KR20220024734A - Systems and methods for recovering target material from microwells - Google Patents
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Abstract
표적 물질 회수 및 처리를 위한 시스템 및 방법으로서, 시스템은 일련의 웰 내에서 단일 입자 형식으로 입자를 포획하기 위한 포획 기판의 포획 영역과 인터페이스하도록 구성되고, 상기 포획 영역과 인터페이스하도록 구성된 제1 영역, 제2 영역, 및 제1 영역에서 제2 영역으로 확장하는 공동를 포함하는 어댑터; 및 어댑터에 결합되고, 포획 기판을 기준으로 하는 어댑터의 이동을 위한 일련의 작업 모드를 제공하는 지지 구조를 포함한다. 시스템은 (예를 들어, 단일 세포에서 유래된) 표적 물질의 자기력 및/또는 다른 힘 기반 회수 방법을 가능하게 한다.A system and method for target material recovery and processing, the system comprising: a first region configured to interface with a capture region of a capture substrate for capturing particles in a single particle format within a series of wells, the first region configured to interface with the capture region; an adapter comprising a second region and a cavity extending from the first region to the second region; and a support structure coupled to the adapter and providing a set of modes of operation for movement of the adapter relative to the capture substrate. The system enables magnetic and/or other force-based methods of recovery of a target material (eg, derived from a single cell).
Description
[관련출원의 상호참조][Cross-reference of related applications]
본 출원은 본 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 통합되는 2019년 6월 26일자로 출원된 미국 특허 가출원 제62/866,726호의 이익을 주장한다.This application claims the benefit of U.S. Provisional Patent Application No. 62/866,726, filed on June 26, 2019, which is hereby incorporated herein by reference in its entirety.
또한, 본 출원은 각각 본 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 통합되는 2019년 5월 7일자로 출원된 미국 특허 가출원 제62/844,470호의 이익을 주장하는 2020년 5월 5일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/867,235호의 이익을 주장한다.In addition, this application is a US patent filed on May 5, 2020, each claiming the benefit of US Provisional Patent Application No. 62/844,470, filed on May 7, 2019, each of which is incorporated herein by reference in its entirety. Claims the benefit of application no. 16/867,235.
본 발명은 일반적으로 세포 포획 및 세포 처리 분야, 보다 구체적으로는 세포 포획 및 세포 처리 분야에서 표적 물질을 회수하기 위한 새롭고 유용한 시스템 및 방법에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to new and useful systems and methods for the recovery of target substances in the fields of cell capture and cell processing, and more particularly in the fields of cell capture and cell processing.
세포 특정 반응 약물 테스트, 진단 및 다른 분석에 대한 관심이 증가함에 따라, 개별 세포 분리, 식별 및 회수를 허용하는 시스템 및 방법이 매우 바람직해지고 있다. 단일 세포 포획 시스템 및 방법은 이들 어플리케이션에 특히 유리한 것으로 나타났다. 그러나, 단일 세포 포획 및 후속 분석을 위한 관련 프로세스 및 프로토콜은 종종 세포를 적절하게 유지하기 위해 특정 순서 및 높은 정밀도로 수행해야 한다. 또한, 고밀도 플랫폼에서 표적 물질을 효율적으로 회수하는 것은 많은 어려움이 있다. 이와 같이, 이들 프로세스는 사용자가 많은 시간을 소비해야 하고, 광범위하고 반복적인 수동 라이브러리 준비 및 선택 프로세스를 필요로 하고, 자동화가 불가능할뿐만 아니라 제대로 수행되지 않으면 세포가 손상되거나 바람직하지 않은 결과를 초래할 수 있다.With the growing interest in cell-specific response drug testing, diagnostics and other assays, systems and methods that allow for isolation, identification and recovery of individual cells are becoming highly desirable. Single cell capture systems and methods have been shown to be particularly advantageous for these applications. However, the relevant processes and protocols for single cell capture and subsequent analysis often have to be performed in a specific order and with high precision to properly maintain the cells. In addition, there are many difficulties in efficiently recovering a target material from a high-density platform. As such, these processes are user-intensive, require extensive and iterative manual library preparation and selection processes, are impossible to automate, and can lead to cell damage or undesirable results if not performed properly. there is.
따라서, 세포 포획 및 세포 처리 분야에서는 시료 처리 및 표적 물질 회수를 위한 새롭고 유용한 시스템 및 방법을 만들고, 표적 생체 물질의 라이브러리 준비에 필요한 단계를 최소화할 필요가 있다.Therefore, in the field of cell capture and cell processing, there is a need to create new and useful systems and methods for sample processing and target material recovery, and to minimize the steps required for preparing a library of target biological materials.
도 1a는 표적 물질 회수를 위한 시스템의 실시예에 대한 개략도를 도시한다.
도 1b는 표적 물질 회수를 위한 시스템의 실시예에 대한 어플리케이션의 개략도를 도시한다.
도 2a 내지 도 2c는 표적 물질 처리 및 회수를 위한 시스템과 관련된 시료 처리 카트리지에 대한 변형의 도면을 도시한다.
도 3a 내지 도 3c는 도 2a 내지 도 2c에 도시된 시료 처리 카트리지와 관련된 덮개 여는 도구의 작업 모드를 도시한다.
도 4a 내지 도 4b는 도 2a 내지 도 2c에 도시된 시료 처리 카트리지와 관련된 밸브 서브시스템의 작업 모드를 도시한다.
도 5는 표적 물질 처리, 회수 및 후속 처리를 위한 프로세스 용기의 변형을 도시한다.
도 6a 내지 도 6b는 자동화된 세포 시료 처리를 위한 시스템의 실시예에 대한 개략도를 도시한다.
도 7a 내지 도 7c는 도 6a 내지 도 6b에 도시된 시스템의 변형의 도면을 도시한다.
도 8a 내지 도 8c는 표적 물질 회수를 위한 시스템의 제1 자기 변형을 도시한다.
도 9a 내지 도 9c는 표적 물질 회수를 위한 시스템의 제2 자기 변형을 도시한다.
도 10a 내지 도 10b는 표적 물질 회수를 위한 시스템에서 물질 분리에 사용되는 구성 요소의 부분 집합에 대한 변형을 도시한다.
도 11a 내지 도 11j는 표적 물질 회수 및 처리를 위한 시스템과 관련된 분리 서브시스템의 작업 모드를 도시한다.
도 12a 내지 도 12d는 표적 물질 회수를 위한 시스템과 관련된 분리 서브시스템의 변형에 대한 구성 요소의 도면을 도시한다.
도 13a 내지 도 13c는 표적 물질 회수를 위한 시스템의 제2 변형을 도시한다.
도 14는 표적 물질 회수를 위한 방법의 실시예에 대한 흐름도를 도시한다.
도 15a 및 도 15b는 표적 물질 회수를 위한 방법의 변형에 대한 개략도를 도시한다.
도 16은 표적 물질 회수를 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 17a 내지 도 17d는 표적 물질 회수를 위한 방법의 제1 예에 대한 개략도를 도시한다.
도 18a 내지 도 18e는 표적 물질 회수를 위한 방법의 제2 예에 대한 개략도를 도시한다.
도 19는 표적 물질 회수를 위한 방법의 변형에 대한 흐름도를 도시한다.1A shows a schematic diagram of an embodiment of a system for target material recovery.
1B shows a schematic diagram of an application to an embodiment of a system for target material recovery.
2A-2C show diagrams of modifications to a sample processing cartridge associated with a system for target material processing and retrieval.
3A-3C illustrate modes of operation of the lid opener associated with the sample processing cartridge shown in FIGS. 2A-2C ;
4A-4B illustrate modes of operation of the valve subsystem associated with the sample processing cartridge shown in FIGS. 2A-2C .
5 shows a modification of a process vessel for target material treatment, recovery and subsequent treatment.
6A-6B show schematic diagrams of an embodiment of a system for automated cell sample processing.
7A-7C show diagrams of variants of the system shown in FIGS. 6A-6B .
8A-8C show a first magnetostriction of a system for target material recovery.
9A-9C show a second magnetostriction of a system for target material recovery.
10A-10B show variations on a subset of the components used for material separation in a system for target material recovery.
11A-11J show modes of operation of a separation subsystem associated with a system for target material recovery and processing;
12A-12D show diagrams of components for variants of a separation subsystem associated with a system for target material recovery;
13A-13C show a second variant of the system for target material recovery.
14 shows a flow diagram for an embodiment of a method for target material recovery.
15A and 15B show schematic diagrams of variants of the method for target material recovery.
16 shows a flow diagram of a method for target material recovery.
17A-17D show schematic diagrams of a first example of a method for target material recovery.
18A-18E show schematic diagrams of a second example of a method for target material recovery.
19 shows a flow chart for a variant of the method for target material recovery.
본 발명의 바람직한 실시예에 대한 다음의 설명은 본 발명을 이들 바람직한 실시예로 제한하려는 것이 아니라, 당업자가 본 발명을 만들어 사용할 수 있도록 하기 위한 것이다.The following description of preferred embodiments of the present invention is not intended to limit the present invention to these preferred embodiments, but is intended to enable those skilled in the art to make and use the present invention.
1. 이점1. Advantage
기술된 시스템(들) 및 방법(들)은 종래 시스템 및 방법에 비해 몇 가지 이점을 제공한다.The described system(s) and method(s) provide several advantages over conventional systems and methods.
본 발명(들)은 고밀도 포획 플랫폼의 고종횡비(high-aspect ratio) 웰에서 표적 물질(예를 들어, 비드, 세포, 방출된 핵산 물질 등)을 효율적으로 회수하기 위한 메커니즘을 제공하는 이점이 있다. 포획 플랫폼 웰은 밀집되어 있기 때문에 이러한 시나리오에서 회수는 일반적으로 어렵고 비효율적이다. 또한, 기술된 회수 메커니즘은 표적 물질로 하여금 허용 가능한 양의 전단, 및 그렇지 않으면 후속 처리 단계를 방해할 수 있는 다른 잠재적 응력을 겪게 만든다.The present invention(s) has the advantage of providing a mechanism for efficiently recovering a target material (eg, beads, cells, released nucleic acid material, etc.) from high-aspect ratio wells of a high-density capture platform. . Because the capture platform wells are dense, recovery in these scenarios is usually difficult and inefficient. In addition, the recovery mechanism described causes the target material to undergo an acceptable amount of shear, and other potential stresses that would otherwise interfere with subsequent processing steps.
또한, 본 발명(들)은 표준 프로세스는 추가 시간을 필요로 하는 반복적인 흡입 및 분배 단계가 필요할 수 있는, 웰로부터 표적 물질을 회수하는 프로세스와 관련하여 시스템 작업자의 부담을 줄여주는 이점을 제공한다.In addition, the present invention(s) provides the advantage of reducing the burden on the system operator with respect to the process of recovering target material from the wells, where standard processes may require repeated aspiration and dispensing steps that require additional time. .
또한, 본 발명(들)은 표적 물질이 회수되는 (및 비표적 물질은 회수되지 않는) 효율을 증가시키는 이점을 제공할 수 있다. 따라서, 선택적인 회수 효율은 처리 부담 및 (필요량 감소로 인해) 처리 시약 및 다른 물질 비용과 관련된 후속 비용을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 본 발명(들)은 시스템 작업자가 더 적은 양의 시약을 구매할 수 있게 하고, 표적 분자의 성공적인 증폭에 필요한 분할 수를 감소시킬 수 있게 하고, 생성물을 포함하지 않지만 하나의 프로세스 단계에서 다음 프로세스 단계로 넘어가는 다른 올리고뉴클레오티드 태그에서 표적 올리고뉴클레오티드 생성물의 SPRI 기반 클린업 및 크기 선택을 수행할 필요가 없도록 할 수 있다. 그러한 향상된 표적 생성물 회수 및 비표적 생성물의 이월 감소는 데이터 분석의 복잡성을 또한 감소시킬 수 있고, 원하는 바이오마커 분석과 관련된 더 유용한 데이터를 제공할 수도 있다. 이는 비용을 절약하거나, 시약 낭비를 줄이거나, 또는 다른 적합한 결과를 가져오는 기능을 할 수 있다.The invention(s) may also provide the advantage of increasing the efficiency with which target material is recovered (and non-target material is not). Thus, selective recovery efficiency can reduce processing burden and subsequent costs associated with processing reagents and other material costs (due to reduced requirements). For example, the invention(s) allow system operators to purchase smaller amounts of reagents, reduce the number of cleavages required for successful amplification of a target molecule, and contain no product but in one process step. It can eliminate the need to perform SPRI-based cleanup and size selection of the target oligonucleotide product on another oligonucleotide tag that is passed on to the next process step. Such improved target product recovery and reduced carryover of non-target products may also reduce the complexity of data analysis and may provide more useful data related to the desired biomarker analysis. This may serve to save cost, reduce reagent waste, or produce other suitable results.
또한, 본 발명(들)은 단일 세포 포획, 표적 물질 회수, 및 후속 처리와 관련된 프로토콜의 자동화를 적어도 부분적으로 가능하게 하는 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 반복되는 정제, 세척 및 회수 단계를 포함하는 프로토콜과 관련하여, 인간 작업자 사용자는 방법의 일부 또는 전체에 개입하지 않을 수 있다. 또한, 시스템(들) 및/또는 방법(들)은 종래 시스템 및 방법에 비해 프로토콜 수행에서 더 나은 정확도를 가능하게 할 수 있다. 또한, 이들 발명의 일부는 액체 취급 로봇을 통한 완전 자동화를 잘 받아들일 수 있다.The invention(s) may also provide the advantage of enabling, at least in part, automation of protocols related to single cell capture, target material recovery, and subsequent processing. For example, with respect to protocols that include repeated purification, washing and recovery steps, human operator users may not intervene in some or all of the methods. Further, the system(s) and/or method(s) may enable greater accuracy in protocol performance compared to conventional systems and methods. In addition, some of these inventions are amenable to full automation via liquid handling robots.
추가적으로 또는 대안적으로, 시스템 및/또는 방법은 다른 적합한 이점을 제공할 수 있다.Additionally or alternatively, the systems and/or methods may provide other suitable advantages.
2. 시스템2. System
도 1a에 도시된 바와 같이, 표적 물질 회수를 위한 시스템(100)의 실시예는 일련의 웰 내에서 단일 입자 형식으로 입자를 포획하기 위한 시료 처리 칩(132)의 포획 영역과 인터페이스/통신하도록 구성된 어댑터(110)를 포함하고, 어댑터(110)는 가해지는 힘에 응답하여, 칩(101)으로부터 표적 물질을 효율적으로 회수하기 위해 일련의 웰로부터 어댑터(110)로의 표적 물질 방출을 촉진하도록 구성된 공동(120)을 포함할 수 있다. 가해지는 힘은 우선적으로 마이크로웰의 평면에 수직(90°± 30°)으로 인가된다. 시스템(100)의 실시예는 고밀도 포획 장치(예를 들어, 마이크로웰 칩)에서 표적 물질을 효율적으로 회수하기 위한 메커니즘을 제공하는 기능을 하고, 고밀도 포획 장치는 포획된 단일 세포-비드 페어링 효율의 효율 향상을 촉진하기 위해 고종횡비 마이크로웰의 고밀도 어레이를 포함한다. 또한, 시스템(100)의 실시예는 고밀도 포획 장치에서 표적 물질을 회수하는 것과 관련하여 수작업 부담을 줄이는 기능을 할 수 있다. 또한, 시스템(100)의 실시예는 고밀도 포획 장치에서 표적 물질이 회수되는 효율 및 비표적 물질이 포획 장치에 유지되는 효율을 증가시키는 기능을 할 수 있다.1A , an embodiment of a
실시예에서, 도 1b(상단)에 도시된 바와 같이, 고밀도 포획 장치의 마이크로웰은 표적 물질을 가지고 있는 단일 생체 세포와 기능성 입자를 공동 포획할 수 있다. 이후, 시스템은 마이크로웰 내에서 세포를 용해시키고 표적 물질을 기능성 입자에 전달할 수 있게 하고, 시스템은 기능성 입자 상의 올리고뉴클레오티드 태그에 표적 물질을 연결하기 위한 결찰 또는 역 전사를 수행할 수 있게 할 수 있다. 이후, 표적 물질(및, 일부 실시예에서는 기능성 입자)이 마이크로웰에서 회수될 수 있다. 일부 마이크로웰은 기능성 입자를 포함하고, 일부 마이크로웰은 단일 세포를 포함하고, 일부 마이크로웰은 비어 있는 다수의 마이크로웰을 가지고 있는 고밀도 포획 플랫폼의 상면도-저면도를 도시하는 도 1b(하단)에 실시예의 특정 예가 도시된다.In an embodiment, as shown in FIG. 1B (top), a microwell of a high-density capture device can co-capture a single living cell carrying a target material and a functional particle. The system can then be capable of lysing the cells in the microwell and delivering the target substance to the functional particle, and the system can perform ligation or reverse transcription to link the target substance to an oligonucleotide tag on the functional particle. . The target material (and, in some embodiments, functional particles) may then be recovered from the microwell. FIG. 1B (bottom) depicting a top-bottom view of a high-density capture platform, some microwells containing functional particles, some microwells containing single cells, and multiple microwells of which some microwells were empty. Specific examples of embodiments are shown in
하나 이상의 가해지는 힘을 받아 표적 물질을 회수하는 것과 관련하여, 가해지는 힘은 자기력; 중력 관련 힘(예를 들어, 원심력, 부력 등); (예를 들어, 칩(101)의 투입 채널을 통해, 칩(101)의 배출 채널을 통해, 칩(101)에 결합된 어댑터 매니폴드를 통해) 포획 영역에 양압 및/또는 음압을 가함으로써 생성되는 유체 압력 구동력; (예를 들어, 인가 전압에 의한) 전기장 관련 힘; 초음파 힘; 음향력; 광에 의해 생성된 압력 힘; 레이저에 의해 생성된 충격력 및 다른 적합한 힘 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In connection with recovering the target material under one or more applied forces, the applied force may include magnetic force; gravity-related forces (eg, centrifugal forces, buoyancy forces, etc.); created by applying positive and/or negative pressure to the capture region (eg, through an input channel of the chip 101 , through an outlet channel of the chip 101 , or through an adapter manifold coupled to the chip 101 ). fluid pressure driving force; electric field-related forces (eg, due to applied voltage); ultrasonic power; acoustic power; pressure force generated by light; may include one or more of laser-generated impact forces and other suitable forces.
유체 압력 구동 메커니즘의 실시예에서, 시스템(100)은 흡입기가 포획 웰과 인터페이스하는 유체 공간에 유체적으로 결합되는 위치에서, 피펫터와 상호 작용하기 위한 구조를 포함하는 어댑터(110)를 사용하여 칩(101)의 포획 웰에서 표적 물질을 회수할 수 있게 할 수 있고, 시스템(100)은 유체 공간에 유체를 분배하기 위한 제1 작업 모드 및 유체 공간에서 유체를 흡입하기 위한 제2 작업 모드를 포함한다. 제1 작업 모드는 포획 웰 내에서 물질을 느슨하게 하고 들어올기 위해 포획 웰에서 국부 대류력을 생성하고, 제2 작업 모드는 포획 웰에서 흡입기로 물질을 전달하기 위해 대류 전류를 생성하고, 표적 물질은 이후 용출 용기에 전달될 수 있다. 시스템(100)은 포획 웰에서 표적 물질을 회수하는 효율을 증가시키기 위해 제1 작업 모드와 제2 작업 모드 사이를 반복한다. 이러한 실시예의 변형은 (회수되는 포획된 입자의 백분율과 관련하여) 85 % 내지 90 %의 회수 효율로 10분 내지 15분의 수동 작업 시간 이내에 회수된 표적 물질을 생성할 수 있다. 유체 압력 구동 시스템 및 방법의 실시예, 변형 및 예는 본 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 통합되는 2017년 11월 16일자로 출원된 "입자를 회수 및 분석하기 위한 시스템 및 방법"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제15/815,532호에 더 상세하게 기술되어 있다.In an embodiment of a fluid pressure actuation mechanism, the
다른 힘과 관련된 시스템의 다른 실시예, 변형 및 예는 아래의 섹션 2.2 및 섹션 2.3에서 더 상세하게 기술된다. 또한, 시스템의 실시예, 변형 및 예는 아래의 섹션 3에 기술된 방법(들)의 실시예, 변형 및 예를 구현하도록 구성될 수 있다.Other embodiments, variations and examples of systems involving different forces are described in more detail in Sections 2.2 and 2.3 below. Further, embodiments, variations, and examples of the system may be configured to implement embodiments, variations, and examples of the method(s) described in
시료 처리와 관련하여, 시스템(100)의 실시예는 세포, 세포 유래 물질 및/포, 또는 다른 생체 물질 (예를 들어, 무세포 핵산)을 처리하도록 구성되거나 포함할 수 있다. 세포는 포유 동물 세포(예를 들어, 인간 세포, 쥐 세포 등), 배아, 줄기 세포, 식물 세포, 미생물(예를 들어, 박테리아, 바이러스, 곰팡이 등) 또는 다른 적합한 종류의 세포 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 세포는 세포 내에서 발생하고 처리를 위해 세포 포획 시스템에 의해 선택적으로 포획되는 표적 물질(예를 들어, 표적 용해물, mRNA, RNA, DNA, 단백질, 글리칸, 대사 산물 등)을 포함할 수 있다. 추가적으로, 세포를 포함하는 용기는 복수의 세포 포함 시료(예를 들어, 12개 시료, 24개 시료, 48개 시료, 96개 시료, 384개 시료, 1536개 시료, 다른 개수의 시료)로부터 준비될 수 있고, 다양한 시료는 단일 용기(또는 감소한 개수의 용기)에서 함께 혼합하기 전에 해시되거나 바코드 처리된다. 복수의 시료는 칩의 지리적으로 구별되는 위치에 분배함으로써 동일한 마이크로웰 칩에 분배될 수 있다. 이러한 특징은 그 각각의 단일 세포 준비 작업 및 라이브러리 준비 작업을 위한 동일한 자동화 실행으로 복수의 시료를 자동으로 처리할 수 있게 한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 시스템(100)은 입자(예를 들어, 비드, 프로브, 뉴클레오티드, 올리고뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드 등), 액적, 캡슐화된 세포, 캡슐화된 바이오마커, 시약 또는 다른 적합한 물질과 상호 작용하도록 구성될 수 있다.In the context of sample processing, embodiments of
시스템(100)은 또한 추가적으로 또는 대안적으로 각각 본 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 통합되는 2020년 6월 2일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/890,417호; 2020년 5월 5일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/867,235호; 2020년 5월 5일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/867,256호; 2020년 3월 12일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/816,817호; 2019년 9월 9일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/564,375호; 2018년 8월 28일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/115,370호; 2018년 7월 27일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/048,104호; 2018년 7월 30일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/049,057호; 2017년 9월 29일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/720,194호; 2017년 2월 13일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/430,833호; 2017년 11월 22일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/821,329호; 2017년 10월 12일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/782,270호; 2018년 7월 30일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/049,240호; 및 2017년 11월 16일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/815,532호에 기술된 바와 같은 시스템 구성 요소의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
2.1 시스템 - 시료 카트리지 및 시료 처리 칩2.1 System - Sample Cartridge and Sample Processing Chip
도 1a 및 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 시료 처리 칩(132)은 세포가 포획되고 선택적으로 분류, 처리 또는 후속 어플리케이션을 위해 달리 처리되는 하나 이상의 처리 영역을 제공하는 기능을 하고, 후속 어플리케이션은 시료 처리 칩(132)을 지지하는 시료 처리 카트리지(130)(예를 들어, 온칩)에서 및/또는 시료 처리 카트리지(130)에서 멀리 떨어진 곳(예를 들어, 오프칩)에서 수행될 수 있다.1A and 2A-2C , the
시료 처리 카트리지(130)는 시료 처리 칩(132)을 지지하고, 시료 처리 칩(132)에서 유체 전달, 포획 및 시료 처리를 위한 유체 경로를 제공하는 기능을 한다. 또한, 시료 처리 카트리지(130)는 시료 처리 절차와 관련하여 시료 처리 칩(132)으로/으로부터의 열 전달을 용이하게 하는 기능을 할 수 있다. 시료 처리 카트리지(130)의 부분들은 단일 기판 내에 구성될 수 있지만, 추가적으로 또는 대안적으로 복수의 기판에 걸쳐 (예를 들어, 유체 경로에 의해 연결된) 복수의 부분을 포함할 수 있다.The
도 2a 내지 도 2d에 도시된 바와 같이, 시료 처리 카트리지(130')의 예는 다른 요소가 결합되는 및/또는 다른 요소가 정의되는 베이스 기판(131)을 포함할 수 있다. 또한, 미세 유체 요소를 포함하는 시료 처리와 관련하여, 베이스 기판(131)은 미세 유체 요소에 유체를 전달하고, 다양한 처리 단계에서 시료 처리 공간에 액세스하기 위한, 및 시료 처리 동안 생성된 폐기물을 전달하기 위한 매니폴드로서 기능할 수 있다. 변형에서, 베이스 기판(131)은 시료 처리 칩(132), (예를 들어, 세포를 포함하는, 입자를 포함하는) 시료 물질을 받아들이고 이를 시료 처리 칩(132)에 전달하기 위한 투입 저장소(133), 시료 처리 칩(132)의 하나 이상의 영역에 액세스하기 위한 액세스 영역(134), 액세스 영역을 덮고 밀봉 기능을 제공하는 개스킷(136)을 포함하는 덮개(135), 및 시료 처리 칩(132)으로부터 폐기물을 받아들이기 위한 폐기물 격납 영역(137) 중 하나 이상을 지지한다. 카트리지는 오프 카트리지 펌핑 시스템과 또한 연결하기 위해 추가 개스킷 포트를 가질 수 있다. 그러나, 베이스 기판(131)의 변형은 다른 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 아래에서 더 상세하게 기술되는 바와 같이, 베이스 기판은 시료 처리 칩(132)을 통한 흐름을 개방하고 닫힘하기 위한 밸브 영역을 집합적으로 정의하기 위해 시료 처리 칩(132)과의 추가 결합을 제공하는 하나 이상의 개구부, 오목부, 및/또는 돌출부를 포함할 수 있다.2A-2D, an example of a sample processing cartridge 130' may include a
도 2a 및 도 2c(저면도)에 도시된 바와 같이, 시료 처리 칩(132)(본 명세서에서 마이크로웰 장치 또는 슬라이드로 동일하게 언급)은 마이크로웰 영역(34)의 일련의 웰(103)(예를 들어, 마이크로웰)을 정의한다. 일련의 웰 각각은 단일 세포 및/또는 하나 이상의 입자(예를 들어, 프로브, 비드 등), 적합한 시약, 복수의 세포, 또는 다른 물질을 포획하도록 구성될 수 있다. 변형에서, 시료 처리 칩(132)의 마이크로웰은 웰 전체에 걸쳐 오염없이 단일 세포 및/또는 단일 세포로부터의 물질을 분석할 수 있도록 하기 위해 단일 기능성 입자와 단일 세포를 공동 포획하도록 구성될 수 있다. 시료 처리 칩(132)의 실시예, 변형 및 예는 각각 상기 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 통합되는 2020년 6월 2일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/890,417호; 2020년 5월 5일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/867,235호; 2020년 5월 5일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/867,256호; 2020년 3월 12일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/816,817호; 2019년 9월 9일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/564,375호; 2018년 8월 28일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/115,370호; 2018년 7월 27일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/048,104호; 2018년 7월 30일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/049,057호; 2017년 9월 29일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/720,194호; 2017년 2월 13일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/430,833호; 2017년 11월 22일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/821,329호; 2017년 10월 12일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/782,270호; 2018년 7월 30일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/049,240호; 및 2017년 11월 16일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/815,532호 중 하나 이상에 기술되어 있다.2A and 2C (bottom view), a sample processing chip 132 (also referred to herein as a microwell device or slide) is a series of wells 103 ( For example, microwells). Each well in a series may be configured to capture a single cell and/or one or more particles (eg, probes, beads, etc.), a suitable reagent, a plurality of cells, or other substances. In a variation, the microwells of the
물질 구성에서, 시료 처리 칩(132)은 미세 가공된 실리콘 또는 유리 용융 실리카 물질로 구성될 수 있고, 이는 예를 들어, 일련의 웰에서 더 날카로운 모서리(예를 들어, 더 얇은 웰 벽, 90도에 가까운 각도로 배열된 웰 벽 등)를 정의함으로서 가능해지는 일련의 웰의 더 높은 해상도를 가능하게 하는 기능을 한다. 물질 구성은 또한 아래에서 더 상세하게 기술되는 이미징 서브시스템(190)과 관련하여, (예를 들어, 바닥면을 통해, 상단면을 통해) 시료 처리 칩(132)의 내용물의 광학적 조사를 가능하게 할 수 있다. 기술된 물질 및 제조 프로세스는 종래 칩 설계와 비교하여 마이크로웰 카트리지의 하나 이상의 더 작은 특성 치수(예를 들어, 길이, 너비, 전체 차지하는 공간 등)를 추가로 가능하게 할 수 있다. 특정 예에서, 시료 처리 칩(132)은 허용 가능한 수준의 결함(예를 들어, < 5%)을 갖는 완성된 소자 개수; 명목상 깊이(예를 들어, 25 ㎛)의 ±1 ㎛ 이내로 측정된 깊이; 명목상 리브 치수(예를 들어, 5 ㎛)의 ±1 ㎛ 이내로 측정된 리브 중 하나 이상과 관련된 사양에 따라 딥 반응성 이온 에칭(DRIE:deep reactive ion etching) 기술을 사용하여 제조된다. 제조하는 동안의 문제들을 완화하기 위해, 시료 처리 칩(132)의 특정 예는 a) 마이크로웰 사이에 5 ㎛의 명목상 너비로 30 ㎛의 명목상 깊이를 갖는 유리 기판을 에칭하기 위해 필요한 레지스트 두께 및 리소그래피의 결정; b) 측면 레지스트 부식 및 마스크 바이어스의 결정; c) 에칭 후 마이크로웰 측벽의 수직 테이퍼의 특성화; 및 d) 최종 소자의 우수한 수율을 달성하기 위한 다이싱 프로세스 최적화로 개발되었다.In material construction, the
추가적으로 또는 대안적으로, 시료 처리 칩(132)은 고분자, 금속, 생체 물질, 또는 다른 물질 또는 물질들의 조합과 같은 다른 적합한 물질을 포함할 수 있지만 이에 국한되지 않는다. 시료 처리 칩(132)은 정밀 사출 성형, 정밀 엠보싱, 마이크로리소그래피 에칭, LIGA 기반 에칭과 같은 다양한 프로세스에 의해 또는 다른 적합한 기술에 의해 제조될 수 있다.Additionally or alternatively, the
일부 변형에서, 일련의 웰(103)의 하나 이상의 표면(예를 들어, 바닥면, 측면, 바닥면과 측면, 모든 면 등)은 개별 마이크로웰로 개별 세포로부터의 바이오마커를 포획하기 위해 올리고뉴클레오티드 분자와 반응할 수 있다. 각각의 개별 마이크로웰에 존재하는 올리고뉴클레오티드 분자는 각 마이크로웰에서 처리된 바이오마커가 특정 웰에 다시 연결되어 특정 단일 세포에 연결될 수 있도록 바코딩될 수 있다. 하나의 변형에서, 일련의 웰은 상기 참조에 의해 통합된 특허의 하나 이상에서 기술된 바와 같이 웰의 종축을 가로질러 취한 육각형 단면을 갖는 일련의 마이크로웰을 포함한다.In some variations, one or more surfaces (eg, bottom, side, bottom and side, all sides, etc.) of a series of wells 103 may contain oligonucleotides for capturing biomarkers from individual cells into individual microwells. It can react with molecules. Oligonucleotide molecules present in each individual microwell can be barcoded so that biomarkers treated in each microwell can be linked back to specific wells and linked to specific single cells. In one variation, the series of wells comprises a series of microwells having a hexagonal cross-section taken transverse to the longitudinal axis of the wells as described in one or more of the patents incorporated by reference above.
하나의 변형에서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 시료 처리 칩(132)은 투입 개구부(32), 일련의 마이크로웰(34)(예를 들어, 1,000개 내지 10,000,000개의 웰)에 유체를 분배하기 위한 투입 개구부 하류에 있는 제1 유체 분배 네트워크(33), 일련의 마이크로웰(34) 하류에 있는 제2 유체 분배 네트워크(35), 및 시료 처리 칩(132)으로부터의 폐기 유체를 전달하기 위한 제2 유체 분배 네트워크(35)의 말단부에 결합된 배출 개구부(36)를 포함할 수 있다. 이러한 변형에서, 시료 처리 칩(132)은 (예를 들어, 레이저 용접, 접착제 결합, 용매 결합, 초음파 용접 또는 다른 기술에 의해) 베이스 기판(131)의 제1 측면(예를 들어, 하부 측)에 결합된다. 베이스 기판(131)의 측면에 시료 처리 칩(132)을 결합하면 아래에서 더 상세하게 기술되는 가열 및 냉각 서브시스템(150)에서 일련의 마이크로웰(34) 및/또는 시료 처리 칩(132)의 다른 영역으로 열을 전달할 수 있다.In one variation, as shown in FIG. 2C , the
또한, 전술한 바와 같이 베이스 기판(131)은 (예를 들어, 시료 처리 칩(132)이 결합되는 제1 측면의 반대편에 있는 베이스 기판(131)의 제2 측면에서 정의되는) 투입 저장소(133)를 포함할 수 있다. 투입 저장소는 시료 처리 칩(132)의 투입 개구부(32)로의 전달을 위해, 전술한 프로세스 용기(20')로부터 시료 물질(예를 들어, 세포를 포함하는 시료, 바코딩된 세포를 포함하는 시료, 캡슐화된 물질을 포함하는 시료, 입자를 포함하는 시료 등) 및/또는 시료 처리 물질을 받아들이는 기능을 한다. 변형에서, 투입 저장소(133)는 베이스 기판(131) 표면 내의 오목한 영역으로 정의될 수 있고, 오목한 영역은 시료 처리 칩(132)의 투입 개구부(32)와 정렬 및/또는 밀봉되는 조리개를 포함한다. 베이스 기판(131)의 투입 저장소(133)는 상기 참조에 의해 그 전체가 통합되는 특허 기술된 바와 같이 구성 요소 및/또는 기포 완화 구성 요소를 포함하는 상류 유체와 인터페이스할 수 있다..Also, as described above, the
변형에서, 시료 처리 칩(132)의 투입구(32) 및 베이스 기판(131)의 투입 저장소(133) 중 하나 이상은 시스템(100)의 하나 이상의 구성 요소에 의해 개방 또는 닫힘될 수 있는 밸브 구성 요소를 포함할 수 있다. 제1 변형에서, 투입 저장소(132)는 (아래에서 더 상세하게 기술되는) 갠트리(170)에 결합된 유체 취급 서브시스템의 피펫 팁 또는 다른 적합한 부착물에 의해 액세스될 수 있는 조리개를 포함한다. 일부 실시예에서, 조리개는 닫힘할 수 있기 때문에 유체가 투입 저장소(132)에서 시료 처리 칩(132)으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 투입 저장소(133)는 다른 적합한 방식으로 구성될 수 있다. 투입 저장소(133)와 관련된 개구부는 유체(수용액 또는 오일 또는 공기)가 도 2c에서 33으로 정의된 마이크로채널로 직접 펌핑될 수 있도록 피펫 팁을 인터페이스하고 밀봉할 수 있도록 상단을 향해 열린 원추형 표면을 가질 수 있다.In a variation, one or more of the inlet 32 of the
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 베이스 기판(131)은 시료 처리 칩(132)의 하나 이상의 영역에 액세스하기 위한 액세스 영역(134)을 또한 정의할 수 있고, 액세스 영역은 시료 처리 칩(132)의 영역이 다양한 시료 처리 단계에서 시료 처리 칩(132)으로부터 관찰 및/또는 추출될 수 있게 한다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 액세스 영역(134)은 베이스 기판(131) 내의 오목한 영역으로서 정의될 수 있고, 일련의 마이크로웰을 포함하는 시료 처리 칩(132)의 영역과 정렬된 개구부(37)를 포함할 수 있다. 시료 처리 칩(132)은 100개 정도의 적은 마이크로웰 내지 1억개 만큼의 많은 마이크로웰을 가질 수 있다. 이와 같이, 마이크로웰 영역이 (예를 들어, 웰을 밀봉하는 커버없이) 환경에 개방되어 있는 변형에서, 액세스 영역(134)의 개구부(137)는 (예를 들어, 아래에서 더 상세하게 기술되는 바와 같이, 자기 분리에 의해) 관찰 및/또는 물질 추출을 위한 마이크로웰의 내용물에 대한 액세스를 제공하는 마이크로웰로서 기능할 수 있다. 개구부(37)는 마이크로웰의 형태 및 차지하는 공간을 일치시킬 수 있고, 제1 변형에서는 도 2b에 도시된 바와 같이 정사각형 개구부일 수 있다. 그러나, 다른 변형에서, 개구부(37)는 다른 적합한 형태를 가질 수 있다.2A and 2B , the
도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 베이스 기판(131)은 액세스 영역(134)을 덮는 덮개(135)를 포함하거나 그렇지 않으면 덮개에 결합할 수 있고, 덮개(135)는 밀봉 기능을 제공하는 개스킷(136)을 포함할 수 있고, 덮개(135)는 개방 모드와 닫힘 모드 사이에서 액세스 영역(134)을 전환함으로써 작업 중에 증발에 의한 시료 손실 및/또는 시료 처리 칩(132) 내용물의 오염을 방지하는 기능을 한다. 덮개(135)는 추가적으로 또는 대안적으로 시료 처리 칩(132)의 마이크로웰 또는 다른 처리 영역의 내용물을 파편으로부터 보호하고, (예를 들어, 주변 환경에서 영역을 분리함으로써) 시료 처리 칩(132)의 내용물 처리를 가능하게 하고, (예를 들어, 피펫터로부터 시약을 받아들이기 위해 열림함으로써) 프로토콜을 시작하고, (예를 들어, 모든 필요한 시약을 추가한 후 닫음으로써) 시료 처리 칩(132)의 사용자 조작을 방지하고, (예를 들어, 일련의 마이크로웰과 투입구 사이의 유체 경로의 상단면 역할을 하는, 마이크로웰 영역에 인접한 유체 경로의 경계 역할을 하는, 일련의 웰과 폐기물 챔버 사이의 유체 경로의 상단면 역할을 하는) 유체 경로, 공동 또는 저장소의 일부 또는 전부를 (예를 들어, 덮개(135)로) 정의하고, 또는 다른 적합한 기능을 수행하는 기능을 한다.2A-2C , the
도 2b에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 변형에서, 덮개(135)는 덮개(135)가 액세스 영역(134)과 짝을 이루면서 시료 처리 칩(132)과의 갭을 제공하도록 액세스 영역(134)의 특징과 형태가 상보적일 수 있다. 추가적으로, (도 3b 및 도 3c에 도시된) 변형에서, 덮개(135)는 덮개가 닫힌 위치에 있을 때 상단면에서 베이스 기판(131)과 실질적으로 같은 높이일 수 있다. 그러나, 덮개(135)는 다른 적합한 방식으로 형태학적으로 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2B , in at least one variation, the
변형에서, 덮개(135)의 돌출부(38)는 액세스 영역(134)의 개구부(37)와 인터페이스함으로써 덮개가 닫힌 위치에 있을 때 개구부(37)에 액세스하는 것을 실질적으로 방지할 수 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 일부 변형에서, 돌출부(38)는 개스킷(136)으로 둘러싸인 베이스(또는 다른 영역)을 가질 수 있고, 이는 덮개(135)의 닫힌 위치에서 액세스 영역(134)의 개구부(37)를 밀봉하는 기능을 한다. 그러나, 덮개(135)의 변형은 개스킷을 생략하고 다른 적합한 방식으로 액세스 영역(134)의 밀봉을 촉진할 수 있다. 다른 실시예에서, 시료 처리 칩(132)의 마이크로웰에 가장 가까이 다가오는 덮개의 전체 하단면은 엘라스토머 덮개가 마이크로웰을 덮음으로써 마이크로웰 각각에서 열순환하는 동안 분자의 증발 또는 확산 손실을 방지할 수 있도록 하는 엘라스토머 기판(예를 들어, 평평한 엘라스터머 기판)일 수 있다.In a variant, the protrusion 38 of the
일부 변형에서, 덮개(135)는 로킹/래칭 메커니즘이 해제될 때까지 덮개(1235)가 베이스 기판과 함께 닫힌 위치에서 유지되도록 하는 로킹 또는 래칭 메커니즘을 포함할 수 있다. 도 3a 내지 도 3c에 도시된 변형에서, 덮개(135)의 주변부는 베이스 기판(131)의 대응하는 탭 수용부와 인터페이스하는 하나 이상의 탭(39)를 포함할 수 있고, 탭(39)은 그들이 베이스 기판(131)의 탭 수용부와 인터페이스하고 구부러진 구성에서 래칭 상태로 복귀할 때까지 베이스 기판(131)에 밀어 넣을 때 구부러지도록 구성된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 변형에서, 로킹/래칭 메커니즘은 탭 수용부로부터 탭(들)(39)을 해제하고 베이스 기판(131)과 관련하여 닫힘 모드에서 개방 모드로 덮개(135)를 전환하기 위해 인터페이스될 수 있는 해제 본체(41)(예를 들어, 막대, 리세스, 후크 등)를 포함할 수 있다. 이와 같이, 덮개(135)는 액세스 영역(134)이 덮이지 않은 개방 모드 및 액세스 영역(134)이 덮혀 있는 닫힘 모드를 제공한다. 도 3a 내지 도 3c에 도시된 변형에서, 해제 요소(41)는 베이스 기판(131)의 액세스 영역(134)에서 멀리 떨어져 있는 오목한 바를 포함하고, 바는 덮개 여는 도구(145)에 가역적으로 결합될 수 있다. 변형에서, 덮개 여는 도구(145)는 액추에이터(예를 들어, 작동 팁, 후술되는 갠트리(170)에 결합된 유체 취급 서브시스템의 피펫터 등)와 인터페이스하는 제1 영역(예를 들어, 제1 말단) 및 덮개(135)의 해제 요소(41)와 인터페이스하도록 구성된 연결 요소(42)를 포함하는 제2 영역(예를 들어, 제2 말단)을 포함할 수 있다. 이후, 피펫터/피펫 인터페이스의 이동으로, 덮개 여는 도구(145)는 개방 및/또는 닫힘 모드 사이에서 덮개(135)를 전환하기 위해 해제 요소(41)를 당기고 및/또는 덮개(135)를 누르도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 후술되는 갠트리(170)에 결합된 유체 취급 요소와 관련하여, 시스템(100)은 (예를 들어, 갠트리(170)에 결합된) 액추에이터에 연결 요소(42)를 포함하는 덮개 여는 도구(145)를 결합하고; 해제 요소(41)와 연결 요소(42)를 가역적으로 결합하는 덮개(135)의 해제 요소(41)와 정렬되도록 덮개 여는 도구를 이동시키고; 및 해제 요소에 힘을 가하여 래칭 상태에서 덮개(135)를 해제하고 닫힘 모드에서 개방 모드로 덮개(135)를 전환하기 위한 작업 모드를 제공할 수 있다. (예를 들어, (예를 들어, 갠트리(170)에 결합된 액추에이터에 의해) 언래칭 힘을 효과적으로 가하기 위해, 베이스 기판(131)은 덮개 여는 도구(145)를 통해 가해진 언래칭 힘에 대항하는 대항력을 수동적으로 또는 능동적으로 가하는 (예를 들어, 섹션 2.1.4에 기술된 유지 요소에 의해, 가열 및 냉각 서브시스템의 유지 요소의 의해, 유체 레벨 감지 서브시스템의 유지 요소에 의해, 덱의 유지 요소에 의해) 바른 위치에 유지될 수 있다.In some variations, the
그러나, 변형에서, 로킹/래칭 메커니즘은 추가적으로 또는 대안적으로 자물쇠-열쇠 메커니즘, 자기 요소, 또는 다른 적합한 메커니즘을 포함하거나 이를 통해 작동할 수 있다. 또한, 대안적인 변형에서, 덮개(135)는 예를 들어, 시료 처리 카트리지(130)의 넓은 표면에 평행한 액세스를 중심으로 덮개를 회전시키는 모터를 포함하는 다른 덮개 액추에이터를 포함할 수 있다. 액추에이터는 추가적으로 또는 대안적으로 덮개(135)를 이동시키고(예를 들어, 시료 처리 카트리지(130)의 넓은 표면에 평행하게 덮개(135)를 미끄러뜨리고, 넓은 표면에 수직으로 덮개(135)를 이동시키고) 또는 달리 덮개(135)를 이동시켜 하나 이상의 미리 결정된 영역(예를 들어, 일련의 마이크로웰)을 선택적으로 덮거나 덮지 않도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 덮개(135)는 자동화 또는 반자동화 방식으로 작동하여 하나 이상의 트리거(예를 들어, 사용자에 의해 세포 포획 프로토콜이 시작됨, 사용자에 의해 세포 처리 프로토콜이 시작됨, 선택된 프로토콜을 위한 모든 시약이 프로세스 용기(20)로부터 추가됨, 등) 시 덮개(135)가 자동적으로 닫히고, 하나 이상의 트리거(예를 들어, 세포 포획 프로토콜이 완료됨, 사용자 요청에 따라 세포가 생존 가능한 것으로 확인됨, 단일 세포가 포획된 것으로 확임됨, 등) 시 열리도록 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 덮개(135)의 작동은 사용자에 의해 시작 및/또는 완료될 수 있거나, 스케줄 또는 다른 시간적 패턴에 따라 작동되거나, 달리 작동될 수 있다.However, in variations, the locking/latching mechanism may additionally or alternatively include or operate via a lock-key mechanism, magnetic element, or other suitable mechanism. Also, in alternative variations, the
도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 베이스 기판(131)은 시료 처리 칩(132)으로부터 폐기물을 받아들이기 위한 폐기물 격납 영역(137)을 또한 포함할 수 있다. 또한, 폐기물 격납 영역(137)은 시료 처리 칩(132) 내에서 원하는 압력(예를 들어, 진공 압력 등)을 유지함으로써 액체가 투입 저장소(133)로부터 시료 처리 칩(132)을 통해 폐기물 격납 영역(137)으로 흐를 수 있게 하는 기능을 할 수 있다. 폐기물 격납 영역(137)은 시료 처리 칩(132)으로부터 폐기물 또는 다른 물질을 받아들이기 위한 (예를 들어, 베이스 기판(131)의 배출구에 결합된, 베이스 기판(132)으로부터 연장하는, 베이스 기판(131) 내로 오목한 등) 공간으로서 정의될 수 있다. 도 2a 내지 도 2c에 도시된 변형에서, 폐기물 격납 영역(137)은 아래에서 더 상세하게 기술되는 펌핑 서브시스템(157)의 힘에 의해 시료 처리 칩(132)으로부터 폐기물이 폐기물 격납 영역(137)으로 밀려 올라가거나 당겨지도록 시료 처리 칩(132)이 결합되는 측면의 반대편에 있는 베이스 기판(131)의 측면에서 정의된다. 그러나, 폐기물 격납 용기(137)는 추가적으로 또는 대안적으로 폐기물을 받아들이기 위해 시료 처리 칩(132) 및 베이스 기판(131)에 대해 다른 적합한 위치에서 구성될 수 있다. 폐기물 격납 영역(137)은 10 ㎖ 내지 100 ㎖의 부피 용량 또는 다른 적합한 부피 용량을 가질 수 있다.2A-2C , the
도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 폐기물 격납 영역(137)은 폐기물 격납 영역(137) 내 폐기물 격납을 용이하게 하는 커버(48)(예를 들어, 덮개(135)와 거의 동일 평면에 있는 커버)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 폐기물 격납 영역(137)은 커버를 포함하지 않을 수 있다. 또한, 도 2c에 도시된 바와 같이, 폐기물 격납 영역(137)의 예는 커버와 구별되는 펌프 배출구(51)를 포함할 수 있고, 펌프 배출구(51)는 폐기물 챔버 내 잔류 공기가 오프 카트리지 펌프에 의해(예를 들어, 펌핑 메커니즘에 의해) 가압되도록 할 수 있지만, 폐기물 격납 영역(137)의 변형은 대안적으로 폐기물 배출구를 생략할 수 있다.As shown in FIGS. 2A-2C , waste containment area 137 is substantially flush with cover 48 (eg, cover 135 ) that facilitates containment of waste within waste containment area 137 . cover) may be included. Alternatively, the waste containment area 137 may not include a cover. Also, as shown in FIG. 2C , an example of a waste containment area 137 may include a
폐기물 격납 영역(137)과 관련하여, 시스템(100)은 시료 처리 칩(132)에서 폐기물 격납 영역(137)으로의 흐름을 허용 및/또는 흐름을 방지하도록 구성된 밸브(43)를 또한 포함할 수 있다. 밸브(43)는 폐기물 격납 영역(137)으로의 및 배출 개구부(36) 밖으로의 흐름을 허용 및/또는 차단하기 위해, 전술한 시료 처리 칩(132)의 배출 개구부(36)와 인터페이스할 수 있다. 밸브(43)는 보통 때는 개방 상태에 있다가 밸브 작동 메커니즘과 상호 작용할 때 닫힘 상태로 전환될 수 있다. 대안적으로, 밸브(43)는 보통 때는 닫힌 상태에 있다가 밸브 작동 메커니즘과 상호 작용할 때 개방 상태로 전환될 수 있다.With respect to the waste containment area 137 , the
도 2a 및 도 4a 내지 도 4b에 도시된 변형에서, 밸브(43)는 탄성체를 포함할 수 있고, 베이스 기판(131)의 대응하는 밸브 수용부와 정렬하는 시료 처리 칩(132)의 개구부(44)를 통해 베이스 기판(131)에 시료 처리 칩(132)을 결합하도록 구성된다. 이러한 변형에서, 밸브(43)의 전환 가능한 부분은 시료 처리 칩(132)의 배출 개구부(36)에서 베이스 기판(132)의 폐기물 격납 영역(137)의 투입구까지의 흐름 경로를 따라(예를 들어, 시료 처리 카트리지의 폐기물 격납 영역으로 마이크로웰 영역에서 시료 처리 칩의 배출구까지의 흐름 경로를 따라) 배치되도록 구성된다. 일 예에서, 시료 처리 칩(132)의 개구부(44)는 시료 처리 칩(132)의 배출 개구부(37)와 인접해 있지만, 다른 변형에서, 배출 개구부(37) 및 개구부(44)는 서로 변위되어 다른 미세 유체 채널에 의해 연결될 수 있다. 이와 같이, 밸브(43)의 닫힘은 배출 개구부(37)에서 폐기물 격납 영역(137)으로의 흐름을 차단할 수 있고, 밸브(43)는 배출 개구부(37)에서 폐기물 격납 영역(137)으로의 흐름을 허용하기 위해 개방될 있다.In the variant shown in FIGS. 2A and 4A-4B , the
도 4a 내지 도 4b에 도시된 베이스 기판(131)의 단면 이미지에 도시된 변형에서, 밸브 액추에이터(45)는 아래로부터(예를 들어, 덱 아래로부터) 베이스 기판(131)에 액세스할 수 있고, 밸브(43)와 상호 작용하기 위해 베이스 기판(132)의 채널 또는 다른 리세스/개구부를 통과할 수 있다. 특히, 밸브 액추에이터(45)의 (베이스 기판 내로 개구부와 정렬된) 팁(46)이 밸브(예를 들어, 밸브(43)의 탄성막)를 밀 때, 도 4b(상단)에 도시된 바와 같이, 밸브(43)는 폐기물 격납 영역(137)에서 시료 처리 칩(132)의 배출 개구부(37)를 유체적으로 분리하기 위해 닫힘 상태로 전환될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 도 4b(하단)에 도시된 바와 같이, 밸브 액추에이터(45)에 의한 힘의 제거는 밸브(43)에서 압력을 제거하고 개방 상태로 전환하여 폐기물 격납 영역(137)으로부터 시료 처리 칩(132)의 배출 개구부(36)를 유체적으로 결합시킬 수 있다. 이와 같이, 벨브 작동 서브시스템은 팁이 밸브 개구부로 연장되어 탄성 밸브를 변형시킴으로써 흐름 경로를 닫힘하는 결합 모드 및 팁이 수축됨으로써 흐름 경로를 개방하는 분리 모드를 포함한다. 그러나, 밸브(43)는 추가적으로 또는 대안적으로 다른 적합한 방식으로 구성될 수 있다.In the variant shown in the cross-sectional images of the
다른 변형에서, 시스템은 베이스 기판(131) 및/또는 시료 처리 칩(132)의 다른 흐름 경로에 밸브를 결합하기 위한 유사한 메커니즘을 포함할 수 있다.In other variations, the system may include a similar mechanism for coupling the valve to other flow paths of the
그러나, 베이스 기판(131)의 변형은 다른 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 아래에서 더 상세하게 기술되는 바와 같이, 베이스 기판(131)은 시료 처리 칩(132)을 통한 흐름을 촉진 또는 억제하기 위해, 시료 처리 칩(132)과의 추가 결합을 제공하는 하나 이상의 개구부, 오목부 및/또는 돌출부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4a에 도시된 바와 같이, 베이스 기판(131)은 시료 처리 칩(132)을 통한 유체 흐름을 구동 및/또는 중지하기 위해 (예를 들어, 덱(110)을 통해) 펌핑 서브시스템(157)의 펌핑 요소에 베이스 기판(131)을 결합하는 펌프 개구부(46)를 포함할 수 있다. 그러나, 시료 처리 카트리지(130)의 베이스 기판(131)은 다른 적합한 요소를 포함할 수 있다.However, the deformation of the
칩(101)의 실시예, 변형, 및 예는 상기 참조에 의해 통합된 하나 이상의 특허에 기술되어 있는 포획 장치의 실시예, 변형 및 예를 포함할 수 있다.Embodiments, variations, and examples of chip 101 may include embodiments, variations, and examples of capture devices described in one or more patents incorporated by reference above.
2.2 시스템 - 회수한 물질을 처리하기 위한 용기2.2 System - vessel for disposing of recovered material
기술한 분리 시스템을 사용하여 회수한 물질을 처리하는 단계(예를 들어, 정제, 세척, 추출, 증폭 등)와 관련하여, 시스템(100)은 프로세스 용기(20)를 또한 포함할 수 있다. 프로세스 용기(20)는 아래에서 더 상세하게 기술되는 바와 같이 다양한 어플리케이션을 위한 하나 이상의 워크플로에 따라 시료의 회수한 표적 구성 요소를 처리하는 기능을 한다. 이와 같이, 물질은 아래에서 더 상세하게 기술되는 바와 같이 전술한 시료 처리 칩(132)으로부터 회수되어 추가 처리를 위해 프로세스 용기(20)에 전달될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 변형에서, 프로세스 용기(20)는 완전 자동화된 시스템의 맥락에서 세포 포획 및 시료 처리를 위한 물질을 하나 이상의 구획에 포함할 수 있다. 이와 같이, 프로세스 용기(20)는 일련의 도메인 전체에 걸쳐 분포된 일련의 저장 공간을 정의할 수 있고, 일련의 도메인은 각 도메인의 물질 내용물에 적합한 환경을 제공하도록 구성될 수 있다. 일련의 저장 공간은 시료 처리 물질을 직접 포함할 수 있고, 및/또는 대안적으로 시료 처리 물질을 포함하는 개별 용기(예를 들어, 튜브 등)의 위치를 수용 및 유지하도록 구성될 수 있다. 각 도메인의 저장 공간은 어레이로 분포되거나 달리 배열될 수 있다.With respect to processing the recovered material using the described separation system (eg, purification, washing, extraction, amplification, etc.),
프로세스 용기(20)의 일련의 저장 공간의 개별 저장 공간은 프로세스 용기(20) 내 물질을 분리하고, 개별 저장 공간 내 물질 간 교차 오염을 방지하고, 오염원이 개별 저장 공간에 들어가는 것을 방지하고, 및/또는 보관 및 배송 중 휘발되어 손실되는 것을 방지하는 기능을 하는 하나 이상의 밀봉 부분을 더 포함할 수 있다. 밀봉 부분(들)은 (예를 들어, 종이로 구성된, 금속 호일로 구성된, 및/또는 다른 적합한 물질로 구성된) 구멍을 뚫을 수 있는 밀봉 부분(들)일 수 있다. 그러나, 밀봉 부분(들은) 대안적으로 구멍을 뚫을 수 없도록 구성될 수 있다(예를 들어, 밀봉 부분(들)은 프로세스 용기(20)에서 떼어내도록 구성될 수 있다). 실시예에서, 특정 시약 용기는 프로토콜의 적절한 단계에서 처리하기 위해 필요에 따라 (아래에서 더 상세하게 기술되는 바와 같이) 도구로 열거나 닫을 수 있는 힌지된 덮개로 밀봉될 수도 있다.The individual storage spaces of the series of storage spaces of the process vessel 20 separate the materials within the process vessel 20, prevent cross-contamination between materials within the individual storage spaces, prevent contaminants from entering the individual storage spaces, and It may further include one or more sealing parts that function to prevent volatilization and loss during storage and/or shipping. The sealing portion(s) may be pierceable sealing portion(s) (eg, composed of paper, composed of metal foil, and/or composed of other suitable materials). However, the sealing portion(s) may alternatively be configured to be impenetrable (eg, the sealing portion(s) may be configured to be releasable from the process vessel 20 ). In embodiments, certain reagent vessels may be sealed with a hinged lid that can be tooled open or closed as needed (as described in more detail below) for processing at the appropriate stage of the protocol.
변형에서, 일련의 도메인은 (예를 들어, 1 ℃ 내지 15 ℃ 온도의) 냉장 환경을 요구하는 시약을 저장하기 위한 제1 도메인, 상온 조건에서 저장할 수 있는 물질을 저장하기 위한 제2 도메인, 후술되는 가열 요소와 인터페이스하고 중합 효소 연쇄 반응(PCR) 작업을 수행하기 위한 물질을 갖는 튜브를 저장하는 제3 도메인, 기능화된 입자(예를 들어, 미국 특허 출원 제16/115,370호에 기술된 바와 같은, 바코딩 영역 및 다른 기능 영역을 갖는 프로브가 있는 비드)를 저장하기 위한 제4 도메인, 및 분리 작업(예를 들어, 자기장에 의해 비표적 물질에서 표적 물질 분리)을 수행하기 위한 제5 도메인을 포함할 수 있다. 변형에서, 저장 공간에 상이한 환경을 제공하는 도메인은 상이하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 도메인(즉, 냉장 보관용)은 단열 물질로 구성될 수 있고 및/또는 (예를 들어, 전체 도메인에 대해 개별적으로) 도메인의 저장 공간에 대한 단열 물질을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 분리를 위한 도메인은 분리를 위해 적당한 자기장 특성을 제공하도록 구성된 자기 전도성 물질을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 열순환 또는 다른 열 전달 어플리케이션을 위한 도메인은 프로세스 용기(20)로/로부터 효율적인 열전달을 촉진하기 위해 열전도성 물질로 구성될 수 있다. 실시예에서, 다양한 도메인은 특정 작업 간 혼선이 최소화되도록 최적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 냉장 시약 저장 공간을 위한 도메인(들)은 실행 중 온도(예를 들어, 4 ℃)로 유지될 수 있고, PCR 반응을 위한 도메인(들)은 가열(예를 들어, 변성 중 최대 95 ℃)을 요구할 수 있다. 이와 같이, 냉장 시약에 대한 PCR 열순환의 영향을 최소화하기 위해, 상온에 보관된 시약을 포함하는 도메인(들)은 PCR 열순환 도메인(들)과 냉장 보관 도메인(들) 사이에 있도록 구성될 수 있다. 열 혼선을 추가로 방지하기 위해, 독립적인 온도 제어가 필요한 특정 도메인 사이에는 공기만 있는 추가 버퍼 튜브를 사용할 수 있다.In a variation, the series of domains comprises a first domain for storing reagents requiring a refrigerated environment (eg, at a temperature between 1 °C and 15 °C), a second domain for storing substances that can be stored at room temperature conditions, as described below. A third domain, functionalized particles (eg, as described in U.S. Patent Application Serial No. 16/115,370, , a fourth domain to store a bead with a probe having a barcoding region and other functional regions, and a fifth domain to perform a separation operation (e.g., separation of a target material from a non-target material by a magnetic field). may include In a variant, domains providing different environments for storage may be configured differently. For example, the first domain (ie, for cold storage) may be comprised of an insulating material and/or may include an insulating material for the storage space of the domain (eg, individually for the entire domain). . Additionally or alternatively, the domain for isolation may include a magnetically conductive material configured to provide suitable magnetic field properties for isolation. Additionally or alternatively, domains for thermal cycling or other heat transfer applications may be constructed of a thermally conductive material to facilitate efficient heat transfer to/from the process vessel 20 . In embodiments, the various domains may be optimally placed such that crosstalk between specific tasks is minimized. For example, domain(s) for refrigerated reagent storage can be maintained at run-time temperature (e.g., 4 °C) and domain(s) for PCR reactions can be heated (e.g., maximal during denaturation) 95 °C) may be required. As such, to minimize the effect of PCR thermocycling on refrigerated reagents, the domain(s) comprising the reagents stored at room temperature may be configured to be between the PCR thermocycling domain(s) and the refrigerated storage domain(s). there is. To further prevent thermal crosstalk, additional buffer tubes with only air between specific domains requiring independent temperature control can be used.
변형에서, 프로세스 용기(20)의 도메인에 의해 지지되는 프로세스 물질은 버퍼(예를 들어, 에탄올, 프라이밍 버퍼, 용해 버퍼, 맞춤형 용해 버퍼, 시료 세척 버퍼, RNAase 억제제가 포함된 식염수, 비드 세척 버퍼, RT 버퍼, 버퍼 등), 오일(예를 들어, perfluorinert 오일), PCR 마스터 혼합물, 세포, 비드(예를 들어, 기능화된 비드), 또는 세포 포획 및/또는 시료 처리에 사용되는 다른 적합한 물질 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일련의 저장 공간 중 하나 이상은 비어 있을 수 있다(예를 들어, 초기에 비어 있음, 하나 이상의 프로세스 전체에 걸쳐 비어 있음, 작업자가 채우기 전에 비어 있음 등). 프로세스 용기(20)의 다양한 도메인의 상이한 저장 영역은 몇 ㎖(예를 들어, 5 ㎖) 내지 50 ㎖의 초기 시약 부피를 가질 수 있다.In variations, the process material supported by the domains of the process vessel 20 is a buffer (eg, ethanol, priming buffer, lysis buffer, custom lysis buffer, sample wash buffer, saline with RNAase inhibitor, bead wash buffer, RT buffer, buffer, etc.), oil (e.g., perfluorinert oil), PCR master mixture, cells, beads (e.g., functionalized beads), or any other suitable material used for cell capture and/or sample processing. may include more than one. Additionally or alternatively, one or more of the series of storage spaces may be empty (eg, initially empty, empty throughout one or more processes, empty before an operator fills it, etc.). The different storage areas of the various domains of the process vessel 20 may have initial reagent volumes of several milliliters (eg, 5 milliliters) to 50 milliliters.
특정 예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 프로세스 용기(20')는 냉장 환경을 필요로 하는 시약을 저장하기 위한 프로세스 용기(20')의 제1 주변 영역에 있는 제1 도메인(21'), 상온에 저장할 수 있는 물질을 저장하기 위한 프로세스 용기(20')의 중앙 영역에 있는 제2 도메인(22'), 중합 효소 연쇄 반응(PCR) 작업을 수행하기 위한 물질이 포함된 튜브를 저장하기 위한, 제2 도메인(122) 근처의, 프로세스 용기(20')의 주변 영역에 있는 제3 도메인(23'), 기능화된 입자(예를 들어, 미국 특허 출원 제16/115,370호에 기술된 바와 같이 바코딩 영역 및 다른 기능 영역을 갖는 프로브가 있는 비드)를 저장하기 위한 프로세스 용기(20')의 주변 영역에 있는 제4 도메인(24'), 및 분리 작업(예를 들어, 자기력에 의해 비표적 물질에서 표적 물질 분리)을 수행하기 위한 프로세스 용기(20')의 주변 영역에 있는 제5 도메인(25')을 포함한다. 특정 예에서, 제4 도메인(24')은 모듈식 요소일 수 있고, 이에 따라 제4 도메인(24')은 제4 도메인(24')이 바른 위치에 설정되고 프로세스 용기(24')와 결합되는 지점에서, 기능화된 입자가 사용할 준비가 될 때까지 프로세스 용기(20')의 나머지 부분과 별도로 저장될 수 있다.In a particular example, as shown in FIG. 5 , the process vessel 20 ′ has a
특정 예에서, 제1 도메인(21') 및 제2 도메인(22')은 금속 호일로 구성된 제1 밀봉 부분으로 커버되고, 제3 도메인(23') 및 제5 도메인(25')은 종이로 구성된 제2 밀봉 부분으로 커버되고, 제4 도메인(24')은 금속 호일로 구성된 제3 밀봉 부분으로 커버된다. 그러나, 프로세스 용기(20')의 예에 대한 변형은 다른 적합한 방식으로 구성될 수 있다.In a specific example, the first domain 21' and the second domain 22' are covered with a first sealing portion comprised of a metal foil, and the third domain 23' and the fifth domain 25' are made of paper. is covered with a second sealing portion constituted, and the fourth domain 24' is covered with a third sealing portion constituted of a metal foil. However, variations on the example of process vessel 20' may be constructed in other suitable manners.
또한, 프로세스 용기(20)의 변형(20')은 다양한 도메인을 생략할 수 있고, 아래에서 더 상세하게 기술되는 바와 같이, 회수된 표적 물질의 처리 및 분리를 위해 구성될 수 있다.Also, variations 20' of process vessel 20 may omit various domains and may be configured for processing and separation of recovered target material, as described in more detail below.
프로세스 용기(20)는 추가적으로 또는 대안적으로 상기 참조에 의해 통합된 특허에 기술된 측면을 더 포함할 수 있다.The process vessel 20 may additionally or alternatively further comprise aspects described in the patents incorporated by reference above.
2.3 시스템 - 덱, 분리 서브시스템, 및 갠트리 측면2.3 System - Deck, Separation Subsystem, and Gantry Sides
변형에서, 시료 처리 카트리지(130) 및 프로세스 용기(20)의 측면은 (예를 들어, 시료 처리를 자동화하기 위한 시스템의) 다른 시스템 요소에 의해 지지되거나, 그렇지 않으면 그들과 상호 작용할 수 있다. 도 6a 내지 도 6b 및 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이, 실시예에서, 시스템(100)은 자동화된 시료 처리를 위해 (예를 들어, 상부 넓은 표면에서, 상부 및 하부 넓은 표면에서, 측면에서 등) 시스템(100)의 하나 이상의 구성 요소를 지지 및 배치하는 플랫폼으로서의 역할을 하는 덱(10)을 포함할 수 있다. 또한, 덱(10)은 유체 처리 서브시스템, 이미징 서브시스템, 가열 서브시스템, 분리 서브시스템(예를 들어, 자기 분리 서브시스템), 및/또는 후술되는 바와 같은 갠트리(170) 및/또는 베이스(180)에 결합된 다른 서브시스템과 정렬되거나 상호 작용하는 시스템(100)의 하나 이상의 구성 요소를 배치하는 기능을 할 수 있다. 이와 관련하여, 덱(10)은 기준 플랫폼으로서 고정될 수 있는 반면에, 다른 구성 요소는 덱(10)의 요소와 상호 작용하기 위한 위치로 작동된다. 대안적으로, 덱(10)은 다른 서브시스템과의 상호 작용을 위해 덱(10)의 요소를 배치하기 위한 하나 이상의 액추에이터와 결합될 수 있다.In variations, the side of the
도 6a 내지 도 6b에 도시된 실시예에서, 덱(110)은 시료 처리 카트리지(130), 프로세스 용기(20), 도구 용기(40)(참조에 의해 통합된 특허에 기술), 가열 및 냉각 서브시스템(50), 펌핑 서브시스템(57), 유체 레벨 감지 서브시스템(59), 분리 서브시스템(160) 및 이미징 서브시스템(90)의 하나 이상의 유닛을 지지하는 플랫폼을 제공한다. 시료 처리 요소는 덱(110)에 의해 동일 평면 방식으로 또는 대안적으로 상이한 평면에서 지지될 수 있다. 바람직하게, 덱에 의해 지지된 개별 요소는 중첩되지 않지만 덱(10)의 대안적인 실시예는 (예를 들어, 공간 절약을 위해, 작업 효율을 위해) 중첩 방식으로 시료 처리 요소를 지지할 수 있다.6A-6B, the deck 110 includes a
이와 같이 및 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이, 덱(10)은 시료 처리 카트리지(130)의 유닛을 지지하기 위한 적어도 하나의 영역을 또한 포함하고, 상기 영역은 가열 및 냉각 서브시스템(50), 펌핑 서브시스템(57), 유체 레벨 감지 서브시스템(59) 및/또는 이미징 서브시스템(90)의 위치를 기준으로 시료 처리 카트리지(130)를 배치하는 기능을 한다. 이와 관련하여, 상기 영역은 가열 및 냉각 서브시스템(50), 펌핑 서브시스템(57), 유체 레벨 감지 서브시스템(59), 및 이미징 서브시스템(90)의 관련 부분과 시료 처리 카트리지(130)의 상보적인 부분 사이의 인터페이스를 제공하기 위해, 및 그러한 부분 사이의 정렬을 촉진하고 유지하기 위해 하나 이상의 개구부, 오목부, 및/또는 돌출부를 포함할 수 있다.As such and as shown in FIGS. 7A-7C , the deck 10 also includes at least one area for supporting a unit of the
마찬가지로, 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이, 덱(10)은 프로세스 용기(20)의 유닛을 지지하기 위한 적어도 하나의 영역을 포함할 수 있고, 상기 영역은 아래에서 더 상세하게 기술되는 가열 및 냉각 서브시스템(50) 및 분리 서브시스템(160)의 부분을 기준으로 프로세스 용기(20)를 배치하는 기능을 한다. 이와 관련하여, 상기 영역은 가열 및 냉각 서브시스템(50) 및 분리 서브시스템(60)의 관련 부분과 프로세스 용기의 상보적인 부분 사이의 인터페이스를 제공하기 위해, 및 추가적으로 그러한 부분 사이의 정렬을 촉진하고 유지하기 위해 하나 이상의 개구부, 오목부, 및/또는 돌출부를 포함할 수 있다.Likewise, as shown in FIGS. 7A-7C , the deck 10 may include at least one area for supporting the units of the process vessel 20 , the area being heated, described in more detail below. and positioning the process vessel 20 relative to portions of the cooling subsystem 50 and the separation subsystem 160 . In this regard, the region provides an interface between relevant parts of the heating and cooling subsystem 50 and separation subsystem 60 and complementary parts of the process vessel, and additionally facilitates alignment between such parts and It may include one or more openings, recesses, and/or projections for retention.
도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 덱(10)은 도구 용기(40)의 유닛을 지지하기 위한 적어도 하나의 영역을 또한 포함할 수 있고, 상기 영역은 아래에서 더 상세하게 기술되는 갠트리(170)의 유체 취급 장치를 기준으로 도구 용기(40)를 배치하는 기능을 한다. 도구 용기(40)의 실시예, 변형 및 예는 상기 참조에 의해 통합된 특허에 기술되어 있다.7A and 7B , the deck 10 may also include at least one area for supporting a unit of the
가열 및 냉각 서브시스템(50), 펌핑 서브시스템(57), 유체 레벨 감지 서브시스템(59), 및 이미징 서브시스템(90)의 실시예, 변형 및 예, 및 베이스(180) 및 갠트리(170)(피펫터(174) 포함)와 관련된 결합은 참조에 의해 통합된 특허에 더 상세하게 또한 기술되어 있다. 분리 서브시스템(160)의 측면은 아래에서 더 기술된다.Embodiments, variations and examples of heating and cooling subsystem 50 , pumping subsystem 57 , fluid level sensing subsystem 59 , and imaging subsystem 90 , and base 180 and gantry 170 . Couplings related to (including pipettor 174) are also described in greater detail in the patents incorporated by reference. Aspects of isolation subsystem 160 are further described below.
2.4 시스템 - 자기력에 의한 회수를 위한 제1 변형2.4 System - first variant for recovery by magnetic force
도 8a 내지 도 8c에 도시된 바와 같이, 시스템(200)의 변형은 단일 입자 형식으로 입자를 포획하기 위해 시료 처리 카트리지(예를 들어, 전술한 시료 처리 카트리지(130)의 실시예)의 포획 영역에 결합하도록 구성된 제1 영역(311), 제2 영역(212), 및 제1 영역에서 제2 영역으로 통과하는 내부 공동(220)을 포함하는 (예를 들어, 전술한 분리 서브시스템(160)의) 어댑터(21); 작업 중에 어댑터(210)의 내부 공동(220)으로 통과하고 시료 처리 카트리지(130)의 포획 영역에 인력을 인가하도록 구성된 자석(230); 및 자석(230) 및 어댑터(210)의 제2 영역(212)에 가역적으로 결합된 지지 구조(240)를 포함한다.As shown in FIGS. 8A-8C , a variation of
또한, 시스템(200)의 지지 구조(240)는 자석(230) 근위의 이젝터에 결합된 플런저 서브시스템(250)을 포함할 수 있고, 베이스라인 작업 모드에서 어댑터(210)는 지지 구조(240)에 결합되고 플런저 서브시스템(250)은 활성화되지 않고, 배출 모드에서 어댑터(210)는 플런저 서브시스템(250)의 활성화에 응답하여 지지 구조에서 분리된다. 변형에서, 플런저 서브시스템(250)은 시료 처리 카트리지(130)의 포획 영역에서 물질을 분배 및/또는 회수하기 위해 유체 분배 및 흡입 기능을 용이하게 하는 기능을 하는 구조를 또한 포함할 수 있다. 또한, 시스템(200)은 작업 중에 시료 처리 카트리지(130)의 포획 영역과 자석(230) 사이의 물리적 접촉을 방지하고 시료 처리 카트리지(130)의 포획 영역을 기준으로 바른 위치에 지지 구조(240)를 유지하도록 구성된 가이드(260)를 포함할 수 있다.In addition, the
시스템(200)은 어댑터(210) 내로, 포획 영역 내 자기 구성 요소에 (직접적으로 또는 간접적으로) 결합된 표적 물질을 유인하기 위한 인력을 제공하기 위해 칩(210)의 포획 영역에 자기력을 제어 가능하게 인가하는 기능을 한다. 시스템(200)으로 구현되는 방법의 실시예는 시료의 표적 물질에 결합된 자기 입자만 회수되는 >90 %의 회수 효율로 5분 내지 8분의 수동 작업 시간(및 총 시간 10분 내지 45분) 내에 표적 물질을 회수할 수 있다. 따라서, 시스템(200)은 선택적 회수 효율을 증가시켜서 처리 부담 및 (필요량 감소로 인해, 생화학 반응의 분할 감소로 인해) 처리 시약 및 다른 물질 비용과 관련된 후속 비용을 감소시키는 기능을 할 수 있다. 시스템(200)은 후술되는 방법(들)의 하나 이상의 실시예, 변형 또는 예를 구현할 수 있고, 및/또는 다른 방법을 구현하기 위해 사용될 수 있다.The
2.4.1 제1 자기 변형 - 어댑터2.4.1 First Magnetostriction - Adapter
도 8a 내지 도 8c에 도시된 바와 같이, 어댑터(210)는 단일 입자 형식으로 입자를 포획하기 위한 시료 처리 칩(132)의 포획 영역에 결합하도록 구성된 제1 영역(211), 제2 영역(212), 및 제1 영역에서 제2 영역으로 통과하는 내부 공동(220)을 포함한다. 어댑터(210)는 시료 처리 카트리지(130)의 포획 영역에서 물리적으로 접촉하는 웰 또는 다른 민감한 물질로부터 자석(230)을 분리하는 구조를 제공하고, 시료 처리 카트리지(130)의 포획 영역과 인터페이스하는 어댑터(210)의 영역에 자기력을 전달함으로써 시스템(200)에 의한 시료 처리 카트리지(130)의 표적 물질 회수를 위한 포획 영역에 대한 자기장의 인가를 지원하는 기능을 한다. 또한, 어댑터(210)는 시스템(200)의 사용 사이에 폐기될 수 있는 일회용 구성 요소 역할을 함으로써 시료 교차 오염을 방지하는 기능을 할 수 있다. 어댑터의 유닛은 전술한 덱(10)에 의해 지지되는 도구 용기(40)의 실시예에 저장될 수 있고, 또는 다른 적합한 방식으로 시스템에 의해 저장 또는 준비될 수 있다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 어댑터(210)의 유닛은 사용할 필요가 있을 때까지 랙 또는 도구 용기(40)의 일부 내에서 바른 위치에 유지될 수 있다.8A-8C , the adapter 210 includes a
어댑터(210)는 형태학적으로 내부 공동(220)이 있는 각기둥 모양일 수 있고, 그 종축을 따르는 어댑터(210)의 단면은 다각형 둘레, 타원체 둘레, 비정질 둘레 또는 다른 적합한 모양(예를 들어, 닫힌 모양, 열린 모양)의 경계로 정의된다. 어댑터(210)의 단면은 시료 처리 카트리지(130)의 포획 영역의 차지하는 공간 모양을 보완할 수 있지만, 대안적으로 시료 처리 카트리지(130)의 포획 영역에 대응하는 모양을 보완하지 않을 수 있다. 어댑터(210)는 (예를 들어, 칩(201)의 포획 영역 모양에 대응하는) 0.2 ㎝ 내지 4 ㎝의 너비 및 0.5 ㎝ 내지 8 ㎝의 길이를 가질 수 있다. 바람직하게, 어댑터(210)는 자석(230)으로부터, 어댑터(210)의 제1 영역(211)과 인터페이스하는 포획 영역으로의 자기력 인가를 지지하는 벽 두께를 갖는다. 벽 두께는 어댑터(210)의 길이를 따라 일정하거나 일정하지 않을 수 있다. 예에서, 벽 두께는 0.2 ㎜ 내지 3 ㎜의 두께일 수 있지만, 다른 예에서, 벽 두께는 다른 적합한 두께를 가질 수 있다. 자기 입자를 수용하는 어댑터의 표면은 표면에 비드가 포획된 후 다른 용기로 방출되는 동안 작은 자기 입자(1 ㎛ 내지 3 ㎛)가 표면에 갇히지 않도록 매끄럽게(예를 들어, SPIB1보다 우수한 표면 상태로) 만들어진다.The adapter 210 may be morphologically prismatic with an
어댑터(210)는 추가적으로 또는 대안적으로 시스템(200)의 작업 모드를 가능하게 하는 구조적 특징을 포함할 수 있다. 예를 들어, (아래에서 더 상세하게 기술되는) 지지 구조(240)로부터의 어댑터(210) 분리와 관련하여, 어댑터(210)는 플런저 서브시스템(250)과 인터페이스하도록 구성된 돌출부(214)를 포함할 수 있고, 플런저 서브시스템(250)의 트리거는 플런저 서브시스템(250)이 활성화되면, 지지 시스템(240)에서 어댑터(210)를 분리하기 위해 돌출부(214)를 밀 수 있다. 돌출부(214)는 어댑터(210)의 제2 영역(212)에 대한 테두리가 될 수 있고, 또는 대안적으로 다른 적합한 형태에 의해 정의될 수 있다.Adapter 210 may additionally or alternatively include structural features that enable modes of operation of
전술한 바와 같이, 어댑터(210)는 포획 영역에 대한 자기장의 인가를 용이하게 하고, 추가 후속 처리를 위해 어댑터(210) 내로 표적 물질(예를 들어, 자기 입자에 결합된 표적 물질)을 유인할 수 있도록 하기 위해, (예를 들어, 액세스 영역(134)에 대한 엑세스를 제공하기 위해 덮개(134)를 열림한 상태로) 시료 처리 카트리지(130)의 노출된 포획 영역과 제1 영역(211)에서 인터페이스한다. 따라서, 어댑터(210)는 시료 처리 칩(132)에서 어댑터(210)로 표적 물질을 유인하기 위한 메커니즘을 용이하게 하기 위해 제1 영역(211)에 밀봉 부분을 포함할 수 있다. 밀봉 부분은 어댑터(210)와 통합된 요소 또는 분리된 요소일 수 있다. 그러나, 어댑터(210)는 제1 영역(211)에서 밀봉 부분을 생략할 수 있다. 또한, 어댑터(210)는 자석(230)을 기준으로 바른 위치에 유지하기 위해 및 지지 구조(240)를 가역적 결합하고 및 그로부터 제거하기 위해 제2 영역(212)에서 지지 구조(240)에 결합한다. 다른 구성 요소에 대한 어댑터(210)의 결합은 프레스 핏, 스냅 핏, 암-수 결합 인터페이스, 나사, 다른 패스너, 자기 메커니즘 및 다른 적합한 메커니즘 중 하나 이상으로 발생할 수 있다.As noted above, the adapter 210 facilitates application of a magnetic field to the capture region and is capable of attracting a target material (eg, a target material bound to magnetic particles) into the adapter 210 for further subsequent processing. the exposed capture region and
어댑터(210)는 작업 중에 자석(230)에 의해 인가된 자기장에 악영향을 미치지 않는 고분자 물질(예를 들어, 플라스틱)으로 구성될 수 있다. 어댑터(210)는 추가적으로 또는 대안적으로 시스템(200)의 사용 어플리케이션을 지원하기 위해 유도 자기장을 생성할 수 있거나 자성인 물질(예를 들어, 금속 물질)로 구성되거나 포함(예를 들어, 그 입자를 포함)할 수 있다. 어댑터(210)는 추가적으로 또는 대안적으로 다른 적합한 물질로 구성될 수 있다. 어댑터(210)의 물질(들)의 분포는 칩(201)의 포획 영역에서 원하는 자기 효과와 관련하여 어댑터의 본체를 통해 균질하거나 비균질할 수 있다. 어댑터(210)의 내부 공동(220)은 매체(예를 들어, 자기 매체 등)를 포함할 수 있고, 또는 대안적으로 매체를 포함하지 않을 수 있다.The adapter 210 may be made of a polymer material (eg, plastic) that does not adversely affect the magnetic field applied by the
2.4.2 제1 자기 변형 - 자석2.4.2 First Magnetostriction - Magnet
도 8a 내지 8c에 도시된 바와 같이, 자석(230)은 어댑터(210)의 내부 공동(220)으로 통과하고, 작업 중에 시료 처리 카트리지(130)에 포획된 표적 물질 및 포획 영역에 인력을 가하도록 구성된다. 자석(230)은 추가 처리를 위해 어댑터(210)쪽으로 (예를 들어, 포획 영역 내 자석 입자와 결합된) 시료 처리 칩(132)의 포획 영역에 포획된 표적 물질을 유인할 수 있는 자기장을 생성하는 기능을 한다. 자석 모양 및 극 구성은 갖힌 입자가 제거되고 있는 대부분의 표적 마이크로웰에 거의 수직인 자기력이 인가되도록 이루어진다.As shown in FIGS. 8A-8C , the
자석(230)은 형태학적으로 각기둥 모양일 수 있고, 그 종축을 따르는 자석(230)의 단면은 다각형 둘레, 타원체 둘레, 비정질 둘레, 또는 다른 적합한 모양(예를 들어, 닫힌 모양, 열린 모양)의 경계에 의해 정의된다. 변형에서, 자석은 0.25" 내지 5"의 길이 및 0.1" 내지 1"의 너비를 가질 수 있다. 특정 예에서, 자석은 그 길이를 따라 정사각형 단면을 가지며, 2"의 길이 및 0.25" 너비의 측면을 갖는다. 특정 예의 자석(230)은 15.4g의 중량을 갖는다.The
자석(230)은 제1 말단에서 지지 구조(240)에 결합하고, 어댑터(210)의 내부 공동(210)으로 통과한다. 변형에서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 자석(230)(및 대응하는 어댑터(210))의 유닛은 칩(201)의 상이한 변형을 지지하기 위해 상이한 치수를 가질 수 있다. 예를 들어, 자석(230)의 유닛은 소수의 마이크로웰을 갖는 칩 변형을 지지하기 위해 작은 단면(예를 들어, 0.25" x 0.25")을 가질 수 있고, 자석(230)의 유닛은 더 큰 단면(예를 들어, 더 많은 마이크로웰을 갖는 칩 변형을 지지하기 위해 0.375" x 0.375")을 가질 수 있다.The
자석(230)은 영구 자성체로 구성되지만, 대안적으로 전자석일 수 있다. 변형에서, 자석(230)은 알니코, 네오디뮴, 네오디뮴 철 붕소, 사마륨 코발트, 페라이트, 및 다른 적합한 자성체 중 하나 이상으로 구성될 수 있다. 자석(230)은 추가적으로 또는 대안적으로 생체 시료 또는 다른 시료의 처리를 포함하는 작업을 용이하게 하기 위해 도금 물질을 포함할 수 있다. 특정 예에서, 자석(230)은 니켈 기반 코팅(예를 들어, 니켈-구리-니켈 코팅)을 갖는 네오디뮴 철 붕소(NdFeB, 등급 42)로 구성된다.The
자석(230)은 하나 이상의 자화 방향을 가질 수 있고, 변형에서는 최대 12,000 Gauss의 표면장(surface field), 최대 30,000 Gauss의 내부장(예를 들어, 30,000 Gauss의 BRmax), 및 최대 90 MGOe의 에너지 밀도(BHmax)를 갖는 최대 10lbs의 당기는 힘 및/또는 미는 힘을 생성할 수 있다. 특정 예에서, 자석(230)은 그 두께를 통한 자화 방향, 5.58lbs의 당기는 힘, 6584 Gauss의 표면장, 13,200 Gauss의 BRmax, 및 42 MGOe의 BHmax를 갖는다. 자기장의 관점에서, 특정 예의 자석(230)은 그 길이를 통해 자화되고, 따라서 극은 자석(230)의 0.25" x 0.25" 단부 중 하나가 된다. 그러나, 자석(230)은 대안적으로 다른 적합한 장(field)을 생성하도록 구성될 수 있다.
2.4.3 제1 자기 변형 - 지지 구조2.4.3 First magnetostriction - support structure
도 8a 및 도 8c에 도시된 바와 같이, 지지 구조(240)는 자석(230) 및 어댑터(210)의 제2 영역에 가역적으로 결합된다. 지지 구조는 바른 위치에 자석(230)을 유지하고, 어댑터(210) 및 자석(230)을 결합 및 분리하기 위한 작업 모드 사이를 전환하는 기능을 한다. 또한, 지지 구조(240)는 후속 처리를 위해 시료 처리 카트리지(130)의 포획 영역 밖으로 물질을 꺼내기 위한 작업 모드 사이를 전환하는 기능을 할 수 있다.8A and 8C , the
지지 구조(240)는 수동 피펫터의 것과 유사한 폼 팩터(form factor)를 갖는 하우징을 가질 수 있고, 하우징은 사용자의 손을 보완하도록 구성된 그립 영역(예를 들어, 일련의 돌출부 및 오목부)을 갖는 표면을 가지고 있다. 대안적으로, 지지 구조(240)는 인간 작업자가 다루지 않도록 구성될 수 있고, 추가적으로 또는 대안적으로 시료 처리 카트리지(130)의 포획 영역로부터의 자동화된 표적 물질 회수를 위해 로봇 장치(예를 들어, 전술한 갠트리(170)에 결합된 피펫터(174)의 인터페이스)와 인터페이스하기 위한 기능을 포함할 수 있다. 이러한 실시예의 변형은 물질 회수 및 처리를 위한 다양한 작업 모드와 함께 아래에서 더 상세하게 기술된다.The
전술한 바와 같이, 시스템(200)의 지지 구조(240)는 자석(230) 근위의 이젝터에 결합된 플런저 서브시스템(250)을 또한 포함할 수 있고, 베이스라인 작업 모드에서는 어댑터(210)가 지지 구조에 결합되고 플런저 서브시스템(250)은 활성화되지 않고, 이젝팅 모드에서는 어댑터가 플런저 서브시스템(250)의 활성화에 응답하여 지지 구조(240)에서 분리된다. 전술한 바와 같이, 이젝터는 이젝팅 모드에서 지지 구조(240)에서 어댑터(210)를 분리하기 위해 어댑터(210)의 돌출부(214)와 인터페이스할 수 있다. 또한, 변형에서, 플런저 서브시스템(250)은 칩(201)의 포획 영역으로부터 물질을 분배 및/또는 회수하기 위해 유체 분배 및 흡입 기능을 용이하게 하는 기능을 하는 구조를 또한 포함할 수 있다. 이와 같이, 플런저 서브시스템(250)의 변형은 자기장 인가 및 어댑터 분리를 지원하는 것과 함께 피펫터의 기능과 유사한 기능을 수행할 수 있다.As noted above, the
지지 구조(240)는 시스템(200)의 사용 사이에 살균 가능한(예를 들어, 가압 멸균 가능한, 에탄올에 의한 손상에 대한 저항력이 있는 등) 하나 이상의 고분자 물질(예를 들어, 플라스틱)로 구성될 수 있다. 그러나, 지지 구조(240)는 대안적으로 다른 적합한 물질로 구성될 수 있다.
2.4.4 제1 자기 변형 - 가이드2.4.4 First Magnetostriction - Guide
도 8a 및 도 8c에 도시된 바와 같이, 시스템(200)은 시료 처리 칩(132)의 포획 영역을 기준으로 바른 위치에 지지 구조(240)를 유지하고, 작업 중에 시료 처리 칩(132)의 포획 영역과 자석(230) 사이의 물리적 접촉을 방지하도록 구성된 가이드(260)를 포함할 수 있다. 따라서, 가이드(260)는 회수 프로세스 동안 지지 구조(240) 및/또는 칩(201)에 대한 지지를 제공하는 기능을 한다. 이와 같이, 하나의 변형에서, 가이드(260)는 어댑터(210)와 시료 처리 칩(132)의 포획 영역 사이의 상대적인 정렬을 고정하기 위해, 칩(201)뿐만 아니라 결합된 자석(230) 및 어댑터(210)를 갖는 지지 구조(240)를 수용하도록 구성된 오목한 영역을 포함할 수 있다. 가이드는 어댑터 표면이 고정된 거리(예를 들어, 25 ㎛, 100 ㎛, 0.5 ㎜, 1 ㎜, 2 ㎜, 3 ㎜, 4 ㎜, 5 ㎜, 6 ㎜ 등)로 시료 처리 카트리지(130)의 마이크로웰 위에 배치되도록 한다. 다른 변형에서, 도 8c에 도시된 바와 같이, 가이드(260)는 시료 처리 카트리지(130)에 결합하고, 어댑터에 접속하는 것만으로 칩(201)의 포획 영역을 기준으로 어댑터(210)를 배치하도록 구성될 수 있다. 그러나, 가이드(260)는 지지를 제공하기 위해 시스템(200)의 다른 적합한 부분에 결합될 수 있다.8A and 8C , the
가이드(260)는 시스템(200)의 사용 사이에 살균 가능한(예를 들어, 가압 멸균 가능한, 에탄올에 의한 손상에 대한 저항력이 있는 등) 하나 이상의 고분자 물질(예를 들어, 플라스틱)로 구성될 수 있다. 그러나, 가이드(260)는 대안적으로 다른 적합한 물질로 구성될 수 있다. 또한, 가이드(260)는 시스템(200)의 일회용 부분일 수 있다.Guide 260 may be comprised of one or more polymeric materials (eg, plastic) that are sterilizable (eg, autoclavable, resistant to damage by ethanol, etc.) between uses of
2.5 시스템 - 자기력에 의한 회수 및 처리에 대한 제2 변형2.5 System - Second variant of recovery and disposal by magnetic force
도 6a, 도 7b, 및 도 9a 내지 도 9c에 도시된 바와 같이, 시스템(200')의 변형은 자기력을 사용하여 비표적 물질로부터의 표적 물질 분리 및 회수를 용이하게 하는 기능을 하는 어댑터(210'), 자석(230') 및 지지 구조(240')의(예를 들어, 분리 서브시스템(160)의) 변형을 포함할 수 있다. 변형에서, 분리 서브시스템(160)은 아래에서 더 상세하게 기술되고 상기 참조에 의해 통합된 특허에 기술되어 있는 구성 요소의 실시예, 변형 및 예를 포함할 수 있다. 그러나, 분리 서브시스템(160)의 다른 변형은 추가적으로 또는 대안적으로 다른 구성 요소를 포함할 수 있다.6A, 7B, and 9A-9C, variations of system 200' use magnetic forces to facilitate target material separation and recovery from non-target material adapter 210. '), magnets 230' and support structure 240' (eg, of separation subsystem 160). In variations, separation subsystem 160 may include embodiments, variations, and examples of components described in greater detail below and in patents incorporated by reference above. However, other variations of separation subsystem 160 may additionally or alternatively include other components.
2.5.1 제2 자기 변형 - 어댑터2.5.1 Second Magnetostriction - Adapter
도 9a 내지 도 9c에 도시된 바와 같이, 어댑터(210')는 시료 처리 칩(132)으로부터의 표적 물질 회수를 가능하도록 하기 위해 예를 들어, 액세스 영역(134)을 통해 시료 처리 칩(132)과 인터페이스하도록 구성된 제1 영역(211)을 포함할 수 있다. 또한, 어댑터(210')는 제1 영역에서 제2 영역으로 통과하는 내부 공동(220'), 및 지지 구조(240')의 자석(230')(예를 들어, 자기 말단부)과 결합하기 위한 제2 영역(212')을 포함할 수 있다. 어댑터(210')는 표적 물질(또는 비표적 물질)의 회수를 위해 원하는 영역에 대한 자기장 인가를 지지하기 위해, 및 시료 처리 칩(132)의 물리적으로 접촉하는 웰 또는 다른 민감한 물질로부터 자석(230') 및/또는 지지 구조(240')를 분리하는 구조를 제공하는 기능을 한다. 또한, 어댑터(210')는 시스템(200')의 사용 사이에 폐기될 수 있는 일회용 구성 요소 역할을 함으로써 시료 교차 오염을 방지하는 기능을 할 수 있다.As shown in FIGS. 9A-9C , the adapter 210 ′ may be configured to enable target material retrieval from the
어댑터(210')는 형태학적으로 내부 공동(220')을 갖는 각기둥 모양일 수 있고, 그 종축을 따르는 어댑터(210')의 단면은 다각형 둘레, 타원체 둘레, 비정질 둘레, 또는 다른 적합한 모양(예를 들어, 닫힌 모양, 열린 모양)의 경계에 의해 정의된다. 어댑터(210')의 단면은 시료 처리 칩(132)의 마이크로웰 영역이 차지하는 공간 모양을 보완할 수 있지만, 대안적으로 시료 처리 칩(132)에 대응하는 모양을 보완하지 않을 수도 있다. 바람직하게, 어댑터(210')는 자석(230')으로부터 어댑터(210')의 제1 영역(211')과 인터페이스하는 시료 처리 칩(132)으로의 자기력 인가를 지지하는 벽 두께를 가지고 있다. 벽 두께는 어댑터(210)의 길이를 따라 일정하거나 일정하지 않을 수 있다. 예에서, 벽 두께는 0.2 ㎜ 내지 3 ㎜일 수 있지만, 다른 예에서, 벽 두께는 다른 적합한 두께를 가질 수 있다. 자기 입자를 수용하는 어댑터(210')의 표면은 작은 기능화된 입자(예를 들어, 특성 치수가 1 ㎛ 내지 3 ㎛)가 포획된 후 다른 용기(예를 들어, 프로세스 용기(20))로 방출되는 동안 표면에 갇히지 않도록 매끄럽게(예를 들어, SPIB1보다 우수한 표면 처리)로 만들어진다.The adapter 210' may be morphologically prismatic with an interior cavity 220', and the cross-section of the adapter 210' along its longitudinal axis may have a polygonal perimeter, an ellipsoidal perimeter, an amorphous perimeter, or other suitable shape (e.g., For example, a closed shape, an open shape) is defined by the boundary. The cross-section of the adapter 210 ′ may complement the shape of the space occupied by the microwell region of the
추가적으로 또는 대안적으로, 어댑터(210')는 아래에서 더 상세하게 기술되는 분리 서브시스템(160)의 분리 작업 모드를 가능하게 하는 구조적 기능을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지 구조(240')에서의 어댑터(210') 분리와 관련하여, 어댑터(210')는 지지 구조(240')에서 어댑터(210')를 분리하기 위해 다른 물체(예를 들어, 아래에서 더 상세하게 기술되는 슬리브 스트리핑 도구(165)가 돌출부(214')에 힘을 제공할 수 있도록 구성된 돌출부(214')를 포함할 수 있다.Additionally or alternatively, adapter 210 ′ may include architectural features that enable a detach mode of operation of detach subsystem 160 , which is described in greater detail below. For example, with respect to adapter 210 ′ separation from
전술한 바와 같이, 어댑터(210')는 액세스 영역(134)을 통해 노출된 시료 처리 칩(132)의 포획 영역과 제1 영역(211')에서 인터페이스하여 상기 영역에 대한 자기력 인가를 용이하게 하고, 추가 후속 처리를 위해 어댑터(210')로 물질(예를 들어, 자기 입자에 결합된 표적 또는 비표적 물질)을 끌어 당길 수 있도록 한다. 따라서, 자기 슬리브(1410)는 시료 처리 칩(132)에서 어댑터(210')로 표적 물질을 끌어 당기기 위한 메커니즘을 용이하게 하기 위해 제1 영역(211')에 밀봉 부분을 포함할 수 있다. 밀봉 부분은 어댑터(210')와 통합된 요소 또는 분리된 요소일 수 있다. 그러나, 어댑터(210')는 제1 영역(211')에서 밀봉 부분을 생략할 수 있다.As described above, the adapter 210 ′ interfaces with the capture region of the
어댑터(210')는 작업 중에 자석(230')에 의해 인가된 자기장에 악영향을 미치지 않는 고분자 물질(예를 들어, 플라스틱)로 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 어댑터(210')는 시스템(200')의 사용 어플리케이션을 지원하기 위해 자성이거나 유도 자기장을 생성할 수 있는 물질로 구성되거나 그를 포함(예를 들어, 그 입자를 포함)할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 어댑터(210')는 다른 적합한 물질로 구성될 수 있다. 어댑터(210')의 물질(들)의 분포는 시료 처리 칩(132)의 포획 영역에서의 원하는 자기 효과와 관련하여, 어댑터의 본체를 통해 균질하거나 비균질할 수 있다. 어댑터(210')의 내부 공동(220')은 매체(예를 들어, 자기 매체 등)를 포함할 수 있고, 또는 대안적으로 매체를 포함하지 않을 수 있다.The adapter 210' may be constructed of a polymeric material (eg, plastic) that does not adversely affect the magnetic field applied by the magnet 230' during operation. Additionally or alternatively, adapter 210 ′ may be constructed of or contain (eg, contain particles thereof) a material that is magnetic or capable of generating an induced magnetic field to support a usage application of
2.5.2 제2 자기 변형 - 지지 구조 및 자석2.5.2 Second magnetostriction - support structure and magnet
도 9a 내지 도 9c에 도시된 변형에서, 시스템(200')은 전술한 갠트리(170)의 유체 취급 서브시스템에 대한 인터페이스(162)(예를 들어, 피펫 인터페이스)를 포함하는 지지 구조(240'), 및 표적 물질 분리를 위해 자기력을 제공하도록 구성된 자석(230')을 포함할 수 있다. 이러한 변형에서, 자석(230')은 어댑터(210')가 일회용 요소인 변형에서, 어댑터(210')의 하나 이상의 유닛과 결합하도록 구성될 수 있다. 또한, 인터페이스(162)는 아래에서 더 상세하게 기술되는 갠트리(170)에 결합된 피펫팅 헤드에 결합하여, 자기력, 유체 흡입, 및 또는 피펫팅 헤드에 의해 제공되는 유체 전달 작업을 통한 표적 또는 비표적 물질 회수의 자동화를 용이하게 할 수 있도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 시스템(100)은 시료로부터 표적 물질을 자기 분리 및 처리하기 위해 프로세스 용기(20)와 시료 처리 카트리지(130)의 유닛 사이에서, 어댑터(210')에 결합된, 갠트리(170)가 지지 구조(240')를 운반하는 분리 모드를 포함할 수 있다. 또한, 분리 서브시스템(160)을 사용하여 구현된 방법의 실시예는 시료의 표적 물질(또는 비표적 물질)에 결합된 자기 입자만 회수되는 > 90 %의 회수 효율로 표적 물질을 빠르게 회수할 수 있다. 따라서, 분리 서브시스템(160)은 선택적 회수 효율을 증가시켜서 처리 부담 및 (필요량 감소로 인해, 생화학 반응의 분할 감소로 인해) 처리 시약 및 다른 물질 비용과 관련된 후속 비용을 감소시키는 기능을 할 수 있다.In the variation shown in FIGS. 9A-9C , the
도 9a에 도시된 바와 같이, 지지 구조는 후술되는 갠트리(170)의 유체 취급 서브시스템에 대한 인터페이스(162)를 포함할 수 있고, 인터페이스는 유체 취급 서브시스템의 대응하는 결합 영역을 보완하는 결합 영역을 포함한다. 인터페이스(162)의 결합 영역은 자기 결합 메커니즘; 프레스 핏; 스냅 핏; 나사를 조이는 메커니즘; 암-수 연결; 또는 유체 취급 서브시스템과의 가역적인 결합을 제공하기 위한 다른 적합한 메커니즘에 의해 작동할 수 있다.As shown in FIG. 9A , the support structure may include an
지지 구조(240')의 자석(230')은 영구 자성을 제공하기 위한 물질을 포함하거나 그 물질로 구성될 수 있고, 또는 대안적으로 (시스템(100)의 적합한 전자 장치에 결합되는) 전자석으로 구성될 수 있다. 변형에서, 자석 원위 영역(163)은 알니코, 네오디뮴, 네오디뮴 철 붕소, 사마륨 코발트, 페라이트, 및 다른 적합한 자성체 중 하나 이상으로 구성될 수 있다. 형태에서, 자석(230')은 어댑터(210')의 유닛이 자석(230')과 결합(예를 들어, 가역적으로 결합)할 수 있도록 어댑터(210')의 형태를 보완할 수 있다. 또한, 자석(230')의 형태 및 극 구성은 갇힌 입자가 제거되고 있는 대부분의 표적 마이크로웰에 거의 수직인 자기력이 가해지도록 이루어진다.The magnet 230' of the support structure 240' may comprise or consist of a material to provide permanent magnetism, or alternatively be an electromagnet (coupled to suitable electronics of the system 100). can be configured. In a variation, the magnet distal region 163 may be comprised of one or more of alnico, neodymium, neodymium iron boron, samarium cobalt, ferrite, and other suitable magnetic materials. In shape,
2.5.3 제2 자기 변형 - 덱, 갠트리, 및/또는 베이스를 포함하는 선택적 분리 요소2.5.3 Second Magnetostriction—Optional Separating Elements Including Deck, Gantry, and/or Base
도 6a, 도 7b 및 도 10a 내지 도 10b에 도시된 바와 같이, 변형에서, 분리 서브시스템(160)은 하우징(168) 내에 일련의 자석(167)을 포함하는 자석 서브시스템(166)을 포함할 수 있고, 자석 서브시스템(166)은 덱(10)을 기준으로 (예를 들어, 덱(10)의 개구부를 통해) 일련의 자석(167)을 이동시키고, 전술한 프로세스 용기(20)의 하나 이상의 분리 저장소(129a, 129)와 정렬/비정렬되도록 구성된 자석 액추에이터(169)를 더 포함한다. 또한, 자석 액추에이터(169)는 (예를 들어, 베이스(180)에서) 제어 회로에 결합될 수 있다. 또한, 자석 액추에이터(169)는 수축 상태와 확장 상태 사이에서 일련의 자석을 전환하도록 구성될 수 있고, 확장 상태에서, 일련의 자석은 (예를 들어, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이) 덱의 제1 영역의 일부가 된다. 이와 같이, 분리 서브시스템(160)은 비표적 물질에서 표적 물질을 분리하기 위한 작업을 가능하도록 하기 위해 덱(10) 및/또는 베이스(180)에 의해 지지되는 요소를 또한 포함할 수 있다.6A , 7B and 10A-10B , in a variant, the separation subsystem 160 may include a magnet subsystem 166 comprising a series of
변형에서, 일련의 자석(167)은 하나 이상의 영구 자석 및/또는 (예를 들어, 시스템(100)의 적합한 전자 장치와 결합하는) 전자석을 포함할 수 있다. 영구 자석은 알니코, 네오디뮴, 네오디뮴 철 붕소, 사마륨 코발트, 페라이트, 및 다른 적합한 자성체 중 하나 이상으로 구성될 수 있다.In variations, the series of
도 10a 내지 도 10b에 도시된 예에서, 일련의 자석(167)은 (예를 들어, 프로세스 용기(20')에서 정제 작업을 수행하기 위해) 선형 어레이로 배열된 자석의 제1 부분 집합(167a)을 포함할 수 있고, 자석의 제1 부분 집합(167a)의 위치는 아래의 섹션 3에 기술되는 워크플로 및 상기 프로세스 용기(20')와 관련하여 기술된 입자 분리/정제를 위한 제5 도메인(25')의 공간 위치에 대응한다. 도 10a 내지 도 10b에 도시된 예에서, 일련의 자석(167)은 (예를 들어, 초기 비드 회수를 위한) 프로세스 용기(20)의 분리 저장소(129, 129a)와 상호 작용하기 위해, 자석의 제1 부분 집합(167a)과 관련된 축으로부터 변위되거나 오프셋된 자석의 제2 부분 집합(167b)(예를 들어, 하나 이상의 자석)을 또한 포함할 수 있다. 그러나, 일련의 자석(167)은 프로세스 용기(20) 또는 다른 용기의 분리 저장소(129)와의 적절한 상호 작용을 제공하는 것과 관련하여 (예를 들어, 분포된 어레이와 관련하여, 개수와 관련하여) 다른 적합한 방식으로 배열될 수 있다.In the example shown in FIGS. 10A-10B , the series of
하우징(168)은 일련의 자석(167)을 둘러싸고, 프로세스 용기(20, 20')의 대응하는 부분과의 정렬/비정렬로 일련의 자석(167)을 전환하는 것과 관련하여 원활한 작업을 제공하는 기능을 한다. 따라서, 도 10b에 도시된 바와 같이, 자석의 제1 부분 집합(167a) 및 자석의 제2 부분 집합(167b)이 존재하는 구성과 관련하여, 하우징(168)은 제1 부분 집합(167a)을 추적하는 제1 표면(예를 들어, 제1 평면) 및 제2 부분 집합(167b)을 추적하는 제2 표면(예를 들어, 제2 평면)을 포함할 수 있고, 제1 표면(168a) 및 제2 표면(168b)은 서로 멀리 떨어져 있다. 이러한 변형에서, 한쌍의 대향 벽은 프로세스 용기(20, 20')와 인터페이스하기 위해 덱(10)을 통해 자석 및 하우징(168)의 매끄럽게 움직이는 작업(예를 들어, 슬라이딩 작업)을 촉진하기 위해, 제1 표면 및 제2 표면에서 연장될 수 있다.A housing 168 encloses the set of
프로세스 용기(20')와 관련하여, 도 10b에 도시된 바와 같이, 자기 분리를 위해 구성된 프로세스 용기(20')의 공간은 각각 평면(128a), 또는 (예를 들어, 확장된 자석 상태에서) 작업 중에 하우징(168)에 가장 가까도록 구성된 측면에 하우징(168)에 대해 보완적인 다른 표면을 포함할 수 있다. 또한, 자기 분리를 위해 구성된 프로세스 용기(20')의 공간은 각각 갠트리(170)에 결합된 피펫터에 의한 유체의 흡입 및/또는 전달을 위해 하우징(168)에서 멀리 변위된 제2 표면(128b)(예를 들어, 곡면)을 포함할 수 있다. 시약 카트리지(120)의 분리 공간/저장소(129, 129a)를 통해 세로로 취한 단면은 분리 작업이 더 적은 양의 유체를 필요로 하고 및/또는 비표적 물질에서 표적 물질의 더 효율적인 흡입 및 분리를 제공하도록 프로세스 용기(20, 20')의 베이스를 향해 더 가늘어질 수 있다.With respect to the process vessel 20', as shown in FIG. 10B, the space of the process vessel 20' configured for magnetic separation is, respectively, a plane 128a, or (eg, in an expanded magnet state). Other surfaces complementary to housing 168 may be included on the side configured to be closest to housing 168 during operation. In addition, the space of the process vessel 20 ′ configured for magnetic separation may each have a second surface 128b displaced away from the housing 168 for suction and/or delivery of fluid by a pipettor coupled to the gantry 170 . ) (eg, a curved surface). The cross-section taken longitudinally through the separation spaces/
2.5.4 제2 자기 변형 - 작업 모드2.5.4 Second Magnetostriction - Working Mode
도 11a 내지 도 11j에 도시된 바와 같이, 분리 서브시스템(160)은 물질 분리를 위한 일련의 작업 모드를 제공할 수 있고, 도 12a에 도시된 바와 같이, 작업 모드는 피펫팅 헤드 또는 다른 작동 가능한 구성 요소(예를 들어, 갠트리(170)에 결합된 피펫터의 인터페이스(174))와 결합된 지지 구조(240')의 특정 시스템 구조 구성을 포함하고, 지지 구조(240')는 자석(230'), 어댑터(210')의 유닛, 슬리브 스트리핑 도구(165), 분리 저장소(129), 및 전술한 일련의 자석(167)의 자석(167b)에 결합된다.11A-11J, the separation subsystem 160 may provide a series of operating modes for material separation, and as shown in FIG. 12A, the operating modes may include a pipetting head or other operable mode of operation. a specific system configuration configuration of a
더 상세하게, 도 11b에 도시된 바와 같이, 분리 서브시스템(160)은 제1 작업 모드(164a)를 제공할 수 있고, 제1 작업 모드(164a)는 지지 구조(240')가 피펫 인터페이스 또는 (예를 들어, 아래의 갠트리(170)와 관련하여 기술되는) 다른 작동 가능한 구성 요소에서 분리되고, 지지 구조(240')의 자석(230')이 어댑터(210')에서 분리되는 베이스라인 작업 모드이다. 자기 슬리브(1410)는 분리 저장소(129) 위에 (또는 변형에서는 다른 위치에) 슬리브 스트리핑 도구(165)에 의해 더 유지되고, 자석(167b)은 (예를 들어, 전술한 자석 액추에이터(169)에 의해) 분리 저장소(129)에서 멀어진다. 이와 같이, 제1 작업 모드(164a)에서, 시스템은 분리 저장소(129) 근처의 위치에 어댑터(210')를 설치할 수 있고, 시료에서의 표적 물질의 분리 및 회수에 대비하여 자석(230')에 결합된 지지 구조(240')를 설치할 수 있다.More specifically, as shown in FIG. 11B , the separation subsystem 160 may provide a first mode of operation 164a, wherein the first mode of operation 164a may be configured such that the support structure 240' is a pipette interface or Baseline operation in which magnet 230' of support structure 240' is disconnected from adapter 210', and decoupled from other operable components (eg, described with respect to gantry 170 below). is the mode The magnetic sleeve 1410 is further held by a sleeve stripping tool 165 above the separation reservoir 129 (or at another location in a variant), and the
도 11c에 도시된 바와 같이, 분리 서브시스템(160)은 제2 작업 모드(164b)를 제공할 수 있고, 제2 작업 모드(164b)는 지지 구조(240')는 피펫 인터페이스 또는 (예를 들어, 갠트리(170) 및 피펫터(174)와 관련하여 기술되는) 다른 액추에이터 인터페이스(6)와 결합되고, 제1 본체(161)의 자석(230')은 어댑터(210')에서 분리되는 초기화 작업 모드이다. 어댑터(210')는 분리 저장소(129) 위의 슬리브 스트리핑 도구(165)에 의해 더 유지되고, 자석(167b)은 (예를 들어, 전술한 자석 액추에이터(169)에 의해) 분리 저장소(129)에서 멀어진다. 이와 같이, 제2 작업 모드(164b)에서, 시스템은 분리 저장소(129) 근처의 위치에 어댑터(210')를 설치하고, 시료에서의 표적 물질의 분리 및 회수에 대비하여 (예를 들어, 액추에이터 인터페이스(6)를 통해) 자석(230')을 사용하여 지지 구조(240')를 피펫터(174)에 결합한다.As shown in FIG. 11C , the separation subsystem 160 may provide a second mode of operation 164b , wherein the
도 11d에 도시된 바와 같이, 분리 서브시스템(160)은 제3의 작업 모드(164c)를 제공할 수 있고, 제3의 작업 모드(164c)에서, 지지 구조(240')는 피펫 인터페이스 또는 (예를 들어, 갠트리(170) 및 피펫터(174)와 관련하여 기술되는) 다른 액추에이터 인터페이스(6)와 결합되고, 분리 저장소(129)와 정렬되도록 이동한다. 제3의 작업 모드(164c)에서, 지지 구조(240')의 자석(230')은 어댑터(210')의 유지 위치에서 분리 저장소(129) 위의 어댑터(210')와 결합된다. 제3의 작업 모드(164c)에서, 자석(167b)은 (예를 들어, 전술한 자석 액추에이터(169)에 의해) 분리 저장소(129)에서 멀어진다. 이와 같이, 제3의 작업 모드(164c)에서, 시스템은 시료에서의 표적 물질의 분리 및 회수에 대비하여, 분리 저장소(129) 근처에 유지된 어댑터(210')와 결합하기 위해 (예를 들어, 피펫터(174)를 통해) 지지 구조(240') 및 자석(230')을 전환한다.As shown in FIG. 11D , separation subsystem 160 may provide a third mode of operation 164c, in which support structure 240' may be configured to be connected to a pipette interface or ( For example, it engages with another actuator interface 6 (described in relation to the gantry 170 and pipettor 174 ) and moves into alignment with the
도 11e에 도시된 바와 같이, 분리 서브시스템(160)은 제4의 작업 모드(164d)를 제공할 수 있고, 제4의 작업 모드(164d)에서, 지지 구조(240')는 피펫 인터페이스 또는 (예를 들어, 갠트리(170) 및 피펫터(174)와 관련하여 기술되는) 다른 액추에이터 인터페이스(6)와 결합되고, 지지 구조(240')의 자석(230')은 분리 저장소(129) 위의 어댑터(210')와 결합된다. 제4의 작업 모드(164d)에서, 피펫팅 헤드 (또는 다른 작동 가능한 구성 요소)는 시료에서 유래된 물질(예를 들어, 시료 처리 카트리지로부터의 기능화된 입자)의 유인을 준비하기 위해 슬리브 스트리핑 도구(165)에 의해 제공된 유지 위치 밖으로 어댑터(210')에 결합된 자석(230') 및 지지 구조(240')를 이동한다. 제4의 작업 모드(164d)에서, 자석(167b)은 (예를 들어, 전술한 자석 액추에이터(169)에 의해) 분리 저장소(129)에서 멀어진다. 이와 같이, 제4의 작업 모드(164d)에서, 시스템은 시료에서의 표적 물질의 분리 및 회수에 대비하여, 분리 저장소(129)로 및 유지 위치 밖으로 어댑터(210')에 결합된 자석(230') 및 지지 구조(240')를 (예를 들어, 피펫터(174)를 통해) 전환한다.As shown in FIG. 11E , separation subsystem 160 may provide a fourth mode of operation 164d, in which support structure 240' may be configured to operate at a pipette interface or ( In conjunction with another actuator interface 6 (eg, described with respect to gantry 170 and pipettor 174 ),
도 11f에 도시된 바와 같이, 분리 서브시스템(160)은 제5의 작업 모드(164e)를 제공할 수 있고, 제5의 작업 모드(164e)에서, 지지 구조(240')는 피펫 인터페이스 또는 (예를 들어, 갠트리(170) 및 피펫터(174)와 관련하여 기술되는) 다른 액추에이터 인터페이스(6)와 결합되고, 자석(230')은 분리 저장소(129) 내의 어댑터(210')와 결합된다. 제5의 작업 모드(164e)에서, 피펫 인터페이스 (또는 다른 작동 가능한 구성 요소)는 분리 저장소(129)로 시료에서 유래된 유체(예를 들어, 표적 입자에 결합된 용해된 표적 물질)를 전달하고, 지지 구조(240')와 여전히 결합되어 있는 어댑터(210')는 표적 내용물에 결합된 기능화된 입자를 유인하기 위해 분리 저장소(129)의 유체 내에 잠기게 된다. 제5의 작업 모드(164e)에서, 자석(167b)은 (예를 들어, 전술한 자석 액추에이터(169)에 의해) 분리 저장소(129)에서 멀어진다. 이와 같이, 제5의 작업 모드(164e)에서, 시스템은 분리 저장소(129)로 전달된 표적 물질을 유인하기 위해 지지 구조(240'), 자석(230') 및 어댑터(210')를 구성한다.11F , separation subsystem 160 may provide a fifth mode of operation 164e, in which support structure 240' may be configured as a pipette interface or ( coupled with another actuator interface 6 (eg, described with respect to gantry 170 and pipettor 174 ), and
도 11g에 도시된 바와 같이, 분리 서브시스템(160)은 제6의 작업 모드(164f)를 제공할 수 있고, 제6의 작업 모드(164f)에서, 지지 구조(240')는 피펫 인터페이스 또는 (예를 들어, 갠트리(170) 및 피펫터(174)와 관련하여 기술되는) 다른 액추에이터 인터페이스(6)와 결합되고, 어댑터(210')와 여전히 결합되어 있는 제1 본체(161)의 자석(230')은 슬리브 스트리핑 도구(165)에서 유지 위치로 다시 이동한다. 제6의 작업 모드(164f)에서, (표적 물질/기능화된 입자와 여전히 결합되어 있는) 어댑터(210')는 분리 저장소(129)의 유체 내에 잠긴다. 제6의 작업 모드(164f)에서, 자석(167b)은 (예를 들어, 전술한 자석 액추에이터(169)에 의해) 분리 저장소(129)에서 멀어진다. 이와 같이, 제6의 작업 모드(164f)에서, 시스템은 어댑터(210')에 결합된 표적 물질의 처리를 위해 지지 구조(240'), 자석(230') 및 어댑터(210')를 구성한다. 예를 들어, 어댑터에 물질이 결합되는 동안, 시스템은 비표적 물질을 제거하는 세척 단계 또는 다른 프로세스를 수행할 수 있다. 추가적으로, 또는 대안적으로, 제6의 작업 모드(164f)는 추가 처리(예를 들어, 흡입, 증폭을 위한 전달 등)를 위해 어댑터(210')에서 분리 저장소(129) 근위의 자석(167b)의 영역으로 전달하기 위한 표적 물질을 준비할 수 있다.As shown in FIG. 11G , separation subsystem 160 may provide a sixth mode of operation 164f, in which support
도 11h에 도시된 바와 같이, 분리 서브시스템(160)은 제7의 작업 모드(164g)를 제공할 수 있고, 제7의 작업 모드(164g)에서, 지지 구조(240')는 피펫 인터페이스 또는 (예를 들어, 갠트리(170) 및 피펫터(174)와 관련하여 기술되는) 다른 액추에이터 인터페이스(6)와 결합되고, 자석(230')은 분리 저장소(129)의 유지 위치에서 어댑터(210')와 결합된다. 제7의 작업 모드(164g)에서, 지지 구조와 여전히 결합되어 있는 어댑터(210')는 슬리브 스트리핑 도구(165)의 위치에 유지되고, (자기적으로 결합된 기능화된 입자와 함께) 어댑터(210')는 분리 저장소(129)의 유체 내에 잠기게 된다. 제7의 작업 모드(164g)에서, 자석(167b)은 분리 저장소(129)의 벽(128a)에 붙여 유체의 기능화된 입자에 결합된 표적 또는 비표적 물질의 유인 및 유지를 준비하기 위해 (예를 들어, 전술한 자석 액추에이터(169)에 의해) 분리 저장소(129)쪽으로 이동한다. 이와 같이, 제7의 작업 모드(164g)는 추가 처리(예를 들어, 흡입, 증폭을 위한 전달 등)를 위해 어댑터(210')에서 분리 저장소(129) 근위의 자석(167b)의 영역으로 전달하기 위한 표적 물질을 준비한다.As shown in FIG. 11H , separation subsystem 160 may provide a seventh mode of operation 164g, in which support
도 11i에 도시된 바와 같이, 분리 서브시스템(160)은 제8의 작업 모드(164h)를 제공할 수 있고, 제8의 작업 모드(164h)에서, 지지 구조(240')는 피펫 인터페이스 또는 (예를 들어, 갠트리(170) 및 피펫터(174)와 관련하여 기술되는) 다른 액추에이터 인터페이스(6)와 결합되고, 전술한 도구 용기의 적합한 팁으로 교체하기 위해 분리 저장소(129)에서 멀어진다. 제8의 작업 모드(164h)에서, 자석(230')은 어댑터(210')가 슬리브 스트리핑 도구(165)의 위치에 유지되는 동안 피펫팅 헤드가 지지 구조(240')를 어댑터(210')에서 멀리 이동시킴으로써 분리 저장소(129) 위의 어댑터(210')에서 분리된다. 제8의 작업 모드(164h)에서, 어댑터(210')는 분리 저장소(129)의 유체 내에 잠기게 된다. 제8의 작업 모드(164h)에서, 자석(167b)은 분리 저장소(129)의 벽(128a)에 붙여 유체의 기능화된 입자에 결합된 표적 물질 또는 비표적 물질을 유지하기 위해 (예를 들어, 전술한 자석 액추에이터(169)에 의해) 분리 저장소(129) 근처에 여전히 배치된다. 제8의 작업 모드(164h)에서, 자석(167b)은 (예를 들어, 피펫터에 의해 바닥에서 나중에 추출하기 위해, 피펫터가 자석(167b)에 결합되지 않은 물질을 끌어 당기는 동안 유지하기 위해) 분리 저장소(129)의 바닥쪽으로 표적 물질을 끌어 당긴다. 이와 같이, 제8의 작업 모드(164h)는 어댑터(210')에서 포획된 물질이 추가 처리를 위해 분리 용기(129)의 영역에서 전달되고 일시적으로 유지되도록 할 수 있다.11I , the separation subsystem 160 may provide an eighth mode of operation 164h, in which the support structure 240' may be configured to provide a pipette interface or ( It engages with another actuator interface 6 (eg, described with respect to gantry 170 and pipettor 174 ) and is moved away from
도 11j에 도시된 바와 같이, 분리 서브시스템(160)은 제9의 작업 모드(164i)를 제공할 수 있고, 제9의 작업 모드(164i)에서, 피펫팅 헤드/액추에이터 인터페이스(6)는 적절합 팁과 결합되고, 분리 저장소(129)에서 물질을 흡입하기 위해 분리 저장소(129)로 이동한다. 제9의 작업 모드(164i)에서, 어댑터(210')는 슬리브 스트리핑 도구(165)에서 분리 저장소(129) 위의 위치에 여전히 유지되고 분리 저장소(120) 내 유체에 잠기게 된다. 제9의 작업 모드(164i)에서, 자석(167b)은 피펫팅 헤드에 의한 물질의 흡입과 함께 (예를 들어, 전술한 자석 액추에이터(169)에 의해) 분리 저장소(129)에서 멀어진다. 이와 같이, 제9의 작업 모드(164i)는 어댑터(210')에서 포획된 물질이 추가 처리를 위해 분리 용기(129)의 영역에서 전달되고 일시적으로 유지되도록 할 수 있다.11J , the separation subsystem 160 may provide a ninth mode of operation 164i, in which the pipetting head/actuator interface 6 is appropriately It engages the hap tip and moves to the
그러나, 표적 물질 회수 및 후속 처리와 관련된 도 11a 내지 도 11j에 도시된 단계의 변형은 피펫터(174)의 인터페이스 및/또는 갠트리(170)의 개입 없이 전술한 시스템(200)의 변형을 사용하여 구현될 수 있다.However, variations of the steps shown in FIGS. 11A-11J related to target material recovery and subsequent processing can be achieved using variations of the
도 12a 내지 도 12d는 전술한 작업 모드와 관련하여 프로세스 용기(20)의 분리 저장소(129)의 슬리브 스트리핑 도구(165)에 대한 자기 슬리브(1410)의 구성에 대한 추가 도면을 도시한다.12A-12D show additional views of the configuration of the magnetic sleeve 1410 relative to the sleeve stripping tool 165 of the
그러나, 분리 서브시스템(160)의 변형은 중력, 부력, 원심력, 화학적 분리 및/또는 다른 적합한 분리 방법 중 하나 이상을 기반으로 하여 표적 물질을 회수하기 위한 작업 모드를 제공하고 요소를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 분리 서브시스템(160)에 의한 표적 물질 회수 작업은 전달되는 상이한 입자의 상대적인 공간 위치를 유지하면서 마이크로웰 칩에서 다른 기판 또는 다른 비어 있는 새로운 마이크로웰 칩으로 표적 입자를 전달하기 위해 사용될 수 있다.However, variations of the separation subsystem 160 may include elements and provide modes of operation for recovering a target material based on one or more of gravity, buoyancy, centrifugal force, chemical separation, and/or other suitable separation methods. . In another embodiment, the target material retrieval operation by the separation subsystem 160 transfers the target particles from the microwell chip to another substrate or another empty new microwell chip while maintaining the relative spatial position of the different particles being delivered. can be used for
2.6 시스템 - 중력 관련 힘에 의한 회수를 위한 실시예2.6 Systems - Examples for Recovery by Gravity-Related Forces
도 13a 내지 도 13c에 도시된 바와 같이, 시스템(300)의 변형은 단일 입자 형식으로 입자를 포획하기 위해 시료 처리 카트리지(130)의 포획 영역에 결합하도록 구성된 제1 영역(311), 제2 영역(312), 및 제1 영역(311)에서 제2 영역(312)으로 통과하는 내부 공동(320)을 포함하는 어댑터(310); 및 어댑터(310)의 제2 영역에 가역적으로 결합된 지지 구조(340)를 포함한다. 또한, 어댑터(310)는 시료 처리 칩(132)의 포획 영역과 어댑터(310)의 내부 공동(320) 사이에 기포가 유지되는 것을 방지하기 위해 작동 가능한 벤트(318)를 포함할 수 있다.13A-13C , variations of the
또한, 시스템(300)은 (예를 들어, 직접적으로 또는 매니폴드 장치를 통해) 시료 처리 칩(132)의 포획 영역에 유체적으로 결합된 투입구 및/또는 배출구를 결합하도록 구성된 일련의 플러그(350); 및 어댑터(310) 및 시료 처리 칩(132)에 보완적인 오목부를 포함하는 가이드(360) 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 가이드(360)는 어댑터(310) 및 시료 처리 칩(132)의 포획 영역의 내용물에 원심 분리를 통해 중력 관련 힘을 가하기 위해 원심 분리 장치 내에 시료 처리 칩(132) 및 결합된 어댑터(310)를 유지하도록 구성된다. 또한, 가이드(360)는 작업 중에 시료 처리 칩(132)과 원심 분리 장치 간의 물리적 접촉을 방지하는 기능을 할 수 있다.The
시스템(300)은 어댑터(310)에, 포획 영역 내 표적 물질을 전달하기 위한 방향력을 제공하기 위해, 도 13b에 도시된 바와 같이, 시료 처리 칩(132)의 포획 영역에 가해진 중력 관련 힘을 허용하는 기능을 한다. 시스템(300)으로 구현된 방법의 실시예는 ~ 85 % 내지 95 %의 회수 효율로 2분 내지 3분의 수동 작업 시간 (및 총 시간 ~ 15분)으로 표적 물질을 회수할 수 있다. 따라서, 시스템(300)은 높은 회수 효율로 (수동 작업 시간 및 총 작업 시간과 관련하여) 빠른 방법을 제공하는 기능을 할 수 있다. 시스템(300)은 후술되는 방법(들)의 하나 이상의 실시예, 변형 또는 예를 구현할 수 있고, 및/또는 다른 방법을 구현하기 위해 사용될 수 있다.The
2.6.1 어댑터2.6.1 adapter
도 13a 내지 도 13c에 도시된 바와 같이, 어댑터(310)는 단일 입자 형식으로 입자를 포획하기 위해 시료 처리 카트리지(130)의 포획 영역에 결합하도록 구성된 제1 영역(311), 제2 영역(312), 및 제1 영역에서 제2 영역으로 통과하는 내부 공동(320)을 포함한다. 어댑터(310)는 어댑터(310)로부터 표적 물질을 쉽게 회수할 수 있도록 촉진하는 방식으로 표적 물질이 시료 처리 카트리지(130)의 포획 영역으로부터 전달될 수 있도록 하는 구조를 제공하고, 어댑터(310)로 시료 처리 칩(132)의 표적 물질을 전달하기 위해 포획 영역에 대한 중력 관련 힘 적용을 지원하는 기능을 한다. 또한, 어댑터(310)는 기포 및/또는 다른 장애물이 어댑터(310)의 내부 공동(320)과 시료 처리 카트리지(130)의 포획 영역 사이에 장애물을 형성하는 것을 방지하는 기능을 할 수 있다. 또한, 어댑터(310)는 시스템(300)의 사용 사이에 폐기될 수 있는 일회용 구성 요소로서의 역할을 함으로써 시료 교차 오염을 방지하는 기능을 할 수 있다.13A-13C , the adapter 310 has a
어댑터(310)는 (어댑터(310)가 시료 처리 칩(132)에 결합될 때) 시료 처리 칩(132)의 포획 영역을 향한 오목한 표면을 가진 내부 공동(320)을 가지고 있다. 오목한 표면은 칩의 포획 영역 내에 포획된 다른 구성 요소로부터의 표적 물질을 수용하고 힘 기반으로 분리할 수 있도록 하는 공간을 정의하는 기능을 한다. 변형에서, 내부 공동(320)의 부피는 0.1 ㎖ 내지 5 ㎖일 수 있지만, 대안적인 변형에서, 내부 공동의 부피는 다른 부피를 정의할 수 있다.The adapter 310 has an
변형에서, 내부 공동(320)의 표면은 텍스처(예를 들어, 옴폭 들어간 곳 또는 다른 오목부, 챔버 등), 결합제(예를 들어, 화학 작용제, 대전제 등), 및/또는 가해지는 힘을 적용한 후 어댑터(320)의 내부 공동(310)에서 표적 물질의 우선 유지를 용이하게 하는 다른 특징을 포함할 수 있다.In variations, the surface of the
도 13a에 도시된 바와 같이, 어댑터(310)는 가해지는 힘의 적용으로, 공기(또는 다른 가스)가 시료 처리 칩(132)의 포획 영역의 웰로부터의 표적 물질 분리를 방해하는 장애물을 생성하는 것을 방지하기 위해, 어댑터(310)가 칩(132)에 결합된 후, 내부 공동(320) 내에서 공기(또는 다른 가스)가 방출될 수 있도록 구성된 벤트(318)를 또한 포함한다. 벤트(318)는 어댑터(310)의 주변 영역에 배치될 수 있고, 또는 대안적으로 어댑터의 다른 적합한 영역에 배치될 수 있다. 가해지는 힘과 관련하여, 벤트는 표적 물질이 벤트(318)를 통해 내부 공동(320)을 빠져나가는 것을 방지하는 방향으로 배치될 수 있지만, 벤트(318)는 대안적으로 다른 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 어댑터(310)는 복수의 벤트 또는 다른 기포 방출 기능(예를 들어, 밸브) 및/또는 바늘로 뚫고 기포를 빼낼 수 있는 자체 밀봉 물질 섹션을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 13A , the adapter 310, upon application of an applied force, causes air (or other gas) to create an obstacle that prevents target material separation from the wells of the capture region of the
바람직하게, 어댑터(310)는 표적 물질 분리에 사용되는 힘의 크기에 적합한 벽 두께를 갖는다. 예에서, 벽 두께는 0.2 ㎜ 내지 3 ㎜일 수 있지만, 다른 예에서 벽 두께는 다른 적합한 두께를 가질 수 있다.Preferably, the adapter 310 has a wall thickness suitable for the magnitude of the force used to separate the target material. In an example, the wall thickness may be between 0.2 mm and 3 mm, although in other examples the wall thickness may have other suitable thicknesses.
추가적으로 또는 대안적으로, 어댑터(310)는 시스템(300)의 작업 모드를 가능하게 하는 구조적 특징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시료 처리 카트리지(130)의 포획 영역에 어댑터(310)를 결합하고 분리하는 것과 관련하여, 어댑터(310)는 시료 처리 칩(132)으로부터의 어댑터(310) 결합 및 분리를 용이하게 하기 위해 사용될 수 있는 돌출부(314)(예를 들어, 탭)를 포함할 수 있다.Additionally or alternatively, adapter 310 may include structural features that enable a mode of operation of
전술한 바와 같이, 어댑터(310)는 분리를 위한 공간을 형성하고, 중력 관련 힘을 적용하여 포획 영역에서 표적 물질을 회수하기 위해, 제1 영역(311)에서 시료 처리 카트리지(130)의 노출된 포획 영역에 결합한다. 어댑터(310)는 시료 처리 칩(132)과 어댑터(310) 사이의 인터페이스에서 물질이 누출되는 것을 방지하기 위해, 제1 영역(311)에 밀봉 부분을 포함할 수 있다. 밀봉 부분은 어댑터(310)와 통합된 요소이거나 분리된 요소일 수 있다. 그러나, 어댑터(310)는 제1 영역(311)에서 밀봉 부분을 생략할 수 있다. 또한, 어댑터(310)는 시료 처리 칩(132)의 위치에서 어댑터(310)를 유지하고, 시료 처리 칩(132) 및 지지 구조(340)로부터의 분리 및 가역적 결합을 위해, 제2 영역(312)에서 지지 구조(340)에 결합한다. 다른 시스템 구성 요소에 대한 어댑터(310)의 결합은 프레스 핏, 스냅 핏, 압축 핏, 마찰 핏, 암-수 결합 인터페이스, 나사, 다른 패스너, 자기 메커니즘, 및 다른 적합한 메커니즘 중 하나 이상에 의해 발생할 수 있다.As described above, the adapter 310 forms a space for separation and applies a gravity-related force to the exposed portion of the
어댑터(310)는 어댑터(310) 내에 갇힌 공기 또는 가스의 제거를 용이하게 하기 위해 탄성 변형을 겪을 수 있는 고분자 물질(예를 들어, 플라스틱, 엘라스토머)로 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 어댑터(210)는 시료 처리 칩(132)의 포획 영역 내에 포획된 비표적 물질과 표적 물질의 분리를 촉진하기 위한 기능을 갖는 다른 물질(예를 들어, 비고분자 물질, 금속, 세라믹 등)로 구성되거나 포함(예를 들어 그 입자를 포함)할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 어댑터(310)는 다른 적합한 물질로 구성될 수 있다.The adapter 310 may be constructed of a polymeric material (eg, plastic, elastomer) that can undergo elastic deformation to facilitate removal of air or gas trapped within the adapter 310 . Additionally or alternatively, the adapter 210 may include another material (eg, a non-polymer material, a metal, , ceramic, etc.) or may contain (eg, include particles thereof). Additionally or alternatively, adapter 310 may be constructed from other suitable materials.
2.6.2 지지 구조2.6.2 Support structure
도 13a 및 도 13c에 도시된 바와 같이, 지지 구조(340)는 어댑터(310)의 제2 영역(312)에 가역적으로 결합된다. 지지 구조(340)는 바른 위치에 어댑터(310) 및 시료 처리 칩(132)의 어셈블리를 유지하고, 시료 처리 칩(132), 어댑터(310) 및/또는 가이드(360)(아래에서 더 상세하게 기술)를 결합 및 분리하기 위한 작업 모드 사이를 전환하는 기능을 한다.13A and 13C , the
지지 구조(340)는 시료 처리 카트리지(130)와 어댑터(310) 사이의 인터페이스에서 물질이 누출되는 것을 방지하는 방식으로 어댑터(310) 및 시료 처리 카트리지(130)의 어셈블리를 함께 클램핑하기 위한 폼 팩터를 가질 수 있다. 하나의 변형에서, 지지 구조(340)는 그에 따라 말단의 마주보는 영역이 시료 처리 칩(132) 및 어댑터(310)의 어셈블리를 함께 클램핑하기 위한 클램핑 구조를 포함하는 클램셸(clamshell)의 형태를 가질 수 있다. 또한, 지지 구조(340)는 처리하는 동안 시료 처리 칩(132)의 포획 영역 및/또는 어댑터(310)의 내용물을 관찰할 수 있도록 하는 개구부를 가질 수 있다.The
지지 구조(340)는 시스템(300)의 사용 사이에 살균 가능한(예를 들어, 가압 멸균 가능한, 에탄올에 의한 손상에 대한 저항력이 있는 등) 하나 이상의 고분자 물질(예를 들어, 플라스틱)로 구성될 수 있다. 그러나, 지지 구조(240)는 대안적으로 다른 적합한 물질로 구성될 수 있다. 또한, 지지 구조(340)는 시스템(300)의 일회용 또는 비일회용 구성 요소일 수 있다.
2.6.3 가이드 및 플러그 세트2.6.3 Guide and plug set
도 3a에 도시된 바와 같이, 시스템(300)은 (예를 들어, 직접적으로 또는 매니폴드 장치를 통해) 시료 처리 칩(132)의 포획 영역에 유체적으로 결합되는 투입구 및/또는 배출구를 결합하도록 구성된 일련의 플러그(350)를 또한 포함할 수 있다. (전술한) 시료 처리 칩(132)이 매니폴드 또는 시료 처리 칩(132)으로/으로부터의 유체 전달을 위한 다른 기판을 포함하는 실시예에서, 일련의 플러그(350)는 매니폴드의 투입구(들) 및 배출구(들)에 결합할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 일련의 플러그(350)는 시료 처리 칩(132)의 투입구 및/또는 배출구에 직접적으로 결합할 수 있다. 다른 시스템 구성 요소에 대한 일련의 플러그(350)의 결합은 프레스 핏, 스냅 핏, 마찰 핏, 암-수 결합 인터페이스, 나사, 다른 패스너, 자기 메커니즘, 및 다른 적합한 메커니즘 중 하나 이상에 의해 발생할 수 있다.As shown in FIG. 3A ,
일련의 플러그(350)는 시스템(300)의 사용 사이에 살균 가능하고(예를 들어, 가압 멸균 가능, 에탄올에 의한 손상에 대한 저항력이 있는 등) 탄성이 있는 하나 이상의 고분자 물질(예를 들어, 플라스틱)로 구성될 수 있다. 그러나, 일련의 플러그(350)는 대안적으로 다른 적합한 물질로 구성될 수 있다. 또한, 일련의 플러그(350)는 시스템(300)의 일회용 또는 비일회용 구성 요소일 수 있다.The series of
도 13a 및 도 13c에 도시된 바와 같이, 시스템(300)은 어댑터(310) 및 시료 처리 칩(132)에 대해 보완적인 오목부를 포함하는 가이드(360)를 또한 포함할 수 있고, 가이드(360)는 어댑터(310) 및 시료 처리 칩(132)의 포획 영역의 내용물에 원심 분리를 통해 중력 관련 힘을 가하기 위해 원심 분리 장치 내에 시료 처리 칩(132) 및 결합된 어댑터(310)를 유지하도록 구성된다. 또한, 가이드(360)는 작업 중에 시료 처리 칩(132)과 원심 분리 장치 간의 물리적 접촉을 방지하는 기능을 할 수 있다. 바람직하게, 가이드(360)의 오목부는 전체 시료 처리 칩(132) 및 어댑터(310) 어셈블리가 오목부 내에 안착되도록 허용하지만 가이드(360)의 오목부는 대안적으로 시료 처리 칩(132) 및/또는 어댑터(310)의 일부만 수용하도록 구성될 수 있다.13A and 13C ,
도 13c에 도시된 바와 같이, 오목부는 시료 처리 칩(132) 및/또는 어댑터(310)와 접촉하지 않는 확장 영역을 포함할 수 있고, 확장 영역은 작업자가 오목부 내에 칩 어셈블리를 배치하고 제거하는 것을 용이하게 한다. 가이드(360)의 오목부에 대한 시료 처리 칩(132) 및/또는 어댑터(310)의 결합은 프레스 핏, 스냅 핏, 압축 핏, 마찰 핏, 암-수 결합 인터페이스, 나사, 다른 패스너, 자기 메커니즘, 및 다른 적합한 메커니즘 중 하나 이상에 의해 발생할 수 있다.As shown in FIG. 13C , the recess may include an extended area that does not contact the
가이드(360)는 시스템(300)의 사용 사이에 살균 가능하고(예를 들어, 가압 멸균 가능, 에탄올에 의한 손상에 대한 저항력이 있는 등) 강성이 있는 하나 이상의 고분자 물질(예를 들어, 플라스틱)로 구성될 수 있다. 그러나, 가이드(360)는 대안적으로 다른 적합한 물질로 구성될 수 있다. 또한, 가이드(360)는 시스템(300)의 일회용 또는 비일회용 구성 요소일 수 있다.
2.7 시스템 - 결론2.7 System - Conclusion
기술된 시스템(들)은 추가적으로 또는 대안적으로 칩의 포획 영역에서의 표적 물질 회수를 용이하게 하는 다른 구성 요소를 포함할 수 있다. 기술된 시스템(들)은 후술하는 방법(들)의 하나 이상의 실시예, 변형 및 예, 또는 다른 적합한 방법을 구현할 수 있다.The described system(s) may additionally or alternatively include other components that facilitate target material retrieval from the capture region of the chip. The described system(s) may implement one or more embodiments, variations and examples of the method(s) described below, or other suitable methods.
3. 방법3. Method
도 14에 도시된 바와 같이, 표적 물질 회수를 위한 방법(400)의 실시예는 포획 영역에서 기판 전체에 분산되어 있는 일련의 웰에서 단일 입자 형식으로 일련의 입자를 포획하는 단계(410); 일련의 작업에 따라, 포획 영역 내에서 일련의 입자의 표적 물질을 처리하기 위한 환경을 지원하는 단계(420); 기판과 상호 작용(예를 들어, 결합)하도록 구성된 어댑터와 어셈블리를 형성하는 단계(430); 어댑터 및 포획 영역에 힘을 전달함으로써 어댑터로 일련의 입자의 표적 물질을 방출시키는 단계(440); 및 어댑터에 의해 포획을 위한 일련의 입자의 표적 물질을 방출하는 단계(450)를 포함한다.As shown in FIG. 14 , an embodiment of a
방법(400)의 실시예, 변형, 및 예는 고밀도 포획 장치(예를 들어, 마이크로웰 칩)에서 표적 물질을 효율적으로 회수하기 위한 메커니즘을 제공하는 기능을 하고, 고밀도 포획 장치는 포획된 단일 세포 비드 페어링 효율의 효율 증가를 촉진하기 위해, 고종횡비 마이크로웰의 고밀도 어레이를 포함한다. 또한, 방법(400)의 실시예는 고밀도 포획 장치에서의 표적 물질 회수와 관련하여 수작업 부담을 줄이는 기능을 할 수 있다. 또한, 방법(400)의 실시예는 고밀도 포획 장치에서 표적 물질이 회수되는 효율 및 포획 장치에 비표적 물질이 유지되는 효율을 증가시키는 기능을 할 수 있다.Embodiments, variations, and examples of
방법(400)은 전술한 바와 같이, 칩의 포획 영역에서 단일 세포 형식으로 포획된 세포로부터 표적 물질을 처리할 수 있다. 세포는 포유 동물 세포(예를 들어, 인간 세포, 쥐 세포 등), 배아, 줄기 세포, 식물 세포, 미생물 또는 다른 적합한 종류의 세포 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 표적 물질은 세포, 조직, 핵 또는 무세포 핵산(예를 들어, 표적 용해물, mRNA, RNA, DNA, 단백질, 글리칸, 대사 산물 등) 또는 세포 또는 무세포 바이오마커와 결합된 입자와 관련된 물질을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 방법(400)은 추가 처리를 위한 표적 물질로서 입자(예를 들어, 비드, 프로브, 뉴클레오티드, 올리고뉴클레오티드, 폴리뉴클레오티드 등), 시약, 또는 다른 적합한 물질을 처리하도록 구성될 수 있다. 또한, 방법은 캐리어 입자를 이동시키는 메커니즘으로 캐리어 입자를 이동시킴으로써 다른 위치로 운반될 수 있는 다른 캐리어 입자와 표적 입자를 선택적으로 결합하여 다수의 입자가 시드된 표면에서 복수의 표적 입자를 동시에 선택적으로 제거하도록 구성될 수 있다.
방법(400)은 전술한 시스템의 실시예 및/또는 다른 적합한 시스템 구성 요소에 의해 구현될 수 있다.
4.1 방법 - 표적 물질의 포획 및 처리4.1 Method - Capture and processing of target material
블록(410)은 포획 영역에서 기판 전체에 분산되어 있는 일련의 웰에서 단일 입자 형식으로 일련의 입자를 포획하는 단계를 언급한다. 블록(410)은 추가 후속 처리를 용이하게 하는 방식으로 개별 표적 입자에서 표적 물질을 분리하기 위해, 칩의 개별 포획 챔버 내에서 단일 입자 형식으로 입자(예를 들어, 단일 세포, 기능성 입자와 공동 포획된 세포 등)을 분리하기 위해 시료의 내용물을 처리하는 기능을 한다. 블록(410)은 전술한 시료 처리 카트리지(130)/시료 처리 칩(132)의 실시예, 변형, 또는 예에 의해 구현될 수 있지만, 블록(410)은 추가적으로 또는 대안적으로 단일 세포 형식 및 단일 클러스터 형식 중 적어도 하나로 세포를 포획(예를 들어, 각 단일 세포에 대응하는 하나 이상의 기능성 입자와 단일 세포 형식으로 세포를 공동 포획)하도록 구성된 다른 적합한 시스템에서 생체 시료를 받아들이는 단계를 포함할 수 있다.Block 410 refers to capturing a series of particles in a single particle format in a series of wells that are dispersed throughout the substrate in the capture region. Block 410 provides for co-capture of particles (e.g., single cells, functional particles and co-captures) in single particle format within individual capture chambers of the chip, to separate the target material from the individual target particles in a manner that facilitates further subsequent processing. It functions to process the contents of the sample to separate old cells, etc.). While block 410 may be implemented by embodiments, variations, or examples of
블록(410)에서, 표적 입자를 포함하는 생체 시료는 칩의 포획 영역의 일련의 웰 전체에 분배하기 위해 (예를 들어, 피펫팅에 의해, 어레이에 결합된 유체 채널을 통한 유체 전달에 의해) 칩의 투입구로 직접 및/또는 다른 적합한 방식으로 전달 및/또는 받아들여질 수 있다. 블록(410)의 실시예, 변형, 및 예는 상기 참조에 의해 통합된 하나 이상의 특허에 기술된 바와 같이 구현될 수 있다.At block 410, the biological sample comprising the target particle is dispensed (eg, by pipetting, by fluid transfer through a fluidic channel coupled to the array) for distribution throughout the series of wells of the capture region of the chip. may be delivered and/or received directly and/or in any other suitable manner into the inlet of the chip. Embodiments, variations, and examples of block 410 may be implemented as described in one or more patents incorporated by reference above.
블록(420)은 일련의 작업에 따라 포획 영역 내에서 일련의 입자의 표적 물질을 처리하기 위한 환경을 지원하는 단계를 언급한다. 블록(420)은 방법(400)의 후속 블록에 따라 가해지는 힘의 적용과 함께 시료의 표적 물질이 회수를 위해 준비될 수 있는 환경을 생성하는 기능을 한다. 이와 같이, 블록(420)은 포획된 세포를 용해시켜 포획된 세포의 막을 파괴하는 단계; 포획된 세포로부터 표적 물질(예를 들어, 핵산 내용물)을 방출시키는 단계; 포획된 시료 물질에서 원하지 않는 요소(예를 들어, RNA, 단백질)을 분리하는 단계; 세척 단계를 수행하고, 개별적으로 포획된 세포 및/또는 그 표적 물질과 기능성 입자(예를 들어, 비자성 비드, 자성 비드)를 공동 포획하는 단계; 바코딩 단계를 수행하는 단계; 방출된 핵산 내용물에 관련 어댑터 분자를 부착하는 단계; 기능성 입자에 표적 물질(예를 들어, mRNA)을 교배하는 단계; 역 전사를 수행하는 단계; 포획 영역으로부터의 방출을 위한 표적 물질 준비를 위해 칩으로 회수 버퍼를 전달하는 단계; 포획 영역으로부터의 방출을 위해 표적 물질 준비를 위해 칩에 대한 포획 영역의 내용물을 초음파로 처리하거나 물리적으로 교란시키는 단계; 및/또는 칩의 포획 영역으로부터 표적 물질을 효율적으로 회수할 수 있도록 하는 다른 적합한 단계를 수행하는 단계 중 하나 이상을 위한 물리적 환경(예를 들어, 챔버 내에서, 적절한 프로세스 시약을 사용하여)을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 아래에서 더 상세하게 기술되는 바와 같이, 자기력 회수 모드 및/또는 중력 관련 회수 모드를 구현하기 위한 특정 단계가 수행될 수 있다.Block 420 refers to supporting an environment for processing a target material of a set of particles within the capture region according to a set of operations. Block 420 functions to create an environment in which a target material of a sample may be prepared for retrieval with application of a force applied according to subsequent blocks of
추가적으로 또는 대안적으로, 블록(420)의 실시예, 변형, 및 예는 상기 참조에 의해 통합된 하나 이상의 특허에 기술된 바와 같이 구현될 수 있다.Additionally or alternatively, embodiments, variations, and examples of block 420 may be implemented as described in one or more patents incorporated by reference above.
4.2. 방법 - 자기력 회수 모드4.2. Method - Magnetic force recovery mode
전술한 시스템(200, 200')의 실시예, 변형, 및 예와 관련하여, 방법(400)은 자기력 회수 모드를 사용하여 시료 처리 칩의 포획 영역으로부터 표적 물질을 회수하기 위한 단계를 포함할 수 있다.With respect to embodiments, variations, and examples of
특히, 블록(430)은 기판에 결합하도록 구성된 어댑터와 어셈블리를 형성하는 단계를 언급한다. 바람직하게, 블록(430)은 전술한 어댑터(210, 210')의 실시예, 변형, 또는 예를 통해 구현되고, 그것에 의해 어댑터는 칩의 포획 영역에서 물리적으로 접촉하는 웰 또는 다른 민감한 물질로부터 자석을 분리하고, 칩의 표적 물질을 회수하기 위해 포획 영역에 자기장과 관련된 힘을 전달하기 위한 기능을 포함한다. 어셈블리를 형성하는 단계는 칩 및/또는 어댑터의 구조적 특징을 통해 및 회수를 위해 칩의 포획 영역으로부터 포획된 표적 물질을 전달하는 프로세스 동안 칩과 어뎁터 사이의 상대적인 방향을 유지하기 위한 가이드 또는 다른 지지 구조의 사용을 통해 용이해질 수 있다.In particular, block 430 refers to forming an assembly with an adapter configured to couple to a substrate. Preferably, block 430 is implemented via embodiments, variations, or examples of adapters 210, 210' described above, whereby the adapters are magnetized from wells or other sensitive materials in physical contact in the capture region of the chip. and the ability to transmit a force associated with a magnetic field to the capture region to separate the target material from the chip. Forming the assembly may include a guide or other support structure for maintaining the relative orientation between the chip and the adapter during the process of transferring the captured target material through the structural features of the chip and/or adapter and from the capture area of the chip for retrieval. This can be facilitated through the use of
블록(440)은 어댑터 및 포획 영역에 힘을 전달함으로써 어댑터 쪽으로 일련의 입자의 표적 물질을 방출하는 단계를 언급한다. 블록(440)은 회수를 위해 칩으로부터의 표적 물질 방출을 촉진하기 위해, 어댑터를 사용하여 칩의 포획 영역에 제어된 방식으로 힘을 전달하는 기능을 한다. 자기 회수 모드와 관련하여, 힘은 (예를 들어, 전술한 자석과 같은) 자석의 사용을 통해 생성된 자기력이지만, 추가적으로 또는 대안적으로 힘은 다른 적합한 힘을 포함할 수 있다. 또한, 힘은 바람직하게 일련의 웰이 정의되는 평면에 수직한 방향으로 당기는 힘으로서 적용되지만, 힘은 대안적으로 다른 적합한 방향으로 배향될 수 있다.
블록(450)은 어댑터에 의한 포획을 위해 일련의 입자의 표적 물질을 방출하는 단계를 언급한다. 블록(450)은 효율적인 방식으로 칩으로부터의 표적 물질 회수를 용이하게 하기 위해 (예를 들어, 표적 물질이 결합되는 기능성 입자에 결합된 자성 비드를 사용하여) 어댑터 쪽으로의 표적 물질 전달을 촉진하는 기능을 한다. 이후, 표적 물질은 추가 후속 처리를 위해 추출될 수 있다.
블록(420) 내지 블록(450)과 관련된 자기 회수 모드의 변형 및 예는 아래의 섹션 4.2.1에서 더 기술된다.Variations and examples of magnetic recovery modes associated with blocks 420 through 450 are further described in Section 4.2.1 below.
4.2.1 자기 회수 방법 변형 및 예4.2.1 Magnetic recovery method variants and examples
특히, 도 15a 및 15b에 도시된 바와 같이, 자기 회수 방법(500)의 변형은 칩의 개별 웰 내에서 단일 세포 및 바코딩된 비드를 공동 포획하는 단계(502); 세포를 용해하고 공동 포획된 비드로 세포로부터 mRNA를 전달하는 단계(504); 역 전사 효소 또는 결찰을 통해 비드의 바코딩된 올리고뉴클레오티드 시퀀스에에 포획된 mRNA/단백질을 연결하는 단계(이러한 프로세스 동안, 비오틴화된 TSO 프라이머만 표적 세포를 가지고 있는 마이크로웰의 비드에 부착된다)(506); 이렇게 하여, 칩의 일련의 웰 내에서 단일 비드 형식으로 기능화된 비자성 비드에 단일 세포로부터의 바이오마커를 결합하는 단계(510); 일련의 웰 내에서 기능화된 비자성 비드에 대한 특정 상호 작용을 통해 일련의 자석 입자(예를 들어,0.5 ㎛ 내지 3 ㎛ 입자)를 결합하는 단계(예를 들어, 0.5 ㎛ 내지 3 ㎛의 비오틴화된 자성 비드는 스트렙타비딘 상호 작용을 통해 표적 비드에 결합하고 남아 있는 잉여 비드는 자유롭게 부유하여 바닥에 놓이거나 다른 비드에 비특이적으로 결합한다); 및 어댑터를 사용하여, 일련의 웰 내로부터 표적 물질을 회수하기 위해, 포획된 표적 물질에 결합된(예를 들어, 웰 내 기능화된 비자성 미소 구체에 직접 결합된, 분자 가위 프로세스를 사용하여 표적 물질에 직접 결합된) 일련의 자기 입자에 자기력을 가하는 단계(530)를 포함할 수 있다. 기술된 자기 회수 방법은 시료의 표적 물질에 결합된 자기 입자만 회수되는 > 90 %의 회수 효율로 5분 내지 8분의 수동 작업 시간 (및 15분 내지 45분의 총 시간) 내에 표적 물질을 회수 할 수 있다. 또한, 자기 회수 방법은 역 전사 유래 연쇄체를 감소시키고, 자동화 친화적인 프로토콜을 제공하고, 후속 cDNA 증폭에 필요한 분할 수를 감소시키고, SPRI 기반 클린업 및 크기 선택의 필요성을 감소시키고, (예를 들어, 엑소뉴클레아제 처리 및 cDNA 증폭과 관련된) 후속 단계에서의 노력 및 처리 시약 사용을 감소시킬 수 있다. 하나의 단일 세포 준비 중에 사용된 기기, 실험실 벤치, 및 장비에 대한 엑소뉴클레아제 효소의 오염은 엑소뉴클레아제 오염 요소를 사용하는 다음 시료를 위한 후속 단일 세포 준비에 사용되는 반응을 억제할 수 있기 때문에 단일 세포로부터의 라이브러리 준비에서 엑소뉴클레아제 처리 단계를 제거하는 것은 매우 유리하다.In particular, as shown in FIGS. 15A and 15B , a variant of the
제1 예: 방법(400) 및 방법(500)의 제1 예에서, 칩에서 원래 포획된 단일 세포로부터 표적 물질로서 mRNA 생성물에 결합되거나 mRNA 생성물을 포함하는 바코딩된 비자성 미소 구체의 결합 및 선택적 제거를 위한 메커니즘을 가능하기 하기 위해 자기력이 칩에 전달될 수 있다. 더 상세하게, 도 16에 도시된 바와 같이, 방법(600)은 상이한 파티션(마이크로웰, 액적)을 사용하여 단일 세포 및 단일 바코딩된 비드를 공동 포획하는 단계(610); 파티션에서 세포를 용해하고 결합 상호 작용을 통해 바코딩된 비드에 바이오마커를 전달하는 단계(620); 분자 반응(역 전사, 결찰 등)을 통해 비드 상의 바코딩된 올리고 태그에 바이오마커를 연결하고, 분자 연결 반응 동안, 비오틴화된 프라이머는 표적 바이오마커만을 포함하는 비드에 추가되고 이들 연결 반응은 파티션에서 또는 파티션이 제거된 후에 수행될 수 있는 단계(630); 결합되지 않은 비오틴화된 프라이머를 세척하는 단계(640); 스트렙타비딘 코딩된 자성 비드를 추가하는 단계(650); 절단 메커니즘(예를 들어, 분자 가위, 광절단, 열전단 등)을 사용하여 비드로부터 올리고뉴클레오티드 시퀀스를 선택적으로 절단하고, 절단된 생성물은 비오틴-스트렙타비딘 상호 작용을 사용하여 자성 비드에 표적 바이오마커 결합을 갖는 단계(660); 및 자기력을 사용하여 남아 있는 올리고뉴클레오티드 태그로부터 복합체화된 표적 올리고뉴클레오티드를 분리하는 단계(670)를 위한 기능을 포함할 수 있다. 워크플로 측면의 실시예, 변형, 및 예는 상기 참조에 의해 통합된 특허와 관련하여 기술된 바와 같이 수행될 수 있다.First Example: In a first example of
도 17a 내지 도 17d에 도시된 바와 같이, 방법(700)의 예는 단일 비드 형식으로 기능화된 비자성 비드를 포획하는 단계(710) 및 대응하는 웰에서 동시에 포획된 단일 세포로부터의 mRNA 물질에 기능화된 비자성 비드를 교배하는 단계(720)를 포함할 수 있다. 도 17a(상단)에 도시된 바와 같이, 교배는 기능화된 비자성 비드에 결합된 티민(T) 염기 집합, 5' 말단의 주형 전환 올리고뉴클레오티드(TSO) 시퀀스, 바코드 시퀀스, 고유 분자 식별자(UMI), 및 3' 말단의 꼬리를 갖는 분자 사용을 포함할 수 있다.17A-17D , an
이후, 도 17(하단)에 도시된 바와 같이, 방법(600)의 제1 예는 3' 말단 비주형 시토신(C) 염기를 갖고 표적 mRNA 분자에 대응하는 제1 분자를 사용하여, 표적 mRNA 물질과의 역 전사 반응(RT 반응)을 수행하는 단계(730)를 포함할 수 있다. 따라서, RT 반응은 5' 말단에 비오틴 태그를 포함하는 TSO를 통합한다. 블록(730)에 이어, 방법(700)은 상기 참조에 의해 통합된 특허에 기술된 바와 같이 결합되지 않은 비오틴화된 TSO 프라이머를 제거하기 위한 세척 단계를 포함할 수 있다.Then, as shown in FIG. 17 (bottom), a first example of
이후, 도 17b에 도시된 바와 같이, 방법(600)의 제1 예는 MMLV(Moloney Murine Leukemia Virus) RT 효소의 주형 전환 메커니즘을 사용하여, 표적 물질의 5' 말단을 완전히 포획하기 위해, 3' 말단 비주형 시토신 염기를 갖는 제1 가닥에서의 주형 전환 올리고뉴클레오티드(TSO) 시퀀스 확장으로 cDNA를 구현하는 단계(740)를 포함할 수 있다. cDNA TSO 시퀀스 확장은 표적 mRNA의 5' 말단에서 비오틴 TSO에 해당한다.Then, as shown in FIG. 17B , a first example of
이후, 도 17b 및 도 17c에 도시된 바와 같이, 방법(700)의 제1 예는 비오틴틸화된 TSO 부분을 통해, 블록(740)에서 생성된 분자의 5' 비오틴 말단에서 자기 스트렙타비딘 비드(예를 들어, dynabeads)에 기능화된 비자성 비드를 결합하는 단계(750)를 포함할 수 있다. 더 상세하게, 자기 스트렙타비딘 비드는 포획 챔버에 첨가되고 회수 전에 배양 기간(예를 들어, 20분)을 가진 내욜물과 혼합될 수 있다. 도 17c에 도시된 바와 같이, 방법(700)은 전술한 시스템(200)의 실시예, 변형, 또는 예를 사용하여 어댑터에 비드 복합체를 끌어 당기기 위해 인력이 있는 자기력을 적용하는 단계(660)를 더 포함할 수 있다. 도 17d에 도시된 바와 같이, 포획된 비드 복합체는 이후 추가 처리를 위해 용기(예를 들어, 튜브)에 전달될 수 있다.Then, as shown in Figures 17B and 17C, a first example of
제2 예: 방법(400) 및 방법(500)의 제2 예에서, 회수 프로세스 동안 칩에 기능화된 비자성 입자를 남기면서, 칩에서 원래 포획된 단일 세포에서 표적 물질인 바코딩된 핵산 물질 생성물의 결합 및 선택적 제거를 위한 메커니즘을 가능하기 하기 위해 자기력이 칩에 전달될 수 있다. 더 상세하게, 도 18a 내지 도 18e에 도시된 바와 같이, 방법(800)의 예는 단일 비드 형식으로 기능화된 비자성 비드를 포획하는 단계 및 대응하는 웰에서 동시에 포획된 단일 세포로부터의 mRNA 물질에 기능화된 비자성 비드를 교배하는 단계를 포함할 수 있다. 이후, 칩의 챔버로부터 기능화된 비자성 비드를 회수하는 대신에, 방법(800)은 적용되는 자기력에 의한 회수를 위해, 이차 자성 입자에 포획을 위한 표적 cDNA-RNA 하이브리드를 방출하기 위해 광절단 또는 분자 가위(예를 들어, 이중 가닥 분자 가위 분자, 단일 가닥 분자 가위 분자)을 구현할 수 있다. 분자 가위의 예는 변형된 염기(예를 들어, 데옥시우리딘, dSpacer, 또는 덱옥실노신)를 포함하는 단일 시작 올리고뉴클레오티드 시퀀스를 특이적으로 절단할 수 있는 Btu 엔도뉴클레아제를 포함한다. 분자 가위의 다른 예는 변형된 염기 우라실을 포함하는 단일 가닥 올리고뉴클레오티드 시퀀스를 특이적으로 절단할 수 있는 우라실 특이적 절제 시약(USER) 효소를 포함한다. 예에서, 효소는 ~ 37 ℃의 온도에서 활성화된다. 광절단성 링커(PC 링커)의 예는 짧은 UV 광절단성 C3 스페이서 암을 통해 2개의 뉴클레오티드 시퀀스를 연결하기 위해 사용될 수 있는 비-뉴클레오시드 모이어티를 포함한다. UV 광에 의한 PC 링커의 광 절단은 하나의 5' 인산화된 올리고 및 하나의 3' 인산화된 올리고를 생성한다. 이러한 프로세스는 웰에서 두 가지 비드 유형을 꺼내는 것과 대조적으로, 생성물을 포함하는 분자를 선택하고, 포획 웰에서 단일 비드 유형을 당길 때 발생하는 스트레스의 감소로 인해 표적 cDNA-RNA 하이브리드에 대한 손상을 감소시킬 수 있다.Second Example: In a second example of
더 상세하게, 도 18a(상단)에 도시된 바와 같이, 교배는 기능화된 비자성 비드에 결합된 티민(T) 염기 집합(예를 들어, 5개 또는 10개의 T 염기)을 갖는 분자, (예를 들어, 다른 메커니즘으로 작동하는 또는 자외선 광절단 메커니즘으로 작동하는) 분자 가위에 의해 표적이 되도록 구성된 변형된 비천연 염기 집합(예를 들어, 도 18a 상단에 도시된 바와 같은 dU; 도 18a 하단에 도시된 바와 같은 dSpacer)을 갖는 변형된 염기 영역, 주형 전환 올리고뉴클레오티드(TSO) 시퀀스, 바코드 시퀀스, 고유 분자 식별자(UMI) 및 3' 말단의 꼬리의 사용을 포함할 수 있다.More specifically, as shown in Figure 18a (top), hybridization is a molecule with a set of thymine (T) bases (e.g., 5 or 10 T bases) bound to functionalized non-magnetic beads, (e.g., A set of modified non-natural bases configured to be targeted by molecular scissors (e.g., dU as shown at the top of Figure 18A; dSpacer as shown), the use of a modified base region, a template switching oligonucleotide (TSO) sequence, a barcode sequence, a unique molecular identifier (UMI) and a tail at the 3' end.
방법(700)의 제2 예는 MMLV RT 효소를 사용하여 표적 물질의 5' 말단의 완전한 포획을 위한 TSO 프로세스 및 RT 반응을 수행하기 위해 전술한 블록(730) 및 블록(740)과 유사한 (도 18b 및 도 18c에 도시된) 블록(830) 및 블록(840)을 포함할 수 있다.A second example of
이후, 도 18c에 도시된 바와 같이, 방법(800)의 제2 예는 단일 또는 이중 가닥 분자 가위를 사용하여 변형된 염기 영역에서 비드-올리고뉴클레오티드를 제한함으로써 칩의 포획 영역의 웰 내로 표적 RNA-cDNA 하이브리드를 방출하는 단계(850)를 포함할 수 있다.Then, as shown in FIG. 18C , a second example of
이후, 도 18c 및 도 18d에 도시된 바와 같이, 방법(800)의 제2 예는 블록(840)에서 생성되는 분자의 5' 비오틴 말단에서 자기 스트렙타비딘 비드에 방출된 표적 RNA-cDNA 하이브리드를 결합하는 단계를 포함할 수 있다. 도 18d에 도시된 바와 같이, 방법(800)은 전술한 시스템(200)의 실시예, 변형 또는 예를 사용하여 비드 복합체를 어댑터로 끌어당기기 위해 인력이 있는 자기력을 적용하는 단계(860)를 더 포함할 수 있다. 도 18e에 도시된 바와 같이, 포획된 비드 복합체는 이후 추가 처리를 위해 용기(예를 들어, 튜브)에 전달될 수 있다.Thereafter, as shown in FIGS. 18C and 18D , a second example of
위에서 예를 기술하였지만, 다른 효소(예를 들어, 비 MMLV 효소), 다른 전사 프로세스, 및/또는 다른 적합한 프로세스를 사용하여 다른 적합한 표적 물질(예를 들어, 비 mRNA 물질)을 처리할 수 있다.Although examples described above, other enzymes (eg, non-MMLV enzymes), other transcriptional processes, and/or other suitable processes may be used to process other suitable target substances (eg, non-mRNA substances).
4.3 방법 - 중력 관련 힘 회수 모드4.3 Method - Gravity-Related Force Recovery Mode
전술한 시스템(300)의 실시예, 변형, 및 예와 관련하여, 방법(400)은 중력 관련 힘 회수 모드를 사용하여, 칩의 포획 영역으로부터 표적 물질을 회수하기 위한 단계를 포함할 수 있다.With respect to embodiments, variations, and examples of
특히, 블록(430)은 기판에 결합하도록 구성된 어댑터와 어셈블리를 형성하는 단계를 언급한다. 바람직하게, 블록(430)은 전술한 어댑터의 실시예, 변형, 또는 예를 통해 구현되고, 그것에 의해 어댑터는 어셈블리에 가해지는 힘의 적용으로 표적 물질이 한데 모일 수 있는 내부 공동을 정의하기 위한 기능을 포함한다. 어셈블리의 형성 단계는 회수를 위해 칩의 포획 영역으로부터 포획된 표적 물질을 전달하는 프로세스 동안 칩과 어댑터 사이의 상대적인 방향을 유지하기 위한 가이드 또는 다른 지지 구조의 사용을 통해 및 칩 및/또는 어댑터의 구조적 특징을 통해 용이해질 수 있다.In particular, block 430 refers to forming an assembly with an adapter configured to couple to a substrate. Preferably, block 430 is implemented via an embodiment, variant, or example of an adapter described above, whereby the adapter functions to define an interior cavity into which a target material may come together upon application of a force applied to the assembly. includes The forming step of the assembly may be achieved through the use of guides or other support structures to maintain the relative orientation between the chip and the adapter during the process of transferring the captured target material from the capture area of the chip for retrieval and through the use of a structural structure of the chip and/or adapter. This can be facilitated through features.
블록(440)은 어댑터 및 포획 영역에 힘을 전달함으로써 일련의 입자의 표적 물질을 어댑터로 방출하는 단계를 언급한다. 블록(440)은 회수를 위해 어댑터로 및 칩으로부터 표적 물질의 방출을 촉진하기 위해 칩의 포획 영역에 제어된 방식으로 힘을 전달하는 기능을 한다. 중력 관련 힘 회수 모드와 관련하여, 힘은 원심 분리 장치의 사용을 통해 생성된 원심력이지만, 추가적으로 또는 대안적으로 힘은 다른 적합한 힘을 포함할 수 있다.
블록(450)은 일련의 입자의 표적 물질을 어댑터로 방출하는 단계를 언급한다. 블록(450)은 효율적인 방식으로 어댑터로부터의 표적 물질 회수를 용이하게 하기 위해 어댑터 쪽으로의 표적 물질 전달을 촉진하는 기능을 한다. 이후, 표적 물질은 추가 후속 처리를 위해 추출될 수 있다.
블록(420) 내지 블록(450)과 관련된 원심 분리 관련 회수 모드의 변형 및 예는 아래 섹션 4.3.1에서 더 기술된다.Variations and examples of centrifugation-related recovery modes associated with blocks 420 through 450 are further described in Section 4.3.1 below.
4.3.1 원심 분리 관련 회수 방법 변형 및 예4.3.1 Modifications and Examples of Recovery Methods Related to Centrifugation
특히, 도 19에 도시된 바와 같이, 원심 분리 회수 방법(900)의 변형은 (예를 들어, 웰을 채우고 플러그로 시료 처리 칩의 투입구 및 배출구 포트를 차단하여) 칩의 포획 영역에서 회수 버퍼를 수용하는 단계(910); (예를 들어, 어댑터를 부착하고 갇힌 공기를 제거하기 위해 압력을 가하여) 어댑터와 포획 영역 사이에 정의된 내부 공동 내에 갇힌 공기를 제거하기 위한 벤트를 가지고 있는 어댑터와 어셈블리를 형성하는 단계(920); 포획 영역의 웰 표면으로부터의 표적 물질 분리를 촉진하기 위해 (예를 들어, 47 ㎑에서, 다른 주파수에서) 어셈블리를 초음파로 처리하는 단계(930); 원심 분리 장치 내에 어셈블리를 배치하기 위한 가이드 및 지지 구조에 어셈블리를 결합하는 단계(940); 가해지는 힘이 표적 물질을 어댑터로 보내도록 (예를 들어, 1000의 상대 원심 분리장에서) 어셈블리를 원심 분리하는 단계(950); 및 (예를 들어, 시료 처리 칩의 유체 네트워크를 통해 전달된 회수 버퍼를 사용하여) 어댑터로부터 분리된 표적 물질의 덩어리(예를 들어, 펠렛)를 회수하는 단계(960)를 포함할 수 있다.In particular, as shown in FIG. 19 , a variant of the centrifugal retrieval method 900 (eg, by filling wells and blocking the inlet and outlet ports of the sample processing chip with plugs) removes retrieval buffer from the capture region of the chip. accepting (910); forming (920) an assembly with an adapter having a vent for removing trapped air within an interior cavity defined between the adapter and the capture region (eg, by attaching the adapter and applying pressure to remove the trapped air); ; sonifying the assembly 930 (eg, at 47 kHz, at a different frequency) to facilitate target material separation from the well surface of the capture region; coupling (940) the assembly to a guide and support structure for positioning the assembly in the centrifugal separation device; centrifuging 950 the assembly (eg, in a relative centrifugation field of 1000) such that an applied force drives the target material to the adapter; and recovering (eg, using a recovery buffer delivered through the fluid network of the sample processing chip) a mass (eg, pellet) of the target material separated from the adapter ( 960 ).
원심 분리 기반 회수 방법은 ~ 85 % 내지 95% 회수 효율로 2분 내지 3분의 수동 작업 시간 (및 ~ 15분의 총 시간)에 표적 물질을 빠르게 회수할 수 있다.The centrifugation-based recovery method can rapidly recover the target material in a manual operation time of 2-3 minutes (and a total time of ~15 minutes) with ~85% to 95% recovery efficiencies.
5. 결론5. Conclusion
도면은 바람직한 실시예, 예시적인 구성, 및 그 변형에 따른 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품의 가능한 구현의 아키텍처, 기능 및 작업을 도시한다. 이와 관련하여, 흐름도 또는 블록도의 각 블록은 지정된 논리 함수(들)을 구현하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 명령을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또한, 일부 대안적인 구현에서, 블록에 언급된 함수는 도면에 언급된 순서와 다르게 발생할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 예를 들어, 연속적으로 도시된 2개의 블록은 실제로 실질적으로 동시에 실행될 수도 있고, 관련된 기능에 따라 때때로 역순으로 실행될 수도 있다. 블록도 및/또는 흐름도의 각 블록 및 블록도 및/또는 흐름도의 블록 조합은 지정된 함수 또는 동작을 수행하는 특수 목적 하드웨어 기반 시스템, 또는 특수 목적 하드웨어와 컴퓨터 명령의 조합에 의해 구현될 수 있음을 또한 유의해야 한다.The drawings illustrate the architecture, functionality and operation of possible implementations of systems, methods and computer program products according to preferred embodiments, exemplary configurations, and variations thereof. In this regard, each block in the flowchart or block diagrams may represent a module, segment, or portion of code comprising one or more executable instructions for implementing the specified logical function(s). It should also be noted that, in some alternative implementations, the functions recited in the blocks may occur out of the order recited in the figures. For example, two blocks shown in succession may actually be executed substantially simultaneously, or sometimes in reverse order depending on the functionality involved. It is also noted that each block in the block diagrams and/or flowcharts, and combinations of blocks in the block diagrams and/or flowcharts, may be implemented by special-purpose hardware-based systems, or combinations of special-purpose hardware and computer instructions, that perform specified functions or operations. Be careful.
당업자는 다음의 청구 범위에서 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 수정 및 변경이 이루어질 수 있음을 이전의 상세한 설명 및 도면 및 청구 범위로부터 인식할 것이다.Those skilled in the art will recognize from the preceding detailed description and drawings and claims that modifications and variations can be made to the preferred embodiment of the present invention without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims.
Claims (20)
어댑터와 결합하는 단계;
상기 시료에서 유래된 물질을 포함하는 포획 기판의 포획 영역과 상기 어댑터 사이의 전달 수단을 확립하는 단계;
상기 어댑터 및 상기 포획 기판 중 적어도 하나에 힘을 가하여 상기 포획 기판에서 상기 어댑터로 다량의 표적 물질을 전달하는 단계;
상기 포획 기판에서 상기 어댑터를 분리하여 상기 포획 기판으로부터 상기 다량의 상기 표적 물질을 회수하는 단계; 및
상기 어댑터에서 프로세스 용기로 상기 다량의 상기 표적 물질을 전달하는 단계를 포함하는, 시료에서 물질을 회수하고 처리하기 위한 방법.A method for recovering and processing a material from a sample, said method comprising:
coupling with an adapter;
establishing a transfer means between a capture region of a capture substrate comprising a material derived from the sample and the adapter;
transferring a quantity of target material from the capture substrate to the adapter by applying a force to at least one of the adapter and the capture substrate;
removing the adapter from the capture substrate to recover the large amount of the target material from the capture substrate; and
and transferring said quantity of said target material from said adapter to a process vessel.
상기 시료의 일련의 세포를 용해시켜 상기 일련의 세포에서 mRNA 내용물을 방출시키는 단계;
기능화된 입자의 제1 집합에서 mRNA 내용물을 포획하는 단계;
상기 mRNA 내용물로 역 전사 작업을 수행하여 일련의 표적 분자를 생성하는 단계;
자성 입자 제2 집합과 상기 기능화된 입자의 제1 집합을 결합하는 단계; 및
상기 자성 입자의 상기 제2 집합에 자기력을 가하여 상기 어댑터에 상기 일련의 표적 분자를 전달하는 단계를 포함하는, 시료에서 물질을 회수하고 처리하기 위한 방법.The method of claim 1 , further comprising generating the mass of target material when processing the sample in a series of operations, wherein the series of operations comprises:
lysing the series of cells in the sample to release the mRNA content from the series of cells;
capturing mRNA content in the first set of functionalized particles;
performing reverse transcription with the mRNA content to produce a set of target molecules;
coupling a second set of magnetic particles with a first set of functionalized particles; and
and applying a magnetic force to the second set of magnetic particles to deliver the series of target molecules to the adapter.
상기 시료의 일련의 세포를 용해시켜 상기 일련의 세포에서 mRNA 내용물을 방출시키는 단계;
기능화된 입자의 제1 집합에서 mRNA 내용물을 포획하는 단계;
상기 mRNA 내용물로 역 전사 작업을 수행하여 일련의 표적 분자를 생성하는 단계;
상기 기능화된 입자의 상기 제1 집합으로부터 상기 일련의 표적 분자를 절단하는 단계;
자성 입자의 제2 집합과 상기 일련의 표적 분자를 결합하는 단계; 및
상기 자성 입자의 상기 제2 집합에 자기력을 가하여 상기 일련의 표적 분자를 상기 어댑터에 전달하는 단계를 포함하는, 시료에서 물질을 회수하고 처리하기 위한 방법. The method of claim 1 , further comprising generating the mass of target material when processing the sample in a series of operations, wherein the series of operations comprises:
lysing the series of cells in the sample to release the mRNA content from the series of cells;
capturing mRNA content in the first set of functionalized particles;
performing reverse transcription with the mRNA content to produce a set of target molecules;
cleaving the series of target molecules from the first population of functionalized particles;
associating the second set of magnetic particles with the series of target molecules; and
and applying a magnetic force to the second set of magnetic particles to deliver the series of target molecules to the adapter.
일련의 웰 내에서 단일 입자 형식으로 입자를 포획하기 위한 포획 기판의 포획 영역과 인터페이스하도록 구성되고, 상기 포획 영역과 인터페이스하도록 구성된 제1 영역, 제2 영역, 및 상기 제1 영역에서 상기 제2 영역으로 확장되는 공동을 포함하는 어댑터;
상기 어댑터의 상기 공동에 보완적인 자석; 및
상기 자석에 결합되고, 상기 포획 기판을 기준으로 하는 상기 어댑터의 이동을 위한 일련의 작업 모드를 제공하는 지지 구조를 포함하는, 시료에서 물질을 회수하고 처리하기 위한 시스템.A system for recovering and processing a material from a sample, the system comprising:
a first region configured to interface with a capture region of a capture substrate for capturing particles in a single particle format within a series of wells, a second region configured to interface with the capture region, and a second region in the first region an adapter comprising a cavity that extends into
a magnet complementary to said cavity of said adapter; and
and a support structure coupled to the magnet and providing a set of modes of operation for movement of the adapter relative to the capture substrate.
일련의 웰 내에서 단일 입자 형식으로 입자를 포획하기 위한 포획 기판의 포획 영역과 인터페이스하도록 구성되고, 상기 포획 영역과 인터페이스하도록 구성된 제1 영역, 제2 영역, 및 상기 제1 영역에서 상기 제2 영역으로 확장하는 공동을 포함하는 어댑터; 및
상기 어댑터에 결합되고, 상기 포획 기판을 기준으로 하는 상기 어댑터의 이동을 위한 일련의 작업 모드를 제공하는 지지 구조를 포함하는, 시료에서 물질을 회수하고 처리하기 위한 시스템.A system for recovering and processing a material from a sample, the system comprising:
a first region configured to interface with a capture region of a capture substrate for capturing particles in a single particle format within a series of wells, a second region configured to interface with the capture region, and a second region in the first region an adapter comprising a cavity extending into; and
and a support structure coupled to the adapter and comprising a support structure that provides a set of modes of operation for movement of the adapter relative to the capture substrate.
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