KR102448151B1 - 서열분석 디바이스 - Google Patents

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Abstract

시약을 제조하는 방법은 카트리지를 기구에 삽입하는 단계를 포함한다. 카트리지는, 카트리지의 공동부에 배치되고 카트리지의 외부에 포트를 노출하는 복수의 시약 인클로저를 포함한다. 각 시약 인클로저는, 시약, 압축가능 용적을 획정하는 내부 공동부를 포함하는 시약 용기, 및 시약 용기를 통해 내부 공동부로 획정되는 개구를 포함한다. 방법은, 복수의 유체 포트를 복수의 시약 인클로저의 개구들에 접속시키는 단계; 용액을 유체 포트들을 통해 인가하여 복수의 시약 인클로저를 적어도 부분적으로 채우는 단계; 및 공동부의 압력을 사이클링하는 단계를 더 포함하고, 이에 의해, 시약 인클로저들의 각각마다, 압력 증가 동안, 용액이 시약 용기의 내부 공동부에 진입하고 시약과 결합하고 압축가능 용적을 압축하며, 압력 감소 동안, 압축가능 용적이 감소되고 시약이 개구를 통해 방출된다.

Description

서열분석 디바이스{SEQUENCING DEVICE}
본 개시 내용은 일반적으로 개선된 서열분석 디바이스에 관한 것이다.
생물학적 의학 연구는 생물학적 연구와 약을 향상시키도록 서열분석에 점점 더 의존하고 있다. 예를 들어, 생물학자와 동물학자는 동물들의 이주, 종들의 진화, 및 특질의 기원을 연구하도록 서열분석에 의존하고 있다. 의학계는 질병의 기원, 약에 대한 민감도, 및 감염의 기원을 연구하도록 서열분석에 의존하고 있다. 그러나, 서열분석은 종래부터 고가의 공정이었으며, 따라서 그 실행이 제한되었다.
[선행기술문헌]
(특허문헌) 국제특허공개공보 WO2007/106579 A2
첨부 도면을 참조함으로써, 본 개시 내용을 더욱 잘 이해할 수도 있고 본 개시 내용의 많은 특징부들과 장점들이 통상의 기술자에게 명백할 수도 있다.
도 1은 서열분석 기구의 일례를 도시하는 도면.
도 2는 서열분석 기구의 일례를 도시하는 개략도.
도 3은 서열분석 기구의 일례를 도시하는 개략도.
도 4는 예시적인 시약 저장 장치를 설명하는 사시도.
도 5는 용기의 일례를 설명하는 사시도.
도 6은 용기의 일례를 설명하는 단면 사시도.
도 7은 용기의 일례를 설명하는 개략적 분해도.
도 8은 용기의 일례를 실명하는 상세 사시도.
도 9는 예시적인 시약 저장 장치를 설명하는 사시도.
도 10은 용기의 일례를 설명하는 사시도.
도 11은 용기의 일례를 설명하는 단면 사시도.
도 12, 도 13, 도 14, 도 15 및 도 16은 하나 이상의 인클로저를 밀폐하기 위한 예시적인 카트리지를 도시하는 도면.
도 17과 도 18은 방법의 일례를 도시하는 개략도.
도 19는 밸브의 일례를 실명하는 개략적 분해도.
도 20은 밸브의 일례를 설명하는 개략적 단면도.
도 21은 밸브의 일례를 설명하는 개략적 단면도.
도 22는 밸브의 일례를 설명하는 개략적 단면도.
도 23과 도 24는 매니폴드와 카트리지의 일례를 도시하는 도면.
도 25는 유체 회로의 일례를 도시하는 도면.
도 26은 시약 용액을 제조하는 방법의 일례의 흐름도.
도 27은 피검물(analyte)을 측정하는 방법의 일례의 흐름도.
도 28은 시약 카트리지를 제조하는 방법의 일례의 흐름도.
서로 다른 도면들에서 동일한 참조 부호들을 사용하는 것은 동일하거나 유사한 항목들을 나타내는 것이다.
예시적인 일 실시예에서, 서열분석 시스템은, 반도체 서열분석 칩을 수용하고 염기 서열을 식별하는 공정들을 실행하기 위한 기구를 포함한다. 구체적으로, 기구는 시약 카트리지, 세척액, 및 반도체 서열분석 칩을 수용할 수 있다. 기구는, 터치스크린 사용자 인터페이스 등의 사용자 인터페이스를 포함할 수 있고, 시약과 세척액의 반도체 서열분석 칩으로의 전달 및 염기 서열의 식별을 용이하게 하는 반도체 서열분석으로부터의 데이터 획득을 제어하는 제어기 및 연산 회로를 포함할 수 있다.
예시적인 기구는, 시약 카트리지 리셉터클, 세척 완충 카트리지를 수용하기 위한 추가 리셉터클, 및 반도체 서열분석 칩을 수용하기 위한 칩 클램프를 포함한다. 또한, 기구는 터치스크린 사용자 인터페이스를 포함한다. 이러한 기구는, 제한된 시퀀서 터치 포인트, 압축 기체 활용 없음(대신, 폐쇄 펌프 구동 시스템을 활용함), 고 품질의 물 활용 없음, (직관적인 그래픽 사용자 인터페이스, 플러그앤플레이 소비재 등을 포함하는) 용이한 작동, 빠른 1일 런타임, 일차 데이터 분석을 위한 집적된 온보드 연산, 연구용만(RUO)을 위한 또는 진단 모드(Dx)를 위한 듀얼모드 연산, 작은 벤치탑 풋프린트, 확장성(서로 다른 성능 레벨에 대한 업그레이드가 능한 섀시) 또는 저가, 또는 이들의 임의의 조합을 제공한다.
특히, 기구는 내부적으로 발생하는 기체 압력을 제공하기 위한 압축기를 포함할 수 있다. 시약은, 시약 제조와의 사용자 상호 작용을 제한하도록 미리 탑재된 카트리지에 제공될 수 있다. 유사하게, 세척액은, 카트리지 등 내에 플러그앤플레이 세척액으로서 제공될 수 있다. 일례로, 세척액의 pH는 고체 완충제를 사용하여 안정화될 수 있다.
시스템 내의 시약들의 유속은 예를 들어 핀치 밸브 조정기를 사용하는 동적 흐름 제어를 이용하여 제어될 수 있다. 또한, 시스템은 자동 실행후 세척(post-run washing)을 수행하는 세척액을 포함할 수 있다. 기구는 반도체 서열분석 칩으로부터 수신되는 데이터를 처리하기 위한 내부 서버를 포함할 수도 있다. 대안으로 또는 추가적으로, 시스템은, 출력 데이터를 처리하도록 외부 서버에 접속하기 위한 그 출력 데이터를 제공할 수 있다. 게다가, 내부 연산 시스템은 구성가능하며 업그레이드 가능하다.
시스템은, 외부 기체 공급을 이용하지 않고 내부 기체 공급을 이용하여 압력 구동 액체 흐름을 활용할 수 있다. 특히, 시약 카트리지 시스템은, 별도의 인클로저 또는 백(bag) 내의 액체 또는 동결건조된 뉴클레오타이드를 활용할 수 있다. 인클로저는, 백의 외부에 있는 챔버를 가압하고 공기를 백으로부터 폐기물로 유동(흐르게 함)시킴으로써 임의의 초기 공기 함량을 디플레이트(deflate)할 수 있다. 세척액을 백 내에 인가할 수 있다. 잔류 공기 거품이 최상부로 상승하여 폐기물로 퍼지(purge)될 수 있다. 혼합은, 백의 외부에 있는 챔버를 가압하고 빠르게 감압하여 백 내의 액체를 가압 및 감압함으로써 달성된다. 액체 또는 동결건조된 뉴클레오타이드는, 감압에 응답하여 뉴클레오타이드를 함유하는 용액을 방출하여 백 내의 뉴클레오타이드의 혼합을 야기하는 혼합기(시약 용기) 내에 함유된다.
외부 기체 압력이 백 인클로저에 인가됨에 따라, 내부 세척액이 혼합기 내로 흐르고, 혼합기 내의 내부 압축가능 용적이 압축된다. 백의 외부의 기체 압력이 빠르게 해제되면, 압축가능 용적 내의 봉입 압력이 세척액을 노즐들을 통해 외부로 고속 이동시켜, 백 내에서 뉴클레오타이드를 포함하는 액체를 혼합한다.
반도체 서열분석 칩의 흐름 셀(flow cell)을 통한 흐름을 가하는 경우, 핀치 흐름 조정기(핀치 밸브 조정기)를 활용함으로써 동적 흐름 제어를 달성할 수 있다. 이러한 동적 흐름 제어는 저항 튜빙 코일의 사용을 감소시키고 잠재적 막힘을 감소시킨다. 유속은, 핀치 흐름 조정기 내의 제어 압력을 조정함으로써 프로그래밍될 수 있으며 조정될 수 있다.
시스템은, 세라믹 완충계 등의 고체 완충계, 예를 들어, 미립자성 이산화티탄을 활용할 수 있다. 세척액 시약은 쉽게 혼합되는 일회용 병에 제공될 수 있다. 세척액은 고체 완충제를 포함할 수 있어서, 자동 pH 루틴을 제거할 수 있고 장기간 pH 안정성을 제공할 수 있다. 미립자성 이산화티탄은 필터에 의해 병에 쉽게 넣어질 수 있어서, 계 내에 미립자를 제한할 수 있다. 또한, 일차 세척 병은, 기체에 대하여 저 투과성을 갖고 이에 따라 CO2 산성화에 대하여 저 투과성을 갖는 패키징을 활용할 수 있다. 용기는, 또한, 이산화탄소에 대한 노출을 더욱 제한하도록 CO2 흡수 패킷을 구비할 수 있다.
반도체 서열분석 칩은, 칩을 시스템에 탑재하고 칩을 유체 시스템에 접속하는 칩 클램프에 수용될 수 있다. 칩 클램프는 집적 스퀴드 밸브 매니폴드를 포함할 수 있고 튜빙 접속을 제거한다. 칩 클램프는, 또한, 기준 전극, 집적 칩 온도 제어부, 및 집적 매니폴드 가열부를 포함할 수 있다.
기구는, 또한, 시약 카트리지에 의존할 수 있어서, 사용자에 의한 접촉과 처리가 제한될 수 있다. 간단한 카트리지는, 탑재되어 있으며, （뉴클레오타이드 및 비드(bead) 검색 또는 pH 조정 시약을 위한) 5개의 용기 또는 인클로저를 포함한다. 또한, 카트리지는, 예를 들어, 시약 카트리지에 접속되는 매니폴드 상의 배기 밸브를 활용하여 카트리지를 빠르게 가압/감압하기 위한 봉입 포트를 포함할 수 있다. 선택적으로, 사일렌서를 배기 밸브에 부착하여 카트리지의 빠른 감압에 연관된 잡음을 감소시킨다.
기구는, 확장가능하며 구성가능한 전자 장치를 더 포함한다. 특히, 연산 능력과 메모리를 교환할 수 있다. 시스템은, 예를 들어, 반도체 서열분석 칩 또는 카트리지 상에 RFID 태그를 위한 지지부를 더 포함할 수 있다.
예시적인 시약 카트리지는 서로 다른 뉴클레오타이드 용액들 및 비드 검색 또는 pH 조정 용액에 대한 색-코딩 포트들을 포함할 수 있다. 또한, 시약 카트리지는 CO2 스크러버를 위한 입력 및 출력 포트들을 포함할 수 있다. 카트리지는, 또한, 예를 들어, 로트 번호와 만료일을 식별하는 RFID 태그를 구비할 수 있다.
카트리지는, 시약들이 인가되거나 CO2 스크러버가 삽입되는 개별화된 챔버들을 포함할 수 있다. 시약 용기들은, 카트리지 덮개를 통해 카트리지 내의 덮개에 고정된 인클로저 또는 시약 파우치 내에 삽입된다.
예시적인 시약 카트리지를 제조하기 위해, 예를 들어, 저밀도 폴리에틸렌/폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 포함하는 피팅(fitting)을 파우치 내에 부착한다. 이어서, 파우치들을 덮개에 부착하여 카트리지 베이스, 덮개, 포트 개스킷, 및 기타 부품들을 조립하고, 이어서 덮개를 베이스에 부착하고, 또한, 개스킷을 덮개 내에 삽입한다. 시약 용기는 발포(foam) 부재가 삽입되는 혼합기 본체를 포함한다. 혼합기 캡을 혼합기 본체에 부착한다. 일례로, 혼합기 캡은 동결건조된 시약 또는 액체 시약을 포함할 수 있다. 다른 일례로, 시약은 다공성 세라믹 또는 폴리머 필름 내에 동결되거나 저장될 수 있다. 이어서, 조립된 시약 혼합기들과 스크러버들을 시약 카트리지 조립체에 부착할 수 있다. RFID 태그를 카트리지에 부착할 수 있고, 카트리지를 선적을 위해 상자에 넣어 저장할 수 있다.
시약을 혼합기 또는 카트리지에 동결건조된 형태로 또는 동결된 액체 형태로 인가할 수 있다. 일례로, 동결건조된 뉴클레오타이드 펠릿들을 형성한 후 혼합기들 내에 삽입할 수 있다. 다른 일례로 뉴클레오타이드를, 버그 혼합기들로 집적되는 필터 종이 상에서 건조시킬 수 있다. 다른 일례로, 뉴클레오타이드를 압축가능 발포체 상에서 또는 혼합기(시약 용기)의 캡(제2 부분) 내에서 직접 건조시킬 수 있다.
일례로, 도 1은 서열분석을 위한 예시적인 기구(100)를 도시한다. 기구(100)는, 완충액(104)의 용기를 수용하기 위한 커넥터, 서열분석 디바이스를 수용하기 위한 클램프(106), 및 시약 카트리지(102)를 수용하기 위한 매니폴드를 포함할 수 있다. 또한, 서열분석 기구(100)는, 유체 흐름, 서열분석 디바이스로부터의 데이터 회수, 데이터 해석을 제어하는 연산 회로, 및 사용자 인터페이스(108)를 포함한다. 구체적인 일례로, 서열분석 디바이스는, 예를 들어, 복수의 감이온 전계 효과 트랜지스터(ion sensitive field effect transistor: ISFET)를 포함하는 pH 또는 감이온 디바이스이다.
구체적인 일례로, 서열분석 기구는 시스템 내의 유체 흐름을 제어하는 회로를 포함한다. 도 2에 예시한 일례에서, 기구(200)는 카트리지(202)에 대한 접속부들을 포함한다. 시약은 카트리지(202)로부터 유체 회로(204)를 통해 서열분석 디바이스(206)로 흐를 수 있다. 유체 회로(204)를 통과하는 유체는, 폐기물 용기(212)로 선택적으로 향할 수 있고 또는 서열분석 디바이스(206)를 통해 핀치 흐름 조정기들(208 또는 230)을 통해 폐기물 용기(210)로 향할 수 있다. 대체 예에서는, 하나의 폐기물 용기가 폐기물 용기들(210 또는 212)을 대체할 수 있다. 카트리지(202)의 예시적인 일 실시예는 도 12 내지 도 16에 도시되어 있다. 핀치 흐름 조정기의 예시적인 일 실시예는 도 19 내지 도 22에 도시되어 있다. 예시적인 유체 회로는 도 3과 도 25에 도시되어 있다.
추가로 후술하는 바와 같이, 완충액 등의 용기(226) 내의 용액은, 밸브(228)를 통해 흐를 수 있고, 시약 인클로저(reagent enclosure)(214)의 시약 용액을 제조하는 데 사용될 수 있다. 시약 용액(214)은 유체 회로(204)로 및 서열분석 디바이스(206) 또는 폐기물 용기들(210 또는 212)로 선택적으로 흐를 수 있다. 용액 용기(226) 내의 용액은, 밸브(232)를 통해 유체 회로(204)로 선택적으로 흐를 수 있고, 유체 회로(204)를 세척하고 시약 용액으로부터의 시약의 서열분석 디바이스(206)를 선택적으로 세척하는 세척액으로서 기능할 수 있다. 용액 용기(226) 내의 완충액은 시스템에서 선택적으로 펌핑될 수 있다. 대안적으로, 완충액은 압력에 의해 구동될 수 있으며, 예를 들어, 유입구(234)를 통한 공기를 이용하여 공급될 수 있다.
일례로, 시스템(200)은, 시약 카트리지(202)에 선택적으로 포함된 스크러버 카트리지(220)를 통해 흐르도록 기체 또는 공기를 압축하는 압축기(216)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스크러버 카트리지(220)는 공기로부터 이산화탄소를 제거하도록 소다 라임 등의 성분들을 포함할 수 있다. 리셉터클(218)을 사용하여 가압된 공기를 저장할 수 있고 시스템에 공급할 수 있다. 예를 들어, 가압된 공기를 사용하여 용액 용기(226)를 가압할 수 있다. 다른 일례로, 가압된 공기는, 시약 인클로저들(214)을 가압하고 밸브들(222)을 통해 유체 회로(204)로 시약 용액들을 선택적으로 구동하도록 카트리지(202)의 공동부(cavity)에 공급될 수 있다. 추가 예에서, 리셉터클(218)로부터의 압축 공기를 사용하여 밸브(224)를 통해 유체 회로(204)를 세척할 수 있다. 가압된 공기는, 유체 회로(204) 내의 남아 있는 액체를, 폐기물 용기(212)로, 서열분석 디바이스(206)를 동해 폐기물 용기(210)로, 또는 밸브(222)를 통해 다시 시약 인클로저들(214)로 이동시킬 수 있다.
도 3은 유체 회로의 더욱 상세한 일 실시예를 도시한다. 도 3은, 예를 들어, pH계 핵산 서열분석을 실행하도록 시약 저장소인 인클로저(614)를 채택하는 시스템을 도시한다. 장치의 각 전자 센서는 출력 신호를 발생시킨다. 유체 회로는 다수의 시약들이 반응 챔버들에 전달될 수 있게 한다.
도 3에서, 시스템은, 시약 저장소들(614)에 접속되고, 폐기물 저장소(620)에 접속되고, 유체 연통을 위해 유체 노드(630)를 바이오센서(634)의 유입구(638)에 접속하는 유체 통로(632)에 의해 바이오센서(634)에 접속된, 유체 회로(602)를 포함한다. 저장소들(614)로부터 제조 및 혼합된 시약 용액은, 압력, 시린지 펌프 등의 펌프, 중력 공급 등을 포함한 다양한 방법들에 의해 유체 회로(602)로 이동할 수 있으며, 밸브들(650)을 제어함으로써 선택된다. 유체 회로(602)로부터의 시약들은 폐기물 용기들(620, 636)로 이동할 수 있다. 제어 시스템(618)은 전기 접속부(616)를 통한 개폐를 행하기 위한 신호를 발생시키는 밸브들(650)을 위한 제어기들을 포함할 수 있다.
제어 시스템(618)은, 또한, 전기 접속부(622)에 의해 제어 시스템에 접속된 세척액 밸브(624) 및 기준 전극(628) 등의 시스템의 다른 구성요소들을 위한 제어기들을 포함한다. 제어 시스템(618)은, 또한, 바이오센서(634)를 위한 제어 및 데이터 획득 기능부들을 포함할 수 있다. 한 동작 모드에서, 유체 회로(602)는, 선택된 시약 흐름 간에, 유체 회로(602)가 프라이밍(prime)되고 세척액(626)에 의해 세척되고 바이오센서(634)가 세척액(626)으로 세척되도록, 제어 시스템(618)의 프로그래밍된 제어 하에, 선택된 시약들(1, 2, 3, 4, 또는 5)의 서열을 바이오센서(634)에 전달한다. 바이오센서(634)에 진입하는 유체는 유출구(640)를 통해 유출되어 폐기물 용기(636)에 퇴적된다. 예를 들어, 포토다이오드 또는 CCD 카메라를 갖춘 광학 서열분석 시스템에 대하여 유사한 설정을 이용할 수도 있다.
구체적인 일례로, 세척액(626)은 고체 완충 미립자를 포함하는 완충 현탁액일 수 있다. 완충 현탁액(세척액)은, 유체 회로(602) 또는 센서(634)에 진입하기 전에 필터(660)를 사용하여 필터링될 수 있다. 추가 예로, 완충 현탁액은, 시약 저장소들 내에 시약 농축물로부터의 시약 용액들을 형성하도록 필터(662)를 통해 시약 저장소들(614)에 인가될 수 있다. 대안적으로, 필터(660, 662)가 동일한 필터일 수 있다. 일례로, 시약 농축물은 액체 농축물이다. 다른 일례로, 시약 농축물은, 동결건조된 시약(예를 들어, 동결건조된 뉴클레오타이드) 등의 건조된 농축물이다. 대안적으로, 예시된 필터들(660, 662)은 결합될 수 있다. 다른 일례로, 필터들은, 시약 저장소들(614)과 밸브들(650) 사이 등의 시약 저장소들(614)의 하류측에 위치할 수 있다.
도 4는 예시적인 시약 저장 장치(1100)를 설명하는 시시도이다. 일례로, 시약 저장 장치(100)는 인클로저(1110)를 포함할 수 있다. 용기(1120)는 인클로저(1110) 내에 배치된다. 일례로, 인클로저(1110)는 유연한 인클로저일 수 있다. 밀봉가능한 유연한 백 인클로저 등의 유연한 인클로저는, 외부에서 인가되는 압력에 의해, 예를 들어, 유연한 인클로저의 외부면에 가압 기체를 인가함으로써 가압 및 감압될 수 있다. 대안적으로, 인클로저는, 외부에서 인가되는 기체 압력이 인클로저(1110) 내의 유체 압력으로 쉽게 변환되지 않도록 단단할 수 있다.
시약 저장 장치(1100)는, 또한, 인클로저(1110)의 내부에 대한 유체 접근을 제공하도록 인클로저(1110)에 부착된 피팅(1160)에 연결된 유체 포트(1130)를 포함할 수 있다. 유체 포트(1130)는, 용기(1120) 삽입 후에 인클로저(1110)를 외부 환경으로부터 밀봉하도록 피팅(1160)에 연결될 수 있다. 인클로저(1110)는, 예를 들어, 자신과 피팅(1160)에 대하여 열 밀봉될 수 있고 그 외에는 유체 포트(1130)에 의해 밀봉될 수 있다.
용기(1120)는 하나 이상의 암(arm)(1140) 및 플랜지(1150)를 포함할 수 있다. 암들(1140)은, 인클로저(1100) 내에 시약을 균일하게 분산하도록 용기(1120)를 인클로저(1110) 내에, 예를 들어, 대략 중심에 위치시킬 수 있다. 플랜지(1150)는 용기(1120)의 편리한 조립을 위해 제공될 수 있다. 일례로, 암(1140)은 유연하다. 예를 들어, 암(1140)은 와이어 또는 폴리머 물질로 형성될 수 있다. 대안적으로, 암(1140)은 단단할 수 있다. 대안적으로, 암(1140)과 플랜지(1150)는, 도 4에 도시된 것으로 한정되지 않으며, 인클로저(1110) 내에서의 소정의 위치나 배향 내에 용기를 위치시키는 구조를 포함할 수 있다. 용기(1120)는, 유체 포트(1130)에 직접적으로 또는 간접적으로 접속될 수 있고, 또는 대안적으로, 도 4에 도시한 바와 같이 유체 포트(1130)로부터 떨어진 적절한 거리에 위치될 수 있다. 인클로저(1110)와 용기(1120)를 포함하는 밀봉된 인클로저(1100)는 용기(1120) 내의 시약의 간략화된 저장 및 이송을 제공한다.
도 5는 용기(1200)의 일례를 설명하는 사시도이다. 용기(1200)는 제1 부분(1210) 및 제1 부분(1210)에 연결된 제2 부분(1220)을 포함할 수 있다. 선택적 압축가능 부재와 시약 등의 요소들은, 제1 부분(1210)이 제2 부분(1220)에 접속되기 전에 용기(1200) 내에 삽입될 수 있다. 일례로, 제2 부분(1220)은, 내부 공동부를 형성하도록 제1 부분(1210)의 일부 위로 미끄러지거나 그 외에는 그 일부를 커버하는 캡일 수 있다. 다른 일례로, 제2 부분(1220)은 제1 부분(1210) 내로 미끄러지는 삽입부일 수 있다. 제2 부분(1220)은, 제2 부분(1220)을 제1 부분(1210) 상으로 스크류 결합하거나 그 반대로 스크류 결합하는 것, 잠금 기구, 접착제를 포함하는 임의의 적절한 부착 기구 또는 다른 임의의 적절한 부착 기구에 의해 제1 부분(1210)에 접속될 수 있다.
일례로, 내부 공동부는 압축가능 용적을 획정한다. 압축가능 용적은, 유체 압력에 응답하여 압축되며, 용기(1200)의 내부 공동부를 소멸하지 않거나 내부 공동부를 벗어나지 않는다. 압축가능 용적은, 압축가능 기체 용적을 포함할 수 있고, 또는 탄성 폴리머나 발포체 등의 압축가능 부재일 수 있다.
용기(1200)는, 용기(1200)의 내부 공동부와 용기(1200)의 외부 사이에 유체 연통을 제공하는 통로(1230)를 획정할 수 있다. 일례로, 하나 이상의 통로(1230)는 내부 공동부까지 획정될 수 있다. 이러한 통로들(1230)은 용기(1200)의 제1 부분 또는 제2 부분을 통해 드릴링될 수 있다. 다른 일례로, 제2 부분(1220)은, 통로(1230)를 포함할 수 있고, 또는 제2 부분(1220)이 제1 부분(1210)과 결합하는 영역을 넘어 연장되어 통로(1230)를 형성하는 슬롯을 포함할 수 있다.
하나 이상의 암(1240)은, 인클로저 내에 원하는 대로 용기(1200)를 위치시키도록 제1 부분(1210)에 연결될 수 있다. 플랜지(1250)는, 제2 부분(1220)을 제1 부분(1210)에 부착하는 것을 보조하거나 용기(1200)를 인클로저의 최하부로부터 멀리 위치시키도록 제2 부분(1220)에 연결될 수 있다.
도 6은 용기(1300)의 일례를 설명하는 단면 사시도이다. 용기(1300)는, 내부 공동부(1320)를 획정하며, 내부 공동부(1320)와 용기(1300)의 외부 사이에 유체 연통을 제공하는 통로(1330)를 획정한다. 통로(1330)는 용기(1300)를 통해 드릴링될 수 있다. 다른 일례로, 캡 또는 삽입부는, 용기(1300)와 결합하는 영역을 넘어 연장되고 통로(1330)를 형성하는 슬롯을 포함할 수 있다. 용기(1300)는, 압축가능 부재(1340)와 시약 등의 요소들이 용기(1300)의 내부 공동부(1320) 내에 삽입될 수 있게 하는, 제1 부분(1310) 및 제1 부분(1310)에 연결된 제2 부분(1350)을 포함할 수 있다.
내부 공동부(1320)는 압축가능 용적을 획정한다. 압축가능 용적은, 압력에 매칭되도록 그 압력에 응답하여 압축되는 용적이며, 감압에 응답하여 팽창할 수 있어서, 유체 압력에 대한 대항력(counter force)을 제공할 수 있다. 일례로, 압축가능 용적은, 내부 공동부를 소멸하지 않고 또는 내부 공동부로부터 벗어나지 않고 내부 용적에 진입하는 유체의 압력에 매칭되도록 압축되며 유체의 감압에 응답하여 유체를 내부 공동부(1320)로부터 가압하는 압축가능 기체를 포함한다. 선택적으로, 압축가능 용적은 압축가능 부재(1340)를 포함할 수 있다. 압축가능 부재(1340)는, 가압시 압축될 수 있으며, 감압시 실질적으로 자신의 이전 형태로 복귀한다. 예를 들어, 압축가능 부재(1340)는 발포 물질일 수 있다. 특히, 압축가능 부재(1340)는 엘라스토머 물질의 폐쇄 셀 발포체일 수 있다. 일례로, 압축가능 부재는 폴리우레탄 발포체를 포함할 수 있다.
일례로, 시약은 제2 부분(1350) 내에 배치될 수 있다. 시약은 동결건조된 뉴클레오타이드 또는 그 유사물일 수 있다. 다른 일례로, 시약은, 다공성 금속, 세라믹, 또는 폴리머 스펀지형 물질 또는 프릿(frit)에 흡수되는 용액이다. 선택적으로, 시약 용액은 동결될 수 있다. 대체 예에서, 시약은 산 또는 염기 등의 pH 조정 시약을 포함할 수 있다.
하나 이상의 암(1360)은 용기(1300)를 인클로저 내에 원하는 대로 위치시키도록 제1 부분(1310)에 연결될 수 있다. 플랜지(1370) 또는 다른 적절한 부속물은, 제2 부분(1350)을 제1 부분(1310)에 부착하는 것을 보조하거나 용기(1300)를 인클로저 내에 위치시키도록 제2 부분(1350)에 연결될 수 있다.
도 7은 용기(1400)의 일례를 설명하는 개략적 분해도이다. 용기(1400)는, 제1 부분(1410) 및 제1 부분(1410)에 연결된 제2 부분(1420)(예를 들어, 삽입부)을 포함할 수 있어서, 선택적 압축가능 부재(1430) 등의 요소들이 용기(1400) 내에 삽입될 수 있게 한다. 제2 부분(1420)은, 제1 부분(1410)으로 미끄러지거나 제1 부분과 스크류 결합함으로써 제1 부분(1410)에 고정될 수 있다. 하나 이상의 유연한 암(1440)은, 용기(1400)를 인클로저 내에 위치시키도록 제1 부분(1410)에 연결될 수 있다. 플랜지(1450)는, 제2 부분(1420)과 제1 부분(1410)의 결합을 보조하거나 용기(1400)를 인클로저 내에 위치시키도록 제2 부분(1420)에 연결될 수 있다.
일례로, 제2 부분(1420)은 하나 이상의 슬롯(1460)을 획정할 수 있다. 제1 부분(1410)과 제2 부분(1420)은, 하나 이상의 슬롯(1460) 중 일부를 노출된 상태로 두도록 결합할 수 있어서, 용기(1400)의 내부 공동부와 용기(1400)의 외부 간에 하나 이상의 통로를 제공할 수 있다.
도 8은 용기(1500)의 일례를 설명하는 상세 사시도이다. 용기(1500)의 상세 사시도는, 용기(1500)의 내부 공동부와 용기(1500)의 외부 사이에 유체 연통을 제공하는 통로(1510)를 획정할 수 있다. 용기(1500)의 단부는 삽입부(1540)를 수용하기 위한 피팅(1530)을 포함한다. 삽입부(1540)는, 삽입부(1540)가 피팅에 부착될 때 커버되지 않는 구멍 또는 슬롯을 포함하여, 통로(1510)를 형성한다. 대안적으로, 삽입부(1540)는, 피팅(1530)에 대한 유체 연통을 제공하도록 구멍, 노치, 메시, 포어, 또는 다른 임의의 적절한 특징부를 포함할 수 있다. 플랜지(1520)는, 피팅(1530)에 부착될 때 삽입부(1540)를 제어할 수 있도록 및 용기를 인클로저 내에 위치시키도록 용기(1500)에 연결될 수 있다.
도 9는 예시적인 시약 저장 장치(1600)를 설명하는 사시도이다. 시약 저장 장치(1600)는 인클로저(1610)를 포함한다. 용기(1620)는 인클로저(1610) 내에 배치된다. 인클로저(1610)는 전술한 바와 같이 유연한 인클로저일 수 있다. 예를 들어, 유연한 인클로저는, 유체 압력 또는 기체 압력을 통해 외부에서 가압 및 감압될 수 있는 밀봉가능한 유연한 백 인클로저일 수 있다. 대안적으로, 인클로저(1610)는 단단한 인클로저일 수 있다. 인클로저(1610)는, 중심 보어 등의 보어(1680)를 갖는 피팅 등의 밀봉 구조(1670)와 밀봉가능하게 결합할 수 있다. 용기(1620)는, 유체 포트(1630)에 연결될 수 있는 암(1640)에 연결될 수 있고, 피팅(1670)의 보어(1680)를 통해 삽입될 수 있다.
유체 포트(1630)는 보어(1680)를 통해 인클로저(1610)의 내부에 대한 유체 접근을 제공한다. 유체 포트(1630)는, 용기(1620)를 삽입한 후 외부 환경으로부터 시약 저장 장치(1600)의 피팅(1670) 또는 밀봉 구조에 연결될 수 있다. 암(1640)은, 예를 들어, 인클로저(1610) 내에 시약을 균일하게 분산하게끔 인클로저(1610) 내의 대략 중심에 용기(1620)를 위치시키도록 용기(1620)를 유체 포트(1630)에 연결한다. 암(1640), 용기(1620), 및 유체 포트(1630)는 하나의 집적된 편(piece)일 수 있다. 일례로, 유체는, 선택적으로 암(1640)을 따라, 유체 포트(1630)를 통해 피팅(1670)의 보어(1680)를 통해 인클로저(1610)로 흐른다. 암(1640)은 플랜지(1650)와 함께 또는 플랜지 없이 용기(1620)를 위치시킬 수 있다.
도 10은 용기(1700)의 일례를 설명하는 사시도이다. 용기(1700)는, 제1 부분(1710) 및 제1 부분(1710)에 연결된 제2 부분(1720)을 포함할 수 있어서, 선택적 압축가능 부재 등의 요소들이 용기(1700) 내에 삽입될 수 있게 한다. 유체 포트(1730)는, 용기(1700)에 연결되며, 용기(1700)가 삽입되는 인클로저에 대한 유체 접근을 제공한다. 암(1740)은, 용기(1700)를 인클로저 내에 위치시키도록 제1 부분(1710)과 유체 포트(1730)를 연결할 수 있다.
일례로, 제2 부분(1720)은 제1 부분(1710)과 결합하기 위한 삽입부이다. 다른 일례로, 제2 부분(1720)은 제1 부분(1710)의 단부를 커버하도록 캡을 형성한다. 유체는, 포트(1730)의 개구(1770)를 통해 암(1740)을 따라 개구(1760)로 흐를 수 있다. 유체 포트는 밀봉이 용이해지도록 개스킷을 포함할 수 있다. 플랜지(1750)는 제2 부분(1720)에 연결될 수 있다.
도 11은 용기(1800)의 일례를 설명하는 단면 사시도이다. 용기(1800)는, 내부 공동부(1820)를 획정하며, 내부 공동부(1820)와 용기(1800)의 외부 사이에 유체 연통을 제공하는 통로(1830)를 획정한다. 용기(1800)는, 제1 부분(1810) 및 제1 부분(1810)에 연결된 제2 부분(1850)을 포함할 수 있어서, 압축가능 용적을 획정할 수 있다. 일례로, 압축가능 부재(1840)와 시약 등의 요소들은 용기(1800)의 내부 공동부(1820) 내에 삽입될 수 있다.
일례로, 제2 부분(1850)은 제1 부분(1810)의 단부 위로 부착하기 위한 캡이다. 다른 일례로, 제2 부분(1850)은 제1 부분(1810)의 피팅에 부착하기 위한 삽입부이다. 일례로, 통로(1830)는 제2 부분(1850)에 예를 들어 구멍 또는 슬롯으로서 형성된다.
시약은 제2 부분(1850) 내에 배치될 수 있다. 시약은 동결건조된 뉴클레오타이드 또는 그 유사물일 수 있다. 다른 일례로, 시약은, 다공성 금속, 세라믹, 또는 폴리머 스펀지 또는 프릿에 의해 흡수되는 뉴클레오타이드 용액일 수 있다. 추가 예에서, 시약은 동결될 수 있다. 추가 예에서, 시약은 산 또는 염기 등의 pH 조정 시약을 포함할 수 있다.
유체 포트(1860)는, 용기(1800)에 연결되며, 용기(1800)가 삽입되는 인클로저에 대한 유체 접근을 제공한다. 예를 들어, 개구(1890)에 진입하는 유체는 통로들(1895)을 통과하여 인클로저 내로 향할 수 있다. 암(1840)은 제1 부분(1810) 및 유체 포트(1860)에 연결될 수 있다. 플랜지(1880)는, 또한, 용기(1800)를 인클로저 내에 위치시키도록 제2 부분(1850)에 연결될 수 있다.
시약 저장 장치는 공동부를 갖는 카트리지 또는 케이스 내에 삽입될 수 있다. 일례로, 압력은, 유연한 인클로저 내의 액체의 압력을 변경하고 이에 따라 용기 내의 압력에 영향을 끼치도록 공동부 내에서 가변될 수 있다. 대안적으로, 압력은 개구(1890)를 통해 인클로저 내부에 인가될 수 있다. 일례로, 인클로저들 중 하나 이상이 케이스 내에 통합될 수 있다. 케이스는, 압력이 인가될 수 있고 인클로저들로부터 해제될 수 있는 하나 이상의 압력 챔버를 획정할 수 있다.
도 12에 도시한 구체적인 일례에 있어서, 카트리지 또는 케이스(1900)는 덮개(1902) 및 본체(1904)를 포함한다. 덮개(1902)는, 유연한 인클로저들 내에 삽입되는 용기들의 유체 포트들(1906, 1908, 1910, 1912, 또는 1914)을 수용할 수 있다. 용기는 서로 다른 시약들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 용기는, 뉴클레오타이드를 포함할 수 있고, 또는 pH 조정 시약을 포함할 수 있다. 덮개(1902)는, 또한, 가압된 기체를 제공하거나 압력을 해제하기 위한 포트(1916)를 포함할 수 있어서, 인클로저들의 각각의 외부의 압력을 제어할 수 있고 이에 따라 인클로저 내의 압력을 제어할 수 있다. 베이스(1904)와 덮개(1902)의 벽들은, 카트리지(1900) 내의 공동부를 예를 들어 가압된 기체 또는 공기에 의해 가압할 수 있도록 구성될 수 있다. 일례로, 카트리지(1900)는 바코드 또는 무선 주파수 식별(RFID) 태그로 표기될 수 있다.
도 12와 도 13에 도시한 바와 같이, 덮개(1902)는, 스크러버 카트리지를 통해 기체 또는 공기를 인가하기 위한 접근 포트들(1918, 1920)을 포함할 수 있다. 특히, 시스템은, 외부 공기를 활용할 수 있어서, 외부 공기를 포트(1918)를 통해 인가할 수 있고 깨끗한 기체 또는 공기를 포트(1920)를 통해 수용할 수 있다. 특히, 스크러버 카트리지는 이산화탄소 또는 물을 캡처하기 위한 흡수 물질들을 포함할 수 있다. 이산화탄소는, 이산화탄소가 인클로저들 내로 확산될 때 또는 공기가 시스템의 다른 부분들에 사용될 때 액체 성분들의 산성화를 방지하도록 공기로부터 제거될 수 있다.
추가 예에서, 덮개(1902)는, 또한, 정렬 특징부들(1924 또는 1926)을 포함할 수 있다. 이러한 정렬 특징부들을 이용하여, 포트들(1906, 1908, 1910, 1912, 1914, 1916, 1918, 또는 1920)에 대한 접근을 매니폴드와 정렬하여 매니폴드에 대한 손상을 제한할 수 있거나 매니폴드와 케이스(1900) 간의 적절한 결합을 제공할 수 있다.
도 14, 도 15, 도 16에 도시한 바와 같이, 본체(1904)는, 각 인클로저(2128)가 배치되고 뉴클레오타이드 용기(2130)가 삽입되는 개별적인 공동부들(2126)을 획정할 수 있다. 일례로, 각 인클로저(2128)는 개별적인 공동부들(2126) 내에 배치되고, 각 용기(2130)는 덮개(1902)를 통해 부착되어, 용기(2130)의 유체 포트에서 덮개(1902)와 결합한다. 인클로저들(2128)의 피팅(2134)은 덮개(1902)와 결합할 수 있다.
덮개(1902)는, 가압된 기체 입력 포트(1916)와 공동부들(2126)의 각각 간에 연통을 제공하는 헤드스페이스를 획정할 수 있다. 대안적으로, 공동부는, 개별화된 공동부들(2126)이 없는 개방된 공동부일 수 있고, 압력을 인클로저들(2128)에 인가하도록 가압된 기체가 인가될 수 있는 단일 공동부를 제공할 수 있다. 도 15에 도시한 바와 같이, 본체(1904)는, 예를 들어, 공기로부터 이산화탄소를 제거하도록 스크러버 카트리지를 수용하기 위한 챔버(2232)를 포함할 수 있다.
도 16에 도시한 바와 같이 상면도로 볼 때, 본체(1904)는 개별화된 공동부들(2126)을 포함한다. 또한, 본체는, 본체(1904)의 나머지의 압력으로부터 스크러버 카트리지 입력 및 출력을 분리하도록 밀봉 구조(2340)를 포함할 수 있다. 또한, 내부 밀봉부(2342)를 활용하여, 스크러버 카트리지에 진입하는 공기의 입력 압력을 스크러버 카트리지로부터 벗어나는 공기의 출력 압력으로부터 분리할 수 있다. 또한, 본체(1904)는, 가압 또는 감압될 수 있는 공동부들을 포함하는 분리된 내부 공간을 제공하도록 덮개(1902) 상의 대향하는 밀봉 구조와 결합하는 밀봉 구조(2344)를 포함할 수 있다.
용기들은 뉴클레오타이드 시약들 또는 다른 시약들을 포함할 수 있다. 특히, 카트리지 시스템 내의 개별적인 용기들은 4개의 뉴클레오타이드 중 하나를 포함할 수 있다. 또한, 시스템은 pH 조정 시약들을 포함하는 인클로저 내에 용기를 포함할 수 있다. 구체적인 일례로, 카트리지는, 선택적으로 pH 조정 시약 용기, 및 4개의 뉴클레오타이드(A, G, C, 또는 T)의 각각을 통합하는 용기들과 인클로저들을 포함한다. 일례로, 시약들은 건조된 형태로 되어 있다. 예를 들어, 동결건조된 뉴클레오타이드들은 용기 내에 저장될 수 있다. 다른 일례로, 시약 용액은 다공성 금속, 세라믹, 또는 폴리머 스펀지형 물질 또는 프릿 내에 흡수될 수 있다. 추가 예에서, 시약 용액은, 용기 내에서 또는 시약 용액이 흡수되는 다공성 스펀지형 물질 내에서 동결될 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 인클로저들은 시약 용액을 제조하는 데 적용될 수 있다. 인클로저의 조립은, 용기를 인클로저에 삽입하는 것 및 인클로저 내의 용기를 유체 포트로 밀봉하는 것을 포함한다. 하나 이상의 인클로저는, 또한, 케이스의 용적 내에 고정될 수 있고, 케이스는 외부 기체 압력을 고정된 인클로저들에 제공하기 위한 기체 포트를 포함한다. 인클로저들은, 케이스 내에 최종 조립 단계로서 또는 시약들의 선택시 유연성을 제공하는 혼합 직전에 삽입될 수 있다.
대안적으로, 인클로저는, 시약을 포함하는 용기들을 삽입하기 전에 덮개에 고정될 수 있다. 시약 용기들은 덮개를 통해 삽입될 수 있고, 용기들의 유체 포트가 덮개와 결합할 수 있다. 덮개는, 인클로저들을 덮개에 고정한 후에 또는 용기들을 덮개를 통해 인클로저들 내에 삽입한 후에 베이스에 고정될 수 있다.
인클로저들 내의 유체의 가압과 감압은, 기체 포트를 통해 케이스의 용적의 기체 압력을 증가 및 감소시킴으로써 제어된다.
시약 용액을 제조하는 방법은, 용기와 시약을 포함하는 본 명세서에서 설명하는 인클로저들 중 임의의 인클로저 등의 인클로저를 인클로저의 유체 포트를 통해 소정량의 유체로 채우는 단계를 포함한다. 이어서, 인클로저 내의 유체가 용기의 내부 공동부로 또는 용기의 통로를 통해 흐르도록 그 유체를 가압한다. 유체는 포트를 통해 직접 가압될 수 있다. 다른 일례로, 유체는, 예를 들어 기체 또는 다른 유체 압력을 사용하여 외부 압력을 인클로저에 인가함으로써 가압될 수 있다. 가압은, 유체가 내부 공동부의 용적의 일부를 채우는 동안 용기의 내부 공동부 내의 부재 또는 압축가능 용적을 압축한다.
예를 들어, 유체는, 용기의 내부 공동부로 흐르고, 압축가능 용적 또는 부재에 가해지는 내부 공동부 내의 압력이 용기의 외부에 있는 인클로저 내의 압력과 대략 같아질 때까지 압축가능 용적 또는 부재를 압축한다.
인클로저 내의 유체는, 소정의 압력에 도달한 후, 감압된다. 압축가능 용적 또는 부재는, 팽창하여 유체와 시약을 내부 공동부로부터 용기의 외부에 있는 인클로저 내로 방출하도록 압축해제된다. 통로로부터 방출되는 시약과 유체의 혼합물은, 시약을 유체와 혼합하는 데 충분한 백 인클로저 내의 와전류와 난류를 생성한다. 감압시, 압축가능 용적 또는 부재에 의해 가해지는 바와 같은 내부 공동부 내의 압력은 용기의 외부에 있는 인클로저 내의 압력보다 크다. 유체와 시약은, 잘 혼합된 시약 용액을 제공하도록 내부 공동부 내의 압력이 용기의 외부에 있는 인클로저 내의 압력과 대략 같아질 때까지 통로를 통해 내부 공동부로부터 방출된다.
가압은, 유연한 인클로저의 외부에 있는 기체 압력을 증가시킴으로써 수행될 수 있다. 일 구현예에서, 인클로저는 케이스 내에 배치될 수 있다. 인클로저 내의 압력은, 인클로저의 외부에 있는 케이스 내의 기체 압력을 증가/감소시킴으로써 제어될 수 있다. 시약과 유체의 적절한 혼합은 가압과 감압의 반복적 사이클을 통해 달성될 수 있다. 혼합이 완료된 후, 유체와 시약은 인클로저의 유체 포트를 통해 방출된다.
도 17과 도 18은 시약 카트리지를 조립하는 예시적인 방법을 도시한다. 예를 들어, 피팅(702)은 인클로저(708)를 형성하도록 백 인클로저에 고정될 수 있다. 복수의 인클로저(708)는, 참조부호 (714)에 예시한 바와 같이, 카트리지의 덮개(706)에 연결될 수 있고, 카트리지 덮개(706)가 카트리지 베이스(704)에 고정되면 카트리지 베이스(704)에 삽입될 수 있다. 포트 개스킷(710)은, 압축된 공기 시스템을 카트리지에 접속할 수 있도록 카트리지 덮개에 고정될 수 있다. 추가 예에서, 포트 개스킷(712)은 CO2 스크러버에 대한 접근을 허용하도록 카트리지 덮개(706)에 고정될 수 있다.
도 18을 참조해 볼 때, 시약 용기들은, 참조부호 (722)로 표시된 바와 같이, 선택적 압축가능 부재를 시약 용기의 제1 부분(716)에 삽입함으로써 형성될 수 있다. 제2 부분(718)은 시약 용기(728)를 형성하도록 제1 부분(716)에 고정될 수 있다. 선택적으로, 시약은 제2 부분(718)에 인가된다. 대안적으로, 시약은 참조부호 (722)에서 제1 부분에 삽입된다.
스크러버 용기(720)는, 예를 들어, 참조부호 (726)에서 예시한 바와 같이, CO2를 제거하도록 스크러빙 시약으로 채워질 수 있다. 복수의 시약 용기(728)와 스크러버 용기(720)는, 참조부호 (730)으로 예시한 바와 같이 덮개를 통해 시약 카트리지에 삽입될 수 있다. 시약 카트리지 용기들(728)의 단부들은 카트리지 덮개를 통해 시약 인클로저들의 내부로 공급된다. 스크러버 용기(720)는, 카트리지의 나머지 공동부의 압력에 영향을 끼치지 않고 덮개를 통해 공기가 내외부로 흐를 수 있게 하는 카트리지의 분리된 구획부 내로 삽입된다. 유체 포트 개스킷(724)은, 매니폴드 및 기구 내에 고정되는 경우 시약 용기 또는 스크러버 용기에 대한 유밀(fluid tight) 접근을 제공하도록 시약 용기 위로 고정되고 선택적으로 스크러버 용기 위로 고정된다.
도 19는 핀치 밸브 조정기(3100)의 일례의 개략적 분해도를 제공한다. 밸브(3100)는 하우징 베이스(3110) 및 하우징 베이스(3110) 위에 배치된 하우징 커버(3120)를 포함한다. 다이어프램(3130)은 하우징 베이스(3110)와 하우징 커버(3120) 사이에 배치된다. 핀치 판(3140)은 다이어프램(3130)과 베이스(3110) 사이에 배치된다. 동작시, 핀치 판(3140)은, 핀 튜브(3150)를 통한 유체 흐름을 제한하게끔 (도 20, 도 21, 도 22에 더욱 명확하게 도시한 바와 같이) 핀 구조에 대하여 핀치 튜브(3150)를 집도록 하우징 베이스(3110)에 대하여 이동한다. 하나 이상의 개스킷(3160, 3170)은, 유체 누출을 방지하고 매끄러운 밸브 동작을 확실히 하도록 하우징 베이스(3110)와 하우징 커버(3120) 사이에 배치될 수 있다.
도 20은 핀치 밸브 조정기의 일례의 개략적 단면도를 제공한다. 밸브(3200)는 하우징(3210) 및 하우징(3210) 위에 배치된 하우징 커버(3220)를 포함한다. 하우징 베이스(3210)는 하측 공동부(3212) 및 하측 공동부(3212) 내에 돌출되는 핀치 구조(3214)를 포함한다. 하우징 베이스(3210)는 하측 공동부(3212)에 대한 외부 접근을 제공하는 기체 유입구(3230)를 포함한다. 베이스 유체 유입구(3232)는 하측 공동부(3212) 내의 핀치 튜브(3240)의 일 단부에 접속되는 외부 접근 경로를 제공한다. 핀치 튜브(3240)의 타 단부는 베이스 유체 유출구(3234)에 접속된다. 이에 따라, 핀치 튜브(3240)는 베이스 유체 유입구(3232)와 베이스 유체 유출구(3234) 사이의 유체 연통을 제공한다. 핀치 튜브(3240)는 핀치 판(3250)의 핀치 포인트(3252)와 핀치 구조(3214) 간에 연장된다.
일례로, 핀치 구조(3214)는 하측 공동부(3212) 내로 연장되는 직사각형 프리즘을 포함한다. 도시한 바와 같이, 직사각형 프리즘은 둥근 최상부를 갖는다. 다른 일례로, 직사각형 프리즘은 평평한 최상부를 가질 수 있다. 대안적으로, 프리즘은 삼각형 프리즘 등의 포인트형 구조를 가질 수 있다. 일반적으로, 핀치 구조(3214)는, 핀치 포인트(3252)가 핀치 튜브(3240)를 고정하여 펀칭(punch)하는 카운터 구조를 형성한다.
베이스 유체 유출구(3234)는, 이어서, 커버 유체 유입구(3236)에 접속되고, 하우징 베이스(3210)와 하우징 커버(3220)를 통한 유체 경로를 제공하도록 상측 공동부와 하측 공동부 사이에서 커버 유체 유입구와 유체 연통한다. 커버 유체 유입구(3236)는 유체 경로(3270)를 통해 커버 유체 유출구(3238)와 유체 연통한다. 커버 유체 유출구(3238)는 하우징 커버(3220)로부터 유체 경로(3270)에 대한 외부 접근을 제공한다. 다이어프램(3260)은, 하측 공동부(3212)를 커버(3220)와 다이어프램(3260) 사이에 획정된 상측 공동부(3222)로부터 유체적으로 분리하도록 하우징 베이스(3210)와 하우징 커버(3220) 사이에 배치된다.
하우징 커버(3220)는, 유체 경로(3270)가 배치되는 상측 공동부(3222)를 획정한다. 선택적으로, 개스킷(3280)은 하측 공동부(3212)의 일부 또는 상측 공동부(3222)의 일부를 획정할 수 있다. 핀치 판(3250)은 개스킷(3280) 또는 하우징 커버(3220)에 의해 획정되는 공동부 영역 내에 배치될 수 있다. 베이스 유체 유출구(3234)와 커버 유체 유입구(3236)는 개스킷(3280)과 다이어프램(3260)을 통해 유체 연통한다. 대안적으로, 베이스 유체 유출구(3234)와 커버 유체 유입구(3236)는 하우징 베이스(3210) 또는 하우징 커버(3220)의 외부에서 유체적으로 접속될 수 있다. 다이어프램(3260)은 하측 공동부(3212)와 상측 공동부(3222) 간의 분리를 제공한다. 핀치 판(3250)은 하우징 커버(3220)와 하우징 베이스(3210) 내에 획정된 공동부들(3212, 3222) 내에 배치된다. 핀치 판(3250)은 핀치 구조(3214)의 반대측에 배치된 핀치 포인트(3252)를 포함한다. 핀치 포인트(3252)는 둥근 팁을 갖는 것으로 도시되어 있다. 대안적으로, 핀치 포인트(3252)는 날카로운 팁을 가질 수 있다. 핀치 판(3250)은, 유체 경로(3270) 내의 유체 압력 및 하측 공동부(3212) 내의 기체 압력에 기초하여 핀치 튜브(3240)를 통한 유체 흐름을 제한하도록 하우징 베이스(3210)에 대하여 이동하여 핀치 튜브(3240)를 집는다.
본 명세서에서 설명하는 밸브들은 하측 공동부 내의 기체 압력의 함수로서 유체 흐름을 조정하도록 동작한다. 도 20은 유체를 밸브(3200)에 인가하기 전의 밸브 구조를 도시하고, 도 21과 도 22는 유체가 입력 기체 압력에 기초하는 유속으로 밸브(3300)를 통해 흐르는 밸브의 평형 상태를 도시한다. 동작하는 핀치 밸브의 구현 예를 도 20, 도 21 및 도 22를 참조하여 후술한다.
기체 압력은, 입력/기준 기체 압력으로 하측 공동부(3212, 3312)를 가압하도록 밸브의 기체 유입구(3230, 3330)에 인가된다. 가압된 하측 공동부는, 하우징 커버(3220, 3320)를 향하여 핀치 판(3250, 3350)과 다이어프램(3260, 3360)에 대하여 상향력을 인가한다. 유체는, 베이스 유체 유입구(3332)에 인가되고, 핀치 튜브(3340), 베이스 유체 유출구(3334), 커버 유체 유입구(3336), 유체 경로(3370), 커버 유체 유출구(3338)를 통해 이어서 밸브로부터 순차적으로 흐른다. 하우징 커버(3320)를 통해 흐르는 유체는 하우징 베이스(3310)를 향하여 다이어프램(3360)과 핀치 판(3350)에 대하여 하향력을 인가한다. 유체 경로(3370)의 유체 압력이 하측 공동부(3312)의 기체 압력에 대하여 증가함에 따라, 다이어프램(3360)이 하우징 베이스(3310)를 향하여 이동하고 핀치 판(3350)에 대하여 하향력을 인가한다. 특히, 다이어프램(3360)은, 상측 공동부(3322)의 유체 압력과 하측 공동부(3312)의 기체 압력 간의 차이에 응답하여 핀치 구조(3314)를 향하도록 핀치 포인트(3352)를 유발하는 것이다. 예를 들어, 다이어프램(360)은, 핀치 튜브(3340)에서의 유체 흐름을 제한하게끔 하측 공동부(3312) 내의 기체 압력에 대한 상측 공동부(3322) 내의 유체 압력의 증가에 응답하여 핀치 구조(3314)를 향하도록 핀치 포인트(3352)를 유발하는 것이다.
핀치 판(3350)이 하우징 베이스(3310)를 향하여 이동함에 따라, 핀치 포인트(3352)는, 입력 기체 압력이 상측 공동부(3322)의 유체 압력에 대항하고 이에 따라 밸브(3300)로부터의 일정한 유체 유속을 제공할 때까지 핀치 튜브(3340)에 하향력을 인가하여 핀치 구조(3314)에 대하여 튜브(3340)를 집고 유체 흐름을 제한하거나 펀치 튜브(3340)와 상측 공동부(3322)에 걸쳐 압력 강하를 야기한다. 도 22는, 방향 화살표(3380)가 밸브(3300)를 통한 유체 흐름 경로를 나타내는 밸브(3300)를 도시한다.
다이어프램 구동 핀치 밸브의 핀치 기동력은, 출력 유체 압력이 입력 기체 압력에 의해 조정되도록 하는 것이다. 하측 기체 공동부(3312)의 압력을 알려져 있는 값으로 설정함으로써, 하우징 커버(320)를 벗어나는 압력과 유체 흐름을 제어하게 된다. 이러한 식으로, 밸브는 평형 상태에 도달하도록 자기 조정하며, 원하는 일정한 유체 흐름을 제공할 수 있다. 요약하자면, 커버 유체 유출구에서의 출력 유체 압력은, 기체 유입구에서의 입력 기체 압력을 따르며, 베이스 유체 유입구에서의 유체 압력과는 독립적일 수 있다.
도 23과 도 24는, 카트리지(804)를 수용하도록 매니폴드(806)를 포함하는 예시적인 서열분석 시스템을 도시한다. 매니폴드는 액추에이터(808)를 사용하여 상하로 구동될 수도 있다. 선택적으로, 폐기물 통(802)은, 기구 내에 위치할 수 있고, 예를 들어, 도 2에 개략적으로 도시한 바와 같이 카트리지(804)에 유체적으로 접속될 수 있다.
도 24에 도시한 바와 같이, 복수의 유체 포트(810)는 도 2에 개략적으로 도시된 유체부 등의 튜빙과 유체 회로에 접속될 수 있다. 카트리지(804)는 기구에 의해 판독가능한 RFID 태그를 선택적으로 포함할 수 있다. 매니폴드(806)를 카트리지(804)에 접속하는 것은, RFID 태그의 판독에 기초하여 방지될 수 있고 또는 허용될 수 있다.
도 25는 평면형 회로 구조에서 5개의 입력 시약들을 수용하는 본 발명의 유체 회로의 다른 일 실시예를 도시한다. 도 25는 유체 회로(4302)를 포함하는 투명 본체 또는 하우징(4300)의 상면도이다. 하우징은, 금속, 유리, 세라믹, 플라스틱 등을 포함하는 다양한 물질들로 구축될 수 있다. 투명 물질은, 폴리카르보네이트, 폴리메틸 메타아크릴레이트 등을 포함한다. 유입구들(또는 입력 포트들)은, 시약들이 유체 회로(4302)에 진입하는 하우징의 최하부측에 위치하는 자신의 각 커넥터 슬롯들(예를 들어, 4370)에 통로에 의해 접속된다. 유입구들은, 통로들(예를 들어, 4353)과 유체 연통하고, 이러한 통로들은 다시 곡선 통로들에 접속된다. 각 곡선 통로는, "T" 접합부(4356)에서 곡선 통로를 위해 식별된 두 개의 다리로 이루어진다. 한 다리는 자신의 각 유입구를 노드(또는 다용도 중심 포트; 4301)에 접속하는 내측 다리이고, 나머지 하나의 다리는 자신의 각 유입구를 폐기물 통로(또는 링; 4340)에 접속하는 외측 다리이다. 전술한 바와 같이, 곡선 통로들의 내측 및 외측 다리들의 단면적과 길이는, "T" 접합부들과 노드(4301)에서의 흐름의 원하는 균형을 달성하도록 선택될 수도 있다. 통로를 통해, 폐기물 통로(또는 채널; 4340)는, 본체의 최하부측의 커넥터 슬롯에 의해 폐기물 저장소(도시하지 않음)에 접속되는 폐기물 포트(4345)와 유체 연통한다. 노드(4301)는, 본 실시예에서 본체(4300)의 외부에 있으며 점선으로 도시한 통로(4361)에 의해 포트(4363)와 유체 연통한다. 다른 실시예들에서, 통로(4361)는, 노드(4301)와 포트(4363)를 위한 커넥터 슬롯들이 필요하지 않도록 본체 내에 형성될 수도 있다. 포트는, "T" 접합부가 형성되는 세척액 유입구에 통로(4363)에 의해 접속되며, 커넥터 슬롯에 접속되며, 이에 따라 커넥터 슬롯이 흐름 셀, 반응 챔버 등에 대한 도관을 제공한다. 도 25는 유체들을 흐름 셀에 분산하도록 유체 회로를 사용하는 모드를 도시한다. 동작 모드들은 입력 시약들의 각각 및 세척액에 연관된 밸브들(4350)에 의해 구현된다. 제1동작 모드(선택된 시약 밸브가 개방되고, 다른 시약 밸브들 모두는 폐쇄되고, 세척액 밸브가 폐쇄됨)에서는, 선택된 시약이 흐름 셀에 전달되고, 제2동작 모드(선택된 시약 밸브가 개방되고, 다른 시약 밸브들 모두가 폐쇄되고, 세척액 밸브가 개방됨)에서는, 유체 회로가 선택된 시약을 전달하도록 프라이밍되고, 제3동작 모드(모든 시약 밸브들이 폐쇄되고, 세척액 밸브가 개방됨)(도시하지 않음)에서는, 유체 회로의 모든 통로들이 세척된다. 전술한 바와 같이, 각 유입구에 연관된 것은, 유체가 (밸브(4352)에 대하여 도시한 바와 같이) 자신의 각 유입구를 통해 유체 회로(4302)에 진입할 수 있도록 개방될 수 있고, 또는 (밸브(4352)를 제외한 모든 밸브들에 대하여 도시한 바와 같이) 유체가 회로(4302)에 진입하는 것을 방지하도록 폐쇄될 수 있는 밸브(4350)이다. 각 경우에, 도 25에서 유입구(4370)에 대하여 도시한 바와 같이 유입구의 밸브가 개방되고 (세척액 밸브를 포함한) 나머지 밸브들이 폐쇄되면, 유체는 통로(4354)를 통해 "T" 접합부(4356)로 흐르며, 유체는 이러한 접합부에서 두 개의 흐름으로 나누어지고, 한 흐름은 폐기물 통로(4340)로 향한 후 폐기물 포트(4345)로 향하고, 나머지 흐름은 노드(4301)로 향한다. 노드(4301)로부터, 이러한 제2흐름은, 다시 다수의 흐름으로 나누어지며, 이들 중 하나는 통로(4361)를 통해 노드(4301)를 벗어난 후 통로(4363)로 이어서 흐름 셀로 향하고, 나머지는 노드(4301)를 나머지 유입구들에 접속하는 통로들의 각각으로 흐른 후 폐기물 통로(4340)와 폐기물 포트(4345)로 흐른다. 후자의 흐름은, 나머지 유입구들로부터 확산 또는 누출되는 임의의 물질을 반송하고 이를 폐기물 포트(4345)로 향하게 하는 그 나머지 유입구들을 통과한다. 서로 다른 시약들의 시퀀스는, 선택된 시약의 밸브를 개방하고 동시에 비선택 시약들 모두와 세척액의 밸브들을 폐쇄함으로써 흐름 셀로 향할 수도 있다. 일 실시예에서, 이러한 시퀀스는, 세척, 시약 xl 프라이밍, 시약 xl 전달, 세척, 시약 x2 프라이밍, 시약 x2 전달, 세척 등의, 유체 회로의 동작 모드들의 시퀀스에 의해 구현될 수 있다. 시약 프라이밍 모드에서는, 시약 전달 모드처럼, 선택된 시약에 대응하는 밸브를 제외한 모든 시약 유입구 밸브들이 폐쇄된다. 그러나, 시약 전달 모드와는 달리, 세척액 밸브가 개방되고, 선택된 시약 흐름과 세척액 흐름의 상대적 압력은, 세척액이 통로(4361)를 통해 노드(4301)로 흐르도록 선택되고, 이러한 노드에서 세척액이 선택된 시약 유입구로 이어지는 통로를 제외한 폐기물 통로(4340)로 이어지는 모든 통로들을 통해 벗어난다.
도 26에 도시한 바와 같이, 카트리지 내에 시약 용액을 제조하는 방법(900)은 참조부호 (902)로 표시된 바와 같이 카트리지를 기구 내에 삽입하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 카트리지는, 도 23 또는 도 24에 도시한 실시예들과 유사하게 매니폴드 아래에 또는 도 1에 도시한 기구 아래에 삽입될 수 있다.
선택적으로, 시스템은 참조부호 (904)로 표시된 바와 같이 카트리지 정렬 특징부들을 체크할 수 있다. 예를 들어, 카트리지는 기구 내의 카트리지의 적절한 위치설정을 나타내는 구조를 포함할 수 있다. 참조부호 (906)으로 또한 표시된 바와 같이, 카트리지는, 기구에 의해 판독될 수 있는 무선 주파수 식별자 태그(RFID)를 선택적으로 포함할 수 있다. 카트리지 정렬 특징부들의 테스트 또는 카트리지의 RFID 태그의 판독에 기초하여, 기구는 매니폴드를 사용하여 카트리지와 선택적으로 결합할 수 있다.
예를 들어, 기구는, 매니폴드에 고정된 복수의 유체 포트를 카트리지에 접속할 수 있어서, 참조부호 (908)로 표시된 바와 같이 기구의 나머지와의 유체적 접속을 제공한다. 기구는, 또한, 참조부호 (910)으로 표시된 바와 같이 압축된 공기 시스템 등의 기체 시스템을 카트리지에 접속할 수 있다. 일례로, 기체 시스템에 대한 접속부는, 유체 포트들을 시약 카트리지들에 접속하는 매니폴드 내에 통합된다. 특히, 시스템은, 스크러버 유입구 및 유출구에 접속될 수 있고, 시약 인클로저들 간의 공간을 획정하는 공동부에 선택적으로 접속될 수 있다.
참조부호 (912)로 표시된 바와 같이, 카트리지 공동부는 가압될 수 있다. 인클로저 또는 시약 인클로저는, 카트리지 공동부를 가압함으로써 배기될 수 있다. 인클로저의 배기에 후속하여, 카트리지 공동부가 또한 감압될 수 있다.
용액(예를 들어, 완충액)은 참조부호 (914)로 표시된 바와 같이 유체 포트들을 통해 인가될 수 있다. 특히, 용액은 시약 인클로저들의 각각에 보편적으로 인가될 수 있다. 용액 인가에 후속하여, 카트리지 공동부 내의 압력을 사이클링할 수 있다. 이러한 사이클링은, 예를 들어, 도 4 내지 도 16에 관하여 전술한 기구들을 활용하여 인클로저들 내의 시약들의 혼합을 야기할 수 있다.
도 27은 피검물을 측정한 후 시스템을 세척하는 예시적인 방법(9204)을 도시한다. 예를 들어, 참조부호 (922)로 표시된 바와 같이, 압력을 카트리지 공동부에 인가하여, 시약 인클로저들을 가압할 수 있다.
참조부호 (924)로 표시된 바와 같이, 시약들은, 개별적인 시약 인클로저들을 유체 회로에 접속하는 밸브들을 개방함으로써 시약 인클로저들로부터 선택적으로 흐를 수 있다. 특히, 시약은, 별도의 용기로부터의 세척액의 흐름에 의해 선택적으로 분리되는 선택된 개별적인 시약 인클로저들로부터 순차적으로 흐를 수 있다.
카트리지 공동부의 압력이 시약 인클로저들로부터의 시약들을 위한 구동력을 제공할 수 있고 시약 인클로저에 연관된 밸브를 선택적으로 개방함으로써 개별적인 시약이 선택될 수 있는 한편, 참조부호 (926)으로 표시된 바와 같이, 유속은 유체 회로의 하류측에서 제어될 수 있다. 특히, 흐름은, 예를 들어, 핀치 흐름 조정기를 활용하여 폐기물 용기로의 흐름을 제어함으로써 유체 회로의 하류측에서 제어될 수 있다.
이어서, 시스템은, 참조부호 (928)로 표시된 바와 같이, 가압된 공기를 카트리지의 스크러버를 통해 인가하고 가압되고 스크러빙된 공기를 유체 회로(930)를 통해 유동시킴으로써 세척될 수 있다. 가압된 공기는, 유체를, 예를 들어, 센서 디바이스와 핀치 흐름 조정기를 통해 유체 회로로부터 폐기물 용기들로 구동할 수 있다. 추가 예에서, 가압된 공기는, 시약 유체들을 각자의 연관된 밸브들을 통해 카트리지 내의 시약 인클로저들 내로 역방향으로 구동할 수 있다. 이러한 경우, 카트리지 공동부는 감압될 수 있어서, 가압된 공기가 시약 유체들을 시약 인클로저들 내로 역방향으로 구동할 수 있게 한다.
도 28에 도시한 바와 같이, 시약 카트리지를 제조하는 방법(940)은, 참조부호 (942)로 표시된 바와 같이, 복수의 시약 인클로저를 카트리지 덮개에 부착하는 단계를 포함한다. 도 17과 도 18에 더욱 상세히 도시되거나 예시된 개략적인 예시적인 방법을 제공한다. 카트리지 덮개는, 참조부호 (944)로 표시된 바와 같이, 카트리지 베이스에 고정될 수 있고, 복수의 시약 용기는, 참조부호 (946)으로 표시된 바와 같이, 카트리지 덮개를 통해 복수의 인클로저 내에 삽입될 수 있다.
시스템 또는 기구는 서열분석을 위해 공정 흐름에 집적될 수 있다. 예를 들어, 시스템을, 템플릿 제조를 수행하는 One Touch 2(등록상표) 또는 Ion Chef(등록상표) 시스템과 함께 활용할 수 있다. 템플릿 제조에 이어서 서열분석을 위해 기구를 활용할 수 있다. 기구는, 초기 분석을 수행하도록 구성가능하며, 또는 클라우드 또는 외부 서버에 대하여 초기 분석과 해석을 아웃소싱할 수 있다.
기구는 구성가능할 수 있다. 예를 들어, 시스템은, 하나 이상의 중앙 처리 유닛, 구성가능한 양의 RAM, 업그레이드 가능한 그래픽 처리 유닛, 및 1 내지 12TB를 포함한 교환가능한 저장 장치를 포함할 수 있다. 기구는 서로 다른 서열분석 칩들을 수용하고 이러한 칩들을 사용하여 서열분석을 수행하도록 구성된다. 또한, 시스템은, 서열분석 칩으로부터 수신되는 데이터의 분석 및 해석을 위해 외부 서버들에 접근하도록 업그레이드될 수 있다.
기구에 의해 지원되는 다수의 칩들은, 또한, 다수의 검정(assay)을 지원할 수 있어서, 서로 다른 개수의 판독, 판독 길이, 염기 출력 및 적용을 가능하게 한다. 이처럼, 시스템은, 다용도이며, 다양한 연구 분야들에서 유용하다.
이러한 시스템은, 19.6Gb를 포함하는 P1 프로톤 칩 또는 15.4Gb를 포함하는 고 정밀도 실행으로부터의 출력을 포함하는 바람직한 서열분석 실행들을 위해 제공된다.
제1 양태에서, 시약을 제조하는 방법은 카트리지를 기구 내에 삽입하는 단계를 포함한다. 카트리지는, 카트리지의 공동부 내에 배치되고 카트리지의 외부에 포트를 노출하는 복수의 시약 인클로저를 포함한다. 각 시약 인클로저는, 압축가능 용적을 획정하는 내부 공동부와 시약을 포함하는 시약 용기, 및 시약 용기를 통해 내부 공동부로 획정된 개구를 포함한다. 방법은, 복수의 유체 포트를 복수의 시약 인클로저의 개구들에 접속시키는 단계; 용액을 유체 포트들을 통해 인가하여 복수의 시약 인클로저를 적어도 부분적으로 채우는 단계; 및 공동부의 압력을 사이클링하는 단계를 더 포함하고, 이에 의해, 시약 인클로저들의 각각마다, 압력 증가 동안, 용액이 시약 용기의 내부 공동부에 진입하고, 시약과 결합되고, 압축가능 용적을 압축하며, 압력 감소 동안, 압축가능 용적이 감소되고 시약이 개구를 통해 방출된다.
제1 양태의 일례에서, 방법은, 용액을 인가하기 전에 공동부를 가압하여 복수의 인클로저로부터 기체를 제거하는 단계를 더 포함한다.
위 예들과 제1 양태의 다른 일례에서, 시약 용기는 압축가능 용적에 배치된 압축가능 부재를 더 포함한다.
위 예들과 제1 양태의 추가 예에서, 시약은 뉴클레오타이드를 포함한다.
위 예들과 제1 양태의 추가 예에서, 방법은 복수의 유체 포트를 접속시키기 전에 카트리지의 위치를 감지하는 단계를 더 포함한다.
위 예들과 제1 양태의 다른 일례에서, 방법은 기구에 의해 카트리지의 식별 태그를 판독하는 단계를 더 포함한다. 예를 들어, 방법은 판독에 기초하여 복수의 유체 포트를 접속시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
위 예들과 제1 양태의 추가 예에서, 카트리지는 스크러버를 더 포함하고, 방법은 기체 시스템을 스크러버에 접속시키는 단계를 더 포함한다. 예를 들어, 스크러버는 CO2 스크러버이다. 다른 일례로, 압력을 사이클링하는 단계는 기체를 스크러버를 통해 공동부 내에 인가하는 단계를 포함한다.
제2 양태에서, 기구에 의해 피검물을 검출하는 방법은 기구에 연결된 카트리지에 압력을 인가하는 단계를 포함한다. 카트리지는, 카트리지의 공동부 내에 배치되고 카트리지의 외부에 포트를 노출하는 복수의 시약 인클로저를 포함한다. 각 시약 인클로저는, 압축가능 용적을 획정하는 내부 공동부와 시약을 포함하는 시약 용기, 및 시약 용기를 통해 내부 공동부로 획정된 개구를 포함한다. 방법은, 복수의 시약 카트리지의 시약 인클로저로부터의 시약을 카트리지로부터 유체 회로, 센서, 및 핀치 흐름 조정기를 통해 폐기물 용기로 선택적으로 유동시키는 단계; 및 핀치 흐름 제어기를 이용하여 폐기물 용기로의 흐름을 제어하는 단계를 더 포함한다.
제2 양태의 일례에서, 카트리지에 압력을 인가하는 단계는 카트리지의 스크러버를 통해 카트리지의 공동부 내로 기체를 유동시키는 단계를 포함한다.
위 예들과 제2 양태의 다른 예에서, 센서는 감이온 전계 효과 트랜지스터를 포함한다.
위 예들과 제2 양태의 추가 예에서, 압력을 인가하는 단계는 기구의 압축기에 의해 공기를 압축하는 단계를 포함한다.
제3 양태에서, 기구를 세척하는 방법은, 카트리지의 스크러버를 통해 가압된 공기를 인가하는 단계; 및 스크러빙된 가압된 공기를 유체 회로를 통해 유동시키는 단계를 포함하고, 스크러빙된 가압된 공기의 일부는 유체를 카트리지의 시약 인클로저들을 향하여 유체 회로를 통해 가압하고, 일부는 기구의 센서를 통해 핀치 흐름 조정기를 통해 폐기물 용기로 가압한다.
제4 양태에서, 시약 카트리지를 제조하는 방법은, 복수의 인클로저를 카트리지 덮개에 부착하는 단계; 카트리지 덮개를 카트리지 베이스에 고정시키는 단계로서, 카트리지 덮개는 복수의 개구를 획정하고, 카트리지 덮개의 개구는 복수의 인클로저 중 임의의 인클로저의 내부에 대한 접근을 제공하는, 고정하는 단계; 및 복수의 시약 용기를 복수의 인클로저에 삽입하는 단계를 포함하고, 복수의 시약 용기 중 임의의 시약 용기는 개구를 통해 인클로저의 내부로 연장되고, 시약 용기는, 시약, 압축가능 용적을 획정하는 내부 공동부, 및 시약 용기를 통해 내부 공동부로 획정되는 접근부를 포함한다.
제4 양태의 일례에서, 시약은 뉴클레오타이드를 포함한다.
위 예들과 제4 양태의 다른 일례에서, 뉴클레오타이드는 시약 용기의 내부 공동부 내의 다공성 물질 상에 배치된다.
위 예들과 제4 양태의 추가 예에서, 방법은 카트리지 덮개를 고정하기 전에 스크러버를 카트리지에 삽입하는 단계를 더 포함한다.
제5 양태에서, 시스템은, 카트리지에 접속되며, 복수의 시약 인클로저와 유체 회로 사이의 유체 연통을 제공하며, 압축된 기체 시스템, 카트리지 공동부, 카트리지의 스크러버 사이에 유체 연통을 제공하는 카트리지 매니폴드를 포함하고, 유체 회로는, 유체 회로와 유체 연통하는 서열분석 디바이스; 서열분석 디바이스와 유체 연통하는 핀치 흐름 조정기; 및 핀치 흐름 조정기와 유체 연통하는 폐기물 용기를 포함한다.
대략적 설명이나 예들의 전술한 활동들 모두가 필요한 것이 아니며, 특정 활동의 일부가 필요하지 않을 수도 있으며, 전술한 활동에 더하여 하나 이상의 추가 활동을 수행할 수도 있다는 점에 주목한다. 또한, 활동들이 열거되는 순서는 반드시 그 활동들이 수행되는 순서가 아니다.
전술한 명세에서는, 개념들을 특정 실시예들을 참조하여 설명하였다. 그러나, 통상의 기술자라면, 이하의 청구범위에 개시된 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 수정과 변경을 행할 수 있음을 이해한다. 이에 따라, 명세서와 도면은 한정적인 의미보다는 예시적인 것으로 간주해야 하며, 이러한 모든 수정을 본 발명의 범위 내에 포함하려는 것이다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "포함하다"(comprise), "포함하는"(comprising), "포함하다"(includes), "포함하는"(including), "갖다"(has), "갖는"(having) 또는 이들의 다른 임의의 변형은 비배타적 내포를 망라하려는 것이다. 예를 들어, 특징의 목록을 포함하는 공정, 방법, 물품 또는 기구는 이 특징으로 반드시 제한되는 것은 아니고, 명확히 기재되지 않거나 이러한 공정, 방법, 물품 또는 기구에 고유하지 않은 다른 특징을 포함할 수 있다. 추가로, 반대로 명확히 기재되지 않는 한, "또는"은 "포함적 논리합(inclusive-or)"을 지칭하는 것이고 "배타적 논리합(exclusive-or)"을 지칭하는 것은 아니다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는, A가 참(또는 존재함)이고 B가 거짓(또는 존재하지 않음)인 경우; A가 거짓(또는 존재하지 않음)이고 B가 참(또는 존재함) 경우; 및 A와 B 모두가 참(또는 존재함)인 경우들 중 임의의 하나에 의해 충족된다.
또한, 단수 표현의 사용은 본 명세서에서 설명하는 구성요소들과 요소들을 설명하도록 채택된 것이다. 이는, 편의상 행해진 것일 뿐이며 본 발명의 범위의 일반적 의미를 제공하는 것이다. 이러한 설명은, 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 해석해야 하며, 단수형은, 다른 의미임이 명백하지 않은 한 복수도 포함한다.
이점, 다른 장점, 및 문제점에 대한 해결책을 특정 실시예들에 관하여 설명하였다. 그러나, 이점, 장점, 문제점에 대한 해결책, 및 임의의 이점, 장점, 또는 해결책을 발생시키거나 명확하게 할 수도 있는 임의의 특징부(들)를, 임의의 모든 청구항들의 중요한 특징부, 요구되는 특징부, 또는 본질적 특징부로서 해석해서는 안 된다.
통상의 기술자라면, 명세서를 읽은 후, 소정의 특징부들이 본 명세서에서 명료성을 위해 별도의 실시예들의 문맥으로 설명되어 있으며 또한 일 실시예와 함께 제공될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 역으로, 간결성을 위해 일 실시예의 문맥에서 설명되어 있는 다양한 특징부들이 개별적으로 또는 임의의 하위조합으로 제공될 수도 있다. 또한, 참조하는 범위에서 언급되는 값들은 그 범위 내의 모든 각각의 값을 포함한다.

Claims (20)

  1. 시약을 제조하는 방법으로서,
    카트리지를 기구 내에 삽입하는 단계로서, 상기 카트리지는 복수의 시약 인클로저들(reagent enclosures)을 포함하고, 상기 복수의 시약 인클로저들은 상기 카트리지의 공동부(cavity)내에 배치되고, 상기 복수의 시약 인클로저들의 각 시약 인클로저의 포트는 상기 카트리지의 외부에 노출되고, 각 시약 인클로저는 시약을 포함하는 시약 용기와 압축가능 용적을 획정하는 내부 공동부, 및 상기 시약 용기를 통해 상기 내부 공동부로 획정된 개구를 포함하는, 상기 삽입하는 단계;
    상기 기구의 복수의 유체 포트들을 상기 복수의 시약 인클로저들의 포트들에 접속시키는 단계;
    용액을 상기 기구의 유체 포트들을 통해 인가하여 상기 복수의 시약 인클로저들을 적어도 부분적으로 채우는 단계; 및
    상기 공동부의 압력을 사이클링하는 단계로서, 상기 사이클링에 의해, 상기 시약 인클로저들의 각각마다, 압력 증가 동안, 상기 용액이 상기 시약 용기의 내부 공동부에 진입하고 상기 시약과 결합하고 상기 압축가능 용적을 압축하며, 압력 감소 동안, 상기 압축가능 용적이 감소되고 상기 시약이 상기 개구를 통해 방출되는, 상기 사이클링하는 단계를 포함하는, 시약을 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 용액을 인가하기 전에 상기 공동부를 가압하여 상기 복수의 인클로저들로부터 기체를 제거하는 단계를 더 포함하는, 시약을 제조하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 시약 용기는 상기 압축가능 용적 내에 배치된 압축가능 부재를 더 포함하는, 시약을 제조하는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 시약은 뉴클레오타이드를 포함하는, 시약을 제조하는 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 유체 포트들을 접속시키기 전에 상기 카트리지의 위치를 감지하는 단계를 더 포함하는, 시약을 제조하는 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기구에 의해 상기 카트리지의 식별 태그를 판독하는 단계를 더 포함하는, 시약을 제조하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 판독에 기초하여 상기 복수의 유체 포트들을 접속시키는 단계를 더 포함하는, 시약을 제조하는 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 카트리지는 스크러버를 더 포함하고, 상기 방법은 기체 시스템을 상기 스크러버에 접속시키는 단계를 더 포함하는, 시약을 제조하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 스크러버는 CO2 스크러버인, 시약을 제조하는 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 압력을 사이클링하는 단계는 기체를 상기 스크러버를 통해 상기 공동부 내에 인가하는 단계를 포함하는, 시약을 제조하는 방법.
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