JP2002518526A - マルチウェル回転合成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
gonucleotides)、ポリマ(polymers)及びその他の有機化合物(organic compo
unds)で定義される任意の配列(sequence)を合成するために、複数のバイアル
(vails)からなる複数のバンクを用いた合成装置に関する。
(molecular biology research)において、オリゴヌクレオチドの果たす役割は
次第に大きくなってきている。また、オリゴヌクレオチドの他に、ペプチド(pe
ptides)、ポリヌクレオチド(polynucleotides)及びその他の有機鎖(organic
chain)も、科学研究の場で、重要な役割を果たしている。
えてきている。その結果、新たな合成装置や、オリゴヌクレオチド、ポリマ及び
その他の有機鎖で定義される任意の配列を生成するための基本的な方法の開発が
広まってきている。
ための安定固定体(stable anchor)を得るために、一般的には、所定の孔を有
するガラス製のビード(controlled pore glass bead:以下、CPGという。)
等の固体支持体(solid support)をそれぞれのバイアルの中に入れる。選択さ
れた試薬を、一連のバルブを用いて、所定の順序で適切なバイアルに順次入れる
。試薬が各バイアル内でCPGと接触すると、反応が起こり、CPG上に合成物
(results)が順次生成される。選択された試薬をバイアル内において順次沈殿
させることにより、所定の配列が得られる。
出工程(flushing procedure)が行われる。特定の試薬がCPGに接触している
間に、反応が起こり、CPG上に配列が生成される。従来の合成装置では、この
排出工程が、全てのバイアルに対して同時に行われていた。従来の合成装置にお
ける排出工程中に、個々のバイアル内の全ての試薬は排出され、合成装置内の共
用の中央開口部を介して排出される。排出工程が完了すると、複数のバイアルに
再び他の試薬を入れることができる。
DNA Syntheis in a MultiChannel Format)」において、エル・イー・シンデラ
ー氏(L.E.Sindelar)及びジェイ・エム・ジャクルヴィック氏(J.M.Jaklevic)
は、多数のバイアル構造を用いた高いスループットのDNA並列合成に類似した
ものを教示している。空いたバイアル内で反応が起こる。各バイアルは、合成の
ための基質を構成するCPGと、CPGを各バイアルの底に保持するための高密
度フィルタ(high density filter)を有している。全てのバイアルには、共用
の真空管(vacuum line)が連結されている。この共用の真空管により、全てのバ
イアル内に保持されていた物質が同時に排出される。DNAの配列の合成は、試
薬を個々の反応バイアル内に直接注入することによって行われる。コンピュータ
は、試薬を注入する順序や、反応バイアルから物質を排出する周期的な排出処理
を制御する。
いたポリマ合成装置及びポリマ合成方法が開示されている。この合成装置は、試
薬溶液を貯留する貯留器に連結された複数のノズルからなるノズルアレイと、反
応バイアルアレイを有するベースアッセンブリーを備えている。移送機構は、反
応バイアルと選択されたノズルとの位置を合わせ、選択されたバイアルに適切な
試薬を注入する。各反応バイアルは、試薬を注入するための注入口と、物質を排
出するための排出口とを備えている。排出処理を行うために、この合成装置は、
バイアルアレイの注入口と排出口の間に圧力差を生じさせる。排出処理の間、バ
イアルアレイの各バイアル内の物質は同時に排出される。
る。この保持装置は、個々のバイアル内に設けられ、排出処理の間、CPGを位
置決めし、開口部より流出することを防止する。
理を行うため、合成装置内のバイアルに対して、選択的に排出処理を行うことが
できなかった。
の複数のグループに対して、選択的に注入及び排出処理を行うことのできる合成
装置を提供することを目的とする。
クに、環状に配置され、正確に装着される複数のバイアルと、それぞれのバイア
ルバンクに対応して設けられた排出管と、チャンバ室と、選択されたバイアルに
試薬を供給するための複数のバルブと、バイアルから物質を取り出すための廃棄
管機構とを備える。バイアルバンクが選択的に物質を排出することにより、バイ
アルバンクを用いて、異なる種類のポリマ鎖を合成することができる。また、複
数のバルブバンクを設けることにより、シリアルモードの動作においては、多く
の種類の試薬を選択することができ、パラレルモードの動作中においては、試薬
を高速に供給することができる。
る。例えば、それぞれのバイアルバンクは、対応する排出管を備えている。特定
のバイアルバンクには、少なくとも一の廃棄管機構が設けられており、この廃棄
管機構に対応する排出管が連結されたとき、バイアルから試薬溶液が排出される
。複数のバイアルを保持しているカートリッジは、固定されているバルブバンク
と排出管に対して回転する。コントローラは、カートリッジを回転させるモータ
を制御する。コントローラは、所望のポリマ鎖を生成するため、様々な試薬溶液
を注入したり、適切なバイアルから物質を排出するために必要な配列に対応して
バルブバンクや排出管機構を操作する。
イアル内でCPGを保持する。各バイアルの内面は、対応するフリットによって
完全に封止(seal)されるような正確な内径を有するように形成されている。こ
のように、各バイアルがフリットにより完全に封止されることにより、試薬溶液
は、各バイアル内で一定して流れる。各バイアルは、カートリッジに正確に装着
されたとき上記カートリッジに圧着される寸法の外径を有する。
明の具体例であり、本発明を限定するものではなく、本発明の範囲や思想を逸脱
しない範囲内で、様々に変形及び修正することができる。本発明をより明確且つ
理解しやすくするために、全図面において、共通の構成要素には共通の符号を付
すこととする。
体支持体にポリマユニットを順次加えることにより、ポリマ鎖を形成するように
設計されている。この固体支持体は、通常バイアル内にあり、様々な試薬溶液は
、そのバイアルに注入される。新たな試薬溶液がバイアルに注入される前に、そ
の前に使用した試薬溶液は、バイアルから排出される。合成装置100は、オリ
ゴヌクレオチドで定義される配列を生成するのに適しているが、その他所望のポ
リマ鎖又は有機化合物を生成することもできる。ここで、「ポリマ鎖(polymer
chain)」とは、同一物又は異なる種類の他のユニットと結合して、オリゴヌク
レオチド鎖やペプチド鎖のようなポリマ鎖を形成する一のユニットとして定義さ
れる。なお、特定の用途を用いて本発明を説明するが、本発明はここで開示され
る特定の実施例に限定されるものではない。
と、少なくとも一のバイアルバンク(bank of vials)とを備える。各バイアル
バンク内には、固体支持体を保持し試薬溶液を注入するための少なくとも一のバ
イアルが設けられており、ここでポリマ鎖は、合成される。バルブバンク内には
、例えば、複数のバイアルの中の一に試薬溶液を選択的に注入するように設計さ
れた複数のバルブが設けられている。合成装置100は、それぞれのバイアルバ
ンクを選択し、その内部に現在貯留している試薬溶液を排出できるようになって
いる。更に、バルブバンクを設けることにより、合成装置100を、使い易くす
ることができる。例えば、各バルブバンクを、特定のバイアルバンクに試薬溶液
を並列的に注入することができるように設けることで、処理時間を短縮すること
ができる。また、複数のバイアルバンクを、特定のバイアルバンクに連続して試
薬溶液を注入することができるようにすることで、合成装置100は、より多く
の異なる種類の試薬溶液を貯留することができ、その結果、複雑なポリマ鎖を生
成することができる。
装置は、装置本体105と、カートリッジ170と、第1のバイアルバンク11
5と、第2のバイアルバンク125と、複数の注入管(dipense line)140と、
複数の接続部(fittings)150と、第1のバルブバンク110と、第2のバル
ブバンク120とを備える。第1のバルブバンク110、第2のバルブバンク1
20のそれぞれには、少なくとも一のバルブ130が設けられている。第1のバ
イアルバンク115、第2のバイアルバンク125のそれぞれには、少なくとも
一のバイアル181が設けられている。複数のバルブ130のそれぞれは、複数
のバイアル181の中の一に、試薬溶液を選択的に注入することができるように
なっている。上述したように、バイアル181のそれぞれは、CPG等の固体支
持体を保持し、試薬溶液を貯留できるように設けられている。そして、各試薬溶
液が、バイアル181内に順次注入され、次いで、バイアル181内から順次排
出されることにより、ポリマ鎖が生成される。
を貯留する複数の貯留器(reservoir)を設けてもよい。第1のバルブバンク11
0及び第2のバルブバンク120内のそれぞれのバルブ130は、対応する貯留
器に連結されている。また、複数の貯留器は、内部が加圧されている。したがっ
て、それぞれのバルブ130が開くと、対応する貯留器から特定の試薬溶液が対
応するバイアル181に注入される。
ブバンク120内の複数のバルブ130のうちの対応する一のバルブ130に連
結されている。各注入管140は、バルブ130から対応するバイアル181に
試薬溶液を送るための導管を形成している。各注入管140は、例えば、可撓性
や弾性を有する材料により形成されている。例えば、複数の注入管140は、試
薬溶液に接しても劣化せず、また、複数のバルブ130と複数の接続部150と
の間を確実に封止できるテフロン(商標)によって被覆されている。更に、複数
の接続部150のそれぞれは、複数の注入管140の一に連結されている。複数
の接続部150は、試薬溶液を、キャップからキャップの下にある特定のバイア
ル181に注入するとき、その試薬溶液が、バイアル181外に跳ね出るのを防
ぐように設けられている。
は、それぞれ13個のバルブ130を有している。図1において、各バルブバン
ク内のバルブ130の数は、単なる例示である。図示されているカートリッジ1
70は、一のバイアルバンク115,125につき12個のバイアル181しか
設けられていないが、それぞれのバルブバンク110,120は、15個のバル
ブ130を有している。本発明を適用した合成装置100では、各バンクにつき
バイアル181よりもバルブ130を多く設けることにより、より様々な方法で
、複雑なポリマ鎖を生成することができる。なお、各バルブバンク110,12
0内に設けることができるバルブ130の適切な数は、当業者にとって幾つであ
ってもよい。
25内の各バイアル181は、カートリッジ170内の複数の支持孔(receiving
hole)185のうちの一の支持孔185内に配設されている。対応する複数の支
持孔185内の各バイアル181は、略鉛直な状態になっている。各バイアル1
81は、CPG等の固体支持体を保持し、試薬溶液を貯留できるように設けられ
ている。なお、固体支持体として、CPGを用いる例を説明したが、その他適当
な固体支持体を用いてポリマ鎖を合成するようにしてもよい。
一を介して試薬溶液を選択的に注入する。第1のバルブバンク110及び第2の
バルブバンク120は、それぞれ合成装置100の装置本体105に設けられて
いる。複数のバイアル181が設けられているカートリッジ170は、合成装置
100並びに第1のバルブバンク110及び第2のバルブバンク120に対して
回転する。カートリッジ170が回転すると、特定のバイアル181は、特定の
バルブ130の下に移動し、その結果、対応する試薬溶液が、このバルブ130
からこのバイアル181に注入される。また、第1のバルブバンク110及び第
2のバルブバンク120は、対応するバイアル181に同時に独立して試薬溶液
を注入することができる。
装置本体105並びに第1のバルブバンク110及び第2のバルブバンク120
に対して環状の軌道を有するように、円形(circular)をなすように形成されい
る。また、カートリッジ170は、その上面の周縁に沿って複数の支持孔185
が設けられている。複数の支持孔185のそれぞれは、第1のバイアルバンク1
15及び第2のバイアルバンク125内の複数のバイアル181の一を保持でき
るように設けられている。図2に示すカートリッジ170の支持孔185は、4
つのバンクに分割されている。このカートリッジ170上の4つのバンクのうち
一のバンク180は、バイアル181を支持するための支持孔185を12個有
している。図2に示すように、バイアル181は、複数の支持孔185の一に挿
入される。図2において、カートリッジ170には、総計48個の支持孔185
が設けられており、その48個の支持孔185は、それぞれ12個の支持孔18
5からなる4つのバンクに分割されている。カートリッジ170に設けられた支
持孔185及びバンク180の適切な数は、当業者にとって幾つであってもよい
。また、カートリッジ170内の支持孔185は、それぞれ、バイアル181を
収納するために正確な直径を有する。また、バイアル181は、支持孔185に
挿入されたときに密着するような大きさを有する。
は、図1及び図2に示すカートリッジ170に類似している。各支持孔320は
、バイアル181を支持できるように形成されている。複数の支持孔320は、
支持孔バンク310に分けられる。カートリッジ300は、全部で96個の支持
孔320が設けられており、12個のバンクに分けられ、それぞれの支持孔バン
ク310は、8個の支持孔320を有している。なお、カートリッジ300に設
けられた支持孔320の個数及び支持孔バンク310の構成は、単なる例示であ
る。
は、装置本体105と、複数のバルブ470からなるセットと、モータ445と
、ギアボックス440と、チャンバ室400と、排出板(drain plate)410と
、排出管(drain)740と、カートリッジ170と、チャンバシール450と、
モータ連結部465と、廃棄管機構(waste tube system)430と、コントロー
ラ480と、透視窓460とを備える。バルブ470は、合成装置100の装置
本体105に取り付けられ、装置本体105の外面のカートリッジ170よりも
上に設けられる。バルブ470のセットは、例えば、15個のバルブ470を有
し、各バルブ470は、バルブ470の下に設けられたカートリッジ170内の
バイアル181に、対応する試薬溶液を一定量注入する。各バルブ470は、ユ
ーザによって選択された構成に基づいて、同一又は異なる種類の試薬溶液を注入
する。1以上のバルブ470が同じ試薬溶液を注入したとき、バルブ470のセ
ットは、カートリッジ170内の複数のバイアル181に同時に試薬溶液を注入
することができる。各バルブ470が異なる種類の試薬溶液を含んでいるとき、
各バルブ470は、カートリッジ170内のバイアル181の何れか一のバイア
ル181に、対応する試薬溶液を注入することができる。
セットを設けるようにしてもよい。このバルブ470の複数のセットは、バイア
ル181の一又は複数を選択することによって、試薬溶液を様々な方法で注入で
きるように設けられている。例えば、一の具体例として、バルブ470の各セッ
トを同様に構成することにより、合成装置100は、複数のバルブ470のセッ
トから対応するバイアルバンクに、同一の試薬溶液を並列して注入することがで
きる。このような構成において、複数のバイアルバンクは、並列して処理される
。また、複数のバルブのセット内のそれぞれのバルブは、複数のバルブのセット
のそれぞれのバルブ間で同じ種類の試薬溶液が重ならないように異なる試薬溶液
を注入するようにしてもよい。この構成を用いることにより、合成装置100は
、各バルブ470に対応する試薬溶液を入れ替えることなく、多種類の試薬溶液
を必要とするポリマ鎖を生成することができる。
体105に取り付けられている。チャンバ室400は、モータ連結部465を囲
み、装置本体105に固定されている。チャンバ室400は、排出工程の間、複
数のバイアル160から流出した試薬溶液を全て貯めることができるように設け
られている。また、チャンバ室400は、チャンバ室400の内部に排出された
試薬溶液を確実に貯めることができるように、高く形成されている。チャンバリ
ップシール(chamber lip seal)450は、チャンバ室400の試薬溶液がギア
ボックス440に流出するのを防ぐために、モータ連結部465の周りを封止し
ている。チャンバリップシール450は、例えば、モータ連結部465の不規則
な凹凸に適合するようにテフロン(商標)又はエラストマー等の可撓性と弾性の
ある材料により形成されている。なお、チャンバリップシール450は、その他
の適当な材料により形成するようにしてもよい。更に、チャンバリップシール4
50は、モータ連結部465がチャンバリップシール450内で自由に回転する
ことができるように、摩擦の小さい材料により形成されている。例えば、この可
撓性のある材料をテフロン(商標)で被覆することにより、摩擦係数を低くする
ことができる。
70は、排出板410に取り付けられている。具体的に、排出板410は、モー
タ連結部465に取り付けられており、モータ445が駆動し、ギアボックスが
作動している間、モータ連結部465は、連結している排出板410を回転させ
る。カートリッジ170と排出板410とは、一体的に回転するように設けられ
ている。排出板410は、試薬溶液が複数のバイアル181から排出されると、
その排出された試薬溶液を収集する。モータ445は、その動作中に、ギアボッ
クス440及びモータ連結部465を介して、カートリッジ170と排出板41
0を回転させる。試薬溶液がチャンバ室400内にある間、モータ連結部465
は、チャンバ室400の一部を介して、カートリッジ170と排出板410を回
転させる。
0は、モータ445を駆動及び停止することにより、カートリッジ170と排出
板410の回転を制御する。コントローラ480は、合成装置100に関する制
御情報を記憶しており、モータ445の制御の他にバルブ470及び廃棄管機構
430の動作も制御する。
5に取り付けるための複数の取付孔780が設けられている。また、排出板41
0の上面715は、カートリッジ170の下面に取り付けられる。上述したよう
に、カートリッジ170は、複数のバイアルバンクに分割された複数のバイアル
181を保持する。
4つの収集領域(collection area)705,710,720,730が設けられ
ている。収集領域705,710,720,730は、上面715に凹部を形成
しており、収集領域705,710,720,730の上部に位置するバイアル
バンク中のバイアル181から排出された物質(material)を収集する。収集領
域705,710,720,730のそれぞれは、カートリッジ170上のバイ
アルバンクのうち、対応する一のバイアルバンクの下に位置する。排出板410
は、カートリッジ170と共に回転するため、収集領域705,710,720
,730のそれぞれは、対応するバイアルバンクの下側に位置する。
50,760,770が設けられている。使用時において、収集領域705,7
10,720,730は、対応するバイアル181から排出された物質を収集し
、排出管740,750,760,770のうち対応する一の排出管中を通過さ
せる。カートリッジ170には、それぞれのバイアルバンクに対応して収集領域
705,710,720,730と排出管740,750,760,770が設
けられている。なお、一の排出板に設けられる収集領域と排出管の数は、これに
限定されるものではない。
トリッジ170の上部を覆っている。操作者又は修理者は、装置本体105の上
面を開けて合成装置100の内部にアクセスすることができる。また、操作者は
、所定の圧力で密閉された内部環境を透視窓460を介して観察することができ
る。図4に示すように、透視窓460は、複数の貫通孔520が設けられており
、複数の注入管140が、透視窓460を介してバイアル181に物質を注入す
ることができるようになっている。
る。このガス封止部530には、ガス管540が接続されている。ガス管540
は、合成装置100内にガス封止部530を介して不活性ガスを連続的に放出し
、この不活性ガスは、合成装置100内の複数のバイアル160から微量の空気
や水を一掃する。ガス封止部530を介して合成装置100に不活性ガスを供給
することで、外部環境から隔離せずに複数のバイアル160を密封することがで
き、これにより、複数のバイアル160内で生成されるポリマ鎖が汚染されるこ
とを防止することができる。
たバイアルバンクに対応するように設けられている。排出管740は、一のバイ
アルバンクに対応して設けられており、主に、その対応するバイアルバンクから
物質を排出するために用いられる。上述のように、各バイアル181には、これ
に対応して一の排出管が設けられている。
ら、試薬溶液を含む物質を排出し、合成装置100からこれらの物質を取り除く
ために、加圧環境を形成する。また、廃棄管機構430は、対応するバイアルバ
ンク内の複数のバイアル181から物質を排出するために用いられる。
0と、可動排出管500とを有する。固定管490と可動排出管500とは、互
いにスライド可能に連結されている。固定管490は、チャンバ室400に取り
付けられ、このチャンバ室に固定されている。一方、可動排出管500は、固定
管490及びチャンバ室400に対してスライド可能である。停止中、廃棄管機
構430は、試薬溶液を全く排出しない。停止の間、固定管490、可動排出管
500の両方は、チャンバ室400の下部に接触して設けられている。
出する。動作している間、可動排出管500は、チャンバ室400の下部から排
出板410に向かって上昇する。可動排出管500は、この排出管に接続され、
そして、物質は、対応するバイアルバンクから排出され、そして、排出板410
に流入される。試薬溶液は、図6に示す各バイアル181の上部開口部610と
底部開口部640との間に十分な圧力差を生じさせることにより、対応するバイ
アルバンクから排出される。例えば、この十分な圧力差は、可動排出管500に
対応する排出管を連結することにより生成することができる。また、廃棄管機構
430は、固定管490に接続された真空装置(vacuum device)510を有して
いる。この真空装置510は、固定管490に連結され、対応するバイアルバン
クから物質を排出するための十分な圧力差を生じさせる。この十分な圧力差が生
じると、バイアル181内の不用な物質が排出され、排出管を通過し、廃棄管機
構430を介して運び出される。
管500は、例えば、排出管に被さるまでスライドし、排出管と一体的に動作す
るようになる。また、廃棄管機構530は、図9に示すように、可動排出管52
0を設けるようにしてもよい。この可動排出管520は、排出管の真下に位置し
、排出管上にスライドするのではなく、排出管に密着する。この可動排出管52
0は、その上面に排出管シール540が設けられている。本実施例において、排
出工程中、可動排出管520は、対応する排出管に対してロックされない。可動
排出管520が排出管に連結している間、誤ってこの排出管が回転された場合、
この排出管は、合成装置100の可動排出管520から切り離されるので、損傷
を受けることはない。バイアルバンクから物質が排出されている間に、排出管が
可動排出管520から切り離された場合、排出管からこぼれた物質は、チャンバ
室400に収容される。
棄管機構430を用いることにより、本発明を適用した合成装置100では、複
数のバイアルバンクのそれぞれを選択的に排出することができる。合成装置10
0内の全てのバイアル181から同時に物質を排出する代わりに本発明を適用し
た合成装置100では、各バイアルバンクを選択して排出することができるため
、選択された1又は複数のバイアルバンク中のバイアル181だけを排出するこ
とができる。
ために、2つの廃棄管機構430を備える。また、複数のバイアルバンクから選
択的に物質を排出するための廃棄管機構430を合成装置100内に設ける適当
な数は、これに限定されるものではない。
の必須構成要件である。通常、ポリマ鎖は、バイアル181内で生成される。更
に具体的に、バイアル181は、ポリマ鎖を成長させるためのCPG650を保
持する。上述のように、ポリマ鎖は、CPG650を、所定時間、様々な試薬溶
液に連続的に浸漬すことにより生成される。CPG650を試薬溶液に浸漬する
毎に、新たなユニットが、それまで生成されたポリマ鎖に加えられる。CPG6
50は、フリット620によってバイアル181に保持される。バイアル181
は、上部開口部610と底部開口部640とを有している。注入工程の間、バイ
アル181は、上部開口部610から注入された試薬溶液によって満たされてい
る。排出工程の間、バイアル181は、底部開口部640から試薬溶液を排出す
る。フリット620は、CPG650又はその他の支持体が排出工程中に外部に
流出するのを防止している。内面630を正確な寸法に設計することにより、フ
リット620は、常に一定の場所に位置し、また、内面630に隙間なく圧着さ
れる。また、内面630を正確な寸法とすることにより、注入工程及び排出工程
の両工程中において、試薬溶液は、バイアル181内を一定の流れで通過する。
計されている。支持部660は、カートリッジ170内の支持孔185内に密着
し、カートリッジ170内において、各バイアル181の周囲を隙間なく圧着さ
せる。バイアル181は、例えば、ポリエチレンによりモールド成型される。な
お、バイアル181の材料や製法はこれに限定されるものではない。
430に接続され、合成装置100の動作を制御する。コントローラ480は、
モータ445を制御し、モータ445は、注入工程中には、適当なバルブ470
に対応する注入管140と所望のバイアル181とが一列に並び、排出工程中に
は、適当な廃棄管機構430と対応する排出管740,750,760,550
とが一列に並ぶようにカートリッジ170を回転させる。
ある。コンピュータシステム800は、合成装置100、特にコントローラ48
0に動作命令を供給する。これらの動作命令とは、例えば、カートリッジ170
を所定の位置に回転させたり、バルブ470や注入管140を介して選択された
バイアル181に試薬溶液を注入したり、第1のバイアルバンク115及び/又
は第2のバイアルバンク125から物質を排出したり、上記のような合成装置1
00の動作の順序を決定したりする動作の命令のことである。例えば、ユーザは
、コンピュータシステム800を用いることにより、グラフィカルユーザインタ
ーフェースを介して、ポリマ鎖、オリゴヌクレオチド又はその他の有機化合物を
生成するために、試薬溶液の順序を示すデータを入力することができる。ユーザ
がこのデータを入力すると、コンピュータシステム800は、合成装置100に
、適切な動作をするよう命令を送信するため、ユーザは、再び入力作業を行わな
くてもよい。コンピュータシステム100は、例えば、プロセッサ810と、入
力部820と、表示部830とを備える。コンピュータシステム800は、ラッ
プトップ型又はデスクトップ型であってもよい。
成することができる。本発明を適用した合成装置100は、複数のバンクに分割
される複数のバイアル181を備え、その各バイアル181内で、任意の配列が
合成される。本発明を適用した合成装置100を用いた場合、これら任意の配列
を形成する間、ユーザは合成装置100を常に監視しなくてもよい。
作を実行するため、対応するバイアルバンクの排出管は、廃棄管機構430に連
結されている。排出管が廃棄管機構430に連結されると、圧力差が生じさせら
れ、対応するバイアルバンク内の各バイアル181から、物質が排出される。
バルブ470を備え、注入工程において、複数のバイアル181に試薬溶液を注
入する。これら複数のバルブ470のそれぞれは、複雑な任意な配列を生成する
ために、異なる種類の試薬溶液を注入するように設計されている。また、並列構
成において、これら複数のバルブ470は、一又は複数のバイアル181に、同
一の試薬溶液を同時に注入する。
ステム800に任意の配列を入力することができる。このコンピュータ装置は、
注入工程及び排出工程を制御し、これにより、適切な試薬溶液を適切なバイアル
181に注入し、その後、適切なバイアルバンクから物質を排出する動作が、連
続して適当な回数だけ行われる。また、コンピュータシステム100を用いるこ
とにより、正確な量の試薬溶液を、正確な時間で、適切なバイアル内に保持する
ことができる。
内面630を有する。内面630とフリット620が密着することにより、試薬
溶液は、バイアル181内を均等且つ一定に流動する。また、各バイアル181
は、カートリッジ170に完全にフィットするような外径を有するため、バイア
ル181はカートリッジ170内部に完全に圧着される。
成する動作中において、合成装置100は、所望の配列又は化合物を形成するた
めに、適切な回数にわたって、適切なバイアル181を適切なバルブ470に対
応する排出管の下に移動させる。また、合成装置100は、適切なバイアル18
1から物質を排出するために、対応する廃棄管機構430の上に、適切なバイア
ルバンクを移動させる。前述したように、カートリッジ170内に保持されるバ
イアルバンクは、選択的に試薬溶液を排出するため、ユーザは、各バイアル18
1内で、異なる配列又は化合物を生成することができる。同様に、一のバイアル
バンクが待ち状態にある間に、他のバイアルバンクの一から試薬溶液を排出する
こともできる。また、一のバイアルバンクから物質が排出されている間でも、バ
イアルが適切なバルブに対応する場所に位置している場合、試薬溶液を排出して
いるバイアルバンクを除くバイアルバンクに対して、注入工程を行うことができ
る。なお、排出動作中、カートリッジ170を回転させたり、排出管740と可
動排出管500を切り離すことはできない。
は、コンピュータシステム800からの命令に応じてカートリッジ170を回転
させ、バルブ470に対応する適切な注入管140の下に、バイアル181を移
動させる。バイアル181が注入管140の下に正確に位置すると、コントロー
ラ480はバルブ470を開き、バルブ470は、注入管140を介して、バイ
アル181に試薬溶液を注入する。バルブ470は、一定時間開いて、バイアル
181内に正確な量の試薬溶液を注入した後に閉じる。
ステム800からの命令に応じてカートリッジ170を回転させ、排出しようと
するバイアルバンクに対応する排出管740を、廃棄管機構430の上に移動さ
せる。続いて、可動排出管500を、排出管と連結するように上昇させ、廃棄管
機構430を介してバイアルバンク内の物質を排出する。
を用いて本発明を説明したが、以下の請求の範囲は、この特定の実施例及び詳細
に関する記載に限定されるものではない。
の実施例を様々に変形することができることは、明らかである。具体的に、当該
分野において通常の技術を有する者にとっては明らかであるが、本発明に係る装
置は多様な方法で実行することができ、また、上述した実施の形態は、好適な実
施の形態及びその変形例の例示に過ぎず、これの様態に限られるものではない。
本発明の具体例であり、本発明を限定するものではない。本発明をより明確且つ
理解しやすくするために、全図面において、共通の構成要素には共通の符号を付
すこととする。
Claims (34)
- 【請求項1】 複数の試薬溶液のうちの1つの試薬溶液中でモノマーユニット
を順次結合させることによりポリマ鎖を生成する合成装置において、 a.上記複数の試薬溶液を保持する第1のバイアル及び第2のバイアルと、 b.上記第1のバイアル及び上記第2のバイアルに上記複数の試薬溶液を注入す
る注入手段と、 c.上記第1のバイアル及び上記第2のバイアルに連結し、上記第1のバイアル
及び上記第2のバイアルの何れか1つのバイアルから物質を選択し排出する排出
手段とを備える合成装置。 - 【請求項2】 上記第1のバイアル及び上記第2のバイアルを保持するカート
リッジを備える請求項1記載の合成装置。 - 【請求項3】 上記カートリッジはその周縁に沿って上記第1のバイアル及び
上記第2のバイアルを保持する請求項2記載の合成装置。 - 【請求項4】 上記カートリッジに連結され、上記注入手段に対してカートリ
ッジを選択的に回転させるモータを備える請求項3記載の合成装置。 - 【請求項5】 上記第1のバイアルを第1のバイアルバンクのものとし、上記
第2のバイアルを第2のバイアルバンクのものとする上記カートリッジに接続さ
れた排出板を備える請求項4記載の合成装置。 - 【請求項6】 上記排出手段に連結され、排出された物質を収容するチャンバ
室を備える請求項1記載の合成装置。 - 【請求項7】 上記チャンバ室に連結され、排出された物質が上記チャンバ室
外に漏出することを防ぐ封止部を備える請求項6記載の合成装置。 - 【請求項8】 上記排出手段は、 a.上記第1のバイアルと上記第2のバイアルの何れか一のバイアルの第1の開
口部と第2の開口部の間に圧力差を生じさせる手段と、 b.上記第1のバイアル及び上記第2のバイアルの何れか1つのバイアルから排
出された物質を収集する廃棄管とを有する請求項1記載の合成装置。 - 【請求項9】 上記注入手段は、 上記複数の試薬溶液の注入を制御する複数のバルブと、 複数の注入管とを有し、 上記複数の注入管のそれぞれは、対応する上記複数のバルブに連結され、選択
されたバイアルに上記複数の試薬溶液の何れか一を注入する請求項1記載の合成
装置。 - 【請求項10】 上記第1のバイアル及び上記第2のバイアルのそれぞれは、
フリット上に固体物質を保持するため上記フリットが嵌合する内面を有し、 上記第1のバイアル及び上記第2のバイアルは、上記内面を介した一定の流れ
を維持する請求項1記載の合成装置。 - 【請求項11】 複数の試薬溶液中でモノマーユニットを順次結合させること
によりポリマ鎖を生成する合成装置において、 a.上記複数の試薬溶液を保持する第1のバイアルと、 b.上記複数の試薬溶液を保持する第2のバイアルと、 c.上記第1のバイアル及び上記第2のバイアルを保持するカートリッジと、 d.上記第1のバイアル及び上記第2のバイアルに上記複数の試薬溶液を注入す
る注入機構と、 e.上記第1のバイアル及び上記第2のバイアルの何れか1つのバイアルから物
質を排出する排出機構とを備える合成装置。 - 【請求項12】 上記カートリッジは、その周縁に沿って上記第1のバイアル
及び上記第2のバイアルを保持する請求項11記載の合成装置。 - 【請求項13】 上記排出手段に連結され、排出された物質を収容するチャン
バ室を備える請求項11記載の合成装置。 - 【請求項14】 上記チャンバ室に連結され、排出された物質が上記チャンバ
室外に漏出することを防ぐシール封止部を備える請求項13記載の合成装置。 - 【請求項15】 上記排出機構は、 a.上記第1のバイアル及び上記第2のバイアルの何れか1つのバイアルの第1
の開口部と第2の開口部の間に圧力差を生じさせる生成手段と、 b.上記第1のバイアル及び上記第2のバイアルの何れか一のバイアルから排出
された物質を収集する廃棄管とを有する請求項11記載の合成装置。 - 【請求項16】 上記注入機構は、 a.上記複数の試薬溶液の注入を制御する複数のバルブと、 b.上記複数のバルブの何れか一に連結され、選択されたバイアルに上記複数の
試薬溶液のうち対応する何れか一の試薬溶液を注入する複数の注入管とを有する
請求項11記載の合成装置。 - 【請求項17】 上記第1のバイアル及び上記第2のバイアルのそれぞれは、
フリット上に固体物質を保持するため上記フリットに嵌合する内面を有し、 上記第1のバイアル及び上記第2のバイアルは、上記内面を介した一定の流れ
を維持する請求項11記載の合成装置。 - 【請求項18】 上記第1のバイアルを第1のバイアルバンクのものとし、上
記第2のバイアルを第2のバイアルバンクのものとする上記カートリッジに接続
された排出板を備えることを特徴とする請求項11記載の合成装置。 - 【請求項19】 上記カートリッジに連結され、上記注入機構に対してカート
リッジを選択的に回転させるモータを備える請求項11記載の合成装置。 - 【請求項20】 複数の試薬溶液のうちの一の試薬溶液中でモノマーユニット
を順次結合させることによりポリマ鎖を生成する合成装置において、 a.上記複数の試薬溶液を含む物質を保持する複数のバイアルと、 b.上記複数のバイアルを保持し、上記複数のバイアルを上記複数のバイアルの
うち少なくとも一のバイアルを有する第1のバイアルバンクと上記複数のバイア
ルのうち少なくとも一のバイアルを有する第2のバイアルバンクに分割するカー
トリッジと、 c.上記複数のバイアルに、上記複数の試薬溶液の何れかを選択し、順次注入す
る注入する注入機構と、 d.上記第1のバイアルバンク及び上記第2のバイアルバンクから選択的に物質
を排出する排出機構とを備える合成装置。 - 【請求項21】 上記第1のバイアルバンクに連結される第1の排出管と、 上記第2のバイアルバンクに連結される第2の排出管とを備え、 上記第1の排出管及び上記第2の排出管は、上記第1のバイアルバンク及び上
記第2のバイアルバンクを空にするための上記排出手段に選択的に連結される請
求項20記載の合成装置。 - 【請求項22】 上記排出機構は、 上記第1の排出管及び上記第2の排出管のうち何れか一の排出管に連結され、
上記第1のバイアルバンク及び上記第2のバイアルバンクから物質を排出する廃
棄管を有する請求項21記載の合成装置。 - 【請求項23】 上記複数の注入機構は、 a.上記複数の試薬溶液の注入を制御する複数のバルブと、 b.選択されたバイアルに上記複数の試薬溶液のうち対応する何れか一の試薬溶
液を注入する複数の注入管とを有する請求項20記載の合成装置。 - 【請求項24】 第1の排出管を有する第1のバイアルバンクと第2の排出管
を有する第2のバイアルバンクとを備える合成装置に用いる排出装置において、
a.上記第1のバイアルバンク及び上記第2のバイアルバンクの何れか一のバイ
アルバンク内に圧力差を生じさせる加圧機構と、 b.上記第1のバイアルバンクから物質を排出する上記第1の排出管及び上記第
2のバイアルバンクから物質を排出する上記第2の排出管の何れか一の排出管に
連結する第1の廃棄管とを備える排出装置。 - 【請求項25】 上記第1の廃棄管に連結され、上記第1の廃棄管と上記第1
の排出管及び上記第2の排出管の何れか一の排出管の間に可撓性を有する封止部
を形成する排出管封止部を備える請求項24記載の排出装置。 - 【請求項26】 上記第1のバイアルバンクから物質を排出する上記第1の排
出管及び上記第2のバイアルバンクから物質を排出する上記第2の排出管の何れ
か一の排出管に連結される第2の廃棄管を備え、 上記第1のバイアルバンク及び上記第2のバイアルバンクの何れか又は両方か
ら同時に物質を排出する請求項24記載の排出装置。 - 【請求項27】 フリット上部のバイアル内に物質を保持するために上記フリ
ットに嵌合する内面を備え、排出工程中、上記内面を介した一定の流れを維持す
るバイアル。 - 【請求項28】 カートリッジの支持孔に正確に装着されることにより、上記
カートリッジに圧着される外径を有する請求項27記載のバイアル。 - 【請求項29】 カートリッジの支持孔に正確に装着されることにより上記カ
ートリッジに圧着される外径と、排出工程中、内面を介した一定の流れを維持す
るための内面とを備えるバイアル。 - 【請求項30】 上記内面内に位置決めされたフリットを備え、上記フリット
上部の上記内面内に物質を保持する請求項29記載のバイアル。 - 【請求項31】 第1のバイアルバンク及び第2のバイアルバンクに分割され
た複数のバイアルに複数の試薬溶液を選択的に順次選択し注入する注入方法並び
に上記第1のバイアルバンク及び上記第2のバイアルバンクから物質を選択的に
排出する排出方法において、 a.上記複数のバイアルのうちの1又は複数のバイアルに上記複数の試薬溶液の
うちの1又は複数の試薬溶液を注入するステップと、 b.上記第1のバイアルバンク及び上記第2のバイアルバンクの何れか一のバイ
アルバンクから物質を排除するステップとを有する注入/排出方法。 - 【請求項32】 上記注入するステップにおいて、上記複数のバイアルのうち
の1又は複数のバイアルに上記複数の試薬溶液の何れか一の試薬溶液をパラレル
モードで注入する請求項31記載の注入/排出方法。 - 【請求項33】 上記注入ステップにおいて、上記複数のバイアルのうちの1
又は複数のバイアルに上記複数の試薬溶液のうちの1又は複数の試薬溶液をシリ
アルモードで注入することを特徴とする請求項31記載の注入/排出方法。 - 【請求項34】 第1のバイアル及び第2のバイアルの何れか一のバイアルか
ら物質を選択的に排出する排出方法において、 a.上記第1のバイアルに対応する第1の排出管及び上記第2のバイアルに対応
する第2の排出管の何れか一の排出管に廃棄管を連結するステップと、 b.上記第1のバイアル及び上記第2のバイアルの何れか一のバイアルの内面と
外径の間に圧力差を生じさせることにより、上記廃棄管を介して上記第1のバイ
アル及び上記第2のバイアルの何れか一のバイアルから物質を排出するステップ
とを有する排出方法。
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