substrate and through the pressure with the passive valve assembly by a pressure conduit formed in the substrate, the pressure in the mixing well when the pressure port is closed, the threshold at which the passive valve assembly will open A pressure port capable of reaching pressure, allowing fluid to flow from the mixing well, and when the pressure port is opened, the pressure in the mixing well cannot reach the threshold pressure and the passive valve assembly is closed; and
36. The fluid sample processing cartridge of embodiments 19-35, further comprising:

実施形態37.サンプル調製モジュールは、変形可能な流体チャンバに関連し、関連した変形可能な流体チャンバに接続されるか、又は、接続可能で、破壊可能な隔壁によって、ランスブリスタ内に保持されるビーズを含み、外部圧縮力が印加された際には、破裂し、それによって、破壊可能な隔壁を通してビーズを押すように構成された、ランスブリスタを更に備える、実施形態19〜36のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。 Embodiment 37. FIG. The sample preparation module includes a bead associated with the deformable fluid chamber and connected to the associated deformable fluid chamber or held in the lance blister by a connectable and breakable septum; 37. The device of any one of embodiments 19-36, further comprising a lance blister configured to rupture when applied with an external compressive force, thereby pushing the bead through the breakable septum. Fluid sample processing cartridge.

実施形態38.カートリッジの少なくとも一部を外部から包む外部とばりを更に備える、実施形態19〜37のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。 Embodiment 38. FIG. 38. The fluid sample processing cartridge of any one of embodiments 19 to 37, further comprising an external flash that wraps at least a portion of the cartridge from the outside.

実施形態39.サンプル調製モジュールは、複数の変形可能な流体チャンバを更に備え、流体チャンバのそれぞれは、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、オイル、再水和緩衝剤、対象捕捉ビーズ、及び結合緩衝剤からなるグループから選択される物質を含む、実施形態19〜38のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。 Embodiment 39. FIG. The sample preparation module further comprises a plurality of deformable fluid chambers, each of the fluid chambers from the group consisting of a lysis buffer, a wash buffer, an oil, a rehydration buffer, a target capture bead, and a binding buffer. 39. A fluid sample processing cartridge according to any one of embodiments 19-38, comprising a selected material.

実施形態40.平坦な基板上に支持され、変形されない状態では、内部に流体を保持し、外部圧縮力が印加されたときには、破裂し、流体チャンバから流体の少なくとも一部を排出するように構成された変形可能な流体チャンバを含む流体サンプル処理カートリッジを処理するように構成される装置であって、
装置に挿入される流体サンプル処理カートリッジを受け入れ、保持するように構成されるカートリッジキャリッジアセンブリと、
カートリッジキャリッジアセンブリに隣接し、カートリッジキャリッジアセンブリ内に担持されるカートリッジと動作可能に接触しない第1の位置と、カートリッジキャリッジアセンブリ内に担持されるカートリッジと動作可能に接触する第2の位置との間での、カートリッジキャリッジアセンブリに対する移動のために構成される加熱・制御アセンブリと、
カートリッジに実質的に磁力を印加しない第1の位置と、カートリッジの対応する個別の部分に磁力を印加する第2の位置との間の、加熱・制御アセンブリとは独立な、カートリッジに対する移動用に、それぞれが搭載される、1以上の移動可能磁石アセンブリと、
電力供給された移動のために構成され、カムブロックアセンブリの電力が供給された移動を、加熱・制御アセンブリの第1の位置と加熱・制御アセンブリの第2の位置との間の、カートリッジキャリッジアセンブリに対する加熱・制御アセンブリの移動に変換するために、加熱・制御アセンブリと動作可能に結合し、カムブロックアセンブリの電力が供給された移動を、磁石アセンブリの第1の位置と磁石アセンブリの第2の位置との間のカートリッジキャリッジアセンブリに対する各磁石アセンブリの移動に変換するために、1以上の移動可能な磁石アセンブリに動作可能に結合するカムブロックアセンブリと、
e)変形可能な流体チャンバに外部圧縮力を選択的に印加し、変形可能なチャンバを破裂させ、流体チャンバから流体の少なくとも一部を排出するように構成された変形可能なチャンバ圧縮アセンブリと、
を備える装置。
Embodiment 40. FIG. Deformable, supported on a flat substrate and held in an undeformed state, configured to hold the fluid therein and to rupture and eject at least a portion of the fluid from the fluid chamber when an external compressive force is applied An apparatus configured to process a fluid sample processing cartridge including a fluid chamber comprising:
A cartridge carriage assembly configured to receive and hold a fluid sample processing cartridge inserted into the device;
Between a first position adjacent to the cartridge carriage assembly and not in operative contact with a cartridge carried in the cartridge carriage assembly and a second position in operative contact with a cartridge carried in the cartridge carriage assembly A heating and control assembly configured for movement relative to the cartridge carriage assembly;
For movement relative to the cartridge, independent of the heating and control assembly, between a first position that does not substantially apply a magnetic force to the cartridge and a second position that applies a magnetic force to a corresponding individual portion of the cartridge. One or more movable magnet assemblies each mounted;
A cartridge carriage assembly configured for powered movement, wherein the powered movement of the cam block assembly is between a first position of the heating and control assembly and a second position of the heating and control assembly. Operatively coupled to the heating and control assembly to convert the powered movement of the cam block assembly to a first position of the magnet assembly and a second of the magnet assembly. A cam block assembly operatively coupled to one or more movable magnet assemblies for converting the movement of each magnet assembly relative to the cartridge carriage assembly between positions;
e) a deformable chamber compression assembly configured to selectively apply an external compressive force to the deformable fluid chamber, rupture the deformable chamber, and discharge at least a portion of the fluid from the fluid chamber;
A device comprising:

実施形態41.加熱・制御アセンブリは、
加熱・制御アセンブリが、第2の位置にあるとき、カートリッジの対応する個別の部分に熱勾配を印加するように構成された1以上のヒータアセンブリと、
加熱・制御アセンブリが第2の位置にあるとき、装置とカートリッジとの間の電気接続を有効とするように構成された1以上の電気コネクタ素子を含むコネクタボードと、
を備える、実施形態40に記載の装置。
Embodiment 41. FIG. The heating and control assembly
One or more heater assemblies configured to apply a thermal gradient to a corresponding discrete portion of the cartridge when the heating and control assembly is in the second position;
A connector board including one or more electrical connector elements configured to enable an electrical connection between the device and the cartridge when the heating and control assembly is in the second position;
41. The apparatus of embodiment 40, comprising:

実施形態42.変形可能なチャンバ圧縮アセンブリは、
基板の平面にほぼ平行な第1の方向への電力が供給された移動用に構成されたカムフォロワプレートと、
カートリッジの変形可能なチャンバに関連し、基板の平面にほぼ垂直な成分を有する第2の方向への移動によって、基板に対してチャンバを圧縮する力を印加するように構成された圧縮機構と、を備え、
カムフォロワプレートは、第1の方向のカムフォロワプレートの移動を第2の方向の圧縮機構の移動に変換し、それによって、チャンバに外部圧縮力を印加する圧縮機構と動作可能に結合する、実施形態40又は41に記載された装置。
Embodiment 42. FIG. The deformable chamber compression assembly is
A cam follower plate configured for movement supplied with power in a first direction substantially parallel to the plane of the substrate;
A compression mechanism associated with the deformable chamber of the cartridge and configured to apply a force to compress the chamber against the substrate by movement in a second direction having a component substantially perpendicular to the plane of the substrate; With
Embodiment 40, wherein the cam follower plate translates the movement of the cam follower plate in the first direction into the movement of the compression mechanism in the second direction, thereby operably coupling with a compression mechanism that applies an external compression force to the chamber. Or the apparatus as described in 41.

実施形態43.空気ポンプと空気ポンプに接続された空気ポートとを更に備え、空気ポートは、カートリッジが装置に挿入されたとき、空気ポンプを流体サンプル処理カートリッジの圧力ポートに結合するように構成される、実施形態40〜42のいずれか1項に記載の装置。 Embodiment 43. FIG. An embodiment further comprising an air pump and an air port connected to the air pump, wherein the air port is configured to couple the air pump to the pressure port of the fluid sample processing cartridge when the cartridge is inserted into the device. The apparatus according to any one of 40 to 42.

実施形態44.流体サンプル処理カートリッジの一部を通る流体の流れを検出するように構成された光検出器を更に備える、実施形態40〜43のいずれか1項に記載の装置。 Embodiment 44. FIG. 44. The apparatus according to any one of embodiments 40-43, further comprising a photodetector configured to detect fluid flow through a portion of the fluid sample processing cartridge.

実施形態45.流体サンプル処理カートリッジは、駆動ギアを含む駆動混合装置を含み、装置は、電力が供給されたドライビングギアを含み、ドライビングギアが、駆動混合装置の駆動ギアに噛み合わない第1の位置と、ドライビングギアが、駆動ギアと動作可能に噛み合い、駆動混合装置を作動させる第2の位置との間で移動可能である混合モータアセンブリを更に備え、カムブロックアセンブリは、カムブロックアセンブリの電力が与えられた移動を、混合モータアセンブリの第1の位置と、混合モータアセンブリの第2の位置との間の、混合モータアセンブリの移動に変換するために混合モータアセンブリと動作可能に結合する、実施形態40〜44のいずれか1項に記載の装置。 Embodiment 45. FIG. The fluid sample processing cartridge includes a drive mixing device including a drive gear, the device includes a powered gear, a first position where the driving gear does not engage the drive gear of the drive mixing device, and the driving gear. Further comprising a mixing motor assembly that is operatively engaged with the drive gear and movable between a second position for actuating the drive mixing device, the cam block assembly being powered by the cam block assembly Embodiments 40-44 for operatively coupling a mixing motor assembly to translate movement of the mixing motor assembly between a first position of the mixing motor assembly and a second position of the mixing motor assembly The apparatus of any one of these.

実施形態46.
ファンと、
ファンからヒータアセンブリの一つの一部へ空気を流すように構成された冷却ダクトと、
を備えるヒータ冷却アセンブリを更に備える、実施形態41〜45のいずれか1項に記載の装置。
Embodiment 46. FIG.
With fans,
A cooling duct configured to flow air from the fan to a portion of the heater assembly;
46. The apparatus of any one of embodiments 41-45, further comprising a heater cooling assembly comprising:

実施形態47.カートリッジキャリッジアセンブリは、
挿入されるカートリッジを保持するように構成されたカートリッジホルダと、
カートリッジラッチ位置にバイアスされ、カートリッジホルダに挿入されたカートリッジをラッチし、カートリッジをカートリッジホルダ内に保持するように構成されたカートリッジラッチと、
カートリッジラッチがカートリッジラッチ位置から解放されたとき、カートリッジを、少なくとも部分的にカートリッジホルダの外になるように自動的に押すように構成されたカートリッジ排出機構と、
を備える、実施形態40〜46のいずれか1項に記載の装置
Embodiment 47. The cartridge carriage assembly
A cartridge holder configured to hold a cartridge to be inserted;
A cartridge latch biased to a cartridge latch position and configured to latch a cartridge inserted into the cartridge holder and hold the cartridge within the cartridge holder;
A cartridge ejection mechanism configured to automatically push the cartridge at least partially out of the cartridge holder when the cartridge latch is released from the cartridge latch position;
47. The apparatus according to any one of embodiments 40-46, comprising:

実施形態48.加熱・制御アセンブリは、1以上のヒータアセンブリとコネクタボードが支持される支持プレートを備え、支持プレートは、支持プレートの水平方向の動きは防止するが、支持プレートの垂直方向の動きを許可して、加熱・制御アセンブリがその第1の位置と第2の位置との間で動けるようにする制約構成で、搭載される、実施形態41〜47のいずれか1項に記載の装置。 Embodiment 48. FIG. The heating and control assembly includes a support plate on which one or more heater assemblies and a connector board are supported, the support plate preventing horizontal movement of the support plate but allowing vertical movement of the support plate. 48. The apparatus of any one of embodiments 41-47, mounted in a constrained configuration that allows the heating and control assembly to move between its first position and a second position.

実施形態49.加熱・制御アセンブリのヒータアセンブリの一つは、コネクタボードに取り付けられた抵抗加熱素子と、抵抗加熱素子と熱的に結合する熱伝導性材料を含む熱拡散器と、を備える、実施形態41〜48のいずれか1項に記載の装置。 Embodiment 49. One of the heater assemblies of the heating and control assembly comprises a resistance heating element attached to the connector board and a heat spreader comprising a thermally conductive material that is thermally coupled to the resistance heating element. 49. The apparatus according to any one of 48.

実施形態50.加熱・制御アセンブリのヒータアセンブリの一つは、
熱電素子と、
熱電素子と熱的に結合した熱伝導性材料を備える熱拡散器と、
熱電素子と複数の熱散逸ロッドとに熱的に接触するパネルを含むヒートシンクと、
を備える、実施形態41〜49のいずれか1項に記載の装置。
Embodiment 50. FIG. One of the heater assemblies in the heating and control assembly is
A thermoelectric element;
A heat spreader comprising a thermally conductive material thermally coupled to the thermoelectric element;
A heat sink including a panel in thermal contact with the thermoelectric element and the plurality of heat dissipating rods;
50. The apparatus according to any one of embodiments 41-49, comprising:

実施形態51.加熱・制御アセンブリのコネクタボードの電気コネクタ素子は、複数のコネクタピンアレイを備え、各コネクタピンアレイは、複数のポゴピンを備える、実施形態41〜50のいずれか1項に記載の装置。 Embodiment 51. FIG. The apparatus of any one of embodiments 41-50, wherein the electrical connector elements of the connector board of the heating and control assembly comprise a plurality of connector pin arrays, each connector pin array comprising a plurality of pogo pins.

実施形態52.移動可能な磁石アセンブリの一つは、
スピンドルに搭載され、磁石アセンブリの第1の位置と第2の位置との間で、スピンドルの周りに回転するようになっている、磁石ホルダと、
磁石ホルダに支持された磁石と、
磁石ホルダから延伸するアクチュエータブラケットと、
磁石ホルダを、磁石アセンブリの第1の位置に対応する回転位置にバイアスするように構成されたねじれバネと、
を備える、実施形態40〜51のいずれか1項に記載の装置。
Embodiment 52. FIG. One of the movable magnet assemblies is
A magnet holder mounted on the spindle and adapted to rotate about the spindle between a first position and a second position of the magnet assembly;
A magnet supported by a magnet holder;
An actuator bracket extending from the magnet holder;
A torsion spring configured to bias the magnet holder to a rotational position corresponding to the first position of the magnet assembly;
52. The apparatus according to any one of embodiments 40-51, comprising:

実施形態53.移動可能な磁石アセンブリの一つは、
スピンドルに搭載され、磁石アセンブリの第1の位置と第2の位置との間で、スピンドルの周りに回転可能とする磁石ホルダフレームと、
磁石ホルダフレーム内に配置される磁石アレイと、
磁石ホルダフレームに形成された開口部内に配置され、磁石アレイの磁力を収束するように構成された収束磁石と、
磁石ホルダフレームから延伸するアクチュエータブラケットと、
磁石ホルダフレームを、磁石アセンブリの第1の位置に対応する回転位置にバイアスするように構成されたねじれバネと、
を備える、実施形態40〜52のいずれか1項に記載の装置。
Embodiment 53. FIG. One of the movable magnet assemblies is
A magnet holder frame mounted on the spindle and rotatable about the spindle between a first position and a second position of the magnet assembly;
A magnet array disposed within the magnet holder frame;
A converging magnet disposed in an opening formed in the magnet holder frame and configured to converge the magnetic force of the magnet array;
An actuator bracket extending from the magnet holder frame;
A torsion spring configured to bias the magnet holder frame to a rotational position corresponding to a first position of the magnet assembly;
54. The apparatus of any one of embodiments 40-52, comprising:

実施形態54.カムブロックアセンブリは、カムブロックアセンブリに一部で結合する磁石アクチュエータによって、各移動可能な磁石アセンブリに動作可能なように結合し、カムブロックアセンブリの電力が供給された移動によって移動可能で、磁石アクチュエータが、カムブロックアセンブリと共に移動して、第1の位置から第2の位置への磁石アセンブリの対応する回転を引き起こすように、各磁石アセンブリのアクチュエータブラケットと噛み合い可能なように構成されるタブを含む、実施形態52又は53に記載の装置。 Embodiment 54. FIG. The cam block assembly is operably coupled to each movable magnet assembly by a magnet actuator that is partially coupled to the cam block assembly and is movable by a powered movement of the cam block assembly. Includes a tab configured to engage with an actuator bracket of each magnet assembly to move with the cam block assembly to cause a corresponding rotation of the magnet assembly from a first position to a second position. 54. Apparatus according to embodiment 52 or 53.

実施形態55.カムブロックアセンブリは、
カムフレームと、
カムフレームと結合し、カムフレームの電力を与えられた移動を有効とするように構成されたカムブロックモータと、
カムフレームに取り付けられた第1及び第2のカムレールであって、カムレールのそれぞれは、2つのカムスロットを有し、カムブロックアセンブリは、加熱・制御アセンブリからカムスロットに延伸するカムフォロワによって、加熱・制御アセンブリと動作可能に結合し、加熱・制御アセンブリに対するカムフレームとカムレールの移動が、カムフォロワとカムスロットとの間の対応する相対移動に、加熱・制御アセンブリの第1の位置に対応する、カムスロットのぞれぞれの第1のセグメントと、加熱・制御アセンブリの第2の位置に対応する、カムスロットのそれぞれの第2のセグメントとの間のカムフォロワの移動を引き起こさせるようにする、第1及び第2のカムレールと、
を備える、実施形態40〜54のいずれか1項に記載の装置。
Embodiment 55. FIG. The cam block assembly
A cam frame,
A cam block motor coupled to the cam frame and configured to enable powered movement of the cam frame;
First and second cam rails attached to the cam frame, each of the cam rails having two cam slots, wherein the cam block assembly is heated by a cam follower extending from the heating and control assembly to the cam slot. A cam operatively coupled to the control assembly, wherein the movement of the cam frame and cam rail relative to the heating and control assembly corresponds to a corresponding relative movement between the cam follower and cam slot to a first position of the heating and control assembly Causing a movement of the cam follower between a first segment of each of the slots and a respective second segment of the cam slot corresponding to a second position of the heating and control assembly; First and second cam rails;
55. The apparatus according to any one of embodiments 40-54, comprising:

実施形態56.カムフレームは、
加熱・制御アセンブリの一面に沿って延伸する第1の長尺方向の円材と、
加熱・制御アセンブリの対抗する面に沿って延伸する第2の長尺方向の円材と、
第1と第2の長尺方向の円材の間に延伸するクロス円材であって、各カムレールは、第1及び第2の長尺方向の円材の一つに取り付けられる、クロス円材と、
を備える、実施形態55に記載の装置。
Embodiment 56. FIG. The cam frame
A first longitudinal circle extending along one side of the heating and control assembly;
A second longitudinal circle extending along the opposing surface of the heating and control assembly;
A cross circular material extending between first and second long circular members, each cam rail being attached to one of the first and second long circular members. When,
56. The apparatus according to embodiment 55, comprising:

実施形態57.変形可能なチャンバ圧縮アセンブリの圧縮機構は、
カム面を有し、カムアームの一端の周りにピボット動作できるように搭載されるカムアームと、
カムアームの対向端に配置された圧縮パッドであって、カムアームは、圧縮パッドが関連する変形可能なチャンバに接触しない第1の位置と、圧縮パッドが関連する変形可能なチャンバに圧縮力を印加し、少なくとも部分的に、チャンバを破裂させる第2の位置との間で、ピボット動作する、圧縮パッドと、
を備える、実施形態42〜56のいずれか1項に記載の装置。
Embodiment 57. FIG. The compression mechanism of the deformable chamber compression assembly is:
A cam arm having a cam surface and mounted so as to pivot about one end of the cam arm;
A compression pad disposed at the opposite end of the cam arm, the cam arm applying a compression force to the first position where the compression pad does not contact the deformable chamber associated with the compression pad and the deformable chamber associated with the compression pad. A compression pad that pivots at least partially between a second position to rupture the chamber;
57. The apparatus according to any one of embodiments 42-56, comprising:

実施形態58.変形可能なチャンバ圧縮アセンブリは、カムアームプレートを更に備え、圧縮機構のカムアームは、カムアームプレートに対するカムアームのピボット動作のために、カムアームプレートに形成されたスロット内にピボット動作可能なように搭載され、カムアームのカム面は、カムアームプレートの面の上に、スロットから出て突出し、カムフォロワプレートは、カムアームを第1の位置から第2の位置へピボット動作させるように、カムアームプレートに対するカムフォロワプレートの移動の間、圧縮機構のカム面に噛み合うカムフォロワプレートのカムフォロワ素子によって、圧縮機構に動作可能に結合する、実施形態57に記載の装置。 Embodiment 58. FIG. The deformable chamber compression assembly further includes a cam arm plate, and the cam arm of the compression mechanism is pivotally mounted within a slot formed in the cam arm plate for pivoting of the cam arm relative to the cam arm plate. And the cam surface of the cam arm protrudes out of the slot above the surface of the cam arm plate, and the cam follower plate pivots the cam arm from the first position to the second position. 58. The apparatus of embodiment 57, wherein the plate is operatively coupled to the compression mechanism by a cam follower element of the cam follower plate that engages a cam surface of the compression mechanism during plate movement.

実施形態59.カムフォロワプレートは、カムアームプレートの面の上に突出するカムアームのカム面を受け入れるカム溝を備え、カムフォロワ素子は、カムフォロワプレートがカムアームプレートに対して移動して、カムアームを第1の位置から第2の位置へピボット動作させるように、カム面に接触するカム溝内に配置されたフォロワ隆起を備える、実施形態58に記載の装置。 Embodiment 59. The cam follower plate includes a cam groove that receives the cam surface of the cam arm protruding above the surface of the cam arm plate. The cam follower element moves the cam follower plate relative to the cam arm plate to move the cam arm from the first position. 59. The apparatus of embodiment 58, comprising a follower ridge disposed in a cam groove in contact with the cam surface to pivot to the second position.

実施形態60.それぞれが、カムアームプレートとカムアーム面に形成されたスロット内にピボット動作可能に搭載されるカムアームを備える複数の圧縮機構を備え、カムフォロワプレートは、複数のカム溝を備え、各カム溝は、少なくとも一つの圧縮機構に関連付けられ、各カム溝は、関連する圧縮機構のカムアームを第1の位置から第2の位置にピボット動作させるように、カムフォロワプレートがカムアームプレートに対して移動する際、関連する圧縮機構のカム面に接触するカム溝内に配置されるフォロワ隆起を含む、実施形態59に記載の装置。 Embodiment 60. FIG. Each comprises a plurality of compression mechanisms comprising a cam arm plate and a cam arm movably mounted in a slot formed in the cam arm surface, the cam follower plate comprising a plurality of cam grooves, each cam groove comprising at least Associated with one compression mechanism, each cam groove is associated with the cam follower plate as it moves relative to the cam arm plate to pivot the cam arm of the associated compression mechanism from the first position to the second position. 60. The apparatus of embodiment 59, comprising a follower ridge disposed in a cam groove that contacts a cam surface of the compression mechanism.

実施形態61.サンプル処理カートリッジは、複数の変形可能な流体チャンバを含み、変形可能なチャンバ圧縮アセンブリは、複数の圧縮機構を備え、各圧縮機構は、変形可能な流体チャンバの一つに関連付けられ、カムフォロワプレートは、第1の方向へのカムフォロワプレートの移動を、第2の方向の圧縮機構のそれぞれの移動へ変換し、それによって、特定のシーケンスで、関連するチャンバのそれぞれに外部圧縮力を印加するために、圧縮機構に動作可能なように結合する、実施形態42〜60のいずれか1項に記載の装置。 Embodiment 61. FIG. The sample processing cartridge includes a plurality of deformable fluid chambers, the deformable chamber compression assembly includes a plurality of compression mechanisms, each compression mechanism associated with one of the deformable fluid chambers, and the cam follower plate To convert the movement of the cam follower plate in the first direction to the respective movement of the compression mechanism in the second direction, thereby applying an external compressive force to each of the associated chambers in a specific sequence 61. The apparatus of any one of embodiments 42-60, operably coupled to a compression mechanism.

実施形態62.流体サンプル処理カートリッジは、外部から作動されない場合には、バルブを通って流体が流れるようにし、外部から作動される場合には、バルブを通って流体が流れないようにすることにより、流体の流れを選択的に制御するように構成された外部作動可能制御バルブを含み、装置は、サンプル処理カートリッジの外部作動可能制御バルブに関連し、基板の平面に対しほぼ垂直な成分を有する第2の方向の移動によって、関連する外部作動可能制御バルブを作動させるように構成されるバルブアクチュエータ圧縮機構を更に備え、カムフォロワプレートは、第1の方向へのカムフォロワプレートの移動を、第2の方向へのバルブアクチュエータ圧縮機構の移動に変換し、それによって、関連する外部作動可能制御バルブを作動させるために、バルブアクチュエータ圧縮機構に動作可能に結合する、実施形態40〜61のいずれか1項に記載の装置。 Embodiment 62. FIG. The fluid sample processing cartridge allows fluid flow through the valve when not actuated externally, and prevents fluid flow through the valve when actuated externally. A second direction having a component substantially perpendicular to the plane of the substrate relative to the externally operable control valve of the sample processing cartridge. Further comprising a valve actuator compression mechanism configured to actuate an associated externally actuatable control valve upon movement of the cam follower plate, wherein the cam follower plate moves the cam follower plate in the first direction. To convert the movement of the actuator compression mechanism, thereby activating the associated external actuatable control valve Operatively coupled to the valve actuator compression mechanism, apparatus according to any one of embodiments 40-61.

この開示の主題が、特徴の様々な組み合わせ及びサブコンビネーションを含め、ある例示的実施形態を参照して、かなり詳しく、記述され、図示されたが、当業者は、他の実施形態、変形、それらの改変は、本発明の範囲に入るものとして、容易に理解するだろう。更に、そのような実施形態、組み合わせ、サブコンビネーションの記述は、請求項に明示的に記述されたもの以外の特徴又は特徴の組み合わせを本発明は必要とすることを伝えることは意図されていない。したがって、この開示の範囲は、以下の添付の請求項の趣旨及び範囲に入るすべての改変及び変形を含むことが意図されている。   Although the subject matter of this disclosure has been described and illustrated in considerable detail with reference to certain exemplary embodiments, including various combinations and subcombinations of features, those skilled in the art will recognize other embodiments, variations, and These modifications will be readily understood as falling within the scope of the present invention. Furthermore, the description of such embodiments, combinations, and subcombinations is not intended to convey that the invention requires features or combinations of features other than those expressly recited in a claim. Accordingly, the scope of this disclosure is intended to include all modifications and variations that fall within the spirit and scope of the following appended claims.

Claims (62)

基板と、
前記基板に形成され、ある体積の流体サンプルを受け入れるように構成されるサンプルウェルと、
前記サンプルウェル上に選択的に配置されるように構成されたクロージャと、
前記基板上に支持され、変形されていない状態においては、その中に流体を保持し、外部圧縮力が印加されたときは、破裂し、流体チャンバから前記流体の少なくとも一部を排出するように構成され、前記基板に形成されたチャネルを介して前記サンプルウェルと流体を通じる変形可能な流体チャンバと、
前記基板に形成され、前記基板に形成されたチャネルを介して前記サンプルウェルと流体を通じ、ウェルを画定する第1の周囲壁と第1のフロアと、混合ウェルと通じる前記チャネルから、前記サンプルウェルに延伸する前記第1の周囲壁の一面に延伸し、前記第1の周囲壁の上端の下で止まる流体入り口シュノーケルと、を備える混合ウェルと、
前記混合ウェル内に配置され、前記混合ウェルの内容物を混合するように構成され、配置された駆動混合装置と、
を備える流体サンプル処理カートリッジ。
A substrate,
A sample well formed in the substrate and configured to receive a volume of fluid sample;
A closure configured to be selectively placed on the sample well;
In a state where it is supported on the substrate and is not deformed, the fluid is retained therein, and when an external compressive force is applied, it ruptures and discharges at least a portion of the fluid from the fluid chamber. A deformable fluid chamber configured and in fluid communication with the sample well through a channel formed in the substrate;
The sample well is formed from the channel, which is formed in the substrate, passes the sample well and fluid through a channel formed in the substrate, communicates with a first peripheral wall and a first floor defining the well, and a mixing well. A mixing well comprising: a fluid inlet snorkel extending to one side of the first peripheral wall extending to and stopping below an upper end of the first peripheral wall;
A drive mixing device disposed in the mixing well and configured and arranged to mix the contents of the mixing well;
A fluid sample processing cartridge comprising:
前記流体入り口シュノーケルは、前記第1の周囲壁の外面を延伸し、前記第1の周囲壁に形成された開口部において止まる、請求項1に記載の流体サンプル処理カートリッジ。   The fluid sample processing cartridge of claim 1, wherein the fluid inlet snorkel extends on an outer surface of the first peripheral wall and stops at an opening formed in the first peripheral wall. 前記サンプルウェルは、ウェルを画定する第2の周囲壁と第2のフロアと、前記第2の周囲壁の一面に延伸し、前記第2の周囲壁の上端の下で止まる流体入り口シュノーケルと、を備える、請求項1又は請求項2に記載の流体サンプル処理カートリッジ。   The sample well includes a second peripheral wall and a second floor defining a well; a fluid inlet snorkel that extends over one surface of the second peripheral wall and stops under an upper end of the second peripheral wall; A fluid sample processing cartridge according to claim 1 or 2, comprising: 前記混合ウェルは、前記第2のフロアに形成された1以上の開口部を備える出射ポートを更に備え、前記フロアは、前記出射ポートに向かって下方向にテーパ状になっている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。   The mixing well further comprises an exit port with one or more openings formed in the second floor, the floor being tapered downwardly toward the exit port. The fluid sample processing cartridge according to claim 1. 前記駆動混合装置は、前記混合ウェル内に回転可能なように配置された第1のインペラーと、前記流体サンプル処理カートリッジが挿入される装置の噛み合いギアによって駆動可能なように噛み合い、前記噛み合いギアが噛み合ったとき、前記第1のインペラーが回転するように構成されたギアと、を備える、請求項1〜4のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。   The drive mixing device meshes with a first impeller disposed rotatably in the mixing well so as to be driven by a meshing gear of a device into which the fluid sample processing cartridge is inserted, and the meshing gear is A fluid sample processing cartridge according to any one of claims 1 to 4, further comprising a gear configured to rotate the first impeller when engaged. 複数の溶解ビーズを含み、前記基板に形成され、前記混合ウェルと前記サンプルウェルとを接続する前記チャネルに沿って配置される溶解チャンバを更に備え、前記サンプルウェルから前記混合ウェルに流れる流体は、前記溶解チャンバを通って流れ、
少なくとも部分的に前記溶解チャンバ内に配置され、前記溶解ビーズと、前記溶解チャンバを通って流れる流体とを攪拌するように構成され、配列されるビーズミキサを更に備える、請求項1〜5のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
A lysis chamber comprising a plurality of lysis beads, formed on the substrate and disposed along the channel connecting the mixing well and the sample well, wherein the fluid flowing from the sample well to the mixing well comprises: Flowing through the dissolution chamber;
6. The bead mixer of any of claims 1-5, further comprising a bead mixer disposed at least partially within the lysis chamber and configured and arranged to agitate the lysis beads and fluid flowing through the lysis chamber. The fluid sample processing cartridge according to claim 1.
前記溶解チャンバを前記サンプルウェルに接続する前記チャネルの拡大部分を備える第1の光インタフェースと、
前記溶解チャンバを前記混合ウェルに接続する前記チャネルの拡大部分を備える第2の光インタフェースと、
を更に備える、請求項6に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
A first optical interface comprising an enlarged portion of the channel connecting the lysis chamber to the sample well;
A second optical interface comprising an enlarged portion of the channel connecting the lysis chamber to the mixing well;
The fluid sample processing cartridge of claim 6, further comprising:
前記ビーズミキサは、
前記基板内に搭載されたモータと、
前記溶解チャンバ内に配置され、前記モータの出力シャフトに搭載された第2のインペラーと、
を備える、請求項6又は請求項7に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
The bead mixer is
A motor mounted in the substrate;
A second impeller disposed in the dissolution chamber and mounted on the output shaft of the motor;
A fluid sample processing cartridge according to claim 6 or 7.
前記溶解チャンバは、流体入り口と流体出口とを含み、前記流体入り口と前記流体出口の夫々上に配置され、前記溶解チャンバ内に前記溶解ビーズを保持するように構成されたメッシュフィルタを更に備える、請求項6〜8のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。   The lysis chamber includes a fluid inlet and a fluid outlet, further comprising a mesh filter disposed on each of the fluid inlet and the fluid outlet and configured to retain the lysis beads in the lysis chamber; The fluid sample processing cartridge according to any one of claims 6 to 8. 前記基板に形成され、前記基板を外部流体圧力源に結合するように構成される圧力ポートと、
前記圧力ポートを前記サンプルウェルに接続する前記基板に形成されたチャネルと、
を更に備える、請求項1〜9のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
A pressure port formed in the substrate and configured to couple the substrate to an external fluid pressure source;
A channel formed in the substrate connecting the pressure port to the sample well;
The fluid sample processing cartridge according to claim 1, further comprising:
前記基板に形成され、前記基板に形成されたチャネルを介して前記混合ウェルと流体を通じる廃棄チャンバと、
前記基板に形成され、前記基板に形成されるチャネルを介して、前記混合ウェルと流体を通じる流体出射ポートと、
前記基板内に配置され、前記混合ウェルから前記廃棄チャンバへ、選択的に流体を流したり、流体を止めたりするように構成され、配置された第1の外部作動可能制御バルブと、
前記基板内に配置され、前記混合ウェルから前記流体出射ポートへ、選択的に、流体を流したり、流体を止めたりするように構成され、配置された第2の外部作動可能制御バルブと、
を更に備える、請求項1〜10のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
A waste chamber formed in the substrate and passing the mixing well and fluid through a channel formed in the substrate;
A fluid exit port formed in the substrate and through the mixing well and fluid through a channel formed in the substrate;
A first externally operable control valve disposed in the substrate and configured and arranged to selectively flow fluid to or from the waste chamber from the mixing well; and
A second externally operable control valve disposed within the substrate and configured to selectively flow fluid or stop fluid from the mixing well to the fluid ejection port;
The fluid sample processing cartridge according to claim 1, further comprising:
前記混合ウェルと前記廃棄チャンバとを接続するチャネルに沿って配置される捕捉チャンバを更に備える、請求項11に記載の流体サンプル処理カートリッジ。   The fluid sample processing cartridge of claim 11, further comprising a capture chamber disposed along a channel connecting the mixing well and the waste chamber. 前記基板内に配置され、前記混合ウェル内の圧力が閾値圧力より大きくないときに、閉止し、前記混合ウェルから流体が流れないようにし、前記混合ウェル内の圧力が前記閾値圧力を超えて上昇したときに、開き、前記混合ウェルから流体を流れさせるように構成され、配置された受動バルブアセンブリと、
前記基板に形成され、前記基板に形成された圧力導管によって前記受動バルブアセンブリと圧力を通じる圧力ポートであって、前記圧力ポートが閉止されているとき、前記混合ウェル内の圧力は、前記受動バルブアセンブリを開く前記閾値圧力に届くことができ、前記混合ウェルから流体が流れることを許し、前記圧力ポートが開いているときは、前記混合内の圧力は、前記閾値圧力に届く事が出来ず、前記受動バルブアセンブリを閉じる、圧力ポートと、
を更に備える、請求項1〜12のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
Closed when the pressure in the mixing well is not greater than a threshold pressure, and no fluid flows from the mixing well, the pressure in the mixing well rises above the threshold pressure A passive valve assembly configured and arranged to open and flow fluid from the mixing well when
A pressure port formed in the substrate and through the passive valve assembly and pressure by a pressure conduit formed in the substrate, wherein the pressure in the mixing well is reduced when the pressure port is closed. The threshold pressure that can open the assembly can be reached, allowing fluid to flow from the mixing well, and when the pressure port is open, the pressure in the mixing cannot reach the threshold pressure; A pressure port for closing the passive valve assembly; and
The fluid sample processing cartridge according to claim 1, further comprising:
前記変形可能な流体チャンバと関連し、前記関連した変形可能な流体チャンバと接続されるか、又は、接続可能で、破壊可能な隔壁によって、ランスブリスタ内に保持されるビーズを含み、外部圧縮力の印加時に破裂し、それによって、前記破壊可能な隔壁を通って前記ビーズを押し出すように構成された、ランスブリスタを更に備える、請求項1〜13のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。   An external compressive force associated with the deformable fluid chamber, comprising beads held in the lance blister by a connectable and breakable septum connected to the associated deformable fluid chamber; 14. A fluid sample processing cartridge according to any one of the preceding claims, further comprising a lance blister configured to rupture upon application of the pressure, thereby pushing the beads through the breakable septum. . 前記カートリッジの少なくとも一部を外部から包む外部とばりを更に備える、請求項1〜14のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。   The fluid sample processing cartridge according to claim 1, further comprising an external flash that wraps at least a part of the cartridge from the outside. 複数の変形可能な流体チャンバを備え、前記流体チャンバのそれぞれは、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、オイル、再水和緩衝剤、対象捕捉ビーズ、及び、結合緩衝剤からなるグループから選択される1以上の物質を含む、請求項1〜15のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。   A plurality of deformable fluid chambers, each of which is selected from the group consisting of a lysis buffer, a wash buffer, an oil, a rehydration buffer, a target capture bead, and a binding buffer 1 The fluid sample processing cartridge according to any one of claims 1 to 15, comprising the above substances. 前記基板に形成され、前記基板に形成されたチャネルを介して前記混合ウェルと流体を通じる第1の流体出射ポートと、
前記基板に形成された第2の流体出射ポートと、
少なくとも2つの変形可能な流体チャンバであって、前記2つの変形可能な流体チャンバのうちの一つは、前記基板に形成されたチャネルを介して前記混合ウェルと流体を通じ、前記2つの変形可能な流体チャンバのうちの他方は、前記第1の流体出射ポートを前記混合ウェルに通じる前記チャネルとは異なる前記基板に形成されたチャネルを介して前記第2の流体出射ポートと流体を通じる、少なくとも2つの変形可能な流体チャンバと、
を更に備える、請求項1〜16のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
A first fluid exit port formed in the substrate and through the mixing well and fluid through a channel formed in the substrate;
A second fluid exit port formed in the substrate;
At least two deformable fluid chambers, wherein one of the two deformable fluid chambers passes the mixing well and fluid through a channel formed in the substrate. The other of the fluid chambers passes fluid through the second fluid ejection port through a channel formed in the substrate different from the channel leading the first fluid ejection port to the mixing well. Two deformable fluid chambers;
The fluid sample processing cartridge according to claim 1, further comprising:
前記混合ウェルと流体を通じる前記変形可能な流体チャンバは、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、対象捕捉ビーズ、又は、結合緩衝剤を含み、前記第2の流体出射と流体を通じる前記変形可能な流体チャンバは、オイル、又は、再水和緩衝剤を含む、請求項17に記載の流体サンプル処理カートリッジ。   The deformable fluid chamber through the mixing well and fluid includes a lysis buffer, a wash buffer, a target capture bead, or a binding buffer, and the deformable fluid through the second fluid ejection and fluid. The fluid sample processing cartridge of claim 17, wherein the chamber comprises oil or a rehydration buffer. i)基板と、
ii)前記基板に形成され、ある体積の流体を受け入れるように構成されたサンプルウェルと、
iii)前記サンプルウェル上に選択的に配置されるように構成されたクロージャと、
iv)前記基板上に支持され、変形されていない状態のときに、その中に流体を保持し、外部圧縮力の印加時に、破裂し、第1の流体チャンバから前記流体の少なくとも一部を排出し、前記基板に形成されたチャネルを介して、前記サンプルウェルと流体を通じる第1の変形可能な流体チャンバと、
v)前記基板に形成され、前記基板に形成されたチャネルを介して前記サンプルウェルと流体を通じる混合ウェルと、
vi)前記混合ウェル内に配置され、前記混合ウェルの内容物を混合するように構成され、配置された駆動混合装置と、
vii)前記基板に形成され、前記基板に形成されたチャネルを介して前記混合ウェルと流体を通じる第1の流体出射ポートと、
を備えるa)サンプル調製モジュールと、
前記サンプル調製モジュールに取り付けられ、前記サンプル調製モジュールに形成された前記流体出射ポートを介して、前記サンプル調製モジュールからの流体を受け入れるように構成されたb)反応モジュールであって、
1)上部面と、
2)前記上部面の周囲を少なくとも部分的に囲み、前記サンプル調製モジュールの面と流体をシールするように接触し、前記上部面と前記サンプル調製モジュールの前記面との間に介在空間を形成する、上昇壁と、
3)前記サンプル調製モジュールの前記第1の流体出射ポートと流体学的に結合するサンプルチャンバと、
4)試薬チャンバと、
5)検出チャンバと、
を備えるi)上部プレートと、
前記上部プレートの下部面と結合し、流体処理パネルと前記上部プレートとの間に反応・処理空間を画定する流体処理パネルであって、前記反応・処理空間は、前記サンプルチャンバ、前記反応チャンバ、及び前記検出チャンバに対して開くか、又は、開くことができる、ii)流体処理パネルと、
を備えるb)反応モジュールと、
を備える流体サンプル処理カートリッジ。
i) a substrate;
ii) a sample well formed in the substrate and configured to receive a volume of fluid;
iii) a closure configured to be selectively placed on the sample well;
iv) is supported on the substrate and retains the fluid therein when undeformed, ruptures upon application of an external compressive force, and discharges at least a portion of the fluid from the first fluid chamber A first deformable fluid chamber that is in fluid communication with the sample well through a channel formed in the substrate;
v) a mixing well formed in the substrate and passing the sample well and fluid through a channel formed in the substrate;
vi) a drive mixing device disposed in the mixing well and configured and arranged to mix the contents of the mixing well;
vii) a first fluid exit port formed in the substrate and through the mixing well and fluid through a channel formed in the substrate;
A) a sample preparation module;
B) a reaction module attached to the sample preparation module and configured to receive fluid from the sample preparation module via the fluid exit port formed in the sample preparation module;
1) an upper surface;
2) at least partially surrounding the periphery of the upper surface, in contact with the surface of the sample preparation module so as to seal fluid, and forming an intervening space between the upper surface and the surface of the sample preparation module The rising wall,
3) a sample chamber that is fluidly coupled to the first fluid exit port of the sample preparation module;
4) a reagent chamber;
5) a detection chamber;
I) an upper plate;
A fluid processing panel coupled to a lower surface of the upper plate and defining a reaction / processing space between the fluid processing panel and the upper plate, wherein the reaction / processing space includes the sample chamber, the reaction chamber, And ii) a fluid treatment panel that is open to or open to the detection chamber;
B) a reaction module;
A fluid sample processing cartridge comprising:
前記反応モジュールの前記サンプルチャンバは、流体サンプルが、前記サンプルチャンバに入る入り口ポートを含み、前記サンプル調製モジュールの前記第1の流体出射ポートと、前記サンプルチャンバの前記入り口ポートとの間にギャップを含み、前記ギャップは、介在空間に対して開いている、請求項19に記載の流体サンプル処理カートリッジ。   The sample chamber of the reaction module includes an inlet port where a fluid sample enters the sample chamber, with a gap between the first fluid exit port of the sample preparation module and the inlet port of the sample chamber. 20. The fluid sample processing cartridge of claim 19, wherein the gap is open to an intervening space. 前記サンプル調製モジュールの前記第1の流体出射ポートは、円錐台ニップルを通って形成される出口チャネルを備える、請求項19に記載の流体サンプル処理カートリッジ。   20. A fluid sample processing cartridge according to claim 19, wherein the first fluid exit port of the sample preparation module comprises an outlet channel formed through a frustoconical nipple. 前記反応モジュールは、各検出チャンバに配置された電子センサアレイを更に備える、請求項19〜21のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。   The fluid sample processing cartridge according to any one of claims 19 to 21, wherein the reaction module further comprises an electronic sensor array disposed in each detection chamber. 前記反応モジュールの前記上部プレートは、1以上のバブルトラップを更に備え、各バブルトラップは、前記反応・処理空間に対して開かれたバブル捕捉フードと、前記介在空間に対して開かれたベント開口部とを備える、請求項19〜22のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。   The upper plate of the reaction module further includes one or more bubble traps, each bubble trap having a bubble trapping hood that is open to the reaction / processing space, and a vent opening that is open to the intervening space. The fluid sample processing cartridge according to any one of claims 19 to 22, comprising a portion. 前記サンプル調製モジュールは、
前記基板上に支持され、変形されていない状態においては、内部に流体を保持し、外部圧縮力が印加されたときには、破裂し、流体チャンバから、前記流体の少なくとも一部を排出するように構成される第2の変形可能な流体チャンバと、
前記基板に支持され、前記基板に形成されたチャネルを介して、前記第2の変形可能な流体チャンバと流体を通じる第2の流体出射ポートと、を更に、備え、
前記反応・処理空間は、前記サンプル調製モジュールの前記第2の流体出射ポートに流体学的に結合する、
請求項19〜23のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
The sample preparation module includes:
In a state where the fluid is supported on the substrate and not deformed, the fluid is held inside, and when an external compressive force is applied, the fluid is ruptured, and at least a part of the fluid is discharged from the fluid chamber. A second deformable fluid chamber,
A second fluid exit port that is supported by the substrate and through the channel formed in the substrate and through which the second deformable fluid chamber passes fluid; and
The reaction and processing space is fluidly coupled to the second fluid exit port of the sample preparation module;
24. A fluid sample processing cartridge according to any one of claims 19 to 23.
前記混合ウェルは、
ウェルを画定する周囲壁とフロアと、
前記混合ウェルと通じる前記チャネルからサンプルウェルまで延伸する前記周囲壁の一面に延伸し、前記周囲壁の上端の下で止まる流体入り口シュノーケルと、
を備える、請求項19〜24のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
The mixing well is
The surrounding walls and floor defining the well;
A fluid inlet snorkel extending to one side of the peripheral wall extending from the channel leading to the mixing well to the sample well and stopping under the upper end of the peripheral wall;
25. A fluid sample processing cartridge according to any one of claims 19 to 24.
前記流体入り口シュノーケルは、前記周囲壁の外面に延伸し、前記周囲壁に形成される開口部において止まる、請求項25に記載の流体サンプル処理カートリッジ。   26. The fluid sample processing cartridge of claim 25, wherein the fluid inlet snorkel extends to an outer surface of the peripheral wall and stops at an opening formed in the peripheral wall. 前記混合ウェルは、前記混合ウェルの前記フロアに形成された1以上の開口部を備える出射ポートを更に備え、前記フロアは、前記出射ポートに向かって下方にテーパ状になっている、請求項25又は請求項26に記載の流体サンプル処理カートリッジ。   26. The mixing well further comprises an exit port comprising one or more openings formed in the floor of the mix well, the floor being tapered downward toward the exit port. The fluid sample processing cartridge according to claim 26. 前記駆動混合装置は、前記混合ウェル内に回転可能に配置された第1のインペラーと、前記流体サンプル処理カートリッジが挿入される装置の噛み合いギアによって駆動可能に噛み合わされ、前記噛み合いギアによって噛み合わされたとき、前記第1のインペラーを回転するように構成されたギアと、
を備える、請求項19〜25のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
The drive mixing device is engaged with a first impeller rotatably arranged in the mixing well and a meshing gear of a device into which the fluid sample processing cartridge is inserted, and meshed by the meshing gear. A gear configured to rotate the first impeller;
26. A fluid sample processing cartridge according to any one of claims 19 to 25.
前記サンプル調製モジュールは、
複数の溶解ビーズを備え、前記基板に形成され、前記混合ウェルと前記サンプルウェルとを接続する前記チャネルに沿って配置される溶解チャンバであって、前記サンプルウェルから前記混合ウェルに流れる流体は、前記溶解チャンバを通って流れる、溶解チャンバと、
前記溶解チャンバ内に少なくとも部分的に配置され、前記溶解ビーズと、前記溶解チャンバを通って流れる流体とを攪拌するように構成され、配置されたビーズミキサと、
を更に備える、請求項19〜28のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
The sample preparation module includes:
A lysis chamber comprising a plurality of lysis beads, formed on the substrate and disposed along the channel connecting the mixing well and the sample well, wherein the fluid flowing from the sample well to the mixing well is A dissolution chamber flowing through the dissolution chamber;
A bead mixer disposed and disposed at least partially within the lysis chamber and configured to agitate the lysis beads and fluid flowing through the lysis chamber;
The fluid sample processing cartridge according to any one of claims 19 to 28, further comprising:
前記溶解チャンバを前記サンプルウェルに接続する前記チャネルの拡大部分を備える第1の光インタフェースと、
前記溶解チャンバを前記混合ウェルに接続する前記チャネルの拡大部分を備える第2の光インタフェースと、
を更に備える、請求項29に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
A first optical interface comprising an enlarged portion of the channel connecting the lysis chamber to the sample well;
A second optical interface comprising an enlarged portion of the channel connecting the lysis chamber to the mixing well;
30. The fluid sample processing cartridge of claim 29, further comprising:
前記ビーズミキサは、
前記基板内に搭載されるモータと、
前記溶解チャンバ内に配置され、前記モータの出力シャフトに搭載される第2のインペラーと、
を備える、請求項29又は請求項30に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
The bead mixer is
A motor mounted in the substrate;
A second impeller disposed in the dissolution chamber and mounted on the output shaft of the motor;
31. A fluid sample processing cartridge according to claim 29 or claim 30, comprising:
前記溶解チャンバは、流体入り口と流体出口とを含み、前記流体入り口と前記流体出口の夫々の上に配置され、前記溶解チャンバ内に前記溶解ビーズを保持するように構成されたメッシュフィルタと、を更に備える、請求項29〜31のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。   The lysis chamber includes a fluid inlet and a fluid outlet, and is disposed on each of the fluid inlet and the fluid outlet, and is configured to retain the lysis beads in the lysis chamber; and The fluid sample processing cartridge according to any one of claims 29 to 31, further comprising: 前記サンプル調製モジュールは、
前記基板に形成され、前記基板を外部流体圧力源に結合するように構成された圧力ポートと、
前記圧力ポートを前記サンプルウェルに接続する前記基板に形成されたチャネルと、
を更に備える、請求項19〜32のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
The sample preparation module includes:
A pressure port formed in the substrate and configured to couple the substrate to an external fluid pressure source;
A channel formed in the substrate connecting the pressure port to the sample well;
The fluid sample processing cartridge according to claim 19, further comprising:
前記サンプル調製モジュールは、
前記基板に形成され、前記基板に形成されたチャネルを介して、前記混合ウェルと流体を通じる廃棄チャンバと、
前記基板内に配置され、前記混合ウェルから前記廃棄チャンバへ選択的に流体を流したり、流体を流れなくしたりするように構成され、配置された第1の外部作動可能制御バルブと、
前記基板内に配置され、前記混合ウェルから前記出射ポートへ選択的に流体を流したり、流体を流れなくしたりするように構成され、配置された第2の外部作動可能制御バルブと、
を更に備える、請求項19〜33のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
The sample preparation module includes:
A waste chamber formed in the substrate and through the mixing well and fluid through a channel formed in the substrate;
A first externally operable control valve disposed in the substrate and configured and arranged to selectively flow fluid from the mixing well to the waste chamber or to stop fluid flow;
A second externally operable control valve disposed within the substrate and configured and arranged to selectively flow fluid from the mixing well to the exit port or to stop fluid flow;
34. The fluid sample processing cartridge according to any one of claims 19 to 33, further comprising:
前記サンプル調製モジュールは、前記混合ウェルと前記廃棄チャンバとを接続するチャネルに沿って配置された捕捉チャンバを更に備える、請求項34に記載の流体サンプル処理カートリッジ。   35. The fluid sample processing cartridge of claim 34, wherein the sample preparation module further comprises a capture chamber disposed along a channel connecting the mixing well and the waste chamber. 前記サンプル調製モジュールは、
前記基板内に配置され、前記混合ウェル内の圧力が、閾値圧力より大きくない場合、閉止され、前記混合ウェルからの流体の流れを阻止し、前記混合ウェル内の圧力が前記閾値圧力を超えて上昇する場合、開かれ、前記混合ウェルから流体を流れさせるように構成され、配置された受動バルブアセンブリと、
前記基板に形成され、前記基板に形成された圧力導管によって前記受動バルブアセンブリと圧力を通じる圧力ポートであって、前記圧力ポートが閉じられたとき、前記混合ウェル内の圧力は、前記受動バルブアセンブリを開くであろう前記閾値圧力に届く事ができ、前記混合ウェルから流体を流れさせ、前記圧力ポートが開かれたときには、前記混合ウェル内の圧力が前記閾値圧力に届く事が出来ず、前記受動バルブアセンブリが閉じられる、圧力ポートと、
を更に備える、請求項19〜35のいずれか一項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
The sample preparation module includes:
If placed in the substrate and the pressure in the mixing well is not greater than a threshold pressure, it is closed to prevent fluid flow from the mixing well, and the pressure in the mixing well exceeds the threshold pressure. A passive valve assembly configured and arranged to open and flow fluid from the mixing well when rising;
A pressure port formed in the substrate and through which pressure is passed through the passive valve assembly by a pressure conduit formed in the substrate, wherein when the pressure port is closed, the pressure in the mixing well is reduced by the passive valve assembly. When the pressure port is opened, the pressure in the mixing well cannot reach the threshold pressure, and when the pressure port is opened, the threshold pressure can be reached. A pressure port where the passive valve assembly is closed; and
36. The fluid sample processing cartridge according to any one of claims 19 to 35, further comprising:
前記サンプル調製モジュールは、前記変形可能な流体チャンバに関連し、前記関連した変形可能な流体チャンバに接続されるか、又は、接続可能で、破壊可能な隔壁によって、ランスブリスタ内に保持されるビーズを含み、外部圧縮力が印加された際には、破裂し、それによって、前記破壊可能な隔壁を通して前記ビーズを押すように構成される、ランスブリスタを更に備える、請求項19〜36のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。   The sample preparation module is associated with the deformable fluid chamber and is connected to the associated deformable fluid chamber or a bead held in a lance blister by a connectable and breakable septum 37. A lance blister further comprising a lance blister configured to rupture when applied with an external compressive force, thereby pushing the bead through the breakable septum. 2. The fluid sample processing cartridge according to item 1. 前記カートリッジの少なくとも一部を外部から包む外部とばりを更に備える、請求項19〜37のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。   38. The fluid sample processing cartridge according to any one of claims 19 to 37, further comprising an external flash that wraps at least a portion of the cartridge from the outside. 前記サンプル調製モジュールは、複数の変形可能な流体チャンバを更に備え、前記流体チャンバのそれぞれは、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、オイル、再水和緩衝剤、対象捕捉ビーズ、及び結合緩衝剤からなるグループから選択される物質を含む、請求項19〜38のいずれか1項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。   The sample preparation module further comprises a plurality of deformable fluid chambers, each of the fluid chambers comprising a lysis buffer, a wash buffer, an oil, a rehydration buffer, a target capture bead, and a binding buffer. 39. A fluid sample processing cartridge according to any one of claims 19 to 38, comprising a material selected from the group. 平坦な基板上に支持され、変形されない状態では、内部に流体を保持し、外部圧縮力が印加されたときには、破裂し、流体チャンバから前記流体の少なくとも一部を排出するように構成された変形可能な流体チャンバを含む流体サンプル処理カートリッジを処理するように構成される装置であって、
前記装置に挿入される流体サンプル処理カートリッジを受け入れ、保持するように構成されるカートリッジキャリッジアセンブリと、
前記カートリッジキャリッジアセンブリに隣接し、前記カートリッジキャリッジアセンブリ内に担持される前記カートリッジと動作可能に接触しない第1の位置と、前記カートリッジキャリッジアセンブリ内に担持される前記カートリッジと動作可能に接触する第2の位置との間での、前記カートリッジキャリッジアセンブリに対する移動のために構成される加熱・制御アセンブリと、
前記カートリッジに実質的に磁力を印加しない第1の位置と、前記カートリッジの対応する個別の部分に磁力を印加する第2の位置との間の、加熱・制御アセンブリとは独立な、前記カートリッジに対する移動用に、それぞれが搭載される、1以上の移動可能磁石アセンブリと、
電力供給された移動のために構成され、カムブロックアセンブリの電力が供給された移動を、前記加熱・制御アセンブリの前記第1の位置と前記加熱・制御アセンブリの前記第2の位置との間の、前記カートリッジキャリッジアセンブリに対する前記加熱・制御アセンブリの移動に変換するために、前記加熱・制御アセンブリと動作可能に結合し、前記カムブロックアセンブリの電力が供給された移動を、前記磁石アセンブリの前記第1の位置と前記磁石アセンブリの前記第2の位置との間の前記カートリッジキャリッジアセンブリに対する各磁石アセンブリの移動に変換するために、前記1以上の移動可能な磁石アセンブリに動作可能に結合するカムブロックアセンブリと、
e)前記変形可能な流体チャンバに外部圧縮力を選択的に印加し、前記変形可能なチャンバを破裂させ、前記流体チャンバから前記流体の少なくとも一部を排出するように構成された変形可能なチャンバ圧縮アセンブリと、
を備える装置。
A deformation that is supported on a flat substrate and is not deformed, retains the fluid therein, and ruptures and discharges at least a portion of the fluid from the fluid chamber when an external compressive force is applied. An apparatus configured to process a fluid sample processing cartridge comprising a possible fluid chamber comprising:
A cartridge carriage assembly configured to receive and hold a fluid sample processing cartridge inserted into the device;
A first position adjacent to the cartridge carriage assembly and not in operative contact with the cartridge carried in the cartridge carriage assembly; and a second position in operative contact with the cartridge carried in the cartridge carriage assembly. A heating and control assembly configured for movement relative to the cartridge carriage assembly between
With respect to the cartridge, independent of the heating and control assembly, between a first position that does not substantially apply a magnetic force to the cartridge and a second position that applies a magnetic force to a corresponding discrete portion of the cartridge. One or more movable magnet assemblies each mounted for movement;
Configured for powered movement, the powered movement of the cam block assembly between the first position of the heating and control assembly and the second position of the heating and control assembly , Operatively coupled to the heating and control assembly for converting the movement of the heating and control assembly relative to the cartridge carriage assembly, and the powered movement of the cam block assembly is coupled to the first of the magnet assembly. A cam block operably coupled to the one or more movable magnet assemblies for converting the movement of each magnet assembly relative to the cartridge carriage assembly between a position of 1 and the second position of the magnet assembly. Assembly,
e) A deformable chamber configured to selectively apply an external compressive force to the deformable fluid chamber to rupture the deformable chamber and to discharge at least a portion of the fluid from the fluid chamber. A compression assembly;
A device comprising:
前記加熱・制御アセンブリは、
前記加熱・制御アセンブリが、前記第2の位置にあるとき、前記カートリッジの対応する個別の部分に熱勾配を印加するように構成された1以上のヒータアセンブリと、
前記加熱・制御アセンブリが前記第2の位置にあるとき、前記装置と前記カートリッジとの間の電気接続を有効とするように構成された1以上の電気コネクタ素子を含むコネクタボードと、
を備える、請求項40に記載の装置。
The heating and control assembly includes:
One or more heater assemblies configured to apply a thermal gradient to a corresponding discrete portion of the cartridge when the heating and control assembly is in the second position;
A connector board including one or more electrical connector elements configured to enable an electrical connection between the device and the cartridge when the heating and control assembly is in the second position;
41. The apparatus of claim 40, comprising:
前記変形可能なチャンバ圧縮アセンブリは、
前記基板の平面とほぼ平行な第1の方向への電力が供給された移動用に構成されたカムフォロワプレートと、
前記カートリッジの前記変形可能なチャンバに関連し、前記基板の前記平面にほぼ垂直な成分を有する第2の方向への移動によって、前記基板に対して前記チャンバを圧縮する力を印加するように構成された圧縮機構と、を備え、
前記カムフォロワプレートは、前記第1の方向の前記カムフォロワプレートの移動を、前記第2の方向の前記圧縮機構の移動に変換し、それによって、前記チャンバに外部圧縮力を印加するために前記圧縮機構と動作可能に結合する、請求項40又は請求項41に記載された装置。
The deformable chamber compression assembly comprises:
A cam follower plate configured for movement supplied with power in a first direction substantially parallel to the plane of the substrate;
The cartridge is configured to apply a force to compress the chamber relative to the substrate by movement in a second direction having a component substantially perpendicular to the plane of the substrate relative to the deformable chamber. A compression mechanism,
The cam follower plate converts the movement of the cam follower plate in the first direction into movement of the compression mechanism in the second direction, thereby applying the external compression force to the chamber. 42. An apparatus as claimed in claim 40 or claim 41, wherein the apparatus is operably coupled to the apparatus.
空気ポンプと前記空気ポンプに接続された空気ポートとを更に備え、前記空気ポートは、前記カートリッジが前記装置に挿入されたとき、前記空気ポンプを前記流体サンプル処理カートリッジの圧力ポートに結合するように構成される、請求項40〜42のいずれか1項に記載の装置。   And an air port connected to the air pump, the air port coupling the air pump to a pressure port of the fluid sample processing cartridge when the cartridge is inserted into the device. 43. Apparatus according to any one of claims 40 to 42 configured. 前記流体サンプル処理カートリッジの一部を通る流体の流れを検出するように構成された光検出器を更に備える、請求項40〜43のいずれか1項に記載の装置。   44. The apparatus according to any one of claims 40 to 43, further comprising a photodetector configured to detect fluid flow through a portion of the fluid sample processing cartridge. 前記流体サンプル処理カートリッジは、駆動ギアを含む駆動混合装置を含み、前記装置は、電力が供給された駆動ギアを含み、ドライビングギアが、前記駆動混合装置の前記駆動ギアに噛み合わない第1の位置と、前記ドライビングギアが、前記駆動ギアと動作可能に噛み合い、前記駆動混合装置を作動させる第2の位置との間で移動可能である混合モータアセンブリを更に備え、前記カムブロックアセンブリは、前記カムブロックアセンブリの電力が与えられた移動を、前記混合モータアセンブリの前記第1の位置と、前記混合モータアセンブリの前記第2の位置との間の、前記混合モータアセンブリの移動に変換するために前記混合モータアセンブリと動作可能に結合する、請求項40〜44のいずれか1項に記載の装置。   The fluid sample processing cartridge includes a drive mixing device that includes a drive gear, the device includes a drive gear that is powered, and a driving gear does not engage the drive gear of the drive mixing device. And a driving motor assembly that is operatively engaged with the drive gear and movable between a second position for operating the drive mixing device, the cam block assembly comprising the cam block assembly To convert the powered movement of the block assembly into movement of the mixing motor assembly between the first position of the mixing motor assembly and the second position of the mixing motor assembly. 45. Apparatus according to any one of claims 40 to 44, operatively coupled to a mixing motor assembly. ファンと、
前記ファンから前記ヒータアセンブリの一つの一部へ空気を流すように構成された冷却ダクトと、
を備えるヒータ冷却アセンブリを更に備える、請求項41〜45のいずれか1項に記載の装置。
With fans,
A cooling duct configured to flow air from the fan to a portion of the heater assembly;
46. The apparatus of any one of claims 41 to 45, further comprising a heater cooling assembly comprising:
前記カートリッジキャリッジアセンブリは、
挿入されるカートリッジを保持するように構成されたカートリッジホルダと、
カートリッジラッチ位置にバイアスされ、前記カートリッジホルダに挿入されたカートリッジをラッチし、前記カートリッジを前記カートリッジホルダ内に保持するように構成されたカートリッジラッチと、
前記カートリッジラッチがカートリッジラッチ位置から解放されたとき、カートリッジを、少なくとも部分的に前記カートリッジホルダの外になるように自動的に押すように構成されたカートリッジ排出機構と、
を備える、請求項40〜46のいずれか1項に記載の装置
The cartridge carriage assembly includes
A cartridge holder configured to hold a cartridge to be inserted;
A cartridge latch biased to a cartridge latch position, configured to latch a cartridge inserted into the cartridge holder, and to hold the cartridge within the cartridge holder;
A cartridge ejection mechanism configured to automatically push the cartridge at least partially out of the cartridge holder when the cartridge latch is released from a cartridge latch position;
47. Apparatus according to any one of claims 40 to 46, comprising:
前記加熱・制御アセンブリは、前記1以上のヒータアセンブリと前記コネクタボードとが支持される支持プレートを備え、前記支持プレートは、前記支持プレートの水平方向の動作は防止するが、前記支持プレートの垂直方向の移動を許可して、前記加熱・制御アセンブリがその第1の位置と第2の位置との間で動けるようにする制約構成で、搭載される、請求項41〜47のいずれか1項に記載の装置。   The heating and control assembly includes a support plate on which the one or more heater assemblies and the connector board are supported. The support plate prevents horizontal movement of the support plate, but is perpendicular to the support plate. 48. Any one of claims 41 to 47, mounted in a constrained configuration that permits directional movement to allow the heating and control assembly to move between its first and second positions. The device described in 1. 前記加熱・制御アセンブリの前記ヒータアセンブリの一つは、前記コネクタボードに取り付けられた抵抗加熱素子と、前記抵抗加熱素子と熱的に結合する熱伝導性材料を含む熱拡散器とを備える、請求項41〜48のいずれか1項に記載の装置。   One of the heater assemblies of the heating and control assembly comprises a resistance heating element attached to the connector board and a heat spreader including a thermally conductive material that is thermally coupled to the resistance heating element. Item 49. The apparatus according to any one of Items 41 to 48. 前記加熱・制御アセンブリの前記ヒータアセンブリの一つは、
熱電素子と、
前記熱電素子と熱的に結合した熱伝導性材料を備える熱拡散器と、
前記熱電素子と複数の熱散逸ロッドとに熱的に接触するパネルを含むヒートシンクと、
を備える、請求項41〜49のいずれか1項に記載の装置。
One of the heater assemblies of the heating and control assembly is:
A thermoelectric element;
A heat spreader comprising a thermally conductive material thermally coupled to the thermoelectric element;
A heat sink including a panel in thermal contact with the thermoelectric element and the plurality of heat dissipating rods;
50. Apparatus according to any one of claims 41 to 49, comprising:
前記加熱・制御アセンブリの前記コネクタボードの前記電気コネクタ素子は、複数のコネクタピンアレイを備え、各コネクタピンアレイは、複数のポゴピンを備える、請求項41〜50のいずれか1項に記載の装置。   51. The apparatus according to any one of claims 41 to 50, wherein the electrical connector element of the connector board of the heating and control assembly comprises a plurality of connector pin arrays, each connector pin array comprising a plurality of pogo pins. . 前記移動可能な磁石アセンブリの一つは、
スピンドルに搭載され、前記磁石アセンブリの前記第1の位置と前記第2の位置との間で、前記スピンドルの周りに回転するようになっている、磁石ホルダと、
前記磁石ホルダに支持された磁石と、
前記磁石ホルダから延伸するアクチュエータブラケットと、
前記磁石ホルダを、前記磁石アセンブリの前記第1の位置に対応する回転位置にバイアスするように構成されたねじれバネと、
を備える、請求項40〜51のいずれか1項に記載の装置。
One of the movable magnet assemblies is:
A magnet holder mounted on a spindle and adapted to rotate about the spindle between the first position and the second position of the magnet assembly;
A magnet supported by the magnet holder;
An actuator bracket extending from the magnet holder;
A torsion spring configured to bias the magnet holder to a rotational position corresponding to the first position of the magnet assembly;
52. The apparatus according to any one of claims 40 to 51, comprising:
前記移動可能な磁石アセンブリの一つは、
スピンドルに搭載され、前記磁石アセンブリの前記第1の位置と前記第2の位置との間で、前記スピンドルの周りに回転可能とする磁石ホルダフレームと、
前記磁石ホルダフレーム内に配置される磁石アレイと、
前記磁石ホルダフレームに形成された開口部内に配置され、前記磁石アレイの磁力を収束するように構成された収束磁石と、
前記磁石ホルダフレームから延伸するアクチュエータブラケットと、
前記磁石ホルダフレームを、前記磁石アセンブリの前記第1の位置に対応する回転位置にバイアスするように構成されたねじれバネと、
を備える、請求項40〜52のいずれか1項に記載の装置。
One of the movable magnet assemblies is:
A magnet holder frame mounted on a spindle and rotatable about the spindle between the first position and the second position of the magnet assembly;
A magnet array disposed within the magnet holder frame;
A converging magnet arranged in an opening formed in the magnet holder frame and configured to converge the magnetic force of the magnet array;
An actuator bracket extending from the magnet holder frame;
A torsion spring configured to bias the magnet holder frame to a rotational position corresponding to the first position of the magnet assembly;
53. Apparatus according to any one of claims 40 to 52, comprising:
前記カムブロックアセンブリは、前記カムブロックアセンブリに一部で結合する磁石アクチュエータによって、各移動可能な磁石アセンブリに動作可能なように結合し、前記カムブロックアセンブリの電力が供給された移動によって移動可能で、前記磁石アクチュエータが、前記カムブロックアセンブリと共に移動して、前記第1の位置から前記第2の位置への前記磁石アセンブリの対応する回転を引き起こすように、各磁石アセンブリの前記アクチュエータブラケットと噛み合い可能なように構成されるタブを含む、請求項52又は請求項53に記載の装置。   The cam block assembly is operably coupled to each movable magnet assembly by a magnet actuator that is partially coupled to the cam block assembly and is movable by a powered movement of the cam block assembly. The magnet actuator can engage with the actuator bracket of each magnet assembly such that the magnet actuator moves with the cam block assembly to cause a corresponding rotation of the magnet assembly from the first position to the second position. 54. Apparatus according to claim 52 or claim 53, comprising a tab configured as such. 前記カムブロックアセンブリは、
カムフレームと、
前記カムフレームと結合し、前記カムフレームの電力を与えられた移動を有効とするように構成されたカムブロックモータと、
前記カムフレームに取り付けられた第1及び第2のカムレールであって、前記カムレールのそれぞれは、2つのカムスロットを有し、前記カムブロックアセンブリは、前記加熱・制御アセンブリから前記カムスロットに延伸するカムフォロワによって、前記加熱・制御アセンブリと動作可能に結合し、前記加熱・制御アセンブリに対する前記カムフレームと前記カムレールの移動が、前記カムフォロワと前記カムスロットとの間の対応する相対移動に、前記加熱・制御アセンブリの前記第1の位置に対応する、前記カムスロットのぞれぞれの第1のセグメントと、前記加熱・制御アセンブリの前記第2の位置に対応する、前記カムスロットのそれぞれの第2のセグメントとの間の前記カムフォロワの移動を引き起こさせるようにする、第1及び第2のカムレールと、
を備える、請求項40〜54のいずれか1項に記載の装置。
The cam block assembly includes:
A cam frame,
A cam block motor coupled to the cam frame and configured to enable powered movement of the cam frame;
First and second cam rails attached to the cam frame, each of the cam rails having two cam slots, the cam block assembly extending from the heating and control assembly to the cam slot. A cam follower is operably coupled to the heating and control assembly such that movement of the cam frame and the cam rail relative to the heating and control assembly results in a corresponding relative movement between the cam follower and the cam slot. A first segment of each of the cam slots corresponding to the first position of the control assembly and a second of each of the cam slots corresponding to the second position of the heating and control assembly. Causing the cam follower to move between the first and second segments; And a second cam rail,
55. Apparatus according to any one of claims 40 to 54, comprising:
前記カムフレームは、
前記加熱・制御アセンブリの一面に沿って延伸する第1の長尺方向の円材と、
前記加熱・制御アセンブリの対向する面に沿って延伸する第2の長尺方向の円材と、
前記第1と第2の長尺方向の円材の間に延伸するクロス円材であって、各カムレールは、前記第1及び第2の長尺方向の円材の一つに取り付けられる、クロス円材と、
を備える、請求項55に記載の装置。
The cam frame is
A first elongate circular member extending along one surface of the heating and control assembly;
A second longitudinal circle extending along opposing surfaces of the heating and control assembly;
A cross member extending between the first and second longitudinal members, each cam rail being attached to one of the first and second longitudinal members. With circular material,
56. The apparatus of claim 55, comprising:
前記変形可能なチャンバ圧縮アセンブリの前記圧縮機構は、
カム面を有し、前記カムアームの一端の周りにピボット動作できるように搭載されるカムアームと、
前記カムアームの対向端に配置された圧縮パッドであって、前記カムアームは、前記圧縮パッドが前記関連する変形可能なチャンバに接触しない第1の位置と、前記圧縮パッドが前記関連する変形可能なチャンバに圧縮力を印加し、少なくとも部分的に、前記チャンバを破裂させる第2の位置との間で、ピボット動作する、圧縮パッドと、
を備える、請求項42〜56のいずれか1項に記載の装置。
The compression mechanism of the deformable chamber compression assembly comprises:
A cam arm having a cam surface and mounted so as to pivot about one end of the cam arm;
A compression pad disposed at an opposite end of the cam arm, the cam arm having a first position where the compression pad does not contact the associated deformable chamber, and the deformable chamber to which the compression pad is associated; A compression pad that pivots between a second position that applies a compression force to and at least partially ruptures the chamber;
57. The apparatus according to any one of claims 42 to 56, comprising:
前記変形可能なチャンバ圧縮アセンブリは、カムアームプレートを更に備え、前記圧縮機構の前記カムアームは、前記カムアームプレートに対する前記カムアームのピボット動作のために、前記カムアームプレートに形成されたスロット内にピボット動作可能なように搭載され、前記カムアームの前記カム面は、前記カムアームプレートの面の上に、前記スロットから出て突出し、前記カムフォロワプレートは、前記カムアームを第1の位置から第2の位置へピボット動作させるように、前記カムアームプレートに対する前記カムフォロワプレートの移動の間、前記圧縮機構の前記カム面に噛み合う前記カムフォロワプレートのカムフォロワ素子によって、前記圧縮機構に動作可能に結合する、請求項57に記載の装置。   The deformable chamber compression assembly further comprises a cam arm plate, the cam arm of the compression mechanism pivoting into a slot formed in the cam arm plate for pivoting of the cam arm relative to the cam arm plate. Operatively mounted, the cam surface of the cam arm protrudes out of the slot over the surface of the cam arm plate, and the cam follower plate moves the cam arm from a first position to a second position. 58. The cam follower element of the cam follower plate that operatively couples to the cam surface of the compression mechanism during movement of the cam follower plate relative to the cam arm plate to pivot to the compression mechanism. The device described in 1. 前記カムフォロワプレートは、前記カムアームプレートの前記面の上に突出する前記カムアームの前記カム面を受け入れるカム溝を備え、前記カムフォロワ素子は、前記カムフォロワプレートが前記カムアームプレートに対して移動して、前記カムアームを第1の位置から第2の位置へピボット動作させる際に、前記カム面に接触する前記カム溝内に配置されたフォロワ隆起を備える、請求項58に記載の装置。   The cam follower plate includes a cam groove that receives the cam surface of the cam arm protruding above the surface of the cam arm plate, and the cam follower element moves the cam follower plate relative to the cam arm plate, 59. The apparatus of claim 58, comprising a follower ridge disposed in the cam groove that contacts the cam surface when pivoting the cam arm from a first position to a second position. それぞれが、前記カムアームプレートとカムアーム面に形成されたスロット内にピボット動作可能に搭載されるカムアームを備える複数の圧縮機構を備え、前記カムフォロワプレートは、複数のカム溝を備え、各カム溝は、少なくとも一つの前記圧縮機構に関連付けられ、各カム溝は、前記関連する圧縮機構の前記カムアームを第1の位置から第2の位置にピボット動作させるように、前記カムフォロワプレートが、前記カムアームプレートに対して移動する際、前記関連する圧縮機構の前記カム面に接触する前記カム溝内に配置されるフォロワ隆起を含む、請求項59に記載の装置。   Each comprises a plurality of compression mechanisms comprising cam arms that are pivotally mounted in slots formed in the cam arm plate and cam arm surface, the cam follower plate comprising a plurality of cam grooves, each cam groove comprising: The cam follower plate is associated with at least one of the compression mechanisms, and each cam groove pivots the cam arm of the associated compression mechanism from a first position to a second position. 60. The apparatus of claim 59, comprising a follower ridge disposed in the cam groove that contacts the cam surface of the associated compression mechanism when moving relative to the cam. 前記サンプル処理カートリッジは、複数の変形可能な流体チャンバを含み、前記変形可能なチャンバ圧縮アセンブリは、複数の圧縮機構を備え、各圧縮機構は、前記変形可能な流体チャンバの一つに関連付けられ、前記カムフォロワプレートは、前記第1の方向への前記カムフォロワプレートの移動を、前記第2の方向の前記圧縮機構のそれぞれの移動へ変換し、それによって、特定のシーケンスで、前記関連するチャンバのそれぞれに外部圧縮力を印加するために、前記圧縮機構に動作可能なように結合する、請求項42〜60のいずれか1項に記載の装置。   The sample processing cartridge includes a plurality of deformable fluid chambers, the deformable chamber compression assembly comprises a plurality of compression mechanisms, each compression mechanism being associated with one of the deformable fluid chambers, The cam follower plate converts the movement of the cam follower plate in the first direction into a respective movement of the compression mechanism in the second direction, thereby each of the associated chambers in a particular sequence. 61. The apparatus according to any one of claims 42 to 60, wherein the apparatus is operatively coupled to the compression mechanism to apply an external compression force to the compression mechanism. 前記流体サンプル処理カートリッジは、外部から作動されない場合には、前記バルブを通って流体が流れるようにし、外部から作動される場合には、前記バルブを通って流体が流れないようにすることにより、流体の流れを選択的に制御するように構成された外部作動可能制御バルブを含み、前記装置は、前記サンプル処理カートリッジの前記外部作動可能制御バルブに関連し、前記基板の前記平面に対しほぼ垂直な成分を有する第2の方向の移動によって、前記関連する外部作動可能制御バルブを作動させるように構成されるバルブアクチュエータ圧縮機構を更に備え、前記カムフォロワプレートは、前記第1の方向への前記カムフォロワプレートの移動を、前記第2の方向への前記バルブアクチュエータ圧縮機構の移動に変換し、それによって、前記関連する外部作動可能制御バルブを作動させるために、前記バルブアクチュエータ圧縮機構に動作可能に結合する、請求項40〜61のいずれか1項に記載の装置。
The fluid sample processing cartridge allows fluid to flow through the valve when not actuated externally, and prevents fluid from flowing through the valve when actuated externally, An externally operable control valve configured to selectively control fluid flow, wherein the apparatus is associated with the externally operable control valve of the sample processing cartridge and is substantially perpendicular to the plane of the substrate. Further comprising a valve actuator compression mechanism configured to actuate the associated externally actuatable control valve by movement in a second direction having a component, wherein the cam follower plate includes the cam follower in the first direction. Converting the movement of the plate into the movement of the valve actuator compression mechanism in the second direction; , To actuate the associated external actuatable control valve, wherein operably coupled to the valve actuator compression mechanism, apparatus according to any one of claims 40 to 61.
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