JP2005523692A - 生物学的検定において磁性粒子を処理するための構造体および方法 - Google Patents

Abstract

引き込み式のマグネット４およびプローブ３を備えた、生物学的サンプル内の磁性粒子を操作するための磁気ハンドリング構造体１ａ、ならびに生物学的サンプルの磁性粒子の処理方法。

Description

以下は、全般的にはサンプル内において関心対象種目（アイテム）を判定するための構造体および方法に関する。より具体的には、以下、ＤＮＡ、ＲＮＡ、断片、補体、ペプチド、ポリペプチド、酵素、プリオン、たんぱく質、メッセンジャーＲＮＡ、転移ＲＮＡ、ミトコンドリアＲＮＡまたはＤＮＡ、抗体、抗原、アレルゲン、細胞またはバイロンなどの生物学的実体の一部、表面たんぱく質、上記のものの機能等価物などの指定領域のすべてまたは一部分であるか、これを含むことができる関心対象種目の判定に関する。

患者の健康に関する情報を提供するためには、患者の体液などの患者サンプルに対して、数多くの試験を実行することができる。これらの体液には、血清、全血（ｗｈｏｌｅ ｂｌｏｏｄ）、尿、スワッブ（ｓｗａｂ）、血漿（ｐｌａｓｍａ）、脳脊髄液、リンパ液、中実組織などを含むことができる。

患者の体液に対して実施した試験によって、体液内における上述したものなどの関心対象種目を判定することができる。患者の体液内の関心対象種目のこの判定に基づいて、患者の健康状態に関する情報を得ることができる。

本発明の態様の１つでは、サンプル内での関心対象種目の判定を、単一構造体を用いて実施する方法が提供される。サンプルは、この単一構造体に対してアクセス可能となるように提供されている。サンプルを処理するための第１の収容器は、この単一構造体の第１の処理経路に配置される。サンプルは、第１の処理経路において第１の収容器まで移送される。第１の処理経路において、第１の収容器にある試薬が加えられる。第１の収容器の内容物は、第１の処理経路において混合される。サンプル内の関心対象種目は、第１の処理経路において第１の収容器の内容物から分離される。サンプル内の分離された関心対象種目は、単一構造体で、第１の処理経路にある第１の収容器から第２の処理経路にある第２の収容器まで移送される。第２の収容器の内容物は、第２の処理経路において、第１の処理経路の温度と異なる第１の温度に至らされる。第２の収容器内の関心対象種目は、第２の処理経路において検出される。

別の方法では、サンプルが単一構造体の第１の処理経路にある第１の収容器まで移送される。サンプル内の関心対象種目は、第１の処理経路において第１の収容器の内容物から分離される。サンプル内の分離された関心対象種目は、単一構造体の第１の処理経路にある第１の収容器から、第２の処理経路にある第２の収容器まで移送される。第２の収容器の内容物は、第２の処理経路において第１の処理経路の温度と異なる第１の温度に至らされる。関心対象種目は、第２の処理経路にある第２の収容器において検出される。

追加的な方法では、サンプルが、単一構造体の処理経路にある収容器まで移送される。サンプル内の関心対象種目は、この処理経路において収容器の内容物から分離される。収容器の内容物は、処理経路において第１の温度に至らされる。収容器の内容物は、処理経路において第１の温度と異なる第２の温度まで至らされる。関心対象種目は、処理経路にある収容器において検出される。

また別の方法では、サンプルが、単一構造体の第１の処理経路にある第１の収容器まで移送される。このサンプルは、単一構造体の第１の処理経路にある第１の収容器から、第２の処理経路にある第２の収容器まで移送される。第２の収容器の内容物は、第２の処理経路において第１の処理経路の温度と異なる第１の温度に至らされる。関心対象種目は、第２の処理経路にある第２の収容器において検出される。

さらに別の方法では、サンプルが、単一構造体の処理経路にある収容器まで移送される。収容器の内容物は、単一構造体の処理経路において第１の温度まで至らされる。収容器の内容物は、単一構造体の処理経路において第１の温度と異なる第２の温度まで至らされる。関心対象種目は、単一構造体の処理経路にある収容器において検出される。

本明細書に記載した実施形態は、サンプル内の関心対象種目を判定するための方法および構造体に関する。この関心対象種目は、ＤＮＡまたはＲＮＡの１つまたは複数の指定領域であることができ、あるいは断片、補体、ペプチド、ポリペプチド、酵素、プリオン、たんぱく質、メッセンジャーＲＮＡ、転移ＲＮＡ、ミトコンドリアＲＮＡまたはＤＮＡ、抗体、抗原、アレルゲン、細胞またはバイロンなど生物学的実体の一部、表面たんぱく質、これらのいずれかの機能等価物、これらのいずれかの濃度または別の所望のサンプル要素であることができる。例示的な一実施形態では、関心対象種目は、ＣＴ、ＣＴ／ＧＣ、ＭＴ、ＨＣＶ、ＨＢＶ、ＨＰＶ、ＨＩＶ、ＣＭＶ、ＨＬＡ、ＨＴＬＶ、および感染疾患、遺伝的マーカ、がん、心臓血管性種目、薬理遺伝学的種目など（ただしこれらの限らない）に関連するその他の種目（ただしこれらの限らない）を含む、特異的なＤＮＡまたはＲＮＡ領域、抗体、または抗原（ただしこれらの限らない）から選択することができる。いくつかの実施形態では、その関心対象種目は、ＨＣＶに対する抗体、ＨＩＶ １／ＨＩＶ ２に対する抗体、Ｂ型肝炎コア抗原に対する抗体（ＨＢｃＡｂ）、がん胎児性抗原（ＣＥＡ）、がん抗原１９−９（ＣＡ１９−９）、Ｂ型肝炎表面抗原（ＨＢｓＡｇ）、Ｂ型肝炎表面抗原に対する抗体（ＨＢｓＡｂ）、アルファ胎児たんぱく質（ＡＦＰ）、総前立腺特異抗原（Ｔｏｔａｌ ＰＳＡ）、遊離ＰＳＡ、甲状腺刺激ホルモン（ＴＳＨ）、黄体形成ホルモン（ＬＨ）、卵胞刺激ホルモン（ＦＳＨ）、ベータヒト絨毛性ゴナドトロピン（Ｂ−ｈＣＧ）、遊離チロキシン（Ｆｒｅｅ Ｔ４）、遊離トリヨードサイロニン（Ｆｒｅｅ Ｔ３）、総Ｔ４、総Ｔ３、プロゲステロン、テストステロン、エストラジオール、プロラクチン、ビタミンＢ１２（Ｂ１２）、葉酸塩、グリコヘモグロビン（Ｇｌｙｃａｔｅｄ Ｈｅｍｏｇｌｏｂｉｎ）、およびフェリチン（ただしこれらの限らない）から選択することができる。本質的に、ほとんどどのようなものもこの関心対象種目となり得る。

本明細書に記載した構造体および方法は、多くの異なる構成で利用することができる。理解しやすくするため、そのＤＮＡ／ＲＮＡサンプルの調製、増幅、ならびにサンプル内において関心対象種目に対して１時間あたり概ね１００回以上の判定を実施する、あるいはサンプル調製が分割されている場合は、サンプル内において関心対象種目に対して１時間あたり概ね３００回以上の判定を実施する検出分析器に関して、この構造体および方法を用いることを検討することにする。別法としてこの同じ構造体は、免疫学的検定の分析器として使用することや、免疫学的検定の分析器とＤＮＡ／ＲＮＡ分析器の両者として使用することができる。この構造体および方法は、１時間あたり６００回、４００回、２００回、５０回などの判定を実施する分析器などの別の利用形態で用いることができることに留意すべきである。

所与の時間期間で実施される試験の回数（スループット）の変更、判定しようとする関心対象種目の調整など個々のニーズに適合するように、多くの構造体を互いに結合させたり、統合させたりすることができる。たとえば、所与の１時間でＹ回の判定を実施するＸ個の構造体を、接続させ、接続したこの構造体によって、１時間あたりＸＹ回の判定を実施させることができる。所望であれば、これらの構造体のリソースは、米国特許第６，０２２，７４６号で開示されている方式と実質的に同様の方式で割り当てることができる。当該の出願は、本件の譲受人に譲渡されており、その開示の全体を本明細書に組み込むものとする。

別の実施形態では、１つまたは複数の構造体を、免疫学的検定の分析器（たとえば、以下で参照する米国特許第５，７９５，７８４号で開示されたもの）、血液分析器（たとえば、以下で参照する米国特許第５，８９１，７３４号で開示されたもの）など別の分析器と、動作可能に接続させることがある。

こうした構造体のすべてが、関心対象の種目を実質的に同じ方法で、すべて同じ判定を実施することに留意すべきである。たとえば、すべての同様の関心対象種目に対するすべての判定処理工程は、与えられた構造体によって実施しようとする判定回数と無関係に、３６秒間など同じ時間枠内で実施することができる。これらの構造体は、試薬などの共通要素、使い捨て品、流体やその他の別の要素、搬送技術、判定工程実施メカニズム、ソフトウェアなどを含むことがある。

別の用途では、その構造体が、臨床化学または血液学分析器などの異なる構造体または分析器と共に、同じ設定で使用できるように、その構造体は、たとえばコンベアシステムその他と、ならびに支援するハードウェアやソフトウェアと結合させることができる。このコンベアシステムは、１つのサンプルに関して様々な判定を実施できるようにするため、構造体間においてサンプルを移動させることができる。さらに、本明細書では理解しやすくするため１つのみの構造体に関して、構造体の動作を記載しているが、複数の構造体が、同時にまたは異なる時点のいずれかで、同じ方式または異なる方式で動作することが可能であることに留意すべきである。さらに、ある動作方法に関する工程を、別の動作方法の工程と組み合わせて、さらに多くの動作方法を得ることができる。

本明細書に記載した構造体または方法はいずれも、米国特許第５，８５６，１９４号および同第６，４１３，７８０号など、目下のところで利用可能な文献に記載されている構造体および方法を含み、別の構造体や方法あるいはこれらの一部分と、適切な任意の方式で結合させることができる。

本明細書に記載した構造体の構築は、様々な関心対象種目に関する試料を費用対効果が高い方法で分析することを目的としている。この構造体によって、ユーザは、この構造体にサンプルを供給すること、構造の処理（たとえば、当該サンプルに対するインキュベーション、調製、溶解（ｌｙｓｅ）、溶離、分析、読み取り、等々）を有すること、ならびに処理の結果として構造体レポートを有することが可能となる。構造体サブコンポーネントとしては、そのうちのいくつかのみを示すと、サンプルや試薬などの材料に対する、混合、吸引および分与、インキュベーション、化学分離、および検出についての装置および方法を含む。一般的には、化学オートメーションに関する構造体構築の実現形態は、所望の患者サンプル添加方法、試薬添加方法、スループット（所与の時間期間あたりの判定回数）、汚染低減方法、検出方法、混合の程度、インキュベーション温度、および持続時間の必要性などの多くの要因によって、駆動させることができる。

図１は、スループットを相対的に低下させた（各１．５時ごとに約１回の判定などの）環境に適した構造体１ａを開示している。この構造体１ａは、ベース２内に着脱可能に配置された第１の収容器１を備えている。

図示した実施形態では、第１の収容器１は、ある選択量の流体（たとえば、約７ｍＬのサンプルおよび試薬）を包含するだけのサイズとしている。しかし、本発明では、収容器に関して様々な形状およびサイズを使用することが可能であることを理解すべきである。図１２Ａから図１２Ｐは、第１の収容器１に関する多種多様な代替的な構築を表している。

ベース２は、たとえば、上で言及した米国特許第５，７９５，７８４号に開示されている処理経路の構築と同様の構築を含み、収容器を受け容れるための適切な任意の構築を有することができる（この場合、図１および図２に示した構造体は、処理経路に沿った適切な箇所に配置されることができる）。もちろん、ベース２は、第１の収容器１の様々な構築を収容するすなわち補完するように修正することができる。

ベース２は、機械加工したまたはコーティングしたアルミニウムなどの適切な任意の材料から製作することができる。例示的な一実施形態では、ベース２は、ＭＩＬ−Ａ−６３５７６ Ｔｙｐｅ Ｉ仕上げを伴った６０６１−Ｔ６アルミニウムによって製作されている。第１の収容器１は、さらに、ポリエチレン（たとえば、ＤＯＷ ３０４６０Ｍ ＨＤＰＥまたはＣｈｅｖｒｏｎ ９５１２）、ポリプロピレン（たとえば、Ｍｏｎｔｅｌ ＰＤ７０１ＮやＰＤ７０２などその代替品）、あるいはポリスチレン（たとえば、ＤＯＷ ６６６）による成型物を含み、適切な任意の材料から製作されることができる。

プローブ３は、所望の方向（たとえば、Ｘ軸、Ｙ軸、および／またはＺ軸）へのプローブ３の動きを制御する適切な駆動装置に取り付けられていることが好ましい。所望の動きを提供する任意の駆動装置が、適切であるが、知られている適切な駆動装置としては、Ｔｅｃａｎガントリ（Ｔｅｃａｎ ＲＳＰモデルシリーズ（Ｔｅｃａｎ、スイス））およびＡｂｂｏｔｔ ｔｈｅｔａ−Ｚ ロボット（部品番号７８４７９、Ａｂｂｏｔｔ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、Ａｂｂｏｔｔ Ｐａｒｋ、Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）が含まれる。

プローブ３は、箇所３ａにおいて、プローブ３に吸引および分与機能の実行を可能にさせる適切な構造体（図示せず）と流体接続されている。たとえば、これらの流体機能は、目的とした機能に適した任意のポンプ（たとえば、シリンジ式、ぜん動式（ｐｅｒｉｓｔａｌｔｉｃ）、等々）やバルブ技術を使用して実現することができる。

引き込み式マグネット４は、以下で記載するように、第１の収容器１内のサンプル内での関心対象種目の所与の判定の実施中の選択した時点で、第１の収容器１およびベース２に対して移動できるように適切に支持されている。マグネット４の移動によって、その判定処理の工程の実施を有効にすることができ、これによって、当該の工程を、希望に応じて選択的に自動的に実施または回避することが可能となる。一実施形態では、そのマグネット４は、収容器１に相対的に近づくように移動され、第１の収容器１内の磁気応答粒子を第１の収容器１の側壁に引き寄せ、これにより、患者サンプル内の所望の関心対象種目に結合されていることがあるこれらの磁気応答粒子を、残りの患者サンプルまたは第１の収容器１の他の内容物から分離させることができる。

こうしたマグネット４によりもたらされる分離の前、分離中、または分離後に、プローブ３によって、第１の収容器１の内容物の一部分を、廃棄物／洗浄リザーバ１０に吸引することがある。関心対象種目の判定を強化するためには、引き続いて分与、分離、および吸引の工程が利用されることができる。磁気式分離を希望しない場合（すなわち、磁気式分離工程を回避する場合）の判定期間中に、第１の収容器１およびその内容物に対するマグネット４の磁場の影響を低下させるために、マグネット４を、第１の収容器１から離れるように適切に移動させることができる。

別法として、いずれの関心対象種目にも付着されない磁気応答粒子は、第１の収容器１の側壁に引きつけられ、また一方、第１の収容器１の残りの内容物（関心対象種目を含む可能性がある）は、プローブ３などによって第１の収容器１から取り除かれる。

このベース２にはさらに、加熱および／または冷却を提供するために、温度調節デバイス７が設けられることもできる（こうした調節を希望する場合）。このデバイス７は、ベース２と手動式または自動式で着脱可能に接続されることができ、適切な制御装置（適切なルーチンを実行させるメモリを備えたコンピュータなど）によって動作させることができ、また伝導、対流、および／または輻射、等々を含む適切な任意の熱伝達手段を利用することができる。たとえば、温度調節された（加熱されたかつ／または冷却された）空気を、第１の収容器１に対して移動させ、第１の収容器１の内容物を所望の方式で温度調節することができる。

関心対象種目に対する所与の判定の実施中の様々な時点で、サンプルまたは試料の収容器８（試験管やその他など）内に配置させたサンプルと、試薬収容器９内に包含させた試薬とを、プローブ３の使用などによって第１の収容器１に添加することができる。複数のサンプルおよび／または試薬が望ましい場合は、複数の収容器８および／または９のコンベア、回転ラック（ｃａｒｏｕｓｅｌ）、再循環することもあり得る移動可能または静止式の別の構成などのアレイを、提供することも可能である。サンプルおよび試薬の収容器８および９は、たとえば、ポリマー様ポリスチレン（ＤＯＷ ６６６）、高密度ポリエチレン（ＤＯＷ ３０４６０Ｍ ＨＤＰＥまたはＣｈｅｖｒｏｎ ９５１２）、その他を含み適切な任意の材料から製作されることができる。

収容器８または９のいずれかの内容物の保存性を向上させるために、サンプルと試薬収容器８、９のいずれか一方または両方に対して、上で言及した米国特許第５，７９５，７８４号に開示されているカバーと実質的に同様のカバー３０（図５Ｃ参照）を設けることができる。このカバー３０は、Ｌｅｘｉｎｇｔｏｎ Ｍｅｄｉｃａｌ ３４８１００５ ＥＰＤＭ、Ａｂｂｏｔｔ ＥＰＤＭ（Ａｓｈｌａｎｄ、Ｏｈｉｏ）などの適切な任意の材料から製作することができる。適切な収容器８および９、ならびに対応するカバーは、上で言及した米国特許第Ｄｅｓ．４０１，６９７号、同第Ｄｅｓ．４０１，６９９号、および同第Ｄｅｓ．３９７，９３８号に示されている。収容器（収容器８など）を別の収容器または搬送機にはめ込むための方法は、同じ所有者による米国特許第５，９１５，５８３号に記載されており、これも本発明の趣旨の域内で使用することができる。

第１の収容器１にサンプルおよび／または試薬を添加した後、プローブ３を、適切に洗浄して汚染物を除去し、これにより第１の収容器１が、それ以降汚染物に曝露される可能性を低下させることができる。たとえば、プローブ３に対する流体洗浄のために、プローブ３を、廃棄物／洗浄リザーバ１０に移動させることができる。プローブ３は、別法として、その開示全体を参照によって本明細書に組み込むものとする米国特許第５，２３２，６６９号に開示されているピペッタ先端などの使い捨て式先端を組み込むように修正されることができ、この使い捨て式先端は、目的とした用途を完了したのち、プローブ３との流体／運搬インタフェースから廃棄するように排出される。図５Ｆは、使い捨て式先端２８の別の例を示している。

ベース２内には、ボア６など所望の検出器を収容するための適切な開口を設けることができ、検出器は、光電子増倍管、フォトダイオードなどの構造体によって使用するのに有利である。図示した図１の実施形態では、米国特許第５，７９５，７８４号に開示されたのと同じ構造体と同様の方式で、そのボア６を、マグネット４と反対位置に配置させている。したがって、蛍光物質その他などのラベルが発生させた化学ルミネセンスその他の信号の検出など、同様の動作が可能である。

ベース２上には、さらに図２に示した適切な混合機５が設けられている。混合機５は、たとえば、所望の時点で第１の収容器１に軌道運動を誘導し、第１の収容器１の内容物を混合させることができる力を、混合機５に加える適切な駆動装置５ａと結合させている。適切な混合機の代替的な構築は、図１３および米国特許第５，７９５，７８４号に示されている。

ベース２は、混合機５に対して所望の混合の達成を可能にするために、第１の収容器１の移動の自由を制限するように構築されている。この点に関する支援のために、ベース２は、さらに蓋（図示せず）を含むことができる。

所望であれば、図１に示した構造体１ａは、相対的に高いスループットの環境を提供するために、所与の時間期間内に約１００回などより多くの判定回数を実行するように修正することができる。このように修正する場合、その各々が、プローブ３、マグネット４、混合機５、検出器用のボア６、および温度調節デバイス７のうちの１つまたは複数を実際的に含むように、構造体１ａのアレイを、互いに動作可能に接続させることができ、こうした要素は、接続される各構造体１ａに個々に設けられているか、あるいは構造体１ａ同士で適切に共有されている。プローブ３、マグネット４、検出器６、加熱／冷却素子７、および／または混合機５は、選択的に作動され、サンプルおよび試薬の吸引および分与などの所望の作用を、判定処理中の所望の時点で実行させることができ、こうした構成は、所望の工程を達成するためにこれらのコンポーネントの選択的な自動操作に特によく適したものである。こうした構成では、サンプル内での関心対象種目の判定は、複数の位置にわたって、または複数の構造体１ａにより実施することができ、これにより、少なくとも２つのサンプルを、実質的に同時に処理することが可能となる。

複数の構造体１ａの操作上の接続を円滑にするには、コンベア（有界式（ｂｏｕｎｄｅｄ）やエンドレス式）、回転ラック、その他などの運搬システムを用いて、第１の収容器１をある構造体１ａから別の構造体まで移動させることができる。運搬システムは、上で言及した米国特許第５，７９５，７８４号に開示されている処理経路と実質的に同様とすることができる。構造体（複数のこともある）１ａの箇所に応じて、その運搬システムおよび／または個々の構造体は、所与の時点で実施することを希望する機能のみを、判定に提供するように構築することができる。たとえば、相対的に多くの回数の（たとえば、１００回の）構造体１ａを、互いに動作可能に接続させることがあり、かつ構造体１ａのあるサブセット（たとえば、５個）だけが、混合機５を含むことができる。

図３Ａ、図３Ｂ、および図１８は、実質的に互いに隣接して配置された複数の構造体１ａを本質的に含む装置１００を表している。この実施形態では、第１の収容器１は、収容器ローダおよび図９に示した運搬装置３５から第１の処理経路１１まで、実質的に自動的にロードされる。別法として、第１の収容器１は、米国特許第５，７９５，７８４号に記載された方式で手動式や自動式でロードすることができる。収容器１は、たとえば選択した各時間間隔ごとに（各３６秒ごとなどに）１つの位置として、実施中の判定に関する目的とするフォーマットまたはプロトコルの要件に従って、様々な動作（試薬添加、サンプル添加、インキュベーション、混合、洗浄、その他など）を選択的に自動的に実行する場所である第１の処理経路１１に沿った様々な箇所まで、第１の処理経路１１を通って移動されている。装置１００の例示的な一実施形態では、第１の収容器１は、第１の処理経路１１に沿って概ね各３６秒ごとに、概ね１．２インチ（約３ｃｍ）移動される。

第１の処理経路１１は、第１の処理経路１１をある所望の温度に維持するために、少なくとも１つの適切な温度制御装置またはヒータを含んでいる。第１の処理経路１１は、複数のヒータを用いるなどによって、ある１つの温度に、あるいは所望の任意の数の温度に保持されることができる。たとえば一実施形態では、ヒータは、第１の処理経路１１を摂氏約３７度に維持することができ、また一方、別の実施形態では、第１の処理経路１１のある一部分は摂氏約３７度に維持されながら、第１の処理経路の別の一部分は摂氏約７０度に維持されることができる。 第１の処理経路１１を少なくとも１つの温度まで加熱する一方、この少なくとも１つの温度に維持された収容器１を、別の温度から隔絶させるためには、適切な任意の方法を使用することができる。したがって一例として、第１の処理経路１１は、摂氏約３７度で約２０分間の溶解などの第１のインキュベーションと、摂氏約５０度にで約２０分間の溶離などの第２のインキュベーションとを、単一の第１の収容器１によって実施するために使用されることができる。溶解と溶離の両方のために第１の処理経路１１で使用される収容器１は、収容器１を、第１の温度に曝露させながら、第２の温度から熱的に隔絶させること、ならびにこの逆とさせることができる。

一例として、第１の処理経路１１は、アルミニウムその他など適切な材料から製作することができ、こうした場合で、第１の処理経路１１を、ある適切な時点で第１の温度または第２の温度まで加熱（たとえば、伝導的に加熱）する場合には、第１の処理経路１１のうち第１の温度に曝露させた部分を、第１の処理経路１１の第２の温度に曝露させた部分から断熱するために１つの部材が導入されることができる。この部材は、断熱材料、物理的なバリア、その他とすることができ、またこの部材は、第１の処理経路１１の第１の温度（たとえば、摂氏３７度）に特異的な部分および第２の温度（たとえば、摂氏５０度）に特異的な部分において計測した温度状態に基づいて、能動的に冷却または加熱され、これによって、第１の収容器１の第１または第２の温度に対する曝露を適宜制限することができる。

別の実施形態では、第１の処理経路１１を、第１の温度（たとえば、摂氏３７度）に維持することができる。第２の温度（たとえば、摂氏５０度）に維持することが望ましい第１の処理経路１１の一部分においては、ＩＲ源その他などの少なくとも１つの別の熱エネルギー源を、第１の処理経路１１と熱的に結合させ、必要な時点で第１の処理経路１１の対応する部分に所望量の熱を提供することができる。収容器１内に存在する内容物は、当該の追加的熱源（たとえば、ＩＲ源）に対する曝露の間に、第２の温度までの温度上昇を受け、続いて、収容器１がこの追加的な熱源への曝露から外されるにつれて、第１の温度まで熱低下を起こすことができる。

図１０および図１１は、図３Ａ、図３Ｂ、および図１１に示した装置１００の第１の処理経路１１で使用することができる、収容器運搬を表している。この構造体では、第１の収容器１を、第１の処理経路１１上に配置させた後、ベルト３６は、ベルト３６上のピン３６ａとの係合を介して第１の収容器１を移動させる。駆動装置３８は、マウント３９によって装置１００上に適切に支持されると共に、駆動ギア４０および被駆動ギア４１を介してベルト３６を駆動可能に係合している。

図３Ａおよび図３Ｂに戻ると、サンプル収容器８内に配置させたサンプルは、収容器搬送機２７（たとえば、トレイ）内に適切にロードされ、この収容器搬送機２７（たとえば、トレイ）は、装置１００のデッキ上にある入力キュー１７にロードされる。様々な処理工程は、本明細書に開示した本発明の様々な態様の広義の趣旨域内にあり、ある方式で実施するように記載されているか別の方式で実施するように記載されているかによらず、手動式および／または自動式で実施することができることを理解すべきである。

サンプル収容器８、ならびに関連する収容器搬送機２７の例を、図６に表している。収容器８および収容器搬送機２７は、上で言及した米国特許第５，９１５，５８３号および同第Ｄｅｓ．４０１，６９７号に開示されている収容器と実質的に同様とすることができる。ただし当業者には本発明の趣旨の域内において、広範な構成が適切となることが理解されよう。

入力キュー１７は、Ａｂｂｏｔｔ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ（たとえば、Ａｂｂｏｔｔ ＦＰＣ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｉｐｅｔｔｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ）から目下のところ入手可能なものなどの構成、あるいは米国特許第５，７９５，７８４号に記載された構造体を含み、所望の数のサンプル収容器８を保持するために適切な任意の構成とすることができる。入力キュー１７に関するこうした適切な構成の１つを、図４に表しており、この構成は、米国特許第５，７９５，７８４号に開示されているコンベアシステムと同様のコンベアシステムを備えている。図４に示した実施形態は、入力キュー１７および装置１００が協働できるように、図３Ａおよび図３Ｂの装置１００などの構造体を、スペース１７ａに配置させることができるように構築されている。この実施形態では、サンプルの入力キュー１７と出力キュー１７ｂのそれぞれは、ローカルキュー１７ｃの分だけずらした状態で互いに隣接して配置させることができる。

第１の処理経路１１に隣接してバーコード読み取り装置２５を配置させることができ、これによりバーコード読み取り装置２５は、収容器８および／または収容器搬送機２７に関連付けされたコードを読み取ることができる。バーコード読み取り装置２５は、入力キュー１７上に配置された所与のサンプルを、ピペッタ１９によってアクセス可能な位置において特定するために使用されることができる。

バーコード読み取り装置２５があるサンプルを特定すると、ピペッタ１９は、当該サンプルを、入力キュー１７上のサンプル収容器８から第１の処理経路１１に配置された第１の収容器１まで適切に搬送することができる。試薬など別の種目は、所与の判定フォーマットに従って、ピペッタ１９およびピペッタ１２によって、１つの第１の収容器１に添加される（あるいは、複数のサンプルに対して作業している場合には、複数の第１の収容器１に添加される）ことができる。試薬は、米国特許第５，７９５，７８４号に開示されている試薬回転ラックなどの適切な試薬ハンドラー１３内に格納されることができる。例示的な一実施形態では、ピペッタ１９および１２は、以下で指定する「１ Ｔｕｂｅ ＤＮＡ／ＲＮＡ ２０−２０Ｍｉｎ Ｓａｍｐｌｅ Ｐｒｅｐ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ，１ Ｔｕｂｅ １．５ｈｒ ＰＣＲ Ｅｎｄ Ｐｏｉｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ」で指定された時点において、１つまたは複数の第１の収容器１に試薬を添加することができる。

ボトル２９、３１、および３２（図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｅ、および図１９参照）から第１の収容器１に試薬を添加するためには、ピペッタ１９および１２以外に、適切なポンプ動作メカニズムと流体接続させた分与ノズル（明瞭にするために図示せず）を使用することもできる。一実施形態では、ある１つの収容器（たとえば、収容器３１）は、固相微小粒子を含むことができ、この固相微小粒子は、磁気応答式であることが好ましく、また収容器３１の内容物を均質化させる（すなわち、流体媒質内に粒子を再懸濁させる）ために、撹拌機を必要とすることがある。撹拌機は、図３Ａおよび図３Ｂに示された微小粒子試薬ハンドラー１８内に組み込まれることができ、また適切な作用（その方法のうちのいくつかを挙げるとたとえば、混合用フィン、補完的収容器フィン、および／またはフィン運動）によって均質化を行うことができる。収容器３１内の粒子に対する再懸濁は、たとえば、かき混ぜ棒や当技術分野において一般に理解されている関連する装置によって達成させることができる。

本明細書に記載した収容器のいくつかまたはすべてを、図３Ａおよび図３Ｂに示した装置１００に配置させることがある。収容器の内容物は、試薬シール３０（図５Ｃに示す）を用いて、かつ／または冷蔵を用いて保存されることができる。試薬の分与に関して追加的な柔軟性を提供するために、第１の処理経路１１と動作可能に結合された試薬分与ノズルを、運搬メカニズムに組み込み、第１の処理経路１１上の所望の任意の位置における試薬の分与を可能にすることができる。

第１の収容器１の内容物は、混合するまたは攪拌することが望ましいことがある。第１の処理経路１１に沿った第１の収容器１の内容物の混合は、選択した時点で、適切な混合機５によって選択的に自動的に実施することができ、この一例を、図１３に示している。この実施形態では、第１の収容器１は、ブラケット４４を介して動作可能に係合され、一方ブラケット４４は、駆動装置４２によって駆動されたときに、ブラケット４４および係合した第１の収容器１に対して、運動（たとえば、軌道運動、円運動など）が誘導されるように構成したギアトレイン４３と動作可能に結合される。こうした混合は、以下で指定する「１ Ｔｕｂｅ ＤＮＡ／ＲＮＡ ２０−２０Ｍｉｎ Ｓａｍｐｌｅ Ｐｒｅｐ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ，１ Ｔｕｂｅ １．５ｈｒ ＰＣＲ Ｅｎｄ Ｐｏｉｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ」で指定された時点など、実施される処理の要件に応じた適切な任意の所望の時点において実施されることができる。

ピペッタ１９および１２が、使い捨て式ピペッタ先端２８（図５Ｆおよび図１９参照）と共に使用するように構成されている一実施形態では、１つの先端２８または一群の先端２８の運搬およびロードは、適切なローダおよび運搬メカニズム３３を用いて達成されることができる。こうしたメカニズム３３の１つを、図７に示しており、また別のローダおよび運搬メカニズム３４を、図８に示している。

ピペッタ１９または１２のいずれかによって先端２８を係合させた後、液体レベルの検知（その多くが当技術分野でよく知られている、適切な任意の方法によって実行される）、選択された収容器（複数のこともある）からの吸引、および第１の収容器１への分与が実施される。ピペッタ１２または１９は、液体レベルおよび／または温度を検出することが可能な装置を含むことができ、この装置としては、光学機器、容量性部材、ＩＲ、ソナー、あるいは別の波形発生器（ただし、これらに限らない）を含むことができる。分与した後、洗浄ステーション２３において、先端２８を液体によって洗浄し、これによって汚染物質に対する曝露を低減させている。第１の収容器１に対する後続の添加は、希望に応じて同様の方式で実施することができる。第１の収容器１に対する所望の添加がすべて完了した後、第１の収容器１の内容物は、第１の収容器１から吸引されるかさもなければ取り出されると共に、遺伝子配列決定、薬理遺伝学的試験などの別の機能を実行することがあり得る所望の箇所に、分与または搬送される。次いで、先端２８は、ピペッタ１２または１９から取り外されて、先端廃棄部２４に廃棄されることができ、これによって汚染物質に対する曝露を低減することができる。複数の試薬と単一のサンプルあるいは調製したサンプル操作に対して、単一の先端２８を使用することによって、固体廃棄物を減少させることが可能となり、かつ汚染低減の所望のレベルを維持しながら、コストの軽減を提供することが可能である。先端２８を含まない場合であっても、ピペッタ１２または１９を用いて同様の工程を実施することができる。

混合機５による混合あるいは第１の収容器１に与えられる別の運動は、第１の収容器１内に包含された流体に対して意図しない分布（たとえば、エアロゾル現象）を引き起こすことがある。図１４は、適切な箇所において第１の処理経路１１内に組み込まれたポート４５を示している。ポート４５は、第１の処理経路１１上の隣接する第１の収容器１から出てより望ましい箇所まで、第１の収容器１上の空気の流れを引き出す流体圧力源（たとえば、真空などの負の流体圧力源）と流体接続させることができる。この方式により、望ましくない空中浮遊の汚染物質を、制御された箇所に導くことができる。

構造体１ａおよび装置１００によって実行されるいくつかの方法（すなわち、免疫学的診断および／またはＰＣＲサンプル調製方法）で使用される微小粒子の洗浄は、第１の収容器１のいくつかが、マグネット４によって引き寄せられて保持される場合などで、第１の収容器１からの未結合または結合性の微小粒子および／または第１の収容器１の内容物の別の構成成分に対する除去、排出、またはピペット操作を利用することができる。

この洗浄を実施するためには、第１の処理経路１１に沿った適切な位置に、少なくとも１つの洗浄ゾーン５０（図３Ａ参照）を配置させることができる。洗浄ゾーン５０は、内容物（たとえば、未結合または結合性の微小粒子）を、第１の収容器１から自動的に排出するまたはピペット操作するように構築されたプローブ４９（図１６に示す）を含むことができる。複数のプローブ４９（たとえば、４つのプローブ）が、単一の洗浄ゾーン５０をなすことができる。適切な例示的な洗浄工程（たとえば、磁気式分離、吸引、分与）は、さらに米国特許第５，７９５，７８４号に記載されている。

ＤＮＡ／ＲＮＡ判定の場合など汚染が関心事である場合、プローブ４９は、外側チューブ４６および内側チューブ４７（図１５参照）によって形成されることができる。この外側チューブ４６は、支持部材４６ａを介して内側チューブ４７に対して実質的に同心状に保持されることができる。いくつかの実施形態では、部材４６ａは、流体搬送用導管の役割をすることができる。一実施形態では、その外側チューブ４６は、洗浄流体源と流体接続され、またその内側チューブ４７は、廃棄部に導かれた真空源と流体接続される。この洗浄流体は、第１の収容器１内に保持された関心対象種目に結合させた粒子から、未結合粒子を化学的に洗浄するため、およびさらには内側チューブ４７が、排出中に流体（たとえば、第１の収容器１内の流体）と接触状態になった後に、内側チューブ４７から望ましくない種目（すなわち、汚染）を除去するためなど、多くの目的のために使用されることができる。

第１の収容器１の壁に微小粒子を引き寄せる方法を改善させるためには、第１の収容器１内部にある微小粒子を、第１の収容器１の相対する側に沿って第１の収容器１に隣接して配置させた２つのマグネットを備えたマグネットステーションに曝露されることができる。

第１の収容器１の側壁（複数のこともある）に引き寄せられた微小粒子は、図１３に示した混合機５などの適切なデバイスを介して、任意の時点で（たとえば、洗浄中に）再懸濁されることが可能である。別法として、第１の収容器１の内部にある流体を適切に移動させることによって、第１の収容器１内部での流体および／または固体の再懸濁を達成するために、プローブ３または４９が使用されることができる。こうした一実施形態では、流体（たとえば、洗浄溶液）は、単一または複数の流体ストリームが、その垂直壁など第１の収容器１内部の再懸濁させようとする関連する流体および／または固体材料が存在すると予測される位置に向けられるように、プローブ３または４９から分与されることができる。この方式により、第１の収容器１の中で再懸濁させようとする材料を、図１７に示すように第１の収容器１内に分散させることができる。

選択したフォーマットまたはプロトコルに従って、第１の収容器１の内容物に関する処理を完了した後、第１の収容器１の内容物を、第１の収容器１から移動させ図３に示す第２の収容器１５内に配置させる。第２の収容器１５に対する材料添加（たとえば、試薬）は、ピペッタ１２を介して行われる。次いでこの第２の収容器１５は、シーラー２１によって封止される。

第２の収容器１５に関して相対的に迅速な加熱および冷却速度が望ましい場合には、第２の収容器１５は、第２の収容器１５内容物体積比に対する相対的に大きな加熱表面、および／または第２の収容器１５の相対的に薄い壁（複数のこともある）を使用することによって、相対的に迅速な熱エネルギー伝達速度を持続するように構築されることができる。

第１の収容器１の内容物の第２の収容器１５への自動式方式による移送を容易にするために、第２の収容器１５は、第１のチェンバおよび第２のチェンバを用いて構築されることができ、第１のチェンバ開口が、第２のチェンバ開口と比べて相対的により大きい。ピペッタ１２は、第１のチェンバに入り、かつ第１のチェンバを、第１の収容器内容物および別の試薬で満たすことが可能であり、次いで第１のチェンバ開口が、シーラー２１によって封止される。相対的に小さい第２のチェンバ開口によって、第１のチェンバの内容物が第２のチェンバに移動するのを制限することができる。別法として、第１のチェンバ開口は、収容器をスピナー２２に移送する前に、シーラー２１によって第１のレベル（「ソフトシール（ｓｏｆｔ−ｓｅａｌ）」と呼ばれる）まで封止されることができる。この場合には、第２の収容器１５をスピナー２２から除去した後に、第１のチェンバ開口は、第１のレベルと異なる第２のレベルまでシーラー２１によって封止されることができる。

第２の収容器１５は、第１のチェンバの内容物が、遠心力によって第２のチェンバまで変位されるように、第２の収容器１５を動かしているスピナーデバイス２２まで搬送される。第１のチェンバの内容物が第２のチェンバまで移動した後、さらに処理を行うために、第２の収容器１５が、スピナーデバイス２２から除去されて熱伝達デバイスに渡される。別法として、第２の収容器１５のその第２のチェンバへの充填は、ピペッタ１２と結合された流体工学素子からの圧力によって引き起こされる力によって達成されることが可能であり、あるいはピペッタ１２を、第２の収容器１５の第２のチェンバに入れ、これによって第２のチェンバを満たすことが可能である。

望ましい熱伝達速度には、毛管または毛細管様の構造体を有するチューブが適しているが、こうしたチューブを満たすには、典型的には、液体をチューブまで移動させるための力または遠心分離が不可欠である。図２７Ａから図２７Ｆに示した別の実施形態では、第２の収容器１５は、遠心分離などの２次的な動作をまったく行わずに、内容物の第２の収容器１５への自動式ピペット作業が可能となるように、毛管と比べてより大きな開口５７を通して、内容物を受け取っているアセンブリ１５ｃを備えることができる。追加のＤＮＡ増幅の前に、シール１５ｂを、第２の収容器１５と係合させ、汚染低減および蒸散制御を提供することができる。シール１５ｂの外側壁５８は、第２の収容器１５の内側壁５９と比べてより小さいため、第２の収容器１５と係合させたときに、第２の収容器１５内の内容物は、外側壁５８の周りに変位することが可能となる。この内容物の変位によって、液体面積に対する熱伝達の比が増大し、これによって相対的に迅速な熱伝達が提供される。いくつかの実施形態では、外側壁５８は、第２の収容器１５の内側壁５９を係合して、シール１５ｂを第２の収容器１５に対して実質的に同心状に位置決めするためのフィン（図示せず）を含むことができ、これによって、シール１５ｂの外側壁５８の周りにおける内容物の実質的に均一な変位、ならびに内容物に対する実質的に均一な熱伝達が提供される。

第２の収容器１５およびシール１５ｂは、特に図２７Ｃおよび図２７Ｆに示したアセンブリ１５ｃを形成するように係合可能である。このアセンブリ１５ｃは、さらに処理を行うために、第２の処理経路または熱サイクリング／検出モジュール１６に移送されることが可能である。

一実施形態では、第２の収容器１５をスピナーデバイス２２まで運搬する工程は、ピペッタ１２が、最大３つまでの試薬およびサンプルを第２の収容器１５に添加した後で実施される。次いでロボットにより、第２の収容器１５を、第２の処理経路または熱伝達／検出装置１６まで移動させる。装置１６は、第１の処理経路によって第１の収容器１を至らせる温度（複数のこともある）と同じまたは異なる温度まで、第２の収容器１５を至らせることができる。

図３Ａおよび図３Ｂは、１時間あたり概ね１００回の試験という構造体スループットを得るために、第１の処理経路１１上で調製されたサンプルのスループットが、概ね１時間のＰＣＲ処理期間と適合するように、１１２個の熱伝達／検出モジュール１６ａを備えている熱伝達／検出装置１６の一構築を表している。熱伝達／検出装置１６は、処理のうちとりわけ、恒温反応、熱サイクリング、統合された熱伝達および検出のために使用されることが可能である。いくつかの実施形態では、熱伝達機能および検出機能は、別々の構造体によって実施することが可能である（たとえば、装置１６は、熱転送構造体と検出構造体とを備えることが可能であり、これらは隣接して配置させたり、別々に配置させたり、あるいは適切な任意の方式で配置させたりすることができる）。装置１６における検出の後、第２の収容器１５は、ロボットによって自動的に除去されて廃棄部に廃棄されるか、さらに判定を行うために別の検出器に移送される。

図３Ａおよび図３Ｂに示した実施形態では、第１の処理経路１１上では単離サンプル調製を実施することが可能であり、また隣接する装置１６上では増幅および検出を実施することが可能であり、これらの２つの処理は、ＤＮＡ／ＲＮＡの化学的性質に特異的な汚染の懸念を低下させるように実質的に別々となっている。

サンプルの自動式調製に関する第１の処理経路１１は、ロボットなどの別の装置によって、増幅および検出を行うための装置１６に動作可能に接続させることができる。

さらに第２の処理経路１６は、第１の処理経路１１の続きとされることができ、これによって、単一処理経路を形成することができる。こうした実施形態では、本明細書に記載した収容器のいずれかを、処理経路全体に沿って使用し、これによって、第１の収容器１から第２の収容器１５への移送の必要を無くすことができる。換言すると、サンプルは、サンプル収容器８から本明細書に記載した工程のすべてを実施するために使用される単一処理収容器に移送させることができる。

構造体１ａおよび装置１００に関して、本明細書に記載した広義の発明の趣旨の域内で使用される可能性がある多数の別の可能な修正形態が存在する。一修正形態では、図３Ａおよび図３Ｂの第１の処理経路１１は、処理工程が選択的に自動的に実行される処理工程実行レーンと、処理工程が選択的に自動的に回避される処理工程回避レーン（たとえば、洗浄ゾーン５０を回避するために配置される）とを含むことができる。反応混合物を含んだ第１の収容器１は、米国特許第５，７９５，７８４号に記載された方式と同様にして、選択したフォーマットまたはプロトコルに基づいて、処理工程実行レーンまたは処理工程回避レーンのうちの選択した一方に選択的に自動的に位置決めされることができる。

別の修正形態では、第２の収容器１５は、毛管、毛細管特性を有するチューブ、米国特許第Ｄｅｓ．４０１，７００号に記載されている反応容器、反応チューブ（Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ、ＣａｌｉｆｏｒｎｉａのＣｅｐｈｅｉｄによって供給されるものなど）、第１の収容器１と同様のチューブなどとすることができる。さらに、熱伝達／検出装置１６は、Ｐｅｌｔｉｅｒ、マイクロ波、抵抗性、強制式気体および／または液体加熱／冷却技術を利用することができる。したがって、モジュール１６ａは、さらに、そのすべてが適切であるような、Ｃｅｐｈｅｉｄ（Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）によって供給されるＳｍａｒｔ Ｃｙｃｌｅｒ（登録商標）システム、ＭＪ Ｒｅｓｅａｒｃｈ、ＩＮＣ（Ｗａｌｔｈａｍ、Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）によって供給されるＴｅｔｒａｄ（登録商標）またはＰＴＣ−１００（登録商標）システム、Ｈｙｂａｉｄ（Ｆｒａｎｋｌｉｎ、Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）によって供給されるＳｐｒｉｎｔ（登録商標）システム、Ｌａｂｎｅｔ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（Ｗｏｏｄｂｒｉｄｇｅ、Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ）によって供給されるＭｕｌｔｉｇｅｎｅ（登録商標）システム、Ｓｔｒａｔａｇｅｎｅ ＵＳＡ（Ｌａ Ｊｏｌｌａ、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）によって供給されるＲｏｂｏＣｙｌｅｒ（登録商標）４０または９６システム、Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ（Ｆｏｓｔｅｒ Ｃｉｔｙ、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）によって供給される４８０、９６００または９７００システムの熱サイクラーおよび／または検出器コンポーネントなどのＰｅｌｔｉｅｒ、ＩＲ、マイクロ波、抵抗性、強制式気体および／または液体加熱／冷却技術を利用することができる。

構造体１ａおよび装置１００のまた別の修正形態も可能である。こうした修正形態に関する以下の例では、同様の構造体に関して共通の参照符号を利用している。

図２０に示した別の装置１１０では、熱伝達／検出装置１６を、図２０に示すように第１の処理経路１１内に組み込むことができる。ここで、第１の収容器１は、所望のフォーマットに適した熱ゾーンを通過する間に第１の処理経路１１上に維持されている。

図２１に示した別の装置１２０では、第１の収容器１は、第２の収容器１５に移送され、引き続いてこの第２の収容器１５は、所望のフォーマットに適した熱ゾーンを通過する。したがって、熱反応の一部分は、第２の収容器１５を熱伝達／検出装置１６に移送する前に、第２の収容器１５に対する処理ライン１５ａにおいて実現されることができる。

図２２に示したまた別の装置１３０では、第２の処理経路または熱伝達／検出装置１６は、個々に制御された複数の第２の処理サブ経路または熱伝達／検出経路１６ｂを含んでいる。熱伝達／検出経路１６ｂの各々は、Ａｂｂｏｔｔ Ｐｒｉｓｍの機器の構築と実質的に同様の方式において、ある具体的な関心対象種目に専用とすることができる。

図２３に表した追加的な装置１４０では、第１の収容器１の内容物に対して処理を実行し、かつ処理済みの第１の収容器内容物を、所望の試薬を満たした複数ウェルの（たとえば、９６ウェルの）トレイなどの反応容器またはトレイ５２内に移送することが可能である。この装置１４０は、さらに、米国特許第５，７９５，７８４号に記載されているような第１の処理経路１１上のバイパス領域５６を含んでいる。このトレイは、封止されて、移送のために手動式または自動式のいずれかで出力キュー５４に、熱伝達／検出装置１６などの追加の装置に移動させることができる。この修正形態では、さらに処理する前に、サンプルハンドリングキュー１７内で所望の検定に従ってサンプルをソートすることによって、顧客ラボのワークフローを改善させるための別の方法を利用することができる。これによれば、各検定ごとに異なる加熱および冷却プロトコルを要求する化学処理で必要となる、加熱および冷却デバイスの統合（たとえば、熱伝達／検出装置１６内の多数のモジュール１６ａの統合）が可能となる。

本明細書に記載した構造体ならびにその利用は、最適化されることができる。たとえば、構造体は、実施しようとする判定、サンプル、試薬、収容器などの種目を、その構造体（複数のこともある）の要素にわたって割り当てることによって、所与の時間期間における判定回数が増大するように、調整されることができる。具体的には、オペレータは、この構造体のサンプルハンドラー１７上にサンプルを任意の順序でロードすることができる。とりわけ、１回の判定あたりのコストを低減させるため、あるいは構造体の信頼度を改善させるために、１つの構造体に存在させる種目の数を減少させることができる。いくつかの判定（たとえば、ＤＮＡ／ＲＮＡ増幅および検出）は、判定ごとに様々に異なることがある加熱および冷却プロトコルが必要となる。このために、コストおよび／または種目の低減が複雑になることがある。これらの低減を達成するには、その構造体（複数のこともある）の要素にわたって種目を割り当てることができる。

本明細書で検討している実施形態では、判定方法は、第１の処理、第２の処理、および第３の処理など多数の処理からなることができる。第１の処理は、ＤＮＡ／ＲＮＡサンプル調製、サンプルインキュベーション、免疫学的診断サンプルの調製、および判定などのすべての判定に共通とすることができる。第２の処理（たとえば、増幅など）は、所与の判定に特異的とさせることができる。第３の処理（たとえば、検出）は、すべての判定に共通とするか、所与の判定に特異的とするかのいずれかとすることができる。

その構造体（複数のこともある）の要素にわたって種目を割り当てるには、サンプルを特定した後、これを第２および第３の処理の共通性に従ってグループ分けする。たとえば、１回のＤＮＡ／ＲＮＡ検定が、１つのモジュール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、または１６ｄにおいて以下に記載するプロトコルＡなどの１つのプロトコルに従って処理を受けることができ、一方別のＤＮＡ／ＲＮＡ検定が、別のモジュール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、または１６ｄにおいて以下に記載するプロトコルＢなどの別のプロトコルに従って処理を受けることができる。共通の第２および第３の処理によって選択して、サンプルをサンプルハンドラー１７から処理経路１１まで供給することによって、モジュール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、または１６ｄの特定の判定（複数のこともある）への割り当てを達成しながら、必要となるモジュール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、または１６ｄおよび収容器５２の数を減少させ、スループットを上昇させることができる。

サンプルソート作業は、バーコード読み取り装置を用いて、サンプルハンドラー１７によって保持された収容器８上のバーコードを読み取ることによって、サンプル情報を特定することを含むことができる。次いでこの収容器８は、所与の搬送機２７内で別の収容器８と共に（機械的に）ソートを受けることができ、次いで搬送機２７は、共通の第２および第３の処理を有する判定によって、サンプルハンドラー１７内で別の搬送機２７と共にソートを受けることができる。ソート後、収容器８からのサンプルは、ピペッタ１９によって第１の収容器１に移送される。別法として、サンプルソート作業は、サンプルを、所定のソート順序に基づいて、収容器８から処理経路１１上の第１の収容器１まで選択的に移送するピペッタ１９によって実現されることができる。

サンプルが、処理経路１１上の収容器１に入った後、判定方法を含む第１の処理が実施される。第１の処理が完了した後、第２の処理および／または第３の処理が、使用する具体的な構造体に応じて、処理経路１１内、すなわち１つまたは複数のモジュール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、または１６ｄ内、あるいは別の装置内のいずれかで行われることができる。

共通の第２の処理および／または第３の処理に従ってサンプルをソートまたはグループ分けすることによって、モジュール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、または１６ｄの最適な数を、所与の関心対象種目の判定に割り当てることが可能となる、すなわち、所与の関心対象種目に対する最大判定回数を、識別することが可能となり、関連するサンプルを、適正にソートすることが可能となり、その構造体（複数のこともある）内にある収容器、試薬などの要素または種目を、所与の構造体（複数のこともある）上にある２つ以上のモジュール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、または１６ｄにわたって適切に反復させることが可能となる。同様に、２つ以上のモジュール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、または１６ｄを、特定の判定プロトコルに基づいて反復させることが可能である。

図２２は、モジュール１６ｂが、サンプルソート作業の結果に従って反復されることができる装置１３０を示している。図２３および図２４は、モジュール１６を、その装置（複数のこともある）の外部に配置することが可能な別の装置１４０および１５０を示している。ここで、ソート済みのサンプルは、装置（複数のこともある）１４０および１５０の外部にある複数のモジュール１６にわたって反復させることができる。

図２０は、モジュール１６が、処理経路１１内に組み込まれている装置１１０を示している。ここでサンプルソート作業によって、処理経路１１に対して、第１の時間期間中にある判定を行うようにプログラムし、次いで第２の時間期間中に別の判定を行うようにプログラムすることが可能となる。

さらに処理する前に、サンプルハンドリングキュー１７における判定に従ってサンプルをソートすることが必要である用途では、相対的に小さいグループ分けを形成することが望ましいことがある。このグループ分けのサイズによって、トレイ５２のサイズ、ならびにその対応する熱伝達／検出装置１６を決定することができる。図２６に表した装置１７０では、サンプルは、判定に基づいて相対的に小さいグループ（たとえば、約１２個のサンプル）にソートされることができる。トレイ５２と、熱サイクリング／検出モジュール１６内の熱サイクリング／検出モジュール１６ｃとは共に、モジュール１６ｃが１２個からなる各グループ分けに対する個々の制御を提供するように、１２個からなるグループ分けを収容できるように構成されている。装置１７０によって、所望のスループットを維持するために必要となる熱サイクリング／検出モジュール１６ｃの数を少なくすることができる。

試験分布リストを管理するため、試薬ロードマップを作成するため、試薬ロードの示唆を行うため、およびデータを管理するために、装置を制御するソフトウェアによるなどの追加的な強化を提供することが可能である。

図２４に示した装置１５０では、第１の収容器１の内容物に対して調製が実施されることができ、また調製された第１の収容器の内容物は、別の収容器またはトレイに移送されることができる。収容器１は、試薬添加、熱伝達、および検出を実行する別の装置に、手動式または自動式で移送するために出力キューに移動される。

図２５に表した装置１６０では、サンプル入力キュー１７内でサンプルをソートする必要はなく、また必要となる熱サイクリング／検出モジュール１６ｄの数が減少する。この装置１６０では、第２の収容器１５は、その各々が個々に制御を受けると共に、各々が１つの検出器を有する、熱サイクリングモジュール１６ｄに移送される。モジュール１６ｄは、回転ラック内部にある複数の（たとえば、約２つのまたは３つの）熱ゾーンを通って、多数の位置にわたって第２の収容器１５を熱的移送させることができる。回転ラック上の１つの位置は、１つの検出器を含んでいる。モジュール１６ｄは、別の収容器１５がモジュール１６ｄ内で処理を受けている間に、追加的な収容器１５を順次受け容れるように構成されている。別法では、モジュール１６ｄには、収容器１５を完全にロードし、すべての収容器を実質的に同時に処理することができる。

モジュール１６ｄの別の実施形態を、図３０Ａ、図３０Ｂ、図３１、図３２Ａ、および図３２Ｂに表している。図３０Ａ、図３０Ｂ、図３１、図３２Ａ、および図３２Ｂでは、同じ構造体を示すために同じ参照番号を用いている。モジュール１６ｄに関するこれら別の実施形態は、たとえばＰＣＲ生成物の熱増幅および検出に使用されることができる。

トレイ７０は、熱増幅を生じさせることができる場所である少なくとも１つの区画またはウェル７１を有している。図３０Ｂおよび図３２Ｂの実施形態は、８個のウェル７１を含んでいるが、ウェル７１の数は、希望に応じて変更することができる。識別を容易にするために、ウェル７１には番号を付けることが可能であり、またバーコードを付けることができる。この方式により、ウェル７１の位置、内容物などを、光学機器を用いるなど機械によってチェックすることが可能である。いくつかの実施形態では、そのトレイ７０は、結合される構造体から容易に取り外される使い捨て品とすることができる。

ウェル７１は、汚染物質に対するウェル７１の内容物の曝露を低下させるために、分割器７２によって少なくとも１つの側面上に結合されることができる。汚染物質に対する曝露をさらに低減させるためには、ウェル７１は、着脱可能にカバーされるか、封止されることができる。

トレイ７０は、駆動装置シャフト７３によって、モータ７６（図３１）（たとえば、マイクロプロセッサなどにより制御される、ステッピングモータ、サーボモータなど）と動作可能に接続されており、これにより、トレイ７０に対して所望の制御式回転を提供することができる。

収容器８の内容物は、増幅および検出のために、第１の処理経路１１からウェル７１に移送されることができる。トレイ７０およびウェル７１の所望の熱曝露を提供するために、少なくとも１つのヒータ７４を、トレイ７０と熱的に結合される。複数のまたは異なる熱曝露が所望である場合は、適切な数のヒータ７４を含めることが可能である。図３０Ｂおよび図３２Ｂに示すように、４個のヒータ７４を、トレイ７０と熱的に結合して配置し、これによって、４つの異なる温度または異なる熱曝露を提供することができる。このヒータ７４は、電気式、マイクロ波、Ｐｅｌｔｉｅｒ効果、強制気体、あるいは同様の技術を利用することができる。

ヒータ７４は、ウェル７１が、ウェル７１の内容物の添加の前または後で、所望の温度になっているように動作することができる。いくつかの実施形態では、ヒータ７４は、トレイ７０上のウェル７１の内容物の添加の前または後のいずれかにおいて、トレイ７０が、ヒータ７４と動作可能に接続されるように、トレイ７０から分離されることができる。

トレイ７０が回転するに従って、ウェル７１およびその内容物は、隣接するヒータ７４によって提供される温度に曝露される、または該温度に至る。熱の変動は周期的とする（すなわち、所与のパターンを反復する）ことができるため、トレイ７０の回転によって、ウェル７１およびその内容物を、所望のシーケンス内で所望の時間期間にわたって、所望の温度（複数のこともある）に至らせることができる。したがって、ウェル７１およびその内容物は、トレイ７０が回転するのに従って、連続的に明確に規定された温度ゾーンに出合うことができる。各ヒータ７４は、実施している当該の判定によって規定される、融解、アニーリング、伸張などの所与の反応に特異的な温度に対応させることができる。

所与のウェル７１を所与のヒータ７４に隣接させて配置させる時間期間は、トレイ７０の回転速度によって決定される。いくつかの利用形態では、トレイ７０の回転数またはステップ移動の回数は、目下のところ入手可能な熱サイクラーによって実行されるサイクル数に比例することがある。トレイ７０の回転速度は、ウェル７１が、ある指定した時間長にわたってヒータ７４に隣接して位置決めされるように制御されることができる。たとえば、第１のヒータ７４は、ウェル７１を、２重線状ＤＮＡストランドを解離（ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｎｇ）または融解（ｍｅｌｔｉｎｇ）することが可能な温度に至らせることができる。第１のヒータ７４に隣接する第２のヒータ７４は、ウェル７１を、ターゲットとプライマー、またはターゲットとプローブなど、補完的なストランドの関連付けを誘導するような温度に至らせることができる。プライマーの酵素ポリメラーゼ伸張を可能にさせるために、第２のヒータ７４または別のヒータ７４を使用することができ、またウェル７１は、反応を完了させるだけの十分な時間にわたって当該ヒータ７４に隣接して位置決めされる。トレイ７０の回転速度を調整することによって、ヒータ７４の熱「面積（ａｒｅａ）」（すなわち、ヒータ７４によって、ウェル７１およびその内容物をヒータ７４に関連付けされた温度に至らせることを可能にするような面積）、ヒータ７４に関連付けされた温度値、ならびにある検定に関する最適な熱サイクリングパラメータを、実現することができる。

ウェル７１に関する所望の熱曝露が完了した後、ウェル７１内に存在する関心対象種目を、検出器７５によって検出することが可能となる。ウェル７１が封止されている場合、シールを除去することがあり、また別法として、検出器７５が、ウェル７１をモニターして、かつ存在するなら関心対象種目を検出できるように、シールを光透過が可能な材料（存在する場合）から製作することができる。検出器７５は、さらに、トレイ７０またはウェル７１に結合されたバーコードを読み取ることができる。

ウェル７１を検出器７５に対して移動させながらウェル７１を読み取ることによって、ＰＣＲ生成物をリアルタイムで検出するためなど、この検出器７５は、ダイナミックモード（リアルタイムモード）で使用されることができる。いくつかの実施形態では、検出器７５は、ウェル７１が検出器７５と出合うたびに、各ｎ回ウェル７１を読み取ることができる。この数ｎは、所定の時点（複数のこともある）で、ウェル７１の状態を所定のしきい値と比較することが可能となるように決定されることができる。検出器７５は、さらに、静的エンドポイント（ｓｔａｔｉｃ ｅｎｄ ｐｏｉｎｔ）の読み取りのために使用されることも可能である。

検出器７５は、トレイ７０に対して静止状態とさせることができ、またトレイ７０に対して移動させることもできる。複数のトレイ７０が存在する場合には、複数の検出器７５（たとえば、各トレイ７０に１つの検出器７５）が使用されることができる。ウェル７１からの光を検出器７５に伝えるために、光ファイバが使用されることがある。

検出器７５は、ウェル７１の内容物を、単一または複数の波長で照射する光源を使用し、これによって、たとえば離散的波長における複数波長放出強度の複数検出器７５データ低減に対応することができる。いくつかの実施形態では、検出器７５は、ウェル７１からの蛍光放出など、単一または複数の波長の単一または並列の検出を備えることができる。

図３３には、別のモジュール１６ｈを示している。このモジュール１６ｈは、ブロック７８の内部に配置された流体搬送用導管７７を含んでいる。この導管７７は、ブロック７８内のコイル７９として形成されることができる。ブロック７８は、第１の温度を有する少なくとも第１の熱ゾーン８０Ａと、第１の温度と異なる第２の温度を有する第２の熱ゾーン８０Ｂとが形成されるような、適切な熱エネルギー伝達素子を備えるように構築されている。この構築では、コイル７９のいくつかの部分は、コイル７９の別の一部分と異なる熱ゾーン８０Ａまたは８０Ｂ内にあり、一方コイル７９のいくつかの部分は、同じ熱ゾーン８０Ａまたは８０Ｂ内にある。

収容器１、８または１５の内容物または流体は、第１の処理経路１１から導管７７の入口８１まで移送されることができ、また内容物または流体は、ポンプ、毛細管作用などの適切な手段によって、コイル７９を通って入口８１から流れるように力を受けることができる。コイル７９を通って流体が流れると、流体は、熱ゾーン８０Ａと８０Ｂとの間を移動する際に、異なる温度に出合うまたは該温度に至らせる。

熱ゾーン８０Ａおよび８０Ｂに関連付けられる温度は、特定のＰＣＲ増幅の温度と整合するように選択されることができる。この実施形態では、コイル７９を含む巻きつけの数またはループの数は、目下のところ入手可能な熱サイクラーによって実施されるサイクルの数と同等である。コイル７９内の流体の流れは、指定された時間長にわたって、流体が、各熱ゾーン８０Ａまたは８０Ｂ内に留まるように制御される。たとえば、ある熱ゾーン８０Ｂは、２重線状ＤＮＡストランドを解離または融解することが可能な温度まで、流体を至らせることができる。もう一方の熱ゾーン８０Ａは、ターゲットとプライマー、またはターゲットとプローブなど補完的なストランドの関連付けを誘導するような温度に、その流体を至らせることができる。この同じ熱ゾーン８０Ａは、プライマーの酵素ポリメラーゼ伸張を可能にするために使用されることができる。勿論、流体の流れは、反応を完了させるだけの十分な時間期間にわたって、流体を熱ゾーン８０Ａまたは８０Ｂに曝露させるように調整される。コイル７９内の流体の状態を、上述したのと実質的に同様の方式でモニターするために、コイル７９に隣接して検出器７５が配置される。

様々なサンプルに対応する流体が、空気、緩衝剤などの適切な別の流体によって分離されて、導管７７に導入されることができる。

装置１６には、任意の熱伝達／検出モジュールを使用することができる。たとえば装置１６は、その開示の全体を本明細書に組み込む（本件の譲受人に譲渡された）米国特許第５，５７６，２１８号に記載された方法を使用することができる。

図３Ａおよび図３Ｂに示したモジュール１６ａは、図２９に示すように加熱または冷却を受けた流体を使用して、第２の収容器１５において反応内容物の熱サイクリングを提供することができる。流体は、リザーバ６５内に格納されて、熱制御装置６６によって加熱または冷却を受ける。流体は、計量式ファンまたはポンプ６７によって、所望の時点でポート１６ｅを通ってモジュール１６ａに導かれる。第２の収容器１５内の内容物と加熱または冷却を受けた流体との間に熱伝達が生じる。モジュール１６ａに移送された流体の計測量によって、第２の収容器１５内の内容物が、所与の温度に維持される時間が決定される。モジュール１６ａからの流体の排出は、バルブ６８および／または追加的なポンプまたは重力を使用して、ポート１６ｆを通って収容器６５または廃棄部に至る。第２の収容器１５の熱質量、第２の収容器１５の内容物、および収容器６５内の計測された流体が知られていれば、第２の収容器１５と相互作用する計測された流体の温度を、計算しかつ予測することができ、これによって、流体の第２の収容器１５との界面位置における温度制御の必要性が少なくなる。

第２の収容器１５内において、（たとえば、図２９に示したポート１６ｇなど追加的なリザーバポンプおよびポートを追加することによって）内容物の様々な温度を実現することができる。迅速な熱伝達の性能を強化するためには、第２の収容器１５を、薄い高分子フィルムからなるパウチとして構築することができる。さらに、熱素子６９は、モジュール１６ａに隣接しかつ該モジュール１６ａに接触させて位置決めされると共に、所望の温度で制御を受けることができる。

例えば第２の収容器１５または１５ｄに対する検出器光学機器の向きは、図２８に示している適切な一方法を伴う適切な任意の方式で実現することができる。ここに図示したように、第２の収容器１５ｄは、「ＹＺ」で表される第１の軸面上にある少なくとも１つの第１の面６０と、「ＸＹ」で表される第２の軸面上にある少なくとも１つの第２の面６１とを含むことができる。この第１の面６０に隣接させて光源６２を配置させ、また第１の面６０と反対側の第２の面６１に隣接させて光検出器６３を配置させ、これによって、光源６２によって、関心対象種目と関連付けされたラベルに励起が誘導され、ラベルからの信号（たとえば、光）の放出が、検出器または検出器対６３によって検出される。第１の軸面の相対的な位置は、信号収集面積を増大させるために、第２の軸面と異ならせている。適切な検出器または検出器対６３は、単一フォトダイオード、クワドラント（ｑｕａｄｒａｎｔ）フォトダイオード、ダイオードアレイ、光電子増倍管、あるいはこれら検出デバイスの任意の組合せを含む。光学機器の加熱素子との組合せは、ガラスなどの透明材内に装着された透明な加熱素子６４を使用して実現することができ、ヒータは、第２の収容器１５ｄの第２の面のうちの少なくとも１つと隣接し、また恐らくこの第２の面上に置かれるように配置される。いくつかの実施形態では、光源６２は、検出器または検出器対６３と実質的に直交する面上に置かれることができる。この光学構成では、第２の収容器１５ｄは、たとえば、Ｃｅｐｈｅｉｄ（Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ、ＣＡ）によって供給される反応チューブ、あるいは実質的に半球状、球状、立方体、または四面体の形状（ただし、これらに限らない）を含み、任意の反応収容器構成とすることができる。

追加的な第１の収容器の内容物の調製、免疫学的診断、および／または判定処理のモジュールは、共通のロボット工学機器および／またはコンピュータなどシステム処理装置によって、互いに接続させることができることに留意すべきである。さらに、熱伝達／検出装置１６は、第１の収容器の内容物または別のサンプルを、処理済みであるか否かによらず、装置１００〜１７０と動作可能に結合されない別の処理経路から受け容れることができることにも留意すべきである。

装置１００〜１７０を備える記載した要素は、関心対象種目に対する所望の判定を実現するために、所望の時点で選択的に自動的におよび／または手動式の動作を受けることができる。これらの要素の機能は、所望の結果を得るために、所望の任意の順序で所望の任意の回数だけ実施されることができる。試薬など使用される動作方法および種目は、その開示の全体を本明細書に組み込むものとする、米国特許第５，２３４，８０９号に記載されたものと実質的に同様とすることができる。

ＤＮＡ／ＲＮＡサンプル抽出プロトコル、およびポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）プロトコルに関する以下の例は、こうした応用の１つを表している。時間期間、温度、体積、および使用される要素（収容器、溶液、試薬など）は、適宜調整されることが可能である。位置の番号は、図３Ａおよび図３Ｂの装置１００に対応している。しかし、これらの位置番号は、また、米国特許第５，７９５，７８４号で様々な検定フォーマットを記載するために使用されているのと同様の方式により、処理経路に沿ったステップ移動の回数も示している。

１チューブＤＮＡ／ＲＮＡ２０−２０分サンプル調製プロトコル、および１チューブ１．５時間ＰＣＲエンドポイントプロトコル
サンプル調製
０秒−位置０：
機器が、第１の収容器１を第１の処理経路１１上にロードする。

１〜３６秒−位置１：
ピペッタ１９が、使い捨て式ピペット先端２８を係合させ、磁気応答微小粒子（約０．１ｍｌ）を、試薬保存エリア１８内の収容器３１から吸引し、さらにこれらの微小粒子を、位置１にある第１の収容器１内に分与する。使い捨て式ピペット先端２８は、洗浄カップ２３内の流体によって洗浄される。ピペッタ１９は、試薬ハンドリングエリア１３内に配置させた収容器から、内部対照などの別の試薬（約０．０５ｍｌ）を吸引し、この試薬を第１の収容器１内に分与し、さらに使い捨て式ピペット先端２８は、洗浄カップ２３内の流体によって第２回目の洗浄を受ける。収容器８内に配置させたサンプル（約１ｍｌ）は、ピペッタ１９によって吸引され、第１の収容器１内に分与される。使い捨て式ピペット先端２８は、ピペッタ１９から取り外され、先端廃棄部２４内に廃棄される。別法として、微小粒子分与の後で実施するピペッタ洗浄は、省かれることが可能である。このケースでは、微小粒子および内部対照は、実質的に同時にまたは順次に、第１の収容器１内に吸引されて分与される。別法として、液体洗浄のサブセットまたはすべてを、省くことが可能であり、この場合には、微小粒子、内部対照、およびサンプルが、吸引されて、同時におよび／または順次に第１の収容器１内に分与される。

３７〜７２秒−位置２：
第１の処理経路１１と結合させた分与ノズルは、図５Ｂおよび図１９に示すような試薬ボトル３２など、溶解溶液を包含した試薬収容器と流体接続される。約６ｍＬの溶解溶液を、室温または摂氏約３７度のうちのいずれかで、第１の収容器１に分与する。

７３〜１０８秒−位置３：
第１の収容器１の内容物が、混合機５によって混合される。第１の収容器１の内容物は、摂氏約３７度でインキュベーションされる。

１０９〜１２６０秒−位置４〜３５：
摂氏約３７度で、約１９．８分間にわたってインキュベーションを継続する。約６４８秒の時点および約１２２４秒の時点で、第１の収容器１の内容物を混合する。第１の収容器１の内容物に対する周期的な混合によって、反応が促進される。

１２６１〜１２９６秒−位置３６：
微小粒子に結合された関心対象種目が、マグネット４によって第１の収容器１の側壁上に捕捉される。

１２９７〜１３３２秒−位置３７：
洗浄ゾーン５０を含む要素は、磁気式分離、ならびにプローブ４９による流体の吸引および分与を含む、本明細書に記載した洗浄機能を実行する。具体的には、微小粒子は、マグネット４によって第１の収容器１の内容物の残りの部分から分離され、またプローブ４９によって、未分離の第１の収容器１の内容物が除去される。洗浄溶液（緩衝剤）が、プローブ４９から第１の収容器１内に分与される。プローブ４９が洗浄される。別法では、たとえば位置３６および３７において別々に実施される洗浄機能は、第１の処理経路１１上の１つの位置で組み合わせられることができる。

１３３３〜１３６８秒−位置３８：
プローブ４９は、洗浄および分与機能を実施する。混合機５は、微小粒子を第１の収容器１内の流体（この例では、具体的に洗浄溶液＃１）に再懸濁させる。別法として、微小粒子の再懸濁は、図１７に関連して上述したように、第１の収容器１への適切な流体分与によって実現することができる。別法として、位置３６、３７、および／または３８で実施される機能は、第１の処理経路１１上の１つの位置で組み合わせられることができる。

１３６９〜１４０４秒−位置３９：
微小粒子に結合された関心対象種目が、マグネット４によって第１の収容器１の側壁上に捕捉される。洗浄ゾーン５０を含む要素は、磁気式分離、ならびにプローブ４９による流体の吸引および分与を含む、本明細書に記載した洗浄機能を実行する。具体的には、微小粒子は、マグネット４によって第１の収容器１の内容物の残りの部分から分離され、またプローブ４９によって、未分離の第１の収容器１の内容物が除去される。プローブ４９が洗浄される。別法では、たとえば位置３６および３７において別々に実施される洗浄機能は、第１の処理経路１１上の１つの位置で組み合わせられることができる。

１４０５〜１４４０秒−位置４０：
プローブ４９は、洗浄および分与機能を実施する。混合機５は、微小粒子を第１の収容器１内の流体に再懸濁させる。別法として、微小粒子の再懸濁は、図１７に関連して上述したように、第１の収容器１への適切な流体分与によって実現されることができる。位置３６、３７、および／または３８で実施される機能は、第１の処理経路１１上の１つの位置で組み合わせられることができる。

１４４１〜１４７６秒−位置４１：
微小粒子に結合された関心対象種目が、マグネット４によって第１の収容器１の側壁上に捕捉される。洗浄ゾーン５０を含む要素は、磁気式分離、ならびにプローブ４９による流体の吸引および分与を含む、本明細書に記載した洗浄機能を実行する。具体的には、微小粒子は、マグネット４によって第１の収容器１の内容物の残りの部分から分離され、またプローブ４９によって、未分離の第１の収容器１の内容物が除去される。洗浄溶液（緩衝剤）が、プローブ４９から第１の収容器１内に分与される。プローブ４９が洗浄される。別法では、たとえば位置３６および３７において別々に実施される洗浄機能は、第１の処理経路１１上の１つの位置で組み合わせられることができる。

１４７７〜１５１２秒−位置４２：
プローブ４９は、洗浄および分与機能を実施する。混合機は、微小粒子を第１の収容器１内の流体（この例では、具体的に洗浄溶液＃２）に再懸濁させる。別法として、微小粒子の再懸濁は、図１７に関連して上述したように、第１の収容器１への適切な流体分与によって実現されることができる。位置３６、３７、および／または３８で実施される機能は、第１の処理経路１１上の１つの位置で組み合わせられることができる。

１５１３〜１５４８秒−位置４３：
微小粒子に結合された関心対象種目が、マグネット４によって、第１の収容器１の側壁上に捕捉される。洗浄ゾーン５０を含む要素は、磁気式分離、ならびにプローブ４９による流体の吸引および分与を含む、本明細書に記載した洗浄機能を実行する。具体的には、微小粒子は、マグネット４によって第１の収容器１の内容物の残りの部分から分離され、またプローブ４９によって、未分離の第１の収容器１の内容物が除去される。洗浄溶液（緩衝剤）が、プローブ４９から第１の収容器１内に分与される。プローブ４９が洗浄される。別法では、たとえば位置３６および３７において別々に実施される洗浄機能は、第１の処理経路１１上の１つの位置で組み合わせられることができる。

１５４９〜１５８４秒−位置４４：
プローブ４９は、洗浄および分与機能を実施する。混合機５は、微小粒子を第１の収容器１内の流体（この例では、具体的に洗浄溶液＃２）に再懸濁させる。別法として、微小粒子の再懸濁は、図１７に関連して上述したように、第１の収容器１への適切な流体分与によって実現されることができる。

１５８４〜１６２０秒−位置４５：
微小粒子に結合された関心対象種目が、マグネット４によって、第１の収容器１の側壁上に捕捉される。洗浄ゾーン５０を含む要素は、磁気式分離、ならびにプローブ４９による流体の吸引および分与を含む、本明細書に記載した洗浄機能を実行する。具体的には、微小粒子は、マグネット４によって第１の収容器１の内容物の残りの部分から分離され、またプローブ４９によって、未分離の第１の収容器１の内容物が除去される。プローブ４９が洗浄される。別法では、たとえば位置３６および３７において別々に実施される洗浄機能は、第１の処理経路１１上の１つの位置で組み合わせられることができる。

１６２１〜１６５６秒−位置４６：
第１の処理経路１１と動作可能に結合され、分与ノズルと流体接続され、かつ第１の処理経路１１および図５Ｅおよび図１９に示した収容器２９などの試薬収容器と流体結合されたポンプが、溶離試薬などの流体の分与を、第１の収容器１に生じさせる。一実施形態では、周囲温度において、また別法では摂氏約７０度において、約８０μＬの溶離試薬が分与される。

１６５７〜２８４４秒−位置４７〜７６：
第１の収容器１内容物が、この例では摂氏約３７度で、あるいは実質的に摂氏約５０から摂氏約７０度までの範囲内にある温度で、約１９．８分の期間にわたってインキュベーションされる。周期的に混合することによって、第１の収容器１の内容物の各要素間の反応が促進される。溶離試薬によって、関心対象種目が微小粒子から解放される。

検定
２８４５〜２８８０秒−位置７７：
位置７６において、ピペッタ１２は、使い捨て式ピペッタ先端２８を係合させ、試薬保存エリア１３内の収容器から第１の試薬を吸引し、かつこの試薬を、収容器処理装置ライン１５ａ上の第２の収容器１５内に分与する。使い捨て式ピペット先端２８は、洗浄カップ２４内の流体によって洗浄される。ピペッタ１２は、試薬ハンドリングエリア１３内の収容器から第２の試薬を吸引し、この第２の試薬を第２の収容器１５内に分与し、さらに使い捨て式ピペット先端２８は、洗浄カップ２４内で洗浄を受ける。第３の試薬が、試薬ハンドリングエリア１３内の収容器からピペット先端２８内に吸引され、関心対象種目を含む第１の収容器１の内容物（約５０μＬ）が、第１の処理経路１１の位置７７にある第１の収容器１からピペット先端２８に吸引される。第３の試薬および吸引された第１の収容器１の内容物は、ピペット先端２８から第２の収容器１５内に分与され、またピペッタ１２は、使い捨て式ピペット先端２８を先端廃棄部２４に排出する。別法として、第３の試薬は、ピペッタ１２によるか、あるいは第１の処理経路１１上の別の分与ノズルによって、位置７６において第１の処理経路１１上の第１の収容器１内に分与されることができる。別の実施形態では、第１の試薬および第２の試薬の吸引は、吸引の間にピペッタ１２を洗浄することなく完了することが可能であり、また各試薬は、第２の収容器１５内に実質的に同時に分与されることが可能である。３つの試薬の各々の体積は、実質的に約１０μＬから約５０μＬまでの範囲内とすることができる。所与のサンプル内において複数の関心対象種目の検出を希望するなら、第１の収容器１の内容物の一部分を、対応する数の収容器１５に移送することも可能である。第１の収容器１の内容物のこれらの複数の移送は、位置７７から実施することや、また別法として位置７７およびこれに続く位置（複数のこともある）から実施することもできる。１つのサンプルから、約１５種など比較的多数の関心対象種目を判定しようとする場合は、ピペッタ１９および／または１２によって、収容器８および／または第１の収容器１から、複数の吸引および分与を実施することが可能である。

２８８１〜２９１６秒：
第２の収容器１５は、収容器処理装置ライン１５ａ上でシーラー２１まで搬送され、ここで第２の収容器１５が封止される。封止された第２の収容器１５は、スピナー２２まで搬送され、ここで第２の収容器１５の上側部分内の内容物が、第２の収容器１５の下側部分に移される。

２９１７〜２９５２秒：
ロボットが、第２の収容器１５を係合し、第２の収容器１５を熱伝達／検出モジュール１６ａ内に配置し、ここで第２の収容器１５は、熱サイクルに対して曝露されると共に、第２の収容器１５内の関心対象種目が検出される。

２９５３〜８３５２秒−検定特異的熱サイクリングプロトコル：
第２の収容器１５は、指定に従って熱サイクリングプロトコルを受ける。以下に、こうしたプロトコルのいくつかの例を示す。

プロトコルＡ
１．摂氏約５９度で約３０分間。１サイクル
２．摂氏約９５度で約３０秒間、摂氏約５４度で約３０秒間、摂氏約７２度で３０秒間。４サイクル
３．摂氏約９０度で３０秒間、摂氏約５９度で３０秒間、摂氏約７２度で３０秒間。４６サイクル
４．摂氏約９４度で５分間、摂氏約４５度で１５分間、摂氏約２５度で１０分間。１サイクル

プロトコルＢ
１．摂氏約９４度で１０分間。１サイクル
２．摂氏約９４度で１分間、摂氏約５８度で１分間。４５サイクル
３．摂氏約５８度で１０分間、摂氏約９４度で５分間、摂氏約５５度で１５分間、摂氏約２５度でこれを維持。

プロトコルＣ
１．摂氏約９５度で約９．５分間。１サイクル
２．摂氏約９５度で３０秒間、摂氏約５９度で１分間。４１サイクル
３．摂氏約９５度で３分間、摂氏約２５度で１０分間。１サイクル。

８３５３〜８３８８秒：
選択した特定の熱サイクリングプロトコルが完了した後、第２の収容器１５内の関心対象種目を検出し、第２の収容器１５は処分される。上述の工程の結果を報告する。

本明細書に記載した実施形態のいずれにおいても、溶解（ｌｙｓｉｓ）には、誘導された電気パルス（複数のこともある）や音波処理（ｓｏｎｉｃａｔｉｏｎ）を使用し、これらのパルスによって、ＤＮＡ／ＲＮＡを結合の前に未損傷の形態で曝露されるようにすることを含むことができる。

上で開示したＤＮＡ／ＲＮＡ方法またはプロトコルに加えて、装置１００〜１７０によって実行される方法は、免疫学的診断方法とすることがある。たとえば、米国特許第５，７９５，７８４号は、上で開示した装置１００〜１７０によって、適切な修正を伴って実行されることができる、様々な方法またはフォーマットを列挙している。さらに、ＤＮＡ／ＲＮＡ抽出は、装置１００〜１７０によって増幅しかつ検出されることができ、また別法では、さらに処理を行うために、別の装置１００あるいは米国特許第５，７９５，７８４号などに開示されている装置などの別の装置に搬送されることができる。第１の収容器１は、所望であれば適切な手段によって封止されることができることを理解されたい。

別の実施形態では、第１の収容器１の内容物は、上で検討した処理の後、第１の処理経路１１上の位置７６から、本装置の適切な光学フローセルに移送されることができる。光学フローセルは、次の米国特許、すなわち米国特許第５，５８９，３９４号、同第５，６０１，２３４号、同第５，６３１，１６５号、同第５，６３１，７３０号、同第５，６５６，４９９号、同第５，８１２，４１９号、および同第５，８９１，７３４号（これらのすべての開示は、全体を参照により本明細書に組み込むものとする）に記載されたものと実質的に同様とすることができる。サンプル内の関心対象種目は、光学フローセルを用いて検出されることができる。

この実施形態の一修正形態では、サンプルは、第１の収容器１、８、１５または別のサンプル搬送容器から、本装置のサンプル受け取りカップに直接移送されることができる。サンプルは、あるラベルを含んだ試薬と混合され、かつ適切にインキュベーションされることができる。この試薬は、ラベルが、サンプル内の細胞および／または核膜に出合うかまたはこれを通過し、これによって、当該サンプル内における関心対象種目の所在箇所と無関係に、ラベルが、サンプル内の関心対象種目と結合され、さもなければこれと関連付けされるように配合されることができる。ラベルが、サンプル内での関心対象種目にまったく出合わない場合（たとえば、サンプル内に関心対象種目がまったく存在しない場合や、サンプル内のすべての関心対象種目が、すでにラベルを関連付けされている場合）には、そのラベルや過剰なラベルを、分離、洗浄などの適切な方法によって除去することができる。ラベルと関連付けされた関心対象種目を含む可能性があるサンプルは、この構造体の光学フローセルに渡され、ラベルが、フローセルと関連付けされた光学機器によって検出され、これによって、関心対象種目の存在が示される。

高度な磁気ハンドリング
本明細書に記載した実施形態のいずれにおいても、溶解には、誘導された電気パルス（複数のこともある）や音波処理を含むことができ、これらのパルスによって、核酸（たとえば、ＤＮＡおよびＲＮＡ）を、結合の前に実質的に未損傷の形態で曝露されるようにする。

上で開示した核酸方法またはプロトコルに加えて、装置１００〜１７０によって実行される方法は、免疫学的診断方法とすることができる。たとえば、米国特許第５，７９５，７８４号は、上で開示した装置１００〜１７０によって、恐らく適切な修正を伴って実行されることができる、様々な方法またはフォーマットを列挙している。さらに、抽出されたＤＮＡおよび／またはＲＮＡは、装置１００〜１７０によって増幅されかつ検出されることができ、また別法では、さらに処理を行うために、別の装置１００あるいは米国特許第５，７９５，７８４号などに開示されている装置などの別の装置に搬送されることがある。任意選択では、第１の収容器１は、適切な手段によって封止されることができる。

別の実施形態では、第１の収容器１の内容物は、上で検討した処理の後、第１の処理経路１１上の位置７６から、本構造体の光学フローセルに移送されることができる。光学フローセルは、次の米国特許、すなわち米国特許第５，５８９，３９４号、同第５，６０１，２３４号、同第５，６３１，１６５号、同第５，６３１，７３０号、同第５，６５６，４９９号、同第５，８１２，４１９号、および同第５，８９１，７３４号（これらのすべての開示は、全体を参照により本明細書に組み込むものとする）に記載されたものと実質的に同様である。サンプル内の関心対象種目は、光学フローセルによって検出されることができる。

この実施形態の一修正形態では、サンプルは、第１の収容器１、８、１５または別のサンプル搬送容器から、装置のサンプル受け取りカップに直接移送されることができる。サンプルは、あるラベルを含んだ試薬と混合され、適切にインキュベーションされることができる。この試薬は、ラベルが、サンプル内の細胞および／または核膜に出合うかまたはこれを通過し、これによって、当該サンプル内における関心対象種目の所在箇所と無関係に、ラベルが、サンプル内の関心対象種目と結合され、さもなければ関心対象種目と関連付けされるように配合されることができる。ラベルが、サンプル内での関心対象種目にまったく出合わない場合（たとえば、サンプル内に関心対象種目が、まったく存在しない場合や、サンプル内のすべての関心対象種目が、すでにラベルに関連付けられている場合）には、そのラベルや過剰なラベルを、分離、洗浄などの適切な方法によって除去することができる。ラベルと関連付けされた関心対象種目を含む可能性があるサンプルは、構造体の光学フローセルに渡され、ラベルが、フローセルと関連付けされた光学機器によって検出され、これによって、関心対象種目の存在が示される。

サンプル内での関心対象種目の判定を実施するために追加的な方法および構造体が、使用されることがある。図３４Ａは、収容器８からのサンプルを処理するように構成された別の要素を備えた流体ハンドラー８６を示している。流体ハンドラー８６は、ルーチンの実験室の用途で一般に用いられる自動ピペット作業工程に対する、知られている流体移送技術を利用している。当業者には、適切な流体ハンドラーが、知られていると共に十分に理解されており、一般に市場で入手可能な流体ハンドラーとしては、Ｇｉｌｓｏｎ、Ｈａｍｉｌｔｏｎ、ＰＳＳ、Ｔｅｃａｎ、Ｔｒｉ ｃｏｎｔｉｎｅｎｔ、Ｐａｃｋａｒｄによって製造されたハンドラーなどが含まれる。装置１８０は、流体ハンドラー８６、ピペット先端２８、試薬ハンドラー１３ａ、ＤＮＡ／ＲＮＡ処理経路抽出装置１１ａ、収容器８内に包含されたサンプル用の格納容器、原動機（駆動装置）８５、シーラー９０、増幅および検出デバイス８４、ならびに単一構造体また別法では複数の構造体で関心対象種目を処理するために必要となる別の要素を備えるように構成されている。

本明細書に記載した上述の化学的例を装置１８０で処理するためには、流体ハンドラー８６は、適切な工程において、ピペッタ１２および１９によって上述したような組み合わせられた機能を実行する。収容器（複数のこともある）８からのサンプルに対する自動ピペット作業、ならびに関心対象種目の試薬エリア１３ａからの分離のために有用な試薬に対する自動ピペット作業は、第１の収容器（複数のこともある）１のアレイに実施される。第１の収容器（複数のこともある）１の好都合なアレイを、アセンブリを、交互サンプル調製処理エリア１１ａで様々な高さに位置決めするために有用な機械要素９３を含んでいる、反応容器収容器アセンブリ９８として図３５Ａに示している。アセンブリ９８は、さらに、反応処理の間に、第１の収容器（複数のこともある）１のアレイを保持するために保持器９１およびカバー９２を含んでいる。処理エリア１１ａを、図３５Ａに示しており、処理エリア１１ａは、温度アセンブリ９６、温度アセンブリ９５、温度アセンブリ９７、およびマグネットアセンブリ８７からなる。代替的な第１の収容器（複数のこともある）１ａ〜１ｒを、図１２Ａ〜図１２Ｒに示している。

したがって、本発明は、流体から磁性粒子を単離するための装置を提供し、該装置は、少なくともｎ個の縦列と少なくともｍ個の横列を有するマグネットアレイを備え、任意に、マグネットの極は平行に向けられ、装置はさらに、少なくともｎ＋１個の収容器または収容器保持器からなるアレイを備え、該収容器または収容器保持器からなるアレイは、各収容器または収容器保持器が、マグネットの一方の極のみに隣接するように、マグネットアレイに隣接して位置決めされ、ここで、ｎが１から１０００までの整数であり、かつｍが、１から１０００までである。マグネットアレイが、少なくとも１×３となり、かつ収容器アレイが、少なくとも６×８となるように、ｎが少なくとも１でありかつｍが少なくとも３であることが好ましい。複数のマグネットは、各収容器が、複数のマグネットの一方の極のみに隣接することになるように、より大きな１つのマグネットと本質的に同じ磁束密度パターンを発生させることができることが理解されよう。したがって、本発明によってさらに、各収容器が、マグネットの１つの横列または縦列のみに隣接して位置決めされ、マグネット横列内の各マグネットの中心を通って引いた線が、収容器の開放端を画定している外周と交差しておらず、かつ収容器に隣接する各マグネットが、収容器と対面して同じ極を有するように向けられる、マグネットおよび収容器（収容器保持器）からなるアレイが提供される。

同様に、マグネットアレイは、少なくとも１つの縦列と少なくとも３つの横列のマグネットを備えることが好ましい。この構成を有する適切なデバイスの１つを、図４４に表している。図４４では、３×６のマグネットアレイが、６×８の収容器保持器アレイ内に挟み込まれている。任意の縦列の６個のマグネットは、端と端とを隣接されるか、あるいは互いに接近して配置され、これによって６個のマグネットからなる各バンクによって、該バンクの６個のマグネットに等しい長さを有する単一マグネットによる磁束と実質的に同一の磁束パターンを発生させている。したがって当業者であれば、図４４の６個のマグネットは、６個より多くのマグネットや６個より少ないマグネットで置き換えることが可能であることを理解されよう。

図４４に示した実施形態では、図４４のマグネットアレイ内の各マグネットは、一対の狭い側面と一対の広い側面とを有しており、これら各一対の側面は、相対向して配置されていると共に、これらのマグネットの広い側面は、マグネットの極を形成させている。

したがって、マグネット収容器保持器によって、全体を図４５に表している収容器およびマグネットのパターンを有する、マグネットおよび収容器からなるアセンブリが生成される。ただし収容器は、保持器によって保持されると、図４６に示すようにある小さい距離だけずれており、またこれより大規模の場合は図４７に示したパターンを形成し、マグネットに関する要件を最小にした状態で、収容器保持器内に配置された収容器が保持している磁性粒子の実質的にすべてを捕捉するために、十分な磁束密度パターンを有利に発生する。

サンプルおよび試薬のピペット作業の後、アセンブリ９８は、適切なロボット工学的原動機８５によって、化学処理に適した箇所に位置決めされる。ロボット工学的原動機は、当技術分野では十分に理解されており、所望の要素に関して自動的把持、ならびにＸ、Ｙ、およびＺ軸方向での再配置を提供する。こうしたロボット工学技術に関するよく知られた製造者としては、ＮＳＫ、Ｙａｍａｈａ、Ｆａｎｕｃ、Ｔｅｃａｎなどが含まれる。本明細書に記載した処理では、アセンブリ９８を、分離処理に適した温度に保持させたヒータアセンブリ９６に移動させている。適切な任意の時間および温度を使用することが可能である。図示した実施形態では、望ましい温度およびインキュベーション時間の１つは、摂氏３７度で２０分間であることが分かっている。アセンブリ９６の詳細を、構造体１０４および電子制御式のヒータ素子１０５を備えるようにして図３７に示している。細胞の溶解、たんぱく質の変性、および関心対象種目の固相材料に対する結合（ただし、これらに限らない）を含むことが可能である、初期インキュベーションが完了した時点で、原動機８５は、関心対象種目を、ある具体的な実施形態では関心対象となっていない別の種目から分離するために、アセンブリ９８をマグネットアセンブリ８７に再配置させる。

関心対象種目の定量化における信頼性および感度を向上させるために、比較的大きなサンプル入力体積（たとえば、１ｍＬ〜４ｍＬ）を処理することが、望ましいことがあり得る。サンプルをさらに増幅および検出するために、試薬および反応体積を減少させることが同様に望ましい。同様に、単一収容器の体積にこのような減少を実施することも望ましい。定量化に必要な流体の量は、相対的に大きな反応体積（たとえば、好ましくは１ｍＬを超える、さらに好ましくは２．５ｍＬを超える、任意選択では５ｍＬ、または１０ｍＬを超える、ただし２５ｍＬや１００ｍＬを超えないこともまた好ましい）から、相対的に小さい体積まで（たとえば、好ましくは５００μＬ未満まで、さらに好ましくは１００μＬ未満まで、任意選択では５０μＬ未満まで、またいくつかの実施形態では２５μＬ未満まで、ただし少なくとも２μＬであることが好ましい）低下させることが好ましい。しかし、関心対象種目たとえば微小粒子を結合させるための反応の間で、溶液内の固相を利用する場合、従来技術方法では、まず大きな体積（たとえば、３．５ｍＬ）内に粒子を分散させ、この粒子を分離し、さらに相対的に小さい体積（たとえば、８０μＬ）で、少なくとも自動式機器で特に遠心分離を行わずに適宜完了できるような後続の工程で、粒子の高い捕捉を保証することは可能ではない。

図示した実施形態では、本発明は、まずアセンブリ９８を、図３５Ｆおよび図３５Ｇに示したような原動機８５を備えたマグネットアセンブリ８７の第１の位置に位置決めする。マグネット９９は、第１の収容器（複数のこともある）の側壁上の相対的に高い領域において結合された関心対象種目が捕捉できるように、第１の収容器反応体積に対して相対的に高い位置に位置決めされる。この実施形態では、最適な捕捉動作性能が得られるように、アレイの１つおきの横列で水平の極を有するマグネットが示されているが、別の適切なマグネット構成を利用することも可能である。ある時間期間（たとえば、１５〜２１０秒、好ましくは４５〜１３５秒）の経過後、原動機８５（あるいは、代替的な移動手段）によって、アセンブリ９８を、図３５Ｄおよび図３５Ｅに示したマグネットアセンブリ８７上の第２の位置まで移動させる。この処理中に、すでに捕捉済みの粒子は、第１の収容器１の壁上を垂直に下に移動させられ（この移動の結果として）、また収容器（複数のこともある）１の中間領域にある未捕捉の粒子（存在する場合）が、さらに捕捉される。磁性粒子がマグネット９９によって捕捉できるように適切な時間期間（たとえば、１５〜２１０秒、または４５〜１３５秒）を経過した後、アセンブリ９８を、図３５Ｂおよび図３５Ｃに示した原動機８５によって、マグネットアセンブリ８７上の第３の位置まで移動させることが好ましい。この処理中に、すでに捕捉済みの粒子は、収容器（複数のこともある）の壁上を垂直に下に移動させられ（この移動の結果として）、また収容器（複数のこともある）１のより下側の領域にある未捕捉の粒子が、さらに捕捉され、収容器（複数のこともある）壁上の望ましくかつ相対的に低い位置に至る。連続した各捕捉の後で、未結合の反応混合物を順次吸引および処分するため、また別法では、最終の捕捉段階の後で未結合反応混合物の排出を実施するために、流体ハンドラー８６を使用することが望ましいことがある。

別の実施形態では、サンプルは、収容器内で磁性粒子および溶解溶液と結合され、かつ、サンプル内の核酸源を溶解させて溶解されたサンプルを生成し、磁性粒子上の核酸を捕捉できるだけの十分な期間にわたって、溶解条件下で保持される。磁性粒子を捕捉することが可能であり、また次いで、溶解されたサンプルの未捕捉部分を、収容器から吸引することが可能である。これ前述の説明に従って、マグネットは、収容器の壁上で相対的に高く配置され、適切な時間期間の後に、収容器に対して移動され、マグネットが、収容器の底部の近くで収容器の脇に配置されるようにする。このことは、収容器の底部の近傍の収容器の側面上に磁性粒子のペレットを単離させ、収容器からの溶解溶液の排出をより効果的にさせ、かつ／または溶解溶液の吸引または排出中における磁性粒子の損失規模を低下させる効果を有する。これについては、図４８に示している。

所望であれば、洗浄溶液を添加することが可能であり、またマグネットは、図４８に示した位置において磁気ペレットを捕捉するように操作されることが可能である。

上述した１回または複数回の洗浄工程が完了した後、収容器は、マグネットに対して上昇され、収容器の底部が、マグネットの最上部より高く持ち上げられるようにする。このことによって、ペレットは、核酸を、磁性粒子から溶離させようとする際に、ペレットを留め置く好ましい位置である収容器の底部まで移動させられる。溶離を達成するためには、ある小さい体積の溶離溶液を収容器に添加する。適切な任意の体積の溶離溶液を、使用することが可能であり、また典型的には少なくとも１０μｌ、好ましくは少なくとも３０μｌが収容器に添加される。しかし、溶離溶液は、多くなり過ぎないようにすることが望ましい。したがって、溶離溶液の最大体積は、好ましくは５１０μｌ未満、さらに好ましくは２１０μｌ未満、なおさらに好ましくは１００μｌ未満である。こうした少ない溶離溶液体積（たとえば、４０μｌ）を使用するため、磁性粒子を、確実に収容器の底部まで移動させることができることが、より適切であることになる。このことは、本実施形態では、収容器の底部を、図４９に示したようにマグネットの最上部の上まで持ち上げることによって実現される。

マグネット位置の収容器までの相対的移動は、適切な任意の手段によって達成されることができる。たとえば、ロボット工学的原動機８５によって、アレイ状の収容器を、ある箇所から別の箇所まで移動させることができ、図示したように構造支持体によって、アレイ状の収容器を、マグネットアレイ（部分的）に対して異なる高さに配置させる。別の実施形態では、たとえば上昇用アーム（または、複数のアーム）による、あるいは収容器アレイまたはマグネットアレイが、傾斜面を横切るように移動する、収容器とマグネットアレイの結合体を回転させることによるなど、ある種のメカニズムによって、マグネットに対するアレイ状の収容器の箇所を適切にシフトさせることができる。これによれば、マグネットに対する収容器の位置を、連続方式で変化させられるので有利である。当業者であれば、マグネットに対する収容器の位置を変化させるために別の適切な手段を、利用することも可能であることを理解されよう。

したがって、本発明はさらに、流体内に懸濁された磁性粒子を分離するための方法を提供し、該方法は、中に磁性粒子が懸濁されている流体を包含するための収容器、自動式ピペット、およびマグネットを有する装置を第１の位置に提供する工程を含み、必要に応じて、マグネットが、収容器の事前に選択したゾーンに磁性粒子を単離する磁場を磁性粒子に対して作用させるように、マグネットもしくは収容器、あるいはマグネットと収容器の両方を移動させ、該方法はさらに、事前に選択したゾーンがピペットから遠位にあるような、収容器の第１の吸引ゾーンから磁性粒子が排出されるように、収容器を横切る磁場を（適切な時間期間にわたって）印加する工程を含む。本方法は、ピペットを流体内に浸漬させ、収容器内の第１の吸引ゾーンから事前に選択した量の流体を吸引することによって、必要に応じて継続される。事前選択の流体量は、流体の体積の１／２（２分の１）未満（たとえば、５％〜５０％）とすることが好ましく、また別法では、事前選択の流体量は、流体の体積の約８５％（たとえば、約５０％を超え約９０％まで）である。任意選択では、本方法は、さらに、装置を第２の位置まで移動させ、これによって、磁場をピペットから分離させる工程を含む。この第２の位置において、マグネットによって、磁性粒子に磁場を印加し、磁性粒子を第２の吸引ゾーンから排出することができる。次いで自動式ピペットを進ませて、第２の吸引ゾーンから流体を吸引し、これによって、磁性粒子を流体から分離させる。

次いでアセンブリ９８を、温度位置９７（マグネットが存在しない場所であることが好ましい）まで移動させる。流体ハンドラー８６が、洗浄流体を添加しており、次いでアセンブリ９８は、未結合反応混合体を廃棄するための追加的な捕捉および吸引のためにマグネットアセンブリ８７まで戻される。洗浄および捕捉の処理は、多くの回数にわたって反復される。いくつかの実施形態では、３回から４回の洗浄サイクルが好ましい。

洗浄の後、流体ハンドラー８６は、溶離緩衝剤を分与することができ、また原動機８５は、インキュベーションの間（たとえば、摂氏７０度で２０分間）に、関心対象種目を固相媒体から分離させる場所である温度アセンブリ９５まで、アセンブリ９８を移動させることができる。未結合固相の最終の捕捉は、後続の処理をする前に、マグネットアセンブリ８７において実施される。後続の処理は、関心対象種目を、第１の収容器（複数のこともある）１から別の収容器（複数のこともある）１５まで移送する工程を含むことがある。収容器（複数のこともある）１５は、さらに、流体ハンドラー８６によって分与された追加的な試薬を含むことがある。収容器（複数のこともある）１５は、シーラー２１によって封止され、さらに原動機８５によって、開口９０を通して図３４Ａに示すように代替サンプル調製処理エリア１１ａの垂直方向で下側に位置する１つまたは複数の処理経路１６ｉを含む追加的な処理経路１６に移送されることができる。この実施形態では、代替サンプル調製処理エリア１１ａより垂直方向でより下側に処理経路１６を位置決めすることによって、サンプル調製処理の増幅処理からの分離が改善され、これによって、単一構造体での汚染の機会が減少する。増幅検出処理（図３４Ａで示す箇所８４）を含む構造体の壁内で、さらに通気孔４５を利用することによって、望ましくない任意の空中浮遊汚染物が、増幅および検出処理の近傍からさらに除去され、これによって、処理エリア同士の間での汚染の機会が減少する。

固体廃棄物の減少を促進するために、使い捨て式ピペット先端２８を利用する流体ハンドラー８６は、複数の時点で使用される化学処理の間にある特異的なまたは特定のサンプルで使用するために、先端（複数のこともある）２８を保有することができる。処理中の後で再使用するために、処理中の適切な期間にわたってこうした先端（複数のこともある）２８を適正に収容しておくために、図３９に示すように先端単離収容器１０７を、先端単離収容器保持器１０６と連携させている。これによって、先端アレイ内に各先端が保存され、これらが必要となるまで、別の先端から分離される。当業者であれば、固体廃棄物の発生の大幅な低減は、このピペット配備メカニズムおよびアセンブリの使用によりもたらすことができることが理解されよう。

別の処理を、記述した処理と組み合わせて、追加的な処理を生成させることができることを理解されたい。たとえば、関心対象種目は、代替サンプル調製処理エリア１１ａでさらに試薬添加および増幅検出するために、収容器（複数のこともある）１内に保持したままとすることも可能である。さらに、２つ以上のアセンブリ９８が、順番に、並列に、あるいは交互に処理を受け、サンプル処理の歩留りを向上させることもできる。さらに、マグネット（複数のこともある）９９は、あるメカニズムに装着され、収容器（複数のこともある）１に対するマグネット（複数のこともある）９９の相対的配置を提供されることもできる。

マグネットアセンブリ８７の詳細を、図３６Ａおよび図３６Ｂに示している。マグネット（複数のこともある）９９は、スロット（複数のこともある）１０３内に位置しており、プレート１００および留め具１０２によって、機械的に保持される。図３６Ｂに示したマグネットの極性は、水平方向であるが、代替的な構成（斜め方向や垂直方向の構成（だたし、これらに限らない）を含む）も適用可能である。マグネットの交互の横列とする方が、収容器（複数のこともある）１に隣接した可能なあらゆる横列を利用することよりも優れている。本発明は、この点に関して具体的な任意の理論によって束縛されるものではないが、この優越性は、図４２Ａおよび図４２Ｂに示すような、可能なすべての横列を利用する場合には、望ましくない磁束密度パターンが驚くほど増大する（固相ブリッジ１０９になる）ためであることがある。望ましいフラックス密度パターンを、図４２Ｃに示しており、またこれらの構成間の％捕捉動作性能の比較を、図４３に示している。

追加的な代替構成を、マグネットアセンブリ８７に組み込むことも可能である。上述の処理中に、マグネット（複数のこともある）９９および収容器（複数のこともある）１の位置を固定することによって、磁性粒子が、図４０Ｃに示すような静止フラックスパターンで存在するチューブの下側部分に沈殿できるように、捕捉時間を長くして受容可能な結果を得ることも可能である。垂直面でのフラックスパターンの到達を促進させるために、マグネット（複数のこともある）９９は、図４０Ｂに示すように垂直の極の向きで位置決めされることができ、これによって、必要となる捕捉時間を短縮することができる。固定のマグネット構成において捕捉時間をさらに短縮させるためには、図４０Ｄに示すように、未結合反応混合物の排出中に、ピペット先端２８を、磁束パターン内のある領域まで移動させることができる。こうした技術によって、意図せずに廃棄に向けられることがある未結合磁気の量が減少する。

別の実施形態では、マグネットアセンブリ８７において円筒状のマグネットを使用することができる。円筒状のマグネットは、円筒の一方の辺縁に沿って磁石のＮ極を有し、かつこれと反対の辺縁に沿って磁石のＳ極を有していると有利である。図４０Ａに示すように、円筒状のマグネット（複数のこともある）９９は、収容器（複数のこともある）１を取り囲むような向きにされ、磁性微小粒子の効果的な捕捉を達成することができる。収容器アレイ１の周りにおけるマグネットアレイの構成に関しては、複数の選択肢が利用可能である。たとえば、収容器アレイ内の各収容器１は、図４０Ａに示したような４つの円筒状のマグネットと隣り合わせて配置されることができる。別法として、２つまたは１つの円筒状マグネットを、各収容器に隣り合わせて配置することができる。別の実施形態では、１つの円筒状マグネットを、収容器アレイ内の収容器１の各２×２サブアレイ（または要素）の間に配置させることができる。図４０Ｅは、円筒状マグネット９９の構造体１０４への据え付けを示している。

好ましい一実施形態では、マグネットアセンブリ８７の上述した実施形態のいずれについても、図４１に示すような大きなバイアスマグネット１０８と結合させることができる。収容器１アレイの相対する端部を起点とする有効磁場が提供されるように、この大きなバイアスマグネットは、収容器アレイに及んでいる。この大きなバイアスマグネットは、収容器（複数のこともある）１の最上部分において磁束密度を増大させている。この大きなバイアスアレイは、収容器１の高さの２分の１の位置において、磁束密度を３倍に、さらに好ましくは１０倍に有利に増大させることができる。図示した実施形態では、試験サンプルにおいて、約１０倍のバイアスマグネットから２ｃｍを超える磁束密度の上昇が観察された。明瞭にするため、図４１に示す実施形態の収容器は、高さが約１２ｃｍとなっている。ライン１１０は、大きなバイアスマグネットによって提供される磁束の有効到達点への到達を表している。

本明細書に記載した収容器構造体の斜視図である。 図１の収容器構造体の斜視図である。 本発明と共に使用することがある装置の一実施形態の全体上面図である。 図３Ａに示した装置の斜視図である。 図３Ａおよび３Ｂの装置と共に使用するためのサンプルキューの斜視図である。 図３Ａおよび３Ｂに示した装置と共に使用することができるコンポーネントの斜視図である。 図３Ａおよび３Ｂに示した装置と共に使用することができるコンポーネントの斜視図である。 図３Ａおよび３Ｂに示した装置と共に使用することができるコンポーネントの斜視図である。 図３Ａおよび３Ｂに示した装置と共に使用することができるコンポーネントの斜視図である。 図３Ａおよび３Ｂに示した装置と共に使用することができるコンポーネントの斜視図である。 図３Ａおよび３Ｂに示した装置と共に使用することができるコンポーネントの斜視図である。 図３Ａおよび３Ｂの装置と共に使用するための収容器および搬送機の斜視図である。 図３Ａおよび３Ｂに示した装置と共に使用するためのピペット先端ローダの斜視図である。 図３Ａおよび３Ｂに示した装置と共に使用するためのピペット先端ローダの別の実施形態の斜視図である。 図３Ａおよび３Ｂの装置と共に使用するための収容器ローダの斜視図である。 図３Ａおよび３Ｂに示した装置と共に使用するための収容器運搬装置の斜視図である。 図１０の一部分の拡大図である。 図１に示した収容器の代替的な実施形態の斜視図である。 図１に示した収容器の代替的な実施形態の斜視図である。 図１に示した収容器の代替的な実施形態の斜視図である。 図１に示した収容器の代替的な実施形態の斜視図である。 図１に示した収容器の代替的な実施形態の斜視図である。 図１に示した収容器の代替的な実施形態の斜視図である。 図１に示した収容器の代替的な実施形態の斜視図である。 図１に示した収容器の代替的な実施形態の斜視図である。 図１に示した収容器の代替的な実施形態の斜視図である。 図１に示した収容器の代替的な実施形態の斜視図である。 図１に示した収容器の代替的な実施形態の斜視図である。 図１に示した収容器の代替的な実施形態の斜視図である。 図１に示した収容器の代替的な実施形態の斜視図である。 図１に示した収容器の代替的な実施形態の斜視図である。 図１に示した収容器の代替的な実施形態の斜視図である。 図１に示した収容器の代替的な実施形態の斜視図である。 図１に示した収容器の代替的な実施形態の斜視図である。 図１に示した収容器の代替的な実施形態の斜視図である。 図１２Ｅの収容器の混合機との係合を表した図である。 図３Ａおよび３Ｂの処理経路と動作可能な関係で設けられたポートの図である。 図３Ａおよび３Ｂの装置と共に使用するためのピペッタの分解斜視図である。 図１５のピペッタの１つの動作を表した図である。 図１５のピペッタの別の動作を表した図である。 図３Ａおよび３Ｂの装置と同様の装置の代替的な実施形態の等角図である。 図１８の装置と実質的に同様の装置の等角図である。 図３Ａおよび３Ｂの装置と実質的に同様の別の装置の上面図である。 図２０の装置と実質的に同様の別の装置の上面図である。 図２１の装置と実質的に同様の別の装置の上面図である。 図２２の装置と実質的に同様の別の装置の上面図である。 図２３の装置と実質的に同様のまた別の装置の上面図である。 図３Ａおよび３Ｂの装置と同様のまた別の装置の上面図である。 図３Ａおよび３Ｂの装置と同様のまた別の装置の上面図である。 図３Ａおよび３Ｂの装置と共に使用するための収容器およびシールの斜視図である。 図３Ａおよび３Ｂの装置と共に使用するための収容器およびシールの斜視図である。 図３Ａおよび３Ｂの装置と共に使用するための収容器およびシールの斜視図である。 図３Ａおよび３Ｂの装置と共に使用するための収容器およびシールの斜視図である。 図３Ａおよび３Ｂの装置と共に使用するための収容器およびシールの斜視図である。 図３Ａおよび３Ｂの装置と共に使用するための収容器およびシールの斜視図である。 本発明と共に使用することができる光学構成の斜視図である。 本明細書に記載した構造体の一部分の動作の全体図である。 本発明と共に使用することができる熱サイクリングモジュールの断面図である。 図３０Ａのモジュールの上面図である。 図３０Ａのモジュールの断面図である。 別の熱サイクリングモジュールの断面図である。 図３２Ａのモジュールの上面図である。 さらに別の熱サイクリングモジュールの全体平面図である。 本明細書に記載した図３Ａおよび３Ｂの装置と実質的に同様のさらに別の装置の斜視図である。 図３４Ａの装置の全体上面図である。 図３４Ａの装置と共に使用するための代替サンプル調製処理エリアの斜視図である。 図３５Ａの代替サンプル調製処理エリアの追加的な斜視図である。 図３５Ａの代替サンプル調製処理エリアの追加的な斜視図である。 図３５Ａの代替サンプル調製処理エリアの追加的な斜視図である。 図３５Ａの代替サンプル調製処理エリアの追加的な斜視図である。 図３５Ａの代替サンプル調製処理エリアの追加的な斜視図である。 図３５Ａの代替サンプル調製処理エリアの追加的な斜視図である。 図３５Ａの代替サンプル調製処理エリアの別の図である。 図３６Ａに含まれるマグネットの斜視図である。 図３５Ａの代替サンプル調製処理エリアと共に使用するためのコンポーネントの側面断面図である。 意図的に空白としている。 図３４Ａの装置と共に使用するための先端単離格納容器アセンブリの斜視図である。 図３５Ａの代替サンプル調製処理エリアと共に使用するための代替マグネット構成の斜視図である。 図３５Ａの代替サンプル調製処理エリアと共に使用するための別の代替マグネット構成の側面図である。 図３５Ａの代替サンプル調製処理エリアと共に使用するための別の代替マグネット構成の側面図である。 図４０Ｂおよび４０Ｃに示した代替マグネット構成と連携させたピペッタの側面図である。 図３５Ａの代替サンプル調製処理エリアと共に使用するための代替的なマグネットアセンブリの斜視図である。 図３５Ａの代替サンプル調製処理エリアと共に使用するための代替マグネット構成の側面図である。 磁気パターンの１つの図である。 別の磁気パターンの１つの図である。 さらに別の磁気パターンの１つの図である。 複数の磁気構成を用いた動作性能データの図である。 マグネットアレイおよびチューブ保持器アセンブリの図である。 マグネットおよびチューブ保持器のパターンの１つの図である。 マグネットおよびチューブ保持器のパターンの別の１つの図である。 図４６に示したパターンの２つのコピーを備えており、かつマグネットが発生させる磁束をより十分に活用できるように、追加的なチューブ保持器をアセンブリの周囲に配置させている、マグネットおよびチューブ保持器パターンの図である。 核酸結合磁性粒子の洗浄のための収容器１とマグネット（複数のこともある）の好ましい相対的移動を表した図である。 核酸を磁性粒子から溶離するための収容器１とマグネット（複数のこともある）の好ましい相対的移動を表した図である。

Claims (17)

1. 流体内に懸濁された磁性粒子を分離するための方法であって、
   磁性粒子が懸濁されている流体を包含するための収容器、自動式ピペット、およびマグネットを有する装置を、第１の位置に設ける工程と、
   マグネットが、ピペットから遠位にある収容器の選択ゾーンに磁性粒子を単離する磁場を、磁性粒子に作用させるように、第１の位置においてマグネットおよび収容器を互いに対して配置する工程と、
   収容器の第１の吸引ゾーンから磁性粒子を排出するために、選択された時間期間にわたって収容器を横切る磁場を印加する工程と、
   収容器内の第１の吸引ゾーンから、流体の体積の１／２（２分の１）を超えない事前に選択した量の流体を吸引する工程と、
   ピペットから磁場を分離する第２の位置に装置を配置する工程とを含み、これによって第２の位置において、マグネットが、磁性粒子を第２の吸引ゾーンから排出するように磁性粒子に磁場を印加し、前記方法がさらに、
   第２の吸引ゾーンから流体を吸引する工程を含み、これによって磁性粒子が、流体から分離される、方法。
2. 流体から磁性粒子を単離するための装置であって、
   ｎが少なくとも１でありかつｍが少なくとも３であるとして、少なくともｎ個の縦列と少なくともｍ個の横列を有するマグネットのアレイと、
   マグネットアレイに隣接して位置決めされている少なくともｎ＋１個の収容器のアレイとを備え、各収容器または収容器保持器が、１つのマグネットだけと隣接している、装置。
3. ｎが少なくとも３であり、かつｍが少なくとも６である、請求項２に記載の装置。
4. マグネットアレイの縦列の数が、収容器アレイの縦列の数の２分の１である、請求項２に記載の装置。
5. 核酸を単離するための第１の処理経路と、
   第１の処理経路の垂直方向下側に位置決めされている、核酸を増幅するための第２の処理経路とを備える装置。
6. 装置が、さらに水平表面を備え、該水平表面上に、第１の処理経路が搭載され、水平表面が、単離された関心対象種目を包含している反応容器を、第２の処理経路に移送するように構成された開口を含んでいる、請求項５に記載の装置。
7. 第２の処理経路は、通気孔を含むチェンバ内に封入され、装置は、チェンバから通気孔を通過して空気を流れさせるチェンバ用の圧力源を含む、請求項５に記載の装置。
8. サンプル内の関心対象種目を単離するための装置であって、
   垂直方向に向けられたマグネットと、
   サンプルを有する収容器をマグネットの近傍に保持するように構成された保持器とを備える、装置。
9. ｎが少なくとも１でありかつｍが少なくとも３であるとして、少なくともｎ個の縦列と少なくともｍ個の横列を有するマグネットのアレイと、
   少なくともｎ＋１個の収容器のアレイとを備え、各収容器が、１つのマグネットあるいは１つのマグネット横列だけと隣接するように、マグネットアレイに隣接して位置決めされ、マグネット横列の各マグネットの中心を通って引いた線が、収容器の開放端を画定している外周と交差しない、請求項８に記載の装置。
10. ｎが少なくとも３でありかつｍが少なくとも６である、請求項９に記載の装置。
11. 第１の使い捨て式ピペット先端および第２の使い捨て式ピペット先端を利用する自動式ピペッタであって、第２の使い捨て式ピペット先端からの単離の際に、第１の使い捨て式ピペット先端を保管するように構成された取外し可能な先端単離収容器を備える、自動式ピペッタ。
12. 収容器アレイのための保持器と、
    磁性粒子を捕捉するためのマグネットアレイと、
    バイアスマグネットとを備える装置であって、
    バイアスマグネットは、収容器アレイの相対する端部を起点とする有効磁場が提供されるように、収容器アレイに及ぶ、装置。
13. バイアスマグネットは、収容器アレイ内の収容器の最上部分において磁束密度を増大させる、請求項１２に記載の装置。
14. バイアスマグネットは、収容器の高さの２分の１の位置において磁束密度を３倍増大させる、請求項１３に記載の装置。
15. 自動式機器において流体内に懸濁された磁性粒子を分離するための方法であって、
    機器は、少なくとも１つのマグネットと、自動ピペッタと、磁性微小粒子の流体懸濁を内部に含む収容器とを有しており、かつ
    機器は、機器の１つまたは複数のマグネットと収容器を機械的に近接配置することが可能であり、
    前記機器は、
    収容器を第１のマグネットに対して第１の位置に位置決めし、
    収容器の第１の吸引ゾーンから事前に選択した量の流体を吸引するために自動ピペッタを作動させ、
    収容器を第１のマグネットまたは第２のマグネットに対して第２の位置に再位置決めし、
    第２の吸引ゾーンから流体を吸引し、
    これによって、磁性粒子を流体から分離させる、方法。
16. 自動式機器において流体内に懸濁された磁性粒子を分離するための方法であって、
    機器は、少なくとも第１のマグネットと、１つのピペッタと、磁性微小粒子の流体懸濁を内部に含む１つの収容器とを有し、かつ
    機器は、機器の１つまたは複数のマグネットと収容器を機械的に近接配置することが可能であり、
    前記機器は、
    収容器の壁上で磁性微小粒子の一部を捕捉するように、磁場の中心を、収容器の閉鎖端よりも収容器の開放端の方により近くなるように配置させるために、収容器と第１のマグネットとを互いに接近させた位置にする工程を含み、
    収容器が、第２のマグネットに接近させた位置になるように、収容器またはマグネットが移動され、第２のマグネットは、第１のマグネットと同じまたは異なることができ、第２のマグネットの磁場の中心が、収容器の開放端よりも収容器の閉鎖端の方により近く、捕捉された磁性微小粒子の回収体が、収容器の壁でより下側に移動し、前記方法がさらに、
    収容器から流体の一部分を吸引する工程を実行する、方法。
17. サンプルから核酸を単離する方法であって、
    核酸が、微小粒子に結合されるように、収容器に対して、核酸を含むサンプル、溶解溶液、および磁性微小粒子を加える工程と、
    請求項１６に記載の方法により流体から微小粒子を分離する工程とを含み、第２のマグネットの磁場の中心が、収容器の開放端よりも収容器の閉鎖端の方により近くなるように移動されたときに、第２のマグネットの磁場の中心が、収容器の底部の近傍であるが収容器より下側でない位置で収容器に対して横方向に位置決めされ、前記方法がさらに、
    収容器に洗浄溶液を加える工程と、
    収容器から流体の一部分を吸引する工程と、
    収容器の底部が、マグネットの最上部の上まで持ち上げられるように、マグネットに対して収容器を持ち上げる工程と、
    溶離緩衝剤を加える工程と、
    溶離緩衝剤の一部分を除去し、これによりサンプルから核酸を単離する工程とを含む、方法。

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