JP5086250B2 - 自動医療診断用のカートリッジ、システム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、特定のＤＮＡ配列又はＲＮＡ配列の存在、不存在又は量を検出するためのカートリッジに関する。本発明はまた、特定のＤＮＡ配列又はＲＮＡ配列の存在、不存在又は量を検出するために、必要に応じてカートリッジを組み込んだシステムの使用に関する。

ＤＮＡの発見以来、標本内の特定のＤＮＡ配列又はＲＮＡ配列の存在、不存在又は量の検出に関する技術は多大な時を経てきた。特に、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）は特定のＤＮＡ配列又はＲＮＡ配列の存否の検出用のあらゆる種類の分析の開発に多大に貢献してきた。現在、生命体からＤＮＡ含有標本を採取し、その標本内の或る特定のＤＮＡ配列（標的配列）の存在、不存在又は量を決定することが可能である。標的配列の多重検出という複数の標的配列の同時分析を行う技術が利用可能であり、それによりスループットが高められる。

現在、この種の分析は、例えば糖尿病の血糖値の測定など、日常的には行われていない。一般に、設備の整った検査室が必要であり、二次汚染を回避し、得られる結果が信頼できるものであること、すなわち、検査の偽陽性又は偽陰性の測定値を最小に抑えることを確保するためには、注意深い手順が用いられなければならない。しかしながら、十分に訓練を受けた者や監督者の手作業が依然として多く必要とされており、今日のＤＮＡ又はＲＮＡ分析方法のこれらの欠点を解決することが技術的に望まれる。特に、ＲＮＡ分析は非常に難しいことが知られている。何故なら、空気中や熟練分析者の手に微量のＲＮＡが存在しているために簡単に汚染が発生するからである。さらに、今日の分析方法は面倒であるばかりでなく、時間のかかるものでもある。一般に、従来のＤＮＡ又はＲＮＡ分析において効率的であるとされる手順は、とりわけ、標本の採取、標本からのＤＮＡ又はＲＮＡの分離、標本内の標的配列の存在、不存在又は量の分析のための試験、得られた結果の処理、及び対応する結果の表示、のための様々なシステム間でのあらゆる取り扱いのために、約６時間かかっている。

例えば特許文献１により、カートリッジに基づくＤＮＡ検出システムは既に開示されている。このシステムは、１つ以上の反応チャンバーを有する第１のアセンブリと、多数の流体チャンバーを有する第２のアセンブリとを含んでいる。各流体チャンバーにはＤＮＡの検出に際して使用される流体が入れられている。これらの流体は、洗浄液、溶解液、及び増幅緩衝液と適当なプライマーとを含有する増幅溶液を含んでいる。反応チャンバーは、例えば洗浄、溶解及び増幅などの相異なる検出工程を実行するために使用される。

その他のカートリッジに基づくシステムも、例えば特許文献２、３及び４により知られており、ＤＮＡの検出のために使用されている。

既知のカートリッジに基づくシステムの欠点は、これらのシステムのカートリッジは単体として設計されていることである。既知のカートリッジは、例えば特定の細菌がシステムを用いて検出されたり、あるいは相異なる種類の標本がカートリッジに導入されたりといった、カートリッジが使用されることが意図されるアプリケーションに向けて柔軟性をもたらすものではない。
米国特許第５８８２９０３号明細書 米国特許第５５８５０６９号明細書 米国特許第６１６８９４８号明細書 国際公開第９７／２７３２４号パンフレット

本発明は、より柔軟に使用され得る、標本内の標的ヌクレオチド配列の存在、不存在及び／又は量の検出用のカートリッジを提供することを目的とする。

上記課題は請求項１に記載のカートリッジによって達成される。

多様なアプリケーションで使用可能な標準部分と、特定のアプリケーションに使用されるように特別に構成された１つ以上のアプリケーション特有部分とを設けることにより、カートリッジはそれが使用されることが意図される特定アプリケーションに基づいて組み立てられることが可能になる。

標準部分は、一般的に、例えばポンプ及びバルブ等の流体操作手段と、カートリッジの用途に無関係に使用される多数の処理チャンバーと、例えば溶解緩衝液や洗浄緩衝液などの様々な流体用の流体格納庫及び廃棄物室とを有している。以下にて、カートリッジのこれらの要素を更に詳細に説明する。

一実施形態において、１つ以上のアプリケーション特有部分の１つは、１つ以上の熱サイクルチャンバーを有し且つ多数のプライマーを有するＰＣＲボディである。カートリッジが異なる細菌／耐性（resistance）のパネルに使用されることが可能になる。多数のプライマーを有する様々なＰＣＲボディを設けることにより、カートリッジが使用される用途に基づいてアプリケーション特定ＰＣＲボディが選択され得る。例えば、プライマーを有するＰＣＲボディは、検出されるべき細菌／耐性のパネルに基づいて選択されてもよく、この選択は特定の分析、又は例えば欧州、アジア若しくはアフリカ等の特定の地域に特有のものであってもよい。また、熱サイクルチャンバーの大きさ又は数が、検出されるべき細菌／耐性に基づいて選択されることも可能である。好適な一実施形態において、熱サイクルチャンバーは熱サイクル工程でのみ使用される。この実施形態においては、処理チャンバー、特にプライマーは、カートリッジ内で実行されるその他の如何なる工程からも影響を受けない。

一実施形態において、２つ以上の熱サイクルチャンバーが設けられる。効率的な並行処理を可能にする量の処理流体が各々の熱サイクルチャンバーに導入される。

一実施形態において、１つ以上の熱サイクルチャンバーの各々内にプライマーが配置される。１つ以上の熱サイクルチャンバー内にプライマーを配置することにより、プライマーは熱サイクル工程が実行可能になる前に移送される必要はない。斯くして、プライマーは一層効率的に使用される。さらに、これにより一層単純なＰＣＲボディ設計が可能になる。

一実施形態において、プライマーはＰＣＲボディに染み付けられる。この染み付け（スポッティング）は、例えばインクジェット印刷などの既知の如何なる技術を用いて行われてもよい。染み付けられたプライマーは、好ましくは、１つ以上の熱サイクルチャンバー内に供給されるが、例えば１つ以上の熱サイクルチャンバーにつながった標本の導入チャネル等の、その他の好適位置に供給されてもよい。

一実施形態において、１つ以上のアプリケーション特有部分の１つは検出装置である。ＤＮＡ／ＲＮＡ増幅後の標本内の単位複製配列（amplicon）を検出することには、多数ある様々な検出方法が使用可能である。このような検出方法には、光学的、電気化学的、磁気的な毛管検出法又はゲル電気泳動検出法が含まれ得る。特定の標本に使用される検出法に応じて、検出装置あるいは少なくともその一部が選択され、カートリッジの標準部分に接続され得る。

一実施形態において、検出装置は特定の細菌／耐性の検出に使用されるＰＣＲボディに基づいて選択される。検出法は、一般的に、検出されるべき具体的な細菌／耐性、及び検出法で使用されるプライマーに関係する。結果として、プライマーを有するＰＣＲボディと検出装置とが対として選択され得る。すなわち、ＰＣＲボディの選択に伴って検出装置の選択も為される。

例えば基板及び／又は基板ホルダー等の検出装置の特定部分のみが、特定のＤＮＡ／ＲＮＡの検出に特有のものであってもよい。故に、アプリケーション特有の検出装置は、特定のＤＮＡ／ＲＮＡの検出を可能にするカートリッジ内で使用される実際の検出システムの一部のみであってもよい。

本発明の一実施形態において、１つ以上のアプリケーション特有部分の１つは標本導入装置である。必要とされる標本の量、標本の種類、標本が供給される状態に応じて、標本をカートリッジに導入するために異なる標本導入装置が使用されてもよい。標本導入装置の使用は更に、カートリッジへの容易且つ安全な接続、及びそれに伴う容易且つ信頼性の高い標本のカートリッジへの導入がもたらされる。

一実施形態において、標本導入装置は標本を特定の状態へと前処理するように構成された予備溶解装置である。カートリッジの標準部分は、例えば流体などの特定の標本状態にある標本を処理するように設計されている。予備溶解装置は、標本が入手可能であるがカートリッジ内で使用できない特定の状態から、カートリッジが標本を処理するように設計された状態へと標本を処理するために設けられ得る。このような状態は乾燥された血液、固体担体内に存在する流体などであり得る。予備溶解における処理は、予備溶解装置が標準部分に接続される前に行われてもよいが、この接続が為された後に行われてもよい。

一実施形態において、１つ以上のアプリケーション特有部分の少なくとも１つは識別装置を備えている。アプリケーション特有部分の選択における誤りを回避するため、正しいアプリケーション特有部分又は正しい組のアプリケーション特有部分が標準部分に結合されたかが容易に確認され得るように、アプリケーション特有部分に識別標識を設けることが有用である。

このような識別装置は、ステッカー、バーコード、カラーコード又は磁気コード等を含んでいてもよい。好ましくは、例えばＲＦタグ識別システム等の自動識別システムが使用される。このような一層と先進的な識別装置はまた、標準部分及び／又はアプリケーション特有部分の位置履歴を追跡するために使用されてもよい。例えば、特定のアプリケーション特有部分は冷却されることが重要であることがあり得る。位置履歴追跡システムの使用により、アプリケーション特有部分が冷却装置から過大な時間にわたって取り出されていないかが確認され得る。好適な一実施形態において、検出システムの制御ユニットは、正しいアプリケーション特有部分が標準部分に接続されているか、及び標準部分とアプリケーション特有部分とが位置履歴に関する全ての要件を満たしているか等を検査する。

本発明は、一般に、手作業を排除あるいは最小化し、二次汚染を回避し、一層信頼できる結果をより速く提供し、ユーザの使い勝手が良く、且つ様々な標的配列の分析に容易に適応されるものである。本発明により、好ましくは血液であるが如何なる種類の標本においても、ＤＮＡ又はＲＮＡの存在、不存在又は量を分析する高スループットの方法が提供される。

本発明は、ＤＮＡ及び／又はＲＮＡの存在、不存在又は量の検出に適したカートリッジを提供する。ＤＮＡ及び／又はＲＮＡの存在、不存在又は量の検出は、例えば、生命体内の、遺伝子、遺伝子のうちの対立遺伝子、遺伝形質若しくは遺伝性疾患、多型、塩基変異多型（ＳＮＰ）の存在、不存在又は量や、外来性ＤＮＡ若しくはＲＮＡの存在、すなわち、生命体内の病原体若しくは細菌の存在、不存在又は量を示す。

本発明により、診断された病気の治療用薬剤の準備のために好適な措置が進展され得る。例えば、生命体（例えば、人間）からの標本（例えば、血液）における病原体（例えば、ウィルス）の検出により、診断及びそれに対応する治療（例えば、抗生物質）が導き出され得る。

カートリッジは、再使用可能装置に配置されることができる交換可能な形式であってもよい。このようなカートリッジは、使い捨てであってもよいし、必要に応じて洗浄後に、リサイクル可能若しくは再使用可能であってもよい。交換可能なカートリッジを設けることにより、標本に接触し得る全ての部分は検出処理後に装置から取り外されてもよく、また、カートリッジは別のものと交換されたり、次の使用までに洗浄されたりし得る。他の実施形態においては、カートリッジは、使用ごとに洗浄される再使用可能装置の一体部分であってもよい。

特定の実施形態において、装置は、分離手段、増幅手段及び／又は検出手段を制御するための制御ユニットを有する。この制御ユニットは、ＤＮＡの分離、ＤＮＡの増幅及び増幅されたＤＮＡの検出の自動制御を可能にする。

カートリッジは、検出処理中に標本が保持される１つ以上のチャンバーを有している。このようなチャンバーは、標本をカートリッジに導入するための導入チャンバー、標本内の細胞の溶解のための溶解チャンバー、洗浄のための洗浄チャンバー、ＤＮＡの増幅のための１つ以上の熱サイクルチャンバー、及び検出を可能にする検出チャンバーを有し得る。チャンバーに関して上述された機能の１つ以上のために単一のチャンバーを設けることも可能である。この実施形態において、導入チャンバー、溶解チャンバー、洗浄チャンバー、熱サイクルチャンバー（群）、及び検出チャンバーのうちの２つ以上が単一のチャンバーに結合されてもよい。

検出処理の様々な工程の間、標本はそれぞれのチャンバー内にあることになる。この目的のため、標本は２つの処理工程の間に１つのチャンバーから別のチャンバーへと移送される。このような移送を可能にするため、各チャンバーは少なくとも、別のチャンバーに流体チャネルによって接続されている。好ましくはこれら流体チャネルの各々であるが、少なくとも１つの流体チャネルには、バルブ手段が設けられることができ、バルブ手段は好ましくは、通常は流体チャネルを閉じており、バルブ手段の作動時に流体チャネルを開けてそれぞれの２つのチャンバーを流体的に連通させる。バルブ手段は単方向バルブとして設計されていてもよい。

特定の実施形態において、バルブ手段はバルブ作動装置によって作動される。このバルブ作動手段は好ましくは再使用可能装置内に配置されている。

特定の実施形態において、標本、又は例えば溶解緩衝液、試薬、洗浄・分離緩衝液及び予備増幅緩衝液などの検出処理にて使用されるその他の何らかの流体を１つのチャンバーから別のチャンバーへと送り込むために、ポンプ手段が設けられる。これらのポンプ手段は、好ましくは再使用可能装置内に配置されたポンプ作動手段によって作動され得る。

特定の実施形態において、システムはデータ収集用の手段及び／又はデータ処理用の手段を有している。これらの手段は検出されるＤＮＡの分析にて使用され、且つ／或いは結果の解釈のために使用されるものである。具体的には、特定の実施形態において、データ処理手段は標的核酸（又はその組み合わせ）の存在、不存在又は量を特定の診断に結び付けることが可能である。このようなデータ処理手段は、例えば、データベースと結合されたコンピュータの形態とし得る。

特定の実施形態において、システムはまた、１つ以上の標本の導入のための手段を有し得る。この標本導入手段は、例えば、注射器又はピペット等からの標本の導入のための保持装置又はドッキング装置などの何らかの好適装置を有していてもよく、また例えば、単方向吸入弁、隔膜、フィルタ及びオーバーフローを有していてもよい。

特定の実施形態において、システムはまた溶解装置を有し得る。制御ユニットの制御下に置かれることが可能な溶解装置にて、標本は、該標本内の核酸が該標本から分離されることが可能な形態にて供給されるように処理される。この溶解工程は、典型的に、細胞及び／又は核膜が破裂させられ、それらに含まれる核酸が解放されるように、細胞を溶解することを含んでいる。溶解工程のための物理的あるいは機械的な操作手段が使用され得るが、例えば溶解緩衝液などの化学的手段が標本内の細胞の溶解のために使用されることも可能である。標本と溶解緩衝液とを混合するために混合手段が設けられ得る。細胞の溶解方法は教科書などにより技術的に周知である。必要であれば、これらの方法は本発明に係るシステムでの使用に適応されることができる。溶解工程によって生成される如何なる廃棄物も、例えば廃棄物装置へと廃棄されることが可能である。

特定の実施形態において、上記の標本挿入装置及び溶解装置は結合されることができる。

特定の実施形態において、システムはまた、必要に応じて制御ユニットの制御下に置かれる濃縮装置を有し得る。濃縮装置は溶解された標本からのＤＮＡの分離を可能にする。この目的のため、濃縮装置は例えば磁性粒子などのＤＮＡ分離用の手段を備えていてもよい。この実施形態において、ＤＮＡ又はＲＮＡは磁性粒子に吸収される。吸収された核酸物質は１つ以上の洗浄、水分抜き及び／又は精製工程に掛けられ、例えば標本内に含まれていた生体物質の残り及びＤＮＡ及び／又はＲＮＡではないその他の標本成分など、所望されない如何なる物質も除去される。吸収されたＤＮＡ又はＲＮＡが所望の純度を有するとき、ＤＮＡ又はＲＮＡは磁性粒子から脱着あるいは溶出される。濃縮装置はまた、ＤＮＡ又はＲＮＡの混合、隔離及び分離のための流体の物理的あるいは機械的な操作手段を備えることができる。

特定の実施形態において、システムはまた、濃縮工程すなわちＤＮＡ又はＲＮＡの分離に必要な、例えば緩衝液、洗浄液、水、フィルタ、又は電磁ビーズ等の試薬を有し得る。

特定の実施形態において、システムはまた、濃縮工程により生成された例えば使用済み緩衝液や洗浄液などの如何なる廃棄物をも収容する廃棄物装置を有し得る。

特定の実施形態において、システム内の様々な廃棄物装置は各々異なる目的又は容積の別個のものとすることができる。特定の実施形態において、ここで説明された２つ以上の廃棄物装置は、本発明に係る方法によって生成された全ての廃棄物を収容するように結合されることができる。

特定の実施形態において、システムは更に、必要に応じて制御ユニットの制御下に置かれる予備増幅装置を有している。予備増幅装置は、例えば、分析されるＤＮＡ又はＲＮＡの総量を増加させるために使用され得る。分離工程により得られたＤＮＡ又はＲＮＡを予備増幅工程に掛けることにより、ＤＮＡの総量は増加されることができる。これは、特に、例えば１つの標本内の複数の病原体の存在、不存在又は量を一度に検出するために、分離されたＤＮＡに複数の検査が実行される多重分析の場合に有利である。一般に全ゲノム増幅として知られるＤＮＡの量を増加させるのに適した技術が利用可能である。

予備増幅装置において、分離・精製されたＤＮＡ又はＲＮＡは、とりわけ予備増幅緩衝液、及び全ゲノム増幅の場合には酵素及びＤＮＴＰ、を用いて前処理されることができる。予備増幅装置は物質の廃棄のための廃棄物装置に接続されることが可能である。

特定の実施形態において、予備増幅装置はまた、特定の核酸の検出のための分析を実行するために使用され得る。その例は、例えばＡｐｐｌｅｒａ社（ＳＮＰｐｌｅｘ）、Ｋｅｙｇｅｎｅ社（ＳＮＰＷａｖｅ）及びＭＲＣ−Ｈｏｌｌａｎｄ社（ＭＰＬＡ）等により提供されるなどしている、ＯＬＡ−ＰＣＲのような技術である。

特定の実施形態において、システムは増幅装置を有している。増幅装置は制御ユニットの制御下に置かれ得る。別の箇所で説明されるように場合により前処理された、分離されたＤＮＡは増幅装置内で増幅処理に掛けられる。この増幅処理は、分離されたＤＮＡを、標的の核酸に特有のＰＣＲプライマー、例えば１つ以上のポリメラーゼ等のＰＣＲ酵素、及びｄＮＴＰの組に接触させることを有する。

特定の実施形態において、増幅装置は複数の増幅チャンバーを有している。これら複数の増幅チャンバーは、分離あるいは予備増幅されたＤＮＡ又はＲＮＡが部分群に分割され、チャンバー群の間に分配されることを可能にする。各チャンバー内で、増幅工程は異なるプライマーセットを用いて実行されることができる。斯くして、１つの標本が相異なる標的核酸の存在、不存在又は量に関して分析され得る多重分析が実現される。多重分析の場合、各標的核酸のためのプライマーセットは検知可能に異なる標識、すなわち、異なる蛍光スペクトルを備え得る。

特定の実施形態において、システムはまた、分離されたＤＮＡの増幅のための例えば酵素やＤＮＴＰ等の試薬を有し得る。

特定の実施形態において、システムはまた検出装置を有し得る。検出装置は制御ユニットの制御下に置かれ得る。検出装置は、増幅されたＤＮＡ又はＲＮＡの検出と、好ましくは、増幅生成物に組み込まれた標識の検出とに適したものである。

検出装置は、標識、長さ、モビリティ、ヌクレオチド配列、質量、又はこれらの組み合わせに基づいて検出し得る。特定の実施形態において、検出装置は、光学的、電気化学的、磁気的又はモビリティ（ゲル電気泳動）に基づいて検出することができる。原則として、従来技術により知られた好適な検出装置が使用され得る。

特定の実施形態において、システムはまた、検出装置によって取得されたデータを収集するデータ収集装置を有している。

特定の実施形態において、システムはまた、データを処理するデータ処理装置を有している。

本発明の一態様に従って提供される、１つ以上の核酸配列を含む標本内の標的ヌクレオチド配列の存在、不存在及び／又は量を検出する方法は：
生命体から標本を準備する工程；
標本から核酸配列を分離する工程；
核酸配列（の一部）を増幅し、それにより単位複製配列を提供する工程；及び
標本内の核酸配列の中の標的ヌクレオチド配列に対応する単位複製配列の存在、不存在及び／又は量を検出する工程；
を有する。

特定の実施形態において、この方法はこの出願にて規定されるカートリッジにて実行される。

特定の実施形態において、標的ヌクレオチド配列は、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ｍＲＮＡ、ｃＤＮＡ、トランスジェニックＤＮＡ、ＥＴＣから成るグループから選択されることができる。

特定の実施形態において、生命体は人間、人間以外の動物、微生物又は植物である。

特定の実施形態において、標本は組織、唾液などの体液、精液、血液、尿、及び／又は便である。

特定の実施形態において、標的ヌクレオチド配列は外来性配列である。

特定の実施形態において、標的ヌクレオチド配列は病原体である。

特定の実施形態において、核酸配列を有する標本は含有される核酸配列を解放するために溶解される。特定の実施形態において、溶解された標本は、標準的な教科書に記載され技術的に知られている、標本からの核酸の分離を目的とした一連の洗浄工程及び収集工程に掛けられる。これらの工程は単一の工程にて実行されることもできるし、複数の工程から成るシーケンスとして実行されることもできる。標本からの核酸の分離後、この核酸は、標的核酸の検出のために選択可能なプライマーを用いた増幅反応に掛けられることができる。

核酸増幅工程は、通常、ｄＮＴＰ及び（ＤＮＡ）ポリメラーゼという２つのプライマーを用いる。好適な増幅法はＰＣＲ法である。“ＰＣＲ”すなわち“ポリメラーゼ連鎖反応”は特定のＤＮＡ断片の体外での酵素増幅のための迅速な手法である。増幅されるべきＤＮＡは標本を加熱することによって変性させられる。ＤＮＡポリメラーゼ及び過剰なデオキシヌクレオチド三リン酸の存在下で、標的配列と特異的にハイブリダイズするオリゴヌクレオチドが新たなＤＮＡ合成を準備する。一巡目の合成により、親鎖のように変性及びアニーリング時にプライマーとハイブリダイズすることが可能な、決まった長さの新たなストランドが得られる。変性、アニーリング及び合成の二巡目のサイクルにより、一緒になって、正確にプライマー端の間の長さである別個の二本鎖の生成物を構成する２つの一本鎖の生成物が作り出される。この別個の生成物は連続的な一連の増幅の各巡目ごとに指数関数的に蓄積する。約２０から３０サイクルの間に別個の断片（フラグメント）の何百万倍という増幅が達成され得る。ＰＣＲプロトコルは、例えばAusubel等の「Current Protocol in Molecular Biology」、John Willy＆Sons、1995年など、標準的な研究用教科書に記載されており技術的に周知である。適用され得るその他の多重且つ／或いは等温増幅法は、例えば、ＬＣＲ法、３ＳＲ（self-sustained sequence replication）法、Ｑ−β−レプリカーゼ媒介ＲＮＡ増幅法、ＲＣＡ(rolling circle amplification)法、又はＳＤＡ（strand displacement amplification）法である。

標識付けられた単位複製配列の検出が検出器によって実行され、検出データが得られる。検出器は、当然ながら、標的配列の単位複製配列の間の識別が行われる一般システムに依存するが、例えば蛍光標識又はリン光標識などのプライマー上に存在する標識にも依存する。標本内の相異なる標的配列間の識別を行うため、好ましくは、それぞれの対応する単位複製配列の蛍光スペクトルの相違が用いられる。特定の実施形態において、プライマーの少なくとも１つは標識を有し、好ましくは、フォワードプライマーが標識を有する。標識は、とりわけ、例えば染料、発色団若しくは酵素などの蛍光部分及び／又はリン光部分、抗原、重金属、磁気プローブ、リン光部分、放射性標識、化学発光部分、又は電気化学検出部分を有する大きいグループから選択され得る。特定の実施形態において、標識は蛍光染料又はリン光染料である。このような染料の例は、ＦＡＭ、ＨＥＸ、ＴＥＴ、ＪＯＥ、ＮＥＤ及び（ＥＴ−）ＲＯＸ、ＦＩＴＣ、Ｃｙ２、Ｔｅｘａｓ Ｒｅｄ、ＴＡＭＲＡ、Ａｌｅｘａ ｆｌｕｏｒ ４８８ＴＭ、ＢｏｄｉｐｙＦＬ、Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ１２３、Ｒ６Ｇ、Ｂｏｄｉｐｙ５３０、Ａｌｅｘａｆｌｕｏｒ５３２である。

各々が異なる標識を含む異なるプライマーセットを用いることにより、標本内で識別可能な標的配列数、ひいては検出可能な標本内の標的配列数が、更なる標識を用いることによって増加され得る。多重法において１つの標本内で使用可能な標識の最大数は、利用可能な検出プラットフォームの検出能力の限界によってほぼ決定される。

特定の実施形態において、増幅は、標的配列に対して選択され、標本内のその他の如何なる配列に対しても選択されない少なくとも１つのフォワードプライマー及び少なくとも１つのリバースプライマーによるポリメラーゼ連鎖反応を用いて実行される。

特定の実施形態において、フォワードプライマー又はリバースプライマーの少なくとも一方が標識付けられる。

特定の実施形態において、増幅工程は、標本内の核酸の検出のための分析によって先行されるか置換されるかする。

特定の実施形態において、単位複製配列は、標識、長さ、モビリティ、ヌクレオチド配列、質量、又はこれらの組み合わせに基づいて検出される。

特定の実施形態において、単位複製配列は、光学的、電気化学的、あるいは磁気的な検出に基づいて検出される。

図１は、全体として参照符号1で指し示された、標本内の１つ又は複数の核酸配列を含む標的ヌクレオチド配列の存在、不存在及び／又は量を検出するためのシステムの一実施形態を示している。システム1は筐体3（部分的に切断して示されている）を備えた再使用可能な装置2を有している。

装置2内には収容部4が設けられている。交換可能なカートリッジ5が収容部4に脱着可能に配置される。カートリッジ5は再使用可能又はリサイクル可能であってもよいし、使い捨てであってもよい。

検出を可能にするため、カートリッジ5は標本の導入のための導入手段、ＤＮＡの分離のための分離手段、ＤＮＡの増幅のための増幅手段、及び増幅されたＤＮＡの検出のための検出手段を有している。導入手段、分離手段、増幅手段及び／又は検出手段はカートリッジ上に配置されてもよいし、且つ／或いは再使用可能な装置内に配置されてもよい。一般的に、標本に通常は接触しないシステム1の全ての部品を装置2内に配置することが好ましい。標本は検出処理の全体を通じてカートリッジ内に保持され、１つのカートリッジとして機能する。

続いて、導入手段、分離手段、増幅手段及び／又は検出手段の構成の好適な一実施形態を説明する。しかしながら、その他の実施形態も可能である。

装置2は、後述のような検出処理の様々な工程を自動的に制御する制御ユニット7を有している。

装置2は更に、カートリッジに配置された様々な要素の作動のための１つ又は複数の作動装置を有している。これらの作動装置は、流体を送り込む１つ以上のポンプ手段の作動のための１つ以上のポンプ手段作動装置、カートリッジの流体チャネルに配置された１つ以上のバルブの作動のための１つ以上のバルブ作動装置、及び例えばカートリッジの１つ以上の部品を回転あるいは平行移動させるための機械的作動装置などのその他の作動装置を有し得る。

この装置内には、ＤＮＡの存在、不存在及び／又は量を検出し得る検出装置が設けられている。この目的のため、ＤＮＡはカートリッジ上に配置された検出チャンバーに置かれる。この検出装置は従来から知られている光学的、電気化学的あるいは磁気的な原理に基づいて機能する。その他の何らかの検出方法が適用されてもよい。

この装置は更に、検出装置により得られたデータを収集するデータ収集装置、及びこれらのデータを処理するデータ処理装置を有していてもよい。

装置2はカートリッジ5を支持する運搬台6を有している。運搬台6は（図示されている）下降位置と上昇位置との間で上下方向に移動可能である。下降位置においてカートリッジ5は運搬台6上に設置され、あるいは運搬台6から取り除かれる。上昇位置は、カートリッジ5が検出処理中に位置付けられる作動位置である。カートリッジは、この上昇位置において、運搬台6と該カートリッジ上に配置された例えばポンプ手段、バルブ、機械的手段及び検出チャンバー等の多数の装置との間で固定され、これらの多数の装置は、例えばポンプ手段作動装置、バルブ作動装置、機械的作動装置及び検出装置などの、装置2に配置された対応する装置と協働することができる。

代替的な一実施形態においては、対応する装置を有する装置2の部分が、装置2内に置かれたカートリッジに対して移動されることも可能である。

図２−１及び２−２には、本発明に従った方法を用いる検出処理の様々な処理工程を示す概略的なブロック図が示されている。この図はカートリッジ5の主要なアーキテクチャ、及び装置2とカートリッジ5との間の関係を説明するものである。

第１の工程（“標本挿入”）にて、標本がカートリッジに導入される。この目的のため、カートリッジ5は標本を該カートリッジ5に導入するために使用される導入装置を有している。この導入装置は、例えば注射器又はピペット等からの標本の導入に適した如何なる装置であってもよく、保持装置、ドッキング装置、単方向吸入弁、隔膜、フィルタ又はオーバーフローを有していてもよい。標本は導入された後、導入チャンバーへと導かれ得る。

第２の工程（“溶解”）にて、標本は、標本内の核酸が標本から分離されることが可能な形態で提供されるように処理される。この溶解工程は、典型的に、細胞及び／又は核膜が破裂させられ、それらに含まれる核酸が解放されるように、細胞を溶解することを含む。この溶解工程は、溶解装置の部品である溶解チャンバー内で行われる。この溶解チャンバーは、例えば流体チャネルによって、標本の導入装置と流体的に連通している。導入チャンバーから溶解チャンバーに標本を送り込むためにポンプ手段が設けられ得る。

好適な一実施形態において、導入チャンバーと溶解チャンバーとは同一のチャンバーである。

一実施形態において、溶解装置は溶解工程用の物理的あるいは機械的な操作手段を有している。他の或いは同一の実施形態において、標本内の細胞の溶解のために例えば溶解緩衝液等の化学的手段が使用され得る。この溶解緩衝液は使用前、溶解チャンバーと流体的に連通した別個の溶解緩衝液容器にて保持され得る。好ましくは単方向バルブであるバルブが、溶解緩衝液容器と溶解チャンバーとを接続する流体チャネル内に設けられてもよい。

標本と溶解緩衝液とを混合するために混合手段が設けられることができる。これらの混合手段は上記の装置によって作動され得る。

溶解及び場合により混合は、装置2の制御ユニットの制御下で行われる。バルブ及びポンプ手段は、装置2に配置されたバルブ作動装置及びポンプ手段作動装置によって作動される。

溶解工程で生成された廃液は、例えば、カートリッジ内に存在し得る廃棄物装置へと排出されることが可能である。この廃棄物装置は、溶解チャンバーと流体的に連通した廃棄物チャンバーとして具現化されてもよい。

第３の工程（“濃縮”）にて、カートリッジに配置された濃縮装置が、溶解された標本からのＤＮＡの分離を可能にする。このために、濃縮装置は例えば磁性粒子などのＤＮＡ分離手段を備えていてもよい。

濃縮工程は、溶解チャンバーと流体的に連通した濃縮チャンバー内で行われる。溶解チャンバーと濃縮チャンバーとの間の流体チャネルには、該流体チャネルを通る流れが必要時にのみ可能になるようにバルブが設けられている。このバルブは上記の装置に備えられたバルブ作動手段によって作動され得る。

この実施形態において、ＤＮＡ又はＲＮＡは磁性粒子に吸収される。吸収された核酸物質は１つ以上の洗浄、水分抜き及び／又は精製工程に掛けられ、例えば標本内に含まれていた生体物質の残り及びＤＮＡ及び／又はＲＮＡではないその他の標本成分など、所望されない如何なる物質も除去される。この洗浄及び精製工程は、図２において、第４の工程“洗浄・精製”として示されている。しかしながら、この“洗浄・精製”工程は“濃縮”工程の一部と見なされることもできる。吸収されたＤＮＡ又はＲＮＡが所望の純度を有するとき、ＤＮＡ又はＲＮＡは磁性粒子から脱着あるいは溶出される。洗浄・精製工程は洗浄チャンバー内で行われる。この実施形態において、この洗浄チャンバーは濃縮チャンバーと同一である。しかしながら、他の実施形態においては、別個のチャンバーが設けられてもよい。

カートリッジ5は洗浄緩衝液及び溶出緩衝液を保持するために、それぞれ、１つ以上の洗浄緩衝液容器及び溶出緩衝液容器を備えている。これら洗浄緩衝液容器及び溶出緩衝液容器の各々は洗浄チャンバーと流体的に連通しており、この流体的な連通を提供する流体チャネルの各々もやはり、好ましくは単方向バルブであるバルブを備えている。濃縮工程すなわちＤＮＡ又はＲＮＡの分離に必要なその他の試薬のために、同様の容器が設けられてもよい。

濃縮装置のバルブは装置2のバルブ作動装置によって作動され、また制御ユニット7の制御下に置かれ得る。

代替的な一実施形態においては、濃縮装置はまたＤＮＡ又はＲＮＡの混合、隔離及び分離のための流体の物理的あるいは機械的な操作手段を備えることができる。この物理的あるいは機械的な操作手段は、装置2の作動装置によって作動されてもよく、また装置2の制御ユニット7の制御下に置かれてもよい。

例えば使用された緩衝液や洗浄液など、濃縮工程で生成された如何なる廃棄物も廃棄物装置に導かれることができる。この廃棄物装置は、カートリッジの一部であり、上述の溶解装置の廃棄物装置と同一の廃棄物装置であってもよい。代替例として、溶解工程及び濃縮工程の廃棄物装置は各々異なる目的又は容積の別個のものとすることもできる。

第５の工程（“予備増幅”）にて、分析されるＤＮＡ又はＲＮＡの総量は予備増幅装置の使用によって増加され得る。分離工程により得られたＤＮＡ又はＲＮＡを予備増幅工程に掛けることにより、ＤＮＡの総量は増加されることができる。これは、特に、例えば１つの標本内の複数の病原体の存在、不存在又は量を一度に検出するために、分離されたＤＮＡに複数の検査が実行される多重分析の場合に有利である。

予備増幅装置は、内部で予備増幅が実行される予備増幅チャンバーを有している。予備増幅チャンバーは濃縮チャンバー及び／又は洗浄チャンバーと同一のチャンバーであってもよいし、異なるチャンバーであってもよい。予備増幅装置は制御ユニット7の制御下に置かれる。

予備増幅装置において、分離・精製されたＤＮＡ又はＲＮＡは、とりわけ予備増幅緩衝液、及び全ゲノム増幅の場合には酵素及びＤＮＴＰ、を用いて前処理されることができる。使用前、この予備増幅緩衝液は、例えば洗浄チャンバーといった先の処理チャンバーと流体的に連通した緩衝液容器内に保持される。流体的な連通を提供する流体チャネル内にバルブが設けられてもよい。

予備増幅装置は物質の廃棄のための廃棄物装置に接続されることが可能である。

第６の工程（“増幅”）にて、別の箇所で説明されるように場合により前処理された、分離されたＤＮＡは増幅装置内で増幅処理に掛けられる。この増幅処理は、分離されたＤＮＡを、標的の核酸に特有のＰＣＲプライマー、例えば１つ以上のポリメラーゼ等のＰＣＲ酵素、及びｄＮＴＰの組に接触させることを有する。

この目的のため、増幅装置は複数の増幅チャンバーを有している。これら複数の増幅チャンバーは、分離あるいは予備増幅されたＤＮＡ又はＲＮＡが部分群に分割され、チャンバー群の間に分配されることを可能にする。各チャンバー内で、増幅工程は異なるプライマーセットを用いて実行されることができる。斯くして、１つの標本が相異なる標的核酸の存在、不存在又は量に関して分析され得る多重分析が実現される。多重分析の場合、各標的核酸のためのプライマーセットは検知可能に異なる標識、すなわち、異なる蛍光スペクトルを備え得る。

カートリッジは、例えば酵素やＤＮＴＰ等の、分離されたＤＮＡの増幅のための試薬を保持する試薬容器を有していてもよい。

最終工程（“検出”）にて、増幅されたＤＮＡ又はＲＮＡと、好ましくは、増幅生成物に組み込まれた標識とが検出される。この目的のため、システム1は検出装置を有している。この検出装置はカートリッジ5上に配置された検出チャンバーを有している。検出装置の他の部分は、上述のように、再使用可能な装置2内に配置されていてもよい。検出チャンバーは、１つ以上の増幅チャンバーからＤＮＡ又はＲＮＡを同時に、あるいは続けて導き出すために、１つ以上の増幅チャンバーと流体的に連通している。検出チャンバーを１つ以上の増幅チャンバーに接続する流体チャネルにはバルブが設けられていてもよい。

検出装置は制御ユニット7の制御下に置かれることができる。検出装置は、標識、長さ、モビリティ、ヌクレオチド配列、質量、又はこれらの組み合わせに基づいて検出し得る。或る特定の実施形態において、検出装置は、光学的、電気化学的、磁気的又はモビリティ（ゲル電気泳動）に基づいて検出することができる。

検出された情報はデータ収集手段によって収集され、例えば特定の診断に至るように、データ処理手段によって処理され得る。

カートリッジ内の全ての流体の流れは、カートリッジに設けられたポンプ手段によって得られてもよい。このポンプ手段は、カートリッジ内の空間、具体的にはそれぞれの処理チャンバー、すなわち、導入チャンバー、溶解チャンバー、予備増幅チャンバー、洗浄・精製チャンバー、増幅チャンバー及び検出チャンバーの空間と、それぞれの試薬容器とを圧縮あるいは拡張することに基づいて動作してもよい。これらのポンプ手段はその他の如何なる好適な種類であってもよい。

カートリッジ内のポンプ手段は装置2に設けられたポンプ手段作動装置によって作動される。これらのポンプ手段作動装置は制御ユニット7の制御下に置かれる。

様々な処理チャンバー、すなわち、導入チャンバー、溶解チャンバー、予備増幅チャンバー、洗浄・精製チャンバー、増幅チャンバー及び検出チャンバーとそれぞれの試薬容器との間の流路又は流体チャネルには、必要時にのみ流れを可能にするバルブが設けられてもよい。殆どの流体は一方向にのみ流体チャネルを通るので、これらのバルブは好ましくは単方向バルブにされる。これらのバルブは、好ましくは装置2に配置されたバルブ作動装置によって作動され得る。

上述の全ての工程は制御ユニット7の制御下に置かれ得る。

図３及び４は、上述の方法を実行可能な、全体として参照符号10で指し示されたカートリッジの一実施形態を更に詳細に示している。このカートリッジは、多数の処理チャンバーと後述の流体操作システムとを含む標準部分11を有している。

カートリッジ10の様々な部分について、１つ又は複数の核酸配列を含む標本内の標的ヌクレオチド配列の存在、不存在及び／又は量を検出する検出方法が実行されるときに使用されることになる順番で説明する。

カートリッジ10に含まれる第１のアプリケーション特有部分は予備溶解装置12である。予備溶解装置12は、カートリッジ10によって処理可能な或る一定の状態に標本を処理するように構成されている。

例えば、カートリッジは流体状態の標本を処理するように設計されているのに、標本が例えば乾燥された血液などの固体状態で提供されることがあり得る。このような場合、標本はカートリッジにて処理される前に流体状態にされなければならない。この処理は、予備分解装置12内で好適な媒体に好適な酵素を供給することによって行われてもよい。このような処理は、例えばトリプシン処理など、技術的に知られたものである。標準部分11に接続可能な予備分解装置を設けることにより、所望状態への標本の処理が、その処理後に標本を運搬する必要なく行われることができ、それにより、汚染の機会が回避される。所望状態への標本の処理は、この予備溶解装置が標準部分11に接続される前又は後の何れに行われてもよい。

標本が既にカートリッジにより処理可能な状態にあり、標本の処理が必要ないとき、予備溶解装置は標本導入装置として表されてもよい。標本導入装置は、カートリッジ10への標本の導入のために標準部分11に接続されるように設計されており、如何なる汚染の虞もなく標本をカートリッジ内に導入するために使用される。

標本はカートリッジ10内に導入されると、溶解チャンバー13に送り込まれ得る。カートリッジ10の標準部分11は、標本を様々な処理チャンバーへと送り出すためのポンプ及びバルブを含む流体操作手段を有している。標準部分11は、一般に、柔軟性を有する柔軟膜16を介在させて互いに対向するように配置された２つの主要部14、15を有している。２つの主要部14、15は、柔軟膜16と一緒になってポンプチャンバー、バルブ、流体チャネル及び流体格納庫などを形成する凹部を有している。

図示されたカートリッジにおいては、標本は主に柔軟膜の上方に維持され、ポンプ17及びバルブ18は主に柔軟膜16の底面から作動される。流体は、チャンバー内の空間を拡大させるように柔軟膜を移動させることによってチャンバーに送り込まれ、チャンバー内の空間を縮小させるように柔軟膜を移動させることによってチャンバーから送り出されることができる。柔軟膜は、例えば、柔軟膜16と部分15との間の空間に空気又は流体を導入することによって移動されることが可能である。この空気又は流体はチャネル19を通して導入され得る。ポンプチャンバーとして、その他のポンプチャンバーが対応するようにして用いられてもよい。また、例えば機械式アクチュエータ等の、柔軟膜を移動させるためのその他の手段が用いられてもよい。バルブは、空気又は流体の圧力、機械的な駆動、又はその他の好適な何らかの作動装置によって作動され得る。また、部分14に対する柔軟膜16の動作が弁座の開閉のために使用されてもよく、例えば、バルブが閉まった位置で、柔軟膜16は部分14のチャネル端に接触させられる。

本質的に、流体を操作するためにポンプ17及びバルブ18を有する形式のカートリッジに基づくシステムをここまで開示してきたが、これは本発明のためではない。とりわけ、米国特許ＵＳ６１５６２７０、ＵＳＤ３７１６４、ＵＳＤ３５１９１３、ＵＳ６３８２９２３、ＵＳ６６６３３５９、ＵＳ６４１６２９３、ＵＳ４８６５５８４及びＵＳ４４７９７６０が参照される。

溶解チャンバー13内で、標本は図２に関する第２の工程で説明されたように溶解される。溶解格納庫20は、溶解緩衝液を溶解チャンバーに送り込むまで溶解緩衝液を貯蔵するために設けられている。

溶解工程後、標本は第２の処理チャンバー21に送り込まれ、そこで標本は上述のように、第３の工程に従って濃縮され、第４の工程に従って洗浄・精製される。流体格納庫22は洗浄・精製工程中に使用され得る様々な洗浄・精製緩衝液を貯蔵するために設けられている。これらの流体格納庫22はバルブを介して第２の処理チャンバー21に流体的に接続されている。

第２の処理チャンバー21又はチャンバー23で実行され得る（図２に関する第５の工程で説明された）場合によっての予備増幅後、標本はＰＣＲボディ24に導入される。

このＰＣＲボディ24は、このカートリッジの第２のアプリケーション特有部分である。ＰＣＲボディ24は円形の円盤状であり、はめ込み型（click-fit）接続25を用いて標準部分11に接続されている。

ＰＣＲボディ24は、標本に６つのＰＣＲ処理が同時に実行され得るように、６個の熱サイクルチャンバー26を有している。このＰＣＲ増幅処理は図２に関する第６の工程として説明されたものである。熱サイクルチャンバー26の各々は少なくとも１つの特定のプライマーを備えている。

ＰＣＲボディ24は、各々が異なるプライマーセット、異なる数のチャンバー、及び／又は異なるチャンバーの大きさ・形状を有する、異なる形式のＰＣＲボディから成るグループから選出されてもよい。例えば、プライマーを有するＰＣＲボディは、検出されるべき細菌／耐性（resistance）のパネルに基づいて選択されることができる。この選択は特定の分析、又は例えば欧州、アジア若しくはアフリカ等の特定の地域に特有のものであってもよい。

例えば流体状態のプライマーが用いられる場合、プライマーはＰＣＲボディの格納中にＰＣＲボディから流れ出すことになるが、これを回避するために特別な措置がとられる必要がないよう、プライマーは、例えばインクジェット印刷法により、熱サイクルチャンバーの壁部に染み付けられる。このような場合、プライマー又はその他の何らかのアプリケーション特定流体をその使用前に保持するために、封止又は別個の封止されたチャンバーが備えられていてもよい。

増幅工程後、増幅されたＤＮＡ又はＲＮＡ、及び増幅生成物に組み込まれた標識は、検出装置27に送り込まれる。この検出装置又はその少なくとも一部は、カートリッジ10の第３のアプリケーション特有部分であり、分離された部分であるとともに、標準部分11に接続されることができる。図示された実施形態においては、検出装置ははめ込み型接続によって標準部分11に接続されている。

検出方法及び／又は検出手段（本出願にて説明された、具体的には図２−１及び２−２に関して説明された６つの工程）の種類に応じて、検出装置はそれぞれの検出方法のために特別に設計され得る一連の様々なアプリケーション特有検出装置から選出されてもよい。

或る場合には、カートリッジ10にて使用される検出装置の種類は、増幅処理で使用されるＰＣＲボディの種類に依存することになる。そのとき、ＰＣＲボディの選択は自動的に検出装置の選択を導くことになる。

標準部分11及びアプリケーション特有部分は、正しい組み合わせが作り出されたかがこれらの部分の組立後に確認され得るように、識別装置を備えている。自動的に確認可能な識別タグを有し、更には場合によってその履歴まで追跡可能な、例えばＲＦタグのような、一層と先進的な識別システムが場合によって用いられる。このような確認及び履歴追跡は、カートリッジ内の標本を処理する手順の一工程として、再使用可能装置の制御ユニットによって制御されることができる。

標準部分及び１つ以上のアプリケーション特有部分を有する本発明に係るカートリッジの構成の更なる利点は、標準部分とアプリケーション特有部分の各々との間の接続が気密性あるものにされることが容易であり、それにより、標本及びその他の流体が使用されるカートリッジ内の空間の全体が環境から密閉され得ることである。斯くして、カートリッジ内への標本の導入及びその処理の間での標本の汚染が回避される。また、標本は密閉されたそれ自体の内圧を有する環境内にあるので、標本の処理は、そのままの環境の気圧から独立して且つ湿度などのその他の環境条件から独立して実行されることが可能である。このことは、より一層と信頼できる標本の処理を可能にする。

本発明に従ったカートリッジは、上記にて特定されたアプリケーション特有部分以外のアプリケーション特有部分を有していてもよい。カートリッジ内にこのような他の別個のアプリケーション特有部分を設けることは本発明の範囲に入ると見なされるものである。このようなアプリケーション特有部分の例には、特定用途向けの酵素、試薬及びその他の化学物質などの流体を含む流体容器、混合装置、及び特定用途向けの異なる形状若しくは大きさを有するその他の機械的操作装置などが含まれる。

本発明はまた、前処理されなければならない、あるいはカートリッジのその他の部分に所望或いは必要とされない特定の温度に保たれなければならないカートリッジの特定部分に使用されてもよい。例えば、前処理に使用され或いは異なる位置に格納されることができ、且つそのために使用前にカートリッジの標準部分に接続されることができる別個の流体容器を設けることは非常に有用となり得る。何故なら、流体は開かれた環境内で容器からカートリッジへと運搬される必要がないため、その部分、特にその内部の流体の汚染の虞が回避されるからである。

このような別個の部分の使用は、同一部分が多数の異なるアプリケーションで使用されるとしても、本発明の意味でのアプリケーションに特有なものと見なされる。このような別個の部分の一例は、カートリッジでの使用前に低温で貯蔵されなければならない所謂ＰＣＲマスターミックス用の個別流体容器である。カートリッジが再使用可能装置に導入される直前に、この個別流体容器は例えばはめ込み型接続によってカートリッジの標準部分に接続される。

本発明の一実施形態に従ったシステムを示す斜視図である。 本発明に従ったシステムの一実施形態に係る技術を示すブロック図である。 本発明に従ったシステムの一実施形態に係る技術を示すブロック図である。 本発明に従ったカートリッジの一実施形態を示す断面図（図４のＢ−Ｂ）である。 図３の実施形態の上面図／断面図（図３のＡ−Ａ）である。

Claims (17)

1. １つ以上の核酸配列を含む標本内の標的ヌクレオチド配列の存在、不存在及び／又は量の検出用のカートリッジであって、
   汎用用途に使用可能な標準部分と、
   特定の一用途に使用されるように個別に構成され、該標準部分に接続可能な１つ以上のアプリケーション特有部分と、を有し、
   前記標準部分には、汎用用途に使用される、流体チャネルおよび１つ以上のチャンバーが設けられており、
   前記１つ以上のアプリケーション特有部分はそれぞれ、前記流体チャネルを介して前記汎用チャンバーと接続可能なように、前記標準部分に取り付けられ、
   前記１つ以上のアプリケーション特有部分の１つは、標本のＰＣＲのための１つ以上の熱サイクルチャンバーを有し且つ１つ以上のプライマーを有するＰＣＲボディである、
   ことを特徴とするカートリッジ。
2. 前記１つ以上の熱サイクルチャンバーの各々内に、少なくとも１つのプライマーが配置される、請求項１に記載のカートリッジ。
3. 前記多数のプライマーの少なくとも１つはＰＣＲボディに染み付けられる、請求項１又は２に記載のカートリッジ。
4. 前記ＰＣＲボディは円盤状である、請求項１乃至３の何れかに記載のカートリッジ。
5. 前記１つ以上のアプリケーション特有部分の１つは検出装置である、請求項１乃至４の何れかに記載のカートリッジ。
6. 前記検出装置は前記ＰＣＲボディの前記プライマーに基づいて選択される、請求項５に記載のカートリッジ。
7. 前記１つ以上のアプリケーション特有部分の１つは、標本を特定の状態へと前処理するように構成された標本導入装置である、請求項１乃至６の何れかに記載のカートリッジ。
8. 前記標本導入装置は標本を特定状態へと前処理するように構成された予備溶解装置である、請求項７に記載のカートリッジ。
9. 前記１つ以上のアプリケーション特有部分の少なくとも１つははめ込み型接続を用いて本体に接続可能である、請求項１乃至８の何れかに記載のカートリッジ。
10. 前記標準部分及び前記１つ以上のアプリケーション特有部分内で前記標本又はその一部を保持する各空間は気密性を有する、請求項１乃至９の何れかに記載のカートリッジ。
11. 前記１つ以上のアプリケーション特有部分の少なくとも１つは識別装置を備えている、請求項１乃至１０の何れかに記載のカートリッジ。
12. 前記１つ以上のアプリケーション特有部分及び前記標準部分の各々は識別装置を備えている、請求項１０に記載のカートリッジ。
13. １つ以上の核酸配列を含む標本内の標的ヌクレオチド配列の存在、不存在及び／又は量の検出用のシステムであって、当該システムは再使用可能な装置を有し、該装置は、請求項１乃至１２の何れかに記載のカートリッジを受け入れ、該カートリッジ内にある前記標本内の前記標的ヌクレオチド配列の存在、不存在及び／又は量の検出処理を制御するように構成されている、システム。
14. 前記流体チャネル中の流体は、チャンバー内の空間を増減させるように柔軟膜を移動させることによって、前記チャンバーに送り込まれ、又は、前記チャンバーから送り出される、請求項１乃至１２の何れか１項記載のカートリッジ。
15. 前記柔軟膜の移動は弁座を開閉するために用いられる、請求項１４記載のカートリッジ。
16. カートリッジ中の１つ以上の核酸配列を含む標本内の標的ヌクレオチド配列の存在、不存在及び／又は量を検出する方法であって：
    生命体から前記標本を準備する工程；
    前記標本から前記核酸配列を分離する工程；
    前記核酸配列又はその一部を増幅し、それにより単位複製配列を提供する工程；及び
    前記標本内の前記核酸配列の中の前記標的ヌクレオチド配列に対応する単位複製配列の存在、不存在及び／又は量を検出する工程；
    を有し、
    前記カートリッジは、
    汎用用途に使用可能な標準部分と、
    特定の一用途に使用されるように個別に構成され、該標準部分に接続可能な１つ以上のアプリケーション特有部分と、を有し、
    前記標準部分には、汎用用途に使用される、流体チャネルおよび１つ以上のチャンバーが設けられており、
    前記１つ以上のアプリケーション特有部分はそれぞれ、前記流体チャネルを介して前記汎用チャンバーと接続可能なように、前記標準部分に取り付けられ、
    前記１つ以上のアプリケーション特有部分の１つは、標本のＰＣＲのための１つ以上の熱サイクルチャンバーを有し且つ１つ以上のプライマーを有するＰＣＲボディである、
    ことを特徴とする方法。
17. １つ以上のアプリケーション特有部分を選択し、該アプリケーション特有部分を前記カートリッジの前記標準部分に取り付ける工程、を更に有する請求項１６に記載の方法。

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