JP2022106968A - 集積流体デバイスと関連する方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】既存の流体（例えば、マイクロ流体）の検出デバイス及び方法と比較して、比較的大きな流体サンプル（例えば、０．５ｍＬ～約５ｍＬ）における微生物の高感度検出を提供する。【解決手段】流体デバイス及び方法は、例示的な実施形態では、微生物感染の敏感な検出の前に、ヒトの核酸を選択的に除去することによって、患者サンプル（例えば、血液）中に存在する微生物病原体の検出の高感度化が行われる。流体デバイスは、血液培養プロセスを行う必要なく、未処理の血液から直接微生物病原体を同定することを可能にする。【効果】概して流体デバイス及び関連する方法が提供される。流体デバイスは、例えば、診断目的（例えば、患者サンプル中の１つ以上の疾患誘発細菌の存在の検出）に有用であり得る。診断目的のための、ある既存の流体デバイスとは異なり、患者サンプル中の多数の疾患誘発細菌の存在を実質的に同時に検出するのに有用であり得る。【選択図】なし

Description

本発明は概して流体デバイス及び関連する方法に関する。
血流感染症（ＢＳＩｓ）は、米国で第６位の死亡原因となり、年間３０億ドルを超える病院で扱われる最も高額な病状になってきている。米国では、ＢＳＩｓは全ＩＣＵ使用率の２５％を占め、およそ全病死者の５０％を占める。ＢＳＩｓは典型的に細菌や真菌によって引き起こされ、効果的な病気の管理にはそれらの早期で正確な同定が必要である。ＢＳＩｓは、典型的に、潜在的な病原体を同定するために数日間かかる一連の血液培養を通じて同定される。血液培養は、仮説駆動型第一選択抗菌剤介入(hypothesis driven first-line antimicrobial intervention)に対する障壁と広くみなされている。
現代の分子論的アプローチはこの分野に革命を起こす可能性を秘めているが、感度不足、不正確な性能、狭い範囲、不十分な診断詳細により、これらの方法は影響を及ぼすことが妨げられてきた。実際、多数の感染症とは対照的に、臨床的に非常に大きなニーズがあるにもかかわらず、明確な能力ギャップが残っている。それは、非常に低い病原体負荷（１～１００ＣＦＵ／ｍｌ）、高水準の詳細（２０個の病原体は種レベルの情報が臨床的に必要とされるケースの約９０％の原因である）、困難な検体マトリクス（血液）、及び急速な転換の必要性、の複合的な困難性であり、複合されたとき、それら全てを克服することが困難であることが証明されてきた。
微生物病原体を同定するための分子診断法は、それらの個別のゲノム材料中の保存領域をプロービングすることによって行うことができる。ゲノム同定のための方法には、病原性ＤＮＡの単離及び検出が含まれる。分子プロセスを行う自動化された方法を開発することはさらに有利である。
自動化された分子プロセスは、人為的ミス、汚染のために損なわれにくい利点があり、潜在的により高速である。さらに、それらはより再現性のある結果、すなわち非常に需要が高い特性を提供する可能性を秘めている。
本発明は概して、流体デバイス、及び関連する方法に関する。
一態様では、流体デバイスが提供される。いくつかの実施形態では、前記流体デバイスは、サンプル入口と、前記サンプル入口と流体連通し、少なくとも１ｃｍの長さ及び少なくとも５：１のチャネルの長さ：幅の比を有する流体チャネルと、前記流体チャネルと流体連通している第１の溶解領域と、前記第１の溶解領域と流体連通している第１の単離領域と、前記第１の単離領域と流体連通している第２の溶解領域と、前記第２の溶解領域と流体連通している第２の単離領域と、前記第２の単離領域と流体連通している少なくとも１つの反応領域と、少なくとも１つの前記反応領域と流体連通している増幅領域と、各々が少なくとも１つの前記反応領域及び又は前記増幅領域と流体連通している複数のプロセスチャンバ（又は処理チャンバ: processing chambers）と、を含む。
いくつかの実施形態では、前記流体デバイスは、各流体リザーバが少なくとも０．１ｍＬの容量を有する、複数の流体リザーバと、各気体チャンバが流体リザーバと流体連通し、各気体チャンバが少なくとも０．１ｍＬの容量を有する、複数の気体チャンバと、各流体チャネルが１つ以上の流体リザーバ及び／又は１つ以上の気体チャンバと流体連通し、各流体チャネルが、１０００μＬ未満の容量を有し、少なくとも１つの流体リザーバの長軸は、少なくとも１ｃｍの長さである少なくとも１つの流体チャネルの長軸と実質的に垂直である、複数の流体チャネルと、を含む。
いくつかの実施形態では、前記流体デバイスは、少なくとも１ｃｍの長さ及び少なくとも５：１のチャネルの長さ：幅比を有するハブチャネルを含む流体ハブと、前記流体ハブから分岐している少なくとも１０個の分岐チャネルと、各バルブが前記分岐チャネルと前記流体ハブの間に配置される複数のバルブと、各流体リザーバが前記分岐チャネルと接続している複数の流体リザーバと、を含む。
いくつかの実施形態では、前記流体デバイスは、少なくとも１ｃｍの長さ及び少なくとも５：１のチャネルの長さ：幅の比を有するハブチャネルを含む流体ハブと、前記流体ハブから分岐している第１の分岐チャネルと、前記第１の分岐チャネルと流体連通している第１の流体リザーバと、前記第１の流体リザーバと流体連通している第１の気体チャンバと、前記流体ハブから分岐する第２の分岐チャネルと、前記第２の分岐チャネルと流体連通している第２の流体リザーバと、前記第２の流体リザーバと流体連通している第２の気体チャンバと、を含む。
いくつかの実施形態では、前記流体デバイスは、第１の流体リザーバと、前記第１の流体リザーバと流体連通している第１のチャネルと、前記第１のチャネルと結合している第１のバルブと、第２の流体リザーバと、前記第２の流体リザーバと流体連通している第２のチャネルと、前記第２のチャネルと結合している第２のバルブと、前記第１の流体リザーバと前記第２の流体リザーバとの間に配置される接続チャネルであって、前記接続チャネルの少なくとも一部は前記第１の流体リザーバの断面積及び前記第２の流体リザーバの断面寸法よりも小さい断面積を有し、前記接続チャネルは２５０ミクロン以上１０ｃｍ以下の長さを有する、接続チャネルと、を含む。
いくつかの実施形態では、前記流体デバイスは、チャネルと、前記チャネルと連結している流体リザーバと、前記流体リザーバと流体連通している出口チャネルと、前記出口チャネルと結合しているバルブと、前記流体リザーバと隣接しているカバーであって、前記カバーは前記流体リザーバを包囲し、前記カバーは半透膜であり、前記半透膜は疎水性であり、１ｐｓｉで０．４ｓｌｐｍ以上５ｓｌｐｍ以下の空気透過率を有する、カバーと、を含む。
別の態様では、（例えば流体デバイスにおける）流体の輸送方法が提供される。いくつかの実施形態では、前記方法は、流体リザーバと、前記流体リザーバと流体連通している気体チャンバと、前記流体リザーバと流体連通している流体チャネルであって、前記流体リザーバの長軸は前記流体チャネルの長軸と実質的に垂直である、流体チャネルと、を含む流体デバイス内において、前記流体リザーバ内に第１の流体を導入する工程であって、前記第１の流体は液体である、導入する工程と、前記気体チャンバ中に第２の流体を導入する工程であって、前記第２の流体は気体である、導入する工程と、前記第２の流体が前記気体チャンバから前記流体リザーバに流れ、流体カラムから前記流体チャネルへ第１の流体を押すように、前記第２の流体に圧力を印加する工程と、を行うことを含む。
いくつかの実施形態では、前記方法は、少なくとも１ｃｍの長さ及び少なくとも５：１のチャネルの長さ：幅の比を有するハブチャネルを含む流体ハブと、前記流体ハブから分岐している第１の分岐チャネルと、前記流体ハブから分岐している第２の分岐チャネルと、を含む流体デバイス内において、前記第１の分岐チャネル内に第１の流体を導入する工程であって、前記第１の流体は液体である、導入する工程と、前記第１の分岐チャネル内に第２の流体を導入する工程であって、前記第２の流体は気体である、導入する工程と、前記第１の分岐チャネルは前記流体ハブと流体連通し、前記第２の分岐チャネルは前記流体ハブと流体連通していないときに、前記第２の流体が前記第１の分岐チャネルから前記流体ハブに第１の流体を押すように前記第２の流体に圧力を印加する工程と、前記第２の流体を前記流体ハブに導入する工程と、を行うことを含む。
いくつかの実施形態では、前記方法は、少なくとも１ｃｍの長さ及び少なくとも５：１のチャネルの長さ：幅比を有するハブチャネルを含む流体ハブと、前記流体ハブから分岐している第１の分岐チャネルと、前記第１の分岐チャネルと接続している第１の流体リザーバと、前記流体ハブから分岐している第２の分岐チャネルと、前記第２に分岐チャネルに接続している第２の流体リザーバと、前記流体ハブから分岐している第３の分岐チャネルと、前記第２の分岐チャネルに接続している第３の流体リザーバと、を含む流体デバイス内において、前記第１の流体リザーバから前記第１の分岐チャネルを介して前記流体ハブに少なくとも０．１ｍＬの容量を有する第１の流体を流す工程と、前記流体ハブから前記第２の分岐チャネルを介して前記第２の流体リザーバに前記第１の流体を流す工工程であって、前記第２の流体リザーバは試薬を含有する、流す工程と、反応流体を形成するように前記第１の流体を前記試薬と反応させる工程と、前記第２の流体リザーバから前記流体ハブに前記反応流体を流す工程と、前記流体ハブから前記第３の分岐チャネルを介して第３の流体リザーバに前記反応流体を流す工程と、を行うことを含む。
いくつかの実施形態では、前記方法は、少なくとも１ｃｍの長さ及び少なくとも５：１のチャネルの長さ：幅の比を有するハブチャネルを含む流体ハブと、前記流体ハブから分岐している第１の分岐チャネルと、前記第１の分岐チャネルに接続している第１のリザーバと、前記第１の流体リザーバと流体連通している第１の気体チャンバと、前記流体ハブから分岐している第２の分岐チャネルと、を含む流体デバイス内において、前記流体ハブから前記第１の分岐チャネルを介して前記第１の流体リザーバに少なくとも０．１ｍＬの容量を有する第１の流体を流す工程と、前記第１の流体リザーバ内で反応流体を形成するように前記第１の流体を前記試薬と反応させる工程と、前記反応流体が前記流体ハブに及び前記第２の分岐チャネルに流れるように前記第１の気体チャンバに圧力を印加する工程と、を行うことを含む。
いくつかの実施形態では、前記方法は、気体を含む流体リザーバと、前記流体リザーバと流体連通している出口チャネルと、前記出口チャネルに結合しているバルブと、流体リザーバに隣接するカバーであって、前記カバーは前記流体リザーバを包囲し、前記カバーは半透膜である、カバーとを含む流体デバイス内において、前記バルブを閉じる工程と、第１の流体を前記液体リザーバに導入する工程であって、前記第１の流体は液体である、導入する工程と、前記流体リザーバに含まれる前記気体が前記半透膜を通過するようにさせる工程と、前記第１の流体が前記半透膜を通過するのを実質的に防止する工程と、を行うことを含む。
さらに別の態様では、流体デバイス内の流体を混合する方法が提供される。いくつかの実施形態では、前記方法は、第１の流体リザーバと、第２の流体リザーバと、前記第１の流体リザーバと前記第２の流体リザーバとの間に配置された接続チャネルであって、前記接続チャネルの少なくとも一部は前記第１の流体リザーバの断面積及び前記第２の流体リザーバの断面寸法よりも小さい断面積を有する、接続チャネルとを含む流体デバイス内において、第１の方向において、前記第１の流体リザーバから前記接続チャネルを介して前記第２の流体リザーバに第１の流体を流す工程であって、前記第１の流体は液体である、流す工程と、第２の方向において、前記第１の流体を前記第２の流体リザーバから前記接続チャネルを介して前記第１の流体リザーバに流す工程であって、前記第２の方向は前記第１の方向とは異なる、流す工程と、前記第１の流体内で混合を引き起こす工程と、を行うことを含む。
本発明の他の利点及び新規特徴は、添付の図面と合わせて考慮されるとき、以下の本発明の様々な非限定的な実施形態の詳細な記載から明らかになるであろう。本明細書及び参照により組み込まれる文献が矛盾する及び／又は一貫性のない開示を含む場合、本明細書を優先する。
本発明の非限定的な実施例は、例として、概略図であり、かつスケールを示す意図はない添付図を参照して記載されるだろう。図では、図示した各々同一又はほぼ同一の構成は、典型的に単一の数字によって表される。明瞭化のため、図で当業者が発明を理解できるようにする必要がない場合、全ての図における全ての構成にラベルを付けず、また本発明の各実施形態の全ての構成を示していない。
図１は一組の実施形態に係る流体デバイスの概略図である。
図２は一組の実施形態に係る流体デバイスの概略図である。
図３は一組の実施形態に係る流体デバイスの概略図である。
図４は一組の実施形態に係る流体デバイスの概略図である。
図５は一組の実施形態に係る流体デバイスの概略図である。
図６Ａは一組の実施形態に係る例示的な流体デバイスの概略図である。
図６Ｂは一組の実施形態に係る例示的な流体デバイスの概略図である。
図７は、一組の実施形態に係る、本明細書に記載の流体デバイスを用いたカンジダ・アルビカンス(Candida albicans)の０.５フェントモルの光学的検出のプロットであり、オン・ベンチ、手動、プロセシングと比較されている。
図８は、一組の実施形態に係る、本明細書に記載の流体デバイスを用いたエンテロバクター・クロカエ(E.cloacae)（上）、エンテロコッカス・フェシウム(E.faecium)（中央）、又はカンジダ・グラブラータ(C.glabrata)（下）の０.５フェントモルの光学的検出のプロットである。
図９は、一組の実施形態に係る、オン・ベンチ（レーン１～５）又はオン・デバイス（レーン６～１０）のいずれかの微生物ゲノム材料の異なる初期濃度を酵素的に増幅する収率を強調するゲルの写真である。
図１０Ａは、一組の実施形態に係る、未処理ヒト全血、カンジダ・アルビカンス(C.albicans)の溶解、及びカンジダ・アルビカンス抽出ゲノム材料の単離から、５０ＣＦＵ／ｍｌでの本明細書に記載の流体デバイスへの、選択された真核ＤＮＡのオン・ベンチ又は手動による除去と比較するプロットである。
図１０Ｂは、一組の実施形態に係る、未処理ヒト全血、カンジダ・アルビカンスの溶解、及びカンジダ・アルビカンス抽出ゲノム材料の単離から、１６ＣＦＵ／ｍｌでの本明細書に記載の流体デバイスへの、選択された真核ＤＮＡのオン・ベンチ又は手動による除去と比較するプロットである。
図１１Ａは一組の実施形態に係る流体リザーバを含む流体デバイスの一部の概略図である。
図１１Ｂは一組の実施形態に係る流体リザーバを含む流体デバイスの一部の概略図である。
図１２Ａは一組の実施形態に係る、混合に使用され得る流体デバイスの一部の概略図である。
図１２Ｂは一組の実施形態に係る、混合に使用され得る流体デバイスの一部の概略図である。
（詳細な説明）
概して流体デバイス及び関連する方法が提供される。本明細書に記載される流体デバイスは、例えば、診断目的（例えば、患者サンプル中の１つ以上の疾患誘発細菌(disease causing bacteria)の存在の検出）に有用であり得る。診断目的のためのある既存の流体デバイスとは異なり、本明細書に記載の流体デバイス及び方法は、患者サンプル中の多数の疾患誘発細菌の存在を実質的に同時に（例えば、並行して）検出するのに有用であり得る。さらに、検出の域を超えて、本明細書に記載の流体デバイス及び方法は、微生物負荷を監視する、例えば、複数の源（例えば、身体上の位置）に由来するサンプルからの微生物負荷の変化を監視する、及び／又は時間と共に及び／又は適用された処理に応じて微生物負荷の変化を監視するために有用であり得る。本明細書に記載の流体デバイス及び方法は、微生物負荷の（例えば、定性的効果だけでなく）定量的効果を決定するために有用であり得る。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の流体デバイス及び方法は、ある既存の流体（例えば、マイクロ流体）の検出デバイス及び方法と比較して、比較的多い流体サンプル（例えば、０．５ｍＬ～約５ｍＬ）における微生物の高感度検出を提供する。例示的な実施形態では、微生物感染の敏感な検出の前に、ヒトの核酸を選択的に除去することによって、患者サンプル（例えば、血液）中に存在する微生物病原体の検出の高感度化が行われる。いくつかの実施形態では、流体デバイスは、血液培養プロセスを行う必要なく、未処理の血液から直接微生物病原体の同定を可能にする。いくつかの実施形態では、流体デバイスは、最初に血液を遠心分離する必要なく、未処理血液から直接微生物病原体を同定することを可能にする。
ある実施形態では、本明細書に記載の流体デバイス及び方法は、流体の比較的大きい容量（例えば、ミリリットル）をマイクロ又はミリメートルスケールの流体チャネルと接続させる（又は相互作用させる：interfacing）独自のアプローチを含む。例えば、いくつかの実施形態では、本明細書に記載のデバイスは、試薬などの比較的多量の流体（例えば、ミリリットル）を収容するように適応及び配置され得る一連の流体リザーバを含む。各流体リザーバは、１つ以上の流体チャネルに接続されてもよい。デバイスはまた、流体リザーバと流体連通している１つ以上の気体チャンバも含んでもよい。気体チャンバは、例えば、リザーバ内の流体を加圧して、流体チャネル内への及び／又は流体チャネルからの流体フローを促進するのに使用され得る。流体チャネルは、２つ以上の流体リザーバ間の１つ以上の流体の流れを容易にし得る流体ハブに接続されてもよい。例えば、流体ハブは、特定の操作（例えば、溶解、反応、単離、増幅、検出）が行われる特定のリザーバに流体の流れを向ける一連のバルブ及び／又はチャネルを含んでもよい。それから、流体を流体ハブに戻し、流体チャネルを介して、そして別のリザーバに輸送することによって、その後の操作を行うことができる。いくつかのケースでは、流体ハブは、１つ以上のリザーバへ、及び、その後１つ以上の気体チャンバへの気体の輸送を容易にし得る。本明細書に記載の流体デバイスの使用は、複数のポンプ及び／又は圧力源を使用することなく、２つ以上のリザーバ間の流体の輸送を容易にし得る。例えば、いくつかのケースでは、一定の圧力が流体デバイスに加えられてもよく、複数のバルブは、流体が２つ以上の流体リザーバ間で輸送されるように（例えば、圧力を調整、変化、又は向け直す必要なく）、順番に開けられてもよい。
有利なことに、本明細書に記載のデバイス及び方法は、ユーザの介入（例えば、自動的に又は半自動的に）、個々の試薬のピペット操作、又は大規模な実験室プロセス（例えば、遠心分離）を必要とせずに、反応及び／又は工程の特定の組合せを行うために有用であり得る。サンプルの検出用及び分析用の流体デバイスと比較して、本明細書に記載のデバイスは、いくつかのケースでは、スタンドアロン（例えば、専用の機器を必要としない）であってもよい。
いくつかの実施形態では、流体デバイスは、流体ハブ及び複数の流体リザーバを含む。ある実施形態では、各流体リザーバは、流体ハブから分岐している分岐チャネルに接続される。例えば、図１に示すように、流体デバイス１００は、流体ハブ１１０と、流体ハブ１１０から分岐し、かつ流体ハブ１１０と流体連通している、分岐チャネル１２５に接続された流体リザーバ１２０とを含む。ある実施形態では、バルブ１２２は、 分岐チャネル１２５と流体ハブ１１０との間に配置されてもよい。しかしながら、代替の実施形態では、分岐チャネルと流体ハブとの間にバルブが存在しなくてもよい。
いくつかの実施形態では、気体チャンバは、流体リザーバと流体連通してもよい。例えば、図２に示すように、流体デバイス１０２は、気体チャンバ１９０と流体連通している流体リザーバ１２０を含む。いくつかの実施形態では、流体導管（例えば流体チャネル）１９５は、気体チャンバ１９０と流体リザーバ１２０との間の流体連通を容易にする。いくつかの実施形態では、気体は、気体チャンバ１９０から流体リザーバ１２０に流され得る。他の実施形態では、気体は、流体リザーバ１２０から気体チャンバ１９０に流され得る。例示的な実施形態では、気体は、流体ハブ１１０に導入され、バルブ１２２の開放を介して分岐チャネル１２５に輸送され、その後、流体リザーバ１２０に輸送されてもよい。いくつかのそのような実施形態では、気体は、その後流体リザーバ１２０から気体チャンバ１９０に輸送されてもよい。以下でより詳細に記載されるように、気体を流体リザーバに導入することにより、流体リザーバ内の試薬の混合を補助し得る。
ある実施形態では、流体デバイスは、複数の流体リザーバと、流体ハブから分岐している複数の分岐チャネルとを含む。いくつかのそのような実施形態では、各流体リザーバは、流体ハブと流体連通してもよい。いくつかの実施形態では、分岐チャネルは、流体ハブと直接流体連通してもよい。ある実施形態では、各分岐チャネルと流体ハブとの間に１つ以上のバルブが配置されてもよい。例示的な実施形態では、図３に示すように、流体デバイス１０４は、流体リザーバ１１５（例えば、サンプル入口リザーバ）と、流体リザーバ１２０と、流体リザーバ１３０と、流体リザーバ１４０と、流体リザーバ１５０と、流体リザーバ１６０と、流体リザーバ１７０とを含む複数の流体リザーバを含んでいる。各流体リザーバは、それぞれ分岐チャネル１０５、１２５、１３５、１４５、１５５、１６５、及び１７５を介して流体ハブ１１０に接続されてもよい。いくつかのケースでは、１つ以上の流体リザーバは、流体（例えば、反応物、緩衝液）を含んでもよい。ある実施形態では、特定の操作（例えば、溶解、単離、増幅、及び／又は反応）を行うために、１つ以上の流体リザーバを利用してもよい。いくつかのケースでは、分岐チャネルと流体ハブとの間にバルブ（例えば、バルブ１２２、バルブ１３２、バルブ１４２、バルブ１５２、バルブ１６２、バルブ１７２）が配置されてもよい。例示的な実施形態では、流体を流体リザーバ１１５に導入し、（分岐チャネル１０５を介して）流体ハブ１１０に輸送してもよい。そのような実施形態では、流体が流体ハブ１１０から（分岐チャネル１２５を介して）流体リザーバ１２０に輸送されるように、バルブ１２２を開ける（及びいくつかの又は全ての他のバルブを閉じる）ことができる。ある実施形態では、その後、流体が流体リザーバ１２０から（分岐チャネル１２５を介して）流体ハブ１１０に及び（分岐チャネル１３５を介して）流体リザーバ１３０に輸送されるように、バルブ１３２を開けることができる。
流体デバイスは、任意の適切な数の分岐チャネルを含んでもよい。例えば、ある実施形態では、流体デバイスは、少なくとも２個、少なくとも４個、少なくとも５個、少なくとも１０個、少なくとも２０個、少なくとも３０個、又は少なくとも４０個の分岐チャネルを含み、各チャネルは、流体ハブから分岐している（例えば拡張している）。いくつかの実施形態では、流体デバイスは、５０個以下、４０個以下、３０個以下、２０個以下、１０個以下、５個以下、又は４個以下の分岐チャネルを含み、各チャネルは流体ハブから分岐している。また、上記範囲の組み合わせも可能である（例えば、少なくとも２つ、及び５０以下）。また、他の範囲も可能である。
ある実施形態では、流体デバイスは、複数の流体リザーバを含み、各リザーバは、流体ハブと流体連通している分岐チャネルに接続される。例えば、ある実施形態では、流体デバイスは、少なくとも２個、少なくとも４個、少なくとも５個、少なくとも１０個、少なくとも２０個、少なくとも３０個、又は少なくとも４０個の流体リザーバを含み、各リザーバは分岐チャネルと流体連通している（例えば、接続される）。いくつかの実施形態では、流体デバイスは、５０個以下、４０個以下、３０個以下、２０個以下、１０個以下、５個以下、又は４個以下の流体リザーバを含み、各リザーバは、分岐チャネルと流体連通している（例えば、接続される）。また、上記範囲の組み合わせも可能である（例えば、少なくとも２個、かつ以上で５０個以下）。また、他の範囲も可能である。
いくつかのケースでは、流体デバイスは、流体ハブと流体連通している１つ以上の追加のチャンバ及び／又は領域を含んでもよい。例えば、図３を再び参照すると、いくつかの実施形態では、（例えば複数の流体リザーバにおける一連の動作を行った後）、流体は流体ハブ１１０から（例えばバルブ１８２の開放を介して）流体チャネル１８５に輸送され得る。流体チャネル１８５は、例えば、以下により詳細に記載されるように、１つ以上のプロセスチャンバ及び／又は１つ以上の検出領域と流体連通し得る。
いくつかのケースでは、気体チャンバは（例えば気体の排出のために）大気に解放されてもよい。ある実施形態では、第２の流体が気体チャンバと流体連通している流体リザーバ内に含まれる第１の流体を押すように、圧力が気体チャンバ内の第２の流体（例えば気体）に印加され得るように、気体チャンバは圧力源と流体連通してもよい。
上述のように、いくつかの実施形態では、流体デバイスは流体リザーバと流体連通している気体チャンバを含む。いくつかの実施形態では、気体チャンバは特定の容量を有してもよい。ある実施形態では、気体チャンバは、少なくとも０．１ｍＬ、少なくとも０．２ｍＬ、少なくとも０．５ｍＬ、少なくとも１ｍＬ、少なくとも２ｍＬ、又は少なくとも５ｍＬの容量を有する。ある実施形態では、気体チャンバは、１０ｍＬ以下、５ｍＬ以下、２ｍＬ以下、１ｍＬ以下、０．５ｍＬ以下の容量を有する、又は０．２ｍＬ以下の容量を有する。また、上記範囲の組み合わせも可能である（例えば、少なくとも０．１ｍＬ及び１０ｍＬ以下）。また、他の範囲も可能である。
上述のように、いくつかの実施形態では、流体は、流体ハブと１つ以上の流体リザーバとの間で輸送され得る。いくつかの実施形態では、流体は、流体リザーバ内に存在する試薬と反応して、流体リザーバ内に反応流体を形成し得る。いくつかのそのような実施形態では、反応流体が流体ハブ内に流れるように、反応流体に圧力を印加し得る。例えば、いくつかの実施形態では、反応流体が流体ハブ内に流れるように、流体リザーバと流体連通している気体チャンバに圧力を印加し得る。ある実施形態では、流体は、その後、（例えば、圧力を印加し続けることによって）１つ以上の追加の分岐チャネルに輸送され得る。例えば、図２に示すように、流体は、流体ハブ１１０から（バルブ１２２の開放時に分岐チャネル１２５を介して）流体リザーバ１２０に流れ、試薬と反応して反応流体を形成し得る。いくつかの実施形態では、反応流体が流体リザーバ１２０から流体ハブ１１０に流れるように、気体チャンバ１９０を介して反応流体に圧力を印加し得る。バルブ１５２の開放時に、反応流体は流体ハブ１１０から分岐チャネル１５５に流され得る。いくつかの実施形態では、流体は、１つ以上の追加の流体リザーバの間を流れることによって一連の追加の反応及び／又は操作を受け得る。例示的な実施形態では、反応流体は第２の流体リザーバから流体ハブに流され、続いて（例えば、１つ以上の追加の試薬と反応させるために）第３の流体リザーバに流され得る。
いくつかの実施形態では、流体デバイスの様々な構成要素（例えば、気体チャンバ、流体リザーバ、流体ハブ、及び／又はそれらに含まれる流体）に一定の差圧が印加される。ある実施形態では、１つ以上のバルブの開放及び／又は閉鎖は、１つ以上の流体リザーバと流体ハブとの間の流体の流れを容易にする。いくつかのケースでは、差圧は、１つ以上の流体リザーバ間の流れを妨げる。いくつかの実施形態では、一定の差圧は陽圧である。ある実施形態では、一定の差圧は陰圧である。いくつかのケースでは、一定の差圧は、少なくとも０．１ｐｓｉｇ、少なくとも０．２ｐｓｉｇ、少なくとも０．３ｐｓｉｇ、少なくとも０．５ｐｓｉｇ、少なくとも０．８ｐｓｉｇ、少なくとも１ｐｓｉｇ、少なくとも２ｐｓｉｇ、少なくとも５ｐｓｉｇ、少なくとも１０ｐｓｉｇ、又は少なくとも１５ｐｓｉｇでもよい。ある実施形態では、一定の差圧は、２０ｐｓｉｇ以下、１５ｐｓｉｇ以下、１０ｐｓｉｇ以下、５ｐｓｉｇ以下、２ｐｓｉｇ以下、１ｐｓｉｇ以下、０．８ｐｓｉｇ以下、０．５ｐｓｉｇ以下、０．３ｐｓｉｇ以下、又は０．２ｐｓｉｇ以下である。また、上記範囲の組み合わせも可能である（例えば、少なくとも０．１ｐｓｉｇ及び２０ｐｓｉｇ以下）。また、他の範囲も可能である。
いくつかの実施形態では、第１の流体（例えば、液体）は、第１の流体を、第１の流体と混和しない第２の流体で押す（すなわち、移動させる）ことによって輸送され得る。ある実施形態では、第２の流体は気体である。例えば、いくつかの実施形態では、流体リザーバは、第１の流体（例えば、保存された試薬）を含んでもよく、第２の流体を、流体リザーバに導入し、流体リザーバから第１の流体を（例えば、分岐チャネルを介して流体ハブに）移動させてもよい。ある実施形態では、流体チャネル（例えば、分岐チャネル）は第１の流体を含んでもよく、第２の流体を流体チャネルに導入し、分岐チャネルから第１の流体を（例えば、流体リザーバに、流体ハブに）移動させてもよい。いくつかの実施形態では、第２の流体が第１の流体と接触して押すように、一定の差圧を第２の流体に加えてもよい。
例示的な実施形態では、第１の分岐チャネルに、及び第１の分岐チャネル内の第２の流体に、第１の流体を導入してもよく、一方で第１の分岐チャネルは流体ハブと流体連通している。再び図２を参照すると、いくつかの実施形態では、分岐チャネル１２５は、流体ハブ１１０と（例えば、バルブ１２２の開放を介して）流体連通してもよく、分岐チャネル１５５は、流体ハブと（例えば、バルブ１５２の閉鎖を介して）流体連通しなくてもよい。いくつかのそのような実施形態では、分岐チャネル１２５内に存在する流体は、分岐チャネル１２５に（例えば、気体チャンバ１９０から流体チャンバ１９５を介して）導入された第２の流体によって押されてもよく、流体は流体ハブ１１０の方に押される。いくつかの実施形態では、第２の流体は、流体ハブに入る。
いくつかの実施形態では、流体リザーバは、流体リザーバに隣接する（例えば、直接隣接する）カバーを含んでもよい。本明細書で使用されるように、構成要素が別の構成要素に「隣接する」と称するとき、それは構成要素に直接隣接することができ、又は１つ以上の介在構成要素も存在してもよい。別の構成要素に「直接隣接する」構成要素は、介在構成要素が存在しないことを意味する。カバーは、（例えば、少なくとも第１の液体が流体リザーバ内に含まれるように）リザーバの少なくとも一部を包囲及び／又は封止してもよい。例えば、カバーは、流体リザーバの「壁」を形成してもよい。ある実施形態では、カバーは半透過性でもよい。例えば、いくつかの実施形態では、カバーは、カバーを通る第１の流体の流れを制限／防止するように（例えば、特定の印加圧力以下でカバーを通る第１の流体の流れを防止するように）構成され、一方で、カバーを通る第２の流体の流れを可能にする。いくつかのそのような実施形態では、カバーは半透膜を含んでもよい。
例えば、図１１Ａに示すように、デバイス１１００の一部は、流体リザーバ１１００に隣接するチャネル１１２０（例えば、入口チャネル）及びカバー１１３０（例えば、半透膜）に接続された流体リザーバ１１１０を含んでもよい。図１１Ａに実例として示すように、カバー１１３０は、流体リザーバ１１１０を包囲してもよい。カバーはまた、流体リザーバに接続された１つ以上のチャネル（例えば、入口チャネル、出口チャネル）の全部又は一部を包囲してもよい。いくつかの実施形態では、チャネル１１４０（例えば、出口チャネル）は、流体リザーバ１１１０と流体連通してもよい。いくつかのケースでは、バルブ１１４５を出口チャネル１１４５に結合してもよい。任意に、バルブを、入口チャネル１１２０（図示されていない）に結合してもよい。
例示的な実施形態では、流体リザーバに隣接するカバーは半透過性であり、使用中にカバーを通る気体の流れを可能にし、カバーを通る液体の流れを防止する。例えば、再び図１１Ａを参照すると、流体リザーバ１１１０内に気体（例えば、第２の流体）が存在してもよい。第１の流体（例えば、液体）を、チャネル１１２０を介して流体リザーバに導入してもよい。いくつかの実施形態では、バルブ１１４５を、第１の流体が出口チャネル１１４０に入らないように閉鎖してもよい。第１の流体が流体リザーバに（例えば、チャネル１１２０を介して）導入されると、カバーは、カバーを横切って気体を通過させることができ、例えば、気体はカバーを通して流れ、流体リザーバを出てもよい。いくつかのそのような実施形態では、カバーは、第１の流体が流体リザーバ内に保持されるように、第１の流体がカバーを通過することを実質的に防止する。バルブ１１４５は、第１の流体がチャネル１１４０に入るのを防ぐために、閉鎖の位置にあってもよい。
いくつかの実施形態では、流体リザーバ全体が第１の流体で満たされる。第１の流体がチャネル１１４０に入るのを防止するためのバルブ１１４５の閉鎖により、流体リザーバのみ第１の流体で満たされることが可能になり得る。有利なことに、そのような方法は、流体の計量を精度良く行うことを可能にし得る。例えば、既知の／特定の容量を有する流体リザーバを流体（例えば、第１の流体）で満たすことによって、流体システム内で流体の同じ容量を測定することができ、本明細書に記載のプロセスで使用することができる。所望の量の流体がリザーバに入った後、（例えば、さらなる処理のために）第１の流体が出口チャネルに導入されるようにバルブが開放され得る。いくつかのそのような実施形態では、流体リザーバ内に以前にあった第２の流体（例えば、気体）は、流体リザーバからカバーを通して放出されたので、チャネル１１４０に進入しない。
ある実施形態では、第１の流体がカバー（例えば、半透膜）を横切って気体（例えば、第２の流体）を押すように、第１の流体に圧力を印加してもよい。いくつかの実施形態では、流体への印加圧力は、０．２ｐｓｉ以上、０．４ｐｓｉ以上、０．６ｐｓｉ以上、０．８ｐｓｉ以上、１ｐｓｉ以上、１．２ｐｓｉ以上、１．４ｐｓｉ以上、１．６ｐｓｉ以上、１．８ｐｓｉ以上、２ｐｓｉ以上、２．５ｐｓｉ以上、 ３ｐｓｉ以上、３．５ｐｓｉ以上、４ｐｓｉ以上、又は４．５ｐｓｉ以上でもよい。ある実施形態では、第１の流体への印加圧力は、５ｐｓｉ以下、４．５ｐｓｉ以下、４ｐｓｉ以下、３．５ｐｓｉ以下、３ｐｓｉ以下、２．５ｐｓｉ以下、２ｐｓｉ以下、１．８ｐｓｉ以下、１．６ｐｓｉ以下、１．４ｐｓｉ以下、１．２ｐｓｉ以下、１ｐｓｉ以下、０．８ｐｓｉ以下、０．６ｐｓｉ以下、又は０．４ｐｓｉ以下である。また、上記範囲の組み合わせも可能である（例えば、０．４ｐｓｉ以上５ｐｓｉ以下、０．４ｐｓｉ以上１ｐｓｉ以下）。また、他の範囲も可能である。
いくつかの実施形態では、カバー（例えば、半透膜）は、封止ガスケットを受け入れるように構成される。例えば、デバイスは、封止ガスケットを含む機器に挿入されてもよい。いくつかのケースでは、流体リザーバに進入する流体（例えば、半透性膜）への圧力印加時にカバー（例えば半透膜）が流体リザーバを包囲し続けるように（例えばカバー （例えば、半透膜）と流体リザーバとの間の流体の漏れを防止するために）、カバー（例えば半透膜）の少なくとも一部に封止ガスケットを接触させてもよい。例えば、ここでデバイス部分１１０２の上面図を示す図１１Ｂを参照すると、ガスケット１１５０を、流体リザーバ１１１０に隣接するカバー１１３０（例えば、半透膜）に接触させてもよい。いくつかの実施形態では、ガスケットは、流体を含むように構成され、設計された流体リザーバの部分を実質的に回避する。
いくつかの実施形態では、カバー（例えば、半透膜）の少なくとも一部は（例えば、接着剤及び／又は接着剤層を介して）流体リザーバに接着される。ある実施形態では、接着剤及び／又は封止ガスケットは、デバイス／アセンブリの液体損失圧力未満の圧力を印加するときに、少なくとも第１の流体（例えば、液体）が、カバー（例えば、半透膜）を通り抜けて若しくは横切って、又はカバー（例えば、半透膜）と流体リザーバとの間で、漏れないように、カバー（例えば、半透膜）と流体リザーバとの間の接触を維持する。
（例えば、流体リザーバでの、流体リザーバとカバーとの間の）デバイス／アセンブリの異なる液体損失圧力が可能であり得る。いくつかの実施形態では、液体損失圧力は、５０ｐｓｉ以下、４５ｐｓｉ以下、４０ｐｓｉ以下、３５ｐｓｉ以下、３０ｐｓｉ以下、２５ｐｓｉ以下、２０ｐｓｉ以下、１５ｐｓｉ以下、１０ｐｓｉ以下、８ｐｓｉ以下、６ｐｓｉ以下、又は４ｐｓｉ以下である。ある実施形態では、液体損失圧力は、２ｐｓｉ以上、４ｐｓｉ以上、６ｐｓｉ以上、８ｐｓｉ以上、１０ｐｓｉ以上、１５ｐｓｉ以上、２０ｐｓｉ以上、２５ｐｓｉ以上、３０ｐｓｉ以上、３５ｐｓｉ以上、４０ｐｓｉ以上、又は４５ｐｓｉ以上である。また、上記範囲の組み合わせも可能である（例えば、２ｐｓｉ以上５０ｐｓｉ以下）。また、他の範囲も可能である。液体損失圧力は、流体リザーバに隣接するカバー（例えば、半透膜）に５ｐｓｉの接触圧力でガスケットを接触させ、流体がカバー（例えば、半透膜）と流体リザーバとの間から漏れ始めることが観察されるまで、連続的に増加する圧力下で流体リザーバに水を導入することによって、決定され得る。流体の漏れが観察される圧力は液体損失圧力に等しい。
有利なことに、本明細書に記載の半透膜などのカバーの使用により、（例えば、流体リザーバからチャネルまでの流体の流れの間）流体リザーバに流体的に接続されたチャネル内の泡の形成を減らす又は防ぐことができ、及び／又は、（流体リザーバ内に気体が存在することなく、流体が流体リザーバを満たすように）流体の測定を可能にし得る。
ある実施形態では、カバーは、特定の空気透過性を有する半透膜である。いくつかの実施形態では、カバー（例えば、半透膜）の空気透過性は、１ｐｓｉで、０．４ｓｌｐｍ以上、０．６ｓｌｐｍ以上、０．８ｓｌｐｍ以上、１ｓｌｐｍ以上、１．２ｓｌｐｍ以上、１．４ｓｌｐｍ以上、１．６ｓｌｐｍ以上、１．８ｓｌｐｍ以上、２ｓｌｐｍ以上、２．５ｓｌｐｍ以上、３ｓｌｐｍ以上、３．５ｓｌｐｍ以上、４ｓｌｐｍ以上、又は４．５ｓｌｐｍ以上である。ある実施形態では、カバー（例えば、半透膜）の空気透過率は、１ｐｓｉで、５ｓｌｐｍ以下、４．５ｓｌｐｍ以下、４ｓｌｐｍ以下、３．５ｓｌｐｍ以下、３ｓｌｐｍ以下、２．５ｓｌｐｍ以下、２ｓｌｐｍ以下、１．８ｓｌｐｍ以下、１．６ｓｌｐｍ以下、１．４ｓｌｐｍ以下、１．２ｓｌｐｍ以下、１ｓｌｐｍ以下、０．８ｓｌｐｍ以下、又は０．６ｓｌｐｍ以下である。また、上記範囲の組み合わせも可能である（例えば、１ｐｓｉで０．４ｓｌｐｍ以上５ｓｌｐｍ以下、１ｐｓｉで０．４ｓｌｐｍ以上１ｓｌｐｍ以下）。また、他の範囲も可能である。空気透過性は、ＡＳＴＭ規格Ｆ７８８－８８（２０１４）に従って１ｐｓｉで決定され得る。
いくつかの実施形態では、カバー／半透膜は特定の水侵入圧(water intrusion pressure)を有してもよい。ある実施形態では、カバー（例えば、半透膜）は、２ｐｓｉ以上、４ｐｓｉ以上、６ｐｓｉ以上、８ｐｓｉ以上、１０ｐｓｉ以上、１５ｐｓｉ以上、２０ｐｓｉ以上、２５ｐｓｉ以上、３０ｐｓｉ以上、３５ｐｓｉ以上、４０ｐｓｉ以上、４５ｐｓｉ以上、５０ｐｓｉ以上、５５ｐｓｉ以上、６０ｐｓｉ以上、６５ｐｓｉ以上、７５ｐｓｉ以上、８０ｐｓｉ以上、８５ｐｓｉ以上、９０ｐｓｉ以上、９５ｐｓｉ以上、１００以上ｐｓｉ、１０５ｐｓｉ以上、１１０ｐｓｉ以上、又は１１５ｐｓｉ以上の水進入圧を有する。いくつかの実施形態では、カバー（例えば、半透膜）は、１２０ｐｓｉ以下、１１５ｐｓｉ以下、１１０ｐｓｉ以下、１０５ｐｓｉ以下、１００ｐｓｉ以下、９５ｐｓｉ以下、９０ｐｓｉ以下、８５ｐｓｉ以下、８０ｐｓｉ以下、７５ｐｓｉ以下、７０ｐｓｉ以下、６５ｐｓｉ以下、６０ｐｓｉ以下、５５ｐｓｉ以下、５０ｐｓｉ以下、４５ｐｓｉ以下、４０ｐｓｉ以下、３５ｐｓｉ以下、３０ｐｓｉ以下、２５ｐｓｉ以下、２０ｐｓｉ以下、１５ｐｓｉ以下、１０以下ｐｓｉ、８ｐｓｉ以下、６ｐｓｉ以下、又は４ｐｓｉ以下の水進入圧を有する。また、上記範囲の組み合わせも可能である（例えば、２ｐｓｉ以上１２０ｐｓｉ以下、１５ｐｓｉ以上１２０ｐｓｉ以下、２５ｐｓｉ以上１２０ｐｓｉ以下、４５ｐｓｉ以上１２０ｐｓｉ以下、７０ｐｓｉ以上１２０ｐｓｉ以下）。また、他の範囲も可能である。水侵入圧は、例えば、全目的のためにその全体を参照して本明細書に組み込まれる、１９９８年７月２８日に発行され、「フィルタ用水浸入試験」と題された米国特許第５，７８６，５２８号に係る、ミリポアハイドロコアウォーターフロー完全性試験(Millipore HydroCorr Water Flow Integrity Test)を用いて決定され得る。
いくつかのケースでは、カバー（例えば、半透膜）は特定の平均ポア径を有する。いくつかの実施形態では、カバー（例えば、半透膜）の平均ポア径は、０．０２ミクロン以上、０．０４ミクロン以上、０．０６ミクロン以上、０．０８ミクロン以上、０．１ミクロン以上、０．１５ミクロン以上、０．２ミクロン以上、０．２５ミクロン以上、０．３ミクロン以上、０．３ミクロン以上、０．４ミクロン以上、又は０．４５ミクロン以上である。ある実施形態では、カバー（例えば、半透膜）の平均ポア径は、０．５ミクロン以下、０．４５ミクロン以下、０．４ミクロン以下、０．３５ミクロン以下、０．３ミクロン以下、０．２５ミクロン以下、０．２ミクロン以下、０．１５ミクロン以下、０．１ミクロン以下、０．０８ミクロン以下、０．０６ミクロン以下、又は０．０４ミクロン以下である。また、上記の範囲の組み合わせも可能である（例えば、０．０２ミクロン以上０．５ミクロン以下）。また、他の範囲も可能である。
カバー（例えば、半透膜）は、任意の適した材料を含んでもよい。適した材料の非限定的な例は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などのフッ化物材料を含む。例示的な実施形態では、半透膜はＳｕｒｅＶｅｎｔ（登録商標）ＰＶＤＦ膜（ミリポア社、マサチューセッツ州、ビレリカ）などの商業的に利用できる膜である。
いくつかの実施形態では、カバー（例えば、半透膜）は疎水性である。ある実施形態では、半透膜は超疎水性である。用語「超疎水性」は、接触角ゴニオメトリにより決定される１５０°以上の平衡水接触角を有する材料のことを指す。
いくつかの実施形態では、第１の流体（例えば、第２の流体により押される第１の流体）は特定の容量を有し得る。例えば、いくつかの実施形態において、第１の流体は、少なくとも０．１ｍＬ、少なくとも０．２ｍＬ、少なくとも０．５ｍＬ、少なくとも１ｍＬ、少なくとも２ｍＬ、又は少なくとも５ｍＬの容量を有する。ある実施形態では、第１の流体は、１０ｍＬ以下、５ｍＬ以下、２ｍＬ以下、１ｍＬ以下、０．５ｍＬ以下、又は０．２ｍＬ以下の容量を有してもよい。また、上記範囲の組み合わせも可能である（例えば、少なくとも０．１ｍＬ及び１０ｍＬ以下）。また、他の範囲も可能である。
いくつかの実施形態では、第２の流体は、第１の流体と混和しない。ある実施形態では、第２の流体は、気体（例えば殺菌された気体）を含む。ある従来の流体（例えば、マイクロ流体）デバイスでは、気体は液体の流れを妨げ得る気泡を導入し得るので、システム内に気体を流すことは一般に望ましくない。有利なことに、本明細書に記載の流体装置における気体の使用は、システム内の１つ以上の流体の流れを容易にするために、及び／又は、本明細書でより詳細に説明するように流体の混合を促進するために有用であり得る。
上述したように、いくつかの実施形態では、流体デバイスは、流体リザーバと流体連通している少なくとも１つの流体チャネルを含む。本明細書に記載の流体チャネル（例えば、分岐チャネル、ハブチャネル）は、特定の平均断面寸法を有することができる。チャネルの「断面寸法」（例えば、直径、幅）は、流体の流れの方向に対して垂直に測定される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのチャネルの平均断面寸法は、約３ｍｍ以下、約２ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約８００ミクロン以下、約６００ミクロン以下、約５００ミクロン以下、約４００ミクロン以下、約３００ミクロン以下、約２００ミクロン以下、約１７５ミクロン以下、約１５０ミクロン以下、又は約１２５ミクロン以下である。ある実施形態では、少なくとも１つのチャネルの平均断面寸法は、約１００ミクロン以上、約１２５ミクロン以上、約１５０ミクロン以上、約１５０ミクロン以上、１７５ミクロン以上、約２００ミクロン以上、約２５０ミクロン以上、約３００ミクロン以上、約４００ミクロン以上、約５００ミクロン以上、約６００ミクロン以上、約８００ミクロン以上、約１ｍｍ以上、又は約２ｍｍ以上である。また、上記範囲の組み合わせも可能である（例えば、約２５０ミクロン～約２ｍｍ、約４００ミクロン～約１ｍｍ、約３００ミクロン～約６００ミクロン）。また、他の範囲も可能である。チャネルの寸法は、例えば、チャネル内の流体のある容量又は線形流量を可能にし、及び／又はチャネル内のある容量の流体を保持するように選択されてもよい。当然のことながら、チャネルの数及びチャネルの形状は、当業者に周知の任意の方法によって変化され得る。流体チャネルは、任意の断面形状（円形、楕円形、三角形、不規則形、台形、正方形又は長方形など）を有することができる。
また、１つ以上の流体チャネルは、少なくとも５：１、少なくとも６：１、少なくとも８：１、少なくとも１０：１、少なくとも２０：１、少なくとも５０：１、又は少なくとも１００：１の、チャネルの長さ：幅（長さ：平均断面寸法）の比を有してもよい。
流体チャネルは、任意の適した容量を有することができる。いくつかの実施形態では、流体チャネル（例えば、分岐チャネル、ハブチャネル）の容量は、少なくとも０．１マイクロリットル、少なくとも０．５マイクロリットル、少なくとも１マイクロリットル、少なくとも２マイクロリットル、少なくとも５マイクロリットル、少なくとも１０マイクロリットル、少なくとも２５マイクロリットル、少なくとも５０マイクロリットル、少なくとも１００マイクロリットル、少なくとも２００マイクロリットル、少なくとも５００マイクロリットル、又は少なくとも１０００マイクロリットルであり得る。ある実施形態では、１つ以上の流体チャネルの容量は、２０００マイクロリットル以下、１０００マイクロリットル以下、５００マイクロリットル以下、２００マイクロリットル以下、１００マイクロリットル以下、５０マイクロリットル以下、２５マイクロリットル以下、１０マイクロリットル以下、５マイクロリットル以下、２マイクロリットル以下、１マイクロリットル以下、又は０．５マイクロリットル以下である。また、上記範囲の組み合わせも可能である（例えば、少なくとも０．１マイクロリットル及び２０００マイクロリットル以下、少なくとも０．１マイクロリットル及び１０００マイクロリットル以下）。また、他の範囲も可能である。
また、流体チャネル（例えば、分岐チャネル、ハブチャネル）は、任意の適した長さを有してもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の流体チャネルは、少なくとも１ｃｍ、少なくとも２ｃｍ、少なくとも５ｃｍ、少なくとも１０ｃｍ、又は少なくとも２０ｃｍの長さを有する。ある実施形態では、１つ以上の流体チャネルは、３０ｃｍ以下、１０ｃｍ以下、５ｃｍ以下、又は２ｃｍ以下の長さを有してもよい。上記範囲の組み合わせが可能である（例えば、少なくとも１ｃｍ及び３０ｃｍ以下）。また、他の範囲も可能である。
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの流体チャネルの長軸は、少なくとも１つの流体リザーバの長軸（例えば高さ）に対して実質的に垂直である。例えば、図４に示すように、流体デバイス４００は流体リザーバ４１０及び流体チャネル４２０を含む。いくつかの実施形態では、流体リザーバ４１０の長軸４１２は、流体チャネル４２０の長軸４２２に対して実質的に垂直である。この図に例示的に示すように、流体リザーバ４１２の長軸４１２は、流体チャネル４２０の長軸４２２とは異なる平面上にある。リザーバの長軸（例えば、高さ）を延長することによって、この構成は、流体リザーバ及び（流体リザーバに接続されている）流体チャネルの長軸が同一平面上にあるか、又は互いに平行である構成と比較して、流体リザーバがより大きい容量を保持することを可能にし得る。
いくつかの実施形態では、上記の少なくとも１つの流体チャネルは、分岐チャネルである。ある実施形態では、本明細書に記載されているように、流体ハブは（例えば、少なくとも１ｃｍの長さを有する）流体チャネルである。
いくつかの実施形態では、各流体リザーバは特定の容量を有し得る。例えば、いくつかの実施形態では、各流体リザーバは、少なくとも０．１ｍＬ、少なくとも０．２ｍＬ、少なくとも０．５ｍＬ、少なくとも１ｍＬ、少なくとも２ｍＬ、少なくとも５ｍＬ、少なくとも１０ｍＬ、少なくとも２５ｍＬ、又は少なくとも５０ｍＬの容量を有してもよい。ある実施形態では、各流体リザーバは、１００ｍＬ以下、５０ｍＬ以下、２５ｍＬ以下、１０ｍＬ以下、５ｍＬ以下、２ｍＬ以下、１ｍＬ以下、０．５ｍＬ以下、又は０．２ｍＬ以下の容量を有してもよい。また、上記範囲の組み合わせも可能である（例えば、少なくとも０．１ｍＬ及び１００ｍＬ以下、少なくとも０．５ｍＬ及び２ｍＬ以下）。また、他の範囲も可能である。
いくつかの実施形態では、（例えば、図４に図示されているように）流体リザーバの長軸は、流体リザーバと流体連通している少なくとも１つの流体チャネルの長軸に対して垂直に配向されていてもよい。他の実施形態では、流体リザーバの長軸は、（例えば、図１１Ａ－１１Ｂに図示されているように）流体リザーバと流体連通している少なくとも１つの流体チャネルの長軸に対して平行に配向されてもよい。いくつかのケースでは、流体リザーバの長軸は、流体リザーバと流体連通している少なくとも１つの流体チャネルの長軸と同じ平面内に存在してもよい。
ある実施形態では、流体リザーバは（例えば、上面図から見たとき）特定の形状を有してもよい。いくつかの実施形態では、流体リザーバは、円筒形状、立方体形状、直方体形状、角柱形状、又は円錐形状を有してもよい。例示的な実施形態では、流体リザーバは円筒形状を有する。別の例示的な実施形態では、流体リザーバは直方体形状を有する。また、他の形状も可能である。
いくつかの実施形態では、流体リザーバは特定の断面形状を有してもよい。例えば、いくつかのケースでは、流体リザーバの少なくとも１つの断面は、長方形、正方形、三角形、円形、Ｕ字型、蛇行型、六角形又は不規則形状でもよい。例示的な実施形態では、流体リザーバは、（例えば、流体チャネルの上面図から見たときに）Ｕ字型断面形状を有してもよい。また、他の断面形状も可能である。
いくつかの実施形態では、流体リザーバは、（例えば、特定の操作を行うための１つ以上の試薬を保存するための）保存リザーバでもよい。試薬は、例えば、ユーザによる流体デバイスの使用の前に、及び／又はサンプルをデバイスに挿入する前に、流体リザーバ内に保存及び密封されてもよい。いくつかの実施形態では、流体リザーバ内に含まれる１つ以上の試薬は、液体試薬（例えば、洗浄緩衝液、溶解試薬、単離試薬）でもよい。ある実施形態では、流体リザーバ内に含まれる１つ以上の試薬は、乾燥した試薬、凍結乾燥した試薬、及び／又はペレット化した試薬であってもよい。いくつかのそのような実施形態では、保存された試薬は（例えば、保存された試薬を含む流体リザーバ内への流体の導入時に）懸濁されてもよい。
いくつかのケースでは、流体リザーバは、特定の操作を行うための領域を規定してもよい。いくつかの実施形態では、流体リザーバは再利用され、２つ以上の操作を行うための領域を規定してもよい。
いくつかのケースでは、１つ以上の操作を（例えば、１つ以上の流体リザーバ内で）並行して行ってもよい。いくつかのケースでは、流体リザーバは、２つ以上の操作のために再利用されてもよい。ある実施形態では、第１の流体リザーバを第１の反応に使用してもよく、流体を１つ以上の追加の流体リザーバに流した後、第１の反応と同じ又は異なる第２の反応を行うために、流体を第１の流体リザーバに再び流してもよい。例示的な実施形態では、溶解などの第１の操作を第１の流体リザーバ内で行ってもよく、（例えば、１つ以上の特定の操作を行うため）流体を１つ以上の追加の流体リザーバに流した後、混合などの第２の操作のために流体を第１の流体リザーバに流してもよい。当業者であれば、溶解及び混合操作のための流体リザーバの使用は単なる例であり、本明細書に記載された１つ以上の操作は、同じ又は異なるリザーバ内で行われてもよいことを理解するであろう。いくつかのケースでは、流体リザーバは、（例えば、異なるリザーバ内で行われる特定の操作後に残っている廃液を保存するための）廃棄リザーバとして再利用されてもよい。有利なことに、１つ以上の流体リザーバを廃棄物リザーバとして再利用する能力は、例えば、サンプル検出及び分析用の他の流体デバイスと比較して、流体デバイスのサイズ及びコストを低減することができ、及び／又は、流体デバイスの操作中の廃棄物及び／又は流体の除去の必要性を取り除くことができる。
本明細書には主に検出が記載されているが、いくつかの実施形態では、本明細書に記載の流体装置及び方法は、微生物負荷などの様々なプロセス、事象又は状態を監視するために使用され得ることが理解されるべきである。例えば、複数の源（例えば、身体位置）から生じるサンプルからの微生物負荷の変化を監視するために、及び／又は微生物負荷の経時変化及び／又は適用された処理に応じた変化を監視するためにデバイス又は方法を使用することができる。本明細書に記載の流体デバイス及び方法は、いくつかの実施形態では、微生物負荷の（例えば、定性的効果だけでなく）定量的効果を決定するために使用され得る。監視は、単一のイベント検知で、定期的又は継続的に発生し得る。
ある実施形態では、１つ以上の流体リザーバ及び／又は１つ以上の流体チャネルを加熱してもよい。いくつかの実施形態では、流体リザーバ及び／又は１つ以上の流体チャネルを、例えば、抵抗ヒータ、熱電ヒータ、光学ヒータなどを含む流体リザーバに近接する１つ以上の加熱要素によって加熱してもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の流体リザーバ（又はそこに含まれる及び／又は保存される１つ以上の流体）を（例えば、溶解、単離、増幅、検出などの所定の操作のための）特定の温度に加熱してもよい。例えば、ある実施形態では、１つ以上の流体リザーバ及び／又は１つ以上の流体チャネルを、少なくとも５℃、少なくとも１０℃、少なくとも１５℃、少なくとも２０℃、少なくとも２５℃、少なくとも３０℃、少なくとも３５℃、少なくとも３７℃、少なくとも４０℃、少なくとも５０℃、少なくとも６０℃、少なくとも７０℃、少なくとも７５℃、少なくとも８０℃、少なくとも８５℃、少なくとも９０℃、少なくとも９５℃、少なくとも１００℃、又は少なくとも１１０℃に加熱してもよい。ある実施形態では、１つ以上の流体リザーバ及び／又は１つ以上の流体チャネルを、１２０℃以下、１１０℃以下、１００℃以下、９５℃以下、９０℃以下、８５℃以下、８０℃以下、７５℃以下、７０℃以下、６０℃以下、５０℃以下、４０℃以下、３７℃以下、３５℃以下、３０℃以下、２５以下、２０℃以下、１５℃以下、又は１０℃以下の温度に加熱してもよい。上記範囲の組み合わせが可能である（例えば、少なくとも５℃及び１００℃以下）。また、他の範囲も可能である。いくつかのケースでは、（例えば、増幅操作中に）温度サイクルを行ってもよい。例えば、いくつかの実施形態では、５０℃～１２０℃、又は７０℃～１２０℃及び約２５℃及び約７５℃で温度サイクルを行ってもよい。
いくつかの実施形態では、分岐チャネルと流体ハブとの間にバルブを配置してもよい。例えば、図１を再び参照すると、ある実施形態では、分岐路１２５と流体ハブ１１０との間にバルブ１２２を配置してもよい。いくつかの実施形態では、バルブはフローゲートである。ある実施形態では、バルブは、膜ベースのバルブでもよい。例えば、バルブを閉じるように、膜ベースのバルブ上にピストンを配置してもよい。ある実施形態では、バルブを開けるように、ピストンが上昇してもよい。流体ハブから１つ以上の分岐チャネルへの流体の通過又は流れを制御するために、以下に限定されないが、小型のソレノイド、マニホールド、変形可能なゲル及び／又は膜を含む他の流量制限バルブも可能である。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の流体デバイス及び／又は方法は、全ての目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１５年９月１５日に発行され、「マイクロ及びナノデバイスにおける密封及び流れ制御のための単純化ゲートの付け方」と題された、米国特許第９，１３２，４２６号に記載されている１つ以上のバルブ（例えばフローゲート）を含んでもよい。また、他のバルブも可能である。
いくつかのケースでは、気体チャンバと流体リザーバとの間に配置された流体導管は、バルブ（例えば、フローゲート）を含む。
いくつかの実施形態では、流体デバイスは、１つ以上の溶解領域を含む。いくつかの実施形態では、１つ以上の溶解領域は、流体チャネル（例えば、流体ハブ）と流体連通している。ある実施形態では、１つ以上の溶解領域は、本明細書に記載のように、単離領域と流体連通している。いくつかのケースでは、１つ以上の溶解領域は、本明細書に記載の１つ以上の流体リザーバを含む１つ以上の追加領域と流体連通してもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の溶解領域は、流体ハブと流体連通してもよい。ある実施形態では、溶解操作は、例えば、選択された真核細胞の細胞膜の開口又は破裂をもたらす化学的溶解試薬に患者のサンプルをさらすことを含む化学的溶解を含む。ある実施形態では、流体リザーバは、流体リザーバへのサンプルの流れの前に、１つ以上の溶解試薬（例えば、保存された溶解試薬）を含む。他の実施形態では、流体リザーバへのサンプルの流れの後、１つ以上の溶解試薬を流体リザーバに加えてもよい。再び図３を参照すると、例示的な実施形態では、流体デバイス１０４は、第１の溶解操作を行うための流体リザーバ１２０を含む第１の溶解領域と、第２の溶解操作を行うための流体リザーバ１３０を含む第２の溶解領域とを含む。いくつかの実施形態では、第１の溶解領域は、１つ以上の保存された溶解試薬を含む。ある実施形態では、第２の溶解領域は１つ以上の保存された溶解試薬を含み、それは第１の溶解領域内の溶解試薬と同じでも異なっていてもよい。いくつかのケースでは、流体（例えば、サンプル）を第１の溶解領域に流してもよく、１つ以上の溶解試薬（例えば、溶解試薬を含む１つ以上の追加の流体リザーバから流れる溶解試薬）を第１の溶解領域に加えてもよい。いくつかのケースでは、流体（例えば、サンプル）を第２の溶解領域に流してもよく、１つ以上の溶解試薬（例えば、溶解試薬を含む１つ以上の追加の流体リザーバから流れる溶解試薬）を第２の溶解領域に加えてもよい。
いくつかの実施形態では、１つ以上の溶解操作は、選択された真核細胞（例えば、患者のサンプル内に存在する選択された真核生物細胞）の溶解を含む。いくつかの実施形態では、溶解操作は、（例えば、それがサンプルから単離及び／又は除去され得るように）サンプルから哺乳類のＤＮＡを放出する。ある実施形態では、放出されている選択された真核ＤＮＡは、溶解後にサンプルから単離及び／又は除去されてもよく、このように選択された真核ゲノム材料をサンプルから枯渇（又は激減: depleting）させる。
いくつかの実施形態では、溶解操作は、１つ以上の微生物細胞の溶解を含む。いくつかの実施形態では、溶解操作は、（例えば、それが単離、増幅、及び／又は検出され得るように）微生物ゲノム材料を微生物細胞から流体内に放出する。いくつかのケースでは、１つ以上の微生物細胞の溶解は、選択された真核細胞の溶解後に起こる。いくつかのそのような実施形態では、１つ以上の微生物細胞を溶解する前に、サンプルの選択された真核ＤＮＡが実質的に枯渇された。代替の実施形態では、選択された真核細胞を溶解することなく、１つ以上の微生物細胞の溶解が行われる。ある実施形態では、選択された真核細胞の溶解後であるが、微生物細胞の溶解前では、微生物細胞の少なくとも一部はインタクト（例えば、溶解していない）であり得る。
適した化学的溶解試薬の非限定的な例に、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、双性イオン性界面活性剤、酵素、及びそれらの組み合わせが含まれる。いくつかの実施形態では、化学的溶解試薬は、１つ以上の、酵素、界面活性剤、塩、緩衝剤、金属キレート剤、及び／又はそれらの組み合わせも含む。
いくつかのケースでは、溶解操作は、例えば、超音波攪拌及び／又はビーズ破砕を含む機械的溶解を含む。いくつかの実施形態では、第１の溶解操作は、例えばヒートショックを含む熱溶解を含んでいる。また、化学的、機械的、又は熱的溶解操作の組み合わせも可能である。細胞の溶解のための他のプロセスは、当技術分野で公知である。
いくつかの実施形態では、約１５℃～５０℃、約２０℃～４５℃、約２５℃～４０℃、又は約３０℃～３５℃の温度で、１つ以上の溶解操作が行われる。また、他の範囲も可能である。いくつかの実施形態では、１つ以上の溶解操作が室温で行われる。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される微生物細胞溶解法は、高分子量の微生物ＤＮＡの放出をもたらす。理論を越えることを望むものではないが、いくつかの実施形態では、本明細書に開示された微生物細胞溶解方法により、微生物細胞溶解中の微生物ゲノム材料の剪断が減少し、溶解した流体内の高分子量微生物ＤＮＡの存在が促進される。いくつかの実施形態では、高分子量微生物ＤＮＡは、約２ｋｂｐ～２００ｋｂｐ、約１０ｋｂｐ～１９０ｋｂｐ、約２０ｋｂｐ～１８０ｋｂｐ、約３０ｋｂｐ～１７０ｋｂｐ、約４０ｋｂｐ～１６０ｋｂｐ、約５０ｋｂｐ～１５０ｋｂｐ、約６０ｋｂｐ～１４０ｋｂｐ、約７０ｋｂｐ～１３０ｋｂｐ、約８０ｋｂｐ～１２０ｋｂｐ、又は約９０ｋｂｐ～１１０ｋｂｐである。
いくつかの実施形態では、流体デバイスは、１つ以上の単離領域を含む。ある実施形態では、１つ以上の単離領域は、１つ以上の溶解領域と流体連通している。いくつかの実施形態では、１つ以上の単離領域は、流体ハブと流体連通してもよい。いくつかのケースでは、１つ以上の単離領域は、本明細書に記載の１つ以上の流体リザーバを含む１つ以上の追加領域と流体連通してもよい。ある実施形態では、１つ以上の溶解操作の後、溶解されたゲノム材料（例えば、選択された真核ゲノム材料、微生物ゲノム材料）を液体から単離及び／又は分離してもよい。いくつかのケースでは、ゲノム材料は、支持基材と結合し、支持基材とゲノム材料とを流体から分離することによって単離される。再び図３を参照すると、例示的な実施形態では、第１の溶解操作が行われた後、第１の単離操作を実施するために（例えば、選択された真核ゲノム材料を流体から除去／枯渇させるために）、（例えば溶解材料を含む）流体は、流体リザーバ１４０を含む第１の単離領域に流される。いくつかのそのような実施形態では、その後、（例えば、選択された真核ゲノム材料が実質的に枯渇された）流体を第２の溶解操作のために流体リザーバ１３０に輸送してもよい。第２の溶解操作が行われた後、（例えば、選択された真核ゲノム材料を流体から除去／枯渇させるために、微生物ゲノム材料を流体から単離するために）第２の単離操作を行うため、流体リザーバ１５０を含む第２の単離領域に流体を流してもよい。当業者であれば、本明細書の教示に基づいて、２つ以上、３つ以上、４つ以上、又は５つ以上の溶解操作が、単離操作の前に（例えば、２つ以上の流体リザーバ内で）行われてもよいことを理解するだろう。
支持基材は、単離操作を行うために、１つ以上の流体リザーバに追加されてもよく、又はその中に（例えば、１つ以上の単離領域内に）含まれてもよい。ある実施形態では、ゲノム材料（例えば、溶解ゲノム材料）は、支持基材の少なくとも一部に結合する。ゲノム材料は、任意の適した様式で支持基材に付着又は結合してもよい。いくつかのケースでは、単一種のゲノム材料は単一の支持基材に付着又は結合する。いくつかの実施形態では、２つ以上の種のゲノム材料が単一の支持基材に付着又は結合してもよい。ある実施形態では、ゲノム材料は、非特異的結合（例えば、非特異的吸着）の形成を介して支持基材に付着又は結合し得る。いくつかのケースでは、ゲノム材料は、支持基材の表面上に存在する官能基と相互作用してもよい。例えば、ゲノム材料は、イオン結合、共有結合（例えば、炭素－炭素、炭素－酸素、酸素－ケイ素、硫黄－硫黄、リン－窒素、炭素－窒素、金属－酸素、又は他の共有結合）、（例えば、ヒドロキシル、アミン、カルボキシル、チオール、及び／又は同様の官能基との間の）水素結合、配位結合（例えば、金属イオンと単座配位子又は多座配位子との錯体形成又はキレート化）などの結合、及び／又はファンデルワールス相互作用により、支持基材及び／又は支持基材の表面上に存在する官能基と結合し得る。いくつかの実施形態では、支持基材は、支持基材に結合されたアニオン交換体（例えば、アニオン交換樹脂）を含む。
いくつかの実施形態では、支持基材に結合した少なくとも１つのアニオン交換体を、流体（例えば、溶解した流体）と接触及び／又はインキュベートさせる。いくつかの実施形態では、流体と接触及び／又はインキュベートさせた後、アニオン交換体を流体から除去する。別の実施形態では、流体と接触及び／又はインキュベートさせた後、アニオン交換体を固定化し、流体を除去する。
いくつかの実施形態では、支持基材は、ビーズ、粒子、又は磁性マイクロ粒子を含む。ゲノム材料は、例えば、支持基材が磁場源に引き寄せられ、流体リザーバから流体が除去され得る（例えば、流され得る）ように、支持基材に結合されたゲノム材料を含む流体リザーバに磁場を印加することによって、流体から単離され得る。除去された流体は、例えば、廃液リザーバに流すことができる。
支持基材は、任意の適した磁気（又は磁化可能な）材料を含んでもよい。ある実施形態では、磁性材料は強磁性材料を含む。適した磁性材料の非限定的な例には、鉄、ニッケル、コバルト、及びそれらの合金、及びそれらの組み合わせが含まれる。適した支持基材の追加の非限定的な例には、粒子、ビーズ、表面、又は球が含まれる。いくつかの実施形態では、支持基材は磁性を有し、例えば磁性粒子又はビーズである。いくつかの実施形態では、アニオン交換樹脂は支持基材と複合化(conjugated)される。
いくつかの実施形態では、流体をアニオン交換体と接触及び／又はインキュベートさせることにより、流体からの選択された真核ＤＮＡ及び／又はＲＮＡを抽出及び／又は枯渇させる。いくつかの実施形態では、流体をアニオン交換体と接触及び／又はインキュベートさせることにより、微生物ゲノム材料（例えば、ｇＤＮＡ）は抽出／単離される。いくつかの実施形態では、選択された真核ＤＮＡ（及び／又はＲＮＡ）はアニオン交換体に結合する。いくつかの実施形態では、選択されたｍＤＮＡ（及び／又はＲＮＡ）はアニオン交換体に結合する。ある実施形態では、微生物ゲノム材料はアニオン交換体に結合する。いくつかの実施形態では、アニオン交換体は、流体からのゲノム材料の約５％～１００％、約１０％～９９％、約１５％～８５％、約２０％～８０％、約２５％～７５％、約３０％～７０％、約３５％～６５％、約４０％～６０％、又は約４５％～５５％を抽出する。いくつかの実施形態では、アニオン交換樹脂は、液体からゲノム材料の９５％以上を抽出する。
ある実施形態では、単離操作の間及び／又はその後に、単離されたゲノム材料が溶出され得る。例えば、いくつかの実施形態では、単離プロセスの競合作用(competition)は、アニオン交換体及び／又は支持基材からゲノム材料を溶出又は除去することによって促進される。いくつかの実施形態では、ゲノム材料の溶出は、（例えば、流体ハブと流体連通している流体リザーバ内に保存され、単離領域に輸送される）溶出緩衝液を添加することを含む。ある実施形態では、単離操作の間及び／又はその後に、アニオン交換体に結合している単離されたゲノム材料を溶出前に洗浄してもよい。
いくつかの実施形態では、単離操作は特定の時間行われる。例えば、溶解された成分と支持基材（例えば、支持基材に結合されたアニオン交換体を含む支持基材）とを含む流体は、約０．１～１０分間、約２～９分間、約３～８分間、約４～７分間、又は約５～６分間インキュベートされてもよい（及び／又は攪拌されてもよい）。いくつかの実施形態では、微生物溶解反応は、約１０～３０分、約１２～２８分、約１５～２５分、約１８～２３分、又は約１９～２２分、陰イオン交換樹脂とインキュベートされる。いくつかの実施形態では、溶解した成分と支持基材（例えば、支持基材に結合したアニオン交換体を含む支持基材）とを含む流体は、１分未満でインキュベートされてもよい（及び／又は撹拌されてもよい）。
いくつかの実施形態では、流体デバイスは、増幅領域を含む。ある実施形態では、増幅領域は、少なくとも１つの反応領域と流体連通している。いくつかのケースでは、増幅領域は、本明細書に記載の１つ以上の流体リザーバを含む１つ以上の追加領域と流体連通してもよい。いくつかの実施形態では、増幅領域は、流体ハブと流体連通している。ある実施形態では、１つ以上の溶解及び／又は単離操作後、微生物ゲノム材料を増幅してもよい。再び図３を参照すると、例示的な実施形態では、流体デバイス１０４は、流体リザーバ１７０を含む増幅領域を含んでもよい。いくつかのそのような実施形態では、流体リザーバ１７０は、ゲノム材料の増幅のための１つ以上の試薬を含んでもよい。ある実施形態では、増幅動作を実行するために、（例えば、１つ以上の追加の流体リザーバ内に保存されている）１つ以上の試薬を流体リザーバ１７０に流してもよい。いくつかの実施形態では、増幅されるゲノム材料はＲＮＡ又はＤＮＡである。いくつかの実施形態では、ＤＮＡは一本鎖ＤＮＡ（ｓｓＤＮＡ）及び／又は二本鎖ＤＮＡ（ｄＤＮＡ）である。いくつかの実施形態では、ＤＮＡはリボソームＤＮＡ（ｒＤＮＡ）である。
ある実施形態では、増幅操作は、等温増幅及び／又は熱サイクル増幅プロセスを含む。
例示的な実施形態では、増幅操作は、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を含む。当技術分野で周知のＰＣＲは、一般に（例えば、プライマーを用いて）ゲノム材料の熱サイクルに基づく酵素増幅を含む。
いくつかの実施形態では、増幅操作中に生成されたアンプリコンは、希釈されてもよい。ある実施形態では、増幅操作中に生成されたアンプリコンを含む流体に侵入緩衝液(invasion buffer)を添加してもよい。例えば、ある実施形態では、図３を再度参照すると、流体リザーバ１７０は、増幅操作の産物を含んでもよく、侵入緩衝液（例えば、１つ以上の追加の流体リザーバに保存された侵入緩衝液）を流体リザーバ１７０に流してもよい。侵入緩衝液は以下により詳細に記載される。
いくつかの実施形態では、流体デバイスは、（例えば、１つ以上の流体リザーバを含む）１つ以上の反応領域を含む。ある実施形態では、１つ以上の反応領域は、１つ以上の単離領域と流体連通している。いくつかのケースでは、１つ以上の溶解領域は、本明細書に記載の１つ以上の流体リザーバを含む１つ以上の追加領域と流体連通してもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の反応領域は、流体ハブと流体連通してもよい。いくつかの実施形態では、反応領域は洗浄操作を含む。図３を再度参照すると、例示的な実施形態では、流体リザーバ１６０は、洗浄操作を行うための洗浄領域を含んでもよい。いくつかの実施形態では、洗浄領域は、１つ以上の洗浄緩衝液を含む。洗浄緩衝液は、例えば、ユーザによる流体デバイスの使用の前に、及び／又はサンプルをデバイスに挿入する前に、流体リザーバ内に保存及び密封されてもよい。いくつかのケースでは、流体（例えば、サンプル）を洗浄領域に流してもよく、１つ以上の洗浄緩衝液（例えば、洗浄緩衝液を保存する１つ以上の追加の流体リザーバから流れる洗浄緩衝液）を洗浄領域に加えてもよい。ある実施形態では、流体リザーバは、単離領域及び洗浄領域からなる。すなわち、いくつかの実施形態では、特定の操作（例えば、溶解、単離）が行われた流体リザーバ内に流体（例えば、サンプル）が存在してもよく、任意の非結合成分及び／又は廃棄試薬を洗浄するために、流体リザーバに洗浄緩衝液（例えば、１つ以上の追加の流体リザーバから流れる洗浄緩衝液）を加えてもよい。
いくつかの実施形態では、微生物ゲノム材料を支持基材に結合したアニオン交換体に結合させた後、支持基材は洗浄緩衝液を用いて洗浄される。いくつかのそのような実施形態では、洗浄操作の前に、微生物ゲノム材料を実質的に失うことなく、未結合材料を除去することができるように、微生物ゲノム材料に結合したアニオン交換体を固定化する。
ある実施形態では、本方法は、１つ以上、２つ以上、３つ以上又は４つ以上の洗浄操作（例えば、溶解操作と単離操作との間の２つ以上の洗浄操作）を含む。
いくつかの実施形態では、１つ以上の反応領域は、（例えば、塩基又は酸による）流体の中和を含む。例えば、いくつかの実施形態では、流体のｐＨを変えるために、１つ以上の流体リザーバ内の流体に酸を添加してもよい。酸及び塩基を、本明細書に記載の１つ以上のリザーバ内に保存してもよい。
ある実施形態では、１つ以上の反応領域は、（例えば、１つ以上の微生物病原体の検出のため）保存された二重鎖ＤＮＡ侵入人工拡散(duplex DNA Invading Artificial Nucleic Acids)（ＤＩＡＮＡｓ）を含む又は含有する。
いくつかの実施形態では、流体リザーバ内に含まれる１つ以上の流体（及び任意に１つ以上の追加の構成要素）を混合してもよい（例えば、流体と追加の構成要素、流体と分析物、第１の流体と第２の流体）。ある実施形態では、混合は、機械的攪拌（例えば、超音波攪拌）などの攪拌を含む。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のデバイス及び方法は、混合させる構成要素（例えば、プロペラなど）を使用せずに２つ以上の流体（たとえば、サンプル及び試薬）の混合を容易にし得る。
いくつかの実施形態では、１つ以上の流体、及び任意に１つ以上の追加の構成要素（例えば、２つ以上の流体の混合、１つの流体と追加の構成要素の混合など）の混合は、１つ以上の流体を第１の流体リザーバに流し、第２の流体リザーバに１つ以上の流体を流し、その後、１つ以上の流体を第１の流体リザーバに流し戻すことによって、行ってもよい。任意に、１つ以上の流体を、第１の流体リザーバと第２の流体リザーバとの間で前後に数回流してもよい。２つ（又はそれ以上）の流体リザーバの間の１つ以上の流体（例えば、２つ以上の流体）の往復／輸送は、以下でより詳細に記載するように、輸送される流体（及び／又は構成要素）の混合を容易にし得る。いくつかの実施形態では、１つ以上の追加の構成要素は、支持基材を含む。いくつかのそのような実施形態では、支持基材は、本明細書に記載されるように混合することによって流体中に再懸濁され得る。
ここで図１２Ａを参照すると、いくつかの実施形態では、デバイス１２００の一部は、流体リザーバ１２１０（例えば、第１の流体リザーバ）及び流体リザーバ１２２０（例えば、第２の流体リザーバ）を含み、流体リザーバ１２１０と流体リザーバ１２２０との間に配置される及び／又はそれらと流体連通している接続チャネル１２３０（例えば、本明細書に記載されるような流体チャネル）を有する。いくつかの実施形態では、チャネル１２４０（例えば、入口チャネル、出口チャネル）は、流体リザーバ１２１０と流体連通している。いくつかの実施形態では、チャネル１２５０（例えば、出口チャネル、入口チャネル）は、流体リザーバ１２２０と流体連通している。いくつかのケースでは、バルブ１２４５は、チャネル１２４０と結合してもよい。ある実施形態では、バルブ１２５５は、チャネル１２５０と結合してもよい。
いくつかの実施形態では、接続チャネルの少なくとも一部は、第１の流体リザーバの断面寸法及び第２の流体リザーバの断面寸法（すなわち、間に接続チャネルが配置されている、及び／又は接続チャネルと流体連通している、第１の流体リザーバ及び第２の流体リザーバ）よりも小さい断面寸法（例えば、幅、高さ）を有する。追加的又は代替的に、いくつかの実施形態では、接続チャネルの少なくとも一部は、第１の流体リザーバの断面積及び第２の流体リザーバの断面積よりも小さい断面積を有する。いくつかの実施形態では、接続チャネルは、第１の流体リザーバの断面寸法（又は断面積）及び／又は第２の流体リザーバの断面寸法（又は断面積）の５０％以下、４５％以下、４５％以下、４０％以下、３５％以下、３０％以下、２５％以下、２０％以下、１５％以下、１０％以下、８％以下、６％以下、４％以下、又は２％以下の断面寸法（例えば、幅、高さ）（又は断面積）を有する。ある実施形態では、接続チャネルは、第１の流体リザーバの断面寸法（又は断面積）及び／又は第２の流体リザーバの断面寸法（又は断面積）の１％以上、２％以上、４％以上、６％以上、８％以上、１０％以上、１５％以上、２０％以上、２５％以上、３０％以上、３５％以上、４０％以上、又は４５％以上の断面寸法（又は断面積）を有する。また、上記範囲の組み合わせも可能である（例えば、１％以上５０％以下）。また、他の範囲も可能である。
上記範囲の各々は、第１の流体リザーバに対する接続チャネルの比較、及び第２の流体リザーバに対する接続チャネルの比較、のために独立して適用されてもよいことを理解すべきである。例えば、いくつかの実施形態では、接続チャネルの断面寸法（例えば、幅、高さ）（又は断面積）は、第１の流体リザーバのそれの１％～１０％で、第２の流体リザーバのそれの１～２５％である。
ある実施形態では、接続チャネルは特定の長さを有してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、接続チャネルは、２５０ミクロン以上、５００ミクロン以上、７５０ミクロン以上、１ｍｍ以上、５ｍｍ以上、７．５ｍｍ以上、１０ｍｍ以上、２５ｍｍ以上、５０ｍｍ以上、７５ｍｍ以上、１００ｍｍ以上、２５０ｍｍ以上、５００ｍｍ以上、７５０ｍｍ以上、１ｃｍ以上、２．５ｃｍ以上、５ｃｍ以上、又は７．５ｃｍ以上の長さを有する。ある実施形態では、接続チャネルは、１０ｃｍ以下、７．５ｃｍ以下、５ｃｍ以下、２．５ｃｍ以下、１ｃｍ以下、７５０ｍｍ以下、５００ｍｍ以下、２５０ｍｍ以下、１００ｍｍ以下、７５ｍｍ以下、５０ｍｍ以下、２５ｍｍ以下、１０ｍｍ以下、７．５ｍｍ以下、５ｍｍ以下、２．５ｍｍ以下、１ｍｍ以下、７５０ミクロン以下、又は５００ミクロン以下の長さを有する。
図１２Ａを再度参照すると、いくつかのケースでは、１つ以上のバルブ１２３５を接続チャネル１２３０と結合してもよい。図１２Ａに図示するように、バルブ１２３５を、流体リザーバ１２１０と１２２０との間に配置してもよい。バルブを、接続チャネルに沿った任意の適した位置に配置してもよい。いくつかの実施形態では、バルブは、第１の流体リザーバに隣接する位置１２３６Ａ（例えば、第１の流体リザーバの入口又は出口）に配置される。他の実施形態では、バルブは、第２の流体リザーバに隣接する位置１２３６Ｂ（例えば、第２の流体リザーバの入口又は出口）に配置される。また、他の構成も可能である。
いくつかの実施形態では、２つ以上のバルブを接続チャネル１２３０に結合してもよい。例えば、（第１の流体リザーバに隣接する）位置１２３６Ａと（第２の流体リザーバに隣接する）１２３６Ｂの両方の位置にバルブを配置してもよい。
いくつかの実施形態では、流体ハブは、接続チャネルと流体連通してもよい。例えば、図１２Ｂに図示するように、デバイス１２０２の一部に、接続チャネル１２３０と流体連通している流体ハブ１２６０が含まれる。いくつかのそのような実施形態では、バルブ１２３５及びバルブ１２３７を、（例えば、流体リザーバ１２１０と流体リザーバ１２２０、及び／又は流体ハブ１２６０との間の流れを容易にするために）接続チャネル１２３０に結合してもよい。しかし、いくつかのそのような実施形態では、バルブ１２３５及び１２３７が存在する必要はない。
いくつかの実施形態では、１つ以上の接続チャネル（例えば、２つの流体リザーバの間に配置された各接続チャネル）を使用してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、（例えば、４つ以上、６つ以上、８つ以上、１０以上、又は１２以上の流体リザーバを含む）２つ以上の流体リザーバ対の間で混合が行われてもよく、各対は接続チャネルに結合されている。いくつかの実施形態では、流体ハブは、１つ以上の接続チャネルと結合し、かつ流体連通してもよい。
流体及び／又は構成要素の混合を促進するために、（例えば、図１２Ａ～図１２Ｂに図示されるような）２つ以上の流体リザーバが有用であり得る。例示的な実施形態では、第１の流体リザーバ（例えば、図１２Ａ又は図１２Ｂの流体リザーバ１２１０）から接続チャネル（例えば、接続チャネル１２３０）を介して第２の流体リザーバ（例えば、流体リザーバ１２２０）へ、流体（例えば、第１の流体）を第１の方向に流してもよい。その後、第２の流体リザーバから、接続チャネルを介して、第１の流体リザーバへ、流体を（第１の方向とは異なる）第２の方向に流してもよい。このプロセスは、流体の少なくとも一部の中での混合を引き起こし得る。いくつかの例では、第２の方向は、第１の方向とは反対の方向である。いくつかの実施形態では、流体は、混合時に２つ以上の流体が共に混合されるように、２種以上の流体を含む。ある実施形態では、流体は、第１の流体及び追加の構成要素が共に混合するように、第１の流体及び１つ以上の追加の構成要素（例えば、支持基材）を含む。例えば、支持基材は、本明細書に記載のように混合することによって第１の流体内に再懸濁及び／又は混合されてもよい。いくつかの実施形態では、（例えば、混合の代わりに又は混合に加えて）反応混合物中の支持基材（例えば、磁気ビーズ）を洗浄するために同様のプロセスを使用することができる。
いくつかの実施形態では、混合は、本明細書で記載のように、第１の流体リザーバと接続チャネルとの間、及び第２の流体リザーバと接続チャネルとの間の断面寸法（例えば、幅、高さ）又は断面積の差を選択することによって促進され得る。例えば、上記の方法は、その少なくとも一部が第１の流体リザーバの断面積及び第２の流体リザーバの断面寸法よりも小さな断面積（例えば、５０％以下、２５％以下、又は本明細書に記載される他の範囲）を有する接続チャネルを含むデバイスで行われ得る。
いくつかの実施形態では、第２の流体（例えば、ガス）を利用して、デバイスの２つの位置間の（例えば、第１の流体を押すことによる）第１の流体の輸送を促進し得る。例えば、いくつかの実施形態では、第２の流体（例えば、第１の気体）を（例えば、図１２Ａのチャネル１２４０を介して）第１の流体リザーバに導入してもよい。第２の流体が第１の流体リザーバから接続チャネルを通して第２の流体リザーバ内に（例えば第１の方向に）第１の流体を押すように、第２の流体に圧力（例えば、陽圧）を印加してもよい。その後、第３の流体（例えば、第２の気体）を（例えば、図１２Ａのチャネル１２５０を介して）第２の流体リザーバに導入してもよい。その後、第３の流体が第２の流体リザーバから接続チャネルを通して第１の流体リザーバに第１の流体を（例えば、第１の方向と異なる／反対の第２の方向に）押すように、第３の流体に圧力を印加してもよい。
流体リザーバ間の１つ以上の流体の導入及び／又は流れは、１つ以上のバルブ（又はフローゲート）の開放及び／又は閉鎖によって促進され得る。例えば、図１２Ａを再度参照すると、いくつかの実施形態では、流体（例えば、液体）を第１の流体リザーバ１２１０に導入してもよい。いくつかのそのような実施形態では、流体への圧力印加時に、第１の流体リザーバ内に存在するどの気体も半透膜を通過するが、流体（液体）は第１の流体リザーバ内に保持されるように、バルブ１２３５を閉じてもよく、カバー（例えば、半透膜）を第１の流体リザーバ１２１０に結合させる。その後、流体が接続チャネル１２３０を介して第２の流体リザーバ１２２０に流れるように、バルブ１２３５を開いてもよく、（例えば、気体などの第２の流体を介して）流体に圧力を印加してもよい。いくつかのそのような実施形態では、バルブ１２５５を閉じてもよい。いくつかの実施形態では、第２の流体リザーバ内に存在するどの気体もカバーを通過するが、流体は第２の流体リザーバ内に保持されるように、カバー（例えば、半透膜）を第２の流体リザーバ１２２０に結合してもよい。いくつかの実施形態では、第１の流体リザーバ上のカバーは、第２の流体リザーバ上のカバーと同じである。いくつかのケースでは、流体が接続チャネル１２３０を介して第２の流体リザーバ１２２０から第１の流体リザーバ１２１０へと輸送し、第１の流体リザーバ１２１０内及び／又は第２の流体リザーバ１２２０内に存在するどの気体も第１の流体リザーバ１２１０と結合するカバーを通過するように、その後バルブ１２４５を閉じてバルブ１２５５を開き、流体に圧力を印加してもよい。そのような工程を実行することは、泡をチャネルに導入することなく（又は泡の量を減らして）流体を混合するために、及び／又は特定の量の（計量された）流体（例えば、流体リザーバの容量に実質的に等しい流体の容量）を混合するために、有用であり得る。いくつかのケースでは、混合は、特定の操作の前、間、及び／又は後に、流体リザーバに気体（例えば、滅菌された気体）の流れを流すことにより行われてもよい。気体の流れは、任意の適した時間（例えば、少なくとも１秒、３秒、５秒、７秒、１０秒、１５秒、２０秒、３０秒、４５秒、６０秒、及び／又は１２０秒未満、６０秒未満）で流され得る。いくつかのそのような実施形態では、気体の流れは連続的である必要はないが、パルス化され得る。いくつかのそのような実施形態では、気体の流れは、流体リザーバ内の１つ以上の流体及び／又は試薬の混合及び／又は均質化を引き起こし得る。気体を、例えば、流体ハブから流体リザーバに流してもよく、流体リザーバから、流体リザーバと流体連通している気体チャンバに流してもよい。１つ以上の流体（及び１つ以上の試薬）を含む流体リザーバを通じた気体チャンバへの気体の流れは、１つ以上の流体及び１つ以上の試薬を混合させ得る。いくつかの実施形態では、流体リザーバ内に含まれる流体を通る気体の流れにより、流体内に乱流が生じる。理論に縛られることを望むものではないが、乱流は、流体リザーバ内の流体及び／又は試薬の混合をもたらし得る。いくつかの実施形態では、反応混合物中の支持基材（例えば、磁気ビーズ）を洗浄するために同様のプロセスを使用することができる。
図２を再度参照すると、流体リザーバ１２０内に流体を導入してもよい。いくつかの実施形態では、気体が流体を通して流体リザーバに流れるように、流体ハブ１１０から（バルブ１２２及び分岐チャネル１２５を介して）流体リザーバ１２０に気体を流してもよい。いくつかのそのような実施形態では、気体チャンバ１９０と流体連通している流体導管１９５に気体（しかし流体ではない）が流れてもよい。いくつかの実施形態では、気体チャンバは大気に開放されてもよく、気体は大気に排出される。
ある実施形態では、第１の流体及び／又は試薬は、気体チャンバに流れ込むことが実質的に抑制される。例えば、いくつかの実施形態では、流体リザーバと気体チャンバとの間に配置されたバルブ（又はフローゲート）は、１つ以上の流体及び／又は試薬が気体チャンバに流れ込むのを抑制し、一方で、選択的に気体が気体チャンバに流れ込むのを可能にする。
ある実施形態では、一連の特定の操作を実行するために、流体リザーバが構築され、配置され、操作される。例示的な実施形態では、一連の操作は、（例えば、選択された真核細胞の溶解及び／又はそれらのゲノム材料の単離抽出を介した）サンプルから選択された真核ＤＮＡの選択的枯渇、同じのものの中から１つ以上の微生物細胞の溶解、微生物ゲノム材料（例えばＤＮＡ及び／又はＲＮＡ）の単離、微生物ゲノム材料の増幅、二重ＤＮＡ侵入人工核酸（ＤＩＡＮＡｓ）との反応、及び１つ以上の微生物病原体の検出を含む。いくつかのそのような実施形態では、１つ以上の追加の洗浄、単離、反応、混合又は他の操作を行ってもよい。
いくつかの実施形態では、上記の１つ以上の操作の後、流体（例えば、アンプリコン及び／又は侵入緩衝液を含む流体）は、（例えば、計量チャネルにおける）計量、ＤＩＡＮＡ結合／侵入、及び／又は検出（例えば、検出領域）のための１つ以上のプロセスチャンバに分割され得る。いくつかの実施形態では、１つ以上のプロセスチャンバは、各々少なくとも１つの反応領域及び／又は増幅領域と流体連通している。１つ以上のプロセスチャンバは、本明細書に記載の１つ以上の流体リザーバを含む１つ以上の追加領域と流体連通してもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上のプロセスチャンバは流体ハブと流体連通してもよい。いくつかの実施形態では、流体デバイスは、２個以上、３個以上、４個以上、６個以上、８個以上、１０個以上、１２個以上、１４個以上、又は１６個以上のプロセスチャンバを含む。例えば、図５に図示するように、流体デバイス５００は、各々計量チャネル５２５を含む複数のプロセスチャンバ５２０と流体連通している流体チャネル５１０を含む。ある実施形態では、各計量チャネルは、他のものと同じ長さ、体積、長さ対幅の比、及び／又は断面寸法である。いくつかのケースでは、計量チャネルの使用により、各計量チャネルに流入する流体は実質的に等しく分割される。有利なことに、計量チャネルの使用は、（例えば、流体内に含まれる１つ以上の病原体の検出が等しい体積で、実質的に同時に行われるように）実質的に等しい２つ以上の流体の容量を生成し得る。
ある実施形態では、プロセスチャンバは検出領域を含む。例えば、図５を再度参照すると、各プロセスチャンバは、計量チャネル５２５と流体連通している検出領域５３０を含む。いくつかの実施形態では、各検出領域は、本明細書に記載の１つ以上の流体リザーバを含む１つ以上の追加領域と流体連通し得る。ある実施形態では、各検出領域は、各プロセスチャンバと流体連通している。いくつかのケースでは、１つ以上の検出領域は、流体ハブと流体連通してもよい。いくつかの実施形態では、所望の病原体を標的とする１つ以上のプローブは各検出領域内に含まれる。いくつかのそのような実施形態では、１つ以上の微生物病原体の存在は、病原体と１つ以上のプローブの結合及び信号の生成によって検出され得る。いくつかの実施形態では、信号は、光学的、化学的、電気的又は機械的検出方法によって検出可能である。
いくつかの実施形態では、増幅操作後、酵素増幅中に発生／生成されたアンプリコンを（例えば、計量チャネル内で）検出及び／又は同定し得る。
いくつかの実施形態では、ＤＮＡ侵入人工核酸（ＤＩＡＮＡｓ）を使用して、微生物ゲノム材料を検出及び同定してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、増幅操作中に生成されたアンプリコンを含む流体リザーバにＤＩＡＮＡを添加してもよい。ある実施形態では、１つ以上のＤＩＡＮＡが１つ以上の計量チャネルの検出領域内に存在してもよい。
いくつかの実施形態では、ＤＩＡＮＡプローブは、本明細書に記載の配列番号１～３７のいずれか１つの逆相補配列(reverse complementary sequences)を含む。いくつかの実施形態では、ＤＩＡＮＡプローブは、配列番号１～３７のいずれか１つと８５％以上の同一性を有する配列又はそれらの逆相補的対応物(reverse complementary counterparts)を含む。
いくつかの実施形態では、ＤＩＡＮＡは、特殊な型又は種類のペプチド核酸（ＰＮＡ）の形態をとる。いくつかの実施形態では、ＤＩＡＮＡは、特殊な型又は種類のロックド核酸又は架橋型核酸（ＬＮＡｓ及び／又はＢＮＡｓ）の形態をとる。いくつかの実施形態では、二重鎖ＤＮＡを局所的に侵入するＤＩＡＮＡは、本明細書に開示されるデバイス及び方法において使用され得る。
いくつかの実施形態では、ＰＮＡオリゴマーベースのＤＩＡＮＡは、主鎖のγ位にキラル立体中心を有する（γＰＮＡとしても知られている）。理論に束縛されることを望まないが、いくつかの実施形態では、構造的に右螺旋に予備配向された(pre-oriented)ＰＮＡオリゴマーは、二重鎖ＤＮＡ侵入を行うためにエネルギー的に有利であり得る。いくつかの実施形態では、微生物ＤＮＡは、その内容がその全体を参照により組み込まれる国際公開第２０１３／１７６９９２号に教示されているγＰＮＡを用いて検出される。いくつかの実施形態では、微生物ＤＮＡは、ＨｅらのＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００９，１３１，１２０８８－１２０９０に記載されているγＰＮＡを用いて検出される。
いくつかの実施形態では、増幅されたゲノム材料中で検出するための、関心事の標的ゲノム領域は、以下に限定されないが、細菌１６Ｓ、ＩＴＳ、２３Ｓ、ＲＰＬ遺伝子又はＴＵＦ遺伝子を含む。いくつかの実施形態では、増幅されたゲノム材料中で検出するための、関心事の標的ゲノム領域は、以下に限定されないが、真菌１８Ｓ、ＩＴＳ、５．８Ｓ及び２５／２８Ｓを含む。ある実施形態では、増幅されたゲノム材料中で検出するための、関心事の標的ゲノム領域は、抗生物質耐性マーカー及び／又は遺伝子、及び／又はプラスミドを含む。
いくつかの実施形態では、各ＤＩＡＮＡは、単一の微生物種からの特定の微生物ゲノム材料（例えば、ＤＮＡ又はＲＮＡ）を標的とする。いくつかの実施形態では、各ＤＩＡＮＡは、特定の微生物ゲノム材料（例えば、ＤＮＡ又はＲＮＡ）、微生物の群を標的とする。いくつかの実施形態では、特定の微生物ゲノム材料（例えば、ＤＮＡ又はＲＮＡ）は、増幅された微生物ゲノム材料である。
いくつかの実施形態では、１つ以上の検出可能なマーカーはＤＩＡＮＡに結合される。いくつかの実施形態では、１つ以上の検出可能なマーカーは、ＤＮＡアンプリコンに結合される。いくつかの実施形態では、１つ以上の検出可能なマーカーはオリゴマー上に配置され、それは潜在的な標的のいくつか又は全てに共通である。
いくつかの実施形態では、ＤＩＡＮＡの、それらのそれぞれの標的への結合の検出は、光学的、化学的、電気的又は機械的検出方法によるものである。いくつかの実施形態では、光学的検出は、蛍光又はルミネッセンスの使用によるものである。
流体デバイス又はその一部（例えば、基材、流体チャネル、流体リザーバ、気体チャンバ）は、チャネル又は他の構成要素を形成するために適した任意の材料から製造することができる。材料の非限定的な例には、ポリマー（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ（スチレン－アクリロニトリル共重合体）、ポリ（スチレン－ブタジエン共重合体）、ポリ（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン）、ポリ（スチレン－無水マレイン酸共重合体）、ポリ（スチレン－アクリレート共重合体）、ポリ（スチレン－メタクリル酸メチル共重合体、ポリ（メタクリル酸メチル）、ポリカーボネート、ポリ（ジメチルシロキサン）、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、シクロオレフィンコポリマー、ポリイミド、シクロオレフィンのポリマー又はコポリマー、又は２つ以上のそのようなポリマーの混合物、又は、ニッケル、銅、ステンレス鋼、バルク金属ガラス、又は他の金属又は合金を含む金属、又はガラス、石英、シリカ、アルミナ、ジルコニア、炭化タングステン、炭化ケイ素、又はグラファイト、シリコン、又は他のものなどの非金属材料を含むセラミクスが含まれる。
流体装置の例示的な斜視図を図６Ａに示す。いくつかの実施形態では、流体デバイス６００は、複数の流体チャネルを含む第１領域６１０と、複数の流体リザーバを含む第２領域６２０とを含んでいる。いくつかのケースでは、流体デバイスは、複数の流体導管（例えば、１つ以上の気体チャンバと１つ以上の流体リザーバとの間に配置された流体導管）を含むカバー６３０を含んでいる。
図６Ｂは流体デバイス６００のトップダウン図である。いくつかの実施形態では、第２の領域６２０は、例えば、例示的な流体リザーバ６２５を含む１つ以上の流体リザーバを含んでいる。ある実施形態では、第１の領域６１０は、例えば、例示的な流体チャネル６３５を含む複数の流体チャネルを含んでいる。図６Ｂに示すように、流体デバイスは、複数の計量チャネル６４０（各計量チャネルは検出領域６４５を含む）をさらに含む。
いくつかの実施形態では、複数の流体チャネルを含む第１の領域６１０は、流体デバイスの底部に（例えば、流体チャネルを包囲するように）取り付けられた薄膜（例えば、薄膜ポリマー）をさらに含む。いくつかのケースでは、デバイスの底部に取り付けられた薄膜は、（例えば、１つ以上の検出領域から放出される任意の光信号の効率的な検出を容易にするために）比較的高い光透過性を有する。
いくつかの実施形態では、流体デバイスは、全幅、全高、及び全長を有する。例えば、図６Ｂを再度参照すると、流体デバイス６００は、全高６５０、全幅６６０、及び全長６７０を有する。
ある実施形態では、流体デバイスは、全高：全幅の比が少なくとも１：１、少なくとも２：１、少なくとも３：１、少なくとも５：１又は少なくとも１０：１である。いくつかの実施形態では、流体デバイスは、全高：全長の比が少なくとも１：１、少なくとも２：１、少なくとも３：１、少なくとも５：１又は少なくとも１０：１である。
ある実施形態では、流体デバイスは特定の全幅を有する。いくつかの実施形態では、流体デバイスは、約２～５インチ、約２．５～５インチ、３～６インチの幅を有する。
ある実施形態では、流体デバイスは特定の全長を有する。いくつかの実施形態では、流体デバイスは、約５～１２インチ、約６～１６インチ、又は８～２０インチの長さを有する。
いくつかの実施形態では、流体デバイスは特定の表面積を占める。いくつかの実施形態では、流体デバイスは、約１０～６３平方インチ、約１７～８５平方インチ、約２３～１１５平方インチ、又は約２８～１２０平方インチの表面積を占める。本明細書に記載の表面積は、複数の流体チャネルに平行な（及び少なくとも１つの流体リザーバに垂直な）流体デバイスの最大断面で測定される。
いくつかの実施形態では、流体デバイスは、サンプルを添加するための、例えばサンプルをサンプル入口リザーバに注入するための、開口部を含む。いくつかの実施形態では、開口部は、再密封可能なカバーを有する。いくつかの実施形態では、カバーを開くには機械的な力が必要であり、機械的な力がなければカバーは閉じたままである。いくつかの実施形態では、開口部は、膜で覆われ、それを通してサンプルが挿入される。
いくつかの実施形態では、流体サンプル又は検体は、流体サンプルを、凍結液若しくは同様の検体チューブ又はバイアルから受け取り、かつ抽出するように、構成され、かつ配置された流体デバイス内の容器を介して、流体デバイスに流される。
いくつかの実施形態では、流体デバイスは、モノベット(Monovette)を受け入れるように構成され、かつ配置された容器を含む。モノベットのプランジャに力／圧力を印加することによって、モノベットからの流体の検体は、容器を介して流体装置に流される。いくつかの実施形態では、流体デバイスは、バキュエット(Vacuette)を受け入れるように構成され、かつ配置された容器を含む。いくつかの実施形態では、流体デバイスは、可能な、及び／又は流体を保存する及び／又は輸送する任意の容器を受け入れるように構成され、かつ配置された容器を含む。
いくつかの実施形態では、流体デバイスは、検体のバイアル又は容器からサンプルを流すように設計された１つ以上のチューブを組み込むように構成され、かつ配置される。いくつかの実施形態では、そのようなチューブは、各々個別に、陽圧、陰圧、及び／又は周囲圧力を与えて、デバイスへのサンプルの流れを促進し得る。いくつかの実施形態では、デバイスへのサンプルの効率的な流れを可能にするために、１つ以上のチューブは、タンデムに、及び／又は平行に、及び／又は連続的に働くように設計される。いくつかの実施形態では、単一のチューブのみが必要とされる。
いくつかの実施形態では、及びサンプルをバイアルから流体デバイスに流すために２本以上のチューブを使用することができるケースでは、それらは近接して配置することができるが、非限定的な例は「並列(side-by-side)」だろう。別の非限定的な例では、１つのチューブを別のチューブの内部に配置してもよい。
いくつかの実施形態では、これらのチューブは、流体デバイスへのサンプルの流れを可能にする前にバイアルの密封に対して穴を開けるのに役立ち得る。
いくつかの実施形態では、サンプルは、空気圧の力によってバイアルから流体デバイスに流され、それ以外のケースでは、それは機械的又は電気的であり得る。
いくつかの実施形態では、流体デバイス内に導入される流体（例えば、サンプル）は、源（例えば、患者、又は実験動物、又は液体媒体、又は任意の有機体）からの流体である。いくつかの実施形態では、流体は、体液、体液分泌物又は体内排泄物である。いくつかの実施形態では、流体は、以下に限定されないが、便、痰、尿、血液、及び／又はそれらの組み合わせを含む。本明細書に記載のように、流体は、例えば、流体デバイスのサンプル入口リザーバ（例えば、図１の流体リザーバ１１５）に導入されてもよい。
いくつかの実施形態では、流体デバイスに導入される流体（例えば、サンプル）は、約１００μｌ～２．５ｍｌ、約２００μｌ～２ｍｌ、約３００μｌ～１．５ｍｌ、約４００μｌ～１ｍｌ、又は約５００μｌ～７５０μｌである。いくつかの実施形態では、サンプルは、約０．５ｍｌ～１０ｍｌ、約１ｍｌ～９ｍｌ、約２ｍｌ～８ｍｌ、約３ｍｌ～７ｍｌ、又は約４ｍｌ～６ｍｌの容量である。また、他の容量も可能である。
いくつかの実施形態では、溶解試薬は、１つ以上の洗剤（又は界面活性剤：detergents）又は界面活性剤(surfactants)を含む。いくつかの実施形態では、洗剤又は界面活性剤は、非イオン性、両性イオン性（又は双性イオン性：zwitterionic）又は非界面活性型スルホベタインである。洗剤及び界面活性剤には、以下に限定されないが、ＢｉｇＣＨＡＰ、Ｄｅｏｘｙ ＢｉｇＣＨＡＰ、Ｂｒｉｊ ３５、Ｂｒｉｊ ５８Ｐ、Ｃｙｍａｌ－１、Ｃｙｍａｌ－２、Ｃｙｍａｌ－５、Ｃｙｍａｌ－６、デシル－β－マルトピラノシド、ｎ－ドデシル－β－Ｄ－マルトシド、ｎ－ヘキサデシル－β－Ｄ－マルトシド、アンデシル－β－Ｄ－マルトシド、デシル－β－Ｄ－１－チオマルトピラノシド、オクチル－β－Ｄ－グルコピラノシド、デシル－β－Ｄ－１－チオグルコピラノシド、オクチル－β－Ｄ－チオグルコピラノシド、ジギトニン、酸化ジメチルデシルホスファイト（ＡＰＯ－１０）、酸化ドデシルジメチルホスファイト（ＡＰＯ－１２）、ＩＧＥＰＡＬ ＣＯ－５２０、ＩＧＥＰＡＬ ＣＯ－６３０、及びＩＧＥＰＡＬ ＣＯ－７２０、Ｎ－オクタノイル－Ｎ－メチルグルカミン（ＭＥＧＡ－８）、Ｎ－ノナノイル－Ｎ－メチルグルカミン（ＭＥＧＡ－９）、Ｎ－デカノイル－Ｎ－メチルグルカミン（ＭＥＧＡ－１０）、ノニデットＰ４０代替物、プルロニックＦ－６８、サポニン、ｔｈｅｓｉｔ、Ｔｏｒｉｔｏｎ Ｘ－１００、Ｔｏｒｉｔｏｎ Ｘ－１１４、ＴＷＥＥＮ２０、ＴＷＥＥＮ４０、ＴＷＥＥＮ８０、ＡＳＢ－１４（アミドスルホベタイン－１４）、ＡＳＢ－１６（アミドスルホベタイン－１６）、Ｃ７ＢｚＯ、ＣＨＡＰＳ、ＣＨＡＰＳＯ、ＥＭＰＩＧＥＮ ＢＢ、３－（Ｎ、Ｎ－ジメチルオクチルアンモニオ）プロパンスルホネート分子内塩（ＳＢ３－８）、３－（デシルジメチルアンモニオ）－プロパンスルホネート分子内塩（ＳＢ３－１０）、３－（ドデシルジメチルアンモニオ）－プロパンスルホネート分子内塩（ＳＢ３－１２）、３－（Ｎ、Ｎ－ジメチルミリスチルアンモニオ）－プロパンスルホネート（ＳＢ３－１４）、３－（Ｎ、Ｎ－ジメチルパルミチルアンモニオ）－プロパンスルホネート（ＳＢ３－１６）、３－（Ｎ、Ｎ－ジメチルオクタデシルアンモニオ）－プロパンスルホネート（ＳＢ３－１８）、３－（１－ピリジニオ）－１－プロパンスルホネート（ＮＤＳＢ２０１）、３－（ベンジルジメチルアンモニオ）プロパンスルホネート（ＮＤＳＢ２５６）が含まれる。
いくつかの実施形態では、（例えば、選択された真核細胞溶解用の）溶解試薬は、約０．２７％～１５％ｖ／ｖ、約０．３９％～１３％ｖ／ｖ、約０．４５％～１２％（ｖ／ｖ）の界面活性剤濃度を有し、又は０．６０～１０％（ｖ／ｖ）のＴｗｅｅｎ界面活性剤濃度を有し、及び／又は約０．２２～１０％（ｖ／ｖ）、約０．１６～８．２５％（ｖ／ｖ）、又は約０．４４％～６．７５％（ｖ／ｖ）のＴｏｒｉｔｏｎ又はＩＧＥＰＡＬの界面活性剤濃度を有する。
いくつかの実施形態では、（例えば、選択された真核細胞溶解用の）溶解試薬は、約０．２５％～１％（ｖ／ｖ）、約０．３５％～０．８５％（ｖ／ｖ）、約０．４５％～０．７５％（ｖ／ｖ）の界面活性剤濃度を有し、又は約０．５５％～０．６５％（ｖ／ｖ）のＴｗｅｅｎ界面活性剤濃度を有し、及び／又は約０．１５％～０．６５％（ｖ／ｖ）、約０．２５％～０．５５％（ｖ／ｖ）、又は約０．３５％～０．４５％（ｖ／ｖ）のＴｒｉｔｏｎ又はＩＧＥＰＡＬの界面活性剤濃度を有する。いくつかの実施形態では、Ｔｗｅｅｎ界面活性剤は、Ｔｗｅｅｎ－２０、Ｔｗｅｅｎ－４０及びＴｗｅｅｎ－８０からなる群から選択される。いくつかの実施形態では、Ｔｏｒｉｔｏｎは、Ｔｏｒｉｔｏｎ Ｘ－１００又はＴｏｒｉｔｏｎ Ｘ－１１４である。いくつかの実施形態では、ＩＧＥＰＡＬは、ＩＧＥＰＡＬ ＣＯ－５２０、ＩＧＥＰＡＬ ＣＯ－６３０、及びＩＧＥＰＡＬ ＣＯ－７２０からなる群から選択される。
いくつかの実施形態では、溶解試薬は、少なくとも１つの消泡剤を含む。適した消泡剤には、以下に限定されないが、Ａｎｔｉｆｏａｍ Ａ、Ａｎｔｉｆｏａｍ ２０４、Ａｎｔｉｆｏａｍ Ｂ、Ａｎｔｉｆｏａｍ Ｃ、Ａｎｔｉｆｏａｍ Ｙ－３０、Ａｎｔｉｆｏａｍ ＳＥ－１５、及びシメチコン系消泡剤が含まれる。また、他の消泡剤も可能である。
ある実施形態では、溶解試薬は、約０．１５Ｍ～０．７５Ｍ、約０．２Ｍ～０．７Ｍ、約０．２５Ｍ～０．６５Ｍ、約０．３Ｍ～０．６Ｍ、約０．３５Ｍ～０．５５Ｍ、又は約０．４Ｍ～０．５Ｍ又は一価塩を含む。いくつかの実施形態では、溶解試薬は、（例えば、浸透圧ストレスを誘導するため）約０．１５Ｍ未満の一価塩を含む。いくつかの実施形態では、溶解試薬中の一価塩の濃度は、約５０ｍＭ～６Ｍ、約１５０ｍＭ～５Ｍ、約３５０ｍＭ～４．５Ｍ、約５５０ｍＭ～４Ｍ、約９００ｍＭ～３．７５Ｍ、又は約１Ｍ～３．５Ｍである。いくつかの実施形態では、溶解試薬中の一価塩の塩濃度は、約５０ｍＭ～８００ｍＭ、約１００ｍＭ～７００ｍＭ、約２００ｍＭ～６００ｍＭ、約３００ｍＭ～５００ｍＭ、又は約３５０ｍＭ～４５０ｍＭである。
一価塩の非限定的な例には、例えば、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＬｉＣｌ、及びそれらの組み合わせが含まれる。
いくつかの実施形態では、溶解試薬のｐＨは約６～９である。いくつかの実施形態では、ｐＨは中性又はほぼ中性のｐＨである。いくつかの実施形態において、選択された真核細胞又は微生物細胞溶解反応を約６～９又は中性に近いｐＨで行うことは、いくつかの界面活性剤の存在下における微生物細胞の生存能力及び／又は構造的完全性の増加に起因して、当技術分野で周知の現在の方法を超えて利点がある。
いくつかの実施形態では、溶解操作は室温で行われる。ある実施形態では、溶解操作は、約５℃～２０℃、約９℃～１６℃、約２５℃～７５℃、約３０℃～７０℃、又は約３５℃～５５℃で行われる。
ある実施形態では、溶解操作は、約０．０１～２０分間、約０．１～９．０分間、約１．０～８．０分間、約２．０～７．０分間、約３．０～６．０分間、又は約４．０～５．０分間行われる。
いくつかのケースでは、溶解停止緩衝液（又は溶解ターミネーションバッファ：lysis termination buffer）を添加することによって溶解操作を停止させてもよい（例えば、溶解を抑制してもよい）。いくつかの実施形態では、溶解停止緩衝液は、少なくとも１つの電解質を含む。いくつかの実施形態では、総溶解試薬濃度に対する、溶解試薬に添加される電解質濃度は、約１００ｍＭ～７５０ｍＭ、約１５０ｍＭ～６５０ｍＭ、約２００ｍＭ～５５０ｍＭ、約２５０ｍＭ～４５０ｍＭ、又は約３００ｍＭ～４００ｍＭである。溶解停止緩衝液に加えることができる電解質には、以下に限定されないが、一価塩及び二価塩が含まれる。有利なことに、いくつかの実施形態では、少なくとも１つの電解質を用いた溶解試薬の停止は、アニオン交換樹脂を使用する下流プロセス（例えば、選択された真核ＤＮＡの除去、微生物細胞の単離、微生物細胞の溶解、又は微生物ゲノム材料の単離）を改善する。
いくつかの実施形態では、溶解停止緩衝液は、約９以下のｐＨを有する。いくつかの実施形態では、溶解停止緩衝液は、約６～９のｐＨを有する。いくつかの実施形態では、溶解停止緩衝は、中性又はほぼ中性のｐＨを有する。いくつかの実施形態では、溶解停止緩衝液を約６～９のｐＨ又はほぼ中性に維持することにより、インタクト微生物細胞の下流プロセス（例えば、選択された真核ＤＮＡの除去、微生物細胞の単離、微生物細胞の溶解、又は微生物ＤＮＡの増幅）が改善される。
ある実施形態では、（例えば、微生物細胞の溶解用の）溶解試薬は、リゾチーム、リチカーゼ、ザイモリアーゼ、ムタノリシン及びリゾスタフィンなどの酵素を含む。
いくつかの実施形態では、溶解試薬中のリゾチーム濃度は、約５～２００ｍｇ／ｍｌ、約１～１５０ｍｇ／ｍｌ、５～１７５ｍｇ／ｍｌ、約１５～１４０ｍｇ／ｍｌ、約２０～１００ｍｇ／ｍｌ、約３０～９５ｍｇ／ｍｌ、約４５～７５ｍｇ／ｍｌ、又は約５０～６２ｍｇ／ｍｌである。また、他の範囲も可能である。
いくつかの実施形態では、溶解試薬のリゾチーム濃度は、溶解操作を行った後、約０．０１～１ｍｇ／ｍｌ、約０．１～１０ｍｇ／ｍｌ、０．５～１５ｍｇ／ｍｌ、約１～２０ｍｇ／ｍｌ、約０．３～８ｍｇ／ｍｌ、約０．７～７ｍｇ／ｍｌ、約０．２～０．９ｍｇ／ｍｌ、又は約０．０５～０．３５ｍｇ／ｍｌに希釈されてもよい。
いくつかの実施形態では、溶解試薬中のリチカーゼ濃度は、約５００～５００００Ｕ／ｍｌ、約２５０～１００００Ｕ／ｍｌ、４２５～８０００Ｕ ｍｌ、約３００～６０００Ｕ／ｍｌ、約４００～５０００Ｕ／約１０００～４７５０Ｕ／ｍｌ、約１５００～４５００Ｕ／ｍｌ、約２０００～６５００Ｕ／ｍｌ、約２５００～５５００Ｕ／ｍｌ、又は約３０００～１５０００Ｕ／ｍｌである。
いくつかの実施形態では、溶解試薬中のリチカーゼ濃度は、溶解操作を行った後、約１～１０００Ｕ／ｍｌ、約５～２００Ｕ／ｍｌ、２０Ｕ～８００Ｕ／ｍｌ、約３０～７００Ｕ／ｍｌ、約４０～６００Ｕ／ｍｌ、約５０～５００Ｕ／ｍｌ、約６０～４００Ｕ／ｍｌ、約７０～３００Ｕ／ｍｌ、約８０～２００Ｕ／ｍｌ、約９０～１００Ｕ／ｍｌ、又は上記に開示された濃度のいずれか２つの間の濃度に希釈されてもよい。
いくつかの実施形態では、溶解試薬中のザイモリアーゼ濃度は、約５００～５００００Ｕ／ｍｌ、約２５０～１００００Ｕ／ｍｌ、４２５Ｕ～８０００Ｕ／ｍｌ、約３００～６０００Ｕ／ｍｌ、約４００～５０００Ｕ／ｍｌ、約１０００～４７５０Ｕ／ｍｌ、約１５００～４５００Ｕ／ｍｌ、約２０００～６５００Ｕ／ｍｌ、約２５００～５５００Ｕ／ｍｌ、又は約３０００～１５０００Ｕ／ｍｌである。
いくつかの実施形態では、溶解試薬中のザイモリアーゼ濃度は、溶解操作を行った後に、約１～１０００Ｕ／ｍｌ、約５～２００Ｕ／ｍｌ、２０Ｕ～８００Ｕ／ｍｌ、約３０～７００Ｕ／ｍｌ、約４０～６００Ｕ／ｍｌ、約５０～５００Ｕ／ｍｌ、約６０～４００Ｕ／ｍｌ、約７０～３００Ｕ／ｍｌ、約８０～２００Ｕ／ｍｌ、又は約９０～１００Ｕ／ｍｌに希釈されてもよい。
いくつかの実施形態では、溶解試薬中のムタノリシン濃度は、約５００～５００００Ｕ／ｍｌ、約２５０～１００００Ｕ／ｍｌ、４２５～８０００Ｕ／ｍｌ、約３００～６０００Ｕ／ｍｌ、約４００～５０００Ｕ／ｍｌ、約１０００～４７５０Ｕ／ｍｌ、約１５００～４５００Ｕ／ｍｌ、約２０００～６５００Ｕ／ｍｌ、約２５００～５５００Ｕ／ｍｌ、又は約３０００～１５０００Ｕ／ｍｌである。
いくつかの実施形態では、溶解試薬中のムタノリシン濃度は、約１～１０００Ｕ／ｍｌ、約５～２００Ｕ／ｍｌ、２０～８００Ｕ／ｍｌ、約３０～７００Ｕ／ｍｌ、約４０～６００Ｕ／ｍｌ、約５０～５００Ｕ／ｍｌ、約６０～４００Ｕ／ｍｌ、約７０～３００Ｕ／ｍｌ、約８０～２００Ｕ／ｍｌ、又は約９０～１００Ｕ／ｍｌである。
いくつかの実施形態では、溶解試薬中のリゾスタフィン濃度は、約５００～５００００Ｕ／ｍｌ、約２５０～１００００Ｕ／ｍｌ、４２５Ｕ～８０００Ｕ／ｍｌ、約３００～６０００Ｕ／ｍｌ、約４００～５０００Ｕ／ｍｌ、約１０００～４７５０Ｕ／ｍｌ、約１５００～４５００Ｕ／ｍｌ、約２０００～６５００Ｕ／ｍｌ、約２５００～５５００Ｕ／ｍｌ、又は約３０００～１５０００Ｕ／ｍｌである。
いくつかの実施形態では、溶解試薬中のリゾスタフィン濃度は、約１～１０００Ｕ／ｍｌ、約５～２００Ｕ／ｍｌ、２０～８００Ｕ／ｍｌ、約３０～７００Ｕ／ｍｌ、約４０～６００Ｕ／ｍｌ、約５０～５００Ｕ／ｍｌ、約６０～４００Ｕ／ｍｌ、約７０～３００Ｕ／ｍｌ、約８０～２００Ｕ／ｍｌ、又は約９０～１００Ｕ／ｍｌである。
いくつかの実施形態では、溶解試薬は、１つ以上の洗剤を含む。いくつかの実施形態では、洗剤は両性イオン性洗剤である。いくつかの実施形態では、両性イオン性洗剤はスルホベタイン系に由来する。適したスルホベタイン洗剤の非限定的な例には、以下に限定されないが、Ｎ－デシル－Ｎ，Ｎ－ジメチル－３－アンモニオ－１－プロパンスルホネート、Ｎ－デシル－Ｎ，Ｎ－ジメチル－３－アンモニオ－１－プロパンスルホネート、Ｎ－ドデシル－Ｎ，Ｎ－ジメチル－３－アンモニオ－１－プロパンスルホネート、Ｎ－ヘキサデシル－Ｎ，Ｎ－ジメチル－３－アンモニオ－１－プロパンスルホネート、Ｎ－オクタデシル－Ｎ，Ｎ－ジメチル－３－アンモニオ－１－プロパンスルホネート、及び３－［Ｎ，Ｎ－ジメチル（３－ミリストイルアミノプロピル）アンモニオ］プロパンスルホネートが含まれる。
いくつかの実施形態では、洗剤は、グルコピラノシド系由来の非イオン性洗剤である。適した非イオン性グルコピラノシド洗剤の非限定的な例には、例えば、３－アセチルウンベリフェリルｂ－Ｄ－グルコピラノシド、Ｎ－アミルｂ－Ｄ－グルコピラノシドデシルｂ－Ｄ－チオグルコピラノシド、ｎ－ドデシルｂ－Ｄ－グルコピラノシド、ヘキサデシルｂ－Ｄ－グルコピラノシド、ヘキシルｂ－Ｄ－グルコピラノシド、メチルａ－Ｄ－グルコピラノシド、オクチルｂ－Ｄ－グルコピラノシド、及びフェニル－ａ－Ｄ－グルコピラノシドが含まれる。
いくつかの実施形態では、洗剤はカチオン性洗剤である。適したカチオン性界面活性剤の非限定的な例には、例えば、臭化アルキルトリメチルアンモニウム、アンプロリウム塩酸、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンジルジメチルドデシルアンモニウム、塩化ベンジルジメチルテトラデシルアンモニウム、臭化ベンジルドデシルジメチルアンモニウム、塩化セチルピリジニウム、臭化セチルトリメチルアンモニウム、臭化ジメチルジオクタデシルアンモニウム、臭化ドデシルエチルジメチルアンモニウム、臭化ドデシルトリメチルアンモニウム、臭化エチルヘキサデシルジメチルアンモニウム、臭化ヘキサデシルピリジニウム、塩化ヘキサデシルピリジニウム、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、塩化メチルベンゼトニウム、臭化ミリスチルトリメチルアンモニウム、臭化オキシフェノニウム、臭化テトラヘプチルアンモニウム、臭化テトラキス（デシル）アンモニウム、臭化テトラキス（デシル）アンモニウム、及び塩化トリカプリリルメチルアンモニウムである。いくつかの実施形態では、カチオン性洗剤の濃度は、カチオン性洗剤の臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）の約１～１００倍である。
いくつかの実施形態では、洗剤の濃度は、溶解試薬中の特定の洗剤の臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）に依存する。いくつかの実施形態では、溶解試薬中の各洗剤濃度は、ＣＭＣの約１０～１１０００倍、約２５～１２５００倍、約５０～８０００倍、約７５～７０００倍、約９５～８５００倍、又は約９８～６７５０倍である。いくつかの実施形態では、溶解試薬中の洗剤濃度は、ＣＭＣの約１００～５０００倍、約１２５～９０００倍、約２００～８０００倍、約４００～７０００倍、又は約５００～６０００倍である。いくつかの実施形態では、溶解試薬中の洗剤濃度は、ＣＭＣの約１００～１０００倍、約２００～９００倍、約３００～８００倍、約４００～７００倍、又は約５００～６００倍である。いくつかの実施形態では、溶解試薬中の各洗剤濃度は、ＣＭＣの約０．１～１００倍、約１．０～９０倍、約１０～８０倍、約２０～７０倍、約３０～６０倍、又は約４０～５０倍である。
いくつかの実施形態では、溶解試薬は、１つ以上の金属キレート剤を含む。適した金属キレート化剤の非限定的な例には、例えば、エチレングリコールテトラ酢酸（ＥＧＴＡ）及びエチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）が含まれる。いくつかの実施形態では、溶解試薬中の金属キレート化剤の濃度は、約５０ｍＭ～１．０Ｍ、約１００ｍＭ～０．７５Ｍ、約１１０ｍＭ～５００ｍＭ、約１２５ｍＭ～５００ｍＭ、又は約１２５ｍＭ～４５０ｍＭである。
いくつかの実施形態では、溶解試薬は、１つ以上の還元剤を含む。適した還元剤の非限定的な例には、例えば、２－メルカプトエタノール又はジチオスレイトールが含まれる。いくつかの実施形態では、溶解試薬中の還元剤の濃度は、約１０ｍＭ～２０Ｍ、約１５ｍＭ～１５Ｍ、約５０ｍＭ～１４Ｍ、約１００ｍＭ～１４Ｍ、又は約１１０ｍＭ～１５Ｍである。いくつかの実施形態では、溶解試薬中の還元剤の濃度は、約１ｍＭ～１００ｍＭ、約１０ｍＭ～９０ｍＭ、約２０ｍＭ～８０ｍＭ、約３０ｍＭ～７０ｍＭ、約４０ｍＭ～６０ｍＭ、又は約４５ｍＭ～５５ｍＭである。
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのＤＮＡインターカレーティング色素が、使用前に溶解試薬に添加される。いくつかの実施形態では、ＤＮＡインターカレーティング色素は、適した波長及び用量の光源を用いて活性化後に両方のＤＮＡ鎖に共有結合を生成する色素である。理論に縛られることを望まないが、いくつかの実施形態では、共有結合は、サンプル中に存在するＤＮＡの少なくともいくつかを増幅できないようにする。適したＤＮＡインターカレーティング色素の非限定的な例には、エチジウムモノアジド（ＥＭＡ）及びプロピジウムモノアジド（ＰＭＡ）が含まれる。
いくつかの実施形態では、増幅領域で使用されるプライマーは、増幅操作を開始する前に検出可能なマーカー又は結合部分で標識される。
いくつかの実施形態では、タグを含むか、又はタグの下流の結合(conjugation)を可能にするように修飾された修飾ヌクレオチドが、増幅操作において使用される。限定されないが、例として、タグで修飾されたヌクレオチドには、以下に限定されないが、ジエチルアミノクマリン（ＤＥＡＣ）、シアニン３（Ｃｙ３）、シアニン５（Ｃｙ５）、フルオレセイン（ＦＩＴＣ）、リサミン、Ｒ１１０、Ｒ６Ｇ、テトラメチルローダミン（ＴＡＭＲＡ）、又はテキサスレッド染料が含まれる。その後のタグ付けを可能にする修飾ヌクレオチドの例には、以下に限定されないが、アミノジゴキシゲニン（ＤＩＧ）、ビオチン又はジニトロフェニル（ＤＮＰ）で修飾されたヌクレオチドがある。
いくつかの実施形態では、ＤＮＡアンプリコンの標識は、インターカレーティング色素とのその後のインキュベーションによって達成される。適したインターカレーティング色素の非限定的な例には、以下に限定されないが、ＰｉｃｏＧｒｅｅｎ、ＯｌｉＧｒｅｅｎ、ＲｉｂｏＧｒｅｅｎ、ＳＹＢＲ Ｇｏｌｄ、ＳＹＢＲ Ｇｒｅｅｎ Ｉ、ＳＹＢＲ Ｇｒｅｅｎ ＩＩ、ＳＹＢＲ Ｓａｆｅ、ＴＯＴＯ－１、ＹＯＹＯ－１、ＹＯＹＯ－３、ＰＯＰＯ－１、ＢＯＢＯ－１、ＪＯＪＯ－１、ＰＯＰＯ－３、ＬＯＬＯ－１、ＢＯＢＯ－３、ＹＯＹＯ－３、ＴＯＴＯ－３、ＳＹＴＯＸ－Ｂｌｕｅ、ＳＹＴＯＸ－Ｇｒｅｅｎ、ＳＹＴＯＸ－Ｏｒａｎｇｅ、ＳＹＴＯＸ－Ｒｅｄ及びＥｔＢｒが含まれる。
いくつかの実施形態では、溶解試薬中のＤＮＡインターカレーティング色素の濃度は、約０．０１μＭ～１．０μＭ、約０．１μＭ～０．９μＭ、０．２μＭ～０．８μＭ、約０．３μＭ～０．７μＭ、又は約０．４μＭ～０．６μＭである。
いくつかの実施形態では、溶解試薬は、使用前に１つ以上のヌクレアーゼで前処理されてもよい。いくつかの実施形態では、ヌクレアーゼは、微生物溶解溶液の使用前に中和される。理論に縛られることを望まないが、使用されるヌクレアーゼは、関心事の下流の配列に依存し得る。限定されないが、例として、いくつかの実施形態では、ヌクレアーゼは、以下に限定されないが、ＥｃｏＲＩ、ＨｉｎｄＩＩＩ、ＳａｌＩ、ＨｈａＩ、ＤｄｅＩ、ＲｓａＩ、Ｓａｕ３ＡＩ及びＭｓｐＩから選択される。
いくつかの実施形態では、溶解試薬は、高い用量、具体的には約２６０ｎｍの範囲の紫外線照射で前処理してもよい。理論に縛られることを望まないが、ＵＶはＤＮＡ骨格にニック(nick)を誘発し、一般に増幅不能にする。
いくつかの実施形態では、選択された真核生物及び／又は微生物ゲノム材料を捕捉／固定化するためにアニオン交換体（例えばアニオン交換樹脂）が使用される。アニオン交換樹脂は、流体デバイスの１つ以上のリザーバ又はチャネル内に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、アニオン交換樹脂は、１つ以上の弱アニオン交換樹脂（ＷＡＸ）である。ＷＡＸの例には、以下に限定されないが、カルボキシメチル（ＣＭ）、ジエチルアミノプロピル（ＡＮＸ）、ジエチルエタノールアミン（ＤＥＡＥ）、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ Ｉｒａ６７、Ｐｕｒｏｌｉｔｅ Ａ８４７、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ Ｉｒａ９６、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ ＩＲＡ９６ＳＢ、Ｄｏｗｅｘ Ｍａｒａｔｈｏｎ ＷＢＡ、Ｄｏｗｅｘ Ｕｐｃｏｒｅ Ｍｏｎｏ ＷＢ－５００、Ｐｕｒｏｌｉｔｅ Ａ８３５、Ｄｏｗｅｘ Ｍｏｎｏｓｐｈｅｒｅ ７７、及びＤｏｗｅｘ Ｍｏｎｏｓｐｈｅｒｅ ６６が含まれる。
いくつかの実施形態では、ＷＡＸ樹脂は、少なくとも１つの第３級アミン官能基を含む。
いくつかの実施形態では、アニオン交換樹脂は、１つ以上の強アニオン交換樹脂（ＳＡＸ）である。ＳＡＸの例には、以下に限定されないが、－Ｏ－ＣＨ２－ＣＨＯＨ－ＣＨ２－Ｏ－ＣＨ２－ＣＨＯＨ－ＣＨ２－Ｎ＋（ＣＨ３）３、Ａｍｂｅｒｊｅｔ Ｕｐ４０００、Ａｍｂｅｒｊｅｔ ９０００ ＯＨ、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ ＦＰＡ４０ Ｃｌ及びＤｏｗｅｘ Ｕｐｃｏｒｅ Ｍｏｎｏ ＭＡ－６００が含まれる。
いくつかの実施形態では、ＳＡＸベースの樹脂は、少なくとも１つの第４級アミン官能基を含む。
いくつかの実施形態では、アニオン交換樹脂は、少なくとも１つのＷＡＸと少なくとも１つのＳＡＸとの組み合わせである。
いくつかの実施形態において、アニオン交換樹脂の形態は、繊維、膜、吸着剤、ゲル、及び濾紙から選択される。いくつかの実施形態では、溶解されている選択された真核細胞及び／又は溶解されている微生物細胞を有するサンプルは、アニオン交換樹脂を通過し、又はアニオン交換樹脂と接触する。いくつかの実施形態では、アニオン交換樹脂は溶液中に存在する。
いくつかの実施形態では、支持基材は、流体デバイスの１つ以上のリザーバ又はチャネルに配置されてもよい。いくつかの実施形態では、支持基材は、シリカ、ガラス、金属、ポリスチレン系材料、セルロース系材料、アガロース系材料、デキストラン系材料、メタクリレート系材料、セファロース系材料、又はそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、支持基材は多孔質である。
いくつかの実施形態では、支持基材は、限定ではない例として、ポリスチレン又はポリ（メチルメタクリレート）などのポリマーを含む。
いくつかの実施形態では、固体支持基材が多孔質であるケースでは、アニオン交換樹脂を前記基材の外層に結合させてもよい。他の実施形態では、アニオン交換樹脂は固体支持基材の内側部分に結合される。さらなる実施形態では、固体支持体樹脂のどこにアニオン交換樹脂が結合しているかについての区別はなされていない。
非限定的な例として、理論に縛られることを望まないが、多孔質固体支持基材は、非多孔質材料と同様の体積を有する一方で、それらが結合のための表面積の増大を促進するので有益である。増加した表面積は、いくつかの実施形態では、例えば、系の結合能力を増大させるために、又は系の動力学を増加させるために、又は同時に両方を達成するために有益であり得る。
いくつかの実施形態では、固体支持基材は、約１０～１００μｍ、約２０～９０μｍ、約３０～８０μｍ、約４０～７０μｍ、又は約５０～６０μｍの最大断面寸法を有するビーズ又は球体である。
別の実施形態では、支持基材は、約０．０１～１０μｍ、約０．１～９．０μｍ、約１．０～８．０μｍ、約２．０～７．０μｍ、約３．０～６．０μｍ、又は約４．０～５．０μｍの最大断面寸法を有するビーズ又は球体である。
いくつかの実施形態では、支持基材は特定の外表面積を有する。いくつかの実施形態では、外表面積は、約３×１０－４～３×１０２μｍ２、約３×１０－２～２．５×１０２μｍ２、約１～２×１０２μｍ２、約１×１０１～１．５×１０２μｍ２、約３×１０１～１×１０２μｍ２、約５×１０２～１×１０２μｍ２、約３×１０２～３×１０４μｍ２、約１×１０２～２．５×１０４μｍ２、約３×１０３～２×１０４μｍ２、約５×１０３～１．５×１０４μｍ２、又は約７×１０３～１．５×１０４μｍ２である。
いくつかの実施形態では、洗浄緩衝液は、流体デバイスの１つ以上のリザーバ又はチャネルに配置されてもよい。
いくつかの実施形態では、洗浄緩衝液のｐＨは、約３．０～７．５、約３．５～７．０、約４．０～６．５、約４．５～６．０、又は約５．０～５．５である。
いくつかの実施形態では、洗浄緩衝液は、約０．５Ｍ～３．０Ｍ、約０．７５Ｍ～２．７５Ｍ、約１．０Ｍ～２．５Ｍ、約１．２５Ｍ～２．２５Ｍ、又は約１．５Ｍ～２．０Ｍの塩濃度を有する。
いくつかの実施形態では、洗浄緩衝液は、上記のように、１つ以上の界面活性剤を含む。限定されないが、例として、いくつかの実施形態では、界面活性剤には、以下に限定されないが、Ｔｗｅｅｎ及びＴｒｉｔｏｎ－Ｘが含まれる。いくつかの実施形態では、Ｔｗｅｅｎ及び／又はＴｒｉｔｏｎ－Ｘの濃度は、約０．０１％～１．０％（ｖ／ｖ）、約０．１％～０．９％（ｖ／ｖ）、約０．２％～０．８％（ｖ／ｖ）、約０．３％～０．７％（ｖ／ｖ）、又は約０．４％～０．６％（ｖ／ｖ）である。
いくつかの実施形態では、洗浄緩衝液は、１つ以上の洗剤を含む。限定されないが、例として、いくつかの実施形態では、洗剤には、以下に限定されないが、両性イオン性洗剤が含まれる。いくつかの実施形態では、両性イオン性洗剤濃度は、ＣＭＣの約０．１～３５０倍、約１．０～３００倍、約１０～２５０倍、約５０～２００倍、又は約１００～１５０倍である。
いくつかの実施形態では、洗浄緩衝液は、１）約０～１５０ｍＭ、約１０～２５０ｍＭ、約２５～４７５ｍＭ、約５０～約５２５ｍＭ、又は約７５～７５０ｍＭの、例えばＮａＣｌ又はＫＣｌなどの１価塩、２）ほぼ中性のｐＨ、例えば約６～９に中和され、３）約０．０１％～１．０％（ｖ／ｖ）、約０．０２％～０．９％（ｖ／ｖ）、約０．０３％～０．８％（ｖ／ｖ）、約０．０４％～０．７％（ｖ／ｖ）、又は約０．０５％～０．６％（ｖ／ｖ）の、例えばＴｗｅｅｎ２０又はＴｒｉｔｏｎ Ｘ－１００などの界面活性剤、のうち１つ以上を含む。
いくつかの実施形態では、溶出緩衝液は、流体デバイスの１つ以上のリザーバ又はチャネル内に配置され得る。
いくつかの実施形態では、溶出緩衝液のｐＨは約１１．５～１３．５である。いくつかの実施形態では、溶出緩衝液は、リン酸ナトリウム又はリン酸カリウムなどの緩衝剤を含む。いくつかの実施形態では、溶出緩衝液中のリン酸ナトリウム又はリン酸カリウムの濃度は、約０．０１Ｍ～１Ｍ、約０．１Ｍ～１．８Ｍ、約０．４Ｍ～１．６Ｍ、約０．８Ｍ～１．４Ｍ、又は約１．０Ｍ～１．２Ｍである。
いくつかの実施形態では、溶出緩衝液は、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムを含む。いくつかの実施形態では、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムの濃度は、約１０～５００ｍＭ、約３０～４５０ｍＭ、約５０～４００ｍＭ、約７０～３５０ｍＭ、約９０～３００ｍＭ、約１１０～２５０ｍＭ、又は約１３０～２００ｍＭである。
いくつかの実施形態では、溶出緩衝液は１価塩を含む。いくつかの実施形態では、３０５における溶出緩衝液中の１つ以上の一価塩の濃度は、約０ｍＭ～２００ｍＭ、約２５ｍＭ～１７５ｍＭ、約５０ｍＭ～１５０ｍＭ、約７５ｍＭ～１２５ｍＭ、又は約９０ｍＭ～１１０ｍＭである。いくつかの実施形態では、溶出緩衝液は一価塩を含まない。
適した緩衝剤のさらなる非限定的な例には、トリス、リン酸ナトリウム、及びリン酸カリウムが含まれる。いくつかの実施形態では、緩衝剤の濃度は、溶出緩衝液中で約１ｍＭ～５００ｍＭ、約５０ｍＭ～４５０ｍＭ、約１００ｍＭ～４００ｍＭ、約１５０ｍＭ～３５０ｍＭ、又は約２００ｍＭ～３００ｍＭである。
いくつかの実施形態では、侵入緩衝液は、流体デバイスの１つ以上のリザーバ又はチャネル内に配置され得る。
いくつかの実施形態では、侵入緩衝液は、１つ以上の一価塩を含む。いくつかの実施形態では、一価塩はＮａＣｌ又はＫＣｌである。いくつかの実施形態では、侵入緩衝液中の一価塩の濃度は、約１ｍＭ～１５０ｍＭ、約５ｍＭ～１４５ｍＭ、約１５ｍＭ～１３０ｍＭ、約２５ｍＭ～１１５ｍＭ、約３５ｍＭ～１００ｍＭ、約４５ｍＭ～８５ｍＭ、又は約５５ｍＭ～７０ｍＭである。いくつかの実施形態では、侵入緩衝液は一価塩を含まない。
いくつかの実施形態では、侵入緩衝液は、１つ以上の界面活性剤を含む。いくつかの実施形態では、界面活性剤は非特異的結合(non-specific binding)を減少させる。いくつかの実施形態では、侵入緩衝液中の界面活性剤の濃度は、約０．０１％～１．０％（ｖ／ｖ）、約０．１％～０．９％（ｖ／ｖ）、約０．２％～０．８％（ｖ／ｖ）、約０．３％～０．７％（ｖ／ｖ）、又は約０．４％～０．６％（ｖ／ｖ）である。
いくつかの実施形態では、侵入緩衝液は、排除された容量を変更するように構成要素（例えば、クラウディング剤）を含む。限定されないが、例として、クラウディング剤には、以下に限定されないが、ポリエチレングリコール（ＥＧ）、ＥＧ－２００、ＥＧ－２５０、ＥＧ－３００、ＥＧ－４００、ＥＧ－５００、ＥＧ－７５０、ＥＧ－１０００、ＥＧ－９５００、ＥＧ－２０００、ＥＧ－４０００、ＥＧ－５０００、ＥＧ－６０００、ＥＧ－８０００、ＥＧ－１００００、ＥＧ－１２０００、ＥＧ－１３０００、ＥＧ－２００００、デキストラン（ＤＸ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、フィコール（ＦＣ）、ＤＸ－１０００、ＤＸ－５０００、ＤＸ－１２０００、ＤＸ－５００００、ＤＸ－８００００、ＰＶＡ ８９ｋ－９８ｋ、ＰＶＡ ８５ｋ－１２４ｋ、ＰＶＡ １３０ｋ、ＰＶＡ ３１ｋ－５０ｋ、ＰＶＡ ５０ｋ－８０ｋ、ＰＶＡ ７０ｋ－１００ｋ、ＰＶＡ ９０ｋ－１２０ｋ、ＰＶＡ １７０ｋ－２５０ｋ、ＰＶＡ ６１ｋ、ＰＶＡ ３１ｋ、ＰＶＡ １３０ｋ、ＰＶＡ ６７ｋ、ＰＶＡ ２７ｋ、ＰＶＡ ２５ｋ、ＦＣ－４００、ＦＣ－７０、ＦＣ－４０、グリセロール、グルコース、及びスクロースが含まれる。いくつかの実施形態では、侵入緩衝液中のクラウディング剤の濃度範囲は、侵入緩衝液の総容量の約１％～２０％（ｖ／ｖ）、約３％～１７％（ｖ／ｖ）、約６％～１４％（ｖ／ｖ）、又は約９％～１１％（ｖ／ｖ）である。
いくつかの実施形態において、侵入緩衝液は、１つ以上のＤＮＡ変性剤を含む。限定されないが、例として、ＤＮＡ変性剤には、以下に限定されないが、ＤＭＳＯ、ホルムアミド、及びベタインが含まれる。侵入緩衝液。いくつかの実施形態では、ＤＭＳＯ及び／又はホルムアミドは、侵入緩衝液の総容量の約１％～３０％（ｖ／ｖ）、約５％～２５％（ｖ／ｖ）、約１０％～２０％（ｖ／ｖ）、又は約１４％～１６％（ｖ／ｖ）である。いくつかの実施形態では、侵入緩衝液中のベタインの濃度は、約０．１Ｍ～２．５Ｍ、約０．５Ｍ～２．０Ｍ、又は約１．０Ｍ～１．５Ｍである。
いくつかの実施形態では、ＤＩＡＮＡ洗浄緩衝液などの洗浄緩衝液は、ＤＩＡＮＡの添加後の洗浄緩衝液として役立つ。
いくつかの実施形態では、ＤＩＡＮＡ洗浄緩衝液は、１）約５０～６５０ｍＭ、約１００～６００ｍＭ、約１５０～５５０ｍＭ、約２００～５００ｍＭ、約２５０～４５０ｍＭ、又は約３００～４００ｍＭの、例えばＮａＣｌ又はＫＣｌのような、１価塩と、２）ほぼ中性のｐＨ、例えば約６～９に中和され、３）約０．１％～１．０％（ｖ／ｖ）、約０．２％～０．９％（ｖ／ｖ）、約０．３％～０．８％（ｖ／ｖ）、約０．４％～０．７％（ｖ／ｖ）、又は約０．５％～０．６％（ｖ／ｖ）の界面活性剤、例えばＴｗｅｅｎ２０又はＴｒｉｔｏｎＸ－１００と、のうち１つ以上を含む。いくつかの実施形態では、洗浄緩衝液を加熱する。
いくつかの実施形態では、ＤＩＡＮＡ洗浄緩衝液は、１つ以上のＤＮＡ不安定化剤又は変性剤、例えばＤＭＳＯ、ベタイン及びホルムアミドを含む。いくつかの実施形態では、ＤＭＳＯ及び／又はホルムアミドは、侵入緩衝液の総容量の約１０％～３０％（ｖ／ｖ）、約１５％～２５％（ｖ／ｖ）、約１０％～２０％（ｖ／ｖ）、又は約１４％～１６％（ｖ／ｖ）である。いくつかの実施形態では、侵入緩衝液中のベタインの濃度は、約０．１Ｍ～２．５Ｍ、約０．５Ｍ～２．０Ｍ、又は約１．０Ｍ～１．５Ｍである。
いくつかの実施形態では、ＤＩＡＮＡ洗浄緩衝液のｐＨは９．０を超え、約０ｍＭ～３００ｍＭ、約５０ｍＭ～２５０ｍＭ、約１００ｍＭ～２００ｍＭ、又は約１２５ｍＭ～１７５ｍＭの一価塩及び／又は界面活性剤を含む。いくつかの実施形態では、洗浄緩衝液のｐＨは６．０未満であり、約０ｍＭ～８００ｍＭ、約５０ｍＭ～７５０ｍＭ、約１００ｍＭ～７００ｍＭ、約１５０ｍＭ～６５０ｍＭ、又は約２００ｍＭ～６００ｍＭ、約２５０ｍＭ～５５０ｍＭ、約３００ｍＭ～５００ｍＭ、又は約３５０ｍＭ～４５０ｍＭの一価塩及び／又は界面活性剤を含む。
いくつかの実施形態では、洗浄プロセスは、約０．０１～５分、約１～１０分、又は約５～３０分持続する。いくつかの実施形態では、複数の洗浄工程が行われ、各洗浄工程の間に固体基材が固定化される。いくつかの実施形態では、核酸、ｄｓＤＮＡかｓｓＤＮＡのどちらか、又はその両方を洗浄緩衝液に添加する。
限定されないが、例として、いくつかの実施形態では、ＤＩＡＮＡ洗浄工程は、約１４～１８塩基のサイズのＤＩＡＮＡオリゴマーを洗浄することを含み、より低い洗浄温度は、約ＴＭ（ＤＮＡ）＋２０℃として規定され、より高い洗浄温度は９９℃である。
限定されないが、例として、いくつかの実施形態では、ＤＩＡＮＡ洗浄工程は、１８塩基よりも大きいＤＩＡＮＡオリゴマーを洗浄することを含み、より低い洗浄温度は、約ＴＭ（ＤＮＡ）＋０．９℃×（塩基数）として規定され、より高い洗浄温度は９９℃である。
限定されないが、例として、いくつかの実施形態では、ＤＩＡＮＡ洗浄工程は、１４塩基より小さい／短いＤＩＡＮＡオリゴマーを洗浄することを含み、より低い洗浄温度は、約ＴＭ（ＤＮＡ）＋１．２５℃×（塩基数）として規定され、より高い洗浄温度は９９℃である。
いくつかの実施形態では、デバイスに入る気体又は液体は、デバイス内に配置された少なくとも１つの多孔質膜によって滅菌される。いくつかの実施形態では、多孔質膜の表面は、本質的に親水性であるか、又は本質的に疎水性である。いくつかの実施形態では、多孔質膜は疎油性である。
いくつかの実施形態では、滅菌する多孔質膜は、約０．０２μｍ～１０μｍ、約０．０５μｍ～４μｍ、約０．１μｍ～３μｍ、又は約１．０μｍ～５０μｍのポアを有する。
いくつかの実施形態では、気体はＵＶベースの汚染除去プロセスにさらされる。
限定されないが、例として、いくつかの実施形態では、検出可能なマーカーには、以下に限定されないが、蛍光色素、ホースラディッシュペルオキシダーゼ（ＨＲＰ）、ルシフェラーゼ、メトキシクマリン、ダンシル、ピレン、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ３５０、ＡＭＣＡ、マリーナブルー色素、ｄａｐｏｘｙｌ ｄｙｅ、ジアルキルアミノクマリン、ビマン、ヒドロキシクマリン、カスケードブルー色素、パシフィックオレンジ色素、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４０５、カスケードイエロー色素、パシフィックブルー色素、ＰｙＭＰＯ、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４３０、フルオロセイン、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ４８８、Ｏｒｅｇｏｎ Ｇｒｅｅｎ ４８８、ＢＯＤＩＰＹ ４９３／５０３、Ｏｒｅｇｏｎ Ｇｒｅｅｎ ５１４、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ５１４、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ５３２、ＢＯＤＩＰＹ ＴＭＲ、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ５５５、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ５４６、ＢＯＤＩＰＹ ５５８／５６８、ローダミンレッド色素、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ５６８、ＢＯＤＩＰＹ ５８１／５９１、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ５９４、テキサスレッド色素、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ６１０、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ６３３、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ６３５、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ６４７、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ６６０、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ６８０、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ７００、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ７５０、及びＡｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ７９０である。
限定されないが、例として、間接的検出を可能にする検出可能なマーカーには、以下に限定されないが、ジゴキシゲニン（ＤＩＧ）、ビオチン又はジニトロフェニルが含まれる。
いくつかの実施形態では、検出可能なマーカーは、例えば、使用者による目視検査及び／又は蛍光検出方法によって検出可能な光信号を生成し得る。
いくつかの実施形態では、アンプリコンは約４００ｂｐより大きい。いくつかの実施形態では、アンプリコンは、約４００～４０００ｂｐ、約７００～３７００ｂｐ、約１０００～３４００ｂｐ、約１３００～３１００ｂｐ、約１６００～２７００ｂｐ、約１９００～２４００ｂｐ、又は約２１００～２２００ｂｐである。いくつかの実施形態では、上記に開示された長さのアンプリコンの使用は、本明細書に開示される方法における下流プロセス（例えば、微生物ゲノム材料の検出及び同定）に有利である。
いくつかの実施形態では、以下のプライマーのいくつか又は全てを使用してもよい：ＣＣＣ ＣＣＣ ＣＣＴ ＣＡＧ ＴＴＡ ＴＣＧ ＴＴＴ ＡＴＴ ＴＧＡ ＴＡＧ ＴＡＣ Ｃ； ＣＣＣ ＣＣＣ ＣＣＴ ＣＡＧ ＴＴＡ ＴＣＧ ＴＴＴ ＡＴＴ ＴＧＡ ＴＡＧ ＴＴＣ Ｃ； ＣＣＣ ＴＴＣ ＣＣＡ ＧＡＧ ＴＴＴ ＧＡＴ ＣＡＴ ＧＧＣ ＴＣＡ Ｇ； ＣＣＣ ＴＴＣ ＣＡＧ ＡＧＴ ＴＴＧ ＡＴＣ ＣＴＧ ＧＣＴ ＣＡＧ； ＣＣＣ ＣＣＣ ＧＧＴ ＴＡＣ ＣＴＴ ＧＴＴ ＡＣＧ ＡＣＴ Ｔ； ＣＣＣ ＣＣＧＧ ＣＴＡ ＣＣＴ ＴＧＴ ＴＡＣ ＧＡＣＴ Ｔ； ＣＣＣ ＴＴＣ ＣＣＴ ＧＡＴ ＧＡＣ ＴＣＧ ＴＧＣ ＣＴＡ ＣＴＡ； ＣＣＣ ＴＣＴ ＣＣＣ ＴＧＡ ＴＧＡ ＣＴＴ ＧＣＧ ＣＴＴ ＡＣＴ Ａ。
いくつかの実施形態では、微生物ゲノム材料を増幅するために、追加の及び／又は代替のプライマー配列を使用してもよい。プライマー配列の展開は、当業者に周知である。
いくつかの実施形態では、細菌ゲノム材料のみが増幅される。いくつかの実施形態では、真菌ゲノム材料のみが増幅される。いくつかの実施形態では、真菌標的及び細菌標的の両方が増幅される。いくつかの実施形態では、合成標的が増幅される。いくつかの実施形態では、合成標的には、以下に限定されないが、プラスミド及び合成遺伝子が含まれる。限定されないが、例として、いくつかの実施形態では、プラスミドは、例えばＭ１３ｍｐ１８、ｐＢＲ３２２、ｐＣＬＩＰｆ、ｐＣＬｕｓ、ｐＣＭＶ－Ｃｌｕｃ、ｐＫＬＡＣ２、ＰＭＡＬ－ｐ５ｘ、ｐＮＥＢ２０６Ａ、ｐＳＮＡＰｆ、ｐＳＶ４０－ＣＬｕｃ、ｐＴＫ－ＧＬｕｃ、ｐＴＸＢ１、ｐＴＹＢ２１、ｐＵＣ１９、及びθＸ１７４などのＤＮＡフラグメントを含む。
いくつかの実施形態では、ＤＩＡＮＡプローブは液体形態で保存されるが、好ましい実施形態では、ＤＩＡＮＡプローブは乾燥状態で保存される。
いくつかの実施形態では、微生物の検出及び同定に使用されるＤＩＡＮＡの例示的なオリゴマー配列を表１に列挙する。
Figure 2022106968000001
いくつかの実施形態では、ＤＩＡＮＡプローブは、抗生物質耐性微生物細胞(antibiotic resistance microbial cells)を検出及び同定するのに使用される。これらの核酸バイオマーカーの同定のための配列の非限定的な例を表２に列挙する。
Figure 2022106968000002
いくつかの実施形態では、ＤＩＡＮＡ及び微生物ゲノム材料（例えば、増幅微生物ＤＮＡ）のインキュベーションは、約６５℃～９９℃、約７０℃～９５℃、約７５℃～９０℃、又は約８０℃～８５℃の温度で行われる。
限定されないが、例として、いくつかの実施形態では、ＤＩＡＮＡ添加操作は、約１４～１８塩基を有するＤＩＡＮＡオリゴマーを含み、より低い侵入温度は、約ＴＭ（ＤＮＡ）＋１５℃として規定され、より高い侵入温度は９９℃である。ＴＭ（ＤＮＡ）は、ほぼ同じ溶液条件（電解質強度、緩衝液、ｐＨ、他の添加剤など）に置かれたとき、ＤＩＡＮＡオリゴマーと同一の組成及び配列を有するＤＮＡオリゴマーの融解温度として規定される。
限定されないが、例として、いくつかの実施形態では、ＤＩＡＮＡ添加操作は、１８塩基よりも大きいＤＩＡＮＡオリゴマーを使用することを含み、より低い侵入温度は、約ＴＭ（ＤＮＡ）＋０．７℃×（塩基数）であり、より高い侵入温度は９９℃である。
限定されないが、例として、いくつかの実施形態では、ＤＩＡＮＡ添加操作は、１４塩基よりも小さい／短いＤＩＡＮＡオリゴマーを使用する工程を含み、より低い侵入温度は約ＴＭ（ＤＮＡ）＋１．１℃×（塩基数）であり、より高い侵入温度は９９℃である。
いくつかの実施形態では、ＤＩＡＮＡは、結合部分を含むように修飾される。いくつかの実施形態では、結合部分は、ＤＩＡＮＡを固体基材に結合させる。いくつかの実施形態では、固体基材にＤＩＡＮＡを結合することは、下流の分離又は洗浄工程に有用である。限定されないが、例として、いくつかの実施形態では、結合部分には、以下に限定されないが（例えば、ビオチン、ジゴキシン、ジギトキシンなどの）非共有結合部分又は共有結合部分（例えば、ＣＯＯＨ基、ＮＨＳ－エステル基、マレイミドケミストリー(malemide chemistry)、及びクリックケミストリー）共有結合部分）が含まれる。
いくつかの実施形態では、結合部分は、ＤＩＡＮＡプローブから１つ以上のリンカーによって隔てられている。いくつかの実施形態では、リンカーは単分子である。いくつかの実施形態では、リンカーは、結合して単一のリンカー分子を生成する、複数の個々の分子鎖（直鎖又は分枝鎖のいずれか）からなる。
いくつかの実施形態では、リンカーは、（エチレン）グリコール、ジ（エチレン）グリコール、トリ（エチレン）グリコール、ポリ（エチレン）グリコール、炭素リンカー、アミノ酸、シラン系リンカー、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、リンカーは、ＤＩＡＮＡが結合している固相基材の表面からＤＩＡＮＡタグ付きＤＮＡフラグメントを遠ざけるのに役立つ。
いくつかの実施形態では、リンカーは分岐してもよい。限定されないが、例として、ＤＩＡＮＡプローブから始まり、その後ある距離で分岐し、又は２つ以上のリンカーに分割されるリンカーであって、各分岐又は新しいリンカーが１つ以上の結合部分を含む、リンカーを有することは有益であり得る。
いくつかの実施形態では、リンカーの長さは、約２０～２００、約４０～１８０、約６０～１６０、約８０～１４０又は約１００～１２０原子である。いくつかの実施形態では、リンカーの長さは少なくとも４０原子である。開示されたリンカーの長さは、当技術分野では一般的に使用されていない。
いくつかの実施形態では、１つ以上の結合部分は単一のリンカーに沿って使用される。いくつかの実施形態では、２つ以上の結合部分は単一のリンカーに沿っており、各リンカーは１つ以上の結合部分を有し、各結合部分はオリゴマーに沿った異なる位置に結合される。いくつかの実施形態では、複数の結合部分は、表面結合反応速度及び／又は収率及び／又は効率的に、及び／又は強度を増加させる。
いくつかの実施形態では、ＤＮＡアンプリコンを最初に１つ以上のＤＩＡＮＡでタグ付けし、次にハイブリッド複合体を固相表面上に捕捉する。
いくつかの実施形態では、ＤＩＡＮＡは、アンプリコンを捕捉する前に固体表面と共にインキュベートされる。
いくつかの実施形態では、固相表面は、ビーズ、ナノ粒子、マイクロ粒子又は平らな基材である。いくつかの実施形態では、固相表面は、それへのＤＩＡＮＡの結合を促進するようにさらに化学的に修飾される。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の方法及び／又はデバイスは、単一の全血液サンプルからの１０個以上の個々の微生物病原体の分析（例えば、同定、及び／又は検出、及び／又はスクリーニング、及び／又は定量化(qualification)）のために利用され得る。いくつかの実施形態では、流体デバイスに導入される全血液サンプルは、少なくとも１ｍＬの容量を有する。いくつかのケースでは、本明細書に記載の方法及び／又は流体デバイスは、細菌及び／又は真菌の分析（例えば、同定、及び／又は検出、及び／又はスクリーニング、及び／又は定量化、及び／又はモニタリング）のために利用され得る。いくつかの実施形態では、分析は、高感度化学発光検出を含む。
いくつかの実施形態では、本方法及び／又はデバイスは、化学反応（例えば、機械的又は電気的力を使用せずに）によって、細菌と真菌の両方を単一の反応で並行して溶解する。ある実施形態では、本明細書に記載の方法及び／又はデバイスは、遠心分離機を使用せずに全血液サンプルからの選択された真核ＤＮＡを枯渇させることを含む。ある実施形態では、本明細書に記載の方法及び／又はデバイスは、溶解プロセス中にゲノム材料を剪断しない（例えば、それによって、典型的には長さが５ｋｂｐを超える高分子量ゲノム材料の抽出及び／又は単離を可能にする）。ある実施形態では、本明細書に記載の方法及び／又はデバイスは、１０００ｂｐより長いアンプリコンを酵素的に生成することを含む。いくつかのケースでは、本明細書に記載の方法及び／又はデバイスは、３０分以内に固体基材にＤＮＡを固定化することを含み、ＤＮＡ長は１ｋｂｐより長い。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の方法及び／又はデバイスは、そのプロセスのいずれかにカオトロピック塩の使用を必要としない。
ある実施形態では、本明細書に記載の方法及び／又はデバイスは、ＤＩＡＮＡプローブを含み、高い配列特異性の配列を有する固体表面又は基材にＤＮＡを捕捉して固定化する。いくつかのケースでは、本明細書に記載の方法及び／又はデバイスは、１つ以上の信号の組み合わせが病原体の同定を明らかにする（例えば、それによって病原体の同定を明らかにするのに必要とされるプロセスチャンバの数を減らす）ように、１つ以上のプロセスチャンバ内で複数のＤＩＡＮＡプローブを組み合わせることを含む。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の１つ以上の操作、又は一連の操作は、半自動で又は自動で実行されてもよい。
ある実施形態では、１つ以上の流体リザーバは１つ以上の試薬を保存してもよく、及び／又は廃液を受け入れるように構成されてもよい。
いくつかの実施形態では、本方法及び／又はデバイスは、（例えば、流れ制限構造の使用によって）正及び負の両方の方向性で、３つの平面（Ｘ、Ｙ及びＺ）に沿った１つ以上の流体の輸送（例えば、流れ）を含む。ある実施形態では、第１の流体リザーバから第２の流体リザーバへ流体を輸送させるために使用される複数の流体チャネルは、単一平面内に配置される。ある実施形態では、流体デバイス内に流れる１つ以上の流体は、比較的大きな容量（例えば、０．５～１０ｍｌ）又は相対的に減少した容量（例えば、０．０１μｌ～５００μｌ）を有し得る。
いくつかのケースでは、本方法及び／又はデバイスは、滅菌ガスの、流れ又は波動のいずれかとしての、チャンバへの添加を介した、流体（例えば、１つ以上の試薬）の混合、攪拌及び／又は均質化を含む。
いくつかの実施形態では、検出領域の１つ以上における信号（例えば、光信号）の存在により、特定の微生物病原体のゲノム材料の存在が示される。いくつかの実施形態では、特定の検体（例えば、病原体）の検出は、組み合わせ数学（例えば、多重化）の方法によって提供される。そのようなアプローチでは、検出される検体の数は、検出に使用されるアクティブな検出領域の数よりも多くてもよい。いくつかの実施形態では、流体デバイスは、２つ以上の検出領域を含む。いくつかの実施形態では、（例えば、光信号などの検出可能な信号を生成することによって）１つ以上のアンプリコンを検出する検出領域の特定の組み合わせは、１つ以上の特定の病原体の存在を示し得る。
一例では、第１の検出領域及び第２の検出領域で検出されるが、第３の検出領域では検出されない信号は、患者サンプル中の第１の病原体の存在を示す。第１の検出領域及び第３の検出領域で検出されるが第２の検出領域では検出されない信号は、第１の病原体とは異なる患者サンプル中に第２の病原体が存在することを示す。
検出に対する組み合わせ数学のアプローチの使用は、従来の１対１の検出、方法（例えば、単一のウェル(well)における病原体の検出、及び／又は複数のウェルにわたる単一の病原体の検出）よりも様々な利点を提供することができ、例えば、流体チャネル設計の簡略化、フットプリント（又は設置面積：footprint）の縮小、プロセス時間の短縮、精度の向上、及び／又は検出の簡略化を含む。
いくつかの実施形態では、単一の種類の光信号（例えば、特定の波長又は周波数の光信号）を複数の病原体の検出に使用してもよい。例えば、単一の蛍光タグを流体デバイスに使用してもよく、病原体の存在下で、１つ以上の検出領域は、特定の微生物病原体のゲノム材料の存在を示す蛍光タグからの検出可能な光信号を生成する。
限定されないが、例として、使用を希望する病原体パネルが以下の微生物病原体、例えばスタフィロコッカス・アウレウス(Staphylococcus aureus)、エンテロコッカス・フェカリス(Enterococcus faecalis)、エンシェリヒア・コリ(Escherichia coli)、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、カンジダ・グラブラータ(Candida glabrata)、及びカンジダ・クルセイ(Candida krusei)を取り込む場合、ＤＩＡＮＡベースのプロセスのための以下の４つのチャンバーレイアウト：反応チャンバ（１）：配列番号２３と、反応チャンバ（２）：配列番号１及び１７と、反応チャンバ（３）：配列番号４及び１８と、反応チャンバ（４）：配列番号１０及び１９と、を使用することができた。したがって、限定されないが、例として、スタフィロコッカス・アウレウスが検出された場合、その後反応チャンバ１及び２は検出可能な信号を生成するであろう。あるいは、限定されないが例として、カンジダ・グラブラータが検出された場合、その後反応チャンバ３は検出可能な信号を生成するであろう。
病原体特異的ゲノム材料のケースでは、ＰＧＭｎ（ｎ＝１，２，３、．．．、ｎ）として特定の病原体に関連する各異なる病原性ゲノム材料（ＰＧＭ）を同定することができた。例えば、いくつかの実施形態では、１５個の潜在的な病原体のうちの１つを同定するための流体デバイス設計において、流体デバイスは、ＰＧＭｎ（ｎ ＝ １，２，３、．．．、１５）を同定することができ、１５の潜在的な病原体は８つの検出領域を使用して検出することができた。表３に示す例示的な実施形態では、１つ以上の検出領域における特定の捕捉オリゴマーの存在により、患者サンプル中の特定の病原体の存在をが示されるだろう。
Figure 2022106968000003
例えば、特定の実施形態では、検出領域１及び４において検出可能な信号が生成される場合、唯一の共通ＰＧＭはＰＧＭ１であり、ＰＧＭ１に対応する患者サンプル中に存在する特定の病原体を示す。別の例として、別の実施形態では、検出領域１及び７において検出可能な信号が生成される場合、唯一の共通ＰＧＭはＰＧＭ４であり、ＰＧＭ４に対応する患者サンプル中に存在する特定の病原体を示す。
当業者は、本明細書の教示に基づいて、そのような組み合わせ数学のアプローチは１５個の潜在的な病原体及び／又は８個の検出領域に限定されないが、２個以上（例えば、４個以上、６個以上、８個以上、１０個以上、１２個以上、１５個以上）の検出領域を用いて、２個以上、４個以上、６個以上、８個以上、１０個以上、１２個以上、１５個以上、又は２０個以上の病原体を検出するのに、流体デバイスを使用することができた。
いくつかの実施形態では、１つ以上の病原体の検出は、組み合わせ数学のアプローチを使用しない。例えば、ある実施形態では、各検出領域は単一の病原体に対応する。
別の例示的な実施形態では、流体デバイスは、以下の捕捉オリゴマーを有する検出領域を含む：
１．５つの異なる真菌病原体：Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４及びＦ５
２．５つの異なるグラム陽性病原体：ＧＰ１、ＧＰ２、ＧＰ３、ＧＰ４及びＧＰ５
３．５つの異なるグラム陰性病原体：ＧＮ１、ＧＮ２、ＧＮ３、ＧＮ４及びＧＮ５
４．グラム陽性、グラム陰性、又は真菌－Ａ１、Ａ２及びＡ３の任意の組み合わせである３つの追加の病原体
そのような例示的な実施形態では、１つ以上の病原体組み合わせ数学ベースの検出を表４に示す。
Figure 2022106968000004
例えば、そのような実施形態では、１１個の検出領域を有する１８個の異なる病原体である。例示的な実施形態では、検出領域１及び１１における信号の検出はＦ１の検出を示すだろうし、検出領域２及び８における信号の検出はＧＰ２の検出を示すだろう。また、信号と病原体の他の組み合わせも可能である。
以下の実施例は、本発明のある態様を含む、本明細書に記載のある実施形態を説明することを意図しているが、本発明の全範囲を例示するものではない。
［実施例０]
以下の実施例は本明細書に記載の流体デバイスを用いた例示的な一連の操作を実証する。
いくつかの実施形態では、流体デバイスで行われる一連の操作は、以下の工程又はプロセスの１つ以上を含む：（１）サンプルからの選択された真核ＤＮＡを選択的に枯渇させること（２）入力されたサンプル中の１つ以上の微生物細胞を溶解させ、１つ以上の微生物細胞の溶解によって複数の微生物ゲノム材料を放出すること（３）複数の微生物ゲノム材料（すなわち、ＤＮＡ及び／又はＲＮＡ）を単離すること（４）複数の微生物ゲノム材料を増幅すること（５）複数の二重鎖ＤＮＡ侵入人工拡散（ＤＩＡＮＡｓ）を有する増幅された微生物ゲノム材料（本明細書では「アンプリコン」）を接触及び／又は導入させ、各ＤＩＡＮＡは特定の病原体又は病原体群に由来する１つ以上のアンプリコンを標的とし、１つ以上のＤＩＡＮＡの、それらの標的アンプリコンへの結合を検出し、結合の検出は、元のサンプル中の１つ以上の特定の微生物種の存在を示すこと。
いくつかの実施形態では、一連の操作は、（１）選択された真核細胞の溶解及び放出されたゲノム材料の除去（２）病原体の溶解（３）微生物ゲノム材料の単離（４）酵素増幅（５）ＤＮＡ侵入人工核酸（ＤＩＡＮＡ）ベースの検出／分類／同定、を含む。
いくつかの実施形態では、一連の操作は、（１）サンプルからの選択された真核ＤＮＡの枯渇させることと（２）サンプル中の１つ以上の微生物細胞を溶解させることであって、１つ以上の微生物細胞の溶解させる工程により複数の微生物ゲノム材料を放出する、溶解させることと（３）複数の微生物ゲノム材料を単離することと（４）複数の微生物ゲノム材料を増幅することと（５）増幅された微生物ゲノム材料を複数のＤＮＡ侵入人工核酸（ＤＩＡＮＡ）と接触させることと（６）１つ以上のＤＩＡＮＡと、そのそれぞれの微生物の単一種又は群の微生物ゲノム材料との結合を検出することであって、結合の検出は元のサンプル中の１つ以上の特定の微生物種又は微生物群の存在を示す、検出することと、を含む。
［実施例１］全血液からの選択された真核ＤＮＡの選択的除去
本実施例は、ｈＤＮＡが、本明細書に記載の方法及びデバイスを用いて全血液から選択的に除去されたことを示す。
全血液から選択された真核ＤＮＡを選択的に除去するために使用されたデバイスの概略図を図６Ａ－６Ｂに示す。
［方法］
未処理のヒトの全血液サンプル１．５ｍｌをデバイス内の初期リザーバに加えた。反応を開始させるために、１．５ｍｌの血液サンプルを、約０．５％（ｖ／ｖ）のＴｗｅｅｎ ２０及びＴｒｉｔｏｎ Ｘ－１００を含有する選択的溶解溶液１．７５ｍｌを含む反応リザーバに、空気圧を介して流した。混ぜ合わされた血液－選択的溶解溶液混合物を周囲温度（約２１℃）で約１分間インキュベートし、攪拌した。リザーバに滅菌空気を加えて撹拌を行った。同様に室温で約７．０に等しいｐＨを有する４ＭのＮａＣｌを含有する溶解停止溶液を添加して反応を停止させた。
溶解プロセスを停止した後、混ぜ合わされた血液－選択的溶解溶液混合物を、直径約５００ｎｍ～１μｍのジエチルエタノールアミン結合磁気ビーズ（例えば、支持基材）約１ｍｇを含む新たなリザーバに流した。すなわち、磁気ビーズ及び溶液を室温で５分間穏やかに攪拌しながらインキュベートした。
インキュベーション及び攪拌期間の後、希土類磁石をリザーバの外側に導入してリザーバの壁にビーズを固定化した。上澄みをリザーバから除去し、空気圧を介して新しいリザーバに流した。
本プロセスの最終結果は、ここで固定化された磁気ビーズが、血液サンプルから抽出された選択された真核ＤＮＡを含有したのに対して、最終混合物又は上澄みは、選択された真核生物ＤＮＡがほとんど枯渇された。
ｈＤＮＡ産物を、吸収に基づく分析によって定量した。
上記の全てのプロセス工程を５回行った。表５に示す結果は、平均±Ｓ．ｄｅｖ．として表示している。
Figure 2022106968000005
［実施例２］真菌１８ＳのγＰＮＡ検出
本実施例は、事前に広範囲ＰＣＲプロセスで増幅された真菌１８Ｓアンプリコンが、γＰＮＡに基づく検出に特有の自動デバイスで同定され得ることを示す。さらに、本実施例は、低いバックグラウンド及び標的外の結合のために、標的ＤＮＡが種レベルまで一般に区別され得ることを明らかにする。
［方法］
事前にハプテン修飾プライマーで増幅されたカンジダ・アルビカンス(C.albicans)、全長、１８Ｓを試験分子として用いた。検討の初期時に、カンジダ・アルビカンス、全長、１８Ｓの０．５ｆモルを、デバイスのリザーバのうち５つのリザーバに均等に分割した。各々は、表１で識別される配列を有するカンジダ・アルビカンス、カンジダ・グラブラータ(C.glabrata)、カンジダ・クルセイ(C.krusei)、カンジダ・トロピカリス(C.tropicalis)、及びカンジダ・パラプシローシス(C.parapsilosis)に特有の単一のビオチン化γＰＮＡプローブタイプを搭載した。Ｔｗｅｅｎ－２０、ＮａＣｌ及びｐｏｌｙ－ＥＧ－１２０００を含む侵入緩衝液を、各リザーバを満たす５つのリザーバの各々に約２００μｌの容量で導入した。並行して７５℃に５分間加熱されたリザーバの各々は、その後各リザーバに、ＭｙＯｎｅ Ｃ１ Ｓｔｒｅｐｔａｖｉｄｉｎ保存リザーバから持ち込んだ５０μｌのＭｙＯｎｅ Ｃ１ Ｓｔｒｅｐｔａｖｉｄｉｎが導入され、ビーズをコーティングした。混ぜ合わされたＤＮＡ－γＰＮＡ－ビーズ混合物を、各リザーバ内への滅菌空気の流れを通して約３分間攪拌した。
ビーズへのγＰＮＡの固定化（又は仕上げ固定化：Post-immobilization）後、ビーズを固定化し、緩衝液を除去し、次いで再懸濁し、少なくとも７５～９５℃の温度で１５０～５５０ｍＭのＮａＣｌを含有する溶液で洗浄した。洗浄後にプライマーハプテンを標的とするＨＲＰ複合体を含む溶液を各リザーバに加え、それは捕捉されたアンプリコン上の遊離ハプテン（もし存在するならば）に結合する。中性低塩洗浄で多数の洗浄工程を行った後、ルミノールを添加して、微生物ＤＮＡが捕捉された場合にのみ明確な光学的特徴を作り出した。２．５秒／ウェルの積分時間を有するＰｒｏｍｅｇａ ＧｌｏＭａｘプレートリーダーを使用して光学的特徴を読み取った。
同様の検討が比較目的のために「オン・ベンチ(on bench)」で完了された。
結果：明らかに同定可能な光学的特徴は、（カンジダ・アルビカンスに特有のγＰＮＡプローブで活性化されたチャンバに由来する）カンジダ・アルビカンスのチャネルにおいてのみ見られた。図７を参照。
これらの結果は、本明細書に開示される組成物、方法、及びデバイスは、少なくとも１つの特定の病原体アンプリコンを同定し得ることを示す。したがって、本明細書に開示される組成物及び方法は、微生物の検出及び同定に有用である。
［実施例３］微生物１６Ｓ／１８ＳのパネルのγＰＮＡ検出
本実施例は、事前に広範囲のＰＣＲプロセスで増幅された微生物１６Ｓ／１８Ｓアンプリコンが、γＰＮＡに基づく検出に特有の自動デバイスで同定され得ることを示す。さらに、本実施例は、低いバックグラウンド及び標的ではない結合のために、標的ＤＮＡが種のレベルに至るまで区別され得ることを明らかにする。
［方法］
事前にハプテン修飾プライマーと共に増幅されたエンテロバクター・クロアカ(E.cloacae)、エンテロコッカス・フェシウム(E.faecium)又はカンジダ・グラブラータのいずれかからの全長、１６Ｓ／１８Ｓを試験分子として用いた。検討の初期時に、増幅された全長、１６Ｓ／１８Ｓの０．５ｆｍｏｌｅを、デバイスの流体リザーバのうちの１７個のリザーバに等しく分割し、各々に、表１で明らかにされ、表１で同様に同定される配列を有する病原体のリストに特有の単一のビオチン化γＰＮＡプローブタイプを搭載した。Ｔｗｅｅｎ－２０、ＮａＣｌ及びポリ－ＥＧ－１２０００を含有する侵入緩衝液を、各リザーバを１７個のリザーバの各々に入れて、各リザーバを約２００μｌの容量まで満たした。並行して７５℃に５分間加熱されたリザーバの各々は、その後各リザーバに、ＭｙＯｎｅ Ｃ１ Ｓｔｒｅｐｔａｖｉｄｉｎ保存リザーバから持ち込んだ５０μｌのＭｙＯｎｅ Ｃ１ Ｓｔｒｅｐｔａｖｉｄｉｎが導入され、ビーズをコーティングした。混ぜ合わされたＤＮＡ－γＰＮＡ－ビーズ混合物を、各リザーバへの滅菌空気の流れを通して約３分間攪拌した。
ビーズへのγＰＮＡの固定化後、ビーズを固定化し、緩衝液を除去し、次いで再懸濁し、少なくとも７５～９５℃の温度で１５０～５５０ｍＭのＮａＣｌを含有する溶液中で洗浄した。洗浄後、プライマーハプテンを標的とするＨＲＰ結合体を含む溶液を各リザーバに加えた。それは捕捉されたアンプリコン上の遊離ハプテン（もし存在するならば）に結合する。中性低塩洗浄での多数の洗浄工程後、ルミノールを添加して、微生物ＤＮＡが捕捉された場合にのみ明確な光学的特徴を作り出した。２．５秒／ウェルの積分時間を有するＰｒｏｍｅｇａ ＧｌｏＭａｘプレートリーダーを使用して光学的特徴を読み取った。
結果：明確に同定可能な光学的特徴は、（エンテロバクター・クロアカ、エンテロコッカス・フェシウム、及びカンジダ・グラブラータそれぞれに特有のγＰＮＡプローブで活性化されたリザーバ由来の）エンテロバクター・クロアカ（上）、エンテロコッカス・フェシウム（中）及びカンジダ・グラブラータ（下）のチャネルにおいてのみ見られた。図８を参照。
これらの結果は、本明細書に開示される組成物、方法、及びデバイスが、少なくとも１つの特定の病原体アンプリコンを同定し得ることを示す。したがって、本明細書に開示される組成物及び方法は、微生物の検出及び同定に有用である。
［実施例４］デバイスベースのゲノム材料のＰＣＲ増幅
本実施例は、微生物ゲノム材料が、前述の多段階プロセスの最初の４つの工程：１）サンプルから、選択された真核ＤＮＡを、選択的に枯渇させること（２）入力されたサンプル中の１つ以上の微生物細胞を溶解し、１つ以上の微生物細胞の溶解により複数の微生物ゲノム材料を放出させること（３）複数の微生物ゲノム材料（すなわち、ＤＮＡ及び／又はＲＮＡ）を単離すること、及び（４）複数の微生物ゲノム材料を増幅すること、を包含するように開発された自動デバイスで高感度に増幅され得ることを示す。
［方法］
事前に抽出されたカンジダ・アルビカンス由来のゲノム材料を、これらの検討におけるＤＮＡテンプレートとして使用した。以下のゲノムインプット：１３０コピー、２６コピー、５コピー、１コピー、及びテンプレートを添加しない（陰性対照）、を使用して、製造業者のプロトコル（Ｑ５、ニュー・イングランド・バイオラボ(New England BioLabs)）で規定される５０μｌのＰＣＲ反応を設定した。以下の配列を有するプライマー対を、ゲノム材料を増幅するために使用した：ＣＣＣ ＣＣＣ ＣＣＴ ＣＡＧ ＴＴＡ ＴＣＧ ＴＴＴ ＡＴＴ ＴＧＡ ＴＡＧ ＴＡＣ Ｃ、ＣＣＣ ＣＣＣ ＣＣＴ ＣＡＧ ＴＴＡ ＴＣＧ ＴＴＴ ＡＴＴ ＴＧＡ ＴＡＧ ＴＴＣ Ｃ； ＣＣＣ ＴＴＣ ＣＣＡ ＧＡＧ ＴＴＴ ＧＡＴ ＣＡＴ ＧＧＣ ＴＣＡ Ｇ； ＣＣＣ ＴＴＣ ＣＡＧ ＡＧＴ ＴＴＧ ＡＴＣ ＣＴＧ ＧＣＴ ＣＡＧ； ＣＣＣ ＣＣＣ ＧＧＴ ＴＡＣ ＣＴＴ ＧＴＴ ＡＣＧ ＡＣＴ Ｔ； ＣＣＣ ＣＣＧＧ ＣＴＡ ＣＣＴ ＴＧＴ ＴＡＣ ＧＡＣＴ Ｔ； ＣＣＣ ＴＴＣ ＣＣＴ ＧＡＴ ＧＡＣ ＴＣＧ ＴＧＣ ＣＴＡ ＣＴＡ、ＣＣＣ ＴＣＴ ＣＣＣ ＴＧＡ ＴＧＡ ＣＴＴ ＧＣＧ ＣＴＴ ＡＣＴ Ａ。
増幅サイクルには以下のプロトコルを用いた：９８℃で３０秒間、続いて９８℃１０秒間、６２℃３０秒間及び７２℃４５秒間の４サイクル、続いて９８℃で１０秒間及び７２℃で４５秒間の２６サイクル、続いて７２℃で２分間。
すべてのプロセスは、標準の０．２ｍｌのＰＣＲチューブ内でオン・デバイス及びオン・ベンチの両方で同様に完結させた。プロセス後、サンプルの約１３％が装填され、１％のゲル上で動作され、ＳＹＢＲ ｓａｆｅインターカレーティング色素を使用して自作の画像システムで画像化された。
結果：陰性対照の反応が定量可能な結果をもたらさなかった場合、明らかに同定可能な光学的特徴は、単一配列(single copy)に至るまで検出された。図９を参照。
これらの結果は、本明細書に開示された組成物、方法、及びデバイスが、オン・ベンチで完結したものと同等の結果を有する、高感度な微生物ゲノム材料を酵素的に増幅できることを示す。
［実施例５］デバイスベースの、全血液サンプルからの微生物ゲノム材料の抽出
本実施例は、微生物ゲノム材料が、前述の多段階プロセスの最初の４つの工程：１）サンプルから、選択された真核ＤＮＡを、選択的に枯渇させること（２）入力されたサンプル中の１つ以上の微生物細胞を溶解し、１つ以上の微生物細胞の溶解により複数の微生物ゲノム材料を放出させること（３）複数の微生物ゲノム材料（すなわち、ＤＮＡ及び／又はＲＮＡ）を単離すること、及び（４）複数の微生物ゲノム材料を増幅すること、を包含するように開発された自動デバイスで、未処理の全ヒト血液から高感度に抽出及び単離され得ることを示す。
［方法］
ＥＤＴＡ空胞に引き込まれた新鮮なヒト全血液に、５０ＣＦＵ／ｍｌ及び１６ＣＦＵ／ｍｌのカンジダ・アルビカンス（ＡＴＣＣ＃９００２８）を接種した。１．５ｍｌの人工のヒト血液を抽出し、新しいバイアルに入れた。１．５ｍｌのサンプルをデバイスに装填し、ＷＡＸ磁気ビーズを含む反応リザーバに空気圧で流した。１．５ｍｌの血液サンプルに、Ｔｗｅｅｎ－２０（ｖ／ｖ）及びＴｒｉｔｏｎ－Ｘ１００（ｖ／ｖ）を含む１．５ｍｌの選択的な又はマイルドな溶解溶液を空気圧で、その保存リザーバから流して添加した。約５分後、混ぜ合わされた混合物にＮａＣｌを最終濃度が１５０～３００ｍＭになるように添加し、ＷＡＸ結合磁性粒子を添加した。約２分後、希土類磁石を用いて磁性粒子をバイアルの表面に固定し、約３ｍｌの溶液を除去し、架橋した親和性精製リゾチーム（２－１３ｍｇ）、ムタノリシン（１０－３５０Ｕ）、ザイモリエイス（１８－２００Ｕ）、及びリソスタフィン（６５－２５０Ｕ）、さらに、グルコピラノシド、カチオン性洗剤、及びスルホベタイン（それらの全てはそれらの個々のＣＭＣを超えた濃度であった（＞１０倍））を含む洗剤ベースの試薬を含んでいる新たなリザーバに空気圧で流した。微生物溶解反応には、ＥＤＴＡ（約１０ｍＭ）及び２－メルカプトエタノール（約２５ｍＭ）も含まれていた。
混ぜ合わされた反応混合物を約１０～１５分間撹拌した後、混合物を空気圧でＷＡＸ修飾された磁気ビーズを含む新しいリザーバに流した。このリザーバ内で、混ぜ合わされた溶液－ビーズ混合物を約１－５分間攪拌した後、希土類磁石を用いて磁性粒子をバイアルの表面に固定し、溶液を空気圧でリザーバから流した。
ビーズは、その後、１ＭのＮａＣｌを含有する洗浄溶液を流し、ビーズを再懸濁し、それらを攪拌し、ビーズを固定し、洗浄溶液を除去することによって繰り返し洗浄した。２～３回洗浄した後、ｐＨ１２．５に緩衝化した溶出試薬でビーズから微生物ＤＮＡを溶出させ、その専用保存リザーバからリザーバに空気圧で流した。その後、溶液をデバイスから除去し、オン・ベンチで処理した。
微生物ＤＮＡを、以下のプライマー配列（５’－３’）を有する全長ｒＤＮＡのＰＣＲにさらした：ＣＣＣ ＣＣＣ ＣＣＴ ＣＡＧ ＴＴＡ ＴＣＧ ＴＴＴ ＡＴＴ ＴＧＡ ＴＡＧ ＴＡＣ Ｃ； ＣＣＣ ＣＣＣ ＣＣＴ ＣＡＧ ＴＴＡ ＴＣＧ ＴＴＴ ＡＴＴ ＴＧＡ ＴＡＧ ＴＴＣ Ｃ； ＣＣＣ ＴＴＣ ＣＣＡ ＧＡＧ ＴＴＴ ＧＡＴ ＣＡＴ ＧＧＣ ＴＣＡ Ｇ； ＣＣＣ ＴＴＣ ＣＡＧ ＡＧＴ ＴＴＧ ＡＴＣ ＣＴＧ ＧＣＴ ＣＡＧ； ＣＣＣ ＣＣＣ ＧＧＴ ＴＡＣ ＣＴＴ ＧＴＴ ＡＣＧ ＡＣＴ Ｔ； ＣＣＣ ＣＣＧＧ ＣＴＡ ＣＣＴ ＴＧＴ ＴＡＣ ＧＡＣＴ Ｔ、ＣＣＣ ＴＴＣ ＣＣＴ ＧＡＴ ＧＡＣ ＴＣＧ ＴＧＣ ＣＴＡ ＣＴＡ； ＣＣＣ ＴＣＴ ＣＣＣ ＴＧＡ ＴＧＡ ＣＴＴ ＧＣＧ ＣＴＴ ＡＣＴ Ａ。
各プライマーは、その後の標識のためのハプテン部分を含む。ＰＣＲ後、サンプルは、５つのリザーバに均等に分割され、各々はカンジダ・アルビカンス、カンジダ・グラブラータ、カンジダ・クルセイ、カンジダ・トロピカリス及び真菌一般(Universal Fungal)のための表１で同定された配列を有するビオチン化γＰＮＡプローブを搭載し、Ｔｗｅｅｎ－２０、ＮａＣｌ、及びポリ－ＥＧ－１２０００を含む侵入支持試薬が装填された。各ウェルを５ｍｌのＭｙＯｎｅ Ｃ１ Ｓｔｒｅｐｔａｖｉｄｉｎ被覆ビーズを添加して１～５分間７０～９５℃に加熱した。ビーズ上にＰＮＡプローブを固定化した後、ビーズを１５０－５５０ｍＭのＮａＣｌを含む溶液中で少なくとも７５～９５℃の温度で洗浄した。洗浄後、プライマーハプテンを標的とするＨＲＰ複合体を含む溶液を各リザーバに加えた。それは捕捉されたアンプリコン上の遊離ハプテン（もし存在するならば）に結合する。中性低塩洗浄で多数の洗浄工程を行った後、ルミノールを添加して、微生物ＤＮＡが捕捉された場合にのみ明確な光学的特徴を作り出した。２．５秒／ウェルの積分時間を有するＰｒｏｍｅｇａ ＧｌｏＭａｘプレートリーダーを使用して光学的特徴を読み取った。
結果：明らかに同定可能な光学的特徴は、（カンジダ・アルビカンス及び真菌一般に特有のγＰＮＡプローブで活性化されたリザーバ由来の）カンジダ・アルビカンス及び真菌一般のチャネルにおいてのみ見られた。オン・ベンチで完全に完結した比較検討でも同様の結果が得られた。５０ＣＦＵ／ｍｌ試験について図１０Ａ、及び１６ＣＦＵ／ｍｌ試験について図１０Ｂを参照。
［実施例６］混合／再懸濁
以下の実施例は、（例えば、図１２Ａに示されたデバイスの一部を使用して）流体を混合／再懸濁するための流体デバイスを使用する例示的な一連の操作を示す。
１つの実験では、本明細書に記載の流体デバイス内で反応が起こり、ＤＮＡを１００μｌの容量のＧｕ－ＨＣｌベースの水溶液中に再懸濁された大半の磁気ビーズ／粒子（例えば、平均直径１±０．１５μｍの支持基材）に結合させた。（例えば、磁気ビーズへの非特異的な結合を除去するための）１つ以上の洗浄工程は、反応混合物を、１ｐｓｉの圧力で、チャネルと流体連通している上流（図１２Ａには示されないが、流体リザーバ１２１０の上流）の反応チャンバから、バルブ（例えば図１２Ａのバルブ１２４５）と結合している第１の入口チャネル（例えば、図１２Ａのチャネル１２４０）を通して、リザーバのカバーとして半透膜を有して構成される約１００μｌの容量（例えば、長さ２５ｍｍ×深さ３ｍｍ×幅１．３３ｍｍの寸法）を有する第１の流体リザーバ（例えば、図１２Ａの流体リザーバ１２１０）に流すことによって行ってもよい。流れプロセスの間、接続チャネル（例えば、図１２Ａの接続チャネル１２３０、例えば、深さ３ｍｍ、長さ４ｃｍ、幅０．１５ｍｍの寸法を有する）に接続された第１の流体リザーバの下流のバルブ（例えば、図１２Ａのバルブ１２３５）を閉じた。これにより、空気は半透膜を通過することによってこのリザーバから除去されるので、第１のリザーバの充填が完了した。
磁石を第１の流体リザーバに（例えば、以下に説明するように）近接させ、第１の流体リザーバの底部に多量の磁気ビーズを表面固定化させた。その後、接続チャネルに結合するバルブ（例えば、バルブ１２３５）を開放した。１ｐｓｉの気体、例えば空気を第１の流体リザーバに導入して、反応混合物を第１の流体リザーバから接続チャネルを介して押し出した。反応混合物を第１の流体リザーバから除去した後、接続チャネルに結合するバルブを閉じた。その後、磁石を第１の流体リザーバに近接した位置から移動させた（任意の工程）。洗浄溶液（例えば、１ＭのＮａＣｌ、１０ｍＭのＴｒｉｓ－ＨＣｌ、ｐＨ７．２）を第１の流体リザーバに導入した。洗浄溶液を導入した後、磁気ビーズを再懸濁して洗浄するために、接続チャネルに結合するバルブ（例えば、バルブ１２３５）を開け、洗浄溶液及び磁気ビーズを、接続チャネル（例えば、接続チャネル１２３０）を介して第２の流体リザーバ（例えば、図１２Ａの流体リザーバ１２２０）に輸送させた。第２の流体リザーバは、第１の流体リザーバ（他の構成も可能であるが）の容量及び寸法と等しい容量及び寸法であり、リザーバの屋根の上に／リザーバの屋根として、半透膜を同様に構成した。第２の流体リザーバを、第２のチャネル（例えば、図１２Ａのチャネル１２５０）及び第２のチャネルに結合する第２のバルブ（例えば、図１２Ａのバルブ１２５５）に流体的に接続した。この第２のバルブを、輸送工程中に閉鎖した。
洗浄緩衝液を、接続チャネル及び第１の流体リザーバを介して第２の流体リザーバに導入した。この工程の間、接続チャネル（例えば、バルブ１２３５）及び第２のチャネル（例えば、バルブ１２５５）に結合するバルブを開放した。１ｐｓｉの気体、例えば空気を導入し、第２のチャネルを介して、反応混合物を第２の流体リザーバから接続チャネルを介して第１の流体リザーバに押し戻した。この工程の間、第１のチャネル（例えば、バルブ１２４５）に結合するバルブを閉じた。洗浄溶液を第１の流体リザーバと第２の流体リザーバとの間で輸送又は「往復」するこのプロセスを繰り返すことによって、磁気ビーズを再懸濁及び／又は洗浄してもよい。磁気ビーズの洗浄が完了した後、ビーズを第１の流体リザーバに表面固定化することができ、任意の高塩類洗浄溶液を除去することができ、このように下流の反応／検出のためにＤＮＡ結合ビーズを準備する。
本発明の様々な実施形態を本明細書に記載し、示してきたが、当業者はその機能を実行するために、及び／又はその結果を得るために、及び／又は本明細書に記載した１つ以上の利点のために、様々な他の方法及び／又は構造体をすぐに想像するであろうし、そのような変更及び修正の各々は本発明の範囲内とみなされる。当業者は、より一般的に、本明細書に記載された全てのパラメーター、寸法、材料、及び形態は、代表的なものであり、実際のパラメーター、寸法、材料、及び／又は形態は、特定のアプリケーション又は本発明の技術が使用されるアプリケーションに依存すると、すぐに認識するであろう。当業者は、通常範囲内の実験を用いて、本明細書に記載された本発明の特定の実施形態と同等の多くのものを認める、又は確認することができるであろう。従って、前述の実施形態は例のためだけに示され、特許請求の範囲及びそれと同等の範囲内で、本発明は特に記載された及び請求されたもの以外に実施され得ると理解すべきである。本発明は、本明細書に記載する各個別の特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法を対象とする。さらに、もしその特徴、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法が互いに矛盾しなければ、２つ以上のその特性、システム、物品、材料、キット、及び／又は方法のどの組み合わせも本発明の範囲内に含む。
明細書中及び特許請求の範囲中において、本明細書で使用される不定冠詞の「１つの(ａ)」及び「１つの(ａｎ)」は、明確に反対の指示がなければ、「少なくとも１つの(at least one)」を意味すると理解すべきである。
明細書中及び特許請求の範囲中において、本明細書で使用される「及び／又は(and/or)」という句は、「一方又は両方(either or both)」の要素、が結合したもの、すなわちいくつかのケースでは結合して存在し、他のケースでは分離して存在する要素を意味すると理解すべきである。明確に反対の示唆がなければ、特に表されるそれらの要素に関連するか関連しないかに拘わらず、「及び／又は(and/or)」で特に表された要素以外の多の要素も任意に存在し得る。このように、非限定的な例として、「含む(comprising)」などの最初と最後の語を接続して使用される時の「Ａ及び／又はＢ(A and/or B)」への言及は、ある実施形態ではＡのみに（任意にＢ以外の要素を含む）、別の実施形態ではＢのみに（任意にＡ以外の要素を含む）、さらに別の実施形態では、ＡにもＢにも（任意に他の要素を含む）等に言及することができる。
明細書中及び特許請求の範囲中において、本明細書で使用される「又は(or)」は上述に定められるような「及び／又は(and/or)」と同様の意味を有すると理解されるべきである。例えば、リスト中の項目を分離する時、「又は(or)」又は「及び／又は(and/or)」を含む、すなわち、１つ以上も含むが少なくとも１つの、要素の数又はリスト、及び任意に、追加のリストにない項目を含むと解釈される。「１つだけの(only one of)」又は「丁度１つの(exactly one of)などの反対に明確に示唆された用語のみ又は特許請求の範囲で「～からなる(consisting of)」が使用されるときは、丁度１つの要素の数又は要素のリストを含むことに言及するだろう。一般的に「又は(or)」という用語は本明細書では、「一方(either)」、「１つの(one of)」、「１つだけの(only one of)」又は「丁度１つの(exactly one of)」などの排他的な用語が先行しない時、排他的な二者択一（すなわち「１つの又は他方の、しかし両方ではない(one or the other but not both)」）のみを指示すると解釈されるものとする。「本質的に～からなる(Consisting essentially of)」が特許請求の範囲において使用されるとき、特許法の分野で使用されるようなその通常の意味を有するものとする。
本明細書及び特許請求の範囲において使用されるように、「選択された真核」という句は、植物／真菌又は哺乳動物のどちらかの起源に由来するものを意味すると理解されるべきである。いくつかの実施形態では、動物（例えば、哺乳動物）真核細胞が使用される。ある実施形態では、植物の真核細胞が使用される。いくつかのケースでは、真菌の真核細胞が使用される。いくつかの実施形態では、サンプルの全ての真核細胞が処理される（例えば、溶解される）。いくつかの実施形態では、哺乳動物の真核細胞は処理され、サンプル中の他の真核細胞（例えば真菌細胞）は処理されないか又は溶解されない。
本明細書及び特許請求の範囲で使用する「ゲノム」という句は、ＤＮＡ及び／又はＲＮＡのいずれかを意味すると理解すべきである。
本明細書で使用されるように、明細書中及び特許請求の範囲中において、１つ以上の要素のリストに関連する「少なくとも１つの(at least one)」という句は、要素のリスト中で特に示された各々及び全ての要素の少なくとも１つを必ずしも含まず、及び要素のリスト中の要素のいずれの組み合わせを除かないが、要素のリスト中のいずれの１つ以上の要素から少なくとも１つの要素を意味すると理解すべきである。この定義はまた、「少なくとも１つの(at least one)」という句が言及して要素のリスト中で特に識別される以外は、特に識別されたそれらの要素に関連するか関連しないかに拘わらず、任意に存在し得ること可能にする。このように、非限定的な例として、「Ａ及びＢのうち少なくとも１つの(at least one of A and B)」（又は同等に「少なくとも１つのＡ又はＢ(at least one of A or B)」又は同等に「少なくとも１つのＡ及び／又はＢ(at least one of A and/or B)」）は、１つの実施形態では、少なくとも１つの、任意に１つ以上のものを含む、Ａであって、Ｂは存在しない（及び任意のＢ以外の要素を含む）、別の実施形態では少なくとも１つの、任意に１つ以上を含むＢであって、Ａは存在しない（及び任意にＡ以外の要素を含む）、さらに別の実施形態では、少なくとも１つの、任意に１つ以上を含むＡ、及び少なくとも１つの、任意に１つ以上を含むＢ（及び任意に他の要素を含む）等に言及することができる。
上述の明細書中だけでなく、請求項には、「含む(comprising)」、「含む(including)」、「担持する(carrying)」、「有する(having)」、「含む(containing)」、「含む(involving)」、「保持する(holding)」等の移行句は非限定である、すなわち含むことを意味するが限定されない。「～からなる(consist of)」及び「本質的に～からなる(consisting essentially of)」という移行句のみ、米国特許庁審査手順書第２１１１．０３節に記載のように、限定又は半限定の移行句である。
「被験体」又は「患者」は、任意の哺乳動物（例えば、ヒト）、例えば、疾患又は身体状態に影響を受けやすい可能性のある哺乳動物をいう。被験体又は患者の例には、ヒト、非ヒト霊長類、ウシ、ウマ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、イヌ、ネコ、若しくはマウス、ラット、ハムスター又はモルモットなどのげっ歯類が含まれる。一般に、本発明はヒトと共に使用することを対照としている。患者は、ある疾患若しくは身体状態を有すると診断された被験体、又は、そうでなければ、疾患若しくは身体状態を有することが知られている被験体であってもよい。いくつかの実施形態では、患者は、疾患若しくは身体状態を発症する危険性があると診断されてもよく、又はリスクがあることが分かっていてもよい。他の実施形態では、患者は、例えば様々な臨床的要因及び／又は他のデータに基づいて、疾患又は身体状態を有するか又は発症している疑いがあり得る。
例えば、１つ以上の物品、構造物、力、フィールド、流れ、方向／軌道、及び／又はそれらのサブコンポーネント、及び／それらの組み合わせ、及び／又はそのような用語により特徴づけが可能な上記に列挙されていないその他の有形又は無形の要素の、又はそれらの間の、形状、向き、配列、及び／又は幾何学的関係に関連する、本明細書で使用される任意の用語は、定義又は示唆がなければ、その用語の数学的定義に絶対的な適合を要求するものではなく、むしろ、その主題に最も密接に関連する当業者によって理解されるように特徴付けられた主題について可能な範囲で、その用語の数学的定義への適合を示唆するものと理解されるべきである。形状、向き、及び／又は幾何学的関係に関連するそのような用語の例には、以下に記載する用語に限定されないが、円形、正方形、円形状／円形、長方形状／長方形、三角形状／三角形、円筒状／円筒、楕円状／楕円形、（ｎ）多角形状／（ｎ）多角形などの形状；垂直、直交、平行、垂直、水平、共線などの角度方向；平面／平面状、同一平面、半球、準半球、直線／直線状、双曲線、放物線、平面、曲面、直線、弓形、正弦曲線、接線／接線状などの等高線及び／又は軌道；北、南、東、西などの方向；滑らかな、反射性の、透過性の、透明の、不透明の、固い、不浸透性の、均一な（に）、不活性な、非湿潤の、不溶な、安定な、不変の、一定の、均質な、などの表面及び／又はバルク材料特性及び／又は空間的な／時間的な分解及び／又は分布；関連技術分野の当業者には明らかであろう多くの他のものが含まれる。一例として、本明細書において「正方形」であると記載される加工品は、完全に平面又は直線であり、正確に９０度の角度で交差する面又は側面を有するような物品を必要とせず（実際、そのような物品は数学的概念としてしか存在し得ない）、むしろ、そのような物品の形状は、当業者に理解されるように、又は特に記載されるように、記載された製造技術のために典型的に達成可能で達成される程度に、数学的に定義される「正方形」に近似するものとして解釈されるべきである。別の例として、本明細書で「整列」されていると記載される２つ以上の加工品は、完全に整列された面、又は辺を有するような物品を必要とせず（実際、そのような物品は数学的概念としてしか存在し得ない）、むしろ、そのような物品の配列は、当業者に理解されるように、又は特に記載されるように、記載された製造技術のために典型的に達成可能で達成される程度に、数学的に定義される「整列」に近似するものとして解釈されるべきである。
例えば、１つ以上の物品、構造物、力、フィールド、流れ、方向／軌道、及び／又はそれらのサブコンポーネント、及び／それらの組み合わせ、及び／又はそのような用語により特徴づけが可能な上記に列挙されていないその他の有形又は無形の要素の、又はそれらの間の、形状、向き、配列、及び／又は幾何学的関係に関連する、本明細書で使用される任意の用語は、定義又は示唆がなければ、その用語の数学的定義に絶対的な適合を要求するものではなく、むしろ、その主題に最も密接に関連する当業者によって理解されるように特徴付けられた主題について可能な範囲で、その用語の数学的定義への適合を示唆するものと理解されるべきである。形状、向き、及び／又は幾何学的関係に関連するそのような用語の例には、以下に記載する用語に限定されないが、円形、正方形、円形状／円形、長方形状／長方形、三角形状／三角形、円筒状／円筒、楕円状／楕円形、（ｎ）多角形状／（ｎ）多角形などの形状；垂直、直交、平行、垂直、水平、共線などの角度方向；平面／平面状、同一平面、半球、準半球、直線／直線状、双曲線、放物線、平面、曲面、直線、弓形、正弦曲線、接線／接線状などの等高線及び／又は軌道；北、南、東、西などの方向；滑らかな、反射性の、透過性の、透明の、不透明の、固い、不浸透性の、均一な（に）、不活性な、非湿潤の、不溶な、安定な、不変の、一定の、均質な、などの表面及び／又はバルク材料特性及び／又は空間的な／時間的な分解及び／又は分布；関連技術分野の当業者には明らかであろう多くの他のものが含まれる。一例として、本明細書において「正方形」であると記載される加工品は、完全に平面又は直線であり、正確に９０度の角度で交差する面又は側面を有するような物品を必要とせず（実際、そのような物品は数学的概念としてしか存在し得ない）、むしろ、そのような物品の形状は、当業者に理解されるように、又は特に記載されるように、記載された製造技術のために典型的に達成可能で達成される程度に、数学的に定義される「正方形」に近似するものとして解釈されるべきである。別の例として、本明細書で「整列」されていると記載される２つ以上の加工品は、完全に整列された面、又は辺を有するような物品を必要とせず（実際、そのような物品は数学的概念としてしか存在し得ない）、むしろ、そのような物品の配列は、当業者に理解されるように、又は特に記載されるように、記載された製造技術のために典型的に達成可能で達成される程度に、数学的に定義される「整列」に近似するものとして解釈されるべきである。
本明細書の開示内容は、以下の態様を含み得る。
（態様１）
サンプル入口と、
前記サンプル入口と流体連通している流体チャネルであって、前記流体チャネルは少なくとも１ｃｍの長さであり、少なくとも５：１のチャネルの長さ：幅の比を有する流体チャネルと、
前記流体チャネルと流体連通している第１の溶解領域と、
第１の溶解領域と流体連通している第１の単離領域と、
前記第１の単離領域と流体連通している第２の溶解領域と、
前記第２の溶解領域と流体連通している第２の単離領域と、
前記第２の単離領域と流体連通している少なくとも１つの反応領域と、
前記反応領域の少なくとも１つと流体連通している増幅領域と、
各々が前記反応領域の少なくとも１つ及び／又は前記増幅領域と流体連通している、複数のプロセスチャンバと、を含む流体デバイス。
（態様２）
複数の流体リザーバであって、各流体リザーバは少なくとも０．１ｍＬの容量を有する、複数の流体リザーバと、
複数の気体チャンバであって、各気体チャンバは流体リザーバと流体連通し、各気体チャンバは少なくとも０．１ｍＬの容量を有する、複数の気体チャンバと、
複数の流体チャネルであって、各流体チャネルは１つ以上の流体リザーバ及び／又は１つ以上の気体チャンバと流体連通し、各流体チャネルは１０００μＬ未満の容量を有する、複数の流体チャネルと、を含み、
少なくとも１つの流体リザーバの長軸は、少なくとも１ｃｍの長さである少なくとも１つの流体チャネルの長軸と実質的に垂直である、流体デバイス。
（態様３）
少なくとも１ｃｍの長さであり、少なくとも５：１のチャネルの長さ：幅の比を有するハブチャネルを含む流体ハブと、
前記流体ハブから分岐している少なくとも１０個の分岐チャネルと、
各バルブが前記分岐チャネルと前記流体ハブとの間に配置されている、複数のバルブと、
各流体リザーバが分岐チャネルと接続している、複数の流体リザーバと、を含む流体デバイス。
（態様４）
少なくとも１ｃｍの長さであり、少なくとも５：１のチャネルの長さ：幅の比を有するハブチャネルを含む流体ハブと、
前記流体ハブから分岐している第１の分岐チャネルと、
前記第１の分岐チャネルと流体連通している第１の流体リザーバと、
前記第１の流体リザーバと流体連通している第１の気体チャンバと、
前記流体ハブから分岐している第２の分岐チャネルと、
前記第２の分岐チャネルと流体連通している第２の流体リザーバと、
前記第２の流体リザーバと流体連通している第２の気体チャンバと、を含む流体デバイス。
（態様５）
第１の流体リザーバと、
前記第１の流体リザーバと流体連通している第１のチャネルと、
前記第１のチャネルと結合している第１のバルブと、
第２の流体リザーバと、
前記第２の流体リザーバと流体連通している第２のチャネルと、
前記第２のチャネルと結合している第２のバルブと、
前記第１の流体リザーバと前記第２の流体リザーバとの間に配置される接続チャネルと、を含み、
前記接続チャネルの少なくとも一部は、前記第１の流体リザーバの断面積及び前記第２の流体リザーバの断面寸法よりも小さい断面積を有し、
前記接続チャネルは２５０ミクロン以上１０ｃｍ以下の長さである、流体デバイス。
（態様６）
チャネルと、
前記チャネルと接続している流体リザーバと、
前記流体リザーバと流体連通している出口チャネルと、
前記出口チャネルと結合しているバルブと、
前記流体リザーバに隣接したカバーであって、前記カバーは前記流体リザーバを包囲し、前記カバーは半透膜であり、前記半透膜は疎水性で、１ｐｓｉで０．４ｓｌｐｍ以上５ｓｌｐｍ以下の空気透過性を有する、カバーとを含む流体デバイス。
（態様７）
前記接続チャネルと結合している第３のバルブを含む、態様５に記載の流体デバイス。
（態様８）
前記第３のバルブは前記第１の流体リザーバに隣接して配置されている、態様７に記載の流体デバイス。
（態様９）
前記接続チャネルと結合している第４のバルブを含む、態様７に記載の流体デバイス。
（態様１０）
前記第４のバルブは、前記第２の流体リザーバに隣接して配置されている、態様９に記載の流体デバイス。
（態様１１）
各プロセスチャンバと流体連通している検出領域を含む、態様１に記載の流体デバイス。
（態様１２）
各流体リザーバは少なくとも０．１ｍＬの容量を有する、態様１～１１のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様１３）
各気体チャンバは流体リザーバと流体連通している、態様１～１２のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様１４）
各気体チャンバは少なくとも０．１ｍＬの容量を有する、態様１～１３のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様１５）
各流体チャネルは１つ以上の流体リザーバと流体連通している、態様１～１４のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様１６）
各流体チャネルは２０００μＬ未満の容量を有する、態様１～１５のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様１７）
少なくとも１つの流体リザーバの長軸は少なくとも１ｃｍの長さである少なくとも１つの流体チャネルの長軸と実質的に垂直である、態様１～１６のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様１８）
前記流体チャネルは少なくとも１ｃｍの長さである、態様１～１７のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様１９）
前記流体チャネルは少なくとも５：１のチャネルの長さ：幅の比を有する、態様１～１８のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様２０）
前記流体ハブから分岐している少なくとも１０個の分岐チャネルを含む、態様１～１９のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様２１）
複数のバルブを含み、各バルブは前記分岐チャネルと前記流体ハブとの間に配置されている、態様１～２０のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様２２）
複数の流体リザーバを含み、各流体リザーバは分岐チャネルに接合している、態様１～２１のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様２３）
前記半透膜は０．０２ミクロン以上０．５ミクロン以下の平均ポアサイズを有する、態様６に記載の流体デバイス。
（態様２４）
前記半透膜は２ｐｓｉ以上１２０ｐｓｉ以下の水侵入圧を有する、態様１～２３のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様２５）
前記半透膜は超疎水性である態様１～２４のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様２６）
前記半透膜はフッ化物材料を含む態様１～２５のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様２７）
前記半透膜はポリフッ化ビニリデンを含む態様１～２６のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様２８）
前記第１の流体リザーバは５００マイクロリットル以下の容量を有する、態様１～２７のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様２９）
前記第２の流体リザーバは５００マイクロリットル以下の容量を有する、態様１～２８のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様３０）
前記第１の流体は複数のビーズ及び／又は粒子を含む、態様１～２９のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様３１）
前記接続チャネルは流体ハブと結合している、態様１～３０のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様３２）
前記第１の流体リザーバ及び／又は前記第２の流体リザーバは２ｍｍ以下の断面寸法を有する、態様１～３１のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様３３）
前記第１のチャネル及び／又は前記第２のチャネルは１ｍｍ以下の平均断面寸法を有する、態様１～３２のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様３４）
前記半透膜は５０ｐｓｉ以下の液体損失圧力を有するように構成され、配置されている、態様１～３３のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様３５）
前記流体リザーバは５００マイクロリットル以下の容量を有する、態様１～３４のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様３６）
前記半透膜は封止ガスケットを受け入れるように構成され、配置されている、態様１～３５のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様３７）
前記半透膜は疎水性である、態様１～３６のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様３８）
前記半透膜は１ｐｓｉで少なくとも０．４ｓｌｐｍの空気透過性を有する、態様１～３７のいずれかに記載の流体デバイス。
（態様３９）
流体デバイス内で流体を輸送する方法であって、
流体リザーバと、前記流体リザーバと流体連通している気体チャンバと、前記流体リザーバと流体連通している流体チャネルとを含み、前記流体リザーバの長軸は前記流体チャネルの長軸と実質的に垂直である流体デバイス内において、
前記流体リザーバ内に第１の流体を導入する工程であって、前記第１の流体は液体である、導入する工程と、
前記気体チャンバ内に第２の流体を導入する工程であって、前記第２の流体は気体である、導入する工程と、
前記第２の流体が前記気体チャンバから前記流体リザーバに流れて、前記第１の流体を前記流体カラムから前記流体チャネルに押すように、前記第２の流体に圧力を印加する工程と、を行うことを含む方法。
（態様４０）
流体デバイス内で流体を輸送する方法であって、
少なくとも１ｃｍの長さと少なくとも５：１のチャネルの長さ：幅の比とを有するハブチャネルを含む流体ハブと、前記流体ハブから分岐している第１の分岐チャネルと、前記流体ハブから分岐している第２の分岐チャネルとを含む流体デバイス内において、
前記分岐チャネル内に第１の流体を導入する工程であって、前記第１の流体は液体である、導入する工程と、
前記第１の分岐チャネル内に第２の流体を導入する工程であって、前記第２の流体は気体である、導入する工程と
前記第１の分岐チャネルは前記流体ハブと流体連通し、前記第２の分岐チャネルは前記流体ハブと流体連通していないときに、前記第２の流体が前記第１の分岐チャネルから前記流体ハブに前記第１の流体を押すように前記第２の流体に圧力を印加する工程と、
前記流体ハブに前記第２の流体を導入する工程と、を行うことを含む方法。
（態様４１）
流体デバイス内で流体を輸送する方法であって、
少なくとも１ｃｍの長さと少なくとも５：１のチャネルの長さ：幅の比とを有するハブチャネルを含む流体ハブと、前記流体ハブから分岐している第１の分岐チャネルと、前記第１の分岐チャネルに接続している第１の流体リザーバと、前記流体ハブから分岐している第２の分岐チャネルと、前記第２の分岐チャネルに接続している第２の流体リザーバと、前記流体ハブから分岐している第３の分岐チャネルと、前記第２の分岐チャネルに接続している第３の流体リザーバと、を含む流体デバイス内において、
前記第１の流体リザーバから前記第１の分岐チャネルを介して前記流体ハブに少なくとも０．１ｍＬの容量を有する第１の流体を流す工程と、
前記流体ハブから前記第２の分岐チャネルを介して前記第２の流体リザーバに前記第１の流体を流す工程であって、前記第２の流体リザーバは試薬を含む、流す工程と、
反応流体を形成するように前記第１の流体を前記試薬と反応させる工程と、
前記第２の流体リザーバから前記流体ハブに前記反応流体を流す工程と、
前記流体ハブから前記第３の分岐チャネルを介して第３の流体リザーバに前記反応流体を流す工程と、を行うことを含む方法。
（態様４２）
流体を輸送する方法であって、
少なくとも１ｃｍの長さと少なくとも５：１のチャネルの長さ：幅の比とを有するハブチャネルを含む流体ハブと、前記流体ハブから分岐している第１の分岐チャネルと、前記第１の分岐チャネルに接続している第１の流体リザーバと、前記第１の流体リザーバと流体連通している第１の気体チャンバと、前記流体ハブから分岐している第２の分岐チャネルとを含む流体デバイス内において、
前記流体ハブから前記第１の分岐チャネルを介して前記第１の流体リザーバに少なくとも０．１ｍＬの容量を有する第１の流体を流す工程と、
前記第１の流体リザーバ内で反応流体を形成するように前記第１の流体と試薬を反応させる工程と、
前記反応流体が、前記流体ハブ及び前記第２の分岐チャネルに流れるように前記第１の気体チャンバに圧力を印加する工程と、を行うことを含む方法。
（態様４３）
流体デバイス内で流体を輸送する方法であって、
気体を含む流体リザーバと、前記流体リザーバと流体連通している出口チャネルと、前記出口チャネルと結合しているバルブと、前記流体リザーバに隣接しているカバーであって、前記カバーは前記流体リザーバを包囲し、前記カバーは半透膜である、カバーとを含む流体デバイス内において、
前記バルブを閉じる工程と、
前記流体リザーバに、第１の流体を導入する工程であって、前記第１の流体は液体である、導入する工程と、
前記流体リザーバ内に含まれる前記気体が前記半透膜を通過するようにさせる工程と、
前記第１の流体が前記半透膜を通過するのを実質的に防止する工程と、を行うことを含む方法。
（態様４４）
流体デバイス内で流体を混合する方法であって、
第１の流体リザーバと、第２の流体リザーバと、前記第１の流体リザーバと前記第２の流体リザーバとの間に配置される接続チャネルであって、前記接続チャネルの少なくとも一部は前記第１の流体リザーバの断面積及び前記第２の流体リザーバの断面寸法よりも小さい断面積を有する、接続チャネルと、を含む流体デバイス内において、
第１の方向において、前記第１の流体リザーバから前記接続チャネルを介して前記第２の流体リザーバに第１の流体を流す工程であって、前記第１の流体は液体である、流す工程と、
第２の方向において、前記第２の流体リザーバから前記接続チャネルを介して前記第１の流体リザーバに前記第１の流体を流す工程であって、前記第２の方向は前記第１の方向とは異なる、流す工程と、
前記第１の流体内で混合させる工程と、を行うことを含む方法。
（態様４５）
第２の流体を前記第１の流体リザーバに導入する工程であって、前記第２の流体は気体である、導入する工程と、
前記第２の流体が前記第１の流体リザーバから前記接続チャネルを通して、前記第２の流体リザーバに前記第１の流体を押すように、前記第２の流体に圧力を印加する工程と、
第３の流体を前記第２の流体リザーバに導入する工程であって、前記第３の流体は気体である、導入する工程と、
前記第３の流体が前記第２の流体リザーバから前記接続チャネルを通して前記第１の流体リザーバに前記第１の流体を押すように前記第３の流体に圧力を印加する工程と、を含む態様４４に記載の方法。
（態様４６）
前記接続チャネルは２５０ミクロン以上１０ｃｍ未満の長さである、態様３９～４５のいずれかに記載の方法。
（態様４７）
前記接続チャネルは前記第１の流体リザーバ及び前記第２の流体リザーバの少なくとも１つの断面幅の５０％以下の断面幅を有する、態様３９～４６のいずれかに記載の方法。
（態様４８）
各流体リザーバは少なくとも０．１ｍＬの容量を有する、態様３９～４７のいずれかに記載の方法。
（態様４９）
各気体チャンバは流体リザーバと流体連通している、態様３９～４８のいずれかに記載の方法。
（態様５０）
各気体チャンバは少なくとも０．１ｍＬの容量を有する、態様３９～４９のいずれかに記載の方法。
（態様５１）
各流体チャネルは１つ以上の流体リザーバと流体連通している、態様３９～５０のいずれかに記載の方法。
（態様５２）
各流体チャネルは２０００μＬ未満の容量を有する、態様３９～５１のいずれかに記載の方法。
（態様５３）
少なくとも１つの流体リザーバの長軸は、少なくとも１ｃｍの長さである少なくとも１つの流体チャネルの長軸に実質的に垂直である、態様３９～５２のいずれかに記載の方法。
（態様５４）
前記流体チャネルは少なくとも１ｃｍの長さを有する、態様３９～５３のいずれかに記載の方法。
（態様５５）
前記流体チャネルは少なくとも５：１のチャネルの長さ：幅の比を有する、態様３９～５４のいずれかに記載の方法。
（態様５６）
前記流体ハブから分岐している少なくとも１０個の分岐チャネルを含む、態様３９～５５のいずれかに記載の方法。
（態様５７）
複数のバルブを含み、各バルブは、前記分岐チャネルと前記流体ハブとの間に配置されている、態様３９～５６のいずれかに記載の方法。
（態様５８）
複数の流体リザーバを含み、各流体リザーバは分岐チャネルに接続している、態様３９～５７のいずれかに記載の方法。
（態様５９）
少なくとも０．１ｍＬの容量を有する第１の流体を、前記流体チャネルを介して前記流体リザーバに流す工程を含む、態様３９～５８のいずれかに記載の方法。
（態様６０）
前記第１の流体と前記試薬とを混合させるように前記流体リザーバ内で気体の流れ又は泡を導入する工程であって、前記気体は前記流体チャネルから輸送される、導入する工程を含む、態様３９～５９のいずれかに記載の方法。
（態様６１）
前記流体リザーバから前記気体チャンバに前記気体を流す工程と、前記第１の流体及び／又は前記試薬が前記気体チャンバに流れるのを実質的に防止する工程とを含む、態様３９～６０のいずれかに記載の方法。
（態様６２）
前記半透膜は０．０２ミクロン以上０．５ミクロン以下の平均ポアサイズを有する、態様４３に記載の方法。
（態様６３）
前記半透膜は２ｐｓｉ以上１２０ｐｓｉ以下の水侵入圧を有する、態様３９～６２のいずれかに記載の方法。
（態様６４）
前記半透膜は超疎水性である、態様３９～６３のいずれかに記載の方法。
（態様６５）
前記半透膜はフッ化物材料を含む、態様３９～６４のいずれかに記載の方法。
（態様６６）
前記半透膜はポリフッ化ビニリデンを含む、態様３９～６５のいずれかに記載の方法。
（態様６７）
前記第１の流体リザーバは５００マイクロリットル以下の容量を有する、態様３９～６６のいずれかに記載の方法。
（態様６８）
前記第２の流体リザーバは５００マイクロリットル以下の容量を有する、態様３９～６７のいずれかに記載の方法。
（態様６９）
前記印加された圧力は０．２ｐｓｉ以上５ｐｓｉ以下である、態様３９～６８のいずれかに記載の方法。
（態様７０）
前記第１の流体は複数のビーズ及び／又は粒子を含む、態様３９～６９のいずれかに記載の方法。
（態様７１）
前記接続チャネルは流体ハブと結合している、態様３９～７０のいずれかに記載の方法。
（態様７２）
前記第１の流体リザーバ及び／又は前記第２の流体リザーバは２ｍｍ以下の断面寸法を有する、態様３９～７１のいずれかに記載の方法。
（態様７３）
前記第１のチャネル及び／又は前記第２のチャネルは１ｍｍ以下の平均断面寸法を有する、態様３９～７２のいずれかに記載の方法。
（態様７４）
前記半透膜は５０ｐｓｉ以下の液体損失圧力を有するように構成され、配置されている、態様３９～７３のいずれかに記載の方法。
（態様７５）
前記流体リザーバは５００マイクロリットル以下の容量を有する、態様３９～７４のいずれかに記載の方法。
（態様７６）
前記半透膜は封止ガスケットを受け入れるように構成され、配置されている、態様３９～７５のいずれかに記載の方法。
（態様７７）
前記半透膜は疎水性である、態様３９～７６のいずれかに記載の方法。
（態様７８）
前記半透膜は１ｐｓｉで少なくとも０．４ｓｌｐｍの空気透過性を有する、態様３９～７７のいずれかに記載の方法。
（態様７９）
前記流体リザーバ内に含まれる前記気体が前記半透膜を通過するようにさせる工程は、前記第１の流体が前記気体を押すように、前記第１の流体に圧力を印加することを含む、態様３９～７８のいずれかに記載の方法。
（態様８０）
前記第１の方向において、前記第１の流体リザーバから前記接続チャネルを介して前記第２の流体リザーバに前記第１の流体を流す前記工程の後、及び前記第２の方向において、前記第２の流体リザーバから前記接続チャネルを介して前記第１の流体リザーバに前記第１の流体を流す前記工程の後に、前記第１の方向において、前記第１の流体リザーバから前記接続チャネルを介して前記第２の流体リザーバに前記第１の流体を流す前記工程を行う、態様４４に記載の方法。

Claims (80)

  1. サンプル入口と、
    前記サンプル入口と流体連通している流体チャネルであって、前記流体チャネルは少なくとも１ｃｍの長さであり、少なくとも５：１のチャネルの長さ：幅の比を有する流体チャネルと、
    前記流体チャネルと流体連通している第１の溶解領域と、
    第１の溶解領域と流体連通している第１の単離領域と、
    前記第１の単離領域と流体連通している第２の溶解領域と、
    前記第２の溶解領域と流体連通している第２の単離領域と、
    前記第２の単離領域と流体連通している少なくとも１つの反応領域と、
    前記反応領域の少なくとも１つと流体連通している増幅領域と、
    各々が前記反応領域の少なくとも１つ及び／又は前記増幅領域と流体連通している、複数のプロセスチャンバと、を含む流体デバイス。
  2. 複数の流体リザーバであって、各流体リザーバは少なくとも０．１ｍＬの容量を有する、複数の流体リザーバと、
    複数の気体チャンバであって、各気体チャンバは流体リザーバと流体連通し、各気体チャンバは少なくとも０．１ｍＬの容量を有する、複数の気体チャンバと、
    複数の流体チャネルであって、各流体チャネルは１つ以上の流体リザーバ及び／又は１つ以上の気体チャンバと流体連通し、各流体チャネルは１０００μＬ未満の容量を有する、複数の流体チャネルと、を含み、
    少なくとも１つの流体リザーバの長軸は、少なくとも１ｃｍの長さである少なくとも１つの流体チャネルの長軸と実質的に垂直である、流体デバイス。
  3. 少なくとも１ｃｍの長さであり、少なくとも５：１のチャネルの長さ：幅の比を有するハブチャネルを含む流体ハブと、
    前記流体ハブから分岐している少なくとも１０個の分岐チャネルと、
    各バルブが前記分岐チャネルと前記流体ハブとの間に配置されている、複数のバルブと、
    各流体リザーバが分岐チャネルと接続している、複数の流体リザーバと、を含む流体デバイス。
  4. 少なくとも１ｃｍの長さであり、少なくとも５：１のチャネルの長さ：幅の比を有するハブチャネルを含む流体ハブと、
    前記流体ハブから分岐している第１の分岐チャネルと、
    前記第１の分岐チャネルと流体連通している第１の流体リザーバと、
    前記第１の流体リザーバと流体連通している第１の気体チャンバと、
    前記流体ハブから分岐している第２の分岐チャネルと、
    前記第２の分岐チャネルと流体連通している第２の流体リザーバと、
    前記第２の流体リザーバと流体連通している第２の気体チャンバと、を含む流体デバイス。
  5. 第１の流体リザーバと、
    前記第１の流体リザーバと流体連通している第１のチャネルと、
    前記第１のチャネルと結合している第１のバルブと、
    第２の流体リザーバと、
    前記第２の流体リザーバと流体連通している第２のチャネルと、
    前記第２のチャネルと結合している第２のバルブと、
    前記第１の流体リザーバと前記第２の流体リザーバとの間に配置される接続チャネルと、を含み、
    前記接続チャネルの少なくとも一部は、前記第１の流体リザーバの断面積及び前記第２の流体リザーバの断面寸法よりも小さい断面積を有し、
    前記接続チャネルは２５０ミクロン以上１０ｃｍ以下の長さである、流体デバイス。
  6. チャネルと、
    前記チャネルと接続している流体リザーバと、
    前記流体リザーバと流体連通している出口チャネルと、
    前記出口チャネルと結合しているバルブと、
    前記流体リザーバに隣接したカバーであって、前記カバーは前記流体リザーバを包囲し、前記カバーは半透膜であり、前記半透膜は疎水性で、１ｐｓｉで０．４ｓｌｐｍ以上５ｓｌｐｍ以下の空気透過性を有する、カバーとを含む流体デバイス。
  7. 前記接続チャネルと結合している第３のバルブを含む、請求項５に記載の流体デバイス。
  8. 前記第３のバルブは前記第１の流体リザーバに隣接して配置されている、請求項７に記載の流体デバイス。
  9. 前記接続チャネルと結合している第４のバルブを含む、請求項７に記載の流体デバイス。
  10. 前記第４のバルブは、前記第２の流体リザーバに隣接して配置されている、請求項９に記載の流体デバイス。
  11. 各プロセスチャンバと流体連通している検出領域を含む、請求項１に記載の流体デバイス。
  12. 各流体リザーバは少なくとも０．１ｍＬの容量を有する、請求項１～１１のいずれかに記載の流体デバイス。
  13. 各気体チャンバは流体リザーバと流体連通している、請求項１～１２のいずれかに記載の流体デバイス。
  14. 各気体チャンバは少なくとも０．１ｍＬの容量を有する、請求項１～１３のいずれかに記載の流体デバイス。
  15. 各流体チャネルは１つ以上の流体リザーバと流体連通している、請求項１～１４のいずれかに記載の流体デバイス。
  16. 各流体チャネルは２０００μＬ未満の容量を有する、請求項１～１５のいずれかに記載の流体デバイス。
  17. 少なくとも１つの流体リザーバの長軸は少なくとも１ｃｍの長さである少なくとも１つの流体チャネルの長軸と実質的に垂直である、請求項１～１６のいずれかに記載の流体デバイス。
  18. 前記流体チャネルは少なくとも１ｃｍの長さである、請求項１～１７のいずれかに記載の流体デバイス。
  19. 前記流体チャネルは少なくとも５：１のチャネルの長さ：幅の比を有する、請求項１～１８のいずれかに記載の流体デバイス。
  20. 前記流体ハブから分岐している少なくとも１０個の分岐チャネルを含む、請求項１～１９のいずれかに記載の流体デバイス。
  21. 複数のバルブを含み、各バルブは前記分岐チャネルと前記流体ハブとの間に配置されている、請求項１～２０のいずれかに記載の流体デバイス。
  22. 複数の流体リザーバを含み、各流体リザーバは分岐チャネルに接合している、請求項１～２１のいずれかに記載の流体デバイス。
  23. 前記半透膜は０．０２ミクロン以上０．５ミクロン以下の平均ポアサイズを有する、請求項６に記載の流体デバイス。
  24. 前記半透膜は２ｐｓｉ以上１２０ｐｓｉ以下の水侵入圧を有する、請求項１～２３のいずれかに記載の流体デバイス。
  25. 前記半透膜は超疎水性である請求項１～２４のいずれかに記載の流体デバイス。
  26. 前記半透膜はフッ化物材料を含む請求項１～２５のいずれかに記載の流体デバイス。
  27. 前記半透膜はポリフッ化ビニリデンを含む請求項１～２６のいずれかに記載の流体デバイス。
  28. 前記第１の流体リザーバは５００マイクロリットル以下の容量を有する、請求項１～２７のいずれかに記載の流体デバイス。
  29. 前記第２の流体リザーバは５００マイクロリットル以下の容量を有する、請求項１～２８のいずれかに記載の流体デバイス。
  30. 前記第１の流体は複数のビーズ及び／又は粒子を含む、請求項１～２９のいずれかに記載の流体デバイス。
  31. 前記接続チャネルは流体ハブと結合している、請求項１～３０のいずれかに記載の流体デバイス。
  32. 前記第１の流体リザーバ及び／又は前記第２の流体リザーバは２ｍｍ以下の断面寸法を有する、請求項１～３１のいずれかに記載の流体デバイス。
  33. 前記第１のチャネル及び／又は前記第２のチャネルは１ｍｍ以下の平均断面寸法を有する、請求項１～３２のいずれかに記載の流体デバイス。
  34. 前記半透膜は５０ｐｓｉ以下の液体損失圧力を有するように構成され、配置されている、請求項１～３３のいずれかに記載の流体デバイス。
  35. 前記流体リザーバは５００マイクロリットル以下の容量を有する、請求項１～３４のいずれかに記載の流体デバイス。
  36. 前記半透膜は封止ガスケットを受け入れるように構成され、配置されている、請求項１～３５のいずれかに記載の流体デバイス。
  37. 前記半透膜は疎水性である、請求項１～３６のいずれかに記載の流体デバイス。
  38. 前記半透膜は１ｐｓｉで少なくとも０．４ｓｌｐｍの空気透過性を有する、請求項１～３７のいずれかに記載の流体デバイス。
  39. 流体デバイス内で流体を輸送する方法であって、
    流体リザーバと、前記流体リザーバと流体連通している気体チャンバと、前記流体リザーバと流体連通している流体チャネルとを含み、前記流体リザーバの長軸は前記流体チャネルの長軸と実質的に垂直である流体デバイス内において、
    前記流体リザーバ内に第１の流体を導入する工程であって、前記第１の流体は液体である、導入する工程と、
    前記気体チャンバ内に第２の流体を導入する工程であって、前記第２の流体は気体である、導入する工程と、
    前記第２の流体が前記気体チャンバから前記流体リザーバに流れて、前記第１の流体を前記流体カラムから前記流体チャネルに押すように、前記第２の流体に圧力を印加する工程と、を行うことを含む方法。
  40. 流体デバイス内で流体を輸送する方法であって、
    少なくとも１ｃｍの長さと少なくとも５：１のチャネルの長さ：幅の比とを有するハブチャネルを含む流体ハブと、前記流体ハブから分岐している第１の分岐チャネルと、前記流体ハブから分岐している第２の分岐チャネルとを含む流体デバイス内において、
    前記分岐チャネル内に第１の流体を導入する工程であって、前記第１の流体は液体である、導入する工程と、
    前記第１の分岐チャネル内に第２の流体を導入する工程であって、前記第２の流体は気体である、導入する工程と
    前記第１の分岐チャネルは前記流体ハブと流体連通し、前記第２の分岐チャネルは前記流体ハブと流体連通していないときに、前記第２の流体が前記第１の分岐チャネルから前記流体ハブに前記第１の流体を押すように前記第２の流体に圧力を印加する工程と、
    前記流体ハブに前記第２の流体を導入する工程と、を行うことを含む方法。
  41. 流体デバイス内で流体を輸送する方法であって、
    少なくとも１ｃｍの長さと少なくとも５：１のチャネルの長さ：幅の比とを有するハブチャネルを含む流体ハブと、前記流体ハブから分岐している第１の分岐チャネルと、前記第１の分岐チャネルに接続している第１の流体リザーバと、前記流体ハブから分岐している第２の分岐チャネルと、前記第２の分岐チャネルに接続している第２の流体リザーバと、前記流体ハブから分岐している第３の分岐チャネルと、前記第２の分岐チャネルに接続している第３の流体リザーバと、を含む流体デバイス内において、
    前記第１の流体リザーバから前記第１の分岐チャネルを介して前記流体ハブに少なくとも０．１ｍＬの容量を有する第１の流体を流す工程と、
    前記流体ハブから前記第２の分岐チャネルを介して前記第２の流体リザーバに前記第１の流体を流す工程であって、前記第２の流体リザーバは試薬を含む、流す工程と、
    反応流体を形成するように前記第１の流体を前記試薬と反応させる工程と、
    前記第２の流体リザーバから前記流体ハブに前記反応流体を流す工程と、
    前記流体ハブから前記第３の分岐チャネルを介して第３の流体リザーバに前記反応流体を流す工程と、を行うことを含む方法。
  42. 流体を輸送する方法であって、
    少なくとも１ｃｍの長さと少なくとも５：１のチャネルの長さ：幅の比とを有するハブチャネルを含む流体ハブと、前記流体ハブから分岐している第１の分岐チャネルと、前記第１の分岐チャネルに接続している第１の流体リザーバと、前記第１の流体リザーバと流体連通している第１の気体チャンバと、前記流体ハブから分岐している第２の分岐チャネルとを含む流体デバイス内において、
    前記流体ハブから前記第１の分岐チャネルを介して前記第１の流体リザーバに少なくとも０．１ｍＬの容量を有する第１の流体を流す工程と、
    前記第１の流体リザーバ内で反応流体を形成するように前記第１の流体と試薬を反応させる工程と、
    前記反応流体が、前記流体ハブ及び前記第２の分岐チャネルに流れるように前記第１の気体チャンバに圧力を印加する工程と、を行うことを含む方法。
  43. 流体デバイス内で流体を輸送する方法であって、
    気体を含む流体リザーバと、前記流体リザーバと流体連通している出口チャネルと、前記出口チャネルと結合しているバルブと、前記流体リザーバに隣接しているカバーであって、前記カバーは前記流体リザーバを包囲し、前記カバーは半透膜である、カバーとを含む流体デバイス内において、
    前記バルブを閉じる工程と、
    前記流体リザーバに、第１の流体を導入する工程であって、前記第１の流体は液体である、導入する工程と、
    前記流体リザーバ内に含まれる前記気体が前記半透膜を通過するようにさせる工程と、
    前記第１の流体が前記半透膜を通過するのを実質的に防止する工程と、を行うことを含む方法。
  44. 流体デバイス内で流体を混合する方法であって、
    第１の流体リザーバと、第２の流体リザーバと、前記第１の流体リザーバと前記第２の流体リザーバとの間に配置される接続チャネルであって、前記接続チャネルの少なくとも一部は前記第１の流体リザーバの断面積及び前記第２の流体リザーバの断面寸法よりも小さい断面積を有する、接続チャネルと、を含む流体デバイス内において、
    第１の方向において、前記第１の流体リザーバから前記接続チャネルを介して前記第２の流体リザーバに第１の流体を流す工程であって、前記第１の流体は液体である、流す工程と、
    第２の方向において、前記第２の流体リザーバから前記接続チャネルを介して前記第１の流体リザーバに前記第１の流体を流す工程であって、前記第２の方向は前記第１の方向とは異なる、流す工程と、
    前記第１の流体内で混合させる工程と、を行うことを含む方法。
  45. 第２の流体を前記第１の流体リザーバに導入する工程であって、前記第２の流体は気体である、導入する工程と、
    前記第２の流体が前記第１の流体リザーバから前記接続チャネルを通して、前記第２の流体リザーバに前記第１の流体を押すように、前記第２の流体に圧力を印加する工程と、
    第３の流体を前記第２の流体リザーバに導入する工程であって、前記第３の流体は気体である、導入する工程と、
    前記第３の流体が前記第２の流体リザーバから前記接続チャネルを通して前記第１の流体リザーバに前記第１の流体を押すように前記第３の流体に圧力を印加する工程と、を含む請求項４４に記載の方法。
  46. 前記接続チャネルは２５０ミクロン以上１０ｃｍ未満の長さである、請求項３９～４５のいずれかに記載の方法。
  47. 前記接続チャネルは前記第１の流体リザーバ及び前記第２の流体リザーバの少なくとも１つの断面幅の５０％以下の断面幅を有する、請求項３９～４６のいずれかに記載の方法。
  48. 各流体リザーバは少なくとも０．１ｍＬの容量を有する、請求項３９～４７のいずれかに記載の方法。
  49. 各気体チャンバは流体リザーバと流体連通している、請求項３９～４８のいずれかに記載の方法。
  50. 各気体チャンバは少なくとも０．１ｍＬの容量を有する、請求項３９～４９のいずれかに記載の方法。
  51. 各流体チャネルは１つ以上の流体リザーバと流体連通している、請求項３９～５０のいずれかに記載の方法。
  52. 各流体チャネルは２０００μＬ未満の容量を有する、請求項３９～５１のいずれかに記載の方法。
  53. 少なくとも１つの流体リザーバの長軸は、少なくとも１ｃｍの長さである少なくとも１つの流体チャネルの長軸に実質的に垂直である、請求項３９～５２のいずれかに記載の方法。
  54. 前記流体チャネルは少なくとも１ｃｍの長さを有する、請求項３９～５３のいずれかに記載の方法。
  55. 前記流体チャネルは少なくとも５：１のチャネルの長さ：幅の比を有する、請求項３９～５４のいずれかに記載の方法。
  56. 前記流体ハブから分岐している少なくとも１０個の分岐チャネルを含む、請求項３９～５５のいずれかに記載の方法。
  57. 複数のバルブを含み、各バルブは、前記分岐チャネルと前記流体ハブとの間に配置されている、請求項３９～５６のいずれかに記載の方法。
  58. 複数の流体リザーバを含み、各流体リザーバは分岐チャネルに接続している、請求項３９～５７のいずれかに記載の方法。
  59. 少なくとも０．１ｍＬの容量を有する第１の流体を、前記流体チャネルを介して前記流体リザーバに流す工程を含む、請求項３９～５８のいずれかに記載の方法。
  60. 前記第１の流体と前記試薬とを混合させるように前記流体リザーバ内で気体の流れ又は泡を導入する工程であって、前記気体は前記流体チャネルから輸送される、導入する工程を含む、請求項３９～５９のいずれかに記載の方法。
  61. 前記流体リザーバから前記気体チャンバに前記気体を流す工程と、前記第１の流体及び／又は前記試薬が前記気体チャンバに流れるのを実質的に防止する工程とを含む、請求項３９～６０のいずれかに記載の方法。
  62. 前記半透膜は０．０２ミクロン以上０．５ミクロン以下の平均ポアサイズを有する、請求項４３に記載の方法。
  63. 前記半透膜は２ｐｓｉ以上１２０ｐｓｉ以下の水侵入圧を有する、請求項３９～６２のいずれかに記載の方法。
  64. 前記半透膜は超疎水性である、請求項３９～６３のいずれかに記載の方法。
  65. 前記半透膜はフッ化物材料を含む、請求項３９～６４のいずれかに記載の方法。
  66. 前記半透膜はポリフッ化ビニリデンを含む、請求項３９～６５のいずれかに記載の方法。
  67. 前記第１の流体リザーバは５００マイクロリットル以下の容量を有する、請求項３９～６６のいずれかに記載の方法。
  68. 前記第２の流体リザーバは５００マイクロリットル以下の容量を有する、請求項３９～６７のいずれかに記載の方法。
  69. 前記印加された圧力は０．２ｐｓｉ以上５ｐｓｉ以下である、請求項３９～６８のいずれかに記載の方法。
  70. 前記第１の流体は複数のビーズ及び／又は粒子を含む、請求項３９～６９のいずれかに記載の方法。
  71. 前記接続チャネルは流体ハブと結合している、請求項３９～７０のいずれかに記載の方法。
  72. 前記第１の流体リザーバ及び／又は前記第２の流体リザーバは２ｍｍ以下の断面寸法を有する、請求項３９～７１のいずれかに記載の方法。
  73. 前記第１のチャネル及び／又は前記第２のチャネルは１ｍｍ以下の平均断面寸法を有する、請求項３９～７２のいずれかに記載の方法。
  74. 前記半透膜は５０ｐｓｉ以下の液体損失圧力を有するように構成され、配置されている、請求項３９～７３のいずれかに記載の方法。
  75. 前記流体リザーバは５００マイクロリットル以下の容量を有する、請求項３９～７４のいずれかに記載の方法。
  76. 前記半透膜は封止ガスケットを受け入れるように構成され、配置されている、請求項３９～７５のいずれかに記載の方法。
  77. 前記半透膜は疎水性である、請求項３９～７６のいずれかに記載の方法。
  78. 前記半透膜は１ｐｓｉで少なくとも０．４ｓｌｐｍの空気透過性を有する、請求項３９～７７のいずれかに記載の方法。
  79. 前記流体リザーバ内に含まれる前記気体が前記半透膜を通過するようにさせる工程は、前記第１の流体が前記気体を押すように、前記第１の流体に圧力を印加することを含む、請求項３９～７８のいずれかに記載の方法。
  80. 前記第１の方向において、前記第１の流体リザーバから前記接続チャネルを介して前記第２の流体リザーバに前記第１の流体を流す前記工程の後、及び前記第２の方向において、前記第２の流体リザーバから前記接続チャネルを介して前記第１の流体リザーバに前記第１の流体を流す前記工程の後に、前記第１の方向において、前記第１の流体リザーバから前記接続チャネルを介して前記第２の流体リザーバに前記第１の流体を流す前記工程を行う、請求項４４に記載の方法。
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