JP2005514619A - 一体型電気泳動チャネルを備えた試料処理装置 - Google Patents
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Abstract
電気泳動チャネル(50)を備えた試料処理装置(10)および試料処理装置(10)を回転させながら電気泳動チャネル(50)に電気泳動篩い分けポリマーを装填する方法を開示する。場合によっては電気泳動チャネル(50)を試料処理装置(10)の回転軸(11)に対して放射状に配置してもよい。他の試料処理装置では電気泳動チャネルを試料処理装置の中心(回転軸に相当することが好適である)に対して同心の湾曲円弧状に配置してもよい。
Description
付与情報(GRANT INFORMATION)
本発明は国立標準技術研究所(NIST)Grant No.70NANB8H4002号を受けて米国特許政府からの支援によりなされたものである。本明細書に説明するように米国政府は本発明に対して一定の権利を有しうる。
本発明は国立標準技術研究所(NIST)Grant No.70NANB8H4002号を受けて米国特許政府からの支援によりなされたものである。本明細書に説明するように米国政府は本発明に対して一定の権利を有しうる。
本発明は、試料処理装置および方法の分野に関する。特に本発明は一体型電気泳動チャネルを備えた試料処理装置および電気泳動チャネルに電気泳動篩い分けポリマーを装填する方法に関する。
例えばDNA配列決定および検出用生体試料の調製には多数の重要なプロセスおよび転送を含む場合がある。例えばユーザは生体試料入力(例えば精製DNAターゲット、血液/組織等)および抽出/クリーンアップを用意しなければならない。これらのステップの終了後、一般に試料物質に対してポリメラーゼ連鎖反応(PCR)増幅、クリーンアップ、場合によっては検出を行う。その後調製されたPCR増幅生成物に対してサンガー(Sanger)増幅およびクリーンアップを行う。これらのステップに続いて、処理された試料物質の最終生成物に対して電気泳動および蛍光検出が行われる。
これらの手順の各々は相当な人的介入および何回もの液体転送を必要とする場合があり、そのすべてがエラー、汚染および潜在的な生物災害になりうる。さらにまた試料入力から配列データ出力までに必要な時間はある場合には24時間以上にもなる。加えて異なる手順を行うために必要な様々な機材は例えば、100,000米国ドルから約200,000米国ドル以上のコストがかかる場合があり、処理コストが上昇する。さらに、これらの手順を行う担当者は一般にDNA試料調製、マシンインターフェース保守、分析および品質管理の専門技術を有する高度熟練である。
さらにまた電気泳動路、例えばキャピラリあるいはスラブに沿って配置された電気泳動篩い分けポリマーが、完全ではないにしてもほぼ空隙および/または泡がなく、分析物を精度よく分離できることが重要である。電気泳動篩い分けポリマーをキャピラリおよび他の電気泳動装置に装填するための多数の異なる技術が開発されてきた。しかしこれらの技術の多くは、空隙および/又は泡が電気泳動篩い分けポリマー内に配置された後ではこれらを除去できないため、電気泳動篩い分けポリマーの完全な除去および再装填が必要であり、または単純に装置を廃棄して新たな装置で始めることが必要になる。
本発明は電気泳動チャネルを備えた試料処理装置および試料処理装置を回転させながら電気泳動チャネルに電気泳動篩い分けポリマーを装填する方法を提供する。
試料処理装置は化学的および/または生物学的混合物を含む試料物質を処理するように設計されている。試料物質が生物学的混合物を含む場合には、この生物学的混合物がペプチドおよび/またはヌクレオチド含有物質などの生体物質を含むことが好ましい。この生物学的混合物が核酸増幅反応混合物(例えばPCR反応混合物または核酸配列決定反応混合物)を含むことがさらに好ましい。
場合によっては電気泳動チャネルを試料処理装置の回転軸に対して放射状に配置してもよい。他の試料処理装置では電気泳動チャネルを試料処理装置の中心(回転軸に対応することが好ましい)に関して同心である円弧に配置してもよい。
さらに場合によっては電気泳動チャネルに通気口が設けられなくてもよく、電気泳動チャネル内外への開口のみが、電気泳動篩い分けポリマーや他の試料物質が導入されるチャンバあるいは入口に近接して配置されている。通気口のない電気泳動チャネルでは、電気泳動チャネルの終端、すなわち回転軸および/または装填チャンバから遠い端を封止して電気泳動チャネルからの流体の流出を防止する。
電気泳動チャネルに末端近くで通気口が設けられている試料処理装置は、電気泳動チャネルの装填時に電気泳動篩い分けポリマーがたどる経路に沿ってフロー制流子を含んでいることが好ましい。フロー制流子は例えば開放されるまで流体フローを防止する閉バルブ、あるいは装填時に電気泳動篩い分けポリマーが移動しなければならない狭窄通路の形状であってもよい。
試料処理装置処理装置がバルブあるいは狭窄通路を含んでいるか否かにかかわらず、内部に電気泳動篩い分けポリマーが配置された試料処理装置を回転させて電気泳動チャネルに供給することは、電気泳動篩い分けポリマーがフロー制流子を通過する前に回転時に電気泳動篩い分けポリマー内で生じる流体圧力が、電気泳動チャネル内で行われる分離に悪影響を与えるのに十分大量の泡を完全ではないにしてもほぼ除去するという点で重要な利点をもたらす。
本発明による試料処理装置の他の利点は、たとえ電気泳動篩い分けポリマーの装填後に泡あるいは空隙が電気泳動チャネル内に位置しても、試料処理装置をさらに回転させることにより泡あるいは空隙を除去することができることである。換言すれば装填時に失敗と考えられるものを試料処理装置の更なる回転により修正することもできる(電気泳動チャネルを空にして再装填するあるいは単に廃棄しなければならない周知の方法および装置とは対象的に)。
一態様において本発明は、複数の電気泳動チャネルと少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバとを含む装置を提供するステップと、上記少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバ内に電気泳動篩い分けポリマーを提供するステップと、上記少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバが上記複数の電気泳動チャネルの各電気泳動チャネルと流体連通している状態で回転軸を中心に上記装置を回転させるステップであって、上記少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバが上記回転軸に対して上記複数の電気泳動チャネルから内側に放射状に配置されているステップにより、電気泳動篩い分けポリマーを含む電気泳動チャネルを提供する方法を含む。上記装置の回転中に上記少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバ内の上記電気泳動篩い分けポリマーが上記複数の電気泳動チャネル内に移動する。
他の態様において本発明は、少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバと複数の電気泳動チャネルとを含む装置を提供するステップであって、上記複数の電気泳動チャネルの各電気泳動チャネルが通気口のない電気泳動チャネルを含むステップにより、電気泳動篩い分けポリマーを含む電気泳動チャネルを提供する方法を含む。また上記方法は、上記少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバ内に電気泳動篩い分けポリマーを提供するステップと、上記少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバが上記複数の電気泳動チャネルの各電気泳動チャネルと流体連通している状態で回転軸を中心に上記装置を回転させるステップであって、上記少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバが上記回転軸に対して上記複数の電気泳動チャネルから内側に放射状に配置されているステップとを含む。上記装置の回転中に上記少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバ内の上記電気泳動篩い分けポリマーが上記複数の電気泳動チャネル内に移動する。
他の態様において本発明は、試料物質を処理する装置であって、第1および第2の主面および基板用の回転軸を規定するハブとを含む基板と、上記装置内の複数の電気泳動チャネルであって上記回転軸に対して外側にほぼ放射状に延びる複数の電気泳動チャネルと、各々が試料物質を含む容量を規定する上記装置内の複数のプロセスチャンバとを含む装置を提供する。また上記装置は、上記複数の電気泳動チャネルの少なくとも1つの電気泳動チャネルと上記複数のプロセスチャンバの少なくとも1つのプロセスチャンバとの間に配置された接続構造であって、試料物質が上記少なくとも1つのプロセスチャンバから上記少なくとも1つの電気泳動チャネル内へ移動しないようになっている閉構成を含み、試料物質が上記少なくとも1つのプロセスチャンバから上記少なくとも1つの電気泳動チャネル内へ移動可能な開構成を含む接続構造をさらに含む。また上記複数の電気泳動チャネルの各電気泳動チャネルと流体連通している少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバも上記装置に含まれる。
本発明のこれらおよび他の特徴と利点とは以下の本発明の様々な例示的実施形態に関連して説明される。
本発明は一体型電気泳動チャネルを含む試料処理装置およびそれを用いる方法を提供する。電気泳動チャネルは、試料処理装置の回転を利用して電気泳動チャネルに電気泳動篩い分けポリマーを装填することができるような任意の所望の関係で試料処理装置上に配置することができる。試料処理装置の異なる例示的設計を図に示して本明細書で説明するが、本発明による試料処理装置において電気泳動チャネルの代替的な配置を設けることができることは理解できよう。
試料処理装置10の一実施形態の一面が図1に図示されている。図示の試料処理装置は概して2つの主面12および14(面12が図1に見られ面14が図2に見られる)を備えた平坦なディスク状の形状を有する。試料処理装置10の厚さは様々な要因(例えば、試料処理装置上のフィーチャのサイズ等)によって変わる場合がある。図1〜3において実線で図示されているフィーチャは試料処理装置10の視認側上あるいは内へと形成されている一方、破線のフィーチャは試料処理装置10の見えない側すなわち反対側上あるいは内へと形成されている。様々なフィーチャの正確な構造および配置は異なる試料処理装置で変更可能であることは理解できよう。
本発明に関連して「上」および「下」などの相対位置用語を用いる場合があるが、それらの用語は単にそれらの相対的意味において用いられるものであることは理解されよう。例えば、本発明の装置に関連して用いた場合、「上」および「下」はベースプレートの両対向側を示すのに用いられる。実際の使用では「上」または「下」として記載される要素はいかなる配向または配置でも見られ、方法、システムおよび装置を特定の配向または配置に限定するものと考えるべきではない。例えば、装置の上面は実際には使用中の装置の下面の下方に配置される場合がある(とはいえそれでも下面からは装置の反対側に見える)。
試料処理装置10は3つのプロセスアレイを含んでおり、プロセスアレイの各々は複数のプロセスチャンバ20a、20b、20cおよび20d(以下一括してプロセスチャンバ20と称する)を含んでいる。本発明の理解を容易にするためにプロセスアレイの1つが図3に拡大されている。
本発明に関連して用いるように、「プロセスアレイ」という用語は、プロセスチャンバ間で物質が転送できるように通路により接続されたプロセスチャンバの集合を指すために用いる。図1〜3に図示されたプロセスアレイは4つのプロセスチャンバを含んでいるが、1つのプロセスアレイはわずか2つの接続プロセスチャンバしか含まない場合もある。
さらに用語「プロセスチャンバ」は、チャンバをプロセス(例えば、PCRサンガー(Sanger)配列決定等)が行われるものに限定するものと解釈すべきではない。というより本明細書で使用されるようなプロセスチャンバには、例えば試料処理装置が回転されると物質が装填され、続いて他のプロセスチャンバへ物質を受け渡すチャンバ、プロセスの生成物を収集するチャンバ、物質をフィルタリングするチャンバ等がある場合がある。
本発明の試料処理装置におけるプロセスアレイは試料処理装置の回転によりプロセスアレイ内の物質の転送を容易になるように配置されている。プロセスチャンバ20は図1に見られるようにほぼ放射状に配置されることが好ましく、回転中心軸11を中心に試料処理装置10を回転させると、プロセスアレイ内の試料物質が最も外側のプロセスチャンバ20dの方向に押し流すようになっている。多くの例では最も内側のプロセスチャンバ20aを装填チャンバ、すなわち試料物質が最初にプロセスアレイに導入されるチャンバと称することができる。
試料処理装置10のプロセスアレイの各々は他のプロセスアレイから独立している(すなわち他のプロセスアレイとは流体連通していない)ように図示されているが、1つの装填チャンバを用いて2つ以上のプロセスアレイのプロセスチャンバに供給できることは理解されよう。このような例では、共通装填チャンバと称することができるものによってプロセスアレイに供給することができる。
各プロセスアレイのプロセスチャンバ20は分配チャネル30a、30bおよび30c(以下に通例分配チャネル30と称する)によって連続的に接続されている。分配チャネル30はプロセスチャンバ20間で常時開であることが可能であり、例えば分配チャネル30aはプロセスチャンバ20aと20bとの間で常時開である。その結果回転軸11を中心とした試料処理装置10の回転は通常最も内側のプロセスチャンバ20aの物質を分配チャネル30aを介してプロセスチャンバ20bへと移動させる。
図示の試料処理装置のプロセスアレイはそのアレイ内でプロセスチャンバ間に分配チャネルを含んでいるが、本発明による装置上に互いに直接接続されたプロセスアレイを設ける、すなわちプロセスチャンバが分配チャネルや他の流体路によって分離されないことが可能であることは理解されよう。しかしプロセスアレイ内のプロセスチャンバ間では少なくともある程度の分離が好ましい場合がある。
図4は図3のプロセスアレイ内のバルブ付きプロセスチャンバ20bの断面図であり、本発明と共に用いることができる装置の1つの可能な構造の多数の他のフィーチャを図示している。試料処理装置10の構造は、内部に装置のフィーチャが任意の適当な技術(例えば成型、機械加工等)で形成されたコア80を含んでいる。コア80の一面82はこれに取り付けられたカバーフィルム84を含んでいる場合もある。
カバーフィルム84は該して少なくとも各プロセスアレイの長さおよび幅の沿って貼られてプロセスチャンバ、分配チャネル、およびコア80の表面82に開口する他の容量を封止している。カバーフィルム84はコア80のほぼ全表面82に延びていることが好ましく、そのため例えば図1の平面図に見られる主面と同一の広がりを有する。
封止膜として作用するカバーフィルムはバッキング(好適には選択波長の電磁エネルギーに対して透明なバッキング)に配置された接着剤、好適には感圧接着剤を含むことができる。従来の分析レセプタクルが作製される物質(好適にはポリオレフィン類、ポリスチレン、ポリカーボネート、あるいはその組み合わせ)によく接着して、試料蒸発に対して有効な封止を提供しつつ高低温蓄積(例えば約−80℃〜約150℃)中に接着性を維持し、生物学的試料混合物の構成要素に対して実質的に溶解あるいは反応しないように接着剤を選択する。このように試料処理装置10で行われるどのプロセスにも干渉(例えば、DNAを結合させる、溶解する等)しない限り接着剤のタイプは重要ではない。好適な接着剤には概して生体反応が行われる分析装置のカバーフィルム上で用いられるものがある。これらには例えば国際公開第00/45180号パンフレット(コ(Ko)ら)および同第00/68336号パンフレット(コ(Ko)ら)に記載されているようにポリアルファオレフィン類およびシリコーン類がある。
またプロセスチャンバ20bの下面はプロセスチャンバ20bの容量を取り囲むようにコア80の表面88に取り付けられたカバー86を含んでいる。カバーフィルム84と同様に、カバー86が本明細書に記載のような接着剤、好適には感圧接着剤を用いてコア80に対して取り付けられるとともに封止することが好ましい。カバー86がプロセスチャンバ20bとの間の熱エネルギー伝達を高める金属層の形状で設けられることが好ましい。ある実施形態ではカバー86を例えば、「改良試料処理装置処理装置、システムおよび方法(ENHANCED SAMPLE PROCESSING DEVICES,SYSTEMS AND METHODS)」という題名で2001年6月28日に出願された米国特許出願第09/894,810号明細書に記載されているようなリング状構造で設けることが好ましい。
プロセスチャンバ20bは、ほぼ円形のプロセスチャンバ20b内でプロセスチャンバ20bの周囲全体の回りに延びる壁41により画定されるようなプロセスチャンバ20bの周囲へ突出するリップ40の形状の一体型バルブ構造を含んでいる(図3においてプロセスチャンバ20bおよび20cの周囲は実線および破線(隠線)の組み合わせで図示されている)。他のプロセスチャンバが部分、例えば三角形、正方形等分かれた側壁を有することが可能であることは理解できよう。
プロセスチャンバ20bの境界はコア80の下面88上へのプロセスチャンバ20bの開口によって画定される。リップ40は図4に見られるようにプロセスチャンバ20bの容量内へ下をくりぬいて延びる形状である。その結果プロセスチャンバ20bの容量の一部はリップ40とカバー86の間に配置されている。
分配チャネル30bの一部はリップ40内へ延び、分配チャネル30bの反対側端部は次のプロセスチャンバ20c内に配置されている。分配チャネル30bがリップ40上に延びている場合、領域42はリップ40の残りの部分に比べて厚さが薄い。
分配チャネル30bが占める領域42内でリップ40内に開口が設けられている場合、プロセスチャンバ20b内の試料物質は分配チャネル30b内へと移動してプロセスチャンバ20cへ供給できる。リップ40内に開口がない場合は分配チャネル30bを介するプロセスチャンバ20cへの物質の移動はリップ40によって妨げられるが、別の状況ではリップ40はカバー84に対して封止してプロセスチャンバ20bから分配チャネル30bへの試料物質の流れを防止する。
リップ40内の開口は任意の適当な技術によって形成することができる。例えばリップ40を機械的に貫通、あるいはレーザエネルギーで融除等をしてもよい。他の実施形態ではリップ40にバルブ構造を組み込んで、バルブ構造が開放されたときに物質がプロセスチャンバ20bから分配チャネル30b内に移動することができるようにしてもよい。いくつかのバルブ構造の例には例えば、「改良試料処理装置処理装置、システムおよび方法(ENHANCED SAMPLE PROCESSING DEVICES,SYSTEMS AND METHODS)」という題名で2001年6月28日に出願された米国特許出願第09/894,810号明細書に記載されているような発泡樹脂、形状記憶材料等がある。
分配チャネル30bが占める領域42内でのリップ40の薄い厚さは多数の利点を提供可能である。例えば、所望の開口を設けるためにリップ40を容易に貫通あるいは変形できる位置を限定する、すなわち領域42を取り囲むリップ40のより厚い部分が、そこを貫通する開口を形成するのに利用可能ないずれの技術による変形に対してより耐えることができる。薄い厚さの領域42の他の潜在的利点は、これを例えばプロセスチャンバおよび分配チャネルとともにコア層80内へ成型することができることである。
用いられているバルブ構造の正確な性質にかかわらず、図3および4に図示したような一体型バルブ構造を備えたプロセスチャンバの1つの利点はプロセスチャンバ20bとバルブとの間にデッドスペースを生じないことである。換言すればプロセスチャンバ20b内に配置された試料物質はすべて処理中ほぼ同一条件下にある。バルブが分配チャネル30bに沿ってプロセスチャンバ20bより下流側に配置された場合にはこうなる可能性はない。このような状況ではプロセスチャンバ20bとバルブとの間の分配チャネルの容量内に配置された試料物質は処理中に異なる条件を経験し、プロセスチャンバ20b等内の試薬または他の物質に対して同じ作用を受けることができないこともある。
図5を参照すると、本発明の試料処理装置上のプロセスアレイが電気泳動チャネルとプロセスアレイ内の少なくとも1つのプロセスチャンバとの間に配置された接続構造を含んでいる。接続構造は試料物質がプロセスアレイから電気泳動チャネル内へ移動しないようになっている閉構成と、試料物質がプロセスアレイから電気泳動チャネル内へ移動できる開構成とを提供する。接続構造は、電気泳動チャネル内への試料物質の移動を制御する所望の機能を果たす条件で、例えばバルブ、膜等の多数の形状を取ることができる。
図5の図示した実施形態では、接続構造は分岐構造の形状で設けられ、多孔性プラグ44によってプロセスチャンバ20dが2つの分離且つ別個の容量に分離されている。多孔性プラグ44を通過できる物質だけがプロセスチャンバ20dの異なる部分間を移動できる。プロセスチャンバ20dの上部は分配チャネル30cを介してプロセスチャンバ20cと流体連通している。
プロセスチャンバ20dの下部はチャネル72を介して電気泳動媒体チャンバ70(図1参照)と流体連通している。またプロセスチャンバ20dの下部は電気泳動チャネル50と流体連通している。チャネル30c、50および72は同一平面にはなく一般には1つの断面図では見られないが、試料処理装置10の構造を説明する際の簡略のためこれらがすべて図5に図示されている。
本発明の試料処理装置は電気泳動篩い分けポリマーを電気泳動チャネル50内への装填が簡単化できるように構成されている。さらに試料処理装置およびこれらの一体型電気泳動チャネルの構成により、電気泳動チャネル50内の実質的に泡の無い電気泳動篩い分けポリマーになるように電気泳動篩い分けポリマーを装填することが可能になる。電気泳動チャネル内の簡単化された実質的に泡の無い電気泳動篩い分けポリマーの装填を達成するために、本発明は試料処理装置を回転することにより生じる遠心力を利用する。
図示の実施形態では、電気泳動チャネル装填構造は、電気泳動チャネル50から内側に放射状に(回転軸11に対して)配置された電気泳動媒体チャンバ70を含んでいる。電気泳動チャネル50内あるいは電気泳動媒体チャンバ70から電気泳動チャネル50へ通じる分配チャネル72内にある程度のフロー規制を設けて、電気泳動媒体チャンバ70から電気泳動チャネル50内への電気泳動篩い分けポリマーの装填中に十分な背圧を提供することが好ましい。電気泳動篩い分けポリマー内に閉じ込められた気泡は、試料処理装置10が回転する際に十分な背圧が生じると、電気泳動篩い分けポリマーの電気泳動チャネル50内への遠心装填中にシステム外へ追い出す(チャンバ70方向へ戻す)ことができる。
図示した試料処理装置10では、電気泳動媒体チャンバ70と電気泳動チャネル50との間に配置されたバルブ74によってフロー規制が設けられる。バルブを閉じた状態で試料処理装置10を電気泳動媒体チャンバ70内の電気泳動篩い分けポリマーとともに回転させたとき、電気泳動篩い分けポリマー内で生じた流体圧力が実質的にすべての泡を電気泳動篩い分けポリマーから強制排出させるのに十分であることが好ましい。泡が除去された後、バルブ74を開放し、電気泳動篩い分けポリマーを電気泳動チャネル50内に装填することができる。
その所望の流体圧力を達成するために必要な正確な回転速度は様々な要因によって変わるが、ある適当な速度は約1000rpm以上、場合によっては約3000rpm以上、さらに場合によっては約5000rpm以上である。
場合によっては装填プロセス中に試料処理装置10が回転される際に電気泳動篩い分けポリマー内に所望の背圧が生じるように、電気泳動篩い分けポリマーの経路に沿った1つ以上の狭窄通路を設けることにより十分なフロー規制を設けてもよい。1つの例示的狭窄部が図3Aに図示されており、ここでチャネル72’は、電気泳動篩い分けポリマーが図3Aの矢印方向に移動する際に所望の流体圧力を発生させるように当該チャネル72’の断面積を減らした狭い狭窄部74’を含んでいる。
本明細書でバルブおよび狭窄通路がフロー規制の例示的実施例として示されているが、当業者にはバルブあるいは狭窄通路と交換可能である数々の他の装置あるいは構造が理解できよう。これらの代替物には多孔性プラグ、多孔性膜、曲がった経路等があるがこれに限定されない。
図1を参照すると、例えば電気泳動チャネル50が、電気泳動チャネル50の末端に配置された末端チャンバ60と流体連通している出力貯留部62を含んでいる(電気泳動チャネル50に沿ったプロセスチャンバ20dから最も遠い端)。出力貯留部62は図1に図示するようにチャネル63を介して末端チャンバ60と流体連通している。出力貯留部62は装填時に電気泳動チャネル50を介して追い出される余分な電気泳動篩い分けポリマーを回収するための容量を提供する。出力貯留部62に大気への通気口を設けて電気泳動チャネル50の完全装填を容易にすることが好ましい。電気泳動チャネル50の長さがますにつれて出力貯留部62に通気口をつける必要性が増す。
所望の泡除去および電気泳動チャネルの完全装填を得るために必要な試料処理装置の回転速度は様々な要因、例えば電気泳動チャネルのサイズ、電気泳動篩い分けポリマーの粘度、電気泳動チャネルの形状等によって変わる場合がある。ある例示的な回転速度は例えば約2000rpm以上、場合によっては約3000rpm以上、また場合によっては約4000rpm以上になることがある。例えば、電気泳動篩い分けポリマーが電気泳動チャネルに進入できるようにバルブなどのフロー規制を開けなければならない場合には、泡除去段階で装置をより速く回転させることが有益である。
さらに電気泳動チャネル50内への電気泳動篩い分けポリマーの装填は、回転時に試料処理装置10を交互に加速および減速させること、すなわち基本的には電気泳動チャネル50を介して電気泳動篩い分けポリマーをげっぷのように吐き出すことにより容易にすることができる。回転は少なくとも2つの加速/減速サイクル、すなわち初期加速、その後減速、第2回目の加速そして2回目の減速により行うことができる。加速および/または減速が急速であればさらに有用である。また回転は一方向のみであることが好ましく、すなわち装填プロセス時に回転方向を反転しなくてもよい。
実際の加速および減速率は温度、試料処理装置の大きさ、回転軸からの電気泳動チャネルの距離、試料処理装置を製造するのに用いる材料、電気泳動篩い分けポリマーの性質(粘度)等などの様々な要因によって変わる場合がある。
本発明の試料処理装置内での電気泳動篩い分けポリマー装填プロセスの回転性は、電気泳動篩い分けポリマーの装填後に電気泳動チャネル内に空隙あるいは泡が見られる場合には試料処理装置をさらに回転させることによりその空隙あるいは泡を除去することができるという点で利点をもたらす。本発明のある方法では初期の回転装填手順の後、電気泳動チャネル内での電気泳動篩い分けポリマー内の空隙あるいは泡の検査を行う。検査時に空隙あるいは泡が検出された場合には、その空隙あるいは泡の除去をするように再び試料処理装置を回転させてもよい。第2の回転は電気泳動篩い分けポリマーの電気泳動チャネルへの追加供給を伴っても伴わなくてもよい。
電気泳動チャネル50は例えば図1に見られるように試料処理装置10の周囲の湾曲に従って円弧状に湾曲していることが好ましいが、電気泳動チャネル50は他の形状も取ってもよい。電気泳動チャネル50はほぼ円形試料処理装置10の湾曲に従わなければならない場合には、試料処理装置10の周りの様々な距離で延びることができる。電気泳動チャネル50の長さは、電気泳動チャネル50内で行われる分離のタイプを始めとして様々な要因によって選択できるがそれに限定されることはない。例えば、ある分離はより短い経路長を必要とする(例えば断片検出、単一ヌクレオチド多型(SNP’s)等)が、他の分離はより長い経路長を必要とする(例えば、デノボすなわち遺伝子配列決定)。
電気泳動チャネル50を特徴付ける1つの方法は、使用時に試料処理装置10が回転される回転軸11に対して測定した時の電気泳動チャネル50により形成される円弧の角の大きさに関するものである。例えば、使用時に試料処理装置10が回転される回転軸11に対して測定した時、電気泳動チャネル50は約90度以上、あるいは約180度以上の円弧を形成してもよい。代替的には電気泳動チャネル50が試料処理装置10の周囲により長い円弧を形成することが好ましい場合があり、例えば、使用時に試料処理装置10が回転される回転軸11に対して測定した時、電気泳動チャネル50が約320度以上の円弧を形成することが好ましい場合がある。図示はしていないが、場合によっては電気泳動チャネル50が試料処理装置10の周囲にさらに延びて360度延びることができることは理解されよう。角度円弧の点から特徴づけた場合、試料処理装置10の大きさも電気泳動チャネル50の経路長を決定する際の要因になる。
図6Aおよび6Bは本発明と共に用いる電気泳動チャネルの代替構造の断面図を図示する。図6A(図1の6−6線に沿った)に図示した電気泳動チャネル50の断面図は、電気泳動チャネル50が任意の適当な技術によりトラフとして形成されたコア80を示している。そして電気泳動チャネル50は任意の適当な技術、例えば接着剤、溶接(熱的、化学的等)によりコア80に取り付けられるカバーフィルム84によって閉じられる。
図6Aの断面図には電気泳動チャネル50がほぼ長方形あるいは正方形の輪郭を有するように図示されているが、本発明の試料処理装置で用いられる電気泳動チャネルの実際の輪郭は任意の適当な形状を有することができる。例えば、場合によってはさらに丸みのある下部を有する電気泳動チャネル50を提供することが望ましい場合がある。
図6Bに見られる電気泳動チャネル150用の代替構造は、試料処理装置のコア180内に形成されたスロット154内に配置されたキャピラリあるいは他の管152を含んでいる。実際の電気泳動チャネル150は管152内に形成されるが、スロット154は管を所定の位置に保持するように設けられる。
この構造の1つの潜在的利点は、電気泳動プロセスとの適合性を得るために管152用の材料を選択できる一方で、必要に応じて他の性質を得るためにコア180用の材料を選択できることである。さらにコア180内に形成されたスロット154の大きさを制御するよりも管152の内径の大きさを精度よく制御するほうがより容易である。図6Bに図示された構造の他の潜在的な利点は、異なる壁厚を有する管152を設けることにより電気泳動チャネル150の大きさを変えられることである。その結果、1つの大きさのスロット154を備えた単一コア180を異なる内径であるが同一の外径を有する管とともに用いて、異なる断面寸法を有する電気泳動チャネル150を設けることができる。
図6Bに図示した他の随意のフィーチャはスロット154上に配置されたカバーフィルム184である。カバーフィルム184は管152をスロット154内に保持および/または使用時にダメージから保護するのに有用である。カバーフィルム184は任意の適当な技術、例えば接着剤、溶接(熱的、化学的等)等によりコア180に取り付けることができる。カバーフィルム184に対する他の選択肢は、管152を例えば接着剤例えば光学グレードエポキシなどによってスロット154内に保持できることである。
本発明の試料処理装置に関連して用いる基板、カバーフィルム、管および他の構成要素は様々な異なる材料で製造することができるが、それはその使用材料が様々な上記の材料と接触する可能性のある様々な使用物質、試薬等と適合性があることが前提である。適合性問題に加えて、選択波長の電磁エネルギーに対する透明性、選択波長の電磁エネルギーの吸収性、選択波長の電磁エネルギーの反射率、熱伝導性、サーマルマスプロパティー等などの他の性質を求めるために本発明の試料処理装置に関連して用いる材料を選択することができる。例えば本来は本質的にポリマー基板内に酸化アルミニウム、酸化チタン等などの充填材を設けて基板の選択特性を向上させることが望ましい場合がある。
さらに、本発明の試料処理装置の構造は様々な形をとることができる。試料処理装置用の異なる構造のいくつかの適当な例が例えば、2001年6月28日に出願された「改良試料処理装置システムおよび方法(ENHANCED SAMPLE PROCESSING DEVICES SYSTEMS AND METHODS)」という題名の米国特許出願第09/894,810号明細書、および2001年6月28日に出願された「試料処理装置(SAMPLE PROCESSING DEVICES)」という題名の米国特許出願第09/895,010号明細書に記載されている。他の使用可能な装置構造が、例えば2000年6月28日に出願された「熱処理装置および方法(THERMAL PROCESSING DEVICES AND METHODS)」という題名の米国仮特許出願第60/214,508号明細書、2000年6月28日に出願された「試料処理装置、システムおよび方法(SAMPLE PROCESSING DEVICES,SYSTEMS AND METHODS)」という題名の米国仮特許出願第60/214,642号明細書、2000年10月2日に出願された「試料処理装置、システムおよび方法(SAMPLE PROCESSING DEVICES,SYSTEMS AND METHODS)」という題名の米国仮特許出願第60/237,072号明細書、2001年1月6日に出願された「試料処理装置、システムおよび方法(SAMPLE PROCESSING DEVICES,SYSTEMS AND METHODS)」という題名の米国仮特許出願第60/260,063号明細書、2001年4月18日に出願された「改良試料処理装置、システムおよび方法(ENHANCED SAMPLE PROCESSING DEVICES,SYSTEMS AND METHODS)」という題名の米国仮特許出願第60/284,637号明細書、および2001年6月28日に出願された「試料処理装置および搬送装置(SAMPLE PROCESSING DEVICES AND CARRIERS)」という題名の米国特許出願第09/895,001号明細書に見られる。さらにクリーンアップおよび/または除去可能材料あるいは他のフィーチャが、2001年12月20日に出願された「疎水性マトリックス内の親水性固体支持体を用いて有機分子を生物学的混合物から除去するための方法および装置(METHODS AND DEVICES FOR REMOVAL OF ORGANIC MOLECULES FROM BIOLOGICAL MIXTURES USING A HYDROPHILIC SOLID SUPPORT IN A HYDROPHOBIC MATRIX)」という題名の米国特許出願第10/027,226号明細書、および2001年12月20日に出願された「陰イオン交換を利用して有機分子を生物学的混合物から除去するための方法および装置(METHODS AND DEVICES FOR REMOVAL OF ORGANIC MOLECULES FROM BIOLOGICAL MIXTURES USING ANION EXCHANGE)」という題名の米国特許出願第10/027,222号明細書に見られる。
上記一覧の参考文献に関連して記載された装置のいくつかは、フィルタチャンバおよび望ましくない物質を試料混合物から除去するための他の方法および組成などのさらなる特徴を含む場合がある。本明細書に記載の方法を生物学的混合物に関する様々な異なるプロセスで用いることができる。このようなプロセスの例は化学反応混合物、例えば核酸増幅のクリーンアップに関するが、これは装置のプロセスチャンバ内で行われることもあればないこともある。必要な試薬の一部あるいは全部は製造する際に装置内に存在してもよく、装置の製造後にプロチャンバ内に装填してもよく、試料の導入直前にプロセスチャンバに装填してもよく、あるいはプロセスチャンバ内に装填前に試料と混合してもよい。
本発明による試料処理装置を用いる1つの方法は試料物質、例えば装置上の装填チャンバ内に用意した溶解血球とともに開始するステップを含む。例えば図1を参照すると最も内側のプロセスチャンバ20aはこのような方法で好都合な装填チャンバとして機能することができる。装填チャンバ20aから分配チャネル30aを介して次のプロセスチャンバ20bへ移動する際に出発試料物質をフィルタリングするためにフィルタ(図示せず)を設けることが好ましい場合がある。装填チャンバ20aからプロセスチャンバ20bへの試料物質の移動あるいは転送は試料処理装置10を回転軸11を中心に回転させることにより達成することが好ましい。
プロセスチャンバ20bは、供給される、例えばチャンバ20bの各々で乾かされる際、適当なポリメラーゼ連鎖反応(PCR)プライマを含んでいることが好ましい。チャンバ20bの各々は出発試料物質に対して行われる検査の性質によって同じプライマあるいは異なるプライマを含んでいてもよい。試料を装填する前にプロセスチャンバ内にプライマを用意するステップの代替例は、出発試料物質を備えた装填チャンバ20aに適当なプライマを追加することである(これはフィルタがある場合にプライマがそのフィルタを通過できることが前提である)。
出発試料物質および任意の必要なプライマをプロセスチャンバ20b内に配置した後、選択遺伝物質のPCR増幅に適した条件下でプロセスチャンバ20b内の生物学的混合物を熱循環させる。このような熱循環は、上記に特定した参考文献のいくつかに記載されているように試料処理装置10が回転しながら生じることが好ましい。
PCRプロセス時(あるいは任意の他の所望時)の任意の試料処理装置10の回転を利用することにより、試料物質とプロセスチャンバ内にある任意の他の物質(例えば試薬等)とを機械的な攪拌によって混合することが容易になる。機械的攪拌は試料処理装置10を回転軸11を中心に反対方向に振動させることにより達成可能である。振動は周波数および/または大きさが様々な要因、例えばプロセスチャンバの大きさ/形状、プロセスチャンバ内の物質の量、試料物質の粘度、温度、安定性等によって変化する場合がある。例えば、試料処理装置10を約1ヘルツから約100ヘルツの周波数で振動させることにより混合を達成することが有用である。振動の大きさは例えば約5度から約360度であることが可能である。
機械的攪拌は、例えばPCR、サンガー(Sanger)サイクリング、PCR反応混合物のクリーンアップ、配列決定反応混合物のクリーンアップ時のほか、本明細書に記載のマイクロ流体試料処理装置で行うことができる様々な他のプロセス時にも行うことができる。同様に本明細書に記載の試料処理装置のいずれについても回転あるいは他の技術による機械的攪拌を行うことができる。
PCR増幅プロセスの完了後、各プロセスチャンバ20b内の物質を他のフィルタチャンバ(図示せず)を介して移動することができるが、不要な物質を生物学的混合物内の増幅物質、例えばPCRプライマから除去する、フィルタによって除去されなかった出発試料内の不要な物質を除去する等のために各プロセスチャンバ20bに対して1つのフィルタチャンバが設けられている。場合によってはプロセスチャンバ20および/または分配チャネル30bは表面に塗布された活性成分を含み場合がある。代替的にあるいは追加的に、これらは試料クリーンアップ(例えば染料除去)用の固相物質を含んでいる場合がある。このような装置に活性成分が含まれる領域はプロセスチャンバ20であるか、または2つのプロセスチャンバ間の接続により規定される容量内あるいはその両方である。
各プロセスチャンバ20bからのPCR増幅生成物はプロセスチャンバ20c内へ移動され、プロセスチャンバ20c内で経験する熱的条件の適切な制御によって、例えばプロセスチャンバ20b内で増幅された遺伝物質の配列決定サイクリングが行われる。しかし試料物質をフィルタチャンバ等に通過させることによって、プロセスチャンバ20c内で任意の所望のプロセスを行う前に試料物質をクリーンアップすることが好ましい。
プロセスチャンバ20c内の配列決定サイクリング(例えばサンガー(Sanger)配列決定)の完了後、例えばバルブを開放して回転軸11を中心に試料処理装置10を回転させることにより、各プロセスチャンバ20c内の物質を最も外側のプロセスチャンバ20d内ヘ移動させることができる。配列決定サイクリング反応生成物を例えば他のフィルタチャンバ(図示せず)に通過させて不要な物質を配列決定用ラダー(例えば配列決定用プライマ、ddNTP等)から除去することが好ましい。例えばフィルタチャンバは例えばチャンバの表面に塗布された活性成分を含んでいる場合がある。代替的にあるいは追加的にこれらは試料クリーンアップ(例えば染料除去)用の固相物質を含んでいる場合がある。
試料物質を最も外側のプロセスチャンバ20dに移動した後、多くの技術によって試料内の標的DNA材料を電気泳動チャネル50に移動させることができる。しかし一般には、例えば電気泳動チャネル50の装填時にプロセスチャンバ20d内への電気泳動篩い分けポリマーの流入を防止可能であるとともにプロセスチャンバ20dから電気泳動チャネル50内への不要な物質の通過を防止可能な多孔性プラグ44や他の障壁によって、電気泳動チャネル50をプロセスチャンバ20dから分離する。
多孔性プラグを介して電気泳動チャネル50内へ標的DNA材料を移動させるのに利用可能な技術の1つは動電注入である。例えばプロセスチャンバ20d内に配置された電極を電気泳動チャネル50内に配置された第2の電極とともに用いることも可能である。これらの電極に適当な電圧を印加することにより、プロセスチャンバ20d内の標的のDNA材料を多孔性プラグを介して分離が行われる電気泳動チャネル50内へと移動させることができる。多孔性プラグを介する動電注入に代わる他に利用可能な好適な技術には液圧装填、バルビング等がある。
電気泳動チャネル50内で配列分離を行う実際の技術は、従来の機材、装置および方法を用いて配列分離を行う際に用いられる技術とほぼ同様である。例えばプロセスチャンバ20dに近接した電気泳動チャネル50内の電気泳動篩い分けポリマーと電気的に連通した状態で第1の電極56を設けてもよい。第1の電極56は、試料処理装置10の一体部分を形成するように装置10に取り付けてもよく、あるいは例えばプロセスチャンバ20dに近接した電気泳動チャネル50内へ挿入されたプローブとして別に設けてもよい。電極の正確な構造および/または形状は電気泳動分離方法の技術の当業者には周知であろう。
標的DNAが電気泳動チャネル50に進入するプロセスチャンバ20dに近接して配置された第1の電極から遠方の第2の電極58を設けてもよい。また第2の電極58は、試料処理装置10の一体部分を形成するように装置10へ取り付けてもよく、あるいは例えば電気泳動チャネル50のプロセスチャンバ20dとは反対側の端部に配置された末端チャネル60に近接した電気泳動チャネル50内へ挿入されたプローブとして別に設けてもよい。電気泳動チャネル50内の電極56および58に適当な電圧を印加することにより、電気泳動チャネル50内の標的DNA材料を要求どおりに分離することができる。
代替的な試料処理装置210が図7に図示されており、プロセスチャンバ220a、220b、220cおよび220dとプロセスチャンバを連続して接続する接続分配チャネルとを含むプロセスアレイを含んでいる。プロセスチャンバおよび分配チャネルの配置は図1および2に図示された試料処理装置10に関連して上述したものと同様である。
しかし大きな違いの1つは、試料処理装置210上の電気泳動チャネル250が試料処理装置10の電気泳動チャネル50のように円弧状に湾曲していないことである。電気泳動チャネル250が装置210上で放射状に配置されていることが好ましい場合がある。電気泳動チャネル250が図7に見られるように該して直線であることがさらに好ましい場合があるが、これに限定されない。
図7に示した構成において、チャネルに電気泳動篩い分けポリマーを完全に装填するために電気泳動チャネル250が電気泳動チャネル250の最も外側の端部(すなわち回転軸211から最も遠い端部)に近接した通気口を必要としないこともある。後述のように電気泳動チャネルは通気口がなくてもよい。しかしこのような状況では電気泳動チャネル250の完全且つ実質的に泡のない装填を容易にするために様々な加速/減速プロファイルを採用することが望ましい。
さらにまた電気泳動チャネルに通気口が設けられない場合、フロー規制(例えばバルブまたは狭窄通路)が装填時に電気泳動篩い分けポリマーからの泡の除去を助ける必要がない場合がある。電気泳動チャネル250に通気口が無い特性により、装填時に電気泳動篩い分けポリマー内での液圧の発生を可能にして、電気泳動篩い分けポリマー内の泡/およびまたは空隙を除去することができる。
本発明の試料処理装置内の他の例示的変形例が図8に図示されており、試料処理装置310が、回転軸311に近接して配置された内側プロセスチャンバ320aと当該内側プロセスチャンバ320aよりも回転軸311から離れて配置された外側プロセスチャンバ320bとを含むように配置された多数の電気泳動チャネル350を含んでいる。その結果、回転軸311を中心に試料処理装置310を回転することによって内側プロセスチャンバ320a内に配置された物質を電気泳動チャネル350内に装填することができる。電気泳動チャネル350は幾何学的に厳密に放射状直線に沿って配置されてはいないが、本発明の目的のため電気泳動チャネル350は「ほぼ放射状」に配置されると考えられる。図8に図示された単純な構造において、内側プロセスチャンバ320aが電気泳動篩い分けポリマー用の進入点(すなわちプロセスチャンバは電気泳動媒体チャンバとして機能する)と、電気泳動チャネル350を用いて処理される試料物質用の進入点の両方として機能できることは理解できよう。
図9は本発明による他の代替試料処理装置410を図示している。この試料処理装置410は、試料処理装置410の回転軸411から外側にほぼ放射状に延びる複数の電気泳動チャネル450を含んでいる。電気泳動チャネル450の各々はリング形状に設けられた中心プロセスチャンバ420aから発してプロチャンバ420b内で終端する。
電気泳動チャネル450はすべて単一のプロセスチャンバ420aと流体連通しているが、本発明の試料処理装置では単一のプロセスチャンバ420aの代わりに、各々が2つ以上の電気泳動チャネル450と流体連通している2つ以上のプロセスチャンバを設けることも可能であることは理解されよう。
図8と同様に、図9のより単純な構造では内側プロセスチャンバ420aが、電気泳動篩い分けポリマー用の進入点(すなわちプロセスチャンバは電気泳動媒体チャンバとして機能する)と、電気泳動チャネル450を用いて処理される試料物質用の進入点の両方として機能できることも理解できよう。
上述のように図1および2に関連して図示した電気泳動チャネルはそれらの末端(すなわち電気泳動媒体チャンバから遠方の端部)に近接して通気口が設けられ、電気泳動篩い分けポリマーの電気泳動チャネルへの完全充填を容易にするため好ましい。これに対して図7〜9に関連して図示したより短い電気泳動チャネルは、電気泳動チャネルの完全充填を達成するためにそれらの末端に近接して通気口を設ける必要がない。換言すれば装置310および410上の電気泳動チャネルには通気口を設けなくてもよく、電気泳動チャネル内外への開口のみが電気泳動媒体チャンバに近接して配置されて電気泳動チャネル内へ物質を装填するのに用いられる。電気泳動チャネルに通気口が設けられない場合には、上述した複数の加速/減速プロファイルを利用することにより通気口のない電気泳動チャネルの完全充填を容易にすることができる。
上記の説明により当業者には本発明の範囲から逸脱することなく本発明の様々な変形および変更が明らかであるとともに、本発明は本明細書に記載した例示的実施形態に必要以上に限定されないことは理解されよう。
Claims (24)
- 電気泳動篩い分けポリマーを含む電気泳動チャネルを提供する方法であって、
複数の電気泳動チャネルと少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバとを含む装置を提供するステップと、
前記少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバ内に電気泳動篩い分けポリマーを提供するステップと、
前記少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバが前記複数の電気泳動チャネルの各電気泳動チャネルと流体連通している状態で回転軸を中心に前記装置を回転させるステップであって、前記少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバが前記回転軸に対して前記複数の電気泳動チャネルから内側に放射状に配置されているステップとを含み、
前記回転させるステップ中に前記少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバ内の前記電気泳動篩い分けポリマーが前記複数の電気泳動チャネル内に移動する方法。 - 前記複数の電気泳動チャネルが前記回転軸に対してほぼ放射状に配置されている、請求項1に記載の方法。
- 前記回転させるステップの少なくとも一部が、前記複数の電気泳動チャネルの少なくとも1つの電気泳動チャネル内への前記電気泳動篩い分けポリマーの移動を防止しながら行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記防止するステップが、前記少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバと前記少なくとも1つの電気泳動チャネルとの間の閉構成内にバルブを保持するステップを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバと前記少なくとも1つの電気泳動チャネルとの間の前記バルブを開放するステップであって、前記電気泳動篩い分けポリマーが前記少なくとも1つの電気泳動チャネル内に移動するステップをさらに含む、請求項4に記載の方法。
- 前記装置を回転させるステップ後に、前記複数の電気泳動チャネル内の前記電気泳動篩い分けポリマー内に気泡がないか前記複数の電気泳動チャネルを検査するステップと、
前記検査するステップが気泡を発見した場合には検査ステップ後に前記回転軸を中心に前記装置を回転させるステップとをさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記回転させるステップが少なくとも2回の加速/減速サイクルを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記回転させるステップ中に前記少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバ内の前記電気泳動篩い分けポリマーが前記複数の電気泳動チャネル内へ移動する際に、前記電気泳動篩い分けポリマーが前記回転軸に対してほぼ放射方向に移動する、請求項1に記載の方法。
- 電気泳動篩い分けポリマーを含む電気泳動チャネルを提供する方法であって、
少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバと複数の電気泳動チャネルとを含む装置を提供するステップであって、前記複数の電気泳動チャネルの各電気泳動チャネルが通気口のない電気泳動チャネルを含むステップと、
前記少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバ内に電気泳動篩い分けポリマーを提供するステップと、
前記少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバが前記複数の電気泳動チャネルの各電気泳動チャネルと流体連通している状態で回転軸を中心に前記装置を回転させるステップであって、前記少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバが前記回転軸に対して前記複数の電気泳動チャネルから内側に放射状に配置されているステップとを含み、
前記回転させるステップ中に前記少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバ内の前記電気泳動篩い分けポリマーが前記複数の電気泳動チャネル内に移動する方法。 - 前記複数の電気泳動チャネルが前記回転軸に対してほぼ放射状に配置されている、請求項9に記載の方法。
- 前記複数の電気泳動チャネルの少なくとも1つの電気泳動チャネル内への前記電気泳動篩い分けポリマーの移動を防止しながら前記試料処理装置を回転させるステップをさらに含む、請求項9に記載の方法。
- 前記防止するステップが、前記少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバと前記少なくとも1つの電気泳動チャネルとの間の閉構成内にバルブを保持するステップを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバと前記少なくとも1つの電気泳動チャネルとの間の前記バルブを開放するステップであって、前記電気泳動篩い分けポリマーが前記少なくとも1つの電気泳動チャネル内に移動するステップをさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 前記装置を回転させるステップ後に、前記複数の電気泳動チャネル内の前記電気泳動篩い分けポリマー内に気泡がないか前記複数の電気泳動チャネルを検査するステップと、
前記検査するステップが気泡を発見した場合には検査ステップ後に前記回転軸を中心に前記装置を回転させるステップとをさらに含む、請求項9に記載の方法。 - 前記回転させるステップが少なくとも2回の加速/減速サイクルを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記回転させるステップ中に前記少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバ内の前記電気泳動篩い分けポリマーが前記複数の電気泳動チャネル内へ移動する際に、前記電気泳動篩い分けポリマーが前記回転軸に対してほぼ放射方向に移動する、請求項9に記載の方法。
- 試料物質を処理する装置であって、
第1および第2の主面および基板用の回転軸を規定するハブとを含む基板と、
前記装置内の複数の電気泳動チャネルであって前記回転軸に対して外側にほぼ放射状に延びる複数の電気泳動チャネルと、
各々が試料物質を含む容量を規定する前記装置内の複数のプロセスチャンバと、
前記複数の電気泳動チャネルの少なくとも1つの電気泳動チャネルと前記複数のプロセスチャンバの少なくとも1つのプロセスチャンバとの間に配置された接続構造であって、試料物質が前記少なくとも1つのプロセスチャンバから前記少なくとも1つの電気泳動チャネル内へ移動しないようになっている閉構成を含み、試料物質が前記少なくとも1つのプロセスチャンバから前記少なくとも1つの電気泳動チャネル内へ移動可能な開構成を含む接続構造と、
前記複数の電気泳動チャネルの各電気泳動チャネルと流体連通している少なくとも1つの電気泳動媒体チャンバとを含む装置。 - 前記複数の電気泳動チャネルが、前記回転軸に対して前記電気泳動媒体チャンバから外側に放射状に延びる直線電気泳動チャネルを含む、請求項17に記載の装置。
- 前記複数の電気泳動チャネルの少なくとも1つの電気泳動チャネルが湾曲電気泳動チャネルを含む、請求項17に記載の装置。
- 前記複数の電気泳動チャネルの各電気泳動チャネルが通気口のない電気泳動チャネルを含む、請求項17に記載の装置。
- 前記複数の電気泳動チャネルの各電気泳動チャネルが前記基板内に約90度以上の円弧を形成する湾曲電気泳動チャネルを含む、請求項17に記載の装置。
- 前記複数の電気泳動チャネルの各電気泳動チャネルが前記基板内に約180度以上の円弧を形成する湾曲電気泳動チャネルを含む、請求項17に記載の装置。
- 前記複数の電気泳動チャネルが前記基板に取り付けられた複数のキャピラリ管を含む、請求項17に記載の装置。
- 前記接続構造が多孔性プラグを含む、請求項17に記載の装置。
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