KR102059004B1 - 통합형 전달 모듈을 구비한 테스트 카트리지 - Google Patents

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파브라 조르디 카레라
카사스 안나 코멘게스
기버트 라파엘 브루
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스타트-다이아그노스티카 앤드 이노베이션, 에스.엘.
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Abstract

일 실시예에 따른, 카트리지 하우징 및 중공 전달 모듈을 포함하는 시스템이 본원에서 설명된다. 카트리지 하우징은 적어도 하나의 샘플 입구, 복수의 보관 챔버, 복수의 반응 챔버, 및 유체 네트워크를 추가로 포함한다. 유체 네트워크는 적어도 하나의 샘플 입구, 복수의 보관 챔버들 중 일부, 및 복수의 반응 챔버들 중 일부를 카트리지 하우징의 내측 표면 상에 위치된 제1 복수의 포트에 연결하도록 설계된다. 중공 전달 모듈은 전달 모듈 내의 중심 챔버로 이어지는 전달 모듈의 외측 표면을 따른 제2 복수의 포트를 포함한다. 전달 모듈은 카트리지 하우징 내에서 측방향으로 이동하도록 설계된다. 전달 모듈의 측방향 이동은 제1 복수의 포트들 중 적어도 일부를 제2 복수의 포트들 중 적어도 일부와 정렬시킨다.

Description

통합형 전달 모듈을 구비한 테스트 카트리지 {A TEST CARTRIDGE WITH INTEGRATED TRANSFER MODULE}
본 발명의 실시예는 임상 진단 도구의 분야에 관한 것이다.
분자 시험 및 면역 검정 기술의 자동화의 복잡성이 주어지면, 환자 근접 시험 설비 내에서 임상적으로 사용 가능하기에 적절한 성능을 제공하는 제품이 없다. 전형적인 분자 시험은 시약의 정확한 용량, 샘플 도입, DNA 또는 RNA를 추출하기 위한 세포의 용해, 정제 단계, 및 그의 이후의 검출을 위한 증폭을 수반하는 다양한 공정을 포함한다. 이러한 공정들을 자동화하는 중앙 실험실 로봇 플랫폼이 있지만, 짧은 소요 시간을 요구하는 많은 테스트에 대해, 중앙 실험실은 필요한 시간 요건 내에 결과를 제공할 수 없다.
그러나, 적당한 비용으로 정확하고, 믿을 만한 결과를 제공하는 임상 설비 내에서 시스템을 구현하는 것은 어렵다. 다양한 분자 시험 기술의 복잡한 특질이 주어지면, 결과는 시험 파라미터들이 신중하게 제어되지 않거나 환경 조건이 이상적이지 않으면, 오류를 일으키기 쉽다. 예를 들어, PCR 기술을 위한 기존의 기기는 DNA의 외부 공급원에 의해 발생되는 배경으로 인해 임상 진단 용도에 대해 높은 진입 장벽을 경험하였다. 병원체의 특정 테스트의 경우에, 우세한 오염원은 피펫, 튜브, 또는 일반적인 실험실 장비 내에서 수행된 이전의 반응의 결과이다. 추가로, 미생물 병원체의 검출을 위한 분자 기술의 사용은 위음성을 생성할 수 있다. 위음성은, 예를 들어, 헤모글로빈, 소변, 또는 객담과 같은 폴리머레이즈 연쇄 반응(PCR)을 억제하는 제제의 부적절한 처리; 세포로부터의 DNA의 비효율적인 방출; 또는 DNA 또는 RNA의 추출 및 정제의 낮은 효율로부터 생성될 수 있다.
분자 기술이 이전의 기준 방법보다 낮은 농도에서 우수한 감도 수준을 갖는 사실은 위양성을 갖는 잘못된 결정을 회피하면서, 임상적으로 유의한 결론을 얻는 것을 상당히 어렵게 만든다. 이러한 문제를 최소화하기 위해, 특히 병원체 미생물의 검출에 대해, 테스트는 정량 능력을 가져야 한다. 그러므로, 확신있는 결론을 얻기 위해 충분한 데이터를 확보하기 위해 다중화 검정 및 테스트의 어레이를 수행하는 것이 점점 더 필요하다. 하나의 예로서, 기존의 PCR 기반 테스트의 주요 제한들 중 하나는 상이한 목표 유전자들의 증폭을 동시에 수행하지 못하는 것이다. 미량 검정과 같은 기술이 매우 높은 다중화 능력을 제공하지만, 그의 주요 제한은 결과를 획득하는데 있어서 낮은 속도이고, 이는 흔히 환자 관리에 대한 긍정적인 효과를 갖지 않는다.
임상 진단 플랫폼은 오차, 비용, 및 시험 시간을 감소시키기 위해 다양한 분석 시험 공정을 통합할 수 있다.
일 실시예에서, 시스템은 카트리지 하우징 및 중공 전달 모듈을 포함한다. 카트리지 하우징은 적어도 하나의 샘플 입구, 복수의 보관 챔버, 복수의 반응 챔버, 및 유체 네트워크를 추가로 포함한다. 유체 네트워크는 적어도 하나의 샘플 입구, 복수의 보관 챔버들 중 일부, 및 복수의 반응 챔버들 중 일부를 카트리지 하우징의 내측 표면 상에 위치된 제1 복수의 포트에 연결하도록 설계된다. 중공 전달 모듈은 전달 모듈 내의 중심 챔버로 이어지는 전달 모듈의 외측 표면을 따른 제2 복수의 포트를 포함한다. 전달 모듈은 카트리지 하우징 내에서 측방향으로 이동하도록 설계된다. 전달 모듈의 측방향 이동은 제1 복수의 포트들 중 적어도 일부를 제2 복수의 포트들 중 적어도 일부와 정렬시킨다.
일 실시예에서, 전달 모듈은 중심 챔버를 에워싸는 내측 하우징 및 내측 하우징 둘레에 형성된 재킷을 포함한다. 재킷은 재킷의 외측 표면을 따른 패턴화된 리지를 포함한다. 패턴화된 리지는 전달 모듈이 패턴화된 리지와 접촉하게 되는 엔클로저 내에 위치될 때, 재킷의 외측 표면을 따라 복수의 밸브 영역을 생성하도록 설계된다. 재킷은 재킷 및 내측 하우징을 통해 중심 챔버 내로 연장하는 복수의 포트를 추가로 포함한다. 복수의 포트는 패턴화된 리지에 의해 생성된 복수의 밸브 영역들 중 하나 이상 내에 위치된다. 중심 챔버 내로 연장하는 대응하는 포트를 구비한 복수의 밸브 영역들 중 하나는 복수의 밸브 영역 내의 다른 영역으로부터 분리되어 가압되도록 설계되어, 가압은 복수의 포트들 중 하나 이상을 거쳐 중심 챔버 내로의 또는 그의 외부로의 유체 유동을 발생시킨다.
예시적인 방법이 설명된다. 방법은 중심 챔버를 갖는 전달 모듈의 제1 포트를 제1 챔버의 포트에 정렬시키기 위해 전달 모듈을 측방향으로 병진 이동시키는 단계를 포함한다. 방법은 샘플을 제1 압력차에 의해 제1 챔버로부터 중심 챔버 내로 흡인하는 단계를 추가로 포함한다. 샘플이 중심 챔버 내에 있으면, 방법은 전달 모듈의 제2 포트를 제2 챔버의 포트에 정렬시키기 위해 전달 모듈을 측방향으로 병진 이동시키는 단계, 및 샘플을 제2 압력차에 의해 중심 챔버로부터 제2 챔버 내로 흡인하는 단계를 포함한다.
다른 예시적인 방법이 설명된다. 방법은 전달 모듈의 외측 표면 상의 구조물을 제1 챔버와 관련된 제1 포트 및 제2 챔버와 관련된 제2 포트와 정렬시키기 위해 하우징 내에서 전달 모듈을 측방향으로 병진 이동시키는 단계를 포함한다. 방법은 샘플을 적어도 제1 포트 및 제2 포트 위에 정렬된 구조물을 거쳐 제1 챔버로부터 제2 챔버로 흡인하는 단계를 추가로 포함한다. 방법은 샘플을 전달 모듈의 벽을 통한 포트를 거쳐 제2 챔버로부터 전달 모듈 내에 위치된 제3 챔버로 흡인하는 단계로 계속된다.
본원에 통합되고 명세서의 일부를 형성하는 첨부된 도면은 본 발명의 실시예를 도시하고, 아울러 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하며 관련 기술 분야의 당업자가 본 발명을 이루고 사용하는 것을 가능케 하도록 역할한다.
도 1은 일 실시예에 따른, 테스트 카트리지 시스템의 모식도를 도시한다.
도 2a - 도 2d는 일 실시예에 따른, 테스트 카트리지 시스템의 다양한 도면을 도시한다.
도 3a - 도 3d는 일 실시예에 따른, 전달 모듈의 내측 하우징의 다양한 도면을 도시한다.
도 4a - 도 4c는 일 실시예에 따른, 전달 모듈의 재킷의 3개의 도면을 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 일 실시예에 따른, 테스트 카트리지 시스템의 모식도를 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 일 실시예에 따른, 테스트 카트리지 시스템의 다양한 도면을 도시한다.
도 7a - 도 7f는 일 실시예에 따른, 전달 모듈의 다양한 도면을 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 몇몇 실시예에 따른, 테스트 카트리지 시스템 내의 스왑을 도시한다.
도 9는 일 실시예에 따른, 테스트 카트리지 시스템에 의해 수행되는 방법을 도시하는 선도이다.
도 10은 일 실시예에 따른, 테스트 카트리지 시스템에 의해 수행되는 방법을 도시하는 선도이다.
본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다.
특정 구성 및 배열이 설명되지만, 이는 단지 예시적인 목적으로 이루어짐을 이해하여야 한다. 관련 기술 분야의 당업자는 다른 구성 및 배열이 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 본 발명은 또한 다양한 다른 용도에서 채용될 수 있음이 관련 기술 분야의 당업자에게 명백할 것이다.
명세서에서의 "하나의 실시예", "일 실시예", "예시적인 실시예" 등에 대한 참조는 설명되는 실시예가 특정 특징, 구조, 또는 특성을 포함할 수 있음을 표시하지만, 모든 실시예가 특정 특징, 구조, 또는 특성을 반드시 포함하지는 않을 수 있음을 알아야 한다. 또한, 그러한 문구는 동일한 실시예를 반드시 지칭하지는 않는다. 아울러, 특정 특징, 구조, 또는 특성이 일 실시예와 관련하여 설명될 때, 그러한 특징, 구조, 또는 특성을 명확하게 설명되는지의 여부와 관계없이 다른 실시예와 관련하여 달성하는 것이 본 기술 분야의 당업자의 지식 내에 있다.
본원에서 설명되는 실시예들은 다양한 분자, 면역 검정, 또는 생화학적 테스트 등을 수행하기 위한 테스트 카트리지 시스템에 관한 것이다. 일 실시예에서, 테스트 카트리지는 그러한 테스트를 수행하기 위해 필요한 구성요소들 전부를 하나의 1회용 포장 내로 통합한다. 테스트 카트리지는 테스트 카트리지 내에서 발생하는 반응에 관련된 데이터를 제공하는 외부 측정 시스템에 의해 분석되도록 구성될 수 있다.
하나의 예에서, 단일 테스트 카트리지가 주어진 샘플에서 다중화 면역 검정을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 테스트 카트리지는 면역 검정을 수행하기 위해 카트리지 내로 통합된 밀봉된 챔버 내에 유지되는 필요한 완충제, 시약, 및 라벨 전부를 포함한다.
다른 예에서, 단일 테스트 카트리지가 PCR을 수행하기 위해 사용될 수 있다. DNA 및/또는 RNA는 테스트 카트리지 내로 통합된 박막을 거쳐 샘플의 나머지(용해물)로부터 정제될 수 있다. 샘플은 박막을 통해 압출될 수 있고, 이때 분리되어 보관된 용출 액체가 DNA 및/또는 RNA를 제거하여 이를 온도 사이클링의 과정을 시작하기 위해 다른 챔버 내로 보낼 수 있다.
위에서 설명된 것과 같은 임의의 테스트는 일정 형태의 액체 운반이 발생할 것을 요구한다. 일 실시예에서, 테스트 카트리지는 카트리지 하우징의 측면을 따른 포트에 정렬되는 복수의 포트를 포함하는 이동 가능한 중공 전달 모듈을 포함한다. 액체가 시스템에 압력차를 인가함으로써, 카트리지 하우징의 다른 다양한 챔버들 사이에서 중공 전달 모듈 내로 또는 그의 외부로 전달될 수 있다. 하나의 예에서, 외부 액추에이터가 압력차를 인가하기 위해 이용된다.
분자 진단 기기의 주요 제한들 중 하나는 교차 오염, 이월 오염 등과 같은 오염과 관련된 문제이다. 본원에서 설명되는 실시예들은 기구에 대한 샘플의 오염을 설계에 의해 실질적으로 제거한다.
하나의 실시예에서, 테스트 카트리지는 제조 공정 중에 밀봉되는 자납식 액체를 제공한다. 시약 또는 샘플은 환경 또는 기구의 임의의 부분과 접촉하며 진입하지 않는다. 테스트 카트리지의 이러한 특징은 또한 제품을 그의 사용 후에 안전하게 폐기하기 위한 많은 실험실 및 병원에 대해 중요하다.
테스트 카트리지 시스템의 구성요소에 관련된 추가의 세부는 도면을 참조하여 본원에서 설명된다. 각각의 물리적 구성요소의 예시는 제한적인 것으로 의미되지 않고, 관련 기술 분야(들)의 당업자는 본원의 설명이 주어지면, 본 발명의 범주 또는 사상으로부터 벗어남이 없이 임의의 구성요소를 재배열하거나 달리 변경하는 방식을 인식할 것임을 이해하여야 한다.
제1 테스트 카트리지 실시예
도 1 - 도 4는 일 실시예에 따른 테스트 카트리지 시스템의 다양한 도면 및 구성요소를 도시한다. 도 1은 카트리지 하우징(102) 및 전달 모듈(104)을 포함하는 테스트 카트리지 시스템(100)을 도시한다. 분석기 모듈 또는 펌프 또는 가열기와 같은 다양한 능동 구성요소와 같은 다른 구성요소도 테스트 카트리지 시스템(100) 내에 포함되도록 고려될 수 있다.
전달 모듈(104)은 내측 하우징(110), 재킷(108), 및 뚜껑(106)을 포함한다. 재킷(108)은 일 실시예에 따르면, 내측 하우징(110) 둘레에 끼워지도록 설계된다. 하나의 예에서, 내측 하우징(110)은 금속 또는 플라스틱과 같은 경질 재료로 만들어지고, 재킷(108)은 고무 또는 연질 플라스틱과 같은 순응성 재료로 만들어진다. 다른 예에서, 재킷(108) 및 내측 하우징(110) 모두가 동일한 재료이거나 상이한 재료일 수 있는 연질의 순응성 재료로 만들어진다. 다른 예에서, 재킷(108) 및 내측 하우징(110) 모두가 사출 공정을 거쳐 만들어진다. 뚜껑(106)은 누출을 방지하기 위해 전달 모듈(104)의 단부를 밀봉하도록 설계된다. 전달 모듈(104)의 구성요소에 관한 추가의 세부는 도 3 및 도 4를 참조하여 이후에 설명된다.
전달 모듈(104)은 챔버 베이(120)를 거쳐 카트리지 하우징(102) 내로 삽입되도록 설계된다. 하나의 실시예에서, 전달 모듈(104)은 외부 액추에이터(도시되지 않음)에 연결되도록 구성된다. 외부 액추에이터는 전달 모듈(104) 상의 포트를 카트리지 하우징(102) 상의 포트에 정렬시키기 위해 카트리지 하우징(102) 내에서 전달 모듈(104)을 측방향으로 이동시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 전달 모듈(104)은 사용자에 의한 외부 슬라이더의 작동을 거쳐 카트리지 하우징(102) 내에서 이동하도록 구성된다.
카트리지 하우징(102)은 다양한 유체 채널, 챔버, 및 저장소를 포함한다. 예를 들어, 카트리지 하우징(102)은 검정 또는 PCR 프로토콜 중에 사용되는 다양한 완충제 또는 다른 시약을 담을 수 있는 복수의 보관 챔버(116)를 포함할 수 있다. 보관 챔버(116)는 최종 사용자가 분석기 내로 테스트 카트리지 시스템(100)을 위치시키기 전에 보관 챔버(116)를 충전할 필요가 없도록, 다양한 액체로 미리 충전될 수 있다. 카트리지 하우징(102)은 카트리지 하우징(102)의 일 측면을 따른 유체 채널에 연결된 하나 이상의 처리 챔버(124A - 124C)를 추가로 포함할 수 있다. 처리 챔버(124A - 124C)는 다양한 처리 및/또는 폐기물 용도를 위해 사용될 수 있다. 하나의 예에서, 챔버(124A)는 폐기물 챔버이고, 챔버(124B)는 PCR 프로토콜을 위한 용출 챔버이고, 챔버(124C)는 스왑 용출 챔버이다. 일 실시예에서, 카트리지 하우징(102)은 테스트 카트리지 시스템(100)의 더 용이한 취급을 제공하기 위한 파지 구조물(117)을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 샘플이 샘플 포트(114)를 거쳐 카트리지 하우징(102) 내로 도입된다. 하나의 예에서, 샘플 포트(114)는 일반적인 의료용 스왑의 길이를 완전히 수납하도록 치수 설정된다. 따라서, 사용자는 스왑을 정지 지점까지 또는 샘플 포트(114) 내에 완전히 위치시키고, 이어서 포트 뚜껑(112)으로 포트를 밀봉할 수 있다. 다른 예에서, 샘플 포트(114)는 고체, 반고체, 또는 액체 샘플을 수납한다. 일 실시예에서, 카트리지 하우징(102)은 샘플을 도입하기 위한 하나를 초과하는 입구를 포함한다.
카트리지 하우징(102)은 필터, 겔, 박막 등과 같은, 테스트를 수행하기 위한 하나 이상의 유용한 구조물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 카트리지 하우징(102)은 공동(122) 내에 수용된 박막을 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 박막은 카트리지 하우징(102)의 외부를 따른 유체 채널과 결합된다. 다른 실시예에서, 박막은 처리 챔버(124A - 124C)들 중 임의의 하나 내에 배치될 수 있다.
카트리지 하우징(102) 둘레의 다양한 챔버 및 채널이 커버(118, 126, 128)의 사용에 의해 밀봉될 수 있다. 커버는 카트리지 하우징(102) 내에 유체를 밀봉할 수 있는 필름일 수 있다. 다른 예에서, 커버는 플라스틱 시트 또는 임의의 다른 밀봉 수단일 수 있다. 하나의 예에서, 커버들 중 하나 이상이 투명하다.
통합 테스트 카트리지 시스템(100)은 사용자가 샘플을, 예를 들어, 샘플 포트(114) 내로 위치시킨 다음, 테스트 카트리지 시스템(100)을 분석기 내로 위치시키도록 허용한다. 실시예에서, 예를 들어, 재현탁 용해, 정제, 혼합, 가열, 결합, 라벨링, 및/또는 검출을 포함한, 수행되어야 하는 반응 단계들은 모두 최종 사용자가 개입할 임의의 필요가 없이 분석기와의 상호 작용을 거쳐 테스트 카트리지 시스템(100) 내에서 수행될 수 있다. 추가로, 모든 액체가 테스트 카트리지 시스템(100) 내에서 밀봉 유지되므로, 테스트가 완료된 후에, 테스트 카트리지 시스템(100)은 분석기로부터 제거되어 분석기의 오염이 없이 안전하게 폐기될 수 있다.
도 2a - 도 2d는 실시예에 따른, 카트리지 하우징(102)의 다양한 도면을 도시한다. 각각의 도면의 설명은 카트리지 하우징(102) 상에 존재할 수 있는 특징부를 설명하기 위해 기술되지만, 특징부들의 배치 또는 치수 특성에 관하여 제한적이지 않아야 한다.
도 2a는 카트리지 하우징(102)의 측면도의 하나의 예를 제공한다. 이와 같이, 도면은 유체 네트워크에 의해 연결된 복수의 챔버, 및 카트리지 하우징(102) 내로 연장하는 일련의 포트를 도시한다. 이러한 그룹들 각각은 본원에서 더 상세하게 설명될 것이다.
복수의 처리 챔버는 폐기물 챔버(218), 용출 챔버(220), 및 스왑 용출 챔버(206)를 포함할 수 있다. 본원의 설명이 주어지면 관련 기술 분야(들)의 당업자에 의해 고려되는 바와 같은 다른 유형의 챔버들이 또한 포함될 수 있다. 또한, 각각의 챔버의 목적은 본원에서 규정되는 명칭과 상이할 수 있다.
복수의 반응 챔버(216)가 또한 도시되어 있다. 그러한 챔버들은, 예를 들어, 원심분리기 튜브와 유사하게 성형될 수 있다. 하나의 실시예에서, 액체가 반응 챔버(216)들 내로 흡인되어, 각각의 반응 챔버 내로 미리 장입된 시약과 혼합될 수 있다. 예를 들어, 각각의 반응 챔버는 상이한 DNA 프로브 또는 실시간 PCR 주혼합물로 장입될 수 있고, 액체가 각각의 챔버 내에서 별개의 혼합물을 생성하도록 각각의 반응 챔버 내로 흡인될 수 있다. 시약은 장입되기 전에 동결 건조될 수 있거나, 반응 챔버(216) 내에서 동결 건조될 수 있다. 다른 실시예에서, 반응 챔버(216)는 또한 샘플 검출을 위해 사용된다. 따라서, 하나의 실시예에서, 반응 챔버(216)는 또한 검출 챔버인 것으로 간주될 수 있다. 검출은 테스트 카트리지 시스템(100)이 위치되는 분석기에 결합된 외부 광원 및 광검출기를 사용하여 발생할 수 있다. 따라서, 반응 챔버(216)의 임의의 벽 또는 커버가 광학 검출을 허용하기 위해 투명할 수 있다. 하나의 예에서, 광검출기는 하나 이상의 파장에서 반응 챔버 내의 액체를 통한 흡수율을 측정한다. 다른 예에서, 광검출기는 반응 챔버 내의 형광 화합물로부터 발생되는 형광 신호를 측정한다. 일 실시예에서, 형광 측정은 반응 챔버(216) 아래로부터 취해진다. 반응 챔버(216)는 다른 검출 수단, 예컨대, 전기화학적, 전기기계적, 표면 플라즈몬 공명 등을 위해 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 소형 채널 확대부(214)의 세트가 반응 챔버(216)로부터 상류에서 관찰된다. 채널 확대부(214)는 액체 감지 영역으로서 작용할 수 있다. 이와 같이, 채널 확대부(214)는 액체가 채널 확대부(214) 내에 존재하는지의 여부를 결정하기 위해 외부 광학 프로브와 함께 사용될 수 있다. 이러한 결정은 테스트 카트리지 시스템(100)의 다른 기능을 활성화하기 위해 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 채널 확대부(214)는 유체의 존재 또는 유량을 표시하기 위해, 패턴화된 저항식 센서와 같은 집적 센서를 포함할 수 있다.
다양한 유체 채널이 각각의 챔버에 또는 카트리지 하우징(102) 내의 다른 요소에 연결된다. 각각의 채널은 또한 전달 모듈(104) 상의 포트 또는 밸브 영역과 접속하는 포트에서 종결하도록 설계된다. 일 실시예에서, 카트리지 하우징(102)은 액체 포트(210)의 열 및 통기/흡입 포트(212)의 열과 같은, 2개의 주요 포트의 열을 포함한다. 액체 포트(210)는 유체가 도 2a에 도시된 임의의 챔버로 유동하거나 필터(222)를 통해 유동하도록 허용한다. 액체 포트(210)는 액체가 카트리지 하우징(102)으로부터 전달 모듈(104) 내로 흡인되게 하기 위한 입구 포트로서, 또는 액체가 전달 모듈(104)로부터 카트리지 하우징(102)의 유체 네트워크로 방출되게 하기 위한 출구 포트로서, 작용할 수 있다. 통기/흡입 포트(212)는 액체가 그의 대응하는 챔버 내로 흡입될 수 있도록, 특정 유체 채널을 대기로 개방하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 진공 압력이 통기/흡입 포트(212)들의 열의 가장 좌측 상에 도시된 포트에 인가될 수 있고, 이는 액체가 액체 포트(210)들의 열 상의 좌측의 제2 포트를 거쳐 폐기물 챔버(218) 내로 진입하도록 허용한다. 다른 예에서, 통기/흡입 포트(212)들의 열 상의 좌측의 제2 포트로부터 인가되는 진공 압력이 액체를 좌측의 제3 액체 포트로부터 용출 챔버(220) 내로 흡인한다. 다른 실시예에서, 통기/흡입 포트(212)는 대기로 개방될 수 있다.
카트리지 하우징(102)의 다른 섹션 내로 이어지는 다른 처리 포트(204)가 관찰될 수 있다. 처리 포트(204)는 내측 처리 챔버 내로 또는 그의 외부로 이어질 수 있다. 예를 들어, 내측 처리 챔버는 샘플 내의 임의의 세포를 용해시키기 위한 비드 비터(bead beater) 챔버일 수 있다. 다른 예에서, 고체, 반고체, 또는 액체 물질을 함유하는 샘플이 제2 샘플 입구를 거쳐 내측 처리 챔버 내로 직접 위치될 수 있다. 물질은 내측 처리 챔버에 의해 균질화되거나 용해될 수 있고, 결과적인 액체 샘플은 내측 처리 챔버의 내측 포트(도시되지 않음)를 거쳐 내측 처리 챔버로부터 전달 모듈(104)로 흡인될 수 있다.
포트가 카트리지 하우징(102)의 두께를 통해 연장하는 작은 구멍일 수 있다. 일 실시예에서, 액체 포트(210)들 각각은 다양한 액체 포트(210)들 사이에서 측방향으로 이동할 수 있는 전달 모듈(104) 상에 위치된 다른 포트에 정렬되도록 설계된다. 일 실시예에서, 통기/흡입 포트(212)들 각각은 포트가 대기로 통기되거나 가압되도록 허용하는 전달 모듈(104) 둘레의 영역에 정렬되도록 설계된다. 다양한 포트들은 임의의 인가되는 압력의 부재 시에 포트를 통한 누출을 방지하기 위해, 소수성 재료를 포함할 수 있거나 특정 기하학적 구성을 가질 수 있다.
필터(222)가 도시된 바와 같이 유체 네트워크 내에 통합될 수 있다. 이와 같이, 액체가 압력차로 인해 필터(222)를 통해 통과할 수 있다. 필터(222)는, 예를 들어, 핵산 서열을 포착하기 위해 사용되는 실리케이트 매트릭스를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 필터(222)는 전혈 샘플로부터 혈장을 추출하기 위한 박막일 수 있다. 역삼투압 필터와 같은 다른 필터 유형도 고려될 수 있다. 다른 예에서, 필터(222)는, 예를 들어, 단백질 정제 프로토콜을 수행하기 위한 친화성 크로마토그래피 칼럼에 대해 적합한 재료를 포함할 수 있다.
도 2b는 카트리지 하우징(102)의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 이러한 실시예는 폐기물 챔버(218), 용출 챔버(220), 및 스왑 용출 챔버(206)를 포함하는 도 2a에 도시된 예시적인 카트리지 하우징과 동일한 많은 특징을 포함한다. 그러나, 액체 포트(210)에 연결된 유체 네트워크는 이제 반응 챔버(224), 챔버(225), 및 복수의 검출 챔버(226a - 226e)를 포함한다. 하나의 예에서, 단일 유체 경로가 반응 챔버(224), 챔버(225), 및 검출 챔버(226a - 226e) 각각을 함께 연결한다. 다른 예에서, 유체 경로는 폐기물 챔버(218)에서 종결한다. 일련의 채널 확대부(214)들이 또한 도시되어 있고, 도 2a에서 위에서 설명된 실시예의 것과 동일한 목적을 이룰 수 있다. 이러한 실시예에서 설명되는 챔버들의 배열은 면역 검정 또는 다른 유형의 결합 친화성 검정에 대해 유용할 수 있다.
반응 챔버(224)는 검출 챔버(226a - 226e) 상으로 통과하기 전에 샘플과 혼합되는 시약을 담을 수 있다. 시약은 먼저 동결 건조되어 반응 챔버(224) 내로 위치되거나, 반응 챔버 내에서 동결 건조되어, 액체 샘플과 접촉 시에 재수화될 수 있다. 챔버(225)는 동결 건조된 시약의 새로운 세트를 담을 수 있고, 핵산 서열의 추가의 증폭을 수행하기 위한 PCR 프로토콜 중에 이용될 수 있다. 다른 예에서, 챔버(225)는 샘플과 혼합되는 추가의 시약을 담을 수 있다. 대안적으로, 챔버(225)는 샘플이 검출 챔버(226a - 226e) 상으로 통과하기 전에, 샘플로부터 소정의 화합물을 분리하기 위한 필터 또는 포획 프로브를 포함할 수 있다.
검출 챔버(226a - 226e)는 도 2a에서 위에서 설명된 바와 같은 반응 챔버(216)와 유사하게 광학적 호출을 허용하도록 구성된다. 하나의 예에서, 각각의 검출 챔버(226a - 226e)는 다양한 결합 친화성 검정을 수행하기 위한 고정 프로브를 포함한다. 검출 챔버(226a - 226e)의 적어도 하나의 벽이 형광 측정을 위한 가시광에 대해 투명하게 만들어진다. 하나의 예에서, 형광 측정은 검출 챔버(226a - 226e) 아래로부터 취해진다.
도 2c는 일 실시예에 따른, 카트리지 하우징(102)의 평면도를 도시한다. 복수의 보관 챔버(230A - 230E)가 관찰되고, 도 1에서 이전에 설명된 바와 같은 보관 챔버(116)와 유사할 수 있다. 샘플 입구 창(232)이 또한 일 실시예에 따르면, 카트리지 하우징(102)의 상부에 배치된다. 샘플 입구 창(232)은 내측 처리 챔버 내로 샘플을 위치시키기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 고체 샘플은 시험이 시작할 수 있기 전에 균질화될 필요가 있을 수 있다. 이러한 고체 샘플은 샘플 입구 창(232) 내로 위치되어, 내측 처리 챔버 내로 직접 진입할 수 있다.
입구 포트(228)들의 열이 일 실시예에 따르면, 각각의 포트가 고유한 보관 챔버 내에 놓이도록 제공된다. 다양한 보관 챔버(230A - 230E) 내에 보관된 용액은 시험 절차 중에 적절한 시점에서 대응하는 입구 포트를 통해 전달 모듈(104) 내로 흡인될 수 있다. 따라서, 전달 모듈(104)은 또한 입구 포트(228)들 각각과 정렬될 수 있는 전달 모듈(104)의 상부에 위치된 다른 포트를 갖는다. 하나의 예에서, 전달 모듈(104)의 측방향 이동은 입구 포트(228)들 중 어떤 포트가 전달 모듈(104)의 상부 포트에 정렬되는지를 변화시킨다. 다른 예에서, 입구 포트(228)는 전달 모듈(104)에 도달하기 전에 카트리지 하우징(102) 내의 유체 네트워크로 직접 이어질 수 있다.
보관 챔버(230A - 230E)들 중 적어도 하나가 샘플 포트(114)를 거쳐 카트리지 하우징(102) 내로 위치된 샘플을 수납하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 보관 챔버(230B)는 샘플 면봉을 수납하도록 치수 설정될 수 있다. 다른 예에서, 보관 챔버(230B)는 샘플이 도입되면 샘플을 현탁하기 위한 용액을 담는다.
도 2d는 (도 2a에 도시된 측면으로부터 대향하는) 카트리지 하우징(102)의 다른 측면의 도면을 도시한다. 추가로, 카트리지 하우징(102)은 일 실시예에 따르면, 가압 포트(236) 및 통기 포트(234)를 포함한다. 가압 포트(236)는 외부 압력 공급원, 예컨대, 진공 펌프, 시린지 펌프, 압력 펌프 등에 연결될 수 있다. 하나의 예에서, 외부 압력 공급원은 테스트 카트리지 시스템(100)이 위치되는 분석기와 통합된다. 가압 포트(236)를 거쳐 시스템에 인가되는 압력차는 카트리지 하우징(102) 및 전달 모듈(104) 내의 다양한 영역 전반에 걸쳐 액체를 운반하기 위해 사용될 수 있다. 통기 포트(234)는 일 실시예에 따르면, 대기로 개방되도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 통기/흡입 포트(212)는 통기 포트(234)에 또한 결합되는 전달 모듈(104) 둘레의 영역으로 이어질 수 있다. 다른 예에서, 가압 공급원이 통기/흡입 포트(212)를 통해 액체를 당기기 위해 가압 포트(236)에 연결된다. 임의의 개수의 포트가 카트리지 하우징(102) 및 전달 모듈(104) 내의 그리고 그 둘레의 다양한 영역을 가압할 목적으로 포함될 수 있다.
하나의 실시예에서, 카트리지 하우징(102)은 자동화된 분석기 내에서 테스트 카트리지 시스템(100)을 중심 설정하도록 구성된 구조를 제공한다. 예를 들어, 복수의 오리피스(235a - 235b)가 외부 정밀 위치 설정 시스템에 관하여 테스트 카트리지 시스템(100)을 중심 설정하는 것을 보조하기 위해 분석기 상의 대응하는 핀과 결합하도록 카트리지 하우징(102) 상에 존재할 수 있다. 장방형 돌출부가 자동화된 분석기 내에서 테스트 카트리지 시스템(100)을 중심 설정하기 위해 또한 사용될 수 있다. 도 2d의 카트리지 하우징(102)의 하부 부분에, 광학 접근 영역(240)이 일 실시예에 따르면, 반응 챔버(216) 아래에 배치된다. 광학 접근 영역(240)은 광학 검출 과정 중에 사용되는 모든 파장에 대해 실질적으로 투명하도록 구성된다. 하나의 예에서, 각각의 개별 반응 챔버는 그 자신의 광학 접근 영역을 갖는다. 다른 예에서, 단일 광학 접근 영역이 복수의 반응 챔버(216)를 가로질러 걸친다.
하나의 필름 또는 복수의 필름이 일련의 반응 챔버(216) 위에 위치될 수 있다. 필름은 적절한 밀봉을 여전히 제공하기에 충분히 얇을 수 있으며, 또한 외부 공급원에 의한 반응 챔버(216) 내의 내용물의 더 용이한 가열 및/또는 냉각을 허용할 수 있다. 예를 들어, 필름은 열전 장치, 저항식 가열기, 및 강제 순환 공기 중 임의의 하나 또는 이들의 조합에 의해 열적으로 제어되는 표면과 접촉할 수 있다.
도 3a - 도 3d는 일 실시예에 따른, 전달 모듈(104)의 내측 하우징(110) 둘레 및 내부의 다양한 도면을 도시한다. 도 3a는 일 실시예에 따른, 내측 하우징(110)의 사시도를 도시한다. 내측 하우징(110)은 강성 재료일 수 있는 케이스(302)로부터 형성된다. 예를 들어, 케이스(302)는 경질 플라스틱 또는 금속 재료일 수 있다. 다른 예에서, 케이스(302)는 가요성 플라스틱 재료일 수 있다.
내측 하우징(110)은 케이스(302)의 두께를 통해 연장하는 하나 이상의 포트를 포함한다. 포트는 1차 입구 포트(306) 및 전달 압력 포트(308)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 1차 입구 포트(306)는 도 2c에 도시된 바와 같이 입구 포트(228)들 중 다양한 것들과 정렬된다.
일 실시예에서, 트랙(304)이 밸브 재킷(108)을 내측 하우징(110) 둘레에서 제 위치에 유지하기 위해 사용된다. 밸브 재킷(108)은 도 4a - 도 4c에서 분리되어 설명될 것이다. 케이스(302)는 또한 전달 모듈(104)을 액추에이터에 연결하기 위한 결합 영역(310)을 포함할 수 있다. 액추에이터는 가동되어, 전달 모듈(104) 상에 힘을 인가하여 이동을 일으킬 수 있다. 다른 실시예에서, 결합 영역(310)은 사용자가 구조물에 힘을 인가하여 결과적으로 전달 모듈(104)을 이동시키도록 허용하는 임의의 방식의 구조물에 연결될 수 있다.
도 3b는 내측 하우징(110)의 측면도를 도시한다. 도시된 도면은 도 3a에서 멀리 향하는 측면이다. 유사한 트랙(304)이 또한 내측 하우징(110)의 이러한 측면 상에 도시되어 있다. 다른 실시예에서, 내측 하우징(110)은 단일 트랙 구조물만을 포함한다. 또한, 1차 출구 포트(312)가 도시되어 있다. 일 실시예에서, 1차 출구 포트(312)는 도 2a에 도시된 바와 같이 액체 포트(210)들 중 다양한 것들과 정렬된다. 내측 하우징(110)은 케이스(302)의 표면 둘레에서 임의의 개수의 포트를 포함할 수 있고, 본원에서 도시된 도면들은 그들의 배치 및 포트의 개수에 있어서 제한적인 것으로 의미되지 않음을 이해하여야 한다.
도 3c는 일 실시예에 따른, 내측 하우징(110)의 내부의 단면도를 도시한다. 케이스(302)는 전달 챔버(316)를 에워싼다. 또한, 유체 또는 임의의 다른 샘플 유형을 전달 챔버(316) 내에 밀봉하기 위한 챔버 커버(318)가 포함된다.
1차 출구 포트(312)는 전달 챔버(316) 내의 최저 지점에 또는 그 부근에 도시되어 있다. 배치는 전달 챔버(316) 내의 임의의 액체가 1차 출구 포트(312)를 통해 적절하게 배출되도록 허용한다. 적절한 배출을 더욱 용이하게 하기 위해, 전달 챔버(316)의 내벽은 일 실시예에 따르면, 하방으로 경사진다. 하나의 예에서, 전달 챔버(316)의 하나 이상의 벽이 경사진다. 하나의 예에서, 쐐기(320)가 경사 표면을 제공하기 위해 전달 챔버(316) 내에 배치된다.
일 실시예에서, 전달 챔버(316)는 교반 요소(324)를 포함한다. 예를 들어, 교반 요소(324)는 자석 교반 막대일 수 있다. 교반 요소(324)는 전달 챔버(316)의 내용물을 효과적으로 혼합하기 위해 사용될 수 있다. 하나의 예에서, 교반 요소(324)는 외부 자기장을 거쳐 여기된다. 일 실시예에서, 카트리지 하우징(102)은 전달 모듈(104)의 이동 경로를 따라 배치된 하나 이상의 자석을 포함한다. 자석의 존재는 교반 요소(324) 상에서 자력을 유도하여, 교반 요소가 전달 챔버(316) 내에서 이동하게 할 수 있다. 다른 예에서, 교반 요소(324)는 교반 요소(324)를 이동시키도록 구성된 액추에이터에 물리적으로 결합된다.
도 3d는 일 실시예에 따른, 뚜껑(106)의 사시도를 도시한다. 뚜껑(106)은 챔버 커버(318) 및 챔버 커버(318)에 결합된 쐐기(320)를 포함할 수 있다. 쐐기(320)의 챔버 커버(318)와의 통합은 더 용이한 제조 공정을 허용한다.
도 3a로 돌아가면, 내측 하우징(110) 둘레에 배치된 다양한 포트가 카트리지 하우징(102)의 다양한 챔버들과 전달 챔버(316) 사이에서 액체를 전달하기 위해 이용될 수 있다. 예시적인 공정에서, 전달 모듈(104)은 1차 입구 포트(306)를 카트리지 하우징(102)의 복수의 내측 포트(228)들 중 하나와 정렬시키기 위해 측방향으로 이동된다. 정렬되면, 진공 압력이 전달 압력 포트(308)를 거쳐 인가될 수 있고, 이는 액체를 카트리지 하우징(102)의 보관 챔버로부터 전달 모듈(104)의 전달 챔버(316) 내로 흡인할 것이다. 전달 모듈(104)의 추가의 측방향 이동은 1차 입구 포트(306)를 카트리지 하우징(102)의 복수의 입구 포트(228)들 중 상이한 하나와 정렬시킨다. 제2의 인가되는 진공 압력이 액체를 카트리지 하우징(102)의 다른 보관 챔버로부터 전달 챔버(316) 내로 흡인한다. 전달 챔버(316) 내의 2개의 액체는 필요하다면 교반 요소(324)에 의해 더욱 혼합될 수 있다. 전달 모듈(104)의 제3 측방향 이동은 1차 출구 포트(312)를 카트리지 하우징(102)의 액체 포트(210)들 중 하나와 정렬시킨다. 전달 압력 포트(308)에 인가되는 양압이 액체를 전달 챔 버(316)로부터 1차 출구 포트(312)를 통해, 정렬된 액체 출구 포트를 거쳐 카트리지 하우징(102)의 유체 네트워크 내로 방출한다. 더 많은 액체 흡인 및 방출 절차가 수행될 수 있고, 액체는 또한 1차 출구 포트(312)를 거쳐 전달 챔버(316) 내로 흡인될 수 있음을 이해하여야 한다.
특정 유체 채널을 따른 유체 유동을 제어하고, 전달 모듈(104)의 외부 둘레의 어떤 영역이 가압되는지를 제어하기 위해, 밸브 시스템이 내측 하우징(110) 둘레에서 구현된다. 도 4a - 도 4c는 내측 하우징(110) 둘레에 배치된 밸브 재킷(108)의 다양한 도면을 도시한다.
도 4a는 일 실시예에 따른, 밸브 재킷(108)의 사시도를 도시한다. 밸브 재킷(108)은 내측 하우징(110) 둘레에 끼워지는 순응성 케이싱(402)을 포함한다. 순응성 케이싱(402)은 고무와 같은 가요성 재료일 수 있다. 일 실시예에서, 순응성 케이싱(402)의 외측 표면은 순응성 케이싱(402)의 두께를 통해 연장하며 내측 하우징(110) 상의 포트와 정렬되는 포트를 포함한다. 예를 들어, 제1 포트(410)가 1차 출구 포트(312)와 정렬될 수 있고, 제2 포트(412)가 1차 입구 포트(306)와 정렬될 수 있다.
순응성 케이싱(402)의 외측 표면은 또한 일 실시예에 따르면, 다양한 패턴화된 리지 및 형상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 밸브 재킷(108)의 측면을 따른 환상 리지(404)가 복수의 통기/흡입 포트(212)들 중 다양한 것들과 정렬될 수 있다. 추가의 환상 구조물(414)이 밸브 재킷(108)의 상부를 따라 관찰된다. 중실 환상 구조물(414)은 각각의 포트를 원치 않게 가압되는 것으로부터 보호하기 위해 복수의 입구 포트(228)들 중 다양한 것들 위에 정렬될 수 있다. 중실 환상 구조물(414)은 보관 챔버(230a - 230e) 내에서의 장기간 액체 보관에 대해 바람직하다. 중공 환상 형상이 전달 모듈(104)이 카트리지 하우징(102) 내에서 이동할 때 마찰을 감소시키는 이점을 제공한다.
다른 패턴화된 리지가 또한 존재할 수 있다. 예를 들어, 가리비형 리지(406)가 제1 포트(410)와 정렬되지 않은 임의의 복수의 액체 포트(210)를 밀봉하기 위해 밸브 재킷(108)의 길이를 따라 연장할 수 있다. 다른 예에서, 직선 리지(408)가 카트리지 하우징(102)의 내측 표면 상에서의 균질 압력을 보장한다.
다양한 리지 패턴은 카트리지 하우징(102)의 내벽에 대해 가압하도록 설계된다. 이는 서로로부터 밀봉되는 전달 모듈(104)의 외측 표면 둘레의 복수의 영역을 생성한다. 따라서, 하나의 영역 내의 인가되는 압력차는 다른 영역 내의 압력에 영향을 주지 않을 것이다. 이러한 예시적인 설계는 도 4b에서 더 명확하게 관찰될 수 있다.
도 4b는 일 실시예에 따른, 전달 챔버(102) 내의 전달 모듈(104)의 단면을 도시한다. 전달 모듈(104)의 내측 하우징(302) 및 밸브 재킷(108)이 도시되어 있고, 아울러 밸브 재킷(108)의 돌출부(416)가 도시되어 있다. 돌출부(416)는 도 4a를 참조하여 이전에 설명된 바와 같은 리지 및 환상 형상과 유사할 수 있다. 돌출부(416)는 일 실시예에 따르면, 영역(418A - 418C)과 같은, 복수의 밸브 영역을 생성하기 위해 카트리지 하우징(102)의 내벽에 대해 가압된다. 예를 들어, 영역(418B)은 돌출부(416)로 인해 영역(418A, 418C)으로부터 분리되고, 이와 같이, 영역(418A, 418C)으로부터 분리되어 가압될 수 있다.
하나의 예에서, 영역(418B)은 카트리지 하우징(102)의 일 측면 상의 가압 포트(236)(도 2d)와 관련된다. 가압 포트(236)(도 2d)를 거쳐 인가되는 압력차는 또한 돌출부(416)에 의해 분리된 주위 영역들을 가압하지 않고서, 영역(418B)을 가압할 것이다.
단면도는 또한 전달 모듈(104)의 제1 포트(410)가 어떻게 카트리지 하우징(102)의 액체 포트(210)들 중 하나와 정렬될 수 있는지를 도시한다. 돌출부(416)는 유체의 누출 또는 포트 영역의 원치 않는 가압을 방지하기 위해 포트(410)를 둘러쌀 수 있다.
도 4c는 일 실시예에 따른, 밸브 재킷(108)의 측면도를 도시한다. 도시된 측면도는 도 4a에서 멀리 향하는 측면이다. 밸브 재킷(108)은 일 실시예에 따르면, 내측 하우징(110)의 전달 압력 포트(308)와 정렬될 수 있는 압력 포트(420)를 추가로 포함한다. 압력 포트(420)는 직선 리지(428) 및 사행 리지(422)와 같은 다양한 리지에 의해 형성된 가압 영역(424) 내에 배치된다. 리지의 패턴 및/또는 형상은 도시된 것으로 제한되지 않는다. 다른 영역(426)이 일 실시예에 따르면, 사행 리지(422)의 다른 측면 상에 존재한다. 도 4c를 참조하여 설명된 영역은 도 4b를 참조하여 위에서 설명된 영역과 유사한 것으로 고려될 수 있다.
가압 영역(424)은 일 실시예에 따르면, 카트리지 하우징(102)의 포트와 관련된다. 예를 들어, 전달 모듈(104)이 카트리지 하우징(102) 내에 위치되었을 때, 가압 포트(236)는 가압 영역(424) 내에 위치될 수 있다. 하나의 예에서, 가압 포트는 사행 리지(422)의 중간 수평 부분 아래에 위치된다. 전달 모듈(104)이 카트리지 하우징(102) 내에서 병진 이동할 때, 가압 영역(424)은 하나의 예에 따르면, 가압 포트(236)와 관련되어 유지된다. 다른 예에서, 전달 모듈(104)의 병진 이동은 사행 리지(422)와 관련된 사행 형상으로 인해, 통기 포트(234)를 가압 영역(424) 내에 그리고 가압 포트(236)를 영역(426) 내에 정렬시킬 수 있다. 가압 영역(424) 내에 정렬된 포트를 거쳐 인가되는 압력차는 또한 압력 포트(420)를 거쳐 전달 챔버(316) 내에 동일한 압력차를 인가할 것이다. 다른 예에서, 전달 모듈(104)의 병진 이동은 가압 포트(236)를 밸브 재킷(108)의 외부 표면 둘레의 다양한 영역과 정렬시킨다.
영역(426)은 또한 일 실시예에 따르면, 카트리지 하우징(102)의 포트와 관련된다. 예를 들어, 통기 포트(234)가 사행 리지(422)의 중간 수평 부분 바로 위와 같은, 영역(426) 내에 위치될 수 있다. 이러한 예에서, 영역(426)은 대기압으로 개방된다. 대안적으로, 가압 포트(236)가, 예를 들어, 사행 리지(422)의 굽힘부 사이에서, 영역(426) 내에 위치될 수 있다. 진공 압력이 가압 포트(236)에 인가될 수 있고, 이는 유사하게 영역(426)을 가압한다.
영역(426)은 일 실시예에 따르면, 밸브 재킷(108)의 다른 측면(도 4a에 도시된 측면)에 감길 수 있다. 따라서, 환상 리지(404)를 둘러싸는 영역 및 환상 구조물(414)은 모두 영역(426)과 동일한 영역으로 간주될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 전달 모듈(104)이 별개의 단차들 사이에서 카트리지 하우징(102) 내에서 이동할 때, 환상 리지(404)는 일 실시예에 따르면, 통기/흡입 포트(212)들 중 하나를 제외한 전부를 덮는다. 환상 리지(404)에 의해 덮이지 않는 하나의 통기/흡입 포트는 그 다음 대기압 또는 영역(426)에 인가된 압력차를 받는다.
제2 테스트 카트리지 실시예
도 5 - 도 8은 다른 실시예에 따른 테스트 카트리지 시스템의 다양한 도면 및 구성요소를 도시한다. 도 5a - 도 5b는 카트리지 하우징(502) 및 전달 모듈(504)을 포함하는 테스트 카트리지 시스템(500)에 대한 단순화된 표현의 도면을 도시한다. 전달 모듈(504)은 제1 테스트 카트리지 실시예로부터의 전달 모듈(104)과 실질적으로 동일한 기능을 시스템 내에서 갖는다. 양 전달 모듈(504, 104)은 몇몇 실시예에 따르면, 전달 모듈의 외부 상의 포트를 하우징(502, 102)의 측면들 상의 포트와 정렬시키기 위해 시스템 내에서 측방향으로 이동한다. 또한, 전달 모듈(504)은 재킷(508)에 의해 둘러싸여서 뚜껑(506)에 의해 캡핑되는 내부 챔버를 갖는 내측 하우징(510)을 구비하여, 전달 모듈(104)과 유사한 구성을 갖는다. 전달 모듈(504)의 추가의 세부가 도 7a - 도 7d를 참조하여 이후에 설명된다.
하우징(502)은 몇몇 실시예에 따르면, 하우징(102)과 많은 동일한 특징을 포함한다. 예를 들어, 하우징(502)은 복수의 처리 챔버(524a - 524b), 전달 모듈(504)을 수납하기 위한 챔버 베이(520), 및 포트 뚜껑(512)을 구비한 샘플 포트(514)를 포함한다. 하나의 예에서, 챔버(524a)는 폐기물 챔버이고, 챔버(524b)는 스왑 리셉터클 챔버이다. 샘플 포트(514)는 하나의 실시예에 따르면, 의료용 스왑의 길이를 수납하도록 치수 설정될 수 있는 챔버(524b) 내로 이어진다. 하우징(502)은 또한 일 실시예에 따르면, 하우징(502) 둘레의 다양한 챔버 및 채널을 밀봉하기 위한 다양한 커버(518, 526, 527, 528)를 포함한다. 하나의 예에서, 커버(526, 518)들 각각은 하우징(502)과 실질적으로 동일한 재료로부터 만들어진다. 일 실시예에서, 커버(526, 528, 518)들 중 임의의 하나가 실질적으로 투명하다. 커버(527)는 하우징(502) 내의 샘플로의 더 효율적인 열 전달을 허용하기 위해, 높은 열 전도율을 갖는 재료, 예컨대, 알루미늄 호일일 수 있다. 개방부(513)가 커버(526) 내로 절단될 수 있어서, 열이 커버(527)로부터 개방부(513)를 거쳐 하우징(502)의 내측 처리 챔버로 더 효율적으로 전도될 수 있다. 내측 처리 챔버는 또한 커버(532)를 구비한 그 자신의 입구를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 하우징(502)은 하우징(502) 내로 위치되는 다양한 유형의 필터를 수납하기 위한 상부 개방부(522)를 포함한다. 하나의 예에서, 박막 또는 실리카 비드와 같은 고체상 추출 재료가 상부 개방부(522)를 거쳐 하우징(502)의 챔버 내로 위치될 수 있다. 복수의 개방부가 몇몇 실시예에 따르면, 커버(526, 527) 내에서 관찰된다. 커버(526)의 개방부는, 예를 들어, 건조 시약을 위한 더 많은 공간이 작은 챔버 내로 위치되도록 허용하기 위해, 하우징(502)의 다양한 소형 챔버들 위에 정렬될 수 있다. 다른 예에서, 커버(527)의 개방부는 하우징(502)의 채널의 감지 영역으로의 광학적 접근을 제공할 수 있다.
하우징(502)은 또한 일 실시예에 따르면, 내측 처리 챔버 내로의 개방부(515)를 포함한다. 고체, 반고체, 또는 액체 샘플과 같은 임의의 유형의 샘플이 개방부(515)를 거쳐 내측 처리 챔버 내로 위치될 수 있다. 개방부(515)는 내측 처리 챔버 내로 위치된 샘플로부터의 임의의 누출을 방지하기 위해 커버(532)에 의해 캡핑될 수 있다. 내측 처리 챔버는, 예를 들어, 세포를 용해시키거나 샘플을 균질화하기 위한 비드 비터 챔버일 수 있다. 하우징(502)은 비드 비터 모듈의 다양한 크기를 통합하도록 치수 설정될 수 있다. 일 실시예에서, 하우징(502) 내의 비드 비터 모듈은 10 내지 5000마이크로리터 범위의 액체 체적을 수용한다. 다른 실시예에서, 비드 비터 모듈의 수용 체적은 100과 1000마이크로리터 사이의 범위이다.
도 6a 및 도 6b는 몇몇 실시예에 따른, 하우징(502)의 측면도를 더 상세하게 도시한다. 도 6a는 하우징(502)의 일 측면 상의 다양한 보관 챔버를 도시한다. 하우징(502)은 일 실시예에 따르면, 7개의 보관 저장소(630a - 630g)를 포함한다. 다른 개수의 보관 저장소가 또한 가능하다. 다양한 보관 저장소(630a - 630g)의 도시된 형상 및 크기는 제한적인 것으로 의도되지 않고, 사실상 임의의 형상 및 크기를 포함하도록 변경될 수 있음을 또한 이해하여야 한다. 다양한 보관 저장소(630a - 630g)들 각각은 저장소 내로의 2개의 개방부를 포함할 수 있다. 제1 개방부가 저장소 내로 또는 그의 외부로 유체를 전달하기 위해 유체 채널에 결합될 수 있고, 제2 개방부가 저장소의 대가압으로의 통기를 허용할 수 있다. 저장소를 통기시키는 능력은 유체가 저장소로부터 흡인될 때 저장소가 더 효율적으로 비워지도록 허용할 수 있다. 또한, 공기가 통기 개방부의 외부로 탈출하는 능력을 가지면, 유체가 저장소 내로 이동될 때, 공기가 저장소 내에 포착되지 않을 수 있다.
또한, 2개의 챔버, 제1 완충제 챔버(642) 및 제2 완충제 챔버(643)가 도시되어 있다. 각각의 완충제 챔버는 일 실시예에 따르면, 액체가 테스트 카트리지 시스템의 유체 기반 구조물을 진출하는 것을 방지하는 것을 돕기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 완충제 챔버(642)는 시스템을 통기시키기 위해 사용되는 채널을 따라 우발적으로 유동한 임의의 "유출" 액체를 유지하도록 설계될 수 있다. 통기 채널은 또한 액체 감지 영역을 포함할 수 있다. 액체가 액체 감지 영역을 횡단하면, 센서는 액체가 통기 포트의 외부로 탈출할 수 있기 전에 액체를 정지시키기 위해 유체가 유동하게 하는 임의의 인가되는 힘을 차단하도록 설계될 수 있다. 유사하게, 제2 완충제 챔버(643)는 시스템에 압력을 인가하기 위해 사용되는 채널을 따라 우발적으로 유동한 임의의 "유출" 액체를 유지하도록 설계될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 인가되는 압력은 테스트 카트리지 시스템(500)의 다양한 채널 및 챔버를 통해 액체를 흡입하기 위한 진공 압력이다. 압력 채널은 또한 통기 채널 내의 이전에 설명된 센서와 유사한 방식으로 작동하도록 설계된 관련 센서를 구비한 액체 감지 영역을 포함할 수 있다. 추가로, 제1 완충제 챔버(642) 및 제2 완충제 챔버(643)와 관련된 각각의 포트는 몇몇 실시예에 따르면, 필터(641a, 641b)를 포함할 수 있다. 필터(641a, 641b)는 시스템을 통기 및/또는 가압하기 위해 포트를 사용할 때 시스템의 잔여부에 대한 오염을 방지하기 위한 에어로졸 필터일 수 있다.
일 실시예에서, 하우징(502)은 더 큰 분석기 시스템 내에서 하우징(502)을 지지하기 위한 클램프 지점(635a, 635b)을 포함한다. 테스트 카트리지는 시스템을 가열 및/또는 냉각하고, 소정의 챔버를 광학적으로 측정하고, 진공 또는 펌프 공급원을 제공하고, 전달 모듈(504)의 이동을 일으키기 위한 구성요소들을 포함하는 분석기 내로 위치될 수 있다. 테스트 카트리지 시스템(500)의 하우징(502)은 분석기의 다양한 작업들이 수행되고 있을 때 하우징(502)이 이동하지 않도록, 클램프 지점(635a, 635b)을 거쳐 분석기 내에서 제 위치에 유지될 수 있다.
폐기물 통로(641)가 또한 유체 및 임의의 다른 폐기물 샘플을, 예를 들어, 챔버(524a)와 같은 폐기물 챔버로 안내하기 위해 하우징(502) 내에 포함될 수 있다. 폐기물 챔버 내로의 진입부는 유체가 챔버 내로만 유동하고 챔버의 외부로는 유동하지 않게 허용하도록 설계될 수 있다.
도 6b는 하우징(502)의 대향 측면의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 예시적인 유체 배열이 전달 모듈(504)의 포트와의 유체 결합을 위해 정렬된 복수의 포트(610)를 구비하여 제시된다. 또한, 압력 포트(636) 및 통기 포트(634)가 도시되어 있다. 압력 포트(636)는 일 실시예에 따르면, 시스템 전반에 걸쳐 양 또는 음의 압력차를 인가하기 위해 외부 압력 공급원에 연결될 수 있다. 통기 포트(634)는 대기로 개방될 수 있거나 다른 압력 공급원에 연결될 수 있다. 예를 들어, 시스템의 결합된 채널들을 통한 액체의 더 빠른 이동을 일으키기 위해, 양의 압력차가 하나의 포트에 인가되며 음의 압력차가 다른 포트에 인가될 수 있다.
하우징(502)은 또한 도 2a에 관하여 이전에 설명된 반응 챔버(216)와 유사하게 작동할 수 있는 반응 챔버(616)를 포함한다. 일 실시예에서, 반응 챔버(616)로 이어지는 다양한 채널이 예비 혼합 챔버(631)를 포함한다. 예비 혼합 챔버(631)는 건조되거나 동결 건조된 시약과 같은 건조 화학 물질을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 예비 혼합 챔버(631)는 건조 화학 물질 비드 또는 생물학적 샘플을 포함한다. 그러한 생물학적 또는 화학적 화합물은 사용 전에 장기간 동안 예비 혼합 챔버(631) 내에 보관될 수 있다. 예비 혼합 챔버(631)의 치수는 일 실시예에 따르면, 보통 직경이 수 밀리미터 정도인, 건조 화학 물질 비드의 크기에 특히 맞도록 설계될 수 있다. 하나의 예에서, 반응 챔버(616)를 향해 흡인되는 유체는 예비 혼합 챔버(631) 내에 보관된 샘플과 혼합된다. 다양한 채널은 또한 일 실시예에 따르면, 센서 영역(614)을 포함한다. 센서 영역(614)은 대응하는 채널 내의 액체의 존재 및/또는 유량을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 외부 광학 프로브가 결정을 이루기 위해 센서 영역(614)과 함께 이용될 수 있다. 다른 예에서, 저항식 센서와 같은 통합형 센서가 액체의 존재 또는 유량을 표시할 수 있다. 제어 시스템이 테스트 카트리지 시스템(500)의 다양한 기능을 활성화하기 위해 또는 센서 영역(614)을 갖는 각각의 채널 내의 액체의 유량을 제어하기 위해, 센서 영역(614)으로부터의 데이터 출력을 사용할 수 있다.
또한, 복수의 프릿(633)이 하우징(502)의 측면 상에 도시되어 있다. 각각의 프릿(633)은 다양한 입자 크기를 여과 또는 포착하도록 설계된 다양한 재료를 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 프릿(633)은 0.1마이크로미터 내지 500마이크로미터 사이의 범위일 수 있는 선택 가능한 기공 크기를 구비한 얇은 메시를 갖는 플라스틱 재료이다. 하나의 실시예에서, 프릿(633)은 대략 20마이크로미터의 기공 크기를 갖는다.
도 6b의 카트리지 하우징(502)의 하부 부분에서, 광학 접근 영역(640)이 일 실시예에 따르면, 반응 챔버(616) 아래에 배치된다. 광학 접근 영역(640)은 광학 검출 과정 중에 사용되는 모든 파장에 대해 실질적으로 투명하도록 설계된다. 하나의 예에서, 각각의 개별 반응 챔버는 그 자신의 광학 접근 영역을 갖는다. 다른 예에서, 단일 광학 접근 영역이 복수의 반응 챔버(616)를 가로질러 걸친다. 하나의 예에서, 광검출기가 하나 이상의 파장에서 반응 챔버(616) 내의 액체를 통한 흡수율을 측정한다. 다른 예에서, 광검출기는 반응 챔버(616) 내의 형광 화합물로부터 발생되는 형광 신호를 측정한다. 형광 측정은 반응 챔버(616) 아래로부터 또는 반응 챔버(616)의 측면으로부터 취해질 수 있다. 반응 챔버(216)는 다른 검출 수단, 예컨대, 전기화학적, 전기기계적, 표면 플라즈몬 공명 등을 위해 구성될 수 있다.
도 7a - 도 7f는 몇몇 실시예에 따른, 전달 모듈(504) 내의 그리고 그 둘레의 다양한 도면을 제공한다. 전달 모듈(504)의 많은 일반적인 특징들은 제1 테스트 카트리지 실시예의 전달 챔버(104)와 실질적으로 유사하다. 예를 들어, 양 전달 모듈은 경질의 내측 하우징 둘레에 감긴 순응성 재료를 포함하고, 중심 챔버를 향해 내측으로 이어지는 외부 상의 포트를 갖는다. 그러나, 전달 모듈(504) 상의 소정의 특징부들의 배열 및 설계는 도 7a - 도 7f에 관하여 본원에서 제공되는 바와 같이, 추가의 설명을 요구한다.
전달 모듈(504)의 상이한 측면들로부터의 2개의 등각 개략도가 몇몇 실시예에 따라, 도 7a 및 도 7b에 도시되어 있다. 전달 모듈(504)은 내측 하우징(510) 둘레에 감긴 재킷(508)을 포함한다. 전달 모듈(504)은 또한 2개의 포트(712a, 712b)를 포함한다. 일 실시예에서, 포트(712a, 712b)들 각각은 전달 모듈(504)의 하부 부분 상에 배치된다. 하나의 예에서, 포트(712a, 712b)들은 실질적으로 서로 마주한다. 전달 모듈(504)은 또한 전달 모듈(504)의 상부 부분을 따른 제3 포트(706)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 포트(712a, 712b, 706)는 전달 모듈(504) 내부의 중심 챔버 내로 이어진다. 각 포트(712a, 712b, 706)는 유체 전달을 위해 하우징(502)의 다양한 포트에 결합하기 위해 사용될 수 있다. 다른 예에서, 각 포트(712a, 712b, 706)는 테스트 카트리지 시스템(500) 내의 유체에 압력차를 인가하기 위해 가압 공급원에 결합될 수 있다. 하나의 실시예에서, 포트(712a, 712b)만이 유체를 전달하기 위해 사용되고, 포트(706)는 전달 모듈(504)의 중심 챔버를 가압 또는 감압하기 위해 사용된다.
전달 모듈(504)은 또한 일 실시예에 따르면, 다양한 패턴화된 리지 및 형상을 포함한다. 전달 모듈(104) 상의 재킷(108)의 패턴화된 구조와 유사하게, 전달 모듈(504) 상의 패턴화된 영역은 하우징(502)의 다양한 포트에 정렬되어, 전달 모듈(504) 둘레에서 다양한 가압 영역 또는 밸브 영역을 형성할 수 있다. 예를 들어, 환상 구조물(704)이 하우징(502) 상의 포트 위에 정렬되어 그러한 포트를 밀봉할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 환상 구조물(714)들의 군집체가 또한 제공된다. 환상 구조물(714)들의 군집체는 전달 모듈(504)의 위치에 기초하여 동시에 하우징(502)의 다양한 포트들 위에 정렬되도록 배열될 수 있다. 하나의 실시예에서, 환상 구조물(714)들의 군집체로부터의 환상 구조물은 하우징(502)의 적어도 2개의 포트들 사이에서 유체 다리로서 역할한다. 하나의 예에서, 유체는 동일한 환상 구조물 위에 정렬되는 2개의 포트를 통해 유동함으로써 하나의 채널로부터 다른 채널로 유동할 수 있다. 이러한 방식으로, 전달 모듈(504)의 중심 챔버를 통해 유체를 통과시킬 필요가 없이 하우징(502)의 상이한 채널들을 통해 유체를 이동시키는 것이 가능하다. 유체는 또한 일 실시예에 따르면, 임의의 포트(712a, 712b, 706)를 거쳐 전달 모듈(504)의 중심 챔버 내로 그리고 그의 외부로 여전히 유동할 수 있다.
전달 모듈(504)의 재킷(508)은 또한 다양한 리지(707, 709)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 리지(707)는 하우징(502)의 다양한 포트(610) 위에서 밀봉하도록 사용되고, 포트(610)들 중 하나의 포트만이 포트(712a)와 정렬된다. 리지(709)는, 예를 들어, 영역(711, 713)들과 같은 복수의 영역들 사이를 구분하기 위해 사용될 수 있다. 하나의 실시예에서, 영역(711, 713)들은 분리되어 가압될 수 있는 영역들을 나타낸다. 예를 들어, 영역(711)은 하우징(502) 내의 전달 모듈(504)의 위치로 인해 압력 포트(636)를 거쳐 가압될 수 있다. 가압 영역(711)은 포트(706)를 거쳐 전달 모듈(504)의 중심 챔버를 대응하여 가압하고, 전달 모듈(504)의 중심 챔버 내로 액체를 흡인하거나 그로부터 액체를 방출할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 전달 모듈(504)을 액추에이터에 연결하기 위한 결합 영역(702)이 전달 모듈(504) 상에 도시되어 있다. 액추에이터는 이전에 설명된 제1 테스트 카트리지 시스템과 실질적으로 유사하게 하우징(502) 내에서 전달 모듈(504)을 측방향으로 병진 이동시키도록 설계될 수 있다.
도 7c는 일 실시예에 따른, 전달 모듈(504)의 길이를 따른 전달 모듈(504)의 단면도를 도시한다. 전달 모듈(504)은 중심 챔버(716)를 포함한다. 뚜껑(506)이 중심 챔버(716)의 단부를 밀봉하기 위해 사용된다. 하나의 실시예에서, 뚜껑(506)은 제거 가능하도록 설계된다. 뚜껑(506)은 일 실시예에 따르면, 중심 챔버(716) 내의 임의의 액체를 배출하는 것을 돕기 위한 경사 표면(들)을 제공하기 위해 중심 챔버(716) 내로 연장한다. 구멍(708)이 액체를 하우징(502)의 다른 영역으로부터/으로 중심 챔버(716)로/로부터 전달하기 위해 중심 챔버(716) 내의 뚜껑(506)의 실질적으로 중간에 배치된다. 전달 채널(710)이 포트(712a, 712b)들 중 하나 또는 모두를 향해 액체를 보낼 수 있다.
도 7d는 일 실시예에 따른, 패널(718) 및 경사 구조물(720)을 포함하는 뚜껑(506)의 도면을 제공한다. 패널(718)은 중심 챔버(716)의 단부를 밀봉하기 위해 사용될 수 있고, 경사 구조물(720)은, 예를 들어, 중심 챔버(716) 내의 액체 샘플의 각 포트(712a 또는 712b)를 향한 이동을 용이하게 하도록 경사 표면을 제공한다. 구멍(708)이 또한 일 실시예에 따르면, 중심 챔버(716)를 소기시킬 때, 액체 전부를 적절하게 배출하기 위해 경사 구조물(720)의 최저 지점에 도시되어 있다.
도 7e는 일 실시예에 따른, 구멍(708) 및 전달 채널(710)을 도시하는 뚜껑(506) 아래로부터의 다른 도면을 도시한다. 하나의 예는 액체를 전달 모듈(504)의 측면들 상의 포트(712a, 712b)와 정렬시키기 위한 측면 채널(715)을 포함한다. 도시된 채널 구성은 유체를 중심 챔버(716) 내로 그리고 그의 외부로 유도하기 위한 단지 하나의 예이고, 제한적으로 간주되지 않아야 한다.
도 7f는 일 실시예에 따른, 전달 모듈(504)의 폭을 따른 전달 모듈(504)의 단면도를 도시한다. 재킷(508)이 내측 하우징(510) 둘레에 감겨서 관찰된다. 재킷(508)은 일 실시예에 따르면, 다양한 돌출부(724)를 포함한다. 돌출부(724)는 재킷(508) 상의 다양한 패턴화된 구조물을 나타낼 수 있다. 하나의 예에서, 돌출부(724)는 하우징(502)의 내벽에 대해 가압하여 다양한 영역(722a, 722b, 722c)을 생성한다. 각각의 영역은 하우징(502) 내에서의 전달 모듈(504)의 위치에 기초하여 분리되어 가압될 수 있다. 포트(712a, 712b)들은 일 실시예에 따르면, 각각 하우징(502)의 포트(610)들 중 하나 및 압력 포트(636)와 관련된 포트와 정렬되는 것으로 도시되어 있다. 전달 모듈(504)이 하우징(502) 내에서 측방향으로 이동할 때, 포트(712a 및/또는 712b)는 하우징(502)의 상이한 포트(610)들과 정렬될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따르면, 경사 구조물(720) 및 측면 채널(715)이 중심 챔버(716) 내에 도시되어 있다. 예시적인 실시예에서, 측면 채널(715)은 U-형상으로 포트(712a, 712b)들 각각에 연결된다.
도 8a 및 8b는 몇몇 실시예에 따른, 분석을 위해 테스트 카트리지 시스템 내로 위치되는 스왑을 도시한다. 도 8a는 카트리지 하우징의 챔버(524b) 내에 위치된 스왑(802)을 도시한다. 챔버는 포트 뚜껑(512)으로 밀봉된다. 하나의 예에서, 스왑(802)은 80mm 정도의 길이를 갖는다. 챔버(524b)는 본 발명의 범주 또는 사상으로부터 벗어남이 없이 스왑의 임의의 길이를 수납하도록 치수 설정될 수 있다.
도 8b는 더 긴 스왑(806)이 챔버(524b) 내로 위치되어 연장된 뚜껑(804)으로 밀봉되는 다른 실시예를 도시한다. 연장된 뚜껑(804)은 챔버(524b)보다 더 길고 챔버 개방부로부터 돌출한 스왑 위에서 밀봉하도록 사용될 수 있다. 하나의 예에서, 더 긴 스왑(806)은 길이가 대략 100mm이다. 더 긴 스왑(806)은 챔버(524b) 내에서 만곡되고 그리고/또는 구부러질 수 있다.
예시적인 작동 방법
카트리지 하우징 및 그의 대응하는 전달 챔버의 양 실시예의 다양한 챔버들 사이에서 유체 전달을 수행하기 위한 예시적인 방법이 아래에서 설명된다.
도 9는 테스트 카트리지 시스템(100)의 제1 실시예를 통해 액체를 운반하기 위한 예시적인 방법(900)의 흐름도를 도시한다. 방법(900)은 테스트 카트리지 시스템(100)에서 수행될 수 있는 하나의 예시적인 작동 시퀀스를 설명하고, 제한적으로 간주되지 않아야 함을 이해하여야 한다. 또한, 방법(900)은 테스트 카트리지 시스템(500)의 제2 실시예를 사용하여 수행될 수도 있다.
블록(902)에서, 전달 모듈(104)은 일 실시예에 따르면, 전달 모듈(104)의 입구 포트를 제1 챔버의 출구 포트에 정렬시키기 위해 카트리지 하우징(102) 내에서 측방향으로 이동된다. 전달 모듈(104)의 입구 포트는, 예를 들어, 1차 입구 포트(306)일 수 있다. 제1 챔버의 출구 포트는, 예를 들어, 입구 포트(228)들의 열 중 임의의 하나일 수 있다.
블록(904)에서, 샘플이 일 실시예에 따르면, 인가되는 제1 압력차에 의해 제1 챔버로부터 전달 챔버(316) 내로 흡인된다. 일 실시예에서, 인가되는 압력차는 전달 압력 포트(308)에 인가된다. 인가되는 압력차는 샘플을 전달 챔버(316) 내로 흡인하기 위한 진공 압력일 수 있다. 샘플은 면봉 또는 액체로부터 제1 챔버로 도입될 수 있다. 제1 챔버는, 예를 들어, 내측 처리 챔버 또는 샘플 포트(114)와 관련된 처리 챔버일 수 있다. 추가로, 샘플은 액체, 반고체, 고체 등의 임의의 혼합물일 수 있다.
블록(906)에서, 전달 모듈(104)은 일 실시예에 따르면, 전달 챔버(316)의 출구 포트를 제2 챔버의 입구 포트와 정렬시키기 위해 카트리지 하우징(102) 내에서 다시 측방향으로 이동된다. 전달 챔버(316)의 출구 포트는, 예를 들어, 1차 출구 포트(312)일 수 있다. 제2 챔버의 입구 포트는, 예를 들어, 액체 포트(210)들의 열 중 임의의 하나일 수 있다. 이와 같이, 제2 챔버의 입구 포트는 폐기물 챔버(218), 반응 챔버(216), 스왑 용출 챔버(206) 등과 같은, 카트리지 하우징(102)의 임의의 챔버로 이어질 수 있다.
블록(908)에서, 샘플은 일 실시예에 따르면, 인가되는 제2 압력차에 의해 전달 챔버(316)로부터 제2 챔버로 흡인된다. 제2 압력차는 전달 압력 포트(308)에 인가되는 양압일 수 있다. 대안적으로, 제2 압력차는 액체를 대응하는 통기/흡입 포트(212)와 관련된 챔버 내로 흡인하기 위해 통기/흡입 포트(212)에 인가되는 진공 압력일 수 있다.
본원의 설명이 주어지면 관련 기술 분야(들)의 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 더 많은 액체 흡인 절차가 수행될 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 블록(904) 이후에, 전달 챔버는 다른 보관 챔버 내에 보관된 다른 액체를 흡인하기 위해 그의 입구 포트를 카트리지 하우징(102)의 상부를 따른 제2 출구 포트에 정렬시킬 수 있다. 이러한 절차는 특정 분자 테스트에 대해 필요한 프로토콜에 의존하여 원하는 만큼 많은 회수로 반복될 수 있다.
다른 실시예에서, 블록(908)에 이어서, 추가의 단계가 샘플을 다시 전달 챔버 내로 흡인하고, 액체를 제3 챔버 내로 방출하기 위해 수행될 수 있다. 예를 들어, 제2 챔버는 스왑 용출 챔버(206)일 수 있고, 제3 챔버는 검출 챔버(216)들 중 하나일 수 있다. 임의의 개수의 챔버가 원하는 만큼 많은 회수로 흡인되거나 추출되는 액체를 가질 수 있다. 따라서, 시스템은 다양한 챔버들 사이에서 수많은 액체 전달 패턴을 허용한다.
도 10은 테스트 카트리지 시스템(500)의 제2 실시예를 통해 액체를 운반하기 위한 예시적인 방법(1000)의 흐름도를 도시한다. 방법(1000)은 테스트 카트리지 시스템(500)에서 수행될 수 있는 하나의 예시적인 작동 시퀀스를 설명하며, 제한적으로 간주되지 않아야 함을 이해하여야 한다.
블록(1002)에서, 전달 모듈(504)은 일 실시예에 따르면, 전달 모듈(504)의 외측 표면 상의 구조물을 적어도 제1 챔버와 관련된 제1 포트 및 제2 챔버와 관련된 제2 포트에 정렬시키기 위해 카트리지 하우징(502) 내에서 측방향으로 이동된다. 제1 챔버는, 예를 들어, 입구 저장소(622)일 수 있고, 제2 챔버는 보관 저장소(630a - 630g)들 중 하나일 수 있다. 전달 모듈(504)의 외측 표면 상의 구조물은 일 실시예에 따르면, 제1 포트 및 제2 포트 둘레에 끼워지는 환상 형상을 가질 수 있다.
블록(1004)에서, 샘플이 일 실시예에 따르면, 적어도 전달 모듈(504)의 외측 표면 상의 구조물을 거쳐 제1 챔버로부터 제2 챔버로 흡인된다. 이러한 방식으로, 샘플은, 예를 들어, 전달 모듈(504)의 중심 챔버를 통과하지 않고서, 제1 챔버와 제2 챔버 사이에서 이동할 수 있다.
블록(1006)에서, 샘플은 일 실시예에 따르면, 제2 챔버로부터 제3 챔버로 흡인된다. 제3 챔버는 전달 모듈(504)의 중심 챔버(716)일 수 있고, 액체는 전달 모듈(504)의 벽을 통한 포트를 거쳐 중심 챔버(716)로 진입할 수 있다. 포트는, 예를 들어, 도 7a 및 도 7b에 도시된 임의의 유체 포트(706, 712a, 712b)일 수 있다. 제3 챔버는 샘플을 혼합 또는 여과하기 위한 구성요소를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 전달 모듈(504)은 전달 모듈(504)의 포트를 하우징(502)의 다른 포트에 정렬시키고 그의 중심 챔버 내의 샘플을 정렬된 포트를 통해 방출하기 위해, 측방향으로 이동할 수 있다. 본원의 설명이 주어지면 관련 기술 분야(들)의 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 더 많은 액체 흡인 절차가 수행될 수 있음을 이해하여야 한다.
예
테스트 카트리지 시스템(100)을 사용하여 수행되는 2개의 예시적인 프로토콜이 이제 설명된다. 제1 예시적인 프로토콜은 실시간 PCR 검출에 관한 것이고, 제2 예시적인 프로토콜은 면역 검정에 관한 것이다. 여기서 언급되는 단계들은 각각의 테스트를 수행하는 것은 물론, 시스템을 사용하기 위한 가능한 예를 제공함을 이해하여야 한다.
PCR 프로토콜
예시적인 PCR 프로토콜은 카트리지 하우징(102) 둘레의 반응 챔버는 물론 많은 처리 챔버를 이용한다. 하나의 예에서, PCR 프로토콜은 도 2a에 도시된 카트리지 하우징 실시예를 사용한다. 프로토콜은 또한 도 6a - 도 6b에 도시된 카트리지 하우징 실시예를 사용하여 수행될 수 있음을 이해하여야 한다. 이러한 예에서, 5개의 보관 챔버가 사용되고, 각각은 미리 장입된 용액을 담는다. 보관 챔버는 다음과 같이 라벨링된다:
R1: 세척-2 완충제를 담음
R2: 용해 완충제를 담음
R3: 용출 완충제를 담음
R4: 세척-3 완충제를 담음
R5: 세척-1 완충제를 담음
예시적인 PCR 절차는 위에서 설명된 예시적인 테스트 카트리지 시스템(100)을 참조하여 본원에서 설명된 작업 흐름을 사용하여 수행될 수 있다. 유사한 단계들이 또한 테스트 카트리지 시스템(500) 상에 도시된 다양한 챔버 및 채널을 사용하여 수행될 수 있다. 샘플은 스왑 리셉터클(114) 내의 스왑을 거쳐 테스트 카트리지 시스템(100) 내로 도입된다. 대안적으로, 샘플은 통합형 비드 비터 시스템에 의해 용해되도록 제2 입구를 거쳐 직접 내측 처리 챔버 내로 도입될 수 있다.
샘플이 테스트 카트리지 시스템(100) 내로 도입되면, 전체 테스트 카트리지는 분석기 내로 위치된다. 분석기는 전달 모듈(104)을 이동시키기 위한 액추에이터, PCR 반응을 수행하기 위한 하나 이상의 가열 요소, 및 광학 측정 구성요소를 제공한다. 분석기는 아울러 카트리지 하우징(102) 둘레의 압력 포트에 결합하여, 필요한 압력차를 인가할 수 있다.
전달 모듈(104)은 용해 완충제를 R2로부터 전달 챔버 내로 흡인하도록 정렬된다. 전달 모듈(104)은 용해 완충제를 스왑 용출 챔버(206)로 이동시키도록 정렬되고, 여기서 스왑으로부터의 샘플이 용해 완충제 내에서 재현탁된다. 샘플은, 용해 완충제와 함께, 그 다음 처리 포트(204)를 거쳐 내측 처리 챔버 내로 이동되어, 샘플 내의 세포에 대한 용해를 수행하고 DNA 및/또는 RNA를 방출할 수 있다. 용해 절차에 이어서, 샘플은 이후에 "용해물"로 불린다.
용해물은 전달 챔버에 인가되는 진공 압력에 의해 내측 처리 챔버로부터 전달 챔버 내로 다시 흡인된다. 그 다음, 전달 모듈(104)은 그의 출구 포트를 폐기물 챔버와 관련된 포트에 정렬시키기 위해 측방향으로 이동된다. 그러나, 필터가 DNA 서열을 포착하기 위해 폐기물 챔버로부터 상류에 배치된다. 따라서, 전달 챔버에 양압을 인가한 후에, 용해물은 필터를 통해 계속하여 폐기물 챔버로 통과한다. DNA는 필터 내에 잔류할 것이고, 다량의 임의의 원치 않는 물질은 폐기물 챔버로 통과할 것이다. 필터는, 예를 들어, 핵산 서열을 포획하기 위한 실리케이트 매트릭스 또는 복수의 실리카 비드일 수 있다.
전달 모듈(104)은 R5와 정렬되도록 이동하여, 세척-1 완충제를 전달 챔버 내로 흡인한다. 이어서, 세척-1 완충제가 필터 내에서 임의의 원치 않는 물질을 추가로 제거하기 위해 필터를 통과한다. 완충제는 폐기물 챔버로 통과한다. 제2 세척 단계가 그 다음 세척-2 완충제에 의해 수행된다. 전달 모듈(104)은 R1과 정렬되어 세척-2 완충제를 흡인하고, 필터를 포함하는 유체 채널과 정렬되도록 다시 이동한다. 세척-2는 필터를 통해 폐기물 챔버 상으로 통과한다.
이러한 스테이지에서, DNA가 전달 챔버 내로 복귀될 수 있기 전에 전달 챔버를 세척하는 것이 요구될 수 있다. 이와 같이, 전달 모듈(104)은 R4와 정렬되고, 세척-3 완충제가 전달 챔버 내로 흡인된다. 세척 완충제는 전달 챔버 둘레에서 혼합될 수 있다. 추가로, 세척-3 완충제는, 예를 들어, 내측 처리 챔버로 전달될 수 있다.
전달 모듈(104)은 그의 상부 입구 포트를 R3의 출구 포트에 정렬시키기 위해 측방향으로 이동된다. 진공 압력이 용출 완충제를 전달 챔버 내로 흡인하기 위해 인가된다. 그 후에, 전달 모듈(104)은 그의 출구 포트를 카트리지 하우징(102) 상의 용출 챔버(220)와 관련된 포트에 정렬시키기 위해 측방향으로 이동된다. 용출 완충제는 전달 챔버에 인가되는 양압에 의해 또는 용출 챔버(220)에 연결된 통기/흡입 포트로부터의 진공 압력에 의해, 용출 챔버(220) 내로 이동된다.
DNA는 이제 필터로부터 제거되어 전달 챔버 내로 복귀될 준비가 된다. 카트리지 하우징(102)의 용출 챔버(220)로부터의 용출 완충제는 DNA 용액을 수납하기 위해, 필터를 통해 진공 압력을 사용하여 다시 올바른 포트에 정렬된 전달 챔버 내로 흡인된다. 전달 모듈(104)은 이제 다양한 반응 챔버들의 포트들 사이에서 순차적으로 이동하여, 인가되는 양압에 의해, 액체를 각각의 챔버 내로 전달할 수 있다.
각각의 반응 챔버는 DNA에서 PCR을 수행하기 위해 필요한 시약을 담을 수 있다. 일 실시예에서, 시약은 PCR을 수행하기 위해 필요한 임의의 시약을 함유하는 미리 장입된, 동결 건조 펠릿이다. 시약은 DNA 용액이 각각의 챔버 내로 보내질 때, 빠르게 재수화될 것이다.
DNA 용액이 최종적으로 반응 챔버들 중 하나 이상 내로 전달되면, 나머지 과정이 분석기에 의해 수행될 수 있다. 즉, DNA를 활성화하고, 변성시키고, 풀고, 연장시키는 것 중 적어도 하나를 위한 가열 및 냉각 단계의 사이클링이 수행될 수 있다. 사이클링이 완료되면, 분석기의 광학 측정 시스템은 각각의 반응 챔버로부터 데이터를 수집하여 테스트 결과를 최종 사용자에게 제공할 수 있다.
면역 검정
예시적인 면역 검정은 카트리지 하우징(102) 둘레의 다양한 처리 챔버들은 물론 보관 챔버들 중 적어도 3개를 이용한다. 하나의 예에서, 면역 검정은 도 2b에 도시된 카트리지 하우징 실시예를 사용한다. PCR 프로토콜과 유사하게, 보관 챔버는 검정을 수행하기 위한 미리 장입된 용액을 담는다. 추가로, 특정 포착 항체가 관심 항원에 대한 결합 부위를 제공하기 위해 검출 챔버(226) 내에 고정될 수 있다. 형광 표지된 항체가 또한 동결 건조된 상태로 반응 챔버(224) 내로 미리 장입될 수 있다. 이러한 예에서, 보관 챔버는 다음과 같이 라벨링된다:
R1: 세척-1 완충제
R2: 검정 완충제
R3: 세척-2 완충제
면역 검정은 명확하게 하기 위해 예시적인 테스트 카트리지 시스템(100)을 참조하여 본원에서 설명된 작업 흐름을 사용하여 수행될 수 있다. 샘플은 내측 처리 챔버로 직접 이어지는 입구를 통해 카트리지 하우징(102) 내로 도입될 수 있다. 도입되면, 테스트 카트리지 시스템(100)은 분석기 내로 위치된다. 나머지 프로토콜은 분석기 시스템에 의해 자동으로 수행될 수 있다. 전달 모듈(104)이 내측 처리 챔버와 측방향으로 정렬되고, 샘플은 인가되는 진공 압력에 의해 전달 챔버 내로 흡인된다.
샘플이 전달 챔버 내부에 있으면, 전달 모듈(104)은 그의 출구 포트를 용출 챔버로 이어지는 포트에 정렬시키기 위해 다시 측방향으로 이동한다. 용출 챔버로부터의 샘플은 그 다음 전혈로부터 혈장을 획득하기 위해 박막을 통과함으로써 전달 챔버로 이동된다. (관심 항원을 함유하는) 혈장 샘플이 다시 전달 챔버 내에 있으면, 전달 모듈(104)은 R2와 정렬되어, 검정 완충제를 전달 챔버 내로 흡인할 수 있다. 검정 완충제와 혈장 샘플이 전달 챔버 내에서 혼합된다.
혈장 샘플과 검정 완충제가 혼합되면, 전달 모듈(104)은 그의 출구 포트를 동결 건조된 형광 표지 항체를 갖는 반응 챔버(224)로 이어지는 포트에 정렬시키기 위해 다시 측방향으로 이동한다. 샘플 + 검정 완충제 혼합물은 반응 챔버(224) 내에서 형광 표지된 항체를 재수화하도록 작용한다. 재수화된 형광 항체, 샘플 혈장, 및 검정 완충제가 모두 함께 조합되어 혼합된다. 이러한 스테이지에서, 관심 항원이 혼합물 내에 존재하면, 형광 표지된 항체가 그에 결합될 것이다. 일 실시예에서, 가열 및/또는 혼합이 반응을 향상시키기 위해 수행될 수 있다.
결과적인 혼합물은 반응 챔버(224)로부터 검출 챔버(226)들 각각으로 운반된다. 다시 한번, 혼합물은 고정된 포착 항체와 혼합물 내의 항원 사이의 상호 작용을 보장하기 위해 각각의 검출 챔버(226) 내에서 온화하게 혼합되거나 가열될 수 있다.
혼합이 완료되면, 전달 모듈(104)은 R1과 정렬되어, 세척-1 완충제를 전달 챔버 내로 흡인한다. 세척-1 완충제는 먼저 반응 챔버 내로 그리고 이어서 혼합물을 담은 각각의 검출 챔버 내로 전달될 수 있다. 세척-1 완충제는 임의의 미결합 물질을 제거한다. 세척-1 완충제는 계속하여 검출 챔버를 통해 폐기물 챔버 내로 통과한다.
제2 세척 단계가 수행될 수 있다. 전달 모듈(104)은 R3와 정렬되어, 세척-2 완충제를 전달 챔버 내로 흡인한다. 세척-2 완충제는 먼저 반응 챔버 내로 그리고 이어서 혼합물을 담은 각각의 검출 챔버 내로 전달될 수 있다. 세척-2 완충제는 임의의 미결합 물질을 제거한다. 세척-2 완충제는 계속하여 검출 챔버를 통해 폐기물 챔버 내로 통과한다. 이러한 스테이지에서, 고정된 항체에 대한 임의의 결합된 물질은 결합된 형광 표지 항체와 함께 있는 관심 항원이어야 한다.
분석기의 광학 측정 시스템은 이제 수신된 형광 신호에 기초하여 항원의 양을 정량하기 위해 각각의 검출 챔버에 대해 사용될 수 있다. 수집된 데이터는, 예를 들어, 최종 사용자를 위한 정량 결과를 획득하기 위해 보정기에 의해 이전에 수행된 표준 곡선에 대해 플로팅될 수 있다.
위에서 설명된 각 프로토콜의 종료 시에, 전체 테스트 카트리지 시스템(100)은 분석기로부터 제거되어 안전하게 폐기될 수 있음을 이해하여야 한다. 다른 실시예에서, 검출 챔버들 중 하나 이상 내의 결과적인 용액은 추가의 분석을 위해 추출될 수 있다. 시스템이 자납식이므로, 많은 테스트 카트리지가 실험들 사이에서 교차 오염 또는 오손에 대한 우려가 없이 동일한 분석기에서 사용될 수 있다.
'발명의 내용' 및 '요약서' 부분이 아닌 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용' 부분이 특허청구범위를 해석하기 위해 사용되도록 의도됨을 이해하여야 한다. '발명의 내용' 및 '요약서' 부분은 본 발명자(들)에 의해 고려되는 본 발명의 전부는 아니지만 하나 이상의 예시적인 실시예를 설명할 수 있고, 따라서 본 발명 및 첨부된 특허청구범위를 어떠한 방식으로도 제한하도록 의도되지 않는다.
본 발명의 실시예는 규정된 기능들의 구현예 및 이들의 관계를 예시하는 기능적 구성 블록의 도움으로 위에서 설명되었다. 이러한 기능적 구성 블록의 경계는 설명의 편의를 위해 본원에서 임의로 한정되었다. 대안적인 경계가 규정된 기능들 및 이들의 관계가 적절하게 수행되는 한 한정될 수 있다.
구체적인 실시예의 상기 설명은, 타인인 본 기술 분야의 통상의 기술 내의 지식을 적용함으로써, 본 발명의 일반적인 개념으로부터 벗어남이 없이, 부적당한 실험이 없이, 그러한 특정 실시예를 쉽게 변형하고 그리고/또는 다양한 용도에 대해 적응시킬 수 있을 정도로 본 발명의 일반적인 특질을 완전히 드러낼 것이다. 그러므로, 그러한 적응 및 변형은 본원에서 제시되는 교시 및 안내에 기초하여, 개시되는 실시예의 등가물들의 의미 및 범위 내에 있도록 의도된다. 본원의 문구 또는 용어는 설명의 목적이며 제한의 목적이 아니어서, 본 명세서의 용어 또는 문구는 교시 및 안내에 비추어 당업자에 의해 해석되어야 함을 이해하여야 한다.
본 발명의 범위 및 사상은 임의의 전술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않아야 하고, 다음의 특허청구범위 및 그의 등가물에 따라서만 한정되어야 한다.

Claims (69)

  1. 적어도 하나의 샘플 입구; 복수의 보관 챔버; 복수의 반응 챔버; 및 적어도 하나의 샘플 입구, 복수의 보관 챔버들 중 적어도 일부, 및 복수의 반응 챔버들 중 적어도 일부를 카트리지 하우징의 내측 표면 상에 위치된 제1 복수의 포트에 연결하는 유체 네트워크를 포함하는 카트리지 하우징; 및
    카트리지 하우징 내에 배치되어, 중공 전달 모듈의 중심 챔버로 이어지는 중공 전달 모듈의 외측 표면을 따른 제2 복수의 포트를 포함하는 중공 전달 모듈
    을 포함하고,
    중공 전달 모듈은 카트리지 하우징의 길이를 따라 측방향으로 이동하도록 구성되고, 중공 전달 모듈의 측방향 이동은 제1 복수의 포트들 중 적어도 일부를 제2 복수의 포트들 중 적어도 일부와 정렬시키는,
    시스템.
  2. 제1항에 있어서, 카트리지 하우징은 복수의 처리 챔버를 추가로 포함하고, 유체 네트워크는 또한 복수의 처리 챔버들 중 적어도 일부를 제1 복수의 포트에 연결하는 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 복수의 처리 챔버는 카트리지 하우징의 측면 표면을 따라 위치되는 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 카트리지 하우징과 중공 전달 모듈 사이의 계면에 의해 형성되는 밸브 채널들의 세트를 추가로 포함하는 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 중공 전달 모듈의 외측 표면은 리지를 포함하는 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 리지는 환상 형상을 갖는 시스템.
  7. 제5항에 있어서, 리지는 제1 복수의 포트들 중 적어도 2개와 정렬되어 유체가 제1 복수의 포트들 중 적어도 2개 사이에서 유동하게 허용하도록 구성된 중공 전달 모듈의 외측 표면 상의 영역을 형성하는 시스템.
  8. 제5항에 있어서, 리지는 중공 전달 모듈을 거쳐 유체 네트워크에 결합된 복수의 밸브 영역을 형성하는 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 밸브 영역은 샘플 입구, 복수의 보관 챔버, 복수의 반응 챔버, 및 중심 챔버 사이에서 액체 샘플의 전달 경로를 형성하도록 구성되는 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 복수의 보관 챔버들 중 적어도 하나는 보관 챔버를 통기시키도록 구성된 개방부를 포함하는 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 카트리지 하우징의 측면 표면을 따라 위치된 복수의 예비 혼합 챔버를 추가로 포함하는 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 복수의 보관 챔버들, 복수의 반응 챔버, 및 복수의 예비 혼합 챔버 중 적어도 하나 내에 밀봉된 하나 이상의 시약을 추가로 포함하는 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 하나 이상의 시약은 동결 건조되는 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 복수의 보관 챔버는 카트리지 하우징의 상부 표면을 따라 위치되는 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 복수의 반응 챔버는 카트리지 하우징의 측면 표면을 따라 위치되는 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 카트리지 하우징은 복수의 반응 챔버 아래에 위치된 하나 이상의 광학 접근 창을 추가로 포함하는 시스템.
  17. 제1항에 있어서, 복수의 보관 챔버를 밀봉하는 제1 필름 및 복수의 반응 챔버를 밀봉하는 복수의 필름을 추가로 포함하는 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 복수의 보관 챔버를 밀봉하는 제1 필름은 열적으로 제어되는 표면과 접촉하는 시스템.
  19. 제17항에 있어서, 복수의 반응 챔버를 밀봉하는 복수의 필름은 열적으로 제어되는 표면과 접촉하는 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 열적으로 제어되는 표면의 온도는 열전 시스템에 의해 영향을 받는 시스템.
  21. 제19항에 있어서, 열적으로 제어되는 표면의 온도는 저항식 가열 시스템에 의해 영향을 받는 시스템.
  22. 제19항에 있어서, 열적으로 제어되는 표면의 온도는 공기의 가열 또는 냉각에 의해 영향을 받는 시스템.
  23. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 샘플 입구는 스왑을 통해 샘플을 수납하도록 치수 설정되는 시스템.
  24. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 샘플 입구는 고체 및 액체 샘플을 수납하도록 구성되는 시스템.
  25. 제1항에 있어서, 카트리지 하우징은 적어도 하나의 공기 입구 포트를 추가로 포함하는 시스템.
  26. 제25항에 있어서, 적어도 하나의 공기 입구 포트는 외부 가압 공급원에 연결되도록 구성되는 시스템.
  27. 제25항에 있어서, 적어도 하나의 공기 입구 포트에 결합된 필터를 추가로 포함하는 시스템.
  28. 제25항에 있어서, 적어도 하나의 공기 입구 포트에 결합되며 액체가 적어도 하나의 공기 입구 포트를 통해 탈출하기 전에 액체를 유지하도록 구성된 완충제 챔버를 추가로 포함하는 시스템.
  29. 제1항에 있어서, 중공 전달 모듈은 외부 액추에이터를 통해 측방향으로 이동하도록 구성되는 시스템.
  30. 제29항에 있어서, 외부 액추에이터는 별개의 단차들 사이에서 중공 전달 모듈을 이동시키도록 구성되는 시스템.
  31. 제1항에 있어서, 카트리지 하우징은 분석기 내에서 시스템을 중심 설정하기 위한 수단을 추가로 포함하는 시스템.
  32. 제1항에 있어서, 제2 복수의 포트들 중 적어도 하나는 중심 챔버 내의 최저 지점에 위치되는 시스템.
  33. 제32항에 있어서, 중심 챔버의 벽들은 중심 챔버 내의 액체를 제2 복수의 포트들 중 적어도 하나를 통해 적절하게 배출하기 위해 경사지는 시스템.
  34. 제1항에 있어서, 카트리지 하우징은 유체 네트워크에 결합된 필터를 추가로 포함하는 시스템.
  35. 제34항에 있어서, 필터는 실리케이트 매트릭스인 시스템.
  36. 제34항에 있어서, 필터는 복수의 실리카 비드를 포함하는 시스템.
  37. 제1항에 있어서, 중심 챔버 내에 배치된 교반 막대를 추가로 포함하는 시스템.
  38. 제1항에 있어서, 카트리지 하우징은 복수의 액체 감지 영역을 추가로 포함하는 시스템.
  39. 제38항에 있어서, 액체의 존재는 광학 센서를 사용하여 액체 감지 영역에서 검출되는 시스템.
  40. 제1항에 있어서, 카트리지 하우징은 유체 네트워크에 결합된 복수의 프릿을 추가로 포함하는 시스템.
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