KR20200115579A - 스마트 분자 분석 시스템의 워크플로우에서 사용하기 위한 기기, 장치 및 소모품 - Google Patents

스마트 분자 분석 시스템의 워크플로우에서 사용하기 위한 기기, 장치 및 소모품 Download PDF

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KR20200115579A
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샤키라 포씨니
하디프 상하
마크 하버스트로흐
푸닛 수리
다미엔 루크
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Abstract

분자 분석 워크플로우를 수행하기 위한 본 시스템은, 반응 홀더/기판 RFID 태그를 갖는 반응 홀더 또는 반응 기판, 예를 들어 다중-웰 반응 플레이트, 및/또는 시약 용기 RFID 태그를 갖는 시약 용기, 및 상기 반응 홀더/기판 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그로부터 정보를 판독하고/거나 이에 정보를 기입하도록 작동 가능한 RFID 판독기/기입기를 포함하는 기기 및/또는 장치를 포함한다. 상기 반응 홀더/기판 RFID 태그 및 상기 시약 용기 RFID 태그는 정보, 예를 들어 중합 효소 연쇄 반응 (PCR)과 같은 분자 분석의 워크플로우에 대한 정보를 송신 및 수신하고 저장하기 위해 개별적으로 또는 함께 사용될 수 있다.

Description

스마트 분자 분석 시스템의 워크플로우에서 사용하기 위한 기기, 장치 및 소모품
관련 출원의 교차 참조
본원은 35 U.S.C. § 119(e)에 따라 2018년 1월 30일에 출원된 미국 가출원 제62/624,080호의 이득을 주장한다. 전술된 출원의 전체 내용은 원용에 의해 본원에 포함된다.
분자 분석은 시간이 많이 걸리고 오류가 발생하기 쉬운 노력이 될 수 있다. 사용자는 어떤 분석, 시약, 기기 및 프로토콜을 사용해야 하는지 결정하면서 실험을 계획하고 정의하는데 수 시간을 소비한다. 시약이 기능적이면서 (예를 들어, 만료되지 않음) 정확한 프로토콜로 사용되도록 보장해야 하는 필요성으로 인해, 추가적인 장벽이 제시된다. 생체 분자를 평가하기 위해 다양한 분자 분석이 이용될 수 있다. 분석의 한 유형은 핵산 증폭 및/또는 핵산 검출을 수행하는 것을 포함한다. 핵산 증폭의 한 유형은 샘플 내의 표적의 존재를, 전형적으로 실시간으로, 확인하고 정량화하기 위해 정량적 중합 효소 연쇄 반응 (qPCR)을 포함한다. 이들 분석은 분석 워크플로우에서 복잡한 방식으로 상호 작용하는 재료 또는 품목 (소모품으로도 알려짐), 예를 들어 반응 플레이트 (plate) 및 시약을 사용한다. 일부 경우에서, 소모품이 부정확하게 저장되고 분해되었을 수 있으며, 이는 이를 분석에 사용하기에 미심쩍게 만든다.
분자 분석은 전형적으로, 반응 기판 또는 반응 홀더 (holder), 예를 들어 반응 챔버, 채널, 카드, 어레이, 용기, 슬라이드 또는 플레이트의 특정 반응 부위 상으로 액체, 시약 및/또는 샘플을 이송하는 많은 수동 단계를 포함한다. 각각의 단계는, 전형적으로, 반드시 그런 것은 아니지만, 반응 기판 또는 반응 홀더 내에 또는 상에 위치한 정의된 영역, 위치 또는 부위인 정확한 반응 부위로의 이송 이전에, 사용될 액체, 시약 및/또는 샘플의 정확한 부피 및/또는 농도를 계산하고 측정할 것을 요구할 수 있다. 수동으로 측정하고 다수의 반응 부위로 이송하는 것은 분석 오류의 발생 가능성을 증가시키며, 이는 결과를 해석하기 어렵게 만들 수 있다. 또한, 다양한 사용자가 동일한 기기에 대해 경쟁하는 것 및/또는 한 명 이상의 사용자의 원격 위치로부터의 기기 관리로 인해, 분석에 사용되는 기기의 사용을 스케줄링하는 것이 어려울 수 있다.
따라서, 분자 분석에 사용되는 기기 및 소모품의 추적 및 사용을 용이하게 하고 분자 분석 워크플로우의 전반적인 용이성, 유연성 및 신뢰성을 개선할 필요성이 존재한다.
본 발명은 분자 분석을 수행하기 위한 시스템에 관한 것이다. 상기 분자 분석은 중합 효소 연쇄 반응 (PCR)을 위한 워크플로우를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 PCR 분자 분석을 위한 워크플로우는 정량적 PCR (qPCR), 종점 PCR (epPCR), 역전사-PCR (RT-PCR), 또는 PCR을 포함하는 근접 결찰 분석 (proximity ligation assay (PLA))을 포함할 수 있다. 본원에 개시된 시스템은 스마트 소모품 (smart consumable)을 포함할 수 있다. 상기 스마트 소모품은, 예를 들어 하나 이상의 스마트 반응 기판 또는 반응 홀더 (예를 들어, 반응 플레이트 또는 반응 어레이) 및/또는 하나 이상의 스마트 시약 용기를 포함할 수 있다. 상기 스마트 소모품은 스마트 반응 홀더, 예를 들어 반응 플레이트 또는 반응 어레이, 및/또는 스마트 시약 용기일 수 있다. 상기 스마트 반응 기판 또는 반응 홀더 각각은 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그 (tag)를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 상기 시약 용기 각각은 시약 용기 RFID 태그를 포함할 수 있다. 함께 또는 별도로 작용하여, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그(들) 및 상기 시약 용기 RFID 태그(들)는 다양한 데이터 또는 정보를 저장 및 공유할 수 있다. 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그(들) 및 상기 시약 용기 RFID 태그(들)는 둘 모두 정보를 송신 및/또는 수신할 수 있다. RFID 태그 판독기 (reader)는 RFID 태그에 저장된 정보를 판독할 수 있다. RFID 기입기 (writer)는 RFID 태그에 정보를 기입 (또는 재기입)할 수 있다.
상기 반응 기판 또는 반응 홀더는 적어도 하나의 반응 부위를 포함할 수 있다. 대안적으로, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더는 복수의 반응 부위를 포함할 수 있다. 반응 기판 또는 반응 홀더의 하나 이상의 반응 부위는 제1 시약을 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 반응 기판 또는 반응 홀더의 각각의 반응 부위의 상기 제1 시약은 동일하다. 일부 다른 경우에서, 반응 기판 또는 반응 홀더의 각각의 반응 부위의 상기 제1 시약은 상이하다. 반응 기판 또는 반응 홀더의 상기 복수의 반응 부위의 일부 (예를 들어, 하나 이상) 또는 모두는 제1 시약을 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 상기 복수의 반응 부위의 일부는 블랭크 또는 빈 상태로 남겨질 수 있다. 반응 기판 또는 반응 홀더의 반응 부위의 상기 제1 시약은 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 상에 사전-스폿팅 (pre-spot)될 수 있다. 상기 제1 시약은 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 상에 건식-스폿팅 (dry-spot)될 수 있다.
반응 기판 또는 반응 홀더의 하나 이상의 반응 부위가 제1 시약을 포함하는 경우, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그는 각각의 반응 부위 및 각각의 반응 부위에 포함된 상응하는 제1 시약의 식별을 포함할 수 있다. 일부 경우에서, 상기 제1 시약은 적어도 하나의 프라이머 (primer) 및/또는 적어도 하나의 프로브 (probe)를 포함한다. 각 반응 부위의 상기 제1 시약 내의 적어도 하나의 프라이머 및/또는 적어도 하나의 프로브는 동일하거나 상이할 수 있다. 따라서, 하나 이상의 시약 용기는, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더의 상기 제1 시약에 첨가될 제2 시약, 제3 시약, 제4 시약 등을 포함할 수 있다. 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그는 상기 제1 시약의 특성에 관한 데이터를 인코딩하거나 저장하고/거나 상기 시약 용기 RFID 태그는 상기 제2 시약의 특성에 관한 데이터를 인코딩할 수 있다. 예를 들어, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그는 상기 제1 시약에 대한 유효 기간을 저장할 수 있고/거나 상기 시약 용기 RFID 태그는 상기 시약 용기(들)가 포함하는 상기 제2 시약, 제3 시약, 제4 시약 등에 대한 유효기간을 저장할 수 있다.
상기 시스템의 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 시약 용기는 또한, 온도, 움직임, 빛 및/또는 기류 등의 변화를 검출하기 위한 센서를 포함할 수 있다. 상기 센서는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그에 결합될 수 있다. 따라서, 상기 반응 플레이트 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그는 각각, 하나 이상의 센서와의 결합을 통해, 상기 반응 플레이트 및/또는 상기 시약 용기에 대한 온도 이력, 광노출 이력 및/또는 움직임 검출 이력을 저장할 수 있다. 일부 경우에서, 상기 RFID 태그들 자체는 상기 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 다른 경우에서, 상기 센서들은 상기 RFID 태그들로부터 공간적으로 분리된다. 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그는 또한, 바코드를 포함하거나 또는 (직접 또는 간접적으로) 이에 결합될 수 있다.
상기 시스템은 스마트 기기 및/또는 스마트 장치를 추가로 포함할 수 있다. 상기 스마트 기기 또는 스마트 장치는, 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그 및/또는 시약 용기 RFID 태그로부터 수신된 워크플로우 정보에 기초하여 분자 분석을 위한 시각적 및/또는 구두 (verbal) 안내를 제공하도록 작동 가능한 로직 (logic)을 포함할 수 있다. 상기 기기/장치는 상기 반응 플레이트 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그로부터 워크플로우 정보를 판독하도록 작동 가능한 RFID 판독기를 포함할 수 있다. 상기 기기/장치는, 네트워크 서버 시스템 및/또는 클라우드 (cloud)에 액세스하여 상기 분자 분석을 위한 워크플로우를 다운로드하도록 작동 가능한 로직을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 워크플로우는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 시약 용기를 위한 분석 프로토콜을 포함할 수 있다. 상기 분석 프로토콜은 상기 반응 기판 또는 반응 홀더로의 액체, 시약, 또는 샘플 이송을 위한 명령을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 상기 기기/장치는, RFID 기입기, 및 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그로의 액체, 시약 또는 샘플 이송에 대한 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그 상의 기록을 기록하도록 상기 RFID 기입기 상에서 작동 가능한 로직을 포함할 수 있다. 상기 기록은 상기 액체, 시약 또는 샘플 이송에 대한 반응 부피를 포함할 수 있다. 또한, 상기 기기는 상기 액체, 시약 또는 샘플 이송이 적용되는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더의 반응 부위를 기록하도록 상기 RFID 기입기 상에서 작동 가능한 로직을 포함할 수 있다. 상기 기기는 또한, 상기 액체, 시약 또는 샘플 이송이 상기 반응 기판 또는 반응 홀더에 적용되는 날짜 및/또는 시간을 기록하도록 상기 RFID 기입기 상에서 작동 가능한 로직, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그에 의해 저장된 정보를 적용하여 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 상의 제1 시약을 상기 시약 용기에 의해 저장된 제2 시약과 혼합하기 위한 명령을 제공하도록 작동 가능한 로직, 및/또는 상기 워크플로우를 위한 분석 프로토콜을 위해 상기 반응 플레이트 RFID 태그를 판독하도록 작동 가능한 로직을 포함할 수 있다. 상기 명령은, 상기 제1 시약을 포함하는 상기 반응 플레이트 상의 반응 부위, 및 액체, 다른 시약 또는 샘플을 상기 반응 부위에 적용하기 위한 이송 명령 및/또는 상기 액체, 다른 시약 또는 샘플의 반응 부피를 포함할 수 있다. 상기 분석 프로토콜은 상기 반응 기판 또는 반응 홀더로 시약을 적용하기 위한 액체, 시약, 또는 샘플 이송 명령을 포함할 수 있다. 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 상의 반응 부위에 포함된 제1 시약의 식별을 포함할 수 있다. 상기 반응 부위에 포함된 상기 제1 시약은 적어도 하나의 프라이머 쌍 및/또는 적어도 하나의 프로브를 포함할 수 있다. 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그는, 상기 분자 분석을 위한 워크플로우에서의 다음 반응 기판 또는 반응 홀더의 식별을 포함할 수 있다.
분자 분석을 수행하기 위한 방법이 또한 본원에 제공된다. 상기 방법은, 반응 기판 또는 반응 홀더 상의 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그를 판독하고/거나 시약 용기 상의 시약 용기 RFID 태그를 판독하는 단계, 및 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그로부터 판독된 정보를 적용하여 분자 분석을 위한 워크플로우를 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그로부터 제1 시약 및 상기 제1 시약에 대한 반응 부위의 식별을 판독하는 단계; 시약 용기 RFID 태그로부터 제2 시약의 식별을 판독하는 단계; 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그로부터 상기 반응 기판 또는 반응 홀더에 대한 온도 이력, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더에 대한 광노출 이력 및/또는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더에 대한 움직임 검출 이력을 판독하는 단계; 상기 시약 용기 RFID 태그로부터 상기 시약 용기에 대한 온도 이력, 상기 시약 용기에 대한 광노출 이력 및/또는 상기 시약 용기에 대한 움직임 검출 이력을 판독하는 단계; 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그로부터 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 상의 복수의 반응 부위 및 상기 반응 부위 각각에 대한 상응하는 제1 시약의 식별을 판독하는 단계; 상기 시약 용기 RFID 태그로부터 상기 시약 용기에 의해 저장된 제2 시약에 대한 유효 기간을 판독하는 단계; 상기 반응 플레이트 RFID 태그로부터 상기 반응 기판 또는 반응 홀더의 특성에 관한 데이터를 판독하고, 상기 시약 용기 RFID 태그로부터 상기 제2 시약의 특성에 관한 데이터를 판독하는 단계; 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그로부터 워크플로우에 대한 정보를 판독하고, 상기 정보에 기초하여 상기 워크플로우에 대한 시각적 및/또는 구두 안내를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 네트워크 서버 시스템으로부터 분자 분석을 위한 워크플로우를 다운로드하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 워크플로우는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더를 위한 분석 프로토콜을 포함한다. 상기 분석 프로토콜은 상기 반응 기판 또는 반응 홀더로의 하나 이상의 시약의 액체, 시약, 및/또는 샘플 이송을 위한 명령을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더로의 액체, 시약 및/또는 샘플 이송에 대한 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그 상의 기록을 기록하도록 RFID 기입기를 작동시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 기록은 상기 액체, 시약 또는 샘플 이송의 반응 부피를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 액체, 시약, 및/또는 샘플 이송이 적용되는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더의 반응 부위의 식별을 기록하도록 상기 RFID 기입기를 작동시키는 단계; 상기 액체, 시약 및/또는 샘플 이송이 상기 반응 기판 또는 반응 홀더에 적용되는 날짜 및/또는 시간을 기록하도록 상기 RFID 기입기를 작동시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은, 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그 및/또는 시약 용기 RFID 태그에 의해 저장된 정보를 적용하여 분자 분석을 위한 워크플로우에서 제1 시약과 제2 시약을 혼합하기 위한 명령을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 명령은, 상기 제1 시약을 포함하는 반응 기판 또는 반응 홀더 상의 반응 부위, 및 상기 반응 부위로의 상기 제2 시약의 액체, 시약 및/또는 샘플 이송을 위한 명령 및/또는 상기 제2 시약의 반응 부피를 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 워크플로우를 위한 분석 프로토콜을 위해 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그를 판독하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 분석 프로토콜은, 예를 들어, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더로의 하나 이상의 시약의 액체, 시약, 또는 샘플 이송을 위한 명령을 포함할 수 있다. 일부 방법에서, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 상의 반응 부위에 포함된 시약의 식별; 적어도 하나의 프라이머 쌍의 식별; 적어도 하나의 프로브의 식별; 상기 분자 분석을 위한 워크플로우에서의 다음 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 시약 용기의 식별을 위해 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그 및/또는 시약 용기 RFID 태그로부터의 판독이 수행될 수 있다. 일부 방법에서, 상기 반응 플레이트, 상기 시약 용기, 상기 제1 시약, 상기 제2 시약 및/또는 상기 분자 분석에 관한 정보를 기입하기 위한 기입이 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그 및/또는 시약 용기 RFID 태그에 수행될 수 있다.
분자 분석 워크플로우를 수행하기 위한 스마트 소모품이 또한 본원에 제공된다. 상기 스마트 소모품은, 반응 홀더 RFID 태그를 포함하는 반응 기판 또는 반응 홀더로서, 상기 반응 홀더 RFID 태그는 상기 분자 분석을 위한 워크플로우에 관한 정보를 송신 및 수신 및/또는 저장하는, 반응 기판 또는 반응 홀더; 및/또는 시약 용기 RFID 태그를 포함하는 시약 용기로서, 상기 시약 용기 RFID 태그는 상기 분자 분석을 위한 워크플로우에 관한 정보를 송신 및 수신 및/또는 저장하는, 시약 용기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 반응 기판 또는 반응 홀더는 복수의 반응 부위를 포함할 수 있고, 여기서 상기 복수 중 하나 이상의 반응 부위는 제1 시약을 포함하고, 여기서 상기 제1 시약은 동일한 반응 기판 또는 반응 홀더 상의 상이한 반응 부위들에서 동일하거나 상이하다. 상기 복수의 반응 부위는 적어도 96개의 반응 부위, 적어도 384개의 반응 부위, 적어도 1536개의 반응 부위, 적어도 3072개의 반응 부위 또는 적어도 12,288개의 반응 부위를 포함할 수 있다. 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그는 각각의 반응 부위 및 각각의 반응 부위에 대한 상응하는 제1 시약의 식별을 포함할 수 있다.
일부 경우에서, 상기 제1 시약은 건식-스폿팅 (건조)된다. 일부 경우에서, 상기 제1 시약은 사전-스폿팅된다. 본원에서 "사전-스폿팅된"은, 반응 기판 또는 반응 홀더의 제조업체에 의해 상기 반응 기판 또는 반응 홀더에 첨가되었으며 (또는 사전-탑재되었으며) 사용자에 의해 상기 반응 기판 또는 반응 홀더에 직접 첨가된 것은 아닌 제1 시약을 포함하는 반응 기판 또는 반응 홀더를 지칭한다. 사전-스폿팅된 반응 기판 또는 반응 홀더는 또한 즉시 사용 가능한 것으로 간주될 수 있다. 본원에서, "즉시 사용 가능한"은, 반응이 일어나기 위해, 제한된 수의 추가적인 시약만이 상기 제1 시약에 첨가될 필요가 있음을 의미할 수 있거나, 또는 반응이 일어나기 위해, 물 또는 완충제와 같은 액체 및/또는 시험 샘플만이 상기 제1 시약에 첨가될 필요가 있음을 의미할 수 있다.
상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더의 특성에 관한 데이터를 저장하고/거나 상기 시약 용기 RFID 태그는 상기 시약 용기 내의 시약의 특성에 관한 데이터를 저장할 수 있다. 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그는 상기 워크플로우를 위한 시각적 또는 구두 안내를 제공하기 위한 정보를 저장할 수 있다. 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더에 적용될 시약의 기록을 저장할 수 있다. 상기 기록은, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더에 적용될 시약의 반응 부피; 상기 시약이 적용되는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더의 반응 부위의 식별, 상기 시약이 상기 반응 기판 또는 반응 홀더에 적용되는 날짜 및/또는 시간; 및/또는 상기 분자 분석을 위한 워크플로우에서의 제1 시약과 제2 시약의 상호 작용을 포함할 수 있다. 상기 상호 작용은, 제1 시약을 포함하는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 상의 별개의 반응 부위, 및 상기 별개의 반응 부위로의 제2 시약의 이송을 위한 명령을 포함할 수 있다. 제2 시약의 이송을 위한 명령은 액체 이송을 위한 명령을 포함할 수 있고 상기 제2 시약의 반응 부피를 포함할 수 있다. 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그는 분자 분석 워크플로우를 위한 분석 프로토콜을 저장할 수 있다. 상기 분석 프로토콜은, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더로의 하나 이상의 시약의 액체 이송을 위한 명령을 포함할 수 있다. 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 상의 반응 부위에 포함된 시약의 식별을 저장할 수 있다. 상기 반응 부위에 포함된 시약은 적어도 하나의 프라이머 쌍 및/또는 적어도 하나의 프로브를 포함할 수 있다. 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그는, 상기 분자 분석을 위한 워크플로우에서의 다음 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 시약 용기의 식별을 저장할 수 있다.
상기 반응 기판 또는 반응 홀더는, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그에 결합된 온도 센서, 광 센서, 및/또는 움직임 센서를 추가로 포함할 수 있고, 여기서 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더에 대한 온도 이력, 광노출 이력, 움직임 검출 이력을 저장한다. 상기 시약 용기는, 상기 시약 용기 RFID 태그에 결합된 온도 센서, 광 센서, 및/또는 움직임 센서를 추가로 포함할 수 있고, 여기서 상기 시약 용기 RFID 태그는 상기 시약 용기에 대한 온도 이력, 광노출 이력, 움직임 검출 이력을 저장한다. 일부 경우에서, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 상기 시약 용기는 바코드를 추가로 포함한다. 상기 온도 센서, 상기 광 센서 및/또는 상기 움직임 센서는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그에 직접 또는 간접적으로 결합될 수 있다.
상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 상기 시약 용기의 특성에 관한 데이터는 하기 중 하나 이상을 포함할 수 있다: ID 번호; 유효 기간; 부품 번호; 바코드; 로트 번호; 부품 유형; 저장 온도 및/또는 저장 온도 범위; 시약 농도; 상기 워크플로우에서 사용하도록 권장되는 시약 농도 및/또는 부피; 액체 이송 지원을 위한 조항; 판매 주문 번호; 시약 명칭; 분석 명칭; 상기 반응 홀더 상에서 시약이 사용될 분석 위치; 분석 ID; 상기 분자 분석을 위해 제안되거나 필요한 프로토콜; 샘플 명칭; 마스터 믹스 (master mix) 명칭; 인터넷 링크 또는 주소 (url); 반응 및/또는 시약 부피; 시험 샘플 명칭; 상기 분자 분석을 위한 분석 설정; 샘플 유형; 분자 분석 유형; 기기 실행 프로토콜. 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 상기 시약 용기의 특성에 관한 데이터는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그에 기입 및/또는 재기입될 수 있다. 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그는 적어도 8 킬로바이트의 정보를 저장할 수 있는 용량을 가질 수 있다.
임의의 특정 요소 또는 동작의 논의를 용이하게 식별하기 위해, 참조 번호에서 가장 중요한 숫자 또는 숫자들은 그 요소가 처음 도입되는 도면 번호를 참조한다.
도 1은 일 구현예에 따른 시스템 (100)의 시스템 구성도를 도시한다.
도 2는 일 구현예에 따른 분자 분석 루틴 (200)을 도시한다.
도 3은 일 구현예에 따른 분자 분석을 수행하기 위한 다른 루틴 (300)을 도시한다.
도 4는 일 구현예에 따른 사용자 인터페이스 (400)를 도시한다.
도 5는 일 구현예에 따른 사용자 인터페이스 (500)를 도시한다.
도 6은 일 구현예에 따른 사용자 인터페이스 (600)를 도시한다.
도 7은 일 구현예에 따른 사용자 인터페이스 (700)를 도시한다.
도 8은 일 구현예에 따른 사용자 인터페이스 (800)를 도시한다.
도 9는 일 구현예에 따른 사용자 인터페이스 (900)를 도시한다.
도 10은 일 구현예에 따른 사용자 인터페이스 (700)를 도시한다.
도 11은 일 구현예에 따른 사용자 인터페이스 (1100)를 도시한다.
도 12는 일 구현예에 따른 사용자 인터페이스 (1100)를 추가로 도시한다.
도 13은 일 구현예에 따른 사용자 인터페이스 (1300)를 도시한다.
도 14는 일 구현예에 따른 사용자 인터페이스 (1400)를 도시한다.
도 15는 일 구현예에 따른 사용자 인터페이스 (1500)를 도시한다.
도 16은 일 구현예에 따른 RFID-태깅된 (RFID-tagged) 다중-웰 반응 플레이트를 도시한다.
분자 분석을 수행하기 위한 연결된 워크플로우를 제공하는 "스마트" 시스템이 본원에 개시된다. 일 구현예에서, 상기 분자 분석은 중합 효소 연쇄 반응 (PCR) 워크플로우이다. 다른 구현예에서, 상기 분자 분석은 실시간 또는 정량적 PCR (qPCR), 종점 PCR (epPCR), PCR을 포함하는 근접 결찰 분석 (PLA), 또는 역전사-PCR (RT-PCR) 워크플로우이다. 일부 구현예에서, 상기 PCR은 단일 PCR (singleplex PCR)이다. 일부 다른 구현예에서, 상기 PCR은 다중 PCR (multiplex PCR)이다.
본원에 개시된 분자 분석을 위한 스마트 시스템은, 스마트 기기 및 다양한 스마트 소모품의 사용을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 구현예에 따라 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 스마트 기기는 중합 효소 연쇄 반응 (PCR)에 사용되는 기기이다. 일부 구현예에서, 상기 스마트 소모품은 PCR에 사용되는 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 반응 시약이다. 따라서, 일부 구현예에서, 상기 분자 분석 시스템은 스마트 PCR 기기를 포함하며, 이 기기 상에서 본 교시의 구현예들이, 예를 들어 다양한 스마트 소모품과 함께 시행되거나 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 PCR 기기는 선택적으로, 스마트 반응 기판 또는 반응 홀더 ("반응 기판/홀더")에 포함된 복수의 반응 또는 샘플 위에 배치된 가열된 커버 (cover)를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 스마트 기기와 관련된 하나 이상의 시약이 하나 이상의 스마트 시약 용기에 포함될 수 있다. 일부 구현예에서, 반응 기판 또는 반응 홀더 상에 또는 내에 배치되는 하나 이상의 시약은 하나 이상의 스마트 시약 용기 내에 포함될 수 있다.
본원에서, 상기 시스템은 하나 이상의 반응 기판 또는 하나 이상의 반응 홀더, 예를 들어, "스마트한" 또는 자동 식별 및 데이터 취득 (Automatic Identification and Data Capture (AIDC)) 기능을 갖는 (AIDC-가능한) 반응 어레이, 반응 슬라이드 또는 반응 플레이트를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 시스템은 또한 AIDC 기능을 갖는 하나 이상의 "스마트" 시약 용기(들) (예를 들어, 용기, 병, 튜브, 바이알, 웰 또는 챔버)를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 시스템은 또한 AIDC 기능을 갖는 하나 이상의 "스마트" 기기 또는 장치 (예를 들어, 스캐너, 디스플레이 또는 서모사이클러)를 포함한다.
본원에서, "스마트"는 더 큰 네트워크 및/또는 네트워크 클라우드의 일부로서의 다른 기기, 장치, 재료 또는 품목, 구성 요소 및/또는 부품에 연결된 기기, 장치, 재료 또는 품목, 구성 요소 및/또는 부품을 지칭한다. 전형적으로, 스마트 기기, 장치, 재료 또는 품목, 구성 요소 및/또는 부품은, 어느 정도 쌍방향으로 및 독자적으로 작동할 수 있는 상이한 무선 프로토콜 또는 데이터 전송, 예를 들어, 블루투스, NFC, Wi-Fi, LiFi, 3G 등을 통해 다른 스마트 기기, 장치, 재료 또는 품목, 구성 요소 및/또는 부품에 연결될 수 있다. 본원에서, "네트워크 클라우드", "클라우드" 또는 "상기 클라우드"는 데이터 전송의 종점들 간에 존재하는 개인, 공공 또는 반공공 공간을 의미한다. 일반적으로, 전송되는 데이터는 표준 프로토콜을 사용하여 한 종점으로부터 네트워크 클라우드로 들어가고, 다른 데이터 전송과 네트워크 클라우드의 공간을 공유한다. 종종, 상기 데이터는 네트워크 클라우드에서 빠져나오며, 여기서 이는 네트워크 클라우드로 들어갈 때와 동일한 형식으로 무수한 방식으로 캡슐화, 변환 및 전송될 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 스마트 반응 기판/홀더 및/또는 상기 스마트 시약 용기 중 하나 또는 둘 모두에 사용되는 AIDC 방법은 스마트 라벨 (label)이다. 일부 구현예에서, 상기 반응 기판/홀더 및/또는 상기 스마트 시약 용기 중 하나 또는 둘 모두에 사용되는 AIDC 방법은 무선 주파수 식별(Radio frequency identification (RFID)) 태그이다. 따라서, 일부 구현예에서, 상기 시스템은 스마트 라벨 또는 RFID 태그를 갖는 반응 기판/홀더, 및/또는 시약 용기 스마트 라벨 또는 RFID 태그를 갖는 시약 용기를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 시스템이 반응 기판/홀더 스마트 라벨 또는 RFID 태그를 갖는 반응 기판/홀더, 예를 들어 반응 플레이트, 및 시약 용기 스마트 라벨 또는 RFID 태그를 갖는 하나 이상의 시약 용기(들)를 모두 포함하는 경우, 상기 반응 기판/홀더 스마트 라벨/RFID 태그 및 상기 시약 용기(들) 스마트 라벨/RFID 태그(들)은, 함께 또는 집합적으로, 상기 분자 분석 시스템에 관한 정보를 저장 및 공유할 수 있다. 예를 들어, qPCR 분자 분석과 같은 특정 분자 분석에 사용되는 샘플, 시약, 분석, 사용자 및/또는 워크플로우에 대한 시스템 정보가 저장되거나 공유될 수 있다.
본원에서, "RFID 태그" 또는 "태그"는 디지털 데이터 및/또는 정보를 저장하는 부품, 예를 들어 칩을 지칭한다. 일부 구현예에서, 상기 태그는 집적 회로, 안테나, 및 부품들을 결합시키고 다양한 환경 조건으로부터 이를 보호하는 보호 재료를 포함한다. 상기 보호 재료는 응용 분야에 따라 달라질 수 있으며 RFID 태그는 다양한 형태와 크기로 제공될 수 있다. 상기 집적 회로는 상기 안테나에 의해 전송된 무선 주파수에 의해 통신 (예를 들어, 송신 또는 수신)될 수 있는 데이터를 저장할 수 있다. 상기 집적 회로 및 안테나 회로는 상기 칩 상에 인쇄될 수 있다. RFID 태그는, 상기 RFID 태그에 질의하기 위해 무선 주파수를 방출하는 안테나를 사용하는 RFID 판독기에 의해 판독될 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 RFID 태그는 "수동 RFID 태그"이고, 자체 에너지원을 갖지는 않지만, 판독기로부터의 신호에 응답하여 신호를 전송한다. 다른 구현예에서, 상기 RFID 태그는 "능동 RFID 태그"이고 건전지와 같은 자체 동력원을 포함한다. "기입 가능한 RFID 태그"는 RFID 기입기에 의해 기입될 수 있는 메모리 공간을 갖는 RFID 태그이다. "스마트 레이블"은 RFID 태그와 유사하며 RFID 및 바코드 기술 둘 모두를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 스마트 라벨은 RFID 태그가 내장된 접착성 라벨로 제조되며, 바코드 및/또는 다른 정보를 또한 포함할 수 있다. RFID 태그의 일부 예는 미국 특허 제6,147,662호; 제6,917,291호; 제5,949,049호; 제6,652,812호; 제6,112,152호; 및 미국 특허 출원 번호 제2003/0183683호에서 찾을 수 있으며, 이들 문헌 모두는 RFID 태그, 칩, 라벨, 또는 장치, RFID 판독기 및 RFID 시스템, 이들의 설계 및 사용에 대한 개시 내용에 대해 그 전체 내용이 원용에 의해 본원에 포함된다.
일부 구현예에서, 본원에 개시된 반응 기판 또는 반응 홀더는 챔버, 채널, 카드, 어레이, 용기, 슬라이드 또는 플레이트를 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 다양한 구현예에서, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더는 복수의 반응 부위를 갖는 반응 기판/홀더일 수 있다. 복수의 반응 부위를 갖는 반응 기판 또는 반응 홀더의 일부 예는 다중-웰 플레이트, 예를 들어 표준 마이크로타이터 (microtiter) 96-웰, 384-웰 플레이트, 또는 마이크로카드, 또는 실질적으로 평면인 지지체, 예를 들어 슬라이드, 오픈어레이 (openarray) 또는 어레이를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 일부 구현예에서, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더는 유리 또는 플라스틱 또는 당업자에게 명백한 임의의 다른 적합한 재료로 제조될 수 있다. 반응 기판 또는 반응 홀더의 다양한 구현예에서, 상기 반응 부위는, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더의 표면 상에 형성된 규칙적이거나 불규칙적인 배열로 패터닝된 함몰부, 오목부, 융기부 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.
다양한 구현예에서, 본원에 개시된 하나 이상의 시약 용기는 용기, 병, 튜브, 바이알, 웰 또는 챔버 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 일부 구현예에서, 상기 시약 용기(들)는 유리 또는 플라스틱 또는 당업자에게 명백한 임의의 다른 적합한 재료로 제조될 수 있다. 상기 시약 용기(들)는 임의의 크기 또는 치수를 가질 수 있으며, 동일한 시스템 내에서 시약 용기마다 다를 수 있다.
일부 구현예에서, 본원에 개시된 AIDC-가능한 반응 기판 또는 반응 홀더는 반응 플레이트 또는 반응 어레이이다. 일부 구현예에서, 상기 AIDC-가능한 반응 플레이트는 RFID-태깅된 플레이트이거나 또는 상기 AIDC-가능한 반응 어레이는 RFID-태깅된 어레이이다. 다양한 구현예에서, 상기 반응 플레이트 또는 반응 어레이는 전형적으로, 스루홀 (through hole) 또는 웰 (예를 들어, "다중-웰 반응 플레이트")과 같은 다수의 반응 부위를 포함한다. 다수의 반응 부위는 예를 들어 2개 이상의 반응 부위를 포함할 수 있다. 예를 들어, 반응 플레이트는 2, 10, 50, 100, 250, 500, 1000, 1500, 또는 3000, 10,000, 15,000 또는 그 초과 (또는 그 사이의 임의의 수)의 다수의 반응 부위를 가질 수 있다. 일부 바람직한 구현예에서, 직사각형 반응 플레이트 또는 반응 어레이 (예를 들어, 2x3 구성)는 6, 12, 24, 32, 48, 96, 384, 1536, 3072, 또는 12,288개의 반응 부위를 가질 수 있지만, 다른 구성들이 본 개시내용에 의해 고려되며 당업자에게 명백할 것이다. 일부 구현예에서, 상기 다중-웰 반응 플레이트는 96-웰 플레이트 또는 384-웰 플레이트이다. 일부 구현예에서, 상기 반응 플레이트는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리카보네이트, 다중-웰 플레이트이다. 일부 구현예에서, 상기 반응 플레이트는 MicroAmp™ 플레이트 또는 MicroAmp™ Endura™ 플레이트이다. 일부 구현예에서, 상기 반응 플레이트 또는 반응 어레이는 0.01 마이크로리터 (uL)/웰 또는 홀 (hole) 내지 500 uL/웰 또는 홀의 부피 용량을 갖는 웰 또는 홀을 특징으로 한다. 일부 구현예에서, 상기 웰 또는 홀 부피 용량은 0.01 ul 이상일 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 웰 또는 홀 부피 용량은 0.5 uL 내지 1 밀리리터 (mL)이다. 일부 구현예에서, 웰 또는 홀의 크기는 0.001 mL, 0.02 ml, 0.03 mL, 0.1 mL 또는 0.2 mL의 반응 부피를 갖는 것을 특징으로 한다.
일부 구현예에서, 다중-웰 반응 플레이트와 같은 반응 기판 또는 반응 홀더의 반응 부위들의 일부 또는 전부는 제1 시약을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 반응 플레이트는 제1 시약으로 사전-스폿팅된다 (그리고, 선택적으로, 즉시 사용 가능하도록 제조된다). 상기 제1 시약을 포함하는 각각의 반응 부위 또는 웰에서의 상기 제1 시약은 동일할 수 있거나, 또는 상기 제1 시약은 상이한 반응 부위에 따라 변할 수 있다 (그리고 종종 그러하다). 본원에서, "제1 시약"은 예를 들어 상기 반응 플레이트 상의 하나 이상의 시약을 의미하며, 이는 반응 부위에 따라 동일한 시약 또는 상이한 시약일 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 제1 시약은, qPCR과 같은 분자 분석에 사용하기 위한 단일 시약, 예를 들어 샘플, 완충제, 프라이머, 프로브, 효소, 또는 디데옥시뉴클레오티드 (dNTP)를 포함한다. 일부 다른 구현예에서, 상기 제1 시약은, 예를 들어 그러나 이에 제한되지는 않는, 샘플, 완충제, 프라이머, 프로브, 효소 및/또는 dNTP로부터 선택된 시약의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 제1 시약은, qPCR과 같은 분자 분석에 사용하기 위한, 마스터 믹스 또는 저장 믹스를 구성할 수 있는 시약의 조합을 포함할 수 있다. 따라서, 일부 구현예에서, 하나의 반응 부위에서의 상기 제1 시약은, 동일한 다중-웰 플레이트 내의 다른 반응 부위에서의 상기 제1 시약과 동일한 시약의 조합이거나 또는 상이한 시약의 조합일 수 있다.
개시된 시스템의 일부 구현예에서, 상기 AIDC-가능한 반응 기판 또는 반응 홀더 (예를 들어, 반응 플레이트)에 추가로, 또는 이와 별도로, 사용되는 하나 이상의 AIDC-가능한 시약 용기(들)가 또한 존재할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 시약 용기는 반응 플레이트 대신에 또는 이에 대한 대안으로 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 시약 용기는 반응 플레이트과 조합하여 사용될 수 있다. 시약 용기가 반응 플레이트 없이 사용되는 일부 구현예에서, 상기 시약 용기(들)는 제1 시약, 제2 시약, 제3 시약 등을 보유한다. 제1 시약을 포함하는 반응 플레이트뿐만 아니라 시약 용기가 사용되는 일부 구현예에서, 상기 시약 용기(들)는 제2 시약, 제3 시약 등을 보유할 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 상기 제2, 제3, 제4 등의 시약은 상기 분자 분석에서의 하나 이상의 특정 지점에서, 예를 들어 상기 qPCR 워크플로우의 하나 이상의 특정 지점에서 상기 반응 플레이트의 반응 부위 중 적어도 하나에 첨가된다. 본원에서, "제2 시약", "제3 시약", "제4 시약"등은, 상기 분석의 일부로서 제1 시약, 예를 들어 반응 플레이트 상의 제1 시약 또는 다른 시약 용기 내의 제1 시약에 첨가되는 임의의 시약을 지칭하나, 반드시 임의의 특정 순서가 있는 것은 아니며, "제1 시약", "제2 시약", "제3 시약", "제4 시약" 등 각각은 상이한 시약 용기 각각에서의 동일하거나 상이한 시약을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 제1, 제2, 제3, 제4 등의 시약은 각각 단일 시약 또는 상이한 시약의 혼합물, 예를 들어 마스터 믹스 또는 저장 믹스를 포함할 수 있다.
상기에 개시된 바와 같이, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 상기 시약 용기(들) 중 하나 또는 둘 모두는 자동 식별 및 데이터 취득 (AIDC) 기술, 예를 들어 무선 주파수 식별 (RFID)에 결합될 수 있으며, 스마트 라벨 및/또는 RFID 태그를 포함할 수 있다. 일반적으로, "RFID 기술" 또는 "RFID"는, RFID 태그 또는 스마트 라벨 내에 인코딩된 디지털 데이터 및/또는 정보가 전파를 통해 판독기에 의해 포착되는 기술을 지칭한다. RFID는, 태그 또는 라벨의 데이터가 상기 데이터 및/또는 정보를 판독하는 장치에 의해 포착될 수 있다는 점에서 바코딩과 유사하다. 그러나 RFID는 바코드 자산 추적 소프트웨어를 사용하는 시스템보다 몇 가지 장점이 있다. 가장 주목할만한 것 중 하나는, RFID 데이터/정보는 가시거리 밖에서 판독될 수 있는 반면 바코드는 전형적으로 광학 스캐너와 적어도 부분적으로 정렬되어야 한다는 것이다.
일부 구현예에서, 본원에 개시된 RFID 태그 또는 스마트 라벨은 정보를 송신 및 수신할 수 있다. 일부 구현예에서, 이러한 정보는 후속 사용 또는 회수 (recall)를 위해 상기 RFID 태그 또는 스마트 라벨 상에 저장될 수 있다. 일부 구현예에서, 정보는 상기 RFID 태그 또는 스마트 라벨에 기입 (또는 재기입)될 수 있다. 개시된 시스템의 일부 구현예에서, 상기 RFID 태그 또는 스마트 라벨은 2 킬로바이트 (kB) 이상의 정보를 보유할 수 있는 용량을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 RFID 태그 또는 스마트 라벨은 적어도 2 킬로바이트, 3 킬로바이트, 4 킬로바이트, 5 킬로바이트, 6 킬로바이트, 7 킬로바이트, 8 킬로바이트, 10 킬로바이트, 12 킬로바이트, 16 킬로바이트, 32 킬로바이트, 64 킬로바이트, 128 킬로바이트, 256 킬로바이트, 512 킬로바이트 (또는 그 사이의 숫자)의 용량을 갖는다. 일부 구현예에서, 상기 RFID 태그 또는 스마트 라벨은 적어도 8 킬로바이트의 정보를 보유할 수 있는 용량을 갖는다. 일부 다른 구현예에서, 상기 RFID 태그 또는 스마트 라벨은 4 내지 512 킬로바이트의 정보를 보유할 수 있는 용량을 갖는다. 일부 다른 구현예에서, 상기 RFID 태그 또는 스마트 라벨은 8 내지 64 킬로바이트의 정보를 보유할 수 있는 용량을 갖는다.
일부 추가적인 구현예에서, 본원에 개시된 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 시약 용기(들)는, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 시약 용기(들)에 결합된 온도 센서, 광 센서, 및/또는 움직임 센서를 추가로 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 온도 센서, 광 센서 및/또는 움직임 센서는 예를 들어 스마트 라벨 또는 RFID 태그의 일부일 수 있으며, 여기서 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그는, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 시약 용기에 결합된 상기 온도 센서, 광 센서 및/또는 움직임 센서로부터 획득된 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 상기 시약 용기에 대한 온도 이력, 광 이력 및/또는 움직임 이력을 판독 및 저장한다. 일부 구현예에서, 별도의 부품으로서 또는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 시약 용기 상의 RFID 태그의 일부로서, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 상기 시약 용기에 결합된 온도 센서는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 상기 시약 용기에 대한 온도 노출 이력을 감지 또는 저장한다. 일부 구현예에서, 별도의 부품으로서 또는 RFID 태그의 일부로서, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 시약 용기에 결합된 광 센서는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 시약 용기에 대한 광노출 이력을 감지 또는 저장한다. 일부 구현예에서, 별도의 부품으로서 또는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 시약 용기 상의 RFID 태그의 일부로서, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 시약 용기에 결합된 움직임 센서는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 시약 용기에 대한 움직임 또는 충격 노출 이력을 감지 또는 저장한다.
일부 구현예에서, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더의 각각의 반응 부위는 상기 반응 기판/홀더 상에 침착된 제1 시약을 포함할 수 있고, 상기 반응 기판/홀더 RFID 태그는 상기 반응 기판/홀더 상의 각각의 반응 부위 및 각각의 반응 부위에 포함된 상응하는 시약, 샘플 또는 분석의 식별을 포함할 수 있다. 각각의 반응 부위에 침착된 시약은 적어도 하나의 프라이머 및 적어도 하나의 프로브를 포함하는 적어도 하나의 분석을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 시약은 상기 반응 기판/홀더의 반응 부위 상으로 건식-스폿팅 (즉, 건조)된다. 일부 구현예에서, 상기 시약은 동결 건조된다. 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기(들) RFID 태그(들)는 또한, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 상기 시약 용기(들) 내에 또는 상에 배치되거나 저장된 상기 제1, 제2, 제3 등의 시약(들)에 대한 유효 기간뿐만 아니라 하기에 상술된 바와 같은 시약(들), 워크플로우 및/또는 분석에 관한 임의의 다른 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 반응 플레이트 RFID 태그와 같은 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그는, 각각의 웰에 어떤 분석(들)이 포함되는지를 정의하는 플레이트 레이아웃 (layout); 특정 분석에 대해 실행될 것이 권장되는 프로토콜; 특정 분석에 대해 실행될 것이 권장되는 염료 세트; 상기 플레이트의 바코드; URL (월드 와이드 웹 페이지로의 링크; www 사이트), 재료 안전 보건 자료(Material Safety Data Sheet (MSDS)), 분석증명서 (Certificate of Analysis (COA)), 프로토콜(들), 및 기타 관련 문헌; 및/또는 재주문 또는 추적 용도와 같은 목적으로 사용될 수 있는 고유 ID를 포함하지만 이에 제한되지는 않는, 정보를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 RFID 태그 또는 스마트 라벨은 또한, 고객이 민감한 것으로 간주할 수 있는 품목을 지원하고/거나 제조업체별, 실험실별 및/또는 사용자별 정보 또는 디지털 보안 잠금 장치를 포함한 위조 보호 조치를 제공하기 위한 수단으로서의 실험 데이터를 암호화하기 위한 일부 보안 정보를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 (예를 들어 반응 플레이트) RFID 태그는 제1 시약의 특성에 관한 데이터를 인코딩할 수 있고, 상기 시약 용기 RFID 태그는 제2 시약의 특성에 관한 데이터를 인코딩할 수 있다. 이들 특성은 예를 들어, 상기 분자 분석에 대한 분석 정보, 상기 분자 분석에 관여하는 다양한 시약에 대한 유효 기간, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 시약 용기에 대한 저장 조건 (온도 저장, 광노출, 움직임/충격 검출 이력 포함), 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 또는 상기 다양한 시약에 대한 부품/로트/카탈로그 번호, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더의 어떤 반응 부위에 어떤 분석, 샘플 또는 시약이 분배되었는지에 대한 자세한 정보, 및 상기 반응 기판(들) 또는 반응 홀더(들)에 적용되거나 상기 시약 용기에 포함된 시약의 (예를 들어, 반응 당 또는 각각의 반응 부위에서 사용된 부피를 기준으로 한) 사용 속도 또는 사용된 부피를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 스마트 라벨 또는 RFID 태그 판독기를 포함하는 (즉, 스마트-가능한 (smart enabled)) 기기는, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 스마트 라벨 또는 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기(들) 스마트 라벨(들) 또는 RFID 태그(들)로부터의 워크플로우 정보를 판독하고, 상기 라벨 또는 태그로부터 수신된 워크플로우 정보에 기초하여 상기 워크플로우에 대한 시각적 및/또는 구두 안내를 제공하기 위해 사용된다. 상기 스마트-가능한 기기는, 네트워크 서버 시스템에 액세스하여, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 시약 용기를 위한 분석 프로토콜 및 다른 유용한 정보, 예를 들어 실험 프로토콜 또는 데이터 분석을 수행하기 위한 다른 유용한 정보를 포함한, 상기 분자 분석을 위한 워크플로우를 다운로드할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 프로토콜은 상기 반응 기판 또는 반응 홀더로의 액체, 시약, 또는 샘플 이송을 위한 명령을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 명령은, 제1 시약을 포함하거나 이것으로 사전-탑재된 반응 기판 또는 반응 홀더의 반응 부위로의 제2 시약, 예를 들어 시약 용기로부터의 제2 시약의 이송을 위한 것이다. 일부 다른 구현예에서, 상기 명령은, 다른 시약 용기의 제1, 제2, 제3, 제4 등의 시약으로의 제2, 제3, 제4 등의 시약, 예를 들어 하나 이상의 시약 용기(들)로부터의 제2, 제3, 제4 등의 시약의 액체 이송을 위한 것이다. 일부 경우에서, 상기 기기는, 상기 워크플로우를 위한 분석 프로토콜과 같은 정보를 획득하기 위해, 상기 정보를 위한 네트워크 서버 시스템에 액세스하는 대신에, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 또는 시약 용기 스마트 라벨 또는 RFID 태그를 직접 판독할 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 스마트 라벨 또는 RFID 태그 상에 저장된 정보는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 상기 시약(들) 자체에 대한 정보 또는 속성을 포함한다. 이러한 정보는 예를 들어, ID 번호, 부품 번호, 로트 번호, 공급자 명칭 및/또는 위치, 부품 유형 (예를 들어, 96-웰 플레이트 또는 384-웰 플레이트; 96-웰 0.1 mL 반응 부피 플레이트 또는 96-웰 0.2 mL 반응 부피 플레이트 등), 권장 온도 범위와 같은 저장 온도 및/또는 판매 주문 번호를 포함할 수 있다. 이 정보 중 임의의 것은, 또한 또는 대안적으로, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 시약 용기 상의 상기 스마트 라벨 또는 RFID 태그로부터 판독된 반응 기판 또는 반응 홀더 ID 또는 시약 ID에 기초하여 네트워크로부터 다운로드될 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 스마트 라벨 또는 RFID 태그에 의해 저장된 정보는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 상기 시약의 특성을 넘어설 수 있으며, 실행 프로토콜, 분석 기기 설정, 실험을 계획하고 물리적 반응 또는 분석을 준비한 사람의 식별, 분석 유형 (예를 들어, 유전자 발현, 마이크로RNA 등), 상기 반응 기판 또는 반응 홀더가 실행된 기기의 유형, 상기 분석 워크플로우에서의 다음 단계(들) (예를 들어 qPCR-CE 기기 등), 어떤 기기(들)를 사용하여 누가 상기 반응 기판 또는 반응 홀더를 실행하였는지, 및 실험에서의 오류의 가능한 원인과 같은 정보를 포함할 수 있다. 이 정보 중 임의의 것은, 또한 또는 대안적으로, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 시약 용기(들) 상의 스마트 라벨 또는 RFID 태그로부터 판독된 반응 기판 또는 반응 홀더 ID 또는 시약 ID에 기초하여 네트워크로부터 다운로드될 수 있다.
상기 스마트 라벨 또는 RFID 태그에 의해 저장될 수 있는 추가적인 데이터는, 분석 목표 및 가설, 분석 방법론, 결과 및 결론, 피펫과 같은 분석 재료 및 이들의 사용에 대한 프로토콜의 식별, 사용된 복제물 및 대조군, 특정 분석에 사용하기 위한 템플릿, 사용자가 실행 중인 화학에 대한 새로운 발표/향상을 기반으로 한 제품 권장 사항 또는 사용된 기기, 관련 간행물, 실행 중인 연구, 및 연구 실험, 동일한 연구에 관심이 있는 커뮤니티 네트워크 및 경향 분석에 의해 발표된 실행 후 품질 메트릭 (post run quality metric)에서 관찰된 것을 기반으로 더 나은 실행 품질을 얻을 수 있는 대체 제품을 포함한다. 이 정보 중 임의의 것은, 또한 또는 대안적으로, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 시약 용기(들) 상의 상기 스마트 라벨 또는 RFID 태그로부터 판독된 반응 기판 또는 반응 홀더 ID 또는 시약 ID에 기초하여 네트워크로부터 다운로드될 수 있다.
본원에서, "실험실 벤치 보조기 (lab bench assistant)" 또는 "실험실 보조기 (lab assistant)"라는 용어는, 스마트 라벨 또는 RFID 판독기를 사용하여 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 상기 시약 용기(들)의 스마트 라벨 및/또는 RFID 태그를 판독하기 위한 로직을 포함하는 기기 또는 장치를 지칭한다. 일부 구현예에서, 상기 실험실 보조기는 상기 스마트 라벨 또는 RFID 태그 상에 저장된 정보를 시각적으로 디스플레이 및/또는 구두로 통신할 수 있다 (또는, 디스플레이 또는 구두 통신을 위해, 컴퓨터 시스템과 같은 외부 장치에 이러한 정보를 제공한다). 일부 구현예에서, 분자 분석을 위한 워크플로우를 용이하게 하고 개선하기 위해, 상기 실험실 보조기는 스마트 라벨 또는 RFID 기입기를 사용하여 그것에 정보를 기입할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 실험실 보조기는, 또한 또는 대안적으로, 네트워크로부터 정보를 다운로드하고/거나 네트워크 상의 다른 부분 또는 장치로부터의 검색 또는 저장을 위해 상기 네트워크로 정보를 송신할 수 있다.
따라서, 언급된 바와 같이, 실험실 벤치 보조기는 스마트 라벨 또는 RFID 기입기를 포함할 수 있고, 반응 기판 또는 반응 홀더 스마트 라벨 또는 RFID 태그 및/또는 시약 용기(들) 스마트 라벨 또는 RFID 태그 상에, 상기에 언급되고 본원에 추가로 기술된 정보 중 임의의 것을 포함한 정보를 기입 (기록)할 수 있다. 예를 들어, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 상기 시약 용기로의 하나 이상의 액체, 시약 또는 샘플 이송이 기록될 수 있으며, 여기서 상기 기록은, 상기 액체, 시약 또는 샘플 이송의 반응 부피, 상기 액체, 시약 또는 샘플 이송이 적용되는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 상기 시약 용기 상의 반응 부위, 상기 액체, 시약 또는 샘플 이송이 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 상기 시약 용기에 적용되는 날짜 및/또는 시간 및/또는 이를 적용하는 사람과 같은 정보를 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 실험실 보조기는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 스마트 라벨 또는 RFID 태그 및 상기 시약 용기 스마트 라벨 또는 RFID 태그에 의해 저장된 정보를 적용하여, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 상의 제1 시약을 상기 시약 용기(들)에 의해 저장된 제2 시약과 혼합하기 위한 명령을 제공할 수 있다. 상기 명령은 상기 제1 시약이 침착된 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 상의 반응 부위를 식별하는 것, 및 상기 제2 시약을 상기 반응 부위에 적용하기 위한 이송 명령, 및/또는 적용할 상기 제2 시약의 반응 부피를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 시약 용기와 같이, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더는 "스마트"할 수 있다. 다수의 반응 기판 또는 반응 홀더를 포함하는 복잡한 분자 분석에서, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 스마트 라벨 또는 RFID 태그 중 하나 이상은, 상기 워크플로우에서의 다음 반응 기판 또는 반응 홀더의 식별을 포함할 수 있으며, 따라서 상기 분자 분석에 사용하기 위한 반응 기판 또는 반응 홀더 및/또는 시약 용기의 순서를 형성한다.
상기 시약 용기와 같이, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더는, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그에 결합된 온도 센서를 (다른 센서와 조합하여 또는 단독으로) 포함할 수 있으며, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그는 상기 온도 센서를 판독하고 상기 반응 기판 또는 반응 홀더에 대한 온도 이력을 저장한다. 상기 반응 기판 또는 반응 홀더는 또한, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그에 결합된 광 센서를 (다른 센서와 조합하여 또는 단독으로) 포함할 수 있으며, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그는 상기 광 센서를 판독하고 상기 반응 기판 또는 반응 홀더에 대한 광노출 이력을 저장한다. 상기 반응 기판 또는 반응 홀더는 또한, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그에 결합된 움직임 센서를 (다른 센서와 조합하여 또는 단독으로) 포함할 수 있으며, 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 RFID 태그는 상기 움직임 센서를 판독하고 상기 반응 기판 또는 반응 홀더에 대한 움직임 또는 충격 이력을 저장한다. 일부 구현예에서, 상기 온도 센서, 광 센서 및/또는 움직임 센서는 상기 반응 기판 또는 반응 홀더 상에 위치된 별도의 구성 요소일 수 있거나, 또는 이들은 RFID 태그 구성 요소 자체의 일부일 수 있다.
상기 분자 분석 워크플로우의 다양한 지점에서, 상기 시스템은 저장된 스마트 라벨 또는 RFID 정보에 기초한 통지를 사용자에게 제공할 수 있다. 상기 통지는 예를 들어, 반응 플레이트에 첨가되는 시약과 같은 특정 소모품을 재주문해야 하는 시점임을 제시할 수 있으며, 특정 제품 코드, 또는 어떤 시약을 주문해야 하는지에 대한 다른 표시를 제시할 수 있다. 상기 분자 분석 워크플로우를 용이하게 하기 위한 통지 및 다른 정보는, 예를 들어 챗봇 또는 음성 응용 프로그램을 사용하여 실험실 기기로부터 대화 인터페이스로 전달될 수 있다. 다양한 분석을 위한 정보를 개선 및 업데이트하고 이어서 스마트 라벨, RFID 태그 및/또는 네트워크 클라우드 시스템에 저장하기 위해, 기계 학습 (machine learning)이 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 도 1을 참조하면, 분자 분석 시스템 (100)은 선택적으로 하기의 구성 요소 중 임의의 하나 이상을, 임의의 조합 및 임의의 순서로, 포함한다: 디스플레이 장치 (102), 네트워크 (104), 제어된 메모리 데이터 구조 (108), 휴리스틱 엔진 (heuristics engine) (118), 반응 플레이트 (116), 시약 용기 (114), 액체 이송 장치 (128), 기기 (106) 및 기기 제어기 (120). 추가적인 소모품 및 기기가 물론 사용될 수 있지만, 간결한 예시를 위해, 도 1의 세트는 도시된 바와 같이 제한되었다. 일부 구현예에서, 상기 분자 분석 시스템은 기기, 반응 플레이트 및/또는 시약 용기를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 분자 분석 시스템은 기기, 기기 제어기, 반응 플레이트 및/또는 시약 용기를 포함한다. 일부 구현예에서, 상기 분자 분석 시스템은 기기, 기기 제어기, 반응 플레이트 및/또는 시약 용기, 및 디스플레이 장치를 포함한다.
일부 구현예에서, 상기 디스플레이 장치 (102)는, 예를 들어, 실험에 사용되는 소모품, 분석 및 프로토콜에 관한 정보를 사용자에게 통신하는 사용자 인터페이스 (132)를 사용자 (126)에게 디스플레이한다. 상기 디스플레이 장치 (102)는, 시약 용기 RFID 태그 (110) 및/또는 반응 플레이트 RFID 태그 (122)에 저장된 정보를 판독하는 RFID 판독기 (124)를 포함할 수 있다. 상기 시약 용기 RFID 태그 (110)를 스캐닝한 후, 상기 디스플레이 장치 (102)는 상기 시약 용기 (114) 내의 시약에 관한 정보, 예를 들어 명칭, 특성, 제품 정보, 저장 또는 센서 이력 정보 및 본원에 기재된 다른 정보 중 임의의 것을 디스플레이할 수 있다. 상기 디스플레이 장치 (102)는 또한, 상기 시약을 사용하기 위한 프로토콜 명령을 검색하기 위해, 네트워크 (104)를 통해 상기 시약 용기 RFID 태그 (110)로부터 스캔된 정보를 통신할 수 있다. 일부 특정 구현예에서, 상기 분자 분석을 위한 이 정보 및 다른 정보는 제어된 메모리 데이터 구조 (108) 내에 저장된다.
상기 반응 플레이트 RFID 태그 (122)를 판독한 후, 상기 디스플레이 장치 (102)는 상기 반응 플레이트 (116)에 관한 정보, 예를 들어 상기 플레이트의 명칭, 특성, 분석 정보, 반응 부위 템플릿 정보, 생산 정보, 및 저장 또는 센서 이력 (138), 및 본원에 기재된 다른 정보 중 임의의 것을 디스플레이할 수 있다. 상기 반응 플레이트 (116)에 대한 저장 정보는 온도 센서 (140), 광 센서 (142) 및/또는 움직임 센서 (143)를 사용하여 수집될 수 있고, 광노출 이력, 온도 이력, 움직임 이력 및/또는 가능한 다른 이력 정보 (예를 들어, 공기 노출)를 포함하는 센서 이력 정보 (138)로서 저장될 수 있다. 상기 디스플레이 장치 (102)는 또한, 프로토콜 정보, 분석 정보 또는 본원에 개시된 임의의 다른 정보를 검색하기 위해, 네트워크 (104)를 통해 상기 반응 플레이트 RFID 태그 (122)로부터 스캔된 정보를 통신할 수 있다. 상기 디스플레이 장치 (102)는 또한, 프로토콜 정보, 분석 정보 또는 본원에 개시된 임의의 다른 정보를 검색하기 위해, 네트워크 (104)를 통해 상기 반응 플레이트 RFID 태그 (122)로부터 스캔된 집합적인 정보 및 상기 시약 용기 RFID 태그 (110)로부터 스캔된 정보를 통신할 수 있다.
상기 디스플레이 장치 (102)는 또한, 과학적 문헌 및 스캔된 시약 및 플레이트 조합을 이용하는 과거의 실험에 기초한 개선 또는 제안에 관한 정보를 휴리스틱 엔진 (118)으로부터 수신할 수 있다. 이 정보는 상기 네트워크 (104) 또는 상기 시스템에 사용된 RFID 태그 중 임의의 하나 이상으로부터 획득될 수 있다. 상기 휴리스틱 엔진 (118)은 향후 제안을 개선하기 위한 분석 결과로부터 학습할 수 있다.
상기 반응 플레이트 (116), 예를 들어 마이크로타이터 플레이트는, 반응 부위의 2:3 직사각형 매트릭스에 배열된 6, 12, 24, 48, 96, 384 또는 1536개의 샘플 웰 또는 스루홀을 포함할 수 있다. 각각의 반응 부위는 분자 반응을 수행하기 위한 용기로서 작용할 수 있다. 분석 동안, 각각의 부위는 상기 분자 반응을 수행하기 위해 사용된 시약 및/또는 시험 샘플의 임의의 조합뿐만 아니라, 반응의 운동학을 제어하고 결과적인 반응 생성물을 측정하기 위한 실험실 기기의 사용을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 반응 플레이트 (116)는, 다양한 구현예에서 본원에 기술된 정보 중 임의의 것을 판독하기 위해 상기 기기에 의해 사용되는 반응 플레이트 RFID 태그 (122)를 포함한다. 일부 구현예에서, 이 정보는 상기 반응 플레이트에 대한 이력 (138), 예를 들어 온도 이력, 광노출 이력 및/또는 움직임 검출 이력을 포함한다. 상기 반응 플레이트 (116)는 상기 반응 플레이트의 특정 부위에 각각 할당된 복수의 "분석" (예를 들어, 프라이머 및 프로브)을 포함하는 사전-스폿팅된 플레이트로서 구성될 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 반응 플레이트 RFID 태그 (122)를 스캐닝하는 단계는 사용자에게 해당 부위 내의 분석의 레이아웃을 제공할 수 있다. 사용자는 또한, 상기 반응 플레이트 (116)의 반응 부위에 첨가할 시약에 대한 정보를 위해 시약 용기 (114)의 시약 용기 RFID 태그 (110)를 스캔할 수 있다.
일부 구현예에서, 본원에 개시된 프로브는, PCR 동안 표지된 프로브를 절단하기 위해 Taq와 같은 특정 DNA 중합효소의 5' 엑소뉴클레아제 활성을 이용하는 가수 분해 프로브이다. 가수 분해 프로브의 하나의 구체예는 TaqMan 프로브이다. 일 구현예에서, 개시된 프로브는, 상기 프로브의 5'-말단에 리포터 염료 (reporter dye) 및 상기 프로브의 3'-말단에 소광제 염료 (quencher dye)를 추가로 포함하는 가수 분해 프로브이다. PCR 동안, 상기 프로브의 절단은 상기 리포터 염료 및 상기 소광제 염료를 분리하여 리포터의 형광을 증가시킨다. 그런 다음, 상기 리포터 염료의 형광 증가를 모니터링함으로써 PCR 산물의 축적을 직접 검출할 수 있다. 상기 프로브가 손상되지 않은 경우, 상기 소광제 염료에 대한 상기 리포터 염료의 근접은, 주로 푀르스터-유형 에너지 이송 (Fㆆrster-type energy transfer) (Fㆆrster, 1948; Lakowicz, 1983)에 의해, 리포터 형광의 억제를 초래한다. PCR 동안, 관심 대상이 존재하는 경우, 상기 프로브는 구체적으로 정방향 및 역방향 프라이머 부위 사이에 특이적으로 어닐링된다. 상기 프로브가 표적에 혼성화되는 경우에만, 예를 들어 Taq DNA 중합 효소의 5'-3' 핵산분해 활성은 상기 리포터와 상기 소광제 사이에서 상기 프로브를 절단한다. 이러한 프로브를 "TaqMan" 프로브라고 지칭한다. 본원에 개시된 프로브의 일부 구현예에서, 상기 프로브의 3' 말단은 PCR 동안의 상기 프로브의 연장을 방지하기 위해 차단된다. 이러한 가수 분해 프로브의 예는 Holland and Gelfand (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:7376-80; Heid 등, (1996) Genome Methods 6:986-94; 미국 특허 제7205105호; 미국 특허 제6927024호; 및 미국 특허 제5,210,015호에서 찾을 수 있으며, 이들 문헌 각각은 5' 엑소뉴클레아제 또는 가수 분해 프로브, 이들의 설계 및 사용에 대한 개시내용에 대해 그 전체 내용이 원용에 의해 본원에 포함된다.
일부 추가적인 구현예에서, 상기 시스템은 단일 또는 다수의 (예를 들어, 2, 3, 4개 또는 그 초과의) 내장 안테나 및/또는 RFID 기입기 및/또는 RFID 판독기를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 다수의 내장 안테나 및/또는 RFID 기입기 및/또는 RFID 판독기는 공간적으로 분리된다. 일부 구현예에서, 예를 들어, 다수의 내장 안테나 및/또는 RFID 기입기 및/또는 RFID 판독기는 서로에 대해 반대 위치에 위치된다. 일부 구현예에서, 상기 시스템은 2개의 내장형 (예를 들어, 좌측 및 우측) 안테나 및/또는 2개의 (예를 들어, 좌측 및 우측) RFID 판독기를 포함하며, 이들 각각은 반응 플레이트에 부착된 RFID 태그의 RFID 태그 정보를 판독할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 다수의 안테나 및/또는 상기 다수의 RFID 판독기는, 상기 기기 내의 반응 기판 또는 반응 홀더의 정확한 배향을 사전 확인하고/거나 사용자가 예를 들어 특정 반응 플레이트에 대한 정확한 분석 또는 프로토콜을 실행하고 있는지를 보장하기 위해 사용된다. 일부 구현예에서, 반응 플레이트 배향은 상기 다수의 안테나 및/또는 RFID 판독기 중 어느 것이 상기 반응 플레이트 RFID 태그로부터 신호를 수신하는지에 기초하여 결정된다. 일부 구현예에서, 실행 후, 상기 하나 이상의 RFID 기입기는 상기 반응 플레이트를 "사용됨"으로 디스플레이하기 위한 정보를 상기 RFID 태그 상에 기록할 수 있으며, 이는 상기 반응 플레이트의 반응이 재실행되거나 반복되는 것을 방지할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 정보는 또한, 예를 들어 재고 관리 및 조달 목적을 위해, 원격 위치로 전송될 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 2개 이상의 RFID 태그 판독기는 또한 상기 반응 플레이트의 배향의 검출을 허용한다. 예를 들어, 사용자가 상기 반응 플레이트를 예상되는 또는 전형적인 배향으로 배치하지 않는 경우, 시스템 소프트웨어는 디스플레이 및 분석 목적으로 그 오류를 설명하고, 그에 맞춰 템플릿 정보 및 라벨을 재설정하고/거나 사용자에게 왜곡된 배향에 대해 통지할 수 있다. 예를 들어, 사용자가, 상기 반응 플레이트가 배치되어야 하는 방향에서 180도 떨어진 방향으로 상기 기기 내에 상기 반응 플레이트를 배치하는 경우, 상기 RFID 판독기는 상기 플레이트의 배치 및 배향을 검출하고 사용자에게 가능한 오류에 대해 통지할 수 있다. 사용자는 또한, 예를 들어 다수의 반응 부위를 추적하는데 사용되는, 다양한 라벨의 위치 및/또는 각각의 웰에 대한 레이아웃 템플릿을 역방향으로 재기입하는 옵션을 제공받을 수 있다.
일부 구현예에서, 시약 용기 (114)는 선택적으로, 시약 용기 RFID 태그 (110)에 의해 식별 가능한 시약을 저장한다. 상기 시약 용기 RFID 태그 (110)는, 상기 시약에 대한 특정 정보 (예를 들어, 명칭, 농도, 취급 지침, 이용 가능한 재고 등), 시약의 생산 (예를 들어, 로트 번호, 제조일 등) 및 저장 정보 (예를 들어, 저장 온도, 광노출 이력, 움직임 이력 등)를 포함하지만 이에 제한되지는 않는 다양한 정보를 RFID 판독기에 통신하기 위해 사용될 수 있다. 상기 시약 용기 (114)에 대한 저장 정보는 온도 센서 (130), 광 센서 (136) 및/또는 움직임 센서 (137)를 사용하여 수집될 수 있고, 광노출 이력, 온도 이력, 움직임 이력 및/또는 가능한 다른 이력 정보 (예를 들어, 공기 노출)를 포함하는 센서 이력 정보 (134)로서 저장될 수 있다. 일부 구현예에서, RFID 기입기는 이 정보를 시약 용기 RFID 태그 (110) 상에 기록하여 RFID 판독기 (124)에 의해 판독되도록 할 수 있다. 상기 시약 용기 RFID 태그 (110)가 RFID 판독기 (124)에 의해 스캔된 후, 상기 디스플레이 장치 (102)는 상기 RFID 태그 (110)로부터 판독된 특정 시약, 반응 또는 분석에 대한 정보를 디스플레이하거나 통신할 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 시약 용기 RFID 태그 (110) 및/또는 상기 반응 플레이트 RFID 태그 (122)가 스캔된 후, 상기 디스플레이 장치 (102)는 반응 플레이트의 각각의 웰로 이송될 필요가 있는 특정 부피의 시약에 관한 프로토콜 정보를 검색할 수 있다. 상기 프로토콜 정보는, 네트워크 (104)를 통해 상기 디스플레이 장치 (102)와 통신되는 제어된 메모리 데이터 구조 (108) 내의 저장된 정보로부터, 또는 상기 반응 플레이트 (116) 및/또는 시약 용기 (114) 자체로부터 검색될 수 있다. 상기 프로토콜 정보는, 상기 시약을 상기 반응 플레이트 (116)의 웰로 이송하기 위한 액체 이송 장치 (128) (예를 들어, E1-ClipTip™ Bluetooth™ 전자식 단일 또는 다중 채널 피펫)를 구성하기 위해 사용될 수 있다. 상기 프로토콜 정보는 또한, 시약 또는 샘플이 이송되어야 하는 반응 부위를 사용자에게 알리기 위해 사용될 수 있다.
상기 시약 용기 (114) 내에 저장된 시약은 액체 이송 장치 (128)를 사용하여 반응 플레이트 (116)으로 이송될 수 있다. 상기 액체 이송 장치 (128)는 피펫 (예를 들어, E1-ClipTip™ Bluetooth™ 전자식 단일 또는 다중 채널 피펫)일 수 있다. 상기 액체 이송 장치 (128)는, 상기 디스플레이 장치 (102)를 통해 디스플레이된 실험/조사용 프로토콜에 따라, 계산된 부피의 시약을 상기 반응 플레이트 (116)의 미리 설정된 반응 부위로 전달하도록 구성될 수 있다. 액체 이송이 발생한 후, 상기 디스플레이 장치 (102)는 상기 반응 플레이트 (116)가 기기 (예를 들어, PCR용 기기) 상에서 실행될 준비가 되었다는 표시를 사용자로부터 수신할 수 있다. 사용자에 의해 제공된 디스플레이는, 상기 디스플레이 장치 (102)에 신호를 보내어 상기 제어된 메모리 데이터 구조 (108)에 세부 사항을 통신하여 상기 특정 반응 플레이트 RFID 태그 (122)에 대해 저장되도록 한다. 일부 구성에서, 사용자는, 상기 시약이 첨가된 반응 부위에 대한 액체 이송 정보 (112) 및 액체 이송 공정에 관한 임의의 메모를 입력할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 반응 플레이트 상의 상기 RFID 태그는, 상기 플레이트의 배향이 정확한지 또는 조정이 필요한지를 결정하기 위해, 하나 이상의 RFID 태그 판독기 및/또는 하나 이상의 안테나에 의해 판독될 수 있다. 일부 구현예에서, 제1 RFID 태그 판독기 및 제2 RFID 태그 판독기는 상기 반응 플레이트 상의 상기 RFID 태그로부터의 신호를 검색할 수 있다. 어떤 RFID 태그 판독기가 신호를 수신하는지 (또는, 예를 들어, 다수의 RFID 판독기에 의해 수신된 신호 중 더 강한 것을 수신하는지)에 따라, 상기 반응 플레이트의 배향이 측정될 수 있으며, 필요한 경우, 반응 부위 정보가 상기 RFID 태그에 재기입될 수 있고/거나 상기 반응 플레이트가 부정확하게 (즉, 수평 위치에서 틀린 방향을 향한 180도) 배치되었음을 표시하기 위한 신호가 사용자에게 송신될 수 있다.
일부 구현예에서, 하나 이상의 시약이 상기 반응 플레이트 (116)에 첨가된 후, 사용자 (126)는 실험을 시작하기 위해 기기 (106) 상에서의 시간을 스케줄링할 수 있다. 일부 구성에서, 상기 분석은 정량적 중합 효소 연쇄 반응 (qPCR)을 포함할 수 있다. 사용자는, 상기 기기 (106) 내에 포함된 RFID 판독기 (146)를 사용하여, 상기 반응 플레이트 RFID 태그 (122)를 스캔하고, 상기 태그 자체로부터 또는 상기 네트워크 (104)를 통해 상기 특정 반응 플레이트 RFID 태그 (122)에 대한 정보를 통신/수신할 수 있다. 상기 기기 (106)는 상기 반응 플레이트 RFID 태그 (122) 정보를 이용하여 작동 파라미터를 설정할 수 있다. 사용자는 상기 디스플레이 장치 (102)의 사용자 인터페이스 (132)에 디스플레이된 스케줄링 도구를 이용하여, 상기 기기 상에서 상기 반응 플레이트 (116)를 실행시킬 시간 및 상기 기기 상에서 상기 분석을 수행하기 위한 특정 파라미터 (예를 들어, 지속 시간, 온도)를 설정할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 기기 (106)가 상기 반응 플레이트 (116)를 실행하도록 스케줄링된 후, 기기 제어기 (120)는 상기 기기 (106)를 작동시키기 위한 명령으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 예정된 시간이 검출되는 경우, 상기 기기 제어기 (120)는 상기 반응 플레이트 (116) 상에서 실험을 시작한다. 이어서, 상기 기기 제어기 (120)는 상기 분석에 대한 결과를 검출하고 그 정보를 상기 네트워크 (104)를 통해 사용자에게 통신할 수 있고/거나 이들을 상기 반응 플레이트 RFID 태그 (122)에 기입할 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 분석의 결과는 상기 휴리스틱 엔진 (118)에 의해 나중에 분석될 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 제어된 메모리 데이터 구조 (108) 상에 저장된 정보는, 상기 분석에 대한 협력을 위해 및/또는 실험실 내의 사용자에 의한 진행/자원 활용을 점검하기 위해, 사용자 그룹 (144)에 통신될 수 있다.
일부 구현예에서, 사용자는 실험실 벤치 보조기 (실습 실험실에 위치한 디지털 접점, 또는 예를 들어 컴퓨터 시스템)로부터 사전-스폿팅된 플레이트, 시약 등과 같은 분석 재료와 관련된 디지털 정보 (예에 대해 상기 참조)에 액세스할 수 있다.
상기 실험실 벤치 보조기는 누가 상기 분석을 계획하고 물리적 플레이트를 준비했는지, 어떤 시약, 완충제, 분석 등이 상기 분석에 사용되었는지, 어떤 분석, 시약, 및 샘플이 어떤 반응 장소에서 사용되었는지, 상기 플레이트가 실행된 기기의 유형 및 워크플로우에서의 다음 단계(들) (예를 들어 qPCR-CE기기 등)에 대한, 상기 분석과 연결된 타임 캡슐/이력 정보를 추적할 수 있다. 상기 실험실 벤치 보조기에서 이용 가능한 기타 정보는, 어떤 기기에서 누가 상기 플레이트를 실행시켰는지 및 상기 분석에 사용된 모든 관련 정보를 검토함으로써 오류 원인을 추적하는 것을 포함한다. 이 정보는 추적성을 위해 상기 실험실 벤치 보조기에 의해 상기 플레이트 (116)에 역기입되거나, 또는 네트워크 서버 및/또는 다른 저장 매체에 기입되거나 기록될 수 있다.
상기 실험실 벤치 보조기는, 회수 목록에 있거나 개선된 제품으로의 교체 또는 재주문이 필요한 임의의 시약/분석에 대한 통지를 사용자에게 제공할 수 있다. 사용자 통지는, 회수 목록에서 시약을 스캔한 실험실 벤치 보조기의 모든 경우에, 또는 시약 이력에서 이용 가능하지 않은 경우에는 스캔시에, 자동으로 전달될 수 있다.
상기 실험실 벤치 보조기는 곧 기한이 만료될 시약 및 이미 기한이 만료된 시약에 대한 통지를 제공할 수 있다. 오류율이 감소될 수 있어서 기한이 만료된 임의의 시약이 플레이트에 첨가되는 것이 방지된다. 상기 실험실 벤치 보조기는 주문 번호, 로트 번호, 부품 번호 등과 같은 모든 정보가 쉽게 이용 가능하고 상기 시스템에 의해 기록 및 유지될 수 있기 때문에, 사용자가 시약/분석/플레이트를 쉽게 재주문할 수 있게 한다.
상기 실험실 벤치 보조기는 실험실에서 실행된 모든 플레이트에 걸쳐, 반응 부위 당 사용된 부피를 기준으로, 시약의 사용률을 추적할 수 있으며, 그렇게 함으로써, 시약이 곧 떨어질 것이라는 것을 사용자에게 미리 통지할 수 있다. 일부 경우에서, 상기 실험실 벤치 보조기는 사용자(들)를 위해 상기 시약을 자동으로 주문할 수 있다.
상기 실험실 벤치 보조기는 시약 폐기물을 줄이기 위한 기계 학습 기능이 제공될 수 있다. 사용자의 재고 및 사용량에 따라, 상기 실험실 벤치 보조기는 특정 소모품의 기한이 언제 만료될지 예측할 수 있을 수 있다. 상기 실험실 벤치 보조기는, 보유한 시약의 사용을 가장 최적화하도록 변경된 실행 계획을 사용자에게 제공할 수 있다. 이는 또한, 현재 사용자를 넘어 확장될 수 있으며, (위치 기반의) 동일한 조직으로부터의 사용자들에 의해 사용된 재고를 검토한 다음 시약 사용을 최적화하고 조직의 실험실의 폐기물을 줄일 수 있다.
변경된 실행 계획을 제공하는 경우, 상기 실험실 벤치 보조기는, 플레이트 레이아웃뿐만 아니라 상기 특정 실행 프로토콜을 수행하는데 가장 적합한 기기 유형을 기반으로, 변경된 실행 계획을 식별할 수 있다.
상기 실험실 벤치 보조기는, 요구되는 농도 및 반응 부피/반응 부위에 기초하여 샘플, 시약, 완충제 등의 반응 부피를 계산하기 위한 워크플로우를 제공할 수 있다. 반응마다 부피가 계산되고 나면, 샘플 및 시약이 특정 반응 부위에 할당되고, 전자 프로토콜이 본원에 개시된 다양한 소모품, 및 본원에 개시된 액체 이송 장치, 예를 들어 E1-ClipTip™ Bluetooth™ 전자 피펫과 함께 사용하도록 제공될 수 있다.
상기 실험실 벤치 보조기는 또한 임의의 오류를 피하기 위해 액체 분배 단계에서 사용자를 안내할 수 있다. 대화 인터페이스 (예를 들어, 챗봇/음성)로 상기 안내를 가능하게 할 수 있다.
상기 실험실 벤치 보조기는 스마트 기기가 실행 파일을 자동으로 생성하는 것을 가능하게 할 수 있다. "스마트" 반응 플레이트가 생성되는 경우, 이는, 이의 RFID 태그 내에, 시약에 대한 정보 또는 시약에 대한 정보에 대한 링크, 프로토콜 및 상기 반응 플레이트에 대한 분석 정보를 포함할 수 있다. 상기 반응 플레이트가 각각의 다운스트림 기기로 이동함에 따라, 각각의 기기는 이 반응 플레이트에 대한 그의 사용을 기록할 수 있으며, 해당될 때마다 상기 반응 플레이트로부터의 정보를 사용하여 상기 기기 실행 프로토콜을 자동으로 수행할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 실험실 벤치 보조기에 의해 수신 및/또는 송신된 임의의 정보는 또한, 기기 (106) 및 기기 제어기 (120)에 의해 수신 및/또는 송신될 수 있다. 일부 구현예에서, 기기 (106) 및/또는 기기 제어기 (120) 및/또는 실험실 보조기는, 반응 플레이트 RFID 태그 및/또는 시약 용기 RFID 태그로부터 획득된 정보를 집합적으로 공유한다. 모바일 실험실 보조기를 갖는 것은, 사용자가 기기 (106) 및/또는 기기 제어기 (120)로부터 분리된 위치에 있으면서도 여전히 상기 반응 플레이트 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그로부터의 수신을 통지받는 것을 가능하게 한다. 기기 (106) 및/또는 기기 제어기 (120) 및/또는 실험실 보조기 간의 상호 통신은 또한, 사용자가 상기 실험실 보조기를 사용하여 상기 기기 (106) 및/또는 기기 제어기 (120)와 원격으로 통신하는 것을, 예를 들어, 사용자 요청 또는 정보를 상기 기기 (106) 및/또는 상기 기기 실행 프로토콜과 관련된 기기 제어기 (120)에 직접 송신하는 것을 가능하게 한다.
상기 기기 실행 프로토콜 후, 사용자는 기기 실행 프로토콜 및 분석에 사용되는 데이터 패킷을 포함하는, 공개 준비가 된 템플릿을 생성할 수 있다. 상기 데이터 패킷은 상기 분석을 재현하기 위해 조직 내부 및 외부의 과학자에 의해 재사용될 수 있다. 상기 데이터 패킷은 분석 목표/가설, 재료 및 방법, 결과/결론, 실행 프로토콜, 전자적 액체 이송 (예를 들어, E1-ClipTip™ Bluetooth™ 전자 피펫) 프로토콜, 사용된 제품의 부품 번호, 사용된 복제물 및 대조군의 수 등을 포함할 수 있다.
상기 실험실 벤치 보조기는, 사용자가 실행 중인 화학에 대한 새로운 발표/향상을 기반으로 한 제품 권장 사항 또는 스마트 기기에 의해 공개된 실행 후 품질 메트릭에서 관찰된 것을 기반으로 더 나은 실행 품질을 얻을 수 있는 대체 제품을 사용자에게 제공하는 능력을 가질 수 있다.
상기 실험실 벤치 보조기는, 관련 간행물, 실행 중인 연구 및 연구 실험, 동일한 연구에 관심이 있는 커뮤니티 네트워크를 사용자에게 제공하는 능력을 가질 수 있다. 이 정보는 반응 플레이트 및/또는 시약 용기의 RFID 태그 상에 직접 저장되거나 이에 기입될 수 있거나, 또는 상기 네트워크 또는 네트워크 클라우드로부터 액세스될 수 있다.
상기 실험실 벤치 보조기 또는 부착된 컴퓨터 시스템은 상기 분석을 위한 계기판 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 사용자는 결과에 대한 경향 분석을 수행할 수 있다 (예를 들어, 로트 번호별, 조작자 행동별 시약의 품질 관리 등).
상기 실험실 벤치 보조기를 사용하여, 사용자는 사전-스폿팅된 플레이트를 스캔하고 상기 분석을 수행하기 위한 관련 정보에 액세스할 수 있다. 사용자는 시약 용기를 스캔하고 상기 분석에 적용되는 시약에 대한 관련 정보에 액세스할 수 있다. 상기 플레이트 및/또는 시약이 스캔된 후, 사용자는 상기 플레이트 상의 다수의 반응 부위에 샘플 및 복제물을 할당할 수 있다. 사용자는 또한, 상기 분석에 사용되는 분석 및 시약을 기반으로 반응 혼합물의 부피 및 농도를 제시하는 qPCR 반응 계산기를 조작할 수 있다. 이어서, 사용자는 상기 플레이트로의 액체, 시약 또는 샘플 이송을 수행하도록 안내될 수 있다.
액체, 시약 또는 샘플 이송을 수행하기 위한 한 가지 옵션은 E1-ClipTip™ Bluetooth™ 전자 피펫을 사용한다. E1-ClipTip 피펫은, 상기 액체, 시약 및 샘플을 효율적으로 이송하기 위해 E1-ClipTip 피펫으로 자동으로 다운로드될 수 있는 현재의 설계된 플레이트에 대한 설정을 갖는 디지털 피펫팅 프로토콜을 사용한다. 또 다른 옵션은 일반 피펫을 사용하는 것이며, 여기서 사용자는 어떠한 부피의 샘플이 상기 반응 플레이트의 어떤 반응 부위 상으로 또는 내로 진행하는지에 대한 음성 및/또는 시각적 표시를 사용하여 안내될 것이다.
일부 구현예에서, 반응 플레이트가 준비된 후, 사용자는 원격 위치를 포함하는 위치로부터 실행 프로토콜을 위해 기기를 스케줄링할 수 있다. 일부 구현예에서, 사용자는 상기 기기에 상기 반응 플레이트를 탑재하며, 상기 반응 플레이트 RFID 태그에 의해 제공된 정보에 기초하여 분석 설정 정보가 상기 기기에 의해 자동으로 다운로드된다. 일부 구현예에서, 필요한 실행 프로토콜이 상기 반응 플레이트에 자동으로 할당될 수 있다. 실행이 시작되고 나면, 사용자는 어디에서나 실행 결과를 모니터링할 수 있으며, 결과가 획득됨에 따라 실시간으로 품질 관리를 수행할 수 있다.
실행이 끝나면, 상기 기기는 클라우드 서비스로 결과를 푸시 (push)할 수 있다. 사용자는 상기 클라우드에서 결과에 액세스하고 검토할 수 있다. 사용자는 정규화 설정 변경, 품질 관리 수행 등을 통해 추가 분석을 수행할 수 있다. 사용자는 상기 클라우드 서비스를 통해 다른 사람들과 협력할 수 있다.
스마트 기기, 스마트 소모품 (스마트 반응 플레이트 및/또는 시약 용기 포함) 및 스마트 실험실 벤치 보조기의 전체 시스템은 분자 분석을 위한 통합된 스마트 워크플로우를 용이하게 할 수 있다. 상기 통합된 스마트 워크플로우는 소모품, 시약으로부터의 데이터 요소를 기기에 수동으로 반복적으로 입력할 필요가 없어서, 분석 오류 발생을 감소시킬 수 있다. 분석 에코시스템 (ecosystem)의 일부를 위한 통합된 스마트 워크플로우는 E1-ClipTip 피펫, 전자 실험실 노트북 (Electronic Laboratory Notebook (ELN)) 및/또는 디지털 실험실 정보 관리 시스템 (Laboratory Information Management System (LIMS))을 추가로 포함할 수 있다.
일부 추가적인 구현예에서, 상기 기기 또는 상기 연결된 네트워크 클라우드는 (예를 들어) 실시간 증폭을 예측하기 위한 알고리즘 및 증폭 곡선에 기초한 결과를 포함할 수 있다. 조기 예측은 실행 횟수를 감소시키고 결과 또는 반복 분석을 개선할 수 있다. 학습된 모델 (trained model) (예를 들어, 과거 분석으로부터의 기계 학습 기반)은 증폭 공정을 검출하는 것을 도울 수 있으며 따라서 튜닝 (tuning) 및 보정 필요성을 감소시킬 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 스마트 분자 분석 (이 비제한적인 예에서, qPCR)은 사용자가, 예를 들어, 제1 시약 (예를 들어, 하나 이상의 프로브/프라이머를 포함하는 분석)으로 사전-스폿팅된 반응 플레이트 및/또는 하나 이상의 시약 용기에 포함된 시약을 비롯한, 스마트 시약을 획득함으로써 (202) 시작될 수 있다. 선택적으로, 사용자는 다음으로 실험실 벤치 보조기 응용 프로그램을 작동시켜 qPCR 분석 계획을 설계한다 (204). 일부 구현예에서, 이어서 사용자는 상기 분석을 위한 분석 시약 및 레이아웃 정보 (예를 들어, 다수의 반응 부위에 어떤 시약을 사용할지)에 액세스하기 위해 (208) 하나 이상의 다중-웰 플레이트를 스캔한다 (206).
일부 구현예에서, 이어서 사용자는 예를 들어 액체 이송에 의해 상기 플레이트에 첨가할 시약을 스캔할 수 있다 (210). 일부 구현예에서, 이어서 사용자는 분석 프로토콜 정보에 액세스하고 (212) 상기 플레이트에 시험 샘플을 할당한다 (214).
이들 단계 후에, 사용자는 선택적으로, qPCR 반응 계산기를 작동시켜, 상기 분석 및 시약에 대한 출발 부피, 출발 농도 및 반응 혼합물을 계산하고 (218), 액체 이송을 위한 명령을 따른다 (220). RFID-태깅된 플레이트와 같은 스마트 소모품을 스캔하는 단계 (206), 및 그 이전 또는 그 사이의 임의의 다른 선택적인 단계 (예를 들어, 204, 208, 210, 212, 214, 216, 218, 220) 후에, 분자 분석 결과를 생성하기 위해 상기 기기에 의해 반응이 실행될 수 있다 (222).
이제 도 3을 참조하면, 블록 302에서, 반응 플레이트 상의 RFID 태그가 기기 및/또는 실험실 벤치 보조기에 의해 판독된다. 블록 304에서, 상기 기기 및/또는 실험실 벤치 보조기는 시약 용기 상의 시약 용기 RFID 태그를 판독한다. 일부 구현예에서, 반응 플레이트 상의 RFID 태그만이 판독된다 (302). 일부 다른 구현예에서, 시약 용기(들) 상의 RFID 태그(들)만이 판독된다 (304). 또 다른 일부 구현예에서, 반응 플레이트 상의 RFID 태그 및 시약 용기(들) 상의 RFID 태그 둘 모두가 판독된다 (302 및 304). 블록 306에서, qPCR 분자 분석을 용이하게 하기 위해, 반응 플레이트 및/또는 하나 이상의 시약 용기(들) 상의 RFID 태그 중 하나 또는 둘 모두로부터 판독된 정보가 적용된다.
도 4 내지 도 10을 참조하면, 디스플레이 장치 (102)는, 사용자가 시스템 (100)을 사용하여 기기 상에서 실행하고자 하는 분석을 사용자가 구성하는 것을 보조하도록 다양한 사용자 인터페이스 스크린을 나타낼 수 있다. 이들 사용자 인터페이스 요소는 실험실 벤치 보조기가 사용할 수 있는 스마트한 사용자 주도 (user-driven) 분자 분석의 일례일 뿐이며, 많은 다른 것들이 당업자에게 명백할 것이다.
사용자 인터페이스 (400)는, 시작 아이콘 (402), 적어도 하나의 반응 플레이트 아이콘 (404) 및 적어도 하나의 재고 아이콘 (406)을 나타내는 상기 디스플레이 장치 (102)를 통해 디스플레이될 수 있다. 상기 적어도 하나의 반응 플레이트 아이콘 (404)은 최근의 반응 플레이트가 사용자에 의해 사용되었음을 나타낼 수 있다. 상기 반응 플레이트 아이콘 (404)은 상기 반응 플레이트가 사용된 분석의 명칭, 상기 반응 플레이트를 사용하여 수행된 실행의 횟수, 및 상기 반응 플레이트가 분석에서 사용된 마지막 경우에 대한 타임 스탬프 (time stamp)와 같은 정보를 디스플레이할 수 있다.
재고 아이콘 (406)은 실험실에 있는 소모품에 관한 정보를 제공할 수 있다. 상기 재고 아이콘 (406)은 소모품의 명칭, 소모품 ID 번호와 같은 정보, 분석, 시약 또는 샘플과 같은 소모품의 유형, 각각의 특정 기판, 홀더, 용기 등에 남아있는 소모품의 수량을 나타내는 아이콘, 및 실험실의 소모품의 마지막 소유자 및 현재의 소유자를 식별하는 아이콘을 포함할 수 있다. 사용자는 상기 재고 아이콘 (406)을 선택하여 분석에 사용하고자 하는 소모품을 신속하게 찾을 수 있다.
사용자가 분석의 구성을 시작하게 할 수 있도록 시작 아이콘 (402)이 제공될 수 있다. 상기 시작 아이콘 (402)이 선택되는 경우, 상기 디스플레이 장치 (102)는, 사용자가 분석에서 이용할 반응 플레이트 (116)의 반응 플레이트 RFID 태그 (122)를 스캔하도록 사용자를 프롬프트하는 사용자 인터페이스 (500)를 디스플레이할 수 있다.
상기 반응 플레이트 RFID 태그 (122)가 스캔된 후, 사용자 인터페이스 (600)가 상기 디스플레이 장치 (102)를 통해 디스플레이될 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 사용자 인터페이스 (600)는 스캔된 플레이트에 관한 특정 정보, 예를 들어 명칭, ID, 부품 유형, 생산 정보 (예를 들어, 로트 번호, 유효 기간 등), 주문 정보 (예를 들어, 카탈로그 번호, 비용 등) 및 작동 및/또는 저장 온도와 같은 특정 특성을 사용자에게 제공한다. 일부 구성에서, 상기 사용자 인터페이스 (600)는 상기 반응 플레이트에 대한 센서 이력, 예를 들어 온도 이력, 광노출 이력, 움직임 검출 및/또는 충격 이력과 같은 정보를 디스플레이할 수 있다. 상기 정보를 검토한 후, 사용자는 상기 사용자 인터페이스 (600)를 통해 디스플레이된, 계속 옵션 (continue option)을 선택함으로써 상기 분석의 구성을 계속하도록 선택할 수 있다.
상기 디스플레이 장치 (102)는, 복수의 반응 부위의 매트릭스 내의 분석, 시약 및 샘플의 위치에 상응하는 플레이트 레이아웃 (708)을 갖는 사용자 인터페이스 (700)를 디스플레이한다. 예를 들어, 사전-스폿팅된 플레이트를 이용하는 경우, 상기 사용자 인터페이스 (700)는 각각의 부위 내에 컬러 코딩된 표시자 (color coded indicator)를 갖는 반응 부위의 매트릭스를 디스플레이할 수 있다. 이 경우, 일부 구현예에서, 각각의 컬러 코딩된 표시자는 상기 사용자 인터페이스 (700)에 제시된 컬러 코딩된 분석의 목록 (702)에 디스플레이된 분석에 상응할 수 있다. 스폿팅되지 않은 플레이트의 경우, 사용자는 사용자가 사용하고 있는 분석의 위치를 구성할 수 있을 수 있다. 이는, 예를 들어, 반응 플레이트 및/또는 시약 용기 RFID 태그 상에 (예를 들어, RFID 기입기를 사용하여) 및/또는 클라우드 상에 정보를 직접 기입/재기입함으로써 수행될 수 있다. 상기 사용자 인터페이스 (700)를 사용하는 동안, 사용자는 상기 플레이트 또는 반응 부위의 세트에 샘플을 할당하고자 할 수 있다. 사용자는, 상기 기기에서의 사용을 위해 상기 플레이트의 구성을 할당, 편집 및 저장하기 위해, 상기 사용자 인터페이스 (700) 내에 디스플레이된 아이콘의 세트 (704) 및 샘플 목록 (706)과 소통할 수 있다. 상기 사용자 인터페이스 (700)의 아이콘들 (704)은 사용자가 상기 반응 플레이트에 첨가하고자 하는 시약에 대한 시약 용기 RFID 태그 (110)를 사용자가 스캔하도록 허용할 수 있다.
상기 사용자 인터페이스 (800)는, 사용자가 상기 디스플레이 장치의 RFID 판독기 (124)를 사용하여 반응 플레이트 RFID 태그 (122) 및/또는 시약 용기 RFID 태그 (110)를 스캔할 수 있다는 통지를 사용자에게 나타낸다. 일부 구성에서, 사용자는, 사용자가 상기 시스템 (100)과 함께 사용하고자 하는 다수의 반응 플레이트 RFID 태그 및/또는 시약 용기 RFID 태그를 스캔할 수 있을 수 있다.
상기 사용자 인터페이스 (900)는 특성, 생산 정보 및 센서 이력 정보, 예를 들어 온도 이력 (902)을 포함하는 스캔된 시약 정보의 목록 (904)을 나타낸다.
상기 디스플레이 장치 (102)는 상기 시약이 스캔된 후 사용자 인터페이스 (700)를 디스플레이하는 것으로 되돌아 갈 수 있다. 상기 사용자 인터페이스 (700)는 사용자에 의해 스캔되거나 선택된 각각의 시약에 대한 시약 아이콘 (1004)을 디스플레이한다. 상기 사용자 인터페이스 (700)는, 사용자가 상기 분석에 사용되는 프로토콜에 따라 상기 시약을 이송할 특정 반응 부위를 식별하는 표시자들 (1002)을 디스플레이할 수 있다.
도 11 및 도 12는 사용자가 사용자 인터페이스 (1100)를 통해 반응 플레이트를 구성하고 있는 사진을 도시한다. 사용자는 사용자가 상기 반응 플레이트의 각각의 반응 부위 내에 위치시킨 분석, 샘플 및/또는 시약의 위치를 나타낼 수 있다.
도 13은 개인용 컴퓨터/워크 스테이션의 디스플레이 장치 (1304)를 통해 사용자에게 디스플레이된 기기 스케줄러 (1302)를 디스플레이하는 사용자 인터페이스 (1300)를 도시한다. 반응 플레이트가 구성된 후, 예를 들어, 사용자는 상기 사용자 인터페이스 (1300)를 이용하여, 사용자가 분석을 실행하고자 하는 기기의 이용 가능성에 대해 기기 스케줄러 (1302)를 볼 수 있다. 일부 구현예에서, 상기 기기 스케줄러 (1302)는 사용자가 분석을 수행하고자 하는 날짜 및 시간을 설정하도록 허용할 수 있다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 사용자는 디스플레이 장치 (1402)와 같은 모바일 장치를 통해 기기 상의 예정된 분석의 목록을 스케줄링하거나 볼 수 있다. 상기 디스플레이 디바이스 (1402)는, 상기 기기에 대한 예정된 실행을 나타내는 스케줄러 엔트리 (entry) (1404)를 사용자가 볼 수 있게 할 수 있다. 상기 디스플레이 디바이스 (1402)는 또한 사용자가 상기 기기를 스케줄링한 후의 스케줄러 통지 (1502) 및 실험을 시작하기 위한 리마인더를 나타낼 수 있다.
본원에서 "로직"은 재료 및/또는 재료-에너지 구성을 통해 제어 및/또는 절차적 신호, 및/또는 설정 및 값 (예를 들어 저항, 임피던스, 정전 용량, 인덕턴스, 전류/전압 정격 등)을 포함하는, 기계 메모리 회로, 비일시적 기계 판독 가능 매체 및/또는 회로를 지칭하며, 이는 장치의 작동에 영향을 주기 위해 적용될 수 있다. 자기 매체, 전자 회로, 전기 및 광학 메모리 (휘발성 및 비휘발성) 및 펌웨어가 로직의 예이다. 로직은 구체적으로, 순수한 신호 또는 소프트웨어 자체는 배제하지만, 소프트웨어를 포함하며 그에 의해 물질의 구성을 형성하는 기계 메모리를 배제하지는 않는다.

Claims (110)

  1. 분자 분석을 수행하기 위한 시스템으로서,
    반응 플레이트 RFID 태그를 포함하는 반응 플레이트; 및/또는
    시약 용기 RFID 태그를 포함하는 시약 용기를 포함하고;
    상기 반응 플레이트 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그는 상기 분자 분석을 위한 워크플로우에 대한 정보를 저장 및/또는 공유하는, 분자 분석을 수행하기 위한 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분자 분석은 중합 효소 연쇄 반응 (PCR)인, 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 PCR은 qPCR, epPCR, RT-PCR, 및 PCR을 포함하는 PLA로 이루어진 군으로부터 선택되는, 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 반응 플레이트가 적어도 하나의 반응 부위를 포함하는, 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 반응 플레이트가 복수의 반응 부위를 포함하는, 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 각각의 반응 부위는 제1 시약을 포함하고, 상기 제1 시약은 상이한 반응 부위들에서 동일하거나 상이한, 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 시약 용기는 제2 시약을 포함하는, 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 반응 플레이트 및/또는 상기 시약 용기는 온도 센서를 추가로 포함하고, 상기 온도 센서는 상기 반응 플레이트 RFID 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그에 결합되고, 상기 반응 플레이트 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그 각각은 상기 반응 플레이트 및/또는 시약 용기 각각에 대한 온도 이력을 저장할 수 있는, 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 반응 플레이트 및/또는 상기 시약 용기는 광 센서를 추가로 포함하고, 상기 광 센서는 상기 반응 플레이트 RFID 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그에 결합되고, 상기 반응 플레이트 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그 각각은 상기 반응 플레이트 및/또는 시약 용기 각각에 대한 광노출 이력을 저장할 수 있는, 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 반응 플레이트 및/또는 상기 시약 용기는 움직임 센서를 추가로 포함하고, 상기 움직임 센서는 상기 반응 플레이트 RFID 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그에 결합되고, 상기 반응 플레이트 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그 각각은 상기 반응 플레이트 및/또는 시약 용기 각각에 대한 움직임 검출 이력을 저장할 수 있는, 시스템.
  11. 제5항에 있어서,
    제1 시약을 포함하는 각각의 반응 부위; 및
    각각의 반응 부위 및 각각의 반응 부위에 포함된 상응하는 제1 시약의 식별을 포함하는 반응 플레이트 RFID 태그를 추가로 포함하는, 시스템.
  12. 제6항에 있어서, 상기 제1 시약은 적어도 하나의 프라이머 및/또는 적어도 하나의 프로브를 포함하는, 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 각각의 반응 부위의 상기 제1 시약 내의 상기 적어도 하나의 프라이머 및/또는 상기 적어도 하나의 프로브는 동일하거나 상이한, 시스템.
  14. 제6항에 있어서, 상기 시약 용기는 제2 시약을 포함하는, 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 반응 플레이트의 특성에 관한 데이터를 인코딩하는 반응 플레이트 RFID 태그; 및/또는
    상기 시약 용기의 특성에 관한 데이터를 인코딩하는 시약 용기 RFID 태그를 추가로 포함하는, 시스템.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 반응 플레이트 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그로부터 상기 워크플로우에 대한 정보를 판독하도록 작동 가능한 RFID 판독기를 포함하는 기기를 추가로 포함하는, 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 기기는, 상기 반응 플레이트를 위한 분석 프로토콜을 포함하는, 네트워크 서버 시스템 및/또는 클라우드 네트워크에 액세스하여 상기 분자 분석을 위한 워크플로우에 대한 정보를 다운로드하도록 작동 가능한 로직을 포함하고/거나; 상기 기기는, 상기 워크플로우에 대한 정보에 기초하여 상기 분자 분석을 위한 시각적 및/또는 구두 안내를 제공하도록 작동 가능한 로직을 포함하는, 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 분석 프로토콜은 상기 반응 플레이트로의 액체 이송을 위한 명령을 포함하는, 시스템.
  19. 제16항에 있어서, 상기 기기는 RFID 기입기, 및 상기 반응 플레이트로의 액체 이송에 대한 상기 반응 플레이트 RFID 태그 상의 기록을 기록하고/거나 상기 시약 용기로부터의 액체 이송에 대한 상기 시약 용기 RFID 태그 상의 기록을 기록하도록 상기 RFID 기입기 상에서 작동 가능한 로직을 추가로 포함하는, 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 기록은 상기 액체 이송의 반응 부피를 포함하는, 시스템.
  21. 제19항에 있어서, 상기 기기는 상기 액체 이송이 적용되는 상기 반응 플레이트의 반응 부위를 기록하도록 상기 RFID 기입기 상에서 작동 가능한 로직을 추가로 포함하는, 시스템.
  22. 제19항에 있어서, 상기 기기는 상기 액체 이송이 상기 반응 플레이트에 및/또는 상기 시약 용기로부터 적용되는 날짜 및/또는 시간을 기록하도록 상기 RFID 기입기 상에서 작동 가능한 로직을 추가로 포함하는, 시스템.
  23. 제16항에 있어서,
    상기 반응 플레이트 RFID 태그 및 상기 시약 용기 RFID 태그에 의해 저장된 정보를 적용하여 상기 반응 플레이트 상의 제1 시약을 상기 시약 용기에 의해 저장된 제2 시약과 혼합하기 위한 명령을 제공하도록 작동 가능한 로직을 포함하는 기기를 추가로 포함하는, 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 상기 명령은, 상기 제1 시약을 포함하는 상기 반응 플레이트 상의 반응 부위, 및 상기 반응 부위로 상기 제2 시약을 적용하기 위한 액체 이송 명령을 포함하는, 시스템.
  25. 제24항에 있어서, 상기 액체 이송 명령은 상기 제2 시약의 반응 부피를 포함하는, 시스템.
  26. 제16항에 있어서, 상기 기기는 상기 워크플로우를 위한 분석 프로토콜을 위해 상기 반응 플레이트 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그를 판독하도록 작동 가능한 로직을 포함하는, 시스템.
  27. 제26항에 있어서, 상기 분석 프로토콜은 상기 반응 플레이트로 및/또는 상기 시약 용기로부터 시약을 적용하기 위한 액체 이송 명령을 포함하는, 시스템.
  28. 제1항에 있어서, 상기 반응 플레이트 RFID 태그는 상기 반응 플레이트 상의 반응 부위에 포함된 제1 시약의 식별을 포함하는, 시스템.
  29. 제12항에 있어서, 상기 반응 부위에 포함된 상기 제1 시약은 적어도 하나의 프라이머 쌍을 포함하는, 시스템.
  30. 제12항에 있어서, 상기 반응 부위에 포함된 상기 제1 시약은 적어도 하나의 프로브를 포함하고, 상기 프로브는 선택적으로, 형광단 모이어티 및 소광제 모이어티를 포함하는 5' 뉴클레아제 프로브인, 시스템.
  31. 제1항에 있어서, 상기 반응 플레이트 RFID 태그는 상기 분자 분석을 위한 워크플로우에서의 다음 반응 플레이트의 식별을 포함하는, 시스템.
  32. 제1항에 있어서, 상기 반응 플레이트는 상기 반응 플레이트 RFID 태그에 결합된 온도 센서를 추가로 포함하고, 상기 반응 플레이트 RFID 태그는 상기 반응 플레이트에 대한 온도 이력을 저장하는, 시스템.
  33. 제1항에 있어서, 상기 반응 플레이트는 상기 반응 플레이트 RFID 태그에 결합된 광 센서를 추가로 포함하고, 상기 반응 플레이트 RFID 태그는 상기 반응 플레이트에 대한 광노출 이력을 저장하는, 시스템.
  34. 제6항에 있어서, 상기 제1 시약은 건식-스폿팅되는, 시스템.
  35. 제6항에 있어서, 상기 제1 시약은 사전-스폿팅되는, 시스템.
  36. 분자 분석을 수행하기 위한 시스템으로서,
    제1 시약을 포함하는 적어도 하나의 반응 부위를 포함하는 반응 플레이트로서;
    상기 반응 플레이트는 반응 플레이트 RFID 태그를 포함하고;
    상기 반응 플레이트 RFID 태그는 상기 반응 플레이트의 특성에 관한 데이터를 인코딩하는, 반응 플레이트;
    상기 반응 플레이트 RFID 태그를 판독하여 상기 반응 플레이트의 특성을 획득하도록 작동 가능한 RFID 판독기를 포함하는 기기로서;
    상기 기기는, 상기 반응 플레이트의 특성을 적용하여 상기 분자 분석을 위한 워크플로우에서 제2 시약과 상호 작용하도록 작동 가능한 로직을 포함하는, 기기를 포함하는, 분자 분석을 수행하기 위한 시스템.
  37. 제36항에 있어서,
    제2 시약 및 시약 용기 RFID 태그를 포함하는 적어도 하나의 시약 용기를 추가로 포함하고;
    상기 시약 용기 RFID 태그는 상기 제2 시약의 특성에 관한 데이터를 인코딩하는, 시스템.
  38. 제36항에 있어서, 상기 반응 플레이트는, (i) 상기 반응 플레이트에 대한 광노출 이력을 저장하는 상기 반응 플레이트 RFID 태그에 결합된 광 센서, (ii) 상기 반응 플레이트에 대한 온도 이력을 저장하는 상기 반응 플레이트 RFID 태그에 결합된 온도 센서; 및 (iii) 상기 반응 플레이트에 대한 움직임 검출 이력을 저장하는 상기 반응 플레이트 RFID 태그에 결합된 움직임 센서로부터 선택된 하나 이상을 추가로 포함하는, 시스템.
  39. 제37항에 있어서, 상기 반응 플레이트(들)는, (i) 상기 시약 용기(들)에 대한 광노출 이력을 저장하는 상기 시약 용기(들) RFID 태그(들)에 결합된 광 센서, (ii) 상기 시약 용기(들)에 대한 온도 이력을 저장하는 상기 시약 용기(들) RFID 태그(들)에 결합된 온도 센서, 및 (iii) 상기 시약 용기에 대한 움직임 검출 이력을 저장하는 상기 시약 용기(들) RFID 태그(들)에 결합된 움직임 센서로부터 선택된 하나 이상을 추가로 포함하는, 시스템.
  40. 제37항에 있어서, 상기 제2 시약의 특성은 상기 제2 시약에 대한 유효 기간을 포함하는, 시스템.
  41. 제37항에 있어서,
    상기 시약 용기 RFID 태그로부터 상기 제2 시약의 특성을 판독하도록 작동 가능한 로직을 포함하는 기기; 및
    상기 제2 시약의 특성 및 상기 반응 플레이트의 특성을 적용하여 상기 분자 분석을 위한 워크플로우에서 상기 제1 시약에 상기 제2 시약을 적용하기 위한 명령을 제공하도록 작동 가능한 로직을 포함하는 기기를 추가로 포함하는, 시스템.
  42. 제41항에 있어서, 상기 명령은 상기 반응 플레이트 상의 상기 제1 시약을 포함하는 반응 부위를 식별하는 것, 및/또는 상기 반응 부위로의 상기 제2 시약의 이송을 위한 명령을 포함하는, 시스템.
  43. 제42항에 있어서, 상기 이송 명령은 상기 제2 시약의 반응 부피를 포함하는, 시스템.
  44. 제36항에 있어서, 상기 반응 플레이트의 특성은 상기 반응 부위에서의 상기 제1 시약의 식별을 포함하는, 시스템.
  45. 제36항에 있어서, 상기 제1 시약은 적어도 하나의 프라이머 쌍을 포함하는, 시스템.
  46. 제36항에 있어서, 상기 제1 시약은 적어도 하나의 프로브를 포함하는, 시스템.
  47. 제36항에 있어서, 상기 반응 플레이트의 특성은 상기 반응 부위 각각 및 상기 반응 부위 각각에 포함된 상응하는 제1 시약을 식별하는, 시스템.
  48. 제36항에 있어서, 상기 반응 부위 각각의 상기 제1 시약이 건식-스폿팅된 시약인, 시스템.
  49. 제36항에 있어서, 상기 반응 플레이트의 특성은 상기 분자 분석을 위한 워크플로우에서의 다음 반응 플레이트의 식별을 포함하는, 시스템.
  50. 제37항에 있어서, 상기 기기는 RFID 기입기, 및 상기 반응 플레이트로의 상기 제2 시약의 액체 이송에 대한 상기 반응 플레이트 RFID 태그 상의 기록을 기록하도록 상기 RFID 기입기 상에서 작동 가능한 로직을 포함하는, 시스템.
  51. 제50항에 있어서, 상기 기록은 상기 반응 플레이트에 적용된 상기 제2 시약의 반응 부피를 포함하는, 시스템.
  52. 제50항에 있어서, 상기 기기는 상기 제2 시약 및 상기 제2 시약이 적용되는 상기 반응 플레이트의 별개의 반응 부위의 식별을 기록하도록 상기 RFID 기입기 상에서 작동 가능한 로직을 포함하는, 시스템.
  53. 제50항에 있어서, 상기 기기는 상기 제2 시약이 상기 반응 플레이트에 적용되는 날짜 및/또는 시간을 기록하도록 상기 RFID 기입기 상에서 작동 가능한 로직을 포함하는, 시스템.
  54. 제36항에 있어서, 상기 기기는, 네트워크 서버 시스템에 액세스하여 상기 분자 분석을 위한 워크플로우를 다운로드하도록 작동 가능한 로직을 추가로 포함하고, 상기 워크플로우는 상기 반응 플레이트를 위한 분석 프로토콜을 포함하는, 시스템.
  55. 제54항에 있어서, 상기 분석 프로토콜은 상기 반응 플레이트로의 상기 제2 시약의 액체 이송을 위한 명령을 포함하는, 시스템.
  56. 제36항에 있어서, 상기 기기는 상기 반응 플레이트로부터 프로토콜을 위해 상기 반응 플레이트의 특성을 판독하도록 작동 가능한 로직을 추가로 포함하는, 시스템.
  57. 제56항에 있어서, 상기 프로토콜은 상기 반응 플레이트로의 상기 제2 시약의 액체 이송을 위한 명령을 포함하는, 시스템.
  58. 분자 분석을 수행하기 위한 방법으로서,
    반응 플레이트 상의 반응 플레이트 RFID 태그를 판독하는 단계; 및/또는
    시약 용기 상의 시약 용기 RFID 태그를 판독하는 단계; 및
    상기 반응 플레이트 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그로부터 판독된 정보를 적용하여 상기 분자 분석을 위한 워크플로우를 수행하는 단계를 포함하는, 분자 분석을 수행하기 위한 방법.
  59. 제58항에 있어서,
    상기 반응 플레이트 RFID 태그로부터 제1 시약 및 상기 제1 시약에 대한 반응 부위의 식별을 판독하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  60. 제58항에 있어서,
    상기 시약 용기 RFID 태그로부터 제2 시약의 식별을 판독하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  61. 제58항에 있어서,
    상기 반응 플레이트 RFID 태그로부터 상기 반응 플레이트에 대한 온도 이력, 상기 반응 플레이트에 대한 광노출 이력 및/또는 상기 반응 플레이트에 대한 움직임 검출 이력을 판독하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  62. 제58항에 있어서,
    상기 시약 용기 RFID 태그로부터 상기 시약 용기에 대한 온도 이력, 상기 시약 용기에 대한 광노출 이력 및/또는 상기 시약 용기에 대한 움직임 검출 이력을 판독하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  63. 제58항에 있어서,
    상기 반응 플레이트 RFID 태그로부터 상기 반응 플레이트 상의 복수의 반응 부위 및 상기 반응 부위 각각에 대한 상응하는 제1 시약의 식별을 판독하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  64. 제58항에 있어서,
    상기 시약 용기 RFID 태그로부터 상기 시약 용기에 의해 저장된 제2 시약의 유효 기간을 판독하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  65. 제60항에 있어서,
    상기 반응 플레이트 RFID 태그로부터 상기 반응 플레이트의 특성에 관한 데이터를 판독하는 단계; 및/또는
    상기 시약 용기 RFID 태그로부터 상기 제2 시약의 특성에 관한 데이터를 판독하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  66. 제58항에 있어서,
    상기 반응 플레이트 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그로부터 상기 워크플로우에 대한 정보를 판독하는 단계; 및/또는
    상기 정보에 기초하여 상기 워크플로우를 위한 시각적 및/또는 구두 안내를 제공하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  67. 제58항에 있어서,
    네트워크 서버 시스템으로부터 상기 분자 분석을 위한 워크플로우를 다운로드하는 단계를 추가로 포함하며, 상기 워크플로우는 상기 반응 플레이트를 위한 분석 프로토콜을 포함하는, 방법.
  68. 제67항에 있어서, 상기 분석 프로토콜은 상기 반응 플레이트로의 하나 이상의 시약의 액체, 시약, 및/또는 샘플 이송을 위한 명령을 포함하는, 방법.
  69. 제58항에 있어서,
    상기 반응 플레이트로의 액체, 시약 및/또는 샘플 이송에 대한 상기 반응 플레이트 RFID 태그 상의 기록을 기록하도록 RFID 기입기를 작동시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  70. 제69항에 있어서, 상기 기록은 상기 액체 이송의 반응 부피를 포함하는, 방법.
  71. 제69항에 있어서,
    상기 액체, 시약, 및/또는 샘플 이송이 적용되는 상기 반응 플레이트의 반응 부위의 식별을 기록하도록 상기 RFID 기입기를 작동시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  72. 제69항에 있어서,
    상기 액체, 시약 및/또는 샘플 이송이 상기 반응 플레이트에 적용되는 날짜 및/또는 시간을 기록하도록 상기 RFID 기입기를 작동시키는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  73. 제59항에 있어서,
    상기 반응 플레이트 RFID 태그 및 상기 시약 용기 RFID 태그에 의해 저장된 정보를 적용하여 상기 분자 분석을 위한 워크플로우에서 제1 시약과 제2 시약을 혼합하기 위한 명령을 제공하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  74. 제68항에 있어서, 상기 명령은, 상기 제1 시약을 포함하는 상기 반응 플레이트 상의 반응 부위, 및 상기 반응 부위로의 상기 제2 시약의 액체, 시약 및/또는 샘플 이송을 위한 명령을 포함하는, 방법.
  75. 제74항에 있어서, 상기 명령은 상기 제2 시약의 반응 부피를 포함하는, 방법.
  76. 제58항에 있어서,
    상기 워크플로우를 위한 분석 프로토콜을 위해 상기 반응 플레이트 RFID 태그를 판독하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  77. 제76항에 있어서, 상기 분석 프로토콜은 상기 반응 플레이트로의 하나 이상의 시약의 액체 이송을 위한 명령을 포함하는, 방법.
  78. 제58항에 있어서,
    상기 반응 플레이트 상의 반응 부위에 포함된 시약의 식별을 위해 상기 반응 플레이트 RFID 태그를 판독하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  79. 제78항에 있어서,
    적어도 하나의 프라이머 쌍의 식별을 위해 상기 반응 플레이트 RFID 태그를 판독하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  80. 제78항에 있어서,
    적어도 하나의 프로브의 식별을 위해 상기 반응 플레이트 RFID 태그를 판독하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  81. 제58항에 있어서,
    상기 분자 분석을 위한 워크플로우에서의 다음 반응 플레이트의 식별을 위해 상기 반응 플레이트 RFID 태그를 판독하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  82. 제59항에 있어서,
    상기 반응 플레이트 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그(들)에, 상기 반응 플레이트, 상기 시약 용기, 상기 제1 시약, 상기 제2 시약 및/또는 상기 분자 분석에 관한 정보를 기입하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  83. 분자 분석 워크플로우를 수행하기 위한 스마트 소모품으로서, 하기 중 적어도 하나를 포함하는, 분자 분석 워크플로우를 수행하기 위한 스마트 소모품:
    반응 홀더 RFID 태그를 포함하는 반응 홀더로서, 상기 반응 홀더 RFID 태그는 상기 분자 분석을 위한 워크플로우에 관한 정보를 송신 및 수신 및/또는 저장하는, 반응 홀더; 및/또는
    시약 용기 RFID 태그를 포함하는 시약 용기로서, 상기 시약 용기 RFID 태그는 상기 분자 분석을 위한 워크플로우에 관한 정보를 송신 및 수신 및/또는 저장하는, 시약 용기.
  84. 제83항에 있어서, 상기 반응 홀더는 복수의 반응 부위를 포함하고, 상기 복수 중 하나 이상의 반응 부위는 제1 시약을 포함하고, 상기 제1 시약은 동일한 반응 홀더 상의 상이한 반응 부위들에서 동일하거나 상이한, 스마트 소모품.
  85. 제84항에 있어서, 상기 반응 홀더 RFID 태그는 각각의 반응 부위 및 각각의 반응 부위에 대한 상응하는 제1 시약의 식별을 포함하는, 스마트 소모품.
  86. 제84항에 있어서, 상기 제1 시약은 건식-스폿팅되는, 스마트 소모품.
  87. 제83항에 있어서, 상기 반응 홀더 RFID 태그는 상기 반응 홀더의 특성에 관한 데이터를 저장하고/거나 상기 시약 용기 RFID 태그는 상기 시약 용기 내의 시약의 특성에 관한 데이터를 저장하는, 스마트 소모품.
  88. 제83항에 있어서, 상기 반응 홀더 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그는 상기 워크플로우를 위한 시각적 및/또는 구두 안내를 제공하기 위한 정보를 저장하는, 스마트 소모품.
  89. 제83항에 있어서, 상기 반응 홀더 RFID 태그는 상기 반응 홀더에 적용될 시약의 기록을 저장하는, 스마트 소모품.
  90. 제89항에 있어서, 상기 기록은 상기 반응 홀더에 적용될 시약의 반응 부피를 포함하는, 스마트 소모품.
  91. 제89항에 있어서, 상기 기록은 상기 시약이 적용되는 반응 홀더의 반응 부위의 식별을 포함하는, 스마트 소모품.
  92. 제89항에 있어서, 상기 기록은 상기 시약이 상기 반응 홀더에 적용되는 날짜 및/또는 시간을 포함하는, 스마트 소모품.
  93. 제89항에 있어서, 상기 기록은 상기 분자 분석을 위한 워크플로우에서의 제1 시약과 제2 시약의 상호 작용을 포함하는, 스마트 소모품.
  94. 제93항에 있어서, 상기 상호 작용은, 상기 제1 시약을 포함하는 상기 반응 홀더 상의 별개의 반응 부위, 및 상기 별개의 반응 부위로의 상기 제2 시약의 액체 이송을 위한 명령을 포함하는, 스마트 소모품.
  95. 제94항에 있어서, 상기 액체 이송 명령은 상기 제2 시약의 반응 부피를 포함하는, 스마트 소모품.
  96. 제83항에 있어서, 상기 반응 홀더 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그는 상기 워크플로우를 위한 분석 프로토콜을 저장하는, 스마트 소모품.
  97. 제96항에 있어서, 상기 분석 프로토콜은 상기 반응 홀더로의 하나 이상의 시약의 액체 이송을 위한 명령을 포함하는, 스마트 소모품.
  98. 제83항에 있어서, 상기 반응 홀더 RFID 태그는 상기 반응 홀더 상의 반응 부위에 포함된 시약의 식별을 저장하는, 스마트 소모품.
  99. 제98항에 있어서, 상기 반응 부위에 포함된 시약은 적어도 하나의 프라이머 쌍을 포함하는, 스마트 소모품.
  100. 제98항에 있어서, 상기 반응 부위에 포함된 시약은 적어도 하나의 프로브를 포함하는, 스마트 소모품.
  101. 제83항에 있어서, 상기 반응 홀더 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그는, 상기 분자 분석을 위한 워크플로우에서 사용될 다음 반응 홀더 및/또는 시약 용기의 식별을 저장하는, 스마트 소모품.
  102. 제83항에 있어서, 상기 반응 홀더는, 상기 반응 홀더에 대한 온도 이력을 저장하는 상기 반응 홀더 RFID 태그에 결합된 온도 센서; 상기 반응 홀더에 대한 광노출 이력을 저장하는 상기 반응 홀더 RFID 태그에 결합된 광 센서; 및/또는 상기 시약 용기에 대한 움직임 검출 이력을 저장하는 상기 반응 홀더 RFID 태그에 결합된 움직임 센서를 추가로 포함하는, 스마트 소모품.
  103. 제83항에 있어서, 상기 시약 용기는, 상기 시약 용기에 대한 온도 이력을 저장하는 상기 시약 용기 RFID 태그에 결합된 온도 센서; 상기 시약 용기에 대한 광노출 이력을 저장하는 상기 시약 용기 RFID 태그에 결합된 광 센서; 및/또는 상기 반응 홀더에 대한 움직임 검출 이력을 저장하는 상기 시약 용기 RFID 태그에 결합된 움직임 센서를 추가로 포함하는, 스마트 소모품.
  104. 제180항에 있어서, 상기 스마트 소모품은 바코드를 추가로 포함하는, 스마트 소모품.
  105. 제87항에 있어서, 상기 반응 홀더 및/또는 상기 시약 용기의 특성에 관한 데이터는 하기 중 하나 이상을 포함하는, 스마트 소모품:
    ID 번호;
    유효 기간;
    부품 번호;
    바코드;
    로트 번호;
    부품 유형;
    저장 온도 및/또는 저장 온도 범위;
    시약 농도;
    상기 워크플로우에서 사용하도록 권장되는 시약 농도 및/또는 부피;
    액체 이송 지원을 위한 조항;
    판매 주문 번호;
    시약 명칭;
    분석 명칭;
    상기 반응 홀더 상에서 시약이 사용될 분석 위치;
    분석 ID;
    상기 분자 분석을 위해 제안되거나 필요한 프로토콜;
    샘플 명칭;
    마스터 믹스 명칭;
    인터넷 링크 또는 주소 (url);
    반응 및/또는 시약 부피;
    시험 샘플 명칭;
    상기 분자 분석을 위한 분석 설정;
    샘플 유형;
    분자 분석 유형; 및
    기기 실행 프로토콜.
  106. 제87항에 있어서, 상기 반응 홀더 및/또는 상기 시약 용기의 특성에 관한 데이터는 상기 반응 홀더 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그에 재기입될 수 있는, 스마트 소모품.
  107. 제102항에 있어서, 상기 온도 센서, 상기 광 센서 및/또는 상기 움직임 센서는 상기 반응 홀더 RFID 태그에 직접 또는 간접적으로 결합되는, 스마트 소모품.
  108. 제103항에 있어서, 상기 온도 센서, 상기 광 센서 및/또는 상기 움직임 센서는 상기 시약 용기 RFID 태그에 직접 또는 간접적으로 결합되는, 스마트 소모품.
  109. 제83항에 있어서, 상기 반응 홀더 RFID 태그 및/또는 상기 시약 용기 RFID 태그는 적어도 8 킬로바이트의 정보를 저장할 수 있는 용량을 갖는, 스마트 소모품.
  110. 제84항에 있어서, 상기 복수의 반응 부위는 적어도 96개의 반응 부위, 적어도 384개의 반응 부위, 적어도 1536개의 반응 부위, 적어도 3072개의 반응 부위 또는 적어도 12,288개의 반응 부위를 포함하는, 스마트 소모품.
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