JP2020517266A - 制御された温度を用いた分子操作およびアッセイ(ii) - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2017年4月21日出願の米国仮特許出願(USPPA)第62/488,684号(代理人整理番号ESX−014PRV3)、2018年2月14日出願のPCT出願第PCT/US2018/018108号(代理人整理番号ESXPCT18F14)、および2018年2月15日出願のPCT出願第PCT/US2018/018405号(代理人整理番号ESXPCT18F19)に対する優先権を主張し、これらの各々は、あらゆる目的で参照により全体が本明細書に組み込まれる。
ある特定の化学的、生物学的、および/または医学的アッセイでは、繰り返される熱サイクル、および/または迅速かつ/もしくは正確な温度制御が実行される必要がある。1つの特定の例は、1つ以上の試料中の所定のヌクレオチド(例えば、DNA)を増幅するためのポリメラーゼ連鎖反応(PCR)である。PCRでは、予め設定された熱制御サイクルに従って、試料が特定の温度に繰り返し加熱および冷却される。別の例は、核酸の等温増幅であり、試料は、室温から摂氏65度まで加熱する必要がある。ある特定のシナリオでは、試料の温度を急速かつ均一に変化させることができることが望ましい。
以下の詳細な説明は、限定ではなく例として本発明のいくつかの実施形態を図示する。存在する場合、本明細書で使用されるセクションの見出しおよび任意のサブタイトルは、単に構成上の目的のためであり、決して、説明される主題を限定するものとして解釈されるべきではない。セクションの見出しおよび/またはサブタイトル下の内容は、セクションの見出しおよび/またはサブタイトルに限定されず、本発明の説明全体に適用される。
本発明の一目的は、試料の温度を急速に上昇および低下させることである。
試料カード(すなわち、RHCカード)の一実施形態が、図2に示される。RHCカードは、試料を保持することができ、急速な加熱および冷却を可能にする。
1.図2に示されるように、流体試料の温度を急速に変化させるためのRHCカードの一実施形態であって、
第1のプレート(10)と、第2のプレート(20)と、加熱層(112)とを備え、
i.プレート(10、20)は、異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、
ii.プレートの各々は、そのそれぞれの内表面上に、流体試料と接触するための試料接触領域を有し、
iii.加熱層(112)は、流体試料を加熱するように構成されており、
加熱層は、(a)プレートのうちの一方の上(内表面もしくは外表面のいずれかの上)またはプレートのうちの一方の内側にあり、(b)加熱源によって加熱することが可能であり、加熱源は、光学的に、電気的に、無線周波数(RF)放射によって、またはそれらの組み合わせによって、加熱層に熱エネルギーを送達し、
加熱層の加熱領域の少なくとも一部は、試料領域と重なり合い、
構成のうちの1つは、2つのプレートが部分的または完全に分離されており、プレート間の平均間隔が少なくとも300μmである、開放構成であり、
構成のうちの別の構成は、開放構成において流体試料を試料接触領域のうちの一方または両方の上に付着させた後に構成される閉鎖構成であり、閉鎖構成では、試料の少なくとも一部は、2つのプレートによって圧縮されて層になり、平均試料厚さは200μm以下である、実施形態。
試料の熱質量を低減し、かつ試料中の熱対流損失を低減するために、いくつかの実施形態では、加熱層によって加熱されている領域における平均試料厚さは、500μm以下、200μm以下、100μm以下、50μm以下、20μm以下、10μm以下、5μm以下、2μm以下、1μm以下、500nm以下、300nm以下、100nm以下、50nm以下であるか、またはそれらの値のうちのいずれか2つの間の範囲である。
第1および第2のプレートの熱質量を低減し、かつプレートの熱対流損失を低減するために、第1のプレートまたは第2のプレートは、2nm以下、10nm以下、100nm以下、200nm以下、500nm以下、1000nm以下、2μm(ミクロン)以下、5μm以下、10μm以下、20μm以下、50μm以下、100μm以下、150μm以下、200μm以下、300μm以下、500μm以下、800μm以下、1mm(ミリメートル)以下、2mm以下、3mm以下、5mm以下、10mm以下、20mm以下、またはこれらの値のうちのいずれか2つの間の範囲内の厚さを有する。
いくつかの実施形態では、第1のプレートおよび/または第2のプレートは、1mm2(平方ミリメートル)以下、10mm2以下、25mm2以下、50mm2以下、75mm2以下、1cm2(平方センチメートル)以下、2cm2以下、3cm2以下、4cm2以下、5cm2以下、10cm2以下、100cm2以下、500cm2以下、1000cm2以下、5000cm2以下、10,000cm2以下、10,000cm2以下、またはこれらの値のうちのいずれか2つの間の範囲内の横方向領域を有する。
いくつかの実施形態では、プレートが閉鎖構成にあるとき、それは、2つのプレートの縁部を密封する密封材を備え、密封は、温度変化中の試料の蒸発を低減または排除するように構成されている。
第1のプレートおよび第2のプレートは、PMMAまたはPETでできている。第1および第2のプレートは、幅15mm、長さ20mm、および100μm(ミクロン)の同一サイズを有する。高さ30μmの周期的スペーサアレイが使用され(最初にプレートのうちの1つに固定される)、閉鎖構成での試料の厚さが30μmになる。加熱層は、厚さ450nmの金であり、直径6mmであり、プレートのうちの一方の外表面上にある。加熱層を加熱するために400nmのLEDを使用した。閉鎖構成での試料は、約12mmの直径の、かつ加熱層にわたった領域を有する。本発明者らは、感温色素を使用して温度を監視した。本発明者らは、30Cから90Cへの温度変化が約2秒で到達され得、約3秒で90Cから30Cに冷却され得ることを見出した。
RHCカードの加熱層は、加熱源によって加熱されるように構成され、加熱源は、光学的に、電気的に、無線周波数(RF)放射によって、またはそれらの組み合わせによって、加熱層に熱エネルギーを送達する。
加熱層が加熱源によって光学的に加熱される場合、加熱源は、光源、LED(発光ダイオード)、レーザー、ランプ、またはそれらの組み合わせを含む。一方、加熱層は、光加熱源からの放射エネルギーを顕著に吸収する材料層である。顕著な吸収とは、加熱層が光加熱源からの放射エネルギーを試料およびプレートよりも顕著に吸収することを意味する。
加熱層が加熱源によって電気的に加熱される場合、電気加熱源は、電気配線を通して加熱層に電力を送る電源を備える。
図11および12に示されるように、試料ホルダー内の試料からの信号を検出するために信号センサが使用され得る。
本明細書で開示されるデバイス、システム、および方法は、診断試料、臨床試料、環境試料、および食品試料などであるが、これらに限定されない試料に使用され得る。試料の種類としては、それぞれ2016年8月10日および2016年9月14日に出願され、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる、PCT出願(米国指定)第PCT/US2016/045437号および第PCT/US0216/051775号に列挙、記載、および要約された試料が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で開示されるデバイス、システム、および方法は、2016年8月10日に提出され、参照によりその全体が本明細書に組み込まれるPCT出願(米国指定)第PCT/US2016/045437号に列挙、記載、および要約された用途を含む、様々なタイプの生物学的/化学的サンプリング、検知、アッセイ、および用途において使用され得る。
いくつかの実施形態では、装置は、RHCカードの外側にある別個の加熱素子をさらに備え、RHCカードの近くにまたはそれと接触して配置されたときにRHCカードを加熱するように構成されている。別個の加熱素子は、RHCカードを取り付けるまたは取り外すことが可能であり、加熱層と同様の方法で加熱源からエネルギーを得る。別個の加熱素子により、加熱層のないRHCカードが可能になる。例えば、図13のパネルAおよびBに示されるように、加熱素子は、試料カードから分離している。
いくつかの実施形態では、加熱層112は、金属プラズモン表面、メタマテリアル、ブラックシリコン、グラファイト、カーボンナノチューブ、シリコンサンドイッチ、グラフェン、超格子、プラズモン材料、電磁波を効率的に吸収し、かつ吸収されたエネルギーを熱エネルギーに変換することが可能である任意の材料/構造、およびそれらの任意の組み合わせなどであるがこれらに限定されない材料/構造を含む。ある特定の実施形態では、加熱層112は、カーボンナノチューブを含む。
(i)カードならびに試料の熱質量が最小化されて、加熱に必要なエネルギーおよび冷却のために除去されるエネルギーを低減する。
(ii)カードの異なる位置間および/または試料の異なる位置間の熱伝導が低減されて、異なる位置における異なる温度を可能にする。これを達成する一方法は、カードプレートおよびプレートの厚さを低減することである。
(iii)カードプレートおよび/または試料の表面対体積比が増加し、これにより、所与の体積に対して、小さい厚さを有するが、大きい面積を有する。大きい面積は、急速加熱ならびに急速冷却(放射冷却および/または対流冷却のいずれか)を容易にする。
(iv)急速に加熱および冷却すること(すなわち、RHC)ができるヒータ(例えば、加熱層)が、加熱される試料領域のすぐ隣および近くに配置される。試料領域とヒータの加熱素子との離隔距離は、ヒータ領域の平均直径よりもはるかに小さい(「平均直径」は、その面積の円周を円周率(すなわち、3.14)で割ったものとして定義される)。ヒータは、組み合わせの光学ヒータもしくは電気ヒータ、または組み合わせであってもよい。光学ヒータの場合、加熱素子は、光源からの光を吸収し、それを熱に変換する。電気加熱の場合、加熱素子は、電流を通過することによって加熱される。
(v)急速冷却のために、放射冷却および対流冷却が調節される。
(vi)急速冷却のために、放射冷却および/または対流冷却用のヒートシンクが使用される。
図4は、本発明のシステムの一実施形態の斜視図および断面図を示す。パネル(A)および(B)に示されるように、いくつかの実施形態では、システムは、試料ホルダー100と熱制御ユニット200とを備え、試料ホルダー100は、第1のプレート10と、第2のプレート20と、間隔機構(図示せず)とを備え、熱制御ユニット200は、加熱源202とコントローラ204とを備える。図2のパネル(A)および(B)は、システムの試料ホルダー100が閉鎖構成にあるときのシステムの斜視図および断面図を示す。
本発明のサーマルサイクラーシステムおよび関連する方法は、化学的、生物学的、または医学的アッセイまたは反応を容易にするために使用され得る。いくつかの実施形態では、反応は温度変化を必要とする。いくつかの実施形態では、反応は、非特異的反応を回避し、かつ/または待機時間を短縮するために、急速な温度変化を必要とするか、またはそれを好む。ある特定の実施形態では、本発明のシステムおよび方法は、流体試料中のヌクレオチドの増幅のために周期的な温度変化を必要とする反応を容易にするために使用され、そのような反応としては、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)が挙げられるが、これに限定されない。以下の説明では、本発明のサーマルサイクラーシステムおよび方法の能力および利用を図示するためにPCRを例として使用する。しかしながら、本明細書で説明するデバイス、システム、および方法のいくつかの実施形態は、温度制御および変化を必要とする他のアッセイおよび/または反応にも適用されることに留意するべきである。
図6は、本発明の別の実施形態の斜視図を示し、プレート上に複数の試料接触領域があり、これにより複数の試料の処理および分析が可能になる。図3のパネル(A)および(B)に示されるように、本発明のサーマルサイクラーシステムは、試料ホルダー100と熱制御ユニット200とを備え、試料ホルダー100は、第1のプレート10と、複数の第2のプレート20と、複数の間隔機構(図示せず)とを備え、熱制御ユニット200は、加熱源202とコントローラ204とを備える。
A1.薄い流体試料層の温度を急速に変化させるためのデバイスであって、
第1のプレートと、第2のプレートと、加熱層とを備え、
i.加熱層が、プレートのうちの一方の上にあり、
ii.プレートの各々が、そのそれぞれの表面上に、流体試料と接触するための試料接触領域を備え、
iii.プレートが、試料の温度を急速に変化させるための構成を有し、
a.試料接触領域が互いに向かい合い、かなり平行であり、
b.接触領域間の平均間隔が200ミクロン以下であり、
c.2つのプレートが、試料の少なくとも一部を、非常に均一な厚さでかつプレートに対して実質的に停滞した層になるよう調整(または制限)し、
d.加熱層が、均一な厚さの試料の少なくとも一部の近くにあり、
e.試料の少なくとも一部および加熱層の領域が、均一な厚さよりも実質的に大きい、デバイス。
第1のプレートと、第2のプレートと、加熱層と、加熱源とを備え、
i.加熱層が、プレートのうちの一方の上にあり、
ii.加熱源が、加熱層が顕著に吸収する電磁波を放射するように構成されており、
iii.プレートの各々が、そのそれぞれの表面上に、流体試料と接触するための試料接触領域を備え、
iv.プレートが、試料の温度を急速に変化させるための構成を有し、
a.試料接触領域が互いに向かい合い、かなり平行であり、
b.接触領域間の平均間隔が200μm以下であり、
c.2つのプレートが、試料の少なくとも一部を、非常に均一な厚さでありかつプレートに対して実質的に停滞した層になるよう制限し、
d.加熱層が、均一な厚さの試料の少なくとも一部の近くにあり、
e.試料の少なくとも一部および加熱層の領域が、均一な厚さよりも実質的に大きい、システム。
第1のプレートと、第2のプレートと、加熱層と、加熱源と、コントローラとを備え、
i.加熱層が、プレートのうちの一方の上にあり、
ii.加熱源が、加熱層が顕著に吸収する電磁波を放射するように構成されており、
iii.プレートの各々が、そのそれぞれの表面上に、予め混合されたPCR媒体である流体PCR試料と接触するための試料接触領域を備え、
iv.コントローラが、加熱源を制御し、所定のプログラムに従って試料の温度を急速に変化させるように構成されており、
v.プレートが、試料の温度を急速に変化させるための構成を有し、
(a)試料接触領域が互いに向かい合い、かなり平行であり、
(b)接触領域間の平均間隔が200μm以下であり、
(c)2つのプレートが、試料の少なくとも一部を、非常に均一な厚さでありかつプレートに対して実質的に停滞した層になるよう制限し、
(d)加熱層が、均一な厚さの試料の少なくとも一部の近くにあり、
(e)試料の少なくとも一部および加熱層の領域が、均一な厚さよりも実質的に大きい、システム。
i.第1のプレートおよび第2のプレートを提供することであって、プレートの各々が、そのそれぞれの内表面上に、試料接触領域を備える、提供することと、
ii.加熱層および加熱源を提供することであって、加熱層が、プレートのうちの一方の上にあり、加熱源が、加熱層が顕著に吸収する電磁波を放射するように構成されている、提供することと、
iii.プレートの一方または両方の上に流体試料を付着させることと、
iv.プレートを閉鎖構成になるように押圧することであって、
(a)試料接触領域が互いに向かい合い、かなり平行であり、
(b)接触領域間の平均間隔が200μm以下であり、
(c)2つのプレートが、試料の少なくとも一部を、非常に均一な厚さでありかつプレートに対して実質的に停滞した層になるよう制限し、
(d)加熱層が、均一な厚さの試料の少なくとも一部の近くにあり、
(e)試料の少なくとも一部および加熱層の領域が、均一な厚さよりも実質的に大きい、押圧することと、
v.加熱源からの電磁波の存在、強度、波長、周波数、および/または角度を変化させることによって、試料層の温度を変化させ維持することとを含む、方法。
i.第1のプレートおよび第2のプレートを提供することであって、プレートの各々が、そのそれぞれの内表面上に、試料接触領域を備える、提供することと、
ii.加熱層、加熱源、およびコントローラを提供することであって、加熱層が、プレートのうちの一方の上にあり、加熱源が、加熱層が顕著に吸収する電磁波を放射するように構成されている、提供することと、
iii.プレートの一方または両方の上に流体PCR試料を付着させることと、
iv.プレートを閉鎖構成になるように押圧することであって、
(a)試料接触領域が互いに向かい合い、かなり平行であり、
(b)接触領域間の平均間隔が200μm以下であり、
(c)2つのプレートが、PCR試料の少なくとも一部を、非常に均一な厚さでありかつプレートに対して実質的に停滞した層になるよう制限し、
(d)加熱層が、均一な厚さのPCR試料の少なくとも一部の近くにあり、
(e)試料の少なくとも一部および加熱層の領域が、均一な厚さよりも実質的に大きい、押圧することと、
v.所定のプログラムに従ってPCR試料層の温度を変化させ維持することによってPCRを実行するために、コントローラを使用して加熱源を制御することであって、温度を変化させるとき、加熱源が、PCR中に少なくとも10℃/秒の平均昇温速度傾斜および少なくとも5℃/秒の平均降温速度傾斜を生み出す、制御することとを含む、方法。
第1のプレートと、第2のプレートとを備え、
i.プレートの各々が、そのそれぞれの表面上に、流体試料と接触するための試料接触領域を備え、
ii.プレートが、試料の温度を急速に変化させるための構成を有し、
a.試料接触領域が互いに向かい合い、かなり平行であり、
b.接触領域間の平均間隔が200ミクロン以下であり、
c.2つのプレートが、試料の少なくとも一部を、非常に均一な厚さでありかつプレートに対して実質的に停滞した層になるよう調整(または制限)し、
d.加熱層が、均一な厚さの試料の少なくとも一部の近くにあり、
e.試料の少なくとも一部および加熱層の領域が、均一な厚さよりも実質的に大きい、デバイス。
1.試料温度を急速に変化させるためのデバイス
AA1 流体試料温度を急速に変化させるためのデバイスであって、
第1のプレートと、第2のプレートと、加熱層とを備え、
iv.プレートが、異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、
v.プレートの各々が、そのそれぞれの内表面上に、流体試料と接触するための試料接触領域を有し、
vi.加熱層が、流体試料を加熱するように構成されており、
加熱層は、(a)プレートのうちの一方の上(内表面もしくは外表面のいずれかの上)またはプレートのうちの一方の内側にあり、(b)加熱源によって加熱することが可能であり、加熱源は、光学的に、電気的に、無線周波数(RF)放射によって、またはそれらの組み合わせによって、加熱層に熱エネルギーを送達し、
加熱層の加熱領域の少なくとも一部が、試料領域と重なり合い、
構成のうちの1つが、2つのプレートが部分的または完全に分離されており、プレート間の平均間隔が少なくとも300μmである、開放構成であり、
構成のうちの別の構成が、開放構成において流体試料を試料接触領域のうちの一方または両方の上に付着させた後に構成される閉鎖構成であり、閉鎖構成では、試料の少なくとも一部が、2つのプレートによって圧縮されて層になり、平均試料厚さが200μm以下である、デバイス。
試料ホルダーと、加熱層とを備え、
iv.試料ホルダーが、第1のプレートと第2のプレートとを備え、プレートの各々が、そのそれぞれの表面上に、流体試料と接触するための試料接触領域を備え、
v.第1のプレートおよび第2のプレートが、流体試料を、0.1〜200μmの非常に均一な厚さでありかつプレートに対して実質的に停滞した層になるよう制限するように構成されており、
vi.加熱層が、(1)1mm未満の厚さを有し、(2)第1のプレートまたは第2のプレートのいずれかの面積よりも実質的に小さい面積を有し、かつ(3)電磁波からのエネルギーを熱に変換して、均一な厚さの層内の流体試料の少なくとも一部の温度を上昇させるように構成されている、デバイス。
試料ホルダーと、加熱層とを備え、
i.試料ホルダーが、第1のプレートと第2のプレートとを備え、プレートの各々が、そのそれぞれの表面上に、流体試料と接触するための試料接触領域を備え、
ii.第1のプレートおよび第2のプレートが、試料の少なくとも一部を、0.1〜200μmの非常に均一な厚さでありかつプレートに対して実質的に停滞した層になるよう制限するように構成されており、
iii.第1のプレートが、500μm以下の厚さを有し、第2のプレートが、5mm以下の厚さを有し、
iv.加熱層が、1mm未満の厚さおよび100mm2未満の面積を有し、電磁波からのエネルギーを熱に変換して、均一な厚さの層内の流体試料の少なくとも一部の温度を上昇させるように構成されている、デバイス。
試料ホルダーと、加熱層とを備え、
i.試料ホルダーが、第1のプレートと第2のプレートとを備え、プレートの各々が、そのそれぞれの表面上に、流体試料と接触するための試料接触領域を備え、
ii.第1のプレートおよび第2のプレートが、試料の少なくとも一部を、0.1〜200μmの非常に均一な厚さでありかつプレートに対して実質的に停滞した層になるよう制限するように構成されており、
iii.第1のプレートが、500μm以下の厚さを有し、第2のプレートが、5mm以下の厚さを有し、
iv.加熱層が、(1)1mm未満の厚さを有し、(2)第1プレートまたは第2プレートのいずれかの面積よりも実質的に小さい100mm2未満の面積を有し、かつ(3)電磁波からのエネルギーを熱に変換して、均一な厚さの層内の流体試料の少なくとも一部の温度を上昇させるように構成されている、デバイス。
試料ホルダーと、加熱層とを備え、
i.試料ホルダーが、第1のプレートと第2のプレートとを備え、プレートの各々が、そのそれぞれの表面上に、流体試料と接触するための試料接触領域を備え、
ii.第1のプレートおよび第2のプレートが、試料の少なくとも一部を、500μm以下の非常に均一な厚さでありかつプレートに対して実質的に停滞した層になるよう制限するように構成されており、
iii.第1のプレートが、加熱層と接触しており、1μm以下の厚さを有し、第2のプレートが、加熱層と接触しておらず、5mm以下の厚さを有し、
iv.加熱層が、電磁波からのエネルギーを熱に変換して、均一な厚さの層内の流体試料の少なくとも一部の温度を上昇させるように構成されており、50%以上の吸収係数を有し、3mm未満の厚さを有する、デバイス。
試料ホルダーと、加熱層とを備え、
i.試料ホルダーが、第1のプレートと第2のプレートとを備え、プレートの各々が、そのそれぞれの表面上に、流体試料と接触するための試料接触領域を備え、
ii.第1のプレートおよび第2のプレートが、試料の少なくとも一部を、500μm以下の非常に均一な厚さでありかつプレートに対して実質的に停滞した層になるよう制限するように構成されており、
iii.第1のプレートが、加熱層と接触しており、1μm以下の厚さを有し、第2のプレートが、加熱層と接触しておらず、0.1〜2mmの厚さを有し、
iv.加熱層が、電磁波からのエネルギーを熱に変換して、均一な厚さの層内の流体試料の少なくとも一部の温度を上昇させるように構成されており、60%以上の吸収係数を有し、2mm未満の厚さを有する、デバイス。
試料ホルダーと、加熱層とを備え、
i.試料ホルダーが、第1のプレートと第2のプレートとを備え、プレートの各々が、そのそれぞれの表面上に、流体試料と接触するための試料接触領域を備え、
ii.第1のプレートおよび第2のプレートが、試料の少なくとも一部を、500μm以下の非常に均一な厚さでありかつプレートに対して実質的に停滞した層になるよう制限するように構成されており、
iii.第1のプレートが、加熱層と接触しており、100μm以下の厚さを有し、第2のプレートが、加熱層と接触しておらず、0.1〜2mmの厚さを有し、
iv.加熱層が、電磁波からのエネルギーを熱に変換して、均一な厚さの層内の流体試料の少なくとも一部の温度を上昇させるように構成されており、70%以上の吸収係数を有し、2mm未満の厚さを有する、デバイス。
BB1.流体試料の温度を急速に変化させるための装置であって、
i.AA実施形態のいずれかに記載のデバイスを保持することができるホルダーと、
ii.加熱層にエネルギーを供給するように構成された加熱源と、
iii.加熱源を制御するように構成されたコントローラとを備える、装置。
i.AA実施形態のいずれかに記載のデバイスと、
ii.試料ホルダーおよび/または加熱源から放射される熱の少なくとも一部を吸収するように構成されたヒートシンクとを備える、装置。
CC1.流体試料の温度を急速に変化させるためのシステムであって、
i.AA実施形態のいずれかに記載のデバイスまたはBB実施形態のいずれかに記載の装置と、
ii.デバイス上の試料からの信号を検知するように構成された信号センサとを備える、システム。
DD1.先行する実施形態のいずれかに記載のデバイス、装置、またはシステムであって、
i.プレートの両方のうちの一方の上に固定されたスペーサがあり、スペーサのうちの少なくとも1つが、試料接触領域内にあり、
ii.試料層が、0.1〜200μmの厚さを有し、
iii.第1のプレートが、加熱層と接触しており、500μm以下の厚さを有し、第2のプレートが、加熱層と接触しておらず、5mm以下の厚さを有し、
iv.加熱層が、(1)1mm未満の厚さを有し、(2)第1プレートまたは第2プレートのいずれかの面積よりも実質的に小さい100mm2未満の面積を有し、かつ(3)電磁波からのエネルギーを熱に変換して、均一な厚さの層内の流体試料の少なくとも一部の温度を上昇させるように構成されている、デバイス、装置、またはシステム。
i.加熱層が、第1のプレートの内表面上にあり、プレートが閉鎖構成にあるときに試料と接触しており、
ii.加熱層がシリコンで作られており、
iii.試料ホルダーを封入するチャンバがあり、チャンバが、非反射性内面を有する、デバイス、装置、またはシステム。
i.加熱層が50%以上の吸収係数を有する波長範囲の電磁波を放射するように構成された加熱源があり、
ii.加熱源から加熱層への電磁波の通過を可能にするように構成された下部開口部と、試料の撮像を可能にするように構成された上部開口部とを備える、チャンバがあり、
iii.試料ホルダー内の流体試料の画像を取り込むように構成された光学センサがある、デバイス、装置、またはシステム。
EE1.流体試料の温度を急速に変化させるための方法であって、
i.CC実施形態に記載のシステムを得ることと、
ii.試料ホルダー内に流体試料を付着させることと、
iii.第1のプレートおよび第2のプレートを押圧して、試料の少なくとも一部を圧縮して均一な厚さの層にすることと、
iv.加熱源からの電磁波の存在、強度、波長、周波数、および/または角度を変化させることによって、試料層の温度を変化させ維持することとを含む、方法。
FF1.試料が核酸を含む、先行する実施形態のいずれかに記載のデバイス、装置、システム、または方法。
GG1.試料中の分析物が染色される、先行する実施形態のいずれかに記載のデバイス、装置、システム、または方法。
HH1.デバイス、装置、システム、または方法が、所定のプログラムに従って試料の温度を変化させるためのPCRアッセイを容易にするように構成されている、先行する実施形態のいずれかに記載のデバイス、装置、システム、または方法。
JJ1.薄い流体試料層をアッセイするためのデバイスであって、
第1のプレートと、第2のプレートと、スペーサと、クランプとを備え、
i.第1のプレートおよび第2のプレートが、開放構成および閉鎖構成を含む異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、
ii.プレートの各々が、そのそれぞれの表面上に、流体試料と接触するための試料接触領域を備え、
iii.プレートのうちの一方または両方が、それぞれのプレートに固定されたスペーサを備え、
iv.スペーサが、200ミクロン以下である所定の実質的に均一な高さを有し、スペーサのうちの少なくとも1つが、試料接触領域内にあり、
v.加熱層が、流体試料を加熱するように構成されており、
加熱層が、(a)プレートのうちの一方の上(内表面もしくは外表面の上もしくは近くのいずれか)またはプレートのうちの一方の内側にあり、かつ(b)加熱源によって加熱することが可能であり、加熱源が、光学的に、電気的に、無線周波数(RF)放射によって、またはそれらの組み合わせによって、加熱層に熱エネルギーを送達し、
開放構成では、2つのプレートが部分的または完全に分離されており、プレート間の間隔はスペーサによって調整されず、プレートのうちの一方または両方の上に試料を付着させ、
開放構成で試料を付着させた後に構成される閉鎖構成では、試料の少なくとも一部が、2つのプレートによって圧縮されて実質的に均一な厚さの層になり、かつプレートに対して実質的に停滞し、層の均一な厚さが、2つのプレートの試料接触領域によって制限され、かつプレートおよびスペーサによって調整され、
第1のプレートおよび第2のプレートが、試料の少なくとも一部を、0.1〜200μmの非常に均一な厚さでありかつプレートに対して実質的に停滞した層になるよう制限するように構成されており、
第1のプレートが500μm以下の厚さを有し、第2のプレートが5mm以下の厚さを有する、デバイス。
v.先行する請求項のいずれかに記載のデバイスと、
vi.放射線吸収層が顕著に吸収する電磁波を放射するように構成された、放射線源と
を備え、
vii.コントローラが、放射線源を制御し、試料の温度を変化させるように構成されている、システム。
vi.先行する請求項のいずれかに記載のデバイスまたはシステムを提供するステップと、
vii.デバイスのプレートのうちの一方または両方の上に流体試料を付着させるステップと、
viii.iiの後、プレートを閉鎖構成になるように押圧するステップであって、プレートが試料の少なくとも一部を圧縮して200μm未満の厚さの薄層にする、ステップと、
ix.放射線源からの電磁波の存在、強度、波長、周波数、および/または角度を変化させることによって、試料層の温度を変化させ維持するステップと
を含む、方法。
本発明は、様々な構成要素が互いに矛盾しない限り、複数の方法で組み合わされ得る、様々な実施形態を含む。実施形態は、単一の発明出願とみなされるべきである。各ファイリングは、個別の独立としてではなく、参照として他の出願を有し、その全体においておよびあらゆる目的のために参照される。これらの実施形態は、本出願の開示だけでなく、本明細書で参照され、組み込まれ、または優先権が主張される文書も含む。
本明細書に開示されるデバイス、システム、および方法を説明するために使用される用語は、本出願、または2016年8月10日および2016年9月14日にそれぞれ出願されたPCT出願(米国を指定)第PCT/US2016/045437号および第PCT/US0216/051775号、2017年2月7日に出願された米国仮出願第62/456065号、2017年2月8日に出願された米国仮出願第62/456287号、2017年2月8日に出願された米国仮出願第62/456504号に定義されており、それらの全ての出願は、あらゆる目的のためにその全体が本明細書に組み込まれる。
本明細書に開示されるデバイス、システム、および方法は、試料の検出、分析、および定量化のためにQカード、スペーサ、および均一な試料厚さの実施形態を含むか、または使用することができる。いくつかの実施形態では、Qカードは、試料の少なくとも一部を均一性の高い層にするのに役立つスペーサを備える。スペーサの構造、材料、機能、バリエーション、および寸法、ならびにスペーサおよび試料層の均一性は、本明細書に開示されているか、または2016年8月10日および2016年9月14日にそれぞれ出願されたPCT出願(米国を指定)第PCT/US2016/045437号および第PCT/US0216/051775号、2017年2月7日に出願された米国仮出願第62/456065号、2017年2月8日に出願された米国仮出願第62/456287号、2017年2月8日に出願された米国仮出願第62/456504号に列挙、記載、および要約されており、それらの全ての出願は、あらゆる目的のためにその全体が本明細書に組み込まれる。
本明細書に開示されるデバイス、システム、および方法は、試料の検出、分析、および定量化のためにQカードを含むか、または使用することができる。いくつかの実施形態では、Qカードは、Qカードの操作および試料の測定を容易にするのに役立つヒンジ、ノッチ、凹部、およびスライダーを備える。ヒンジ、ノッチ、凹部、およびスライダーの構造、材料、機能、バリエーション、寸法は、本明細書に開示されているか、または2016年8月10日および2016年9月14日にそれぞれ出願されたPCT出願(米国を指定)第PCT/US2016/045437号および第PCT/US0216/051775号、2017年2月7日に出願された米国仮出願第62/456065号、2017年2月8日に出願された米国仮出願第62/456287号、2017年2月8日に出願された米国仮出願第62/456504号に列挙、記載、および要約されており、それらの全ての出願は、あらゆる目的のためにその全体が本明細書に組み込まれる。
本明細書に開示されるデバイス、システム、および方法は、試料の検出、分析、および定量化のためにQカードを含むか、または使用することができる。いくつかの実施形態では、Qカードは、カードがスマートフォン検出システムによって読み取られることを可能にするスライダー(slider)とともに使用される。Qカード、スライダー、およびスマートフォン検出システムの構造、材料、機能、バリエーション、寸法、および接続は、本明細書に開示されているか、または2016年8月10日および2016年9月14日にそれぞれ出願されたPCT出願(米国を指定)第PCT/US2016/045437号および第PCT/US0216/051775号、2017年2月7日に出願された米国仮出願第62/456065号、2017年2月8日に出願された米国仮出願第62/456287号、2017年2月8日に出願された米国仮出願第62/456504号に列挙、記載、および要約されており、それらの全ての出願は、あらゆる目的のためにその全体が本明細書に組み込まれる。
本明細書に開示されるデバイス、システム、および方法は、様々なタイプの検出方法を含むか、または使用することができる。検出方法は、本明細書に開示されているか、または2016年8月10日および2016年9月14日にそれぞれ出願されたPCT出願(米国を指定)第PCT/US2016/045437号および第PCT/US0216/051775号、2017年2月7日に出願された米国仮出願第62/456065号、2017年2月8日に出願された米国仮出願第62/456287号、2017年2月8日に出願された米国仮出願第62/456504号に列挙、記載、および要約されており、それらの全ての出願は、あらゆる目的のためにその全体が本明細書に組み込まれる。
本明細書で開示されるデバイス、システム、および方法は、分析物検出に使用される様々な種類の標識を用いることができる。標識は、本明細書に開示されているか、または2016年8月10日および2016年9月14日にそれぞれ出願されたPCT出願(米国を指定)第PCT/US2016/045437号および第PCT/US0216/051775号、2017年2月7日に出願された米国仮出願第62/456065号、2017年2月8日に出願された米国仮出願第62/456287号、2017年2月8日に出願された米国仮出願第62/456504号に列挙、記載、および要約されており、それらの全ての出願は、あらゆる目的のためにその全体が本明細書に組み込まれる。
本明細書に開示されるデバイス、システム、および方法は、様々な種類の分析物(バイオマーカーを含む)の操作および検出に適用することができる。分析物は、本明細書に開示されているか、または2016年8月10日および2016年9月14日にそれぞれ出願されたPCT出願(米国を指定)第PCT/US2016/045437号および第PCT/US0216/051775号、2017年2月7日に出願された米国仮出願第62/456065号、2017年2月8日に出願された米国仮出願第62/456287号、2017年2月8日に出願された米国仮出願第62/456504号に列挙、記載、および要約されており、それらの全ての出願は、あらゆる目的のためにその全体が本明細書に組み込まれる。
本明細書に開示されるデバイス、システム、および方法は、様々な用途(分野および試料)に使用することができる。用途は、本明細書に開示されているか、または2016年8月10日および2016年9月14日にそれぞれ出願されたPCT出願(米国を指定)第PCT/US2016/045437号および第PCT/US0216/051775号、2017年2月7日に出願された米国仮出願第62/456065号、2017年2月8日に出願された米国仮出願第62/456287号、2017年2月8日に出願された米国仮出願第62/456504号に列挙、記載、および要約されており、それらの全ての出願は、あらゆる目的のためにその全体が本明細書に組み込まれる。
本明細書に開示されるデバイス、システム、および方法は、データ転送、ストレージ、および/または分析のためにクラウド技術を使用することができる。関連するクラウド技術は、本明細書に開示されているか、または2016年8月10日および2016年9月14日にそれぞれ出願されたPCT出願(米国を指定)第PCT/US2016/045437号および第PCT/US0216/051775号、2017年2月7日に出願された米国仮出願第62/456065号、2017年2月8日に出願された米国仮出願第62/456287号、2017年2月8日に出願された米国仮出願第62/456504号に列挙、記載、および要約されており、それらの全ての出願は、あらゆる目的のためにその全体が本明細書に組み込まれる。
本開示による本発明対象のさらなる例は、以下の列挙された段落に記載されている。
本開示による本発明対象のさらなる例は、以下の列挙された段落に記載されている。
Claims (59)
- 薄い流体試料層をアッセイするためのデバイスであって、
第1のプレートと、第2のプレートと、スペーサと、クランプとを備え、
i.前記第1のプレートおよび前記第2のプレートが、開放構成および閉鎖構成を含む異なる構成になるように互いに対して移動可能であり、
ii.前記プレートの各々が、そのそれぞれの表面上に、流体試料と接触するための試料接触領域を備え、
iii.前記プレートのうちの一方または両方が、それぞれのプレートに固定された前記スペーサを備え、
iv.前記スペーサが、200ミクロン以下である所定の実質的に均一な高さを有し、前記スペーサのうちの少なくとも1つが、前記試料接触領域内にあり、
v.加熱層が、前記流体試料を加熱するように構成されており、
前記加熱層が、(a)前記プレートのうちの一方の上(内表面もしくは外表面の上もしくは近くのいずれか)または前記プレートのうちの一方の内側にあり、かつ(b)加熱源によって加熱することが可能であり、前記加熱源が、光学的に、電気的に、無線周波数(RF)放射によって、またはそれらの組み合わせによって、前記加熱層に熱エネルギーを送達し、
開放構成では、前記2つのプレートが部分的または完全に分離されており、前記プレート間の間隔は前記スペーサによって調整されず、前記プレートのうちの一方または両方の上に前記試料を付着させ、
前記開放構成で前記試料を付着させた後に構成される閉鎖構成では、前記試料の少なくとも一部が、前記2つのプレートによって圧縮されて実質的に均一な厚さの層になり、かつ前記プレートに対して実質的に停滞し、前記層の前記均一な厚さが、前記2つのプレートの前記試料接触領域によって制限され、かつ前記プレートおよび前記スペーサによって調整され、
前記第1のプレートおよび前記第2のプレートが、前記試料の少なくとも一部を、0.1〜200μmの非常に均一な厚さでありかつ前記プレートに対して実質的に停滞した層になるよう制限するように構成されており、
前記第1のプレートが500μm以下の厚さを有し、前記第2のプレートが5mm以下の厚さを有する、デバイス。 - 前記プレートおよび前記試料厚さが、前記試料の温度を10℃/秒以上の速度で変化させることを可能にするように構成されている、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記第1のプレートおよび前記第2のプレートを圧縮して、前記2つのプレートを前記閉鎖構成で一緒に固定するクランプをさらに備え、前記プレート上に挿入された前記クランプの圧力が0.01kg/cm^2以上である、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記加熱層が、前記プレートのうちの一方の上または近くにあり、60%以上の吸収係数を有し、かつ2mm未満の厚さを有する、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
- 均一な厚さの前記試料の前記少なくとも一部の近くに放射線吸収層をさらに備え、前記試料の前記少なくとも一部および前記放射線吸収層の領域が、前記均一な厚さよりも実質的に大きい、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記試料の前記少なくとも一部および前記放射線吸収層の前記領域が、前記試料の前記均一な厚さよりも実質的に大きい、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記デバイスの前記プレートのうちの一方の厚さが100μm以下である、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
- 均一な厚さの前記試料の前記少なくとも一部の近くに放射線吸収層をさらに備え、前記デバイスの前記プレートのうちの一方の厚さが100μm以下である、請求項1、2、および4のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記第1のプレートおよび前記第2のプレートを前記閉鎖構成において一緒に圧縮するクランプをさらに備え、前記プレート上に挿入された前記クランプの前記圧力が0.01kg/cm^2以上である、請求項3に記載のデバイス。
- 前記第1のプレートおよび前記第2のプレートを前記閉鎖構成において一緒に圧縮するクランプをさらに備え、かつ均一な厚さの前記試料の前記少なくとも一部の近くに放射線吸収層をさらに備え、前記プレート上に挿入された前記クランプの前記圧力が0.01kg/cm^2以上である、請求項3に記載のデバイス。
- 薄い流体試料層の温度を急速に変化させるためのシステムであって、
i.前記請求項のいずれか一項に記載のデバイスと、
ii.前記放射線吸収層が顕著に吸収する電磁波を放射するように構成された、放射線源と
を備え、
iii.コントローラが、前記放射線源を制御し、前記試料の前記温度を変化させるように構成されている、システム。 - 薄い流体試料層の温度を急速に変化させるための方法であって、
i.前記請求項のいずれか一項に記載のデバイスまたはシステムを提供するステップと、
ii.前記デバイスの前記プレートのうちの一方または両方の上に流体試料を付着させるステップと、
iii.iiの後、前記プレートを閉鎖構成になるように押圧するステップであって、前記プレートが前記試料の少なくとも一部を圧縮して200μm未満の厚さの薄層にする、ステップと、
iv.前記放射線源からの前記電磁波の存在、強度、波長、周波数、および/または角度を変化させることによって、前記試料層の前記温度を変化させ維持するステップと
を含む、方法。 - 前記クランプが、前記クランプと前記プレートとの間の熱伝導を低減するための断熱層を備えるように構成されており、前記断熱層が、2W/m−Kの熱伝導率の材料を含む、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記クランプが、前記試料を加熱または冷却する必要がある熱質量を低減するための断熱層を備えるように構成されており、前記断熱層が、2W/m−Kの熱伝導率の材料を含む、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 閉鎖構成において、前記クランプが、QMAXカード全体を密封するように構成されている、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 閉鎖構成において、前記クランプが、前記プレートの表面の一部と熱伝導接触するように構成されている、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 閉鎖構成において、前記クランプが、前記プレートの周辺表面領域のみと熱伝導接触する、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 閉鎖構成において、前記クランプが、前記プレートの表面領域のみと熱伝導接触し、前記表面領域が、核酸が増幅される前記試料の一部分の外側にある、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記クランプが、外側の光が前記プレートに入ることまたはプレートの内側の光が外に出ることを可能にする透明な窓を備える、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記クランプが、外側の光が前記プレートに入ることまたはプレートの内側の光が外に出ることを可能にする透明な窓を備え、透明度が、30%超、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%であるか、またはそれらの値のうちのいずれか2つの間の範囲である、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記クランプが、前記第1のプレートおよび前記第2のプレートを圧縮するための圧力を挿入し、前記圧力が、0.01kg/cm2、0.1kg/cm2、0.5kg/cm2、1kg/cm2、2kg/cm2、kg/cm2、5kg/cm2、10kg/cm2、20kg/cm2、30kg/cm2、40kg/cm2、50kg/cm2、60kg/cm2、100kg/cm2、150kg/cm2、200kg/cm2、400kg/cm2であるか、またはそれらの値のうちのいずれか2つの間の範囲である、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記クランプが、前記第1のプレートおよび前記第2のプレートを圧縮するための圧力を挿入し、前記圧力が0.1kg/cm2〜20kg/cm2である、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記クランプが、前記第1のプレートおよび前記第2のプレートを圧縮するための圧力を挿入し、前記圧力が0.1kg/cm2〜20kg/cm2である、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記クランプが、前記第1のプレートおよび前記第2のプレートを圧縮するための圧力を挿入し、前記圧力が0.5kg/cm2〜40kg/cm2である、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記第1のプレートおよび前記第2のプレートを前記閉鎖構成において一緒に圧縮するクランプをさらに備え、かつ前記第1のプレートの少なくとも一部と前記第2のプレートとの間に密封材料をさらに備え、前記プレート上に挿入された前記クランプの圧力が0.01kg/cm^2以上である、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記試料の温度を変化させることが、前記温度を周期的に上下に変化させる熱サイクリングである、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記試料の温度を変化させることが熱サイクリングであり、前記熱サイクリングが、ポリメラーゼ連鎖作用(PCR)を使用した核酸の増幅のためである、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記試料の前記温度の前記変化が、核酸の等温増幅のためである、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記試料の前記少なくとも一部および前記放射線吸収層の領域が、前記均一な厚さよりも実質的に大きい、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記放射線吸収層が、ディスク結合ドットオンピラーアンテナ(disk−coupled dots−on−pillar antenna)(D2PA)アレイ、シリコンサンドイッチ、グラフェン、超格子、または他のプラズモン材料、その他それらの組み合わせを含む、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記放射線吸収層が、カーボンもしくはブラックナノ構造またはそれらの組み合わせを含む、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記放射線吸収層が、放射線エネルギーを吸収するように構成されている、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記放射線吸収層が、放射線エネルギーを吸収した後、熱の形態でエネルギーを放射するように構成されている、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記放射線吸収層が、前記試料層の下に、かつ前記試料層と直接接触して位置付けられている、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記放射線吸収層が、電波、マイクロ波、赤外波、可視光、紫外波、X線、ガンマ線、および熱放射からなる群から選択される電磁波を吸収するように構成されている、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記プレートのうちの少なくとも1つが、前記放射線吸収層が吸収する放射線を遮断しない、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記プレートのうちの一方または両方が、低い熱伝導率を有する、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記試料層の前記均一な厚さが、前記プレートのうちの一方または両方に固定された1つ以上のスペーサによって調整される、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記試料が、予混合されたポリメラーゼ連鎖反応(PCR)媒体である、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記デバイスが、所定のプログラムに従って前記試料の温度を変化させるためのPCRアッセイを容易にするように構成されている、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記デバイスが、診断試験、健康管理、環境試験、および/または法医学的試験を実行するように構成されている、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記デバイスが、DNA増幅、DNA定量化、選択的DNA単離、遺伝分析、組織適合検査、癌遺伝子同定、感染症試験、遺伝子指紋法、および/または父子鑑定を実行するように構成されている、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記試料層が、試料蒸発を低減するために横方向に密封されている、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記電磁波の存在、強度、波長、周波数、および/または角度を制御するように構成されたコントローラをさらに備える、前記請求項のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記試料接触領域またはその近傍の温度を測定し、前記測定された温度に基づいて前記コントローラに信号を送信するように構成された温度計をさらに備える、前記請求項のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記温度計が、光ファイバ温度計、赤外線温度計、液晶温度計、高温計、水晶温度計、シリコンバンドギャップ温度センサ、温度ストリップ、サーミスタ、および熱電対からなる群から選択される、前記請求項のいずれか一項に記載のシステムまたは方法。
- 前記コントローラが、前記放射線源からの前記電磁波の存在、強度、波長、周波数、および/または角度を制御するように構成されている、前記請求項のいずれか一項に記載のシステムまたは方法。
- 前記放射線源および前記放射線吸収層は、前記電磁波が少なくとも10℃/秒の平均昇温速度傾斜を生じさせ、前記電磁波の除去が少なくとも5℃/秒の平均降温速度傾斜をもたらすように構成されている、前記請求項のいずれか一項に記載のシステムまたは方法。
- 前記放射線源および前記放射線吸収層が、少なくとも10℃/秒の平均昇温速度傾斜および少なくとも5℃/秒の平均降温速度傾斜を生み出すように構成されている、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記放射線源および前記放射線吸収層が、PCR中に初期化ステップ、変性ステップ、および/または延伸/伸長ステップに到達するために少なくとも10℃/秒の平均昇温速度傾斜を生み出し、ならびにPCR中にアニーリングステップおよび/または最終冷却ステップに到達するために少なくとも5℃/秒の平均降温速度傾斜を生み出すように構成されている、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記PCR試料が、鋳型DNA、プライマーDNA、カチオン、ポリメラーゼ、および緩衝剤を含む、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記プレートを閉鎖形態になるように押圧するステップが、前記プレートを厳密でない押圧力で押圧することを含む、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記プレートを閉鎖形態になるように押圧するステップが、前記プレートを人間の手で直接押圧することを含む、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 非常に均一な厚さの前記層が、10%未満の厚さの変動を有する、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記試料の温度を変化させることが熱サイクリングであり、前記熱サイクリングが、ホットスタートPCR、ネステッドPCR、タッチダウンPCR、逆転写PCR、RACE PCR、およびデジタルPCRの群から選択されるポリメラーゼ連鎖作用(PCR)を使用した核酸の増幅のためである、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記試料の前記温度の前記変化が、ループ介在等温増幅、鎖置換増幅、ヘリカーゼ依存性増幅、ニッキング酵素増幅、ローリングサークル増幅、およびリコンビナーゼポリメラーゼ増幅の群から選択される核酸の等温増幅のためである、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- DNA鋳型、プライマー、DNAポリメラーゼ、デオキシヌクレオシド三リン酸(dNTP)、二価カチオン(例えば、Mg2+)、一価カチオン(例えば、K+)、および緩衝液から選択される試薬をさらに含む、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記スペーサが、実質的に平坦な頂部を有する、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
- 前記プレートのうちの一方が50μm以下である、前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス、システム、または方法。
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