JP3192220U - 生物学的または化学分析用試料の撮像のためのシステム、方法および装置 - Google Patents

生物学的または化学分析用試料の撮像のためのシステム、方法および装置 Download PDF

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Abstract

【課題】生物学的または化学分析に関し、流体デバイス、光学アセンブリ、および／または試料中の所望の反応を検出する際に使用される、流体デバイスホルダを提供する。【解決手段】流体デバイス３００は、入口および出口ポートと、その間に延在する流動チャネルとを有する流動セル２００を含む。流動セル２００は、関心試料を保持するように構成される。流体デバイス３００はまた、流動セル２００を受容するように構成される受容空間３０８を有する筐体３０２を含む。受容空間３０８は、流動セル２００を筐体３０２に対して浮動させるように寸法設定および成形される。流体デバイス３００はまた、筐体３０２に連結されるガスケット３４２を含む。ガスケット３４２は、入口３４６および出口３４４通路を有し、圧縮性材料を備える。【選択図】図９

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、米国仮特許出願第６１／４３１，４２５号（２０１１年１月１０日出願、代理人整理番号ＩＰ−０５３７−ＰＲＶ（８３０−０５３７ＰＲ））、米国仮特許出願第６１／４３１，４２９号（２０１１年１月１０日出願、代理人整理番号ＩＰ−０５４０−ＰＲＶ（８３０−０５４０ＰＲ））、米国仮特許出願第６１／４３１，４３９号（２０１１年１月１１日出願、代理人整理番号ＩＰ−０５４１−ＰＲＶ（８３０−０５４１ＰＲ））、米国仮特許出願第６１／４３１，４４０号（２０１１年１月１１日出願、代理人整理番号ＩＰ−０５４２−ＰＲＶ（８３０−０５４２ＰＲ））、米国仮特許出願第６１／４３８，４８６号（２０１１年２月１日出願、代理人整理番号ＩＰ−０５４８−ＰＲＶ（８３０−０５４８ＰＲ））、米国特許出願第６１／４３８，５６７号（２０１１年２月１日出願、代理人整理番号ＩＰ−０５９１−ＰＲＶ（８３０−０５９１ＰＲ）））、米国特許出願第号６１／４３８，５３０号（２０１１年２月１日出願、代理人整理番号ＩＰ−０５９２−ＰＲＶ（８３０−０５９２ＰＲ））、および米国特許出願第１３／２７３，６６６号（２０１１年１０月１４日出願）に関連し、これらについての利益を主張する。前記出願の各々は、その全体が本明細書に参照することによって援用される。
本発明の実施形態は、概して、生物学的または化学分析に関し、より具体的には、流体デバイス、光学アセンブリ、および／または試料中の所望の反応を検出する際に使用され得る他の装置を有する、アッセイシステムに関する。
（発明の背景）
生物学的または化学研究のために使用される種々のアッセイプロトコルは、多数の制御反応を行うことに関係している。ある場合には、制御反応は、支持表面上で行われる。所望の反応が、次いで、観察および分析され、所望の反応に関与する化学物質の特性または複数の特性を同定することに役立ち得る。例えば、いくつかのプロトコルでは、同定可能標識（例えば、蛍光標識）を含む、化学部分は、制御条件下、選択的に、別の化学部分に結合し得る。これらの化学反応は、標識を放射によって励起させ、光放出を標識から検出することによって、観察されてもよい。光放出はまた、化学発光等の他の手段を通して提供されてもよい。
そのようなプロトコルの実施例として、ＤＮＡシークエンシングが挙げられる。ある合成時解読（ＳＢＳ）プロトコルでは、クローンアンプリコンのクラスタが、ブリッジＰＣＲ法を通して、流動チャネルの表面上に形成される。クローンアンプリコンのクラスタを発生させた後、アンプリコンは、一本鎖ＤＮＡ（ｓｓｔＤＮＡ）を生成するように「線形化」されてもよい。一連の試薬が、シークエンシングのサイクルを完了させるために、流動セルに流入される。各シークエンシングサイクルは、一意の蛍光標識を有する、単一ヌクレオチド（例えば、Ａ、Ｔ、Ｇ、Ｃ）によって、ｓｓｔＤＮＡを伸長させる。各ヌクレオチドは、１サイクルにおいて、単一塩基の取り込みのみを可能にする、可逆ターミネータを有する。ヌクレオチドが、ｓｓｔＤＮＡクラスタに付加された後、４つのチャネルにおける画像が、撮影される（すなわち、各蛍光標識に対して１つ）。撮像後、蛍光標識およびターミネータは、ｓｓｔＤＮＡから化学的に裂開され、成長中のＤＮＡ鎖は、別のサイクルのために備えられる。数サイクルの試薬送達および光学検出が、クローンアンプリコンの配列を決定するために反復されることができる。
しかしながら、そのようなプロトコルを行うように構成されたシステムは、制限された能力を有し得、費用効果が良好ではない場合がある。したがって、費用効果が良好で、より単純で、または別様に改良された様式において、前述のＳＢＳプロトコル等のアッセイプロトコルの間において行われるか、あるいは使用されることが可能である改良されたシステム、方法、および装置の一般的な必要性が存在する。
一実施形態によると、試料を分析するための流体デバイスが提供される。流体デバイスは、入口および出口ポートと、その間に延在する流動チャネルとを有する流動セルを含む。流動セルは、関心試料を保持するように構成される。流体デバイスはまた、流動セルを受容するように構成された受容空間を有する筐体を含む。受容空間は、流動セルを筐体に対して浮動させるように寸法設定および成形される。流体デバイスはまた、筐体に連結されるガスケットを含む。ガスケットは、入口および出口通路を有し、圧縮性材料を備える。ガスケットは、流動セルの入口および出口ポートが、それぞれ、ガスケットの入口および出口通路と略整列させられるように、受容空間に対して配置される。
別の実施形態では、撮像するために、流動セルを保持し、その配置を促進するように構成された取外し可能カートリッジが、提供される。カートリッジは、流動セルを実質的に物体平面内に保持するように構成された受容空間を有する、取外し可能筐体を含む。筐体は、反対方向を向いている一対の筐体面を含む。受容空間は、流動セルが、筐体面のうちの少なくとも１つを通して、筐体の外部に露出されるように、筐体面のうちの少なくとも１つに沿って延在する。カートリッジはまた、筐体に連結され、ガスケットを含む、カバー部材を含む。ガスケットは、入口および出口通路を有し、圧縮性材料を備える。ガスケットは、流動セルが、筐体によって保持されると、流動セルの露出部分を覆って搭載されるように構成される。
さらに別の実施形態では、試料分析のための流体デバイスを配置する方法が、提供される。この方法は、取外し可能流体デバイスを撮像システムの支持表面上に配置するステップを含む。デバイスは、受容空間と、受容空間内に位置する流動セルと、ガスケットとを有する。流動セルは、受容空間内の物体平面に沿って延在し、物体平面内において、ガスケットに対して浮動可能である。この方法はまた、流動セルの入口および出口ポートが、ガスケットの入口および出口通路と略整列させられるように、支持表面上にある間、受容空間内において流動セルを移動させるステップを含む。
別の実施形態では、試料分析のための流体デバイスを配置する方法が、提供される。この方法は、受容空間と、受容空間内に位置する浮動可能流動セルとを含む筐体を有する流体デバイスを提供するステップを含む。筐体は、受容空間に直接隣接して位置する陥凹を有する。この方法はまた、整列部材を有する支持構造上に流体デバイスを配置するステップを含む。整列部材は、対応する陥凹を通して挿入される。この方法はまた、受容空間内で流動セルを移動させるステップを含む。整列部材は、流動セルが、受容空間内で移動させられると、流動セルの縁に係合する。
別の実施形態では、流体デバイスホルダが、試料領域を相互に垂直であるＸ、Ｙ、およびＺ軸に対して方向付ける（ｏｒｉｅｎｔ）よう構成されるように提供される。デバイスホルダは、流体デバイスを受容するように構成された支持構造を含む。支持構造は、Ｚ軸に沿った方向を向いており、デバイスをその上に配置させるように構成された基部表面を含む。デバイスホルダはまた、ＸＹ平面に沿った個別の方向に複数の基準表面と、アクチュエータおよびアクチュエータに動作可能に連結される可動ロケータ（ｌｏｃａｔｏｒ）アームを含む整列アセンブリとを含む。ロケータアームは、係合端部を有する。アクチュエータは、後退位置と偏向位置との間でロケータアームを移動させ、基準表面に向かって、およびそこから離れるように係合端部を移動させる。ロケータアームは、ロケータアームが、偏向位置にあるとき、デバイスを基準表面に対して保持するように構成される。
別の実施形態では、流体デバイスホルダは、流体デバイスを受容するための装填領域を有する支持構造を含むように提供される。支持構造は、装填領域を部分的に画定し、デバイスをその上に配置させるように構成された基部表面を含む。デバイスホルダは、支持構造に連結され、デバイスを覆って取外し可能に搭載されるように構成されたカバーアセンブリを含む。カバーアセンブリは、筐体脚部と、筐体脚部を継合するブリッジ部分とを有するカバー筐体を含む。筐体脚部は、共通の方向に延在し、その間に位置する視認空間を有する。視認空間は、装填領域の上方に配置される。
別の実施形態では、相互に垂直であるＸ、Ｙ、およびＺ軸に対して、試料領域を方向付けるための方法が提供される。この方法は、係合端部を有する可動ロケータアームを有する整列アセンブリを提供するステップを含む。ロケータアームは、後退位置と偏向位置との間で移動可能である。この方法はまた、Ｚ軸に沿った方向を向いている基部表面上、およびＸＹ平面に沿った個別の方向を向いている複数の基準表面の間に、流体デバイスを配置するステップを含む。デバイスは、試料領域を有する。この方法はまた、ロケータアームを偏向位置に移動させるステップを含む。ロケータアームは、デバイスが固定の位置に保持されるようにデバイスを基準表面に対して押圧する。
さらに別の実施形態では、光学アセンブリが、支持面と、支持面に沿った構成要素受容空間とを有する、基部プレートを含むように提供される。構成要素受容空間は、少なくとも部分的に、基準表面によって画定される。光学アセンブリはまた、光を反射する、またはそれを通して光を透過するように構成された光学表面を有する光学構成要素を含む。光学アセンブリはまた、構成要素保定具と、保定具に動作可能に連結される偏向要素とを有する搭載デバイスを含む。保定具は、光学表面の空間部分が基準表面を向いており、光学表面の経路部分が支持面を越えて光学経路の中へ延在するように、光学構成要素を保持する。偏向要素は、光学表面を基準表面に対して保持する整列力を提供する。特定の実施形態では、構成要素受容空間は、基部プレートの支持面から基部プレート内までのある深さまで延在する構成要素空洞である。光学および基準表面は、光学表面を所定の方向付け（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）に配置するように構成された所定の輪郭を有することができる。
別の実施形態では、光学列を組み立てる方法が提供される。この方法は、支持面と、支持面に沿った構成要素受容空間を有する基部プレートを提供するステップを含む。構成要素受容空間は、基準表面によって少なくとも部分的に画定される。この方法はまた、光学構成要素を構成要素受容空間内に挿入するステップを含む。光学構成要素は、光を反射、またはそれを通して光を透過するように構成された光学表面を有する。光学表面は、基準表面に向く、空間部分と、支持面を越えて、光学経路内に延在する、経路部分とを有する。この方法はまた、光学表面を基準表面に対して保持する、整列力を提供するステップを含む。特定の実施形態では、構成要素受容空間は、基部プレートの支持面から基部プレート内までのある深さだけ延在する構成要素空洞である。光学および基準表面は、光学表面を所定の方向付けに配置するように構成された所定の輪郭を有することができる。
別の実施形態では、光学撮像システムが、物体および検出器を保持および移動させ、検出器表面において、物体から光学信号を検出するための物体ホルダを含むように提供される。撮像システムはまた、光学信号を検出器表面上に誘導するように構成された光学列を含む。光学列は、物体ホルダに近接する物体平面と、検出器表面に近接する画像平面とを有する。光学列は、撮像位置と焦点調節位置との間で回転可能である、ミラーを含む。撮像システムはまた、ミラーが焦点調節位置にあるとき、検出器表面において検出された試験画像を分析するように構成された画像分析モジュールを含む。試験画像は、試験画像内の焦点調節場所に最適焦点調節度を有する。試験画像内の焦点調節場所は、物体平面に対して、物体の位置を示す。物体ホルダは、焦点調節場所に基づいて、物体を物体平面に向かって移動させるように構成される。
別の実施形態では、光学撮像システムの焦点を制御するための方法が、提供される。この方法は、光学信号を検出器表面上へ誘導するように構成された光学列を提供するステップを含む。光学列は、物体に近接する物体平面と、検出器表面に近接する画像平面とを有する。光学列は、撮像位置と焦点調節位置との間で回転可能なミラーを含む。この方法はまた、ミラーを焦点調節位置に回転させるステップと、ミラーが焦点調節位置にある時、物体の試験画像を得るステップとを含む。試験画像は、試験画像内の焦点調節場所に最適焦点調節度を有する。焦点調節場所は、物体平面に対する物体の位置を示す。この方法はまた、焦点調節場所に基づいて、物体を物体平面に向かって移動させるステップを含む。
別の実施形態では、光学撮像システムが、流動セルを保持するように構成された試料ホルダを含むように提供される。流動セルは、試料領域を有する、流動チャネルを含む。撮像システムはまた、流動セルに連結され、流動チャネルを通して試薬を試料領域に誘導するように構成された流動システムを含む。撮像システムはまた、励起光を試料領域上へ誘導するように構成された光学列と、第１および第２の光源とを含む。第１および第２の光源は、光学列に対する固定の位置を有する。第１および第２の光源は、生体分子を励起するために、それぞれ、第１および第２の光学信号を提供する。撮像システムはまた、第１および第２の光源と流動システムとに通信可能に連結される、システムコントローラを含む。コントローラは、流動システムを起動し、試薬を試料領域に流動させ、所定の合成時間期間後、第１および第２の光源を起動するように構成される。光源は、例えば、レーザダイオードまたは発光ダイオード（ＬＥＤ）等のレーザまたは半導体光源（ＳＬＳ）であることができる。
別の実施形態では、生物学的アッセイを行う方法が、提供される。この方法は、試料領域を有する流動チャネルを通して、試薬を流動させるステップを含む。試料領域は、試薬と化学的に反応するように構成された生体分子を含む。この方法はまた、第１および第２の光源によって、試料領域を照射するステップを含む。第１および第２の光源は、それぞれ、第１および第２の光学信号を提供する。生体分子は、第１または第２の光源によって照射されると、結合反応を示す光放出を提供する。この方法はまた、試料領域からの光放出を検出するステップを含む。光源は、例えば、レーザダイオードまたは発光ダイオード（ＬＥＤ）等のレーザまたは半導体光源（ＳＬＳ）であることができる。
別の実施形態では、流動セルが、反対方向を向き、その間にある厚さを画定する搭載表面および外側表面を有する第１の層を含むように提供される。流動セルはまた、反対方向を向き、その間にある厚さを画定するチャネル表面および外側表面を有する第２の層を含む。第２の層は、チャネル表面に沿って延在する、溝付き部分を有する。第２の層のチャネル表面は、搭載表面に固着される。流動セルはまた、チャネル表面の溝付き部分によって画定される、流動チャネルと、搭載表面の平面区画とを含む。流動チャネルは、撮像部分を含む。第２の層の厚さは、撮像部分に沿って実質的に一様であり、それを通して光学信号を透過するように構成される。第１の層の厚さは、撮像部分に沿って実質的に一様であり、それを通して熱エネルギーの一様な伝達をもたらすように構成される。
別の実施形態では、光源モジュールが、光通路と、モジュールフレームに固着され、光学経路に沿った光通路を通して、光学信号を誘導するように方向付けられた光源とを有する、モジュールフレームを含むように提供される。光源モジュールはまた、モジュールフレームに固着され、光源に対する固定の位置および所定の方向付けを有する光学構成要素を含む。光学構成要素は、光学構成要素が、光学経路内にあるように光通路内に位置する。
別の実施形態では、励起光モジュールが、モジュールフレームと、モジュールフレームに固着される、第１および第２の半導体光源（ＳＬＳ）とを含むように提供される。第１および第２のＳＬＳは、相互に対する固定の位置を有する。第１および第２のＳＬＳは、異なる励起光学信号を提供するように構成される。励起光モジュールはまた、モジュールフレームに固着され、第１および第２のＳＬＳに対する固定の位置および所定の方向付けを有する光学構成要素を含む。光学構成要素は、それを通して第１のＳＬＳから光学信号を透過させ、光学信号を第２のＳＬＳから反射させる。反射および透過された光学信号は、モジュールフレームから共通経路に沿って誘導される。
一実施形態では、生物学的または化学アッセイを行う方法が、提供される。この方法は、試料領域を有する流体デバイスと、１つ以上のアッセイを実施するために、複数の異なる反応構成要素を有する反応構成要素貯蔵ユニットとの間に、流体接続を確立するステップを含む。反応構成要素は、試料発生構成要素および試料分析構成要素を含む。この方法はまた、流体デバイスの試料領域において、試料を発生させるステップを含む。発生動作は、異なる試料発生構成要素を試料領域に流動させるステップと、試料領域における反応条件を制御し、試料を発生させるステップとを含む。この方法はまた、試料領域において、試料を分析するステップを含む。分析動作は、少なくとも１つの試料分析構成要素を試料領域に流動させるステップを含む。少なくとも１つの試料分析構成要素は、試料と反応し、関心事象を示す、光学的に検出可能な信号を提供する。発生および分析動作は、アッセイシステムによって、自動で実施される。
別の実施形態では、アッセイシステムが、流体デバイスを保持し、流体デバイスとの流体接続を確立するように構成された流体デバイスホルダを含むように提供される。アッセイシステムはまた、流体デバイスを反応構成要素貯蔵ユニットに流動的に接続するように構成された流体ネットワークを含む。アッセイシステムはまた、選択的に、貯蔵ユニットから、流体デバイスを通して流体を流動させるように構成された流体制御システムを含む。さらに、アッセイシステムは、流体制御モジュールを有する、システムコントローラを含む。流体制御モジュールは、流体制御システムに、（ａ）異なる試料発生構成要素を、貯蔵ユニットから、試料領域に流動させ、試料領域における反応条件を制御し、試料を発生させ、（ｂ）少なくとも１つの試料分析構成要素を、貯蔵ユニットから、試料領域に流動させるように命令するように構成される。少なくとも１つの試料分析構成要素は、試料と反応し、関心事象を示す、光学的に検出可能な信号を提供するように構成される。アッセイシステムはまた、試料から光学的に検出可能な信号を検出するように構成された撮像システムを含む。システムコントローラは、選択的に、流体デバイスホルダ、流体制御システム、および撮像システムを制御することによって、自動的に、試料を発生させ、試料を分析するように構成される。
別の実施形態では、生物学的または化学アッセイを行う方法が、提供される。この方法は、（ａ）試料領域と、１つ以上のアッセイを実施するための複数の異なる反応構成要素を有する反応構成要素貯蔵ユニットとを有する流体デバイスを提供するステップであって、反応構成要素は、試料発生構成要素および試料分析構成要素を含む、ステップと、（ｂ）所定のプロトコルに従って、試料発生構成要素を流動させ、試料領域において、試料を発生させるステップと、（ｃ）選択的に、試料領域において、反応条件を制御し、試料の発生を促進するステップと、（ｄ）試料分析構成要素を試料領域に流動させるステップと、（ｅ）試料領域から放出された光学信号を検出するステップであって、光学信号は、試料分析構成要素と試料との間の関心事象を示す、ステップとを含み、（ｂ）−（ｅ）は、自動で実施される。
図１は、一実施形態に従って形成される、生物学的または化学アッセイを行うためのアッセイシステムのブロック図である。 図２は、一実施形態による、生物学的または化学アッセイを行うように構成される、ワークステーションの側面図である。 図３は、図２のワークステーションの正面図である。 図４は、一実施形態に従って形成される、流体ネットワークの略図である。 図５は、一実施形態に従って形成される、流動セルの斜視図である。 図６は、図５における線６−６に沿って切り取られた、図５に示される流動セルの断面図である。 図７は、図５の流動セルの平面図である。 図８は、流動チャネルの湾曲区分の拡大図である。 図９は、一実施形態に従って形成される、流体デバイスの斜視図である。 図１０は、図９の流体デバイスの別の斜視図である。 図１１は、図９における線１１−１１に沿って切り取られた、図９の流体デバイスの断面である。 図１２は、別の実施形態に従って形成される、流体デバイスの斜視図である。 図１３は、図１２の流体デバイスの斜視図である。 図１４は、一実施形態に従って形成される、流体デバイスの平面図である。 図１５は、図１４の流体デバイスの側面斜視図である。 図１６は、一実施形態に従って形成される、デバイスホルダの部分的分解図である。 図１７は、図１６の組み立てられたホルダの斜視図である。 図１８は、図１６のホルダ内で使用され得る、支持構造の斜視図である。 図１９は、図１６のホルダの上部平面図である。 図２０は、開放位置におけるカバーアセンブリを有する、図１６のホルダの斜視図である。 図２１は、図１６のホルダの拡大平面図である。 図２２は、図１６のホルダ内で使用され得る、カバーアセンブリの斜視図である。 図２３は、図２２に示される線２３−２３に沿って切り取られた、カバーアセンブリの断面図である。 図２４は、図１６のホルダと併用され得る、流動システムの斜視図である。 図２５は、一実施形態による、試料分析のための流体デバイスを配置する方法のブロック図である。 図２６は、一実施形態による、試料分析のための流体デバイスを配置する方法を図示する、ブロック図である。 図２７は、一実施形態による、試料領域を方向付けるための方法を図示する、ブロック図である。 図２８は、一実施形態に従って形成される、流体貯蔵システムの斜視図である。 図２９は、図２８の流体貯蔵システムの側面断面図である。 図３０は、図２８の流体貯蔵システムと併用され得る、除去アセンブリの斜視図である。 図３１は、一実施形態に従って形成される、反応構成要素トレイの斜視図である。 図３２は、図３１に示されるトレイの上部平面図である。 図３３は、図３１に示されるトレイの側面図である。 図３４は、図３１に示されるトレイの正面図である。 図３５は、図３１のトレイと併用され得る、構成要素ウェルの側面断面図である。 図３６は、図３５の構成要素ウェルの底部斜視図である。 図３７は、図３１のトレイと併用され得る、構成要素ウェルの斜視図である。 図３８は、一実施形態による、光学撮像システムの略図である。 図３９は、一実施形態による、動作制御システムの斜視図である。 図４０は、図３９の動作制御システムと併用され得る、構成要素の斜視図である。 図４１は、図３８の撮像システムにおいて使用され得る、光学基部プレートの斜視図である。 図４２は、図４１の基部プレートの平面図である。 図４３は、図３８の撮像システムにおいて使用され得る、一実施形態に従って形成される、光学構成要素の斜視図である。 図４４は、図４３の光学構成要素の裁断斜視図である。 図４５は、図４３の光学構成要素の正面図である。 図４６は、搭載動作の際の図４３の光学構成要素の側面図である。 図４７は、一実施形態による、光学列を組み立てる方法を例示する、ブロック図である。 図４８は、一実施形態に従って形成される、光源モジュールの斜視図である。 図４９は、図４８の光源モジュールの側面図である。 図５０は、図４８の光源モジュールの平面図である。 図５１は、一実施形態による、画像焦点調節システムの平面図である。 図５２は、図５１の画像焦点調節システムにおいて使用され得る、回転可能ミラーアセンブリの斜視図である。 図５３は、図５１の画像焦点調節システムにおいて使用され得る、撮像位置にある回転可能ミラーの概略図である。 図５４および５５は、図５１の画像焦点調節システムによって得られ得る、試料画像を図示する。 図５４および５５は、図５１の画像焦点調節システムによって得られ得る、試料画像を図示する。 図５６は、焦点調節位置にある図５３の回転可能ミラーの概略図である。 図５７および５８は、図５１の画像焦点調節システムによって得られ得る、試験画像を図示する。 図５７および５８は、図５１の画像焦点調節システムによって得られ得る、試験画像を図示する。 図５９は、光学撮像システムの焦点を制御するための方法を図示する、ブロック図である。 図６０は、生物学的または化学分析用アッセイを行うための方法を図示する。 図６１は、生物学的または化学分析用アッセイを行うための方法を図示する。
本明細書において説明される実施形態は、生物分析または化学分析のための試料の中における所望の反応を検出するために使用される種々のシステム、方法、アセンブリ、および装置を含む。いくつかの実施形態では、所望の反応は、光学アセンブリによって検出される光学信号を提供する。光学信号は、標識からの光放出、あるいは試料によって反射または屈折させられた透過光であり得る。例えば、実施形態は、ｓｓｔＤＮＡが流動セルの中においてシークエンシングされるシークエンシングプロトコルを行うか、またはそれを行うことを促進するために使用されてもよい。特定の実施形態では、本明細書において説明される実施形態はまた、増幅プロトコルを行い、シークエンシングのための関心試料を発生させることができる。
本明細書において使用されるように、「所望の反応」とは、化学、電気、物理、および光学特性のうちの少なくとも１つ、または刺激に応じた物質の質の変化を含む。例えば、所望の反応は、化学変換、化学変化、または化学相互作用であってもよい。特定の実施形態では、所望の反応は、撮像システムによって検出される。撮像システムは、光学信号をセンサ（例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ）に誘導する光学アセンブリを含んでもよい。しかしながら、他の実施形態では、撮像システムは、直接、光学信号を検出してもよい。例えば、流動セルは、ＣＭＯＳセンサ上に搭載されてもよい。しかしながら、所望の反応はまた、電気特性の変化であってもよい。例えば、所望の反応は、溶液内のイオン濃度の変化であってもよい。
例示的反応として、化学反応、例えば、還元、酸化、付加、脱離、転位、エステル化、アミド化、エーテル化、環化、または交換；第１の化学物質が第２の化学物質に結合する結合相互作用；２つ以上の化学物質が相互から離れる解離反応；蛍光発光；ルミネセンス；化学発光；および生物学的反応、例えば、核酸複製、核酸増幅、核酸ハイブリダイゼーション、核酸連結、リン酸化、酵素触媒作用、受容体結合、またはリガンド結合が挙げられるが、それらに限定されない。所望の反応はまた、陽子の付加または脱離であることができ、例えば、周囲溶液または環境のｐＨの変化として検出可能である。
刺激は、物理、光学、電気、磁気、および化学のうちの少なくとも１つであることができる。例えば、刺激は、物質中の蛍光体を励起させる励起光であってもよい。刺激はまた、溶液中のある生体分子（例えば、酵素またはイオン）の濃度変化等、周囲環境の変化であってもよい。刺激はまた、所定の体積内の溶液に印加される電流であってもよい。加えて、刺激は、物質が力（例えば、求心力）を生成するように位置する、反応チャンバを震盪、振動、または移動させることによって、提供されてもよい。本明細書において使用されるように、語句「刺激に応じて」とは、広義に解釈されることが意図され、刺激に対するより直接的な応答（例えば、入射励起光を吸収した後に、蛍光体が特定の波長のエネルギーを放出するとき）、および刺激が最終的に応答をもたらす（例えば、パイロシークエンシングにおける塩基の取り込みであって、最終的に、化学発光をもたらす）、事象の連鎖を開始する、刺激のより間接的な応答を含む。刺激は、即時に（例えば、蛍光体に応じた励起光入射）または徐々に（例えば、周囲環境の温度変化）であってもよい。
本明細書において使用されるように、語句「所望の反応を示す活性」およびその変形は、所望の反応が生じたか否かの決定を容易にするために使用され得る任意の検出可能な事象、特性、質、または特徴を含む。検出される活性は、蛍光発光または化学発光において発生させられる光信号であってもよい。検出された活性はまた、所定の体積内または所定の領域に沿った溶液の電気特性の変化であってもよい。検出される活性は、温度変化であってもよい。
種々の実施形態は、反応構成要素を試料に提供するステップを含む。本明細書において使用されるように、「反応構成要素」または「反応物」は、所望の反応を得るために使用され得る任意の物質を含む。例えば、反応構成要素は、試薬、酵素、試料、他の生体分子、および緩衝液を含む。反応構成要素は、一般的には、溶液中の反応部位（例えば、試料が位置する領域）に送達、または反応部位内に固定される。反応構成要素は、直接的または間接的に、関心物質と相互作用してもよい。
特定の実施形態では、所望の反応は、光学アセンブリを介して光学的に検出される。光学アセンブリは、光学信号を撮像デバイス（例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ、または光電子増倍管）に誘導するように相互に協働する光学構成要素の光学列を含んでもよい。しかしながら、代替実施形態では、試料領域は、光学列を使用せずに所望の反応を検出する活性検出器の直ぐ隣りに配置されてもよい。活性検出器は、所定の体積または領域内の所定の事象、特性、質、または特徴を検出可能であってもよい。例えば、活性検出器は、所定の体積または領域の画像を捕捉可能であってもよい。活性検出器は、溶液の所定の体積内または所定の領域に沿って、イオン濃度を検出可能であってもよい。例示的活性検出器は、電荷結合素子（ＣＣＤ）（例えば、ＣＣＤカメラ）；光電子増倍管（ＰＭＴ）；分子特性決定デバイスまたは検出器、例えば、ナノポアと併用されるもの；マイクロ回路配列、例えば、米国特許第７，５９５，８８３号に説明され、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれるもの；および化学感応電界効果トランジスタ（ｃｈｅｍＦＥＴ）、イオン感応電界効果トランジスタ（ＩＳＦＥＴ）、および／または金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）を含む、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を有する、ＣＭＯＳ加工センサを含む。
本明細書において使用されるように、用語「光学構成要素」は、光学信号の伝搬に影響を及ぼす種々の要素を含む。例えば、光学構成要素は、光学信号を再誘導し、フィルタリング、成形、拡大、または集束のうちの少なくとも１つを行ってもよい。影響され得る光学信号は、試料から上流の光学信号および試料から下流の光学信号を含む。蛍光発光検出システムでは、上流構成要素は、励起放射を試料に向かって誘導するものを含み、下流構成要素は、放出放射を試料から離れるように誘導するものを含む。光学構成要素は、例えば、反射板、ダイクロイック、ビームスプリッタ、コリメータ、レンズ、フィルタ、ウェッジ、プリズム、ミラー、検出器、および同等物であってもよい。光学構成要素はまた、帯域通過フィルタ、光学ウェッジ、およびそれらの本明細書において説明されるものに類似する光学デバイスを含む。
本明細書において使用されるように、用語「光学信号」または「光信号」は、検出可能な電磁エネルギーを含む。この用語は、標識された生物学的物質または化学物質からの光放出を含み、また、光学基質によって屈折または反射される透過された光を含む。試料に入射する励起放射および試料によって提供される光放出を含む光学信号または光信号は、１つ以上のスペクトルパターンを有してもよい。例えば、２つ以上のタイプの標識が、撮像セッションにおいて励起されてもよい。そのような場合、異なるタイプの標識が、共通の励起光源によって励起されてもよく、あるいは異なる時間にまたは同時に、異なる励起光源によって励起されてもよい。各タイプの標識は、他の標識のスペクトルパターンと異なるスペクトルパターンを有する光学信号を放出してもよい。例えば、スペクトルパターンは、異なる発光スペクトルを有してもよい。光放出は、他の発光スペクトルから光学信号を別個に検出するためにフィルタリングされてもよい。
本明細書において使用されるように、用語「異なる」が、光放出（発光スペクトルまたは他の発光特性を含む）に関して使用される場合、この用語は、区別可能または識別可能である光放出を含むように広義に解釈され得る。例えば、光放出の発光スペクトルは、ある発光スペクトルの少なくとも一部が他の発光スペクトルと完全に重複しない限り、少なくとも部分的に重複する波長範囲を有してもよい。異なる発光スペクトルはまた、同一のまたは類似の波長範囲を有してもよいが、識別可能な異なる強度を有してもよい。異なる光学信号は、光学信号を産生する励起光の異なる特性に基づいて区別されることができる。例えば、蛍光共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ）撮像において、光放出は同一であり得るが、光放出の原因（例えば、励起光学信号）は異なってもよい。より具体的には、第１の励起波長は、ドナー−アクセプタの対のドナー蛍光体を励起するために使用されることができ、それにより、ＦＲＥＴは、アクセプタからの放出をもたらし、アクセプタの励起はまた、直接、アクセプタからの放出をもたらすであろう。したがって、光学信号の識別は、放出を産生するために使用される励起波長の同定と組み合わせた発光信号の観察に基づくことができる。異なる光放出は、放出異方性または蛍光発光寿命等、重複しない他の特性を有し得る。また、光放出がフィルタリングされると、発光スペクトルの波長範囲は狭小化され得る。
光学構成要素は、光学アセンブリの中に固定される位置を有してもよく、または選択的に移動可能であってもよい。本明細書において使用されるように、用語「選択的に」が、「移動する」および類似用語と併用されるとき、この語句は、光学構成要素の位置が、所望の方法で変更され得ることを意味する。光学構成要素の場所および方向付けのうちの少なくとも１つは変更されてもよい。例えば、特定の実施形態では、回転可能ミラーは、光学撮像システムの焦点調節を促進するために、選択的に移動させられる。
本明細書において説明される異なる要素および構成要素は、取外し可能に連結されてもよい。本明細書において使用されるように、２つ以上の要素または構成要素が、「取外し可能に連結される」（または、「取外し可能に搭載される」、および他の類似の用語）とき、要素は、連結された構成要素を破壊することなく、容易に分離することが可能である。例えば、要素は、過度の努力を伴うことなく、ツールの使用（すなわち、手によって）を伴わず、または構成要素の分離に有意な時間量をかけることなく、要素が相互から分離されるとき、容易に分離可能であり得る。一例として、いくつかの実施形態では、光学デバイスは、光学基部プレートに取外し可能に搭載されてもよい。加えて、流動セルおよび流体デバイスは、デバイスホルダに取外し可能に搭載されてもよい。
撮像セッションは、試料の少なくとも一部が撮像される時間期間を含む。ある試料は、複数の撮像セッションを受けるか、またはそれに曝されてもよい。例えば、ある試料は、２つの異なる撮像セッションに曝されてもよく、各撮像セッションは、１つ以上の異なる標識からの光学信号の検出を試みる。具体的実施例として、核酸試料の少なくとも一部に沿った第１の走査は、ヌクレオチドＡおよびＣと関連付けられた標識を検出してもよく、試料の少なくとも一部に沿った第２の走査は、ヌクレオチドＧおよびＴと関連付けられた標識を検出してもよい。シークエンシング実施形態では、別個のセッションが、シークエンシングプロトコルの別個のサイクルにおいて生じることができる。各サイクルは、１つ以上の撮像セッションを含むことができる。他の実施形態では、異なる撮像セッションにおける光学信号の検出は、異なる試料の走査を含んでもよい。異なる試料は、同一のタイプ（例えば、２つのマイクロアレイチップ）または異なるタイプ（例えば、流動セルおよびマイクロアレイチップ）であってもよい。
撮像セッションの間、試料によって提供される光学信号が観察される。種々のタイプの撮像が、本明細書において説明される実施形態と併用されてもよい。例えば、本明細書において説明される実施形態は、「ステップおよびショット」手順を利用してもよく、試料領域の区域は、個々に撮像される。実施形態はまた、落射蛍光撮像および全内部反射蛍光（ＴＩＲＦ）撮像のうちの少なくとも１つを行うように構成されてもよい。他の実施形態では、試料撮像機は、走査時間遅延積分（ＴＤＩ）システムである。さらに、撮像セッションは、光の直線の焦点領域が試料を横断して走査されるように、１つ以上の試料の「線走査」を含んでもよい。線走査のいくつかの方法は、例えば、米国特許第７，３２９，８６０号および米国特許出願公開第２００９／０２７２９１４号に説明されており、その主題全体の各々が参照することによって全体として本明細書に組み込まれる。撮像セッションはまた、試料を横断するラスタパターンで、光の点焦点領域を移動させるステップを含んでもよい。代替実施形態では、撮像セッションは、照射を用いることなく発生させられ、試料内の標識（例えば、試料中の放射性または化学発光構成要素）の発光特性に全体的に基づいて、光放出を検出するステップを含んでもよい。代替実施形態では、流動セルが、所望の反応を検出する撮像機（例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ）に搭載されてもよい。
本明細書において使用されるように、用語「試料」または「関心試料」とは、材料または物質からの光学信号が観察される撮像セッションを受ける、種々の関心材料または物質を含む。特定の実施形態では、試料は、関心する生物学的物質または化学物質、および随意に、生物学的物質または化学物質を支持する光学基質または支持構造を含んでもよい。したがって、試料は、光学基質または支持構造を含んでも含まなくてもよい。本明細書において使用されるように、用語「生物学的物質または化学物質」は、本明細書において説明される光学システムによって、撮像または検査されることに好適である種々の生物学的物質または化学物質を含んでもよい。例えば、生物学的物質または化学物質は、生体分子、例えば、ヌクレオシド、核酸、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、タンパク質、酵素、ポリペプチド、抗体、抗原、リガンド、受容体、多糖類、炭水化物、ポリリン酸塩、ナノポア、細胞小器官、脂質層、細胞、組織、有機体、および生物学的に活性化学化合物、例えば、前述の種の類似体または模倣体を含む。他の化学物質は、同定のために使用されることができる標識を含み、その実施例は、蛍光標識および以下にさらに詳細に記載される他のものを含む。
異なるタイプの試料は、異なる態様で入射光に影響を及ぼす異なる光学基質または支持構造を含んでもよい。特定の実施形態では、検出される試料は、基質または支持構造の１つ以上の表面に取着されることができる。例えば、流動セルは、１つ以上の流動チャネルを含んでもよい。流動セルにおいて、流動チャネルは、流動セルの上部および底部層によって周囲環境から分離されてもよい。したがって、検出される光学信号は、支持構造内から投影され、異なる屈折率を有する材料の複数の層を通して透過され得る。例えば、流動チャネルの内側底部表面からの光学信号を検出したとき、および流動チャネルの上方からの光学信号を検出したとき、検出されることが所望される光学信号は、ある屈折率を有する流体を通って、異なる屈折率を有する流動セルの１つ以上の層を通って、および異なる屈折率を有する周囲環境を通って伝搬し得る。
本明細書において使用されるように、「流体デバイス」は、所定の態様で流体を誘導し、所望の反応を実行する１つ以上の流動チャネルを含む装置である。流体デバイスは、アッセイシステムの流体ネットワークに流動的に連結されるように構成される。一例として、流体デバイスは、流動セルまたはラボオンチップデバイスを含んでもよい。流動セルは、概して、外部撮像システムによる撮像のために、試料を表面に沿って保持する。ラボオンチップデバイスは、試料を保持し、統合された検出器を使用して、所望の反応を検出する等、付加的機能を果たし得る。流体デバイスは、随意に、流動チャネルに動作可能に連結される筐体または撮像機等の付加的構成要素を含んでもよい。特定の実施形態では、チャネルは、試料が位置するチャネル表面を有してもよく、流体デバイスは、所望の反応が生じた後に試料を撮像させる透明材料を含むことができる。
特定の実施形態では、流体デバイスは、マイクロ流体寸法を有するチャネルを有する。そのようなチャネルにおいて、それを通って流動する液体の表面張力および凝集力ならびにチャネルの液体と表面との間の接着力は、少なくとも、液体の流動に実質的効果を有する。例えば、マイクロ流体チャネルの断面積（流動方向に垂直に取られた）は、約１０μｍ２以下であってもよい。
代替実施形態では、本明細書において説明される光学撮像システムは、マイクロアレイを含む試料を走査するために使用されてもよい。マイクロアレイは、異なるプローブ分子が、相対的な場所に従って相互から識別されることができるように、１つ以上の基質に取着された異なるプローブ分子集合を含んでもよい。アレイは、それぞれ、基質上の異なる指定可能場所に位置する異なるプローブ分子またはプローブ分子集合を含むことができる。代替として、マイクロアレイは、ビーズのような別個の光学基質を含むことができ、各光学基質は、各々、基質が取着される表面上の光学基質の場所に従って、または液体中の基質の場所に従って同定されることができる異なるプローブ分子またはプローブ分子集合を担持する。別個の基質が表面上に位置する例示的アレイは、限定ではないが、Ｉｌｌｕｍｉｎａ（登録商標），Ｉｎｃ．（Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，ＣＡ）製のＢｅａｄＣｈｉｐ Ａｒｒａｙ、または米国特許第６，２６６，４５９号、第６，３５５，４３１号、第６，７７０，４４１号、第６，８５９，５７０号、および第７，６２２，２９４号、ならびに国際公開００／６３４３７号（これらの各々は、参照することによって本明細書に組み込まれる）において説明されるようなウェル中のビーズを含むその他を含む。表面上に粒子を有する他のアレイは、米国特許出願公開第２００５／０２２７２５２号、国際公開第０５／０３３６８１号、および国際公開第０４／０２４３２８号（これらの各々は、参照することによって本明細書に組み込まれる）に記載されているものを含む。
当技術分野において公知の種々のマイクロアレイのいずれもが使用されることができる。一般的なマイクロアレイは、部位を含有し、部位は、特徴と称される場合があり、各々がプローブ集合を有する。各部位におけるプローブ集合は、一般的には、同種であり、単一種のプローブを有するが、いくつかの実施形態では、集合は、各々異種であることができる。アレイの部位または特徴は、一般的には、離散しており、分離されている。別個の部位は、連続的であることができるか、または相互の間に空間を有することができる。プローブ部位および／または部位の間の間隔のサイズは、アレイが高密度、中間密度または低密度であり得るように、変動することができる。高密度アレイは、約１５μｍ未満だけ分離されている部位を有するものとして特徴付けられる。中間密度アレイは、約１５から３０μｍだけ分離されている部位を有する一方、低密度アレイは、３０μｍを超えて分離されている部位を有する。本発明において有用なアレイは、１００μｍ、５０μｍ、１０μｍ、５μｍ、１μｍ、または０．５μｍ未満だけ分離されている部位を有することができる。本発明の実施形態の装置または方法は、前述の密度または密度範囲の部位を区別するために十分な分解能においてアレイを撮像するために使用されることができる。
市販のマイクロアレイのさらなる実施例は、例えば、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ（登録商標）ＧｅｎｅＣｈｉｐ（登録商標）マイクロアレイ、または、例えば、米国特許第５，３２４，６３３号、第５，７４４，３０５号、第５，４５１，６８３号、第５，４８２，８６７号、第５，４９１，０７４号、第５，６２４，７１１号、第５，７９５，７１６号、第５，８３１，０７０号、第５，８５６、１０１号、第５，８５８，６５９号、第５，８７４，２１９号、第５，９６８，７４０号、第５，９７４，１６４号、第５，９８１，１８５号、第５，９８１，９５６号、第６，０２５，６０１号、第６，０３３，８６０号、第６，０９０，５５５号、第６，１３６，２６９号、第６，０２２，９６３号、第６，０８３，６９７号、第６，２９１，１８３号、第６，３０９，８３１号、第６，４１６，９４９号、第６，４２８，７５２号、および第６，４８２，５９１号（これらの各々は、参照することによって本明細書に組み込まれる）において説明されるようなＶＬＳＩＰＳＴＭ（Ｖｅｒｙ Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）技術と称される場合がある技法に従って合成される他のマイクロアレイを含む。スポットマイクロアレイもまた、本発明のある実施形態による方法において使用されることができる。例示的スポットマイクロアレイは、Ａｍｅｒｓｈａｍ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ製のＣｏｄｅＬｉｎｋＴＭ アレイである。有用である別のマイクロアレイは、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ製のＳｕｒｅＰｒｉｎｔＴＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ等のインクジェット印刷方法を使用して製造されるものである。
本明細書に記載されるシステムおよび方法は、マイクロアレイと接触している試料中の特定の標的分子の存在を検出するために使用されることができる。これは、例えば、マイクロアレイの特定のプローブへの標識された標的検体の結合に基づいて、あるいはプローブ場所における標識を取り込むか、除去するか、または改変するための特定のプローブの標的依存修飾によって決定されることができる。いくつかのアッセイのうちの任意の１つは、例えば、米国特許出願公開第２００３／０１０８８６７号、第２００３／０１０８９００号、第２００３／０１７０６８４号、第２００３／０２０７２９５号、または２００５／０１８１３９４号（これらの各々は、参照することによって本明細書に組み込まれる）に説明されるようなマイクロアレイを使用して、標的を同定または特性評価するために使用されることができる。
さらに、本明細書において説明される光学システムは、２００７年３月３０日出願の国際出願ＰＣＴ／ＵＳ０７／０７９９１号（名称「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ ｆｏｒ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｂｙ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ Ａｎａｌｙｓｉｓ」）に説明されるような種々の構成要素およびアセンブリを含むか、および／または２００８年９月２６日出願の国際公開第２００９／０４２８６２号（名称「Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ」）（これらについて両方とも主題全体が参照することによって全体として本明細書に組み込まれる）に説明されるような種々の構成要素およびアセンブリを含むように構築されてもよい。特定の実施形態では、光学システムは、米国特許第７，３２９，８６０号および国際公開第２００９／１３７４３５号（これらについて主題全体が参照することによって全体として本明細書に組み込まれる）において説明されるような種々の構成要素およびアセンブリを含むことができる。光学システムはまた、２００９年１２月１５日出願の米国特許出願第１２／６３８，７７０号（これについての主題全体が参照することによって全体が本明細書に組み込まれる）において説明されるような種々の構成要素およびアセンブリを含むことができる。
特定の実施形態では、本明細書において説明される方法および光学システムは、核酸をシークエンシングするために使用されてもよい。例えば、合成時解読（ＳＢＳ）プロトコルは、特に適用することが可能である。ＳＢＳにおいて、複数の蛍光標識された修飾ヌクレオチドは、光学基質の表面（例えば、少なくとも部分的に、流動セルの中のチャネルを画定する表面）上に存在する、増幅されたＤＮＡの複数のクラスタ（可能性として、数百万のクラスタ）をシークエンシングために使用される。流動セルは、シークエンシングするための核酸試料を含有してもよく、その場合、流動セルは、適切な流動セルホルダ内に設置される。シークエンシングするための試料は、個々に分解可能であるように相互に分離されている単一核酸分子、クラスタまたは他の特徴の形態の増幅された核酸分子集合、あるいは核酸の１つ以上の分子に取着されたビーズの形態をとることができる。故に、シークエンシングは、本明細書で前述されたもの等のアレイ上で実施されることができる。核酸は、未知の標的配列に隣接するオリゴヌクレオチドプライマを備えるように調製されることができる。第１のＳＢＳシークエンシングサイクルを開始するために、１つ以上の異なるように標識されたヌクレオチドおよびＤＮＡポリメラーゼ等が、流体流動サブシステム（図示せず）によって、流動セル内／それを通して、流動されることができる。単一タイプのヌクレオチドが、一度に付加され得るか、またはシークエンシング手順において使用されるヌクレオチドが、可逆的停止特性を保有するように特別に設計され得るかのいずれかであって、したがって、シークエンシング反応の各サイクルが、いくつかのタイプの標識されたヌクレオチド（例えば、Ａ、Ｃ、Ｔ、Ｇ）の存在下、同時に生じることが可能である。ヌクレオチドは、蛍光体等の検出可能標識部分を含むことができる。４つのヌクレオチドが、ともに混合される場合、ポリメラーゼは、取り込むための正しい塩基を選択可能であって、各シークエンスは、単一塩基によって伸長される。取り込まれなかったヌクレオチドは、流動セルを通して、洗浄液を流動させることによって、洗い流されることができる。１つ以上のレーザが、核酸を励起し、蛍光発光を誘発してもよい。核酸から放出される蛍光発光は、取り込まれた塩基の蛍光体に基づき、異なる蛍光体は、異なる波長の放出光を放出し得る。脱遮断試薬が、流動セルに添加され、伸長および検出されたＤＮＡ鎖から可逆ターミネータ基を除去させる。脱遮断試薬は、次いで、流動セルを通して、洗浄液を流動させることによって、洗浄されることができる。流動セルは、次いで、前述のように、標識されたヌクレオチドの導入から開始する、シークエンシングのさらなるサイクルに備える。流動および検出ステップは、シークエンシング実行完了のために、数回、反復されることができる。例示的シークエンシング方法は、例えば、Ｂｅｎｔｌｅｙ ｅｔ ａｌ，Ｎａｔｕｒｅ ４５６：５３−５９（２００８）、国際公開第０４／０１８４９７号、米国特許第７，０５７，０２６号、国際公開第９１／０６６７８号、国際公開第０７／１２３７４４号、米国特許第７，３２９，４９２号、米国特許第７，２１１，４１４号、米国特許第７，３１５，０１９号、米国特許第７，４０５，２８１号、および米国特許出願公開第２００８／０１０８０８２号（これらの各々は、参照することによって本明細書に組み込まれる）において説明されている。
いくつかの実施形態では、核酸は、シークエンシングに先立って、またはその間、表面に取着され、増幅されることができる。例えば、増幅は、ブリッジ増幅を使用して実施され、表面上に核酸クラスタを形成することができる。有用なブリッジ増幅方法は、例えば、米国特許第５，６４１，６５８号、米国特許公開第２００２／００５５１００号、米国特許第７，１１５，４００号、米国特許公開第２００４／００９６８５３号、米国特許公開第２００４／０００２０９０号、米国特許公開第２００７／０１２８６２４号、および米国特許公開第２００８／０００９４２０号に説明されている。表面上の核酸を増幅するための別の有用な方法は、ローリングサークル型増幅（ＲＣＡ）であって、例えば、Ｌｉｚａｒｄｉ ｅｔ ａｌのＮａｔ．Ｇｅｎｅｔ．１９：２２５−２３２（１９９８）および米国特許出願公開第２００７／００９９２０８Ａｌ号（これらの各々は、参照することによって本明細書に組み込まれる）に説明されている。ビーズ上のエマルジョンＰＣＲもまた使用されることができ、例えば、Ｄｒｅｓｓｍａｎ ｅｔ ａｌ，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ１００：８８１７−８８２２（２００３）、国際公開第０５／０１０１４５号、あるいは米国特許公開第２００５／０１３０１７３号または第２００５／００６４４６０号（これらの各々は、参照することによって全体が本明細書に組み込まれる）に説明されている。
本明細書に記載される方法およびシステムの使用のために適用可能である他のシークエンシング技法は、パイロシークエンシング、ナノポアシークエンシング、および連結によるシークエンシングである。特に有用である例示的なパイロシークエンシング技法および試料は、米国特許第６，２１０，８９１号、米国特許第６，２５８，５６８号、米国特許第６，２７４，３２０号、およびＲｏｎａｇｈｉのＧｅｎｏｍｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ １１：３−１１（２００１）（これらの各々は、参照することによって本明細書に組み込まれる）において説明されている。同様に有用である例示的なナノポア技法および試料は、Ｄｅａｍｅｒ ｅｔ ａｌ，Ａｃｃ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅｓ．３５：８１７−８２５（２００２）；Ｌｉ ｅｔ ａｌ，Ｎａｔ．Ｍａｔｅｒ．２：６１１−６１５（２００３）；Ｓｏｎｉ ｅｔ ａｌ，Ｃｌｉｎ Ｃｈｅｍ．５３：１９９６−２００１（２００７） Ｈｅａｌｙ ｅｔ ａｌ，Ｎａｎｏｍｅｄ．２：４５９−４８１（２００７）およびＣｏｃｋｒｏｆｔ ｅｔ ａｌ，Ｊ．ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１３０：８１８−８２０、ならびに米国特許第７，００１，７９２号（これらの各々は、参照することによって本明細書に組み込まれる）において説明されている。特に、これらの方法は、試薬送達の反復ステップを利用する。本明細書に記載される器具または方法は、前述の参考文献に記載されたもの等の所望のプロトコルに従って試薬を導入し、光学信号を検出するためにリザーバ、弁、流体ライン、および他の流体構成要素によって、それらの構成要素のための制御システムとともに構成されることができる。例えば、エマルジョンＰＣＲによって発生されたビーズを有する基質、ゼロモード導波路を有する基質、統合されたＣＭＯＳ検出器を有する基質、脂質二重層内に生物学的ナノポアを有する基質、合成ナノポアを有する固体基質、および当技術分野において公知の他のものなど、種々の試料のいずれもが、これらのシステムにおいて使用されることができる。そのような試料は、前述の参考文献、さらに、米国特許出願公開第２００５／００４２６４８号、米国特許出願公開第２００５／００７９５１０号、米国特許出願公開第２００５／０１３０１７３号、および国際公開第０５／０１０１４５号（これらの各々は、参照することによって本明細書に組み込まれる）における種々のシークエンシング技法に照らして説明される。
例えば、支持構造上またはその内部に存在するとき、種々の実施形態に従って検出されることができる例示的な標識は、発色団、発光団、蛍光体、光学的にコードされたナノ粒子、回折格子によってコードされた粒子、Ｒｕ（ｂｐｙ）３２＋のような電気化学発光標識、または光学特性に基づいて検出されることができる部分が挙げられるが、それらに限定されない。有用であり得る蛍光体は、例えば、ユーロビウムおよびテルビウムのそれを含めた蛍光ランタノイド錯体、フルオレセイン、ローダミン、テトラメチルローダミン、エオシン、エリスロシン、クマリン、メチル−クマリン、ピレン、マラカイトグリーン、Ｃｙ３、Ｃｙ５、スチルレン、ルシフェールイエロー、カスケードブルーＴＭ、テキサスレッド、アレクサ色素、フィコエリスリン、ボジピ、およびＨａｕｇｌａｎｄ，Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ，（Ｅｕｇｅｎｅ，ＯＲ） ６ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｔｈｅ Ｓｙｎｔｈｅｇｅｎ ｃａｔａｌｏｇ（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ．）， Ｌａｋｏｗｉｃｚ，Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，２ｎｄ Ｅｄ．，Ｐｌｅｎｕｍ Ｐｒｅｓｓ Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９９９）、または国際公開第９８／５９０６６号（これらの各々は、参照することによって、本明細書に組み込まれる）に説明されるような当技術分野において公知のその他を含む。いくつかの実施形態では、１対の標識は、第１の励起波長によって励起可能であってもよく、別の対の標識は、第２の励起波長によって励起可能であってもよい。
実施形態は、光学基質によって支持される生物学的物質または化学物質を含む試料の検出に関して例示されるが、他の試料も、本明細書において説明される実施形態によって撮像されることができることが理解されるであろう。他の例示的試料として、細胞または組織等の生物学的標本、コンピュータプロセッサ内で使用されるもの等の電子チップ、および同等物が挙げられるが、それらに限定されない。用途のいくつかの実施例は、顕微鏡、周辺スキャナ、高分解能リプログラフィクス、蛍光画像取得、核酸の分析およびシークエンシング、ＤＮＡシークエンシング、合成時解読、マイクロアレイの撮像、ホログラフィック的にコードされたマイクロ粒子の撮像、および同等物を含む。
図１は、一実施形態に従って形成される、生物学的分析または化学分析のためのアッセイシステム１００のブロック図である。いくつかの実施形態では、アッセイシステム１００は、ベンチトップデバイスまたはデスクトップコンピュータに類似し得るワークステーションである。例えば、少なくとも、所望の反応を実施するためのシステムおよび構成要素の大部分が、アッセイシステム１００の共通筐体１１７内にあることができる。他の実施形態では、アッセイシステム１００は、アッセイシステム１００から遠隔に位置する１つ以上の構成要素、アセンブリ、またはシステム（例えば、遠隔データベース）を含む。アッセイシステム１００は、相互に相互作用し、生物学的分析または化学分析のための１つ以上の所定の方法またはアッセイプロトコルを行う種々の構成要素、アセンブリ、およびシステム（または、サブシステム）を含んでもよい。
例えば、アッセイシステム１００は、アッセイシステム１００の種々の構成要素、アセンブリ、およびシステム（または、サブシステム）と通信し得るシステムコントローラ１０２を含む。示されるように、アッセイシステム１００は、光学アセンブリ１０４と、励起源アセンブリ１０６と、検出器アセンブリ１０８と、その上に試料を有する１つ以上の流体デバイス１１２を支持する流体デバイスホルダ１１０とを有する。流体デバイスは、以下に説明される流動セル２００等の流動セルであってもよく、または流体デバイス１１２は、以下に説明される流体デバイス３００であってもよい。
いくつかの実施形態では、光学アセンブリ１０４は、励起源アセンブリ１０６から、流体デバイス１１２の上に入射光を誘導するように構成される。励起源アセンブリ１０６は、試料と関連付けられた標識を励起するように構成された１つ以上の励起光源を含んでもよい。励起源アセンブリ１０６はまた試料によって反射および／または屈折される入射光を提供するように構成されてもよい。示されるように、試料は、光放出１１６および／または透過光１１８を含む光学信号を提供してもよい。デバイスホルダ１１０および光学アセンブリ１０４は、相互に対して移動させられてもよい。いくつかの実施形態では、デバイスホルダ１１０は、流体デバイス１１２を光学アセンブリ１０４に対して移動させるモータアセンブリ１３２を含む。他の実施形態では、光学アセンブリ１０４が、デバイスホルダ１１０に加えて、または代替として、移動させられてもよい。光学アセンブリ１０４はまた、光放出１１６および／または透過光１１８を検出器アセンブリ１０８に誘導するように構成されてもよい。検出器アセンブリ１０８は、１つ以上の撮像検出器を含んでもよい。撮像検出器は、単なる一例として、ＣＣＤまたはＣＭＯＳカメラ、あるいは光電子増倍管であってもよい。
また、示されるように、アッセイシステム１００は、流体制御システム１３４を含み、アッセイシステム１００の流体ネットワーク１３５（実線で示される）全体を通して流体の流動を制御してもよい。流体制御システム１３４は、例えば、シークエンシングプロトコルの間、反応構成要素（例えば、試薬）または他の流体を流体デバイス１１２に送達してもよい。アッセイシステム１００はまた、アッセイシステム１００によって使用され得る流体を保持するように構成された流体貯蔵システム１３６と、流体の温度を調整する温度制御システム１３８とを含んでもよい。温度制御システム１３８はまた、概して、例えば、熱モジュール、放熱板、および送風機を使用して、アッセイシステム１００の温度を調整してもよい。
また、示されるように、アッセイシステム１００は、ユーザと相互作用するユーザインターフェイス１４０を含んでもよい。例えば、ユーザインターフェイス１４０は、情報を表示するか、またはユーザから情報を要求するためのディスプレイ１４２と、ユーザ入力を受信するためのユーザ入力デバイス１４４とを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ディスプレイ１４２およびユーザ入力デバイス１４４は、同一のデバイス（例えば、タッチスクリーン）である。以下により詳細に論じられるように、アッセイシステム１００は、種々の構成要素と通信し、所望の反応を行ってもよい。アッセイシステム１００はまた、検出データを分析し、所望の情報をユーザに提供するように構成されてもよい。
流体制御システム１３４は、流体ネットワーク１３５を通して、１つ以上の流体の流動を誘導および調整するように構成される。流体制御システム１３４は、例えば、流体流動を選択的に制御するために動作可能であるポンプおよび弁を含んでもよい。流体ネットワーク１３５は、流体デバイス１１２および流体貯蔵システム１３６と流体連通してもよい。例えば、選択流体は、制御様式において、流体貯蔵システム１３６から引き込まれ、流体デバイス１１２に誘導されてもよく、または流体は、流体デバイス１１２から引き込まれ、例えば、流体貯蔵システム１３６内の廃棄リザーバに向かって誘導されてもよい。図示されないが、流体制御システム１３４はまた、流体ネットワーク内の流体の流速または圧力を検出する、流動センサを含んでもよい。センサは、システムコントローラ１０２と通信してもよい。
温度制御システム１３８は、流体ネットワーク１３５、流体貯蔵システム１３６、および／または流体デバイス１１２の異なる領域において、流体の温度を調整するように構成される。例えば、温度制御システム１３８は、流体デバイス１１２とインターフェイスをとり、流体デバイス１１２に沿って流動する流体の温度を制御するサーモサイクラ１１３を含んでもよい。図示されないが、温度制御システム１３８は、流体または他の構成要素の温度を検出するためのセンサを含んでもよい。センサは、システムコントローラ１０２と通信してもよい。
流体貯蔵システム１３６は、流体デバイス１１２と流体連通しており、その中で所望の反応を実施するために使用される種々の反応構成要素または反応物を貯蔵し得る。流体貯蔵システム１３６は、流体ネットワーク１３５または流体デバイス１１２を洗浄あるいは清浄するための、また、反応物を希釈するための流体を貯蔵してもよい。例えば、流体貯蔵システム１３６は、種々のリザーバを含み、試薬、酵素、他の生体分子、緩衝液、水性および非極性溶液、ならびに同等物を貯蔵してもよい。さらに、流体貯蔵システム１３６はまた、廃棄生成物を受容するための廃棄リザーバを含んでもよい。
デバイスホルダ１１０は、例えば、機械、電気、および流体様式のうちの少なくとも１つにおいて、１つ以上の流体デバイス１１２に係合するように構成される。デバイスホルダ１１０は、流体デバイス１１２を所望の方向付けに保持し、流体デバイス１１２を通る流体の流動および／または流体デバイス１１２の撮像を促進してもよい。
システムコントローラ１０２は、マイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、論理回路、および本明細書において説明される機能を実行可能な任意の他の回路またはプロセッサを使用するシステムを含む、任意のプロセッサベースのまたはマイクロプロセッサベースのシステムを含んでもよい。前述の実施例は、例示的にすぎず、したがって、必ずしも、用語「システムコントローラ」の定義および／または意味に限定することを意図しない。例示的実施形態では、システムコントローラ１０２は、検出データの取得および分析のうちの少なくとも１つを行うために、１つ以上の記憶要素、メモリ、またはモジュール内に記憶される一式の命令を実行する。記憶要素は、アッセイシステム１００内の情報源または物理的メモリ要素の形態であってもよい。
一式の命令は、アッセイシステム１００に、本明細書において説明される種々の実施形態の方法およびプロセス等の具体的動作を行うように命令する種々のコマンドを含んでもよい。一式の命令は、ソフトウェアプログラムの形態であってもよい。本明細書において使用されるように、用語「ソフトウェア」および「ファームウェア」は、互換可能であって、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、および不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリを含む、コンピュータによって実行するためのメモリ内に記憶された任意のコンピュータプログラムを含む。前述のメモリタイプは、例示的にすぎず、したがって、コンピュータプログラムの記憶のために使用可能なメモリのタイプに関する制限ではない。
ソフトウェアは、システムソフトウェアまたはアプリケーションソフトウェア等の種々の形態であってもよい。さらに、ソフトウェアは、別個のプログラムの集合、あるいはより大きなプログラム内のプログラムモジュールまたはプログラムモジュールの一部の形態であってもよい。ソフトウェアはまた、オブジェクト方向付けプログラミングの形態のモジュールプログラミングを含んでもよい。検出データを取得した後に、検出データは、自動的に、アッセイシステム１００によって処理されるか、ユーザ入力に応答して処理されるか、または別の処理機械によって行われる要求（例えば、通信リンクを通した遠隔要求）に応答して処理されてもよい。
システムコントローラ１０２は、通信リンク（破線によって示される）を介して、アッセイシステム１００の他の構成要素またはサブシステムに接続されてもよい。システムコントローラ１０２はまた、現場外システムまたはサーバに通信可能に接続されてもよい。通信リンクは、有線または無線であってもよい。システムコントローラ１０２は、ユーザ入力またはコマンドをユーザインターフェイス１４０から受信してもよい。ユーザ入力デバイス１４４は、キーボード、マウス、タッチスクリーンパネル、および／または音声認識システム、および同等物を含んでもよい。代替として、または加えて、ユーザ入力デバイス１４４はまた、ディスプレイ１４２であってもよい。
図１はまた、システムコントローラ１０２のブロック図を図示する。一実施形態では、システムコントローラ１０２は、相互に通信することができる１つ以上のプロセッサまたはモジュールを含む。システムコントローラ１０２は、概念上、モジュールの集合として図示されるが、専用ハードウェア基板、ＤＳＰ、プロセッサ等の任意の組み合わせを利用して、実装されてもよい。代替として、システムコントローラ１０２は、単一のプロセッサ、または機能動作がプロセッサの間に分散される複数のプロセッサを有する既製のＰＣを利用して、実装されてもよい。さらなる選択肢として、以下に説明されるモジュールは、ハイブリッド構成を利用して実装されてもよく、あるモジュール機能は、専用ハードウェアを利用して行われる一方、残りのモジュール機能は、既製のＰＣおよび同等物を利用して行われる。モジュールはまた、処理ユニット内のソフトウェアモジュールとして実装されてもよい。
システムコントローラ１０２は、システム制御モジュール１５０と通信する複数のモジュール１５１−１５８を含んでもよい。システム制御モジュール１５０は、ユーザインターフェイス１４０と通信してもよい。モジュール１５１−１５８は、システム制御モジュール１５０と直接通信するように示されているが、モジュール１５１−１５８はまた、相互と、ユーザインターフェイス１４０と、または他のシステムと直接通信してもよい。また、モジュール１５１−１５８は、他のモジュールを介してシステム制御モジュール１５０と通信してもよい。
複数のモジュール１５１−１５８は、サブシステムと通信しているシステムモジュール１５１−１５３を含む。流体制御モジュール１５１は、流体制御システム１３４と通信し、流体ネットワーク１３５を介して１つ以上の流体の流動を制御するために、流体ネットワーク１３５の弁および流動センサを制御してもよい。流体貯蔵モジュール１５２は、流体が少量であるとき、または廃棄リザーバが交換されなければならないとき、ユーザに通知してもよい。流体貯蔵モジュール１５２はまた、流体が所望の温度で貯蔵され得るよう温度制御モジュール１５３と通信してもよい。
複数のモジュール１５１−１５８はまた、検出器アセンブリ１０８から検出データ（例えば、画像データ）を受信し、分析する画像分析モジュール１５８を含んでもよい。処理された検出データは、後続の分析のために記憶されてもよく、またはユーザインターフェイス１４０に伝送されて、所望の情報をユーザに表示してもよい。プロトコルモジュール１５５−１５７は、システム制御モジュール１５０と通信して、所定のアッセイプロトコルを実施するときに、サブシステムの動作を制御する。プロトコルモジュール１５５−１５７は、アッセイシステム１００に、具体的動作を所定のプロトコルに従って行うよう命令するための一式の命令を含んでもよい。
プロトコルモジュール１５５は、流体デバイス１１２内に試料を生成するためのコマンドを発行するように構成されてもよい。例えば、プロトコルモジュール１５５は、流体貯蔵システム１３６および温度制御システム１３８に、試料領域内に試料を生成するように指示してもよい。一特定の実施形態では、プロトコルモジュール１５５は、コマンドを発行して、ブリッジＰＣＲを行ってもよく、クローンアンプリコンのクラスタは、流動セルのチャネル（または、レーン）内の局在化された領域に形成される。
プロトコルモジュール１５６は、合成時解読プロセスを行うための種々のコマンドを発行するように構成された合成時解読（ＳＢＳ）モジュールであってもよい。いくつかの実施形態では、ＳＢＳモジュール１５６はまた、検出データを処理してもよい。ブリッジＰＣＲを通してアンプリコンを発生させた後に、ＳＢＳモジュール１５６は、命令を提供し、アンプリコンを線形化または変性させ、ｓｓｔＤＮＡを生成し、シークエンシングプライマが、関心領域の側面に位置する普遍シークエンスにハイブリダイズされ得るように、シークエンシングプライマを付加してもよい。各シークエンシングサイクルは、一塩基だけｓｓｔＤＮＡを伸長させ、修飾ＤＮＡポリメラーゼによって達成され、その４つのタイプのヌクレオチドの混合物の送達は、ＳＢＳモジュール１５６によって命令されることができる。異なるタイプのヌクレオチドは、一意の蛍光標識を有し、各ヌクレオチドは、一塩基の組み込みのみを各サイクルにおいて生じさせる可逆ターミネータを有する。一塩基が、ｓｓｔＤＮＡに付加された後に、ＳＢＳモジュール１５６は、洗浄ステップに、流動セルを通して洗浄液を流動させることによって、取り込まれなかったヌクレオチドを除去させるように命令してもよい。ＳＢＳモジュール１５６はさらに、励起源アセンブリおよび検出器アセンブリに撮像セッションを行い、４つのチャネル（すなわち、各蛍光標識に１つ）の各々における蛍光発光を検出するように命令してもよい。撮像後、ＳＢＳモジュール１５６は、脱遮断試薬の送達に、蛍光標識およびターミネータをｓｓｔＤＮＡから化学的に裂開させるように命令してもよい。ＳＢＳモジュール１５６は、洗浄ステップに、脱遮断試薬および脱遮断反応の生成物を除去するよう命令してもよい。別の類似シークエンシングサイクルが、続いてもよい。そのようなシークエンシングプロトコルでは、ＳＢＳモジュール１５６は、流体制御システム１３４に、デバイス１１２を通して、試薬および酵素溶液の流動を誘導するように命令してもよい。
いくつかの実施形態では、ＳＢＳモジュール１５７は、パイロシークエンシングプロトコルのステップを行うための種々のコマンドを発行するように構成されてもよい。パイロシークエンシングは、特定のヌクレオチドが新生鎖に取り込まれるにつれて、無機ピロリン酸（ＰＰｉ）の放離を検出する（Ｒｏｎａｇｈｉ，Ｍ．ｅｔ ａｌ．（１９９６） “Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ ＤＮＡ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｙｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｒｅｌｅａｓｅ．”Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ２４２（１），８４−９；Ｒｏｎａｇｈｉ，Ｍ．（２００１） “Ｐｙｒｏｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｓｈｅｄｓ ｌｉｇｈｔ ｏｎ ＤＮＡ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ．”Ｇｅｎｏｍｅ Ｒｅｓ．１１（１），３−１１；Ｒｏｎａｇｈｉ，Ｍ．ｅｔ ａｌ．（１９９８） “Ａ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ ｐｙｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ．”Ｓｃｉｅｎｃｅ ２８１（５３７５），３６３；米国特許第６，２１０，８９１号；米国特許第６，２５８，５６８号、および米国特許第６，２７４，３２０号（これらの開示は、参照することによってその全体が本明細書に組み込まれる））。パイロシークエンシングでは、放離されたＰＰｉは、ＡＴＰスルフリラーゼによって、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）に直ちに変換されることによって検出されることができ、ＡＴＰ発生レベルは、ルシフェラーゼ産生光子を介して検出される。この場合、流体デバイス１１２は、数百万個のウェルを含んでもよく、各ウェルは、その上にクローン的に増幅されたｓｓｔＤＮＡを有する単一の捕捉ビーズを有する。各ウェルはまた、例えば、固定化酵素（例えば、ＡＴＰスルフリラーゼおよびルシフェラーゼ）を搬送するか、またはウェル内における捕捉ビーズの保持を促進し得る他のより小さいビーズを含んでもよい。ＳＢＳモジュール１５７は、コマンドを流体制御モジュール１５１に発行し、単一タイプのヌクレオチドを搬送する流体の連続サイクル（例えば、第１のサイクル：Ａ；第２のサイクル：Ｇ；第３のサイクル：Ｃ；第４のサイクル：Ｔ；第５のサイクル：Ａ；第６のサイクル：Ｇ；第７のサイクル：Ｃ；第８のサイクル：Ｔ等）を実行するように構成される。ヌクレオチドがＤＮＡに取り込まれると、ピロリン酸が放離され、それによって、連鎖反応を扇動し、光のバーストが発生させられる。光のバーストは、検出器アセンブリの試料検出器によって検出されてもよい。検出データは、処理のために、システム制御モジュール１５０、画像分析モジュール１５８、および／またはＳＢＳモジュール１５７に通信されてもよい。検出データは、後の分析のために保管されてもよく、またはシステムコントローラ１０２によって分析され、画像は、ユーザインターフェイス１４０に送信されてもよい。
いくつかの実施形態では、ユーザは、ユーザインターフェイス１４０を介してユーザ入力を提供することにより、アッセイシステム１００によって実行されるべきアッセイプロトコルを選択してもよい。他の実施形態では、アッセイシステム１００は、デバイスホルダ１１０の中へ挿入された流体デバイス１１２のタイプを自動的に検出し、アッセイプロトコルが実行されることをユーザによって確認してもよい。代替として、アッセイシステム１００は、流体デバイス１１２の決定されたタイプによって実行され得る限定数のアッセイプロトコルを提示してもよい。ユーザは、所望のアッセイプロトコルを選択してもよく、アッセイシステム１００は、次いで、事前にプログラムされた命令に基づいて選択されたアッセイプロトコルを行ってもよい。
図２および３は、試料の生物学的分析および化学分析のために構成される、一実施形態に従って形成されるワークステーション１６０を図示する。示されるように、ワークステーション１６０は、相互に垂直であるＸ、Ｙ、およびＺ軸に関して方向付けられる。図示される実施形態では、重力ｇがＺ軸に平行に延在する。ワークステーション１６０は、図２および３における想像線に示されるワークステーションケーシング１６２（または、ワークステーション筐体）を含んでもよい。ケーシング１６２は、ワークステーション１６０の種々の要素を保持するように構成される。例えば、ワークステーション１６０は、アッセイシステム１００（図１）に関して前述のような類似要素を含んでもよい。示されるように、ワークステーション１６０は、その上に搭載される複数の光学構成要素を有する光学デッキ１６４を有する。光学構成要素は、図３８等を参照して説明される光学アセンブリ６０２等の光学アセンブリの一部であってもよい。光学デッキ１６４は、ケーシング１６２に対する固定の位置を有してもよい。
ワークステーション１６０はまた、光学デッキ１６４に移動可能に連結される試料デッキ１６６を含んでもよい。試料デッキ１６６は、摺動可能プラットフォーム１６８を有し得、これはその上の流体デバイスを支持し、流体デバイスは、関心試料を有する。図示される実施形態では、流体デバイスは以下により詳細に説明される流体デバイス３００である。プラットフォーム１６８は、光学デッキ１６６に対して、より具体的には、光学アセンブリ６０２の撮像レンズに対して、摺動するように構成される。この目的を達成するために、プラットフォーム１６８は、流体デバイス３００が試料デッキ１６６上に配置され得るように、かつ撮像レンズが流体デバイス３００にわたって摺動し、その中の試料を撮像し得るように、Ｘ軸に沿って二方向に摺動してもよい。他の実施形態では、プラットフォーム１６８は固定であってもよく、試料デッキ１６６は、Ｘ軸に沿って二方向に摺動し、光学アセンブリ６０２の撮像レンズに対して、流体デバイス３００を配置してもよい。したがって、プラットフォームおよび試料デッキは、試料デッキ、プラットフォーム、または両方の移動のために、相互に対して移動可能であることができる。
また、示されるように、ワークステーション１６０は、ユーザインターフェイス１７２と、コンピューティングシステム１７４（図２）と、流体貯蔵ユニット１７６および１７８（図４）とを含んでもよい。ユーザインターフェイス１７２は、情報をユーザに表示し、また、ユーザ入力を受信するように構成されたタッチスクリーンであってもよい。例えば、タッチスクリーンは、コマンドを受信して、所定のアッセイプロトコルを行うか、またはユーザからの照会を受信してもよい。コンピューティングシステム１７４は、プロセッサおよびモジュール、例えば、図１を参照して説明されるシステムコントローラ１０２およびモジュール１５１−１５８を含んでもよい。流体貯蔵ユニット１７６および１７８は、より大きな流体貯蔵システムの一部であってもよい。流体貯蔵ユニット１７６は、アッセイを行った結果生じる廃棄物を回収するためのものであってもよく、流体貯蔵ユニット１７８は、緩衝液を含んでもよい。
図４は、ワークステーション１６０（図２）内で使用され得る流体ネットワーク５５２の略図である。本明細書において使用されるように、流体は、液体、ゲル、気体、またはその混合物であってもよい。また、流体は、２つ以上の流体の混合物であることができる。流体ネットワーク５５２は、それを通して１つ以上の流体を流動させるように構成された複数の流体構成要素（例えば、流体ライン、ポンプ、流動セルまたは他の流体デバイス、マニホールド、リザーバ）を含んでもよい。示されるように、流体ネットワーク５５２は、流体ライン（実線によって示される）を通して相互接続される複数の流体構成要素５５３−５６１を含む。図示される実施形態では、流体ネットワーク５５２は、緩衝液容器５５３と、試薬トレイ５５４と、多重ポート弁５５５と、バイパス弁５５６と、流速センサ５５７と、流動セル５５８と、別の流速センサ５５９と、ポンプ５６０と、廃棄リザーバ５６１とを含む。流体流動方向は、流体ラインに沿った矢印によって示される。流体構成要素５５３−５６１に加え、流体ネットワークはまた、他の流体構成要素を含んでもよい。
試薬トレイ５５４は、以下により詳細に説明される反応構成要素トレイ（または、反応構成要素貯蔵ユニット）１０２０と類似してもよい。トレイ１０２０は、本明細書において説明される実施形態によってアッセイを行うための反応構成要素を含有する種々の容器（例えば、バイアルまたは管）を含んでもよい。多重ポート弁５５５の動作は、アッセイシステム１００等のアッセイシステムによって制御され、選択的に、それらの混合物を含む異なる流体を流動セル５５８に流動させてもよい。流動セル５５８は、以下により詳細に説明される流動セル２００または流体デバイス３００、または他の好適な流体デバイスであってもよい。
以下により詳細に説明される、図５−６０は、種々の要素（例えば、構成要素、デバイス、アセンブリ、システム、および同等物）およびワークステーション１６０と併用され得る方法を図示する。これらの要素は、試料を撮像する際、検出データを分析する際、およびワークステーション１６０のユーザに情報を提供する際に、相互に協働し得る。しかしながら、以下の要素および方法はまた、独立して、他の装置内において使用される、または他の装置と併用されてもよい。例えば、流動セル２００および流体デバイス３００は、他のアッセイシステム内で使用されてもよい。光学アセンブリ６０２（および、その要素）は、マイクロ回路等の他のアイテムを検査するために使用されてもよい。さらに、デバイスホルダ４００は、ラボオンチップデバイス等の他の流体デバイスを保持するために使用されてもよい。これらのデバイスを伴うアッセイシステムは、所望の反応を検出するための光学アセンブリを含んでも含まなくてもよい。
図５−７は、一実施形態に従って形成される、流動セル２００を図示する。図５−７に示されるように、流動セル２００は、Ｘ、Ｙ、およびＺ軸に対して方向付けられる。流動セル２００は、流動チャネル２０６の中の関心試料２０５を保持するように構成される。試料２０５は、ＳＢＳプロトコルの間に撮像されることができる複数のＤＮＡクラスタとして図示されるが、他の試料が、代替実施形態では、使用されてもよい。単一のＵ形状流動チャネル２０６のみが図示されているが、代替実施形態は、異なる形状の経路を有する複数の流動チャネルを有する流動セルを含んでもよい。流動セル２００は、流動チャネル２０６の中の試料２０５に試薬を送達するように構成された流体システム（図示せず）と流体連通してもよい。いくつかの実施形態では、試料２０５は、所望の反応が生じた後に、検出可能特性（例えば、蛍光発光または化学発光を通して）を提供し得る。例えば、流動セル２００は、光学信号が放出される１つ以上の試料区域または領域（すなわち、試料２０５が位置する区域または領域）を有してもよい。いくつかの実施形態では、流動セル２００はまた、生物学的アッセイまたは化学アッセイを行うために、試料２０５を生成するために使用されてもよい。例えば、流動セル２００は、ＳＢＳプロトコルが行われる前に、ＤＮＡのクラスタを発生させるために使用されてもよい。
図５−７に示されるように、流動セル２００は、一緒に固着され、その間に流動チャネル２０６を画定する第１の層２０２および第２の層２０４を含むことができる。第１の層２０２は、搭載表面２０８および外側または外部表面２１０（図５および６）を有する。搭載表面２０８と外側表面２１０とは、Ｚ軸に沿って反対方向を向き、その間に厚さＴ１を画定する（図５および６）。厚さＴ１は、実質的に、ＸＹ平面に沿って一様であるが、代替実施形態では、変動してもよい。第２の層２０４は、チャネル表面２１２（図６）および外側または外部表面２１４を有する。チャネル表面２１２と外側表面２１４とは、Ｚ軸に沿って反対方向を向いており、その間に厚さＴ２を画定する（図６）。
また、図５に示されるように、第１の層２０２は、Ｘ軸に沿ってに及ぶ寸法または長さＬ１と、Ｙ軸に沿って測定される別の寸法または幅Ｗ１とを有する。いくつかの実施形態では、流動セル２００は、マイクロデバイスとして特徴付けられてもよい。マイクロデバイスは、人の手によって保持または移動させることが困難であり得る。例えば、流動セル２００の長さＬ１は、約１００ｍｍまたは約５０ｍｍ以下であり得る。特定の実施形態では、長さＬ１は、約３０ｍｍ以下であってもよい。いくつかの実施形態では、幅Ｗ１は、約３５ｍｍまたは約２５ｍｍ以下であってもよく、あるいはより具体的には、幅Ｗｌは、約１５ｍｍ以下であってもよい。さらに、図７に示される、組み合わされた、または合計の高さＨＴ（例えば、厚さＴ１とＴ２との和）は、約１０ｍｍまたは約５ｍｍ以下であってもよい。より具体的には、高さＨＴは、約２ｍｍまたは約１．５ｍｍ以下であってもよい。
流動セル２００は、図示される実施形態では、線状である縁２３１−２３４を含む。縁２３１および２３３は、幅Ｗ１だけ離間され、流動セル２００の長さＬ１だけ延在する。縁２３２および２３４は、長さＬ１だけ離間され、幅Ｗ１に沿って延在する。また、示されるように、第２の層２０４は、Ｘ軸に沿って測定される寸法または長さＬ２と、Ｙ軸に沿って測定される別の寸法または幅Ｗ２とを有してもよい。図示される実施形態では、縁２３１−２３４は、流動セル２００の周縁を画定し、ＸＹ平面に平行に延在する共通セル平面に沿って延在する。また、示されるように、第２の層２０４は、図５に示されるように、縁２３１−２３４と同様に方向付けられる縁２４１−２４４を有してもよい。
図示される実施形態では、幅Ｗ１は、実質的に幅Ｗ２を上回り、第２の層２０４は、搭載表面２０８の一部のみの上に配置される。したがって、搭載表面２０８は、第２の層２０４の両側に露出把持部分２０８Ａおよび２０８Ｂを含む。幅Ｗ２は、把持部分２０８Ａと２０８Ｂとの間に延在する。流動セル２００はまた、Ｚ軸に沿って反対方向を向くセル面２５６および２５８を有してもよい。図示される実施形態では、セル面２５６は、把持部分２０８Ａおよび２０８Ｂと、外部表面２１４とを含み、セル面２５８は、外部表面２１０を含む。また、示されるように、流動セル２００は、対向する第１のセル端部２４６と第２のセル端部２４８との間に長手方向に延在してもよい。図示される実施形態では、縁２３２および２４２は、第１のセル端部２４６において、相互に対して実質的に同一平面にあり、縁２３４および２４４は、反対側の第２のセル端部２４８において、相互に対して実質的に同一平面にある。
図６に示されるように、第２の層２０４は、チャネル表面２１２に沿って延在する、少なくとも１つの溝付き部分２１６を有する。図示される実施形態では、チャネル表面２１２は、エッチングされ、溝付き部分２１６を形成するが、溝付き部分２１６は、チャネル表面２１２の機械加工等、他のプロセスによって形成されてもよい。流動セル２００を組み立てるために、第２の層２０４のチャネル表面２１２は、第１の層２０２の搭載表面２０８上に搭載され、そこに固着される。例えば、チャネル表面２１２と搭載表面２０８とは、流動セル２００からの漏出を防止する接着剤（例えば、光活性化樹脂）を使用して一緒に接合されてもよい。他の実施形態では、チャネルおよび搭載表面２１２および２０８は、他の接着剤によって、ともに固着される、あるいは機械的に相互係止される、および／またはともに保持されてもよい。したがって、第１の層２０２は、第２の層２０４の溝付き部分２１６を被覆し、流動チャネル２０６を形成するように構成される。図示される実施形態では、溝付き部分２１６は、第１の端部に向かって実質的に長さＬ２だけ延在し、湾曲し、次いで、第２の端部に向かって実質的に長さＬ２だけ延在する単一の連続溝であってもよい。したがって、流動チャネル２０６は、実質的にＵ形状であってもよい。
図５−７では、試料２０５は、搭載表面２０８のみに沿って位置するように示される。しかしながら、他の実施形態では、試料２０５は、流動チャネル２０６を画定する任意の表面上に位置してもよい。例えば、試料２０５はまた、部分的に、流動チャネル２０６を画定する溝付き部分２１６の噛合表面２１２上に位置してもよい。
図示される実施形態では、流動チャネル２０６は、複数のチャネル区分２５０−２５２を含んでもよい。異なるチャネル区分は、直ぐ上流または下流のチャネル区分に対して異なる寸法を有してもよい。図示される実施形態では、流動チャネル２０６は、撮像区分２５０とも称され得る、チャネル区分２５０を含んでもよい。チャネル区分２５０は、撮像システム（図示せず）によって撮像されるように構成された試料領域を有してもよい。流動チャネル２０６はまた、非撮像区分２５０および２５２とも称され得るチャネル区分２５１および２５２を有してもよい。示されるように、チャネル区分２５０および２５２は、流動セル２００を通って相互に平行に延在する。流動チャネル２０６のチャネル区分２５１および２５２は、チャネル区分２５０に対して寸法設定および成形されることにより、それを通って流動し得る流体および気体の流動を制御してもよい。
例えば、図７はまた、流動方向Ｆ１に垂直に切り取られた、それぞれ、チャネル区分２５０−２５２の断面Ｃ１−Ｃ３を図示する。いくつかの実施形態では、断面Ｃ１−Ｃ３は、流動チャネル２０６を通る流体の流動を制御するために、異なるサイズ（すなわち、異なる断領域）であってもよい。例えば、断面Ｃ１は、断面Ｃ２およびＣ３よりもサイズが大きい。より具体的には、流動チャネル２０６のチャネル区分２５０−２５２は、チャネル表面２１２の溝付き部分２１６（図６）と搭載表面２０８との間で測定される実質的に等しい高さＨ１を有してもよい。しかしながら、流動チャネル２０６のチャネル区分２５０−２５２は、それぞれ、異なる幅Ｗ３−Ｗ５を有してもよい。幅Ｗ３は、幅Ｗ４およびＷ５よりも大きい。チャネル区分２５１は、チャネル区分２５０および２５２を流動的に継合する湾曲または屈曲区分を構成してもよい。断面Ｃ３は、断面Ｃ１およびＣ２よりも小さい。例えば、幅Ｗ５は、幅Ｗ３およびＷ４よりも小さいである。
図８は、湾曲区分２５１とチャネル区分２５０および２５２の一部の拡大図である。前述のように、チャネル区分２５０および２５２は、相互に平行に延在し得る。流動チャネル２０６内では、試料領域全体で一様な流動を有することが望ましくあり得る。例えば、流体は、ストリーム部分Ｆ２−Ｆ４を含んでもよい。チャネル区分２５０−２５２の寸法は、ストリーム部分Ｆ２−Ｆ４が、実質的に、試料領域全体で等しい流速を有するように構成されてもよい。そのような実施形態では、試料２０５（図５）の様々な区画または部分は、流体内の反応構成要素との反応時間が実質的に等しくあり得る。
この目的を達成するために、流動チャネル２０６の湾曲区分２５１は、チャネル区分２５０および２５２を流動的に継合する不連続な輪郭を有してもよい。例えば、図８に示されるように、湾曲区分２５１は、テーパ状部分２７０と、中間部分２７６と、下流部分２７８とを含んでもよい。示されるように、テーパ状部分２７０は、徐々にサイズが減少する幅Ｗ５Ａを有する。より具体的には、湾曲区分２５１は、実質的に等しい角度で相互に向かって内向きに延在する側壁２７２および２７４を含んでもよい。中間部分２７６は、テーパ状部分２７０から下流部分２７８まで湾曲する。中間部分２７６は、サイズが減少する幅Ｗ５Ｂを有し、次いで、サイズが増加し始める。下流部分２７８は、実質的に、全体を通して一様な幅Ｗ５ｃを有し、中間部分２７６からチャネル区分２５２まで、実質的に線状の経路に沿って延在する。言い換えると、側壁２７２と２７４とは、下流部分２７８全体にわたって相互に平行に延在してもよい。
図７に戻ると、流動セル２００は、それぞれ、入口および出口ポート２２２および２２４を含む。入口および出口ポート２２２および２２４は、第２の層２０４のみを通して形成される。しかしながら、代替実施形態では、入口および出口ポート２２２および２２４は、第１の層２０２のみを通して、または両層２０２および２０４を通して形成されてもよい。流動チャネル２０６は、入口ポート２２２と出口ポート２２４との間で流体連通し、その間に延在する。特定の実施形態では、入口および出口ポート２２２および２２４は、流動セル２００のセル端部２４８において（または、縁２３４および２４４に近接して）、相互に近接して位置する。例えば、入口２２２と出口ポート２２４とを分離する間隔２８２は、幅Ｗ３と略等しくてもよい。より具体的には、間隔２８２は、約３ｍｍ、約２ｍｍ、またはそれ以下であってもよい。さらに、チャネル区分２５０と２５２とは、間隔２８０だけ分離されていてもよい。間隔２８０は、チャネル区分２５０の幅Ｗ３よりも小さく、またはより具体的には、チャネル区分２５２の幅Ｗ４よりも小さくあってもよい。したがって、流動チャネル２０６の経路は、実質的にＵ形状であってもよく、図示される実施形態では、湾曲区分２５１に沿って不連続な輪郭を有する。
代替実施形態では、流動チャネル２０６は、入口および出口ポート２２２および２２４が、流動セル２００内の異なる場所を有するように、種々の経路を有してもよい。例えば、流動チャネルは、流動セルの１つの端部における入口ポートから、流動セルの反対側の端部における出口ポートまで延在する単一のレーンを形成してもよい。
図６に関して、いくつかの実施形態では、第２の層２０４の厚さＴ２（図６）は、撮像部分２５０に沿って実質的に一様である。撮像部分２５０に沿った一様な厚さＴ２は、それを通して光学信号を透過するように構成されてもよい。さらに、第１の層２０２の厚さＴ１は、撮像部分２５０に沿って実質的に一様であり、それを通して流動チャネル２０６の中へと熱エネルギーの一様な伝達をもたらすように構成される。
図９−１１は、一実施形態に従って形成される流体デバイス３００を図示している。例示的目的のために、流体デバイス３００は、図９および１０に示される相互に垂直であるＸ、Ｙ、およびＺ軸に対して方向付けられる。図９および１０は、流体デバイス３００の斜視図である。図９および１０に示されるように、流体デバイス３００は、カートリッジ（または、流動セル担体）３０２と、流動セル２００とを含む。カートリッジ３０２は、流動セル２００を保持し、撮像セッションのための流動セル２００の方向付けを容易にするように構成される。
いくつかの実施形態では、流体デバイス３００およびカートリッジ３０２は、カートリッジ３０２が、流体デバイス３００またはカートリッジ３０２に損傷を及ぼさずに、人または機械によって撮像システム（図示せず）から除去され得るように取外し可能であってもよい。例えば、カートリッジ３０２は、カートリッジ３０２を損傷させずに、またはカートリッジ３０２をその意図された目的のために好適ではないものにすることなく、撮像システムの中へ反復して挿入され、そこから除去されるように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、流体デバイス３００およびカートリッジ３０２は、人によって手で保持されるように寸法設定および成形されてもよい。さらに、流体デバイス３００およびカートリッジ３０２は、自動化システムによって搬送されるように寸法設定および成形されてもよい。
図９および１０に示されるように、カートリッジ３０２は、筐体または担体フレーム３０４と、筐体３０４に連結されるカバー部材３０６とを含んでもよい。筐体３０４は、筐体面３０３または担体面３０５を有し、これらは、Ｚ軸に沿って反対方向を向き、その間に延在する高さＨ２（図１１に図示）を有する。図９に示されるように、筐体３０４は、流体デバイス３００の装填端部３１６におけるブリッジ部材３２４と、流体デバイス３００の反対側の受容端部３１８における基部部材３２６とを含む。筐体３０４はまた、ブリッジ３２４と基部部材３２６との間に延在する一対の離間した脚部延在部３２８および３３０を含む。ブリッジ部材３２４は、脚部延在部３２８と３３０との間に延在し、それらを継合する。ブリッジ部材３２４は、流体デバイス３００の外部に開放する陥凹３２１（図１０に図示）を含んでもよい。図９に示されるように、脚部延在部３２８および３３０は、流動セル２００のセル面２５６を把持するように構成された複数の把持部材３７１−３７４を有してもよい。
また、図９に示されるように、流体デバイス３００は、Ｚ軸に沿って、カートリッジ３０２を通って完全に通過するデバイス窓３１５を有してもよい。図示される実施形態では、デバイス窓３１５は、実質的に、ブリッジ部材３２４、カバー部材３０６、ならびに脚部延在部３２８および３３０によって枠組みされる。デバイス窓３１５は、受容空間３０８と、受容空間３０８に直接隣接する複数の陥凹３２０および３２２とを含む。受容空間３０８は、流動セル２００を受容するように構成される。流動セル２００が受容空間３０８内に配置されると、流動セル２００は、流動セル２００が視認されるか、または筐体面３０３およびまた筐体面３０５に沿って直接係合され得るように、流体デバイス３００の外部に露出される。例えば、セル面２５８（また、図１１にも図示）は、セル面２５６に対して、Ｚ軸に沿って反対方向を向いている。セル面２５６は、撮像システムによって視認される、または直接、筐体面３０３に沿って、別の構成要素によって係合されてもよい。同様に、セル面２５８は、撮像システムによって視認される、または直接、筐体面３０５に沿って、別の構成要素によって係合されてもよい。
図９および１０に関して、カバー部材３０６は、相互に連結されるカバー本体３４０およびガスケット３４２を含んでもよい。ガスケット３４２は、相互に近接して位置する入口通路３４６および出口通路３４４（図９に図示）を含む。図示される実施形態では、カバー本体３４０とガスケット３４２とは、一体型構造に共成形される。形成されると、カバー本体３４０とガスケット３４２とは、異なる圧縮特性を有してもよい。例えば、特定の実施形態では、ガスケット３４２は、カバー本体３４０の材料よりも圧縮性の材料を備えてもよい。しかしながら、代替実施形態では、カバー本体３４０とガスケット３４２とは、一緒に連結される（例えば、機械的にまたは接着剤を使用して）別個の部品であってもよい。他の実施形態では、カバー本体３４０およびガスケット３４２は、単一の連続構造の異なる部分または領域であってもよい。
カバー部材３０６は、筐体３０４に移動可能に連結されてもよい。例えば、カバー部材３０６は、筐体３０４の基部部材３２６に回転可能に連結されてもよい。そのような実施形態では、ガスケット３４２は、搭載位置（図９に図示）と係脱位置（図１０に図示）との間で回転軸Ｒ１の周りに回転可能である。カバー部材３０６が筐体３０４に移動可能に連結される他の実施形態では、カバー部材３０６は、筐体３０４から着脱可能であってもよい。例えば、筐体３０４に取着されると、着脱可能カバー部材は、図９に示されるような搭載位置に類似する搭載位置にあってもよい。筐体３０４から外されると、着脱可能カバー部材は、係脱位置において完全に除去されてもよい。
また、図１０に示されるように、筐体３０４は、カバー部材３０６が係脱位置にあるとき、アクセス可能であるカートリッジ空洞３３８（図１０）を画定してもよい。いくつかの実施形態では、同定送信機３３６は、カートリッジ空洞３３８内に配置されてもよい。同定送信機３３６は、流動セル２００に関する情報をリーダに通信するように構成される。例えば、同定送信機３３６は、ＲＦＩＤタグであってもよい。同定送信機３３６によって提供される情報は、例えば、流動セル２００内の試料、流動セルまたは試料のロット番号、製造日、および／または流動セル２００が撮像システムの中への挿入時に行われるアッセイプロトコルを識別してもよい。同定送信機３３６は、他の情報も同様に通信してもよい。
図１１は、Ｙ軸に沿って見た流体デバイス３００の断面である。いくつかの実施形態では、受容空間３０８は、流動セル２００が空間内に保定されるが、少なくともいくつかの構成ではその中で浮動し得るように、流動セル２００に対して寸法設定および成形される。本明細書において使用されるように、用語「浮動」および類似用語は、少なくとも１つの方向（例えば、Ｘ、Ｙ、またはＺ軸に沿って）に、限定された距離だけ移動が許容される構成要素を含む。例えば、流動セル２００は、ＸＹ平面に沿って受容空間３０８内を偏移可能であってもよい。流動セル２００はまた、受容空間３０８内をＺ軸に沿った方向に移動可能であってもよい。さらに、流動セル２００はまた、受容空間３０８内を若干回転可能であることができる。特定の実施形態では、筐体３０４は、流動セル２００が、Ｘ、Ｙ、およびＺ軸のいずれかに対して、受容空間３０８内を偏移、移動、および若干回転することを可能にする。
いくつかの実施形態では、受容空間３０８はまた、流体デバイス３００が流動セル２００を保持しているときに流体デバイス３００が流動セル２００をその中で自由に移動させる空間として特徴付けられ得る。したがって、受容空間３０８の寸法は、流動セル２００に直接係合することができる流体デバイス３００の基準表面の位置に基づいてもよい。基準表面は、ガスケット３４２を含む筐体３０４またはカバー部材３０６の表面であってもよい。例えば、図１１は、複数の基準表面３８１−３８７を図示する。それぞれ、把持部材３７１および３７２の基準表面３８１および３８２と、ガスケット３４２の基準表面３８３は、流動セル２００が受容空間３０８内に保持されると、所定のレベルを超えた流動セル２００の移動を制限してもよい。ガスケット３４２の基準表面３８４およびブリッジ部材３２４の基準表面３８５は、ＸＹ平面に沿った流動セル２００の移動を制限してもよい。さらに、それぞれ、ブリッジ部材３２４およびカバー部材３０６の基準表面３８６および３８７はまた、Ｚ軸に沿った流動セル２００の移動を制限してもよい。しかしながら、基準表面３８１−３８７は、例示にすぎず、流体デバイス３００は、流動セル２００の移動を制限する他の基準表面を有してもよい。
流体デバイス３００を組み立てるために、流動セル２００は、受容空間３０８内に装填され得る。例えば、流動セル２００は、筐体面３０５に沿ってデバイス窓３１５に向かって前進させられてもよい。縁２３４（図５）は、把持部材３７２および３７３とガスケット３４２との間を前進させられてもよい。セル面２５６は、次いで、把持部材３７１−３７４が、セル面２５６に界面接触するように、把持部材３７１−３７４に向かって回転させられてもよい。縁２３２（図５）は、次いで、ブリッジ部材３２４、より具体的には、ブリッジ部材３２４の基準表面３８５に向かって移動させられてもよい。いくつかの実施形態では、ブリッジ部材３２４は、セル端部２４６（図５）をその上に配置するために、より多くの空間を提供するように撓曲または屈曲されてもよい。流動セル２００がカートリッジ３０２内に装填されると、筐体３０４およびカバー部材３０６は、流動セル２００が受容空間３０８内のみを移動するよう閉じ込められるように、流動セル２００の周縁を効果的に把持してもよい。
代替実施形態では、セル端部２４６は、最初に、ブリッジ部材３２４によって挿入され、次いで、ガスケット３４２によって配置されてもよい。他の実施形態では、流動セル２００は、筐体面３０３に接近してもよい。把持部材３７１−３７４は、流動セル２００を受容空間３０８内の適所にスナップ嵌合させるテーパ状または傾斜表面を有してもよい。
流動セル２００の装填前、後、またはその間、カバー部材３０６は、同定送信機３３６（図１０）が、カートリッジ空洞３３８（図１０）と配置され得るように、係脱位置に移動させられてもよい。ガスケット３４２が、搭載位置にあるとき、入口通路３４６および出口通路３４４は、筐体３０４および受容空間３０８に対して、所定の場所および方向付けを有してもよい。ガスケット３４２は、流動セル２００の露出部分（すなわち、セル面２５６）に沿って、流動セル２００を覆って搭載されてもよい。入口通路３４６および出口通路３４４は、概して、入口ポート２２４および出口ポート２２２（図５）と整列させられてもよい。
しかしながら、図示される流体デバイス３００は、特定の実施形態の１つにすぎず、流体デバイス３００は、代替実施形態では、異なる構成を有してもよいことに留意されたい。例えば、代替実施形態では、流動セル２００は、筐体面３０３および３０５のそれぞれに沿って、流体デバイス３００の外部に露出されなくてもよい。代わりに、流動セル２００は、筐体面の１つのみ（例えば、筐体面３０３）に沿って、外部に露出されてもよい。さらに、代替実施形態では、カバー部材３０６は、筐体３０４に回転可能に連結されなくてもよい。例えば、カバー部材３０６は、完全に着脱可能であってもよい。
図１２−１５は、アッセイシステム１００（図１）およびワークステーション１６０（図２）等のアッセイシステム内でも使用され得る、代替実施形態に従って形成される、流体デバイス９００および９２０を図示する。流体デバイス９００および９２０は、流体デバイス３００と類似特徴を含んでもよい。例えば、示されるように、図１２および１３では、流体デバイス９００は、カートリッジ（または、流動セル担体）９０２と、流動セル２００とを含んでもよい。カートリッジ９０２は、流動セル２００を保持し、撮像セッションのために、流動セル２００の方向付けを促進するように構成される。カートリッジ９０２は、筐体９０４と、筐体９０４に移動可能に搭載されるカバー部材９０６とを含む。カバー部材９０６は、図１２では、搭載位置に、図１３では、係脱位置にある。
また、図１２および１３に示されるように、流体デバイス９００は、流動セル２００の入口および出口ポート２２２および２２４（図１３）を被覆する密閉部材９１０を含んでもよい。いくつかの実施形態では、密閉部材９１０は、流動チャネル２０６内の試料２０５（図５）が、流体環境内に留まるように、流動チャネル２０６内の流体の留保を促進するように構成される。しかしながら、いくつかの実施形態では、密閉部材９１０は、望ましくない材料が、流動チャネル２０６に流入しないように防止するように構成されてもよい。図１２および１３に示されるように、密閉部材９１０は、セル端部２４６と２４８との間に延在するテープの単一片（図１３）である。張り出し部分９１２は、セル端部２４６から離れるように延在してもよい。代替実施形態では、密閉部材９１０は、２つ以上のテープ片であってもよく（例えば、入口および出口ポート２２２および２２４のそれぞれに１つのテープ片）、または密閉部材９１０は、入口および出口ポート２２２および２２４を被覆可能な他の要素であってもよい。例えば、密閉部材９１０は、プラグを含み得る。
いくつかの実施形態では、密閉部材９１０は、流体デバイス９００がアッセイシステムに搭載されていないとき、入口および出口ポート２２２および２２４を被覆する。例えば、密閉部材９１０は、流体デバイス９００が、保管または輸送されているとき、または試料が、流動セル２００内で成長または発生されているとき、使用されてもよい。そのような事例では、密閉部材９１０は、図１３に示されるように、流動セル２００および筐体９０４に固着されてもよい。より具体的には、密閉部材９１０は、セル面２５６に連結され、かつそれに沿って延在し、入口および出口ポート２２２および２２４を被覆してもよい。密閉部材９１０はまた、筐体９０４の基部部材９１４に連結してもよい。カバー部材９０６は、次いで、密閉部材９１０が入口および出口ポート２２２および２２４とカバー部材９０６との間に狭入されるように、図１２に示されるように、搭載位置に移動させられてもよい。カバー部材９０６は、密閉部材９１０が、偶発的に除去されないように防止することを促進してもよい。代替実施形態では、密閉部材９１０は、カバー部材９０６の入口通路９１６および出口通路９１８を被覆してもよい。
図１４および１５はまた、流体デバイス３００および９００と類似特徴を有し得る、流体デバイス９２０を図示する。示されるように、流体デバイス９２０は、カートリッジ（または、流動セル担体）９２２および流動セル２００を含む。カートリッジ９２２は、筐体９２４と、筐体９２４に移動可能に搭載されるカバー部材９２５とを含む。カバー部材９２５は、図１４および１５では、搭載位置のみ示される。筐体９２４およびカバー部材９２５は、前述の筐体２０４および９０４ならびにカバー部材３０６および９０６と類似してもよい。
しかしながら、筐体９２４はまた、フィン突起９２６および９２８を含んでもよい。フィン突起９２６および９２８は、流体デバイス９２０がデバイスホルダ（図示せず）内に挿入されるか、またはそこから除去されているとき等、人あるいはロボットデバイスによって把持されるように、寸法設定および成形される。いくつかの実施形態では、フィン突起９２６および９２８は、流体デバイス９２０が適切に配置されていない場合、カバーアセンブリ（図示せず）が閉鎖位置に移動しないように防止してもよい。フィン突起９２６および９２８は、人によって把持されるように構成される触知特徴９２７および９２９を含んでもよい。図示される実施形態では、フィン突起９２６および９２８は、流体デバイス９２０の受容端９３０に位置する。カバー部材９２５は、フィン突起９２６と９２８との間に延在してもよい。しかしながら、フィン突起９２６および９２８は、カートリッジ９０２に沿った他の場所を有してもよい。
図１６−２４は、一実施形態に従って形成される、流体デバイスホルダ４００の種々の特徴を示す。図１６は、ホルダ４００の部分的分解図である。組み立てられると、ホルダ４００は、撮像セッションの間、流体デバイス３００（図９）および流動セル２００（図５）を所望の方向付けに保持するために使用されてもよい。さらに、ホルダ４００は、流体デバイス３００と撮像システム（図示せず）との間にインターフェイスを提供してもよく、ホルダ４００は、流動セル２００を通して、流体を誘導し、熱エネルギーを流動セル２００に提供するか、またはそこから除去するように構成されてもよい。ホルダ４００は、流体デバイス３００を保持するように示されるが、ホルダ４００は、カートリッジを有しないラボオンチップデバイスまたは流動セル等の他の流体デバイスを保持するように構成されてもよい。
図１６に示されるように、ホルダ４００は、取外し可能カバーアセンブリ４０４および支持構造４０２を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ホルダ４００はまた、プレート構造４０６および可動プラットフォーム４０８を含んでもよい。プレート構造４０６は、カバーアセンブリ４０４に動作可能に連結され、それを通る開口部４１０を含む。同様に、プラットフォーム４０８は、それを通る開口部４１２を含む。支持構造４０２は、放熱板４１４と、放熱板４１４上に搭載される熱モジュール（または、サーモサイクラ）４１６とを含んでもよい。熱モジュール４１６は、基部部分４１８と、台座４２０とを含む。ホルダ４００が組み立てられると、支持構造４０２、プラットフォーム４０８、およびプレート構造４０６は、相互に対して積層される。したがって、開口部４１２は、基部部分４１８を受容するように寸法設定および成形され、開口部４１０は、台座４２０を受容するように寸法設定および成形される。組み立てられると、カバーアセンブリ４０４は、プレート構造４０６および支持構造４０２に動作可能に連結されてもよい。
図１７は、組み立てられたホルダ４００を示す。図示される実施形態では、パネル４２４は、プレート構造４０６（図１６）を覆って配置される。図１６および１７に示されるように、カバーアセンブリ４０４は、プレート構造４０６に連結されるカバー筐体４３５を含む。カバー筐体４３５は、実質的にＵ形状であって、共通方向に延在する、一対の離間した筐体脚部４３６および４３８を有してもよい。筐体脚部４３６および４３８は、継目４３７および４３９において、プレート構造４０６に回転可能に連結されてもよい。カバー筐体４３５はまた、筐体脚部４３６と４３８との間に延在し、それらを継合するブリッジ部分４４０を含んでもよい。このように、カバーアセンブリ４０４は、視認空間４４２（図１７）を提供するように構成されてもよい。視認空間４４２は、撮像レンズ（図示せず）が、流動セル２００に沿って、かつそれにわたって、方向ＤX（図１７）に移動することが可能となるように寸法設定および成形されてもよい。
図示される実施形態では、カバーアセンブリ４０４は、開放位置（図１６に図示）と閉鎖位置（図１７に図示）との間において、プレート構造４０６または支持構造４０２に対して移動可能である。開放位置では、カバーアセンブリ４０４は、流体デバイス３００が装填領域４２２から除去されるか、またはその中に挿入され得るように、ホルダ４００の装填領域４２２（図１８に図示）へのアクセスを可能にするように退避または後退させられる。閉鎖位置では、カバーアセンブリ４０４は、流体デバイス３００を覆って搭載される。特定の実施形態では、カバーアセンブリ４０４は、閉鎖位置において、流体デバイス３００と流体接続を確立し、流動セル２００を支持構造４０２に対して押圧する。
図１６に示されるように、いくつかの実施形態では、ホルダ４００は、連結機構４５０を含み、カバーアセンブリ４０４を閉鎖位置に保持することを促進する。例えば、連結機構４５０は、一対のラッチ開口部４５６および４５８に連結されるボタン４５３を含むオペレータ制御要素４５２を含んでもよい。連結機構４５０はまた、カバー筐体４３５の噛合面４６０から突出する一対のラッチ端４５４および４５５を含む。カバー筐体４３５は、バネ要素４６４および４６６によって、開放位置に偏向させられてもよい。カバーアセンブリ４０４が、人または機械によって閉鎖位置に移動させられると、ラッチ端４５４および４５５は、それぞれ、ラッチ開口部４５６および４５８内に挿入され、オペレータ制御要素４５２を把持する。カバーアセンブリ４０４を開放位置に移動させるために、人または機械は、例えば、ボタン４５３を内向きに押すことによって、ボタン４５３を作動させてもよい。カバー筐体４３５は、バネ要素４６４および４６６によって偏向させられるので、カバー筐体４３５は、継目４３７および４３９の周りにパネル４２４（図１７）から回転させられる。
代替実施形態では、連結機構４５０は、カバーアセンブリ４０４を閉鎖位置に保持することを促進するための他の要素を含んでもよい。例えば、ラッチ端４５４および４５５は、開口部と締まり嵌めを形成する磁気要素または複数の要素によって交換されてもよい。
図１８は、支持構造４０２の熱モジュール４１６および放熱板４１４の分離斜視図である。熱モジュール４１６は、所定の時間期間の間、流動セル２００の温度を制御するように構成されてもよい。例えば、熱モジュール４１６は、試料中のＤＮＡが変性され得るように、流動セル２００の温度を上昇させるように構成されてもよい。さらに、熱モジュール４１６は、熱エネルギーを除去し、それによって、流動セル２００の温度を低下させるように構成されてもよい。示されるように、台座４２０は、流動セル２００（図５）と界面接触するように寸法設定および成形される基部表面４３０を含む。基部表面４３０は、Ｚ軸に沿った方向を向く。台座４２０はまた、基部表面４３０の周囲に配置される、複数の整列部材４３１−４３３を含んでもよい。図示される実施形態では、整列部材４３１−４３３は、基部表面４３０に対する固定の位置を有する。整列部材４３１−４３３は、流動セル２００に係合し、撮像のために、流動セル２００の配置を促進するように構成された対応する基準表面を有する。例えば、整列部材４３１−４３３の基準表面は、ＸＹ平面に沿った個別の方向を向いてもよく、したがって、ＸＹ平面に沿った流動セル２００の移動を制限するように構成されてもよい。支持構造４０２は、装填領域４２２の少なくとも一部を含んでもよい。装填領域４２２は、部分的に、基部表面４３０および整列部材４３１−４３３の基準表面によって画定されてもよい。
図１９および２０は、一実施形態による、ホルダ４００と併用され得る、整列アセンブリ４７０を図示する。図１９は、ホルダ４００の平面図であって、カバー筐体４３５は、整列アセンブリ４７０を図示するために想像線で示される。図２０は、ホルダ４００の斜視図であって、カバーアセンブリ４０４は、開放位置にある。（図１９および２０の両方において、パネル４２４（図１７）は、例示的目的のために、除去されている。）
流体デバイス３００は、図１９および２０では、装填領域４２２内に装填されている。流体デバイス３００が装填されると、流動セル２００は、基部表面４３０（図１８）上に設置され、整列部材４３２、４３３、および４３１は、カートリッジ３０２の陥凹３２０、３２２、および３２１（図９および１０）を通して前進される。より具体的には、筐体面３０５に沿ったデバイス窓３１５（図９）は、基部表面４３０の周縁より大きく寸法設定および成形されてもよい。したがって、カートリッジ３０２または筐体３０４は、基部表面４３０の周囲に降下され得るが、流動セル２００は、基部表面４３０によって降下されないように防止される。このように、流動セル２００のセル面２５８は、熱モジュール４１６が流動セル２００の温度を制御し得るように、基部表面４３０に対して押圧されてもよい。流動セル２００が基部表面４３０上に搭載されると、カートリッジ３０２の基準表面３８１−３８３（図１１）は、セル面２５６（図１１１１）に対して押圧される。この時点において、試料２０５に沿って延在する流動セル２００のセル平面は、実質的に、撮像システムの物体平面と整列させられ得る。
図示される実施形態では、流体デバイス３００が装填領域４２２の中へ装填されると、アッセイシステムの識別リーダは、同定送信機３３６（図１０）からの情報を検出してもよい。例えば、ホルダ４００は、同定送信機３３６に近接するプレート構造４０６内に識別リーダ（図示せず）を含んでもよい。識別読取は、カバーアセンブリ４０４が流体デバイス３００上に搭載される前に生じてもよい。
図１９および２０を参照すると、整列アセンブリ４７０は、撮像のために、流動セル２００を方向付け、配置する際にともに協働する種々の要素を含む。例えば、整列アセンブリ４７０は、可動ロケータアーム４７２と、ロケータアーム４７２に動作可能に連結されるアクチュエータ４７４とを含む。示されるように、アクチュエータ４７４は、レバー４７６と、カバー筐体４３５に連結されるピン要素４７８とを含む。図示される実施形態では、レバー４７６は、回転軸Ｒ２（図１９）の周りに回転可能である。レバー４７６は、Ｌ形状を有し、ピン要素４７８に係合するように構成された第１の延在部４８０と、ロケータアーム４７２に係合するように構成された第２の延在部４８２とを有してもよい。ロケータアーム４７２はまた、回転軸Ｒ３（図１９）の周りに回転可能であって、係合端部４８６を有するフィンガ４８４を含む。整列アセンブリ４７０はまた、フィンガ４８４に係合する偏向要素４９０（例えば、コイルバネ）を含む。係合端部４８６は、流体デバイス３００のカートリッジ３０２に係合するように構成される。代替実施形態では、係合端部４８６は、流動セル２００に直接係合するように構成されてもよい。
整列アセンブリ４７０は、図１９では、係合配列に、図２０では、退避配列にある。ロケータアーム４７２は、整列アセンブリ４７０が退避配列にあるとき、後退位置にあって、整列アセンブリ４７０が係合配列にあるとき、偏向位置にある。装填領域４２２内で流動セル２００を整列するために、整列アセンブリ４７０は、退避配列から係合配列に変更される。例えば、カバー筐体４３５が図２０に示される開放位置に移動させられると、ピン要素４７８は、レバー４７６の第１の延在部４８０に係合し、反時計回り方向に（図１９に示されるように）軸Ｒ２の周りにレバー４７６を回転させる。カバー筐体４３５は、バネ要素４６４および４６６（図１６）によって、開放位置に維持されてもよい。レバー４７６が回転させられると、第２の延在部４８２は、軸Ｒ２を中心として回転し、ロケータアーム４７２に係合する。ロケータアーム４７２は、時計回り方向に（図１９に示されるように）、軸Ｒ３の周りに回転させられる。ロケータアーム４７２が回転させられると、ロケータアーム４７２は、後退位置に移動させられる。後退位置に移動させられると、係合端部４８６は、整列部材４３１−４３３の基準表面から離れるように移動させられる。
整列アセンブリ４７０を退避配列から係合配列に変更させるために、カバー筐体４３５は、流体デバイス３００に向かって回転させられ、流動セル２００を覆って搭載されてもよい。カバー筐体４３５が、流体デバイス３００に向かって移動させられると、ピン要素４７８は、レバー４７６の第１の延在部４８０から回転させられる。第２の延在部４８２がロケータアーム４７２から離れるように移動すると、偏向要素４９０内に貯蔵されたポテンシャルエネルギーが、係合端部４８６がカートリッジ３０２に対して押圧するように、ロケータアーム４７２を反時計回り方向に回転させ得る。したがって、ロケータアーム４７２は、偏向位置に移動させられる。偏向位置に移動させられると、係合端部４８６は、整列部材４３１−４３３の基準表面に向かって移動させられる。
図２１は、ロケータアーム４７２の係合端部４８６がカートリッジ３０２に対して押圧されるときの装填領域４２２内の流体デバイス３００の拡大平面図である。係合端部４８６は、後退と偏向位置との間でＸＹ平面内を移動するように構成されてもよい。係合端部４８６が偏向位置に向かって移動させられ、カートリッジ３０２に対して押圧すると、係合端部４８６は、カートリッジ３０２に対して力ＦＸＹを提供する。カートリッジ３０２は、ＸＹ平面に沿って偏移するか、および／または流動セル２００を整列部材４３１−４３３の基準表面に対して押圧してもよい。力ＦＸＹは、Ｘ構成要素およびＹ構成要素を有する。Ｘ構成要素は、流動セル２００を整列部材４３１に対して押圧してもよく、Ｙ構成要素は、流動セル２００を整列部材４３２および４３３に対して押圧してもよい。したがって、整列部材４３１は、Ｘ軸に沿った方向における流動セル２００の移動を停止させてもよく、整列部材４３２および４３３は、Ｙ軸に沿った方向における流動セル２００の移動を停止させてもよい。
整列アセンブリ４７０は、係合配列に変更される前、カバー部材３０６の入口通路３４６および出口通路３４４は、それぞれ、流動セル２００の入口ポート２２４および出口ポート２２２（図７）と略整列させられてもよい。整列アセンブリ４７０が係合配列に変更された後に、入口通路３４６および出口通路３４４は、流体がそれを通して効果的に流動し得るように、入口ポート２２４および出口ポート２２２と効果的に（または、動作可能に）整列させられる。
故に、カバーアセンブリ４０４は、１つのステップまたは作用によって、整列アセンブリ４７０を流体デバイス３００に係合させるように、整列アセンブリ４７０に動作可能に連結されてもよい。より具体的には、カバーアセンブリ４０４が閉鎖位置においてデバイスを覆って搭載されるにつれて、アクチュエータ４７４は、ロケータアーム４７２を偏向位置に移動させる。偏向位置では、ロケータアーム４７２は、ＸＹ平面に沿った固定の位置において、流動セル２００を整列部材４３１−４３３の基準表面に対して保持する。カバーアセンブリ４０４が閉鎖位置にあるとき、視認空間４４２（図１７）は、撮像レンズが流動セル２００に沿って移動し、流動チャネル２０６を撮像し得るように、流動セル２００の上に位置してもよい。カバーアセンブリ４０４が開放位置に移動させられるにつれて、アクチュエータ４７４は、ロケータアーム４７２を後退位置に移動させる。しかしながら、図示される実施形態では、流動セル２００は、ロケータアーム４７２が後退させられても、適所に留まる。故に、流動セル２００は、種々の要素に対して浮動可能であってもよい。例えば、流動セル２００は、カバー部材３０６が搭載位置にあるとき、カバー部材３０６およびガスケット３４２に対して浮動可能であってもよい。流動セル２００はまた、カバーアセンブリ４０４および基部表面４３０に対して浮動可能であってもよい。
いくつかの実施形態では、整列アセンブリ４７０およびカバーアセンブリ４０４は、所定の順序で動作してもよい。例えば、特定の実施形態では、ロケータアーム４７２は、カバーアセンブリ４０４が閉鎖位置に到達する前に、固定の位置において、流動セル２００を整列部材４３１−４３３に対して保持するように構成される。カバーアセンブリ４０４が閉鎖位置に到達すると、カバーアセンブリ４０４は、流動セル２００を基部表面４３０に対して押圧し、また、入口通路３４６および出口通路３４４を入口ポート２２４および出口ポート２２２に対して押圧することを促進してもよい。概して、整列アセンブリ４７０は、基部表面４３０が流動セル２００をｚ次元に配置した後に、流動セル２００をｘおよびｙ次元に配置するように構成することができる。代替として、整列アセンブリは、最初にｘおよびｙ次元に、次いでｚ次元に、流動セル２００を配置するように構成することができる。したがって、ｘ、ｙ、およびｚ次元における整列は、ユーザによって実施される単一ステップまたは動作に応答して、連続して、かつ種々の順番で生じることができる。
代替実施形態では、整列アセンブリ４７０は、前述のように、カバーアセンブリ４０４に動作可能に連結されなくてもよい。代わりに、整列アセンブリ４７０およびカバーアセンブリ４０４は、相互から独立して動作してもよい。したがって、人は、流動セル２００を整列させ、流動セル２００に流動的に連結するために、複数のステップを行うように要求され得る。例えば、整列アセンブリ４７０は、人によって別個に作動され、それによって、ロケータアーム４７２を移動させ、流動セル２００を整列させることができる。流動セル２００が整列させられた後、人は、次いで、カバーアセンブリ４０４を流動セル２００上に降下させてもよい。さらに、整列アセンブリ４７０は、付加的および／または他の前述のもの以外の構成要素を備えてもよい。
図２２は、閉鎖位置におけるカバーアセンブリ４０４の分離斜視図である。図２２は、視認空間４４２の寸法を図示する。示されるように、カバー筐体４３５は、上部表面４９２を有してもよい。視認空間４４２は、上部表面４９２から流体デバイス３００または流動セル２００までに及ぶ深さＤＰを有してもよい。視認空間４４２はまた、Ｙ軸に沿って測定される幅Ｗ６と、Ｘ軸に沿って測定される長さＬ６とを有してもよい。視認空間４４２の寸法は、撮像レンズ（図示せず）が、それを通して、流動セル２００にわたって移動し得るように寸法設定されてもよい。より具体的には、撮像レンズは、アクセス開口部４４３を通して、視認空間４４２に進入し、流動セル２００にわたってＸ軸に沿った方向に移動してもよい。
図２３は、図２２における線２３−２３に沿って切り取られた、カバーアセンブリ４０４の断面である。図示される実施形態では、カバーアセンブリ４０４は、複数の圧縮アーム４９４および４９６を含んでもよい。圧縮アーム４９４および４９６は、個別の圧縮力ＦＣ１およびＦＣ２を流体デバイス３００の筐体面３０３に対して提供するように構成される。図示される実施形態では、圧縮アーム４９４および４９６は、カートリッジ３０２に対して押圧する。しかしながら、代替実施形態では、圧縮アーム４９４および４９６は、流動セル２００に対して押圧してもよい。
圧縮力ＦＣ１およびＦＣ２は、流体デバイス３００の筐体３０４に押圧し、それによって、流動セル２００のセル面２５６（図９）を熱モジュール４１６に対して押圧する。したがって、流動セル２００は、その間に熱エネルギーを伝達するために、基部表面４３０との直接接触を維持してもよい。図示される実施形態では、圧縮アーム４９４および４９６は、相互から独立して動作する。例えば、圧縮アーム４９４および４９６はそれぞれ、個別の圧縮バネ４９５および４９７に動作可能に連結される。
図２３に示されるように、圧縮アーム４９４および４９６は、視認空間４４２および装填領域４２２に向かって延在する。圧縮アーム４９４および４９６は、カバーアセンブリ４０４が閉鎖位置に移動させられると、筐体面３０３に係合してもよい。圧縮アーム４９４および４９６が筐体面３０３に対して押圧するにつれて、筐体面３０３からの抵抗は、圧縮アーム４９４および４９６を軸Ｒ４およびＲ５の周りに回転させてもよい。圧縮バネ４９５および４９７の各々は、個別の圧縮アームの回転に抵抗し、それによって、対応する圧縮力Ｆｃを筐体面３０３に対して提供してもよい。故に、圧縮アーム４９４および４９６は、相互に対して独立して偏向させられる。
図２４は、カバーアセンブリ４０４（図１６）の流動アセンブリ５００の分離斜視図である。流動アセンブリ５００は、マニホールド本体５０２と、上流および下流流動ライン５０４および５０６とを含む。図１６に示されるように、マニホールド本体５０２は、筐体脚部４３６と４３８との間に延在してもよい。図２４に戻ると、流動ライン５０４および５０６は、それぞれ、本体ポート５０８および５１０において、機械的かつ流動的に、マニホールド本体５０２に連結される。流動ライン５０４および５０６はまた、ガスケット３４２の入口通路３４６および出口通路３４４内に挿入されるように構成されたライン端５１４および５１６を含む。
図２４に示されるように、流動アセンブリ５００は、ガスケット３４２に対して、搭載位置にある。搭載位置では、ライン端５１４および５１６は、流体が流動セル２００を通して流動し得るように、それぞれ、入口通路３４６および出口通路３４４内に挿入される。さらに、搭載位置では、流動アセンブリ５００は、流体接続が、効果的に密閉されるように、ガスケット３４２（図９）を流動セル２００に対して押圧してもよい。この目的を達成するために、流動アセンブリ５００は、偏向バネ５２０および５２２を含んでもよい。偏向バネ５２０および５２２は、カバー筐体４３５（図１６）の内部に対して押圧し、力ＦＣ３をガスケット３４２に対して提供するように構成される。連結機構４５０（図１６）は、ガスケット３４２に対する密閉の維持を促進してもよい。
故に、カバーアセンブリ４０４は、３つの別個の圧縮点において、流体デバイス３００の筐体３０４に対して押圧してもよい。より具体的には、ガスケット３４２は、ライン端５１４および５１６によって係合されると、第１の圧縮点Ｐ１（図２４に図示）を構成してもよく、圧縮アーム４９４および４９６は、第２および第３の圧縮点Ｐ２およびＰ３（図２３に図示）において、流体デバイス３００に接触してもよい。図２２−２４に示されるように、３つの圧縮点Ｐ１−Ｐ３は、流動セル２００の周りに分散される。さらに、カバーアセンブリ４０４は、独立して、圧縮点Ｐ１−Ｐ３において、圧縮力ＦＣ１−ＦＣ３を提供する。したがって、カバーアセンブリ４０４は、流動セル２００が、基部表面４３０に対して一様に押圧され、流体接続が漏出から密閉されるように、実質的に一様な圧縮力を流体デバイス３００に対して提供するように構成されてもよい。
図２５は、試料分析のための流体デバイスを配置する方法５３０のブロック図である。この方法５３０は、５３２において、取外し可能流体デバイスを基部表面上に配置するステップを含む。流体デバイスは、前述の流体デバイス３００と類似してもよい。例えば、流体デバイスは、受容空間と、受容空間内に位置する流動セルと、ガスケットとを含んでもよい。流動セルは、受容空間内の物体平面に沿って延在し、物体平面内のガスケットに対して浮動可能であってもよい。この方法５３０はまた、５３４において、流動セルの入口および出口ポートがガスケットの入口および出口通路と略整列させられるように、基部表面上にある間、受容空間内で流動セルを移動させるステップを含む。移動動作５３４は、ロケータアームを作動させ、流動セルを整列部材に対して押圧するステップを含んでもよい。
図２６は、試料分析のための流体デバイスを配置する方法５４０を図示する、ブロック図である。流体デバイス３００は、前述の流体デバイス３００に類似してもよい。この方法５４０は、５４２において、受容空間と、受容空間内に位置する浮動可能流動セルとを含むデバイス筐体を有する流体デバイスを提供するステップを含む。デバイス筐体は、受容空間に直接隣接して位置する陥凹を含んでもよい。この方法はまた、５４４において、整列部材を有する支持構造上に、流体デバイスを配置するステップを含む。整列部材は、対応する陥凹を通して挿入されてもよい。さらに、方法５４０は、５４６において、受容空間内において、流動セルを移動させるステップを含んでもよい。流動セルが、受容空間内で移動させられると、整列部材は、流動セルの縁に係合してもよい。移動動作５４６は、ロケータアームを作動させ、流動セルを整列部材に対して押圧させるステップを含んでもよい。
図２７は、相互に垂直であるＸ、Ｙ、およびＺ軸に対して、試料領域を方向付けるための方法５５０を図示するブロック図である。この方法５５０は、５５２において、整列アセンブリを提供するステップを含む。整列アセンブリは、前述の整列アセンブリ４７０に類似してもよい。より具体的には、整列アセンブリは、係合端部を有する可動ロケータアームを含んでもよい。ロケータアームは、後退と偏向位置との間を移動可能であってもよい。この方法５５０はまた、５５４において、Ｚ軸に沿った方向を向いている基部表面上、およびＸＹ平面に沿った個別の方向を向いている複数の基準表面の間に流体デバイスを配置するステップを含む。さらに、方法５５０は、５５６において、ロケータアームを偏向位置に移動させるステップを含んでもよい。ロケータアームは、デバイスが固定の位置に保持されるように、デバイスを基準表面に対して押圧することができる。
図２８−３７は、流体貯蔵システム１０００（図２８）の種々の特徴を図示する。貯蔵システム１０００は、所定のアッセイの間に使用され得る種々の流体を貯蔵し、その温度を調整するように構成される。貯蔵システム１０００は、ワークステーション１６０（図２）によって使用され、ケーシング１６２（図３）によって封入されてもよい。図２８に示されるように、貯蔵システム１０００は、基部シェル（または、第１のシェル）１００４と一緒に連結され、その間にシステム空洞１００８を画定する上部シェル（または、第２のシェル）１００６とを有する封入体１００２を含む。封入体１００２はまた、システム空洞１００８に開放し、そこへのアクセスを提供するように構成されたシステムドア１０１０を含んでもよい。また、示されるように、貯蔵システム１０００は、封入体１００２の背面に連結される、温度制御アセンブリ１０１２と、上部シェル１００６上に位置する、エレベータ駆動モータ１０１４とを含んでもよい。
図２９は、貯蔵システム１０００の側面断面図であって、システム空洞１００８をより詳細に図示する。貯蔵システム１０００はまた、反応構成要素トレイ（または、反応構成要素貯蔵ユニット）１０２０と、エレベータ機構１０２４を含む、流体除去アセンブリ１０２２とを含んでもよい。トレイ１０２０は、流体を貯蔵するために、複数の管または容器を保持するように構成される。エレベータ機構１０２４は、駆動モータ１０１４を含み、除去アセンブリ１０２２の構成要素をＺ軸に沿って二方向に移動させるように構成される。図２９では、トレイ１０２０は、トレイ１０２０によって保持される流体が、除去され、例えば、所望の反応を行うため、または流体デバイスの流動チャネルを洗い流すために、流体デバイスに送達され得るように、流体除去位置に位置する。
また、示されるように、温度制御アセンブリ１０１２は、システム空洞１００８内に突出してもよい。温度制御アセンブリ１０１２は、システム空洞１００８内の温度を制御または調整するように構成される。図示される実施形態では、温度制御アセンブリ１０１２は、熱電冷却（ＴＥＣ）アセンブリを含む。
図３０は、除去アセンブリ１０２２の斜視図である。示されるように、除去アセンブリ１０２２は、一対の対向するガイドレール１０３２および１０３４を含んでもよい。対向するガイドレール１０３２および１０３４は、トレイ１０２０を受容し、図２９に示される流体除去位置に誘導するように構成される。ガイドレール１０３２および１０３４は、ガイドレール１０３２および１０３４に沿って長手方向に延在する突出特徴またはリッジ１０３５を含んでもよい。ガイドレール１０３２および１０３４は、基部シェル１００４（図２８）に固着されるように構成される。除去アセンブリ１０２２はまた、Ｚ軸に沿った方向に延在する支持梁（または、直立材）１０３６および１０３８を含む。除去アセンブリのガイドプレート１０４０は、高架距離ＤＺにおいて、支持梁１０３６および１０３８に連結され、そこからＸＹ平面に沿って突出してもよい。図示される実施形態では、ガイドプレート１０４０は、支持梁１０３６および１０３８に添着されている。
エレベータ機構１０２４は、構造支持体１０４１および１０４２と、構造支持体１０４１と１０４２との間に延在する送りネジ１０４４と、輸送プラットフォーム１０４８を含む架台アセンブリ１０４６とを含む。構造支持体１０４１および１０４２は、支持梁１０３６および１０３８の反対端に固着され、動作の間、エレベータ機構１０２４を支持するように構成される。送りネジ１０４４のネジ山は、送りネジ１０４４が回転させられると、架台アセンブリ１０４６が、Ｚ軸に沿って線形方向（二重矢印によって示される）に移動するように架台アセンブリ１０４６に動作可能に連結される。
輸送プラットフォーム１０４８は、シッパーチューブの１０５０アレイを保持するように構成される。シッパーチューブ１０５０は、シッパーチューブ１０５０を通して、流体の流動を誘導するように構成されたシステムポンプ（図示せず）と流体連通してもよい。示されるように、シッパーチューブ１０５０は、トレイ１０２０の構成要素ウェル１０６０（図３１に図示）内に挿入されるように構成された遠位部分１０５２を含む。遠位部分１０５２は、ガイドプレート１０４０の対応する開口部１０５３を通して延在する。
エレベータ機構１０２４は、シッパーチューブ１０５０を退避と納置レベルとの間で移動させるように構成される。納置レベル（図５０および５１に図示）では、シッパーチューブ１０５０の遠位部分１０５２は、構成要素ウェル１０６０内に挿入され、そこから流体を除去する。退避レベルにおいて、遠位部分１０５２は、シッパーチューブ１０５０またはトレイ１０２０を損傷することなく、トレイ１０２０がシステム空洞１００８（図２８）から除去され得るように、トレイ１０２０から完全に除去される。より具体的には、駆動モータ１０１４が、送りネジ１０４４を回転させると、架台アセンブリ１０４６は、送りネジ１０４４の回転方向によって決定される方向にＺ軸に沿って移動する。その結果、輸送プラットフォーム１０４８は、シッパーチューブ１０５０を保持しながら、Ｚ軸に沿って移動する。輸送プラットフォーム１０４８が、ガイドプレート１０４０に向かって前進する場合、遠位部分１０５２は、ガイドプレート１０４０の対応する開口部１０５３を通して、トレイ１０２０に向かって摺動する。ガイドプレート１０４０は、遠位部分１０５２がその中に挿入される前に、遠位部分１０５２が構成要素ウェル１０６０と誤整列しないよう防止するように構成される。エレベータ機構１０２４が、架台アセンブリ１０４６がガイドプレート１０４０から離れるように移動すると、輸送プラットフォーム１０４８とガイドプレート１０４０との間の距離（ΔΖ）は、遠位部分１０５２がトレイ１０２０の構成要素ウェル１０６０から退避されるまで増加する。
図３０は、エレベータ機構１０２４を動作させるための付加的特徴を図示する。例えば、架台アセンブリ１０４６はまた、輸送プラットフォーム１０４８に添着され、そこから、シッパーチューブ１０５０に平行である方向に延在する、ガイドピン１０５８（図２９にも図示）を含んでもよい。ガイドピン１０５８はまた、ガイドプレート１０４０の対応する開口部１０５３を通して延在する。図示される実施形態では、ガイドピン１０５８は、シッパーチューブ１０５０が構成要素ウェル１０６０内に挿入される前に、ガイドピン１０５８が、トレイ１０２０に到達するように、シッパーチューブ１０５０より長く延在する。したがって、トレイ１０２０が、シッパーチューブ１０５０に対して誤整列させられる場合、ガイドピン１０５８は、シッパーチューブ１０５０がその中に挿入される前に、構成要素ウェル１０６０が対応するシッパーチューブ１０５０と適切に整列させられるように、トレイ１０２０に係合し、トレイ１０２０の位置を調節してもよい。
前述に加え、除去アセンブリ１０２２は、位置センサ１０６２と、場所センサ（図示せず）とを含んでもよい。位置センサ１０６２は、トレイ１０２０のフラグ１０６３（図３４に図示）を受容し、トレイ１０２０がシステム空洞１００８（図２８）内に存在し、少なくとも、シッパーチューブ１０５０を受容するために略整列させられていることを決定するように構成される。場所センサは、架台アセンブリ１０４６のフラグ１０６４を検出し、架台アセンブリ１０４６のレベルを決定してもよい。フラグ１０６４がＺ軸に沿った閾値レベルに到達していない場合、場所センサは、ワークステーション１６０（または、他のアッセイシステム）と通信し、ユーザに、トレイ１０２０が除去のための準備ができていないことを通知してもよい。ワークステーション１６０はまた、ユーザが、システムドア１０１０を開放しないように防止し得る。
さらに、シッパーチューブ１０５０の遠位部分１０５２が、最初に、構成要素ウェル１０６０内に挿入されると、シッパーチューブ１０５０は、構成要素ウェル１０６０を被覆する、保護箔を穿刺してもよい。いくつかの事例では、箔は、シッパーチューブ１０５０を把持してもよい。シッパーチューブ１０５０が、続いて、対応する構成要素ウェル１０６０から退避されると、保護箔の把持は、一括して、トレイ１０２０を持ち上げ得る。しかしながら、図示される実施形態では、リッジ１０３５は、トレイ基部１０７０（図３１）を把持し、トレイ基部１０７０が方向Ｚ軸に沿って持ち上げられないように防止するように構成される。例えば、リッジ１０３５は、トレイ基部１０７０の側縁１０７１を把持してもよい。
図３１−３４は、トレイ１０２０の異なる図を図示する。トレイ１０２０は、複数の構成要素ウェル１０６０を保持するように構成される。構成要素ウェル１０６０は、限定されないが、１つ以上の試料、ポリメラーゼ、プライマ、変性剤、ＤＮＡを線形化するための線形化混合物、特定のアッセイ（例えば、クラスタ増幅またはＳＢＳ）に好適な酵素、ヌクレオチド、裂開混合物、酸化保護剤、および他の試薬等の種々の反応構成要素を含んでもよい。いくつかの実施形態では、トレイ１０２０は、所定のアッセイを行うために必要な全流体を保持してもよい。特定の実施形態では、トレイ１０２０は、試料（例えば、ＤＮＡクラスタ）を流動セル内で発生させ、試料分析（例えば、ＳＢＳ）を行うために必要な全反応構成要素を保持してもよい。アッセイは、構成要素ウェル１０６０のいずれも除去または交換せずに、行われてもよい。
構成要素ウェル１０６０は、長方形構成要素ウェル１０６０Ａ（図３５−３６に図示）と、管状構成要素ウェル１０６０Ｂ（図３７に図示）とを含む。トレイ１０２０は、トレイ基部１０７０と、トレイ基部１０７０に連結されたトレイカバー１０７２とを含む。図３１および３２に示されるように、トレイカバー１０７２は、トレイ１０２０のユーザによって把持されるように寸法設定および成形されるハンドル１０７４を含む。トレイカバー１０７２はまた、ユーザの１本以上の指を受容するように寸法設定および成形される把持陥凹１０７６を含んでもよい。
図３１および３２に示されるように、トレイカバー１０７２は、対応する構成要素ウェル１０６０と整列させられる複数の管開口部１０８０を含んでもよい。管開口部１０８０は、シッパーチューブ１０５０（例示的シッパーチューブ１０５０は、図３１に図示）を対応する構成要素ウェル１０６０内に誘導するように成形されてもよい。図３２に示されるように、トレイカバー１０７２はまた、ガイドピン１０５８を受容するように寸法設定および成形される、ピン開口部１０８２を含む。ガイドピン１０５８は、ガイドピン１０５８が誤整列様式においてピン開口部１０８２に接近および進入する場合、トレイ１０２０の位置に微調整を提供するように構成される。また、示されるように、トレイ１０２０は、トレイカバー１０７２の表面に沿って識別タグ１０８４を含んでもよい。識別タグ１０８４は、リーダによって検出され、ユーザに、構成要素ウェル１０６０によって保持される流体に関する情報を提供するように構成される。
図３３および３４に示されるように、管開口部１０８０は、少なくとも部分的に、トレイカバー１０７２の表面１０７３から突出するリム１０８６によって画定される。リム１０８６は、表面１０７３から小距離だけ突出し、トレイカバー１０７２上に偶発的に堆積される流体の偶発的混合を防止する。同様に、識別タグ１０８４は、トレイカバー１０７２の隆起部分１０８８に取着されてもよい。隆起部分１０８８はまた、識別タグ１０８４が流体に偶発的に接触しないように防止してもよい。
図３５は、構成要素ウェル１０６０Ａの側面断面図を示し、図３６は、構成要素ウェル１０６０Ａの底部斜視図を示す。示されるように、構成要素ウェル１０６０Ａは、対向する第１の端部１０９１および第２の端部１０９２と、その間に延在するリザーバ１０９０（図３５）とを含む。リザーバ１０９０は、リザーバ１０９０が第２の端部１０９２から第１の端部１０９１まで延在するにつれて増加する深さＤＲ（図３５）を有する。構成要素ウェル１０６０Ａは、リザーバ１０９０のより深い部分内にシッパーチューブ１０５０を受容するように構成される。図３６に示されるように、構成要素ウェル１０６０Ａは、トレイ基部１０７０の表面に静置するように構成された外部表面に沿った複数の突起１０９４を含む。
図３７は、構成要素ウェル１０６０Ｂの斜視図である。示されるように、構成要素ウェル１０６０Ｂはまた、構成要素ウェル１０６０Ｂの外部表面の周囲に複数の突起１０９６を含んでもよい。構成要素ウェル１０６０Ｂは、縦軸１０９７に沿って延在し、構成要素ウェル１０６０Ｂが底部１０９８へと長手方向に延在するにつれて、テーパ状になる外形を有する。底部１０９８は、実質的に平面の表面を有してもよい。
図６１は、生物学的または化学分析のためのアッセイを行うための方法９６０を図示する。いくつかの実施形態では、アッセイは、試料発生プロトコルおよび試料分析プロトコルを含んでもよい。例えば、試料発生プロトコルは、ブリッジ増幅を通して、ＤＮＡのクラスタを発生させるステップを含んでもよく、試料分析プロトコルは、ＤＮＡのクラスタを使用する合成時解読（ＳＢＳ）分析を含んでもよい。試料発生および試料分析動作は、アッセイシステム１００またはワークステーション１６０等の一般的アッセイシステム内において、動作間にユーザ介入を伴わずに実施されてもよい。例えば、ユーザは、流体デバイスをアッセイシステム内に装填可能であってもよい。アッセイシステムは、自動的に、分析のための試料を発生させ、分析を行うためのステップを実施してもよい。
図６１に関して、方法９６０は、９６２において、試料領域を有する流体デバイスと、複数の異なる反応構成要素を有する反応構成要素貯蔵ユニットとの間の流体接続を確立するステップを含む。反応構成要素は、１つ以上のアッセイを実施するために構成されてもよい。流体デバイスは、例えば、前述の流体デバイス３００または流動セル２００であってもよい。いくつかの実施形態では、試料領域は、その上に固定化された複数の反応構成要素（例えば、プライマ）を含む。貯蔵ユニットは、例えば、前述の貯蔵ユニット１０２０であってもよい。反応構成要素は、試料を発生させるために使用されるように構成された試料発生構成要素と、試料を分析するために使用されるように構成された試料分析構成要素とを含んでもよい。特定の実施形態では、試料発生構成要素は、前述のように、ブリッジ増幅を行うための反応構成要素を含む。さらに、特定の実施形態では、試料分析構成要素は、前述のように、ＳＢＳ分析を行うための反応構成要素を含む。
方法９６０はまた、９６４において、流体デバイスの試料領域において、試料を発生させるステップを含む。発生動作９６４は、異なる試料発生構成要素を試料領域に流動させ、試料領域において反応条件を制御し、試料を発生させるステップを含んでもよい。例えば、サーモサイクラは、核酸のハイブリダイズを促進するために使用されてもよい。しかしながら、等温方法が、所望に応じて使用されることができる。さらに、流体の流速は、ハイブリダイゼーションまたは他の所望の化学反応をもたらすように制御されてもよい。特定の実施形態では、発生動作９６４は、複数のブリッジ増幅サイクルを実施し、ＤＮＡのクラスタを発生させるステップを含む。
ブリッジ増幅のための例示的プロトコルは、以下のステップを含むことができる。流動セルは、反応構成要素貯蔵ユニットと流体連通するように設置される。流動セルは、対のプライマが取着された１つ以上の表面を含む。異なるシークエンスの標的核酸の混合物を有する溶液は、固体支持体と接触される。標的核酸は、標的核酸が流動セル表面上において対のプライマの第１のプライマに結合するように、流動セル表面上に、対のプライマに相補的である、一般的プライミング部位を有する。ポリメラーゼおよびヌクレオチドを含有する伸長溶液が標的核酸に相補的である第１の増幅生成物が、第１のプライマの伸長によって形成されるように、流動セルに導入されることができる。伸長溶液は、除去され、変性溶液と交換されることができる。変性溶液は、水酸化ナトリウムおよび／またはホルムアミド等の化学変性剤を含むことができる。結果として生じる変性条件は、標的核酸の元の鎖を遊離させ、これは、次いで、変性溶液を除去し、それを伸長溶液と交換することによって、流動セルから除去されることができる。伸長溶液の存在下、支持体に取着される第１の増幅生成物は、次いで、流動セル表面に取着されたプライマ対の第２のプライマとハイブリダイズすることができ、第１の増幅生成物に相補的である、取着された核酸シークエンスを備える第２の増幅生成物は、第２のプライマの伸長によって形成されることができる。変性溶液および伸長溶液の反復送達は、流動セルの表面上の離散場所において、標的核酸のクラスタを形成するために使用されることができる。前述のプロトコルは、化学変性を使用して例示されるが、熱変性が、類似プライマおよび標的核酸ではあるが、代わりに、実施されることができることを理解されるであろう。固定化された核酸分子のクラスタを産生するために使用されることができる増幅方法についてのさらなる説明は、例えば、米国特許第７，１１５，４００号、米国公開第２００５／０１００９００号、国際公開第００／１８９５７号、または国際公開第９８／４４１５１号（これらの各々は、参照することによって本明細書に組み込まれる）において提供されている。
方法９６０はまた、９６６において試料領域における試料を分析するステップを含む。概して、分析動作９６６は、試料領域における任意の検出可能特性を検出するステップを含んでもよい。特定の実施形態では、分析動作９６６は、少なくとも１つの試料分析構成要素を試料領域に流動させるステップを含む。試料分析構成要素は、試料と反応し、関心事象（または、所望の反応）を示す、光学的に検出可能な信号を提供してもよい。例えば、試料分析構成要素は、ＳＢＳ分析の間に使用される、蛍光標識されたヌクレオチドであってもよい。励起光が、その中に取り込まれた蛍光標識されたヌクレオチドを有する試料に入射すると、ヌクレオチドは、ヌクレオチド（Ａ、Ｇ、Ｃ、またはＴ）のタイプを示す、光学信号を放出し得、撮像システムは、光学信号を検出してもよい。
特に有用なＳＢＳプロトコルは、例えば、国際公開第０４／０１８４９７号、米国特許出願公開第２００７／０１６６７０５Ａｌ号、および米国特許第７，０５７，０２６号（これらの各々は、参照することによって本明細書に組み込まれる）において説明され、脱離可能３’ブロックを有する修飾ヌクレオチドを利用する。ＳＢＳ試薬の反復サイクルが、例えば、前述のブリッジ増幅プロトコルの結果、それに取着された標的核酸を有する流動セルに送達されることができる。核酸クラスタは、線形化溶液を使用して一本鎖形態に変換されることができる。線形化溶液は、例えば、各クラスタの１本鎖を裂開可能な制限エンドヌクレアーゼを含有することができる。他の裂開の方法も、制限酵素または切断酵素の代替として使用されることができ、とりわけ、化学裂開（例えば、過ヨウ素酸塩によるジオール連結の裂開）、エンドヌクレアーゼ（例えば、ＮＥＢ（Ｉｐｓｗｉｃｈ，ＭＡ，ＵＳＡ）製「ＵＳＥＲ」、製品番号Ｍ５５０５Ｓ）との裂開による非塩基部位の裂開、熱またはアルカリへの暴露による裂開、デオキシリボヌクレオチドから別様に成る増幅生成物内に取り込まれたリボヌクレオチドの裂開、光化学裂開、またはペプチドリンカの裂開を含む。線形化ステップ後、シークエンシングプライマは、シークエンシングされる標的核酸へのシークエンシングプライマのハイブリダイゼーションのための条件下、流動セルに送達されることができる。
流動セルは、次いで、単一ヌクレオチド付加によって、各標的核酸にハイブリダイズされるプライマを伸長させるための条件下、脱離可能３’ブロックを伴う修飾ヌクレオチドおよび蛍光標識を有するＳＢＳ伸長試薬と接触されることができる。修飾ヌクレオチドがシークエンシングされる鋳型の領域に相補的である成長中のポリヌクレオチド鎖に取り込まれると、さらにシークエンス伸長を誘導するために利用可能な遊離３’−ＯＨ基が存在せず、したがって、ポリメラーゼがさらにヌクレオチドを付加できないので、単一のヌクレオチドのみが各プライマに付加される。ＳＢＳ伸長試薬は、除去され、放射による励起下において試料を保護する走査試薬含有構成要素と交換されることができる。走査試薬のための例示的構成要素は、米国特許出願公開第２００８／０２８０７７３Ａｌ号および米国特許第１３／０１８，２５５号（これらの各々は、参照することによって本明細書に組み込まれる）において説明されている。伸長された核酸は、次いで、走査試薬の存在下、蛍光検出されることができる。蛍光発光が検出されると、３’ブロックは、使用されるブロッキング基に適切な脱遮断試薬を使用して脱離されてもよい。個別のブロッキング基に有用な例示的脱遮断試薬は、国際公開第０４０１８４９７号、米国特許出願公開第２００７／０１６６７０５Ａｌ号、および米国特許第７０５７０２６号（これらの各々は、参照することによって本明細書に組み込まれる）において説明されている。脱遮断試薬は、現時点において、さらなるヌクレオチドの付加に適切な３’ＯＨ基を有する、伸長されたプライマにハイブリダイズされる標的核酸を残して、洗浄されることができる。故に、伸長試薬、走査試薬、および脱遮断試薬を添加し、ステップのうちの１つ以上の間に随意の洗浄を伴う、サイクルは、所望のシークエンスが得られるまで、反復されることができる。前述のサイクルは、修飾ヌクレオチドがそれぞれ、特定の塩基に対応することが公知である、それに取着された異なる標識を有するとき、サイクル毎に単一の伸長試薬送達ステップを使用して実施されることができる。異なる標識は、各取り込みステップの間、付加される塩基間の区別を促進する。代替として、各サイクルは、伸長試薬送達の別個のステップの後、走査試薬送達および検出の別個のステップを含むことができ、その場合、ヌクレオチドの２つ以上は、同一標識を有し得、公知の送達の順番に基づいて区別されることができる。
流動セル内の核酸クラスタの実施例を継続すると、核酸はさらに、ペアエンドシークエンシングとして公知の方法における反対端からの第２の読取を得るために処置されることができる。ペアエンドシークエンシングのためのこの方法論は、国際公開第０７０１０２５２号、国際出願ＰＣＴ／ＧＢ２００７／００３７９８号、および米国特許出願公開第２００９／００８８３２７号（これらの各々は、参照することによって本明細書に組み込まれる）において説明されている。一実施例では、一連のステップは、以下のように行われてもよい。前述のようにクラスタを発生させ、前述のように線形化し、同様に前述のように、第１のシークエンシングプライマをハイブリダイズし、伸長、走査、および脱遮断の反復サイクルを実施し、相補的複製を合成することによって、流動セル表面上の標的核酸を「反転」させ、再合成された鎖を線形化し、同様に前述のように、第１のシークエンシングプライマをハイブリダイズし、伸長、走査、および脱遮断の反復サイクルを実施する。反転ステップは、ブリッジ増幅の単一サイクルに関して前述のように、試薬を送達することによって実施されることができる。
分析動作は、特定のＳＢＳプロトコルに関して前述で例示されたが、種々の他の分子分析のいずれかをシークエンシングするための他のプロトコルが、所望に応じて、実施されることができることを理解するであろう。種々の分析に対応するための装置および方法の適切な修正は、本明細書に記載される教示に照らして明白であって、これは、特定の分析方法に関して公知である。
いくつかの実施形態では、方法９６０は、最小ユーザ介入を伴って実施されるように構成される。発生および分析動作９６４および９６６は、アッセイシステムによって自動化様式において実施されてもよい。例えば、ある場合には、ユーザは、流体デバイスおよび貯蔵ユニットを装填し、アッセイシステムを起動し、方法９６０を行うだけでよい。いくつかの実施形態では、発生および分析動作９６４および９６６の間、貯蔵ユニットおよび流体デバイスは、発生動作の開始から、試料が十分に分析されるまでの分析動作全体を通して、流体連通したままである。言い換えると、流体デバイスおよび貯蔵ユニットは、試料が発生させられる前から、試料が分析された後まで、流体連通したままであってもよい。いくつかの実施形態では、流体デバイスは、発生動作の開始から、試料が十分に分析されるまでの分析動作全体を通して、デバイスホルダによって連続的に保持される。そのような時間の間、デバイスホルダおよび撮像レンズは、自動的に、相互に対して移動させられてもよい。貯蔵ユニットおよび流体デバイスは、流体デバイスおよび撮像レンズが自動的に相互に対して移動させられるとき、流体連通したままであってもよい。いくつかの実施形態では、アッセイシステムは、ワークステーション筐体内に含有され、発生および分析動作９６４および９６６は、ワークステーション筐体内で排他的に実施される。
図３８は、一実施形態に従って形成される、光学撮像システム６００の略図である。撮像システム６００は、光学アセンブリ６０２と、光源（または、励起光）モジュールまたはアセンブリ６０４と、試料領域６０８を有する流動セル６０６と、撮像検出器６１０および６１２とを含む。光源モジュール６０４は、異なる励起スペクトルによって、試料領域６０８を照射するように構成された第１の励起光源６１４および第２の励起光源６１６を含む。特定の実施形態では、第１の励起光源６１４および第２の励起光源６１６は、第１および第２の半導体光源（ＳＬＳ）を備える。ＳＬＳは、発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザダイオードを含んでもよい。しかしながら、レーザまたはアークランプ等の他の光源も、他の実施形態では、使用されてもよい。第１および第２のＳＬＳは、光学アセンブリ６０２に対する固定の位置を有してもよい。
示されるように、光学アセンブリ６０２は、複数の光学構成要素を含んでもよい。例えば、光学アセンブリ６０２は、レンズ６２１−６２７と、放出フィルタ６３１−６３４と、励起フィルタ６３５および６３６と、ミラー６４１−６４５とを含んでもよい。複数の光学構成要素は、（ａ）励起光を流動セル６０６の試料領域６０８に向かって誘導する、または（ｂ）放出光を試料領域６０８から収集するのうちの少なくとも１つを行うように配列される。また、示されるように、撮像システム６００はまた、流動セル６０６と流体連通する流動システム６５２と、第１の励起光源６１４および第２の励起光源６１６と流動システム６５２とに通信可能に連結される、システムコントローラ６５４とを含んでもよい。コントローラ６５４は、流動システム６５２を起動し、試薬を試料領域６０８に流動させ、所定の時間期間後、第１および第２のＳＬＳを起動するように構成される。
例えば、図６０は、生物学的または化学分析のためのアッセイを行うための方法９００を図示する。特定の実施形態では、アッセイは、合成時解読（ＳＢＳ）プロトコルを含んでもよい。この方法９００は、９０２において、流動セルの流動チャネルを通して、試薬を流動させるステップを含む。流動セルは、試薬と化学的に反応するように構成された生体分子を有する試料を含む、試料領域を有してもよい。この方法９００はまた、９０４において、試料領域を第１および第２の半導体光源（ＳＬＳ）によって照射するステップを含む。第１および第２のＳＬＳは、それぞれ、第１および第２の励起スペクトルを提供する。試料の生体分子は、第１または第２のＳＬＳによって照射されると、結合反応を示す光放出を提供し得る。さらに、方法９００は、９０６において、試料領域からの光放出を検出するステップを含む。随意に、方法９００は、９０８において、流動セルを撮像レンズに対して移動させ、照射動作９０４および検出動作９０６を反復するステップを含んでもよい。図６０に示され、前述で例示されたステップは、シークエンシング方法の複数のサイクルのために反復されることができる。
図３９および４０は、撮像システム６００と併用され得る、一実施形態に従って形成される動作制御システム７００の種々の特徴を図示する。動作制御システム７００は、光学基部プレート７０２と、基部プレート７０２に移動可能に連結される試料デッキ７０８とを含む。示されるように、基部プレート７０２は、支持面７０４と、底部面７０５とを有する。支持面７０４および底部面７０５は、Ｚ軸に沿って反対方向を向いている。基部プレート７０２は、支持面７０４上の光学アセンブリ６０２（図３８）の光学構成要素の大部分を支持するように構成される。基部プレート７０２および試料デッキ７０８は、試料ホルダ６５０が実質的にＸおよびＹ軸の周りを回転し、Ｙ軸に沿って偏移し、Ｘ軸に沿って摺動し得るように、中間支持体体７１５および面板７２２によって相互に移動可能に連結されてもよい。
図４０は、中間支持体７１５と、モータアセンブリ７２４と、試料デッキ７０８の可動プラットフォーム７２６（図３９）の分離斜視図である。モータアセンブリ７２４は、プラットフォーム７２６に動作可能に連結され、Ｘ軸に沿って、プラットフォーム７２６二方向に摺動させるように構成される。示されるように、中間支持体７１５は、末端７２８と、撮像端７３０とを含む。中間支持体７１５は、Ｙ軸に沿って、相互から突出する、撮像端７３０に近接する、ピン７４６および７４８を含んでもよい。撮像端７３０に近接して、中間支持体７１５は、それを通して撮像レンズ６２３（図３８）を延在させるように寸法設定および成形されるレンズ開口部７５０を含んでもよい。図示される実施形態では、ピン７４６および７４８は、同様に、レンズ開口部７５０を通って延在する、それを通して延在する共通の線７５５を有する。
図３９に戻ると、プラットフォーム７２６は、中間支持体７１５を通して、底部面７０５に連結される。故に、試料デッキ７０８の重量は、基部プレート７０２によって支持され得る。さらに、動作制御システム７００は、試料ホルダ６５０を配置するように構成された複数の整列デバイス７３３、７３５、７３７、および７３９を含んでもよい。図示される実施形態では、整列デバイス７３３、７３５、７３７、および７３９は、数マイクロメートルである。整列デバイス７３３は、中間支持体７１５の末端７２８に動作可能に連結される。整列デバイス７３３が起動させられると、末端７２８は、Ｚ軸に沿った方向に移動させられ得る。その結果、中間支持体７１５は、ピン７４６および７４８（図４０）の周りにまたは、より具体的には、線７５５の周りに回転させられ得る。整列デバイス７３５および７３７が起動させられると、試料ホルダ６５０は、誘導されるようにＹ軸に沿って偏移してもよい。整列デバイス７３９が起動させられると、試料ホルダ６５０は、Ｘ軸に平行に延在する回転軸Ｒ７の周りに回転し得る。
図４１−４２は、それぞれ、撮像システム６００（図３８）と併用され得る、光学基部プレート７０２の斜視図および平面図を示す。撮像システム６００のいくつかの実施形態では、光学構成要素６２１−６２７、６３１−６３６、および６４１−６４５（図３８）のうちの１つ以上は、固定（または、静的）光学構成要素が撮像システム６００の動作の間、移動しないように、光学アセンブリ６０２内に固定の位置を有することができる。例えば、基部プレート７０２は、複数の光学構成要素および撮像システム６００の他の部品を支持するように構成される。示されるように、基部プレート７０２は、Ｚ軸に沿った方向を向いている支持面（または、表面）７０４を有する実質的に一体型の構造を構成する。図示される実施形態では、支持面７０４は、連続的に平滑ではないが、種々のプラットフォーム７１６−７１８と、陥没（または、受容空間）７１９−７２１と、光学アセンブリ６０２を所定の構成に配列するように位置する構成要素受容空間７１１−７１４とを有してもよい。図４２に示されるように、構成要素受容空間７１１−７１４はそれぞれ、個別の基準表面７８１−７８４を有する。いくつかの実施形態では、基準表面７８１−７８４は、対応する光学構成要素の所望の位置における方向付けおよび保持を促進することができる。
図４３および４４は、それぞれ、光学デバイス７３２の正面斜視図および裁断後方斜視図を示す。図４３に示されるように、光学デバイス７３２は、相互に垂直である軸７９１−７９３に対して方向付けられる。軸７９１は、重力方向に沿って、および／または前述で図示されるＺ軸に平行に延在してもよい。特定の実施形態では、光学デバイス７３２は、基部プレート７０２の構成要素受容空間７１３（図４３）内に配置されるように構成される（基部プレート７０２の一部のみ、図４３および４４に示される）。
構成要素受容空間７１３は、光学構成要素が保持され得るアクセス可能空間領域を画定する１つ以上の表面を有する。これらの１つ以上の表面は、以下に説明される基準表面を含んでもよい。図示される実施形態では、構成要素受容空間７１３は、基部プレート７０２内にある深さまで延在する基部プレート７０１の構成要素空洞である。しかしながら、基部プレート７０２は、他の様式において構成要素受容空間を形成してもよい。例えば、基部プレート７０２が空洞を形成し得るのと同様に、基部プレート７０２はまた、構成要素受容空間を囲みおよび画定する表面を含む１つ以上の隆起プラットフォームを有してもよい。故に、基部プレート７０２は、部分的または排他的に構成要素受容空間を提供するように成形されてもよい。基部プレート７０２は、基準表面を含んでもよい。代替実施形態では、側壁は、基部プレート７０２上に搭載され、空間領域を画定するように構成されてもよい。さらに、基部プレート７０２に搭載される他の光学デバイスは、構成要素受容空間を画定してもよい。本明細書において使用されるように、要素が構成要素受容空間を「画定」するとき、その要素は、排他的に、構成要素受容空間を画定してもよく、または部分的にのみ、構成要素受容空間を画定してもよい。
光学デバイス７３２は、構成要素受容空間７１３内の基部プレート７０２に取外し可能に搭載されることができるが、撮像システムの動作の間、固定の位置に留まるように構成されてもよい。しかしながら、代替実施形態では、光学デバイス７３２は、構成要素受容空間７１３内に配置されないが、支持面７０４のプラットフォーム等のいずれかの場所に配置されてもよい。図示される実施形態では、光学デバイス７３２は、搭載デバイス７３４と、それを通して光を反射および／または透過させるように構成された光学構成要素７３６とを含む。搭載デバイス７３４は、光学構成要素７３６を所望の方向付けに保持することを促進し、また、光学構成要素７３６を基部プレート７０２に取外し可能に搭載するように構成される。搭載デバイス７３４は、構成要素保定具７３８と、保定具７３８に動作可能に連結される偏向要素７４０とを含む。
図示される実施形態では、光学構成要素７３６は、それを通して光学信号を透過する一方、所定のスペクトルをフィルタリングする光学フィルタを備える。しかしながら、レンズまたはミラー等の他の光学構成要素も、代替実施形態では、使用されてもよい。示されるように、光学構成要素７３６は、反対方向を向いている、その間に光学構成要素７３６の厚さＴ３を画定する光学表面７４２および７４４を含んでもよい。示されるように、光学表面７４２および７４４は、厚さＴ３が実質的に一様であるように、相互に平行に延在する連続的な平滑かつ平面表面であってもよい。しかしながら、光学表面７４２および７４４は、代替実施形態では、他の輪郭を有してもよい。光学構成要素７３６は、周縁または複数の周縁を画定する、複数の構成要素縁７５１−７５４（図４３）を有してもよい。周縁は、光学表面７４２および７４４を囲んでいる。示されるように、周縁は、実質的に長方形であるが、他の幾何学形状も、代替実施形態において使用されてもよい（例えば、円形）。
保定具７３８は、光学構成要素７３６の所望の方向付けにおける保持を促進する。図示される実施形態では、保定具７３８は、光学表面７４２に係合し、周縁の少なくとも一部の周囲に延在し、光学構成要素７３６を保定するように構成される。例えば、保定具７３８は、壁部分７５６と、光学構成要素７３６の周縁（例えば、構成要素縁７５２（図４３））に沿って壁部分７５６から延在するフレーム延在部７５８とを含んでもよい。図示される実施形態では、フレーム延在部７５８は、光学構成要素７３６の移動を制限するブラケットを形成してもよい。より具体的には、フレーム延在部７５８は、近位アーム７６０と、遠位アーム７６２とを含んでもよい。近位アーム７６０は、構成要素縁７５２および軸７９１に沿って、壁部分７５６から延在する。遠位アーム７６２は、構成要素縁７５１に沿って、近位アーム７６０から延在する。遠位アーム７６２は、光学構成要素７３６に向かって延在し、それに係合する突起または特徴７６４を含む。また、示されるように、保定具７３８は、フレーム延在部７５８の反対に位置する把持部材７６６を含んでもよい。把持部材７６６およびフレーム延在部７５８は、軸７９３に沿った光学構成要素７３６の移動を制限する際に協働し得る。保定具７３８は、光学構成要素７３６の周縁の一部を把持してもよい。
図４３および４４に示されるように、壁部分７５６は、光学表面７４２に係合するように構成される。例えば、壁部分７５６は、光学構成要素７３６を向いている噛合表面７７０（図４３）を有する。いくつかの実施形態では、壁部分７５６は、噛合表面７７０に沿って複数の方向付け特徴７７１−７７３（図４３）を含む。方向付け特徴７７１−７７３は、光学構成要素７３６の光学表面７４２に直接係合するように構成される。方向付け特徴７７１−７７３が光学表面７４２に直接係合すると、光学表面７４２（および、その結果、光学構成要素７３６）は、保定具７３８に対して、所望の方向付けに配置される。図４３に示されるように、構成要素受容空間７１３の基準表面７８３はまた、複数の方向付け特徴７６１−７６３を含む。方向付け特徴７６１−７６３は、光学表面７４４に直接係合するように構成される。さらに、方向付け特徴７６１−７６３は、方向付け特徴７６１−７６３のそれぞれが、概して、方向付け特徴７７１−７７３の対応する１つに対向するように配列されてもよい。
また、図４４に示されるように、壁部分７５６は、噛合表面７７０（図４３）に対して反対方向を向いている非噛合表面７７４を有する。壁部分７５６は、非噛合表面７７４および光学構成要素７３６から延在する要素突起７７６を含む。偏向要素７４０は、要素突起７７６に連結するように構成される。図示される実施形態では、要素突起７７６および偏向要素７４０は、構成要素受容空間７１３のスロット７７８内に延在する。スロット７７８は、偏向要素７４０を受容するように寸法設定および成形される。スロット７７８は、偏向要素７４０に係合する要素表面７８０を有する。
図４５は、光学デバイス７３２の分離正面図を示し、図４６は、光学デバイス７３２が、どのように基部プレート７０２に取外し可能に搭載され得るかを示す。光学構成要素７３６を取外し可能に搭載するために、光学構成要素７３６は、概して、壁部分７５６（図４６）と、フレーム延在部７５８と、把持部材７６６とによって画定される、搭載デバイス７３４の構成要素受容空間７８９内に配置されてもよい。特定の実施形態では、光学構成要素７３６が搭載デバイス７３４内に配置されると、光学構成要素７３６は、構成要素受容空間７８９内に遊離可能に保持される。例えば、光学構成要素７３６は、保定具７３８と締まり嵌めを形成してなくてもよい。代わりに、搭載動作の間、光学構成要素７３６は、壁部分７５６、フレーム延在部７５８、把持部材７６６、および、例えば、人の手によって、構成要素受容空間７８９内に保持されてもよい。しかしながら、代替実施形態では、光学構成要素７３６は、保定具７３８と締まり嵌めを形成してもよく、または保定具７３８によってのみ画定される空間内に閉じ込められてもよい。
図４６に関して、搭載動作の間、偏向要素７４０は、搭載デバイス７３４が取り外され、構成要素受容空間７１３内に挿入され得るように、最初に圧縮されてもよい。例えば、偏向要素７４０は、人の指によって圧縮され、光学デバイス７３２のサイズを縮小してもよく、または偏向要素７４０は、最初に、偏向要素７４０を要素表面７８０に対して押圧し、次いで、保定具７３８を構成要素受容空間７１３内に前進させることによって圧縮されてもよい。光学デバイス７３２が構成要素受容空間７１３内に設置されると、圧縮された偏向要素７４０の貯蔵された機械的エネルギーは、光学表面７４４が基準表面７８３に直接係合するまで、保定具７３８および光学構成要素７３６を基準表面７８３に向かって移動させ得る。より具体的には、光学表面７４４は、基準表面７８３の方向付け特徴７６１−７６３（図４３）に直接係合してもよい。図４６に示されるように、光学構成要素７３６が搭載されると、小間隙Ｇ１が方向付け特徴７７１−７７３（図４３）のために、光学表面７４２と噛合表面７７０（図４３）との間に存在し得、間隙Ｇ２が方向付け特徴７６１−７６３（図４３）のために、光学表面７４４と基準表面７８３との間に存在し得る。
搭載位置において、偏向要素７４０は、光学表面７４４を基準表面７８３に対して保持する整列力ＦＡを提供する。光学表面７４４および基準表面７８３は、光学構成要素７３６を所定の方向付けに配置するように構成されてもよい。整列力ＦＡは、撮像システムの動作全体を通して光学構成要素７３６を所定の方向付けに保持するために十分である。言い換えると、搭載デバイス７３４および基準表面７８３は、光学構成要素７３６が軸７９２に沿った方向に移動しないように防止してもよい。さらに、搭載位置において、突起７６４（図４３）は、構成要素縁７５１（図４３）に対して押圧し、光学構成要素７３６が軸７９１に沿った方向に移動しないように防止してもよい。フレーム延在部７５８および把持部材７６６は、軸７９３に沿った方向における光学構成要素７３６の移動を防止または制限してもよい。故に、構成要素受容空間７１３および搭載デバイス７３４は、撮像セッションの間、光学構成要素７３６を所定の方向付けに保持するように、相互に対して構成されてもよい。
図４５に示されるように、光学構成要素７３６が搭載位置にあるとき、光学表面７４４の空間部分７９８は、基準表面７８３を向いており、それと界面接触してもよく、光学表面７４４の経路部分７９９は、支持面７０４を越えて、光学信号によって辿られる光学経路内に延在してもよい。また、図４６に示されるように、構成要素受容空間７１３は、支持面７０４から基部プレート７０２の中へ深さＤｃだけ延在してもよい。
偏向要素７４０は機械的エネルギーを貯蔵し、整列力ＦＡを提供可能な任意の弾性部材を備えてもよい。図示される実施形態では、弾性部材は、圧縮されると光学表面７４４を基準表面７８３に対して押すコイルバネを備える。しかしながら、代替実施形態では、弾性部材および構成要素受容空間は、弾性部材が拡張されると、光学表面を基準表面に対して引っ張るように構成されてもよい。例えば、コイルバネは、両端部を有してもよく、一つの端部は、基準表面から延在するスロット内の要素表面に取着され、他の端部は、保定具に取着される。コイルバネが拡張されると、コイルバネは、光学構成要素を基準表面に対して引っ張る整列力を提供してもよい。本代替実施形態では、ゴムバンドがまた、使用されてもよい。
代替実施形態では、搭載デバイス７３４は、接着剤を使用して、光学構成要素７３６を基部プレート７０２に添着するために使用されてもよい。より具体的には、光学構成要素７３６は、搭載デバイス７３４によって基準表面７８３に対して保持されてもよい。接着剤は、光学表面７４４と基準表面７８３との間の間隙Ｇ２内に堆積されてもよい。接着剤が硬化した後、搭載デバイス７３４は、光学構成要素７３６が接着剤によって基準表面７８３に添着されたままである間に除去されてもよい。
図４７は、光学列を組み立てる方法８００を図示するブロック図である。この方法８００は、８０２において、構成要素受容空間を有する光学基部プレートを提供するステップを含む。基部プレートおよび構成要素受容空間は、前述の基部プレート７０２および構成要素受容空間７１３に類似してもよい。この方法８００はまた、８０４において、構成要素受容空間の中へ光学構成要素を挿入するステップを含む。光学構成要素は、前述の光学構成要素７３６に類似し、それを介して光を反射または透過させるように構成された光学表面を含んでもよい。光学表面は、構成要素受容空間の基準表面を向いている空間部分と、支持面を越えて光学経路の中へ延在する経路部分とを有してもよい。この方法８００はまた、８０６において、光学表面を基準表面に対して保持し、光学構成要素を方向付ける整列力を提供するステップを含む。光学および基準表面は、整列力が提供されると、光学構成要素を所定の方向付けに保持するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、方法８００はまた、８０８において、光学構成要素を除去し、随意に、８１０において、構成要素受容空間の中へ異なる光学構成要素を挿入するステップを含んでもよい。異なる光学構成要素は、同一または異なる光学品質を有してもよい。言い換えると、異なる光学構成要素は、同一の光学品質を有するものの交換であってもよく、または異なる光学構成要素は、異なる光学品質を有してもよい。
図４８および４９は、それぞれ、光源（または、励起光モジュール）６０４の斜視図および側面図を提供する。本明細書において使用されるように、光源モジュールは、モジュールフレームに固着される１つ以上の光源（例えば、レーザ、アークランプ、ＬＥＤ、レーザダイオード）を含み、また、１つ以上の光源に対する固定および所定の位置において、モジュールフレームに固着される１つ以上の光学構成要素（例えば、レンズまたはフィルタ）を含む。光源モジュールは、ユーザが比較的に迅速に光源モジュールを載置または交換し得るように、撮像システム内に移動可能に連結されるように構成されてもよい。特定の実施形態では、光源モジュール６０４は、第１のＳＬＳ６１４および第２のＳＬＳ６１６を含むＳＬＳモジュール６０４を構成する。示されるように、ＳＬＳモジュール６０４は、モジュールフレーム６６０と、モジュールカバー６６２とを含む。複数の撮像構成要素は、相互に対する固定の位置において、モジュールフレーム６６０に固着されてもよい。例えば、第１のＳＬＳ６１４および第２のＳＬＳ６１６と、励起フィルタ６３５と、レンズ６２４および６２５は、モジュールフレーム６６０上に搭載されてもよい。加えて、ＳＬＳモジュール６０４は、それぞれ、第１のＳＬＳ６１４および第２のＳＬＳ６１６から、伝達熱エネルギーを伝達するように構成された第１の放熱板６６４（図４８）および第２の放熱板６６６を含んでもよい。
ＳＬＳモジュール６０４およびモジュールフレーム６６０は、人が人の手によってＳＬＳモジュール６０４を保持し、撮像システム６００内に載置するために容易に操作し得るように寸法設定および成形されてもよい。したがって、ＳＬＳモジュール６０４は、成人が支持し得る重量を有する。
ＳＬＳモジュール６０４は、モジュール受容空間７１９（図４１）内に設置され、基部プレート７０２（図４１）に取外し可能に連結されるように構成される。示されるように、モジュールフレーム６６０は、搭載面６７０および係合面６７１（図４８）を含む複数の面を有する。図示される実施形態では、モジュールフレーム６６０は、実質的に、長方形またはブロック形状であるが、モジュールフレーム６６０は、代替実施形態では、他の形状を有してもよい。搭載面６７０は、モジュール受容空間７１９内の基部プレート７０２に搭載されるように構成される。したがって、モジュール受容空間７１９の少なくとも一部は、ＳＬＳモジュール６０４を受容および保持するように成形されてもよい。構成要素受容空間７１３と同様に、モジュール受容空間７１９は、ＳＬＳモジュール６０４が保持され得るアクセス可能空間領域を提供する１つ以上の表面によって画定されてもよい。表面は、基部プレート７０２であってもよい。例えば、図示される実施形態では、モジュール受容空間７１９は、基部プレート７０２の陥没である。搭載側６７０は、基部プレート７０２、より具体的には、モジュール受容空間７１９に実質的に相補的である輪郭を有してもよい。例えば、搭載側６７０は、実質的に平面であって、基部プレート７０２内の対応する孔（図示せず）の中へ挿入されるように構成された、そこから突出する誘導ピン６７２（図４９）を含んでもよい。誘導ピン６７２は、モジュールフレーム６６０を基部プレート７０２に取外し可能に連結することを促進するように構成された締結具（例えば、ネジ）であってもよい。特定の実施形態では、誘導ピン６７２は、直角でない角度で基部プレート７０２の中へ挿入される。図４９に示されるように、放熱板６６６は、オフセット６７６が搭載側６７０から放熱板６６６まで存在するように、モジュールフレーム６６０に連結されてもよい。
モジュールフレーム６６０は、通路交差点６８５において相互に交差する第１の光通路６８２と第２の光通路６８４とを含んでもよい。ＳＬＳ６１４および６１６は、モジュールフレーム６６０に固着され、相互に対する固定の位置を有してもよい。ＳＬＳ６１４および６１６は、光学信号が実質的に光学経路に沿った個別の光通路６８２および６８４を通して、通路交差点６８５に向かって誘導されるように方向付けられる。光学経路は、励起フィルタ６３５に向かって誘導されてもよい。図示される実施形態では、光学経路は、励起フィルタ６３５に到達するまで、相互に垂直である。励起フィルタ６３５は、ＳＬＳ６１６によって発生させられる光学信号の少なくとも一部を反射し、ＳＬＳ６１４によって発生させられる光学信号の少なくとも一部を透過させるように方向付けられる。示されるように、ＳＬＳ６１４および６１６の各々からの光学信号は、共通経路に沿って誘導され、共通モジュール窓６７４を通して、ＳＬＳモジュール６０４から出射する。モジュール窓６７４は、係合面６７１を通して延在する。
図５０は、基部プレート７０２上に搭載されるＳＬＳモジュール６０４の平面図である。図示される実施形態では、ＳＬＳモジュール６０４は、重力がＳＬＳモジュール６０４をその上に保持することを促進するように、基部プレート７０２上に静置するように構成される。したがって、ＳＬＳモジュール６０４は、光学アセンブリ６００から容易に除去または分離される統合されたデバイスを提供してもよい。例えば、アッセイシステムの筐体（図示せず）を除去した後に、または光学アセンブリへのアクセスを受容した後に、ＳＬＳモジュール６０４は、人によって把持され、除去または交換されてもよい。ＳＬＳモジュール６０４が基部プレート７０２上に位置するとき、係合面６７１は、光学デバイス６８０に係合してもよい。光学デバイス６８０は、ＳＬＳモジュール６０４によって発生させられる光学信号が光学デバイス６８０を通して伝達されるように、モジュール窓６７４に隣接してもよい。
図示される実施形態は、第１および第２のＳＬＳを有するＳＬＳモジュールを使用するように説明されるが、励起光は、他の様式において試料上に誘導されてもよい。例えば、ＳＬＳモジュール６０４は、モジュールフレームの中で相互に対する固定の位置を有する１つのみのＳＬＳと別の光学構成要素（例えば、レンズまたはフィルタ）とを含んでもよい。同様に、３つ以上のＳＬＳが使用されてもよい。同様に、光モジュールは、１つのみのレーザまたは３つ以上のレーザを含んでもよい。
しかしながら、本明細書において説明される実施形態は、ＳＬＳモジュール６０４等のモジュール励起システムを有するもののみに限定されない。例えば、撮像システム６００は、モジュールフレームに搭載されない光源を使用してもよい。より具体的には、レーザは、直接、基部プレートまたは撮像システムの他の部分に搭載され得る、あるいはフレームに搭載され、次に、撮像システム内に搭載されてもよい。
図３８に戻ると、撮像システム６００は、物体または試料ホルダ６５０と、光学列８４２と、撮像検出器６１０とを含む画像焦点調節システム８４０を有してもよい。光学列８４２は、試料ホルダ６５０からの光学信号（例えば、流動セル６０６の試料領域６０８からの光放出）を撮像検出器６１０の検出器表面８４４に誘導するように構成される。図３８に示されるように、光学列８４２は、光学構成要素６２３、６４４、６３４、６３３、６２１、６３１、および６４２を含む。光学列８４２は、他の光学構成要素を含んでもよい。図示される構成では、光学列８４２は、試料ホルダ６５０に近接して位置する物体または試料平面８４６と、検出器表面８４４に近接して位置する画像平面８４８とを有する。撮像検出器６１０は、検出器表面８４４において、物体または試料画像を得るように構成される。
いくつかの実施形態では、画像焦点調節システム８４０は、画像平面８４８を検出器６１０に対して移動させ、試験画像を捕捉するように構成される。より具体的には、画像平面８４８は、画像平面８４８が検出器表面８４４に対して非平行様式に延在し、検出器表面８４４を交差するように移動させられてもよい。交差点の場所は、試験画像を分析することによって決定されてもよい。場所は、次いで、撮像システム６００の焦点調節度を決定するために使用されてもよい。特定の実施形態では、画像焦点調節システム８４０は、回転可能ミラーを移動させるためのアクチュエータに動作可能に連結される回転可能ミラーを利用する。しかしながら、画像焦点調節システム８４０は、光学信号を検出器表面８４４に誘導する他の光学構成要素を移動させてもよく、または画像焦点調節システム８４０は、検出器６１０を移動させてもよい。いずれの場合も、画像平面８４８は、検出器表面８４４に対して相対的に移動させられ得る。例えば、画像焦点調節システム８４０は、レンズを移動させてもよい。
特定の実施形態では、撮像検出器６１０は、回転可能ミラー６４２を使用して試験画像を取得し、撮像システム６００の焦点調節度を決定するように構成される。決定された焦点調節度の結果、撮像システム６００は、物体または試料が試料平面８４６内に位置するように、試料ホルダ６５０を移動させてもよい。例えば、試料ホルダ６５０は、ｚ−方向に所定の距離（Δｚによって示されるように）だけ、試料領域６０８を移動させるように構成されてもよい。
図５１は、画像焦点調節システム８４０内の構成要素のうちのいくつかを図示する平面図である。示されるように、画像焦点調節システム８４０は、ミラー６４２と、その上に搭載されたミラー６４２を有する搭載アセンブリ８５２と、回転軸Ｒ６の周りに搭載アセンブリ８５２およびミラー６４２を回転させるように構成されたアクチュエータまたは回転機構８５４とを含む回転可能ミラーアセンブリ８５０を含む。ミラー６４２は、試料領域６０８（図３８）から受信される光学信号８６３を撮像検出器６１０に向かって、および検出器表面８４４上に反射させるように構成される。図示される実施形態では、ミラー６４２は、光学信号８６３を検出器表面８４４上に直接反射させる（すなわち、光学信号８６３を再誘導する介入光学構成要素はない）。しかしながら、代替実施形態では、光学信号８６３の伝搬に影響を及ぼす付加的光学構成要素が存在してもよい。
図示される実施形態では、画像焦点調節システム８４０はまた、ミラー６４２が所定の回転位置を越えて回転しないよう防止するように構成された確動停止部８６０および８６２を含む。確動停止部８６０および８６２は、軸Ｒ６に対する固定の位置を有する。搭載アセンブリ８５２は、試料画像または試験画像が取得されているか否かに応じて、確動停止部８６０と８６２との間の軸Ｒ６の周りに旋回するように構成される。故に、ミラー６４２は、試験位置（または、方向付け）と撮像位置（または、方向付け）との間で回転させられてもよい。単なる一例として、ミラー６４２は、異なる回転位置の間で軸Ｒ６の周りに約５°から約１２°までだけ回転させられてもよい。特定の実施形態では、ミラー６４２は、軸Ｒ６の周りに約８°だけ回転させられてもよい。
図５２は、ミラーアセンブリ８５０の斜視図である。示されるように、搭載アセンブリ８５２は、内部フレーム８６４と、支持ブラケット８６６とを含む。内部フレーム８６４は、ミラー６４２と、また、支持ブラケット８６６にも連結するように構成される。内部フレーム８６４および支持ブラケット８６６は、相互および複数の送りネジ８６８と相互作用し、ミラー６４２の方向付けに微調整を提供してもよい。したがって、搭載アセンブリ８５２は、ジンバル式ミラーマウントアセンブリを構成してもよい。また、示されるように、搭載アセンブリ８５２は、回転機構８５４に連結される。図示される実施形態では、回転機構８５４は、直接駆動モータを備える。しかしながら、直流（ＤＣ）モータ、ソレノイドドライバ、線形アクチュエータ、圧電モータ、および同等物等、種々の代替回転機構が、使用されてもよい。また、図５２に示されるように、確動停止部８６０は、回転機構８５４および軸Ｒ６に対する固定の位置を有してもよい。
前述のように、回転機構８５４は、軸Ｒ６の周りにミラー６４２を回転または旋回させるように構成される。図５２に示されるように、ミラー６４２は、軸Ｒ６に沿って延在する幾何学的中心Ｃを有する。ミラー６４２の幾何学的中心Ｃは、軸Ｒ６に対してオフセットしている。いくつかの実施形態では、回転機構８５４は、５００ミリ秒以内にミラー６４２を試験位置と撮像位置との間で移動させるように構成される。特定の実施形態では、回転機構８５４は、２５０ミリ秒または１６０ミリ秒以内に、ミラー６４２を試験位置と撮像位置との間で移動させるように構成される。
図５３は、撮像位置におけるミラー６４２の概略図である。示されるように、試料領域６０８（図３８）からの光学信号８６３は、ミラー６４２によって反射され、撮像検出器６１０の検出器表面８４４に向かって誘導される。光学列８４２の構成および試料ホルダ６１０のｚ位置に応じて、試料領域６０８は、十分に焦点調節するか、または十分に焦点調節しない（すなわち、焦点外）場合がある。図５３は、２つの画像平面８４８Ａおよび８４８Ｂを図示する。画像平面８４８Ａは、実質的に検出器表面８４４と一致し、したがって、対応する試料画像は、容認可能または十分な焦点調節度を有する。しかしながら、画像平面８４８Ｂは、検出器表面８４４から離間している。故に、画像平面８４８Ｂが、検出器表面８４４から離間しているときに得られた試料画像は、十分な焦点調節度を有していない場合がある。
図５４および５５は、それぞれ、試料画像８７０および８７２を図示する。試料画像８７０は、画像平面８４８Ａが検出器表面８４４と一致するときに、撮像検出器６１０によって検出された画像である。試料画像８７２は、画像平面８４８Ｂが検出器表面８４４と一致しないときに、撮像検出器６１０によって検出された画像である。（試料画像８７０および８７２は、所定の励起スペクトルによって励起されるときに蛍光放出を提供するＤＮＡのクラスタを含む）。図５４および５５に示されるように、試料画像８７０は、試料画像８７０に沿ったクラスタがそれぞれ明確に画定される容認可能な焦点調節度を有し、試料画像８７２は、クラスタがそれぞれ明確に画定される容認可能な焦点調節度を有していない。
図５６は、焦点調節位置におけるミラー６４２の概略図である。示されるように、焦点調節位置におけるミラー６４２は、角度θで軸Ｒ６の周りに回転させられる。再び、試料領域６０８（図３８）からの光学信号８６３は、ミラー６４２によって反射され、撮像検出器６１０の検出器表面８４４に向かって誘導される。しかしながら、図５６における光学列８４２は、画像平面８４８が検出器表面８４４に対して移動させられたように配列されている。より具体的には、画像平面８４８は、検出器表面８４４に平行に延在せず、代わりに、平面交差点ＰＩにおいて検出器表面８４４と交差する。ミラー６４２が焦点調節位置にある間、撮像システム６００は、試料領域６０８の試験画像を取得してもよい。図５６に示されるように、平面交差点ＰＩは、試料領域６０８が撮像セッションの間に焦点調節する程度に応じて、検出器表面８４４上の異なる場所に生じ得る。
例えば、図５７および５８は、それぞれ、試験画像８７４および８７６を図示する。試験画像８７４は、試料領域６０８が焦点調節するときに取得された画像を表し、試験画像８７６は、光学列８４２が焦点外にあるときに得られた画像を表す。示されるように、試験画像８７４は、基準縁８８０から距離ＸＤ１離れて位置する焦点調節領域または場所ＦＬ１を有し、試験画像８７６は、基準縁８８０から距離ＸＤ２だけ離れて位置する焦点調節領域または場所ＦＬ２を有する。焦点調節場所ＦＬ１およびＦＬ２は、画像分析モジュール６５６（図３８）によって決定されてもよい。
試験画像８７４および８７６内の焦点調節場所ＦＬ１およびＦＬ２を識別するために、画像分析モジュール６５６は、対応する試験画像内の最適焦点調節度の場所を決定してもよい。より具体的には、分析モジュール６５６は、試験画像８７４および８７６のｘ次元に沿って、異なる点に対する焦点スコアを決定してもよい。分析モジュール６５６は、１つ以上の画質パラメータに基づいて、各点における焦点スコアを計算してもよい。画質パラメータの実施例は、画像コントラスト、スポットサイズ、画像信号対雑音比、および画像内の画素間の平均二乗誤差を含む。一例として、焦点スコアを計算するとき、分析モジュール６５６は、画像内のコントラストの変動係数を計算してもよい。コントラストの変動係数は、画像または画像の選択部分内の画素の強度の間の変動量を表す。さらなる実施例として、焦点スコアを計算するとき、分析モジュール６５６は、画像から導出されたスポットのサイズを計算してもよい。スポットは、ガウス形スポットとして表されることができ、サイズは、半値全幅（ＦＷＨＭ）として測定されることができ、その場合、スポットサイズが小さいほど、一般的に、焦点の改善と相関される。
試験画像において焦点調節場所ＦＬを決定した後に、分析モジュール６５６は、次いで、焦点調節場所ＦＬが基準縁８８０から離間または分離されている距離ＸＤを測定あるいは決定してもよい。距離ＸＤは、したがって、試料平面８４６に対する試料領域６０８のｚ位置に相関し得る。例えば、分析モジュール６５６は、図５８に示される距離ＸＤ２が、試料平面８４６から距離Δｚに位置する試料領域６０８に対応すると決定してもよい。したがって、試料ホルダ６５０は、次いで、距離Δｚだけ移動させられて、試料平面８４６内で試料領域６０８を移動させてもよい。故に、試験画像内の焦点調節場所ＦＬは、試料平面８４６に対する試料領域６０８の位置を示し得る。本明細書において使用されるように、語句「物体（または、試料）平面に対する物体の位置（または、試料）を示す」とは、要因（例えば、焦点調節場所）を使用して、距離Δｚを決定するためのより好適なモデルまたはアルゴリズムを提供することを含む。
図５９は、光学撮像システムの焦点を制御するための方法８９０を図示するブロック図である。この方法８９０は、８９２において、光学信号を検出器表面上に誘導するように構成された回転可能ミラーを有する光学列を提供するステップを含む。検出器表面は、検出器表面８４４に類似してもよい。光学列は、物体に近接する試料平面８４６等の物体平面を有してもよい。光学列はまた、検出器表面に近接する画像平面８４８等の画像平面を有してもよい。回転可能ミラーは、撮像位置と焦点調節位置との間で回転可能であってもよい。
方法８９０はまた、８９４において、ミラーを焦点調節位置に回転させ、８９６において、ミラーが焦点調節位置にくると、物体の試験画像を取得するステップを含む。試験画像は、焦点調節場所において、最適焦点調節度を有し得る。焦点調節場所は、物体平面に対する物体の位置を示し得る。さらに、方法８９０はまた、８９８において、焦点調節場所に基づいて、物体を物体平面に向かって移動させるステップを含んでもよい。
前述の説明は、限定ではなく、例示を意図することを理解されたい。例えば、前述の実施形態（および／またはその側面）は、相互に組み合わせて使用されてもよい。加えて、多くの修正が、特定の状況または材料に適合するために、本発明の範囲から逸脱することなく、実施形態において行われてもよい。本明細書において説明される具体的構成要素およびプロセスは、種々の実施形態のパラメータを定義することを意図するが、それらは、決して限定ではなく、例示的実施形態である。多くの他の実施形態は、前述の説明を検討することによって当業者に明白となるであろう。本発明の範囲は、したがって、添付の請求項とともに、そのような請求項の権利が付与される均等物の全範囲を参照して、決定されるべきである。添付の請求項において、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「ここでは（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」は、個別の用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「そこでは（ｗｈｅｒｅｉｎ）」と同等の平易な英語として使用される。さらに、以下の請求項では、用語「第１の（ｆｉｒｓｔ）」、「第２の（ｓｅｃｏｎｄ）」、および「第３の（ｔｈｉｒｄ）」等は、単に、標識として使用され、その物体に数的要件を課すことを意図しない。さらに、以下の請求項の限定は、ｍｅａｎｓ−ｐｌｕｓ−ｆｕｎｃｔｉｏｎ（機能＋手段）形成で書かれておらず、そのような請求項の限定が、語句「〜する手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」の後に、さらなる構造を欠如した機能の記述を明示的に使用しない限り、米国特許法第１１２条の第６段落に基づいて解釈されることを意図しない。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
試料を分析するための流体デバイスであって、
該流体デバイスは、
入口および出口ポートと、その間に延在する流動チャネルとを含む流動セルであって、該流動セルは、関心試料を保持するように構成されている、流動セルと、
該流動セルを受容するように構成された受容空間を有する筐体であって、該受容空間は、該流動セルを該筐体に対して浮動させるように寸法設定および成形される、筐体と、
該筐体に連結されているガスケットであって、該ガスケットは、入口および出口通路を有し、圧縮性材料を備え、該ガスケットは、該流動セルの該入口および出口ポートが、それぞれ、該ガスケットの該入口および出口通路と略整列させられるように、該受容空間に対して配置される、ガスケットと
を備える、流体デバイス。
（項目２）
カバー部材をさらに備え、該カバー部材は、前記筐体に回転可能に連結され、前記ガスケットを含み、該ガスケットは、回転軸の周りに搭載位置と係脱位置との間を回転可能であり、前記入口および出口通路は、該ガスケットが該搭載位置にあるとき、該入口および出口ポートと略整列させられている、項目１に記載の流体デバイス。
（項目３）
前記流動セルは、複数の縁を有し、該複数の縁は、セル平面に沿って延在し、該流動セルの周縁を画定し、前記ガスケットは、前記入口および出口通路が略整列させられると、該縁のうちの１つに対して押圧するように構成され、該ガスケットは、該セル平面に沿った前記受容空間内における該流動セルの移動を制限する、項目１に記載の流体デバイス。
（項目４）
前記流動セルは、反対方向を向いている第１のセル面と第２のセル面とを有し、該第１および第２のセル面は、前記セル平面に沿って延在し、前記ガスケットはまた、該第１および第２のセル面のうちの一方に対して押圧し、それによって、該セル平面に垂直な方向の移動を制限する、項目３に記載の流体デバイス。
（項目５）
前記流動チャネルは、撮像部分および非撮像部分を備え、該撮像部分と非撮像部分とは、湾曲部分によって流動的に継合され、該撮像部分と非撮像部分とは、相互に平行に延在し、
前記入口ポートは、該流動チャネルの該撮像部分と流体連通しており、前記出口ポートは、該流動チャネルの該非撮像部分と流体連通している、項目１に記載の流体デバイス。
（項目６）
前記流動チャネルの前記撮像部分の幅は、該流動チャネルの前記非撮像部分の幅よりも大きい、項目５に記載の流体デバイス。
（項目７）
複数のＤＮＡクラスタが、前記流動チャネルの前記撮像部分の表面上にある、項目５に記載の流体デバイス。
（項目８）
前記流動チャネルの前記湾曲部分は、テーパ状部分、中間部分、および下流部分を備え、
該テーパ状部分は、前記撮像部分を該中間部分と接続し、
該テーパ状部分の幅は、該流動チャネルの該撮像部分から該中間部分までサイズが減少する、項目５に記載の流体デバイス。
（項目９）
前記流動チャネルの表面は、透明材料を備える、項目５に記載の流体デバイス。
（項目１０）
試料分析のための流体デバイスを配置する方法であって、
該方法は、
筐体を有する流体デバイスを提供することであって、該筐体は、受容空間および該受容空間内に位置する浮動可能流動セルを含み、該筐体は、該受容空間に直接隣接して位置する陥凹を有する、ことと、
該流体デバイスを整列部材を有する支持構造上に配置することであって、該整列部材は、対応する陥凹を通して挿入される、ことと、
該流動セルを該受容空間内において移動させることであって、該整列部材は、該流動セルが該受容空間内において移動させられると、該流動セルの縁に係合する、ことと
を備える、方法。
（項目１１）
前記流動セルを移動させることは、該流動セルを前記整列部材に対して押圧するようにロケータアームを作動させることを含む、項目１０に記載の方法。
（項目１２）
前記流動セルは、反対方向を向いている第１のセル面と第２のセル面とを有し、該第１および第２のセル面は、物体平面に沿って延在し、前記方法は、カバー部材を該第１および第２のセル面のうちの一方に対して押圧することをさらに備え、該押圧することにより、該物体平面と垂直な方向の移動を制限する、項目１０に記載の方法。
（項目１３）
相互に垂直であるＸ、Ｙ、およびＺ軸に対して流体デバイスを方向付けるように構成された流体デバイスホルダであって、
該デバイスホルダは、
流体デバイスを受容するように構成された支持構造であって、該支持構造は、基部表面を含み、該基部表面は、該Ｚ軸に沿った方向を向き、該流体デバイスがその上に配置されるように構成されている、支持構造と、
ＸＹ平面に沿ったそれぞれの方向を向いている複数の基準表面と、
アクチュエータと、該アクチュエータに動作可能に連結された可動ロケータアームとを備える整列アセンブリであって、該ロケータアームは、係合端部を有し、該アクチュエータは、該ロケータアームを後退位置と偏向位置との間で移動させて、該係合端部を該基準表面から離れるように、およびそれらに向かって移動させ、該ロケータアームは、該ロケータアームが該偏向位置にあるとき、該流体デバイスを該基準表面に対して保持するように構成されている、整列アセンブリと、
を備える、流体デバイスホルダ。
（項目１４）
前記係合端部は、前記ロケータアームが前記後退位置と偏向位置との間で移動させられるとき、前記ＸＹ平面内を移動する、項目１３に記載の流体デバイスホルダ。
（項目１５）
前記基準表面は、第１および第２の基準表面を含み、該第１の基準表面は、前記Ｘ軸に沿った方向の前記流体デバイスの移動を停止させ、該第２の基準表面は、前記Ｙ軸に沿った方向の該流体デバイスの移動を停止させ、前記係合端部は、該Ｘ軸およびＹ軸に沿った方向に移動する、項目１３に記載の流体デバイスホルダ。
（項目１６）
前記アクチュエータに動作可能に連結された取外し可能カバーアセンブリをさらに備え、該アクチュエータは、該カバーアセンブリが前記流体デバイスを覆って搭載されるにつれて、前記ロケータアームを前記偏向位置まで移動させ、該アクチュエータは、該カバーアセンブリが該流体デバイスから取り外されるにつれて、該ロケータアームを前記後退位置まで移動させる、項目１３に記載の流体デバイスホルダ。
（項目１７）
前記カバーアセンブリは、前記流体デバイスを前記基部表面に対して係合および保持するように構成される、項目１６に記載の流体デバイスホルダ。
（項目１８）
前記ロケータアームは、前記カバーアセンブリが前記流体デバイスを前記基部表面に対して保持する前に、該デバイスを前記ＸＹ平面に沿った固定の位置に該基準表面に対して保持するように構成される、項目１７に記載の流体デバイスホルダ。
（項目１９）
流体ポートを有する流動システムを含む取外し可能カバーアセンブリをさらに備え、該流体ポートは、該カバーアセンブリが前記流体デバイスを覆って搭載されると、該流体デバイスの対応する入口および出口ポートに係合するように構成される、項目１３に記載の流体デバイスホルダ。
（項目２０）
前記流動システムは、取外し可能流体貯蔵デバイスをさらに備え、該流体貯蔵デバイスは、トレイと、該トレイの中の複数の構成要素ウェルとを備え、該複数の個々のウェルは、該ウェルの上部に開口部を有する、項目１９に記載の流体デバイスホルダ。
（項目２１）
前記取外し可能流体貯蔵デバイスは、流体貯蔵システムの中にあり、該流体貯蔵システムは、
（ａ）空洞を有する封入体と、
（ｂ）該空洞内の温度を調整するように構成された温度制御アセンブリと、
（ｃ）該取外し可能流体貯蔵デバイスのための把持器、エレベータ機構、およびシッパーチューブのアレイを備える流体除去アセンブリと
を備え、該エレベータ機構は、駆動モータを備え、該駆動モータは、該シッパーチューブのアレイを該把持器に対して二方向に移動させるように構成されている、項目２０に記載の流体デバイスホルダ。
（項目２２）
前記複数の構成要素ウェルは、ポリメラーゼを含有するウェルと、プライマ核酸を含有するウェルと、核酸変性剤を含有するウェルと、可逆ターミネータ半分部分および蛍光標識を有するヌクレオチドを含有するウェルと、シークエンシングされる核酸試料を備えるウェルとを備える、項目２１に記載の核酸シークエンシングシステム。
（項目２３）
前記個々の構成要素ウェルの上部にある前記開口部は、前記トレイの上側表面から離れるようにある距離だけ突出するリムを備える、項目２１に記載の核酸シークエンシングシステム。
（項目２４）
前記流体貯蔵デバイスは、前記個々のウェルの上部にある前記開口部を被覆する保護箔をさらに備え、前記シッパーチューブは、該保護箔を穿刺するように構成されている、項目２１に記載の核酸シークエンシングシステム。
（項目２５）
前記流体デバイスを前記基部表面に対して係合および保持するように構成された取外し可能カバーアセンブリをさらに備え、該カバーアセンブリは、視認空間の周囲に実質的にＵ形状に成形されているカバー筐体を含み、該視認空間は、前記ロケータアームが該流体デバイスを該基準表面に対して保持するとき、該流体デバイスを覆って位置する、項目１３に記載の流体デバイスホルダ。
（項目２６）
同定リーダを含む取外し可能カバーアセンブリをさらに備え、該同定リーダは、該カバーアセンブリが前記流体デバイスを覆って搭載されるとき、同定送信機に近接して配置されるように構成される、項目１３に記載の流体デバイスホルダ。
（項目２７）
前記支持構造は、前記基部表面を有する熱モジュールを備え、該熱モジュールは、該基部表面を介して熱エネルギーを伝達するように構成される、項目１３に記載の流体デバイスホルダ。
（項目２８）
前記熱モジュールは、前記基準表面を有する整列部材を含み、該整列部材は、前記基部表面に対する固定の位置を有する、項目２７に記載の流体デバイスホルダ。
（項目２９）
前記ロケータアームは、前記流体デバイスの筐体に直接係合し、前記基準表面は、該筐体によって浮動可能に保持される流動セルに直接係合する、項目１３に記載の流体デバイスホルダ。
（項目３０）
カバーアセンブリをさらに備え、該カバーアセンブリは、前記支持構造に連結され、前記流体デバイスを覆って取外し可能に搭載されるように構成され、該カバーアセンブリは、筐体脚部と、該筐体脚部を継合するブリッジ部分とを有するカバー筐体を含み、該筐体脚部は、共通の方向に延在し、その間に位置する視認空間を有し、該視認空間は、該基部表面の上方に配置されている、項目２６に記載の流体デバイスホルダ。
（項目３１）
前記筐体脚部は、前記ブリッジ部分が前記支持構造までおよびそこから移動可能であるように、該支持構造に回転可能に連結されている、項目３０に記載の流体デバイスホルダ。
（項目３２）
前記カバー筐体は、上部表面を有し、前記視認空間は、該上部表面から前記流体デバイスまでに及ぶ深さを有し、該視認空間は、該上部表面の下方の該深さの中へ延在する撮像レンズを受容するように寸法設定および成形される、項目３０に記載の流体デバイスホルダ。
（項目３３）
前記カバーアセンブリは、前記カバー筐体から装填領域に向かって延在する複数の圧縮アームを含み、該圧縮アームは、前記流体デバイスを前記基部表面に向かって押圧するように構成され、相互に対して独立して偏向させられる、項目３０に記載の流体デバイスホルダ。
（項目３４）
前記カバーアセンブリは、前記カバー筐体に連結された流体ポートを有する流動システムを含み、該流体ポートは、該カバーアセンブリが前記流体デバイスを覆って搭載されると、該流体デバイスの対応する入口および出口ポートに係合するように構成される、項目３０に記載の流体デバイスホルダ。
（項目３５）
相互に垂直であるＸ、Ｙ、およびＺ軸に対して試料領域を方向付けるための方法であって、
該方法は、
係合端部を有する可動ロケータアームを備える整列アセンブリを提供することであって、該ロケータアームは、後退位置と偏向位置との間を移動可能である、ことと、
該Ｚ軸に沿った方向を向いている基部表面上に、およびＸＹ平面に沿ったそれぞれの方向を向いている複数の基準表面の間に、流体デバイスを配置することであって、該デバイスは、試料領域を有する、ことと、
該ロケータアームを該偏向位置まで移動させることであって、該ロケータアームは、該デバイスが固定の位置に保持されるように、該デバイスを該基準表面に対して押圧する、ことと
を備える、方法。
（項目３６）
前記ロケータアームを移動させることは、該ロケータアームが前記後退位置と偏向位置との間で移動させられると、前記ＸＹ平面内において前記係合端部を移動させることを含む、項目３５に記載の方法。
（項目３７）
前記ロケータアームは、カバーアセンブリに動作可能に連結され、前記方法は、該ロケータアームが前記偏向位置に移動させられるにつれて、該カバーアセンブリを前記デバイスを覆って搭載することをさらに備え、該ロケータアームは、該カバーアセンブリが該デバイスから取り外されるとき、前記後退位置まで移動するように構成される、項目３５に記載の方法。
（項目３８）
前記カバーアセンブリを搭載することは、前記ロケータアームが前記偏向位置まで移動させられた後に、該カバーアセンブリを前記デバイスを覆って搭載することを含む、項目３７に記載の方法。
（項目３９）
前記ロケータアームを前記偏向位置まで移動させることは、前記流体デバイスの筐体を該ロケータアームと直接係合することを含み、前記基準表面は、前記筐体によって浮動可能に直接保持される浮動セルに係合する、項目３５に記載の方法。
（項目４０）
光学アセンブリであって、
該光学アセンブリは、
支持面と、該支持面に沿った構成要素受容空間とを有する基部プレートであって、該構成要素受容空間は、基準表面によって少なくとも部分的に画定される、基部プレートと、
光学表面を有する光学構成要素であって、該光学表面は、光を反射するか、またはそれを通して光を透過するように構成される、光学構成要素と、
構成要素保定具と、該保定具に動作可能に連結される偏向要素とを含む搭載デバイスであって、該保定具は、該光学表面の空間部分が該基準表面に向いており、該光学表面の経路部分が該支持面を越えて光学経路の中へ延在するように、該光学構成要素を保持し、該偏向要素は、該光学表面を該基準表面に対して保持する整列力を提供する、搭載デバイスと
を備える、光学アセンブリ。
（項目４１）
前記偏向要素は、弾性部材を備え、該弾性部材は、圧縮されるとき、機械的エネルギーを貯蔵するように構成される、項目４０に記載の光学アセンブリ。
（項目４２）
前記弾性部材は、コイルバネを備える、項目４１に記載の光学アセンブリ。
（項目４３）
前記光学構成要素は、前記光学表面を囲む周縁を有し、前記保定具は、該光学構成要素を保定するように、該周縁の一部の周囲に延在する、項目４０に記載の光学アセンブリ。
（項目４４）
前記保定具は、前記基準表面に向かって突出する整列特徴を含み、該整列特徴は、前記偏向要素が前記整列力を提供するとき、前記基部プレートの相補的な陥凹に係合する、項目４０に記載の光学アセンブリ。
（項目４５）
前記光学構成要素は、光学フィルタまたはミラーを備える、項目４０に記載の光学アセンブリ。
（項目４６）
前記構成要素受容空間は、第１の構成要素受容空間であり、前記光学アセンブリは、第２の構成要素受容空間を備え、前記搭載デバイスおよび前記光学構成要素は、該第１の構成要素受容空間の中に位置する第１の光学デバイスを構成し、該光学アセンブリは、該第２の構成要素受容空間の中に位置する第２の光学デバイスをさらに備える、項目４０に記載の光学アセンブリ。
（項目４７）
前記第１の光学デバイスは、励起光モジュールを含み、
該励起光モジュールは、
モジュールフレームと、
該モジュールフレームに固着され、相互に対する固定の位置を有する第１および第２の半導体光源（ＳＬＳ）であって、該第１および第２のＳＬＳは、異なる励起光学信号を提供するように構成される、第１および第２のＳＬＳと、
該モジュールフレームに固着され、該第１および第２のＳＬＳに対する固定の位置および所定の方向付けを有する光学構成要素であって、該光学構成要素は、該第１のＳＬＳからの該光学信号をそれを通して透過させ、該第２のＳＬＳからの該光学信号を反射し、該反射および透過された光学信号は、該モジュールフレームから外へ共通の経路に沿って誘導される、光学構成要素と
を備える、項目４６に記載の光学アセンブリ。
（項目４８）
前記第２の光学デバイスは、光学フィルタまたはミラーを備える、項目４７に記載の光学アセンブリ。
（項目４９）
前記モジュールフレームの中にモジュール窓をさらに備え、該モジュール窓は、前記光学構成要素によって反射された光学信号を前記第２の光学デバイスまで透過するように方向付けられ、さらに、該光学構成要素によって透過された光学信号を該第２の光学デバイスまで透過するように方向付けられる、項目４８に記載の光学アセンブリ。
（項目５０）
前記モジュールフレームは、通路交差点において相互に交差する第１および第２の光通路を含み、前記第１および第２のＳＬＳは、それぞれ、該第１および第２の光通路内に配置され、前記光学構成要素は、該通路交差点に配置される、項目４９に記載の光学アセンブリ。
（項目５１）
前記ＳＬＳからの前記光学経路は、前記励起フィルタに到達するまで、相互に垂直である、項目５０に記載の光学アセンブリ。
（項目５２）
前記保定具および前記偏向要素は、前記構成要素受容空間の中に位置する、項目４０に記載の光学アセンブリ。
（項目５３）
光学列を組み立てる方法であって、
該方法は、
支持面と、該支持面に沿った構成要素受容空間とを有する基部プレートを提供することであって、該構成要素受容空間は、基準表面によって少なくとも部分的に画定される、ことと、
光学構成要素を該構成要素受容空間の中へ挿入することであって、該光学構成要素は、光学表面を有し、該光学表面は、光を反射するか、またはそれを通して光を透過するように構成され、該光学表面は、該基準表面に向いている空間部分、および該支持面を越えて光学経路の中へ延在する経路部分を有する、ことと、
該光学表面を該基準表面に対して保持する整列力を提供することと
を備える、方法。
（項目５４）
前記整列力は、弾性部材によって提供され、該弾性部材は、圧縮されるとき、機械的エネルギーを貯蔵するように構成される、項目５３に記載の方法。
（項目５５）
前記光学構成要素を別の光学構成要素と交換することをさらに備え、該別の光学構成要素は、前記基準表面に対して保持されるように構成された対応する基準表面を有する、項目５３に記載の方法。
（項目５６）
前記整列力は、弾性部材によって提供され、該弾性部材は、前記光学構成要素を前記基準表面に対して押すか、または該光学構成要素を該基準表面に対して引っ張る、項目５３に記載の方法。
（項目５７）
光学撮像システムであって、
該システムは、
物体を保持および移動させるための物体ホルダと、
該物体からの光学信号を検出器表面において検出するための検出器と、
該光学信号を該検出器表面上に誘導するように構成された光学列であって、該光学列は、該物体ホルダに近接する物体表面と、該検出器表面に近接する画像表面とを有し、該光学列は、撮像位置と焦点調節位置との間を回転可能であるミラーを含む、光学列と、
該ミラーが該焦点調節位置にあるときに該検出器表面において検出された試験画像を分析するように構成された画像分析モジュールであって、該試験画像は、該試験画像の中の焦点調節場所に最適焦点調節度を有し、該試験画像の中の該焦点調節場所は、該物体平面に対する該物体の位置を示しており、該物体ホルダは、該物体を該焦点調節場所に基づいて該物体平面に向かって移動させるように構成される、画像分析モジュールと
を備える、光学撮像システム。
（項目５８）
光学撮像システムであって、
該システムは、
物体を保持および移動させるための物体ホルダと、
該物体からの光学信号を検出器表面において検出するための検出器と、
該光学信号を該検出器表面上へ誘導するように構成された複数の光学構成要素を有する光学列であって、該光学列は、該物体ホルダに近接する物体平面と、該検出器表面に近接する画像平面とを有し、該検出器または該光学構成要素のうちの１つは、撮像位置と焦点調節位置との間を移動可能である可動光学デバイスを構成する、光学列と、
該可動光学デバイスに動作可能に連結されたアクチュエータであって、該アクチュエータは、該可動光学デバイスを該撮像位置と焦点調節位置との間で移動させるように構成される、アクチュエータと、
該可動光学デバイスが該焦点調節位置にあるとき、該検出器表面において検出された試験画像を分析するように構成された画像分析モジュールであって、該試験画像は、該試験画像内の焦点調節場所に最適焦点調節度を有し、該試験画像の中の該焦点調節場所は、該物体平面に対する該物体の位置を示しており、該物体ホルダは、該焦点調節場所に基づいて該物体を該物体平面に向かって移動させるように構成される、画像分析モジュールと
を備える、光学撮像システム。
例えば、支持構造上またはその内部に存在するとき、種々の実施形態に従って検出されることができる例示的な標識は、発色団、発光団、蛍光体、光学的にコードされたナノ粒子、回折格子によってコードされた粒子、Ｒｕ（ｂｐｙ）３２＋のような電気化学発光標識、または光学特性に基づいて検出されることができる部分が挙げられるが、それらに限定されない。有用であり得る蛍光体は、例えば、ユーロビウムおよびテルビウムのそれを含めた蛍光ランタノイド錯体、フルオレセイン、ローダミン、テトラメチルローダミン、エオシン、エリスロシン（登録商標）、クマリン、メチル−クマリン、ピレン、マラカイトグリーン、Ｃｙ３、Ｃｙ５、スチルレン、ルシフェールイエロー、カスケードブルーＴＭ、テキサスレッド、アレクサ色素、フィコエリスリン、ボジピ、およびＨａｕｇｌａｎｄ，Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ，（Ｅｕｇｅｎｅ，ＯＲ） ６ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｔｈｅ Ｓｙｎｔｈｅｇｅｎ ｃａｔａｌｏｇ（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ．）， Ｌａｋｏｗｉｃｚ，Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，２ｎｄ Ｅｄ．，Ｐｌｅｎｕｍ Ｐｒｅｓｓ Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９９９）、または国際公開第９８／５９０６６号（これらの各々は、参照することによって、本明細書に組み込まれる）に説明されるような当技術分野において公知のその他を含む。いくつかの実施形態では、１対の標識は、第１の励起波長によって励起可能であってもよく、別の対の標識は、第２の励起波長によって励起可能であってもよい。

Claims (40)

  1. 相互に垂直であるＸ、Ｙ、およびＺ軸に対して流体デバイスを方向付けるように構成されていることを特徴とする流体デバイスホルダであって、
    該流体デバイスホルダは、
    流体デバイスを受容するように構成された支持構造であって、該支持構造は、基部表面を含み、該基部表面は、該Ｚ軸に沿った方向を向き、該デバイスがその上に配置されるように構成されている、支持構造と、
    ＸＹ平面に沿ったそれぞれの方向を向いている複数の基準表面と、
    アクチュエータと、該アクチュエータに動作可能に連結された可動ロケータアームとを備える整列アセンブリであって、該ロケータアームは、係合端部を有し、該アクチュエータは、該ロケータアームを後退位置と偏向位置との間で移動させて、該係合端部を該基準表面から離れるように、およびそれらに向かって移動させ、該ロケータアームは、該ロケータアームが該偏向位置にあるとき、該流体デバイスを該基準表面に対して保持するように構成されている、整列アセンブリと
    を備える、流体デバイスホルダ。
  2. 前記カバーアセンブリは、筐体脚部と、該筐体脚部を継合するブリッジ部分とを有するカバー筐体を含み、該筐体脚部は、共通の方向に延在し、その間に位置する視認空間を有する、請求項１に記載の流体デバイスホルダ。
  3. 前記筐体脚部は、前記ブリッジ部分が前記支持構造まで、およびそこから移動可能であるように、該支持構造に回転可能に連結されている、請求項２に記載の流体デバイスホルダ。
  4. 前記カバー筐体は、上部表面を有し、前記視認空間は、該上部表面から前記デバイスまでに及ぶ深さを有し、該視認空間は、該上部表面の下方の該深さの中へ延在する撮像レンズを受容するように寸法設定および成形されている、請求項２または３に記載の流体デバイスホルダ。
  5. 前記カバーアセンブリは、前記カバー筐体から前記支持構造の装填領域に向かって延在する複数の圧縮アームを含み、該圧縮アームは、前記流体デバイスを前記基部表面に向かって押圧するように構成され、相互に対して独立して偏向させられる、請求項４に記載の流体デバイスホルダ。
  6. 前記カバーアセンブリは、前記カバー筐体に連結された流体ポートを有する流動システムを含み、該流体ポートは、該カバーアセンブリが前記流体デバイスを覆って搭載されると、該流体デバイスの対応する入口および出口ポートに係合するように構成されている、請求項５に記載の流体デバイスホルダ。
  7. 前記カバー筐体は、実質的にＵ形状である、請求項１、２、５、または６に記載の流体デバイスホルダ。
  8. 前記カバーアセンブリは、同定リーダを含み、該同定リーダは、該カバーアセンブリが前記流体デバイスを覆って搭載されるとき、同定送信機に近接して配置されるように構成される、請求項１、２、５または６に記載の流体デバイスホルダ。
  9. 前記カバーアセンブリは、前記アクチュエータに動作可能に連結され、該アクチュエータは、該カバーアセンブリが前記流体デバイスを覆って搭載されるにつれて、前記ロケータアームを前記偏向位置まで移動させ、該アクチュエータは、該カバーアセンブリが該流体デバイスから取り外されるにつれて、該ロケータアームを前記後退位置まで移動させる、請求項１または２に記載の流体デバイスホルダ。
  10. 前記カバーアセンブリは、前記流体デバイスを前記基部表面に対して係合および保持するように構成されている、請求項９に記載の流体デバイスホルダ。
  11. 前記ロケータアームは、前記カバーアセンブリが前記流体デバイスを前記基部表面に対して保持する前に、該流体デバイスを前記ＸＹ平面に沿った固定の位置に該基準表面に対して保持するように構成される、請求項１０に記載の流体デバイスホルダ。
  12. 前記カバーアセンブリは、前記流体デバイスを前記基部表面に対して係合および保持するように構成され、前記カバー筐体は、視認空間の周囲に実質的にＵ形状に成形され、該視認空間は、前記ロケータアームが該流体デバイスを該基準表面に対して保持するとき、該流体デバイスを覆って位置する、請求項１、２、５または６に記載の流体デバイスホルダ。
  13. 前記係合端部は、前記ロケータアームが前記後退位置と偏向位置との間で移動させられるとき、前記ＸＹ平面内を移動するように構成される、請求項１、２、５、または６に記載の流体デバイスホルダ。
  14. 前記基準表面は、第１および第２の基準表面を含み、前記ロケータアームが前記偏向位置にあるとき、該第１の基準表面は、前記Ｘ軸に沿った方向の前記流体デバイスの移動を停止させるように配置され、該第２の基準表面は、前記Ｙ軸に沿った方向の該流体デバイスの移動を停止させるように配置される、請求項１３に記載の流体デバイスホルダ。
  15. 前記支持構造は、前記基部表面を有する熱モジュールを備え、該熱モジュールは、該基部表面を介して熱エネルギーを伝達するように構成される、請求項１、２、５、または６に記載の流体デバイスホルダ。
  16. 前記熱モジュールは、前記基準表面を有する整列部材を備え、該整列部材は、前記基部表面に対する固定の位置を有する、請求項１５に記載の流体デバイスホルダ。
  17. 前記流体デバイスをさらに備え、前記ロケータアームは、該流体デバイスの筐体に直接係合し、前記基準表面は、該筐体によって浮動可能に保持される流動セルに直接係合する、請求項１に記載の流体デバイスホルダ。
  18. 前記流体デバイスをさらに備え、
    該流体デバイスは、
    入口および出口ポートと、その間に延在する流動チャネルとを含む流動セルであって、該流動セルは、関心試料を保持するように構成されている、流動セルと、
    該流動セルを受容するように構成された受容空間を有する流動セル筐体であって、該受容空間は、前記ロケータアームが前記後退位置にあるとき、該流動セルを該流動セル筐体に対して浮動させるように寸法設定および成形されている、流動セル筐体と、
    該流動セル筐体に連結されているガスケットであって、該ガスケットは、入口および出口通路を有し、圧縮性材料を備え、該ガスケットは、該ロケータアームが前記偏向位置にあるとき、該流動セルの該入口および出口ポートが、それぞれ、該ガスケットの該入口および出口通路と整列させられるように、該受容空間に対して配置される、ガスケットと
    を備える、請求項１に記載の流体デバイスホルダ。
  19. 前記流体デバイスは、３０ｍｍ以下の長さと、１５ｍｍ以下の幅と、１．５ｍｍ以下の高さとを有する、請求項１７または１８に記載の流体デバイスホルダ。
  20. 前記流体デバイスは、前記ガスケットおよびカバー材料を含むカバー部材をさらに備え、該カバー材料と該ガスケットとは共成形され、該ガスケットの圧縮性材料は、該カバー材料よりも圧縮性が大きい、請求項１８に記載の流体デバイスホルダ。
  21. 前記流体デバイスは、カバー部材をさらに備え、該カバー部材は、前記ガスケットを含む前記流動セル筐体に回転可能に連結され、該ガスケットは、回転軸の周りに搭載位置と係脱位置との間で回転可能であり、前記入口および出口通路は、該ガスケットが該搭載位置にあるとき、前記入口および出口ポートと整列させられ、前記ロケータアームが前記偏向位置にあるときに、該搭載位置が生じる、請求項１８に記載の流体デバイスホルダ。
  22. 前記流動セルは、複数の縁を有し、該複数の縁は、セル平面に沿って延在し、該流動セルの周縁を画定し、前記ガスケットは、前記ロケータアームが前記偏向位置にあるとき、該縁のうちの１つに対して押圧するように構成され、該ガスケットは、該セル平面に沿った前記受容空間内における該流動セルの移動を制限する、請求項１８に記載の流体デバイスホルダ。
  23. 前記流動セルは、反対方向を向いている第１のセル面と第２のセル面とを有し、該第１および第２のセル面は、前記セル平面に沿って延在し、前記ガスケットはまた、該第１および第２のセル面のうちの一方に対して押圧し、それによって、前記ロケータアームが前記偏向位置にあるとき、該セル平面に垂直な方向の移動を制限する、請求項２２に記載の流体デバイスホルダ。
  24. 前記流動セルは、反対方向を向いている第１のセル面と第２のセル面とを有し、該第１および第２のセル面は、実質的に平面である、請求項１８に記載の流体デバイスホルダ。
  25. 前記流動セル筐体は、陥凹を含み、該陥凹は、前記受容空間に直接隣接して位置し、前記基準表面を受容するように寸法設定および成形され、前記流動セルの縁は、前記ロケータアームが前記偏向位置にあるとき、該基準表面が該流動セルの該縁を直接係合するように、それぞれの陥凹内で延在する、請求項２４に記載の流体デバイスホルダ。
  26. 前記流動チャネルは、撮像部分および非撮像部分を備え、該撮像部分と非撮像部分とは、湾曲部分によって流動的に継合され、該撮像部分と非撮像部分とは、相互に平行に延在し、
    前記入口ポートは、該流動チャネルの該撮像部分と流体連通しており、
    前記出口ポートは、該流動チャネルの該非撮像部分と流体連通している、請求項１７または１８に記載の流体デバイスホルダ。
  27. 前記入口ポートと前記出口ポートとは、前記流動セルの１つの端部において互いに近接して位置している、請求項２６に記載の流体デバイスホルダ。
  28. 前記流動チャネルの前記撮像部分の幅は、該流動チャネルの前記非撮像部分の幅よりも大きい、請求項２６に記載の流体デバイスホルダ。
  29. 前記流動チャネルの前記撮像部分と非撮像部分とは、実質的に等しい高さを有する、請求項２８に記載の流体デバイスホルダ。
  30. 前記流動セルは、一緒に固着された第１の層と第２の層とを有する基板を含み、該第１の層と第２の層とは、その間に前記流動チャネルを画定する、請求項２６に記載の流体デバイスホルダ。
  31. 前記流動セルは、基板を有し、
    該基板は、
    搭載表面および外側表面を有する第１の層であって、該搭載表面と外側表面とは、反対方向を向き、その間にある厚さを画定する、第１の層と、
    チャネル表面および外側表面を有する第２の層であって、該チャネル表面と外側表面とは、反対方向を向き、その間にある厚さを画定し、該第２の層は、該チャネル表面に沿って延在する溝付き部分を有し、該第２の層の該チャネル表面は、該搭載表面に固着されている、第２の層と
    を備え、該流動チャネルは、該チャネル表面の該溝付き部分、および該搭載表面の平面区画によって画定される、請求項２６に記載の流体デバイスホルダ。
  32. 前記第２の層の厚さは、前記撮像部分に沿って実質的に一様であり、それを通して光学信号を透過するように構成され、前記第１の層の厚さは、該撮像部分に沿って実質的に一様であり、それを通して熱エネルギーを一様に伝達させるように構成される、請求項３１に記載の流体デバイスホルダ。
  33. 前記基板の長さは、１００ｍｍ以下であり、該基板の幅は、３５ｍｍ以下である、請求項３１に記載の流体デバイスホルダ。
  34. 前記流動チャネルの前記湾曲部分は、不連続な輪郭を備え、該不連続な輪郭は、該流動チャネルの前記撮像部分を該流動チャネルの前記非撮像部分と流動的に継合する、請求項２６に記載の流体デバイスホルダ。
  35. 前記流動チャネルの前記湾曲部分は、テーパ状部分、および中間部分を備え、
    該テーパ状部分は、前記撮像部分を該中間部分と接続し、
    該テーパ状部分の幅は、該流動チャネルの該撮像部分から該中間部分までサイズが減少する、請求項３４に記載の流体デバイスホルダ。
  36. 前記流動チャネルの前記撮像部分の表面は、その上に複数のＤＮＡクラスタを保持するよう構成されている、請求項２６に記載の流体デバイスホルダ。
  37. 複数のＤＮＡクラスタが、前記流動チャネルの前記撮像部分の表面にある、請求項３６に記載の流体デバイスホルダ。
  38. 前記流動チャネルの表面は、透明材料を備える、請求項１７また１８に記載の流体デバイスホルダ。
  39. 同定送信機が、前記筐体の空洞の中に配置される、請求項１７また１８に記載の流体デバイスホルダ。
  40. 前記同定送信機は、ＲＦＩＤタグを備える、請求項３９に記載の流体デバイスホルダ。
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