JP2017227628A - 生物学的および生化学的アッセイに使用される材料のための混合および搬送デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】生物学的および生化学的アッセイに使用される材料のための混合および搬送デバイスを提供する。
【解決手段】混合デバイスは、複数のチャンバ１３１で形成された混合部材を含み、混合部材の端部に密封可能なポート１６１を有する。また混合デバイスは、混合部材の端部に沿って可動な１つまたは２つ以上のコンパートメントを含む。このコンパートメントは、チャンバからの材料を受容し、チャンバ間で材料搬送するように操作可能である。チャンバには、加熱および冷却素子、磁気素子、膜および側方フローデバイスなどを含む、関連するプロセシング要素が含まれる。混合デバイスはまた、ピボット可能であり、チャンバおよび１つまたは２つ以上のコンパートメント間での材料の搬送において重力の適用を促進する。混合デバイスは、手持ちサイズユニットにより手動で作動しても、駆動ユニットにより自動で作動してもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、生物学的および生化学的アッセイに使用される材料のための混合および搬送デバイスに関する。

本発明の背景
１．本発明の分野
本開示は、混合、加熱および冷却ステップを必要とする、生物学的、化学的または生化学的反応を実行するためのデバイスに、より特には、アッセイを行うのに使用される材料の調製を含む、生物学的および生化学的アッセイを自動化するための混合および搬送デバイスに関する。このデバイスは、手動でまたは自動で作動してもよい。

従来技術の説明
多くの生物学的および生化学的アッセイは、特定の予備ステップが、アッセイに供される材料に実行されることを必要とする。これらの予備ステップには、例えば特定の追加の材料を添加すること、および特定の精製ステップおよび洗浄ステップを請け負うことなどが含まれてもよい。現在まで、これらの予備ステップおよびアッセイ自体の実施におけるステップは手動で行われてきており、よって、時間の浪費であり、誤差が出がち（error prone）であった。

本発明の要約
簡単には、本開示の側面は、例えば生物学的または生化学的アッセイなどに使用され得る、生物学的、化学的および生化学的材料を操作するための混合デバイスに指向される。混合デバイスは、複数のチャンバを有する混合部材を含み、各々は、混合部材の側端に沿って提供された少なくとも１つのチャンバポートを有する。チャンバポートは、開放状態または閉鎖状態のいずれかで選択的に構成されてもよい。

混合デバイスは、手持ちサイズ（hand−held）ユニットにより手動で作動してもよい。また、この混合デバイスは、少なくとも１つの駆動ユニットで自動で作動してもよい。

混合デバイスは、チャンバポートに近接して選択的に位置するための側端に沿った可動の、少なくとも１つのコンパートメントをさらに含む。コンパートメントは、混合部材の側端に対向するコンパートメントの側部に沿ったコンパートメントポートを含む。コンパートメントポートがチャンバの選択された１つのチャンバポートに近接してオーバーラップして位置される場合には、選択されたチャンバのチャンバポートの状態は閉鎖状態から開放状態へ変化し、複数のチャンバの別の１つについてのチャンバポートの少なくとも１つの状態は変化しないままである。この状態において、少なくとも１つのコンパートメントの内部容積は、選択されたチャンバの内部容積と流体連通するように位置され、材料が選択されたチャンバから１つのコンパートメントへ搬送されることを可能にする。

次いで、コンパートメントを、チャンバの別の１つに近接してオーバーラップして移動させることができ、それにより、１つのコンパートメントの内部容積は、他のチャンバの内部容積と流体連通するように位置され、材料が１つのコンパートメントから他のチャンバへ搬送されることを可能にする。このやり方で、材料を混合部材中のチャンバ内で搬送することができる。

本開示の１つの側面によれば、１つまたは２つ以上の複数のチャンバは、電磁素子を含んでもよい。

本開示の別の側面によれば、１つまたは２つ以上の複数のチャンバは、加熱または冷却素子を含んでもよい。

本開示の別の側面によれば、混合部材は、混合放射状に配置されたチャンバのドーナツ形の環として形成されてもよく、混合デバイスは、１つまたは２つ以上の環および少なくとも１つのコンパートメントをスピンさせるための、および／または１つまたは２つ以上のチャンバポートに近接してコンパートメントを選択的に位置させるための少なくとも１つの回転駆動ユニットを含んでもよい。

本開示の別の側面によれば、混合デバイスは、ドーナツ形の環として形成された混合部材の内部端部に接する内側チャンバをさらに含んでもよい。

本開示のなお別の側面によれば、混合部材は、２つの対向する直線状に延びた平坦な側端を含んでもよく、前記側端に沿って、チャンバのチャンバポートが位置され、２つのコンパートメントは、それぞれ２つの対向する直線状に延びた平坦な側端に近接している。

本開示の別の側面によれば、２つの対向する直線状に延びた平坦な側端を含む混合部材は、以下：１つまたは２つ以上の混合部材またはキャリアを移し替え可能に移動させるための駆動ユニット、をさらに含んでもよい。

本開示の別の側面によれば、混合デバイスは、互いに対して垂直に位置された複数の混合部材をさらに含んでもよい。

本開示のなお別の側面によれば、混合デバイスは、互いに対して、混合部材、駆動ユニットおよび１つまたは２つ以上のコンパートメントを操作可能に位置させるための固定具；および少なくとも垂直および水平位置に混合デバイスを選択的に位置させるために固定具に連結されたピボット部材を含んでもよい。

本開示の別の側面によれば、生物学的、化学的および生化学的材料を操作するための方法は：ｉ）混合部材中に提供された密封された複数のチャンバの１つの内部容積中に材料を置き、各チャンバは個別の混合部材の少なくとも１つの側端に沿った密封可能なポートを有すること、ｉｉ）１つのチャンバの内部容積中の材料を、１つのチャンバポートに近接して位置された外側コンパートメントの内部容積へ搬送すること、ｉｉｉ）第２のチャンバポートに近接した外部コンパートメントを移動させること、ｉｖ）外側コンパートメントの内部容積中の材料を第２のチャンバの内部容積へ搬送すること、を含む。

この要約は、説明において以下でさらに記載される本開示のいくつかの側面を簡単に特定するために提供される。この要約は、本開示のキーまたは必要不可欠な特徴を特定することを意図するものでも、いかなるクレームの範囲を限定することを意図するものでもない。

用語「側面」は、「少なくとも１つの側面」として読まれなければならない。上記の側面および本願において記載される本開示の他の側面は、例の意味で例示され、添付の図面において限定されるものではない。

本発明のこれらおよび他の目的は、種々の図および図面に例示される好ましい態様の以下の詳細な説明を読むと、当業者に明白なことは疑いないであろう。
図面の簡単な説明
本開示のより完全な理解を、添付の図面を参照することにより実現してもよい：

図１は、本開示の側面による混合デバイスの第１配置を例示する概略図であり； 図２は、本開示の追加の側面を例示する概略図であり； 図３Ａは、本開示のさらなる側面を例示する概略図であり； 図３Ｂは、本開示に従って使用され得る、従来の側方フローデバイスの素子を例示する概略図であり； 図４は、本開示のさらなる側面を例示する概略図であり； 図５は、本開示のさらなる側面を例示する概略図であり； 図６は、本開示のさらなる側面を例示する概略図であり； 図７は、本開示の混合デバイスの第２配置を例示する概略図であり； 図８Ａは、本開示の追加の側面を例示する概略図であり； 図８Ｂは、本開示の追加の側面を例示する概略図であり； 図９は、アッセイのための血液製剤を調製するための従来の手動プロセスを例示するフロー図であり； 図１０Ａは、図９の血液製剤を調製するための自動化プロセスを提供するために配置された、本開示の側面による混合デバイスを例示する概略図であり； 図１０Ｂは、図１０Ａの混合デバイスによる用いられる自動化プロセスを例示するフロー図であり； 図１０Ｃは、図１０Ｂの自動化プロセスの追加の状態を例示する概略図であり； 図１０Ｄは、図１０Ｂの自動化プロセスの追加の状態を例示する概略図であり； 図１０Ｅは、図１０Ｂの自動化プロセスの追加の状態を例示する概略図であり； 図１０Ｆは、図１０Ｂの自動化プロセスの追加の状態を例示する概略図であり； 図１０Ｇは、図１０Ｂの自動化プロセスの追加の状態を例示する概略図であり； 図１０Ｈは、図１０Ｂの自動化プロセスの追加の状態を例示する概略図であり； 図１１Ａは、本開示の側面に従う、図１および７に描かれた混合デバイスのスタックされた配置をそれぞれ例示する概略図であり； 図１１Ｂは、本開示の側面に従う、図１および７に描かれた混合デバイスのスタックされた配置をそれぞれ例示する概略図であり； 図１２Ａは、本開示の側面に従う、混合デバイスの外側コンパートメントの位置決めに関する本開示の追加の側面を例示する概略図であり； 図１２Ｂは、本開示の側面に従う、混合デバイスの外側コンパートメントの位置決めに関する本開示の追加の側面を例示する概略図であり； 図１３Ａは、図１２Ａおよび１２Ｂにより例示される混合デバイスの配列を例示する概略図であり； 図１３Ｂは、図１２Ａおよび１２Ｂにより例示される混合デバイスの配列を例示する概略図であり； 図１４Ａは、図１２Ａおよび１２Ｂにより例示される混合デバイスの外側コンパートメントの位置決めに関する追加の側面を例示する概略図であり； 図１４Ｂは、図１２Ａおよび１２Ｂにより例示される混合デバイスの外側コンパートメントの位置決めに関する追加の側面を例示する概略図であり； 図１４Ｃは、図１２Ａおよび１２Ｂにより例示される混合デバイスの外側コンパートメントの位置決めに関する追加の側面を例示する概略図である。

詳細な説明
以下は、本開示の原理を単に例示する。よって、当業者は、本願においては明示的に記載されないかまたは示されないが、本願の趣旨および範囲内に含まれ、本開示の原理を具体化させる種々の配置を案出することができるであろうことが十分に理解されるであろう。

さらに、全ての例および本願において記載される条件付きの文言（conditional language）は、主に本開示の原理および発明者（ら）により当該技術分野の発展（furthering）に与えられた概念を、読み手が理解することを助けるための教育上の目的のためのみのものであることをはっきりと意図し、かかる具体的に記載された例および条件への限定はないものと解釈されなければならない。

さらに、本開示の原理、側面、および態様およびそれらの具体例を記載する本願において述べる全ては、それらの構造的および機能的均等物の両方を包含することが意図される。さらに、かかる均等物には、現在既知の均等物および構造にかかわらず、同一の機能を行う、後に発展されたあらゆる要素である将来発展された均等物の両方が含まれることが意図される。

本願において明確に特定しない限り、図面はスケール通りに描かれていない。

我々は、生物学的または生化学的アッセイに使用される材料を調製する、混合デバイスの操作的側面および関連する方法を例示する、いくつかの非限定的で例示的な例をこれから提供する。

本願において使用されるとおり、例えば「水平」、「垂直」、「近位」、「遠位」、「前」、「後」、「左」、「右」、「内側」、「外側」「内部」および「外部」などで使用され得る方向の用語は、典型的なユーザの視点からの開示された混合デバイスの配列に関し、デバイスの恒久で固有の特徴または特性を特定するものではない。

本開示の側面は、生物学的、化学的および生化学的反応を実行するための混合デバイスを記載し、生物学的または生化学的アッセイに使用される材料の調製に関する用途を含む。この意味で説明される一方で、開示された混合デバイスの側面を、他のタイプの材料の調製に、および／または、例えばポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を伴うＤＮＡ抽出反応および水化学および生物学の試験に関連する化学反応などを含む他のタイプの反応の実行に容易に適用してもよいことが考慮される。

また、本開示の側面は、少なくとも１つの駆動ユニットにより自動的に操作される混合デバイスを記載する。しかしながら、当業者は、本発明を、例えばハンドル、ノブ、レバー、または回転ハンドルなどの手持ちサイズユニットを使用することにより手動で作動させてもよいことを容易に理解するであろう。

本開示の側面に従い、図１は、第１の例示混合デバイス１００を例示する。混合デバイス１００は、ドーナツ形の環に配置された、一連の密封されたチャンバ１３１〜１３５を含む。例示されるとおり、いくつかの密封されたチャンバ（チャンバ１３１、１３２および１３５）は、均一な放射状の環の４分の１のセグメントを含む。他の密封されたチャンバ（チャンバ１３３、１３４）は、一緒に、環１１０の非均一な放射状のセグメントを含む。当業者は、密封されたチャンバ１３１〜１３５の数および配置の変更が本開示により考慮され、例えば特定の体積または質量の液体または固体材料を貯蔵するためのサイズであり得ることを容易に理解するであろう。任意に、密封されたチャンバ１３１〜１３５の数およびサイズを、チャンバを分離する、調節可能な内壁を用いることにより変更してもよい。

密封されたチャンバへのアクセスを、例えば密封されたチャンバ１３５の上面に提供された、例示されるとおりのインタラクティブポート１６１によることなどを含む、種々の方法で提供してもよい。インタラクティブポート１６１は、例えば、チャンバから材料を投入するかまたは除去するためのシリンジまたはピペットなどの装置へのアクセスを提供するなどしてもよく、好ましくはチャンバから装置を除去する際に自己密封性（self−sealing）である。かかるポートにおける使用に好適な商業的に入手可能なシールには、例えば、サンディエゴ、カリフォルニア、米国のＥｉｃｏｍ ＵＳＡからのＳＬＩＴＳＥＡＬ自己閉鎖シールなどが含まれてもよい。代替的に、フットボール、バスケットボールおよび他のスポーツ用品で使用される気嚢用の従来のバルブ素子を、この目的のために使用してもよい。

材料を投入するかまたは除去するためのアクセスを提供することに加え、インタラクティブポート１６１は、密封されたチャンバ１３５における圧力を増加または減少させるために、関連するガス状材料の添加または除去のためのアクセスを提供してもよい。圧力を増加または減少させて、例えばチャンバ１３５中への、チャンバ１３５の外へのまたはチャンバ１３５を横切る材料フローを促進するなどしてもよい。

構成要素の変更を密封されたチャンバの内部内で提供して、材料の調製を補助してもよい。図１の密封されたチャンバ１３４を参照して例示されるとおり、膜１７４ａは、ろ過、分離および関連する機能を提供してもよい。膜に良好に適した典型的な生化学的用途は、生物学的材料から核酸材料を分離すること、および全血から血漿を分離することを含む。生物学的用途のための好適な膜材料は、例えばポートワシントン、ニューヨークのＰａｌｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎなどから商業的に入手可能である。

図１の密封されたチャンバ１３３を参照して例示されるとおり、加熱素子１７２または冷却素子１７３を提供して、種々の熱的要件に合わせてもよい。この目的のための好適な素子１７２、１７３は、例えば、テュアラティン、オレゴンのＣＵＩ Ｉｎｃ．から商業的に入手可能なペルティエ加熱および冷却構成要素などを含んでもよい。加熱および冷却構成要素を、例えばＰＣＲ反応および等温増幅が必要な他の反応における熱サイクルなどのために有利に使用してもよい。

素子１７２、１７３の代替として、チャンバ１３１〜１３５の加熱または冷却を、伝熱材料（例えば、ノースキングストン、ロードアイランドのＣｅｌａｎｅｓｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な伝熱ポリマーなど）でチャンバを形成して、チャンバ１３１〜１３５の選択された１つに適用され得る外部加熱または冷却源を提供することにより達成してもよい。好適な外部加熱または冷却源は、例えばウォルサム、マサチューセッツのＴｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｉｎｃ．などから商業的に入手可能である。

図１の密封されたチャンバ１３２を参照して、電磁素子１７１ａを提供して、例えばチャンバ中へのおよび／またはチャンバの外への磁気活性材料の移動を促進するなどしてもよい。好適な電磁素子１７１ａは、ロックアウェイ、ニュージャージーのＡＰＷ Ｃｏｍｐａｎｙから商業的に入手可能である。代替として常磁性材料を、密封されたチャンバ１３２に近接して位置される外部電磁源を介した活性化のために、密封されたチャンバ１３２内に提供してもよい。好適な常磁性材料には、例えばアルミニウムまたは白金などが含まれてもよい。外部電磁源は、例えばシンシナティ、オハイオのＡＥＣ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓなどから商業的に入手可能である。

図２は、混合デバイス１００の特徴をさらに例示する。特に、図２は、混合デバイス１００の長手軸に対して放射状に位置された追加の膜１７４ｂを例示する。さらに、図２は、環１１０を、例えば長手軸の周りなどで回転させて求心力の付与に応答してより多くのチャンバの１つの（one of more chambers）材料内容物を外側へ移動させるために使用され得る回転駆動素子１８０を例示する。回転駆動素子は、内側チャンバ１２０に取り囲まれている。回転駆動素子１８０は、好ましくは例えばフォートスミス、アーカンソーのＢａｌｄｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙなどから入手可能な従来のサーボモータ系駆動ユニットに基づくものであってもよい。

本開示の側面に従い、駆動素子１８０の構成要素には、モータを環１１０または内側チャンバ１２０の１つまたは２つ以上と連結させるための、１つまたは２つ以上の駆動軸、駆動ホイールおよび／またはギアセットが含まれてもよく、環１１０および内側チャンバ１２０の異なる配置を扱うために、必要に応じて適合されてもよい。追加の駆動構成要素を提供して、長手軸をピボットしてもよい（例えば、この軸を９０度回転させて、内側チャンバ１２０および環１１０間の材料の重力誘導搬送を可能にするなど）。回転駆動素子１８０の操作は、好ましくは、例えばミュンヘン、ドイツ国のＳｉｅｍｅｎｓ ＡＧなどから入手可能であり得る、プログラム可能なロジックコントローラにより管理される。

図３Ａは、側方フローデバイス（ＬＦＤ）１７５、１７６および１７７を例示し、これは、密封されたチャンバ中に位置された材料の特定の構成要素の検出および移動を提供する、混合デバイス１００の追加の要素として含まれてもよい。混合デバイス１００と共に好ましく使用され得るＬＦＤの１つのタイプは、２０１４年８月２８日に出願された関連する国際特許出願番号ＰＣＴ／ＩＢ２０１４／００２６３７（「アッセイ試験デバイス、キットおよび使用方法」）、および２０１２年９月１４日に出願された関連する国際特許出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０５５５４２（「分子診断アッセイデバイスおよび使用方法」）に、より完全に記載され、それらの各々は本願に参照によりその全体が組み込まれる。このタイプのＬＦＤは、特に、追加ステップを必要とする反応（例えば、液体フローが完了した後で、色の変化を、ターゲット分析物を特定するための基質により発現させるために、酵素基質をＬＦＤに添加する酵素結合免疫吸着法（ＥＬＩＳＡ）試験などを含む）に良好に適している。

図３Ｂは、例えば国際特許出願番号ＰＣＴ／ＩＢ２０１４／００２６３７などに記載されるとおりの従来のＬＦＤデバイス１７５を例示する概略図を提供する。ＬＦＤ１７５は、基板１７５ｇ上に形成され、サンプル液体を受容して保持するためのサンプルパッド１７５ａを含む。いったんサンプルパッド１７５ａが飽和されると、サンプル液体は移動して、パッド１７５ｂと共役し（conjugate）、これはサンプル液体中のターゲット分子と反応して、試験ライン１７５ｄに向かうクロマトグラフ膜１７５ｃを介して移動しながら分子と分析物を結合させるための生物活性共役物を含む。試験ライン１７５ｄでの固定化または捕捉された分子は、分子とさらに結合し、ターゲット分子が試験ライン１７５ｄで蓄積され、例えば結合酵素の基質の添加などによる色の変化を発現する。対照ライン１７５ｅは、固定化された分子が試験ライン１７ｄで現れなかった場合であっても、試験ライン１７５ｄにより捕捉されなかった分析物を蓄積させて、分析物が存在し、活性であったことを裏付ける。吸収パッド１７５ｆは、ＬＦＤの末端で提供され、余分な（waste）材料を捕捉する。

図３Ａに例示されるとおり、ＬＦＤ１７５は密封されたチャンバ１３１〜１３５の単一のものの中に含まれ、例えばそのチャンバ中の材料の特定の構成要素を分離するためなどに使用されてもよい。ＬＦＤ１７６は、密封されたチャンバのいくつかをつなぎ（span）、これらのチャンバにおいて特定の構成要素を分配させるのに使用されてもよい。例えば、サンプルおよびＬＦＤ１７６の共役パッドを第１のチャンバに提供し、膜および試験ラインを第２のチャンバに提供し、吸収パッドを第３のチャンバに提供してもよい。図３Ａにおいて例示される別の用途では、ＬＦＤ１７７は、単一の密封されたチャンバ内および単一の密封されたチャンバの外側の両方に延び、チャンバ中へまたはチャンバの外へのいずれかへ材料の特定の構成要素の搬送を補助するのに使用されてもよい。例えば、ＬＦＤ１７７のサンプルパッドをチャンバ中に挿入してサンプル液体を受容してもよい一方で、ＬＦＤ７７７の全ての他の要素をチャンバの外側に配置する。

図４は、チャンバ間の材料の移動および搬送を提供する混合デバイス１００の追加の要素を例示する。描かれるとおり、外側コンパートメント１４１〜１４３は、混合デバイス１００の長手軸の周りを回転移動可能である。例えば、外側コンパートメント１４１〜１４３は、個別に回転駆動素子に連結されていてもよい。代替的に、外側コンパートメントの１つまたは２つ以上は、環１１０を取り囲み、回転駆動素子により駆動されるドーナツ形の環として形成されたキャリア１４４（図示せず）中に担持されてもよい。

チャンバポート１５５〜１５８の１つに近接して位置される場合には、外側コンパートメント１４１〜１４３の１つは、開放状態で構成されてもよく、これにより、コンパートメントの内部容積は、内部容積外側ポートと開放連通（communication）して位置され、これはまた、開放状態で位置されたものである。好ましくは、外側ポート１５５〜１５８および外側コンパートメント１４１〜１４３の各々はまた、互いに近接していない場合には、閉鎖状態で選択的に位置されてもよい。

本開示の１つの側面によれば、外側コンパートメント１４１〜１４３の１つを、外側コンパートメントをチャンバポート１５５〜１５８の１つから放射状に離れて移動させることにより閉鎖状態で位置されるように構成してもよく、これにより、環１１０の外側端部を効率的に密封する。外側コンパートメント１４１〜１４３の対応する１つがポートから離れて移動する（例えば、１つのポート１５５〜１５８に近接する場合には、コンパートメント１４１〜１４３の１つにより係合された機械的アームにより最初に開放されたスプリングバイアスドア（spring bias door）によりポート１５５〜１５８の１つを閉鎖するなどの）場合には、このアプローチは、外側ポート１５５〜１５８を閉鎖状態に戻す前記ポート１５５〜１５８のための補完機械的閉鎖機構と任意に連結させてもよい。

代替的に、および本開示の別の側面によれば、外側コンパートメント１４１〜１４３および外側ポート１５５〜１５８の各々に、密封が破壊されるように要素を物理的に変形させることにより開放状態に変化させることができる、通常閉鎖されて密封された状態をとる変形可能要素を提供してもよい。例えば、本開示において、外側コンパートメント１４１〜１４３および外側ポート１５５〜１５８の各々における対応する要素を、反対にすることにより変形させることができ、互いに近接して接触する。例えば、ランカスター、ニューヨークのＡｐｐｌｅ Ｒｕｂｂｅｒから入手可能なＯリングなどは、このやり方に使用することができる１つの好適な密封素子である。

さらに図４は、内側コンパートメント１４０を例示し、これは、任意に環１１０の内部端部に沿って混合デバイス１００の長手軸の周りを回転移動可能であるように提供されてもよい。例えば、内側コンパートメント１４０は、個別に回転駆動素子に連結されてもよい。代替的に、内側コンパートメント１４０は、環１１０により取り囲まれ、回転駆動素子に連結された、ドーナツ形の環として形成されたキャリア１４５（図示せず）中に担持されてもよい

描かれるとおり、内側コンパートメント１４０は、内部ポート１５１、１５２の１つと近接している場合には開放状態で位置され、そうでない場合には閉鎖状態で位置されるように構成され、例えば上記の変形可能要素などが用いられる。内部ポート１５１、１５２は、オーバーラップして近接して内側コンパートメント１４０の受容に応答して、開放状態で位置するように構成されてもよく、またはそうでない場合には、内側チャンバ１２０へのアクセスを提供するかのいずれかであってもよい。

環１１０、外側コンパートメント１４１〜１４３および内側コンパートメント１４０の１つまたは２つ以上は、１回の使用後に破棄するのに好適なプラスチック、金属（metal）または金属製（metallic）ホイル材料で形成されてもよい。さらに、環１１０、外側コンパートメント１４１〜１４３および内側コンパートメント１４０の１つまたは２つ以上またはそれらの一部は、透明プラスチック材料で形成され、色の変化および関連する生物学的、化学的または生化学的反応の状態を示す他の材料の観察性（observability）を促進してもよい。

図５は、連続する時刻ｔ＝１、ｔ＝２、ｔ＝３およびｔ＝４での隣接するチャンバの外側ポート間で外側コンパートメント１４１を移動させるための経路を例示する。示された経路では、時刻ｔ＝１で、材料は２つの隣接するチャンバの１番目のものから外側コンパートメントへ搬送されてもよく、次いで時刻ｔ＝４で、外側コンパートメントにより隣接するチャンバの２番目のものへ搬送されてもよい。

図６は、混合デバイス１００のいくつかの追加プロセシング要素を例示する。密封されたチャンバ１３５内で、第１電磁素子１７１ａが提供される。さらに、第２電磁素子１７１ｂが外側コンパートメント１５５の構成要素として提供される。この配置において、磁気材料（例えばフレデリック、メリーランドのＬｉｆｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから入手可能なＤＹＮＡＢＥＡＤＳ磁気ビーズなどの固相可逆的固定化（ＳＰＲＩ）ビーズに付着する生物学的材料など）を、第１電磁素子１７１ａを作動させて磁気引力を作用させ、第２電磁素子１７１ｂを不活化させるかまたは素子１７１ｂを作動させて磁気反発力を作用させるかのいずれかにより、外側コンパートメント１５５からチャンバ１３５中へ引き付けてもよい。逆に、磁気材料は、第２電磁素子１７１ｂを作動させて磁気引力を作用させ、第２電磁素子１７１ａを不活化させるかまたは素子１７１ａを作動させて磁気反発力を作用させるかのいずれかにより、チャンバ１３５から外側コンパートメント１５５中へ引き付けられてもよい。このやり方で、例えば、図４を参照して説明したとおり、隣接するチャンバ間の材料移動を達成することができる。

図６の電磁素子１７１ａは、環状素子として例示される一方で、代替の形状およびサイズの要素がまた本開示により補完されることが留意されなければならない。他のプロセシング要素は、図６に描かれるとおり電磁素子１７１と置換されてもよく、または電磁素子１７１を補充してもよい。例えば、電磁素子は、図１を参照して既に記載したとおり、加熱または冷却素子により置き換えられても、または補充されてもよい。

（例えば、非磁性材料の移動などの場合には）電磁素子の使用の代替として、チャンバ１３５から外側コンパートメント１５５への材料の移動を、環１１０および外側コンパートメント１５５を（例えば図２の回転駆動素子１８０などにより）同時にスピンさせて、外側コンパートメント１５５に向かって外側にチャンバ１３５中の材料を移動させる求心力を発生させることにより達成してもよい。代替的に、振とう、振動または機械的衝撃をチャンバ１３５に提供するための駆動素子を適用することにより、または外側コンパートメント１５５中の周囲圧力に対するチャンバ１３５内の周囲圧力を増加させることにより類似の効果を達成してもよい。

本開示の別の側面において、複数のチャンバは、中心線に沿って垂直にスタックされて、より多くの複合材料調製手順を収容する。各チャンバは、好ましくは、各チャンバの外側および内側表面の１つまたは２つ以上に近接した、１つまたは２つ以上の可動コンパートメントを含む。可動コンパートメントは、チャンバの層間を垂直に移動するように構成されてもよい。代替的に、材料は、重力、正または負の圧力差（例えば液体発生または横断膜など）、求心力または磁力を含む、あらゆる種々の手段によりチャンバ間で搬送されてもよい。垂直に配置されたチャンバは、均一直径を有し、円筒形状配列を形成してもよく、または非均一直径を有して、例えば円錐状配列などを形成してもよい。例示的な円筒形状配列を、以下に記載する。

図７は、本開示の追加の側面に従い、第２の例示的混合デバイス２００を例示する。混合デバイス２００は、混合部材２１０内に直線上に配列された、一連の密封されたチャンバ２３０〜２３３を含む。当業者は、密封されたチャンバ２３０〜２３３の数および配置の変更が本開示により考慮され、均一なサイズであり得るか、またはそうでなければ、例えば特定の体積または質量の液体または固体材料を貯蔵するためのサイズであり得るかのいずれかであることを容易に理解するであろう。任意に、密封されたチャンバ２３０〜２３３の数およびサイズを、チャンバを分離する、調節可能な内壁を用いることにより変更してもよい。

混合部材２１０において、直線状に配列されたチャンバ２３０〜２３３は、ウイング部材２３６、２３７間に位置される。図１の第１の例示的混合デバイス１００を参照して上で説明したとおり、電磁素子２７１、加熱素子２７２、冷却素子２７３、膜素子２７４またはＬＦＤ２７５（図示せず）を含む群から選択される素子を、混合デバイス２００により実行されるであろう、先行混合プロセスステップに従い、密封されたチャンバ２３０〜２３３の１つにおいて提供してもよい。

図８Ａおよび８Ｂは、本開示により補完される第２の例示的混合デバイスの追加の要素を例示する。混合部材２１０の直線状に配列されたチャンバ２３０〜２３３には、混合部材２１０の直線状の側端に沿って配列されたチャンバポート２５５〜２５８がそれぞれ提供される。コンパートメント２４１ａは、混合部材２１０の直線状の側端に近接して位置される直線状の側端を有するキャリア２４４中に提供される。混合デバイス２００は、互いに対して直線状に移し替え可能な混合部材２１０またはキャリア２４４の１つにより構成される。直線状の移し替えは、例えばウィスコンシン、ミルウォーキーのＲｏｃｋｗｅｌｌ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．などから入手可能な、例えば、サーボモータに連結した直線状アクチュエータを含む駆動システムなどにより提供されてもよい。

図８Ｂに示されるとおり、混合部材２１０は、混合部材２１０の別の対向する直線状の側端に沿って配列された追加チャンバポート２５１、２５２を含んでもよく、これに対して、別のキャリア２４４およびコンパートメント２４１ｂが近接して位置される。コンパートメント２４１ａ、２４１ｂの少なくとも１つは、ポート２５１、２５２または２５５〜２５８の１つと近接する場合には、開放状態で選択的に位置されてもよく、これにより、コンパートメント２４１ａまたは２４１ｂの内部容積は、近位に位置されたポート２５１、２５２または２５５〜２５８の内部容積と開放連通し、これはまた、開放状態で位置されたものである。好ましくは、ポート２５１、２５２および２５５〜２５８およびコンパートメント２４１ａ、２４１ｂの各々はまた、互いに近位でない場合には、閉鎖状態で選択的に位置されてもよい。

上で説明したとおり、開放および閉鎖状態を提供するために、ポート２５１、２５２および２５５〜２５８およびコンパートメント２４１ａ、２４１ｂのより多くの１つを、密封が破壊されるように要素を物理的に変形させることにより開放状態に変化させることができる、通常閉鎖されて密封された状態をとる変形可能要素でフィットさせてもよい。Ｏリングは、この目的のために特に好適であり得る。図８Ａおよび８Ｂを参照して、例えばポート２５１、２５６および２５７がコンパートメント２４１ａ、２４１ｂのいずれかに近位でないなどの場合には、キャリア２４４のウイング２４４ａ、２４４ｂは、閉鎖されたポート２５１、２５６および２５７の近位にあり、効率的に密封する。コンパートメント２４１ａ、２４１ｂが、最も外側のチャンバ２３０、２３３中でポート２５２、２５５および２５７に近接して位置される場合には、混合部材２１０のウイング部材２３６、２３７は、キャリア２４４のウイング２４４ａ、２４４ｂを収容するように提供される。

例の意味で、図９は、免疫学的測定法のための血液材料を調製するための、従来の、手動で行われる手順９００を例示するフロー図を提示する。ステップ９１０で、１０μｌの血液材料を４．５Ｍの濃度を有するグアニジンチオシアネート（ＧｕＳＣＮ）溶液と組み合わせることにより、血液材料を溶解するために溶解ステップを実行する。混合物を５回ピペッティングして、ステップ９２０に進む前におよそ３０秒間放置する。ステップ９２０で、混合物を、０．２ｍｇのＤＹＮＡＢＥＡＤＳ、４００μｌの２−プロパノール、および１．２５Ｍの濃度の塩（ＮａＣｌ）および３０ｍＭの濃度で７．０のｐＨを有するトリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン（Ｔｒｉｓ）を含む２００μｌの結合バッファを含む混合物と合わせる。この混合物を室温でおよそ１分間放置して、ＤＹＮＡＢＥＡＤＳへの溶解された血液材料の結合がもたらされる。

ステップ９３０で、混合物を、１ｍｌのＧｕＳＣＮ洗浄バッファおよび１ｍｌのエタノール（ＥｔＯＨ）を含む溶液中で、混合物を上下に３回ピペッティングすることにより洗浄する。この混合物を、次いでセパレータ上に置き、洗浄および他の余分な材料と活性材料を分離する。最後に、ステップ９４０で、溶媒（９０℃まで加熱された１００μｌの水）中にＤＹＮＡＢＥＡＤＳを３分間置くことにより実行される溶出ステップで、血液材料をＤＹＮＡＢＥＡＤＳから抽出する。次いで、ＤＹＮＡＢＥＡＤＳを除去して、免疫学的測定法に供し得る血液材料溶液を得ることができる。手動で実行すると、手順９００は、容易に３０分以上はかかることがある。

本開示に従い、図１０Ａは、図９の血液材料を調製するための混合デバイス１００を開示する。図１０Ｂは、血液材料を調製するために、図１０Ａの混合デバイス１００を使用するための自動化された手順を例示するフロー図を提示する。図１０Ｂの手順のステップは、図１０Ｃ〜１０Ｈの概略図を参照してさらに説明される。

図１０Ａに描かれるとおり、混合デバイス１００は、チャンバ１３１〜１３５を含み、これらを使用して図１０Ｂのフロー図により描かれた手順のステップを実行する。チャンバ１３１は、図１０Ｂのステップ１０１０に関連し、インタラクティブポート１６１および外側ポート１５５を含み、ある量の溶解バッファ材料を含む。外側コンパートメント１４１は、外側ポート１５５の近くに位置される。外側コンパートメント１５５は、磁気素子１７１ｂを含む。図１０Ｂのステップ１０１０において、およびチャンバ１３１内で、溶解バッファ材料（４．５Ｍの濃度を有するＧｕＳＣＮ溶液）で１０μｌの血液材料を溶解するために溶解プロセスが担持される（is carried for）。図１０Ａ〜Ｃを参照して例示されるとおり、これらの材料は、チャンバ１３１中にインタラクティブポート１６１を介して導入される（ステップ１０１１）。ステップ１０１２で、材料を混合して（例えば、５回、短いサイクルでデバイス１００の混合部材をスピンさせるなどして）、ステップ１０２０へ進む前におよそ３０秒間放置する。

チャンバ１３５は、図１０Ｂのステップ１０２０と関連し、外側コンパートメント１４３に隣接する外側ポート１５９を含む。図１０Ａ、ＢおよびＤを参照して、チャンバ１３１中の混合物は、ステップ１０２１でコンパートメント１４３へ（例えば、同時に混合部材および外側コンパートメント１４３の両方をスピンさせることなどにより）搬送される。コンパートメント１４３は、次いで、外側ポート１５５から外側ポート１５９へ移動され、これにより、混合物をチャンバ１３５へ（例えば、混合デバイスを配列させて、これにより外側コンパートメント１４３がチャンバ１３５の上で垂直になることなどにより）搬送することができる。いったんチャンバ１３５へ搬送されると、混合物は、０．２ｍｇのＤＹＮＡＢＥＡＤＳ、４００μｌの２−プロパノールおよび１．２５Ｍの濃度のＮａＣｌおよび３０ｍＭの濃度で７．０のｐＨを有するＴｒｉｓを含む結合バッファを含む混合物と合わせられる。この混合物を、ステップ１０３０へ進む前に室温でおよそ１分間放置する。

チャンバ１３２、１３３は、図１０Ｂのステップ１０３０と関連する。チャンバ１３２は、外側ポート１５６および磁気素子１７１ａを含み、ある量のＥｔＯＨを含む。チャンバ１３３は、外側ポート１５７および磁気素子１７１ａを含み、ある量のＧｕＳＣＮを含む。図１０Ａ、ＢおよびＤを参照して、チャンバ１３５中の混合物を、コンパートメント１４１へ搬送する。図１０Ｅをさらに参照して、コンパートメント１４１は、ステップ１０３１で外側ポート１５９から外側ポート１５６へ移動され、ステップ１０３２でチャンバ１３２の磁気素子１７１ａと係合して混合物をチャンバ１３２へ搬送する。チャンバ１３２において、材料を１ｍｌのＥｔＯＨを含む溶液中で洗浄する。ステップ１０３３において、洗浄された材料を、コンパートメント１４１の磁気素子１７１ｂを係合することにより外側ポート１５６を介してコンパートメント１４１へ搬送して戻す。混合物の活性要素がＤＹＮＡＢＥＡＤＳに付着したので、材料をチャンバ１３２、１３３および外側コンパートメント１４１間で磁気的に影響を受けたＤＹＮＡＢＥＡＤＳを磁気素子１７１ａ、ｂを介して移動させることにより搬送することができる。

図１０Ａ、ＢおよびＦを参照して、コンパートメント１４１中の混合物を、次に、１ｍｌのＧｕＳＣＮ洗浄バッファを含む溶液中で洗浄するために、ステップ１０３４でチャンバ１３３へ、ステップ１０３６でポート１５７を介して搬送する。搬送を、チャンバ１３３ ステップ１０３５の磁気素子１７１ａを係合させることにより達成する。チャンバ１３２、１３３の各々において、混合物を、例えばデバイス１００の混合部材を短いサイクル（例えば、各場合に３回など）でスピンすることなどにより混合してもよい。チャンバ１３３での洗浄が完了した後、混合物をセパレータ上に置き、洗浄および他の余分な材料と活性材料を分離し、次いで、ステップ１０３６で、コンパートメント１４１へ（例えば、コンパートメント１４１の磁気素子１７１ｂを係合させることなどにより）戻す。

チャンバ１３４は、図１０Ｂのステップ１０４０に関連し、外側ポート１５８、磁気素子１７１ａ、加熱素子１７２ インタラクティブポート１６２、およびある量の水を含む。活性材料がステップ１０３６でコンパートメント１４１へ戻された後、コンパートメント１４１は、図１０Ｇで例示されるとおり、ステップ１０４１でチャンバ１３４のポート１５８へ移動される。血液材料を、例えばステップ１０４２で磁気素子１７１ａを係合させることなどにより、チャンバ１３４中へ引き込み、溶媒（加熱素子１７２によりステップ１０４３で３分間９０℃まで加熱された１００μｌの水）中にＤＹＮＡＢＥＡＤＳを置くことにより実行される溶出ステップ１０４０である。ＤＹＮＡＢＥＡＤＳを次いで、（例えば、コンパートメント１４１および磁気素子１７１ｂなどを介して）除去して、免疫学的測定法に供されることができる血液材料溶液を得ることができる。手動で実行する場合には、図１０Ｂのプロセス１０００は３０分以上かかることがある一方で、経験上、本願の特許請求の範囲に記載されたデバイスを使用して実行する場合には、プロセスをわずか８分程度で完了させることができることが示唆される。

本開示の追加の側面に従い、および上で最初に記載したとおり、複数の環部材は、垂直にスタックされてより多くの複合材料調製手順を収容してもよい。例えば、および図１１Ａおよび１１Ｂに例示されるとおり、第１および第２の混合デバイス１００、２００を、複数の混合部材スタック配置１００’、２００’にさらに配置することができる。図１１Ａおよび１１Ｂが、各々が２つのスタックされた混合部材１１０、２１０を有するスタック配置１００’、２００’をそれぞれ例示する一方で、スタック配置１００’、２００’は代替的に、より大きな数の混合部材１１０、２１０を含んでもよい。さらに、スタック配置１００’、２００’は、異なるサイズのスタックされた混合部材を含んでもよい。例えば、スタック配置１００’は、種々の直径の（例えば、スタック配置が円錐形状プロファイルをとるように直径が増加する順などの）ドーナツ形の環の混合部材１１０を含んでもよい。

スタック配置１００’ ２００’の利点は、これらの配置により、多くの異なるステップを有する複合混合プロセスのためのプロセスを実行するのに利用可能なチャンバの数を効果的に増加させることである。混合部材１１０、２１０の上側の１つ中のチャンバの１つの内容物を、従来の種々の配置による、混合部材１１０、２１０の隣接する下側の１つ中のチャンバへ搬送してもよい。例えば、ニードルバルブ１９１を提供して、対応する隣接の下側混合部材の上表面に提供された対応する気嚢１９２により、上側の混合部材中のチャンバの下表面から延ばしてもよい。ニードルバルブ１９１を、（例えば、上側および隣接した下側の混合部材を、上で記載した直線状アクチュエータを含む駆動ユニットにより互いに向かって移動させることなどにより）気嚢１９１中に挿入してもよい。空気または別の加圧ガスを、次いで上側の混合部材のチャンバ中に（例えば、別のニードルバルブ／気嚢対などを介して）導入して、材料をこのチャンバから隣接する下側の混合部材中のチャンバへ移動してもよい。

本開示に従い、図１２Ｂは、混合部材１１０の周縁部に沿って外側コンパートメント１４１の位置を操作するための駆動環１１１および単一の混合部材１１０を含む混合デバイス１００を例示する。図１２Ａにも例示される駆動環１１１は、デバイス１００の長手軸の周りを駆動環１１１により回転可能なコンパートメントキャリア１４６、１４７に連結されている。キャリア１４６、１４７は、長手軸に平行な方向に上下へ可動であり、外側コンパートメント１４１を取り囲み、係合し、または係合を解除する。外側コンパートメント１４１を、混合部材１１０に対して垂直位置に固定してもよいが、混合部材１１０の周縁部の周りに位置する、上で説明されたチャンバポートの１つと選択的に配列されるために、混合部材１１０の周縁部の周りを自由に回転可能であってもよいことが構想される。例えば、コンパートメント１４１および混合部材１１０を、コンパートメント１４１が部材１１０から分断されずに混合部材１１０の周縁部の周りを回転可能にする、閉じ込められたトラック（captive track）配置に連結してもよい。図１２Ｂに描かれるとおり、コンパートメントキャリア１４６は、垂直に上方へ移動されてコンパートメント１４１と係合し、垂直に下方へ移動されてコンパートメント１４１と係合を解除する。

本開示に従い、図４、８Ａおよび８Ｂに例示されるとおり、混合デバイス１００、２００の軸配列を変更することが有利であり得る。例えば、混合デバイス１００の混合部材１１０は、通常、デバイス１００の垂直に配列された長手軸の周りを回転可能であるように位置される。デバイス１００が、長手軸が水平配列をとるように９０°回転される場合には、チャンバ１３１〜１３５の１つから外側コンパートメント１４１〜１４３の１つへの材料の搬送を、１つのチャンバおよび１つの垂直コンパートメントをそれらの最も低い垂直位置へ回転させることにより達成することができる。この位置において、１つのチャンバは、コンパートメントの上になり、これにより、引力が、チャンバからコンパートメントへ材料の移動を促す（urge）であろう。図１３Ａおよび１３Ｂは、説明された最初のおよび回転された位置の混合デバイス１００をそれぞれ例示する。

潜在的に幅が変化するコンパートメント１４１〜１４３を収容するために、図１２Ａ、１２Ｂのコンパートメントキャリア１４６、１４７には、コンパートメント１４１〜１４３に係合するための調節可能な特徴が提供されてもよい。本開示に従い、図１４Ａ〜１４Ｃは、コンパートメントキャリア１４６、１４７の１つのかかる調節可能な係合構造を例示し、これは、例えばシュトゥットガルト、オストフィルダーン、ドイツ国のＭａｔｒｉｘ Ｇｍｂｈなどから入手可能であり得る、調節可能なピンマトリクスを含む。
参照符号の表

以下の表１は、本願で使用される特徴および要素の参照符号および名称をリスト化する：

本開示の種々の側面が例示されて例の意味で説明された一方で、本願の特許請求の範囲に記載された発明はそれらに限定されないが、添付の特許請求の範囲内で種々の具体化がなされてもよいことが理解されるであろう。

当業者は、デバイスおよび方法の大多数の変形および代替がなされてもよい一方で、本発明の教示が保持されることを容易に認識するであろう。したがって、上記の開示は、添付の特許請求の範囲の境界および範囲によってのみ限定されるものと解釈されなければならない。

Claims (78)

1. １種または２種以上の生物学的または化学的材料またはそれらの組み合わせを操作するためのデバイスであって、前記デバイスは、以下：
   複数のチャンバを有する混合部材であって、各チャンバは、開放状態または閉鎖状態で選択的に位置されてもよい、混合部材の少なくとも１つの側端に沿った少なくとも１つのチャンバポートを有する、混合部材；および
   該側端に沿ってポートに近接して選択的に位置させるための混合部材の少なくとも１つの側端に沿って外側に向かって可動する少なくとも１つのコンパートメントであって、少なくとも１つのコンパートメントは、混合部材の１つの側端に対向するコンパートメントの側部に沿ったコンパートメントポートを有するコンパートメント、
   を含み、ここで：
   少なくとも１つのコンパートメントのコンパートメントポートがチャンバの選択された１つのチャンバポートに近接してオーバーラップする位置へ移動される場合には、選択されたチャンバのチャンバポートの状態が、閉鎖状態から開放状態へ変化し、複数のチャンバの別の１つについてのチャンバポートの少なくとも１つの状態は変化しないままである、
   デバイス。
2. 少なくとも１つのコンパートメントのコンパートメントポートが、チャンバの選択された１つのチャンバポートに近接してオーバーラップする位置へ移動される場合には、
   少なくとも１つのコンパートメントの内部容積が、選択されたチャンバの内部容積と流体連通して位置される、
   請求項１に記載のデバイス。
3. コンパートメントポートまたは選択されたチャンバのチャンバポートの少なくとも１つが、変形可能要素を含む、請求項２に記載のデバイス。
4. 変形可能要素がＯリングを含む、請求項３に記載のデバイス。
5. 選択されたチャンバのチャンバポートの状態が、加熱、冷却、電力、機械的力または磁気的作用の１つまたは２つ以上の適用により制御される、請求項２に記載のデバイス。
6. 第１のドーナツ形の環を形成するために、混合部材の複数の密封されたチャンバが、中心軸の周りに放射状に配置される、請求項２に記載のデバイス。
7. 少なくとも１つのコンパートメントまたは第１のドーナツ形の環の１つまたは２つ以上が、中心軸の周りを回転可能である、請求項６に記載のデバイス。
8. 少なくとも１つのコンパートメントが、第１のドーナツ形の環を取り囲む第２のドーナツ形の環中に提供される、請求項６に記載のデバイス。
9. 少なくとも１つのコンパートメントが、第１のドーナツ形の環により取り囲まれた第２のドーナツ形の環中に提供される、請求項６に記載のデバイス。
10. 少なくとも２つのコンパートメントを含む、請求項６に記載のデバイスであって、ここで、
    少なくとも２つのコンパートメントの第１の１つが、第１のドーナツ形の環の外側周囲の周りで可動であり；
    少なくとも２つのコンパートメントの第２の１つが、第１のドーナツ形の環の内側周囲の周りで可動である、
    デバイス。
11. 少なくとも２つのコンパートメントの第１の１つが、第１のドーナツ形の環を取り囲む第２のドーナツ形の環中に提供され；
    少なくとも２つのコンパートメントの第２の１つが、第１のドーナツ形の環により取り囲まれる第３のドーナツ形の環中に提供される、
    請求項１０に記載のデバイス。
12. 中心軸の周りで第１のドーナツ形の環または少なくとも１つのコンパートメントの少なくとも１つを回転移動させるための駆動ユニット、
    をさらに含む、請求項７に記載のデバイス。
13. 互いに対して、デバイスの混合部材、駆動ユニットおよび少なくとも１つのコンパートメントを操作可能に位置させるための固定具；および
    少なくとも垂直および水平位置のいずれかに中心軸を選択的に配列させるために、固定具を位置させて保持するために固定具に連結されたピボット部材、
    をさらに含む、請求項１２に記載のデバイス。
14. ピボット部材が、水平および垂直位置間で中心軸を配列させるための固定具を位置させて保持するために、さらに操作可能な、請求項１３に記載のデバイス。
15. 駆動ユニットまたはピボット部材の少なくとも１つを制御可能に操作するためのコントローラをさらに含む、請求項１３に記載のデバイス。
16. 混合部材の側端の内部の１つに近接して延びる外側端部を有する内側チャンバをさらに含む、請求項１２に記載のデバイス。
17. 駆動ユニットが、中心軸の周りで内側チャンバ回転させるようにさらに構成される、請求項１５に記載のデバイス。
18. 内側チャンバが、混合部材の内部側端に沿って提供された少なくとも１つのチャンバポートに近接して選択的に位置させるためのチャンバポートを含み、ここで、選択的に内側チャンバのチャンバポートの状態は、開放状態または閉鎖状態のいずれかをとるために選択的に変化可能である、
    請求項１６に記載のデバイス。
19. 内側チャンバのチャンバポートおよび混合部材の内部側端に沿った少なくとも１つのチャンバポートが、変形可能要素を含む、請求項１８に記載のデバイス。
20. 変形可能要素がＯリングを含む、請求項１９に記載のデバイス。
21. 内側チャンバのチャンバポートまたは環の内部側端に沿った少なくとも１つのチャンバポートの少なくとも１つの状態が、加熱、冷却または磁気的作用の適用の１つまたは２つ以上により制御される、請求項１８に記載のデバイス。
22. 混合部材の複数の密封されたチャンバが直線状に配置され；
    混合部材の１つまたは２つ以上の側端の少なくとも１つが、直線状に延びる平坦な側端であり；
    少なくとも１つのコンパートメントが、少なくとも１つの直線状に延びる平坦な側端に沿って可動である、
    請求項２に記載のデバイス。
23. 少なくとも１つのコンパートメントまたは混合部材の１つまたは２つ以上が、デバイスの長手中心線に沿ってまたは平行に、直線状に移し替え可能である、請求項２２に記載のデバイス。
24. 少なくとも１つのコンパートメントが、キャリア中に提供され、前記キャリアが、混合部材の少なくとも１つの直線状に延びる平坦な側端に近接して沿って延びる、直線状に延びる平坦な側壁を含む、請求項２２に記載のデバイス。
25. 少なくとも１つのコンパートメントが、少なくとも１つの側端に沿った２つまたは３つ以上のチャンバポートの１つに近接する選択された位置へ移動される場合には、キャリアは、２つまたは３つ以上のチャンバポートの他のものと密封して接する、請求項２４に記載のデバイス。
26. 混合部材が、２つの対向する直線状に延びる平坦な側端を含み；
    ２つまたは３つ以上のチャンバポートが、混合部材の２つの対向する直線状に延びる平坦な側端の各々に沿って位置され；
    デバイスが、２つの対向する直線状に延びる平坦な側端の１つに近接してそれぞれ可動である、２つのキャリア中にそれぞれ提供された２つのコンパートメントを含む、
    請求項２２に記載のデバイス。
27. 混合部材またはキャリアの１つまたは２つ以上を移し替え可能に移動させるための駆動ユニット：
    をさらに含む、請求項２３に記載のデバイス。
28. 互いに対して、デバイスの混合部材、駆動ユニットおよび少なくとも１つのコンパートメントを操作可能に位置させるための固定具；および
    デバイスの長手中心線の周りに固定具を選択的におよび回転可能にピボットさせるための、固定具に連結されたピボット部材、
    をさらに含む、請求項２７に記載のデバイス。
29. 固定具が、およそ９０°まで長手軸に沿って回転してピボット可能である、請求項２８に記載のデバイス。
30. 駆動ユニットまたはピボット部材の少なくとも１つを制御可能に操作するためのコントローラをさらに含む、請求項２８に記載のデバイス。
31. 混合部材または少なくとも１つのコンパートメントのより多くが、金属、金属製ホイルおよびプラスチックからなる群から選択される材料を含む、請求項１に記載のデバイス。
32. 密封されたチャンバの少なくとも１つが、加熱素子、冷却素子、および磁気素子からなる群から選択される素子を含む、請求項１に記載のデバイス。
33. 少なくとも１つのコンパートメントが、加熱素子、冷却素子、および磁気素子からなる群から選択される素子を含む、請求項１に記載のデバイス。
34. チャンバの少なくとも１つが、膜を含む、請求項１に記載のデバイス。
35. チャンバの少なくとも１つが、側方フローデバイス（ＬＦＤ）を含む、請求項１に記載のデバイス。
36. チャンバの少なくとも１つが、吸収パッドを含む、請求項１に記載のデバイス。
37. ＬＦＤが、チャンバの少なくとも２つにわたって延びる、請求項３５に記載のデバイス。
38. ＬＦＤが、少なくとも１つのチャンバから外側へ向かって延びる、請求項３５に記載のデバイス。
39. 混合部材または少なくとも１つのコンパートメントの１つまたは２つ以上に、振とう、振動または機械的衝撃を提供するように構成可能な、駆動ユニットをさらに含む、請求項１に記載のデバイス。
40. １種または２種以上の生物学的または化学的材料またはそれらの組み合わせを操作するためのデバイスであって、前記デバイスは、以下：
    中心軸に沿って垂直に配列された２つまたは３つ以上の混合部材であって、各混合部材は、複数のチャンバを含み、各チャンバは、開放状態または閉鎖状態で選択的に位置されてもよい混合部材の１つまたは２つ以上の側端の１つに沿った少なくとも１つのチャンバポートを有する、混合部材；および
    １つの側端に沿ったチャンバポートに近接して選択的に位置されるための混合部材の１つの側端の１つに沿って外側に向かって可動する少なくとも１つのコンパートメントであって、少なくとも１つのコンパートメントは、１つの混合部材の１つの側端に対向する１つのコンパートメントの側部に沿ったコンパートメントポートを有する、コンパートメント、
    を含む、デバイス。
41. 少なくとも１つのコンパートメントのコンパートメントポートがチャンバの選択された１つのチャンバポートに近接してオーバーラップする位置へ移動される場合には、
    少なくとも１つのコンパートメントの内部容積は、選択されたチャンバの内部容積と流体連通して位置される、
    請求項４０に記載のデバイス。
42. 少なくとも１つのコンパートメントのコンパートメントポートが、チャンバの選択された１つのチャンバポートに近接してオーバーラップする位置へ移動される場合には、選択されたチャンバのチャンバポートの状態が、閉鎖状態から開放状態へ変化し、１つの混合部材の複数のチャンバの別の１つについてはチャンバポートの少なくとも１つの状態は変化しないままである、
    請求項４０に記載のデバイス。
43. コンパートメントポートまたは選択された１つのチャンバのチャンバポートの少なくとも１つが、変形可能要素を含む、請求項４１に記載のデバイス。
44. 変形可能要素が、Ｏリングを含む、請求項４３に記載のデバイス。
45. 選択された１つのチャンバの状態が、加熱、冷却、電力、機械的力または磁気的作用の適用により制御される、請求項４１に記載のデバイス。
46. ２つまたは３つ以上の混合部材の２つの隣接するものの対向する表面上に位置されたインターミキサポートをさらに含む、請求項４０に記載のデバイスであって、ここで：
    隣接する混合部材の１つまたは２つ以上は、他の混合部材に対して可動であり、これにより、対向する表面上のインターミキサポートを互いに対して近接してオーバーラップして位置させることができ、
    各インターミキサポートは、そのそれぞれの混合部材中のチャンバの１つと流体連通し、
    開放配置でオーバーラップするインターミキサポートにより、それぞれの連通するチャンバの内部容積が互いに流体連通することができる、
    デバイス。
47. ２つの隣接する混合部材の対向する表面の１つ上に配置されたインターミキサポートの１つがバルブ部材を含み；
    ２つの隣接する混合部材の対向する表面の１つ上に配置されたインターミキサポートの別の１つが気嚢部材を含み、
    ここで：
    隣接する混合部材は、互いに対して可動であり、これにより、バルブ部材を、気嚢部材と配列させ、気嚢部材を通じて挿入されることができ；
    バルブ部材が配列され、気嚢部材を通じて挿入されている場合には、２つの隣接する混合部材の１つの内部容積は、２つの隣接する混合部材の他の１つと流体連通している、
    請求項４６に記載のデバイス。
48. ２つまたは３つ以上の混合部材のそれぞれの複数の密封されたチャンバが、第１のドーナツ形の環を形成するために中心軸の周りに放射状に配置されている、請求項４１に記載のデバイス。
49. 少なくとも１つのコンパートメントまたは第１のドーナツ形の環の少なくとも１つの１つまたは２つ以上が、第１のドーナツ形の環の中心軸の周りを回転可能である、請求項４８に記載のデバイス。
50. 少なくとも１つのコンパートメントが、第２のドーナツ形の環中に提供され、
    第２のドーナツ形の環が、第１のドーナツ形の環の１つを取り囲んでいる、
    請求項４８に記載のデバイス。
51. 少なくとも１つのコンパートメントが、第２のドーナツ形の環中に提供され、
    第１のドーナツ形の環の１つが、第２のドーナツ形の環を取り囲んでいる、
    請求項４８に記載のデバイス。
52. 少なくとも２つのコンパートメントを含む、請求項４７に記載のデバイスであって、ここで：
    少なくとも２つのコンパートメントの第１の１つが、第１のドーナツ形の環の１つの外側周囲の周りで可動であり；
    少なくとも２つのコンパートメントの第２の１つが、１つの第１のドーナツ形の環の内側周囲の周りで可動である、
    デバイス。
53. 少なくとも２つのコンパートメントの第１の１つが、第１のドーナツ形の環の１つを取り囲む第２のドーナツ形の環中に提供され；
    少なくとも２つのコンパートメントの第２の１つが、１つの第１のドーナツ形の環により取り囲まれる第３のドーナツ形の環中に提供される、
    請求項５２に記載のデバイス。
54. 中心軸の周りを、混合部材または少なくとも１つのコンパートメントの少なくとも１つを回転可能に移動させるための駆動ユニット：
    をさらに含む、請求項４７に記載のデバイス。
55. 互いに対して、デバイスの混合部材、駆動ユニットおよび少なくとも１つのコンパートメントを位置させるための固定具；および
    少なくとも垂直および水平位置に中心軸を配列させるために、固定具を選択的に位置させて保持するための、固定具に連結されたピボット部材、
    をさらに含む、請求項５４に記載のデバイス。
56. ピボット部材が、垂直および水平位置間で中心軸を配列させるために、固定具を位置させて保持するようにさらに操作可能である、請求項５５に記載のデバイス。
57. 駆動ユニットまたはピボット部材の少なくとも１つを制御可能に操作するためのコントローラをさらに含む、請求項５５に記載のデバイス。
58. 混合部材のそれぞれの複数のチャンバが、直線状に配置され；
    混合部材の１つの１つまたは２つ以上の側端の少なくとも１つが、直線状に延びる平坦な側端であり；
    少なくとも１つのコンパートメントが、１つの混合部材の少なくとも１つの直線状に延びる平坦な側端に沿って可動である、
    請求項４０に記載のデバイス。
59. 少なくとも１つのコンパートメントまたは混合部材の少なくとも１つの１つまたは２つ以上が、デバイスの長手中心線に沿ってまたは平行に直線状に移し替え可能である、請求項５８に記載のデバイス。
60. 少なくとも１つのコンパートメントが、キャリア中に提供され、キャリアは、１つの混合部材の少なくとも１つの直線状に延びる平坦な側端に近接して沿って延びる、直線状に延びる平坦な側壁を含む、請求項５８に記載のデバイス。
61. 少なくとも１つのコンパートメントが、少なくとも１つの側端に沿った２つまたは３つ以上のチャンバポートの１つに近接する選択された位置へ移動される場合には、キャリアは、少なくとも１つの側端に沿った２つまたは３つ以上のチャンバポートの他のものと密封して接する、
    請求項６０に記載のデバイス。
62. １つの混合部材が、２つの対向する直線状に延びる平坦な側端を含み；
    ２つまたは３つ以上のチャンバポートが、１つの混合部材の２つの対向する直線状に延びる平坦な側端の各々に沿って位置され；
    デバイスが、２つの対向する直線状に延びる平坦な側端の１つに近接してそれぞれ可動である、２つのキャリア中にそれぞれ提供された２つのコンパートメントを含む、
    請求項５８に記載のデバイス。
63. １つの混合部材またはキャリアの１つまたは２つ以上を移し替え可能に移動させるための駆動ユニット：
    をさらに含む、請求項６０に記載のデバイス。
64. 互いに対して、１つの混合部材、駆動ユニットおよびキャリアを操作可能に位置させるための固定具；および
    デバイスの長手中心線の周りに固定具を選択的におよび回転可能にピボットさせるための、固定具に連結されたピボット部材、
    をさらに含む、請求項６３に記載のデバイス。
65. 混合部材が、およそ９０°まで長手軸の周りを回転してピボット可能である、請求項６４に記載のデバイス。
66. 駆動ユニットまたはピボット部材の少なくとも１つを制御可能に操作するためのコントローラをさらに含む、請求項６４に記載のデバイス。
67. 生物学的または化学的材料またはそれらの組み合わせ材料を操作するための方法であって、前記方法は、以下：
    混合部材中に提供された複数のチャンバの１つの内部容積中に材料を位置するステップであって、各チャンバは、開放状態または閉鎖状態で選択的に位置されてもよい混合部材の側端に沿った少なくとも１つのチャンバポートを有するステップ；
    １つのチャンバの内部容積中の材料を、１つのチャンバのチャンバポートに近接して位置される外側コンパートメントの内部容積へ搬送するステップ；
    複数のチャンバの第２の１つのポートに近接する外側コンパートメントを移動させるステップ；および
    外側コンパートメントの内部容積中の第１の材料を第２のチャンバの内部容積へ搬送するステップ、
    を含み、
    ここで、第１の材料の１つのチャンバから外側コンパートメントへの、次いで第２のチャンバへの移動の間に、複数のチャンバの別の１つについてのチャンバポートの少なくとも別の１つの状態は変化しないままである、
    方法。
68. ドーナツ形の環を形成するために混合部材の複数のチャンバが放射状に配列され；
    第１の搬送ステップが、環および外側コンパートメントの各々を同じ（common）回転速度で共時に回転させ、それにより、第１の材料を１つのチャンバの内部容積から外側コンパートメントの内部容積へ、環および外側コンパートメントの各々を共時に回転させることにより発生した求心力により移動させる、
    請求項６７に記載の方法。
69. 材料が、固相可逆的固定化（ＳＰＲＩ）ビーズに付着した材料を含み、
    外側コンパートメントが、磁気素子を含み、
    第１の搬送ステップが、外側コンパートメントの磁気素子を作動させて、磁気素子により発生した磁力下で１つのチャンバの内部容積から外側コンパートメントの内部容積へ材料を移動させることを含む、
    請求項６７に記載の方法。
70. 第１の材料が、固相可逆的固定化（ＳＰＲＩ）ビーズに付着した材料を含み、
    第２のチャンバが、磁気素子を含み、
    第２の搬送ステップが、第２のチャンバの磁気素子を作動させて、磁気素子により発生した磁力下で外側コンパートメントの内部容積から第２のチャンバの内部容積へ材料を移動させることを含む、
    請求項６７に記載の方法。
71. 第２のチャンバが、加熱素子を含み、
    材料を第２のチャンバの内部容積へ搬送した後に、所定の時間の間、加熱素子を作動させること、
    をさらに含む、請求項６６に記載の方法。
72. 第２のチャンバが、冷却素子を含み、
    材料を第２のチャンバの内部容積へ搬送した後に、所定の時間の間、冷却素子を作動させること、
    をさらに含む、請求項６７に記載の方法。
73. 第２のチャンバが、膜を含む、請求項６７に記載の方法。
74. 第２のチャンバが、側方フローデバイス（ＬＦＤ）を含む、請求項６７に記載の方法。
75. ＬＦＤが、複数のチャンバの隣接するもの間で延びる、請求項７４に記載の方法。
76. 駆動ユニットを作動させて、混合部材または少なくとも１つのコンパートメントの１つまたは２つ以上に振とう、振動または機械的衝撃を選択的に提供すること、
    をさらに含む、請求項６７に記載の方法。
77. 第２のチャンバの内部容積中の材料を、第２の混合部材中に提供された複数のチャンバの１つの内部容積へ搬送することをさらに含み、ここで：
    第２の混合部材の１つのチャンバが、下に垂直にスタックされ、混合部材の第２のチャンバに近接してオーバーラップし、
    混合部材および第２の混合部材の１つまたは２つ以上が、他の混合部材に対して可動であり、これにより、混合部材および第２の混合部材の対向する表面上のインターミキサポートを互いに対して近接してオーバーラップして位置させることができ、
    各インターミキサポートは、混合部材中の第２のチャンバの１つまたは第２の混合部材の１つのチャンバ中に提供され、
    開放状態のオーバーラップするインターミキサポートは、それぞれの連通するチャンバの内部容積を互いに流体連通するように位置して、それにより、搬送ステップを可能にする、
    請求項６７に記載の方法。
78. 混合部材の第２のチャンバ中に提供されたインターミキサポートが、バルブ部材を含み；
    第２の混合部材の１つのチャンバ中に提供されたインターミキサポートが、気嚢部材を含む、
    請求項７７に記載の方法。

Images