JP2022502234A - マルチバルブ流体カートリッジ - Google Patents
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Abstract
Description
1つ以上の流体操作が一度に起こることを可能にする改良された流体カートリッジ装置および方法が必要とされている。そのような流体操作は、流体プロセスの累積時間を短縮するために、流体カートリッジ上で互いに独立して起こることができる。更に、流体間の意図しない交差汚染を防止するために、各タイプの流体操作に専用のバルブチャネルを提供することにより、流体カートリッジ上で処理された流体を隔離することができる、改良された流体カートリッジ装置および方法が必要とされている。
様々な例では、図3〜6に示すように、流体カートリッジ100は、第1の組のウェル130の第1の流体ウェル131の任意の1つから流体回路110またはバイパス回路120に、または第2の組のウェル140の第2の流体ウェル141の任意の1つから流体回路110に流体を選択的に向けるために、様々なモードの下で動作する。
流体カートリッジ100は、流体処理装置に取り外し可能に結合されてもよい。図10に模式的に示されているように、取り外し可能な流体カートリッジ100は、処理装置50に操作可能に取り付けられてもよい。上述したように、流体カートリッジ100は、共通の流体チャネル105によって第2のバルブ160に接続された第1のバルブ150を含む。流体カートリッジ100は、第2のバルブ160をバルブ・アレイ180に接続するバイパス回路120を更に含む。流体デバイス112は、器具50に結合されて作動してもよく、入口チャネル111によってカートリッジ100の第2のバルブ160に接続されている。器具50は、カートリッジ100のバルブ・アレイ180に接続された廃液排出口191(および場合によっては廃棄物リザーバ)およびポンプ190を更に含んでもよい。コントローラ200は、装置50の一部であってもよいし、装置50に接続されて作動するスタンドアロンまたはリモートのコンピュータリソースであってもよく、装置50の動作(例えば、流体デバイス112の処理およびポンプ190の動作)およびカートリッジ100の動作(例えば、第1のおよび第2のバルブ150、160の動作およびバルブ・アレイ180の動作)を制御する。
本開示の態様は、制御およびコンピューティングハードウェアコンポーネント、ユーザが作成したソフトウェア、データ入力コンポーネント、およびデータ出力コンポーネントを介して実装される。ハードウェア構成要素は、マイクロプロセッサおよびコンピュータなどのコンピューティングおよび制御モジュール(例えば、システムコントローラ)を含み、1つ以上の入力値を受信し、入力値を操作するための命令または他の方法で入力値に作用するための命令を提供する非一過性の機械可読媒体(例えば、ソフトウェア)に格納された1つ以上のアルゴリズムを実行し、1つ以上の出力値を出力することにより、計算および/または制御ステップを作用させるように構成される。そのような出力は、ユーザに情報を提供するために、例えば、計器の状態またはそれによって実行されるプロセスに関する情報をユーザに表示または別の方法で示してもよく、またはそのような出力は、他のプロセスおよび/または制御アルゴリズムへの入力を構成してもよい。データ入力コンポーネントは、制御およびコンピューティングハードウェアコンポーネントによって使用するためにデータが入力される要素で構成される。このようなデータ入力は、位置センサ、モータエンコーダ、およびグラフィックユーザインタフェース、キーボード、タッチスクリーン、マイク、スイッチ、手動操作スキャナ、音声起動型入力などの手動入力要素から構成されてもよい。データ出力コンポーネントは、ハードドライブまたは他の記憶媒体、グラフィックユーザインタフェース、モニタ、プリンタ、表示灯、または可聴信号要素(例えば、ブザー、ホーン、ベルなど)を含んでもよい。ソフトウェアは、制御およびコンピューティングハードウェアによって実行されると、制御およびコンピューティングハードウェアが1つ以上の自動化または半自動化されたプロセスを実行するように制御およびコンピューティングハードウェアを引き起こす、非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体に格納された命令からなる。
様々な例によれば、図9は、第1の組のウェル130および第2の組のウェル140のうちの任意の1つから流体を流体回路110またはバイパス流体回路120に向けるための方法900を例示している。
1.流体回路、
バイパス流体回路、
第1の組の流体ウェル、
第2の組の流体ウェル、
第1のバルブ出口および複数の第1のバルブポートを有する第1のバルブ、および
第2のバルブ出口、バイパス・セレクタ・チャネル、および複数の第2のバルブポートを有する第2のバルブ
を含み、
該複数の第1のバルブポートは第1の組の流体ウェルと関連して作動し、該第1のバルブは、第1の位置にある時に、選択的に第1の組の流体ウェルの第1のウェルを第1のバルブ出口に流体接続し、第2の位置にある時に、選択的に第1の組の流体ウェルの第2のウェルを第1のバルブ出口に流体接続し、
該第2のバルブ出口は該流体回路と関連して作動し、該バイパス・セレクタ・チャネルは、該バイパス流体回路および第1のバルブ出口と関連して作動し、
該第2のバルブは、前記第1のウェル位置にある時に、選択的に第2の組の流体ウェルの第1のウェルを該流体回路に流体接続し、バイパス位置にある時に、選択的に該バイパス・セレクタ・チャネルを該バイパス流体回路に流体接続する、装置。
3.前記第2のバルブが複数の位置間で回転可能である、項1または2記載の装置。
4.前記第2のバルブが、第1のバルブ位置にある時に、選択的に前記第1のバルブ出口を前記流体回路に流体接続する、項1〜3のいずれか1項記載の装置。
5.前記第2のバルブが、第2のウェルの位置にある時に、選択的に第2の組の流体ウェルの第2のウェルを流体回路に前記流体接続する、項1〜4のいずれか1項記載の装置。
6.前記第1のバルブが複数の位置の間で回転可能である、項1〜5のいずれか1項記載の装置。
8.前記排出チャネルが廃液排出口に流体接続されている、項7記載の装置。
9.前記バイパス流体回路、流体回路、ポンプ、および廃液排出口の間のフローを選択的に制御するために、前記排出チャネルに沿って配置された1つ以上のバルブを含むバルブ・アレイを更に含む、項8記載の装置。
10.前記バイパス流体回路が、第1の所定体積の流体を保持するためのバイパス・キャッシュ・リザーバを含む、項1〜9のいずれか1項記載の装置。
11. 前記流体回路が流体デバイスと流体キャッシュ・リザーバを含み、該流体キャッシュ・リザーバが該流体デバイスの下流側で第2の所定体積の流体を保持する、項1〜10のいずれか1項記載の装置。
前記バイパス流体回路がバイパス・チャネルを含み、
前記複数の第1のウェル・ポートのうちの第1のウェル・ポートは、前記第1のバルブが前記第1の流体ウェルから前記第1のバルブ出口ポートへのフローを選択的に許容するように、前記第1の流体ウェルと関連して作動し、
前記第2のバルブの前記第2のバルブ出口ポートは、前記流体回路に流体接続されており、前記第2のバルブは、
前記バイパス・チャネルに流体接続されたバイパス・ポート、
前記第1のバルブ出口ポートに流体接続された第2のバルブ入口ポート、
前記第2の流体ウェルに流体接続された第2の流体ウェル・ポート、および
前記第2のバルブが、前記第2の流体ウェル・ポートおよび前記第2のバルブ入口ポートのうちの選択された1つから前記第2のバルブ出口ポートへのフロー、または前記第2のバルブ入口ポートから前記バイパス・ポートへのフローを選択的に許容するような複数の第2のバルブ位置に回転する第2のバルブ回転体
を含んでなる、項1記載の装置。
第2のバルブ回転体は、第2のバルブ出口ポートを第2のバルブ入口ポートまたは第2の流体ウェル・ポートのいずれかに流体接続する第2のバルブ・セレクタ・チャネル、および
前記第2のバルブ回転体がバイパス位置に設定されている時に、前記第2のバルブ入口ポートを前記バイパス・ポートと流体接続するバイパス・セレクタ・チャネル
を含む、項12記載の装置。
14.前記第1のバルブが前記複数の第1のウェル・ポートのうちの選択された1つから前記第1のバルブ出口ポートへのフローを選択的に制御するように、前記第1のバルブが複数の第1のバルブ位置に回転するための第1のバルブ回転体を含んで成り、
前記第1のバルブ回転体が、前記複数の第1のウェル・ポートのうちの選択された1つを前記第1のバルブ出口ポートに流体接続する第1のバルブ・セレクタ・チャネルを含んで成る、請求項12または13記載の装置。
バイパス・チャネル、
第1の流体ウェル、
第2の流体ウェル、
第1のバルブ出口ポートおよび複数の第1のバルブポートを含む第1のバルブ、並びに
該流体回路に流体接続された第2のバルブ出口ポート、
該バイパス・チャネルに流体接続されたバイパス・ポート、
第1のバルブ出口ポートに流体接続された第2のバルブ入口ポート、
該第2の流体ウェルに流体接続された第2の流体ウェル・ポート、および
第2のバルブが、該第2の流体ウェル・ポートおよび該第2のバルブ入口ポートのうちの選択された1つから該第2のバルブ出口ポートへのフロー、または該第2のバルブ入口ポートから該バイパス・ポートへのフローを選択的に許容するように、複数の第2のバルブ位置に回転する第2のバルブ回転体
を含む第2のバルブ
を含み、
該第1の流体ウェルから該第1のバルブ出口ポートへのフローを選択的に許容するように、該複数の第1のバルブポートの第1のバルブポートは第1の流体ウェルと関連して作動する、装置。
前記第2のバルブ回転体が、
前記第2のバルブ出口ポートを前記第2のバルブ入口ポートまたは前記第2の流体ウェル・ポートのいずれかに流体接続する第2のバルブ・セレクタ・チャネル、および
前記第2のバルブ回転体がバイパス位置に設定されている時に、前記第2のバルブ入口ポートを前記バイパス・ポートと流体接続するバイパス・セレクタ・チャネル
を含む、項15記載の装置。
17.前記第1のバルブが、前記複数の第1のバルブポートのうちの選択された1つから前記第1のバルブ出口ポートへのフローを選択的に制御するように、複数の第1のバルブ位置に回転する第1のバルブ回転体を含み、
該第1のバルブ回転体は、前記複数の第1のバルブポートのうちの選択された1つを前記第1のバルブ出口ポートに流体接続する第1のバルブ・セレクタ・チャネルを含む、項15または16記載の装置。
第2のバルブをバイパス位置に設定することにより、第1のバルブから選択された第1の流体の少なくとも一部を、第2のバルブと関連して作動するバイパス・チャネル内に移動させる工程、
第2のバルブを第2の流体ウェル位置に設定することにより、第2のバルブと関連して作動する第2の組の流体ウェルの第2の流体ウェルに貯蔵された第2の流体を選択する工程、
該選択された第1の流体の一部がバイパス・チャネル内にある間に、該選択された第2の流体の少なくとも一部を流体回路内に移動させる工程
を含む方法。
20. 前記選択された第2の流体の少なくとも一部を、前記流体回路から出口ラインに移動させる工程を更に含む、項18または19記載の方法。
21.前記第1のバルブと関連して作動する第1の流体ウェルの第1の組の流体ウェルの第2の流体ウェルに貯蔵された第2の流体を選択する工程、
前記第2のバルブを第1のバルブ位置に設定することにより、該選択された第2の流体の少なくとも一部を前記流体回路に移動させる工程
を更に含む、項18〜20のいずれか1項記載の方法。
22.前記第1のバルブをパージ位置に設定し、前記第2のバルブをバイパス位置に設定することにより、前記バイパス・チャネルに空気を導入する工程を更に含む、項18〜21のいずれか一項記載の方法。
23.前記第1のバルブをベース位置に設定することにより、前記第1の組の流体ウェルに貯蔵された第1の流体が第2のバルブに移動するのを阻止する工程を更に含む、項18〜22のいずれか一項記載の方法。
105 … 共通チャネル
110 … 流体回路
111、115 … 流体チャネル
112 … 流体デバイス
113 … 流体入口
114 … 流体出口
116、122 … キャッシュ・リザーバ
120 … バイパス流体回路
121 … バイパス流体チャネル
130 … 第1の組のウェル
131 … 第1の流体ウェル
140 … 第2の組のウェル
141 … 第2の流体ウェル
150 … 第1のバルブ
151 … 第1の回転体
152 … 第1のバルブ・セレクタ・チャネル
154 … 第1のバルブ出口ポート
155 … 第1のウェル・ポート
160 … 第2のバルブ
161 … 第2の回転体
162 … 第2のバルブ・セレクタ・チャネル
163 … バイパス・セレクタ・チャネル
164 … 第2のバルブ出口ポート
165 … バイパス・ポート
166 … 第2のバルブ入口ポート
167 … 第2のウェル・ポート
170 … 排出チャネル
180 … バルブ・アレイ
181、182、183 … 操作バルブ
190 … ポンプ
191 … 廃液排出口
200 … コントローラ
202 … 圧力センサ
Claims (16)
- 流体回路(110)、
バイパス流体回路(120)、
第1の組の流体ウェル(130)、
第2の組の流体ウェル(140)、
第1のバルブ出口ポート(154)および複数の第1のウェル・ポート(155)を有する第1のバルブ(150)、
第2のバルブ出口ポート(164)、バイパス・セレクタ・チャネル(163)、および第2の組の流体ウェル(140)と関連して作動する複数の第2のウェル・ポート(167)を有する第2のバルブ(160)、
第1のバルブ出口ポート(154)を第2のバルブ(160)に流体接続する共通チャネル(105)、
廃液排出口(191)に流体接続された排出チャネル(170)、および
バイパス流体回路(120)とポンプ(190)との間のフロー、流体回路(110)とポンプ(190)との間のフロー、および排出チャネル(170)と廃液排出口(191)との間のフローのうちの少なくとも1つを選択的に制御するために、排出チャネル(170)に沿って配置された1つ以上のバルブを含むバルブ・アレイ(180)
を含み、
該複数の第1のウェル・ポート(155)は第1の組の流体ウェル(130)と関連して作動し、第1のバルブ(150)は第1の位置にある時に、第1の組の流体ウェル(130)の第1のウェルを第1のバルブ出口ポート(154)に選択的に流体接続し、第2の位置にある時に、第1の組の流体ウェル(150)の第2のウェルを選択的に第1のバルブ出口ポート(154)に流体接続し、
該第2のバルブ出口ポート(164)は流体回路(110)と関連して作動し、バイパス・セレクタ・チャネル(163)はバイパス流体回路(120)および第1のバルブ出口ポート(154)と関連して作動し、
第2のバルブ(160)は、第1のウェル位置にある時に、第2の組の流体ウェル(160)の第1のウェルから流体回路(110)への流体のフローを許容するように、第2の組の流体ウェル(160)の第1のウェルを選択的に流体回路(110)に流体接続し、バイパス位置にある時に、バイパス・セレクタ・チャネル(163)をバイパス流体回路(120)に選択的に流体接続する、装置。 - 前記第2のバルブが複数の位置の間で回転可能である、請求項1記載の装置。
- 前記第2のバルブが、第1のバルブ位置にある時に、選択的に前記第1のバルブ出口ポートを前記流体回路に流体接続する、請求項1または2記載の装置。
- 前記第2のバルブが、第2のウェルの位置にある時に、選択的に前記第2の組の流体ウェルの第2のウェルを前記流体回路に流体接続する、請求項1〜3のいずれか1項記載の装置。
- 前記第1のバルブが複数の位置の間で回転可能である、請求項1〜4のいずれか1項記載の装置。
- 前記バイパス流体回路が、第1の所定体積の流体を保持するためのバイパス・キャッシュ・リザーバを含む、請求項1〜5のいずれか1項記載の装置。
- 前記流体回路が流体デバイスおよび流体キャッシュ・リザーバを含み、該流体キャッシュ・リザーバが該流体デバイスの下流側で第2の所定体積の流体を保持する、請求項1〜6のいずれか1項記載の装置。
- 前記流体回路がフローセルに流体接続されており、
前記バイパス流体回路がバイパス・チャネルを含み、
前記複数の第1のウェル・ポートのうちの第1のウェル・ポートは、前記第1のバルブが前記第1の流体ウェルから前記第1のバルブ出口ポートへのフローを選択的に許容するように、前記第1の流体ウェルと関連して作動し、
前記第2のバルブの前記第2のバルブ出口ポートは、前記流体回路に流体接続されており、前記第2のバルブは、
前記バイパス・チャネルに流体接続されたバイパス・ポート、
前記第1のバルブ出口ポートに流体接続された第2のバルブ入口ポート、
前記第2の流体ウェルに流体接続された第2の流体ウェル・ポート、および
前記第2のバルブが、前記第2の流体ウェル・ポートおよび前記第2のバルブ入口ポートのうちの選択された1つから前記第2のバルブ出口ポートへのフロー、または前記第2のバルブ入口ポートから前記バイパス・ポートへのフローを選択的に許容するような複数の第2のバルブ位置に回転する第2のバルブ回転体
を含んでなる、請求項1〜7のいずれか1項記載の装置。 - 前記バイパス・ポート、前記第1のバルブ入口ポート、および前記第2の流体ウェル・ポートが円周状に配置されており、前記第2のバルブ回転体が、
第2のバルブ出口ポートを第2のバルブ入口ポートまたは第2の流体ウェル・ポートのいずれかに流体接続する第2のバルブ・セレクタ・チャネル、および
前記第2のバルブ回転体が、バイパス位置に設定されている時に、前記第2のバルブ入口ポートを前記バイパス・ポートと流体接続するバイパス・セレクタ・チャネル
を含む、請求項8記載の装置。 - 前記第1のバルブが前記複数の第1のウェル・ポートのうちの選択された1つから前記第1のバルブ出口ポートへのフローを選択的に制御するように、前記第1のバルブが複数の第1のバルブ位置に回転するための第1のバルブ回転体を含んで成り、
前記第1のバルブ回転体が、前記複数の第1のウェル・ポートのうちの選択された1つを前記第1のバルブ出口ポートに流体接続する第1のバルブ・セレクタ・チャネルを含んで成る、請求項8または9記載の装置。 - 第1のバルブをベース位置から第1の流体ウェル位置に設定することにより、第1のバルブと関連して作動する第1の組の流体ウェルの第1の流体ウェルに貯蔵された第1の流体を選択する工程、
第2のバルブをバイパス位置に設定することにより、第1のバルブから選択された第1の流体の少なくとも一部を、第2のバルブと関連して作動するバイパス・チャネル内に移動させる工程、
第2のバルブを第2の流体ウェル位置に設定することにより、第2のバルブと関連して作動する第2の組の流体ウェルの第2の流体ウェルに貯蔵された第2の流体を選択する工程、
該選択された第1の流体の一部がバイパス・チャネル内にある間に、該選択された第2の流体の少なくとも一部を流体回路内に移動させる工程
を含む方法。 - 前記選択された第1の流体の少なくとも一部を、前記バイパス・チャネルから前記流体回路に移動させる工程を更に含む、請求項11記載の方法。
- 前記選択された第2の流体の少なくとも一部を、前記流体回路から出口ラインに移動させる工程を更に含む、請求項11または12記載の方法。
- 前記第1のバルブと関連して作動する第1の組の流体ウェルの第2の流体ウェルに貯蔵された第2の流体を選択する工程、
前記第2のバルブを第1のバルブ位置に設定することにより、該選択された第2の流体の少なくとも一部を前記流体回路に移動させる工程
を更に含む、請求項11〜13のいずれか1項記載の方法。 - 前記第1のバルブをパージ位置に設定し、前記第2のバルブをバイパス位置に設定することにより、前記バイパス・チャネルに空気を導入する工程を更に含む、請求項11〜14のいずれか1項記載の方法。
- 前記第1のバルブをベース位置に設定することにより、前記第1の組の流体ウェルに貯蔵された第1の流体が第2のバルブに移動するのを阻止する工程を更に含む、請求項11〜15のいずれか1項記載の方法。
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