JP2013540997A

JP2013540997A - 光学的キャリブレーション検証システム

Info

Publication number: JP2013540997A
Application number: JP2013527048A
Authority: JP
Inventors: マックケナ、ギルバート、ダブリュー．
Original assignee: アナロジックコーポレイション
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2013-11-07
Also published as: US8791412B2; WO2012030334A1; EP2612131B1; EP2612131A1; US20130153786A1

Abstract

【解決手段】サンプル処理装置（１０２）は、参照キャリア（１０８）を保持する参照キャリア領域（１０６）を有しており、前記参照キャリアは１若しくはそれ以上の参照物質を含んでおり、この参照物質は所定の対象範囲の波長を有する放射線が照射されると固有で既知のスペクトル特性を示す放射線を発する。サンプル処理装置は、当該装置で処理するために、択一的にサンプルキャリア（１０４）または参照キャリアを受け取るように構成されたキャリア受取領域（１１０）をさらに有している。サンプル処理装置は、所定の対象範囲の波長を有する放射線を発し、キャリア受取領域でキャリアを照射し、そのキャリアから生じる放射線を検出する光学要素（１１４，１１６，１１８）をさらに備えている。そして、サンプル処理装置は、当該装置で処理するために、参照キャリアを参照キャリア領域からキャリア受取領域まで移動させる。
【選択図】図１

Description

本技術分野は、光学的システムに関するものであり、ＤＮＡシーケンサ等のような光学的装置のキャリブレーションおよび／または機能を検証するものへの特別な応用に関するものである。

ＤＮＡシーケンサは、ＤＮＡサンプル内のヌクレオチド塩基（アデニン、グアニン、シトシン、そしてチミン）の配列を決定する装置である。一つのシーケンス技術において、ＤＮＡは生体サンプルから抽出され精製される。精製されたＤＮＡは溶解され、その断片がポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）により複製される。サイズが既知の合成された断片を含む参照試料が、複製された断片を含むサンプルに加えられる。ＤＮＡ断片及び参照断片は、それぞれ既知で固有のスペクトル感度を有する標的特異性の蛍光色素で標識化され、標識化された断片は電気泳動を介して分離される。光学要素は所定の波長領域内の波長を有する放射を伝えるものであり、その放射が分離された断片の色素に照射されて色素を励起し、照射に反応して色素から放射された特徴的な蛍光放射を受け取り、受け取った特徴的な蛍光放射を示す電気信号を生じさせる。評価段階のＤＮＡに対応する信号が使用され、スペクトル特性に基づいてヌクレオチド塩基単位でＤＮＡ断片の配列が決定される。

シーケンサのキャリブレーションおよび／または機能を検証するために、参照試料に対応する信号が使用される。残念のことに、ＤＮＡ試料及び参照試料は同時に処理される。結果として、前記参照試料に対応する信号が、当該シーケンサがキャリブレーションの範囲外の測定値を示す場合またはシーケンサが適切に機能していないことを示す場合、シーケンサの結果が廃棄されてサンプルが処分される。そして、シーケンサは再度キャリブレーションされ、その機能が検証された後、別のサンプルが調達され、準備され、処理される。しかしながら、再度キャリブレーションされ検証された後でも、外力、温度、振動、衝撃および／または他の影響、例えばキャリブレーション時間から使用時間までにおける影響が、前記キャリブレーションされ検証されたシステムをキャリブレーションの範囲から外すことがある。このことは、他のＤＮＡサンプル及び参照試料が同時に処理されるまで検出されない。上述したように、仮に参照試料に対応する信号が、当該シーケンサがキャリブレーションの範囲外の測定値を示す場合またはシーケンサが適切に機能しないことを示す場合、処理結果を処分し、サンプルを廃棄し、シーケンサを再度キャリブレーションし、他のサンプルを処理することになる。

本出願の観点は上記の課題等に対応するものである。

一の観点においては、サンプル処理装置は、参照キャリアを保持する参照キャリア領域を有しており、前記参照キャリアは１若しくはそれ以上の参照物質を含むものである。この参照物質は所定の対象範囲の波長を有する放射線が照射されると、固有で既知のスペクトル特性を示す放射線を発する。サンプル処理装置は、当該装置で処理するために、択一的にサンプルキャリアまたは参照キャリアを受け取るように構成されたキャリア受取領域をさらに有している。サンプル処理装置は、所定の対象範囲の波長を有する放射線を発し、キャリア受取領域でキャリアを照射し、そのキャリアから生じる放射線を検出する光学要素をさらに備えている。そして、サンプル処理装置は、当該装置で処理するために、参照キャリアを参照キャリア領域からキャリア受取領域まで移動させる。

別の一の観点は、サンプルキャリアがキャリア受取領域に存しない場合、参照キャリアの１若しくはそれ以上の参照物質をサンプル処理装置により処理するために、前記サンプル処理装置により保持される参照キャリアを当該装置のキャリア受取領域に動かす工程であって、当該装置が前記参照キャリアを前記キャリア受取領域に自動的に動かす工程を含む方法である。この方法はさらに、処理ステーションを介して、前記キャリア受取領域にある前記参照キャリアにより運ばれる１若しくはそれ以上の物質を処理する工程を含んでいる。この方法はさらに、処理の結果に基づいて、前記装置がキャリブレートされるかを示す信号を発生する工程を含んでいる。

別の一の観点は、サンプル処理装置であって、当該サンプル処理装置により処理するために当該サンプル処理装置の参照キャリアを当該サンプル処理装置のキャリア受取領域に自動的に動かす要素を備えるものである。参照キャリアを処理することは、前記参照キャリアにより運ばれる１若しくはそれ以上の参照物質の光学的特性に基づいて、当該サンプル処理装置がキャリブレートされるかを示す信号を発生させることを含む。

当業者であれば、詳細な説明を読み理解することで、本出願の他の態様を認識することができるであろう。

本出願は添付図面により例示的に図示されるが限定されるものではなく、図面の中で参照番号は類似要素を示している。図面に含まれる図は以下の通りである。
図１はキャリブレーションおよび／または機能を検証することに使用できる、自己配置可能な参照キャリアを有するサンプル処理装置の一例を示す図である。図２はサンプル処理装置のキャリブレーションおよび／または機能を検証する方法の一例を示す図である。図３Ａはサンプル処理装置のキャリア処理領域の内外に参照キャリアを動かす方法の非限定的な例を示す図である。図３Ｂはサンプル処理装置のキャリア処理領域の内外に参照キャリアを動かす方法の非限定的な例を示す図である。図４Ａはサンプル処理装置のキャリア処理領域の内外に参照キャリアを動かす方法の非限定的な例を示す図である。図４Ｂはサンプル処理装置のキャリア処理領域の内外に参照キャリアを動かす方法の非限定的な例を示す図である。図５Ａはサンプル処理装置のキャリア処理領域の内外に参照キャリアを動かす方法の非限定的な例を示す図である。図５Ｂはサンプル処理装置のキャリア処理領域の内外に参照キャリアを動かす方法の非限定的な例を示す図である。

図１はサンプルキャリア１０４により運ばれる１若しくはそれ以上のサンプルを処理するサンプル処理装置１０２を図示する。図示されたサンプル処理装置１０２は少なくとも１若しくはそれ以上のＤＮＡサンプルを処理するために構成される。そのような処理は、限定されるものではないが、サンプル内ＤＮＡのＤＮＡヌクレオチド塩基（アデニン、グアニン、シトシン、チミン）の配列を決定する。

適切なサンプルキャリア１０４の例は、限定されるものではないが、バイオチップ、ラボオンチップ、および／または他の生物または非生物サンプルを運ぶサンプルキャリアを含むものである。そのようなサンプルキャリア１０４は、例えば、サンプルキャリア１０４の多数の異なる処理領域上でサンプルの同時または並行処理が行われる間に、その処理領域を通して１若しくはそれ以上の異なるサンプルを運んで動かすための１若しくはそれ以上のマイクロチャネルまたはレーンを含んでいる。マイクロ流体工学および／または他の技術は処理領域から処理領域にサンプルを動かしたり、試薬を処理領域へ動かすことに使用される。図示されたサンプルキャリア１０４はＤＮＡを含む少なくとも一つのサンプルを運ぶ。

サンプル処理装置１０２は参照キャリア１０８を保持する参照領域１０６を含んでいる。この実施形態では、参照キャリアは１若しくはそれ以上の参照物質（例えば電子蛍光物質）を含み、これらは電磁スペクトルの特定の対象波長範囲において、それぞれ固有で既知のスペクトル反応を有している。参照キャリア領域１０６は、少なくともサンプルキャリア１０４が当該装置１０２に投入される際に、参照キャリア１０８を運ぶように構成される。より詳しく以下に記述されるように、内部に配置可能な方法を含む、様々な手法が、サンプル処理装置１０２により処理されるために、参照キャリア１０８を参照キャリア領域１０６の内外に動かすように使用される。

参照キャリア１０８は、サンプルキャリア１０４のサンプル処理の前および／または後で、当該装置１０２により処理される。一例として、当該装置は、サンプル処理装置１０２の準備運転またはサンプルの前処理段階の間に、キャリブレーションおよび／または機能を検証する。当該装置は、サンプルキャリア１０４により運ばれるサンプルの処理を軽減し、その処理後にサンプル処理装置１０２がキャリブレートされていない、および／または正しく機能していないことを発見し、その結果を処分して再キャリブレーション後に他のサンプルを得て処理することを促す。

また、サンプル処理装置１０２はサンプルキャリア１０４または参照キャリア１０８を択一的に受け取るキャリア受取領域１１０を有している。キャリア受取領域１１０は、サンプル処理装置１０２により処理するために、投入されたキャリア１０４または１０８を保持する。キャリア受取領域１１０は、少なくともサンプルキャリア１０４が当該装置１０２に投入されていない場合、参照キャリア１０８を運ぶことができる。当該装置１０２には、実験室内、輸送中のもの、および／またはサンプルを処理するための装置の配置または使用場所が含まれる。図示された実施形態では、サンプルキャリア１０４も参照キャリア１０８もキャリア受取領域１１０には投入されていない。他の限定されない実施形態において、サンプルキャリア１０４がキャリア受取領域１１０に存しない場合、参照キャリア１０８は常にキャリア受取領域１１０に投入される。さらに他の実施形態において、他のキャリアがキャリア受取領域１１０内に投入されることもある。

サンプル処理装置１０２はさらに１若しくはそれ以上の処理ステーション１１２_１〜１１２_Ｎ(Ｎは1以上の整数である)、ここでは総称して処理ステーション１１２と呼ばれるものを有している。これは投入されたサンプルキャリア１０４または投入された参照キャリア１０８のサンプルを処理するものである。図示された処理ステーション１１２は、少なくともサンプルキャリア１０４がキャリア受取領域１１０に投入されるとき、サンプルキャリア１０４により運ばれたサンプルに対して以下を実行するように構成される：サンプルからのＤＮＡの抽出／生成、断片の複製／増幅とラベル付け（例えばＰＣＲを介して）、断片の分離（例えば電気泳動を介して）。一般的に、ラベル付けは、標的特異性（ヌクレオチド塩基および参照物質）の蛍光色素を有するＤＮＡおよび任意の参照物質の断片のラベル付けを含んでおり、それは対象の波長範囲の反応に対して固有で既知のスペクトル特性（例えば蛍光および放射の波長）を有している。

また、処理ステーション１１１２はエミッタ（Ｅ）１１６および光学検出器（ＯＤ）１１８を有する光学要素１１４を含んでいる。エミッタ１１６は対象の波長範囲で電磁放射線を放射するように構成されており、キャリア受取領域１１０の検査領域に投入されたキャリア（１０４または１０８）に照射する。光学検出器１０８は、放射された放射線により照射されることに反応して、（サンプルキャリア１０４がキャリア受取領域１１０に投入されるところの）サンプルまたは（参照キャリア１０８がキャリア受取領域１１０に投入されるところの）参照物質の中のラベルにより発せられた電磁放射線を検出する。光学要素１１４は受け取った情報についての信号を生成する。

サンプル処理装置１０２はさらに分析器１２０を備える。サンプル処理装置１０２がサンプルキャリア１０４を処理することに使用されるとき、分析器１２０は、光学要素１１４からの信号に基づいて、処理されたサンプル内のＤＮＡ断片の配列を決定する。また、この例では、分析器１２０は、光学要素１１４から信号に基づいて、サンプルキャリア１０４の参照物質を用い、当該装置のキャリブレーションおよび／または機能を検証する。サンプル処理装置１０２が参照キャリア１０８を処理することに使われる場合、分析器１２０は、当該装置のキャリブレーションおよび／または機能を検証する、および／または光学要素１１４からの信号に基づいて、参照キャリア１０８の参照物質を用い、それついての自動キャリブレーションを促す。

さらに、サンプル処理装置１０２は処理ステーション１１２および／または分析器１２０を制御するコントローラ１２２を備える。一例において、これは、前（サンプル）処理指示１２６、（サンプル）処理指示１２８、および／または後（サンプル）処理指示１３０のような、記憶媒体１２４内の１若しくはそれ以上の指示に基づいて、処理ステーション１１２および／または分析器１２０を制御することを含む。一般的に、前（サンプル）処理指示１２６は、例えば、準備運転シーケンスの間の、サンプルキャリア１０４を処理することに先だって使用される指示に関するものであり、（サンプル）処理指示１２８は、サンプルキャリア１０４を処理することに使用される指示に関するものであり、後（サンプル）処理指示１３０は、サンプルキャリア１０４の処理後に使用される指示に関するものである。

また、記憶媒体１２４は当該サンプル処理装置１０２のキャリブレーションおよび／または機能を検証するための検証情報１３２を記憶する。これらの指示はコントローラ１２２および／または分析器１２０により使用される。例えば、分析器１２０は、検証情報と計測された情報とを比較し、当該装置がキャリブレートされて、機能していることかを検証する。また、記憶媒体１２４はＤＮＡシーケンスの結果、当該装置１０２についての情報（例えば固有の識別子（ＵＩＤ）、型式番号等）、キャリブレーションチェックの結果、最後の検証データおよび／または時間、および／または他の情報といった情報１３４を記憶する。

さらに、サンプル処理装置１０２はユーザインタフェース１３６を有している。ユーザインタフェース１３６は種々の入力装置（例えば、キー、ボタン、ノブ、マイクロホン等）および／または出力装置（例えば、ディスプレイ、スピーカー等）を含むものである。そのような装置はユーザがサンプル処理装置１０２に作用することを可能にする。例えば、コントローラ１２２は、当該処理装置１０２がキャリブレートされてないこと、および／または検証に失敗したこと、当該処理装置１０２がサンプルキャリア１０４を処理する準備ができていること、サンプルキャリア１０４が処理されており、キャリア受取領域１１０から除くことができること等の通知を示すものである。

サンプル処理装置１０２は、オペレータにより容易に運ぶことができたり、車輪を使って動かすことができたりする携帯装置として構成できることが理解される。他の実施形態において、サンプル処理装置１０２は、実験室、オフィス等の中のテーブルや床等の上に搭載または設置された、固定された装置として構成される。そのような構成では、サンプル処理装置１０２は、特定の場所にあるように構成され、サンプルを処理するように構成される。

図２はサンプル処理装置１０２の使用に関連する方法の一例を図示する。

２０２において、参照キャリア１０８がキャリア受取領域１１０に配置される。もしそうでなければ、既に参照キャリア１０８がキャリア受取領域１１０に配置されている。例えば、参照キャリア１０８は、サンプルキャリア１０４がキャリア受取領域１１０から外されることに自動的に反応して、自動的にキャリア受取領域１１０に投入される。また、参照キャリア１０８は、手動または半自動でキャリア受取領域１１０に投入される。

２０４において、サンプル処理装置１０２が、サンプルが得られるような位置へ移される。もしそうでなければ、既にそこに移されている状態である。一例として、これは、少なくともサンプル処理装置１０２を、サンプル処理装置１０２を運ぶことを認証された人、自動車、車輪を有するカート等を介して、その場所に運ぶことを含む。他の実施形態において、例えば、サンプル処理装置１０２が実験室に搭載されている場合、この動作は省略される。

２０６において、サンプル処理装置１０２が起動される。もしそうでなければ既に起動している状態である。これは、ユーザインタフェース１３６を介して実現される。

２０８において、コントローラ１２２が前サンプル処理の準備運転の指示１２６を実行する。

２１０において、光学的要素１１４が、所定の対象波長範囲の放射線を有する参照キャリア１０８を照射し、照射する放射線に反応した参照物質からの放射線を検出する。

２１２において、処理装置１０２が、検出された放射線および検証情報１３２に基づいて、処理装置１０２がキャリブレートされたか、および／または適正に機能しているかを決定する。例えば、当該処理装置１０２は、検出された放射線のスペクトル特性と参照物質の所定のスペクトル特性とを比較し、検出された放射線が正しい結果の原因であるかを示す信号を発生する。

２１４において、否であれば、コントローラ１２２は、処理装置１０２がキャリブレートされていない、および／または検証に失敗したことを示す通知を提示する。また、コントローラ１２２は、認証された人および／または処理装置１０２がキャリブレートされ検証されたことを示す次の前サンプル処理により無効にされなければ、投入されたサンプルキャリア１０４の処理を開始しない状態に処理装置１０２を移行する。コントローラ１２２は、追加的または択一的に、処理装置１０２を自動キャリブレーション状態に移行する場合がある。

２１６において、肯定であれば、当該装置１０２は、ここで記述されたように、１若しくはそれ以上のサンプルキャリア１０４のサンプルを処理するために使用する。コントローラ１２２は、処理が開始されていること、現在も実行中であること、および／または終了したことをを示す通知を提示する。

１若しくはそれ以上の動作２０８〜２１４が１回より多く実行されることが理解される。例えば、一実施形態において、当該装置１０２は、仮にサンプルが検証後の所定の時間内には処理されないならば、動作２１０が開始され、コントローラ１２２がキャリブレーションおよび／または機能を再度チェックする。これは、自動的または半自動的（例えば、通知が提示され、ユーザが再チェックを開始または拒絶する）に実行される。

他の実施形態において、サンプルキャリア１０４の処理後および／またはサンプルキャリア１０４の処理中に再チェックが実行される。他の実施形態において、ユーザは、ユーザインタフェース１３６を介して、オンデマンドの再チェックを開始する。さらに、他の実施形態では、当該装置１０２をオフにして戻すことで、準備運転手続（動作２０８）を再スタートさせる。

さらに、動作２０２〜２１４は、１若しくはそれ以上の回数、サンプルキャリア１０４を処理する前および／または後に、予防または改良メンテナンスの間等に、処理するサンプルキャリア１０４が存しない場合においても実行される。

また、参照キャリア１０８は当該装置１０２により使用され、光学要素１１４が自動キャリブレートできるようになる。例として、参照キャリア１０８の物質の既知の反応で、トランスミッタ１１６および／またはレシーバ１１８の調整がコントローラ１１２を介して自動化される。自動キャリブレーションは、動作２１２および／または他の動作の後で起動されることがある。

１若しくはそれ以上の前、中、および／または後のサンプル処理の検証チェックを使用することにより、サンプルキャリア１０４のサンプルを処理する前、中、および／または後に処理装置１０２のキャリブレーションおよび／または機能がチェックされる。これは、ＤＮＡ配列決定の結果を有効にすること（または無効にすること、チェックの結果に依存すること）を促す。このようにして、装置１０２が、未知のサンプルを正確に評価するために作動しない状態になる可能性が大幅に減らされる。さらに、装置１０２が機能しているが辛うじて機能していることを示す測定である場合、実際に未知のサンプルの読込が失敗したり不正確になったりする前に、装置１０２のメンテナンスを予定することが可能である。

ここで注意されるように、様々なアプローチが参照キャリア１０８をキャリア受取領域１１０の内外に動かすために使用されて、サンプル処理装置１０２により処理される。以下の図３〜５に、いくつかの非限定的な例を図示する。

図３Ａおよび３Ｂは、弾性要素３０２（例えば、限定されるものではないが、図示されているような圧縮バネ）が参照キャリア１０８を参照キャリア領域１０６の内外に移動することを促すために使用される、実施形態を図示する。

両図において、弾性要素３０２の第１の端部領域３０４は、参照領域１０６の固定領域である装置１０２の固定部分３０６に取り付けられ、弾性要素３０２の第２の反対の端部領域３０８は参照キャリア１０８に取り付けられる。

図３Ａはサンプルキャリア１０４がキャリア参照領域１１０の外側または投入されていない例を示す。この例では、弾性要素３０２は、非圧縮状態であり、参照キャリア１０８がキャリア受取領域１１０内に配置されており、自由に動くことができるようになっている。この配置では、参照キャリア１０８が、キャリブレーションおよび／または機能を検証するために、装置１０２により処理される。

図３Ｂはサンプルキャリア１０４がキャリア受取領域１１０に投入された例を示す。この例では、弾性要素３０２を圧縮して、サンプルキャリア１０４は弾性要素３０２に物理的に接触し、弾性要素３０２を固定部分３０６に向かうように促す。これは、ユーザがキャリア受取領域１１０内にサンプルキャリア１０４を投入することで実現される。この配置では、サンプルキャリア１０４は装置１０２により処理される。

サンプルキャリア１０４を取り外すことは弾性要素３０２を非圧縮状態に戻すことになり、図３Ａに示されるように、それは参照キャリア１０８をキャリア受取領域１１０に戻すことである。

他の実施形態において、弾性要素３０２は択一的に引張バネを含むものである。この実施形態では、サンプルキャリア１０４を投入することはバネを伸ばし、バネを非緊張状態から緊張状態に移すことになり、サンプルキャリア１０４を取り除くことは弾性要素３０２を非緊張状態に戻すことになり、参照キャリア１０８をキャリア参照領域１１０に配置することになる。

他の実施形態において、多重圧縮バネおよび／または多重引張バネを含む、多重バネが使用され、参照キャリア１０８をキャリア受取領域１１０の内外に配置するために用いられる。

他の実施形態において、１若しくはそれ以上の弾性要素（例えば、ゴムのようなエラストマ、伸縮自在の繊維等）が用いられ、参照キャリア１０８をキャリア受取領域１１０の内外に配置する。

図４Ａおよび４Ｂは参照キャリア１０８がユーザによる作用を介して参照キャリア領域１０６の内外に手動で動かされる実施形態の例を図示する。両図において、参照キャリア領域１０６がトラック４０２に移動自在に取り付けられ、トラック４０２に沿ってベラリング等を介してスライドされる。

機械アーム４０４が参照キャリア１０８の端部領域に取り付けられる。機械アーム４０４は、参照キャリア領域１０６および装置１０２から飛び出ており、装置１００のユーザがアクセス自在なものである。機械アーム４０４は、ユーザが参照キャリア１０８がキャリア受取領域１１０にスライドすること（図４Ａ）、およびキャリア参照領域１１０の外にスライドすること（図４Ｂ）を可能にする。

図５Ａおよび５Ｂは参照キャリア領域１０６の内外に電子的に移動する実施形態を図示する。両図において、電子的制御される伸縮装置５０４のベース端部５０２は参照キャリア領域１０６に固定して取り付けられ、電子的に制御される伸縮装置５０４の伸縮端部５０６は参照キャリア１０８に取り付けられる。

コントローラ５０８（コントローラ１２２のようなもの）は電子的に制御される伸縮装置５０４を制御する。参照キャリア１０８をキャリア受取領域１１０に投入するために、コントローラ５０８は伸縮端部５０６を伸ばす（図５Ａ）。キャリア受取領域１１０から参照キャリア１０８を外すために、コントローラ５０８は伸縮端部５０６を折り畳む（図５Ｂ）。

任意に、１若しくはそれ以上のトランスデューサ等が使用され、サンプルキャリア１０４がキャリア受取領域１１０に投入されたかを検出する。１若しくはそれ以上のトランスデューサ等は、追加的または択一的に使用され、参照キャリア１０８がキャリア受取領域１０８または参照キャリア領域１０６に存するかを検出する。１若しくはそれ以上のコントローラ１２２または分析器１２０に結果が提供され、コントローラ１２２および／または分析器１２０が起動され、限定されるものではないが、キャリブレーションチェック、サンプルの処理等の様々な動作が実行される。

他の実施形態では、主ネジ、ベルト、ギヤ、空気力学、電磁石などのような要素が追加的または択一的に用いられ、参照キャリア１０８をキャリア受取領域１１０の内外に動かす。

他の実施形態において、サンプルキャリア１０４を処理装置１１２と参照キャリア１０８の間に配置されることにより、サンプルキャリア１０４が投入される。さらに、他の実施形態では、サンプルキャリア１０４をキャリア受取領域１１０に投入する前に参照キャリア１０８が当該装置から取り除かれる。

本出願がいくつかの実施形態に言及して記述された。本出願を理解することで、修正および変更が他の実施形態にも生じる。添付のクレームおよびそれと同等の範囲内のものを含む場合、そのような全ての修正および変更を含むものとして発明が解釈される。

【０００２】
ＤＮＡシーケンサは、ＤＮＡサンプル内のヌクレオチド塩基（アデニン、グアニン、シトシン、そしてチミン）の配列を決定する装置である。一つのシーケンス技術において、ＤＮＡは生体サンプルから抽出され精製される。精製されたＤＮＡは溶解され、その断片がポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）により複製される。サイズが既知の合成された断片を含む参照試料が、複製された断片を含むサンプルに加えられる。ＤＮＡ断片及び参照断片は、それぞれ既知で固有のスペクトル感度を有する標的特異性の蛍光色素で標識化され、標識化された断片は電気泳動を介して分離される。光学要素は所定の波長領域内の波長を有する放射を伝えるものであり、その放射が分離された断片の色素に照射されて色素を励起し、照射に反応して色素から放射された特徴的な蛍光放射を受け取り、受け取った特徴的な蛍光放射を示す電気信号を生じさせる。評価段階のＤＮＡに対応する信号が使用され、スペクトル特性に基づいてヌクレオチド塩基単位でＤＮＡ断片の配列が決定される。
シーケンサのキャリブレーションおよび／または機能を検証するために、参照試料に対応する信号が使用される。残念のことに、ＤＮＡ試料及び参照試料は同時に処理される。結果として、前記参照試料に対応する信号が、当該シーケンサがキャリブレーションの範囲外の測定値を示す場合またはシーケンサが適切に機能していないことを示す場合、シーケンサの結果が廃棄されてサンプルが処分される。そして、シーケンサは再度キャリブレーションされ、その機能が検証された後、別のサンプルが調達され、準備され、処理される。しかしながら、再度キャリブレーションされ検証された後でも、外力、温度、振動、衝撃および／または他の影響、例えばキャリブレーション時間から使用時間までにおける影響が、前記キャリブレーションされ検証されたシステムをキャリブレーションの範囲から外すことがある。このことは、他のＤＮＡサンプル及び参照試料が同時に処理されるまで検出されない。上述したように、仮に参照試料に対応する信号が、当該シーケンサがキャリブレーションの範囲外の測定値を示す場合またはシーケンサが適切に機能しないことを示す場合、処理結果を処分し、サンプルを廃棄し、シーケンサを再度キャリブレーションし、他のサンプルを処理することになる。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある（国際出願日以降国際段階で引用された文献及び他国に国内移行した際に引用された文献を含む）。
【先行技術文献】
【特許文献】

【０００３】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１９５６３５８号明細書
【特許文献２】米国特許第３９４４８３４号明細書
【特許文献３】米国特許第３９７３１２９号明細書
【非特許文献】

【０００４】
【非特許文献１】ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｓｅａｒｃｈｒｅｐｏｒｔｆｏｒＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４７５０１ｐｕｂｌｉｓｈｅｄａｓＷＯ２０１２／０３０３３４Ａ１．
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】

本出願の観点は上記の課題等に対応するものである。
一の観点においては、サンプル処理装置は、参照キャリアを保持する参照キャリア領域を有しており、前記参照キャリアは１若しくはそれ以上の参照物質を含むものである。この参照物質は所定の対象範囲の波長を有する放射線が照射されると、固有で既知のスペクトル特性を示す放射線を発する。サンプル処理装置は、当該装置で処理するために、択一的にサンプルキャリアまたは参照キャリアを受け取るように構成されたキャリア受取領域をさらに有している。サンプル処理装置は、所定の対象範囲の波長を有する放射線を発し、キャリア受取領域でキャリアを照射し、そのキャリアから生じる放射線を検出する光学要素をさらに備えている。そして、サンプル処理装置は、当該装置で処理するために、参照キャリアを参照キャリア領域からキャリア受取領域まで移動させる。

Claims

サンプル処理装置（１０２）であって、
参照キャリア（１０８）を保持する参照キャリア領域（１０６）であって、前記参照キャリアは１若しくはそれ以上の参照物質を含み、当該参照物質は所定の対象範囲の波長を有する放射線が照射されると固有で既知のスペクトル特性を示す放射線を発するものである、前記参照キャリア領域と、
当該装置で処理するために、択一的にサンプルキャリア（１０４）または前記参照キャリアを受け取るように構成されたキャリア受取領域（１１０）と、
所定の対象範囲での波長を有する放射線を発し、前記キャリア受取領域で前記キャリアを照射し、前記キャリアから生じる前記放射線を検出する光学要素（１１４，１１６，１１８）とを備え、
当該装置で処理するために、前記参照キャリアを前記参照キャリア領域から前記キャリア受取領域まで移動させる、ことを特徴とするサンプル処理装置。
請求項１に記載のサンプル処理装置において、
前記光学要素は、前記参照キャリアが前記キャリア受取領域にあるときに当該参照キャリアに光を照射し、当該参照物質への光の照射に応じて、当該参照物質から発せられた放射線を検出するものであり、
検出された放射線に基づいてキャリブレートされるかを決定し、そのことを示す信号を発生させる分析器（１２０）
をさらに備えたことを特徴するサンプル処理装置。
請求項２に記載のサンプル処理装置において、
前記光学要素は前記参照キャリアに光を照射して前記放射線を検出し、
前記分析器はサンプルキャリアを前記キャリア受取領域に投入する前に少なくとも１回は当該装置がキャリブレートされるかを決定する
ことを特徴とするサンプル処理装置。
請求項２または３の何れか一項に記載のサンプル処理装置において、
前記光学要素は前記参照キャリアに光を照射して前記放射線を検出し、
前記分析器は、処理されたサンプルキャリアが前記キャリア受取領域から除去されてから次のサンプルキャリアが前記キャリア受取領域に投入されるまでの間に少なくとも１回は当該装置がキャリブレートされるかを決定する
ことを特徴とするサンプル処理装置。
請求項２乃至４の何れか一項に記載のサンプル処理装置において、
前記光学要素は前記参照キャリアに光を照射して前記放射線を検出し、
前記分析器は当該装置がウォームアップ状態の間に当該装置がキャリブレートされるかを決定する
ことを特徴とするサンプル処理装置。
請求項２乃至５の何れか一項に記載のサンプル処理装置において、
当該装置がキャリブレートされていないことを前記信号が示している場合、当該装置は前記光学要素を再度キャリブレーションをする
ことを特徴とするサンプル処理装置。
請求項２乃至６の何れか一項に記載のサンプル処理装置において、
当該装置がキャリブレートされたかを示す通知を提示する制御装置（１２２）
をさらに備えたことを特徴とするサンプル処理装置。
請求項１に記載のサンプル処理装置において、
サンプルキャリアを前記キャリア受取領域に投入することで、前記参照キャリアを前記キャリア受取領域から前記参照キャリア領域まで移動させる、ことを特徴とするサンプル処理装置。
請求項８に記載のサンプル処理装置において、
前記サンプルキャリアは物理的に接触して前記参照キャリアを前記キャリア受取領域から外し、前記参照キャリア領域に入れる、ことを特徴とするサンプル処理装置。
請求項１に記載のサンプル処理装置において、
当該装置は、サンプルキャリアが前記キャリア受取領域に投入されない場合、前記参照キャリアを前記キャリア受取領域に自動的に移動させる、
ことを特徴とするサンプル処理装置。
請求項１０に記載のサンプル処理装置において、
前記参照キャリアと当該装置とに取り付けられた弾性要素（２０２）をさらに備え、
前記弾性要素は、前記参照キャリアが前記参照キャリア領域に存する場合、圧縮または緊張のいずれかの状態であり、前記サンプルキャリアが前記キャリア受取領域から外されるにつれて非圧縮または非緊張の状態にするものであり、前記キャリア受取領域内の前記参照キャリアの位置合わせをするものである、
ことを特徴とするサンプル処理装置。
請求項１に記載のサンプル処理装置において、
当該装置が前記キャリア受取領域に投入されたサンプルキャリアを処理している間、前記参照キャリア領域が前記参照キャリアを保持する、
ことを特徴とするサンプル処理装置。
請求項１に記載のサンプル処理装置において、
当該装置はフィールド配置可能であり、当該装置を配置場所へ輸送する間に、当該装置は前記参照キャリアを運ぶ、ことを特徴とするサンプル処理装置。
請求項１に記載のサンプル処理装置において、
当該装置はＤNAシーケンサを含む、ことを特徴とするサンプル処理装置。
サンプルキャリアがキャリア受取領域に存しない場合、参照キャリアの１若しくはそれ以上の参照物質をサンプル処理装置により処理するために、前記サンプル処理装置により保持される参照キャリアを当該装置のキャリア受取領域に動かす工程であって、当該装置が前記参照キャリアを前記キャリア受取領域に自動的に動かす工程と、
処理ステーションを介して、前記キャリア受取領域にある前記参照キャリアにより運ばれる１若しくはそれ以上の物質を処理する工程と、
処理の結果に基づいて、前記装置がキャリブレートされるかを示す信号を発生する工程と、
を備えたことを特徴とする方法。
請求項１５に記載の方法において、
前記１若しくはそれ以上の参照物質は、所定の対象範囲の波長を有する放射線が照射されると、固有で既知のスペクトル特性を有する放射線を発するものであり、
前記１若しくはそれ以上の参照物に所定の対象範囲の波長を有する放射線を照射する工程と、
前記所定の対象範囲の波長を有する前記放射線が照射されることに応じて、前記１若しくはそれ以上の参照物質により発せられた前記放射線を検出する工程と、
前記検出された放射線に基づいて、当該装置がキャリブレートされるかを決定する工程とを備え、
前記発生した信号は前記検出された放射線を示すものである、
ことを特徴とする方法。
請求項１６に記載の方法において、
キャリブレートされた装置に対する所定のスペクトル特性の範囲で前記検出された放射線のスペクトル特性を比較する工程をさらに備え、
前記発生した信号が、前記所定のスペクトル特性の範囲内で前記検出された放射線の前記スペクトル特性に対応して、当該装置がキャリブレートされたかを示す、
ことを特徴とする方法。
請求項１７に記載の方法において、
前記発生した信号は、前記検出された放射線の前記スペクトル特性が前記所定のスペクトル特性の範囲外であることに応じて、当該装置がキャリブレーションの範囲外であることを示す、ことを特徴とする方法。
請求項１６乃至１８のいずれか一項に記載の方法において、
前記信号が当該装置がキャリブレーションの範囲外であることを示す場合、当該装置を自動的に再度キャリブレーションする工程、
をさらに備えたことを特徴とする方法。
請求項１６乃至１９のいずれか一項に記載の方法において、
前記１若しくはそれ以上の物質を処理する工程と、
前記キャリア受取領域に投入されたサンプルキャリアが処理される前に、１若しくはそれ以上の回数、前記信号を発生する工程と、
をさらに備えたことを特徴とする方法。
請求項２０に記載の方法において、
サンプルキャリアの処理手順を実行する初期段階の間に、前記１若しくはそれ以上の物質が処理される、ことを特徴とする方法。
請求項２０または２１のいずれかに記載の方法において、
前記サンプルキャリアを前記キャリア受取領域に投入することで、前記参照キャリアを当該装置の前記キャリア受取領域から前記参照キャリア領域まで自動的に移動させる、ことを特徴とする方法。
請求項２２に記載の方法において、
前記サンプルキャリアを前記キャリア受取領域から取り外すことで、前記参照キャリアを前記参照キャリア領域から前記キャリア受取領域まで自動的に移動させる、ことを特徴とする方法。
請求項１６に記載の方法において、
前記参照キャリアを前記キャリア受取領域と前記参照キャリア領域との間で電子的に動かす工程、
をさらに備えたことを特徴とする方法。
サンプル処理装置（１０２）であって、
当該サンプル処理装置により処理するために当該サンプル処理装置の参照キャリアを当該サンプル処理装置のキャリア受取領域に自動的に動かす要素を備え、
前記参照キャリアを処理することは、前記参照キャリアにより運ばれる１若しくはそれ以上の参照物質の光学的特性に基づいて、当該サンプル処理装置がキャリブレートされるかを示す信号を発生させることを含む、サンプル処理装置。