JP2017142271A - 試験カートリッジにおける複数の反応チャンバ - Google Patents

Abstract

【課題】好適な試験カートリッジにおける複数の反応チャンバを提供すること。
【解決手段】複数の試験チャンバと、複数の入口チャネルと、入口チャネルを１つまたはそれよりも多くの他のチャンバに接続する流体ネットワークとを含む流体試験システムが、提示される。複数の試験チャンバは、各々、長さおよび水力直径によって特徴付けられる。各試験チャンバの長さは、重力ベクトルと実質的に平行に整列させられる。試験チャンバの各々は、対応する試験チャンバの長さに沿って配置されているただ１つの開口部を有する。加えて、試験チャンバの各々は、そのそれぞれの開口部を介して、複数の入口チャネルのうちのただ１つに連結される。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、臨床診断ツールの分野に関する。

分子試験および免疫アッセイ技法の自動化の複雑性を前提として、患者近傍試験環境において臨床的に使用可能な適正な性能を提供する、製品が欠けている。典型的分子試験は、正確な用量の試薬、試料導入、ＤＮＡまたはＲＮＡを抽出するための細胞の溶解、精製ステップ、およびその後続検出のための増幅を伴う、種々のプロセスを含む。これらのプロセスのうちのいくつかを自動化する、中央検査室ロボットプラットフォームが存在するが、短いターンアラウンドタイムを要求する多くの試験のために中央検査室は、必要とされる時間要件において結果を提供することができない。

しかしながら、臨床環境において、合理的費用で正確な信頼性のある結果を提供するシステムを実装することは困難である。種々の分子試験技法の複雑な性質を前提として、結果は、試験パラメータが慎重に制御されない場合、または環境条件が理想的ではない場合、誤差を被る。例えば、ＰＣＲ技法のための既存の器具類は、ＤＮＡの外来源によって発生される背景のため、臨床診断用途に対して高い参入障壁を被る。病原の特異的試験の場合、主要汚染源は、ピペット、チューブ、または一般的検査機器内で搬送される、以前の反応の結果である。加えて、細菌病原の検出のための分子技法の使用は、偽陰性を産生し得る。偽陰性は、例えば、ヘモグロビン、尿、または唾液等のポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を阻害する薬剤の不適切な廃棄、細胞からのＤＮＡの非効率的遊離、あるいはＤＮＡまたはＲＮＡの抽出および精製における低効率から生じ得る。

分子技法が、以前の参照方法より低い濃度における非常に優れた感度レベルを有するという事実は、偽陽性を伴う誤発信を回避しながら、臨床的関連結論を得ることをより困難にしている。本問題を最小限にするために、特に、病原微生物の検出の場合、試験は、定量化能力を有していなければならない。したがって、十分なデータを総合し、信頼性のある結論にするために、ますます、多重アッセイおよび試験のアレイを行なう必要がある。実施例として、既存のＰＣＲベースの試験の主要な制限の１つは、異なる標的遺伝子の増幅を同時に行なうことができないことである。マイクロアレイ等の技法は、非常に高度の多重化能力を提供するが、その主要な制限は、結果を得る速度が遅いことであって、これは、多くの場合、患者管理に良い影響を及ぼさない。

概要

複数の試験チャンバを含む、流体試験システムが、提示される。各試験施設の同時流体制御は、試験時間を短縮し、種々の試験施設間の再現可能結果を得る確率を向上させることができる。

ある実施形態では、単一ポート流体試験システムは、それぞれ、長さおよび水力直径によって特徴付けられる、複数の試験チャンバを含む。複数の試験チャンバの各々は、対応する試験チャンバの長さに沿って配置されているただ１つの開口部を有する。流体試験システムはさらに、第１の入口チャネルと、複数の流体分割要素とを含む。流体分割要素は、第１の入口チャネルを辿って複数の第２の入口チャネル内に流動する初期液体を分割する。複数の試験チャンバの各々は、そのそれぞれの開口部を介して、複数の第２の入口チャネルのうちのただ１つに連結される。

例示的方法が、説明される。本方法は、単一ポート流体試験システムの第１の入口チャネルを辿って初期液体量を流動させるステップを含む。初期液体量は、複数の第２の入口チャネル内に分割され、各第２の入口チャネルは、複数の試験チャンバに連結され、複数の試験チャンバの各々は、チャンバの長さに沿って配置されているただ１つの開口部を有する。本方法はさらに、試験チャンバの各々を最終液体量で充填するステップを含み、最終量は、試験チャンバの各々において実質的に等しく、各試験チャンバからの合計は、初期液体量と等しくなる。

別の実施形態では、流体試験システムは、複数の試験チャンバと、複数の入口チャネルと、入口チャネルを１つまたはそれよりも多くの他のチャンバに接続する流体ネットワークとを含む。試験チャンバの各々は、ある長さおよび水力直径を有する。各試験チャンバの長さは、重力ベクトルと実質的に平行に整列させられる。試験チャンバの各々は、対応する試験チャンバの長さに沿って配置されているただ１つの開口部を有する。加えて、試験チャンバの各々は、そのそれぞれの開口部を介して、複数の入口チャネルのうちのただ１つに連結される。

別の例示的方法も、説明される。本方法は、複数の入口チャネルを通して液体を流動させるステップを含み、各入口チャネルは、複数の試験チャンバに連結される。各試験チャンバの長さは、実質的に、重力ベクトルと平行に整列させられ、試験チャンバの各々は、チャンバの長さに沿って配置されているただ１つの開口部を有する。本方法はさらに、複数の試験チャンバの各々を閾値量まで液体で充填するステップを含む。本方法はさらに、試験チャンバの各々から、入口チャネルを通して液体を引き出し、所定液体量を各試験チャンバ内に残すステップを含む。

別の例示的方法も、説明される。本方法は、第１の高さにおいて試験チャンバの長さに沿って配置されている第１の開口部に連結されている第１の入口チャネルを通して、第１の液体を流動させるステップを含む。試験チャンバの長さは、重力ベクトルと実質的に平行に整列させられる。本方法はさらに、試験チャンバを第１の閾値量まで第１の液体で充填するステップを含む。第１の液体は、試験チャンバから第１の入口チャネルを通して引き出され、第１の液体の第１の所定量を試験チャンバ内に残す。本方法はさらに、第２の高さにおいて試験チャンバの長さに沿って配置されている第２の開口部に連結されている第２の入口チャネルを通して、第２の液体を流動させるステップを含む。第２の高さは、第１の高さよりも大きい。本方法はさらに、試験チャンバを第２の閾値量まで第２の液体で充填するステップを含む。第２の液体は、試験チャンバから、第２の入口チャネルを通して引き出され、第２の液体の第２の所定量を試験チャンバ内に残す。

別の例示的方法も、説明される。本方法は、複数のチャネルの各々を通して、各チャネルに配置されている液体感知エリアまで液体を流動させ、それによって、複数のチャネルの各々内の所定液体量を設定するステップを含む。本方法はさらに、複数のチャネルの各々内の所定液体量のみを、チャネルの各々に連結されているそれぞれのチャンバ内に流動させるステップを含む。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
流体試験システムであって、前記流体試験システムは、
複数の試験チャンバであって、各試験チャンバは、長さおよび水力直径によって特徴付けられ、前記複数の試験チャンバの各々は、対応する試験チャンバの長さに沿って配置されているただ１つの開口部を有する、複数の試験チャンバと、
初期液体量を入口ポートから流動させるように構成されている第１の入口チャネルであって、前記入口ポートは、前記流体試験システムに対する唯一の外部開口部である、入口ポートと、
前記第１の入口チャネルを辿って複数の第２の入口チャネル内に流動する前記初期液体を分割するように構成されている複数の流体分割要素であって、前記複数の試験チャンバの各々は、そのそれぞれの開口部を介して、前記複数の第２の入口チャネルのうちのただ１つに連結される、複数の流体分割要素と、
を備える、流体試験システム。
（項目２）
各試験チャンバの前記長さは、重力ベクトルと実質的に平行に整列させられるように構成される、項目１に記載の流体試験システム。
（項目３）
前記複数の第２の入口チャネルに沿って配置されている複数の液体感知エリアをさらに備える、項目１または２に記載の流体試験システム。
（項目４）
前記複数の液体感知エリアの各々は、対応する試験チャンバ内の液体の存在を監視するように構成される、項目３に記載の流体試験システム。
（項目５）
前記複数の液体感知エリアの各々は、所定液体量を対応する試験チャンバ内に投与するように構成される、項目３または４に記載の流体試験システム。
（項目６）
前記複数の試験チャンバのうちの少なくとも１つは、１種またはそれよりも多くの試薬を含む、前記項目のいずれかに記載の流体試験システム。
（項目７）
前記１種またはそれよりも多くの試薬は、前記試験チャンバ内に配置されている凍結乾燥されたペレットである、項目６に記載の流体試験システム。
（項目８）
前記複数の第２の入口チャネルに沿って配置されている複数の予混合チャンバをさらに備える、前記項目のいずれかに記載の流体試験システム。
（項目９）
前記複数の予混合チャンバは、１種またはそれよりも多くの試薬を備える、項目８に記載の流体試験システム。
（項目１０）
前記複数の試験チャンバの各々の底壁は、湾曲した幾何学形状を有する、前記項目のいずれかに記載の流体試験システム。
（項目１１）
前記複数の試験チャンバの各々の前記底壁は、光学的照会（ｏｐｔｉｃａｌ ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｏｎ）を可能にするために透明である、前記項目のいずれかに記載の流体試験システム。
（項目１２）
単一のポンプが、前記第１の入口チャネルを通して初期液体量を付勢し、前記複数の試験チャンバの各々を等量の前記初期液体量で充填するように構成される、前記項目のいずれかに記載の流体試験システム。
（項目１３）
前記複数のチャンバの１つまたはそれよりも多くの壁は、熱的に制御されている筐体と接触する、前記項目のいずれかに記載の流体試験システム。
（項目１４）
前記１つまたはそれよりも多くの壁は、１００ミクロン未満の厚さを有するポリマーフィルムである、項目１３に記載の流体試験システム。
（項目１５）
前記１つまたはそれよりも多くの壁は、１Ｗ／ｍＫよりも大きい熱伝導性を有する、項目１３または１４に記載の流体試験システム。
（項目１６）
前記熱的に制御されている筐体は、ペルチェデバイスを備える、項目１３〜１５のいずれかに記載の流体試験システム。
（項目１７）
前記熱的に制御されている筐体は、電気抵抗加熱要素を備える、項目１３〜１６のいずれかに記載の流体試験システム。
（項目１８）
前記熱的に制御されている筐体は、付勢された空気を介して加熱される、項目１３〜１７のいずれかに記載の流体試験システム。
（項目１９）
方法であって、前記方法は、
単一ポート流体試験システムの第１の入口チャネルを辿って初期液体量を流動させることと、
前記初期液体量を前記第１の入口チャネルから複数の第２の入口チャネル内に分割することであって、各第２の入口チャネルは、複数の試験チャンバに連結され、前記複数の試験チャンバの各々は、前記チャンバの長さに沿って配置されているただ１つの開口部を有する、ことと、
前記複数の試験チャンバの各々を最終液体量で充填することであって、前記最終量は、前記試験チャンバの各々において実質的に等しく、各試験チャンバからの合計は、前記初期液体量と等しくなる、ことと
を含む、方法。
（項目２０）
各試験チャンバの前記長さは、重力ベクトルと実質的に平行に整列させられるように構成される、項目１９に記載の方法。
（項目２１）
前記最終液体量において前記複数の試験チャンバのうちの１またはそれよりも多くに配置されている１種またはそれよりも多くの試薬を再懸濁することをさらに含む、項目１９または２０に記載の方法。
（項目２２）
前記最終液体量において複数の予混合チャンバのうちの１またはそれよりも多くに配置されている１種またはそれよりも多くの試薬を再懸濁することをさらに含む、項目１９〜２１のいずれかに記載の方法。
（項目２３）
前記複数の試験チャンバのうちの少なくとも１つ内の内容物を加熱することをさらに含む、項目１９〜２２のいずれかに記載の方法。
（項目２４）
前記加熱することは、ペルチェデバイスを用いて加熱することを含む、項目２３に記載の方法。
（項目２５）
前記加熱することは、抵抗加熱要素を用いて加熱することを含む、項目２３または２４に記載の方法。
（項目２６）
前記加熱することは、付勢された空気を用いて加熱することを含む、項目２３〜２５のいずれかに記載の方法。
（項目２７）
前記複数の試験チャンバのうちの少なくとも１つ内の内容物の１つまたはそれよりも多くの光学的特性を検出することをさらに含む、項目１９〜２６のいずれかに記載の方法。
（項目２８）
前記流動すること、前記分割すること、および前記充填することは、単一のポンプ源を介して行われる、項目１９〜２７のいずれかに記載の方法。
（項目２９）
流体試験システムであって、前記流体試験システムは、
複数の試験チャンバであって、各試験チャンバは、長さおよび水力直径によって特徴付けられ、各試験チャンバの前記長さは、重力ベクトルと実質的に平行に整列させられるように構成され、前記複数の試験チャンバの各々は、前記対応する試験チャンバの前記長さに沿って配置されているただ１つの開口部を有する、複数の試験チャンバと、
複数の入口チャネルであって、前記複数の試験チャンバの各々は、そのそれぞれの開口部を介して、前記複数の入口チャネルのうちのただ１つに連結される、複数の入口チャネルと、
前記複数の入口チャネルを１つまたはそれよりも多くの他のチャンバに接続するように構成されている流体ネットワークと
を備える、流体試験システム。
（項目３０）
前記複数の入口チャネルに沿って配置されている複数の液体感知エリアをさらに備える、項目２９に記載の流体試験システム。
（項目３１）
前記複数の液体感知エリアの各々は、対応する試験チャンバ内の液体の存在を監視するように構成される、項目３０に記載の流体試験システム。
（項目３２）
前記複数の液体感知エリアの各々は、所定液体量を対応する試験チャンバ内に投与するように構成される、項目３０または３１に記載の流体試験システム。
（項目３３）
前記対応する試験チャンバの前記長さに沿った前記ただ１つの開口部の位置は、前記液体の残りが前記開口部から前記それぞれの入口チャネルを通して引き出された後、前記それぞれのチャンバ内に残留する液体量を制御する、項目２９〜３２のいずれかに記載の流体試験システム。
（項目３４）
前記ただ１つの開口部の幅は、前記それぞれの入口チャネルの幅よりも大きい、項目２９〜３３のいずれかに記載の流体試験システム。
（項目３５）
前記複数の試験チャンバのうちの少なくとも１つは、１種またはそれよりも多くの試薬を含む、項目２９〜３４のいずれかに記載の流体試験システム。
（項目３６）
前記１種またはそれよりも多くの試薬は、前記試験チャンバ内に配置されている凍結乾燥されたペレットである、項目３５に記載の流体試験システム。
（項目３７）
前記複数の第２の入口チャネルに沿って配置されている複数の予混合チャンバをさらに備える、項目２９〜３６のいずれかに記載の流体試験システム。
（項目３８）
前記複数の予混合チャンバは、１種またはそれよりも多くの試薬を備える、項目３７に記載の流体試験システム。
（項目３９）
前記複数の試験チャンバの各々の底壁は、湾曲した幾何学形状を有する、項目２９〜３８のいずれかに記載の流体試験システム。
（項目４０）
前記複数の試験チャンバの各々の前記底壁は、光学的照会を可能にするために透明である、項目２９〜３９のいずれかに記載の流体試験システム。
（項目４１）
単一のポンプは、前記複数の入口チャネルを通して液体を付勢するために使用される、項目２９〜４０のいずれかに記載の流体試験システム。
（項目４２）
前記複数のチャンバの１つまたはそれよりも多くの壁は、熱的に制御されている筐体と接触する、項目２９〜４１のいずれかに記載の流体試験システム。
（項目４３）
前記１つまたはそれよりも多くの壁は、１００ミクロン未満の厚さを有するポリマーフィルムである、項目４２に記載の流体試験システム。
（項目４４）
前記１つまたはそれよりも多くの壁は、１Ｗ／ｍＫよりも大きい熱伝導性を有する、項目４２または４３に記載の流体試験システム。
（項目４５）
前記熱的に制御されている筐体は、ペルチェデバイスを備える、項目４２〜４４のいずれかに記載の流体試験システム。
（項目４６）
前記熱的に制御されている筐体は、電気抵抗加熱要素を備える、項目４２〜４５のいずれかに記載の流体試験システム。
（項目４７）
前記熱的に制御されている筐体は、付勢された空気を介して加熱される、項目４２〜４６のいずれかに記載の流体試験システム。
（項目４８）
前記複数の入口チャネルのうちの少なくとも１つは、１つよりも多い開口部に連結される、項目２９〜４７のいずれかに記載の流体試験システム。
（項目４９）
方法であって、前記方法は、
複数の入口チャネルを通して液体を流動させることであって、各入口チャネルは、複数の試験チャンバに連結され、各試験チャンバの長さは、重力ベクトルと実質的に平行に整列させられるように構成され、前記複数の試験チャンバの各々は、前記チャンバの長さに沿って配置されているただ１つの開口部を有する、ことと、
前記複数の試験チャンバの各々を閾値量まで前記液体で充填することと、
前記複数の試験チャンバの各々から前記入口チャネルを通して前記液体を引き出すことであって、前記引き出すことは、所定液体量を各試験チャンバ内に残す、ことと
を含む、方法。
（項目５０）
前記１つ以上の試験チャンバ内に残された液体量において、前記複数の試験チャンバのうちの１またはそれよりも多くに配置されている１種またはそれよりも多くの試薬を再懸濁することをさらに含む、項目４９に記載の方法。
（項目５１）
前記引き出すことは、前記試薬を含有しない液体を引き出す、項目５０に記載の方法。
（項目５２）
前記閾値量まで充填することは、前記試験チャンバの各々の前記長さに沿って前記開口部が配置される高さ以上の高さまで前記試験チャンバの各々を充填することを含む、項目４９〜５１のいずれかに記載の方法。
（項目５３）
所定液体量を残すことは、前記開口部が前記試験チャンバの各々の前記長さに沿って配置される高さを下回る液体量を残すことを含む、項目５２に記載の方法。
（項目５４）
前記複数の試験チャンバのうちの少なくとも１つ内の内容物を加熱することをさらに含む、項目４９〜５３のいずれかに記載の方法。
（項目５５）
前記加熱することは、ペルチェデバイスを用いて加熱することを含む、項目５４に記載の方法。
（項目５６）
前記加熱することは、抵抗加熱要素を用いて加熱することを含む、項目５４または５５に記載の方法。
（項目５７）
前記加熱することは、付勢された空気を用いて加熱することを含む、項目５４〜５６のいずれかに記載の方法。
（項目５８）
前記複数の試験チャンバのうちの少なくとも１つ内の内容物の１つまたはそれよりも多くの光学的特性を検出することをさらに含む、項目４９〜５７のいずれかに記載の方法。
（項目５９）
前記流動させることは、単一のポンプ源を介して行われる、項目４９〜５８のいずれかに記載の方法。
（項目６０）
方法であって、前記方法は、
第１の高さにおいて試験チャンバの長さに沿って配置されている第１の開口部に連結されている第１の入口チャネルを通して、第１の液体を流動させることであって、前記試験チャンバの前記長さは、重力ベクトルと実質的に平行に整列させられるように構成される、ことと、
前記試験チャンバを第１の閾値量まで前記第１の液体で充填することと、
前記試験チャンバから前記第１の入口チャネルを通して、前記第１の液体を引き出すことであって、前記引き出すことは、前記第１の液体の第１の所定量を前記試験チャンバ内に残す、ことと、
第２の高さにおいて前記試験チャンバの前記長さに沿って配置されている第２の開口部に連結されている第２の入口チャネルを通して、第２の液体を流動させることであって、前記第２の高さは、前記第１の高さよりも大きい、ことと、
前記試験チャンバを第２の閾値量まで前記第２の液体で充填することと、
前記試験チャンバから前記第２の入口チャネルを通して、前記第２の液体を引き出すことであって、前記引き出すことは、前記第２の液体の第２の所定量を前記試験チャンバ内に残す、ことと
を含む、方法。
（項目６１）
前記第１の液体の第１の所定量を残すことは、前記第１の開口部の前記第１の高さに対応する量の前記第１の液体を残すことを含む、項目６０に記載の方法。
（項目６２）
前記第２の液体の第２の所定量を残すことは、前記第２の開口部の前記第２の高さと前記第１の開口部の前記第１の高さとの間の差異に対応する量の前記第２の液体を残すことを含む、項目６０または６１に記載の方法。
（項目６３）
前記試験チャンバ内に残されている前記第１の液体の所定量および前記第２の液体の所定量において、前記試験チャンバに配置されている１種またはそれよりも多くの試薬を再懸濁することをさらに含む、項目６０〜６２のいずれかに記載の方法。
（項目６４）
前記試験チャンバ内に残されている前記第１の液体のみの所定量において、前記試験チャンバに配置されている１種またはそれよりも多くの試薬を再懸濁することをさらに含む、項目６０〜６３のいずれかに記載の方法。
（項目６５）
前記第１の液体または前記第２の液体のいずれかを引き出すことは、前記試薬のいずれも含有しない液体を引き出す、項目６３または６４に記載の方法。
（項目６６）
前記試験チャンバ内の内容物を加熱することをさらに含む、項目６０〜６５のいずれかに記載の方法。
（項目６７）
前記加熱することは、ペルチェデバイスを用いて加熱することを含む、項目６６に記載の方法。
（項目６８）
前記加熱することは、抵抗加熱要素を用いて加熱することを含む、項目６６または６７に記載の方法。
（項目６９）
前記加熱することは、付勢された空気を用いて加熱することを含む、項目６６〜６８のいずれかに記載の方法。
（項目７０）
前記試験チャンバ内の内容物の１つまたはそれよりも多くの光学的特性を検出することをさらに含む、項目６０〜６９のいずれかに記載の方法。
（項目７１）
前記第１の液体および第２の液体を流動させることは、単一のポンプ源を介して行われる、項目６０〜７０のいずれかに記載の方法。
（項目７２）
前記第１の液体の引き出し後、前記第１の入口チャネルを大気から閉鎖することをさらに含む、項目６０〜７１のいずれかに記載の方法。
（項目７３）
方法であって、前記方法は、
複数のチャネルの各々を通して、各チャネルに配置されている液体感知エリアまで液体を流動させ、それによって、前記複数のチャネルの各々内の所定液体量を設定することと、
前記複数のチャネルの各々内の前記所定液体量のみを、前記チャネルの各々に連結されているそれぞれのチャンバ内に流動させることと
を含む、方法。
（項目７４）
前記複数のチャネルのうちの１つまたはそれよりも多くのチャネル内に配置されている１種またはそれよりも多くの試薬を再懸濁することをさらに含む、項目７３に記載の方法。
（項目７５）
１種またはそれよりも多くの試薬を再懸濁することは、前記１つ以上のチャネルに連結される予混合チャンバ内に配置されている１種またはそれよりも多くの試薬を再懸濁するステップを含む、項目７４に記載の方法。

本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成する、付随の図面は、本発明の実施形態を図示し、説明とともに、さらに、本発明の原理を説明し、当業者が、本発明を作製および使用することを可能にする役割を果たす。

図１は、ある実施形態による、試験カートリッジシステムのグラフィカル表現である。

図２は、ある実施形態による、試験カートリッジシステムの側面図を示す。

図３は、ある実施形態による、試験チャンバを図示する。

図４Ａ〜Ｃは、ある実施形態による、試験チャンバの動作を図示する。

図５は、ある実施形態による、複数の試験チャンバを図示する。

図６Ａ〜Ｃは、ある実施形態による、試験チャンバの別の動作を図示する。

図７は、ある実施形態による、別の試験チャンバを図示する。

図８は、ある実施形態による、別の複数の試験チャンバを図示する。

図９は、ある実施形態による、別の複数の試験チャンバを図示する。

図１０は、ある実施形態による、分析器内の試験カートリッジシステムを図示する。

図１１〜１４は、ある実施形態による、例示的チャンバ充填方法を図示する。 図１１〜１４は、ある実施形態による、例示的チャンバ充填方法を図示する。 図１１〜１４は、ある実施形態による、例示的チャンバ充填方法を図示する。 図１１〜１４は、ある実施形態による、例示的チャンバ充填方法を図示する。

本発明の実施形態が、付随の図面を参照して、説明される。

具体的構成および配列が論じられるが、これは、例証的目的のためだけに行なわれることを理解されたい。当業者は、他の構成および配列も、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、使用されることができることを認識するであろう。本発明はまた、種々の他の用途において採用されることができることも、当業者に明白となるであろう。

本明細書では、「一実施形態」、「ある実施形態」、「ある例示的実施形態」等の言及は、説明される実施形態が、特定の特徴、構造、または特性を含んでもよいが、全ての実施形態が必ずしも、特定の特徴、構造、または特性を含まなくてもよいことを示すことに留意されたい。また、そのような語句は、必ずしも同じ実施形態を指しているとは限らない。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、実施形態に関連して説明されるが、明示的に説明されるかどうかにかかわらず、他の実施形態に関連して、そのような特徴、構造、または特性に影響を及ぼすことは、当業者の知識の範囲内であることが提示される

本明細書に説明される実施形態は、免疫アッセイ、ＰＣＲ、ＤＮＡハイブリダイゼーション等の種々の分子試験を行なうための試験カートリッジシステムに関する。ある実施形態では、試験カートリッジは、そのような試験を行なうために必要な構成の全てを単一の使い捨てパッケージに統合する。試験カートリッジは、試験カートリッジ内で生じる反応に関連するデータを提供する、外部測定システムによって分析されるように構成されてもよい。一実施形態によると、試験カートリッジは、各試験チャンバを用いて光学検出を行うための透明窓を伴う複数の試験チャンバを含む。

一実施例では、単一の試験カートリッジは、所与の試料を用いて一連の免疫アッセイ行なうように使用されてもよい。試験カートリッジは、免疫アッセイを行なうためにカートリッジ内に統合された密閉されたチャンバ内に保持される、必要バッファ、試薬、および標識の全てを含有する。

別の実施例では、単一の試験カートリッジは、ＰＣＲを行なうために使用されてもよい。ＤＮＡは、試験カートリッジ内に組み込まれたフィルタを介して、試料の残部から精製されてもよい。試料は、膜を通して抽出されてもよい一方、別個に貯蔵された溶出液体は、ＤＮＡを除去し、別のチャンバに運び、温度循環プロセスを開始してもよい。

分子診断器具類の主要な制限の１つは、交互汚染、同伴飛沫汚染等の汚染と関連付けられた問題である。本明細書に説明される実施形態は、設計によって、実質的に、器具への試料の汚染を排除する。

一実施形態では、試験カートリッジは、製造プロセスの際に密閉された内蔵液体をもたらす。試薬および試料は、環境または器具の任意の部品と接触しない。試験カートリッジの本特徴はまた、多くの検査室および病院にとって、その使用後、製品を安全に廃棄するためにも重要である。

一連の試験を行うために、試験カートリッジは、ある実施形態による、各試験チャンバ内の内容物の光学特性の測定を促進するように設計された複数の試験チャンバを含有する。例えば、試験チャンバの各々は、その中の内容物の蛍光性または吸収性研究を可能にする、透明窓を含有する。加えて、各試験チャンバへの流体配列の設計は、各チャンバが、単一のポンプ源を使用している間、同一のレベルまで充填されることを可能にし得る。

試験チャンバを含む、試験カートリッジシステムの構成要素に関するさらなる詳細は、図を参照して本明細書に説明される。各物理的構成要素の例証は、限定を意味するものではなく、当業者は、説明本明細書の説明を前提として、本発明の範囲または精神から逸脱することなく、構成要素のいずれかを再配列または別様に改変する方法を認識するであろうことを理解されたい。

図１は、ある実施形態による、試験チャンバのアレイを伴う、例示的試験カートリッジシステム１００を図示する。本明細書では、例示的試験カートリッジシステム１００の構造を参照するが、当業者は、本明細書に説明される試験チャンバ実施形態が、任意の数の試験システムタイプおよび構成と併用され得ることを認識するであろう。

試験カートリッジシステム１００は、カートリッジ筐体１０２を含む。他の構成要素も同様に、分析器モジュールあるいはポンプまたはヒータ等の種々の能動的構成要素等、試験カートリッジシステム１００内への含有のためにも想定され得る。

カートリッジ筐体１０２は、種々の流体チャネルと、チャンバと、リザーバとを含む。例えば、カートリッジ筐体１０２は、アッセイまたはＰＣＲプロトコルの際に使用されるべき種々のバッファまたは他の試薬を含有し得る、複数の貯蔵チャンバ１１６を含んでもよい。貯蔵チャンバ１１６は、エンドユーザが、試験カートリッジシステム１００を分析器内に設置する前に、貯蔵チャンバ１１６を充填する必要がないように、種々の液体で予充填されてもよい。別の実施形態では、試薬は、貯蔵チャンバ１１６内に設置される前に凍結乾燥される。カートリッジ筐体１０２はさらに、カートリッジ筐体１０２の側面に沿って流体チャネルに接続された１つ以上の処理チャンバ１２４ａ−ｂを含んでもよい。処理チャンバ１２４ａ−ｂは、種々の処理および／または廃棄物用途のために使用されてもよい。

試料は、ある実施形態によると、試料ポート１１４を介して、カートリッジ筐体１０２内に導入される。ある実施例では、試料ポート１１４は、固体、半固体、または液体試料を受容する。ある実施形態では、カートリッジ筐体１０２は、試料を導入するための１つよりも多くの入口を含む。

カートリッジ筐体１０２の周囲の種々のチャンバおよびチャネルは、カバー１１８、１２６、１２７、および１２８の使用を介して密閉されてもよい。カバーは、流体をカートリッジ筐体１０２内に密閉可能なフィルムであってもよい。別の実施例では、カバーは、プラスチックパネルであってもよい。ある実施例では、カバーのうちの１つ以上は、透明である。加えて、カバーのうちの１つ以上は、筐体１０２の加熱部分のために熱的に制御されてもよい。

統合された試験カートリッジシステム１００は、ユーザが、試料を、例えば、試料ポート１１４内に設置し、次いで、試験カートリッジシステム１００を分析器内に設置することを可能にする。実施形態では、例えば、精製、溶解、混合、結合、標識化、および／または検出を含む、行なわれるべき反応ステップは全て、エンドユーザの介入のいかなる必要性も伴わずに、分析器との相互作用を介して、試験カートリッジシステム１００内で行なわれることができる。加えて、液体の全ては、試験カートリッジシステム１００内で密閉されたままであるため、試験完了後、試験カートリッジシステム１００は、分析器から除去され、分析器の汚染を伴わずに、安全に廃棄され得る。

図２は、実施形態による、カートリッジ筐体１０２の側面図を図示する。カートリッジ筐体１０２の説明は、カートリッジ筐体１０２上に存在し得る、特徴を説明するために記載されるが、特徴の設置または寸法特性に関する限定となるべきではない。

図２は、流体ネットワークと、カートリッジ筐体１０２内に延在する一連のポートとを図示する。流体ネットワークは、カートリッジ筐体１０２の貯蔵チャンバ１１６および／または処理チャンバ１２４ａ−ｂのうちの１つ以上に接続してもよい。これらのチャンバは、図２に図示される側と反対側のカートリッジ筐体１０２上に配置されてもよい。一実施形態によると、流体ネットワークはまた、一連の試験チャンバ２１６に接続する。

各流体チャネルはまた、筐体１０２内の移動可能移送モジュール（図示せず）上のポートまたは弁領域とインターフェースをとるであろう、ポートで終端するように設計されてもよい。複数のポート２１０は、ある実施形態によると、流体が、筐体１０２の任意のチャンバに流動することを可能にする。複数のポート２１０は、カートリッジ筐体１０２内の内側チャンバへの液体のための入口ポート、またはカートリッジ筐体１０２の内側チャンバから流体ネットワークに排出される液体のための出口ポートのいずれかとして作用してもよい。例えば、液体は、液体ポート２１０の右から２番目のポートに流動し、最右試験チャンバ２１６内に引き込まれるように加圧されてもよい。さらに、液体は、印加された真空圧力を介して、最右試験チャンバ２１６から液体ポート２１０の右から２番目のポート内に引き戻されてもよい。

試験チャンバ２１６は、例えば、遠心分離管と同様に成形されてもよい。一実施形態では、液体は、試験チャンバ２１６内に引き込まれ、各試験チャンバ内に予装填された試薬と混合してもよい。例えば、各試験チャンバは、ＰＣＲプロセスのための異なるプライマおよびプローブが装填されてもよく、液体は、各試験チャンバ内に引き込まれ、各チャンバ内に固有の混合物を生成してもよい。試薬は、試験チャンバ２１６内に装填される前に凍結乾燥されてもよい。別の実施形態では、試験チャンバ２１６はまた、試料検出のために使用される。検出は、外部光学源と、試験カートリッジシステム１００が設置される、分析器に連結された光検出器を使用して、生じてもよい。したがって、試験チャンバ２１６の任意の壁またはカバーは、光学検出を可能にするために透明であってもよい。一実施例では、光検出器は、１つ以上の波長において、試験チャンバ内の液体を通しての吸収率を測定する。別の実施例では、光検出器は試験チャンバ内の蛍光化合物から発生される蛍光信号を測定する。ある実施形態では、蛍光測定は、試験チャンバ２１６の真下から行なわれる。試験チャンバ２１６は、他の検出手段、例えば、電気化学、電気機械的、表面プラズモン共鳴等のために適合されてもよい。

一式のより小型のチャネル拡張部２１４が、ある実施形態によると、試験チャンバ２１６の上流に観察される。チャネル拡張部２１４は、液体感知エリアとして作用してもよい。したがって、チャネル拡張部２１４は、外部光学プローブと併用され、流体がチャネル拡張部２１４内に存在するかどうか判定してもよい。本判定は、試験カートリッジシステム１００の他の機能を起動させるために使用されてもよい。別の実施形態では、チャネル拡張部２１４は、パターン化された抵抗センサ等の統合されたセンサを含み、流体の存在または流速を示してもよい。加えて、特定のチャネル拡張部２１４で検出された光学信号は、対応する試験チャンバ２１６内の液体の存在を監視する。

チャネル拡張部２１４内の液体感知エリアは、各試験チャンバ２１６内に投与されるべき所定液体量を設定するために使用されてもよい。例えば、液体は、液体が各チャネル内の液体感知エリアに到達するまで、別個にまたは同時に、各チャネル内に加圧されてもよい。このように、各チャネルは、実質的に、同一の量の液体を含有し、チャネルをチャネル拡張部２１４まで充填してもよい。その後、各チャネルは、いくつかの実施形態によると、別個にまたは同時に、各試験チャンバ２１６内に所定液体量を付勢するように加圧されてもよい。

複数の予混合チャンバ２３１もまた、ある実施形態によると、試験チャンバ２１６の上流に配置されてもよい。予混合チャンバ２３１は、凍結または凍結乾燥された検体等の乾燥した化学物質を含んでもよい。別の実施形態では、予混合チャンバ２３１は、乾燥した化学ビーズまたは生物学的試料を含む。生物学的試料は、予混合チャンバ２３１内で凍結乾燥されてもよい。そのような生物学的または化学化合物は、使用前に、長時間、予混合チャンバ２３１内に貯蔵されてもよい。予混合チャンバ２３１の寸法は、一実施形態によると、具体的には、乾燥した化学ビーズのサイズ、通常、約数ミリメートルの直径に適合するように設計されてもよい。一実施例では、反応チャンバ２１６に向かって引き出される流体は、予混合チャンバ２３１内に貯蔵された試料と混合する。

図２におけるカートリッジ筐体１０２の下側には、光学アクセス面積２４０が、ある実施形態によると、試験チャンバ２１６の下方に配置される。光学アクセス面積２４０は、実質的に、光学検出プロセスの際に使用される全波長に透明であるように設計される。一実施例では、各個々の試験チャンバ２１６は、その独自の光学アクセス面積を有する。別の実施例では、単一光学アクセス面積が、複数の試験チャンバ２１６にわたって伸展する。

また、カートリッジ筐体１０２の側面上に図示されるのは、ある実施形態によると、圧力ポート２３６および通気ポート２３４である。圧力ポート２３６は、ある実施形態によると、システム全体を通して、正圧または負圧差のいずれかを印加するために、外部圧力源に接続されてもよい。通気ポート２３４は、大気に開放されるか、または別の圧力源に接続するかのいずれかであってもよい。例えば、正圧差が、一方のポートに印加される一方、負圧差が、他方のポートに印加され、システムの連結されたチャネルを通して、より高速の液体移動となるよう付勢してもよい。

フィルムまたは複数のフィルムが、一連の試験チャンバ２１６を覆って設置されてもよい。フィルムは、外部源を介して、試験チャンバ２１６内の内容物のより容易な加熱および／または冷却もまた可能にしながら、依然として、適正な密封を提供するために十分に薄くてもよい。例えば、フィルムは、熱電デバイス、抵抗ヒータ、および付勢された空気のうちの任意の１つまたはそれらの組み合わせによって熱的に制御される、表面を有してもよい。一実施例では、フィルムは、１００ミクロン未満の厚さを有するポリマーフィルムである。一実施例では、フィルムの熱伝導性は、１Ｗ／ｍＫを上回る。

図３は、ある実施形態による、試験チャンバ２１６のより詳細な図を図示する。試験チャンバ２１６は、入口チャネル３０２に連結する、試験チャンバ２１６の長さに沿って配置される単一の開口部３０４を含む。試験チャンバ２１６はまた、湾曲底壁３０６を有する。湾曲底壁３０６は、試験チャンバ２１６の真下から光学検出を可能にするために透明であってもよい。試験チャンバ２１６は、重力が試験チャンバ２１６内の流体流動に影響を及ぼすために十分に大きい水力直径を有する。したがって、試験チャンバ２１６は、その長さが、実質的に、重力ベクトルと平行であるように整列させられる。本整列のため、液体は、重力によって影響を受け、チャンバを底部から充填する。

試験チャンバ２１６は、試薬３０８を含有してもよい。任意の数の試薬が、試薬３０８内に存在してもよい。試薬３０８は、液体形態において、または凍結乾燥されたペレットとして、存在してもよい。試薬３０８は、試験チャンバ２１６内に流動する液体内に再懸濁される。別の実施形態では、試薬３０８は、予混合チャンバ２３１内に貯蔵され、試験チャンバ２１６の上流の流体と混合する。

入口チャネル３０２は、開口部３０４を介して、試験チャンバ２１６に連結する。入口チャネル３０２は、カートリッジ筐体１０２内に統合された複数のチャネルのうちの１つのチャネルであってもよい。入口チャネル３０２は、液体が試験チャンバ２１６内に流動し、試験チャンバ２１６から引き出されるための流体路を提供する。

一実施形態によると、開口部３０４は、入口チャネル３０２の幅より広い。開口部が広いほど、試験チャンバ２１６内への液体のより制御された流入を提供し、また、開口部３０４を通して試験チャンバ２１６内に流入するにつれて、液体によって生成される液滴のサイズを縮小させる。これらの要因は、各々、液体が試験チャンバ３０６の２つの側方壁間にメニスカスを形成する確率を低減させる。メニスカスの形成は、チャンバ内の液体量の制御を困難にし、泡を形成させる。泡は、任意の生物学的プロセスが試験チャンバ２１６内で生じるのを妨害し、光学測定に誤差を生じさせる。

ある実施形態による、試験チャンバ２１６の例示的動作は、図４Ａ〜Ｃに図示される。図４Ａでは、所定液体量が、入口チャネル３０２内に配置される。所定液体量は、図４Ｂに図示されるように、開口部３０４を通して、試験チャンバ２１６内に分注される。液体は、例えば、生成された圧力差を介して、分注されてもよい。

一実施例では、試験チャンバ２１６内に投与される液体量は、結果として生じる液体レベルが、高さｈ以上であるように選定される（ｈは、試験チャンバ２１６の底部からの開口部３０４の距離である）。得られた液体４０２は、図４Ｃに図示される。その結果、試験チャンバ２１６の上部内のいかなるガスも、開口部３０４を介して、自由に逃散する。

試験チャンバ２１６内への所定液体量の投与は、手技が単一の加圧事象を介して生じることを可能にする。したがって、複数の試験チャンバの充填の並行調整が、簡略化される。

図５は、ある実施形態による、複数の試験チャンバ２１６のための例示的配列を図示する。単一の接続入口（または、ポート）５０２が、種々の試験チャンバ２１６を、例えば、試験カートリッジシステム１００の流体ネットワークに連結するために図示される。一実施形態によると、単一の入口５０２は、単一ポートに連結され、単一ポートは、流体システムへの唯一の外部開口部である。

示される実施例では、単一の入口５０２のみが、複数の試験チャンバ２１６内に液体を投与するために提供されるため、流体チャネルは、種々のチャネルスプリッタ５０４Ａ〜Ｃを含む。チャネルスプリッタ５０４Ａ〜Ｃの幾何学形状は、流入液体の半分が、ある経路を辿って流動する一方、残り半分が、他の経路を辿って流動するように選定されてもよい。代替として、幾何学形状は、２つの結果として生じるチャネル間の任意の比率の液体分割を生成するように選定されてもよい。複数の試験チャンバ２１６は、図示されるように、直線に整列させられる必要はなく、単一の入口５０２と試験チャンバ２１６のそれぞれとの間の総経路長を等しく保つ任意の方式で配列されることができる。等経路長は、制御された液体量を各試験チャンバ２１６内に投与するための手技を簡略化する。

チャネルスプリッタ５０４Ａ〜Ｃは、試験チャンバ２１６のそれぞれ内に投与するための等液体量の提供を補助する。例えば、８０μＬの液体が、単一の接続入口５０２を介して、導入されてもよい。チャネルスプリッタ５０４ａ、５０４ｂ、および５０４ｃを通して連続して通過後、１０μＬの液体が、各試験チャンバ２１６内に投与されるであろう。本実施例は、各チャネルスプリッタ５０４Ａ〜Ｃが、５０／５０流体スプリッタであると想定するが、これが該当する必要はなく、結果として生じる流体量の任意の比率が、試験チャンバ２１６間で実現され得る。

図５に図示されるチャネル配列は、投与が単一の加圧事象を介してより容易に実装されることを可能にする、閉鎖流体システムを表す。例えば、単一の接続入口５０２に印加される正圧は、図４Ａ〜Ｃに関連して前述のように、所定液体量を試験チャンバ２１６のそれぞれ内に投与するために使用されてもよい。

図６Ａ〜Ｃは、ある実施形態による、試験チャンバ２１６の例示的動作を説明する。図６Ａでは、試験チャンバ２１６は、高さｈを上回る高さまで液体充填される。正圧が、チャンバ２１６を本点まで充填するために印加されてもよい。一実施形態によると、圧力センサおよび／または調整器が、システムとともに含まれ、印加される圧力を制御し、液体が閾値量に到達すると、それを感知してもよい。

図６Ｂでは、負圧が、印加され、液体が、入口チャネル３０２を通して、試験チャンバ２１６から引き出される。負圧は、流体が試験チャンバ２１６内に流動されるときより高速で引き出されるように印加されてもよい。

図６Ｃでは、液体は、試験チャンバ２１６内の液体レベルが高さｈを下回って降下するまで、引き出される。所定液体量６０２が、負圧が除去された後、試験チャンバ２１６内に残留する。所定量６０２の正確な体積は、開口部３０４の高さｈ、試験チャンバ２１６の水力直径、および液体の引き出しの間に印加される圧力に依存する。本手技を使用して、計算された液体量が、単一の入口チャネル３０２のみを通して、試験チャンバ２１６内に投与されることができる。例えば、チャンバ内に残される液体量は、液体にかかる重力および表面張力が、チャネルに印加された負圧を克服する点によって判定されてもよい。一実施例では、液体は、試験チャンバ２１６内に存在し得る試薬が、入口チャネル３０２を通して逆に引っ張られないように十分に高速で、試験チャンバ２１６から引き出される。高さｈは、試験チャンバ２１６の種々の設計が、試験チャンバ２１６内に残される液体量を調節するために調節されてもよい。

図７は、多チャネルチャンバ７０２の実施形態を図示する。２つの入口チャネル７０４ａ−ｂは、それぞれ、開口部７０６ａ−ｂを介して、多チャネルチャンバ７０２に連結される。開口部７０６ａ−ｂは、各々、それぞれ、高さｈ_１およびｈ_２において、多チャネルチャンバ７０２の長さに沿って配置される。

多チャネルチャンバ７０２は、種々の制御されたレベルの異なる液体を同一のチャンバ内に投与するために使用されてもよい。例えば、入口チャネル７０４ｂが大気に対して閉鎖された状態では、第１の液体は、入口チャネル７０４ａを通して、多チャネルチャンバ７０２内に流動してもよい。所定液体量が、図４Ａ〜Ｃに関して説明されたものと類似プロセスを使用して、入口チャネル７０４ａおよび７０４ｂを連続して介して、多チャネルチャンバ７０２内に投与されてもよい。別の実施形態では、第１の液体量および第２の液体量が、図６Ａ〜Ｃに関して説明されたものと類似プロセスを使用して、多チャネルチャンバ７０２内に残される。残されている第１の液体量は、第１の開口部７０６ａの高さｈ_１に対応してもよい。次いで、入口チャネル７０４ａは、大気に対して閉鎖される一方、第２の液体は、入口チャネル７０４ｂを通して、多チャネルチャンバ７０２内に流動する。再び、既に論じられた類似プロセスを使用して、第２の液体の所定量が、多チャネルチャンバ７０２内に残される。残されている第２の液体量は、それぞれ、開口部７０６ｂおよび７０６ａの高さｈ_２とｈ_１との間の差異に対応してもよい。

２つの入口チャネルのみ、図示されるが、任意の数の入口チャネルが、多チャネルチャンバ７０２の長さに沿って、種々の高さにおいて、液体を送達するために実現されてもよいことを理解されたい。

図８は、別の実施形態による、カートリッジ筐体１０２内に配列され得る、複数の試験チャンバ２１６を図示する。複数のうちの各試験チャンバ２１６は、入口チャネル３０２を含む。各入口チャネル３０２はさらに、例えば、試験カートリッジ１０２の周囲の流体ネットワーク等、流体ネットワークに接続してもよい。

単一の圧力源（図示せず）が、複数の入口チャネル３０２のそれぞれを辿って液体を流動させるために、システムに連結されてもよい。したがって、複数の試験チャンバ２１６は、各々、同一の圧力源で充填されることができる。加えて、負圧の印加の間、同一の所定量の流体が、複数の試験チャンバ２１６のそれぞれ内に残されてもよい。各試験チャンバ２１６が、同様に加圧されるため、同一の流体量が、種々の入口チャネル３０２間の任意の幾何学的差異にかかわらず、各試験チャンバ２１６内に残され得る。別の実施形態では、液体は、液体を試験チャンバ２１６内に投与する前に、各チャネル内の所定液体量を設定するための各チャネルに配置されている液体感知エリアまで、各チャネル内に加圧されてもよい。

図９は、別の実施形態による、複数の試験チャンバを図示する。各入口チャネル９０１が単一のチャンバに接続する代わりに、各入口チャネル９０１は、流体スプリッタ９０２を含み、液体を分け、少なくとも２つの分割チャネル９０３ａ−ｂ内に流動させる。少なくとも２つの分割チャネル９０３ａ−ｂは、次いで、少なくとも２つの試験チャンバ９０４ａ−ｂに連結してもよい。各入口チャネルは、図９では、２つの分割チャネル９０３ａ−ｂに分割されるように描写されるが、本明細書における説明を前提として、入口チャネル９０１のいずれかを任意の数の他のチャネルに分割する方法が、当業者によって理解されるであろう。分割チャネル９０３ａ−ｂは、各々、個別の試験チャンバの長さに沿って配置される開口部９０６ａ−ｂを介して、個別の試験チャンバ９０４ａ−ｂに連結してもよい。一実施例では、各入口チャネル９０１はさらに、流体ネットワークに連結してもよい。

より少ない数の入口チャネルから複数の試験チャンバに送給することは、各試験チャンバが、液体内に存在する同一の濃度の化合物を含有することを確実にするのに役立つ。さらに、単一の入口チャネルを使用して、複数の試験チャンバに投与することは、単一の圧力源を連結し、各チャンバへの流体流動を制御する複雑性を低減させる。

図１０は、ある実施形態による、試験カートリッジシステム１００内で化合物の光学検出を行うように動作する、分析器１００１を図示する。分析器１００１は、光学プローブ１００２と、温度制御要素１００４と、ファン１００６と、対象１０１０を含む、光検出器ユニット１００８とを含む。

光学プローブ１００２は、チャネル拡張部２１４を覆って整列させられ、個別のチャネルチャンバ内の液体の存在を検出してもよい。光学プローブ１００２は、赤外線または可視光波長を使用し、任意の数の検出器および送信機構成要素を含んでもよい。加えて、光学プローブ１００２から収集されたデータは、分析器１００１の他の構成要素を制御するために使用されてもよい。例えば、光学プローブ１００２が、ある閾値時間周期の間、液体が存在することを検出後、信号が送信され、液体への正圧の印加を停止し、および／または温度制御要素１００４を使用して、試験カートリッジシステム１００の試験チャンバの内容物の加熱を開始してもよい。

温度制御要素１００４は、試験カートリッジシステム１００の底部に沿って、試験チャンバ近傍に配置されてもよい。温度制御要素１００４は、試験チャンバの内容物を加熱および／または冷却するための構成要素を含有してもよい。例えば、温度制御要素１００４は、熱電加熱または冷却を印加する、ペルチェデバイスであってもよい。別の実施形態では、温度制御要素１００４は、抵抗ヒータである。電流が、ワイヤのコイルまたは表面上に印刷された金属の細片を通して通過され、周囲面積を加熱してもよい。さらに別の実施例では、温度制御要素１００４は、試験チャンバの加熱または冷却のいずれかのために、付勢された空気を提供する。付勢された空気は、ファン１００６によって提供されてもよい。一実施形態によると、分析器１００１は、試験チャンバの両側に温度制御要素を有する。例えば、一方の温度制御要素は、加熱のために使用されてもよい一方、他方は、冷却のために使用される。

光検出器ユニット１００８は、限定されないが、ＣＣＤアレイ、フォトダイオード、およびＣＭＯＳセンサを含む、当業者に公知の任意のタイプの光学検出器を含有してもよい。一実施形態では、光検出器ユニット１００８は、試験チャンバへの光の励起波長を供給し、対象１０１０を通して放出される蛍光を収集する。別の実施形態では、励起波長は、別の源（図示せず）によって供給される。放出された蛍光は、試験チャンバの底部に沿って、光学アクセス面積２４０を介して試験チャンバから逃散する。

図１１は、ある実施形態による、チャンバ充填方法１１００を図示する、流れ図である。

ブロック１１０２では、初期液体量が、第１の入口チャネルを辿って流動する。第１の入口チャネルは、例えば、図５に図示される接続入口５０２であってもよい。

ブロック１１０４では、初期液体量は、複数の第２の入口チャネルに分割され、第２の入口チャネルは、各々、複数の試験チャンバに連結される。一実施形態によると、複数の試験チャンバの各々は、第２の入口チャネルのうちの１つを受容するために、チャンバの長さに沿って配置されているただ１つの開口部を有する。各試験チャンバの長さは、実質的に、重力ベクトルと平行に整列させられてもよい。

ブロック１１０６では、複数の試験チャンバの各々は、実質的に、試験チャンバの各々内で等しい最終液体量で充填される。加えて、各試験チャンバ内の最終液体量の和は、初期液体量に等しい。

他の作用も、チャンバ充填方法１１００の一部として、同様に想定され得る。例えば、チャンバ充填方法１１００は、試験チャンバの各々内に投与される終液体量において、複数の試験チャンバのうちの１またはそれよりも多くに配置されている１種またはそれよりも多くの試薬を再懸濁するステップを含んでもよい。別の例示的作用は、複数の試験チャンバのうちの少なくとも１つ内の内容物を加熱するステップを含む。加熱は、例えば、ペルチェデバイス、抵抗加熱要素、および／または付勢された空気によって行われてもよい。複数の試験チャンバのうちの少なくとも１つ内の内容物の１つまたはそれよりも多くの光学的特性もまた、チャンバ充填方法１１００の間、検出されてもよい。

図１２は、ある実施形態による、チャンバ充填方法１１００を図示する、流れ図である。

ブロック１２０２では、液体は、複数の入口チャネルを通して流動される。入口チャネルは、各々、ある実施形態によると、複数の試験チャンバに連結される。各試験チャンバの長さは、重力ベクトルと実質的に平行に整列させられる。一実施形態によると、複数の試験チャンバの各々は、チャンバの長さに沿って配置されているただ１つの開口部を有する。一実施例では、複数の入口チャネルを通した流動は、単一のポンプ源を介して行われる。

ブロック１２０４では、複数の試験チャンバの各々は、閾値量まで液体で充填される。一実施例では、閾値量は、開口部が試験チャンバの各々の長さに沿って配置される高さ以上である。

ブロック１２０６では、液体は、複数の試験チャンバの各々から、入口チャネルを通して引き出され、所定液体量を各試験チャンバ内に残す。所定液体量は、開口部が試験チャンバの各々の長さに沿って配置される高さを下回る液体量であってもよい。例えば、チャンバ内に残される液体量は、液体にかかる重力および表面張力が、チャネルに印加される負圧を克服する点によって判定される。

他の作用も、チャンバ充填方法１２００の一部として、同様に想定されてもよい。例えば、チャンバ充填方法１２００は、１つ以上の試験チャンバ内に残される液体量において、複数の試験チャンバのうちの１またはそれよりも多くに配置されている１種またはそれよりも多くの試薬を再懸濁するステップを含んでもよい。試薬が再懸濁される場合、ブロック１２０６における液体の引き出しは、引き出された液体が試薬を含有しないほど十分に迅速に行われる。別の例示的作用は、複数の試験チャンバのうちの少なくとも１つ内の内容物を加熱するステップを含む。加熱は、例えば、ペルチェデバイス、抵抗加熱要素、および／または付勢された空気によって行われてもよい。複数の試験チャンバのうちの少なくとも１つ内の内容物の１つまたはそれよりも多くの光学的特性もまた、チャンバ充填方法１２００の間、検出されてもよい。

図１３は、ある実施形態による、別のチャンバ充填方法１２００を図示する、流れ図である。

ブロック１３０２では、第１の液体は、第１の入口チャネルを通して流動する。一実施形態によると、第１の入口チャネルは、第１の高さにおいて試験チャンバの長さに沿って配置されている第１の開口部に連結される。試験チャンバの長さは、重力ベクトルと実質的に平行に整列させられる。第１の液体は、ブロック１３０２において、第１の入口チャネルを通して流動する間、試験チャンバに連結されている第２の入口チャネルは、大気に対して閉鎖される。一実施例では、第１および第２の入口チャネルは両方とも、始動するために、大気に開放される。

ブロック１３０４では、試験チャンバは、第１の閾値量まで第１の液体で充填される。一実施例では、第１の閾値量は、試験チャンバの第１の開口部の第１の高さ以上である。

ブロック１３０６では、第１の液体は、試験チャンバから第１の入口チャネルを通して引き出され、第１の液体の所定量を試験チャンバ内に残す。第１の液体の所定量は、試験チャンバの第１の開口部の第１の高さに対応する液体量であってもよい。例えば、チャンバ内に残される液体量は、液体にかかる重力および表面張力が、第１のチャネルに印加される負圧を克服する点によって判定されてもよい。

ブロック１３０８では、ある実施形態によると、第１の入口チャネルは、大気に対して閉鎖され、第２の入口チャネルは、開放される。アクティブチャネルの切替は、流体ネットワークに連結されている１つ以上の弁を介して行われてもよい。

ブロック１３１０では、第２の液体は、第２の入口チャネルを通して流動する。一実施形態によると、第２の入口チャネルは、第１の高さよりも大きい第２の高さにおいて、試験チャンバの長さに沿って配置されている第２の開口部に連結される。一実施例では、ブロック１３０２における第１の液体およびブロック１３０８における第２の液体の両方の流動は、単一のポンプ源を介して行われる。

ブロック１３１２では、試験チャンバは、第２の閾値量まで第２の液体で充填される。

ブロック１３１４では、第２の液体は、試験チャンバから、第２の入口チャネルを通して引き出され、第２の液体の所定量を試験チャンバ内に残す。一実施例では、第２の液体の所定量は、試験チャンバの第２の開口部の第２の高さと第１の開口部の第１の高さとの間の差異に対応する液体量である。別の実施形態では、チャンバ内に残される液体量は、液体にかかる重力および表面張力が、第２のチャネルに印加される負圧を克服する点によって判定されてもよい。

チャンバ充填方法１２００と同様に、他の作用も、チャンバ充填方法１３００の一部として想定されてもよい。例えば、チャンバ充填方法１３００は、試験チャンバ内に残されている第１の液体の所定量および第２の液体の所定量において、試験チャンバに配置されている１種またはそれよりも多くの試薬の再懸濁を含んでもよい。代替として、１種またはそれよりも多くの試薬は、試験チャンバ内に残されている第１の液体のみにおいて、再懸濁されてもよい。一実施例では、試験チャンバ内に存在し得る任意の試薬は、それぞれ、ブロック１３０６および１３１４において、第１または第２の入口チャネルのいずれか内に引き戻されない。チャンバ充填方法１３００はさらに、チャンバ充填方法１２００に関連して前述のように、試験チャンバの内容物を加熱するステップ、および／または試験チャンバの内容物の１つまたはそれよりも多くの光学的特性を検出するステップを含んでもよい。２つの入口チャネルのみ、チャンバ充填方法１３００に説明されるが、チャンバ充填方法１３００は、１つ以上のチャンバ内への任意の数の入口チャネルを含むように拡張されてもよいことを理解されたい。

図１４は、ある実施形態による、別のチャンバ充填方法１４００を図示する、流れ図である。

ブロック１４０２では、液体は、ある実施形態によると、複数のチャネルの各々を通して、各チャネルに配置されている液体感知エリアまで流動する。液体は、各チャネルを辿って流動するように加圧されてもよく、別個にまたは同時に、各チャネルを辿って流動されてもよい。感知エリアまで液体を流動させることは、ある実施形態によると、複数のチャネルの各々内の所定液体量を設定する。

ブロック１４０４では、複数のチャネルの各々内の所定液体量は、ある実施形態によると、チャネルの各々に連結されているそれぞれのチャンバ内に流動する。各チャネルは、別個にまたは同時に、所定液体量を各対応するチャンバ内に付勢するように加圧されてもよい。

方法１４００はまた、複数のチャネルのうちの１つまたはそれよりも多くのチャネル内に配置されている１種またはそれよりも多くの試薬を再懸濁するステップを含んでもよい。試薬は、チャネルのそれぞれに連結される予混合チャンバ内に配置されてもよい。

具体的実施形態の先述の説明は、本発明の一般概念から逸脱することなく、必要以上の検査を伴わずに、当技術分野内の知識を適用することによって、他者がそのような具体的実施形態を容易に修正し、および／または種々の用途のために適合させることができるという、本発明の一般的性質を十分に明らかにするであろう。したがって、そのような適合および修正は、本明細書で提示される教示および指導に基づいて、開示された実施形態の同等物の意味および範囲内であることを目的としている。本明細書の用語または表現が、教示および指導を踏まえて当業者によって解釈されるものであるように、本明細書の表現または用語は、限定ではなく説明の目的のためであることを理解されたい。

本発明の実施形態は、規定された機能およびその関係の実装を図示する、機能的構築ブロックを用いて前述された。これらの機能的構築ブロックの境界は、本明細書では、説明の便宜上、任意に定義されたものである。規定された機能およびその関係が適切に行われる限り、代替境界も、定義されることができる。

概要および要約の項は、本発明者によって想定され得る、本発明の全例示的実施形態ではないが、そのうちの１つ以上を記載し得、したがって、本発明および添付の請求項をいかようにも限定することを意図するものではない。

本発明の幅および範囲は、上記の例示的実施形態のうちのいずれによっても限定されるべきではないが、以下の請求項およびそれらの同等物のみに従って定義されるべきである。

Claims (1)

1. 本明細書に記載の発明。