JP2003512604A - 基板を液体サンプルで充填するためのシステムおよび方法 - Google Patents
基板を液体サンプルで充填するためのシステムおよび方法Info
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Abstract
Description
は、本発明は、少なくとも一つのチャンバを有する基板に、液体サンプルを充填
するためのシステム(例えば、複数のサンプル検出チャンバを有するカード様部
材に、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)プロセスのサーマルサイクリングの間に
サンプル検出チャンバ内に配置された試薬と反応するための液体サンプルを、充
填するためのシステム)に関する。別の局面では、本発明は、基板を検出ユニッ
ト内に位置付けるための装置に関する。
た。この分野における最近の発展により、行なわれる試験の数における増加に拍
車がかかっている。膨大な数のこれらの試験を行うことは、経費および時間の浪
費になり得る。経費を最少にする1つの方法は、試験されるサンプルのサイズを
減らし、そしてサーマルサイクリングユニットまたは他の類似のデバイスの各ラ
ンの間に試験され得るサンプルの数を増加させることである。従って、小さいサ
ンプルサイズを有する多数のサンプルを試験することが、しばしば所望される。
小さいサンプルサイズおよび多数の検出チャンバを有する、多数の分析物を同時
に試験するための基板は、WO97/36681(本出願の出願人に譲渡された
)に記載され、その内容は、本明細書中に参考として本明細書により援用される
。
法で充填するためのシステムを提供することが、所望される。先行の方法は、面
倒な工程を必要とし、そしてこれらの工程を実行する操作者を試薬に曝し得る。
さらに、先行の方法は、検出チャンバの間の過度の汚染を容認し得、そして検出
チャンバ内に気泡が存在する傾向があり得る。前述の点を考慮して、先行の方法
の不都合を克服する、システムおよび方法の必要が存在する。
その説明から明らかであるか、または本発明の実施により理解され得る。本発明
の利点および目的は、添付の特許請求の範囲に特に示される、要素および組合せ
の手段により十分に理解され、達成される。
ンプルを充填するためのシステムを含む。1つの実施形態におけるシステムは、
液体サンプルのための少なくとも一つのチャンバを含む通路のネットワーク、お
よびアダプターを規定する基板を含む。このアダプターは、液体サンプルのため
の充填リザーバー、真空供給源への装着のための真空ポート、および少なくとも
2つのチャネルを含む。1つのチャネルにより真空がネットワークに伝達し得、
そして他のチャネルにより液体サンプルがネットワークに導入され得る。このシ
ステムはまた、少なくとも1つのチャネルを連続的に閉じて開ける機構を含み、
その結果、真空が、液体サンプルを充填リザーバーから基板内に流れるように推
進することを可能にするために、真空は最初に基板に導入され得、そしてその後
、液体サンプルが基板に導入され得る。この連続的閉開の機構は、少なくとも1
つのアダプターおよび基板を保持するフレームを備え、そしてまたアダプターの
チャネルを、連続的に密閉するように係合し、離脱するバルブ機構を備える。
有する基板への接続のために形成された基板充填部材を含む。1つの実施形態に
おけるこの基板充填部材は、基底部、液体サンプルを受容するように形成された
基底部上のリザーバー、真空供給源への装着のために形成された基底部上の真空
ポート、および基底部内の複数の流体チャネルを含む。この複数の流体チャネル
は、真空が、第一の設定で、基板および充填部材の少なくとも1つの流体チャネ
ルに伝達されることを可能にするための、第1の流体チャネルを含む。複数の流
体チャネルは、第二の設定で、充填リザーバーからの液体サンプルが、基板の少
なくとも1つのチャンバに流入することを可能にする。
る基板の液体サンプルでの充填を制御するための、充填ステーションを含む。1
つの実施形態では、充填ステーションは、基板およびアダプターを受容する基底
部分を含む。このアダプターは、充填リザーバー、真空ポート、および複数の流
路を含む。充填ステーションはまた、アクチュエータが予め決められた位置にあ
る場合に、液体サンプルを、基板の少なくとも一つのサンプルチャンバへ選択的
に導くアクチュエータを含む。このアクチュエータは、予め決められた手順に従
って、アダプター上の流路を選択的に開閉するための、複数のバルブ構造を含む
。
、液体サンプルを充填する方法を含む。この方法は、液体サンプルを内包するた
めの少なくとも1つのチャンバ、およびこのチャンバに出入りするための少なく
とも1つの経路を有する基板を提供する工程を包含する。この方法は、基板への
接続のためのアダプター(このアダプターは、液体サンプルのための充填リザー
バーを有する)、真空ポート、および複数のチャネルを提供する工程をさらに包
含する。次に、制御装置が閉じられ、その結果、基板およびアダプターがその中
に固定され、そして液体サンプルはアダプターの充填リザーバー内に挿入される
。次いで真空が、基板のチャンバおよび経路内に導入される。制御装置は、充填
リザーバー内の液体サンプルを真空に曝すために作動され、その結果、液体サン
プルは、基板のチャンバに向かって推進される。
基板を、検出ユニット内に位置付けるための装置を含む。この装置は、フレーム
アセンブリおよびレンズアセンブリを含む。このフレームアセンブリは、基板が
このフレームアセンブリ中に位置付けられ得るように形成される。レンズアセン
ブリは、複数のプレートを含む。これらのプレートの1つは、レンズプレートを
含み、このレンズプレートにおいて、少なくとも1つのレンズが、そのレンズを
通る光の焦点を合わせるために配置される。
有する基板を、サンプル検出機器内に位置付ける方法である。この方法は、サン
プル検出機器を開く工程、支持フレームをサンプル検出機器上に配置する工程、
および少なくとも1つのサンプル検出チャンバを有する基板を支持フレーム内に
挿入する工程を包含する。この方法はまた、レンズプレートを、基板および支持
フレーム上に配置する工程、およびレンズプレート内の少なくとも1つの孔を基
板のサンプル検出チャンバに対して整列する工程を包含する。次いで、サンプル
検出機器は、閉じられる。
あるのみであり、特許請求されるものとして、本発明を限定するものではないこ
とが理解されるべきである。
添付の図面に例示される。可能である限り、同じ参照番号は、同じかまたは類似
の部分を言及するために、図面を通して使用される。
ード)に、液体サンプルを充填するためのシステムが、提供される。各チャンバ
は、好ましくは分析物−特異的試薬を内包し、この試薬は、液体サンプル中に存
在し得る、選択された分析物と反応する。本発明の1つの実施形態では、このシ
ステムは、液体サンプルのための少なくとも1つのチャンバを含む通路のネット
ワークを規定する基板を含み、そして代表的なミクロカードでは、通路のネット
ワークによって接続される96個のチャンバが、提供される。本明細書中に具体
化され、そして図1〜25に示されるように、液体サンプルを基板に充填するた
めのシステム10は、基板12;アダプター14;および充填ステーション16
を備える。
ク17を有する基板を備える。基板12は、クレジットカードの一般的な形状で
、一般的に長方形であるように示され、従って、この基板は、しばしばミクロカ
ードといわれる。基板は、図面中に示される実施形態と比較して、種々の他の形
状およびサイズであり得る。単に例として、1つの実施形態では、基板は、およ
そ7cm×11cm×0.2cmである。基板12は、複数のサンプル検出チャ
ンバ18を含む通路のネットワーク17を規定する。各サンプル検出チャンバは
、予め規定された体積の液体サンプルを保持し得る。本発明の1つの実施形態で
は、各サンプル検出チャンバは、約1μlの体積を有する。この体積は、特定の
適用に従って変化し得る。より少ない体積のサンプルチャンバを利用することに
より、消費される試薬および分析物の量が減少し、経費節減を生じる。さらに、
所定の基板上でより多くのサンプルが試験され得、それによって、実行されるこ
とが必要な試験の全回数が減少する。図面は、96個のサンプル検出チャンバ1
8を示す例示的な実施形態を例示するが、チャンバの数および配置は、変更され
得る。例えば、384個のサンプル検出チャンバ、および他の数のチャンバを有
する基板もまた、本発明に一致する。
は、液体サンプルの通路のネットワーク17への流入のための、サンプル入口ポ
ート20を備える。サンプル入口ポート20は、1つのプレート(例えば、基板
12の頂部プレート32)における、成形された装着用の特徴(例えば、装着/
ブラダー溝22)の、例えば好ましくは中心に、適切に配置され、装着/ブラダ
ー溝22を通って延びる。装着/ブラダー溝22は、サンプル検出チャンバ18
の外側の領域において、基板プレート32の頂面の幅の一部を横切って延びる。
この装着/ブラダー溝22は、頂部表面および側部表面により規定される。装着
/ブラダー溝22の頂部表面は、装着/ブラダー溝に隣接する頂部プレート32
の頂部表面から少し窪んでいる。
、装着/ブラダー溝の各端に提供される。アダプター14の基板12への装着の
間、これらの円筒形の装着ピン23は、アダプター14を基板12上に整列させ
る際に補助するために、アダプターの装着突出物132の内側に位置付けられる
。アダプターと基板との間の接続は、装着ピン23および装着突出物132の供
給により、より確実にされる。第二に、装着/ブラダー溝22は、通路のネット
ワークにおける液体サンプルのための空気ポケットを提供する。基板が液体サン
プルで充填され、そして密閉された後、以下で考察するように、通路のネットワ
ーク17中の液体サンプルは、特に基板がサーマルサイクリング操作のために使
用される場合、温度変動を受け得る。サンプルの温度が上昇するにつれて、通路
のネットワーク17中の液体サンプルは、膨張する。装着/ブラダー溝22は、
サンプルが基板上で圧力を有意に上昇することなく膨張し得るように、通路のネ
ットワーク17上に空気のポケットを提供する。シールの潜在的な破断に起因す
る基板における漏出から保護するために、このポケットは有用である。液体サン
プルは、サンプルポート20を通って、装着/ブラダー溝22に流入し得る。1
つの実施形態では、装着/ブラダー溝22の空気ポケットは、通路のネットワー
ク17の上でかつこのネットワーク17から遠位に配置され、その結果、装着/
ブラダー溝22中の空気が、液体サンプルと混合するのを実質的に防止する。
ート32の底部表面の縁上に少なくとも1つのサンプル入口送達通路24;サン
プル入口送達通路24から延びる4つの長手方向送達通路26(図4に最も良く
示される);終端通路28;およびサンプル検出チャンバ18を含む。本発明の
1つの実施形態では、長手方向送達通路26は、サンプル入り口送達通路24か
ら垂直方向に延びる。このサンプル入口送達通路24は、装着/ブラダー溝22
と平行な方向であるが、頂部プレート32の底面38の縁上へ延びる。平行な長
手方向送達通路26は、示されるように、基板12に沿って位置付けられる。終
端流体通路または接続部28の複数の対は、各長手方向送達通路26から分岐す
る。終端流体通路28は、サンプル検出チャンバ18を、長手方向送達通路26
に接続する。サンプル検出チャンバ18の各対は、長手方向送達通路26の両側
に配置される。一つの実施形態では、各長手方向通路26は、そこから延びる2
4個のサンプル検出チャンバを有し、これらは、12個の対として整列される。
従って、1つの実施形態の基板は、96個のサンプル検出チャンバを含む。この
数ならびに適切なミクロカードを構成する整列およびネットワーク接続のパター
ンは、明らかに変更され得る。
図に示される、長手方向送達通路、終端流体接続点、およびサンプル検出チャン
バの特定の整列は、例としてのみである。これらの通路、接続点、およびチャン
バは、任意の適切な様式で整列され得る。単に例として、全てのチャンバは、長
手方向送達通路の一方の側に配置され得る。あるいは、通路および溝の数、なら
びにそれらの相対的な位置は、大いに変更され得る。本発明の充填システムは、
任意の多種多様な異なる基板デザインを用いて利用され得、そして図に示される
特定のデザインに限定されない。
しくは頂部プレート32および底部プレート34から構成される。図2〜5に最
も良く示されるように、頂部プレート32は、隆起した表面40を含む上部表面
36を有する。隆起した表面40は、各サンプル検出チャンバ18の頂部を規定
する。頂部プレート32は、V−形状リッジ42(エネルギーディレクターとも
呼ばれる)を含み、このリッジは、頂部プレートの下部表面38から少し隆起し
ている。底部プレート34が、実質的に平滑な頂部表面を有して平坦であるため
、頂部プレート32および底部プレート34は、図5に最も良く示されるように
、組立てられた場合にリッジ42に沿ってのみ接触する。従ってリッジ42は、
基板について通路のネットワーク17を規定する。例えば、図5では、リッジ4
2、頂部プレート32の底部表面、および底部プレート34の頂部表面は、長手
方向送達通路26を規定する。図5の断面はまた、リッジ42、頂部プレート3
2の底部表面および底部プレート34の頂部表面により規定される、終端流体通
路28およびサンプル検出チャンバ18を示す。図5はまた、頂部プレート32
の底部表面と底部プレート34の頂部表面との間の、サンプル送達通路24を示
す。
を示すが、通路のネットワークは、任意の数の他の様式で規定され得る。例えば
、1つの代替の実施形態では、リッジは底部プレートから突出し得、頂部プレー
トは実質的に平滑である。別の代替の実施形態では、頂部プレートおよび底部プ
レートのいずれかまたは両方が、通路のネットワークを規定する刻み目を備え得
る。この実施形態では、リッジは必要無い。十分な真空を維持し得、そして液体
サンプルで充填され得る通路のネットワークを規定するための、他の適切な方法
は、本発明において受容可能であり得る。
れ得る。頂部プレートおよび底部プレートは、真空供給源が基板に適用された場
合に、通路のネットワークが真空下になり得るように、密閉するように接合され
るべきである。さらに、これらのプレート32および34は、液体サンプルが基
板から漏出しないように接合されるべきである。接合の方法はまた、サーマルサ
イクリングの間に起こり得る温度変動に耐え得るべきである。好ましい実施形態
では、頂部プレートおよび底部プレートは、超音波溶接を使用して互いに接合さ
れる。代表的な超音波溶接手順の間、大きな重量が2つのプレート上にかかり、
強制的に振動させられる。この振動は、プレートが互いに接触している部分で、
すなわち底部プレート34の平滑な頂部表面と接触しているリッジ42の部分に
沿って、プラスチックを溶融させる。超音波溶接技術は、リッジ(エネルギーデ
ィレクター)が、底部プレート34の平滑な頂部表面に部分的に溶着される場合
に、完了する。例えば、本発明の1つの適用では、プレートは、所定のパーセン
ト(例えば80%)のリッジが溶融されるまで、超音波溶接される。しかし、リ
ッジの溶融の所望の量がこの値より有意に低くともなお適切なシールを提供し得
る。この手順のこの時点において、リッジ42は、通路のネットワークを形成し
、サンプル入口孔20は開いたまま、システムの通路を密閉した。上記の実施形
態は超音波溶接を使用してプレート32と34とを接続するが、他の適切な方法
(例えば、接着剤の使用、加圧密封、または熱硬化)もまた使用され得る。さら
に別のアプローチでは、接合は、2つの基板プレートの間に配置される接着剤ガ
スケット層を使用して達成される。
得、この材料は、必要とされる仕様に従って製造され得、後に起こり得る(すな
わちサーマルサイクリングまたは基板上に行なわれる他の操作の間に)任意の温
度変動に耐え得、そして適切に接合され得る。さらに、基板が後に光学的検出の
ために使用される場合は、各サンプル検出チャンバ18の頂部は、反応の検出の
ために光学的に透明でなければならない。この目的のために、例えば、シリカ−
ベースガラス、石英、ポリカーボネート、または任意の光学的に透明なプラスチ
ック層が、使用され得る。基板がPCR反応で使用される場合、材料はPCR適
合性であるべきであり、そして材料は好ましくは実質的に蛍光を示さないべきで
ある。1つの実施形態では、頂部プレートのための材料は、「BAYER」(登
録商標)により製造されるポリカーボネート(FCR 2458−1112と呼
ばれる)であり、そして底部プレートのための材料は、「BAYER」(登録商
標)により製造される厚さ0.015インチのポリカーボネート(Makrof
ol DE1−1Dと呼ばれる)である。基板プレートは、当該分野で公知の種
々の方法により形成され得る。例えば、頂部プレート32は、射出成形され得、
一方底部プレート34は、ダイ−カット(die−cut)され得る。プレート
を製造する任意の他の適切な方法はまた、受容可能である。
が、代表的には各検出チャンバ18に配置される。1つ以上の検出チャンバは、
コントロールとして機能するために空のままにされ得る。検出チャンバ内のこれ
らの分析物特異的試薬は、液体サンプル中の多様な分析物クラス(単に例として
、ポリヌクレオチド、ポリぺプチド、多糖類、および小分子分析物が挙げられる
)を検出するように適合され得る。ポリヌクレオチド分析物は、任意の適切な方
法(例えば、ポリメラーゼ連鎖反応、リガーゼ連鎖反応、オリゴヌクレオチド連
結アッセイ、またはハイブリダイゼーションアッセイ)により検出される。ポリ
ヌクレオチド検出の好ましい方法は、「TAQMAN」(登録商標)と呼ばれる
エキソヌクレアーゼアッセイである。非ポリゴヌクレオチド分析物はまた、抗体
/抗原結合のような任意の適切な方法により検出され得る。上記の検出方法は、
当該分野で周知である。これらは、以下の文献および特許に詳細に記載される:
Gelfandらの米国特許第5,210,015号;Livakらの米国特許
第5,538,848号;Baranyらの1991年11月14日に公開され
たWO91/17239;LandegrenらによるScience 241
:1077−90(1988)に公開された「A Ligase−Mediat
ed Gene Detection Technique」;Grossma
nらによる「High−density multiplex detecti
on of nucleic acid sequences:oligonu
cleotide ligation assay and sequence
−coded separation」(Nucleic Acid Rese
arch 22:4527−34(1994)に公開される);およびNick
ersonらによる「Automated DNA diagnostics
using an ELISA−based oligonucleotide
ligation assay」(Proc.Natl.Acad.Sci.
USA 87:8923−27(1990)に公開される)。
補助するためのアダプターを充填ステーションに備える。本明細書中に具体化さ
れ、図6〜12に示されるように、アダプター14は、好ましくは頂部プレート
62および底部プレート64のような2つのプレートを含む。頂部プレート62
は、ピペットまたは他の調剤装置からの液体サンプルを受容するための充填リザ
ーバー70、および真空が、基板12の通路のネットワーク17に伝達されるこ
とを可能にするための真空ポート72を含む。充填リザーバー70および真空ポ
ート72は、図6〜8に示されるように、頂部プレート62の頂部表面66上に
配置される。
部および頂部プレート62の頂部表面66に延びるテーパ状側壁71を有する、
四角い漏斗である。バットレスの形状の構造支持体73は、テーパ状側壁を支持
する。充填リザーバーは、図に示されている形状の他にも、任意の種々の都合の
良い形状(例えば、円筒形、円錐形、長方形)であり得る。充填リザーバーは、
種々の自動または手動のプロセスにより充填され得る。代表的な実施形態では、
液体サンプルは、手で保持されるピペットにより、充填リザーバー内に導入され
る。充填リザーバー70は、サンプル検出チャンバ18を含む、通路のネットワ
ーク17全体が、以下に記載するような充填ステーション16の操作で充填され
得るように、十分な体積を有する。96個のチャンバ基板を用いる本発明の1つ
の実施形態に従って、充填リザーバーは、代表的には少なくとも300μlの液
体サンプルを保持するように設計される。充填リザーバーのサイズは、サンプル
検出チャンバ18ならびに通路24、26および28のサイズと相関関係にあり
、従って、変化し得る。液体サンプルは、充填リザーバー70から、頂部プレー
ト62を通過する開口部74を通って、底部表面68まで流れる。以下に記載さ
れるように、液体サンプルは、頂部プレート62と底部プレート64との間に位
置する充填チャネルに流入する。この実施形態のフィリリザーバーは、単に例と
して示される。充填リザーバーは、頂部プレートと一体化している必要は無いが
、その代りにアダプターに装着される別々の部材であり得る。
物の形状で示される。この真空ポート72は、(以下に記載される)充填ステー
ション上の真空接続のために適切な任意の形状を有し得る。図7〜9に最も良く
示されるように、真空ポート孔76は、真空ポート72の中央に提供される。真
空ポート孔76は、頂部プレート62を通って底部表面68に達する。代替の設
計では、充填ステーションの設計を仮定すると、真空ポートは、底部プレート上
に設けられる。より詳細に考察されるように、真空ポートの供給は、真空が、基
板の通路のネットワークに適用されるのを可能にする。真空の範囲は典型的に真
空ポンプにより適用される。本発明では、理想的な実行のための真空の範囲は、
およそ0〜500ミクロンである。本発明の1つの実施形態の代表的な操作では
、50〜150ミクロンの範囲の真空が所望される。
4の頂部表面82のリッジ80と嵌合するための、その底部表面68上に、窪み
または溝78をさらに含む。アダプターの底部プレート64の頂部表面82は、
それぞれのリッジの間に、チャネル表面84を有する。このチャネル表面84は
、底部プレート64の主要な頂部表面82から少し低くなっている。頂部プレー
ト62および底部プレート64が装着される場合、底部プレート64のリッジ8
0は、頂部プレート62の窪みまたは溝78と嵌合して、流体チャネル86を形
成する。
めの、複数の流体チャネル86を規定する。図10〜11に示されるように、真
空チャネル94は、真空ポート孔76のすぐ下の真空チャネルへの入口92から
、垂直に延びる出口ポートチャネル98を有する接合点96へ延びる。出口ポー
トチャネル98は、その中心に小さな円形の開口部90を有する出口ポート88
に至る。充填チャネル100は、充填リザーバー70のすぐ下の充填チャネルへ
の入口102から、出口ポートチャネル98を有する接合点96へ延びる。充填
チャネル102の垂直に折れる部分を、接合点104という。ブラダー接続チャ
ネル105は、充填チャネル接合点104とブラダーチャネル106との間に配
置される。ブラダー接続チャネル105は、真空チャネル94および充填チャネ
ル100と同じ幅を有する。主要なブラダーチャネル106は、充填チャネル接
合点104から周囲の空気まで延びる。主要なブラダーチャネル106は、以下
で考察するプライミング機能を実行するために、他のチャネルより大きな幅を有
する。頂部プレートおよび底部プレートにより形成されるこれらのチャネルは、
空気を基板から流出させ、そして液体サンプルを基板に流入させることを可能に
するために役立つ。
チャネルを押圧することによりチャネルが開閉され得るように、好ましくはエラ
ストマー材料から作製される。多くの他の材料も本発明に適切であるが、本発明
で使用されるために適切な材料の1つは、「DUPONT」(登録商標)ELV
AX 150である。頂部プレート62および底部プレート64は、種々の方法
により互いに装着され得る。好ましい方法では、紫外線(UV)活性化接着剤が
、2つのプレートを接合するために使用される。頂部プレート62をひっくり返
した後、頂部プレート62の窪み78は、連続的なビーズのUV活性化接着剤で
充填され、そして底部プレート64は、頂部プレート62上に置かれ、その結果
、リッジ80は、頂部プレートの窪み78に適合する。次いで、これらのプレー
トは、接着剤を硬化させるためにUV光の下に置かれ、そしてそれによって頂部
プレートおよび底部プレートが共に接合される。真空が真空チャネル内で形成さ
れ得、それによって液体サンプルが全く漏出しないように、プレートが、適切に
共に密封されることが、重要である。
レートがリッジ80を含み、そして底部プレートが窪み78を含むように改変さ
れ得る。この代替の構成では、接着剤が、底部プレート64の頂部表面内の窪み
78に注入され得、そして次いで頂部プレート62は、底部プレートの頂部に適
合され得、その結果リッジが窪みに嵌合する。
ト内のリッジまたは窪みではなく、その中に形成されるチャネルを有する1つ以
上の薄い接着プレートにより形成される。これらの薄い接着プレートは、頂部プ
レートの実質的に平滑な底部表面と底部プレートの実質的に平滑な頂部表面との
間に配置され得る。この接着剤の中間層を設けることにより、頂部プレートおよ
び底部プレートのための注入式塑造が、単純化され得る。さらに、窪みに接着剤
を挿入する別の工程は、もはや必要でない。別の実施形態では、熱密閉が、流体
チャネル86を規定する、局所的な範囲を加熱し、そして密閉するために使用さ
れ得る。この方法では、接着剤は必要とされない。
れ得る。この管材料は、係合構造が管材料に対して移動し得るように、プレート
上に配置され得る。管は、プライミング機能(後述)が実行され得るように、ブ
ラダーチャネル部分でより大きな直径を有し得る。明らかに、上記の実施形態は
、例示のみであり、他の変形もまた、アダプタ中の流体チャネル86を規定する
ために使用され得る。
および122を含む。頂部プレート62の2つの整列孔120は、底部プレート
の2つの整列孔122と嵌合するために配置される。アダプター14および基板
12の充填ステーション16への挿入の間に、充填ステーションの底部から突出
する2つの整列ピン159は、整列孔120および122を通過し、充填ステー
ション内のアダプターの正しい整列を確実にする。充填ステーション内のアダプ
ターを整列する他の方法(例えば、充填ステーション内で孔に嵌合するために、
アダプター上にピンを有すること)もまた考慮され得る。
ートの底部表面68の周囲に沿って配置される周囲窪みまたは溝124をさらに
含む。この周囲溝124は、底部プレートの頂部表面82の周囲に沿って配置さ
れる周囲リッジ126と嵌合する。以前に記載されたように、上記の頂部プレー
トおよび底部プレートの装着方法の間に、周囲窪み124は、他方の窪み78と
同じ接着剤で充填され、頂部プレートと底部プレートとの間にさらなる接合を提
供する。
0を通って流れ得る。図12(上下逆の位置で基板を示す)に最も良く示される
ように、出口ポート88は、底部プレート64の底部表面130から突出する円
筒形突出物128を含む。この円筒形突出物128は、液体サンプルが流出する
小さな円形開口部90を含む。円筒形突出物128は、サンプル入口孔20と嵌
合するように設計され、その結果アダプター14と基板12との間に緊密な流体
連通が生じる。底部プレート64の底部表面130はまた、装着突出物132を
含む。この装着突出物132は、基板の装着ピン23と嵌合するために内部に開
口部を有する中空の円筒である。円筒内の開口部は、基板の装着ピン23と厳密
に適合するように寸法決めされる。円筒形突出物128および装着突出物132
は、組立ての間に、基板の装着/ブラダー溝22内に延びる。
により、基板に装着され、それによって装着ピン23を装着突出物132内に挿
入する。アダプターの基板への装着の間、アダプターの円筒形突出部28は、サ
ンプル入口孔20と整列する。円筒形突出物28の末端は、装着/ブラダー溝2
2の頂部に接触し、それらとシールを形成する。接着剤の帯状小片(示されてい
ない)はまた、アダプター14と基板12との間の重なる範囲に設けられ得る。
この接着剤帯状片は、アダプターが基板にしっかりと接続され、シールを形成す
るのを確実にするために補助する。接着剤帯状片のために使用される材料は、基
板に対して行なわれる操作に依存する。液体サンプルがPCR操作に使用される
場合、アダプターおよび基板の材料に確実に接着し得ることに加えて、PCR適
合性の接着剤を有することが望ましい。2重コーティングされたポリエステル接
着剤帯状片(例えば、0.0034インチの厚さの「3M」Part 1513
)は、1つの実施形態における本発明に適切である。円筒形突出物128が、サ
ンプル入口ポート20の孔または出口ポート88の孔90を妨げる任意の接着剤
を用いることなく、サンプル入口ポート20と嵌合し得るように、孔が接着剤の
帯状片に設けられる。一旦アダプターおよび基板が互いに適切に接続されると、
それらは充填ステーション内に配置される。
的に閉開するためのバルブまたは機構をさらに含む。本明細書中に包含され、図
1、および図14〜24に示されるように、充填ステーション16は、基板の充
填を制御するために設けられる。図に示される実施形態では、充填ステーション
は、基底プレート150、中間プレート152、およびカバープレート154を
含む。
に装着されるアダプターを有する)が配置される。溝155は、好ましくは基板
がその中にしっかりと位置決めされ得るように、成形される。図17に最も良く
示されるように、2つの整列ピン159は、アダプターの頂部プレート62およ
び底部プレート64内の整列孔120、122を通って突出するために、溝15
5に隣接して代表的に位置決めされる。基底プレートは、底部表面上に、充填ス
テーションをテーブルのような表面上に支持する脚部157を含む。
包含され、図1、および図14〜15に示されるように、カバープレート154
は、基底プレート上のヒンジ156で、基底プレートに対して旋回される。カバ
ープレート154は、カバープレートが、オペレーターにより開閉され得るよう
に、ハンドル158を含む。カバープレート154は、アダプターの充填リザー
バー70が、接近し得、そしてアクチュエータ(後述)および基板の部分が視覚
的に調べられ得るように、貫通孔160をさらに含む。真空ノズル162は、カ
バープレートの頂部表面164に装着される。真空ホース166は、真空ノズル
162に装着される。真空ホースの末端は代表的には、ホースが真空ノズルを覆
う場所内にロックされる場合にクリック止めされるクイック−リリース(qui
ck−release)バルブを含む。真空ノズルは、カバープレート154の
底部表面170から突出する真空接管168を含む。この接管168は、中間プ
レート152内の真空孔172内に、きちんと適合する(以下に説明する)。
く示されるように、中間プレート152は、基底プレートのヒンジ159で、基
底プレートに対して旋回する。中間プレートのためのヒンジ159は、好ましく
はカバープレートのためのヒンジ156の少し下に配置される。中間プレート1
52は、オーバーセンター(overcenter)連動機構180によりカバ
ープレート154に接続される。このオーバーセンター連動機構180は、カバ
ープレート154および中間プレート152が、カバープレートがオペレーター
により閉じられた場合に、アダプターおよび基板に強く押圧されることを確実に
する。オペレーターが、ヒンジ156に対する旋回によりカバープレートを閉じ
るにつれて、カバープレートは、抵抗力がさらに旋回を増加させる角度に到達す
る。この点(「センター」点という)を克服する際に、オーバーセンター連動機
構は、オペレーターがカバープレートを閉じる際に補助し、中間プレートをアダ
プターに対して固く押圧する。オーバーセンター連動機構180はまた、オーバ
ーセンター連動機構の付勢力を克服するのに必要な力のために、充填ステーショ
ンが不注意で開かないことを確実にするために補助する。
らに含む。中間プレートはアダプター上の真空ポート72と緊密に嵌合するため
の真空孔186をさらに含む。中間プレートは、充填リザーバー70が、図14
に示すように中間プレートを突出し得るように、充填リザーバー貫通孔188を
さらに含む。
らに含む。弁機構は、ホイール(チャネルを押したり「ピンチオフ」したりする
ために、流体チャネルの頂部を係合し得る)のセットを交換するための、アクチ
ュエータノブ200およびアクチュエータシャフト202を含む。アクチュエー
タシャフト202は、中間プレート中の開孔204を通って延び、ホイールの軸
方向移動をもたらす。ノブおよびシャフトに加えて、他の構成がまた使用され得
る。例えば、弁機構は、アダプターの流体チャネルを開閉するための空気式およ
び/またはソレノイドのような自動化された機構を含み得る。流体チャネルを開
閉するための任意の適切な装置は、手動でか、または自動でかのいずれかで、利
用され得る。
構はさらに、アクチュエータノブの交換による流体チャネルの開閉のための係合
構造を提供するための、ホイールアセンブリ206を含む。好ましい実施形態に
おいて、ホイールアセンブリ206は、図18〜24において最も良く示される
ように、次のように識別され得る3つのホイールを含む:真空ホイール210、
フィルホイール212およびブラダーホイール214。真空ホイール210およ
びフィルホイール212は、同一の幅を有するが、ブラダーホイール214は、
例えば図20に示されるように、より大きな幅を有する。ブラダーホイール21
4は、図面に示されるように、より広い主要ブラダーチャネル106を仕切るた
めに、この大きな幅を有する。ホイールの大きさおよび形状は、変更され得る。
さらに、ホイールは、任意の他種の係合構造(例えば、カムまたは他の適切な表
面)により置き換えられ得る。主要な必要条件は、ホイールまたは他の弁の表面
が、アダプター中の流体チャネル86を仕切るために十分な力を伝動することが
できることである。アダプターの頂部プレートおよび底部プレート、ならびにそ
の上のリッジ126は、可撓性材料で作製され、その結果、ホイールまたは他の
弁の表面は、アダプターの頂部プレート62を下に押し得、そして対応する流体
チャネルを仕切り得る。
られる。各ホイールは、個々のホイールハウジング218において、回転可能に
取り付けられる。固定ネジ220は、主要ホイールハウジング216の頂部の長
手軸開孔222を貫通する。各固定ネジ220の末端は、個々のホイールハウジ
ング218の各々の頂部の上の、平面構造226上の孔224に通される。少な
くとも1つのバネ228は、固定ネジ220のヘッド230と主要ホイールハウ
ジング216の頂部との間に配置される。好ましい実施形態において、バネ22
8はbellevileワッシャーであり、通された固定ネジ220は、bel
levileワッシャー中の開孔を通過する。バネの第2のセットは、主要ホイ
ールハウジング216の底部表面と個々のホイールハウジング218の頂部表面
226との間に配置される。好ましい実施形態において、バネ240の第2のセ
ットは、bellevileワッシャーである。図面において示されるように、
好ましい実施形態において、真空ホイール210に対応する固定ネジは、底部表
面の下に配置された2つのbellevileワッシャー240、および主要ホ
イールハウジング216の頂部に配置された1つのbellevileワッシャ
ー228を有する。フィルホイール212およびブラダーホイール214に、そ
れぞれ対応する固定ネジは、底部表面の下に配置される3つのbellevil
eワッシャー240、および主要ホイールハウジング216の頂部に配置された
1つのbellevileワッシャー228を有する。bellevileワッ
シャーは、ホイールおよび固定ネジが、主要ホイールハウジングに関してわずか
な役割を有することを可能にする。ホイールは、アダプターの頂部の表面におけ
る変化に適応するために、アダプター表面に垂直な方向に移動し得る。ネジの供
給は、ホイールが充填ステーションの性能を最適化するために適応されることを
可能にする。
置に保持し、次いで(アクチュエータノブ200が基材を充填するために引き寄
せられ、そしてオペレーターがカバープレートを開けた後)、アクチュエータを
第1の位置に戻すために、伸縮バネ機構242を含む。本明細書中で具体化され
、そして図23〜24において示されるように、伸縮バネ244は、伸縮バネシ
ャフト246の周りに設けられる。伸縮ネジ244は、アクチュエータを第1の
位置へ偏倚する。第1の位置はまた、「アクチュエータ イン」位置といわれ、
アクチュエータノブが中間プレート中に、または中間プレート方向に押し出され
る位置に一致する。第2の位置はまた、「アクチュエータ アウト」位置といわ
れ、アクチュエータノブが中間プレートから引き出される位置に一致する。
材に全て移されることを可能にする。アクチュエータが第1の位置にある場合、
アダプターに関連したホイールの位置により、基材は排除され得る。すなわち、
アクチュエータハンドルが押し込まれている第1の位置において、真空ホイール
210は、(図11に示されるように)真空チャネル94の右側に配置される。
従って、第1の位置で、フィルホイール212は、出口ポートチャネル98への
接合点96とフィルチャネル100の垂直部分への接合点104との間で、フィ
ルチャネル100の部分の上に配置され、そしてフィルチャネルの部分を押す。
この第1の位置で、ブラダーホイール214は、図11に示されるように、主要
ブラダーチャネル106の上に配置され、そして主要ブラダーチャネルを押す。
ブラダーホイール214は、図11に示されるように、ブラダー接続チャネル1
05にできる限り接近して位置するが、それでも主要ブラダーチャネル106の
上にとどまることが好ましい。従って、第1の位置においては、真空ポート72
、真空チャネル94への入口92、真空チャネル94、出口ポートチャネル98
と出口ポートチャネル88との間に自由な連絡がある。従って、アクチュエータ
がこの第1の位置にある場合、真空ソースにより基材に真空が適用され得る。こ
の第1の位置において、流体の流れはフィルホイール212およびブラダーホイ
ール214により阻害されるので、サンプル流体は充填リザーバー70中にとど
まる。
される場合、真空チャネル94は真空ホイール210によりブロックされ、それ
により真空ソースを仕切る。充填リザーバー70とフィルホイール212との間
にトラップされたいくらかの空気は、ブラダーチャネル106およびブラダー接
続チャネル105に押し出される。このプライミング作用は、入口からのこのト
ラップされた空気が、基材中のサンプル検出チャンバに入るのを防ぐ。フィルホ
イール212は、図11において左へ(図11中で「2」と記された位置へ)移
動し、その結果、充填リザーバー70は、アダプターの出口ポート88と自由に
連絡し得る。従って、液体サンプルは、充填リザーバー70からフィルチャネル
の入口102へ流れ得、フィルチャネル100を通って、出口ポートチャネル9
8へ、そして出口ポート88を通って、そして出口ポート開孔90へ流れ得る。
それにより、アクチュエータがこの第2の位置にある場合、基材の通路のネット
ワークは充填され得る。
対的な配置および間隔は、系が、まずマイクロカードを排出するために真空を適
用し、次いで系から空気を除去し、次いで、液体サンプルがカードに装填される
のを可能にするために、充填リザーバーを排出されたマイクロカードに対して開
放するように計画されているようなものである。
ンは、種々の他の設計からなる。例えば、プレートは、互いに関して旋回可能で
ある代わりに、一方が他方の上に重ねられ、そして互いに対して移動可能であり
、その空間を調節し得る。この代替の設計において、プレートは、充填ステーシ
ョンに基材およびアダプターを挿入するために互いに平行に間隔が空けられ、次
いでプレートが閉鎖された位置で互いに対して(そしてアダプターおよび基材に
対して)押され合うように移動される。閉鎖された位置にある場合、好ましい実
施形態について記載されたものと同様のアクチュエータは、流体チャネルを開閉
し、基材の通路のネットワークを充填するために使用され得る。
カードを充填するために改変され得る。本発明は、図面に示される特定の基材に
限定されず、事実上、液体サンプルを保持し得る任意の装置と共に使用可能であ
り得る。例えば、管が、基材と連絡するために出口ポート88に接続され得る。
ダプターからなる基材アセンブリが提供される。基材は、少なくとも1つのサン
プル検出チャンバを含む、通路のネットワークを有する。サンプル検出チャンバ
18には、液体サンプル中に存在し得る選択された検体と反応するために有効な
、検体特異的試薬が各々に提供される。これらの試薬は代表的に、サンプル検出
チャンバにおいて乾燥形態で提供されるプライマー/プローブセットを含む。
つの好ましい方法において、基材の頂部プレート32および底部プレート34の
組み立ての前に、プライマー/プローブセットが溶液中に溶解される。頂部プレ
ート32は、逆さまに配置され、次いで等量の溶液が、任意の公知の自動プロセ
スまたは手動プロセスにより、頂部プレートのサンプル検出チャンバ18のウェ
ルの各々に配置される。好ましい方法において、溶液をサンプル検出チャンバの
各々に自動的に(robotically)送達するために、96ウェルレプリ
ケーターが使用される。溶液はまた、特定の化学物質を(代表的にはゲルの形態
で)含み得、その結果プライマー/プローブはウェルに接着する。次いで、逆さ
まの頂部プレート32は、清潔なフードの中に配置され、そこで自然な空気流は
溶液を蒸発させ、試薬をサンプル検出チャンバ中に「乾燥(dry down)
」させる。試薬の模範型は、WO97/36681(本明細書中で参考として援
用される)において、完全に詳細に記載される。後に、基材上で熱サイクルが行
われる場合、充填リザーバーからの試薬と液体サンプルとの間の反応は、選択さ
れた検体が存在することを示す検出可能なシグナルの生成を生じる。
内に配置される。アダプター14は、基底プレートのアラインメントピン159
が、頂部プレートおよび底部プレートのアラインメント孔120および122を
通って突き出るように整列される。従って、装着された基材12は、基材の底部
プレート34の底部表面が、溝155の頂部表面上に平らに位置するように配置
される。ここで、充填ステーション16は、カバープレートハンドル158を握
り、そしてカバープレート154をヒンジ156に関して旋回することにより閉
鎖される。中間プレート152は、基底プレートのヒンジ159に関して旋回し
、オーバーセンター位置を通過し、その結果、中間プレートは基底プレート15
0の頂部表面に対して静止し、一方カバープレート154は中間プレート152
の頂部表面に対して静止する。オーバーセンター連結機構180は、充填ステー
ションが不注意に開かれないことを保証する。
に密閉されて配置される。真空ニップル168はまた、真空孔186内に配置さ
れ、その結果、系は真空ホース166の使用によって真空を維持し得る。真空ホ
ースは、真空ポンプ(示されない)への接続のための真空ノズル162に接続さ
れる。
ーに対して強く押し付けられる。アクチュエータは、始めは第1の位置、または
「アクチュエータ イン」位置に保持されるべきである。伸縮バネ機構242は
、アクチュエータが自動的にこの第1の位置を認識(assume)することを
保証する。この第1の位置において、真空ホイール210は(図11に示される
ように)真空チャネル94の右側に配置され、一方、充填ホイール212は、接
合点104の右側でフィルチャネル100を仕切る。フィルホイール212は、
頂部プレート62に押し付け、そしてフィルチャネルを閉鎖するように頂部プレ
ートを変形することにより、フィルチャネル100を遮断する。従って、第1の
位置において、出口ポート88と真空ポート72との間に自由な連絡はない。
代表的に、真空ポンプに装着される。真空ポンプは、真空ホース中の空気の排気
を開始するために、真空ホース166が真空ノズル162に装着される前に作動
され得る。ホースのノズルへの接続の際、基材12の通路ネットワーク、および
アダプター14の真空チャネル94の中の空気は排気される。好ましくは、ホー
ス上の真空計(示されない)は、ホース内の圧力を示す。真空計が所定の真空圧
(例えば、50ミクロン)に達した場合、検体を含む液体サンプルが充填リザー
バー72(図14に示されるように、中間プレート152の孔188を通って充
填リザーバーを突出する)に導入され得る。液体サンプルは、任意の従来的な(
例えば、ハンドヘルドピペットの使用による)方法により、充填リザーバーに導
入され得る。他の手動的または自動的方法もまた使用され得る。ここで、基材1
2は、液体サンプルを充填される状態にある。
アウト(actuator out)」位置へ動かすようにアクチュエータノブ
を引っ張ることにより、基板を充填し得る。アクチュエータノブ200が引き出
される場合、ホイール210、212および214は、アダプター14のメイン
長手チャネルに沿って第2の位置へ動く。第2の位置で、このホイールは、充填
リザーバ70中の液体サンプルが基板12へ流れることを可能にする。真空ホイ
ール210は、図11において最良に示されるように、出口ポートチャネル98
と真空チャネル94との間の第2の位置に動いた。この真空ホイール210は、
それによって、真空ポート72と出口ポート88との間の連絡を遮断する。充填
ホイール212は、充填チャネル接合点104を横切り、それによって、充填リ
ザーバを基板中で真空に曝す。通路ネットワークおよび出口ポートチャネルにお
ける圧力が低下したために、周辺気と異なるこの圧力が、液体サンプルを充填チ
ャネル100を通して出口ポートチャネル98および基板中の通路ネットワーク
へ押しやる。次いで、この液体サンプルは、通路ネットワーク(サンプル検出チ
ャンバ18を含む)におけるすべての空きスペースを充填する。この基板を充填
するプロセスは、典型的な操作で約1〜2秒で達成され得、この操作は、真空の
レベル、デバイスの寸法およびサンプル溶液の粘度のような多くの因子に依存す
る。
つ「プライミング」配置を備える。このアクチュエータが第1の位置から第2の
位置まで動かされる場合、ブラダーホイール214および充填ホイール212は
、図11中の左へ動かされる。充填ホイール212が充填チャネル100の垂直
な位置に到達するにつれて、このブラダーホイール214は、メインブラダーチ
ャネル106に沿って、充填ホイール212と同じ距離を動く。ブラダーチャネ
ル106が充填チャネルよりも広いために、ブラダーホイールと充填ホイールと
の間の領域中の空気の体積は、増加する。このことは、空気圧の減少を生じる。
従って、充填リザーバ70より下の空気は、減圧を有する。このシステムは、こ
の充填リザーバより下の圧力が、液体サンプルの周辺気圧より小さくなるように
設計される。従って、このプロセスにおいて、液体サンプルの一部が充填チャネ
ル100およびブラダー接続チャネル105へ流れ、液体サンプルから空気を取
り除く。それ故に、充填ホイール212が、接合点104に隣接した垂直な充填
チャネルを横切る場合、充填チャネルの入口102と出口ポート88との間の充
填チャネル100中には、空気がほとんどまたは全く存在しなくなる。ここで、
充填リザーバ70が、基板中で真空に曝され、そして結果的に基板の通路ネット
ワークを充填する。
ポンプが止められ得る。ここで、充填ステーションが、即座に開けられる。カバ
ープレート154および中間プレート152を開く工程の間、アクチュエータは
、伸縮バネ244の力によって、第1の位置へ自動的に戻る。ここで、基板アセ
ンブリ(アダプターおよび基板)は、ベースプレート150中の溝155から取
り外され得る。次いで、アダプター14が、アダプターと基板との間に位置する
接着剤のストリップ(示されない)に沿って、基板12から剥がされ得る。
つ液体サンプルの漏出を防止するために、装着/ブラダー溝22およびサンプル
注入口ポート20をできるだけ早く封鎖することが望ましい。図25中に示され
る1つの実施形態において、封鎖テープ260は、装着/ブラダー溝22および
サンプル注入口ポート20を覆いそして封鎖するために提供される。装着/ブラ
ダー溝22を覆う封鎖テープ260の配置は、以前に議論したように装着/ブラ
ダー溝の空気ポケットを定着させる。
262は、サンプル検出チャンバ18の高くされた部分40と同じサイズである
ように作製され、その結果、封鎖テープは、サンプル検出チャンバと干渉しない
。例示の実施形態において、封鎖テープ260は、18個の孔を備えるが、任意
の適切な数の孔が、提供され得る。この封鎖テープ260は、基板の頂部表面に
十分に接着するように、その下部表面上に接着剤を有する。
ら作製される。例えば、熱サイクリングおよび/またはPCRを含む適用のため
には、この封鎖テープは、温度変化に耐え得、そしてPCR反応に干渉しない。
PCR熱サイクリングにおいて使用される基板に特に適した接着テープの例は、
0.002インチ厚の「DUPONT」TM「D」ポリエステル積層接着剤(3M
Part No.8142)である。封鎖テープ260はまた、好ましくは透
明であり、その結果、基板が、より容易に、より視覚的に視察され得る。
ウェル設計と比較して、使用される試薬の量を減少する。充填ステーション配置
は、オペレーターが、ミクロカードまたは充填リザーバにほとんど接触しないで
、基板を充填するのを可能にする。この手順は、速くそして妥当な値段である。
この手順はまた、気泡がサンプル検出チャンバで生じることを妨げる、液体から
の空気のゆっくりとしたプライミングを可能にする。気泡が、PCR熱サイクル
の間ウェル中に残存する場合、気泡は、広がり得、そして試薬をサンプル検出チ
ャンバから排出させ得る。本発明のシステムおよび方法は、これらの問題の多く
を実質的に除去する。
体サンプルで基板を充填するための装置および方法、本発明の装置の用途、なら
びにこの装置の構築においてなされ得ることが、当業者に明らかである。例えば
、このシステムは、同時に多重の基板を充填するように設計され得る。種々の他
の型の液体サンプルが、試薬を含むサンプルに加えて使用され得る。
、上で議論された基板12中のチャンバ18)へ集束させるための装置および方
法を含む。1つの適用において、この装置は、各々の問い合わせ(interr
ogating)光線の焦点が、各々の複数のサンプルチャンバ中で蛍光シグナ
ルを検出するために最適化されるように、蛍光検出器の光学を適合させるように
使用され得る。本発明の1つの利点によれば、この装置は、多重サンプル蛍光検
出機器から容易に取り外し可能であり、それによって、種々の多重サンプルチャ
ンバの配置を有する機器の使用を可能にする。本発明が使用され得る適切な機器
の例としては、PE Applied Biosystems 7700 Re
al Time PCR Instruments、および米国特許第5,92
8,907号に記載された装置(これは、本明細書中で参考として援用される)
が挙げられる。ここで、図26A〜図29Dが参照される。これは、本発明に従
って模範的な集束装置の種々の特徴および構成要素を図示する。
プレート320、上で議論された多重チャンバ基板12および多重レンズ集束プ
レート400を含む。支持プレート320は、上部表面322を含み、これは、
この表面上で基板12を位置決めするための、表面322のすべてまたは選択さ
れた部分の少なくとも一部を囲むガイドバー324によって縁づけされる。支持
プレート320は、さらに、角ガイドバー326(これは基板12の斜角の端2
5に幾何学的に相補的である)を含み得、この基板が、この支持プレートに対し
て、かつアセンブリが分析のために配置される機器の光学的構成要素に対して、
一貫した配向を有することを確実にする。代表的に、このガイドバーは、この基
板とぴったりとした一致を提供するように、この支持プレート上に配置される。
図26Aは、この基板の厚さにほとんど等しい高さを有するガイドバー324を
示すが、このガイドバーは、このアセンブリの使用と適合し得る任意の他の高さ
を有し得る。この支持プレートは、良好な熱伝導性を有する任意の適切な材料で
形成され得る。このような材料はまた、シグナル測定のために測定される波長に
対して低い固有の蛍光性を有する。この支持プレートを形成するための模範的な
材料としては、ステンレス鋼、チタン、銅、銀、およびアルミニウムが挙げられ
る。
ンバ18と、そしてまた検出機器における1以上の検出エレメント(示されてい
ない)と位置合わせ可能である、複数のレンズ402を備える。都合の良いこと
に、レンズ402は、直交性のX−Yアレイパターン(このパターンは、サンプ
ルの参照およびデータの収集について容易に指標され得る)で提供されるが、任
意の他の適切なパターンもまた、使用され得る。
レートの中に埋め込まれ得る。図27および28A〜28Cは、集束プレート4
00が、下部サンドイッチプレート410、レンズ保持ガスケット450および
上部サンドイッチプレート470を備える実施形態を図示する。下部サンドイッ
チプレート410は、複数の環状レンズウェル412を備え、このレンズウェル
412の各々は、(i)各々のレンズ402の外側の直径にほとんど等しい直径
を有しそしてプレート410の上部表面416からほぼプレート410の下部表
面418まで伸長するカウンターボーア(counter−bore)、および
(ii)各々のレンズウェルの底部から、そして下部表面418を抜けて通る、
カウンターボーアより小さい直径を有する同心のスルーホール(through
−holes)によって定義される底部リム414を有する。このスルーホール
およびカウンタボーアは、光が下部サンドイッチプレートを通過しそしてサンプ
ルチャンバの中へおよびその外へ向うことを可能にし、一方、各々のレンズの底
部を支持するのに十分な環状の寸法を有するリム414を提供する。
置かれる平らな下部表面、円柱状の側面、およびレンズを通過する光の焦点の望
ましい変化を提供するように選択された半径を有する凸状上部表面を有する。例
えば、PE Applied Biosystems 7700 Real T
ime PCR Instrumentを用いた使用に関して、各々のレンズは
、2.5mmの高さ(底部〜凸状上部表面の最高点)、約4.7mmの幅、およ
び約4.7mmの半径を有する凸状表面湾曲を有し得る。このようなレンズは、
7700機器によって生成される光線を集中させることおよび基板の平面部より
約0.5インチ下から0まで焦点の長さを短くすることの両方のために有用であ
り、それによってシグナルの感度を有意に改善する。このレンズは、好ましくは
、例えば、488nmのアルゴンレーザーによる励起について500〜700n
mの範囲にある、最小量の固有蛍光を有する材料で形成される。模範的な材料は
、587.5nmで約1.78の指数および80〜50の表面品質を有するガラ
スである。ポリカーボネートのような他の材料もまた、このレンズに適切である
。さらに、任意の他の適切なレンズ構成が、所望の集束を達成するために使用さ
れ得ることが理解される。
な圧力を提供するように構成される。また、基板上の温度制御を改善するために
、プレート410と基板12との間の接触は、その間の熱移動を減少するように
最小にされる。図28Aおよび28Bにおいて、ウェル412のスルーホールの
直径は、基板12上の高くされた表面40の直径よりも小さいように選択され、
その結果、各々のスルーホールは、各々の高くされた表面40の半球形の部分に
接して置かれ、その結果、プレート410と基板12との間の接触は、各々の高
くされた表面40の頂部付近での複数の環状の接触に限定される。従って、この
限定された接触は、支持プレート320の底部から加熱および冷却するためのよ
り注意深い制御を可能とする。下部サンドイッチプレート410は、この下部サ
ンドイッチプレート410をガスケット450および上部サンドイッチプレート
470に接合するピンまたはネジを受け入れるためのスルーホール420をさら
に備える。プレート410について模範的な寸法は、以下の通りである:4.5
インチ×3.0インチ(長さ×幅)、0.12インチ(厚さ)、カウンターボー
ア直径0.19インチ、スルーホール直径0.14インチ、およびカウンターボ
ーア深さ0.070インチ。これらの寸法は、例示のみの目的であり、このプレ
ートは、特定の適用に依存して、より小さくまたはより大きく作製され得る。こ
のプレートは、任意の適切な材料(例えば、ポリカーボネート、アルミニウムな
ど)から作製され得る。
れる場合、温度サイクリングの間、基板12の装着/ブラダー溝22を覆いそし
て封鎖するために、下部表面418に装着された封鎖エレメント430をさらに
備える。模範的封鎖エレメントのさらなる詳細は、図29A〜29D中に見出さ
れ得る。図中に示されるように、封鎖エレメント430は、平らな裏面432を
有する細長い形状、封鎖エレメントの外周全体に沿って配置された外部リッジ4
34、およびリッジ434の内側の内部キャビティ436を有する。キャビティ
436は、剛性および外部リッジ434の反対側の分離を維持するための複数の
リブ438をさらに備える。下部サンドイッチプレートの下部表面が、基板12
の上部表面に対して配置される場合、封鎖エレメント430は、溝22および上
で議論されたように溝22を覆う封鎖テープ260を覆うぴったりとした封鎖を
形成する。従って、封鎖エレメント430は、基板12の上部表面に対して密接
にテープ260を保持し、そして温度操作の間、液体サンプルが溝22から漏れ
ないことをさらに確実にする。好ましくは、エレメント430は、高温(例えば
、100℃)に対して安定であり、そして高圧(例えば、100lbs)でその
形状を保持するシリコーン材料の圧縮成形によって形成されるが、任意のほかの
適切な材料が使用され得る。この封鎖エレメントは、多くの因子(たとえば、装
着/ブラダー溝22のサイズおよび基板の全体サイズ)に依存して、種々のサイ
ズおよび形状を有し得る。例えば、この封鎖エレメントは、約1.8インチ×0
.20インチの寸法を有し得る。
50をさらに含み、このガスケット450は、各々のレンズウェル412の底部
に対してレンズ402を保持するための各々のレンズの上の複数のアームを提供
することについて有用である。従って、ガスケット450は、基板12の高くさ
れた表面40の外側の直径よりわずかに大きい直径を有する環状ホール452の
アレイを含む。各々のホール452は、各々のホールの外周に関してお互い約9
0℃で配置され、そして半径方向に内向きに伸長する4つのアーム454をさら
に含む。ガスケット450と下部サンドイッチプレート410との接触は、レン
ズの上部凸表面をホール452の平面部を通してわずかに突出させ、アームを上
方へ押し上げ、それによって、このレンズに対してわずかな圧力を誘導し、そし
てしかるべき位置にきちんとレンズを保持する。このガスケットは、任意の適切
な曲げやすい材料(例えば、ダイカット鋼)で作製され得る。ガスケット450
の模範的な寸法は、112×76mm(長さ×幅)、0.13mm厚さ、ホール
直径6.4mm、アーム長さ1.7mm、アーム幅1mmである。ガスケット4
50はまた、このガスケットの上部サンドイッチプレートおよび下部サンドイッ
チプレートへの装着を容易にするためのスルーホール456を含み得る。
それぞれを備え、そしてガスケット450におけるホール452および下部サン
ドイッチプレート410におけるホール412のそれぞれと位置合わせされるホ
ール476のアレイを備える。プレート470は、プレートアセンブリの取り扱
いを容易にするように、タブ478aおよび478bによって境を成された湾入
をさらに含み得る。示される実施形態において、タブ478aは、プレートアセ
ンブリの動きをさらに制限するために、検出機器(示されていない)に位置する
対応するネジ釘との位置合わせのための環状位置決めホール480、および検出
機器における第2のネジ釘との位置合わせのための位置合わせスロット482を
備える。上部表面472は、高くされた内部表面領域490をさらに備える。基
板12がわずかに湾曲した形状(基板の中央が、このプレートの1対の対向する
端部に対してわずかに上昇している)を有するように調製される場合、領域49
0は、多重レンズ集束プレート400の頂部から基板12の中央まで圧力を移転
するために有用であり、それによって基板12の下部表面全体および支持プレー
ト320の上部表面に沿った良好な接触を確実にする。これは、支持プレート3
20を介する均一な温度制御を容易にすることを補助する。スルーホール484
がまた、上部サンドイッチプレート470において提供され得、プレート470
、ガスケット450およびプレート410が一緒に固定されることを可能にする
。プレート470は、任意の適切な材料(例えば、ポリカーボネート、アルミニ
ウムなど)で作製される。模範的な寸法は、4.5×3.6インチ(プレートの
長さ×幅)、2.83×1.42インチ(高くされた内部表面領域490の長さ
×幅)、0.105インチ(領域490を囲むプレートの厚さ)、0.015イ
ンチ(領域490の厚さ)および0.25インチ(ホール476の半径)である
。
れ得る。サンプルが基板12へロードされた後、アダプター14は取り外され、
そして溝22は上で議論されたように封鎖テープ260で覆われる。次いで、こ
の封鎖された基板は、支持体320(既に、検出機器中に配置されていてもよい
)の平らな表面上に配置される。次いで、多重レンズ集束プレート400は、環
状位置決めホール480が、検出機器(示されていない)中に位置した対応する
ネジ釘と位置合わせされて、そして位置合わせスロット482が、検出機器(示
されていない)における第2のネジ釘と位置合わせされて、この基板を覆って配
置される。次いで、検出機器(例えば、PE Applied Biosyst
ems 7700 Real Time PCR Instrument)の覆
いが、アセンブリ全体を一緒に押し付けるようにプレート400の上部表面と接
触させられる。図26Bは、生じた操作的な構成の集束アセンブリ300を示す
。次いで、この機器は、基板を選択した数の加熱および冷却のサイクルにかける
ようにプログラムされ得、標的核酸の増幅または他のプロセスを達成し、この時
間の間、サンプルチャンバは、例えば、増幅の過程を評価するためにモニターさ
れ得る。経時的に測定されたシグナルの時間プロットが、選択された分析物の存
在または非存在を確認するために使用され得る。次いで、この基板は、捨てられ
得るが、このアセンブリの他のエレメントは、所望される場合、再利用され得る
。本発明のさらなる特徴は、以下の実施例によってさらに例示される。
2およびアセンブリ300を用いて実行した。「TAQMAN」TMPCRの原理
は、ABI Prism 7700 User’s Manual、改訂A、1
988年1月(PE Biosystems(Foster City,CA,
part#904989)から入手可能)(これは本明細書中で参考として援用
される)中に説明される。各々のサンプル検出チャンバにおいて2つの異なる標
的配列の増幅を導くのに有効なプローブセットを含む基板を、調製した。言いか
えると、各々のサンプル検出チャンバは、コントロール標的配列を増幅するため
の第1プローブセット(全てのサンプル検出チャンバについて同じ)および各々
のチャンバにおいて異なる標的配列を増幅するための第2プローブセットを含ん
だ。各々のプローブセットを、約100塩基対の平均の長さを有する特定のcD
NA領域を増幅するように選択した。この共通プローブセットは、それぞれ0.
2フェムトモルの順方向プライマー、逆方向プライマーおよび「TAQMAN」 TM プローブからなった。各々の異なる配列のプローブセットは、1.8フェムト
モルの順方向プライマー、1.8フェムトモルの逆方向プライマー、および0.
2フェムトモルの標的特異的「TAQMAN」TMプローブからなった。
0μLの「TAQMAN」TMUniversal Master Mix(PE
Biosystem,part#4304437)を含む混合物(150μL
)であった。このcDNAを「TAQMAN」TMGold RT−PCRキット
(PE Biosystems,part#N808−0233)を用いて生成
した。このキットは、必要な試薬およびプロトコルを含み、この後者は、本明細
書中で参考として援用される。生じた300μLのサンプル溶液は、プライマー
およびプローブを除き、「TAQMAN」TMPCRに必要なすべての材料を含ん
だ。
ロードした。この基板を、充填ステーションの基底プレート150の溝155中
に配置し、そして装着された充填アダプター14を、溝の右の方にある位置合わ
せピン159の上に位置合わせホール120および122を配置することによっ
て、位置合わせした。オーバーセンターヒンジ180がぱちっと音を立てて閉ま
り、基板アセンブリ上に中央プレート152を押し下げるように、カバープレー
ト154を閉じた。真空ポンプをオンにした。真空を、真空ホースを通って充填
アダプター/基板アセンブリへ移動させた。ホースおよび通路ネットワーク17
中の圧力が、約500ミクロン未満に下がった後(インラインの真空ゲージを用
いて測定される)、サンプル溶液(250μL)を充填リザーバー70へピペッ
トで移した。次いで、アクチュエータノブ200を第2の位置へ引き、サンプル
を基板の流体チャネルおよびサンプル検出チャンバ18へ流動させた。次いで、
この真空ポンプをオフにし、そしてカバープレート154を引き開けた。アダプ
ター14を位置合わせピン159から取り外し、そして基板/アダプターアセン
ブリを充填ステーションから取り外した。
し、そしてアダプターおよび接着剤を捨てた。次いで、封鎖テープ260を溝2
2の上に配置し、基板内の液体サンプル溶液を封鎖した。
Prism 7700 Instrumentの中に配置した。第1に、支持プ
レート320を7700 Instrumentの熱サイクラーブロック上へ配
置した。次いで、この基板12を支持プレート上にロードし、続いて、この基板
の頂部上へ多重レンズ集束プレート400を配置した。多重レンズアセンブリの
2つの位置合わせホールを、7700 Instrumentの一致する位置合
わせピンの上に配置した。最後に、7700 Instrumentのカバーを
閉め、そしてアセンブリ300を覆って固く締めた。このことは、基板および支
持プレート上に圧力を印加した。
: (1)サンプル溶液中の酵素を活性化するために50℃で2分、次いで99℃で
10分。 (2)サンプル溶液中のcDNAが指数関数的に増幅するように、99℃で15
秒間、次いで60℃で1分を35サイクル。
いて予測された増幅を示し、そしてサンプル中に存在しないと予測された標的物
についてのプローブセットを含む反応チャンバに対して増幅を示さなかった。ま
た、各々のウェルに共通のコントロールアッセイは、約10サイクルの平均の検
出可能な闘値を示した。この4つの好結果の増幅反応は、約25〜30サイクル
の検出可能な闘値を示した。
出ユニットにおいて複数のサンプル検出チャンバを有する基板を位置決めするた
めの装置および方法において、本発明の装置の使用において、ならびにこの装置
の構築において、なされ得ることは、当業者に明らかである。
実施から当業者に明らかである。明細書および実施例は模範としてのみ考慮され
ることが意図され、本発明の真の範囲および精神は以下の特許請求の範囲によっ
て示される。
本発明のいくつかの実施形態を例示し、そして明細書とともに本発明の本質を説
明するために役立つ。
体サンプルを充填するためのシステムの斜視図を示す。
おけるホイールアセンブリの相対的な位置を示す。
図を示す。
よび基底プレートの斜視図を示す。
の斜視図を示す。
す。
節プレートを含むアセンブリの分解斜視図を示す。
節プレートを含むアセンブリの使用中の図を示す。
図を示し、これは、下部挟着プレート、レンズ−保持ガスケット、および上部挟
着プレートを含む。
面の頭上図を示す。
面の斜視図を示す。
ガスケットの頭上図を示す。
ガスケットの、図29Aの線A−Aに沿った断面図を示す。
ガスケットの、図29Aの線C−Cに沿った断面図を示す。
ガスケットの下側の、斜視図を示す。
Claims (49)
- 【請求項1】 少なくとも1つのチャンバを有する基板を液体サンプルで充
填するためのシステムであって: 該液体サンプルのための少なくとも1つのチャンバを含む通路のネットワーク
を規定する基板; アダプターであって、該アダプターは該液体サンプルのための充填リザーバー
、真空源への取付のための真空ポート、および少なくとも2つのチャネルを含み
、1つのチャネルは、真空を該ネットワークに伝達することを可能にし、他方の
チャネルは、該液体サンプルを該ネットワーク内に導入することを可能にする、
アダプター;および 該チャネルの少なくとも1つが連続的に閉鎖および開放する機構であって、そ
の結果、真空がまず該基板に導入され得、その後、該液体サンプルが、該充填リ
ザーバーから該基板へ該液体サンプルが流れるように推進する該真空を許容する
ために該基板に導入され得、該機構は: 少なくとも1つのアダプターおよび基板を支持するフレーム、および 該アダプターの該チャネルを連続的かつ密封的に係合および離脱する弁機構
、 を含む、機構、 を含むシステム。 - 【請求項2】 請求項1に記載のシステムであって、ここで、前記アダプタ
ーの少なくとも1つのチャネルが前記真空ポートと前記通路のネットワークとの
間の第一の流路、および前記充填リザーバーと該通路のネットワークとの間の第
二の流路を規定する、システム。 - 【請求項3】 請求項2に記載のシステムであって、ここで、第一のセッテ
ィングにおいて、前記通路のネットワークに真空を適用されることを可能にする
ために、弁機構が前記第二の流路を閉鎖する一方、前記第一の流路を開放して、
該真空ポートと該通路のネットワークとの間を連絡する、システム。 - 【請求項4】 請求項3に記載のシステムであって、ここで、第二のセッテ
ィングにおいて、前記基板の少なくとも1つのチャンバに前記充填リザーバーか
ら、前記液体サンプルが流出し得るように、前記弁機構が前記第一の流路を閉鎖
する一方、前記第二の流路を開放して、前記充填リザーバーと前記通路のネット
ワークとの間を連絡する、システム。 - 【請求項5】 請求項4に記載のシステムであって、ここで、前記アダプタ
ーの少なくとも1つのチャネルが、前記充填リザーバーと端部リザーバーとの間
にさらに第三の流路を規定し、前記弁機構が、充填の際の前記基板中の空気の量
を減少するための第二のセッティングである場合に、該第三の流路を閉鎖する、
システム。 - 【請求項6】 請求項2に記載のシステムであって、ここで、前記弁機構は
、 前記流路を閉鎖および開放するための前記チャネルを、密封的に係合および離脱
するための除去可能なアクチュエータホイールをさらに含む、システム。 - 【請求項7】 請求項6に記載のシステムであって、ここで、前記除去可能
なアクチュエータホイールがアクチュエータの筐体中に位置付けられ、その結果
、アクチュエータの移動が第一の位置から第二の位置へのホイールの移動を生じ
る、システム。 - 【請求項8】 請求項1に記載のシステムであって、ここで、前記アダプタ
ーが、充填の間、前記基板上に除去可能に装着され、そして前記サンプル液体で
該基板を充填する際、該基板から除去可能である、少なくとも1つのプレートを
含む、システム。 - 【請求項9】 請求項8に記載のシステムであって、該システムは、前記サ
ンプル液体で前記基板を充填し、そして該基板から少なくとも1つのプレートを
除去した後に、大気から通路のネットワークを密封するための密封手段をさらに
含む、システム。 - 【請求項10】 請求項9に記載のシステムであって、ここで、前記基板が
、前記液体サンプルのための複数の前記チャンバを有するプレートを含む、シス
テム。 - 【請求項11】 請求項1に記載のシステムであって、ここで、前記基板の
前記サンプル検出チャンバが、前記液体サンプル中に存在し得る特定の検体と反
応するために有効な検体特異的試薬を含む、システム。 - 【請求項12】 液体サンプルのための少なくとも1つのチャンバを有する
基板との結合のために構成された基板充填部材であって、該充填部材は: 基部; 該基部上のリザーバーであって、該リザーバーは液体サンプルを受容するため
に構成された、リザーバー; 該基部上の真空ポートであって、該真空ポートは真空源へ付着するために組み
込んだ、真空ポート;および 該基部内の複数の液体チャネルであって、該複数の液体チャネルは、第一のセ
ッティングにおいて、真空を前記基板および前記充填部材の少なくとも一つの液
体チャネルに伝達することを可能にするための第一の液体チャネルを含み、該複
数の液体チャネルは、第二のセッティングにおいて、前記液体サンプルが該充填
リザーバーから該基板の少なくとも1つのチャンバ内へ流出することを可能にす
る、複数の液体チャネル を含む、充填部材。 - 【請求項13】 請求項12に記載の基板充填部材であって、ここで、前記
基部は、一緒に連結された第一および第二のプレートを含み、該プレートの1つ
は、前記充填リザーバーを含み、そして他方のプレートは、少なくとも1つの液
体チャネルを形成する、基板充填部材。 - 【請求項14】 請求項13に記載の基板充填部材であって、該基板充填部
材は、前記基板に連結するための充填ポートをさらに含み、該充填ポートは、該
充填部材から該基板への前記液体サンプルのための流路として働く、基板充填部
材。 - 【請求項15】 請求項14に記載の基板充填部材であって、ここで、前記
基部の前記プレートの1つが真空ポートを含み、前記充填部材の前記複数の液体
チャネルが、該真空ポートと前記充填ポートとの間の第一のフローチャネル、お
よび前記充填リザーバーと該充填ポートとの間の第二のフローチャネルを含む、
基板充填部材。 - 【請求項16】 請求項15に記載の基板充填部材であって、該基板充填部
材が空気リザーバーをさらに含み、該充填部材の複数の液体チャネルが、前記充
填リザーバーと該空気リザーバーとの間の第三のフローチャネルをさらに含む、
基板充填部材。 - 【請求項17】 請求項15に記載の基板充填部材であって、該基板充填部
材が、前記基板の頂部表面上の対応する整列部材と接合するための、少なくとも
1つの整列部材をさらに含む、基板充填部材。 - 【請求項18】 請求項12に記載の基板充填部材であって、ここで、前記
複数の液体チャネルが弾性特性を有する材料によって規定され、その結果、該チ
ャネルの各々が、該チャネル上の圧力を伝達することによって選択的に開放およ
び閉鎖され得る、基板充填部材。 - 【請求項19】 請求項12に記載の基板充填部材であって、該基板充填部
材が前記基板の充填の間に配置される表面上に、ピンとの整列のための整列ホー
ルをさらに含む、基板充填部材。 - 【請求項20】 少なくとも1つのチャンバを有する基板を液体サンプルで
充填することを制御するための充填ステーションであって、該充填ステーション
は: 該基板ならびに充填リザーバー、真空ポート、および複数の流路を含むアダプ
ターを受容する基底部分;および 該アクチュエータが所定の部位にある場合、該基板の少なくとも1つのサンプ
ルチャンバに、該液体サンプルを選択的に指向させるアクチュエータであって、
該アクチュエータは、所定の手順に従って、該アダプター上の流路を選択的に開
放および閉鎖するための複数のバルブ構造を備える、アクチュエータ、 を備える、充填ステーション。 - 【請求項21】 請求項20に記載の充填ステーションであって、該充填ス
テーションは、前記アクチュエータが装着されるアクチュエータハウジングをさ
らに含み、該アクチュエータハウジングが、前記アダプターおよび基板が該充填
ステーションの基底部分にロードされ得るような開放位置、および、該アクチュ
エータハウジングが該アダプターの頂部表面に接触する閉鎖位置を有する、 充填ステーション。 - 【請求項22】 請求項21に記載の充填ステーションであって、ここで、
前記バルブ構造が、前記流路の選択的開放のための複数の位置と選択的閉鎖のた
めの複数の位置との間の前記アクチュエータハウジング内を移動可能である、充
填ステーション。 - 【請求項23】 請求項22に記載の充填ステーションであって、ここで、
前記バルブ構造が、前記アダプターの所定の部位に対して加圧することによって
、該アダプターの第一、第二、または第三の流路を閉鎖するための複数の表面を
備える、充填ステーション。 - 【請求項24】 請求項22に記載の充填ステーションであって、該充填ス
テーションは、上部プレートをさらに包含し、該上部プレートおよび前記アクチ
ュエータハウジングが、前記基底部分に旋回的に装着される、充填ステーション
。 - 【請求項25】 請求項24に記載の充填ステーションであって、前記上部
プレートが、前記アダプターの前記真空ポートへ装着されるための真空装着構造
を備える、充填ステーション。 - 【請求項26】 請求項22に記載の充填ステーションであって、ここで、
前記バルブ構造が、ホイールアセンブリを含み、該ホイールアセンブリが、前記
アダプターの前記上部表面に沿ってスライドし得る3つのホイールを含む、充填
ステーション。 - 【請求項27】 請求項26に記載の充填ステーションであって、ここで、
前記アクチュエータが、前記ホイールアセンブリと連結されかつ前記アクチュエ
ータハウジングに関して軸方向に移動可能なアクチュエータシャフトを含み、該
アクチュエータシャフトが、前記流路の選択的開放のための複数の位置と選択的
閉鎖のための複数の位置との間の移動のために構成される、充填ステーション。 - 【請求項28】 基板の少なくとも1つのチャンバを液体サンプルで充填す
る方法であって、以下の工程: 液体サンプルを含むための少なくとも1つのチャンバ、および該チャンバにア
クセスするために少なくとも1つの経路を有する基板を提供する工程; 該基板に連結するためのアダプターを提供する工程であって、該アダプターは
、該液体サンプルのための充填リザーバ、真空ポート、および複数のチャネルを
有する、工程; 該基板およびアダプターがそこに固定されるように制御装置を閉鎖する工程; 液体サンプルを該アダプターの該充填リザーバに挿入する工程; 真空を該基板の該チャンバおよび経路に導入する工程; 該基板の該チャンバに向かって該液体サンプルが推進されるように、該充填リ
ザーバ中の該液体サンプルを真空に暴露するために該制御装置を作動させる工程
、 を包含する、方法。 - 【請求項29】 請求項28に記載の方法であって、ここで、前記リザーバ
中に液体サンプルを挿入する工程の前に、該方法は、前記基板の該充填リザーバ
と該チャンバとの間のチャネルを閉鎖する工程、および前記アダプターの前記真
空ポートと該基板の該チャンバとの間の連絡を可能にする工程をさらに包含する
、方法。 - 【請求項30】 請求項29に記載の方法であって、ここで、前記制御装置
を作動させる工程が、前記真空ポートと前記基板の前記チャンバとの間のチャネ
ルを閉鎖し、それによって、前記充填リザーバ中の前記液体サンプルが、該チャ
ンバ内の真空に暴露され、そして結果として該基板の該チャンバ内へ流れること
を可能にする工程を包含する、方法。 - 【請求項31】 請求項30に記載の方法であって、ここで、前記制御装置
を作動させる工程が、前記充填リザーバと前記アダプターの空気リザーバとの間
のチャネルを閉鎖する工程をさらに包含する、方法。 - 【請求項32】 請求項28に記載の方法であって、ここで、前記少なくと
も1つのチャンバを有する基板を提供する工程が、前記液体サンプル中に存在し
得る特定の検体と、効果的に反応する検体特異的試薬をチャンバ内に提供する工
程を包含する、方法。 - 【請求項33】 サンプルプレートのチャンバを液体サンプルで充填する方
法であって、該方法は、以下の工程: ホルダー中に該サンプルプレートを置く工程; 該サンプルプレートの該チャンバに真空を適用する工程; 液体サンプルを充填リザーバ内へ挿入する工程; 該チャンバ内の該真空に、該液体サンプルを暴露するために該フォルダのアク
チュエータを移動する工程であって、それによって、該サンプルプレートの該チ
ャンバ内に該液体サンプルが流れ込む、工程、 を包含する、方法。 - 【請求項34】 請求項33に記載の方法であって、ここで、真空を適用す
る工程の前に、該方法は、前記充填リザーバと前記チャンバとの間の通路を閉鎖
する工程を包含する、方法。 - 【請求項35】 請求項34に記載の方法であって、ここで、前記フォルダ
のアクチュエータを移動する工程が、前記充填リザーバと前記チャンバとの間の
通路を開放し、該充填リザーバと該チャンバとの間の連絡を可能にする一方、前
記真空源と前記サンプルプレートのチャンバとの間の通路を同時に閉鎖する、方
法。 - 【請求項36】 少なくとも1つのサンプルチャンバを有する基板のための
アダプターの流路を開放および閉鎖するためのアクチュエータであって、該アダ
プターは、該基板上に除去可能に装着され、基板のための充填リザーバおよび真
空ポートを提供し、該アクチュエータは、以下: 初期の第一位置と第二位置との間を、長軸方向に移動可能な複数の係合表面;
および 該複数の係合表面を、該第一位置から該第二位置まで長軸方向に移動するため
の力を適用するための係合部材を含み、 ここで、該複数の係合表面が、該アダプター上の液体チャネルを選択的に開放
および閉鎖し、該第一位置において、該係合表面は、前記充填リザーバと前記サ
ンプルチャンバとの間の流体チャネルを閉鎖し、該第二位置において、該係合表
面は、前記真空ポートと前記サンプルチャンバとの間の該液体チャネルを閉鎖す
る、アクチュエータ。 - 【請求項37】 請求項36に記載のアクチュエータであって、ここで、前
記複数の係合表面は、該係合表面と該係合表面が位置するハウジングとの間の相
対的移動を可能にするためのばね要素を提供される、アクチュエータ。 - 【請求項38】 基板を液体サンプルで充填するためのシステムであって、
該基板は、液体サンプルを有する少なくとも1つのチャンバを含む通路のネット
ワークを含み、該システムは、以下: 該基板と連結のための手段であって、該連結のための手段は、液体サンプルの
受容のための手段、真空の適用のための手段、および該液体サンプルの受容のた
めの手段と該真空の適用のための手段とネットワークとの間の連絡を選択的に可
能にする複数のチャネルを含む、手段; 前記チャネルの少なくとも1つを連続的に閉鎖および開放するための制御手段
; 該基板および連結するための手段がそこに固定されるように、該制御手段を閉
鎖するための手段; 液体サンプルを受容のための手段に挿入するための手段; 該チャンバおよび該基板のネットワークに真空を導入するための手段;および 該液体サンプルが該基板の該チャンバに向かって推進されるように、該受容手
段内の該液体サンプルを該真空に暴露するための制御手段を作動するための手段
、 を含む、システム。 - 【請求項39】 検出ユニットにおける、複数のサンプル検出チャンバを有
する基板を位置決めするための装置であって、該装置は、以下: フレームアセンブリであって、該フレームアセンブリは、基板が該フレームア
センブリ中に位置決めされ得るように構成される、フレームアセンブリ;および レンズアセンブリであって、該レンズアセンブリは、複数のプレートを含み、
該プレートの1つは、少なくとも1つのレンズが該レンズを通って通過する光を
集光するために位置付けされるレンズプレートを含む、レンズアセンブリ、 を含む、装置。 - 【請求項40】 請求項39に記載の装置であって、ここで、前記レンズア
センブリが、前記レンズプレートの各々のレンズに対応する少なくとも1つの孔
を有する頂部プレートを含む、装置。 - 【請求項41】 請求項40に記載の装置であって、ここで、前記レンズア
センブリが中間プレートをさらに含み、該中間プレートが、前記レンズプレート
の各々のレンズのための支持を提供し、該中間プレートが、前記頂部プレートお
よび該レンズプレートの底部表面に対して加圧される、装置。 - 【請求項42】 請求項41に記載の装置であって、ここで、前記中間プレ
ートが、前記レンズプレートに向かって各々のレンズを付勢することによって、
該レンズプレートの各々のレンズのための支持を提供するための複数の可撓性バ
イアス部材を含む、装置。 - 【請求項43】 請求項42に記載の装置であって、ここで、各々の可撓性
バイアス部材が、前記レンズプレートの各々のレンズと整列される、前記中間プ
レート内の孔の周りに位置付けられる半径方向に伸長するアームを備える、装置
。 - 【請求項44】 請求項39に記載の装置であって、ここで、前記レンズプ
レートが、該レンズプレートの前記底部表面上に、前記基板を係合するための密
封要素を備える、装置。 - 【請求項45】 請求項44に記載の装置であって、ここで、前記密封要素
が、内部空洞を有する伸長部材を含む、装置。 - 【請求項46】 請求項39に記載の装置であって、ここで、前記フレーム
アセンブリが、前記基板が置かれ得る上部表面、および該基板の側方の移動を限
定するために該基板を係合するための、該上部表面の辺縁の周囲の少なくとも1
つの隆起した表面、を有する支持プレートを含む、装置。 - 【請求項47】 請求項46に記載の装置であって、ここで、前記基板が前
記フレームアセンブリ中に位置付けられる場合、前記少なくとも1つの隆起した
表面が、該基板の外側端を係合するように構成される、装置。 - 【請求項48】 サンプル検出器械中に少なくとも1つのサンプル検出チャ
ンバを有する基板を位置付けする方法であって、該方法は、以下の工程: 該サンプル検出器械を開放する工程; 該サンプル検出器械上に支持フレームを置く工程; 少なくとも1つのサンプル検出チャンバを有する基板を、該支持フレーム中に
挿入する工程; 該基板および支持フレームにわたってレンズプレートを置く工程、および、該
基板の該サンプル検出チャンバに対して、該レンズプレート中の少なくとも1つ
の孔を整列する工程;および 該サンプル検出器械を閉鎖する工程、 を包含する、方法。 - 【請求項49】 請求項48に記載の方法であって、ここで、該基板にわた
ってレンズプレートを置く前記工程が、前記少なくとも1つのサンプル検出チャ
ンバの頂部表面に対して該レンズプレートの一部を係合する工程を包含する、方
法。
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