JP2019164170A - 生物学的分析のためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
生物学的分析システムであって、
複数の試料ホルダのうちの任意の1つを収容するように構成されている交換可能アセンブリであって、各それぞれの試料ホルダは、複数の試料を受け取るように構成されている、交換可能アセンブリと、
一連の温度を通して前記複数の試料を循環させるように構成されている制御システムと、
前記複数の試料から放出される蛍光シグナルを検出するように構成されている光学系と
を備え、
前記光学系は、
単一の視野レンズと、
励起源と、
光学センサと、
複数のフィルタ構成要素と
を備えている、生物学的分析システム。
(項目2)
前記複数の試料ホルダは、96ウェルブロック、384ウェルブロック、低密度アレイ、および貫通孔アレイから成る群から選択される、項目1に記載の生物学的分析システム。
(項目3)
前記光学系は、前記試料ホルダが、前記交換可能アセンブリ上に適切に位置付けられていることを確認するようにさらに構成されている、項目1に記載の生物学的分析システム。
(項目4)
前記試料ホルダは、前記試料ホルダに関連するデータを記憶するデータファイルを参照する識別子をさらに備え、前記光学系は、前記識別子を撮像し、正しい試料ホルダが、前記交換可能アセンブリ上に位置付けられていることを確認するようにさらに構成されている、項目1に記載の生物学的分析システム。
(項目5)
前記励起源は、1つ以上の発光ダイオードである、項目1に記載の生物学的分析システム。
(項目6)
前記励起源を定義された温度範囲内に維持するように構成されている温度制御システムをさらに備えている、項目1に記載の生物学的分析システム。
(項目7)
前記温度制御システムは、断続的に動作することにより、前記励起源を定義された温度範囲内に維持するように構成されているファンを備えている、項目6に記載の生物学的分析システム。
(項目8)
前記視野レンズは、両凸レンズである、項目1に記載の生物学的分析システム。
(項目9)
前記試料ホルダは、貫通孔アレイである、項目2に記載の生物学的分析システム。
(項目10)
前記貫通孔アレイは、48個の場所を備え、各場所は、8個の貫通孔×8個の貫通孔の寸法を有するサブアレイを含む、項目9に記載の生物学的分析システム。
(項目11)
サーマルサイクラーを備えている生物学的分析システムであって、
前記サーマルサイクラーは、
複数の試料を受け取り、一連の温度を通して前記複数の試料を循環させるように構成されているブロックアセンブリと、
前記複数の試料の各々から放出される蛍光レベルを検出するように構成されている光学センサを備えている光学系と、
サーマルサイクラーデバイスの外部表面上に統合されたユーザインターフェースと、
前記検出された蛍光レベルを処理し、前記蛍光レベルを前記統合されたユーザインターフェース上にリアルタイムで表示するようにプログラムされているプロセッサであって、蛍光レベルを表示するためのパラメータは、ユーザ選好に基づいて変更可能である、プロセッサと
を備えている、生物学的分析システム。
(項目12)
前記パラメータは、前記複数の試料を受け取る1つ以上の試料ホルダの選択、前記1つ以上の試料ホルダ内の1つ以上のウェルの選択、前記1つ以上のウェル内の1つ以上の染料の選択、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、項目11に記載の生物学的分析システム。
(項目13)
前記1つ以上の試料ホルダは、96ウェルブロック、384ウェルブロック、低密度アレイ、および貫通孔アレイから成る群から選択される、項目12に記載の生物学的分析システム。
(項目14)
前記プロセッサは、前記蛍光レベルをリアルタイム増幅プロットの形態で表示するようにプログラムされている、項目11に記載の生物学的分析システム。
(項目15)
前記ブロックアセンブリは、交換可能ブロックアセンブリであり、96ウェルブロック、384ウェルブロック、低密度アレイ、および貫通孔アレイから成る群から選択される複数の試料ホルダのうちの任意の1つを収容するように構成され、前記プロセッサは、前記複数の試料ホルダのうちの任意の1つに対して、前記蛍光レベルをリアルタイム増幅プロットの形態で表示するようにプログラムされている、項目12に記載の生物学的分析システム。
(項目16)
生物学的分析システムであって、
1つ以上のケースを収容するように構成されているブロックアセンブリであって、各ケースは、複数の試料を受け取る試料ホルダを収容するように構成されている、ブロックアセンブリと、
カバーと
を備え、
前記カバーは、
接触表面を有するフレームと、
取り付け盤と、
前記ブロックアセンブリに接触し、前記試料ホルダと前記取り付け盤との間に封入された空気の体積を形成するように構成されている密閉材料と、
前記封入された空気の体積を加熱し、(a)前記1つ以上のケースにおける凝縮と、(b)前記試料ホルダが一連の温度を通して循環されるときの前記試料ホルダの温度非均一性とを防止するように構成されている熱源と
を備えている、生物学的分析システム。
(項目17)
前記密閉材料は、前記フレームの接触表面に形成されているガスケットである、項目16に記載の生物学的分析システム。
(項目18)
前記ガスケットは、前記ブロックアセンブリに接触し、前記試料ホルダに接触しないように構成および配列されている、項目17に記載の生物学的分析システム。
(項目19)
前記ブロックアセンブリは、前記1つ以上のケースを収容するように成形されている荷台をさらに備え、前記密閉材料は、前記荷台を形成するように配列されている、項目16に記載の生物学的分析システム。
(項目20)
前記1つ以上のケースは、熱的に伝導性の材料を含む、項目16に記載の生物学的分析システム。
(項目21)
前記熱的に伝導性の材料は、アルミニウム、黒鉛、亜鉛、ベリリウム、ステンレス鋼、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、項目20に記載の生物学的分析システム。
(項目22)
前記取り付け盤は、各々が対応する試料ホルダの直上に位置付けられている1つ以上の透明プレートを備えている、項目16に記載の生物学的分析システム。
(項目23)
前記1つ以上の透明プレートの各々は、前記対応する試料ホルダと実質的に同一の寸法を有する、項目22に記載の生物学的分析システム。
(項目24)
前記1つ以上の透明プレートは、前記試料ホルダに対して、ある角度で位置付けられることにより、前記1つ以上の透明プレートを通過する光の反射を防止する、項目22に記載の生物学的分析システム。
(項目25)
前記透明プレートは、ガラスプレートである、項目22に記載の生物学的システム。
(項目26)
生物学的分析システムであって、
1つ以上のケースを収容するように構成されているブロックアセンブリであって、各ケースは、複数の試料で装填された試料ホルダを収容するように構成されている、ブロックアセンブリと、
前記複数の試料を前記1つ以上の試料ホルダ上の複数の試料場所に配列するための命令を有するデータファイルと、
前記命令を実行するように構成されているプロセッサを有する充填ステーションであって、前記充填ステーションは、前記実行される命令に従って、各試料ホルダに複数の試料を装填するように構成されている、充填ステーションと
を備えている、生物学的分析システム。
(項目27)
前記1つ以上のケースの各々は、前記装填された試料ホルダの各々を封入するためのケースカバーを受け入れ、各ケースおよび対応するケースカバー内に密閉された内部を提供するように構築および配列されている、項目26に記載の生物学的分析システム。
(項目28)
各ケースまたは各対応するケースカバーは、前記試料と不混和性である液体を前記密閉された内部に受け取るように構成されている、項目27に記載の生物学的分析システム。
(項目29)
装填された試料ホルダを前記充填ステーションから前記ブロックアセンブリに移送するための自動化デバイスをさらに備えている、項目26に記載の生物学的分析システム。
(項目30)
前記命令は、試料装填命令、各試料に対するアッセイ定義、試料場所定義、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、項目26に記載の生物学的分析システム。
(項目31)
少なくとも1つの試料ホルダは、識別子を備えている、項目26に記載の生物学的分析システム。
(項目32)
前記識別子は、バーコードである、項目31に記載の生物学的分析システム。
(項目33)
前記プロセッサは、更新された試料場所、更新された位置的場所、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される情報を用いて、前記受信されたデータファイルを修正するように構成されている、項目26に記載の生物学的分析システム。
(項目34)
前記不混和性液体は、フッ素化炭化水素、炭化水素、油、またはシリコーン流体である、項目28に記載の生物学的分析システム。
(項目35)
生物学的分析システムであって、
複数の試料で装填された1つ以上の試料ホルダを収容するように構成されているブロックアセンブリであって、前記試料ホルダは、識別子を含む、ブロックアセンブリと、
命令を記憶しているデータファイルと、
(a)前記複数の試料から放出される蛍光シグナルを検出し、(b)前記識別子を撮像し、前記データファイルを識別し、前記試料ホルダを識別するように構成さている光学系と、
前記識別されたデータファイルの命令を実行し、一連の温度を通して前記複数の試料を循環させるプロセッサと
を備えている、生物学的分析システム。
(項目36)
前記命令は、試料装填命令、各試料に対するアッセイ定義、試料場所定義、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、項目35に記載の生物学的分析システム。
(項目37)
前記識別子は、バーコードである、項目35に記載の生物学的分析システム。
生物学的試料のアレイを準備、観察、試験、および/または分析するために、種々の実施形態に従って利用され得る、機器の一実施例は、終点ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)機器、あるいは定量またはリアルタイムPCR機器等のサーマルサイクラーデバイスである。図1は、本教示の実施形態が実装され得る、サーマルサイクラー100を図示する、ブロック図である。サーマルサイクラー100は、以下により詳細に論じられる、加熱式カバー110を含み得、これは、同様に、以下により詳細に論じられる、試料ホルダ(図示せず)内に含まれる、複数の試料112で装填された試料ブロック114を覆って載置される。
上で要約され、図1に図示されるように、サーマルサイクラー100は、光学系124を含むことができる。
上で要約され、図1に図示されるように、サーマルサイクラー100は、ユーザインターフェース122を含むことができる。ユーザインターフェースは、サーマルサイクラー100の外部表面上に統合されることができる。また、図1において前述で概略されるように、サーマルサイクラー100は、検出システム、加熱式カバー、および調温ブロックアセンブリの機能を制御するために使用され得る、制御システム120を含むことができる。制御システム120は、サーマルサイクラー100のユーザインターフェース122を通して、エンドユーザにアクセス可能であり得る。ユーザインターフェース122のホーム画面の実施例が、図5に提供される。
上で要約され、図1に図示されるように、サーマルサイクラー100は、加熱式カバー110を含むことができる。
ある実施形態では、充填装置が、複数の試料をそれぞれの試料ホルダのウェル内に装填するために使用されることができる。貫通孔アレイのケースでは、特に、試料ホルダ内に装填するための種々の試料が存在する場合、アレイウェルの超小型サイズおよび対応する試料装填の困難性のため、自動充填装置が有利である。生物学的試料を試料ホルダ上に装填するための充填装置の種々の側面および利点はさらに、米国特許第11/393,047号に開示されており、その各々の全内容は、完全に本明細書に記載される場合のように、あらゆる目的のために、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる。
図13の流れ図を参照すると、修正されたデータファイルおよび装填された開放アレイが、サーマルサイクラーに送達されると、サーマルサイクラーは、ステップ1300において、開放アレイをブロックアセンブリ内に装填するように構成される。装填されると、サーマルサイクラーの光学系(図3参照)は、光学系上の光学センサ(図3参照)が、開放アレイ上の識別子を読み取るために使用され得るように構成されることができる。識別子は、例えば、開放アレイ上の文字および/またはバーコード(図4参照)を含むことができる。加えて、前述のように、光学系は、各撮像された開放アレイのために、英数字文字またはバーコードの一方あるいは両方を含む、画像を提供するように構成され得る。そのような画像は、例えば、1つ以上の開放アレイが、ブロックアセンブリ内に適切に位置付けられ、図13のステップ1310において提供されるように、正しい開放アレイが、ブロックアセンブリ内に装填されたことを確認するために使用されることができる。
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