KR102503406B1 - 선택적으로 유출물을 수집하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

선택적으로 유출물을 수집하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102503406B1
KR102503406B1 KR1020187036964A KR20187036964A KR102503406B1 KR 102503406 B1 KR102503406 B1 KR 102503406B1 KR 1020187036964 A KR1020187036964 A KR 1020187036964A KR 20187036964 A KR20187036964 A KR 20187036964A KR 102503406 B1 KR102503406 B1 KR 102503406B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flow
reagent
disposal
paths
reagents
Prior art date
Application number
KR1020187036964A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190095108A (ko
Inventor
브래들리 켄트 드루스
케빈 제임스 카파
매튜 윌리엄 헤이지
Original Assignee
일루미나, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 일루미나, 인코포레이티드 filed Critical 일루미나, 인코포레이티드
Publication of KR20190095108A publication Critical patent/KR20190095108A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102503406B1 publication Critical patent/KR102503406B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6869—Methods for sequencing
    • C12Q1/6874—Methods for sequencing involving nucleic acid arrays, e.g. sequencing by hybridisation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1009—Characterised by arrangements for controlling the aspiration or dispense of liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/50273—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the means or forces applied to move the fluids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6869—Methods for sequencing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00029—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/08—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a stream of discrete samples flowing along a tube system, e.g. flow injection analysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06—Fluid handling related problems
    • B01L2200/0605—Metering of fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/14—Process control and prevention of errors
    • B01L2200/143—Quality control, feedback systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/16—Reagents, handling or storing thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861—Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0877—Flow chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/06—Valves, specific forms thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2563/00—Nucleic acid detection characterized by the use of physical, structural and functional properties
    • C12Q2563/107—Nucleic acid detection characterized by the use of physical, structural and functional properties fluorescence
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2565/00—Nucleic acid analysis characterised by mode or means of detection
    • C12Q2565/60—Detection means characterised by use of a special device
    • C12Q2565/601—Detection means characterised by use of a special device being a microscope, e.g. atomic force microscopy [AFM]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q2565/00—Nucleic acid analysis characterised by mode or means of detection
    • C12Q2565/60—Detection means characterised by use of a special device
    • C12Q2565/629—Detection means characterised by use of a special device being a microfluidic device
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/00029—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
    • G01N2035/00099—Characterised by type of test elements
    • G01N2035/00158—Elements containing microarrays, i.e. "biochip"

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)

Abstract

시스템은 복수의 시약이 유전자 서열 분석 작업 동안 펌핑될 수 있는 흐름 셀, 동작 시에 사용된 시약을 전도하는 유출 라인, 상기 유출 라인으로부터 상기 사용된 시약을 수용하고 복수의 처분 경로들 중 상기 사용된 시약을 위한 하나의 처분 경로를 선택하도록 제어 가능한 사용된 시약 밸브, 및 동작 시 상기 사용된 시약 밸브에 결합되고, 상기 사용된 시약 밸브를 제어하여, 어떤 시약이 상기 흐름 셀을 통해 펌핑되고 있는지에 따라 상기 처분 경로들 중 원하는 처분 경로를 선택하는 제어 회로를 포함할 수 있다.

Description

선택적으로 유출물을 수집하기 위한 시스템 및 방법
관련 출원과의 상호 참조
본 출원은, 2017년 1월 5일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 62/442,742의 우선권의 이익을 주장하고, 또한 미국 특허 출원 번호 62/442,742의 우선권의 이익을 주장하는 2017년 3월 24일자로 출원된 영국(GB) 특허 출원 번호 1704766.3의 이익을 또한 주장하는 2017년 12월 13일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 15/841,082의 우선권의 이익을 주장하며, 이들 선출원 문헌 전부는 전체 내용이 본 명세서에 원용된다.
특히 DNA, RNA 및 다른 생물학적 샘플과 같은 관심 분자의 서열 분석(sequencing)을 위한 기기들이 개발되어 계속 진화되고 있다. 서열 분석 작업(sequencing operation) 전에, 관심 분자 샘플이 준비되어 라이브러리 또는 템플릿을 형성하고 이 라이브러리 또는 템플릿은 시약과 혼합되고 나서 궁극적으로 흐름 셀(flow cell)에 도입되고 여기서 개별 분자들이 여러 부위(site)에 부착되고 증폭되어 검출 가능성이 향상된다. 이후 서열 분석 작업은 여러 부위에서 분자를 결합시키는 단계, 결합된 성분들에 태그를 붙이는 단계, 여러 부위에서 성분들을 이미징하는 단계, 및 결과 이미지 데이터를 처리하는 단계의 사이클을 반복하는 것을 포함한다.
이러한 서열 분석 시스템(sequencing system)에서, 유체 시스템(또는 서브시스템)은 프로그래밍된 컴퓨터 및 적절한 인터페이스와 같은 제어 시스템의 제어 하에 물질종(예를 들어, 시약)의 흐름을 제공한다.
본 명세서에서 설명된 주제의 하나 이상의 구현예의 세부 사항은 첨부된 도면 및 이하의 설명에 제시된다. 다른 특징, 양태 및 장점은 상세한 설명, 도면 및 청구 범위로부터 명백해질 것이다.
일부 구현예에서, 시스템으로서, 복수의 시약이 유전자 서열 분석 작업 동안 펌핑되는 흐름 셀과 유체 흐름 가능하게 결합되는 하나 이상의 유출 흐름 경로로서, 상기 유출 경로는 상기 흐름 셀로부터 사용된 시약을 수용하는, 상기 하나 이상의 유출 흐름 경로; 상기 사용된 시약을 상기 유출 흐름 경로를 통해 펌핑하기 위한 하나 이상의 펌프; 유출 라인을 통해 상기 하나 이상의 펌프로부터 사용된 시약을 수용하고 복수의 처분 경로(disposal path)들 중 상기 사용된 시약을 위한 하나의 처분 경로를 선택하도록 제어 가능한 사용된 시약 선택기 밸브; 및 상기 사용된 시약 선택기 밸브에 동작 가능하게 결합된 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는 하나 이상의 프로세서 및 기계 실행 가능 명령을 저장하거나 저장하도록 구성된 메모리를 포함하고, 상기 기계 실행 가능 명령은, 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서를 제어하여, 어떤 사용된 시약이 상기 유출 경로를 통해 펌핑되고 있는지에 따라 상기 사용된 시약 선택기 밸브가 상기 처분 경로들 중 원하는 처분 경로를 선택하게 하는, 상기 시스템이 제공될 수 있다.
상기 시스템의 일부 구현예에서, 상기 시스템은, 동작 시에, 사용된 시약의 흐름을 검출하고 상기 사용된 시약의 흐름에 관한 흐름 데이터를 상기 제어 회로에 제공하는 유량계를 더 포함할 수 있다.
상기 시스템의 일부 구현예에서, 상기 유량계는 상기 처분 경로들 중 하나의 처분 경로에 유체 흐름 가능하게 결합될 수 있고, 상기 메모리는, 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 하나 이상의 프로세서를 더 제어하여, 상기 사용된 시약이 상기 유량계로부터의 피드백에 기초하여 상기 원하는 흐름 경로를 통해 흐르고 있는지 여부를 결정하게 하는 기계 실행 가능 명령을 더 저장하거나 저장하도록 구성될 수 있다.
상기 시스템의 일부 구현예에서, 상기 처분 경로들 중 제1 처분 경로는 상기 서열 분석 작업 동안 상기 처분 경로들 중 제2 처분 경로보다 더 많이 사용된 시약을 전달할 수 있고, 상기 유량계는 상기 제1 처분 경로에 결합될 수 있다.
상기 시스템의 일부 구현예에서, 상기 메모리는, 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서를 더 제어하여, 유전자 시퀀서(genetic sequencer)를 위해 규정된 서열 분석 프로토콜에 기초하여 상기 사용된 시약 선택기 밸브를 제어하게 하는 기계 실행 가능 명령을 더 저장하거나 저장하도록 구성될 수 있다.
상기 시스템의 일부 구현예에서, 상기 시스템은 시약 및 시약 흐름 경로를 선택하기 위한 적어도 하나의 밸브를 더 포함할 수 있고, 상기 메모리는 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서를 더 제어하여, 상기 규정된 서열 분석 프로토콜에 기초하여 상기 적어도 하나의 밸브 및 상기 사용된 시약 선택기 밸브를 제어하게 하는 기계 실행 가능 명령을 더 저장하거나 저장하도록 구성될 수 있다.
상기 시스템의 일부 구현예에서, 상기 시스템은 시약 흐름 경로와 상기 유출 라인 사이에 유체 흐름 가능하게 개재된 시약 펌프를 더 포함할 수 있다.
상기 시스템의 일부 구현예에서, 상기 시스템은 상기 처분 경로들 중 제1 처분 경로로부터 사용된 시약을 수용하기 위한 제1 사용된 시약 용기, 및 상기 처분 경로들 중 제2 처분 경로로부터 사용된 시약을 수용하기 위한 제2 시약 용기를 더 포함할 수 있다.
상기 시스템의 일부 구현예에서, 상기 제1 사용된 시약 용기를 제거 또는 운송하는 동안 상기 유체가 이동될 때 상기 제1 사용된 시약 용기는 내부 유체가 상기 제1 사용된 시약 용기의 개구로부터 멀어지는 쪽으로 향하게 할 수 있다.
일부 구현예에서, 시스템으로서, 복수의 시약이 유전자 서열 분석 작업 동안 펌핑되고 나서 사용된 시약을 생성하는 흐름 셀; 복수의 시약 흐름 경로로부터 시약 및 시약 흐름 경로를 선택하기 위한 적어도 하나의 시약 선택기 밸브로서, 상기 시약 흐름 경로들 중 적어도 하나의 시약 흐름 경로는 상기 흐름 셀을 통과하는, 상기 적어도 하나의 시약 선택기 밸브; 동작 시에 사용된 시약을 전도하는 유출 라인; 상기 유출 라인으로부터 사용된 시약을 수용하고 복수의 처분 경로들 중 상기 사용된 시약을 위한 하나의 처분 경로를 선택하도록 제어 가능한 사용된 시약 선택기 밸브; 및 상기 적어도 하나의 시약 선택기 밸브 및 상기 사용된 시약 선택기 밸브에 동작 가능하게 결합된 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는 하나 이상의 프로세서 및 기계 실행 가능 명령을 저장하는 메모리를 포함하고, 상기 기계 실행 가능 명령은, 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서를 제어하여, 상기 유전자 서열 분석 작업을 위해 규정된 서열 분석 프로토콜에 기초하여 상기 적어도 하나의 시약 선택기 밸브 및 상기 사용된 시약 선택기 밸브를 제어하게 하는, 상기 시스템이 제공될 수 있다.
상기 시스템의 일부 구현예에서, 상기 메모리는, 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서를 더 제어하여, 어떤 시약이 상기 흐름 셀을 통해 펌핑되고 있는지에 따라 상기 처분 경로들 중 원하는 처분 경로를 선택하게 하는 기계 실행 가능 명령을 더 저장하거나 저장하도록 구성될 수 있다.
상기 시스템의 일부 구현예에서, 상기 시스템은, 동작 시, 상기 시약의 흐름을 검출하고 흐름 데이터를 상기 제어 회로에 제공하는 유량계를 더 포함할 수 있다.
상기 시스템의 일부 구현예에서, 상기 유량계는 상기 처분 경로들 중 하나의 처분 경로에 결합될 수 있고, 상기 메모리는, 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서를 더 제어하여, 상기 시약이 상기 유량계로부터의 피드백에 기초하여 상기 원하는 흐름 경로를 통해 흐르고 있는지를 결정하게 하는 기계 실행 가능 명령을 더 저장하거나 저장하도록 구성될 수 있다.
상기 시스템의 일부 구현예에서, 상기 처분 경로들 중 제1 처분 경로는 상기 서열 분석 작업 동안 상기 처분 경로들 중 제2 처분 경로보다 더 많이 사용된 시약을 전달할 수 있고, 상기 유량계는 상기 제1 처분 경로에 유체 흐름 가능하게 결합될 수 있다.
일부 구현예에서, 방법으로서, 흐름 셀을 통해 복수의 시약을 펌핑하는 것에 의해 유전자 서열 분석 작업을 수행하고 사용된 시약을 생산하는 단계; 상기 유전자 서열 분석 작업 동안, 적어도 하나의 시약 선택기 밸브를 제어하여, 상기 유전자 서열 분석 작업을 위한 프로토콜에 따라 상기 흐름 셀을 통해 펌핑될 원하는 시약을 선택하는 단계; 및 상기 유전자 서열 분석 작업 동안, 사용된 시약 선택기 밸브를 제어하여, 상기 사용된 시약이 상기 흐름 셀을 빠져 나간 후 복수의 처분 경로 중 상기 사용된 시약을 위한 하나의 처분 경로를 선택하는 단계로서, 상기 유전자 서열 분석 작업을 위한 프로토콜을 사용하여 상기 사용된 시약 선택기 밸브를 제어하는, 상기 하나의 처분 경로를 선택하는 단계를 포함하는 상기 방법이 제공될 수 있다.
상기 방법의 일부 구현예에서, 상기 방법은 처분 경로들 중 적어도 하나의 처분 경로를 통한 흐름을 검출하여 사용된 시약이 상기 선택된 처분 경로를 통해 흐르고 있는지를 검증하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법의 일부 구현예에서, 상기 흐름은 상기 처분 경로들 중 하나의 처분 경로에 유체 흐름 가능하게 결합된 유량계에 의해 검출될 수 있다.
상기 방법의 일부 구현예에서, 상기 처분 경로들 중 제1 처분 경로는 상기 서열 분석 작업 동안 상기 처분 경로들 중 제2 처분 경로보다 더 많이 사용된 시약을 전달할 수 있고, 상기 유량계는 상기 제1 처분 경로에 유체 흐름 가능하게 결합될 수 있다.
상기 방법의 일부 구현예에서, 상기 방법은 상기 사용된 시약을 적어도 2개의 상이한 용기에서 수집하는 단계를 더 포함할 수 있고, 각각의 처분 용기는 상이한 처분 경로로부터 사용된 시약을 수용하도록 위치될 수 있다.
본 명세서에서 설명된 주제의 하나 이상의 구현예의 세부 사항은 첨부된 도면 및 이하의 설명에서 제시된다. 다른 특징, 양태 및 장점은 상세한 설명, 도면 및 청구 범위로부터 명백해질 것이다. 다음 도면의 상대적 치수는 축척에 맞게 그려지지 않았을 수도 있다는 것이 주목된다.
본 발명의 이들 및 다른 특징, 양태 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명을 읽을 때 더 잘 이해될 수 있을 것이며, 도면에서 동일한 부호는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부분을 나타낸다.
도 1은 개시된 기술이 사용될 수 있는 예시적인 서열 분석 시스템의 개략도;
도 2는 도 1의 서열 분석 시스템의 예시적인 유체 시스템의 개략도;
도 3은 도 1의 서열 분석 시스템의 예시적인 처리 및 제어 시스템의 개략도;
도 4는 서열 분석 작업 동안 도 1의 서열 분석 시스템을 동작시키기 위한 예시적인 공정의 흐름도;
도 5a는 0.5초 측면 부하(side load)를 받는 사용된 시약 용기 내 액체가 튀어오르는 것(slosh)의 일례를 도시하며, 0.0초의 시간에 용기를 제거 또는 운송하는 것을 시뮬레이션하는 것을 도시한 도면;
도 5b는 0.5G의 측면 부하가 가해지고 나서 0.1초의 시간 후에 도 5a의 사용된 시약 용기의 일례를 도시한 도면; 및
도 5c는 0.5G의 측면 부하가 가해지고 나서 0.2초의 시간 후에 도 5a의 사용된 시약 용기의 일례를 도시한 도면.
도 1은 샘플의 성분, 성분 순서 및 일반적으로 구조를 결정하기 위해 서열 분석될 수 있는 분자 샘플을 처리하도록 구성된 서열 분석 시스템(10)의 일 구현예를 도시한다. 시스템은 생물학적 샘플을 수용하고 처리하는 기기(12)를 포함한다. 샘플 소스(14)는 많은 경우에 조직 샘플을 포함할 수 있는 샘플(16)을 제공한다. 샘플 소스는 예를 들어 인간, 동물, 미생물, 식물 또는 다른 기증자(환경 샘플을 포함함)와 같은 개인 또는 개체를 포함하거나, 또는 서열을 결정하는데 관심 있는 유기 분자를 포함하는 임의의 다른 개체를 포함할 수 있다. 이 시스템은 합성된 분자를 포함하는 유기체로부터 채취된 것 이외의 샘플과 함께 사용될 수 있다. 많은 경우에, 분자는 DNA, RNA를 포함하거나, 또는 궁극적인 관심인 특정 기능을 갖는 유전자 및 변종을 한정할 수 있는 서열을 갖는 염기쌍(base pair)을 갖는 다른 분자를 포함할 수 있다.
샘플(16)은 샘플/라이브러리 준비 시스템(18)에 도입된다. 이 시스템은 분석을 위해 샘플을 분리, 파괴 및 다른 방식으로 준비할 수 있다. 결과 라이브러리는 서열 분석 작업을 용이하게 하는 길이에 관심이 있는 분자를 포함한다. 이어서, 결과 라이브러리는 기기(12)에 제공되고, 여기서 서열 분석 작업이 수행된다.
도 1에 도시된 구현예에서, 기기는 샘플 라이브러리를 수신하는 흐름 셀 또는 어레이(20)를 포함한다. 흐름 셀은, 라이브러리의 분자 부착 및 서열 분석 작업 동안 검출될 수 있는 위치 또는 부위에서의 증폭을 포함하는, 서열 분석 화학 반응이 일어날 수 있는 하나 이상의 유체 채널을 포함한다. 예를 들어, 흐름 셀/어레이(20)는 위치 또는 부위에서 하나 이상의 표면에 고정된 서열 분석 템플릿을 포함할 수 있다. "흐름 셀"은 마이크로어레이, 나노어레이 등과 같은 패턴화된 어레이를 포함할 수 있다. 실제로, 위치 또는 부위는 지지체의 하나 이상의 표면 상에 규칙적인 반복 패턴으로, 복잡한 비 반복 패턴으로, 또는 랜덤한 배열로 배치될 수 있다. 서열 분석 화학 반응이 일어나기 위해 흐름 셀은 또한 반응, 플러싱(flushing) 등에 사용되는 예를 들어 다양한 시약, 완충액 및 다른 반응 매체를 포함하는 물질종을 도입할 수 있게 한다. 물질종은 흐름 셀을 통해 흐르고, 개별 부위에서 관심 있는 분자와 접촉할 수 있다.
이 기기(12)에서, 흐름 셀(20)은 이동 스테이지(22) 상에 장착되고, 이동 스테이지는 이 구현예에서 참조 부호(24)로 지시된 바와 같이 하나 이상의 방향으로 이동될 수 있다. 예를 들어, 흐름 셀(20)은, 시약 및 다른 유체가 흐름 셀(20)로 전달되거나 또는 흐름 셀로부터 전달될 수 있도록, 이동 스테이지(22) 상의 포트 또는 시스템의 다른 구성 요소와 인터페이스할 수 있는 제거 가능하고 교체 가능한 카트리지의 형태로 제공될 수 있다. 스테이지는 서열 분석 동안 복사선 또는 광(28)을 흐름 셀로 향하게 할 수 있는 광학 검출 시스템(26)과 관련된다. 광학 검출 시스템은 흐름 셀의 부위에 배치된 분석물을 검출하기 위해 형광 현미경 방법과 같은 다양한 방법을 사용할 수 있다. 비 제한적인 예로서, 광학 검출 시스템(26)은 공초점 라인 스캐닝을 사용하여 점진적인 픽셀화된 이미지 데이터를 생성할 수 있는데, 이 이미지 데이터를 분석하면 흐름 셀에서 개별 부위를 찾고 각 부위에 가장 최근에 부착되거나 결합된 뉴클레오타이드의 유형을 결정할 수 있다. 하나 이상의 복사선 포인트를 샘플을 따라 스캐닝하는 기술 또는 "스텝 앤 슈팅(step and shoot)" 이미징 접근법을 사용하는 기술과 같은 다른 적절한 이미징 기술이 사용될 수도 있다. 광학 검출 시스템(26) 및 스테이지(22)는 영역 이미지를 얻는 동안 흐름 셀 및 검출 시스템을 정적 관계로 유지하도록 협력할 수 있고, 또는 언급된 바와 같이, 흐름 셀은 임의의 적합한 모드(예를 들어, 포인트 스캐닝, 라인 스캐닝, "스텝 앤 슈팅" 스캐닝)에서 스캐닝될 수 있다.
많은 다른 기술이 부위에서 분자를 이미징하거나 또는 보다 일반적으로 검출하는데 사용될 수 있지만, 현재 고려되는 구현예는 형광 태그를 여기(excitation)시키는 파장에서 공초점 광학 이미징을 이용할 수 있다. 흡수 스펙트럼에 의해 여기된 태그는 방출 스펙트럼에 의해 형광 신호를 반환한다. 광학 검출 시스템(26)은, 이러한 신호를 캡처하고, 신호 방출 부위를 분석할 수 있게 하는 해상도로 픽셀화된 이미지 데이터를 처리하고, 결과 이미지 데이터(또는 이로부터 유도된 데이터)를 처리 및 저장하도록 구성된다.
서열 분석 작업에서, 사이클 동작 또는 공정은 예를 들어 단일 뉴클레오타이드 또는 올리고 뉴클레오타이드와 반응을 촉진하고 나서 후속 사이클을 준비할 때 플러싱, 이미징 및 디블록킹을 수행하는 자동화 또는 반자동화 방식으로 구현된다. 서열 분석을 위해 준비되고 흐름 셀 상에 고정된 샘플 라이브러리는 모든 유용한 정보를 라이브러리로부터 추출하기 전에 다수의 사이클을 거칠 수 있다. 광학 검출 시스템은 전자 검출 회로(예를 들어, 카메라 또는 이미징 전자 회로 또는 칩)를 사용하는 것에 의해 서열 분석 작업의 각 사이클 동안 흐름 셀(및 그 부위)을 스캔하는 것으로부터 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 이어서, 결과적인 이미지 데이터를 분석하면 이미지 데이터에서 개별 부위를 찾고, 예를 들어, 특정 위치에서 이미지 데이터 내 픽셀 그룹 또는 클러스터로 지시된, 특정 위치에서 검출된 광의 특정 컬러 또는 파장(특정 형광 태그의 특성 방출 스펙트럼)을 참조하여, 부위에 존재하는 분자를 분석하고 특성화할 수 있다. 예를 들어, DNA 또는 RNA 서열 분석 응용에서, 예를 들어, 4개의 공통 뉴클레오타이드는 구별 가능한 형광 방출 스펙트럼(광의 파장 또는 파장 범위)으로 표현될 수 있다. 각각의 방출 스펙트럼은 이 뉴클레오타이드에 대응하는 값으로 지정될 수 있다. 이 분석 및 각 부위에 대해 결정된 순환 값을 추적한 것에 기초하여, 개별 뉴클레오타이드 및 그 순서가 각 부위에 대해 결정될 수 있다. 그런 다음 이들 서열을 더 처리하면, 유전자, 염색체 등을 포함하는 더 긴 단편을 조립할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "자동화" 및 "반자동화"이라는 용어는 동작이 개시되면 또는 동작을 포함하는 공정이 개시되면 인간 상호 작용이 거의 없거나 또는 전혀 없는 시스템 프로그래밍 또는 구성에 의해 동작이 수행된다는 것을 의미한다.
도시된 구현예에서, 시약(30)은 밸브(32)를 통해 흐름 셀 내로 인입되거나 흡인된다. 밸브는 예를 들어 피펫 또는 시퍼(sipper)(도 1에 도시되지 않음)를 통해 시약을 저장하는 수용기(recipient) 또는 용기(vessel)로부터 시약에 접근할 수 있다. 밸브(32)는 수행되는 규정된 동작 순서에 기초하여 시약을 선택할 수 있게 한다. 밸브는 흐름 경로(34)를 통해 흐름 셀(20)로 시약을 보내기 위한 명령을 더 수신할 수 있다. 배출 또는 유출 흐름 경로(36)는 사용된 시약을 흐름 셀(20)로부터 보낸다. 도시된 구현예에서, 펌프(38)는 시스템(10)을 통해 시약을 이동시키는 역할을 한다. 펌프(38)는 시스템(10)을 통해 시약 또는 다른 유체를 측정하는 것, 공기 또는 다른 유체를 흡인하는 등과 같은 다른 유용한 기능을 수행하는 역할을 할 수도 있다. 펌프(38)의 하류에 있는 추가 밸브(40)는 사용된 시약을 처분 용기 또는 수용기(42)에 적절하게 보낼 수 있게 한다.
기기(12)는, 다양한 시스템 구성 요소의 동작을 명령하고, 센서로부터의 피드백에 의해 동작을 모니터링하고, 이미지 데이터를 수집하고, 이미지 데이터를 적어도 부분적으로 처리하는 것을 보조하는 회로 범위를 더 포함한다. 도 1에 도시된 구현예에서, 제어/감시 시스템(44)은 제어 시스템(46) 및 데이터 획득 및 분석 시스템(48)을 포함한다. 두 시스템은 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 디지털 처리 회로, 예를 들어, 마이크로프로세서, 멀티-코어 프로세서, FPGA, 또는 임의의 다른 적절한 처리 회로), 및 예를 들어, 하나 이상의 컴퓨터, 프로세서 또는 다른 유사한 논리 장치를 제어하여 특정 기능을 제공하는 기계 실행 가능 명령을 저장할 수 있는 관련된 메모리 회로(50)(예를 들어, 솔리드-스테이트 메모리 장치, 다이내믹 메모리 장치, 온-보드(on-board) 및/또는 오프-보드(off-board) 메모리 장치 등)를 포함할 수 있다. 응용 특정 또는 범용 컴퓨터는 제어 시스템 및 데이터 수집 및 분석 시스템을 적어도 부분적으로 구성할 수 있다. 제어 시스템은 기기의 예를 들어 유체, 광학, 스테이지 제어 및 임의의 다른 유용한 기능을 위한 명령을 처리하도록 구성된 (예를 들어, 프로그래밍된) 회로를 포함할 수 있다. 데이터 획득 및 분석 시스템(48)은 광학 검출 시스템(26)과 인터페이스하며, 광학 검출 시스템(26) 또는 스테이지(22) 또는 이들 둘 모두의 움직임 제어, 순환 검출을 위한 광의 방출, 반환된 신호의 수신 및 처리 등을 수행한다. 기기는, 기기(12)의 제어 및 모니터링, 샘플의 로딩, 자동화 또는 반자동화 서열 분석 작업의 론칭, 리포트의 생성 등을 가능하게 하는 조작자 인터페이스와 같이 참조 부호(52)에 지시된 바와 같은 다양한 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 마지막으로, 도 1의 구현예에서, 외부 네트워크 또는 시스템(54)은 기기(12)에 결합되고 기기와 협력하며 예를 들어 분석, 제어, 모니터링, 수리(servicing) 및 다른 동작을 수행할 수 있다.
단일 흐름 셀 및 유체 경로 및 단일 광학 검출 시스템이 도 1에 도시되어 있지만, 일부 기기(12)에서는 하나를 초과하는 흐름 셀 및 유체 경로가 수용될 수 있다는 것이 주목된다. 예를 들어, 현재 고려되는 구현예에서, 서열 분석 및 처리량을 향상시키기 위해 2개의 이러한 배열이 제공된다. 실제로, 임의의 수의 흐름 셀 및 경로가 제공될 수 있다. 이들은 동일하거나 다른 시약 리셉터클(reagent receptacle), 처분 리셉터클, 제어 시스템, 이미지 분석 시스템 등을 사용할 수 있다. 제공되는 경우, 다중 유체 시스템은 개별적으로 제어되거나 조정된 방식으로 제어될 수 있다. "유체 흐름 가능하게 연결된"이라는 어구는 본 명세서에서 "전기적으로 연결된"이라는 어구가 2개 이상의 구성 요소 간의 전기적 연결을 기술하는데 사용될 수 있는 것과 동일한 방식으로 서로 유체 흐름 가능하게 연통된 방식으로 이러한 구성 요소들을 배치하는 2개 이상의 구성 요소 사이의 연결을 기술하는데 사용될 수 있는 것으로 이해된다. "유체 흐름 가능하게 개재된"이라는 어구는 예를 들어 구성 요소의 특정 순서를 기술하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 구성 요소(B)는 구성 요소(A)와 구성 요소(C) 사이에 유체 흐름 가능하게 개재되면, 구성 요소(A)로부터 구성 요소(C)로 흐르는 유체는 구성 요소(C)에 도달하기 전에 구성 요소(B)를 통해 흐를 것이다.
도 2는 도 1의 서열 분석 시스템의 예시적인 유체 시스템을 도시한다. 도시된 실시예에서, 흐름 셀(20)은 서열 분석 작업 동안 유체 물질종(예를 들어, 시약, 완충액, 반응 매체)을 수용하기 위해 쌍으로 그룹화될 수 있는 일련의 경로 또는 레인(56A 및 56B)을 포함한다. 레인(56A)은 공통 라인(58)(제1 공통 라인)에 결합된 반면, 레인(56B)은 제2 공통 라인(60)에 결합된다. 바이패스 라인(62)은 또한 유체가 흐름 셀에 유입되지 않고 흐름 셀(20)을 바이패스하도록 제공된다. 전술한 바와 같이, 일련의 용기 또는 수용기(64)는 서열 분석 작업 동안 이용될 수 있는 시약 및 다른 유체를 저장할 수 있다. 시약 선택기 밸브(66)는, 흐름 셀로 도입될 시약들 중 하나 이상의 시약을 선택하기 위해 모터 또는 액추에이터(도시되지 않음)에 기계적으로 결합될 수 있다. 선택된 시약은 유사하게 모터(도시 생략)를 포함하는 공통 라인 선택기 밸브(68)로 나아간다. 공통 라인 선택기 밸브(68)는 명령을 받아서, 공통 라인(58 및 60) 중 하나 이상 또는 둘 모두의 라인을 선택하여, 시약(64)이 제어된 방식으로 레인(56A) 및/또는 레인(56B)으로 흐르게 하거나, 또는 바이패스 라인(62)을 선택하여, 하나 이상의 시약이 바이패스 라인을 통해 흐르게 할 수 있다.
사용된 시약은 흐름 셀과 펌프(38) 사이에 결합된 출력 라인(36)을 통해 흐름 셀을 빠져 나간다. 도시된 구현예에서, 펌프(38)는 한 쌍의 주사기(70)를 갖는 주사기 펌프를 포함하고, 이 주사기는 액추에이터(72)에 의해 제어되고 이동되며 시약 및 다른 유체를 흡인하고 테스트, 검증 및 서열 분석 사이클의 다른 동작 동안 시약 및 유체를 방출한다. 펌프 조립체는 밸브, 계기, 액추에이터 등(도시되지 않음)을 포함하는 다양한 다른 부품 및 구성 요소를 포함할 수 있다. 도시된 구현예에서, 압력 센서(74A 및 74B)는 펌프의 입구 라인 상의 압력을 감지하는 반면, 압력 센서(74C)는 주사기 펌프에 의해 출력되는 압력을 감지하도록 제공된다.
시스템에 의해 사용되는 유체는 펌프로부터 사용된 시약 선택기 밸브(76)로 들어간다. 이 밸브(76)는 사용된 시약 및 다른 유체를 위한 다중 흐름 경로 중 하나의 흐름 경로를 선택할 수 있게 한다. 도시된 구현예에서, 제1 흐름 경로는 제1 사용된 시약 리셉터클(78)에 이르는 반면, 제2 흐름 경로는 유량계(80)를 통해 제2 사용된 시약 리셉터클(82)에 이른다. 사용된 시약에 따라, 처분을 위해 별개의 용기 내에 시약 또는 특정 시약을 수집하는 것이 유리할 수 있고, 사용된 시약 선택기 밸브(76)는 이러한 제어를 할 수 있다.
펌프 조립체 내의 밸브는 시약, 용매, 세정제, 공기 등을 포함하는 다양한 유체가 펌프에 의해 흡인되고 나서, 공통 라인, 바이패스 라인, 및 흐름 셀 중 하나 이상을 통해 주입 또는 순환될 수 있게 한다. 더욱이, 전술한 바와 같이, 현재 고려되는 구현예에서, 도 2에 도시된 유체 시스템의 2개의 병렬 구현예가 공통 제어 하에 제공된다. 유체 시스템 각각은 단일 서열 분석 기기의 일부일 수 있으며, 다른 흐름 셀 및 샘플 라이브러리에 대해 병렬로 서열 분석 작업을 포함하는 기능을 수행할 수 있다.
유체 시스템은 테스트, 검증, 서열 분석 등을 위한 규정된 프로토콜을 구현하는 제어 시스템(46)의 명령 하에 동작한다. 규정된 프로토콜은 미리 수립되고, 시약 흡인, 공기 흡인, 다른 유체 흡인, 시약, 공기 및 유체 방출 등과 같은 일련의 이벤트 또는 활동 동작을 포함할 수 있다. 프로토콜은 흐름 셀에서 발생하는 반응, 흐름 셀 및 그 부위의 이미징 등과 같은 다른 기기 동작과 이러한 유체 동작을 조정할 수 있게 한다. 도시된 구현예에서, 제어 시스템(46)은 펌프 액추에이터(72)의 동작을 명령하도록 구성된 펌프 인터페이스(86)뿐만 아니라 밸브에 명령 신호를 제공하도록 구성된 하나 이상의 밸브 인터페이스(84)를 사용한다. 예를 들어 압력 센서(74A-C) 및 유량계(80)로부터 피드백을 수신하고 이러한 피드백을 처리하기 위해 다양한 입력/출력 회로(88)가 제공될 수도 있다.
도 3은 제어/감시 시스템(44)의 특정 기능 구성 요소를 도시한다. 도시된 바와 같이, 메모리 회로(50)는 테스트, 시운전, 문제 해결, 수리 및 서열 분석 작업 동안 실행되는 규정된 루틴을 저장한다. 많은 이러한 프로토콜 및 루틴이 메모리 회로에 구현되어 저장될 수 있으며, 이들은 때때로 업데이트되거나 변경될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이들은 다양한 밸브, 펌프 및 임의의 다른 유체 액추에이터를 제어할 뿐만 아니라 밸브, 흐름 및 압력 센서와 같은 유체 센서로부터 피드백을 수신하고 처리하기 위한 유체 제어 프로토콜(90)을 포함할 수 있다. 스테이지 제어 프로토콜(92)은 예를 들어 이미징 동안 원하는 대로 흐름 셀을 이동시키는 것을 허용한다. 광학 제어 프로토콜(94)은 흐름 셀의 부분을 조명하고 처리를 위해 반환된 신호를 수신하기 위해 이미징 구성 요소에 명령을 발행하는 것을 허용한다. 이미지 획득 및 처리 프로토콜(96)은 서열 분석에 유용한 데이터를 추출하기 위해 적어도 부분적으로 이미지 데이터를 처리하는 것을 허용한다. 다른 프로토콜 및 루틴은 참조 부호(98)로 지시된 바와 같이 동일하거나 상이한 메모리 회로에 제공될 수 있다. 실제로, 메모리 회로는 휘발성 및 비 휘발성 메모리와 같은 하나 이상의 메모리 장치로서 제공될 수 있다. 이 메모리는 기기 내에 있거나 및/또는 오프-보드에 있을 수 있다.
하나 이상의 프로세서(100)는 저장된 프로토콜에 액세스하여 이들 프로토콜을 기기 상에 구현한다. 전술한 바와 같이, 처리 회로는 애플리케이션 특정 컴퓨터, 범용 컴퓨터, 또는 임의의 적합한 하드웨어, 펌웨어 및 소프트웨어 플랫폼의 일부일 수 있다. 프로세서 및 기기의 동작은 조작자 인터페이스(101)를 통해 인간 조작자에 의해 명령될 수 있다. 조작자 인터페이스는 테스트, 시운전, 문제 해결 및 수리를 가능하게 할뿐만 아니라 기기에서 발생할 수 있는 임의의 문제를 리포트하게 할 수 있다. 조작자 인터페이스는 서열 분석 작업을 론칭하고 모니터링하는 것을 허용할 수도 있다.
도 2로 돌아가면, 펌프(38)의 주사기(70)는 사용된 시약을 흐름 셀(20)로부터 출력 라인(36)을 통해 흡인할 수 있다. 사용된 시약 선택기 밸브(76)는 사용된 시약을 수용하고 사용된 시약을 다수의 사용된 시약 리셉터클(78, 82) 중 하나의 리셉터클로 라우팅할 수 있다. 2개의 사용된 시약 리셉터클(78, 82)이 도 2에 도시되어 있지만, 2개를 초과하는 사용된 시약 리셉터클(78, 82)을 갖는 구현예도 고려된다. 기기에 의해 사용된 다양한 시약은 상이한 처분 절차를 가질 수 있기 때문에, 사용된 시약 밸브(76)를 사용하여 사용된 시약을 다양한 사용된 시약 리셉터클(78, 82)로 분리하면 다양한 방식으로 다양한 사용된 시약을 처분할 수 있다.
예를 들어, 알려진 서열 분석 프로토콜에 기초하여, 제어 시스템(46)은 제1 사용된 시약(예를 들어, 시약 선택기 밸브(66)에 의해 선택된 시약)이 다음에 흐름 셀(20)로부터 밖으로 펌핑된다는 것을 알 수 있다. 밸브 인터페이스(84)를 통해 제어 시스템(46)은 사용된 시약 선택기 밸브(76)를 제1 위치로 작동시켜, 사용된 시약 선택기 밸브(76)가 제1 사용된 시약을 수용하고 제1 사용된 시약을 제1 처분 경로를 통해 제1 사용된 시약 리셉터클(78)로 라우팅하게 할 수 있다. 서열 분석 작업이 서열 분석 프로토콜에 따라 진행됨에 따라, 제2 시약이 흐름 셀(20)을 통해 펌핑될 수 있다. 밸브 인터페이스를 통해 제어 시스템(46)은 사용된 시약 선택기 밸브(76)를 제2 위치로 작동시켜, 사용된 시약 선택기 밸브(76)가 제2 사용된 시약을 수용하고 제2 사용된 시약을 제2 처분 경로를 통해 제2 사용된 시약 리셉터클(82)로 라우팅하게 할 수 있다.
제2 처분 경로는 제2 처분 경로를 통해 시약의 흐름을 검출하기 위한 유량계(80)를 포함할 수 있다. 그러나, 일부 구현예에서, 유량계는 제2 처분 경로가 아니라 제1 처분 경로를 통한 시약의 흐름을 검출할 수도 있는 것으로 이해된다. 유량계(80)는 제어 시스템(46)이 사용된 시약 선택기 밸브(76)의 위치를 결정할 때 유량계(80)로부터의 출력을 고려할 수 있도록 입력/출력 회로(88)를 통해 제어 시스템(46)과 통신한다. 일부 구현예에서, 유량계(80)는 사용된 시약 선택기 밸브(76)의 상류에 배치될 수 있지만, 이것은 이려한 구현예에서 액체가 올바른 처분 경로를 통해 흐르고 있는지를 검출할 수 없게 할 수 있다. 일부 다른 또는 추가 구현예에서, 유량계는 사용자 시약 선택기 밸브(76)의 하류에 각 처분 경로에 설치될 수 있으며, 각 처분 경로를 통한 유량을 직접 측정하는데 사용될 수 있으나, 이것은 추가 유량계 및 비용을 요구할 수 있다.
예를 들어, 사용된 시약 선택기 밸브(76)가 제1 사용된 시약 리셉터클(78) 쪽 제1 처분 경로를 선택하는 제1 위치에 있는 것으로 가정되었거나 표시되었으나, 유량계(80)가 유체가 제2 처분 경로를 통해 흐르고 있다고 지시하면, 제어 시스템(46)은 동작을 중지하고 조작자에게 통지할 수 있다. 반면에, 사용된 시약 선택기 밸브(76)가 제1 사용된 시약 리셉터클(78) 쪽 제1 처분 경로를 선택하는 제1 위치에 있고 유량계(80)가 유체가 제2 처분 경로를 통해 흐르고 있지 않다고 지시하면, 유체는 올바르게 흐르고 있는 것처럼 보이기 때문에(또는 적어도 부정확한 유체 경로로 내려가지 않기 때문에) 서열 분석 작업은 계속될 수 있다. 대응하여, 사용된 시약 선택기 밸브(76)가 제2 사용된 시약 리셉터클(82) 쪽 제2 처분 경로를 선택하는 제2 위치에 있고 유량계(80)가 유체가 제2 처분 경로를 통해 흐르고 있다고 지시하면, 서열 분석 작업이 계속될 수 있다. 그러나, 사용된 시약 선택기 밸브(76)가 제2 사용된 시약 리셉터클(82) 쪽 제2 처분 경로를 선택하는 제2 위치에 있으나 유량계(80)가 유체가 제2 처분 경로를 통해 흐르고 있지 않다고 지시하면, 제어 시스템(46)은 동작을 중지하고 조작자에게 통지할 수 있다.
시스템(10)은 다른 시약보다 하나의 시약을 훨씬 더 많이 사용할 수 있다. 예를 들어, 제1 시약은 총 유출 볼륨의 약 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 8%, 10%, 15%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 85%, 90%, 92%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% 또는 임의의 다른 값을 가질 수 있으며, 여기서 "약"이라는 용어는 명시된 값으로부터 10% 이하의 차이를 나타낸다. 예를 들어, 시스템은 제1 시약보다 제2 시약을 더 많이 사용할 수 있다. 이러한 구현예에서, 유량계(80)는 더 많이 사용된 시약에 대응하는 처분 경로에 결합될 수 있다. 제2 사용된 시약 리셉터클(82)은 제1 사용된 시약 리셉터클(78)보다 상당히 더 커서 더 많은 체적의 유체를 수용할 수 있다. 다른 구현예에서, 리셉터클(78, 82)은 동일하거나 유사한 크기일 수 있으나, 상이한 스케줄에 따라 비워질 수 있다.
도 4는 분석 동작(예를 들어, 서열 분석 작업) 동안 도 1에 도시된 기기(12)를 동작시키는 공정(104)의 흐름도이다. 참조 부호(106)에서, 서열 분석 프로토콜이 선택될 수 있다. 전술한 바와 같이, 서열 분석 프로토콜은 도 1에 도시된 인터페이스를 통해 조작자에 의해 선택되거나 또는 외부 네트워크/시스템을 통해 원격으로 선택될 수 있다. 다른 구현예에서, 서열 분석 프로토콜은 미리 프로그래밍된 스케줄에 기초하여 자동적으로 선택될 수 있다.
서열 분석 작업은 선택된 서열 분석 프로토콜에 기초하여 참조 부호(108)에서 시작할 수 있다. 제어 시스템은 서열 분석 작업의 수행 시에 기기를 제어한다. 참조 부호(110)에서, 제어 시스템의 제어 하에 시약 선택기 밸브는 특정 시약 또는 시약 세트를 선택할 수 있다(일부 구현예에서, 다수의 시약 및/또는 다른 물질종은 흐름 셀을 통해 라우팅되기 전에 미리 혼합되거나 혼합될 수 있다 - "시약", "선택된 시약" 등과 같은 언급은 하나의 시약 및 시약들의 조합을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다). 이 선택은 선택된 서열 분석 프로토콜에 기반할 수 있다. 참조 부호(112)에서, 제어 시스템의 제어 하에 공통 라인 선택기 밸브 및 사용된 시약 선택기 밸브는 흐름 셀(또는 바이패스 라인) 및 하류 처분 흐름 경로를 통해 시약 흐름 경로를 각각 선택할 수 있다. 전술한 바와 같이, 공통 라인 선택기 밸브는 선택된 시약을 제1 공통 라인을 통해 흐름 셀의 A 레인으로 라우팅하고, 제2 공통 라인을 통해 흐름 셀의 B 레인으로 라우팅하고, 제1 공통 라인 및 제2 공통 라인을 통해 흐름 셀의 A 레인 및 B 레인으로 각각 라우팅할 수 있고, 또는 공통 라인 선택기 밸브는 흐름 셀을 바이패스하기 위해 선택된 시약을 바이패스 라인으로 라우팅할 수 있다. 유사하게, 선택된 시약에 기초하여, 사용된 시약 선택기 밸브는 사용된 시약이 선택된 시약에 대응하는 사용된 시약 리셉터클로 흐르도록 처분 경로를 선택할 수 있다. 사용된 시약 선택기 밸브는 사용된 시약 선택기 밸브로 이어지는 유출 라인(들)으로부터 수용된 사용된 시약이 선택된 처분 경로를 따라 대응하는 사용된 시약 리셉터클로 흐르도록 작동될 수 있다.
참조 부호(114)에서, 시약은 시약 선택기 밸브, 공통 라인 선택기 밸브, 및 공통 라인을 통해 및 흐름 셀을 통해(또는 대안적으로 바이패스 라인을 통해) 펌핑된다. 전술한 바와 같이, 시약은 펌프에 의해 펌핑된다. 예를 들어 액추에이터는 주사기의 플런저를 이동시켜 시약을 흐름 셀 또는 바이패스 라인을 통해 주사기로 인입시킬 수 있다. 액추에이터는 주사기의 플런저를 반대 방향으로 이동시켜, 사용된 시약을 유출 라인(들)을 통해 사용된 시약 선택기 밸브로 방출할 수 있다. 사용된 시약은 선택된 시약 경로로부터 사용된 시약 선택기 밸브를 통해 처분 경로들 중 하나의 처분 경로를 통해 사용된 시약 리셉터클들 중 하나의 시약 리셉터클로 흐른다.
참조 부호(116)에서, 유량계는 제2 사용된 시약 리셉터클 쪽 제2 처분 경로를 따른 유체 흐름의 율을 검출하고, 유량을 나타내는 신호를 제어 시스템에 제공할 수 있다. 참조 부호(118)에서, 제어 시스템은 사용된 시약이 선택된 처분 경로를 따라 흐르고 있는지를 결정할 수 있다. 제2 처분 경로를 통한 유체 유량은, 앞서 논의된 바와 같이, 제어 시스템이 사용된 시약 선택기 밸브가 선택된 위치에 있는지 여부를 결정하는 것을 도와줄 수 있다. 사용된 시약이 선택된 처분 경로를 따라 흐르고 있지 않다면 또는 사용된 시약이 선택되지 않은 처분 경로를 따라 흐르고 있다면, 제어 시스템은 (참조 부호(120)에서) 동작을 중지하고 조작자에게 통지할 수 있다. 참조 부호(122)에서, 사용된 시약이 선택된 처분 경로를 따라 흐르고 있다면 또는 사용된 시약이 선택되지 않은 처분 경로를 따라 흐르고 있지 않다면, 제어 시스템은 사용된 시약 선택기 밸브가 올바른 위치에 있다고 가정하고 서열 분석 작업을 계속할 수 있다.
예를 들어, 제1 처분 경로(즉, 사용된 시약이 제1 처분 경로를 따라 사용된 시약 선택기 밸브를 통해 제1 사용된 시약 리셉터클로 흐르는 경로)가 선택되었지만, 유량계가 유체가 제2 처분 경로를 통해 흐르고 있다고 지시하면, 제어 시스템은 동작을 중지하고 조작자에게 통지할 수 있다. 한편, 제1 처분 경로(즉, 사용된 시약이 제1 처분 경로를 따라 사용된 시약 선택기 밸브를 통해 제1 사용된 시약 리셉터클로 흐르는 경로)가 선택되고, 유량계가 유체가 제2 처분 경로를 통해 흐르지 않는다고 지시하면 서열 분석 작업이 계속된다. 대응하여, 제2 처분 경로(즉, 사용된 시약이 제2 처분 경로를 따라 사용된 시약 선택기 밸브를 통해 제2 사용된 시약 리셉터클로 흐르는 경로)가 선택되고, 유량계는 유체가 제2 처분 경로를 통해 흐르고 있다고 지시하면, 서열 분석 작업이 계속된다. 그러나, 제2 처분 경로(즉, 사용된 시약이 제2 처분 경로를 따라 사용된 시약 선택기 밸브를 통해 제2 사용된 시약 리셉터클로 흐르는 경로)가 선택되었지만, 유량계는 유체가 제2 처분 경로를 통해 흐르지 않는다고 지시하면. 제어 시스템은 동작을 중지하고 조작자에게 통지할 수 있다.
참조 부호(124)에서, 제어 시스템은 서열 분석 작업이 완료되었는지 여부를 결정할 수 있다. 서열 분석 작업이 완료되면, 시스템은 공정(104)을 종료할 수 있다. 서열 분석 작업이 완료되지 않으면, 공정(104)은 다른 시약(또는 시약들)을 선택하기 위해 참조 부호(110)로 되돌아갈 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 용기(126)를 제거 또는 운송하는 것을 시뮬레이션하는 0.5G 측면 부하를 받는 사용된 시약 용기(126) 내 액체가 튀어오르는 것을 도시한다. 그러나, 0.5G는 설치, 제거 및 운송 동안 용기(126) 상의 전형적인 부하의 일례일 뿐이라는 것을 이해해야 한다. 따라서, 적용 시에 용기(126)는 0.5G보다 더 작은 및/또는 더 큰 부하를 견딜 수 있다. 도 5a는 0.0초의 시간에서 용기(126)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 용기(126)는 사용된 시약(128)으로 부분적으로 충전된다. 용기(126)의 나머지 체적은 주위 공기(130)로 충전된다. 용기(126)는 사용된 시약(128)이 들어가고 용기(126)를 빠져 나가는 개구(132)를 포함한다. 튀어오르는 사용된 시약(128)이 개구(132)를 통해 용기(126)를 빠져 나가는 것을 방지하기 위해 용기(126)는 방향 전환 표면(136)에 의해 일측에 형성된 오목부(134)를 포함한다. 상부 손잡이(138) 및 측면 손잡이(140)는 용기(126)를 제거 및 운송하는 것을 도와준다.
도 5b는 0.5G의 측면 부하가 가해지고 나서 0.1초의 시간 후의 용기(126)를 도시한다. 도시된 바와 같이 파동(142)이 사용된 시약(128)에 형성되고, 개구(132)를 향해 전파된다. 그러나, 파동(142)이 방향 전환 표면(136)에 도달하면, 방향 전환 표면(136)은 파동(142)이 개구(132)로부터 멀어지게 방향 전환시켜 사용된 시약(128)이 개구(132)를 빠져 나가지 못하게 한다.
도 5c는 0.5G의 측면 부하가 가해지고 나서 0.2초의 시간 후의 용기(126)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 파동(142)은 방향 전환 표면(136)에 의해 방향 전환되어 2차 파동(144)을 형성하고, 이 2차 파동은 제1 파동(142)과는 반대 방향으로 용기(126)를 가로 질러 되 전파된다. 따라서, 사용된 시약(128)이 용기(126)의 개구(132)를 빠져 나감이 없이 (예를 들어, 사용 시약(128)을 처분하기 위해) 용기(126)를 제거 또는 운송하는 동안 용기는 유체가 상당히 튀어오르는 것을 막을 수 있다. 전술한 바와 같이, 설명된 0.5G 측면 부하는 단지 전형적인 취급 상황의 일례일 뿐인 것으로 이해된다. 따라서, 용기(126)는 사용된 시약(128)이 개구(132)를 빠져 나감이 없이 0.5G보다 상당히 더 큰 부하를 견딜 수 있다.
서열 분석 시스템은 서열 분석 작업을 수행할 때 하나 이상의 흐름 셀을 통해 다수의 시약을 흐르게 할 수 있다. 다양한 시약은 처분 절차가 시약마다 다를 수 있도록 서로 다른 특성을 가질 수 있다. 따라서, 기기는 서열 분석 프로토콜에 따라 시약이 시간에 흐름 셀을 통해 펌핑되는 것에 기초하여 사용된 시약을 적절히 사용된 시약 리셉터클로 라우팅하여 다양한 사용된 시약이 상이한 방식으로 처분될 수 있도록 구성된 사용된 시약 선택기 밸브를 포함한다.
액체가 올바른 처분 경로를 통해 흐르고 있는지를 검출하는데 사용되는 것에 더하여, 유량계는 또한 유체 시스템에 누출이 있는지 여부를 결정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 주사기 펌프는 하나 이상의 시약 수용기로부터 흐름 셀을 통해 주사기로 미리 정해진 양의 액체를 인입하도록 작동될 수 있고; 주사기 펌프는 계량된 처분 경로를 통해 이들 액체를 방출하도록 작동될 수 있다. 유량계에 의해 측정된 액체의 양이 미리 정해진 양으로부터 허용 가능한 임계량을 벗어나는 경우 잠재적인 누출 또는 다른 결함을 사용자에게 경고하기 위해 에러 통지가 생성될 수 있다.
또한 위에서 논의된 다양한 기술은 정상적인 분석/처리 동작 이외의 진단 모드에서 구현될 수도 있는 것으로 이해된다. 예를 들어, 분석 시스템에 흐름 셀 카트리지 및/또는 시약 카트리지를 설치한 후에, 흐름 셀 카트리지 및/또는 시약 카트리지를 통해 이어지거나 이에 이어지는 유체 흐름 경로의 하나 이상(또는 전부)의 유체 경로는 위에서 논의한 것처럼 유량계를 사용하여 테스트될 수 있다. 예를 들어, 각각의 시약이 계량된 처분 경로로 실제로 전달되는 양을 측정하기 위해 각각의 유체 흐름 경로와 관련된 시약의 미리 정해진 양이 유체 시스템 및 유량계를 통해 펌핑될 수 있고; 유량계를 통과하는 유체의 계량된 양이 임계량, 예를 들어, 미리 결정된 양의 ±10%를 벗어나면 유체 경로는 결함이 있는 것으로 결정될 수 있고, 사용자에게 경고하기 위해 통지가 생성될 수 있다. 유사하게, 상이한 처분 경로가 이러한 테스트 흐름 동안 선택될 수 있으며, 유량계는 앞서 논의된 바와 같이 유체 흐름이 비 선택된 처분 경로에서 검출되는지 여부를 결정하는데 사용될 수 있다. 만약 그렇다면 사용자에게 경고하기 위해 통지가 생성될 수 있다. 에러 또는 경고 없이 진단 모드가 완료되면 장치는 루틴 분석에 사용되는 것으로 진행될 수 있다. 일부 이러한 구현예에서 더 이상의 유량계 측정이 없을 수 있지만, 다른 구현예에서는 유량계 측정이 계속될 수 있고, 이는 예를 들어 처분 경로 선택 시에 잠재적인 누출 또는 실패가 있는지를 결정하는 데 사용될 수 있다.
본 명세서 및 청구 범위에서 만약 있다면 서수 지시자, 예를 들어, (a), (b), (c) ... 등을 사용하는 것은, 이러한 순서 또는 시퀀스가 명시적으로 지시된 것을 제외하고 임의의 특정 순서 또는 시퀀스를 나타내지 않는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, (ⅰ), (ⅱ) 및 (ⅲ)으로 표시된 3개의 단계가 있는 경우, 달리 지시되지 않는 한, 이들 단계는 임의의 순서로 (또는 금기하지 않으면 심지어 동시에) 수행될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 단계 (ⅱ)가 단계 (ⅰ)에서 생성된 요소의 처리를 포함한다면, 단계 (ⅱ)는 단계 (ⅰ) 후의 어떤 시점에서 일어나는 것으로 볼 수 있다. 유사하게, 단계 (ⅰ)가 단계 (ⅱ)에서 생성된 요소의 처리를 포함한다면, 그 반대로 이해되어야 한다.
또한 "~를 위한", 예를 들어, "2개의 흐름 경로 사이를 스위칭하기 위한 밸브"를 사용한다는 것은 "~하도록 구성된", "예를 들어, "두 개의 흐름 경로 사이를 스위칭하도록 구성된 밸브" 등으로 "구성된 밸브"와 같은 언어로 대체될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
"약", "대략", "실질적으로", "공칭" 등과 같은 용어는, 양 또는 유사한 정량화 가능한 특성과 관련하여 사용될 때, 달리 명시되지 않는 한, 제시된 값의 ±10% 이내의 값을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 열거된 청구범위에 더하여, 다음의 추가적인 구현예는 본 명세서의 범위 내에 있는 것으로 이해되어야 한다:
구현예 1: 시스템으로서, 유전자 서열 분석 작업 동안 복수의 시약이 펌핑되는 흐름 셀; 동작 시에, 사용된 시약을 전도하는 유출 라인; 상기 유출 라인으로부터 상기 사용된 시약을 수용하도록 구성되고 복수의 처분 경로들 중 상기 사용된 시약을 위한 하나의 처분 경로를 선택하도록 제어 가능한 사용된 시약 밸브; 및 상기 사용된 시약 밸브에 결합되고, 동작 시 상기 사용된 시약 밸브를 제어하여 어느 시약이 상기 흐름 셀을 통해 펌핑되는지에 따라 상기 사용된 시약 밸브를 제어하여 상기 처분 경로들 중 원하는 처분 경로를 선택하는 제어 회로를 포함하는, 시스템.
구현예 2: 구현예 1에 있어서, 동작 시, 시약의 흐름을 검출하고 흐름 데이터를 상기 제어 회로에 제공하는 유량계를 포함하는, 시스템.
구현예 3: 구현예 2에 있어서, 상기 유량계는 상기 처분 경로들 중 하나의 처분 경로에 결합되고, 상기 제어 회로는 상기 유량계로부터의 피드백에 기초하여 상기 원하는 흐름 경로가 적절히 선택되었는지 여부를 결정하는, 시스템.
구현예 5: 구현예 3에 있어서, 상기 처분 경로들 중 제1 처분 경로는 상기 서열 분석 작업 동안 상기 처분 경로들 중 제2 처분 경로보다 더 많이 사용된 시약을 전달하고, 상기 유량계는 상기 제1 처분 경로에 결합되는, 시스템.
구현예 6: 구현예 1에 있어서, 상기 제어 회로는 유전자 시퀀서에 대해 규정된 서열 분석 프로토콜에 기초하여 상기 사용된 시약 밸브를 제어하는, 시스템.
구현예 7: 구현예 6에 있어서, 시약 및 시약 흐름 경로를 선택하기 위한 적어도 하나의 밸브를 포함하고, 상기 제어 회로는 상기 규정된 서열 분석 프로토콜에 기초하여 상기 적어도 하나의 밸브 및 상기 사용된 시약 밸브를 제어하는, 시스템.
구현예 8: 구현예 7에 있어서, 상기 시약 흐름 경로와 상기 유출 라인 사이에 배치된 시약 펌프를 포함하는, 시스템.
구현예 9: 구현예 1에 있어서, 제1 처분 경로로부터 유출물을 수용하는 제1 사용된 시약 용기, 및 제2 처분 경로로부터 유출물을 수용하는 제2 시약 용기를 포함하는, 시스템.
구현예 10: 구현예 1에 있어서, 상기 제1 사용된 시약 용기를 제거 또는 운송하는 동안 상기 유체가 이동될 때 상기 제1 사용된 시약 용기는 내부 유체가 상기 제1 사용된 시약 용기의 개구로부터 멀어지는 쪽으로 향하게 하는, 시스템.
구현예 11: 시스템으로서, 유전자 서열 분석 작업 동안 복수의 시약이 펌핑되는 흐름 셀; 시약 및 시약 흐름 경로를 선택하기 위한 적어도 하나의 시약 밸브로서, 상기 시약 흐름 경로들 중 적어도 하나의 시약 흐름 경로는 상기 흐름 셀을 통과하는, 상기 적어도 하나의 시약 밸브; 동작 시에 사용된 시약을 전도하는 유출 라인; 상기 유출 라인으로부터 사용된 시약을 수용하도록 구성되고 복수의 처분 경로 중 상기 사용된 시약을 위한 하나의 처분 경로를 선택하도록 제어 가능한 사용된 시약 밸브; 및 상기 적어도 하나의 시약 밸브 및 상기 사용된 시약 밸브에 결합된 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는, 동작 시, 상기 유전자 서열 분석 작업을 위해 규정된 서열 분석 프로토콜에 기초하여 상기 적어도 하나의 시약 밸브 및 상기 사용된 시약 밸브를 제어하는, 시스템.
구현예 12: 구현예 11에 있어서, 동작 시 상기 제어 회로는 어떤 시약이 상기 흐름 셀을 통해 펌핑되는지에 따라 상기 처분 경로들 중 원하는 처분 경로를 선택하는, 시스템.
구현예 13: 구현예 11에 있어서, 동작 시, 시약의 흐름을 검출하고 흐름 데이터를 상기 제어 회로에 제공하는 유량계를 포함하는, 시스템.
구현예 14: 구현예 13에 있어서, 상기 유량계는 상기 처분 경로들 중 하나의 처분 경로에 결합되고, 상기 제어 회로는 원하는 유량 경로가 상기 유량계로부터의 피드백에 기초하여 적절히 선택되었는지 여부를 결정하는, 시스템.
구현예 15: 구현예 14에 있어서, 상기 처분 경로들 중 제1 처분 경로는 상기 서열 분석 작업 동안 상기 처분 경로들 중 제2 처분 경로보다 더 많이 사용된 시약을 전달하고, 상기 유량계는 상기 제1 처분 경로에 결합되는, 시스템.
구현예 16: 방법으로서, 복수의 시약을 흐름 셀을 통해 펌핑함으로써 유전자 서열 분석 작업을 수행하는 단계; 상기 유전자 서열 분석 작업 동안, 적어도 하나의 시약 밸브를 제어하여, 상기 유전자 서열 분석 작업을 위한 프로토콜에 따라 상기 흐름 셀을 통해 펌핑될 원하는 시약을 선택하는 단계; 및 상기 유전자 서열 분석 작업 동안, 사용된 시약 밸브를 제어하여, 상기 유전자 서열 분석 작업을 위한 프로토콜에 기초하여 상기 흐름 셀을 통해 펌핑된 후 복수의 처분 경로 중 사용된 시약을 위한 하나의 처분 경로를 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
구현예 17: 구현예 16에 있어서, 상기 처분 경로들 중 적어도 하나의 처분 경로를 통한 흐름을 검출하여 원하는 처분 경로가 상기 유전자 서열 분석 작업을 위한 프로토콜에 기초하여 적절히 선택되었는지를 검증하는 단계를 포함하는, 방법.
구현예 18: 구현예 17에 있어서, 상기 흐름은 상기 처분 경로들 중 하나의 처분 경로에 결합된 유량계에 의해 검출되고, 상기 제어 회로는 상기 원하는 흐름 경로가 상기 유량계로부터의 피드백에 기초하여 적절히 선택되었는지 여부를 결정하는, 방법.
구현예 19: 구현예 18에 있어서, 상기 처분 경로들 중 제1 처분 경로는 상기 서열 분석 작업 동안 상기 처분 경로들 중 제2 처분 경로보다 더 많이 사용된 시약을 전달하고, 상기 유량계는 상기 제1 처분 경로에 결합된, 방법.
구현예 20: 구현예 16에 있어서, 상기 처분 경로를 선택하는 기초가 되는 적어도 2개의 상이한 용기에서 상기 사용된 시약을 수집하는 단계를 포함하는, 방법.
상기 개념의 모든 조합은 (이러한 개념이 상호 상반되지 않는 한) 본 명세서에 개시된 발명 주제의 일부인 것으로 고려되는 것으로 이해된다. 특히, 본 명세서의 끝에 나타나는 청구범위의 모든 조합은 본 명세서에 개시된 발명 주제의 일부인 것으로 고려된다. 또한, 본 명세서에 병합된 임의의 문헌에 제시될 수 있는 본 명세서에 명시적으로 사용된 용어는 본 명세서에 개시된 특정 개념과 가장 부합되는 의미로 제공되어야 하는 것으로 이해된다.

Claims (19)

  1. 복수의 시약이 유전자 서열 분석 작업 동안 펌핑되는 흐름 셀과 유체 흐름 가능하게 결합되는 하나 이상의 유출 흐름 경로로서, 상기 하나 이상의 유출 흐름 경로는 상기 흐름 셀로부터 사용된 시약을 수용하는, 상기 하나 이상의 유출 흐름 경로;
    상기 사용된 시약을 상기 하나 이상의 유출 흐름 경로를 통해 펌핑하기 위한 하나 이상의 펌프;
    유출 라인을 통해 상기 하나 이상의 펌프로부터 사용된 시약을 수용하고 복수의 처분 경로들 중 상기 사용된 시약을 위한 하나의 처분 경로를 선택하도록 제어 가능한 사용된 시약 선택기 밸브;
    상기 사용된 시약 선택기 밸브에 동작 가능하게 결합된 제어 회로로서, 상기 제어 회로는 하나 이상의 프로세서 및 기계 실행 가능 명령을 저장하는 메모리를 포함하고, 상기 기계 실행 가능 명령은, 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서를 제어하여, 어떤 사용된 시약이 상기 하나 이상의 유출 흐름 경로를 통해 펌핑되고 있는지에 따라 상기 사용된 시약 선택기 밸브가 상기 처분 경로들 중 원하는 처분 경로를 선택하게 하는, 상기 제어 회로; 및
    동작 시에, 사용된 시약의 흐름 상태을 검출하고 상기 사용된 시약의 흐름에 관한 흐름 데이터를 상기 제어 회로에 제공하는 유량계로서, 상기 유량계는 상기 처분 경로들 중 하나의 처분 경로에 유체적으로 결합되고, 상기 메모리는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때 상기 하나 이상의 프로세서를 더 제어하여 상기 사용된 시약이 검출된 흐름 상태에 기초하여 상기 원하는 처분 경로를 통해 흐르지 않는다는 것을 결정하고, 상기 사용된 시약이 상기 원하는 처분 경로를 통해 흐르지 않는다는 결정에 기초하여 통지를 제공하는 기계 실행 가능 명령을 더 저장하는, 상기 유량계;를 포함하는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 처분 경로들 중 제1 처분 경로는 상기 서열 분석 작업 동안 상기 처분 경로들 중 제2 처분 경로보다 더 많이 사용된 시약을 전달하고, 상기 유량계는 상기 제1 처분 경로에 결합된, 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 메모리는, 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서를 더 제어하여, 유전자 시퀀서(genetic sequencer)를 위해 규정된 서열 분석 프로토콜에 기초하여 상기 사용된 시약 선택기 밸브를 제어하게 하는 기계 실행 가능 명령을 더 저장하는, 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 시약 및 시약 흐름 경로를 선택하기 위한 적어도 하나의 밸브를 더 포함하고, 상기 메모리는 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서를 더 제어하여, 상기 규정된 서열 분석 프로토콜에 기초하여 상기 적어도 하나의 밸브 및 상기 사용된 시약 선택기 밸브를 제어하게 하는 기계 실행 가능 명령을 더 저장하는, 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 펌프는 상기 시약 흐름 경로와 상기 유출 라인 사이에 유체 흐름 가능하게 개재된 시약 펌프를 포함하는, 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 처분 경로들 중 제1 처분 경로로부터 사용된 시약을 수용하기 위한 제1 사용된 시약 용기, 및 상기 처분 경로들 중 제2 처분 경로로부터 사용된 시약을 수용하기 위한 제2 사용된 시약 용기를 더 포함하는, 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 제1 사용된 시약 용기를 제거 또는 운송하는 동안 상기 유체가 이동될 때 상기 제1 사용된 시약 용기는 내부 유체가 상기 제1 사용된 시약 용기의 개구로부터 멀어지는 쪽으로 향하게 하는, 시스템.
  8. 복수의 시약이 유전자 서열 분석 작업 동안 펌핑되고 나서 사용된 시약을 생성하는 흐름 셀;
    복수의 시약 흐름 경로들로부터 시약 및 시약 흐름 경로를 선택하기 위한 적어도 하나의 시약 선택기 밸브로서, 상기 시약 흐름 경로들 중 적어도 하나의 시약 흐름 경로는 상기 흐름 셀을 통과하는, 상기 적어도 하나의 시약 선택기 밸브;
    동작 시에 사용된 시약을 전도하는 유출 라인;
    상기 유출 라인으로부터 사용된 시약을 수용하고 복수의 처분 경로들 중 상기 사용된 시약을 위한 하나의 처분 경로를 선택하도록 제어 가능한 사용된 시약 선택기 밸브;
    상기 적어도 하나의 시약 선택기 밸브 및 상기 사용된 시약 선택기 밸브에 동작 가능하게 결합된 제어 회로로서, 상기 제어 회로는 하나 이상의 프로세서 및 기계 실행 가능 명령을 저장하는 메모리를 포함하고, 상기 기계 실행 가능 명령은, 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서를 제어하여, 상기 유전자 서열 분석 작업을 위해 규정된 서열 분석 프로토콜에 기초하여 상기 적어도 하나의 시약 선택기 밸브 및 상기 사용된 시약 선택기 밸브를 제어하게 하는, 상기 제어 회로; 및
    동작 시에, 상기 시약의 흐름 상태을 검출하고 상기 시약의 흐름에 관한 흐름 데이터를 상기 제어 회로에 제공하는 유량계로서, 상기 유량계는 상기 처분 경로들 중 하나의 처분 경로에 결합되고, 상기 메모리는, 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때 상기 하나 이상의 프로세서를 더 제어하여 상기 시약이 검출된 흐름 상태에 기초하여 상기 선택된 처분 경로를 통해 흐르지 않는다는 것을 결정하고, 상기 사용된 시약이 상기 선택된 처분 경로를 통해 흐르지 않는다는 결정에 기초하여 통지를 제공하는 기계 실행 가능 명령을 더 저장하는, 상기 유량계;를 포함하는, 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 메모리는, 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 하나 이상의 프로세서를 더 제어하여, 어떤 시약이 상기 흐름 셀을 통해 펌핑되고 있는지에 따라 상기 처분 경로들 중 원하는 처분 경로를 선택하게 하는 기계 실행 가능 명령을 더 저장하는, 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 처분 경로들 중 제1 처분 경로는 상기 서열 분석 작업 동안 상기 처분 경로들 중 제2 처분 경로보다 더 많이 사용된 시약을 전달하고, 상기 유량계는 상기 제1 처분 경로에 유체 흐름 가능하게 결합된, 시스템.
  11. 흐름 셀을 통해 복수의 시약을 하나 이상의 펌프로 펌핑하는 것에 의해 유전자 서열 분석 작업을 수행하고 사용된 시약을 생산하는 단계로서, 상기 흐름 셀과 유체 흐름 가능하게 연결되는 하나 이상의 유출 경로가 있고, 상기 하나 이상의 유출 경로는 상기 흐름 셀로부터 상기 사용된 시약을 수용하는, 상기 사용된 시약을 생산하는 단계;
    상기 유전자 서열 분석 작업 동안, 하나 이상의 프로세서 및 메모리를 갖는 제어 회로에 의해 상기 유전자 서열 분석 작업을 위한 프로토콜에 따라 상기 흐름 셀을 통해 펌핑될 원하는 시약을 선택하기 위해 하나 이상의 시약 선택기 밸브를 제어하는 단계;
    상기 유전자 서열 분석 작업 동안, 사용된 시약 선택기 밸브를 상기 제어 회로로 제어하여, 상기 사용된 시약이 유출 라인을 통해 상기 흐름 셀을 빠져 나간 후 상기 사용된 시약에 대한 복수의 처분 경로들 중 하나의 처분 경로를 선택하는 단계로서, 상기 유전자 서열 분석 작업을 위한 상기 프로토콜을 사용하여 상기 사용된 시약 선택기 밸브를 제어하는, 상기 하나의 처분 경로를 선택하는 단계;
    상기 사용된 시약이 선택된 처분 경로를 통해 흐르고 있는지 검증하기 위해 하나 이상의 상기 처분 경로들을 통해 흐름 상태를 검출하는 단계로서, 상기 흐름 상태는 상기 처분 경로들 중 하나의 처분 경로에 유체 흐름 가능하게 결합된 유량계에 의해 검출되는, 상기 흐름 상태를 검출하는 단계;
    상기 사용된 시약이 검출된 상기 흐름 상태에 기초하여 상기 선택된 처분 경로를 통해 흐르지 않는다는 것을 판단하는 단계; 및
    상기 사용된 시약이 상기 선택된 처분 경로를 통해 흐르지 않는다는 결정에 기초하여 통지를 제공하는 단계를 포함하는, 유출물을 수집하기 위한 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 처분 경로들 중 제1 처분 경로는 상기 서열 분석 작업 동안 상기 처분 경로들 중 제2 처분 경로보다 더 많이 사용된 시약을 전달하고, 상기 유량계는 상기 제1 처분 경로에 유체 흐름 가능하게 결합된, 유출물을 수집하기 위한 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 사용된 시약을 적어도 2개의 상이한 용기에서 수집하는 단계를 더 포함하고, 각각의 처분 용기는 상이한 처분 경로로부터 사용된 시약을 수용하도록 위치된, 유출물을 수집하기 위한 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 유량계는 상기 선택된 처분 경로가 아닌 다른 상기 처분 경로들 중 주어진 처분 경로에 유체 흐름 가능하게 결합되고, 상기 흐름 상태는 상기 처분 경로들 중 상기 주어진 처분 경로를 통한 흐름을 포함한, 유출물을 수집하기 위한 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 유량계는 상기 선택된 처분 경로에 유체 흐름 가능하게 결합되고, 상기 흐름 상태는 상기 선택된 처분 경로를 통한 흐름을 포함하지 않는, 유출물을 수집하기 위한 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 유량계는 상기 선택된 처분 경로가 아닌 다른 상기 처분 경로들 중 주어진 처분 경로에 유체 흐름 가능하게 결합되고, 상기 흐름 상태는 상기 처분 경로들 중 상기 주어진 처분 경로를 통한 흐름을 포함한, 시스템.
  17. 제1항에 있어서, 상기 유량계는 상기 원하는 처분 경로에 유체 흐름 가능하게 결합되고, 상기 흐름 상태는 상기 원하는 처분 경로를 통한 흐름을 포함하지 않는, 시스템.
  18. 제8항에 있어서, 상기 유량계는 상기 선택된 처분 경로가 아닌 다른 상기 처분 경로들 중 주어진 처분 경로에 유체 흐름 가능하게 결합되고, 상기 흐름 상태는 상기 처분 경로들 중 상기 주어진 처분 경로를 통한 흐름을 포함한, 시스템.
  19. 제8항에 있어서, 상기 유량계는 상기 선택된 처분 경로에 유체 흐름 가능하게 결합되고, 상기 흐름 상태는 상기 선택된 처분 경로를 통한 흐름을 포함하지 않는, 시스템.
KR1020187036964A 2017-01-05 2017-12-21 선택적으로 유출물을 수집하기 위한 시스템 및 방법 KR102503406B1 (ko)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762442742P 2017-01-05 2017-01-05
US62/442,742 2017-01-05
GBGB1704766.3A GB201704766D0 (en) 2017-01-05 2017-03-24 System and methods for selective effluent collection
GB1704766.3 2017-03-24
US15/841,082 US10975429B2 (en) 2017-01-05 2017-12-13 System and methods for selective effluent collection
US15/841,082 2017-12-13
PCT/US2017/067841 WO2018128846A1 (en) 2017-01-05 2017-12-21 System and methods for selective effluent collection

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190095108A KR20190095108A (ko) 2019-08-14
KR102503406B1 true KR102503406B1 (ko) 2023-02-23

Family

ID=58687952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187036964A KR102503406B1 (ko) 2017-01-05 2017-12-21 선택적으로 유출물을 수집하기 위한 시스템 및 방법

Country Status (17)

Country Link
US (1) US10975429B2 (ko)
EP (1) EP3469381B1 (ko)
JP (1) JP7189774B2 (ko)
KR (1) KR102503406B1 (ko)
CN (1) CN109313213A (ko)
AU (1) AU2017390261B2 (ko)
BR (1) BR112018074169A2 (ko)
CA (1) CA3022690C (ko)
ES (1) ES2952547T3 (ko)
GB (1) GB201704766D0 (ko)
IL (1) IL262682B2 (ko)
MY (1) MY193125A (ko)
RU (1) RU2713085C1 (ko)
SA (1) SA518400530B1 (ko)
SG (1) SG11201811314RA (ko)
TW (1) TWI766924B (ko)
WO (1) WO2018128846A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2021969B1 (en) 2018-10-05 2020-05-12 Illumina Inc Multi-valve fluid cartridge

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008273536A (ja) 2007-04-25 2008-11-13 Kiyoshi Kato 容器
US20140177378A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Intermolecular, Inc. High Dilution Ratio by Successively Preparing and Diluting Chemicals
JP2015514218A (ja) * 2012-04-03 2015-05-18 イラミーナ インコーポレーテッド 核酸シークエンシングに有用な統合化した読取りヘッド及び流体カートリッジ

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7312085B2 (en) * 2002-04-01 2007-12-25 Fluidigm Corporation Microfluidic particle-analysis systems
WO2004039489A2 (en) * 2002-11-01 2004-05-13 Cellectricon Ab Computer programs,workstations, systems and methods for microfluidic substrates in cell
JP3819847B2 (ja) 2003-01-09 2006-09-13 株式会社日立製作所 細胞培養による蛋白質生産プラントにおける蛋白質計測方法及びその装置
US7744817B2 (en) 2003-08-11 2010-06-29 Sakura Finetek U.S.A., Inc. Manifold assembly
US6973375B2 (en) * 2004-02-12 2005-12-06 Mykrolis Corporation System and method for flow monitoring and control
EP2018622B1 (en) 2006-03-31 2018-04-25 Illumina, Inc. Systems for sequence by synthesis analysis
AU2010246381B2 (en) * 2008-04-23 2013-08-15 Angle North America, Inc. Methods and apparatus for segregation of particles
US8546128B2 (en) * 2008-10-22 2013-10-01 Life Technologies Corporation Fluidics system for sequential delivery of reagents
DK2398775T3 (da) * 2009-02-18 2019-06-03 Univ Cornell Koblet genkendelses-/detekteringssystem til anvendelse in vivo og in vitro
US8673627B2 (en) 2009-05-29 2014-03-18 Life Technologies Corporation Apparatus and methods for performing electrochemical reactions
US9127313B2 (en) 2009-12-01 2015-09-08 Oxford Nanopore Technologies Limited Biochemical analysis instrument
US20130157251A1 (en) * 2010-01-13 2013-06-20 John Gerard Quinn In situ-dilution method and system for measuring molecular and chemical interactions
WO2014116673A1 (en) * 2013-01-22 2014-07-31 Cidra Corporate Services Inc. Tomographic imaging of multiphase flows and liquid/froth interfaces using code division multiplexed electrical impedance sensing
US9146248B2 (en) * 2013-03-14 2015-09-29 Intelligent Bio-Systems, Inc. Apparatus and methods for purging flow cells in nucleic acid sequencing instruments
WO2014150853A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Inanovate, Inc. Analyte measurement using longitudinal assay
EP4190889A1 (en) * 2013-08-08 2023-06-07 Illumina, Inc. Fluidic system for reagent delivery to a flow cell
KR20220132039A (ko) 2014-06-17 2022-09-29 라이프 테크놀로지스 코포레이션 서열분석 디바이스
GB201704763D0 (ko) 2017-01-05 2017-05-10 Illumina Inc

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008273536A (ja) 2007-04-25 2008-11-13 Kiyoshi Kato 容器
JP2015514218A (ja) * 2012-04-03 2015-05-18 イラミーナ インコーポレーテッド 核酸シークエンシングに有用な統合化した読取りヘッド及び流体カートリッジ
US20140177378A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Intermolecular, Inc. High Dilution Ratio by Successively Preparing and Diluting Chemicals

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020514677A (ja) 2020-05-21
EP3469381A1 (en) 2019-04-17
AU2017390261B2 (en) 2021-07-29
CA3022690C (en) 2023-09-26
US20180187259A1 (en) 2018-07-05
IL262682B2 (en) 2023-08-01
AU2017390261A1 (en) 2018-11-22
WO2018128846A1 (en) 2018-07-12
MY193125A (en) 2022-09-26
IL262682B1 (en) 2023-04-01
TWI766924B (zh) 2022-06-11
KR20190095108A (ko) 2019-08-14
TW201830187A (zh) 2018-08-16
SG11201811314RA (en) 2019-01-30
IL262682A (en) 2018-12-31
BR112018074169A2 (pt) 2019-03-06
RU2713085C1 (ru) 2020-02-03
GB201704766D0 (en) 2017-05-10
CA3022690A1 (en) 2018-07-12
JP7189774B2 (ja) 2022-12-14
EP3469381B1 (en) 2023-05-17
SA518400530B1 (ar) 2022-07-16
ES2952547T3 (es) 2023-11-02
US10975429B2 (en) 2021-04-13
EP3469381A4 (en) 2019-12-25
CN109313213A (zh) 2019-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102612118B1 (ko) 시약 채널 혼합 시스템 및 방법
TWI780098B (zh) 用於進行自動流體測定體積試劑遞送和自動測試之系統和方法
KR20190093590A (ko) 유동 셀 액체 탈기 시스템 및 방법
KR102468915B1 (ko) 시스템용 공통 라인 선택기 밸브
KR102503406B1 (ko) 선택적으로 유출물을 수집하기 위한 시스템 및 방법
US11002629B2 (en) Pressure and leak testing methods
US20240175889A1 (en) Automated volumetric reagent delivery testing

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant