KR102593185B1 - 분석기용 분배기 - Google Patents

분석기용 분배기 Download PDF

Info

Publication number
KR102593185B1
KR102593185B1 KR1020177029637A KR20177029637A KR102593185B1 KR 102593185 B1 KR102593185 B1 KR 102593185B1 KR 1020177029637 A KR1020177029637 A KR 1020177029637A KR 20177029637 A KR20177029637 A KR 20177029637A KR 102593185 B1 KR102593185 B1 KR 102593185B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
approximately
fluid
probe
inches
temperature
Prior art date
Application number
KR1020177029637A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170129207A (ko
Inventor
케빈 엘 노왁
트로이 엠 쿨리지
Original Assignee
베크만 컬터, 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 베크만 컬터, 인코포레이티드 filed Critical 베크만 컬터, 인코포레이티드
Publication of KR20170129207A publication Critical patent/KR20170129207A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102593185B1 publication Critical patent/KR102593185B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B01L3/02—Burettes; Pipettes
    • B01L3/0289—Apparatus for withdrawing or distributing predetermined quantities of fluid
    • B01L3/0293—Apparatus for withdrawing or distributing predetermined quantities of fluid for liquids
    • 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
    • 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
    • B01L2300/18—Means for temperature control
    • B01L2300/1805—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks
    • B01L2300/1827—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks using resistive heater
    • 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
    • B01L2300/18—Means for temperature control
    • B01L2300/1888—Pipettes or dispensers with temperature control
    • 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
    • G01N2035/00346—Heating or cooling arrangements
    • 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
    • G01N2035/00346—Heating or cooling arrangements
    • G01N2035/00425—Heating or cooling means associated with pipettes or the like, e.g. for supplying sample/reagent at given temperature
    • 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
    • G01N2035/1027—General features of the devices
    • G01N2035/1048—General features of the devices using the transfer device for another function

Abstract

분석기용 분배기와 분배 방법의 실시예가 본 명세서에 개시된다. 분배기는 제1 유체 통로를 포함하는 제1 구조체 및 제2 유체 통로를 포함하는 프로브를 포함할 수 있다. 제1 구조체는 제1 구조체와 제1 구조체 내에 수용된 유체를 가열할 수 있는 열원을 포함할 수 있다. 제1 구조체는 프로브가 제1 구조체를 통해 전달되는 열 에너지를 통해 열원에 의해 간접적으로 가열되도록 프로브에 물리적으로 그리고 열적으로 연결될 수 있다. 열원은 제1 구조체를 제1 원하는 온도 및/또는 온도 범위로 가열하도록 제어될 수 있으며, 이는 프로브와 프로브 내에 수용된 유체를 제2 원하는 온도 및/또는 온도 범위로 가열하는 것을 초래할 수 있다.

Description

분석기용 분배기
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함되는, 발명의 명칭이 "분석기용 분배기(DISPENSER FOR AN ANALYZER)"인, 2015년 3월 19일자로 출원된 미국 가출원 제62/135,580호의 이익을 청구한다.
분석(assay)의 수행은 세척 완충제(wash buffer), 시약(reagent), 및 희석제(diluent)와 같은 하나 또는 수개의 유체를 샘플에 적용하는 것을 수반할 수 있다. 많은 분석 단계는 측정치가 분석의 시간 경과를 통해 분석 반응 혼합물의 온도에 기초하여 변할 수 있기 때문에 온도 의존적이다. 따라서, 분석 정밀도는 분석의 각각의 사례(instance)에 대한 일관된 온도 프로파일에 의존한다. 많은 분석들은 또한 분석의 상이한 사례들로부터의 측정치들을 비교함으로써 결과를 결정하는데, 여기서 사례들 중 일부는 알려진 농도 교정기(concentration calibrator)의 측정을 포함한다. 그 결과, 분석 정확도는 또한 분석의 각각의 사례에 대한 일관된 온도 프로파일에 의존할 수 있다. 분석의 각각의 사례에 대한 일관된 온도 프로파일은 정밀하고 정확한 분석 결과를 보장하는 데 도움을 준다. 몇몇 분석에서, 일관된 온도를 유지하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 샘플의 온도, 유체의 온도, 분석을 수행하는 장비의 온도, 또는 분석이 수행되는 실내의 온도가 분석 반응 온도에 영향을 미칠 수 있고, 분석의 상이한 사례들에 대해 온도 프로파일을 변화시킬 수 있다.
샘플에 적용되는 유체의 체적이 단계들 사이에서 다를 수 있고, 동일한 장비에서 수행되는 상이한 분석들의 단계들이 상이할 수 있기 때문에, 분석 반응 혼합물의 온도를 원하는 범위 내에서 그리고/또는 원하는 온도로 유지하는 것이 어려울 수 있다. 상이한 유형의 유체들이 상이한 온도들로 저장될 수 있다. 시약은 냉장 격실 내에 냉각된 온도로 저장될 수 있는 반편, 세척 완충제는 실온으로 저장될 수 있다. 따라서, 분석을 수행하는 장비가 시약, 세척 완충제, 또는 둘 모두를 분배하여야 할 때, 장비는 유익하게도 이들 유체를 분석 반응 온도에 영향을 미치지 않는 온도로 분배할 수 있다. 분석이 대략 37℃의 분석 반응 혼합물 온도를 필요로 하는 경우에, 냉각된 시약과 실온 세척 완충제가 대략 37℃까지 가열되어 37℃로 분배될 수 있다.
유체는 일련의 분석물들에 신속히 분배될 필요가 있을 수 있거나, 대안적으로, 분석들 사이에 장기간이 존재할 수 있다. 시간당 수백 개의 분석물들을 처리하는 고 처리량 분석 시스템에서, 유체는 수초마다 일련의 분석물들에 분배될 필요가 있을 수 있다. 대안적으로, 동일한 분석 내에서, 세척 완충제 유체가 수초마다 동일한 샘플에 다단계 세척 시퀀스로 분배되고 흡인될 필요가 있을 수 있다. 분석들 사이에, 따라서 샘플에 대한 유체의 적용들 사이에 장기간이 존재할 때, 유체의 온도가 원하는 온도 및/또는 온도 범위에서 벗어날 수 있고/있거나 분석이 수행되고 있는 실내의 주위 온도에 접근할 수 있다. 종래의 분배기가 장기간 동안 아이들(idle) 상태일 때, 프로브(probe) 및 프로브 내에 수용된 예열된 유체가 주위 온도로 냉각되어 유지될 수 있다. 예를 들어, 종래의 분배기가 대략 7분 동안 아이들 상태일 때, 대략 37℃로 예열되었던, 프로브 내에 수용된 유체가 대략 18℃의 주위 온도로 냉각되어 유지될 수 있다. 따라서, 프로브 내에 수용된 예열된 유체가 그의 열 에너지의 대부분을 그의 주위 환경에 빼앗겼다.
유체의 원하는 온도 및/또는 온도 범위를 유지하기 위해 여러 가지 기술이 사용되어 왔다. 이들은 분석이 수행되는 실내의 주위 온도를 원하는 온도로 그리고/또는 원하는 온도 범위 내로 유지하는 것 및/또는 유체를 예를 들어 하나 또는 수개의 튜브 히터들을 통해 가열하는 것을 포함한다. 유체가 가열되었지만, 이전의 설계는 분배 지점을 비롯한 분배기 전체에 걸쳐, 그리고 장기간에 걸쳐 유체의 원하는 온도를 유지할 수 없었다. 이들 문제는 유체를 분배기의 가열된 부분 내로 "후방 인출(back-drawing)"하고/하거나 분배기로부터 유체 중 일부를 퍼징(purging)함으로써 해소되었다.
유체를 원하는 온도로 유지하기 위해 현재 사용되는 기술들이 효과적일 수 있지만, 이들은 또한 여러 단점들을 갖는다. 구체적으로, 실내의 주위 온도를 원하는 온도로 그리고/또는 원하는 온도 범위 내로 유지하는 것은 어렵고 고가일 수 있으며, 유체를 "후방 인출"하는 것은 유체 기둥(fluid column) 내에서 가스를 침전시킴으로써 분배 유체 체적의 정확도를 감소시킬 수 있고, 유체의 "후방 인출"과 재가열에 의해 처리량이 감소되며, 퍼징은 처리량을 감소시키고 폐기 유체 및 그와 연관된 비용을 초래할 수 있다. 또한, "후방 인출"과 퍼징은 퍼징된 유체를 취급하기 위한 보다 긴 배관 또는 저장조와 같은 추가의 하드웨어를 필요로 할 수 있으며, 이는 소형 설계를 어렵게 만들 것이다.
본 발명의 일 태양은 분석기용 분배기에 관한 것이다. 분배기는 제1 유체 경로를 포함하는 제1 구조체를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 제1 유체 경로는 유체를 수용할 수 있다. 분배기는 입구 및 출구를 포함할 수 있는 프로브를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 프로브는 유체를 수용할 수 있고, 몇몇 실시예에서, 프로브의 입구는 제1 유체 경로와 유체 연통(fluid communication)할 수 있다. 분배기는 제1 구조체 및 프로브와 열적 연통(thermal communication)하는 열원을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 열원은 제1 구조체를 제1 사전-선택된(pre-selected) 온도 범위로 그리고 프로브를 제2 사전-선택된 온도 범위로 가열하기에 적합할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 유체 경로의 일부분이 나선형 구성을 갖고, 몇몇 실시예에서, 제1 구조체는 가열가능 내측 구조체 및 외측 구조체를 추가로 구비하며, 가열가능 내측 구조체는 복수의 홈들을 구비하고, 외측 구조체는 외측 구조체와 복수의 홈들이 상호작용하여 제1 유체 경로의 상기 일부분에서 나선형 구성을 형성하도록 가열가능 내측 구조체를 둘러싼다. 몇몇 실시예에서, 열원은 제1 구조체에 결합되고, 어떠한 열원도 프로브에 결합되지 않으며(즉, 열원은 프로브에 결합되지 않음), 프로브는 제1 구조체에 결합되어 제1 구조체로부터 열을 전도한다.
몇몇 실시예에서, 제1 사전-선택된 온도 범위는 섭씨 35도 내지 38도이다. 몇몇 실시예에서, 제1 사전-선택된 온도 범위는 제2 사전-선택된 온도 범위와 동일하다. 몇몇 실시예에서, 프로브와 제1 구조체는 대략 6.5 켈빈/와트(K/W) 이상의 열 저항을 갖는다. 몇몇 실시예에서, 프로브는 니켈, 니켈 합금, 알루미늄, 스테인리스강, 열 전도성 플라스틱, 및 70 와트/미터 켈빈(W/mk) 이상의 열 전도율을 갖는 재료 중 적어도 하나를 포함하는 선택된 재료로 제조된다.
몇몇 실시예에서, 프로브는 높이와 벽 두께를 추가로 갖고, 몇몇 실시예에서, 높이 대 벽 두께의 비가 대략 67.5, 대략 136, 대략 136.15, 50 내지 150, 60 내지 70, 130 내지 140, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 비일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 프로브는 높이, 기부(proximal) 벽 두께, 및 말단(distal) 벽 두께를 추가로 갖고, 몇몇 실시예에서, 높이 대 기부 벽 두께의 비가 대략 4.81이며, 높이 대 말단 벽 두께의 비가 대략 19.5이다.
본 발명의 일 태양은 분석기용 분배기에 관한 것이다. 분배기는 입구, 출구 및 유체 경로를 포함하는 가열가능 구조체를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가열가능 구조체의 입구는 최소 분배 체적의 유체를 수용할 수 있다. 분배기는 입구 및 출구를 포함하는 프로브를 포함할 수 있으며, 이때 프로브의 입구는 가열가능 구조체의 출구와 유체 연통한다. 몇몇 실시예에서, 프로브는 최소 분배 체적의 유체의 적어도 제1 부분을 수용할 수 있고, 프로브의 출구는 최소 분배 체적의 유체를 제1 사전-선택된 온도 범위 내로 분배할 수 있다. 분배기는 가열가능 구조체 및 프로브와 열적 연통하는 열원을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 열원은 최소 분배 체적의 제1 부분을 프로브의 출구에서 제2 사전-선택된 온도 범위로 그리고 최소 분배 체적의 제2 부분을 가열가능 구조체의 출구에서 제1 사전-선택된 온도 범위로 가열하기에 적합하다. 몇몇 실시예에서, 분배기는 최소 분배 체적을 분배들 사이의 사전-선택된 주기로 분배하기에 적합하다.
몇몇 실시예에서, 유체 경로의 일부분이 나선형 구성을 갖고, 가열가능 구조체는 가열가능 내측 구조체 및 외측 구조체를 추가로 구비하며, 가열가능 내측 구조체는 복수의 홈들을 구비하고, 외측 구조체는 외측 구조체와 복수의 홈들이 상호작용하여 유체 경로의 상기 일부분에서 나선형 구성을 형성하도록 가열가능 내측 구조체를 둘러싼다. 몇몇 실시예에서, 열원은 가열가능 구조체에 결합되고, 어떠한 열원도 프로브에 결합되지 않으며(즉, 열원은 프로브에 결합되지 않음), 프로브는 가열가능 구조체에 결합되어 가열가능 구조체로부터 열을 전도한다. 몇몇 실시예에서, 유체 경로는 최소 분배 체적의 유체의 적어도 제2 부분을 수용할 수 있고, 프로브 내에 수용되는 최소 분배 체적의 유체의 제1 부분은 유체 경로 내에 수용되는 최소 분배 체적의 유체의 제2 부분보다 적다.
몇몇 실시예에서, 프로브는 프로브의 출구를 통해 유체를 흡인할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 분배기는 제1 사전-선택된 온도 범위와 제2 사전-선택된 온도 범위를 조절하기 위한 온도 제어기를 추가로 포함한다. 몇몇 실시예에서, 제1 사전-선택된 온도 범위는 섭씨 35도 내지 38도이다.
본 발명의 일 태양은 유체를 분석기에 분배하기 위한 방법에 관한 것이다. 이 방법은 최소 분배 체적을 가열가능 구조체의 유체 경로에 제공하는 단계; 가열가능 구조체와 열적 연통하는 열원을 사용하여, 최소 분배 체적이 가열가능 구조체의 출구에 수용될 때 최소 분배 체적을 제1 사전-선택된 온도 범위로 가열하는 단계; 프로브와 열적 연통하는 열원을 사용하여, 최소 분배 체적이 프로브 내에 수용될 때 최소 분배 체적을 제2 사전-선택된 온도 범위로 가열하는 단계; 및 프로브의 출구에서, 최소 분배 체적을 분배들 사이의 사전-선택된 주기로 제1 사전-선택된 온도 범위 내로 분배하는 단계를 포함한다.
본 발명의 적용성의 추가 분야가 이후에 제공되는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 상세한 설명 및 구체적인 예가 다양한 실시예를 나타내지만 예시만의 목적을 위해 의도되며 본 발명의 범주를 필연적으로 제한하고자 의도된 것이 아님을 이해하여야 한다.
도 1a와 도 1b는 분배기의 부분들의 제1 실시예의 측면도.
도 2a와 도 2b는 분배기의 제1 실시예의 단면도.
도 3a와 도 3b는 분배기의 코어와 프로브의 제1 실시예의 단면도.
도 4a와 도 4b는 가열된 분배기 내의 온도 분포의 제1 실시예의 개략도.
도 5는 분배기의 제2 실시예의 단면도.
도 6은 분배기의 코어와 프로브의 제2 실시예의 단면도.
도 7은 가열된 분배기의 제2 실시예 내의 온도 분포의 일 실시예의 개략도.
도 8a와 도 8b는 분배기의 제3 실시예의 전면의 사시도.
도 9는 분배기의 제3 실시예의 후면의 사시도.
도 10은 전방 판과 프로브 판이 없는 분배기의 제3 실시예의 사시도.
도 11a와 도 11b는 분배기의 제3 실시예의 단면도.
도 12a와 도 12b는 가열된 분배기의 제3 실시예 내의 온도 분포의 실시예의 개략도.
도 13은 분배기를 포함하는 시스템의 개략도.
도 14a와 도 14b는 가열된 분배기 내의 온도 분포의 실시예의 개략도.
도 15는 엘보우(elbow)를 갖는 분배기의 일 실시예의 측면도.
도 16은 엘보우를 갖는 분배기의 일 실시예의 단면도.
도 17은 엘보우를 포함하는 분배기 내의 온도 분포의 일 실시예의 개략도.
첨부 도면에서, 유사한 구성요소들 및/또는 특징부들은 동일한 도면 부호를 가질 수 있다. 도면 부호가 명세서에 사용될 때, 설명은 동일한 도면 부호를 갖는 유사한 구성 요소들 중 임의의 구성 요소에 적용가능하다.
분석기용 분배기는 유체를 원하는 유체 온도로 그리고/또는 원하는 유체 온도 범위 내로 분배하는 것을 용이하게 하기 위한 하나 또는 수개의 특징부를 포함할 수 있다. 이들 특징부는 또한 예를 들어 분배 유체의 일부 또는 전부의 후방 인출 및/또는 퍼징 없이 복수의 분배 속도들, 주파수들에서, 그리고 광범위한 분배 체적을 가지고 이러한 원하는 유체 온도 및/또는 원하는 유체 온도 범위를 유지할 수 있다.
일 실시예에서, 분배기는 본 명세서에서 "제1 유체 경로" 및/또는 "제1 유체 통로"로 또한 지칭되는 제1 유체 경로를 포함할 수 있는 제1 구조체를 포함할 수 있다. 제1 유체 통로는 제1 구조체 내에 위치될 수 있고, 열원과 열적 연통할 수 있다. 이러한 열적 연통은 열원에 의한 제1 유체 통로 내의 유체의 가열을 허용할 수 있다.
프로브가 제1 구조체에 연결될 수 있다. 프로브는 본 명세서에서 "제2 유체 경로" 및/또는 "제2 유체 통로"로 또한 지칭되는 제2 유체 경로를 포함할 수 있다. 프로브는 제1 및 제2 유체 경로들이 연결되어 유체가 제1 유체 경로를 통해 그리고 이어서 제2 유체 경로를 통해 유동하게 하도록 제1 구조체에 연결될 수 있다. 부가적으로, 프로브는 제1 구조체에 열적으로 연결됨으로써, 제1 구조체를 통한 열원에 의한 프로브의 간접적인 가열을 허용할 수 있다. 프로브와 제1 구조체 사이의 이러한 열적 연결은 프로브를 원하는 프로브 온도로 그리고/또는 원하는 프로브 온도 범위 내로 유지하기 위한 것일 수 있다. 유체는 프로브의 출구에서 분배된다. 따라서, 분배 지점에서의 유체의 온도가 원하는 온도로 그리고/또는 원하는 온도 범위 내로 유지될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이러한 원하는 프로브 온도 및/또는 원하는 프로브 온도 범위는 원하는 유체 온도 및/또는 원하는 유체 온도 범위와 동일하거나 상이할 수 있다.
이제 도 1a와 도 1b를 참조하면, 분배기(100)의 부분들의 제1 실시예의 측면도가 도시되어 있다. 몇몇 실시예에서, 분배기(100)는 하나 또는 수개의 샘플을 분석하기 위해 사용될 수 있는 분석기의 일부일 수 있다. 분배기(100)는 예를 들어 세척 완충제 분배기를 비롯한 임의의 원하는 유형의 분배기일 수 있다. 분배기(100)는 원하는 체적의 유체를 원하는 유량, 분배들 사이의 주기, 및/또는 원하는 온도로 분배하게 하도록 구성되는 하나 또는 수개의 특징부를 포함할 수 있다. 본 발명의 부분들이 최소 분배 체적에 관하여 유체의 원하는 분배 체적을 기술하지만, 유체의 원하는 분배 체적은 대안적으로 최대 분배 체적, 또는 최소 분배 체적과 최대 분배 체적 사이의 임의의 분배 체적일 수 있다.
도 1a 내지 도 4b의 실시예에서, 분배기(100)는 대략 100 μl 내지 대략 500 μl의 체적, 및/또는 임의의 다른 중간 체적을 분배할 수 있고, 대략 1035 μl의 총 유체 체적을 보유할 수 있다. 대안적으로, 도 5 내지 도 7의 실시예에서, 분배기(100)는 대략 5 μl 내지 대략 2500 μl의 체적, 및/또는 임의의 다른 중간 체적을 분배할 수 있고, 최대 5000 μl의 총 유체 체적을 보유할 수 있다.
분배기(100)는 분배들 사이의 사전-선택된 주기로 분배 체적을 분배할 수 있다. 분배들 사이의 사전-선택된 주기는 원하는 처리량 수준에 따라 달라질 수 있다. 분배기(100)는 대략 9초 내지 무한대, 1초 내지 9초, 및/또는 임의의 다른 중간 값의, 분배들 사이의 사전-선택된 주기로 분배할 수 있다. 많은 분석이 단시간 내에 처리될 필요가 있을 때, 분배기(100)는 대략 9초, 또는 9초 미만의 임의의 주기마다 분배하도록 구성될 수 있다. 벡크만 쿨터(Beckman Coulter) 유니셀(Unicel) DxI 800 면역분석 시스템 상에서 시간당 400회 시험과 같은 고 처리량 조건을 실행할 때, 시스템의 분배기는 9초마다 분배한다. 대조적으로, 분석 시스템이 아이들 상태일 때, 분배기(100)는 약 4시간 동안 한 번만 분배할 수 있다. 시스템은 심지어 4시간 초과의 시간 동안, 예를 들어 비-업무 시간 동안 아이들 상태일 수 있다.
분배기(100)는 유체를 사전-선택된 온도 또는 온도 범위로 가열하여 분배하도록 구성될 수 있다. 분석의 온도 프로파일이 분석 반응 혼합물 온도가 대략 37℃일 것을 요구하는 경우에, 분배기는 유체를 대략 37℃의 사전-선택된 온도로 가열하여 분배하도록 구성될 수 있다. 도 1a 내지 도 4b의 실시예에서, 분배기(100)는 유체를 대략 37℃ +/- 0.7℃의 사전-선택된 온도로 가열하여 분배할 수 있다. 도 5 내지 도 8의 실시예에서, 분배기(100)는 유체를 대략 37℃ +/- 2℃의 사전-선택된 온도로 가열하여 분배할 수 있다. 대안적으로, 다른 분석의 온도 프로파일은 상이한 분석 반응 혼합물 온도를 필요로 할 수 있다. 따라서, 다른 실시예에서, 분배기(100)는 유체를 대략 20℃, 대략 30℃, 대략 35℃, 대략 37℃, 대략 37℃ +/- 0.5℃, 대략 40℃, 대략 50℃, 및/또는 임의의 다른 중간 값으로 분배할 수 있다.
사전-선택된 온도 또는 온도 범위는 예를 들어 열원(230)의 열원 설정치를 설정함으로써 구성될 수 있다. 열원(230)은 그의 설정치를 제1 사전-선택된 온도 범위 내의 온도로 설정함으로써 제1 구조체를 제1 사전-선택된 온도 범위로 그리고 프로브를 제2 사전-선택된 온도 범위로 가열하기에 적합하다. 도 1a 내지 도 4b의 실시예에서, 열원(230)의 설정치는 제1 구조체를 대략 36 내지 38℃의 제1 사전-선택된 온도 범위로 그리고 프로브를 대략 26 내지 36℃의 제2 사전-선택된 온도 범위로 가열하기 위해 대략 37.7℃로 설정될 수 있다. 도 5 내지 도 7의 실시예에서, 열원(230)의 설정치는 제1 구조체를 대략 36 내지 38℃의 제1 사전-선택된 온도 범위로 그리고 프로브를 대략 25 내지 36℃의 제2 사전-선택된 온도 범위로 가열하기 위해 대략 37.7℃로 설정될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 유체는 대략 20℃, 대략 30℃, 대략 35℃, 대략 37℃, 대략 40℃, 대략 50℃, 대략 60℃, 대략 75℃의 온도로, 대략 37℃ +/- 0.5℃로, 대략 37℃ +/- 0.7℃로, 그리고 대략 37℃ +/- 2℃, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 온도 또는 온도 범위로 분배될 수 있다. 따라서, 예로서, 분배기(100)는 유체를 대략 55℃의 사전-선택된 온도로 가열하여 분배할 수 있다. 열원(230)의 설정치는 제1 구조체를 대략 55℃ +/- 2℃의 사전-선택된 온도 범위로 그리고 프로브를 대략 55℃ +/- 15℃의 제2 사전-선택된 온도 범위로 가열하여 분배기(100)가 유체를 대략 55℃ +/- 2℃의 사전-선택된 온도 범위로 분배하게 하기 위해 대략 55℃로 설정될 수 있다. 유사하게, 추가의 예로서, 분배기(800)는 유체를 대략 55℃의 사전-선택된 온도로 가열하여 분배할 수 있다. 열원(900)의 설정치는 제1 구조체를 대략 55℃ +/- 2℃의 사전-선택된 온도 범위로 그리고 프로브를 대략 55℃ +/- 15℃의 제2 사전-선택된 온도 범위로 가열하여 분배기(100)가 유체를 대략 55℃ +/- 2℃의 사전-선택된 온도 범위로 분배하게 하기 위해 대략 55℃로 설정될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 이들 온도 중 하나 또는 몇몇이 열원 설정치에 대응할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "대략"은 그와 연관된 값의 10% 내의 값을 지칭한다.
분배기(100)는 본 명세서에서 "제1 구조체" 또는 "가열가능 구조체"로 또한 지칭되는 가열 모듈(102), 및 프로브(104)를 포함할 수 있다. 제1 구조체(102)는 제1 구조체(102) 내에 제1 유체 경로 및 프로브(104) 내의 제2 유체 경로 중 하나 또는 둘 모두 내에 수용된 유체를 사전-선택된 온도로 그리고/또는 사전-선택된 온도 범위 내로 가열하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 제1 및 제2 유체 경로들 중 하나 또는 둘 모두 내에 수용된 유체는 정적이거나 동적인 유체일 수 있다. 따라서, 제1 구조체(102)는 정적이거나 동적인 유체를 가열하고 유지시킬 수 있다. 분배기(100)가 유체를 분배, 흡인 또는 교환하는 중일 때, 제1 및 제2 유체 경로들 중 하나 또는 둘 모두 내에 수용된 유체는 동적일 수 있다. 대안적으로, 분배기(100)가 분배들 또는 흡인들 사이에 있을 때, 제1 및 제2 유체 경로들 중 하나 또는 둘 모두 내에 수용된 유체는 정적일 수 있다. 따라서, 유체 경로 내에 수용된 유체는 동적이거나 정적일 수 있다.
유체가 제1 및 제2 유체 경로들 내에 수용된 실시예에서, 제1 유체 경로 내에 수용된 유체는 제1 유체 부분으로 지칭될 수 있고, 제2 유체 경로 내에 위치된 유체는 제2 유체 부분으로 지칭될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 분배기(100)로부터 분배되는 유체는 제1 및 제2 유체 부분들의 조합을 포함할 수 있고, 몇몇 실시예에서, 분배되는 유체는 제2 유체 경로 내의 제2 유체 부분보다 제1 유체 경로 내의 제1 부분으로부터 더 많은 유체를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이러한 제1 유체 경로는 유체가 통과하여 제1 유체 경로와 제1 구조체(102)에 들어가게 하는 입구, 및 유체가 통과하여 제1 유체 경로와 제1 구조체(102)로부터 빠져나가게 하는 출구를 포함할 수 있다.
도 1a와 도 1b에 도시된 바와 같이, 제1 구조체(102)는 하우징(106)을 포함한다. 하우징(106)은 다양한 형상과 크기를 포함할 수 있고, 다양한 재료로부터 제조될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 하우징(106)의 전부 또는 부분들이 제1 구조체(102) 내에 수용된 유체와 접촉할 수 있다. 그러한 실시예에서, 하우징(106)은 유체와 반응하지 않는 재료로부터 제조될 수 있다. 대안적으로, 몇몇 실시예에서, 유체는 하우징(106)과 접촉하지 않도록 수용될 수 있다. 그러한 실시예에서, 하우징(106)의 재료는 유체와의 잠재적 또는 실제적 반응성에 의해 제한되지 않는다. 도 1에 도시된 실시예에서, 하우징(106)은 예를 들어 폴리카보네이트 또는 아크릴과 같은 중합체로부터 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 하우징(106)은 0.20 W/mK의 열 전도율을 갖는 투명 주조 아크릴을 포함할 수 있다.
하우징(106)은 코어(108)를 포함할 수 있다. 코어(108)는 다양한 형상과 크기를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 코어(108)는 예를 들어 원통형일 수 있는 기다란 부재일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 코어(108)는 하우징(106)과 코어(108) 사이에 하나 또는 수개의 공간이 존재하도록 하우징(106)에 대해 위치될 수 있다. 이들 공간은 제1 유체 경로(110)를 한정할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이들 하나 또는 수개의 공간은 코어(108)의 외벽(113) 상에 위치되는 하나 또는 수개의 리지(ridge)(112)에 의해 한정될 수 있다. 이들 리지(112)는 하우징(106)과 맞물려, 예를 들어 밀봉식으로 맞물려, 제1 유체 경로(110)를 형성하는 하나 또는 수개의 공간을 한정하도록 크기 설정되고 형상화될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 리지(112)들은 코어(108)의 외벽(113)의 전부 또는 일부분들 주위에서 연장되며, 도 1a와 도 1b의 제1 실시예에서 볼 수 있는 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 리지(112)들 중 일부 또는 전부가 코어(108)의 외벽(113)을 나선형으로 감싸고, 제1 유체 경로(110) 중 일부 또는 전부가 마찬가지로 코어(108)의 외벽(113)을 나선형으로 감쌀 수 있는데, 이는 예를 들어 제1 유체 경로(110)에 나선형 구성을 제공할 수 있다.
도 1 내지 도 7의 실시예는 나선형 구성을 갖는 제1 유체 경로(110)를 도시한다. 나선형 구성은 동일한 직경을 갖는 직선 원통형 튜브로서 구성되는 유체 경로에 비해 더 많은 유체가 제1 유체 경로(110) 내에 수용되게 하기 때문에 유리하다. 따라서, 동일한 직경을 갖는 직선 원통형 튜브에 비해, 나선형 구성은 제1 구조체의 표면적을 최대화시킨다. 나선형 구성은 또한 흡인과 분배 동안에 휩쓸고 지나지 않을 데드 스페이스(dead space)가 최소로 존재하거나 전혀 존재하지 않기 때문에 유리하다. 이는 추후 이송에 악영향을 미칠 수 있는 유체의 포켓(pocket)들의 보유를 피한다.
코어(108)는 다양한 형상과 크기를 포함할 수 있고, 다양한 재료로부터 제조될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 코어(108)를 위한 재료는 예를 들어 반응성, 열 전도율 등을 비롯한 하나 또는 수개의 재료 특성에 기초하여 선택될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 코어(108)의 전부 또는 일부분들이 제1 구조체(102) 내에 수용된 유체와 접촉할 수 있다. 도 1 내지 도 7의 실시예에서, 제1 유체 경로(110) 내에 수용된 유체는 코어(108)와 접촉하는데, 이는 코어(108)로부터 제1 유체 경로(110) 내에 수용된 유체로의 열전달을 가능하게 한다. 몇몇 실시예에서, 코어(108)는 유체와 접촉하지만 유체와 반응하지 않는 재료로부터 제조될 수 있다. 대안적으로, 몇몇 실시예에서, 유체는 코어(108)와 접촉하지 않도록 수용될 수 있다. 그러한 실시예에서, 코어(108)에 사용하기 위한 재료는 유체와의 잠재적 또는 실제적 반응성에 의해 제한되지 않는다.
몇몇 실시예에서, 코어(108)의 열 전도율이 분배기(100)의 기능에 영향을 미칠 수 있고, 원하는 결과를 달성하기 위해 원하는 열 전도율을 갖는 재료가 선택될 수 있다. 코어(108)는 니켈, 니켈 합금, 알루미늄, 스테인리스강, 열 전도성 플라스틱, 대략 70 와트/미터 켈빈(W/mK) 이상의 열 전도율을 갖는 재료, 전술한 것들의 조합 및/또는 합금 등으로부터 제조될 수 있다. 열 전도성 플라스틱은 대략 0.25 W/mK 이상의 열 전도율을 갖는 플라스틱을 의미한다. 예를 들어, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)이 대략 0.25 W/mK의 열 전도율을 갖는 열 전도성 플라스틱이다. 도 1 내지 도 7의 실시예에서, 코어(108)는 니켈 합금, 특히 대략 70.3 W/mK의 열 전도율, 대략 8.9 g/㎤의 밀도, 및 대략 456 J/㎏℃의 비열을 나타내는 니켈 200 합금으로부터 제조된다. 도 1a 내지 도 4b의 실시예에 대해, 코어(108)가 니켈 200 합금으로 제조되는 경우에, 대략 18℃의 주위 온도에서 작동하는 분배기(100)는 예를 들어 대략 9초당 1회의 분배들 사이의 사전-선택된 주기로 또는 1초 내지 9초의 임의의 주기로, 그리고 대략 37℃ +/- 0.7℃의 사전-결정된 온도로 대략 500 μl를 분배할 수 있다. 도 5 내지 도 7의 실시예에 대해, 코어(108)가 니켈 200 합금으로 제조되는 경우에, 대략 18℃의 주위 온도에서 작동하는 분배기(100)는 예를 들어 대략 9초당 1회의 분배들 사이의 사전-선택된 주기로 또는 1초 내지 9초의 임의의 주기로, 그리고 대략 37℃ +/- 2℃의 사전-결정된 온도로 대략 500 μl를 분배할 수 있다.
도 1 내지 도 7의 실시예에서, 나선형 구성을 갖는 제1 유체 경로(110)는 도 1a 내지 도 2b와 도 5에 도시된 바와 같이 코어(108)와 하우징(106)의 조합에 의해 둘러싸인다. 도 1a 내지 도 4b의 실시예에 대해, 코어(108)가 니켈 200 합금으로 제조되는 경우에, 제1 유체 경로(110) 내에 수용된 유체와 접촉하는 코어(108)의 부분은 대략 18℃의 물의 경우에, 정적 상태에서 대략 7.5 W/m2K의 그리고 동적 상태에서 대략 2,215.1 W/m2K의 열전달 계수를 달성할 수 있다. 도 5 내지 도 7의 실시예에 대해, 코어(108)가 니켈 200 합금으로 제조되는 경우에, 제1 유체 경로(110) 내에 수용된 유체와 접촉하는 코어(108)의 부분은 대략 18℃의 물의 경우에, 정적 상태에서 대략 8.0 W/m2K의 그리고 동적 상태에서 대략 8,155.4 W/m2K의 열전달 계수를 달성할 수 있다. 도 1 내지 도 7의 실시예에 대해, 하우징(106)이 아크릴로 제조되는 경우에, 제1 유체 경로(110) 내에 수용된 유체와 접촉하는 아크릴의 부분은 정적 상태에서 대략 5.035 W/m2K 내지 대략 6.92 W/m2K의 범위인 열전달 계수를 달성할 수 있다.
제1 구조체(102)는 분배기에 전력을 공급하고/하거나 예를 들어 하나 또는 수개의 제어 신호, 감지 신호 등과 같은 신호를 분배기(100)로 송신/이로부터 수신하기 위해 사용될 수 있는 하나 또는 수개의 와이어를 포함할 수 있는 케이블(114)을 추가로 포함할 수 있다.
프로브(104)는 제1 구조체(102)로부터 유체를 수용할 수 있고, 유체를 전달할 수 있다. 프로브(104)는 다양한 형상과 크기를 포함할 수 있고, 다양한 재료로부터 제조될 수 있다. 프로브(104)는 니켈, 니켈 합금, 알루미늄, 스테인리스강, 열 전도성 플라스틱, 대략 70 W/mK 이상의 열 전도율, 대략 19 와트/제곱미터 켈빈(W/m2K)의 열전달 계수를 갖는 재료, 전술한 것들의 조합 및/또는 합금 등으로부터 제조될 수 있다. 도 1 내지 도 7의 실시예에서, 프로브(104)는 니켈 합금, 특히 대략 70.3 W/mK의 열 전도율, 대략 8.9 g/㎤의 밀도, 및 대략 456 J/㎏℃의 비열을 나타내는 니켈 200 합금으로부터 제조될 수 있다. 도 1a 내지 도 4b의 실시예에 대해, 프로브(104)가 니켈 200 합금으로 제조되는 경우에, 프로브(104)는 정적 상태에서 대략 19 W/m2K의 열전달 계수를 달성할 수 있다. 도 5 내지 도 7의 실시예에 대해, 프로브(104)가 니켈 200 합금으로 제조되는 경우에, 프로브(104)는 정적 상태에서 대략 10 W/m2K의 열전달 계수를 달성할 수 있다. 도 1a 내지 도 4b의 실시예에 대해, 프로브(104)가 니켈 200 합금으로 제조되는 경우에, 대략 18℃의 주위 온도에서 작동하는 분배기(100)는 예를 들어 대략 9초당 1회의 분배들 사이의 사전-선택된 주기로 또는 1초 내지 9초의 임의의 주기로, 그리고 대략 37℃ +/- 0.7℃의 사전-결정된 온도 범위로 대략 500 μl를 분배할 수 있다. 도 5 내지 도 7의 실시예에 대해, 프로브(104)가 니켈 200 합금으로 제조되는 경우에, 대략 18℃의 주위 온도에서 작동하는 분배기(100)는 예를 들어 대략 9초당 1회의 분배들 사이의 사전-선택된 주기로 또는 1초 내지 9초의 임의의 주기로, 그리고 대략 37℃ +/- 2℃의 사전-결정된 온도 범위로 대략 500 μl를 분배할 수 있다.
대안적으로, 도 5 내지 도 7의 실시예에 대해, 프로브(104)는 스테인리스강으로 제조될 수 있다. 따라서, 도 1a 내지 도 4b의 실시예에서, 프로브(104)가 스테인리스강으로 제조되고 코어(108)가 니켈 200 합금으로 제조되는 경우에, 열원(230)의 설정치는 제1 구조체를 대략 36 내지 38℃의 제1 사전-선택된 온도 범위로 그리고 프로브를 대략 21.5 내지 36℃의 제2 사전-선택된 온도 범위로 가열하기 위해 대략 37.7℃로 설정될 수 있다.
프로브 내의 제2 유체 경로의 치수는 이상적인 핀(fin)에 근사하도록 설계된다. 이상적인 핀은 열 저항이 없는 이상적인 열전달의 열 특성을 나타내는 균일한 단면의 긴 원형 핀이다. 프로브는 추가로 후술되는 바와 같이 복수의 치수들에 의해 한정될 수 있다.
이상적인 핀은 그의 핀 효율(fin efficiency) 및 그의 핀 유용도(fin effectiveness)에 의해 한정될 수 있다. 핀 효율은 열원(Tbase)으로부터 주변 환경(Tamb)으로 열을 전도하는 이상적인 핀의 능력의 척도이다. 핀 효율을 측정하기 위해, 프로브의 제2 유체 경로를 가로지른 실제 온도 구배가 프로브의 제2 유체 경로를 가로지른 이상적인 온도 구배와 비교될 수 있다. 이상적인 온도 구배는 열 저항이 없는 이상적인 열전달의 열 특성을 나타낼 수 있다. 프로브의 제2 유체 경로를 가로지른 이상적인 온도 구배는 예를 들어 이상적인 상황에서, 프로브의 제2 유체 경로의 입구에서의 온도가 프로브의 제2 유체 경로의 출구에서의 온도와 동일할 수 있기 때문에 1일 수 있다.
이러한 핀 효율은 하기의 수학식에 따라 결정될 수 있는데, 여기서,
Nfin은 핀 효율이고;
mfin은
Figure 112017101296236-pct00001
로 정의되며;
hprobe는 프로브의 열전달 계수이고;
k는 프로브의 재료의 열 전도율이며;
dprobe는 프로브의 직경이고;
Lc는 임계 길이이고,
Figure 112017101296236-pct00002
로 정의되며;
Lprobe는 프로브의 길이이다.
Figure 112017101296236-pct00003
핀 유용도는 얼마나 많은 열이 (1) 제1 구조체로부터 프로브로 전달되고 있는지 대 (2) 프로브 없이 제1 구조체로부터 전달되고 있는지의 비교이다. 1보다 큰 핀 유용도가 요망되는데, 그 이유는 이것이 제1 구조체에 결합된 프로브를 구비하는 것의 타당함을 보여주기 때문이다. 1 이하의 핀 유용도는 (1) 프로브에 결합된 제1 구조체와 (2) 프로브에 결합되지 않은 제1 구조체 사이에 차이가 없음, 및 따라서 제1 구조체에 결합된 프로브를 구비하는 것의 타당함을 보여주지 못한다는 것을 의미한다.
이러한 핀 유용도는 하기의 수학식에 따라 결정될 수 있는데, 여기서,
Efin은 핀 유용도이고;
Th는 제1 온도 및/또는 온도 범위에서의 유체의 온도이며;
Tamb는 제2 온도 및/또는 온도 범위에서의 유체의 온도이고;
hprobe는 프로브의 열전달 계수 또는 경막 계수(film coefficient)이며;
Abase는 프로브가 부착되는 제1 구조체의 부분의 면적이고;
Qfin은 프로브에 전달되는 열의 양이다.
Figure 112017101296236-pct00004
도 1a 내지 도 4b의 실시예에 대해, 프로브(104)가 니켈 200 합금으로 제조될 때, 프로브(104)는 대략 0.79의 핀 효율과 대략 69의 핀 유용도를 나타낼 수 있다. 대략 0.79의 핀 효율은 프로브(104)가 이상적인 핀의 대략 79%만큼 효율적일 수 있음을 의미한다. 대략 69의 핀 유용도는 프로브(104)를 제1 구조체(102)의 단부에 포함시킴으로써 열전달의 효과가 대략 69배만큼 증가됨을 의미한다. 도 5 내지 도 7의 실시예에 대해, 프로브(104)가 니켈 200 합금으로 제조될 때, 프로브(104)는 대략 0.89의 핀 효율과 대략 102의 핀 유용도를 나타낼 수 있다. 대략 0.89의 핀 효율은 프로브(104)가 이상적인 핀의 대략 89%만큼 효율적일 수 있음을 의미한다. 대략 102의 핀 유용도는 프로브(104)를 제1 구조체(102)의 단부에 포함시킴으로써 열전달의 효과가 대략 102배만큼 증가됨을 의미한다.
코어(108)와 프로브(104)의 재료는 몇몇 실시예에서 또한 유체와 상용가능할 수 있다. 세척 완충제는 코어(108)의 재료를 열화시킬 수 있는 알려진 산화제이다. 세척 완충제는 금속의 표면으로부터 금속을 산화시킬 수 있다. 산화된 금속은 이어서 유체에 들어가 효소 반응을 유발할 수 있다. 산화된 금속은 방출된 화학발광(chemiluminescence)과 반응하여 분석 결과에서 거짓 음성(false negative) 또는 거짓 양성(false positive)을 초래할 수 있다. 니켈 200 합금은 최대 315℃의 온도에서를 비롯하여 우수한 내산화성을 나타낸다. 니켈 200 합금은 세척 완충제와 반응하지 않거나 루미-포스(Lumi-Phos) 500 기질 유체에 현저히 영향을 미치지 않는 것으로 밝혀졌다.
몇몇 실시예에서, 프로브(104)는 기단부(proximal end)(116) 및 말단부(distal end)(118)와, 프로브(104)의 기단부(116)와 말단부(118) 사이에서 연장되는, 본 명세서에서 제2 유체 경로로 또한 지칭되는 루멘(lumen)을 구비할 수 있다. 도 1a 내지 도 4b의 실시예에서, 프로브(104)의 제2 유체 경로는 대략 54 μl의 체적을 수용할 수 있다. 대안적으로, 도 5 내지 도 7의 실시예에서, 프로브(104)의 제2 유체 경로는 대략 80 μl의 체적을 수용할 수 있다. 다른 실시예에서, 프로브(104)의 제2 유체 경로는 대략 5 μl, 대략 10 μl, 대략 20 μl, 대략 30 μl, 대략 40 μl, 대략 50 μl, 대략 60 μl, 대략 70 μl, 대략 90 μl, 대략 100 μl, 대략 150 μl, 대략 200 μl, 및/또는 임의의 중간 체적의 전달될 유체의 양에 적합한 체적을 수용할 수 있다.
이제 도 2a와 도 2b를 참조하면, 분배기(100)의 제1 실시예의 단면도가 도시되어 있다. 도 2a와 도 2b에서 볼 수 있는 바와 같이, 분배기(100)는 하우징(106)과 코어(108)를 포함하는 제1 구조체(102)를 포함한다. 논의된 바와 같이, 하우징(106)과 코어(108)는 리지(112)들을 통해 제1 유체 경로(110)를 함께 한정한다. 제1 유체 경로(110)는 하우징(106) 내에 위치되는 입구(200), 입구(200)를 코어(108)의 외벽(113)에 연결하는 입구 채널(202), 출구(206), 및 출구(206)를 코어(108)의 외벽(113)에 연결하는 출구 채널(208)을 추가로 포함한다. 시일(seal)(210)이 출구(206)에 근접하여 코어(108)와 하우징(106) 사이에서 연장된다. O-링 또는 유사한 시일일 수 있는 시일(210)은 유체가 제1 유체 경로(110)로부터 누출되는 것을 방지할 수 있다. 연결 부분(212)이 프로브(104)의 커넥터(214)에 연결될 때, 시일(210)이 압축되어 프로브(104)를 위한 유연한 피드백(compliant feedback)을 제공하여서 정상 진동 및 작동 동안에 프로브(104)가 연결 부분(212)으로부터 분리되는 것을 방지한다.
출구(206)는 제1 구조체(102)의 일부인, 구체적으로는 코어(108)의 일부인 연결 부분(212) 상에 위치된다. 연결 부분(212)은 프로브(204)의 커넥터(214)에 연결되어 제1 유체 경로(110)의 출구(206)를 입구(218)와 출구(220)를 갖는 제2 유체 경로(216)에 유동가능하게 연결할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 분배기(100)는 유체를 출구(220)를 통해 분배하도록 구성될 수 있고/있거나, 몇몇 실시예에서, 분배기(100)는 유체를 출구(220)를 통해 흡인하도록 구성될 수 있다. 그러한 실시예에서, 분배기(100)는 대략 5 μl 내지 대략 500 μl, 대략 25 μl 내지 대략 55 μl, 및/또는 중간 체적의 유체를 흡인하도록 구성될 수 있다. 도 1a 내지 도 7의 실시예에서, 분배기(100)는 대략 5 μl 내지 대략 500 μl의 체적, 및/또는 중간 체적의 유체를 흡인할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 연결 부분(212)과 커넥터(214)는 제1 구조체(102)가 제1 온도에 그리고/또는 제1 온도 범위 내에 있을 때, 프로브(104)가 제2 온도에 그리고/또는 제2 온도 범위 내에 있도록 제1 구조체(102)로부터 프로브(104)로의 원하는 정도의 열전달을 달성하도록 크기 설정, 형상화 및/또는 설계될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 및 제2 온도들 및/또는 온도 범위들 중 하나 또는 둘 모두가 사전-선택될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 온도 및/또는 온도 범위는 제2 온도 및/또는 온도 범위와 동일할 수 있고, 몇몇 실시예에서, 제1 온도 및/또는 온도 범위는 제2 온도 및/또는 온도 범위와 상이할 수 있다.
도 2a 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 연결 부분(212)과 커넥터(214)는 프로브(104)와 제1 구조체(102)를 물리적으로 연결할 수 있고, 제1 유체 경로(110)와 제2 유체 경로(216)를 유동가능하게 연결할 수 있으며, 프로브(104)와 제1 구조체(102)를 열적으로 연결할 수 있다. 제1 구조체(102)와 프로브(104)는 커넥터(214)와 연결 부분(212)의 나삿니-형성된 피팅(threaded fitting), 예를 들어 수형 및 암형 나삿니-형성된 5/16-18 UNC에 의해 연결될 수 있다. 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 커넥터(214)는 나삿니-형성된 피팅에 의해 연결 부분(212)과 정합한다. 커넥터(214)의 내부 표면은 연결 부분(212)의 외부 표면 상의 대응하는 나선형 나삿니와 회전에 의해 정합하는 나선형 나삿니를 구비한다. 몇몇 실시예에서, 커넥터(214)가 연결 부분(212)과 정합될 때, 연결 부분(112)의 외부 표면이 커넥터(214)의 내부 표면과 물리적으로 접촉하며, 이는 제1 구조체(102)와 프로브(104) 사이의 열 전도를 가능하게 한다. 커넥터(214)가 이러한 나사식 연결에 의해 연결 부분(212)과 정합될 때, 대략 18℃의 주위 온도에서 작동하는 분배기(100)가 예를 들어 대략 9초의 분배들 사이의 사전-선택된 주기로 또는 1초 내지 9초의 임의의 주기로, 그리고 대략 37℃ +/- 2℃의 사전-결정된 온도로 대략 500 μl의 분배 체적을 분배할 수 있다. 또한, 커넥터(214)가 연결 부분(212)과 정합될 때, 제1 유체 경로의 출구(206)가 제2 유체 경로(216)의 입구(218)와 유체 연통한다. 연결 부분(212)과 커넥터(214)의 관련 치수가 도 3a와 도 3b를 참조하여 추가로 후술된다.
1편(one-piece) 구조에 비해, 위에 설명된 바와 같이, 제1 구조체(102)와 프로브(104)를 별개의 그러나 연결가능한 구조체로서 구비하는 것이 유리한데, 그 이유는 이것이 보수용이성(serviceability)을 개선하기 때문이다. 프로브(104)에 결함이 발생하면, 사용자 또는 보수 요원이 전체 분배기가 아니라 프로브만을 교체할 수 있다. 전체 분배기를 교체하는 것은 어렵고 시간 소모적일 수 있는데, 그 이유는 이것이 분배기가 전체 분석기에 어떻게 연결되는지의 이해를 필요로 하기 때문이다. 대안적으로, 다른 분배기는 분배기 내에 매립되는 프로브를 포함할 수 있으며, 그러한 프로브를 교체하기 위해, 이는 그러한 프로브를 제거하기 위해서 분배기가 어떻게 분해될 수 있는지의 이해를 필요로 한다. 일반 사용자는 분배기를 교체하거나 분해하는 방법을 알지 못하거나 분배기를 교체하거나 분해할 시간을 갖지 못할 수 있으며, 따라서 정기 보수 요원을 필요로 함으로써, 시간을 허비할 것이다. 따라서, 전체 분배기를 교체하거나 분해할 필요가 없으면, 이는 보다 용이한 프로브 교체에 의한 개선된 보수용이성, 비용 절감, 및 시간 절감을 초래한다.
도 2a와 도 2b에서 볼 수 있는 바와 같이, 코어(108)는 몇몇 실시예에서, 예를 들어 일단부에서 폐쇄되고 타단부에서 개방될 수 있는 긴 내부 용적부(224)일 수 있는, 코어(108)의 내부 용적부(224)를 한정할 수 있는 내벽(222)을 포함할 수 있다. 코어(108)의 내부 용적부(224)는 케이블(114)에 근접한 상부(226), 및 코어(108)의 연결 부분(212)에 근접한 저부(228)를 구비할 수 있다. 볼 수 있는 바와 같이, 내부 용적부(224)의 상부(226)는 개방되고, 내부 용적부(224)의 저부(228)는 폐쇄된다.
코어(108)는, 코어(108)를 가열하고 코어(108)로부터의 열전달을 통해 프로브(104)를 간접적으로 가열할 수 있는 열원(230)을 포함하고/하거나 이에 연결될 수 있다. 실시예들에서, 열원(230)은 코어(108) 내에 통합될 수 있고, 몇몇 실시예에서, 열원(230)은 코어(108)와 물리적으로 그리고/또는 열적으로 연결될 수 있다. 도 1a 내지 도 7의 실시예에서, 열원(230)은 코어(108)와 직접 연결/결합되지만, 열원(230)은 프로브(104)에 직접 연결/결합되지 않는다. 열원(230)은 코어(108)를 통해 프로브(104)와 열적 연통하며, 이는 프로브(104)가 코어(108)와 열원(230)으로부터, 열원(230)으로부터 코어(108)를 통해, 또는 이들의 조합으로 열을 전도할 수 있게 한다. 프로브(104)의 이러한 간접적인 가열은 유리하게는 작은 직경의 반응 용기 및 다른 유체 용기와의 상용성을 위해 프로브(104)의 직경을 제한하면서 프로브(104)의 온도를 제어한다. 다른 실시예에서, 열원(230)은 프로브(104)에 직접 연결/결합될 수 있다.
열원(230)은 다양한 형상, 크기, 및 유형을 포함할 수 있고, 한 세트의 원하는 그리고/또는 예상되는 작동 조건 하에서 원하는 유체 온도 및/또는 유체 온도 범위를 달성하는 열원(230)의 능력/적합성에 기초하여 선택될 수 있다. 몇몇 예시적인 실시예에서, 열원(230)은 순환수식(hydronic) 열원, 저항 열원, 히트 펌프(heat pump) 등을 포함할 수 있다. 하나의 특정한 예시적인 실시예에서, 그리고 도 2a와 도 2b에 도시된 바와 같이, 열원(230)은 예를 들어 코어(108)의 내부 용적부(224) 내에 위치될 수 있는, 구체적으로 코어(108)의 내벽(222)에 부착될 수 있는 12W의 에칭된 포일 저항 히터(etched foil resistance heater)와 같은 에칭된 포일 저항 히터를 포함할 수 있다. 열원(230)이 저항 열원인 실시예에서, 열원(230)을 위한 전력은 케이블(114)을 통해 제공될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 코어(108)의 내부 용적부(224)는 또한 서미스터(thermistor)(232)와 같은 열 감지 요소를 포함할 수 있다. 열 감지 요소는 제1 구조체(102)의 전부 또는 부분들의 온도를 검출하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 열 감지 요소는 제1 구조체(102)의 일부분, 구체적으로는 출구(206)에 근접한 코어(108)의 부분의 온도를 검출하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 열 감지 요소는 출구(206)에 근접한 코어(108)의 부분의 온도의 감지를 가능하게 하기 위해 코어(108)의 내부 용적부(224)의 저부(228)에 위치될 수 있다. 열 감지 요소는 케이블(114) 내의 와이어들 중 하나 또는 수개에 전기적으로 연결될 수 있고, 제1 구조체(102) 및 프로브(104) 중 하나 또는 둘 모두의 온도를 조절하도록 구성될 수 있는 온도 제어기에 연결될 수 있다.
내부 용적부(224)는 온도 차단기(temperature cut-off, TCO)(234)를 추가로 포함할 수 있다. TCO(234)는 열원(230)의 온도, 및/또는 코어(108) 및/또는 제1 구조체(102)의 하나 또는 수개의 부분의 온도를 검출하도록, 그리고 검출된 온도가 한계치를 초과하는 경우에 열원(230)의 작동에 영향을 미치도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, TCO(234)는 예를 들어 바이메탈 스위치(bi-metallic switch)와 같은 스위치를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, TCO(234)에 의해 측정된 온도가 한계치를 초과할 때, 열원(230)에 대한 전력이 감소 및/또는 차단된다. 몇몇 실시예에서, TCO(234)는 코어의 내부 용적부(224)의 상부(226)에 근접하게 위치될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 코어(108)의 내부 용적부(224)의 나머지 부분은 내측 코어(236)로 충전될 수 있다. 내측 코어(236)는 내부 용적부(224) 내의 나머지 공간을 충전하여 코어(108)의 내부 용적부(224) 내에 위치된 구성요소에 대한 지지를 제공하도록 그리고 코어(108)의 내부 용적부(224) 내에 위치된 구성요소를 열적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 내측 코어(236)는 예를 들어 하나 또는 수개의 에폭시 수지와 같은 하나 또는 수개의 수지를 포함할 수 있다. 하나의 특정 실시예에서, 내측 코어(236)는 하나 또는 수개의 열-전도성 에폭시 수지를 포함할 수 있다.
코어(108)는 하우징(106) 내에 부착 및/또는 고정될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 그리고 도 2a에 도시된 바와 같이, 코어(108)는 코어(108)의 출구(206)에 근접하게 위치되는 제1 스냅-링(snap-ring)(238)과 같은 제1 고정 특징부, 내부 용적부(224)의 상부(226)에 근접하게 위치되는 제2 스냅-링(240)과 같은 제2 고정 특징부, 및 내부 용적부(224)의 상부(226)와 제2 스냅-링(240) 사이에 위치되는 웨이브-스프링(wave-spring)(242)과 같은 스프링을 통해 하우징(106) 내에 부착 및/또는 고정될 수 있다. 이들 특징부(238, 240, 242)는 코어(108)를 하우징(106) 내에 고정시키도록 서로 그리고 코어(108) 및 하우징(106)과 상호작용할 수 있다.
이제 도 3a와 도 3b를 참조하면, 코어(108)와 프로브(104)의 실시예의 단면도가 도시되어 있다. 도 3a와 도 3b에 도시된 코어(108)는 외벽(113) 상에 위치되는 복수의 리지(112)들을 포함하며, 이러한 리지들은 복수의 홈(300)들을 한정한다. 도 1a 내지 도 4b의 실시예에서, 각각의 홈(300)은 대략 0.094 인치의 직경을 갖는다. 코어(108)는 코어(108)의 내벽(222)에 의해 한정되고 상부(226)와 저부(228)를 구비하는 내부 용적부(224)를 추가로 포함한다. 코어(108)는 프로브(104)의 커넥터(214)와 연결되는 연결 부분(212)을 추가로 포함한다. 프로브(104)는 인접하여 있는 입구(218)를 포함하는 기단부(116), 인접하여 있는 출구(220)를 포함하는 말단부(118), 및 입구(218)와 출구(220) 사이에서 연장되는 루멘을 포함하는 제2 유체 경로(216)를 포함한다.
몇몇 실시예에서, 코어(108) 및 프로브(104) 둘 모두는 복수의 치수들에 의해 한정된다. 도 1a 내지 도 4b의 실시예에서, 코어 길이(A)는 대략 2.8 인치, 대략 2.88 인치, 대략 3 인치, 대략 3.157 인치, 1 내지 5 인치, 2 내지 4 인치, 2.5 내지 3.5 인치, 2.75 내지 3 인치, 3 내지 3.5 인치, 또는 임의의 다른 또는 중간 값이거나 임의의 다른 또는 중간 범위 내이다. 코어(108)의 내부 용적부는 내부 용적부의 상부(226)로부터 저부(228)까지 측정되는 내부 용적부 길이(B)에 의해 한정될 수 있다. 도 1a 내지 도 4b의 실시예에서, 내부 용적부 길이(B)는 대략 2 인치, 대략 2.03 인치, 대략 2.033 인치, 대략 2.3 인치, 대략 2.310 인치, 1 내지 4 인치, 2 내지 3 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값이거나 임의의 다른 또는 중간 범위 내이다. 코어(108)는 또한 코어 직경(C)에 의해 한정될 수 있다. 도 1a 내지 도 4b의 실시예에서, 코어 외경(C)은 대략 0.419 인치이다.
코어 벽 두께(D)는 내벽(222)과 외벽(113) 사이에서 측정될 수 있다. 도 1a 내지 도 4b의 실시예에서, 코어 벽 두께(D)는 홈 직경 절제부가 없는 경우에 대략 0.082 인치이고, 홈 직경 절제부가 있는 경우에 대략 0.035 인치이다. 도 1a 내지 도 4b의 실시예에서, 코어 내경(U)은 대략 0.255 인치이다.
프로브(104)는 복수의 치수들에 의해 한정될 수 있다. 커넥터(214)는 기부 커넥터 외경(E), 기부 길이(K), 기부 내경(L), 말단 커넥터 외경(N), 말단 길이(M), 및 말단 커넥터 내경(F)에 의해 한정될 수 있다. 말단 커넥터 내경(F)은 후술되는 긴 부재(302)의 부재 직경(F)과 거의 동일하다. 도 1a 내지 도 4b의 실시예에서, 기부 커넥터 외경(E)은 대략 0.4 인치이고, 기부 길이(K)는 대략 0.39 인치이며, 기부 내경(L)은 대략 0.25 인치, 대략 0.26 인치, 대략 0.39 인치, 대략 0.4 인치, 0.25 내지 0.5 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값이거나 임의의 다른 또는 중간 범위 내이고, 말단 커넥터 외경(N)은 대략 0.15 인치이며, 말단 길이(M)는 대략 0.15 인치, 대략 0.18 인치, 0.1 내지 0.2 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값이거나 임의의 다른 또는 중간 범위 내이고, 말단 커넥터 내경(F)은 대략 0.062 인치이다. 프로브(104)는 제2 유체 경로(216)를 한정하는 긴 부재(302)를 포함할 수 있다. 긴 부재(302)는 부재 직경(F)을 가질 수 있다. 도 1a 내지 도 4b의 실시예에서, 부재 직경(F)은 대략 0.062 인치이며, 이는 커넥터 내경(F)과 일치한다. 제2 유체 경로(216)는 제2 유체 경로 직경(G)을 가질 수 있다. 도 1a 내지 도 4b의 실시예에서, 제2 유체 경로 직경(G)은 대략 0.022 인치이다. 긴 부재(302)는 벽 두께(H)를 가질 수 있다. 도 1a 내지 도 4b의 실시예에서, 벽 두께(H)는 대략 0.02 인치이다. 긴 부재(302)는 입구(218)로부터 출구(220)까지 측정되는 부재 길이(I)를 가질 수 있다. 도 1a 내지 도 4b의 실시예에서, 부재 길이(I)는 대략 1.25 인치, 대략 1.35 인치, 대략 1.5 인치, 대략 1.75 인치, 대략 2.0 인치, 대략 2.5 인치, 대략 2.723 인치, 대략 2.75 인치, 대략 3 인치, 대략 3.5 인치, 1 내지 4 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값이거나 임의의 다른 또는 중간 범위 내이다. 길이(J)는 코어(108)의 내부 용적부(224)의 저부(228)로부터 프로브(104)의 출구(220)까지 측정된다. 도 1a 내지 도 4b의 실시예에서, 길이(J)는 대략 2.0 인치, 대략 2.20 인치, 대략 2.5 인치, 대략 2.75 인치, 대략 3.5 인치, 대략 3.57 인치, 대략 4 인치, 1 내지 5 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값이거나 임의의 다른 또는 중간 범위 내이다. 따라서, 도 1a 내지 도 4b의 실시예에서, 부재 길이(I) 대 벽 두께(H)의 비가 대략 60, 대략 67.5, 대략 100, 대략 130, 대략 130, 대략 136, 대략 136.15, 대략 150, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값이고; 부재 길이(I) 대 제2 유체 경로 직경(G)의 비가 대략 60, 대략 61.4 대략 100, 대략 120, 대략 123.77, 대략 130, 대략 150, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값이며; 부재 길이(I) 대 부재 직경(F)의 비가 대략 20, 대략 21.8, 대략 30, 대략 40, 대략 32, 대략 43.19, 대략 50, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값이고; 제2 유체 경로 직경(G) 대 부재 직경(F)의 비가 대략 2.82이다.
연결 부분(212)은 길이(K)와 외경(L)에 의해 한정될 수 있다. 외경(L)은 복수의 나선형 나삿니들을 포함한다. 연결 부분(212)의 길이(K)는 커넥터(214)의 기부 길이(K)와 거의 동일하고, 연결 부분(212)의 외경(L)은 커넥터(214)의 기부 내경(L)과 거의 동일하다. 따라서, 커넥터(214)가 연결 부분(212)과 정합될 때, 연결 부분(212)의 길이(K)와 외경(L)에 의해 한정되는 연결 부분의 외부 표면(112)이 커넥터(213)의 기부 길이(K)와 기부 내경(L)에 의해 한정되는 커넥터(214)의 내부 표면과 물리적으로 접촉한다.
A 내지 N에 대해 위에 기재된 치수들은 도 1a 내지 도 4b의 예시적인 실시예를 기술한다. A 내지 N의 이들 치수의 경우에, 대략 18℃의 주위 온도에서 작동하는 분배기(100)가 예를 들어 대략 9초당 1회의 분배들 사이의 사전-선택된 주기로 또는 1초 내지 9초의 임의의 주기로, 그리고 대략 37℃ +/- 0.7℃의 사전-결정된 온도로 대략 500 μl를 분배할 수 있다.
분배기(100)의 치수와 열원(230)의 배치로 인해, 분배기(100)의 상이한 부분들이 상이한 온도들로 유지될 수 있다. 이는 제1 온도 세트에 있는 제1 구조체(102)와, 코어(108)를 통해 열원(230)에 의해 간접적으로 가열되는, 제2 온도 세트에 있는 프로브(104)를 도시한 도 4a와 도 4b에 도시되어 있다. 구체적으로, 몇몇 실시예에서, 출구(206)에 근접한 코어(108) 및/또는 출구(206)로부터 빠져나가는 유체는 제1 온도에 있고/있거나 제1 온도 범위 내에 있을 수 있고, 이러한 제1 온도 및/또는 온도 범위는 사전-선택될 수 있으며, 출구(220)에 근접한 프로브 및/또는 출구(220)로부터 빠져나가는 유체는 제2 온도에 있고/있거나 제2 온도 범위 내에 있을 수 있고, 이러한 제2 온도 및/또는 온도 범위는 사전-선택될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 온도 및/또는 온도 범위는 제2 온도 및/또는 온도 범위와 동일할 수 있고, 몇몇 실시예에서, 제1 온도 및/또는 온도 범위는 제2 온도 및/또는 온도 범위와 상이할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 온도 범위는 예를 들어 대략 35℃ 내지 38℃일 수 있고, 제2 온도 범위는 예를 들어 25℃ 내지 35℃일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 온도 범위의 상한치는 제2 온도 범위의 하한치보다 15℃ 이하 더 높을 수 있다. 몇몇 실시예에서, 분배기는 대략 18℃의 주위 온도에서 작동될 수 있다. 이러한 실시예의 설계는 제어된 온도 범위에 미치는 최소의 영향을 갖는 주위 온도 범위에서의 작동을 허용한다. 분석기용 분배기는 대략 18℃ 내지 대략 36℃의 주위 온도 범위 내에서 작동할 수 있다.
이제 도 5를 참조하면, 분배기(100)의 제2 실시예의 단면도가 도시되어 있다. 이러한 분배기(100)는 하우징(106)과 코어(108)를 포함하는 제1 구조체(102), 및 프로브(104)를 포함한다. 도 4에 도시된 분배기(100)의 구성요소와 재료는 위의 실시예에서 논의된 바와 동일하지만, 이들 구성요소 중 일부의 크기, 형상, 및/또는 위치가 상이하다.
이제 도 6을 참조하면, 코어(108)와 프로브(104)의 제2 실시예의 단면도가 도시되어 있다. 도 6에 도시된 코어(108)는 외벽(113) 상에 위치되는 복수의 리지(112)들, 및 코어(108)의 내벽(222)에 의해 한정되고 상부(226)와 저부(228)를 구비하는 내부 용적부(224)를 포함한다. 코어(108)는 프로브(104)의 커넥터(214)와 연결되는 연결 부분(212)을 추가로 포함한다. 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 프로브(104)는 인접하여 있는 입구(218)를 포함하는 기단부(116), 인접하여 있는 출구(220)를 포함하는 말단부(118), 및 입구(218)와 출구(220) 사이에서 연장되는 루멘을 포함하는 제2 유체 경로(216)를 포함한다.
도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 코어(108) 및 프로브(104) 둘 모두는 복수의 치수들에 의해 한정된다. 도 5 내지 도 7의 실시예에서, 코어 길이(A)는 대략 3.28 인치이다.
코어(108)의 내부 용적부는 내부 용적부의 상부(226)로부터 저부(228)까지 측정되는 내부 용적부 길이(B)에 의해 한정될 수 있다. 도 5 내지 도 7의 실시예에서, 내부 용적부 길이(B)는 대략 2.4 인치이다. 코어(108)는 또한 내부 용적부 직경(C)에 의해 한정될 수 있다. 도 5 내지 도 7의 실시예에서, 내부 용적부 직경(C)은 대략 0.38 인치이다. 코어 벽 두께(D)는 내벽(222)과 외벽(113) 사이에서 측정되고, 이는 최소 두께 또는 최대 두께일 수 있다. 도 5 내지 도 7의 실시예에서, 코어 벽 두께(D)는 홈 직경 절제부가 없는 경우에 대략 0.169 인치이고, 홈 직경 절제부가 있는 경우에 대략 0.122 인치이다. 도 6에 도시된 코어(108)는 외벽(113) 상에 위치되는 복수의 리지(112)들을 포함하며, 이러한 리지들은 복수의 홈(300)들을 한정한다. 도 5 내지 도 7의 실시예에서, 각각의 홈(300)은 대략 0.094 인치의 직경을 갖는다. 도 5 내지 도 7의 실시예에서, 코어 내경(U)은 대략 0.38 인치이다.
프로브(104)는 복수의 치수들에 의해 한정될 수 있다. 커넥터(214)는 기부 커넥터 외경(E), 기부 길이(Q), 기부 내경(I), 말단 커넥터 외경(J), 말단 길이(K), 및 말단 커넥터 내경(L)에 의해 한정될 수 있다. 말단 커넥터 내경(L)은 후술되는 긴 부재(302)의 제1 부재 직경(F-1)과 거의 동일하다. 도 5 내지 도 7의 실시예에서, 커넥터 외경(E)은 대략 0.4 인치이고, 기부 길이(Q)는 대략 0.39 인치이며, 기부 내경(I)은 대략 0.26 인치이고, 말단 커넥터 외경(J)은 대략 0.15 인치이며, 말단 길이(K)는 대략 0.15 인치이고, 말단 커넥터 내경(L)은 대략 0.26 인치이다.
프로브(104)는 제2 유체 경로(216)를 한정하는 긴 부재(302)를 포함할 수 있다. 긴 부재(302)는 입구(218)로부터 출구(220)까지 측정되는 부재 길이(H)를 가질 수 있다. 도 5 내지 도 7의 실시예에서, 부재 길이(H)는 대략 3.937 인치이다. 긴 부재(302)는 제2 유체 경로(216)의 입구(218)에 근접하게 위치되는 제1 부재 직경(F-1)을 추가로 가질 수 있다. 도 5 내지 도 7의 실시예에서, 제1 부재 직경(F-1)은 대략 0.118 인치이고, 기부 벽 두께(F-3)는 대략 0.081 인치이다. 제2 부재 직경(F-2)이 제2 유체 경로(216)의 출구(220)에 근접하게 위치된다. 도 5 내지 도 7의 실시예에서, 제2 부재 직경(F-2)은 대략 0.057 인치이고, 말단 벽 두께(F-4)는 대략 0.02 인치이다. 보다 긴 프로브 길이, 즉 부재 길이(H)를 수용하기 위해, 프로브(104)의 벽 두께가 기부 벽 두께(F-3)와 말단 벽 두께(F-4)로부터 테이퍼 형성된다. 제2 유체 경로(216)는 제2 유체 경로 직경(G)을 가질 수 있다. 도 5 내지 도 7의 실시예에서, 제2 유체 경로 직경(G)은 대략 0.037 인치이다. 따라서, 도 5 내지 도 7의 실시예에서, 부재 길이(H) 대 제2 유체 경로 직경(G)의 비가 대략 106.4이고; 부재 길이(H) 대 기부 벽 두께(F-3)의 비가 대략 4.81이며; 부재 길이(H) 대 말단 벽 두께(F-4)의 비가 대략 19.5이고; 부재 길이(H) 대 제1 부재 직경(F-1)의 비가 대략 33.4이며; 부재 길이(H) 대 제2 부재 직경(F-2)의 비가 대략 69.1이고; 제1 부재 직경(F-1) 대 제2 유체 경로 직경(G)의 비가 대략 3.2이며; 제2 부재 직경(F-2) 대 제2 유체 경로 직경(G)의 비가 대략 1.5이다.
연결 부분(212)은 길이(R) 및 외경(S)에 의해 한정될 수 있다. 외경(S)은 복수의 나선형 나삿니들을 포함한다. 연결 부분(212)의 길이(R)는 커넥터(214)의 기부 길이(H)와 거의 동일하고, 연결 부분(212)의 외경(S)은 커넥터(214)의 기부 내경(I)과 거의 동일하다. 따라서, 커넥터(214)가 연결 부분(212)과 정합될 때, 연결 부분(212)의 길이(R)와 외경(S)에 의해 한정되는 연결 부분(112)의 외부 표면이 커넥터(213)의 기부 길이(H)와 기부 내경(I)에 의해 한정되는 커넥터(214)의 내부 표면과 물리적으로 접촉한다. A 내지 L에 대해 위에 기재된 치수들은 도 5 내지 도 7의 예시적인 실시예를 기술한다. A 내지 L의 이들 치수의 경우에, 대략 18℃의 주위 온도에서 작동하는 분배기(100)가 예를 들어 대략 9초당 1회의 분배들 사이의 사전-선택된 주기로 또는 1초 내지 9초의 임의의 주기로, 그리고 대략 37℃ +/- 2℃의 사전-결정된 온도로 대략 500 μl를 분배할 수 있다.
분배기(100)의 치수와 열원(230)의 배치로 인해, 분배기(100)의 상이한 부분들이 상이한 온도들로 유지될 수 있다. 이는 제1 온도 세트에 있는 제1 구조체(102)와, 코어(108)를 통해 열원(230)에 의해 간접적으로 가열되는, 제2 온도 세트에 있는 프로브(104)를 도시한 도 7에 도시되어 있다. 구체적으로, 몇몇 실시예에서, 출구(206)에 근접한 코어(108) 및/또는 출구(206)로부터 빠져나가는 유체는 제1 온도에 있고/있거나 제1 온도 범위 내에 있을 수 있고, 이러한 제1 온도 및/또는 온도 범위는 사전-선택될 수 있으며, 출구(220)에 근접한 프로브 및/또는 출구(220)로부터 빠져나가는 유체는 제2 온도에 있고/있거나 제2 온도 범위 내에 있을 수 있고, 이러한 제2 온도 및/또는 온도 범위는 사전-선택될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 온도 및/또는 온도 범위는 제2 온도 및/또는 온도 범위와 동일할 수 있고, 몇몇 실시예에서, 제1 온도 및/또는 온도 범위는 제2 온도 및/또는 온도 범위와 상이할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 온도 범위는 예를 들어 대략 35℃ 내지 38℃일 수 있고, 제2 온도 범위는 예를 들어 25℃ 내지 35℃일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 온도 범위의 상한치는 제2 온도 범위의 하한치보다 15℃ 이하 더 높을 수 있다. 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 분배기는 대략 18℃의 주위 온도에서 작동될 수 있다.
이제 도 8을 참조하면, 분배기(800)의 제3 실시예의 전면의 사시도가 도시되어 있다. 분배기(800)는 원하는 체적의 유체를 분배들 사이의 원하는 주기 및/또는 원하는 온도로 분배하게 하도록 구성되는 하나 또는 수개의 특징부를 포함할 수 있다. 본 발명의 부분들이 최소 분배 체적에 관하여 유체의 원하는 분배 체적을 기술하지만, 유체의 원하는 분배 체적은 대안적으로 최대 분배 체적, 또는 최소 분배 체적과 최대 분배 체적 사이의 임의의 분배 체적일 수 있다.
도 8a 내지 도 12의 실시예에서, 분배기(800)는 최대 대략 200 μl를 분배할 수 있다. 다른 실시예에서, 분배기(800)는 대략 50 μl 내지 대략 1,000 μl의 범위인 체적, 및/또는 임의의 중간 값을 분배할 수 있다. 도 8a 내지 도 12의 실시예에서, 분배기(100)는 대략 650 μl의 총 유체 체적을 보유할 수 있다. 다른 실시예에서, 분배기(100)는 대략 500 μl 내지 대략 6000 μl의 범위인 총 유체 체적, 및/또는 임의의 다른 중간 값을 보유할 수 있다.
분배기(800)는 분배들 사이의 사전-선택된 주기로 최소 분배 체적을 분배할 수 있다. 분배들 사이의 사전-선택된 주기는 예를 들어 원하는 처리량 수준에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 분배기(800)는 대략 9초당 1회 내지 대략 4시간당 1회, 및/또는 임의의 다른 중간 값의 분배들 사이의 사전-선택된 주기로 최소 분배 체적을 분배할 수 있다. 많은 분석이 단시간 내에 처리될 필요가 있을 때, 분배기(800)는 대략 9초, 또는 1초 내지 9초의 임의의 주기마다 최소 분배 체적을 분배하도록 구성될 수 있다. 벡크만 쿨터 유니셀 DxI 800 면역분석 시스템 상에서 시간당 400회 시험과 같은 고 처리량 조건을 실행할 때, 시스템의 분배기는 9초마다 분배한다. 대조적으로, 분석 시스템이 아이들 상태일 때, 분배기(100)는 대략 4시간 이상 동안 최소 분배 체적을 분배하도록 구성될 수 있다. 시스템은 4시간 초과의 시간 동안, 예를 들어 비-업무 시간 동안 아이들 상태일 수 있다. 따라서, 다른 실시예에서, 분배기(100)는 대략 4시간 초과, 예를 들어 대략 4시간 내지 무한대, 또는 임의의 다른 중간 값의 분배들 사이의 사전-선택된 주기로 최소 분배 체적을 분배하도록 구성될 수 있다.
분배기(800)는 유체를 사전-선택된 온도 또는 온도 범위로 가열하여 분배하도록 구성될 수 있다. 분석의 온도 프로파일이 분석 반응 혼합물 온도가 대략 37℃일 것을 요구하는 경우에, 분배기는 유체를 대략 37℃의 사전-선택된 온도로 가열하여 분배하도록 구성될 수 있다. 도 8a 내지 도 12의 실시예에서, 분배기(800)는 유체를 대략 37℃ +/- 0.5℃의 사전-선택된 온도로 가열하여 분배할 수 있다. 대안적으로, 다른 분석의 온도 프로파일은 상이한 분석 반응 혼합물 온도를 필요로 할 수 있다. 따라서, 다른 실시예에서, 분배기(100)는 유체를 대략 20℃, 대략 30℃, 대략 35℃, 대략 37℃, 대략 37℃ +/- 0.7℃, 대략 37℃ +/- 2℃, 대략 40℃, 대략 50℃, 및/또는 임의의 다른 중간 값으로 분배할 수 있다. 사전-선택된 온도 또는 온도 범위는, 예를 들어 열원(900)의 열원 설정치를 설정함으로써 구성될 수 있다. 열원(900)은 그의 설정치를 제1 사전-선택된 온도 범위 내의 온도로 설정함으로써 제1 구조체를 제1 사전-선택된 온도 범위로 그리고 프로브를 제2 사전-선택된 온도 범위로 가열하기에 적합하다. 열원(900)의 설정치는 제1 구조체를 대략 36 내지 38℃의 제1 사전-선택된 온도 범위로 그리고 프로브를 대략 25 내지 36℃의 제2 사전-선택된 온도 범위로 가열하기 위해 대략 37.5℃로 설정될 수 있다.
분배기(800)는 본 명세서에서 "제1 구조체"로 또한 지칭되는 몸체(802), 및 프로브(804)를 포함할 수 있다. 제1 구조체(802)는 제1 구조체(802) 내에 수용된 유체를 원하는 온도로 그리고/또는 원하는 온도 범위 내로 가열하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 따라서, 제1 구조체(802)는 유체가 내부에 수용될 수 있는 제1 유체 경로를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이러한 제1 유체 경로는 유체가 통과하여 제1 유체 경로와 제1 구조체(802)에 들어가게 하는 입구, 및 유체가 통과하여 제1 유체 경로와 제1 구조체(802)로부터 빠져나가게 하는 출구를 포함할 수 있다.
도 8a와 도 8b에 도시된 바와 같이, 제1 구조체(802)는 후방 판(806), 전방 판(808), 및 프로브 판(810)을 포함한다. 판(806, 808, 810)들은 다양한 형상과 크기를 포함할 수 있고, 다양한 재료로부터 제조될 수 있다. 도 8a 내지 도 12의 실시예에서, 판(806, 808, 810)들 각각은 대략 0.24 인치의 두께를 갖는다. 다른 실시예에서, 판(806, 808, 810)들 중 하나 또는 몇몇이 예를 들어 대략 0.1 인치, 대략 0.2 인치, 대략 0.3 인치, 대략 0.4 인치, 대략 0.5 인치, 대략 0.6 인치, 대략 0.8 인치, 대략 1 인치, 및/또는 임의의 중간 값의 두께를 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 판(806, 808, 810)들은 6061-T6 알루미늄과 같은 알루미늄으로부터 제조된다. 6061-T6 알루미늄은 대략 167 W/mK의 열 전도율을 갖는다. 다른 실시예에서, 판(806, 808, 810)들은 다른 금속, 금속 합금, 또는 알루미늄 합금으로부터 제조될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 판(806, 808, 810)들은 유체 채널 내의 유체에 열을 전달할 수 있는 열 질량(thermal mass)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 판(806, 808, 810)들 중 하나 또는 몇몇이 대략 167 W/mK의 열 전도율을 갖는 재료로 제조될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 판(808, 810)들은 통합되어 하나의 판을 형성할 수 있다.
제1 구조체(802)는 분배기에 전력을 공급하고/하거나 예를 들어 하나 또는 수개의 제어 신호, 감지 신호 등과 같은 신호를 분배기(800)로 송신/이로부터 수신하기 위해 사용될 수 있는 하나 또는 수개의 와이어를 포함할 수 있는 케이블(812)을 추가로 포함할 수 있다.
프로브(804)는 제1 구조체(802)로부터 유체를 수용할 수 있고, 유체를 전달할 수 있다. 프로브(804)는 다양한 형상과 크기를 포함할 수 있고, 열을 전도할 수 있는 다양한 재료로부터 제조될 수 있다. 프로브(804)는 후방 판(806)을 통해 열원(900)과 열적 연통할 수 있다. 따라서, 프로브(804)는 후방 판(806)과 열원(900)으로부터 열을 전도할 수 있거나, 열원(900)으로부터 후방 판(806)을 통해 열을 전도할 수 있거나, 이들의 조합을 행할 수 있다. 도 11a에 묘사되는 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 프로브(804)는 전도성 코어(1110)와 쉘(shell)(1112)을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 전도성 코어(1110)는 쉘(1112) 내에 완전히 봉입될 수 있고, 몇몇 실시예에서, 전도성 코어(1110)는 쉘(1112) 내에 부분적으로 봉입될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 프로브(804)는 기단부(814) 및 말단부(816)와, 프로브(804)의 기단부(814)와 말단부(816) 사이에서 연장되는, 본 명세서에서 제2 유체 경로로 또한 지칭되는 루멘을 구비할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 프로브(804)의 제2 유체 경로는 대략 5 μl, 대략 10 μl, 대략 20 μl, 대략 25 μl, 대략 30 μl, 대략 40 μl, 대략 50 μl, 대략 54 μl, 대략 60 μl, 대략 70 μl, 대략 75 μl, 대략 80 μl, 대략 90 μl, 대략 100 μl, 대략 150 μl, 대략 200 μl, 대략 250 μl, 대략 300 μl의 체적, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 체적을 수용할 수 있다.
프로브(804)는 폴리프로필렌에 의해 오버 몰딩된 알루미늄으로 제조된다. 프로브(804)가 폴리프로필렌에 의해 오버 몰딩된 알루미늄으로 제조될 때, 프로브(804)는 대략 0.96의 핀 효율과 대략 27의 핀 유용도를 나타낼 수 있다. 대략 0.96의 핀 효율은 프로브(804)가 이상적인 핀의 대략 96%만큼 효율적일 수 있음을 의미한다. 대략 27의 핀 유용도는 프로브(804)를 제1 구조체(802)의 단부에 포함시킴으로써 열전달의 효과가 대략 27배만큼 증가됨을 의미한다. 또한, 프로브(804)가 폴리프로필렌에 의해 오버 몰딩된 알루미늄으로 제조되는 경우에, 프로브(804)는 정적 상태에서 대략 10 W/m2K의 열전달 계수를 달성할 수 있다.
이제 도 9를 참조하면, 분배기(800)의 후면의 사시도가 도시되어 있다. 이러한 도면에서, 판(806, 808, 810)들을 비롯한 제1 구조체(802), 및 케이블(812)뿐만 아니라 프로브(804)를 볼 수 있다. 이러한 도면에서 추가로 볼 수 있는 바와 같이, 후방 판(806)은, 후방 판(806)을 직접 가열하고 판(808, 810)들을 후방 판(806)으로부터의 열전달을 통해 간접적으로 가열하며 프로브(804)를 후방 판(806)으로부터의 열전달을 통해 간접적으로 가열할 수 있는 열원(900)을 포함한다. 실시예들에서, 열원(900)은 후방 판(806) 내에 통합될 수 있고, 몇몇 실시예에서, 열원(900)은 후방 판(806)과 물리적으로 그리고/또는 열적으로 연결될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 열원(900)은 프로브(804)에 직접 연결될 수 있고; 몇몇 실시예에서, 열원(900)은 프로브(804)에 직접 연결되지 않는다.
열원(900)은 다양한 형상, 크기, 및 유형을 포함할 수 있고, 한 세트의 원하는 그리고/또는 예상되는 작동 조건 하에서 원하는 유체 온도 및/또는 유체 온도 범위를 달성하는 열원(900)의 능력에 기초하여 선택될 수 있다. 몇몇 예시적인 실시예에서, 열원(900)은 순환수식 열원, 저항 열원, 히트 펌프 등을 포함할 수 있다. 하나의 특정한 예시적인 실시예에서, 그리고 도 9에 도시된 바와 같이, 열원(900)은 예를 들어 후방 판(806)의 외벽에 부착될 수 있는 12W의 에칭된 포일 저항 히터와 같은 에칭된 포일 저항 히터를 포함할 수 있다. 열원(900)이 저항 열원인 실시예에서, 열원(900)을 위한 전력은 케이블(812)을 통해 제공될 수 있다.
후방 판(806)은 서미스터(902)와 같은 열 감지 요소를 포함할 수 있다. 열 감지 요소는 제1 구조체(802)의 전부 또는 부분들의 온도, 구체적으로 제1 구조체(802) 내에 수용된 유체의 전부 또는 부분들의 온도 및/또는 열 감지 요소에 근접한 후방 판(806)의 부분의 온도를 검출하도록 구성될 수 있다. 열 감지 요소는 케이블(812) 내의 와이어들 중 하나 또는 수개에 전기적으로 연결될 수 있고, 제1 구조체(802) 및 프로브(804) 중 하나 또는 둘 모두의 온도를 조절하도록 구성될 수 있는 온도 제어기에 연결될 수 있다.
후방 판(806)은 온도 차단기(TCO)(904)를 추가로 포함할 수 있다. TCO(904)는 열원(900)의 온도, 및/또는 후방 판(806) 및/또는 제1 구조체(802)의 하나 또는 수개의 부분의 온도를 검출하도록, 그리고 검출된 온도가 한계치를 초과하는 경우에 열원(900)의 작동에 영향을 미치도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, TCO(904)는 예를 들어 바이메탈 스위치와 같은 스위치를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, TCO(904)에 의해 측정된 온도가 한계치를 초과할 때, 열원(900)에 대한 전력이 감소 및/또는 차단된다.
몇몇 실시예에서, 제1 구조체(802)는 입구(906)를 추가로 포함할 수 있다. 입구는 제1 구조체(802) 내로, 구체적으로 제1 구조체의 유체 경로 내로 유체를 수용하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 도 9에, 또는 본 명세서에 개시된 임의의 다른 실시예에 도시된 입구(906)는 입구(906)로의 유체의 전달을 허용하기 위해 다른 구성요소와 맞물리도록 구성되는 하나 또는 수개의 특징부를 포함할 수 있다.
이제 도 10을 참조하면, 전방 판(808)과 프로브 판(810)이 없는 분배기(800)의 일 실시예의 사시도가 도시되어 있다. 도 10에서 볼 수 있는 바와 같이, 유체 튜브(1000)가 입구(906)로부터 출구(1002)까지 연장된다. 몇몇 실시예에서, 유체 튜브(1000)는 판(806, 808, 810)들 중 하나 또는 수개 내의 채널 및/또는 홈에 의해 위치될 수 있다. 도 8a 내지 도 12, 도 14a 및 도 14b의 실시예에서, 채널 및/또는 홈은 대략 0.1 인치의 직경을 갖는다. 다른 실시예에서, 채널 및/또는 홈은 예를 들어 대략 0.05 인치, 대략 0.2 인치, 대략 0.3 인치, 대략 0.4 인치, 대략 0.5 인치, 및/또는 임의의 중간 값의 직경을 가질 수 있다.
유체 튜브(1000)는 제1 유체 경로일 수 있고 유체를 수용하도록 구성될 수 있는 루멘을 한정할 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 제1 유체 경로 및/또는 제2 유체 경로 내에 수용된 유체는 정적이거나 동적일 수 있다. 유체 튜브(1000)는 다양한 형상과 크기를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 유체 튜브(1000)는 예를 들어 원하는 전달 유체 체적, 원하는 유체 전달 시간, 및 원하는 전달 유체 압력과 같은 하나 또는 수개의 설계 파라미터에 따라 크기 설정되고 형상화될 수 있다. 도 8a 내지 도 12, 도 14a, 및 도 14b의 실시예에서, 튜브(100)는 대략 0.1 인치의 외경과 대략 0.06 인치의 내경을 갖는다. 다른 실시예에서, 튜브(1000)는 예를 들어 대략 0.05 인치, 대략 0.2 인치, 대략 0.3 인치, 대략 0.4 인치, 대략 0.5 인치, 및/또는 임의의 중간 값의 외경과, 예를 들어 대략 0.01 인치, 대략 0.02 인치, 대략 0.03 인치, 대략 0.04 인치, 대략 0.05 인치, 대략 0.07 인치, 대략 0.08 인치, 대략 0.09 인치, 대략 0.1 인치, 대략 0.2 인치, 대략 0.3 인치, 대략 0.5 인치, 대략 0.7 인치, 대략 0.9 인치, 및/또는 임의의 중간 값의 내경을 가질 수 있다.
도 8a 내지 도 12, 도 14a, 및 도 14b의 실시예에서, 유체 튜브(1000)는 대략 14 인치의 길이를 갖는다. 다른 실시예에서, 유체 튜브(1000)는 예를 들어 대략 1 인치, 대략 2 인치, 대략 3 인치, 대략 4 인치, 대략 5 인치, 대략 6 인치, 대략 7 인치, 대략 8 인치, 대략 10 인치, 대략 12 인치, 대략 16 인치, 대략 18 인치, 대략 20 인치, 대략 24 인치, 및/또는 임의의 중간 값을 비롯한 다양한 길이를 가질 수 있다. 도 8a 내지 도 12, 도 14a, 및 도 14b의 실시예에서, 튜브(1000)는 대략 650 μl의 체적을 수용할 수 있다. 다른 실시예에서, 튜브(1000)는 예를 들어 대략 100 μl, 대략 200 μl, 대략 300 μl, 대략 400 μl, 대략 500 μl, 대략 600 μl, 대략 700 μl, 대략 800 μl, 대략 1000 μl, 대략 1500 μl, 및/또는 임의의 중간 값의 체적을 수용할 수 있다.
유체 튜브(1000)는 다양한 재료로부터 제조될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 유체 튜브(1000)는 유체와 반응하지 않는 재료로부터 제조될 수 있고, 몇몇 실시예에서, 유체 튜브(1000)는 유체와 반응하는 재료로부터 제조될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 유체 튜브(1000)는 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 폴리프로필렌(PP)을 비롯한 열 전도성 중합체/플라스틱과 같은, 유체와 반응하지 않는 인공 재료를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 유체 튜브(1000)는 유체를 광에 노출시키지 않도록 구성된다. 예를 들어, 폴리에틸렌글리콜(PEG), 루미-포스 530, 또는 다른 화학발광 기질과 같은 다양한 기질 유체가 광 또는 금속에 대한 노출에 의해 손상되고/되거나 영향을 받을 수 있으며, 따라서 그러한 노출을 피하는 것이 바람직할 수 있다. 도 8a 내지 도 12, 도 14a, 및 도 14b의 실시예에서, 유체 튜브(1000)는 수용된 유체와 반응하지 않는 폴리프로필렌(PP)으로부터 제조된다. 또한, 도 8a 내지 도 12, 도 14a, 및 도 14b의 실시예에서, 유체 튜브(1000) 내에 수용된 유체는 유체 튜브(1000)가 판(806, 808, 810)들 내에 위치되기 때문에 광에 노출되지 않는다.
도 10에서 추가로 볼 수 있는 바와 같이, 유체 튜브(1000)는 입구(906)로부터 출구(1002)까지 연장될 수 있으며, 여기서 유체 튜브(1000)는 프로브(804)의 기단부(814)와 유동가능하게 연결되고, 이에 의해 유체 튜브(1000)의 제1 유체 경로를 프로브(804)의 제2 유체 경로와 연결할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 유체 튜브(1000)는 하나 또는 수개의 커넥터(1004)를 통해 프로브(804)에 연결될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이러한 커넥터(1004)는 프로브(804)에 근접하게 위치될 수 있고, 예를 들어 나삿니-형성된 커넥터, 스냅-록 커넥터(snap-lock connector) 등일 수 있다.
이제 도 11a와 도 11b를 참조하면, 분배기(800)의 제3 실시예의 단면도가 예를 들어 제1 구조체(802)와 프로브(804)를 포함하여 도시되어 있다. 제1 구조체(802)는 입구(906)를 포함하는 후방 판(806), 유체 튜브(1000), 출구(1002), 및 유체 튜브(1000)를 프로브(804)에 연결하는, 구체적으로 유체 튜브(1000)의 출구(1002)를 프로브(804)의 기단부(814)에 있는 입구(1100)에 유동가능하게 연결하는 커넥터(1004)를 포함하며, 이러한 입구(1100)는 제2 유체 경로를 형성하는 프로브(804)의 루멘(1102)에 연결되고, 궁극적으로 프로브(804)의 출구(1104)에 유동가능하게 연결된다.
위에서 논의된 바와 같이, 도 11a의 프로브(804)는 전도성 코어(1110) 및 쉘(1112)을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 전도성 코어(1110)는 쉘(1112) 내에 완전히 봉입될 수 있고, 몇몇 실시예에서, 전도성 코어(1110)는 쉘(1112) 내에 부분적으로 봉입될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 전도성 코어(1110)는 알루미늄으로부터 제조되고, 쉘(1112)은 폴리프로필렌(PP)으로부터 제조된다. 폴리프로필렌(PP)은 유체와 반응하지 않는 열 전도성 플라스틱이다. 전도성 코어(1110)가 알루미늄으로부터 제조되고 쉘(1112)이 폴리프로필렌(PP)으로부터 제조되는 경우에, 제1 구조체(800)의 제1 유체 경로는 대략 18℃의 물의 경우에, 정적 상태에서 대략 5 W/m2K의 그리고 동적 상태에서 대략 2,389.67 W/m2K의 열전달 계수를 달성할 수 있다.
다른 실시예에서, 전도성 코어(1110)는 알루미늄 합금, 니켈, 니켈 합금, 열 전도성 플라스틱, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다른 열 전도성 재료로부터 제조될 수 있다. 다른 실시예에서, 쉘(1112)은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)과 같은 다른 열 전도성 중합체/플라스틱으로부터 제조될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 전도성 코어(1110)는 예를 들어 니켈, 니켈 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금 등과 같은 금속과 같은, 열을 쉽게 전도하는 재료를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 프로브(804)의 전도성 코어(1110)는 예를 들어 6061-T6 알루미늄을 포함할 수 있고/있거나, 대략 167 와트/미터 켈빈(W/mK)의 열 전도율을 가질 수 있다.
전도성 코어(1110)가 열을 효율적으로 전달할 수 있지만, 몇몇 실시예에서, 전도성 코어(1110)가 유체와 접촉하는 것을 방지하는 것이 요구될 수 있다. 그러한 실시예에서, 전도성 코어(1110)는 전도성 코어(1110)가 유체와 접촉하지 않도록 쉘(1112)에 의해 둘러싸일 수 있다.
프로브(804)의 열전달 특성을 더욱 개선하기 위해, 몇몇 실시예에서, 전도성 코어(1110)는 쉘에 의해 덮이지 않고/않거나 얇게 덮이며 판(806, 808, 810)들 중 하나 이상과 열 연결되는 하나 또는 수개의 부분을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 프로브(804)의 기단부(814)에 있는 전도성 코어(1110)의 부분들은 쉘(1112)에 의해 둘러싸이지 않고, 후방 판(806)의 부분들과 직접 접촉하여, 프로브(804)와 후방 판(806) 사이의 열전달을 가능하게 한다. 몇몇 실시예에서, 프로브(804)의 기단부(814)는 프로브(804)를 후방 판(806)의 대응하는 원통형 앵커(anchor) 수용 부분에 고정시키기 위해 원통형 앵커 구성을 갖는다. 프로브(804)를 후방 판(806)과 맞물리게 하기 위해, 말단부(816)가 후방 판(806)의 대응하는 원통형 앵커 수용 부분을 통해 삽입되어 활주된다. 기단부(814)가 후방 판(806)의 대응하는 원통형 앵커 수용 부분에 고정될 때, 기단부(814)에 있는 전도성 코어(1110)의 외부 표면이 후방 판(806)의 내부 부분과 물리적으로 접촉하며, 이는 프로브(804)와 후방 판(806) 사이의 열 전도를 가능하게 한다. 따라서, 기단부(814)가 후방 판(806)의 대응하는 원통형 앵커 수용 부분에 고정될 때, 대략 18℃의 주위 온도에서 작동하는 분배기(800)가 예를 들어 대략 9초의 분배들 사이의 사전-선택된 주기로 또는 1초 내지 9초의 임의의 주기로, 그리고 대략 37℃ +/- 0.4℃의 사전-결정된 온도로 대략 200 μl를 분배할 수 있다. 또한, 기단부(814)가 후방 판(806)의 대응하는 원통형 앵커 수용 부분에 고정될 때, 커넥터(1004)가 이러한 연결부를 제위치에 고정시킬 수 있다. 프로브(804)와 후방 판(806)의 관련 치수가 도 14a와 도 14b에 관하여 추가로 후술된다.
도 11a와 도 11b에서 추가로 볼 수 있는 바와 같이, 분배기는 하나 또는 수개의 치수에 의해 한정될 수 있다. 제1 구조체(802)는 길이(A) 및 높이(B)를 가질 수 있다. 제1 구조체(802)의 몇몇 실시예에서, 길이(A)는 대략 2.48 인치이고, 높이(B)는 대략 2.76 인치이다.
도 11a와 도 11b에서 추가로 볼 수 있는 바와 같이, 프로브(804)는 기단부(814) 및 말단부(816) 사이에서 측정되는 바와 같은 프로브 길이(V)를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 프로브 길이(C)는 대략 1 인치, 대략 1.48 인치, 대략 1.75 인치, 대략 2 인치, 대략 2.5 인치, 대략 3 인치, 대략 3.445 인치, 대략 4 인치, 대략 5 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값일 수 있다. 침투 길이(D)는 프로브(804)가 제1 구조체(802) 내로 침투하는 길이이다. 몇몇 실시예에서, 침투 길이(D)는 대략 0.26 인치이다. 프로브(804)는 프로브 외경(E)과 프로브 내경(F)에 의해 묘사될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 프로브 외경(E)은 대략 0.1 인치, 대략 0.15 인치, 대략 0.155 인치, 대략 0.189 인치, 대략 0.2 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값일 수 있고, 프로브 내경(F)은 대략 0.02 인치, 대략 0.06 인치, 대략 0.039 인치, 대략 0.04 인치, 대략 0.047 인치, 대략 0.06 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 프로브(804)는 대략 64 μl, 대략 100 μl, 대략 150 μl, 대략 200 μl, 대략 250 μl, 대략 300 μl, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 체적의 총 유체 체적을 수용할 수 있다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 프로브 길이(C) 대 프로브 외경(E)의 비가 대략 5, 대략 6, 대략 7, 대략 7.8, 대략 9, 대략 10, 대략 15, 대략 20, 대략 22.2, 대략 25, 대략 30, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 비일 수 있고; 프로브 길이(C) 대 프로브 내경(F)의 비가 대략 20, 대략 25, 대략 30, 대략 31.4, 대략 35, 대략 40, 대략 50, 대략 70, 대략 75, 대략 80, 대략 85, 대략 88.3, 대략 90, 대략 100, 대략 150, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 비일 수 있으며; 프로브 외경(E) 대 프로브 내경(F)의 비가 대략 2, 대략 3, 대략 3.5, 대략 4, 대략 4.5, 대략 5, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 비일 수 있다.
도 14a와 도 14b에 프로브(804)와 후방 판(806)의 상이한 실시예가 도시되어 있다. 이제 도 14a를 참조하면, 프로브(804)의 금속 부분은 제1 기부 외경(G), 제1 기부 길이(I), 제2 외경(J), 제2 기부 길이(K), 긴 외경(L), 긴 길이(M), 및 금속 내경(N)에 의해 한정될 수 있다. 도 14a의 실시예에서, 제1 기부 외경(G)은 대략 0.209 인치이고, 제1 기부 길이(I)는 대략 0.1 인치이며, 제2 외경(J)은 대략 0.19 인치이고, 제2 기부 길이(K)는 대략 0.2 인치이며, 긴 외경(L)은 대략 0.15 인치이고, 긴 길이(M)는 대략 1.03 인치이며, 금속 내경(N)은 대략 0.1 인치이다. 프로브(804)의 앵커가 제1 기부 길이(I)와 제1 기부 외경(G)에 의해 한정될 수 있다.
여전히 도 14a를 참조하면, 프로브(804)의 비금속 열 전도성 부분은 프로브 직경(F), 내벽(O) 및 외벽(P)에 의해 한정될 수 있다. 도 14a의 실시예에서, 내벽(O)은 대략 0.265 인치의 두께를 갖고, 외벽(P)은 대략 0.03 인치의 두께를 갖는다. 도 14a에 도시된 바와 같이, 비금속 열 전도성 부분은 금속 부분 위에 성형된다. 비금속 열 전도성 부분은 금속 부분으로부터 열을 전도할 수 있다. 논의된 바와 같이, 도 14a의 실시예에서, 금속 부분은 알루미늄으로 제조되고, 비금속 열 전도성 부분은 폴리프로필렌(PP)으로 제조된다.
여전히 도 14a를 참조하면, 후방 판(806)은 제1 내경(Q), 제1 길이(R), 제2 내경(S), 제2 길이(T), 제3 내경(U), 및 제3 길이(V)에 의해 한정될 수 있다. 제1 내경(Q)은 대략 0.11 인치이고, 제1 길이(R)는 대략 0.2 인치이며, 제2 내경(S)은 대략 0.209 인치이고, 제2 길이(T)는 대략 0.095 인치이며, 제3 내경(U)은 대략 0.213 인치이고, 제3 길이(V)는 대략 0.3 인치이다. 후방 판(806)의 대응하는 원통형 앵커 수용 부분은 제2 내경(S)과 제2 길이(T)에 의해 한정될 수 있다. 후방 판(806)의 제2 내경(S)은 프로브(804)의 제1 기부 외경(G)과 거의 동일하고, 후방 판(806)의 제1 내경(Q)은 프로브(804)의 제2 외경(J)과 거의 동일하다. 따라서, 프로브(804)가 후방 판(806)에 고정될 때, 제1 기부 외경(G)을 갖는 제1 기부 길이(I)가 제2 내경(S)을 갖는 제2 길이(T)와 물리적으로 접촉하고, 제2 외경(J)을 갖는 제2 기부 길이(K)가 제1 내경(Q)을 갖는 제1 길이(R)와 물리적으로 접촉한다. 논의된 바와 같이, 도 14a의 실시예에서, 후방 판(806)은 알루미늄으로부터 제조된다. 따라서, 열전달이 열원으로부터 알루미늄 후방 판(806)으로, 프로브(804)의 알루미늄 부분으로, 프로브(804)의 비금속 열 전도성 부분으로, 그리고 궁극적으로 프로브(804) 내에 수용된 유체로 이루어진다.
이제 도 14b를 참조하면, 프로브(804)의 제2 실시예가 도시되어 있다. 도 14b의 프로브(804)는 프로브(804)의 기단부(814)로부터 프로브(804)의 말단부(816)까지 연장되는 중합체 튜브(1400)를 포함할 수 있다. 프로브(804)의 기단부(814)에서플랜지를 포함할 수 있는 중합체 튜브(1400)는 중합체 튜브(1400)가 사용되는 환경을 견딜 수 있는 임의의 원하는 중합체를 포함할 수 있고, 구체적으로 사용 동안에 중합체 튜브(1400)의 온도 및 중합체 튜브(1400)를 통해 운반되는 유체와 함께 사용될 수 있는 임의의 중합체를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 중합체 튜브(1400)는 예를 들어 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA)과 같은 불소중합체를 포함할 수 있다. 중합체 튜브(1400)는 외경(N), 내경(F), 및 벽 두께(O)에 의해 한정될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 중합체 튜브(1400)의 외경(N)은 예를 들어 대략 0.05 인치, 대략 0.06 인치, 대략 0.07 인치, 대략 0.079 인치, 대략 0.08 인치, 대략 0.09 인치, 대략 0.1 인치, 대략 0.15 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 내경(F)은 예를 들어 대략 0.01 인치, 대략 0.02 인치, 대략 0.03 인치, 대략 0.039 인치, 대략 0.04 인치, 대략 0.05 인치, 대략 0.1 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 중합체 튜브(1400)의 벽 두께(O)는 예를 들어 대략 0.005 인치, 대략 0.0075 인치, 대략 0.01 인치, 대략 0.02 인치, 대략 0.03 인치, 대략 0.04 인치, 대략 0.05 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 두께일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 중합체 튜브(1400)의 길이는 프로브(804)의 길이와 동일할 수 있다.
중합체 튜브(1400)는 프로브 하우징(1402) 내에 부분적으로 수용될 수 있다. 프로브 하우징(1402)은 프로브(804)의 기단부(814)로부터 프로브(804)의 말단부(816)를 향해 연장될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 프로브 하우징(1402)은 프로브(804)의 말단부(816)까지 연장될 수 있고, 몇몇 실시예에서, 프로브 하우징(1402)은 프로브(804)의 말단부(816)에 도달하기 전에 종료될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 프로브 하우징(1402)은 프로브(804)의 길이의 대략 80 퍼센트를 따라, 프로브(804)의 길이의 대략 85 퍼센트를 따라, 프로브(804)의 길이의 대략 90 퍼센트를 따라, 프로브(804)의 길이의 대략 95 퍼센트를 따라, 및/또는 프로브(804)의 길이의 임의의 다른 원하는 또는 중간 퍼센트를 따라 연장될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 프로브 하우징(1402)은 예를 들어 중합체 부분(1406) 내에 완전히 또는 부분적으로 봉입될 수 있는 금속 부분(1404)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 금속 부분(1404)은 예를 들어 원하는 열전달 특성과 같은 원하는 기계적 또는 재료 특성을 갖는 임의의 원하는 금속을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 금속 부분(1404)은 구리; 청동; 황동; 니켈; 및/또는 알루미늄 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 프로브 하우징(1402)은 금속 부분(1404)이 중합체 튜브(1400)와 직접 접촉하도록 구성될 수 있고, 몇몇 실시예에서, 프로브 하우징(1402)은 금속 부분(1404)이 중합체 튜브(1400)와 접촉하지 않도록 구성될 수 있다. 금속 부분(1404)이 중합체 튜브(1400)와 접촉하지 않는 몇몇 실시예에서, 금속 부분(1404)은 예를 들어 대략 0.002 인치, 대략 0.003 인치, 대략 0.004 인치, 대략 0.005 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값의 두께를 가질 수 있는 중합체 부분(1406)의 얇은 층에 의해 중합체 튜브(1400)로부터 분리될 수 있다.
금속 부분(1404)은 직경(P)과 벽 두께(Q)에 의해 한정될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 직경(P)은 예를 들어 대략 0.08 인치, 대략 0.09 인치, 대략 0.1 인치, 대략 0.12 인치, 대략 0.125 인치, 대략 0.13 인치, 대략 0.15 인치, 대략 0.2 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 벽 두께(Q)는 예를 들어 대략 0.005 인치, 대략 0.0075 인치, 대략 0.01 인치, 대략 0.02 인치, 대략 0.03 인치, 대략 0.04 인치, 대략 0.05 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 두께일 수 있다.
유사하게, 중합체 부분(1406)은 예를 들어 원하는 열전달 특성, 내식성(corrosion resistance) 등과 같은 원하는 기계적 또는 재료 특성을 갖는 임의의 중합체를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 중합체 부분(1406)은 예를 들어 폴리프로필렌(PP) 및/또는 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)을 포함할 수 있다. 중합체 부분(1406)은 외경(L)과 벽 두께(W)에 의해 한정될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 외경(L)은 예를 들어 대략 0.1 인치, 대략 0.11 인치, 대략 0.12 인치, 대략 0.13 인치, 대략 0.14 인치, 대략 0.15 인치, 대략 0.155 인치, 대략 0.16 인치, 대략 0.17 인치, 대략 0.18 인치, 대략 0.19 인치, 대략 0.2 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 벽 두께(W)는 예를 들어 대략 0.005 인치, 대략 0.0075 인치, 대략 0.01 인치, 대략 0.015 인치, 대략 0.02 인치, 대략 0.03 인치, 대략 0.04 인치, 대략 0.05 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 두께일 수 있다.
도 14b의 프로브(804)는 또한 제1 기부 외경(G), 제1 기부 길이(I), 및 제2 외경(J)에 의해 한정될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 기부 외경(G)은 대략 0.209 인치이고, 제1 기부 길이 I는 대략 0.05 인치, 대략 0.06 인치, 대략 0.065 인치, 대략 0.07 인치, 대략 0.08 인치, 대략 0.09 인치, 대략 0.1 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값이다. 몇몇 실시예에서, 제2 외경(J)은 대략 0.19 인치이다.
여전히 도 14b를 참조하면, 후방 판(806)은 제1 내경(X), 제1 길이(R), 제2 내경(S), 제2 길이(T), 제3 내경(U), 및 제3 길이(V)에 의해 한정될 수 있다. 제1 내경(X)은 대략 0.1 인치, 대략 0.11 인치, 대략 0.12 인치, 대략 0.13 인치, 대략 0.14 인치, 대략 0.15 인치, 대략 0.16 인치, 대략 0.17 인치, 대략 0.18 인치, 대략 0.19 인치, 대략 0.2 인치, 대략 0.22 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값일 수 있다. 제1 길이(R)는 대략 0.15 인치, 대략 0.175 인치, 대략 0.181 인치, 대략 0.19 인치, 대략 0.2 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값일 수 있다. 제2 내경(S)은 대략 0.209 인치일 수 있고, 제2 길이(T)는 대략 0.15 인치, 대략 0.16 인치, 대략 0.17 인치, 대략 0.173 인치, 대략 0.18 인치, 대략 0.19 인치, 대략 0.2 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값일 수 있다. 제3 내경(U)은 대략 0.19 인치, 대략 0.2 인치, 대략 0.21 인치, 대략 0.213 인치, 대략 0.22 인치, 대략 0.23 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값일 수 있다. 제3 길이(V)는 대략 0.29 인치, 대략 0.3 인치, 대략 0.31 인치, 대략 0.315 인치, 대략 0.32 인치, 대략 0.33 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값일 수 있다. 후방 판(806)의 대응하는 원통형 앵커 수용 부분은 제2 내경(S)과 제2 길이(T)에 의해 한정될 수 있다. 후방 판(806)의 제2 내경(S)은 프로브(804)의 제1 기부 외경(G)과 거의 동일하고, 후방 판(806)의 제1 내경(X)은 프로브(804)의 제2 외경(J)과 거의 동일하다. 따라서, 프로브(804)가 후방 판(806)에 고정될 때, 제1 기부 외경(G)을 갖는 제1 기부 길이(I)가 제2 내경(S)을 갖는 제2 길이(T)와 물리적으로 접촉하고, 제2 외경(J)을 갖는 제2 기부 길이(K)가 제1 내경(X)을 갖는 제1 길이(R)와 물리적으로 접촉한다. 후방 판(806)은 알루미늄으로부터 제조된다. 따라서, 열전달이 열원으로부터 알루미늄 후방 판(806)으로, 프로브(804)의 금속 부분(1404)으로, 프로브(804)의 중합체 튜브(1400)로, 그리고 궁극적으로 프로브(804) 내에 수용된 유체로 이루어진다.
위에 기재된 치수는 도 8a 내지 도 12b와 도 14a 및 도 14b의 예시적인 실시예를 기술한다. 이들 치수의 경우에, 대략 18℃의 주위 온도에서 작동하는 분배기(800)가 예를 들어 대략 9초의 분배들 사이의 사전-선택된 주기로 또는 1초 내지 9초의 임의의 주기로, 그리고 대략 37℃ +/- 0.4℃의 사전-결정된 온도로 대략 200 μl를 분배할 수 있다.
분배기(800)의 치수와 열원(900)의 배치로 인해, 분배기(800)의 상이한 부분들이 상이한 온도들로 유지될 수 있다. 이는 제1 온도 세트에 있는 제1 구조체(802)와, 후방 판(806)을 통해 열원(900)에 의해 간접적으로 가열되는, 제2 온도 세트에 있는 프로브(804)를 도시한 도 12a와 도 12b에 도시되어 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 온도 및/또는 온도 범위는 제2 온도 및/또는 온도 범위와 동일할 수 있고, 몇몇 실시예에서, 제1 온도 및/또는 온도 범위는 제2 온도 및/또는 온도 범위와 상이할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 온도 범위는 예를 들어 대략 35℃ 내지 38℃일 수 있고, 제2 온도 범위는 예를 들어 25℃ 내지 35℃일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 온도 범위의 상한치는 제2 온도 범위의 하한치보다 15℃ 이하 더 높을 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 온도 범위의 상한치는 제2 온도 범위의 하한치보다 7℃ 이하 더 높을 수 있다. 도 12a와 도 12b에서 볼 수 있는 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 분배기는 대략 18℃의 주위 온도에서 작동될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 분배기(100, 800)는 유체를 각각 프로브(104, 804)의 출구를 통해 반응 용기에 분배할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 분배기(100, 800)는 벡크만 쿨터 액세스 2 디스펜스 플레이트(Beckman Coulter Access 2 Dispense Plate) 또는 벡크만 쿨터 DxI 디스펜스 플레이트(Beckman Coulter DxI Dispense Plate)와 같은 분배 판 조립체 상에 장착가능하다.
몇몇 실시예에서, 갠트리(gantry)가 분배기(100 및/또는 800)를 운반할 수 있다. 갠트리는 분배기를 시약 흡인 위치, 분배 위치, 및 세척 스테이션으로 연속하여 이동시킬 수 있다. 세척 스테이션에 배치되는 동안에, 분배기는 세척 완충제를 유체 경로를 거쳐 프로브 출구를 통해 분배함으로써 세정될 수 있다. 이러한 분배 동작은 분배기로부터 잔류 시약을 제거하고, 또한 분배기의 내부 표면과 가열된 세척 완충제 사이의 접촉을 통해 분배기에 열을 전달할 수 있다. 이러한 온도-제어식(controlled-temperature) 세척 완충제에 의한 열의 전달은 또한 분배기의 온도를 목표 온도로 제어할 수 있어, 세척 작업 동안에 세척 완충제로부터의 열의 단속적인 전달과 전술된 바와 같은 코어로부터의 열 전도의 조합된 효과를 통해 분배기의 온도가 유지될 수 있게 한다.
이제 도 13을 참조하면, 분배기(100, 800)들 중 하나를 포함하는 시스템(1300)의 개략도가 도시되어 있다. 시스템(1300)은 유체 공급부(1302)를 포함하고, 유체 공급부로부터 유체가 펌프(1304)에 의해 제거된다. 유체는 펌프(1304)에 의해, 분배기(100, 800)들 중 적어도 하나일 수 있는 분배기(1306)에 제공된다. 몇몇 실시예에서, 유체는 분배기(1306)의 제1 유체 경로에 제공될 수 있다. 펌프(1304)에 의해 분배기(1306)에 제공되는 유체의 체적은 분배기(1306)에 의해 분배될 유체의 양, 예를 들어 최소 분배 체적, 최대 분배 체적, 또는 최소 분배 체적과 최대 분배 체적 사이의 분배 체적에 대응할 수 있다. 본 발명의 부분들이 최소 분배 체적에 관하여 유체의 원하는 분배 체적을 기술하지만, 유체의 원하는 분배 체적은 대안적으로 최대 분배 체적, 또는 최소 분배 체적과 최대 분배 체적 사이의 임의의 분배 체적일 수 있다.
상이한 유형의 유체들이 상이한 온도들로 저장될 수 있다. 따라서, 유체 공급부(1302)는 실온에 또는 냉각된 온도에 있을 수 있다. 시약의 경우에, 유체 공급부(1302)는 시약을 냉각된 온도로 저장할 수 있다. 대안적으로, 세척 완충제의 경우에, 유체 공급부(1302)는 세척 완충제를 실온으로 저장할 수 있다. 따라서, 분석을 수행하는 장비가 시약, 세척 완충제, 또는 둘 모두를 분배하여야 할 때, 장비는 유익하게도 그러한 유체를 분석 반응 혼합물 온도에 불리하게 영향을 미치지 않는 온도로 분배할 수 있다. 예를 들어, 분석의 온도 프로파일이 분석 반응 혼합물 온도가 대략 37℃일 것을 요구하는 경우에, 냉각된 시약과 실온 세척 완충제가 대략 37℃까지 가열되어 분배될 수 있다.
제1 구조체(1308)와 프로브(1310)를 포함할 수 있는 분배기(1306)는 분배기(1306)의 상이한 온도들 및/또는 분배기(1306)의 그러한 부분을 통과하는 유체의 상이한 온도들에 대응하는 상이한 영역들로 분할될 수 있다. 제1 구조체(1308)는 제1 구조체들 중 적어도 하나의 제1 구조체(102 또는 802)일 수 있다. 프로브(1310)는 프로브들 중 적어도 하나의 프로브(104 또는 804)일 수 있다. 이들 영역은 예열 구역(1312), 제어 구역(1314), 및 분배 구역(1316)을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 예열 구역(1312)은 유체를 초기 온도로부터 제1 온도 및/또는 제1 온도 범위에 이르게 하도록 구성될 수 있고, 제어 구역(1314)은 유체의 온도를 제1 온도 및/또는 제1 온도 범위로 유지하도록 구성될 수 있으며, 분배 구역(1316)은 유체가 제2 온도 및/또는 제2 온도 범위 아래로 떨어지는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 분배 구역(1316)은 제어 구역(1314)으로부터 열을 전도할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 분배 구역(1316)의 일부분이 제어 구역(1314) 내에 존재할 수 있다.
분배기의 제1 유체 경로 내에 수용되는 유체는 분배기(1306)의 제1 구조체(1308) 및 프로브(1310) 중 하나 또는 둘 모두의 구역(1312, 1314, 1316)들 중 하나 또는 수개에서 열원을 통해 가열될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이러한 가열 공정 동안에, 유체가 제1 사전-선택된 온도 및/또는 온도 범위로 가열될 수 있으며, 유체의 이러한 온도는 유체가 제1 구조체(1308)의 출구에 있을 때 결정될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 수용된 유체의 전부 또는 부분들이 제1 구조체(1308)로부터 프로브(1310)로 이동할 수 있고, 제2 사전-선택된 온도 및/또는 온도 범위로 가열될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이러한 제2 온도 및/또는 온도 범위는 제1 사전-선택된 온도 및/또는 온도 범위보다 작고, 몇몇 실시예에서, 이러한 가열은 제1 구조체(1308)를 통해 프로브(1310)에 간접적으로 전달되는 에너지를 통해 달성될 수 있다. 유체의 이러한 제2 온도는 프로브(1310)의 출구에서 결정될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 그리고 도 13의 그레이-스케일(gray-scale)에 의해 표시된 바와 같이, 분배기(1306)의 상이한 구역들이 상이한 온도들에 있을 수 있으며, 따라서, 유체가 구역들 중 하나에 오래 남아 있을수록, 유체의 온도는 유체가 내부에 수용되는 구역의 온도에 더욱 근사하게 접근할 것이다. 따라서, 분배 구역(1316) 내에 장기간 동안 수용되었던 유체가 분배될 때, 유체의 온도가 제어 구역(1314) 내에 장기간 동안 수용되었던 유체의 온도에서 벗어날 수 있다. 따라서, 단일 분배가 다수의 구역들 내에 장기간 동안 수용된 유체를 포함하는 몇몇 실시예에서, 단일 분배 동안에 분배되는 유체의 순간 온도가 달라질 수 있고, 원하는 온도 및/또는 온도 범위보다 높거나 낮은 어느 정도의 유체를 포함할 수 있다. 그러나, 그러한 실시예에서, 분배되는 유체의 평균 온도는 원하는 온도에 그리고/또는 원하는 온도 범위 내에 있다. 따라서, 순간적인 양의 분배되는 유체가 원하는 온도에 그리고/또는 원하는 온도 범위 내에 있을 때 그리고/또는 분배 이벤트(dispensing event)로부터의 조합된 유체의 온도가 원하는 온도에 그리고/또는 원하는 온도 범위 내에 있을 때, 분배되는 유체가 원하는 온도에 그리고/또는 원하는 온도 범위 내에 있을 수 있다.
몇몇 실시예에서, 수용된 유체는 이어서 분배기(1306)에 의해 프로브(1310)의 출구를 통해 반응 용기(1320)에 분배될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이러한 분배는 분배들 사이의 일정한 또는 변화하는 사전-선택된 주기에 따라 수행될 수 있다. 유사하게, 몇몇 실시예에서, 분배되는 유체의 체적은 사전-선택된 일정하거나 변화하는 체적일 수 있다. 아래의 수학식에서, 유체의 총 체적(VT)은 유체의 원하는 분배 체적일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 분배되는 유체는 제1 온도 및/또는 온도 범위와 제2 온도 및/또는 온도 범위에 있는 유체를 포함할 수 있다. 이들 온도 범위로부터의 유체의 체적으로 인해, 단일 분배의 조합된 유체가 몇몇 실시예에서 제1 온도에 그리고/또는 제1 온도 범위 내에 있는 온도를 가질 수 있다. 유체의 이러한 온도는 하기의 수학식에 따라 결정될 수 있으며, 여기서,
Tavg는 결과적인 평균 유체 온도이고;
Th는 제1 온도 및/또는 온도 범위에서의 유체의 온도이며;
VT는 유체의 총 체적이고;
Vi는 제2 온도 및/또는 온도 범위에 있는 유체의 체적이며;
Tamb는 제2 온도 및/또는 온도 범위에 있는 유체의 온도이다.
Figure 112017101296236-pct00005
열 저항은 열 특성이고, 열 전도에 대한 물체의 저항의 척도이다. 열 저항은 열 컨덕턴스(thermal conductance)의 역수이다. 분배기의 각각의 실시예의 총 등가 열 저항은 하기의 수학식을 사용하여 도출될 수 있으며, 여기서,
Req는 총 등가 열 저항이고;
T1은 열원의 설정 온도이며;
T2는 프로브의 말단부에서의 온도이고;
Q는 열원의 전력 정격(wattage rating)이며;
Duty는 정상 상태에서의 열원의 듀티 사이클이다.
Figure 112017101296236-pct00006
도 1a 내지 도 4b의 실시예에 대해, 코어와 프로브가 니켈 200 합금으로 제조되는 경우에, 대략 37.7℃의 T1, 대략 31.3℃의 T2, 대략 12W의 Q, 및 대략 8%의 Duty로 대략 6.66 K/W의 Req가 달성될 수 있다. 본 명세서에 개시된 몇몇 실시예에서, 열 저항은 대략 5 K/W 내지 8 K/W, 대략 6 K/W 내지 7 K/W, 대략 6.25 K/W 내지 6.75 K/W, 대략 6.5 K/W, 대략 6.5 K/W 이상, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값일 수 있다.
도 5 내지 도 7의 실시예에 대해, 코어와 프로브가 니켈 200 합금으로 제조되는 경우에, 대략 37.7℃의 T1, 대략 21.5℃의 T2, 대략 12W의 Q, 및 대략 12%의 Duty로 대략 11.25 K/W의 Req가 달성될 수 있다.
대안적으로, 도 5 내지 도 7의 실시예에 대해, 코어가 니켈 200 합금으로 제조되고 프로브가 스테인리스강으로 제조되는 경우에, 대략 37.7℃의 T1, 대략 18.5℃의 T2, 대략 12W의 Q, 및 대략 12%의 Duty로 대략 13.33 K/W의 Req가 달성될 수 있다. 도 1 내지 도 4의 실시예에 비해, 도 5 내지 도 7의 실시예는 프로브의 길이가 더 길기 때문에 더 큰 총 등가 열 저항을 갖는다.
도 8a 내지 도 12, 도 14a, 및 도 14b의 실시예에 대해, 코어가 알루미늄으로 제조되고 프로브가 알루미늄 위에 성형된 폴리프로필렌으로 제조되는 경우에, 대략 37.5℃의 T1, 대략 35.1℃의 T2, 대략 12W의 Q, 및 대략 21%의 Duty로 대략 0.97 K/W의 Req가 달성될 수 있다. 도 1a 내지 도 7의 실시예에 비해, 도 8a 내지 도 12, 도 14a, 및 도 14b의 실시예는 이것이 크기가 더 작고 알루미늄이 니켈 200 합금보다 높은 열 전도율을 갖기 때문에 더 낮은 총 등가 열 저항을 갖는다.
분석기에 유체를 분배하기 위한 방법이 또한 개시된다. 우선, 최소 분배 체적의 유체가 가열가능 구조체의 유체 경로에 제공된다. 가열가능 구조체는 제1 구조체들 중 적어도 하나의 제1 구조체(102 또는 802)일 수 있다. 유체 경로는 제1 구조체들 중 적어도 하나의 제1 구조체(102 또는 802)의 제1 유체 경로일 수 있다. 유체는 펌프(1304)와 같은 펌프로 유체 경로에 제공될 수 있다. 유체는 그의 주위 온도로 유체 경로에 제공될 수 있다. 둘째로, 가열가능 구조체와 열적 연통하는 열원이, 최소 분배 체적이 가열가능 구조체의 출구에 수용될 때, 최소 분배 체적을 제1 사전-선택된 온도 범위로 가열한다. 논의된 바와 같이, 유체 경로 내에 수용된 최소 분배 체적은 정적이거나 동적인 유체일 수 있다. 최소 분배 체적은 최소 분배 체적이 제1 구조체들 중 적어도 하나의 제1 구조체(102 또는 802)로부터 열 에너지를 흡수할 때 전도 열전달에 의해 가열될 수 있다. 열원은 열원들 중 적어도 하나의 열원(230 또는 900)일 수 있다. 가열가능 구조체의 출구는 출구들 중 적어도 하나의 출구(206 또는 1002)일 수 있다. 셋째로, 또한 프로브와 열적 연통하는 열원은, 최소 분배 체적이 프로브 내에 수용될 때, 최소 분배 체적을 제2 사전-선택된 온도 범위로 가열한다. 논의된 바와 같이, 프로브 내에 수용된 최소 분배 체적은 정적이거나 동적인 유체일 수 있다. 프로브는 프로브들 중 적어도 하나의 프로브(104 또는 804)일 수 있다. 최소 분배 체적은 최소 분배 체적이 프로브들 중 적어도 하나의 프로브(104 또는 804)로부터 열 에너지를 흡수할 때 전도 열전달에 의해 가열될 수 있다. 마지막으로, 최소 분배 체적이 프로브의 출구에서 분배들 사이의 사전-선택된 주기로 제1 사전-선택된 온도 범위 내로 분배된다. 프로브의 출구는 출구들 중 적어도 하나의 출구(220 또는 1104)일 수 있다.
이제 도 15를 참조하면, 분배기(100)의 일 실시예의 측면도가 도시되어 있다. 분배기(100)는 가열 모듈(102)과 프로브(104)를 포함할 수 있다. 프로브(104)는 기단부(116), 말단부(118), 및 제2 유체 경로(216)를 포함할 수 있다. 가열 모듈(102)은 코어(108)를 포함하는 하우징(106), 및 분배기(100)의 다른 구성요소와 정합할 수 있는 정합 부분(1500)을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 가열 모듈(102)의 정합 부분(1500)은 하나 또는 수개의 커넥터(1502)와 맞물려 분배기(100)의 다른 구성요소와 연결되도록 구성될 수 있다.
도 15에서 볼 수 있는 바와 같이, 분배기는 하우징(106)을 프로브(104)에 연결하는 엘보우(elbow)(1506)를 포함한다. 엘보우(1506)는 다양한 형상과 크기를 포함할 수 있고, 다양한 재료로부터 제조될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 엘보우(1506)는 니켈 또는 니켈 합금과 같은 금속으로부터 제조될 수 있다.
엘보우(1506)는 가열 모듈(102)의 정합 부분(1500)과 연결될 수 있는 기단부(1508)를 포함할 수 있고, 엘보우(1506)는 프로브(104)와 연결되는 말단부(1510)를 포함할 수 있다. 엘보우(1506)는 엘보우(1506)의 기단부(1508)로부터 엘보우(1506)의 말단부(1510)까지 연장되는 유체 통로(1512)를 추가로 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 엘보우(1506)의 유체 통로(1512)는 히터 모듈(102)로부터 수용된 유체가 엘보우(1506)를 통해 프로브(104)로 이동하는 채널을 생성할 수 있다.
이제 도 16을 참조하면, 코어(108), 엘보우(1506), 및 프로브(104)의 일 실시예의 단면도가 도시되어 있다. 볼 수 있는 바와 같이, 코어(108)는 코어(108)의 외벽(113) 상에 위치되는 복수의 리지(112)들에 의해 한정되는 복수의 홈(300)들을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 홈(300)은 대략 0.01 인치, 0.02 인치, 0.03 인치, 0.04 인치, 0.047 인치, 0.05 인치, 0.06 인치, 0.07 인치, 0.08 인치, 0.09 인치, 0.1 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값의 직경을 가질 수 있다.
코어(108)는 케이블(114)에 근접한 상부(226) 및 코어(108)의 연결 부분(212)에 근접한 저부(228)를 구비할 수 있는 내부 용적부(224)를 추가로 포함한다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 내부 용적부(224)의 상부(226)는 개방되고, 내부 용적부(224)의 저부(228)는 폐쇄된다. 코어(108)는 코어(108)의 연결 부분(212)을 통해 출구(206)까지 연장되는 출구 채널(208), 및 복수의 홈(300)들 중 적어도 하나에 의해 한정되는 유체 경로를 출구 채널(208)에 연결하는 연결 채널(280)을 추가로 포함한다. 코어(108)는 코어(108)의 내부 용적부(224) 내부에 위치될 수 있는 열원(230)을 포함할 수 있다.
도 16에서 추가로 볼 수 있는 바와 같이, 엘보우(1506)는 코어의 연결 부분(212)을 수용하도록 크기 설정되고 형상화되는 수용 부분(1600)을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 수용 부분(1600) 및 연결 부분(212) 둘 모두는 엘보우(1506)와 코어(108)의 연결을 허용하기 위해 나삿니-형성될 수 있으며, 다른 실시예에서, 수용 부분(1600) 및 연결 부분(212) 중 하나 또는 둘 모두는 나삿니-형성되지 않을 수 있고, 엘보우(1506)와 코어는 하우징(106)의 정합 부분(1500)을 통해 연결될 수 있다.
엘보우(1506)를 통해 연장되는 유체 경로(1512)는 입구 통로(1602), 출구 통로(1604), 및 입구 통로(1602)와 출구 통로(1604)를 연결하는 연결 통로(1606)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 입구 통로(1602)는 프로브(104)의 제2 유체 경로(216)와 유동가능하게 연결되도록 크기 설정되고 형상화되며 위치될 수 있다. 엘보우(1506)는 프로브(104)에 연결되도록 구성될 수 있는 프로브 연결 부분(1608)을 추가로 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 그리고 도 16에 도시된 바와 같이, 이러한 프로브 연결 부분(1608)은 나삿니-형성될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 코어(108)는 대략 1 인치, 대략 1.5 인치, 대략 2 인치, 대략 2.5 인치, 대략 2.8 인치, 대략 2.87 인치, 대략 3 인치, 대략 3.157 인치, 1 내지 5 인치, 2 내지 4 인치, 2.5 내지 3.5 인치, 2.75 내지 3 인치, 3 내지 3.5 인치, 또는 임의의 다른 또는 중간 값이거나 임의의 다른 또는 중간 범위 내에 있을 수 있는 코어 길이(A)에 의해 한정될 수 있다. 코어(108)는 또한 내부 용적부(224)의 상부(226)로부터 저부(228)까지 측정되는 내부 용적부 길이(B)에 의해 한정될 수 있다. 도 16의 실시예의 내부 용적부 길이(B)는 대략 1 인치, 대략 1.5 인치, 대략 2 인치, 대략 2.07 인치, 대략 2.079 인치, 대략 2.1 인치, 대략 2.5 인치, 1 내지 4 인치, 2 내지 3 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값이거나 임의의 다른 또는 중간 범위 내에 있을 수 있다. 코어(108)는 또한 예를 들어 대략 0.4 인치, 대략 0.41 인치, 대략 0.42 인치, 대략 0.43 인치, 대략 0.435 인치, 대략 0.45 인치, 대략 0.5 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값일 수 있는 코어 직경(C)에 의해 한정될 수 있다.
코어(108)는 또한 길이(G)에 의해 한정될 수 있으며, 이러한 길이(G)는 코어(108)의 상부(226)에 가장 가까운 홈으로부터 연결 채널(280)까지 측정된다. 몇몇 실시예에서, 길이(G)는 예를 들어 대략 1.2 인치, 대략 1.3 인치, 대략 1.4 인치, 대략 1.5 인치, 대략 1.6 인치, 대략 1.625 인치, 대략 1.7 인치, 대략 1.8 인치, 대략 1.9 인치, 대략 2 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 분배기(100)는 연결 채널(280)로부터 연결 통로(1606)까지 측정되는 길이(H)에 의해, 그리고 연결 통로(1606)로부터 프로브(104)의 말단부(118)까지 측정되는 길이(I)에 의해 한정될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 길이(H)는 예를 들어 대략 0.5 인치, 대략 0.6 인치, 대략 0.7 인치, 대략 0.8 인치, 대략 0.88 인치, 대략 0.9 인치, 대략 1 인치, 대략 1.5 인치, 대략 2 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 길이(I)는 예를 들어 대략 0.7 인치, 대략 0.8 인치, 대략 0.9 인치, 대략 1 인치, 대략 1.02 인치, 대략 1.2 인치, 대략 1.2 인치, 대략 1.3 인치, 대략 1.4 인치, 대략 1.5 인치, 대략 2 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값일 수 있다.
도 16에서 추가로 볼 수 있는 바와 같이, 엘보우(1506)는 폭(K)에 의해 한정될 수 있으며, 이러한 폭은 예를 들어 대략 0.5 인치, 대략 0.6 인치, 대략 0.7 인치, 대략 0.8 인치, 대략 0.88 인치, 대략 0.9 인치, 대략 1 인치, 대략 1.5 인치, 대략 2 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값일 수 있다. 또한, 엘보우(1506)의 수용 부분(1600)은 직경(L)에 의해 한정될 수 있다. 직경(L)은 예를 들어 대략 0.1 인치, 대략 0.2 인치, 대략 0.3 인치, 대략 0.31 인치, 대략 0.4 인치, 대략 0.5 인치, 대략 0.7 인치, 대략 1 인치, 대략 1.5 인치, 및/또는 임의의 다른 또는 중간 값일 수 있다.
분배기(100)의 치수와 열원(230)의 배치로 인해, 분배기(100)의 상이한 부분들이 상이한 온도들로 유지될 수 있다. 이는 제1 온도 세트에 있는 제1 구조체(102)와, 코어(108)를 통해 열원(230)에 의해 간접적으로 가열되는, 제2 온도 세트에 있는 프로브(104)를 도시한 도 17에 도시되어 있다. 또한, 엘보우(1506)는 코어(108)로부터의 전도를 통해 제1 구조체(102)의 온도와 프로브(104)의 온도 사이의 중간 온도로 가열될 수 있다. 구체적으로, 몇몇 실시예에서, 출구(206)에 근접한 코어(108) 및/또는 출구(206)로부터 빠져나가는 유체는 제1 온도에 있고/있거나 제1 온도 범위 내에 있을 수 있고, 이러한 제1 온도 및/또는 온도 범위는 사전-선택될 수 있으며, 프로브 연결 부분(1608)에 근접한 프로브(104) 및/또는 프로브 연결 부분(1608)으로부터 빠져나가는 유체는 제2 온도에 있고/있거나 제2 온도 범위 내에 있을 수 있고, 이러한 제2 온도 및/또는 온도 범위는 사전-선택될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 온도 및/또는 온도 범위는 제2 온도 및/또는 온도 범위와 동일할 수 있고, 몇몇 실시예에서, 제1 온도 및/또는 온도 범위는 제2 온도 및/또는 온도 범위와 상이할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 온도 범위는 예를 들어 대략 35℃ 내지 38℃일 수 있고, 제2 온도 범위는 예를 들어 25℃ 내지 35℃일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 온도 범위의 상한치는 제2 온도 범위의 하한치보다 15℃ 이하 더 높을 수 있다. 도 17에서 볼 수 있는 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 분배기는 대략 18℃의 주위 온도에서 작동될 수 있다. 이러한 실시예의 설계는 제어된 온도 범위에 미치는 최소의 영향을 갖는 주위 온도 범위에서의 작동을 허용한다. 분석기용 분배기는 대략 18℃ 내지 대략 36℃의 주위 온도 범위 내에서 작동할 수 있다.
전술한 명세서에서, 본 발명은 그의 특정 실시예를 참조하여 설명되지만, 당업자는 본 발명이 이에 한정되지 않음을 인식할 것이다. 전술된 본 발명의 다양한 특징 및 태양은 개별적으로 또는 공동으로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 명세서의 더 넓은 사상 및 범주를 벗어나지 않으면서 본 명세서에 기술된 것 이외의 임의의 수의 환경 및 응용에서 이용될 수 있다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 간주될 것이다. 본 명세서에 사용된 용어 "구비하는", "포함하는" 및 "갖는"은 구체적으로 개방된 기술 용어로 읽히도록 의도된 것으로 인식될 것이다.

Claims (20)

  1. 분석기 내의 유체를 분배기로 분배하는 방법이며,
    총 유체 체적을 갖는 분배기를 제공하는 단계로서, 분배기는 제1 유체 경로를 갖는 가열 모듈을 포함하고, 분배기는 제2 유체 경로를 갖는 프로브를 추가로 포함하고, 제1 유체 경로는 입구 및 출구를 포함하고, 제2 유체 경로는 입구 및 출구를 포함하고, 제1 유체 경로의 출구는 제2 유체 경로의 입구와 유체 연통하고, 상기 분배기는, 상기 가열 모듈 및 프로브와 열적 연통하는 열원을 더 포함하며, 상기 열원은 상기 가열 모듈에 결합되고, 상기 열원은 상기 프로브에 결합되지 않으며, 상기 프로브는 상기 가열 모듈에 결합되는, 단계;
    주위 온도(Tamb)에서 제1 유체 경로의 입구에 유체를 제공하는 단계;
    분배기가 아이들(idle) 상태가 아닐 때 분배들 사이의 사전-선택된 주기의 속도로 제2 유체 경로의 출구로부터 분배된 체적의 유체를 반복적으로 분배하는 단계; 및
    열을 가열 모듈에서 제1 유체 경로의 유체 및 간접적으로 프로브로 전달하는 단계로서, 사전-선택된 온도 범위 내에서 제2 유체 경로의 출구로부터 분배된 체적의 유체를 반복적으로 분배하는, 전달 단계;
    분배기가 장기간 동안 아이들 상태일 때, 장기간 동안 분배 구역 및 제어 구역의 유체를 수용하는 단계로서, 장기간 동안 분배 구역 내에 수용된 유체의 온도는 장기간 동안 제어 구역 내에 수용된 유체의 온도에서 벗어나는 단계; 및
    단일 분배에서, 분배 구역 및 제어 구역으로부터 장기간 동안 수용된 유체를 분배하는 단계를 포함하고,
    분배 구역 및/또는 제어 구역에서 장기간 동안 수용된 적어도 일부의 유체의 순간 온도는 사전-선택된 온도 범위보다 높거나 낮고 단일 분배에서 유체의 평균 온도는 사전-선택된 온도 범위 내에 있는, 분석기 내의 유체를 분배기로 분배하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 주위 온도(Tamb)는 섭씨 18도 내지 섭씨 36도의 범위인, 분석기 내의 유체를 분배기로 분배하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 주위 온도(Tamb)는 섭씨 18도인, 분석기 내의 유체를 분배기로 분배하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 사전-선택된 온도 범위는 섭씨 35도 내지 섭씨 38도인, 분석기 내의 유체를 분배기로 분배하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 분배들 사이의 사전-선택된 주기는 8초인, 분석기 내의 유체를 분배기로 분배하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 분배기가 아이들 상태일 때의 장기간은 7분인, 분석기 내의 유체를 분배기로 분배하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 분배기가 아이들 상태일 때의 장기간은 4시간 초과인, 분석기 내의 유체를 분배기로 분배하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 분배기의 총 유체 체적은 1035 μl인, 분석기 내의 유체를 분배기로 분배하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 분배기의 총 유체 체적은 최대 5000 μl인, 분석기 내의 유체를 분배기로 분배하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    제1 유체 경로의 적어도 일부분은 나선형 구성을 갖는, 분석기 내의 유체를 분배기로 분배하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 제1 유체 경로의 입구에 제공되는 유체가 펌프로 제공되는, 분석기 내의 유체를 분배기로 분배하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 제1 유체 경로의 입구에 제공되는 유체는 세척 완충제(wash buffer), 기질(substrate) 또는 시약 중 하나인, 분석기 내의 유체를 분배기로 분배하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 프로브는 제2 유체 경로의 출구를 통해 유체를 흡인하기에 적합한, 분석기 내의 유체를 분배기로 분배하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 분배된 체적은 50 μl 내지 500 μl 범위의 체적인, 분석기 내의 유체를 분배기로 분배하는 방법.
  15. 제1항에 있어서, 분배된 체적은 500 μl의 체적인, 분석기 내의 유체를 분배기로 분배하는 방법.
  16. 제1항에 있어서, 제2 유체 경로의 출구로부터 분배된 체적의 유체를 반복적으로 분배함으로써, 일련의 분배 각각은 분배된 유체의 평균 온도를 갖게 되고,
    일련의 분배 각각은 8초 내지 4시간 범위의 주기로 분리되고,
    분배된 유체의 평균 온도의 범위는 섭씨 2도 이하인, 분석기 내의 유체를 분배기로 분배하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 제어기를 제공하는 단계를 추가로 포함하고, 제어기의 피드백 루프는 주위 온도(Tamb)의 입력을 수신하여 가열 모듈에 의해 생성된 열 에너지를 제어하는, 분석기 내의 유체를 분배기로 분배하는 방법.
  18. 제16항에 있어서, 제1 유체 경로와 제2 유체 경로 사이에서, 유체는 일련의 분배 동안 제1 유체 경로로부터 제2 유체 경로로의 방향으로만 유동하는, 분석기 내의 유체를 분배기로 분배하는 방법.
  19. 제16항에 있어서, 일련의 분배 동안, 분배된 유체의 평균 온도의 범위는 퍼징없이 유지되는, 분석기 내의 유체를 분배기로 분배하는 방법.
  20. 제1항에 있어서, 프로브는 교체 및/또는 보수를 위해 가열 모듈로부터 제거가능한, 분석기 내의 유체를 분배기로 분배하는 방법.
KR1020177029637A 2015-03-19 2016-03-18 분석기용 분배기 KR102593185B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562135580P 2015-03-19 2015-03-19
US62/135,580 2015-03-19
PCT/US2016/023255 WO2016149666A1 (en) 2015-03-19 2016-03-18 Dispenser for an analyzer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170129207A KR20170129207A (ko) 2017-11-24
KR102593185B1 true KR102593185B1 (ko) 2023-10-24

Family

ID=55661608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177029637A KR102593185B1 (ko) 2015-03-19 2016-03-18 분석기용 분배기

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10562021B2 (ko)
EP (1) EP3271074B1 (ko)
JP (2) JP6728210B2 (ko)
KR (1) KR102593185B1 (ko)
CN (1) CN107735180B (ko)
AU (1) AU2016232703B2 (ko)
BR (1) BR112017019455A2 (ko)
WO (1) WO2016149666A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102593185B1 (ko) 2015-03-19 2023-10-24 베크만 컬터, 인코포레이티드 분석기용 분배기
JP7278262B2 (ja) * 2018-04-05 2023-05-19 大塚製薬株式会社 温調システム及び温調方法
EP3857239A4 (en) * 2018-09-28 2021-11-10 Siemens Healthcare Diagnostics, Inc. POSITIVE COEFFICIENT OF TEMPERATURE HEATING OF LABORATORY DIAGNOSIS INSTRUMENTS
KR102639593B1 (ko) * 2019-03-11 2024-02-21 니코벤처스 트레이딩 리미티드 에어로졸 제공 디바이스
US20240053371A1 (en) 2020-12-31 2024-02-15 Beckman Coulter, Inc. Heated degassing dispenser and methods
WO2024011149A1 (en) 2022-07-05 2024-01-11 Beckman Coulter, Inc. Improved assay compositions and methods

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4102336A1 (de) 1991-01-26 1992-08-06 Behringwerke Ag Pipettiereinrichtung mit temperierbarem pipettierroehrchen
US20040020938A1 (en) * 2000-10-20 2004-02-05 Marc Boillat Fluid dispensing device
US20130195718A1 (en) 2012-01-31 2013-08-01 Siemens Healthcare Diagnostics Products Gmbh Method for Heating a Volume of Liquid in a Heated Pipetting Needle

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04897Y2 (ko) * 1988-02-17 1992-01-13
CA2058648C (en) * 1991-01-26 2003-02-18 Manfred Geib Pipette tube
US5287758A (en) 1991-01-26 1994-02-22 Behringwerke Ag Temperature controlled pipette tube
US5178019A (en) 1991-03-26 1993-01-12 Akzo N.V. Heated liquid sampling probe for an automated sampling apparatus
EP1666888A2 (en) 1992-03-27 2006-06-07 Abbott Laboratories A method of operating an automated analytical system
US5960160A (en) 1992-03-27 1999-09-28 Abbott Laboratories Liquid heater assembly with a pair temperature controlled electric heating elements and a coiled tube therebetween
ES2110023T3 (es) * 1992-05-15 1998-02-01 Behring Diagnostics Gmbh Dispositivo de pipeteo.
US6260407B1 (en) 1998-04-03 2001-07-17 Symyx Technologies, Inc. High-temperature characterization of polymers
US7157047B2 (en) * 2001-02-09 2007-01-02 Pss Bio Instruments, Inc. Device for containing, reacting and measuring, and method of containing, reacting and measuring
US6659142B2 (en) * 2001-03-27 2003-12-09 Irm, Llc Apparatus and method for preparing fluid mixtures
US6945638B2 (en) 2001-10-29 2005-09-20 Therics, Inc. Method and system for controlling the temperature of a dispensed liquid
US20030230488A1 (en) * 2002-06-13 2003-12-18 Lawrence Lee Microfluidic device preparation system
US7396512B2 (en) * 2003-11-04 2008-07-08 Drummond Scientific Company Automatic precision non-contact open-loop fluid dispensing
JP2005337967A (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Juki Corp 分注機
JP2007190505A (ja) * 2006-01-20 2007-08-02 Kao Corp マイクロ流体デバイス
US7794666B2 (en) * 2006-02-07 2010-09-14 Beckman Coulter, Inc. Method and apparatus for controlling reaction temperature in bio-chemical instruments
JP4943264B2 (ja) 2006-08-18 2012-05-30 シスメックス株式会社 分注装置、試薬分注装置および検体分析装置
US9423803B2 (en) 2010-07-15 2016-08-23 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Methods, systems, and apparatus providing temperature-controlled process fluid
JP5466183B2 (ja) * 2011-01-20 2014-04-09 株式会社日立ハイテクノロジーズ 自動分析装置
CA2866854C (en) 2012-03-09 2020-08-18 Leica Biosystems Richmond, Inc. Device and method for controlling the temperature in a moving fluid in a laboratory sample processing system
JP5935980B2 (ja) * 2012-03-28 2016-06-15 セイコーエプソン株式会社 熱サイクル装置
US10030888B2 (en) 2012-05-11 2018-07-24 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Methods, systems, and apparatus providing a temperature-controlled process liquid
EP2940477B1 (en) 2012-12-26 2019-02-20 Hitachi High-Technologies Corporation Automatic analyzer
WO2014139535A1 (en) 2013-03-11 2014-09-18 Syddansk Universitet Medical fluid injection assembly with inductive heating of the fluid
US9415404B2 (en) 2013-06-17 2016-08-16 The Boeing Company High viscosity fluid dispensing system
CN203508051U (zh) * 2013-10-23 2014-04-02 中国科学院声学研究所 温控移液装置
US9745184B2 (en) 2014-09-10 2017-08-29 Acertacorp LLC Fluid dispensing apparatus with pre-heated valve
GB201419365D0 (en) 2014-10-30 2014-12-17 Whitbread Martin And Brading Jared Steam dispensing apparatus
KR102593185B1 (ko) 2015-03-19 2023-10-24 베크만 컬터, 인코포레이티드 분석기용 분배기
US20170328651A1 (en) 2016-05-10 2017-11-16 Tom Richards, Inc. Point of dispense heat exchanger for fluids
US20180017200A1 (en) 2016-07-15 2018-01-18 Nordson Corporation Adhesive transfer hose having a barrier layer and method of use

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4102336A1 (de) 1991-01-26 1992-08-06 Behringwerke Ag Pipettiereinrichtung mit temperierbarem pipettierroehrchen
US20040020938A1 (en) * 2000-10-20 2004-02-05 Marc Boillat Fluid dispensing device
US20130195718A1 (en) 2012-01-31 2013-08-01 Siemens Healthcare Diagnostics Products Gmbh Method for Heating a Volume of Liquid in a Heated Pipetting Needle

Also Published As

Publication number Publication date
AU2016232703A2 (en) 2017-11-16
JP6728210B2 (ja) 2020-07-22
JP2018509627A (ja) 2018-04-05
CN107735180B (zh) 2021-03-02
BR112017019455A2 (pt) 2018-05-15
JP2020144142A (ja) 2020-09-10
AU2016232703B2 (en) 2021-02-25
WO2016149666A1 (en) 2016-09-22
CN107735180A (zh) 2018-02-23
JP6961039B2 (ja) 2021-11-05
US20180126372A1 (en) 2018-05-10
EP3271074A1 (en) 2018-01-24
US10562021B2 (en) 2020-02-18
KR20170129207A (ko) 2017-11-24
EP3271074B1 (en) 2022-08-24
AU2016232703A1 (en) 2017-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102593185B1 (ko) 분석기용 분배기
US8735103B2 (en) Natural convection-driven PCR apparatus and method using disposable polymer chip
JP7028744B2 (ja) 自動分析装置
EP1867962B1 (en) Flow sensor of the thermal type
JP2008543316A (ja) 熱ブロックおよび加熱
US7632010B2 (en) Performance testing apparatus for heat pipes
JP2018509627A5 (ko)
Hany et al. A millifluidic calorimeter with infrared thermography for the measurement of chemical reaction enthalpy and kinetics
EP3933400A1 (en) Column oven of analyzing device
CN110658870A (zh) 流体控温系统及其方法、以及控制流体温度装置
US7553073B2 (en) Performance testing apparatus for heat pipes
JP6255272B2 (ja) 液体加熱装置
US20240050957A1 (en) System for controlling the temperature of a microfluidic chip and a microfluidic apparatus for monitoring a substance in a microfluidic chip including such system
US20070127550A1 (en) Performance testing apparatus for heat pipes
US7537380B2 (en) Performance testing apparatus for heat pipes
JP7276338B2 (ja) フロー型流動場分離装置
KR102135312B1 (ko) 바이오 3d 프린터의 바이오웨어 고정용 타공 빌드플레이트 구조, 상기 바이오웨어의 온도를 조절하는 방법 및 상기 바이오웨어를 고정하는 방법
US20220353957A1 (en) Positive temperature coefficient heating of laboratory diagnostic instruments
CN111381019A (zh) 一种测量装置、测量方法及计算机存储介质
JP6252347B2 (ja) 流体加熱器
JP5853494B2 (ja) 熱サイクル装置及び異常判定方法

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