KR20220002735A - 2-상 플러싱 시스템 및 방법 - Google Patents

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니콜라스 왓슨
웨슬리 에이. 콕스-무라나미
시릴 델라트르
민성 이
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일루미나, 인코포레이티드
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Abstract

2-상 플러싱(two-phase flushing) 시스템 및 방법. 예시적인 방법은 밸브를 제1 위치로 이동하여 제1 시약을 수용하는 제1 시약 저장소를 유동 셀에 유동적으로 연결하고 제1 시약을 제1 시약 저장소로부터 유동 셀로 유동시켜 생화학적 반응을 수행하는 단계를 포함한다. 방법은 밸브를 제2 위치로 이동하여 가스를 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계, 및 가스를 유동 셀 내로 유동시켜 유동 셀로부터 생화학적 반응으로부터의 제1 시약의 적어도 일부분을 배출하는 단계를 포함한다. 방법은 밸브를 제3 위치로 이동하여 완충 시약을 수용하는 완충 시약 저장소를 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계, 및 완충 시약을 유동 셀 내로 유동시키는 단계를 포함한다.

Description

2-상 플러싱 시스템 및 방법
시약들 및 유동 셀을 보유하는 유체 카트리지들이 때때로 유체 시스템과 관련하여 사용된다. 유체 카트리지들은 시약들이 통과하여 유동하는 유체 라인들을 포함한다. 시약은 플러싱(flushing) 동작 중에 사용될 수 있다.
제1 예에 따르면, 방법은 밸브를 제1 위치로 이동하여 제1 시약을 수용하는 제1 시약 저장소를 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계를 포함(include)하거나 포함(comprise)한다. 방법은 제1 시약을 제1 시약 저장소로부터 유동 셀 내로 유동시켜 생화학적 반응을 수행하는 단계를 포함하거나 포함한다. 방법은 밸브를 제2 위치로 이동하여 가스를 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계, 및 가스를 유동 셀 내로 유동시켜 유동 셀로부터 생화학적 반응으로부터의 제1 시약의 적어도 일부분을 배출하는 단계를 포함하거나 포함한다. 방법은 밸브를 제3 위치로 이동하여 완충 시약을 수용하는 완충 시약 저장소를 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계, 및 완충 시약을 유동 셀 내로 유동시키는 단계를 포함하거나 포함한다. 방법은 밸브를 제2 위치로 이동하여 가스를 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계, 및 가스를 유동 셀로 유동시켜 유동 셀로부터 완충 시약의 적어도 일부분을 배출하는 단계를 포함하거나 포함한다. 방법은 밸브를 제3 위치로 이동하여 완충 시약 저장소를 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계, 및 완충 시약을 유동 셀 내로 유동시키는 단계를 포함하거나 포함한다. 방법은 밸브를 제4 위치로 이동하여 제2 시약을 수용하는 제2 시약 저장소를 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계를 포함하거나 포함한다.
제2 예에 따르면, 장치는, 시스템의 카트리지 리셉터클 내에 수용가능하고 유동 셀을 보유하도록 적응된 유체 카트리지를 포함하거나 포함한다. 유체 카트리지는 제1 시약을 수용하는 제1 시약 저장소, 및 완충 시약을 수용하는 완충 시약 저장소, 밸브, 및 유체 라인들 및 입구 포트를 포함하거나 포함하는 본체를 포함하거나 포함한다. 유입 포트는 가스 공급원에 결합되도록 적응된다. 본체는 제1 시약 저장소, 완충 시약 저장소, 및 밸브를 보유한다. 유체 라인들은 입구 포트, 제1 시약 저장소, 완충 시약 저장소, 밸브, 및 유동 셀을 유동적으로 결합한다. 밸브는, 제1 시약 저장소를 유동 셀에 유동적으로 연결하여 제1 시약을 제1 시약 저장소로부터 유동 셀 내로 유동시켜 생화학적 반응을 수행하기 위해 제1 위치로 이동가능하고, 가스 공급원을 유동 셀에 유동적으로 연결하여 가스를 유동 셀 내로 유동시켜 유동 셀로부터 생화학적 반응으로부터의 제1 시약의 적어도 일부분을 배출하기 위해 제2 위치로 이동가능하고, 완충 시약 저장소를 유동 셀에 유동적으로 연결하여 완충 시약을 유동 셀 내로 유동시키기 위해 제3 위치로 이동가능하다.
제3 예에 따르면, 장치는 밸브 구동 조립체, 카트리지 리셉터클, 및 밸브 구동 조립체에 결합된 하나 이상의 프로세서들을 포함하거나 포함하는 시스템을 포함하거나 포함한다. 장치는 카트리지 리셉터클 내에 수용가능한 시약 카트리지를 포함하거나 포함한다. 시약 카트리지는 시약 저장소, 유동 셀, 밸브, 및 유체 라인들을 포함하거나 포함한다. 유체 라인들 중 하나 이상은 시약 저장소, 유동 셀, 및 밸브를 유동적으로 결합한다. 장치는 가스 공급원을 포함하거나 포함한다. 하나 이상의 프로세서들은 밸브 구동 조립체로 하여금 시약을 유동 셀로 유동시키는 제1 위치와 가스를 유동 셀로 유동시키는 제2 위치 사이에서 밸브를 작동하게 하도록 적응된다.
제4 예에 따르면, 방법은 밸브를 제1 위치로 이동하여 제1 시약을 수용하는 제1 시약 저장소를 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계, 및 제1 시약을 제1 시약 저장소로부터 유동 셀로 유동시켜 생화학적 반응을 수행하는 단계를 포함하거나 포함한다. 방법은 밸브를 제2 위치로 이동하여 가스를 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계, 및 가스를 유동 셀 내로 유동시켜 유동 셀로부터 생화학적 반응으로부터의 제1 시약의 적어도 일부분을 배출하는 단계를 포함한다. 방법은 밸브를 제3 위치로 이동하여 완충 시약을 수용하는 완충 시약 저장소를 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계, 및 완충 시약을 유동 셀 내로 유동시키는 단계를 포함한다.
제5 예에 따르면, 방법은 가스 공급원을 통해 시약 카트리지의 하나 이상의 시약 저장소들을 가압하는 단계를 포함하거나 포함한다. 시약 카트리지는 유동 셀 및 유체 라인들을 보유한다. 시약 저장소들 중 하나 이상이 시약을 수용한다. 유체 라인들 중 하나 이상은 시약 저장소들과 유동 셀을 유동적으로 결합한다. 방법은 또한 시약 카트리지 및 유동 셀을 통해 가스 및 시약을 반복적으로 그리고 교번적으로 유동시키는 단계를 포함한다.
제6 예에 따르면, 장치는, 시스템의 카트리지 리셉터클 내에 수용가능하고 유동 셀을 보유하도록 적응된 유체 카트리지를 포함하거나 포함한다. 유체 카트리지는 출구들, 밸브, 및 유체 라인들 및 입구 포트를 포함하거나 포함하는 본체를 갖거나 포함하는 저장소들을 포함하거나 포함한다. 유입 포트는 가스 공급원에 결합되도록 적응된다. 본체는 저장소들 및 밸브를 보유한다. 유체 라인들은 입구 포트, 저장소들, 밸브, 및 유동 셀을 유동적으로 결합한다. 밸브는 가스 공급원에 수용된 가스 및 저장소들 중 제1 저장소로부터의 유체 중 하나를 유동 셀로 선택적으로 유동시키는 2-상(two-phase) 플러싱 동작을 수행하도록 작동가능하다.
제7 예에 따르면, 장치는, 밸브 구동 조립체, 카트리지 리셉터클, 및 하나 이상의 프로세서들을 포함하거나 포함하는 시스템을 포함하거나 포함한다. 하나 이상의 프로세서들은 밸브 구동 조립체에 결합된다. 장치는 또한 카트리지 리셉터클 내에 수용가능한 시약 카트리지를 포함하거나 포함한다. 시약 카트리지는 시약 저장소, 유동 셀, 밸브, 및 유체 라인들을 포함하거나 포함한다. 유체 라인들 중 하나 이상은 시약 저장소, 유동 셀, 및 밸브를 유동적으로 결합한다. 장치는 가스 공급원을 포함하거나 포함한다. 가스 공급원은 밸브 및 시약 저장소에 유동적으로 결합되어 시약 저장소를 가압한다. 하나 이상의 프로세서들은 밸브 구동 조립체로 하여금 시약을 유동 셀로 유동시키는 제1 위치와 가스를 유동 셀로 유동시키는 제2 위치 사이에서 밸브를 작동하게 하도록 적응된다.
제8 예에 따르면, 방법은 시약 카트리지의 하나 이상의 시약 저장소들을 가압하는 단계를 포함하거나 포함한다. 시약 카트리지는 유동 셀을 보유하고, 시약 저장소들 및 유체 라인들을 포함하거나 포함한다. 시약 저장소들은 시약을 수용한다. 유체 라인들 중 하나 이상은 시약 카트리지들과 유동 셀을 유동적으로 결합한다. 방법은 또한 시약 카트리지 및 유동 셀의 2-상 플러싱 동작을 수행하는 단계를 포함하거나 포함하며, 이는 시약 및 가스 중 하나를 유동 셀을 통해 선택적으로 유동시키는 단계를 포함하거나 포함한다.
전술한 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7, 및/또는 제8 예들에 따라 추가적으로, 장치 및/또는 방법은 다음 중 임의의 하나 이상을 더 포함하거나 포함할 수 있다:
일례에 따르면, 밸브를 제1 위치로 이동하는 단계는 제1 밸브를 작동시켜 제1 시약 저장소를 유동적으로 연결하는 단계를 포함하거나 포함하고, 밸브를 제2 위치로 이동하는 단계는 제2 밸브를 작동시켜 가스를 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계를 포함하거나 포함한다.
다른 예에 따르면, 완충 시약 저장소를 가압하는 단계를 더 포함하거나 포함.
다른 예에 따르면, 가스를 유동 셀로 유동시키는 단계 각각은 실질적으로 비어 있는 시약 저장소를 통해 가스를 유동시키는 단계를 포함하거나 포함한다.
다른 예에 따르면, 가스를 유동 셀로 유동시키는 단계 각각은 가스 공급원과 유동 셀 사이에 결합된 유체 라인을 통해 가스를 유동시키는 단계를 포함하거나 포함한다.
다른 예에 따르면, 가스를 유동 셀로 유동시키는 단계 각각은 가스를 시약 카트리지의 매니폴드를 통해 유동시키는 단계를 포함하거나 포함한다. 시약 카트리지는 제1 시약 저장소, 완충 시약 저장소, 및 제2 시약 저장소를 보유한다.
다른 예에 따르면, 제2 시약을 수용하는 제2 시약 저장소를 더 포함하거나 포함. 유체 라인들은 입구 포트, 제2 시약 저장소, 밸브, 및 유동 셀을 유동적으로 결합한다. 밸브는 추가로, 가스 공급원을 유동 셀에 유동적으로 연결하여 가스를 유동 셀 내로 유동시켜 유동 셀로부터 완충 시약의 적어도 일부분을 배출하기 위해 제2 위치로 이동가능하고, 완충 시약 저장소를 유동 셀에 유동적으로 연결하여 완충 시약을 유동 셀 내로 유동시키기 위해 제3 위치로 이동가능하고, 제2 시약 저장소를 유동 셀에 유동적으로 연결하기 위해 제4 위치로 이동가능하다.
다른 예에 따르면, 완충 시약 저장소는 가스 공급원을 통해 가압된다.
다른 예에 따르면, 제2 시약 저장소를 더 포함하거나 포함. 제2 위치에서, 그리고 제2 시약 저장소가 유체를 실질적으로 수용하지 않을 때, 가스 공급원은 제2 시약 저장소를 통해 유동 셀에 유동적으로 연결된다.
다른 예에 따르면, 유체 라인들 중 하나는 입구 포트와 유동 셀을 직접 유동적으로 결합한다.
다른 예에 따르면, 유체 카트리지는 매니폴드를 포함하거나 포함한다. 매니폴드는 입구 포트를 포함하거나 포함하고, 유체 라인들은 매니폴드, 밸브 및 완충 시약 저장소를 결합한다.
다른 예에 따르면, 가스 공급원은 압축-가스 카트리지를 포함하거나 포함한다. 장치는 플러그 및 천공 기구를 더 포함하거나 포함한다. 매니폴드의 리셉터클은 제1 부분 및 제2 부분을 포함하거나 포함한다. 천공 기구는 제1 부분 내에 배치되고, 가스가 매니폴드 내로 유동할 수 있게 하도록 압축-가스 카트리지를 천공하도록 적응된다. 플러그는 제2 부분에 인접하여 매니폴드에 결합된다.
다른 예에 따르면, 입구 포트는, 유체 카트리지가 카트리지 리셉터클 내에 수용되어 시스템의 입구 포트와 가스 공급원을 유동적으로 결합할 때 시스템에 의해 밀봉식으로 결합되도록 적응된 인터페이스를 포함하거나 포함한다.
다른 예에 따르면, 입구 포트는 기부로부터 연장되는 벽들을 포함하거나 포함한다. 벽들은 제1 부분 및 제2 부분을 갖거나 포함한다. 제1 부분은 기부에 결합된다. 제2 부분은 가스 공급원과 결합하도록 적응된 인터페이스를 형성한다. 기부는 저장소들에 유동적으로 결합된 출구들을 한정한다.
다른 예에 따르면, 가스 공급원은 압축-가스 카트리지를 포함하거나 포함한다.
다른 예에 따르면, 플러그 및 천공 기구를 더 포함하거나 포함. 리셉터클은 제1 부분 및 제2 부분을 포함하거나 포함한다. 천공 기구는 제1 부분 내에 배치되고, 가스가 매니폴드 내로 유동할 수 있게 하도록 압축-가스 카트리지를 천공하도록 적응된다. 플러그는 제2 부분에 인접하여 매니폴드에 결합된다.
다른 예에 따르면, 본체는 저장소들을 포함하거나 포함한다.
다른 예에 따르면, 가스 공급원은 밸브 및 시약 저장소에 유동적으로 결합되어 시약 저장소를 가압한다.
다른 예에 따르면, 제2 시약 저장소를 더 포함하거나 포함하고, 유동 셀로 가스를 유동시키는 단계는 제2 시약 저장소를 통해 유동 셀로 가스를 유동시키는 단계를 포함하거나 포함한다.
다른 예에 따르면, 조절기를 더 포함하거나 포함. 조절기는 가스 공급원과 시약 저장소 사이에 결합된다.
다른 예에 따르면, 시약 카트리지는 매니폴드를 포함하거나 포함한다. 매니폴드는 가스 공급원에 결합된다. 유체 라인들은 매니폴드와 시약 카트리지를 결합한다.
다른 예에 따르면, 매니폴드는 입구 포트를 포함하거나 포함하고, 시스템은 가스 공급원을 포함하거나 포함한다. 유입 포트는 가스 공급원과 유동적으로 결합되도록 적응된다.
다른 예에 따르면, 매니폴드는 가스 공급원을 수용하도록 적응된 리셉터클을 포함하거나 포함한다.
다른 예에 따르면, 시약 카트리지는 시약을 수용한다.
다른 예에 따르면, 밸브를 제1 위치로 이동하는 단계는 제1 밸브를 작동시켜 제1 시약 저장소를 유동적으로 연결하는 단계를 포함하거나 포함하고, 밸브를 제2 위치로 이동하는 단계는 제2 밸브를 작동시켜 가스를 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계를 포함하거나 포함하고, 밸브를 제3 위치로 이동하는 단계는 제3 밸브를 작동시켜 완충 시약 저장소를 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계를 포함하거나 포함한다.
다른 예에 따르면, 완충 시약 저장소를 가압하는 단계를 더 포함하거나 포함.
다른 예에 따르면, 가스를 유동 셀로 유동시키는 단계는 가스를 시약 카트리지의 매니폴드를 통해 유동시키는 단계를 포함하거나 포함한다. 시약 카트리지는 제1 시약 저장소 및 완충 시약 저장소를 보유한다.
다른 예에 따르면, 가스를 유동 셀로 유동시키는 단계는 가스를 압축-가스 카트리지로부터 유동시키는 단계를 포함하거나 포함한다.
다른 예에 따르면, 압축-가스 카트리지는 시약 카트리지에 의해 보유된다.
다른 예에 따르면, 가스를 유동 셀로 유동시키는 단계는 압축-가스 카트리지를, 시약 카트리지의 리셉터클 내에 배치된 천공 기구로 천공하는 단계를 포함하거나 포함한다. 리셉터클은 압축-가스 카트리지를 수용한다.
하기에 더 상세히 논의되는 전술한 개념들 및 추가의 개념들의 모든 조합은 (그러한 개념들이 상호 불일치하지 않는다면) 본 명세서에 개시된 발명 요지의 일부인 것으로 고려됨이 이해되어야 한다. 특히, 본 명세서의 끝부분에 나타나는 청구된 발명 요지의 모든 조합은 본 명세서에 개시된 발명 요지의 일부인 것으로 고려된다.
도 1은 본 개시내용의 교시들에 따른 예시적인 시스템의 개략도를 도시한다.
도 2는 본 개시내용의 교시들에 따른 다른 시약 카트리지의 개략도를 도시한다.
도 3은 본 개시내용의 교시들에 따른 다른 시약 카트리지의 개략도를 도시한다.
도 4는 본 개시내용의 교시들에 따른 다른 시약 카트리지의 개략도를 도시한다.
도 5는 도 1의 시스템의 카트리지 리셉터클 내에 수용가능한 예시적인 시약 카트리지의 개략도를 도시한다.
도 6은 시약 카트리지의 매니폴드와 시약 카트리지의 시약 저장소들 사이의 유체 결합들을 도시하는, 도 5의 예시적인 시약 카트리지의 상세도를 도시한다.
도 7은 도 5의 예시적인 시약 카트리지의 시약 저장소들 중 하나의 상세도를 도시한다.
도 8은 도 5의 시약 카트리지를 구현하는 데 사용될 수 있는 대안적인 예시적인 매니폴드의 개략도를 도시한다.
도 9는 도 1의 시스템을 사용하여 플러싱 동작을 수행하는 방법에 대한 흐름도를 도시한다.
도 10은 도 1의 시스템을 사용하여 플러싱 동작을 수행하는 다른 방법에 대한 흐름도를 도시한다.
하기 본문은 예시적인 방법, 장치, 및/또는 제조 물품에 관한 상세한 설명을 개시하지만, 재산권의 법적 범주는 본 특허의 끝에 기술된 청구범위의 단어들에 의해 정의된다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 하기 상세한 설명은 단지 예로서 해석되며, 모든 가능한 예시를 기술하지 않는데, 그 이유는 모든 가능한 예를 기술하는 것이 불가능하지 않더라도 비실용적이기 때문이다, 다수의 대안적인 예들이 현재 기술 또는 본 특허의 출원일 이후에 개발되는 기술을 이용하여 구현될 수 있다. 이러한 대안적인 예들이 청구범위의 범주 내에 속하는 것으로 고려된다.
본 명세서에 개시된 예들은 2-상 플러싱 동작들을 수행하도록 적응된 유체 카트리지들에 관한 것이다. 2-상 플러싱 동작들은, 예를 들어, 순차적 합성(SBS) 화학 동안 및/또는 다른 유체 동작들 동안 오염을 씻기 위해 층류 및 전단을 사용한다. 개시된 예들은 또한 유체 카트리지들과 인터페이싱하여 2-상 플러싱 동작이 발생하게 하도록 적응된 유체 기구들(예컨대, 시퀀싱 플랫폼들)에 관한 것이다.
일례에서, 유체 카트리지는 하나 이상의 시약 저장소들에 그리고 유동 셀에 유동적으로 결합되는 매니폴드를 포함한다. 따라서, 시약 저장소들은 가압될 수 있다. 대안적으로, 시약 저장소들은 가압되지 않는다. 매니폴드는 가스 공급원에 결합가능하다. 밸브가 시약 저장소들과 유동 셀 사이에 배치되고, 시약을 유동 셀로 유동시키도록 작동가능하다. 밸브는 또한 가스를 유동 셀로 유동시키도록 작동가능하다. 일부 예들에서, 매니폴드는 밸브에 직접 결합되어 시약 저장소로부터 분리된 유동 셀 내로 가스가 선택적으로 유동할 수 있게 한다. 다른 예들에서, 가스는, 시약 저장소들 중 하나가 시약을 실질적으로 수용하지 않을 때(또는 그런 경우에), 그 시약 저장소를 통해 밸브로 선택적으로 유동하게 될 수 있다.
제1 플러싱 동작 예에서, 2-상 플러싱 동작은 완충 시약 및 가스를 유동 셀을 통해 반복적으로 그리고 교번적으로 유동시키는 단계를 포함한다. 그러한 접근법은 가스가 유동 셀 및/또는 유체 라인들으로부터 시약의 대부분(bulk)을 퍼지(purge)하고, 이어서 완충 시약(예컨대, 세척 완충액)을 이용하여, 가스에 의해 퍼지되지 않거나 달리 세척하기 어려운 시약 카트리지의 영역들 내에 있을 수 있는 임의의 잔류하는 이전 시약을 희석하고/하거나 이와 혼합한다. 가스 및 완충 시약의 후속 시퀀스들은 임의의 잔류하는 이전 시약을 추가로 퍼지 및 희석할 수 있다. 가스 및 완충 시약의 반복적이고 대안적인 유동은 예를 들어, 유동 셀 및/또는 유체 라인들으로부터 이전 시약을 희석 및/또는 퍼지하는데 필요한 완충 시약의 부피를 감소시킨다. 또한, 가스와 시약을 추적하는 그러한 접근법은 시약이 시스템으로부터 가스 거품을 퍼지하게 할 수 있다.
제2 플러싱 동작 예에서, 2-상 플러싱 동작은 가스를 유동 셀을 통해 유동시키는 단계 및 이어서 완충 시약을 위에 개시된 반복 없이 유동 셀로 유동시키는 단계를 포함한다. 2-상 플러싱 동작들을 수행하기 위해 예시적인 유체 카트리지를 구조화함으로써, 본 명세서에 개시된 유체 카트리지들은 플러시 효율을 증가시킬 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "플러시 효율"은 플러싱 동작 중에 사용되는 완충 시약의 양을 지칭한다. 예를 들어, 일례에서, 플러시 효율은 이전 시약을 제거하기 위해 얼마나 많은 부피의 시약이 필요한지를 설명하는 메트릭이다. 따라서, 개시된 예들을 사용하여, 예를 들어 약 0.01% 미만의 잔류 농도를 달성하면서, 더 적은 시약이 플러싱 동작들 중에 사용될 수 있다. 플러싱 동작들을 위해 더 적은 시약을 사용하면 유체 카트리지들이 더 적은 시약을 보유하게 하고, 더 작게 만들어지게 하고, 무게가 덜 나가게 하고/하거나 생산 비용이 덜 들 수 있게 한다.
도 1은 본 개시내용의 교시들에 따른 예시적인 시스템(100)의 개략도를 도시한다. 시스템(100)은 하나 이상의 관심 샘플에 대한 분석을 수행하는 데 사용될 수 있다. 샘플은 단일 가닥 DNA(sstDNA)를 형성하기 위해 선형화된 하나 이상의 DNA 클러스터들을 포함할 수 있다. 도시된 예에서, 시스템(100)은 시약 카트리지(102)를 수용하도록 적응되며, 부분적으로, 가스 공급원(103), 구동 조립체(104), 제어기(106), 이미징 시스템(108), 및 폐기물 저장소(109)를 포함한다. 제어기(106)는 구동 조립체(104) 및 이미징 시스템(108)에 전기적으로 그리고/또는 통신가능하게 결합되고, 구동 조립체(104) 및/또는 이미징 시스템(108)이 본 명세서에 개시된 바와 같은 다양한 기능들을 수행하게 하도록 적응된다.
시약 카트리지(102)는 관심 샘플을 보유한다. 일부 구현예들에서, 가스 공급원(103)은 시약 카트리지(102)를 가압하기 위해 사용될 수 있고, 구동 조립체(104)는 시약 카트리지(102)와 인터페이싱하여 샘플과 상호작용하는 하나 이상의 시약들(예컨대, A, T, G, C 뉴클레오티드들)을 시약 카트리지(102)를 통해 유동시킨다. 가스 공급원(103)은 시스템(100)에 의해 제공될 수 있고/있거나 시약 카트리지(110)에 의해 보유될 수 있다(예를 들어, 도 8 참조).
일례에서, 가역적 종결자가 시약에 부착되어, 단일 뉴클레오티드가 사이클당 sstDNA에 의해 포함될 수 있게 한다. 일부 그러한 예들에서, 뉴클레오티드들 중 하나 이상은 여기 시 색을 방출하는 고유 형광 표지를 갖는다. 색상(또는 그의 부재)은 대응하는 뉴클레오티드를 검출하는 데 사용된다. 도시된 예에서, 이미징 시스템(108)은 식별가능한 표지들(예컨대, 형광 표지) 중 하나 이상을 여기시키도록 그리고 그 후에 식별가능한 표지에 대한 이미지 데이터를 획득하도록 적응된다. 표지는 입사광 및/또는 레이저에 의해 여기될 수 있고, 이미지 데이터는 여기에 응답하여 각각의 표지에 의해 방출되는 하나 이상의 색상들을 포함할 수 있다. 이미지 데이터(예컨대, 검출 데이터)는 시스템(100)에 의해 분석될 수 있다. 이미징 시스템(108)은 대물 렌즈 및/또는 솔리드 스테이트 이미징 디바이스(solid-state imaging device)를 포함하는 형광 분광 광도계일 수 있다. 솔리드 스테이트 이미징 디바이스는 전하 결합 소자(CCD) 및/또는 상보성 금속 산화물 반도체(CMOS)를 포함할 수 있다.
이미지 데이터가 획득된 후에, 구동 조립체(104)는 시약 카트리지(102)와 인터페이싱하여 이후에 폐기물 저장소(109)에 의해 수용되고/되거나 달리 시약 카트리지(102)에 의해 배출되는 다른 반응 성분(예컨대, 시약) 및/또는 가스를 시약 카트리지(102)를 통해 유동시킨다. 시약 및 가스는 시약 카트리지(102)를 통해 교번적으로 유동될 수 있다. 반응 성분과 가스는 sstDNA로부터 형광 표지 및 가역적 종결자를 화학적으로 절단하는 플러싱 동작을 수행한다. 그러면, sstDNA는 다른 사이클을 위해 준비된다.
시약 카트리지(102)를 참조하면, 도시된 예에서, 시약 카트리지(102)는 시스템(100)의 카트리지 리셉터클(110) 내에 수용가능하고, 매니폴드(112), 시약 저장소들(114), 본체(116), 하나 이상의 밸브들(118), 및 유체 라인들(120)을 포함한다. 다른 예들에서, 시약 카트리지(102)는 매니폴드(112)를 포함하지 않는다. 시약 저장소들(111)은 유체(예컨대, 시약 및/또는 다른 반응 성분)를 수용할 수 있고 밸브들(118)은 선택적으로 구동되어 유체 라인들(120)을 통한 유체의 유동을 제어할 수 있다. 밸브들(118) 중 하나 이상은 회전 밸브, 핀치 밸브, 플랫(flat) 밸브, 솔레노이드 밸브, 체크 밸브, 피에조 밸브 등에 의해 구현될 수 있다. 본체(116)는 사출 성형 기술들 및/또는 적층 제조 기술들을 사용하여 고체 플라스틱으로 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 시약 저장소들(114)은 본체(116)와 일체로 형성된다. 다른 예들에서, 시약 저장소들(114)은 별도로 형성되고 본체(116)에 결합된다.
매니폴드(112)는 가스 공급원(103), 시약 저장소들(114), 및 밸브(118)에 유동적으로 결합된다. 그 결과, 가스(예컨대, 공기)가 매니폴드(112)를 통해 시약 저장소들(114)로 유동하여 시약 카트리지(102)를 가압하고, 밸브(118)로 유동한다. 시약 카트리지(102)를 가압하는 것은 플러싱 동작이 일어나게 하며 플러싱 동작 동안 공기 및/또는 시약은 양압(positive pressure) 하에서 유동 셀(122)을 통해 유동한다. 시약을 양압 하에서 유체 라인들(120)을 통해 유동시키는 것은 시약 카트리지(102)를 통한 유량을 증가시키고/시키거나 시약을 예를 들어 유동 셀(122) 내로 유동시키기 위한 응답 시간을 감소시키고, 보다 일반적으로 시스템(100)의 사이클 시간을 감소시킨다. 대안적으로, 시약 저장소들(114)은 가압되지 않을 수 있다.
시약 카트리지(102)는 유동 셀(122)과 유체 연통한다. 도시된 예에서, 유동 셀(122)은 시약 카트리지(102)에 의해 보유되고 유동 셀 리셉터클(123)을 통해 수용된다. 대안적으로, 유동 셀(122)은 시약 카트리지(102) 내로 통합될 수 있다. 이러한 예들에서, 유동 셀 리셉터클(123)은 포함되지 않을 수 있거나 또는, 적어도, 유동 셀(122)은 시약 카트리지(102) 내에 제거가능하게 수용가능하지 않을 수 있다. 추가의 대안으로서, 유동 셀(122)은 시약 카트리지(102)와는 별개일 수 있다.
매니폴드(112)는 가스 공급원(103) 및 출구들(125)에 유동적으로 결합된 입구(124)를 포함한다. 출구들(125) 중 하나는 시약 저장소(114)의 입구(126)에 유동적으로 결합될 수 있고, 출구들(125) 중 하나는 밸브(118)에 유동적으로 결합될 수 있다. 대안으로서, 매니폴드(112)와 밸브(118) 사이의 유체 라인(120)은 매니폴드(112)가 시약 저장소(114)를 통해 밸브(118)에 결합되도록 제거될 수 있다(예를 들어, 도 2 내지 도 8 참조). 시약 저장소(114)는 또한 밸브(118)에 유동적으로 결합된 출구(127)를 포함한다.
조절기(128)가 가스 공급원(103)과 매니폴드(112) 사이에 위치될 수 있고, 매니폴드(112)에 제공되는 가스의 압력을 조절하도록 적응된다. 대안적으로, 조절기(128)는 포함되지 않을 수 있다. 조절기(128)는 다중 채널 조절기에 의해 구현될 수 있다. 일례에서, 예를 들어 시약 저장소(114)에 가해지는 압력은 시약 카트리지(102) 내의 유량을 가스 공급원(103)의 압력으로 교정함으로써 결정된다. 그러나, 압력은 상이한 방식들로 선택될 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 조절기들(128)이 매니폴드와 시약 저장소(114) 사이에 그리고/또는 매니폴드(112)와 밸브(118) 사이에 위치될 수 있다.
위의 개시 내용이 양압 하에서 유동 셀(122)을 통해 시약을 가압하는 것을 기술하지만, 시약은 대안적으로 예를 들어 시약 저장소들(114)이 가압되지 않을 때 음압(negative pressure) 하에서 유동 셀(122)을 통해 흡인될 수 있다. 그렇게 하기 위해, 시약 카트리지(110)는 유동 셀(122)과 폐기물 저장소(109) 사이에 위치된 펌프(135)를 포함할 수 있다. 폐기물 저장소(109)는 시스템(100)의 폐기물 저장소 리셉터클(129) 내에 선택적으로 수용가능할 수 있다. 펌프(135)는 시린지 펌프, 연동 펌프, 다이어프램 펌프 등에 의해 구현될 수 있다. 펌프(135)가 유동 셀(122)과 폐기물 저장소(109) 사이에 위치될 수 있지만, 다른 예들에서, 펌프(135)는 유동 셀(122)의 상류측에 위치되거나 전체적으로 생략될 수 있다.
이제 구동 조립체(104)를 참조하면, 도시된 예에서, 구동 조립체(104)는 펌프 구동 조립체(130) 및 밸브 구동 조립체(131)를 포함한다. 펌프 구동 조립체(130)는 시약 카트리지(110)를 통해 유체를 펌핑하기 위하여 펌프(135)와 인터페이싱하도록 적응된다. 밸브 구동 조립체(131)는 밸브(118)의 위치를 제어하기 위하여 밸브(118)와 인터페이싱하도록 적응된다. 일례에서, 밸브(118)는 유동 셀(122)로의 유동을 차단하는 제1 위치, 시약 저장소(114)로부터 유동 셀(122)로의 유동을 허용하는 제2 위치, 및 가스 공급원(103)으로부터 유동 셀(122)로의 가스 유동을 허용하는 제3 위치를 갖는 회전 밸브에 의해 구현된다. 그러나, 밸브(118)는 제1 시약, 완충 시약, 가스, 제2 시약 등 중 임의의 하나 이상을 유동 셀(122)로 유동시키는 임의의 수의 위치들에 위치될 수 있다. 그러한 예들에서, 밸브 구동 조립체(131)는 밸브(118)를 작동시켜 플러싱 동작을 수행하는 샤프트를 포함할 수 있으며, 플러싱 동작에서 밸브(118)의 위치는 유동 셀(122)을 통해 임계 시간량 동안 가스를 유동시키는 것, 유동 셀(122)을 통해 임계 시간량 동안 시약을 유동시키는 것, 유동 셀(122)을 통해 임계 시간량 동안 가스를 유동시키는 것, 등등 사이에서 교번된다. 대안적으로, 밸브 구동 조립체(131)는 플러싱 동작을 수행할 수 있으며, 플러싱 동작에서 밸브(118)의 위치는 유동 셀(122)을 통해 가스를 유동시키는 것, 유동 셀(122)을 통해 가스를 다시 유동시키지 않고 유동 셀(122)을 통해 시약을 유동시키는 것 사이에서 교번된다. 그러나, 플러싱 동작들은 임의의 원하는 시퀀스로 수행될 수 있다.
유동 셀(122)을 통해 유동하는 시약에 더하여 가스가 유동 셀(122)을 통해 유동하는 플러싱 동작을 수행함으로써, 일부 예들에서, 시약(예를 들어, 세척 완충액)의 부피는 약 50% 감소될 수 있고, 시약 카트리지(110)의 부피는 시약(예를 들어, 세척 완충액) 만이 이용될 때 필요한 부피와 비교하여 약 30% 내지 약 50% 만큼 감소될 수 있다. 그러나, 시약 카트리지(110)의 유체 구조에 따라, 시약 카트리지(110)에 의해 보유되는 시약 크기의 감소 및/또는 시약 부피의 감소는 상이할 수 있다. 시약의 부피를 감소시킴으로써, 시약 해동 시간(예컨대, 시약을 해동하는 데 걸리는 시간량이 상응하게 감소되고, 시약 저장소(114)의 크기가 또한 감소된다. 달리 말하면, 개시된 예들을 사용하여 제조된 시약 카트리지들은 더 적은 시약을 포함할 수 있고, 더 작은 풋프린트(foot print)를 가질 수 있고, 더 적은 재료를 사용할 수 있고, 비용이 더 적게 들 수 있고/있거나 무게가 더 적을 수 있다.
제어기(106)를 참조하면, 도시된 예에서, 제어기(106)는 사용자 인터페이스(132), 통신 인터페이스(133), 하나 이상의 프로세서들(134), 및 개시된 예들을 포함하는 다양한 기능들을 수행하기 위하여 하나 이상의 프로세서들(134)에 의해 실행가능한 명령어들을 저장하는 메모리(136)를 포함한다. 사용자 인터페이스(132), 통신 인터페이스(133), 및 메모리(136)는 하나 이상의 프로세서들(134)에 전기적으로 그리고/또는 통신가능하게 결합된다.
일례에서, 사용자 인터페이스(132)는 사용자로부터 입력을 수신하고 시스템(100)의 운영 및/또는 실행하는 분석과 연관된 사용자에게 정보를 제공하도록 적응된다. 사용자 인터페이스(132)는 터치 스크린, 디스플레이, 키보드, 스피커(들), 마우스, 트랙 볼, 및/또는 음성 인식 시스템을 포함할 수 있다. 터치 스크린 및/또는 디스플레이는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 디스플레이할 수 있다.
일례에서, 통신 인터페이스(133)는 네트워크(들)를 통한 시스템(100)과 원격 시스템(들)(예컨대, 컴퓨터들) 사이의 통신을 인에이블하도록 적응된다. 네트워크(들)는 인트라넷, 로컬 영역 네트워크(LAN), 광역 네트워크(WAN), 인트라넷 등을 포함할 수 있다. 원격 시스템에 제공되는 통신들 중 일부는 시스템(100)에 의해 생성되거나 달리 획득된 분석 결과들, 이미징 데이터 등과 연관될 수 있다. 시스템(100)에 제공되는 통신들 중 일부는 유체 분석 동작, 환자 기록, 및/또는 시스템(100)에 의해 실행될 프로토콜(들)과 연관될 수 있다.
하나 이상의 프로세서들(134) 및/또는 시스템(100)은 프로세서 기반 시스템(들) 또는 마이크로프로세서 기반 시스템(들) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 하나 이상의 프로세서들(142) 및/또는 시스템(100)은 축소-명령어 세트 컴퓨터(reduced-instruction set computers, RISC)(들), 주문형 집적 회로(들)(ASICs), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(들)(FPGA(s)), 필드 프로그램가능 로직 디바이스(들)(FPLD(s)), 로직 회로(들), 및/또는 본 명세서에 기술된 것들을 포함하는 다양한 기능들을 실행하는 다른 로직 기반 디바이스를 포함한다.
메모리(136)는 하드 디스크 드라이브, 플래시 메모리, 판독 전용 메모리(ROM), 소거가능 프로그램가능 판독 전용 메모리(EPROM), 전기적으로 소거가능한 프로그램가능 판독 전용 메모리(EEPROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 비휘발성 RAM(NVRAM) 메모리, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다용도 디스크(DVD), 캐시, 및/또는 임의의 지속시간 동안(예컨대, 영구적으로, 일시적으로, 장기간 동안, 버퍼링 동안, 캐싱 동안) 정보가 저장되는 임의의 다른 저장 디바이스 또는 저장 디스크 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 2는 본 개시내용의 교시들에 따른 다른 시약 카트리지(200)의 개략도를 도시한다. 시약 카트리지(200)는 도 1의 카트리지 리셉터클(110) 내에 수용가능할 수 있다. 도 1의 시약 카트리지(102)와 동일하거나 유사한 시약 카트리지(200)의 요소들이 동일한 도면 부호로 지시된다. 이들 요소들의 설명은 간결성을 위해 약기되거나 제거된다. 도 1의 시약 카트리지(102)와는 대조적으로, 도 2의 시약 카트리지(200)는 매니폴드(112), 유동 셀 리셉터클(123), 또는 펌프(135)를 포함하지 않지만, 가스 공급원(103)과 직접 연통하는 입구 포트(138)를 포함한다. 일부 예들에서, 가스 공급원(103)은 시약 카트리지(102)에 의해 보유된다. 다른 예들에서, 가스 공급원(103)은 예를 들어 시스템(100)에 의해 제공된다.
위에 개시된 예들이 밸브(118)에 직접 유동적으로 결합된 가스 공급원(103)을 도시하지만, 시약 저장소들(114)이 적어도 실질적으로 비어 있을 때는 이들 자체가 가스를 유동 셀(122)로 유동시키는 데 사용될 수 있다. 본 명세서에 기재된 바와 같이, 어구 실질적으로 비어있는은, 시약 저장소(들)(114)가 시약을 수용하고 시약을 유동 셀(122)을 향해 가압하는 데 가스가 사용되는 것과는 대조적으로, 시약 저장소(들)(114)가 가스로 하여금 시약 저장소(114)를 통해 유동 셀(122)로 유동하게 할 수 있음을 의미한다. 시약 카트리지(300)의 하나의 그러한 상세한 예가 도 3에 도시되어 있으며, 시약 카트리지들(400)의 다른 그러한 상세한 예가 도 4에 도시되어 있다. 이들 시약 카트리지들(300, 400)은 도 1의 시스템(100)의 카트리지 리셉터클(110) 내에 수용가능할 수 있고, 개시된 유체 및/또는 분석 작업들을 수행하기 위하여 시스템(100)의 구동 조립체(104)와 인터페이싱하도록 적응된다.
도 3을 참조하면, 시약 카트리지(300)는 본체(302), 제1 저장소(304), 제2 저장소(306), 밸브(308), 및 유동 셀 리셉터클(123)을 포함하며, 이들 모두는 유체 라인들(120)을 통해 유동적으로 결합된다. 도시된 예에서, 제1 및 제2 저장소들(304, 306)은 연관된 조절기(128)를 통해 가스 공급원(103)에 독립적으로 유동적으로 결합된다. 그러한 예들에서, 조절기(128)는 제1 저장소(304)를 제1 압력으로 가압할 수 있고, 제2 저장소(306)를 제2 압력으로 가압할 수 있다. 제1 및 제2 압력들은 동일하거나 상이할 수 있다. 일례로서, 제1 저장소(304)는 제곱인치(psi) 당 약 30 파운드로 가압될 수 있고, 제2 저장소(306)는 약 5 psi로 가압될 수 있다. 그러나, 임의의 다른 압력이 사용될 수 있거나 또는 조절기(128)는 생략될 수 있다. 다른 예들에서, 시약 카트리지(300)는 제1 및 제2 저장소들(304, 306) 둘 모두에 가스를 제공하는 가스 공급원(103)에 유동적으로 결합된 입구 포트를 포함한다.
시약 저장소들(304, 306)이 가스 공급원(103)에 유동적으로 결합되는 방식에 관계없이, 가스 공급원(103)은 저장소들(304, 306)을 가압한다. 제1 저장소(304)가 유체(예컨대, 시약)를 수용할 때, 제1 저장소(304)를 가압하는 것은 유체가 양압 하에서 시약 카트리지(300)를 통해 유동할 수 있게 한다. 제1 저장소(304)가 유체를 수용하지 않을 때(예컨대, 유체가 비워졌을 때), 제1 저장소(304)를 가압하는 것은 예를 들어 예시적인 플러싱 동작 동안에 가스가 제1 저장소(304)를 통해 유동 셀 리셉터클(123)로 유동할 수 있게 한다.
밸브(308)는 회전 밸브에 의해 구현될 수 있다. 그러나, 다른 유형들의 밸브들이 사용될 수 있다. 일례에서, 밸브 구동 조립체(131)는 밸브(308)를 제1(폐쇄/차단) 위치, 제1 저장소(304)와 유동 셀 리셉터클(123)을 유동적으로 결합하는 제2 위치, 및 제2 저장소(304)와 유동 셀 리셉터클(123)을 유동적으로 결합하는 제3 위치 사이에서 이동하기 위하여 밸브(308)와 인터페이싱하도록 적응된다. 도시되지 않았지만, 일부 예들에서, 유동 셀 리셉터클(123)은 유동 셀(예컨대, 유동 셀(122))을 보유한다.
제1 저장소(304)가 유체를 수용하고 제2 저장소(306)가 유체를 실질적으로 수용하지 않는 예시적인 플러싱 동작에서, 밸브(118)를 제3 위치로부터 제2 위치로 그리고 이어서 제1 위치로 이동함으로써 플러싱 동작이 수행될 수 있다. 그러한 접근법은 "공기 플러시 방법"으로 지칭될 수 있다. 일부 구현예들에서, 제2 저장소(306)는 생략될 수 있어, 유체 라인(120)이 밸브(308) 및/또는 유동 셀 리셉터클(123)에 직접 연결된다. 도시된 예에서, 제1 및 제2 저장소들(304, 306)은 공통 라인(310)을 사용하여 유동 셀(122)에 결합된다. 대안적으로, 각각의 저장소(304, 306)는 상이한 유체 라인들을 통해 유동 셀(122)에 결합될 수 있다. 그러한 예들에서, 각자의 저장소들(304, 306)로부터 유동 셀(122)로의 유동을 제어하기 위해 추가의 밸브들이 포함될 수 있다(예를 들어, 도 5 참조).
공기-플러시 방법을 수행하기 위하여, 일례에서, 제2 저장소(306)는 약 30 psi로 가압되고, 밸브(308)는 약 10초 동안 유동 셀로 가스를 유동시키는 제3 위치에 위치된다. 30 psi가 언급되지만, 다른 압력들이 사용될 수 있다(예컨대, 21 psi, 27 psi, 33 psi, 33.5 psi 등). 또한, 밸브(118)가 약 10초 동안 제3 위치에 있는 것으로 언급되지만, 다른 기간들이 대신 사용될 수 있다(예컨대, 7초, 8초, 12초, 13.3초 등).
제1 저장소(304)가 유체를 수용하고 제2 저장소(306)가 유체를 실질적으로 수용하지 않는 플러싱 동작의 다른 예에서, 밸브(308)를 임계 횟수의 사이클 동안 제2 위치와 제3 위치 사이에서 그리고/또는 임계 횟수의 사이클 동안 제1 위치, 제2 위치 및 제3 위치 사이에서 왕복 이동함으로써 플러싱 동작이 수행됨으로써, 예를 들어 시약 카트리지(300)를 통해 유동하는 가스에 뒤이어 가스(예컨대, 기포)를 시약 카트리지(300) 밖으로 밀어내는 시약이 따를 수 있게 한다. 그러한 접근법은 "공기 버스트(air burst) 방법"으로 지칭될 수 있는데, 이 동안에는 시약(예컨대, 세척 완충액)의 비교적 작은 부피가 밸브(308)의 각각의 사이클(예컨대, 스위프(sweep)) 동안 분배되며 다음으로 가스가 뒤따른다. 일부 예들에서, 밸브(308)는 제1, 제2, 및 제3 위치들 사이에서 24 사이클 동안 이동된다. 그러나, 임의의 다른 수의 사이클(예를 들어, 9 사이클, 10 사이클, 15 사이클, 25 사이클 등)이 사용될 수 있다. 밸브(308)가 회전 밸브로서 구현되는 예에서, 밸브(308)는 제1 위치와 제3 위치 사이에서 회전될 수 있으며, 이때 밸브(308)는 제1 위치에서 대략 250 ms 동안 지연되고 제3 위치에서 대략 250 ms 동안 지연된다. 그러나, 밸브(308)는 상이한 시간량(예컨대, 150 ms, 200 ms, 300 ms, 310 ms 등) 동안 제1 위치 및/또는 제3 위치에서 지연될 수 있고, 제1 위치 및 제3 위치에서의 지연의 길이는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 이러한 예에서, 밸브(308)가 제1 위치와 제3 위치 사이에서 이동할 때, 밸브(308)가 제2 위치를 가로질러 이동할 때 가스가 유동 셀(122)로 유동하는 것이 허용된다는 것을 고려하면, 밸브(308)는 제2 위치로 명령되지 않을 수 있다.
개시된 예들을 사용하여, 향상된 유체 채널 플러싱을 제공하는 공기-유체 계면에서 플러시 효율을 증가시키고/시키거나 표면 장력 효과들을 생성하는 2-상 유동이 생성된다. 예로서, 공기가 유체 라인들(120)을 통해 유동함에 따라, 공기는 유체와 상호작용하고, 유체를 유체 라인들(120)의 측면들 상에 그리고/또는 달리 공기 플러시가 없다면 가능하지 않을 수 있는, 유체 라인들(120) 내의 모서리들 또는 굴곡부들 내로 유체를 가압한다. 그 결과, 개시된 예들은, 예를 들어, 더 높은 유량으로 플러싱될 때 및/또는 더 높은 플러시 부피를 사용할 때 증가된 기포 제거 효율을 갖는다. 구체적으로, 더 높은 평균 속도(더 높은 유량)로 유체를 펌핑하는 것은 기포 이동을 증가시키고, 따라서 기포 세정 효율을 증가시킨다. 추가적으로 또는 대안적으로, 시약 카트리지(300)는 공기 기포 플러싱을 개선하기 위한 기하학적 형상들을 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 제1 저장소(304)로부터의 유체의 유량은 약 1500 마이크로리터/분(μL/min)이며, 제1 저장소(304)는 약 30 psi에서 가압되고, 제2 저장소(306)는 약 5 psi에서 가압되고, 밸브(118)는 약 250 밀리초(ms) 동안 제1 위치 및 제2 위치 각각에서 유지된다. 약 1500 μL/min의 유량이 언급되지만, 다른 유량들이 대신 사용될 수 있다(예를 들어, 1400 μL/min, 1550 μL/min, 1725 μL/min 등). 제1 저장소(304)가 30 psi에서 가압되는 것으로 언급되지만, 다른 압력들이 대신 사용될 수 있다(예컨대, 20 psi, 27 psi, 33, psi, 37 psi 등). 또한, 제2 저장소(306)가 시약 카트리지(300)를 통해 대응하는 압력량을 유동시키기 위해 5 psi에서 가압되는 것으로 언급되지만, 다른 압력들이 대신 사용될 수 있다(예컨대, 4 psi, 4.5 psi, 8.3 psi, 9 psi 등). 또한, 밸브(308)가 제2 위치 및 제3 위치에 있고/있거나 밸브(308)가 제1 위치, 제2 위치 및 제3 위치에 있을 때 250 ms의 임계 시간량이 언급되지만, 밸브(308)는 제1 임계 시간량 동안 제2 위치에 있을 수 있고, 밸브(308)는 제2 임계 시간량 동안 제3 위치에 있을 수 있다. 제1 및 제2 임계치들은 동일하거나 상이할 수 있다(예컨대, 175 ms, 200 ms, 215 ms, 300 ms 등).
도 4를 참조하면, 시약 카트리지(400)는 시약 카트리지(300)와 유사하다. 도 1의 시약 카트리지(300)와 동일하거나 유사한 시약 카트리지(400)의 요소들이 동일한 도면 부호로 지시된다. 이들 요소들의 설명은 간결성을 위해 약기되거나 제거된다. 도 3의 시약 카트리지(300)와는 대조적으로, 도 4의 시약 카트리지(400)는 유동 셀(122)을 보유하고 있지만 제2 저장소(304)를 포함하지 않는다. 따라서, 밸브(308)는 저장소(304)가 시약을 수용할 때 유동 셀(122)을 통해 시약을 유동시키고 저장소(304)가 시약을 실질적으로 포함하지 않을 때 저장소(304)를 통해 그리고 유동 셀(122)로 가스를 유동시키도록 선택적으로 작동가능하다.
위에 개시된 예들이 2개의 저장소들(도 3) 또는 하나의 저장소(도 4)을 포함하는 시약 카트리지(300, 400)를 예시하지만, 시약 카트리지들은 일부 또는 전부가 가압될 수 있는 임의의 개수의 저장소들을 포함할 수 있다. 시약 카트리지(500)의 하나의 그러한 상세한 예가 도 5, 도 6 및 도 7에 도시되고, 시약 카트리지를 위한 매니폴드(800)의 다른 그러한 상세한 예가 도 8에 도시되어 있다. 시약 카트리지(500) 및 매니폴드(800)를 보유하는 시약 카트리지는 도 1의 시스템(100)의 카트리지 리셉터클(110) 내에 수용가능할 수 있고, 개시된 유체 및/또는 분석 작업들을 수행하기 위하여 시스템(100)의 구동 조립체(104)와 인터페이싱하도록 적응된다.
도 5를 참조하면, 시약 카트리지(500)는 유동 셀(502)을 보유하고, 본체(504), 매니폴드(506), 시약 저장소들(508 내지 522), 밸브들(523, 524), 및 펌프(526)를 포함하며, 이들은 유체 라인들(528)에 의해 유동적으로 결합된다. 일부 예들에서, 시약 저장소들(508 내지 522)은 본체(504)와 일체로 형성된다. 다른 예들에서, 시약 저장소들(508 내지 522)은 별도로 형성되지만 본체(504)에 결합된다.
도시된 예에서, 제1 내지 제4 시약 저장소들(508 내지 514)은 매니폴드(506) 및 유동 셀(502)에 유동적으로 결합된다. 매니폴드(506)는, 대응하는 밸브들(523)이 개방될 때, 제1 내지 제4 시약 저장소들(508 내지 514)을 가압하고 그 안의 임의의 유체를 양압 하에서 유동 셀(502)을 향해 유동시키기 위하여 시스템(100)의 가스 공급원(103)에 유동적으로 결합되도록 적응된다. 제1 내지 제4 시약 저장소들(508 내지 514) 중 하나 이상이 비어 있을 때(예컨대, 시약 또는 다른 반응 성분을 실질적으로 수용하지 않을 때), 가스는 빈 시약 저장소들(508 내지 514) 중 하나 이상을 통해 유동 셀(502)을 통해 폐기물 저장소(109)와 연관된 출구(525)로 유동할 수 있다.
제5 내지 제8 시약 저장소들(516 내지 522)은 유동 셀(502) 및 펌프(526)에 유동적으로 결합된다. 펌프(526)를 작동하는 것은 출구(525)를 향해 음압 하에서 유동 셀(502)을 통해 제5 내지 제8 시약 저장소들(516 내지 522) 중 각자의 저장소들로부터 시약을 흡인한다.
매니폴드(506)를 다시 참조하면, 도시된 예에서, 매니폴드(506)는 기부(529)로부터 연장되는 벽들(527)을 포함한다. 기부(529)는 직사각형이고, 벽들(527)은 제1 부분(530) 및 제2 부분(532)을 포함한다. 벽들(527)의 제1 부분(530)은 기부(529)에 결합되고, 벽들(527)의 제2 부분(532)은 립(lip) 또는 주변 표면(인터페이스)(534)을 포함한다. 매니폴드(506)의 기부(529)는 제1 내지 제4 시약 저장소들(508 내지 514)에 유동적으로 결합되는 출구 포트들(538)을 한정한다. 대안적으로, 벽들(527) 중 하나 이상이 출구 포트들(538)을 한정할 수 있다.
일례에서, 시약 카트리지(500)를 가압하기 위해, 주변 표면(534)은 시스템(100)의 인터페이스에 의해 정합식으로 결합되어 가스 공급원(103)과 유체 카트리지(500)를 유동적으로 결합한다. 주변 표면(534)은 개스킷(예컨대, 밀봉부(seal))을 포함할 수 있고/있거나 둥글게 될 수 있고/있거나 다른 윤곽을 가질 수 있다. 예를 들어, 주변 표면(534)은 시약 카트리지(500)의 본체(504)의 표면(536)에 대해 오목하고, 볼록하고, 테이퍼지고, 그리고/또는 평평할 수 있다.
제1 내지 제4 시약 저장소들(508 내지 514)을 참조하면, 제1 내지 제4 시약 저장소들(508 내지 514)은 또한 각자의 기부들(542)로부터 연장되는 벽들(540)을 포함한다. 시약 저장소들(508 내지 514)의 기부들(542)은 입구 포트들(544) 및 출구 포트들(546)을 한정한다. 매니폴드(506)의 출구 포트들(538)은 유체 라인들(528)을 통해 시약 저장소들(508 내지 514)의 입구 포트들(544)에 유동적으로 결합된다(도 6은 매니폴드(506)와 시약 저장소들(508 내지 514) 사이의 결합들을 가장 명확하게 도시한다).
도시된 예에서, 시약 저장소들(508 내지 514)은 또한 입구 포트들(544)에 인접하게 위치된 장벽들(548)을 포함한다(도 7은 제1 시약 저장소(508)의 장벽(548)을 가장 명확하게 도시한다). 도시된 예에서, 각각의 장벽(548)은 기부(542)로부터 그리고 2개의 벽들(540) 사이에서 연장되는 아치형 벽으로서 형성된다. 제1 내지 제4 시약 저장소들(508 내지 514) 각각의 입구 포트(544)는 장벽(548)과 벽들(540) 사이에 위치된다. 일부 예들에서, 장벽(548)은 시약 저장소들(508 내지 514)로부터 다시 유체 라인(528)을 통해 매니폴드(506)를 향한 시약의 역류를 억제하는 댐으로서의 역할을 한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 기부(529)는 시약의 유동이 출구 포트(546)를 향하고 입구 포트(544)를 향하지 않도록 유도하도록 위치될(경사질) 수 있다.
양압 하에서 제1 내지 제4 시약 저장소들(508 내지 514) 중 하나 이상으로부터 유동 셀(502)로 시약을 유동시키기 위해, 밸브 구동 조립체(131)는 연관된 밸브들(523)을 작동시키고, 시약은 유동 셀(502)을 향해 유동한다. 시약 저장소들(508 내지 514) 중 연관된 시약 저장소들이 실질적으로 비어 있을 때, 연관된 밸브(523)를 작동시키는 것은 유동 셀(502)을 향해 그 시약 저장소(508, 510, 512 및/또는 514)를 통해 가스를 유동시킨다. 대안적인 예들에서, 매니폴드(506)와 유동 셀(502)을 직접 결합하거나, 또는 시약 저장소들(508 내지 522)을 유동 셀(502)에 연결하는 유체 라인들(528)의 상류에서 매니폴드(506)를 결합하는 추가의 유체 라인 및 연관된 밸브가 제공될 수 있다. 그러한 예들에서, 가스는 유동 셀(502) 및/또는 유체 라인들(528)을 통해 유동할 수 있는 한편, 제1 내지 제4 시약 저장소들(508 내지 514) 중 하나 이상은 유체를 수용한다.
"공기-버스트" 방법 및 "공기-플러시" 방법은 둘 모두 도시된 예에서 양압 하에서 제1 내지 제4 시약 저장소들(508 내지 514)로부터 유동 셀(502)을 통해 시약을 유동시키는 것을 개시하고 있는 한편, 시약은 대안적으로 펌프(526)를 사용하여 음압 하에서 시약 카트리지(200)를 통해 제1 내지 제8 시약 저장소들(508 내지 522) 중 하나 이상으로부터 흡인될 수 있다. 구체적으로, 시약은 이들 시약 저장소들(508 내지 514)을 감압함(또는 가압하지 않음)으로써 음압 하에서 제1 내지 제4 시약 저장소들(508 내지 514)로부터 유동 셀(502)에 흡인될 수 있다. 시약이 유동 셀(502)을 통해 유동한 후에, 시약은 시스템(100)의 폐기물 저장소(109)와 연관된 출구(525)를 향해 가압될 수 있다. 펌프(526)를 작동할 때 역세척(backwash) 유동을 방지하기 위해, 예를 들어 체크 밸브들에 의해 구현되는 밸브들(524)이 펌프(526)의 양측에 배치된다. 다른 예들에서, 밸브들(524)은 포함되지 않을 수 있다.
도 6은 도 5의 매니폴드(506)의 출구 포트들(538)과 도 5의 각자의 시약 저장소들(508 내지 514)의 입구 포트들(544)을 유동적으로 결합하는 유체 라인들(528)의 상세도를 도시한다.
도 7은 제1 시약 저장소(508)의 입구 포트(544)가 위치되는 공간(550)을 형성하는 벽들(540) 및 장벽(548)의 상세도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 교시들에 따라 시약 카트리지(500)를 구현하는 데 사용될 수 있는 대안적인 예시적인 매니폴드(800)의 개략도를 도시한다. 시약 카트리지(500)와 동일하거나 유사한 매니폴드(800)의 요소들은 동일한 도면 부호로 지시된다. 이들 요소들의 설명은 간결성을 위해 약기되거나 제거된다.
도 5 내지 도 7의 매니폴드(506)와는 대조적으로, 도 8의 매니폴드(800)는 가스 공급원(804)을 수용하도록 적응된 블라인드 보어(bore)(리셉터클)(802)를 한정한다. 따라서, 도 8의 매니폴드(800)는 시스템(100)의 가스 공급원에 유동적으로 결합되는 것과는 대조적으로 가스 공급원(804)을 보유한다. 가스 공급원(804)은 보어(802) 내에 위치된 압축-가스 카트리지(예컨대, CO2 카트리지)로서 도시된다. 보어(802)는 가스 공급원(804)이 매니폴드(800)에 의해 수용될 수 있게 하는 개구(806)를 포함한다.
도시된 예에서, 플러그(810)의 본체(808)가 보어(802)의 제1 단부(812) 내에 수용된다. 플러그(810)는 또한 플랜지(814)를 포함한다. 플러그(810)의 본체(808)는 나사산들 또는 억지 끼워맞춤(interference fit)을 통해 매니폴드(800)에 결합될 수 있다. 일부 예들에서, 플러그(810)와 매니폴드(800) 사이의 결합은 가스가 보어(802)로부터 빠져나가는 것을 억제하는 밀봉부(예컨대, 기밀 밀봉부)를 제공한다. 플랜지(814)는 플러그(810)를 매니폴드(800) 내로 나사결합하는 것을 용이하게 하기 위해 공구(예컨대, 렌치)와 정합하도록 적응될 수 있다.
천공 기구(816)가 제1 단부(812) 및 개구(806) 반대편의 보어(802)의 제2 단부(818) 내에 배치된다. 천공 기구(816)는 가스 공급원(804)의 단부를 천공하도록 적응된 스파이크(spike) 또는 다른 뾰족한 물체에 의해 구현될 수 있다. 가스가 가스 공급원(404)으로부터 유동할 수 있게 하기 위해, 플러그(810)의 본체(808)는 대체로 화살표(820)로 표시된 방향으로 보어(802) 내의 가스 공급원(804)을 가압하고, 가스 공급원(804)을 천공 기구(816) 내로 구동시켜 가스 공급원(804)을 천공하고, 가스가 유체 라인들(528) 및 각자의 입구 포트들(544)을 통해 유동할 수 있게 하여 제1 내지 제4 시약 저장소들(508 내지 514)을 가압하도록 적응된다. 일부 구현예들에서, 천공 기구(816)는 생략될 수 있고, 가스 공급원(804)은 가스 공급원(804)을 유체 라인들(528)에 유동적으로 결합하기 위한 유체 연결 소켓 내로 나사결합될 수 있다.
도 9는 도 1의 시스템(100)을 사용하여 플러싱 동작을 수행하는 방법에 대한 흐름도를 도시한다. 도 9의 흐름도에서, 실선들에 의해 둘러싸인 블록들은 예시적인 프로세스(900)에 포함될 수 있는 반면, 파선들에 의해 둘러싸인 블록들은 예시적인 프로세스에서 옵션적일 수 있다. 그러나, 블록들의 경계가 도 9에 제시되는 방식과는 관계없이, 블록들의 실행 순서는 변경될 수 있고/있거나, 설명되는 블록들 중 일부는 변경, 제거, 조합 및/또는 다수의 블록들로 세분될 수 있다.
프로세스(900)는 시약 카트리지(102)의 완충 시약 저장소를 가압함으로써 블록(902)에서 시작한다. 일례에서, 메모리(136)에 저장된 명령어들을 실행하는 하나 이상의 프로세서들(134)은 가스 공급원(103)이 완충 시약 저장소를 가압하게 한다. 프로세스(900)는 밸브(118)를 제1 위치로 이동하여 제1 시약을 수용하는 제1 시약 저장소를 유동 셀(122)에 유동적으로 연결한다. (블록 904). 일례에서, 메모리(136)에 저장된 명령어들을 실행하는 하나 이상의 프로세서들(134)은 밸브 구동 조립체(131)가 밸브(118)를 제1 위치로 이동하게 한다. 일부 예들에서, 밸브(118)는 도 5와 관련하여 예시된 것들과 같은 복수의 밸브들을 포함한다. 일부 그러한 예들에서, 밸브(118)를 제1 위치로 작동시키는 것은 밸브들 중 제1 밸브를 작동시키는 것을 포함하고, 밸브를 제2 위치로 작동시키는 것은 밸브들 중 제2 밸브를 작동시키는 것을 포함하고, 밸브를 제3 위치로 작동시키는 것은 밸브들 중 제3 밸브를 작동시키는 것을 포함하고, 밸브를 제4 위치로 작동시키는 것은 밸브들 중 제4 밸브를 작동시키는 것 등을 포함한다. 그러나, 하나 이상의 밸브들이 시약 카트리지(102)를 통한 유체 유동을 제어하는 데 사용될 수 있다. 제1 시약 저장소로부터의 제1 시약은 유동 셀(122) 내로 유동되어 생화학적 반응을 수행한다. (블록 906). 예를 들어, 제1 시약의 미리결정된 양이 유동 셀(122) 내로 유동될 수 있다. 미리결정된 양은 임계 시간량 동안 밸브(118)를 개방하는 것, 시약의 부피를 시약 카트리지(102)를 통해 유동시키는 것 등과 연관될 수 있다.
밸브(118)는 가스를 유동 셀에 유동적으로 연결하기 위해 제2 위치로 이동된다. (블록 908). 일례에서, 메모리(136)에 저장된 명령어들을 실행하는 하나 이상의 프로세서들(134)은 밸브 구동 조립체(131)가 밸브(118)를 제2 위치로 이동하여 가스 공급원(103)과 유동 셀(122)을 유동적으로 연결하게 한다. 가스는 유동 셀(122) 내로 유동되어, 유동 셀(122)로부터 생화학적 반응으로부터의 제1 시약의 적어도 일부분을 배출한다. (블록 910). 일부 예들에서, 가스를 유동 셀(122)로 유동시키는 것은 실질적으로 비어 있는 시약 저장소를 통해 가스를 유동시키는 것을 포함한다. 다른 예들에서, 가스를 유동 셀(122)로 유동시키는 것은 가스 공급원(103)과 유동 셀(122) 사이에 결합된 유체 라인을 통해 가스를 유동시키는 것을 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 가스를 유동 셀(122)로 유동시키는 것은 가스를 시약 카트리지(102)의 매니폴드(112)를 통해 유동시키는 것을 포함한다. 여하간에, 일례에서, 가스의 미리결정된 양이 유동 셀(122) 내로 유동된다. 미리결정된 양은 임계 시간량 동안 밸브(118)를 개방하는 것과 연관될 수 있다.
밸브(118)는 완충 시약을 수용하는 완충 시약 저장소를 유동 셀(122)에 유동적으로 연결하기 위해 제3 위치로 이동된다. (블록 912). 일례에서, 메모리(136)에 저장된 명령어들을 실행하는 하나 이상의 프로세서들(134)은 밸브 구동 조립체(131)가 밸브(118)를 제3 위치로 이동하게 한다. 완충 시약은 유동 셀(122) 내로 유동된다. (블록 914). 일례에서, 완충 시약의 미리결정된 양이 유동 셀(122)로 유동된다. 밸브(118)는 가스를 유동 셀(122)에 유동적으로 연결하기 위해 제2 위치로 이동된다. (블록 916). 가스는 유동 셀(122)로 유동되어, 유동 셀(122)로부터 완충 시약의 적어도 일부분을 배출한다. (블록 918). 일례에서, 가스의 미리결정된 양이 유동 셀(122)로 유동된다.
밸브(118)는 완충 시약 저장소를 유동 셀(122)에 유동적으로 연결하기 위해 제3 위치로 이동된다. (블록 920). 완충 시약은 유동 셀(122) 내로 유동된다. (블록 922). 일례에서, 완충 시약의 미리결정된 양이 유동 셀(122)로 유동된다. 밸브(118)는 제2 시약을 수용하는 제2 시약 저장소를 유동 셀(122)에 유동적으로 연결하기 위해 제4 위치로 이동된다. (블록 924). 일례에서, 메모리(136)에 저장된 명령어들을 실행하는 하나 이상의 프로세서들(134)은 밸브 구동 조립체(131)가 밸브(118)를 제4 위치로 이동하게 한다.
도 10은 도 1의 시스템(100)을 사용하여 플러싱 동작을 수행하는 방법에 대한 흐름도를 도시한다. 프로세스(1000)는 가스 공급원(103)을 통해 시약 카트리지(102)의 시약 저장소들(114) 중 하나 이상을 가압하면서 블록(1002)에서 시작한다. 시약 저장소들 중 하나 이상이 시약을 수용한다. 시약 카트리지(102)는 유동 셀(122)을 보유하고 유체 라인들(120)을 포함한다. 유체 라인들(120) 중 하나 이상은 시약 저장소들(114)과 유동 셀(122)을 유동적으로 결합한다. 일례에서, 메모리(136)에 저장된 명령어들을 실행하는 하나 이상의 프로세서들(134)은 가스 공급원(103)이 시약 저장소들(114)을 가압하게 한다. 블록(1004)에서, 프로세스는 시약 저장소들(144) 중 제1 시약 저장소가 시약을 수용할 때 시약 저장소들(114) 중 제1 시약 저장소로부터 유동 셀(122)에 시약을 유동시키는 단계를 포함한다. 블록(1006)에서, 프로세스(1000)는 시약 저장소들(114) 중 제1 시약 저장소가 시약을 실질적으로 수용하지 않을 때, 시약 저장소들(114) 중 제1 시약 저장소로부터 유동 셀(122)로 가스를 유동시키는 것을 포함한다.
도 9 및 도 10에 도시된 흐름도를 참조하여, 블록들의 실행 순서는 변경될 수 있고/있거나 기재된 블록들 중 일부는 변경, 제거, 조합 및/또는 다수의 블록들로 세분화될 수 있다.
전술한 설명은 당업자가 본 명세서에서 설명되는 다양한 구성을 실시할 수 있도록 제공된다. 본 기술이 다양한 도면 및 구성을 참조하여 특별히 설명되었지만, 이는 단지 예시 목적을 위한 것이며, 본 기술의 범주를 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다는 것을 이해해야 한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단수 형태로 언급되고 단어 "a" 또는 "an"에 뒤따르는 요소 또는 단계는 복수의 상기 요소들 또는 단계들을 배제하지 않는 것으로(그러한 배제가 명시적으로 언급되지 않는 한) 이해되어야 한다. 추가로, "하나의 구현예"에 대한 언급은 언급된 특징들을 또한 포함하는 추가 구현예들의 존재를 배제하는 것으로 해석되도록 의도되지 않는다. 더욱이, 명시적으로 반대로 언급되지 않는 한, 특정 특성을 갖는 요소 또는 복수의 요소들을 "포함하는", "구비하는", 또는 "갖는" 구현예는 그 특성을 갖든 그렇지 않든 간에 추가의 요소들을 포함할 수 있다. 게다가, 용어 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등은 본 명세서에서 상호교환가능하게 사용된다.
본 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어 "실질적으로", "대략", 및 "약"은, 예를 들어 처리에 있어서의 변동으로 인한 작은 변동을 기재하고 설명하는 데 사용된다. 예를 들어, 이들은 ±5% 이하, 예컨대 ±2% 이하, 예컨대 ±1% 이하, 예컨대 ±0.5% 이하, 예컨대 ±0.2% 이하, 예컨대 ±0.1% 이하, 예컨대 ±0.05% 이하를 지칭할 수 있다.
본 기술을 구현하기 위한 다른 많은 방식들이 있을 수 있다. 본 명세서에 기술된 다양한 기능들 및 요소들은 본 기술의 범주를 벗어남이 없이 도시된 것과 상이하게 분할될 수 있다. 이러한 구현예들에 대한 다양한 수정이 당업자에게 용이하게 명백할 수 있고, 본 명세서에서 정의된 일반적인 원리는 다른 구현예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 기술의 범주로부터 벗어남이 없이 당업자에 의해 본 기술에 대한 많은 변경 및 수정이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상이한 수의 주어진 모듈 또는 유닛이 사용될 수 있거나, 상이한 유형 또는 유형들의 주어진 모듈 또는 유닛이 사용될 수 있거나, 주어진 모듈 또는 유닛이 추가될 수 있거나, 주어진 모듈 또는 유닛이 생략될 수 있다.
밑줄친 그리고/또는 기울임꼴의 제목 및 부제목은 편의를 위해서만 사용되며, 본 기술을 제한하지 않으며, 본 기술의 설명의 해석과 관련하여 언급되지 않는다. 당업자에게 알려지거나 이후에 알려지게 되는 본 개시내용 전체에 걸쳐 설명된 다양한 구현예들의 요소들에 대한 모든 구조적 및 기능적 등가물은 본 명세서에 명백히 참고로 포함되며, 본 기술에 의해 포괄되도록 의도된다. 더욱이, 본 명세서에 개시된 어떠한 것도 그러한 개시내용이 상기 설명에서 명시적으로 언급되어 있는지 여부와 관계없이 공중에 기부되도록 의도되지 않는다.
하기에 더 상세히 논의되는 전술한 개념들 및 추가의 개념들의 모든 조합은 (그러한 개념들이 상호 불일치하지 않는다면) 본 명세서에 개시된 발명 요지의 일부인 것으로 고려됨이 이해되어야 한다. 특히, 본 명세서의 끝부분에 나타나는 청구된 발명 요지의 모든 조합은 본 명세서에 개시된 발명 요지의 일부인 것으로 고려된다.

Claims (32)

  1. 방법으로서,
    밸브를 제1 위치로 이동하여 제1 시약을 수용하는 제1 시약 저장소를 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계;
    상기 제1 시약을 상기 제1 시약 저장소로부터 상기 유동 셀 내로 유동시켜 생화학적 반응을 수행하는 단계;
    상기 밸브를 제2 위치로 이동하여 가스를 상기 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계;
    상기 가스를 상기 유동 셀로 유동시켜 상기 유동 셀로부터 상기 생화학적 반응으로부터의 상기 제1 시약의 적어도 일부분을 배출하는 단계;
    상기 밸브를 제3 위치로 이동하여 완충 시약을 수용하는 완충 시약 저장소를 상기 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계;
    상기 완충 시약을 상기 유동 셀 내로 유동시키는 단계;
    상기 밸브를 상기 제2 위치로 이동하여 상기 가스를 상기 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계;
    상기 가스를 상기 유동 셀로 유동시켜 상기 유동 셀로부터 상기 완충 시약의 적어도 일부분을 배출하는 단계;
    상기 밸브를 상기 제3 위치로 이동하여 상기 완충 시약 저장소를 상기 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계;
    상기 완충 시약을 상기 유동 셀 내로 유동시키는 단계; 및
    상기 밸브를 제4 위치로 이동하여 제2 시약을 수용하는 제2 시약 저장소를 상기 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 밸브를 상기 제1 위치로 이동하는 단계는 제1 밸브를 작동시켜 상기 제1 시약 저장소를 유동적으로 연결하는 단계를 포함하고, 상기 밸브를 상기 제2 위치로 이동하는 단계는 제2 밸브를 작동시켜 상기 가스를 상기 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 완충 시약 저장소를 가압하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스를 상기 유동 셀로 유동시키는 단계 각각은 실질적으로 비어 있는 시약 저장소를 통해 상기 가스를 유동시키는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스를 상기 유동 셀로 유동시키는 단계 각각은 상기 가스를 가스 공급원과 상기 유동 셀 사이에 결합된 유체 라인을 통해 유동시키는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스를 상기 유동 셀로 유동시키는 단계 각각은 상기 가스를 시약 카트리지의 매니폴드를 통해 유동시키는 단계를 포함하며, 상기 시약 카트리지는 상기 제1 시약 저장소, 상기 완충 시약 저장소, 및 상기 제2 시약 저장소를 보유하는, 방법.
  7. 장치로서,
    시스템의 카트리지 리셉터클 내에 수용가능하고 유동 셀을 보유하도록 적응된 유체 카트리지를 포함하며, 상기 유체 카트리지는:
    제1 시약을 수용하는 제1 시약 저장소 및 완충 시약을 수용하는 완충 시약 저장소;
    밸브; 및
    유체 라인들 및 입구 포트를 포함하는 본체를 포함하고, 상기 입구 포트는 가스 공급원에 결합되도록 적응되고, 상기 본체는 상기 제1 시약 저장소, 상기 완충 시약 저장소, 상기 밸브를 보유하고, 상기 유체 라인들은 상기 입구 포트, 상기 제1 시약 저장소, 상기 완충 시약 저장소, 상기 밸브, 및 상기 유동 셀을 유동적으로 결합하고,
    상기 밸브는:
    상기 제1 시약 저장소를 상기 유동 셀에 유동적으로 연결하여 상기 제1 시약을 유동시켜 상기 제1 시약 저장소로부터 상기 유동 셀로 유동시켜 생화학적 반응을 수행하기 위해 제1 위치로 이동가능하고;
    상기 가스 공급원을 상기 유동 셀에 유동적으로 연결하여 가스를 상기 유동 셀 내로 유동시켜 상기 유동 셀로부터 상기 생화학적 반응으로부터의 상기 제1 시약의 적어도 일부분을 배출하기 위해 제2 위치로 이동가능하고;
    상기 완충 시약 저장소를 상기 유동 셀에 유동적으로 연결하여 상기 완충 시약을 상기 유동 셀 내로 유동시키기 위해 제3 위치로 이동가능한, 장치.
  8. 제7항에 있어서, 제2 시약을 수용하는 제2 시약 저장소를 더 포함하며, 상기 유체 라인들은 상기 입구 포트, 상기 제2 시약 저장소, 상기 밸브, 및 상기 유동 셀을 유동적으로 결합하고, 상기 밸브는 추가로:
    상기 가스 공급원을 상기 유동 셀에 유동적으로 연결하여 가스를 상기 유동 셀 내로 유동시켜 상기 유동 셀로부터 상기 완충 시약의 적어도 일부분을 배출하기 위해 상기 제2 위치로 이동가능하고;
    상기 완충 시약 저장소를 상기 유동 셀에 유동적으로 연결하여 상기 완충 시약을 상기 유동 셀 내로 유동시키기 위해 상기 제3 위치로 이동가능하고;
    상기 제2 시약 저장소를 상기 유동 셀에 유동적으로 연결하기 위해 제4 위치로 이동가능한, 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 완충 시약 저장소는 상기 가스 공급원을 통해 가압되는, 장치.
  10. 제7항, 제8항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 제2 시약 저장소를 더 포함하고, 상기 제2 위치에서, 그리고 상기 제2 시약 저장소가 유체를 실질적으로 수용하지 않을 때, 상기 가스 공급원은 상기 제2 시약 저장소를 통해 상기 유동 셀에 유동적으로 연결되는, 장치.
  11. 제7항, 제8항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 라인들 중 하나가 상기 입구 포트와 상기 유동 셀을 직접 유동적으로 결합하는, 장치.
  12. 제7항, 제8항, 제9항, 제10항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스 공급원은 압축-가스 카트리지를 포함하는, 장치.
  13. 제7항, 제8항, 제9항, 제10항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 카트리지는 매니폴드를 포함하며, 상기 매니폴드는 상기 입구 포트를 포함하고, 상기 유체 라인들은 상기 매니폴드, 상기 밸브, 및 상기 완충 시약 저장소를 결합하는, 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 가스 공급원은 압축-가스 카트리지를 포함하고, 상기 장치는 플러그 및 천공 기구를 더 포함하고, 상기 매니폴드의 리셉터클은 제1 부분 및 제2 부분을 포함하고, 상기 천공 기구는 상기 제1 부분 내에 배치되고 상기 압축-가스 카트리지를 천공하여 가스가 상기 매니폴드 내로 유동할 수 있게 하도록 적응되고, 상기 플러그는 상기 제2 부분에 인접하여 상기 매니폴드에 결합되는, 장치.
  15. 제7항, 제8항, 제9항, 제10항, 제11항, 제12항, 제13항 또는 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입구 포트는 상기 유체 카트리지가 상기 카트리지 리셉터클 내에 수용되어 상기 시스템의 상기 입구 포트와 상기 가스 공급원을 유동적으로 결합할 때 상기 시스템에 의해 밀봉식으로 결합되도록 적응된 인터페이스를 포함하는, 장치.
  16. 제7항, 제8항, 제9항, 제10항, 제11항, 제12항, 제13항 또는 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입구 포트는 기부로부터 연장되는 벽들을 포함하며, 상기 벽들은 제1 부분 및 제2 부분을 갖고, 상기 제1 부분은 상기 기부에 결합되고, 상기 제2 부분은 상기 가스 공급원과 결합되도록 적응된 인터페이스를 형성하고, 상기 기부는 상기 저장소들에 유동적으로 결합된 출구들을 한정하는, 장치.
  17. 제7항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 본체는 상기 저장소들을 포함하는, 장치.
  18. 장치로서,
    시스템 - 상기 시스템은
    밸브 구동 조립체,
    카트리지 리셉터클, 및
    상기 밸브 구동 조립체에 결합된 하나 이상의 프로세서들을 포함함 -;
    상기 카트리지 리셉터클 내에 수용가능한 시약 카트리지 - 상기 시약 카트리지는
    시약 저장소,
    유동 셀,
    밸브, 및
    유체 라인들을 포함하며, 상기 유체 라인들 중 하나 이상이 상기 시약 저장소, 상기 유동 셀, 및 상기 밸브를 유동적으로 결합시킴 -; 및
    가스 공급원을 포함하며, 상기 하나 이상의 프로세서들은 상기 밸브 구동 조립체로 하여금 시약을 상기 유동 셀로 유동시키는 제1 위치와 가스를 상기 유동 셀로 유동시키는 제2 위치 사이에서 상기 밸브를 작동하게 하도록 적응되는, 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 가스 공급원은 상기 밸브 및 상기 시약 저장소에 유동적으로 결합되어 상기 시약 저장소를 가압하는, 장치.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 장치는 제2 시약 저장소를 더 포함하며, 가스를 상기 유동 셀로 유동시키는 것은 상기 제2 시약 저장소를 통해 상기 유동 셀로 가스를 유동시키는 단계를 포함하는, 장치.
  21. 제18항, 제19항, 또는 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 조절기를 더 포함하며, 상기 조절기는 상기 가스 공급원과 상기 시약 저장소 사이에 결합되는, 장치.
  22. 제18항, 제19항, 제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 시약 카트리지는 매니폴드를 포함하며, 상기 매니폴드는 상기 가스 공급원에 결합되고, 상기 유체 라인들은 상기 매니폴드와 상기 시약 카트리지를 결합하는, 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 매니폴드는 입구 포트를 포함하고, 상기 시스템은 상기 가스 공급원을 포함하고, 상기 입구 포트는 상기 가스 공급원과 유동적으로 결합되도록 적응되는, 장치.
  24. 제22항에 있어서, 상기 매니폴드는 상기 가스 공급원을 수용하도록 적응된 리셉터클을 포함하는, 장치.
  25. 제18항, 제19항, 제20항, 제21항, 제22항, 제23항 또는 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시약 카트리지는 상기 시약을 수용하는, 장치.
  26. 방법으로서,
    밸브를 제1 위치로 이동하여 제1 시약을 수용하는 제1 시약 저장소를 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계;
    상기 제1 시약을 상기 제1 시약 저장소로부터 상기 유동 셀로 유동시켜 생화학적 반응을 수행하는 단계;
    상기 밸브를 제2 위치로 이동하여 가스를 상기 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계;
    상기 가스를 상기 유동 셀 내로 유동시켜 상기 유동 셀로부터 상기 생화학적 반응으로부터의 상기 제1 시약의 적어도 일부분을 배출하는 단계;
    상기 밸브를 제3 위치로 이동하여 완충 시약을 수용하는 완충 시약 저장소를 상기 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계; 및
    상기 완충 시약을 상기 유동 셀 내로 유동시키는 단계를 포함하는, 방법.
  27. 제26항에 있어서, 상기 밸브를 상기 제1 위치로 이동하는 단계는 제1 밸브를 작동시켜 상기 제1 시약 저장소를 유동적으로 연결하는 단계를 포함하고, 상기 밸브를 상기 제2 위치로 이동하는 단계는 제2 밸브를 작동시켜 상기 가스를 상기 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계를 포함하고, 상기 밸브를 상기 제3 위치로 이동하는 단계는 제3 밸브를 작동시켜 상기 완충 시약 저장소를 상기 유동 셀에 유동적으로 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
  28. 제26항 또는 제27항에 있어서, 상기 완충 시약 저장소를 가압하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  29. 제26항, 제27항 또는 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스를 상기 유동 셀로 유동시키는 단계는 상기 가스를 시약 카트리지의 매니폴드를 통해 유동시키는 단계를 포함하며, 상기 시약 카트리지는 상기 제1 시약 저장소 및 상기 완충 시약 저장소를 보유하는, 방법.
  30. 제26항, 제27항, 제28항 또는 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스를 상기 유동 셀로 유동시키는 단계는 상기 가스를 압축-가스 카트리지로부터 유동시키는 단계를 포함하는, 방법.
  31. 제30항에 있어서, 상기 압축-가스 카트리지는 시약 카트리지에 의해 보유되는, 방법.
  32. 제26항, 제27항, 제28항, 제29항, 제30항 또는 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스를 상기 유동 셀로 유동시키는 단계는 압축-가스 카트리지를 시약 카트리지의 리셉터클 내에 배치되는 천공 기구로 천공하는 단계를 포함하며, 상기 리셉터클은 상기 압축-가스 카트리지를 수용하는, 방법.
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