JP6359007B2 - ロボットによるポリヌクレオチドサンプル調製システムのための遠心デバイスおよび方法 - Google Patents
ロボットによるポリヌクレオチドサンプル調製システムのための遠心デバイスおよび方法 Download PDFInfo
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Description
本出願は、2012年4月30日に出願された米国仮出願第61/640,243号の恩典を主張するものであり、該出願は参照により全体として本明細書に組み入れられる。
本開示は、全般的に、増幅されたポリヌクレオチド粒子をセンサー基板にロードするための装置および方法に関する。
分子生物学、特にシークエンシング技術における最近の進歩は、基板上の一連のセンサーなどの感知装置の表面における生体分子増大粒子の堆積に依存する。特に、ウェル内でのpHの微細な変化を通してヌクレオチドの付加を検出する技術は、標的ポリヌクレオチドの複製物を含む粒子の堆積に依存する。標的ポリヌクレオチドの複製物を有するそのような粒子は、エマルジョンポリメラーゼ連鎖反応(PCR)などの技術を使用して形成され得る。
第一の局面において、システムを較正する方法は、平行移動デバイスに連結されたシリンジポンプにピペットチップ(pipette tip)を取り付ける工程、ピペットチップを通る流体の流れを開始させる工程、平行移動デバイスを用いてピペットチップを接触表面に向けて動かす工程、およびシリンジポンプが圧力の変化を検出するとき、平行移動デバイスの位置に基づいてシステムを較正する工程を含む。
[本発明1001]
以下の工程を含む、システムを較正する方法:
平行移動デバイスに連結されたシリンジポンプにピペットチップ(pipette tip)を取り付ける工程;
該ピペットチップを通る流体の流れを開始させる工程;
該平行移動デバイスを用いて該ピペットチップを接触表面に向けて動かす工程;および
該シリンジポンプが圧力の変化を検出するとき、該平行移動デバイスの位置に基づいて該システムを較正する工程。
[本発明1002]
前記平行移動デバイスが、前記シリンジポンプを3つの直交方向に動かすことができる、本発明1001の方法。
[本発明1003]
流体の流れを開始させる工程が、前記シリンジポンプを用いて、前記ピペットチップを通して空気を吸い取る工程を含む、本発明1001または本発明1002の方法。
[本発明1004]
前記圧力の変化が圧力の低下を含み、前記方法が、圧力の低下が検出されるとき、前記ピペットチップを前記接触表面に向けて動かす工程を停止する工程をさらに含む、本発明1003の方法。
[本発明1005]
流体の流れを開始させる工程が、前記シリンジポンプを用いて、前記ピペットチップを通して流体を排出する工程を含む、本発明1001〜1004のいずれかの方法。
[本発明1006]
前記圧力の変化が圧力の上昇を含み、前記方法が、圧力の上昇が検出されるとき、前記ピペットチップを前記接触表面に向けて動かす工程を停止する工程をさらに含む、本発明1005の方法。
[本発明1007]
前記シリンジポンプに前記ピペットチップを取り付ける工程が、前記平行移動デバイスを使用して該シリンジポンプの遠位端を該ピペットチップ内に下ろす工程を含む、本発明1001〜1006のいずれかの方法。
[本発明1008]
前記接触表面がエラストマー表面である、本発明1001〜1007のいずれかの方法。
[本発明1009]
前記接触表面が管内またはウェル内にある、本発明1001〜1008のいずれかの方法。
[本発明1010]
第一方向および該第一方向とは反対の第二方向に回転するよう作動可能なモーター;
該モーターに連結されたローターであって、該モーターに応じて平面内で該第一方向または該第二方向に回転し、凹部および該凹部の側面から突き出ている軸を有する、ローター;ならびに
スライド可能かつ枢動可能に該軸に連結された輸送台であって、第一側面上の第一タブおよび第二側面上の第二タブを含み、該ローターが該第一方向に回転するのに応答して該軸に沿ってスライドしかつ該平面から離れて該軸の周りを回転して該第一タブで該ローターと第一角度で係合し、該ローターが該第二方向に回転するのに応答して該軸に沿ってスライドしかつ該平面から離れて該軸の周りを回転して該第二タブで該ローターと第二角度で係合する、輸送台
を含む、遠心デバイス。
[本発明1011]
前記輸送台が、2つの流体ポートを含むシークエンシング部材を受け入れるように構成されている、本発明1010の遠心デバイス。
[本発明1012]
前記2つの流体ポートが、前記ローターの回転軸の方に向かって内側に向くことができる、本発明1011の遠心デバイス。
[本発明1013]
前記シークエンシング部材を前記輸送台に固定するための締め具をさらに含む、本発明1011の遠心デバイス。
[本発明1014]
前記締め具が、前記シークエンシング部材の前記2つの流体ポートに係合するための要素を含む、本発明1013の遠心デバイス。
[本発明1015]
前記第一角度が、前記平面に対して70°〜110°の範囲内にある、本発明1010〜1014のいずれかの遠心デバイス。
[本発明1016]
前記第一角度が、前記平面に対して80°〜95°の範囲内にある、本発明1015の遠心デバイス。
[本発明1017]
前記第二角度が、前記平面に対して20°〜65°の範囲内にある、本発明1010〜1016のいずれかの遠心デバイス。
[本発明1018]
前記第二角度が、前記平面に対して35°〜50°の範囲内にある、本発明1017の遠心デバイス。
[本発明1019]
前記軸が少なくとも部分的に前記凹部を横切って延びており、前記ローターが静止しているときに前記輸送台が少なくとも部分的に該凹部内にある、本発明1010〜1018のいずれかの遠心デバイス。
[本発明1020]
ローターを平面内で第一方向に回転させる工程であって、輸送台が軸によって該ローターに連結されており、該輸送台が、該ローターが該第一方向に回転するのに応答して該軸に沿ってスライドしかつ該軸の周りを回転して第一タブで該ローターと第一角度で係合する、工程;および
該ローターを該平面内で第二方向に回転させる工程であって、該輸送台が、該ローターが該第二方向に回転するのに応答して該軸に沿ってスライドしかつ該軸の周りを回転して第二タブで該ローターと第二角度で係合し、該第一角度が該第二角度よりも大きい、工程
を含む、方法。
[本発明1021]
前記輸送台が、2つの流体ポートを含むシークエンシング部材を受け入れるように構成されている、本発明1020の方法。
[本発明1022]
前記2つの流体ポートが、前記ローターの回転軸の方に向かって内側に向くことができる、本発明1021の方法。
[本発明1023]
前記シークエンシング部材を前記輸送台に固定するための締め具を係合させる工程をさらに含む、本発明1022の方法。
[本発明1024]
前記締め具が、前記シークエンシング部材の前記2つの流体ポートに係合するための要素を含む、本発明1023の方法。
[本発明1025]
回転の前に、ポリヌクレオチドビーズを含む溶液を前記シークエンシング部材内に入れる工程をさらに含む、本発明1021の方法。
[本発明1026]
前記第二角度で回転するとき、前記溶液の一部が前記2つの流体ポートの少なくとも一方から出る、本発明1025の方法。
[本発明1027]
前記第一角度が前記平面に対して70°〜110°の範囲内にある、本発明1020〜1026のいずれかの方法。
[本発明1028]
前記第一角度が前記平面に対して80°〜95°の範囲内にある、本発明1027の方法。
[本発明1029]
前記第二角度が前記平面に対して20°〜65°の範囲内にある、本発明1020〜1028のいずれかの方法。
[本発明1030]
前記第二角度が前記平面に対して35°〜50°の範囲内にある、本発明1029の方法。
[本発明1031]
前記軸が少なくとも部分的に前記凹部を横切って延びており、前記ローターが静止しているときに前記輸送台が少なくとも部分的に該凹部内にある、本発明1020〜1030のいずれかの方法。
[本発明1032]
平面内で回転するためのローター;
輸送台;
上プレート;
第一端部で該上プレートに枢動可能に連結されている第一アームであって、該第一アームの第二端部が該輸送台に枢動可能に連結されている、第一アーム;および
第一端部で該ローターに枢動可能に連結されている第二アームであって、該第二アームの第二端部が、該第一アーム上の、該第一アームの該第一端部と該第二端部の間の位置で、該第一アームに枢動可能に連結されている、第二アーム
を含み、
該平面に対する該輸送台の角度が、該上プレートの位置に応じて変わる、遠心機。
[本発明1033]
前記上プレートを前記平面に垂直な方向に動かすために該上プレートに連結されたアクチュエーターをさらに含む、本発明1032の遠心機。
[本発明1034]
前記輸送台が、2つの流体ポートを含むシークエンシング部材を受け入れるように構成されている、本発明1032または本発明1033の遠心機。
[本発明1035]
前記2つの流体ポートが、前記ローターの回転軸の方に向かって内側に向くことができる、本発明1034の遠心機。
[本発明1036]
前記シークエンシング部材を前記輸送台に固定するための締め具をさらに含む、本発明1034の遠心機。
[本発明1037]
前記締め具が、前記シークエンシング部材の前記2つの流体ポートに係合するための要素を含む、本発明1036の遠心機。
[本発明1038]
第三アームおよび第四アームをさらに含み、該第三アームが、該第三アームの第一端部で前記上プレートに枢動可能に連結されており、該第三アームの第二端部が、該第四アームの第一端部に枢動可能に連結されており、該第四アームの第二端部が、前記ローターに枢動可能に連結されている、本発明1032〜1037のいずれかの遠心機。
[本発明1039]
平面内で回転するためのローター;
該ローターの中心軸を覆うように位置付けられており、かつ受入ポートおよび該受入ポートと流体連通している遠位開口部を含むアームを含む、スリンガー;ならびに
該ローターに枢動可能に連結されておりかつ管のための入れ物を含む輸送台ブロックであって、該ローターが静止しているときには該管をほぼ鉛直位置に位置付けるように偏り、かつ、該ローターの回転に応答して、該管の開口部が該スリンガーの該遠位開口部に向く角度に該管を位置付けるように偏る、輸送台ブロック
を含む、遠心機。
[本発明1040]
蓋をさらに含む、本発明1039の遠心機。
[本発明1041]
前記蓋が、開口部、前記管を受け入れるように寸法付けられた該開口部の第一縁部、および該管の唇状部よりも小さく寸法付けられた該開口部の第二縁部を含む、本発明1040の遠心機。
[本発明1042]
トレイ内のピペットチップに係合するためにピペットシステムの遠位端を下ろす工程;
該遠位端を持ち上げる工程;
該遠位端をカメラで撮像する工程;および
画像から導き出される特徴を予想されるチップ(tip)特徴と比較する工程
を含む、方法。
[本発明1043]
前記特徴が、前記ピペットチップの端部での幅である、本発明1042の方法。
[本発明1044]
前記特徴が、前記ピペットチップの長さを示す、本発明1042または本発明1043の方法。
[本発明1045]
前記特徴が、前記シリンジポンプに対する前記ピペットチップの角度を示す、本発明1042〜1044のいずれかの方法。
[本発明1046]
前記カメラが、垂直方向に対して1°〜10°の範囲内の角度で撮像するように位置付けられている、本発明1042〜1045のいずれかの方法。
[本発明1047]
ピペットチップに連結するためのシリンジポンプ;
該ピペットチップを動かすための平行移動デバイス;
混合管と、
該混合管に対して可動な磁気デバイスと
を含む濃縮システム;および
ローターと、
シークエンシングデバイスを固定するためのバケットと
を含む遠心デバイス
を含み、
該平行移動デバイスが、該混合管の近位および該シークエンシングデバイスの近位に該ピペットチップを位置付けることができる、システム。
[本発明1048]
以下の工程を含む、シークエンシングデバイスを準備するための方法:
シリンジポンプに連結された平行移動デバイスを使用して、増幅された粒子を含む水分散液を濃縮管に移す工程;
該増幅された粒子を濃縮する工程;
該濃縮された増幅された粒子を遠心デバイスのトレイ上に配置されたシークエンシングデバイスに移す工程;および
該シークエンシングデバイスを遠心する工程。
例示的な態様において、装置は、3つの直交方向への動きをアームに与える平行移動デバイス、ならびに、ピペットチップを受け入れかつピペットチップ内に入るおよびピペットチップから出る流体の動きを促進するよう作動可能なシリンジポンプを含む。加えて、当該装置は、ピペットチップを受け入れるためのトレイ、管を受け入れるための入れ物、エマルジョンを形成させるための装置、ポリヌクレオチドの複製物を含む粒子を形成させるためのデバイス、粒子を濃縮するためのデバイス、およびセンサーアレイを含むチップ(chip)などのシークエンシングデバイス上にそのような粒子をロードするための装置を含み得る。装置はさらに、試薬溶液の容器を保持するための入れ物を含み得る。任意で、平行移動デバイスは、ピペット受け入れアームに加えて把持アームを含み得る。一例において、エマルジョン形成デバイスは、IKA Turraxデバイスなどの混合機を含むか、またはエマルジョンを形成させることができるピペット機能部を含む。別の例において、アレイへのローディングを促進するデバイスは、遠心機を含む。加えて、そのような遠心機は、エマルジョンを破壊し、他の溶液を分離するのに有用であり得る。
Claims (20)
- 第一方向および該第一方向とは反対の第二方向に回転するよう作動可能なモーター;
該モーターに連結されたローターであって、該モーターに応じて平面内で該第一方向または該第二方向に回転し、凹部および該凹部の側面から突き出ている軸を有する、ローター;ならびに
スライド可能かつ枢動可能に該軸に連結された輸送台であって、第一側面上の第一タブおよび第二側面上の第二タブを含み、該ローターが該第一方向に回転するのに応答して該軸に沿ってスライドしかつ該平面から離れて該軸の周りを回転して該第一タブで該ローターと第一角度で係合し、該ローターが該第二方向に回転するのに応答して該軸に沿ってスライドしかつ該平面から離れて該軸の周りを回転して該第二タブで該ローターと第二角度で係合する、輸送台
を含む、遠心デバイス。 - 前記輸送台が、2つの流体ポートを含むシークエンシング部材を受け入れるように構成されている、請求項1に記載の遠心デバイス。
- 前記2つの流体ポートが、前記ローターの回転軸の方に向かって内側に向くことができる、請求項2に記載の遠心デバイス。
- 前記シークエンシング部材を前記輸送台に固定するための締め具をさらに含む、請求項2に記載の遠心デバイス。
- 前記締め具が、前記シークエンシング部材の前記2つの流体ポートに係合するための要素を含む、請求項4に記載の遠心デバイス。
- 前記第一角度が、前記平面に対して70°〜110°の範囲内にある、請求項1〜5のいずれか一項に記載の遠心デバイス。
- 前記第一角度が、前記平面に対して80°〜95°の範囲内にある、請求項6に記載の遠心デバイス。
- 前記第二角度が、前記平面に対して20°〜65°の範囲内にある、請求項1〜7のいずれか一項に記載の遠心デバイス。
- 前記第二角度が、前記平面に対して35°〜50°の範囲内にある、請求項8に記載の遠心デバイス。
- 前記軸が少なくとも部分的に前記凹部を横切って延びており、前記ローターが静止しているときに前記輸送台が少なくとも部分的に該凹部内にある、請求項1〜9のいずれか一項に記載の遠心デバイス。
- ローターを平面内で第一方向に回転させる工程であって、該ローターが、凹部および該凹部の側面から突き出ている軸を有し、輸送台が該軸によって該ローターに連結されており、該輸送台が、該ローターが該第一方向に回転するのに応答して該軸に沿ってスライドしかつ該軸の周りを回転して該輸送台の第一側面上にある第一タブで該ローターと第一角度で係合する、工程;および
該ローターを該平面内で該第一方向とは反対の第二方向に回転させる工程であって、該輸送台が、該ローターが該第二方向に回転するのに応答して該軸に沿ってスライドしかつ該軸の周りを回転して該輸送台の第二側面上にある第二タブで該ローターと第二角度で係合し、該第一角度が該第二角度よりも大きい、工程
を含む、方法。 - 前記輸送台が、2つの流体ポートを含むシークエンシング部材を受け入れるように構成されている、請求項11に記載の方法。
- 前記2つの流体ポートが、前記ローターの回転軸の方に向かって内側に向くことができる、請求項12に記載の方法。
- 前記シークエンシング部材を前記輸送台に固定するための締め具を係合させる工程をさらに含む、請求項13に記載の方法。
- 前記締め具が、前記シークエンシング部材の前記2つの流体ポートに係合するための要素を含む、請求項14に記載の方法。
- 回転の前に、ポリヌクレオチドビーズを含む溶液を前記シークエンシング部材内に入れる工程をさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 前記第二角度で回転するとき、前記溶液の一部が前記2つの流体ポートの少なくとも一方から出る、請求項16に記載の方法。
- 前記第一角度が前記平面に対して70°〜110°の範囲内にある、請求項11〜17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第二角度が前記平面に対して20°〜65°の範囲内にある、請求項11〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記軸が少なくとも部分的に前記凹部を横切って延びており、前記ローターが静止しているときに前記輸送台が少なくとも部分的に該凹部内にある、請求項11〜19のいずれか一項に記載の方法。
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