BR112012021202B1

BR112012021202B1 - aparelho e métodos para preparação, reação e detecção integradas de amostras

Info

Publication number: BR112012021202B1
Application number: BR112012021202A
Authority: BR
Inventors: A Johnson Bruce; richardson Bruce; Hilmer Bird Dylan; Ching Jesus; E Moravick Keith
Original assignee: Genturadx Usa Inc; Luminex Corp
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2020-06-09
Also published as: CN103221529A; US10646875B2; CN105004596B; AU2011220873B2; KR102004319B1; US20170080427A1; JP6285478B2; EP2539426B1; CA2796586C; JP2013520204A; JP2016163576A; CA2977845A1; EP3150690A1; KR20170078857A; US9074250B2; KR20180088489A; HK1215300A1; CA3084515C; JP2017209110A; KR20130048200A

Abstract

aparelho e métodos para preparação, reação e detecção integradas de amostras. trata-se de cartuchos para o isolamento de uma amostra biológica e ensaios biológicos a jusante na amostra. em uma modalidade, uma amostra de ácido nucléico é isolada de uma amostra biológica e a amostra de ácido nucléico é amplificada, por exemplo, através da reação em cadeia da polimerase. os cartuchos aqui proprocionados também podem ser usados para isolar amostras de não-ácido nucléico, por exemplo, proteínas, ensaios de ligação. proporcionam-se, também, instrumentos para realiza ensaios biológicos a jusante e detectar os resultados dos ensaios.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para APARELHO PARA PREPARAÇÃO, REAÇÃO E DETECÇÃO INTEGRADAS DE AMOSTRAS.

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] O presente pedido reivindica a prioridade ao Pedido

Provisório U.S. com número de série 61/307.281, intitulado CASSETTE AND INSTRUMENT FOR INTEGRATED NUCLEIC ACID ISOLATION AND AMPLIFICATION, depositado em 23 de fevereiro de 2010, estando aqui incorporado em sua totalidade a título de referência.

[0002] Este pedido é uma continuação-em-parte do Pedido de

Patente U.S. com número de série 12/789.831, intitulado CASSETTE FOR SAMPLE PREPARATION, depositado em 28 de maio de 2010, que consiste em uma continuação do Pedido U.S. No. 11/582.651, intitulado CASSETTE FOR SAMPLE PREPARATION, depositado em 17 de outubro de 2006, que reivindica o benefício ao Pedido Provisório U.S. No. 60/728.569, intitulado METHOD AND APPARATUS FOR ISOLATING NUCLEIC ACID, depositado em 19 de outubro de 2005; Pedido Provisório U.S. No. 60/753.622, intitulado CASSETTE FOR SAMPLE PREPARATION, depositado em 22 de dezembro de 2005; e, Pedido Provisório U.S. No. 60/753.618, depositado em 22 de dezembro de 2005, intitulado CASSETTE FOR SAMPLE PREPARATION, estando cada um destes aqui incorporado em sua totalidade a título de referência. Este pedido também é uma continuação-em-parte do Pedido de Patente U.S. com número de série 12/821.446, intitulado Instrument for Cassette for Sample Preparation, depositado em 23 de junho de 2010, que consiste em uma continuação do Pedido de Patente U.S. com número de série 12/005.860, intitulado Instrument for Cassette for Sample Preparation, depositado em 27 de dezembro de 2007, que reivindica prioridade ao Pedido Provisório U.S. Serial No. 60/882.150, intitulado Instrument for Cassette for Sample Preparation, depositado

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2/184 em 27 de dezembro de 2006, estando cada um desses aqui incorporado em sua totalidade a título de referência.

ANTECEDENTES

[0003] As modalidades aqui descritas se referem a um aparelho e a métodos para preparação, reação e análise de amostras. Mais particularmente, as modalidades aqui descritas se referem a um cartucho e instrumento dentro do qual se pode realizar o isolamento, a amplificação e a análise do ácido nucleico em um processo integrado.

[0004] Alguns procedimentos de diagnósticos conhecidos incluem o isolamento e a análise de ácidos nucleicos, tal como DNA ou RNA. Geralmente, os métodos conhecidos para isolar ácidos nucleicos dentro de uma amostra incluem várias etapas, como: (1) remover as proteínas da amostra adicionando-se uma protease (por exemplo, Proteinase K);

(2) decompor a amostra volumosa restante para expor os ácidos nucleicos contidos (também referido como lise celular); (3) precipitar o ácido nucleico a partir da amostra; e (4) lavar e/ou de outro modo preparar o ácido nucleico para análises adicionais.

[0005] Em determinados casos, a amplificação do ácido nucleico isolado (por exemplo, replicação do ácido nucleico para aumentar seu volume) é desejada para análises adicionais. O processo de reação em cadeia da polimerase (PCR) é uma técnica conhecida para amplificar porções de uma molécula de ácido nucleico. Durante um PCR, uma amostra de entrada contendo o DNA alvo é misturada com reagentes, que incluem a DNA polimerase (por exemplo, Taq polimerase). A amostra de entrada pode, por exemplo, ser a amostra de ácido nucleico isolado produzida pelo procedimento descrito anteriormente. A amostra é, então, termicamente ciclada múltiplas vezes dentro de uma câmara isolada para completar a reação. As temperaturas e os períodos de tempo da ciclagem térmica são cuidadosamente controlados para garantir resultados precisos. Após a sequência de DNA ser

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3/184 suficientemente amplificada, a mesma pode ser analisada utilizando-se várias técnicas ópticas.

[0006] Alguns sistemas conhecidos para realizar o isolamento e a amplificação de ácido nucleico incluem porções diferentes (por exemplo, uma porção de isolamento e uma porção de amplificação) entre as quais as amostras devem ser transferidas durante intervenção humana e/ou processos que possam comprometer a integridade da amostra. Alguns sistemas conhecidos para realizar o isolamento e a amplificação de ácido nucleico incluem sistemas de controle complexos que requerem uma preparação e/ou uma calibração significativas por parte de um técnico laboratorial experiente. Consequentemente, tais sistemas conhecidos não são bem adequados para aplicações em bancada, programas de diagnósticos em alto volume e/ou uso em uma ampla variedade de ajustes laboratoriais.

[0007] Em determinadas aplicações, pode-se desejar múltiplos estágios de reações, com um ou mais últimos estágios requerendo a adição de reagentes entre os estágios da reação. Por exemplo, em um PCR de Transcrição Reversa, uma reação de transcrição reversa é genericamente completada antes de um processo de PCR ser realizado, com o processo de PCR requerendo reagentes adicionais. Em alguns sistemas conhecidos, os reagentes adicionais requeridos para um último estágio de reação geralmente são transferidos na câmara de reação com intervenção humana e/ou processos que possam comprometer a integridade da amostra. Consequentemente, tais processos conhecidos podem induzir erros e contaminação, e também podem ser dispendiosos e/ou difíceis de implementar para aplicações de alto volume.

[0008] Embora alguns sistemas conhecidos incluam câmaras que contêm reagentes, tais câmaras são geralmente integrais ao cartucho e/ou à câmara de reação. Consequentemente, quando tais sistemas

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4/184 e/ou cartuchos forem usados em conexão com diferentes reações e/ou ensaios, um cartucho, cassete ou outro aparelho totalmente diferente geralmente é usado para facilitar o uso da combinação particular de reagentes para conduzir o processo de reação desejado. Portanto, tais sistemas e/ou cartuchos conhecidos geralmente não são usados de modo intercambiável para diferentes processos e/ou ensaios de reação. [0009] Embora alguns sistemas conhecidos incluam sistemas de detecção óptica para detectar um ou mais analitos e/ou alvos diferentes dentro de uma amostra de teste, tais sistemas conhecidos geralmente incluem as fontes de luz de excitação e/ou os detectores de luz de emissão em uma porção do dispositivo que é móvel em relação à câmara de reação. Por exemplo, alguns sistemas conhecidos são configurados para fornecer um feixe de luz de excitação à câmara de reação através de uma tampa móvel. Portanto, tais sistemas conhecidos são suscetíveis à variabilidade de detecção que pode resultar a partir da variação no local das trajetórias de luz de excitação e/ou detecção.

[00010] Portanto, há uma necessidade por aparelhos e métodos aperfeiçoados para realizar isolamento e amplificação de ácidos nucleicos.

SUMÁRIO

[00011] Descrevem-se cartuchos e instrumentos destinados à realização do isolamento de amostra e reações a jusante. Em algumas modalidades, um aparelho inclui um módulo de isolamento, que pode ser usado, por exemplo, para isolar uma amostra de ácido nucleico, e um módulo de reação, que pode ser usado, por exemplo, para amplificar a amostra de ácido nucleico. O módulo de isolamento inclui um primeiro compartimento e um segundo compartimento. O primeiro compartimento define uma primeira câmara e uma segunda câmara. Pelo menos a primeira câmara é configurada para conter uma amostra, tal como, por exemplo, uma amostra contendo um ácido nucleico. O

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5/184 segundo compartimento inclui uma parede lateral e um membro perfurável que define coletivamente um primeiro volume configurado para conter uma primeira substância. A primeira substância pode, por exemplo, ser um reagente, uma solução tampão de lavagem, um óleo mineral e/ou qualquer outra substância a ser adicionada à amostra. Pelo menos uma porção do segundo compartimento é configurada de modo que seja disposta dentro do primeiro compartimento de tal modo que o primeiro volume fique em comunicação fluídica com a primeira câmara quando uma porção do membro perfurável for perfurada. O módulo de reação define uma câmara de reação e um segundo volume configurado para conter uma segunda substância. O módulo de reação é configurado para que seja acoplado ao módulo de isolamento de tal modo que a câmara de reação e o segundo volume fiquem em comunicação fluídica com a segunda câmara do primeiro compartimento.

[00012] Em algumas modalidades, um PCR é realizado no cartucho e/ou instrumento aqui proporcionado. Em uma modalidade adicional, a reação é monitorada em tempo real com o uso de uma sonda fluorescente, por exemplo, uma molécula de DNA de filamento único que compreende um ligante de sulco menor (MGB) e um fluoróforo na terminação 5', e um supressor não-fluorescente em sua terminação 3'. Em uma modalidade, realiza-se um PCR em múltiplos alvos, e o progresso das reações é monitorado em tempo real. Em algumas modalidades, os alvos são sequências genéticas de um ou mais vírus a seguir: influenza A, influenza B, vírus sincicial respiratório (RSV), vírus herpes simples 1 (HSV1) ou vírus herpes simples 2 (HSV 2). Em algumas modalidades, antes de um PCR, realiza-se uma reação de transcrição reversa no cartucho e/ou instrumento aqui proporcionado. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00013] As Figuras 1 e 2 são ilustrações esquemáticas de um

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6/184 cartucho de acordo com uma modalidade, em uma primeira configuração e em uma segunda configuração, respectivamente.

[00014] A Figura 3 é uma ilustração esquemática de um cartucho tendo um primeiro módulo, um segundo módulo e um terceiro módulo, de acordo com uma modalidade.

[00015] A Figura 4 é uma ilustração esquemática de um cartucho tendo um primeiro módulo, um segundo módulo e um terceiro módulo, de acordo com uma modalidade.

[00016] A Figura 5 é uma ilustração esquemática de um cartucho tendo um primeiro módulo e um segundo módulo, de acordo com uma modalidade.

[00017] As Figuras 6 e 7 são ilustrações esquemáticas de uma porção de um cartucho, de acordo com uma modalidade, em uma primeira configuração e em uma segunda configuração, respectivamente.

[00018] A Figura 8 é uma vista em perspectiva lateral de um cartucho de acordo com uma modalidade.

[00019] A Figura 9 é uma vista em perspectiva de topo do cartucho mostrado na Figura 8.

[00020] A Figura 10 é uma vista em corte transversal lateral do cartucho mostrado na Figura 8.

[00021] A Figura 11 é uma vista explodida lateral de uma porção do cartucho mostrado na Figura 8.

[00022] As Figuras 12 e 13 são vistas em perspectiva de um módulo de reagente do cartucho mostrado na Figura 8.

[00023] A Figura 14 é uma vista em perspectiva de uma porção do módulo de reagente mostrado nas Figuras 12 e 13.

[00024] As Figuras 15 a 18 são vistas em corte transversal lateral de um módulo de isolamento do cartucho mostrado na Figura 8 em uma primeira configuração, uma segunda configuração, uma terceira

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7/184 configuração e uma quarta configuração, respectivamente.

[00025] A Figura 19 é uma vista em corte transversal lateral do módulo de isolamento do cartucho mostrado na Figura 8.

[00026] A Figura 20 é uma vista em corte transversal de uma porção de uma montagem de válvula do módulo de isolamento mostrado na Figura 19, tomada ao longo da linha X1-X1 na Figura 19.

[00027] A Figura 21 é uma vista em perspectiva de uma porção de uma montagem de válvula do módulo de isolamento mostrado na Figura 19.

[00028] A Figura 22 é uma vista em corte transversal em perspectiva do cartucho mostrado na Figura 8.

[00029] A Figura 23 é uma vista em perspectiva de um módulo de PCR do cartucho mostrado na Figura 8

[00030] A Figura 24 é uma vista em corte transversal em perspectiva do cartucho mostrado na Figura 8.

[00031] A Figura 25 é uma vista em perspectiva lateral de um cartucho de acordo com uma modalidade.

[00032] A Figura 26 é uma vista em perspectiva lateral de um módulo de isolamento do cartucho mostrado na Figura 25, em uma primeira configuração.

[00033] A Figura 27 é uma vista em corte transversal lateral do módulo de isolamento mostrado na Figura 26, na primeira configuração. [00034] A Figura 28 é uma vista em corte transversal lateral do módulo de isolamento mostrado na Figura 26, em uma segunda configuração.

[00035] A Figura 29 é uma vista em perspectiva lateral do módulo de PCR do cartucho mostrado na Figura 25, em uma primeira configuração. [00036] A Figura 30 é uma vista em corte transversal lateral do módulo de PCR mostrado na Figura 29, na primeira configuração.

[00037] A Figura 31 é uma vista em corte transversal lateral do

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8/184 módulo de PCR mostrado na Figura 29, em uma segunda configuração. [00038] As Figuras 32 e 33 são vistas em corte transversal lateral do cartucho mostrado na Figura 25, em uma primeira configuração e em uma segunda configuração, respectivamente.

[00039] A Figura 34 é uma ilustração esquemática de uma porção de um instrumento de acordo com uma modalidade.

[00040] A Figura 35 é uma ilustração esquemática em corte transversal em perspectiva de acordo com uma modalidade.

[00041] A Figura 36 é uma vista em perspectiva de um instrumento de acordo com uma modalidade.

[00042] A Figura 37 é uma vista em perspectiva de uma primeira montagem de atuador do instrumento mostrado na Figura 36.

[00043] A Figura 38 é uma vista em perspectiva explodida da primeira montagem de atuador mostrada na Figura 37.

[00044] A Figura 39 é uma vista em perspectiva traseira da primeira montagem de atuador mostrada na Figura 37.

[00045] A Figura 40 é uma vista em perspectiva de uma porção da primeira montagem de atuador mostrada na Figura 37.

[00046] A Figura 41 é uma vista em perspectiva de topo de uma montagem de atuador de transferência do instrumento mostrado na Figura 36.

[00047] A Figura 42 é uma vista em perspectiva de fundo da montagem de atuador de transferência mostrada na Figura 41.

[00048] A Figura 43 é uma vista em perspectiva traseira da montagem de atuador de transferência mostrada na Figura 41.

[00049] A Figura 44 é uma vista em perspectiva de uma porção da montagem de atuador de transferência mostrada na Figura 41.

[00050] A Figura 45 é uma vista em perspectiva de uma porção da montagem de atuador de transferência mostrada na Figura 41.

[00051] A Figura 46 é uma vista em perspectiva de um eixo de

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9/184 transmissão helicoidal da montagem de atuador de transferência mostrada na Figura 41.

[00052] A Figura 47 é uma vista em perspectiva de topo de uma segunda montagem de atuador do instrumento mostrado na Figura 36.

[00053] A Figura 48 é uma vista em perspectiva lateral da segunda montagem de atuador mostrada na Figura 47.

[00054] As Figuras 49 a 51 são vistas em perspectiva das porções da segunda montagem de atuador mostrada na Figura 47.

[00055] A Figura 52 é uma vista em perspectiva lateral de uma montagem de aquecedor do instrumento mostrado na Figura 36.

[00056] A Figura 53 é uma vista em perspectiva de um bloco de recepção da montagem de aquecedor mostrada na Figura 52.

[00057] As Figuras 54 e 55 são uma vista frontal e uma vista de topo, respectivamente, do bloco de recepção da montagem de aquecedor mostrada na Figura 52.

[00058] A Figura 56 é uma vista em corte transversal do bloco de recepção da montagem de aquecedor mostrada na Figura 52 tomada ao longo da linha X2-X2 mostrada na Figura 54.

[00059] A Figura 57 é uma vista em perspectiva de uma braçadeira da montagem de aquecedor mostrada na Figura 52.

[00060] A Figura 58 é uma vista em perspectiva de um bloco de montagem da montagem de aquecedor mostrada na Figura 52.

[00061] A Figura 59 é uma vista em perspectiva de um dissipador de calor da montagem de aquecedor mostrada na Figura 52.

[00062] A Figura 60 é uma vista em perspectiva de uma placa de montagem da montagem de aquecedor mostrada na Figura 52.

[00063] As Figuras 61 e 62 são vistas em perspectiva de um primeiro membro isolante e um segundo membro isolante, respectivamente, da montagem de aquecedor mostrada na Figura 52.

[00064] A Figura 63 é uma vista em perspectiva de um bloco de

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10/184 aquecimento da montagem de aquecedor mostrada na Figura 52. [00065] As Figuras 64 e 66 são uma vista em perspectiva frontal e uma vista em perspectiva traseira, respectivamente, de uma montagem óptica do instrumento mostrado na Figura 36.

[00066] A Figura 65 é uma vista em perspectiva explodida da montagem óptica mostrada nas Figuras 64 e 66.

[00067] A Figura 67 é uma vista em perspectiva de um membro de montagem da montagem óptica mostrada nas Figuras 64 e 66.

[00068] A Figura 68 é uma vista em perspectiva de uma sapata da montagem óptica mostrada nas Figuras 64 e 66.

[00069] A Figura 69 é uma vista em perspectiva de uma agulha móvel da montagem óptica mostrada nas Figuras 64 e 66.

[00070] A Figura 70 é uma vista em perspectiva de uma porção de um módulo óptico de fibra da montagem óptica mostrada nas Figuras 64 e 66.

[00071] As Figuras 71 a 73 são diagramas de blocos do sistema de controle eletrônico do instrumento mostrado na Figura 36.

[00072] As Figuras 74 a 76 são ilustrações esquemáticas de uma montagem óptica de acordo com uma modalidade, em uma primeira configuração, em uma segunda configuração e em uma terceira configuração, respectivamente.

[00073] As Figuras 77 a 80 são fluxogramas de métodos de detecção de analitos alvo em uma amostra contendo um ácido nucleico de acordo com as modalidades.

[00074] A Figura 81 é uma assinatura molecular produzida utilizandose os sistemas e métodos de acordo com uma modalidade.

[00075] A Figura 82 é uma vista em perspectiva em corte transversal de uma porção de um módulo de isolamento de acordo com uma modalidade que é configurada para receber energia acústica.

[00076] A Figura 83 é uma vista em perspectiva em corte transversal

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11/184 de uma porção de um módulo de isolamento de acordo com uma modalidade que é configurada para receber energia acústica.

[00077] A Figura 84 é uma vista em perspectiva em corte transversal de uma porção do cartucho mostrado na Figura 26 e um transdutor acústico.

[00078] A Figura 85 é uma vista em perspectiva de um cartucho de acordo com uma modalidade.

[00079] A Figura 86 é uma vista em perspectiva do cartucho mostrado na Figura 85 sem o revestimento.

[00080] A Figura 87 é uma vista em perspectiva de um módulo de PCR do cartucho mostrado na Figura 85.

[00081] A Figura 88 é uma vista em corte transversal de um módulo de PCR de acordo com uma modalidade.

[00082] A Figura 89 é uma vista em perspectiva de um cartucho de acordo com uma modalidade.

[00083] A Figura 90 é uma vista em perspectiva de um cartucho de acordo com uma modalidade.

[00084] A Figura 91 é uma vista em perspectiva de um cartucho de acordo com uma modalidade.

[00085] A Figura 92 é uma vista em perspectiva de um cartucho de acordo com uma modalidade.

[00086] A Figura 93 é uma vista em perspectiva explodida do cartucho mostrado na Figura 92.

[00087] A Figura 94 é uma vista em perspectiva de um cartucho tendo múltiplos frascos de PCR de acordo com uma modalidade. DESCRIÇÃO DETALHADA

[00088] Descrevem-se, os cartuchos e instrumentos para realizar isolamento e reação de amostras. Em algumas modalidades, um aparelho inclui um módulo de isolamento, que pode ser usado, por exemplo, para isolar uma amostra de ácido nucleico ou uma amostra de

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12/184 analito, e um módulo de reação, que pode ser usado, por exemplo, para amplificar a amostra de ácido nucleico, ou testar a ligação do analito a outros compostos. O módulo de isolamento inclui um primeiro compartimento e um segundo compartimento. O primeiro compartimento define uma primeira câmara e uma segunda câmara. Pelo menor a primeira câmara é configurada para conter uma amostra, tal como, por exemplo, uma amostra contendo um ácido nucleico. O segundo compartimento inclui uma parede lateral e um membro perfurável que define coletivamente um primeiro volume configurado para conter uma primeira substância. A primeira substância pode, por exemplo, ser um reagente, uma solução tampão de lavagem, um óleo mineral e/ou qualquer outra substância a ser adicionada à amostra. Pelo menos uma porção do segundo compartimento é configurada para que seja disposta dentro do primeiro compartimento de tal modo que o primeiro volume fique em comunicação fluídica com a primeira câmara quando uma porção do membro perfurável for perfurada. O módulo de reação define uma câmara de reação e um segundo volume configurado para conter uma segunda substância. O módulo de reação é configurado para que seja acoplado ao módulo de isolamento de tal modo que a câmara de reação e o segundo volume fiquem em comunicação fluídica com a segunda câmara do primeiro compartimento.

[00089] Em algumas modalidades, um aparelho inclui um primeiro módulo, um segundo módulo, e um terceiro módulo. O primeiro módulo define uma primeira câmara e uma segunda câmara. Pelo menos a primeira câmara é configurada para conter uma amostra. O segundo módulo define um primeiro volume configurado para conter uma primeira substância. A primeira substância pode, por exemplo, ser um reagente, uma solução tampão de lavagem, um óleo mineral e/ou qualquer outra substância a ser adicionada à amostra. Uma porção do

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13/184 segundo módulo é configurada para que seja disposta dentro da primeira câmara do primeiro módulo quando o segundo módulo for acoplado ao primeiro módulo de tal modo que o primeiro volume seja configurado para ser seletivamente colocado em comunicação fluídica com a primeira câmara. O terceiro módulo define uma câmara de reação e um segundo volume. O segundo volume é configurado para conter uma segunda substância. Uma porção do terceiro módulo é disposta dentro da segunda câmara do primeiro módulo quando o terceiro módulo for acoplado ao primeiro módulo de tal modo que a câmara de reação e o segundo volume fiquem em comunicação fluídica com a segunda câmara do primeiro módulo.

[00090] Em algumas modalidades, um aparelho inclui um primeiro módulo, um segundo módulo, e um terceiro módulo. O primeiro módulo define uma primeira câmara e uma segunda câmara. O primeiro módulo inclui um primeiro mecanismo de transferência configurado para transferir uma amostra entre a primeira câmara e a segunda câmara enquanto mantém um isolamento fluídico entre a primeira câmara e a segunda câmara. O segundo módulo define um volume configurado para conter uma substância, tal como, por exemplo, um reagente, ou similares. Uma porção do segundo módulo é configurada para que seja disposta dentro da primeira câmara do primeiro módulo quando o segundo módulo for acoplado ao primeiro módulo de tal modo que o volume seja configurado para ser seletivamente colocado em comunicação fluídica com a primeira câmara. O terceiro módulo define uma câmara de reação. O terceiro módulo é configurado para que seja acoplado ao primeiro módulo de tal modo que a câmara de reação fique em comunicação fluídica com a segunda câmara. O terceiro módulo inclui um segundo mecanismo de transferência configurado para transferir uma porção da amostra entre a segunda câmara e a câmara de reação.

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[00091] Em algumas modalidades, um aparelho inclui um primeiro módulo e um segundo módulo. O primeiro módulo inclui um frasco de reação, um substrato e um primeiro mecanismo de transferência. O frasco de reação define uma câmara de reação, e pode, por exemplo, ser um frasco de PCR. O primeiro mecanismo de transferência inclui um êmbolo disposto de modo móvel dentro de um compartimento de tal modo que o compartimento e o êmbolo definam um primeiro volume que contenha uma primeira substância. O êmbolo pode ser movido entre uma primeira posição e uma segunda posição. A primeira substância pode, por exemplo, ser um reagente, um óleo mineral ou similares. O substrato define pelo menos uma porção de uma primeira trajetória de fluxo e de uma segunda trajetória de fluxo. A primeira trajetória de fluxo é configurada para que fique em comunicação fluídica com a câmara de reação, com o primeiro volume e com uma câmara de isolamento de um módulo de isolamento. A segunda trajetória de fluxo configurada para que fique em comunicação fluídica com a câmara de isolamento. Uma porção do êmbolo é disposta dentro da primeira trajetória de fluxo de tal modo que o primeiro volume seja fluidicamente isolado a partir da câmara de reação quando o êmbolo estiver na primeira posição. A porção do êmbolo é disposta separada da primeira trajetória de fluxo de tal modo que o primeiro volume fique em comunicação fluídica com a câmara de reação quando o êmbolo estiver na segunda posição. O êmbolo é configurado para produzir um vácuo dentro da câmara de reação para transferir uma amostra a partir da câmara de isolamento até a câmara de reação quando o êmbolo for movido a partir da primeira posição até a segunda posição. O segundo módulo inclui um segundo mecanismo de transferência, e define um segundo volume configurado para conter uma segunda substância. O segundo módulo é configurado para que seja acoplado ao primeiro módulo de tal modo que o segundo volume posa ser seletivamente colocado em comunicação fluídica com

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15/184 a câmara de isolamento através da segunda trajetória de fluxo. O segundo mecanismo de transferência é configurado para transferir a segunda substância a partir do segundo volume até a câmara de isolamento quando o segundo mecanismo de transferência for acionado.

[00092] Em algumas modalidades, um instrumento para manipular e/ou acionar um cartucho contendo uma amostra pode incluir um bloco, um primeiro membro óptico, um segundo membro óptico e uma montagem óptica. O bloco define um volume de reação configurado para receber pelo menos uma porção de um recipiente de reação. O bloco pode incluir e/ou ser fixado a um mecanismo para facilitar, produzir, suportar e/ou promover uma reação associada à amostra. Em algumas modalidades, por exemplo, o bloco pode ser acoplado a um elemento de aquecimento configurado para ciclar termicamente a amostra. O primeiro membro óptico é disposto pelo menos parcialmente dentro do bloco de tal modo que o primeiro membro óptico fique em comunicação óptica com o volume de reação. O segundo membro óptico é disposto pelo menos parcialmente dentro do bloco de tal modo que o segundo membro óptico fique em comunicação óptica com o volume de reação. A montagem óptica inclui um módulo de excitação configurado para produzir uma pluralidade de feixes de luz de excitação e um módulo de detecção configurado para receber uma pluralidade de feixes de luz de emissão. A montagem óptica é acoplada ao primeiro membro óptico e ao segundo membro óptico de tal modo que cada um entre a pluralidade de feixes de luz de excitação possa ser transportado ao volume de reação e cada um entre a pluralidade de feixes de luz de emissão possa ser recebido a partir do volume de reação.

[00093] Em algumas modalidades, um instrumento para manipular e/ou acionar um cartucho inclui um chassi, um transdutor acústico e um mecanismo de atuação. O chassi é configurado para conter um cartucho

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16/184 tendo um compartimento que define um volume. O volume pode receber uma porção de uma amostra, tal como, por exemplo, uma amostra contendo ácidos nucleicos. O transdutor acústico é configurado para produzir energia acústica. O mecanismo de atuação é configurado para mover pelo menos uma porção do transdutor acústico em contato com uma porção do cartucho. O mecanismo de atuação é configurado, ainda, para ajustar uma força exercida pela porção do transdutor acústico contra a porção do cartucho.

[00094] O termo feixe de luz é usado no presente documento para descrever qualquer projeção de energia eletromagnética, esteja no espectro visível ou não. Por exemplo, um feixe de luz pode incluir uma projeção colimada de radiação eletromagnética no espectro visível que é produzido por um laser, um diodo emissor de luz (LED), uma lâmpada de flash, ou similares. Um feixe de luz pode ser contínuo dentro de um período de tempo desejado ou descontínuo (por exemplo, pulsado ou intermitente) dentro do período de tempo desejado. Em determinadas situações, um feixe de luz pode incluir e/ou ser associado a informações (isto é, o feixe de luz pode ser um sinal óptico), tal como uma quantidade de um analito presente em uma amostra.

[00095] O termo paralelo é usado no presente documento para descrever uma relação entre duas construções geométricas (por exemplo, duas linhas, dois planos, uma linha e um plano, ou similares) na qual duas construções geométricas substancialmente não se cruzam visto que se estendem substancialmente ao infinito. Por exemplo, conforme o uso em questão, uma primeira linha é dita paralela a uma segunda linha quando a primeira linha e a segunda linha não se cruzam à medida que se estendem ao infinito. De modo similar, quando uma superfície plana (isto é, uma superfície bidimensional) for dita paralela a uma linha, cada ponto ao longo da linha é separado da porção mais próxima da superfície por uma distância substancialmente igual. Duas

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17/184 construções geométricas são descritas como sendo paralelas ou substancialmente paralelas entre si quando forem nominalmente paralelas entre si, tal como, por exemplo, quando forem paralelas entre si dentro de uma tolerância. Essas tolerâncias podem incluir, por exemplo, tolerâncias de fabricação, tolerâncias de medição ou similares.

[00096] O termo normal é usado no presente documento para descrever uma relação entre duas construções geométricas (por exemplo, duas linhas, dois planos, uma linha e um plano, ou similares) onde as duas construções geométricas se cruzam em um ângulo de aproximadamente 90 graus dentro de pelo menos um plano. Por exemplo, conforme o uso em questão, uma primeira linha é dita normal a um plano quando a linha e o plano se cruzarem em um ângulo de aproximadamente 90 graus dentro de um plano. Duas construções geométricas serão descritas no presente documento como sendo normais ou substancialmente normais entre si quando forem nominalmente normais entre si, tal como, por exemplo, quando forem normais entre si dentro de uma tolerância. Essas tolerâncias podem incluir, por exemplo, tolerâncias de fabricação, tolerâncias de medição ou similares

[00097] As Figuras 1 e 2 são ilustrações esquemáticas de um cartucho 1001 de acordo com uma modalidade, em uma primeira configuração e em uma segunda configuração, respectivamente, que inclui um módulo de isolamento 1100 e um módulo de reação 1200. O módulo de isolamento 1100 e o módulo de reação 1200 são acoplados entre si de tal modo que o módulo de isolamento 1100 e o módulo de reação 1200 possam ser colocados em comunicação fluídica entre si. Conforme descrito no presente documento, o módulo de isolamento 1100 e o módulo de reação 1200 podem ser acoplados juntos em uma maneira adequada. Em algumas modalidades, por exemplo, o módulo

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18/184 de isolamento 1100 e o módulo de reação 1200 podem ser construídos e acoplados separadamente para formar o cartucho 1001. Esta disposição entre o módulo de isolamento 1100 e o módulo de reação 1200 permite que várias configurações diferentes do módulo de isolamento 1100 sejam usadas com várias configurações diferentes do módulo de reação 1200. As configurações diferentes do módulo de isolamento 1100 e/ou do módulo de reação 1200 podem incluir diferentes reagentes e/ou diferentes estruturas dentro do módulo de isolamento 1100 e/ou do módulo de reação 1200.

[00098] O cartucho 1001 pode ser manipulado e/ou acionado por qualquer um dos instrumentos descritos no presente documento. Em algumas modalidades, o cartucho 1001 pode ser usado para realizar uma preparação de amostra, isolamento de ácido nucleico e/ou reações em cadeia da polimerase (PCRs) na amostra. Em tais modalidades, o módulo de isolamento 1110 pode isolar um ácido nucleico alvo da amostra contida no mesmo. O ácido nucleico isolado pode, então, ser amplificado (por exemplo, utilizando-se PCR) no módulo de reação 1200, conforme descrito mais abaixo. A disposição modular do cartucho 1001 permite que qualquer número de diferentes módulos de reação 1200 que contenham, por exemplo, diferentes reagentes e/ou que sejam configurados para amplificar um tipo diferente de amostra, seja usado com um módulo de isolamento 1100, e vice-versa.

[00099] O módulo de isolamento 1100 inclui um primeiro compartimento 1110 e um segundo compartimento 1160. Conforme descrito em maiores detalhes no presente documento, o segundo compartimento 1160 é acoplado ao primeiro compartimento 1110 de tal modo que o segundo compartimento 1160 possa ser colocado em comunicação fluídica com o primeiro compartimento 1110. Em algumas modalidades, o primeiro compartimento 1110 e o segundo compartimento 1160 são modularmente dispostos, de tal modo que

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19/184 configurações diferentes do primeiro compartimento 1110 e do segundo compartimento 1160 possam ser usadas entre si. As configurações diferentes do primeiro compartimento 1110 e do segundo compartimento 1160 podem incluir, por exemplo, diferentes produtos químicos, reagentes, amostras e/ou diferentes estruturas internas. [000100] O primeiro compartimento 1110 define uma primeira câmara 1114 e uma segunda câmara 1190. Pelo menos uma entre a primeira câmara 1114 e a segunda câmara 1190 pode conter uma amostra S. A amostra S pode ser qualquer amostra biológica, por exemplo, uma amostra biológica contendo um ou mais ácidos nucleicos alvo, tal como, por exemplo, urina, sangue, outros materiais contendo amostras de tecido ou similares. A amostra S pode ser introduzida na primeira câmara 1114 ou na segunda câmara 1190 através de qualquer mecanismo adequado, incluindo, por exemplo, pipetando-se ou injetando-se a amostra S na primeira câmara 1114 e/ou na segunda câmara 1190 através de uma abertura ou de um membro perfurável no primeiro compartimento 1110 (não mostrado). Embora a primeira câmara 1114 seja mostrada como estando em comunicação fluídica com a segunda câmara 1190, em outras modalidades, a primeira câmara 1114 pode ser seletivamente colocada em comunicação fluídica com a segunda câmara 1190. De outro modo, em algumas modalidades, o primeiro compartimento 1110 pode incluir qualquer mecanismo adequado, tal como uma válvula (não mostrada nas Figuras 1 e 2), que possa seletivamente colocar a primeira câmara 1114 em comunicação fluídica com a segunda câmara 1190. Ademais, em outras modalidades, o primeiro compartimento 1110 pode ter qualquer controle de fluxo adequado e/ou mecanismo de transferência (não mostrado nas Figuras 1 e 2) para facilitar a transferência e/ou o controle de transferência de uma substância entre a primeira câmara 1114 e a segunda câmara 1190, incluindo, por exemplo, válvulas, dispositivo de

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20/184 controle de fluxo capilar, bombas, ou similares. Ainda em outras modalidades, a primeira câmara 1114 pode ser fluidicamente isolada da segunda câmara 1190.

[000101] O segundo compartimento 1160 inclui uma parede lateral 1147 e um membro perfurável 1170. A parede lateral 1147 e o membro perfurável 1170 definem um primeiro volume 1163. O primeiro volume 1163 pode ser completa ou parcialmente preenchido com uma substância R1. A substância R1 pode ser qualquer substância biológica ou química tal como, por exemplo, um óleo mineral, um tampão de lavagem, um corante florescente, um reagente, ou similares. Conforme mostrado nas Figuras 1 e 2, a porção do segundo compartimento 1160 é disposta dentro do primeiro compartimento 1110 de tal modo que quando o membro perfurável 1170 for perfurado, quebrado, cortado e/ou rompido, o primeiro volume 1163 fique em comunicação fluídica com a primeira câmara 1114 conforme mostrado na Figura 2. Conforme declarado de modo similar, o módulo de isolamento 1110 pode ser movido a partir de uma primeira configuração (Figura 1) até uma segunda configuração (Figura 2) quando o membro perfurável 1170 for perfurado. Quando o primeiro volume 1163 estiver em comunicação fluídica com a primeira câmara 1114 conforme mostrado na Figura 2 (isto é, quando o módulo de isolamento estiver na segunda configuração), a substância R1 pode ser transferida a partir do primeiro volume 1163 na primeira câmara 1114. A substância R1 pode ser transferida a partir do primeiro volume 1163 na primeira câmara 1114 através de qualquer mecanismo adequado, por exemplo, através de forças gravitacionais, forças capilares ou algum outro mecanismo de atuação (não mostrado nas Figuras 1 e 2) agindo sobre o primeiro volume 1163.

[000102] O membro perfurável 1170 pode ser construído a partir de um material que seja substancialmente impermeável e/ou quimicamente

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21/184 inerte à substância R1. Desta maneira, a substância R1 pode ser armazenada dentro do primeiro volume 1163 durante um período de tempo estendido sem comprometer a capacidade de usar o segundo compartimento 1160 e qualquer aplicação desejada, tal como qualquer uma das modalidades descritas no presente documento. Ademais, em algumas modalidades, o membro perfurável 1170 pode ser construído a partir de um material tendo determinadas características de temperatura de tal modo que as propriedades desejadas e a integridade do membro perfurável 1170 sejam mantidas acima de uma determinada faixa de temperatura. Por exemplo, em algumas modalidades, pode ser desejável armazenar o segundo compartimento 1160 contendo a substância R1 em uma condição refrigerada, ou pode ser desejável fabricar o segundo compartimento 1160 laminando-se termicamente o membro perfurável 1170. Em tais modalidades, o membro perfurável 1170 pode ser selecionado de tal modo que a condição de refrigeração e/ou a condição de laminação térmica não degradem substancialmente as propriedades desejadas e a integridade do membro perfurável 1170 para a aplicação pretendida. Em algumas modalidades, o membro perfurável 1170 pode ser construído a partir de um filme de polímero, tal como qualquer forma de polipropileno. Em algumas modalidades, o membro perfurável 1170 pode ser construído a partir de polipropileno biaxialmente orientado (BOP).

[000103] Embora as Figuras 1 e 2 mostrem pelo menos uma porção do segundo compartimento 1160 estando disposta dentro do primeiro compartimento 1110, em outras modalidades, o primeiro compartimento 1110 e o segundo compartimento 1160 podem ser acoplados juntos tendo pelo menos uma porção do primeiro compartimento 1110 disposta dentro do segundo compartimento 1160, ou tendo o primeiro compartimento 1110 e o segundo compartimento 1160 acoplados juntos através de uma interface ou encaixe sem que seja disposta dentro

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22/184 destes. O segundo compartimento 1160 pode ser acoplado ao primeiro compartimento 1110 através de qualquer mecanismo adequado, tal como, por exemplo, por uma união adesiva; uma junta soldada; um encaixe por pressão (por exemplo, uma disposição na qual protuberâncias de encaixe dispostas no primeiro compartimento são recebidas e/ou retidas pelas aberturas correspondentes definidas pelo compartimento, ou vice-versa); um ajuste de interferência, no qual duas partes que fixadas por atrito após serem pressionadas juntas (por exemplo, tal como um Luer-Slip®); um acoplamento rosqueado, que inclui um acoplamento removível, como Luer-Lok®; ou uma conexão de flange. O acoplamento entre o primeiro compartimento 1110 e o segundo compartimento 1160 pode ser impermeável a fluidos, de tal modo que quando o membro perfurável 1170 for quebrado ou rompido conforme mostrado na Figura 2, a transferência de fluidos entre o primeiro volume 1163 e a primeira câmara 1114 não resulte em vazamentos e/ou em contaminação. O acoplamento impermeável a fluidos entre o primeiro compartimento 1110 e o segundo compartimento 1160 podem ser obtidos através do uso de um ajuste afunilado de componentes de encaixe, anéis em o, gaxetas ou similares.

[000104] O módulo de reação 1200 define uma câmara de reação 1262 e um segundo volume 1213. O segundo volume 1213 contém uma substância R2. A substância R2 pode ser qualquer substância biológica ou química, tal como um óleo mineral, um tampão de lavagem, um reagente, ou similares, que participe ou, de outro modo, suporte uma reação dentro da câmara de reação 1262 e/ou qualquer outra porção do cartucho 1001. O módulo de reação 1200 é acoplado ao módulo de isolamento 1100 de tal modo que a câmara de reação 1262 e o segundo volume 1213 possam ser colocados em comunicação fluídica com a segunda câmara 1190 do módulo de isolamento 1100. O módulo de reação 1200 pode ser acoplado ao módulo de isolamento 1100 através

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23/184 de qualquer mecanismo adequado, tal como, por exemplo, por uma união adesiva; uma junta soldada; um encaixe por pressão (por exemplo, uma disposição na qual as protuberâncias de encaixe no primeiro compartimento são recebidas dentro e/ou retidas pelas aberturas correspondentes definidas pelo segundo compartimento ou vice-versa); um ajuste de interferência, no qual duas partes são fixadas por atrito após serem pressionadas juntas (por exemplo, tal como um Luer-Slip®); um acoplamento rosqueado, que inclui um acoplamento removível, tal como Luer-Lok®; ou uma conexão de flange. O acoplamento entre o primeiro compartimento 1110 e o módulo de reação 1200 pode ser impermeável a fluidos de tal modo que a transferência de fluidos entre o módulo de isolamento 1100 e o módulo de reação 1200 não resulte em vazamentos e/ou contaminação. O acoplamento impermeável a fluidos entre o módulo de reação 1200 e o módulo de isolamento 1100 pode ser obtido utilizando-se um ajuste afunilado de componentes de encaixe, anéis em O, gaxetas ou similares. Em algumas modalidades, o acoplamento entre o módulo de isolamento 1100 e o módulo de reação 1200 é removível.

[000105] Esta disposição permite que substâncias sejam transferidas a partir da câmara de reação 1262 e/ou do segundo volume 1213 até a segunda câmara 1190, ou vice-versa. Por exemplo, em uso, amostras, reagentes, e/ou outros materiais de suporte, tal como uma ou mais entre a amostra S, a substância R1 ou a substância R2 podem ser transferidos para dentro ou fora da câmara de reação 1262 em conexão com a reação desejada. A transferência de fluidos entre a segunda câmara 1190, a câmara de reação 1262 e/ou o segundo volume 1213 pode ser efetuada através de forças gravitacionais, forças capilares, pressão hidráulica ou similares. Em algumas modalidades, a pressão hidráulica pode ser aplicada através de uma bomba de pistão, uma bomba defletora ou qualquer outro mecanismo adequado de

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24/184 transferência. Em algumas modalidades, tal mecanismo de transferência de fluidos pode ser externo ao cartucho 1001 ou interno ao cartucho 1001 (por exemplo, disposto pelo menos parcialmente dentro do módulo de isolamento 1100 e/ou do módulo de reação 1200). [000106] Em algumas modalidades, a substância R1 e a amostra S, ou uma porção destas, pode ser transferida a partir do primeiro volume 1163 e da primeira câmara 1114, através da segunda câmara 1190, e até a câmara de reação 1262 em conexão com um processo de transcrição reversa, criando um ácido desoxirribonucleico de filamento único complementar (cDNA) a partir de um modelo de ácido ribonucleico (RNA) utilizando-se uma enzima transcriptase reversa. Após o término do processo de transcrição reversa, a substância R2 pode ser transferida a partir do segundo volume 1213 através da segunda câmara 1190 até a câmara de reação 1262 para realizar um processo de PCR no cDNA recentemente sintetizado, ou no DNA presente na amostra S. Em tais modalidades, a substância R2 pode incluir um ou mais reagentes de PCR, incluindo Taq polimerase. Em algumas modalidades, a substância R1 e/ou a substância R2 pode incluir corantes de ligação ao DNA (por exemplo, ligante de sulco menor (MGB), MGB e fluóforo acoplado à terminação 5' de uma sonda de DNA, onde a sonda de DNA se hibridiza especificamente em uma sequência alvo), logo, o progresso do processo de PCR pode ser monitorado em tempo real detectando-se a fluorescência da molécula repórter fluorescente na câmara de reação 1262 utilizando-se qualquer um dos instrumentos e/ou métodos descritos no presente documento.

[000107] Em algumas modalidades, o cartucho 1001 (Figuras 1 e 2) é usado tanto para isolar como amplificar uma amostra de ácido nucleico. Por exemplo, o isolamento pode ocorrer na primeira câmara 1114 ou na segunda câmara 1190. A substância R1, em uma modalidade, inclui um reagente para isolamento de ácido nucleico. DNA, RNA e uma

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25/184 combinação destes podem ser isolados pelos cartuchos aqui proporcionados. Por exemplo, a substância R1, em uma modalidade, compreende microesferas magnéticas derivatizadas com um reagente para isolar DNA ou RNA.

[000108] Tanto os ácidos nucleicos individuais como ácidos nucleicos totais podem ser isolados nos cartuchos proporcionados no presente documento. Por exemplo, a substância R1 inclui, em uma modalidade, microesferas derivatizadas com uma sequência polyA, projetada para isolar o pool total de RNA mensageiro, presente em uma amostra. Em outra modalidade, a substância R1 inclui microesferas derivatizadas com sequências nucléicas específicas, projetadas para isolarem apenas uma porção do ácido nucleico na amostra.

[000109] Uma vez que o ácido nucleico for isolado, este pode ser amplificado. Em uma modalidade, a amplificação ocorre por PCR. Para os propósitos desta invenção, a referência a PCR em uma amostra de ácido nucleico inclui PCR de transcrição reversa (RT-PCR). De modo específico, quando a amostra de ácido nucleico for um ou mais RNAs alvo, ou uma população de RNAs (por exemplo, mRNA total), RT-PCR será realizados nos RNAs alvo. O master mix para PCR aqui proporcionado pode, portanto, incluir reagentes para transcrição reversa. A etapa de transcrição reversa pode ocorrer na mesma câmara ou módulo do PCR, ou em uma câmara ou módulo diferentes. Em uma modalidade, a transcrição reversa e o PCR são realizados na mesma câmara, proporcionando-se um master mix para RT-PCR. Um indivíduo com conhecimento comum na técnica saberá prontamente se RT-PCR ou PCR é necessário, com base na amostra de ácido nucleico que é originalmente isolada. Qualquer um dos cartuchos aqui proporcionados pode ser usado para isolar DNA e/ou RNA, e realizar RT-PCR e/ou PCR.

[000110] Por exemplo, em uma modalidade, se o RNA for isolado

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26/184 primeiramente, uma reação de transcriptase reversa é realizada na amostra isolada, por exemplo, na segunda câmara 1190 ou na câmara de reação 1262. Se o DNA for isolado, o mesmo pode ser amplificado por PCR, por exemplo, na câmara de reação 1262. De modo similar, se o RNA for primeiramente isolado da amostra S, o mesmo é submetido a uma reação de transcrição reversa, por exemplo, na câmara de reação 1262, e o produto desta reação é usado em uma reação de PCR a jusante, por exemplo, na câmara de reação 1262. Em algumas modalidades, múltiplos ácidos nucleicos alvo são amplificados no PCR, e a reação de PCR é monitorada em tempo real. A amplificação de múltiplos alvos é monitorada, em uma modalidade, empregando-se sondas de hibridização de DNA individuais, específicas para cada alvo, onde cada sonda inclui um fluóforo que emite luz em um comprimento de onda diferente, ou que pode ser excitado em um comprimento de onda exclusivo. A sonda de hibridização de DNA, em uma modalidade, é proporcionada no segundo volume 1213 como a substância R2 (ou uma porção da mesma).

[000111] A sonda usada para monitorar o PCR, em uma modalidade, é um oligonucleotídeo de DNA que se hibridiza especificamente em um alvo de DNA de interesse, e inclui um supressor não-fluorescente na terminação 3' e um fluóforo na terminação 5'. Adicionalmente, nesta modalidade, o oligonucleotídeo de DNA inclui um MGB na terminação 5', diretamente ligado ao oligonucleotídeo, ou ligado ao fluóforo (vide Lukhtanov et al. (2007). Nucleic Acids Research 35, p. e30). A sonda de oligonucleotídeo de DNA se fluoresce quando ligada a um alvo, porém, não enquanto estiver em solução. Portanto, mediante a síntese do produto no PCR, ocorrerá mais hibridização, e mais fluorescência é gerada. Portanto, a quantidade de fluorescência é proporcional à quantidade de alvo gerada.

[000112] O monitoramento em tempo real de uma reação de PCR não

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27/184 se limita aos cartuchos mostrados nas Figuras 1 e 2. Ao invés disso, qualquer um dos cartuchos proporcionados no presente documento pode empregar um PCR em tempo real, por exemplo, com as sondas de hibridização de DNA descritas anteriormente.

[000113] Em algumas modalidades, o cartucho 1001 pode ser manipulado por um dos instrumentos e/ou métodos aqui descritos para facilitar a ocorrência de um processo de PCR dentro da câmara de reação 1262. Em tais modalidades, o módulo de reação 1200 pode ser acoplado e/ou colocado em contato com um aparelho de transferência de calor para permitir que os conteúdos da câmara de reação 1262 sejam termicamente ciclados em conexão com o processo de PCR. Em tais modalidades, o módulo de reação 1200 pode ser operacionalmente acoplado a um aparelho óptico para permitir o monitoramento em tempo real do processo de PCR. Em outras modalidades, o módulo de reação 1200 e/ou o módulo de isolamento 1100 pode ser operacionalmente acoplado a outras fontes de energia, tal como energia óptica, energia ultra-sônica, energia magnética, energia hidráulica ou similares, para facilitar uma reação e/ou um processo de isolamento que ocorra no mesmo.

[000114] Embora as Figuras 1 e 2 mostrem a câmara de reação 1262 e o segundo volume 1213 estando em comunicação fluídica com a segunda câmara 1190, em outras modalidades, a comunicação fluídica entre a câmara de reação 1262, o segundo volume 1213 e/ou a segunda câmara 1190 do módulo de isolamento pode ser seletiva. De outro modo, em algumas modalidades, o módulo de reação 1200 e/ou o módulo de isolamento 1100 podem incluir um mecanismo, tal como uma válvula, ou uma membrana perfurável, que pode seletivamente colocar a segunda câmara 1190 em comunicação fluídica com o segundo volume 1213 e/ou a câmara de reação 1262. Embora o módulo de isolamento 1100 seja mostrado definindo um primeiro volume 1163 em

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28/184 algumas modalidades, o módulo de isolamento 1100 pode definir qualquer número de volumes e/ou pode conter qualquer número de diferentes substâncias. De modo similar, embora o módulo de reação 1200 seja mostrado definindo um segundo volume 1213, em algumas modalidades, o módulo de reação 1200 pode definir qualquer número de volumes e pode conter qualquer número de substâncias diferentes. [000115] A Figura 3 é uma ilustração esquemática de um cartucho 2001 de acordo com uma modalidade que inclui um primeiro módulo 2110, um segundo módulo 2160 e um terceiro módulo 2200. O primeiro módulo 2110 define uma primeira câmara 2114 e uma segunda câmara 2190. A primeira câmara 2114 e/ou a segunda câmara 2190 podem conter qualquer amostra biológica contendo um ácido nucleico alvo, tal como, por exemplo, urina, sangue, outros materiais contendo amostras de tecido ou similares. Embora a primeira câmara 2114 seja mostrada como estando em comunicação fluídica com a segunda câmara 2190, em outras modalidades, a primeira câmara 2114 pode ser seletivamente colocada em comunicação fluídica com a segunda câmara 2190. De outro modo, em algumas modalidades, o primeiro módulo 2110 pode incluir qualquer mecanismo adequado, tal como uma válvula (não mostrada na Figura 3), que pode seletivamente colocar a primeira câmara 2114 em comunicação fluídica com a segunda câmara 2190. Ademais, em outras modalidades, o primeiro módulo 2110 pode ter qualquer controle de fluxo adequado e/ou mecanismo de transferência (não mostrado na Figura 3) para facilitar a transferência e/ou o controle da transferência de uma substância entre a primeira câmara 2114 e a segunda câmara 2190, incluindo, por exemplo, válvulas, um dispositivo de controle de fluxo capilar, bombas, ou similares.

[000116] O segundo módulo 2160 define um primeiro volume 2163 que pode completa ou parcialmente conter qualquer substância biológica ou química. A substância pode, por exemplo, ser um óleo

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29/184 mineral, um tampão de lavagem, um reagente, ou similares, que possa participar e/ou de outro modo suportar uma reação dentro da primeira câmara 2114 e/ou qualquer outra porção do cartucho 2001. Em uma modalidade, a reação na primeira câmara 2114 é uma reação de isolamento, por exemplo, um isolamento de ácido nucleico ou peptídeo. O segundo módulo 2160 pode ser acoplado ao primeiro módulo 2110 em qualquer maneira adequada conforme descrito no presente documento. Em algumas modalidades, por exemplo, o primeiro módulo 2110 e o segundo módulo 2160 podem ser construídos separadamente e acoplados entre si de tal modo que o primeiro módulo 2110 e o segundo módulo 2160 sejam modularmente dispostos. Em tal disposição modular, várias configurações diferentes do primeiro módulo 2110 e do segundo módulo 2160 podem ser usadas. As configurações diferentes do primeiro módulo 2110 e/ou do segundo módulo 2160 podem incluir diferentes reagentes e/ou diferentes estruturas dentro do primeiro módulo 2110 e/ou do segundo módulo 2160. Conforme mostrado na Figura 3, uma porção do segundo módulo 2160 é disposta dentro da primeira câmara 2114 do primeiro módulo 2110 de tal modo que o primeiro volume 2163 possa ser colocado em comunicação fluídica com a primeira câmara 2114. Em outras modalidades, o primeiro volume 2163 pode ser seletivamente colocado em comunicação fluídica com a primeira câmara 2114. Em algumas modalidades, por exemplo, o primeiro módulo 2110 e/ou o segundo módulo 2160 podem incluir qualquer mecanismo adequado, tal como uma válvula e/ou qualquer controle de fluido adequado e/ou mecanismo de transferência conforme descrito no presente documento, que possa seletivamente colocar o primeiro volume 2163 em comunicação fluídica com a primeira câmara 2114 quando o segundo módulo 2160 for acoplado ao primeiro módulo 2110. Em algumas modalidades, as substâncias e/ou as amostras podem ser transferidas entre o primeiro volume 2163 e a primeira

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30/184 câmara 2114 utilizando-se qualquer mecanismo de transferência de fluidos adequado conforme descrito no presente documento. Por exemplo, em uso, uma amostra, amostra isolada (por exemplo, DNA isolado, RNA isolado, peptídeos isolados, proteínas isoladas), um reagente (por exemplo, um reagente de isolamento), e/ou outras substâncias de suporte podem ser transferidos para dentro e/ou para fora da primeira câmara 2114 em conexão com uma reação desejada. Ainda em outras modalidades, o primeiro volume 2163 pode ser fluidicamente isolado da primeira câmara 2114, por exemplo, através de uma válvula, membro perfurável, ou um mecanismo de transferência seletiva conforme descrito no presente documento (não mostrado na Figura 3).

[000117] O terceiro módulo 2200 define uma câmara de reação 2262 e um segundo volume 2213. A câmara de reação 2262 e/ou o segundo volume 2213 podem conter completa ou parcialmente uma ou mais substâncias biológicas ou químicas, tal como um óleo mineral, um tampão de lavagem, um ou mais reagentes de PCR, um reagente, ou similares, que participem ou, de outro modo, suportem uma reação dentro da câmara de reação 2262 e/ou qualquer outra porção do cartucho 2001. O terceiro módulo 2200 pode ser acoplado ao primeiro módulo 2110 em qualquer maneira adequada conforme descrito no presente documento. Em algumas modalidades, o primeiro módulo 2110 é um módulo de isolamento 2110, por exemplo, para isolar um ou mais ácidos nucleicos alvo a partir de uma amostra biológica. Em algumas modalidades, o primeiro módulo 2110 é usado para isolamento de RNA e síntese de cDNA de primeira fita. Nesta modalidade, o primeiro volume 2163 inclui um reagente de isolamento e reagentes para uma reação de transcrição reversa (RT). Em algumas modalidades, por exemplo, o primeiro módulo 2110 e o terceiro módulo 2200 podem ser separadamente construídos e acoplados entre si de tal

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31/184 modo que o primeiro módulo 2110 e o terceiro módulo 2200 sejam modularmente dispostos. Em tal disposição modular, podem-se usar configurações diferentes do primeiro módulo 2110 e do terceiro módulo 2200. As configurações diferentes do primeiro módulo 2110 e/ou do terceiro módulo 2200 podem incluir diferentes reagentes e/ou diferentes estruturas dentro do primeiro módulo 2110 e/ou do terceiro módulo 2200. Conforme mostrado na Figura 3, uma porção do terceiro módulo 2200 é disposta dentro da segunda câmara 2190 do primeiro módulo 2110 de tal modo que a câmara de reação 2262 e o segundo volume 2213 fiquem em comunicação fluídica com a segunda câmara 2190. Em outras modalidades, a câmara de reação 2262 e/ou o segundo volume 2213 podem ser seletivamente colocados em comunicação fluídica com a segunda câmara 2190. De outro modo, em algumas modalidades, o primeiro módulo 2110 e/ou o terceiro módulo 2200 podem incluir qualquer mecanismo adequado, tal como uma válvula e/ou qualquer controle de fluido adequado e/ou mecanismo de transferência conforme descrito no presente documento, que possa colocar a câmara de reação 2262 e/ou o segundo volume 2213 em comunicação fluídica seletiva com a segunda câmara 2190. Em algumas modalidades, as substâncias e/ou as amostras podem ser transferidas entre a segunda câmara 2190, e a câmara de reação 2262 e/ou o segundo volume 2213 utilizando-se qualquer mecanismo de transferência de fluidos adequado conforme descrito no presente documento. Por exemplo, em uso, as amostras, reagentes, e/ou outros materiais de suporte podem ser transferidos para dentro ou para fora da câmara de reação 2262 em conexão com uma reação desejada. Ainda em outras modalidades, a câmara de reação 2262 e/ou o segundo volume 2213 podem ser fluidicamente isolados da segunda câmara 2190, por exemplo, através de um membro perfurável ou de um mecanismo de transferência seletiva conforme descrito no presente documento (não mostrado).

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[000118] Em algumas modalidades, o cartucho 2001 pode ser usado para realizar preparação de amostra, isolamento de ácido nucleico e/ou reações em cadeia da polimerase (PCRs) na amostra. Em tais modalidades, um ácido nucleico alvo pode ser isolado da amostra dentro do primeiro módulo 2110. O ácido nucleico isolado pode ser RNA, DNA, ou uma combinação destes. Conforme descrito anteriormente, se o RNA for isolado, antes do PCR, realiza-se uma reação de transcrição reversa no cartucho 2001, por exemplo, na primeira câmara 2114 ou na segunda câmara 2190. O ácido nucleico isolado (ou cDNA recentemente sintetizado se o RNA foi isolado) pode ser então amplificado (por exemplo, utilizando-se PCR) no terceiro módulo 2200, conforme descrito no presente documento, por exemplo, um PCR em tempo real com uma sonda de oligonucleotídeo de DNA compreendendo um fluóforo e MGB na terminação 5' e um supressor não-fluorescente na terminação 3'. A disposição modular do cartucho 2001 permite que qualquer número de diferentes terceiros módulos 2200 contendo, por exemplo, diferentes reagentes e/ou configurados para amplificar um tipo diferente de amostra, seja usada com o primeiro módulo 2110, ou vice-versa. Em algumas modalidades, o cartucho 2001 pode ser manipulado através de qualquer um dos instrumentos e/ou métodos aqui descritos para facilitar a ocorrência de um processo de PCR dentro da câmara de reação 2262. Em tais modalidades, o terceiro módulo 2200 pode ser acoplado e/ou colocado em contato com um aparelho de transferência de calor para permitir que os conteúdos da câmara de reação 2262 sejam termicamente ciclados em conexão com o processo de PCR. Em tais modalidades, o terceiro módulo 2200 pode ser operacionalmente acoplado a um aparelho óptico para monitorar o processo de PCR. Em outras modalidades, o terceiro módulo 2200 e/ou o primeiro módulo 2110 podem ser operacionalmente acoplados a outras fontes de energia, tal como uma fonte de energia óptica, energia

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33/184 ultra-sônica, energia magnética, energia hidráulica ou similares, para facilitar uma reação e/ou um processo de isolamento que ocorre no mesmo.

[000119] Embora a Figura 3 mostre o cartucho integrado 2001 definindo um primeiro volume 2163 e um segundo volume 2213, em algumas modalidades, o cartucho integrado 2001 pode definir qualquer número de primeiros volumes 2163 e/ou segundos volumes 2213 para conter qualquer número de diferentes substâncias e/ou realizar funcionalidades adicionais. Por exemplo, os primeiros volumes 2163 e/ou os segundos volumes 2213 podem conter tampões de lavagem separados, tampões de eluição, reagentes para uma transcrição reversa reação, reagentes de PCR, tampão de lise.

[000120] Conforme descrito anteriormente, em algumas modalidades, qualquer um dos cartuchos aqui descritos pode incluir um ou mais mecanismos de transferência configurados para transferir uma amostra entre várias câmaras definidas dentro do cartucho. Por exemplo, a Figura 4 é uma ilustração esquemática de um cartucho 3001 de acordo com uma modalidade que inclui um primeiro módulo 3110, um segundo módulo 3160 e um terceiro módulo 3200. O primeiro módulo 3110 define uma primeira câmara 3114 e uma segunda câmara 3190. Em algumas modalidades, o primeiro módulo 3110 serve como um módulo de isolamento, por exemplo, para isolar um ou mais ácidos nucleicos alvo, uma população de ácidos nucleicos (por exemplo, RNA total, DNA total, mRNA), ou peptídeos alvo ou proteínas provenientes de uma amostra biológica. A primeira câmara 3114 e/ou a segunda câmara 3190 podem conter qualquer amostra biológica, por exemplo, uma amostra biológica contendo um ácido nucleico alvo, tal como, por exemplo, urina, sangue, outros materiais contendo amostras de tecido ou similares. Um primeiro mecanismo de transferência 3140 é disposto entre a primeira câmara 3114 e a segunda câmara 3190.

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[000121] Em algumas modalidades, o primeiro mecanismo de transferência 3140 pode ser um mecanismo de transferência seletivo para transferir seletivamente amostras e/ou substâncias entre a primeira câmara 3114 e a segunda câmara 3190. Em tais modalidades, por exemplo, o primeiro mecanismo de transferência 3140 pode transferir amostras e/ou substâncias com propriedades particulares entre a primeira câmara 3114 e a segunda câmara 3190, enquanto limita e/ou evita a transferência de amostras e/ou substâncias tendo propriedades diferentes entre a primeira câmara 3114 e/ou a segunda câmara 3190. Em algumas modalidades, o primeiro mecanismo de transferência 3140 pode ser um aparelho que usa componentes magnéticos para transferir amostras e/ou substâncias com base nas propriedades magnéticas das amostras e/ou das substâncias. Em outras modalidades, o primeiro mecanismo de transferência 3140 pode transferir amostras e/ou substâncias com base na carga superficial elétrica das amostras e/ou das substâncias, tal como, por exemplo, através do uso de eletroforese. Ainda em outras modalidades, o primeiro mecanismo de transferência 3140 pode transferir amostras e/ou substâncias com base nos tamanhos das moléculas ou íons dentro das amostras e/ou das substâncias. Em tais modalidades, o primeiro mecanismo de transferência 3140 pode incluir um mecanismo de osmose reversa que serve para transferir seletivamente amostras e/ou substâncias. De outro modo, em algumas modalidades, o primeiro mecanismo de transferência 3140 pode depender de e/ou produzir uma força, incluindo, por exemplo, uma força magnética, uma forma eletrostática, uma pressão, ou similares, para agir sobre as amostras alvo e/ou substâncias e/ou as moléculas e/ou íons. O primeiro mecanismo de transferência 3140 também pode incluir quaisquer estruturas adequadas e/ou podem combinar múltiplos mecanismos de transferência seletiva (por exemplo, para conferir movimentos físicos

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35/184 adicionais e/ou proporcionar uma seletividade adicional). Em algumas modalidades, o primeiro mecanismo de transferência 3140 pode transferir seletivamente determinadas moléculas ou íons entre a primeira câmara 3114 e a segunda câmara 3190, enquanto mantém um isolamento fluídico substancial entre a primeira câmara 3114 e a segunda câmara 3190. Em algumas modalidades, o primeiro mecanismo de transferência 3140 pode ser uma válvula magnética conforme descrito na Patente U.S. No. 7.727.473, intitulada CASSETTE FOR SAMPLE PREPARATION, depositada em 17 de outubro de 2006, aqui incorporada em sua totalidade a título de referência. Ainda em outras modalidades, o primeiro mecanismo de transferência 3140 pode transferir de modo não-seletivo as substâncias e/ou amostras entre a primeira câmara 3114 e a segunda câmara 3190. [000122] O segundo módulo 3160 define um primeiro volume 3163 que pode conter completa ou parcialmente qualquer substância biológica ou química tal como, por exemplo, um óleo mineral, um reagente de isolamento de ácido nucleico, um reagente de transcrição reversa, um tampão de eluição, um tampão de lise, um tampão de lavagem, um reagente, ou similares, que possa participar e/ou de outro modo suportar a reação dentro da primeira câmara 3114 e/ou qualquer outra porção do cartucho 3001. O segundo módulo 3160 pode ser acoplado ao primeiro módulo 3110 em qualquer maneira adequada conforme descrito no presente documento. Em algumas modalidades, por exemplo, o primeiro módulo 3110 e o segundo módulo 3160 podem ser construídos separadamente e acoplados entre si de tal modo que o primeiro módulo 3110 e o segundo módulo 3160 sejam modularmente dispostos. Em tal disposição modular, podem-se usar configurações diferentes do primeiro módulo 3110 e o segundo módulo 3160. As configurações diferentes do primeiro módulo 3110 e/ou do segundo módulo 3160 podem incluir diferentes reagentes e/ou diferentes

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36/184 estruturas dentro dos módulos. Conforme mostrado na Figura 4, a porção do segundo módulo 3160 é disposta dentro da primeira câmara 3114 do primeiro módulo 3110 de tal modo que o primeiro volume 3163 fique em comunicação fluídica com a primeira câmara 3114. Em outras modalidades, o primeiro volume 3163 pode ser seletivamente colocado em comunicação fluídica com a primeira câmara 3114. De outro modo, em algumas modalidades, o primeiro módulo 3110 e/ou o segundo módulo 3160 pode incluir qualquer mecanismo adequado, tal como uma válvula e/ou qualquer controle de fluido adequado e/ou mecanismo de transferência conforme descrito no presente documento, que possa seletivamente colocar o primeiro volume 3163 em comunicação fluídica com a primeira câmara 3114. Em algumas modalidades, as substâncias e/ou as amostras podem ser transferidas utilizando-se qualquer mecanismo de transferência de fluidos adequado conforme descrito no presente documento entre o primeiro volume 3163 e a primeira câmara 3114. Por exemplo, em uso, as amostras, os reagentes, e/ou outros materiais de suporte podem ser transferidos para dentro ou fora da primeira câmara 3114 em conexão com uma reação desejada. Ainda em outras modalidades, o primeiro volume 3163 pode ser fluidicamente isolado da primeira câmara 3114, por exemplo, através de um membro perfurável ou de um mecanismo de transferência seletiva conforme descrito no presente documento (não mostrado não mostrado).

[000123] O terceiro módulo 3200 define uma câmara de reação 3262. A câmara de reação 3262 pode conter completa ou parcialmente qualquer substância biológica ou química, tal como um óleo mineral, um reagente de transcrição reversa, um tampão de eluição, um tampão de lise, um reagente de PCR (por exemplo, Taq polimerase, iniciadores, sonda de oligonucleotídeo de DNA para monitorar a reação, Mg2+), um tampão de lavagem, um reagente, ou similares, que participem ou, de outro modo, suportem a reação dentro da câmara de reação 3262 e/ou

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37/184 qualquer outra porção do cartucho 3001. O terceiro módulo 3200 pode ser acoplado ao primeiro módulo 3110 em qualquer maneira adequada conforme descrito no presente documento. Em algumas modalidades, por exemplo, o primeiro módulo 3110 e o terceiro módulo 3200 podem ser construídos separadamente e acoplados juntos de tal modo que o primeiro módulo 3110 e o terceiro módulo 3200 sejam modularmente dispostos. Nesta disposição modular, podem-se usar configurações diferentes do primeiro módulo 3110 e do terceiro módulo 3200. As configurações diferentes do primeiro módulo 3110 e/ou do terceiro módulo 3200 podem incluir diferentes reagentes e/ou diferentes estruturas dentro dos módulos. Conforme mostrado na Figura 4, uma porção do terceiro módulo 3200 é disposta dentro da segunda câmara 3190 do primeiro módulo 3110 de tal modo que a câmara de reação 3262 possa estar em comunicação fluídica com a segunda câmara 3190 submetida ao controle do segundo mecanismo de transferência 3240. [000124] O segundo mecanismo de transferência 3240 pode transferir a substância e/ou o reagente a partir da segunda câmara 3190 até a câmara de reação 3262 ou vice-versa. Em algumas modalidades, por exemplo, o segundo mecanismo de transferência pode transferir um volume predeterminado da substância e/ou do reagente entre a segunda câmara 3190 e a câmara de reação 3262. Conforme declarado de modo similar, em algumas modalidades, o segundo mecanismo de transferência 3240 pode transferir a substância e/ou o reagente entre a segunda câmara 3190 e a câmara de reação 3262 em uma taxa de fluxo volumétrico predeterminada. Em algumas modalidades, por exemplo, o segundo mecanismo de transferência 3240 pode ser uma bomba configurada para aplicar uma pressão positiva ou vácuo sobre a segunda câmara 3190 e/ou a câmara de reação 3262. Em tais modalidades, o segundo mecanismo de transferência 3240 pode ser uma bomba acionada por um êmbolo utilizando-se qualquer um dos

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38/184 instrumentos e/ou métodos descritos no presente documento. Em algumas modalidades, o segundo mecanismo de transferência 3240 pode ter um membro perfurável conforme descrito no presente documento, de tal modo que o segundo mecanismo de transferência 3240 possa perfurar, quebrar, rasgar e/ou romper o membro perfurável para transferir a substância e/ou a amostra contida na câmara de reação 3262 na segunda câmara 3190 ou vice-versa. Em outras modalidades, por exemplo, o segundo mecanismo de transferência 3240 pode ser um dispositivo de controle de fluxo capilar. Ainda em outras modalidades, o segundo mecanismo de transferência 3240 pode ser outro mecanismo de transferência seletivo ou não-seletivo conforme descrito no presente documento.

[000125] Em algumas modalidades, o cartucho 3001 pode ser usado para realizar uma preparação de amostra, um isolamento de ácido nucleico, uma transcrição reversa (se RNA for isolado primeiramente), e/ou reações em cadeia da polimerase (PCRs) na amostra. Em tais modalidades, um ácido nucleico alvo pode ser isolado da amostra dentro do primeiro módulo 3110. O ácido nucleico isolado pode, então, ser amplificado (por exemplo, utilizando-se PCR) no terceiro módulo 3200, conforme descrito mais adiante. Conforme descrito no presente documento, os PCRs em múltiplos alvos podem ser monitorados em tempo real com um cartucho da invenção, por exemplo, o cartucho 3001. Em uma modalidade, a amplificação de múltiplos alvos ocorre com as sondas de oligonucleotídeo de DNA descritas por Lukhtanov et al. (Nucleic Acids Research 35, p. e30, 2007). A disposição modular do cartucho 3001 permite que qualquer número de diferentes terceiros módulos 3200 contendo, por exemplo, diferentes reagentes e/ou configurados para amplificarem um tipo diferente de amostra, seja usado com um primeiro módulo 3110, e vice-versa. Em algumas modalidades, o cartucho 3001 pode ser manipulado por qualquer um

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39/184 dos instrumentos e/ou métodos descritos no presente documento para facilitar a ocorrência de um processo de PCR dentro da câmara de reação 3262. Em tais modalidades, o terceiro módulo 3200 pode ser acoplado e/ou colocado em contato com um aparelho de transferência de calor para permitir que os conteúdos da câmara de reação 3262 sejam termicamente ciclados em conexão com o processo de PCR. Em tais modalidades, o terceiro módulo 3200 pode ser operacionalmente acoplado a um aparelho óptico para monitorar o processo de PCR. Em outras modalidades, o terceiro módulo 3200 e/ou o primeiro módulo 3110 podem ser operacionalmente acoplados a outras fontes de energia, tal como energia óptica, energia ultra-sônica, energia magnética, energia hidráulica ou similares, para facilitar uma reação e/ou um processo de isolamento que ocorre no mesmo.

[000126] Embora em uma modalidade, o cartucho 3001 mostrado e descrito em relação à Figura 4 inclua um primeiro módulo, um segundo módulo e um terceiro módulo, em outras modalidades, um cartucho pode incluir dois módulos acoplados entre si. Por exemplo, a Figura 5 é uma ilustração esquemática de uma porção de um cartucho 4001 de acordo com uma modalidade que inclui um primeiro módulo 4200 e um segundo módulo 4160. A porção do cartucho 4001 pode ser acoplada a um módulo de isolamento 4110, conforme mostrado na Figura 5. O primeiro módulo 4200 inclui um frasco de reação 4260, um substrato 4220, e um primeiro mecanismo de transferência 4140. O frasco de reação 4260 define uma câmara de reação 4262 que pode conter completa ou parcialmente qualquer amostra e/ou substância biológica ou química contendo um ácido nucleico alvo, tal como, por exemplo, urina, sangue, outros materiais contendo amostras de tecido, ou similares, e/ou óleo mineral, tampão de lavagem, tampão de lise, reagente de transcrição reversa, reagente de PCR, um reagente, ou similares, que participem ou, de outro modo, suportem uma reação

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40/184 dentro da câmara de reação 4262 e/ou qualquer outra porção do cartucho 4001.

[000127] O frasco de reação 4260 pode ser qualquer recipiente adequado que sirva para conter uma amostra, por exemplo, uma amostra de ácido nucleico, isolada ou de outra forma, em uma maneira que permita que uma reação associada à amostra ocorra. Em algumas modalidades, o frasco de reação 4260 pode ter uma parede delgada configurada para que seja recebida dentro e/ou disposta contra um elemento de aquecimento e/ou um bloco (vide, por exemplo, o bloco 1710 descrito abaixo). O frasco de reação 4260 pode ser construído a partir de quaisquer materiais adequados com determinadas propriedades compatíveis com uma reação e/ou processo desejado. Em algumas modalidades, o frasco de reação 4260 pode ser substancialmente construído a partir de um material termicamente condutor para permitir uma ciclagem térmica das substâncias e/ou amostras dentro do frasco de reação 4260. Em algumas modalidades, o frasco de reação 4260 pode ser substancialmente construído a partir de um material mecanicamente robusto de tal modo que a parede lateral do frasco de reação 4260 retenha substancialmente seu formato e/ou tamanho quando uma pressão positiva ou vácuo atuar sobre o volume dentro do frasco de reação 4260. Em algumas modalidades, o frasco de reação 4260 pode ser substancialmente construído a partir de um material quimicamente inerte à reação dentro do frasco de reação 4260 de tal modo que o material que forma o frasco de reação 4260 não contamine ou, de outro modo, afete a reação dentro do frasco de reação 4260.

[000128] O frasco de reação 4260 também pode ser qualquer recipiente adequado que sirva para conter a amostra de modo que permita o monitoramento de tal reação (por exemplo, a detecção de um analito dentro da amostra que resulta ou está associado à reação). Em

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41/184 algumas modalidades, por exemplo, o frasco de reação 4260 pode ser um frasco de PCR, um tubo de teste, um tubo de microcentrífuga, ou similares. Ademais, em algumas modalidades, pelo menos uma porção do frasco de reação 4260 pode ser substancialmente transparente para permitir um monitoramento óptico de uma reação que ocorre no mesmo. [000129] Em algumas modalidades, o frasco de reação 4260 pode ser integralmente construído pelo substrato 4220. Em outras modalidades, o frasco de reação 4260 pode ser acoplado ao substrato 4220 através de qualquer mecanismo adequado conforme descrito no presente documento.

[000130] O substrato 4220 define pelo menos uma porção de uma primeira trajetória de fluxo 4221 e uma segunda trajetória de fluxo 4222. A primeira trajetória de fluxo 4221 é configurada para que fique em comunicação fluídica com a câmara de reação 4262 e uma câmara de isolamento 4114 de um módulo de isolamento 4110. O primeiro mecanismo de transferência 4140 é configurado para transferir uma amostra S (ou porção desta), a partir da câmara de isolamento 4114 até a câmara de reação 4262 (conforme mostrado pela seta AA) quando o primeiro mecanismo de transferência 4140 for acionado. O substrato 4220 pode definir a porção da primeira trajetória de fluxo 4221 e da segunda trajetória de fluxo 4222 utilizando-se qualquer estrutura adequada, material e/ou processo de fabricação. Em algumas modalidades, o substrato 4220 pode ser uma camada única. Em outras modalidades, o substrato 4220 pode ser construído a partir de múltiplas camadas separadas de material fabricadas e acopladas juntas para definir a estrutura e as trajetórias de fluxo. Em algumas modalidades, o substrato 4220 pode ser construído utilizando-se processos, incluindo, por exemplo, gravação química, moagem mecânica e/ou iônica, gofragem, laminação, e/ou união por silício. Em algumas modalidades, pelo menos uma porção do substrato 4220 pode ser configurada,

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42/184 disposta e/ou estar em contato com um elemento de aquecimento de tal modo que em uso, a porção do substrato que define a primeira trajetória de fluxo e/ou a segunda trajetória de fluxo possa ser aquecida. Por exemplo, em algumas modalidades, o substrato 4220 pode ser disposto dentro de qualquer um dos instrumentos aqui descritos, e pode aquecer a primeira trajetória de fluxo 4221 e uma segunda trajetória de fluxo 4222 de tal modo que a substância contida no mesmo (por exemplo, a porção de uma amostra sendo transferida entre a câmara de isolamento 4114 e a câmara de reação 4262) possa ser aquecida até e/ou mantida em uma temperatura aproximadamente maior que 50 °C. Conforme descrito em maiores detalhes no presente documento, esta disposição facilita uma transferência de início quente de substâncias e/ou reagentes associados a um processo de PCR.

[000131] O primeiro mecanismo de transferência 4140 é pelo menos parcialmente contido dentro do primeiro módulo 4200 e configurado para facilitar a transferência da amostra S, a partir da câmara de isolamento 4114 até a câmara de reação. Em algumas modalidades, o primeiro mecanismo de transferência 4140 pode facilitar a transferência da amostra S, enquanto mantém um isolamento fluídico entre a primeira trajetória de fluxo 4221 e as regiões fora do primeiro módulo 4200. Por exemplo, em algumas modalidades, o primeiro mecanismo de transferência 4140 pode ser qualquer mecanismo que produza uma força e/ou facilite a transferência da amostra S sem a adição de uma substância a partir de uma região fora do primeiro módulo 4200 (por exemplo, sem a adição de um gás comprimido, ou similares). Esta disposição reduz a contaminação potencial, aperfeiçoa a automação do processo e/ou de outro modo aperfeiçoa a velocidade e/ou a precisão da transferência da amostra S. Por exemplo, a transferência da amostra S pode ser programada para proceder em etapas de tempo diferentes, em que cada etapa de tempo transfere diferentes quantidades da

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43/184 amostra S. O aperfeiçoamento da precisão da transferência da amostra S também pode aperfeiçoar a qualidade da análise de PCR. O primeiro mecanismo de transferência pode ser qualquer mecanismo adequado conforme descrito no presente documento. Por exemplo, em algumas modalidades, o primeiro mecanismo de transferência 4140 pode ser um mecanismo de transferência seletivo para transferir seletivamente a amostra S entre a câmara de isolamento 4114 e a câmara de reação 4262. Em algumas modalidades, o primeiro mecanismo de transferência 4140 pode aplicar forças magnéticas, eletrostáticas e/ou de pressão para efetuar a transferência da amostra S.

[000132] O primeiro módulo 4200 pode ser acoplado ao módulo de isolamento 4110 em qualquer maneira adequada conforme descrito no presente documento para permitir uma comunicação fluídica entre o primeiro módulo 4200 e o módulo de isolamento 4110. Em algumas modalidades, por exemplo, o primeiro módulo 4200 e o módulo de isolamento 4110 podem ser separadamente construídos e acoplados juntos de tal modo que o primeiro módulo 4200 e o módulo de isolamento 4110 sejam modularmente dispostos. Em tal disposição modular, podem-se usar configurações diferentes do primeiro módulo 4200 e do módulo de isolamento 4110. As configurações diferentes do primeiro módulo 4200 e/ou do módulo de isolamento 4110 podem incluir diferentes reagentes e/ou diferentes estruturas dentro dos módulos.

[000133] O segundo módulo 4160 inclui um segundo mecanismo de transferência 4240 e define um volume 4163 configurado para conter a substância R1. Conforme o uso em questão, a substância R1 e a substância R2 podem se referir a um ou mais reagentes. A substância R1 pode ser qualquer substância biológica ou química tal como, por exemplo, um óleo mineral, um tampão de lavagem, um corante florescente, um tampão de lise, um tampão de lavagem, um tampão de eluição, um reagente de transcrição reversa, um reagente de PCR (por

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44/184 exemplo, um ou mais entre uma Taq polimerase, iniciadores, sondas de hibridização de DNA, tais como as sondas descritas por Lukhtanov et al. (2007). Nucleic Acids Research 35, p. e30), um reagente ou similares. Embora a Figura 5 mostre o segundo módulo 4160 incluindo um volume 4163, em outras modalidades, o segundo módulo 4160 pode incluir qualquer número de volumes 4163 e/ou recipientes dentro dos quais várias substâncias (incluindo a substância R1 e/ou diferentes substâncias) podem ser armazenadas. O segundo módulo 4160 é configurado para que seja acoplado ao primeiro módulo 4200 de tal modo que o volume 4163 possa ser seletivamente colocado em comunicação fluídica com a câmara de reação 4262 através da segunda trajetória de fluxo 4222. O segundo mecanismo de transferência 4240 é configurado para transferir pelo menos uma porção da substância R1 a partir do volume 4163 até a câmara de reação 4262 (conforme mostrado pela seta BB) quando o segundo mecanismo de transferência 4240 for acionado.

[000134] O segundo mecanismo de transferência 4240 pode transferir a substância R1 a partir do segundo volume 4163 até a câmara de reação 4262 ou vice-versa. Em algumas modalidades, por exemplo, o segundo mecanismo de transferência pode transferir um volume predeterminado da substância R1 entre o segundo volume 4163 e a câmara de reação 4262. Em algumas modalidades, por exemplo, o segundo mecanismo de transferência pode transferir a substância R1 em uma taxa de fluxo volumétrico predeterminada entre o segundo volume 4163 e a câmara de reação 4262. Em algumas modalidades, por exemplo, o segundo mecanismo de transferência 4240 pode ser uma bomba configurada para aplicar uma pressão positiva ou um vácuo sobre o segundo volume 4163 e/ou a câmara de reação 4262. Em tais modalidades, o segundo mecanismo de transferência 4240 pode ser uma bomba acionada por um êmbolo utilizando-se qualquer um dos

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45/184 instrumentos e/ou métodos descritos no presente documento. Em algumas modalidades, o segundo mecanismo de transferência 4240 pode ter um membro perfurável conforme descrito no presente documento, de tal modo que enquanto estiver em uso, o segundo mecanismo de transferência 4240 pode perfurar, quebrar, rasgar e/ou romper o membro perfurável e transferir a substância e/ou a amostra contida na câmara de reação 4262 no segundo volume 4163 ou viceversa. Em algumas outras modalidades, por exemplo, o segundo mecanismo de transferência 4240 pode ser um dispositivo de controle de fluxo capilar. Ainda em outras modalidades, o segundo mecanismo de transferência 4240 pode ser qualquer outro mecanismo de transferência conforme descrito no presente documento.

[000135] Em algumas modalidades, o cartucho 4001 pode ser usado para realizar uma preparação de amostra, um isolamento de ácido nucleico e/ou reações em cadeia da polimerase (PCRs) na amostra, ou uma porção isolada da mesma (por exemplo, uma amostra de ácido nucleico isolada). Em tais modalidades, o módulo de isolamento 4110 pode isolar um ácido nucleico alvo a partir da amostra contida no mesmo. O ácido nucleico isolado pode, então, ser amplificado (por exemplo, utilizando-se PCR) na câmara de reação 4262, conforme descrito mais adiante. Alternativa ou adicionalmente, se o RNA for isolado, uma reação de transcrição reversa pode ser realizada na câmara de reação 4262. Em outra modalidade, se o RNA for isolado, uma reação de PCR de transcrição reversa integrada é realizada em uma ou mais câmaras de reação, por exemplo, a câmara de reação 4262. A disposição modular do cartucho 4001 permite que qualquer número de diferentes segundos módulos 4160 contendo, por exemplo, diferentes reagentes e/ou configurados para amplificar um tipo diferente de amostra, ou isolar um tipo diferente de amostra, seja usado com o primeiro módulo 4200, e vice-versa. Em algumas modalidades, o

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46/184 cartucho 4001 pode ser manipulado por qualquer um dos instrumentos e/ou métodos descritos no presente documento para facilitar a ocorrência de um processo de amplificação, por exemplo, um processo de PCR, dentro da câmara de reação 4262. Em tais modalidades, o frasco de reação 4260 pode ser acoplado e/ou colocado em contato com um aparelho de transferência de calor para permitir que os conteúdos da câmara de reação 4262 sejam termicamente ciclados em conexão com o processo de PCR. Em tais modalidades, o frasco de reação 4260 pode ser operacionalmente acoplado a um aparelho óptico para monitorar o processo de PCR. Em outras modalidades, o frasco de reação 4260 e/ou o módulo de isolamento 4110 podem ser operacionalmente acoplados a outras fontes de energia, tal como energia óptica, energia ultra-sônica, energia magnética, energia hidráulica ou similares para facilitar uma reação e/ou um processo de isolamento que ocorre no mesmo.

[000136] As Figuras 6 e 7 são ilustrações esquemáticas de uma porção do cartucho 5001 de acordo com uma modalidade em uma primeira configuração e em uma segunda configuração, respectivamente. A porção do cartucho 5001 inclui um primeiro módulo 5200 e um segundo módulo 5100. O primeiro módulo 5200 inclui um frasco de reação 5260, um substrato 5220 e um primeiro mecanismo de transferência 5235. O frasco de reação 5260 define uma câmara de reação 5262 que pode conter uma amostra de modo a permitir que ocorra uma reação associada à amostra S. O frasco de reação 5260 pode ter qualquer formato e/ou tamanho adequado, e pode ser construído utilizando-se quaisquer materiais adequados, conforme descrito no presente documento. Em algumas modalidades, por exemplo, o frasco de reação 5260 pode ser um frasco de PCR, um tubo de teste ou similares.

[000137] O primeiro mecanismo de transferência 5235 inclui um

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47/184 êmbolo 5240 disposto de modo móvel dentro de um compartimento 5230 de tal modo que o compartimento 5230 e o êmbolo 5235 definam um primeiro volume 5213. O primeiro volume 5213 contém uma primeira substância R1. A primeira substância R1 pode, por exemplo, ser um reagente (por exemplo, um reagente de PCR, tal como Taq polimerase, iniciadores, sondas de hibridização de DNA, como aquelas descritas anteriormente, ou uma combinação destas), um reagente de transcrição reversa, um óleo mineral ou similares. O êmbolo 5240 pode ser acionado por qualquer mecanismo adequado, tal como, por exemplo, qualquer um dos instrumentos descritos no presente documento.

[000138] O substrato 5220 define pelo menos uma porção de uma primeira trajetória de fluxo 5221 e de uma segunda trajetória de fluxo 5222. A primeira trajetória de fluxo 5221 é configurada para que fique em comunicação fluídica com a câmara de reação 5262, o primeiro volume 5213 e uma câmara de isolamento 5114 de um módulo de isolamento 5110 (mostrada na Figura 6 em um formato de linha pontilhada). A segunda trajetória de fluxo 5222 é configurada para que fique em comunicação fluídica com a câmara de isolamento 5114. A câmara de isolamento 5114 pode ser qualquer câmara de isolamento adequada e/ou módulo de isolamento dos tipos mostrados e descritos no presente documento. Ademais, a câmara de isolamento 5114 pode ser acoplada ao primeiro módulo 5200 de qualquer maneira adequada conforme descrito no presente documento. Em algumas modalidades, a câmara de isolamento 5114 pode ser acoplada ao primeiro módulo 5200 e modularmente disposta conforme descrito no presente documento. O acoplamento removível entre a câmara de isolamento 5114 e o primeiro módulo 5200 pode ser impermeável a fluidos utilizando-se qualquer mecanismo adequado conforme descrito no presente documento.

[000139] O segundo módulo 5100 inclui um segundo mecanismo de transferência 5150 e define um segundo volume 5163 configurado para

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48/184 conter a segunda substância R2. O segundo módulo 5100 é configurado para que seja acoplado ao primeiro módulo 5200 de tal modo que o segundo volume 5163 possa ser seletivamente colocado em comunicação fluídica com a câmara de isolamento 5114 através da segunda trajetória de fluxo 5222. O segundo módulo 5100 pode incluir qualquer mecanismo e/ou dispositivo configurado para colocar seletivamente o segundo volume 5163 em comunicação fluídica com a câmara de isolamento 5114 e/ou a segunda trajetória de fluxo 5222. Por exemplo, em algumas modalidades, o segundo módulo 5100 pode incluir um membro perfurável que define uma porção de um limite do segundo volume 5163 e que isola fluidicamente o segundo volume 5163 a partir ad câmara de isolamento 5114 e/ou da segunda trajetória de fluxo 5222. Em outras modalidades, o segundo módulo 5100 pode incluir uma válvula configurada para colocar seletivamente o segundo volume 5163 em comunicação fluídica com a câmara de isolamento 5114 e/ou a segunda trajetória de fluxo 5222.

[000140] O segundo mecanismo de transferência 5150 é configurado para transferir pelo menos uma porção da segunda substância R2 a partir do segundo volume 5163 na câmara de isolamento 5114 quando o segundo mecanismo de transferência 5150 for acionado. O segundo mecanismo de transferência 5150 pode ser qualquer mecanismo adequado de transferência conforme descrito no presente documento. Por exemplo, em algumas modalidades, o segundo mecanismo de transferência 5150 pode aplicar forças magnéticas, eletrostáticas e/ou de pressão para efetuar a transferência da substância R2 a partir do segundo volume 5163 até a câmara de isolamento 5114. Em algumas modalidades, por exemplo, o segundo mecanismo de transferência 5250 pode ser uma bomba acionada por um êmbolo utilizando-se qualquer um dos instrumentos e/ou métodos descritos no presente documento. Em algumas outras modalidades, por exemplo, o segundo

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49/184 mecanismo de transferência 5250 pode ser um dispositivo de controle de fluxo capilar.

[000141] O cartucho 5001 pode ser movido entre pelo menos uma primeira configuração (Figura 6) e uma segunda configuração (Figura 7) para facilitar uma reação e/ou ensaio que envolva uma amostra S, que fica inicialmente disposta na câmara de isolamento 5114. Quando o cartucho 5001 estiver na primeira configuração, o êmbolo 5240 se encontra em uma primeira posição dentro do compartimento 5230 de tal modo que a porção 5246 do êmbolo 5240 seja disposta dentro da primeira trajetória de fluxo 5221. Portanto, quando o cartucho 5001 estiver na primeira configuração, o primeiro volume 5213 é fluidicamente isolado da câmara de reação 5262. Desta maneira, quando o cartucho 5001 estiver na primeira configuração, a primeira substância R1 é mantida dentro do primeiro volume 5213 e se evita que seja transportada na câmara de reação 5262 (por exemplo, por vazamento, alimentação por gravidade, ação capilar ou similares). Ademais, quando o cartucho 5001 estiver na primeira configuração, o segundo volume 5163 é fluidicamente isolado da segunda trajetória de fluxo 5222 e a câmara de isolamento 5114. Desta maneira, quando o cartucho 5001 estiver na primeira configuração, a segunda substância R2 é mantida dentro do segundo volume 5163 e se evita que seja transportada na câmara de isolamento 5114 (por exemplo, por vazamento, alimentação por gravidade, ação capilar ou similares).

[000142] O cartucho 5001 é movido até a segunda configuração (Figura 7) colocando-se o segundo volume 5163 em comunicação fluídica com a câmara de isolamento 5114 através da segunda trajetória de fluxo 5222, acionando-se o segundo mecanismo de transferência 5150 para transportar pelo menos uma porção da segunda substância R2 na câmara de isolamento 5114 (conforme mostrado pela seta CC na Figura 7), e acionando-se o primeiro mecanismo de transferência 5235.

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Mais particularmente, o segundo volume 5163 pode ser colocado em comunicação fluídica com a câmara de isolamento 5114 através da segunda trajetória de fluxo 5222 através de qualquer mecanismo adequado, tal como, por exemplo perfurando-se um membro perfurável, acionando-se uma válvula ou similares. Em algumas modalidades, o segundo volume 5163 pode ser colocado em comunicação fluídica com a câmara de isolamento 5114 acionando-se o segundo mecanismo de transferência 5150. Desta maneira, o segundo volume 5163 pode ser colocado em comunicação fluídica com a câmara de isolamento 5114 e uma porção da segunda substância R2 pode ser transportada na câmara de isolamento 5114 em uma operação e/ou em resposta a um evento de acionamento único.

[000143] O primeiro mecanismo de transferência 5235 é acionado movimentos o êmbolo 5240 dentro do compartimento 5230 conforme mostrado pela seta DD na Figura 7. Conforme declarado de modo similar, quando o primeiro mecanismo de transferência 5235 for acionado, o êmbolo 5240 é movido dentro do compartimento 5230 a partir de uma primeira posição (conforme mostrado na Figura 6) até uma segunda posição (conforme mostrado na Figura 7). Portanto, quando o primeiro mecanismo de transferência 5235 for acionado, a porção 5246 do êmbolo 5240 é pelo menos parcialmente removida da primeira trajetória de fluxo 5221, colocando, assim, o primeiro volume 5213 em comunicação fluídica com a câmara de reação 5262 através da primeira trajetória de fluxo 5221. Desta maneira, uma porção da primeira substância R1 pode ser transportada a partir do primeiro volume 5213 na câmara de reação 5262, conforme mostrado pela seta EE na Figura

7.

[000144] Ademais, quando o êmbolo 5240 for movido a partir da primeira posição até a segunda posição, produz-se um vácuo dentro da câmara de reação 5262. Este diferencial de pressão dentro do cartucho

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5001 (isto é, entre a câmara de reação 5262 e a câmara de isolamento 5114) resulta em pelo menos uma porção dos conteúdos da câmara de isolamento 5114 (isto é, a amostra S e/ou a segunda substância R2) a ser transportada na câmara de reação 5262 através da primeira trajetória de fluxo 5221, conforme mostrado pelas setas FF e GG na Figura 7. Desta maneira, as substâncias e/ou as amostras podem ser adicionadas, misturadas e/ou transportadas entre a câmara de isolamento 5114 e a câmara de reação 5262 acionando-se o primeiro mecanismo de transferência 5235 e/ou o segundo mecanismo de transferência 5150. Realizando-se a mistura da amostra S e ad substância R2 dentro da câmara de isolamento 5114 ao invés de transferir a amostra S e a substância R2 separadamente dentro da câmara de reação 5262, pode-se eliminar uma etapa de transferência adicional. Ademais, esta disposição e/ou método pode aperfeiçoar a mistura da amostra S e da substância R2, aperfeiçoando, assim, a precisão e a eficiência da reação na câmara de reação 5262.

[000145] Embora descritas ocorrendo em uma ordem particular, em outras modalidades, as operações associadas ao movimento do cartucho 5001 a partir da primeira configuração até a segunda configuração podem ocorrer em qualquer ordem. Ademais, em outras modalidades, o cartucho 5001 pode ser colocado em qualquer número de configurações diferentes envolvendo qualquer combinação desejada de operações.

[000146] Em algumas modalidades, o cartucho 5001 pode ser usado para realizar reações em cadeia da polimerase (PCRs) em pelo menos uma porção da amostra S (que pode, por exemplo, ser um ou mais ácidos nucleicos alvo isolados). Em tais modalidades, os ácidos nucleicos isolados podem ser amplificados (por exemplo, utilizando-se PCR) na câmara de reação 5262, conforme descrito no presente documento. Em algumas modalidades, o cartucho 5001 pode ser

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52/184 manipulado por qualquer um dos instrumentos e/ou métodos descritos no presente documento para facilitar a ocorrência de um processo de PCR dentro da câmara de reação 5262. Em tais modalidades, o frasco de reação 5260 pode ser acoplado e/ou colocado em contato com um aparelho de transferência de calor para permitir que os conteúdos da câmara de reação 5262 sejam termicamente ciclados em conexão com o processo de PCR. Em tais modalidades, o frasco de reação 5260 pode ser operacionalmente acoplado a um aparelho óptico para permitir um monitoramento em tempo real do processo de PCR. Em outras modalidades, o frasco de reação 5260 e/ou o segundo módulo 5100 podem ser operacionalmente acoplados a outras fontes de energia, tal como energia óptica, energia ultra-sônica, energia magnética, energia hidráulica, ou similares, para facilitar uma reação e/ou um processo de isolamento que ocorre no mesmo.

[000147] Em algumas modalidades, a primeira substância R1 pode incluir um óleo mineral, cera, ou similares, de tal modo que após a primeira substância R1 ser transferida na câmara de reação 5262, a primeira substância R1 pode formar uma camada sobre a superfície da mistura de fluido (isto é, a amostra S e a segunda substância R1) na câmara de reação 5262. A camada de superfície da primeira substância R1 pode reduzir a evaporação da mistura de fluido na câmara de reação 5262 durante o processo de reação (por exemplo, durante a ciclagem térmica), aperfeiçoando, assim, a eficiência, a precisão e/ou o controle da reação. Mais particularmente, reduzindo-se a evaporação da mistura de fluido na câmara de reação 5262, as concentrações relativas ou a proporção dos diferentes constituintes na mistura de reação podem ser controlados mais precisamente. Adicionalmente, a redução da evaporação da mistura de fluido na câmara de reação 5262 também pode minimizar a condensação nas paredes do frasco de reação 5260, aperfeiçoando, assim, a precisão do monitoramento óptico ou análise

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53/184 da reação.

[000148] O óleo mineral pode ter qualquer óleo mineral com propriedades adequadas, tal como, por exemplo, as propriedades físicas desejadas, incluindo, por exemplo, densidade e/ou tensão superficial. O óleo mineral, ou similares, também pode ser selecionado de tal modo que seja quimicamente inerte e fisicamente estável quando exposto a condições dentro da câmara de reação 5262.

[000149] As Figuras 8 a 24 são várias vistas de um cartucho 6001 de acordo com uma modalidade. Em determinadas vistas, tal como, por exemplo, as Figuras 8 e 9, as porções do cartucho 6001 são mostradas como sendo semitransparentes de tal modo que os componentes e/ou recursos dentro do cartucho 6001 possam ser mostrados de forma mais clara. O cartucho 6001 inclui um módulo de preparação de amostra (ou isolamento) 6100 e um módulo de amplificação (ou PCR) 6200 que são acoplados juntos de modo a formarem um cartucho integrado 6001. Um ou mais cartuchos 6001 podem ser dispostos dentro de qualquer instrumento adequado dos tipos aqui descritos (vide, por exemplo, o instrumento 3002 descrito abaixo) que é configurado para manipular, acionar e/ou interagir com o cartucho 6001 para realizar isolamento, transcrição e/ou amplificação de ácido nucleico em uma amostra de teste contida dentro do cartucho 6001. O cartucho 6001 permite testes de diagnostico eficientes e precisos de amostras limitando-se o grau de manuseio da amostra durante e entre os processos de isolamento, transcrição e/ou amplificação de PCR. Ademais, a disposição modular do módulo de isolamento 6100 e do módulo de amplificação (ou PCR) 6200 permite que qualquer número de diferentes módulos de PCR 6200, cada um contendo diferentes reagentes e/ou configurados para amplificar um tipo diferente de ácido nucleico, seja usado com qualquer número de diferentes módulos de isolamento 6100, cada um contendo diferentes reagentes e/ou configurados para isolar um tipo diferente de

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54/184 ácido nucleico, e vice-versa. Esta disposição também permite que o módulo de isolamento 6100 e o módulo de amplificação 6200 sejam armazenados separadamente. O armazenamento separado pode ser útil, por exemplo, se os reagentes incluídos dentro do módulo de isolamento 6100 tiverem diferentes exigências de armazenamento (por exemplo, datas de validade, exigências de liofilização, limites de temperatura em armazenamento, etc.) em relação aos reagentes incluídos dentro do módulo de amplificação 6200.

[000150] Conforme mostrado na Figura 11, o módulo de isolamento 6100 inclui um primeiro compartimento (ou isolamento) 6110 e um segundo compartimento (ou reagente) 6160 que é acoplado e/ou se encontra pelo menos parcialmente dentro do primeiro compartimento 6110. O segundo compartimento 6160 não é mostrado nas Figuras 10 e 22 por propósitos de clareza. As Figuras 11 a 14 mostram o segundo compartimento 6160 e determinados componentes contidos no mesmo, e as Figuras 15 a 18 show o segundo compartimento 6160 em vários estágios diferentes de acionamento. O segundo compartimento 6160 inclui uma primeira porção de extremidade 6161 e uma segunda porção de extremidade 6162, e define uma série de câmaras de retenção 6163a, 6163b, 6163c e 6163d que contêm os reagentes e/ou outras substâncias usadas no processo de isolamento. Conforme descrito em maiores detalhes no presente documento, as câmaras de retenção podem conter uma protease (por exemplo, Proteinase K), uma solução de lise para solubilizar o material volumoso, uma solução de ligação para carregar magneticamente a amostra de ácido nucleico residente dentro da câmara de lise 6114, e uma solução de microesferas magnéticas que se ligam ao ácido nucleico magneticamente carregado para auxiliar no transporte do ácido nucleico dentro do módulo de isolamento 6100 e/ou do primeiro compartimento 6110.

[000151] Cada uma das câmaras de retenção 6163a, 6163b, 6163c e

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6163d inclui um atuador 6166 (vide, por exemplo, a Figura 14) disposto de modo móvel nestas. Mais particularmente, conforme mostrado na Figura 18, um atuador 6166a é disposto dentro ad câmara de retenção 6163a, um atuador 6166b é disposto dentro da câmara de retenção 6163b, um atuador 6166c é disposto dentro da câmara de retenção 6163c, e um atuador 6166d é disposto dentro da câmara de retenção 6163d. Conforme mostrado na Figura 15, um membro perfurável 6170 é disposto ao redor da segunda porção de extremidade 6162 do segundo compartimento 6160 de tal modo que as porções internas do segundo compartimento 6160, do membro perfurável 6170 e dos atuadores 6166a, 6166b, 6166c e 6166d coletivamente circundem e/ou definam as câmaras de retenção 6163a, 6163b, 6163c e 6163d. Conforme declarado de modo similar, as porções internas do segundo compartimento 6160, do membro perfurável 6170 e dos atuadores 6166a, 6166b, 6166c e 6166d coletivamente definem câmaras fluidicamente isoladas 6163a, 6163b, 6163c e 6163d dentro das quais os reagentes e/ou as substâncias podem ser armazenados. O membro perfurável 6170 pode ser construído a partir de qualquer material adequado dos tipos aqui descritos, tal como qualquer forma de polipropileno. Em algumas modalidades, o membro perfurável 6170 pode ser construído a partir de polipropileno biaxialmente orientado (BOP).

[000152] Conforme mostrado na Figura 14, cada um dos atuadores 6166 inclui uma porção de êmbolo 6167, uma porção de perfuração

6168 e uma ou mais aberturas de atuador 6169. As aberturas de atuador

6169 são configuradas para receberem uma porção de uma montagem de atuador para facilitar o movimento do atuador 6166 dentro da câmara (por exemplo, câmara 6163a), conforme descrito no presente documento. Em particular, as aberturas de atuador 6169 podem receber uma protuberância, tal como uma protuberância 3446a de uma

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56/184 montagem de atuador 3400, conforme descrito abaixo em relação às Figuras 37 a 40. Esta disposição permite que o êmbolo 6166 seja acionado a partir da primeira porção de extremidade 6161 do segundo compartimento 6160. Em algumas modalidades, o atuador 6166 pode incluir um mecanismo de retenção (por exemplo, uma protuberância, um anel de pressão ou similares) configurado para reter uma protuberância de uma montagem de atuador (por exemplo, a montagem de atuador 3400) para facilitar o movimento recíproco do atuador 6166 pela montagem de atuador.

[000153] A porção de êmbolo 6167 do atuador 6166 é configurada para engatar a porção do segundo compartimento 6160 que define a câmara (por exemplo, a câmara 6163a) dentro da qual o atuador 6166 é disposto de tal modo que a porção de êmbolo 6167 e a porção do segundo compartimento 6160 formem um lacre substancialmente impermeável e/ou hermético a fluidos. Portanto, quando o atuador 6166 for disposto dentro da câmara (por exemplo, a câmara 6163a), vazamentos e/ou transportes da substância contida dentro da câmara são minimizados e/ou eliminados. Desta maneira, a face de extremidade da porção de êmbolo 6167 define uma porção do limite da câmara (por exemplo, a câmara 6163a). A porção de êmbolo 6167 também é configurada de tal modo que quando uma força for exercida sobre o atuador 6166 (por exemplo, pela montagem de atuador 3400 mostrada e descrita abaixo), o atuador 6166 se moverá dentro da câmara (por exemplo, a câmara 6163a) para transportar a substância contida dentro da câmara na câmara de lise 6114, conforme descrito abaixo. Desta maneira, o atuador 6166 pode funcionar como um mecanismo de transferência para transportar as substâncias a partir da câmara (por exemplo, câmara 6163a) em outra porção do módulo de isolamento 6100.

[000154] A porção de perfuração 6168 do atuador 6166 é configurada

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57/184 para perfurar, quebrar, rasgar e/ou romper uma porção do membro perfurável 6170 quando o atuador 6166 for movido dentro da câmara (por exemplo, a câmara 6163a) para colocar a câmara em comunicação fluídica com uma região fora da câmara. Desta maneira, cada uma das câmaras 6163a, 6163b, 6163c e 6163d pode ser seletivamente colocada em comunicação fluídica com outra porção do módulo de isolamento 6100 (por exemplo, a câmara de lise 6114) para permitir a transferência da substância contida dentro de cada uma das câmaras 6163a, 6163b, 6163c e 6163d quando cada um dos atuadores 6166a, 6166b, 6166c e 6166d for acionado, conforme descrito abaixo.

[000155] O segundo compartimento 6160 inclui uma bomba de mistura 6181, que pode ser acionada (por exemplo, pela montagem de atuador 3400 do instrumento 3002) para agitar, misturar e/ou produzir um movimento turbulento dentro da amostra, reagentes e/ou outras substâncias contidas com uma porção (por exemplo, a câmara de lise 6114) do módulo de isolamento 6100. Conforme mostrado na Figura 12, a bomba 6181 inclui um bocal 6186 que pode direcionar o fluxo, aumentar a pressão do fluxo e/ou aumentar a turbulência dentro da porção do módulo de isolamento 6100 para acentuar a mistura dentro da mesma. Embora a bomba de mistura 6181 seja mostrada como uma bomba tipo fole, em outras modalidades, a bomba de mistura 6181 pode ser qualquer mecanismo adequado para transferir energia em uma solução dentro da câmara de lise 6114. Tais mecanismos podem incluir, por exemplo, uma bomba de pistão, um membro giratório, ou similares. Em algumas modalidades, o segundo compartimento 6160 pode incluir qualquer outro mecanismo adequado para misturar as substâncias dentro da câmara de isolamento 6114 para promover a lise celular da amostra contida e/ou o isolamento dos ácidos nucleicos contidos no mesmo. Em algumas modalidades, o segundo compartimento 6160 pode incluir um mecanismo de mistura ultra-sônico, um mecanismo de

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58/184 mistura térmico ou similares.

[000156] Conforme mostrado na Figura 11, o segundo compartimento 6160 é disposto dentro de uma abertura 6115 definida pela primeira porção de extremidade 6111 do primeiro compartimento 6110. Portanto, quando o segundo compartimento 6160 for disposto dentro do primeiro compartimento 6110, uma porção do segundo compartimento 6160 define pelo menos uma porção de um limite da câmara de lise 6114. Mais particularmente, quando o segundo compartimento 6160 for disposto dentro do primeiro compartimento 6110, o membro perfurável 6170 define uma porção do limite da câmara de lise 6114. Esta disposição permite que as substâncias contidas dentro do segundo compartimento 6160 seja transportada na câmara de lise 6114 quando a porção do membro perfurável 6170 for furada, perfurada, rasgada e/ou quebrada (vide, por exemplo, a Figura 15). Embora pelo menos uma porção do segundo compartimento 6160 seja mostrada como sendo disposta dentro do primeiro compartimento 6110 e/ou da câmara de lise 6114, em outras modalidades, o segundo compartimento 6160 pode ser acoplado ao primeiro compartimento 6110 sem qualquer porção do segundo compartimento estar disposta dentro do primeiro compartimento. Ainda em outras modalidades, a porção do primeiro compartimento pode ser disposta dentro do segundo compartimento quando o primeiro compartimento e o segundo compartimento forem acoplados entre si.

[000157] Conforme mostrado nas Figuras 12 e 13, o segundo compartimento 6160 inclui um lacre 6172 disposto ao redor da segunda porção de extremidade 6162 de tal modo que quando o segundo compartimento 6160 for acoplado ao primeiro compartimento 6110, o lacre 6172 e uma porção da parede lateral do primeiro compartimento 6110 coletivamente formem um lacre substancialmente impermeável e/ou hermético a fluidos entre o primeiro compartimento 6110 e o

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59/184 segundo compartimento 6160. De outro modo, o lacre 6172 isola fluidicamente a câmara de lise 6114 a partir de uma região fora do cartucho 6001. Em algumas modalidades, o lacre 6172 também pode isolar acusticamente o segundo compartimento 6160 a partir do primeiro compartimento 6110.

[000158] A primeira porção de extremidade 6161 do segundo compartimento 6160 inclui protuberâncias 6171 configuradas para que sejam recebidas dentro das aberturas correspondentes 6119 (vide, por exemplo, Figura 10) definidas pelo primeiro compartimento 6110. Portanto quando o segundo compartimento 6160 for disposto dentro do primeiro compartimento 6110, as protuberâncias 6171 e as aberturas 6119 coletivamente retêm o segundo compartimento 6160 dentro do primeiro compartimento 6110. Conforme declarado de modo similar, as protuberâncias 6171 e as aberturas 6119 coletivamente limitam o movimento do segundo compartimento 6160 em relação ao primeiro compartimento 6110.

[000159] A disposição modular do primeiro compartimento 6110 e do segundo compartimento 6160 permite que qualquer número de segundos compartimentos 6160 (ou compartimentos de reagente), contendo diferentes reagentes e/ou substâncias para promover o isolamento de ácido nucleico, seja usado com o primeiro compartimento 6110 para formar o módulo de isolamento 6100. Esta disposição também permite que o primeiro compartimento 6110 e o segundo compartimento 6160 sejam separadamente armazenados. O armazenamento separado pode ser útil, por exemplo, se os reagentes incluídos dentro do segundo compartimento 6160 tiverem diferentes exigências de armazenamento (por exemplo, datas de validade, exigências de liofilização, limites de temperatura de armazenamento, etc.) a partir das substâncias contidas dentro do primeiro compartimento 6110.

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[000160] Em uso, as substâncias contidas dentro do segundo compartimento 6160 podem ser transportadas no primeiro compartimento 6110 para facilitar o processo de isolamento. As Figuras 15 a 18 mostram uma vista em corte transversal de uma porção do módulo de isolamento 6100 em vários estágios de acionamento. Por exemplo, uma Proteinase K pode ser armazenada na câmara 6163d, e transferida na câmara de lise 6114 conforme mostrado na Figura 15. Mais particularmente, o atuador 6166d pode ser movido dentro da câmara 6163d conforme mostrado pela seta HH quando acionado por qualquer força externa, tal como, por exemplo, uma força aplicada pela montagem de acionamento 3400 do instrumento 3002 descrito no presente documento. Quando o atuador 6166d se mover em direção à câmara de lise 6114, a porção de perfuração 6168d entra em contato e perfura uma porção do membro perfurável 6170. Em algumas modalidades, o membro perfurável 6170 pode incluir uma perfuração, um elevador de contração de estresse ou outra descontinuidade estrutural para garantir que o membro perfurável 6170 perfure facilmente a porção desejada do membro perfurável 6170. Desta maneira, o movimento do atuador 6166d coloca a câmara 6163d em comunicação fluídica com a câmara de lise 6114. Um movimento continuado do atuador 6166d transfere os conteúdos da câmara 6163d (por exemplo, a Proteinase K) na câmara de lise 6114. Desta maneira, o atuador 6166d funciona como tanto uma válvula como uma mecanismo de transferência.

[000161] Em outra modalidade, os conteúdos da câmara 6163d podem incluir proteinase K (por exemplo, 10 mg/mL, 15 mg/mL ou 20 mg/mL, manitol, água e albumina de soro bovino. Em uma modalidade adicional, as microesferas são revestidas ou derivatizadas pela proteinase K. Em outra modalidade, os conteúdos da câmara 6163d podem incluir uma proteinase K, manitol, água e gelatina. Em uma

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61/184 modalidade adicional, as microesferas são revestidas ou derivatizadas pela proteinase K. Em outra modalidade, os conteúdos da câmara 6163d são liofilizados, por exemplo, como um pélete de 50 pL.

[000162] Em outra modalidade, a câmara 6163d também proporciona um reagente de controle positivo. O reagente de controle positivo, em uma modalidade, consiste em uma pluralidade de microesferas derivatizadas por uma sequência de ácido nucleico de controle interna. Em uma modalidade adicional, as microesferas são proporcionadas em uma solução de manitol, BSA e água. Ainda em outra modalidade adicional, as microesferas e a solução são proporcionada como um pélete liofilizado, por exemplo, como um pélete de 50 pL.

[000163] Embora especificamente descrito para a câmara 6163d, a proteinase K, uma solução que compreende proteinase K e/ou o reagente de controle positivo, em outras modalidades, está presente como uma substância R1 ou R2.

[000164] De maneira similar, uma solução de lise pode ser armazenada na câmara 6163c, e transferida na câmara de lise 6114 conforme mostrado na Figura 16. Mais particularmente, o atuador 6166c pode ser movido dentro da câmara 6163c conforme mostrado pela seta II quando acionado por qualquer força externa adequada, tal como, por exemplo, uma força aplicada pela montagem de acionamento 3400 do instrumento 3002 descrito no presente documento. Quando o atuador 6166c se mover em direção à câmara de lise 6114, a porção de perfuração 6168c entra em contato e perfura uma porção do membro perfurável 6170. Desta maneira, o movimento do atuador 6166c coloca a câmara 6163c em comunicação fluídica com a câmara de lise 6114. Um movimento continuado do atuador 6166c transfere os conteúdos da câmara 6163c (por exemplo, a solução de lise) na câmara de lise 6114. Desta maneira, o atuador 6166c funciona como tanto uma válvula como um mecanismo de transferência. Em uma modalidade, a solução de lise

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62/184 armazenada na câmara 6163c, ou outra câmara, compreende uma solução filtrada de , HCl guanidina (por exemplo, 3 M, 4 M, 5 M, 6 M, 7 M ou 8 M), Tris HCl (por exemplo, 5 mM, 10 mM, 15 mM, 20 mM, 25 mM ou 30 mM), triton-X-100 (por exemplo, 1,5%, 2%, 2,5%, 3%, 3,5%, 4%, 4,5% ou 5%), NP-40 (por exemplo, 1,5%, 2%, 2,5%, 3%, 3,5%, 4%, 4,5% ou 5%), Tween-20 (por exemplo, 5%, 10%, 15%, ou 20%), CaCl2 (por exemplo, 1 mM, 1,5 mM, 2 mM, 2,5 mM, 3 mM, 3,5 mM, 4 mM, 4,5 mM ou, 5 mM), água com grau molecular. Embora especificamente descrito para a câmara 6163c, a solução de lise, em outras modalidades, está presente como uma substância R1 ou R2.

[000165] De maneira similar, uma solução de ligação pode ser armazenada na câmara 6163b, e transferida na câmara de lise 6114 conforme mostrado na Figura 17. Mais particularmente, o atuador 6166b pode ser movido dentro da câmara 6163b conforme mostrado pela seta JJ quando acionado por qualquer força externa adequada, tal como, por exemplo, uma força aplicada pela montagem de acionamento 3400 do instrumento 3002 descrito no presente documento. Quando o atuador 6166b se mover em direção à câmara de lise 6114, a porção de perfuração 6168b entra em contato e perfura uma porção do membro perfurável 6170. Desta maneira, o movimento do atuador 6166b coloca a câmara 6163b em comunicação fluídica com a câmara de lise 6114. Um movimento continuado do atuador 6166b transfere os conteúdos da câmara 6163b (por exemplo, a solução de ligação) na câmara de lise 6114. Desta maneira, o atuador 6166b funciona como tanto uma válvula como um mecanismo de transferência. Em uma modalidade, a solução de ligação compreende isopropanol, por exemplo, 100% de isopropanol, 90% de isopropanol, 80% de isopropanol, 70% de isopropanol, em um volume de cerca de 50 pL, cerca de 100 pL, cerca de 125 pL, cerca de 150 pL, cerca de 175 pL ou cerca de 200 pL. Embora especificamente descrito para a câmara 6163b, a solução de ligação, em outras

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63/184 modalidades, está presente como uma substância R1 ou R2.

[000166] De maneira similar, um conjunto de microesferas magnéticas pode ser armazenado na câmara 6163a, e transferido na câmara de lise 6114 conforme mostrado na Figura 18. Mais particularmente, o atuador 6166a pode ser movido dentro da câmara 6163a conforme mostrado pela seta KK quando acionado por qualquer força externa adequada, tal como, por exemplo, uma força aplicada pela montagem de acionamento 3400 do instrumento 3002 descrito no presente documento. Quando o atuador 6166a se mover em direção à câmara de lise 6114, a porção de perfuração 6168a entra em contato e perfura uma porção do membro perfurável 6170. Desta maneira, o movimento do atuador 6166a coloca a câmara 6163a em comunicação fluídica com a câmara de lise 6114. Um movimento continuado do atuador 6166a transfere os conteúdos da câmara 6163a (por exemplo, as microesferas magnéticas) na câmara de lise 6114. Desta maneira, o atuador 6166a funciona como tanto uma válvula como um mecanismo de transferência. As microesferas em uma modalidade, são paramagnéticas. Em uma modalidade, as microesferas são microesferas de sílica magnéticas, e são proporcionadas em uma concentração de 1,0 mg/mL, ou 1,5 mg/mL, 2,0 mg/mL, 2,5 mg/mL, 3,0 mg/mL ou 3,5 mg/mL. Em uma modalidade adicional, as microesferas de sílica magnéticas armazenadas em isopropanol, por exemplo, cerca de 50% de isopropanol, cerca de 55% de isopropanol, cerca de 60% de

isopropanol,	cerca	de	61%	de	isopropanol,	cerca	de	62%	de
isopropanol,	cerca	de	63%	de	isopropanol,	cerca	de	64%	de
isopropanol,	cerca	de	65%	de	isopropanol,	cerca	de	66%	de
isopropanol,	cerca	de	67%	de	isopropanol,	cerca	de	68%	de
isopropanol,	cerca	de	69%	de	isopropanol,	cerca	de	70%	de
isopropanol,	cerca	de	75%	de	isopropanol,	cerca	de	80%	de
isopropanol, ou cerca de 85% de isopropanol. Em uma modalidade,	as

microesferas são proporcionadas como um volume de cerca de 50 pL,

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64/184 cerca de 100 pL, cerca de 125 pL, cerca de 150 pL, cerca de 175 pL ou cerca de 200 pL. Embora especificamente descritas para a câmara 6163a, as microesferas, em outras modalidades, estão presentes como uma substância R1 ou R2.

[000167] Conforme mostrado na Figura 10, o primeiro compartimento 6110 inclui uma primeira porção de extremidade 6111 e uma segunda porção de extremidade 6112, e define a câmara de lise 6114, duas câmaras de lavagem 6121 e 6122, três lúmens de montagem de transferência 6123, 6124 e 6125, e uma câmara de eluição 6190. O primeiro compartimento 6110 também define uma abertura 6115 adjacente à câmara de isolamento 6114. Conforme mostrado na Figura 11 e descrito anteriormente, o segundo compartimento 6160 é disposto dentro da abertura 6115 de tal modo que uma porção do segundo compartimento 6160 (por exemplo, o membro perfurável 6170) defina pelo menos uma porção de um limite da câmara de isolamento 6114.

[000168] A primeira porção de extremidade 6111 também define uma abertura de preenchimento 6116 através da qual a câmara de lise 6114 pode ser colocada em comunicação fluídica com uma região fora do módulo de isolamento 6100. Conforme mostrado nas Figuras 8 a 10, o módulo de isolamento 6100 inclui uma tampa 6118 que é acoplada de modo removível ao redor da abertura de preenchimento 6116. Em uso, uma amostra contendo um ácido nucleico alvo, tal como, por exemplo, urina, sangue e/ou outros materiais contendo amostras de tecido pode ser transportada na câmara de lise 6114 através da abertura de preenchimento 6116. A amostra pode ser introduzida na câmara de lise 6114 através de qualquer mecanismo adequado, incluindo, por exemplo, pipetando-se ou injetando-se a amostra na primeira câmara 6114 através da abertura de preenchimento 6116. Em algumas modalidades, um filtro de amostra pode ser disposto dentro da abertura de preenchimento 6116 e/ou da tampa de preenchimento 6118. O filtro

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65/184 pode, por exemplo, ser um filtro hidrofóbico.

[000169] Após a amostra ser disposta na câmara de lise 6114, podemse adicionar reagentes e/ou substâncias para facilitar a lise celular à câmara de lise 6114, conforme descrito anteriormente. Ademais, a amostra pode ser agitada e/ou mistura através da bomba 6181 para facilitar o processo de lise, conforme descrito anteriormente. Em algumas modalidades, os conteúdos da câmara de lise 6144 podem ser aquecidos (por exemplo, pelo terceiro módulo de aquecimento 3780, conforme mostrado e descrito abaixo com referência ao instrumento 3002).

[000170] O módulo de isolamento 6100 inclui uma série de montagens de transferência (também referidas como mecanismos de transferência), mostradas nas Figuras 15 a 19 como uma montagem de transferência 6140a, uma montagem de transferência 6140b e uma montagem de transferência 6140c. Conforme descrito no presente documento, as montagens de transferência são configuradas para transferirem substâncias (por exemplo, as porções da amostra incluindo as partículas magneticamente carregadas e o ácido nucleico isolado fixado às mesmas) entre a câmara de lise 6114, a câmara de lavagem 6121, a câmara de lavagem 6122, e a câmara de eluição 6190. Mais particularmente, as montagens de transferência 6140 são configuradas para transferirem substâncias entre a câmara de lise 6114, a câmara de lavagem 6121, a câmara de lavagem 6122, e a câmara de eluição 6190 enquanto mantém substancialmente a câmara de isolamento 6114, a câmara de lavagem 6121, a câmara de lavagem 6122, e a câmara de eluição 6190 fluidicamente isoladas das outras câmaras (por exemplo, a câmara de lavagem adjacente) definida pelo primeiro compartimento 6110.

[000171] A montagem de transferência 6140a é disposta dentro do lúmen de montagem de transferência 6123, de tal modo que a

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66/184 montagem de transferência 6140a fique entre a câmara de lise 6114 e a câmara de lavagem 6121. Consequentemente, a montagem de transferência 6140a é configurada para transferir as substâncias entre a câmara de lise 6114 e a câmara de lavagem 6121.

[000172] A montagem de transferência 6140b é disposta dentro do lúmen de montagem de transferência 6124, de tal modo que a montagem de transferência 6140b fique entre a câmara de lavagem

6121 e a câmara de lavagem 6122. Consequentemente, a montagem de transferência 6140b é configurada para transferir as substâncias entre a câmara de lavagem 6121 e a câmara de lavagem 6122.

[000173] A montagem de transferência 6140c é disposta dentro do lúmen de montagem de transferência 6125, de tal modo que a montagem de transferência 6140c fique entre a câmara de lavagem

6122 e a câmara de eluição 6190. Consequentemente, a montagem de transferência 6140c é configurada para transferir as substâncias entre a câmara de lavagem 6122 e a câmara de eluição 6190.

[000174] Cada uma das montagens de transferência é descrita com referência às Figuras 20 e 21, que mostra uma montagem de transferência representativa 6140. A montagem de transferência 6140 inclui um compartimento 6141 e um membro móvel 6146 que é disposto de modo giratório dentro do compartimento 6141. O compartimento 6141 define uma primeira abertura 6142 e uma segunda abertura 6143. Quando a montagem de transferência 6140 for disposta dentro do lúmen de montagem de transferência (por exemplo, o lúmen de montagem de transferência 6123), o compartimento 6141 é alinhado de tal modo que a primeira abertura 6142 seja alinhada e/ou fique em comunicação fluídica com a primeira câmara (por exemplo, a câmara de lise 6114) e a segunda abertura 6143 seja alinhada e/ou fique em comunicação fluídica com a segunda câmara (por exemplo, a câmara de lavagem 6121). O compartimento 6141 pode ser preso dentro do lúmen de

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67/184 montagem de transferência (por exemplo, o lúmen de montagem de transferência 6123) através de qualquer mecanismo adequado, tal como, por exemplo, através de um elemento de fixação mecânica ou retentor, uma ligação química ou adesivo, um ajuste de interferência, uma junta soldada ou similares. Ademais, o compartimento 6141 pode incluir um ou mais lacres (não mostrado nas Figuras 20 e 21) de tal modo que a primeira câmara (por exemplo, a câmara de lise 6114) e a segunda câmara (por exemplo, a câmara de lavagem 6121) sejam mantidos em isolamento fluídico entre si. Conforme declarado de modo similar, o compartimento 6141 e o primeiro compartimento 6110 podem coletivamente formar um lacre substancialmente impermeável e/ou hermético a fluidos para eliminar e/ou reduzir vazamentos de substâncias entre a primeira câmara (por exemplo, a câmara de lise 6114) e a segunda câmara (por exemplo, a câmara de lavagem 6121). [000175] O membro móvel 6146 inclui uma superfície externa 6147 que define uma reentrância ou cavidade 6148. O membro móvel 6146 é disposto dentro do compartimento 6141 de tal modo que o membro móvel 6146 possa girar conforme mostrado pela seta MM nas Figuras 20 e 21. A superfície externa 6147 do membro móvel 6146 é mostrada como sendo separada da superfície interna 6145 do compartimento 6141 na Figura 20 por propósitos de clareza. A superfície externa 6147 se encontra em contato deslizante com a superfície interna 6145 do compartimento 6141 de tal modo que a superfície externa 6147 e a superfície interna 6145 produzam um lacre substancialmente impermeável e/ou hermético a fluidos. Desta maneira, vazamentos de substâncias entre a primeira câmara (por exemplo, a câmara de lise 6114) e a segunda câmara (por exemplo, a câmara de lavagem 6121) através da interface entre os compartimento 6141 e o membro móvel 6146 são eliminados e/ou reduzidos.

[000176] O membro móvel 6146 define, ainda, um lúmen 6149

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68/184 configurado para receber uma porção de um atuador 510. O atuador 510 pode ser qualquer atuador adequado, tal como, um eixo 3510 da montagem de atuador de transferência 3500 do instrumento 3002 mostrado e descrito abaixo com referência às Figuras 41 a 46. Conforme mostrado na Figura 20, um formato do atuador 510 pode corresponder a um formato do lúmen 6149 definido pelo membro móvel 6146 de tal modo que a rotação do atuador 510 resulte na rotação do membro móvel 6146. Conforme declarado de modo similar, o atuador 510 pode ser disposto de modo compatível dentro do lúmen 6149 de tal modo que um movimento rotacional relativo entre o atuador 510 e o membro móvel 6146 seja limitado. Em algumas modalidades, o atuador 510 e o lúmen 6149 podem ter um formato hexagonal e/ou octogonal substancialmente similares.

[000177] Em uso, o membro móvel 6146 pode ser movido entre a primeira posição (não mostrada) e a segunda posição (Figura 20) girando-se o membro móvel 6146 conforme mostrado pela seta MM. Quando o membro móvel 6146 estiver na primeira posição, a reentrância ou cavidade 6148 é alinhada e/ou fica em comunicação fluídica com a primeira câmara (por exemplo, a câmara de lise 6114). Quando o membro móvel 6146 estiver na segunda posição, a reentrância ou cavidade 6148 é alinhada e/ou fica em comunicação fluídica com a segunda câmara (por exemplo, a câmara de lavagem 6121). Consequentemente, uma ou mais substâncias contidas na primeira câmara (por exemplo, a câmara de lise 6114) podem ser transferidas para a segunda câmara (por exemplo, a câmara de lavagem 6121) capturando-se ou dispondo-se uma porção da substância dentro da cavidade 6148 quando o membro móvel 6146 estiver na primeira posição, girando-se o membro móvel na segunda posição e removendo-se a substância da cavidade 6148.

[000178] Em algumas modalidades, a substância pode ser capturada,

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69/184 disposta e/ou mantida dentro da cavidade 6148 por uma força magnética. Por exemplo, em algumas modalidades, o atuador 510 pode incluir uma porção magnética. Em uso, o atuador 510 é alinhado à montagem de transferência desejada 6140 e movido no lúmen 6149, conforme mostrado pela seta LL na Figura 19. Devido ao fato de o formato do atuador 510 poder corresponder ao formato do lúmen 6149, conforme descrito anteriormente, uma operação de alinhamento pode ser realizada em algumas modalidades para garantir que o atuador 510 se encaixe dentro do lúmen 6149. Quando a porção magnética do atuador 510 estiver dentro do lúmen 6149, e quando o membro móvel 6146 estiver na primeira posição, uma porção magnética (por exemplo, as microesferas magnéticas e o ácido nucleico fixado às mesmas) da amostra é movida a partir da primeira câmara (por exemplo, a câmara de lise 6114) na cavidade 6148. O atuador 510 é, então, girado, conforme mostrado pela seta MM nas Figuras 20 e 21. Quando o membro móvel 6146 estiver na segunda posição, o atuador 510 pode ser removido do lúmen 6149, removendo, assim, a força magnética que está retendo a porção magnética da amostra dentro da cavidade 6148. Consequentemente, a porção da amostra pode, então, ser movida a partir da cavidade 6148 e na segunda câmara (por exemplo, a câmara de lavagem 6121). A porção da amostra pode ser movida a partir da cavidade 6148 e na segunda câmara (por exemplo, a câmara de lavagem 6121) através de qualquer mecanismo adequado, tal como, por exemplo, ação da gravidade, movimento fluídico, ou similares. Por exemplo, conforme descrito abaixo, em algumas modalidades, o mecanismo de mistura 6130a pode incluir um bocal (por exemplo, bocal 6131a) para direcionar um jato de pressão na e/ou adjacente à cavidade 6148 para mover a porção da amostra a partir da cavidade 6148 e na segunda câmara (por exemplo, a câmara de lavagem 6121).

[000179] O uso do mecanismo de transferência 6140 conforme

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70/184 descrito no presente documento pode eliminar a necessidade por uma câmara de refugo separada dentro do primeiro compartimento 6110 e/ou trajetórias de fluxo para transportar o refugo. Ao invés disso, conforme descrito anteriormente, a porção alvo de amostra é movida entre as várias câmaras (por exemplo, a partir da câmara de lavagem 6121 até a câmara de lavagem 6122) enquanto outras porções da amostra são mantidas na câmara anterior (por exemplo, a câmara de lavagem 6122). Ademais, devido ao fato de o mecanismo de transferência 6140 manter um isolamento fluídico entre as duas câmaras (por exemplo, a câmara de lavagem 6121 e a câmara de lavagem 6122) evita-se que a solução de refugo entre na câmara (por exemplo, a câmara de lavagem 6122) junto à porção alvo da amostra. Portanto, esta disposição também elimina a necessidade por filtrar os mecanismos dentro do primeiro compartimento 6110, entre as câmaras descritas e/ou dentro das trajetórias de fluxo definidas pelo módulo de isolamento 6100.

[000180] O uso do mecanismo de transferência 6140 conforme descrito no presente documento também permite que a porção alvo da amostra seja transportada dentro do módulo de isolamento 6100 enquanto mantém a pressão dentro do módulo de isolamentos em ou próxima à pressão ambiente. Conforme declarado de modo similar, o mecanismo de transferência 6140 conforme descrito no presente documento transfere a porção alvo da amostra sem produzir um diferencial de pressão substancial dentro do módulo de isolamento 6100. Portanto, esta disposição pode reduzir vazamentos da amostra a partir do módulo de isolamento.

[000181] O módulo de isolamento 6100 inclui dois mecanismos de mistura 6130a e 6130b (também referidos como bombas de lavagem). Conforme descrito no presente documento, os mecanismos de mistura 6130a e 6130b são configurados para produzir uma vazão de fluidos

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71/184 dentro da câmara de lavagem 6121 e da câmara de lavagem 6122, respectivamente, de modo a promover a lavagem ou a mistura da porção da amostra contida na mesma. Conforme declarado de modo similar, os mecanismos de mistura 6130a e 6130b são configurados para transferirem energia na câmara de lavagem 6121 e na câmara de lavagem 6122, respectivamente.

[000182] O mecanismo de mistura 6130a inclui um atuador 6132a e um bocal 6131a. O mecanismo de mistura 6130a é acoplado ao primeiro compartimento 6110 de tal modo que pelo menos uma porção do bocal 6131a seja disposta dentro da câmara de lavagem 6121. Em particular, o mecanismo de mistura 6130a inclui uma porção de acoplamento 6133a que é configurada para que seja acoplada a uma porção de acoplamento correspondente 6134a do primeiro compartimento 6110. Embora as porções de acoplamento 6133a e 6134a sejam mostradas definindo um acoplamento rosqueado, em outras modalidades, o mecanismo de mistura 6130a pode ser acoplado ao primeiro compartimento 6110 através de qualquer método, tal como, por exemplo, através de um elemento de fixação mecânica ou retentor, uma ligação química ou adesivo, um ajuste de interferência, uma junta soldada ou similares.

[000183] De modo similar, o mecanismo de mistura 6130b inclui um atuador 6132b e um bocal 6131b. O mecanismo de mistura 6130b é acoplado ao primeiro compartimento 6110 de tal modo que pelo menos uma porção do bocal 6131b seja disposta dentro da câmara de lavagem 6122. Em particular, o mecanismo de mistura 6130b inclui uma porção de acoplamento 6133b que é configurada para que seja acoplada a uma porção de acoplamento correspondente 6134b do primeiro compartimento 6110. Embora as porções de acoplamento 6133b e 6134b sejam mostradas definindo um acoplamento rosqueado, em outras modalidades, o mecanismo de mistura 6130b pode ser acoplado

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72/184 ao primeiro compartimento 6110 através de qualquer método adequado, tal como, por exemplo, através de um elemento de fixação mecânica ou retentor, uma ligação química ou adesivo, um ajuste de interferência, uma junta soldada ou similares.

[000184] Os atuadores 6132a e 6132b incluem uma superfície de topo 6136a e 6136b, respectivamente, que é configurada para que seja colocada em contato e/ou acionada por uma montagem de acionamento de um instrumento, tal como, por exemplo, a montagem de acionamento 3600 do instrumento 3002 descrito no presente documento. Em uso, a montagem de acionamento pode pressionar e/ou mover a superfície de topo 6136a e 6136b de cada atuador 6132a e 6132b para produzir uma pressão dentro de cada mecanismo de mistura 6130a e 6130b. A pressão é transportada nas câmaras de lavagem 6121 e 6122 para promover uma lavagem, mistura e/ou ouras interações entre as amostras dispostas no mesmo. Conforme descrito anteriormente, em algumas modalidades, pelo menos um dos bocais (por exemplo, o bocal 6131a) pode incluir uma porção de ponta que é angulada, dobrada e/ou de outro modo conformada para direcionar a energia de pressão e/ou fluxo produzido pelo atuador (por exemplo, o atuador 6132a) em direção a uma região particular dentro da câmara de lavagem (por exemplo, a câmara de lavagem 6121). Por exemplo, em algumas modalidades, o bocal 6131a pode ser conformado para direcionar a energia de pressão e/ou fluxo produzido pelo atuador 6132a em direção à cavidade de 6148 do mecanismo de transferência 6140.

[000185] Embora os atuadores 6132a e 6132b sejam mostrados como uma bomba tipo fole, em outras modalidades, o mecanismo de mistura 6130a e/ou o mecanismo de mistura 6130b pode incluir qualquer mecanismo adequado para produzir e/ou transferir energia nas câmaras de lavagem 6121 e 6122. Esses mecanismos podem incluir, por exemplo, uma bomba de pistão, um membro giratório, ou similares. Em

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73/184 algumas modalidades, um mecanismo de mistura pode incluir uma fonte de energia ultra-sônica, uma fonte de energia térmica ou similares.

[000186] Embora os mecanismos de mistura 6130a e 6130b sejam mostrados e descritos produzindo e/ou transferindo energia nas câmaras de lavagem 6121 e 6122, respectivamente, em outras modalidades, um mecanismo de mistura também pode definir um volume dentro do qual uma substância (por exemplo, uma solução tampão de lavagem) pode ser armazenada em isolamento fluídico a partir da câmara de lavagem. Portanto, quando o mecanismo de mistura for acionado, a substância pode ser transferida na câmara de lavagem. Desta maneira, em algumas modalidades, um mecanismo de mistura também pode funcionar como um mecanismo de transferência.

[000187] O módulo de amplificação (ou PCR) inclui um compartimento 6210 (tendo uma primeira porção de extremidade 6211 e uma segunda porção de extremidade 6212), um frasco de PCR 6260 e um tubo de transferência 6250. O frasco de PCR 6260 é acoplado à primeira porção de extremidade 6211 do compartimento 6210 e define um volume 6262 dentro do qual se pode dispor uma amostra para facilitar uma reação associada à amostra. O frasco de PCR 6260 pode ser qualquer recipiente adequado para conter uma amostra de modo a permitir que ocorra uma reação associada à amostra. O frasco de PCR 6260 também pode ser qualquer recipiente adequado para conter a amostra de modo que permita o monitoramento de tal reação (por exemplo, a detecção de um analito dentro da amostra que resulta ou está associado à reação). Em algumas modalidades, pelo menos uma porção do frasco de PCR 6260 pode ser substancialmente transparente para permitir que um monitoramento óptico de uma reação que ocorre dentro do mesmo seja um sistema óptico (por exemplo, uma montagem óptica 3800 do instrumento 3002 descrita no presente documento).

[000188] Conforme mostrado nas Figuras 8, 9, 10 e 22, o módulo de

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74/184 amplificação 6200 é acoplado à segunda porção de extremidade 6112 do primeiro compartimento 6110 do módulo de isolamento 6100 de tal modo que pelo menos uma porção do tubo de transferência 6250 seja disposta dentro da câmara de eluição 6190 do módulo de isolamento 6100. Desta maneira, conforme descrito no presente documento, o ácido nucleico isolado, quaisquer substâncias e/ou quaisquer reagentes de PCR dispostos dentro da câmara de eluição 6190 podem ser transportados a partir da câmara de eluição 6190 ao frasco de PCR 6260 através do tubo de transferência 6250.

[000189] O compartimento 6210 define uma série de câmaras de reagente 6213a, 6213b, 6213c (vide, por exemplo, a Figura 22) e uma cavidade de bomba 6241. As câmaras de reagente 6213a, 6213b, 6213c podem conter quaisquer substâncias adequadas associadas a uma reação e/ou processo que ocorra no frasco de PCR 6260. As câmaras de reagente 6213a, 6213b, 6213c podem incluir, por exemplo, um fluido de eluição, um master mix, sondas e/ou iniciadores para facilitar o processo de PCR. Conforme mostrado na Figura 24, o compartimento 6210 define uma série de passagens 6221a, 6221b, 6221c configuradas para colocarem cada uma das câmaras de reagente 6213a, 6213b, 6213c em comunicação fluídica com a câmara de eluição 6190 do módulo de isolamento 6100. Embora não mostrado na Figura 22, em algumas modalidades, um membro perfurável pode ser disposto dentro de qualquer uma das câmaras de reagente 6213a, 6213b, 6213c e/ou dentro de qualquer uma das passagens 6221a, 6221b, 6221c para isolar fluidicamente a respectiva câmara de reagente a partir da câmara de eluição 6190. De modo similar àquele descrito anteriormente com referência ao membro perfurável 6170, em tais modalidades, o membro perfurável pode ser perfurado pelo êmbolo de reagente para seletivamente colocar a câmara de reagente em comunicação fluídica com a câmara de eluição.

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[000190] Um êmbolo de reagente 6214a é disposto de modo móvel dentro da câmara de reagente 6213a, um êmbolo de reagente 6214b é disposto de modo móvel dentro da câmara de reagente 6213b, e um êmbolo de reagente 6214c é disposto de modo móvel dentro da câmara de reagente 6213c. Desta maneira, quando o êmbolo de reagente (por exemplo, êmbolo de reagente 6214a) for movido, conforme mostrado pela seta NN na Figura 22, o êmbolo de reagente transfere os conteúdos da câmara de reagente (por exemplo, a câmara de reagente 6213a) na câmara de eluição 6190 através da passagem associada (por exemplo, passagem 6221a). Desta maneira, o êmbolo de reagente funciona como um mecanismo de transferência.

[000191] Os êmbolos de reagente 6214a, 6214b, 6214c podem ser colocados em contato e/ou acionados por uma montagem de acionamento de um instrumento, tal como, por exemplo, a montagem de acionamento 3600 do instrumento 3002 descrito no presente documento. Em algumas modalidades, os êmbolos de reagente 6214a, 6214b, 6214c podem incluir um mecanismo de retenção (por exemplo, uma protuberância, um anel de pressão ou similares) configurado para reter uma porção de uma montagem de atuador (por exemplo, a montagem de atuador 3400) para facilitar o movimento recíproco dos êmbolos de reagente 6214a, 6214b, 6214c pela montagem de atuador. [000192] O módulo de PCR inclui um mecanismo de transferência 6235 configurado para transferir substâncias a partir e/ou entre a câmara de eluição 6190 do módulo de isolamento 6100 e o frasco de PCR 6260 do módulo de PCR 6200. O mecanismo de transferência 6235 inclui um pistão de transferência 6240 disposto dentro da cavidade de bomba 6241. Quando o pistão de transferência 6240 for movido dentro da cavidade de bomba 6241, conforme mostrado pela seta OO na Figura 22, produz-se um vácuo e/ou uma pressão positiva dentro do volume de PCR 6262. Este diferencial de pressão entre o volume de

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PCR 6262 e a câmara de eluição 6190 resulta em pelo menos uma porção dos conteúdos da câmara de eluição 6190 sendo transferida no (ou a partir) volume de PCR 6262 através do tubo de transferência 6250 e da passagem 6222 (vide, por exemplo, Figura 24). Desta maneira, as substâncias e/ou as amostras podem ser adicionadas, misturadas e/ou transportadas entre a câmara de eluição 6190 e o volume de PCR 6262 acionando-se o mecanismo de transferência 6235. O mecanismo de transferência 6235 pode ser acionado por qualquer mecanismo adequado, tal como, por exemplo, a montagem de acionamento 3600 do instrumento 3002 descrito no presente documento.

[000193] O pistão de transferência 6240 e a cavidade de bomba 6241 podem estar em qualquer local adequado dentro do módulo de PCR 6200. Por exemplo, embora o pistão de transferência 6240 seja mostrado como sendo disposto substancialmente acima do frasco de PCR 6260, em outras modalidades, o pistão de transferência 6240 pode ser disposto substancialmente acima da câmara de eluição 6190.

[000194] Em algumas modalidades, o compartimento 6210 define uma ou mais passagens de ventilação para acoplar fluidicamente a câmara de eluição 6190 e/ou o frasco de PCR 6260 à atmosfera. Em algumas modalidades, qualquer uma dessas passagens de ventilação pode incluir uma frita para minimizar e/ou evitar perdas de amostra e/ou reagentes a partir da câmara de eluição 6190 e/ou do frasco de PCR 6260.

[000195] Em uso, após o ácido nucleico ser isolado e processado dentro do módulo de isolamento 6100, conforme descrito anteriormente, o mesmo é transferido na câmara de eluição 6190 através da montagem de transferência 6140c. Então, as microesferas magnéticas são removidas (ou lavadas) do ácido nucleico por um tampão de eluição, e removidas da câmara de eluição 6190. Portanto, a câmara de eluição 6190 contém o ácido nucleico isolado 2/ou purificado. Em algumas

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77/184 modalidades, o tampão de eluição está contido dentro da câmara de eluição 6190. Em outras modalidades, o tampão de eluição está contido em uma das câmaras de reagente (por exemplo, a câmara de reagente 6213c) do módulo de PCR 6200, e é transferido na câmara de eluição 6190, conforme descrito anteriormente. Em uma modalidade, o tampão de eluição compreende uma solução filtrada de água com grau molecular, tris HCl (por exemplo, cerca de 10 mM, cerca de 15 mM, cerca de 20 mM, cerca de 25 mM, cerca de 30 mM, cerca de 35 mM, ou cerca de 40 mM), cloreto de magnésio (por exemplo, cerca de 1 mM, cerca de 2 mM, cerca de 3 mM, cerca de 4 mM, cerca de 5 mM, cerca de 6 mM, cerca de 7 mM, cerca de 8 mM, cerca de 9 mM, cerca de 10 mM ou cerca de 20 mM), glicerol (por exemplo, cerca de 2%, cerca de 3%, cerca de 4%, cerca de 5%, cerca de 6%, cerca de 7%, cerca de 8%, cerca de 9%, cerca de 10%, cerca de 12%, cerca de 14%, cerca de 16%, cerca de 18%, cerca de 20% ou cerca de 25%). Em uma modalidade, o pH do tampão de eluição é igual a cerca de 7,5, cerca de 7,6, cerca de 7,7, cerca de 7,8, cerca de 7,9, cerca de 8,0, cerca de 8,1, cerca de 8,2, cerca de 8,3, cerca de 8,4, cerca de 8,5, cerca de 8,6, cerca de 8,7, cerca de 8,8, cerca de 8,9 ou cerca de 9,0). Em outra modalidade, o tampão de eluição compreende um bactericida, por exemplo, o tampão de eluição proporcionado anteriormente que compreende, ainda, um bactericida. Em uma modalidade, o tampão de eluição também serve como um tampão de lavagem. Embora especificamente descrito para a câmara de eluição 6190, o tampão de eluição supramencionado, em outras modalidades, está presente como uma substância R1 ou R2.

[000196] Em algumas modalidades, os reagentes de PCR são, então, transportados a partir do módulo de PCR 6200 na câmara de eluição 6190. Mais particularmente, os êmbolos de reagente 6214a, 6214b e/ou 6214c são acionados (por exemplo, pelo instrumento 3002) para

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78/184 introduzir os reagentes na câmara de eluição 6190 através das passagens 6221a, 6221b, 6221c. A amostra de PCR é, então, transportada a partir da câmara de eluição 6190 no frasco de PCR 6260 através do tubo de transferência 6250 e da passagem 6222. Em particular, o pistão de transferência 6240 pode ser acionado para produzir um diferencial de pressão dentro do módulo de PCR 6200 para transportar a amostra de PCR a partir da câmara de eluição 6190 no frasco de PCR 6260, conforme descrito anteriormente. Desta maneira, a amostra de PCR (o ácido nucleico isolado e os reagentes de PCR) é preparada na câmara de eluição 6190. Realizando-se a mistura dos reagentes e da amostra de ácido nucleico dentro da câmara de eluição 642 (a invés de transportar o ácido nucleico isolado no frasco de PCR 6260 e realizar a mistura no mesmo), evita-se uma transferência adicional do ácido nucleico. Esta disposição pode resultar em uma precisão aperfeiçoada da análise pós-PCR, de tal modo que, e alguns casos, a análise possa ser semiquantitativa por natureza.

[000197] Em outras modalidades, no entanto, a amostra de PCR (o ácido nucleico isolado e os reagentes de PCR) pode ser preparada no frasco de PCR 6260. Em tais modalidades, por exemplo, os reagentes de PCR podem ser armazenados no frasco de PCR 6260, por exemplo, sob uma forma liofilizada. O ácido nucleico isolado pode ser transportado no frasco de PCR 6260 e misturado com os reagentes de PCR liofilizados para reconstituir os reagentes dentro do frasco de PCR 6260.

[000198] Depois que a amostra de PCR estiver no frasco de PCR 6260, a amostra de PCR pode ser termicamente ciclada (por exemplo, através da montagem de aquecimento 3700 do instrumento 3002) para realizar a amplificação desejada. Mediante o término e/ou durante a ciclagem térmica, a amostra de PCR pode ser opticamente analisada (por exemplo, através da montagem óptica 3800 do instrumento 3002)

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79/184 para analisar a amostra. Proporciona-se, abaixo, uma descrição do instrumento 3002.

As Figuras 25 a 33 são várias vistas de um cartucho 7001 de acordo com uma modalidade. Determinados recursos do cartucho 7001 são similares aos recursos correspondentes do cartucho 6001, e, portanto, não serão descritos abaixo. Onde aplicável, a discussão apresentada acima para o cartucho 6001 é incorporada na discussão do cartucho 7001. Por exemplo, embora os atuadores (por exemplo, o atuador 7163a) dentro do segundo compartimento 7160 tenham um tamanho e/ou formato que seja diferente do tamanho e/ou formado dos atuadores (por exemplo, o atuador 6163a) dentro do segundo compartimento 6160, muitos aspectos da estrutura e função dos atuadores dentro do segundo compartimento 6160 são similares àqueles dos atuadores dentro do compartimento 7160. Consequentemente, a descrição apresentada acima para os atuadores (por exemplo, o atuador 6160a) é aplicável aos atuadores (por exemplo, o atuador 7160a) descritos abaixo.

[000199] O cartucho 7001 inclui um módulo de preparação (ou isolamento) de amostra 7100 e um módulo de amplificação (ou PCR) 7200 que são acoplados entre si de modo a formarem um cartucho integrado 7001. Um revestimento 7005 é disposto ao redor de uma porção do módulo de isolamento 7100 e do módulo de PCR 7200. Um ou mais cartuchos 7001 podem ser dispostos dentro de qualquer instrumento adequado dos tipos aqui descritos (vide, por exemplo, o instrumento 3002 descrito abaixo) que seja configurado para manipular, acionar e/ou interagir com o cartucho 7001 para realizar um isolamento, uma transcrição e/ou uma amplificação de ácido nucleico em uma amostra de teste contida dentro do cartucho 7001.

[000200] Conforme mostrado nas Figuras 26 a 28, o módulo de isolamento 7100 inclui um primeiro compartimento (ou de isolamento)

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7110 e um segundo compartimento (ou de reagente) 7160 que é acoplado a e/ou pelo menos parcialmente dentro do primeiro compartimento 7110. O segundo compartimento 7160 define uma série de câmaras de retenção 7163a, 7163b, 7163c e 7163d que contêm os reagentes e/ou outras substâncias usadas no processo de isolamento. Conforme descrito no presente documento, as câmaras de retenção podem conter uma protease (por exemplo, Proteinase K), uma solução de lise para solubilizar o material volumoso, uma solução de ligação para carregar magneticamente a amostra de ácido nucleico residente dentro da câmara de lise 7114, e uma solução de microesferas magnéticas que se ligam ao ácido nucleico magneticamente carregado para auxiliar no transporte do ácido nucleico dentro do módulo de isolamento 7100 e/ou do primeiro compartimento 7110. Em uma modalidade, as soluções supramencionadas proporcionadas acima são usadas no cartucho proporcionado nas Figuras 26 a 28.

[000201] Cada uma das câmaras de retenção 7163a, 7163b, 7163c e 7163d inclui um atuador disposto de modo móvel. Mais particularmente, conforme mostrado nas Figuras 27 e 28, um atuador 7166a é disposto dentro da câmara de retenção 7163a, um atuador 7166b é disposto dentro da câmara de retenção 7163b, um atuador 7166c é disposto dentro da câmara de retenção 7163c, e um atuador 7166d é disposto dentro da câmara de retenção 7163d. Cada um dos atuadores 7166a,

7166b, 7166c e 7166d é similar ao atuador 6166 mostrado e descrito anteriormente (vide, por exemplo, a Figura 14). Em particular, cada um dos atuadores 7166a, 7166b, 7166c e 7166d pode funcionar como um mecanismo de transferência para transportar as substâncias a partir da câmara (por exemplo, a câmara 7163a) em outra porção do módulo de isolamento 7100 quando movido na direção indicada pela seta PP na Figura 28.

[000202] Conforme mostrado na Figura 27, um membro perfurável

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7170 é disposto ao redor de uma porção do segundo compartimento 7160 de tal modo que as porções internas do segundo compartimento 7160, do membro perfurável 7170 e dos atuadores 7166a, 7166b, 7166c e 7166d coletivamente circundem e/ou definam as câmaras de retenção 7163a, 7163b, 7163c e 7163d. Conforme declarado de modo similar, as porções internas do segundo compartimento 7160, do membro perfurável 7170 e dos atuadores 7166a, 7166b, 7166c e 7166d coletivamente definem câmaras fluidicamente isoladas 7163a, 7163b, 7163c e 7163d dentro das quais os reagentes e/ou substâncias podem ser armazenados. O membro perfurável 7170 pode ser construído a partir de qualquer material adequado dos tipos aqui descritos, tal como qualquer forma de polipropileno. Em algumas modalidades, o membro perfurável 7170 pode ser construído a partir de polipropileno biaxialmente orientado (BOP).

[000203] O segundo compartimento 7160 inclui uma bomba de mistura 7181, que pode ser acionada (por exemplo, pela montagem de atuador 3400 do instrumento 3002) para agitar, misturar e/ou produzir um movimento turbulento dentro da amostra, reagentes e/ou outras substâncias contidas com uma porção (por exemplo, a câmara de lise 7114) do módulo de isolamento 7100.

[000204] Conforme mostrado nas Figuras 26 a 28, o segundo compartimento 7160 é disposto dentro de uma abertura definida pelo primeiro compartimento 7110. Portanto, quando o segundo compartimento 7160 for disposto dentro do primeiro compartimento 7110, a porção do segundo compartimento 7160 define pelo menos uma porção de um limite da câmara de lise 7114. Mais particularmente, quando o segundo compartimento 7160 for disposto dentro do primeiro compartimento 7110, o membro perfurável 7170 define uma porção do limite da câmara de lise 7114. Esta disposição permite que as substâncias contidas dentro do segundo compartimento 7160 sejam

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82/184 transportadas na câmara de lise 7114 quando a porção do membro perfurável 7170 for furada, perfurada, rasgada e/ou quebrada. De maneira similar conforme descrito anteriormente com referência, o módulo de isolamento 6100, as substâncias contidas dentro do segundo compartimento 7160 podem ser transportadas no primeiro compartimento 7110 quando os atuadores 7166a, 7166b, 7166c e 7166d forem acionados.

[000205] Conforme mostrado nas Figuras 27 e 28, o primeiro compartimento 7110 inclui uma primeira porção (ou de topo) 7112 e uma segunda porção (ou de fundo) 7111. Em algumas modalidades, a porção de topo 7112 pode Sr construída separadamente da porção de fundo 7111, e pode, então, ser acoplada à porção de fundo 7111 para formar o primeiro compartimento 7110. O primeiro compartimento define a câmara de lise 7114, duas câmaras de lavagem 7121 e 7122, três lúmens de montagem de transferência (não mostrados nas Figuras 27 e 28), e uma câmara de eluição 7190. O primeiro compartimento 7110 também define uma abertura adjacente à câmara de isolamento 7114 dentro da qual se dispõe uma porção do segundo compartimento 7160. [000206] Conforme mostrado nas Figuras 26-28, o módulo de isolamento 7100 inclui uma tampa 7118 que é acoplada de modo removível ao compartimento 7110. Em uso, uma amostra contendo um ácido nucleico alvo, tal como, por exemplo, urina, sangue e/ou outros materiais contendo amostras de tecido pode ser transportada na câmara de lise 7114 através de uma abertura de preenchimento 7116 mediante a remoção da tampa 7118. A amostra pode ser introduzida na câmara de lise 7114 através de qualquer mecanismo adequado, incluindo, por exemplo, pipetando-se ou injetando-se a amostra na primeira câmara 7114 através da abertura de preenchimento 7116.

[000207] Após a amostra ser disposta na câmara de lise 7114, podemse adicionar reagentes e/ou substâncias para facilitar a lise celular à

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83/184 câmara de lise 7114, conforme descrito anteriormente. Ademais, a amostra pode ser agitada e/ou misturada através da bomba 7181 para facilitar o processo de lise, conforme descrito anteriormente. Em algumas modalidades, os conteúdos da câmara de lise 7144 podem ser aquecidos (por exemplo, pelo terceiro módulo de aquecimento 3780, conforme mostrado e descrito abaixo com referência ao instrumento 3002). Ademais, a segunda porção 7111 do primeiro compartimento 7110 inclui uma porção de acoplamento acústico 7182. Consequentemente, em algumas modalidades, pelo menos uma porção de um transdutor acústico (não mostrado) pode ser disposta em contato com a porção de acoplamento acústico 7182. Desta maneira, a energia acústica e/ou ultra-sônica produzida pelo transdutor pode ser transportada através da porção de acoplamento acústico 7182 e da parede lateral do primeiro compartimento 7110, e na solução dentro da câmara de lise 7114.

[000208] O módulo de isolamento 7100 inclui uma série de montagens de transferência (também referidas como mecanismos de transferência), mostradas nas Figuras 26 a 28 como uma montagem de transferência 7140a, uma montagem de transferência 7140b e uma montagem de transferência 7140c. Conforme descrito no presente documento, as montagens de transferência são configuradas para transferirem substâncias (por exemplo, porções da amostra incluindo as partículas magneticamente carregadas e o ácido nucleico isolado fixado a estas) entre a câmara de lise 7114, a câmara de lavagem 7121, a câmara de lavagem 7122, e a câmara de eluição 7190. Mais particularmente, as montagens de transferência 7140 são configuradas para transferirem substâncias entre a câmara de lise 7114, a câmara de lavagem 7121, a câmara de lavagem 7122, e a câmara de eluição 7190 enquanto mantém a câmara de isolamento 7114, a câmara de lavagem 7121, a câmara de lavagem 7122, e a câmara de eluição 7190

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84/184 substancialmente fluidicamente isoladas de outras câmaras (por exemplo, a câmara de lavagem adjacente) definidas pelo primeiro compartimento 7110. As montagens de transferência 7140a, 7140b e 7140c são similares em estrutura e função às montagens de transferência 6140 mostradas e descritas anteriormente em relação ao módulo de isolamento 6100, e, portanto, não serão descritas em detalhes abaixo.

[000209] O módulo de isolamento 7100 inclui dois módulos de tampão de lavagem 7130a e 7130b que são acoplados à porção superior 7112 do primeiro compartimento 7110. Conforme descrito no presente documento, cada módulo de tampão de lavagem 7130a e 7130b contém uma substância (por exemplo, um reagente, uma solução tampão de lavagem, um óleo mineral e/ou qualquer outra substância a ser adicionada à amostra), e é configurado para transferir a substância na câmara de lavagem 7121 e na câmara de lavagem 7122, respectivamente, quando acionado. Ademais, cada módulo de tampão de lavagem 7130a e 7130b é configurado para produzir uma vazão de fluidos dentro da câmara de lavagem 7121 e da câmara de lavagem 7122, respectivamente, para promover a lavagem e/ou a mistura da porção da amostra contida no mesmo. Conforme declarado de modo similar, cada módulo de tampão de lavagem 7130a e 7130b é configurado para transferir energia na câmara de lavagem 7121 e na câmara de lavagem 7122, respectivamente. Em uma modalidade, o módulo de tampão de lavagem 7130a e/ou 7130b compreende um tampão de lavagem que compreende uma solução filtrada de água com grau molecular, tris HCl (por exemplo, cerca de 10 mM, cerca de 15 mM, cerca de 20 mM, cerca de 25 mM, cerca de 30 mM, cerca de 35 mM, ou cerca de 40 mM), cloreto de magnésio (por exemplo, cerca de 1 mM, cerca de 2 mM, cerca de 3 mM, cerca de 4 mM, cerca de 5 mM, cerca de 6 mM, cerca de 7 mM, cerca de 8 mM, cerca de 9 mM, cerca de 10

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85/184 mM ou cerca de 20 mM), glicerol (por exemplo, cerca de 2%, cerca de 3%, cerca de 4%, cerca de 5%, cerca de 6%, cerca de 7%, cerca de 8%, cerca de 9%, cerca de 10%, cerca de 12%, cerca de 14%, cerca de 16%, cerca de 18%, cerca de 20% ou cerca de 25%). Em uma modalidade, o pH do tampão de lavagem é igual a cerca de 7,5, cerca de 7,6, cerca de 7,7, cerca de 7,8, cerca de 7,9, cerca de 8,0, cerca de 8,1, cerca de 8,2, cerca de 8,3, cerca de 8,4, cerca de 8,5, cerca de 8,6, cerca de 8,7, cerca de 8,8, cerca de 8,9 ou cerca de 9,0). Em outra modalidade, o tampão de lavagem compreende um bactericida, por exemplo, o tampão de lavagem proporcionado anteriormente que compreende, ainda, um bactericida.

[000210] Embora especificamente descrito para as câmaras 7130a e/ou 7130b, o tampão de lavagem descrito imediatamente acima, em outras modalidades, está presente como uma substância R1 e/ou R2.

[000211] Em outra modalidade, o módulo de tampão de lavagem 7130a e/ou 7130b compreende um tampão de lavagem que compreende uma solução filtrada de água com grau molecular, HCl guanidina (por exemplo, cerca de 0,7 mM, cerca de 0,8 mM, cerca de 0,81 mM, cerca de 0,82 mM, cerca de 0,83 mM, cerca de 0,84 mM, cerca de 0,85 mM, cerca de 0,9 mM, cerca de 1,0 mM), tris HCl (por exemplo, cerca de 10 mM, cerca de 15 mM, cerca de 20 mM, cerca de 25 mM, cerca de 30 mM, cerca de 35 mM, ou cerca de 40 mM, e pode ter um pH de cerca de 7,5, cerca de 8 ou cerca de 8,5), triton-X-100 (por exemplo, cerca de 0,25%, cerca de 0,5%, cerca de 0,75%, cerca de 1%), Tween-20 (por exemplo, cerca de 0,25%, cerca de 0,5%, cerca de 0,75%, cerca de 1%), EDTA (por exemplo, cerca de 0,1 mM, cerca de 0,2 mM, cerca de 0,3 mM, cerca de 0,5 mM, cerca de 0,75 mM, cerca de 1 mM, cerca de 2 mM, cerca de 3 mM, cerca de 4 mM, cerca de 5 mM, cerca de 6 mM, cerca de 7 mM, cerca de 8 mM, cerca de 9 mM, cerca de 10 mM ou cerca de 20 mM), isopropanol (por exemplo, cerca

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86/184 de 10%, cerca de 20%, cerca de 30%, cerca de 40%, cerca de 50%, cerca de 60%). Em uma modalidade, o pH do tampão de eluição é cerca de 7,5, cerca de 7,6, cerca de 7,7, cerca de 7,8, cerca de 7,9, cerca de 8,0, cerca de 8,1, cerca de 8,2, cerca de 8,3, cerca de 8,4, cerca de 8,5, cerca de 8,6, cerca de 8,7, cerca de 8,8, cerca de 8,9 ou cerca de 9,0). Muito embora descrito de modo específico para as câmaras 7130a e/ou 7130b, o tampão de lavagem descrito imediatamente acima, em outras modalidades, está presente como uma substância R1 e/ou R2.

[000212] O módulo de tampão de lavagem 7130a inclui um atuador 7150a que é s disposto de modo móvel dentro de um compartimento 7137a. o compartimento 7137a é acoplado à porção superior 7112 do primeiro compartimento 7110 de tal modo que o módulo de tampão de lavagem 7130a seja substancialmente alinhado à câmara de lavagem 7121. Em particular, o compartimento 7137a inclui um par de protuberâncias 7133a que é configurado para que seja disposto dentro de uma abertura correspondente definida por uma porção de acoplamento 7134a da porção superior 7112 do primeiro compartimento 7110. Embora o módulo de tampão de lavagem 7130a seja mostrado como sendo acoplado ao primeiro compartimento 7110 por um encaixe por pressão, em outras modalidades, o módulo de tampão de lavagem 7130a pode ser acoplado ao primeiro compartimento 7110 através de qualquer método adequado, tal como, por exemplo, por um acoplamento rosqueado, um elemento de fixação mecânica ou retentor, uma ligação química ou adesivo, um ajuste de interferência, uma junta soldada ou similares.

[000213] O atuador 7150a inclui uma porção de êmbolo 7151a, uma porção de perfuração 7152a e uma porção de engate 7153a. A porção de engate 7153a é configurada para se engatar, ser acoplada de modo removível e/ou ser recebida dentro de uma porção de uma montagem de atuador para facilitar o movimento do atuador 7150a dentro do

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87/184 compartimento 7137a, conforme descrito no presente documento. O atuador 7150a pode ser manipulado e/ou acionado por qualquer instrumento adequado, tal como a montagem de atuador 3600 descrita abaixo em relação às Figuras 47 a 51.

[000214] A porção de êmbolo 7151a do atuador 7150a é disposta dentro do compartimento 7137a. Um membro perfurável 7135a é disposto ao redor da porção de extremidade do compartimento 7137a de tal modo que a face de extremidade da porção de êmbolo 7151a, o compartimento 7137a e o membro perfurável 7135a coletivamente definam um volume dentro do qual se dispõe uma substância. A porção de êmbolo 7151a e a superfície interna do compartimento 7137a são configuradas para formarem um lacre substancialmente impermeável e/ou hermético a fluidos. Em algumas modalidades, a porção de êmbolo 7151a pode incluir um membro de vedação, um anel em O ou similares. [000215] A porção de perfuração 7152a do atuador 7150a é configurada para perfurar, quebrar, rasgar e/ou romper a porção do membro perfurável 7135a quando o atuador 7150a for movido dentro do compartimento 7137a na direção indicada pela seta QQ na Figura 28. Desta maneira, o movimento do atuador 7150 coloca a câmara em comunicação fluídica com a câmara de lavagem 7121. Conforme declarado de modo similar, o módulo de tampão de lavagem 7130a pode ser seletivamente colocado em comunicação fluídica com a câmara de lavagem 7121 quando o atuador 7150a for acionado. Após a substância dentro do módulo de tampão de lavagem 7130a ser transportada na câmara de lavagem 7121, o atuador 7150a pode ser reciprocado dentro do compartimento 7137a para produzir uma pressão que seja transportada dentro da câmara de lavagem 7121 para promover a lavagem, a mistura e/ou outra interação entre as amostras dispostas no mesmo. A porção superior 7112 do primeiro compartimento 7110 inclui um bocal 7131a configurado para direcionar

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88/184 a energia de pressão e/ou o fluxo produzido pelo atuador 7150a em direção a uma região particular dento da câmara de lavagem 7121. [000216] O módulo de tampão de lavagem 7130b inclui um atuador 7150b que é disposto de modo móvel dentro de um compartimento 7137b. O compartimento 7137b é acoplado à porção superior 7112 do primeiro compartimento 7110 de tal modo que o módulo de tampão de lavagem 7130b seja substancialmente alinhado à câmara de lavagem 7122. Em particular, o compartimento 7137b inclui um par de protuberâncias 7133b que é configurado para que seja disposto dentro de uma abertura correspondente definida por uma porção de acoplamento 7134b da porção superior 7112 do primeiro compartimento 7110. Embora o módulo de tampão de lavagem 7130b seja mostrado como sendo acoplado ao primeiro compartimento 7110 através de um encaixe por pressão, em outras modalidades, o módulo de tampão de lavagem 7130b pode ser acoplado ao primeiro compartimento 7110 através de qualquer método adequado, tal como, por exemplo, através de um acoplamento rosqueado, um elemento de fixação mecânica ou retentor, uma ligação química ou adesivo, um ajuste de interferência, uma junta soldada ou similares.

[000217] O atuador 7150b inclui uma porção de êmbolo 7151b, uma porção de perfuração 7152b e uma porção de engate 7153b. A porção de engate 7153b é configurada para se engatar, ser acoplada de modo removível e/ou ser recebida dentro de uma porção de uma montagem de atuador para facilitar o movimento do atuador 7150b dentro do compartimento 7137b, conforme descrito no presente documento. O atuador 7150b pode ser manipulado e/ou acionado por qualquer instrumento adequado, tal como a montagem de atuador 3600 descrita abaixo em relação às Figuras 47 a 51.

[000218] A porção de êmbolo 7151b do atuador 7150b é disposta dentro do compartimento 7137b. Um membro perfurável 7135b é

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89/184 disposto ao redor da porção de extremidade do compartimento 7137b de tal modo que a face de extremidade da porção de êmbolo 7151b, o compartimento 7137b e o membro perfurável 7135b coletivamente definam um volume dentro do qual se dispõe uma substância. A porção de êmbolo 7151b e a superfície interna do compartimento 7137b são configuradas para formarem um lacre substancialmente impermeável e/ou hermético a fluidos. Em algumas modalidades, a porção de êmbolo 7151b pode incluir um membro de vedação, um anel em O ou similares. [000219] A porção de perfuração 7152b do atuador 7150b é configurada para perfurar, quebrar, rasgar e/ou romper a porção do membro perfurável 7135b quando o atuador 7150b for movido dentro do compartimento 7137b na direção indicada pela seta QQ na Figura 28. Desta maneira, o movimento do atuador 7150b coloca a câmara em comunicação fluídica com a câmara de lavagem 7122. Conforme declarado de modo similar, o módulo de tampão de lavagem 7130b pode ser seletivamente colocado em comunicação fluídica com a câmara de lavagem 7122 quando o atuador 7150b for acionado. Após a substância dentro do módulo de tampão de lavagem 7130b ser transportada na câmara de lavagem 7122, o atuador 7150b pode ser reciprocado dentro do compartimento 7137b para produzir uma pressão que é transportada na câmara de lavagem 7122 para promover a lavagem, a mistura e/ou outra interação entre as amostras dispostas no mesmo. A porção superior 7112 do primeiro compartimento 7110 inclui um bocal 7131b configurado para direcionar a energia de pressão e/ou o fluxo produzido pelo atuador 7150b em direção a uma região particular dentro da câmara de lavagem 7122.

[000220] Conforme mostrado nas Figuras 29 a 31, o módulo de amplificação (ou PCR) 7200 inclui um substrato 7220 que é construído a partir de uma primeira camada (ou superior) 7227 e uma segunda camada (ou inferior) 7228. O módulo de PCR 7200 inclui um frasco de

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PCR 7260 acoplado à segunda camada 7228, um mecanismo de transferência 7235, um primeiro módulo de reagente 7270a e um segundo módulo de reagente 7270b. O frasco de PCR 7260 é acoplado à primeira porção de extremidade 7211 do compartimento 7210 e define um volume 7262 dentro do qual se pode dispor uma amostra para facilitar uma reação associada à amostra. O frasco de PCR 7260 pode ser qualquer recipiente adequado para conter uma amostra de modo a permitir que ocorra uma reação associada à amostra. O frasco de PCR 7260 também pode ser qualquer recipiente adequado para conter a amostra de modo a permitir o monitoramento de tal reação (por exemplo, a detecção de um analito dentro da amostra que resulta ou está associado à reação). Em algumas modalidades, pelo menos uma porção do frasco de PCR 7260 pode ser substancialmente transparente para permitir que um monitoramento óptico de uma reação que ocorre no mesmo seja um sistema óptico (por exemplo, a montagem óptica 3800 do instrumento 3002 descrita no presente documento).

[000221] Conforme mostrado nas Figuras 32 e 33, o módulo de amplificação 7200 é acoplado ao primeiro compartimento 7110 do módulo de isolamento 7100 de tal modo que pelo menos uma porção de um tubo de transferência 7250 seja disposta dentro da câmara de eluição 7190 do módulo de isolamento 7100. Desta maneira, conforme descrito no presente documento, o ácido nucleico isolado, quaisquer substâncias e/ou quaisquer reagentes de PCR dispostos dentro da câmara de eluição 7190 podem ser transportados a partir da câmara de eluição 7190 ao frasco de PCR 7260 através do tubo de transferência 7250. Mais particularmente, o substrato 7220 define uma passagem de fluxo 7222 que coloca o frasco de PCR 7260 em comunicação fluídica com a câmara de eluição 7190 quando o módulo de PCR 7200 for acoplado ao módulo de isolamento 7100. Conforme mostrado nas Figuras 30 e 31, as porções da passagem de fluxo 7222 são definidas

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91/184 no tubo de transferência 7250 e em uma porta de transferência 7229 da segunda camada 7228 do substrato 7220. Embora a passagem de fluxo 7222 seja mostrada como sendo definida primariamente pela segunda camada 7228 do substrato 7220, em outras modalidades, a passagem de fluxo 7222 pode ser definida pela primeira camada 7227 ou em porções tanto da primeira camada 7227 como da segunda camada

7228.

[000222] O substrato 7220 também define uma passagem de fluxo 7223, uma passagem de fluxo 7221a e uma passagem de fluxo 7221b. Conforme descrito em maiores detalhes no presente documento, a passagem de fluxo 7223 é configurada para colocar um volume 7237 definido dentro do mecanismo de transferência 7235 em comunicação fluídica com o frasco de PCR 7260 através da porta de transferência

7229. A passagem de fluxo 7221a é configurada para colocar um volume definido pelo módulo de reagente 7270a em comunicação fluídica com a câmara de eluição 7190 através do tubo de transferência 7250. A passagem de fluxo 7221b é configurada para colocar um volume definido pelo módulo de reagente 7270b em comunicação fluídica com o frasco de PCR 7260 através da porta de transferência 7229 e/ou de uma porção da passagem 7222. Qualquer uma entre a passagem de fluxo 7223, a passagem de fluxo 7221a e/ou a passagem de fluxo 7221b pode ser definida pela primeira camada 7227, pela segunda camada 7228, ou em porções tanto da primeira camada 7227 como da segunda camada 7228.

[000223] O módulo de PCR 7200 inclui dois módulos de reagente 7270a e 7270b que são acoplados à camada superior 7227 do substrato 7220. Conforme descrito no presente documento, cada módulo de reagente 7270a e 7270b contém uma substância, R1 e R2, respectivamente. O módulo de reagente 7270a é configurado para transportar a substância R1 na câmara de eluição 7190 através da

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92/184 passagem de fluxo 7221a, conforme descrito no presente documento. O módulo de reagente 7270b é configurado para transportar a substância R2 no frasco de PCR 7260 através da passagem de fluxo 7221b, conforme descrito no presente documento. Desta maneira, cada módulo de reagente 7270a e 7270b funciona como um dispositivo de armazenamento de reagente e um mecanismo de transferência.

[000224] As substâncias R1 e R2 podem, por exemplo, ser um reagente, uma solução tampão de eluição, uma solução tampão de lavagem, um óleo mineral e/ou qualquer outra substância a ser adicionada à amostra, conforme descrito no presente documento. Em algumas modalidades, a substância R1 pode incluir um tampão de eluição e um óleo mineral. Em algumas modalidades, a substância R2 pode incluir reagentes de reação que facilitam um processo de PCR dentro do frasco de PCR 7260. Em algumas modalidades, um master mix para PCR pode ser disposto dentro do frasco de PCR 7260 em um estado liofilizado de tal modo que a adição da substância R2 e/ou uma mistura da substância R1 e da amostra alvo reconstitua o master mix liofilizado para facilitar o processo de PCR.

[000225] Por exemplo, em uma modalidade onde o HSV é amplificado através de PCR, o master mix é um pélete liofilizado que compreende iniciadores HSV1 e HSV2 específicos para uma sequência HSV1 e/ou HSV2, sonda de detecção (por exemplo, uma sonda de oligonucleotídeo de hibridização que compreende um fluóforo e MGB na terminação 5' e um supressor não-fluorescente na terminação 3'), e iniciadores de controle interna e sonda, KCl (por exemplo, cerca de 40 mM, cerca de 50 mM, cerca de 60 mM, cerca de 70 mM), manitol (por exemplo, cerca de 70 mM, cerca de 80 mM, cerca de 90 mM, cerca de 100 mM, cerca de 110 mM, cerca de 120 mM), BSA (por exemplo, cerca de 0,1 mg/mL, cerca de 0,5 mg/mL, cerca de 1 mg/mL), dNTPs (por exemplo, cerca de 0,2 mM, cerca de 0,3 mM, cerca de 0,4 mM, cerca de 0,5 mM, cerca de

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93/184 mM), Taq polimerase (por exemplo, cerca de 0,1 U/pL, cerca de 0,2 U/pL, cerca de 0,3 U/pL).

[000226] Em outra modalidade, um master mix compreende reagentes liofilizados para realizar um PCR de multiplexação em três alvos e um controle interno. Em uma modalidade adicional, os ácidos nucleicos alvo consistem em um ácido nucleico específico para influenza A, um ácido nucleico específico para influenza B e um ácido nucleico específico para RSV. Em uma modalidade adicional, a reação de multiplexação é monitorada em tempo real, por exemplo, proporcionando-se uma sonda de oligonucleotídeo de hibridização, específica para cada sequência alvo, em que cada sonda compreende um fluóforo e MGB na terminação 5' e um supressor não-fluorescente na terminação 3'.

[000227] Em outra modalidade, o master mix liofilizado compreende reagentes tanto para um PCR como para uma reação de transcriptase reversa. Por exemplo, em uma modalidade, o master mix liofilizado inclui enzimas de transcriptase reversa e enzimas de Taq polimerase, dNTPs, inibidor RNase, KCl, BSA e iniciadores para realizar uma síntese de cDNA de primeiro filamento e PCR.

[000228] O master mix compreende diferentes iniciadores e sondas, dependendo do alvo a ser amplificado. Cada alvo terá associado a ele um conjunto específico de iniciador e sonda, e o conjunto de iniciador e sonda pode ser liofilizado com os outros reagentes de PCR mencionados acima, para formar um master mix liofilizado. As concentrações de componentes também variarão dependendo do alvo particular sendo amplificado, e se múltiplos alvos forem amplificados.

[000229] O módulo de reagente 7270a inclui um atuador 7280a que é disposto de modo móvel dentro de um compartimento 7277a. O compartimento 7277a é acoplado à camada superior 7227 do substrato 7220 de tal modo que o módulo de reagente 7270a seja substancialmente alinhado à passagem 7221a, ao tubo de transferência

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7250 e/ou à câmara de eluição 7190. Conforme mostrado na Figura 29, o compartimento 7277a inclui um par de protuberâncias 7273a que são configuradas para que sejam dispostas dentro de uma abertura correspondente definida por uma porção de acoplamento 7234a da camada superior 7227 do substrato 7220. Embora o módulo de reagente 7270a seja mostrado como sendo acoplado ao substrato 7220 através de um encaixe por pressão, em outras modalidades, o módulo de reagente 7270a pode ser acoplado ao substrato 7220 através de qualquer método adequado, tal como, por exemplo, através de um acoplamento rosqueado, um elemento de fixação mecânica ou retentor, uma ligação química ou adesivo, um ajuste de interferência, uma junta soldada ou similares.

[000230] O atuador 7280a inclui uma porção de êmbolo 7281a, uma porção de perfuração 7282a e uma porção de engate 7283a. A porção de engate 7283a é configurada para se engatar, ser acoplada de modo removível e/ou ser recebida dentro de uma porção de uma montagem de atuador para facilitar o movimento do atuador 7280a dentro do compartimento 7277a, conforme descrito no presente documento. O atuador 7280a pode ser manipulado e/ou acionado por qualquer instrumento adequado, tal como a montagem de atuador 3600 descrita abaixo em relação às Figuras 47 a 51.

[000231] A porção de êmbolo 7281a do atuador 7280a é disposta dentro do compartimento 7277a. Um membro perfurável 7275a é disposto ao redor da porção de extremidade do compartimento 7277a de tal modo que a face de extremidade da porção de êmbolo 7281a, o compartimento 7277a e o membro perfurável 7275a definam coletivamente um volume dentro do qual a substância R1 é disposta. A porção de êmbolo 7281a e a superfície interna do compartimento 7277a são configuradas para formarem um lacre substancialmente impermeável e/ou hermético a fluidos. Em algumas modalidades, a

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95/184 porção de êmbolo 7281a pode incluir um membro de vedação, um anel em O ou similares.

[000232] A porção de perfuração 7282a do atuador 7280a é configurada para perfurar, quebrar, rasgar e/ou romper uma porção do membro perfurável 7275a quando o atuador 7280a for movido dentro do compartimento 7277a na direção indicada pela seta SS na Figura 31. Desta maneira, o movimento do atuador 7280a coloca o volume no mesmo em comunicação fluídica com a passagem 7221a, e, portanto, a câmara de eluição 7190. Conforme declarado de modo similar, o módulo de reagente 7270a pode ser seletivamente colocado em comunicação fluídica com a câmara de eluição 7190 quando o atuador 7280a for acionado.

[000233] O módulo de reagente 7270b inclui um atuador 7280b que é disposto de modo móvel dentro de um compartimento 7277b. O compartimento 7277b é acoplado à camada superior 7227 do substrato 7220 de tal modo que o módulo de reagente 7270b seja substancialmente alinhado à passagem 7221b. Conforme mostrado na Figura 29, o compartimento 7277b inclui um par de protuberâncias 7273b que são configuradas de modo que sejam dispostas dentro de uma abertura correspondente definida por uma porção de acoplamento 7234b da camada superior 7227 do substrato 7220. Embora o módulo de reagente 7270b seja mostrada como sendo acoplada ao substrato 7220 através de um encaixe por pressão, em outras modalidades, o módulo de reagente 7270b pode ser acoplado ao substrato 7220 através de qualquer método adequado, tal como, por exemplo, através de um acoplamento rosqueado, um elemento de fixação mecânica ou retentor, uma ligação química ou adesivo, um ajuste de interferência, uma junta soldada ou similares.

[000234] O atuador 7280b inclui uma porção de êmbolo 7281b, uma porção de perfuração 7282b e uma porção de engate 7283b. A porção

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96/184 de engate 7283b é configurada para se engatar, ser acoplada de modo removível e/ou ser recebida dentro de uma porção de uma montagem de atuador para facilitar o movimento do atuador 7280b dentro do compartimento 7277b, conforme descrito no presente documento. O atuador 7280b pode ser manipulado e/ou acionado através de qualquer instrumento adequado, tal como a montagem de atuador 3600 descrita abaixo em relação às Figuras 47 a 51.

[000235] A porção de êmbolo 7281b do atuador 7280b é disposta dentro do compartimento 7277b. Um membro perfurável 7275b é disposto ao redor da porção de extremidade do compartimento 7277b de tal modo que a face de extremidade da porção de êmbolo 7281b, o compartimento 7277b e o membro perfurável 7275b definam coletivamente um volume dentro do qual a substância R2 é disposta. A porção de êmbolo 7281b e a superfície interna do compartimento 7277b são configuradas para formarem um lacre substancialmente impermeável e/ou hermético a fluidos. Em algumas modalidades, a porção de êmbolo 7281a pode incluir um membro de vedação, um anel em O ou similares.

[000236] A porção de perfuração 7282b do atuador 7280b é configurada para perfurar, quebrar, rasgar e/ou romper uma porção do membro perfurável 7275b quando o atuador 7280b for movido dentro do compartimento 7277b na direção indicada pela seta SS na Figura 31. Desta maneira, o movimento do atuador 7280b coloca o volume no mesmo em comunicação fluídica com a passagem 7221b, e, portanto, com a câmara de PCR 7260.

[000237] O módulo de PCR 7200 inclui um mecanismo de transferência 7235 configurado para transferir substâncias a partir e/ou entre a câmara de eluição 7190 do módulo de isolamento 7100 e o frasco de PCR 7260 do módulo de PCR 7200. Conforme descrito no presente documento, o mecanismo de transferência 7235 também é

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97/184 configurado para definir um volume 7237 dentro do qual uma substância pode estar contida, e colocar seletivamente o volume 7237 em comunicação fluídica com o frasco de PCR 7260. Desta maneira, o mecanismo de transferência 7235 também age como um mecanismo de controle de fluxo.

[000238] O mecanismo de transferência 7235 inclui um atuador 7240 disposto dentro de um compartimento 7236. O compartimento 7236 é acoplado e/ou consiste em uma porção da camada superior 7227 do substrato 7220. O compartimento 7236 define um volume 7237 dentro do qual uma substância, tal como, por exemplo, óleo mineral, pode ser armazenada. Embora não mostrado incluindo um membro perfurável, em outras modalidades, uma porção do volume 7237 pode ser circundada e/ou fluidicamente isolada por um membro perfurável, conforme descrito no presente documento.

[000239] O atuador 7240 inclui uma porção de êmbolo 7241, uma porção de válvula 7242 e uma porção de engate 7243. A porção de engate 7243 é configurada para se engatar, ser acoplada de modo removível e/ou ser recebida dentro de uma porção de uma montagem de atuador para facilitar o movimento do atuador 7240 dentro do compartimento 7236, conforme descrito no presente documento. O atuador 7240 pode ser manipulado e/ou acionado através de qualquer instrumento adequado, tal como a montagem de atuador 3600 descrita abaixo em relação às Figuras 47 a 51.

[000240] A porção de êmbolo 7241 do atuador 7240 é disposta dentro do compartimento 7236. A porção de êmbolo 7241 e a superfície interna do compartimento 7236 são configuradas para formarem um lacre substancialmente impermeável e/ou hermético a fluidos. Em algumas modalidades, a porção de êmbolo 7241 pode incluir um membro de vedação, um anel em O ou similares. Adicionalmente, um lacre 7244 é disposto na porção de topo do compartimento 7236.

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[000241] O atuador 7240 é configurado para que seja movido dentro do compartimento 7236 entre uma primeira posição (Figura 30) e uma segunda posição (Figura 31). Quando o atuador 7240 estiver na primeira posição, a porção de válvula 7242 do atuador 7240 é disposta pelo menos parcialmente dentro da passagem de fluxo 7223 de tal modo que o volume 7237 seja substancialmente fluidicamente isolado a partir da passagem de fluxo 7223 e/ou do frasco de PCR 7260. Conforme declarado de modo similar, quando o atuador 7240 estiver na primeira posição, uma porção da porção de válvula 7242 se encontra em contato com a camada superior 7227 para produzir um lacre substancialmente impermeável e/ou hermético a fluidos. Quando o atuador 7250 for movido dentro do compartimento 7236 na direção indicada pela seta RR na Figura 31, a porção de válvula 7242 é separada da camada superior 7227 e/ou removida da passagem de fluxo 7223, colocando, assim, o volume 7237 em comunicação fluídica com a passagem 7223, e, portanto, com a câmara de PCR 7260. Desta maneira, quando o atuador 7240 for movido, a substância dentro do volume 7237 pode ser transportada no volume de PCR 7262 definido pelo frasco de PCR 7260. [000242] Ademais, quando o atuador 7240 for movido dentro do compartimento 7236, conforme mostrado pela seta RR in Figura 31, produz-se um vácuo dentro do volume de PCR 7262 do frasco de PCR 7260. Este diferencial de pressão entre o volume de PCR 7262 e a câmara de eluição 7190 resulta em pelo menos uma porção dos conteúdos da câmara de eluição 7190 sendo transferida no volume de PCR 7262 através do tubo de transferência 7250 e da passagem 7222 (vide, por exemplo, a Figura 24). Desta maneira, substâncias e/ou amostras podem ser adicionadas, misturadas e/ou transportadas entre a câmara de eluição 7190 e o volume de PCR 7262 acionando-se o mecanismo de transferência 7235. O mecanismo de transferência 7235 pode ser acionado através de qualquer mecanismo adequado, tal como,

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99/184 por exemplo, a montagem de acionamento 3600 do instrumento 3002 descrito no presente documento.

[000243] Em uso, após um ou mais ácidos nucleicos alvo, ou uma população de ácidos nucleicos ser isolada e processada dentro módulo de isolamento 7100, conforme descrito anteriormente, esta é transferida na câmara de eluição 7190 através da montagem de transferência 7140c. O módulo de reagente 7270a pode, então, ser acionada para transportar a substância R1 na câmara de eluição 7190. Por exemplo, em algumas modalidades, o módulo de reagente 7270a pode ser acionado para transportar uma solução contendo um tampão de eluição e um óleo mineral na câmara de eluição 7190. As microesferas magnéticas são, então, removidas (ou lavadas) do ácido nucleico pelo tampão de eluição, e removidas da câmara de eluição 7190 (por exemplo, pela montagem de transferência 7140c). Portanto, a câmara de eluição 7190 contém o ácido nucleico isolado e/ou purificado.

[000244] O módulo de reagente 7270b pode ser acionado para transportar a substância R2 no volume de PCR 7262. Por exemplo, em algumas modalidades, o módulo de reagente 7270b pode ser acionado para transportar uma solução contendo vários reagentes de reação no frasco de PCR 7260. Em algumas modalidades, o frasco de PCR 7260 pode conter reagentes e/ou substâncias adicionais, tal como, por exemplo, um master mix para PCR, em um estado liofilizado. Consequentemente, quando a substância R2 for transportada no frasco de PCR 7260, os conteúdos liofilizados podem ser reconstituídos na preparação para a reação.

[000245] A amostra S alvo pode ser transportada (seja antes ou após o acionamento do módulo de reagente 7270b descrito anteriormente) a partir da câmara de eluição 7190 no frasco de PCR 7260 através do tubo de transferência 7250 e da passagem 7222. Em particular, o atuador 7240 do mecanismo de transferência 7235 pode ser acionado

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100/184 para produzir um diferencial de pressão dentro do módulo de PCR 7200 para transportar a amostra de PCR a partir da câmara de eluição 7190 no frasco de PCR 7260 através da passagem 7222, conforme descrito anteriormente. Desta maneira, a amostra de PCR (o ácido nucleico isolado e os reagentes de PCR) pode ser parcialmente preparada na câmara de eluição 7190. Ademais, quando o mecanismo de transferência 7235 for acionado, o volume 7237 aqui definido é colocado em comunicação fluídica com o volume de PCR 7262 através da passagem 7223, conforme descrito anteriormente. Portanto, em algumas modalidades, uma substância adicional (por exemplo, um óleo mineral) pode ser adicionada ao frasco de PCR através da mesma operação da operação de transferência de amostra.

[000246] Após a amostra de PCR estar no frasco de PCR 7260, pelo menos uma porção da amostra de PCR S pode ser termicamente ciclada (por exemplo, através da montagem de aquecimento 3700 do instrumento 3002) para realizar a amplificação desejada. Mediante o término e/ou durante a ciclagem térmica, a amostra de PCR pode ser opticamente analisada (por exemplo, através da montagem óptica 3800 do instrumento 3002) para analisar a amostra. Alternativamente, conforme descrito no presente documento, a amostra de PCR pode ser opticamente analisada durante o PCR, por exemplo, com sondas de hibridização de DNA, cada uma conjugada a um MGB e fluóforo. Proporciona-se, abaixo, uma descrição do instrumento 3002, e de outros instrumentos adequados para manipular o cartucho.

[000247] Qualquer um dos cartuchos aqui descritos pode ser manipulado e/ou acionado por qualquer instrumento adequado para realizar um processo de isolamento e/ou reação em uma amostra contida dentro do cartucho. Por exemplo, em algumas modalidades, qualquer um dos cartuchos aqui descritos pode ser manipulado e/ou acionado por um instrumento para realizar um isolamento e amplificação

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101/184 de ácido nucleico em tempo real em uma amostra de teste dentro do cartucho. Desta maneira, o sistema (por exemplo, o cartucho ou uma série de cartuchos e um instrumento) pode ser usado para muitos ensaios diferentes, tal como, por exemplo, a rápida detecção da influenza (gripe) A, Gripe B, e vírus sincicial respiratório (RSV) de amostras nasofaringeais.

[000248] Em algumas modalidades, um instrumento pode ser configurado para facilitar, produzir, suportar e/ou promover uma reação em uma amostra contida em uma câmara de reação definida por um cartucho dos tipos mostrados e descritos no presente documento. Esse instrumento também pode incluir uma montagem óptica para detectar uma ou mais substâncias e/ou analitos diferentes dentro da amostra antes, durante e/ou após a reação. Por exemplo, a Figura 34 é uma ilustração esquemática de um instrumento 1002 de acordo com uma modalidade. O instrumento 1002 inclui um bloco 1710, um primeiro membro óptico 1831, um segundo membro óptico 1832 e uma montagem óptica 1800. O bloco 1710 define um volume de reação 1713 configurado para receber pelo menos uma porção 261 de um recipiente de reação 260 que contém uma amostra S. O recipiente de reação 260 pode ser qualquer recipiente adequado para conter a amostra S de modo a permitir que ocorra uma reação associada à amostra S. O recipiente de reação 260 também pode ser qualquer recipiente adequado para conter a amostra S de modo a permitir o monitoramento de tal reação (por exemplo, a detecção de um analito dentro da amostra S que resulte a partir de, ou seja associado à reação). Em algumas modalidades, por exemplo, o recipiente de reação 260 pode ser um frasco de PCR, um tubo de teste ou similares. Ademais, em algumas modalidades, pelo menos a porção 261 do recipiente de reação 260 pode ser substancialmente transparente para permitir que ocorra um monitoramento óptico de uma reação.

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[000249] O bloco 1710 pode ser qualquer estrutura adequada e/ou pode ser acoplado a qualquer mecanismo adequado para facilitar, produzir, suportar e/ou promover uma reação associada à amostra S no recipiente de reação 260. Por exemplo, em algumas modalidades, o bloco 1710 pode ser acoplado a e/ou pode incluir um mecanismo para aquecer ciclicamente a amostra S no recipiente de reação 260. Desta maneira, o bloco 1710 pode produzir uma reação termicamente induzida da amostra S, tal como, por exemplo, um processo de PCR. Em outras modalidades, o bloco 1710 pode ser acoplado a e/ou pode incluir um mecanismo para introduzir uma ou mais substâncias no recipiente de reação 260 para produzir uma reação química associada à amostra S. [000250] O volume de reação 1713 pode ter qualquer tamanho e/ou formato adequado para conter a porção 261 da câmara de reação 260. Em algumas modalidades, por exemplo, o formato do volume de reação 1713 pode substancialmente corresponder ao formato da porção 261 da câmara de reação 260 (por exemplo, conforme mostrado na Figura 34). Em outras modalidades, no entanto, o formato do volume de reação 1713 pode ser dissimilar ao formato da porção 261 da câmara de reação 260. Embora a porção 261 da câmara de reação 260 seja mostrada na Figura 34 como senso separada da parede lateral do bloco 1710 que define o volume de reação 1713, em outras modalidades, a porção 261 da câmara de reação 260 pode estar em contato com uma porção do bloco 1710. Ainda em outras modalidades, o volume de reação 1713 pode conter uma substância (por exemplo, uma solução de água salgada, um gel termicamente condutor, ou similares) dispostos entre a porção 261 da câmara de reação 260 e a porção (por exemplo, uma parede lateral) do bloco 1710.

[000251] Embora o bloco 1710 seja mostrado na Figura 34 contendo apenas a porção 261 da câmara de reação 260 dentro do volume de reação 1713, em outras modalidades, o bloco 1710 pode ser

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103/184 configurado de tal modo que toda a câmara de reação 260 seja recebida dentro do volume de reação 1713. Em algumas modalidades, por exemplo, o bloco 1710 pode incluir um revestimento ou outro mecanismo (não mostrado na Figura 34) que retenha substancialmente toda a câmara de reação 260 dentro do volume de reação 1713. Ademais, em algumas modalidades, o bloco 1710 pode substancialmente circundar toda a câmara de reação 260. Em outras modalidades, o bloco 1710 pode substancialmente circundar a porção 261 da câmara de reação 260 disposta dentro do volume de reação 1713.

[000252] Conforme mostrado na Figura 34, o primeiro membro óptico 1831 é disposto pelo menos parcialmente dentro do bloco 1710 de tal modo que o primeiro membro óptico 1831 fique em comunicação óptica com o volume de reação 1713. Desta maneira, um feixe de luz (e/ou um sinal óptico) pode ser transportado entre o volume de reação 1713 e uma região fora do bloco 1710 através do primeiro membro óptico 1831. O primeiro membro óptico 1831 pode ser qualquer estrutura, dispositivo e/ou mecanismo adequado através do qual um feixe de luz pode ser transportado. Em algumas modalidades, o primeiro membro óptico 1831 pode ser qualquer fibra óptica adequada para transportar um feixe de luz, tal como, por exemplo, uma fibra de múltiplos modos ou uma fibra de modo único. Em outras modalidades, o primeiro membro óptico 1831 pode incluir um mecanismo configurado para modificar e/ou transformar um feixe de luz, tal como, por exemplo, um amplificador óptico, um conversor de sinal óptico, uma lente, um filtro óptico ou similares. Ainda em outras modalidades, o segundo membro óptico 1832 pode incluir um diodo emissor de luz (LED), um laser ou outro dispositivo configurado para produzir um feixe de luz.

[000253] O segundo membro óptico 1832 é disposto pelo menos parcialmente dentro do bloco 1710 de tal modo que o segundo membro

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104/184 óptico 1832 fique em comunicação óptica com o volume de reação 1713. Desta maneira, um feixe de luz (e/ou um sinal óptico) pode ser transportado entre o volume de reação 1713 e uma região fora do bloco 1710 através do segundo membro óptico 1832. O segundo membro óptico 1832 pode ser qualquer estrutura, dispositivo e/ou mecanismo adequado através do qual um feixe de luz pode ser transportado. Em algumas modalidades, o segundo membro óptico 1832 pode ser qualquer fibra óptica adequada para transportar um feixe de luz, tal como, por exemplo, uma fibra de múltiplos modos ou uma fibra de modo único. Em outras modalidades, o segundo membro óptico 1832 pode incluir um mecanismo configurado para modificar e/ou transformar um feixe de luz, tal como, por exemplo, um amplificador óptico, um conversor de sinal óptico, uma lente, um filtro óptico ou similares. Ainda em outras modalidades, o segundo membro óptico 1832 pode incluir um fotodiodo ou outro dispositivo configurado para receber e/ou detectar um feixe de luz.

[000254] A montagem óptica 1800 inclui um módulo de excitação 1860 e um módulo de detecção 1850. O módulo de excitação 1860 é configurado para produzir uma série de feixes de luz de excitação (e/ou sinais ópticos, não mostrados na Figura 34). Consequentemente, o módulo de excitação 1860 pode incluir qualquer dispositivo e/ou mecanismo adequado para produzir a série de feixes de luz de excitação, tal como, por exemplo, um laser, um ou mais diodos emissores de luz (LEDs), uma lâmpada de flash, ou similares. Em algumas modalidades, cada feixe de luz produzido pelo módulo de excitação 1860 pode ter substancialmente as mesmas características (por exemplo, comprimento de onda, amplitude e/ou energia) como cada um dos outros feixes de luz produzidos pelo módulo de excitação 1860. Em outras modalidades, no entanto, um primeiro feixe de luz produzido pelo módulo de excitação 1860 pode ter características (por

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105/184 exemplo, comprimento de onda, amplitude e/ou energia) diferentes de um dos outros feixes de luz produzidos pelo módulo de excitação 1860. Em algumas modalidades, por exemplo, o módulo de excitação 1860 pode incluir uma série de LEDs, cada um configurado para produzir um feixe de luz tendo um comprimento de onda diferente dos feixes de luz produzidos pelos outros LEDs.

[000255] O módulo de detecção 1850 é configurado para receber uma série de feixes de luz de emissão (e/ou sinais ópticos, não mostrados na Figura 34). Consequentemente, o módulo de detecção 1850 pode incluir qualquer fotodetector adequado, tal como, por exemplo, um detector óptico, um fotorresistor, uma célula fotovoltaica, um fotodiodo, um fototubo, uma câmera CCD ou similares. Os feixes de luz de emissão podem ser produzidos através de qualquer fonte adequada, tal como, por exemplo, pela excitação de um constituinte da amostra S. Em algumas modalidades, o módulo de detecção 1850 pode ser configurado para receber seletivamente cada feixe de luz de emissão independentemente se cada feixe de luz tiver as mesmas características (por exemplo, comprimento de onda, amplitude e/ou energia) de cada um dos outros feixes de luz de emissão. Em outras modalidades, no entanto, o módulo de detecção 1850 pode ser configurado para receber seletivamente cada feixe de luz de emissão com base nas características particulares (por exemplo, comprimento de onda, amplitude e/ou energia) do feixe de luz. Em algumas modalidades, por exemplo, o módulo de detecção 1850 pode incluir uma série de fotodetectores, cada um configurado para receber um feixe de luz tendo um comprimento de onda diferente dos feixes de luz recebidos pelos outros fotodetectores.

[000256] Conforme mostrado na Figura 34, o primeiro membro óptico 1831 e o segundo membro óptico 1832 são acoplados à montagem óptica 1800. Desta maneira, cada um entre a série de feixes de luz de

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106/184 excitação pode ser transportado no volume de reação 1713 e/ou na porção 261 do recipiente de reação 260, e cada um entre a série de feixes de luz de emissão pode ser recebido a partir do volume de reação 1713 e/ou da porção 261 do recipiente de reação 260. Mais particularmente, o primeiro membro óptico 1831 é acoplado ao módulo de excitação 1860 de tal modo que a série de feixes de luz de excitação produzidos pelo módulo de excitação 1860 possa ser transportada no volume de reação 1713 e/ou na porção 261 do recipiente de reação 260. De modo similar, o segundo membro óptico 1832 é acoplado ao módulo de detecção 1850 de tal modo que cada um entre a pluralidade de feixes de luz de emissão possa ser recebido a partir do volume de reação 1713 e/ou da porção 261 do recipiente de reação 260.

[000257] A série de feixes de luz produzidos pelo módulo de excitação 1860 é transportada no volume de reação 1713 e/ou na porção 261 do recipiente de reação 260 pelo primeiro membro óptico 1831, e ao longo de uma primeira trajetória de luz 1806. Portanto, cada um entre a série de feixes de luz produzidos pelo módulo de excitação 1860 é transportado no volume de reação 1713 e/ou na porção 261 do recipiente de reação 260 em um local substancialmente constante. De modo similar, a série de feixes de luz recebidos pelo módulo de detecção 1850 é recebida a partir do volume de reação 1713 e/ou da porção 261 do recipiente de reação 260 pelo segundo membro óptico 1832, e ao longo de uma segunda trajetória de luz 1807. Portanto, cada um entre a série de feixes de luz recebidos pelo módulo de detecção 1850 é recebido a partir do volume de reação 1713 e/ou da porção 261 do recipiente de reação 260 em um local substancialmente constante. Convertendo-se e recebendo-se os feixes de luz de excitação e os feixes de luz de emissão, respectivamente, em um local constante dentro do volume de reação 1713, pode-se reduzir a variabilidade de detecção dentro de uma análise de múltiplos canais associada ao

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107/184 transporte de feixes de luz de excitação a partir de vários locais diferentes e/ou à recepção de feixes de luz de emissão a partir de múltiplos locais diferentes.

[000258] Ademais, incluindo-se o primeiro membro óptico 1831 e o segundo membro óptico 1832 dentro do bloco 1710, a posição do primeiro membro óptico 1831 (e da primeira trajetória de luz 1806) e/ou a posição do segundo membro óptico 1832 (e da segunda trajetória de luz 1807) em relação ao volume de reação 1713 é constante. Esta disposição também pode reduzir a variabilidade de detecção teste-ateste associada às trajetórias de luz e/ou membros ópticos minimizandose e/ou eliminando-se o movimento relativo entre o primeiro membro óptico 1831, o segundo membro óptico 1832 e/ou o volume de reação 1713.

[000259] Em algumas modalidades, a série de feixes de luz de excitação pode ser sequencialmente transportada no volume de reação 1713, e a série de feixes de luz de emissão pode ser sequencialmente recebida a partir do volume de reação 1713. Por exemplo, em algumas modalidades, o módulo de excitação 1860 pode produzir uma série de feixes de luz, cada um tendo um comprimento de onda diferente, de modo sequencial (ou cíclico). Cada feixe de luz é transportado no volume de reação 1713, onde o feixe de luz pode, por exemplo, excitar a amostra S contida dentro do recipiente de reação 260. De modo similar, em tais modalidades, os feixes de luz de emissão são produzidos (como resultado da excitação de determinados analitos e/ou alvos dentro da amostra S) de modo sequencial (ou cíclico). Portanto, o módulo de detecção 1850 pode receber uma série de feixes de luz, cada um tendo um comprimento de onda diferente, em um modo sequencial (ou cíclico). Desta maneira, o instrumento 1802 pode ser usado para detectar múltiplos analitos e/ou alvos diferentes dentro da amostra S.

[000260] Embora a porção do primeiro membro óptico 1831 disposta

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108/184 dentro do bloco 1710 e a porção do segundo membro óptico 1832 disposta dentro do bloco 1710 sejam mostradas na Figura 34 como sendo substancialmente paralelas e/ou dentro do mesmo plano, em outras modalidades, um bloco pode incluir um primeiro membro óptico que esteja em qualquer posição e/ou orientação relativa a um segundo membro óptico. Conforme declarado de modo similar, embora a primeira trajetória de luz 1806 seja mostrada na Figura 34 como sendo substancialmente paralela e/ou dentro do mesmo plano da segunda trajetória de luz 1807, em outras modalidades, um instrumento pode ser configurado para produzir uma primeira trajetória de luz que esteja em qualquer posição e/ou orientação relativa a uma segunda trajetória de luz.

[000261] Por exemplo, a Figura 35 mostra uma ilustração esquemática em seção transversal parcial de uma porção de um instrumento 2002 de acordo com uma modalidade. O instrumento 2002 inclui um bloco 2710, um primeiro membro óptico 2831, um segundo membro óptico 2832 e uma montagem óptica (não mostrada na Figura 35). O bloco 2710 define um volume de reação 2713 configurado para receber pelo menos uma porção 261 de um recipiente de reação 260 que contenha uma amostra S. O recipiente de reação 260 pode ser qualquer recipiente adequado para conter a amostra S de modo a permitir que ocorra uma reação associada à amostra S, e permitir o monitoramento de tal reação, conforme descrito no presente documento. Em algumas modalidades, por exemplo, o recipiente de reação 260 pode ser um frasco de PCR, um tubo de teste ou similares. Ademais, em algumas modalidades, pelo menos a porção 261 do recipiente de reação 260 pode ser substancialmente transparente para permitir um monitoramento óptico de uma reação que ocorre no mesmo. [000262] O bloco 2710 pode ser qualquer estrutura adequada e/ou pode ser acoplado a qualquer mecanismo adequado para facilitar,

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109/184 produzir, suportar e/ou promover uma reação associada à amostra S no recipiente de reação 260. Por exemplo, em algumas modalidades, o bloco 2710 pode ser acoplado e/ou pode incluir um mecanismo para aquecer ciclicamente a amostra S no recipiente de reação 260. Desta maneira, o bloco 2710 pode produzir uma reação termicamente induzida da amostra S, tal como, por exemplo, um processo de PCR. Em outras modalidades, o bloco 2710 pode ser acoplado e/ou pode incluir um mecanismo para introduzir uma ou mais substâncias no recipiente de reação 260 para produzir uma reação química associada à amostra S. [000263] O volume de reação 2713 pode ter qualquer tamanho e/ou formato adequado para conter a porção 261 da câmara de reação 260. Conforme mostrado na Figura 35, o volume de reação 2713 define um eixo geométrico longitudinal LA e circunda substancialmente a porção 261 da câmara de reação 260 quando a porção 261 for disposta dentro do volume de reação 2713. Desta maneira, qualquer estímulo (por exemplo, aquecimento ou resfriamento) proporcionado à amostra S pelo bloco 2710 ou quaisquer mecanismos fixados à mesma pode ser proporcionado de modo substancial e espacialmente uniforme.

[000264] Conforme mostrado na Figura 35, o primeiro membro óptico 2831 é disposto pelo menos parcialmente dentro do bloco 2710 de tal modo que o primeiro membro óptico 2831 defina uma primeira trajetória de luz 2806 e fique em comunicação óptica com o volume de reação 2713. Desta maneira, um feixe de luz (e/ou um sinal óptico) pode ser transportado entre o volume de reação 2713 e uma região fora do bloco 2710 através do primeiro membro óptico 2831. O primeiro membro óptico 2831 pode ser qualquer estrutura, dispositivo e/ou mecanismo adequado através do qual um feixe de luz pode ser transportado, dos tipos mostrados e descritos no presente documento. Em algumas modalidades, o primeiro membro óptico 2831 pode ser qualquer fibra óptica adequada para transportar um feixe de luz, tal como, por

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110/184 exemplo, uma fibra de múltiplos modos ou uma fibra de modo único. [000265] O segundo membro óptico 2832 é disposto pelo menos parcialmente dentro do bloco 2710 de tal modo que o segundo membro óptico 2832 defina uma segunda trajetória de luz 2807 e fique em comunicação óptica com o volume de reação 2713. Desta maneira, um feixe de luz (e/ou um sinal óptico) pode ser transportado entre o volume de reação 2713 e uma região fora do bloco 2710 através do segundo membro óptico 2832. O segundo membro óptico 2832 pode ser qualquer estrutura, dispositivo e/ou mecanismo adequado através do qual um feixe de luz pode ser transportado, dos tipos mostrados e descritos no presente documento. Em algumas modalidades, o segundo membro óptico 2832 pode ser qualquer fibra óptica adequada para transportar um feixe de luz, tal como, por exemplo, uma fibra de múltiplos modos ou uma fibra de modo único.

[000266] Conforme descrito anteriormente, o primeiro membro óptico 2831 e o segundo membro óptico 2832 são acoplados à montagem óptica (não mostrada na Figura 35). A montagem óptica pode produzir um ou mais feixes de luz de excitação, e pode detectar um ou mais feixes de luz de emissão. Portanto, um ou mais feixes de luz de excitação podem ser transportados no volume de reação 2713 e/ou no recipiente de reação 260, e um ou mais feixes de luz de emissão podem ser recebidos a partir do volume de reação 2713 e/ou da porção 261 do recipiente de reação 260. Mais particularmente, o primeiro membro óptico 2831t pode transportar um feixe de luz de excitação a partir da montagem óptica no volume de reação 2713 para excitar uma porção da amostra S contida dentro do recipiente de reação 260. De modo similar, o segundo membro óptico 2832 pode transportar um feixe de luz de emissão produzido por um analito ou por outro alvo dentro da amostra S a partir do volume de reação 2713 até a montagem óptica. Desta maneira, a montagem óptica pode monitorar uma reação que

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111/184 ocorre dentro do recipiente de reação 260.

[000267] Conforme mostrado na Figura 35, a porção do primeiro membro óptico 2831 e a primeira trajetória de luz 2806 são dispostas substancialmente dentro de um primeiro plano PXY. O primeiro plano PXY é substancialmente paralelo e/ou inclui o eixo geométrico longitudinal LA do volume de reação 2713. Em outras modalidades, no entanto, o primeiro plano PXY não precisa ser substancialmente paralelo e/ou incluir o eixo geométrico longitudinal LA do volume de reação 2713. A porção do segundo membro óptico 2832 e a segunda trajetória de luz 2807 são dispostas substancialmente dentro de um segundo plano PYZ. O segundo plano PYZ é substancialmente paralelo e/ou inclui o eixo geométrico longitudinal LA do volume de reação 2713. Em outras modalidades, no entanto, o segundo plano PYZ não precisa ser substancialmente paralelo e/ou incluir o eixo geométrico longitudinal LA do volume de reação 2713. Ademais, conforme mostrado na Figura 35, a primeira trajetória de luz 2806 e a segunda trajetória de luz 2807 definem um ângulo de deslocamento Θ que é maior que aproximadamente 75 graus. Mais particularmente, a primeira trajetória de luz 2806 e a segunda trajetória de luz 2807 definem um ângulo de deslocamento Θ, quando visualizado em uma direção substancialmente paralela ao eixo geométrico longitudinal LA do volume de reação 2713 (isto é, que está dentro de um plano substancialmente normal ao primeiro plano PXY e ao segundo plano PYZ) que é maior que aproximadamente 75 graus. De maneira similar, o primeiro membro óptico 2831 e o segundo membro óptico 2832 definem um ângulo de deslocamento Θ que é maior que aproximadamente 75 graus. Esta disposição minimiza a quantidade do feixe de luz de excitação que é recebida pelo segundo membro óptico 2832 (isto é, o membro óptico de detecção), aperfeiçoando, assim, a precisão e/ou a sensibilidade da detecção óptica e/ou do monitoramento.

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[000268] Em algumas modalidades, a porção do instrumento 2002 pode produzir a primeira trajetória de luz 2806 e a segunda trajetória de luz 2807 dentro do volume de reação 2713 de tal modo que o ângulo de deslocamento Θ esteja entre aproximadamente 75 graus e aproximadamente 105 graus. Em algumas modalidades, a porção do instrumento 2002 pode produzir a primeira trajetória de luz 2806 e a segunda trajetória de luz 2807 dentro do volume de reação 2713 de tal modo que o ângulo de deslocamento Θ seja aproximadamente 90 graus.

[000269] Embora a porção do instrumento 2002 seja mostrada produzindo a primeira trajetória de luz 2806 e a segunda trajetória de luz 2807 que são substancialmente paralelas e se cruzam no volume de reação 2713 em um ponto PT, em outras modalidades, o bloco 2713, o primeiro membro óptico 2831 e/ou o segundo membro óptico 2832 podem ser configurados de tal modo que a primeira trajetória de luz 2806 não seja paralela e/ou não cruze a segunda trajetória de luz 2807. Por exemplo, em algumas modalidades, a primeira trajetória de luz 2806 e/ou o primeiro membro óptico 2831 podem ser paralelos e se deslocarem da (isto é, desviarem) segunda trajetória de luz 2807 e/ou do segundo membro óptico 2831. Conforme declarado de modo similar, em algumas modalidades, o primeiro membro óptico 2831 e o segundo membro óptico 1832 podem ser separados de um plano de referência definido pelo bloco 2710 por uma distância Y1 e Y2, respectivamente, em que Y1 é diferente de Y2. Portanto, a posição ao longo do eixo geométrico longitudinal LA no qual o primeiro membro óptico 2831 e/ou a primeira trajetória de luz 2806 cruzam o volume de reação 2713 é diferente da posição ao longo do eixo geométrico longitudinal LA no qual o segundo membro óptico 2832 e/ou a segunda trajetória de luz 2807 cruzam o volume de reação 2713. Desta maneira, a primeira trajetória de luz 2806 e/ou o primeiro membro óptico 2831 podem ser desviados

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113/184 da segunda trajetória de luz 2807 e/ou do segundo membro óptico 2831. [000270] Em outras modalidades, um ângulo γ1 definido pelo eixo geométrico longitudinal LA e pela primeira trajetória de luz 2806 e/ou pelo primeiro membro óptico 2831 pode ser diferente de um ângulo γ2 definido pelo eixo geométrico longitudinal LA e pela segunda trajetória de luz 2807 e/ou pelo segundo membro óptico 2832 (isto é, a primeira trajetória de luz 2806 pode não ser paralela à segunda trajetória de luz 2807). Ainda em outras modalidades, o bloco 2713, o primeiro membro óptico 2831 e/ou o segundo membro óptico 2832 podem ser configurados de tal modo que a primeira trajetória de luz 2806 cruze a segunda trajetória de luz 2807 em um local fora do volume de reação 2713.

[000271] A distância Y1 e a distância Y2 podem ser qualquer distância adequada de tal modo que o primeiro membro óptico 2831 e o segundo membro óptico 1832 sejam configurados para produzir e/ou definir a primeira trajetória de luz 2806 e a segunda trajetória de luz 2807, respectivamente, na porção desejada do recipiente de reação 260. Por exemplo, em algumas modalidades, a distância Y1 pode ser de tal modo que o primeiro membro óptico 2831 e/ou a primeira trajetória de luz 2806 entrem e/ou cruzem o volume de reação 2713 em um local abaixo do local da linha de preenchimento FL da amostra S quando o recipiente de reação 260 for disposto dentro do bloco 2710. Desta maneira, o feixe de luz de excitação transportado pelo primeiro membro óptico 2831 entrará na amostra S abaixo da linha de preenchimento. Esta disposição pode aperfeiçoar a detecção óptica de analitos dentro da amostra reduzindo-se a atenuação do feixe de luz de excitação que pode ocorrer transmitindo-se o feixe de luz de excitação através do espaço vazio do recipiente de reação (isto é, a porção do recipiente de reação 260 acima da linha de preenchimento LF que é substancialmente desprovida de amostra S). Em outras modalidades, no entanto, a distância Y1 pode

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114/184 ser de tal modo que o primeiro membro óptico 2831 e/ou a primeira trajetória de luz 2806 entrem no volume de reação 2713 em um local acima do local da linha de preenchimento FL da amostra S quando o recipiente de reação 260 for disposto dentro do bloco 2710.

[000272] De modo similar, em algumas modalidades, a distância Y2 pode ser de tal modo que o segundo membro óptico 2832 e/ou a segunda trajetória de luz 2807 entrem e/ou cruzem o volume de reação 2713 em um local abaixo do local da linha de preenchimento FL da amostra S quando o recipiente de reação 260 for disposto dentro do bloco 2710. Desta maneira, o feixe de luz de emissão recebido pelo segundo membro óptico 2832 sairá da amostra S abaixo da linha de preenchimento. Esta disposição pode aperfeiçoar a detecção óptica de analitos dentro da amostra reduzindo-se a atenuação do feixe de luz de emissão que pode ocorrer recebendo-se o feixe de luz de emissão através do espaço vazio do recipiente de reação. Em outras modalidades, no entanto, a distância Y2 pode ser de tal modo que o segundo membro óptico 2832 e/ou a segunda trajetória de luz 2807 entrem e/ou cruzem o volume de reação 2713 em um local acima do local da linha de preenchimento FL da amostra S quando o recipiente de reação 260 for disposto dentro do bloco 2710.

[000273] As Figuras 36 a 70 mostram várias vistas de um instrumento 3002 e/ou porções de um instrumento configurado para manipular, acionar e/ou interagir com uma série de cartuchos para realizar um processo de isolamento e amplificação de ácido nucleico em amostras de teste dentro dos cartuchos. Os cartuchos podem incluir qualquer um dos cartuchos mostrados e descritos no presente documento, tal como, por exemplo, o cartucho 6001. Este sistema pode ser usado para muitos ensaios diferentes, tal como, por exemplo, a rápida detecção de influenza (Gripe) A, Gripe B, e vírus sincicial respiratório (RSV) de amostras nasofaringeais. O instrumento 3002 é mostrado sem o

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115/184 invólucro 3002 e/ou determinadas porções do instrumento 3002 para mostrar mais claramente os componentes contidos no mesmo. Por exemplo, a Figura 47 mostra o instrumento 3002 sem a montagem óptica 3800.

[000274] Conforme mostrado na Figura 36, o instrumento 3002 inclui um chassi e/ou uma armação 3300, uma primeira montagem de atuador 3400, uma montagem de transferência de amostra 3500, uma segunda montagem de atuador 3600, uma montagem de aquecedor 3700 e uma montagem óptica 3800. A armação 3300 é configurada para alojar, conter e/ou proporcionar montagem para cada um dos componentes e/ou montagens do instrumento 3002 conforme descrito no presente documento. A primeira montagem de atuador 3400 é configurada para acionar um atuador ou mecanismo de transferência (por exemplo, o atuador ou mecanismo de transferência 6166) do módulo de isolamento (por exemplo, o módulo de isolamento 6100) de um cartucho para transportar um ou mais reagentes e/ou substâncias em uma câmara de lise dentro do módulo de isolamento. A montagem de atuador de transferência 3500 é configurada para acionar uma montagem de transferência (por exemplo, a montagem de transferência 6140a) para transferir uma porção da amostra entre várias câmaras e/ou volumes dentro de um módulo de isolamento (por exemplo, o módulo de isolamento 7100). A segunda montagem de atuador 3600 é configurada para acionar um mecanismo de mistura (por exemplo, o mecanismo de mistura 6130a) e/ou um módulo de tampão de lavagem (por exemplo, o módulo de tampão de lavagem 7130a) do módulo de isolamento (por exemplo, o módulo de isolamento 6100) e/ou do módulo de PCR (por exemplo, o módulo de PCR 6200) para transportar e/ou misturar um ou mais reagentes e/ou substâncias dentro de uma câmara no módulo de isolamento e/ou no módulo de PCR. A montagem de aquecedor 3700 é configurada para aquecer uma ou mais porções de um cartucho (por

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116/184 exemplo, o frasco de PCR 7260, o substrato 7220 e/ou uma região do compartimento 7110 adjacente à câmara de lise 7114) para promover e/ou facilitar um processo dentro do cartucho (por exemplo, para promover, facilitar e/ou produzir um processo de início quente hot, um processo de lise aquecido e/ou um processo de PCR). A montagem óptica 3800 é configurada para monitorar uma reação que ocorre com o cartucho. De modo mais específico, a montagem óptica 3800 é configurada para detectar um ou mais analitos e/ou alvos diferentes dentro de uma amostra de teste no cartucho. Cada uma dessas montagens será discutida separadamente abaixo, seguida por uma descrição de vários métodos que podem ser realizados pelo instrumento 3002.

[000275] Conforme mostrado na Figura 36, a armação 3300 inclui uma armação de base 3310, um membro frontal 3312, dois membros laterais 3314 e um membro posterior 3320. O membro de base 3310 suporta as montagens funcionais descritas no presente documento, e inclui seus pernas de montagem ou suporte. Em algumas modalidades, as pernas de suporte podem ser ajustáveis para permitir que o instrumento 3302 seja horizontalmente nivelado quando montado e/ou instalado em uma bancada de laboratório. O membro posterior 3320 é acoplado ao membro de base 3310 e configurado para suportar e/ou reter a montagem de suprimento de energia 3361. O membro posterior 3320 também pode proporcionar um suporte de montagem para qualquer um dos outros componentes relacionados à operação do instrumento 3302, tal como, por exemplo, um processador, elementos de controle (por exemplo, controladores de motor, controladores de sistema de aquecimento ou similares), uma interface de comunicação, um sistema de resfriamento ou similares. As Figuras 71 a 73 são diagramas de bloco de um sistema de controle e computacional do instrumento 3002.

[000276] Cada membro lateral 3314 inclui uma porção superior 3316

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117/184 e uma porção inferior 3315. O membro frontal 3312 é acoplado a cada membro lateral 3314 e define uma abertura dentro da qual um depósito 3350 contendo múltiplos cartuchos de ensaio pode ser disposto para processamento. Em algumas modalidades, o depósito 3350 pode ser configurado para conter seis cartuchos dos tipos mostrados e descritos no presente documento (mostrado na Figura 36, por exemplo, como o cartucho 6001). Em uso, o depósito 3350 contendo múltiplos cartuchos é disposto dentro do instrumento 3002 e é mantido em uma posição fixa em relação ao chassi 3300 durante o processo de isolamento e/ou amplificação. Portanto, os cartuchos contendo as amostras não são movidos entre várias estações para conduzir a análise. Ao invés disso, conforme descrito no presente documento, as amostras, reagentes e/ou outras substâncias são transportados, processados e/ou manipulados dentro das várias porções do cartucho pelo instrumento 3002, conforme descrito no presente documento. Embora o instrumento 3002 seja mostrado como sendo configurado para receber um depósito 3350 contendo seis cartuchos, em outras modalidades, um instrumento pode ser configurado para receber qualquer número de depósitos 3350 contendo qualquer número de cartuchos.

[000277] As Figuras 37 a 40 mostram várias vistas da primeira montagem de atuador 3400 do instrumento 3002. A primeira montagem de atuador 3400 é configurada para acionar e/ou manipular um mecanismo de transferência e/ou atuador de reagente (por exemplo, os atuadores de reagente 6166a, 6166b, 6166c e 6166d) de um módulo de isolamento (por exemplo, o módulo de isolamento 6100) de um cartucho para transportar um ou mais reagentes e/ou substâncias em uma câmara de lise dentro do módulo de isolamento. Em particular, a primeira montagem de atuador 3400 pode acionar um primeiro entre os atuadores de reagente (por exemplo, o atuador de reagente 6166d) a partir de cada um dos cartuchos dispostos dentro do depósito 3350, e,

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118/184 então, em um momento diferente, acionar um segundo entre os atuadores de reagente (por exemplo, o atuador de reagente 6166c) a partir de cada um dos cartuchos.

[000278] A primeira montagem de atuador inclui uma barra de engate 3445, um primeiro (ou eixo geométrico x) 3440 e um segundo (ou eixo geométrico y) 3441 suportado por uma montagem de armação 3410. Conforme mostrado nas Figuras 38 e 40, a barra de engate 3445 inclui uma série de protuberâncias 3346a, 3346b, 3346c, 3346d, 3346e e 3346f. Cada uma das protuberâncias é configurada para engatar, ser disposta e/ou acionar um ou mais atuadores de reagente (por exemplo, o atuador de reagente 6166a) de um módulo de isolamento (por exemplo, o módulo de isolamento 6100) disposto dentro do instrumento 3002. Em algumas modalidades, a barra de engate 3445 e/ou as protuberâncias (por exemplo, a protuberância 3346a) podem incluir um mecanismo de retenção (por exemplo, uma protuberância, um anel de pressão ou similares) configurados para reter uma protuberância e/ou uma abertura de um atuador (por exemplo, o atuador de reagente 6166a) para facilitar o movimento recíproco do atuador de reagente dentro do módulo de isolamento.

[000279] A montagem de armação 3410 inclui uma primeira armação de montagem de eixo geométrico (ou eixo geométrico x) 3420 que é acoplada de modo móvel a uma segunda armação de montagem de eixo geométrico (ou eixo geométrico y) 3430. Em particular, a armação de primeiro eixo geométrico 3420 pode ser movida em relação à armação de segundo eixo geométrico 3430 ao longo do eixo geométrico y, conforme mostrado pela seta AAA na Figura 37. Conforme declarado de modo similar, a armação de primeiro eixo geométrico 3420 pode ser movida em relação à armação de segundo eixo geométrico 3430 em uma direção de alinhamento (isto é, ao longo do eixo geométrico y) para facilitar o alinhamento da barra de engate 3445 e/ou das

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119/184 protuberâncias (por exemplo, a protuberância 3346a) com a série desejada de atuadores e/ou mecanismos de transferência.

[000280] A armação de primeiro eixo geométrico 3420 proporciona suporte ao primeiro motor (ou de eixo geométrico x) 3440, que é configurado para mover a barra de engate 3445 e/ou as protuberâncias (por exemplo, a protuberância 3346a) ao longo do eixo geométrico x, conforme mostrado pela seta BBB na Figura 37. Conforme declarado de modo similar, o motor de primeiro eixo geométrico 3440 é acoplado à armação de primeiro eixo geométrico 3420, e configurado para mover a barra de engate 3445 e/ou as protuberâncias (por exemplo, a protuberância 3346a) em uma direção de acionamento (isto é, ao longo do eixo geométrico x) para acionar a série desejada de atuadores e/ou mecanismos de transferência. O movimento da barra de engate 3445 é orientado por dois eixos guia do eixo geométrico x 3421, em que cada um é disposto de modo móvel dentro de um mancal correspondente 3422. Os mancais 3422 são posicionados em relação à armação de primeiro eixo geométrico 3420 e/ou ao primeiro motor 3440 por um membro de montagem de mancal 3423.

[000281] A armação de segundo eixo geométrico 3430 é acoplada entre os dois membros de armação lateral 3314 da montagem de armação 3300. A armação de segundo eixo geométrico 3430 proporciona suporte ao segundo motor (ou de eixo geométrico y) 3441 e à armação de primeiro eixo geométrico 3420. O segundo motor 3441 é configurado para mover a armação de primeiro eixo geométrico 3420, e, portanto, a barra de engate 3445 ao longo do eixo geométrico y (ou em uma direção de alinhamento), conforme mostrado pela seta BBB na Figura 37. Desta maneira, a barra de engate 3445 e/ou as protuberâncias (por exemplo, a protuberância 3346a) podem ser alinhadas à série desejada de atuadores e/ou mecanismos de transferência antes do acionamento dos atuadores e/ou mecanismos de

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120/184 transferência. A armação de primeiro eixo geométrico 3420 é acoplada à armação de segundo eixo geométrico 3430 por um par de blocos de mancal 3432 que são dispostos de modo deslizante ao redor de um par correspondente de eixos guia do eixo geométrico y 3431.

[000282] Em uso, a primeira montagem de atuador 3400 pode acionar sequencialmente uma série de mecanismos de transferência e/ou atuadores de reagente (por exemplo, os atuadores 6166a, 6166b, 6166c e 6166d) de um conjunto de cartuchos (por exemplo, o cartucho 6001) dispostos dentro do instrumento 3001. Primeiramente, a barra de engate 3445 pode ser alinhada ao mecanismo de transferência e/ou ao atuador de reagente desejados (por exemplo, o atuador 6166d) movendo-se o primeiro membro de armação 3420 na direção de alinhamento (isto é, ao longo do eixo geométrico y). A barra de engate 3445 pode, então, ser movida na direção de acionamento (isto é, ao longo do eixo geométrico x) para acionar o mecanismo de transferência e/ou o atuador de reagente desejados (por exemplo, o atuador 6166d) a partir de cada cartucho. Desta maneira, a primeira montagem de atuador 3400 pode acionar e/ou manipular um atuador de reagente a partir de cada um dos cartuchos dispostos dentro do instrumento 3002 de modo paralelo (ou simultâneo). Em outras modalidades, no entanto, a montagem de atuador 3400 e/ou a barra de engate 3445 pode ser configurada para acionar sequencialmente os atuadores de reagente correspondentes de cada um dos cartuchos dispostos dentro do instrumento 3002 de modo sequencial (ou serial).

[000283] A primeira montagem de atuador 3400 pode acionar o mecanismo de transferência e/ou o atuador de reagente desejados movendo-se a barra de engate 3445 em uma primeira direção ao longo do eixo geométrico x. Em outras modalidades, no entanto, a primeira montagem de atuador 3400 pode acionar o mecanismo de transferência e/ou o atuador de reagente desejados reciprocando-se a barra de

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121/184 engate 3445 (isto é, movendo-se alternativamente a barra de engate 3445 em uma primeira direção e em uma segunda direção) ao longo do eixo geométrico x. Quando o mecanismo de transferência e/ou o atuador de reagente desejados tiverem sido acionados, a primeira montagem de atuador 3400 pode acionar outro mecanismo de transferência e/ou atuador de reagente (por exemplo, os atuadores 6166c), de maneira similar conforme descrito anteriormente.

[000284] Embora a primeira montagem de atuador 3400 seja mostrada e descrita acionando um mecanismo de transferência e/ou um atuador de reagente, em outras modalidades, a primeira montagem de atuador 3400 pode acionar qualquer porção adequada de qualquer um dos cartuchos descritos no presente documento. Por exemplo, em algumas modalidades, a primeira montagem de atuador 3400 pode acionar, manipular e/ou mover um transdutor ultra-sônico para facilitar a lise ultra-sônica.

[000285] As Figuras 41 a 46 mostram várias vistas da montagem de atuador de transferência 3500 do instrumento 3002. A montagem de atuador de transferência 3500 é configurada para acionar e/ou manipular uma montagem ou mecanismo de transferência, tal como, por exemplo, a montagem de transferência 6140 mostrada e descrita anteriormente com referência às Figuras 20 e 21. Em particular, a montagem de atuador de transferência 3500 pode acionar um primeira entre as montagens de transferência (por exemplo, a montagem de transferência 6140a) a partir de cada um dos cartuchos dispostos dentro do depósito 3350, e, então, em um momento diferente, acionar uma segunda entre as montagens de transferência (por exemplo, a montagem de transferência 6140b) a partir de cada um dos cartuchos.

[000286] A montagem de atuador de transferência 3500 inclui uma série de eixos de atuador 3510. Embora a montagem de atuador de transferência 3500 inclua seis eixos de atuador, apenas um é

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122/184 identificado nas Figuras 41 a 46. Cada um dos eixos de atuador 3510 é configurado para engatar, ser disposto dentro e/ou acionar uma ou mais montagens de transferência (por exemplo, a montagem de transferência 6140a) de um módulo de isolamento (por exemplo, o módulo de isolamento 6100) disposto dentro do instrumento 3002. Conforme mostrado na Figura 44, cada eixo de atuador 3510 tem uma primeira porção de extremidade 3511 e uma segunda porção de extremidade 3512. A primeira porção de extremidade 3511 é acoplada a uma engrenagem de transmissão 3513 (vide as Figuras 41 e 42), que é, sucessivamente, acionada por um eixo de transmissão helicoidal 3541. Conforme mostrado nas Figuras 41 e 42, um indicador de posição rotacional 3542 é acoplado à primeira porção de extremidade 3511 de um dos eixos de atuador 3510. O indicador de posição rotacional 3542 define uma fenda e/ou abertura 3543, a posição rotacional desta pode ser captada (por exemplo, através de um mecanismo de captação óptica) para proporcionar uma retroinformação referente à posição rotacional dos eixos de atuador 3510.

[000287] A segunda porção de extremidade 3512 de cada eixo 3510 inclui uma porção de engate 3514 configurada para que seja recebida dentro e/ou se engate a uma montagem de transferência (por exemplo, a montagem de transferência 6140a) de um cartucho (por exemplo, o cartucho 6001) disposto dentro do instrumento 3002. Desta maneira, a porção de engate 3514 pode manipular e/ou acionar a montagem de transferência para facilitar a transferência de porções de uma amostra dentro do cartucho, conforme descrito anteriormente. A porção de engate 3514 tem um formato que corresponde a um formato de uma porção da montagem de transferência (por exemplo, o lúmen 6149 definido pelo membro móvel 6146) de tal modo que a rotação do eixo de atuador 3510 resulte na rotação de uma porção da montagem de transferência. Em particular, conforme mostrado na Figura 44, a porção

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123/184 de engate tem um formato octogonal. Em algumas modalidades, a porção de engate 3514 pode incluir um mecanismo de retenção (por exemplo, uma protuberância, um anel de pressão ou similares) configurado para reter uma protuberância e/ou uma abertura de uma montagem de transferência para facilitar um movimento recíproco de uma porção da montagem de transferência dentro do módulo de isolamento.

[000288] A porção de engate 3514 define um lúmen 3515 dentro do qual um ímã (não mostrado) pode ser disposto. Desta maneira, o eixo de atuador 3510 pode produzir e/ou exercer uma força (isto é, uma força magnética) em uma porção dos conteúdos (isto é, as microesferas magnéticas) dispostos dentro do cartucho (por exemplo, o cartucho 6001) para facilitar a transferência de uma porção da amostra através da montagem de transferência, conforme descrito anteriormente.

[000289] Os eixos de atuador 3510 são movidos por um primeiro motor (ou de eixo geométrico x) 3580, um segundo motor (ou de eixo geométrico y) 3560, e um terceiro motor (ou rotacional)3540. Conforme descrito em maiores detalhes abaixo, o motor de eixo geométrico x 3580 é suportado pela armação de suporte 3571, o motor de eixo geométrico y 3560 é suportado pela montagem de armação de engate 3550, e o motor rotacional 3540 é suportado pela montagem de armação de rotação 3530.

[000290] A montagem de armação de rotação 3530 proporciona suporte para o motor rotacional 3540, que é configurado para girar os eixos de atuador 3510 ao redor do eixo geométrico y, conforme mostrado pela seta CCC na Figura 41. Conforme declarado de modo similar, o motor rotacional 3540 é acoplado à montagem de armação rotacional 3530, e é configurado para girar os eixos de atuador 3510 em uma direção de acionamento (isto é, ao redor do eixo geométrico y) para acionar a série desejada de montagens de transferência. A

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124/184 montagem de armação de rotação 3530 inclui uma placa de rotação 3531, um par de blocos de mancal de transmissão helicoidal 3533, e um eixo de transmissão helicoidal 3541. O eixo de transmissão helicoidal 3541 é acoplado ao motor rotacional 3540 por uma montagem de polia, e é suportado pelos dois blocos de mancal de transmissão helicoidal 3533. O eixo de transmissão helicoidal 3541 é engatado à engrenagem de transmissão 3513 de cada eixo de atuador 3510. Consequentemente, quando o eixo de transmissão helicoidal 3541 for girado em uma primeira direção (isto é, ao redor do eixo geométrico z), cada eixo de atuador 3510 é girado em uma segunda direção (isto é, ao redor do eixo geométrico y, conforme mostrado pela seta CCC na Figura 41).

[000291] A montagem de armação de rotação 3530 também inclui um indicador de posição de eixo geométrico y 3534 que pode ser disposto de modo deslizante dentro de um par de membros deslizantes correspondentes 3553 na montagem de armação de engate 3550. Desta maneira, quando a montagem de armação de rotação 3530 for transladada ao longo do eixo geométrico y (por exemplo, em uma direção de engate), conforme mostrado pela seta DDD na Figura 41, o indicador de posição de eixo geométrico y 3534 e os membros deslizantes correspondentes 3553 podem orientar o movimento linear e/ou proporciona retroinformações referentes à posição da montagem de armação de rotação 3530.

[000292] A montagem de armação de engate 3550 proporciona suporte ao motor de eixo geométrico y 3560, que é configurado para mover a montagem de armação de rotação 3530, e, portanto, os eixos de atuador 3510, ao longo do eixo geométrico y, conforme mostrado pela seta DDD na Figura 41. Conforme declarado de modo similar, o motor de eixo geométrico y 3560 é acoplado à montagem de armação de engate 3550, e é configurado para mover os eixos de acionamento

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3510 na direção de engate (isto é, ao longo do eixo geométrico y) para acionar a série desejada de mecanismos de transferência. A montagem de armação de engate 3550 inclui uma armação de suporte 3551 que proporciona suporte à ligação de transmissão 3561 (que converte o movimento rotacional do motor de eixo geométrico y em um movimento linear da montagem de armação de rotação 3530. O movimento da montagem de armação de rotação 3530 é orientado por dois eixos guia do eixo geométrico y 3552, em que cada um destes é disposto de modo móvel dentro de um mancal correspondente 3554. Os mancais 3554 são acoplados à placa de rotação 3531, conforme mostrado na Figura 43.

[000293] A armação de suporte 3571 é acoplada entre a porção inferior de extremidade 3315 dos dois membros de armação lateral s 3314 da montagem de armação 3300. A armação de suporte 3571 proporciona suporte para o motor de eixo geométrico x 3580 e a montagem de armação de engate 3550. O motor de eixo geométrico x 3580 é configurado para mover a montagem de armação de engate 3550, e, portanto, os eixos de acionamento 3510 ao longo do eixo geométrico x (ou em uma direção de alinhamento), conforme mostrado pela seta EEE na Figura 41. Desta maneira, os eixos de atuador 3510 podem ser alinhados à série desejada de mecanismos de transferência antes do acionamento dos mecanismos de transferência. A armação de suporte 3571 é acoplada à montagem de armação de engate 3550 por um par de blocos de mancal 3573 que são dispostos de modo deslizante ao redor de um par correspondente de eixos guia do eixo geométrico x 3572.

[000294] Em uso, a montagem de atuador de transferência 3500 pode acionar sequencialmente uma série de mecanismos de transferência (por exemplo, as montagens de transferência 6140a, 6140b e 6166c) de um conjunto de cartuchos (por exemplo, o cartucho 6001) dispostos

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126/184 dentro do instrumento 3001. Primeiramente, os eixos de atuador 3510 podem ser alinhados ao mecanismo de transferência desejado movendo-se a montagem de armação de engate 3550 na direção de alinhamento (isto é, ao longo do eixo geométrico x). Os eixos de atuador 3510 podem, então, ser movidos na direção de engate (isto é, ao longo do eixo geométrico y) para engatar o mecanismo de transferência desejado (por exemplo, a montagem de transferência 6140a) a partir de cada cartucho. Os eixos de atuador 3510 podem, então, ser movidos na direção de acionamento (isto é, rotação ao redor do eixo geométrico y) para acionar o mecanismo de transferência desejado (por exemplo, a montagem de transferência 6140a) a partir de cada cartucho. Desta maneira, a montagem de atuador de transferência 3500 pode acionar e/ou manipular um mecanismo de transferência a partir de cada um dos cartuchos dispostos dentro do instrumento 3002 de modo paralelo (ou simultâneo). Em outras modalidades, no entanto, a montagem de atuador de transferência 3500 e/ou os eixos de acionamento 3510 podem ser configurados para acionar sequencialmente o mecanismo de transferência correspondente de cada um dos cartuchos dispostos dentro do instrumento 3002 de modo sequencial (ou serial).

[000295] As Figuras 47 a 51 mostram várias vistas da segunda montagem de atuador 3600 do instrumento 3002. A segunda montagem de atuador 3600 é configurada para acionar e/ou manipular um mecanismo de transferência (por exemplo, o mecanismo de transferência 7235), o módulo de tampão de lavagem (por exemplo, o módulo de tampão de lavagem 7130a), um mecanismo de mistura (por exemplo, o mecanismo de mistura 6130a) e/ou um módulo de reagente (por exemplo, o módulo de reagente 7270a) de qualquer um dos cartuchos mostrados ou descritos no presente documento. Em particular, a segunda montagem de atuador 3600 pode acionar um primeiro entre os mecanismos de transferência, mecanismos de mistura

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127/184 ou similares (por exemplo, o mecanismo de mistura 6130a) a partir de cada um dos cartuchos dispostos dentro do depósito 3350, e, então, em um momento diferente, acionar um segundo entre os mecanismos de transferência, mecanismos de mistura ou similares (por exemplo, o mecanismo de mistura 6130b) a partir de cada um dos cartuchos. [000296] A segunda montagem de atuador 3600 inclui uma barra de engate 3645, um primeiro motor (ou de eixo geométrico x) 3640 e um segundo motor (ou de eixo geométrico y) 3641 suportados por uma montagem de armação 3610. Conforme mostrado na Figura 48, a barra de engate 3645 inclui uma série de protuberâncias 3346. Embora a barra de engate 3645 inclua seis protuberâncias (cada uma correspondendo a cada cartucho dentro do depósito 3350), apenas uma protuberância 3346 é rotulada. Cada uma das protuberâncias é configurada para engatar, ser disposta dentro, manipular e/ou acionar um ou mais mecanismos de transferência (por exemplo, o mecanismo de transferência 7235), módulos de tampão de lavagem (por exemplo, o módulo de tampão de lavagem 7130a), mecanismos de mistura (por exemplo, o mecanismo de mistura 6130a) e/ou módulos de reagente (por exemplo, o módulo de reagente 7270a) de um cartucho disposto dentro do instrumento 3002. Em algumas modalidades, a barra de engate 3645 e/ou as protuberâncias 3346 podem incluir um mecanismo de retenção (por exemplo, uma protuberância, um anel de pressão ou similares) configurado para reter uma porção de um atuador (por exemplo, a porção de engate 7153a do atuador 7150a, mostrado e descrito anteriormente com referência às Figuras 27 e 28) para facilitar o movimento recíproco do atuador dentro de uma porção do cartucho. [000297] A montagem de armação 3610 inclui uma armação de montagem de segundo eixo geométrico (ou de eixo geométrico y) 3630 que é acoplada de modo móvel a uma armação de montagem de primeiro eixo geométrico (ou de eixo geométrico x) 3620. Em particular,

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128/184 a armação de segundo eixo geométrico 3630 pode ser movida em relação à armação de primeiro eixo geométrico 3620 ao longo do eixo geométrico x, conforme mostrado pela seta GGG na Figura 47. Conforme declarado de modo similar, a armação de segundo eixo geométrico 3630 pode ser movida em relação à armação de primeiro eixo geométrico 3620 em uma direção de alinhamento (isto é, ao longo do eixo geométrico x) para facilitar o alinhamento da barra de engate 3645 e/ou das protuberâncias 3346 com a série desejada de mecanismos de transferência, mecanismos de mistura, módulos de reagente, ou similares.

[000298] A armação de segundo eixo geométrico 3620 proporciona suporte ao segundo motor (ou de eixo geométrico y) 3641, que é configurado para mover a barra de engate 3645 e/ou as protuberâncias 3346 ao longo do eixo geométrico y, conforme mostrado pela seta FFF na Figura 47. Conforme declarado de modo similar, o motor de segundo eixo geométrico 3641 é acoplado à armação de segundo eixo geométrico 3620, e configurado para mover a barra de engate 3645 e/ou as protuberâncias 3346 em uma direção de acionamento (isto é, ao longo do eixo geométrico y) para acionar a série de desejada de mecanismos de transferência, mecanismos de mistura, módulos de reagente ou similares. O movimento da barra de engate 3645 é orientado pelos dois eixos guia do eixo geométrico y 3631, em que cada um é disposto de modo móvel dentro de um mancal correspondente acoplado à armação de segundo eixo geométrico 3620.

[000299] A armação de primeiro eixo geométrico 3630 é acoplada entre a porção superior 3316 dos dois membros de armação lateral 3314 da montagem de armação 3300. A armação de primeiro eixo geométrico 3630 proporciona suporte ao primeiro motor (ou de eixo geométrico x) 3640 e à armação de segundo eixo geométrico 3620. O primeiro motor 3640 é configurado para mover a armação de segundo eixo geométrico

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3620, e, portanto, a barra de engate 3645 ao longo do eixo geométrico x (ou em uma direção de alinhamento), conforme mostrado pela seta GGG na Figura 47. Desta maneira, a barra de engate 3645 e/ou as protuberâncias 3346a podem ser alinhadas à série desejada de mecanismos de transferência, mecanismos de mistura, módulos de reagente, ou similares, antes do acionamento de tais mecanismos. A armação de segundo eixo geométrico 3620 é acoplada à armação de primeiro eixo geométrico 3630 por um par de blocos de mancal 3622 que são dispostos de modo deslizante ao redor de um par correspondente de eixos guia do eixo geométrico x 3631. O primeiro motor (ou de eixo geométrico x) 3640 é acoplado à armação de segundo eixo geométrico 3620 através do membro de montagem 3624 (vide, por exemplo, a Figura 51).

[000300] Em uso, a segunda montagem de atuador 3600 pode acionar sequencialmente uma série de mecanismos de transferência (por exemplo, o mecanismo de transferência 7235), módulos de tampão de lavagem (por exemplo, o módulo de tampão de lavagem 7130a), mecanismos de mistura (por exemplo, o mecanismo de mistura 6130a) e/ou módulos de reagente (por exemplo, o módulo de reagente 7270a) de um conjunto de cartuchos (por exemplo, o cartucho 6001) disposto dentro do instrumento 3001. Primeiramente, a barra de engate 3645 pode ser alinhada ao mecanismo desejado (por exemplo, o mecanismo de mistura 6130a) movendo-se o segundo membro de armação 3630 na direção de alinhamento (isto é, ao longo do eixo geométrico x). A barra de engate 3645 pode, então, ser movida na direção de acionamento (isto é, ao longo do eixo geométrico y) para acionar o mecanismo desejado (por exemplo, o mecanismo de mistura 6130a) a partir de cada cartucho. Desta maneira, a segunda montagem de atuador 3600 pode acionar e/ou manipular um mecanismo de transferência, um módulo de tampão de lavagem, um mecanismo de

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130/184 mistura e/ou um módulo de reagente a partir de cada um dos cartuchos dispostos dentro do instrumento 3002 de modo paralelo (ou simultâneo). Em outras modalidades, no entanto, a segunda montagem de atuador 3600 e/ou a barra de engate 3645 podem ser configuradas para acionarem sequencialmente os mecanismos correspondentes de cada um dos cartuchos dispostos dentro do instrumento 3002 de modo sequencial (ou serial).

[000301] A segunda montagem de atuador 3600 pode acionar o mecanismo desejado movendo-se a barra de engate 3645 em uma primeira direção ao longo do eixo geométrico y. Em outras modalidades, no entanto, a segunda montagem de atuador 3600 pode acionar o mecanismo de transferência e/ou o atuador de reagente desejados reciprocando-se a barra de engate 3645 (isto é, movendo-se alternativamente a barra de engate 3645 em uma primeira direção e em uma segunda direção) ao longo do eixo geométrico y. Quando o mecanismo desejado tiver sido acionado, a segunda montagem de atuador 3600 pode acionar outro mecanismo e/ou atuador (por exemplo, mecanismo de mistura 6130b), de maneira similar conforme descrito anteriormente.

[000302] Embora a segunda montagem de atuador 3600 seja mostrada e descrita acionando um mecanismo de transferência e/ou um atuador de reagente, em outras modalidades, a segunda montagem de atuador 3600 pode acionar qualquer porção adequada de qualquer um dos cartuchos descrito no presente documento. Por exemplo, em algumas modalidades, a segunda montagem de atuador 3600 pode acionar, manipular e/ou mover um transdutor ultra-sônico para facilitar a transmissão de energia acústica em uma porção do cartucho.

[000303] As Figuras 52 a 63 mostram várias vistas da montagem de aquecedor 3700 do instrumento 3002. A montagem de aquecedor 3700 é configurada para aquecer uma ou mais porções de um cartucho (por

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131/184 exemplo, o frasco de PCR 7260, o substrato 7220 e/ou uma região do compartimento 7110 adjacente à câmara de lise 7114) para promover e/ou facilitar um processo dentro do cartucho (por exemplo, promover, facilitar e/ou produzir um processo de início quente, um processo de lise aquecido e/ou um processo de ciclo térmico para PCR). Em particular, a montagem de aquecedor 3700 pode acionar e/ou aquecer uma primeira porção (por exemplo, o frasco de PCR 6260) de cada um dos cartuchos dispostos dentro do depósito 3350, e, então, em um momento diferente, acionar e/ou aquecer uma segunda porção (por exemplo, a porção do módulo de isolamento 6100 adjacente à câmara de lise 6114) a partir de cada um dos cartuchos.

[000304] A montagem de aquecedor 3700 inclui uma série de blocos de recepção 3710 (cada um correspondendo a cada um dos cartuchos dentro do depósito 3350), uma montagem de posicionamento 3770, um primeiro módulo de aquecimento 3730, um segundo módulo de aquecimento 3750 e um terceiro módulo de aquecimento 3780. O bloco de recepção 3710 é configurado para receber pelo menos uma porção de uma câmara de reação de um cartucho, tal como o frasco de PCR 6260 do cartucho 6001. Conforme mostrado nas Figuras 53 a 56, o bloco de recepção 3710 inclui uma superfície de montagem 3714 e define um volume de reação 3713. O volume de reação 3713 tem um tamanho e/ou formato que corresponde substancialmente a um tamanho e/ou formato do frasco de PCR 6260 do cartucho 6001. Conforme mostrado nas Figuras 54 e 56, o volume de reação 3713 define um eixo geométrico longitudinal LA e circunda substancialmente a porção do frasco de PCR 6260 quando o frasco de PCR 6260 for disposto dentro do volume de reação 3713. Desta maneira, qualquer estímulo (por exemplo, aquecimento ou resfriamento) proporcionado à amostra dentro do frasco de PCR 6260 pela montagem de aquecedor 3700 pode ser proporcionado de maneira substancial e espacialmente

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132/184 uniforme. Ademais, conforme mostrado na Figura 56, a parede lateral da porção do bloco de recepção 3710 que define o volume de reação 3713 tem uma espessura de parede substancialmente uniforme. Esta disposição permite que ocorra uma transferência térmica entre o volume de reação 3713 e as porções restantes da montagem de aquecedor 3700 de modo substancial e espacialmente uniforme.

[000305] O bloco de recepção 3710 é acoplado a um bloco de montagem 3734 (vide, por exemplo, a Figura 58) por um bloco de braçadeira 3733 (vide, por exemplo, a Figura 57) de tal modo que um dispositivo termoelétrico 3731 fique em contato com a superfície de montagem 3714. Desta maneira, o volume de reação 3713 e a amostra contida no mesmo podem ser ciclicamente aquecidos para produzir uma reação termicamente induzida da amostra S, tal como, por exemplo, um processo de PCR.

[000306] Cada bloco de recepção 3710 define um primeiro lúmen (ou de excitação) 3711, um segundo lúmen (ou de emissão) 3712 e um terceiro lúmen (ou de monitoramento de temperatura) 3715. Um termopar ou outro dispositivo de medição de temperatura adequado pode ser disposto adjacente ao frasco de PCR através do terceiro lúmen 3715. Conforme mostrado na Figura 52, uma fibra de excitação 3831 é disposta pelo menos parcialmente dentro do primeiro lúmen 3711 de tal modo que a fibra de excitação 3831 e/ou o primeiro lúmen 3711 definam uma primeira trajetória de luz 3806 e fiquem em comunicação óptica com o volume de reação 3713. Desta maneira, um feixe de luz (e/ou um sinal óptico) pode ser transportado entre o volume de reação 3713 e uma região fora do bloco 3710 através da fibra de excitação 3831 e/ou do primeiro lúmen 3711. A fibra de excitação 3831 pode ser qualquer estrutura, dispositivo e/ou mecanismo adequado através do qual um feixe de luz pode ser transportado, dos tipos mostrados e descritos no presente documento. Em algumas modalidades, a fibra de excitação

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3831 pode ser qualquer fibra óptica adequada para transportar um feixe de luz, tal como, por exemplo, uma fibra de múltiplos modos ou uma fibra de modo único.

[000307] A fibra de detecção 3832 é disposta pelo menos parcialmente dentro do segundo lúmen 3712 de tal modo que a fibra de detecção 3832 e/ou o segundo lúmen 3712 definam uma segunda trajetória de luz 3807 e fiquem em comunicação óptica com o volume de reação 3713. Desta maneira, um feixe de luz (e/ou um sinal óptico) podem ser transportados entre o volume de reação 3713 e uma região fora do bloco 3710 através da fibra de detecção 3832 e/ou do segundo lúmen 3712. A fibra de detecção 3832 pode ser qualquer estrutura, dispositivo e/ou mecanismo adequado através do qual um feixe de luz pode ser transportado, dos tipos mostrados e descritos no presente documento. Em algumas modalidades, a fibra de detecção 3832 pode ser qualquer fibra óptica adequada para transportar um feixe de luz, tal como, por exemplo, uma fibra de múltiplos modos ou uma fibra de modo único.

[000308] Conforme descrito abaixo, a fibra de excitação 3831 e a fibra de detecção 3832 são acopladas à montagem óptica 3800. A montagem óptica 3800 pode produzir um ou mais feixes de luz de excitação, e pode detectar um ou mais feixes de luz de emissão. Portanto, a fibra de excitação 3831 pode transportar um feixe de luz de excitação a partir da montagem óptica no volume de reação 3713 para excitar uma porção da amostra S contida dentro do frasco de PCR 6260. De modo similar, a fibra de detecção 3832 pode transportar um feixe de luz de emissão produzido por um analito ou por outro alvo dentro da amostra S a partir do frasco de PCR 6260 até a montagem óptica 3800.

[000309] Conforme mostrado na Figura 55, o primeiro lúmen 3711 e o segundo lúmen 3712 definem um ângulo de deslocamento Θ que é aproximadamente igual a 90 graus. Conforme declarado de modo

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134/184 similar, a primeira trajetória de luz 3806 e a segunda trajetória de luz 3807 definem um ângulo de deslocamento Θ que é aproximadamente igual a 90 graus. Mais particularmente, a primeira trajetória de luz 3806 e a segunda trajetória de luz 3807 definem um ângulo de deslocamento Θ, quando visualizado em uma direção substancialmente paralela ao eixo geométrico longitudinal LA do volume de reação 3713 que é aproximadamente igual a 90 graus. De maneira similar, a fibra de excitação 3831 e a fibra de detecção 3832, que são dispostas dentro do primeiro lúmen 3711 e do segundo lúmen 3712, respectivamente, definem o ângulo de deslocamento Θ que é aproximadamente igual a 90 graus. Esta disposição minimiza a quantidade do feixe de luz de excitação que é recebida pela fibra de detecção 3832, aperfeiçoando, assim, a precisão e/ou a sensibilidade da detecção óptica e/ou do monitoramento.

[000310] Em algumas modalidades, o primeiro lúmen 3711 e o segundo lúmen 3712 podem ser posicionados de tal modo que o ângulo de deslocamento Θ seja maior que aproximadamente 75 graus. Em outras modalidades, o primeiro lúmen 3711 e o segundo lúmen 3712 podem ser posicionados de tal modo que o ângulo de deslocamento Θ esteja entre aproximadamente 75 graus e aproximadamente 105 graus. [000311] Conforme mostrado na Figura 54, uma linha central do primeiro lúmen 3711 é substancialmente paralela e deslocada a partir (isto é, desviada) de uma linha central do segundo lúmen 3712. Conforme declarado de modo similar, a fibra de excitação 3831 (e, portanto, a primeira trajetória de luz 3806) é desviada da fibra de detecção 3832 (e, portanto, a segunda trajetória de luz 3807). De outro modo, o primeiro lúmen 3711 (e/ou a fibra de excitação 3831) e o segundo lúmen 3712 (e/ou a fibra de detecção 3832) são separados de um plano de referência definido pelo bloco de recepção 3710 por uma distância Y1 e Y2, respectivamente, em que Y1 é diferente de Y2.

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Portanto, a posição ao longo do eixo geométrico longitudinal LA no qual a fibra de excitação 3831 e/ou a primeira trajetória de luz 3806 cruza o volume de reação 3713 é diferente da posição ao longo do eixo geométrico longitudinal LA n qual a fibra de detecção 3832 e/ou a segunda trajetória de luz 3807 cruza o volume de reação 3713. Desta maneira, a primeira trajetória de luz 3806 e/ou a fibra de excitação 3831 podem ser desviadas da segunda trajetória de luz 3807 e/ou do segundo membro óptico 3831.

[000312] A distância Y1 e a distância Y2 podem ser qualquer distância adequada de tal modo que a fibra de excitação 3831 e a fibra de detecção 3832 sejam configuradas para produzir e/ou definir a primeira trajetória de luz 3806 e a segunda trajetória de luz 3807, respectivamente, na porção desejada do frasco de PCR 6260. Por exemplo, em algumas modalidades, a distância Y1 pode ser de tal modo que o primeiro lúmen 3711, a fibra de excitação 3831 e/ou a primeira trajetória de luz 3806 entrem e/ou cruzem o volume de reação 3713 em um local abaixo do local de uma linha de preenchimento de uma amostra dentro do frasco de PCR 6260 disposto dentro do bloco de recepção 3710. Desta maneira, o feixe de luz de excitação transportado pela fibra de excitação 3831 entrará na amostra abaixo da linha de preenchimento. Em outras modalidades, no entanto, a distância Y1 pode ser de tal modo que o primeiro lúmen 3711, a fibra de excitação

3831 e/ou a primeira trajetória de luz 3806 entrem no volume de reação 3713 em um local acima do local da linha de preenchimento da amostra dentro do frasco de PCR 6260.

[000313] De modo similar, em algumas modalidades, a distância Y2 pode ser de tal modo que o segundo lúmen 3712, a fibra de detecção

3832 e/ou a segunda trajetória de luz 3807 entrem e/ou cruzem o volume de reação 3713 em um local abaixo do local da linha de preenchimento de uma amostra dentro do frasco de PCR 6260 disposto

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136/184 dentro do bloco de recepção 3710. Em outras modalidades, no entanto, a distância Y2 pode ser de tal modo que o segundo lúmen 3712, a fibra de detecção 3832 e/ou a segunda trajetória de luz 3807 entrem e/ou cruzem o volume de reação 3713 em um local acima do local da linha de preenchimento da amostra dentro do frasco de PCR 6260.

[000314] O primeiro módulo de aquecimento 3730 inclui uma série de dispositivos termoelétricos 3731 (cada um correspondendo a cada um dos cartuchos e/ou a cada um dos blocos de recepção 3710), um bloco de montagem 3734, uma série de blocos de braçadeira 3733, e um dissipador de calor 3732. Conforme mostrado na Figura 58, o bloco de montagem 3734 inclui uma primeira porção 3735 e uma segunda porção 3737. A primeira porção 3735 inclui uma superfície angulada 3736 à qual se acopla cada um dos dispositivos termoelétricos 3731. Desta maneira, cada bloco de recepção 3710 é acoplado a um bloco de montagem 3734 pelo bloco de braçadeira correspondente 3733 de tal modo que o dispositivo termoelétrico 3731 fique em contato com a superfície de montagem 3714 do bloco de recepção 3710.

[000315] A segunda porção 3737 do bloco de montagem 3734 é acoplado ao dissipador de calor 3732. O dissipador de calor (vide, por exemplo, a Figura 59) pode ser qualquer dispositivo adequado para facilitar a transferência térmica entre os blocos de recepção 3710 e uma região exterior ao instrumento 3002. Em algumas modalidades, o dissipador de calor 3732 pode incluir um dispositivo e/ou mecanismo para ativamente resfriar (isto é, remover calor) o bloco de montagem 3734.

[000316] A montagem de posicionamento 3770 é acoplada ao dissipador de calor 3732 e uma porção da montagem de armação 3300, e é configurada para mover a montagem de aquecedor 3700 linearmente em direção ao longo do eixo geométrico y. Portanto, quando acionada, a montagem de posicionamento 3770 pode mover a

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137/184 montagem de aquecedor 3700 em relação ao depósito 3350 e/ou aos cartuchos de tal modo que o frasco de PCR (por exemplo, o frasco de PCR 6260) seja disposto dentro do bloco de recepção 3710, conforme descrito anteriormente. A montagem de posicionamento 3770 inclui um motor 3771 e uma montagem de ligação 3772 configurada para converter o movimento rotacional do motor 3771 em movimento linear. O movimento da montagem de aquecedor 3700 é orientado por um eixo guia do eixo geométrico y 3773.

[000317] Em uso, o primeiro módulo de aquecimento 3730 pode ciclicamente aquecer o frasco de PCR de cada um dos cartuchos dispostos dentro do instrumento 3001 para promover um processo de PCR e/ou a mistura dos conteúdos contidos no mesmo. Ademais, devido ao fato de cada um dos cartuchos ser aquecido por um dispositivo termoelétrico separado 3731 através do bloco de recepção separado 3710, em algumas modalidades, a ciclagem térmica de um primeiro cartucho pode ser conduzida em um momento diferente da ciclagem térmica de um segundo cartucho. Ademais, devido ao fato de cada cartucho poder ser termicamente ciclado independentemente dos outros cartuchos no instrumento, em algumas modalidades, o protocolo de ciclo térmico (por exemplo, os tempos e temperaturas dos eventos de ciclo térmico) para um primeiro cartucho pode ser diferente do protocolo de ciclo térmico para um segundo cartucho. Em algumas modalidades, o primeiro módulo de aquecimento 3730 não é usado para ciclagem térmica, e, ao invés disso, é mantido em uma temperatura constante, por exemplo, uma temperatura para realizar transcrição reversa em uma amostra de RNA.

[000318] O segundo módulo de aquecimento 3750 inclui uma série de aquecedores de resistência 3751 (cada um correspondendo a cada um dos cartuchos e/ou cada um dos blocos de recepção 3710), uma placa de montagem 3754, um primeiro membro de isolamento 3752, e um

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138/184 segundo membro de isolamento 3753. Conforme mostrado na Figura 60, a placa de montagem 3754 inclui uma primeira porção 3755 e uma segunda porção 3760. A primeira porção 3755 proporciona um suporte de montagem para cada um dos aquecedores de resistência 3751. Conforme declarado de modo similar, cada um dos aquecedores de resistência 3731 é acoplado à placa de montagem 3754.

[000319] A placa de montagem 3754 é acoplada ao bloco de montagem 3734 do primeiro módulo de aquecimento 3730 de tal modo que o primeiro membro de isolamento 3752 seja disposto entre o bloco de montagem 3734 e a primeira porção 3755 da placa de montagem 3754, e o segundo membro de isolamento 3753 seja disposto entre o bloco de montagem 3734 e a segunda porção 3760 da placa de montagem 3754. Desta maneira, o segundo módulo de aquecimento 3750 pode funcionar substancialmente independente do primeiro módulo de aquecimento 3730. Conforme declarado de modo similar, esta disposição reduz e/ou limita a transferência térmica entre a placa de montagem 3754 e o bloco de montagem 3734.

[000320] A primeira porção 3755 da placa de montagem 3754 inclui uma superfície de topo 3758, e define uma reentrância 3756 e uma série de lúmens 3757 (cada um correspondendo a cada um dos cartuchos dentro do depósito 3350). Em uso, quando a montagem de aquecedor 3700 for movida na posição ao redor de cada um dos cartuchos dentro do instrumento 3002, cada frasco de PCR é disposto através do lúmen correspondente 3757 e no volume de reação 3713 definido pelo bloco de recepção correspondente 3710. Portanto, em algumas modalidades, quando a montagem de aquecedor 3700 for posicionada ao redor de cada um dos cartuchos, uma parede lateral da placa de montagem 3754 que define os lúmens 3757 é posicionada ao redor e/ou substancialmente circunda uma porção de cada frasco de PCR 6260. Em outras modalidades, no entanto, o frasco de PCR 6260 pode ser

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139/184 separado e/ou não residente dentro do lúmen 3757. Por exemplo, em algumas modalidades, apenas uma porta de transferência (tal como a porta de transferência 7229 do módulo de PCR 7200, mostrado e descrito anteriormente com referência às Figuras 30 e 31) pode ser disposta dentro do lúmen 3737 da placa de montagem 3754 quando a montagem de aquecedor 3700 for posicionada ao redor de cada um dos cartuchos.

[000321] Conforme mostrado na Figura 60, a segunda porção 3760 da placa de montagem 3754 define uma série de reentrâncias e/ou cavidades 3761 (cada uma correspondendo a cada um dos cartuchos dentro do depósito 3350). Em uso, quando a montagem de aquecedor 3700 for movida em posição ao redor de cada um dos cartuchos dentro do instrumento 3002, uma porção do cartucho é disposta dentro da reentrância correspondente 3761 da placa de montagem 3754. Mais particularmente, conforme mostrado na Figura 52, uma porção do módulo de isolamento (por exemplo, o módulo de isolamento 6100) que corresponde à câmara de eluição 6190 (não definida na Figura 52) é disposta dentro da reentrância correspondente 3761. Portanto, quando a montagem de aquecedor 3700 for posicionada ao redor de cada um dos cartuchos, uma parede lateral da segunda porção 3760 da placa de montagem 3754 que define as reentrâncias 3761 é posicionada ao redor e/ou substancialmente circunda uma porção da câmara de eluição 6190. Desta maneira, o segundo módulo de aquecimento 3750 pode aquecer e/ou termicamente ciclar uma porção de uma amostra contida dentro da câmara de eluição 6190 de cada cartucho.

[000322] Em uso, o segundo módulo de aquecimento 3750 pode aquecer uma porção de cada um dos cartuchos dispostos dentro do instrumento 3001 para promover, aperfeiçoar e/ou facilitar um processo de reação que ocorre dentro do cartucho. Por exemplo, em algumas modalidades, o segundo módulo de aquecimento 3750 pode aquecer

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140/184 uma porção de um substrato de um módulo de PCR (por exemplo, o substrato 7220 do módulo de PCR 7200 mostrado e descrito anteriormente com referência às Figuras 29 a 31). O aquecimento pelo segundo módulo de aquecimento 3750, em uma modalidade, é realizado para facilitar uma reação de transcrição reversa, ou para um PCR de início quente.

[000323] Mais particularmente, em algumas modalidades, o segundo módulo de aquecimento 3750 pode facilitar um método de início quente associado a um processo de PCR. O método de início quente envolve o uso de enzimas de início quente (polimerase) para reduzir a primação não-específica de ácidos nucleicos em uma reação de amplificação. Mais particularmente, quando as enzimas forem mantidas em temperatura ambiente (por exemplo, abaixo de aproximadamente 50 °C), pode ocorre uma hibridização não-específica, que pode levar a primação não-específica na presença da polimerase. Portanto, as enzimas de início quente são enzimas que são inativas em temperatura ambiente, e não se tornam ativas até que sejam aquecidas até uma temperatura predeterminada. Essa temperatura predeterminada pode ser uma temperatura acima de aproximadamente 40°C, 50°C, 70°C ou 95°C. Para facilitar o método de início quente, o segundo módulo de aquecimento 3750 pode aquecer uma câmara de eluição (por exemplo, câmara de eluição 7190) para manter a amostra de ácido nucleico eluída em uma temperatura elevada (por exemplo, em uma temperatura acima de aproximadamente 40°C, 50°C, 70°C ou 95°C) antes da adição do master mix à reação de amplificação dentro do frasco de PCR (por exemplo, o frasco de PCR 7260). Em algumas modalidades, por exemplo, o segundo módulo de aquecimento 3750 pode manter a temperatura da amostra dentro da câmara de eluição 7190 até uma temperatura entre aproximadamente 50°C e aproximadamente 95°C. Aquecendo-se o ácido nucleico eluído desta maneira, pode-se eliminar

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141/184 e/ou reduzir a hibridização não-específica e/ou uma primação falsa na presença de polimerase.

[000324] Os reagentes de reação (por exemplo, a substância R2 contida dentro do módulo de reagente 7270b mostrado acima nas Figuras 30 e 31) podem, então, ser adicionados ao frasco de PCR (por exemplo, o frasco de PCR 7260) ao master mix liofilizado contido no mesmo. A amostra de ácido nucleico aquecida a partir da câmara de eluição (por exemplo, a câmara de eluição 7190) pode, então, ser transferida no frasco de PCR, conforme descrito anteriormente. Ademais, o segundo módulo de aquecimento 7250 também pode aquecer uma trajetória de fluxo entre a câmara de eluição e o frasco de PCR (por exemplo, a passagem 7222) de tal modo que os conteúdos (por exemplo, a amostra de ácido nucleico eluído que estiver sendo transferida a partir da câmara de eluição até o frasco de PCR) possam ser mantidos em uma temperatura elevada (por exemplo, em uma temperatura aproximadamente acima de 40°C, 50°C, 70°C ou 95°C). Em algumas modalidades, por exemplo, o segundo módulo de aquecimento 3750 pode manter a temperatura da amostra dentro da passagem de fluxo em uma temperatura aproximadamente entre 50°C e aproximadamente 95 °C. Após a amostra de eluição aquecida ser transportada no frasco de PCR, a solução é misturada através de uma ciclagem de temperatura (produzida pelo primeiro módulo de aquecimento 3730), e, então, a PCR reação é iniciada.

[000325] O terceiro módulo de aquecimento 3780 inclui pelo menos um aquecedor (não mostrado) e um bloco de aquecedor 3784. Conforme mostrado na Figura 63, o bloco de aquecedor 3784 define uma série de reentrâncias e/ou cavidades 3786a, 3786b, 3786c, 3786d, 3786e, 3786f, em que cada uma dessas corresponde a cada um dos cartuchos dentro do depósito 3350). Em uso, quando a montagem de aquecedor 3700 for movida na posição ao redor de cada um dos

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142/184 cartuchos dentro do instrumento 3002, uma porção do cartucho é disposta dentro da reentrância correspondente (por exemplo, a reentrância 3786a) do bloco de aquecedor 3784. Mais particularmente, conforme mostrado na Figura 52, uma porção do módulo de isolamento (por exemplo, o módulo de isolamento 6100) que corresponde à câmara de lise 6114 (não identificada na Figura 52) é disposta dentro da reentrância correspondente. Portanto, quando a montagem de aquecedor 3700 for posicionada ao redor de cada um dos cartuchos, a parede lateral do bloco de aquecedor 3784 que define a reentrância 3786 é posicionada ao redor e/ou circunda substancialmente uma porção da câmara de lise 6114. Desta maneira, o terceiro módulo de aquecimento 3780 pode aquecer e/ou ciclar termicamente uma porção de uma amostra contida dentro da câmara de lise 6114 de cada cartucho. Em uma modalidade, o aquecimento pelo terceiro módulo de aquecimento 3780 ocorre durante uma reação de transcrição reversa e/ou PCR.

[000326] As Figuras 64 a 70 mostram várias vistas da montagem óptica 3800 do instrumento 3002. A montagem óptica 3800 é configurada para monitorar uma reação que ocorre com um cartucho disposto dentro do instrumento 3002. De modo mais específico, a montagem óptica 3800 é configurada para detectar um ou mais diferentes analitos e/ou alvos dentro de uma amostra de teste antes, durante e/ou após uma reação de PCR ocorrer dentro do frasco de PCR (por exemplo, o frasco de PCR 6260) do cartucho. Conforme descrito no presente documento, a montagem óptica 3800 pode analisar as amostras de modo sequencial e/ou cíclico e/ou em tempo real. A montagem óptica 3800 inclui um módulo de excitação 3860, um módulo de detecção 3850, uma montagem deslizante 3870 e uma montagem de fibra óptica 3830.

[000327] Por exemplo, em uma modalidade, a montagem óptica é

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143/184 usada para monitorar uma reação de amplificação de ácido nucleico em tempo real. Em uma modalidade adicional, a reação de amplificação é um PCR. Em outra modalidade, a montagem óptica é usada para medir os resultados dos ensaios de ligação, por exemplo, a ligação entre a enzima e o substrato ou ligante e receptor.

[000328] A montagem de fibra óptica 3830 inclui uma série de fibras ópticas de excitação (identificadas como fibras de excitação 3831a, 3831b, 3831c, 3831d, 3831e, 3831f, 3831g na Figura 64). Cada uma das fibras de excitação 3831a, 3831b, 3831c, 3831d, 3831e e 3831f é configurada para transportar um feixe de luz e/ou um sinal óptico a partir do módulo de excitação 3860 até o bloco de recepção correspondente 3710. Consequentemente, uma primeira porção de extremidade de cada fibra de excitação 3831a, 3831b, 3831c, 3831d, 3831e e 3831f é disposta dentro do lúmen 3711 do bloco de recepção 3710, conforme descrito anteriormente. A fibra de excitação 3831g é uma fibra de calibração e é configurada para transportar um feixe de luz e/ou um sinal óptico a partir do módulo de excitação 3860 até um módulo de calibração óptica (não mostrado). As fibras ópticas de excitação 3831 podem ser qualquer fibra óptica adequada para transportar um feixe de luz, tal como, por exemplo, uma fibra de múltiplos modos ou uma fibra de modo único.

[000329] A montagem de fibra óptica 3830 inclui uma série de fibras ópticas de detecção (identificadas como fibras de detecção 3832a, 3832b, 3832c, 3832d, 3832e, 3832f, 3832g na Figura 64). Cada uma das fibras de detecção 3832a, 3832b, 3832c, 3832d, 3832e e 3832f é configurada para transportar um feixe de luz e/ou sinal óptico a partir do bloco de recepção 3710 até o módulo de detecção 3850. Consequentemente, a primeira porção de extremidade de cada fibra de detecção 3832a, 3832b, 3832c, 3832d, 3832e e 3832f é disposta dentro do lúmen 3712 do bloco de recepção 3710, conforme descrito

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144/184 anteriormente. A fibra de detecção 3832g é uma fibra de calibração é configurada para receber um feixe de luz e/ou um sinal óptico a partir do módulo de calibração óptica (não mostrado). As fibras ópticas de detecção 3832 podem ser qualquer fibra óptica adequada para transportar um feixe de luz, tal como, por exemplo, uma fibra de múltiplos modos ou uma fibra de modo único.

[000330] A montagem de fibra óptica 3830 também inclui um bloco de montagem de fibra 3820. Conforme mostrado na Figura 70, o bloco de montagem de fibra 3820 define uma série de lúmens 3825a-3825g e uma série de lúmens 3824a-3824g. Cada um dos lúmens 3824 é configurado para receber uma segunda porção de extremidade da fibra óptica de excitação correspondente (por exemplo, a fibra de excitação 3831a, conforme identificado na Figura 65). De modo similar, cada um dos lúmens 3825 é configurado para receber a segunda porção de extremidade da fibra óptica de detecção correspondente (por exemplo, a fibra de detecção 3832a, conforme identificado na Figura 65). O bloco de montagem de fibra 3820 é acoplado à agulha móvel 3890 da montagem deslizante 3870 para acoplar opticamente as fibras de excitação 3831 ao módulo de excitação 3860 e acoplar opticamente as fibras de detecção 3832 ao módulo de detecção 3850, conforme descrito em maiores detalhes abaixo.

[000331] Conforme mostrado na Figura 65, a montagem de fibra óptica 3830 inclui uma série de espaçadores, lentes e membros de vedação para facilitar as conexões ópticas aqui descritas, e/ou modificar, condicionar e/ou transformar um feixe de luz transportado pela montagem de fibra óptica 3830. Mais particularmente, a montagem de fibra óptica 3830 inclui uma série de espaçadores de excitação 3833 e espaçadores de detecção 3834 configurados para que sejam dispostos dentro do bloco de montagem de fibra 3820 e/ou da placa deslizante 3890. A montagem de fibra óptica 3830 também inclui uma

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145/184 série de lentes de excitação 3835 e lentes de detecção 3836 configuradas para que sejam dispostas dentro do bloco de montagem de fibra 3820 e/ou da placa deslizante 3890. A montagem de fibra óptica 3830 também inclui uma série de membros de vedação de excitação 3837 e membros de vedação de detecção 3838 configurados para que sejam dispostos dentro do bloco de montagem de fibra 3820 e/ou da placa deslizante 3890. Os membros de vedação de excitação 3837 e os membros de vedação de detecção 3838 são configurados para vedarem e/ou evitarem que contaminações entrem nas trajetórias ópticas definidas pela montagem óptica 3800.

[000332] Conforme mostrado nas Figuras 64 a 66, a montagem óptica 3800 inclui um módulo de excitação 3860 configurado para produzir uma série de feixes de luz de excitação (e/ou sinais ópticos, não mostrados). O módulo de excitação 3860 inclui uma placa de circuito de excitação 3861 na qual se monta uma série de fontes de luz de excitação 3862. As fontes de luz 3862 podem ser qualquer dispositivo e/ou mecanismo adequado para produzir uma série de feixes de luz de excitação, tal como, por exemplo, um laser, um diodo emissor de luz (LED), um lâmpada de flash, ou similares. Em algumas modalidades, o feixe de luz produzido por cada uma das fontes de luz 3862 pode ter substancialmente as mesmas características (por exemplo, comprimento de onda, amplitude e/ou energia) dos feixes de luz produzidos por outras fontes de luz 3862. Em outras modalidades, no entanto, uma primeira fonte de luz 3862 pode produzir um feixe de luz tendo um primeiro conjunto de características (por exemplo, um comprimento de onda associado a um feixe de luz vermelha) e uma segunda fonte de luz 3862 pode produzir um feixe de luz tendo um segundo conjunto diferente de características (por exemplo, um comprimento de onda associado a um feixe de luz verde). Esta disposição permite que cada um dos diferentes feixes de luz (isto é, os

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146/184 feixes tendo diferentes características) seja transportado a cada um dos blocos de recepção 3710 de modo sequencial, conforme descrito em maiores detalhes no presente documento. Conforme mostrado na Figura 65, o módulo de excitação 3860 inclui uma série de espaçadores 3863, filtros 3864 e lentes 3865 para facilitar as conexões ópticas aqui descritas, e/ou modificar, condicionar e/ou transformar um feixe de luz produzido pelo módulo de excitação 3860 e transportado pelas fibras de excitação 3831.

[000333] Conforme mostrado nas Figuras 64 a 66, a montagem óptica 3800 inclui um módulo de detecção 3850 configurado para receber e/ou detectar uma série de feixes de luz de emissão (e/ou sinais ópticos, não mostrados). O módulo de detecção 3850 inclui uma placa de circuito de detecção 3851 na qual se monta uma série de detectores de luz de emissão 3852. Os detectores de luz de emissão 3852 podem ser qualquer dispositivo e/ou mecanismo adequado para detectar uma série de feixes de luz de emissão, tal como, por exemplo, um detector óptico, um fotorresistor, uma célula fotovoltáica, um fotodiodo, um fototubo, uma câmera CCD ou similares. Em algumas modalidades, cada detector 3852 pode ser configurado para receber seletivamente um feixe de luz de emissão independentemente das características (por exemplo, comprimento de onda, amplitude e/ou energia) do feixe de luz de emissão. Em outras modalidades, no entanto, o detector 3852 pode ser configurado (ou sintonizado) para corresponder a um feixe de luz de emissão tendo um conjunto particular de características (por exemplo, um comprimento de onda associado a um feixe de luz vermelha). Em algumas modalidades, por exemplo, cada um dos detectores 3852 pode ser configurado para receber uma luz de emissão produzida pela excitação de uma porção da amostra quando excitada por uma fonte de luz correspondente 3862 do módulo de excitação 3860. Esta disposição permite que cada um dos diferentes feixes de luz

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147/184 de emissão (isto é, os feixes tendo diferentes características) seja recebido a partir de cada um dos blocos de recepção 3710 de modo sequencial, conforme descrito em maiores detalhes no presente documento. Conforme mostrado na Figura 65, o módulo de detecção 3850 inclui uma série de espaçadores 3853, filtros 3854 e lentes 3855 para facilitar as conexões ópticas aqui descritas, e/ou modificar, condicionar e/ou transformar um feixe de luz de emissão recebido pelo módulo de detecção 3850.

[000334] A montagem deslizante 3870 inclui um membro de montagem 3840, uma sapata 3880 e uma agulha móvel 3890. A sapata 3880 é acoplada ao membro de montagem 3840, e montada de modo deslizante à agulha móvel 3890. Conforme descrito em maiores detalhes abaixo, em uso, uma rosca transportadora 3872, que é girada por um motor de passo motor 3873 pode girar dentro de uma porção da sapata 3880 para fazer com que a sapata 3880 (e, portanto, o membro de montagem 3840) se mova em relação à agulha móvel 3890, conforme mostrado pela seta HHH nas Figuras 64 e 66. Desta maneira, o membro de montagem 3840 pode ser movido em relação à agulha móvel 3890 para mover sequencialmente cada uma das fontes de luz de excitação 3862 e detectores de luz de emissão 3852 em comunicação óptica com a segunda extremidade de cada fibra de excitação 3831 e fibra de emissão 3832, respectivamente. Proporcionam-se abaixo detalhes adicionais da montagem deslizante 3870 e da operação do módulo óptico 3800.

[000335] Conforme mostrado na Figura 67, o membro de montagem 3840 define uma série de lúmens de excitação 3844a-3844f e uma série de lúmens de emissão 3845a-3845f. Conforme mostrado na Figura 65, cada fonte de luz de excitação 3862 é disposta dentro do lúmen de excitação correspondente 3844, e cada detector de luz de emissão 3852 é disposto dentro do lúmen de emissão correspondente 3845. O

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148/184 membro de montagem 3840 é acoplado à sapata 3880 de tal modo que o movimento da sapata 3880 cause o movimento do membro de montagem 3840 (e, portanto, das fontes de luz de excitação 3862 e dos detectores de luz de emissão 3852).

[000336] Conforme mostrado na Figura 68, a sapata 3880 inclui uma primeira porção 3881 e uma segunda porção 3882. A primeira porção 3881 inclui uma protuberância guia 3886 e define uma série de lúmens de excitação 3884a-3884f e uma série de lúmens de emissão 3855a3855f. Quando a sapata 3880 for acoplada ao membro de montagem 3840, cada um dos lúmens de excitação 3884 da sapata 3880 é alinhado ao lúmen de excitação correspondente 3844 do membro de montagem 3840. De modo similar, cada um dos lúmens de emissão 3885 da sapata 3880 é alinhado ao lúmen de emissão correspondente 3845 do membro de montagem 3840. A protuberância guia é configurada para que seja disposta de modo deslizante dentro da ranhura correspondente 3896 na agulha móvel 3890.

[000337] A segunda porção 3882 da sapata 3880 define um par de lúmens guia 3887 e um lúmen de parafuso de avanço 3888. Em uso, a rosca transportadora 3872 é girada dentro do lúmen de parafuso de avanço 3888 para mover a sapata 3880 em relação à agulha móvel 3890. O movimento da sapata 3880 é orientado pelos trilhos guia 3871, que são dispostos de modo deslizante dentro do lúmen guia correspondente 3887.

[000338] Conforme mostrado na Figura 69, a agulha móvel 3890 define sete aberturas de excitação 3894a, 3894b, 3894c, 3894d, 3894e, 3894f e 3894g, e sete aberturas de detecção 3895a, 3895b, 3895c, 3895d, 3895e, 3895f e 3895g. O bloco de montagem de fibra 3820 é acoplado à agulha móvel 3890 de tal modo que as fibras de excitação 3831 fiquem em comunicação óptica com cada abertura de excitação correspondente, e as fibras de detecção 3832 fiquem em comunicação

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149/184 óptica com cada abertura de excitação correspondente. Desta maneira, quando a sapata 3880 e o membro de montagem 3840 forem coletivamente movidos em relação à agulha móvel 3890, cada uma das aberturas de excitação e aberturas de detecção da sapata 3880 e do membro de montagem 3840 são are alinhadas com cada uma das aberturas de excitação 3894 e das aberturas de detecção 3895, respectivamente, da agulha móvel 3890.

[000339] Em uso, durante ou após o processo de amplificação, a montagem deslizante 3870 pode mover, de modo controlado, a sapata 3880 de tal modo que cada par de fonte de luz 3862 e detector óptico 3852 passe sequencialmente cada par de fibras de excitação 3831 e fibras de detecção 3832. Desta maneira, a montagem óptica 3800 pode analisar as amostras dentro de cada um dos seis frascos de PCR (por exemplo, frasco de PCR 6260) de modo cíclico e/ou multiplexado.

[000340] As Figuras 71 a 73 são diagramas de blocos esquemáticos do controle eletrônico e sistema computacional para o instrumento 3002. [000341] Embora a montagem óptica 3800 seja mostrada incluindo o módulo de detecção 3850 adjacente ao módulo de excitação 3860, em outras modalidades, uma montagem óptica de um instrumento pode incluir um módulo de detecção localizado em uma posição relativa a um módulo de excitação. Por exemplo, as Figuras 74 a 76 são ilustrações esquemáticas de uma montagem óptica 4800 configurada para realizar uma detecção óptica cíclica de uma série de amostras, conforme descrito anteriormente com referência à montagem óptica 3800. A montagem óptica 4800 é uma porção de um instrumento (tal como, por exemplo, qualquer um dos instrumentos mostrados e descritos no presente documento) que seja configurado para conter seis frascos de reação 260. A montagem óptica 4800 inclui um módulo de excitação 4860, um módulo de detecção 4850 e uma montagem de fibra 4830. O módulo de excitação 4860 inclui quatro fontes de luz de excitação

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4862a, 4862b, 4862c e 4862d. Cada uma das fontes de luz de excitação é configurada para produzir um feixe de luz de excitação tendo um comprimento de onda diferente. Por exemplo, a fonte de luz 4862a é configurada para produzir um feixe de luz tendo a cor #1 (por exemplo, vermelha), a fonte de luz 4862b é configurada para produzir um feixe de luz tendo a cor #2 (por exemplo, verde), a fonte de luz 4862c é configurada para produzir um feixe de luz tendo a cor #3 (por exemplo, azul) e a fonte de luz 4862d é configurada para produzir um feixe de luz tendo a cor #4 (por exemplo, amarela).

[000342] O módulo de detecção 4850 inclui quatro detectores 4852a, 4852b, 4852c e 4865d. Cada um dos detectores é configurado para receber um feixe de luz de emissão tendo um comprimento de onda diferente. Por exemplo, o detector 4852a é configurado para receber um feixe de luz resultante da excitação de um analito com uma cor de excitação #1, o detector 4852b é configurado para receber um feixe de luz resultante da excitação de um analito com uma cor de excitação #2, o detector 4852cv é configurado para receber um feixe de luz resultante da excitação de um analito com uma cor de excitação #3 e o detector 4852d é configurado para receber um feixe de luz resultante da excitação de um analito com uma cor de excitação #4.

[000343] A montagem de fibra 4830 inclui uma série de fibras de excitação 4831 e uma série de fibras de detecção 4832. Em particular, uma fibra de excitação é usada para acoplar opticamente cada frasco de reação 260 ao módulo de excitação 4860 e uma fibra de detecção 4832 é usada para acoplar opticamente cada frasco de reação 260 ao módulo de detecção 4850. O módulo de excitação 4860 e o módulo de detecção 4850 são configurados para se moverem em relação à montagem de fibra 4830. Desta maneira, cada uma das fontes de luz e seu detector correspondente (por exemplo, a fonte de luz 4862a e o detector 4852a) podem ser sequencialmente alinhados com a fibra de

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151/184 excitação e detecção para um frasco de reação particular 260.

[000344] Em uso, quando a montagem óptica 4800 estiver em uma primeira configuração, conforme mostrado na Figura 74, a fonte de luz 4862a e o detector 4852a estão em comunicação óptica com o primeiro frasco de reação 260. Portanto, a amostra contida dentro do primeiro frasco de reação pode ser analisada com uma luz de excitação tendo a cor #1. O módulo de excitação 4860 e o módulo de detecção 4850 são então movidos, conforme mostrado pelas setas III na Figura 75 para colocar a montagem óptica em uma segunda configuração. Quando a montagem óptica 4800 estiver na segunda configuração, conforme mostrado na Figura 75, a fonte de luz 4862a e o detector 4852a estão em comunicação óptica com o segundo frasco de reação 260, e a fonte de luz 4862b e o detector 4852b estão em comunicação óptica com o primeiro frasco de reação 260. Portanto, a amostra contida dentro do primeiro frasco de reação pode ser analisada com uma luz de excitação tendo a cor #2 e a amostra contida dentro do segundo frasco de reação pode ser analisada com uma luz de excitação tendo a cor #1. O módulo de excitação 4860 e o módulo de detecção 4850 são então movidos, conforme mostrado pelas setas JJJ na Figura 76 para colocar a montagem óptica em uma terceira configuração. Quando a montagem óptica 4800 estiver na terceira configuração, conforme mostrado na Figura 76, a fonte de luz 4862a e o detector 4852a estão em comunicação óptica com o terceiro frasco de reação 260, a fonte de luz 4862b e o detector 4852b estão em comunicação óptica com o segundo frasco de reação 260, e a fonte de luz 4862c e o detector 4852c estão em comunicação óptica com o primeiro frasco de reação 260. Portanto, a amostra contida dentro do primeiro frasco de reação pode ser analisada com uma luz de excitação tendo a cor #3, a amostra contida dentro do segundo frasco de reação pode ser analisada com uma luz de excitação tendo a cor #2, e a amostra contida dentro do terceiro

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152/184 frasco de reação pode ser analisada com uma luz de excitação tendo a cor #1.

[000345] A Figura 75 é um fluxograma de um método 100 para detectar ácidos nucleicos em uma amostra biológica de acordo com uma modalidade. Em particular, o método ilustrado é um método de detecção alvo de um estágio, que pode ser realizado utilizando-se qualquer um dos cartuchos mostrados e descritos no presente documento, e qualquer um dos instrumentos mostrados e descritos no presente documento. Mais particularmente, as operações do método 100 descrito abaixo podem ser realizadas em um cartucho sem abrir o cartucho e/ou de outro modo expor as amostras, reagentes e/ou mistura de PCR a condições externas. Conforme declarado de modo similar, as operações do método 100 descrito abaixo podem ser realizadas em um cartucho sem a necessidade de intervenção humana para transferir as amostras e/ou os reagentes. Pelos propósitos da descrição, o método 100 é descrito como sendo realizado com o módulo de isolamento 7100 e o módulo de PCR 7200 do cartucho 7001 mostrado e descrito anteriormente com referência às Figuras 25 a 33.

[000346] O método inclui eluir o ácido nucleico a partir das microesferas de captura magnética dentro de uma câmara de eluição, 102. Este processo pode ocorrer, por exemplo, dentro da câmara de eluição 7190 do módulo de isolamento 7100. Mais particularmente, com referência às Figuras 29 a 31, um tampão de eluição pode ser armazenado dentro do módulo de reagente 7270a, e pode ser transferido na câmara de eluição 7190, conforme descrito anteriormente, para completar a operação de eluição. O tampão de eluição pode ser qualquer tampão de eluição adequado aqui descrito e/ou que seja compatível à amplificação de ácido nucleico (por exemplo, através de PCR e transcrição reversa).

[000347] Então, o ácido nucleico eluído é transferido a partir da

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153/184 câmara de eluição para a câmara de PCR, 104. A câmara de PCR pode, por exemplo, ser o frasco de PCR 7260 mostrado nas Figuras 29 a 31. Embora a câmara de eluição 7190 e o frasco de PCR 7260 sejam mostrados anteriormente estendo em módulos e/ou compartimentos diferentes, em outras modalidades, a câmara de eluição e a câmara de PCR podem estar localizadas dentro de um compartimento ou estrutura monoliticamente construída. Conforme descrito anteriormente, em algumas modalidades, a câmara de PCR pode incluir reagentes de amplificação liofilizados, de tal modo que, mediante a transferência do ácido nucleico, os reagentes sejam reconstituídos. O ácido nucleico eluído é, então, transferido no frasco de PCR 7260 utilizando-se o mecanismo de transferência 7235, conforme descrito anteriormente, ou qualquer outro mecanismo adequado.

[000348] A mistura de PCR é, então, termicamente ciclada e/ou aquecida dentro da câmara de PCR, 106. A mistura de PCR pode ser ciclada entre qualquer faixa de temperatura adequada utilizando-se o instrumento 3002, conforme mostrado anteriormente. Em algumas modalidades, a mistura de PCR pode ser elevada até uma temperatura constante para ativar as enzimas para amplificação.

[000349] A reação de amplificação é monitorada em tempo real, 108. Em algumas modalidades, a reação de amplificação pode ser monitorada por ligantes de sulco menor (MGB) com etiquetas fluorescentes e/ou quaisquer outras interações de hibridização à base de afinidade que se liguem ao produto (isto é, o amplicon). O monitoramento pode ser realizado utilizando-se a montagem óptica 3800 do instrumento 3002 mostrado e descrito anteriormente.

[000350] Mediante o término da amplificação, as sondas de detecção (por exemplo, MGB) podem se ligar aos amplicons alvo, 110. Isto proporciona uma detecção de titulação.

[000351] Em algumas modalidades, o método inclui realizar uma

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154/184 análise de fusão e/ou uma análise de têmpera, 112. Esta operação pode ser realizada para identificar ou confirmar alvos moleculares de sequências específicas ou não-compatíveis.

[000352] A Figura 76 é um fluxograma de um método 200 para detectar ácidos nucleicos em uma amostra biológica de acordo com uma modalidade. Em particular, o método ilustrado é um método de detecção de alvo em dois estágios, que pode ser realizado utilizandose qualquer um dos cartuchos mostrados e descritos no presente documento, e qualquer um dos instrumentos mostrados e descritos no presente documento. Mais particularmente, as operações do método 200 descritas abaixo podem ser realizadas em um cartucho sem abrir o cartucho e/ou de outro modo expor as amostras, reagentes e/ou mistura de PCR a condições externas. Conforme declarado de modo similar, as operações do método 200 descrito abaixo podem ser realizadas em um cartucho sem a necessidade de intervenção humana para transferir as amostras e/ou os reagentes. Pelos propósitos da descrição, o método 200 é descrito como sendo realizado com o módulo de isolamento 6100 e o módulo de PCR 6200 mostrados e descritos no presente documento com referência às Figuras 8 a 24.

[000353] O método inclui eluir o ácido nucleico a partir das microesferas de captura magnética dentro de uma câmara de eluição, 202. Este processo pode ocorrer, por exemplo, dentro da câmara de eluição 6190 do módulo de isolamento 6100. Mais particularmente, referindo-se às Figuras 8 a 10, um tampão de eluição pode ser armazenado dentro da câmara de reagente 6213c, e pode ser transferido na câmara de eluição, conforme descrito anteriormente, para completar a operação de eluição. O tampão de eluição pode ser qualquer tampão de eluição adequado aqui descrito e/ou que seja compatível à amplificação de ácido nucleico (por exemplo, através de PCR e transcrição reversa).

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[000354] O ácido nucleico eluído é, então, transferido da câmara de eluição para uma câmara de PCR, 204. A câmara de PCR pode, por exemplo, ser o frasco de PCR 6260 mostrado na Figura 8. Conforme descrito anteriormente, em algumas modalidades, a câmara de PCR pode incluir reagentes de amplificação liofilizados, de tal modo que mediante a transferência do ácido nucleico, os reagentes sejam reconstituídos. O ácido nucleico eluído é, então, transferido utilizandose o mecanismo de transferência 6235, conforme descrito anteriormente, ou qualquer outro mecanismo adequado.

[000355] A mistura de PCR é, então, termicamente ciclada e/ou aquecida dentro da câmara de PCR, 206. A mistura de PCR pode ser ciclada entre qualquer faixa de temperatura adequada utilizando-se o instrumento 3002, conforme mostrado anteriormente. Em algumas modalidades, a mistura de PCR pode ser elevada até uma temperatura constante para ativar as enzimas para amplificação.

[000356] A reação de amplificação é monitorada em tempo real, 208. Em algumas modalidades, a reação de amplificação pode ser monitorada por ligantes de sulco menor (MGB) com etiquetas fluorescentes e/ou quaisquer outras interações de hibridização à base de afinidade que se liguem ao produto (isto é, o amplicon). O monitoramento pode ser realizado utilizando-se a montagem óptica 3800 do instrumento 3002 mostrado e descrito anteriormente.

[000357] Mediante o término da amplificação, as sondas de detecção (por exemplo, MGB) podem se ligar aos amplicons alvo, 210. Isto proporciona uma detecção de titulação. Em algumas modalidades, o método inclui realizar uma análise de fusão e/ou uma análise de têmpera, 212. Esta operação pode ser realizada para identificar ou confirmar alvos moleculares de sequências específicas ou nãocompatíveis. Conforme o uso em questão, um MGB pode ser usado por si só como uma sonda, ou pode ser conjugado à outra molécula e usado

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156/184 como uma sonda. Por exemplo, um MGB em uma modalidade é conjugado à terminação 5' de uma sonda de oligonucleotídeo de DNA específico, junto a um corante fluorescente. A sonda, nesta modalidade, compreende um supressor não-fluorescente na terminação 3'. A fluorescência do corante fluorescente 5' é suprimida quando a sonda estiver em solução. No entanto, quando a sonda se ligar a seu complemento, a fluorescência não é mais dissipada. Consequentemente, o grau de fluorescência gerado pela sonda é diretamente proporcional à quantidade de alvo gerado. Estas sondas podem ser multiplexadas em uma reação, conjugando-se um corante fluorescente diferente (isto é, cada corante fluorescente emitirá um comprimento de onda diferente de luz quando excitado, ou pode ser excitado em um comprimento de onda exclusivo) a cada sonda.

[000358] Um segundo conjunto de sondas é, então, distribuído à câmara de PCR, 214. Em algumas modalidades, o segundo conjunto de sondas pode incluir um segundo conjunto de sondas de MGB ou outras sondas gerais formuladas para se ligarem a sequências alvo específicas ou não-compatíveis que derretem (energia de dissociação para quebrar a interação de afinidade) em uma temperatura aproximadamente acima de 70 graus Celsius. Em algumas modalidades, o segundo conjunto de sondas de MGB é formulado para se ligar a sequências alvo específicas ou não-compatíveis que derretem em uma temperatura aproximadamente acima de 75 graus Celsius. Em outras modalidades, o segundo conjunto de sondas de MGB é formulado para se ligar a sequências alvo específicas ou não-compatíveis que derretem em uma temperatura aproximadamente acima de 80 graus Celsius. Ainda em outras modalidades, o segundo conjunto de sondas de MGB é formulado para se ligar a sequências alvo específicas ou nãocompatíveis que derretem em uma temperatura aproximadamente acima de 85 graus Celsius.

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[000359] Em algumas modalidades, o segundo conjunto de sondas pode ser armazenado dentro da câmara de reagente 6213b, e pode ser transferido no frasco de PCR 6260, seja diretamente ou através da câmara de eluição 6190, conforme descrito anteriormente. Desta maneira, o segundo conjunto de sondas pode ser adicionado à mistura de PCR sem abrir o cartucho nem o frasco de PCR, ou, de outro modo, expor a mistura de PCR a contaminantes.

[000360] Então, o método inclui realizar uma segunda análise de fusão e/ou análise de têmpera, 216. Esta operação pode ser realizada para identificar ou confirmar os alvos moleculares de sequências específicas ou não-compatíveis.

[000361] A Figura 77 é um fluxograma de um método 300 para detectar ácidos nucleicos em uma amostra biológica de acordo com uma modalidade. Em particular, o método ilustrado é um método de PCR de transcrição reversa de duas etapas (RT-PCR), com uma detecção de alvo de estágio único, que pode ser realizado utilizandose qualquer um dos cartuchos mostrados e descritos no presente documento, e qualquer um dos instrumentos mostrados e descritos no presente documento. Mais particularmente, as operações do método 300 descritas abaixo podem ser realizadas em um cartucho sem abrir o cartucho e/ou de outro modo expor as amostras, reagentes e/ou mistura de PCR a condições externas. Conforme declarado de modo similar, as operações do método 300 descritas abaixo podem ser realizadas em um cartucho sem a necessidade de intervenção humana para transferir as amostras e/ou reagentes. Pelos propósitos da descrição, o método 200 é descrito como sendo realizado com o módulo de isolamento 6100 e o módulo de PCR 6200 mostrados e descritos anteriormente com referência às Figuras 8 a 24.

[000362] O método inclui eluir o ácido nucleico a partir das microesferas de captura magnética dento de uma câmara de eluição,

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302. Este processo pode ocorrer, por exemplo, dentro da câmara de eluição 6190 do módulo de isolamento 600. Mais particularmente, referindo-se às Figuras 8 a 10, um tampão de eluição pode ser armazenado dentro da câmara de reagente 6213c, e pode ser transferido na câmara de eluição, conforme descrito anteriormente, para completar a operação de eluição. O tampão de eluição pode ser qualquer tampão de eluição adequado aqui descrito e/ou que seja compatível à amplificação de ácido nucleico (por exemplo, através de PCR e transcrição reversa).

[000363] O ácido nucleico eluído é, então, transferido da câmara de eluição para uma câmara de PCR, 304. A câmara de PCR pode, por exemplo, ser o frasco de PCR 6260 mostrado na Figura 8. Conforme descrito anteriormente, em algumas modalidades, a câmara de PCR pode incluir reagentes de amplificação liofilizados, de tal modo que mediante a transferência do ácido nucleico, os reagentes sejam reconstituídos. O ácido nucleico eluído é, então, transferido utilizandose uma bomba de seringa, conforme descrito anteriormente, ou qualquer outro mecanismo adequado.

[000364] A mistura é, então, aquecida dentro da câmara de PCR até uma temperatura substancialmente constante, 306. Desta maneira, as enzimas para transcrição reversa podem ser ativadas.

[000365] Mediante o término da transcrição reversa, os reagentes de PCR são distribuídos à câmara de PCR, 308. Os reagentes de PCR podem ser armazenados dentro da câmara de reagente 6213b e/ou 6213a, e podem ser transferidos no frasco de PCR 6260, seja diretamente ou através da câmara de eluição 6190, conforme descrito anteriormente. Desta maneira, os reagentes de PCR podem ser adicionados à mistura de PCR após o término da transcrição reversa sem abrir o cartucho nem o frasco de PCR, ou, de outro modo, expor a mistura de PCR a contaminantes.

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[000366] A reação de amplificação é monitorada em tempo real, 310. Em algumas modalidades, a reação de amplificação pode ser monitorada por ligantes de sulco menor (MGB) com etiquetas fluorescentes e/ou quaisquer outras interações de hibridização à base de afinidade que se liguem ao produto (isto é, o amplicon). No entanto, pode-se usar qualquer agente de ligação de DNA para monitoramento em tempo real de uma reação de PCR. O monitoramento pode ser realizado utilizando-se a montagem óptica 3800 do instrumento 3002 mostrado e descrito anteriormente.

[000367] Conforme o uso em questão, o agente de ligação de DNA se referir a qualquer molécula detectável, por exemplo, detectável por fluorescência, capaz de ligar DNA de filamento duplo ou filamento único. Em uma modalidade, o agente de ligação de DNA é um corante fluorescente ou outro cromóforo, enzima, ou agente capaz de produzir um sinal, direta ou indiretamente, quando ligado a DNA de filamento duplo ou filamento único. O agente pode se ligar indiretamente, isto é, o agente de ligação de DNA pode ser fixado a outro agente que liga o DNA diretamente. Somente é necessário que o agente seja capaz de produzir um sinal detectável quando ligado a um ácido nucleico de filamento duplo ou a um DNA de filamento único que seja distinguível do sinal produzido quando o mesmo agente estiver em solução.

[000368] Em uma modalidade, o agente de ligação de DNA é um agente de intercalação. Os agentes de intercalação, tal como brometo de etídio e SYBR verde, fluorescem mais intensamente quando intercalados em DNA de filamento duplo do que quando ligados a DNA de filamento único, RNA, ou em solução. Outros agentes de intercalação exibem uma alteração no espectro de fluorescência quando ligados a DNA de filamento duplo. Por exemplo, a actinomicina D fluoresce na cor vermelha quando ligada a ácidos nucleicos de filamento único, e na cor verde quando ligada a um molde de filamento duplo. Quer o sinal

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160/184 detectável aumente, diminua ou seja deslocado, conforme no caso da actinomicina D, qualquer agente de intercalação que proporciona um sinal detectável que seja distinguível quando o agente for ligado ao DNA de filamento duplo ou não-ligado é adequado para prática da invenção descrita.

[000369] Em outra modalidade, o agente de ligação de DNA é uma sonda de exonuclease que emprega transferência de energia de ressonância fluorescente. Por exemplo, o agente de ligação de DNA, em uma modalidade, é uma sonda de oligonucleotídeo com um repórter e um corante supressor nas terminações 5' e 3', respectivamente, e se liga especificamente a uma molécula de ácido nucleico alvo. Em solução, e quando intacta, a fluorescência do corante repórter é dissipada. No entanto, a atividade de exonuclease de determinada Taq polimerase serve para cortar a sonda durante o PCR, e o repórter não é mais dissipado. Portanto, a emissão de fluorescência é diretamente proporcional à quantidade de alvo gerada.

[000370] Em outra modalidade, o agente de ligação de DNA emprega um MGB conjugado à terminação 5' de uma sonda de oligonucleotídeo. Além do MGB na terminação 5', um corante repórter também é conjugado à terminação 5' da sonda, e um corante supressor é posicionado na terminação 3'. Por exemplo, em uma modalidade, as sondas de DNA descritas por Lukhtanov são empregadas (Lukhtavon (2007). Nucleic Acids Research 35, p. e30). O MGB, em uma modalidade, é conjugado diretamente à sonda de oligonucleotídeo. Em outra modalidade, o MGB é conjugado ao corante repórter. A fluorescência do corante fluorescente 5' é suprimida quando a sonda estiver em solução. No entanto, quando a sonda se ligar a seu complemento, a fluorescência não é mais dissipada. Consequentemente, o grau de fluorescência gerado pela sonda é diretamente proporcional à quantidade de alvo gerada. Estas sondas

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161/184 podem ser multiplexadas em uma reação, conjugando-se um corante fluorescente diferente (isto é, cada corante fluorescente emitirá um comprimento de onda diferente de luz quando excitado, ou pode ser excitado em um comprimento de onda exclusivo) a cada sonda.

[000371] Ainda em outra modalidade, um ligante de sulco menor é usado para monitorar a reação de PCR em tempo real. Por exemplo, Hoechst 33258 (Searle & Embrey, 1990, Nuc. Acids Res. 18(13):37533762) exibe uma fluorescência alterada com o aumento da quantidade de alvo. Outros MGBs para uso na presente invenção incluem distamicina e netropsina.

[000372] De acordo com as modalidades aqui descritas, um agente de ligação de DNA produz um sinal detectável direta ou indiretamente. O sinal é diretamente detectável, tal como por fluorescência ou absorbância, ou indiretamente através de uma porção de rótulo substituída ou ligante de aglutinação fixado ao agente de ligação de DNA.

[000373] De acordo com as modalidades aqui descritas, um agente de ligação de DNA produz um sinal detectável direta ou indiretamente. O sinal é diretamente detectável, tal como por fluorescência ou absorbância, ou indiretamente através de uma porção de rótulo substituída ou ligante de aglutinação fixado ao agente de ligação de DNA. Por exemplo, em uma modalidade, emprega-se uma sonda de DNA conjugada a um corante repórter fluorescente. A sonda de DNA tem um corante supressor na extremidade oposta do corante repórter, e somente se fluorescerá quando ligada a sua sequência complementar. Em uma modalidade adicional, a sonda de DNA tem tanto um MGB como um corante fluorescente na terminação 5'.

[000374] Outros agentes de ligação de DNA não-limitantes para uso na invenção incluem, mas não se limitam a, sondas Molecular Beacons, Scorpions e FRET.

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[000375] Mediante o término da amplificação, as sondas de detecção (por exemplo, MGB) podem se ligar a amplicons alvo, 312. Isto proporciona uma detecção de titulação. O método inclui realizar uma análise de fusão e/ou análise de têmpera, 314. Esta operação pode ser realizada para identificar ou confirmar os alvos moleculares de sequências específicas ou não-compatíveis.

[000376] A Figura 78 é um fluxograma de um método 400 para detectar ácidos nucleicos em uma amostra biológica de acordo com uma modalidade. Em particular, o método ilustrado e um método de detecção de alvo em um estágio alternativo ao método 100 mostrado e descrito anteriormente. O método 400 pode ser realizado utilizando-se qualquer um dos cartuchos mostrados e descritos no presente documento, e qualquer um dos instrumentos mostrados e descritos no presente documento. Mais particularmente, as operações do método 400 descritas abaixo podem ser realizadas em um cartucho sem abrir o cartucho e/ou de outro modo expor as amostras, reagentes e/ou mistura de PCR a condições externas. Conforme declarado de modo similar, as operações do método 400 descrito abaixo podem ser realizadas em um cartucho sem a necessidade de intervenção humana para transferir as amostras e/ou os reagentes. Pelos propósitos da descrição, o método 400 é descrito como sendo realizado com o módulo de isolamento 10100 e o módulo de PCR 10200 mostrados e descritos no presente documento com referência às Figuras 85 a 87.

[000377] O método 400 é diferente do método 100 pelo fato de que o tampão de eluição é armazenado dentro da câmara de eluição do compartimento, ao invés de ser armazenado na câmara de reagente 6213c, conforme descrito para o método 100. Portanto, o método inclui eluir o ácido nucleico a partir das microesferas de captura magnética dentro de uma câmara de eluição, 402. Este processo ocorre dentro da câmara de eluição do módulo de isolamento 10100. O tampão de

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163/184 eluição pode ser qualquer tampão de eluição adequado que seja compatível à amplificação de ácido nucleico (por exemplo, através de PCR e transcrição reversa).

[000378] O ácido nucleico eluído é, então, transferido da câmara de eluição para uma câmara de PCR, 404. A câmara de PCR pode, por exemplo, ser o frasco de PCR 10260 mostrado nas Figuras 85 a 87. Embora a câmara de eluição 10190 e o frasco de PCR 10260 sejam mostrados como estando em módulos e/ou compartimentos diferentes, em outras modalidades, a câmara de eluição e a câmara de PCR podem estar localizadas dentro de um compartimento ou estrutura monoliticamente construídos. Conforme descrito anteriormente, em algumas modalidades, a câmara de PCR pode incluir reagentes de amplificação liofilizados, de tal modo que mediante a transferência do ácido nucleico, os reagentes sejam reconstituídos. O ácido nucleico eluído é, então, transferido utilizando-se uma bomba de seringa, conforme descrito anteriormente, ou qualquer outro mecanismo adequado.

[000379] A mistura de PCR é, então, termicamente ciclada e/ou aquecida dentro da câmara de PCR, 406. A mistura de PCR pode ser ciclada entre qualquer faixa de temperatura adequada utilizando-se o instrumento 3002, conforme mostrado anteriormente. Em algumas modalidades, a mistura de PCR pode ser elevada até uma temperatura constante para ativar as enzimas para amplificação.

[000380] A reação de amplificação é monitorada em tempo real, 408. Em algumas modalidades, a reação de amplificação pode ser monitorada por ligantes de sulco menor (MGB) com etiquetas fluorescentes e/ou quaisquer outras interações de hibridização à base de afinidade que se liguem ao produto (isto é, o amplicon). O monitoramento pode ser realizado utilizando-se a montagem óptica 3800 do instrumento 3002 mostrado e descrito anteriormente.

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[000381] Mediante o término da amplificação, as sondas de detecção (por exemplo, MGB) podem se ligar aos amplicons alvo, 410. Isto proporciona uma detecção de titulação. Em algumas modalidades, o método inclui realizar uma análise de fusão e/ou uma análise de têmpera, 412. Esta operação pode ser realizada para identificar ou confirmar alvos moleculares de sequências específicas ou nãocompatíveis.

[000382] Os dados produzidos utilizando-se os sistemas e métodos aqui descritos podem ser analisados utilizando-se qualquer número de métodos diferentes. Por exemplo, os dados podem ser analisados para identificação de sequência de ácidos nucleicos amplificados através de análise de fusão ou têmpera utilizando-se sondas de afinidade. O Perfil de Fusão/Têmpera-Perfil Molecular com sondas de afinidade exclusivas ou etiquetas moleculares (consiste em bases modificadas e MGB-flúor com ligação direcionada por afinidade a ácido nucleico alvoconstante de afinidade - Kd) indica/gera espectros de um estado genético específico. Por exemplo, a Figura 81 é um gráfico de um espectro que indica uma assinatura molecular gerada a partir de um conjunto de sondas que se ligam a um ácido nucleico amplificado originário de uma amostra biológica. A assinatura molecular representa um estado doente (ou presença de sequências de ácido nucleico exclusivas) referindo-se novamente à amostra biológica. A assinatura ou perfil molecular depende da interação específica das etiquetas moleculares ao ácido nucleico alvo que podem apenas ser geradas com as etiquetas moleculares dentro do cartucho. Em outras palavras, o espectro é um traço de impressão digital (isto é, uma sequência exclusiva de picos ou respostas espectrais que indicam um estado doente (oncologia, doença infecciosa) ou estado genético).

[000383] Multiplexar em uma multiplexação espectral em mais de um estado doente (Múltiplos Marcadores) com temperatura e tempo (dentro

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165/184 de um comprimento de onda específico), com sondas exclusivas ou múltiplas sondas (entidades moleculares-reagentes moleculares exclusivos, indicadores, etiquetas).

[000384] Abordagem de Múltiplos Canais: Mais de um traço de impressão digital (conjuntos de impressões digitais) pode ser usado no processo de identificação. O Arranjo Espectral de impressões Digitais em Múltiplos Painéis de impressões digitais pode ser usado para determinar o resultado. As variáveis usadas para gerar os dados de múltiplos canais ou arranjo são a fluorescência de diferença de Comprimento de Onda, as faixas de temperatura para têmpera ou dissociação (fusão), e a taxa de aquisição de dados (domínio dependente do tempo).

[000385] O controle de aquecimento e resfriamento das sondas de afinidade e alvo amplificado pode ser usado para produzir a impressão digital desejada para identificar a doença. A faixa de temperatura pode estar dentro da faixa de 70 a 100 graus Celsius para a geração de dados (têmpera e fusão)

[000386] Embora o módulo de isolamento 6001 anterior seja mostrado incluindo um módulo de isolamento 6100 com uma bomba de mistura 6181 para facilitar o processo de lise, em outras modalidades, qualquer mecanismo adequado para transferir energia em uma solução para promover e/ou acentuar a lise celular pode ser usado. Por exemplo, em algumas modalidades, pode usar energia acústica.

[000387] Por exemplo, a Figura 82 mostra um segundo compartimento 8160 de um módulo de isolamento de acordo com uma modalidade configurado para transmitir energia ultra-sônica na amostra contida dentro de uma câmara de isolamento (não mostrada) do módulo de isolamento (por exemplo, o módulo de isolamento 6100, o módulo de isolamento 7100 ou similares) para promover a lise celular e/ou isolamento dos ácidos nucleicos contidos no mesmo. O segundo

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166/184 compartimento 8160 pode ser acoplado e/ou disposto dentro de um primeiro compartimento correspondente (não mostrado na Figura 82), de maneira similar àquela descrita anteriormente com referência à Figura 11. Mais particularmente, o segundo compartimento 8160 inclui um lacre (não mostrado) similar ao lacre 6172 mostrado e descrito anteriormente que substancialmente isola de modo acústico o segundo compartimento 8160 do primeiro compartimento.

[000388] O segundo compartimento 8160 define uma série de câmaras de retenção 8163a, 8163b, 8163c e 8163d que contêm os reagentes e/ou outras substâncias usadas no processo de isolamento. Em particular, as câmaras de retenção podem conter uma protease (por exemplo, Proteinase K), uma solução de lise para solubilizar o material volumoso, uma solução de ligação para carregar magneticamente o ácido nucleico, e uma solução de microesferas magnéticas que se ligam ao ácido nucleico magneticamente carregado para auxiliar no transporte do ácido nucleico dentro do módulo de isolamento e/ou do primeiro compartimento.

[000389] O segundo compartimento 8160 também define uma abertura 8185 dentro da qual uma porção de um transdutor ultra-sônico 8195 pode ser disposto. Um membro de acoplamento acústico 8182 é acoplado a uma porção da parede lateral do segundo compartimento 8160 dentro da abertura 8185. Consequentemente, em uso, pelo menos uma porção de um transdutor acústico 8195 pode ser disposta dentro da abertura 8185 e estar em contato com o membro de acoplamento acústico 8182. Desta maneira, a energia acústica e/ou ultra-sônica produzida pelo transdutor 8195 pode ser transportada através do membro de acoplamento acústico 8182 e da parede lateral do segundo compartimento 8160, e na solução dentro da câmara de isolamento. O transdutor acústico 8195 pode ser qualquer transdutor acústico adequado, e pode ser configurado para ressoar entre 20 kHz e 300 kHz.

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[000390] O transdutor ultra-sônico 8195 pode ser movido na abertura 8185 por um atuador de um instrumento, tal como, o instrumento 3002 descrito no presente documento. Esse atuador pode incluir, por exemplo, um motor de passo configurado para mover o transdutor ultrasônico 8195 por uma distância predeterminada em contato com o membro de acoplamento acústico 8182. Em algumas modalidades, por exemplo, um instrumento pode incluir uma montagem de atuador que seja similar à primeira montagem de atuador 3400 mostrada e descrita anteriormente com referência às Figuras 37 a 40. Em tal modalidade, a primeira montagem de atuador pode incluir uma série de transdutores ultra-sônicos que são movidos na abertura através de uma barra de engate similar à barra de engate 3445.

[000391] Em algumas modalidades, o atuador pode ser configurado para variar a força exercida pelo transdutor ultra-sônico 8195 sobre o membro de acoplamento acústico 8182. Isto pode ser realizado, por exemplo, movendo-se o transdutor ultra-sônico 8195 em relação ao membro de acoplamento 8182 enquanto o transdutor ultra-sônico estiver sendo acionado. Esta disposição pode permitir que a transmissão de energia ultra-sônica através do membro de acoplamento acústico 8182 e/ou do calor gerado pela transmissão de energia ultrasônica através do membro de acoplamento acústico 8182 seja dinamicamente ajustada.

[000392] Em algumas modalidades, o membro de acoplamento acústico 8182 é construído a partir de um material termicamente isolante. Desta maneira, a transferência de calor do membro de acoplamento acústico 8182 à parede lateral adjacente do segundo compartimento 8160 pode ser minimizada. Esta disposição pode minimizar e/ou evitar a deformação e/ou derretimento da parede lateral do segundo compartimento 8160 quando o transdutor acústico 8195 for acionado quando estiver em contato com a parede lateral.

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Adicionalmente, em algumas modalidades, o membro de acoplamento acústico 8182 pode ser configurado e/ou construído para ter uma impedância acústica para promover a transferência de energia ultrasônica através do membro de acoplamento acústico 8182 e na câmara de isolamento.

[000393] A Figura 83 mostra um segundo compartimento 9160 de um módulo de isolamento de acordo com uma modalidade configurado para transmitir energia ultra-sônica na amostra contida dentro de uma câmara de isolamento (não mostrada) do módulo de isolamento para promover a lise celular e/ou o isolamento dos nucleicos contidos no mesmo. O segundo compartimento 9160 pode ser acoplado e/ou disposto dentro de um primeiro compartimento correspondente (não mostrado na Figura 83), de modo similar conforme descrito anteriormente. Mais particularmente, o segundo compartimento 9160 inclui um lacre (não mostrado) similar ao lacre 6172 mostrado e descrito anteriormente que isola de modo substancialmente acústico o segundo compartimento 9160 a partir do primeiro compartimento.

[000394] O segundo compartimento 9160 define uma série de câmaras de retenção 9163a, 9163b, 9163c e 9163d que contêm os reagentes e/ou outras substâncias usadas no processo de isolamento. O segundo compartimento 9160 também define uma abertura 9185 dentro da qual uma porção de um transdutor ultra-sônico 9195 pode ser disposto. Ao contrário da abertura 8185 descrita anteriormente, a abertura 9185 pode estar em comunicação fluídica com a câmara de isolamento através de uma abertura na parede lateral do segundo compartimento 9160.

[000395] Um membro de acoplamento acústico 9183 é disposto dentro da abertura 9185 e através de uma porção da parede lateral do segundo compartimento 9160. Mais particularmente, o membro de acoplamento acústico 9183 é acoplado à parede lateral de tal modo que

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169/184 a primeira porção 9186 do membro de acoplamento acústico 9183 fique dentro da abertura 9185 e uma segunda porção 9187 do membro de acoplamento acústico 9183 fique dentro da câmara de isolamento. Um lacre 9184 é disposto entre a parede lateral do segundo compartimento 9160 e o membro de acoplamento acústico 9183 para isolar de modo substancialmente fluídico a câmara de isolamento e/ou isolar de modo substancialmente acústico o membro de acoplamento acústico 9183 a partir do segundo compartimento.

[000396] Em uso, pelo menos uma porção de um transdutor acústico 8195 pode ser disposta dentro da abertura 9185 e estar em contato com a primeira porção 9186 do membro de acoplamento acústico 9183. Desta maneira, a energia acústica e/ou ultra-sônica produzida pelo transdutor 9195 pode ser transportada através do membro de acoplamento acústico 9183 na solução dentro da câmara de isolamento. [000397] O transdutor ultra-sônico 8195 pode ser movido dentro da abertura 9185 por um atuador de um instrumento, tal como, o instrumento 3002 descrito no presente documento. Esse atuador pode incluir, por exemplo, um motor de passo configurado para mover o transdutor ultra-sônico 9195 por uma distância predeterminada em contato com o membro de acoplamento acústico 9183. Em algumas modalidades, por exemplo, um instrumento pode incluir uma montagem de atuador que seja similar à primeira montagem de atuador 3400 mostrada e descrita anteriormente com referência às Figuras 37 a 40. Em tal modalidade, a primeira montagem de atuador pode incluir uma série de transdutores ultra-sônicos que são movidos na abertura através de uma barra de engate similar à barra de engate 3445.

[000398] Em algumas modalidades, o atuador pode ser configurado para variar a força exercida pelo transdutor ultra-sônico 5195 sobre o membro de acoplamento acústico 5183. Isto pode ser realizado, por exemplo, movendo-se o transdutor ultra-sônico 8195 em relação ao

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170/184 membro de acoplamento 9183 enquanto o transdutor ultra-sônico estiver sendo acionado. Esta disposição pode permitir que a transmissão de energia ultra-sônica através do membro de acoplamento acústico 9183 e/ou o calor gerado pela transmissão de energia ultrasônica através do membro de acoplamento acústico 9183 sejam dinamicamente ajustados.

[000399] Conforme descrito anteriormente, em algumas modalidades, o membro de acoplamento acústico 5183 pode ser configurado para ter uma impedância acústica para promover a transferência de energia ultra-sônica através do membro de acoplamento acústico 9183 e na câmara de isolamento.

[000400] Embora as Figuras 82 e 83 mostrem o segundo compartimento de um módulo de isolamento configurado para transmitir energia ultra-sônica na amostra contida dentro do módulo de isolamento, em outras modalidades, qualquer porção de um cartucho pode ser configurada para transmitir energia ultra-sônica na amostra. Por exemplo, a Figura 84 mostra o módulo de isolamento 7100 (vide, por exemplo, as Figuras 26 a 28) e um transdutor ultra-sônico 7195. Em particular, conforme descrito anteriormente, o compartimento 7110 inclui uma porção de acoplamento acústico 7182. Em uso, pelo menos uma porção do transdutor acústico 7195 pode ser disposta em contato com a porção de acoplamento acústico 7182. Desta maneira, a energia acústica e/ou ultra-sônica produzida pelo transdutor pode ser transportada através da porção de acoplamento acústico 7182 e da parede lateral do primeiro compartimento 7110, e na solução dentro da câmara de lise 7114.

[000401] O transdutor ultra-sônico 7195 pode ser movido em contato com a porção de acoplamento acústico 7182 por um atuador de um instrumento, tal como o instrumento 3002 descrito no presente documento. Esse atuador pode incluir, por exemplo, um motor de passo

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171/184 configurado para mover o transdutor ultra-sônico 7195 por uma distância predeterminada em contato com a porção de acoplamento acústico 7182. Em algumas modalidades, por exemplo, um instrumento pode incluir uma montagem de atuador que seja similar à primeira montagem de atuador 3400 mostrada e descrita anteriormente com referência às Figuras 37 a 40. Em tal modalidade, a primeira montagem de atuador pode incluir uma série de transdutores ultra-sônicos que são movidos em contato com a porção de acoplamento acústico 7182 através de uma barra de engate similar à barra de engate 3445.

[000402] Em algumas modalidades, o atuador pode ser configurado para variar a força exercida pelo transdutor ultra-sônico 7195 sobre a porção de acoplamento acústico 7182. Isto pode ser realizado, por exemplo, movendo-se o transdutor ultra-sônico 7195 em relação à porção de acoplamento acústico 7182 enquanto o transdutor ultrasônico estiver sendo acionado. Esta disposição pode permitir que a transmissão de energia ultra-sônica através da porção de acoplamento acústico 7182 e/ou o calor gerado pela transmissão de energia ultrasônica através da porção de acoplamento acústico 7182 sejam dinamicamente ajustados. Conforme mostrado na Figura 83, o transdutor ultra-sônico 7195 pode incluir uma mola 7196 ou outro membro de orientação configurado para manter e/ou orientar o transdutor ultra-sônico em relação à montagem de atuador do instrumento.

[000403] Embora o módulo de PCR 6200 seja mostrado e descrito anteriormente incluindo três câmaras de reagente 6213a, 6213b e 1213c onde os reagentes de PCR, os tampões de eluição e similares podem ser armazenados, em outras modalidades, um módulo de PCR pode incluir qualquer número de câmaras de reagente. Em algumas modalidades, um módulo de PCR pode ser desprovido de câmaras de reagente. Por exemplo, as Figuras 85 a 87 mostram um cartucho 10001

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172/184 de acordo com uma modalidade. O cartucho 10001 inclui um módulo de isolamento de ácido nucleico 10100 e um módulo de amplificação (ou PCR) 10200 acoplado de modo a formar o cartucho integrado 10001. O cartucho integrado 10001 é similar em muitos aspectos ao cartucho 6001 e/ou ao cartucho 7001 mostrado e descrito anteriormente e, portanto, não será descrito em detalhes. Conforme mostrado na Figura 86, que mostra o cartucho sem o revestimento 10005, o módulo de PCR 10200 inclui um compartimento 10210, um frasco de PCR 10260 e um tubo de transferência 10250. O módulo de amplificação 10200 é acoplado ao módulo de isolamento 10100 de tal modo que pelo menos uma porção do tubo de transferência seja disposta dentro da câmara de eluição do módulo de isolamento 10100.

[000404] O compartimento 10210 inclui uma porta de transferência 10270. A porta de transferência 10270 define um ou mais lúmens e/ou passagens através das quais o ácido nucleico isolado e/ou outras substâncias ou reagentes podem ser transportados no frasco de PCR 10260. O compartimento 10210 e/ou a porta de transferência 10270 podem definir uma ou mais passagens de ventilação para acoplar fluidicamente a câmara de eluição e/ou o frasco de PCR 10260 à atmosfera. Em algumas modalidades, qualquer uma dessas passagens de ventilação pode incluir uma frita, válvula e/ou outro mecanismo adequado para minimizar e/ou evitar perdas de amostra e/ou de reagentes a partir da câmara de eluição e/ou do frasco de PCR 10260. [000405] A primeira porção de extremidade 10271 da porta de transferência 10270 é disposta fora do frasco de PCR 10260, e uma segunda porção de extremidade 10272 da porta de transferência 10270 é disposta dentro do frasco de PCR. Mais particularmente, a segunda porção de extremidade 10272 é disposta dentro do frasco de PCR 10260 de tal modo que o volume V do frasco de PCR 10260 dentro do qual a amostra pode ser disposta não seja maior que uma magnitude

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173/184 predeterminada. Desta maneira, devido ao fato de existir um espaço vazio acima da amostra dentro do frasco de PCR 10260, a condensação que pode se formar na parede do frasco de PCR 10260 durante a ciclagem térmica pode ser minimizada e/ou eliminada.

[000406] O módulo de PCR 10200 inclui um pistão de transferência 10240 configurado para produzir uma pressão e/ou um vácuo dentro da câmara de eluição e/ou do frasco de PCR 10260 para transferir pelo menos uma porção da amostra e/ou dos reagentes dentro da câmara de eluição ao frasco de PCR 10260, conforme descrito anteriormente.

[000407] O tampão de eluição usado com o cartucho 10001 é armazenado na câmara de eluição (não mostrada nas Figuras 85 a 87) do módulo de isolamento 10100. Os reagentes de PCR são armazenados no frasco de PCR 10260 em uma forma liofilizada, conforme descrito anteriormente. Em uso, o ácido nucleico isolado é eluído a partir das microesferas de captura na câmara de eluição. O ácido nucleico eluído é, então, transferido no frasco de PCR 10260, conforme descrito anteriormente, e misturado com os reagentes de PCR dentro do frasco de PCR 10260.

[000408] Embora o módulo de PCR 6200 seja mostrado e descrito incluindo três câmaras de reagente 6213a, 6213b e 6213c que são dispostas adjacentes à primeira porção de extremidade 6211 do compartimento 6210 (vide, por exemplo, a Figura 8), em outras modalidades, um módulo de PCR pode incluir qualquer número de câmaras de reagente ou módulos dispostos em qualquer posição e/ou orientação. Ademais, em algumas modalidades, os êmbolos de reagente (por exemplo, o êmbolo 6214a) e/ou qualquer um dos mecanismos de transferência descritos no presente documento podem ser orientados. Por exemplo, a Figura 88 é uma vista em corte transversal de um módulo de PCR 11200 acoplado a um módulo de isolamento 6100'. O módulo de PCR 11200 inclui um compartimento

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11210 que define três câmaras de reagente 11213, dentro das quais substâncias e/ou reagentes dos tipos descritos no presente documento podem ser armazenados. Um êmbolo 11214 e uma mola 11215 (apenas um destes é mostrado e rotulado na Figura 88) são dispostos dentro de cada uma das câmaras de reagente 11213. Desta maneira, o êmbolo (ou mecanismo de transferência) é orientado na posição não-acionada. Em outras modalidades, no entanto, o êmbolo pode ser orientado em uma posição acionada e pode ser mantido em posição por uma aba de travamento ou similares. Desta maneira, o acionamento do êmbolo pode ser auxiliado pela força de mola.

[000409] O módulo de PCR também inclui um mecanismo de mistura (ou mecanismo de transferência) 11130 que está em comunicação fluídica com a câmara de eluição 6190' através de um bocal 11131. Um tubo de pipeta 11250 coloca a câmara de eluição 6190 em comunicação fluídica com o frasco de PCR 11260.

[000410] Em algumas modalidades, um módulo de PCR pode incluir um frasco de PCR ou uma câmara de reação que é disposta adjacente a uma câmara de eluição de um módulo de isolamento. Por exemplo, a Figura 89 mostra um cartucho 12001 tendo o módulo de isolamento 6100' acoplado a um módulo de PCR 12200. O módulo de PCR 12200 inclui uma câmara de PCR 12260 que é adjacente à câmara de eluição 6190'. Conforme declarado de modo similar, quando o módulo de PCR 12200 for acoplado ao módulo de isolamento 6100', o frasco de PCR 12260 é disposto entre a câmara de PCRs de reagente 12231 e o módulo de isolamento 6100'.

[000411] Embora os cartuchos mostrados e descritos no presente documento incluam um módulo de isolamento e uma câmara de eluição (por exemplo, a câmara de eluição 7190) acoplada a um módulo de PCR de tal modo que em uso, uma porção de uma amostra isolada seja transferida em um frasco de PCR (por exemplo, frasco de PCR 7260),

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175/184 em outras modalidades, um módulo de PCR não precisa incluir um frasco de PCR. Por exemplo, em algumas modalidades, um cartucho pode incluir uma câmara de eluição que também é configurada para que seja o volume de reação no qual um PCR pode ocorrer. Por exemplo, a Figura 90 mostra um cartucho 13001 de acordo com uma modalidade que inclui um módulo de isolamento 6100' e um módulo de PCR 13200. O módulo de PCR 13200 inclui um substrato 13220 e uma série de módulos de reagente 13270. Em uso, os módulos de reagente 13270 são configurados para transferirem um ou mais reagentes e/ou substâncias dos tipos mostrados e descritos no presente documento na câmara de eluição 6190' do módulo de isolamento 6100' através dos tubos de fluxo 13229. Desta maneira, o PCR pode ocorrer na câmara de eluição 6190'. Em tais modalidades, um instrumento similar ao instrumento 3002 pode ser configurado para ciclar termicamente a câmara de eluição 6190' para facilitar o PCR. Ademais, o instrumento pode incluir uma montagem óptica configurada para monitorar opticamente a reação dentro da câmara de eluição 6190'. Em algumas modalidades, o compartimento 6110' pode incluir um membro óptico de excitação (não mostrado) e/ou um membro óptico de detecção (não mostrado) disposto em uma posição adjacente à câmara de eluição 6190'.

[000412] Embora os cartuchos mostrados e descritos no presente documento inclua genericamente um módulo de PCR que é acoplado em série a um módulo de isolamento, em outras modalidades, um cartucho pode incluir um módulo de PCR acoplado a um módulo de isolamento em qualquer orientação, posição e/ou localização. Conforme declarado de modo similar, embora os cartuchos sejam mostrados e descritos no presente documento incluindo um módulo de PCR que é acoplado a uma porção de extremidade de um módulo de isolamento, em outras modalidades, um módulo de PCR pode ser integrado e/ou

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176/184 acoplado a um módulo de isolamento em qualquer maneira. Por exemplo, a Figura 91 mostra um cartucho 14001 que inclui um módulo de isolamento 14100 e um módulo de PCR 14200. O módulo de isolamento 14100 inclui uma série de mecanismos de lavagem 14130, similares àqueles descritos anteriormente. O módulo de PCR inclui uma série de módulos de reagente 14270. Os módulos de reagente 14270 são dispostos adjacentes e/ou entre os mecanismos de lavagem 14130. [000413] Em uso, os módulos de reagente 14270 são configurados para transferirem um ou mais reagentes e/ou substâncias dos tipos mostrados e descritos no presente documento na câmara de eluição 14190 do módulo de isolamento 14100 através dos tubos de fluxo 14229. Desta maneira, o PCR pode ocorrer na câmara de eluição 14190.

[000414] As Figuras 92 e 93 mostram outra modalidade na qual os módulos de reagente 15270 do módulo de PCR 15200 são dispostos adjacentes e/ou entre os mecanismos de lavagem 15130 do módulo de isolamento 15100. O cartucho 15001 é diferente do cartucho 14001 pelo fato de que as substâncias contidas dentro dos módulos de reagente 15270 são transferidas no frasco de PCR 15260 através de uma série de trajetórias de fluxo interno 15228. O módulo de PCR inclui um mecanismo de transferência 15235 para transferir uma porção da amostra isolada a partir ad câmara de eluição 15190 no frasco de PCR 15260.

[000415] Embora os módulos de PCR mostrados e descritos no presente documento incluam um único frasco de PCR, em outras modalidades, um módulo de PCR pode incluir qualquer número de frascos de PCR. Um exemplo, é mostrado na Figura 94, que mostra um módulo de PCR 16200 tendo quatro frascos de PCR 16260.

[000416] Embora várias modalidades tenham sido descritas anteriormente, deve-se compreender que estas foram apresentadas

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177/184 apenas a título de exemplo, e sem caráter limitativo. Quando os métodos e/ou esquemas descritos anteriormente indicarem determinados eventos e/ou padrões de fluxo que ocorrem em uma determinada ordem, a ordenação de determinados eventos e/ou padrões de fluxo pode ser modificada. Adicionalmente, determinados eventos podem ser realizados simultaneamente em processos paralelos quando possível, assim como realizados sequencialmente. Embora as modalidades tenham sido particularmente mostradas e descritas, compreende-se que várias alterações na forma e detalhes podem ser realizadas.

[000417] Embora muitas das câmaras aqui descritas, tal como, por exemplo, a câmara 6163a, o módulo de tampão de lavagem 7130a e o módulo de reagente 7270a, sejam descritas contendo uma substância, amostra e/ou reagente, que é mantido em isolamento fluídico por um membro perfurável (por exemplo, o membro perfurável 6170, o membro perfurável 7135a, e o membro perfurável 7275), em algumas modalidades, qualquer uma das câmaras pode ser apenas parcialmente preenchida com a substância, amostra e/ou reagente desejados. Mais particularmente, qualquer uma das câmaras aqui descritas pode incluir um primeiro volume da substância desejada (que se encontra genericamente em estado líquido) e um segundo volume de um gás, tal como ar, oxigênio, nitrogênio, ou similares. Esta disposição reduz a força para mover um mecanismo de transferência ou membro de perfuração (por exemplo, a porção de perfuração 6168 do atuador 6166) dentro da câmara antes de romper o membro perfurável. Mais particularmente, incluindo-se uma porção do volume da câmara como um gás, quando o mecanismo de transferência se mover dentro da câmara, o gás é comprimido para reduzir o volume da câmara, permitindo, assim, que o membro de perfuração entre em contato com o membro perfurável. Em algumas modalidades, qualquer uma das

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178/184 câmaras aqui descritas pode incluir aproximadamente dez por cento do volume como um gás.

[000418] Embora o módulo de isolamento 6100 seja mostrado e descrito anteriormente incluindo uma montagem de transferência 6140a configurada para transferir substâncias entre a câmara de lise 6114 e a câmara de lavagem 6121 enquanto mantém a câmara de lise 6114 substancialmente fluidicamente isolada a partir da câmara de lavagem 6121, em outras modalidades, qualquer um dos módulos aqui descritos pode incluir um mecanismo de transferência que transfira substâncias entre as câmaras enquanto permite uma comunicação fluídica entre estas câmaras. Por exemplo, em algumas modalidades, um módulo pode incluir um mecanismo de transferência configurado para controlar seletivamente o fluxo de uma substância entre a primeira câmara e a segunda câmara. Esse mecanismo de transferência pode incluir, por exemplo, uma válvula.

[000419] Embora os cartuchos sejam mostrados e descritos no presente documento incluindo múltiplos módulos (por exemplo, um módulo de isolamento e um módulo de reação) que são acoplados juntos antes de serem dispostos dentro de um instrumento que manipula o cartucho, em outras modalidades, um cartucho pode incluir múltiplos módulos, em que pelo menos um destes é configurado para se acoplar a outro dos módulos dentro e/ou através de um instrumento. De modo similar, em algumas modalidades, um instrumento pode ser configurado para acoplar um módulo (por exemplo, um módulo de reagente) a outro módulo (por exemplo, um módulo de reação, um módulo de isolamento ou similares) como parte do processamento do cartucho.

[000420] Embora os mecanismos de transferência, tal como a montagem de transferência 6140, sejam mostrados e descritos no presente documento utilizando uma força magnética para facilitar o movimento de uma porção alvo da amostra dentro de um cartucho, em

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179/184 outras modalidades, qualquer um dos mecanismos de transferência mostrados e descritos no presente documento pode empregar qualquer tipo adequado de força para facilitar o movimento de uma porção alvo a amostra dentro de um cartucho. Por exemplo, em algumas modalidades, um mecanismo de transferência pode incluir uma bomba. Em outras modalidades, um mecanismo de transferência pode produzir um movimento peristáltico da porção alvo da amostra.

[000421] Embora os cartuchos e/ou porções destes tenham sido descritos primariamente para uso com reações de isolamento e amplificação de ácido nucleico, e para uso com instrumentos particulares aqui descritos, o cartucho não se limita a estes. Embora os instrumentos e/ou as porções destes tenham sido descritos primariamente para uso com reações de isolamento e amplificação de ácido nucleico, e para uso com cartuchos particulares aqui descritos, o instrumento não se limita a estes.

[000422] Por exemplo, o cartucho, instrumento e/ou porções destes aqui proporcionados podem ser usados em uma plataforma de sequenciamento de próxima geração (NGS). As tecnologias NGS foram reportadas por gerarem de três a quatro ordens de magnitude mais sequência do que o método de Sanger, e também são menos dispendiosas de realizar (Harismendy et al. (2009). Genome Biology 10, pp. R32.1- R32.13). A aplicação de NGS inclui, mas não se limita a, sequenciamento por shotgun genômico, sequenciamento terminal de cromossomo artificial bacteriano (BAC), revelação e re-sequenciamento de polimorfismo de nucleotídeo único, outra revelação de mutação, imunoprecipitação de cromatina (ChIP), revelação de micro RNA, sequenciamento de marcador de sequência expresso em larga escala, método de primer walking, ou análise serial de expressão genética (SAGE).

[000423] Em uma modalidade, utiliza-se um módulo para encaixar um

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180/184 cartucho da presente invenção em um instrumento de plataforma NGS, para análise de sequência de ácido nucleico. Alternativamente, um módulo de transferência de amostra (por exemplo, um instrumento de manuseio de líquidos automatizado) pode transferir o produto de amplificação de ácido nucleico a uma célula de fluxo de um instrumento de NGS.

[000424] Em uma modalidade, proporciona-se um módulo de tal modo que um cartucho da presente invenção seja receptível para uso com uma das plataformas de NGS a seguir: plataforma Roche 454 GS-FLX, Illumina Sequencing Platforms (por exemplo, HiSeq 2000, HiSeq 1000, MiSeq, Genome Analyzer IIx), Illumina Solexa IG Genome Analyzer, plataforma Applied Biosystems 3730xl, ABI SOLiD™ (por exemplo, 5500xl ou 5500 SOLiD™ System). O método pode se encaixar a um dos dispositivos supramencionados, ou pode ser um módulo de transferência de amostra, que move o produto da reação de amplificação de ácido nucleico ao instrumento de NGS.

[000425] Em uma modalidade, o cartucho da presente invenção é usado para sequenciamento por shotgun genômico, sequenciamento terminal de cromossomo artificial bacteriano (BAC), revelação e resequenciamento de polimorfismo de nucleotídeo único, outra revelação de mutação, imunoprecipitação de cromatina (ChIP), revelação de micro RNA, sequenciamento de marcador de sequência expresso em larga escala, método de primer walking, ou análise serial de expressão genética (SAGE).

[000426] Em uma modalidade, realiza-se o isolamento e/ou amplificação de ácido nucleico (por exemplo, PCR) em um cartucho e instrumento da invenção, conforme descrito no presente documento. Em uma modalidade adicional, mediante o término da reação de amplificação, um módulo de transferência de amostra transfere o produto de amplificação à célula de fluxo do respectivo instrumento de

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NGS, para preparação de biblioteca, e sequenciamento subsequente. [000427] Em outra modalidade, realiza-se o isolamento e/ou amplificação de ácido nucleico (por exemplo, PCR) em um cartucho e/ou instrumento da invenção, conforme descrito no presente documento. Em uma modalidade adicional, mediante o término da reação de amplificação, o cartucho é transferido para um módulo receptível para uso com um dos instrumentos de NGS proporcionados anteriormente. O produto de amplificação de ácido nucleico é, então, transferido à célula de fluo do respectivo instrumento de NGS, para preparação de biblioteca, e sequenciamento subsequente.

[000428] Em algumas modalidades, um aparelho inclui um primeiro módulo, um segundo módulo e um terceiro módulo. O primeiro módulo define uma primeira câmara e uma segunda câmara, em que pelo menos a primeira câmara é configurada para conter a amostra. O segundo módulo define um primeiro volume configurado para conter uma primeira substância. Uma porção do segundo módulo é configurada para que seja disposta dentro da primeira câmara do primeiro módulo quando o segundo módulo for acoplado ao primeiro módulo de tal modo que o primeiro volume seja configurado para ser seletivamente colocado em comunicação fluídica com a primeira câmara. O terceiro módulo define uma câmara de reação e um segundo volume configurado para conter uma segunda substância. Uma porção do terceiro módulo é disposta dentro da segunda câmara do primeiro módulo quando o terceiro módulo for acoplado ao primeiro módulo de tal modo que a câmara de reação e o segundo volume fiquem em comunicação fluídica com a segunda câmara do primeiro módulo.

[000429] Em algumas modalidades, qualquer um dos módulos descritos no presente documento pode incluir um membro de acoplamento acústico configurado para transportar energia acústica em uma câmara definida pelo módulo.

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[000430] Em algumas modalidades, qualquer um dos módulos aqui descritos pode incluir um mecanismo de transferência configurado para transferir uma amostra entre uma primeira câmara dentro do módulo e uma segunda câmara dentro do módulo. Tais mecanismos de transferência podem usar qualquer mecanismo adequado para transferir substâncias, incluindo fluido de uma solução, uma força magnética ou similares.

[000431] Em algumas modalidades, qualquer um dos módulos aqui descritos pode incluir uma válvula configurada para transferir uma amostra entre uma primeira câmara dentro do módulo e uma segunda câmara dentro do módulo. Em algumas modalidades, tal válvula pode ser configurada para manter um isolamento fluídico entre a primeira câmara e a segunda câmara.

[000432] Em algumas modalidades, um aparelho inclui um primeiro módulo, um segundo módulo e um terceiro módulo. O primeiro módulo define uma primeira câmara e uma segunda câmara. O primeiro módulo que inclui um primeiro mecanismo de transferência é configurado para transferir uma amostra entre a primeira câmara e a segunda câmara enquanto mantém um isolamento fluídico entre a primeira câmara e a segunda câmara. O segundo módulo define um volume configurado para conter uma substância. Uma porção do segundo módulo é configurada para que seja disposta dentro da primeira câmara do primeiro módulo quando o segundo módulo for acoplado ao primeiro módulo de tal modo que o volume seja configurado para ser seletivamente colocado em comunicação fluídica com a primeira câmara. O terceiro módulo define uma câmara de reação, em que o terceiro módulo é configurado para que seja acoplado ao primeiro módulo de tal modo que a câmara de reação fique em comunicação fluídica com a segunda câmara. O terceiro módulo inclui um segundo mecanismo de transferência configurado para transferir uma porção da

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183/184 amostra entre a segunda câmara e a câmara de reação.

[000433] Em algumas modalidades, um aparelho inclui um primeiro módulo e um segundo módulo. O primeiro módulo inclui um frasco de reação, um substrato e um primeiro mecanismo de transferência. O frasco de reação define uma câmara de reação. O primeiro mecanismo de transferência inclui um êmbolo disposto de modo móvel dentro de um compartimento de tal modo que o compartimento e o êmbolo definam um primeiro volume, em que o primeiro volume contém uma primeira substância. O substrato define pelo menos uma porção de uma primeira trajetória de fluxo e uma segunda trajetória de fluxo. A primeira trajetória de fluxo é configurada para que fique em comunicação fluídica com a câmara de reação. O primeiro volume e uma câmara de isolamento de um módulo de isolamento, a segunda trajetória de fluxo é configurada para que fique em comunicação fluídica com a câmara de isolamento. Uma porção do êmbolo é disposta dentro da primeira trajetória de fluxo de tal modo que o primeiro volume fique fluidicamente isolado a partir da câmara de reação quando o êmbolo estiver em uma primeira posição dentro do compartimento. A porção do êmbolo é disposta separada da primeira trajetória de fluxo de tal modo que o primeiro volume fique em comunicação fluídica com a câmara de reação quando o êmbolo estiver em uma segunda posição dentro do compartimento. O êmbolo é configurado para produzir um vácuo dentro da câmara de reação para transferir uma amostra a partir da câmara de isolamento até a câmara de reação quando o êmbolo for movido a partir da primeira posição até a segunda posição. O segundo módulo inclui um segundo mecanismo de transferência e define um segundo volume configurado para conter uma segunda substância. O segundo módulo é configurado para que seja acoplado ao primeiro módulo de tal modo que o segundo volume possa ser seletivamente colocado em comunicação fluídica com a câmara de isolamento através da segunda trajetória de

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184/184 fluxo. O segundo mecanismo de transferência é configurado para transferir a segunda substância a partir do segundo volume até a câmara de isolamento quando o segundo mecanismo de transferência for acionado.

[000434] Em algumas modalidades, um instrumento inclui um bloco, um primeiro membro óptico, um segundo membro óptico e uma montagem óptica. O bloco define um volume de reação configurado para receber pelo menos uma porção de um recipiente de reação. O primeiro membro óptico é disposto pelo menos parcialmente dentro do bloco de tal modo que o primeiro membro óptico defina uma primeira trajetória de luz e fique em comunicação óptica com o volume de reação. O segundo membro óptico é disposto pelo menos parcialmente dentro do bloco de tal modo que o segundo membro óptico defina uma segunda trajetória de luz e fique em comunicação óptica com o volume de reação. Um primeiro plano que inclui a primeira trajetória de luz e um segundo plano que inclui a segunda trajetória de luz que define um ângulo maior que cerca de 75 graus. A montagem óptica é acoplada ao primeiro membro óptico e ao segundo membro óptico de tal modo que um feixe de luz de excitação possa ser transportado no volume de reação e um feixe de luz de emissão possa ser recebido a partir do volume de reação.

[000435] Muito embora várias modalidades tenham sido descritas como tendo recursos e/ou combinações particulares de componentes, são possíveis outras modalidades tendo uma combinação de quaisquer recursos e/ou componentes a partir de qualquer uma das modalidades conforme discutido anteriormente.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho, que compreende:

um módulo de isolamento (1100, 5100, 6100, 7100) que inclui um primeiro compartimento (1110, 5110, 6110, 7110) e um segundo compartimento (1160, 6160, 7160, 8160), em que o primeiro compartimento (1110, 5110, 6110, 7110) define uma primeira câmara (1114, 5111,6114, 7114) e uma segunda câmara (1190, 6190, 7190), a primeira câmara (1114, 5111, 6114, 7114) é configurada para conter uma amostra, em que o segundo compartimento (1160, 6160, 7160, 8160) inclui uma parede lateral e um membro perfurável (1170, 6170, 7170), em que a parede lateral e o membro perfurável (1170, 6170, 7170) definem coletivamente um primeiro volume (6163a-6163d) configurado para conter uma primeira substância (R1), uma porção do segundo compartimento (1160, 6160, 7160, 8160) é configurada para que seja disposta dentro do primeiro compartimento (1110, 5110, 6110, 7110) de tal modo que o primeiro volume (6163a-6163d) fique em comunicação fluídica com a primeira câmara (1114, 5111, 6114, 7114) quando uma porção do membro perfurável (1170, 6170, 7170) for perfurada; e um módulo de reação (1200, 6200, 7200) que define uma câmara de reação (1262, 6262) e um segundo volume (1213, 6213a 6123c) configurado para conter uma segunda substância (R2), em que o módulo de reação (1200, 6200, 7200) é configurado para que seja acoplado ao módulo de isolamento (1100, 5100, 6100, 7100) de tal modo que a câmara de reação (1262, 6262) e o segundo volume (1213, 6213a - 6123c) fiquem em comunicação fluídica com a segunda câmara (1190, 6190, 7190) do primeiro compartimento (1110, 5110, 6110, 7110, caracterizado pelo fato de que o módulo de reação (1200, 6200, 7200) inclui um êmbolo (6214a - 6214c) disposto no segundo volume (1213, 6213a - 6213c), o

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2/4 êmbolo (6214a - 6214c) configurado para exercer uma força na segunda substância (R2) para transferir a segunda substância (R2) do segundo volume (1213, 6213a - 6213c) para uma das câmaras de reação (1262, 6262) ou a segunda câmara (1190, 6190, 7190) quando o êmbolo (6214a - 6214c) é movido dentro do segundo volume (1213, 6213a 6213c).

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o módulo de reação (1200, 6200, 7200) é configurado para que seja acoplado, de modo removível, ao módulo de isolamento (1100, 5100, 6100, 7100).
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma porção do módulo de reação (1200, 6200, 7200) é disposta dentro da segunda câmara (1190, 6190, 7190) do primeiro compartimento (1110, 5110, 6110, 7110) quando o módulo de reação (1200, 6200, 7200) for acoplado ao módulo de isolamento (1100, 5100, 6100, 7100).
4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

o módulo de reação (1200, 6200, 7200) inclui um substrato que define parcialmente uma primeira trajetória de fluxo e uma segunda trajetória de fluxo, em que a primeira trajetória de fluxo é configurada para que fique em comunicação fluídica com a câmara de reação (1262, 6262) e a segunda câmara (1190, 6190, 7190) do primeiro compartimento (1110, 5110, 6110, 7110), em que a segunda trajetória de fluxo é configurada para fique em comunicação fluídica com o segundo volume (1213) e a segunda câmara (1190) do primeiro compartimento (1110).
5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o módulo de isolamento (1100, 5100, 6100, 7100) inclui um mecanismo de transferência (6140) configurado para transferir

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3/4 a amostra entre a primeira câmara (1114, 5111, 6114, 7114) e a segunda câmara (1190, 6190, 7190).
6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o módulo de isolamento (1100, 5100, 6100, 7100) inclui uma válvula disposta parcialmente dentro do primeiro compartimento (1110, 5110, 6110, 7110), em que a válvula é configurada para transferir a amostra entre a primeira câmara (1114, 5111, 6114, 7114) e a segunda câmara (1190, 6190, 7190) enquanto mantém um isolamento fluídico entre a primeira câmara (1114, 5111, 6114, 7114) e a segunda câmara (1190, 6190, 7190).
7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o módulo de isolamento (1100, 5100, 6100, 7100) inclui um êmbolo disposto parcialmente dentro do primeiro volume (6163a-6163d) do segundo compartimento (1160, 6160, 7160, 8160), em que o êmbolo é configurado para perfurar a porção do membro perfurável (1170, 6170, 7170) quando for movido dentro do primeiro volume (6163a-6163d).
8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o módulo de isolamento (1100, 5100, 6100, 7100) inclui um membro de acoplamento acústico (7182, 8182) configurado para conduzir energia ultra-sônica na primeira câmara (1114, 7114).
9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro volume (6163a-6163d) contém uma primeira substância (R1) que compreende um tampão de lise, um reagente de isolamento de ácido nucleico ou uma combinação destes.
10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo volume (1213, 6213) compreende uma segunda substância (R2) que compreende reagentes para realizar um PCR.
11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10,

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4/4 caracterizado pelo fato de que a segunda substância (R2) compreende, ainda, uma enzima transcriptase reversa.
12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a câmara de reação (1262, 6262) compreende um master mix para PCR liofilizado.
13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a câmara de reação (1262, 6262) compreende, ainda, uma enzima transcriptase reversa.