JP7360552B2 - ロボット液体取り扱いシステムのための熱循環器 - Google Patents

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Description

（優先権の主張）
本特許出願は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる２０１９年１２月２０日に出願された米国仮出願第６２／９５１，７２０号の優先権の利益を主張する。
（技術分野）
本願は、概して、限定ではないが、試薬（例えば、液体試薬および溶媒）を組み合わせるための流体取り扱いシステム（種々の用途において使用されることができるそれら等）に関する。より具体的に、本願は、流体取り扱いシステム（複数の試薬および溶媒を使用してライブラリ構築（例えば、シーケンシングのためのＤＮＡまたはＲＮＡ断片のライブラリ）を実施するための液体のコンテナを装填されたそれら等）において使用される熱循環器モジュールを使用したサンプルの加熱および冷却のためのシステムおよび方法に関する。
流体取り扱いシステム（液体ハンドラ等）を使用して、サンプルに対してライブラリ構築を実施するために、流体取り扱いシステムは、典型的に、オペレータまたはユーザによって設定される。設定は、サンプルと、ライブラリ構築試薬と、実験器具の種々のアイテム（ピペット先端、プレート蓋、および種々のタイプおよび構成の液体コンテナ（リザーバ、マイクロタイタプレート、試験管、バイアル、微量高速遠心機管等を含む））とを装填することを含み得る。ライブラリ構築のための試薬は、販売業者からキットとして供給され得る。したがって、典型的ライブラリ構築は、流体取り扱いシステムのプラットフォーム上への複数のキット試薬の装填を伴う。
ライブラリ構築キットの処理は、種々の試薬および液体を選択することと、種々の数量および容積における種々の液体容器内で種々の温度においてそれらを混合することとを伴い得る。典型的キットは、およそ１２～８７個の任意の数の試薬コンテナを含むことができ、平均約２８個の試薬コンテナを伴う。コンテナは、サイズ、形状、および容積において変動し得る。実施されているライブラリ構築プロセスのセグメントに応じて、ライブラリ試薬の一部のみが、任意の所与の時間において必要とされる。
試薬は、典型的に、実施されるべきプロセスに応じて、種々の異なるコンテナ、容器、およびバイアル内で混合される。さらに、実施されるべきプロセスに応じて、種々のコンテナが、異なる時間にわたって異なるレベルまで加熱される。
ライブラリ構築キットの処理における使用のための熱循環器が、「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｈｅａｔｉｎｇ Ｃｏｖｅｒ Ａｓｓｅｍｂｌｙ ｆｏｒ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｙｃｌｉｎｇ ｏｆ Ｓａｍｐｌｅｓ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌ」と題された、Ｂｒｏｗｎ ｅｔ ａｌ．の米国特許第６，７３０，８８３（特許文献１）において説明されている。
米国特許第６，７３０，８８３号明細書
本発明者らは、とりわけ、ライブラリ構築および他のサンプル構築プロセスを行うことにおいて解決されるべき問題が、異なる構築プロセスのために複数の異なる液体容器を使用する必要がある要件を伴うことを認識している。これは、そのうちのいくつかが、任意の所与のプロセスに使用されないであろう種々の容器を有することを要求するのみならず、非効率的な熱循環器の使用ももたらし得る。例えば、異なるサイズおよび形状の容器を加熱するように構成された一般的な熱循環器は、常時、均一に、または最も効率的な方法において各容器を加熱することができるわけではない。典型的な自動化熱循環器および対応するＰＣＲプレートが、少量のみの迅速な熱循環のために好適であるように構成される一方、汎用目的のインキュベータおよび対応するサンプル／反応容器は、多くの場合、特定の用途、容積のために必要とされるものを超える、より大きい容積のために好適であるように構成され、適合されている。したがって、そのようなシステムは、熱浪費、非効率的動作、複数の液体容器タイプを維持する必要があること、および容器間で移送するときの溢流に起因する液体損失の可能性を伴う。
本主題は、汎用的液体容器と、複数の加熱区域または段階を有する熱循環器とを含み得る熱循環器システムおよび方法等を提供することによって、これらの問題および他の問題に対する解決策を提供することができる。汎用的容器は、異なるサイズの隣接する容器容積を生成する幾何学形状を有することができる。異なる容積の壁が、熱循環器の異なる加熱区域に係合することができる。例では、各容積を生成する壁が、異なる厚さを有し、異なる熱伝達率を促進するように生成されることができる。したがって、単一の加熱デバイスおよび単一のタイプのサンプル／反応容器のみが、多種多様なプロセスおよび動作を実施するために必要とされる。
ある例では、自動化熱循環器を有するロボット液体ハンドラを使用して生物学的サンプルを調製する方法は、ロボット液体ハンドラの熱循環器を使用して、より大容積の上側区分と、より低容積の下側区分とを有する第１のタイプの反応容器の第１の反応容器内で、液体の第１の体積中で生物学的サンプルから核酸を増幅することであって、液体の第１の体積は、第１の反応容器のより低容積の下側区分を包含するが、そのより大容積の上側区分を包含しない、ことと、ロボット液体ハンドラを使用して、第１のタイプの反応容器の反応容器内で、液体の第２の体積中で増幅された核酸を分離することであって、液体の第２の体積は、反応容器のより大容積の上側区分と、そのより低容積の下側区分とを包含する、こととを含むことができる。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
（項目１）
自動化熱循環器を有するロボット液体ハンドラを使用して、生物学的サンプルを調製する方法であって、前記方法は、
前記ロボット液体ハンドラの前記熱循環器を使用して、第１のタイプの反応容器の第１の反応容器内で、液体の第１の体積中で前記生物学的サンプルから核酸を増幅することであって、前記第１のタイプの反応容器は、より大容積の上側区分と、より低容積の下側区分とを有し、前記液体の第１の体積は、前記第１の反応容器のより低容積の下側区分を包含するが、そのより大容積の上側区分を包含しない、ことと、
前記ロボット液体ハンドラを使用して、前記第１のタイプの反応容器の反応容器内で、液体の第２の体積中で前記増幅された核酸を分離することと
を含み、
前記液体の第２の体積は、前記反応容器のより大容積の上側区分と、前記より低容積の下側区分とを包含する、方法。
（項目２）
前記ロボット液体ハンドラを使用して、前記核酸が増幅された前記第１の反応容器内で、前記生物学的サンプルから前記核酸を分離することをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記熱循環器を使用して、前記生物学的サンプルから分離された前記核酸を急冷することと、
前記生物学的サンプルに試薬を添加することと
をさらに含む、項目２に記載の方法。
（項目４）
前記下側区分に近接した前記熱循環器の下側加熱要素を使用して、前記下側区分内で、前記生物学的サンプルから分離された前記核酸を加熱することをさらに含む、項目２に記載の方法。
（項目５）
前記生物学的サンプルから分離された前記核酸を増幅することは、
前記下側区分内で、前記生物学的サンプルから分離された前記核酸にアダプタおよびマスタミックスを添加することと、
前記下側区分に近接した前記熱循環器の下側加熱要素を使用して、前記下側区分をインキュベートすることと
を含む、項目１－４のいずれか１項に記載の方法。
（項目６）
前記増幅された核酸を分離することは、
前記増幅された核酸にビーズを添加し、標的化された核酸の特異性を増大させることと、
エタノールを使用して前記分離された核酸を洗浄し、前記増幅された核酸の体積を増大させ、前記下側区分を充填し、前記上側区分を少なくとも部分的に充填することと
をさらに含む、項目５に記載の方法。
（項目７）
前記下側加熱要素と前記上側区分に近接した上側加熱要素とを使用して、前記下側区分および前記上側区分内で、前記増幅された核酸をインキュベートすることをさらに含む、項目６に記載の方法。
（項目８）
前記ロボット液体ハンドラを使用して、前記第１のタイプの反応容器の第２の反応容器内で、前記生物学的サンプルからの前記核酸に対して断片化反応を実施することをさらに含む、項目１－７のいずれか１項に記載の方法。
（項目９）
前記ロボット液体ハンドラを使用して、前記第１の反応容器内で、前記生物学的サンプルからの前記核酸に対してアダプタ連結反応を実施することをさらに含む、項目１－８のいずれか１項に記載の方法。
（項目１０）
前記自動化熱循環器は、
前記第１のタイプの反応容器の前記より低容積の下側区分の温度を制御するように構成された下側温度制御区域と、
前記第１のタイプの反応容器の前記より大容積の上側区分の温度を制御するように構成された上側温度制御区域と
を含む、項目１－９のいずれか１項に記載の方法。
（項目１１）
前記下側温度制御区域は、迅速な熱循環のために適合され、前記上側温度制御区域は、標的化された温度インキュベーションのために適合されている、項目１０に記載の方法。
（項目１２）
前記自動化熱循環器の前記上側温度制御区域は、前記第１の反応容器の前記より大容積の上側区分と並んで配置された加熱器ブロックの中に位置し、前記より大容積の上側区分の温度を制御する加熱器を備えている、項目１０に記載の方法。
（項目１３）
前記反応容器の前記下側区分に二重鎖ライブラリ断片およびオリゴプローブを添加することと、
前記下側区分を周囲温度を上回る第１の温度まで加熱し、前記二重鎖ライブラリ断片を単鎖ライブラリ断片に変性させることと、
前記反応容器の前記上側区分を前記第１の温度を上回る第２の温度まで加熱することと、
前記第１の温度を低下させ、前記オリゴプローブが前記単鎖ライブラリ断片に結合することを可能にすることと、
前記反応容器内の液体のある体積が前記反応容器の前記上側区分の中に延びているように、前記反応容器にストレプトアビジンビーズを添加することと
をさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目１４）
前記より大容積の上側区分の第１の容積は、前記より低容積の下側区分の第２の容積より大きく、前記第２の容積は、約１００μｌであり、前記第１の容積は、約９００μｌである、項目１－１３のいずれか１項に記載の方法。
（項目１５）
前記より大容積の上側区分は、第１の壁厚を有し、
前記より低容積の下側区分は、第２の壁厚を有し、
前記第１の壁厚は、前記第２の壁厚より大きい、
項目１－１４のいずれか１項に記載の方法。
図１は、本開示のある例による、流体取り扱いシステムのブロック図である。
図２は、筐体と、カルーセルと、反応容器と、熱循環器モジュールと、撮像デバイスとを備えている図１の例示的流体取り扱いシステムの斜視図である。
図３は、反応容器と、熱循環器モジュールとを含む種々の構成要素のための空間を伴う図２の筐体の中に装填するためのデッキの平面図である。
図４は、図３の熱循環器モジュールの斜視図である。
図５は、蓋を持ち上げるための駆動モジュールを含む図４の熱循環器モジュールのための加熱蓋アセンブリの斜視図である。
図６は、図５の加熱蓋アセンブリの分解斜視図である。
図７は、図４の熱循環器システム内での使用のための熱循環モジュールの斜視図である。
図８は、インキュベーション熱ブロック、熱循環器熱ブロック、およびヒートシンクを示す図７の熱循環モジュールの分解図である。
図９および１０は、図７および８の熱循環モジュールとの使用のための反応容器の斜視図および上面図である。 図９および１０は、図７および８の熱循環モジュールとの使用のための反応容器の斜視図および上面図である。
図１１は、下側チャンバおよび上側チャンバを示す図９の反応容器の断面図である。
図１２および１３は、図８の熱循環器熱ブロックの斜視図および上面図である。 図１２および１３は、図８の熱循環器熱ブロックの斜視図および上面図である。
図１４は、図１３の熱循環器熱ブロックの断面図である。
図１５は、図８のインキュベーション熱ブロックの分解斜視図である。
図１６Ａは、部分的に開放している加熱蓋を伴う図４の熱循環器モジュールの断面図である。
図１６Ｂは、完全に閉鎖された加熱蓋を伴う図４の熱循環器モジュールの断面図である。
図１７は、磁石およびピペット先端を示す図９－１１の反応容器の容器の断面図である。
図１は、本開示のある実施形態による、処理システム１００の高レベルブロック図である。処理システム１００は、制御コンピュータ１０８を備えていることができ、制御コンピュータ１０８は、構造１４０、搬送デバイス１４１、処理装置１０１、および熱循環器システム１０７に動作可能に結合されている。入力／出力インターフェースが、これらのデバイスの各々の中に存在し、図示されるデバイスと外部デバイスとの間のデータ伝送を可能にし得る。処理システム１００は、本明細書に説明されるような流体取り扱いシステムを備えていることができる。流体は、試薬等の種々の液体を含むことができる。本開示が実装され得る例示的処理システムは、Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ，Ｉｎｃ．（Ｂｒｅａ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）によって市販されているＢｉｏｍｅｋ ｉ７自動化ワークステーションである。
説明の目的のために、処理システム１００は、主に、生物学的サンプルを処理することおよび分析すること（次世代シーケンシング（ＮＧＳ）ライブラリを含む核酸断片のライブラリ（例えば、ＤＮＡまたはＲＮＡ分子から導出される断片のライブラリ）の調製等）を行うためのシステムとして説明されるであろう。例えば、本開示の実施形態は、熱循環システム内に装填された反応容器内で試薬を熱循環させること、およびインキュベートすることを含むことができ、単一の反応容器および単一の熱循環システムが、その中に装填される異なる液体のための複数の異なる加熱機能を実施することができる。
構造１４０は、筐体（例えば、図２の筐体２０２）と、筐体を支持するための脚部またはキャスタと、電源と、筐体内に装填可能なデッキ１０５と、任意の他の好適な特徴とを含むことができる。デッキ１０５は、平面状の物理的表面等の物理的表面（例えば、図２のプラットフォーム２１２）を含むことができ、構成要素は、その物理的表面上に設置され、実験、分析、およびプロセスのためにアクセスされ得る。いくつかの事例では、デッキ１０５は、床またはテーブルトップ表面であることができる。デッキ１０５は、異なる構成要素を設置するために、複数の別々のデッキ場所（例えば、図３の場所Ｌ１－Ｌ１６）に細分されることができる。場所は、直接、隣接することができるか、または、互いに間隔を置かれることができる。各デッキ場所は、異なるデッキ場所を分離し、構成要素を含むための仕切、挿入体、および／または任意の他の支持構造を含むことができる。例示的目的のために、図１は、第１の場所１０５Ａと、第２の場所１０５Ｂと、第３の場所１０５Ｃとをデッキ１０５上に示すが、追加の場所も、含まれることができる。場所１０５Ａ－１０５Ｃのうちの１つ以上のものは、カルーセル（例えば、図２のカルーセル２０４）または１つ以上の反応容器（例えば、図２の反応容器２０５）を装填されることができ、それらは、１つ以上の構成要素（液体のバイアル等）を保持するための空間を含み得る。構造１４０は、加えて、カルーセルをデッキ１０５に対して回転させ、とりわけ、移送デバイス１４１、反応容器、および熱循環器システム１０７との相互作用を促進するために、モータまたは別のデバイスを含むことができる。さらに、構造１４０のモータまたは構造１４０の追加のモータが、デッキ１０５上に装填される個々のバイアル、デッキ１０５上に装填されるトレイまたは反応容器、または、デッキ１０５上に位置しているカルーセルを回転させるために使用されることができる。
ＸおよびＹ方向における移動能力とＺ方向における巻き上げ能力とを有するトローリ、ブリッジ、または輸送システムを備え得る搬送デバイス１４１（複数の搬送デバイスを表し得る）が、構成要素を調製、および／または、デッキ１０５と処理装置１０１との間、および、デッキ１０５上の異なる場所間で搬送することができる。搬送デバイスの例は、コンベヤ、クレーン、サンプルトラック、ピックアンドプレースグリッパ、独立して移動し得る実験室用搬送要素（例えば、パック、ハブ、または台座）、ロボットアーム、および他の管または構成要素運搬機構を含み得る。いくつかの実施形態では、搬送デバイス１４１は、液体を移送するように構成されたピペット採取ヘッドを含む。そのようなピペット採取ヘッドは、除去可能ピペット先端内の液体を移送し得、マイクロウェルプレート等の他の実験器具を握持または解放するために好適なグリッパを含み得る。
処理装置１０１は、任意の好適なプロセスを実行するための任意の数の機械または器具を含むことができる。例えば、処理装置１０１は、分析器を含むことができ、それは、生物学的サンプル等のサンプルを分析することが可能である任意の好適な器具を含み得る。分析器の例は、分光光度計、輝度計、質量分析計、免疫分析器、血液学分析器、微生物学分析器、および／または分子生物学分析器を含む。いくつかの実施形態では、処理装置１０１は、サンプルステージ分類装置を含むことができる。サンプルステージ分類装置は、生物学的サンプルを伴うサンプル管を受け取るためのサンプル提示ユニットと、サンプル管またはサンプル保持容器を一時的に保管するためのサンプル保管ユニットと、サンプルを分取するための手段またはデバイス（アリコータ等）と、分析器のために必要とされる試薬を備えている少なくとも１つの試薬パックを保持するための手段と、任意の他の好適な特徴とを含むことができる。
熱循環器システム１０７は、デッキ１０５に対して位置付けられることができ、反応容器２０５（図２）等の液体容器を受け取るように構成されることができる。液体容器は、熱循環器システム１０７の中に手動で、または搬送デバイス１４１を介して装填されることができる。熱循環器システム１０７は、図３－１６Ｂを参照してより詳細に下で議論されるであろうような複数の異なる加熱区域を提供するように構成されることができ、複数の異なる加熱区域は、反応容器２０５の異なる部分を異なる温度まで加熱することができる。例えば、熱循環器システム１０７は、加熱の３つのスタックされた（または垂直の）レベルを備えていることによって、上部、中側、および底部加熱区域を反応容器２０５に提供することができる。したがって、例えば、反応容器２０５内に配置された液体の量およびタイプに応じて、異なる量の熱が、印加され、熱循環およびインキュベートプロセス等を実施することができる。
処理システム１００は、撮像システム、例えば、カメラを装備し、デッキ１０５上に装填される試薬バイアルのラベルを読み取ることができる。撮像システムは、システム１００の中に装填される任意の単一の試薬バイアルラベルの全ての部分が、少なくとも１つのカメラの視野内にあることを確実にすることができる。したがって、試薬バイアルの円周の周りに巻き付けられた試薬バイアルラベルに関して、ミラーまたはターンテーブルの使用の有無にかかわらず、１つ以上の撮像デバイスは、各試薬バイアルの完全な３６０度ビューを有することができる。撮像デバイスは、デッキ１０５およびデッキ１０５上の任意の構成要素、または構造１４０の全体の画像を捕捉するための任意の好適なデバイスであることができる。撮像デバイスは、構造１４０またはその近傍に搭載された複数の撮像デバイスのうちの１つを備えていることができる。追加の例では、複数の撮像デバイスが、デッキ１０５上に配置された試薬バイアルの複数のビューを取得するように搭載されることができる。例えば、撮像デバイスは、光カメラ、ビデオカメラ、３次元画像カメラ、赤外線カメラ等の任意の好適なタイプのカメラであることができる。いくつかの実施形態はまた、３次元レーザスキャナ、赤外線光深度感知技術、または物体および／または部屋の３次元表面マップを生成するための他のツールを含むことができる。例では、撮像デバイスは、当技術分野において公知であるように、スリット走査技術を利用し、パノラマ画像を生成することができる。撮像システムによって撮影された画像は、流体取り扱いシステムによって、視覚インジケータ（例えば、数字、テキスト、またはシンボル）の認識に関して、分析されることができる。
制御コンピュータ１０８は、処理システム１００上で起動されるプロセスを制御し、最初に、プロセスを構成し、構成要素設定がプロセスのために正しく調製されているかどうかをチェックすることができる。制御コンピュータ１０８は、処理装置１０１、搬送デバイス１４１、および／または熱循環器システム１０７を制御し、および／またはそれらにメッセージを伝送することができる。制御コンピュータ１０８は、データプロセッサ１０８Ａと、データプロセッサ１０８Ａに結合された非一過性コンピュータ読み取り可能な媒体１０８Ｂおよびデータ記憶装置１０８Ｃと、１つ以上の入力デバイス１０８Ｄと、１つ以上の出力デバイス１０８Ｅとを備えていることができる。制御コンピュータ１０８は、図１では、単一のエンティティとして描写されるが、制御コンピュータ１０８が、分散型システム内またはクラウドベースの環境内に存在し得ることを理解されたい。加えて、実施形態は、制御コンピュータ１０８、処理装置１０１、搬送デバイス１４１、および／または熱循環器システム１０７のうちのいくつかまたは全てが、単一デバイス内の構成部品として、組み合わせられることを可能にする。
出力デバイス１０８Ｅは、データを出力し得る任意の好適なデバイスを備えていることができる。出力デバイス１０８Ｅの例は、表示画面、ビデオモニタ、スピーカ、オーディオおよび視覚アラーム、およびデータ伝送デバイスを含むことができる。入力デバイス１０８Ｄは、データを制御コンピュータ１０８の中に入力することが可能な任意の好適なデバイスを含むことができる。入力デバイスの例は、ボタン、キーボード、マウス、タッチスクリーン、タッチパッド、マイクロホン、ビデオカメラ、およびセンサ（例えば、光センサ、位置センサ、速度センサ、近接度センサ）を含み得る。
データプロセッサ１０８Ａは、任意の好適なデータ計算デバイスまたはそのようなデバイスの組み合わせを含むことができる。例示的データプロセッサは、所望の機能を遂行するために協働する、１つ以上のマイクロプロセッサを備え得る。データプロセッサ１０８Ａは、ユーザおよび／またはシステム発生要求を実行するためのプログラム構成要素を実行するために適正な少なくとも１つの高速データプロセッサを備えているＣＰＵを含むことができる。ＣＰＵは、ＡＭＤ製Ａｔｈｌｏｎ、Ｄｕｒｏｎ、および／またはＯｐｔｅｒｏｎ、ＩＢＭおよび／またはＭｏｔｏｒｏｌａ製ＰｏｗｅｒＰＣ、ＩＢＭおよびＳｏｎｙ製Ｃｅｌｌプロセッサ、Ｉｎｔｅｌ製Ｃｅｌｅｒｏｎ、Ｉｔａｎｉｕｍ、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）、Ｘｅｏｎ、および／またはＸＳｃａｌｅ、および／または同様のプロセッサ等のマイクロプロセッサであり得る。
コンピュータ読み取り可能な媒体１０８Ｂおよびデータ記憶装置１０８Ｃは、電子データを記憶し得る任意の好適なデバイスまたは複数のデバイスであることができる。メモリの例は、１つ以上のメモリチップ、ディスクドライブ等を備え得る。そのようなメモリは、任意の好適な電気、光学、および／または磁気動作モードを使用して動作し得る。
コンピュータ読み取り可能な媒体１０８Ｂは、任意の好適な方法を実施するためのデータプロセッサ１０８Ａによって実行可能なコードを備えていることができる。例えば、コンピュータ読み取り可能な媒体１０８Ｂは、プロセッサ１０８Ａによって実行可能なコードを含み、コードは、実験器具内で種々の試薬を異なるレベルまで混合することと、実験器具を異なるレベルまで加熱することと、追加の試薬を添加することと、熱循環器システム１０７を使用して追加の加熱を実施することとを含む自動化された試薬処理および加熱方法を処理システム１００に実施させることができる。
コンピュータ読み取り可能な媒体１０８Ｂは、１つ以上のプロトコル（例えば、生物学的サンプルを処理するためのプロトコルまたはライブラリ構築プロセスのためのプロトコル）のためのプロセスステップを受信および記憶することと、１つ以上のプロトコルのためのプロセスステップ（下記の例の節を参照して説明されるそれら等）を実行するように熱循環器システム１０７、構造１４０、搬送デバイス１４１、および／または処理装置１０１を制御することとを行うためのデータプロセッサ１０８Ａによって実行可能なコードを備えている。コンピュータ読み取り可能な媒体１０８Ｂは、処理装置１０１からの結果（例えば、生物学的サンプルを分析することからの結果）を受信し、結果を転送することまたは追加の分析の（例えば、患者を診断する）ために結果を使用することを行うためのデータプロセッサ１０８Ａによって実行可能なコードも備えていることができる。
加えて、コンピュータ読み取り可能な媒体１０８Ｂは、デッキ１０５の画像を取得し、デッキ１０５の画像内の情報を識別し、データ記憶装置１０８Ｃまたはコンピュータ読み取り可能な媒体１０８Ｂ内に記憶される情報を使用して、解読される情報をプロトコル１０８Ｆ内に含まれる情報と比較することによって、画像内の情報を解読し、それに応じて熱循環器システム１０７を装填するために、データプロセッサ１０８Ａによって実行可能なコードを備えていることができる。
データ記憶構成要素１０８Ｃは、制御コンピュータ１０８の内部または外部にあることができる。データ記憶構成要素１０８Ｃは、１つ以上のメモリチップ、ディスクドライブ等を含む１つ以上のメモリを含むことができる。データ記憶構成要素１０８Ｃは、従来のフォルトトレラント、相関的、拡張可能、セキュアなデータベース（ＯｒａｃｌｅＴＭまたはＳｙｂａｓｅＴＭから市販のそれら等）も含むことができる。いくつかの実施形態では、データ記憶装置１０８Ｃは、プロトコル１０８Ｆと、画像１０８Ｇとを記憶することができる。データ記憶構成要素１０８Ｃは、加えて、プロトコルを含むデータプロセッサ１０８Ａのための命令を含むことができる。コンピュータ読み取り可能な媒体１０８Ｂおよびデータ記憶構成要素１０８Ｃは、不揮発性メモリ、磁気メモリ、フラッシュメモリ、揮発性メモリ、プログラマブル読み取り専用メモリ等の任意の好適な記憶デバイスを備えていることができる。
データ記憶構成要素１０８Ｃにおけるプロトコル１０８Ｆは、１つ以上のプロトコルについての情報を含むことができる。プロトコルは、完了するための１つ以上の処理ステップ、プロセス中に使用される構成要素、構成要素場所レイアウト、熱循環器システム１０７の装填、熱循環器システム１０７の加熱レベルについての情報、および／またはプロセスを完了するための任意の他の好適な情報を含むことができる。例えば、プロトコルは、生物学的サンプルを処理することまたはＤＮＡライブラリを処理することを行うための１つ以上の順序付けられたステップを含むことができる。プロトコルは、プロセスを開始する前に構成要素のリストを調製するためのステップも含むことができる。構成要素は、反応容器（例えば、反応容器２０５）内、またはカルーセル（例えば、カルーセル２０４）内の特定の場所にマップされることができ、反応容器またはカルーセルにおいて、搬送デバイス１４１は、構成要素または構成要素が装填されるコンテナを処理装置１０１または熱循環器システム１０７に搬送するためにそれらを取得し得る。このマッピングは、液体のある体積をカルーセル内の反応容器から吸引し、その体積を所定の目的地に分注するようにピペッタに指示する命令等、搬送デバイス１４１を動作させるための命令として、エンコーディングされることができ、マッピングは、ユーザが構成要素をデッキ１０５、反応容器、およびカルーセル上に設置し得るように、ユーザに示される仮想画像によって表されることもできる。実施形態は、処理システム１００が、複数のプロセス（例えば、複数の異なるサンプルプロセスまたは調製手技）のために使用されることを可能にする。故に、複数のプロトコル１０８Ｆについての情報は、必要とされるとき、記憶され、読み出されることができる。デッキ１０５、反応容器、およびカルーセル上の構成要素は、第１のプロセスから第２のプロセスに変更するとき、または第１のプロセスを再開するとき、必要に応じて、再配置、変更、および／または補充されることができる。
データ記憶装置１０８Ｃ内の画像１０８Ｇは、デッキ１０５、反応容器、およびカルーセルのみならず、デッキ１０５、反応容器、およびカルーセル上または内に配置された構成要素、およびそれらの構成要素上に配置されたラベルの実世界視覚表現を含むことができる。各画像において、デッキ１０５、反応容器、およびカルーセルは、あるプロセスを開始するための準備完了状態において示されることができ、プロトコルを実行するための構成要素は、搬送デバイス１４１にアクセス可能な場所に設置されている。画像１０８Ｇの各々は、記憶されたプロトコル１０８Ｆからの特定のプロトコルに関連付けられていることができる。いくつかの実施形態では、あるプロトコルのために単一の画像が、存在することができる。他の実施形態では、あるプロトコルのための（例えば、異なる角度からの異なる照明レベルを伴う、または容認可能な実験器具代用物をいくつかの場所に含む）複数の画像が、存在することができる。画像１０８Ｇは、ＪＰＥＧ、ＴＩＦＦ、ＧＩＦ、ＢＭＰ、ＰＮＧ、および／またはＲＡＷ画像ファイル、およびＡＶＩ、ＷＭＶ、ＭＯＶ、ＭＰ４、および／またはＦＬＶビデオファイルを含む種々のタイプまたはフォーマットの画像ファイルとして記憶されることができる。
デッキ１０５は、異なる構成要素をステージ分類するために、複数の別々のデッキ場所に細分されることができる。別々の場所は、任意の好適なサイズであり得る。複数の場所を伴うデッキ１０５のある例が、図３に示される。図３のデッキ２２０は、Ｌ１－Ｌ１６と付番された別個のエリアと熱循環器２０８とを示し、それれは、別個のタイプの構成要素または構成要素のパッケージのための別個の場所として動作することができる。デッキ１０５は、所望に応じて、追加の場所またはより少ない場所を有することができる。これらの場所は、付番または命名されることができるが、それらは、システムの物理的実施形態では、デッキ１０５上で物理的にラベル貼付またはマーキングされることも、されないこともある。
画像１０８Ｇ等の画像が、オペレータによって処理システム１００の中にプログラムされるプロトコル１０８Ｆを完了するために、適切な構成要素がデッキ１０５、試薬容器、カルーセル、および熱循環器システム１０７の中に装填されているかどうか、および、プロトコルによって要求される場合、それらの構成要素がプログラムされたプロトコルを実行するための正しい位置に位置しているかどうかを検証するために、使用されることができる。本明細書において議論されるように、処理システム１００は、その後、反応容器（例えば、反応容器２０５）の中に装填された液体のための混合手技を実行し、熱循環器システム１０７を使用して、反応容器の中に装填される液体に応じて、種々の異なる様式において反応容器を制御可能に加熱し、それによって、システム１００内に含まれた異なるタイプおよびサイズの反応容器と、異なる容量および構成の熱循環器システムとを有する必要性を排除することができる。
図２は、図１の処理システム１００のある例を備え得る流体取り扱いシステム２００の斜視図である。流体取り扱いシステム２００は、筐体２０２と、カルーセル２０４と、反応容器２０５と、撮像デバイス２０６と、熱循環器システム２０８とを備えていることができる。図２の構成要素が、例証的目的のために、必ずしも縮尺通りに描かれているわけではないことに留意されたい。筐体２０２は、カルーセル２０４が位置付けられ得るエンクロージャを形成する複数の壁またはパネルを備えていることができる。エンクロージャは、開口部を有することができ、カバーパネル２１０が、カルーセル２０４、撮像デバイス２０６、および熱循環器システム２０８をエンクロージャ内にカプセル化するために、開口部を覆って位置付けられ得る。筐体２０２は、加えて、デッキ１０５（図１）またはデッキ２２０（図３）等のデッキが位置付けられ得るプラットフォーム２１２を含むことができる。デッキは、カルーセル２０４および反応容器２０５のうちの１つ以上のものを受け取るためのスロットまたはソケットを含むことができる。例では、スロットまたはソケットは、カルーセル２０４および反応容器２０５を撮像デバイス２０６に対して所定または既知の位置に保持するように構成されることができる。プラットフォーム２１２は、デッキを撮像デバイス２０６に対して所定または既知の位置に保持することができる。筐体２０２は、加えて、制御コンピュータ１０８（図１）のそれら等のコントローラ２１４を保持するための空間を備えていることができる。コントローラ２１４は、無線または有線通信回線等を介してネットワーク２１６と通信するように構成されることができる。
図１を参照して説明される撮像デバイスを備え得る撮像デバイス２０６は、固定された場所において、筐体２０２内に位置することができる。１つ以上の撮像デバイス２０６が、筐体２０２内の単一の場所または複数の場所に向くように構成されることができる。同時に、搬送デバイス１４１または処理装置１０１（図１）のピペッタが、カルーセル２０４の場所にアクセスするように、筐体２０２内に位置することができる。搬送デバイス１４１は、加えて、反応容器２０５を熱循環器システム２０８の中に移動させるように構成されることができる。カルーセル２０４は、回り（または回転し）、異なる場所をピペッタおよび撮像デバイス２０６に提示することができる。他の例では、撮像デバイス２０６は、筐体２０２内に搭載され、視認エリアを筐体２０２の内部の異なる部分にわたって移動させることができる。
コントローラ２１４は、カルーセル２０４および反応容器２０５の中に装填され、筐体２０２内のデッキ上に装填された構成要素のためのプロトコルを実行するように構成されることができる。コントローラ２１４が、プロトコルに従って、ステップの１つ以上のシーケンスをカルーセル２０４および反応容器２０５の中に装填されたバイアルの組に対して実施するために、コントローラ２１４は、カルーセル２０４および反応容器２０５内の各バイアルの場所、例えば、カルーセル２０４および反応容器２０５内の各場所における各バイアルの内容を把握すべきである。反応容器２０５が、共通の構造によって一緒に拘束された複数の個々の細長い容器を備え得ることに留意されたい。本明細書に議論されるように、コントローラ２１４は、撮像デバイス２０６を動作させ、カルーセル２０４および反応容器２０５およびそれらの中に装填される構成要素の画像を取得するように構成されることができる。特に、カルーセル２０４および反応容器２０５は、材料のバイアルが装填されることができ、各バイアルは、各バイアルの内容、各バイアルが属するバイアルの組、バイアルの組の製造業者、処理システム２００がバイアルの組を用いて実行するための１つ以上のプロトコルに関する識別情報を提供するラベルを有することができる。バイアルラベルの画像が、コントローラ２１４によって読み取られ、ラベル内に提示される情報を認識することができる。ラベルから読み取られた情報は、図１の媒体１０８Ｂ等のコンピュータ読み取り可能な媒体内に記憶されたネットワーク２１６から取得された情報等の情報と比較されることができる。コンピュータ読み取り可能な媒体内に記憶される情報は、バイアルの組と相互作用するためのステップの１つ以上のシーケンス（搬送デバイス１４１がカルーセル２０４および反応容器２０５の中に、およびそれらの間で試薬を移動させる等のために各バイアルと相互作用し得る順序等）を含むバイアルの組のためのプロトコルを含むことができる。
反応容器２０５は、熱循環器システム２０８の中に、手動で、または搬送デバイス１４１によって自動的に移動させられることができる。コントローラ２１４は、熱循環器システム２０８を動作させ、種々のプロトコルおよびプロトコルステップを実行すること、または部分的に実行することができる。コントローラ２１４は、熱循環器システム２０８および搬送デバイス１４１を動作させ、熱循環器システム２０８の中に装填された反応容器２０５等の液体容器を加熱することができる。
熱循環器システム２０８は、複数の加熱区域を備えていることができ、反応容器は、複数の異なる形状の保管容積を形成する幾何学形状を有することができ、保管容積の各々は加熱区域と相互作用するための異なる壁厚を有し得る。したがって、単一の熱循環器システム２０８および単一の反応容器２０５が、下記の例の節において説明されるもの等、追加の機器または反応容器の必要性を伴うことなく、加熱区域および保管容積の異なる組み合わせを使用する大量の手技を実施するために使用されることができる。
図３は、図２の筐体２０２のプラットフォーム２１２上に装填するためのデッキ２２０の平面図である。デッキ２２０は、カルーセル２０４を含む種々の構成要素のための空間または場所を含むことができる。撮像デバイス２０６が、撮像デバイスが、プラットフォーム２１２の全てを覆う視野を生成し得るように、プラットフォーム２１２に対して筐体２０２内に搭載されることができる。しかしながら、種々の例では、視野は、プラットフォーム２１２の一部のみを覆うように構成されることができ、複数の撮像デバイスが、使用されることができるか、または、関節運動式撮像デバイスが、総対象範囲を達成するために、視野をプラットフォーム２１２を横断して異なる場所に移動させ得るように、使用されることができる。同様に、図１の搬送デバイス１４１等の搬送システムが、プラットフォーム２１２の全体に到達するように構成されることができる。
図３は、別個のタイプの構成要素または構成要素のパッケージのための別個の場所として動作し得るＬｌ－Ｌ１６と付番された場所と熱循環器システム２０８等の他の構成要素とを含む、デッキ２２０を示す。デッキ２２０の例は、所望に応じて、追加の場所またはより少ない場所を有することができる。これらの場所は、付番または命名されることができるが、場所は、流体取り扱いシステム２００の物理的実施形態では、デッキ２２０上で物理的にラベル貼付またはマーキングされることも、されないこともある。流体取り扱いシステム２００の例では、場所のいくつかまたは全てが、あるプロトコルに従って、予め定義されたタイプの構成要素によって占有されることができる。例えば、場所Ｌ１－Ｌ４は、ピペット先端ラック２１８のための保管場所を備えていることができ、場所Ｌ５－Ｌ１０は、パッケージまたは試薬キットの構成要素またはプロトコルによって規定される構成要素が装填され得るミリ先端ラック２２０のための保管場所を備えていることができ、場所Ｌ１１は、カルーセル２０４が装填されることができる。ラック２１８および２２０は、反応容器２０５の事例を備えていることができる。場所Ｌ１２は、反応容器２０５のための低温試薬保管エリアを備えていることができる。場所Ｌ１３は、反応容器２０５のための暖温試薬保管エリアを備えていることができる。場所Ｌ１５は、バルクリザーバ２２２のための保管エリアを備えていることができる。場所Ｌ１４は、反応容器２０５のためのＲＶスタック保管エリアを備えていることができる。場所Ｌ１６は、ビン２２４のための廃棄物保管エリアを備えていることができる。場所Ｌ１－Ｌ１６のうちのいくつかは、同一のタイプの構成要素を含むことができる。構成要素は、試験管、マイクロウェルまたはマイクロタイタプレート、ピペット先端、プレート蓋、リザーバ、または任意の他の好適な実験器具構成要素を備えていることができる。構成要素は、震盪器、撹拌器、ミキサ、温度インキュベータ、真空マニホールド、磁気プレート、熱循環器等の実験室機器のアイテムも備えていることができる。例では、１つ以上の場所は、物理的に、構造１４０（図１）、筐体２０２（図２）、またはデッキ２２０（図３）の一部であることができるか、または、プラットフォーム２１２上に配置された、別個の構成要素であることができる。場所Ｌ１－Ｌ１６の各々は、搬送デバイス１４１（図１）によってアクセスされることができる。例えば、場所ＬＩ－Ｌ１６および熱循環器２２４は、構造１４０またはデッキ２２０と物理的に別個であることができる。
撮像デバイス２０６は、例えば、場所Ｌ１－Ｌ１６の各々における１つ以上の構成要素の存在、場所Ｌ１１におけるカルーセル２０４の存在、および、場所Ｌ１２、Ｌ１３、およびＬ１４における反応容器２０５の存在を認識するように構成されることができる。さらに、撮像デバイス２０６は、場所Ｌ１－Ｌ１６の各々に位置している１つ以上の構成要素から情報を読み取るように構成されることができる。構成要素（例えば、液体のバイアル）が、所望の様式において（例えば、プロトコルに従って）、カルーセル２０４の中に装填されることができ、カルーセル２０４または別の場所からの液体が、プロトコルに従って熱循環器システム２０８の中に装填するために、反応容器２０５のうちの１つの中に装填されることができる。撮像デバイス２０６によって撮影された反応容器２０５の画像が、反応容器２０５の中に装填されるバイアルのラベルから情報を読み取るために使用されることができる。その後、熱循環器システム２０８は、下記の例の節を参照して議論されるもの等の加熱方法を実行し、プロトコルに従って反応容器２０５の中に装填された液体を加熱することができる。
図４は、図２および３の熱循環器システム２０８の斜視図である。熱循環器システム２０８は、加熱蓋３０２と、熱循環モジュール３０４とを備えていることができる。熱循環モジュール３０４は、インキュベーション熱ブロック３０６と、ヒートシンク３０８と、ベゼル３０９と、熱循環器熱ブロック３１０（図８）とを備えていることができる。加熱蓋３０２は、蓋駆動システム３１２と、加熱器プラテン３１４と、蓋３１６とを備えていることができる。
熱循環器システム２０８は、いくつかの異なる構成における反応容器２０５（図２）を加熱するために使用され得る複数の加熱区域を提供するように構成されることができる。蓋駆動システム３１２は、蓋３１６を開放し、インキュベーション熱ブロック３０６へのアクセスを提供するために使用されることができる。反応容器２０５（図２）は、搬送デバイス１４１を使用して、デッキ２２０上に保管される、試薬等の液体で充填されることができる。反応容器２０５は、次いで、搬送デバイス１４１等を使用することによって、インキュベーション熱ブロック３０６の中に装填されることができ、インキュベーション熱ブロック３０６を通して延び、熱循環器熱ブロック３１０に接触することができる。インキュベーション熱ブロック３０６および熱循環器熱ブロック３１０は、２つの異なる加熱構成要素を反応容器２０５上の２つの異なる場所に適用するために使用されることができる。さらに、加熱蓋３０２は、蓋駆動モジュール３１２によって移動させられ、第３の加熱構成要素、すなわち、加熱器プラテン３１４を第３の場所における反応容器２０５に適用することができる。ヒートシンク３０８が、熱循環器システム２０８の他の構成要素から離れるように熱を伝導し、剰余熱を吸熱するために使用されることができる。ヒートシンク３０８はまた、インキュベーション熱ブロック３０６および熱循環器熱ブロック３１０から離れるように熱を引き寄せるためのファン等を使用することによって、冷却を反応容器２０５に印加するために使用されることもできる。反応容器２０５（図２）は、異なる壁厚または異なる断面積（例えば、直径）等を含むことによって、異なる様式において加熱区域の各々と相互作用し、異なる熱伝達率を促進するように構成されることができる。したがって、加熱器プラテン３１４、インキュベーション熱ブロック３０６、および熱循環器熱ブロック３１０は、反応容器２０５の中に装填される液体または試薬に応じて、ともに、別個に、または異なる組み合わせにおいて動作させられ、異なる様式において反応容器２０５の異なる部分を加熱することができる。
図５は、加熱器プラテン３１４および蓋３１６を持ち上げるための駆動モジュール３１２を含む図４の熱循環器モジュール２０８のための加熱蓋３０２の斜視図である。図６は、図５の加熱蓋３０２の分解斜視図である。図５および６は、並行して議論される。
蓋３１６は、軸受筒３１９Ａおよび３１９Ｂを介して筐体３１８に旋回可能に搭載されることができる。第１のプーリ３２０が、蓋３１６と第１のプーリ３２０との間の回転が、可能にされないように、軸受筒３１９Ｂにおいて蓋３１６に固定して結合されることができる。筐体３１８が、流体取り扱いシステム２００の筐体２０２（図２）に結合され得る支持構造３２２Ａに搭載されることができる。モータ３２４も、シャフト３２６が支持構造３２２Ｂを通して延びているように、筐体２０２に搭載されることができる。支持構造３２２Ａおよび３２２Ｂは、ベルト３３０の張力を調節するために、互いに対して調節可能であることができる。第２のプーリ３２８が、シャフト３２６に結合されることができる。第１のプーリ３２０および第２のプーリ３２８は、ベルト３３０を介して結合されることができる。モータ３２４は、第２のプーリに動力入力を提供し得、加えて、インキュベーション熱ブロック３０６（図４）に対して蓋３１６を保持する、例えば、ばね３６６Ａ－３６６Ｄ（図８および１５）を圧縮するための保持力を提供し得るステッパモータを備えていることができる。ベルト３３０は、タイミングベルトを備えていることができる。したがって、モータ３２４によって提供されるシャフト３２６の回転出力が、ベルト３３０を介して第２のプーリ３２８から第１のプーリ３２０に伝達されることができる。第１のプーリ３２０の回転が、軸受筒３１９Ａおよび３１９Ｂ上の筐体３１８に対する蓋３１６の旋回を引き起こすことができる。モータ３２４は、したがって、開放位置（例えば、第１のプーリ３２０および第２のプーリ３２８に関する回転中心を接続する線に対して平行に延びている）から、閉鎖位置（例えば、第１のプーリ３２０および第２のプーリ３２８に関する回転中心を接続する線に対して垂直に延びている）まで蓋３１６を移動させるように動作させられることができる。
蓋３１６は、インキュベーション熱ブロック３０６（図４）を覆うための構造を備えていることができる。加熱器プラテン３１４が、蓋３１６の内部表面上に位置付けられ、反応容器２０５に係合することができる。加熱器プラテン３１４は、サーミスタによって監視され、電力基板３６０（図４および７）によって制御され得るサーモフォイル加熱器を備えていることができる。図１６Ａおよび１６Ｂを参照して議論されるように、加熱器プラテン３１４は、蓋３１６にジンバル搭載されるシール運搬器３３４を介して蓋３１６に搭載されることができる。加熱器プラテン３１４は、ばね３３６Ａおよび３３６Ｂがインキュベーション熱ブロック３０６に対して加熱器プラテン３１４を押すように力を印加するために使用され得るように、蓋３１６から離れるようにばね負荷されることができる。留め具３３８Ａおよび３３８Ｂが、蓋３１６内のボア３４０Ａおよび３４０Ｂを通して中に挿入され、運搬器３３４に係合することができる。ばね３３６Ａおよび３２３６Ｂは、それぞれ、蓋３１６から離れるように運搬器３３４を付勢するために、留め具３３８Ａおよび３３８Ｂの周囲に位置付けられることができる。したがって、運搬器３３４は、蓋３１６に対して浮動するように構成されることができる。述べられるように、加熱器プラテン３１４は、特に、反応容器２０５の液体コンテナの上側または開放端を加熱し、例えば、熱循環およびインキュベーションプロセス中に凝縮がその中で生じることを防止するように構成された反応容器２０５のための３つの加熱区域のうちの１つを提供することができる。
蓋３１６は、熱循環システム３０４（図４）上のベゼル３０９（図７および８）に係合し得るシールスライド３３２Ａおよび３３２Ｂも含むことができる。加熱器プラテン３１４は、絶縁体３４０を介して蓋３１６に搭載されることができる。シールスライド３３２Ａおよび３３２Ｂは、加熱器プラテン３１４をベゼル３０９およびインキュベーション熱ブロック３０６の上部平面に対して平行に整列させるように構成されることができる。
図７は、ベゼル３０９が除去された、図４の熱循環器システム２０８内での使用のための熱循環モジュール３０４の斜視図である。図８は、インキュベーション熱ブロック３０６、ヒートシンク３０８、熱循環器熱ブロック３１０、加熱要素３５０Ａおよび３５０Ｂ（図８）、圧縮プレート３５２、熱センサ３５４Ａおよび３５４Ｂ、ファン３５６、ファンシュラウド３５８、および電力基板３６０を示す図７の熱循環モジュール３０４の分解図である。図７および８は、並行して議論される。
熱循環モジュール３０４は、流体取り扱いシステム２００の筐体２０２（図２）に搭載され得る筐体３６２を含むことができる。ファン３５６が、筐体３６２の底部において搭載されることができ、例えば、冷却機能性を提供するために、空気を筐体３６２の内外に移動させるように構成されることができる。ファンシュラウド３５８が、筐体２６２の中に位置し、空気流を筐体３６２を通して方向付けることができる。電力基板３６０も、筐体３６２取り付けられることができ、ファン３５６、熱循環器熱ブロック３１０、およびインキュベーション熱ブロック３０６、および可動蓋３０２に供給される電力を管理するように構成されることができる。電力基板３６０は、モータ３２４、ファン３５６、加熱要素４２２Ａおよび４２２Ｂ、加熱要素３５０Ａおよび３５０Ｂ、および加熱器プラテン３１４に接続するための構成要素を含むことができる。電力基板３６０は、本明細書に議論されるプロトコルの実行を用いて熱循環器システム２０８の動作を調整するために、制御コンピュータ１０８（図１）に結合されることができる。
圧縮プレート３５２が、ヒートシンク３０８の筐体３６２に結合されることができ、窓３６３を介して熱循環器熱ブロック３１０のためのソケットを提供するために使用されることができる。シールが、圧縮プレート３５２と熱循環器熱ブロック３１０との間、および圧縮プレート３５２と筐体３６２との間に位置付けられ、凝縮および溢流した試薬等の他の液体が加熱要素３５０Ａおよび３５０Ｂに接触することを防止することができる。インキュベーション熱ブロック３０６が、留め具３６４Ａ－３６４Ｄを介して圧縮プレート３５２に対して浮動するように構成されることができる。ばね３６６Ａ－３６６Ｄは、それぞれ、留め具３６４Ａ－３６４Ｄの周囲に、およびインキュベーション熱ブロック３０６と圧縮プレート３５２との間に位置付けられることができる。したがって、ばね３６６Ａ－３６６Ｄは、インキュベーション熱ブロック３０６を圧縮プレート３５２から離れるように付勢することができる。
加熱要素３５０Ａおよび３５０Ｂは、ペルチェ駆動される熱循環熱ブロックを備えていることができる。熱センサ３５４Ａおよび３５４Ｂは、サーミスタを備えていることができる。熱センサ３５４Ａおよび３５４Ｂは、潜在的なセンサ変動および過熱条件を監視するための冗長センサとして構成されることができる。加熱要素３５０Ａおよび３５０Ｂおよび熱センサ３５４Ａおよび３５４Ｂは、電力基板３６０に接続され、熱循環器システム２０８の制御および動作を促進することができる。述べられるように、加熱要素３５０Ａおよび３５０Ｂは、特に、反応容器２０５の液体コンテナの下側または閉鎖端を加熱するように構成された反応容器２０５のための３つの加熱区域のうちの１つを提供することができる。
図９および１０は、図７および８の熱循環モジュール３０４との使用のための反応容器２０５の斜視図および上面図である。反応容器２０５は、処理システム１００によって処理されるべき液体を保持するための複数の容器３８０を備えていることができる。図示される例では、反応容器２０５は、８個×３列に配置された２４個の容器３８０を備えている。容器３８０は、フレーム３８２を介して接続されることができる。各容器３８０は、下側チャンバ３８４と、上側チャンバ３８６とを備えていることができる。フレーム３８２は、端壁３８８と、側壁３９０と、縁３９２とを備えていることができる。上側チャンバ３８６は、端壁３８８が上側チャンバ３８６を受け取るための開口部またはソケットを含み得るように、端壁３８８を通して延びていることができる。上側チャンバ３８６の一部が、端壁３８８を越えて、例えば、その上方に延び、フランジ３９４を形成することができる。側壁３９０および縁３９２は、撮像デバイス２０６等の処理システム１００の撮像システムによる識別のためのバーコード等のラベルを含むための平坦な表面を提供することができる。ラベルは、ステッカ、エッチング、成型された印等として提供されることができる。反応容器２０５は、溢流および気化を防止するための蓋を具備することができる。蓋は、縁３９２に取り付けられることができ、側壁３９０上のラベルの視認を可能にするために透明であることができる。側壁３９０および縁３９２の両方のうちの一方は、搬送デバイス１４１のグリッパとの相互作用および複数の反応容器２０５の互いの上へのスタックを促進することもできる。
例では、反応容器２０５は、単一の製造プロセス中に作製される均一な材料組成物の単一のモノリシックな構成要素として作製されることができる。追加の例では、容器３８０の各々は、別個の構成要素として作製され、フレーム３８２に取り付けられることができる。例では、反応容器２０５は、透明な材料で作製されることができる。追加の例では、容器３８０は、ポリプロピレンから作製され、化学的適合性を提供することができ、フレーム３８２は、ポリカーボネートから作製され、熱変形に対する強度および耐性を提供することができる。
下側チャンバ３８４は、容器３８０内に液体または材料の初期または第１の堆積物を保持するための第１の容積を備えていることができる。下側チャンバ３８４は、加熱ブロックのレセプタクル内に嵌入するように成形されることができる。特に、下側チャンバ３８４は、図１４に見られ得るように、熱循環器熱ブロック３１０内に嵌入するようにテーパ状であることができる。上側チャンバ３８６は、下側チャンバ３８４が充填された後、容器３８０内に液体または材料の後続または第２の蓄積物を保持するための第２の容積を備えていることができる。上側チャンバ３８６は、加熱ブロックのレセプタクル内に嵌入するように成形されることができる。特に、上側チャンバ３８６は、図１６Ａおよび１６Ｂに見られ得るように、インキュベーション熱ブロック３０６内に嵌入するように円筒形であることができる。
図１０に見られ得るように、容器３８０は、円形の断面プロファイルを有することができ、上側チャンバ３８６は、直径において下側チャンバ３８４より大きい。そのような構成は、インキュベーション熱ブロック３０６および熱循環器熱ブロック３１０への挿入およびそれらからの除去を促進する。加えて、そのような構成は、引っ掛かった状態になるリスクの低減を伴って容器３８０の中への器具の挿入を促進し、容器３８０の中への磁石の適用も促進する（図１７参照）。
図１１は、下側チャンバ３８４および上側チャンバ３８６を示す図９の反応容器２０５の断面図である。下側チャンバ３８４は、円錐形壁３９６によって形成されることができ、円錐形壁３９６は、下側鉢状部３９８から上向きにテーパ状部４００まで延び得る。上側チャンバ３８６は、テーパ状部４００からリップ４０４（例えば、フランジ３９４）まで延び得る円筒形壁４０２によって形成されることができる。円錐形壁３９６は、第１の厚さｔ１を有することができ、円筒形壁４０２は、第２の厚さｔ２を有することができる。第１の厚さｔ１は、第２の厚さｔ２未満であることができる。第１の厚さｔ１は、熱循環ブロック３１０内に設置されると熱抵抗を最小化するように、薄くあることができる。円錐形壁３９６は、高さＨ１を有することができ、円筒形壁４０２は、高さＨ２を有することができる。高さＨ２は、高さＨ１より大きくあることができる。
反応容器２０５は、下側チャンバ３８４が熱循環区域を提供し、上側チャンバ３８６がインキュベーション区域を提供するように構成されることができ、熱循環は、２つの昇温状態（４℃および９８℃等）間の加熱および／または冷却の急速なバーストを伴い、インキュベーションは、より長い期間にわたる広い範囲の温度（２５℃および１１０℃等）内での安定した加熱を伴う。追加の例では、熱循環モジュール３０４は、周囲温度を下回る温度まで反応容器２０５の上側チャンバ３８６および／または他の区分を冷却するための冷却要素を含むことができる。ある例では、冷却デバイスは、ペルチェ素子またはファンを備えていることができる。したがって、第１の厚さｔ１は、熱循環を促進するために、薄くあることができ、第２の厚さｔ２は、インキュベーションを促進するために、厚くあることができる。ある例では、容器３８０は、最大で１，０００μＬを保持するように構成されることができ、下側チャンバ３８４が、およそ１００μＬを保持するように構成され、上側チャンバ３８６が、最大でおよそ９００μＬを保持するように構成される。しかしながら、上側チャンバ３８６は、典型的動作中におよそ８００μＬをインキュベートするように構成されることができ、余剰容量が、溢流等を防止するために提供される。
反応容器２０５の形状および設計は、１つのみの反応容器２０５の事例または複数の反応容器２０５のいずれかを伴う単一の容器タイプのみを用いた種々の異なるプロセスのパフォーマンスを促進することにおいて役立つ。例えば、反応容器２０５は、核酸（ＮＡ）抽出、ＮＡ分離、ＮＡ断片化、ＮＡサイズ選択、ＮＡ終了処理、アダプタ連結、ＮＡ増幅、および増幅後の浄化等の種々のＮＡサンプル調製プロセスにおいて使用されることができる。いくつかの実施形態では、多ステップの方法／プロトコル／プロセス／ワークフロー内の各ステップが、同一のタイプの反応容器、例えば、反応容器２０５において実施され、異なるタイプのプレートのために消耗品およびデッキ空間を維持する必要性を排除することができる。ある実施形態では、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）増幅、続いて、磁気ビーズに結合し、溶出することによる増幅された生成物の分離等、連続的反応／ステップが、同一の反応容器内で実施されることができる。さらに、より少ない、または１つのみの反応容器を使用することによって、反応容器間の移送量が、低減させられ、それは、対応して、その中に含まれる液体および核酸の量または体積が喪失されること、または直前に使用された反応容器内に残されることを低減させる。
図１２および１３は、図８の熱循環器熱ブロック３１０の斜視図および上面図である。図１４は、図１３の熱循環器熱ブロック３１０の断面図である。図１２－１４は、並行して議論される。熱循環器熱ブロック３１０は、ベースプレート４１０と、ソケット４１２と、ウェブ４１４とを備えていることができる。ベースプレート４１０は、圧縮プレート３５２の窓３６３内に搭載するように構成された平坦な本体を備えていることができる（図８）。ソケット４１２は、反応容器２０５の下側チャンバ３８４が嵌入し得る円形のレセプタクルを備えていることができる。したがって、ソケット４１２は、円錐形壁３９６（図１１）とじかに一致するように構成された円錐形壁を備えていることができる。ウェブ４１４は、空隙４１３が熱循環器熱ブロック３１０内に生成され、それによって、余剰質量を除去することによって熱効率を向上させるように、ソケット４１２の円錐形壁を接続することができる。ソケット４１２は、円錐形壁３９６の高さＨ１にほぼ等しくあり得る高さＨ３を有することができる。したがって、下側チャンバ３８４の下側鉢状部３９８は、ソケット４１２の床４１６上に置かれることができ、円錐形壁３９６は、テーパ状部４００（図１１）が熱循環器熱ブロック３１０の上方に位置付けられるように、ソケット４１２の上部まで延びていることができる。熱循環器熱ブロック３１０は、ニッケル鍍着された６０６１－Ｔ６アルミニウム等、高強度および熱伝達特性を有する材料から製作されることができる。熱循環器熱ブロック３１０の一部または全てが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等でコーティングされ、反応容器２０５のそれへの粘着を低減させることができる。
図１５は、図８のインキュベーション熱ブロック３０６の分解斜視図である。インキュベーション熱ブロック３０６は、留め具３６４Ａ－３６４Ｄと、ばね３６６Ａ－３６６Ｄと、閉鎖部材４１９Ａ－４１９Ｄと、加熱器ブロック４２０と、加熱要素４２２Ａおよび４２２Ｂとを備えていることができる。加熱器ブロック４２０は、フランジ４２４Ａ－４２４Ｄと、側壁４２６と、ソケット４２８とを備えていることができる。加熱器ブロック４２０は、ニッケル鍍着された６０６１－Ｔ６アルミニウム等、高強度および熱伝達特性を有する材料から製作されることができる。
留め具３６４Ａ－３６４Ｄが、フランジ４２４Ａ－４２４Ｄ内のボアを通して延びていることができ、留め具３６４Ａ－３６４Ｄのねじ山付き端部が、圧縮プレート３５２の中に延びていることができる。閉鎖部材４１９Ａ－４１９Ｄ、例えば、ねじ山付きナットまたは軸受筒が、留め具３６４Ａ－３６４Ｄのねじ山付き端部に取り付き、留め具３６４Ａ－３６４Ｄを固定することができる。したがって、加熱器ブロック４２０は、留め具３６４Ａ－３６４Ｄ上で、留め具３６４Ａ－３６４Ｄの頭部と圧縮プレート３５２との間でスライドすることができ、ばね３６６Ａ－３６６Ｄが、加熱器ブロック４２０の圧縮プレート３５２から離れるような付勢を提供する。加熱器ブロック４２０のばね負荷作用が、反応容器２０５に排出力を提供し、反応容器２０５の熱循環熱ブロック３１０への粘着を防止することができる。
加熱要素４２２Ａおよび４２２Ｂは、加熱器ブロック４２０内のボアの中に挿入され得る抵抗加熱器等のカートリッジ加熱器を備えていることができる。加熱要素４２２Ａおよび４２２Ｂの出力が、サーミスタによって監視されることができる。加熱要素４２２Ａおよび４２２Ｂおよびサーミスタは、電力基板３６０に接続され、熱循環器システム２０８の制御および動作を促進することができる。述べられるように、加熱要素４２２Ａおよび４２２Ｂは、特に、反応容器２０５の液体コンテナの上側部分を加熱するように構成された反応容器２０５のための３つの加熱区域のうちの１つを提供することができる。加えて、加熱要素４２２Ａおよび４２２Ｂは、例えば、下側チャンバ３８４のみが使用されているとき、凝縮の形成を防止するために使用されることができる。
図１６Ａは、部分的に開放している加熱蓋３０２を伴う図４の熱循環器モジュール３０４の断面図である。加熱器プラテン３１４、またはそれに対して位置付けられるシールが、反応容器２０５の上部に係合し、それを押すことができる。反応容器２０５も、ばね３６６Ａ－３６６Ｄを介して熱循環器熱ブロック３１０から外に押されている。シール運搬器ばね３３６Ａおよび３３６Ｂは、圧縮されていない状態であることができる。図１６Ａは、加熱蓋３０２の閉鎖直前、または、ばね３６６Ａ－３６６Ｄが、反応容器２０５を排出するために使用されている加熱蓋３０２の開放直後の熱循環器モジュール３０４を描写することができる。
図１６Ｂは、完全に閉鎖された加熱蓋３０２を伴う図４の熱循環器モジュール３０４の断面図である。加熱蓋３０２は、完全に下方位置にあるように図示される。加熱器プラテン３１４が、反応容器２０５上を下方に押し、反応容器２０５を下方に熱循環器熱ブロック３１０の中に押し、それによって、ばね３６６Ａ－３６６Ｄおよびばね３３６Ａおよび３３６Ｂを圧縮することができる。図１６Ｂの閉鎖状態では、熱循環器モジュール２０８は、４℃～７０℃での数分から数時間等にわたる、長い期間にわたるインキュベーションを提供することができ、熱循環器モジュール２０８は、５５℃～９８℃での数秒から数分の期間にわたる、短い期間にわたる熱循環を提供することができる。
図１７は、磁石４３０およびピペット先端４３２を示す図９－１１の反応容器２０５の容器３８０の断面図である。容器は、フレーム３８２から延びていることができる。ピペット先端４３２は、上側チャンバ３８６の中に延び、液体を容器３８０の中に堆積させることができる。磁石４３０は、下側チャンバ３８４の中に位置することができる。金属ロッド等のプローブ４３４が、容器３８０に押し付けられ、下側チャンバ３８４の片側等への磁石４３０の移動を引き起こすことができる。
（実施例）
本明細書に説明される実施形態は、例証としてもたらされる以下の非限定的実施例を参照することによって、より深く理解されることができる。本明細書に説明される方法のいくつかの利点のうちの１つは、異なる実験器具タイプに移送する必要なく、反応容器内で大量の希釈を実施し得ることである。本明細書に説明される方法のいくつかの利点のうちの別のものは、例えば、事前シーケンシング、ライブラリ調製中、またはライブラリ調製の終了時の他のプロセスステップのために使用される同じ反応容器内で、サンプルを貯留し得ることである。実行後に貯留することは、通常、ＰＣＲプレートのプレート容積を超過するであろう。しかし、本明細書に説明される反応容器は、同じ反応容器内でサンプルを貯留し、プレート移送を回避し得るように、大容積の組み合わせられた下側／上側チャンバ反応容器を有する。
（実施例１）
（従来的ＰＣＲプレートを使用する必要性を排除するための核酸結合磁気ビーズを使用したＰＣＲおよびＰＣＲ後浄化における大容積反応容器の使用）
本実施例は、とりわけ、本明細書に説明される反応容器およびシステムが、ＰＣＲおよびビーズベースのＰＣＲ後浄化反応において従来的ＰＣＲプレートを使用することを不必要にすることを示すことを意味する。本明細書に説明されるシステムおよび反応容器を使用することの追加される恩恵は、液体が、下位レベルにあり、結果として、飛散することが殆どないので、ウェル間の汚染の大幅な低減である。さらに、プレート移送の数を低減させることが、移送後のプレート内の液体保持に関連付けられる損失を低減させる。
（核酸の正規化）
いくつかの公知のデバイスおよびキットでは、第１のステップは、入力ＤＮＡを０．２ｎｇ／μＬに正規化することである。そのようなキットの中で進行する核酸精製濃度は、広く変動し得る。このプロセスにおける第１のステップは、サンプルを０．２ｎｇ／μＬまで希釈することである。これは、材料の開始濃度に応じて、非常に大量な希釈体積をもたらし得る。１０ｎｇ／μＬから０．２ｎｇ／μＬまでのサンプルの希釈は、開始に先立って大規模な希釈を要求するものではない（１０ｎｇ／μＬの濃度のＤＮＡおよび２４５μＬのＴｒｉｓ－Ｃｌバッファにおける、５μＬのストックＤＮＡ）。しかしながら、同一のサンプルが、３０ｎｇ／μＬから開始する場合、希釈体積は、はるかにより大量になり、標準的なマイクロプレート（３０ｎｇ／μＬ、７４５μＬ Ｔｒｉｓ－Ｃｌにおける５μＬのストックＤＮＡ）の単一のウェル内に収容されることが不可能であろう。本明細書に説明される反応容器（例えば、反応容器２０５）におけるように、より大容積の容量を有することは、本明細書に説明されるロボット液体ハンドラが、一連の希釈を通して中間ステップを伴わずにライブラリ調製を開始することを可能にする。
（断片化／タグ付け）
反応容器が、最初に、本明細書に説明される熱循環器モジュール３０４内で急冷される。構成要素（例えば、ＤＮＡ、タグ付け試薬、および断片ＤＮＡに添加された酵素）を急冷することは、システムが、全ての試薬が添加されるまでタグ付け試薬の酵素活性を低減させることを可能にする。全ての添加剤が分注され、混合されると、熱循環器モジュールは、即座に、添加された酵素が能動的にＤＮＡを断片化する温度である５５℃まで加熱する。熱循環器モジュールは、特に、反応容器の底部円錐形区分（例えば、下側チャンバ３８４）において標的化されるペルチェ素子（例えば、加熱要素３５０Ａおよび３５０Ｂ）を使用して、本明細書に説明されるように反応容器の下側区分を加熱および冷却する。反応容器は、次いで、１０℃まで冷却されることができる。反応容器が１０℃まで冷却されると、反応容器蓋３０２が、開放し、中和試薬が、断片化プロセスを停止させるであろう。
（ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ））
プロセスにおける次のステップは、ライブラリ断片の増幅、および各サンプルに一意であるアダプタの添加である。２つのアダプタまたはプライマおよびマスタミックスが、添加され、反応容器が、熱循環器モジュールの下側区分を使用した、ＰＣＲのために熱循環器モジュールに戻される。
増幅の後、増幅されたＰＣＲ生成物が、Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ（Ｂｒｅａ，ＣＡ）から入手可能なＡｍｐｕｒｅ ＸＰビーズ等の磁気ビーズを使用して、分離または「浄化」される。添加に先立ったサンプル体積は、５０μＬである。公知のデバイスでは、サンプル内容物が、典型的に、さらなる処理のために深度ウェルプレートまたは保存プレートに移送される。しかしながら、本明細書に説明される反応容器は、そのような移送の必要性を不要にする。公知のＰＣＲプレートは、従来的浄化プロセスを通してプレートを処理するための十分な容積容量を有していない。しかし、本明細書に説明されるシステムは、例えば、各サンプルへの３０μＬのビーズの添加、および反応容器２０５の上側チャンバ３８６等を使用することによる混合を収容することができる。インキュベーションの後、サンプルが、２００μＬの８０％エタノールのいくつかの循環を用いて洗浄される。サンプルは、５２．５μＬの再懸濁バッファ（例えば、Ｔｒｉｓ－Ｃｌまたは溶出バッファ）中に再懸濁され、その５０μＬの体積が、新しい反応容器に移送される。サンプルは、本明細書に説明されるプロトコルのビーズベースの正規化セクションに進む前に、オフラインで評価される（ＱＣステップ）。
（ビーズベースの正規化）
公知のシステムでは、ユーザが、２０μＬのサンプルを新しい深度ウェルプレートまたは保存プレートに分取するように命令される。しかし、本明細書に説明されるシステムでは、新しい反応容器が、このステップのために使用される。反応容器内に利用可能な容積が存在するので、より大容積のプレートを使用する必要性は、存在しない。システムは、手技のまさに最後まで、そのプレートを用いて継続し、これは、シーケンシングのために貯留されるべき新しいプレートに単鎖サンプルを移送するであろう。
本明細書に説明される反応容器の使用は、本明細書に説明されるもの等の反応容器およびシステムが利用不可能である場合に必要とされるであろう浪費可能なプレートの使用を排除するであろう。
（実施例２）
（２つの区域による加熱を伴う高厳密度洗浄のための熱循環器モジュールにおける加熱大容積の使用）
（バッファ調製およびハイブリダイゼーション）
以前に構築されたＤＮＡライブラリから開始して、プロトコルにおける第１のステップは、１７μＬの容積における４時間のハイブリダイゼーションである。このステップの後、一連の加熱洗浄が、バッファを使用して実施される。本明細書に説明される反応容器の容積容量は、増大させられた加熱ウェルの容量（例えば、下側チャンバ３８４および上側チャンバ３８６）に起因して、システムが試薬のアリコートを同一のウェル内に設置することを可能にする。そうすることにおいて、洗浄バッファ１が、合計で８個の反応容器の中に入ることができ、高厳密度洗浄バッファが、合計で２４個の反応容器のうちの残りの１６個の反応容器の中に入ることができる。これは、熱循環器モジュールではなく、デッキ１０５上の加熱保管位置内で行われるであろう。熱循環器位置が、サンプル反応容器によって利用されるであろう。第１の洗浄バッファが、ハイブリダイゼーション体積およびビーズ体積に添加される。ここでは、総体積は、およそ１３４μＬである。この体積は、熱循環器能力の容積（１００μＬ）を超過する。熱循環器モジュールは、加熱蓋３０２の加熱器プラテン３１４を計数せず、２つの異なる加熱要素（例えば、加熱要素３５０Ａおよび３５０Ｂと、加熱要素４２２Ａおよび４２２Ｂと）を有する。反応容器の下側区分は、熱循環器モジュール３０４と協働し、標準的な熱循環を提供する。上側区分は、熱循環器モジュール３０４と協働し、最大８００μＬのインキュベーション加熱を提供する。本時点において、熱循環器の上側区分および下側区分は両方とも、６５℃に設定されるであろう。これらの洗浄は、温度変化に対して敏感である。第１の洗浄は、４５分である。第２の洗浄は、１５０μＬの総体積反応であり、これは、再び、熱循環器モジュールの両方の区分を利用する。標準的なＰＣＲプレートでは、サンプル体積が、上部に近接するであろう。しかしながら、本明細書に説明される反応容器では、上部に近接するいかなる場所においても、混合の間に相互汚染の可能性を減少させるものは、存在しない。別の１５０μＬの加熱洗浄が、本ステップに従う。次いで、反応が、次いで、一連の３つの１５０μＬの室温洗浄を通して循環される。
（ポリメラーゼ連鎖反応および浄化）
洗浄の全てが完了した後、本明細書に説明されるシステムは、ＰＣＲ反応を生じさせる。ＰＣＲ反応は、主に、上側部分および蓋が加熱され、凝縮を防止している状態で、加熱要素３５０および３５０Ｂの底部部分を使用して、熱循環器モジュール内で生じる。次いで、サンプルが、反応容器の底部の４ｍｍ上方に磁気ビーズを懸吊するであろうバー磁石（例えば、磁石４３０）の上に直接、反応容器を設置することを含む浄化プロトコルを使用して浄化される。これは、好適なバッファ中でのサンプルの再懸濁に先立って、ビーズを乾燥し、次のステップに向かって移行することを補助するであろう。本明細書に説明される反応容器の製造の全ての側面を制御することによって、ビーズペレットがほぼ同一の点にあることを確実にすることができる。これは、特に、サンプルが７μＬの総体積で溶出する、Ｎｅｗ Ｅｎｇｌａｎｄ Ｂｉｏｌａｂｓ（登録商標） Ｉｎｃ．（Ｉｐｓｗｉｃｈ，ＭＡ）から入手可能なＮＥＢＮｅｘｔ（登録商標） ＵｌｔｒａＴＭ ＩＩ ＲＮＡキット等に当てはまるように、溶出体積が非常に低い場合に、重要である。
本明細書に説明される反応容器の使用は、増大させられた体積が、試薬保存および熱循環器モジュールにおける大量でのより良好な温度制御のために使用されることを可能にする。
（実施例３）
（２つの区域による加熱を伴う熱循環器モジュールにおける加熱大容積の使用）
二重鎖ライブラリ断片および周囲温度オリゴプローブが、周囲温度において反応容器２０５の下側チャンバ３８４に添加されることができる。
熱循環モジュール３０４は、加熱要素３５０Ａおよび３５０Ｂを使用して、例えば、ライブラリ断片を単鎖ライブラリ断片に変性させるような高温まで、下側チャンバ３８４を加熱するために動作させられることができる。熱循環モジュール３０４は、加えて、加熱要素４２２Ａおよび４２２Ｂを使用して、例えば、下側チャンバ３８４が加熱されているものを上回る温度まで、上側チャンバ３８６を加熱するために動作させられることができる。
熱循環モジュール３０４は、次いで、オリゴプローブが、上側チャンバ３８６が下側チャンバ３８４の温度を上回るように保持される間、単鎖ライブラリ断片に結合することを可能にするように、下側チャンバ３８４内の温度をゆっくりと漸減させるように動作させられることができる。
熱循環モジュール３０４は、次いで、熱循環モジュール３０４の下側チャンバ３８４および上側チャンバ３８６の両方が同一の温度に保持される間、プローブライブラリ断片複合体の安定化を確実にするように、一定の温度で保持されるように動作させられることができる。
大量のストレプトアビジンビーズが、ハイブリダイズされたプローブライブラリ断片複合体に添加されることができる。ハイブリダイズされたライブラリおよびストレプトアビジンビーズの総体積は、下側チャンバ３８４の容積を超過し得る。上側チャンバ３８６および下側チャンバ３８４を同一の温度に保持することによって、容積全体のための反応温度が、正しい温度に維持される。
（例示的実施形態）
１．自動化熱循環器を有するロボット液体ハンドラを使用して、生物学的サンプルを調製する方法であって、方法は、ロボット液体ハンドラを使用して、より厚い壁状の上側区分と、より薄い壁状の下側区分とを有する反応容器内で、液体の第１の体積中でサンプルから核酸を分離することであって、液体の第１の体積は、反応容器のより厚い壁状の上側区分と、より薄い壁状の下側区分とを包含する、ことと、ロボット液体ハンドラの熱循環器を使用して、同一の反応容器内で、液体の第２の体積中で分離された核酸を増幅することであって、液体の第２の体積は、反応容器のより薄い壁状の下側区分を包含するが、そのより厚い壁状の上側区分を包含しない、こととを含む、方法。
２．核酸を分離することは、核酸を希釈し、生物学的サンプルの体積を増大させ、下側区分を充填し、上側区分を少なくとも部分的に充填することを含む、項目１に記載の方法。
３．熱循環器を使用して、生物学的サンプルを急冷することと、生物学的サンプルに試薬を添加することとをさらに含む、項目２に記載の方法。
４．下側区分に近接した熱循環器の下側加熱要素を使用して、下側チャンバ内で生物学的サンプルを加熱することをさらに含む、項目３に記載の方法。
５．分離された核酸を増幅することは、下側区分内で生物学的サンプルにアダプタおよびマスタミックスを添加することと、下側区分に近接した熱循環器の下側加熱要素を使用して、下側区分を熱循環加熱することとを含む、項目１に記載の方法。
６．分離された核酸を増幅することは、反応容器にビーズを添加し、分離された核酸を混合することと、エタノールを使用して分離された核酸を洗浄し、生物学的サンプルの体積を増大させ、下側区分を充填し、上側区分を少なくとも部分的に充填することとをさらに含む、項目５に記載の方法。
７．下側加熱要素および上側区分に近接した上側加熱要素を使用して、下側区分および上側区分内で生物学的サンプル酸をインキュベートすることをさらに含む、項目６に記載の方法。
８．自動化熱循環器を有するロボット液体ハンドラを使用して、生物学的サンプルを調製する多ステップ方法であって、自動化熱循環器は、下側温度制御区域と、上側温度制御区域とを含み、多ステップ方法の第１のステップにおいて、自動化熱循環器の下側温度制御区域と、上側温度制御区域とを包含する液体のある体積において、生物学的サンプルを一定の温度においてインキュベートすることと、多ステップ方法の第２のステップにおいて自動化熱循環器の下側温度制御区域内で、生物学的サンプルを熱循環させることとを含む、多ステップ方法。
９．下側温度制御区域は、迅速な熱循環のために適合され、上側温度制御区域は、固定温度インキュベーションために適合される、項目８に記載の多ステップ方法。
１０．第１の容積と第１の壁厚とを備えている下側チャンバと、第２の容積と第２の壁厚とを備えている上側チャンバとを備え、上側チャンバは、下側チャンバの延長部である、反応容器内に生物学的サンプルを設置することをさらに含む、項目８に記載の多ステップ方法。
１１．第２の容積は、第１の容積より大きく、第２の壁厚は、第１の壁厚を上回り、上側チャンバは、約１ｍｌを保持し、底部チャンバは、約１００μＬを保持する、項目１０に記載の多ステップ方法。
１２．熱循環器の蓋加熱区域を使用して、上側チャンバ内の凝縮を防止することをさらに含む、項目１０に記載の多ステップ方法。
１３．ばね負荷された排出装置を使用して、熱循環器から反応容器を排出することをさらに含む、項目１０に記載の多ステップ方法。
１４．多区域熱循環器を有するロボット液体ハンドラを使用して、多チャンバ反応容器の中に位置する生物学的サンプルを調製する方法であって、方法は、生物学的サンプルを反応容器の下側チャンバの中に装填することと、熱循環器の下側加熱区域を使用して、反応容器の下側チャンバを加熱することと、添加剤を生物学的サンプルの中に組み合わせ、反応容器の下側チャンバを充填することと少なくとも部分的にその上側チャンバの中に延びていることとの組み合わせを生成することと、熱循環器の下側加熱区域および熱循環器の上側加熱区域を使用して、上側チャンバおよび下側チャンバを加熱することとを含む、方法。
１５．熱循環器の蓋加熱区域を使用して、上側チャンバの上部を加熱することをさらに含む、項目１４に記載の方法。
１６．熱循環器の下側加熱区域を使用して反応容器の下側チャンバを加熱することは、より高温とより低温との間で生物学的サンプルを熱循環させることを含む、項目１４に記載の方法。
１７．熱循環器の下側加熱区域を使用して反応容器の下側チャンバを加熱することは、下側チャンバの下方に位置する加熱器ブロック内のペルチェ素子をアクティブにすることをさらに含む、項目１６に記載の方法。
１８．熱循環器の上側加熱区域を使用して反応容器の上側チャンバを加熱することは、周囲温度を上回る昇温において組み合わせをインキュベートすることを含む、項目１４に記載の方法。
１９．熱循環器の上側加熱区域を使用して反応容器の上側チャンバを加熱することは、上側チャンバと並んで配置された加熱器ブロックの中に位置している抵抗加熱器をアクティブにすることをさらに含む、項目１８に記載の方法。
２０．熱循環器の下側加熱区域および熱循環器の上側加熱区域を使用して上側チャンバおよび下側チャンバを加熱することは、下側チャンバを画定する反応容器の第１の壁を通して下側加熱区域から熱を伝導することと、上側チャンバを画定する反応容器の第２の壁を通して上側加熱区域から熱を伝導することとを含み、第２の壁は、第１の壁より厚い、項目１４に記載の方法。
（種々の注記）
上記の詳細な説明は、詳細な説明の一部を形成する付随の図面の参照を含む。図面は、例証として、本発明が実践され得る具体的な実施形態を示す。これらの実施形態は、本明細書では、「実施例」とも称される。そのような実施例は、示される、または説明されるものに加えて、要素を含み得る。しかしながら、本発明者は、示され、または説明されるそれらの要素のみが提供される実施例も検討する。さらに、本発明者は、本明細書において示され、または説明される特定の実施例（またはその１つ以上の側面）に関して、または他の実施例（またはその１つ以上の側面）に関して、示され、または説明されるそれらの要素（またはその１つ以上の側面）の任意の組み合わせまたは順列を使用する実施例も検討する。
参照することによってそのように組み込まれる本書と任意の文書との間に矛盾する使用法が生じた場合、本書での使用法が、優先される。
本書では、用語「ａ」または「ａｎ」が、特許文書において一般的であるように、「少なくとも１つの」または「１つ以上の」の任意の他の事例または使用法から独立して、「１つ」または「１つを上回る」を含むように使用される。本書では、用語「または（ｏｒ）」は、別様に示されない限り、「ＡまたはＢ」が、「ＢではなくＡ」と、「ＡではなくＢ」と、「ＡおよびＢ」とを含むように、「非排他的または」を指すために使用される。本書では、用語「～を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「その中で（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」は、個別の用語「～を備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「その中で（ｗｈｅｒｅｉｎ）」の平易な英語の均等物として使用される。以下の請求項では、用語「～を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「～を備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」が、非制約的であり、すなわち、請求項内でそのような用語の後に列挙されるものに加えて、要素を含むシステム、デバイス、物品、組成、形成、またはプロセスも、依然として、その請求項の範囲内にあると見なされる。さらに、以下の請求項では、用語「第１」、「第２」、および「第３」等は、標識として使用されるにすぎず、それらの目的に数値要件を課すことを意図していない。
本明細書に説明される方法実施例は、少なくとも部分的に、機械またはコンピュータ実装されることができる。いくつかの実施例は、上記の実施例に説明されるような方法を実施するための電子デバイスを構成するように動作可能な命令を用いてエンコードされるコンピュータ読み取り可能な媒体または機械読み取り可能な媒体を含むことができる。そのような方法の実装は、マイクロコード、アセンブリ言語コード、より高レベルな言語コード等のコードを含み得る。そのようなコードは、種々の方法を実施するためのコンピュータ読み取り可能な命令を含み得る。コードは、コンピュータプログラム製品の一部を形成し得る。さらに、ある実施例では、コードは、実行の間または他の時間等に、１つ以上の揮発性、非一過性、または不揮発性の有形コンピュータ読み取り可能な媒体上に有形に記憶されることができる。これらの有形コンピュータ読み取り可能な媒体の例は、限定ではないが、ハードディスク、リムーバブル磁気ディスク、リムーバブル光ディスク（例えば、コンパクトディスクおよびデジタルビデオディスク）、磁気カセット、メモリカードまたはスティック、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）等を含むことができる。
上記の説明は、例証的であり、制限的ではないことを意図している。例えば、上記に説明される実施例（またはそれらの１つ以上の側面）は、互いとの組み合わせにおいて使用され得る。他の実施形態も、上記の説明の精査に応じて、当業者等によって使用されることができる。要約は、３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．§１．７２（ｂ）に準拠し、読者が、本技術開示の性質を迅速に確認することを可能にするために提供される。これが、請求項の範囲または意味を解釈または限定するために使用されないであろうという理解を伴って思量されたい。また、上記の詳細な説明では、種々の特徴が、本開示を簡潔にするために、ともに群化されている場合がある。これは、請求されていない開示された特徴がいずれの請求項にも不可欠であることを意図するものとして解釈されるべきではない。むしろ、本発明の主題は、特定の開示された実施形態の全ての特徴よりも少ないものにあり得る。したがって、以下の請求項は、実施例または実施形態として、本明細書の詳細な説明の中に組み込まれ、各請求項は、それ独自で別個の実施形態として成立し、そのような実施形態が、種々の組み合わせまたは順列において、相互と組み合わせられ得ることを想定されたい。本発明の範囲は、そのような請求項が享有する均等物の全範囲とともに、添付される請求項を参照して決定されるべきである。

Claims (15)

  1. 自動化熱循環器を有するロボット液体ハンドラを使用して、生物学的サンプルを調製する方法であって、前記方法は、
    前記ロボット液体ハンドラの前記熱循環器を使用して、第１のタイプの反応容器の第１の反応容器内で、液体の第１の体積中で前記生物学的サンプルから核酸を増幅することであって、前記第１のタイプの反応容器は、より大容積の上側区分と、より低容積の下側区分とを有し、前記液体の第１の体積は、前記第１の反応容器の前記より低容積の下側区分を包含するが、前記より大容積の上側区分を包含しない、ことと、
    前記ロボット液体ハンドラを使用して、前記第１のタイプの反応容器の反応容器内で、液体の第２の体積中で前記増幅された核酸を分離することと
    を含み、
    前記液体の第２の体積は、前記反応容器の前記より大容積の上側区分と、前記より低容積の下側区分とを包含する、方法。
  2. 前記ロボット液体ハンドラを使用して、前記核酸が増幅された前記第１の反応容器内で、前記生物学的サンプルから前記核酸を分離することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記熱循環器を使用して、前記核酸を増幅する前の前記生物学的サンプルを急冷することと、
    前記生物学的サンプルに試薬を添加することと
    をさらに含む、請求項２に記載の方法。
  4. 前記下側区分に近接した前記熱循環器の下側加熱要素を使用して、前記下側区分内で、前記核酸を増幅する前の前記生物学的サンプルを加熱することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
  5. 前記核酸を増幅する前の前記生物学的サンプルを増幅することは、
    前記下側区分内で、前記生物学的サンプルから分離された前記核酸にアダプタおよびマスタミックスを添加することと、
    前記下側区分に近接した前記熱循環器の下側加熱要素を使用して、前記下側区分をインキュベートすることと
    を含む、請求項１－４のいずれか１項に記載の方法。
  6. 前記増幅された核酸を分離することは、
    前記増幅された核酸にビーズを添加し、標的化された核酸の特異性を増大させることと、
    エタノールを使用して前記分離された核酸を洗浄し、前記増幅された核酸の体積を増大させ、前記下側区分を充填し、前記上側区分を少なくとも部分的に充填することと
    をさらに含む、請求項５に記載の方法。
  7. 前記下側加熱要素と前記上側区分に近接した上側加熱要素とを使用して、前記下側区分および前記上側区分内で、前記増幅された核酸をインキュベートすることをさらに含む、請求項６に記載の方法。
  8. 前記ロボット液体ハンドラを使用して、前記第１のタイプの反応容器の第２の反応容器内で、前記生物学的サンプルからの前記核酸に対して断片化反応を実施することをさらに含む、請求項１－７のいずれか１項に記載の方法。
  9. 前記ロボット液体ハンドラを使用して、前記第１の反応容器内で、前記生物学的サンプルからの前記核酸に対してアダプタ連結反応を実施することをさらに含む、請求項１－８のいずれか１項に記載の方法。
  10. 前記自動化熱循環器は、
    前記第１のタイプの反応容器の前記より低容積の下側区分の温度を制御するように構成された下側温度制御区域と、
    前記第１のタイプの反応容器の前記より大容積の上側区分の温度を制御するように構成された上側温度制御区域と
    を含む、請求項１－９のいずれか１項に記載の方法。
  11. 前記下側温度制御区域は、迅速な熱循環のために適合され、前記上側温度制御区域は、標的化された温度インキュベーションのために適合されている、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記自動化熱循環器の前記上側温度制御区域は、前記第１の反応容器の前記より大容積の上側区分と並んで配置された加熱器ブロックの中に位置し、前記より大容積の上側区分の温度を制御する加熱器を備えている、請求項１０に記載の方法。
  13. 前記反応容器の前記下側区分に二重鎖ライブラリ断片およびオリゴプローブを添加することと、
    前記下側区分を周囲温度を上回る第１の温度まで加熱し、前記二重鎖ライブラリ断片を単鎖ライブラリ断片に変性させることと、
    前記反応容器の前記上側区分を前記第１の温度を上回る第２の温度まで加熱することと、
    前記第１の温度を低下させ、前記オリゴプローブが前記単鎖ライブラリ断片に結合することを可能にすることと、
    前記反応容器内の液体のある体積が前記反応容器の前記上側区分の中に延びているように、前記反応容器にストレプトアビジンビーズを添加することと
    をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  14. 前記より大容積の上側区分の第１の容積は、前記より低容積の下側区分の第２の容積より大きく、前記第２の容積は、約１００μｌであり、前記第１の容積は、約９００μｌである、請求項１－１３のいずれか１項に記載の方法。
  15. 前記より大容積の上側区分は、第１の壁厚を有し、
    前記より低容積の下側区分は、第２の壁厚を有し、
    前記第１の壁厚は、前記第２の壁厚より大きい、
    請求項１－１４のいずれか１項に記載の方法。

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