KR20080107356A

KR20080107356A - 분석 장치, 방법 및 시약

Info

Publication number: KR20080107356A
Application number: KR1020087017767A
Authority: KR
Inventors: 찰스 엠 클링턴; 엘리 엔 그레저; 반델 제프리-코커; 산돌 코바크; 수딥 엠 쿰마; 조지 시갈; 칼 스티븐스; 마이클 보크
Original assignee: 메소 스케일 테크놀러지즈, 엘엘시
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2008-12-10
Also published as: CN103235147B; WO2008057111A3; US20190277855A1; JP2019109253A; AU2006350566B2; HK1187983A1; JP5885788B2; US20240159766A1; CA2634130A1; US10794914B2; IL249811A0; IL223316A0; US20070231217A1; AU2006350566A1; KR101423938B1; JP2012230122A; JP6824310B2; EP1963854B1; IL264748B; JP6272816B2

Abstract

본 발명은 분석 준비를 위한 방법뿐만 아니라 분석을 수행하기 위한 장치(apparatuses), 시스템(systems), 방법(methods), 시약(reagents), 및 장비(kit)를 기술한다. 그것들은 특히 멀티-웰 플레이트 분석 형식(multi-well plate assay format)에서 자동화된 샘플링, 샘플 준비, 및 분석을 수행하는데 아주 적합하다. 예를 들어, 그것들은 환경 모니터링에서 그것들로부터 유래된 공기 및/또는 액체 샘플내 미립자의 자동화된 분석에 사용될 수 있다.

멀티-웰 플레이트 분석, 탐침, 봉인, 검출 시스템, 시약, 생물학적 병원체

Description

분석 장치, 방법 및 시약{Assay apparatuses, methods and reagents}

본 발명은 분석을 수행하기 위한 장치(apparatuses), 시스템(systems), 방법(methods), 시약(reagents), 및 장비(kit)에 관한 것이다. 본 발명의 장치, 시스템, 방법, 시약, 및 장비에 대한 특정 구체예는 멀티-웰 플레이트 분석 형식(multi-well plate assay format)에서 자동화된 샘플링, 샘플 준비, 및/또는 샘플 분석을 수행하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 그것들은 그것들로부터 유래된 공기 및/또는 액체 샘플내 미립자의 자동화된 분석에 사용될 수 있다.

<관련 출원에 대한 상호참조>

본 출원은 2005년 12월 21일에 신청된 미국가출원 제60/752,475호; 2005년 12월 21일에 신청된 미국가출원 제60/752,513호; 및 2006년 12월 21일에 신청되고, “분석 시약을 가지는 분석 모듈 및 이를 제조하고 사용하는 방법”이란 표제가 붙은 미국출원 제11/642,968호; 참고문헌에 의해 포함된 것의 각각의 우선 이익을 청구한다.

<연방 정부의 보증된 조사에 관한 의견>

본 발명은 국방부(Department of Defense)에 의해 인정된 HDTRA1-05-C-0005하에서 연방 정부의 지지로 이루어졌다. 미국 정부는 본 발명에서 특정 권리를 갖는다.

<배경기술>

수 많은 방법 및 시스템이 화학적, 생화학적, 및/또는 생물학적 분석을 수행하기 위하여 발전되었다. 이들 방법 및 시스템은 의학 진단, 식품 및 음료 테스트, 환경 모니터링, 제조 품질의 제어, 약물 발견, 및 기초적인 과학 조사를 포함한 다양한 출원들에서 필수적이다.

멀티-웰 분석 플레이트(multi-well assay plate)(또한 마이크로타이터 플레이트(microtiter plates) 또는 마이크로플레이트(microplate)로서 알려짐)는 다수의 샘플의 처리 및 분석을 위한 표준 형식이 되었다. 멀티-웰 분석 플레이트는 다양한 형태, 크기, 및 모양을 취할 수 있다. 편의상, 고속 처리 분석(high- throughput assays)을 위한 샘플을 처리하기 위해 사용되는 기구사용을 위하여 얼마간의 표준들이 나타났다. 멀티-웰 분석 플레이트는 전형적으로 표준 크기 및 모양으로 만들어지고, 웰(well)의 표준 배열을 가진다. 웰의 배열은 96-웰 플레이트(웰의 12 x 8 배열), 384-웰 플레이트(웰의 24 x 16 배열), 및 1536-웰 플레이트(웰의 48 x 32 배열)에 기초한 것을 포함한다. 생체분자스크리닝학회(Society for Biomolecular Screening)는 다양한 플레이트 형식을 위하여 추천된 마이크로플레이 트 설명서를 발행하였다(http://www.sbsonline.org 참고).

다양한 플레이트 판독기는 광학 흡광도에서의 변화, 발광(luminescence)의 방사(예를 들어, 형광(fluorescence), 인광성(phosphorescence), 화학 발광(chemiluminescence) 및 전기화학적 발광(electrochemiluminescence)), 방사능의 방사, 빛의 산란에서의 변화, 및 자기장에서의 변화를 측정하는 판독기를 포함하여 멀티-웰 플레이트에서 분석 측정을 수행하는데 이용할 수 있다. Wohlstadter et al.의 미국특허출원 제10/185,274호 및 제10/185,363호에 대한 각각의 미국특허출원공개 제2004/0022677호 및 제2005/0052646호는 멀티-웰 플레이트 형식에서 단독 및 복합 ECL 분석을 실행하는데 유용한 해결책을 기술한다. 그것들은 웰의 바닥을 형성하기 위해 플레이트 최상부에 접하여 밀봉된 웰 및 플레이트 바닥의 벽을 형성하는 스루우홀(through-holes)을 가지는 플레이트 최상부(plate top)를 포함하는 플레이트를 포함한다. 플레이트 바닥은 전기화학적 발광(ECL)을 유도하기 위하여 전극(electrodes)뿐만 아니라 결합 작용(binding reations)을 위한 양쪽 고체상 지지체로서 작용하는 전극 표면을 가지는 웰을 제공하는 전도성의 층을 본떠서 만들었다. 전도성의 층은 또한 전극 표면에 전기 에너지를 적용하기 위하여 전기적인 접촉을 포함할 수도 있다.

분석을 수행하기 위하여 이러한 공지된 방법 및 시스템에도 불구하고, 멀티-웰 플레이트 분석 형식(multi-well plate assay format)에서 자동화된 샘플링, 샘플 준비, 및/또는 샘플 분석을 수행하기 위한 개선된 장치, 시스템, 방법, 시약, 및 장비가 필요하다.

본 발명은 하기의 바람직한 특성, i) 높은 감도; ii) 큰 동적 범위; iii) 작은 크기 및 중량; iv) 배열에 기초한 다중화 능력; v) 자동화된 공정(샘플 및/또는 시약 운반 포함); vi) 다수의 플레이트를 처리하는 능력; 및 vii) 봉인된 플레이트를 처리하는 능력; 중 하나 또는 그 이상을 가지는 멀티-웰 플레이트 형식에서 분석을 수행하기 위한 장치를 기술한다. 본 발명은 또한 이러한 장치에서 유용한 구성 요소들, 및 이러한 장치 및 구성 요소를 사용하는 방법을 기술한다. 그것들은 특히 환경, 임상, 또는 식품 샘플의 독립적인 분석을 위한 용도에 매우 적합하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 장치 및 방법은 하나 또는 그 이상의 검출 가능한 신호를 측정하는 기술을 포함한 다양한 검출 기술로 사용될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 그것들 중 일부는 Wohlstadter et al.의 미국출원 제10/185,274호 및 제10/185,363호에 대한 각각의 미국출원공개 제2004/0022677호 및 제2005/0052646호, 및 “분석 시약을 가지는 분석 모듈 및 이를 제조하고 사용하는 방법”이란 표제가 붙은 Glezer et al.의 동시에 신청된 미국출원 제11/642,968호에 기술된 것과 같은 전기화학적 발광 측정 및, 특히, 통합된 전극을 가진 멀티-웰 플레이트(및 이들 플레이트를 사용한 분석 방법)를 사용한 용도에 적합한 구체예에 적절하다.

장치는 a) 멀티-웰 플레이트의 웰로부터 봉인을 제거하기 위한 봉인 제거 도구; 및 b) 상기 멀티-웰 플레이트의 웰로부터 신호를 측정하기 위한 검출 시스템을 포함하여 봉인된 멀티-웰 분석 플레이트의 웰로부터 신호를 측정하는데 제공된다. 봉인 제거 도구는 i) 봉인을 꿰뚫는 팁(tip)을 가지는 탐침으로 봉인한 필름을 뚫는 것; ii) 웰 위의 캡을 잡고 제거하는 것; iii) 웰의 최상부로부터 봉인한 필름을 벗겨내는 것; 또는 iv) 도려내는 도구를 가지고 봉인을 제거하는 것;으로써 작동할 수 있다.

한 구체예에서, 봉인 제거 도구는 i) 꿰뚫는 방향(뚫는 공정 동안 번역의 축)의 한쪽 끝에서 꿰뚫는 팁을 형성하기 위하여 정점까지 점점 가늘어 지는 외부 표면을 가지는 꿰뚫는 부분; 및 ii) 꿰뚫는 방향을 따라 꿰뚫는 부분에 인접하여 배열된, 봉인 대체 부분을 포함하는 꿰뚫는 탐침이다. 어떤 특정 구체예에서, 봉인 대체 부분은 탐침이 작동할 웰의 구멍(well opening)의 모양과 실질적으로 동형이 되도록 선택된, 꿰뚫는 방향과 수직인, 횡단면의 모양을 가진다. 탐침이 웰의 구멍내로 미끄러지도록 하고, 웰의 벽으로 뚫린 봉인을 누르거나 접도록 하기 위하여 탐침은 웰의 구멍에 대응하여 보통보다 약간 작은 크기일 수 있다. 이러한 접근은 웰보다 위에 위치한 탐지장치(예를 들어, 빛 탐지장치 및/또는 빛 이미징 시스템(light imaging systems))를 이용하여 웰 내의 분석 신호를 탐지하는데 장벽인 봉인을 제거하는데 사용될 수 있다. 적당한 틈새(clearance)는 특수 필름의 두께에 기초하여 선택될 수 있으며/또는 약 0.1인치 이하, 약 0.2인치 이하, 또는 약 0.3인치 이하가 되도록 선택될 수 있다.

꿰뚫는 도구의 한 예에서, 봉인 대체 부분의 횡단면의 모양은 원이다. 다른 예에서, 횡단면의 모양은 정사각형 또는 둥근 모서리를 가지는 정사각형이다. 꿰뚫는 부분은 모양에서 원뿔꼴일 수 있다. 그 대신에, 꿰뚫는 부분은 예를 들어, 팁에서부터 방사 방향으로 연장되며 꿰뚫는 동안 봉인을 자르도록 작동하고 웰의 벽으로 봉인을 재생가능하게 접도록 도울 수 있는, 노출된 절단 모서리를 포함할 수 있다. 한 특정 예에서, 팁은 모양에서 노출된 절단 모서리를 제공하는 피라미드의 모서리를 가지는, 피라미드형이다.

특정 구체예에서, 상기 꿰뚫는 방향을 따라, 플레이트 봉인위의 탐침의 최대한 아래쪽으로 향하는 힘이 스프링의 스프링 상수에 의해 한정되도록 하는 스프링이 꿰뚫는 탐침에 적재되어 있다. 탐침은 또한 상기 웰내로 상기 꿰뚫는 탐침 이동의 최대한의 거리를 한정하는 상기 봉인 대체 부분과 인접한 플레이트 정지 부분을 포함할 수 있다. 한 특정 예에서, 정지 부분은 너무 커서 웰 내로 들어갈 수 없는 폭을 가지는 탐침의 부분이고 최대한의 거리는 정지 부분이 웰의 최상부(top)를 칠 때의 거리에 의해 한정된다.

장치는 피펫팅(pipetting) 탐침을 더 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 꿰뚫는 탐침은 꿰뚫는 방향에 평행한 스루우홀(through-holes)을 가진다. 스루우홀은, 선택적으로, 꿰뚫는 팁으로부터 갈라지며(off-set), 꿰뚫는 탐침이 웰의 봉인을 제거하는데 사용되고 있을 때 피펫팅 탐침은 꿰뚫는 탐침내로 당겨질 수 있고 피펫팅 작동 동안 꿰뚫는 탐침으로부터 피펫팅 탐침이 연장될 수 있도록 피펫팅 탐침은 스루우홀 내에 움직일 수 있게 위치한다. 꿰뚫는 탐침과 피펫팅 탐침은 예를 들어, 개별적인 모터에 의하여, 독립적으로 제어될 수 있다. 그 대신에, 한 개의 모터가 양쪽 탐침을 움직이는데 사용될 수 있다. 한 예에서, 꿰뚫는 탐침은 상기에서 기술한 바와 같이 플레이트 정지 부분을 포함하며 피펫팅 탐침은 스프링에 의해 꿰뚫는 탐침에 연결되어 있다. 스프링은 i) 탐침이 대상에 힘을 주지 않을 때, 피페팅 탐침이 꿰뚫는 탐침 내의 스루우홀 안으로 당겨지며, ii) 웰을 향한 피펫팅 탐침의 번역이 꿰뚫는 탐침의 동시 번역(co-translation)이 되도록 하고 충분한 힘의 운반이 웰 위의 봉인을 대체하도록 하며, iii) 꿰뚫는 탐침 이동의 최대한의 거리를 넘어서는 계속된 번역으로 스프링의 압축 및 꿰뚫는 탐침으로부터 웰의 안과 밖으로 액체를 피펫팅하는데 사용될 수 있는 상기 웰 내로 피펫팅 탐침의 연장이 일어나도록 하는 스프링 상수를 가지도록 선택된다.

방법은 봉인 제거 도구(상기에서 기술함)를 포함하는 장치를 사용하는 것에 제공되며, 그 방법은 멀티-웰 플레이트의 웰로부터 봉인을 제거하고 상기 웰로부터 상기 신호를 탐지하는 것을 포함한다. 봉인을 제거하는 것은 멀티-웰 플레이트의 웰 위의 봉인을 꿰뚫는 것, 및 선택적으로, 조각으로 봉인을 절단하는 것(예를 들어, 꿰뚫는 팁의 절단 모서리를 사용하여) 및 웰의 내부 벽으로 조각을 접는 것을 포함할 수 있다. 방법은 웰 내로 샘플을 피펫팅하는 것, 웰 내로 분석 시약을 피펫팅하는 것, 웰로부터 액체를 제거하는 것, 웰을 세척하는 것, 웰을 밝게 비추는 것, 또는 웰 내의 전극으로 전기적 전위를 적용하는 것 중의 하나 또는 그 이상을 더 포함할 수 있다. 부가적으로, 방법은 플레이트의 하나 또는 그 이상의 부가적인 웰에서 상기에서 기술한 과정의 일부분 또는 모든 부분을 반복하는 것을 더 포함할 수 있다.

시약 카트리지는 멀티-웰 플레이트 분석 장치에 의해 사용되는 시약을 운반하고 멀티-웰 플레이트 분석 장치에 의해 발생되는 폐기물을 저장하는데 사용될 수 있게 제공된다. 한 구체예에 따라서, 시약 카트리지는 내부 용량을 둘러싼 카트리지 본체를 포함한다. 카트리지 본체는 시약을 운반하고 폐기물을 받기 위한 시약 포트(port) 및 폐기물 포트를 가진다. 시약 카트리지는 또한 카트리지 본체 내에 각각 시약 및 폐기물 포트와 연결되어 있는 시약 및 폐기물 구획을 포함한다. 예를 들어 시약이 분석에서 소비되고 폐기물로서 카트리지 내로 되돌아가는 것과 같이, 시약 및 폐기물에 의해 차지되는 카트리지 본체의 용량의 상대적인 비율이 조절될 수 있는 것처럼 구획의 용량은 조절가능하다. 카트리지 본체의 총 내부 용량은 예를 들어, 카트리지 내에 제공된 처음의 시약 용량인 본체 내에 저장된 액체의 용량의 약 2배 이하, 약 1.75배 이하, 약 1.5배 이하, 또는 약 1.25배 이하일 수 있고, 따라서 폐기물 및 시약 저장에 필요한 공간을 최소화하며, 편리한 원-스텝(one-step) 시약 보급 및 폐기물 제거가 가능하도록 할 수 있다. 특정 구체예에서, 장치는 선택적으로 “푸쉬 투 커넥트(push-to-connect)” 또는 “퀵 커넥트(quick connect)” 장치를 통하여, 카트리지를 받고 폐기물 및 시약 포트에 대한 유동적인 결합을 제공하도록 형성된 시약 카트리지 홈(slot)을 가진다.

시약 및 폐기물 구획은 카트리지 본체내에 위치한 접을 수 있는 백에 의해 제공될 수 있다. 그 대신에, 시약 및 폐기물 구획 중 하나는 접을 수 있는 백에 의하여 제공될 수 있고 다른 하나는 카트리지 본체 자체(즉, 카트리지 본체 내의 어떤 접을 수 있는 백에 의해 한정된 용량을 제외한 카트리지 본체 내의 용량)에 의해 제공될 수 있다. 제1의 시약 및 폐기물 구획에 더하여, 시약 카트리지는 하나 또는 그 이상의 부가적인 시약 및/또는 폐기물 포트와 연결된 하나 또는 그 이상 의 부가적인 접을 수 있는 시약 및/또는 폐기물 구획을 더 포함할 수 있다.

시약 카트리지를 사용하는 방법이 제공된다. 방법은 시약 구획으로부터 시약을 제거하고 폐기물 구획으로 폐기물을 넣는 것을 포함한다. 어떤 구체예에서, 시약 용량의 적어도 약 70%, 적어도 약 80%, 또는 적어도 약 90%가 폐기물로서 시약 카트리지 내로 다시 넣어진다.

액체 디스펜서가 제공된다. 디스펜서는 멀티-웰 플레이트의 웰로부터 액체를 더하거나 제거하는데 사용될 수 있다. 디스펜서를 포함하는 분석 장치가 제공된다. 액체 디스펜서의 한 구체예는 수직의 튜브 요소를 포함하는 피펫팅 탐침을 포함한다. 디스펜서는 또한 수직 방향으로 튜브 요소를 받치고, 상기 튜브 요소가 완전히 연장된 위치와 완전히 수축된 위치 사이의 가이드에서 수직으로 움직일 수 있도록 형성된 탐침 가이드를 포함한다. 디스펜서는 완전히 연장된 위치에 대하여 튜브 요소를 한쪽으로 치우치게 한(즉, 연장되어 아래쪽으로 향한) 수직의 튜브 요소 및 탐침 가이드와 연결된 스프링 요소를 더 포함한다. 탐침을 올리고 내릴 수 있도록 수직의 번역판(translation stage)은 탐침 가이드에 부착되어 있다.

튜브 요소는 액체가 분배되거나 흡입되는 낮은 구멍(opening)을 가진다. 한 구체예에서, 낮은 구멍은 뭉툭한 튜브의 끝이다. 선택적으로, 끝은 구멍이 평평한 표면으로 눌려질 때 구멍을 통하여 액체가 이동될 수 있도록 홈이 내어져 있을 수 있다. 어떤 구체예에서, 디스펜서는 둘 또는 그 이상의 튜브 요소를 포함한다. 한 특정 예에서 다른 시약은 다른 튜브 요소를 통하여 분배된다. 다른 특정 예에서, 한 튜브 요소는 시약을 분배하는데 사용되고 다른 튜브 요소는 폐기물을 흡입하는데 사용된다. 다수의 튜브 요소는 다양한 배열, 예를 들어, 평행한 튜브 또는 동심의 튜브로 배열될 수 있다.

방법은 예를 들어, 멀티-웰 플레이트의 웰과 같은 용기로부터 액체를 더하거나 또는 회수하기 위하여 액체 디스펜서를 사용하는데 제공된다. 한 방법은 a) 탐침이 용기의 바닥 표면에 닿을 때까지 번역판(translation stage)을 내림으로써 용기 내로 피펫팅 탐침을 내리는 것, b) 상기 튜브 요소가 상기 완전히 연장되고 완전히 수축된 위치 사이의 위치로 스프링에 대하여 밀고 탐침 가이드 내로 수축하는 것과 같이 번역판을 계속 내리는 것, c) 피펫팅 탐침을 통하여 용기로 액체를 더하고/또는 용기로부터 액체를 회수하는 것, 및 d) 상기 번역판을 올림으로써 상기 용기 중의 피펫팅 탐침을 올리는 것을 포함한다.

꿰뚫을 수 있는 봉인을 가지는 용기를 사용하는 특정 구체예에서, 방법은 탐침이 봉인에 접촉하여 꿰뚫을 때까지 번역판을 내리는 것을 더 포함한다. 부가적으로, 봉인을 꿰뚫는 것은 e) 피펫팅 탐침이 플레이트 봉인에 접촉할 때까지 번역판을 내리는 것, f) 튜브 요소가 스프링에 대하여 밀고 완전히 수축된 위치로 탐침 가이드 내로 수축하는 것과 같이 번역판을 계속 내리는 것, 및 g) 피펫팅 탐침이 플레이트 봉인을 꿰뚫고 튜브 요소가 완전히 연장된 위치로 되돌아 갈 수 있도록 번역판을 계속 내리는 것을 더 포함할 수 있다.

장치는 멀티-웰 플레이트에서 발광 분석을 수행하는데 제공된다. 한 구체예는 발광 측정이 수행될 수 있는 무광(light-free) 환경을 제공하는 차광 봉입물(light-tight enclosure) 을 포함한다. 봉입물은 특정 분석 처리 및/또는 검출 단계가 수행되는 구역으로 봉입물 내에서 플레이트를 수평으로 번역하는 플레이트 번역판을 포함한다. 봉입물은 또한 플레이트가 (수동으로 또는 기계로) 플레이트 번역판으로 낮추어 지거나 플레이트 번역판으로부터 제거될 수 있는 하나 또는 그 이상의 플레이트 도입 구멍(plate introduction apertures)을 가지는 봉입물 최상부를 포함한다. 미끄러지는 차광 문(sliding light-tight door)은 발광 측정을 수행하기 전에 주위의 빛으로부터 플레이트 도입 구멍을 봉인하는데 사용된다.

장치는 또한 차광 봉입물 내에 설치될 수 있는 빛 검출기를 포함할 수 있고, 또한 그 대신에, 장치는 봉입물 최상부의 검출 구멍에 (예를 들어, 차광 연결기 또는 배플(baffle)을 통하여) 설치될 수 있다. 어떤 구체예에서, 빛 검출기는 CCD 카메라와 같은 이미징 빛 검출기(imaging light detector)이고 또한 렌즈를 포함할 수 있다. 장치는 또한 피펫팅 시스템, 봉인을 꿰뚫는 시스템, 시약 및 폐기물 저장 용기, 샘플 또는 시약 튜브를 위한 튜브 홀더, 샘플/시약/폐기물을 운반/제거하기 위한 유동적인 스테이션(station), 등을 포함할 수 있다. 이들 구성 요소는 당업계에 공지된 구성 요소와 같은 종래의 구성 요소일 수 있다. 그 대신에, 장치는 본원에서 기술된 바와 같이 특정한 구성 요소를 사용할 수 있다. 게다가, 장치는 예를 들어, 동력화한 기계 시스템을 작동하는 것, 및 발광 신호를 유발하는 것 및/또는 분석하는 것을 포함하여 장치의 작동을 제어하기 위한 컴퓨터 또는 다른 전자 시스템을 포함할 수 있다.

멀티-웰 플레이트에서 발광 분석을 수행하기 위한 장치의 다른 구체예는 i) 올려지거나 내려질 수 있는 플레이트 리프팅 플랫폼(plate lifting platforms)을 가지는 하나 또는 그 이상의 플레이트 엘리베이터, ii) 봉입물 상단이 플레이트 도입 구멍을 봉인하기 위한 미끄러지는 차광 문(sliding light-tight door)을 포함하는, 플레이트 엘리베이터 및 검출 구멍 위에 위치한 하나 또는 그 이상의 플레이트 도입 구멍을 가지는 차광 봉입물 상단, 및 iii) 하나 또는 그 이상의 수평 방향에서 플레이트를 번역하기 위한 플레이트 번역판을 포함하는 차광 봉입물을 포함한다. 플레이트 번역판은 플레이트 홀더 아래에 위치한 플레이트 엘리베이터가 플레이트에 접근하고 플레이트를 올릴 수 있도록 플레이트 아래에 구멍을 가지는 플레이트를 받치기 위한 플레이트 홀더를 포함한다. 게다가, 플레이트 번역판은 검출 구멍 아래에 플레이트를 배치하고 플레이트 엘리베이터 위에 플레이트를 배치하도록 배열된다.

장치는 하나 또는 그 이상의 플레이트 스태커(stackers) 및 빛 검출기를 더 포함한다. 플레이트 스태커는 플레이트 도입 구멍 위로 봉입물 최상부에 설치되고 플레이트 엘리베이터로부터 플레이트를 받거나 또는 플레이트 엘리베이터로 플레이트를 운반하도록 배열된다. 빛 검출기는 봉입물 최상부에 설치되고 차광 봉인을 가지는 이미징 구멍(imaging aperture)과 연결된다.

장치의 어떤 특정 구체예는 장치에서 분석 플레이트의 웰로 액체를 운반하거나 분석 플레이트의 웰로부터 액체를 제거하기 위한 피페팅 시스템을 더 포함한다. 한 특정 구체예에서, 피페팅 시스템은 수직 방향으로 및, 선택적으로, 하나 또는 그 이상의 수평 방향으로 상기 피페팅 탐침을 번역하기 위하여 피페트 번역판에 설치된 피페팅 탐침을 포함한다. 게다가, 봉입물 최상부는 하나 또는 그 이상의 피페팅 구멍을 가지고 미끄러지는 차광 문은 하나 또는 그 이상의 피페팅 구멍을 가진다. 미끄러지는 차광 문은 봉입물 최상부 내의 피페팅 구멍이 미끄러지는 차광 문 내의 피페팅 구멍과 함께 일렬이 되는 피페팅 위치를 가진다. 피페트 번역판은 봉입물 최상부에 설치되고 미끄러지는 차광 문이 피페팅 위치에 있을 때, 봉입물 최상부내의 피페팅 구멍 아래에 위치한 웰에 접근할 수 있도록 피페팅 탐침이 낮추어 질 수 있게 배열된다.

장치의 다른 선택적인 구성 요소는 플레이트 봉인 꿰뚫는 탐침(plate seal piercing probe)과 같은 봉인 제거 도구이다. 한 예에서, 봉입물 최상부와 미끄러지는 차광 문은 꿰뚫는 탐침 구멍을 가지고 차광 문은 문 내의 꿰뚫는 구멍 및 최상부가 일렬이 되는 꿰뚫는 위치를 가진다. 꿰뚫는 탐침은 봉입물 최상부에 설치되고 미끄러지는 차광 문이 꿰뚫는 위치에 있을 때, 봉입물 최상부내의 꿰뚫는 구멍 아래에 위치한 웰 위의 봉인을 꿰뚫을 수 있도록 하기 위하여 꿰뚫는 탐침이 낮추어 질 수 있게 배열된다.

유리하게, 꿰뚫는 탐침 및 피페트 탐침이 모두 존재할 때, 예를 들어, 통합된 피페팅/꿰뚫는 도구로서 상기에서 기술된 바와 같이, 둘 다 단일의 번역판으로 작동될 수 있다. 그 대신의 다른 구체예에서, 피페트 탐침을 받치는 피페트 번역판은 탐침 번역 요소를 포함하고 피페트 번역판은 수평으로 이동하고 탐침 번역 요소로 꿰뚫는 탐침을 잡도록, 그리고 상기 꿰뚫는 탐침을 내리거나 올리기 위해 수직으로 이동하도록 배열된다.

장치의 부가적인 선택적인 구성 요소는 플레이트에 전기 접촉을 하고 상기 빛 검출기(예를 들어, ECL 유도용) 아래에 위치한 웰 내의 전극으로 전기 에너지를 제공하기 위한 플레이트 접촉이다.

방법은 또한 멀티-웰 플레이트 내에서 발광 분석을 수행하기 위한 장치를 사용하는 것을 제공한다. 플레이트는 종래의 멀티-웰 플레이트일 수 있다. 어떤 구체예에서, 전기화학발광 분석에서 사용을 위해 개조된 플레이트는 미국출원 제10/185,274호; 제10/185,363호; 및 제10/238,391호에 기술된 바와 같이 사용된다. 한번에 한 개의 웰로부터 ECL을 검출하는 분석 방법에서, 이 웰 내에서 전극 및 전극 접촉은 한번에 한 개의 웰 내에서만 전극에 전기 에너지가 적용되도록 개조된다. 장치는 예를 들어, “분석 시약을 가지는 분석 모듈 및 이를 제조하고 사용하는 방법”이란 표제가 붙은 Glezer et al.의 동시에 신청된 미국출원 제11/642,968호에 기술된 것과 같이, 건조 시약(dry reagents) 및/또는 봉인된 웰을 함유하는 플레이트에서 분석을 수행하기에 특히 적절할 수 있다.

한 구체예에서, 방법은 a) 플레이트 스태커로 플레이트를 유도하는 것, b) 차광 문을 여는 것, c) 플레이트 번역판에서 플레이트 스태커로부터 플레이트 홀더까지 플레이트를 내리는 것, d) 차광 문을 봉인하는 것, e) 빛 검출기 아래에 하나 또는 그 이상의 웰을 배치하기 위하여 플레이트를 번역하는 것, e) 하나 또는 그 이상의 웰로부터 발광을 검출하는 것, f) 차광 문을 여는 것, g) 플레이트 스태커 아래의 위치로 플레이트를 번역하는 것, 및 h) 플레이트를 플레이트 스태커로 올리는 것을 포함한다. 방법은 상기 빛 검출기 아래에 하나 또는 그 이상의 웰을 배치하기 위하여 상기 플레이트 카트리지를 번역하는 것 및 상기 하나 또는 그 이상의 부가적인 웰로부터 발광을 검출하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한, 선택적으로, i) 상기 웰 중의 하나의 안으로 또는 밖으로 샘플 및/또는 시약을 피펫팅하는 것, ii) 상기 웰 중의 하나 또는 그 이상으로부터 봉인을 제거하는 것, 또는 iii) 상기 웰 중의 하나 또는 그 이상 내에서 전기 에너지를 전극에 적용하는 것(예를 들어, 전기화학발광을 유도하는 것) 중의 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.

장치가 피펫팅 탐침을 포함하고, 봉입물 최상부 및 미끄러지는 문은 피펫팅 구멍을 포함하는 곳에서, 방법은 미끄러지는 차광 문을 피펫팅 위치까지 미끄러지게 하는 것, 및 플레이트의 하나 또는 그 이상의 웰로부터 시약 및/또는 샘플을 도입 및/또는 제거하기 위하여 피펫팅 탐침을 사용하는 것을 더 포함할 수 있다. 장치가 봉인 꿰뚫는 탐침을 포함하고, 봉입물 최상부 및 미끄러지는 문은 꿰뚫는 구멍을 포함하는 곳에서, 상기 방법은 미끄러지는 차광 문을 꿰뚫는 위치까지 미끄러지게 하는 것, 꿰뚫는 탐침 아래에 플레이트의 웰을 정렬시키는 것, 및 웰 위의 봉인을 꿰뚫는 것을 더 포함할 수 있다. 그것들은 플레이트의 부가적인 웰을 봉인하기 위해 반복될 수 있다. 한 구체예에서, 플레이트의 웰 위의 봉인은 피펫팅 탐침에 의해 접근되기 전에 봉인 꿰뚫는 도구로 꿰뚫어진다. 다른 구체예에서, 웰은 (하나 또는 그 이상의 작은 구멍을 형성하기 위해 봉인을 꿰뚫거나 봉인에서 찢는) 피펫팅 탐침에 의해 먼저 접근된다. 그 다음 웰은 그 후에 완전히 봉인을 대체하고 웰로부터 신호의 방해받지 않는 검출을 준비하기 위하여 꿰뚫는 탐침으로 꿰뚫어진다.

빛 검출기는 포토 다이오드(photodiode), 전자사태 포토 다이오드(avalanche photodiode), 광전자증배관(photomultiplier tube), 또는 등등과 같은 종래의 빛 검출기일 수 있다. 적절한 빛 검출기는 또한 상기 빛 검출기의 배열을 포함한다. 사용될 수 있는 빛 검출기는 또한 CCD 및 CMOS 카메라와 같은 이미징 시스템을 포함한다. 빛 검출기는 또한 검출기에서 명령하는 것, 초점을 맞추는 것 및/또는 빛을 이미지화하는 것을 위한 렌즈, 빛 가이드, 등을 포함할 수 있다. 어떤 특정 구체예에서, 이미징 시스템은 분석 플레이트의 하나 또는 그 이상의 웰 내에서 결합 도메인(binding domain)의 배열로부터 발광을 이미지화하는데 사용되고 분석 장치는 상기 배열의 개별적인 요소로부터 방출된 발광에 대한 발광 값을 기록한다.

분석 대상물(analyte) 검출 모듈 및 공기 샘플링 시스템을 포함한 환경 모니터링 시스템이 또한 제공된다. 공기 샘플링 시스템은 대기 중의 미립자 물질을 농축하기 위하여 공기를 처리하고 액체 부유물(suspension) 내에 미립자를 부유시킨다. 검출 모듈은 본원에서 개시된 멀티-웰 플레이트 내에서 발광 분석을 수행하기 위한 장치이다. 작동에서, 공기 샘플링 시스템은 특정 시간 동안 공기를 처리하고 분석 대상물 검출 모듈로 샘플을 운반하며, 그 다음 분석 플레이트의 하나 또는 그 이상의 웰에서 하나 또는 그 이상의 목표 분석 대상물에 대한 분석을 수행하고, 분석의 완료시 결과를 기록한다. 공기 샘플링 시스템, 검출 모듈, 및 상기 두 구성 요소 사이의 경계면은 바람직하게는, 독립적인 방식으로 작동하도록 고안된다. 선택된 시간 간격에서, 부가적인 샘플은 공기 샘플링 시스템으로부터 검출 모듈까지 운반되고 분석 플레이트의 사용되지 않은 웰에서 분석된다. 분석은 연속적인 방식으로 처리되도록 예정될 수 있다. 그 대신에, 분석은 일부 단계가 중복되는 시간차를 두는 방식으로 처리되도록 예정될 수 있다. 멀티-웰 플레이트(및 다수의 멀티-웰 플레이트를 잡고 있는 플레이트 스태커)의 사용을 통해 독립적인 작동의 긴 기간은 소모품의 보충을 필요로 하지 않고 이루어질 수 있다.

도 1은 멀티-웰 플레이트 판독기 100의 집합된 그림을 나타낸다.

도 2는 빛 검출 및 유동적인 구성 요소의 구체예를 보이는 플레이트 판독기 100의 그림을 나타낸다.

도 3은 플레이트 판독기 100의 빛 검출 시스템 160의 한 구체예를 나타낸다.

도 4는 특정의 유동적이고 봉인 꿰뚫는 구성 요소의 구체예를 나타낸다.

도 5는 샘플/폐기물 스테이션 300의 구체예를 나타낸다.

도 6a-6c는 스프링이 적재된 피페트 탐침 400의 구체예를 나타낸다.

도 7a-7b는 플레이트 봉인 꿰뚫는 탐침 225의 구체예를 나타낸다.

도 8은 통합된 플레이트 봉인 꿰뚫는 도구(plate seal piercer)/피페터(pipettor) 500의 구체예를 나타낸다.

도 9a-9c는 플레이트 판독기 100의 차광 봉입물 110의 구체예의 최상부 그림을 나타내며, 미끄러지는 차광 문 150(그물눈음영(cross-hatch)내에 나타냄)의 작동을 설명한다.

도 10은 플레이트 판독기 100의 차광 봉입물 110의 한 구체예에 존재하는 기계 구성 요소의 그림을 나타낸다.

상세한 기술 부분은 어떤 발명의 양상을 설명하는 것으로 의도되지만 제한하는 것으로 고려되어서는 안 되는 본 발명의 어떤 구체예의 기술을 제공한다. 도 1은 멀티-웰 플레이트 판독기 100의 한 구체예의 이소메트릭(isometric) 그림을 나타낸다. 플레이트 판독기 100은 차광 봉입물 110 및 유동성/이미징 시스템 봉입물 130을 가진다. 투입(input) 및 산출(output) 플레이트 스태커 122 및 120 각각은 분석에서의 사용을 위해 플레이트 105를 잡는다(플레이트는 선택적인 플레이트 봉인을 가지는 것과 같이 나타내어진다). 플레이트 스태커 120 및 122는 스택(stack) 내에 잡혀 있도록 (이 그림에서 나타내어지지 않은 플레이트 엘리베이터를 이용하여) 아래의 차광 봉입물로부터 플레이트가 들어올려지도록 스프링이 적재되어 있는 플레이트 방출 걸쇠(plate release latches) 125를 가진다. 투입 스택 122에서 걸쇠(latches)는 또한 플레이트가 스택으로부터 아래의 플레이트 엘리베이터(나타내지 않음)로 방출되도록 방출되는 것이 유도될 수도 있다. 창문 140은 투입 스태커 122에서 플레이트 위의 바 코드를 읽기 위하여 유동성/이미징 시스템 봉입물 130에서 바 코드 판독기(bar code reader)를 위한 선택적인 경로를 제공한다. 선택적으로, 주위로부터 스택 내의 플레이트를 보호하기 위하여 플레이트 스택 커버(cover)(나타내지 않음)가 플레이트 스택 위로 설치될 수 있다. 플레이트 스택 커버는 제어된 온도 및/또는 습도 하에서 플레이트 스택을 유지하기 위하여 난방 장치 및/또는 냉각 장치(예를 들어, 열전기의 난방 장치/냉각 장치) 및/또는 제습 챔버(desiccant chamber)를 포함할 수 있다.

도 2는 유동성/이미징 시스템 봉입물 130 및 플레이트 105의 커버가 없는 플레이트 판독기 100의 그림이다. 그 그림은 플레이트 스태커 120 및 122 아래에 위치한 차광 봉입물 100의 상단 내의 플레이트 도입 구멍에 차광 봉인을 제공하는 미끄러지는 차광 문 150을 나타낸다. 모터 155는 벨트는 통하여 문 150을 여는 일자 나사 드라이브(linear screw drive)(나타내지 않음)와 연결된다. 플레이트 판독기 100의 제공된 그림은 문 150을 포함하여 장치의 다양한 구성 요소를 움직이는 어떤 특정한 번역 메커니즘의 용도를 예시한다; 한편 선택된 특정 메커니즘은 어떤 발명의 이점을 가질 수 있으며, 상기 기술은 한정을 의도하지 않으며 당업계에서 숙련된 사람은 다양한 종래의 단일 또는 다수의 축 번역 메타니즘으로부터 선택할 수 있을 것이다. 그림을 단순화하기 위하여, 전자 회로 보드는 나타내지 않은 것도 또한 언급되어야 한다.

이미징 시스템 160은 차광 봉입물 110의 상단내의 이미징 구멍에 설치되어 있으며 봉입물 110 내의 플레이트로부터 발광을 이미지화할 수 있다. 펌프 170은 통합된 피펫팅 시스템을 통하여 액체를 이동시키는데 사용된다. 당업계에서 숙련된 사람은 격막 펌프(diaphragm pumps), 연동 펌프(peristaltic pump) 및 주사기(syringe) (또는 피스톤(piston)) 펌프(나타내어진 것과 같음)를 포함하여 시스템에서 사용을 위한 적절한 펌프를 선택할 수 있을 것이지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 펌프 170은 또한 펌프가 다른 유체선으로부터 액체를 밀고 당길 수 있도록 멀티-포트 밸브(multi-port valve)를 포함한다. 그 대신에 다수의 펌프는 다른 유체선에서 독립적으로 유체를 제어하는데 사용될 수 있다. 바 코드 판독기 180 및 회전하는 거울 185는 투입 플레이트 스태커 122 내 플레이트로부터 바 코드를 스캔하는데 사용된다. 유동성 스테이션 200은 샘플을 장치로 운반하고, 통합된 피펫터를 세척하며 피펫터로부터 폐기물을 처리하는데 사용된다. 꿰뚫는 도구 225는 웰의 장애물이 제거된 이미지화를 고려하기 위하여 봉인된 플레이트의 웰 위의 봉인을 꿰뚫고 대체하는데 사용된다. 피펫팅 탐침 번역판 250은 이중 피펫팅 탐침 260의 수평 및 수직 번역을 제공한다.

도 3은 이미징 시스템 160의 구성 요소에 초점을 맞추고 카메라 브래킷(camera bracket) 164를 통하여 차광 봉입물 110의 최상부에 설치된 카메라 162를 나타내는 플레이트 판독기 100의 다른 그림이다. 카메라 162와 연결된 렌즈 166은 봉입물 110 내의 플레이트로부터 발생된 발광에 초점이 맞추어진 이미지를 제공하는데 사용된다. 렌즈 166 및 봉입물 110의 최상부 내의 구멍에 봉인된 조리개(diaphragm) 168은 주위 빛으로부터 차단된 차광 환경에서 봉입물 110을 유지함과 동시에, 이미징 시스템 160이 봉입물 110으로부터 빛을 이미지화하게 한다. 이미징 시스템 160에서 사용에 적합한 카메라는 필름 카메라, CCD 카메라, CMOS 카메라, 등등과 같은 종래의 카메라를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. CCD 카메라는 전자 노이즈(electronic noise)를 낮추기 위하여 냉각될 수 있다. 렌즈 166은 유리 또는 사출성형(injection-molded)된 플라스틱으로 만들어질 수 있는 높은 수의 구멍 렌즈(high numerical aperture lens)이다. 이미징 시스템은 한번에 플레이트의 하나의 웰 또는 다수의 웰을 이미지화하는데 사용될 수 있다. CCD 칩의 크기 및 이미지화되고 있는 영역에서 더 가깝게 매치가 되므로 단일 웰로부터 빛을 이미지화하기 위한 빛 수집 효율이 한 그룹의 웰을 이미지화하기 위한 것보다 더 높다. 이미지화된 영역의 감소된 크기 및 수집 효율의 증가는 검출에서 높은 감도를 유지함과 동시에 작고 값싼 CCD 카메라 및 렌즈의 사용을 고려한다. 그것의 낮은 비용과 크기를 위하여 특히 유리하게는 비냉각 카메라 또는 최소한으로 냉각하는 카메라(바람직하게는 약 -20℃, 약 -10℃, 약 0℃, 또는 더 높은 온도)를 사용하는 것이다.

도 4는 플레이트 봉인 꿰뚫는 도구 225, 피펫터 번역판 250, 및 샘플/폐기물 스테이션 300의 확대된 그림을 나타낸다. 피펫터 번역판 250은 동력화된 수직의 번역판 280에 설치되고, 차례로 수평의 번역판 270에 설치된 이중 탐침 피펫터 260을 포함한다. 수평의 번역판 270은 선형 가이드 레일을 따라서 수직의 번역판 280으로 움직이기 위하여 모터 및 벨트 드라이브를 사용하고, 꿰뚫는 도구 225와 샘플/폐기물 스테이션 300 사이에서 수평으로 피펫터 260을 움직인다. 수직의 번역판 280은 이중 탐침 피펫터 260을 올리고 내리기 위하여 동력화된 일자 나사 드라이브를 사용한다. 이동 범위는 탐침 260이 샘플/폐기물 스테이션 내에서 유체에 접근하고 봉입물 110에 위치한 플레이트의 웰에 접근(차광 봉입물 110의 최상부 내의 구멍을 통해, 나타내지 않음)하게 한다.

이중 탐침 피펫터 260은 유체선에 양쪽 탐침 모두를 연결하기 위한 유체 결 합(fluidic connection)을 포함한다. 두 개 탐침의 사용은 하나의 탐침은 액체를 웰로 운반하는데 사용되고 하나의 탐침은 폐기물을 제거하는데 사용되게 한다. 그 대신에, 두 개의 탐침은 두 개의 다른 유체선으로부터 다른 시약으로 운반하는데 사용될 수 있다. 수직의 번역판 280은 꿰뚫는 도구 225 위의 홈 227 내로 미끄러지도록 형상화된 꿰뚫는 탐침 번역 요소 265를 포함한다. 피펫터 번역판 270을 사용함으로써, 이음쇠(yoke) 265를 통해 홈 227에서 꿰뚫는 탐침 225와 연결되고 이것을 잡기 위하여 탐침 번역 요소는 움직여질 수 있다. 그 다음에 수직의 판 280의 상하 이동은 꿰뚫는 탐침 225의 수직 위치를 제어하는데 사용될 수 있다.

도 5는 샘플/폐기물 스테이션 300의 두 개의 그림을 나타낸다. 스테이션 300은 그것의 위쪽 표면에서 한정되는 세 개의 오픈된 구획, 즉 샘플 구획 310, 폐기물 구획 320, 및 세척 구획 330을 가진다. 샘플 구획 310은 유체 결합기 312와 유체 결합되어 있다. (예를 들어, 공기 샘플링 시스템으로부터) 유체 결합기 312로 운반된 샘플은 샘플 구획 310을 채우고 피펫터 260을 이용할 수 있도록 된다. 폐기물 구획 320은 유체 결합기 322로 배출하고 피펫터 260이 폐기물을 운반하는 저장소를 제공한다. 세척 구획 330은 피펫터 260의 표면을 세척하는데 사용될 수 있으며; 피펫터 260은 구획 330 내에 삽입되고 유체 시스템은 폐기물 구획 320내로 범람하기 전에 피펫터 260의 외부 표면을 따라 흐르는 세척 유체를 분배하도록 지시된다. 구획 310, 320, 및 330은 구획 310 및 330 내의 어떤 범람도 폐기되도록 지시되고 스테이션 300으로 범람하지 않도록 웰 305 내에서 위쪽이 넓혀 있다(countersunk). 구획 310 및 320에서 유체 높이를 감시하고, 알맞은 작동을 확실 하게 하도록 유체 센서 314 및 324이 포함된다. 적절한 유체 센서는 광학 반사율(optical reflectance) 및 용량 센서(capacitance sensor)를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다.

시약 블록 340은 단순히 외부 액체 시약 소스(유체 결합기 344에 연결됨) 및 펌프 170(유체 결합기 342에 연결됨) 사이의 연결을 제공하는데 사용된다. 시약 블록 340은 액체 시약의 운반을 확실하게 하기 위하여 유체 센서 346을 사용하여 감시된다. 만약 특정한 적용을 위해 필요하지 않는 경우, 액체 시약은 생략될 수 있다. 액체 시약에 대한 가능한 사용의 비배타적인 예들은 펌프 및 유체선을 위해 작용하는 유체, 분석 웰을 세척하기 위한 세척 버퍼, 및/또는 발광 측정을 위한 최적의 환경을 제공하기 위한 판독 버퍼(read buffer)로서의 사용을 포함한다. 한 구체예에서, 그것은 전기화학발광 판독 버퍼이다. 폐기물 및 액체 버퍼는 외부 또는 내부 병에 저장될 수 있다. 그 대신에, 그것들은 예를 들어 본원에 기술된 바와 같이, 시약 카트리지에 저장될 수 있다.

당업계에서 숙련된 사람은 샘플/폐기물 스테이션 300에서 기능적인 구성 요소의 하나 또는 그 이상(예를 들어, 구성 요소들, 시약 블록, 센서, 등등에서 1종)이 생략될 수 있거나 분리된 부분에서 제공될 수 있음을 이해할 것이다. 게다가, 샘플 구획은 샘플을 제공하는 다른 방법에 의해 보충되거나 대체될 수 있다. 예를 들어, 튜브랙(tube rack) 및/또는 소스 플레이트 스테이션은 기구 내에 합체될 수 있다. 상기 구체예는 탐침 260의 이동이 상기 튜브 또는 상기 소스 플레이트의 웰에 접근하기에 충분할 수 있도록 형성될 수 있다. 랙(rack) 또는 플레이트 홀더는 또한 모든 튜브 및 웰로의 접근을 제공하도록 하는 이동 축을 가질 수 있다. 한 구체예에서, 가로 방향에서 탐침의 수평 이동(즉, 기구의 바닥에 대하여 옆으로) 및 세로 방향에서 튜브 또는 플레이트 홀더의 이동(즉, 앞뒤로)은 튜브랙 내의 튜브 및/또는 플레이트 홀더 내의 소스 플레이트에 잡힌 웰의 배열에의 접근을 제공한다.

도 6a는 피펫터 260 위의 탐침의 하나 또는 둘에서 사용될 수 있는 피펫팅 탐침 팁 400의 상세한 그림을 나타낸다. 탐침이 표면과 접촉할 때 탐침으로부터 흡입되고 분배되는 유체를 고려하여, 탐침 400은 탐침의 주위 둘레의 팁으로 잘린 홈 410을 가지고 끝이 뭉툭한 속이 빈 튜브이다. 직사각형의 홈이 나타내져 있지만, 삼각형 또는 반원형의 구멍을 포함하여 대신 다른 도형 또한 사용될 수 있음은 자명하다. 탐침 팁의 주위 둘레에는 하나 또는 그 이상의 홈이 있을 수 있다. 액체가 바람직한 방향으로부터 흡입되도록, 즉 웰의 바닥 가장자리 둘레 볼록한 면으로부터 액체를 당기기 위하여 홈은 대칭적인 패턴으로 배열될 수 있고, 또는 홈은 탐침의 한 면에 (비대칭적) 위치할 수 있다.

선택적으로, 표면 또는 탐침에 손상을 입히지 않고 표면에 접촉할 수 있도록 장치에서 사용되는 피펫팅 탐침은 스프링이 적재되어 있다. 도 6b 및 6c는 사용될 수 있는 다른 탐침 구체예를 보여주는 액체 디스펜서 420을 나타낸다. 액체 디스펜서 420은 완전히 연장된 위치 (도 6b) 및 완전히 수축된 위치 (도 6c) 사이에서 튜브 요소 425가 가이드 430 내에서 수직으로 움직이게 하도록 형성된 수직의 튜브 요소 425 및 탐침 가이드 430을 가지는 피펫팅 탐침 424를 포함한다. 비록 당업계 에서 숙련된 사람은 위치 정지의 교체 형태를 고안할 수 있겠지만, 나타낸 바와 같이, 탐침 424의 큰 지름 부분은 가이드 430의 내부 표면에 의해 한정된 두 개의 위치 정지로 한정된다. 탐침의 바닥에서 외부의 힘이 없을 때에, 상기 튜브 요소가 연장된 위치에 머무를 수 있도록 하기 위하여 디스펜서 420은 또한 수직의 튜브 요소 425 위의 가이드 430의 표면 및 돌출부(ledge) (또는 칼라(collar)) 435 사이에서 압축되는 스프링 요소 440을 포함한다. 디스펜서는 또한 가이드 430을 올리거나 내리게 하는 가이드 430 (나타내지 않음)에 부착된 수직의 번역판을 포함한다.

디스펜서 420을 사용하는 피펫팅 작동의 한 구체예에서, 바닥 표면에 닿을 때까지 탐침 424가 용기 내로 낮추어지도록 가이드는 내려진다. 내리는 것은 완전히 연장되고 완전히 수축된 위치 사이의 위치로 튜브 요소 425가 스프링 440에 대하여 밀고, 탐침 가이드 430 내로 수축하도록 계속된다. 유체는 웰로부터 더해지거나 또는 제거되고 탐침 424는 웰의 밖으로 들려올려진다. 뚫릴 수 있는 봉인을 가지는 용기를 사용한 특정 예에서, 상기 방법은 탐침 424가 봉인에 접촉하여 꿰뚫을 때까지 번역판을 내리는 것을 더 포함할 수 있다. 게다가, 봉인을 꿰뚫는 것은 e) 피펫팅 탐침 424가 플레이트 봉인에 접촉할 때까지 번역판을 내리는 것, f) 튜브 요소 425가 스프링 440에 대하여 밀고 완전히 수축된 위치까지 탐침 가이드 430 내로 수축하도록 번역판을 계속 내리는 것, 및 g) 피펫팅 탐침 424가 플레이트 봉인을 꿰뚫고 튜브 요소 425가 완전히 연장된 위치까지 되돌아가도록 번역판을 계속 내리는 것을 더 포함할 수 있다.

도 7a-7b는 장치 100으로부터 꿰뚫는 탐침 225의 두 개의 그림을 나타낸다. 꿰뚫는 탐침 225는 꿰뚫는 방향(탐침이 웰을 꿰뚫기 위하여 이동하는 방향, 이 경우에는 탐침의 긴 축)의 한쪽 끝에서 꿰뚫는 팁 451을 형성하기 위하여 정점까지 점점 가늘어지는 외부 표면을 가지는 꿰뚫는 부분 450을 포함한다. 꿰뚫는 탐침 225는 또한 꿰뚫는 치수를 따라 꿰뚫는 부분 450에 인접하여 배열된 봉인 대체 부분 452를 포함한다. 대체 부분 452는 꿰뚫고자 하는 웰의 구멍의 모양(이 경우에는, 둥근 모서리를 가지는 정사각형)에 대응하여, 약간 작은 크기이기는 하지만, 같은 모양으로 된다. 꿰뚫는 부분 450이 봉인을 꿰뚫은 후에, 대체 부분 452는 웰의 벽으로 플레이트 봉인을 밀고 봉인이 웰 내에서 신호의 검출을 방해하는 것을 방지한다. 꿰뚫는 탐침 225는 또한 대체 부분 452에 인접한 플레이트 정지 부분 454를 포함한다. 정지 부분 454는 목표 웰에 들어갈 수 없는 크기로 만들어지고 따라서 목표 웰 내에서 탐침 225의 최대 이동이 한정된다.

상기에서 언급한 바와 같이, 대체 부분 452는 꿰뚫고자 하는 웰의 모양과 같은 모양으로 된다. 단면 부분(꿰뚫는 방향과 수직)은 원, 타원, 다각형 (등변 또는 아님), 둥근 모서리를 가지는 다각형을 포함하여 어떤 웰 모양을 취할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 한 특정 예에서 그것은 정사각형 또는 둥근 모서리를 가지는 정사각형이다. 꿰뚫는 부분 450은 원뿔꼴 모양 및 피라미드 모양을 포함하는 모양을 취할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 도 7a에서 나타낸 바와 같이, 그것은 팁 451로부터 방사 방향으로 연장되는 모서리 453을 가지는 정방형의 피라미드 모양을 가진다. 피라미드의 모서리는 유리하게, 꿰뚫는 공정동안 부분으로 봉인을 자를 수 있도록 하는 절단 모서리를 형성한다. 예를 들어, 도 7a-7b에 나타낸 바와 같이 꿰뚫는 탐침은 둥근 정사각형 웰 위의 봉인을 꿰뚫고, 네 개의 삼각형 봉인 조각을 형성하도록 대각선으로 봉인을 절단하며 이들 조각을 웰의 벽으로 접도록 고안된다. 절단 모서리는 또한 표면으로부터 올려질 수 있으며, 예를 들어, 꿰뚫는 시스템이 모양이 근본적으로 원추형일 수 있지만 원추형 표면으로부터 확장되는 절단 모서리를 올릴 수 있다. 장치는 또한 꿰뚫는 탐침 및 봉인된 플레이트를 포함하는 멀티-웰 플레이트를 분석하기 위하여 제공된다. 적절한 플레이트는 봉인 필름(예를 들어, 점착성(adhesive), 열봉인(heat sealed), 또는 음향 용접(sonic welded) 필름)으로 봉인된 플레이트를 포함한다. 필름은 플라스틱 및 금속 필름 또는 이들의 조합을 포함하는 재료를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 한 구체적인 구체예에서, 봉인은 열 봉인 가능한 또는 점착성의 알루미늄 호일과 같은 (열 봉인 가능한 또는 점착성의 코팅 또는 필름과 같은 봉인 층으로 코팅될 수 있는) 금속 호일이다.

도 7b에서 나타낸 바와 같이, 꿰뚫는 탐침 225는 회복력을 제공하고 플레이트에 적용될 수 있는 최대한의 힘을 한정하기 위하여 스프링이 적재되어 있다. 꿰뚫는 탐침 225는 탐침 가이드 470 안의 구멍 내부에서 미끄러지는 탐침 샤프트(shaft) 460을 포함하며, 상기 탐침 가이드 470은 차광 봉입물 110의 최상부에 고정적으로 설치되어 있다(도 2 참조). 탐침 가이드 470 내로 완전히 올려지도록 압축 스프링 461은 탐침 샤프트 460으로 치우친 회복력(restorative force)을 제공한다. 회복력은 i) 샤프트 460 내에 고정적으로 잡혀 있는 핀 464 및 ii) 가이드 470 및 봉입물 110의 최상부 사이에 고정적으로 잡혀 있지만 샤프트 460의 홈 463(가이드 470과 비교하여 탐침 샤프트 460의 이동 범위를 한정하는 홈 463) 내에서 자유롭게 움직일 수 있는 핀 462 사이에서 제공된다. 탐침 225는 플런저 465에 힘을 적용함으로써 (예를 들어, 탐침 대체 요소 265를 가진 홈 227을 잡고 (도 4 참고) 수직 방향으로 탐침 대체 요소 265를 번역함으로써) 꿰뚫는 방향으로 움직여지도록 고안된다. 플런저 465 및 핀 464 사이의 제 2의 압축 스프링(나타내지 않음)은 꿰뚫는 탐침 225로 적용될 수 있는 힘을 제한한다; 만약 과도한 힘이 적용되면, 플런저는 가이드 470에 대응하여 샤프트 460을 움직이는 대신에 제 2의 압축 스프링을 압축할 것이다. 홈 467 내의 핀 466은 샤프트 460 내의 플런저 465의 최대한의 이동을 한정한다.

도 8은 하나의 유니트 내로 통합된 꿰뚫는 탐침 및 피페팅 탐침의 다른 구체예를 나타낸다. 도 8은 봉인 꿰뚫는 팁 521, 봉인 대체 부분 522, 및 플레이트 정지 부분 524를 가진 봉인 꿰뚫는 부분 520을 가지는 봉인 꿰뚫는 탐침 510을 포함하는 봉인 꿰뚫는 것/피페터 500을 나타낸다. 꿰뚫는 것/피페터 500은 또한 탐침 510이 꿰뚫는 방향을 따라서 미끄러질 수 있는 원통형의 구멍을 가진 꿰뚫는 탐침 가이드 540을 포함한다. 꿰뚫는 탐침 510은 또한 꿰뚫는 방향에 평행한, 한 예로 꿰뚫는 팁 521로부터 갈라지는(off-set), 스루우홀 525를 가진다. 가이드 540에서 떨어진 꿰뚫는 탐침 510의 이동은 피펫팅 탐침 530이 꿰뚫는 탐침 510으로부터 연장되게 하고, 가이드 540을 향한 꿰뚫는 탐침 510의 이동은 피펫팅 탐침 530이 꿰뚫는 탐침 510 내로 당기게 되도록 피펫트 탐침 530은 스루우홀 525 내에 움직일 수 있게 위치하고 가이드 540에 고정적으로 부착된다. 가이드 540 내의 압축 스프 링 545는 가이드 540에서 떨어진 꿰뚫는 탐침 510을 밀고, 피펫팅 탐침 530을 수축하도록 작동한다(꿰뚫는 탐침 510의 최대한의 대체는 물리적인 정지, 특히 탐침 510 위의 칼라 526 및 가이드 540 위의 돌출부 547에 의해 한정됨).

작동에서, 꿰뚫는 탐침 510이 웰 위의 봉인을 꿰뚫고 대체하도록 플레이트 가이드 540은 봉인된 웰을 향해 낮추어진다. 스프링 545의 실제적인 압축 없이 봉인이 꿰뚫어 질 수 있도록 압축 스프링 545의 스프링 상수가 선택된다(그리고 피펫팅 탐침 530은 스루우홀 525에 수축된 채로 남아있고 꿰뚫는 탐침 510과 동시 번역된다). 가이드 540의 계속된 낮춤은 플레이트 정지 부분 524가 웰의 최상부 표면에 접촉하게 하고, 꿰뚫는 탐침 510의 더 이상의 번역을 방지하며, 웰 내로의 스프링 545의 압축 및 피펫팅 탐침 530의 확장이 이루어진다.

도 9a-9c는 봉입물 110의 최상부 위에 설치된 대부분의 구성요소의 제거 후에 장치 100(도 1-2 참조)의 차광 봉입물 110의 최상부 그림을 나타낸다. 도 9는 세 개의 다른 위치(명료하게는, 문 150의 노출된 표면이 그물눈음영(cross-hatch)에 나타내져 있다)에서 미끄러지는 차광 문 150을 수반하는 세 개의 그림(a-c)를 나타낸다. 도 9a에서, 봉입물 110의 최상부 내의 플레이트 도입 구멍 626, 꿰뚫는 탐침 구멍 630, 및 피펫팅 탐침 구멍 640을 완전히 봉인하기 위하여 문 150은 완전히 봉인된 위치에 있다. 빛 검출 구멍 610은 구멍 610 밑에 위치한 웰로부터 방출되는 빛의 검출 및/또는 이미지화가 이루어지도록 장애물이 제거된다. 상기 그림은 또한 구멍 610 아래의 봉입물 110의 바닥에 설치된 플레이트 접촉 메커니즘 615를 나타낸다. 플레이트 접촉 메커니즘 615는 웰 내부에 전극을 가지는 플레이트를 수 반한 사용을 위해 고안되고 전극은 플레이트의 바닥에 만들어진 이들 전극에 접촉한다; 플레이트 접촉 메커니즘 615는 구멍 610 아래에 위치한 웰의 전극 접촉에 전기 접촉을 제공한다.

도 9b에서, 미끄러지는 문 150은 봉입물 110의 최상부에서 구멍 630 및 640에 대응하는 미끄러지는 문 150 내의 꿰뚫는 탐침 및 피펫팅 탐침 구멍을 정렬시키기 위하여 부분적으로 열린다. 이 위치에서 문과 함께, 꿰뚫는 탐침 및 피펫팅 탐침은 적당한 구멍 아래에 위치한 웰에 접근할 수 있다. 플레이트의 위치를 바꾸지 않고 플레이트 내의 웰 또는 다수의 웰의 다수의 위치에 피펫팅 탐침이 접근할 수 있도록 다수의 피펫팅 구멍이 제공된다. 도 9c에서, 플레이트 도입 구멍 626을 완전히 열고 플레이트 스태커 120와 122, 및 플레이트 엘리베이터 625 사이에서 플레이트의 이동이 이루어지도록, 미끄러지는 문 150은 완전히 열린다.

도 10은 차광 봉입물 110에 존재하는 기계적인 구성 요소를 나타낸다. 플레이트 번역판 710은 봉입물 110 이내의 높아진 위치에 설치되고, 플레이트 홀더 720 및 플레이트 730을 잡는 것을 제공한다. 번역판 710은 플레이트 홀더 720에 두 개의 번역의 수평축을 제공하고, 플레이트 홀더 720이 봉입물 110으로 대부분의 수형 구역을 덮게 하는 선형 가이드 및 모터를 포함한다. 플레이트 엘리베이터 740 및 접촉 메커니즘 750이 플레이트 홀더 720을 통하여 플레이트 730의 바닥에 접촉할 수 있도록 플레이트 홀더 720은 모서리에서 플레이트 730을 지지하고 중심에서 열린다. 플레이트 홀더 720이 엘리베이터 740 위의 플랫폼 745의 하나 위에 위치할 때, 엘리베이터 740의 모터로 움직이는 시저 메커니즘(motor driven scissor mechanism)은 플랫폼을 올리고, 플레이트 홀더 720으로부터 봉입물 110의 최상부에 설치된 플레이트 스태커까지 플레이트 730을 들러올리기 위해 작동할 것이다. 전기 접촉 755가 플레이트 730의 바닥에서 전극 접촉에 접촉하고, 상기 접촉을 통하여, 예를 들어, 전극에 전기화학발광을 유도함과 같이, 플레이트 730의 웰 내의 전극에 전기 에너지의 적용을 허용할 수 있도록, 유사하게, 플레이트 홀더 720이 접촉 메커니즘 750 위에 위치할 때, 접촉 메커니즘 750의 모터로 움직이는 시저 메커니즘은 전기 접촉 755를 올리도록 작동할 것이다. 비록 이들 메커니즘이 특정 이익을 가질 수 있을지라도 플레이트를 움직이는 것, 전기 접촉, 탐침, 등을 위해 기술된 운동 시스템은 본원에 묘사된 특정 메커니즘에 한정되지는 않는 것으로 언급되어야 한다. 구성 요소의 바람직한 이동을 성취하기 위한 다른 종래의 메커니즘을 선택하는 것은 당업계의 사람의 이해 범위내임이 분명하다.

한 구체예에서, 번역판 710은 플레이트 홀더 720의 빠른 한 개 또는 두 개의 축 진동을 얻고, 그것에 의하여, 플레이트 홀더 위 플레이트의 내용물을 흔들고 혼합하는데 사용될 수 있다. 흔드는 개요는 연속된 단일축 흔듦으로부터 순환주기 궤도 흔듦(duty-cycled orbital shaking)까지의 범위 안에서 변동한다. 한 예는 두 가지 다른 진동수에서 축으로 흔듦을 포함한다. Wohlstadter et al.의 미국특허 제6,413,783호에 기술된 바와 같이, 시스템은 또한 고주파 분해가 샘플 배양 동안 혼합하는 것을 향상시키기 위해 제공할 수 있다.

한 구체예에서, 차광 봉입물은 이미징 구멍 아래 및 플레이트 홀더의 높이 아래에 위치한 빛 소스를 포함한다. 이 배열은 플레이트에서 유체 구멍 또는 창 문(window)의 사용이 플레이트 정렬에서 잘못을 교정하는데 사용될 수 있게 한다. 플레이트의 정렬을 결정하고 잘못을 교정하기 위하여 빛 소스로부터의 빛은 기준(fiducials)을 통해 통과되고 이미징 시스템에서 이미지화된다. 유리하게, 플레이트 최상부에 대비되는 플레이트 바닥으로부터 형성된 플레이트(예를 들어, 동시계속 미국출원 제10/185,274호 및 제10/185,363호에 기술된 바와 같이 사출성형된 플레이트 최상부에 대비되는 스크린 프린트된 플레이트 바닥을 가지는 플레이트)는, 유리하게 기준 무늬를 넣거나 (예를 들어, 스크린 프린트 된) 또는 플레이트의 최상부에 대응하여 플레이트 바닥의 정렬불량을 바로잡기 위하여 플레이트 바닥으로의 절단을 포함한다. 한 구체적인 구체예에서, 상기 플레이트 위의 플레이트 최상부는 기준의 이미지화를 허용하기 위하여 플레이트 바닥에서 기준과 정렬된 구멍(예를 들어, 플레이트 최상부의 외부 구조물에서)을 포함한다. 따라서, 플레이트 아래에 발생된 빛의 이미지화는 이미지 처리 소프트웨어에 플레이트의 정확한 위치를 전달하고 또한 카메라 초점을 확인하기 위해 제공하는데에도 사용될 수 있다. 그 다음 플레이트는 두개의 축 포지셔닝 시스템(two-axis positioning system)을 사용하여 재조정될 수 있다. 따라서, 플레이트 포지셔닝 방법은 (1) 빛-경로 구멍을 가지는 플레이트를 제공하는 것; (2) 바닥으로부터 플레이트를 조명하는 것; (3) 빛-경로 구멍을 통해 들어오는 빛을 검출하는 것; 및 (4) 선택적으로, 플레이트를 재조정하는 것을 포함하여 제공된다.

장치, 시스템, 방법, 시약, 및 장비가 환경 샘플의 분석을 수행하는데 사용될 수 있다. 그것들은 멀티-웰 플레이트 분석 형식에서 자동화된 샘플링, 샘플 준 비, 및 분석을 수행하는데 특히 매우 적절할 수 있다.

하나의 구체예는 (1) 샘플 수집 모듈; (2) 선택적으로, 샘플 처리 모듈; 및 (3) 생물학적 병원체 검출 모듈을 포함하는 독립적인 환경 모니터링 시스템이며, 여기에서 모듈은 유체 결합되고(fluidically connected), 또는 연결가능한 하나의 예에서, 모듈 사이에서 샘플 운반이 가능하게 한다. 한 구체예에 따라서, 독립적인 환경 시스템은 감소된 인간의 상호작용을 요구하여 몇 주간의 지속된 작동을 가능하게 한다.

검출될 수 있는 생물학적 병원체는 생물학적 독소뿐만 아니라 바이러스, 박테리아, 균류 및 기생 병원균을 포함한다. 병원체 그 자체가 검출될 수 있거나 또는 병원체는 세포 단편(cellular fragments), 단백질, 핵산, 지질, 다당류, 및 독소를 포함한 병원체로부터 유래한 물질의 측정을 통하여 검출될 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

한 구체예에서, 독립적인 환경 모니터링 시스템 샘플 공기는 수집 유체에서 공기 샘플로부터 미립자 물질을 부유시키고 그것에 의해서 액체 샘플을 만들어 내며, 바이러스, 박테리아, 및 독소를 포함하여 하나 또는 그 이상의 생물학적 병원체에 대한 분석을 수행한다. 분석은 단일의 또는 복합된 분석 형식에서 수행될 수 있다.

생물학적 병원체의 일부 예는 백시니아 바이러스(vaccinia virus), 브루셀라(Brucella spp.), 보튤리늄 독소 A(botulinum toxin A), 리신(ricin), 스태프 엔테로톡신 B(staph enterotoxin B, SEB), 베네수엘라말뇌염(Venezuelan equine encephalitis, VEE), 페스트균(Yersinia pestis, YP), 탄저균(Bacillus anthracis, BA), 콕시엘라 부르네티(Coxiella burnetii, CB), 및 야토균(Francisella tularensis, FT)를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

한 구체예에서, 시스템은 또한 생물학적 병원체 검출 모듈로부터 데이터를 받고 처리하는 컴퓨터를 포함한다. 컴퓨터는 데이터에서 적극적인 확인을 인지하고, 선택적으로, 수행하는 테스트의 빈도를 증가시키고, 적당한 당국에 경보를 발하기 위하여 데이터를 보내며, 게다가, 선택적으로, 자동적으로 분석의 빈도를 증가시키고/증가시키거나 생물학적 병원체의 존재를 확인하기 위해 검출 한계를 낮추는 근처 부가적인 독립적인 환경 모니터링 시스템에 자동적으로 경보를 발한다.

따라서, 네트워크는 또한 독립적인 환경 모니터링 시스템에 제공된다. 한 구체예에 따라서, 작동 기간 동안 특정 위치에서 배경의 샘플링을 획득하는 것을 통하여 개별적인 장소에서 배경 데이터를 설명함으로써 네트워크에서 각 독립적인 환경 모니터링 시스템은 개별화된 검출 시작(threshold) 한계를 자동적으로 결정할 수 있다. 획득된 배경 수준 정보는 평균 배경 수준 및 배경 수준의 표준 편차(standard deviations)를 추적하고, 개별적인 독립적인 환경 모니터링 시스템의 장소 위치를 위한 검출 시작 한계에 동적으로 적합시키는데 사용된다.

한 구체예에 따라서, 샘플 수집 모듈은 공기 샘플 중에서 여과된, 또는 그렇지 않으면 농출된 입자의 부유물(suspensions)과 같은 환경 샘플을 수집하고 처리를 할 수 있다. 사용될 수 있는 공기 샘플링 시스템은 필터 기초 수집기(filter based collectors), 임팩터(impactor), 버추얼 임팩터(virtual impactor), 및 젖은 사이클론(wetted cyclone)을 포함한다. 사용될 수 있는 표준 샘플 수집 모듈의 예는 미국특허 제6,888,085호; 제6,887,710호; 제6,867,044호; 및 제6,567,008호에 기술된 시스템을 포함한다. 부가적으로, 또는 그 대신에, 샘플 수집 모듈은 물 샘플(water samples), 토양 샘플(soil samples), 임상 샘플(clinical samples), 환경 맥주(environmental swipes) 등, 환경 슬러지(environmental sludges), 식품 샘플, 음료, 먼지의 부유물을 함유하는 샘플, 또는 생물학적 샘플과 같이 다른 종류의 샘플을 수집하고, 농축하거나, 또는 처리하도록 형성될 수 있다. 분석될 수 있는 임상 샘플은 대변(feces), 점막 스웝(mucosal swabs), 생리적인 유체(physiological fluids) 및/또는 세포의 부유물을 함유하는 샘플을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 생물학적 샘플의 특정 예는 혈액(blood), 혈청(serum), 혈장(plasma), 조직 흡입액(tissue aspirates), 조직 호모제네이트(tissue homogenates), 세포 배양(cell cultures), 세포 배양 상층액(cell culture supernatants)(진핵 및 원핵 세포의 배양 포함), 소변(urine), 및 뇌척수액(cerebrospinal fluid)을 포함한다.

수집 유체(collection fluid)에 에어로졸화된 미립자 스팀(aerosolized particulate stream) 내에 함유된 미립자를 부유하는 장치는 고주파 분해기(sonicator), 진탕 혼합기(vortex mixer), 교반기(shaker), 심플 믹서(simple mixer), 또는 유체와 공기 샘플 간의 최적화한 접촉을 위한 다른 수단을 이용할 수 있다.

한 구체예에 따라서, 계면활성제가 수집기 용액 내의 입자(종이(paper), 부스러기(debris), 및 먼지(dust)를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아님)에 대해 생물학적 병원체의 손실을 방지하기 위하여 수집 유체에 첨가될 수 있다. 유용한 계면활성제는 이온 또는 비이온 용제(detergent) 또는 계면활성제(예를 들어, 비이온 용제/계면활성제의 종류는 BRIJ, TRITON, TWEEN, THESIT, LUBROL, GENAPOL, PLURONIC, TETRONIC, 및 SPAN의 상표명으로 알려져 있다)를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 다른 구체예에 따라서, 예를 들어, 셀룰로오스를 기초로한 부스러기(cellulose- based debris)와 같은, 미립자에 흡착되는 생물학적 병원체는 예를 들어, 아세트산, 또는 시트르산과 같은, 카르복시산으로 처리함으로써 용액내로 방출된다.

한 구체예에 따라서, 생물학적 병원체의 검출은 샘플의 물리 또는 화학적인 처리에 의해 개선된다. 처리하는 것은 (1) 샘플 내 생물학적 병원체를 농축, (2) 생물학적 병원체를 용해(lyse) 및/또는 분해(fragment), 및 (3) 다른 방법으로는 접근할 수 없는 상태인 결합부위를 노출시키는데 사용될 수 있다.

장치는 여과(filtration), 친화성 분리(affinity separation) 및/또는 원심 분리(centrifugation)에 의해 액체 샘플 내의 부유된 생물학적 병원체를 농축시키는 농축기 시스템을 포함할 수 있다. 여과 농축기 시스템은 과도한 유체를 제거하는 동안 박테리아 및 바이러스 입자를 보존하도록 선택된 필터를 사용할 수 있다. 한 예에서, 여과 농축기 시스템은 예를 들어, 단백질, 독소, 핵산, 다당류, 및 지질과 같은 생물학적 분자를 보존하는 필터를 사용한다. 시스템은 또한 예를 들어 역방향 및/또는 고주파분해(sonication)에서 버퍼 용액을 흘림으로써, 필터 및 용액에서 재부유된(re-suspended) 것으로부터 생물학적 병원체 제거를 제공할 수 있 다.

원심 분리 농축기 시스템은 원심 분리 후 과도한 유체를 제거함으로써 유체로부터 생물학적 병원체를 분리한다. 시스템은 또한 과도한 유체 제거 후 더 작은 유체 부피에서 농축된 생물학적 병원체의 재부유(re-suspension)를 제공한다.

한 구체예에 따라서, 시스템은 생물학적 병원체에 결합할 수 있는 친화성 레진(affinity resin)을 포함하는 친화성 농축 유니트(affinity concentration unit)를 사용한다. 친화성 레진의 예는 소수성 결합 레진(hydrophobic interaction resins, C4-C18, 폴리-(poly-), 폴리에틸-(polyethyl-), 및 폴리메틸-아스파타미드(polymethyl-aspartamide))을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 레진은 편리하게 컬럼, 카트리지에 포장되거나, 또는 매여있지 않은 구슬(loose beads)로서 사용될 수 있다. 상기 시스템은 방출 용매(release solvent)로 용리(elution)시킴으로써 친화성 배지로부터 생물학적 병원체 제거를 제공한다.

한 구체예에 따라서, 적어도 하나의 분석 대상물(analyte)은 적어도 하나의 미립자(microparticle), 또는 다수의 미립자(예를 들어, 다수의 자기로 반응하는 미립자)의 표면에서의 고정, 어느 한 쪽의 수동적으로(예를 들어, 비특이적 결합에 의해) 또는 분석 대상물의 결합 짝과의 결합작용을 통해(예를 들어, 분석 대상물에 결합하는 항체) 또는 공유 결합을 통하는 것과 같은 화학적인 결합을 통해(예를 들어, NHS-에스테르(NHS-ester)와의 결합) 및/또는 적절한 링커(linker)와의 결합에 의해, 또는 하나 또는 그 이상의 특이적 결합 시약, 및/또는 이들의 조합을 통해 농축될 수 있다.

하나의 구체예에서, 초음파 용해 시스템(ultrasonic lysis system)은 예를 들어, Wohlstadter et al.의 미국특허 제6,413,873호에 기술된 바와 같이 샘플 처리 모듈 내로 합체된다. 그 대신에, 샘플 처리 모듈은 화학적 용해 시스템을 포함할 수 있다. 용제(detergent), 산(acids), 염기(bases), 또는 다른 용해제에 의한 화학적 용해는 식물성 박테리아(vegetative bacteria), 포자, 및 바이러스 입자(viral particles)를 부수고 여는데 사용될 수 있다. 그 다음에 화학적 용해에 사용되는 산성 또는 염기성 용액은 분석 대상물 검출 모듈로 샘플을 운반하기 전에 중화될 수 있다. 한 구체예에 따라서, 용해 시스템은 농축기 시스템을 포함하는 분리기의 상류 부분(upstream)에 합체된다. 그 대신에, 세포의 용해가 농축기 유니트로부터 생물학적 병원체의 제거 뒤에 일어난다.

상기 샘플 처리 모듈은 바람직하지 않고 일부 예에서 방해하는 물질의 제거를 할 수 있는 부분적인 정화 시스템을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 부분적인 정화 시스템은 생물학적 분자는 투과할 수 있지만, 큰 미립자는 통과할 수 없는 필터를 포함할 수 있다. 상기 모듈은 또한 화학적 부분적인 정화 시스템(예를 들어, 알코올을 사용하여 핵산을 침전시키는 시스템)을 포함할 수 있다.

한 구체예에 따라서, 생물학적 병원체 검출 모듈은 멀티-웰 플레이트로부터 전기화학발광(electrochemiluninescence, ECL)을 판독하는 판독기를 포함한다. 예를 들어, ECL-기초 복합 테스팅은 미국출원 제10/185,274호 및 제10/185,363로의 각각에 대한 미국공개 제2004/0022677호 및 제2004/0052646호; 미국출원 제10/238,960호의 미국공개 제2003/0207290호; 미국출원 제10/238,391호의 미국공개 제2003/0113713호; 미국출원 제10/744,726호의 미국공개 제2004/0189311호; 및 미국출원 제10/980,198호의 미국공개 제2005/0142033호에 기술되어 있다.

한 구체예에서, 상기 생물학적 병원체 검출 모듈은 샘플 및 버퍼를 수용하고, 플레이트의 웰로 그것들을 분배하기 위한 통합된 피펫터 및 유체 집합관(fluidic manifold)을 가진다. 하나의 바람직한 구체예에 따라서, 모듈은 한번에 오직 하나의 웰로부터만 ECL을 유도하고 측정하게 한다.

분석 대상물 검출 모듈의 한 예인 도 1의 그림은 플레이트를 저장하고 이동시키기 위한 기계적인 시스템; 발광(ECL을 포함)을 측정하기 위한 빛 검출기; 플레이트로 샘플을 운반하기 위한 유체 경계면(fluidic interface) 및 피펫팅 시스템; 및 모듈을 구동하는 전자판(electronic boards);의 소형 기구 내의 배열을 설명한다.

한 구체예에 따라서, 분석 대상물 검출 모듈은 (1) 빛 검출, (2) 액체 취급, 및 (3) 플레이트 취급의 세 개 서브시스템을 가진다. 각 서브시스템은, 선택적으로, 신뢰성 있는 작동을 확실하게 하고 그릇된 확실성의 가능성을 감소시키기 위하여 빌트인 에러 검출 구성 요소(built-in error detection component)를 가진다.

방법은 또한 세균전 제제(biological warfare agents)를 포함한 생물학적 병원체에 대한 분석을 수행하는데 제공되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 한 구체예에서, 상기 방법은 결합 분석(binding assay)이다. 다른 구체예에서, 상기 방법은 고체상 결합 분석(solid-phase binding assay)(한 예에서, 고체상 면역학적 검정)이고 분석 조성물에 존재하는 관심상의 분석 대상물에 결합하는 (또는 결합 경 쟁자(binding competitors)) 하나 또는 그 이상의 결합 표면을 가지는 분석 조성물에 접촉하는 것을 포함한다. 방법은 또한 관심상의 분석 대상물과 특이적으로 결합할 수 있는 하나 또는 그 이상의 검출 시약을 가지는 분석 조성물에 접촉하는 것을 포함할 수 있다. 바람직한 구체예에 따른 복합된 결합 분석 방법은 당업계에서 이용가능한 다수의 형식을 수반한다. 적절한 분석 방법은 샌드위치(sandwich) 또는 경쟁적인(competitive) 결합 분석 형식을 포함한다. 샌드위치 면역학적 검정(sandwich immunoassays)의 예는 미국특허 제4,168,146호 및 제4,366,241호에 기술되어 있다. 경쟁적인 면역학적 검정의 예는 미국특허 제4,235,601호; 제4,442,204호; 및 Buechler et al.에 대한 제5,208,535호에 개시된 것을 포함한다. 한 예에서, 해양성(marine) 및 균의(fungal) 독소와 같은 작은 분자 독소는 경쟁적인 면역학적 검정 형식에서 유리하게 측정될 수 있다.

검출 시약으로서 사용될 수 있는 결합 시약(Binding reagents), 결합 표면 및/또는 결합 시약의 결합 구성 요소는 항체(antibodies), 수용체(receptors), 리간드(ligands), 합텐(haptens), 항원(antigens), 에피톱(epitopes), 미미톱(mimitopes), 앱타머(aptamers), 잡종 짝(hybridization partners), 및 인터칼레이터(intercalaters)를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 적절한 결합 시약 조성물은 단백질, 핵산, 약물, 스테로이드, 호르몬, 지질, 다당류, 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 용어 “항체(antibody)”는 원래대로의 항체 분자(시험관내에서 항체 서브유니트의 재회합(re-association)에 의하여 결집된 잡종 항체를 포함하여), 항체 절편(antibody fragments), 및 항체의 항 원 결합 도메인(antigen binding domain)을 포함하는 재조합 단백질 구조물(recombinant protein constructs)(예를 들어, Porter & Weir, J. Cell Physiol., 67 (Suppl l):51-64, 1966; Hochman et al., Biochemistry 12:1130-1135, 1973; 참고문헌으로 본원에 포함되어 있는 것에 기술된 바와 같음)을 포함한다. 용어는 또한 예를 들어 표지화에 사용되는 동위체(label)의 도입에 의한, 화학적으로 변형된 원래대로의 항체 분자, 항체 절편, 및 항체 구조물을 포함한다.

본원에서 사용된 바와 같이, 측정된 것은 양적 및 질적 측정을 망라하고 이에 한정되는 것은 아니지만, 분석 대상물의 존재를 검출하는 것, 분석 대상물의 양을 재는 것, 알려진 분석 대상물을 확인하는 것, 및/또는 샘플내 알려지지 않은 분석대상물의 정체를 결정하는 것을 포함하여 다양한 목적으로 수행된 측정을 망라하는 것으로 이해된다. 하나의 구체예에 따라서, 하나 또는 그 이상의 결합 표면에 결합된 제1의 결합 시약 및 제2의 결합 시약의 양은 샘플내에서 분석 대상물의 농도값, 즉, 샘플의 부피당 각 분석 대상물의 양으로서 제공될 수 있다.

분석 대상물은 전기화학발광에 기초한 분석 형식을 이용하여 검출될 수 있다. 전기화학발광 측정은 전극 표면에 고정화된(immobilized) 또는 그렇지 않으면 수집된 결합 시약을 이용함으로써 바람직하게 수행된다. 특히 바람직한 전극은 특별히 고안된 카트리지 및/또는 멀티-웰 플레이트(예를 들어, 24-, 96-, 384- 등의 웰 플레이트)의 바닥에 만들어 질 수 있는 스크린 프린트된 탄소 잉크 전극(screen-printed carbon ink electrodes)을 포함한다. 탄소 전극의 표면위 ECL 라벨(label)로부터의 전기화학발광은 동시계속 미국출원 제10/185,274호 및 제 10/185,363호(둘 다 표제가 “발광 테스트 측정을 위한 분석 플레이트, 판독기 시스템 및 방법”이고, 2002년 6월 28일에 신청되었으며, 본원에 참고문헌으로서 포함되어 있음)에 기술된 바와 같이 이미징 플레이트 판독기를 사용함으로써 유도되고 측정된다. 유사한 플레이트 및 플레이트 판독기는 지금 상업적으로 이용가능하다(MULTI-SPOT®및 MULTI- ARRAY™ 플레이트 및 SECTOR®기구(instruments), Meso Scale Discovery, a division of Meso Scale Diagnostics, LLC, Gaithersburg, MD).

한 구체예에서, 플레이트 내의 전극에서 고정화된 항체는 샌드위치 면역학적 검정 형식에서 선택된 생물학적 병원체를 검출하는데 사용될 수 있다. 다른 구체예에서, 플레이트 내의 통합된 전극에 만들어진, 항체의 마이크로어레이(microarrays)는 샌드위치 면역학적 검정 형식에서 다수의 선택된 생물학적 병원체를 검출하는데 사용될 것이다. 따라서, 각 웰은 플레이트의 그리고, 선택적으로, 샘플의 분석, 및 적극적(positive) 및 소극적(negative)인 제어를 수행하기 위하여 필요한 건조 형태 표지화된 검출 항체 및 모든 부가적인 시약에서 작동하는 전극 위에 고정화된 하나 또는 그 이상의 포획 항체(capture antibodies)를 함유한다. 한 예에서, 단독 웰 내에서 다수의 결합 표면을 가지는 배열은 유의하게 잘못된 적극적인 확인(false positive identification)을 감소시키도록 테스트를 반복하게 한다.

적극적인 제어 방법은 신호의 발생을 방해함으로써 잘못된 소극적인 측정(false negative measurements)이 이루어질 수 있는 상태 또는 샘플을 확인하는 데 제공된다. 이 양상에 따라서, 적극적인 제어 방법은 환경 샘플에서 관찰되는 것으로 예상되지 않는 적극적인 제어 물질에(예를 들어, 비독소 적극적인 제어 물질(non-toxic positive control substance)에) 결합 시약(예를 들어, 항체)으로 샘플에 접촉하며; 그 후에 적극적인 제어 물질에 대해 표지화된 검출 시약(예를 들어, 항체) 및 적극적인 제어 물질의 제어된 양으로 샘플에 접촉하고 신호를 측정하는 것을 포함한다. 그러므로, 적극적인 제어는 샘플에 관계없이 항상 일정한 적극적인 신호를 제공한다. 유의하게 감소된 신호는 샘플이 항체 결합 반응 또는 신호 발생 과정을 방해함을 나타낼 수 있고, 또는 플레이트 또는 기구에서의 오작동을 나타낼 수 있다.

소극적인 제어 방법(negative control method)은 검출 시약과 맞지 않는 포획 시약(예를 들어, 항체)을 사용하여 제공된다. 방법은 맞지 않는 검출 시약의 존재 하에서 포획 시약으로 샘플에 접촉하고 신호를 측정하는 것을 포함한다. 그러므로, 소극적인 제어는 샘플에 관계없이 소극적인 신호를 제공한다. 소극적인 제어로부터 유의하게 높아진 신호는 교차결합(cross- linking) 제제와 같은, 샘플 내에 물질이 존재함을 나타내고, 소극적인 제어 포획 시약에 대한 맞지 않는 검출 시약의 비특이적 결합을 야기한다.

방법은 그렇지 않으면 잘못된 적극적인 확인을 제공할 어떤 비특이적 결합 효과를 확인하는 특이적 포획 항체와 같이 같은 종(예를 들어, 다클론성 마우스, 토끼, 염소, 등)으로부터 비특이적 항체의 혼합물을 사용하여 제공된다. 이 혼합물은 실제 테스트 측정에서 사용되는 항체의 종을 포함하도록 선택될 수 있다.

방법은 잘못된 적극적인 확인의 빈도를 감소시키기 위하여 교대로 독립적으로 지시할 수 있는 웰에서 포획 및 검출 시약(예를 들어, 항체)의 적어도 두 개의 다른 쌍(pairs)을 사용하여 제공된다. 따라서, 제1의 결합 시약 쌍(pair)은 제1의 확인으로서 사용되고, 만약 적극적이면, 제1의 확인은 제2의 결합 시약 쌍을 사용하는 확인 테스트를 유발한다. 상기 쌍들은 생물학적 병원체의 같은 마커 또는 에피톱을 목표로 할 수 있고, 또는 그 대신에 생물학적 병원체의 다른 마커 또는 에피톱을 목표로 함으로써 두 개의 측정의 직교성(orthogonality)을 더 증가시킬 수 있다. 교대로 하는 웰에서 적어도 두 개의 다른 항체 쌍의 배열은 특히 유리할 수 있다. 이 양상에 따라서, 상기 쌍들은 제1의 확인 세트로서 교대로 하고, 그것에 의하여 확인 테스트로서 웰을 제공하는 수요를 제거한다. 그 대신에, 만약 샘플이 (제1 또는 제2 쌍 중 어느 한 쪽에 기초한) 대부분의 최근의 테스트에 기초하여 적극적이라고 의심되면, 확인은 그 다음의 테스트 웰로 가는 것에 의해 간단히 실행된다.

검출 방법의 신뢰성은 하나의 웰에서 하나 또는 그 이상의 다른 포획 항체를 제공함으로써 더 개선될 수 있고, 여기에서 (a) 둘 또는 그 이상의 다른 항체는 같은 생물학적 표적의 같은 마커 및/또는 에피톱을 인지하며, 및/또는 (b) 둘 또는 그 이상의 다른 항체는 같은 생물학적 표적의 다른 마커 및/또는 에피톱을 인지한다.

생물학적 병원체의 검출을 위한 한 가지 방법은 (1) 샘플 수집 모듈을 사용하여 공기 샘플을 수집하는 것 (한 예로서, 통합된 에어로졸 샘플링 시스템을 사용 함으로써 공기 샘플내 에어로졸을 수집하는 것); (2) 액체 내의 에어로졸을 부유시키는 것; (3) 선택적으로, 샘플 처리 모듈내로 에어로졸 부유물을 이동시키는 것; (4) 선택적으로, 샘플 처리 모듈 내의 에어로졸을 농축 및/또는 부분적으로 정화하는 것 (한 예로서, 큰 입자를 제거함으로써 부분적으로 정화하는 것); (5) 멀티-웰 플레이트의 웰로 액체 샘플을 이동시키는 것; (6) 같은 병원체에 대한 적어도 하나의 검출 항체를 추가하는 것; (7) 분석 측정을 수행하고 생물학적 병원체에 대해 적극적인 샘플을 확인하는 것; (8) 선택적으로, (5)-(7)을 반복함으로써 확인 테스트를 실행하는 것; 및 (9) 경보 경고를 발하는 것을 포함한다. 선택적으로, 검출 시약은 건조 형태의 웰내에 존재하고 (6)은 생략될 수 있다. 이 경우에, 샘플을 추가하면 건조된 시약은 재구성된다. 한 구체예에서, 단계 (5)는 통합된 피펫팅 시스템의 사용을 통해 샘플을 웰로 이동시키는 것을 포함한다.

단계 (5)는 샘플을 플레이트(예를 들어, 기구 100의 차광 봉입물 110 내 플레이트)의 웰로 이동시키기 위하여 액체 샘플을 샘플 챔버(예를 들어, 기구 100의 샘플 구획 310)내로 펌핑하고 피펫팅 시스템(예를 들어, 기구 100의 탐침 260)을 사용하는 것을 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 상기 기술된 바와 같이 기구 100은 그 다음의 분석 단계((6)-(9))의 하나 또는 그 이상 (또는 전부) 뿐만 아니라 이 작동을 실행하는데에도 사용된다.

하나의 구체예에서, 플레이트는 결합 시약(예를 들어, 항체 또는 핵산)의 고정화된 배열을 가지고 샘플 내의 바이오제(bioagents)는 샌드위치 복합체(sandwich complex)를 형성하기 위해 유사한 고정화된 시약 및 유사한 표지화된 검출 시약에 결합한다. 어떤 것에서, 배열은 전극에 형성되고, 검출은 ECL 측정을 사용하여 수행된다. 한 구체예에서, ECL 판독 버퍼의 추가 후에, 전극의 표지는 작동하는 전극에 대해 전압을 적용함으로써 ECL을 방출하도록 유도되고, 방출된 ECL은 CCD 카메라로 이미지화된다. 선택적으로, 특히 더러운 환경에서 에어로졸 샘플러에 의해 발생된 시각적으로 탁한 샘플에 대하여 분석 감도에서 편의를 제공하기 위하여 세척이 ECL 측정 앞에 추가될 수 있다. 이미지 분석은 배열에서 방출된 빛의 위치 및 따라서, 샘플 내의 병원체의 정체를 결정하는데 사용된다. 이미지 분석은 또한 항체 배열의 각 요소로부터 방출된 빛의 정체를 제공하고 각 바이오제의 정확한 양이 측정되게 한다.

본원에서 인용된 특허, 특허 출원, 및 공개는 전부 참고문헌으로서 포함되어 있다.

본 발명은 본원에서 기술한 특정 구체예에 의해 범위가 한정되지 않는다. 물론, 본원에 기술된 것에 더하여 본 발명의 다양한 변형은 앞의 기재내용 및 첨부된 도면으로부터 당업계의 숙련된 사람에게는 명확할 것이다. 상기 변형은 청구항의 범위에 포함되는 것으로 의도된다.

“포함하는”을 언급한 청구항은 청구항의 범위내에 다른 요소의 포함을 허용한다; 본 발명은 또한 “포함하는”이라는 용어 대신에 “필수적으로 ~으로 이루어진”(즉, 만약 본 발명의 작동에 크게 영향을 미치지 않는다면 청구항 범위 이내에 다른 요소의 포함을 허용) 또는 “~으로 이루어진”(즉, 보통 발명에 관련된 불순 또는 중요하지 않은 활성(activities)이 아닌 청구항에 열거된 요소만을 허용) 이라는 연결어구(transitional phrases)를 언급하는 이러한 청구항에 의해 기술된다. 이들 세 가지 연결어구(transitions)의 어떤 것도 본 발명의 청구항에서 사용될 수 있다.

Claims

(a) 멀티-웰 플레이트의 웰로부터 봉인을 제거하기 위한 봉인 제거 도구 및

(b) 상기 멀티-웰 플레이트의 웰로부터 신호를 측정하기 위한 검출 시스템

을 포함하는 봉인된 멀티-웰 분석 플레이트의 웰로부터의 신호를 측정하는 장치.
제 1항에 있어서, 상기 봉인 제거 도구는 봉인 꿰뚫는 팁을 가지는 꿰뚫는 탐침을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 2항에 있어서, 상기 꿰뚫는 탐침은

꿰뚫는 방향의 한 쪽 끝에서 상기 꿰뚫는 팁을 형성하기 위하여 정점으로 점점 가늘어지는 외부 표면을 가지는 꿰뚫는 부분; 및

상기 꿰뚫는 방향을 따라 상기 꿰뚫는 부분에 인접하게 배열되고, 상기 꿰뚫는 방향에 대하여 수직인 단면 모양이 상기 개별 웰의 웰 구멍보다는 작지만, 실제적으로 같은 모양인 봉인 대체 부분;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 3항에 있어서, 상기 단면 모양은 원임을 특징으로 하는 장치.
제 3항에 있어서, 상기 단면 모양은 정사각형 또는 둥근 사각형임을 특징으로 하는 장치.
제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 꿰뚫는 부분은 피라미드모양임을 특징으로 하는 장치.
제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 꿰뚫는 부분은 원뿔꼴임을 특징으로 하는 장치.
제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 꿰뚫는 부분은 상기 팁으로부터 방사 방향으로 연장되는 노출된 모서리를 가지는 것임을 특징으로 하는 장치.
제 3항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 꿰뚫는 탐침은 상기 꿰뚫는 방향을 따라, 플레이트 봉인 위 피스톤의 최대한의 아래로 향하는 힘이 스프링 상수에 의해 한정되도록 하는 스프링이 적재된 것임을 특징으로 하는 장치.
제 3항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 꿰뚫는 탐침은 상기 웰 내로 상기 꿰뚫는 탐침 이동의 최대한의 거리를 한정하는 상기 봉인 대체 부분에 인접한 플레이트 정지 부분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 3항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 피펫팅 탐침을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 11항에 있어서,

상기 꿰뚫는 탐침은 상기 꿰뚫는 방향에 평행하고 상기 꿰뚫는 팁으로부터 분지된(off-set) 스루우홀(through-hole)을 가지고,

상기 피펫팅 탐침은 봉인 제거 작동 동안 상기 꿰뚫는 탐침내로 당겨지고 피펫팅 작동 동안 상기 꿰뚫는 탐침으로부터 연장될 수 있도록 상기 스루우홀에 움직일 수 있게 위치함을 특징으로 하는 장치.
제 12항에 있어서, 상기 꿰뚫는 탐침 및 피펫팅 탐침의 움직임은 독립적으로 제어됨을 특징으로 하는 장치.
제 12항에 있어서,

상기 꿰뚫는 탐침은 상기 웰 내로 상기 꿰뚫는 탐침 이동의 최대한의 거리를 한정하는 상기 봉인 대체 부분에 인접한 플레이트 정지 부분을 더 포함하고

상기 피펫팅 탐침은

(i) 상기 웰로부터 완전히 당겨질 때, 상기 피펫팅 탐침은 상기 꿰뚫는 탐침으로부터 연장되지 않고,

(ii) 웰로의 상기 피펫팅 탐침의 번역은 상기 꿰뚫는 탐침의 동시번역을 야기하며 충분한 힘의 운반이 상기 웰의 봉인을 제거하게 하며,

(iii) 상기 꿰뚫는 탐침 이동의 최대한의 거리를 지나는 계속된 번역은 스프링의 압축 및 상기 웰 내로 상기 꿰뚫는 탐침으로부터 상기 피펫팅 탐침의 연장을 야기하도록 선택된 스프링 상수를 가지는 스프링에 의해 상기 꿰뚫는 탐침과 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1항에 있어서, 상기 봉인 제거 도구는 도려내는(coring) 도구임을 특징으로 하는 장치.
제 1항에 있어서, 상기 봉인 제거 도구는 벗기는(peeling) 도구임을 특징으로 하는 장치.
제 1항에 있어서, 상기 봉인 제거 도구는 캡 제거 도구임을 특징으로 하는 장치.
제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 시스템은 빛 이미징 시스템(light imaging system)임을 특징으로 하는 장치.
(a) 멀티-웰 플레이트의 웰로부터 봉인을 제거하는 것 및

(b) 상기 웰로부터 신호를 검출하는 것

을 포함하는, 제 1항 내지 제 18항 중 어느 한 항의 장치를 이용하여 멀티-웰 플레이트의 웰로부터 신호를 검출하는 방법.
(a) 멀티-웰 플레이트의 웰 위의 봉인을 꿰뚫는 것; 및

(b) 상기 웰로부터 신호를 검출하는 것;

을 포함하는, 제 2항 내지 제18항 중 어느 한 항의 장치를 이용하여 멀티-웰 플레이트의 웰로부터 신호를 검출하는 방법.
제 20항에 있어서, 상기 꿰뚫는 것은

상기 봉인을 조각으로 절단하고,

상기 조각을 상기 웰의 내부 벽을 향하여 접는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 19항 내지 제 21항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 웰 내로 샘플을 피펫팅 하는 것;

상기 웰 내로 분석 시약을 피펫팅 하는 것;

상기 웰을 세척하는 것;

상기 웰을 조명하는 것; 또는

상기 웰에 전기적 전위(electrical potential)를 적용하는 것;

중에서 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 19항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트의 하나 이상의 추가적인 웰에 상기 방법을 반복하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
(a) 시약을 운반하고 폐기물을 수용하기 위한 시약 포트 및 폐기물 포트를 가지고, 내부 용량을 싸는 카트리지 본체;

(b) 상기 시약 포트와 연결된 상기 카트리지 본체 내부의 시약 구획; 및

(c) 상기 폐기물 포트와 연결된 상기 카트리지 본체 내부의 폐기물 구획;

을 포함하고, 구획이 차지하는 부피가 구획으로 액체를 첨가하면 증가하고 구획으로부터 액체를 제거하면 감소하도록 상기 시약 및 폐기물 구획 중 하나 이상은 접을 수 있는 것인 시약 카트리지.
제 24항에 있어서, 상기 시약 및 폐기물 구획은 둘 다 접을 수 있는 것임을 특징으로 하는 시약 카트리지.
제 25항에 있어서, 하나 이상의 추가적인 시약 및/또는 폐기물 포트에 연결된 하나 이상의 추가적인 접을 수 있는 시약 및/또는 폐기물 구획을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시약 카트리지.
제 24항 내지 제 26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시약 카트리지의 내부 부피는 카트리지 내에 저장된 액체 용량의 1.5배 이하임을 특징으로 하는 시약 카트리지.
(a) 상기 시약 구획으로부터 시약을 제거하는 것; 및

(b) 상기 폐기물 구획으로 폐기물을 넣는 것

을 포함하는, 제 24항 내지 제 27항 중 어느 한 항의 시약 카트리지를 사용하는 방법.
제 28항에 있어서, 상기 시약 카트리지로부터 제거된 액체 시약의 80% 이상은 폐기물로서 상기 시약 카트리지 내로 다시 넣어지는 것을 특징으로 하는 방법.
(a) 수직 튜브 요소를 포함하는 피펫팅 탐침;

(b) 상기 튜브 요소가 완전히 연장된 위치 및 완전히 수축된 위치 사이의 가이드 내에서 수직으로 움직이도록 형성된, 수직 방향으로 상기 튜브 요소를 지지하는 탐침 가이드;

(c) 상기 완전히 확장된 위치로 상기 튜브 요소를 치우치게 하는 상기 수직 튜브 요소 및 탐침 홀더에 연결된 스프링 요소; 및

(d) 상기 탐침을 올리거나 내리도록 하는 상기 탐침 가이드에 부착된 수직 번역판;

을 포함하는 액체 디스펜서.
제 30항에 있어서, 상기 튜브 요소의 아래쪽의 구멍은 홈이 파인 것임을 특징으로 하는 액체 디스펜서.
제 30항에 있어서, 상기 탐침은 두 개의 평행 또는 동심의 수직 튜브 요소를 포함하는 것임을 특징으로 하는 액체 디스펜서.
(a) 탐침이 용기의 바닥 표면에 닿을 때까지 번역판을 낮춤으로써 상기 용기 내로 피펫팅 탐침을 내리는 것;

(b) 완전히 확장되고 완전히 수축된 위치 사이의 위치로 튜브 요소가 스프링을 밀고 탐침 가이드 내로 수축하도록 상기 번역판을 계속 내리는 것;

(c) 상기 피펫팅 탐침을 통해 유체를 상기 용기에 첨가 및/또는 용기로부터 회수하는 것; 및

(d) 상기 번역판을 올림으로써 상기 용기 밖으로 상기 피펫팅 탐침을 올리는 것;

을 포함하는, 제 30항 내지 제 32항 중 어느 한 항의 액체 디스펜서를 사용하여 유체를 용기에 첨가 및/또는 용기로부터 회수하는 방법.
제 33항에 있어서, 상기 용기는 꿰뚫을 수 있는 플레이트 봉인으로 봉인되고 상기 방법은 상기 탐침이 상기 봉인에 접촉하여 꿰뚫을 때까지 상기 번역판을 내리는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 34항에 있어서, 상기 꿰뚫는 것은

상기 피펫팅 탐침이 상기 플레이트 봉인에 접촉할 때까지 상기 번역판을 낮추는 것;

상기 완전히 수축된 위치로 상기 튜브 요소가 상기 스프링을 밀고 상기 탐침 가이드 내로 수축하도록 상기 번역판을 계속 낮추는 것; 및

상기 피펫팅 탐침이 상기 플레이트 봉인을 꿰뚫고 상기 튜브 요소가 상기 완전히 확장된 위치로 되돌아 가도록 상기 번역판을 계속 내리는 것;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
(a) (i) 올려지고 내려질 수 있는 플레이트 리프팅 플랫폼을 가지는 하나 이상의 플레이트 엘리베이터;

(ii) 플레이트 도입 구멍을 봉인하기 위한 미끄러지는 차광 문을 포함하고, 상기 플레이트 엘리베이터 및 이미징 구멍 위에 위치하는 하나 이상의 플레이트 도입 구멍을 가지는 차광 봉입물 최상부; 및

(iii) 플레이트 번역판은 플레이트를 지지하는 플레이트 카트리지를 포함하고, 상기 플레이트 카트리지는 플레이트 카트리지 아래에 위치한 상기 플레이트 엘 리베이터가 플레이트에 접근하고 들어올리게 하는 구멍을 가지며, 상기 플레이트 번역판은 상기 이미징 구멍 아래 플레이트가 위치하고 상기 플레이트 엘리베이터 위에 상기 플레이트가 위치하도록 형성된, 하나 이상의 수평 방향으로 플레이트를 번역하는 플레이트 번역판;

을 포함하는 차광 봉입물;

(b) 상기 플레이트 엘리베이터로 플레이트를 수용하거나 운반하도록 형성된, 상기 플레이트 도입 구멍 위로, 상기 봉입물 최상부에 설치된 하나 이상의 플레이트 스태커; 및

(c) 상기 봉입물 최상부에 설치되고 차광 봉인으로 상기 이미징 구멍과 연결된 빛 검출기;

를 포함하는 멀티-웰 플레이트에서 발광 분석을 수행하기 위한 장치.
제 36항에 있어서, 상기 장치에서 분석 플레이트의 웰로 액체를 운반하고 웰로부터 액체를 제거하기 위한 피펫팅 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 37항에 있어서,

(i) 상기 피펫팅 시스템은 수직 방향 및 선택적으로, 하나 이상의 수평 방향으로 상기 피펫팅 탐침을 번역하기 위한 피펫트 번역판에 설치된 피펫팅 탐침을 포함하고;

(ii) 상기 봉입물 최상부는 하나 이상의 피펫팅 구멍을 가지며;

(iii) 상기 봉입물 최상부 내의 상기 피펫팅 구멍이 상기 미끄러지는 차광 문 내의 상기 피펫팅 구멍과 일렬이 되는 피펫팅 위치를 가지는 상기 미끄러지는 차광 문은 하나 이상의 피펫팅 구멍을 가지고;

(iv) 상기 피펫트 번역판은 상기 봉입물 최상부에 설치되고 상기 미끄러지는 차광 문이 상기 피펫팅 위치에 있을 때, 상기 봉입물 최상부 내의 상기 피펫팅 구멍 아래에 위치한 웰에 접근할 수 있도록 상기 피펫팅 탐침을 낮추도록 형성되어 있음을 특징으로 하는 장치.
제 38항에 있어서, 시약 및/또는 샘플 운반 스테이션, 시약 및/또는 샘플 튜브 랙, 탐침 세척 스테이션, 폐기물 스테이션, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 구성 요소를 더 포함하며, 상기 피펫트 번역판은 상기 구성 요소 내의 액체에 접근 및/또는 상기 구성 요소로 액체를 운반하는 하나 이상의 수평 방향으로 움직이도록 형성된 것을 특징으로 하는 장치.
제 36항 내지 제 39항 중 어느 한 항에 있어서, 플레이트-봉인 꿰뚫는 탐침을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 38항 또는 제 39항에 있어서,

(i) 상기 봉입물 최상부는 꿰뚫는 탐침 구멍을 가지고;

(ii) 상기 봉입물 최상부 내의 상기 꿰뚫는 탐침 구멍이 상기 미끄러지는 차광 문 내의 상기 꿰뚫는 탐침 구멍과 일렬이 되는 꿰뚫는 위치를 가지는 상기 미끄러지는 차광 문은 꿰뚫는 탐침 구멍을 가지며;

(iii) 상기 꿰뚫는 탐침은 상기 봉입물 최상부에 설치되고 상기 미끄러지는 차광 문이 상기 꿰뚫는 위치에 있을 때, 상기 봉입물 최상부 내의 상기 꿰뚫는 구멍 아래에 위치한 웰 위의 봉인을 꿰뚫을 수 있도록 상기 꿰뚫는 탐침을 내리도록 형성되어 있는

플레이트-봉인 꿰뚫는 탐침을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 41항에 있어서, 상기 피펫트 번역판은 탐침 번역 요소를 포함하고 상기 피펫트 번역판은 상기 탐침 번역 요소로 상기 꿰뚫는 탐침에 접촉하도록 수평으로 이동하며 상기 탐침 번역 요소로 상기 꿰뚫는 탐침을 내리거나 올리도록 수직으로 이동하게 형성되어 있음을 특징으로 하는 장치.
제 36항 내지 제 42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 빛 검출기 아래에 위치한 웰 내의 전극에 전기 에너지를 제공하기 위한 플레이트 접촉을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
(a) 플레이트 스태커 중의 하나에 플레이트를 도입하는 것;

(b) 상기 플레이트 스태커 중의 하나 아래에 플레이트 도입 구멍을 노출시키 기 위하여 상기 미끄러지는 차광 문을 미끄러지게 하는 것;

(c) 상기 플레이트 스태커의 하나로부터 플레이트 카트리지로 상기 플레이트를 내리도록 플레이트 엘리베이터의 하나를 사용하는 것;

(d) 상기 플레이트 도입 구멍을 봉인하기 위하여 상기 미끄러지는 차광 문을 미끄러지게 하는 것;

(e) 빛 검출기 아래에 하나 이상의 웰을 배치하도록 상기 플레이트 카트리지를 번역하는 것;

(f) 상기 하나 이상의 웰로부터 발광을 검출하는 것;

(g) 상기 플레이트 도입 구멍의 하나 이상을 노출시키기 위하여 상기 미끄러지는 차광 문을 미끄러지게 하는 것;

(h) 상기 플레이트 도입 구멍의 하나 아래에 상기 플레이트를 배치하도록 상기 플레이트 카트리지를 번역하는 것; 및

(i) 상기 플레이트 스태커의 하나에 상기 플레이트를 올리도록 상기 플레이트 엘리베이터의 하나를 올리는 것;

을 포함하는, 제 36항 내지 제 43항 중 어느 한 항의 장치를 사용하여 분석을 수행하는 방법.
제 44항에 있어서,

상기 웰 중의 하나의 안으로 또는 밖으로 샘플 및/또는 시약을 피펫팅하는 것;

상기 웰 중의 하나 이상으로부터 봉인을 제거하는 것; 또는

상기 웰 중의 하나 이상 내의 전극에 전기 에너지를 적용하는 것;

중의 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
(a) 플레이트 스태커 중의 하나에 플레이트를 도입하는 것;

(b) 플레이트 도입 구멍을 노출시키기 위하여 미끄러지는 차광 문을 미끄러지게 하는 것;

(c) 상기 플레이트 스태커의 하나로부터 플레이트 카트리지로 상기 플레이트를 내리도록 플레이트 엘리베이터의 하나를 사용하는 것;

(d) 꿰뚫는 위치로 상기 미끄러지는 차광 문을 미끄러지게 하는 것;

(e) 꿰뚫는 탐침 아래에 상기 플레이트의 웰을 일렬이 되게 하고 상기 웰 위의 봉인을 꿰뚫는 것;

(f) 상기 미끄러지는 차광 문을 피펫팅 위치로 미끄러지게 하는 것;

(g) 상기 플레이트의 하나 이상의 웰로부터 시약 및/또는 샘플을 도입 및/또는 제거하도록 피펫팅 탐침을 사용하는 것;

(h) 상기 플레이트 도입 구멍을 봉인하기 위하여 상기 미끄러지는 차광 문을 미끄러지게 하는 것;

(i) 빛 검출기 아래에 하나 이상의 웰을 배치하도도록 플레이트 카트리지를 번역하는 것;

(j) 상기 하나 이상의 웰로부터 발광을 검출하는 것;

(k) 상기 플레이트 도입 구멍 중의 하나를 노출시키도록 상기 미끄러지는 차광 문을 미끄러지게 하는 것;

(1) 플레이트 엘리베이터 중의 하나 위로 상기 플레이트의를 배치하도록 상기 플레이트 카트리지를 번역하는 것; 및

(m) 상기 플레이트 스태커 중의 하나로 상기 플레이트를 올리도록 상기 플레이트 엘리베이터를 올리는 것;

을 포함하는, 제 42항 또는 제43항의 장치를 이용하여 분석을 수행하는 방법.
제 44항 내지 제 46항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 빛 검출기 아래에 하나 이상의 추가적인 웰을 배치하도록 상기 플레이트 카트리지를 번역하고 상기 하나 이상의 추가적인 웰로부터 발광을 검출하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 44항 내지 제 47항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 웰로부터 상기 발광을 검출하는 것은 상기 하나 이상의 웰 내의 전극에 전기적 전위를 적용하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 44항 내지 제 48항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 빛 검출기는 이미징 시스템인 것을 특징으로 하는 방법.
제 49항에 있어서, 상기 이미징 시스템은 상기 하나 이상의 웰 내의 결합 도메인의 배열로부터 발광을 이미지화하는데 사용되고 상기 장치는 상기 배열의 개별적인 요소로부터 방출된 발광에 대한 발광 값을 기록하는 것임을 특징으로 하는 방법.
제 44항 내지 제 50항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트의 하나 이상의 웰은 건조 분석 시약을 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 51항에 있어서, 건조 분석 시약을 포함하는 상기 하나 이상의 웰은 환경으로부터 상기 건조 시약을 보호하기 위하여 봉인됨을 특징으로 하는 방법.