KR101228122B1 - 유체 아세이 준비와 분석 시스템 - Google Patents

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Abstract

웰(well)들의 어레이, 마그넷, 및 어레이에 대해 마그넷을 가까이 또는 멀리 이동시키도록 구성된 액튜에이터를 포함하는 아세이 준비 플레이트들이 제공된다. 또한, 아세이 플레이트 수용영역 위에 배치된 피펫, 피펫과 거의 정렬되어 아세이 플레이트 수용영역 아래 배치된 마그넷, 및 아세이 플레이트 수용영역에 가까이 마그넷을 이동시키도록 구성된 액튜에이터를 포함하는 유체 아세이 준비 및 분석 시스템이 제공된다. 아세이 준비 및 분석 방법은 아세이 준비 플레이트의 샘플 웰에 샘플을 주입하며 아세이 준비 플레이트를 유체 아세이 분석 시스템으로 삽입하는 것을 포함한다. 이 방법은 또한 시스템의 아세이 플레이트 수용영역의 하나 이상의 시약들과 샘플을 혼합하고 이어서 준비된 아세이를 시스템의 시험 챔버로 흡출시키는 것을 포함한다.

Description

유체 아세이 준비와 분석 시스템{Fluid Assay Preparation and Analysis Systems}
본 발명은 일반적으로 아세이(assay)들의 처리 및 분석 방법들, 시스템들, 및 장치들에 대한 것으로, 보다 상세하게는, 유체 아세이 분석시스템에서 아세이 준비 플레이트 내에서 자기입자들로 아세이들을 처리할 수 있도록 구성된 방법들, 시스템들, 및 장치들에 대한 것이다.
이하의 설명들과 예들은 이 단락에 포함됨으로써 종래 기술로서 인정된 것은 아니다.
유체 아세이들의 분석은 생물학적 스크리닝(screening) 및 환경 평가에 한정되지 않으며 이들을 포함하는 여러 목적들로 사용된다. 특정 경우들에서는, 관심이 없거나 정확한 분석 결과들을 획득하는 것을 저해할 수 있는 물질들을 제거하기 위하여 분석되기 전에 유체(fluid)가 처리될 수 있다. 또한 혹은 대신에, 더 큰 민감도(sensitivity) 및/또는 특이성(specificity) 있는 결과들을 제공하도록 분석되기 전에 유체가 처리될 수 있다. 또한, 특정 실시예들에서 특정 분석방법에 합치할 수 있는 형태로 유체를 전환하기 위하여, 즉 입자-기반의 아세이로 전환하기 위하여 분석되기 전에 유체가 처리될 수 있다. 이러한 경우들이 특정 경우에서, 유체 샘플들의 처리는 일반적으로 수동으로 실행되고, 결과적으로, 특정 아세이-형태를 준비하는 이점 및/또는 더 큰 민감도 및/또는 특이성을 가지는 결과들을 획득하는 이점은 특정 경우들에서 수공정들의 고유의 변이성(variability)에 의하여 저해될 수 있다.
유체 아세이들의 준비를 자동화하기 위한 노력들이 시도되었지만 이러한 노력들은 관심 밖이거나 정확한 분석 결과들을 획득하는 것을 저해할 수 있는 샘플 및 샘플의 부분들을 처리하기 위해 사용되는 시약들의 제거를 자동화하는 데 있어서의 어려움에 기인하여 제한된 성공을 달성하였다. 또한, 대부분의 이러한 시스템들이 비교적 부피가 크고 또한 유지 조건들 및 초기 장치 비용에 기인하여 많은 회사들과 기관들에게 비용면에서 부담스럽다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 단점들을 해소하기 위하여 이루어진 것이다.
아세이들을 준비하고 분석하기 위한 아세이 준비 플레이트들, 유체 아세이 시스템들, 및 방법들의 여러 실시형태들의 이하의 설명은 첨부의 특허청구범위의 주제를 제한하는 것으로는 결코 해석되어서는 아니된다.
아세이 준비 플레이트의 일 실시형태는 웰들(wells)의 어레이, 마그넷, 및 웰 어레이의 하나 이상의 선택된 웰들에 대해 마그넷을 가깝게 및 멀리 이동시키도록 구성된 액튜에이터를 포함한다.
아세이 준비 및 분석 방법의 일 실시형태는, 분석용 샘플을 아세이 준비 플레이트의 샘플 웰에 주입하고 아세이 준비 플레이트를 유체 아세이 분석 시스템의 아세이 플레이트 수용영역에 삽입하는 것을 포함한다. 이 방법은 또한 아세이 준비 플레이트의 특정 웰이 유체 아세이 분석 시스템의 피펫과 정렬되도록 아세이 플레이트 수용영역 내에 아세이 준비 플레이트의 위치를 설정하며(establish) 피펫을 경유하여 특정 웰 내에 배치된 유체 물질을 흡출하는(aspirate) 것을 또한 포함한다. 또한, 이 방법은, 아세이 준비 플레이트의 다른 웰이 피펫과 정렬되도록 아세이 플레이트 수용영역 내에서 아세이 준비 플레이트를 이동시키며 다른 웰에 유체 물질을 분배하는(dispense) 것을 포함한다. 일반적으로, 이 방법은 아세이의 준비가 완료되기까지 샘플과 하나 이상의 시약들을 혼합하기 위하여 설정, 흡출, 이동, 및 분배 단계들을 반복하는 것을 포함할 수 있다. 하나 이상의 일련의 설정, 흡출, 이동, 및 분배 단계들은 복수의 자기 입자들과 샘플을 혼합하고, 이후에 아세이 준비 플레이트의 웰에서 복수의 자기 입자들이 이동하지 못하도록 하는(immobilize) 것을 포함한다. 이 방법은 피펫과 시험 챔버 사이에 결합된 유체 라인과 피펫을 경유하여 아세이 준비 플레이트로부터 유체 아세이 시스템의 시험 챔버 내로 아세이를 흡출하는 것을 포함한다. 또한, 이 방법은 시험 챔버 내에서 아세이를 분석하는 것을 포함한다.
유체 아세이 준비 및 분석 시스템의 일 실시형태는 아세이 플레이트 수용영역, 아세이 플레이트 수용영역 위에 배치된 피펫, 및 피펫과 거의 정렬되어 아세이 플레이트 수용영역 아래 배치된 마그넷을 포함한다. 또한, 유체 아세이 준비 및 분석 시스템은 아세이 플레이트 수용영역 인접 위치로 마그넷을 가깝게 및 멀리 이동시키도록 형성된 액튜에이터와 다른 아세이 플레이트 웰들이 다른 시간들에서 피펫과 정렬되도록 아세이 플레이트 수용영역 내에 배치된 아세이 플레이트를 이동시키는 메카니즘(mechanism)을 포함한다. 유체 아세이 준비 및 분석 시스템은 또한 유체 라인을 경유하여 피펫에 결합된 시험 챔버와 시험 챔버를 비추도록 형성된 조명시스템(illumination system)을 포함한다. 또한, 유체 아세이 준비 및 분석 시스템은 피펫과 유체 라인을 경유하여 시험 챔버로 도입된 아세이 입자들로부터 발산 및/또는 분산된 광을 수집하도록 형성된 검출 시스템을 포함한다. 검출 시스템은 수집된 광의 정도를 나타내는 신호를 발생하도록 형성된다. 유체 아세이 준비 및 분석 시스템은 또한 수집된 신호들을 분석하기 위한 시험 시스템을 더 포함한다.
본 발명의 다른 목적들 및 이점들은 이하의 상세한 설명과 첨부 도면들을 참조하여 더 명확해질 것이다.
도 1은 예시적인 아세이 분석 시스템의 사시도를 도시하며;
도 2는 예시적인 아세이 준비 플레이트의 사시도를 도시하며;
도 3은 예시적인 아세이 준비 플레이트의 사시도를 도시하며;
도 4a는 외부 케이스가 제거된 도 2 도시의 아세이 준비 플레이트의 사시도를 도시하며;
도 4b는 도 4a 도시의 아세이 준비 플레이트의 평면도를 도시하며;
도 5a는 시스템의 피펫 아래 배치된 마그넷 액튜에이터를 가지는 유체 아세이 준비 및 분석 시스템의 일부 개략도를 도시하며;
도 5b는 마그넷 액튜에이터가 피펫과 마그넷 액튜에이터 사이에 배치된 아세이 플레이트 수용 영역 근처로 마그넷을 이동시키는 도 5a 도시 유체 아세이 준비 및 분석 시스템의 일부 개략도를 도시하며;
도 6은 아세이를 준비 및 분석하기 위한 예시적인 방법의 흐름도(flow chart)를 도시한다.
본 발명의 여러 수정들(modifications) 및 대체적인 형태들이 가능하지만, 특정 실시예들이 예로서 도면들에 도시되며, 여기 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 도면들과 그들에 대한 상세한 설명은 개시된 특정 형태로 본 발명을 한정하려는 것이 아니며, 반대로 첨부의 특허청구범위에 의해 정의되는 바와 같은 본 발명의 사상과 범위에 속하는 모든 수정들(modifications), 균등물들(equivalents), 및 대체물(substitutions)들을 포함할 것이다.
도면들에서 아세이 준비 플레이트들, 유체 아세이 시스템들, 및 아세이 준비 및 분석 방법들의 예시적인 실시예들이 도시된다. 특히, 도 1은 아세이 준비 플레이트(14)를 수용하도록 형성된 예시적인 유체 아세이 분석 시스템(10)을 도시한다.이하에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 아세이 준비 플레이트(14) 및/또는 유체 아세이 분석 시스템(10)은 피펫(12)과 마그넷 액튜에이터의 자동 사용을 통해 유체 아세이 분석 시스템의 아세이 준비 플레이트 내에서 아세이들이 자기 입자(magnetic particles)들에 의해 처리될 수 있도록 구성될 수 있다. 따라서, 아세이를 수동으로 준비하는 데 필요한 노동만이 아니라 수동 준비로부터 발생하는 오류가 감소될 수 있다. 아세이들을 유체 분석 시스템(10)에서 처리할 수 있는 아세이 준비 플레이트(14)의 예시적인 구조들이 도 2-4b에 도시되며 이제 더욱 상세하게 설명된다. 시스템에서 아세이들이 처리될 수 있도록 하는 유체 아세이 분석 시스템(10)의 예시적인 구조가 도 5a와 5b에 도시되고 이하에서 더욱 상세하게 설명된다. 도 6은 이러한 구조들의 어느 것을 사용하여 아세이를 준비하고 분석하는 방법을 예시한다. 도면들은 반드시 크기대로 도시된 것이 아닌 점을 알아야 한다. 특히, 특정 도면들에서 특정 요소들의 크기는 요소들의 특징들을 강조하기 위하여 반복적으로 과장될 수 있다. 또한, 도면들이 같은 크기로서 도시되지 않았음을 알아야 한다.
일반적으로, 유체 아세이 분석 시스템(10)은 유체 아세이를 분석하도록 구성될 수 있다. 이러한 구조들은 존재 여부, 그리고 특정 실시예들에서는 아세이의 하나 이상의 분석물의 농도를 나타내는 데이터를 발생하기 위한 검출 챔버와 시험 챔버를 포함한다. 아세이를 유체 아세이 분석 시스템(10)에 도입하기 위하여, 이 시스템은 아세이 플레이트 수용영역과 아세이 플레이트로부터 아세이를 흡출하기 위해 아세이 플레이트 수용영역 위에 배치된 피펫(pipette)(12)을 포함한다. 도 1은 유체 아세이 분석 시스템(10)(즉, 유체 아세이 분석 시스템의 아세이 플레이트 수용영역은 일반적으로 피펫(12) 아래 있음)으로 단지 부분적으로 삽입된 아세이 플레이트(14)를 도시한다. 아세이 플레이트(14)로부터 유체 아세이 분석 시스템(10)으로 아세이를 흡출하기 위하여, 아세이를 함유하는 아세이 플레이트의 웰(well)이 피펫(12) 바로 아래 배치되도록 아세이 플레이트는 삽입된다. 이후에, 피펫(12)은 아세이를 흡출하여 유체 아세이 분석 시스템의 시험 챔버(examination chamber)로 이송하기 위하여 아래로 이동한다. 일반적으로, 피펫(12)은 유체 아세이 분석 시스템(10) 내부의 유체 라인을 경유하여 시험 챔버로 연결된다. 많은 경우들에서, 복수의 아세이들이 하나의 아세이 플레이트에 포함되며, 이로써, 특정 실시예들에서 유체 아세이 분석 시스템(10)은, 다른 아세이 플레이트의 웰들이 다른 시간들에서 피펫과 정렬되도록 아세이 플레이트 수용영역 내에 배치된 아세이 플레이트를 이동시키기 위한 메카니즘(mechanism)을 포함할 수 있다.
특정 경우들에서, 유체 아세이 분석 시스템(10)은 광학 시스템(optical system)일 수 있으며, 따라서, 분석 시스템의 시험 챔버를 조명하도록 형성된 조명 시스템을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 유체 아세이 분석 시스템(10)은 입자-기반의 아세이를 광학적으로 분석하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우들에서, 유체 아세이 분석 시스템(10)은 아세이 입자들로부터 발산 및/또는 분산된 광을 수집하고 수집된 광의 정도를 나타내는 신호들을 발생하도록 구성된 검출 시스템(detection system)을 포함할 수 있다. 또한, 유체 아세이 분석 시스템(10)은 발생된 신호들을 분석하기 위한 시험 시스템(examination system)을 포함할 수 있다. 그러한 부품들을 가지며 여기 설명되는 방법들, 시스템들 및 장치들에 특히 적용할 수 있는 예시적인 광학 분석 시스템들은 고정 이미징 시스템(static imaging system)들과 같은 시험용 입자들을 유동하지 못하게 하는 유세포분석기(flow cytometer)일 수 있다. 여러 가지의 유세포분석기 구조들이 알려지고 일반적으로 여기 설명되는 시스템들에 적용가능할 것이다. 여기 충분히 기재된 바와 같이 참고로서 기재된 2007. 6월 4일자 출원의 로쓰(Roth) 등의 "하나 이상의 물질들의 측정을 실행하기 위한 시스템들 및 방법들"이라는 명칭의 미합중국 특허출원 제11/757,841호에는 예시적인 고정 이미징 광학 분석 시스템들이 설명된다.
상술한 바와 같이, 여기 설명된 방법들, 시스템들, 및 장치들은 일반적으로 유체 아세이 분석 시스템의 아세이 준비 플레이트 내에서 아세이들을 자기 입자들로 처리할 수 있는 구조들에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 여기 설명된 방법들, 시스템들, 및 방법들이 아세이를 준비하기 위한 목적의 유체 아세이 분석 시스템에서 아세이 준비 플레이트의 웰에서 자기 입자들이 이동하지 못하도록 하는 구조에 대한 것이다. 아세이를 준비하기 위하여 사용된 자기 입자들이 최종 아세이 산물에 포함될 수도 있으며 포함되지 않을 수 있다. 특히, 특정 경우들에서 자기 입자들은 아세이의 준비 동안 폐기될 수 있다. 그 대신에, 아세이의 준비를 위하여 사용되는 자기 입자들은 아세이에 유지될 수 있다. 이러한 특이성은 일반적으로 아세이의 상세 특성들과 아세이를 분석하기 위하여 사용된 시스템의 특성에 의존할 수 있다. 상술한 바와 같이, 특정 실시예들에서 유체 아세이 분석 시스템(10)은 아세이에 포함된 입자들을 광학적으로 분석하도록 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 입자들은 자기 입자들일 수도 있고 아닐 수도 있다. 특히, 최종 아세이의 입자들이 자기 입자들인 여부의 특이성은 샘플을 아세이로 처리하기 위하여 자기 입자들이 사용된 여부에 상관 없이 일반적으로 아세이 및 아세이를 분석하기 위하여 사용된 시스템의 특성들에 의존할 수 있다.
입자가 자기 입자여부에 상관 없이, "입자(particle)"라는 용어는 여기에서 일반적으로 미소 구체들, 폴리스티렌 비즈들, 양자 점들(quantum dots), 나노점들, 나노 입자들, 나노 쉘(shell)들, 비즈들(beads), 미소 비즈들, 라텍스 입자들, 라텍스 비즈들, 형광 비즈들, 형광 입자들, 발색 입자들, 발색 비즈들, 티슈(tissue), 셀(cell), 미소-조직들, 유기 물질, 무기 물질 또는 이 기술 분야에 알려진 다른 독립된 기질(substrate) 또는 물질(substance) 등을 나타내도록 사용된다. 이러한 용어들의 어느 것은 여기에서 상호 교환적으로 사용될 수 있다. 여기 설명된 방법들과 시스템들에 사용될 수 있는 예시적인 자기 미소구체들은 텍사스 오스틴 소재의 루미넥스 코포레이션(Luminex Corporation)으로부터 상업적으로 구입할 수 있는 xMAP 상표의 미소구체들을 포함한다.
여기 설명된 아세이를 처리 또는 준비하는 것은 광범위한 처리 단계들을 의미할 수 있다. 특히, 특정 실시예들에서 아세이 처리 또는 준비는 최초 샘플(예컨대, 혈액 혹은 샐리버(saliva))을 소정 아세이와 합치할 수 있는 형태로 전환하는 것을 의미할 수 있다. 이 기술 분야의 당업자는, 상이한 유체들은 아세이를 달성하기 위하여 다른 처리 단계들 및/또는 다른 처리 단계들의 시퀀스를 필요로 할 것임을 알 것이며, 따라서, 최초 샘플의 전환은 광범위한 처리 단계들을 의미할 수 있음을 알 것이다. 처리 단계들은 입자 크기 필터링, 원심 분리, 분석물 분리, 분석물 확대, 샘플 세척, 세포 용해(lysing), 응고 인자 중화, pH 조정, 온도 사이클링, 시약 혼합, 및 아세이 반응의 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 처리 단계들이 또한 고려될 수 있다. 다른 실시예들에서, 아세이의 처리 또는 준비들은 부분적으로 처리된 샘플(즉, 상술한 처리 단계들의 하나 이상의 단계들이 이미 수행된)이 아세이로 전환되는 것을 의미할 수 있다. 어떤 경우에는, 샘플은 하나 이상의 관심 있는 분석물의 존재 여부의 판단이 요구되는 생물학적, 화학적, 또는 환경적인 유체를 포함할 수 있다.
상기 설명한 바와 같이, 특정 실시예들에서 아세이 준비 플레이트(14)는 유체 아세이 분석 시스템(10)의 아세이 플레이트 수용영역 내에서 자기 입자들로 아세이들을 처리할 수 있도록 형성될 수 있다. 특히, 특정 실시예들에서 아세이 준비 플레이트(14)는, 웰들의 어레이의 선택된 하나 이상의 웰들에 대해 마그넷을 가깝게 또는 멀리 이동시키도록 구성된 액튜에이터, 마그넷, 및 웰들의 어레이를 포함할 수 있다. 이러한 구조들을 가지는 아세이 준비 플레이트들의 예시적인 실시예들이 도 2-4b에 도시되고, 이하에서 더욱 상세하게 설명된다. 이러한 경우들에서, 유체 아세이 분석 시스템(10)은 상이한 시간에서 상기한 아세이 플레이트의 어레이가 피펫과 수직으로 정렬되도록 아세이 플레이트 수용영역 내에서 아세이 플레이트를 이동시키기는 메카니즘과 아세이 플레이트 수용영역을 포함할 수 있다. 이와 같이, 피펫은 하나 이상의 아세이를 준비하기 위하여 아세이 플레이트의 상이한 어레이들 중에서 유체 물질(즉, 시약 및/또는 샘플들)을 이동시키기 위하여 사용될 수 있다.
피펫의 부품들, 아세이 플레이트 수용영역, 및 수용영역 내의 아세이 플레이트를 이동시키기 위한 메카니즘은 종래 시스템들과 공통일 수 있다. 특히, 이러한 부픔들의 집합은 일반적으로 하나의 아세이 플레이트로부터 다수의 아세이들을 유체 아세이 분석 시스템으로 흡출하기 위하여 사용된다. 여기 설명된 시스템에 개시된 특징은 이러한 부품들이 아세이의 준비 및 유체 아세이 시스템으로 아세이들을 흡출하기 위하여 사용되는 것이다. 일반적으로, 유체 아세이 분석 시스템(10)은 아세이 플레이트의 이동을 실행하기 위하여(유체 아세이 분석 시스템에 포함된 아세이 플레이트를 이동시키기 위한 메카니즘을 통하여) 피펫이 아세이 준비를 달성하도록 프로세서에 의하여 실행될 수 있는 프로그램 지시를 가진 저장매체를 포함할 수 있다. 특정 경우들에서, 유체 아세이 분석 시스템(10)은 아세이 플레이트 수용영역에서 아세이 준비를 수용하기 위하여 소프트웨어로서 개장될 수 있다. 이와 같이, 여기 설명된 아세이 준비 플레이트들은 기존의 피펫과 아세이 플레이트 수용영역을 가진 유체 분석 시스템들과 같이 사용될 수 있다.
도 2 및 3에 있어서, 아세이 준비 플레이트(20, 30)들의 외부 구조들의 예시적인 실시예들이 각각 도시된다. 도 2 도시와 같이, 아세이 준비 플레이트(20)는 원형 샘플 웰(22)들, 타원 시약 웰(24)들, 및 사각형 보조 웰(25)들을 포함한다. 웰들의 형상들은 일반적으로 아세이의 준비에 기여하지 못하며, 따라서 도 2 도시로부터 변경될 수 있다. 샘플 웰(22)들은 일반적으로 아세이 플레이트들이 유체 분석 시스템에 위치되기 전에 샘플 유체들을 수용하도록 작용할 수 있다. 이러한 샘플 유체들은 원래 샘플 유체들 또는 부분적으로 처리된 샘플 유체들을 포함할 수 있다. 시약 웰(24)들은 샘플 웰(22)들에 수용된 샘플 유체들을 처리하기 위한 시약을 포함할 수 있으며, 특정 실시예들에서 하나의 아세이의 준비에 사용되는 일정 양의 시약을 저장하도록 공간적으로 구성될 수 있다. 보조 웰(25)들은 일반적으로 플레이트(시약 저장)에서 준비되는 모든 아세이들에 공통인 시약들 및/또는 아세이 준비로부터 발생하는 폐기물들과 같은 비교적 많은 양의 유체 물질을 저장하거나 또는 수용하도록 작용할 수 있다.
"시약(reagent)"이라는 용어는 일반적으로 여기에서 자기 입자들에 한정되지 않고 포함하는 아세이를 준비하기 위하여 사용되는 물질을 지칭하도록 사용될 수 있다. 특정 경우들에서, 특정 시약들은 냉동이 가능하지 않은 현장 사용을 위하여 특히 냉동 건조될 수 있다. 이러한 경우들에서 시약 웰(24)들은 비교적 부피가 작은 것이 효과적이다. 특히, 더욱 균일하고 신뢰성 있는 재-현탁(re-suspension)이 냉동 건조된 시약들을 재-현탁시키기 위하여 더 적은 양을 사용하여 가능하다. 특정 실시예들에서 샘플 유체들은 시약들을 재-현탁시키기 위하여 사용될 수 있는 데, 이는 소모품들의 사용을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 그러나, 특정 실시예들에서 아세이 준비 플레이트(20)에 유지되는 시약들은 냉동 건조되지 않을 수 있다. 이러한 시나리오는 특히 냉동된 저장물이 사용가능한 실험실 환경에서 적합할 수 있다.
이 기술 분야의 당업자들에게 명백한 바와 같이, 웰(22, 24, 및 25)들의 숫자, 크기, 및 레이아웃은 크게 변할 수 있으며, 따라서, 여기 설명된 아세이 준비 플레이트들의 도시는 도 2 도시로 한정되지 않는다. 도 4a 및 4b와 관련하여 이하에서 더욱 상세하게 도시된 바와 같이, 샘플 웰(22)들과 시약 웰(24)들의 일반적인 레이아웃은 특정 실시예들에서 이들 도면들과 관련하여 설명되는 형태의 마그넷 조립 시스템에 대해 효과적일 수 있다. 특히, 특정 경우들에서 샘플 웰(22)들과 시약 웰(24)들이 상이한 웰들이 교대적으로 위치되면서 로우(row)를 이루어 배치되는 것이 효과적일 수 있다. 그러나, 여러 가지 다른 마그넷 시스템들이 여기 설명된 아세이 준비 플레이트들에 사용될 수 있으며, 따라서, 플레이트들은 도 2 도시의 배치 구조에 한정되지 않는다.
웰(22, 24, 및/또는 25)들에 부가하여, 아세이 준비 플레이트(20)는 케이싱(26)을 포함할 수 있다. 케이싱(26)은 일반적으로 웰(22, 24, 및 25)들을 유지하기 위한 경우를 제공하며 유체 아세이 분석 시스템의 아세이 플레이트 수용영역에 고정 또는 합치하도록 공간적으로 구성된다. 특정 경우들에서, 케이싱(26)은 또한 도 4a 도 4b와 관련하여 설명되는 바와 같은 아세이 준비 플레이트의 다른 부품들의 위의 외장재(sheath)로서 작용한다. 이러한 경우들에서 케이싱(26)은 일반적으로 아래 부품들의 비용이 고가일 수 있으므로 재사용(즉, 영구 소재로 형성되는)을 위하여 설계될 수 있다. 특정 경우들에서, 웰(22, 24, 및/또는 25)들은 케이싱(26) 내에 영구적으로 고정될 수 있다(즉, 웰(22, 24, 및/또는 25)들은 케이싱(26)과 같은 유사한 소재로 제조될 수 있거나 또는 웰(22, 24, 및/또는 25)들이 영구적으로 케이싱(26) 내에 고정될 수 있다). 그러나, 다른 실시예들에서, 웰(22, 24, 및/또는 25)들은 케이싱(26) 내에 고정된 분리가능한 인서트(inserts)들에 배치될 수 있다. 이러한 경우들에서 분리가능한 인서트들은 특정 실시예들에서 사용 후에 폐기될 수 있으며 이어지는 아세이 준비를 위하여 대체 인서트들이 케이싱(26)에 삽입될 수 있다. 대체적으로, 분리가능한 인서트들(만이 아니라 케이싱(26))은 세척되고 재사용을 위하여 살균될 수 있다. 일정한 경우, 특정 실시예들에서 웰(22, 24, 및/또는 25)들은 외부 물질들에 의하여 웰들이 오염되는 것을 피하기 위하여 그리고 시약들이 아세이 플레이트로부터 엎질러지지 않도록 아세이 준비 전에 단단하지 않은 커버들로 캡슐화되어보호될 수 있다. 무른 커버들은 일반적으로 유체 아세이 분석 시스템(10)의 피펫(12)과 같은 웰들로부터 유체를 인출하거나 도입하기 위하여 사용되는 기구에 의해 접합될 수 있다.
도 2 도시와 같이, 아세이 준비 플레이트(20)는 프로브 센서(28)를 포함할 수 있다. 프로브 센서(28)는 일반적으로 샘플 웰(22)들과 시약 웰(24)들 내의 자기입자들이 웰들의 아세이 준비를 위하여 조종될 수 있도록(즉, 이동되지 않거나 이동되도록) 아세이 준비 플레이트(20) 내에 배치된 하나 이상의 액튜에이터들을 작동시키도록 사용될 수 있다. 특히, 아세이 준비 플레이트(28)는 프로브 센서(28)가 프로브(즉, 유체 아세이 분석 시스템(10)의 피펫(12))를 검출하는 경우, 샘플 웰(22)들 및/또는 시약 웰(24)들에 근접하거나 멀어지도록 하나 이상의 마그넷들을 이동시키기 위하여 마그넷 액튜에이터(들)를 각각 작동시키도록 구성되며 하나 이상의 마그넷 액튜에이터들에 프로브 센서(28)를 결합시키는 하나 이상의 회로들을 포함할 수 있다. 이 회로는 도 4b에 도시된 PCBA(52)와 같은, 케이싱(26) 아래의 아세이 준비 플레이트(20)에 포함된 인쇄회로기판 조립체(PCBA)에 설치될 수 있다. 일반적으로, 프로브 센서(28)는 용량성 근접센서, 광학 게이트, 전기회로의 물리적 종결, 음향 리플렉션(reflection), 또는 자기장의 혼란(perturbation)과 같은 한정적이 아닌 많은 센서 기술들을 포함할 수 있다. 또한, 프로브 센서(28)가 아세이 준비 플레이트(20)의 슬롯으로서 설명되지만, 다른 구조들이 가능하다. 그 대신에, 프로브 센서(28)와 작동 회로(들)는 특정 실시예들에서 아세이 준비 플레이트(20)에서 생략될 수 있다. 특히, 유체 아세이 분석 시스템에 포함된 소프트웨어(즉, 아세이 준비 플레이트 수용영역 내의 플레이트와 피펫(12)의 이동을 제어하기 위하여 사용되는 소프트웨어와 유사한)를 경유하여 자기 액튜에이터가 직접 작동되도록 제어라인 대신에 아세이 준비 플레이트(20)를 유체 아세이 분석 시스템(10)에 결합하는 데 사용될 수 있다.
프로브 센서(28)의 일반적인 작동과 하나 이상의 작동 액튜에이터들을 작동시키기 위한 하나 이상의 작동 회로들은 프로브 센서(28)가 피펫(12)과 정렬되도록 유체 아세이 분석 시스템(10)의 아세이 준비 플레이트 수용영역 내에서 아세이 준비 플레이트(20)를 이동시키는 것을 일반적으로 포함한다. 피펫(12)을 신속하게 2회 하강시키고 상승시키는 바와 같은 초기화 경로는 적절한 위치들에 아세이 준비 플레이트(20)와 피펫(12)이 모두 있는 것을 보장하도록 실행될 수 있다. 아세이 준비 플레이트(20)가 일단 정확한 위치에 있으면, 피펫(12)은 유체를 흡출하는 것처럼 하강된다. 프로브 센서(28)는 피펫의 접근을 검출하며 자기 액튜에이터의 위치는, 프로브 센서(28)를 자기 액튜에이터에 연결시키는 회로를 경유하여 변경된다. 프로브 센서(28)에 근접하도록 피펫(12)을 하강시키는 과정은, 일반적으로 마그넷의 위치가 변경되는 것이 필요시마다 일반적으로 반복된다. 특정 경우들에서, 아세이 준비 플레이트(20)는 하나의 자기 액튜에이터 또는 복수의 자기 액튜에이터들을 동시에 작동시키도록 구성되는 하나의 작동회로를 포함할 수 있다. 또 다른 경우들에서, 아세이 준비 플레이트(20)는 케이싱(26) 아래 배치된 상이한 자기 액튜에이터들을 각각 작동시키기 위한 다수의 작동 회로들을 포함할 수 있다. 이러한 선택성은 다수의 센서들의 다른 위치들에 대해 피펫(12)을 정확하게 위치시키는 유체 아세이 분석 시스템(10) 내의 다수의 작동 회로들 및 소프트웨어에 각각 결합된 아세이 준비 플레이트(20) (프로브 센서(28)에 인접하거나 또는 케이싱(26)의 다른 위치들에 있는) 내에 다수의 센서들을 통합시킴으로써 촉진될 수 있다.
도 2에 도시되지는 않았지만, 특정 실시예들에서 아세이 준비 플레이트(20)는 케이싱(26) 내에 또는 케이싱(26)을 관통하여 노출되는 지시기들 또는 제어기기들을 포함할 수 있다. 제어기기들은 상태 메시지를 알리거나 및/또는 플레이트를 작동 또는 정지시키기 위한 구조들을 포함할 수 있다. 지시기들은 아세이 준비 상태(즉, 과정 중, 완료, 및/또는 오류 발생) 및/또는 배터리 레벨(적용가능하다면)에 관해 유체 아세이 분석 시스템(10)의 사용자에게 경보를 하기 위하여 사용될 수 있다. 지시기들은 발광 다이오드(LED), 음향 변환기, 또는 알파 수치 표시기에 한정되지 않고 이들을 포함하는 이 기술 분야의 기술자들에게 알려진 일정한 형태의 디스플레이를 포함할 수 있다. 특정 경우들에서, 배터리 레벨 및/또는 상태 통지는 유체 아세이 분석 시스템(10)에 아세이 준비 플레이트(20)를 결합시키는 제어라인을 통하여 추가적으로 또는 선택적으로 발생될 수 있다. 이와 같이, 어떤 실시예들에서는, 아세이 준비 플레이트(20)가 지시기들 또는 제어기기들을 포함하지 않을 수 있다.
아세이 준비 플레이트의 대체적인 구조가 도 3에 도시된다. 특히, 도 3은 케이싱(36) 내에 배치된 샘플 웰(32)들, 시약 웰(34)들, 및 폐기 웰(35)을 포함하는 아세이 준비 플레이트(30)를 도시한다. 일반적으로, 케이싱(36)과 웰(32, 34, 및 35)들의 특징들은 도 2의 아세이 준비 플에이트(20)의 케이싱(26)과 웰(22, 24, 및 25)들에 대해 설명된 바와 유사할 수 있다. 설명들은 간략함을 위하여 생략되며, 따라서, 완전히 설명된 바와 같이 여기에서 참조된다. 도 2 도시의 아세이 준비 플레이트(20)에 대해 설명된 바와 같이, 웰(32, 34, 및 35)들의 형상, 크기, 숫자, 및 레이아웃은 크게 변경될 수 있으며, 따라서, 여기 설명되는 아세이 준비 플레이트들은 도 3의 도시에 제한되지 않아야 한다. 반드시 그렇게 제한되지는 않지만, 아세이 준비 플레이트(30)는 일반적으로 샘플 웰(32)들의 각 열(row)에서 아세이들을 연속으로 처리하도록 구성된다. 특히, 1 내지 12의 각각의 샘플 웰은 다른 시약으로 샘플을 처리하는 데 사용될 수 있으며 샘플 웰들의 각 열(A-D)은 다른 샘플을 처리하는 데 사용되어, 각 열(A-D)들의 상이한 아세이를 발생한다. 대체적으로, 아세이들은 웰(32)들의 열 혹은 컬럼(column)의 샘플 웰들에서 처리될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 아세이들은 아세이 준비 플레이트(30) 내의 하나의 웰에서 처리될 수 있다. 도 2 도시의 아세이 준비 플레이트(20)는 유사하게 사용될 수 있으며, 특정 실시예들(반드시 그와 같이 한정되지는 않지만)에서, 특히 하나의 웰에서 아세이를 처리하기 위하여 적용될 수 있다.
케이싱(36)과 웰(32, 34, 및 35)들에 추가하여, 아세이 준비 플레이트(30)는 아세이 준비 플레이트(20)에 대해 위와 아래에서 설명된 바와 같은 부품들로 제한되지 않는 다른 부품들을 포함할 수 있다. 특히, 아세이 준비 플레이트(30)는 마그넷(들), 마그넷 액튜에이터(들), 배터리, PCBA, 및 제어 스위치와 같은 한정적이 아닌 케이싱(36) 아래의 부품들을 포함할 수 있다. 또한, 아세이 준비 플레이트(30)는 지시기들, 제어기기들, 프로브 센서(들), 및 동반되는 작동 회로(들)을 포함할 수 있다. 간략성을 위하여 설명들이 생략되었으며, 따라서, 완전히 설명된 바와 같이 여기에서 참조된다.
상술한 바와 같이, 아세이 준비 플레이트(20)의 내부 부품들의 예시적인 구조들이 도 4a와 도 4b에 도시된다. 특히, 도 4a와 도 4b는 각각 마그넷(42)들과 공통의 바아(44)를 포함하는 세 개의 마그넷 조립체의 예시적인 레이아웃을 도시한다. 도 4a는 케이싱(26)이 제거된 채의 아세이 준비 플레이트(20)의 사시도를 도시하며 도 4b는 케이싱(26)이 제거된 채의 아세이 준비 플레이트(20)의 평면도를 도시한다. 마그넷(42)들은 일반적으로 내부의 자기 입자들이 이동하지 않도록 웰들의 인접하는 열에 중첩하거나 아래로 연장한다. 세 개의 마그넷 조립체들은 각각 마그넷 액튜에이터(45-47)들에 결합되는 데, 이 액튜에이터들은 선택된 샘플 웰들에 대해 각 조립체의 마그넷들을 가까이 또는 멀리 이동시키도록 구성된다. 특히, 도 4b 도시와 같이, 마그넷 액튜에이터(45, 47)들은 부착된 각 마그넷 조립체들의 마그넷(42)들이 선택된 샘플 웰들과 정렬되도록 후퇴되므로, 따라서, 마그넷들은 선택된 샘플 웰들의 작은 입자들이 이동을 방지하도록 위치된다. 반대로, 부착된 마그넷 조립체의 마그넷(42)들이 선택된 샘플 웰들로부터 어긋나도록, 보다 상세하게는, 인접하는 시약 웰들과 정렬되도록 마그넷 액튜에이터(46)는 연장된다. 이러한 경우들에서 선택된 샘플 웰들의 자기 입자들은 이동하지 않는다. 마그넷 액튜에이터(45-47)들이 연장하거나 수축하는 여부에 따라 샘플 웰들 또는 시약 웰들과 정렬되는 도 4b 도시의 마그넷(42)들의 위치들은 역전될 수 있다. 도 4b 도시와 같이, 각 경우에서 마그넷(42)들은 샘플 웰(22)들의 간격에 대해 균일하게 배치될 수 있다. 이와 같이, 하나의 마그넷 조립체의 마그넷(42)들은 샘플 웰들에 대해 가까이 또는 멀리 일제히 이동될 수 있다.
도 4b 도시의 아세이 준비 플레이트(20)가 세 개의 독립된 마그넷 조립체들과 세 개의 독립된 마그넷 액튜에이터들을 포함하는 것으로 도시되지만, 여기 설명되는 아세이 준비 플레이트들은 그와 같이 한정될 필요가 없다. 특히, 여기 설명되는 아세이 준비 플레이트들은 더 적거나 더 많은 마그넷 조립체들 및/또는 마그넷 액튜에이터를 포함할 수 있다. 예컨대, 아세이 준비 플레이트(20)는 마그넷 조립체들의 마그넷들이 집단으로 이동할 수 있도록 세 개의 마그넷 조립체들의 각각에 결합된 하나의 마그넷 액튜에이터를 포함하도록 변경될 수 있다. 대체적으로, 아세이 준비 플레이트(20)의 마그넷 조립체들은 하나의 마그넷 조립체로 변경될 수 있다. 특히, 마그넷(42)들은 도시된 세 개의 공통 바아들을 관통하여 연장하는 봉(rod)들을 포함할 수 있다. 이러한 경우들에서 하나의 마그넷 액튜에이터는 샘플 웰(22)들에 대해 가까이 또는 멀리 마그넷(42)들을 집단적으로 이동시키기 위하여 사용될 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 아세이 준비 플레이트(20)는 마그넷 조립체들을 포함하지 않을 수 있다. 오히려, 아세이 준비 플레이트(20)는 하나 이상의 개별적인 마그넷들과 하나 이상의 대응하는 마그넷 액튜에이터들을 포함할 수 있다. 또한, 여기 설명된 아세이 준비 플레이트들은 반드시 도 4b 도시의 아세이 준비 플레이트의 웰들에 대해 마그넷들을 수평으로 이동시키도록 마그넷 액튜에이터들을 배치하는 것에 한정되지 않는다. 특히, 여기 설명된 아세이 준비 플레이트들은 수직 방향으로 마그넷들을 이동시키는 마그넷 액튜에이터들의 구조들을 포함할 수 있다. 이러한 경우들에서, 마그넷 액튜에이터들이 후퇴되면, 마그넷들은 내부에 배치된 자기 입자들이 이동하도록 아세이 준비 플레이트의 샘플 웰들 아래 충분한 거리만큼 배치될 수 있다. 역으로, 마그넷 액튜에이터들이 연장되면, 마그넷들은 내부에 배치된 자기 입자들이 이동하도록 샘플 웰들에 근접될 수 있다.
일반적으로, 여기 설명되는 아세이 준비 플레이트들에 포함된 마그넷 액튜에이터들은 기계적인 수단, 전기적인 수단, 공기적인 수단, 또는 자기적인 수단에 의해 구동되는 액튜에이터들에 제한되지 않고 이들을 포함하는 어떤 형태의 액튜에이터를 포함할 수 있다. 여기 설명되는 아세이 준비 플레이트들 및 시스템들에 사용될 수 있는 예시적인 솔레노이드 마그넷 액튜에이터가 여기에 완전히 설명된 바와 같이 참조로서 기재되는 2009. 1. 26일 출원의 애덤 실패스(Adam Schilffarth)의 "액튜에이터 솔레노이드" 라는 명칭의 미국 특허출원에 설명된다.
특정 경우에, 마그넷들과 마그넷 액튜에이터들에 부가하여 아세이 준비 플레이트(20)는 PCBA(50), 배터리(52), 제어 스위치(54), 및 지시기(56)들을 포함한다. 기판에서 배터리(52)는 아세이 준비 플레이트(20)와 유체 아세이 분석 시스템(10) 사이에 결합된 동력 라인(power line)에 의하여 보충되거나 또는 대체될 수 있다. PCBA(50)는 마그넷 액튜에이터(45-47)들을 제어하기 위한 회로 및 배터리(50) 충전용 회로(적용가능한 경우)를 포함하며 이에 제한되지 않는다. 배터리 충전은 전극들, 충전 케이블, 또는 유도 코일을 통한 직접 유도에 의하여 실행될 수 있다. 제어 스위치(54)는 일반적으로 플레이트에 전력을 공급하여 통전하거나 차단하기 위하여 사용될 수 있다. 지시기(56)들은 구체적으로 발광 다이오드들을 나타내도록 도시되지만, 다른 형태의 지시기들이 도 2와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이, 부가적으로 또는 대체되어 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 유체 아세이 분석 시스템(10)은 특정 실시예들에서 시스템의 아세이 플레이트 영역 내에서 자기 입자들로 아세이들이 처리될 수 있도록 구성될 수 있다(즉, 그와 같이 구성되는 아세이 준비 플레이트보다). 도 5a와 도 5b에서 이러한 구조를 가진 예시적인 아세이 분석 시스템의 부분적인 개략적인 도면들이 도시된다. 특히, 도 5a는 마그넷 액튜에이터(66) 내에서 마그넷(68)이 후퇴되고, 피펫(62) 아래에 인접하여 정렬되도록 배치되는 마그넷 액튜에이터(66)를 가지는 유체 아세이 준비 및 분석 시스템(60)의 부분적인 개략 도면을 도시한다. 도 5b는 피펫(62)과 마그넷 액튜에이터(66) 사이에 위치된 아세이 플레이트 수용영역에 인접하도록 마그넷 액튜에이터(66)가 마그넷(68)을 이동시킨 유체 아세이 준비 및 분석 시스템(60)의 부분적인 개략 도면을 도시한다. 이와 같이, 마그넷 액튜에이터(66)는 아세이 플레이트 수용영역(64)에 가까운 위치로부터 또는 그 위치로 마그넷(68)을 이동시키도록 구성된다. 따라서, 피펫(62)과 마그넷(68)과 정렬되는 아세이 준비 플레이트의 웰 내에 배치된 자기 입자들은 이동이 정지되거나 또는 이동의 정지로부터 해제될 수 있다. 특히, 마그넷 액튜에이터(66)와 마그넷(68)의 배치와 방향에 따라 자기 입자들은 웰의 바닥에서 이동이 억제될 수 있다. 따라서, 웰로부터 여분의 자기 입자들은 흡출될 수 있다.
유체 아세이 분석 시스템(10)에 대해 위에서 설명한 바와 같이, 유체 아세이 분석 시스템(60)은 또한 다른 시간들에 피펫(12)과 다른 아사이 플레이트의 웰들이 정렬되도록 아세이 플레이트 수용영역(64) 내에 배치된 아세이 플레이트를 이동시키기 위한 메카니즘을 포함할 수 있다. 이러한 구조에 의해 다수의 시약들이 아세이를 준비하기 위한 샘플과 혼합될 수 있다. 또한, 아세이 플레이트 수용영역(64) 내의 아세이 플레이트를 이동시키기 위한 메카니즘에 의해 하나의 아세이 플레이트에 다수의 아세이들이 준비될 수 있다. 일반적으로, 유체 아세이 분석 시스템(60)은 아세이 준비를 완료하기 위하여 피펫(12)의 이동만이 아니라 아세이 플레이트 수용영역(64) 내의 아세이 플레이트의 이동을 실행시키기 위하여(수용영역 내에 배치된 아세이 플레이트를 이동시키기 위한 메카니즘을 경유하여)프로세서에 의하여 실행될 수 있는 프로그램 명령들을 갖춘 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 이 저장매체는 마그넷 액튜에이터(66)를 선택적으로 작동시키기 위한 프로그램 명령들을 포함할 수 있다.
마그넷 액튜에이터(66)와 마그넷(68)을 통합함으로써 하나 이상의 아세이들을 준비할 수 있게 됨에 부가하여, 유체 아세이 분석 시스템(60)은 또한 유체 아세이들을 분석하도록 구성된다. 이와 같이, 유체 아세이 분석 시스템은 유체 아세이를 준비하고 분석하도록 구성되며, 따라서, 유체 아세이 준비 및 분석 시스템이라고 지칭될 수 있다. 이와 같이, 유체 아세이 분석 시스템(60)은 또한 유체 라인을 통하여 피펫(12)에 결합된 시험 챔버와 특정 실시예들에서, 하나 이상의 아세이의 분석물들의 존재 여부, 농도를 나타내는 데이터를 발생하기 위한 검출 시스템을 포함할 수 있다(도 1의 유체 아세이 분석 시스템(10)에 대해 설명한 바와 같이). 특정 경우들에서, 유체 아세이 분석 시스템(60)은 광학 시스템일 수 있으며, 따라서, 시험 챔버를 조명하도록 구성된 조명 시스템을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 유체 아세이 분석 시스템(60)은 입자 기반의 아세이를 광학적으로 분석하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우들에서, 유체 아세이 분석 시스템(60)은 아세이 입자들로부터 발산 및/또는 분산된 광을 수집하고 수집된 광의 정도를 나타내는 신호들을 발생하도록 구성된 검출 시스템을 포함할 수 있다. 또한, 유체 아세이 분석 시스템(60)은 발생된 신호들을 분석하기 위한 시험 시스템을 포함할 수 있다. 이러한 부품들을 가지며 유체 아세이 분석 시스템(60)에 특히 적용할 수 있는 예시적인 광학 분석 시스템들은 유세포분석기(flow cytometers)와, 고정 이미징 시스템들과 같은 시험용 입자들의 유동을 억제하는 시스템들을 포함한다. 두 형태의 시스템들은 유체 아세이와 가능하면 다른 유체들을 입자 시험 챔버로 이송하기 위한 유체 관리 시스템을 포함할 수 있다(따라서, 유체 아세이 시스템으로 지칭될 수 있다).
도 4b의 마그넷 액튜에이터(45-47)들과 관련하여 설명된 바와 같이, 마그넷 액튜에이터(66)는 기계적인 수단, 전기적인 수단, 공기적인 수단, 또는 자기적인 수단에 의해 구동되는 액튜에이터들에 제한되지 않으며 이들을 포함하는 어떤 형태의 액튜에이터를 포함할 수 있다. 유체 아세이 분석 시스템(60)에 사용될 수 있는 예시적인 솔레노이드 마그넷 액튜에이터가 여기에 완전히 설명된 바와 같이 참조로서 기재되는 2009. 1. 26일 출원의 애덤 실패스(Adam Schilffarth)의 "솔레노이드 액튜에이터"라는 명칭의 미국 특허출원에 설명된다. 그러나, 마그넷 액튜에이터(66)가 반드시 그러한 액튜에이터에 한정되도록 이해되어서는 아니된다. 또한, 마그넷 액튜에이터(66)는 아세이 플레이트 수용영역(64)에 가까이 또는 멀어지게 마그넷(68)의 수직 이동을 촉진하는 방향으로 한정되지는 않는다. 특히, 마그넷 액튜에이터(66)는 대신에 아세이 준비 플레이트의 웰 내의 자기 입자들이 이동하지 않도록 마그넷의 수평 운동을 발생하기 위하여 사용될 수 있다.
아세이를 준비하고 분석하기 위한 방법의 흐름도(flow chart)가 도 6에 개략적으로 도시된다. 도 6의 블록(70)에 도시된 바와 같이, 이 방법은, 아세이 준비 플레이트의 각각의 샘플 웰들에 하나 이상의 분석용 샘플들을 주입하는(injecting) 것을 포함한다. 하나 이상의 샘플들은, 하나 이상의 관심 있는 분석물들의 존재여부의 판단이 요구되는 생물학적, 화학적, 또는 환경적인 유체를 포함할 수 있다. 하나 이상의 샘플들을 주입하는 공정은 수동으로 또는 자동화를 통하여 실행될 수 있으나 어느 경우에나 일반적으로 그 공정이 블록(72)으로 도시된 유체 아세이 분석 시스템의 아세이 플레이트 수용영역으로 아세이 준비 플레이트를 삽입(insert)하기 앞서 실행된다. 아세이 준비 플레이트가 아세이 플레이트 수용영역 내에 위치된 후에, 이 방법은 블록(74)으로 진행하는 데, 여기에서 아세이 플레이트 수용영역 내의 아세이 준비 플레이트의 위치는, 아세이 준비 플레이트의 특정 웰이 유체 아세이 분석 시스템의 피펫과 정렬되도록 설정된다. 일정한 경우들에서, 특정 웰이 시약 웰일 수 있다. 그러나, 다른 실시예들, 특히 샘플 웰이 그 안에 샘플을 주입하기 전에 시약(예컨대, 자기 입자들 또는 희석제)을 포함하는 실시예들에서 특정 웰은 하나 이상의 샘플들과 같이 주입된 샘플 웰들의 하나일 수 있다.
어느 경우에나, 이 방법은 피펫을 통해 특정 웰 내에 배치된 유체 물질을 흡출하며, 아세이 준비 플레이트의 다른 웰이 블록(76, 78)들에 도시된 바와 같은 피펫과 정렬되도록 아세이 플레이트 수용영역 내의 아세이 준비 플레이트를 이동시키는 것을 포함한다. 이 후에, 이 방법은 블록(80)으로 진행하는 데, 여기에서 유체 물질은 다른 웰에 분배(dispense)된다. 다른 웰은 샘플 웰(즉, 최초 주입된 샘플을 가지는 웰)일 수 있으며 또는 시약 웰이나 다른 샘플 웰일 수 있다. 어느 경우나, 블록(74, 76, 78, 및 80)들에 도시된 공정들은 블록(82)에 나타낸 바와 같은 아세이용의 특정 시약과 샘플을 혼합하는 것을 포함한다. 블록(82)으로부터 연장된 점선으로 나타낸 바와 같이, 시약은 복수의 자기 입자들을 포함할 수 있으며, 따라서, 블록(74, 76, 78, 및 80)들로 표시된 공정들이, 샘플을 블록(84)에 도시된 자기 입자들과 혼합하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 경우들에서, 블록(86)으로 나타낸 바와 같이, 이 방법은 블록(74, 76, 78, 및 80)들에 표시된 공정들이 실행되는 때, 특히 일정 지점에서 자기 입자들이 이동하지 못하도록 하는 것을 포함할 수 있다. 특정 경우들에서, 도 2와 관련하여 위에서 설명한 바와 같이, 이동하지 못하도록 하는 공정은 아세이 준비 플레이트의 프로브 센서와 피펫이 정렬되도록 아세이 플레이트 수용영역 내의 아세이 준비 플레이트를 이동시키는 것과 프로브 센서로 피펫을 하강시키는 것을 포함할 수 있다. 프로브 센서와 같이 피펫을 검출하면, 아세이 준비 플레이트는 피펫이 자기입자들을 포함하는 아세이 준비 플레이트의 웰과 정렬되고 마그넷 액튜에이터가 자기 입자들을 포함하는 웰에 근접한 마그넷을 작동시킬 수 있도록 아세이 플레이트 수용영역 내로 이동될 수 있다.
블록(88)에서, 아세이가 완료된 여부에 대해 결정이 이루어진다. 아세이가 완료되지 않으면 이 방법은 블록(74)으로 돌아가서 아세이의 준비가 완료되기까지 블록(74, 76, 78, 및 80)들에 표시된 공정들을 반복한다. 블록(74, 76, 78, 및 80)들에 표시된 공정들을 실행하는 것이 각각 반드시 자기 입자들의 이동을 억제하거나 또는 샘플을 자기 입자들과 혼합하는 것조차 포함할 필요는 없다. 특히, 아세이의 처리 또는 준비는 광범위한 처리 단계들과 연관된 시약들을 의미할 수 있다. 샘플과 추가적으로 또는 대신해서 혼합될 수 있는 다른 시약들은 원심 분리, 분석물 분리, 분석물 확대, 샘플의 세척, 세포의 용해(lysing), 응고 인자 중화, pH 조정, 온도 사이클링, 시약 혼합, 및 아세이 반응에 사용되는 것들을 포함할 수 있다. 다른 처리 단계들을 위한 시약들이 또한 고려될 수 있다. 또한, 블록(74, 76, 78, 및 80)들에 표시된 공정들이 샘플이 처음 주입된 샘플 웰과 같은 하나의 웰에 아세이를 준비하거나 또는 복수의 웰들 그리고 특정 실시예들에서는 아세이 준비 플레이트에 정렬된 일련의 샘플 웰들을 사용하여 아세이를 준비하는 것을 포함할 수 있다.
블록(88)에서 아세이가 종료된 것을 결정하면, 이 방법은 블록(70)에서 아세이 준비 플레이트에 주입된 다른 샘플들의 하나로서 또 다른 아세이를 준비하기 위하여 점선으로 표시한 바와 같이 블록(74)으로 귀환할 수 있다. 이와 같이, 이 방법은 아세이 준비 플레이트에 주입된 각 샘플들에 대한 각각의 아세이들을 연속으로 준비하는 것을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 이 방법은 평행의 아세이 준비 플레이트에 주입된 여러 샘플들용의 각각의 아세이들을 준비하는 것을 포함할 수 있다. 여러 아세이들에 대해 같은 아세이 준비 절차가 실행되면 그러한 실시예는 더욱 효과적일 수 있다. 특히, 유체 아세이 분석 시스템의 피펫이 비교적 많은 양의 시약을 흡출하고 각각의 샘플들에 분배하도록 사용될 수 있다.
특정의 경우, 이 방법은, 하나 이상의 유체 아세이들을 분석하는 것을 포함하며, 따라서, 피펫과 시험 챔버 사이에 결합된 유체 라인과 피펫을 경유하여 아세이 준비 플레이트로부터 유체 아세이 시스템의 시험 챔버 내로 준비된 아세이를 흡출하며, 블록(90, 92)들로 표시한 바와 같이 시험 챔버 내의 준비된 아세이를 분석하는 것을 포함한다. 이러한 연속된 단계들은 준비된 아세이 각각에 대해 반복될 수 있다.
본 개시의 이점을 가지는 이 기술 분야의 당업자들에게는, 아세이 준비 플레이트들과, 유체 아세이 시스템들과, 유체 아세이 분석 시스템의 부품들에 의해 아세이 준비 플레이트 내의 아세이들을 처리할 수 있도록 하는 아세이들의 준비 및 분석 방법들을 본 발명이 제공할 것으로 믿어짐을 이해할 것이다. 본 발명의 여러 측면들의 수정들과 대체적인 실시예들이 본 상세한 설명을 기초로 이 기술 분야의 당업자에게 명백할 것이다. 예컨대, 아세이 준비 플레이트의 웰로부터 마그넷을 가까이 및 멀리 이동시키기 위하여 여기 설명된 장치들, 시스템들, 및 방법들에서 특정 형태의 마그넷들이 사용될 수 있을 것이며, 따라서, 여기 설명된 장치들, 시스템들, 및 방법들은 도면들의 마그넷 액튜에이터들의 묘사들로 한정되지 않아야 한다. 따라서, 이 상세한 설명은 단지 예시적인 것으로 이해되어야 하며 이 기술 분야의 당업자들에게 이 발명을 실시하는 일반적인 방식을 교시할 목적이다. 여기 도시되고 설명된 본 발명의 형태들은 현재 바람직한 실시예들로서 취해지는 것이 이해되어야 한다. 본 발명의 이러한 상세한 설명의 이점을 가진 후에는 이 기술 분야의 당업자에게 명백한 바와 같이, 여기 도시되고 설명된 요소들 및 소재들에 대해 대체될 수 있으며, 부품들과 공정들이 역전될 수 있으며, 이 발명의 특정한 특징들은 별개로 이용될 것이다. 이하의 특허청구범위에 기재되는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 여기 설명된 요소들의 변경들이 이루어질 수 있다.

Claims (7)

  1. 아세이 준비 및 분석 방법으로서,
    아세이 준비 플레이트의 샘플 웰에 분석용 샘플을 주입하는 단계;
    유체 아세이 분석 시스템의 아세이 플레이트 수용영역 내로 상기 아세이 준비 플레이트를 삽입하는 단계;
    상기 아세이 준비 플레이트의 특정 웰이 상기 유체 아세이 분석 시스템의 피펫과 정렬되도록 상기 아세이 플레이트 수용영역 내에 상기 아세이 준비 플레이트의 위치를 설정하는 단계;
    특정 웰 내에 배치된 유체 물질을 피펫을 통하여 흡출하는 단계;
    상기 아세이 준비 플레이트의 다른 웰이 상기 피펫과 정렬되도록 상기 아세이 플레이트 수용영역 내의 상기 아세이 준비 플레이트를 이동시키는 단계;
    상기 다른 웰에 상기 유체 물질을 분배하는 단계;를 포함하고,
    상기 설정 단계, 흡출 단계, 이동 단계 및 분배 단계는 아세이용의 특수 시약과 샘플을 혼합하는 단계를 포함하며;
    상기 아세이의 준비가 완료되기까지 상기 샘플을 하나 이상의 추가적인 시약들과 혼합하기 위하여 상기 설정 단계, 흡출 단계, 이동 단계 및 분배 단계를 반복하며;
    상기 설정 단계, 흡출 단계, 이동 단계 및 분배 단계의 적어도 하나의 일련의 과정은 상기 샘플을 복수의 자기 입자들과 혼합하는 단계를 포함하고,
    상기 샘플을 상기 복수의 자기 입자들과 혼합한 후에 상기 아세이 준비 플레이트의 웰의 복수의 자기 입자들의 이동을 억제하는 단계;
    상기 피펫과 시험 챔버 사이에 결합된 유체라인과 상기 피펫을 통하여 상기 아세이 준비 플레이트의 상기 아세이를 상기 유체 아세이 시스템의 상기 시험챔버로 흡출하는 단계; 및
    상기 시험챔버의 상기 아세이를 분석하는 단계;를 포함하는 아세이 준비 및 분석 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 설정 단계, 흡출 단계, 이동 단계, 및 분배 단계는 샘플 웰에 상기 아세이를 준비하는 단계를 포함하는 아세이 준비 및 분석 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 설정 단계, 흡출 단계, 이동 단계, 및 분배 단계는 상기 아세이 준비 플레이트 내의 일련의 웰들에 상기 아세이를 준비하는 단계를 포함하는 아세이 준비 및 분석 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 자기 입자들의 이동을 억제하는 단계는,
    상기 피펫이 상기 아세이 준비 플레이트의 프로브 센서와 정렬되도록 상기 아세이 플레이트 수용영역 내의 상기 아세이 준비 플레이트를 이동시키는 단계;
    상기 피펫을 상기 프로브 센서로 하강시키는 단계; 및,
    상기 프로브 센서로 상기 피펫이 검출되면:
    상기 피펫이 상기 자기 입자들을 포함하는 상기 아세이 준비 플레이트의 상기 웰과 정렬되도록 상기 아세이 플레이트 수용영역 내의 상기 아세이 준비 플레이트를 이동시키는 단계; 및
    상기 자기 입자들을 포함하는 상기 웰 가까이 마그넷을 작동시키는 단계;를 포함하는, 아세이 준비 및 분석 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아세이 플레이트 수용영역으로 상기 아세이 준비 플레이트를 삽입하는 단계에 앞서 상기 아세이 준비 플레이트의 다른 샘플 웰들로 하나 이상의 부가적인 분석용 샘플들을 각각 주입하는 단계를 더 포함하는 아세이 준비 및 분석 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 설정 단계, 흡출 단계, 이동 단계 및 분배 단계는 상기 아세이 준비와 병행하여 하나 이상의 부가적인 샘플 각각에 대한 각 아세이들을 준비하는 단계를 포함하는, 아세이 준비 및 분석 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    하나 이상의 부가적인 샘플 각각에 대한 각 아세이들을 연속으로 준비하기 위하여 상기 설정 단계, 흡출 단계, 이동 단계 및 분배 단계를 반복하는 아세이 준비 및 분석 방법.
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