JP2023510192A - サンプル調製デバイス及びこれを使用する方法 - Google Patents

Abstract

本開示の態様は、円筒形構造体と１つ以上のカバーとを含むサンプル調製カートリッジを含む。円筒形構造体は、上壁、下壁、環状壁、環状壁の複数の開口側面をもつチャンバを形成する環状壁の複数のキャビティ、及び複数のチャンバ間の流体連通を提供する１つ以上の相互接続部をさらに含む。１つ以上のカバーは、複数のチャンバの開口側面を覆う。１つ以上の磁石を備えるシリンダハウジングも設けられる。サンプル調製カートリッジは、シリンダハウジング内に又はシリンダハウジングに隣接して取り外し可能に配置される。サンプル調製デバイスを使用する方法も提供される。【選択図】図１Ａ

Description

関連出願の相互参照
本出願は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１９年１２月３０日に出願された米国特許仮出願第６２／９５５，２５９号、２０２０年５月１２日に出願された米国特許仮出願第６３／０２３，６５９号、２０２０年７月１０日に出願された米国特許仮出願第６３／０５０，２５１号、及び２０２０年８月１７日に出願された米国特許仮出願第６３／０６６，６８３号の利益を主張するものである。

核酸の単離及び精製は、ダウンストリームアプリケーションで使用するためのＤＮＡ及びＲＮＡの抽出に用いられる一連の分子生物学技術である。核酸の単離及び精製手法には、カラムベースの単離及び精製、試薬ベースの単離及び精製、磁気ビーズベースの単離及び精製、及び他の技術が含まれる。核酸の単離及び精製に使用される試薬、キット、及び機器は入手可能である。不十分なサンプル調製は、ダウンストリームアプリケーションでの最適には及ばない結果につながることがあり、このため、血液、植物組織、真菌、又は細菌などのサンプルソースのバリエーションに対処するべくキットの最適化バージョンが登場した。

サンプル調製プロセスには、カオトロピック核酸抽出技術を使用したその天然の生物学的ソースからの標的核酸の放出（例えば、患者細胞などの細胞の溶解、又はウィルス、細菌、真菌などの微生物の溶解）、シリカ又は酸化鉄の核酸化学を使用した固相（例えば、常磁性粒子）への核酸の結合、磁気分離技術を使用した残留溶解液からの固相の分離、不要な物質を除去するための洗浄、及び流体処理技術を使用した固相からの核酸の溶離又は分離が含まれる。サンプル調製プロトコルが完了すると、サンプルは、核酸の検出のためにデバイスのＰＣＲコンポーネントに移送される。

本開示の態様は、サンプルを調製するための、例えばサンプルに存在する核酸などの標的分析物を濃縮又は単離するための、サンプル調製カートリッジ、サンプル調製システム、及びサンプル調製デバイスを含む。

サンプル調製カートリッジは、構造体の環状壁に沿って配置された複数のチャンバを有する円筒形構造体と、チャンバの開口側面を覆って流体封止するべく環状壁の外面の上に取り付けられるカバーとを含み、環状壁は各チャンバの開口側面を形成するキャビティを備える。

サンプル調製システムは、サンプル調製カートリッジと、１つ以上の磁石を備えるシリンダハウジングとを含む。カートリッジは、シリンダハウジング内に取り外し可能に配置される。いくつかの実施形態では、磁石は、カートリッジの外部にあり、カートリッジのチャンバ間で常磁性粒子を移送するために用いられる。

サンプル調製デバイスは、カートリッジの一部と可逆的に係合するためのキャビティを含む。サンプル調製デバイスは、その中に配置され、カートリッジのチャンバ間で常磁性粒子を移送するように構成された、磁石を含み得る。サンプル調製デバイスは、カートリッジの一部と可逆的に係合するためのキャビティと、シリンダハウジングを取り付けるための表面を含み得る。或る実施形態はまた、モータを使用してその中に配置されたカートリッジの回転を駆動するサンプル調製デバイスを提供する。モータは自動化することができる。モータはまた、プロセッサによって実行されるときに、モータにカートリッジの回転を所定の様態で実施させる、コンピュータプログラムによって制御することができる。

サンプル調製デバイスを使用する方法も提供される。方法は、サンプル調製を行うために半自動化又は全自動化することができる。

一実施形態に係るサンプル調製カートリッジを示す図である。チャンバ４１０ａ、４１０、及び４１０ｃの開口側面が見えている。 本開示の一実施形態に係る、チャンバの開口側面の上にカバーが配置されている状態の、サンプル調製カートリッジを示す図である。 本開示の一実施形態に係る、円筒形構造体と、図１Ｂに示されているものと同様のカバー及び２つのシーリングカバーとの分解図である。 チャンバのうちの１つがＰＭＰを格納するためのコンパートメント４１１を含む、サンプル調製カートリッジを示す図である。 本開示の一実施形態に係るサンプル調製カートリッジの特定のコンポーネントの分解図である。この図では、円筒形構造体、バッファパック、シーリングプレート、及び保護カバーが、説明のために分解されている。 カートリッジと保護カバーを示す図である。プランジャアセンブリのトリガも示されている。 本開示の一実施形態に係るバッファパックを示す図である。 本開示の一実施形態に係る、図４Ａに示されているものと同様のバッファパックの分解図である。 本開示の一実施形態に係るシリンダハウジングを示す図である。 本開示の一実施形態に係る、図５Ａに示されているものと同様のシリンダハウジングの分解図である。 本開示の一実施形態に係るサンプル調製システムを示す図である。この例では、カートリッジは、環状壁に第１、第２、及び第３のチャンバを有する。各チャンバは、環状壁の窪みであるチャネルによって近位のチャンバに相互接続される。カートリッジは、シリンダハウジング内に配置され、磁石を環状壁に隣接するように配置する。 図６に示されているものと同様のサンプル調製システムの分解図である。この図では、シリンダハウジング、保護カバーで封止されたカートリッジ、及びキャップが、説明のために分解されている。 本開示の一実施形態に係るシーリングプレートアセンブリの分解図である。 磁石がカバーの近位に配置され、常磁性粒子をチャンバに磁気的に取り込むことを可能にする位置に回転する、サンプル調製カートリッジを示す図である。 パネルＡ、Ｂ、及びＣは、磁石がカバーの近位に配置され、常磁性粒子をチャンバに磁気的に取り込むことを可能にする位置に回転する、サンプル調製カートリッジを示す図である。 本明細書で開示されるサンプル調製カートリッジを使用する方法を自動化することができるモータの例を示す図である。 使い捨てのサンプル調製カートリッジを使用してサンプルを処理するために繰返し使用することができる再使用可能な磁石を示す図である。再使用可能な磁石は、サンプル処理デバイス内に配置することができ、複数のカートリッジを処理するために使用することができ、これにより、使い捨てのカートリッジごとに別個の磁石を使用する必要がなくなる。 磁石がカートリッジの環状壁の近位に配置されるようにサンプル処理機器内に配置された、使い捨てのサンプル調製カートリッジの例を示す図である。 サンプル調製に関係する材料及びステップの概略図である。 Ａｂｂｏｔｔ ＩＤ ＮＯＷ（商標）などの分析機器で使用されるサンプル調製カートリッジの概略図である。この例では、カートリッジが分析機器にインストールされ、サンプルがカートリッジにロードされ、さらにユーザが介入するステップなしにサンプルが分析されて結果が出力される。 被検者の血液サンプルを分析するために用いられるサンプル調製カートリッジ及び分析機器の概略図である。血液が収集され、分析機器にインストールされたカートリッジにロードされ、さらにユーザが介入するステップなしに血液サンプルが分析されて結果が出力される。 常磁性粒子を使用して核酸を単離するように設計されたサンプル調製カートリッジ（一体化されたサンプル処理デバイス（ＩＳＰＤ））及びシリンダハウジングの例の様々なコンポーネントを示す図である。 図１８Ａ～図１８Ｄは、Ａｂｂｏｔｔ ＩＤ ＮＯＷ（商標）機器などの既存のサンプル処理機器を、シリンダハウジングを含むように構成することを示す図である。取り外し可能なシリンダハウジングは、他のタイプのサンプル分析、すなわち、本明細書で開示されるサンプル調製カートリッジの使用に関係しないサンプル分析にサンプル処理デバイスを使用する融通性をもたらすことができる。

本開示の態様は、例えばサンプルに存在する核酸などの標的分析物を濃縮又は単離するための、サンプル調製カートリッジ、サンプル調製システム、及びサンプルを調製するためのサンプル調製デバイスを含む。

サンプル調製カートリッジは、構造体の環状壁に沿って配置された複数のチャンバを有する円筒形構造体と、チャンバの開口側面を覆って流体封止するべく環状壁の外面の上に取り付けられるカバーとを含み、環状壁は各チャンバの開口側面を形成するキャビティを備える。

サンプル調製システムは、サンプル調製カートリッジと、１つ以上の磁石を備えるシリンダハウジングとを含む。カートリッジは、シリンダハウジング内に取り外し可能に配置される。いくつかの実施形態では、磁石は、カートリッジの外部にあり、カートリッジのチャンバ間で磁性粒子を移送するために用いられる。

サンプル調製デバイスは、カートリッジの一部と可逆的に係合するためのキャビティを含む。サンプル調製デバイスは、その中に配置され、カートリッジのチャンバ間で磁性粒子を移送するように構成された、磁石を含み得る。サンプル調製デバイスは、カートリッジの一部と可逆的に係合するためのキャビティと、シリンダハウジングを取り付けるための表面を含み得る。或る実施形態はまた、モータを使用してその中に配置されたカートリッジの回転を駆動するサンプル調製デバイスを提供する。モータは自動化することができる。モータはまた、プロセッサによって実行されるときに、モータにカートリッジの回転を所定の様態で実施させる、コンピュータプログラムによって制御することができる。

サンプル調製デバイスを使用する方法も提供される。方法は、サンプル調製を行うために半自動化又は全自動化することができる。

本発明のサンプル調製デバイス及び方法をさらに詳細に説明する前に、本開示は、説明された特定の実施形態に限定されないことが理解される。本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態を説明する目的のためだけのものであって、限定するものとなることを意図していないことも理解される。

値の範囲が提供される場合、文脈上他の意味に明白に規定される場合を除き、下限の単位の１０分の１までの中間にある各値、該範囲の上限と下限との間、及び表記された該範囲内のあらゆる他の表記された値又は中間にある値は、本発明のサンプル調製カートリッジ、方法、及びサンプル調製ユニット内に包含されることが理解される。これらのより小さい範囲の上限及び下限は、より小さい範囲に独立して含まれてもよく、且つまた本発明のサンプル調製カートリッジ、方法、及びサンプル調製ユニット内に包含され、表記された範囲内のあらゆる具体的に除外される限界（ｌｉｍｉｔ）の対象になる。表記された範囲が限界の一方又は両方を含む場合、これらの含まれた限界のいずれか又は両方を除外する範囲もまたサンプル調製カートリッジ、方法、及びサンプル調製ユニットに含まれる。

特定の範囲が、「約」という用語に先行される数値により本明細書で提示されている。「約」という用語は、それが先行する正確な数、ならびに、この用語が先行する数に近い又は近似的な数の文字支援を提供するために本明細書で使用される。数が具体的に記載された数に近い又は近似的であるかどうかを判断する際に、近い又は近似的な記載されていない数は、それが提示されている文脈において、具体的に記載された数の実質的均等物を提供する数であり得る。

他に定めのない限り、本明細書で用いられるすべての技術用語及び科学用語は、本開示が属する技術分野の当業者によって通例理解されるものと同じ意味をもつ。本明細書に記載のものと類似した又は等価なあらゆる方法及び材料もまた本発明のサンプル調製カートリッジ、方法、及びサンプル調製ユニットの実践又は試験に用いることができるが、代表的な例証となるサンプル調製カートリッジ、方法、及びサンプル調製ユニットがここで説明される。

本明細書で挙げられたすべての刊行物及び特許は、個々の各刊行物又は特許が参照により組み入れられるように特異的に及び個々に示されたかのように参照により本明細書に組み入れられ、且つ挙げられた刊行物との関連において方法及び／又は材料を開示し及び説明するために参照により本明細書に組み入れられる。あらゆる刊行物の引用は、出願日よりも前のその開示のためであって、本発明が先願発明の理由に基づきこうした公開の日付を実際より早める権利をもたないことを認めるものと解釈されるべきではない。さらに、提供された公開日は、実際の公開日とは異なる場合があり、独立して確認される必要がある場合がある。

本明細書及び付属の請求項で用いられる、単数形の「ひとつの（ａ、ａｎ）」、及び「該、前記（ｔｈｅ）」は、文脈上他の意味に明白に規定される場合を除き、複数形の指示対象を含むことに留意されたい。請求項は、あらゆる随意的な要素を除外するように起草されてもよいことにさらに留意されたい。従って、この記述は、請求項の要素の列挙又は「消極的な」限定の使用との関連において「単独で」、「のみ」などのような排他的用語の使用のための先行詞基準として作用することを意図される。

本開示を読めば当業者には明らかとなるように、本明細書で説明され例証される個々の実施形態の各々は、本発明のサンプル調製カートリッジ、方法、及びサンプル調製ユニットの範囲又は精神から逸脱することなく他の幾つかの実施形態のいずれかの機能部から容易に分離されてもよい又はいずれかの機能部と組み合わされてもよい個別の構成要素及び機能部を有する。あらゆる列挙される方法は、列挙される事象の順番で又は論理的に可能なあらゆる他の順番で実行することができる。

サンプル調製カートリッジ
上に要約したように、本開示の態様は、サンプル調製カートリッジを含む。或る実施形態によれば、サンプル調製カートリッジは実質的に円筒形の形状を有する。サンプル調製カートリッジは、上端、下端、及び上端と下端との間に延びる環状壁を有する円筒形構造体を含む。円筒形構造体は、環状壁に存在する複数のチャンバと、複数のチャンバ間の流体連通を提供する１つ以上のチャネルと、チャンバの開口側面及び窪みの開口側面を覆って流体封止するべく環状壁の外面の上に取り付けられる１つ以上のカバーとを含み、チャンバは、環状壁の外面と円筒形構造体の内部との間に延び、環状壁は各チャンバの開口側面を形成するキャビティを備え、チャネルは、環状壁の窪みによって形成され、開口側面を備える。

さらに、或る実施形態では、サンプル調製カートリッジはまた、バッファパック、シーリング蓋アセンブリ、保護カバー、及びキャップを含み得る。カートリッジはまた、サンプル入力コンポーネントを含み得る。サンプル調製カートリッジは、磁石を備えるシリンダハウジングと共に使用するように構成される。

これらの各コンポーネントを以下でさらに詳しく説明する。

円筒形構造体
円筒形とは、円筒形構造体が実質的に直円柱であり得ることを意味する。円筒形構造体は、円筒形構造体の下端の中心と円筒形構造体の上端の中心を結ぶラインによって形成される軸の周りで回転可能であり得る。例えば、円筒形構造体は、円筒形構造体をその頂部よりも上から見下ろしたときに時計回りに回転し得る、又は反時計回りに回転し得る。代替的に、円筒形構造体は、時計回りと反時計回りとの両方に回転し得る。場合によっては、円筒形構造体の可動範囲は、シリンダの軸の周りの全回転以下、例えば、３／４回転、又は１／２回転、又は１／３回転を包含し得る。或る実施形態では、円筒形構造体は、時計回り方向に全回転し、反時計回り方向に全回転し得る。或る実施形態では、円筒形構造体は、時計回り方向に全回転し、反時計回り方向に全回転未満で回転し得る、又はその逆であり得る。円筒形構造体の回転は、１つ以上のチャンバの内容物を混合するため、又はシリンダハウジング内に存在する磁石をチャンバに隣接するように配置してチャンバ内に存在する磁性粒子を凝集させる及び／又は凝集した磁気ビーズを或るチャンバから別のチャンバに移送するなどのために用いられ得る。

上に要約したように、円筒形構造体は、環状壁の複数の開口側面をもつチャンバを形成する環状壁の複数のキャビティを備える。例えば、複数のキャビティは、環状壁の連続面を変形させる環状壁の凹部であり得る。開口側面とは、環状壁が覆っていないチャンバの側面を意味する。或る例では、変形した環状壁がチャンバのクローズサイドをなし、キャビティを形成するように変形した環状壁の側面に対応する領域がチャンバの開口側面を形成し得る。

或る実施形態によれば、複数のチャンバの開口側面は、環状壁の外面にある。例えば、環状壁は、外側から内方に変形して、環状壁の内方に変形したキャビティを形成する。そのような場合、チャンバの開口側面は、キャビティを形成するように内方に変形した環状壁の側面に対応する領域であり得る。そのような状況では、内方に変形した環状壁は、チャンバのクローズサイドをなし得る。チャンバの容積は、環状壁の凹部の容積に対応する測定値を表し得る。チャンバは、場合によっては、１ｃｍ^３～約５ｃｍ^３、例えば、１ｃｍ^３～３ｃｍ^３又は２ｃｍ^３～５ｃｍ^３の範囲であり得る任意の便利な容積である。他の場合には、チャンバは、場合によっては、１μＬ～約５，０００μＬ、例えば、１μＬ～１００μＬ又は１，０００μＬ～３，０００μＬ又は２，０００μＬ～５，０００μＬの範囲であり得る任意の便利な体積の流体を収容することができる。複数のチャンバの各チャンバは、同じ容積を有し得る又は異なる容積を有し得る。環状壁の外面からチャンバの内側までの距離として測定されるチャンバの深さは、場合によっては、０．１ｃｍ以上、例えば１ｃｍ又は５ｃｍであり得る任意の便利なサイズである。複数のチャンバの各チャンバは、同じ深さを有し得る又は異なる深さを有し得る。

或る実施形態によれば、複数のチャンバは、環状壁上で互いに近位に配置される。例えば、第１のチャンバの横方向の境界と第２のチャンバの最も近い横方向の境界との距離は、０．５ｃｍ～１ｃｍなどの約０．１ｃｍ以上、例えば、０．５ｃｍ又は０．７５ｃｍ又は５ｃｍであり得る。互いに近くに配置されたチャンバのペアの側面間の距離は、複数のチャンバで同じであり得る又は異なり得る。

上に要約したように、サンプル調製カートリッジは、複数のチャンバ間の流体連通を提供する１つ以上のチャネルを含む。或る態様では、チャネルは、１つ以上のＰＭＰ、例えば、ＰＭＰの凝集体を通過させるのに十分なだけ広い。或る実施形態では、チャンバ間のチャネルのうちの１つ又は複数は、環状壁の窪みによって形成される。環状壁の窪みとは、チャンバ間の流体連通を提供することができる環状壁の凹部又はキャビティを意味する。場合によっては、窪みは、環状壁の外面に開口側面を有するように形成された第１のチャンバと第２のチャンバが、第１のチャンバと第２のチャンバとの間のそのような環状壁の外面の窪みによって相互接続されるように、環状壁の外面に形成される。環状壁の窪みは、任意の便利な長さ、幅、及び深さであり得る。

或る実施形態では、窪みは、複数のチャンバの側部に配置される。複数のチャンバの側部とは、下端の中心と円筒形構造体の上端の中心との間に形成される円筒形構造体の軸が垂直に配向されるとき、チャンバの上側又は下側ではなく、左側又は右側を意味する。窪みを複数のチャンバの側部に配置するとは、窪みは、第１のチャンバと第２のチャンバが窪みを介して互いに流体連通するように、第１のチャンバの右側と第２のチャンバの左側を相互接続し得ることを意味する。チャンバ間の窪みは、第１のチャンバ上の点と第２のチャンバ上の点との間で実質的に直線であり得る。第１のチャンバと第２のチャンバの間の窪みは、窪みの全長にわたって環状壁において実質的に同じ幅及び深さを有し得る又は異なり得る。チャンバの異なるペア間の窪みは、異なる寸法又は同じ寸法を有し得る。窪みは、それを通してＰＭＰが移送され得るように便利な形状に設定される。

或る実施形態では、窪みは、円筒形構造体の下端よりも上の実質的に一定の高さで１つ以上のチャンバの側部に配置される。これらの実施形態では、チャンバのペア間の窪みは実質的に線形であり得る。これらの実施形態では、窪みとチャンバは、最も左のチャンバの最も左の位置で始まって複数のチャンバのそれぞれを通って最も右のチャンバの最も右の位置までの直線の経路が存在するように形状設定され得る。この直線は、円筒形構造体の下端と概して実質的に平行である。１つ以上のチャンバの側部の窪みは、円筒形構造体の下端よりも上の任意の便利な高さに配置され得る。これらの或る実施形態では、窪みが配置される、円筒形構造体の下端よりも上の高さは、チャンバのうちの１つ又は複数の垂直中点に対応する。

複数のチャンバのうちの１つ又は複数の形状は、実質的に立方体、立方体様、卵形、又は球形、又はこれらの組み合わせの形状であり得る、又は不規則な形状を有し得る。不規則な形状とは、対称軸が存在しないことを意味する。形状の組み合わせとは、１つ以上のチャンバの１つの側部が、１つの形状、例えば、長方形の側部であり、チャンバの残りの部分が、別の形状、例えば、卵形の形状又は球形の形状を有し得ることを意味する。形状の組み合わせを有するチャンバの別の例としては、角に丸みがある立方体又は立方体様、或いは実質的に平坦な壁を有する卵形又は球形が挙げられる。或る例では、カバーによって形成される１つ以上のチャンバの側部及び円筒形構造体の外面は、随意的に角に丸みがある正方形又は長方形として形状設定され、１つ以上のチャンバの残りは、卵形の形状を有し得る。別の実施形態では、チャンバは、卵形の形状を有し得る。場合によっては、チャンバは、卵形の最も短い部分に沿った対称軸が円筒形構造体の底部と平行になるように配置される。他の実施形態では、複数のチャンバのうちの１つ又は複数の形状は概して長方形である。概して長方形のチャンバとは、環状壁への凹部の二次元形状が幅広であるよりも細長いことを意味する。各チャンバの高さ及び幅は、任意の便利な高さ及び幅であり得る。各長方形のチャンバの高さ及び幅は、同じであり得る又は異なり得る。

或る実施形態では、１つ以上のチャネルによって別のチャンバに接続されたチャンバの形状は、チャネルの近位にあるチャンバの横方向部分に関して、チャンバの各横方向位置でのチャンバの高さが、そのような位置がチャネルに近づくにつれて減少するような形状である。場合によっては、そのような各横方向の位置でのチャンバの高さは、テーパした領域を形成するように直線的に減少する。このような窪みへのテーパした入口は、チャンバからチャネルへの凝集したＰＭＰの移送を容易にし得る。

或る実施形態では、チャンバのうちの１つ又は複数は排出穴を備える。排出穴とは、それを通って流体がチャンバを出ることができる穴を意味する。例えば、流体は、チャンバの底部に存在する排出穴から重力の影響下で排出することができる。代替的に、プランジャによってチャンバ内の流体に圧力をかけて、チャンバから流体を押し出すことができる。或る例では、溶離バッファを充填することによって溶離チャンバとして使用するように構成されたチャンバのうちの１つのみが排出穴を有し、チャンバの残り、例えば、第１及び第２のチャンバは排出穴を有していなくてもよい。

チャンバのうちの１つ又は複数は、チャンバをベントする及び／又はチャンバに流体を充填するように構成された開口部を有し得る。或る例では、開口部は、チャンバから流体を排出するために用いられてもよい。

或る実施形態では、円筒形構造体の内部に１つ以上のウェルを備える。ウェルとは、円筒形構造体の内部の１つ又は複数の筐体を意味する。筐体は、任意の便利な寸法又は形状であり得る。例えば、筐体は、閉鎖した下端、環状壁、及び開口した上端を有する実質的に円筒形であり得る。これらの実施形態では、円筒形構造体は、そのようなウェルと複数のチャンバのうちの１つ又は複数との間の流体連通を提供するチャネルを円筒形構造体内にさらに備え得る。場合によっては、各ウェルは、１つ以上のチャネルを介して別個のチャンバと相互接続される。

或る実施形態では、複数のチャンバは、第１のチャンバ、第２のチャンバ、及び第３のチャンバを形成する。或る実施形態では、第１のチャンバは第２のチャンバに隣接し、第２のチャンバは第１及び第３のチャンバに隣接し、第３のチャンバは第２のチャンバに隣接する。或る実施形態では、円筒形構造体は、第１のチャンバと第２のチャンバの間の流体連通を提供する環状壁の第１の窪みと、第２のチャンバと第３のチャンバの間の流体連通を提供する環状壁の第２の窪みをさらに含む。或る実施形態では、第１のチャンバは溶解チャンバであり、第２のチャンバは不混和性相チャンバであり、第３のチャンバは溶離チャンバである。溶解チャンバとは、サンプル調製カートリッジの使用中に、溶解バッファである流体などの溶解バッファを格納するチャンバを意味する。不混和性相チャンバとは、サンプル調製カートリッジの使用中に、水相と不混和性である流体などの不混和性相を格納するチャンバを意味する。場合によっては、不混和性相は油である。他の場合には、不混和性相は空気である。溶離チャンバとは、サンプル調製デバイスの使用中に、溶離バッファである流体などの溶離バッファを格納するチャンバを意味する。

第１のチャンバは、チャンバの頂部に開口部を有し得る。この開口部は、入口として構成され得る。入口は、溶解バッファ、サンプル、及び／又はこれらの混合物を導入するように構成され得る。したがって、入口は、溶解バッファ、サンプル、及び／又はこれらの混合物をピペッティング、注入、又はポンピングするのに適合する直径を有し得る。場合によっては、第２のチャンバも、チャンバの頂部に開口部を有し得る。この開口部は、第２のチャンバに不混和性相、例えば油を導入するための入口として構成され得る。場合によっては、第３のチャンバも、チャンバの頂部に開口部を有し得る。この開口部は、第３のチャンバに溶離バッファを導入するための入口として構成され得る。

或る例では、第１のチャンバは、第１のチャンバの底部領域又は底部領域の下に配置されたコンパートメントを含み得る。コンパートメントは、該コンパートメントを第１のチャンバの内部に流体接続する開口部を有し得る。コンパートメントは、常磁性粒子（ＰＭＰ）を格納し得る。ＰＭＰは凍結乾燥され得る。或る実施形態では、第１のチャンバは、チャンバの底部に開口部を有し、開口部は、溶解バッファの入口として構成され、第１のチャンバは、第１のチャンバの頂部にサンプル入口として構成された開口部を有する。或る実施形態では、コンパートメントは、該コンパートメントをチャネルに流体接続する入口と、該コンパートメントを第１のチャンバの内部に流体接続する出口を含む。

常磁性粒子（ＰＭＰ）と磁性粒子は、本明細書では交換可能に用いられ、磁気に反応する粒子を指す。磁気に反応する粒子は、磁気に反応する材料を含む又は磁気に反応する材料からなる。磁気に反応する材料の例としては、常磁性材料、強磁性材料、フェリ磁性材料、及びメタ磁性材料が挙げられる。適切な常磁性材料の例としては、鉄、ニッケル、及びコバルト、並びに、Ｆｅ_３Ｏ_４、ＢａＦｅ_１２Ｏ_１９、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｍｎ_２Ｏ_３、Ｃｒ_２Ｏ_３、及びＣｏＭｎＰなどの金属酸化物が挙げられる。ＰＭＰは、非磁性ポリマーに封入された常磁性材料、例えば、ポリマー材料で覆われた磁性材料又はポリマーマトリクスに組み込まれた磁性材料で構成され得る。そのような粒子は、磁気ビーズ又は常磁性ビーズと呼ばれる場合がある。

或る例では、第２のチャンバは、第１及び第３のチャンバとの相互接続部以外の開口部を有していなくてもよい。第２のチャンバは空気を格納し得る。第１及び第３のチャンバに液体が充填されるとき、第２のチャンバにはベントがないため、第２のチャンバ内の空気が圧縮される。圧縮空気は、第１のチャンバから圧縮空気を格納している第２のチャンバを介して第３のチャンバに移送されるＰＭＰのための「洗浄」環境として機能する。

或る例では、第３のチャンバは、チャンバの底部領域に開口部を有する。この開口部は、第３のチャンバから排出するために構成される。第３のチャンバは、チャンバの底部領域に開口部を有し、この開口部は、第３のチャンバから排出するための開口部とは別個のものであり、第３のチャンバに充填するために構成される。或る例では、排出穴が大気圧下で液体を通過させず、液体が通過するのにより高い圧力が必要となるように、排出穴は充填穴よりも小さい直径を有し得る。場合によっては、第３のチャンバの底部にある開口部は、１つ以上の収集コンテナに流体接続される。収集コンテナは、ＰＣＲに適した２つの別個のチューブ、例えば、薄壁ポリプロピレンチューブであり得る。第３のチャンバの底部にある開口部は、第３のチャンバから排出された実質的に等体積の液体を２つの収集コンテナに充填するべく開口部から分岐する２つのチャネルに流体接続され得る。

一実施形態に係る円筒形構造体が図１Ａに示されている。この例では、円筒形構造体４００は、環状壁の３つの開口側面をもつチャンバ４１０ａ、４１０ｂ、及び４１０ｃを形成する環状壁の３つのキャビティと、開口側面をもつ相互接続部４２０を形成する２つの窪みを含む。見えているように、チャンバ４１０ａ、４１０ｂ、及び４１０ｃの開口側面は環状壁の外面にあり、チャンバ４１０ａ、４１０ｂ、及び４１０ｃは互いに隣接して配置されている。チャンバ４１０ａ、４１０ｂ、及び４１０ｃ間の２つの相互接続部４２０は、チャンバ間の流体連通を提供する。この例では、相互接続部４２０は、環状壁の窪みであるチャネルであり、相互接続部４２０は、複数のチャンバ４１０ａ、４１０ｂ、及び４１０ｃの側部に配置されている。図面に例示しているように、チャンバ４１０ａ、４１０ｂ、及び４１０ｃ間の相互接続部４２０を形成する窪みは、円筒形構造体４００の下端よりも上の実質的に一定の高さにある。同じく例で見えているのは、チャンバのうちの１つにある排出穴４３０である。各チャンバは、ベント（４５０ａ、４５０ｂ、及び４５０ｃ）をさらに含む。ベントは、チャンバから空気をベントするために用いることができる。代替的に又は加えて、ベントはまた、チャンバに液体を充填するための入口として用いられ得る。或る実施形態では、第２のチャンバ４１０ｂは、空気チャンバであり、ベント４５０ｂを含まない。さらに、円筒形構造体４００はウェル４４０を含む。見えているように、ウェル４４０は円筒形構造体４００の内部に配置される。

カバー
上に要約したように、サンプル調製カートリッジは、チャネルを形成するための相互接続部と複数のチャンバの開口側面を覆う１つ以上のカバーを含む。或る態様では、カバーは、円筒形構造体の外面と適合するように湾曲している。湾曲しているとは、カバーは、円筒形構造体に取り付けられたときに実質的に平坦ではないことを意味する。複数のチャンバの開口側面を覆うとは、カバーが、環状壁に形成されたチャンバの開口側面の上に存在するように配置され得ることを意味する。或る例では、カバーがチャンバを覆うとき、チャンバは円筒形構造体の外側からアクセスすることはできない。カバーがチャンバを覆うとき、チャンバ内に配置された流体はチャンバ内に格納される。円筒形デバイスのチャンバの壁を形成するためのカバーの使用は、円筒形構造体の環状壁よりも顕著に薄い壁を可能にする。円筒形デバイスのチャンバの壁を形成するためのカバーの使用は、円筒形構造体の材料とは異なる材料から作製された壁を可能にする。或る実施形態では、単一のカバーが、複数のチャンバのすべてを覆うことができ、又は複数のチャンバのサブセットとチャンバ間の相互接続部のすべて又はサブセットを覆うことができる。カバーは、任意の便利なサイズ及び形状とすることができ、カバーのサイズ及び形状は変えることができる。

カバーは、湾曲する及び環状壁の外面に取り付けることができる任意の適切な材料から作製することができる。例えば、カバーは、プラスチック、金属、紙、ガラスなどから作製することができる。カバーに金属材料が用いられる場合、金属は非磁性であり得る、すなわち、大量の鉄を含有しない。紙製のカバーは、非湿潤性コーティング、例えば、ワックスコーティングを含み得る。カバーは、実質的に不透明又は実質的に透明であり得る。カバーは、接着剤によって、環状壁の外側又はカバー又はその両方を局所的に加熱することによって、環状壁に作製された溝にカバーを嵌め込むことによって、環状壁にカバーをねじ込むことによってなどの任意の適切な手段によって環状壁に取り付けることができる。カバーは、チャンバ内で外部磁石の磁力が顕著に低下しないように十分に薄くすることができる。例えば、カバーは、外部磁石がチャンバに隣接するように配置されることに反応して、チャンバ内に存在する常磁性粒子（ＰＭＰ）が凝集し、円筒形構造体と外部磁石との相対運動に反応して、凝集したＰＭＰが隣接するチャンバをつなぐチャネルを通って移動するのに十分なだけ薄くすることができる。カバーは、１ｃｍ未満、０．５ｃｍ未満、０．１ｃｍ未満、例えば、１ｍｍ～５ｍｍの厚さを有し得る。或る実施形態では、カバーは、フィルム、例えば、接着剤フィルムであり得る。

或る実施形態によれば、カバーは、複数のチャンバの開口側面を流体封止する。複数のチャンバの開口側面を流体封止するとは、カバーが円筒形構造体上に位置決めされるとき、チャンバの内部のスペースがチャンバの開口側面を介して円筒形構造体の外部のスペースと流体連通しないことを意味する。

或る実施形態によれば、カバーの内面は、カバー上でのＰＭＰの移動を容易にする。サンプル調製に用いられるＰＭＰに、関心ある分析物を付着させることができ、例えば、核酸を付着させることができる。核酸は、シリカ又は酸化鉄の核酸化学によってＰＭＰの表面に付着し得る。ＰＭＰの移動を容易にするとは、ＰＭＰがカバーの内面と接触したままの状態でカバー上の第１の位置からカバー上の第２の位置により確実に移動するようにカバーの内面が構成され得ることを意味する。例えば、カバーの内面は、ＰＭＰがカバーに沿って移動する際のＰＭＰとカバーの内面との摩擦を減らすために研磨され得る。カバー上の第１の位置からカバー上の第２の位置に移動するとは、或る場合には、ＰＭＰがカバーの内面に沿って移動することを意味し、又は或る場合には、カバーの内面が第１の位置から第２の位置に移動し、ＰＭＰは固定位置に保持されることを意味し、又は或る場合には、ＰＭＰとカバーの両方が移動することを意味する。

一実施形態に係る円筒形構造体が図１Ｂに示されている。この例では、円筒形構造体５００は、図１Ａに示されたものと同様である。図１Ｂにはカバー５１０も示されている。チャンバの開口側面（図示せず）は環状壁の外面にある。見えているように、カバー５１０は、円筒形構造体５００の外面と適合するように湾曲しており、チャンバ及び相互接続部の開口側面（図示せず）を流体封止する。

本開示の一実施形態に係る、図１Ｂに示されている円筒形構造体と同様の円筒形構造体が、図１Ｃに示されている。この図では、円筒形構造体５００とカバー５１０が、説明のために分解されている。この例では、円筒形構造体５００は、環状壁５３０の複数の開口側面をもつチャンバ５２０を形成する環状壁５３０の３つのキャビティを含む。見えているように、カバー５１０は、円筒形構造体５００の外面と適合するように湾曲しており、チャンバ５２０及び相互接続部の開口側面を流体封止する。

図１Ａ～図１Ｃでは凹部４４５及び５４５も見えている。これらの凹部は、さらなる機能のためのハウジングとして機能し得る。例えば、凹部は、バーコード又はＱＲコードを実装し得る。コードは、カートリッジに直接印刷されてもよく、又はカートリッジに貼り付けられる基板に印刷されてもよい。コードは、カートリッジに一意識別子を割り当てるために用いることができる。凹部の深さ及び位置は、コードリーダの適正な合焦及び位置合わせを保証するためにコードリーダの位置と一致させることができる。

図１Ｃは、ウェルがカートリッジ５００に含まれる実施形態において、チャンバ５２０ａ、５２０ｂ、及び５２０ｃを個々のウェル５４０ａ、５４０ｂ、及び５４０ｃに接続するチャネル５１５ａ、５１５ｂ、及び５１５ｃの上壁及び下壁を提供するように協働するさらなるシーリングフィルム５５０及び５６０を示している。例えば、チャネル５１５ａ、５１５ｂ、及び５１５ｃは、カートリッジの下壁の開口部であり、開口部はウェルの底部からチャンバのベント／入口に延びる。開口部の側壁は、下壁によって形成され、上壁及び下壁は、それぞれシーリングフィルム５５０及び５６０によって提供される。

図１Ｄは、底部領域に配置されたコンパートメント４１１を有するチャンバ４１０ａを含むカートリッジの一実施形態を示している。コンパートメント４１１は、該コンパートメントをチャンバの内部に流体接続する開口部を備える。コンパートメントは常磁性粒子（ＰＭＰ）（図示せず）を格納する。カートリッジの使用中に、いくつかの例では、第１のチャンバ４１０ａに配置されるバッファをコンパートメントに充填することができ、ＰＭＰは該チャンバに流入することができる。別の例では、チャネルは、バッファパックの流体パックに接続されるコンパートメントの下に存在し得る。バッファパック（例えば、溶解バッファ）は、チャネルに流入し、ＰＭＰをコンパートメントからチャンバ４１０ａへ洗い流すことができる。

他の実施形態では、カートリッジは、頂部領域に開口部を有する複数のチャンバを含み得る。第１のチャンバの頂部領域にある開口部は、第１のチャンバに溶解バッファ、ＰＭＰ、及びサンプルを導入するために用いられ得る。第２のチャンバは、不混和性相として空気を格納してもよく、開口部（第１及び第３のチャンバへの相互接続部以外の）を有していなくてもよい。第２のチャンバは、不混和性相として油を格納してもよく、第２のチャンバに油を導入するための開口部を頂部領域に有していてもよい。第３のチャンバは、第３のチャンバに溶離バッファを導入するための開口部を有し得る。この第３のチャンバの開口部はまた、分析（例えばＰＣＲ）のために溶離バッファ又はその一部を除去するのに用いられ得る。

バッファパック
或る実施形態では、サンプル調製カートリッジは、バッファパックを含み得る。バッファパックは１つ以上の流体パックを含み得る。各流体パックは、流体を収容し得る。流体パックは、任意の便利な量の任意の便利な流体を収容し得る。いくつかの実施形態では、流体パックは、溶解バッファパック、不混和性相パック、及び溶離バッファパックのそれぞれを含み得る。いくつかの実施形態では、流体パックは、溶解バッファパックと溶離バッファパックを含み得る。或る実施形態では、不混和性相は油を含み得る。或る実施形態では、不混和性相は空気を含み得る。場合によっては、流体パックのうちの１つ又は複数は、ＰＭＰをさらに含み得る。流体パックは、例えば、ＰＭＰの体積又は質量に基づいて測定される任意の便利な量のＰＭＰを収容し得る。例えば、ＰＭＰは、流体パックに収容されているとき、流体と混合することができる。場合によっては、ＰＭＰは、溶解バッファを収容する流体パックに収容されてもよい。

或る実施形態では、バッファパックは、円筒形構造体のウェルに嵌め込まれるように構成される。例えば、ウェルが実質的に中空のシリンダとして形状設定されるとき、バッファパックは、円筒形構造体のウェルに嵌め込まれるシリンダとして形状設定され得る。

いくつかの実施形態では、溶解バッファは、組織サンプル、細胞、ウィルス、又は体液サンプルなどの幅広いサンプルから核酸を放出するように調合することができる。溶解バッファはまた、ウィルス、細菌、真菌、及び原生動物の病原体などの任意のタイプの病原体を溶解するように設計することができる。そのような溶解バッファは、カオトロピック剤、特に、グアニジン塩酸塩を含有することができる。

本開示の一実施形態に係るバッファパックが図４Ａに示されている。見えているように、バッファパック７００は、この例では、バッファパックが流体パック（図示せず）を保持できるように、円筒形構造体７１０、７２０、及び７３０からなる。第２のチャンバが不混和性相として空気を格納する実施形態では、バッファパックは、油を収容するパックを含まない場合がある。

本開示の一実施形態に係る、図４Ａに示されているバッファパックと同様のバッファパックが、図４Ｂに示されている。この図では、バッファパックの内部のコンポーネントが説明のために分解されている。

バッファパックは、円筒形構造体４００内のウェル４４０（図１Ａ参照）に挿入され得る。バッファパックは、収容している流体を解放して、対応するチャンバ４１０ａ、４１０、及び４１０ｃ（図１Ａ参照）に移動させるべく作動され得る。いくつかの例では、バッファパック７００の円筒形構造体７１０は、溶解バッファを収容し、第１のチャンバ４１０ａに流体接続され、円筒形構造体７２０は、油又は洗浄バッファを収容し、第２のチャンバ４１０ｂに流体接続され、円筒形構造体７３０は、溶離バッファを収容し、第３のチャンバ４１０ｃに流体接続される。

シーリング蓋アセンブリ
上で述べたように、本明細書で開示されるサンプル調製カートリッジは、上端、下端、及び上端と下端との間に延びる環状壁を含む円筒形構造体を含む。或る実施形態では、シーリング蓋アセンブリが円筒形構造体の上端を覆う。シーリング蓋アセンブリは、シーリングプレートと保護カバーを含み得る。シーリングプレートは、円筒形構造体の上端に配置することができる。保護カバーは、シーリングプレートの上に配置することができる。保護カバーは、シーリングプレートの辺縁を取り囲み、円筒形構造体の上端及びその周りにフィットして、シーリングプレートを定位置に保つように寸法設定される。

シーリングプレートは、円筒形構造体の上端にフィットし、上端を閉鎖するように寸法設定される。或る実施形態では、シーリングプレートは、溶離した核酸の分析のために溶離バッファを除去するべく第３の（溶離）チャンバの開口部と位置合わせされた開口部を有し得る。他の実施形態では、シーリングプレートは、プランジャアセンブリをさらに含み得る。プランジャアセンブリは、シャフトにマウントされたガスケットシールと、ばねと、ばね及びシャフトと係合するトリガと含み得る。シャフトは、対応するチャンバの高さよりも短い長さなどの任意の便利な長さであり得る。ガスケットシールは、ガスケットシールの作動端のサイズが、プランジャが一体化されている対応するチャンバと実質的に同様であるように形状設定され得る。これらの実施形態では、ばねは、後退位置にあるプランジャに張力をかけることができる。すなわち、プランジャが後退するとき、ばねに張力がかかる。後退するとは、プランジャのガスケットシール端が後退することを意味する。後退位置にあるとき、プランジャは、対応するチャンバから流体を押し出さない。プランジャが後退するときにばねによってかかる張力の量は、プランジャがもはや後退しなくなったときにばねによってプランジャにかかる張力の量に対応し、要望に応じて変化し得る。ばね及びシャフトと係合するトリガとは、トリガは、プランジャを後退位置に保持する張力下でのばねの解放を制御し得ることを意味する。

或る実施形態では、トリガとばねは、プランジャが後退位置にあるときにトリガが作動するように機械的にインターロックされる。作動するとは、トリガを押し下げるとばねの張力が解放され、これにより、プランジャが後退位置からプランジ位置に移動することを意味する。

これらの実施形態では、プランジャのガスケットシールは、チャンバのうちの１つと係合するように配置され得る。チャンバのうちの１つと係合するとは、プランジャアセンブリがプランジ位置にあるとき、プランジャのガスケットシールがチャンバの底部をほぼ塞ぎ、プランジャアセンブリが後退位置にあるとき、プランジャのガスケットシールがチャンバの底部を塞がないようにプランジャアセンブリが配置されることを意味する。すなわち、プランジャの後退位置からプランジ位置への移動は、プランジャがチャンバをプランジすることができるようなものである。チャンバをプランジするとは、プランジャが後退位置からプランジ位置に移動する際に、プランジャのガスケットシールがチャンバと係合してチャンバ内の任意の流体に圧力がかかることを意味する。

これらの実施形態では、トリガは、トリガが円筒形構造体の外壁を超えて或る距離だけ突き出るようにシーリング蓋アセンブリ上に配置され得る。円筒形構造体の外壁を超えて或る距離だけ突き出るとは、円筒形構造体の軸とトリガ上の最も遠い点との間の距離が、円筒形構造体の軸と環状壁の外縁との間の距離よりも大きいことを意味する。トリガは、環状壁の外縁を超えて任意の便利な距離だけ突き出ることができる。これらの実施形態では、トリガは、横方向に押し下げられるように配向され得る。トリガを押し下げるとは、トリガが機械的にインターロックされているばねの張力を解放するべくトリガを作動させることを意味する。横方向に押し下げられるように配向されるとは、トリガを押し下げるためにトリガが実質的に横方向に動かされなければならないようにトリガが位置決めされることを意味する。

本開示の一実施形態に係るサンプル調製カートリッジのコンポーネントが図２に分解図で示されている。この図では、円筒形構造体２１０と保護カバー２２０が、説明のために分解されている。また、この例では、サンプル調製デバイスは、バッファパック２３０と、シーリング蓋アセンブリ２４０を含む。プランジャ２５０、ばね２６０、及びトリガ２７０を含む、シーリング蓋アセンブリ２４０のコンポーネントも示されている。溶離した核酸を収集するために２つのＰＣＲチューブ２１１が設けられる。ＰＣＲチューブ保持キャップ２１３がカートリッジの底部領域にスナップインされる。

本開示の一実施形態に係るサンプル調製カートリッジが図３に示されている。この例では、サンプル調製デバイス３００は、円筒形構造体３１０、カバー３２０、保護カバー３３０、及びトリガ３４０を含む。この図では、トリガ３４０が円筒形構造体の環状壁３１０の外面を超えて或る距離だけ突き出ていることがわかる。

本開示の一実施形態に係るシーリング蓋アセンブリが図８に示されている。この例では、シーリング蓋アセンブリ８００は、シーリングプレート８１０、シャフト８３０にマウントされたガスケットシール８２０を備えるプランジャ８１５、ばね８４０、及びトリガ８５０を含む。見えているように、シャフト８３０、ばね８４０、及びトリガ８５０は、トリガ８５０がばね８４０及びシャフト８３０と係合し、後退位置にあるプランジャ８１５にばね８４０が張力をかけるように配置される。この例では、トリガ８５０が保護カバー１４０（図示せず）の外壁を超えて或る距離だけ突き出し、トリガ８５０が横方向に移動するように配向されることも分かる。

キャップ
上に要約したように、或る実施形態では、サンプル調製カートリッジは、円筒形構造体の頂部にスライド可能に配置されるキャップをさらに含む。スライド可能に配置されるとは、円筒形構造体に向かってスライドすることができるように、キャップを円筒形構造体の頂部に配置することができることを意味する。

或る実施形態では、キャップは、バッファパックと機械的に係合するように配置された１つ以上のアームを備え得る。例えば、キャップは、実質的に平坦に形状設定され、１つ以上のアームが、キャップの１つの平坦な側部に取り付けられる。そのようなアームは、任意の便利な寸法又は形状であり得る。例えば、アームの長さは、キャップが円筒形構造体の頂部に配置されたときに、アームが円筒形構造体の内部のウェルに到達できるのに十分なだけ長くすることができる。

或る実施形態では、キャップは、キャップが円筒形構造体内にスライドするときにプランジャがサンプルチャンバに入り、サンプルを溶解チャンバに押し出すように配置されたプランジャを含み得る。サンプルチャンバは、第１の（溶解）チャンバに隣接し、チャネルを介して溶解チャンバに接続され得る。キャップのアームの１つが溶解バッファパックに入り、該パックから溶解バッファを第１の（溶解）チャンバに押し込むことができる。キャップの別のアームは、存在する場合、不混和性相パックに入り、油を第２の（不混和性相）チャンバに押し込むことができ、キャップの第３のアームは、溶離バッファパックに入り、溶離バッファを第３の（溶離）チャンバに押し込むことができる。

カートリッジは、磁石を備えた機器にロードすることができ、磁石は、ＰＭＰを溶解チャンバから不混和性相チャンバを経由して溶離チャンバに移送するために使用することができるようにカートリッジに対して位置決めされる。機器は、カートリッジと係合してカートリッジを磁石に対して回転させるモータを含み得る、又は磁石が、カートリッジの環状面に沿って移動するように構成され得る。

サンプル入力コンポーネント
或る実施形態では、サンプル調製カートリッジは、保護カバーに配置されたサンプル入力コンポーネントをさらに含む。サンプル入力コンポーネントは、サンプル、例えば、生体サンプルをサンプル調製デバイスに挿入するために用いることができる。特に、サンプルは、サンプル入力コンポーネントからサンプル調製デバイスのチャンバにロードすることができる。

サンプル調製システム
上に要約したように、サンプル調製システムは、サンプル調製カートリッジを取り外し可能に配置することができる、シリンダハウジングを含む。取り外し可能に配置されるとは、それでもなお円筒形構造体をシリンダハウジングから分離することができるように、円筒形構造体をシリンダハウジングにはめることができることを意味する。例えば、ユーザは、円筒形構造体をシリンダハウジング内に配置することができ、サンプルの調製後に円筒形構造体をシリンダハウジングから取り外すことができる。上に要約したように、シリンダハウジングは磁石を含む。磁石とは、それ自体の外部に磁場を発生させる能力をもつ任意の物体を意味する。例えば、磁石は、常磁性粒子を引き寄せることができる磁場を発生させることができる。場合によっては、磁石は電磁石であり得る。或る実施形態では、磁石は環状壁の外面の近位に配置される。いくつかの実施形態では、磁石は、円筒形ハウジングの外部にあり、円筒形ハウジングのチャンバ間で磁性粒子を移送するために用いられる。

或る実施形態では、円筒形構造体は、シリンダハウジング内で回転する。回転するとは、シリンダハウジングが、例えば、円筒形構造体の上端の中心と下端の中心を結ぶことによって形成される円筒形構造体の軸の周りで円筒形構造体を自由に回転させることを意味する。他の実施形態では、円筒形構造体はスペース内の固定位置を維持し、シリンダハウジングが円筒形構造体の周りで回転する。

或る実施形態では、再使用可能な磁石は、サンプル処理機器の使い捨ての消耗品のシリンダ構造体を使用してサンプルを処理するために用いられる。再使用可能な磁石の使用は、各消耗品に伴う廃棄物を減らすことになる。

本開示の一実施形態に係るシリンダハウジングが図５Ａに示されている。この例では、シリンダハウジング６００は磁石６１０を含む。見えているように、磁石は、円筒形構造体がシリンダハウジング６００内に配置されるときに磁石６１０が円筒形構造体の環状壁の外面の近位に配置されるように、シリンダハウジング上に配置される。いくつかの実施形態では、磁石６１０は、円筒形ハウジングの外部にあり、円筒形ハウジングのチャンバ間で磁性粒子を移送するために用いられる。

本開示の一実施形態に係る、図５Ａに示されているシリンダハウジングと同様のシリンダハウジングが、図５Ｂに示されている。この図では、シリンダハウジング６００と磁石６１０が説明のために分解されている。

本開示の一実施形態に係る、サンプル調製カートリッジ１００とシリンダハウジング１３０とを含むサンプル調製システムが図６に示されている。この例では、サンプル調製カートリッジ１００は、円筒形構造体１１０、カバー１２０、保護カバー１４０、及びキャップ１５０を含む。円筒形構造体の環状壁１５５と、環状壁の３つの開口側面をもつチャンバ１６０ａ、１６０ｂ、及び１６０ｃを形成する環状壁の３つのキャビティも図面に示されている。図面で見られるように、各チャンバ１６０ａ、１６０ｂ、及び１６０ｃの開口側面は、円筒形構造体１１０の外側に向けられている。さらに、チャンバ１６０ａ、１６０ｂ、及び１６０ｃの開口側面は、カバー１２０によって囲まれる。図６では、カバー１２０は、チャンバ１６０ａ、１６０ｂ、及び１６０ｃの視覚化を助けるために透明として描かれているが、カバー１２０は透明である必要はない。カバー１２０は、環状壁１５５の外面と適合するように湾曲しており、チャンバの開口側面を流体封止する。この図では、チャンバ１６０ａ、１６０ｂ、及び１６０ｃ間の相互接続部１６５も見られる。図で見られるように、相互接続部１６５は、チャンバ間の環状壁の窪みであるチャネルである。この図はまた、シリンダハウジング１３０内の磁石１７０も示している。見えているように、磁石１７０は、円筒形構造体１１０の環状壁１５５の外面の近位に配置される。

本開示の一実施形態に係る、図６に示されているサンプル調製デバイスと同様のサンプル調製デバイスが、図７に示されている。この図では、シリンダハウジング１３０、サンプル調製カートリッジ１１０、及びキャップ１５０が、説明のために分解されている。

図９は、磁石がカバーの近位に配置され、チャンバ内の常磁性粒子を磁気的に捕捉することを可能にする位置に回転可能な、サンプル調製カートリッジの図を示している。サンプル調製カートリッジ９０５と磁石９１０とを含むサンプル調製システム９００が示されている。サンプル調製カートリッジは、溶解バッファ、並びに、場合によっては、核酸が結合することができる常磁性粒子、及び細胞、ウィルス、及び／又は核酸を含むサンプルを格納する第１のチャンバ９１５と、不混和性相（例えば、油又は空気）を格納する第２のチャンバ９２０と、溶離バッファを格納する第３のチャンバ９２５を含む。サンプル調製カートリッジ９０５は、第１のチャンバ９１５と第２のチャンバ９２０を相互接続する環状壁の第１の窪み９３５と、第２のチャンバ９２０と第３のチャンバ９２５を相互接続する環状壁の第２の窪み９３５をさらに含む。磁石９１０は、サンプル調製カートリッジのチャンバ間で磁性粒子を移送するために用いられる。

図１０は、磁石を使用したサンプル調製カートリッジの第１のチャンバから第３のチャンバへのＰＭＰの移送を例示している。サンプル調製の最初の段階において、サンプルが第１のチャンバ１０１５内の溶解バッファ及びＰＭＰと接触する。ＰＭＰは、第１のチャンバ１０１５内の溶液の暗い色によって示されるように分散している。サンプル調製カートリッジは、カートリッジの異なる領域が磁石に隣接するように回転することができる。代替的に、磁石を動かすことによって磁石をカートリッジの異なる領域に隣接するように配置することができる。磁石１０１０を第１のチャンバに隣接するように配置することでＰＭＰが凝集し、磁石とカートリッジとの相対運動によってＰＭＰの凝集体を第２のチャンバを経由して第３のチャンバに移送することができる。パネルＢは、第３のチャンバ１０２０内の常磁性粒子１０２５の凝集体を示している。パネルＣでは、第３のチャンバ１０２０内の溶液の暗い色は、常磁性粒子が第３のチャンバ１０２０内の溶離バッファ中で混合されていることを示している。

サンプル調製カートリッジを使用する方法の自動化
或る実施形態はまた、モータを使用して作動させることができるサンプル調製カートリッジを提供する。モータは自動化することができ、これにより、本明細書で開示されるサンプル調製カートリッジを使用する方法が自動化される。モータはまた、プロセッサによって実行されるときに、モータに本明細書で開示されるデバイスを使用する方法を実施させる、コンピュータプログラムによって制御することができる。

或る実施形態では、モータは、円筒形構造体を１．８°の角度増分で回転させる。

いくつかの実施形態では、モータは、例えば磁石が第１のチャンバ、第２のチャンバ、又は第３のチャンバの近位に配置されるように、円筒形構造体を所定の位置に戻るように回転させる。

モータは、３６０°の全回転のごく一部のみを提供するように構成することができる。例えば、モータは、６０°～１２０°回転、好ましくは８０°～１１０°回転、さらにより好ましくは９０°～１００°回転、最も好ましくは約９０°回転のみを提供するように構成することができる。

図１１に示すように、モータアセンブリは、磁石を保持する静止コンポーネント１１１２に隣接して配置されるサンプル調製カートリッジのホルダを含む回転コンポーネント１１１０を備えることができる。

いくつかの実施形態では、モータは、サンプル調製カートリッジの内容物の混合をさらに促進することができる。そのような混合は、サンプル調製カートリッジのモータを介した振とうによって行うことができる。適切な混合は、開始位置、振幅、及び／又は振とう速度の制御によって提供することができる。混合は、非特異的結合を低減し、均一混合を改善することによって、サンプル調製時間を低減し得る及び／又はサンプル調製を改善し得る。

代表的な実施形態
デバイスを概説したので、様々なデバイス構成及びその構成要素の代表的な具体的な実施形態をここでより詳細に説明する。

図１２は、本明細書で開示される使い捨てのサンプル調製カートリッジを使用してサンプルを処理するように構成されたサンプル処理機器１２００を示している。サンプル処理機器には、再使用可能な磁石１２１０が取り付けられている。再使用可能な磁石は、支持体１２１２にマウントされ、磁石がサンプル調製カートリッジのカバーの近位になるように機器に配置され、サンプル調製カートリッジの回転によって使い捨てのサンプル調製カートリッジの異なるチャンバ間で磁性粒子を移送するために用いることができる。

図１３は、磁石がサンプル調製カートリッジに隣接して配置されるようにサンプル処理機器内に配置された、使い捨てのサンプル調製カートリッジを示している。図１２及び図１３に示されている実施形態では、サンプルの調製中に磁石は静止しており、カートリッジが中心軸を中心として回転する。カートリッジの回転により、カートリッジのチャンバが磁石の近傍に配置される。

サンプル調製デバイスに追加されるさらなる機能
或る実施形態では、サンプル調製デバイスは、サンプルの特定の態様及び／又はデバイスを使用する方法をモニタリングすることができるさらなる機能を備える。

例えば、サンプル調製デバイスは、特にサンプル調製デバイスの異なるチャンバ内の試薬の温度をモニタリング及びレポートすることができる温度センサを備えることができる。サンプル調製デバイスは、サンプル調製デバイスの１つ以上のチャンバ内の所望の温度を提供することができる、ヒーター又はクーラーなどの温度を制御するための手段を搭載することができる。

サンプル調製デバイスには、サンプル調製カートリッジの１つ以上のチャンバ内の蛍光を読み取るためのフルオロメータを取り付けることができる。フルオロメータは、好ましくは、モータが存在する場合にモータによって引き起こされる動きを伴わずに、特定のパラメータを有するオンデマンドの読取値を提供するように構成することができる。

さらなる実施形態では、サンプル調製デバイスには、サンプル調製プロセス中に画像を取り込むためのカメラを取り付けることができる。１つ以上のカメラは、デバイスの１つ以上のチャンバから画像を取り込むように配置又は構成することができる。

本明細書で開示されるデバイスは、２０分未満、１５分未満、１０分未満、又は５分未満などの短時間で核酸を検出する方法に適している。例えば、サンプル調製デバイスを使用してサンプルから単離された核酸は、第３のチャンバと流体連通する収集チャンバ、例えば、１つ以上のＰＣＲチューブに移送することができる。例えば、第３のチャンバ４１０ｃ（図１Ａ参照）と流体連通するＰＣＲチューブ２１１を示している図２を参照されたい。溶離バッファは、第３のチャンバ４１０ｃでＰＭＰから核酸を溶離するために用いることができる。核酸を含む溶離バッファは、排出穴４３０を介してＰＣＲチューブ２１１に排出することができる。プランジャ２５０（図２参照）を使用して、溶離バッファを排出穴４３０から押し出すことができる。溶離した核酸を、例えばＰＣＲなどの増幅反応によってさらに分析することができる。

場合によっては、カートリッジ及び関連する機器は、サンプルをロードすることができるように構成され、残りの処理ステップは自動化される。したがって、ユーザが介入する最小限のステップで結果を得ることができる。特に、ユーザは、必ずしもこの順序である必要はないが、カートリッジにサンプルをロードし、カートリッジを機器にロードし、サンプルを分析するべく分析機器を作動させるだけでよい。機器は、サンプルを処理してサンプルから核酸を単離し、核酸を分析コンポーネント、例えば、機器のＰＣＲコンポーネントに送り、ＰＣＲなどの分析を行い、結果を提示する、例えば、画面に表示する、プリントアウトを提供する、コンピュータシステムに保存する、又は結果を遠隔のコンピュータシステムに送信するように構成される。したがって、本明細書で開示されるカートリッジは、ＡｂｂｏｔｔのＩＤ ＮＯＷ（商標）機器などの適切なサンプル分析機器で使用することができ、ユーザが介入する唯一のステップは、サンプルをカートリッジにロードし、カートリッジを分析機器にロードすることである（必ずしもこの順序である必要はない）。既存のサンプル分析機器を制御する適切なコンピュータプログラムを、本明細書で開示されるカートリッジからのサンプルを処理するために動作するように修正することができる。そのような自動化されたカートリッジ及びサンプル分析機器と比較して、従来のサンプル処理デバイス及び機器では、固相支持体（例えば、シリカメンブレン又はシリカビーズ）を使用する結合－洗浄－溶出プロセスをユーザが手動で実施する必要がある。

図１４は、本明細書で開示されるサンプル調製カートリッジ及び磁石を備えるサンプル調製システムを使用する典型的なサンプル処理のワークフローを示している。カートリッジの第１のチャンバにサンプル、溶解バッファ、及びＰＭＰが充填される。ＰＭＰは、最初は溶液である。サンプルの溶解後に、放出された核酸がＰＭＰと結合する（図１４のステップ１～２参照）。ＰＭＰは、ＰＭＰを磁力に曝して凝集体を形成させ、凝集したＰＭＰをカートリッジの第２のチャンバを経由して溶離バッファを格納している第３のチャンバに移送することによって洗浄される（図１４のステップ３参照）。核酸の溶離のために、磁力が除去され、ＰＭＰが溶離バッファと混合されてＰＭＰから核酸が放出される（図１４のステップ４参照）。

自動化されたカートリッジ及びサンプル分析機器の例が図１５及び図１６に提供されている。カートリッジは、Ａｂｂｏｔｔ ＩＤ ＮＯＷ（商標）機器などの現在の分析機器と併せて機能するように構成される。このような自動化された分析機器で使用されるサンプル調製カートリッジは、本明細書では「一体化されたサンプル処理デバイス」又はＩＳＰＤと呼ばれる。図１５及び図１６に例示されているように、サンプル１０１２は、該サンプルを、サンプル分析機器にロードされたサンプル調製カートリッジ１００５にロードし、カートリッジキャップを配置し、機器を閉じ、機器を始動することによって調製することができる。ユーザが関与する唯一のステップは、カートリッジをサンプル分析機器にロードし、サンプルをカートリッジにロードし（必ずしもこの順序である必要はない）、カートリッジキャップを配置し、分析機器の蓋を閉じ、サンプルを分析するべく機器を作動させることである。図１６は、血液サンプル１０１２をサンプル調製カートリッジ１００５の第１のチャンバに配置し、キャップ１５０をカートリッジの上に配置し、機器１２００の蓋を閉じることを含む、サンプル調製システムを使用するためのポイント・オブ・ケア手順を示している。

図１７は、サンプル調製カートリッジ１１０（一体化されたサンプル処理デバイス（ＩＳＰＤ））と、常磁性粒子を使用して核酸を単離するために用いることができる２つのタイプのシリンダハウジング６００の例の様々なコンポーネントを示している。

サンプル調製システムの磁石部分は、機器の一部として又は付属品として、例えば図１７に示されているシリンダハウジング６００として提供することができる。シリンダハウジング６００は、Ａｂｂｏｔｔ ＩＤ ＮＯＷ（商標）などのサンプル分析機器に嵌るように構成することができる。或るそのような例が図１７で提供されている。シリンダハウジングは、ハウジングを機器に取り付けるための手段を含み得る。そのような手段は、接着剤を含み得る。或る例では、手段はスナップイン特徴を備える。そのような特徴は、機器に配置された嵌合突起を受け入れる、又はその逆の、１つ以上の溝を含む。図１８Ａ及び図１８Ｂでは、シリンダハウジングの平坦な領域から上方に延び、機器の凹部にスナップインされる突起を頂部領域に有する、２つの支持体を備えるシリンダハウジングの一実施形態が示されている。他の場合には、シリンダハウジングの底部の平坦な領域は、剥離テープで覆われた接着剤層を有していてもよい。このような実施形態は図１８Ｃ及び図１８Ｄに示されている。したがって、図１８Ａ～図１８Ｄに例示されているＩＳＰＤデバイスは頑健性及び信頼性を提供する。ユーザの関与が最小限であるため、適切な分析機器と組み合わせたＩＳＰＤは自動サンプル分析に適している。

方法
上に要約したように、本開示によって方法が提供される。或る態様では、方法は、核酸サンプルを調製する方法である。そのような方法は、細胞、ウィルス、細菌、真菌などを含むサンプルを、サンプル調製カートリッジの溶解チャンバ内の溶解バッファと混合することを含み、サンプル調製カートリッジは、環状壁、環状壁の開口側面をもつチャンバを形成するように構成された環状壁の複数のキャビティ、及びチャンバ間の流体連通を提供する１つ以上の相互接続部を備える円筒形構造体と、チャンバの開口側面を覆う１つ以上のカバーとを含む。溶解バッファ又はチャンバは、ＰＭＰを有し得る。代替的に、方法は、常磁性粒子（ＰＭＰ）をサンプルと溶解バッファの混合物に混合し、混合物を攪拌し、サンプル中の又はサンプル中の細胞、ウィルス、細菌から放出された核酸を常磁性粒子に結合させることをさらに含む。方法は、磁石をカバーの近位に配置し、常磁性粒子を溶解チャンバに磁気的に取り込むべく、円筒形構造体を第１の位置に回転させることと、常磁性粒子を溶解チャンバから不混和性相（例えば、油又は空気）を格納している不混和性相チャンバに移送するべく、円筒形構造体を第２の位置に回転させることと、核酸を不混和性相チャンバから溶離バッファを格納しているデバイスの溶離チャンバに移送するべく、円筒形構造体を第３の位置に回転させることとをさらに含む。

或る態様では、サンプルは、哺乳類（例えば、ヒト、齧歯類（例えば、マウス）、又は任意の他の関心ある哺乳類）の全血、血清、血漿、痰、鼻液、唾液、粘液、精液、膣液、組織、器官などのサンプルである。他の態様では、サンプルは、細菌、酵母、昆虫（例えば、ショウジョウバエ）、両生類（例えば、カエル（例えば、ゼノパス））、ウィルス、植物、又は任意の他の非哺乳類の核酸サンプルソースなどの哺乳類以外のソースからの細胞の収集物である。

或る態様では、サンプル調製カートリッジを第１の位置から第２の位置に回転させることは、溶解チャンバのスパン全体が磁石を横切って回転するようにサンプル調製カートリッジを回転させることを含む。すなわち、サンプル調製カートリッジは、溶解チャンバの横方向のスパン全体が磁石に曝されるように回転し得る。

同様に、或る態様では、サンプル調製カートリッジを第２の位置から第３の位置に回転させることは、不混和性相チャンバのスパン全体が磁石を横切って回転するようにサンプル調製カートリッジを回転させることを含む。すなわち、サンプル調製カートリッジは、不混和性相チャンバの横方向のスパン全体が磁石に曝されるように回転し得る。

本開示の方法は、バッファパック内に収容された流体パックから溶解バッファ及び常磁性粒子を溶解チャンバに充填し、バッファパック内に収容された流体パックから溶離バッファを溶離チャンバに充填するさらなるステップを含み得る。空気ではない不混和性相を使用する実施形態では、ステップは、バッファパック内に収容された流体パックから不混和性相を不混和性相チャンバに充填することをさらに含み得る。

或る実施形態では、流体は、流体パック内の流体に圧力をかけて流体をサンプル調製デバイスの円筒形構造体内のチャネルを通るように強制することによって、バッファパック内に収容された流体パックからチャンバに移送される。例えば、流体は、場合によっては常磁性粒子、不混和性相、及び溶離バッファを含む、溶解バッファを含み得る。場合によっては、不混和性相は油を含む。

或る実施形態では、流体が流体パックから移送されるときに、サンプル調製デバイスのアームを有するキャップに機械的な力をかけて流体パックと係合させることで、流体パック内の流体に圧力がかかる。キャップとは、流体パックと係合するためのアームを有する任意の便利な機械的構造体を意味する。例えば、キャップは、アームが片側から突き出る実質的に平坦なベースを備え、キャップの平坦な側面に力がかかるときに、そのような力が、ベースから突き出て流体パックと係合するアームに沿って伝達され、これにより、流体パック内の流体に圧力がかかり、円筒形構造体内のチャネルを通るように強制される。

本開示の方法は、溶離チャンバの内容物をチャンバの排出穴から押し出すことによってサンプル調製デバイスの溶離チャンバから溶離した核酸を移送するためのさらなるステップを含み得る。溶離チャンバでの押し出しは、任意の便利な形態をとり得る。例えば、サンプル調製デバイスは、溶離チャンバと係合するように構成されたプランジャを含むプランジャアセンブリを含み、プランジャは、円筒形構造体を特定の位置に回転させると溶離チャンバで押し出すように自動的にトリガされ得る。

或る実施形態では、溶離した核酸が溶離チャンバから押し出されるときに、サンプル調製デバイスは、互いにインターロックされたプランジャ、ばね、及びトリガをさらに備え、したがって、溶離チャンバでの押し出しは、トリガに圧力をかけてばねの張力を解放し、これにより、プランジャを溶離チャンバへ駆動することを含む。或る実施形態では、円筒形構造体は、メカニカルアームがトリガに圧力をかけることを可能にする、第４の位置に回転する。このような場合、トリガは、円筒形構造体の外径を超えて突き出ることができる。メカニカルアームとは、トリガを押し下げる際に使用される任意の便利なデバイスを意味する。例えば、このようなメカニカルアームは、固定位置にマウントされ、メカニカルアームがトリガと当接する位置に円筒形デバイスが回転したときにのみトリガと係合するように配置され得る。

或る実施形態では、細胞を含むサンプルは、細胞を含むサンプルが溶解バッファに導入されるようにサンプル調製デバイスのサンプル入力コンポーネントに圧力をかけることによって溶解バッファに導入される。サンプル入力コンポーネントとは、筐体に力を加えたときにサンプルに圧力がかかり、これにより、サンプルがサンプル調製デバイスの溶解チャンバへ強制されるように細胞を取り囲むための任意の便利な構造体を意味する。

したがって、上記は本発明の原理を単に例示するだけである。本明細書で明示的に説明又は図示されないが、本発明の原理を具体化する、本発明の精神及び範囲内に含まれる種々の構成を当業者は考案できることが理解されるであろう。さらに、本明細書に列挙されるすべての例及び条件付きの文言は、当該技術分野を進展させるために本発明者らによって提供される本発明の原理及び概念を読者が理解するのを助けることを主に意図しており、このような具体的に列挙した例及び条件に限定されないと解釈されるべきである。さらに、本発明の原理、態様、及び実施形態、並びにその具体例を列挙する本明細書でのすべての文は、その構造の均等物と機能の均等物との両方を包含することを意図している。加えて、このような均等物は、現在公知の均等物と将来開発される均等物、すなわち、構造に関係なく同じ機能を果たす開発される任意の要素との両方を含むことを意図している。したがって、本発明の範囲は、本明細書で図示及び説明される例示的な実施形態に限定されることを意図していない。むしろ、本発明の範囲及び精神は、付属の請求項によって具体化される。

Claims (51)

1. サンプル調製カートリッジであって、
   上端、下端、前記上端と前記下端との間に延びる環状壁、前記環状壁に存在する複数のチャンバ、及び前記複数のチャンバ間の流体連通を提供する１つ以上のチャネルを備え、
   前記チャンバは、前記環状壁の外面と円筒形構造体の内部との間に延び、
   前記環状壁は、前記各チャンバの開口側面を形成するキャビティを備え、
   前記チャネルは、前記環状壁の窪みによって形成され、開口側面を備える、
   円筒形構造体と、
   前記チャンバの開口側面及び前記チャネルの開口側面を覆って流体封止するべく前記環状壁の外面の上に取り付けられる１つ以上のカバーと、
   を備えるサンプル調製カートリッジ。
2. 前記複数のチャンバは少なくとも３つのチャンバを含む、請求項１に記載のサンプル調製カートリッジ。
3. 前記窪みは、２つの隣接するチャンバの側部間に延びる、請求項１又は請求項２に記載のサンプル調製カートリッジ。
4. 前記窪みは、前記円筒形構造体の下端よりも上の実質的に一定の高さで１つ以上のチャンバの側部に配置される、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のサンプル調製カートリッジ。
5. 前記チャンバの形状は、前記チャネルの近位にある前記チャンバの横方向部分が前記チャネルに向かってテーパするような形状である、請求項１～請求項４のいずれか一項に記載のサンプル調製カートリッジ。
6. 前記チャンバのうちの１つ又は複数は開口部を備え、前記開口部は、前記チャンバをベントする、前記チャンバに流体を充填する、及び／又は前記チャンバから流体を排出するように構成される、請求項１～請求項５のいずれか一項に記載のサンプル調製カートリッジ。
7. 前記複数のチャンバは、第１のチャンバ、第２のチャンバ、及び第３のチャンバを含み、前記第２のチャンバは、前記第１のチャンバと前記第３のチャンバの間に配置される、請求項１～請求項６のいずれか一項に記載のサンプル調製カートリッジ。
8. 前記第１のチャンバは、前記チャンバの頂部に開口部を有し、前記開口部は、入口として構成される、請求項７に記載のサンプル調製カートリッジ。
9. 前記入口は、溶解バッファ、サンプル、及び／又はこれらの混合物を導入するための入口として構成される、請求項８に記載のサンプル調製カートリッジ。
10. 前記第１のチャンバは、前記第１のチャンバの底部領域又は底部領域の下に配置されたコンパートメントを備え、前記コンパートメントは、前記コンパートメントを前記第１のチャンバの内部に流体接続する開口部を備え、前記コンパートメントは、随意的にその中に配置される常磁性粒子（ＰＭＰ）を格納し、前記ＰＭＰは凍結乾燥される、請求項７～請求項９のいずれか一項に記載のサンプル調製カートリッジ。
11. 前記第１のチャンバは、前記チャンバの底部に開口部を有し、前記開口部は、溶解バッファの入口として構成され、前記第１のチャンバは、前記第１のチャンバの頂部にサンプル入口として構成された開口部を有する、請求項１０に記載のサンプル調製カートリッジ。
12. 前記コンパートメントは、前記コンパートメントをチャネルに流体接続する入口と、前記コンパートメントを前記第１のチャンバの内部に流体接続する出口を備える、請求項１０又は請求項１１に記載のサンプル調製カートリッジ。
13. 前記第２のチャンバは、前記第１及び第３のチャンバとの相互接続部以外の開口部を有さない、請求項７～請求項１２のいずれか一項に記載のサンプル調製カートリッジ。
14. 前記第３のチャンバは、前記チャンバの底部領域に開口部を有し、前記開口部は、前記第３のチャンバから排出するために構成される、請求項１３に記載のサンプル調製カートリッジ。
15. 前記第３のチャンバの底部にある開口部は、１つ以上の収集コンテナに流体接続される、請求項１４に記載のサンプル調製カートリッジ。
16. 前記第３のチャンバは、前記チャンバの底部領域に開口部を有し、前記開口部は、前記第３のチャンバから排出するための開口部とは別個のものであり、前記第３のチャンバに充填するために構成される、請求項１４又は請求項１５に記載のサンプル調製カートリッジ。
17. 前記第１のチャンバは、溶解バッファを格納しているウェルに流体接続される、請求項７～請求項１６のいずれか一項に記載のサンプル調製カートリッジ。
18. 前記第１のチャンバは溶解バッファを格納する、請求項７～請求項１７のいずれか一項に記載のサンプル調製カートリッジ。
19. 前記第２のチャンバは不混和性相を格納する、請求項７～請求項１８のいずれか一項に記載のサンプル調製カートリッジ。
20. 前記不混和性相は油を含む、請求項１９に記載のサンプル調製カートリッジ。
21. 前記不混和性相は空気を含む、請求項１９に記載のサンプル調製カートリッジ。
22. 前記円筒形構造体の内部に１つ以上のウェルを備える、請求項１～請求項２１のいずれか一項に記載のサンプル調製カートリッジ。
23. 前記ウェルと前記複数のチャンバのうちの１つ又は複数との間の流体連通を提供するチャネルを前記円筒形構造体内にさらに備える、請求項２２に記載のサンプル調製カートリッジ。
24. 各ウェルは、前記１つ以上のチャネルを介して別個のチャンバと相互接続される、請求項２３に記載のサンプル調製カートリッジ。
25. バッファパックをさらに備える、請求項１～請求項２４のいずれか一項に記載のサンプル調製カートリッジ。
26. 前記バッファパックは、１つ以上の流体パックを含む、請求項２５に記載のサンプル調製カートリッジ。
27. 前記流体パックは、溶解バッファパック及び溶離バッファパックのそれぞれを含む、請求項２６に記載のサンプル調製カートリッジ。
28. 前記流体パックは、不混和性相パックをさらに含む、請求項２７に記載のサンプル調製カートリッジ。
29. 前記不混和性相は油を含む、請求項２８に記載のサンプル調製カートリッジ。
30. 前記不混和性相は空気を含む、請求項２８に記載のサンプル調製カートリッジ。
31. 前記溶解バッファパックは、常磁性粒子をさらに含む、請求項２７～請求項３０のいずれか一項に記載のサンプル調製カートリッジ。
32. 前記バッファパックは前記ウェルに嵌め込まれる、請求項２５～請求項３１のいずれか一項に記載のサンプル調製カートリッジ。
33. 前記溶解バッファパックは、前記第１のチャンバに流体接続されたウェル内に配置される、請求項２７～請求項３２のいずれか一項に記載のサンプル調製カートリッジ。
34. 前記溶離バッファパックは、前記第３のチャンバに流体接続されたウェル内に配置される、請求項２７～請求項３３のいずれか一項に記載のサンプル調製カートリッジ。
35. 前記不混和性相パックは、前記第２のチャンバに流体接続されたウェル内に配置される、請求項２８～請求項３３のいずれか一項に記載のサンプル調製カートリッジ。
36. 前記円筒形構造体の上端に配置されるシーリングプレートと、
    前記シーリングプレートの上に配置される保護カバーと、
    を含むシーリング蓋アセンブリをさらに備え、前記保護カバーは前記シーリングプレートを取り囲む、請求項１～請求項３５のいずれか一項に記載のサンプル調製カートリッジ。
37. 前記カバーの上に配置されるように構成されたキャップをさらに備える、請求項３６に記載のサンプル調製カートリッジ。
38. 前記キャップは、前記円筒形構造体の１つ以上のウェル内に配置されたバッファパックと機械的に係合するように配置された１つ以上のアームを備える、請求項３７に記載のサンプル調製カートリッジ。
39. 前記シーリングプレートは、
    シャフトにマウントされたガスケットシールを備えるプランジャと、
    ばねと、
    前記ばね及び前記シャフトと係合するトリガと、
    を含むプランジャアセンブリをさらに備える、請求項３８に記載のサンプル調製カートリッジ。
40. 前記ばねが、前記後退位置にあるプランジャに張力をかける、請求項３９に記載のサンプル調製カートリッジ。
41. 前記トリガと前記ばねは、前記プランジャが後退位置にあるときに前記トリガが作動するように機械的にインターロックされる、請求項４０に記載のサンプル調製カートリッジ。
42. 前記プランジャのガスケットシールは、前記チャンバのうちの１つと係合するように配置される、請求項４１に記載のサンプル調製カートリッジ。
43. 前記トリガは前記円筒形構造体から突き出ている、請求項４２に記載のサンプル調製カートリッジ。
44. 前記トリガは横方向に押し下げられるように配向される、請求項４３に記載のサンプル調製カートリッジ。
45. サンプル調製システムであって、
    請求項１～請求項４４のいずれか一項に記載のサンプル調製カートリッジと、
    前記カートリッジの環状壁を囲むように寸法設定された開口部を備えるシリンダハウジングと、
    を備え、
    前記カートリッジは、前記シリンダハウジングの開口部内に取り外し可能に配置することができ、前記シリンダハウジングは、前記カートリッジが前記ハウジング内に配置されるときに前記磁石が前記環状壁に隣接し且つ複数のチャンバ間の流体連通を提供する前記チャネルに実質的に隣接して配置されるように前記ハウジング内に配置された磁石を備える、
    サンプル調製システム。
46. 前記カートリッジは、前記シリンダハウジング内で回転する、請求項４５に記載のサンプル調製システム。
47. 前記磁石は電磁石である、請求項４５又は請求項４６に記載のサンプル調製システム。
48. 前記磁石は永久磁石である、請求項４５又は請求項４６に記載のサンプル調製システム。
49. 前記シリンダハウジングは、前記サンプル調製カートリッジを収容するための開口部を備える機器に前記ハウジングを取り付けるための手段を備える、請求項４５～請求項４８のいずれか一項に記載のサンプル調製システム。
50. 前記手段は接着剤を含む、請求項４９に記載のサンプル調製システム。
51. 前記手段はスナップイン特徴を含む、請求項４９に記載のサンプル調製システム。

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