KR20140070649A - 생물학적 분석을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 생물학적 분석 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 복수의 샘플을 받아들이도록 구성된 각각의 샘플 홀더인, 복수의 샘플 홀더 중 임의의 하나를 수용하도록 구성된 교환가능한 어셈블리를 포함한다. 상기 시스템은 또한 일련의 온도를 통해 복수의 샘플을 사이클링하도록 구성된 컨트롤 시스템을 포함한다. 상기 시스템은 복수의 샘플로부터 나오는 형광 신호를 검출하도록 구성된 광학 시스템을 추가로 포함한다. 광학 시스템은 특히 단일 필드 렌즈, 여기원, 광학 센서 및 복수의 필터 성분을 포함할 수 있다. 여기원은 하나 이상의 발광 다이오드일 수 있다. 필드 렌즈는 양면 볼록 렌즈일 수 있다.

Description

생물학적 분석을 위한 시스템 및 방법 {SYSTEMS AND METHODS FOR BIOLOGICAL ANALYSIS}
본 발명은 일반적으로 하나 이상의 생물학적 샘플의 관찰, 시험 및/또는 분석을 위한 시스템, 디바이스 및 방법, 및 보다 구체적으로 생물학적 샘플의 어레이의 관찰, 시험 및/또는 분석을 위한 시스템, 디바이스 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 효율을 증가시키기 위해 생물학적 분석 시스템을 자동화하는 것에 대한 필요성이 증가하고 있다. 예를 들어, 자동화 생물학적 샘플 프로세싱 기기의 진보는 샘플의 보다 신속하고 보다 효율적이고 고처리량의 분석을 허용한다. 이들 유형의 시스템은 기존 시스템보다 더 많은 수의 샘플을 검정할 수 있다.
그러나, 보다 신속하고 보다 효율적인 자동화 시스템을 여전히 제공하면서 저처리량 및 고처리량 샘플 분석 양자 모두를 취급하기 위해 더 큰 융통성으로 생물학적 분석 시스템을 제공하는 것에 대한 필요성이 또한 증가하고 있다.
본 발명의 한 실시양태에서, 생물학적 분석 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 복수의 샘플을 받아들이도록 구성된 각각의 샘플 홀더인, 복수의 샘플 홀더 중 임의의 하나를 수용하도록 구성된 교환가능한 어셈블리를 포함한다. 상기 시스템은 또한 일련의 온도를 통해 복수의 샘플을 사이클링하도록 구성된 컨트롤 시스템을 포함한다. 상기 시스템은 복수의 샘플로부터 나오는 형광 신호를 검출하도록 구성된 광학 시스템을 추가로 포함한다. 광학 시스템은 특히 단일 필드 렌즈, 여기원, 광학 센서 및 복수의 필터 성분을 포함할 수 있다. 여기원은 하나 이상의 발광 다이오드일 수 있다. 필드 렌즈는 양면 볼록 렌즈(bi-convex lens)일 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 복수의 샘플 홀더는 예를 들어, 96-웰 블록, 384-웰 블록, 저-밀도 어레이 또는 스루-홀 어레이를 포함할 수 있다. 대안적 실시양태에서, 샘플 홀더는 스루-홀 어레이이다. 스루-홀 어레이는 48개의 위치를 포함할 수 있으며, 각각의 위치는 8개의 스루-홀에 의해 8개의 스루-홀의 치수를 갖는 서브어레이를 포함한다.
또 다른 실시양태에서, 광학 시스템은 샘플 홀더가 교환가능한 어셈블리 상에 적절히 위치해 있는지 확인하도록 추가로 구성될 수 있다.
추가 실시양태에서, 샘플 홀더는 샘플 홀더와 관련된 데이터를 저장하는 데이터 파일을 참고하는 식별자를 추가로 포함할 수 있다. 광학 시스템은 정확한 샘플 홀더가 교환가능한 어셈블리 상에 위치해 있는지 확인하기 위한 식별자를 이미징하도록 추가로 구성될 수 있다.
또 다른 추가 실시양태에서, 생물계는 규정된 온도 범위 내에서 여기원을 유지하도록 구성된 온도 컨트롤 시스템을 추가로 포함할 수 있다. 온도 컨트롤 시스템은 규정된 온도 범위 내에서 여기원이 유지되기 위하여 간헐적으로 작동하도록 구성된 팬을 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에서, 생물학적 분석 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 서멀 사이클러(thermal cycler)를 포함한다. 서멀 사이클러는 블록 어셈블리, 광학 시스템, 사용자 인터페이스 및 프로세서를 포함한다. 블록 어셈블리는 복수의 샘플을 받아들이고 일련의 온도를 통해 복수의 샘플을 사이클링하도록 구성될 수 있다. 광학 시스템은 복수의 샘플 각각으로부터 나오는 형광 수준을 검출하도록 구성된 광학 센서를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스는 외부 표면 서멀 사이클러 디바이스 상에 통합될 수 있다. 프로세서는 검출된 형광 수준을 처리하여 리얼-타임으로 통합 사용자 인터페이스 상에 형광 수준을 나타내도록 프로그래밍될 수 있으며, 여기서 형광 수준을 나타내기 위한 파라미터는 사용자 선호도에 기초하여 변화가능하다.
또 다른 실시양태에서, 파라미터는 예를 들어, 복수의 샘플을 받아들이는 하나 이상의 샘플 홀더의 선택, 하나 이상의 샘플 홀더 내의 하나 이상의 웰의 선택, 하나 이상의 웰 내의 하나 이상의 염료의 선택, 또는 그의 조합일 수 있다. 하나 이상의 샘플 홀더는 예를 들어, 96-웰 블록, 384-웰 블록, 저-밀도 어레이 및 스루-홀 어레이를 포함할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 프로세서는 형광 수준을 리얼-타임 증폭 플롯의 형태로 나타내도록 프로그래밍될 수 있다.
추가 실시양태에서, 블록 어셈블리는 96-웰 블록, 384-웰 블록, 저-밀도 어레이 및 스루-홀 어레이 중 임의의 하나를 수용할 수 있는 교환가능한 블록 어셈블리이며, 여기서 프로세서는 형광 수준을 복수의 샘플 홀더 중 임의의 하나에 대한 리얼-타임 증폭 플롯의 형태로 나타내도록 프로그래밍된다.
본 발명의 한 실시양태에서, 생물학적 분석 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 하나 이상의 케이스를 수용하도록 구성된 블록 어셈블리를 포함하며, 여기서 각각의 케이스는 복수의 샘플을 받아들이는 샘플 홀더를 수용하도록 구성된다. 상기 시스템은 또한 커버를 포함한다. 커버는 접촉 표면을 갖는 프레임, 압반, 밀봉 물질 및 열원을 가질 수 있다. 밀봉 물질은 샘플 홀더와 압반 사이의 공기의 밀폐 체적을 형성하기 위해 블록 어셈블리를 접촉하도록 구성될 수 있다. 열원은 상기 샘플 홀더가 일련의 온도를 통해 사이클링할 때에 (a) 하나 이상의 케이스 상의 응결 및 (b) 상기 샘플 홀더의 열적 비-균일성을 방지하기 위해 공기의 밀폐 체적을 가열하도록 구성될 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 밀봉 물질은 프레임의 접촉 표면으로 형성된 가스켓이다. 가스켓은 블록 어셈블리를 접촉하고 샘플 홀더를 접촉하지 않도록 구성되고 배열될 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 블록 어셈블리는 하나 이상의 케이스를 수용하도록 형상화된 캐리어를 추가로 포함할 수 있으며, 여기서 밀봉 물질은 캐리어를 형성하도록 배열된다.
추가 실시양태에서, 하나 이상의 케이스는 열전도성 물질을 포함할 수 있다. 열전도성 물질은 알루미늄, 흑연, 아연, 베릴륨, 스테인레스 스틸 및 그의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
또 다른 추가 실시양태에서, 압반은 각각이 상응하는 샘플 홀더 위에 직접 위치된 하나 이상의 투명한 플레이트를 포함할 수 있다. 투명한 플레이트 중 하나는 상응하는 샘플 홀더와 실질적으로 동일한 치수를 가질 수 있다. 투명한 플레이트는 또한 하나 이상의 투명한 플레이트를 통해 통과하는 빛의 반사를 방지하기 위한 샘플 홀더에 대한 각도에 위치될 수 있다. 추가로, 투명한 플레이트는 유리 플레이트일 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에서, 생물학적 분석 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 하나 이상의 케이스를 수용하도록 구성된 블록 어셈블리를 포함하며, 여기서 각각의 케이스는 복수의 샘플을 받아들이는 샘플 홀더를 수용하도록 구성된다. 상기 시스템은 또한 데이터 파일 및 필 스테이션을 포함한다. 데이터 파일은 하나 이상의 샘플 홀더 상의 복수의 샘플 로케이션 상에 복수의 샘플을 배열하는 것에 대한 명령을 갖는다. 명령은 예를 들어, 샘플 로딩 명령, 각각의 샘플에 대한 검정 규정, 샘플 로케이션 규정, 또는 그의 조합일 수 있다.
필 스테이션은 명령을 실행하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있으며, 여기서 필 스테이션은 실행되는 명령에 따라 각각의 샘플 홀더를 복수의 샘플로 로딩하도록 구성된다. 프로세서는 업데이트된 샘플 로케이션, 업데이트된 위치 로케이션 및 그의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 정보로 받아들인 데이터 파일을 변경하도록 추가로 구성될 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 각각의 케이스는 각각의 로딩된 샘플 홀더를 둘러싸도록 케이스 커버를 받아 주고, 각각의 케이스 및 상응하는 케이스 커버 내에 밀봉된 내부를 제공하도록 제작되고 배열된다. 각각의 케이스 또는 각각의 상응하는 케이스 커버는 샘플에 불혼화성인 액체를 밀봉된 내부로 받아들이도록 구성될 수 있다. 불혼화성 액체는 퍼플루오르화 탄화수소, 탄화수소, 오일 또는 실리콘 유체일 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 시스템은 로딩된 샘플 홀더를 필 스테이션에서 블록 어셈블리로 이동시키기 위한 자동화 디바이스를 추가로 포함한다.
추가 실시양태에서, 적어도 하나의 샘플 홀더는 식별자를 포함하며, 이는 바코드일 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에서, 생물학적 분석 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 블록 어셈블리, 명령을 저장하는 데이터 파일, 광학 시스템 및 프로세서를 포함한다. 블록 어셈블리는 복수의 샘플이 로딩된 하나 이상의 샘플 홀더를 수용하도록 구성될 수 있으며, 여기서 샘플 홀더는 식별자를 포함한다. 식별자는 바코드일 수 있다. 광학 시스템은 (a) 복수의 샘플로부터 나오는 형광 신호를 검출하고, (b) 데이터 파일을 식별하고 샘플 홀더를 식별하는 식별자를 이미징하도록 구성될 수 있다.
한 실시양태에서, 프로세서는 복수의 샘플을 일련의 온도를 통해 사이클링하는 식별된 데이터 파일의 명령을 실행한다. 명령은 예를 들어, 샘플 로딩 명령, 각각의 샘플에 대한 검정 규정, 샘플 로케이션 규정, 또는 그의 조합일 수 있다.
본 발명의 추가 측면, 특징 및 이점은 하기 설명 및 청구범위에, 특히 첨부 도면과 함께 고려되어 기술되며, 여기서 유사 부분은 유사 참조 번호를 갖는다.
본 발명의 실시양태는 첨부 도면과 함께 읽는 경우 하기 상세한 설명으로부터 더 잘 이해될 수 있다. 이러한 실시양태는 오직 예시적 목적을 위한 것이며, 본 발명의 새롭고 불명확한 측면을 기술한다. 도면은 하기 도면을 포함한다:
도 1은 본 발명의 교시의 실시양태를 시행할 수 있는 예시적인 기기를 예시하는 블록 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 교시의 실시양태를 시행할 수 있는 컴퓨터 시스템을 예시하는 블록 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 실시양태에 따른 생물학적 샘플을 프로세싱하기 위한 시스템이다.
도 4는 본 발명의 한 실시양태에 따른 샘플 홀더이다.
도 5는 본 발명의 한 실시양태에 따른 사용자 인터페이스 상의 홈 스크린 샷이다.
도 6은 본 발명의 한 실시양태에 따른 사용자 인터페이스 상의 실험적 뷰 스크린 샷이다.
도 7은 본 발명의 한 실시양태에 따른 사용자 인터페이스 상의 시간 뷰 스크린 샷이다.
도 8은 본 발명의 한 실시양태에 따른 사용자 인터페이스 상의 플롯 스크린 샷이다.
도 9a는 본 발명의 한 실시양태에 따른 블록 어셈블리 및 가열된 커버의 분해 사시도이다.
도 9b는 본 발명의 한 실시양태에 따른 가열된 커버의 저면도이다.
도 10a는 본 발명의 한 실시양태에 따른 열원의 분해 상단 사시도이다.
도 10b는 본 발명의 한 실시양태에 따른 연결된 열원의 상단 사시도이다.
도 11은 본 발명의 한 실시양태에 따른 연결된 열원의 하단 사시도이다.
도 12는 본 발명의 한 실시양태에 따른 블록 어셈블리와 필 스테이션 사이의 작업흐름을 예시하는 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 한 실시양태에 따른 서멀 사이클러 내의 작업흐름을 예시하는 흐름도이다.
도 14는 본원에 기재된 다양한 실시양태에 따른 웹 스케쥴러 시스템을 예시하는 블록 다이어그램이다.
도 15a는 본원에 기재된 다양한 실시양태에 따른 웹 스케쥴러 시스템을 위한 예시적인 상태 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI)이다.
도 15b는 본원에 기재된 다양한 실시양태에 따른 웹 스케쥴러 시스템을 위한 또 다른 예시적인 상태 GUI이다.
도 16은 본원에 기재된 다양한 실시양태에 따른 예시적인 캘린더 GUI이다.
도 17은 본원에 기재된 다양한 실시양태에 따른 예시적인 첨가 예약 GUI이다.
하기 설명은 일반적으로 생물학적 샘플의 어레이의 제조, 관찰, 시험 및/또는 분석을 위한 시스템, 디바이스 및 방법에 관한 본 발명의 실시양태를 제공한다. 이러한 설명은 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니며, 단지 실시양태의 설명을 제공하기 위한 것이다.
본 문헌에 기재된 다양한 실시양태에 관한 예시적인 시스템, 방법 및 디바이스는 미국 특허 가출원 번호 (사건 번호: LT00578 PROl), 미국 특허 가출원 번호 (사건 번호: LT00581 PRO), 미국 특허 가출원 번호 (사건 번호: LT00582 DES), 미국 특허 가출원 번호 (사건 번호: LT00583 PRO) 및 미국 특허 가출원 번호 (사건 번호: LT00584.1 PRO)에 기재된 것을 포함하며, 상기 가출원은 모두 2011년 9월 30일에 출원되었으며, 또한 이들 모두는 그 전문이 본원에 참고로 포함된다.
시스템 개관
생물학적 샘플의 어레이의 제조, 관찰, 시험 및/또는 분석을 위해, 다양한 실시양태에 따라 사용될 수 있는 기기의 한 예는 서멀 사이클러 디바이스, 예컨대 종점 폴리머라제 연쇄 반응 (PCR) 기기, 또는 정량적 또는 리얼-타임 PCR 기기이다. 도 1은 본 발명의 교시의 실시양태를 시행할 수 있는 서멀 사이클러 (100)를 예시하는 블록 다이어그램이다. 서멀 사이클러 (100)는 샘플 홀더 (나타내지 않음)(또한 하기 보다 상세히 논의됨)에 함유되는 복수의 샘플 (112)로 로딩된 샘플 블록 (114) 위에 위치된 가열된 커버 (110) (하기 보다 상세히 논의됨)를 포함할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 샘플 홀더는 복수의 샘플을 받아들이도록 구성된 복수의 샘플 영역 또는 웰을 가질 수 있으며, 여기서 웰은 뚜껑, 캡, 밀봉 필름, 또는 웰과 가열된 커버 (110) 사이의 임의의 다른 밀봉 메카니즘을 통해 샘플 홀더 내에 밀봉될 수 있다. 샘플 홀더의 일부 예는 24-웰 마이크로타이터 플레이트, 48-웰 마이크로타이터 플레이트, 96-웰 마이크로타이터 플레이트, 384-웰 마이크로타이터 플레이트, 마이크로카드, 스루-홀 어레이, 또는 실질적으로 평면의 홀더, 예컨대 유리 또는 플라스틱 슬라이드를 포함하나 이에 제한되지 않는 임의의 크기의 멀티웰 플레이트, 카드 또는 어레이를 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 샘플 홀더의 다양한 실시양태에서 웰은 샘플 홀더 기재의 표면 상에 형성된 규칙적 또는 불규칙적 어레이에 패턴화된 함몰부, 함입부, 융기부 및 그의 조합을 포함할 수 있다. 샘플 또는 반응 부피는 또한 기재에 형성된 웰 또는 함입부, 기재의 표면 상에 분포된 용액 반점, 또는 다른 유형의 반응 챔버 또는 포맷, 예컨대 마이크로유체 시스템의 시험 부위 또는 부피 내에, 또는 작은 비드 또는 구체 내에 또는 상에 위치된 샘플 또는 용액 내에 위치될 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 초기 샘플 또는 용액은 수백, 수천, 수만, 수십만 또는 심지어 수백만의 반응 부위로 나뉠 수 있으며, 이들 각각은 예를 들어, 수 나노리터, 약 1 나노리터, 또는 1 나노리터 미만 (예를 들어, 수십 피코리터 또는 수백 피코리터 이하)의 부피를 갖는다.
서멀 사이클러 (100)는 샘플 블록 (114), 가열 및 냉각용 엘리먼트 (116), 열 교환기 (118), 컨트롤 시스템 (120) 및 사용자 인터페이스 (122)를 포함할 수 있고, 여기서 성분 (114), (116) 및 (118)은 서멀 블록 어셈블리 내에 포함될 수 있다. 서멀 블록 어셈블리는 서멀 블록 어셈블리가 상기 기재된 다중 샘플 홀더, 및 그의 연합된 샘플 블록 중 임의의 하나를 수용하도록 형상화될 수 있도록 상호교환적 특성을 가질 수 있다.
한 실시양태에서, 가열 및 냉각용 엘리먼트 (116)는 예를 들어 펠티에(Peltier) 디바이스와 같은 열전기 디바이스일 수 있다. 서멀 블록 어셈블리 내에 사용되는 열전기 디바이스의 수는 비용, 원하는 독립 구역의 수 및 샘플 홀더의 크기를 포함하나 이에 제한되지 않는 다수의 인자에 의존할 수 있다. 예를 들어, 48-웰 마이크로타이터 플레이트를 잡고 있기 위한 샘플 블록은 단일 열전기 디바이스를 수용하도록 크기가 정해질 수 있는 반면, 보다 많은 웰을 가진 플레이트를 위해 형상화된 샘플 블록은 1개 초과의 열전기 디바이스, 예를 들어 4개의 열전기 디바이스를 수용할 수 있다. 더욱이, 샘플 블록 상의 컨트롤 오버(control over) 다중 구역을 원한다면, 열전기 디바이스의 수는 단일 열전기 디바이스에서 예를 들어 샘플 블록 상의 샘플 구역 (예를 들어, 웰, 스루-홀, 반응 부위 등) 당 열전기 디바이스까지 다양할 수 있다.
대안적 실시양태에서, 서멀 사이클러 (100)는 가열 및 냉각용 엘리먼트 (116) 및 열 교환기 (118)가 샘플 블록 (114) 및 연합된 샘플 (112) 위에 (상부면) 및 아래에 (하부면) 제공될 수 있는 2-면 서멀 어셈블리를 가질 수 있다. 상기 실시양태에서, 샘플 블록 (114) 및 연합된 샘플 (112) 위에 제공되는 2-면 서멀 어셈블리의 상부면은 샘플 (112) 위의 가열기 커버 (110)를 대체할 수 있다. 이러한 배위는 샘플 위 및 아래로부터 더욱 균일한 가열을 제공할 수 있다. 리얼-타임 서멀 사이클러의 경우, 상부면은 여기 광 공급원 및 방출된 형광의 통과를 허용하도록 투명한 구조의 부분을 가질 수 있다. 이러한 부분은 예를 들어 플라스틱 및 유리를 비롯한 임의의 투명한 물질로 제조될 수 있다.
서멀 사이클러 (100)는 또한 광학 시스템 (124)을 가질 수 있다. 도 1에서, 광학 시스템 (124)은 전자기 에너지를 방출하는 조명 공급원 (나타내지 않음), 광학 센서, 검출기, 또는 샘플 홀더에서 샘플 (112)로부터 전자기 에너지를 받기 위한 영상장치 (나타내지 않음), 및 각 DNA 샘플로부터 영상장치로 전자기 에너지를 안내하기 위해 사용되는 광학체를 가질 수 있다. 광학 시스템은 하기에 더욱 상세히 논의한다.
컨트롤 시스템 (120)은 광학 시스템 (124), 가열된 커버 (110), 및 서멀 블록 어셈블리 (이는 샘플 블록 (114), 가열 및 냉각용 엘리먼트 (116), 및 열 교환기 (118)를 포함할 수 있음)의 기능을 컨트롤하기 위해 사용될 수 있다. 컨트롤 시스템 (120)은 도 1에서 서멀 사이클러 (100)의 사용자 인터페이스 (122)를 통해 최종 사용자에 접근가능할 수 있다.
도 2와 관련하여, 컴퓨터 시스템 (200)은 도 1에서의 서멀 사이클러 (100)의 기능 뿐만 아니라 사용자 인터페이스 기능에 대한 컨트롤을 제공할 수 있다. 추가로, 도 2의 컴퓨터 시스템 (200)은 데이터 프로세싱, 디스플레이 및 보고서 제조 기능을 제공할 수 있다. 이러한 기기 컨트롤 기능 모두는 PCR 기기로 국소적으로 전념될 수 있다. 따라서, 컴퓨터 시스템 (200)은 도 1에 예시된 컨트롤 시스템 (120)으로 기능할 수 있다. 도 2의 컴퓨터 시스템 (200)은 또한 컨트롤, 분석, 및 보고 기능 중 일부 또는 전부의 원격 컨트롤을 제공할 수 있고, 이는 하기에서 보다 상세하게 논의될 것이다.
대안적 실시양태에서, 컴퓨터 시스템 (200)은 서멀 사이클러 (100) 상의 컴퓨터 시스템 (200)에 의해 보내진 지시에 반응성일 수 있는 서멀 사이클러 (100)와 다른 서멀 사이클러 사이의 컨트롤 시스템으로 기능할 수 있다. 예를 들어, 서멀 사이클러 (100)는 리얼-타임 서멀 사이클러일 수 있는 반면, 다른 서멀 사이클러는 종점 서멀 사이클러일 수 있다. 예를 들어, 고-처리량 유전자형 결정 요구의 경우, 사용자는 리얼-타임 서멀 사이클러 (100)에 전기적으로 연결된 종점 서멀 사이클러 상의 서멀 사이클 다중 스루-홀 플레이트에 이어서, 리얼-타임 서멀 사이클러 (100) 상의 짧은 마지막 검출을 할 수 있다. 컴퓨터 시스템 (200)의 통신 능력의 내장 능력 (하기 논의함)을 가지고, 종점 서멀 사이클러 상의 서멀 사이클 조건은 성능을 희생시키지 않으면서 처리량을 증가시키도록 동력학적으로 조정될 수 있다. 이를 달성하는 한 방법은 리얼-타임 서멀 사이클러 (100) 상의 컨트롤 플레이트를 구동하는 것일 수 있다. 리얼-타임 서멀 사이클러 (100)로부터의 리얼-타임 형광 데이터를 가지고, 알고리즘을 리얼-타임으로 구동하여 유전자형 결정 성능을 결정할 수 있다. 원하는 성능이 리얼-타임 서멀 사이클러 (100) 상에서 신뢰성 있게 달성되자마자, 서멀 사이클 조건을 컴퓨터 시스템 (200)을 통해 분포시켜, 전기적으로 연결된 종점 서멀 사이클러 상의 구동을 조정하거나 중단할 수 있다. 이익은 종점 서멀 사이클러 상에서의 감소된 서멀 사이클 시간, 및 그에 따른 증가된 처리량 능력일 것이다.
도 2와 특히 관련하여, 컴퓨터조작 시스템 (200)은 하나 이상의 프로세서, 예를 들어 프로세서 (204)를 포함할 수 있다. 프로세서 (204)는 일반 또는 특정 목적 프로세싱 엔진, 예를 들어 마이크로프로세서, 컨트롤러 또는 다른 컨트롤 로직을 이용하여 수행될 수 있다. 그러므로, 프로세서 (204)는 버스 (202) 또는 정보를 통신하기 위한 다른 통신 매체에 연결될 수 있다.
도 2의 컴퓨터조작 시스템 (200)은 또한 임의의 다수의 형태로, 예를 들어 랙-마운트 컴퓨터, 메인프레임, 수퍼컴퓨터, 서버, 클라이언트, 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터조작 디바이스 (예를 들어 PDA, 휴대폰, 스마트폰, 팜탑 등), 클러스터 그리드, 넷북, 내장형 시스템, 또는 주어진 적용 또는 환경에 바람직하거나 적합할 수 있는 바와 같은 임의의 다른 유형의 특정 또는 일반 목적 컴퓨터조작 디바이스로 구현될 수 있다. 추가로, 컴퓨터조작 시스템 (200)은 클라이언트/서버 환경 및 하나 이상의 데이터베이스 서버를 포함하는 통상적인 네트워크 시스템, 또는 LIS/LIMS 기반시설과의 통합을 포함할 수 있다. 근거리 네트워크 (LAN) 또는 광역 네트워크 (WAN)를 포함하고 무선 및/또는 유선 부품을 포함하는 다수의 통상적인 네트워크 시스템은 당업계에 공지되어 있다. 추가로, 클라이언트/서버 환경, 데이터베이스 서버, 및 네트워크는 당업계에 잘 문서화되어 있다. 본원에 기재된 다양한 실시양태에 따르면, 컴퓨터조작 시스템 (200)은 분포된 네트워크 중의 하나 이상의 서버에 연결되도록 형상화될 수 있다. 컴퓨터조작 시스템 (200)은 분포된 네트워크로부터 정보 또는 업데이트를 받을 수 있다. 컴퓨터조작 시스템 (200)은 또한 분포된 네트워크에 연결된 다른 클라이언트에 의해 접근될 수 있는 분포된 네트워크 내에 저장되어야 하는 정보를 전송할 수 있다.
도 2의 컴퓨터조작 시스템 (200)은 또한 프로세서 (204)에 의해 실행될 지시를 저장하기 위한 버스 (202)에 연결된, 무작위 접근 메모리 (RAM) 또는 다른 동적 메모리일 수 있는 메모리 (206)를 포함한다. 메모리 (206)는 또한 프로세서 (204)에 의해 실행될 지시의 실행 동안 일시적인 변수 또는 다른 중간 정보를 저장하기 위해 사용될 수 있다.
컴퓨터조작 시스템 (200)은 추가로 프로세서 (204)를 위한 정지(static) 정보 및 지시를 저장하기 위해 버스 (202) 연결된 읽기 전용 메모리 (ROM) (208) 또는 다른 정지 저장 디바이스를 포함한다.
컴퓨터조작 시스템 (200)은 또한 저장 디바이스 (210), 예를 들어 자성 디스크, 광학 디스크를 포함할 수 있거나, 또는 고체 상태 드라이브 (SSD)는 정보 및 지시를 저장하기 위한 버스 (202)에 제공되고 연결된다. 저장 디바이스 (210)는 미디어 드라이브 및 제거가능 저장 인터페이스를 포함할 수 있다. 미디어 드라이브는 고정 또는 제거가능 저장 매체를 지지하는 드라이브 또는 다른 메카니즘, 예를 들어 하드 디스크 드라이브, 플로피 디스크 드라이브, 자성 테이프 드라이브, 광학 디스크 드라이브, CD 또는 DVD 드라이브 (R 또는 RW), 플래쉬 드라이브, 또는 다른 제거가능 또는 고정 미디어 드라이브를 포함할 수 있다. 상기 예가 예시하는 바와 같이, 저장 매체는 특정 컴퓨터 소프트웨어, 지시, 또는 거기에 저장된 데이터를 갖는 컴퓨터-판독가능한 저장 매체를 포함할 수 있다.
대안적 실시양태에서, 저장 디바이스 (210)는 컴퓨터 프로그램 또는 다른 지시 또는 데이터가 컴퓨터조작 시스템 (200)으로 로딩되게 하는 다른 유사한 수단을 포함할 수 있다. 이러한 수단은 예를 들어 제거가능 저장 유닛 및 인터페이스, 예를 들어 프로그램 카트리지 및 카트리지 인터페이스, 제거가능 메모리 (예를 들어 플래쉬 메모리 또는 다른 제거가능 메모리 모듈) 및 메 모리 슬롯, 및 소프트웨어 및 데이터가 저장 디바이스 (210)로부터 컴퓨터조작 시스템 (200)으로 전달되게 하는 다른 제거가능 저장 유닛 및 인터페이스를 포함할 수 있다.
도 2의 컴퓨터조작 시스템 (200)은 또한 통신 인터페이스 (218)를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스 (218)를 사용하여 소프트웨어 및 데이터가 컴퓨터조작 시스템 (200)과 외부 디바이스 사이에 전달되게 할 수 있다. 통신 인터페이스 (218)의 예는 모뎀, 네트워크 인터페이스 (예를 들어 이터넷(Ethernet) 또는 다른 NIC 카드), 통신 포트 (예를 들어 USB 포트, RS-232C 시리얼 포트), PCMCIA 슬롯 및 카드, 블루투스(Bluetooth) 등을 포함할 수 있다. 통신 인터페이스 (218)를 통해 전달된 소프트웨어 및 데이터는 전기, 전자기, 광학 또는 통신 인터페이스 (218)에 의해 받아들여질 수 있는 다른 신호일 수 있는 신호의 형태이다. 이들 신호는 무선 매체, 와이어 또는 케이블, 섬유 광학, 또는 다른 통신 매체와 같은 채널을 통해 통신 인터페이스 (218)에 의해 전달 및 받아들여질 수 있다. 채널의 일부 예는 전화선, 휴대폰 링크, RF 링크, 네트워크 인터페이스, 근거리 또는 광역 네트워크, 및 다른 통신 채널을 포함한다.
컴퓨터조작 시스템 (200)은 컴퓨터 사용자에게 정보를 디스플레이하기 위해 디스플레이 (212), 예를 들어 음극선 튜브 (CRT) 또는 액체 결정 디스플레이 (LCD)에 버스 (202)를 통해 연결될 수 있다. 문자숫자 및 다른 키를 포함하는 입력 디바이스 (214)는 예를 들어 프로세서 (204)로 정보 및 명령 선택을 통신하기 위해 버스 (202)에 연결된다. 입력 디바이스는 또한 터치스크린 입력 능력을 갖도록 형상화된 디스플레이, 예를 들어 LCD 디스플레이일 수 있다. 사용자 입력 디바이스의 또다른 유형은 커서 컨트롤 (216), 예를 들어 마우스, 트랙볼 또는 프로세서 (204)로 방향 정보 및 명령 선택을 통신하기 위한 그리고 디스플레이 (212) 상에서 커서 움직임을 컨트롤하기 위한 커서 방향 키이다. 상기 입력 디바이스는 전형적으로 디바이스가 평면 내에서 위치를 특정하게 하는 2개의 축인 제1 축 (예를 들어 x) 및 제2 축 (예를 들어 y)에서 2개의 자유도를 갖는다. 컴퓨터조작 시스템 (200)은 데이터 프로세싱을 제공하고, 이러한 데이터에 대한 신뢰 수준을 제공한다. 본 발명의 교시의 실시양태의 특정 실행과 일치하게는, 데이터 프로세싱 및 신뢰 값은 메모리 (206)에 함유된 하나 이상의 지시의 하나 이상의 연속사건들을 실행하는 프로세서 (204)에 반응하는 컴퓨터조작 시스템 (200)에 의해 제공된다. 이러한 지시는 또다른 컴퓨터-판독가능한 매체, 예를 들어 저장 디바이스 (210)로부터 메모리 (206)로 판독될 수 있다. 메모리 (206)에 함유된 지시의 연속사건들의 실행은 프로세서 (204)가 본원에 기재된 프로세스 상태를 수행하도록 한다. 다르게는, 하드-와이어 회로를 소프트웨어 지시 대신에 또는 이와 조합으로 사용하여 본 발명의 교시의 실시양태를 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명의 교시의 실시양태의 수행은 하드웨어 회로 및 소프트웨어의 임의의 특정 조합에 제한되지 않는다.
본원에 사용된 용어 "컴퓨터-판독가능한 매체" 및 "컴퓨터 프로그램 생성물"은 일반적으로 실행을 위하여 프로세서 (204)에 하나 이상의 연속사건 또는 하나 이상의 지시를 제공하는 데에 관련된 임의의 매체를 의미한다. 일반적으로 "컴퓨터 프로그램 코드" (이는 컴퓨터 프로그램 또는 다른 그룹화의 형태로 그룹화될 수 있음)라고 일컬어지는 이러한 지시는 실행되는 경우, 컴퓨터조작 시스템 (200)이 본 발명의 실시양태의 특성 또는 기능을 수행하게끔 한다. 상기 및 다른 형태의 비-일시적 컴퓨터-판독가능한 매체는 비-휘발성 매체, 휘발성 매체, 및 전송 매체를 포함하나 이에 제한되지 않는 다수의 형태를 취할 수 있다. 비-휘발성 매체는 예를 들어 고체 상태, 광학 또는 자성 디스크, 예를 들어 저장 디바이스 (210)를 포함한다. 휘발성 매체는 동적 메모리, 예를 들어 메모리 (206)을 포함한다. 전송 매체는 버스 (202)를 포함하는 와이어를 비롯하여, 동축 케이블, 구리 와이어 및 섬유 광학을 포함한다.
컴퓨터-판독가능한 매체의 보편적 형태는 예를 들어 플로피 디스크, 플렉서블 디스크, 하드 디스크, 자성 테이프, 또는 임의의 다른 자성 매체, CD-ROM, 임의의 다른 광학 매체, 천공 카드, 종이 테이프, 구멍의 패턴을 가진 임의의 다른 물리적 매체, RAM, PROM, 및 EPROM, 플래쉬-EPROM, 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 이하 기재되는 바와 같은 반송파(carrier wave), 또는 컴퓨터가 판독할 수 있는 임의의 다른 매체를 포함한다.
다양한 형태의 컴퓨터 판독가능한 매체가 실행을 위해 프로세서 (204)로 하나 이상의 지시의 하나 이상의 연속사건을 운반하는 데에 연관될 수 있다. 예를 들어, 지시는 초기에 원격 컴퓨터의 자성 디스크 상에서 운반될 수 있다. 원격 컴퓨터는 지시를 그의 동적 메모리로 로딩하고, 모뎀을 이용하여 전화선을 통해 지시를 전송할 수 있다. 컴퓨터조작 시스템 (200) 근처의 모뎀은 전화선 상에서 데이터를 받을 수 있고, 적외선 송신기를 사용하여 데이터를 적외선 신호로 전환할 수 있다. 버스 (202)에 연결된 적외선 검출기는 적외선 신호에 운반된 데이터를 수용하고 데이터를 버스 (202) 상에 위치시킬 수 있다. 버스 (202)는 데이터를 메모리 (206)로 운반하고, 이로부터 프로세서 (204)는 지시를 검색하여 실행한다. 메모리 (206)가 받은 지시는 임의로 프로세서 (204)에 의해 실행되기 전 또는 후에 저장 디바이스 (210) 상에 저장될 수 있다.
명확히 하기 위한 목적으로, 상기 기재는 본 발명의 실시양태를 여러가지 기능 유닛 및 프로세서를 참고로 기재하였음이 명백할 것이다. 그러나, 본 발명을 손상시키지 않으면서, 여러가지 기능 유닛, 프로세서 또는 도메인 사이에 임의의 적합한 기능성 분포가 사용될 수 있음이 분명할 것이다. 예를 들어, 별도의 프로세서 또는 컨트롤러에 의해 수행된다고 예시된 기능성은 동일한 프로세서 또는 컨트롤러에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 특정 기능 유닛에 대한 언급은 엄격한 논리적 또는 물리적 구조 또는 조직을 가리킨다기 보다는, 단지 기재된 기능성을 제공하기 위한 적합한 수단을 언급한 것으로 보여져야 한다.
광학 시스템 디자인
상기 요약하고 도 1에 예시한 바와 같이, 서멀 사이클러 (100)는 광학 시스템 (124)을 포함할 수 있다.
도 3은 생물학적 샘플의 하나 이상의 생물학적 과정을 모니터링 및/또는 측정하기 위한 광학 시스템의 특정 성분을 예시한다. 도 3의 예시된 실시양태에서는, 시스템 (300)에 샘플 홀더 (302)가 제공되며, 여기서 시스템 (300) 및 홀더 (302)는 예를 들어 복수의 생물학적 샘플 상에서 리얼-타임 PCR 프로세스를 수행하기 위하여 및 다른 생물학적 또는 생화학 프로세스, 예를 들어 서열분석 또는 유전자형 결정 측정을 수행하기 위하여 적합할 수 있다.
특정 실시양태에서, 샘플 홀더 (302)는 예를 들어 생물학적 샘플의 증발을 감소시키거나 막기 위하여 밀봉될 수 있는 외함(enclosure) 또는 케이스 (350) 내에 배치된다. 더욱이, 하나 이상의 샘플 홀더 (302) 또는 샘플 케이스 (350)는 시스템 (300) 내에 샘플 홀더 (302)를 정렬 및/또는 수송하기 위해 형상화된 캐리어 (304)에 의해 보유, 위치 및/또는 지지될 수 있다.
도 3의 실시양태에서는, 예를 들어 생물학적 샘플에 존재하는 하나 이상의 형광 염료 또는 프로브 분자에 의하여 및 여기 빔에 반응하여 생성된 형광 신호로 인한, 샘플 홀더 (302) 및 연합된 생물학적 샘플을 비추기 위한 여기 시스템 (312) 및 생물학적 샘플로부터의 여기를 수용하기 위한 방출 광학 시스템 (314)을 포함하는 광학 시스템 (306)이 제공된다.
여기 광학 시스템 (312)은 여기원 (318), 렌즈 (320), (322), (324) 및 빔스플리터 (328)를 포함할 수 있다. 여기 광학 시스템 (312)은 또한 생물학적 샘플이 받는 광의 파장 범위를 제한하기 위하여 하나 이상의 광학 필터 (330)를 포함할 수 있다. 여기원은 예를 들어 하나 이상의 발광 다이오드 (LED), 할로겐 램프, 또는 그로부터 방출되는 형광을 검출할 목적으로 시험될 생물학적 샘플을 비출 수 있는 임의의 다른 광 공급원일 수 있다.
방출 광학 시스템 (314)은 광학 센서 (332), 렌즈 (324, 334), 및 빔스플리터 (328)를 포함할 수 있다. 방출 광학 시스템 (314)은 또한 광학 센서 (332)에 의해 수신되는 광의 파장 범위를 제한하는 하나 이상의 광학 필터 (338)를 포함할 수 있다.
특정 실시양태에서, 예정된 광학 결과 또는 이미지 품질을 제공하기 위해 렌즈 또는 렌즈 시스템 (324, 334)의 조합을 선택한다. 예를 들어, 시스템 비용을 감소시키기 위해 또는 방출 광학 시스템 (314) 디자인을 간소화하기 위해, 렌즈 (334)는 상업적으로 입수가능한 카메라 렌즈를 포함할 수 있다. 그러한 렌즈는 특정 시야 조건 하에서 매우 높은 이미지 품질 (예컨대, 색수차 및 단색수차가 낮은 이미지)을 제공할 수 있다. 그러나, 그러한 높은 이미지 품질을 제공하기 위해 사용되는 상기와 같은 카메라 렌즈 디자인 내로 통합되는 보다 높은 차수의 수차들에 대한 세심한 균형은 이미징 시스템 내로 다른 렌즈를 도입함에 따라 방해받을 수 있다. 예를 들어, 도 3에서 보여지는 도시된 실시양태에서, 렌즈 (324)와 같은 필드 렌즈가 방출 광학 시스템 (314)에 추가된다. 렌즈 (324)는 여기 광학 시스템 (312) 및 방출 광학 시스템 (314) 둘 다에 공통적으로 존재하여 전반적으로 보다 콤팩트한 광학 시스템 및 샘플로부터의 형광 에너지의 검출 시스템으로의 효율적인 전달 둘 다를 제공한다.
추가로, 광학 시스템 (306)은, 예를 들어, 생물학적 샘플의 가공 동안 원치않는 열적 또는 광학적 영향을 감소 또는 제거하기 위해, 시스템 (300)의 부분들을 격리시키도록 구성된 하나 이상의 윈도우 (340)를 포함할 수 있다.
윈도우 (340)는 샘플 홀더 (302)의 표면에 평행하고/거나 광학축 (342)에 수직이도록 배치될 수 있다. 다르게는, 윈도우 (340)는, 예를 들어, 여기 빔 (311)으로부터의 광의 광학 센서 (332) 쪽으로의 재귀반사를 감소시키기 위해, 샘플 홀더 (302)의 표면에 대해 비스듬히 및/또는 광학축 (342)과 예각을 이루도록 배치될 수 있다. 윈도우 (340)는 또한 여기 빔 (311)으로부터의 광의 광학 센서 (332) 쪽으로의 재귀반사를 감소시키기 위해 반사방지 코팅을 포함할 수도 있다. 반사방지 코팅은 윈도우 (340)를 경사지게 하는 것에 더하여, 또는 그의 대안으로 사용될 수 있다.
광학 시스템 (306)은 또한 여기원 (318)을 규정된 온도 범위 내에서 유지시키도록 구성된 온도 컨트롤 시스템을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 온도 컨트롤 시스템은 여기원을 규정된 온도 범위 내에 유지시켜 여기원으로부터의 스펙트럼 이동 및 강도 변화를 방지하도록 하는, 팬(fan)을 간헐적으로 작동시키도록 구성된 컨트롤러를 구비한 팬이다. 팬을 간헐적으로 작동시키거나 또는 팬을 펄싱(pulsing)시킴으로써, 프로세서는 여기원 온도가 주위 온도에 너무 가깝게 되어 컨트롤하기 어렵게 되는 것을 방지한다. 한편, 간헐적인 팬 작동은 또한 여기원 온도가 너무 고온으로 되어 그 결과로 여기원의 수명이 단축되는 것을 방지한다.
도 1과 관련하여 상기 언급한 바와 같이, 열 블록 어셈블리는, 열 블록 어셈블리가 다수의 샘플 블록 (114) 중 임의의 하나 및, 결과적으로, 예를 들어, 표준 마이크로타이터 96-웰, 384-웰 플레이트, 마이크로카드 (저-밀도 어레이), 스루-홀 어레이 (고-밀도 어레이), 또는 실질적으로 평판형인 홀더, 예컨대 유리 또는 플라스틱 슬라이드를 비롯한 샘플 홀더를 수용하도록 구성될 수 있도록 하는 호환가능한 특징을 가질 수 있다.
일반적으로, 단일 시스템에서 상기와 같은 호환성을 달성하기 위해서는, 상이한 예의 샘플 홀더와 관련된 샘플 체적에서의 상기와 같은 차이를 수용하기 위해, 특히 스루-홀 고밀도 어레이 및 임의의 다른 유형의 샘플 홀더 간의 디자인 및 웰 체적에서의 차이를 수용하기 위해 필요한 유연성을 고려하면, 필드 렌즈의 조합이 필요할 것이다. 그러나, 놀랍게도, 단일 필드 렌즈 (324)를 사용하여 그러한 유연성을 달성할 수 있다는 것이 발견되었다(도 3 참조). 한 실시양태에서, 단일 필드 렌즈는 주문형 양면 볼록 렌즈일 수 있다.
스루-홀 어레이에 관해서, 도 4는 복수의 스루-홀 (454)을 포함하는 평면형 기재를 포함하는 샘플 홀더 (402)를 도시한다. 특정 실시양태에서, 스루-홀 (454)은 2차원 어레이를 따라 서로에 대해 일정한 간격으로 떨어져 있다. 다르게는, 스루-홀 (454)은, 예를 들어, 상이한 군의 스루-홀 (454) 내로 샘플의 로딩을 용이하게 하기 위해, 복수의 서브어레이 (458)로 그룹화될 수 있다. 예를 들어, 도 4에서 보여지는 도시된 실시양태에서, 샘플 홀더 (402)의 치수는 4 x 12 서브어레이이며, 여기서 각각의 서브어레이의 치수는 8 x 8 개별 스루-홀 (454)일 수 있어, 샘플 홀더 (402) 상에 총 3072개의 스루-홀 (454)이 존재한다. 스루-홀 (454)은 도 4의 확대도에 도시되어 있는 바와 같이 생물학적 샘플 및/또는 참조 염료를 함유한 액체가 표면 장력 또는 모세관력에 의해 스루-홀 (454) 내에서 유지되도록 치수 조절될 수 있다. 이러한 효과는 스루-홀 (454)의 벽을 친수성 코팅으로 코팅함으로써 강화될 수 있다. 특정 실시양태에서, 샘플 홀더 (402)의 외부 표면은 다양한 스루-홀 (454)에 위치된 샘플 간의 교차-오염 또는 혼합을 감소 또는 제거하도록 구성된 소수성 물질 또는 코팅을 포함한다. 생물학적 샘플을 지지하는 스루-홀 배열의 다양한 측면 및 이점은 USPN 6,306,578; USPN 6,893,877; USPN 7,682,565에 추가로 개시되어 있으며, 상기 각 특허의 전체 내용은 그 전문이 본원에 완전히 개시된 것처럼 모든 목적을 위해 본원에 참고로 포함된다.
도 4의 샘플 홀더 (402)는 또한 문자숫자 부호 (460), 바코드 (462), 또는 개별 홀더 (402)에 대한 정보가 그로부터 유도되거나 확인될 수 있는 다른 식별자를 포함할 수 있다. 그러한 정보에는, 하기에 제한되는 것은 아니나, 샘플 홀더 (402)를 사용하는 경우 스루-홀 (454)의 일부 또는 전부에 함유된 시약 및/또는 후속되는 프로토콜, 검정 규정, 샘플 로케이션, 위치 맵핑, 또는 그의 조합이 포함된다.
특정 실시양태에서, 방출 광학 시스템 (314) (도 3 참조)은 광학 센서 (332) (도 3 참조)를 사용하여 부호 (460) 및/또는 바코드 (462)를 판독할 수 있도록 구성된다. 추가로, 방출 광학 시스템 (314)은 스루-홀 (454)을 함유하는 하나 이상의 샘플 홀더 (402)의 부분들 및 각각의 이미징된 샘플 홀더에 대한 문자숫자 부호 (460) 또는 바코드 (462) 중 하나 또는 둘 다를 단일 프레임에서 함유하는 이미지를 제공하도록 구성될 수 있다.
나아가, 상기와 같은 이미지는 또한 하나 이상의 샘플 홀더가 블록 어셈블리에서 적절하게 위치되어 있는 것을 확인하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 확인은, 예를 들어, 스루-홀 고밀도 어레이로 및 그로부터 샘플 홀더를 교체하는 것을 포함하는 여러가지 이유로 중요하다.
사용자 인터페이스 특징
상기에 요약되어 있으며 도 1에 도시된 바와 같이, 서멀 사이클러 (100)는 사용자 인터페이스 (122)를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스는 서멀 사이클러 (100)의 외부 표면 상에 통합될 수 있다. 또한 상기 도 1에 요약되어 있는 바와 같이, 서멀 사이클러 (100)는 검출 시스템, 가열된 커버, 및 열 블록 어셈블리의 기능을 컨트롤하는데 사용될 수 있는 컨트롤 시스템 (120)을 포함할 수 있다. 컨트롤 시스템 (120)은 서멀 사이클러 (100)의 사용자 인터페이스 (122)를 통해 최종 사용자에 접근가능할 수 있다. 사용자 인터페이스 (122) 상의 홈 스크린의 일례가 도 5에 제시되어 있다.
사용자 인터페이스 (122)는 단순히, 컨트롤 시스템 (120) 상의 프로세서에 정보 및 선택된 명령들을 전달하는 별도의 입력 장치를 가진, 정보를 컴퓨터 사용자에게 표시하는 음극선관 (CRT) 또는 액정 디스플레이 (LCD)일 수 있다. 입력 장치는, 예를 들어 문자숫자 및 다른 키를 포함할 수 있다. 입력 장치는 또한 프로세서에 방향 정보 및 선택된 명령들을 전달하고 인터페이스 상에서의 커서의 이동을 컨트롤하는 커서 컨트롤 장치, 예컨대 마우스, 트랙볼 또는 커서 방향 키를 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 실시양태와 같은 또 다른 실시양태에서, 사용자 인터페이스 (122)는 또한 터치스크린 입력 가능부를 갖도록 구성된 디스플레이, 예컨대 LCD 디스플레이일 수 있다. 터치스크린 입력 가능부를 갖도록 구성된 디스플레이는 사용자에 의해, 예를 들어, 기능을 선택하거나, 터치스크린 키보드를 통해 문자 또는 부호를 입력하거나, 또는 데이터 및 데이터 뷰(data view)를 조작하기 위해 사용될 수 있다는 것이 인식되어야 한다.
도 6을 참조하면, 시험 샘플에 대하여 실험이 진행됨에 따라, 사용자 인터페이스는 사용자로 하여금 다수의 가능한 뷰(view)로부터 선택할 수 있게 하는 멀티탭 뷰를 가진 터치스크린을 제공할 수 있다. 도 6에서, 예를 들어, 사용자는 실험 뷰, 시간 뷰 및 플롯 뷰로부터 선택할 수 있다. 도 6은 실험 뷰를 도시하는 한편, 도 7은 시간 뷰를 도시하고, 도 8은 플롯 뷰를 도시한다.
시험 샘플로부터 방출되어 광학 시스템의 광학 센서 상에서 검출된 형광 수준을 사용하여, 컨트롤 시스템 (120) (또는 컴퓨터 시스템 (200))은, 예를 들어, 검출된 형광 수준을 처리하고 통합된 사용자 인터페이스 (122) 상에 실시간으로 형광 수준을 표시하도록 프로그래밍된 프로세서 (204)를 가질 수 있으며, 여기서 형광 수준을 표시하는 파라미터는 사용자의 선호도에 기초하여 교환가능하다.
형광 수준을 표시하기 위한 이들 교환가능한/선택가능한 파라미터에는, 예를 들어, 다수의 샘플을 받아들이는 하나 이상의 샘플 홀더에 대한 선택, 하나 이상의 샘플 홀더 내의 하나 이상의 웰에 대한 선택, 하나 이상의 웰 내의 하나 이상의 염료에 대한 선택, 또는 그의 조합이 포함된다. 사용자가 다수의 샘플을 받아들이는 하나 이상의 샘플 홀더 중에서 선택할 때, 사용자는 다수의 샘플 홀더 및 상응하는 샘플 블록 (예를 들어, 96-웰 블록, 384-웰 블록, 저-밀도 어레이 및 스루-홀 어레이 포함) 중에서 선택할 수 있다.
한 실시양태에서, 프로세서 (204)는, 예를 들어, 도 8의 플롯 뷰 스크린에 의해 도시된 바와 같이, 리얼-타임 증폭 플롯의 형태로 형광 수준을 표시하도록 프로그래밍될 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 터치스크린 입력 가능부를 갖도록 구성된 디스플레이는 데이터 및 데이터 뷰를 조작하기 위해 사용자에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 증폭 플롯 내의 목적하는 증폭 곡선을 터치함으로써 특정 샘플의 증폭 곡선을 선택하여 볼 수 있다. 또 다른 실시예에서, 사용자는 줌(zoom) 명령을 나타내는 방식으로 디스플레이를 터치함으로써 증폭 플롯 내에 있는 데이터를 확대해서 볼 수 있다. 나아가, 사용자 인터페이스 (122) 상에 표시될 수 있는 다른 플롯은 데이터에 대한 3-D 시각화이다. 이러한 실시예에서, 터치스크린 입력 가능부를 갖도록 구성된 디스플레이는, 사용자가 보다 많은 정보를 제공할 수 있는 또 다른 방식으로 데이터를 시각화할 수 있도록 3-D 플롯에서의 사시도를 변화시키도록 사용될 수 있다.
가열된 커버 디자인
상기에서 요약되고 도 1에서 도시된 바와 같이, 서멀 사이클러 (100)는 가열된 커버 (110)를 포함할 수 있다.
도 9a를 참조하면, 블록 어셈블리 (510) 및 가열기 커버 (530)를 포함하는 시스템 (500)이 제공된다. 블록 어셈블리 (510)는 하나 이상의 샘플 홀더 (516)를 수용하도록 구성될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 블록 어셈블리 (510)는 각각 복수의 샘플을 받아들이는 하나 이상의 샘플 홀더 (516)를 수용하도록 구성된 하나 이상의 케이스 (514)를 수용하도록 구성될 수 있다. 케이스 (514)는, 예를 들어, 알루미늄, 흑연, 아연, 베릴륨, 스테인레스 스틸, 또는 그의 조합과 같은 열 전도성 재료를 포함할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 블록 어셈블리 (510)는 각각 복수의 샘플을 받아들이는 샘플 홀더 (516)를 수용하도록 구성된 하나 이상의 케이스 (514)를 수용할 수 있는 캐리어 (512)를 받아들이도록 구성될 수 있다. 이러한 실시양태는 도 9a에 도시되어 있다. 캐리어 (512)는 성형, 압출 또는 임의의 유사한 수단에 의해 기계로 제조될 수 있다. 캐리어 (512)는 사출 성형될 수 있다. 캐리어 (512)는 중합체 또는 플라스틱을 포함할 수 있다. 중합체는 비-형광성일 수 있다. 중합체는 폴리페닐렌 술피드 및/또는 임의의 다른 유사한 유기 중합체를 포함할 수 있다.
가열된 커버 (530)는 접촉 표면 (534)을 갖는 프레임 (532)을 포함할 수 있고, 여기서 접촉 표면 (534)은 블록 어셈블리 (510), 캐리어 (512), 케이스 (514) 및 샘플 홀더 (516)를 대면한다. 가열된 커버 (530)는 또한 압반 (536), 압반 (536)을 가열시키는 열원 (540), 밀봉 엘리먼트 (538), 및 광학 시스템으로부터 샘플 홀더 (516) 내의 샘플까지의 광의 통과를 위한 투명한 플레이트 (542)를 포함할 수 있다 (또한, 도 11 참조). 캐리어 (512)는, 블록 어셈블리 (510)의 상부 표면 (511)에 위치될 때, 샘플 홀더 (516)를 받아들이고 샘플 홀더 (516)를 투명한 플레이트 (542)에 맞게 정렬되도록 하여 홀더 상의 샘플이 플레이트를 통과하는 광학 시스템으로부터의 광을 받아들일 수 있도록 구성될 수 있다.
캐리어 (512)는 또한 캐리어 프레임의 내벽 (515) 상에 림 (도시되지 않음)을 포함할 수 있는데, 이 림은 캐리어가 블록 어셈블리 상에서 제 위치에 있지 않은 경우에조차도 캐리어 (512) 내로 배치된 샘플 홀더 (516)가 캐리어 상에 제 위치로 놓이도록 상기 홀더를 받아들이도록 구성되어 있다. 림은, 예를 들어, 홀더 (516)가 캐리어 (512) 내에 제 위치에 있게 하면서, 열 사이클링을 위해 필 스테이션으로부터 시스템 (500)으로의 캐리어 (512)의 수송 (수동 또는 자동 수송)을 가능하게 한다.
상부 표면 (511)은 또한 각각의 샘플 홀더 (516)의 치수에 맞게 형상화되어 있으면서 상부 표면 (511)으로부터 돌출된 1개의 릴리프 또는 다수의 릴리프를 제공할 수 있는데, 이는 캐리어 (512)가 블록 어셈블리 (510)를 만날 때, 릴리프가 캐리어 (512)로부터 샘플 홀더 (516)를 옮겨놓아 사이클링 동안 홀더 (516)를 캐리어 (512)로부터 분리된 상태로 유지시키도록 되어 있다. 사이클링 동안 홀더로부터 캐리어의 이와 같은 분리는 홀더 (516)와 접촉해 있는 캐리어 (512)에 의해 유발되는 임의의 열적 비-균일성을 감소시키는데 도움이 될 수 있다.
밀봉 엘리먼트 (538)는 밀봉 엘리먼트 (538)가 블록 어셈블리 (510), 또는 캐리어 (512)와 접촉하도록 접촉 표면 (534) 상에 제공될 수 있는데, 그에 따라 샘플 홀더 (516) 및 압반 (536) 사이에 밀폐 체적의 공기를 형성하게 된다. 특정 실시양태에서, 접촉 표면 (534)은 블록 어셈블리 (510) 또는 캐리어 (512) 중 하나와 바로 접촉한다.
열원 (540)은 밀폐 체적의 공기를 가열시켜 하나 이상의 케이스 (514) 상에서의 응결을 방지하도록 작동할 수 있다. 열원 (540)으로부터의 열은 또한 샘플 홀더가 일련의 온도를 통해 사이클링될 때 샘플 홀더 (516)의 열적 비-균일성을 방지할 수 있다. 열적 비-균일성은 샘플 홀더 상에서의 샘플의 배향에 따라 사이클링 온도에서 샘플들이 달라지게 한다. 상기 열적 비-균일성의 방지는 일관된 열 사이클링 및 상응하는 일관된 시험 결과를 제공함에 있어 핵심적 특징이다. 압반 (536) 및 열원 (540)의 예시적인 배향이 도 10a 및 10B에 제시되어 있다. 특히, 도 10a는 연결되지 않은 상태의 압반 (536) 및 열원 (540)을 도시하며, 도 10b는 블록 어셈블리 내에 포함시키기 위한 최종 연결된 배향 상태의 압반 (536) 상의 열원 (540)을 도시한다. 압반 (536)은 압반 모서리 (537)를 포함할 수 있고, 열원은 가열기 모서리 (541)를 포함할 수 있다.
열원 (540)은 단일 가열 엘리먼트 또는 1개 초과의 가열 엘리먼트일 수 있다. 열원 (540)은, 예를 들어, 단일 서미스터(thermistor)와 같은 1개의 온도 센서를 갖는 1개의 가열 구역을 포함할 수 있다. 열원은 다수의 온도 센서를 갖는 다수의 가열 구역을 포함할 수 있다. 다수의 가열 구역의 각 가열 구역은 자신만의 결합된 온도 센서를 가질 수 있다. 다수의 가열 구역은 단일 가열 엘리먼트 내에 또는 다수의 가열 엘리먼트 내에 제공될 수 있다. 예를 들어, 다수의 가열 엘리먼트의 각 가열 엘리먼트는 복수의 가열 구역 중 하나로서 기능하여 각 구역이 독립적으로 컨트롤될 수 있도록 할 수 있다. 1개의 가열 엘리먼트 또는 복수의 가열 구역을 구성하는 다수의 가열 엘리먼트를 제공함으로써, 각 가열 구역의 온도는 가열된 커버 (530)에서 열적 비-균일성 (TNU)을 최소화하도록 컨트롤될 수 있다.
특정 실시양태에서, TNU는 압반 (536), 열원 (540), 또는 압반 (536) 및 열원 (540) 둘 다의 두께를 다양화하여 최소화시킬 수 있다. 예를 들어, 열원 (540) 및 샘플 사이의 질량을 감소시키기 위해 압반 두께를 감소시킬 수 있는데, 그에 따라 열원 (540) 및 샘플 간에 이동할 수 있는 열의 양이 증가하게 된다. TNU는 또한 열원 (540)의 두께를 증가시켜 샘플로 전달되는 열을 증가시킴으로써 최소화될 수 있다. 특정 실시양태에서, TNU를 최소화하기 위해 압반 (536) 및 열원 (540) 둘 다의 두께를 변경시킬 수 있다.
한 실시양태에서, 모서리 효과 (예컨대, 예를 들어 열 소실)를 최소화하기 위해 압반 모서리 (537)에서 압반 두께를 감소시킬 수 있는데, 그에 따라 모서리 (537)에서 열원 (540) 및 샘플 사이에 이동할 수 있는 열의 양이 증가되어 압반 (536)의 나머지 부분을 통한 열 전달에 보다 필적할 수 있다. TNU는 또한 열원 (540)의 가열기 모서리 (541)의 두께를 증가시켜 샘플로 전달되는 열이 증가되도록 함으로써 최소화될 수 있다. 가열기 모서리 (541)의 두께를 증가시킴으로써, 열원을 모서리 (541)에서 강화하여, 예를 들어 주위 조건에 근접함으로 인한 열 소실과 같은 모서리 효과를 상쇄시킨다. 특정 실시양태에서, 압반 (536)의 압반 모서리 (537) 및 열원 (540)의 가열기 모서리 (541) 둘 다의 두께를 변경시켜 TNU를 최소화할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 및 도 9a에 도시된 바와 같이, 밀봉 엘리먼트 (538)는, 예를 들어, 프레임 (532)의 접촉 표면 (534)에 대해 형성된 가스켓일 수 있다. 예를 들어, 가스켓 (538)이 블록 어셈블리 (510)에 접촉할 때, 가스켓 (538)은 블록 어셈블리 자체 또는 캐리어 (512) 중 하나와 접촉할 것이다. 가열된 커버 (530)는, 가열된 커버를 블록 어셈블리 (510)로 이동시키거나, 블록 어셈블리 (510)를 이동시켜 가열된 커버 (530)를 만나도록 하거나, 또는 가열된 커버 및 블록 어셈블리 둘 다를 이동시켜 서로 만나게 함으로써 블록 어셈블리 (510)와 맞물리게 될 수 있다. 이러한 실시양태에서, 가스켓은 밀폐 체적을 형성하도록 케이스 (514) 또는 샘플 홀더 (516)와 접촉하지 않는다. 가스켓 이외에도, 밀봉 엘리먼트 (538)는 또한, 예를 들어, 스프링 엘리먼트 또는 일군의 스프링 엘리먼트와 같은, 블록 어셈블리 (510)와 함께 밀봉을 형성 및 유지할 수 있는 임의의 종류의 밀봉 물질일 수 있다. 스프링 엘리먼트는, 예를 들어, 판 스프링 또는 일군의 판 스프링일 수 있다.
다른 실시양태에서, 접촉 표면 (534) 및/또는 밀봉 엘리먼트 (538)는 케이스 (514) 또는 샘플 홀더 (516)와 접촉하도록 특이적으로 배치되어, 샘플 홀더 (516) 자체를 밀봉할 수 있다. 예를 들어, 샘플 홀더는 캡(caps), 필름, 유리 및 플라스틱을 포함하지만 그에 제한되지 않는 반응 부위 커버에 의해 밀봉된 개별 반응 부위를 가질 수 있다. 표면 (534) 및/또는 밀봉 엘리먼트 (538)를 케이스 (514) 또는 샘플 홀더 (516)와 접촉시킴으로써 도모된 가열된 커버 (530)의 압력은, 샘플 홀더 (516) 및 그들 각각의 반응 부위 커버에 압력을 가하여 밀봉된 반응 부위를 유지하는데 도움을 줄 수 있다.
이제 도 9b에 언급하자면, 가열기 커버 압반 및 샘플 홀더 사이의 밀폐 체적을 형성하기 위해 밀봉 엘리먼트 또는 접촉 표면을 사용하는 것이 아니라, 접촉 돌출부 (531)가 캐리어 (512) 상의 에지 (513) (도 9a 참조)와 접촉하여 밀폐 체적을 형성하도록 할 수 있다.
도 11에 도해된 또 다른 실시양태에서, 밀봉재 (538)는 투명한 플레이트 (542)의 바깥쪽에 배치된 접촉 표면 (534)에 형성된 유연성 재료일 수 있다. 유연성 재료 (538)는 예를 들어, 실리콘 고무와 같은 임의의 고무일 수 있다. 유연성 재료 (538)는 예를 들어, 시아노아크릴레이트 또는 임의의 필적하는 속응성(fast-acting) 접착제와 같은 접착제를 사용하여 접촉 표면 (534)에 접착될 수 있다.
한 실시양태에서, 커버 (530)가 블록 어셈블리 (510) 상의 제 위치에 있는 때에, 투명한 플레이트 (542)는 상응하는 샘플 홀더 (516) 바로 위에 위치할 수 있다. 또한, 하나 이상의 투명한 플레이트 (542)는 상응하는 샘플 홀더 (516)와 실질적으로 동일한 치수를 가질 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 각각의 투명한 플레이트 (542)는 상응하는 샘플 홀더 (516)와 실질적으로 동일한 치수를 가질 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 하나 이상의 투명한 플레이트 (542)는 그의 상응하는 샘플 홀더 (516)에 상대적인 각도로 위치한다. 투명한 플레이트의 각도는 광학 시스템의 여기원으로부터 하나 이상의 투명한 플레이트를 통과하는 광의 반사를 방지한다. 예를 들어, 상기 각도는 3 내지 8도일 수 있다. 추가 실시양태에서, 투명한 플레이트는 유리 플레이트이다.
고밀도 필러
한 실시양태에서, 필링(filling) 장치는 각각의 샘플 홀더의 웰 내에 복수의 샘플을 로딩하는데 사용될 수 있다. 스루-홀 어레이의 경우, 특히 샘플 홀더내에 로딩할 다양한 샘플이 있는 경우에, 어레이 웰의 미소한 크기 및 로딩 샘플의 상응하는 어려움으로 인해 자동 필링 장치가 유리하다. 생물학적 샘플을 샘플 홀더 상으로 로딩하기 위한 필링 장치의 다양한 측면 및 이점은 U.S. 일련 번호 11/393,047에 추가로 개시되어 있고, 그들 각각의 전체 내용은 모든 목적상 본원에 완전히 진술된 것처럼 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.
한 실시양태에서, 하나 이상의 샘플 홀더에서 복수의 샘플을 복수의 샘플 로케이션, 또는 웰 상으로 배열하기 위한 명령을 갖는 데이터 파일이 제공된다. 필 스테이션은 상기 명령을 실행하도록 구성된 프로세서를 포함하고, 본원 이하에서 필 스테이션은 실행된 명령에 따라 각각의 샘플 홀더에 복수의 샘플을 로딩한다. 도 12는 필 스테이션에서 샘플을 스루-홀 샘플 홀더 ("오픈 어레이") 내에 로딩하고, 로딩된 샘플 홀더를 서멀 사이클링하기 위한 블록 어셈블리로 이동하는 작업흐름의 흐름도를 제공한다.
도 12의 흐름도에서, 필 스테이션 (1200)은 로딩을 위한 오픈 어레이 (1210)를 받아들인다. 필 스테이션 (1200)은 또한 상기 언급된 데이터 파일 (1212)을 받아들인다. 데이터 파일 (1212)은 예를 들어, 샘플 로딩 명령, 각각의 샘플에 대한 검정 규정, 샘플 로케이션 규정, 위치상 맵핑 명령, 또는 그의 조합과 같은 명령을 함유할 수 있다. 검정 규정은 각각의 샘플에서 작동될 검정의 유형을 포함할 수 있다. 샘플 로케이션 규정은 특정 샘플을 오픈 어레이 (1210) 상의 어디에 로딩할지에 대한 명령을 포함할 수 있다. 위치상 맵핑 명령은 샘플을 특정 오픈 어레이 상에 위치시키기 위한 명령을 포함할 수 있다. 샘플 로케이션 규정 및 위치상 맵핑 명령은 데이터 파일 (1212)의 일부로서 또는 별도의 파일 (1214 및 1216)로서 제공될 수 있다. 필 스테이션 (1200)에 사용된 오픈 어레이의 수와 조합하여 제공된 명령을 기초로, 상기 필 스테이션은 정해진 파라미터를 충족하도록 샘플을 오픈 어레이 내에 로딩한다.
상기 언급된 명령의 전부는 예를 들어, 외부 컴퓨터 시스템, 원격 모니터링 디바이스, 서버, cd-rom, 또는 플래쉬 메모리를 포함하는 다양한 공급원으로부터 필 스테이션 (1200)에 제공될 수 있다. 명령은 또한 사용자 직접 입력으로 필 스테이션 (1200) 상의 인터페이스로 제공될 수 있다.
한 실시양태에서, 오픈 어레이 (1210)를 홀딩하는 케이스는 케이스 커버를 수용하도록 제작되고 및 배열되어, 로딩된 샘플 홀더 각각을 둘러싸고 각각의 케이스 및 상응하는 케이스 커버 내에 밀봉된 내부를 제공할 수 있다. 케이스 커버 또는 케이스 자체는 또한 밀봉된 내부로 샘플에 불혼화성인 액체를 받아들이도록 구성될 수 있다. 불혼화성 액체는 예를 들어, 퍼플루오르화 탄화수소, 탄화수소, 오일, 또는 실리콘 유체일 수 있다. 액체는 예를 들어, 케이스 또는 케이스 커버 상의 필 포트(fill port) 또는 주입 로케이션을 제공함으로써, 케이스 내부로 도입될 수 있다. 포트 또는 주입 로케이션은 불혼화성 액체의 도입을 위한 시린지를 받아들이도록 사이징될 수 있다. 포트 또는 주입 로케이션은 불혼화성 액체 도입 후에 플러깅되도록 추가로 구성되어, 밀봉된 케이스 내부에 상기 액체를 포획할 수 있다.
데이터 파일 (1212)은 그 후 초기에 제공된 검정 규정을 샘플 로딩 후에 업데이트된 샘플 및 위치 로케이션을 조합하여 포함하도록 변경될 수 있다. 이러한 변경된 데이터 파일 (1218)은 로딩된 오픈 어레이 (1220)와 함께 서멀 사이클러의 블록 어셈블리 (1222)로 전달될 수 있다. 한 실시양태에서, 로딩된 샘플 홀더를 필 스테이션에서 블록 어셈블리로 이동시키기 위한 자동화 디바이스가 제공될 수 있다. 이러한 자동화 디바이스는 예를 들어, 로봇식 아암일 수 있다.
서멀 사이클러 작업흐름
도 13의 흐름도에 대해 언급하자면, 변경된 데이터 파일 및 로딩된 오픈 어레이가 서멀 사이클러로 전달되는 때에, 상기 서멀 사이클러는 단계 1300에서 블록 어셈블리 내에 오픈 어레이를 로딩하도록 구성된다. 로딩시, 서멀 사이클러의 광학 시스템 (도 3 참조)은 광학 시스템상의 광학 센서 (도 3 참조)가 오픈 어레이 상의 식별자를 판독하는데 사용될 수 있도록 구성될 수 있다. 식별자는 예를 들어, 오픈 어레이 상의 부호 및/또는 바코드 (도 4 참조)를 포함할 수 있다. 추가로, 이전에 논의된 바와 같이, 광학 시스템은 각각의 이미징된 오픈 어레이에 대해 문자숫자 부호 또는 바코드 중 하나 또는 둘 다를 함유하는 이미지를 제공하도록 구성될 수 있다. 그러한 이미지는 예를 들어, 하나 이상의 오픈 어레이가 블록 어셈블리 내에 적절히 위치해 있는지, 및 도 13의 단계 1310에서 제공된 바와 같이, 정확한 오픈 어레이가 블록 어셈블리 내에 로딩되었는지를 확인하는데 사용될 수 있다.
단계 1320에서, 서멀 사이클러상의 프로세서/컨트롤 시스템은 샘플 로딩 후에 업데이트된 샘플 및 위치 로케이션의 측면에서 정확한 검정 규정에 대해 전달된 수정 실험 파일을 간과할 수 있다. 검색된 수정 실험 파일에 제공된 정보 및/또는 명령을 기초로, 서멀 사이클러상의 프로세서/컨트롤 시스템은 단계 1330에서 일련의 온도를 통해 로딩된 샘플을 서멀 사이클링하기 위한 적합한 프로토콜을 선택할 수 있고, 단계 1340에서 상기 선택된 프로토콜이 오픈 어레이에 로딩된 샘플에 적합한지 확인할 수 있다.
단계 1350에서, 프로세서/컨트롤 시스템은 선택된 프로토콜과 로딩된 샘플의 적합성에 관하여 에러를 결정한다. 단계 1350에서 에러가 있는 경우, 프로세서/컨트롤 시스템은 발견된 에러의 유형에 대해 사용자에게 에러 메시지를 전달하도록 프로그래밍된다. 에러 유형은 예를 들어, 데이터 또는 실험 파일 손실, 불완전한 데이터 또는 실험 파일, 또는 데이터 또는 실험 파일내 검정 규정와 스루-홀에서의 실제 검정 규정 사이의 검출된 차이를 포함할 수 있다. 에러 메시지는 사용자에 의해 식별가능한 임의의 로케이션으로 전자적으로 전달될 수 있다. 메시지는 예를 들어, 문서 메시지 또는 이메일 메시지를 포함하는, 사용자에 의해 식별가능한 임의의 형태로 전달될 수 있다. 이전에 논의된 바와 같이, 로케이션은 예를 들어, 서멀 사이클러상에 통합된 사용자 인터페이스, 인터넷 연결을 통해 직접 연결되거나 사용자가 접근가능한 웹 서버 또는 서버의 분산 네트워크에 연결된 외부 인터페이스 (예를 들어, 컴퓨터), 원격 모니터링 디바이스 (예를 들어, PDA 또는 노트북)를 포함할 수 있다.
단계 1360에서, 프로세서/컨트롤 시스템이 프로토콜 적합성에서 에러를 발견하지 않은 경우, 프로세서는 일련의 온도를 통해 샘플을 사이클링함으로써 서멀 사이클링 작동을 시작하도록 구성된다.
에러가 서멀 사이클링 작동 (단계 1362) 중에 검출된 경우, 프로세서/컨트롤 시스템은 발견된 에러의 유형에 대해 사용자에게 에러 메시지를 전달하도록 다시 구성된다. 에러 유형은 예를 들어, 전원 서지(surge), 전압 스파이크로 인한 기기 고장, 또는 열적 부정확(inaccuracy)에 따른 기기 고장을 포함할 수 있다.
프로세서/컨트롤 시스템이 작동 중 에러를 검출하지 않고 서멀 사이클러가 작동 (단계 1364)을 완료하는 경우, 상기 프로세서/컨트롤 시스템은 단계 1370에서 메시지를 통해 사용자에게 경고하도록 프로그래밍된다. 또, 상기 메시지는 예를 들어, 문서 메시지 또는 이메일 메시지를 포함하는, 사용자가 식별할 수 있는 임의의 형태로 전달될 수 있고, 사용자에 의해 식별 및 접근가능한 임의의 로케이션으로 전자적으로 전달될 수 있다.
도 14는 본원에 기재된 다양한 실시양태에 따른 기기의 스케줄링 시스템 (1400)의 블록 다이어그램을 도해한다. 스케줄링 시스템 (1400)은 사용자가 그의 실험 또는 시험을 수행할 기기를 사용할 시간을 예약하는데 사용될 수 있다. 다양한 실시양태에 따라, 스케줄링 시스템 (1400)은 스케줄링 데이터를 저장하기 위한 메모리 (1402)를 포함한다. 메모리 (1402)는 또한 스케줄링 데이터를 수신하고 업데이트하는 프로세서에 의해 실행가능한 명령을 저장할 수 있다.
스케줄링 시스템 (1400)은 또한 사용자에게 스케줄링 데이터를 나타내기 위한 스케줄링 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI) (1404)를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 스케줄링 GUI는 기기 상에 포함된다. 다른 실시양태에서, 스케줄링 GUI (1404)는 기기에 연결되거나 기기와 통신하는 또다른 컴퓨팅 시스템상에 나타낼 수 있다. 스케줄링 시스템 (1400)은 또한 웹-기반 스케줄링 인터페이스 (1406)를 포함할 수 있다. 상기 웹 기반 스케줄링 인터페이스 (1406)는 기기의 프로세서와 통신한다.
도 15a는 네트워크 역량이 있는 기기의 스케줄링 시스템에 접근하기 위한 예시적인 웹-기반 사용자 인터페이스 (1500)를 도해한다. 상기 기기는 본원에 기재된 실시양태에 따라 IP 주소를 부여받는다. 클라이언트 브라우저는 인터넷, 또는 임의의 클라이언트/서버 시스템을 통해, 생물학적 분석 시스템에 부여된 IP 주소를 사용하여 스케줄링 시스템에 접근할 수 있다. 예시적인 웹-기반 인터페이스 (1500)에 따라, 기기의 식별 정보 (1502)를 나타낼 수 있다. 다양한 실시양태에 따라, 정보는 예를 들어, 모델 번호, 명칭, 운영 펌웨어 버전, 일련 번호, 및 블록 유형을 포함할 수 있다. 스케줄링 데이터는 또한 아이콘 (1504)의 클릭에 의해 스케줄링 응용프로그램을 선택함으로써 접근할 수 있다.
추가로, 상기 언급한 바와 같이, 기기의 상태는 아이콘 (1504)에 의해 표시될 수 있다. 도 15a에 나타낸 예시에서, 상태 아이콘 (1506)은 기기가 가동되지 않음을 나타낸다. 웹-기반 사용자 인터페이스 (1500)는 또한 기기에서 작동중인 실험 명칭 및 기기가 작동을 완료하는데 남은 잔여 시간을 포함하는 실험 정보 (1508)를 나타낼 수 있다. 다양한 실시양태에서, 웹-기반 인터페이스 (1500)는 기기에서 작동중인 실험의 진행을 리얼-타임으로 모니터링하게 할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 기기에서 서멀 사이클링중인 샘플의 증폭 데이터에 접근하여 볼 수 있다.
도 15b는 웹-기반 사용자 인터페이스 (1500)의 또 다른 예를 나타낸다. 여기서, 상태 아이콘 (1504)은 기기가 현재 작동중임을 나타낸다. 실험 정보 (1508)는 작동중인 실험의 명칭뿐 아니라 진행, 또는 실험이 끝나기까지 남은 잔여 시간을 나타낸다.
도 16은 본원에 기재된 다양한 실시양태에 따른 웹-기반 스케줄링 그래픽 사용자 인터페이스 (1600)를 나타낸다. 사용자는 인터넷과 같은 네트워크를 통해 기기의 스케줄링 데이터에 접근할 수 있다. 스케줄링 데이터는 기기가 사용자에 의해 예약된 시간을 나타낸다.
도 17은 예시적인 예약 추가 GUI (1700)를 나타낸다. 사용자는 상기 예약 추가 GUI (1700)를 사용하여 사용자가 기기를 예약하고자 하는 소정 시간을 기입할 수 있다. 사용자는 또한 스케줄링 시스템을 사용하는 다른 사용자가 볼 수 있는 연락 정보 및 다른 기록을 입력할 수 있다.
본 발명의 추가 측면은 또한 다음과 같이 기재될 수 있다:
대안적 실시양태 1에서, 각각의 샘플 홀더가 복수의 샘플을 받아들이도록 구성된 샘플 홀더인, 복수의 샘플 홀더 중 임의의 하나를 수용하도록 구성된 교환가능한 어셈블리; 일련의 온도를 통해 복수의 샘플을 사이클링하도록 구성된 컨트롤 시스템; 및 복수의 샘플로부터 나오는 형광 신호를 검출하도록 구성된 광학 시스템을 포함하는 생물학적 분석 시스템이 제공되며, 여기서 상기 광학 시스템은 단일 필드 렌즈; 여기원; 광학 센서; 및 복수의 필터 성분을 포함한다.
대안적 실시양태 2에서, 실시양태 1의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 복수의 샘플 홀더는 96-웰 블록, 384-웰 블록, 저-밀도 어레이 및 스루-홀 어레이로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
대안적 실시양태 3에서, 상기 실시양태 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 광학 시스템은 샘플 홀더가 교환가능한 어셈블리 상에 적절히 위치해 있는지 확인하도록 추가로 구성된다.
대안적 실시양태 4에서, 상기 실시양태 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 샘플 홀더는 샘플 홀더와 관련된 데이터를 저장하는 데이터 파일을 참고하는 식별자를 추가로 포함하고, 이때 광학 시스템은 정확한 샘플 홀더가 교환가능한 어셈블리 상에 위치해 있는지 확인하기 위한 식별자를 이미징하도록 추가로 구성된다.
대안적 실시양태 5에서, 상기 실시양태 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 여기원은 하나 이상의 발광 다이오드이다.
대안적 실시양태 6에서, 상기 실시양태 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 규정된 온도 범위 내에서 여기원을 유지하도록 구성된 온도 컨트롤 시스템을 추가로 포함한다.
대안적 실시양태 7에서, 상기 실시양태 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 규정된 온도 범위 내에서 여기원이 유지되기 위하여 간헐적으로 작동하도록 구성된 팬을 포함하는 온도 컨트롤 시스템을 추가로 포함한다.
대안적 실시양태 8에서, 상기 실시양태 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 필드 렌즈는 양면 볼록 렌즈이다.
대안적 실시양태 9에서, 상기 실시양태 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 샘플 홀더는 스루-홀 어레이이다.
대안적 실시양태 10에서, 상기 실시양태 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 샘플 홀더는 48개의 로케이션을 포함하는 스루-홀 어레이이고, 각각의 로케이션은 8개 스루 홀에 의한 8개 스루 홀의 치수를 갖는 서브어레이를 포함한다.
대안적 실시양태 11에서, 복수의 샘플을 받아들여서 일련의 온도를 통해 복수의 샘플을 사이클링하도록 구성된 블록 어셈블리; 복수의 샘플의 각각으로부터 나오는 형광 수준을 검출하도록 구성된 광학 센서를 포함하는 광학 시스템; 외부 표면 서멀 사이클러 디바이스 상에 통합되는 사용자 인터페이스; 및 형광 수준을 나타내기 위한 파라미터는 사용자 선호도에 기초하여 변화 가능한 것이며, 검출된 형광 수준을 처리하여 리얼-타임으로 통합 사용자 인터페이스 상에 형광 수준을 나타내도록 프로그래밍된 프로세서를 포함하는 서멀 사이클러(thermal cycler)를 포함하는 생물학적 분석 시스템이 제공된다.
대안적 실시양태 12에서, 실시양태 11의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 파라미터는 복수의 샘플을 받아들이는 하나 의상의 샘플 홀더의 선택, 하나 이상의 샘플 홀더 내에서 하나 이상의 웰의 선택, 하나 이상의 웰 내에서 하나 이상의 염료의 선택, 및 그의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
대안적 실시양태 13에서, 실시양태 11 내지 12 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 하나 이상의 샘플 홀더가 제공되며, 96-웰 블록, 384-웰 블록, 저-밀도 어레이 및 스루-홀 어레이로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
대안적 실시양태 14에서, 실시양태 11 내지 13 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 프로세서는 형광 수준을 리얼-타임 증폭 플롯의 형태로 나타내도록 프로그래밍된다.
대안적 실시양태 15에서, 실시양태 11 내지 14 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 블록 어셈블리는 교환가능한 블록 어셈블리이며, 96-웰 블록, 384-웰 블록, 저-밀도 어레이 및 스루-홀 어레이로 이루어지는 군으로부터 선택되는 복수의 샘플 홀더 중 임의의 하나를 수용하도록 구성되고, 이때 프로세서는 복수의 샘플 홀더 중 임의의 하나에 대한 형광 수준을 리얼-타임 증폭 플롯의 형태로 나타내도록 프로그래밍된다.
대안적 실시양태 16에서, 각각의 케이스가 복수의 샘플을 받아들이는 샘플 홀더를 수용하도록 구성된 것인, 하나 이상의 케이스를 수용하도록 구성된 블록 어셈블리; 접촉 표면을 갖는 프레임; 압반 (platen); 샘플 홀더와 압반 사이의 공기의 밀폐 체적을 형성하기 위해 블록 어셈블리와 접촉하도록 구성된 밀봉재; 및 샘플 홀더가 일련의 온도를 통해 사이클링할 때의 (a) 하나 이상의 케이스 상의 응결 및 (b) 샘플 홀더의 열적 비-균일성을 방지하기 위해 공기의 밀폐 체적을 가열하도록 구성된 열원을 포함하는 커버를 포함하는 생물학적 분석 시스템이 제공된다.
대안적 실시양태 17에서, 실시양태 16의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 밀봉재는 프레임의 접촉 표면에 형성된 가스켓이다.
대안적 실시양태 18에서, 실시양태 16 내지 17 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 밀봉재는 블록 어셈블리와 접촉하고 샘플 홀더와는 접촉하지 않도록 구성되고 배열된 가스켓이다.
대안적 실시양태 19에서, 실시양태 16 내지 18 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 블록 어셈블리는 하나 이상의 케이스를 수용하도록 형태가 만들어진 캐리어를 추가로 포함하고, 이때 밀봉재는 캐리어에 형성하도록 배열된다.
대안적 실시양태 20에서, 실시양태 16 내지 19 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 하나 이상의 케이스는 열 전도성 재료를 포함한다.
대안적 실시양태 21에서, 실시양태 16 내지 20 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 하나 이상의 케이스는 알루미늄, 흑연, 아연, 베릴륨, 스테인레스 스틸 및 그의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 열 전도성 재료를 포함한다.
대안적 실시양태 22에서, 실시양태 16 내지 21 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 압반은 하나 이상의 투명한 플레이트를 포함하며, 각각은 상응하는 샘플 홀더 바로 위에 위치한다.
대안적 실시양태 23에서, 실시양태 16 내지 22 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 압반은 하나 이상의 투명한 플레이트를 포함하며, 각각은 상응하는 샘플 홀더와 실질적으로 동일한 치수를 갖는다.
대안적 실시양태 24에서, 실시양태 16 내지 23 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 압반은 상기 하나 이상의 투명한 플레이트를 포함하며, 상기 하나 이상의 투명한 플레이트를 통과하는 빛의 반사를 방지하도록 하는 각도로 샘플 홀더에 대해 위치한다.
대안적 실시양태 25에서, 실시양태 16 내지 24 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 압반은 하나 이상의 투명한 유리 플레이트를 포함한다.
대안적 실시양태 26에서, 각각의 케이스가 복수의 샘플이 로딩된 샘플 홀더를 수용하도록 구성된 것인, 하나 이상의 케이스를 수용하도록 구성된 블록 어셈블리; 하나 이상의 샘플 홀더 위의 복수의 샘플 로케이션 상에 복수의 샘플을 배열하기 위한 명령을 갖는 데이터 파일; 및 명령을 실행하도록 구성된 프로세서를 가지며, 실행 명령에 따라 각각의 샘플 홀더에 복수의 샘플을 로딩하도록 구성된 것인 필 스테이션을 포함하는 생물학적 분석 시스템이 제공된다.
대안적 실시양태 27에서, 실시양태 26의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 하나 이상의 케이스 각각은, 로딩된 샘플 홀더의 각각을 둘러싸도록 케이스 커버를 받아주고, 각각의 케이스 및 상응하는 케이스 커버 내에 밀봉된 내부를 제공하도록 제작되고 배열된다.
대안적 실시양태 28에서, 실시양태 26 내지 27 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 각각의 케이스 또는 각각의 상응하는 케이스 커버는 샘플에 불혼화성인 액체를 밀봉된 내부로 받아들이도록 구성된다.
대안적 실시양태 29에서, 실시양태 26 내지 28 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 로딩된 샘플 홀더를 필 스테이션에서 블록 어셈블리로 이동시키기 위한 자동화 디바이스를 추가로 포함한다.
대안적 실시양태 30에서, 실시양태 26 내지 29 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 명령은 샘플 로딩 명령, 각 샘플에 대한 검정 규정, 샘플 로케이션 규정 및 그의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
대안적 실시양태 31에서, 실시양태 26 내지 30 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 적어도 하나의 샘플 홀더는 식별자를 포함한다.
대안적 실시양태 32에서, 실시양태 26 내지 31 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 바코드를 포함하는 식별자를 추가로 포함한다.
대안적 실시양태 33에서, 실시양태 26 내지 32 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 프로세서는 업데이트된 샘플 로케이션, 업데이트된 위치 로케이션 및 그의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 정보로 받아들인 데이터 파일을 변경하도록 구성된다.
대안적 실시양태 34에서, 실시양태 26 내지 33 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 각각의 케이스 또는 각각의 상응하는 케이스 커버는 밀봉된 내부로 샘플에 불혼화성인 액체를 받아들이도록 구성되고, 이때 불혼화성 액체는 퍼플루오르화 탄화수소, 탄화수소, 오일, 또는 실리콘 유체이다.
대안적 실시양태 35에서, 샘플 홀더가 식별자를 포함하는, 복수의 샘플이 로딩된 하나 이상의 샘플 홀더를 수용하도록 구성된 블록 어셈블리; 명령을 저장하는 데이터 파일; (a) 복수의 샘플로부터 나오는 형광 신호를 검출하고 (b) 데이터 파일을 식별하고 샘플 홀더를 식별하는 식별자를 이미징하도록 구성된 광학 시스템; 및 일련의 온도를 통해 복수의 샘플을 사이클링하도록 하는 식별된 데이터 파일의 명령을 실행하는 프로세서를 포함하는 생물학적 분석 시스템이 제공된다.
대안적 실시양태 36에서, 실시양태 35의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 명령은 샘플 로딩 명령, 각 샘플에 대한 검정 규정, 샘플 로케이션 규정 및 그의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
대안적 실시양태 37에서, 실시양태 35 내지 36 중 어느 하나의 생물학적 분석 시스템이 제공되고, 이때 식별자는 바코드이다.
본 발명의 교시의 다양한 수행의 서술이 실례 및 서술의 목적으로 존재하고 있다. 이는 철저하지 않고 본 발명의 교시를 개시된 정밀한 형태로 제한하지 않는다. 수정 및 변경은 상기 교시에 비추어 가능하거나 또는 본 발명의 교시의 실행으로부터 획득될 수 있다. 추가로, 서술된 수행은 소프트웨어를 포함하지만 본 발명의 교시는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합으로서 또는 하드웨어 단독으로 수행될 수 있다. 본 발명의 교시는 객체-지향 및 비-객체-지향 프로그래밍 시스템 둘 다로 수행될 수 있다.

Claims (37)

  1. 복수의 샘플을 받아들이도록 구성된 각각의 샘플 홀더인, 복수의 샘플 홀더 중 임의의 하나를 수용하도록 구성된 교환가능한 어셈블리;
    일련의 온도를 통해 복수의 샘플을 사이클링하도록 구성된 컨트롤 시스템; 및
    복수의 샘플로부터 나오는 형광 신호를 검출하도록 구성된 광학 시스템
    을 포함하는 생물학적 분석 시스템이며,
    상기 광학 시스템은
    단일 필드 렌즈;
    여기원;
    광학 센서; 및
    복수의 필터 성분
    을 포함하는 것인 생물학적 분석 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 샘플 홀더는 96-웰 블록, 384-웰 블록, 저-밀도 어레이 및 스루-홀 어레이로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 생물학적 분석 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광학 시스템은 상기 샘플 홀더가 교환가능한 어셈블리 상에 적절히 위치해 있는지 확인하도록 추가로 구성된 것인 생물학적 분석 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 샘플 홀더는, 상기 샘플 홀더와 관련된 데이터를 저장하는 데이터 파일을 참고하는 식별자를 추가로 포함하고, 상기 광학 시스템은, 정확한 샘플 홀더가 교환가능한 어셈블리 상에 위치해 있는지 확인하기 위한 식별자를 이미징하도록 추가로 구성된 것인 생물학적 분석 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 여기원은 하나 이상의 발광 다이오드인 생물학적 분석 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 규정된 온도 범위 내에서 여기원을 유지하도록 구성된 온도 컨트롤 시스템을 추가로 포함하는 생물학적 분석 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 온도 컨트롤 시스템은 규정된 온도 범위 내에서 여기원이 유지되기 위하여 간헐적으로 작동하도록 구성된 팬을 포함하는 것인 생물학적 분석 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 필드 렌즈가 양면 볼록 렌즈(bi-convex lens)인 생물학적 분석 시스템.
  9. 제2항에 있어서, 상기 샘플 홀더가 스루-홀 어레이인 생물학적 분석 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 스루-홀 어레이가 48개 로케이션을 포함하며, 각각의 로케이션은 8개 스루홀에 의한 8개 스루홀의 치수를 갖는 서브어레이를 포함하는 것인 생물학적 분석 시스템.
  11. 복수의 샘플을 받아들여서 일련의 온도를 통해 복수의 샘플을 사이클링하도록 구성된 블록 어셈블리;
    복수의 샘플의 각각으로부터 나오는 형광 수준을 검출하도록 구성된 광학 센서를 포함하는 광학 시스템;
    외부 표면 서멀 사이클러 디바이스 상에 통합되는 사용자 인터페이스; 및
    형광 수준을 나타내기 위한 파라미터는 사용자 선호도에 기초하여 변화가능한 것이며, 검출된 형광 수준을 처리하여 리얼-타임으로 통합 사용자 인터페이스 상에 형광 수준을 나타내도록 프로그래밍된 프로세서
    를 포함하는 서멀 사이클러(thermal cycler)
    를 포함하는 생물학적 분석 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 파라미터는, 복수의 샘플을 받아들이는 하나 이상의 샘플 홀더의 선택, 상기 하나 이상의 샘플 홀더 내에서 하나 이상의 웰의 선택, 상기 하나 이상의 웰 내에서 하나 이상의 염료의 선택, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 생물학적 분석 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 하나 이상의 샘플 홀더가 96-웰 블록, 384-웰 블록, 저-밀도 어레이 및 스루-홀 어레이로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 생물학적 분석 시스템.
  14. 제11항에 있어서, 상기 프로세서가 형광 수준을 리얼-타임 증폭 플롯의 형태로 나타내도록 프로그래밍된 것인 생물학적 분석 시스템.
  15. 제12항에 있어서, 상기 블록 어셈블리는 교환가능한 블록 어셈블리이며, 96-웰 블록, 384-웰 블록, 저-밀도 어레이 및 스루-홀 어레이로 이루어지는 군으로부터 선택되는 복수의 샘플 홀더 중 임의의 하나를 수용하도록 구성되고, 상기 프로세서는 형광 수준을 복수의 샘플 홀더 중 임의의 하나에 대해 리얼-타임 증폭 플롯의 형태로 나타내도록 프로그래밍된 것인 생물학적 분석 시스템.
  16. 각각의 케이스가 복수의 샘플을 받아들이는 샘플 홀더를 수용하도록 구성된 것인, 하나 이상의 케이스를 수용하도록 구성된 블록 어셈블리;
    커버
    를 포함하며,
    상기 커버는
    접촉 표면을 갖는 프레임;
    압반;
    상기 샘플 홀더와 상기 압반 사이의 공기의 밀폐 체적을 형성하기 위해 블록 어셈블리를 접촉하도록 구성된 밀봉재; 및
    상기 샘플 홀더가 일련의 온도를 통해 사이클링할 때에 (a) 하나 이상의 케이스 상의 응결 및 (b) 상기 샘플 홀더의 열적 비-균일성을 방지하기 위해 공기의 밀폐 체적을 가열하도록 구성된 열원
    를 포함하는 것인 생물학적 분석 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 밀봉재가 상기 프레임의 접촉 표면에 대해 형성된 가스켓인 생물학적 분석 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 가스켓이 블록 어셈블리를 접촉하고 샘플 홀더를 접촉하지 않도록 구성되고 배열되는 것인 생물학적 분석 시스템.
  19. 제16항에 있어서, 상기 블록 어셈블리가 하나 이상의 케이스를 수용하도록 형태가 만들어진 캐리어를 추가로 포함하고, 상기 밀봉재가 캐리어에 형성되도록 배열된 것인 생물학적 분석 시스템.
  20. 제16항에 있어서, 상기 하나 이상의 케이스가 열 전도성 재료를 포함하는 것인 생물학적 분석 시스템.
  21. 제20항에 있어서, 상기 열 전도성 재료가 알루미늄, 흑연, 아연, 베릴륨, 스테인레스 스틸 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 생물학적 분석 시스템.
  22. 제16항에 있어서, 상기 압반이 하나 이상의 투명한 플레이트를 포함하며, 각각은 상기 상응하는 샘플 홀더 바로 위에 위치하고 있는 것인 생물학적 분석 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 각각의 상기 하나 이상의 투명한 플레이트는 상응하는 샘플 홀더와 실질적으로 동일한 치수를 갖는 것인 생물학적 분석 시스템.
  24. 제22항에 있어서, 상기 하나 이상의 투명한 플레이트는, 상기 하나 이상의 투명한 플레이트를 통과하는 빛의 반사를 방지하도록 하는 각도로, 샘플 홀더에 대해 위치하는 것인 생물학적 분석 시스템.
  25. 제22항에 있어서, 상기 투명한 플레이트는 유리 플레이트인 생물학적 시스템.
  26. 각각의 케이스가 복수의 샘플이 로딩된 샘플 홀더를 수용하도록 구성된 것인, 하나 이상의 케이스를 수용하도록 구성된 블록 어셈블리;
    하나 이상의 샘플 홀더 위의 복수의 샘플 로케이션 상에 복수의 샘플을 배열하기 위한 명령을 갖는 데이터 파일; 및
    명령을 실행하도록 구성된 프로세서를 가지며, 실행 명령에 따라 각각의 샘플 홀더에 복수의 샘플을 로딩하도록 구성된 것인 필 스테이션
    을 포함하는 생물학적 분석 시스템.
  27. 제26항에 있어서, 하나 이상의 케이스 중 각각은, 로딩된 샘플 홀더의 각각을 둘러싸도록 케이스 커버를 받아 주고, 각각의 케이스 및 상응하는 케이스 커버 내에 밀봉된 내부를 제공하도록 제작되고 배열된 것인 생물학적 분석 시스템.
  28. 제27항에 있어서, 각각의 케이스 또는 각각의 상응하는 케이스 커버는 샘플에 불혼화성인 액체를 밀봉된 내부로 받아들이도록 구성된 것인 생물학적 분석 시스템.
  29. 제26항에 있어서, 로딩된 샘플 홀더를 필 스테이션에서 블록 어셈블리로 이동시키기 위한 자동화 디바이스를 추가로 포함하는 생물학적 분석 시스템.
  30. 제26항에 있어서, 상기 명령이 샘플 로딩 명령, 각 샘플에 대한 검정 규정, 샘플 로케이션 규정 및 그의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 생물학적 분석 시스템.
  31. 제26항에 있어서, 적어도 하나의 샘플 홀더가 식별자를 포함하는 것인 생물학적 분석 시스템.
  32. 제31항에 있어서, 상기 식별자가 바코드인 생물학적 분석 시스템.
  33. 제26항에 있어서, 상기 프로세서가 업데이트된 샘플 로케이션, 업데이트된 위치 로케이션 및 그의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 정보로 받아들인 데이터 파일을 변경하도록 구성된 것인 생물학적 분석 시스템.
  34. 제28항에 있어서, 상기 불혼화성 액체가 퍼플루오르화 탄화수소, 탄화수소, 오일, 또는 실리콘 유체인 생물학적 분석 시스템.
  35. 샘플 홀더가 식별자를 포함하며, 복수의 샘플이 로딩된 하나 이상의 샘플 홀더를 수용하도록 구성된 블록 어셈블리;
    명령을 저장하는 데이터 파일;
    (a) 복수의 샘플로부터 나오는 형광 신호를 검출하고, (b) 데이터 파일을 식별하고 샘플 홀더를 식별하는 식별자를 이미징하도록 구성된 광학 시스템; 및
    일련의 온도를 통해 복수의 샘플을 사이클링하도록 하는 식별된 데이터 파일의 명령을 실행하는 프로세서
    를 포함하는 생물학적 분석 시스템.
  36. 제35항에 있어서, 상기 명령이 샘플 로딩 명령, 각 샘플에 대한 검정 규정, 샘플 로케이션 규정 및 그의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 생물학적 분석 시스템.
  37. 제35항에 있어서, 상기 식별자가 바코드인 생물학적 분석 시스템.
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