KR20230031299A - 초고속 pcr 열순환기 - Google Patents
초고속 pcr 열순환기 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230031299A KR20230031299A KR1020237002000A KR20237002000A KR20230031299A KR 20230031299 A KR20230031299 A KR 20230031299A KR 1020237002000 A KR1020237002000 A KR 1020237002000A KR 20237002000 A KR20237002000 A KR 20237002000A KR 20230031299 A KR20230031299 A KR 20230031299A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- temperature
- microplate
- samples
- block
- wells
- Prior art date
Links
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 claims abstract description 107
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 claims abstract description 107
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 96
- 238000005382 thermal cycling Methods 0.000 claims abstract description 85
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 228
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 94
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 34
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 31
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 claims description 28
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 claims description 28
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 25
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 25
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 25
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 19
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 claims description 19
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 claims description 19
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 claims description 19
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 18
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 18
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 15
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 15
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 11
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005558 fluorometry Methods 0.000 claims description 3
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 description 147
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 106
- 239000000463 material Substances 0.000 description 39
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 37
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 19
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 18
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 16
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 12
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 11
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 9
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 8
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 7
- 238000003753 real-time PCR Methods 0.000 description 7
- 238000003491 array Methods 0.000 description 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 6
- 238000010839 reverse transcription Methods 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005679 Peltier effect Effects 0.000 description 3
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 3
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 101100065878 Caenorhabditis elegans sec-10 gene Proteins 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000107946 Spondias cytherea Species 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 238000002875 fluorescence polarization Methods 0.000 description 2
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108020004711 Nucleic Acid Probes Proteins 0.000 description 1
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 1
- 238000012408 PCR amplification Methods 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- 239000004693 Polybenzimidazole Substances 0.000 description 1
- 229920001153 Polydicyclopentadiene Polymers 0.000 description 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- HQYOWPDUMCBSLQ-UHFFFAOYSA-L barium(2+);2,3-dihydroxybutanedioate Chemical compound [Ba+2].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O HQYOWPDUMCBSLQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004166 bioassay Methods 0.000 description 1
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N cadmium oxide Inorganic materials [Cd]=O CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CFEAAQFZALKQPA-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Cd+2] CFEAAQFZALKQPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DNWNZRZGKVWORZ-UHFFFAOYSA-N calcium oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [Ca+2].[O-][V](=O)=O.[O-][V](=O)=O DNWNZRZGKVWORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- YMNMFUIJDSASQW-UHFFFAOYSA-N distrontium;oxygen(2-);vanadium Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V].[V].[Sr+2].[Sr+2] YMNMFUIJDSASQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000001502 gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000002853 nucleic acid probe Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920002480 polybenzimidazole Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000010454 slate Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000012956 testing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
- B01L7/52—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples
- B01L7/525—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples with physical movement of samples between temperature zones
- B01L7/5255—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples with physical movement of samples between temperature zones by moving sample containers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
- B01L3/5085—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates
- B01L3/50851—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates specially adapted for heating or cooling samples
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
- B01L3/5085—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates
- B01L3/50853—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates with covers or lids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/54—Labware with identification means
- B01L3/545—Labware with identification means for laboratory containers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
- B01L7/52—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices with provision for submitting samples to a predetermined sequence of different temperatures, e.g. for treating nucleic acid samples
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L9/00—Supporting devices; Holding devices
- B01L9/52—Supports specially adapted for flat sample carriers, e.g. for plates, slides, chips
- B01L9/523—Supports specially adapted for flat sample carriers, e.g. for plates, slides, chips for multisample carriers, e.g. used for microtitration plates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L9/00—Supporting devices; Holding devices
- B01L9/52—Supports specially adapted for flat sample carriers, e.g. for plates, slides, chips
- B01L9/527—Supports specially adapted for flat sample carriers, e.g. for plates, slides, chips for microfluidic devices, e.g. used for lab-on-a-chip
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/10—Integrating sample preparation and analysis in single entity, e.g. lab-on-a-chip concept
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/02—Identification, exchange or storage of information
- B01L2300/021—Identification, e.g. bar codes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
- B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/06—Auxiliary integrated devices, integrated components
- B01L2300/0627—Sensor or part of a sensor is integrated
- B01L2300/0663—Whole sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
- B01L2300/0829—Multi-well plates; Microtitration plates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/12—Specific details about materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/18—Means for temperature control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/18—Means for temperature control
- B01L2300/1805—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Hematology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
- Optical Measuring Cells (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Fats And Perfumes (AREA)
Abstract
열순환 동안 하나 이상의 샘플을 가열하기 위한 (a) 금속 물질을 포함하는 마이크로플레이트를 갖는 시스템이 개시된다. 상기 마이크로플레이트는 마이크로플레이트의 측면에 하나 이상의 바코드를 포함한다. 상기 시스템은 하나 이상의 바코드를 판독하기 위한 바코드 판독기를 포함할 수 있다. 상기 시스템은 또한 열순환 동안, 마이크로플레이트를 수용하고 및/또는 마이크로플레이트에 함유된 하나 이상의 샘플에 변성 온도를 제공하도록 구성된 제 1 온도 블록을 포함할 수 있다. 상기 시스템은 또한 열순환 동안, 마이크로플레이트를 수용하고 및/또는 마이크로플레이트에 함유된 하나 이상의 샘플에 확장 온도를 제공하도록 구성된 제 2 온도 블록을 포함할 수 있다. 상기 시스템은 또한 열순환 동안 감지 디바이스, 제 1 온도 블록, 및 제 2 온도 블록 사이에서 마이크로플레이트를 이동시키도록 구성된 컨베이어를 포함할 수 있다.
Description
교차-참조
본 출원은 2020년 6월 26일에 출원된 미국 가특허 출원 제63/044,719호 및 2020년 12월 1일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 제63/119,833호와 관련되며, 이들 모두는 인용에 의해 전체가 본원에 포함된다.
1983년 중합효소 연쇄 반응(PCR)이 발견되었을 때, 연구자들은 제어된 온도의 수조 사이에서 샘플이 담긴 튜브를 앞뒤로 움직였다. 결국 회사는 열 교환기를 가열하고 냉각하기 위해 펠티에(peltier) 효과 디바이스를 사용하여 샘플을 열 순환시키는 열 교환기에 있는 플라스틱 플레이트에 샘플을 고정하는 기계를 생산하였다. 펠티에 효과 디바이스는 전력이 제한적일 수 있으며 시스템(system)에서 열을 추출해야 하므로 특히 냉각 시 열 교환기의 온도를 느리게 변경할 수 있다. PCR에 필요한 교대로 가열 및 냉각의 연속적인 주기를 신속하게 수행하기 어려울 수 있다.
기계 성능의 한계에서 작동하지 않고 2개 이상의 온도에서 신속하게 중합효소 연쇄 반응(PCR)을 수행하기 위한 소형 시스템(compact system)이 필요하다.
일 양태에서, 시스템이 개시된다. 시스템은 열순환 동안 하나 이상의 샘플을 담기 위한 (a) 마이크로플레이트(microplate)를 포함한다. 마이크로플레이트는 제 1 측면과 제 2 측면을 포함한다. 제 1 측면은 금속 물질을 포함한다. 마이크로플레이트는 제 1 측면 또는 제 2 측면에 배치된 하나 이상의 바코드를 포함한다. 시스템은 또한 하나 이상의 바코드를 판독하기 위한 (b) 바코드 판독기를 포함한다. 시스템은 또한 열순환 동안, 마이크로플레이트를 수용하고 및/또는 마이크로플레이트에 함유된 하나 이상의 샘플에 변성 온도(denaturing temperature)를 제공하도록 구성된 (c) 제 1 온도 블록(temperature block)을 포함한다. 시스템은 또한 열순환 동안, 마이크로플레이트를 수용하고 및/또는 마이크로플레이트에 함유된 하나 이상의 샘플에 확장 온도(extension temperature)를 제공하도록 구성된 (d) 제 2 온도 블록을 포함한다. 시스템은 또한 열순환 동안, 감지 디바이스(sensing device), 제 1 온도 블록 및 제 2 온도 블록 사이에서 마이크로플레이트를 이동시키도록 구성된 (e) 컨베이어(conveyor)를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 최대 약 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 또는 20분 내에 열순환의 약 20 내지 80 사이클을 완료하도록 작동된다.
일부 실시예에서, 상기 열순환 동안, 상기 시스템은 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이에서 상기 하나 이상의 샘플을 반응당 약 10회 내지 약 60회 이송(transfer)시키도록 작동된다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트는 약 48개, 약 96개, 약 384개 또는 약 1536개의 개별 샘플을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트의 제 1 측면은 웰(well)의 어레이(array)를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 어레이는 상기 어레이의 길이를 따른 웰 대 상기 어레이의 인접한 길이를 따른 웰의 2:3 비율을 따른다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 하나 이상의 추가 온도 블록을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 가열 가능 덮개를 포함하고, 추가로 상기 시스템은 열순환 동안 상기 마이크로플레이트에 대해 상기 가열 가능 덮개를 가압하기 위해 약 10 내지 300 뉴턴의 힘을 제공하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 금속 물질은 알루미늄이다.
일부 실시예에서, 상기 금속 물질은 폴리프로필렌(polypropylene)으로 코팅된다.
일부 실시예에서, 상기 변성 온도 및/또는 상기 확장 온도는 직접 저항성 가열(direct resistive heating)을 사용하여 달성되지 않는다.
일부 실시예에서, 액체 취급(liquid handling) 또는 자동피펫 플랫폼(autopipette platform)을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 컨베이어는 로봇 팔을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 감지 디바이스는 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이 또는 상기 제 1 온도 블록 또는 상기 제 2 온도 블록 위에 포지셔닝(positioning)되며, 상기 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답을 결정한다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 바코드는 상기 제 1 측면에 배치된다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 바코드는 상기 제 2 측면에 배치된다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 샘플은 핵산 샘플을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 샘플은 데옥시리보핵산(deoxyribonucleic acid; DNA) 샘플을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 형광 응답은 초고속 형광측정을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트는 상기 하나 이상의 샘플의 가열을 순환시키기 위해 상기 마이크로플레이트를 위치시키기 위한 정렬 특징부(alignment
feature)를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 제 1 온도 블록은 약 1 내지 10초 동안 변성 온도를 제공하고, 상기 제 2 온도 블록은 약 1 내지 30초 동안 확장 온도를 제공한다.
일부 실시예에서, 상기 변성 온도가 약 90℃ 내지 100℃이다.
일부 실시예에서, 상기 확장 온도는 약 50℃ 내지 65℃이다.
일부 실시예에서, 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이의 전이 시간(transit time)은 1초 내지 5초이다.
일부 실시예에서, 상기 형광 응답이 상기 제 2 온도 블록과 상기 제 1 온도 블록 사이의 전이(transition)에서 기록된다.
일부 실시예에서, 상기 감지 디바이스는 상기 형광 응답을 측정하도록 구성된 하나 이상의 발광 다이오드(LED)를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 형광 응답이 약 50℃ 내지 65℃의 공통 온도에서 수집된다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트는 캐리지(carnage)에 의해 지지된다.
일부 실시예에서, 상기 컨베이어는 레일(rail)을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트는 기계식 액추에이터(actuator)에 의해 구동된다.
하나의 양태에서, 시스템이 개시된다. 상기 시스템은 (a) 열순환 동안 하나 이상의 샘플을 함유하기 위한 마이크로플레이트를 포함한다. 상기 마이크로플레이트는 제 1 측면 및 제 2 측면을 포함한다. 상기 제 1 측면은 금속 물질을 포함한다. 상기 마이크로플레이트는 상기 제 1 측면 또는 상기 제 2 측면에 배치된 하나 이상의 바코드를 포함한다. 상기 시스템은 또한 (b) 열순환 동안, 상기 마이크로플레이트를 수용하고 및/또는 상기 마이크로플레이트에 함유된 상기 하나 이상의 샘플에 변성 온도를 제공하도록 구성된, 제 1 온도 블록을 포함한다. 상기 시스템은 또한 (c) 열순환 동안, 상기 마이크로플레이트를 수용하고 및/또는 상기 마이크로플레이트에 함유된 상기 하나 이상의 샘플에 확장 온도를 제공하도록 구성된, 제 2 온도 블록을 포함한다. 상기 시스템은 또한 (d) 상기 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답을 결정하도록 구성된 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이에 포지셔닝된, 감지 디바이스를 포함한다. 상기 시스템은 또한 (e) 상기 제 1 온도 블록, 상기 감지 디바이스, 및 상기 제 2 온도 블록 사이에서 상기 마이크로플레이트를 이동시켜, 열순환 동안, 상기 마이크로플레이트가 상기 제 2 온도 블록과 상기 제 1 온도 블록 사이에서 이동할 때 상기 감지 디바이스가 상기 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답을 결정하도록 구성된, 컨베이어를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 변성 온도의 제공 및 상기 확장 온도의 제공의 약 20 내지 80 사이클이 최대 약 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19,또는 20분 내에 완료된다.
일부 실시예에서, 상기 열순환 동안, 상기 시스템은 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이에서 하나 이상의 샘플을 반응당 약 10회 내지 약 60회 이송시키도록 작동된다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트는 약 48개, 약 96개, 약 384개, 또는 약 1536개의 개별 샘플을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트의 제 1 측면은 웰의 어레이를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 어레이는 상기 어레이의 길이를 따른 웰 대 상기 어레이의 인접한 길이를 따른 웰의 2:3 비율을 따른다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 하나 이상의 추가 온도 블록을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 가열 가능 덮개를 포함한다. 상기 시스템은 열순환 동안 상기 마이크로플레이트에 대해 상기 가열 가능 덮개를 가압하기 위해 약 10 내지 300 뉴턴의 힘을 제공하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 금속 물질은 알루미늄이다.
일부 실시예에서, 상기 금속 물질은 폴리프로필렌으로 코팅된다.
일부 실시예에서, 상기 변성 온도 또는 상기 확장 온도가 직접 저항성 가열을 사용하여 수행되지 않는다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 액체 취급 또는 자동피펫 플랫폼을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 컨베이어는 로봇 팔을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 감지 디바이스는 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이 또는 상기 제 1 온도 블록 또는 상기 제 2 온도 블록 위에 포지셔닝되며, 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답을 결정한다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 바코드는 제 1 측면에 배치된다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 바코드는 상기 제 2 측면에 배치된다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 샘플이 핵산 샘플을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 샘플은 데옥시리보핵산(DNA) 샘플을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 형광 응답이 초고속 형광 측정을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트는 하나 이상의 샘플의 가열을 순환시키기 위해 상기 마이크로플레이트를 위치시키기 위한 정렬 특징부를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 제 1 온도 블록이 약 1 내지 10초 동안 상기 변성 온도를 제공하고 상기 제 2 온도 블록이 약 1 내지 30초 동안 상기 확장 온도를 제공한다.
일부 실시예에서, 상기 변성 온도가 약 90℃ 내지 100℃이다.
일부 실시예에서, 상기 확장 온도가 약 50℃ 내지 65℃이다.
일부 실시예에서, 제 1 온도 블록과 제 2 온도 블록 사이의 전이 시간이 1초 내지 5초이다.
일부 실시예에서, 상기 형광 응답이 상기 제 2 온도 블록과 상기 제 1 온도 블록 사이의 전이에서 기록된다.
일부 실시예에서, 상기 감지 디바이스는 형광 응답을 측정하도록 구성된 하나 이상의 발광 다이오드(LED)를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 형광 응답이 50℃ 내지 65℃의 공통 온도에서 수집된다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트는 캐리지에 의해 지지된다.
일부 실시예에서, 상기 컨베이어는 레일을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트는 기계식 액추에이터에 의해 구동된다.
하나의 양태에서, 열순환 동안 하나 이상의 샘플을 가열하기 위한 방법이 개시된다. 상기 방법은 (a) 하나 이상의 샘플을 식별하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 (b) 열순환 동안 제 1 온도 구역에서 상기 하나 이상의 샘플에 변성 온도를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 (c) 열순환 동안 제 2 온도 구역에서 상기 하나 이상의 샘플에 확장 온도를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 (d) 상기 마이크로플레이트를 상기 제 1 온도 구역과 상기 제 2 온도 구역 사이에서 이동시키는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 변성 온도의 제공 및 확장 온도의 제공의 약 20 내지 80 사이클이 최대 약 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19,또는 20분 내에 완료된다.
일부 실시예에서, 열순환 동안, 상기 시스템이 상기 제 1 온도 구역과 상기 제 2 온도 구역 사이에서 상기 하나 이상의 샘플을 반응당 약 10회 내지 약 60회 이송시키도록 작동된다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 샘플이 약 48개, 약 96개, 약 384개, 또는 약 1536개의 개별 샘플을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 샘플이 샘플 어레이를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 샘플 어레이는 상기 어레이의 길이를 따른 샘플 대 상기 어레이의 인접한 길이를 따른 샘플의 2:3 비율을 따른다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 하나 이상의 샘플을 추가 온도 구역으로 이동시키는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 샘플에 상기 확장 온도 또는 상기 변성 온도를 제공하는 단계는 상기 하나 이상의 샘플에 약 10 내지 300 뉴턴의 상향력(upward force)의 힘을 가하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 하나 이상의 샘플이 상기 제 1 온도 구역과 상기 제 2 온도 구역 사이에 있을 때 상기 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답을 결정하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 형광 응답이 초고속 형광 측정을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 (b) 및 (c) 단계 이전에 상기 하나 이상의 샘플을 정렬하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 변성 온도가 약 1 내지 2초 동안 제공되고 상기 확장 온도가 약 4 내지 10초 동안 제공된다.
일부 실시예에서, 상기 변성 온도가 약 92℃ 내지 97℃이고 상기 확장 온도가 약 52℃ 내지 57℃이다.
일부 실시예에서, 상기 제 1 온도 구역과 상기 제 2 온도 구역 사이의 전이 시간이 약 1 내지 2초이다.
일부 실시예에서, 상기 형광 응답이 상기 제 2 온도 구역과 상기 제 1 온도 구역 사이의 전이에서 기록된다.
일부 실시예에서, 상기 형광 응답이 약 50℃ 내지 65℃의 온도에서 수집된다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 하나 이상의 샘플에 하향력(downward force)을 가하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 형광 응답을 결정하는 단계는 제어된 광 파장으로 하나 이상의 샘플을 조명하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 변성 온도 및/또는 상기 확장 온도를 상기 하나 이상의 샘플에 제공하는 단계는 접촉을 통한 열 전도를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 확장 온도 및/또는 상기 변성 온도를 제공하는 단계는 상기 샘플에 열을 전달하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 확장 온도 및/또는 상기 변성 온도를 제공하는 단계는 상기 샘플로부터 열을 전달하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 감지 디바이스는 카메라이다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 (g) 상기 하나 이상의 샘플 위에 배치된 유리 덮개을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 유리 덮개는 인듐 주석 산화물(ITO)을 포함하는 코팅을 갖는다.
일부 실시예에서, 상기 카메라는 상기 하나 이상의 샘플 모두의 이미지를 동시에 캡처함으로써 상기 형광 응답을 검출하도록 추가로 구성된다.
하나의 양태에서, 열순환 동안 하나 이상의 샘플을 가열하기 위한 방법이 개시된다. 상기 방법은 (a) 열순환 동안 제 1 온도 구역에서 상기 하나 이상의 샘플에 변성 온도를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 (b) 열순환 동안 제 2 온도 구역에서 상기 하나 이상의 샘플에 확장 온도를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 (c) 상기 제 2 온도 구역과 상기 제 1 온도 구역 사이에서 상기 하나 이상의 샘플을 반복적으로 이동시키면서, 상기 하나 이상의 샘플이 상기 제 2 온도 구역과 상기 제 1 온도 구역 사이에 있을 때 상기 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답을 결정하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 변성 온도의 제공 및 상기 확장 온도의 제공의 약 20 내지 80 사이클이 약 10 내지 20분 이하에 완료된다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 샘플이 상기 제 1 온도 구역과 상기 제 2 온도 구역 사이에서 약 10회 내지 60회 이송된다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 샘플이 약 48개, 약 96개, 약 384개, 또는 약 1536개의 개별 샘플을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 샘플이 샘플 어레이를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 샘플 어레이는 상기 어레이의 길이를 따른 샘플 대 상기 어레이의 인접 길이를 따른 샘플의 2:3 비율을 따른다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 추가 온도 구역 사이에서 상기 하나 이상의 샘플을 이동시키는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 샘플에 상기 확장 온도 또는 상기 변성 온도를 제공하는 단계는 상기 샘플에 약 10 내지 300 뉴턴의 상향력의 힘을 가하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 형광 응답이 초고속 형광 측정을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 (b) 및 (c) 단계 이전에 상기 하나 이상의 샘플을 정렬하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 변성 온도가 약 1 내지 2초 동안 제공되고 상기 확장 온도가 약 4 내지 10초 동안 제공된다.
일부 실시예에서, 상기 변성 온도가 92℃ 내지 97℃이고 상기 확장 온도가 약 52℃ 내지 57℃이다.
일부 실시예에서, 상기 제 1 온도 구역과 상기 제 2 온도 구역 사이의 전이 시간이 약 1 내지 5초이다.
일부 실시예에서, 상기 형광 응답이 상기 제 2 온도 구역과 상기 제 1 온도 구역 사이의 전이에서 기록된다.
일부 실시예에서, 상기 형광 응답이 약 50℃ 내지 65℃의 온도에서 수집된다.
일부 실시예에서, 상기 방법은 상기 하나 이상의 샘플에 하향력을 가하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 형광 응답을 결정하는 단계는 제어된 광 파장으로 상기 하나 이상의 샘플을 조명하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 샘플에 상기 변성 온도 및/또는 상기 확장 온도를 제공하는 단계는 접촉을 통한 열 전도를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 확장 온도 및/또는 상기 변성 온도를 제공하는 단계는 상기 샘플에 열을 전달하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 확장 온도 및/또는 상기 변성 온도를 제공하는 단계는 상기 샘플로부터 열을 전달하는 단계를 포함한다.
하나의 양태에서, 시스템이 개시된다. 상기 시스템은 (a) 열순환 동안 하나 이상의 샘플을 함유하기 위한 마이크로플레이트를 포함한다. 상기 마이크로플레이트는 제 1 측면 및 제 2 측면을 포함한다. 상기 제 1 측면은 금속 물질을 포함한다. 상기 마이크로플레이트는 상기 제 1 측면 또는 상기 제 2 측면에 배치된 하나 이상의 바코드를 포함한다. 상기 시스템은 또한 (b) 하나 이상의 바코드를 판독하기 위한 바코드 판독기를 포함한다. 상기 시스템은 또한 (c) 열순환 동안, 상기 마이크로플레이트를 수용하고 상기 마이크로플레이트에 함유된 상기 하나 이상의 샘플에 변성 온도를 제공하도록 구성된, 제 1 온도 블록을 포함한다. 상기 시스템은 또한 (d) 열순환 동안, 상기 마이크로플레이트를 수용하고 상기 마이크로플레이트에 함유된 상기 하나 이상의 샘플에 확장 온도를 제공하도록 구성된, 제 2 온도 블록을 포함한다. 상기 시스템은 또한 (e) 열순환 동안, 감지 디바이스, 상기 제 1 온도 블록, 및 상기 제 2 온도 블록 사이에서 상기 마이크로플레이트를 이동시키도록 구성된, 컨베이어를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 최대 약 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 또는 20분 내에 열순환의 약 20 내지 80 사이클을 완료하도록 작동된다.
일부 실시예에서, 상기 열순환 동안, 상기 시스템은 상기 하나 이상의 샘플을 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이에서 반응당 약 10회 내지 약 60회 이동시키도록 작동한다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트는 약 48개, 약 96개, 약 384개, 또는 약 1536개의 개별 샘플을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트의 제 1 측면은 웰의 어레이를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 어레이는 상기 어레이의 길이를 따른 샘플 대 상기 어레이의 인접 길이를 따른 샘플의 2:3 비율을 따른다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 하나 이상의 추가 온도 블록을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 가열 가능 덮개를 포함하고, 추가로 상기 시스템은 열순환 동안 상기 마이크로플레이트에 대해 상기 가열 가능 덮개를 가압하기 위해 약 10 내지 300 뉴턴의 힘을 제공하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 금속 물질은 알루미늄이다.
일부 실시예에서, 상기 금속 물질은 폴리프로필렌으로 코팅된다.
일부 실시예에서, 상기 변성 온도 및/또는 상기 확장 온도는 직접 저항성 가열을 사용하여 달성되지 않는다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 액체 취급 또는 자동피펫 플랫폼을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 컨베이어는 로봇 팔을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 감지 디바이스는 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이 또는 상기 제 1 온도 블록 또는 상기 제 2 온도 블록 위에 포지셔닝되며, 상기 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답를 결정한다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 바코드는 상기 제 1 측면에 배치된다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 바코드는 제 2 측면에 배치된다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 샘플이 핵산 샘플을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 샘플은 데옥시리보핵산(DNA) 샘플을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 형광 응답은 초고속 형광 측정을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트는 상기 하나 이상의 샘플의 가열을 순환시키기 위해 상기 마이크로플레이트를 위치시키기 위한 정렬 특징부를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 제 1 온도 블록은 약 1 내지 10초 동안 상기 변성 온도를 제공하고 상기 제 2 온도 블록은 약 1 내지 30초 동안 상기 확장 온도를 제공한다.
일부 실시예에서, 상기 변성 온도가 약 90℃ 내지 100℃이다.
일부 실시예에서, 상기 확장 온도가 약 50℃ 내지 65℃이다.
일부 실시예에서, 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이의 전이 시간이 1초 내지 5초이다.
일부 실시예에서, 상기 형광 응답이 상기 제 2 온도 블록과 상기 제 1 온도 블록 사이의 전이에서 기록된다.
일부 실시예에서, 상기 감지 디바이스는 형광 응답을 측정하도록 구성된 하나 이상의 발광 다이오드(LED)를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 형광 응답이 약 50℃ 내지 65℃의 공통 온도에서 수집된다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트는 캐리지에 의해 지지된다.
일부 실시예에서, 상기 컨베이어는 레일을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트는 기계식 액추에이터에 의해 구동된다.
하나의 양태에서, 시스템이 개시된다. 상기 시스템은 (a) 열순환 동안 하나 이상의 샘플을 함유하기 위한 마이크로플레이트를 포함한다. 상기 마이크로플레이트는 제 1 측면 및 제 2 측면을 포함한다. 상기 제 1 측면은 금속 물질을 포함한다. 상기 마이크로플레이트는 상기 제 1 측면 또는 상기 제 2 측면에 배치된 하나 이상의 바코드를 포함한다. 상기 시스템은 (b) 열순환 동안, 상기 마이크로플레이트를 수용하고 상기 마이크로플레이트에 함유된 하나 이상의 샘플에 변성 온도를 제공하도록 구성된, 제 1 온도 블록을 포함한다. 상기 시스템은 (c) 열순환 동안, 상기 마이크로플레이트를 수용하고 상기 마이크로플레이트에 함유된 상기 하나 이상의 샘플에 확장 온도를 제공하도록 구성된, 제 2 온도 블록을 포함한다. 상기 시스템은 또한 (d) 상기 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답을 결정하도록 구성된 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이에 포지셔닝된, 감지 디바이스를 포함한다. 상기 시스템은 또한 (e) 상기 열순환 동안, 상기 제 1 온도 블록, 상기 감지 디바이스, 및 상기 제 2 온도 블록 사이에서 상기 마이크로플레이트를 이동시켜 상기 마이크로플레이트가 상기 제 2 온도 블록과 상기 제 1 온도 블록 사이에서 이동할 때 상기 감지 디바이스가 상기 하나 이상의 샘플로부터 상기 형광 응답을 결정하도록 구성된, 컨베이어를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 최대 약 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 또는 20분 내에 열순환의 약 20 내지 80 사이클을 완료하도록 작동된다.
일부 실시예에서, 상기 열순환 동안, 상기 시스템은 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이에서 상기 하나 이상의 샘플을 반응당 약 10회 내지 약 60회 이동시키도록 작동된다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트는 약 48개, 약 96개, 약 384개, 또는 약 1536개의 개별 샘플을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트의 제 1 측면은 웰의 어레이를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 어레이는 상기 어레이의 길이를 따른 웰 대 상기 어레이의 인접한 길이를 따른 웰의 2:3 비율을 따른다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 하나 이상의 추가 온도 블록을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 시스템이 가열 가능 덮개를 포함하고, 추가로 상기 시스템이 열순환 동안 상기 마이크로플레이트에 대해 가열 가능 덮개를 가압하기 위해 약 10 내지 300 뉴턴의 힘을 제공하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 금속 물질은 알루미늄이다.
일부 실시예에서, 상기 금속 물질은 폴리프로필렌으로 코팅된다.
일부 실시예에서, 상기 변성 온도 및/또는 상기 확장 온도는 직접 저항성 가열을 사용하여 달성되지 않는다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 액체 취급 또는 자동피펫 플랫폼을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 컨베이어는 로봇 팔을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 바코드는 제 1 측면에 배치된다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 바코드는 제 2 측면에 배치된다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 샘플이 핵산 샘플을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 샘플이 데옥시리보핵산(DNA) 샘플을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 형광 응답이 초고속 형광 측정을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트는 상기 하나 이상의 샘플의 가열을 순환시키기 위해 상기 마이크로플레이트를 위치시키기 위한 정렬 특징부를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 제 1 온도 블록이 약 1 내지 10초 동안 상기 변성 온도를 제공하고 상기 제 2 온도 블록이 약 1 내지 30초 동안 상기 확장 온도를 제공한다.
일부 실시예에서, 상기 변성 온도가 약 90℃ 내지 100℃이다.
일부 실시예에서, 상기 확장 온도가 약 50℃ 내지 65℃이다.
일부 실시예에서, 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이의 전이 시간이 1초 내지 5초이다.
일부 실시예에서, 상기 형광 응답이 상기 제 2 온도 블록과 상기 제 1 온도 블록 사이의 전이에서 기록된다.
일부 실시예에서, 상기 감지 디바이스는 상기 형광 응답을 측정하도록 구성된 하나 이상의 발광 다이오드(LED)를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 형광 응답이 약 50℃ 내지 65℃의 공통 온도에서 수집된다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트는 캐리지에 의해 지지된다.
일부 실시예에서, 상기 컨베이어는 레일을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트는 기계식 액추에이터에 의해 구동된다.
하나의 양태에서, 열순환기 시스템이 개시된다. 상기 열순환기 시스템은 (a) 포함된 샘플의 열순환 동안, 하나 이상의 샘플을 포함하는 마이크로플레이트를 수용하고 및/또는 수용된 마이크로플레이트에 함유된 하나 이상의 샘플에 변성 온도를 제공하도록 구성된, 제 1 온도 블록을 포함한다. 상기 열순환기 시스템은 또한 (b) 열순환 동안, 상기 마이크로플레이트를 수용하고 및/또는 상기 마이크로플레이트에 함유된 상기 하나 이상의 샘플에 확장 온도를 제공하도록 구성된 제 2 온도 블록을 포함한다. 상기 열순환기 시스템은 또한 (c) 상기 마이크로플레이트에 배치된 하나 이상의 바코드를 판독하기 위한 바코드 판독기를 포함한다. 상기 열순환기 시스템은 또한 (d) 상기 열순환 동안, 감지 디바이스, 상기 제 1 온도 블록, 및 상기 제 2 온도 블록 사이에서 상기 마이크로플레이트를 이동시키도록 구성된 컨베이어를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 최대 약 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 또는 20분 내에 열순환의 약 20 내지 80 사이클을 완료하도록 작동된다.
일부 실시예에서, 상기 열순환 동안, 상기 시스템은 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이에서 상기 하나 이상의 샘플을 반응당 약 10회 내지 약 60회 이동시키도록 작동된다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트는 약 48개, 약 96개, 약 384개, 또는 약 1536개의 개별 샘플을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트가 웰의 어레이를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 어레이는 상기 어레이의 길이를 따른 웰 대 상기 어레이의 인접한 길이를 따른 웰의 2:3 비율을 따른다.
일부 실시예에서, 상기 시스템이 가열 가능 덮개를 포함하고, 추가로 상기 시스템이 열순환 동안 상기 마이크로플레이트에 대해 상기 가열 가능 덮개를 가압하기 위해 약 10 내지 300 뉴턴의 힘을 제공하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트는 제 1 측면을 포함하고, 상기 제 1 측면은 금속 물질을 포함하고, 상기 금속 물질은 알루미늄이다.
일부 실시예에서, 상기 금속 물질은 폴리프로필렌으로 코팅된다.
일부 실시예에서, 상기 변성 온도 및/또는 상기 확장 온도는 직접 저항성 가열을 사용하여 달성되지 않는다.
일부 실시예에서, 상기 시스템은 액체 취급 또는 자동피펫 플랫폼을 더 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 컨베이어는 로봇 팔을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 감지 디바이스는 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이 또는 상기 제 1 온도 블록 또는 상기 제 2 온도 블록 위에 포지셔닝되며, 상기 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답을 결정한다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 바코드는 상기 제 1 측면에 배치된다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 바코드는 상기 제 2 측면에 배치된다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 샘플이 핵산 샘플을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 하나 이상의 샘플은 데옥시리보핵산(DNA) 샘플을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 형광 응답이 초고속 형광 측정을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트는 상기 하나 이상의 샘플의 가열을 순환시키기 위해 상기 마이크로플레이트를 위치시키기 위한 정렬 특징부를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 제 1 온도 블록은 약 1 내지 10초 동안 상기 변성 온도를 제공하고, 상기 제 2 온도 블록은 약 1 내지 30초 동안 상기 확장 온도를 제공한다.
일부 실시예에서, 상기 변성 온도가 약 90℃ 내지 100℃이다.
일부 실시예에서, 상기 확장 온도가 약 50℃ 내지 65℃이다.
일부 실시예에서, 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이의 전이 시간이 1초 내지 5초이다.
일부 실시예에서, 상기 형광 응답이 상기 제 2 온도 블록과 상기 제 1 온도 블록 사이의 전이에서 기록된다.
일부 실시예에서, 상기 감지 디바이스는 형광 응답을 측정하도록 구성된 하나 이상의 발광 다이오드(LED)를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 형광 응답이 약 50℃ 내지 65℃의 공통 온도에서 수집된다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트는 캐리지에 의해 지지된다.
일부 실시예에서, 상기 컨베이어는 레일을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 마이크로플레이트는 기계식 액추에이터에 의해 구동된다.
본 개시의 또 다른 양태는 하나 이상의 컴퓨터 프로세서에 의한 실행 시, 본 개시의 임의의 방법을 구현하는(예를 들어, 하나 이상의 처리 작업을 지시함으로써) 기계 실행 가능 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 제공한다.
본 개시의 또 다른 양태는 하나 이상의 컴퓨터 프로세서 및 이에 결합된 컴퓨터 메모리를 포함하는 시스템을 제공한다. 컴퓨터 메모리는 하나 이상의 컴퓨터 프로세서에 의해 실행될 때 위의 방법 또는 여기 다른 곳의 임의의 방법을 구현하는 기계 실행 가능 코드를 포함한다.
본 개시의 추가적인 양태 및 이점은 본 개시의 예시적인 실시예만이 도시되고 설명되는 다음의 상세한 설명으로부터 당업자에게 쉽게 명백해질 것이다. 이해되는 바와 같이, 본 개시는 다른 실시예 및 상이한 실시예가 가능하며, 그 몇몇 세부 사항은 모두 본 개시에서 벗어나지 않고 다양하고 명백한 측면에서 수정될 수 있다. 따라서 도면 및 설명은 본질적으로 예시적인 것으로 간주되어야 하며 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다.
인용에 의한 포함
본 명세서에 언급된 모든 공보, 특허, 및 특허 출원은 각각의 개별 간행물, 특허, 또는 특허 출원이 구체적이고 개별적으로 인용에 의해 포함되는 것으로 표시된 것과 동일한 정도로 본원에 인용에 의해 포함된다. 인용에 의해 포함된 공보 및 특허 또는 특허 출원이 명세서에 포함된 개시 내용과 모순되는 범위 내에서, 명세서는 이러한 모순되는 자료를 대체 및/또는 우선한다.
본 발명의 신규한 특징은 특히 첨부된 청구범위에 기판되어 있다. 본 발명의 특징 및 이점에 대한 더 나은 이해는 다음의 본 발명의 원리가 사용되는 예시적인 실시예를 제시하는 상세한 설명 및 첨부된 도면(drawing; 또한 본원에서, "Figure" 또는 "FIG")을 참조함으로써 얻어질 것이다.
도 1은 96개의 웰(well)을 갖는 마이크로플레이트를 예시하고;
도 2a 및 도 2b는 48개의 웰 마이크로플레이트의 도면을 예시하고;
도 3은 초고속 PCR 열순환기의 개략도를 예시하고;
도 4는 본원에 제공된 방법을 구현하도록 프로그래밍되거나 구성된 컴퓨터 제어 시스템을 예시하고;
도 5는 초고속 PCR 열순환기의 또 다른 개략도를 예시하고;
도 6은 감지 디바이스의 구성을 예시한다.
도 1은 96개의 웰(well)을 갖는 마이크로플레이트를 예시하고;
도 2a 및 도 2b는 48개의 웰 마이크로플레이트의 도면을 예시하고;
도 3은 초고속 PCR 열순환기의 개략도를 예시하고;
도 4는 본원에 제공된 방법을 구현하도록 프로그래밍되거나 구성된 컴퓨터 제어 시스템을 예시하고;
도 5는 초고속 PCR 열순환기의 또 다른 개략도를 예시하고;
도 6은 감지 디바이스의 구성을 예시한다.
본 발명의 다양한 실시예가 본원에서 도시되고 설명되었지만, 그러한 실시예가 단지 예로서 제공된다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명에서 벗어남이 없이 당업자에게는 다양한 변형, 변경, 및 대체가 발생할 수 있다. 본원에 기술된 본 발명의 실시예에 대한 다양한 대안이 채용될 수 있음을 이해해야 한다.
일 양태에서, 시스템이 개시된다. 시스템은 열순환 동안 하나 이상의 샘플을 담기 위한 (a) 마이크로플레이트를 포함한다. 마이크로플레이트는 제 1 측면 및 제 2 측면을 포함한다. 제 1 측면은 금속 물질을 포함한다. 마이크로플레이트는 제 1 측면 또는 제 2 측면에 배치된 하나 이상의 바코드를 포함한다. 시스템은 또한 하나 이상의 바코드를 판독하기 위한 (b) 바코드 판독기를 포함한다. 시스템은 또한 열순환 동안, 마이크로플레이트를 수용하고 및/또는 마이크로플레이트에 함유된 하나 이상의 샘플에 변성 온도를 제공하도록 구성된 (c) 제 1 온도 블록을 포함한다. 시스템은 또한 열순환 동안, 마이크로플레이트를 수용하고 및/또는 마이크로플레이트에 함유된 하나 이상의 샘플에 확장 온도를 제공하도록 구성된 (d) 제 2 온도 블록을 포함한다. 시스템은 또한 열순환 동안, 감지 디바이스, 제 1 온도 블록, 및 제 2 온도 블록 사이에서 마이크로플레이트를 이동시키도록 구성된 (e) 컨베이어를 포함한다.
일 양태에서, 시스템이 개시된다. 시스템은 열순환 동안 하나 이상의 샘플을 담기 위한 (a) 마이크로플레이트를 포함한다. 마이크로플레이트는 제 1 측면 및 제 2 측면을 포함한다. 제 1 측면은 금속 물질을 포함한다. 마이크로플레이트는 제 1 측면 또는 제 2 측면에 배치된 하나 이상의 바코드를 포함한다. 시스템은 또한 열순환 동안 마이크로플레이트를 수용하고 및/또는 마이크로플레이트에 함유된 하나 이상의 샘플에 변성 온도를 제공하도록 구성된 (b) 제 1 온도 블록을 포함한다. 시스템은 또한 열순환 동안 마이크로플레이트를 수용하고 및/또는 마이크로플레이트에 함유된 하나 이상의 샘플에 확장 온도를 제공하도록 구성된 (c) 제 2 온도 블록을 포함한다. 시스템은 또한 (d) 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답을 결정하도록 구성된 제 1 온도 블록과 제 2 온도 블록 사이에 포지셔닝된 감지 디바이스를 포함한다. 이 시스템은 또한 마이크로플레이트를 제 1 온도 블록, 감지 디바이스, 및 제 2 온도 블록 사이에서 이동시키도록 구성된 (e) 컨베이어를 포함하여, 마이크로플레이트가 열 순환 동안, 제 2 온도 블록 및 제 1 온도 블록 사이에서 이동할 때, 감지 디바이스가 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답을 결정한다.
일 양태에서, 열순환 동안 하나 이상의 샘플을 가열하기 위한 방법이 개시된다. 상기 방법은 (a) 하나 이상의 샘플을 식별하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 (b) 열순환 동안 제 1 온도 구역에서 하나 이상의 샘플에 변성 온도를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 (c) 열순환 동안 제 2 온도 구역에서 하나 이상의 샘플에 확장 온도를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 (d) 제 1 온도 구역과 제 2 온도 구역 사이에서 마이크로플레이트를 이동시키는 단계를 포함한다.
일 양태에서, 열순환 동안 하나 이상의 샘플을 가열하기 위한 방법이 개시된다. 상기 방법은 (a) 열순환 동안 제 1 온도 구역에서 하나 이상의 샘플에 변성 온도를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 (b) 열순환 동안 제 2 온도 구역에서 하나 이상의 샘플에 확장 온도를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 (c) 하나 이상의 샘플을 제 2 온도 구역과 제 1 온도 구역 사이에서 반복적으로 이동시키면서, 하나 이상의 샘플이 제 2 온도 구역과 제 1 온도 구역 사이에 있을 때 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답을 결정하는 단계를 포함한다.
일 양태에서, 시스템이 개시된다. 상기 시스템은 열순환 동안 하나 이상의 샘플을 담기 위한 (a) 마이크로플레이트를 포함한다. 상기 마이크로플레이트는 제 1 측면과 제 2 측면을 포함한다. 상기 제 1 측면은 금속 물질을 포함한다. 상기 마이크로플레이트는 제 1 측면 또는 제 2 측면에 배치된 하나 이상의 바코드를 포함한다. 상기 시스템은 또한 하나 이상의 바코드를 판독하기 위한 (b) 바코드 판독기를 포함한다. 상기 시스템은 또한 열순환 동안, 마이크로플레이트를 수용하고 마이크로플레이트에 함유된 하나 이상의 샘플에 변성 온도를 제공하도록 구성된 (c) 제 1 온도 블록을 포함한다. 상기 시스템은 또한 열순환 동안, 마이크로플레이트를 수용하고 마이크로플레이트에 함유된 하나 이상의 샘플에 확장 온도를 제공하도록 구성된 (d) 제 2 온도 블록을 포함한다. 상기 시스템은 또한 열순환 동안, 감지 디바이스, 제 1 온도 블록, 및 제 2 온도 블록 사이에서 마이크로플레이트를 이동시키도록 구성된 (e) 컨베이어를 포함한다.
일 양태에서, 시스템이 개시된다. 시스템은 열순환 동안 하나 이상의 샘플을 담기 위한 (a) 마이크로플레이트를 포함한다. 상기 마이크로플레이트는 제 1 측면과 제 2 측면을 포함한다. 상기 제 1 측면은 금속 물질을 포함한다. 상기 마이크로플레이트는 제 1 측면 또는 제 2 측면에 배치된 하나 이상의 바코드를 포함한다. 상기 시스템은 열순환 동안, 마이크로플레이트를 수용하고 마이크로플레이트에 함유된 하나 이상의 샘플에 변성 온도를 제공하도록 구성된 (b) 제 1 온도 블록을 포함한다. 상기 시스템은 열순환 동안, 마이크로플레이트를 수용하고 마이크로플레이트에 함유된 하나 이상의 샘플에 확장 온도를 제공하도록 구성된 (c) 제 2 온도 블록을 포함한다. 상기 시스템은 또한 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답을 결정하도록 구성된 제 1 온도 블록과 제 2 온도 블록 사이에 포지셔닝된 (d) 감지 디바이스를 포함한다. 상기 시스템은 또한 마이크로플레이트를 제 1 온도 블록, 감지 디바이스, 및 제 2 온도 블록 사이에서 이동시키도록 구성된 (e) 컨베이어를 포함하여, 열순환 동안, 마이크로플레이트가 제 2 온도 블록과 제 1 온도 블록 사이에서 이동할 때 감지 디바이스가 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답을 결정한다.
일 양태에서, 열순환기 시스템이 개시된다. 상기 열순환기 시스템은 하나 이상의 샘플을 포함하는 마이크로플레이트를 수용하고 및/또는 포함된 샘플의 열순환 동안 수용된 마이크로플레이트에 함유된 하나 이상의 샘플에 변성 온도를 제공하도록 구성된 (a) 제 1 온도 블록을 포함한다. 상기 열순환기 시스템은 또한 열순환 동안, 마이크로플레이트를 수용하고 및/또는 마이크로플레이트에 함유된 하나 이상의 샘플에 확장 온도를 제공하도록 구성된 (b) 제 2 온도 블록을 포함한다. 상기 열순환기 시스템은 또한 마이크로플레이트 상에 배치된 하나 이상의 바코드를 판독하기 위한 (c) 바코드 판독기를 포함한다. 상기 열순환기 시스템은 또한 열순환 동안 감지 디바이스, 제 1 온도 블록, 및 제 2 온도 블록 사이에서 마이크로플레이트를 이동시키도록 구성된 (d) 컨베이어를 포함한다.
일 양태에서, 초고속 열순환을 제공하기 위한 시스템이 개시된다. 상기 열순환은 중합효소 연쇄 반응(PCR)을 위한 것일 수 있다. 상기 시스템은 열순환 동안 하나 이상의 샘플을 담기 위한 마이크로플레이트를 포함할 수 있다. 상기 마이크로플레이트는 적어도 제 1 측면 및 제 2 측면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 마이크로플레이트는 상부 측면과 바닥 측면(반대면)을 갖는 실질적으로 평평한 플레이트일 수 있다. 다른 실시예에서, 마이크로플레이트는 정보가 기록될 수 있는 상부 및 바닥 측면(예를 들어, 직사각형 프리즘의 인접한 측면)에 더하여 추가 측면을 가질 수 있거나 열 순환기를 통해 상기 마이크로플레이트의 취급 및 운반을 용이하게 하기 위해 기계적 특징이 부착될 수 있다. 상기 마이크로플레이트는 알루미늄 또는 제 1 측면에 중합체 코팅(예: 폴리프로필렌)이 있는 다른 금속 물질로 만들어진 단단한 직사각형 플레이트일 수 있다. 또한 동일하거나 상이한 중합체 물질로 제조된 다수의 웰(예를 들어, 원형 또는 정사각형 웰), 링, 또는 튜브가 중합체 코팅 상에 배치될 수 있다. 마이크로플레이트는 폭의 웰 대 길이의 웰(또는 어레이의 한 측면에 있는 다수의 웰 대 어레이의 인접한 측면에 있는 다수의 웰)의 비율이 2:3인 직사각형 치수를 가질 수 있으며, 6, 12, 24, 48, 96, 384, 또는 1536개의 웰을 차원 배열로, 예를 들어, 2x3, 4x6, 8x12, 16x24 또는 32x48 웰로 포함할 수 있다.
마이크로플레이트는 제 1 측면 또는 제 2 측면에 배치된 하나 이상의 바코드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 샘플을 포함하지 않는 마이크로플레이트의 제 1 측면의 일부에 하나 이상의 바코드를 배치할 수 있다. 하나 이상의 바코드는 마이크로플레이트 바닥 면적의 적어도 50%, 마이크로플레이트 바닥 면적의 적어도 40%, 마이크로플레이트 바닥 면적의 적어도 30%, 마이크로플레이트 바닥 면적의 적어도 20%, 마이크로플레이트 바닥 면적의 적어도 10%, 또는 마이크로플레이트 바닥 면적의 적어도 5%를 포함하는 마이크로플레이트의 바닥의 일부에 배치될 수 있다. 마이크로플레이트가 샘플이 들어 있는 측면에 수직인 더 두꺼운 측면을 가질 수 있는 실시예에서, 하나 이상의 바코드가 이러한 더 두꺼운 샘플 인접 측면 중 하나에 배치될 수 있다. 마이크로플레이트에는 포함된 샘플 모두를 식별하는 하나의 바코드가 있을 수 있다. 마이크로플레이트에는 샘플의 하위 세트를 설명하는 2개 이상의 바코드가 있을 수 있으며 마이크로플레이트의 서로 다른 섹션에는 서로 다른 유형의 샘플이 포함될 수 있다. 마이크로플레이트에는 각각의 개별 웰에 포함된 상이한 샘플을 식별하는 각각의 샘플 웰의 아래쪽과 반대쪽에 배치된 바코드가 있을 수 있다.
상기 시스템은 바코드 판독기를 포함할 수 있다. 바코드 판독기는 마이크로플레이트에 인쇄된 바코드를 등록하고 바코드를 디코딩(컴퓨팅 장치 사용)하여 마이크로플레이트에서 샘플의 아이덴티티(identity)를 결정하는 광학 센서일 수 있다. 바코드 판독기는 휴대용 스캐너, 펜형 스캐너, 레이저 스캐너, 카메라, 또는 다른 유형의 광학 센서일 수 있다.
시스템은 2개 이상의 온도 블록 또는 온도 유닛을 포함할 수 있다. 온도 블록은 열순환 동안 샘플로 열을 전달하고 샘플로부터 열을 전달하도록 구성될 수 있다. 온도 블록은 마이크로플레이트 아래에 배치되어 마이크로플레이트와 접촉하여 가열을 제공하고 가열 가능 덮개에 대해 마이크로플레이트를 누르기 위한 상향력을 제공할 수 있다. 마이크로플레이트를 가열 가능 덮개로 누르는 데 필요한 위쪽 힘을 제공하는 것 외에도 일부 온도 장치는 마이크로플레이트를 완전히 또는 부분적으로 둘러싸거나 캡슐화하여(예: 슬리브와 같이) 여러 측면에서 가열을 제공할 수 있다. 온도 블록 자체를 저항 가열 방식 또는 펠티에 가열 방식으로 가열하여 블록의 온도를 일정하게 유지할 수 있다. 온도 블록을 위한 하나의 저항 가열 시스템은 다음을 포함할 수 있다.
임베디드 카트리지 히터(embedded cartridge heater)를 사용하는 것을 포함할 수 있다. 대류 가열 시스템을 사용하여 온도 블록을 가열할 수 있다. 예를 들어, 온도 블록은 가열된 액체를 순환시키기 위해 블록 내에 채널을 포함할 수 있다. 또 다른 대류 가열 방법은 부착된 스트립 히터를 사용할 수 있다. 또 다른 대류 가열 방법은 모세관 히터를 사용할 수 있다. 온도 블록은 마이크로플레이트 아래에 배치되거나 리프팅 캠 또는 다른 기계 장치를 통해 작동될 때 샘플에 힘을 가하여 가열 가능 덮개 또는 다른 유형의 대향하는 제 2 표면에 대해 샘플을 누르도록 구성될 수 있다. 결과적인 클램핑 동작은 샘플에 신속하고 균일한 가열 또는 냉각을 제공할 수 있다.
온도 블록은 마이크로플레이트를 수용하고 마이크로플레이트 내의 샘플에 변성 온도를 제공하도록 구성된 제 1 온도 블록을 포함할 수 있다. 온도 블록은 마이크로플레이트를 수용하고 확장 온도를 샘플에 제공하도록 구성된 제 2 온도 블록을 포함할 수 있다. 제 2 온도 블록은 제 1 블록과 동일한 물질일 수도 있거나 상이한 물질일 수도 있다. 제 1 온도 블록은 1 내지 10초 동안 변성 온도를 제공할 수 있고, 제 2 온도 블록은 1 내지 30초 동안 확장 온도를 제공할 수 있다.
변성 온도는 핵산의 변성 또는 "용융(melting)"을 위한 온도이다. 이 온도에서, 열순환기는 상보적인 핵산 염기 사이의 수소 결합을 끊고 두 개의 단일 가닥 핵산 분자를 생성한다. 변성 온도는 90℃ 내지 100℃일 수 있다.
확장 온도는 핵산 주형 가닥에 상보적인 새로운 핵산 가닥을 합성하여 핵산 표적 증폭을 위한 하나의 사이클을 완료하기 위한 온도이다. 확장 온도는 50℃에서 65℃ 사이일 수 있다.
확장 전에, 제 2 온도 블록에 의해 어닐링이 수행될 수 있다. 어닐링은 확장 온도에서 수행될 수 있다. 어닐링은 새로운 핵산을 합성하기 위해 프라이머를 핵산 주형 가닥에 결합시키는 것을 포함할 수 있다.
열순환 시스템은 또한 마이크로플레이트를 바코드 판독기에서 온도 블록으로 이동시킨 다음 온도 블록과 감지 디바이스 사이에서 신속하게 이동시키도록 구성된 컨베이어를 포함할 수 있다. 컨베이어는 움직이는 트랙일 수 있다. 컨베이어는 마이크로플레이트가 장착되는 레일, 예를 들어 볼 레일의 세트를 포함할 수 있다. 마이크로플레이트는 기계식 액추에이터를 사용하여 레일의 열순환기 구성 요소 사이에서 이동할 수 있다. 기계식 액추에이터는 리드스크류 또는 나사 조임 동작을 사용하여 마이크로플레이트를 움직일 수 있는 다른 디바이스일 수 있다. 컨베이어는 스프로킷 풀리 위에 장착된 톱니 벨트일 수 있다. 스테퍼 모터는 톱니 벨트 아래에 배치된 기어를 회전시켜 톱니 벨트를 움직이게 함으로써 마이크로플레이트를 전방으로 움직일 수 있다. 다른 실시예에서, 마이크로플레이트는 랙-피니언 시스템을 사용하여 이동할 수 있다. 다른 실시예에서, 마이크로플레이트는 풀리 및 체인을 포함하는 시스템 상에서 이동할 수 있다.
추가로, 마이크로플레이트는 트랙에 의해 지지되지 않는 플랫폼 상에 배치될 수 있고 액추에이터(예를 들어, 공압, 열, 전기, 기계, 또는 유압 액추에이터)를 사용하여 이동될 수 있다. 마이크로플레이트는 모터에 의해 구동될 수 있다. 마이크로플레이트는 로봇 팔에 의해 유지되고 가열된 블록 사이에서 이동될 수 있으며 작업자에 의해 수동으로 제어된다. 다른 실시예에서, 로봇 제어는 부분적으로 자동화될 수 있다. 다른 실시예에서, 로봇 제어는 완전히 자동화될 수 있다.
마이크로플레이트는 1, 2, 3, 4, 또는 5초 내에 온도 블록 사이를 이동할 수 있다. 마이크로플레이트는 서로 다른 속도로 블록 사이를 이동할 수 있다(예를 들어, 제 1 블록에서 제 2 블록으로 역방향보다 더 빠르게 또는 그 반대로). 블록들 사이의 이동 속도는 약 적어도 100mm/s, 또는 약 적어도 150mm/s, 또는 약 적어도 200mm/s, 또는 약 적어도 250mm/s, 또는 약 적어도 300mm/s, 또는 약 적어도 350mm/s일 수 있다. 블록들 사이의 이동 속도는 약 100mm/s 이하, 또는 약 150mm/s 이하, 또는 약 200mm/s 이하, 또는 약 250mm/s 이하, 또는 약 300mm/s 이하, 또는 약 350mm/s 이하일 수 있다. 블록 사이의 이동 속도는 약 100mm/s와 150mm/s 사이, 또는 약 150mm/s와 200mm/s 사이, 또는 약 200mm/s와 250mm/s 사이, 또는 약 250mm/s와 300mm/s 사이, 또는 약 300mm/s와 350mm/s 사이, 또는 약 350mm/s와 400mm/s 사이일 수 있다.
마이크로플레이트의 제 1 블록에서 제 2 블록으로의 전달 속도(transmission)는 약 150mm/s일 수 있고, 마이크로플레이트의 제 2 블록에서 제 1 블록으로의 전달 속도는 약 200mm/s일 수 있으며, 그 반대일 수도 있다. 제 1 블록에서 제 2 블록으로의 전달 속도는 약 200 mm/s일 수 있고, 제 2 블록에서 제 1 블록으로의 전달 속도는 약 250 mm/s일 수 있고, 그 반대일 수도 있다. 제 1 블록에서 제 2 블록으로의 전달 속도는 약 250 mm/s일 수 있고, 제 2 블록에서 제 1 블록으로의 전달 속도는 약 300 mm/s일 수 있고, 그 반대일 수도 있다. 제 1 블록에서 제 2 블록으로의 전달 속도는 약 100 mm/s일 수 있고, 제 2 블록에서 제 1 블록으로의 전달 속도는 약 200 mm/s일 수 있고, 그 반대일 수도 있다. 제 1 블록에서 제 2 블록으로의 전달 속도는 약 150 mm/s일 수 있고, 제 2 블록에서 제 1 블록으로의 전달 속도는 약 250 mm/s일 수 있고, 그 반대일 수도 있다. 제 1 블록에서 제 2 블록으로의 전달 속도는 약 200 mm/s일 수 있고, 제 2 블록에서 제 1 블록으로의 전달 속도는 약 300 mm/s일 수 있고, 그 반대일 수도 있다.
감지 디바이스는 열순환 동안 반응(예: PCR)의 진행을 추적할 수 있다. 감지 디바이스는 두 개의 온도 블록 사이에 포지셔닝될 수 있다. 감지 디바이스는 두 온도 블록 중 하나 바로 위에 포지셔닝될 수 있다. 감지 디바이스는 두 개의 온도 블록의 동일한 수평면(측면)에 포지셔닝될 수 있다. 감지 디바이스는 2개의 온도 블록 위에 비스듬히 포지셔닝될 수 있다. 추가적인 온도 블록을 갖는 다른 실시예에서, 감지 디바이스는 확장 후 형광 응답을 수집하도록 포지셔닝될 수 있다. 예를 들어, 감지 디바이스는 제 1 블록과 제 2 블록 사이 또는 제 2 블록과 제 3 블록 사이에 포지셔닝될 수 있다. 감지 디바이스는 제 1 블록 위, 제 2 블록 위, 또는 제 3 블록 위에 포지셔닝될 수 있다. 추가 온도 블록이 있는 실시예에서, 추가 감지 디바이스가 있을 수 있다. 예를 들어, 제 1 블록과 제 2 블록 사이 및 제 2 블록과 제 3 블록 사이에 감지 디바이스가 존재할 수 있다.
감지 디바이스는 시각적 표시기를 제공할 수 있다. 감지 디바이스는 PCR 반응 동안 방출되는 발광을 측정할 수 있다. 발광은 화학발광일 수 있다. 감지 디바이스는 란타나이드 리포터와 같은 발광 리포터를 사용할 수 있다.
감지 디바이스는 PCR 반응 동안 방출된 형광을 측정할 수 있다. 샘플은 마이크로플레이트가 감지 디바이스의 위치에 들어갈 때 샘플이 형광을 발하게 할 수 있는 프로브 또는 염료와 접촉할 수 있다. 예를 들어, 감지 디바이스는 하나 이상의 발광 다이오드(LED), 포토다이오드, 및 하나 이상의 필터를 포함하는 광학 스캐너일 수 있다. LED는 프로브 또는 염료가 부착된 샘플을 빛과 접촉시켜 형광을 자극할 수 있다. 일부 실시예에서, 자외선(UV) 광원(예를 들어, 레이저) 또는 램프(예를 들어, 텅스텐-할로겐 램프)와 같은 상이한 광원이 형광 방출을 자극하는 데 사용될 수 있다. 필터는 방출된 파장을 형광 방출을 자극하는 파장으로 제한하도록 구성된 밴드패스 필터 또는 기타 필터일 수 있다. 포토다이오드는 이러한 형광 방출을 검출하고 수집된 신호를 정량화 가능한 형광 측정을 반영할 수 있는 전기 신호로 변환할 수 있다. 형광 측정(본 명세서에서 "형광 응답(fluorescene response)"과 상호교환적으로 언급됨)은 제 2 온도 블록과 제 1 온도 블록 사이의 전이에서 기록될 수 있다. 감지 디바이스는 마이크로플레이트가 제 2 온도 블록과 제 1 온도 블록 사이를 이동할 때(확장에서 변성으로) 형광 측정을 수행할 수 있다(또는 형광 응답을 수집할 수 있다). 감지 디바이스는 마이크로플레이트가 50℃에서 65℃ 범위의 특정 온도에 있을 때 모든 형광 측정(또는 형광 응답 수집)을 수행할 수 있다. 감지 디바이스는 샘플에서 방출되는 형광의 특성을 측정할 수 있다. 예를 들어, 감지 디바이스는 형광 편광을 측정할 수 있다.
감지 디바이스는 카메라일 수 있다. 카메라는 마이크로플레이트 웰에 있는 샘플의 이미지를 동시에 캡처하여 형광을 검출하도록 구성될 수 있다. 상기 카메라는 전하 결합 소자(CCD), 전자 증배 CCD(EMCCD) 또는 과학적 보완 금속 산화물 반도체(CHMOS) 디바이스일 수 있다. 카메라는 픽셀 어레이를 포함하고, 픽셀은 전자 저장 웰에 결합된 실리콘 기판을 갖는 포토다이오드를 포함하는 픽셀 어레이를 포함한다. 광자가 실리콘 기판에 충돌하면, 광전자가 생성된다. 이 광전자는 증폭기에 의해 전압으로 변환되고, 다시 아날로그-디지털 변환기(ADC)에 의해 디지털 신호로 변환될 수 있다.
형광 응답은 하나 이상의 초고속 형광분석 측정을 포함할 수 있다. 감지 디바이스는 샘플에서 형광을 여기시키기 위해 발광 다이오드(LED)와 같은 광원을 사용할 수 있다. 포토다이오드는 형광 응답을 측정할 수 있다. 다른 실시예에서, 감지 디바이스는 다른 광원을 사용할 수 있다. 예를 들어, 감지 디바이스는 레이저를 사용할 수 있다. 감지 디바이스는 필터링된 백열 광원을 사용할 수 있다. 감지 디바이스는 램프를 사용할 수 있다. 램프는 텅스텐-할로겐 램프일 수 있다. 예를 들어, 레이저 형광분석 측정 방법은 형광 응답을 포착할 수 있다. 일부 실시예에서, 분광 형광계는 형광 응답을 포착할 수 있다.
마이크로플레이트는 가열, 바코드 스캐닝, 및/또는 감지를 위해 열순환기 시스템 내에 마이크로플레이트를 정확하게 위치시키거나 배치하기 위한 정렬 특징부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크로플레이트는 마이크로플레이트가 가이딩 시스템에 접착, 맞춤 또는 다른 방식으로 인터페이스할 수 있도록 하는 복수의 노치를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 가이딩 시스템은 하나 이상의 트랙을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 가이딩 시스템은 하나 이상의 레일을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 가이딩 시스템은 하나 이상의 폴을 포함할 수 있다. 마이크로플레이트는, 직사각형인 경우, 주변을 따라 일치하는 수의 노치, 주변의 긴 부분에 더 많은 수의 노치, 또는 주변의 작은 부분에 더 많은 수의 노치를 포함할 수 있다. 마이크로플레이트는 예를 들어 총 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20개 또는 그 초과의 노치를 포함할 수 있다. 마이크로플레이트는 주변의 긴 부분에 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8개 또는 그 초과의 노치를 가질 수 있다. 마이크로플레이트는 주변의 짧은 면에 약 1, 2, 3, 4, 5, 6개 또는 그 초과의 노치를 가질 수 있다. 노치는 직사각형, 원형, 난형, 또는 삼각형 모양일 수 있다.
열순환 동안, 마이크로플레이트는 제 2 온도 블록과 제 1 온도 블록 사이에서 10회 내지 60회 이동할 수 있다. 이러한 방식의 순환은 약 10분 미만 또는 약 25분 미만으로 완료될 수 있다. 예를 들어, 20 내지 80 사이클은 10 내지 20분 안에 완료될 수 있다.
마이크로플레이트는 실험실에서 사용되는 다양한 유형의 액체 취급 장비와 함께 사용할 수 있다. 액체 취급 장비에는 원심 분리기가 포함될 수 있다. 액체 취급은 실험실 장비를 사용하여 추가 분석을 위해 마이크로플레이트 웰의 내용물을 제거하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 액체 취급은 피어싱을 포함할 수 있다. 액체 취급 장비에는 천공기가 포함될 수 있다. 액체 취급은 유체 흡입기를 포함할 수 있다. 액체 취급 장비에는 흡인기가 포함될 수 있다. 액체 취급 장비에는 진공 펌프가 포함될 수 있다.
액체 취급 장비는 액체 또는 기타 매체를 분배하기 위한 장비를 포함할 수 있다. 액체 취급 장비는 피펫 또는 피펫팅 시스템일 수 있다. 피펫팅 시스템은 자동 피펫 플랫폼일 수 있다.
일부 실시예에서, 본원에 개시된 하나 이상의 방법은 완전히 자동화될 수 있다. 일부 실시예에서, 본원에 개시된 하나 이상의 단계는 자동화될 수 있다. 일부 실시예에서, 본원에 개시된 임의의 방법의 일부는 자동화될 수 있다. 일부 실시예에서, 본원에 개시된 임의의 방법의 또 다른 부분은 자동화되지 않을 수 있다.
마이크로플레이트 웰이 배치되는 마이크로플레이트 크기, 모양 및 어레이 형식은 표준 장비를 사용하여 테스트 후 절차에 사용될 수 있다. 테스트 후 절차에는 샘플 분석 절차가 포함될 수 있다. 샘플 분석은 겔 전기영동일 수 있다. 샘플 분석은 질량 분석법일 수 있다.
어떤 경우에는 시스템에 하나 이상의 추가 온도 블록이 있을 수 있다. 예를 들어, 시스템은 확장 온도를 제공하는 하나의 블록, 어닐링 온도를 제공하는 하나의 블록 및 변성 온도를 제공하는 하나의 블록을 갖는 제 3 온도 블록을 가질 수 있다. 이러한 실시예는 마이크로플레이트가 임의의 블록 쌍 사이에서 이동할 때 형광 측정을 제공하기 위한 추가 감지 디바이스를 가질 수 있다.
확장 온도 또는 변성 온도를 샘플에 제공하는 것은 온도 블록으로부터 샘플에 압력을 가함으로써 10 내지 300 뉴턴의 힘을 가하는 것을 포함할 수 있다. 온도 블록 아래에 배치된 리프팅 캠은 온도 블록을 위로 밀어 올릴 수 있다. 이러한 힘은 샘플을 포함하는 마이크로플레이트를 가열 가능 덮개로 누를 수 있으며, 덮개와 온도 블록 모두의 압력은 온도 블록에서 마이크로플레이트 내의 샘플로의 열 전달 속도를 빠르게 할 수 있다. 예를 들어, 이러한 프로세스는 샘플의 가열 또는 냉각을 빠르게 할 수 있다. 또한 마이크로플레이트에 의해 가해지는 압력은 샘플에 균일한 가열 또는 냉각을 제공할 수 있다.
가열 가능 덮개는 기계 시스템에 의해 제자리에 고정될 수 있다. 예를 들어 가열 가능 덮개는 케이블을 사용하여 제자리에 고정할 수 있다. 가열 가능 덮개는 도르래를 사용하여 제자리에 고정할 수 있다. 가열 가능 덮개는 기계식 액추에이터를 사용하여 제자리에 고정할 수 있다. 가열 가능 덮개는 로봇 팔을 사용하여 제자리에 고정할 수 있다. 가열 가능 덮개는 접착 시스템을 사용하여 제 위치에 고정될 수 있다. 예를 들어, 가열 가능 덮개는 매달린 편평한 표면에 용접될 수 있다. 가열 가능 덮개는 인클로저에 장착할 수 있다. 가열 가능 덮개는 일련의 레일 위에 놓고 마이크로플레이트를 가열 블록과 정렬하기 위한 것과 유사한 정렬 노치를 사용하여 레일에 장착할 수 있다.
마이크로플레이트의 샘플 웰은 자동으로 밀봉될 수 있다. 기계 또는 컴퓨터 제어 디바이스는 마이크로플레이트 웰의 위치를 파악하고 각각의 웰에 밀봉을 적용하도록 구성될 수 있다. 샘플 웰은 수동으로 또는 장치의 수동 제어를 통해 밀봉할 수도 있다. 시일은 가열 밀봉 필름일 수 있다. 필름은 투명 필름일 수 있다. 필름은 반투명 필름일 수 있다. 필름은 불투명 필름일 수 있다. 복수의 마이크로플레이트 웰은 투명 필름으로 밀봉되고, 나머지 웰은 반투명 필름으로 밀봉될 수 있다. 복수의 마이크로플레이트 웰은 투명 필름으로 밀봉되고, 나머지 웰은 불투명 필름으로 밀봉될 수 있다. 복수의 마이크로플레이트 웰은 불투명 필름으로 밀봉될 수 있고, 나머지 웰은 반투명 필름으로 밀봉될 수 있다. 개별 필름은 부분적으로 투명하고 부분적으로 반투명할 수 있다. 개별 필름은 부분적으로 반투명하고 부분적으로 불투명할 수 있다. 개별 필름은 부분적으로 불투명하고 부분적으로 투명할 수 있다. 샘플 웰은 유리 덮개로 덮을 수 있다. 유리 덮개는 투명한 전도성 산화물로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 유리 덮개는 전기적으로 가열될 수 있도록 인듐 주석 산화물(ITO) 코팅을 가질 수 있다. 유리 덮개는 알루미늄 도핑된 산화아연(AZO)으로 코팅될 수 있다. 유리 덮개는 인듐 도핑 카드뮴 산화물로 코팅될 수 있다. 유리 덮개는 주석산바륨으로 코팅될 수 있다. 유리 덮개는 스트론튬 바나데이트로 코팅될 수 있다. 유리 덮개는 바나듐산칼슘으로 코팅될 수 있다.
마이크로플레이트의 샘플은 핵산 샘플일 수 있다. 예를 들어, 샘플은 데옥시리보핵산(DNA) 샘플일 수 있다. 샘플은 인간 개체(예: 특정 세포 또는 조직), 식물, 동물, 박테리아, 바이러스 또는 기타 유기체에서 유래할 수 있다.
또 다른 양면에서, 하나 이상의 샘플의 빠른 PCR 열순환 방법이 설명된다. 방법은 먼저 하나 이상의 샘플을 식별하는 것을 포함할 수 있다. 샘플은 적어도 한 면에 바코드가 포함된 마이크로플레이트에 놓일 수 있다. 바코드 스캐너는 바코드를 스캔하고 샘플의 아이덴티를 결정할 수 있다. 이어서, 가열 프로세스는 열순환 동안 제 1 온도 구역에서 하나 이상의 샘플에 변성 온도를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 제 1 온도 구역은 두 방향(상방 및 하방)에서 가열이 가해짐에 따라 샘플에 힘(예: 상방 압력 및 하방 압력)이 가해지는 위치일 수 있다. 가열 및 힘을 제공하는 가열 요소는 가열 가능 덮개 및 온도 블록일 수 있다. 가열 프로세스는 또한 열순환 동안 제 2 온도 구역에서 하나 이상의 샘플에 확장 온도를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 확장 온도는 상향력 및 하향력과 가열을 사용하여 추가로 제공될 수 있다. 온도 블록을 위로 밀어 올리기 위해 리프팅 장치(예: 리프팅 캠)에 의해 상향력이 가해질 수 있다. 가열 가능 덮개는 마이크로플레이트가 온도 블록에 의해 압력을 받을 때 하향력을 제공할 수 있다. 가열 프로세스는 제 1 온도 구역과 제 2 온도 구역 사이에서 샘플을 이동시키는 것을 포함할 수 있다. 이동은 나사 고정 동작, 로봇 팔에 의해 제공되는 동작, 작동 방법, 이동 트랙 또는 장치에 배치 또는 기계적 취급 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 가열 프로세스는 샘플이 제 2 온도 구역에서 제 1 온도 구역으로 이동하는 동안 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답을 결정하는 것을 포함할 수 있다.
가열 프로세스는 2개 이상의 온도 구역 사이에서 샘플을 이동할 수 있다. 예를 들어, 가열 프로세스는 샘플을 확장 및 변성을 위한 온도 영역 외에 하나 이상의 추가 온도 영역으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 하나의 추가 온도 영역은 변성을 위한 것일 수 있다. 또 다른 추가 온도 영역은 역전사를 위한 것일 수 있다. 일부 실시예에서, 역전사를 위한 온도 구역으로 이동하는 것은 샘플을 약 25℃ 내지 58℃로 가열하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 역전사를 위한 온도 구역으로 이동하는 것은 샘플을 약 42℃ 내지 48℃로 가열하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 역전사 시간은 약 10분 미만, 약 20분 미만, 약 30분 미만, 또는 약 40분 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 역전사 시간은 약 10분 초과, 약 20분 초과, 약 30분 미만, 또는 약 40분 초과일 수 있다. 일부 실시예에서, 역전사 시간은 약 1분 내지 10분, 약 10분 내지 20분, 약 20분 내지 30분, 또는 약 30분 내지 40분일 수 있다.
중합효소 연쇄 반응(
PCR
)용 마이크로플레이트
일부 실시예에서, 마이크로플레이트 조립체(또한 본원에서 "마이크로플레이트")는 중합효소 연쇄 반응(PCR)을 위해 제공됩니다. 본 개시내용의 마이크로플레이트는 PCR 동안 신속하고 정확한 열 제어로서 현재의 PCR 시스템에 비해 다양한 이점을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 적어도 약 0.1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300, 400, 500, 1000 분당 PCR 사이클(PCR cycle per minute), 또는 최대 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300, 400, 500, 1000 또는 2000 분당 PCR 사이클 또는 약 1-60, 10-70, 20-80, 30-90, 40-100, 100-200, 200-300, 300-400, 500-1000 분당 PCR 사이클을 수행할 수 있는 마이크로플레이트가 제공되고, 어떤 경우에는 사이클마다 형광 측정을 한다. 다른 실시예에서, 적어도 약 0.01℃/초, 또는 0.1℃/초, 또는 1℃/초, 또는 2℃/초, 또는 3℃/초, 또는 4℃/초, 또는 5℃/초, 또는 6℃/초, 또는 7℃/초, 또는 8℃/초, 또는 9℃/초, 또는 10℃/초, 또는 11℃/초, 또는 12℃/초, 또는 13℃/초, 또는 14℃/초, 또는 15℃/초, 또는 16℃/초, 또는 17℃/초, 또는 18℃/초, 또는 19℃/초, 또는 20℃/초, 또는 25℃/초, 또는 30℃/초, 또는 35℃/초, 또는 40℃/초, 또는 45℃/초, 또는 50℃/초, 100℃/초 또는 그 초과 또는 최대 약 0.01℃/초, 또는 0.1℃/초, 또는 1℃/초, 또는 2℃/초 또는 3℃ /초, 또는 4℃/초, 또는 5℃/초, 또는 6℃/초, 또는 7℃/초, 또는 8℃/초, 또는 9℃/초, 또는 10℃/ 초, 또는 11℃/초, 또는 12℃/초, 또는 13℃/초, 또는 14℃/초, 또는 15℃/초, 또는 16℃/초, 또는 17℃/초, 또는 18℃/초, 또는 19℃/초, 또는 20℃/초, 또는 25℃/초, 또는 30℃/초, 또는 35℃/초, 또는 40℃/초, 또는 45℃/초, 또는 50℃/초, 100℃/초 이상, 또는 약 1℃/초-10℃/초, 또는 약 10℃/초-20℃/초, 또는 약 20℃/초-30℃/초, 또는 약 30℃/초-40℃/초, 또는 약 40℃/초-50℃/초의 평균 가열 램프 속도(average heating ramp rate)를 갖는 마이크로플레이트가 제공된다. 다른 실시예에서, 마이크로플레이트는 +/-2℃, +/-1℃, +/-0.5℃, +/-0.2℃, +/-0.1℃, +/-0.05℃ 이상 이내로 열 제어를 생성하는 열 균일성에 대한 능동 제어를 가질 수 있다.
일부 실시예에서 마이크로플레이트는 소모품일 수 있다. 다른 실시예에서, 마이크로플레이트는 재활용 가능할 수 있다. 다른 실시예에서, 마이크로플레이트는 재사용가능할 수 있다. 다른 실시예에서, 마이크로플레이트는 생분해성일 수 있다. 다른 실시예에서, 마이크로플레이트는 비소모성일 수 있다.
본 개시내용의 측면은 중합효소 연쇄 반응(PCR)을 위한 마이크로플레이트를 제공한다. 실시예에서, 마이크로플레이트는 PCR 샘플을 가열하기 위한 금속 물질을 포함하는 기판 및 기판 위에 배치된 배리어 층을 포함할 수 있으며, 배리어 층은 제 1 중합체 물질로 형성된다. 마이크로플레이트는 PCR 샘플을 함유하기 위한 하나 이상의 웰을 추가로 포함할 수 있으며, 하나 이상의 웰은 배리어 층에 대해 밀봉된 제 2 중합체 물질로 형성된다. 일부 경우에, 제 1 중합체 물질은 제 2 중합체 물질과 상이할 수 있다. 예에서, 제 1 중합체 물질은 제 2 중합체 물질과 상이한 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 다른 경우에, 제 1 중합체 물질은 제 2 중합체 물질과 동일할 수 있다. 예에서, 제 1 중합체 물질은 제 2 중합체 물질과 동일하거나 실질적으로 동일한 유리 전이 온도를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 기판은 적어도 약 0.01℃/초, 또는 0.1℃/초, 또는 1℃/초, 또는 2℃/초, 또는 3℃/초, 또는 4℃/초, 또는 5℃/초, 또는 6℃/초, 또는 7℃/초, 또는 8℃/초, 또는 9℃/초, 또는 10℃/초, 또는 11℃/초, 또는 12℃/초, 또는 13℃/초, 또는 14℃/초, 또는 15℃/초, 또는 16℃/초, 또는 17℃/초, 또는 18℃/초, 또는 19℃/초, 또는 20℃/초, 또는 25℃/초, 또는 30℃/초, 또는 35℃/초, 또는 40℃/초, 또는 45℃/초, 또는 50℃/초, 또는 100℃/초 또는 그 초과, 또는 최대 약 0.1℃/초, 또는 1℃/초, 또는 2℃/초, 또는 3℃/초, 또는 4℃/초, 또는 5℃/초, 또는 6℃/초, 또는 7℃/초, 또는 8℃/초, 또는 9 ℃/초, 또는 10℃/초, 또는 11℃/초, 또는 12℃/초, 또는 13℃/초, 또는 14℃/초, 또는 15℃/초, 또는 16℃/초, 또는 17℃/초, 또는 18℃/초, 또는 19℃/초, 또는 20℃/초, 또는 25℃/초, 또는 30℃/초, 또는 35℃/초, 또는 40℃/초, 또는 45℃/초, 또는 50℃/초, 또는 100℃/초 또는 그 초과, 또는 약 1℃/초-10℃/초, 또는 약 10℃/초-20℃/초, 또는 약 20℃/초-30℃/초, 또는 약 30℃/초-40℃/초, 또는 약 40℃/초-50 ℃/초, 또는 약 50℃/초-60℃/초 사이의 PCR 램프 속도(또는 가열 속도)를 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, PCR 샘플의 가열은 기판을 통해 전류를 통과시킴으로써 달성될 수 있다. 다른 실시예에서, PCR 샘플의 가열은 기판을 통해 직류(DC)를 통과시킴으로써 달성될 수 있다(직접 저항성 가열). 일부 실시예에서, 가열은 저항 가열 요소를 포함하는 온도 블록 또는 유닛의 온도를 상승시키기 위해 전류를 사용하는 것과 기판을 통해 전류를 직접 통과시키지 않고 온도 블록 또는 유닛을 마이크로플레이트와 접촉시키는 것을 포함할 수 있다(즉, 직접적인 저항 가열에 의하지 않음). 일부 실시예에서, 온도 블록은 마이크로플레이트를 가열하기 위해 적외선 방사를 인가할 수 있으며, 동시에 마이크로플레이트를 가열 가능 덮개로 가압하기 위해 상향력을 여전히 가할 수 있다.
일부 실시예에서, 기판은 1마이크로미터("미크론") 이하, 또는 2미크론 이하, 또는 3미크론 이하, 또는 4미크론 이하, 또는 5미크론 이하, 또는 6미크론 이하, 또는 7미크론 이하, 또는 8미크론 이하, 또는 9미크론 이하, 또는 10미크론 이하, 또는 11미크론 이하, 또는 12미크론 이하, 또는 13미크론 이하, 또는 14 미크론 이하, 또는 15 미크론 이하, 또는 16 미크론 이하, 또는 17 미크론 이하, 또는 18 미크론 이하, 또는 19 미크론 이하, 또는 20 미크론 이하만큼 PCR 샘플로부터 분리될 수 있다. 다른 실시예에서, 기판은 적어도 약 0.1 미크론, 또는 1 미크론, 또는 2 미크론, 또는 3 미크론, 또는 4 미크론, 또는 5 미크론, 또는 10 미크론, 또는 15 미크론, 또는 20 미크론, 또는 30 미크론, 또는 40 미크론, 또는 50 미크론, 또는 100 미크론, 또는 500 미크론, 또는 1000 미크론, 또는 5000 미크론, 또는 10,000 미크론, 또는 그 초과, 또는 약 1 마이크로미터("미크론") 또는 그 초과, 또는 2 미크론 또는 그 초과, 또는 3 미크론 또는 그 초과, 또는 4 미크론 또는 그 초과, 또는 5 미크론 또는 그 초과, 또는 6 미크론 또는 그 초과, 또는 7 미크론 또는 그 초과, 또는 8 미크론 또는 그 초과, 또는 9 미크론 또는 그 초과, 또는 10 미크론 또는 그 초과, 또는 11 미크론 또는 그 초과, 또는 12 미크론 또는 그 초과, 또는 13 미크론 또는 그 초과, 또는 14 미크론 또는 그 초과, 또는 15 미크론 또는 그 초과, 또는 16 미크론 또는 그 초과, 또는 17 미크론 또는 그 초과, 또는 18 미크론 또는 그 초과, 또는 19미크론 또는 그 초과, 또는 20미크론 또는 그 초과 만큼 PCR 샘플로부터 분리될 수 있다. 다른 실시예에서, 기판은 적어도 약 0.1 미크론, 또는 1 미크론, 또는 2 미크론, 또는 3 미크론, 또는 4 미크론, 또는 5 미크론, 또는 10 미크론, 또는 15 미크론, 또는 20 미크론, 또는 30 미크론, 또는 40 미크론, 또는 50 미크론, 또는 100 미크론, 또는 500 미크론, 또는 1000 미크론, 또는 5000 미크론, 또는 10,000 미크론, 또는 그 초과만큼 PCR 샘플로부터 분리된다.
일부 실시예에서, 제 2 중합체 물질은 배리어 층에 열밀봉될 수 있다. 다른 실시예에서, 제 1 중합체 물질은 제 2 중합체 물질과 화학적으로 상용성일 수 있다. 일부 실시예에서, 금속 물질은 알루미늄을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 금속 물질은 알루미늄 합금을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 금속 물질은 니켈을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 금속 물질은 강철을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 금속 물질은 구리를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 금속 물질은 은을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 금속 물질은 금을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 금속 물질은 몰리브덴을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 금속 물질은 황동을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 기판은 기판을 통한 전류의 흐름에 따라 열을 발생시키기 위한 것일 수 있다. 다른 실시예에서, 기판은 기판을 통한 직류(DC)의 흐름에 따라 열을 발생시키기 위한 것일 수 있다. 다른 실시예에서, 기판은 기판을 통한 교류(AC)의 흐름에 따라 열을 발생시키기 위한 것일 수 있다.
일부 실시예에서, 기판은 약 0.01℃/초 내지 100℃/초, 또는 약 0.1℃/초 내지 50℃/초, 또는 약 1℃/초 내지 35℃/초, 또는 약 3℃/초 내지 25℃/초, 또는 약 5℃/초 내지 15℃/초의 속도로 하나 이상의 웰에서 샘플의 온도를 증가시키기 위한 것일 수 있다. 기판은 적어도 약 0.01℃/초, 또는 적어도 약 0.1℃/초, 또는 적어도 약 1℃/초, 또는 적어도 약 10℃/초, 또는 적어도 약 20℃/초, 또는 적어도 약 30℃/초의 온도 증가를 위한 것일 수 있다. 기판은 최대 약 0.01℃/초, 또는 최대 약 0.1℃/초, 또는 최대 약 1℃/초, 또는 최대 약 10℃/초, 또는 최대 약 20℃/초, 또는 최대 약 30℃/초의 온도 증가를 위한 것일 수 있다.
일부 실시예에서, 기판은 PCR 샘플을 가열하기 위한 금속 물질을 포함할 수 있다. 금속 물질은 약 5x10-9ohm-m과 1x10-6ohm-m 사이, 또는 약 1x10-8ohm-m과 1x10-7ohm-m 사이, 또는 약 2x10-8ohm-m과 8x10-8ohm-m 사이의 비저항을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 마이크로플레이트는 하나 이상의 웰을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 마이크로플레이트는 약 1개의 웰, 또는 2개의 웰, 또는 3개의 웰, 또는 4개의 웰, 또는 5개의 웰, 또는 6개의 웰, 또는 7개의 웰, 또는 8개의 웰, 또는 9개의 웰, 또는 10개의 웰, 또는 11개의 웰, 또는 12개의 웰, 또는 13개의 웰, 또는 14개의 웰, 또는 15개의 웰, 또는 16개의 웰, 또는 17개의 웰, 또는 18개의 웰, 또는 19개의 웰, 또는 20개의 웰, 또는 21개의 웰, 또는 22개의 웰, 또는 23개의 웰, 또는 24개의 웰, 또는 25개의 웰, 또는 26개의 웰, 또는 27개의 웰, 또는 28개의 웰, 또는 29개의 웰, 또는 30개의 웰, 또는 31개의 웰, 또는 32개의 웰, 또는 33개의 웰, 또는 34개의 웰, 또는 35개의 웰, 또는 36개의 웰, 또는 37개의 웰, 또는 38개의 웰, 또는 39개의 웰, 또는 40개의 웰, 또는 41개의 웰, 또는 42개의 웰, 또는 43개의 웰, 또는 44개의 웰, 또는 45개의 웰, 또는 46개의 웰, 또는 47개의 웰, 또는 48개의 웰, 또는 49개의 웰, 또는 50개의 웰, 또는 51개의 웰, 또는 52개의 웰, 또는 53개의 웰, 또는 54개의 웰, 또는 55개의 웰, 또는 56개의 웰, 또는 57개의 웰, 또는 58개의 웰, 또는 59개의 웰, 또는 60개의 웰, 또는 61개의 웰 또는 62개의 웰, 또는 63개의 웰, 또는 64개의 웰, 또는 65개의 웰, 또는 66개의 웰, 또는 67개의 웰, 또는 68개의 웰, 또는 69개의 웰, 또는 70개의 웰, 또는 71개의 웰, 또는 72개의 웰, 또는 73개의 웰, 또는 74개의 웰, 또는 75개의 웰, 76개의 웰, 77개의 웰, 78개의 웰, 79개의 웰, 80개의 웰, 81개의 웰, 82개의 웰, 83개의 웰, 84개의 웰, 85개의 웰, 86개의 웰, 87개의 웰, 또는 88개의 웰, 또는 89개의 웰, 또는 90개의 웰, 또는 91개의 웰, 또는 92개의 웰, 또는 93개의 웰, 또는 94개의 웰, 또는 95개의 웰, 또는 96개의 웰, 또는 97개의 웰, 또는 98개의 웰, 또는 99개의 웰, 또는 100개의 웰, 또는 101개의 웰, 또는 102개의 웰, 또는 103개의 웰, 또는 104개의 웰, 또는 105개의 웰, 또는 106개의 웰, 또는 107개의 웰, 또는 108개의 웰, 또는 109개의 웰, 또는 110개의 웰, 또는 111개의 웰, 또는 112개의 웰 또는 113개의 웰, 또는 114개의 웰, 또는 115개의 웰, 또는 116개의 웰, 또는 117개의 웰, 또는 118개의 웰, 또는 119개의 웰, 또는 120개의 웰, 또는 121개의 웰, 또는 122개의 웰, 또는 123개의 웰, 또는 124개의 웰, 또는 125개의 웰, 또는 126개의 웰, 또는 127개의 웰, 또는 128개의 웰, 또는 129개의 웰, 또는 130개의 웰, 또는 그 초과를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 마이크로플레이트는 1개 또는 그 초과, 또는 5개 또는 그 초과, 또는 10개 또는 그 초과, 또는 15개 또는 그 초과, 또는 20개 또는 그 초과, 또는 25개 또는 그 초과, 또는 30개 또는 그 초과, 또는 35개 또는 그 초과, 또는 40개 또는 그 초과, 또는 45개 또는 그 초과, 또는 50개 또는 그 초과, 또는 60개 또는 그 초과, 또는 70개 또는 그 초과, 또는 80개 또는 그 초과, 또는 90개 또는 그 초과, 또는 100개 또는 그 초과, 또는 110개 또는 그 초과, 또는 120개 또는 그 초과, 또는 130개 또는 그 초과, 또는 140개 또는 그 초과, 또는 150개 또는 그 초과, 또는 200개 또는 그 초과, 또는 300개 또는 그 초과, 또는 400개 또는 그 초과, 또는 500개 또는 그 초과, 또는 1000개 또는 그 초과의 웰을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 마이크로플레이트는 1개 또는 그 미만, 또는 5개 또는 그 미만, 또는 10개 또는 그 미만, 또는 15개 또는 그 미만, 또는 20개 또는 그 미만, 또는 25개 또는 그 미만, 또는 30개 또는 그 미만, 또는 35개 또는 그 미만, 또는 40개 또는 그 미만, 또는 45개 또는 그 미만, 또는 50개 또는 그 미만, 또는 60개 또는 그 미만, 또는 70개 또는 그 미만, 또는 80개 또는 그 미만, 또는 90개 또는 그 미만, 또는 100개 또는 그 미만, 또는 110개 또는 그 미만, 또는 120개 또는 그 미만, 또는 130개 또는 그 미만, 또는 140개 또는 그 미만, 또는 150개 또는 그 미만, 또는 200개 또는 그 미만, 또는 300개 또는 그 미만, 또는 400개 또는 그 미만, 또는 500개 또는 그 미만, 1000개 또는 그 미만의 웰을 포함할 수 있다.
실시예에서, 마이크로플레이트는 24개의 웰을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 마이크로플레이트는 48개의 웰을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 마이크로플레이트는 54개의 웰을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 마이크로플레이트는 72개의 웰을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 마이크로플레이트는 96개의 웰을 포함할 수 있다. 마이크로플레이트는 일회용 및/또는 재활용이 가능하다.
일부 실시예에서, 마이크로플레이트는 각각의 웰이 5 마이크로리터(㎕)와 40㎕ 사이의 부피를 갖는 24개의 웰, 또는 각각의 웰이 약 0.5㎕ 내지 5㎕의 부피를 갖는 96개의 웰을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 중합효소 연쇄 반응(PCR)을 위한 마이크로플레이트는 PCR 샘플을 가열하기 위한 금속 물질을 포함하는 기판, 기판 위에 배치된 코팅 층(또한 "장벽 층")을 포함할 수 있으며, 코팅 층은 제 1 중합체 물질; 및 PCR 샘플을 담기 위한 코팅 층에 밀봉된 제 2 고분자 물질로 형성된 하나 이상의 웰을 포함한다. 일부 실시예에서, 제 2 중합체 물질은 제 1 중합체 물질과 동일할 수 있다. 일부 실시예에서, 금속 기판은 외부 발열 요소 또는 펠티어 가열 블록에 대한 요구 없이, +/- 2℃ 또는 그 초과, 또는 +/- 1℃ 또는 그 초과, 또는 +/- 0.5℃ 또는 그 초과, 또는 +/-0.2℃ 또는 그 초과, 또는 +/- 0.1℃ 또는 그 초과, 또는 +/- 0.05℃ 또는 그 초과의 웰 간 열 균일성을 제공할 수 있다.
다른 실시예에서, 중합효소 연쇄 반응(PCR)을 위한 마이크로플레이트는 PCR 샘플을 가열하기 위한 금속 물질을 포함하는 기판; 상기 기판상에 배치되며, 제 1 고분자 물질로 형성된 코팅 층; 및 PCR 샘플을 함유하기 위한 하나 이상의 웰을 포함하며, 상기 하나 이상의 웰은 코팅 층에 대해 밀봉된 제 2 중합체 물질로 형성된다. 일부 실시예에서, 금속 기판은 분당 적어도 0.1 PCR 사이클, 또는 분당 적어도 1 PCR 사이클, 또는 분당 적어도 2 PCR 사이클, 또는 분당 적어도 3 PCR 사이클. 또는 분당 적어도 4 PCR 사이클, 분당 적어도 5 PCR 사이클, 분당 적어도 6 PCR 사이클, 분당 적어도 7 PCR 사이클, 분당 적어도 8 PCR 사이클, 또는 분당 적어도 9 PCR 사이클, 또는 분당 적어도 10 PCR 사이클, 또는 분당 적어도 20 PCR 사이클, 또는 분당 적어도 30 PCR 사이클, 또는 분당 적어도 40 PCR 사이클, 또는 분당 적어도 50 PCR 사이클, 또는 분당 적어도 60 PCR 사이클, 또는 분당 적어도 70 PCR 사이클, 또는 분당 적어도 80 PCR 사이클, 또는 분당 적어도 90 PCR 사이클, 또는 분당 적어도 100 PCR 사이클, 또는 최소 200 PCR 분당 사이클, 또는 분당 적어도 300 PCR 사이클, 또는 분당 적어도 400 PCR 사이클, 또는 분당 적어도 500 PCR 사이클, 또는 분당 적어도 1000 PCR 사이클을 허용하기에 충분한 가열 효율을 제공할 수 있고, 어떤 경우에는 모든 사이클에 대한 형광 측정을 포함한다. 일부 실시예에서, 금속 기판은 분당 최대 0.1 PCR 사이클, 또는 분당 최대 1 PCR 사이클, 또는 분당 최대 2 PCR 사이클, 또는 분당 최대 3 PCR 사이클, 또는 분당 최대 4 PCR 사이클, 또는 분당 최대 5 PCR 사이클, 또는 분당 최대 6 PCR 사이클, 또는 분당 최대 7 PCR 사이클, 또는 분당 최대 8 PCR 사이클, 또는 최대 9 분당 PCR 사이클, 또는 분당 최대 10 PCR 사이클, 또는 분당 최대 20 PCR 사이클, 또는 분당 최대 30 PCR 사이클, 또는 분당 최대 40 PCR 사이클, 또는 분당 최대 50 PCR 사이클, 또는 분당 최대 60 PCR 사이클, 또는 분당 최대 70 PCR 사이클, 또는 분당 최대 80 PCR 사이클, 또는 분당 최대 90 PCR 사이클, 또는 분당 최대 100 PCR 사이클, 또는 분당 최대 200 PCR 사이클, 또는 분당 최대 300 PCR 사이클, 또는 분당 최대 400 PCR 사이클, 또는 분당 최대 500 PCR 사이클, 또는 분당 최대 1000 PCR 사이클을 허용하기에 충분한 가열 효율을 제공할 수 있고, 어떤 경우에는 모든 사이클에 대한 형광 측정을 포함한다. 일부 실시예에서, 금속 기판은 분당 1-10 PCR 사이클, 또는 분당 10-20 PCR 사이클, 또는 분당 20-30 PCR 사이클, 또는 분당 30-40 PCR 사이클, 또는 40-50 분당 PCR 사이클을 허용하기에 충분한 가열 효율을 제공한다.
일부 실시예에서, 마이크로플레이트는 접촉 층 반대쪽 기판의 측면에 적외선(IR) 정규화 물질의 층을 더 포함할 수 있다. IR 정규화 층은 IR 방사율을 증가시키는 데 도움이 될 수 있으므로, PCR 동안 마이크로플레이트 및 하나 이상의 웰의 보다 효율적인 열 조절을 제공한다. 다른 실시예에서, 마이크로플레이트는 코팅 층 반대쪽 기판의 측면에 IR-표준화 물질의 층을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, IR-표준화 층은 약 10 마이크로미터("미크론") 미만, 또는 약 5 미크론 미만, 또는 약 1 미크론 미만, 또는 약 0.5 미크론 미만, 또는 약 0.1 미크론 미만의 두께를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 마이크로플레이트는 약 0.1 mm 미만, 또는 약 0.2 mm 미만, 또는 약 0.3 mm 미만, 또는 약 0.4 mm 미만, 또는 약 0.5 mm 미만, 또는 약 0.6mm 미만, 또는 약 0.7mm 미만, 또는 약 0.8mm 미만, 또는 약 0.9mm 미만, 또는 약 1mm 미만의 두께를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 마이크로플레이트는 약 0.1mm와 100mm 사이, 또는 약 0.2mm와 20mm 사이, 또는 약 0.3mm와 10mm 사이, 또는 약 0.4mm와 0.6mm 사이의 두께를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 마이크로플레이트는 약 0.1mm 초과, 또는 약 0.2mm 초과, 또는 약 0.3mm 초과, 또는 약 0.4mm 초과, 또는 약 0.5mm 초과, 또는 약 0.6mm 초과, 또는 약 0.7mm 초과, 또는 약 0.8mm 초과, 또는 약 0.9mm 초과, 또는 약 1mm 초과의 두께를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 코팅 층은 약 10 마이크로미터("미크론") 미만, 또는 약 5 미크론 미만, 또는 약 1 미크론 미만, 또는 약 0.5 미크론 미만, 또는 약 0.1미크론 미만의 두께를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 코팅 층은 약 10 마이크로미터("미크론") 초과, 또는 약 5 미크론 초과, 또는 약 1 미크론 초과, 또는 약 0.5 미크론 초과, 또는 약 0.1 미크론 초과의 두께를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 코팅 층은 약 0.1 내지 1 미크론, 약 1 내지 2 미크론, 약 2 내지 3 미크론, 약 3 내지 5 미크론, 또는 약 5 내지 10 미크론의 두께를 가질 수 있다.
본 개시 내용의 또 다른 측면은 중합효소 연쇄 반응(PCR)과 함께 사용하기 위한 일회용 샘플 홀더를 제공할 수 있다. 경우에 따라 일회용 샘플 홀더는 중합체 물질, 금속 물질(예: 알루미늄) 또는 복합 물질과 같은 재활용 물질로 형성된다.
일부 실시예에서 일회용 샘플 홀더는 제 1 고분자 물질로 코팅된 알루미늄 기판과 제 1 고분자 물질에 열 밀봉된 복수의 웰을 포함할 수 있다. 복수의 웰은 제 1 중합체 물질과 상용성인 제 2 중합체 물질로 형성될 수 있다.
일부 경우에서, 일회용 샘플 홀더는 일회용 샘플 홀더의 복수의 웰에 열을 제공하기 위한 알루미늄 함유 기판을 포함할 수 있다. 일회용 샘플 홀더는 약 100g, 90g, 80g, 70g, 60g, 50g, 40g, 30g, 20g, 15g, 10g, 5g, 4g, 3g, 2g, 1g 또는 그 미만의 이하의 무게를 가질 수 있다. 일회용 샘플 홀더 약 1g, 2g, 5g, 10g, 15g, 20g, 30g, 40g, 50g, 60g, 70g, 80g, 90g, 또는 100g 이상의 무게를 가질 수 있다. 일부 실시예에서 샘플 홀더는 1~10g, 10~20g, 20~30g, 30~40g, 40~50g, 50~100g 또는 그 초과의 무게를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 일회용 샘플 홀더는 일회용 샘플 홀더이다. 일부 실시예에서, 일회용 샘플 홀더는 다용도 샘플 홀더이다.
본 개시 내용의 또 다른 측면은 중합효소 연쇄 반응(PCR)과 함께 사용하기 위한 저비용 샘플 홀더를 제공할 수 있다. 저비용 샘플 홀더는 약 2.0g/cm3 내지 4.0g/cm3, 또는 2.7g/cm3 내지 3.0g/cm3의 밀도를 갖는 금속 물질로 형성된 기판을 포함할 수 있다. 기판은 약 0.01℃/초 내지 100℃/초, 또는 약 0.1℃/초 내지 50℃/초, 또는 약 1℃/초 내지 35℃/초, 또는 약 3℃/초 내지 25℃/초, 또는 약 5℃/초 내지 15℃/초의 가열 속도로 저비용 샘플 홀더의 하나 이상의 웰에 열을 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 기판은 알루미늄을 포함한다. 일부 상황에서, 저비용 샘플 홀더는 기판 위에 제 1 중합체 물질로 형성된 배리어 층을 더 포함할 수 있다. 저비용 샘플 홀더의 하나 이상의 웰은 제 1 중합체 물질에 결합된 제 2 중합체 물질로 형성될 수 있다.
열순환기
시스템
25분 이내에 40 PCR 사이클을 수행할 수 있는 초고속 열순환기 시스템이 개시된다. 일부 실시예에서, 열순환기는 10분에 약 20 PCR 사이클, 또는 10분에 약 30 PCR 사이클, 또는 10분에 약 40 PCR 사이클, 또는 10분에 약 50 PCR 사이클을 수행할 수 있다. 일부 실시예에서, 열순환기는 20분에 약 20 PCR 사이클, 또는 20분에 약 30 PCR 사이클, 또는 20분에 약 40 PCR 사이클을 수행할 수 있다. 일부 실시예에서, 열순환기는 30분에 약 20 PCR 사이클, 또는 30분에 약 30 PCR 사이클, 또는 30분에 약 40 PCR 사이클을 수행할 수 있다. 일부 실시예에서, 열순환기는 10분에 약 10-20 PCR 사이클, 또는 10분에 동안 약 20-30 PCR 사이클, 또는 10분에 약 30-40 PCR 사이클, 또는 10분에 약 40-50 PCR 사이클을 수행할 수 있다. 일부 실시예에서, 열순환기는 20분에 약 10-20 PCR 사이클, 또는 20분에 약 20-30 PCR 사이클, 또는 20분에 약 30-40 PCR 사이클을 수행할 수 있다. 일부 실시예에서, 열순환기는 30분에 약 10-20 PCR 사이클, 또는 30분에 약 20-30 PCR 사이클, 또는 30분에 약 30-40 PCR 사이클을 수행할 수 있다. 일부 실시예에서, 열순환기는 10-20분에 약 20회의 PCR 사이클, 또는 10-20분에 약 30회의 PCR 사이클, 또는 10-20분에 약 40회의 PCR 사이클, 또는 10-20분에 약 50회의 PCR 사이클을 수행할 수 있다. 일부 실시예에서, 열순환기는 20-30분에 약 20 PCR 사이클, 또는 20-30분에 약 30 PCR 사이클, 또는 20-30분에 약 40 PCR 사이클을 수행할 수 있다. 일부 실시예에서, 열순환기는 30-40분에 약 20 PCR 사이클, 또는 30-40분에 약 30 PCR 사이클, 또는 30-40분에 약 40 PCR 사이클을 수행할 수 있다.
열순환기 시스템은 가열된 블록 사이에서 마이크로플레이트를 빠르게 이송하기 위해 캐리지에 의해 지지되는 마이크로플레이트를 포함할 수 있다. 하나의 가열 블록(예: 온도 블록 또는 온도 유닛)은 마이크로플레이트를 확장 온도로 가열할 수 있고 다른 가열 블록은 마이크로플레이트를 변성 온도로 가열할 수 있다. 광학 스캐너는 형광 측정을 통해 열순환 반응의 진행 상황을 추적할 수 있다.
마이크로플레이트는 얇은 양면의 단단한 비변형 플레이트일 수 있다. 마이크로플레이트는 금속 물질(예를 들어, 알루미늄)로 만들어질 수 있다. 한쪽 면에서 플레이트는 중합체 물질(예: 폴리프로필렌)로 코팅되고 샘플 격납 우물에 부착될 수 있다. 다른 한편으로, 마이크로플레이트는 마이크로플레이트 아래에 배치된 바코드 스캐너에 의해 스캔될 바코드를 포함할 수 있다. 마이크로플레이트는 열순환 시스템 내에서 마이크로플레이트를 정확하게 위치시키기 위한 정렬 노치를 포함할 수 있다.
온도 블록(가열 블록 또는 온도 유닛이라고도 함)은 확장, 어닐링, 및 변성을 위해 마이크로플레이트 샘플에 열을 제공할 수 있다. 온도 블록은 마이크로플레이트에 전기 가열(예: 저항 가열)을 제공하거나 적외선 가열 또는 다른 방법으로 가열할 수 있다.
광학 스캐너는 형광 센서일 수 있다. 광학 스캐너는 열순환을 겪는 웰에서 형광을 여기시킬 수 있는 복수의 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 그런 다음 포토다이오드 또는 기타 디바이스에서 형광을 측정할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 마이크로플레이트(100)를 도시한다. 마이크로플레이트는 열순환기에 의해 증폭되는(예를 들어, 중합효소 연쇄 반응(PCR)을 통해) 그 웰 내에 복수의 데옥시리보핵산(DNA)-함유 샘플을 보유할 수 있다. 마이크로플레이트(100)는 96개의 웰(105)을 갖지만, 다른 실시예에서 마이크로플레이트는 2:3 직사각형 매트릭스(예를 들어, 표준 생체 분자 과학(SBS) 크기의 정량적 PCR(qPCR) 테스트 플레이트)로 배열된 6, 12, 24, 48, 192, 384 또는 1536개의 웰을 가질 수 있다. 마이크로플레이트(100)는 폴리프로필렌으로 한 면이 코팅된 알루미늄 플레이트일 수 있어 PCR 프로세스의 일반적인 폭 넓은 온도 변화를 견딜 수 있다. 알루미늄 플레이트는 얇을 수 있으며(예를 들어, 0.4mm) 코팅도 얇다(예를 들어 0.01mm). 코팅은 액체로 적용되고 열처리되어 경화되어 알루미늄 플레이트에 접착될 수 있다. 웰은 추가로 경질 폴리프로필렌으로 만들어질 수 있으며 플레이트의 폴리프로필렌 코팅 면에 용접될 수 있다. 다른 실시예에서, 웰 및 코팅은 상이한 물질을 포함할 수 있다. 실시예(100)에서, 웰 및 코팅은 백색일 수 있지만, 다른 실시예에서, 코팅 및/또는 웰은 감지 디바이스의 과포화를 피하기 위해 서리로 덮이거나(또는 반투명), 또는 상이한 색상일 수 있다. 샘플 우물이 적재되면 샘플 우물은 열 밀봉 필름(예: 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르 덮개 또는 라미네이트 필름)으로 밀봉될 수 있다. 96-웰 플레이트(100)에서, 개별 샘플 웰(105)은 계단식 섹션 링을 포함할 수 있다. 계단식 섹션 링은 함께 결합된 큰 링과 작은 링을 포함할 수 있다. 내부 링의 직경은 5mm일 수 있다. 내부 링의 깊이는 4mm일 수 있다. 웰은 중합체 물질로 형성될 수 있다. 이는 각각의 웰(105)에서 효율적인 열 제어를 제공할 수 있다.
마이크로플레이트는 마이크로플레이트 웰(105)을 포함하는 코팅된 면에 더하여 하나 이상의 면을 포함할 수 있다. 마이크로플레이트의 밑면(즉, 뒷면 또는 반대면)에는 바코드가 위치하여 마이크로플레이트 아래에 배치된 바코드 스캐너는 웰 내부의 샘플 및/또는 샘플 유형을 읽을 수 있다.
마이크로플레이트(100)는 마이크로플레이트를 히터 블록의 일관된 위치에 배치하고 신호 측정을 위해 센서와 정렬하기 위한 하나 이상의 노치(110)를 가질 수 있다. 노치(110)는 마이크로플레이트(100)를 신호 측정 시스템 아래 및 바코드 판독기 위에 정확하게 정렬하는 데 사용될 수 있다. 이 실시예에서, 노치는 직사각형 형상으로 절단될 수 있지만, 삼각형, 원형, 또는 열순환 시스템 내 정렬에 필요한 다른 형상일 수 있다. 노치는 폭 4mm x 높이 4mm일 수 있다. 노치 폭은 약 적어도 1mm, 약 적어도 2mm, 약 적어도 3mm, 약 적어도 4mm, 또는 약 적어도 5mm일 수 있다. 노치 폭은 약 최대 2mm, 약 최대 3mm, 약 최대 4mm, 약 최대 5mm, 또는 약 최대 6mm일 수 있다. 노치 폭은 약 1mm와 2mm 사이, 약 2mm와 3mm 사이, 약 3mm와 4mm 사이, 약 4mm와 5mm 사이, 또는 약 5mm와 6mm 사이일 수 있다. 노치 높이는 약 적어도 1mm, 약 적어도 2mm, 약 적어도 3mm, 약 적어도 4mm, 또는 약 적어도 5mm일 수 있다. 노치 높이는 약 최대 2mm, 약 최대 3mm, 약 최대 4mm, 약 최대 5mm, 또는 약 최대 6mm일 수 있다. 노치 높이는 약 1mm와 2mm 사이, 약 2mm와 3mm 사이, 약 3mm와 4mm 사이, 약 4mm와 5mm 사이, 또는 약 5mm와 6mm 사이일 수 있다. 이 실시예에서, 노치는 균일한 크기이지만, 다른 실시예에서, 노치는 상이한 크기일 수 있다. 마이크로플레이트(100)는 8개의 정렬 노치를 포함하지만, 다른 실시예는 정렬을 위해 더 많거나 더 적은 노치를 가질 수 있다. 노치(110)는 마이크로플레이트(100)가 수직 가이드 레일을 따라 이동하는 것을 보장함으로써 열순환기 구성요소와의 정렬을 수행할 수 있다.
일부 실시예에서, 마이크로플레이트의 하나의 직사각형 면은 노치를 가질 수 있거나, 두 개의 직사각형 면은 노치를 가질 수 있거나, 세 개의 직사각형 면은 노치를 가질 수 있거나, 네 개의 직사각형 면은 노치를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 1 노치, 또는 2 노치, 또는 4 노치, 또는 8 노치, 또는 16 노치가 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 노치는 1mm, 또는 2mm, 또는 3mm, 또는 4mm, 또는 6mm, 또는 12mm, 또는 18mm, 또는 24mm, 또는 36mm, 또는 54mm, 또는 72mm만큼 이격될 수 있다. 일부 실시예에서, 대향하는 직사각형 면은 노치를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 인접한 직사각형 측면은 노치를 포함할 수 있다. 노치는 각각의 직사각형 측면에서 동일한 간격을 갖지 않을 수 있다. 일 실시예에서, 8개의 노치가 있을 수 있다. 하나의 긴 직사각형 면에서, 36mm 간격으로 떨어져 있을 수 있다. 마주보는 두 개의 짧은 직사각형 면에서, 54mm 간격으로 이격될 수 있다. 나머지 긴 직사각형 측면에서, 72mm 간격으로 이격될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 정렬 노치(210)와 함께 알루미늄 시트(215)에 용접된 강성 폴리프로필렌 웰(205)을 갖는 대안적인 48-웰 마이크로플레이트 실시예(200)의 측면도 및 정면도를 예시한다. 마이크로플레이트(200)는 중합체-코팅될 수 있다. 중합체 코팅은 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 또는 기타 코팅을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 웰(205)은 4X6, 6X8, 8X12, 16X24, 또는 다른 2:3 직사각형 웰 배열을 포함하는 어레이 포맷으로 배열될 수 있다. 웰은 산업 표준 기하학 및 치수를 가진 산업 표준 자동화 액체 취급 장비에 맞게 9mm 또는 4.5mm 또는 2.25mm 정사각형 피치를 가질 수 있다. 마이크로플레이트의 크기, 마이크로플레이트에 있는 웰의 크기 및 피치, 직사각형 웰 배열 또는 어레이의 2:3 비율은 표준 장비를 사용하여 사후 테스트 절차를 가능하게 한다. 일부 실시예에서, 마이크로플레이트는 어레이 내에서 대안적인 웰 배열을 가질 수 있다. 예를 들어, 마이크로플레이트는 1:2 배열, 2:4 배열, 2:5 배열, 3:4 배열, 3:5 배열, 또는 4:5 배열을 가질 수 있다.
컨베이어에 장착된 캐리지는 정렬 기능을 사용하여 마이크로플레이트(100) 또는 마이크로플레이트(200)를 찾아 지지하고 필요에 따라 선형으로 이동시키는 데 사용될 수 있다. 컨베이어는 레일을 포함할 수 있는 반면, 마이크로플레이트는 리드스크루 또는 톱니형 벨트에 의해 작동되어 레일을 횡단할 수 있다. PCR에 필요한 교대 가열 및 냉각을 수행하기 위해, 마이크로플레이트(100 또는 200)는 변성 및 확장 온도(예: 95 및 55℃)로 설정된 두 개의 전기 가열 온도 제어 블록 사이에서 앞뒤로 빠르게(예: 250mm/s로) 이동할 수 있고 사전 설정된 시간 동안 각각에 차례로 단단히 고정된다. 예를 들어, 마이크로플레이트(100 또는 200)는 변성 블록(예를 들어, 도 3의 블록(330) 또는 도 5의 블록(530)에 대해 1 내지 2초 동안 클램핑될 수 있고, DNA 표적 서열의 길이에 따라 4 내지 10초 동안 클램핑되어, 확장 블록에 고정될 수 있다.
PCR의 진행은 각각의 링(205)에 포함된 샘플로부터의 형광 측정을 사용함으로써 이어질 수 있다. 플레이트(200)는 열 순환 시 블록 사이를 이동하는 동안 감지 디바이스 아래를 통과할 수 있다. 감지 디바이스는 광학 판독기(예: 형광 검출기)일 수 있다. 일부 실시예에서, 감지 디바이스는 제어된 파장의 빛으로 마이크로플레이트의 운동 방향에 수직인 웰의 어레이를 조명할 수 있고 그 다음 각각의 링으로부터의 형광 응답을 측정할 수 있다. 이는 이동 방향으로 각각의 웰(205) 라인에 대해 반복될 수 있다. 다른 실시예에서, 감지 디바이스는 마이크로플레이트의 이동 방향에 수직하지 않은 웰의 어레이를 조명할 수 있다.
각각의 웰에서 서로 다른 형광단을 판독하는 경우, 추가 감지 디바이스를 사용하여 방출된 빛의 각 파장에 대한 형광을 감지할 수 있다. 검출기는 두 블록 사이에 일렬로 배치될 수 있다.
마이크로플레이트(200)는 예를 들어 위치에 대해 ±0.15 또는 반경에 대해 ±0.2의 공차를 갖는 얇은(예를 들어, 0.4mm) 중합체 코팅된 알루미늄 시트를 포함할 수 있다. 시트의 한 면은 검은색(형광 생물학적 분석의 향상된 검출을 위해 탄소를 첨가하여)이고 다른 면은 흰색일 수 있다. 다른 실시예에서, 중합체 코팅은 젖빛(frosted)(즉, 반투명)이거나 다른 색상일 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 초고속 PCR 열순환기(300)의 다이어그램을 예시한다. 열순환기(300)는 마이크로플레이트(100) 또는 마이크로플레이트(200)와 유사한 마이크로플레이트일 수 있는 마이크로플레이트(320), 마이크로플레이트(320)를 장착하기 위한 캐리지(325), 감지 디바이스(310), 복수의 가열 가능 덮개(340), 변성용 가열 블록(330), 확장용 가열 블록(335), 복수의 리프팅 캠(350), 및 바코드 판독기(370)를 포함할 수 있다. 구성 요소는 베이스(360)에 놓일 수 있다. 열순환기는 로봇 또는 기계 핸들링을 사용하여 가열 블록(330 및 335) 사이의 샘플을 10 내지 60번 전달할 수 있다. 일부 실시예에서, 열순환기는 마이크로플레이트의 자동 밀봉 및 로봇 핸들링이 있는 액체 핸들링/자동 피펫 플랫폼을 포함할 수 있다.
도 3의 실시예에서, 가열된 블록(335)은 확장 및 어닐링 온도를 제공할 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, PCR 열순환기는 3개 또는 그 초과의 가열 블록을 가질 수 있다. 예를 들어, 3블록 열순환기는 확장용 블록 1개, 어닐링용 블록 1개, 변성용 블록 1개를 가질 수 있다. 이러한 열순환기는 마이크로플레이트가 제 1 블록에서 제 2 블록으로, 제 2 블록에서 제 3 블록으로, 또는 제 3 블록에서 다시 제 1 블록으로 이동할 때 반응을 측정하기 위한 다중 감지 디바이스를 가질 수 있다. 캐리지(325)는 마이크로플레이트(320)를 지지할 수 있고 열순환기를 통해 마이크로플레이트를 이동시킬 수 있다. 캐리지는 가열 블록(330, 335)에 의해 제공되는 열에 저항할 수 있는 물질로 만들어진 실질적으로 편평한 플랫폼일 수 있다.
캐리지는 금속으로 만들 수 있다. 금속은 크롬일 수 있다. 금속은 구리일 수 있다. 금속은 철일 수 있다. 금속은 마그네슘일 수 있다. 금속은 니켈일 수 있다. 금속은 티타늄일 수 있다. 금속은 아연일 수 있다. 금속은 실리콘일 수 있다. 금속은 전술한 금속 중 하나 이상의 합금일 수 있다. 금속은 강철일 수 있다. 캐리지는 내열 중합체로 만들 수 있다. 중합체는 폴리에테르이미드일 수 있다. 중합체는 폴리에테르 에테르 케톤일 수 있다. 중합체는 폴리테트라플루오로에틸렌일 수 있다. 중합체는 폴리벤즈이미다졸일 수 있다. 중합체는 폴리디시클로펜타디엔일 수 있다.
캐리지는 마이크로플레이트 밑면의 바코드가 바코드 스캐너에 의해 판독될 수 있도록 밑면에 개구를 가질 수 있다. 블록 사이에서 마이크로플레이트와 샘플을 이동하기 위해 캐리지를 트랙이나 컨베이어에 놓거나 액추에이터에 부착하여 블록 사이에서 신속하게 이동할 수 있다.
도 3의 실시예(300)에서, 플레이트(320)를 운반하는 캐리지(325)가 그 사이에서 이동하는 3개의 캐리지 위치가 있을 수 있다. 상기 위치는 로드/언로드(370에서), 확장(335에서) 및 변성(330에서)을 포함할 수 있다. 로드/언로드 위치에서, 마이크로플레이트는 열순환기에 배치될 수 있고 바코드 판독기(370)에 의해 초기에 스캔될 수 있다. 순환 동안, 캐리지(325)는 변성 가열 블록(330)과 확장 가열 블록(335) 사이에서 앞뒤로 이동할 수 있다.
캐리지(325)가 변성 가열 블록(330) 또는 확장 가열 블록(335) 위에 고정되어 있을 때, 리프팅 캠(350)은 10-300 뉴턴(N)의 힘으로 마이크로플레이트(320)를 가열 가능 덮개(340)에 고정하기 위해 블록을 상승시킬 수 있다. 가열된 블록과 가열 가능 덮개 사이의 마이크로플레이트를 클램핑(또는 프레싱)하면 블록과 마이크로플레이트(320) 사이의 열 전달 속도가 증가하여 확장의 경우 10초 미만, 변성의 경우 30초 미만의 열 전달 시간이 생성된다. 캐리지를 통해 가열된 블록을 들어 올리고 가열 가능 덮개에 상당한 힘을 가하면 밀봉 필름의 아래쪽에 응결이 형성되지 않고 마이크로플레이트의 코팅되지 않은 알루미늄 면의 밑면과 가열된 블록 사이에 균일하고 친밀한 접촉이 발생할 수 있다. 이러한 긴밀한 접촉은 마이크로플레이트(320)로부터의 열 소실이 마이크로플레이트(320)의 전체 알루미늄 표면에 걸쳐 균일하고 신속하게 전달되도록 허용할 수 있으며, 이는 마이크로플레이트(320)를 확장 및 어닐링 온도 블록의 변성 온도로부터 냉각시킬 때 가능하다. 또한, 친밀한 접촉은 변성 온도 블록에서 마이크로플레이트(320)를 접촉할 때 마이크로플레이트(320)의 가열을 가속화하고 더 균일하게 만들 수 있다. 더 낮은 확장 온도 블록은 마이크로플레이트(320)로부터 열을 발산하여 확장 반응이 일어나도록 정확한 온도가 달성되도록 하기 위해 냉각을 필요로 할 수 있다.
가열된 블록은 저항 가열 또는 주울 가열과 같은 전기 가열을 사용하여 샘플을 가열할 수 있다. 예를 들어, 가열된 블록은 전위가 공급될 때 가열되는 하나 이상의 전기 전도성 요소를 포함할 수 있다. 또한, 열 램프와 같은 적외선 가열 장치를 사용하여 마이크로플레이트의 샘플을 가열할 수 있다. 확장 온도는 약 50℃ 내지 65℃ 범위 내, 또는 약 52℃ 내지 57℃ 범위 내일 수 있다. 변성 온도는 약 90℃ 내지 100℃ 범위 내, 또는 약 92℃ 내지 97℃ 범위 내일 수 있다. 변성용 가열 블록(330)은 약 1 내지 10초 동안 변성 온도를 제공할 수 있고, 확장용 가열 블록(335)은 약 1 내지 30초 동안 확장 온도를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 변성용 가열 블록(330)은 약 1 내지 2초 동안 변성 온도를 제공할 수 있고, 확장용 가열 블록(335)은 약 4 내지 10초 동안 확장 온도를 제공할 수 있다.
감지 디바이스(310)는 마이크로플레이트(320)가 확장 온도 구역과 변성 온도 구역 사이에서 전환할 때 형광 측정을 수행함으로써 마이크로플레이트 웰에서 PCR 프로세스의 진행을 측정할 수 있다. 도 3의 실시예에서, 감지 디바이스는 광학 판독기일 수 있다. 광학 판독기는 진행 중인 반응에서 형광을 측정할 수 있다. 다른 실시예에서, 광학 판독기는 화학발광 또는 형광 편광과 같은 다른 양을 측정할 수 있다. 샘플은 이중 가닥 DNA 내부에 삽입될 수 있는 형광 염료로 처리될 수 있다. 또는 형광 리포터로 표지된 핵산 프로브를 샘플에 넣고 혼성화 시 형광 신호를 방출할 수 있다. 마이크로플레이트가 가열 블록 사이를 이동할 때 감지 디바이스는 마이크로플레이트 웰의 형광을 감지할 수 있다. 형광 측정은 모두 공통 온도에서 수집될 수 있다. 감지 디바이스는 하나 이상의 마이크로플레이트 웰에 빛을 비추는 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 웰의 샘플은 형광을 방출할 수 있으며, 이는 감지 디바이스 내의 하나 이상의 포토다이오드에 의해 감지될 수 있다. 일부 실시예에서, 감지 디바이스는 CMOS 및 CCD 정적 카메라와 비디오 카메라, 포토다이오드, 광다이오드, 실리콘 광전자 증배관(SiPM) 또는 분광계를 사용한 초고속 형광 측정을 할 수 있다. 사용되는 일부 분광계에는 좁은 파장대의 빛을 감지하고 측정하기 위해 발광 다이오드(LED) 조명과 다중 필터 세트가 있을 수 있다.
열순환기 실행은 다음과 같이 진행될 수 있다. 로드되고 밀봉된 마이크로플레이트(320)는 로드/언로드 위치에서 캐리지(325) 상에 배치될 수 있다. 마이크로플레이트(320) 바닥에 있는 바코드를 판독하여 확인할 수 있다. 그러면 캐리지(325)가 확장 위치로 이동할 수 있다. 블록(330, 335)은 캐리지를 통해 상승하여 마이크로플레이트(320)를 들어 올리고 가열 가능 덮개(340)에 대해 클램핑할 수 있다. 마이크로플레이트(320)는 마이크로플레이트(320)의 열 조건을 정상화하고 초기 "0" 형광 측정을 위해 50℃로 가열한다. 형광 출력은 항상 온도에 따라 달라지므로 모든 측정은 동일한 온도에서 수행될 수 있다.
그런 다음 블록(330, 335)을 낮추고 캐리지(325)를 변성 위치(330)로 이동할 수 있다. 마이크로플레이트(320)는 광학 판독기(310) 아래를 통과할 수 있다. 각각의 웰 위치에 대한 다이오드(LED)는 몇 밀리초 동안 켜질 수 있으며 각각의 웰 위치에 있는 포토다이오드를 사용하여 각각의 웰의 형광 방출을 측정할 수 있다. 센서 아래에서 천천히 이동할 필요가 없을 수 있으므로 200mm/s에서 블록 사이의 전이 시간은 약 1.25초일 수 있다. 다른 실시예에서, 전이 시간은 1초 내지 5초일 수 있다.
가열된 블록(330, 335)은 가열 가능 덮개에 대해 마이크로플레이트(320)를 클램핑하기 위해 상승될 수 있다. 미리 설정된 시간(예를 들어, 2~3초) 후에 블록(330, 335)이 하강할 수 있고 캐리지(325)가 확장 위치로 다시 이동되어 미리 설정된 시간(예를 들어 5초 내지 10초) 동안 고정될 수 있다.
그런 다음 캐리지(325)는 변성 및 확장 블록(330 및 335) 사이에서 반복적으로 이동하여 각 블록에 클램핑될 수 있다. 확장 및 변성 블록(330 및 335) 사이의 모든 전이에서, 형광 값은 웰로부터 기록될 수 있다. 블록(330, 335)에 대한 교번 클램핑은 미리 설정된 수의 사이클 동안 계속될 수 있다. 마지막 사이클에서, 캐리지(325)는 확장 위치에서 형광 측정과 함께 변성 위치로 이동하지만 클램핑되지 않을 수 있다. 대신, 로드/언로드 위치로 돌아가서 멈출 수 있다. 완료 알림이 제공될 수 있다.
개시된 열순환기 시스템(300)은, 기계 성능의 한계에서 작업 없이, 10분 이하, 15분 이하, 20분 이하, 30분 이하, 40분 이하, 50분 이하, 또는 1시간 이하 내에 40 사이클 PCR을 달성할 수 있다. 개시된 시스템(300)은 2-온도 PCR에 제한되지 않을 수 있고, 제 3 또는 제 4 온도 제어 블록이 시스템에 용이하게 추가될 수 있다.
도 5는 실시간 PCR 또는 qPCR 열 순환기 시스템의 또 다른 실시예를 예시한다. 도 5의 실시예에서, 카메라(510)는 중합효소 연쇄 반응의 확장 단계가 발생할 수 있는 저온 히터 블록(535) 위에 배치된다. 시스템(500)(예를 들어, 열순환기 시스템)은 샘플의 내용물을 결정하기 위한 바코드 판독기(570)를 포함할 수 있다. 마이크로플레이트(520)는 캐리지(525)에서 열순환기 시스템(500)을 통해 이동할 수 있다. 가열된 블록(530, 535)은 리프팅 캠(550)을 사용하여 마이크로플레이트(520)를 제자리에 고정하기 위해 들어올릴 수 있다. 다시, 마이크로플레이트(520)는 열순환기(500)를 통해 진행될 때 캐리지(525) 상에 놓일 수 있다.
카메라(510)는 하나 이상의 필터와 함께 사용하도록 구성될 수 있고 및/또는 이미지 데이터를 수집하여 덮개(540)(예: 코팅된 유리 가열 가능 덮개) 아래에 포지셔닝된 웰에서 발생하는 반응으로부터 형광을 감지할 수 있다. 상기 덮개는 전기전도성과 광투과성이 우수한 물질(예를 들어, 인듐 주석 산화물(ITO)로 코팅된 유리를 포함할 수 있다. 시스템이 ITO 코팅을 통해 전류를 통과시키면 유리가 가열될 수 있다. 이것은 샘플을 가리고 형광 측정의 검출을 방해할 수 있는 마이크로플레이트 상단의 밀봉 필름의 하부 표면에 결로가 형성되는 것을 방지할 수 있다. 하부 표면에 결로가 형성되면 하나 이상의 웰 내에서 PCR 반응의 진행 상황을 정량화하기 어려울 수 있다.
카메라(510)는 덮개(540) 및 밀봉 필름(예: 투명 밀봉 필름)을 통해 마이크로플레이트(520)의 모든 웰을 동시에 이미지화할 수 있다. 시스템은 리포터 염료가 하나 이상의 웰 내에서 형광을 발하는 특정 파장의 빛을 검출하기 위해 필터를 사용할 수 있다.
확장을 위한 저온 가열 블록(535)의 온도는 일정하게 유지될 수 있으며 샘플(예: 생물학적 샘플)을 포함하는 마이크로플레이트(520)는 확장을 위한 저온 블록(535)에서 샘플이 변성될 수 있는 인접한 블록(530)으로 이동할 수 있다. 더 높은 온도에서.
변성 후, 시스템은 마이크로플레이트(520)를 확장 블록(535)(예: 저온 블록)으로 다시 이동할 수 있으며 확장은 샘플 내에서 발생할 수 있다. 열 순환은 여러 번 반복될 수 있다(예: 20 내지 50 온도 사이클).
실시간 PCR 또는 qPCR 동안, 시스템은 샘플이 저온 블록에 노출된 후 및/또는 사이클 확장이 발생한 후 이미지를 획득하고 및/또는 하나 이상의 형광 측정을 수행할 수 있다.
미리 정해진 수의 사이클이 완료되면, 확인 테스트를 수행할 수 있다. 확인 테스트는 데옥시리보핵산(DNA) 가닥이 변성되거나 "용해(melt)"되는 정확한 온도를 감지하기 위해 샘플의 온도를 천천히 올리는 것을 포함할 수 있다. 녹는 부분은 형광 수준의 현저한 변화로 감지할 수 있다.
DNA의 다른 서열은 다른 온도에서 녹을 수 있다. 용융 온도는 특정 제품 서열에 대한 알려진 용융 온도와 비교하여 용융되는 서열이 잘못된 인공물(예를 들어, 프라이머 다이머(primer dimer))이 아니라 분석 방법 및 시스템(예: 키트 및 실험)이 증폭하도록 설계된 특정 서열인지 확인할 수 있다. 프라이머 다이머는 표적 DNA 서열보다 짧을 수 있기 때문에 표적 서열보다 낮은 온도에서 변성(예: 용융)될 수 있으므로 쉽게 구별할 수 있다.
확장용 저온 블록(535)은 가열될 수 있고 PCR 증폭 과정 전체에 걸쳐 일정한 온도로 유지될 수 있다(예를 들어, 히터 카트리지 사용). 완료되면 용융 확인 단계에 영향을 미치기 위해 온도를 천천히 올릴 수 있다.
다음 PCR 방법을 위해 원래 확장 온도로 신속하게 다시 냉각하기 위해, 시스템(500)은 전기 구동 히터 카트리지로 블록을 가열하고 압축기 또는 전동 팬으로부터의 강제 공기를 사용하여 후면 상으로 주변 공기를 통과시킴으로써 블록을 냉각한다. 시스템(500)은 또한 가열된 블록을 일정한 온도로 유지하는 데 주로 사용되는 펠티에 효과 디바이스를 사용하여 저온 블록을 가열 및 냉각할 수 있다.
일부 경우에, 변성 히터 블록(530)이 확장 온도 블록(535)과 분리되어 인접한 경우, 샘플이 온도를 변경하는 데 걸리는 시간도 최소화될 수 있다. 시스템은 각 확장 기간의 끝에서 qPCR 이미징을 수행할 수 있으며 동일하거나 다른 형광 이미징 시스템을 사용하여 적절한 사이클 수의 끝에서 고해상도 용융 곡선을 얻을 수 있다.
도 6은 인접한 마이크로플레이트 웰로부터의 형광 측정에서 혼선을 보정하는 감지 디바이스(310)의 구성(600)을 예시한다. 감지 디바이스(310)는 그 자체가 하나 이상의 LED, 하나 이상의 필터 및 하나 이상의 포토다이오드를 포함할 수 있는 하나 이상의 감지 요소 어레이(620)를 포함할 수 있다. 구성은 개별 감지 요소가 인접한 마이크로플레이트 웰에서 동시에 형광을 측정하지 않도록 감지 요소의 하나 이상의 어레이를 일정한 각도로 배치한다. 대신에, 감지 요소(610)는 순서대로(예를 들어, 가장 오른쪽 요소에서 가장 왼쪽 요소로의 순서로) 형광을 측정할 수 있다.
감지 디바이스 구성(600)은 복수의 감지 요소 어레이(620)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 어레이는 샘플 플레이트에 함유된 분석에 사용되는 8개의 서로 다른 형광단 각각에 대해 8개의 감지 요소를 포함할 수 있다. 복수의 감지 요소 어레이(620)는 각을 이룰 수 있어 어레이가 플레이트 이동 방향(630)에 대해 정상적으로 배치되지 않는다. 플레이트 이동 방향(630)에 대한 요소 어레이(620)의 각도는 0° 내지 90°일 수 있다. 각도는 약 0° 내지 10°, 약 10° 내지 20°, 약 20° 내지 30°, 약 30° 내지 40°, 약 40° 내지 50°, 약 50° 내지 60°, 약 60° 내지 70°, 약 70° 내지 80°, 또는 약 80° 내지 90°일 수 있다.
마이크로플레이트가 한 라인의 감지 요소(610) 아래를 통과할 때, 샘플을 포함하는 웰은 라인의 각 감지 요소와 순차적으로 정렬될 수 있다. 개별 감지 요소(610)의 LED는 특정 웰과 정렬되어 있기 때문에 몇 밀리초 동안만 빛을 발하며, 포토다이오드는 자신의 LED가 빛을 발하는 동안에만 웰에 포함된 분석에서 나오는 형광 출력을 측정한다. 이 실시예에서, 복수의 감지 요소 어레이(620)의 하나의 감지 요소(610)는 임의의 특정 시간에 활성이므로, 하나의 웰로부터의 광 신호는 인접한 웰로부터의 광 신호를 간섭할 수 없다. 다른 실시예에서, 감지 요소 어레이는 하나 이상의 감지 요소가 한 번에 활성화되는 것을 가능하게 하면서 동시에 활성인 인접한 감지 요소로부터 발생할 수 있는 누화를 여전히 제거하도록 상이하게(예를 들어, 곡선형) 형상화될 수 있다.
컴퓨터 제어 시스템
본 발명은 본 개시의 방법을 구현하도록 프로그램된 컴퓨터 제어 시스템을 제공한다. 도 4는 PCR 데이터를 분석하도록 프로그램되거나 구성되는 컴퓨터 시스템(401)을 나타낸다. 컴퓨터 시스템(401)은 예를 들어 온도 블록의 온도를 조정하고 온도 블록 사이에서 마이크로플레이트를 빠르게 전이시키는 것과 같은 본 발명의 마이크로플레이트의 움직임을 조절하는 다양한 측면을 조절할 수 있다. 컴퓨터 시스템(401)은 사용자의 전자 장치 또는 전자 장치에 대해 원격 위치에 있는 컴퓨터 시스템일 수 있다. 전자 장치는 모바일 전자 장치일 수 있다.
컴퓨터 시스템(401)은 중앙 처리 장치(CPU, 본 명세서에서 "프로세서(processor)" 및 "컴퓨터 프로세서(computer processor)"라고도 함)(405)를 포함하며, 이는 단일 코어 또는 멀티 코어 프로세서 또는 병렬 처리를 위한 복수의 프로세서일 수 있다. 컴퓨터 시스템(401)은 또한 메모리 또는 메모리 위치(410)(예를 들어, 랜덤 액세스 메모리, 판독 전용 메모리, 플래시 메모리), 전자 저장 유닛(415)(예를 들어, 하드 디스크), 하나 이상의 다른 시스템과 통신을 위한 통신 인터페이스(420)(예를 들어, 네트워크 어댑터), 및 캐시, 기타 메모리, 데이터 저장 및/또는 전자 디스플레이 어댑터와 같은 주변 장치(425)를 포함한다. 메모리(410), 저장 유닛(415), 인터페이스(420) 및 주변 장치(425)는 마더보드와 같은 통신 버스(실선)를 통해 CPU(405)와 통신한다. 저장 유닛(415)은 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장 유닛(또는 데이터 저장소)일 수 있다. 컴퓨터 시스템(401)은 통신 인터페이스(420)의 도움으로 컴퓨터 네트워크("네트워크(network)")(430)에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 네트워크(430)는 인터넷, 인터넷 및/또는 엑스트라넷, 또는 인터넷과 통신 중인, 인트라넷 및/또는 엑스트라넷일 수 있다. 일부 경우에 네트워크(430)는 통신 및/또는 데이터 네트워크이다. 네트워크(430)는 클라우드 컴퓨팅과 같은 분산 컴퓨팅을 가능하게 할 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 서버를 포함할 수 있다. 일부 경우에 컴퓨터 시스템(401)의 도움으로 네트워크(430)는 피어-투-피어 네트워크를 구현할 수 있으며, 이는 컴퓨터 시스템(401)에 연결된 장치가 클라이언트 또는 서버로 작동하도록 할 수 있다.
CPU(405)는 프로그램 또는 소프트웨어로 구현될 수 있는 일련의 기계 판독 가능 명령을 실행할 수 있다. 명령어는 메모리(410)와 같은 메모리 위치에 저장될 수 있다. 명령어는 CPU(405)로 보내질 수 있으며, CPU(405)는 본 발명의 방법을 구현하기 위해 CPU(405)를 후속적으로 프로그래밍하거나 구성할 수 있다. CPU(405)에 의해 수행되는 동작의 예는 인출, 디코딩, 실행 및 저장을 포함할 수 있다.
CPU(405)는 집적 회로와 같은 회로의 일부일 수 있다. 시스템(401)의 하나 이상의 다른 컴포넌트가 회로에 포함될 수 있다. 경우에 따라 회로는 주문형 집적 회로(ASIC)이다.
저장 유닛(415)은 드라이버, 라이브러리 및 저장된 프로그램과 같은 파일을 저장할 수 있다. 저장 유닛(415)은 사용자 데이터, 예를 들어, 사용자 선호도 및 사용자 프로그램을 저장할 수 있다. 일부 경우에 컴퓨터 시스템(401)은 인트라넷 또는 인터넷을 통해 컴퓨터 시스템(401)과 통신하는 원격 서버에 위치하는 것과 같이 컴퓨터 시스템(401) 외부에 있는 하나 이상의 추가 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다.
컴퓨터 시스템(401)은 네트워크(430)를 통해 하나 이상의 원격 컴퓨터 시스템과 통신할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 시스템(401)은 사용자(예: 과학자 또는 연구실 기술자)의 원격 컴퓨터 시스템과 통신할 수 있다. 원격 컴퓨터 시스템의 예로는 개인용 컴퓨터(예: 휴대용 PC), 슬레이트 또는 태블릿 PC(예: Apple® iPad, Samsung® Galaxy Tab), 전화, 스마트폰(예: Apple® iPhone, Android 지원 디바이스, Blackberry®), 또는 개인용 정보 단말기를 포함한다. 사용자는 네트워크(430)를 통해 컴퓨터 시스템(401)에 액세스할 수 있다.
여기에 설명된 방법은 예를 들어 메모리(410) 또는 전자 저장 유닛(415)과 같은 컴퓨터 시스템(401)의 전자 저장 위치에 저장된 기계(예: 컴퓨터 프로세서) 실행 가능 코드를 통해 구현될 수 있다. 기계 실행 가능 또는 기계 판독 가능 코드는 소프트웨어의 형태로 제공될 수 있다. 사용 중에 코드는 프로세서(405)에 의해 실행될 수 있다. 일부 경우에, 코드는 저장 유닛(415)에서 검색되어 프로세서(405)에 의한 액세스 준비를 위해 메모리(410)에 저장될 수 있다. 일부 상황에서 전자 저장 유닛(415)은 제외될 수 있으며 기계 실행 가능 명령은 메모리(410)에 저장된다.
코드는 코드를 실행하도록 적응된 프로세서를 갖는 기계와 함께 사용하기 위해 미리 컴파일되고 구성될 수 있거나 런타임 중에 컴파일될 수 있다. 코드는 사전 컴파일된 방식 또는 컴파일된 대로의 방식으로 코드를 실행할 수 있도록 선택할 수 있는 프로그래밍 언어로 제공될 수 있다.
컴퓨터 시스템(401)과 같이 여기에 제공된 시스템 및 방법의 측면은 프로그래밍으로 구현될 수 있다. 기술의 다양한 측면은 일반적으로 기계(또는 프로세서) 실행 코드 및/또는 기계 판독 가능 매체 유형에 포함되거나 구현되는 관련 데이터의 형태인 "제품(product)" 또는 "제조품(articles of manufacture)"으로 간주될 수 있다. 기계 실행 코드는 메모리(예: 읽기 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 플래시 메모리) 또는 하드 디스크와 같은 전자 저장 유닛에 저장할 수 있다. "스토리지(storage)" 유형의 매체는, 소프트웨어 프로그래밍을 위해 언제든지 비일시적 스토리지를 제공할 수 있는, 다양한 반도체 메모리, 테이프 드라이브, 디스크 드라이브 등과 같은 컴퓨터, 프로세서 등의 유형 메모리 또는 관련 모듈의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 때때로 소프트웨어의 전체 또는 일부는 인터넷이나 기타 다양한 통신 네트워크를 통해 전달될 수 있다. 예를 들어 이러한 통신은 하나의 컴퓨터 또는 프로세서에서 다른 컴퓨터 또는 프로세서로, 예를 들어 관리 서버 또는 호스트 컴퓨터에서 응용 프로그램 서버의 컴퓨터 플랫폼으로 소프트웨어를 로드할 수 있다. 따라서 소프트웨어 요소를 포함할 수 있는 다른 유형의 매체에는 유선 및 광 유선 네트워크를 통해 그리고 다양한 공중 링크를 통해 로컬 장치 사이의 물리적 인터페이스를 통해 사용되는 것과 같은 광학, 전기 및 전자기파가 포함됩니다. 유선 또는 무선 링크, 광학 링크 등과 같이 이러한 파동을 전달하는 물리적 요소도 소프트웨어를 포함하는 매체로 간주될 수 있다. 여기에 사용된 바와 같이, 일시적이지 않은 유형의 "저장(storage)" 매체로 제한되지 않는 한, 컴퓨터 또는 기계 "판독 가능 매체(readable medium)"와 같은 용어는 실행을 위해 프로세서에 명령을 제공하는 데 참여하는 모든 매체를 의미합니다.
따라서, 컴퓨터 실행 가능 코드와 같은 기계 판독 가능 매체는 유형의 저장 매체, 반송파 매체 또는 물리적 전송 매체를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 형태를 취할 수 있다. 비휘발성 저장 매체는 예를 들어 도면에 도시된 데이터베이스 등을 구현하는 데 사용될 수 있는 임의의 컴퓨터 등에 있는 임의의 저장 장치와 같은 광학 또는 자기 디스크를 포함한다. 휘발성 저장매체는 이러한 컴퓨터 플랫폼의 메인 메모리와 같은 동적 메모리를 포함한다. 유형의 전송 매체에는 동축 케이블; 컴퓨터 시스템 내의 버스를 포함하는 전선을 포함한 구리선 및 광섬유이 포함된다. 반송파 전송 매체는 전기 또는 전자기 신호, 또는 무선 주파수(RF) 및 적외선(IR) 데이터 통신 중에 생성되는 것과 같은 음향 또는 광파의 형태를 취할 수 있다. 따라서 일반적인 형태의 컴퓨터 판독 가능 매체에는, 예를 들어, 플로피 디스크, 플렉시블 디스크, 하드 디스크, 자기 테이프, 기타 자기 매체, CD-ROM, DVD 또는 DVD-ROM, 기타 광학 매체, 펀치 카드 용지 테이프, 구멍 패턴이 있는 기타 물리적 저장 매체, RAM, ROM, PROM 및 EPROM, FLASFI-EPROM, 기타 메모리 칩 또는 카트리지, 데이터 또는 지침을 전송하는 반송파, 이러한 반송파를 전송하는 케이블 또는 링크 또는 컴퓨터가 프로그래밍 코드 및/또는 데이터를 판독할 수 있는 기타 매체를 포함한다. 이러한 형태의 컴퓨터 판독 가능 매체 중 다수는 실행을 위해 하나 이상의 명령의 하나 이상의 서열을 프로세서로 전달하는 데 관여할 수 있다.
컴퓨터 시스템(401)은 예를 들어 마이크로플레이트를 이동하거나 온도를 변경하는 방법을 제공하기 위한 사용자 인터페이스(UI)(440)를 포함하는 전자 디스플레이(435)를 포함하거나 그와 통신할 수 있다. UI의 예에는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 및 웹 기반 사용자 인터페이스가 포함되며 이에 국한되지 않는다.
본 발명의 방법 및 시스템은 하나 이상의 알고리즘을 통해 구현될 수 있다. 알고리즘은 중앙 처리 장치(405)에 의해 실행될 때 소프트웨어를 통해 구현될 수 있다. 알고리즘은 예를 들어 PCR 사이클을 지시할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 여기에서 도시되고 설명되었지만, 그러한 실시예가 단지 예로서 제공된다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명이 명세서 내에 제공된 특정 예에 의해 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 본 발명은 전술한 명세서를 참조하여 설명되었지만, 본 명세서의 실시예의 설명 및 예시는 제한적인 의미로 해석되는 것을 의미하지 않는다. 이제 본 발명을 벗어나지 않고 당업자에게 수많은 변형, 변경 및 대체가 일어날 것이다. 또한, 본 발명의 모든 측면은 다양한 조건 및 변수에 의존하는 본 명세서에 제시된 특정 묘사, 구성 또는 상대적인 비율에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 본 명세서에 기술된 본 발명의 실시예에 대한 다양한 대안이 본 발명을 실시하는데 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 따라서 본 발명은 그러한 대안, 수정, 변경 또는 등가물도 포함하는 것으로 생각된다. 다음 청구범위는 본 발명의 범위를 정의하고 이들 청구범위 및 그 등가물 범위 내의 방법 및 구조를 포함하도록 의도된다.
Claims (194)
- 시스템(system)으로서,
(a) 열순환 동안 하나 이상의 샘플을 함유하기 위한 마이크로플레이트(microplate)로서, 제 1 측면 및 제 2 측면을 포함하고, 그 제 1 측면은 금속 물질을 포함하고, 상기 제 1 측면 또는 상기 제 2 측면에 배치된 하나 이상의 바코드를 포함하는, 마이크로플레이트;
(b) 하나 이상의 바코드를 판독하기 위한 바코드 판독기;
(c) 상기 열순환 동안, 상기 마이크로플레이트를 수용하고 및/또는 상기 마이크로플레이트에 함유된 상기 하나 이상의 샘플에 변성 온도(denaturing temperature)를 제공하도록 구성된, 제 1 온도 블록(temperature block);
(d) 상기 열순환 동안, 상기 마이크로플레이트를 수용하고 및/또는 상기 마이크로플레이트에 함유된 상기 하나 이상의 샘플에 확장 온도(extension temperature)를 제공하도록 구성된, 제 2 온도 블록; 및
(e) 상기 열순환 동안, 감지 디바이스(sensing device), 상기 제 1 온도 블록, 및 상기 제 2 온도 블록 사이에서 상기 마이크로플레이트를 이동시키도록 구성된, 컨베이어(conveyor)를 포함하는, 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 시스템은 최대 약 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 또는 20분 내에 상기 열순환의 약 20 내지 80 사이클을 완료하도록 작동되는, 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 열순환 동안, 상기 시스템은 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이에서 상기 하나 이상의 샘플을 반응당 약 10회 내지 약 60회 이송(transfer)시키도록 작동되는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트는 약 48개, 약 96개, 약 384개 또는 약 1536개의 개별 샘플을 포함하는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트의 상기 제 1 측면은 웰(well)의 어레이(array)를 포함하는, 시스템. - 제 5 항에 있어서,
상기 어레이는 상기 어레이의 길이를 따른 웰 대 상기 어레이의 인접한 길이를 따른 웰의 2:3 비율을 따르는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 추가 온도 블록을 더 포함하는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 가열 가능 덮개를 포함하고, 추가로 상기 시스템은 열순환 동안 상기 마이크로플레이트에 대해 상기 가열 가능 덮개를 가압하기 위해 약 10 내지 300 뉴턴의 힘을 제공하도록 구성되는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 물질은 알루미늄인, 시스템. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 물질은 폴리프로필렌(polypropylene)으로 코팅되는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변성 온도 및/또는 상기 확장 온도는 직접 저항성 가열(direct resistive heating)을 사용하여 달성되지 않는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
액체 취급(liquid handling) 또는 자동피펫 플랫폼(autopipette platform)을 더 포함하는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컨베이어는 로봇 팔을 포함하는 시스템. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감지 디바이스는 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이, 또는 상기 제 1 온도 블록 또는 상기 제 2 온도 블록 위에 포지셔닝(positioning)되며, 상기 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답을 결정하는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 바코드는 상기 제 1 측면에 배치되는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 바코드는 상기 제 2 측면에 배치되는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플은 핵산 샘플을 포함하는, 시스템. - 제 17 항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플은 데옥시리보핵산(deoxyribonucleic acid; DNA) 샘플을 포함하는, 시스템. - 제 14 항에 있어서,
상기 형광 응답은 초고속 형광측정을 포함하는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트는 상기 하나 이상의 샘플의 가열을 순환시키기 위해 상기 마이크로플레이트를 위치시키기 위한 정렬 특징부(alignment
feature)를 포함하는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 온도 블록은 약 1 내지 10초 동안 상기 변성 온도를 제공하고, 상기 제 2 온도 블록은 약 1 내지 30초 동안 상기 확장 온도를 제공하는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변성 온도는 약 90℃ 내지 100℃인, 시스템. - 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 확장 온도는 약 50℃ 내지 65℃인, 시스템. - 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이의 전이 시간(transit time)은 1초 내지 5초인, 시스템. - 제 14 항 또는 제 19 항에 있어서,
상기 형광 응답이 상기 제 2 온도 블록과 상기 제 1 온도 블록 사이의 전이(transition)에서 기록되는, 시스템. - 제 14 항, 제 19 항, 또는 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감지 디바이스는 상기 형광 응답을 측정하도록 구성된 하나 이상의 발광 다이오드(LED)를 포함하는, 시스템. - 제 14 항, 제 19 항, 제 25 항, 또는 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형광 응답이 약 50℃ 내지 65℃의 공통 온도에서 수집되는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트는 캐리지(carnage)에 의해 지지되는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컨베이어는 레일(rail)을 포함하는, 시스템. - 제 29 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트는 기계식 액추에이터(actuator)에 의해 구동되는, 시스템. - 시스템으로서,
(a) 열순환 동안 하나 이상의 샘플을 함유하기 위한 마이크로플레이트로서, 제 1 측면 및 제 2 측면을 포함하고, 그 제 1 측면은 금속 물질을 포함하고, 상기 제 1 측면 또는 상기 제 2 측면에 배치된 하나 이상의 바코드를 포함하는, 마이크로플레이트;
(b) 열순환 동안, 상기 마이크로플레이트를 수용하고 및/또는 상기 마이크로플레이트에 함유된 상기 하나 이상의 샘플에 변성 온도를 제공하도록 구성된, 제 1 온도 블록;
(c) 열순환 동안, 상기 마이크로플레이트를 수용하고 및/또는 상기 마이크로플레이트에 함유된 상기 하나 이상의 샘플에 확장 온도를 제공하도록 구성된, 제 2 온도 블록;
(d) 상기 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답을 결정하도록 구성된 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이에 포지셔닝된, 감지 디바이스;
(e) 상기 제 1 온도 블록, 상기 감지 디바이스, 및 상기 제 2 온도 블록 사이에서 상기 마이크로플레이트를 이동시켜, 열순환 동안, 상기 마이크로플레이트가 상기 제 2 온도 블록과 상기 제 1 온도 블록 사이에서 이동할 때 상기 감지 디바이스가 상기 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답을 결정하도록 구성된, 컨베이어를 포함하는, 시스템. - 제 31 항에 있어서,
상기 변성 온도의 제공 및 상기 확장 온도의 제공의 약 20 내지 80 사이클이 최대 약 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 또는 20분 내에 완료되는, 시스템. - 제 31 항 또는 제 32 항에 있어서,
상기 열순환 동안, 상기 시스템은 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이에서 하나 이상의 샘플을 반응당 약 10회 내지 약 60회 이송시키도록 작동되는, 시스템. - 제 31 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트는 약 48개, 약 96개, 약 384개, 또는 약 1536개의 개별 샘플을 포함하는, 시스템. - 제 31 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트의 제 1 측면은 웰의 어레이를 포함하는, 시스템. - 제 31 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 어레이는 상기 어레이의 길이를 따른 웰 대 상기 어레이의 인접한 길이를 따른 웰의 2:3 비율을 따르는, 시스템. - 제 31 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 추가 온도 블록을 더 포함하는, 시스템. - 제 31 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 가열 가능 덮개를 포함하고, 추가로 상기 시스템은 열순환 동안 상기 마이크로플레이트에 대해 상기 가열 가능 덮개를 가압하기 위해 약 10 내지 300 뉴턴의 힘을 제공하도록 구성되는, 시스템. - 제 31 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 물질은 알루미늄인, 시스템. - 제 31 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 물질은 폴리프로필렌으로 코팅되는, 시스템. - 제 31 항 내지 제 40 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변성 온도 또는 상기 확장 온도가 직접 저항성 가열을 사용하여 수행되지 않는, 시스템. - 제 31 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서,
액체 취급 또는 자동피펫 플랫폼을 더 포함하는, 시스템. - 제 31 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컨베이어는 로봇 팔을 포함하는, 시스템. - 제 31 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감지 디바이스는 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이, 또는 상기 제 1 온도 블록 또는 상기 제 2 온도 블록 위에 포지셔닝되며, 상기 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답을 결정하는, 시스템. - 제 31 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 바코드는 제 1 측면에 배치되는, 시스템. - 제 31 항 내지 제 45 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 바코드는 상기 제 2 측면에 배치되는, 시스템. - 제 31 항 내지 제 46 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 샘플이 핵산 샘플을 포함하는, 시스템. - 제 47 항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플은 데옥시리보핵산(DNA) 샘플을 포함하는, 시스템. - 제 31 항 내지 제 48 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형광 응답이 초고속 형광 측정을 포함하는, 시스템. - 제 31 항 내지 제 49 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트는 하나 이상의 샘플의 가열을 순환시키기 위해 상기 마이크로플레이트를 위치시키기 위한 정렬 특징부를 포함하는, 시스템. - 제 31 항 내지 제 50 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 온도 블록은 약 1 내지 10초 동안 상기 변성 온도를 제공하고, 상기 제 2 온도 블록이 약 1 내지 30초 동안 상기 확장 온도를 제공하는, 시스템. - 제 31 항 내지 제 51 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변성 온도는 약 90℃ 내지 100℃인, 시스템. - 제 31 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 확장 온도는 약 50℃ 내지 65℃인, 시스템. - 제 31 항 내지 제 53 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이의 전이 시간은 1초 내지 5초인, 시스템. - 제 31 항 내지 제 54 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형광 응답이 상기 제 2 온도 블록과 상기 제 1 온도 블록 사이의 전이에서 기록되는, 시스템. - 제 31 항 내지 제 55 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감지 디바이스는 상기 형광 응답을 측정하도록 구성된 하나 이상의 발광 다이오드(LED)를 포함하는, 시스템. - 제 31 항 내지 제 56 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형광 응답이 50℃ 내지 65℃의 공통 온도에서 수집되는, 시스템. - 제 31 항 내지 제 57 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트는 캐리지에 의해 지지되는, 시스템. - 제 31 항 내지 제 58 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컨베이어는 레일을 포함하는, 시스템. - 제 59 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트는 기계식 액추에이터에 의해 구동되는, 시스템. - 열순환 동안 하나 이상의 샘플을 가열하기 위한 방법으로서,
(a) 하나 이상의 샘플을 식별하는 단계;
(b) 열순환 동안 제 1 온도 구역에서 상기 하나 이상의 샘플에 변성 온도를 제공하는 단계;
(c) 열순환 동안 제 2 온도 구역에서 상기 하나 이상의 샘플에 확장 온도를 제공하는 단계; 및
(d) 상기 마이크로플레이트를 상기 제 1 온도 구역과 상기 제 2 온도 구역 사이에서 이동시키는 단계를 포함하는, 방법. - 제 61 항에 있어서,
상기 변성 온도의 제공 및 상기 확장 온도의 제공의 약 20 내지 80 사이클이 최대 약 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 또는 20분 내에 완료되는, 방법. - 제 61 항 또는 제 62 항에 있어서,
열순환 동안, 상기 시스템이 상기 제 1 온도 구역과 상기 제 2 온도 구역 사이에서 상기 하나 이상의 샘플을 반응당 약 10회 내지 약 60회 이송시키도록 작동되는, 방법. - 제 61 항 내지 제 63 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플이 약 48개, 약 96개, 약 384개, 또는 약 1536개의 개별 샘플을 포함하는, 방법. - 제 61 항 내지 제 64 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플이 샘플의 어레이를 포함하는, 방법. - 제 65 항에 있어서,
샘플의 상기 어레이는 상기 어레이의 길이를 따른 샘플 대 상기 어레이의 인접한 길이를 따른 샘플의 2:3 비율을 따르는, 방법. - 제 61 항 내지 제 66 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플을 추가 온도 구역으로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제 61 항 내지 제 67 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플에 상기 확장 온도 또는 상기 변성 온도를 제공하는 단계는 상기 하나 이상의 샘플에 약 10 내지 300 뉴턴의 상향력(upward force)의 힘을 가하는 단계를 포함하는, 방법. - 제 61 항 내지 제 68 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플이 상기 제 1 온도 구역과 상기 제 2 온도 구역 사이에 있을 때 상기 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제 69 항에 있어서,
상기 형광 응답이 초고속 형광 측정을 포함하는, 방법. - 제 61 항 내지 제 70 항 중 어느 한 항에 있어서,
(b) 및 (c) 단계 이전에 상기 하나 이상의 샘플을 정렬하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제 61 항 내지 제 71 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변성 온도가 약 1 내지 2초 동안 제공되고, 상기 확장 온도가 약 4 내지 10초 동안 제공되는, 방법. - 제 61 항 내지 제 72 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변성 온도가 약 92℃ 내지 97℃이고, 상기 확장 온도가 약 52℃ 내지 57℃인, 방법. - 제 61 항 내지 제 73 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 온도 구역과 상기 제 2 온도 구역 사이의 전이 시간이 약 1 내지 2초인, 방법. - 제 69 항 또는 제 70 항에 있어서,
상기 형광 응답이 상기 제 2 온도 구역과 상기 제 1 온도 구역 사이의 전이에서 기록되는, 방법. - 제 69 항, 제 70 항 또는 제 75 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형광 응답이 약 50℃ 내지 65℃의 온도에서 수집되는, 방법. - 제 68 항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플에 하향력(downward force)을 가하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제 69 항에 있어서,
형광 응답을 결정하는 단계는 제어된 광 파장으로 하나 이상의 샘플을 조명하는 단계를 포함하는, 방법. - 제 61 항 내지 제 78 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변성 온도 및/또는 상기 확장 온도를 상기 하나 이상의 샘플에 제공하는 단계는 접촉을 통한 열 전도를 포함하는, 방법. - 제 61 항 내지 제 79 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 확장 온도 및/또는 상기 변성 온도를 제공하는 단계는 상기 샘플에 열을 전달(transferring)하는 단계를 포함하는, 방법. - 제 61 항 내지 제 80 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 확장 온도 및/또는 상기 변성 온도를 제공하는 단계는 상기 샘플로부터 열을 전달하는 단계를 포함하는, 방법. - 제 1 항 또는 제 31 항에 있어서,
상기 감지 디바이스는 카메라인, 시스템. - 제 1 항, 제 31 항 또는 제 82 항 중 어느 한 항에 있어서,
(g) 상기 하나 이상의 샘플 위에 배치된 유리 덮개을 더 포함하는, 시스템. - 제 1 항, 제 31 항, 제 82 항, 또는 제 83 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유리 덮개는 인듐 주석 산화물(ITO)을 포함하는 코팅을 갖는, 시스템. - 제 1 항, 제 31 항, 제 82 항 내지 제 84 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 카메라는 상기 하나 이상의 샘플 모두의 이미지를 동시에 캡처함으로써 상기 형광 응답을 검출하도록 추가로 구성되는, 시스템. - 열순환 동안 하나 이상의 샘플을 가열하기 위한 방법으로서,
(a) 상기 열순환 동안 제 1 온도 구역에서 상기 하나 이상의 샘플에 변성 온도를 제공하는 단계;
(b) 상기 열순환 동안 제 2 온도 구역에서 상기 하나 이상의 샘플에 확장 온도를 제공하는 단계;
(c) 상기 제 2 온도 구역과 상기 제 1 온도 구역 사이에서 상기 하나 이상의 샘플을 반복적으로 이동시키는 동안, 이들이 상기 제 2 온도 구역과 상기 제 1 온도 구역 사이에 있을 때 상기 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답을 결정하는 단계를 포함하는, 방법. - 제 86 항에 있어서,
상기 변성 온도의 제공 및 상기 확장 온도의 제공의 약 20 내지 80 사이클이 약 10 내지 20분을 초과하지 않고 완료되는, 방법. - 제 86 항 또는 제 87 항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플이 상기 제 1 온도 구역과 상기 제 2 온도 구역 사이에서 약 10회 내지 60회 이송되는, 방법. - 제 86 항 내지 제 88 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플이 약 48개, 약 96개, 약 384개, 또는 약 1536개의 개별 샘플을 포함하는, 방법. - 제 86 항 내지 제 89 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플이 샘플의 어레이를 포함하는, 방법. - 제 90 항에 있어서,
샘플의 상기 어레이는 상기 어레이의 길이를 따른 샘플 대 상기 어레이의 인접 길이를 따른 샘플의 2:3 비율을 따르는, 방법. - 제 86 항 내지 제 91 항 중 어느 한 항에 있어서,
추가 온도 구역 사이에서 상기 하나 이상의 샘플을 이동시키는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제 86 항 내지 제 92 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플에 상기 확장 온도 또는 상기 변성 온도를 제공하는 단계는 상기 샘플에 약 10 내지 300 뉴턴의 상향력의 힘을 가하는 단계를 포함하는, 방법. - 제 86 항 내지 제 93 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형광 응답이 초고속 형광 측정을 포함하는, 방법. - 제 86 항 내지 제 94 항 중 어느 한 항에 있어서,
(b) 및 (c) 단계 이전에 상기 하나 이상의 샘플을 정렬하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제 86 항 내지 제 95 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변성 온도가 약 1 내지 2초 동안 제공되고, 상기 확장 온도가 약 4 내지 10초 동안 제공되는, 방법. - 제 86 항 내지 제 96 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변성 온도가 92℃ 내지 97℃이고, 상기 확장 온도가 약 52℃ 내지 57℃인, 방법. - 제 86 항 내지 제 97 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 온도 구역과 상기 제 2 온도 구역 사이의 전이 시간이 약 1 내지 5초인, 방법. - 제 86 항 내지 제 98 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형광 응답이 상기 제 2 온도 구역과 상기 제 1 온도 구역 사이의 전이에서 기록되는, 방법. - 제 86 항 내지 제 99 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형광 응답이 약 50℃ 내지 65℃의 온도에서 수집되는, 방법. - 제 93 항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플에 하향력을 가하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제 86 항 내지 제 101 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형광 응답을 결정하는 단계는 제어된 광 파장으로 상기 하나 이상의 샘플을 조명하는 단계를 포함하는, 방법. - 제 86 항 내지 제 102 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플에 상기 변성 온도 및/또는 상기 확장 온도를 제공하는 단계는 접촉을 통한 열 전도를 포함하는, 방법. - 제 86 항 내지 제 103 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 확장 온도 및/또는 상기 변성 온도를 제공하는 단계는 상기 샘플에 열을 전달하는 단계를 포함하는, 방법. - 제 86 항 내지 제 104 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 확장 온도 및/또는 상기 변성 온도를 제공하는 단계는 상기 샘플로부터 열을 전달하는 단계를 포함하는, 방법. - 시스템으로서,
(a) 열순환 동안 하나 이상의 샘플을 함유하기 위한 마이크로플레이트로서, 제 1 측면 및 제 2 측면을 포함하고, 그 제 1 측면은 금속 물질을 포함하고, 상기 제 1 측면 또는 상기 제 2 측면에 배치된 하나 이상의 바코드를 포함하는, 마이크로플레이트;
(b) 하나 이상의 바코드를 판독하기 위한 바코드 판독기;
(c) 상기 열순환 동안, 상기 마이크로플레이트를 수용하고 상기 마이크로플레이트에 함유된 상기 하나 이상의 샘플에 변성 온도를 제공하도록 구성된, 제 1 온도 블록;
(d) 상기 열순환 동안, 상기 마이크로플레이트를 수용하고 상기 마이크로플레이트에 함유된 상기 하나 이상의 샘플에 확장 온도를 제공하도록 구성된, 제 2 온도 블록; 및
(e) 상기 열순환 동안, 감지 디바이스, 상기 제 1 온도 블록, 및 상기 제 2 온도 블록 사이에서 상기 마이크로플레이트를 이동시키도록 구성된, 컨베이어를 포함하는, 시스템. - 제 106 항에 있어서,
상기 시스템은 최대 약 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 또는 20분 내에 상기 열순환의 약 20 내지 80 사이클을 완료하도록 작동되는, 시스템. - 제 106 항 또는 제 107 항에 있어서,
상기 열순환 동안, 상기 시스템은 상기 하나 이상의 샘플을 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이에서 반응당 약 10회 내지 약 60회 이송시키도록 작동하는, 시스템. - 제 106 항 내지 제 108 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트는 약 48개, 약 96개, 약 384개, 또는 약 1536개의 개별 샘플을 포함하는, 시스템. - 제 106 항 내지 제 109 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트의 제 1 측면은 웰의 어레이를 포함하는, 시스템. - 제 110 항에 있어서,
상기 어레이는 상기 어레이의 길이를 따른 샘플 대 상기 어레이의 인접 길이를 따른 샘플의 2:3 비율을 따르는, 시스템. - 제 106 항 내지 제 111 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 추가 온도 블록을 더 포함하는, 시스템. - 제 106 항 내지 제 112 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템은 가열 가능 덮개를 포함하고, 추가로 상기 시스템은 열순환 동안 상기 마이크로플레이트에 대해 상기 가열 가능 덮개를 가압하기 위해 약 10 내지 300 뉴턴의 힘을 제공하도록 구성되는, 시스템. - 제 106 항 내지 제 113 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 물질은 알루미늄인, 시스템. - 제 106 항 내지 제 114 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 물질은 폴리프로필렌으로 코팅되는, 시스템. - 제 106 항 내지 제 115 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변성 온도 및/또는 상기 확장 온도는 직접 저항성 가열을 사용하여 달성되지 않는, 시스템. - 제 106 항 내지 제 116 항 중 어느 한 항에 있어서,
액체 취급 또는 자동피펫 플랫폼을 더 포함하는, 시스템. - 제 106 항 내지 제 117 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컨베이어는 로봇 팔을 포함하는, 시스템. - 제 106 항 내지 제 118 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감지 디바이스는 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이, 또는 상기 제 1 온도 블록 또는 상기 제 2 온도 블록 위에 포지셔닝되며, 상기 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답를 결정하는, 시스템. - 제 106 항 내지 제 119 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 바코드는 상기 제 1 측면에 배치되는, 시스템. - 제 106 항 내지 제 120 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 바코드는 상기 제 2 측면에 배치되는, 시스템. - 제 106 항 내지 제 121 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 샘플이 핵산 샘플을 포함하는, 시스템. - 제 122 항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플은 데옥시리보핵산(DNA) 샘플을 포함하는, 시스템. - 제 119 항에 있어서,
상기 형광 응답은 초고속 형광 측정을 포함하는, 시스템. - 제 106 항 내지 제 124 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트는 상기 하나 이상의 샘플의 가열을 순환시키기 위해 상기 마이크로플레이트를 위치시키기 위한 정렬 특징부를 포함하는, 시스템. - 제 106 항 내지 제 125 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 온도 블록은 약 1 내지 10초 동안 상기 변성 온도를 제공하고, 상기 제 2 온도 블록은 약 1 내지 30초 동안 상기 확장 온도를 제공하는, 시스템. - 제 106 항 내지 제 126 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변성 온도는 약 90℃ 내지 100℃인, 시스템. - 제 106 항 내지 제 127 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 확장 온도는 약 50℃ 내지 65℃인, 시스템. - 제 106 항 내지 제 128 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이의 전이 시간이 1초 내지 5초인, 시스템. - 제 119 항 또는 제 124 항에 있어서,
상기 형광 응답이 상기 제 2 온도 블록과 상기 제 1 온도 블록 사이의 전이에서 기록되는, 시스템. - 제 119 항, 제 124 항, 또는 제 130 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감지 디바이스는 상기 형광 응답을 측정하도록 구성된 하나 이상의 발광 다이오드(LED)를 포함하는, 시스템. - 제 119 항, 제 124 항, 제 130 항, 또는 제 131 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형광 응답이 약 50℃ 내지 65℃의 공통 온도에서 수집되는, 시스템. - 제 106 항 내지 제 132 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트는 캐리지에 의해 지지되는, 시스템. - 제 106 항 내지 제 133 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컨베이어는 레일을 포함하는, 시스템. - 제 106 항 내지 제 134 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트는 기계식 액추에이터에 의해 구동되는, 시스템. - 시스템으로서,
(a) 열순환 동안 하나 이상의 샘플을 함유하기 위한 마이크로플레이트로서, 제 1 측면 및 제 2 측면을 포함하고, 그 제 1 측면은 금속 물질을 포함하고, 상기 제 1 측면 또는 상기 제 2 측면에 배치된 하나 이상의 바코드를 포함하는, 마이크로플레이트;
(b) 상기 열순환 동안, 상기 마이크로플레이트를 수용하고 상기 마이크로플레이트에 함유된 하나 이상의 샘플에 변성 온도를 제공하도록 구성된, 제 1 온도 블록;
(c) 상기 열순환 동안, 상기 마이크로플레이트를 수용하고 상기 마이크로플레이트에 함유된 상기 하나 이상의 샘플에 확장 온도를 제공하도록 구성된, 제 2 온도 블록;
(d) 상기 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답을 결정하도록 구성된 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이에 포지셔닝된, 감지 디바이스; 및
(e) 상기 열순환 동안, 상기 제 1 온도 블록, 상기 감지 디바이스, 및 상기 제 2 온도 블록 사이에서 상기 마이크로플레이트를 이동시켜, 상기 마이크로플레이트가 상기 제 2 온도 블록과 상기 제 1 온도 블록 사이에서 이동할 때 상기 감지 디바이스가 상기 하나 이상의 샘플로부터 상기 형광 응답을 결정하도록 구성된, 컨베이어를 포함하는, 시스템. - 제 136 항에 있어서,
상기 시스템은 최대 약 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 또는 20분 내에 상기 열순환의 약 20 내지 80 사이클을 완료하도록 작동되는, 시스템. - 제 136 항 또는 제 137 항에 있어서,
상기 열순환 동안, 상기 시스템은 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이에서 상기 하나 이상의 샘플을 반응당 약 10회 내지 약 60회 이송시키도록 작동되는, 시스템. - 제 136 항 내지 제 138 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트는 약 48개, 약 96개, 약 384개, 또는 약 1536개의 개별 샘플을 포함하는, 시스템. - 제 136 항 내지 제 139 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트의 제 1 측면은 웰의 어레이를 포함하는, 시스템. - 제 136 항 내지 제 140 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 어레이는 상기 어레이의 길이를 따른 웰 대 상기 어레이의 인접한 길이를 따른 웰의 2:3 비율을 따르는, 시스템. - 제 136 항 내지 제 141 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 추가 온도 블록을 더 포함하는, 시스템. - 제 136 항 내지 제 142 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템이 가열 가능 덮개를 포함하고, 추가로 상기 시스템이 열순환 동안 상기 마이크로플레이트에 대해 상기 가열 가능 덮개를 가압하기 위해 약 10 내지 300 뉴턴의 힘을 제공하도록 구성되는, 시스템. - 제 136 항 내지 제 143 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 물질은 알루미늄인, 시스템. - 제 136 항 내지 제 144 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 물질은 폴리프로필렌으로 코팅되는, 시스템. - 제 136 항 내지 제 145 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변성 온도 및/또는 상기 확장 온도는 직접 저항성 가열을 사용하여 달성되지 않는, 시스템. - 제 136 항 내지 제 146 항 중 어느 한 항에 있어서,
액체 취급 또는 자동피펫 플랫폼을 더 포함하는, 시스템. - 제 136 항 내지 제 147 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컨베이어는 로봇 팔을 포함하는, 시스템. - 제 136 항 내지 제 148 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 바코드는 상기 제 1 측면에 배치되는, 시스템. - 제 136 항 내지 제 149 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 바코드는 상기 제 2 측면에 배치되는, 시스템. - 제 136 항 내지 제 150 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 샘플이 핵산 샘플을 포함하는, 시스템. - 제 136 항 내지 제 151 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플이 데옥시리보핵산(DNA) 샘플을 포함하는, 시스템. - 제 136 항 내지 제 152 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형광 응답이 초고속 형광 측정을 포함하는, 시스템. - 제 136 항 내지 제 153 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트는 상기 하나 이상의 샘플의 가열을 순환시키기 위해 상기 마이크로플레이트를 위치시키기 위한 정렬 특징부를 포함하는, 시스템. - 제 136 항 내지 제 154 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 온도 블록은 약 1 내지 10초 동안 상기 변성 온도를 제공하고, 상기 제 2 온도 블록이 약 1 내지 30초 동안 상기 확장 온도를 제공하는, 시스템. - 제 136 항 내지 제 155 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변성 온도는 약 90℃ 내지 100℃인, 시스템. - 제 136 항 내지 제 156 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 확장 온도는 약 50℃ 내지 65℃인, 시스템. - 제 136 항 내지 제 157 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이의 전이 시간이 1초 내지 5초인, 시스템. - 제 136 항 내지 제 158 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형광 응답이 상기 제 2 온도 블록과 상기 제 1 온도 블록 사이의 전이에서 기록되는, 시스템. - 제 136 항 내지 제 159 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감지 디바이스는 상기 형광 응답을 측정하도록 구성된 하나 이상의 발광 다이오드(LED)를 포함하는, 시스템. - 제 136 항 내지 제 160 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형광 응답이 약 50℃ 내지 65℃의 공통 온도에서 수집되는, 시스템. - 제 136 항 내지 제 161 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트는 캐리지에 의해 지지되는, 시스템. - 제 136 항 내지 제 162 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컨베이어는 레일을 포함하는, 시스템. - 제 136 항 내지 제 163 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트는 기계식 액추에이터에 의해 구동되는, 시스템. - 열순환기 시스템으로서,
(a) 함유된 샘플의 열순환 동안, 하나 이상의 샘플을 함유하는 마이크로플레이트를 수용하고 및/또는 상기 수용된 마이크로플레이트에 함유된 하나 이상의 샘플에 변성 온도를 제공하도록 구성된, 제 1 온도 블록;
(b) 상기 열순환 동안, 상기 마이크로플레이트를 수용하고 및/또는 상기 마이크로플레이트에 함유된 상기 하나 이상의 샘플에 확장 온도를 제공하도록 구성된 제, 2 온도 블록;
(c) 상기 마이크로플레이트에 배치된 하나 이상의 바코드를 판독하기 위한 바코드 판독기; 및
(d) 상기 열순환 동안, 감지 디바이스, 상기 제 1 온도 블록, 및 상기 제 2 온도 블록 사이에서 상기 마이크로플레이트를 이동시키도록 구성된 컨베이어를 포함하는, 열순환기 시스템. - 제 165 항에 있어서,
상기 시스템은 최대 약 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 또는 20분 내에 상기 열순환의 약 20 내지 80 사이클을 완료하도록 작동되는, 열순환기 시스템. - 제 165 항 또는 제 166 항에 있어서,
상기 열순환 동안, 상기 시스템은 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이에서 상기 하나 이상의 샘플을 반응당 약 10회 내지 약 60회 이송시키도록 작동되는, 열순환기 시스템. - 제 165 항 내지 제 167 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트는 약 48개, 약 96개, 약 384개, 또는 약 1536개의 개별 샘플을 포함하는, 열순환기 시스템. - 제 165 항 내지 제 168 항 중 어느 하나에 있어서,
상기 마이크로플레이트가 웰의 어레이를 포함하는, 열순환기 시스템. - 제 169 항에 있어서,
상기 어레이는 상기 어레이의 길이를 따른 웰 대 상기 어레이의 인접한 길이를 따른 웰의 2:3 비율을 따르는, 열순환기 시스템. - 제 165 항 내지 제 170 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 추가 온도 블록을 더 포함하는, 열순환기 시스템. - 제 165 항 내지 제 171 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템이 가열 가능 덮개를 포함하고, 추가로 상기 시스템이 열순환 동안 상기 마이크로플레이트에 대해 상기 가열 가능 덮개를 가압하기 위해 약 10 내지 300 뉴턴의 힘을 제공하도록 구성되는, 열순환기 시스템. - 제 165 항 내지 제 172 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트는 제 1 측면을 포함하고, 그 제 1 측면은 금속 물질을 포함하고, 상기 금속 물질은 알루미늄인, 열순환기 시스템. - 제 173 항에 있어서,
상기 금속 물질은 폴리프로필렌으로 코팅된, 열순환기 시스템. - 제 165 항 내지 제 174 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변성 온도 및/또는 상기 확장 온도는 직접 저항성 가열을 사용하여 달성되지 않는, 열순환기 시스템. - 제 165 항 내지 제 175 항 중 어느 한 항에 있어서,
액체 취급 또는 자동피펫 플랫폼을 더 포함하는, 열순환기 시스템. - 제 165 항 내지 제 176 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컨베이어는 로봇 팔을 포함하는, 열순환기 시스템. - 제 165 항에 있어서,
상기 감지 디바이스는 상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이, 또는 상기 제 1 온도 블록 또는 상기 제 2 온도 블록 위에 포지셔닝되며, 상기 하나 이상의 샘플로부터 형광 응답을 결정하는, 열순환기 시스템. - 제 165 항 내지 제 178 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 바코드는 상기 제 1 측면에 배치되는, 열순환기 시스템. - 제 165 항 내지 제 179 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 바코드는 상기 제 2 측면에 배치되는, 열순환기 시스템. - 제 165 항 내지 제 180 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 샘플이 핵산 샘플을 포함하는, 열순환기 시스템. - 제 181 항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플은 데옥시리보핵산(DNA) 샘플을 포함하는, 열순환기 시스템. - 제 178 항에 있어서,
상기 형광 응답이 초고속 형광 측정을 포함하는, 열순환기 시스템. - 제 165 항 내지 제 183 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트는 상기 하나 이상의 샘플의 가열을 순환시키기 위해 상기 마이크로플레이트를 위치시키기 위한 정렬 특징부를 포함하는, 열순환기 시스템. - 제 165 항 내지 제 184 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 온도 블록은 약 1 내지 10초 동안 상기 변성 온도를 제공하고, 상기 제 2 온도 블록은 약 1 내지 30초 동안 상기 확장 온도를 제공하는, 열순환기 시스템. - 제 165 항 내지 제 185 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 변성 온도는 약 90℃ 내지 100℃인, 열순환기 시스템. - 제 165 항 내지 제 186 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 확장 온도는 약 50℃ 내지 65℃인, 열순환기 시스템. - 제 165 항 내지 제 187 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 온도 블록과 상기 제 2 온도 블록 사이의 전이 시간이 1초 내지 5초인, 열순환기 시스템. - 제 178 항 또는 제 183 항에 있어서,
상기 형광 응답이 상기 제 2 온도 블록과 상기 제 1 온도 블록 사이의 전이에서 기록되는, 열순환기 시스템. - 제 178 항, 제 183 항, 또는 제 189 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 감지 디바이스는 상기 형광 응답을 측정하도록 구성된 하나 이상의 발광 다이오드(LED)를 포함하는, 열순환기 시스템. - 제 178 항, 제 183 항, 제 189 항, 또는 제 190 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형광 응답이 약 50℃ 내지 65℃의 공통 온도에서 수집되는, 열순환기 시스템. - 제 165 항 내지 제 191 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트는 캐리지에 의해 지지되는, 열순환기 시스템. - 제 165 항 내지 제 192 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 컨베이어는 레일을 포함하는, 열순환기 시스템. - 제 165 항 내지 제 193 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로플레이트는 기계식 액추에이터에 의해 구동되는, 열순환기 시스템.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US202063044719P | 2020-06-26 | 2020-06-26 | |
| US63/044,719 | 2020-06-26 | ||
| US202063119833P | 2020-12-01 | 2020-12-01 | |
| US63/119,833 | 2020-12-01 | ||
| PCT/IB2021/000443 WO2021260436A1 (en) | 2020-06-26 | 2021-06-25 | Ultra-fast pcr thermocycler |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230031299A true KR20230031299A (ko) | 2023-03-07 |
Family
ID=77265108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020237002000A KR20230031299A (ko) | 2020-06-26 | 2021-06-25 | 초고속 pcr 열순환기 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230249189A1 (ko) |
| EP (1) | EP4171816A1 (ko) |
| JP (1) | JP2023532054A (ko) |
| KR (1) | KR20230031299A (ko) |
| CN (1) | CN116133754A (ko) |
| AU (1) | AU2021296218A1 (ko) |
| CA (1) | CA3184640A1 (ko) |
| WO (1) | WO2021260436A1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20240035103A (ko) * | 2022-09-08 | 2024-03-15 | (주)바이오니아 | 써멀 사이클러의 열블럭용 복합소재 및 이를 이용하여 제조되는 저 비열성 써멀 사이클러의 열블럭 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29623597U1 (de) * | 1996-11-08 | 1999-01-07 | Eppendorf - Netheler - Hinz Gmbh, 22339 Hamburg | Temperierblock mit Temperiereinrichtungen |
| US20160325284A1 (en) * | 2003-09-19 | 2016-11-10 | Applied Biosystems, Llc | Pressure Chamber Clamp Mechanism |
| WO2012176596A1 (ja) * | 2011-06-24 | 2012-12-27 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 核酸増幅装置及び核酸分析装置 |
| US11123739B2 (en) * | 2016-04-15 | 2021-09-21 | Cbf Systems Inc. | Thermal cycling methods and apparatuses for carrying out efficient polymerase chain reaction (PCR) processes to amplify deoxyribonucleic acid (DNA) |
| KR102264863B1 (ko) * | 2016-06-30 | 2021-06-14 | 주식회사 씨젠 | 핵산 증폭 기기 및 핵산 증폭 방법 |
-
2021
- 2021-06-25 EP EP21752142.6A patent/EP4171816A1/en active Pending
- 2021-06-25 JP JP2022580450A patent/JP2023532054A/ja active Pending
- 2021-06-25 US US18/012,258 patent/US20230249189A1/en active Pending
- 2021-06-25 CA CA3184640A patent/CA3184640A1/en active Pending
- 2021-06-25 AU AU2021296218A patent/AU2021296218A1/en active Pending
- 2021-06-25 KR KR1020237002000A patent/KR20230031299A/ko active Search and Examination
- 2021-06-25 WO PCT/IB2021/000443 patent/WO2021260436A1/en active Application Filing
- 2021-06-25 CN CN202180056332.XA patent/CN116133754A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023532054A (ja) | 2023-07-26 |
| WO2021260436A1 (en) | 2021-12-30 |
| CN116133754A (zh) | 2023-05-16 |
| CA3184640A1 (en) | 2021-12-30 |
| US20230249189A1 (en) | 2023-08-10 |
| EP4171816A1 (en) | 2023-05-03 |
| AU2021296218A1 (en) | 2023-01-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220040701A1 (en) | Microfluidic analysis system | |
| US20090088338A1 (en) | Multi-channel microarray apparatus and methods | |
| US10569273B2 (en) | Rapid thermal cycling for sample analyses and processing | |
| JP5553367B2 (ja) | インキュベータ及び遺伝子検出判定装置 | |
| US9050594B2 (en) | System and method for processing and detecting nucleic acids | |
| EP2209555B1 (en) | Detecting and mixing in a conduit in integrated bioanalysis systems | |
| EP2419743B1 (en) | OPTICAL DETECTION SYSTEM FOR MONITORING rtPCR REACTION | |
| EP3426399B1 (en) | Light-mediated polymerase chain reaction amplification and product detection system and methods of use | |
| EP2876432B1 (en) | Light measurement apparatus for a plurality of reaction vessels, and light measurement method | |
| CN107109333B (zh) | 具有反复滑动驱动机构的pcr装置及利用其的pcr方法 | |
| US20150151300A1 (en) | System and method for processing and detecting nucleic acids | |
| KR102133633B1 (ko) | 핵산증폭반응산물을 실시간으로 검출하는 장치 | |
| JP6695319B2 (ja) | マルチプレックスｐｃｒチップ及びそれを含むマルチプレックスｐｃｒ装置 | |
| KR101813870B1 (ko) | 분자진단 자동분석장치 | |
| EP3463668B1 (en) | Rapid thermal cycling for sample analyses and processing | |
| KR20230031299A (ko) | 초고속 pcr 열순환기 | |
| JP2023545555A (ja) | 核酸増幅アッセイへの応用を伴う迅速多重化サンプル処理を行うシステム及び方法 | |
| US9903880B2 (en) | Instrument and method for automatically heat-sealing a microplate | |
| US9810631B2 (en) | Wavelength scanning apparatus and method of use thereof | |
| JP2023525904A (ja) | ランダムアクセスアルタイム定量的ポリメラーゼ連鎖反応（ｑＰＣＲ）リアクターシステム | |
| CN118703324A (zh) | Pcr分析仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |