JP6963127B2 - アレイのポイント・オブ・ユース排出のためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
[0001]本出願は、2017年5月24日に出願された米国仮出願第62/510,682の利益および優先権を主張し、その全体は、参照により本明細書に組み込まれている。
[0005]さまざまな分析的なシステムおよび方法は、多数のサンプルに対する分析を実施する手段としてマルチウェルアレイを組み込む。典型的に、サンプル容器などの中のそれぞれのウェルは、スタンドアロン分析を提供することが意図されている。したがって、ウェルおよびその中の分析的な材料は、一般的に、それらの間に実質的なクロストークがない状態で、互いから分離した状態に維持されるように設計されている。この理由のために、アレイのそれぞれのウェルを満たすことは、とりわけ、閉システムにおいて、課題を提示する。たとえば、いくつかの閉アレイシステムでは、ウェルは、ウェルのそれぞれに延在する別個の流体チャネルによって、個別にロードされ得、ウェル間の交差汚染を低減させる。しかし、泡形成なしにそのようなチャネルを充填することは、挑戦的である可能性があり、ウェルの中の泡の存在は、問題のある可能性がある。その理由は、いくつかのウェルは、サンプル体積を減らしている可能性があり、泡の存在は、検出の問題をもたらす可能性があるからである。追加的に、そのようなシステムは、製造するのにコストがかかり面倒である可能性がある。そのうえ、別個の流体チャネルの使用は、ウェルごとの材料の変動を生成させ、したがって、分析的な結果の変動を生成させる可能性がある。
維持することができる材料および/またはパッケージングを必要とし、それは、生成物にかなりの支出を追加する可能性がある。
複数のウェルがその中に形成された第3の層であって、第1の層と第2の層との間に配設されている、第3の層と、
複数のウェルおよび真空ポートに流体連通している真空チャネルと、
複数のウェルおよび流体供給源に流体連通しているアレイ充填チャネルと
を含む、アレイアセンブリ。
む、アレイアセンブリ。
それぞれの複数の列に沿って延在する複数の分岐チャネルであって、複数のウェルにそれぞれ流体連通している、複数の分岐チャネルと、
複数の列の第1の端部に沿って延在する第1のメインチャネルであって、複数の分岐チャネルは、第1のメインチャネルから延在しており、アレイ充填チャネルは、第1のメインチャネルに連通している、第1のメインチャネルと
を含む、アレイアセンブリ。
複数のウェルがその中に配設されているカード層を提供するステップと、
第1のフィルム層と少なくとも第2のフィルム層との間にカード層を配設するステップと、
第1のフィルム層をカード層の第1の側に結合するステップと、
第2のフィルム層をカード層の第2の側に結合するステップと
を含み、
カード層、および、第1のフィルム層または第2のフィルム層のうちの少なくとも1つは、
(i) 複数のウェルと真空ポートとの間に延在しており、および/または、複数のウェルおよび真空ポートに流体連通している真空チャネルと、
(ii) 複数のウェルと流体供給源との間に延在しており、および/または、複数のウェルおよび流体供給源に流体連通しているアレイ充填チャネルと
を形成している、方法。
(a) アレイアセンブリに流体連通する反応ゾーンを含むサンプルコンテナを提供するステップであって、アレイアセンブリは、
アレイの中に構成されている複数のウェル、
反応ゾーンとアレイとの間のアクセス開口部、
真空ポート、
複数のチャネル
を含み、アレイの中のそれぞれのウェルがアクセス開口部および真空ポートに流体接続
されるようになっている、ステップと、
(b) 反応ゾーンの中のサンプルに分析的な方法を実施し、反応混合物を作り出すステップと、
(c) 真空ポートを開放し、アレイアセンブリの上に真空を引くステップであって、空気が複数のウェルおよび複数のチャネルから排出されるようになっている、ステップと、
(d) 複数のウェルが真空下に維持されるように、真空ポートを封止するステップであって、それによって、排出されたアレイを形成する、ステップと、
(e) 反応混合物がアレイ充填チャネルを介して複数のウェルの中へ引き込まれるように、アクセス開口部を開放するステップと
を含む、方法。
(a) 第1の反応ゾーン、第2の反応ゾーン、および、第2の反応ゾーンの中の乾燥した成分を含む、封止されたコンテナを提供するステップと、
(b) 第1の反応ゾーンの中で第1の反応を実施し、反応混合物を発生させるステップと、
(c) 第2の反応ゾーンの中の乾燥した成分を水和流体によって水和し、水和された成分を発生させるステップであって、ステップ(c)は、ステップ(b)の前または間に実施される、ステップと、
(d) 反応混合物の一部分を水和された成分に追加するステップと、
(e) 第2の反応ゾーンの中で第2の反応を実施するステップと
を含む、方法。
反応混合物をアレイに移動させるステップと、
反応混合物の一部分がバリア層を横切って、それぞれのウェルに進入することを可能にするステップと、
アレイから余剰の反応混合物を除去するステップと
を含む、方法。
反応混合物をアレイに移動させるステップと、
バリア層の外側のそれぞれのウェルに隣接する反応混合物の一部分を封止するステップであって、反応混合物および水和された成分がバリア層を通して混合することができるようになっている、ステップと
を含む、方法。
カードの第1の側にあるアクセス開口部と、
アクセス開口部および複数のウェルに流体連通しているチャネルシステムと、
チャネルシステムに流体連通している真空ポートと
を含む、アレイアセンブリ。
ホールドチャネルアセンブリを含み、マニホールドチャネルアセンブリは、
複数の列に沿って延在する複数の分岐チャネルであって、複数のウェルにそれぞれ流体連通している、複数の分岐チャネルと、
複数の列の第1の端部に沿って延在する、アクセス開口部に流体連通している第1のメインチャネルであって、複数の分岐チャネルは、第1のメインチャネルから延在している、第1のメインチャネルと、
複数の分岐チャネルに流体連通し、複数の列の第2の端部に沿って延在している第2のメインチャネルであって、真空ポートは、第2のメインチャネルに連通している、第2のメインチャネルと
を含み、
それぞれのウェルは、少なくとも2つの異なる経路によって、真空ポートおよびアクセス開口部に流体連通している、アレイアセンブリ。
複数の流体接続された反応チャンバと、
アレイと
を含み、アレイは、
流体接続された反応チャンバのうちの少なくとも1つに流体連通しているアクセス開口部と、
複数の反応ウェルと、
真空ポートと、
アクセス開口部に、複数のウェルに、および真空ポートに流体連通しているチャネルシステムであって、アレイの中のそれぞれの反応ウェルが少なくとも2つの経路によって真空ポートに流体接続されるように、経路を提供しており、また、それぞれの反応ウェルは、少なくとも2つの経路によって流体供給源に接続されている、チャネルシステムと
を含む、反応コンテナ。
複数のウェルおよび真空ポートに流体連通している真空チャネルと、
複数のウェルおよび流体供給源に流体連通しているアレイ充填チャネルと
を含む、アレイアセンブリ。
複数のウェルがその中に形成されたカード層と、
カード層の第1の側に結合される第1のフィルム層であって、複数のウェルのそれぞれの第1の端部を封止する、第1のフィルム層と、
カード層の第2の側に結合される第2のフィルム層であって、真空ポートは、第1のフィルム層および第2のフィルム層のうちの1つまたは複数の中に開口部を含む、第2のフィルム層と
をさらに含む、アレイアセンブリ。
およびアレイ充填チャネルのうちの1つまたは複数の少なくとも一部分は、(i)カード層の中に形成されているか、(ii)第2のフィルム層の中に形成されているか、または、(iii)カード層と第2のフィルム層との間に形成されている、アレイアセンブリ。
それぞれの複数の列に沿って延在する複数の分岐チャネルであって、複数のウェルにそれぞれ流体連通している、複数の分岐チャネルと、
複数の列の第1の端部に沿って延在する第1のメインチャネルであって、複数の分岐チャネルは、第1のメインチャネルから延在しており、アレイ充填チャネルは、第1のメインチャネルから延在している、第1のメインチャネルと
を含む、アレイアセンブリ。
反応コンテナを提供するステップであって、反応コンテナは、サンプル導入ゾーン、サンプル導入ゾーンに流体連通している少なくとも第1の反応ゾーン、および、第1の反応ゾーンに流体連通している第2の反応ゾーンを含み、第2の反応ゾーンは、複数のウェル、複数のウェルおよび真空ポートに流体連通している真空チャネル、複数のウェルと第1の反応ゾーンとの間に延在し、および/または、複数のウェルおよび第1の反応ゾーンに流体連通しているアレイ充填チャネル、ならびに、第1の反応ゾーンと第2の反応ゾーンとの間に配設されている開放可能なシールを含む、ステップと、
分析的な方法のうちの少なくとも1つのステップを反応コンテナによって実施するステップと、
複数のウェルの上に部分的な真空を引くステップであって、複数のウェル、真空チャネル、および、アレイ充填チャネルの少なくとも一部分が、大気圧力に対して低減された圧力下にあるようになっている、ステップと、
真空チャネルの一部分を封止するステップであって、複数のウェルおよびアレイ充填チャネルの少なくとも一部分が、真空下に維持されるようになっており、それによって、排出されたアレイを形成する、ステップと、
流体がアレイ充填チャネルを介して複数のウェルの中へ引き込まれるように、第1の反応ゾーンと第2の反応ゾーンとの間に配設されている開放可能なシールを開放することによって、排出されたアレイに流体を適用するステップと
を含む、方法。
するステップ、または、第2の反応ゾーンの複数のウェルの中で第2のPCR反応を実施するのに備えて、第1のPCR反応の生成物を希釈するステップのうちの1つまたは複数を含む、方法。
反応コンテナを使用して分析的な方法を実施するように構成されている器具であって、真空システムを含み、分析的な方法のうちの1つまたは複数のステップを実施しながら、反応コンテナの1つまたは複数の部分の中に部分的な真空を引く、器具と
を含む、システム。
は複数の試薬ブリスタをさらに含み、1つまたは複数の試薬ブリスタは、サンプル導入ゾーン、第1の反応ゾーン、または第2の反応ゾーンのうちの1つまたは複数に流体接続されている、システム。
なる形態および実施形態が、本開示の精神および教示から逸脱することなく可能であり、したがって、本開示は、本明細書に記載される例示的な実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。むしろ、これらの例示的な実施形態は、本開示が徹底的かつ完全であるように、および、本開示の範囲を当業者に伝えるように提供される。図面において、層および領域のサイズおよび相対的サイズは、明確化のために誇張されている可能性がある。説明全体を通して、同様の数字は、同様のエレメントを表している。
科学用語を含む)は、本開示が関係する当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有している。たとえば、一般に使用される辞書の中に定義されているものなどの用語は、本出願および関連技術の文脈にけるそれらの意味と一貫した意味を有するものとして解釈されるべきであり、本明細書で明示的にそのように定義されていない限り、理想化されたまたは過度に形式な意味で解釈されるべきではないことがさらに理解されよう。本明細書の本発明の説明の中で使用されている専門用語は、特定の実施形態を説明する目的のためだけのものであり、本発明を限定することを意図していない。本明細書で説明されているものと同様または同等の複数の方法および材料が、本開示の実践において使用され得るが、特定の例示的な材料および方法だけが、本明細書で説明されている。
は、それらの全体が参照により組み込まれている。専門用語に矛盾がある場合、本明細書が優先する。
は複数の例示的な実装形態を参照して図示され得る。本明細書で使用されているように、「例示的な」および「例示目的の」という用語は、「例、事例、または図示としての役割を果たすこと」を意味しており、必ずしも、本明細書で開示されている他の実装形態を上回る好適なものまたは有利なものであると解釈されるべきであるわけではない。加えて、本開示または発明の「実装形態」または「実施形態」への言及は、その1つまたは複数の実施形態への特定の言及を含み、またその逆も同様であり、本発明の範囲を限定することなく、例示目的の例を提供することが意図されており、本発明の範囲は、以下の説明によってというよりもむしろ、添付の特許請求の範囲によって示されている。
「a」、「an」、および「the」は、その内容が別段明確に示していない限り、複数の参照対象を含むことに留意されたい。したがって、たとえば、「a tile(タイル)」への言及は、1つの、2つの、またはそれ以上のタイルを含む。同様に、複数の参照対象への言及は、その内容および/または文脈が別段明確に示していない限り、単一の参照対象および/または複数の参照対象を含むものとして解釈されるべきである。したがって、「tiles(タイル)」への言及は、必ずしも、複数のそのようなタイルを必要とするわけではない。その代わりに、語形の変化から独立して、1つまたは複数のタイルが、本明細書で企図されていることが認識されよう。
いう語句は、義務的意味(すなわち、必須を意味する)ではなくむしろ、許容的意味(すなわち、そのような可能性を有することを意味する)で使用されている。追加的に、「含む(including)」、「有する(having)」、「伴う(involving)」、「含有する(containing)」、「特徴とする(characterized by)」という用語、それらの変異形(たとえば、「含む(includes)」、「有する(has)」、「伴う(involves)」、「含有する(contains)」など)、および、特許請求の範囲を含む本明細書で使用されているような同様の用語は、包含的および/またはオープンエンドであるべきであり、「含む(comprising)」およびその変異形(たとえば、「comprise」および「comprises」)という語句と同じ意味を有するべきであり、例示的には、追加的な未記載のエレメントまたは方法ステップを除外していない。
[00122]本明細書で使用されているように、方向性の用語および/または任意的な用語
、たとえば、「上部」、「底部」、「左」、「右」、「上」、「下」、「上側」、「下側」、「内側」、「外側」、「内」、「外」、「内部」、「外部」、「近位」、「遠位」、「前方」、および「逆方」などは、単に相対的な方向および/または配向を示すためだけに使用され得、本明細書、発明、および/または特許請求の範囲を含む、本開示の範囲を限定することを別段意図していない可能性がある。
または、別のエレメントに対して「応答する」、もしくは、別のエレメントの「上にある」と称されているときには、それは、直接的に、他のエレメントに連結されているか、接続されているか、または、他のエレメントに対して応答するか、もしくは、他のエレメントの上にある可能性があり、または、介在するエレメントが存在している可能性もあることが理解されよう。それとは対照的に、エレメントが、別のエレメントに「直接的に連結されている」、「直接的に接続されている」、または、別のエレメントに「直接的に応答する」、もしくは、別のエレメントの「直接的に上にある」と称されているときには、介在するエレメントは存在していない。
(および、中間構造体)の概略図である断面図を参照して本明細書で説明されている。そうであるので、たとえば、製造技法および/または製造公差の結果として、図示の形状からの変動が予想されることになる。したがって、本発明概念の例示的な実施形態は、本明細書で図示されている領域の特定の形状に限定されるものとして解釈されるべきではなく、たとえば、製造から結果として生じる形状の逸脱を含むべきである。したがって、図に図示されている領域は、本質的に概略的であり、それらの形状は、デバイスの領域の実際の形状を図示することは意図されておらず、例示的な実施形態の範囲を限定することは意図されていない。
に本明細書で使用され得るが、これらのエレメントは、これらの用語によって限定されるべきではないことが理解されよう。これらの用語は、1つのエレメントを別のエレメントから区別するためだけに使用されている。したがって、「第1の」エレメントは、本実施形態の教示から逸脱することなく、「第2の」エレメントと呼ばれ得る。
脱することなく、説明または開示されている任意の他の実装形態と組み合わせて利用され得ることが理解される。したがって、本開示の特定の実装形態による生成物、部材、エレメント、デバイス、装置、システム、方法、プロセス、組成物、および/またはキットは、本開示の範囲から逸脱することなく、本明細書で開示されている他の実装形態(システム、方法、および/または装置などを含む)の中に説明されている特性、特徴、コンポーネント、部材、エレメント、および/またはステップなどを含むことが可能であり、または、それらを組み込むことが可能であり、または、その他の方法で備えることが可能である。いくつかの実施形態またはそれらの態様は、代替例として説明され得る。しかし、そのような代替例は、常に、相互に排他的であるわけではない可能性があることが認識されよう。したがって、「代替的な」および「代替的に」などの用語は、「追加的な」および「追加的に」などと交換され得る。したがって、1つの実装形態に関連した特定の特徴への言及は、その実装形態の中だけでの適用に限定されるものとして解釈されるべきではない。
明の範囲または特許請求の範囲を限定するように使用されることを意味していない。理解を促進させるために、同様の参照番号は、可能な場合には、図に共通した同様のエレメントを指定するために使用されている。そのうえ、可能な場合には、エレメントの同様の付番が、さまざまな図の中で使用されている。そのうえ、特定のエレメントの代替的な構成
は、エレメント番号に添えられた別個の文字をそれぞれ含むことが可能である。
の辺り」を意味するために本明細書で使用されている。「約」という用語が数値範囲と併せて使用されるときには、それは、記載されている数値よりも上方および下方に境界を延長することによって、その範囲を修正する。一般的に、「約」という用語は、記述されている値の上方および下方に5%の偏差で数値を修正するために、本明細書で使用されている。そのような範囲が表現されるときには、別の実施形態は、一方の特定の値から、および/または、他方の特定の値までを含む。同様に、先行した「約」の使用によって、値が近似として表現されるときには、特定の値は別の実施形態を形成することが理解されよう。範囲のそれぞれの端点は、他方の端点に関連して、および、他方の端点から独立して、いずれにおいても重要であることがさらに理解されよう。
意の1つの部材を意味しており、また、そのリストの部材の任意の組み合わせを含む。
細胞(対象内のもの、対象から直接的にとられたもの、または、培養物内に維持される細胞、もしくは、培養された細胞株からの細胞のいずれか);細胞溶解物(もしくは、溶解物画分)または細胞抽出物;細胞、細胞性材料、もしくはウィルス性材料(たとえば、ポリペプチドまたは核酸)から由来する1つまたは複数の分子を含有する溶液;または、天然に存在しない核酸を含有する溶液であり、それは、本明細書で説明されているようにアッセイされる。また、サンプルは、任意の体液または排泄物(たとえば、それに限定されないが、血液、尿、便、唾液、涙、胆汁、または脳脊髄液)であることが可能であり、それは、宿主細胞もしくは病原菌細胞、細胞成分、または核酸を含有する可能性があり、または、それを含有しない可能性がある。また、サンプルは、それに限定されないが、土、水(新鮮な水、廃水など)、空気監視システムサンプル(たとえば、エアフィルター媒体の中に捕獲される材料)、表面スワブ、および媒介生物(たとえば、蚊、ダニ、ノミなど)などのような、環境サンプルを含むことが可能である。
またはDNA−RNA混成物であるにしろ、一本鎖または二本鎖であるにしろ、センスまたはアンチセンスであるにしろ、天然に存在するかまたは合成のオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドを表しており、それは、ワトソン−クリック型の塩基対によって相補的な核酸へのハイブリダイゼーションが可能である。また、本発明の核酸は、ヌクレオチド類似体(たとえば、BrdU)、および非リン酸ジエステルヌクレオシド間結合(たとえば、ペプチド核酸(PNA)またはチオジエステル結合)を含むことが可能である。とりわけ、核酸は、限定することなく、DNA、RNA、mRNA、rRNA、cDNA、gDNA、ssDNA、dsDNA、または、それらの任意の組み合わせを含むことが可能である。
するものは、相補的な配列を含有する第2の核酸分子に塩基対合することができる所定の配列の一本鎖核酸分子である(「標的」)。結果として生じる混成物の安定性は、長さ、GC含有量、および、発生する塩基対合の程度に依存する。塩基対合の程度は、プローブと標的分子との間の相補性の度合い、および、ハイブリダイゼーション条件のストリンジェンシーの度合いなどのような、パラメーターによって影響を受ける。ハイブリダイゼーションストリンジェンシーの度合いは、たとえば、温度、塩濃度、および、ホルムアミドなどのような有機分子の濃度などの、パラメーターによって影響を受け、当業者に公知の方法によって決定される。プローブ、プライマー、およびオリゴヌクレオチドは、当業者に周知の方法によって、放射活性的、蛍光的、または非放射活性的のいずれかで、検出可能にラベル付けされ得る。dsDNA結合色素が、dsDNAを検出するために使用され得る。「プライマー」は、具体的には、ポリメラーゼによって伸長されるように構成されているが、一方、「プローブ」または「オリゴヌクレオチド」は、そのように構成されてもよく、または、構成されなくてもよいことが理解される。
発することによって、一本鎖DNAに結合されるかまたは溶液の中で自由になっているときよりも、二本鎖DNAに結合されるときに、異なって蛍光を発する色素である。dsDNA結合色素について言及がなされているが、任意の適切な色素が本明細書で使用され得、いくつかの非限定的な例示目的の色素が、米国特許第7,387,887号明細書(参照により本明細書に組み込まれている)に説明されていることが理解される。他のシグナル生成物質が、核酸増幅および溶融を検出するために使用され得、当技術分野において公知であるように、例示的には、酵素、抗体などがある。
マー、またはオリゴヌクレオチドが、高いストリンジェンシー条件下において、実質的に相補的な核酸(たとえば、サンプル核酸)を認識し、それと物理的に相互作用し(すなわち、塩基対合する)、実質的に他の核酸と塩基対合しないことである。
温度(Tm)マイナス5℃(すなわち、プローブのTmよりも5度低い)で発生することである。機能的には、高いストリンジェンシー条件は、少なくとも80%配列同一性を有する核酸配列を識別するために使用される。
用する任意の増幅方法が適切であり得ることが理解される。そのような適切な手順は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR);鎖置換増幅(SDA);核酸配列ベースの増幅(NASBA);カスケードローリングサークル増幅(CRCA)、DNAのループ介在等温増幅(LAMP);等温およびキメラプライマー核酸増幅(ICAN);標的ベースのヘリカーゼ依存増幅(HDA);および、転写媒介増幅(TMA)などを含む。したがって、PCRという用語が使用されるときには、他の代替的な増幅方法を含むことが理解されるべきである。離散したサイクルのない増幅方法に関して、反応時間は、サイクル数、倍加時間、または交差ポイント(Cp)について測定が行われる場合に使用され得、追加的なPCRサイクルが本明細書で説明されている実施形態の中で追加される場合に、追加的な反応時間が追加され得る。プロトコルは、それにしたがって調節される必要がある可能性があることが理解される。
的に、サイクル閾値(Ct)、定量化サイクル(Cq)、もしくは、当技術分野で使用される同義語)という用語は、実験的に決定されるような所与のPCR生成物(たとえば、標的または内部標準)に関する何らかの閾値の上方に蛍光シグナルを取得するために必要とされるPCRのサイクルの数を表している。それぞれの反応が閾値の上方に上昇するサイクルは、PCR反応の始まりに存在する標的(すなわち、反応テンプレート)の量に依存する。閾値は、典型的に、生成物の蛍光シグナルが背景蛍光の上方に検出可能であるポイントに設定され得る。しかし、他の閾値も用いられ得る。いくらか任意の閾値を設定することに対する代替例として、Cpは、1次微分、2次微分、またはn次微分がその最大値を有する、反応に関するポイントを計算することによって決定され得、それは、増幅曲線の曲率が最大になるサイクルを決定する。例示目的の微分方法が、米国特許第6,303,305号明細書(その全体が参照により本明細書に組み込まれている)に教示された。それにもかかわらず、同じ閾値が比較されているすべての反応に関して使用される限り、どこにまたはどのように閾値が設定されるかは、通常、それほど重要ではない。当技術分野において公知であるように、他のポイントも同様に使用され得、任意のそのようなポイントが、本明細書で議論されている方法のいずれかにおいて、Cp、Ct、またはCqと置換され得る。
れらの例は、単に例示目的のものに過ぎない。本明細書で説明されている方法、キット、およびデバイスは、人間、家畜、産業、および環境を含む、多種多様なサンプルから多種多様な核酸配列を検出してシーケンシングするために使用され得る。
チを使用し、例示的には、単一の閉システムにおいて、さまざまな生物学的な物質、例示的には、抗原および核酸配列の存在に関してサンプルをアッセイする。そのようなシステム(パウチおよびパウチとともに使用するための器具を含む)は、米国特許第8,394,608号明細書;および米国特許第8,895,295号明細書;および米国特許出願第2014−0283945号明細書(参照により本明細書に組み込まれている)により詳細に開示されている。しかし、そのようなパウチは、単に例示目的のものに過ぎず、本明細書で議論されている核酸調製および増幅反応は、当技術分野において公知であるようなさまざまな核酸精製および増幅システムを使用して、当技術分野において公知であるような、96−ウェルプレート、他の構成のプレート、アレイ、およびカルーセルなどを含む、さまざまな開システムサンプル容器または閉システムサンプル容器のいずれかの中で実施され得ることが理解される。
語が本明細書で使用されているが、これらの用語は、これらの増幅システムにおいて使用されるように、ウェル、チューブ、および、さまざまな他の反応コンテナを包含することを意味している。1つの実施形態では、パウチは、複数の病原菌に関してアッセイするために使用される。パウチは、例示的には、閉システムにおいて、サンプルウェルとして使用される1つまたは複数のブリスタを含むことが可能である。例示的には、さまざまなステップが、任意選択で、使い捨てのパウチの中で実施され得、それは、核酸調製、一次大容積マルチプレックスPCR、一次増幅生成物の希釈、および二次的なPCRを含み、任意選択のリアルタイム検出または溶融曲線分析などのような増幅後分析で最終的に終わる。さらに、さまざまなステップが本発明のパウチの中で実施され得るが、ステップの1つまたは複数は、特定の使用に関して省略され得、パウチ構成はそれにしたがって変更され得ることが理解される。
、システムが使用される直前またはシステムが使用される間のいずれかに、デバイスの上のシステムによって、または、方法において実施されるステップを表している。たとえば、「ポイント・オブ・ユース」において、アッセイデバイスの1つまたは複数のチャンバの上に真空を引くことは、アッセイデバイスによってアッセイを実施する直前に(たとえば、1時間以内)、または、アッセイデバイスによってアッセイの1つもしくは複数のステップを現場で実施する間に、または、その後に、真空が引かれることを意味している。これは、アッセイデバイスの製造のときに適当な真空を引き、次いで、使用時の直前まで適当な真空下にデバイスを貯蔵するようなステップを実施することとは対照をなす。
実施形態において使用され得、または、さまざまな実施形態に関して再構成され得る。パウチ510は、米国特許第8,895,295号明細書の図15と同様であり、同様のア
イテムは、同じに付番されている。フィットメント590は、進入チャネル515aから515lを設けられており、進入チャネル515aから515lは、また、試薬リザーバまたは廃棄物リザーバとしての役割を果たしている。例示的には、試薬は、フィットメント590の中で凍結乾燥され、使用の前に再水和され得る。ブリスタ522、544、546、548、564、および566は、それらのそれぞれのチャネル514、538、543、552、553、562、および565とともに、米国特許第8,895,295号明細書の図15の同じ数のブリスタと同様である。図1の第2段反応ゾーン580は、米国特許出願第8,895,295号明細書のものと同様であるが、高密度アレイ581の第2段ウェル582が、いくらか異なるパターンで配置されている。図1の高密度アレイ581のより円形のパターンは、角部の中のウェルを排除し、第2段ウェル582のより均一な充填を結果として生じさせることが可能である。示されているように、高密度アレイ581は、102個の第2段ウェル582を設けられている。パウチ510は、FilmArray(登録商標)器具(BioFire Diagnostics、LLC、ユタ州ソルトレイクシティ(Salt Lake City、UT))の中で使用するのに適切である。しかし、パウチの実施形態は、単に例示目的のためのものに過ぎないことが理解される。
、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、それらの混合物、組み合わせ、および層などのような、可撓性のプラスチックフィルムまたは他の可撓性の材料の2つの層から形成され得、それは、押し出し加工、プラズマ蒸着、およびラミネート加工を含む、当技術分野において公知の任意のプロセスによって作製され得る。たとえば、それぞれの層は、一緒にラミネート加工される単一のタイプまたは2つ以上のタイプの材料の1つまたは複数の層から構成され得る。また、金属フォイルまたはアルミニウムラミネート加工を伴うプラスチックも使用され得る。ブリスタおよびチャネルを形成するために一緒に封止され得る他のバリア材料も当技術分野において公知である。プラスチックフィルムが使用される場合には、層は、例示的には熱シーリングによって一緒に結合され得る。例示的には、材料は、低い核酸結合能力を有している。
自己蛍光が十分に低いプラスチックフィルムが好適である。そのような材料は、異なるプラスチック、異なる可塑剤、および配合比、および、フィルムの異なる厚さをテストすることによって特定され得る。アルミニウムまたは他のフォイルのラミネート加工を有するプラスチックに関して、蛍光検出デバイスによって読み取られるべきパウチの部分が、フォイルなしの状態に残され得る。たとえば、蛍光がパウチ510の第2段反応ゾーン580の第2段ウェル582の中でモニタリングされる場合には、ウェル582における一方または両方の層が、フォイルなしの状態に残されることになる。PCRの例では、約0.0048インチ(0.1219mm)厚さのポリエステル(Mylar、DuPont、デラウェア州ウィルミントン(Wilmington DE))、および、0.001〜0.003インチ(0.025〜0.076mm)厚さのポリプロピレンフィルムから構成されるフィルムラミネートが上手く機能する。例示的には、パウチ510は、入射光のおおよそ80%〜90%を透過させることができるクリアな材料から作製され得る。
びチャネルに印加することによって、ブリスタ間を移動させられる。したがって、圧力を用いる実施形態では、パウチ材料は、例示的には、圧力が所望の効果を有することを可能にするのに十分に可撓性である。「可撓性」という用語は、パウチの材料の物理的な特質を説明するために本明細書で使用されている。「可撓性」という用語は、亀裂、破断、またはクレージング等なしに、本明細書で使用される圧力のレベルによって容易に変形可能
なものとして本明細書で定義される。たとえば、薄いプラスチックシート、たとえば、Saran(商標)ラップおよびZiploc(登録商標)バッグなど、ならびに、薄い金属フォイル、たとえば、アルミニウムフォイルなどが可撓性である。しかし、空気圧を用いる実施形態であっても、ブリスタおよびチャネルの特定の領域のみしか可撓性であることを必要としない。さらに、ブリスタおよびチャネルが容易に変形可能である限りにおいて、ブリスタおよびチャネルの片面だけが可撓性であることを必要とする。パウチ510の他の領域は、剛体材料から作製され得、または、剛体材料によって補強され得る。したがって、「可撓性のパウチ」または「可撓性のサンプルコンテナ」という用語などが使用されるときには、パウチまたはサンプルコンテナの一部分だけが可撓性である必要があることが理解される。
金属(例示的には、アルミニウム)または他の適切な材料のシートが、隆起した表面のパターンを有するダイを生成させるために、圧延されるかまたは他の方法でカットされ得る。例示的には195℃の動作温度に調整された、空気圧式プレス(例示的には、A−5302−PDS、Janesville Tool Inc.、ウィスコンシン州ミルトン(Milton WI))の中へフィットさせられるときに、空気圧式プレスは、印刷機のように働き、ダイがフィルムに接触する場所でのみ、プラスチックフィルムのシーリング表面を溶融させる。同様に、パウチ510に関して使用されるプラスチックフィルムは、レーザ切断および溶接デバイスを使用して、一緒にカットおよび溶接され得る。PCRプライマー(例示的には、フィルムの上にスポッティングされ、および、乾燥させられる)、抗原結合性基質、磁気ビーズ、およびケイ酸ジルコニウムビーズなどのような、さまざまなコンポーネントが、パウチ510が形成されるときに、さまざまなブリスタの内側に封止され得る。サンプル処理のための試薬は、シーリングの前に、集合的にまたは別々にのいずれかで、フィルムの上にスポッティングされ得る。1つの実施形態では、ヌクレオチド三リン酸(NTP)が、ポリメラーゼおよびプライマーとは別々にフィルムの上にスポッティングされ、反応が水性のサンプルによって水和され得るまで、ポリメラーゼの活性を本質的に排除する。水性のサンプルが水和の前に加熱された場合には、これは、真のホットスタートPCRに関する条件を生成させ、高価な化学的ホットスタート成分の必要性を低減させるかまたは排除する。別の実施形態では、成分は、粉末または錠剤の形態で提供され得、最終的なシーリングの前にブリスタの中へ設置される。
のと同様の様式で使用され得る。1つの例示目的の実施形態では、テストされるべきサンプル(100μl)および溶解緩衝液(200μl)を含む300μl混合物が、進入チャネル515aの近くのフィットメント590の中の注入ポート(図示せず)の中へ注入され得、このサンプル混合物が、進入チャネル515aの中へ引き入れられ得る。また、水が、進入チャネル515lに隣接するフィットメント590の第2の注入ポート(図示せず)の中へ注入され得、フィットメント590の中に設けられたチャネル(図示せず)を介して分配され、それによって、最大で11個の異なる試薬を水和する。試薬のそれぞれは、進入チャネル515bから515lにおいて乾燥形態で以前に提供されたものである。サンプルおよび水和流体(たとえば、水または緩衝液)を注入するための例示目的の方法およびデバイスが、その全体が参照により本明細書に組み込まれている米国特許出願第2014−0283945号明細書に開示されているが、これらの方法およびデバイスは、単に例示目的のものに過ぎず、サンプルおよび水和流体をパウチ510の中へ導入する他の方式も本開示の範囲内にあることが理解される。これらの試薬は、例示的には、凍結乾燥されたPCR試薬、DNA抽出試薬、洗浄溶液、イムノアッセイ試薬、または他の化学物質を含むことが可能である。例示的には、試薬は、核酸抽出、第1段マルチプレックスPCR、マルチプレックス反応の希釈、および、第2段PCR試薬の調製、ならびに、制御反応のためのものである。図1に示されている実施形態では、注入される必要があるすべてのものは、一方の注入ポートの中へのサンプル溶液、および、他方の注入ポートの中への水である。注入後に、2つの注入ポートは封止され得る。パウチ510およびフィットメント590のさまざまな構成についてのさらなる情報に関して、米国特許第8,895,295号明細書(すでに参照により組み込まれている)を参照されたい。
解ブリスタ522へ移動させられ得る。溶解ブリスタ522は、セラミックビーズまたは他の研磨エレメントなどのような、ビーズまたは粒子534を提供されており、FilmArray(登録商標)器具の中に提供される回転ブレードまたはパドルを使用した衝突を介して旋回流形成するように構成されている。ケイ酸ジルコニウム(ZS)ビーズ534などのような溶解する粒子の存在下におけるサンプルの揺動、旋回流形成、超音波処理、および同様の処理によるビーズ粉砕は、溶解物を形成する効果的な方法である。本明細書で使用されているように、「溶解する」、「溶解している」、および「溶解物」などのような用語は、細胞を破壊することに限定されるのではなく、そのような用語は、ウィルスなどのような非細胞粒子の崩壊を含むことが理解される。
示しており、ビーズビーティングモータ819は、ブレード821を含み、ブレード821は、サポート部材802の第1の側811に装着され得る。ブレードは、スロット804を通って延在し、パウチ510に接触することが可能である。しかし、モータ819は、器具800の他の構造体の上に装着され得ることが理解される。1つの例示目的の実施形態では、モータ819は、サポート部材802の上に装着されるMabuchi RC−280SA−2865 DCモータ(千葉、日本)である。1つの例示目的の実施形態では、モータは、5,000rpmから25,000rpmで、より例示的には、10,000rpmから20,000rpmで、および、さらにより例示的には、おおよそ15,000rpmから18,000rpmで回される。Mabuchiモータに関して、7.2Vが溶解にとって十分なrpmを提供することが見出された。しかし、ブレード821がパウチ510に衝突しているときには、実際の速度はいくらか遅くなる可能性があることが理解される。使用されるモータおよびパドルに応じて、他の電圧および速度が、溶解のために使用され得る。任意選択で、制御された少量の空気が、溶解ブリスタ522に隣接するブラダ822の中へ提供され得る。いくつかの実施形態では、隣接するブラダを1つまたは複数の少量の空気によって部分的に充填することは、溶解プロセスの間に溶解ブリスタを位置決めおよび支持することを支援することが見出された。代替的に、他の構造体、例示的には、リジッドのもしくは柔軟なガスケット、または、溶解ブリスタ522の周りの他のリテイリング構造体が、溶解の間にパウチ510を拘束するために使用され得る。また、モータ819は、単に例示目的のものに過ぎず、他のデバイスが、サンプルを粉砕するか、揺動させるか、または旋回流形成させるために使用され得ることが理解される。いくつかの実施形態では、機械的な溶解に加えて、または、機械的な溶解の代わりに、化学作用または熱が使用され得る。
には、チャネル538を通ってブリスタ544へ、および、チャネル543を通ってブリスタ546へ移動させられ、ブリスタ546において、サンプルは、シリカコーティングされた磁気ビーズ533などのような核酸結合物質と混合される。代替的に、磁気ビーズ533は、例示的には、進入チャネル515c〜515eのうちの1つから提供される流体を使用して、再水和され得、次いで、チャネル543を通してブリスタ544へ移動させられ、次いで、チャネル538を通してブリスタ522へ移動させられる。混合物は、適当な長さの時間にわたって、例示的には、おおよそ10秒から10分にわたって、培養することが許容される。ブリスタ546に隣接して器具の中に位置付けされている後退可能な磁石が、溶液から磁気ビーズ533を捕獲し、ブリスタ546の内部表面に対してペ
レットを形成する。培養がブリスタ522の中で起こる場合には、複数回分の溶液が、捕獲のためにブリスタ546へ移動させられる必要があり得る。次いで、液体は、ブリスタ546から外へ移動させられ、ブリスタ544を通してブリスタ522の中へ戻され、ブリスタ522は、今度は、廃棄物受容部として使用される。注入チャネル515cから515eのうちの1つまたは複数からの1つまたは複数の洗浄緩衝液は、ブリスタ544およびチャネル543を介してブリスタ546へ提供される。任意選択で、磁石は後退させられ、磁気ビーズ533は、チャネル543を介してビーズをブリスタ544および546から行ったり来たり移動させることによって洗浄される。磁気ビーズ533が洗浄されると、磁気ビーズ533は、磁石の活性化によってブリスタ546の中に再捕獲され、次いで、洗浄溶液は、ブリスタ522へ移動させられる。このプロセスは、溶解緩衝液および核酸結合磁気ビーズ533からのサンプル破片を洗浄するために、必要に応じて繰り返され得る。
8へ移動させられ、磁石が後退させられる。溶液は、チャネル552を介してブリスタ546とブリスタ548との間を循環させられ、ブリスタ546の中の磁気ビーズ533のペレットを破壊/粉砕し、捕獲された核酸がビーズから解離して溶液の中へ入ることを可能にする。磁石が再度活性化され、ブリスタ546の中の磁気ビーズ533を捕獲し、溶出された核酸溶液が、ブリスタ548の中へ移動させられる。
8の中の核酸サンプルと混合される。任意選択で、混合物は、チャネル553を介して混合物を548と564との間に押し込むことによって混合される。いくつかの混合のサイクルの後に、溶液は、ブリスタ564の中に含有され、ブリスタ564において、第1段PCRプライマーのペレットが提供され、それぞれの標的に関してプライマーの少なくとも1つのセットが提供され、第1段マルチプレックスPCRが実施される。RNA標的が存在する場合には、RTステップが、第1段マルチプレックスPCRの前に、または、それと同時に実施され得る。FilmArray(登録商標)器具の中の第1段マルチプレックスPCR温度サイクルは、例示的には、15〜20サイクルにわたって実施されるが、特定の用途の要件に応じて、他のレベルの増幅も望ましい可能性がある。第1段PCRマスターミックスは、当技術分野において公知であるような、さまざまなマスターミックスのいずれかであることが可能である。1つの例示目的の例では、第1段PCRマスターミックスは、1サイクル当たり20秒以下を要するPCRプロトコルとともに使用するために、米国特許第9,932,634号明細書(参照により本明細書に組み込まれている)に開示されている化学作用のうちのいずれかであることが可能である。
サンプルのほとんどをブリスタ548の中へ押し戻し、ブリスタ564の中に少量だけを残し、注入チャネル515iからの第2段PCRマスターミックスを追加することによって、サンプルが希釈され得る。代替的に、515iからの希釈緩衝液は、ブリスタ566へ移動させられ得、次いで、流体をブリスタ564とブリスタ566との間で行ったり来たり移動させることによって、ブリスタ564の中の増幅されたサンプルと混合される。所望の場合には、希釈は、注入チャネル515jおよび515kからの希釈緩衝液を使用して数回繰り返され得るか、または、注入チャネル515kは、例示的には、シークエンシングもしくは他のPCR後分析のために確保され得、次いで、第2段PCRマスターミックスを、注入チャネル515hから、希釈済みの増幅されたサンプルのいくらかもしくはすべてに追加する。希釈のレベルは、希釈ステップの数を変更することによって調節され得、または、希釈緩衝液または第2段PCRマスターミックスとの混合の前に廃棄されるサンプルのパーセンテージを変更することによって調節され得、第2段PCRマスターミックスは、増幅のための成分、例示的には、ポリメラーゼ、dNTPs、および適切な緩衝液を含むが、とりわけ、非PCR増幅方法に関して、他の成分も適切である可能性があることが理解される。所望の場合には、サンプルおよび第2段PCRマスターミックスのこの混合物は、第2段増幅のための第2段ウェル582への移動の前に、ブリスタ564の中で事前加熱され得る。そのような事前加熱は、第2段PCR混合物の中のホットスタート成分(抗体、化学物質、またはその他)に対する必要性を未然に防ぐことが可能である。
欠いており、102個の第2段ウェル582のそれぞれは、特定のPCRプライマー対を事前装填されている。所望の場合には、第2段PCRマスターミックスは、他の反応成分を欠いていてもよく、これらの成分は、同様に第2段ウェル582の中に事前装填され得る。それぞれのプライマー対は、第1段PCRプライマー対と同様であるかもしくは同一であることが可能であり、または、第1段のプライマー対の中にネスト化され得る。ブリスタ564から第2段ウェル582へのサンプルの移動は、PCR反応混合物を完成させる。高密度アレイ581が充填されると、個々の第2段反応は、当技術分野において公知であるような任意の数の手段によって、それらのそれぞれの第2段ブリスタの中に封止される。交差汚染なしに高密度アレイ581を充填および封止する例示目的の方式は、米国特許第8,895,295号明細書(すでに参照により組み込まれている)に議論されている。例示的には、高密度アレイ581のウェル582の中のさまざまな反応は、例示的には、1つまたは複数のペルチェデバイスによって、同時にまたは個別にサーマルサイクル(thermal cycle)させられるが、サーマルサイクルのための他の手段も当技術分野において公知である。
を発生させるために、dsDNA結合色素LCGreen(登録商標)Plus(BioFire Diagnostics、LLC)を含有している。しかし、この色素は、単に例示目的のものに過ぎず、他のシグナルも使用され得、それは、当技術分野において公知であるように、蛍光的に、放射活性的に、化学発光的に、または酵素的などにラベル付けされる、他のdsDNA結合色素およびプローブを含むことが理解される。代替的に、アレイ581のウェル582は、シグナルなしで提供されることも可能であり、後続の処理を通して報告される結果を伴う。
つの実施形態では、「ブラダ」が用いられ得る。ブラダアセンブリ810(その一部分は、図2〜図3に示されている)は、複数の膨張可能なブラダ822、844、846、848、864、および866を収容するブラダプレート824を含み、複数の膨張可能なブラダ822、844、846、848、864、および866のそれぞれは、例示的には、圧縮ガス供給源によって、個別に膨張可能であり得る。ブラダアセンブリ810は、圧縮ガスに曝され、複数回使用される可能性があるので、ブラダアセンブリ810は、パウチよりも強靭なまたは厚い材料から作製され得る。代替的に、ブラダ822、844、846、848、864、および866は、ガスケット、シール、バルブ、およびピストンによって一緒に締結される一連のプレートから形成され得る。他の配置も本発明の範囲内にある。代替的に、アレイまたは機械的なアクチュエータおよびシールは、チャネルを封止するために使用され得、また、ブリスタ間の流体の直接的な移動のために使用され得る。本明細書で説明されている器具に適合され得る機械的なシールおよびアクチュエータのシステムが、WO2018/022971に詳細に説明されており、その全体は、参照により本明細書に組み込まれている。
られるテンプレートに依存する。典型的に、PCRは、高純度のDNAを使用して実施さ
れる。フェノール抽出または市販のDNA抽出キットなどのような方法は、高純度のDNAを提供する。パウチ510を通して処理されるサンプルは、より低い純度の調製を補償するために対処がなされることを必要とする可能性がある。PCRは、生物学的なサンプルの成分によって抑制され得、それは、潜在的な障害である。例示的には、ホットスタートPCR、Taqポリメラーゼ酵素のより高い濃度、MgCl2濃度の調節、プライマー濃度の調節、および、アジュバント(たとえば、DMSO、TMSO、またはグリセロールなど)の追加が、任意選択で、より低い核酸純度を補償するために使用され得る。純度の問題は、どちらかというと第1段の増幅に伴う懸念である傾向があるが、同様の調節が第2段増幅においても同様に提供され得ることが理解される。
810は、パウチ510の1つの面に対して押し付けられており、特定のブラダが膨張させられる場合には、圧力が、パウチ510の中の対応するブリスタから外へ液体を押し出すことになるようになっている。パウチ510のブリスタの多くに対応するブラダに加えて、ブラダアセンブリ810は、パウチ510のさまざまなチャネルに対応する追加的な空気圧式アクチュエータ、たとえば、ブラダまたは空気圧駆動式のピストンなどを有することが可能である。図2〜図3は、パウチ510のチャネル538、543、553、および565に対応する例示目的の複数のピストンまたはハードシール838、843、852、853、および865、ならびに、フィットメント590の中への逆流を最小化するシール871、872、873、874を示している。活性化されるときに、ハードシール838、843、852、853、および865は、対応するチャネルをピンチオフして閉めるためにピンチバルブを形成している。パウチ510の特定のブリスタの中に液体を閉じ込めるために、ハードシールが、ブリスタへおよびブリスタからつながるチャネルに対して活性化され、アクチュエータがピンチバルブとして機能し、チャネルをピンチして閉鎖するようになっている。例示的には、異なるブリスタの中の2つの体積の液体を混合するために、接続チャネルを封止するピンチバルブアクチュエータが活性化され、ブリスタの上の空気圧式ブラダが、交互に加圧され、ブリスタを接続するチャネルを通して、液体を行ったり来たりさせ、その中の液体を混合する。ピンチバルブアクチュエータは、さまざまな形状およびサイズのものであることが可能であり、2つ以上のチャネルを1度にピンチオフするように構成され得る。空気圧式アクチュエータが本明細書で議論されているが、パウチに圧力を提供する他の方式も企図されており、それは、さまざまな電気機械的なアクチュエータ、たとえば、リニアステッパーモータ、モータ駆動カム、空気圧力、液圧力、または電磁力によって駆動されるリジッドのパドル、ローラ、ロッカアーム、および、いくつかのケースでは、コックトスプリングなどを含むことが理解される。加えて、チャネルの軸線に対して垂直に圧力を印加することに加えて、可逆的にまたは不可逆的にチャネルを閉じるさまざまな方法が存在している。これらは、チャネルにわたってバッグをねじれさせること、熱封止すること、アクチュエータを回転させること、ならびに、チャネルの中へ封止されるさまざまな物理的なバルブ、たとえば、バタフライバルブおよびボールバルブなどを含む。追加的に、小型のペルチェデバイスまたは他の温度調整器が、チャネルに隣接して設置され得、流体を凍結させて効果的にシールを形成するのに十分な温度に設定され得る。また、図1の設計は、ブリスタおよびチャネルのそれぞれの上に位置決めされたアクチュエータエレメントを特徴とする自動化された器具に関して適合されているが、また、アクチュエータは静止したままであることが可能であり、パウチ510が移行され得、少ない数のアクチュエータが、サンプル崩壊、核酸捕獲、第1段および第2段PCRを含む処理ステーションのうちのいくつかのために、ならびに、イムノアッセイおよびイムノPCRなどのようなパウチ510の他の用途のための処理ステーションのために使用され得るようになっていることが企図される。チャネルおよびブリスタに作用するローラは、パウチ510がステーション間を並進させられる構成において、とりわけ有用であることが判明できた。したがって、空気圧式アクチュエータが現在開示されている実施形態の中で使用されているが、「空気圧式アクチュエータ」という用語が本明細書で使用されるときには、パウチおよび器具の構成に応じて、他のアクチュエータおよび圧力を提供する他の方式も使用され得ることが理解される。
圧縮空気供給源895に接続されている。いくつかのホース878のみが図2に示されているが、それぞれの空気圧式フィッティングが、ホース878を介して圧縮ガス供給源895に接続されていることが理解される。圧縮ガス供給源895は、圧縮機であることが可能であり、または、代替的に、圧縮ガス供給源895は、二酸化炭素シリンダーなどのような圧縮ガスシリンダーであることが可能である。圧縮ガスシリンダーは、携帯性が望まれる場合には、とりわけ有用である。圧縮ガスの他の供給源も本発明の範囲内にある。同様の空気圧式の制御が、パウチ1400の中の流体の制御のために、図12〜図16の実施形態の中に提供され得、または、他のアクチュエータまたはサーボなどが提供され得る。
に接続されている。磁石850が、サポート部材802の第2の側814に装着されており、磁石850は、例示的には、ホース878を介して圧縮ガス供給源895からのガスを使用して配備および後退させられるが、磁石850を移動させる他の方法も当技術分野において公知である。磁石850は、サポート部材802の中の凹部851の中に着座している。凹部851は、サポート部材802を通る通路であることが可能であり、磁石850がパウチ510のブリスタ546に接触することができるようになっていることが理解される。しかし、磁石850が配備されるときには、磁石850が、ブリスタ546において十分な磁界を提供するのに十分に近くになり、磁石850が完全に後退させられるときには、磁石850が、ブリスタ546の中に存在する磁気ビーズ533に実質的に影響を与えない限りにおいて、凹部851は、サポート部材802の材料に応じて、サポート部材802をすべて通り抜けて延在する必要はないことが理解される。磁石850を後退させることについて言及されているが、電磁石が使用され得、また、電磁石が、電磁石を通る電気のフローを制御することによって、活性化および非活性化され得ることが理解される。したがって、この明細書は、磁石を引っ込めるまたは後退させることを議論しているが、これらの用語は十分に広く、磁界を引っ込める他の方式を組み込むことができることが理解される。空気圧式の接続は、空気圧式ホースまたは空気圧式エアマニホールドであることが可能であり、したがって、必要とされるホースまたはバルブの数を低減させることが理解される。磁石を活性化させるための同様の磁石および方法が、図12〜図16の実施形態の中で使用され得ることが理解される。
、ホース878を介して圧縮ガス供給源895に接続されている。空気圧式ピストン868を圧縮ガス供給源895に接続する2つのホース878だけが示されているが、空気圧式ピストン868のそれぞれが、圧縮ガス供給源895に接続されていることが理解される。12個の空気圧式ピストン868が示されている。
いる。本明細書で使用されているように、「温度制御エレメント」という用語は、サンプルに熱を追加するかまたはサンプルから熱を除去するデバイスを表している。温度制御エレメントの例示目的の例は、それに限定されないが、加熱器、冷却器、ペルチェデバイス、抵抗加熱器、誘導加熱器、電磁加熱器、薄膜加熱器、印刷素子加熱器、正温度係数加熱器、および、それらの組み合わせを含む。温度制御エレメントは、複数の加熱器、冷却器、ペルチェなどを含むことが可能である。1つの態様では、所与の温度制御エレメントは、2つ以上のタイプの加熱器または冷却器を含むことが可能である。たとえば、温度制御エレメントの例示目的の例は、ペルチェの上面および/または底面に適用される別個の抵抗性加熱器を備えたペルチェデバイスを含むことが可能である。「加熱器」という用語が本明細書の全体を通して使用されているが、他の温度制御エレメントが、サンプルの温度を調節するために使用され得ることが理解される。
にブリスタ564の内容物を加熱および冷却するように位置決めされ得る。図2において見られるように、第2段加熱器888は、第2段PCRのために、パウチ510のアレイ581の第2段ブリスタ582の内容物を加熱および冷却するように位置決めされ得る。しかし、これらの加熱器は、また、他の加熱目的のために使用され得ること、および、特定の用途に適当なものとして、他の加熱器が含まれ得ることが理解される。
ペルチェデバイスはPCRにとって効果的であるが、それは、いくつかの実施形態では、一定の温度に加熱器を維持することが望ましい可能性がある。例示的には、これは、サンプル温度を移行させるために必要とされる時間を超えて加熱器温度を移行させるために必要とされる時間を排除することによって、ランタイムを低減させるために使用され得る。また、そのような配置は、システムの電気効率を改善することが可能である。その理由は、それが、はるかに大きい(より熱質量の多い)ペルチェデバイスではなく、より小さいサンプルおよびサンプル容器を熱的に循環させることだけが必要であるからである。たとえば、器具は、たとえば、アニーリング、伸長、変性のために設定された温度に複数の(すなわち、2つ以上の)加熱器を含むことが可能であり、それは、サーマルサイクルを達成するためにパウチに対して位置決めされている。多くの用途に関しては、2つの加熱器が十分である可能性がある。さまざまな実施形態では、サーマルサイクルを達成するために、加熱器が移動させられ得、パウチが移動させられ得、または、流体が加熱器に対して移動させられ得る。例示的には、加熱器は、線形に、または、円形配置などで配置され得る。適切な加熱器のタイプが、第1段PCRを参照して、上記に議論されてきた。
されているように、光学的アレイ890は、光源898、例示的には、フィルタリング処理されたLED光源、フィルタリング処理された白色光、またはレーザ照射、およびカメラ896を含む。カメラ896は、例示的には、複数の光検出器を有しており、複数の光検出器は、パウチ510の中の第2段ウェル582にそれぞれ対応している。代替的に、カメラ896は、第2段ウェル582のすべてを含有するイメージを撮ることが可能であり、このイメージは、第2段ウェル582のそれぞれに対応する別個のフィールドへと分割され得る。構成に応じて、光学的アレイ890は、静止していることが可能であり、または、光学的アレイ890は、1つまたは複数のモータに取り付けられている移動体の上に設置され得、それぞれの個々の第2段ウェル582からシグナルを取得するために移動させられ得る。他の配置も可能であることが理解される。図18に示されている第2段加熱器に関する実施形態は、図2に示されているものとはパウチ510の反対側に加熱器を提供している。そのような配向は、単に例示目的のものに過ぎず、器具の中の空間的制約によって決定され得る。第2段反応ゾーン580が光学的に透明の材料で提供されるという条件で、光検出器および加熱器は、アレイ581のいずれかの側にあることが可能である。
899を制御し、したがって、器具800の空気圧力のすべてを制御する。加えて、器具の中の空気圧式システムの多くは、他の実施形態では、機械的なアクチュエータおよび圧力印加手段などと交換され得る。また、コンピュータ894は、加熱器886および888、ならびに光学的アレイ890を制御する。これらのコンポーネントのそれぞれは、例示的には、ケーブル891を介して、電気的に接続されているが、他の物理的な接続またはワイヤレス接続も本発明の範囲内にある。コンピュータ894は、器具800の中に収容され得るか、または、器具800の外部にあることが可能であることが理解される。さらに、コンピュータ894は、コンポーネントのいくらかまたはすべてを制御するビルトイン回路基板を含むことが可能であり、また、光学的アレイからデータを受信および表示するために、デスクトップまたはラップトップコンピュータPCなどのような、外部コンピュータを含むことが可能である。インターフェース、例示的には、キーボードインターフェースが提供され得、それは、温度、サイクル時間などのような情報および変数を入力するためのキーを含む。例示的には、ディスプレイ892も提供される。ディスプレイ892は、たとえば、LED、LCD、または、他のそのようなディスプレイであることが可能である。
いる。たとえば、米国特許第6,645,758号明細書、米国特許第6,780,617号明細書、および米国特許第9,586,208号明細書(参照により本明細書に組み込まれている)を参照されたい。しかし、封止されたPCR容器の中に細胞溶解を含むことは、とりわけ、テストされるべきサンプルがバイオハザードを含有する可能性がある場合には、使いやすさおよび安全を改善することが可能である。本明細書で図示されている実施形態では、細胞溶解からの廃棄物、ならびに、すべての他のステップからの廃棄物は、封止されたパウチの中に留まる。依然として、パウチ内容物は、さらなる試験のために除去され得ることが理解される。
る。器具800は、サポート部材802を含み、サポート部材802は、ケーシングの壁部を形成することが可能であるか、または、ケーシングの中に装着され得る。また、器具800は、第2のサポート部材(図示せず)を含むことが可能であり、第2のサポート部材は、任意選択で、サポート部材802に対して移動可能であり、パウチ510の挿入および引き出しを可能にする。例示的には、パウチ510が器具800の中へ挿入されると、蓋がパウチ510をカバーすることが可能である。別の実施形態では、他の機械的な手段によって、または、空気圧によってパウチ510が適切な場所に保持された状態で、両方のサポート部材が固定され得る。
装着されている。しかし、この配置は、単に例示目的のものに過ぎず、他の配置も可能であることが理解される。例示目的の加熱器は、ペルチェ、ならびに、当技術分野において公知であるような他のブロック加熱器、抵抗加熱器、電磁加熱器、および薄膜加熱器を含み、ブリスタ864および第2段反応ゾーン580の内容物をサーマルサイクルさせる。ブラダ822、844、846、848、864、866を備えたブラダプレート810、ハードシール838、843、852、853、およびシール871、872、873、874は、ブラダアセンブリ808を形成しており、ブラダアセンブリ808は、例示的には、移動可能なサポート構造体の上に装着され得、移動可能なサポート構造体は、パウチ510に向けて移動させられ得、空気圧式アクチュエータがパウチ510と接触して設置されるようになっている。パウチ510が器具800の中へ挿入され、移動可能なサポート部材がサポート部材802に向けて移動させられるとき、パウチ510のさまざまなブリスタは、ブラダアセンブリ810のさまざまなブラダおよびアセンブリ808のさまざまなシールに隣接した位置にあり、空気圧式アクチュエータの活性化が、パウチ510のブリスタのうちの1つもしくは複数から液体を押し出すことができるようになっており、または、パウチ510の1つもしくは複数のチャネルとピンチバルブを形成することができるようになっている。パウチ510のブリスタおよびチャネルとアセンブリ808のブラダおよびシールとの間の関係が、より詳細に図3に図示されている。
スカード」とも称される)を示しており、それは、さまざまな実施形態において使用され得、または、PCR、微生物学的試験、もしくは、さまざまな他のテストに関して本明細書で説明されているさまざまな実施形態に関して再構成され得る。パウチ5000は、WO2017/147085(参照により本明細書に組み込まれている)に説明されている器具の中での使用のために、または、さまざまな他の器具の中での使用のために構成され得る。図5Aの例示目的のパウチ5000は、サンプル調製、核酸増幅、および検出が起こり得る複数のゾーンまたはブリスタを含む。例示目的のパウチ5000は、サンプル調製ブリスタ5005(サンプル調製ブリスタ5005において、増幅および分析されるべき核酸を含有するサンプルが、パウチ5000の中へ導入され得る)と、第1段PCRブリスタ5010と、第2段PCR前の第1段PCRからの生成物の一部分を測定するための体積測定希釈ウェル5015と、複数の個々の反応ウェル5082を含む第2段PCRアレイ5081とを含むことが可能である。また、体積測定ウェル5015は、ブリスタ5020および5025に流体連結され得、ブリスタ5020および5025において、第2段PCRのための試薬が導入され得、希釈ウェル5015の内容物と混合され得る。1つの例では、第2段PCRのためのサンプルは、ブリスタ5020とブリスタ5025との間で体積測定ウェル5015の内容物と第2段PCRのための試薬とを繰り返し混合することによって調製され得る。また、第2段アレイ5081は、廃棄物受容部5035に流体接続され得る。代替的に、ブリスタ5010は、サンプル調製および第1段PCRの両方のために使用され得、ブリスタ5005は、たとえば、サンプル調製廃棄物のための廃棄物受容部として使用され得る。
5、ならびに第2段アレイ5081は、チャネル5050a〜5050eによって流体接続され得る。サンプルおよび試薬は、進入チャネル5040a〜5040fおよび進入ポート5045a〜5045fを介して、パウチ5000の中へ進入され得る。代替的に、パウチ5000は、パウチ5000の中へのサンプルおよび試薬の導入のために、形態が図1のフィットメント590と同様のデバイスとフィットさせられ得る。加えて、パウチ5000は、フィットメントの中の脱水された(たとえば、凍結乾燥された)試薬、または、パウチの使用の前に適切な水和緩衝液によって水和され得る同様の構造体を含むことが可能である。さらなる別の実施形態では、液体試薬は、パウチ5000の中に提供され得る。
緒に封止される複数の材料の層(同じ材料の層、または、異なるタイプの材料の層)から製作され得る。図5Bおよび図5Cでは、切り欠き図が、線B−Bおよび線C−Cに沿って示されており、パウチ5000の異なるパーツを製作するために使用され得る材料の層を図示している。図5Bに図示されているパウチ5000の1つの領域では、例示目的のパウチ5000は、フィルムの第1の層5090から製作され得、フィルムの第1の層5090は、フィルムの第2の層5098に結合されている。層5090および5098は、それに限定されないが、熱および圧力、音波溶接、またはレーザ溶接などのような、当技術分野において公知の任意の従来の手段によって、一緒に結合され得る。また、図5Bは、ブリスタまたはチャネル(たとえば、チャネル5040c)が、フィルム層5090と5098との間にオープンエリアを残すことによって、および、開口部に沿って封止されたマージンによってオープンエリアの境界を画定することによって(例示目的の溶接が、図5Aおよび図5Bの中の5084において示されている)、パウチ5000の中に形成され得ることを図示している。図5Cは、厚いカード材料を含むパウチ5000の別の領域を図示しており、厚いカード材料は、第2段アレイ5081のウェルを形成するために使用され得る。例示目的のパウチ5000のこの領域は、第1のフィルム層5090、感圧接着剤層5092、カード層5094、第2の感圧接着剤層5096、および、第2のフィルム層5098から製作され得る。1つの例示目的の例では、第2段アレイ5081のウェル5082は、カード層5094の中に形成され得る。図5Bに図示されているようにフィルム層同士(たとえば、フィルム層5090および5098)の間にオープンスペースを残すことによって、チャネル(たとえば、チャネル5040c)およびブリスタ(たとえば、ブリスタ5005)を形成することに対する代替例では、カード層5094が拡張され得、ブリスタおよび/またはチャネルは、カード層5094の中に適当なカットアウトを作製することによって形成され得る。同様に、チャネル5050a〜5050eおよび進入チャネル5040a〜5040fは、第1の感圧接着剤層5092または第2の感圧接着剤層5096のいずれかの中に適当なカットアウトを作製することによって形成され得る。他の構成の可能であることが認識されよう。例示目的のブリスタエリアは可撓性であるが、カード層5094は、任意選択で、より可撓性が低くてもよく、また、リジッドであってもよく、依然として可撓性のサンプルコンテナの一部であることが可能であることが理解される。したがって、「可撓性のパウチ」は、特定のゾーンにおいてのみ可撓性であることを必要とすることが理解される。代替的にまたは加えて、ブリスタエリア間のフローチャネルは、別のフィルム層、チュービング、またはリジッドの層を、フィルム層5090の上方またはフィルム層5098の下方に追加することによって、ならびに、層を一緒に溶接し、層間に開いたブリスタエリアおよびチャネルを残すことによって形成され得る。
1に説明されているパウチ510と同様に、可撓性のプラスチックフィルムまたは他の可撓性の材料から形成され得る。たとえば、パウチ5000は、それに限定されないが、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート、ポリプロピレン(PP)、ポリメチルメタクリレート、それらの組み合わせ、混合物、およびラミネート加工された層などのような材料から製作され得、それは、押し出し加工、プラズマ蒸着、およびラミネート加工を含む、当技術分野において公知の任意のプロセスによって作製され得る。同様の材料(たとえば、ポリカーボネート)が、カード層5094のために使用され得る。また、金属フォイルまたはアルミニウムラミネート加工を伴うプラスチックを含む、他の材料も使用され得る。ブリスタおよびチャネルを形成するために一緒に封止され得る他のバリア材料も、当技術分野において公知である。プラスチックフィルムが使用される場合には、層は、例示的には、熱シーリングまたはレーザ溶接によって、一緒に結合され得る。例示的には、材料は、低い核酸結合能力を有している。蛍光検出が使用される場合には、光学的に透明の材料が、パウチの適当なエリアにおいて(たとえば、第2段アレイの付近において)使用され得る。
、パウチ5000または本明細書で説明されている他のパウチのいずれかを形成するために使用される層のうちの1つまたは複数の中で使用され得る。たとえば、バリアフィルムは、いくつかの用途に関して望ましい可能性がある。その理由は、それらが、従来のプラスチックフィルムよりも低い可能性のある低い水蒸気透過率および/または酸素透過率を有するからである。たとえば、典型的なバリアフィルムは、約0.01g/m2/24hrsから約3g/m2/24hrsの範囲、好ましくは、約0.05g/m2/24hrsから約2g/m2/24hrs(たとえば、約1g/m2/24hrs以下)の範囲にある水蒸気透過率(WVTR)、および、約0.01cc/m2/24hrsから約2cc/m2/24hrsの範囲、好ましくは、約0.05cc/m2/24hrsから約2cc/m2/24hrs(たとえば、約1cc/m2/24hrs以下)の範囲にある酸素透過率を有している。バリアフィルムの例は、それに限定されないが、金属(たとえば、アルミニウムまたは別の金属)の蒸着によって金属化され得るか、または、酸化物(たとえば、Al2O3またはSiOx)または別の化学組成によってスパッタコーティングされ得るフィルムを含む。金属化されたフィルムの一般の例は、アルミナイズドMylarであり、アルミナイズドMylarは、金属コーティングされた二軸延伸PET(BoPET)である。いくつかの用途では、コーティングされたバリアフィルムは、ポリエチレン、PP、または同様の熱可塑性物質の層によってラミネート加工され得、それは、シール可能性を提供し、耐穿刺性を改善する。従来のプラスチックフィルムと同様に、パウチを製作するために使用されるバリアフィルム層は、例示的には、熱シーリングによって一緒に結合され得る。例示的には、材料は、低い核酸結合および低いタンパク質結合能力を有している。ブリスタおよびチャネルを形成するために一緒に封止され得る他のバリア材料も、当技術分野において公知である。
様式で、および/または、米国特許第8,895,295号明細書に説明されているものと同様の様式で使用され得る。再び図5Aを参照すると、パウチを充填し、サンプルを調製し、第1段PCRを実施し、および、第2段PCRを実施するための、2つの代替的なシーケンスが説明されている。第1の例示的な方法では、サンプル調製および第1段PCRは、別個のブリスタの中で実施され得る。これは、本明細書で「3ゾーン方法」と称されており、3つのゾーンは、サンプル調製、第1段PCR、および第2段PCRである。「3ゾーン方法」および「2ゾーン方法」を説明する以下の例では、パウチ5000がパウチの1つの実施形態であること、ならびに、他のパウチ構成が3ゾーン方法および/または2ゾーン方法に適合され得ることが認識されよう。
スタ5005の中へ注入される。1つの実施形態では、細胞およびウィルスなどが、本明細書の他のどこかで詳細に説明されているワイピングシステムを使用して、ブリスタ5005の中で溶解され得る。代替的に、細胞溶解は、それに限定されないが、超音波処理デバイスもしくはビーズビーターなどのような、代替的な溶解デバイスを用いて、または、化学的な溶解によって達成され得る。任意選択で、溶解は、本明細書の他のどこかで詳細に説明されている加熱器アセンブリの1つまたは複数の加熱器エレメントを用いて、サンプルを(たとえば、約70〜90℃まで)加熱することによって支援され得る。溶解に続いて、サンプルは、たとえば、シリカコーティングされた磁気ビーズによる核酸回収を支援するために、熱電冷却器エレメント(すなわち、ペルチェエレメント)を用いて、約0℃から約20℃(たとえば、約10〜15℃)の範囲にある温度まで冷却され得る。他の冷却器エレメントは、それに限定されないが、流体またはガス熱交換エレメント、ファン冷却式ヒートシンク、ヒートパイプ、および凝縮ユニットなどを含む。
5040aまたは5040bを介してブリスタ5005の中へ注入され得る。代替的に、溶解されるべき細胞、溶解ビーズ、磁気ビーズ、および溶解緩衝液などは、溶解の前に一緒にまたはシーケンシャルにブリスタ5005の中へ注入され得る。例示的には、磁気ビーズおよび溶解物は、(たとえば、例示的には、加熱器のうちの1つの温度を調節することによって、約0〜10℃の範囲の中で)冷やして混合され得る。磁気ビーズおよび溶解物が十分な時間にわたって完全に混合されると、磁気ビーズは、例示的には器具の中に提供される磁石を用いてブリスタ5005の中に集められ得、使用済みの溶解物は、チャネル5040bを介して液体廃棄物へ送られ得る。次いで、洗浄緩衝液が、充填チャネル5040aを介して注入され得る。洗浄緩衝液および磁気ビーズは、(たとえば、約0〜10℃の範囲の中で)冷やして混合され得る。磁気ビーズは、再び集められ得、使用済みの洗浄緩衝液は、チャネル5040bを介して液体廃棄物へフラッシュされ得る。洗浄サイクルが、少なくともさらに1回繰り返され得る。洗浄に続いて、溶出緩衝液(任意選択で、第1段PCRプライマーを含む)が、充填チャネル5040aを介してブリスタ5005の中へ注入され得る。溶出緩衝液(+第1段PCRプライマー)および磁気ビーズが、任意選択で、例示的には、1つまたは複数の加熱器の制御の下で、(たとえば、約70〜90℃において)温めて混合され得る。
dNTPs、および、当技術分野において公知の他の増幅コンポーネント)が、充填チャネル5040cを介してブリスタ5010の中へ注入され得る。PCRマスターミックスは、磁気ビーズからの溶出物の導入の前に、(たとえば、約57℃まで)加熱され得る。ブリスタ5005の中に、磁気ビーズが再び集められ得、溶出物は、チャネル5050aを介してブリスタ5010に送られ得る。
参照により組み込まれている)に図示されているワイパシステムの回転移動によって、例示的には、2つの加熱器の温度制御の下で、ブリスタ5010の中で実施され得る。代替的に、第1段PCRサーモサイクルは、加熱器アセンブリまたはパウチ5000を並進させることによって実施され得、ブリスタ5010が、1つの加熱器の制御下に、および、次いで、2つの異なる温度における(たとえば、アニーリング温度および変性温度における)2つの異なる加熱器を含む別の加熱器アセンブリの制御下にあり得るようになっている。ブリスタ5010の中へのおよびブリスタ5010から外へのチャネルは、第1段PCRの間に、例示的には、図2および図3を参照して説明されているものと同様のシールを用いて閉じられ得る。いくつかの実施形態では、体積低減プロトコルを用いることによって、パウチの中の第1段PCRを速めることが可能である可能性がある。たとえば、体積低減プロトコルは、ブリスタ5010の中の初期の体積(たとえば、約100μL)を用いてPCRのいくつかのサイクル(たとえば、1〜10)を実施すること、ブリスタ5010の体積のおおよそ半分をパージすること、PCRのさらにいくつかのサイクル(たとえば、5〜10)を実施すること、および、ブリスタ5010の体積のおおよそ半分を再びパージすることを含むことが可能である。体積低減は、PCR反応のためのサイクル時間を低減させることが可能である。その理由は、より小さい液体の体積は、より少ない熱質量を有しており、より大きい体積よりも迅速にサーモサイクルさせられ得るからである。
て、第1段PCRの少量のサンプル(たとえば、約1〜5μL)が、チャネル5050bを介して希釈ウェル5015に送られ得る。チャネル5050c〜5050eは閉じられ得る。第2段PCRのためのサンプルは、チャネル5040eを介してブリスタ5025の中へ第2段PCRマスターミックスを注入することによって調製され得る。チャネル5050bおよび5050eは閉じられ得、シール5050cおよび5050dは開けられ得、ウェル5015の中のサンプルは、第2段PCRのための第1段PCR生成物を希釈するために、ブリスタ5025および5020とウェル5015との間で混合することによって、マスターミックスと混合され得る。ブリスタ5020および5025ならびにウェル5015は、物理的な「ホットスタート」のための混合の前または間に加熱され得る。次いで、チャネル5050eは開けられ、シール5050cおよび5050dは閉じられ得、第2段PCRミックスが第2段PCRアレイ5081の中へ移送され得るようになっている。別の実施形態では、パウチ5000は、ウェル5015ならびにブリスタ5025および5020から下流に、および、アレイ5081から上流に、1つまたは複数の追加的な希釈ウェルと、混合ブリスタのセットとを含むことが可能である。たとえば、濃縮された第1段PCRプライマーまたは高度に濃縮された生成物を伴ういくつかの実施形態では、1つの希釈ウェルによって実現され得るものよりも高い程度まで、第1段のプライマーおよび生成物を希釈することが望ましい可能性がある。アレイ5081の中での第2段PCRのためのサーモサイクルは、例示的には、本明細書の他のどこかで詳細に説明されているように、加熱器アセンブリを行ったり来たり並進させることによって達成され得る。
スタの中で実施され得る。これは、本明細書で「2ゾーン方法」と称されており、「2ゾーン方法」では、サンプル調製および第1段PCRが、1つのゾーンの中で実施され、第2段PCRが、第2のゾーンの中で実施される。第1のステップにおいて、サンプルは、充填チャネル5040cを介してブリスタ5010の中へ注入され得る。1つの実施形態では、細胞およびウィルスなどが、本明細書の他のどこかで詳細に説明されているワイピングシステムを使用して、ブリスタ5010の中で溶解される。代替的に、細胞溶解は、それに限定されないが、超音波処理デバイスもしくはビーズビーターなどのような、代替的な溶解デバイスまたは化学的な溶解を用いて達成され得る。溶解は、本明細書の他のどこかで詳細に説明されている加熱器アセンブリの1つまたは複数の加熱器エレメントによって、サンプルを上昇した温度(たとえば、約70〜90℃)まで加熱することによって支援され得る。溶解に続いて、サンプルは、任意選択で、熱電冷却器エレメント(すなわち、ペルチェエレメント)を用いて、低減された温度(たとえば、それに限定されないが、約0〜10℃などのような、室温より下方の温度)まで冷却され得る。
介してブリスタ5010の中へ注入され得る。1つの実施形態では、磁気ビーズおよび溶解物は、溶解の後に、(たとえば、約0〜10℃の範囲にある温度で)冷やして混合される。別の実施形態では、溶解されるべき細胞、溶解緩衝液、磁気ビーズ、および、任意選択で、溶解ビーズの組み合わせが、ブリスタ5010の中へ一緒に注入され得、溶解および核酸捕獲が実質的に同時に起こり得るようになっている。磁気ビーズおよび溶解物が十分な時間にわたって完全に混合されると、磁気ビーズは、磁石によってブリスタ5010の中に集められ得、使用済みの溶解物は、チャネル5050aを介してブリスタ5005(すなわち、この例では、液体廃棄物ブリスタ)液体廃棄物へ送られ得る。次いで、洗浄緩衝液が、充填チャネル5040cを介してブリスタ5010の中へ注入され得る。任意選択で、洗浄緩衝液および磁気ビーズは、(たとえば、約0〜10℃の範囲の中にある温度で)冷やして混合され得る。磁気ビーズは、再び集められ、使用済みの洗浄緩衝液は、ブリスタ5005へフラッシュされ得る。洗浄サイクルは、所望の場合には、1回または複数回繰り返され得る。洗浄の後に、核酸は、溶出緩衝液(+第1段PCRプライマー)をブリスタ5010の中へ注入することによって、(任意選択で、たとえば、約70〜90℃の上昇した温度で)ビーズから溶出され得る。磁気ビーズおよび残りの溶解ビーズ(存在する場合)は、ブリスタ5010の上流半分の中へ収集され得、チャネル5050aを介して廃棄物ブリスタ5005へ送られ得る。
ミックスが、チャネル5040dの中へ注入され得、任意選択で、真のホットスタートが望まれる可能性のある場合には、上昇した温度(たとえば、約57℃)に保持され得る。第1段PCRマスターミックスは、ブリスタ5010の中でプライマーおよびテンプレートと混合され得、第1段PCRが、上記に説明されているように実施され得る。
されているように、第2段PCRへ進行することが可能である。
、光源、例示的には、フィルタリング処理されたLED光源、フィルタリング処理された白色光、または照射、およびカメラを含むことが可能である。カメラは、例示的には、複数の光検出器を有しており、複数の光検出器は、パウチ5000のアレイ5081の中の第2段ウェルにそれぞれ対応している。代替的に、カメラは、第2段ウェルのすべてを含有するイメージを撮ることが可能であり、このイメージは、第2段ウェルのそれぞれに対
応する別個のフィールドへと分割され得る。構成に応じて、光学的アレイは、静止していることが可能であり、または、光学的アレイは、1つまたは複数のモータに取り付けられている移動体の上に設置され得、それぞれの個々の第2段ウェルからシグナルを取得するために移動させられ得る。他の配置も可能であることが理解される。
イ6000が、より詳細に図示されている。アレイ6000は、スタンドアロンアレイであり得るか、または、それは、アレイ5081の一部などのような、より大きいアレイの中のウェルのグループとして含まれ得る。アレイ6000は、個々のウェル6002、6004、6006、6008、および6010を含む。ウェル6002、6004、6006、6008、および6010のそれぞれは、第2段PCR反応のために使用され得る。図示されている実施形態では、ウェル6002、6004、6006、6008、および6010は、充填チャネル6012に流体接続される。孔部6014、6016、6018、6020、および6022が、ウェルのそれぞれを充填するために、充填チャネル6012の中に形成されている。1つの実施形態では、第2段アレイのウェル(たとえば、ウェル6002、6004、6006、6008、および6010)は、充填チャネル6012からウェルの中へ流体を引き出すことを促進させるために、部分的な真空下にあることが可能である。1つの実施形態では、ウェル6002、6004、6006、6008、および6010は、充填チャネル6012から、および、互いから封止され得、ウェル間の流体の漏出または混合(それは、「クロストーク」と称され得る)は、6024に図示されている領域の中または周りに、シール(たとえば、ヒートシール)を適用するかまたは圧力を印加することによって、最小化されるかまたは防止され得る。したがって、単一のシールが、6024において示されている領域の中に適用され、充填チャネル6012から、および、互いから、ウェル6002、6004、6006、6008、および6010を閉鎖し、ウェルとウェルとの間のクロストークを防止することが可能である。アレイ6000の断面構造、および、ウェルを充填するための流路が、図6Bおよび図6Cの中に下記に図示されている。そして、アレイ6000が、充填チャネル6012と関連付けられた5つのウェル6002、6004、6006、6008、および6010を備えて図示されているが、より多くのまたはより少ない反応ウェルが充填チャネルと関連付けられ得ること、および、複数の充填チャネルがウェルの複数のクラスターに流体接続され得ることが認識されよう。複数のアレイ6000は、より大きいアレイを生成させるために、組み合わせて使用され得る。
て図示されている断面図であり、図6Cは、ウェル充填システムの異なる実施形態を示す代替的な実施形態である。図6Bおよび図6Cに断面で図示されているアレイ6000の部分は、図5Cに示されているものと同様の層から作製されている。アレイ6000は、アレイ5081の代わりに、図5Aに示されているパウチ5000の一部として含まれ得ることが留意されるべきである。図6Bに示されているウェル6006bは、第1のフィルム層6030b、第2のフィルム層6032b、接着剤層6034b、カード層6036b(カード層6036bの中に、ウェル6006bが画定され得る)、第2の接着剤層6038b、および、第3の(外側の)フィルム層6040bによって画定され得る。図6Cに示されているウェル6006cは、極めて同様であり、第1のフィルム層6030c、第2のフィルム層6032c、接着剤層6034c、カード層6036c(カード層6036cの中に、ウェル6006cが形成され得る)、第2の接着剤層6038c、および、第3の(外側の)フィルム層6040cによって画定され得る。6Bと6Cとの間の重要な差は、どのようにウェル6006bおよび6006cが周囲の層の中に形成されるかということ、ならびに、どのようにウェルが充填され得るかということにある。
[00188]図6Bでは、充填チャネル6012bは、第1のフィルム層6030bと第2
のフィルム層6032bとの間に液体が流れることができるギャップを残すことによって
形成され得る。図6Cは、第1のフィルム層6030cと第2のフィルム層6032cとの間にギャップを残すことによって形成された同様の充填チャネル6012を示している。充填チャネルは、第1および第2のフィルム層をアレイの周りに一緒に封止する溶接線6026bまたは6026cによって画定され得る。どのようにこれらの溶接が適用され得るかの例は、図6Aにおいて溶接領域6026に示されており、溶接領域6026は、外側溶接6026aおよび内側溶接6026bを含み、外側溶接6026aおよび内側溶接6026bは、充填チャネル6012およびウェルの周りのスペースを画定している。図6Bでは、充填孔部6018bは、第2のフィルム層6032bの中におよび第1の接着剤層6034bの中に選択的なカットアウトを作製することによって形成され得る。図6Cでは、充填孔部6018cは、第1の接着剤層6034cの中の対応するカットアウトに隣接している第2のフィルム層6032cの中に選択的なカットアウトを作製することによって形成され得る。
れるウェル充填チャネルが、カード層6036bの中にカットアウト6042bを作製することによって、および、第2の接着剤層6038bの中にカットアウト6044bを作製することによって形成され得るが、これらのチャネルを形成する他の方式も可能である。図6Bのウェル充填チャネルの設計は、たとえば、流路が入り組んでいるので、ウェル間のクロストークを抑えることを助けることが可能である。同様に、充填チャネル6012bおよび充填孔部6018bが2つのフィルム層6030bおよび6032bの間に形成されているので、充填孔部6018bおよびウェル6006bへのアクセスは、例示的には、ヒートシールデバイスを用いて封止され得、または、圧力によって封止され得、例示的には、図6Aの6024に隣接する領域の中で、または、アレイ6000のすべてもしくは一部に対抗して膨張するブラダによって封止され得る。図6Cでは、ウェル充填チャネル6018cは、ウェル6006cの中へ直接的に流れ、充填孔部6018cをウェル6006cに流体接続する第1の接着剤層6034cの中のカットアウト6046cを作製することによって形成され得る。また、図6Cの充填設計は、一般的に、ウェル間のクロストークを抑えることになることが予想される。しかし、図6Cの設計は、例示的には、ヒートシールデバイスによって封止され得、それは、圧力単独よりも良好なシーリングを提供することが可能である。
体によってウェルを充填することを促進させるために、少なくとも部分的な真空下にあることが可能である。一般的に、これは、製造のときから、サンプル容器を取り囲むパッケージングが使用のときに開けられるまで、パウチが部分的な真空下で貯蔵されることを意味することが可能である。1つの例示目的の例では、図7Aおよび図7Bは、第2段アレイの実施形態を図示しており、それは、第2段アレイの中での信頼性の高いウェル充填を依然として可能にした状態での真空貯蔵に対する代替例として使用され得る。下記に詳細に議論されることになるように、図7Aおよび図7Bは、真空通路を含むアレイを概略的に図示しており、真空通路は、例示的には、部分的な真空が現場でアレイの上に引かれることを可能にする液体充填チャネルの中に形成され得る。
り、それは、部分的な真空下で製造および貯蔵されたパウチを有することなく充填され得る。第2段アレイ11000は、図6Aに図示されている第2段アレイ6000と同様である。第2段アレイ11000は、溶接線11026によって部分的に画定されており、第2段アレイ11000は、第2段ウェル11002、11004、11006、11008、および11010を含み、第2段ウェル11002、11004、11006、11008、および11010は、一意の第2段プライマー対をそれぞれ提供され得、第2段PCRのための成分によって充填され得(たとえば、第1段PCR、ポリメラーゼ、dNTPsなどからの希釈された生成物)、本明細書の他のどこかで詳細に説明されているように、第2段分析のためにサーマルサイクルさせられ得る。第2段ウェルは、充填チャネル11012から充填可能であり、充填チャネル11012は、充填孔部11014、11016、11028、11020、および11022、ならびに、それぞれの第2段ウェルと関連付けられている流体ビア11052a〜11052eに流体連通している。例示目的の真空通路11050が、充填チャネルの中に一体的に形成されており、また、充填孔部、ビア、および第2段ウェルのそれぞれに流体連通している。そして、真空通路11050は、ポート11051に流体連通しており、ポート11051は、アレイから離れてパウチの一部分の上に設置され得る。1つの実施形態では、ポート11051は、孔部11051aを含むことが可能であり、孔部11051aは、真空通路への流体アクセスを提供する。例示的には、孔部11051aは、いずれかの層11030または11032の中に形成され得る。真空通路11050は、例示的には、(たとえば、パウチランの間に器具の中の真空ポンプによって)現場で第2段ウェルの上に部分的な真空を引くために使用され得、パウチが真空下で製造または貯蔵される必要がないようになっている。1つの実施形態では、真空チャネル11050は、例示的には、真空供給源に接続され得る、パウチの上の遠隔真空ハブに接続され得る。
0の断面が図示されている。図示されている実施形態では、充填チャネル11012は、11026においてそれらの縁部の上で一緒に接合されている(たとえば、レーザ溶接されている)2つのフィルム層11030および11032の間のオープンスペースとして形成されている。例示的には、真空通路11050は、層11030または11032のうちの1つの中のサブチャネルとして形成され得る。図示されている実施形態では、真空通路11050は、アーチ形状を有しており、アーチ形状は、チャネル11012を開いた状態に保持するように設計されており、また、充填孔部、ビア、および第2段ウェルを真空通路11050およびポート11051を介して真空供給源に接続するように設計されている。真空チャネル11050がなければ、チャネル11012は、真空がチャネルに引かれるときに、つぶれるかまたは「キス」して閉鎖する傾向があり、ウェルの排出を妨げる可能性がある。1つの実施形態では、真空チャネル11050は、熱成形フィクスチャー(たとえば、適当に形状決めされたホット「デボッシング」ワイヤー)によって、層のうちの1つの中の凹んだ導管として形成され得る。他の実施形態では、真空チャネル11050は、レーザエッチングまたはジューログラフィー(xurography)などによって形成され得る。図7Bに図示されているように、真空通路11050は、熱成形されたチャネルの例であり、真空通路11050は、アーチ形状を有しており、アーチ形状は、プラスチックを支持し、チャネルを開いた状態に保持しており、真空が第2段ウェルから外へ空気を引き出すことができるようになっている。アーチ形状が図示されているが、充填チャネルを開位置に維持するために使用される他の形状を有するチャネルも本明細書で使用され得ることが理解される。それにもかかわらず、真空通路11050は、真空通路11050の上方に、例示的には、ポート11051の近くに、および、アレイウェルから離れるように、ヒートシールを適用することによって、たとえば、層11030および11032を互いに結合することによって封止され得る。
ミリバール、または、より好ましくは、2〜5ミリバール)の真空は、現場で10〜120秒にわたって第2段アレイ(または、真空を現場でその上に引かせるように構成されている別の反応コンテナの部分)の上に引かれ得る(たとえば、反応コンテナの1つまたは複数の部分の上に真空を引くように、および、反応コンテナの中で反応を実施するように構成された器具の中において、または、分析的な方法を実行するために器具の中へ反応コンテナを挿入する直前に)。真空を引くことに続いて、真空チャネルが封止され得(たとえば、熱封止される)、真空がポート11051において解放され得、それは、アレイのウェルを部分的な真空下に残す。上記に説明されているものと同様の真空チャネルを備えたプロトタイプアレイに対する実験は、現場で真空を引くことが、真空下でパウチを製造および貯蔵することと同程度に効果的であり得ることを示した。
アレイアセンブリは、アレイで配置されている複数のウェルと、複数のウェルに流体連通している一体的に形成された(たとえば、インモールドされた)チャネルシステムと、チャネルシステムに流体連通している一体的に形成された(たとえば、インモールドされた)真空ポートとを含む。また、チャネルシステムは、真空ポートから分離された一体的に形成された流体開口部を有することが可能である。いくつかの実施形態では、開放可能なシールを備えた(たとえば、壊れやすいシール、引き剥がし可能なシール、または、当技術分野において公知であるような他のシール)を備えた流体リザーバまたは供給源が、アレイアセンブリに隣接して位置決めされ得る。いくつかの実施形態では、真空は、真空ポートにおいて真空を引くことによってアレイアセンブリに印加され得る。流体供給源とアレイアセンブリとの間の開放可能なシールは、典型的に、アレイアセンブリを排出させながら、閉じた状態に維持され得る。アレイアセンブリから流体供給源を分離するシールを開けることによって、流体サンプルが、真空によって、チャネルシステムを通して、複数のウェルの中へ引き込まれ得る。
しており、それは、本明細書で議論されている任意のパウチもしくはカードの一部として、または、他のそのような実施形態の中で使用され得る。図8Aに示されているように、アレイアセンブリ8000は、アレイ8001の中に配置されている複数のウェル8004を有するカードまたはカード層8002を含む。たとえば、図8Cおよび図8Dを参照して図示されているように、カード8002は、2つ以上のフィルム層の間の封止された反応コンテナの中に配設され得る。例示目的のカード8002は、第1の(下側)表面8016と、第1の表面8016とは反対側の第2の(上側)表面8018と、それらの間に延在する周囲縁部8020とを含む。カード8002は、厚さ、長さ、幅などを含む、任意の適切なサイズであることが可能である。たとえば、カード8002は、約0.2〜0.3mmの厚さを有することが可能であり、および、ウェルは、カード厚さおよびウェル直径が0.20〜0.5μlの(例示的には、0.3μlの)ウェルを生み出すようにサイズ決めされ得る。図8Aに示されているように、例示目的のカード8002は、長方形形状を有しており、任意選択で、丸みを帯びた角部を備えている。しかし、他の実施形態では、カード8002は、任意の適切な形状を有することが可能である。ウェル8004は、図8Aに示されているように、列で配置され得、図1および図6Aに示されているように、円形もしくは六角形の配置で配置され得、または、他の配置で配置され得る。「アレイ」という用語は、ウェルの任意のそのような配置を含むことが理解される。
から第2の表面8018へ)延在する孔部またはアパーチャーを含むことが可能であるか、それから形成され得るか、または、それによって画定され得る。代替的な実施形態では、孔部または開口部は、カード8002を通って部分的にのみ延在することが可能である。したがって、いくつかの実施形態では、ウェル8004は、カード8002またはその第2の表面8018の中の凹部または窪み部を含むことが可能であるか、それから形成され得るか、または、それによって画定され得る。ウェル8004を形成する凹部または窪み部は、(第1の表面8016と第2の表面8018との間の)カード8002の厚さ以内の(または、それよりも小さい)任意の適切な深さを有することが可能である。図8Aに示されているように、ウェル8004は、丸形のまたは円筒形状の構成を有している。しかし、代替的な実施形態では、ウェル8004は、他の形状または構成を有することが可能であり、そのうちのいくつかは、図12A〜図12Dに示されている。
ことが可能である。図8Aの例示目的の例に示されているように、アレイ8001は、複数の列8022で配設されている複数のウェル8004を含む。例示的には、ウェル8004a、8004b、および8004cは、ウェル8004の第1の列8022aの中にある。ウェル8004の第2の列8022bは、ウェル8004の第1の列8022aに隣接している。ウェル8004の第3の列8022cは、第1の列8022aの反対側に、第2の列8022bに隣接している。ウェル8004の追加的な列8022は、第1の列8022a、第2の列8022b、および/または第3の列8022cに隣接していることが可能であり、それらと(平行に)整合させられ得、および/または、それらの間または反対側に配設され得る。したがって、ウェル8004の例示目的の列8022は、格子のまたは格子のような構成で配置されている(たとえば、それぞれの列8022のウェル8004は、別の列8022のウェル8004と整合させられているかまたは実質的に整合させられている)。
ウェル8004の10個の列8022を含む。しかし、代替的な実施形態では、アレイ8001は、任意の適切な数の列8022を有することが可能であり、たとえば、100列よりも大きい列8022、1列から100列、2列から80列、3列から75列、4列から60列、5列から50列、6列から40列、7列から20列、8列から12列の列8022、または、任意の適切な数の列、または、それらの間に配設される列の数の範囲などの列8022などを有することが可能である。いくつかの実施形態では、アレイ8001は、少なくとも1列、2列、3列、4列、5列、6列、8列、10列、12列、16列、24列、32列、48列、64列、または96列を有することが可能である。
有することが可能であり、たとえば、100個よりも多いウェル、1個から100個のウェル、2個から80個のウェル、3個から75個のウェル、4個から60個のウェル、5個から50個のウェル、6個から40個のウェル、7個から20個のウェル、8個から12個のウェル、または、任意の適切な数のウェル、または、それらの間に配設されるウェルの数の範囲のウェルなどを有することが可能である。いくつかの実施形態では、列8022は、少なくとも1個のウェル、2個のウェル、3個のウェル、4個のウェル、5個のウェル、6個のウェル、8個のウェル、10個のウェル、12個のウェル、16個のウェル、24個のウェル、32個のウェル、48個のウェル、64個のウェル、または96個のウェルを有することが可能である。少なくとも1つの実施形態では、アレイ8001は、複数のウェル8004の少なくとも1つの列8022、少なくとも1つのウェル8004の複数の列8022、または、複数のウェル8004の複数の列8022を有することが可能である。
ネルシステム8006は、複数のウェル8002と、カード8002の第1の側8012の中の流体進入開口部8010と、カード8002の第2の側8014の中の真空ポート8008とに流体連通している。したがって、上記に説明されているように、流体開口部8010は、真空ポート8008から分離していることが可能である。図示されている実施形態では、真空ポート8008は、流体開口部8010からウェル8004の反対側に配設されている。しかし、この配向は、単に例示目的のものに過ぎず、他の構成も可能であることが認識されよう。図8C〜図8Dに示されているように、アレイアセンブリ8000は、パウチまたはサイエンスカードの中へ組み込まれ得、流体開口部8010は、他の反応ゾーンに流体連通していることが理解される。
孔部8008aを含む。孔部8008aは、第1の表面8016から第2の表面8018へ、カード8002を通って延在している。ウェル8004と同様に、代替的な実施形態では、孔部8008aは、カード8002を通って部分的にのみ延在することが可能である。したがって、いくつかの実施形態では、孔部8008aは、カード8002またはその第2の表面8018の中の凹部または窪み部を含むことが可能であるか、それから形成され得るか、または、それによって画定され得る。孔部8008aを形成する凹部または窪み部は、(第1の表面8016と第2の表面8018との間の)カード8002の厚さ以内の(または、それよりも小さい)任意の適切な深さを有することが可能である。図8Aに示されているように、孔部8008aは、丸形のまたは円筒形状の構成を有している。しかし、孔部8008aは、代替的に、別の形状または構成を有することが可能である。代替的な実施形態では、真空ポート8008は、チャネルシステム8006の端部または他の部分を含むことが可能である。
ル8034に流体連通しているマニホールドチャネルアセンブリ8024を含む。マニホールドチャネルアセンブリ8024は、流体進入チャネル8034に流体接続されている第1のメインチャネル8026と、真空ポート8008に流体接続されている第2のメインチャネル8028と、第1のメインチャネル8026と第2のメインチャネル8028との間に延在する複数の分岐チャネル8030とを含む。それぞれの分岐チャネル8030は、ウェル8004の1つまたは複数の列8022に並んで延在している。例示的には、第1の分岐チャネル8030aは、第1の列8022aに並んで延在しており、第2の分岐チャネル8030bは、第2の列8022bに並んで延在しており、第3の分岐チャネル8030cは、第3の列8022cに並んで延在しており、以下同様に続く。複数の接続チャネル8032が、それぞれの分岐チャネル8030からそれぞれの列8022の中のそれぞれのウェル8004へ延在している。例示的には、それぞれの接続チャネル8032は、特定の列8022の中の1つのウェル8004から、その特定の列8022に並んで延在している分岐チャネル8030へ延在している。例示的には、特定の列8022の中のウェル8004のそれぞれは、それぞれの接続チャネル8032によって、その特定の列8022に並んで延在している分岐チャネル8030に流体連通している。
030aにおける、カード8002の詳細図である。図8Bに図示されているように、接続チャネル8032および分岐チャネル8030a(および、実際には、チャネルシステム8006のすべて)は、カード8002またはその第2の表面8018の中の凹部または窪み部を含むことが可能であるか、それから形成され得るか、または、それによって画定され得る。チャネルシステム8006またはその1つもしくは複数のコンポーネントを形成する凹部または窪み部は、(第1の表面8016と第2の表面8018との間の)カード8002の厚さ以内の(または、それよりも小さい)任意の適切な深さを有することが可能である。図8Aに示されているように、チャネルシステム8006は、正方形の構成を有している。しかし、代替的な実施形態では、チャネルシステム8006は、他の形状または構成を有することが可能である。いくつかの実施形態では、チャネルシステム8006の特定のコンポーネントは、チャネルシステム8006の他のコンポーネントよりも大きいかまたは小さい深さを有することが可能である。しかし、図8Aに示されているように、チャネルシステム8006のすべてのコンポーネントは、同じ深さを有しており、ウェル8004は、より大きい深さを有している。
まなウェル充填経路の例が示されている。図8A〜図8Cは、ウェル充填経路として、ウェル8004と、アレイフローチャネル8030と、および真っ直ぐのウェル充填チャネル8032とを含む、「入り組んでいる」アレイウェル充填経路の1つの例を示している。図12A〜図12Dは、ウェル充填チャネル8032よりも直接的でないウェル充填経路の例を図示している。図12A〜図12Dの中のそれぞれの例は、ウェル1200a〜1200dおよびアレイフローチャネル1230a〜1230dを含む。図12Aは、ウェル1204aの中へつながるスパイラルチャネル1232aの実施形態を図示している。図12Bは、ウェル1204bの中へつながるスイッチバックチャネル1232bを図示している。図12Cは、ウェル1204cの中へつながるスパイラル部分1208cおよびスイッチバック部分1210cを含むチャネル1232cを図示している。図12Dは、ウェル1204dの中へつながるスパイラルスイッチバック部分1208dおよび並列スイッチバック部分1210dを備えたチャネル1232dを図示している。パウチの中に設置されているときには、図8A〜図8Cおよび図12A〜図12Dに図示されているウェルおよびチャネルは、上部および底部において少なくとも1つの層によって封止されることになる。したがって、ウェルの中への唯一の流路は、フローチャネルおよびウェルチャネルを通るものである。いくつかの経路は他の経路よりも「入り組んでいる」が、フローチャネルおよびウェルチャネルの組み合わせは、一般的に、ウェルを互いから隔離し、ウェルが充填されるときにウェル間の混合(すなわち、クロストーク)を最小化する。先述の例は、入り組んでいるウェル充填経路の単なる例示目的の例に過ぎず、他のウェル充填経路も使用され得ることが認識されよう。
体開口部8010から第1のメインチャネル8026へ延在する流体アクセスチャネル8034を含む。図8Aに示されているように、流体開口部8010は、カード8002の周囲縁部8020および/または第2の上側表面8018の中に配設され得る。流体アクセスチャネル8034は、チャネルシステム8006またはそのマニホールドチャネルアセンブリ8024の中へ流体を導入するかまたは許容するように構成され得る。たとえば、さらに本明細書で説明されているように、カード8002は、パウチの中に、または、フィルムの2つの層の間に封止され得る(たとえば、図8Cおよび図8Dを参照)。したがって、いくつかの実施形態では、アクセスチャネル8034は、パウチからアレイ8001またはそのウェル8004の中へ液体サンプルを流体移送するために使用され得る。いくつかの実施形態では、流体アクセスチャネル8034は、流体供給源に流体連通していることが可能である(たとえば、図8Cおよび図8Dを参照)。少なくとも1つの実施形態では、アクセスチャネル8034に流体連通している流体供給源は、フィルムパウチの中のブリスタに流体連通している(たとえば、図1のパウチ510のブリスタ566を参照)。任意選択の流体チャネル(たとえば、図1のチャネル565を参照)が、アクセスチャネル8034と流体供給源との間に延在することが可能である。また、当技術分野において公知であるような他の適切な流体供給源も、本明細書で企図されている。
ャネル8028へ延在している真空ポートチャネル8036を含む。したがって、それぞれのウェル8004は、接続チャネル8032に流体連通しており、接続チャネル8032は、分岐チャネル8030に流体連通しており、分岐チャネル8030は、第1のメインチャネル8026および第2のメインチャネル8028に流体連通している。第1のメインチャネル8026は、流体アクセスチャネル8034に流体連通しており、流体アクセスチャネル8034は、流体開口部8010に流体連通している。したがって、それぞれのウェル8004は、少なくとも2つの方向から((i)第1のメインチャネル8026、それ自身の分岐チャネル8030、および、それ自身の接続チャネル8032を通して、直接的に、または、(ii)第1のメインチャネル8026、異なる列からの接続チャネル8032、第2のメインチャネル8028、それ自身の分岐チャネル8030、および、それ自身の接続チャネル8032を通して、間接的に、のいずれか)、(チャネルシステム8006によって)流体開口部8010に流体連通している。2つ以上のメインチャネルの間に延在する複数の接続チャネルを備えたこの並列の配置は、すべてのウェルの上に真空を引くことを可能にし、また、チャネルのうちの1つが妨害されたとしても、すべてのウェルを充填することを可能にする。第2のメインチャネル8028は、ポートチャネル8036に流体連通しており、ポートチャネル8036は、真空ポート8008に流体連通している。したがって、それぞれのウェル8004は、(チャネルシステム8006によって)真空ポート8008に流体連通している。この配置は例示目的のものであり、多くの代替的な配置も可能であることが理解される。
ータ8038を有することが可能である。図8Aに示されているように、任意選択のアライメントインジケータ8038は、カード層8002の表面のうちの1つまたは複数の中へまたはそれを通って延在する開口部または孔部を含む。他の任意選択のアライメントインジケータ8038は、カード層8002の1つまたは複数の表面の上に配設されている凹部(もしくは、窪み部)またはマーキング(たとえば、プリントされたパターンもしくはイメージ)を含む。
の1つまたは複数(たとえば、ウェル8004、チャネルシステム8006のパーツ、ポート孔部8008a、アライメントインジケータ8038など)は、カード8002の製造の間に、例示的には、射出成形の間に形成され得る。代替的に、カード8002の特徴またはコンポーネントのうちの1つまたは複数は、カード8002の材料を除去することによって形成され得る。
アレイアセンブリ8000aは、パウチ8040の中に配設されているカード(または、カード層)8002を含む。パウチ8040は、第1の層および第2の層を含むことが可能であり、または、それらから形成され得る。例示目的のカード層8002は、第1のフィルム層8042と第2のフィルム層8044との間に配設されている(たとえば、挟まれている)。いくつかの実施形態では、フィルム層8042および8044は、カード層8002の上部表面および底部表面(8016および8018)に結合され得る。また、フィルム層8042および8044は、たとえば、フィルム層間に流体チャネルおよびブリスタを生成させるために、互いに選択的に結合され得る。したがって、本開示のいくつかの実施形態は、アレイアセンブリ8000aに関し、アレイアセンブリ8000aは、複数のウェル8004がその中に形成されたカード層8002、カード層8002の第1の側もしくは表面8016に結合される第1のフィルム層8042、および/または、カード層8002の第2の側もしくは表面8018に結合される第2のフィルム層8044を含む。このおよび他の実施形態の中でフィルム層が使用されるが、アレイアセンブリ8000aの用途と一貫する他の材料も使用され得ることが理解される。
施形態では、カード8002をその中に配設する前に)事前形成され得る。例示的には、第1のフィルム層8042および第2のフィルム層8044(の部分)は、熱成形すること(たとえば、レーザ溶接もしくは熱溶接すること)によって、熱間圧延することによって(たとえば、製造の間にホットローラ間で層を圧延することによって、第1および第2のフィルム層8042および8044を一緒に部分的に結合することによって)、または、接着剤(たとえば、感温接着剤、感圧接着剤など)によって、一緒に結合され得る。たとえば、パウチ8040は、第1の結合される部分8056a、第2の結合される部分8056b、第3の結合される部分8056cを含む。結合される部分8056a、8056b、および8056cは、流体リザーバ(または、ブリスタ)8046と、ブリスタ8046に流体連通している流体チャネル8048と、流体チャネル8048に流体連通しているポケット8050の境界を少なくとも部分的に定めるか、または、それらを形成することが可能である。いくつかの実施形態では、パウチ8040の結合される部分8056a、8056b、および8056c、または、その第1のフィルム層8042および第2のフィルム層8044は、(たとえば、熱溶接または感圧接着剤などによって)一緒に(恒久的に)結合され得るが、ブリスタ8046、流体チャネル8048、およびポケット8050は、未結合の状態で残され得、または、開放可能に(すなわち、可逆的に)一緒に結合され得る。いくつかの実施形態では、未結合の部分は、1つもしくは複数の結合線または溶接線8052によって画定され得る。
するために第1のフィルム層8042の上に置かれ得る。上に置かれたフィルム層またはスタックの1つまたは複数の部分は、次いで、たとえば、熱成形(たとえば、熱溶接)によって、または、接着剤(たとえば、感温接着剤、感圧接着剤など)によって、結合される部分8056a、8056b、および8056cにおいて一緒に結合され得る。たとえば、結合される部分8056a、8056b、および8056cのパターンを持つ、1つもしくは複数の加熱された圧力プレートまたは他の選択的な結合部材が、レイアップの1つまたは複数の側に熱および力(たとえば、圧力)を印加することによって、スタックフィルム層8042および8044からパウチ8040を形成するために使用され得る。
層8042および8044は、その層または表面が一緒に結合される(たとえば、熱成形または熱溶接される)ように、軟化および/または(部分的に)溶融され得るプラスチックまたは他の材料から形成され得る。たとえば、第1および第2のフィルム層8042および8044は、同様の溶融温度(Tm)、ガラス転移温度(Tg)などを有する1つもしくは複数の材料を含むことが可能であり、または、それから形成され得る。例示的には、第1および第2のフィルム層8042および8044は、1つもしくは複数のポリマー材料(たとえば、プラスチック)もしくは他の材料(その組み合わせまたはブレンドを含む)を含むことが可能であり、または、それから形成され得る。したがって、第1のフィルム層8042および第2のフィルム層8044のレイアップまたはスタックは、材料(たとえば、最も高いTmまたはTgを有する材料)のうちの1つまたは複数の少なくともTmまたはTgまで加熱され得、その層または表面が、(たとえば、加熱されたまたは溶融されたレイアップへの力(たとえば、圧力)の印加によって、)一緒に結合される(たとえば、熱溶接される)ようになっている。
6b、および8056cのパターンを持つ接着剤層は、スタックまたはレイアップの中のフィルム層8042とフィルム層8044との間に配設され得る。例示的には、接着剤層は、感圧接着剤(PSA)であることが可能であり、または、それを含むことが可能である。結合される部分8056a、8056b、および8056cのパターンを持つ1つもしくは複数の圧力プレートまたは他の選択的な結合部材は、レイアップの1つまたは複数の側に力(たとえば、圧力)を印加することによって、スタックフィルム層8042および8044からパウチ8040を形成するために使用され得る。代替的に、感温接着剤または当技術分野において公知であるような他の接着剤が、パウチ8040を形成するために使用され得る。
ぞれ、結合される部分8056bおよび8056cの結合線8052間の)未結合の開放した端部または開口部8054、および、1つまたは複数の任意選択のアライメントインジケータ8038aを有することが可能である。任意選択のアライメントインジケータ8038aは、フィルム層8042および8044のうちの1つまたは複数を通る開口部または孔部を含むことが可能である。代替的に、任意選択のアライメントインジケータ8038aは、フィルム層8042および8044のうちの1つまたは複数の上に配設されているマーキング(たとえば、プリントされたパターンまたはイメージ)を含むことが可能である。パウチ8040、または、そのフィルム層8042および8044のうちの1つもしくは複数は、いくつかの実施形態では、穿孔部8008bを含むことが可能である。
02は、開口部8054を通してパウチ8050の中へ挿入され得る。カード層8002の任意選択のアライメントインジケータ8038は、第1のフィルム層8042および/または第2のフィルム層8044の任意選択のアライメントインジケータ8038aと整合させられ得、それによって、ポケット8050の中のカード層8002の適正なアライメントおよび/または位置を示す。
よって、挿入されたカード層8002に結合され得る。例示的には、1つまたは複数の加熱された圧力プレートまたは他の結合部材が、フィルム層8042および8044をカード層8002に結合するために使用され得る。加熱された圧力プレートは、いくつかの実施形態では、実質的に平坦なおよび/または均一な結合表面を有することが可能である。代替的に、加熱された圧力プレートは、カード層8002またはそのコンポーネントのパターンを持つ結合表面を有することが可能である。
は複数の接着剤層(図8Aを参照)は、(また、または、代替的に、)表面8016および8018のうちの1つもしくは複数の上に配設され得るか、または、フィルム層8042および8044の対応する表面の上に配設され得ることが認識されよう。図5Cに図示されているように、たとえば、カード層(5094)は、第1の接着剤層(5096)によって下側フィルム層(5098)に結合され得、また、第2の接着剤層(5092)によって上側フィルム層(5090)に結合され得る。同様に、図8Cに戻ると、カード層8002の第1の(下側)表面8016は、第1の接着剤層(図示せず)によって第1のフィルム層8042に結合され得る。同様に、カード層8002の第2の(上側)表面8018は、第2の接着剤層(図示せず)によって第2のフィルム層8044に結合され得る。第1のおよび/または第2の接着剤層は、当技術分野において公知であるようなおよび/または本明細書で説明されていような、1つもしくは複数の感圧接着剤、感温接着剤、または他の接着剤であることが可能であり、または、それを含むことが可能である。
様の様式で形成され得、それによって、開口部8054を閉じた構成で封止し、それは、閉じた端部8054aに示されている。したがって、カード層8002は、パウチ8040またはそのフィルム層8042および8044に結合され得(または、結合されるようになる)、ポケット8050の中に封止され得る。いくつかの実施形態では、未結合のポケット部分8050aは、封止されたパウチ8040の中のカード層8002の1つまたは複数の側に配設され得る。たとえば、図8Cに示されているように、未結合のポケット部分8050aは、封止されたパウチ8040の内側にカード層8002を取り囲む。未結合のポケット部分8050aは、結合される部分8056a、8056b、8056c、および8056dの結合線(たとえば、溶接線)8052によって画定され得る。同様に、流体チャネル8048およびリザーバ(または、ブリスタ)8046は、結合される部分8056aの結合線8052によって画定され得る。
42と8044との間に配設されているカード層8002とともに形成され得る。例示的
には、第1のフィルム層8042と第2のフィルム層8044との間に配設されているカード層8002のレイアップまたはスタックは、上記に説明されているように、および/または、そのパウチ8040もしくは結合線8052のパターンによって結合され得る。たとえば、第1および第2のフィルム層8042および8044ならびにカード層8002は、同様の溶融温度(Tm)、ガラス転移温度(Tg)などを有する1つまたは複数の(それぞれの)材料を含むことが可能であり、または、それから形成され得る。例示的には、第1および第2のフィルム層8042および8044ならびにカード層8002は、1つまたは複数のポリマー材料(たとえば、プラスチック)もしくは他の材料(その組み合わせまたはブレンドを含む)を含むことが可能であり、または、それから形成され得る。好適な実施形態では、第1および第2のフィルム層8042および8044ならびにカード層8002は、ポリプロピレンもしくはそのブレンドを含むことが可能であり、または、それから形成され得る。しかし、層は、また、当技術分野において公知であるような他の材料から形成され得ることが認識されよう。
るカード層8002のレイアップまたはスタックは、材料(たとえば、最も高いTmまたはTgを有する材料)のうちの1つまたは複数の少なくともTmまたはTgまで加熱され得る。また、力(たとえば、圧力)は、レイアップに印加され得、その層または表面が一緒に結合される(たとえば、熱溶接される)ようになっている。代替的に、以前に説明されているように、1つまたは複数の接着剤層(たとえば、カード層8002のパターンおよび/またはパウチ8040の結合線8052を持つ)が、カード層8002と第1のフィルム層8042および第2のフィルム層8044のうちの1つまたは複数との間に配設され得、カード層8002が、接着剤層によって、第1のフィルム層8042および/または第2のフィルム層8044に結合されるようになっている。
は、流体リザーバ(または、ブリスタ)8046の中に配設され得る。図示されている実施形態では、流体8062は、ポケット8050の中へのカード層8002の挿入の前に、ブリスタ8046の中へ配設され得る(たとえば、注入される)。対応する図面(たとえば、図1および図3を参照)に示されているものなどのような、他の実施形態では、1つまたは複数の追加的な流体チャネルが、流体リザーバ(または、ブリスタ)に接続され得、および/または、それに流体連通していることが可能である。したがって、1つまたは複数の追加的な流体チャネル8048は、ブリスタ8046から延在することが可能であり、流体8062が、パウチ8040の形成の後に、ブリスタ8046の中へ導入され得るようになっていることが認識されよう。
8048のエリア8060の中などに形成され得る。以前に説明されているように、開放可能なシールは、熱成形または接着剤を通して結合することによってというよりもむしろ、フィルム層8042と8044との間の静電引力、触覚的な引力、または他の引力によって形成された、壊れやすいまたは開放可能なシール(たとえば、引き剥がし可能なシール)であることが可能であり、または、それを含むことが可能である。開放可能なシールは、ブリスタ8046の中に流体8062を保つように構成され得る(たとえば、流体8062が、不注意におよび/または時期尚早にポケット8050の中に配設されることにならないようになっている)。
開口部または穿孔部8008bを含むことが可能である。例示的には、穿孔部8008bは、パウチ8040またはそのフィルム層8042および8044の製造の間に、フィルム層8042および8044のうちの1つまたは複数の中に形成され得る。代替的に、穿
孔部8008bは、例示目的の分析的な方法の間に(アレイアセンブリ8000aの中に)形成され得る。たとえば、穿孔部8008bは、真空が真空ポート8008において印加される前に、分析的なデバイス(図示せず)の穿孔部エレメントによって形成され得る。例示的には、穿孔部8008bは、カード層8002の孔部8008aと実質的に整合させられ得る。いくつかの実施形態では、穿孔部8008bおよび孔部8008aは、真空ポート8008を形成することが可能である。換言すれば、真空ポート8008は、いくつかの実施形態では、穿孔部8008bおよび孔部8008aを含むことが可能である。
、または、流体開口部8010の近くにおいて、たとえば、隣接する流体チャネル8048の中のエリア8060などにおいて、例示的には、流体チャネル8048を形成するフィルム層8042と8044との間の圧力シールまたは開放可能なシール(たとえば、壊れやすいシールまたは引き剥がし可能なシール)を用いて)チャネルシステム8006を(開放可能に)封止することによって、アレイアセンブリ8000、8000aは、真空デバイス(たとえば、ピストンポンプ(図示せず))によって真空ポート8008に真空を印加することによって排出され得る。エリア8060におけるシールは、印加される真空が、ポートチャネル8036、第2のメインチャネル8028、それぞれの分岐チャネル8030、第1のメインチャネル8026、流体アクセスチャネル8034、それぞれの接続チャネル8032、および、アレイ8001のそれぞれのウェル8004を排出させることを可能にする。この文脈において、チャネルシステム8006は、真空チャネルを含み、または、真空チャネルを構成する。例示的には、アレイアセンブリ8000、8000aを(たとえば、流体サンプル8062によって)充填する前に、真空がチャネルシステムに印加されるので、流体サンプル(または、2ステップPCRシステムの中の第1段アンプリコン)は、真空デバイスの中へ導入されず、それによって、真空デバイスとの接続からの汚染を最小化するかまたは防止する。
で(たとえば、ポートチャネル8036のエリア8064において真空ポート8008を封止することによって、例示的には、圧力および/または熱シーリングなどによって)、エリア8060におけるシールが開けられ得、アレイアセンブリ8000の中へ(すなわち、流体開口部8010を通して、第1のメインチャネル8026を通して、分岐チャネル8030を通して、接続チャネル8032を通して、アレイ8001およびそのウェル8004の中へ)流体を引き込む。エリア8064においてポートチャネル8036を封止することによって、流体は、また、第2のメインチャネル8028およびポートチャネル8036の一部分の中へ(シールまで)引き込まれる。この文脈において、チャネルシステム8006は、アレイ充填チャネルを含むか、または、アレイ充填チャネルを構成する。したがって、チャネルシステム8006は、アレイ充填チャネル(もしくは、チャネルアセンブリ)、および、真空チャネル(もしくは、チャネルアセンブリ)を含むか、または、それらを構成する。
032間の分岐チャネル8030を封止することによって、すべての他のウェル8004から隔離され得る。少なくとも1つの実施形態では、複数のシールは、接続チャネル8032のうちの1つまたは複数(たとえば、すべて)の間の分岐チャネル8030のうちの1つまたは複数の(たとえば、すべて)を横切って延在することが可能である。特定の列8022の中のウェル8004のそれぞれは、特定の接続チャネル8032を通して隣接する分岐チャネル8030に連通しているので、接続チャネル8032間の分岐チャネル8030を横切る(たとえば、分岐チャネル8030の長さおよびウェル8004の列8022に対して垂直の)シーリングは、ウェル8004間のクロストークを実質的に低減させるかまたは排除する。
)チャネルシステム8006を使用することによって、カード8002は、比較的に小さく維持され得る。しかし、いくつかの実施形態では、アレイアセンブリ8000は、真空チャネルおよび別個のアレイ充填チャネルを含むことが可能であることが認識されよう。たとえば、代替的な実施形態では、アレイアセンブリ8000は、デュアルマニホールド構成を含むことが可能であり、デュアルマニホールド構成では、分岐チャネル8030は、第1のメインチャネル8026および第2のメインチャネル8028の両方には流体連通していない。その代わりに、分岐した(充填)チャネル8030の第1のセットは、第1のメインチャネル8026から延在することが可能であり、分岐した(真空)チャネル8030の第2のセットは、第2のメインチャネル8028から延在することが可能である。それぞれの接続チャネル8032は、それぞれの分岐チャネル8030からそれぞれのウェル8004へ延在することが可能である。第1の接続チャネル8032は、特定のウェル8004を、ウェル8004の第1の側において、隣接する分岐した真空チャネル8030に流体接続することが可能であり、同様に第2の接続チャネル8032は、特定のウェル8004を、ウェル8004の第2の側において、隣接する分岐した充填チャネル8030に流体接続することが可能である。
はウェル8004の反対側に配設されている必要はない。たとえば、真空ポート8008は、流体開口部8010と同じかまたは隣接するウェル8004の側に配設され得る。例示的には、真空ポート8008および流体開口部8010は、ウェル8004の同じまたは隣接する側の両端に配設され得る。真空ポート8008は、さらには、流体開口部8010に隣接して配設されることも可能である。たとえば、代替的な実施形態では、チャネルシステム8006またはそのマニホールドチャネルアセンブリ8024は、1つだけのメインチャネル8026を有することが可能である。例示的には、ポートチャネル8036は、メインチャネル8026から延在することが可能であり、その真空ポート8008または孔部8008aがメインチャネル8026に流体連通し得るようになっている。そのような構成では、アクセスチャネル8034に流体連通している流体チャネルは、依然として開放可能に封止され得(たとえば、流体開口部8010に隣接して)、および、真空が、依然として真空ポート8008を通して印加され得る。
形態を示している。パウチ9510の第1の層9518と第2の層9519との間に挟まれているのは、ウェル9582を備えた高密度アレイ9581である。図9Bに最良に見られるように、穿孔部9586を備えた穿孔された層9585が、高密度アレイ9581の一方の側に提供されており、物理的なバリアとして作用し、アレイ9581の充填のときのウェル9582間のクロストークを最小化し、第2の層9587が、高密度アレイ9581の反対側に提供されており、ウェル9582の底部を形成している。図示されている実施形態では、第2段アレイ9580は、穿孔された層9585が第1の層9518に結合された状態で製作される。層9518では、たとえば、選択されたエリア同士を結合すること、および、フィルム層9518の中へ特徴部をインプレスすることによって、特徴部が形成され、流体フローチャネル9053および同時に起こる真空チャネル9050を形成し、真空下でアレイを製造および貯蔵することの代替例として、現場で(すなわち、ポイント・オブ・ユースにおいて)アレイの上に真空を引くことを可能にする。例示的には、層9518は、層9518を層9585に結合することによって(たとえば、レーザ溶接することによって)形成された流体充填チャネル9053を含む。流体充填チャネル9053は、レーザ溶接線9052によって画定されており、流体充填チャネル9053は、層9585の中の穿孔された孔部9586のそれぞれに流体連通するように形成されている。真空通路9050は、流体充填チャネル9053と同時に起こり、流体充填チャネル9053の中に形成されており、また、層9585の中の穿孔された孔部9586のそれぞれに流体連通している。1つの実施形態では、真空通路9050は、フィルムの中へチャネルをインプレスするためにホットワイヤーなどによってフィルム層9518のフィルムを成形することによって熱成形され得る。例示的には、穿孔された層9585および第1の層9518は、9026におけるそれらの縁部の周りにおいて、互いに結合される(たとえば、溶接される)。穿孔された層9585は、たとえば、接着剤層および/または熱シーリングによって、高密度アレイ層9581に結合されており、第1の層9518は、いくつかの溶接線9052において、穿孔された層9585に結合されており(たとえば、レーザ溶接される)、溶接線9052は、穿孔された層孔部9586のカラムに平行になっており、また、それらの間にあり、充填チャネル9053を画定する。流体充填チャネル9053、穿孔された層9585および開口部9586、ならびにアレイウェル9582は、流体チャネル開口部9565を介して上流の流体ウェルに流体連通していることが可能である。
Aは、分解図で示されているが、図9Cは、パウチフィルムおよびアレイ層、真空通路9050、および流体フローチャネル9053の関係を図示している。第2段増幅ゾーン9580の「スタック」は、第1のパウチフィルム層9518(すなわち、パウチの第1の外側層)、穿孔された層9585、アレイ9581、第2の層9587(すなわち、アレイバッキング層)、および第2のパウチフィルム層9519(すなわち、第2の外側パウチフィルム層)を含む。図9Cの断面は、1つの穿孔部9586および1つのウェル9582を図示しており、どのようにそれらが真空通路9050、流体フローチャネル9053、ならびに、溶接部9052および9026に関連するかということを図示している。1つの穿孔部9586および1つのウェル9582が、簡単かつ明確にするために示されているが、真空通路9050および流体フローチャネル9053は、第2段増幅ゾーン9580の穿孔部9586およびウェル9582のすべてに流体接続されていることを、図9Aおよび図9Cから見ることができる。
18と穿孔された層9585との間のオープンスペースとして形成されており、第1の層9518および穿孔された層9585は、流体フローチャネル9053を画定する溶接9052および9026において、一緒に接合されている(たとえば、レーザ溶接されている)。例示的には、真空通路9050は、層9518の中のサブチャネルとして形成され得る。図示されている実施形態では、真空通路9050は、アーチ形状を有しており、アーチ形状は、チャネル9053を開いた状態に保持し、穿孔された層9585の中の穿孔部9586に、および、ウェル9582に、チャネル9053を接続するように設計されているが、他の形状も可能である。形成された真空通路9050がなければ、特定のフィルムまたは他の材料によって、チャネル9053は、真空がチャネルに印加されるときに、「キス」して閉鎖する傾向があり、アレイの排出を妨げる可能性がある。1つの実施形態では、真空チャネル9050は、熱成形フィクスチャー(たとえば、適当に形状決めされたホット「デボッシング」ワイヤー)によって、層9518の中に形成され得る。他の実施形態では、真空チャネル9050は、レーザエッチングまたはジューログラフィーなどによって形成され得る。
(たとえば、熱活性化されるシール)によって高密度アレイ9581に封止されたプラスチックフィルムであるが、シーリングの他の方法も用いられ得ることが理解される。また、高密度アレイ9581のために使用される材料、ならびに、穿孔された層9585および第2の層9587のために使用される材料は、互いに相性が良く、シーリング方法と相性が良く、使用されている化学物質と相性が良くあるべきであることが理解される。PCRに関して使用されているときには、高密度アレイ9581に関して使用され得、および、ヒート封止され得る、適合性プラスチックの例は、PE、PP、Monprene(登録商標)、および、他のブロックコポリマーエラストマーである。蛍光色素が検出化学において使用される場合には、高密度アレイ9581が黒色または他の比較的に蛍光的に不透明の材料から形成され、1つのウェル9582からその近所のウェルへのシグナルブリード(bleed)を最小化することが望ましい可能性があり、また、層9585および9587のうちの少なくとも1つが比較的に蛍光的に透明であることが望ましい可能性がある。穿孔された層9585および第2の層9587に関して、PE、PP、およびDupont Surlyn(登録商標)などのようなヒートシール可能なプラスチック層を備えたMylar(登録商標)またはPETなどのような強力なエンジニアリングプラスチックのラミネートが使用され得る。接着剤ベースのシステムに関して、PETまたはポリカーボネートなどのようなリジッドのエンジニアリングプラスチックが、高密度アレイ9581を形成するために使用され得、次いで、PCR適合性プラスチックのフィルムが、穿孔された層9585および第2の層9587として使用される。1つの例示目的の実施形態では、高密度アレイ9581は、黒色のPEから形成されており、複合ポリエチレン/PETラミネート(または、Xerox(登録商標)PN 104702ホットラミネーティングパウチ材料)が、穿孔された層9585および第2の層9587に関して使用されており、穿孔された層9585および第2の層9587は、高密度アレイ9581にヒート封止されており、複合ポリプロピレン/PETが、パウチ9510の第1および第2の層9518、9519に関して使用されている。
穿孔部9586は十分に小さくなっており、いくらかの力がないときには、流体が穿孔部9586を通って容易には流れないことが理解される。例示目的の穿孔部は、0.001〜0.1mmであり、より例示的には、0.005〜0.02mmであり、より例示的には、約0.01mmであることが可能である。例示目的の実施形態では、真空ポート9051を通して真空チャネル9050を通してウェル9582の上に真空を引くことによって、および、次いで、真空チャネル9050に封止する(たとえば、熱封止する)ことによって、真空は、現場で第2段増幅ゾーン9580に印加される。その後に、流体が提供されるときには、真空は、穿孔部9586を通してそれぞれのウェル9582の中へ流体を引き込む。ウェル9582が充填され、圧力が等しくされると、ウェル9582の中へまたはウェル9582の外へ流体を押す力は、もはや存在しない。例示的には、ウェルは、充填チャネル9052に対して実質的に垂直にヒートシールを適用することによって、充填した後に封止され得る。別の実施形態では、第2段増幅ゾーン9580に隣接するブラダ(示されていないが、位置はブラダ880/882と同様になっている)は、次いで、第1の層9518を高密度アレイ9581に押し付けるように活性化され得、ウェル9582の中へ流体を封止することが可能である。パウチ9510の第1の層9518が、ウェル9582を封止するために使用されているが、任意選択のシーリング層が、穿孔された層9585と第1の層9510との間に提供され得ることが理解される。
れ得る。高密度アレイ9581は、最初に、プラスチックシート(例示的には、0.1mmから1mmの厚さ)の中にウェル9582のアレイをパンチング、モールディング、またはその他の方法で形成することによって準備され得る。ウェルは、望まれる任意の規則的なまたは不規則的なアレイを形成することが可能であり、例示的には、0.05μlから20μlの体積、および、より例示的には、0.1μlから4μlの体積を有することが可能である。次いで、バッキング層(たとえば、9587)が、例示的には、熱または接着剤によって、高密度アレイ9581の第1の表面9581aにラミネート加工される。図9Bに示されているように、第2の層9587が、第1の表面9581aに適用される。次いで、試薬9589、例示的には、一意的であるアレイの化学物質の元素、たとえば、PCRプライマー対などが、ピペッティングによる手動で、または、自動的に(例示的には、x/y位置決め可能なスポッター、たとえば、ピン−スポッター、ドット−マトリックスプリンター、少量自動ピペット、またはマイクロ流体マイクロコンタクトスポッターなど、たとえば、米国特許出願第2017−0209844号明細書(参照により本明細書に組み込まれている)に教示されているようなスポッターを使用して)のいずれかによって、ウェルの中へスポッティングされる。試薬9589がそれぞれのウェル9582の中で乾燥された後に、穿孔された層9585(それは、以前に層9518に結合されている)は、アレイ9581の第2の表面9581bに適用され得る。例示的には、熱シーリング、接着剤を使用すること、超音波溶接、機械的な閉鎖、または、パウチ510の内側のアレイ9581をブリスタ580の中に囲む他の手段のいずれかによって、アレイ9581は、パウチ510の層9519に結合され得、および適切な場所に封止され得る。第2段反応ゾーン9580は、チャネル9565を介して下流の流体ブリスタ(たとえば、第1段の反応ゾーン)に流体接続されること、ならびに、液体は、チャネル9565から第2段反応ゾーン9580の中へ、および、チャネル9565を通して穿孔部9586の上方へ流れることができ、チャネル9565は、流体フローチャネル9053および真空通路9050に流体連通していることが理解される。
のアレイアセンブリ8000aと同様の様式で使用され得る。真空がアレイ9581に印加され得るので、液体がブリスタ(下流の流体リザーバ)から第2段増幅ゾーン9580へ移動させられるときに、液体サンプルは、流体フローチャネル9053および穿孔部9586を通してウェル9582の中へ引き込まれる。
ているので、真空は、(アレイアセンブリがその中に配設されているパウチなどのような、分析的なデバイスの製造または組み立ての間に、大域的にというよりもむしろ、)アレイアセンブリに(局所的に)印加され得る。したがって、排出チャンバは、製造の間に真空を印加することを必要とされない。その理由は、生成物が真空条件下で組み立てられる必要がないからである。その代わりに、ピストンポンプ(たとえば、シリンジまたはシリンジタイプ真空デバイス)または別の真空デバイスが、ポイント・オブ・ユースにおいて、および、アレイアセンブリがその中に配設されているパウチなどのような分析的なデバイスの組み立ての間というよりもむしろ、分析的な方法の他のステップの実施の間でも、要求に応じて真空を印加するために使用され得る。したがって、排出チャンバは、生成物が真空条件下で組み立てられ得るように真空を印加することを必要とされない。その代わりに、ピストンポンプまたは他の真空デバイスが、真空を印加するために使用され得る。
イアセンブリを含む分析的なデバイスの製造の間に使用される排出チャンバの体積は、アレイアセンブリのウェルおよびチャネルシステムの体積よりも何倍も大きくなることになる。より大きい体積を排出させることは、より大きいポンプを必要とし、および/または、より小さい体積よりも長い時間を要する。ダイヤフラム真空ポンプまたはロータリベーンポンプなどのような、より大きいポンプは、一般的に、より大きい体積の中に(高)真空を引く際に、ピストンポンプがより小さい体積の中に(高)真空を引くよりも悪くなる。そのうえ、ピストンポンプによって引かれる真空のレベルを引くことができるより大きいポンプは、獲得するために、動作させるために、および/または維持するために、ピストンポンプよりもはるかに高価である可能性がある。加えて、ピストンポンプの単一のストロークは、より大きいダイヤフラムポンプまたはロータリベーンポンプに対してははるかに長い時間を要することになる所定の(レベルの)真空を引くことが可能である。したがって、所与の時間の量において、ピストンポンプは、より大きいダイヤフラムポンプまたはロータリベーンポンプが引くことができる真空よりも、より完全な(たとえば、完全真空により近い)真空を引くことが可能である。
スなどにおいて、要求に応じて印加され得る。したがって、真空は、長期間にわたってアレイアセンブリによって保持または維持される必要はない。その代わりに、既存のシステムとは異なり(既存のシステムでは、分析的なデバイスが真空下でパッケージングされており、分析的なデバイスが、貯蔵、出荷、分析的なデバイスへの移送、および、分析的なプロセスの中の予備的なステップの間に真空を保持または維持しなければならないようになっている)、要求に応じた真空は、直前にウェルに印加され得、および/または、流体シールを開放することによって(たとえば、チャネルシステムを通して)ウェルの中へ流体を引き込むために真空を解放するかまたは使用する直前まで維持され得る。たとえば、好適な実施形態では、真空は、液体サンプルがウェルの中へ引き込まれる前に、数秒にわたって(すなわち、真空シールを生成させ、流体シールを開放するのに十分に長い)、アレイアセンブリによって維持されることだけが必要である。このように、引かれた真空と同程度の(近くの)完全レベルが、真空を解放するために流体シールを開放すると、完全な一貫した量の流体をウェルのそれぞれの中へ引き込むために使用され得る。加えて、真空は、流体開口部を介して液体サンプルを通して引かれないので、真空のレベルまたは強度は、流体サンプルの分圧に限定されない。このより強力な真空(たとえば、例示的には、2mBarから140mBarの間)の負圧レベルは、アレイアセンブリから空気を徹底的に排出させることが可能であり、残留空気がアレイアセンブリの中で最小化されるようになっており、それは、引き込まれる流体によってチャネルおよびウェルまたはアレイアセンブリの中に捕捉され得る気泡を最小化する。そのうえ、アレイアセンブリは、排出チャンバが真空を印加することを必要とされないように構成され得る(たとえば、サイズ決めおよび構造化されている)。その代わりに、ウェルおよびチャネルシステムの組み合わせられた体積は、空気のすべてまたは実質的にすべてがピストンポンプの単一のストロークによって排出させられることを可能にするのに十分に小さくなっていることが可能である。しかし、いくつかの実施形態では、他のタイプの真空デバイス(たとえば、ロータリベーンまたはダイヤフラムポンプ)も使用され得ることが認識されよう。
、器具1101を含み、器具1101は、分析的な方法の1つまたは複数のステップを実施しながら、現場で反応コンテナの中に真空を引くことが可能である。反応コンテナの1つまたは複数のパーツ(たとえば、ブリスタ、第2段アレイ、試薬ウェル、またはブリスタなど)に真空を現場で印加するように構成されている例示的な反応コンテナが、1102に示されている。反応コンテナ1102は特定の形態およびレイアウトを有しているが、これは単に例示的なものに過ぎず、他の反応コンテナ(たとえば、パウチ8000a)も真空を現場で印加するように適合され得ることが認識されよう。
され得るサンプルブリスタ1103を含む。1つの実施形態では、サンプルは、スワブ1104によって導入され得る。しかし、スワブ1104は、単に例示目的のものに過ぎない。他の実施形態では、液体サンプルは、たとえば、移送ピペットによって導入され得るか、または、乾燥したサンプル(たとえば、汚れた組織)が、サンプルブリスタ1103の中へ設置され得る。反応コンテナ1102は、溶解ゾーン1105および反応ゾーン1106をさらに含み、溶解ゾーン1105では、サンプルの中の細胞およびウィルスが溶解され、分析のためにそれらの核酸を自由にすることが可能であり、反応ゾーン1106では、それに限定されないが、核酸回収および精製、第1段マルチプレックスPCR、および、第2段PCRのための第1段の生成物の調製などのような、さまざまな方法ステップが実施され得る。1つの実施形態では、溶解ゾーン1105および反応ゾーン1106は、溶解、核酸の精製、第1段PCRなどのための1つのゾーンへと組み合わせられ得る。別の実施形態では、溶解ゾーン1105および反応ゾーン1106は、別個の機能に専念する複数の別個のブリスタ間で分割され得る。パウチ510は、異なる機能に専念する複数の別個のブリスタを備えたそのような反応コンテナの例である。
のための試薬を提供するために使用され得る複数の試薬ブリスタ1107a〜1107dをさらに含む。試薬ブリスタは、乾燥した試薬、液体試薬、または、その両方の組み合わせを含有することが可能である。4つの試薬ブリスタが示されているが、反応コンテナの中で実施されるべきアッセイに応じて、より多くのものまたはより少ないものが含まれ得ることが認識されよう。同様に、試薬ブリスタは、反応コンテナの中で実施されるべきアッセイに応じて、複数の異なる構成で反応ブリスタに接続され得る。反応コンテナ1102は、反応コンテナのゾーン同士を接続するために使用される複数のチャネル1109a〜1109gをさらに含む。1つの実施形態では、チャネル1109a〜1109gは、本明細書の他のどこかで詳細に説明されているように、開放可能に封止され得る。反応コンテナ1102は、アレイ1181をさらに含み、アレイ1181は、個々のアッセイ反応のために構成され得る複数のウェル1182を含む。
を実施するプロセスの中の反応コンテナ1102の上の複数の操作、加熱ステップ、冷却ステップなどを実施するように構成され得ることを、当業者は認識するであろう。1つの実施形態では、器具1101は、反応コンテナ1102の1つまたは複数の部分の温度を制御するように構成されている1つまたは複数の加熱器を含むことが可能である。たとえば、そのような加熱器は、1つまたは複数のPCR反応を実施するために、反応コンテナ1102の1つまたは複数の部分をサーモサイクルさせるように構成され得る。同様に、そのような加熱器は、反応コンテナ1102の1つまたは複数の部分の中の1つまたは複数の等温プロセスのために構成され得る。1つの実施形態では、器具1101は、反応コンテナ1102の1つまたは複数の部分の中で細胞溶解を実施するための溶解装置(たとえば、図2のエレメント804のようなビーズビーター、パドルビーズビーター、ソニケーターなど)を含むことが可能である。1つの実施形態では、器具1101は、磁気ビーズ捕獲のための磁石を含むことが可能である。1つの実施形態では、器具1101は、反応コンテナ1102の1つまたは複数の部分の中の流体を移動させるためのアクチュエータを含むことが可能である。1つの実施形態では、器具1101は、反応コンテナ1102の1つまたは複数の部分の中の流体の移動を制御するための1つまたは複数のシール(たとえば、後退可能なシール、および/または、ヒートシール)を含むことが可能である。1つの実施形態では、器具1101は、反応コンテナ1102の1つまたは複数の部分からの光学的な(たとえば、蛍光)励起およびデータ収集のための光源およびイメージキャプチャーシステムを含むことが可能である。
ピュータのいずれか、または、その両方)、一体化されたディスプレイ、反応コンテナ1102の1つまたは複数の部分にヒートシールを適用するためのヒートシール装置、および/または、器具1101のコンポーネントに対抗して反応コンテナ1102の1つまたは複数の部分を圧縮するための圧縮部材(たとえば、膨張可能なブラダ)を含むことが可能である。たとえば、圧縮部材は、反応コンテナ1102の1つまたは複数の部分と1つまたは複数の加熱器との間の熱的接触を改善するために使用され得る。1つの実施形態では、器具1101は、反応コンテナ1102の中の少なくとも1つのPCR反応を実施するように構成されている。器具1102の中に含まれ得る他のコンポーネントが、図2〜図4に示されており、添付のテキストの中で議論されている。しかし、図2〜図4に示されているコンポーネントの形態および配置は、器具1102において異なっている可能性があるが、機能は、同じかまたは同様である可能性があることが認識されよう。
方法を実施する前または間のいずれかに、反応コンテナ1102の1つまたは複数の部分の中に真空を引くように構成され得る。本明細書の他のどこかで詳細に議論されているように、反応コンテナ1102の1つまたは複数の部分を部分的な真空下にすることは、1つまたは複数の部分を流体によって充填することを促進させることが可能である。たとえば、アレイウェル1182を充填することは、アレイ1181を部分的な真空下にすることによって大いに促進され得る。
数の部分に真空を印加するために、たとえば、図7A、図8A、図8C、および図9Aに図示されているものと同様のチャネルシステムを含む。加えて、器具1101は、分析的な方法を実施している間に反応コンテナ1102の1つまたは複数の部分の中に真空を引くためのシステムを含む。真空システムは、真空ライン1110および真空供給源1112を含む。真空供給源1112は、当技術分野において公知の本質的に任意の真空供給源または真空発生デバイスであることが可能である。例は、それに限定されないが、ピストンポンプ(たとえば、シリンジポンプ)、容積移送式ポンプ、運動量移送ポンプ(分子ポンプとも呼ばれる)、および溜め込み式ポンプ(分子トラップとも呼ばれる)を含む。1つの実施形態では、真空供給源1112は、真空ポンプに接続されている排出されたチャンバ(真空チャンバ)を含むことが可能である。そのようなシステムでは、排出されたチャンバの中の部分的な真空は、反応コンテナ1102の1つまたは複数の部分に真空を引くために使用され得、そして、真空ポンプは、排出されたチャンバの中に真空を引くかまたは維持するために使用され得る。1つの実施形態では、真空供給源1112および真空ライン1110は、真空ポート1108においてアレイ1181の上に真空を引くことが可能である。1つの実施形態では、真空供給源1112は、反応コンテナ1102の少なくとも1つの追加的な部分の上に真空を引くために、少なくとも1つの追加的な真空ラインに流体連結され得る。たとえば、図11Aは、少なくとも1つの試薬ブリスタの上にポート1116を介して真空を引くために使用され得る真空ライン1110の上のエクステンション1118を図示している。
たは、器具が分析的な方法の少なくとも1つのステップを実施した後に、反応コンテナ1102の1つまたは複数の部分に真空を印加するために使用され得る。たとえば、反応コンテナを器具の中へ挿入する間にもしくはその後に、サンプルを水和する間にもしくはその後に、第1の反応ゾーン(たとえば、溶解ゾーン1105)の中で1つもしくは複数の方法ステップまたは反応を実施する間にもしくはその後に、第2の反応ゾーン(たとえば、反応ゾーン1106)の中で1つもしくは複数の方法ステップまたは反応を実施する間にもしくはその後に、または、反応コンテナ1102の1つまたは複数の部分を流体によって充填するのに備えて、器具1101は、反応コンテナ1102の中に真空を引くことが可能である。たとえば、器具1101は、それらを流体によって充填するのに備えて、アレイ1181の中にまたは試薬ブリスタ1107d(もしくは、別の試薬ブリスタ)の中に真空を引くことが可能である。
は反応は、それに限定されないが、サンプル溶解(たとえば、ビーズビーティングによる)、溶解物からの溶解粒子の隔離、反応コンテナの中の別のチャンバへ溶解物を移動させること、シリカ磁気ビーズを溶解物と混合すること、または、磁気ビーズを捕獲すること、および、反応コンテナの中の別のチャンバへそれらを移動させることを含むことが可能である。1つの例では、第2の反応ゾーンの中の1つもしくは複数の方法ステップまたは反応は、それに限定されないが、第1の反応ゾーンからの溶解物とシリカ磁気ビーズを混合すること、反応コンテナの中の別のチャンバへ(たとえば、廃棄物チャンバへ)使用済みの溶解物(すなわち、核酸捕獲の後の残留溶解物)を移動させること、磁気ビーズの少なくとも1つの洗浄を実施すること、および、反応コンテナの中の別のチャンバへ洗浄液体を移動させること、シリカ磁気ビーズからの核酸の溶出、第1のPCR反応(たとえば、シングルプレックスPCRまたはマルチプレックスPCR)を実施すること、または、アレイのウェルの中の第2のPCR反応を実施するのに備えて、第1のPCR反応の生成物を希釈することを含むことが可能である。
のシステムをより詳細に図示している。図11Bは、アレイ1181のための真空マニホールド1128および1130を示している。真空マニホールドの実施形態の詳細、および、どのようにそれがアレイ、アレイウェルなどに関連するかということが、図8A〜図8Cに示され、添付のテキストにおいて議論された。図示されている実施形態では、真空ライン1110および真空供給源1112は、真空ハブ1111を介して真空ポート1108に接続している。真空ハブ1111は、当技術分野において公知の吸着カップまたはニップルなどのような弾性部材であることが可能である。1つの実施形態では、真空ハブ1111は、真空ポート1108の上方のフィルムの層を穿孔するように位置決めされている鋭い部材(たとえば、針など)を含むことが可能である。別の実施形態では、真空ポート1108は、フラッパーバルブまたは他のバルブを含むことが可能であり、真空ポートが通常は外側から封止され得るようになっているが、バルブは開くことができ、真空が真空ポート1108の上に引かれるときに、空気が逃げることを可能にするようになっている。真空がアレイ1181の上に引かれた後に、シール(たとえば、ヒートシール)が、1164の領域の中で適用され得、外気からチャネル1128および1130を封止し、真空ハブ1111が除去された後にアレイの中の真空を保存する。
タ1107dを示している。そして、1つの試薬ブリスタ1107dが示されているが、複数の試薬ブリスタが1つの真空システムにリンクされ得、または、1102のような反応コンテナは、現場で印加される真空を有するように構成され得る2つ以上の試薬ブリスタを含むことが可能であることが認識されよう。図示されている実施形態では、真空ライン1118および真空供給源1112は、真空ポート1116を介して試薬ブリスタ1107dに接続しており、真空ハブ1117を介して反応コンテナ真空ライン1114に接続している。真空ハブ1111と同様に、真空ハブ1117は、当技術分野において公知の吸着カップまたはニップルなどのような弾性部材であることが可能である。1つの実施形態では、真空ハブ1117は、真空ポート1116の上方のフィルムの層を穿孔するように位置決めされている鋭い部材(たとえば、針など)を含むことが可能である。別の実施形態では、真空ポート1116は、バルブを含むことが可能であり、真空ポートが通常は外側から封止され得るようになっているが、バルブは開くことができ、真空が真空ポート1108の上に引かれるときに、空気が逃げることを可能にするようになっている。反応コンテナ真空ライン1114は、本明細書の他のどこかで説明されているように形成され、真空が印加されているときに、ラインを開いた状態に維持することが可能である。たとえば、反応コンテナ真空ライン1114は、反応コンテナ1102を製作するために使用されるフィルムの中に形成されたエンボス加工されたアーチを含むことが可能であり、反応コンテナ真空ライン1114は、カード材料の中に形成され得る。本明細書の他のどこかで議論されているように、チャネル1109eの中の開放可能なシール1121は、ブリスタ1107dに印加される真空が反応コンテナ1102の他の領域に印加されることを防止することが可能である。真空が試薬ブリスタ1107dの上に引かれた後に、シール(たとえば、ヒートシールまたはキャップ)が、1122の領域の中で適用され得、真空ハブ1117が除去された後に試薬ブリスタ1107dの中の真空を保存する。
を含むことが可能であり、乾燥した化学物質1120は、アッセイの中で使用するために再水和される必要がある可能性がある。たとえば、空気が流体フローを遮断することなく、再水和流体が試薬ブリスタ1107dの中へ流れることを可能にするために、および、泡がその後に反応チャンバ(たとえば、反応チャンバ1106)の中へ導入されないように、試薬ブリスタ1107dに部分的な真空を印加することが有利である可能性がある。乾燥した化学物質1120は、空気乾燥または凍結乾燥され得、反応成分(たとえば、酵素)、緩衝液、および安定化剤などを含むことが可能である。乾燥した化学物質1120は、粉末、乾燥した試薬錠剤、フィルターペーパーの上にスポッティングされた試薬の形態、または、当技術分野において公知の他の形態になっていることが可能である。
ェルの中にスポッティングされ得ることが理解される。たとえば、プライマーは、核酸増幅反応をプライミングするためにそれぞれのウェルの中にスポッティングされ得る。それぞれのウェルは、プライマーの異なる対を有することが可能であり、さまざまなウェルは、他のウェルの中に見出されるプライマー複製、または、それらの任意の組み合わせを含むことが可能である。ヌクレオチド三リン酸(NTPs)、ポリメラーゼ、マグネシウム、または他の成分のうちの1つまたは複数を含む、追加的な材料がスポッティングされ得る。そのような成分が製造の間にスポッティングされて乾燥されるときに、成分は、ウェルの縁部の周りで乾燥し、再水和のために比較的に小さい表面積を残すことが多い。高速PCRの実施形態によって(たとえば、参照により本明細書に組み込まれているPCT/US2017/18748を参照)、そのような再水和のために必要とされる時間は、追加的なサイクル時間を必要とする可能性がある複数のPCRサイクルを通して延長する可能性がある。
の再水和および分解のために使われる時間を減少させる1つの方式は、反応プロセスの中でアレイが使用されることになる時間の前に、例示的には、サンプル調製の間にまたは第1段PCRの間に、水和流体によってアレイを溢れさせることである。図10A〜図10Eは、内容物を再水和させるための、および、第2段アレイの例示目的のウェルの中の反応を開始させるための方法の例を図示している。図10Fは、図10A〜図10Eに図示されている方法の中の反応を開始させる代替的な方法を図示している。図10A〜図10Fは、アレイ1080の1つのウェル1082を示しているが、複数のウェルが、例示的には、アレイ580、アレイ5081、およびアレイ8000などのような配置で、ならびに、他のアレイ構成で存在している可能性があることが理解される。例示目的のウェル1082は、アレイ層1081の中に形成されており、穿孔された層1085および第2の層1087によって境界を定められている。層1018は、層518と同様に、パウチの外側層であることが可能であり、または、層1018は、再水和方法のために提供される追加の可撓性の層であることが可能であることが理解される。アレイ1080は、本明細書で説明されているさまざまな実施形態において、または、他のサンプル処理システムの中で使用され得る。
は、PCRのための成分によってスポッティングされ得る。アレイ1080をスポッティングする例示目的の方式は、米国特許出願公開第2015/0283531号明細書(参照により本明細書に組み込まれている)に説明されているが、アレイ1080をスポッティングする他の方式も本開示の範囲内にあることが理解される。スポッティングに続いて、アレイ1080は乾燥させられ得る。図10Aに図示されているように、成分1040は、ウェル1082の角部の中へ乾燥することが多い。任意選択で、アレイ1080は、図10Aの中の矢印によって示されているように、および、本明細書の他のどこかで詳細に説明されているように、ポイント・オブ・ユースにおいて排出させられ得る。同様に、アレイ1080は、製造のときに排出させられ得、次いで、使用のときまで真空下で貯蔵され得る。
086を通してウェル1082へ導入される。開口部1086は、穿孔部、たとえば、本明細書の他のどこかで説明されている穿孔部586などであることが可能であり、ここで、開口部1086は十分に小さくなっており、いくらかの力がないときには、流体が開口部1082を通って容易には流れないことが理解される。しかし、いくつかの実施形態では、開口部1086がより大きくなることが望ましい可能性もあり、または、他のバリア層を使用することが望ましい可能性もある。水和流体1070によって充填した後に、例示的には、図10Cによって示されているように、ローラ1050を使用して、廃棄物受容部(図示せず)に向けて流体をロールすることによって、または、たとえば、アレイ1080に隣接する器具の中に位置付けされているブラダによって、アレイの上に圧力を掛けることによって、余剰の水和流体が、アレイから除去され得る。それぞれのアレイウェルの中の材料は再水和を必要としているので、余剰の水和流体1070が即座に除去される場合には、ウェル間の交差汚染の量が最小化されることになる。その理由は、反応成分1040が水和流体1070の中へ再水和し始めるときに、余剰の水和流体が除去されるからである。任意選択で、圧力は、余剰の水和流体1070が廃棄物受容部へ移動させられるときに、層1087の上に掛けられ得、その圧力は、ウェル1082の体積を低減させ、それによって、ウェル1082を充填不足にさせる。
的には、圧力によって、アレイ1080の中へ移動させられ得る。ウェルのそれぞれが可撓性であり、すでに充填されることになり、例示的には、余剰の水和流体の除去に起因して過充填されていないので、それぞれのウェルは、第1段PCR反応混合物1045などのような少量の反応材料を受け入れることが可能である。少量の第1段PCR反応混合物1045だけがそれぞれのウェルに導入されるので、第1段PCR反応混合物の導入の前の第1段PCR反応混合物の希釈ステップは省略され得る。ウェル1082が上記に議論されているように充填不足にされる場合には、それぞれのウェルの中へ導入され得る第1段PCR反応混合物1045の量は、いくらか大きくなることが可能であり、したがって、希釈の量は、いくらか低減されることになる。余剰の水和流体1070の除去の間に層1087の上に掛けられる圧力の量は、適当な量の希釈を提供するために調節され得る。
1段PCR反応混合物1045を除去するために再び使用され得る。この例示目的の実施形態では、少量の第1段PCR反応混合物1045だけが、開口部1086を通して押される。図10Fは、代替的な実施形態を示しており、そこでは、余剰の第1段の反応混合物1045をアレイ1080から外へ押し出す代わりに、層1018は、例示的には、矢印1090における圧力または熱シーリングによって、穿孔された層1085に封止される。この実施形態では、第1段PCR反応混合物1045のボーラスが、開口部1086の外側に封止され、第1段PCR反応混合物1045および成分1040は、後続のサーマルサイクルの間に混合し続けることが可能である。この実施形態は、図10Eに示されている実施形態よりも少ない希釈を結果として生じさせることが可能である。
るので、第1段の反応混合物がアレイに提供されるまで、反応物質のうちの1つをアレイから省略することが望ましい可能性があり、反応混合物が不完全になっており、アレイの中の反応は、第1段の反応混合物が提供されるまで、始まることができないようになって
いる。たとえば、第2段アレイ1080がPCRのために使用される場合には、マグネシウムが、乾燥したアレイ成分および水和流体の両方から省略され得、したがって、プライマーダイマーが再水和の間に形成することを防止する。そのような方法では、高い濃度のマグネシウムが、第1段の反応混合物をアレイに提供する前に、第1段の反応混合物に追加され得、少量の第1段の反応混合物がそれぞれのウェルの中へ導入されるときのこの混合物の希釈は、適当な濃度のマグネシウムをアレイに提供し、PCRが進行することを可能にする。マグネシウムは、例示目的の成分であること、および、他の成分も、増幅のスタートを制御するために使用され得ることが理解される。また、完全な混合物が、それぞれのウェルに提供され得ること、および、反応のスタートが、例示的には、加熱器888などのような加熱器を使用した冷却によって、反応の温度を制御することによって制御され得ることが理解される。
する。
結論
その精神または本質的な特質から逸脱することなく、他の特定の形態で具現化され得る。したがって、説明されている実施形態は、すべての観点において、単に例示目的のものとして考慮されるべきであり、限定的なものとして考慮されるべきではない。たとえば、本明細書で説明および/または図示されている本発明特徴のさまざまな置換、代替、および/または修正、ならびに、本明細書で説明および/または図示されている原理の追加的な適用(それは、本開示を所有する当業者に思い付くことになる)は、添付の特許請求の範囲によって定義されているような本発明の精神および範囲から逸脱することなく、説明および/または図示されている実施形態に行われ得る。
いる言語に基づいて、広く解釈されるべきであり、先述の詳細な説明に説明されている特定の例に限定されないべきであり、それらの例は、非排他的および非包含的なものとして解釈されるべきである。特許請求の範囲の均等の意味および範囲に入るすべての変化は、それらの範囲内に包含されるべきである。
い可能性があり、それらと組み合わせられ得、それらの中に含まれ得、および/または、それらの中に組み込まれ得ることが認識されよう。たとえば、本開示の特定の実施形態によるシステム、方法、および/または生成物は、本明細書で開示および/または説明されている他の実施形態の中の特徴を含むことが可能であるか、それを組み込むことが可能であり、または、その他の方法で備えることが可能である。したがって、本開示の特定の実施形態に対する特定の特徴の開示は、上記特徴の適用または包含を特定の実施形態に限定するものとして解釈されるべきではない。加えて、特徴が、特定の実施形態の中で必要とするものとして説明されていなければ、さまざまな実施形態の中で説明されている特徴は、任意選択のものであり得、本開示の他の実施形態の中に含まれなくてもよい。そのうえ、特徴が、それと組み合わせて別の特徴を必要とするものとして説明されていなければ、本明細書における任意の特徴は、本明細書で開示されている同じまたは異なる実施形態の任意の他の特徴と組み合わせられ得る。
Claims (30)
- 第1の層および少なくとも第2の層と、
複数のウェルがその中に形成された第3の層であって、前記第1の層と前記第2の層との間に配設されている、第3の層と、
前記複数のウェルおよび流体供給源に流体連通しているアレイ充填チャネルであって、前記複数のウェルと前記流体供給源との間において、閉じたシールを備え、前記流体供給源は、前記第1の層と前記第2の層の間に形成された少なくとも1つの、液体充填チャンバとしての反応チャンバを備えている、アレイ充填チャネルと、
前記複数のウェルおよび真空ポートに流体連通している真空チャネルであって、前記真空ポート及び前記真空チャネルは、前記反応チャンバ中に配置された液体に反応を実施している間に、前記第3の層の複数のウェルに局所的に真空を引くように構成されており、前記真空ポート及び/又は前記真空チャネルは前記第3の層の前記複数のウェルに引かれた真空を維持するようにシール可能に構成されている、前記真空チャネルと、
を含み、
前記第1の層および前記第2の層は、フィルム層である、アレイアセンブリ。 - 請求項1に記載のアレイアセンブリにおいて、前記第3の層は、前記複数のウェルがその中に形成されたカード層を含む、アレイアセンブリ。
- 請求項2に記載のアレイアセンブリにおいて、前記第1の層は、前記カード層の第1の側に結合され、前記複数のウェルのそれぞれの第1の端部を封止しており、前記第2の層は、前記カード層の第2の側に結合され、前記複数のウェルのそれぞれの第2の端部を封止している、アレイアセンブリ。
- 請求項1に記載のアレイアセンブリにおいて、前記真空ポートは、前記第1の層または前記第2の層のうちの1つまたは複数の中に開口部を含む、アレイアセンブリ。
- 請求項2に記載のアレイアセンブリにおいて、前記アレイアセンブリは、前記カード層の中に凹んだ導管をさらに含み、前記真空チャネルおよび前記アレイ充填チャネルのうちの1つまたは複数の少なくとも一部分は、前記第2のフィルム層と前記カード層の中の前記凹んだ導管との間に形成されており、前記カード層の中の前記凹んだ導管は、マニホールド構成を有しており、前記マニホールド構成は、前記複数のウェルを、前記真空ポート及び前記流体供給源に流体接続している、アレイアセンブリ。
- 請求項1に記載のアレイアセンブリにおいて、前記複数のウェルと前記流体供給源との間の前記アレイ充填チャネルの中にある閉じたシールは、開放可能なシールであり、前記開放可能なシールは、前記流体供給源からの流体を、前記アレイ充填チャネルを介して前記複数のウェル内に引くことができるように構成されている、アレイアセンブリ。
- 請求項1に記載のアレイアセンブリにおいて、前記複数のウェルは、それぞれの複数の列で配設されており、前記アレイ充填チャネルは、前記流体供給源およびマニホールドチャネルアセンブリに流体連通しているアクセスチャネルを含み、前記マニホールドチャネルアセンブリは、
前記それぞれの複数の列に沿って延在する複数の分岐チャネルであって、前記複数のウェルにそれぞれ流体連通している、複数の分岐チャネルと、
前記複数の列の第1の端部に沿って延在する第1のメインチャネルであって、前記複数の分岐チャネルは、前記第1のメインチャネルから延在しており、前記アレイ充填チャネルは、前記第1のメインチャネルに連通している、第1のメインチャネルと
を含む、アレイアセンブリ。 - 請求項7に記載のアレイアセンブリにおいて、前記マニホールドチャネルアセンブリは、前記複数の分岐チャネルに流体連通している第2のメインチャネルをさらに含み、前記第2のメインチャネルは、前記複数の列の第2の端部に沿って延在しており、前記真空ポートは、前記第2のメインチャネルに連通しており、それぞれのウェルは、前記真空ポートおよび前記流体供給源に流体連通している、アレイアセンブリ。
- 請求項8に記載のアレイアセンブリにおいて、前記マニホールドチャネルアセンブリは、前記複数の分岐チャネルのそれぞれから前記複数のウェルへそれぞれ延在する複数の接続チャネルをさらに含み、前記複数の接続チャネルは、前記複数のウェルにそれぞれ流体連通している、アレイアセンブリ。
- 請求項1に記載のアレイアセンブリにおいて、前記第3の層の前記複数のウェルは、前記液体に更なる反応を実施するように構成されている、アレイアセンブリ。
- 請求項1から10の何れかに記載のアレイアセンブリにおいて、前記流体供給源はPCR反応混合物を含む、アレイアセンブリ。
- 請求項1に記載のアレイアセンブリにおいて、前記第3の層の前記複数のウェルは、反応ウェルのアレイを備え、各ウェルには、乾燥した反応成分が提供されており、前記複数のウェルのうち、少なくとも複数のウェルは他のウェルと異なる反応成分を有する、アレイアセンブリ。
- 反応コンテナであって、
第1のフィルム層と少なくとも1つの第2のフィルム層と、
前記第1及び第2のフィルム層の間に形成された、複数の流体接続された、液体充填チャンバとしての反応チャンバと、
アレイと
を含み、前記アレイは、
複数の反応ウェルと、
前記流体接続された反応チャンバのうちの少なくとも1つに流体連通しているシールされたアクセス開口部であり、前記アクセス開口部は、前記複数の反応ウェルと、前記流体接続された反応チャンバの少なくとも1つの間に、閉じたシールを備えるアクセス開口部と、
真空ポートと、
前記アクセス開口部、前記複数のウェル、および前記真空ポートに流体連通しているチャネルシステムであって、前記アレイの中のそれぞれの反応ウェルが前記真空ポート及び前記反応チャンバに流体接続されるように、経路を提供している、チャネルシステムと
を含み、
前記真空ポート及び前記チャネルシステムは、前記反応チャンバ中に配置された液体に反応を実施している間に、前記複数の反応ウェルの上に局所的に真空を引くように構成されている、
反応コンテナ。 - 請求項13に記載の反応コンテナにおいて、前記真空ポートは、前記複数のウェルに引かれた真空を維持するようにシール可能であり、前記シールされたアクセス開口部は、前記複数の反応ウェルへの流体アクセスを許可するように開放可能である、反応コンテナ。
- 請求項13に記載の反応コンテナにおいて、前記第1のフィルム層は、前記アレイの第1の側に結合され、前記複数の反応ウェルのそれぞれの第1の端部を封止しており、前記第2のフィルム層は、前記アレイの第2の側に結合され、前記複数の反応ウェルのそれぞれの第2の端部を封止している、反応コンテナ。
- 請求項13に記載の反応コンテナにおいて、前記真空ポートは、前記第1のフィルム層または前記第2のフィルム層に開口部を備える、反応コンテナ。
- 請求項13に記載の反応コンテナにおいて、
前記アレイは、0.2−0.3mmの厚さを有するカード層を備え、
前記複数の反応ウェルは、前記カード層に形成され、0.2−0.5μlの体積を有する、反応コンテナ。 - 前記複数のウェルがその中に形成されたカード層と、
前記カード層の第1の側に結合される第1のフィルム層であって、前記複数のウェルのそれぞれの第1の端部を封止する、第1のフィルム層と、
前記カード層の第2の側に結合される第2のフィルム層と、
前記複数のウェル及び流体供給源に流体連通しているアレイ充填チャネルであって、前記複数のウェルと前記流体供給源との間に、閉じたシールを備え、前記流体供給源は、前記第1のフィルム層と前記第2のフィルム層の間に形成された少なくとも1つの、液体充填チャンバとしての反応チャンバを備えている、アレイ充填チャネルと、
前記複数のウェル及び真空ポートに流体的連通している真空チャネルであって、前記真空ポートは、前記第1のフィルム層および前記第2のフィルム層のうちの1つまたは複数の中に開口部を含み、前記真空チャネル及び前記真空ポートは、前記反応チャンバ中に配置された液体に反応を実施している間に、前記カード層の前記複数のウェルの上に局所的に真空を引くように構成されている、前記真空チャネルと、
を含む、アレイアセンブリ。 - 請求項18に記載のアレイアセンブリにおいて、
前記複数のウェルと前記流体供給源との間の前記アレイ充填チャネルの中にある前記閉じたシールは、開放可能なシールであり、
前記開放可能なシールは、前記流体供給源からの流体を、前記アレイ充填チャネルを介して前記複数のウェル内に引くことができるように構成されている、アレイアセンブリ。 - 請求項18に記載のアレイアセンブリにおいて、
前記真空チャネル及び前記真空ポートのうち少なくとも1つは、前記複数のウェルに引かれた真空を維持するようにシール可能であり、前記アレイ充填チャネルの前記閉じたシールは、前記複数の反応ウェルへの流体アクセスを許可するように開放可能である、アレイアセンブリ。 - 請求項18に記載のアレイアセンブリにおいて、前記真空チャネルおよび前記アレイ充填チャネルのうちの1つまたは複数の少なくとも一部分は、(i)前記カード層の中に形成されているか、(ii)前記第2のフィルム層の中に形成されているか、または、(iii)前記カード層と前記第2のフィルム層との間に形成されている、アレイアセンブリ。
- 請求項18に記載のアレイアセンブリにおいて、前記真空チャネルおよび前記アレイ充填チャネルのうちの1つまたは複数の少なくとも一部分は、前記第1のフィルム層と前記第2のフィルム層との間に形成されている、アレイアセンブリ。
- 請求項18に記載のアレイアセンブリにおいて、前記アレイ充填チャネルの一部分は、前記第1のフィルム層と前記第2のフィルム層との間に形成されており、前記カード層の周囲の少なくとも一部分の周りに配設されている、アレイアセンブリ。
- 請求項18に記載のアレイアセンブリにおいて、前記アレイアセンブリは、前記カード層の中に凹んだ導管をさらに含み、前記カード層の中の前記凹んだ導管は、マニホールド構成を有しており、前記アレイの中のそれぞれのウェルは、前記真空ポート及び前記流体供給源に流体接続されている、アレイアセンブリ。
- 請求項24に記載のアレイアセンブリにおいて、前記第2のフィルム層は、その中に形成された凹んだ導管を有しており、前記アレイアセンブリは、前記第2のフィルム層と前記カード層との間に配設されている第3のフィルム層をさらに含み、前記第3のフィルム層は、それを通って延在する複数の穿孔部を有しており、前記複数の穿孔部は、前記第2のフィルム層の中の前記凹んだ導管に流体連通している、アレイアセンブリ。
- 請求項25に記載のアレイアセンブリにおいて、前記アレイ充填チャネルの少なくとも一部分は、前記第2のフィルム層の中の前記凹んだ導管と、前記第3のフィルム層と前記第2のフィルム層の中の前記凹んだ導管の2つ以上の部分の間の前記第2のフィルム層との間の結合部との間に配設されている、アレイアセンブリ。
- 請求項18に記載のアレイアセンブリにおいて、前記複数のウェルのそれぞれの中に配設されている1つまたは複数の試薬をさらに含む、アレイアセンブリ。
- 請求項18に記載のアレイアセンブリにおいて、前記複数のウェルは、それぞれの複数の列で配設されており、前記アレイ充填チャネルは、前記流体供給源およびマニホールドチャネルアセンブリに流体連通しているアクセスチャネルを含み、前記マニホールドチャネルアセンブリは、
前記それぞれの複数の列に沿って延在する複数の分岐チャネルであって、前記複数のウェルにそれぞれ流体連通している、複数の分岐チャネルと、
前記複数の列の第1の端部に沿って延在する第1のメインチャネルであって、前記複数の分岐チャネルは、前記第1のメインチャネルから延在しており、前記アレイ充填チャネルは、前記第1のメインチャネルから延在している、第1のメインチャネルと
を含む、アレイアセンブリ。 - 請求項28に記載のアレイアセンブリにおいて、前記マニホールドチャネルアセンブリは、前記複数の分岐チャネルに流体連通している第2のメインチャネルをさらに含み、前記第2のメインチャネルは、前記複数の列の第2の端部に沿って延在しており、前記真空ポートは、前記第2のメインチャネルに連通しており、それぞれのウェルは、前記真空ポートおよび前記流体供給源に流体連通している、アレイアセンブリ。
- 請求項29に記載のアレイアセンブリにおいて、前記マニホールドチャネルアセンブリは、前記複数の分岐チャネルのそれぞれから前記複数のウェルへそれぞれ延在する複数の接続チャネルをさらに含み、前記複数の接続チャネルは、前記複数のウェルにそれぞれ流体連通している、アレイアセンブリ。
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