KR20230149808A - Chemical processing systems, instruments and sample cartridges - Google Patents

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KR20230149808A
KR20230149808A KR1020237025341A KR20237025341A KR20230149808A KR 20230149808 A KR20230149808 A KR 20230149808A KR 1020237025341 A KR1020237025341 A KR 1020237025341A KR 20237025341 A KR20237025341 A KR 20237025341A KR 20230149808 A KR20230149808 A KR 20230149808A
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제프리 에드워드 밀러
마틴 안토니 모트람
발라즈 키스
앤드류 제임스 말로이
폴 말콤 크리습
피터 리 크로슬리
로렌 빅토리아 엘리자베스 라잉
알렉산더 로버트 맥클라클란
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인비보스크라이브, 아이엔씨.
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Abstract

설명된 실시예들은 화학 처리 기기용 샘플 카트리지에 관한 것이다. 샘플 카트리지는 처리를 위한 유체 샘플을 수용하도록 구성되고 1차 반응 용기의 개방된 상부를 폐쇄하기 위한 뚜껑을 수용하도록 구성된 1차 반응 용기, 및 시약 용기의 개방된 상부를 통해 하나 이상의 유체 시약들을 수용하도록 구성된 시약 용기를 포함한다. 시약 용기는 1차 시약 채널을 통해 유체 흐름을 제어하기 위해 1차 시약 채널에 배치된 1차 시약 밸브와 함께 1차 시약 채널을 통해 1차 반응 용기에 연결된다. 샘플 카트리지는 뚜껑이 시약 용기의 유체 내용물들을 1차 반응 용기로 흡인하기 위해 폐쇄될 때 1차 반응 용기와 유체 연통하고 1차 반응 용기 내의 압력을 선택적으로 조정하기 위해 공압 모듈에 연결되도록 구성된 1차 공압 포트를 추가로 포함한다. 추가 실시예들은 샘플 카트리지를 수용하도록 구성된 화학 처리 기기들, 기기 및 샘플 카트리지를 사용하여 동작들을 수행하기 위한 시스템들, 방법들 및 컴퓨터 판독가능 매체에 관한 것이다.The described embodiments relate to sample cartridges for chemical processing instruments. The sample cartridge includes a primary reaction vessel configured to receive a fluid sample for processing and configured to receive a lid for closing the open top of the primary reaction vessel, and receiving one or more fluid reagents through the open top of the reagent vessel. It includes a reagent container configured to do so. The reagent vessel is connected to the primary reaction vessel through a primary reagent channel with a primary reagent valve disposed in the primary reagent channel to control fluid flow through the primary reagent channel. The sample cartridge is configured to be in fluid communication with the primary reaction vessel when the lid is closed to aspirate the fluid contents of the reagent vessel into the primary reaction vessel and to be connected to a pneumatic module to selectively adjust the pressure within the primary reaction vessel. Additionally includes a pneumatic port. Additional embodiments relate to chemical processing instruments configured to receive a sample cartridge, and systems, methods, and computer-readable media for performing operations using the instrument and the sample cartridge.

Description

화학 처리 시스템, 기기 및 샘플 카트리지Chemical processing systems, instruments and sample cartridges

본 출원은 다음의 우선권 출원들로부터 우선권을 주장하며, 전체 내용들은 본 명세서에 참조로 포함된다: 미국 가특허 출원 제63/130,450호; 미국 가특허 출원 제63/241,167호; 미국 가특허 출원 제63/292,314호; 및 미국 디자인 특허 제29/820,394호.This application claims priority from the following priority applications, the entire contents of which are incorporated herein by reference: U.S. Provisional Patent Application No. 63/130,450; U.S. Provisional Patent Application No. 63/241,167; U.S. Provisional Patent Application No. 63/292,314; and U.S. Design Patent No. 29/820,394.

기술 분야technology field

실시예들은 일반적으로 핵산 추출 동작들 등과 같은 샘플에 대한 동작들을 수행하기 위한 시스템들, 기기들, 방법들 및 컴퓨터 판독 가능 매체들뿐만 아니라 화학 처리 기기와 함께 사용하기 위한 샘플 카트리지들에 관한 것이다.Embodiments generally relate to systems, devices, methods, and computer-readable media for performing operations on a sample, such as nucleic acid extraction operations, as well as sample cartridges for use with a chemical processing instrument.

핵산 추출 동작 등을 수행하기 위한 최첨단 자동화 기계들 및 기기들은 보통 1ml 미만, 일반적으로 약 200ul의 적은 양들의 샘플 입력을 수용하고 처리할 수 있는 경향이 있다. 그러나 다운스트림 처리를 수행하기에 충분한 유전 재료(genetic material)를 출력하기 위해 훨씬 더 큰 입력 샘플에서 핵산을 추출하는 것이 바람직한 경우가 있다.State-of-the-art automated machines and devices for performing nucleic acid extraction operations, etc. tend to be able to accept and process small sample inputs of less than 1ml, typically about 200ul. However, there are times when it is desirable to extract nucleic acids from a much larger input sample to output sufficient genetic material to perform downstream processing.

또한, 웰 플레이트(well plate)들 및 대형 자동화 액체 취급 로봇들을 사용하는 표준 고-처리량(high-throughput) 실험실들에서, 대량 샘플들은 일반적으로 자동화 처리를 위해 더 작은 양들로 분취(aliquot)될 필요가 있으며, 이는 기계 사용에 비효율적이다. 일반적인 기계에는 많은 채널들이 있을 수 있으며, 각각은 작은 샘플을 취할 수 있지만 분취하면 기계의 운영-시간(run-time)을 차지하는 환자(patient)들의 수가 줄어든다.Additionally, in standard high-throughput laboratories using well plates and large automated liquid handling robots, bulk samples typically need to be aliquoted into smaller quantities for automated processing. There is, and this is inefficient in using the machine. A typical machine may have many channels, each capable of taking a small sample, but aliquoting reduces the number of patients taking up the machine's run-time.

알려진 자동화 기계들의 또 다른 공통의(common) 문제는 오염이다. 그의 위험은 환자 유래 재료를 포함하는 용기가 기계 내에서 열려 있거나 움직이는 피펫터(pipettor)가 사용되거나 및/또는 환자 유래 재료와 접촉한 재료들이 기기(예를 들어, 피펫(pipette) 팁들)내에 저장될 때마다 증가된다.Another common problem with known automated machines is contamination. The risk is that pipettors are used where containers containing patient-derived material are open or moving within the machine and/or materials that have come into contact with patient-derived material are stored within the device (e.g., pipette tips). It increases every time it happens.

알려진 자동화 기계들의 또 다른 문제는 최고 품질을 보장하기 위해 종단간(end-to-end) 프로세스를 충분히 제어하는 데 어려움이 있다는 것이다.Another known problem with automated machines is the difficulty in controlling the end-to-end process sufficiently to ensure the highest quality.

또 다른 문제는 다운스트림 검정에 직접 입력될 추출 작업 흐름으로부터 적절하게(adequately) 농축 및/또는 정량화된 핵산들을 달성하는 것이다. MRD와 같은 애플리케이션들은 일반적으로 핵산 추출을 위해 사용 가능한 기기 장치(instrumentation)를 사용하여 거의 달성되지 않는 고농축 DNA(~500ng/μL)를 필요로 한다. 또한 무세포 DNA(cfDNA) 추출들의 자동화를 목표로 하는 대부분의 기존 시스템들은 특정 크기의 핵산을 선택하지 않는다. cfDNA는 일반적으로 ~150bp이며 다운스트림 검정은 cfDNA 샘플들의 게놈 DNA(gDNA) 오염의 존재로 인해 부정적인 영향을 받는다.Another problem is achieving appropriately enriched and/or quantified nucleic acids from the extraction workflow to be directly input into downstream assays. Applications such as MRD typically require high concentrations of DNA (~500ng/μL) that are rarely achieved using available instrumentation for nucleic acid extraction. Additionally, most existing systems aimed at automating cell-free DNA (cfDNA) extractions do not select nucleic acids of a specific size. cfDNA is typically ~150 bp and downstream assays are negatively affected by the presence of genomic DNA (gDNA) contamination in cfDNA samples.

샘플들에 대한 동작들을 수행하기 위한 시스템들, 기기들, 방법들 및 컴퓨터 판독 가능 매체들에 대한 선행 기술과 연관된 하나 이상의 결점들 또는 단점들을 어드레싱하거나 개선하거나 적어도 이에 대한 유용한 대안을 제공하는 것이 바람직하다.It is desirable to address or improve upon, or at least provide a useful alternative to, one or more deficiencies or shortcomings associated with the prior art for systems, devices, methods and computer-readable media for performing operations on samples. do.

본 명세서에 포함된 문서, 동작, 재료, 디바이스, 물품 등에 대한 임의의 논의는 이러한 사항들 중 일부 또는 전부가 선행 기술 기반의 일부를 형성하거나 첨부된 각 청구항의 우선일 이전에 존재했기 때문에 본 개시와 관련된 분야의 일반적인 일반 지식이었다는 것의 인정으로 간주되어서는 안 된다.Any discussion of documents, acts, materials, devices, articles, etc. contained herein is not disclosed herein because any or all of such matters form part of the prior art base or existed before the priority date of each appended claim. It should not be regarded as an admission of general general knowledge in the relevant field.

일부 실시예는 화학 처리 기기용 샘플 카트리지에 관한 것으로, 샘플 카트리지는: 처리를 위한 유체 샘플을 수용하도록 구성되고 1차 반응 용기의 개방된 상부를 폐쇄하기 위한 뚜껑을 수용하도록 구성된 1차 반응 용기; 시약 용기의 개방된 상부를 통해 하나 이상의 유체 시약을 수용하도록 구성된 시약 용기-여기서, 상기 시약 용기는 1차 시약 채널을 통해 유체 흐름을 제어하기 위해 1차 시약 채널에 배치된 1차 시약 밸브와 함께 1차 시약 채널을 통해 1차 반응 용기에 연결됨-; 및 1차 반응 용기와 유체 연통하고 시약 용기의 유체 내용물을 1차 반응 용기로 흡인하기 위해 뚜껑이 폐쇄될 때 1차 반응 용기 내의 압력을 선택적으로 조정하기 위해 공압 모듈에 연결되도록 구성된 1차 공압 포트를 포함한다.Some embodiments relate to a sample cartridge for a chemical processing instrument, comprising: a primary reaction vessel configured to receive a fluid sample for processing and configured to receive a lid for closing the open top of the primary reaction vessel; a reagent vessel configured to receive one or more fluid reagents through an open top of the reagent vessel, wherein the reagent vessel has a primary reagent valve disposed in the primary reagent channel to control fluid flow through the primary reagent channel; Connected to the primary reaction vessel through the primary reagent channel -; and a primary pneumatic port in fluid communication with the primary reaction vessel and configured to be connected to a pneumatic module to selectively adjust the pressure within the primary reaction vessel when the lid is closed to aspirate the fluid contents of the reagent vessel into the primary reaction vessel. Includes.

샘플 카트리지는 1차 공압 포트와 1차 반응 용기 사이에서 연장되는 1차 공압 채널을 더 포함할 수 있고, 여기서 1차 반응 용기로의 1차 공압 채널의 개구부는 1차 반응 용기의 측벽의 어느 정도 위쪽에 위치한다. 1차 반응 용기로의 1차 공압 포트의 개구부는 1차 반응 용기의 바닥보다 1차 반응 용기의 상단에 더 가깝게 위치할 수 있다. 일부 실시예에서, 1차 반응 용기로의 1차 시약 채널의 개구부는 1차 반응 용기의 측벽의 어느 정도 위쪽에 위치한다. 일부 실시예에서, 1차 반응 용기로의 1차 시약 채널의 개구부는 1차 반응 용기의 바닥보다 1차 반응 용기의 상단에 더 가깝게 위치한다.The sample cartridge may further include a primary pneumatic channel extending between the primary pneumatic port and the primary reaction vessel, wherein the opening of the primary pneumatic channel to the primary reaction vessel is at some level of the sidewall of the primary reaction vessel. It is located at the top. The opening of the primary pneumatic port to the primary reaction vessel may be located closer to the top of the primary reaction vessel than to the bottom of the primary reaction vessel. In some embodiments, the opening of the primary reagent channel to the primary reaction vessel is located somewhat above the side wall of the primary reaction vessel. In some embodiments, the opening of the primary reagent channel to the primary reaction vessel is located closer to the top of the primary reaction vessel than to the bottom of the primary reaction vessel.

일부 실시 예에서 샘플 카트리지는 샘플 카트리지 밖으로 액체가 통과하는 것을 제한하도록 구성된 액체 트랩을 더 포함할 수 있다. 액체 트랩은 예를 들어 1차 공압 채널의 한쪽 단부에 또는 내부에 배치될 수 있다. 액체 트랩은 샘플 카트리지의 베이스에 또는 그 안에 배치될 수 있다. 액체 트랩은 기체 투과성 멤브레인을 포함할 수 있다. 액체 트랩은 기체 투과성 또는 반투과성 멤브레인으로 작용할 수 있는 소수성 폴리머 재료를 포함할 수 있습니다. 액체 트랩은 막히거나 넘치기 전에 최소 부피의 액체를 수용하도록 구성될 수 있다. 액체 트랩의 최소 액체 용량 부피는 예를 들어 1μL 내지 1000μL, 10μL 내지 100μL, 40μL 내지 80μL 또는 50μL 내지 60μL 범위일 수 있다.In some embodiments, the sample cartridge may further include a liquid trap configured to restrict passage of liquid out of the sample cartridge. The liquid trap can for example be placed at one end or within the primary pneumatic channel. The liquid trap may be placed at or within the base of the sample cartridge. The liquid trap may include a gas permeable membrane. The liquid trap may comprise a hydrophobic polymer material that can act as a gas-permeable or semi-permeable membrane. A liquid trap may be configured to contain a minimum volume of liquid before clogging or overflowing. The minimum liquid capacity volume of the liquid trap may range, for example, from 1 μL to 1000 μL, 10 μL to 100 μL, 40 μL to 80 μL, or 50 μL to 60 μL.

일부 실시예에서, 샘플 카트리지는 최종 출력 채널을 통해 1차 반응 용기로부터 최종 출력 유체를 수용하도록 구성된 출력 용기를 더 포함한다. 샘플 카트리지는 출력 용기 공압 채널을 통해 출력 용기와 연통하고 최종 출력 채널을 통해 1차 반응 용기로부터 출력 용기로 최종 출력 유체를 끌어당기기 위해 출력 용기의 압력을 선택적으로 조정하기 위해 공압 모듈에 연결되도록 구성되는 출력 용기 공압 포트를 더 포함할 수 있다. 샘플 카트리지는 처리 중에 출력 용기를 폐쇄하도록 구성된 임시 뚜껑을 더 포함할 수 있으며, 임시 뚜껑은 최종 출력 채널 및 출력 용기로의 출력 용기 공압 채널을 위한 개구부를 정의하고 그에 연결된다.In some embodiments, the sample cartridge further includes an output vessel configured to receive final output fluid from the primary reaction vessel through a final output channel. The sample cartridge is configured to communicate with the output vessel through the output vessel pneumatic channel and to be connected to a pneumatic module to selectively adjust the pressure of the output vessel to draw final output fluid from the primary reaction vessel to the output vessel through the final output channel. The output container may further include a pneumatic port. The sample cartridge may further include a temporary lid configured to close the output vessel during processing, the temporary lid defining and coupled to an opening for a final output channel and an output vessel pneumatic channel to the output vessel.

일부 실시 예에서 시료 카트리지는 출력 용기 없이 제공될 수 있으며, 1차 반응 용기로부터 제거 가능한 출력 용기로 최종 출력 유체를 운반하도록 구성된 최종 출력 채널을 더 포함할 수 있다. 카트리지는 출력 용기 공압 채널을 통해 출력 용기와 유체 연통하도록 구성되고 최종 출력 채널을 통해 1차 반응 용기로부터 출력 용기로 최종 출력 유체를 끌어당기기 위해 출력 용기의 압력을 선택적으로 조정하기 위해 공압 모듈에 연결되도록 구성된 출력 용기 공압 포트를 더 포함할 수 있다. 시료 카트리지는 처리 중에 출력 용기를 폐쇄하도록 구성된 임시 뚜껑을 더 포함할 수 있으며, 임시 뚜껑은 최종 출력 채널과 출력 용기 공압 채널을 출력 용기에 유동적으로 연결하도록 구성된다.In some embodiments, the sample cartridge may be provided without an output vessel and may further include a final output channel configured to convey final output fluid from the primary reaction vessel to the removable output vessel. The cartridge is configured to be in fluid communication with the output vessel through the output vessel pneumatic channel and connected to a pneumatic module to selectively adjust the pressure of the output vessel to draw final output fluid from the primary reaction vessel to the output vessel through the final output channel. It may further include an output container pneumatic port configured to be. The sample cartridge may further include a temporary lid configured to close the output vessel during processing, the temporary lid configured to fluidly connect the final output channel and the output vessel pneumatic channel to the output vessel.

일부 실시예에서, 샘플 카트리지는 품질 관리 분석을 위해 출력 유체의 분취량을 수용하도록 구성된 품질 관리 용기; 품질 관리 용기와 최종 출력 채널과의 품질 관리 접합부 사이에 연장되는 품질 관리 채널; 및 품질 관리 용기와 유체 연통하고 최종 출력 채널로부터 품질 관리 채널을 통해 최종 출력 유체의 분취량을 품질 관리 용기로 끌어당기기 위해 품질 관리 용기 내의 압력을 선택적으로 조정하기 위해 공압 모듈에 연결되도록 구성되는 품질 관리 공압 포트를 더 포함한다. 품질 관리 용기에는 품질 관리 분석을 위해 최종 출력 유체의 분취량과 혼합될 염료가 사전 로딩될 수 있다.In some embodiments, the sample cartridge includes a quality control vessel configured to receive an aliquot of output fluid for quality control analysis; a quality control channel extending between the quality control vessel and the quality control junction with the final output channel; and a quality control vessel configured to be in fluid communication with the quality control vessel and connected to a pneumatic module to selectively adjust the pressure within the quality control vessel to pull an aliquot of final output fluid from the final output channel through the quality control channel to the quality control vessel. It further includes a management pneumatic port. The quality control vessel can be pre-loaded with dye to be mixed with an aliquot of the final output fluid for quality control analysis.

샘플 카트리지는 품질 관리 분석을 위해 최종 출력 유체와 혼합하기 위해 완충액 용기의 개방된 상부를 통해 완충액을 수용하도록 구성된 완충액 용기; 품질 관리 접합부와 1차 반응 용기 사이의 최종 출력 채널과 함께 완충액 채널과 완충 접합부 사이에 연장되는 완충 채널; 및 완충 채널을 통한 완충액의 흐름을 제어하기 위해 완충 채널에 배치된 완충 채널 밸브를 더 포함할 수 있다.The sample cartridge includes a buffer container configured to receive buffer through an open top of the buffer container for mixing with the final output fluid for quality control analysis. a buffer channel extending between the buffer channel and the buffer junction with a final output channel between the quality control junction and the primary reaction vessel; and a buffer channel valve disposed in the buffer channel to control the flow of buffer solution through the buffer channel.

샘플 카트리지는 품질 관리 접합부와 출력 용기 사이의 최종 출력 채널로부터의 중간 출구; 중간 출구가 개방되는 밀폐된 챔버; 출구를 덮는 공기 투과성 액체 장벽 멤브레인; 및 밀봉된 챔버와 유체 연통하고 공기 투과성 멤브레인을 통해 최종 출력 채널에서 공기를 흡입하기 위해 밀봉된 챔버 내의 압력을 선택적으로 조정하기 위해 공압 모듈에 연결되도록 구성된 중간 출구 공압 포트를 더 포함할 수 있다.The sample cartridge has an intermediate outlet from the final output channel between the quality control joint and the output container; a closed chamber with an open middle outlet; An air-permeable liquid barrier membrane covering the outlet; and an intermediate outlet pneumatic port configured to be in fluid communication with the sealed chamber and connected to the pneumatic module to selectively adjust the pressure within the sealed chamber to draw air from the final output channel through the air-permeable membrane.

일부 실시예에서, 샘플 카트리지는 폐기물 채널을 통해 1차 반응 용기로부터 폐액을 수용하도록 구성된 밀봉된 폐기물 용기; 및 폐기물 용기와 유체 연통하고 1차 반응 용기로부터 폐기물 채널을 통해 폐기물 용기로 유체를 끌어당기기 위해 폐기물 용기 내의 압력을 선택적으로 조정하기 위해 공압식 모듈에 연결되도록 구성된 폐기물 공압 포트를 더 포함한다.In some embodiments, the sample cartridge includes a sealed waste container configured to receive waste liquid from the primary reaction vessel through a waste channel; and a waste pneumatic port in fluid communication with the waste vessel and configured to be connected to a pneumatic module to selectively adjust pressure within the waste vessel to draw fluid from the primary reaction vessel through the waste channel to the waste vessel.

일부 실시예에서, 샘플 카트리지는 1차 반응 용기를 2차 반응 용기에 유동적으로 연결하는 1차 출력 채널을 통해 1차 반응 용기로부터 1차 출력 유체를 수용하도록 구성되고 시약 용기를 2차 반응 용기에 유동적으로 연결하는 2차 시약 채널을 통해 시약 용기로부터 하나 이상의 유체 시약을 수용하도록 구성된 2차 반응 용기; 1차 출구 채널을 통한 흐름을 제어하기 위해 1차 출구 채널에 배치된 1차 출구 밸브; 및 2차 시약 채널을 통한 흐름을 제어하기 위해 2차 시약 채널에 배치된 2차 시약 밸브를 더 포함한다. 2차 반응 용기는 밀봉될 수 있으며, 일부 실시예에서, 샘플 카트리지는 2차 반응 용기와 유체 연통하고 유체를 1차 출구 채널 또는 2차 시약 채널에서 2차 반응 용기로 끌어당기기 위해 2차 반응 용기의 압력을 선택적으로 조정하기 위해 공압 모듈에 연결되도록 구성된 2차 공압 포트를 더 포함한다. 샘플 카트리지는 2차 공압 포트와 2차 반응 용기 사이에서 연장되는 2차 공압 채널을 더 포함할 수 있으며, 2차 반응 용기로의 2차 공압 채널의 개구부는 2차 반응 용기의 바닥보다 2차 반응 용기의 상단에 더 가까운 2차 반응 용기의 측벽의 일부 위쪽에 위치한다. 1차 출력 채널 및 2차 시약 채널의 입구 또는 입구들은 2차 반응 용기의 바닥보다 2차 반응 용기의 상단에 더 가까운 2차 반응 용기의 측벽 위쪽으로 2차 반응 용기로 개방될 수 있다.In some embodiments, the sample cartridge is configured to receive primary output fluid from the primary reaction vessel through a primary output channel fluidly connecting the primary reaction vessel to the secondary reaction vessel and connecting the reagent vessel to the secondary reaction vessel. a secondary reaction vessel configured to receive one or more fluid reagents from the reagent vessel through a fluidly connecting secondary reagent channel; a primary outlet valve disposed in the primary outlet channel to control flow through the primary outlet channel; and a secondary reagent valve disposed in the secondary reagent channel to control flow through the secondary reagent channel. The secondary reaction vessel may be sealed, and in some embodiments, the sample cartridge is in fluid communication with the secondary reaction vessel and is connected to the secondary reaction vessel to draw fluid from the primary outlet channel or secondary reagent channel to the secondary reaction vessel. It further includes a secondary pneumatic port configured to be connected to the pneumatic module to selectively adjust the pressure. The sample cartridge may further include a secondary pneumatic channel extending between the secondary pneumatic port and the secondary reaction vessel, wherein an opening of the secondary pneumatic channel into the secondary reaction vessel is lower than the bottom of the secondary reaction vessel. It is located on the upper part of the side wall of the secondary reaction vessel closer to the top of the vessel. The inlet or inlets of the primary output channel and the secondary reagent channel may open into the secondary reaction vessel above the sidewall of the secondary reaction vessel closer to the top of the secondary reaction vessel than the bottom of the secondary reaction vessel.

일부 실시예에서, 품질 관리 접합부에서, 품질 관리 채널은 품질 관리 접합부와 완충 접합부 사이에서 연장되는 최종 출력 채널의 일부와 둔각을 형성한다.In some embodiments, in the quality control joint, the quality control channel forms an obtuse angle with a portion of the final output channel extending between the quality control joint and the buffer joint.

일부 실시예에서, 완충 접합부에서, 완충 채널은 품질 관리 접합부와 완충 접합부 사이에서 연장되는 최종 출력 채널의 일부와 둔각을 형성한다.In some embodiments, in the buffer joint, the buffer channel forms an obtuse angle with a portion of the final output channel extending between the quality control joint and the buffer joint.

일부 실시예에서, 완충 접합부에서 최종 출력 채널의 사전 완충 접합부 부분은 품질 관리 접합부와 완충 접합부 사이에서 연장되는 최종 출력 채널의 일부와 둔각을 형성한다.In some embodiments, the pre-cushioned joint portion of the final output channel at the buffer joint forms an obtuse angle with the portion of the final output channel extending between the quality control joint and the buffer joint.

일부 실시예에서, 품질 관리 접합부에서, 최종 출력 채널의 사후 QC 접합부 부분은 품질 관리 접합부와 완충 접합부 사이에서 연장되는 최종 출력 채널의 일부와 둔각을 형성한다.In some embodiments, in the quality control joint, a post-QC joint portion of the final output channel forms an obtuse angle with a portion of the final output channel extending between the quality control joint and the buffer joint.

일부 실시예는 임의의 기술된 실시예에 따른 샘플 카트리지를 수용하도록 구성된 화학 처리 기기에 관한 것으로, 기기는: 시약 용기의 개방된 상부를 통해 하나 이상의 유체 시약을 시약 용기에 분배하도록 구성된 시약 분배기; 및 1차 반응 용기의 1차 공압 포트에 연결하고 1차 반응 용기로 1차 시약 채널을 통해 시약 용기에서 유체를 끌어당기기 위해 뚜껑이 폐쇄될 때 1차 반응 용기 내의 압력을 선택적으로 조정하도록 구성된 공압 모듈을 포함한다.Some embodiments relate to a chemical processing device configured to receive a sample cartridge according to any of the described embodiments, the device comprising: a reagent dispenser configured to dispense one or more fluid reagents to a reagent container through an open top of the reagent container; and pneumatics connected to the primary pneumatic port of the primary reaction vessel and configured to selectively adjust the pressure within the primary reaction vessel when the lid is closed to draw fluid from the reagent vessel through the primary reagent channel into the primary reaction vessel. Includes modules.

공압 모듈은 출력 용기 공압 포트에 연결하고 출력 용기의 압력을 선택적으로 조정하여 최종 출력 채널을 통해 1차 반응 용기로부터 출력 용기로 최종 출력 유체를 끌어당기도록 더 구성될 수 있다. 공압 모듈은 품질 관리 공압 포트에 연결하고 품질 관리 용기 내의 압력을 선택적으로 조정하여 최종 출력 채널에서 품질 관리 채널을 통해 최종 출력 유체의 분취량을 품질 관리 용기로 끌어들이도록 더 구성될 수 있다. 시약 모듈은 완충액 용기에 완충액을 분배하도록 구성될 수 있다. 공압 모듈은 중간 출구 공압 포트에 연결하고 밀봉된 챔버 내의 압력을 선택적으로 조정하여 최종 출력 채널로부터 공기 투과성 멤브레인을 통해 공기를 흡인하도록 더 구성될 수 있다. 공압 모듈은 폐기물 공압 포트에 연결하고 폐기물 채널을 통해 1차 반응 용기로부터 폐기물 용기로 유체를 끌어당기기 위해 폐기물 용기 내의 압력을 선택적으로 조정하도록 더 구성될 수 있다. 공압 모듈은 2차 공압 포트에 연결하고 1차 출구 채널 또는 2차 시약 채널에서 2차 반응 용기로 유체를 끌어당기기 위해 2차 반응 용기의 압력을 선택적으로 조정하도록 더 구성될 수 있다.The pneumatic module may be further configured to connect to the output vessel pneumatic port and selectively adjust the pressure of the output vessel to draw final output fluid from the primary reaction vessel to the output vessel through the final output channel. The pneumatic module may be further configured to connect to the quality control pneumatic port and selectively adjust the pressure within the quality control vessel to draw an aliquot of final output fluid from the final output channel through the quality control channel to the quality control vessel. The reagent module may be configured to dispense buffer into a buffer container. The pneumatic module may be further configured to connect to the intermediate outlet pneumatic port and selectively adjust the pressure within the sealed chamber to draw air through the air-permeable membrane from the final output channel. The pneumatic module may be further configured to connect to the waste pneumatic port and selectively adjust the pressure within the waste vessel to draw fluid from the primary reaction vessel to the waste vessel through the waste channel. The pneumatic module may be further configured to connect to the secondary pneumatic port and selectively adjust the pressure of the secondary reaction vessel to draw fluid from the primary outlet channel or secondary reagent channel to the secondary reaction vessel.

공압 모듈은 액체 전달 작업이 완료되는 시기를 결정하기 위해 압력 및/또는 유량의 변화를 감지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 압력이 한 챔버에서 다른 챔버로 액체를 끌어당기기 위해 조정될 때, 모든 액체가 전달 채널을 통해 흡인되면 공기가 액체를 따라 흡인되므로 압력 차이가 적어 유속이 높아진다. 이러한 압력 및/또는 유량의 변화는 공압 모듈에 의해 감지될 수 있으며 전송 프로세스가 완료되면 압력 작동을 중지하는 신호로 사용될 수 있다.The pneumatic module may be configured to sense changes in pressure and/or flow rate to determine when the liquid delivery task is complete. For example, when pressure is adjusted to pull a liquid from one chamber to another, if all the liquid is drawn through the delivery channel, air is drawn along the liquid, resulting in less pressure difference and thus higher flow rate. These changes in pressure and/or flow can be sensed by the pneumatic module and used as a signal to stop pressure operation once the transfer process is complete.

공압 모듈은 양압 또는 음압을 사용하여 카트리지의 다양한 용기 사이에서 액체를 이동시키도록 구성될 수 있다. 즉, 한 용기에 양압(대기압 이상)을 가하여 전달 채널을 통해 액체를 다른 용기로 밀어 넣거나 한 용기에 음압(대기압 미만)을 가하여 전달 채널을 통해 액체를 다른 용기로 끌어들인다.The pneumatic module may be configured to move liquid between the various containers in the cartridge using positive or negative pressure. That is, positive pressure (above atmospheric pressure) is applied to one container to force liquid through a delivery channel into another container, or negative pressure (below atmospheric pressure) is applied to one container to draw liquid through a delivery channel into another container.

일부 실시예에서, 공압 모듈은 상이한 동작들에 영향을 미치기 위해 상이한 시간들에 다양한 공압 포트들에 선택적으로 적용되는 단일 압력 레벨을 사용하여 동작하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 공압 모듈은 상이한 동작들에 영향을 미치기 위해 상이한 시간들에 다양한 공압 포트들에 선택적으로 적용되는 2개의 압력 레벨들만을 사용하여 동작하도록 구성될 수 있다.In some embodiments, a pneumatic module may be configured to operate using a single pressure level selectively applied to various pneumatic ports at different times to effect different operations. In some embodiments, a pneumatic module may be configured to operate using only two pressure levels that are selectively applied to various pneumatic ports at different times to effect different operations.

일부 실시예에서, 기기는 품질 관리 용기에 수용된 출력 유체의 일정량의 특성을 측정하도록 구성된 광학 모듈을 더 포함할 수 있다.In some embodiments, the device may further include an optical module configured to measure a characteristic of a quantity of output fluid contained in a quality control vessel.

기기는 복수의 샘플 카트리지를 수용하도록 구성될 수 있다. 공압 모듈은 복수의 샘플 카트리지들의 모든 공압 포트들에 연결되도록 구성될 수 있으며, 선택된 시간에 공압 포트들 중 선택된 하나에 선택적으로 압력을 가한다. 시약 모듈은 선택된 시간에 복수의 샘플 카트리지들 각각에 시약을 분배하도록 구성된다.The device may be configured to receive a plurality of sample cartridges. The pneumatic module may be configured to be connected to all pneumatic ports of a plurality of sample cartridges and selectively apply pressure to a selected one of the pneumatic ports at a selected time. The reagent module is configured to dispense reagents to each of the plurality of sample cartridges at selected times.

일부 실시예에서, 기기는 시약 모듈을 기기 내의 다양한 위치들로 이동시키도록 구성된 메커니즘 및 액추에이터를 더 포함하고, 각각의 위치는 시약 모듈이 하나 이상의 시약들을 각각의 샘플 카트리지에 분배할 수 있도록 복수의 샘플 카트리지들 각각에 대응한다.In some embodiments, the device further includes a mechanism and an actuator configured to move the reagent module to various positions within the device, each position having a plurality of actuators to enable the reagent module to dispense one or more reagents to each sample cartridge. Corresponds to each of the sample cartridges.

일부 실시예는 처리를 위한 유체 샘플을 각각 포함하는 하나 이상의 샘플 카트리지를 수용하도록 구성된 화학 처리 기기에 관한 것으로, 각 샘플 카트리지: 처리를 위한 유체 샘플을 수용하도록 구성되고 1차 반응 용기의 개방된 상부를 폐쇄하기 위한 뚜껑을 수용하도록 구성된 1차 반응 용기; 시약 용기의 개방된 상부를 통해 하나 이상의 유체 시약을 수용하도록 구성된 시약 용기-여기서, 시약 용기는 1차 시약 채널을 통해 유체 흐름을 제어하기 위해 시약 채널에 배치된 시약 밸브와 함께 1차 시약 채널을 통해 1차 반응 용기에 연결됨-; 및 1차 반응 용기와 유체 연통하는 공압 포트를 정의하고; 화학 처리 기기는 시약 용기의 개방된 상부를 통해 하나 이상의 유체 시약을 시약 용기에 분배하도록 구성된 시약 분배기; 및 1차 반응 용기의 공압 포트에 연결하고 시약 용기의 유체 내용물을 1차 반응 용기로 흡인하기 위해 뚜껑이 폐쇄될 때 1차 반응 용기 내의 압력을 선택적으로 조정하도록 구성된 공압 모듈을 포함한다.Some embodiments relate to a chemical processing device configured to receive one or more sample cartridges each containing a fluid sample for processing, each sample cartridge configured to receive a fluid sample for processing and an open top of a primary reaction vessel. a primary reaction vessel configured to receive a lid for closing; a reagent vessel configured to receive one or more fluid reagents through an open top of the reagent vessel, wherein the reagent vessel has a primary reagent channel with a reagent valve disposed in the reagent channel to control fluid flow through the primary reagent channel. Connected to the primary reaction vessel via -; and defining a pneumatic port in fluid communication with the primary reaction vessel; The chemical processing device includes a reagent dispenser configured to dispense one or more fluid reagents into a reagent vessel through an open top of the reagent vessel; and a pneumatic module connected to a pneumatic port of the primary reaction vessel and configured to selectively adjust the pressure within the primary reaction vessel when the lid is closed to aspirate the fluid contents of the reagent vessel into the primary reaction vessel.

일부 실시예는 화학 처리 시스템에 관한 것으로, 이는 기술된 실시예들 중 어느 하나에 따른 기기; 및 설명된 실시예들 중 임의의 하나에 따른 샘플 카트리지들 중 하나 이상을 포함한다.Some embodiments relate to a chemical treatment system, comprising: an apparatus according to any of the described embodiments; and one or more of sample cartridges according to any one of the described embodiments.

일부 실시예는 화학 처리 시스템에 관한 것으로, 하나 이상의 샘플 카트리지들-여기서, 각각의 샘플 카트리지는: 처리를 위한 유체 샘플을 수용하도록 구성되고 1차 반응 용기의 개방된 상부를 폐쇄하기 위한 뚜껑을 수용하도록 구성된 1차 반응 용기; 시약 용기의 개방된 상부를 통해 하나 이상의 유체 시약을 수용하도록 구성된 시약 용기-여기서, 시약 용기는 1차 시약 채널을 통해 유체 흐름을 제어하기 위해 시약 채널에 배치된 시약 밸브와 함께 1차 시약 채널을 통해 1차 반응 용기에 연결됨-; 및 1차 반응 용기와 유체 연통하는 공압 포트를 정의함-; 및 시약 용기의 개방 상부를 통해 하나 이상의 유체 시약을 시약 용기에 분배하도록 구성된 시약 분배기; 및 1차 반응 용기의 공압 포트에 연결하고 시약 용기의 유체 내용물을 1차 반응 용기로 흡인하기 위해 뚜껑이 닫힐 때 1차 반응 용기 내의 압력을 선택적으로 조정하도록 구성된 공압 모듈을 포함한다.Some embodiments relate to a chemical processing system comprising one or more sample cartridges, wherein each sample cartridge: is configured to receive a fluid sample for processing and includes a lid for closing the open top of a primary reaction vessel. A primary reaction vessel configured to: a reagent vessel configured to receive one or more fluid reagents through an open top of the reagent vessel, wherein the reagent vessel has a primary reagent channel with a reagent valve disposed in the reagent channel to control fluid flow through the primary reagent channel. Connected to the primary reaction vessel via -; and defining a pneumatic port in fluid communication with the primary reaction vessel; and a reagent dispenser configured to dispense one or more fluid reagents to the reagent vessel through the open top of the reagent vessel. and a pneumatic module connected to a pneumatic port of the primary reaction vessel and configured to selectively adjust the pressure within the primary reaction vessel when the lid is closed to aspirate the fluid contents of the reagent vessel into the primary reaction vessel.

일부 실시예는 기술된 실시예 중 어느 하나에 따른 화학 처리 기구 시스템의 작동 방법, 설명된 실시예 중 어느 하나에 따라, 각각 1차 반응 용기에 유체 샘플을 포함하는, 하나 이상의 샘플 카트리지들을 수용하는 것에 관한 것으로, 방법은: 공압 모듈을 각 샘플 카트리지의 1차 공압 포트에 연결하는 단계; 하나 이상의 시약들을 각 샘플 카트리지의 시약 용기에 분배하기 위해 시약 모듈을 동작시키는 단계; 해당 시약 용기의 유체 내용물을 각각의 1차 시약 채널을 통해 각 샘플 카트리지의 1차 반응 용기로 끌어들이기 위해 공압 모듈을 동작시켜 각 샘플 카트리지의 1차 반응 용기 압력을 감소시키는 단계를 포함한다.Some embodiments include a method of operating a chemical processing instrument system according to any of the described embodiments, comprising one or more sample cartridges, each containing a fluid sample in a primary reaction vessel, according to any of the described embodiments. In relation to this, the method includes: connecting a pneumatic module to the primary pneumatic port of each sample cartridge; operating the reagent module to dispense one or more reagents to the reagent container of each sample cartridge; Reducing the pressure of the primary reaction vessel of each sample cartridge by operating a pneumatic module to draw the fluid contents of the reagent vessel through each primary reagent channel into the primary reaction vessel of each sample cartridge.

방법은 각각의 샘플 카트리지의 1차 반응 용기에서 유체의 혼합을 용이하게 하기 위해 기기의 셰이커를 동작시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 방법은 기기의 히터를 동작시켜 각 샘플 카트리지의 1차 반응 용기를 미리 정해진 시간 동안 미리 정해진 온도로 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include operating a shaker on the device to facilitate mixing of the fluids in the primary reaction vessel of each sample cartridge. The method may further include operating the heater of the device to heat the primary reaction vessel of each sample cartridge to a predetermined temperature for a predetermined time.

일부 실시예에서, 각 샘플 카트리지의 1차 반응 용기에 있는 시약은 기능화된 자기 비드를 포함하고, 방법은 1차 반응 용기 내의 선택된 위치에서 자기 비드를 유지하기 위해 자석을 작동시키거나 이동시키는 단계를 더 포함한다.In some embodiments, the reagent in the primary reaction vessel of each sample cartridge includes functionalized magnetic beads, and the method includes actuating or moving a magnet to maintain the magnetic beads at a selected location within the primary reaction vessel. Includes more.

방법은 공압 모듈을 각각의 샘플 카트리지의 폐기물 공압 포트에 연결하는 단계 및 폐기물 채널을 통해 1차 반응 용기로부터 폐기물 용기로 유체를 끌어당기기 위해 폐기물 용기 내의 압력을 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 공압 모듈을 각각의 샘플 카트리지의 2차 공압 포트에 연결하고 2차 반응 용기의 압력을 감소시켜 1차 출구 채널에서 2차 반응 용기로 유체를 끌어당기는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 공압 모듈을 각각의 샘플 카트리지의 2차 공압 포트에 연결하고 2차 반응 용기의 압력을 감소시켜 2차 시약 채널에서 2차 반응 용기로 유체를 끌어당기는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include connecting a pneumatic module to the waste pneumatic port of each sample cartridge and reducing the pressure within the waste vessel to draw fluid from the primary reaction vessel to the waste vessel through the waste channel. The method may further include connecting a pneumatic module to the secondary pneumatic port of each sample cartridge and reducing the pressure in the secondary reaction vessel to draw fluid from the primary outlet channel into the secondary reaction vessel. The method may further include connecting a pneumatic module to a secondary pneumatic port of each sample cartridge and reducing the pressure in the secondary reaction vessel to draw fluid from the secondary reagent channel into the secondary reaction vessel.

방법은 각각의 샘플 카트리지의 2차 반응 용기에서 유체의 혼합을 용이하게 하기 위해 기기의 셰이커를 동작시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 기기의 히터를 동작시켜 각 샘플 카트리지의 2차 반응 용기를 미리 정해진 시간 동안 미리 정해진 온도로 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include operating a shaker on the device to facilitate mixing of fluids in the secondary reaction vessel of each sample cartridge. The method may further include operating the heater of the device to heat the secondary reaction vessel of each sample cartridge to a predetermined temperature for a predetermined time.

일부 실시예에서, 각 샘플 카트리지의 2차 반응 용기에 있는 시약은 기능화된 자기 비드를 포함하고, 방법은 자석을 동작 또는 이동시켜 2차 반응 용기 내의 선택된 위치에 자기 비드를 고정시키는 단계를 더 포함한다.In some embodiments, the reagents in the secondary reaction vessel of each sample cartridge include functionalized magnetic beads, and the method further comprises moving or moving a magnet to secure the magnetic beads at a selected location within the secondary reaction vessel. do.

상기 방법은 공압 모듈을 각각의 샘플 카트리지의 폐기물 공압 포트에 연결하는 단계 및 2차 반응 용기와 폐기물 용기 사이에 연장된 2차 폐기물 채널을 통해 2차 반응 용기에서 폐기물 용기로 유체를 끌어들이기 위해 폐기물 용기 내의 압력을 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 공압 모듈을 상기 또는 각각의 샘플 카트리지의 출력 용기 공압 포트에 연결하고 출력 용기의 압력을 감소시켜 최종 출력 채널을 통해 1차 반응 용기에서 출력 용기로 처리된 유체를 끌어당기는 단계를 더 포함할 수 있다.The method includes connecting a pneumatic module to the waste pneumatic port of each sample cartridge and a waste channel to draw fluid from the secondary reaction vessel to the waste vessel through a secondary waste channel extending between the secondary reaction vessel and the waste vessel. The step of reducing the pressure within the vessel may be further included. The method may further include connecting a pneumatic module to the output vessel pneumatic port of the or each sample cartridge and reducing the pressure in the output vessel to pull the treated fluid from the primary reaction vessel into the output vessel through the final output channel. You can.

일부 실시예에서, 각각의 샘플 카트리지의 1차 반응 용기로부터 인출된 처리된 유체는 2차 반응 용기로 인입되고 최종 출력 채널을 통해 최종 출력 용기로 인출되기 전에 추가 시약으로 처리된다.In some embodiments, the treated fluid withdrawn from the primary reaction vessel of each sample cartridge is drawn into a secondary reaction vessel and treated with additional reagents before being withdrawn through a final output channel to a final output vessel.

방법은 공압 모듈을 각각의 샘플 카트리지의 품질 관리 공압 포트에 연결하는 단계, 및 처리된 유체를 출력 용기로 끌어들이기 위해 출력 용기의 압력을 감소시키기 전에, 품질 관리 채널을 통해 최종 출력 채널에서 품질 관리 용기로 처리된 유체의 분취량을 끌어들이기 위해 품질 관리 용기 내의 압력을 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The method comprises connecting a pneumatic module to the quality control pneumatic port of each sample cartridge, and reducing the pressure in the output vessel to draw the treated fluid into the output vessel, through the quality control channel, and at the final output channel. The step may further include reducing the pressure within the quality control vessel to draw an aliquot of treated fluid into the vessel.

방법은 시약 모듈을 동작시켜 완충액을 상기 또는 각각의 샘플 카트리지의 완충액 용기에 주입하는 단계; 및 완충 채널을 통해 완충액 용기에서 최종 출력 채널 및 품질 관리 채널을 통해 처리된 유체의 일부와 함께 품질 관리 용기로 완충액을 끌어들이기 위해, 각 시료 카트리지의 품질 관리 용기의 압력을 낮추기 전에, 각 시료 카트리지의 완충 채널 밸브를 개방하는 단계를 더 포함한다.The method includes operating a reagent module to inject a buffer solution into the buffer container of the or each sample cartridge; and to draw buffer from the buffer vessel through the buffer channel into the quality control vessel along with a portion of the processed fluid through the final output channel and the quality control channel, prior to lowering the pressure in the quality control vessel of each sample cartridge. It further includes the step of opening the buffer channel valve.

방법은 공압 모듈을 각 시료 카트리지의 중간 출구 공압 포트에 연결하는 단계 및 최종 출력 채널에서 공기 투과성 멤브레인을 통해 공기를 끌어들이기 위해 품질 관리 용기의 압력을 낮추기 전에 각 샘플 카트리지의 출구 챔버 내의 압력을 낮추는 단계를 더 포함할 수 있다.The method includes connecting a pneumatic module to the middle outlet pneumatic port of each sample cartridge and lowering the pressure within the outlet chamber of each sample cartridge before lowering the pressure in the quality control vessel to draw air through an air-permeable membrane in the final output channel. Additional steps may be included.

방법은 각각의 샘플 카트리지의 품질 관리 용기에 수용된 처리된 유체의 일정량의 특성을 측정하기 위해 광학 모듈을 동작시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include operating the optical module to measure properties of a quantity of treated fluid contained in the quality control vessel of each sample cartridge.

일부 실시예에서, 시약 용기에 시약을 분배하기 위해 시약 모듈을 동작시키는 것은 시약 모듈을 기기 내의 다양한 위치들로 이동시키기 위해 메커니즘 및 액추에이터를 동작시키는 것을 더 포함하며, 각각의 위치는 하나 이상의 샘플 카트리지 각각에 대응한다.In some embodiments, operating the reagent module to dispense a reagent to the reagent vessel further includes operating mechanisms and actuators to move the reagent module to various locations within the device, each location containing one or more sample cartridges. Correspond to each.

일부 실시예는 컴퓨터에 의해 실행될 때 컴퓨터로 하여금 설명된 방법들 중 임의의 하나를 수행하게 하는 명령어를 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 관한 것이다.Some embodiments relate to a computer-readable storage medium storing instructions that, when executed by a computer, cause the computer to perform any one of the described methods.

일부 실시예는 기술된 실시예 중 어느 하나의 시스템의 사용 방법에 관한 것으로, 방법은: 유체 샘플을 각 샘플 카트리지의 1차 반응 용기에 넣는 단계; 뚜껑을 적용하여 상기 또는 각 샘플 카트리지의 1차 반응 용기의 개방된 상단을 밀봉 폐쇄하는 단계; 기기의 해당 카트리지 슬롯에 각 샘플 카트리지를 삽입하는 단계; 및 유체 샘플을 처리하기 위해 기기를 동작시키는 단계를 포함한다.Some embodiments relate to methods of using the system of any of the described embodiments, the method comprising: placing a fluid sample into a primary reaction vessel of each sample cartridge; applying a lid to seal and close the open top of the primary reaction vessel of said or each sample cartridge; Inserting each sample cartridge into the corresponding cartridge slot of the instrument; and operating the device to process the fluid sample.

일부 실시예는 기술된 실시예 중 임의의 하나의 시스템의 사용 방법에 관한 것으로, 방법은: 유체 샘플을 각 샘플 카트리지의 1차 반응 용기에 넣는 단계; 뚜껑을 적용하여 상기 또는 각 샘플 카트리지의 1차 반응 용기의 개방된 상단을 밀봉 폐쇄하는 단계; 기기의 해당 카트리지 슬롯에 각 샘플 카트리지를 삽입하는 단계; 및 유체 샘플을 처리하기 위해 기기를 동작시키는 단계를 포함한다.Some embodiments relate to a method of using the system of any one of the described embodiments, the method comprising: placing a fluid sample into a primary reaction vessel of each sample cartridge; applying a lid to seal and close the open top of the primary reaction vessel of said or each sample cartridge; Inserting each sample cartridge into the corresponding cartridge slot of the instrument; and operating the device to process the fluid sample.

방법은 일단 유체 샘플이 처리되면 기기에서 각 샘플 카트리지를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 샘플 카트리지에서 처리된 유체 샘플이 들어 있는 출력 용기를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 출력 용기에서 임시 뚜껑을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include removing each sample cartridge from the device once the fluid sample has been processed. The method may further include removing the output container containing the processed fluid sample from the sample cartridge. The method may further include removing the temporary lid from the output container.

일부 실시예는 유체 분석 기기와 함께 사용하기 위한 샘플 카트리지에 관한 것으로, 카트리지는: 분석을 위한 유체 샘플을 수용하도록 구성된 샘플 용기; 완충액을 수용하도록 구성된 완충액 용기; 분석용 완충액의 적어도 일부와 혼합된 유체 샘플의 분취량을 포함하는 혼합 유체를 수용하도록 구성된 분석 용기; 샘플 용기와 제1 접합부 사이에 연장된 샘플 채널; 샘플 채널을 통한 샘플의 흐름을 제어하기 위해 샘플 채널에 배치된 샘플 채널 밸브; 완충액 용기와 제1 접합부 사이에 연장되는 완충 채널; 완충 채널에 배치되어 완충 채널을 통한 완충액의 흐름을 제어하는 완충 채널 밸브; 완충 채널 및 샘플 채널과 유체 연통하는 계량 채널-여기서, 계량 채널은 제1 접합부와 제2 접합부 사이에서 연장됨-; 계량 채널과 유체 연통하고 제2 접합부와 분석 용기 사이에서 연장되는 분석 용기 채널; 및 분석 용기와 연통하고 분석 용기 채널을 통해 분석 용기로 유체를 끌어들이기 위해 분석 용기의 압력을 선택적으로 조정하기 위해 공압 모듈에 연결되도록 구성된 분석 용기 공압 포트를 포함한다.Some embodiments relate to a sample cartridge for use with a fluid analysis device, the cartridge comprising: a sample container configured to receive a fluid sample for analysis; a buffer container configured to contain a buffer solution; an assay vessel configured to contain a mixed fluid comprising an aliquot of a fluid sample mixed with at least a portion of an assay buffer; a sample channel extending between the sample vessel and the first junction; a sample channel valve disposed in the sample channel to control the flow of sample through the sample channel; a buffer channel extending between the buffer container and the first junction; a buffer channel valve disposed in the buffer channel to control the flow of buffer solution through the buffer channel; a metering channel in fluid communication with the buffer channel and the sample channel, wherein the metering channel extends between the first junction and the second junction; an assay vessel channel in fluid communication with the metering channel and extending between the second junction and the assay vessel; and an assay vessel pneumatic port in communication with the assay vessel and configured to be connected to a pneumatic module to selectively adjust the pressure of the assay vessel to draw fluid into the assay vessel through the assay vessel channel.

일부 실시예에서, 샘플 채널 밸브 및 완충 채널 밸브 중 적어도 하나는 유체 샘플의 일부가 계량 채널로 흡인될 수 있고 완충액이 완충 채널과 계량 채널 및 분석 용기 채널을 통해 분석용 유체 샘플의 분취량과 함께 분석 용기로 유입되도록 선택적으로 개방 및 폐쇄될 수 있는 능동 밸브를 포함한다. 분석 용기에는 분석을 용이하게 하기 위해 완충액 및 유체 샘플과 혼합하도록 구성된 염료가 사전 로딩될 수 있다.In some embodiments, at least one of the sample channel valve and the buffer channel valve allows a portion of the fluid sample to be aspirated into the metering channel and allows buffer solution to flow through the buffer channel, the metering channel, and the assay vessel channel with an aliquot of the fluid sample for analysis. It includes an active valve that can be selectively opened and closed to allow inflow into the analysis vessel. The assay vessel may be pre-loaded with a dye configured to mix with the buffer and fluid sample to facilitate analysis.

샘플 카트리지는 제2 접합부를 통해 계량 채널과 유체 연통하는 중간 출구; 중간 출구가 개방되는 출구 챔버; 출구를 덮는 액체 투과성 액체 장벽 멤브레인; 및 출구 챔버와 유체 연통하고 계량 채널로부터 통기성 멤브레인을 통해 공기를 흡인하기 위해 출구 챔버의 압력을 선택적으로 조정하기 위해 공압 모듈에 연결되도록 구성된 중간 출구 공압 포트를 더 포함할 수 있고, 중간 출구는 샘플 채널 또는 완충 채널로부터 계량 채널로 유입된 액체가 계량 채널을 채우도록 허용되지만 분석 용기 채널로 진행하는 것은 허용되지 않도록 배열된다. 중간 출구는 제2 접합부에 위치할 수 있다.The sample cartridge includes an intermediate outlet in fluid communication with the metering channel through a second junction; an outlet chamber in which the middle outlet is open; A liquid-permeable liquid barrier membrane covering the outlet; and an intermediate outlet pneumatic port in fluid communication with the outlet chamber and configured to be connected to a pneumatic module to selectively adjust the pressure of the outlet chamber to draw air from the metering channel through the breathable membrane, wherein the intermediate outlet is configured to be connected to the sample. The arrangement is such that liquid entering the metering channel from the channel or buffer channel is allowed to fill the metering channel but is not allowed to proceed to the analysis vessel channel. The intermediate outlet may be located at the second junction.

일부 실시예에서, 샘플 카트리지는 제2 접합부와 출구 사이에서 연장되는 출구 채널을 더 포함하여, 샘플 채널 또는 완충 채널에서 계량 채널로 유입된 액체가 계량 채널을 채우고 출구 채널로 들어갈 수 있지만 분석 용기 채널로 들어갈 수는 없도록 한다.In some embodiments, the sample cartridge further includes an outlet channel extending between the second junction and the outlet, such that liquid entering the metering channel from the sample channel or buffer channel can fill the metering channel and enter the outlet channel but not the analytical vessel channel. Do not allow entry.

샘플 채널은 제2 접합부를 통해 그리고 출력 채널을 통해 계량 채널과 유체 연통하는 출력 용기; 및 출력 용기의 압력을 선택적으로 조정하여 제2 접합부 및 출력 채널을 통해 계량 채널로부터 배출 용기로 유체를 끌어들이기 위해 출력 용기와 연통하고 공압 모듈에 연결되도록 구성된 출력 용기 공압 포트를 더 포함할 수 있다. 출력 채널은 제2 접합부에서 출력 용기까지 연장될 수 있다. 출력 채널은 중간 출구와 출력 용기 사이에서 연장될 수 있다.The sample channel includes an output vessel in fluid communication with the metering channel through the second junction and through the output channel; and an output vessel pneumatic port configured to communicate with the output vessel and be connected to the pneumatic module to selectively adjust the pressure of the output vessel to draw fluid from the metering channel to the discharge vessel through the second junction and the output channel. . The output channel may extend from the second junction to the output container. The output channel may extend between the intermediate outlet and the output container.

일부 실시예에서, 완충 채널 밸브는 완충 채널 밸브를 선택적으로 개방 또는 폐쇄하기 위해 공압 모듈에 연결되도록 구성된 완충 채널 밸브 공압 포트를 포함하는 압력 작동 밸브를 포함한다.In some embodiments, the buffer channel valve includes a pressure actuated valve including a buffer channel valve pneumatic port configured to be coupled to a pneumatic module to selectively open or close the buffer channel valve.

일부 실시예는 기술된 실시예들 중 임의의 하나의 샘플 카트리지를 수용하도록 구성된 유체 분석 기기에 관한 것으로, 기기는: 분석 용기 공압 포트에 연결하고 분석 용기 채널을 통해 유체를 분석 용기로 끌어들이기 위해 분석 용기의 압력을 선택적으로 조정하도록 구성된 공압 모듈; 및 분석 용기 내 유체의 속성을 측정하도록 구성된 분석 모듈을 포함한다.Some embodiments relate to a fluid analysis instrument configured to receive a sample cartridge of any one of the described embodiments, wherein the device: connects to an assay vessel pneumatic port and draws fluid into the assay vessel through the assay vessel channel; a pneumatic module configured to selectively adjust the pressure of the analytical vessel; and an analysis module configured to measure properties of the fluid in the analysis vessel.

일부 실시예는 기술된 실시예들 중 임의의 하나에 따른 샘플 카트리지를 포함하는 유체 분석 기기에 관한 것으로, 기기는: 분석 용기 공압 포트에 연결되고 분석 용기 채널을 통해 유체를 분석 용기로 끌어들이기 위해 분석 용기의 압력을 선택적으로 조정하도록 구성된 공압 모듈; 및 분석 용기 내 유체의 속성을 측정하도록 구성된 분석 모듈을 포함한다.Some embodiments relate to a fluid analysis device comprising a sample cartridge according to any one of the described embodiments, the device being: connected to an analysis vessel pneumatic port and configured to draw fluid into the analysis vessel through an analysis vessel channel; a pneumatic module configured to selectively adjust the pressure of the analytical vessel; and an analysis module configured to measure properties of the fluid in the analysis vessel.

분석 모듈은 분석 용기 내의 유체를 조명하도록 구성된 광학 소스 및 분석 용기 내의 유체로부터 송신된 빛을 검출 또는 측정하도록 구성된 광학 검출기를 포함할 수 있다.The analysis module may include an optical source configured to illuminate the fluid within the analysis vessel and an optical detector configured to detect or measure light transmitted from the fluid within the analysis vessel.

일부 실시예에서, 공압 모듈은 추가로 중간 출구 공압 포트에 연결되거나 연결되도록 구성되고, 공기 투과성 멤브레인을 통해 계량 채널로부터 공기를 끌어당기기 위해 출구 챔버의 압력을 선택적으로 조정하도록 구성된다. 공압 모듈은 출력 용기 공압 포트에 추가로 연결되거나 연결되도록 구성될 수 있고 출력 용기의 압력을 선택적으로 조정하여 유체를 계량 채널로부터 제2 접합부 및 출력 채널을 통해 출력 용기로 끌어당기도록 구성될 수 있다. 공압 모듈은 완충 채널 밸브 공압 포트에 추가로 연결되거나 연결되도록 구성되어 완충 채널 밸브를 선택적으로 개폐하도록 구성될 수 있다.In some embodiments, the pneumatic module is further connected or configured to be connected to the intermediate outlet pneumatic port and configured to selectively adjust the pressure in the outlet chamber to draw air from the metering channel through the air-permeable membrane. The pneumatic module may be further connected or configured to be connected to the output vessel pneumatic port and may be configured to selectively adjust the pressure of the output vessel to draw fluid from the metering channel through the second junction and the output channel to the output vessel. . The pneumatic module may be additionally connected or configured to be connected to the buffer channel valve pneumatic port and configured to selectively open and close the buffer channel valve.

일부 실시예에서, 기기는 설명된 실시예들 중 어느 하나의 유체 샘플을 포함하는 샘플 카트리지들 중 복수개를 수용하도록 구성된다.In some embodiments, the device is configured to receive a plurality of sample cartridges containing a fluid sample of any of the described embodiments.

기기는 각각의 샘플 카트리지의 분석 용기에 있는 유체의 분석을 위해 분석 모듈을 샘플 카트리지 각각에 대응하는 다양한 위치들로 이동시키도록 구성된 메커니즘 및 액추에이터를 더 포함할 수 있다.The device may further include a mechanism and an actuator configured to move the analysis module to various positions corresponding to each of the sample cartridges for analysis of the fluid in the analysis vessel of each sample cartridge.

일부 실시예는 유체 분석 시스템에 관한 것으로, 설명된 실시예들 중 임의의 하나의 기기; 및 설명된 실시예들 중 임의의 하나의 샘플 카트리지들 중 하나 이상을 포함한다.Some embodiments relate to a fluid analysis system, comprising: any one of the described embodiments; and one or more of the sample cartridges of any one of the described embodiments.

일부 실시예는 샘플 용기에 유체 샘플을 함유하는 설명된 실시예들 중 어느 하나의 유체 분석 기기의 동작 방법에 관한 것으로, 방법은: 샘플 유체가 분석 용기 채널로 진행하지 않고 샘플 채널을 통해 샘플 유체를 샘플 용기에서 제2 접합부까지 계량 채널로 끌어들이도록 공압 모듈을 동작시키는 단계; 및 공압 모듈을 동작시켜 완충액 용기에서 완충 채널, 계량 채널 및 분석 채널을 통해 계량 채널에서 샘플 유체의 분취량과 함께 분석 용기로 유체를 끌어들이는 단계를 포함한다.Some embodiments relate to a method of operating a fluid analysis device of any of the described embodiments containing a fluid sample in a sample vessel, the method comprising: flowing the sample fluid through the sample channel without the sample fluid proceeding into the analysis vessel channel. operating the pneumatic module to draw the metering channel from the sample vessel to the second junction; and operating the pneumatic module to draw fluid from the buffer container through the buffer channel, metering channel, and analysis channel into the analysis vessel along with an aliquot of sample fluid in the metering channel.

방법은 샘플 유체가 분석 용기 채널로 진행하지 않고 샘플 채널을 통해 샘플 채널에서 계량 채널로 제2 접합부까지 샘플 유체를 끌어당기기 위해 사전 결정된 기간 동안 분석 용기의 압력을 감소시키도록 공압 모듈을 동작시키는 단계; 및 계량 채널로부터 샘플 유체의 분취량과 함께 완충 채널, 측정 채널 및 분석 채널을 통해 분석 용기로 유체를 완충액 용기로부터 끌어들이기 위한 사전 결정된 기간 후에 분석 용기 내의 압력을 감소시키기 위해 공압 모듈을 동작시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The method includes operating a pneumatic module to reduce the pressure in the assay vessel for a predetermined period of time to pull the sample fluid through the sample channel to the second junction from the sample channel to the metering channel without the sample fluid advancing into the assay vessel channel. ; and operating the pneumatic module to reduce the pressure within the assay vessel after a predetermined period of time to draw fluid from the buffer vessel through the buffer channel, measurement channel, and analysis channel along with an aliquot of sample fluid from the metering channel into the analysis vessel. It may further include.

일부 실시예에서, 상기 방법은 샘플 유체가 공기 투과성 장벽을 만날 때까지 샘플 채널을 통해 계량 채널로 샘플 용기에서 샘플 유체를 끌어들이기 위해 공압 모듈을 동작시켜 중간 출구의 압력을 감소시키는 단계; 및 이후 완충액 용기에서 완충 채널, 계량 채널 및 분석 채널을 통해 유체를 계량 채널에서 분취량의 샘플 유체와 함께 분석 용기로 끌어들이기 위해 공압 모듈을 동작시켜 분석 용기의 압력을 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In some embodiments, the method includes reducing the pressure at the intermediate outlet by operating a pneumatic module to draw sample fluid from the sample vessel through the sample channel and into the metering channel until the sample fluid encounters an air permeable barrier; and thereafter operating a pneumatic module to draw fluid from the buffer vessel through the buffer channel, metering channel and analysis channel into the analysis vessel along with an aliquot of sample fluid to reduce the pressure in the analysis vessel. You can.

방법은 샘플 유체가 분석 용기 채널로 진행하지 않고 샘플 채널을 통해 샘플 용기에서 제2 접합부까지 계량 채널로 샘플 유체를 끌어들이기 위해 사전 결정된 기간 동안 출력 용기의 압력을 감소시키기 위해 공압 모듈을 동작시키는 단계; 및 완충액 용기에서 완충 채널, 계량 채널 및 분석 채널을 통해 유체를 계량 채널에서 분취량의 샘플 유체와 함께 분석 용기로 끌어들이기 위해 사전 결정된 기간 후 분석 용기의 압력을 감소시키기 위해 공압 모듈을 동작시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 완충 채널을 통해 완충액 용기로부터 유체를 끌어당기는 공압 모듈의 동작은 계량 채널이 공기로 채워질 때까지 계속된다. 방법은 이후에 공압 모듈을 동작시켜 출력 용기의 압력을 감소시켜 샘플 유체를 샘플 용기에서 출력 용기로 끌어들이는 단계를 더 포함할 수 있다.The method includes operating a pneumatic module to reduce the pressure in the output vessel for a predetermined period of time to draw the sample fluid into the metering channel from the sample vessel to the second junction through the sample channel without the sample fluid proceeding into the analysis vessel channel. ; and operating a pneumatic module to reduce the pressure in the assay vessel after a predetermined period of time to draw fluid from the buffer vessel through the buffer channel, metering channel, and analysis channel into the analysis vessel along with an aliquot of sample fluid from the metering channel. It may further include. In some embodiments, the operation of the pneumatic module to draw fluid from the buffer container through the buffer channel continues until the metering channel is filled with air. The method may further include subsequently operating a pneumatic module to reduce the pressure of the output vessel to draw sample fluid from the sample vessel into the output vessel.

일부 실시예에서, 방법은 샘플 용기에서 유체를 끌어들이는 동안 완충 밸브를 폐쇄된 상태로 유지하기 위해 공압 모듈을 동작시키는 단계; 및 이어서 유체가 완충액 용기로부터 인출될 수 있도록 완충 밸브를 개방 상태로 유지하기 위해 공압 모듈을 동작시키는 단계를 더 포함한다.In some embodiments, the method includes operating a pneumatic module to keep the buffer valve closed while drawing fluid from the sample vessel; and then operating the pneumatic module to keep the buffer valve open so that fluid can be withdrawn from the buffer container.

일부 실시예는 기술된 실시예들 중 어느 하나의 유체 분석 기기의 동작 방법에 관한 것으로, 각 샘플 카트리지의 샘플 용기에 유체 샘플을 포함하는 설명된 실시예들 중 하나의 샘플 카트리지 중 하나 이상을 수용하고, 방법은: 샘플 유체가 분석 용기 채널로 진행하지 않고 샘플 채널 또는 각 샘플 카트리지의 샘플 용기에서 샘플 채널을 통해 계량 채널로 제2 접합부까지 끌어들이기 위해 공압 모듈을 동작시키는 단계; 및 이어서 완충 채널, 계량 채널 및 분석 채널을 통해 각 샘플 카트리지의 완충액 용기에서 계량 채널의 샘플 유체 분취량과 함께 분석 용기로 유체를 끌어들이기 위해 공압 모듈을 동작시키는 단계를 포함한다.Some embodiments relate to a method of operating a fluid analysis device of any of the described embodiments, comprising receiving one or more of the sample cartridges of any of the described embodiments, wherein the sample container of each sample cartridge includes a fluid sample. and the method includes: operating the pneumatic module to draw the sample fluid from the sample channel or the sample container of each sample cartridge through the sample channel to the metering channel to the second junction without advancing the sample fluid into the analysis vessel channel; and then operating the pneumatic module to draw fluid from the buffer container of each sample cartridge through the buffer channel, metering channel, and analysis channel into the analysis vessel along with an aliquot of sample fluid in the metering channel.

일부 실시예에서, 방법은 공압 모듈을 각 샘플 카트리지의 분석 용기 공압 포트에 연결하는 단계; 샘플 유체가 분석 용기 채널로 진행하지 않고 샘플 채널을 통해 샘플 용기에서 제2 접합부까지 계량 채널로 샘플 유체를 끌어들이기 위해 공압 모듈을 동작시켜 사전 결정된 기간 동안 상기 또는 각 샘플 카트리지의 분석 용기에서 압력을 감소시키는 단계; 및 완충액 용기에서 완충 채널, 계량 채널 및 분석 채널을 통해 유체를 계량 채널에서 분취량의 샘플 유체와 함께 분석 용기로 끌어들이기 위해 사전 결정된 기간 후 상기 또는 각 샘플 카트리지의 분석 용기에서 압력을 감소시키기 위해 공압 모듈을 동작시키는 단계를 더 포함한다.In some embodiments, the method includes connecting a pneumatic module to the assay vessel pneumatic port of each sample cartridge; Pressure is maintained in the assay vessel of the or each sample cartridge for a predetermined period of time by operating a pneumatic module to draw sample fluid into the metering channel from the sample vessel to the second junction through the sample channel without the sample fluid advancing into the assay vessel channel. reducing step; and to reduce the pressure in the assay vessel of said or each sample cartridge after a predetermined period of time to draw fluid from the buffer vessel through the buffer channel, metering channel and analysis channel into the analysis vessel along with an aliquot of sample fluid from the metering channel. It further includes operating the pneumatic module.

방법은 공압 모듈을 분석 용기 공압 포트 및 상기 또는 각 샘플 카트리지의 중간 출구 공압 포트에 연결하는 단계; 샘플 유체가 공기 투과성 장벽을 만날 때까지 샘플 채널을 통해 계량 채널로 샘플 용기에서 샘플 유체를 끌어들이기 위해 각 샘플 카트리지의 중간 출구에서 압력을 줄이기 위해 공압 모듈을 동작시키는 단계; 및 이후 완충액 용기에서 완충 채널, 계량 채널 및 분석 채널을 통해 유체를 계량 채널에서 분취량의 샘플 유체와 함께 분석 용기로 끌어들이기 위해 공압 모듈을 동작시켜 각 샘플 카트리지의 분석 용기에서 압력을 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The method includes connecting a pneumatic module to an analysis vessel pneumatic port and a mid-outlet pneumatic port of the or each sample cartridge; activating a pneumatic module to reduce the pressure at the intermediate outlet of each sample cartridge to draw sample fluid from the sample vessel through the sample channel and into the metering channel until the sample fluid encounters an air permeable barrier; and thereafter operating a pneumatic module to draw fluid from the buffer vessel through the buffer channel, metering channel, and analysis channel into the analysis vessel along with an aliquot of sample fluid to reduce the pressure in the analysis vessel of each sample cartridge. It may further include.

방법은 공압 모듈을 분석 용기 공압 포트 및 상기 또는 각 샘플 카트리지의 출력 용기 공압 포트에 연결하는 단계; 샘플 유체가 분석 용기 채널로 진행하지 않고 샘플 채널을 통해 샘플 용기에서 제2 접합부까지 계량 채널로 샘플 유체를 끌어들이기 위해 공압 모듈을 동작시켜 사전 결정된 기간 동안 상기 또는 각 샘플 카트리지의 출력 용기에서 압력을 감소시키는 단계; 및 완충액 용기에서 완충 채널, 계량 채널 및 분석 채널을 통해 유체를 계량 채널에서 분취량의 샘플 유체와 함께 분석 용기로 끌어들이기 위해 사전 결정된 기간 후 상기 또는 각 샘플 카트리지의 분석 용기에서 압력을 줄이기 위해 공압 모듈을 동작시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The method includes connecting a pneumatic module to an analysis vessel pneumatic port and an output vessel pneumatic port of the or each sample cartridge; Pressure is maintained in the output vessel of said or each sample cartridge for a predetermined period of time by operating a pneumatic module to draw sample fluid from the sample vessel to the second junction through the sample channel and into the metering channel without the sample fluid advancing into the analysis vessel channel. reducing step; and pneumatically to reduce pressure in the assay vessel of said or each sample cartridge after a predetermined period of time to draw fluid from the buffer vessel through the buffer channel, metering channel and analysis channel into the analysis vessel along with an aliquot of sample fluid from the metering channel. The step of operating the module may further be included.

완충 채널을 통해 완충액 용기로부터 유체를 끌어당기는 공압 모듈의 동작은 각 샘플 카트리지의 계량 채널이 공기로 채워질 때까지 계속될 수 있다.The operation of the pneumatic module to draw fluid from the buffer container through the buffer channel may continue until the metering channel of each sample cartridge is filled with air.

일부 실시예에서, 방법은 공압 모듈을 각 샘플 카트리지의 출력 용기 공압 포트에 연결하는 단계; 및 샘플 용기에서 출력 용기로 샘플 유체를 끌어들이기 위해 완충액을 분석 용기로 끌어들인 후 공압 모듈을 동작시켜 각 샘플 카트리지의 출력 용기에서 압력을 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 공압 모듈을 각 샘플 카트리지의 완충 밸브 공압 포트에 연결하는 단계; 공압 모듈을 동작시켜 유체가 샘플 용기에서 추출되는 기간 동안 폐쇄된 상태에서 각 샘플 카트리지의 완충 밸브를 유지하는 단계; 및 이어서 공압 모듈을 동작시켜 각 샘플 카트리지의 완충 밸브를 개방 상태로 유지하여 유체가 완충액 용기로부터 배출될 수 있도록 하는 단계를 더 포함한다.In some embodiments, the method includes connecting a pneumatic module to the output vessel pneumatic port of each sample cartridge; and drawing a buffer solution into the analysis vessel to draw sample fluid from the sample vessel into the output vessel, and then operating a pneumatic module to reduce the pressure in the output vessel of each sample cartridge. The method includes connecting a pneumatic module to the buffer valve pneumatic port of each sample cartridge; operating a pneumatic module to maintain the buffer valve of each sample cartridge in a closed state during the period during which fluid is extracted from the sample vessel; and then operating the pneumatic module to hold the buffer valve of each sample cartridge open to allow fluid to drain from the buffer container.

방법은 후속적으로 분석 용기 내의 유체의 속성을 측정하기 위해 분석 모듈을 동작시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include operating the analysis module to subsequently measure properties of the fluid within the analysis vessel.

방법은 측정된 속성에 관한 데이터를 외부 컴퓨팅 디바이스로 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include transmitting data regarding the measured attribute to an external computing device.

일부 실시예는 컴퓨터에 의해 실행될 때 컴퓨터로 하여금 설명된 방법들 중 임의의 하나를 수행하게 하는 명령어를 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 관한 것이다.Some embodiments relate to a computer-readable storage medium storing instructions that, when executed by a computer, cause the computer to perform any one of the described methods.

일부 실시예는 기술된 시스템들 중 어느 하나의 사용 방법에 관한 것으로, 방법은: 상기 또는 각 샘플 카트리지의 샘플 용기에 유체 샘플을 넣는 단계; 기기의 해당 카트리지 슬롯에 각 샘플 카트리지를 삽입하는 단계; 및 유체 샘플을 분석하기 위해 기기를 동작시키는 단계를 포함한다. 방법은 일단 유체 샘플이 처리되면 기기에서 각 샘플 카트리지를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.Some embodiments relate to methods of using any of the described systems, comprising: placing a fluid sample into a sample container of the or each sample cartridge; Inserting each sample cartridge into the corresponding cartridge slot of the instrument; and operating the device to analyze the fluid sample. The method may further include removing each sample cartridge from the device once the fluid sample has been processed.

일부 실시예는 유체 분석 기기와 함께 사용하기 위한 샘플 카트리지에 관한 것으로, 카트리지는: 분석을 위한 유체 샘플을 수용하도록 구성된 샘플 용기; 완충액을 수용하도록 구성된 완충 용기; 분석용 완충액의 적어도 일부와 혼합된 유체 샘플의 분취량을 포함하는 혼합 유체를 수용하도록 구성된 밀봉된 분석 용기; 샘플 용기와 분석 용기 사이에 연장된 제1 채널; 완충 용기로부터 제1 채널과의 접합부까지 연장되는 제2 채널; 샘플 용기와 접합부 사이의 제1 채널에 배치된 제1 밸브; 완충 용기와 접합부 사이의 제2 채널에 배치된 제2 밸브; 및 분석 용기와 연통하고 제1 채널로부터 분석 용기로 유체를 흡인하기 위해 진공 펌프에 연결되도록 구성된 공압 포트를 포함하고, 제1 밸브 및 제2 밸브 중 적어도 하나는 유체 샘플의 일정량을 제1 채널로 그리고 접합부를 지나도록 허용하고 그런 다음 완충액이 제2 채널을 통해 접합부를 지나 제1 채널로 유입되어 유체 샘플의 일부를 운반 및 혼합한 다음 분석을 위해 분석 용기로 흐를 수 있게 하기 위해 선택적으로 개방 및 폐쇄될 수 있는 활성 밸브를 포함한다.Some embodiments relate to a sample cartridge for use with a fluid analysis device, the cartridge comprising: a sample container configured to receive a fluid sample for analysis; a buffer container configured to contain a buffer solution; a sealed assay vessel configured to contain a mixed fluid comprising an aliquot of a fluid sample mixed with at least a portion of an assay buffer; a first channel extending between the sample vessel and the analysis vessel; a second channel extending from the buffer container to a junction with the first channel; a first valve disposed in the first channel between the sample vessel and the junction; a second valve disposed in the second channel between the buffer container and the joint; and a pneumatic port in communication with the analysis vessel and configured to be connected to a vacuum pump for aspirating fluid from the first channel to the analysis vessel, wherein at least one of the first valve and the second valve directs a quantity of the fluid sample into the first channel. and optionally open and opened to allow passage of the junction and then allow the buffer to flow through the second channel past the junction into the first channel to carry and mix a portion of the fluid sample and then flow into the analytical vessel for analysis. Contains an active valve that can be closed.

일부 실시예는 적어도 0.2mL의 유체 샘플 부피를 포함하는 샘플 카트리지를 수용하도록 구성된 화학 처리 기기에 관한 것으로, 기기는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장된 명령어에 따라 동작되어 샘플에 대해 기기의 오염 또는 다른 샘플과의 교차 오염을 방지하기 위해 샘플을 격리된 상태로 유지하면서 샘플을 처리하는 단계; 특정 화학, 인큐베이션 조건, 비드 선택 및 용출 파라미터를 사용하여 핵산을 선택하는 단계; 처리된 유체 제품의 단일 또는 이중 가닥 핵산 크기의 원하는 범위를 선택하고 원하는 범위를 벗어나는 원치 않는 물질을 폐기하는 단계; 선택된 핵산 생성물의 농도를 증가시키는 단계; 및 처리된 유체 생성물의 분취량을 정량화하고, 선택된 핵산에 대한 특정 형광색소와 혼합하고, 생성물의 특성을 정량화하는 단계, 예를 들어 표준 참조 곡선 또는 보정된 참조 곡선을 기준으로 정량화하는 단계의 처리 단계들 중 임의의 둘 이상을 수행하도록 구성된다.Some embodiments relate to a chemical processing device configured to receive a sample cartridge containing a fluid sample volume of at least 0.2 mL, wherein the device is operated according to instructions stored on a computer-readable storage medium to detect contamination of the device or another sample. Processing the samples while keeping them isolated to prevent cross-contamination with; Selecting nucleic acids using specific chemistry, incubation conditions, bead selection, and elution parameters; selecting a desired range of single or double stranded nucleic acid sizes in the processed fluid product and discarding unwanted material outside the desired range; increasing the concentration of the selected nucleic acid product; and processing an aliquot of the treated fluid product, mixing it with a specific fluorochrome for the selected nucleic acid, and quantifying the properties of the product, e.g., quantification relative to a standard reference curve or a calibrated reference curve. configured to perform any two or more of the steps.

일부 실시예는 기술된 실시예들 중 임의의 하나에 따른 샘플 카트리지, 및 처리 동안 출력 용기를 폐쇄하도록 구성된 임시 뚜껑을 포함하는 키트에 관한 것이며, 임시 뚜껑은 최종 출력 채널과 출력 용기 공압 채널을 출력 용기에 유동적으로 연결하도록 구성된다. 키트는 예를 들어 Eppendorf 튜브와 같은 출력 용기를 더 포함할 수 있다.Some embodiments relate to a kit comprising a sample cartridge according to any one of the described embodiments, and a temporary lid configured to close the output vessel during processing, wherein the temporary lid outputs a final output channel and an output vessel pneumatic channel. It is configured to be fluidly connected to the container. The kit may further include an output container, for example an Eppendorf tube.

임시 뚜껑은 탄력적으로 가요성 본체에 의해 카트리지에 기계적으로 결합되도록 구성될 수 있다. 본체는 임시 뚜껑과 일체로 형성될 수 있다. 본체는 연결될 때 카트리지에 대해 출력 용기를 압박하도록 구성될 수 있다. 본체는 최종 출력 채널과 출력 용기 공압 채널을 출력 용기에 유동적으로 연결하기 위한 채널을 정의할 수 있다.The temporary lid may be configured to be mechanically coupled to the cartridge by a resiliently flexible body. The main body may be formed integrally with the temporary lid. The body may be configured to press the output container against the cartridge when connected. The main body can define a channel for fluidly connecting the final output channel and the output container pneumatic channel to the output container.

본 명세서 전반에 걸쳐 "포함하다(comprise)"라는 단어 또는 "포함하다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"과 같은 변형은 명시된 요소, 정수 또는 단계, 또는 요소들, 정수들 또는 단계들의 그룹을 포함하는 것을 의미하는 것으로 이해될 것이며, 그러나 다른 요소, 정수 또는 단계 또는 요소들, 정수들 또는 단계들의 의 그룹이 제외되지 않는다.Throughout this specification, the word "comprise" or variations such as "comprises" or "comprising" refers to a specified element, integer, or step, or to a group of elements, integers, or steps. It will be understood to mean including a group, but not excluding another element, integer or step or group of elements, integers or steps.

첨부된 도면들의 다양한 도면들은 단지 본 개시의 예시적인 실시예들을 예시하는 것이며 그 범위를 제한하는 것으로 고려될 수 없다.
도 1a는 일부 실시예들에 따른 처리를 위한 샘플을 각각 포함하는 하나 이상의 샘플 카트리지들을 수용하도록 구성된 기기의 개략도이다;
도 1b는 일부 실시예들에 따른 도 1a의 기기의 사시도이다;
도 1c는 일부 실시예들에 따른 도 1a의 기기의 일부 내부 컴포넌트들을 예시하는 절단 사시도이다;
도 2a는 일부 실시예들에 따른 기기를 사용하기 위한 샘플 카트리지의 사시도이다;
도 2b는 도 2a의 샘플 카트리지의 평면도이다;
도 2c는 도 2a의 샘플 카트리지의 측면도이다;
도 2d는 도 2a의 샘플 카트리지의 저면도이다;
도 2e는 도 2a의 샘플 카트리지의 저면도로서 추가 세부사항들을 예시하고 있다;
도 2f는 도 2a의 샘플 카트리지의 일부를 형성할 수 있는 일부 실시예들에 따른 유체 계량 배열의 저면도이다;
도 2g는 일부 실시예들에 따른 도 2a의 샘플 카트리지의 회로도이다;
도 2h 및 2i는 일부 실시예들에 따른 도 2a의 샘플 카트리지에 대한 대안적인 채널 배열들을 나타내는 사시도들이다;
도 2j 내지 2n은 일부 실시예들에 따른 도 2a의 샘플 카트리지에 대한 대안적인 밸브들을 예시한다;
도 2o는 일부 실시예들에 따른 샘플 카트리지의 중간 출구(outlet)의 확대 사시도이다;
도 3a는 일부 실시예들에 따른 도 1a 내지 1c의 기기의 시약(reagent) 모듈의 사시도이다;
도 3b는 도 3a의 시약 모듈의 시약 카트리지의 사시도이다;
도 4a 및 4b는 일부 실시예들에 따른 도 1a 내지 1c의 기기의 광학(optics) 모듈의 개략도들이다;
도 5a는 일부 실시예들에 따른 공압(pneumatic) 모듈, 열 모듈, 자기 모듈, 혼합 모듈 및 모션 모듈의 부품들을 도시하는 도 1a 내지 1c의 기기의 개략도이다;
도 5b는 일부 실시예들에 따른 열 모듈, 자기 모듈, 혼합 모듈 및 모션 모듈의 부품들을 도시하는 도 1a 내지 1v의 기기의 측면도이다; 및
도 5c는 일부 실시예에 따른 기기의 코어 유닛의 사시도이다;
도 5d는 도 5c의 코어 유닛의 공압 인터페이스 플레이트의 근접 사시도이다;
도 5e는 명료함을 위해 다른 컴포넌트가 생략된 코어 유닛의 내부 컴포넌트를 도시한다;
도 5f는 도 5c의 코어 유닛의 소켓에 설치된 도 7a의 샘플 카트리지 및 샘플 카트리지와 맞물리는 가열 조립체의 사시도이다;
도 6은 일부 실시예들에 따른 도 1a 내지 1c의 기기의 제어 모듈의 개략도이다;
도 7a는 일부 실시예에 따른 샘플 카트리지의 사시도이다;
도 7b는 도 7a의 샘플 카트리지의 하부 사시도이다;
도 7c는 도 7a의 샘플 카트리지의 분해 조립도이다;
도 7d는 도 7a의 샘플 카트리지의 베이스 및 공압 채널 플레이트의 근접 분해도이다;
도 7e는 도 7a의 샘플 카트리지의 베이스 및 공압 채널 플레이트의 하부 사시도이다;
도 7f는 도 7a의 샘플 카트리지의 베이스 상단 부분의 저면 단면도이다;
도 7g는 도 7a의 샘플 카트리지의 베이스의 저면도이다;
도 7h는 도 7a의 샘플 카트리지의 베이스 멤브레인의 저면도이다;
도 7i는 도 7a의 샘플 카트리지의 PSA 층의 저면도이다;
도 7j는 도 7a의 샘플 카트리지의 공압 채널 플레이트의 상부 부분의 저면 단면도이다;
도 7k는 도 7a의 샘플 카트리지의 공압 채널 플레이트의 저면도이다;
도 7l은 도 7h 및 7j의 중첩된 도면이다;
도 7m은 도 7a의 샘플 카트리지 부분의 수직 단면도이다;
도 7n은 도 7a의 샘플 카트리지의 1차 반응 용기 바닥 부분의 단면도이다;
도 7o는 도 7a의 샘플 카트리지의 1차 반응 용기의 상부 부분의 확대 사시 단면도이다;
도 7p는 도 7a의 샘플 카트리지의 1차 반응 용기 뚜껑의 단면도이다;
도 7q는 도 7m에 도시된 2차 반응 용기의 확대도이다;
도 7r은 2차 반응 용기의 다른 상부 부분의 사시도이다;
도 7s는 도 7a의 샘플 카트리지 부분의 확대 조립도이다;
도 7t는 도 7a의 샘플 카트리지의 폐액 트랩 및 1차 유체 트랩의 사시도이다;
도 7u는 도 7a의 샘플 카트리지의 2차 유체 트랩의 사시도이다;
도 7v는 도 7a의 샘플 카트리지의 다른 부분의 확대 조립도이다;
도 7w는 도 7a의 샘플 카트리지의 기체 투과성 멤브레인 및 중간 출구의 확대 조립도이다;
도 7x는 도 7a의 샘플 카트리지의 조립된 중간 출구 및 기체 투과성 멤브레인의 사시 단면도이다;
도 7y는 도 7a의 샘플 카트리지의 베이스 멤브레인에 대한 용접 패턴의 저면도이다;
도 7z는 도 7a의 샘플 카트리지의 계량 채널 및 미세유체 접합부의 확대 저면도이다;
도 8a는 일부 실시예에 따른 유체 전달 장치의 사시도이다;
도 8b는 도 7a의 샘플 카트리지에 설치된 도 8a의 유체 전달 장치의 사시도이다; 및
도 8c는 유체 전달 장치와 샘플 카트리지 사이의 연결에 대한 확대 단면 사시도이다.
The various drawings of the accompanying drawings merely illustrate exemplary embodiments of the present disclosure and should not be considered limiting its scope.
1A is a schematic diagram of an instrument configured to receive one or more sample cartridges each containing a sample for processing according to some embodiments;
Figure 1B is a perspective view of the device of Figure 1A according to some embodiments;
FIG. 1C is a cutaway perspective view illustrating some internal components of the device of FIG. 1A according to some embodiments;
Figure 2A is a perspective view of a sample cartridge for use with an instrument according to some embodiments;
Figure 2b is a top view of the sample cartridge of Figure 2a;
Figure 2C is a side view of the sample cartridge of Figure 2A;
Figure 2D is a bottom view of the sample cartridge of Figure 2A;
Figure 2E is a bottom view of the sample cartridge of Figure 2A illustrating further details;
Figure 2F is a bottom view of a fluid metering arrangement according to some embodiments that may form part of the sample cartridge of Figure 2A;
Figure 2G is a circuit diagram of the sample cartridge of Figure 2A according to some embodiments;
Figures 2H and 2I are perspective views showing alternative channel arrangements for the sample cartridge of Figure 2A according to some embodiments;
Figures 2J-2N illustrate alternative valves for the sample cartridge of Figure 2A according to some embodiments;
Figure 2O is an enlarged perspective view of the middle outlet of a sample cartridge according to some embodiments;
Figure 3A is a perspective view of a reagent module of the instrument of Figures 1A-1C according to some embodiments;
Figure 3b is a perspective view of the reagent cartridge of the reagent module of Figure 3a;
Figures 4A and 4B are schematic diagrams of the optics module of the device of Figures 1A-1C according to some embodiments;
Figure 5A is a schematic diagram of the device of Figures 1A-1C showing components of a pneumatic module, a thermal module, a magnetic module, a mixing module, and a motion module according to some embodiments;
Figure 5B is a side view of the device of Figures 1A-1V showing components of a thermal module, magnetic module, mixing module, and motion module according to some embodiments; and
Figure 5C is a perspective view of the core unit of a device according to some embodiments;
Figure 5D is a close-up perspective view of the pneumatic interface plate of the core unit of Figure 5C;
Figure 5e shows the internal components of the core unit with other components omitted for clarity;
Figure 5F is a perspective view of the sample cartridge of Figure 7A installed in a socket of the core unit of Figure 5C and a heating assembly engaging the sample cartridge;
Figure 6 is a schematic diagram of a control module of the device of Figures 1A-1C according to some embodiments;
Figure 7A is a perspective view of a sample cartridge according to some embodiments;
Figure 7b is a bottom perspective view of the sample cartridge of Figure 7a;
Figure 7c is an exploded view of the sample cartridge of Figure 7a;
Figure 7D is a close-up exploded view of the base and pneumatic channel plate of the sample cartridge of Figure 7A;
Figure 7E is a bottom perspective view of the base and pneumatic channel plate of the sample cartridge of Figure 7A;
Figure 7F is a bottom cross-sectional view of the top portion of the base of the sample cartridge of Figure 7A;
Figure 7g is a bottom view of the base of the sample cartridge of Figure 7a;
Figure 7h is a bottom view of the base membrane of the sample cartridge of Figure 7a;
Figure 7i is a bottom view of the PSA layer of the sample cartridge of Figure 7a;
Figure 7J is a bottom cross-sectional view of the upper portion of the pneumatic channel plate of the sample cartridge of Figure 7A;
Figure 7K is a bottom view of the pneumatic channel plate of the sample cartridge of Figure 7A;
Figure 7l is a superimposed view of Figures 7h and 7j;
Figure 7m is a vertical cross-sectional view of the sample cartridge portion of Figure 7a;
Figure 7n is a cross-sectional view of the bottom portion of the primary reaction vessel of the sample cartridge of Figure 7a;
Figure 7O is an enlarged perspective cross-sectional view of the upper portion of the primary reaction vessel of the sample cartridge of Figure 7A;
Figure 7P is a cross-sectional view of the primary reaction vessel lid of the sample cartridge of Figure 7A;
Figure 7q is an enlarged view of the secondary reaction vessel shown in Figure 7m;
Figure 7r is a perspective view of another upper portion of the secondary reaction vessel;
Figure 7s is an enlarged assembled view of the sample cartridge portion of Figure 7a;
Figure 7T is a perspective view of the waste fluid trap and primary fluid trap of the sample cartridge of Figure 7A;
Figure 7u is a perspective view of the secondary fluid trap of the sample cartridge of Figure 7a;
Figure 7v is an enlarged assembled view of another portion of the sample cartridge of Figure 7a;
Figure 7W is an enlarged assembled view of the gas permeable membrane and middle outlet of the sample cartridge of Figure 7A;
Figure 7x is a perspective cross-sectional view of the assembled middle outlet and gas permeable membrane of the sample cartridge of Figure 7a;
Figure 7y is a bottom view of the weld pattern to the base membrane of the sample cartridge of Figure 7a;
Figure 7z is an enlarged bottom view of the metering channel and microfluidic junction of the sample cartridge of Figure 7a;
Figure 8A is a perspective view of a fluid transfer device according to some embodiments;
Figure 8b is a perspective view of the fluid delivery device of Figure 8a installed on the sample cartridge of Figure 7a; and
Figure 8C is an enlarged cross-sectional perspective view of the connection between the fluid transfer device and the sample cartridge.

실시예들은 일반적으로 핵산 추출 동작들 등과 같은 샘플들에 대한 동작들을 수행하기 위한 시스템들, 기기들, 방법들 및 컴퓨터 판독 가능 매체들에 관한 것이다.Embodiments generally relate to systems, devices, methods, and computer-readable media for performing operations on samples, such as nucleic acid extraction operations.

일반적으로 유체 샘플을 다른 용기들 및/또는 다른 기기들로 전송하는 것을 필요로 하는 여러 단계들을 포함하는 많은 화학 프로세스 작업 흐름들이 있다. 각각의 전송 단계에서 샘플 유출(spillage), 샘플로 인한 기기들의 오염 및 처리를 위한 다른 샘플들과의 잠재적 교차-오염의 가능성이 있다.There are many chemical process workflows that typically involve several steps requiring the transfer of fluid samples to different vessels and/or different devices. At each transfer step there is the potential for sample spillage, contamination of instruments with the sample, and potential cross-contamination with other samples for processing.

일부 실시예들은 샘플을 격리하고(isolate) 교차-오염을 완화하는(mitigate) 작업 흐름 프로세스를 용이하게 하는 화학 처리 기기를 위한 샘플 카트리지에 관한 것이다. 샘플 카트리지는 뚜껑을 수용하도록 배열된 1차 반응 용기와 시약 용기를 포함한다. 1차 반응 용기와 시약 용기는 1차 시약 채널을 통해 연결되거나 유체 연통된다. 1차 시약 채널은 1차 시약 채널을 통한 유체 흐름을 제어하기 위해 1차 시약 채널에 배치된 1차 시약 밸브를 가질 수 있다. 1차 공압 포트는 1차 반응 용기와 유체 연통하고 공압 모듈에 연결되도록 구성된다. 뚜껑이 닫혀 있을 때 1차 반응 용기 내의 압력을 선택적으로 조정하기 위해 공압 모듈을 사용함으로써 시약 용기의 액체 내용물들이 1차 반응 용기로 빼내질 수 있다.Some embodiments relate to a sample cartridge for a chemical processing instrument that facilitates a workflow process to isolate samples and mitigate cross-contamination. The sample cartridge includes a primary reaction vessel and a reagent vessel arranged to receive a lid. The primary reaction vessel and the reagent vessel are connected or in fluid communication through a primary reagent channel. The primary reagent channel may have a primary reagent valve disposed in the primary reagent channel to control fluid flow through the primary reagent channel. The primary pneumatic port is configured to be in fluid communication with the primary reaction vessel and connected to the pneumatic module. The liquid contents of the reagent vessel can be drawn into the primary reaction vessel by using a pneumatic module to selectively adjust the pressure within the primary reaction vessel when the lid is closed.

샘플 카트리지는 1차 공압 포트와 1차 반응 용기 사이로 연장하는 1차 공압 채널을 추가로 포함할 수 있으며, 여기서 1차 반응 용기로의 1차 공압 채널의 개구부는 1차 반응 용기의 측벽의 일부 위쪽에 위치된다. 1차 반응 용기로의 1차 공압 포트의 개구부는 1차 반응 용기의 하부(bottom)보다 1차 반응 용기의 상부(top)에 더 가깝게 위치될 수 있다. 이는 액체 표본(specimen)이 공압 모듈로 흡인(aspirate)되어 잠재적으로 기기를 오염시킬 가능성을 줄일 수 있다.The sample cartridge may further include a primary pneumatic channel extending between the primary pneumatic port and the primary reaction vessel, wherein the opening of the primary pneumatic channel to the primary reaction vessel is above a portion of a side wall of the primary reaction vessel. is located in The opening of the primary pneumatic port to the primary reaction vessel may be located closer to the top of the primary reaction vessel than to the bottom of the primary reaction vessel. This reduces the chance of liquid specimens aspirating into the pneumatic module and potentially contaminating the instrument.

일부 실시예들에서, 1차 반응 용기로의 1차 시약 채널의 개구부는 1차 반응 용기의 측벽의 일부 위쪽에 위치된다. 일부 실시예들에서, 1차 반응 용기로의 1차 시약 채널의 개구부는 1차 반응 용기의 하부보다 1차 반응 용기의 상부에 더 가깝게 위치된다. 이는 액체 표본이 시약 채널에 들어가고 이어서 시약 용기에 들어갈 가능성이 줄어들 수 있으며, 그렇지 않으면 기기에서 교차-오염이 발생할 수 있다.In some embodiments, the opening of the primary reagent channel to the primary reaction vessel is located partially above a side wall of the primary reaction vessel. In some embodiments, the opening of the primary reagent channel to the primary reaction vessel is located closer to the top of the primary reaction vessel than to the bottom of the primary reaction vessel. This may reduce the likelihood of liquid specimens entering the reagent channel and subsequently the reagent vessel, which could otherwise lead to cross-contamination in the instrument.

일부 실시예들에 따른 다양한 다른 피쳐들이 아래에 설명되며, 이는 샘플의 처리를 위한 밀봉된 용기들, 시약들을 수용하기 위한 별도의 개방형 용기들, 단 방향 밸브들 및 반응 용기들이 밀봉될 수 있는 유체 흐름을 구동(drive)하기 위한 공압 시스템을 포함하여 교차-오염을 추가로 완화한다.Various other features in accordance with some embodiments are described below, including sealed containers for processing of samples, separate open containers for holding reagents, one-way valves, and fluids with which reaction vessels can be sealed. Cross-contamination is further mitigated by including a pneumatic system to drive the flow.

예를 들어, 품질 관리와 같은 유체 샘플의 하나 이상의 속성들의 분석 또는 측정을 위해 유체 샘플의 분취량의 정량화(quantitation)를 필요로 하는 많은 화학 처리 작업 흐름들도 있다.For example, there are many chemical processing workflows that require quantitation of an aliquot of a fluid sample for analysis or measurement of one or more properties of the fluid sample, such as quality control.

일부 실시예들은 도 2e 내지 2g와 관련하여 아래에 설명된 바와 같이, 분석 또는 품질 관리를 위해 알려진 부피의 분취량을 격리하기 위한 정확한 유체 계량(metering)을 허용하는 채널들 및 밸브들의 배열에 관한 것이다. 이 배열은 기기 또는 전용 유체 분석 기기에서 사용하기 위한 샘플 카트리지에 포함될 수 있다.Some embodiments relate to an arrangement of channels and valves that allow accurate fluid metering to isolate aliquots of known volumes for analysis or quality control, as described below with respect to FIGS. 2E-2G. will be. This arrangement can be included in a sample cartridge for use in an instrument or dedicated fluid analysis device.

먼저 도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 일부 실시예들에 따른 기기(100)가 도시된다. 기기(100)는 처리를 위한 샘플을 각각 포함하는 하나 이상의 샘플 카트리지들(200)을 수용하도록 구성될 수 있다. 기기(100)는 다음과 같은 샘플에 대한 하나 이상의 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다: 화학적 처리 단계들, 가열, 냉각, 배양, 혼합, 분석 또는 측정. 기기(100)는 통상적으로 별도의 기기들에서 또는 실험실에서 수동으로 수행될 수 있는 샘플에 대한 복수의 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.Referring first to FIGS. 1A-1C, a device 100 according to some embodiments is shown. Device 100 may be configured to receive one or more sample cartridges 200, each containing a sample for processing. Instrument 100 may be configured to perform one or more operations on a sample, such as: chemical processing steps, heating, cooling, incubation, mixing, analysis, or measurement. The device 100 may be configured to perform multiple operations on a sample that would typically be performed in separate instruments or manually in a laboratory.

일부 실시예들에서, 기기(100)는 샘플에 대해 하나 이상의 핵산 추출 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 환자 샘플에서 핵산(예를 들어, DNA 또는 RNA)을 추출하고 샘플에서 핵산을 포함하는 농축되고 선택적으로 정량화된 출력 유체를 제공한다.In some embodiments, device 100 may be configured to perform one or more nucleic acid extraction operations on a sample. For example, nucleic acids (e.g., DNA or RNA) are extracted from a patient sample and a concentrated and optionally quantified output fluid containing the nucleic acids from the sample is provided.

기기(100)는 샘플에 대한 동작들을 수행하도록 구성된 다양한 모듈들을 포함할 수 있다. 이들은 다음 그룹에서 선택된 하나 이상이 포함할 수 있다: 시약 모듈(300), 광학 모듈(400), 공압 모듈(500), 열 모듈(600), 자기 모듈(700), 혼합 모듈(800), 모션 모듈(900) 및 기기(100)에 의해 수행되는 동작들을 제어하는 제어 모듈(101). 기기(100)는 또한 전력 공급원(102)을 갖거나 전력 공급원(102)에 연결되어 다양한 모듈들에 전력을 공급할 수 있다.Device 100 may include various modules configured to perform operations on a sample. These may include one or more selected from the following groups: reagent module 300, optical module 400, pneumatic module 500, thermal module 600, magnetic module 700, mixing module 800, motion A control module 101 that controls operations performed by the module 900 and the device 100. Device 100 may also have or be connected to a power supply 102 to power various modules.

시약 모듈(300)은 선택된 시약들을 샘플 카트리지(200)에 분배하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 시약 모듈(300)은 기기 작업 흐름들의 동작들에 사용하기 위한 대응하는 복수의 시약들을 각기(respectively) 포함하는 복수의 저장소들을 포함할 수 있다. 시약 모듈(300)은 하나 이상의 기기 작업 흐름들의 일부로서 선택된 시간에 선택된 샘플 카트리지(200)에 제어된 양의 시약을 선택적으로 분배하기 위해 하나 이상의 펌프들, 채널들 및 분배 노즐들을 포함할 수 있다.Reagent module 300 may be configured to dispense selected reagents to sample cartridge 200 . For example, reagent module 300 may include a plurality of repositories each containing a corresponding plurality of reagents for use in the operations of instrument workflows. Reagent module 300 may include one or more pumps, channels and dispensing nozzles to selectively dispense a controlled amount of reagent to selected sample cartridges 200 at selected times as part of one or more instrument workflows. .

예를 들어, 시약 모듈(300)은 시약들의 분배를 제어하도록 구성된 주사기(syringe) 펌프를 포함할 수 있다. 시약 모듈은 각각 다른 시간들에 다른 시약들을 분배하도록 구성된 두 개의 분배 노즐들을 포함할 수 있다. 후속 시약들을 카트리지에 분배하기 전에 이전 시약들을 노즐에서 씻어낼 수 있다. 일부 실시예들에서 기기는 폐기물 리셉터클(receptacle)을 포함할 수 있고 시약 모듈은 일부 시약들을 폐기물 리셉터클에 분배하여 카트리지들로 분배하기 전에 노즐들에서 이전 시약들을 씻어내도록 구성될 수 있다.For example, reagent module 300 may include a syringe pump configured to control the distribution of reagents. The reagent module may include two dispensing nozzles configured to dispense different reagents at different times. Previous reagents can be flushed from the nozzle before dispensing subsequent reagents into the cartridge. In some embodiments, the device may include a waste receptacle and the reagent module may be configured to dispense some reagents to the waste receptacle to flush previous reagents from the nozzles prior to dispensing into the cartridges.

일부 실시예들에서, 시약 모듈(300)은 시약 모듈의 일부에서 액체의 존재 또는 부재를 검출하도록 구성된 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서는 시약들이 출구 튜브를 통해 분배되고 있는 때를 나타내거나 확인(confirm)하기 위해 분배 출구 또는 분배 출구 튜브를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 다수의 센서들은 시약 모듈 내의 다수의 상이한 유체 라인들 및/또는 시약 저장소들의 유체 레벨들을 모니터링하도록 구성될 수 있다.In some embodiments, reagent module 300 may include a sensor configured to detect the presence or absence of liquid in a portion of the reagent module. For example, the sensor may be configured to monitor the dispensing outlet or dispensing outlet tube to indicate or confirm when reagents are being dispensed through the outlet tube. In some embodiments, multiple sensors may be configured to monitor fluid levels in multiple different fluid lines and/or reagent reservoirs within the reagent module.

하나 또는 각각의 센서는 유체 라인 또는 저장소의 반투명 또는 투명 벽을 통과하는(또는 반사하는) 광원(light source)으로부터의 광을 검출하도록 배열된 광 검출기 및 광원과 같은 광학 센서를 포함할 수 있다.One or each sensor may include an optical sensor, such as a light source and a light detector arranged to detect light from a light source that passes through (or reflects) a translucent or transparent wall of the fluid line or reservoir.

시약 모듈의 센서 또는 센서들은 사용자 인터페이스 또는 표시기(indicator) LED에 연결되어 예를 들어 시약 라인들의 프라이밍(priming)을 확인하고; 시약이 분배되는 시기를 확인하고; 또는 시약들이 소진되었거나 가까운 시일 내에 교체되어야 할 때를 표시할 수 있다.A sensor or sensors in the reagent module may be connected to a user interface or indicator LED to, for example, confirm priming of the reagent lines; Determine when reagents are dispensed; Or it can indicate when reagents are exhausted or need to be replaced in the near future.

시약 모듈 내의 시약 라인들에 사용되는 튜빙(tubing)은 예를 들어 실리콘 튜빙 또는 PTFE 튜빙과 같은 임의의 적절한 재료들을 포함할 수 있다. 특정 애플리케이션을 위해 분배되는 액체들에 따라 튜빙의 적절한 치수들이 선택될 수 있다. 예를 들어, 내경은 약 0.3mm이고 외경은 약 1.6mm일 수 있다.Tubing used for the reagent lines within the reagent module may include any suitable materials, such as silicone tubing or PTFE tubing, for example. Appropriate dimensions of the tubing may be selected depending on the liquids being dispensed for the particular application. For example, the inner diameter may be approximately 0.3 mm and the outer diameter may be approximately 1.6 mm.

광학 모듈(400)은 샘플 카트리지(200) 내에 포함된 재료들 또는 유체들의 광학 검사를 위한 광학 센서들 또는 검출기들을 포함할 수 있다. 광학 모듈(400)은 검사를 위해 샘플 카트리지(200) 내에 포함된 재료들 또는 유체들을 조명하기 위한 하나 이상의 광원들을 더 포함할 수 있다. 광학 모듈(400)은 예를 들어 농도 또는 밀도와 같은 샘플 카트리지들 내에 포함된 재료들 또는 유체들의 특정 속성들을 결정하기 위해 광학 또는 근광(near optical) 스펙트럼에서 광의 특정 주파수들 및/또는 강도들을 검출 및/또는 측정하도록 구성될 수 있다.The optical module 400 may include optical sensors or detectors for optical inspection of materials or fluids contained within the sample cartridge 200. The optical module 400 may further include one or more light sources for illuminating materials or fluids included in the sample cartridge 200 for inspection. Optics module 400 detects specific frequencies and/or intensities of light in the optical or near optical spectrum to determine specific properties of materials or fluids contained within the sample cartridges, such as concentration or density, for example. and/or may be configured to measure.

예를 들어, 광학 모듈은 UV LED 광원을 포함하는 에피형광(epifluorescent) 시스템을 포함할 수 있으며, 이는 대역 통과 필터를 통해 광을 투과(transmit)시키고, 카트리지 내의 염료(dye)에서 형광을 여기시키며(excite), 포토다이오드에 의해 검출되는 염료로부터 방출을 야기한다 .For example, the optical module may include an epifluorescent system comprising a UV LED light source, which transmits light through a band-pass filter, excites fluorescence in a dye within the cartridge, and (excite), causing emission from the dye that is detected by a photodiode.

공압 모듈(500)은 샘플 카트리지(200) 또는 기기(100)의 특정 흐름 경로들을 따라 유체 흐름을 유도(drive)하기 위해 압력 차이들을 적용하도록 구성될 수 있다.Pneumatic module 500 may be configured to apply pressure differences to drive fluid flow along specific flow paths of sample cartridge 200 or device 100.

공압 모듈은 양압(positive pressure) 또는 음압(negative pressure)을 사용하여 카트리지의 다양한 용기들 사이에서 액체들을 이동시키도록 구성될 수 있다. 즉, 한 용기에 양압(대기압 이상)을 적용하여 전달 채널들을 통해 액체를 다른 용기로 밀어 넣거나 음압(대기압 미만)을 한 용기에 적용하여 또 다른 용기에서 전달 채널을 통해 액체를 끌어당긴다.The pneumatic module may be configured to move liquids between the various containers of the cartridge using positive or negative pressure. That is, positive pressure (above atmospheric pressure) is applied to one container to force liquid through delivery channels into another container, or negative pressure (below atmospheric pressure) is applied to one container to pull liquid from another container through delivery channels.

일부 실시예들에서, 공압 모듈은 상이한 동작들에 영향을 미치기 위해 상이한 시간들에 다양한 공압 포트들에 선택적으로 적용되는 단일 압력 레벨을 사용하여 동작하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 공압 모듈은 상이한 동작들에 영향을 미치기 위해 상이한 시간들에 다양한 공압 포트들에 선택적으로 적용되는 2개의 압력 레벨들만을 사용하여 동작하도록 구성될 수 있다.In some embodiments, a pneumatic module may be configured to operate using a single pressure level selectively applied to various pneumatic ports at different times to effect different operations. In some embodiments, a pneumatic module may be configured to operate using only two pressure levels that are selectively applied to various pneumatic ports at different times to effect different operations.

예를 들어, 카트리지가 채널들을 통해 액체들을 전송하기 위해 구동 압력보다 더 높은 압력을 필요로 하는 압력 작동 밸브들을 포함하는 경우 두 개의 압력 레벨들이 필요할 수 있다.For example, two pressure levels may be needed if the cartridge contains pressure-actuated valves that require a higher pressure than the actuation pressure to transfer liquids through the channels.

임의의 적절한 압력 차이(예를 들어, 진공 압력)가 카트리지에서 흐름을 유도하는 데 사용될 수 있지만, 너무 작은 압력은 특히 긴 액체 전달 시간들을 초래할 수 있고 너무 큰 압력 구배(gradient)는 스플래싱(splashing) 또는 스퍼터링(sputtering)을 초래할 수 있다는 점에 유의해야 하며, 이는 예를 들어 핵산과 같은 특정 분자들에 잠재적으로 손상을 줄 수 있는 액체 흐름의 높은 전단(shear) 레이트들 또는 특정 애플리케이션들에서 바람직하지 않을 수 있다. 적절한 진공 압력은 또한 주어진 애플리케이션에 사용되는 액체들의 점도 또는 점도들의 범위에 따라 달라진다. 일부 실시예들에서, 구동 진공 압력은 예를 들어 50mBar 내지 500mBar, 80mBar 내지 300mBar, 100mBar 내지 200mBar, 100mBar 내지 120mBar, 약 100mBar 또는 약 120mBar의 범위일 수 있다.Any suitable pressure differential (e.g., vacuum pressure) can be used to induce flow in the cartridge, but too little pressure can result in particularly long liquid transfer times and too large a pressure gradient can cause splashing. ) or sputtering, which may be desirable in certain applications or high shear rates of the liquid flow that could potentially damage certain molecules, for example nucleic acids. You may not. The appropriate vacuum pressure also depends on the viscosity or range of viscosities of the liquids used in a given application. In some embodiments, the actuating vacuum pressure may range, for example, from 50 mBar to 500 mBar, from 80 mBar to 300 mBar, from 100 mBar to 200 mBar, from 100 mBar to 120 mBar, about 100 mBar, or about 120 mBar.

열 모듈(600)은 예를 들어 배양(culturing)을 위한 인큐베이션과 같은 기기 작업 흐름들의 상이한 동작들 동안 샘플 카트리지(200) 및 그 안에 포함된 재료들의 온도를 제어 및/또는 조정하도록 구성된 하나 이상의 가열 또는 냉각 요소들을 포함할 수 있다.Thermal module 600 may include one or more heating modules configured to control and/or adjust the temperature of the sample cartridge 200 and materials contained therein during different operations of instrument workflows, such as incubation for culturing. Alternatively, it may include cooling elements.

자기 모듈(700)은 샘플 카트리지(200)에서 자기 비드(bead)들의 이동을 제어하도록 구성된 하나 이상의 영구 자석들 또는 전자석(electromagnet)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 자기 비드들은 기기 작업 흐름들의 특정 동작들 중에 결합(bind)할 샘플의 컴포넌트들에 대해 1차 반응 용기(210)(도 2a)에서 사용될 수 있다. 자기 모듈(700)은 액체가 자기 비드들로부터 배출(drain)되는 동안 자기 비드들을 제자리에 유지하도록 구성될 수 있다.The magnetic module 700 may include one or more permanent magnets or electromagnets configured to control the movement of magnetic beads in the sample cartridge 200. For example, magnetic beads may be used in primary reaction vessel 210 (FIG. 2A) for components of the sample to bind during certain operations of the instrument workflow. Magnetic module 700 may be configured to hold the magnetic beads in place while liquid drains from the magnetic beads.

대안적으로, 비-자기 기능화된 비드들은 결합을 위해 사용될 수 있고 필터는 비드들이 반응 용기들을 떠나는 것을 제한(restrict)하기 위해 사용될 수 있다. 또 다른 대안은 결합을 위해 기능화된 표면을 가진 프릿(frit)과 같은 다공성(porous) 재료를 사용하는 것이며 액체들은 원하는 반응들을 달성하기 위해 프릿을 통해 끌어당겨질 수 있다.Alternatively, non-magnetic functionalized beads can be used for binding and a filter can be used to restrict the beads from leaving the reaction vessels. Another alternative is to use a porous material such as a frit with a functionalized surface for bonding and liquids can be drawn through the frit to achieve the desired reactions.

다른 실시예들에서, 화학 촉매(catalyst)들 또는 반응물들은 반응 용기들에서 액체들과의 반응을 위해 비드들 또는 다공성 고체들과 같은 고체 구조들의 표면 상의 코팅들로서 제공될 수 있다.In other embodiments, chemical catalysts or reactants may be provided as coatings on the surface of solid structures, such as beads or porous solids, for reaction with liquids in reaction vessels.

혼합 모듈(800)은 기기 작업 흐름들의 특정 동작들 동안 1차 및/또는 2차 반응 용기들(210, 220)(도 2a)에서 유체들의 혼합을 촉진하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 혼합 모듈(800)은 모터에 의해 회전되도록 구성된 편심(eccentric) 중량과 같은 오비탈 셰이커를 포함할 수 있다.Mixing module 800 may be configured to facilitate mixing of fluids in primary and/or secondary reaction vessels 210, 220 (FIG. 2A) during certain operations of instrument workflows. For example, mixing module 800 may include an orbital shaker, such as an eccentric weight, configured to be rotated by a motor.

모션 모듈(900)은 특정 모듈들을 카트리지 슬롯들(120)에 대응하는 다른 위치들로 이동시켜 서로 다른 시간들에 대응 카트리지들(200)(및/또는 그 안의 샘플들)에 대한 동작들을 수행하도록 구성된 하나 이상의 모터들 또는 액추에이터들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시약 모듈(300)과 광학 모듈(400)은 서로 다른 카트리지 위치들로 이동되어 그 위치에서 대응 카트리지들(200)에 대한 동작들을 수행할 수 있다.Motion module 900 moves certain modules to different positions corresponding to cartridge slots 120 to perform operations on corresponding cartridges 200 (and/or samples therein) at different times. It may include one or more motors or actuators. For example, the reagent module 300 and the optical module 400 can be moved to different cartridge locations and perform operations on corresponding cartridges 200 at those locations.

제어 모듈(101)은 기기(100)의 다른 모듈과 통신하는 전자 하드웨어 및 선택된 기기 작업 흐름에 따른 기기 모듈들의 동작들을 제어하도록 구성된 소프트웨어를 포함할 수 있다.Control module 101 may include electronic hardware that communicates with other modules of device 100 and software configured to control operations of device modules according to a selected device workflow.

일부 실시예들에 따른 모듈들의 각각은 아래에서 추가로 설명된다.Each of the modules according to some embodiments is described further below.

기기(100)는 검사실 정보 시스템(103)과 같은 외부 컴퓨터 시스템에 연결되도록 구성될 수 있다. 기기(100)는 샘플 카트리지(200)의 샘플과 관련된 분석 또는 측정 데이터와 같은 데이터를 외부 검사실 정보 시스템(103)으로 송신하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 기기(100)는 샘플에 관한 데이터, 비교를 위한 기준 데이터 또는 기기(100)의 동작들을 제어하기 위한 커맨드(command)들과 같은 외부 검사실 정보 시스템으로부터 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.Device 100 may be configured to connect to an external computer system, such as a laboratory information system 103. Instrument 100 may be configured to transmit data, such as analytical or measurement data associated with a sample in sample cartridge 200, to an external laboratory information system 103. In some embodiments, device 100 may be configured to receive information from an external laboratory information system, such as data about a sample, reference data for comparison, or commands to control the operations of device 100. You can.

일부 실시예에서, 기(100)는 사용자 인터페이스(105)를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(105)는 기기(100) 자체의 디스플레이 또는 기기(100)와 통신하는 외부 디스플레이를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(105)는 사용자가 샘플 카트리지(200)의 샘플에 대해 수행할 작업 흐름 프로그램을 선택할 수 있도록 구성될 수 있다. 작업 흐름 프로그램은 다른 프로세스를 달성하도록 구성된 다른 작업 흐름 동작들을 포함하는 다른 프로그램 목록들에서 선택될 수 있다.In some embodiments, device 100 may include user interface 105. The user interface 105 may include a display of the device 100 itself or an external display that communicates with the device 100. User interface 105 may be configured to allow a user to select a workflow program to perform on samples in sample cartridge 200 . A workflow program may be selected from a list of other programs containing different workflow operations configured to accomplish different processes.

예를 들어, 작업 흐름 프로그램들의 목록은 다음을 포함할 수 있다: 예를 들어 DNA(예를 들어, 게놈 DNA, 재배열된 면역글로불린 또는 TCR DNA, cDNA, cfDNA) 및 RNA(예를 들어, mRNA, 1차 RNA 전사체, 전이 RNA 또는 마이크로RNA)를 포함하는 천연 또는 비-천연 발생 핵산의 추출, 분리, 농축, 농축 또는 정량화. 격리하려는 비-천연 발생 핵산은 글리콜(glycol) 핵산, 트레오스(threose) 핵산, 잠긴 핵산 및 펩티드(peptide) 핵산을 포함한다. 다른 작업 흐름 프로그램은 증폭을 위한 핵산의 준비(예를 들어, PCR 라이브러리 준비) 또는 시험관 내 전사(transcription) 및/또는 번역(translation)과 같은 애플리케이션을 위한 시퀀싱 또는 벡터에 삽입과 같은 기타 유형의 조작 또는 분석을 포함할 수 있다.For example, the list of workflow programs may include: DNA (e.g., genomic DNA, rearranged immunoglobulin or TCR DNA, cDNA, cfDNA) and RNA (e.g., mRNA Extraction, isolation, enrichment, enrichment or quantification of natural or non-naturally occurring nucleic acids, including primary RNA transcripts, transfer RNAs or microRNAs. Non-naturally occurring nucleic acids to be isolated include glycol nucleic acids, threose nucleic acids, locked nucleic acids, and peptide nucleic acids. Other workflow programs include the preparation of nucleic acids for amplification (e.g., PCR library preparation) or other types of manipulation, such as sequencing for applications such as in vitro transcription and/or translation, or insertion into vectors. Or it may include analysis.

사용자 인터페이스(105)는 또한 샘플에 관한 정보, 및/또는 현재 진행 중인 작업 흐름 프로그램 또는 작업 흐름 프로그램의 특정 단계에 대한 표시(indication)를 표시(display)할 수 있다.User interface 105 may also display information regarding samples and/or an indication of the workflow program currently in progress or a particular step of the workflow program.

기기(100)는 일부 또는 모든 모듈들을 수용하기 위한 섀시(chassis) 또는 하우징(110)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하우징(110)은 기기(100)의 다수가 예를 들어 실험실에서 수직으로 적층(stack)되거나 나란히 배열될 수 있도록 기기(100)의 다른 것들과 적층 가능하도록 구성될 수 있다.Device 100 may include a chassis or housing 110 to accommodate some or all modules. In some embodiments, housing 110 may be configured to be stackable with others in device 100 such that multiple devices 100 can be stacked vertically or arranged side-by-side, for example in a laboratory. .

기기(100)는 각각 대응하는 샘플 카트리지(200)를 수용하도록 구성된 복수의 카트리지 슬롯들 또는 소켓들(120)을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 다수의 샘플들이 동시에 처리될 수 있다. 카트리지 슬롯들(120)은 샘플 카트리지(200)를 수용하도록 구성된 하우징(110)의 외부 개구부들에 의해 적어도 일부적으로 정의될 수 있다.The device 100 may include a plurality of cartridge slots or sockets 120 each configured to receive a corresponding sample cartridge 200. In this way, multiple samples can be processed simultaneously. Cartridge slots 120 may be defined at least in part by external openings of housing 110 configured to receive sample cartridge 200 .

일부의 모듈들은 각각의 카트리지 소켓(120)에 대한 전용(dedicated) 컴포넌트들을 가질 수 있다. 일부의 모듈들은 카트리지 슬롯들(120)의 모든 카트리지들(200)에 대해 동시에 작용할 수 있다. 일부 모듈들은 다른 시간들에 카트리지 슬롯들(120)의 다른 카트리지들(200)에 작용하도록 구성될 수 있다.Some modules may have dedicated components for each cartridge socket 120. Some modules may act on all cartridges 200 in cartridge slots 120 simultaneously. Some modules may be configured to act on different cartridges 200 in cartridge slots 120 at different times.

도 1c를 참조하면, 일부 실시예들에 따른 모션 모듈(900)의 일부를 예시하는 기기(100)의 단면도가 도시된다. 대응하는 복수의 카트리지 슬롯들(120)에 배치된 복수의 샘플 카트리지들(200)이 도시된다. 카트리지들(200) 및 카트리지 슬롯들(120)은 기기(100)의 일부를 가로질러 연장하면서 병렬로 배열된다.1C, a cross-sectional view of device 100 is shown illustrating a portion of motion module 900 according to some embodiments. A plurality of sample cartridges 200 are shown disposed in corresponding plurality of cartridge slots 120. Cartridges 200 and cartridge slots 120 are arranged in parallel extending across a portion of device 100.

모션 모듈(900)은 복수의 카트리지 슬롯들(120)을 가로질러 연장되는 트랙(910), 및 트랙(910)을 따라 이동하도록 구성된 캐리지(920)를 포함할 수 있다. 캐리지(920)는 시약 모듈(300) 및 광학 모듈(400)과 같은 하나 이상의 모듈들을 운반하도록 구성될 수 있으며, 이를 다른 카트리지 위치들로 이동시켜 샘플 카트리지(200)에서 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다. 제어 모듈(101)에 의해 동작되는 모터와 같은 액추에이터는 휴식(rest) 위치와 다양한 카트리지 위치들 사이에서 캐리지(920)를 이동시키도록 구성될 수 있다.The motion module 900 may include a track 910 extending across a plurality of cartridge slots 120 and a carriage 920 configured to move along the track 910 . Carriage 920 may be configured to carry one or more modules, such as reagent module 300 and optical module 400, and may be configured to perform operations on sample cartridge 200 by moving them to different cartridge locations. there is. An actuator, such as a motor operated by control module 101, may be configured to move carriage 920 between a rest position and various cartridge positions.

일부 실시예들에서, 모션 모듈(900)은 예를 들어 시약 모듈(300) 및 광학 모듈(400)과 같은 상이한 모듈을 운반하도록 각각 구성된 복수의 캐리지들(920) 및 대응하는 트랙들(910)을 포함할 수 있다.In some embodiments, the motion module 900 includes a plurality of carriages 920 and corresponding tracks 910 each configured to carry a different module, such as, for example, a reagent module 300 and an optical module 400. may include.

트랙(910)은 모션 스테이지들(912)을 포함할 수 있으며, 이는 마킹들 또는 다른 표시(indicia)를 포함하여, 모듈(들)이 선택된 샘플 카트리지들(200)에서 동작들을 수행하도록 허용하기 위해 캐리지 모듈(들)을 카트리지 슬롯들(120) 및 대응하는 샘플 카트리지들(200)과 적당하게(appropriately) 정렬하는 카트리지 위치들에 대응하는 복수의 캐리지 위치들을 특정할 수 있다. 모션 모듈(900)은 선택된 캐리지 위치에서 정지될 캐리지(920)에 대한 표시 신호를 검출하도록 구성된 캐리지(920) 상에 배치된 하나 이상의 센서들을 포함할 수 있다. 또는 특정 캐리지 위치들에 대응하는 알려진 액추에이터 상태들(예를 들어, 스테퍼(stepper) 모터의 각도)이 선택되어 캐리지를 선택된 캐리지 위치로 이동할 수 있다.Track 910 may include motion stages 912, which may include markings or other indicia to allow module(s) to perform operations on selected sample cartridges 200. A plurality of carriage positions may be specified that correspond to cartridge positions that appropriately align the carriage module(s) with the cartridge slots 120 and corresponding sample cartridges 200. Motion module 900 may include one or more sensors disposed on carriage 920 configured to detect an indication signal for carriage 920 to be stopped at a selected carriage position. Alternatively, known actuator states (e.g., angle of a stepper motor) corresponding to specific carriage positions may be selected to move the carriage to the selected carriage position.

도 2a 내지 2n을 참조하면, 일부 실시예들에 따른 샘플 카트리지(200)가 도시된다. 샘플 카트리지(200)는 베이스(202), 1차 반응 용기(210), 시약 용기(230) 및 출력 용기(250)를 포함한다. 샘플 카트리지(200)는 샘플에 대해 수행되는 동작들에 따라 다양한 애플리케이션들을 위한 다양한 피쳐들을 포함할 수 있다.2A-2N, a sample cartridge 200 is shown according to some embodiments. The sample cartridge 200 includes a base 202, a primary reaction vessel 210, a reagent vessel 230, and an output vessel 250. Sample cartridge 200 may include various features for various applications depending on the operations performed on the sample.

일부 실시예들에서, 샘플 카트리지(200)는 도 2a에 도시되고 아래에 추가로 설명된 바와 같이 선택적 2차 반응 용기(220)를 추가로 포함할 수 있다.In some embodiments, sample cartridge 200 may further include an optional secondary reaction vessel 220, as shown in Figure 2A and described further below.

일부 실시예들에서, 샘플 카트리지(200)는 도 2a에 도시되고 아래에 추가로 설명된 바와 같이 선택적 폐기물 용기(240)를 추가로 포함할 수 있다.In some embodiments, sample cartridge 200 may further include an optional waste container 240, as shown in FIG. 2A and described further below.

일부 실시예들에서, 샘플 카트리지(200)는 도 2a에 도시되고 아래에서 추가로 설명된 바와 같이 선택적 품질 관리 모듈(260)을 더 포함할 수 있다.In some embodiments, sample cartridge 200 may further include an optional quality control module 260, as shown in FIG. 2A and described further below.

샘플 카트리지(200)는 다양한 용기들(1차 반응 용기(210), 시약 용기(230) 및 출력 용기(250), 일부 실시예들에서 선택적인 2차 반응 용기(220), 선택적인 폐기물 용기(240), 선택적인 품질 관리 모듈(260))을 연결하는 채널들을 정의하여 용기들이 유체 연통하고 유체들(액체들 및 잠재적으로 고체들을 포함하는 액체 슬러리(slurry)들 포함)이 용기들 사이에서 교환되도록 할 수 있다. 샘플 카트리지(200)는 채널들을 통한 흐름을 선택적으로 허용하거나 허용하지 않고 용기들 사이의 유체 교환을 제어할 수 있는 밸브들을 포함할 수 있다. 밸브들 및 채널들의 네트워크는 일부 실시예들에 따라 아래에서 추가로 설명된다.Sample cartridge 200 includes various vessels (primary reaction vessel 210, reagent vessel 230 and output vessel 250, an optional secondary reaction vessel 220 in some embodiments, and an optional waste vessel ( 240), defining channels connecting the optional quality control module 260) so that the vessels are in fluid communication and fluids (including liquids and potentially liquid slurries containing solids) are exchanged between the vessels. It can be done as much as possible. Sample cartridge 200 may include valves that can control fluid exchange between the vessels by selectively allowing or disallowing flow through the channels. The network of valves and channels is described further below according to some embodiments.

일부 실시예들에서, 용기들(1차 반응 용기(210), 시약 용기(230), 출력 용기(250) 및 선택적인 2차 반응 용기(220), 폐기물 용기(240) 및 품질 관리 모듈(260) 포함)은 베이스(202)와 일체로 형성될 수 있다 .In some embodiments, vessels (primary reaction vessel 210, reagent vessel 230, output vessel 250 and optional secondary reaction vessel 220, waste vessel 240, and quality control module 260) ) may be formed integrally with the base 202.

일부 실시예들에서, 출력 용기(250)는 예를 들어 에펜도르프(Eppendorf) 튜브와 같은 별도의 제거 가능한 컴포넌트를 포함할 수 있다. 이는 추가 처리 또는 다른 곳에서의 사용을 위해 밀봉된 용기(250) 내의 카트리지(200)로부터 최종 출력 액체가 쉽게 제거되도록 할 수 있다.In some embodiments, output vessel 250 may include a separate removable component, such as an Eppendorf tube. This may allow the final output liquid to be easily removed from the cartridge 200 within a sealed container 250 for further processing or use elsewhere.

샘플 카트리지(200)는 베이스(202)와 일체로 형성될 수 있는 출력 용기 홀더(holder) 또는 시트(254)를 정의할 수 있다. 출력 용기(250)는 기기(100)에서 처리하는 동안 시트(254)에 안착(seat)될 수 있다. 선택된 기기 작업 흐름이 완료되고 출력 유체가 출력 용기(250)에 배치(deposit)되면 출력 용기(250)는 밀봉 및 시트(254)에서 제거될 수 있으며 샘플 카트리지(200)의 나머지 부분은 폐기(discard)될 수 있다.Sample cartridge 200 may define an output container holder or sheet 254 that may be formed integrally with base 202. Output container 250 may be seated on seat 254 during processing in device 100 . Once the selected instrument workflow is complete and the output fluid has been deposited into the output container 250, the output container 250 can be removed from the seal and seat 254 and the remainder of the sample cartridge 200 can be discarded. ) can be.

도 2g를 참조하면, 일부 실시예들에 따라 선택적 추가 피쳐들을 갖는 샘플 카트리지(200)의 흐름 회로도가 도시된다. 샘플 카트리지(200)의 채널들 및 밸브들의 네트워크는 간단한 작업 흐름을 참조하여 설명될 것이지만, 많은 다른 작업 흐름들이 카트리지(200)에서 또는 내부에서 수행될 수 있음이 이해될 것이다.2G, a flow schematic diagram of a sample cartridge 200 is shown with optional additional features according to some embodiments. The network of channels and valves of sample cartridge 200 will be described with reference to a simple workflow, but it will be understood that many other workflows can be performed on or within cartridge 200.

액체 샘플은 1차 반응 용기(210)에 도입될 수 있고 뚜껑(211)은 1차 반응 용기(210) 내의 샘플을 밀봉하는 데 사용된다. 뚜껑(211)은 예를 들어 도 2a에 도시된 바와 같이 1차 반응 용기(210)와 일체로 형성될 수 있다.A liquid sample can be introduced into the primary reaction vessel 210 and a lid 211 is used to seal the sample within the primary reaction vessel 210. The lid 211 may be formed integrally with the primary reaction vessel 210, for example, as shown in FIG. 2A.

하나 이상의 시약들이 시약 용기(230)의 개방된 상부로 분배될 수 있다(예를 들어, 시약 모듈(300)으로부터). 1차 시약 채널(231)은 시약 용기(230)와 1차 반응 용기(210) 사이에서 연장한다. 시약들은 1차 시약 채널(231)을 통해 시약 용기(230)에서 1차 반응 용기(210)로 전달될 수 있다.One or more reagents may be dispensed into the open top of reagent vessel 230 (e.g., from reagent module 300). The primary reagent channel 231 extends between the reagent vessel 230 and the primary reaction vessel 210. Reagents may be transferred from the reagent vessel 230 to the primary reaction vessel 210 through the primary reagent channel 231.

1차 시약 밸브(235)는 1차 시약 채널(231)을 통한 흐름을 제어하기 위해 1차 시약 채널(231)에 배치될 수 있다. 1차 시약 밸브(235)는 능동(active) 밸브(그 예들은 아래에서 논의됨) 또는 수동(passive) 밸브를 포함할 수 있다. 예를 들어, 1차 시약 밸브(235)는 저압 밸브를 포함할 수 있으며, 이는 네트워크의 특정 다른 밸브들과 비교하여 상대적으로 낮은 크래킹(cracking) 압력을 갖는다. 즉, 밸브는 상대적으로 낮은 임계 압력 차이가 밸브를 가로질러 존재할 때까지 흐름을 제한할 수 있으며, 이 시점에서 1차 시약 밸브(235)가 열리고 유체가 1차 시약 채널(231)을 통해 시약 용기(230)에서 1차 반응 용기(210)로 흐를 수 있게 된다. .Primary reagent valve 235 may be disposed in primary reagent channel 231 to control flow through primary reagent channel 231. Primary reagent valve 235 may include an active valve (examples of which are discussed below) or a passive valve. For example, primary reagent valve 235 may include a low pressure valve, which has a relatively low cracking pressure compared to certain other valves in the network. That is, the valve may restrict flow until a relatively low critical pressure difference exists across the valve, at which point the primary reagent valve 235 opens and fluid flows through the primary reagent channel 231 into the reagent vessel. It can flow from 230 to the first reaction vessel 210. .

구동 압력 구배는 공압 모듈(500)을 사용하여 생성될 수 있다. 카트리지(200)는 1차 반응 용기(211)와 1차 공압 포트(213) 사이에서 연장하는 1차 공압 채널(212)을 포함할 수 있다. 1차 공압 포트(213)는 아래에 설명된 다른 공압 포트들과 함께 베이스(202)의 하부 표면 또는 측면(side) 표면과 같은 샘플 카트리지(200)의 외부 표면의 개구부들에 의해 정의될 수 있으며 기기(100)에서 공압 포트(213)를 공압 모듈(500)에 연결하기 위해 공압 커넥터들(510)과 맞물리도록 구성될 수 있다.The driving pressure gradient can be created using the pneumatic module 500. Cartridge 200 may include a primary pneumatic channel 212 extending between the primary reaction vessel 211 and the primary pneumatic port 213. Primary pneumatic port 213 may be defined by openings in the outer surface of sample cartridge 200, such as the lower surface or side surface of base 202, along with other pneumatic ports described below. The device 100 may be configured to engage with pneumatic connectors 510 to connect the pneumatic port 213 to the pneumatic module 500.

공압 모듈(500)은 공압 라인에 의해 압력 제어 매니폴드에 각각 연결된 복수의 공압 포트들을 정의하는 플레이트를 포함할 수 있다. 각각의 공압 포트는 밀봉을 포함할 수 있고 카트리지 베이스(202)의 밑면에 있는 대응하는 포트에 연결하도록 구성될 수 있다. 플레이트는 일단 카트리지가 기기에 설치되면 카트리지와 만나기 위해 모션 모듈에 의해 위쪽으로 이동되도록 구성될 수 있으며, 이에 따라 대응 포트들은 공압 모듈을 카트리지의 채널들에 연결하기 위해 연결되어 그들이 유체 연통.상태에 있도록 한다.The pneumatic module 500 may include a plate defining a plurality of pneumatic ports each connected to a pressure control manifold by a pneumatic line. Each pneumatic port may include a seal and may be configured to connect to a corresponding port on the underside of cartridge base 202. The plate may be configured to be moved upward by a motion module to meet the cartridge once the cartridge is installed in the device, whereby corresponding ports are connected to connect the pneumatic module to the channels of the cartridge so that they are in fluid communication. Let it happen.

뚜껑(211)이 밀봉된 상태에서, 공압 모듈(500)이 음압 또는 진공 압력을 공압 포트(213)에 적용할 때(대기압 또는 주변 압력에 대해 음수), 압력 구배가 1차 반응 용기(210)와 시약 용기(230) 사이에 생성되어 시약들이 1차 시약 채널(231)을 통해 시약 용기(230)로부터 끌어당겨질 수 있고 1차 반응 용기 및 그 안에 포함된 샘플로 유입된다.With the lid 211 sealed, when the pneumatic module 500 applies negative or vacuum pressure to the pneumatic port 213 (negative relative to atmospheric or ambient pressure), a pressure gradient occurs in the primary reaction vessel 210. and the reagent vessel 230 so that reagents can be drawn from the reagent vessel 230 through the primary reagent channel 231 and flow into the primary reaction vessel and the sample contained therein.

1차 시약 밸브(235)는 폐쇄된 상태를 유지하고 개방되도록 활성화될 때까지 또는 공압 모듈(500)에 의해 공압 포트(213)에 적용되는 압력에 의해 임계 크래킹 압력이 극복(overcome)될 때까지 1차 시약 채널(231)의 흐름을 제한할 수 있다. 1차 시약 밸브(235)는 1차 반응 챔버(210) 내의 유체 샘플의 일부가 시약 용기(230)로 흐르는 것을 방지하기 위해 역류를 제한하거나 방지하도록 구성된 체크(check) 밸브를 포함할 수 있다.Primary reagent valve 235 remains closed until activated to open or until the critical cracking pressure is overcome by pressure applied to pneumatic port 213 by pneumatic module 500. The flow of the primary reagent channel 231 may be restricted. Primary reagent valve 235 may include a check valve configured to restrict or prevent backflow to prevent a portion of the fluid sample within primary reaction chamber 210 from flowing into reagent vessel 230 .

1차 반응 용기(210)의 내용물(contents)의 일부가 1차 공압 채널(212)로 흡인되는 것을 피하기 위해, 1차 반응 용기(210)로의 1차 공압 채널(212)의 개구부는 도 2a에 도시된 바와 같이 1차 반응 용기(210)의 측벽의 일부 위로 또는 1차 반응 용기(210)의 상부 또는 그 근처에 정의될 수 있다. 1차 공압 채널(212)은 도 2a에 도시된 바와 같이 1차 반응 용기(210)의 측벽 내에서 또는 측벽을 따라 1차 반응 용기(210)의 측면 위로 연장하는 구조로 정의될 수 있다.To avoid a portion of the contents of the primary reaction vessel 210 being drawn into the primary pneumatic channel 212, the opening of the primary pneumatic channel 212 into the primary reaction vessel 210 is shown in Figure 2A. As shown, it may be defined over a portion of the side wall of the primary reaction vessel 210 or at or near the top of the primary reaction vessel 210. The primary pneumatic channel 212 may be defined as a structure extending over the side of the primary reaction vessel 210 within or along the side wall of the primary reaction vessel 210, as shown in FIG. 2A.

일부 실시예에서, 1차 시약 채널(231)은 또한 측벽을 따라 위쪽으로 연장할 수 있고 도 2a에 도시된 바와 같이 1차 반응 용기(210)의 상부 또는 그 근처에서 1차 반응 용기(210)로 개방할 수 있다. 이는 유체 샘플의 일부가 1차 반응 용기(210)에서 1차 시약 채널(231) 또는 시약 용기(230)로 흐를 가능성을 더욱 감소시킬 수 있다.In some embodiments, primary reagent channel 231 may also extend upwardly along the sidewall and at or near the top of primary reaction vessel 210 as shown in Figure 2A. It can be opened with This may further reduce the likelihood that a portion of the fluid sample will flow from the primary reaction vessel 210 into the primary reagent channel 231 or reagent vessel 230.

샘플 카트리지(200)에 반응 용기들(210, 230) 중 하나의 공압 채널 및 입력 채널을 통합하기 위한 대안적인 설계들이 도 2h 및 2i에 도시된다. 예를 들어, 채널들은 도 2h에 도시된 바와 같이 베이스(202) 및 평평한 수직(perpendicular) 웹(203)에서 개방 채널들로 형성될 수 있다. 대안적으로, 채널은 도 i에 도시된 바와 같이 반응 용기들(210, 230)과 함께 위로 연장하는 측면 구조들(204)의 개방 채널들로서 형성될 수 있다. 그런 다음 채널은 베이스(202) 및 웹(203) 또는 측면 구조(204)에 접착 접합(bond)되거나 용접(weld)될 수 있는 포일(foil) 또는 필름으로 채널들을 덮음으로써 폐쇄될 수 있다.Alternative designs for integrating the pneumatic channel and input channel of one of the reaction vessels 210, 230 into the sample cartridge 200 are shown in FIGS. 2H and 2I. For example, the channels may be formed as open channels in the base 202 and the flat perpendicular web 203 as shown in FIG. 2H. Alternatively, the channels may be formed as open channels in the side structures 204 extending upwardly with the reaction vessels 210, 230 as shown in Figure i. The channels can then be closed by covering them with a foil or film that can be adhesively bonded or welded to the base 202 and web 203 or side structure 204.

기기 작업 흐름이 1차 반응 용기(210)에서 폐액(waste fluid)을 제거해야 하는 동작들을 포함하는 경우, 샘플 카트리지(200)는 폐기물 용기(240)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 기기(100)는 폐액을 외부적으로 배치하기 위한 폐기물 리셉터클 또는 폐기물 채널을 포함할 수 있다.If the instrument workflow includes operations that require removal of waste fluid from the primary reaction vessel 210, the sample cartridge 200 may include a waste container 240. Alternatively, device 100 may include a waste receptacle or waste channel for externally disposing waste fluid.

샘플 카트리지(200)는 1차 반응 용기(210)와 폐기물 용기(240)(또는 다른 폐기물 채널 또는 그릇) 사이에서 연장하는 1차 폐기물 채널(214)을 포함할 수 있다. 1차 폐기물 밸브(215)는 1차 폐기물 채널(214)을 통해 1차 반응 용기(210)로부터 유체가 제거되는 시기를 제어하기 위해 1차 폐기물 채널(214)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 1차 폐기물 밸브(215)는 상대적으로 낮은 크래킹 압력을 갖는 저압 밸브를 포함할 수 있다.Sample cartridge 200 may include a primary waste channel 214 extending between primary reaction vessel 210 and waste vessel 240 (or other waste channel or bowl). A primary waste valve 215 may be disposed in the primary waste channel 214 to control when fluid is removed from the primary reaction vessel 210 through the primary waste channel 214. For example, primary waste valve 215 may include a low pressure valve with a relatively low cracking pressure.

샘플 카트리지(200)는 폐기물 용기(240)와 폐기물 공압 포트(243) 사이에서 연장하는 폐기물 공압 채널(242)을 더 포함할 수 있다. 폐기물 공압 채널(242)은 또한 폐기물 공압 채널(242)로 폐액이 흡인되는 것을 피하기 위해 폐기물 용기(240)의 상부에서 또는 그 근처에서 폐기물 용기(240) 내로 개방할 수 있다. 폐기물 용기(240)의 상부는 예를 들어 뚜껑 또는 호일로 밀봉될 수 있다.Sample cartridge 200 may further include a waste pneumatic channel 242 extending between waste container 240 and waste pneumatic port 243. The waste pneumatic channel 242 may also open into the waste container 240 at or near the top of the waste container 240 to avoid drawing waste liquid into the waste pneumatic channel 242. The top of waste container 240 may be sealed, for example with a lid or foil.

일부 실시예들에서, 어떤 액체들이 용기들(210, 220, 230, 240) 사이에 전달되어야 하는지에 따라 약간의 스플래싱이 발생할 수 있으며 소량의 액체들이 공압 채널들(212, 222, 242)로 튀길 수 있다. 액체들이 공압 채널들을 통해 흡인되면 그는 카트리지에서 공압 모듈(500)로 통과하여 기기를 오염시킬 수 있다.In some embodiments, depending on which liquids are to be transferred between the vessels 210, 220, 230, 240, some splashing may occur and a small amount of liquid may flow into the pneumatic channels 212, 222, 242. You can fry it. If liquids are drawn through the pneumatic channels, they can pass from the cartridge to the pneumatic module 500 and contaminate the device.

이 시나리오를 완화하기 위해, 카트리지는 공압 채널들을 통해 카트리지를 떠나는 액체들을 방지하거나 제한하기 위해 공압 채널들 중 하나 이상(또는 각각)과 연관된 액체 트랩(trap)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 액체 트랩들은 공기의 통과를 허용하지만 액체들의 통과를 제한하거나 정지시키는 가스 투과성(permeable) 멤브레인(membrane)들을 포함할 수 있다. 가스 투과성 멤브레인은 예를 들어 개구부들 또는 카트리지의 베이스의 각각의 공압 채널의 단부와 같이 공압 채널들(212, 222, 242)을 따라 임의의 위치에 위치될 수 있다.To alleviate this scenario, the cartridge may include liquid traps associated with one or more (or each) of the pneumatic channels to prevent or restrict liquids leaving the cartridge through the pneumatic channels. For example, liquid traps may include gas permeable membranes that allow passage of air but restrict or stop the passage of liquids. The gas permeable membrane may be positioned anywhere along the pneumatic channels 212, 222, 242, such as at the openings or at the end of each pneumatic channel in the base of the cartridge.

일부 실시예들에서, 가스 투과성 멤브레인들은 멤브레인들을 통한 가스의 흐름을 차단하기 전에 존재할 수 있는 포획(trap)된 액체의 용량을 증가시키기 위해 상대적으로 넓은 영역(대응 채널의 단면보다 큼)에 걸쳐 배치될 수 있다. 기기는 채널 또는 액체 트랩들 중 하나가 막힘으로 인해 압력 변화를 검출하도록 구성될 수 있으며, 그후에 예를 들어 작업 흐름 동작들이 종료되고 프로세스가 실패했음을 표시하도록 트리거할 수 있다.In some embodiments, gas permeable membranes are disposed over a relatively large area (larger than the cross-section of the corresponding channel) to increase the capacity of trapped liquid that can be present before blocking the flow of gas through the membranes. It can be. The device may be configured to detect a change in pressure due to a blockage of one of the channels or liquid traps, which may then trigger, for example, workflow operations to end and indicate that the process has failed.

샘플 카트리지(200)는 1차 반응 챔버(210)로부터 출력 유체의 배출을 허용하기 위해 1차 출력 채널(216)을 추가로 정의할 수 있다. 일부 실시예들에서, 단지 하나의 반응 용기만 필요한 경우, 1차 출력 채널(216)이 출력 용기(250)로 직접 연결될(lead) 수 있다. 일부 실시예들에서, 2차 반응 용기가 필요한 경우, 1차 출력 채널(216)은 1차 반응 용기(210)와 2차 반응 용기(220) 사이에서 연장할 수 있다.Sample cartridge 200 may further define a primary output channel 216 to allow discharge of output fluid from primary reaction chamber 210. In some embodiments, when only one reaction vessel is needed, primary output channel 216 may lead directly to output vessel 250. In some embodiments, if a secondary reaction vessel is desired, the primary output channel 216 may extend between the primary reaction vessel 210 and the secondary reaction vessel 220.

1차 출구 밸브(217)는 1차 출력 채널(216)을 통한 출력 유체의 배출을 제어하기 위해 1차 출구 채널(216)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 1차 출구 밸브(217)는 대응 1차 출구 밸브 공압 포트(218)에 압력을 적용함으로써 동작되는 능동 압력 작동 밸브를 포함할 수 있다.A primary outlet valve 217 may be disposed in the primary outlet channel 216 to control discharge of output fluid through the primary output channel 216. For example, primary outlet valve 217 may include an active pressure actuated valve that is operated by applying pressure to a corresponding primary outlet valve pneumatic port 218.

샘플 카트리지(200)가 2차 반응 용기(220)를 포함하는 실시예들에서, 샘플 카트리지(200)는 시약 용기(230)와 2차 반응 용기(220) 사이에서 연장하는 2차 시약 채널(232)을 포함할 수 있다.In embodiments where the sample cartridge 200 includes a secondary reaction vessel 220, the sample cartridge 200 has a secondary reagent channel 232 extending between the reagent vessel 230 and the secondary reaction vessel 220. ) may include.

2차 시약 밸브(236)는 2차 시약 채널(232)을 통해 시약들의 흐름을 제어하기 위해 2차 시약 채널(232)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 2차 시약 밸브(236)는 샘플 카트리지(200)의 다른 밸브들에 비해 상대적으로 높은 크래킹 압력을 갖는 고압 밸브를 포함할 수 있다. Secondary reagent valve 236 may be disposed in secondary reagent channel 232 to control the flow of reagents through secondary reagent channel 232. For example, secondary reagent valve 236 may include a high pressure valve with a relatively high cracking pressure compared to other valves in sample cartridge 200.

샘플 카트리지(200)는 2차 반응 용기(220)와 2차 공압 포트(223) 사이에서 연장하는 2차 공압 채널(222)을 포함할 수 있다. 2차 공압 채널(222)은 2차 반응 용기(220)의 상부 또는 그 부근에서 2차 반응 용기(220) 내로 개방할 수 있다. 폐기물 용기(240)의 상부는 예를 들어 뚜껑 또는 호일로 밀봉될 수 있다.Sample cartridge 200 may include a secondary pneumatic channel 222 extending between the secondary reaction vessel 220 and the secondary pneumatic port 223. The secondary pneumatic channel 222 may open into the secondary reaction vessel 220 at or near the top of the secondary reaction vessel 220. The top of waste container 240 may be sealed, for example with a lid or foil.

2차 공압 포트(223)에 음의 진공 압력을 적용하여 2차 시약 채널(232)을 통해 시약들이 2차 반응 용기(220) 내로 시약 용기(230)로부터 2차 반응 용기(220)로 끌어당겨져서 2차 시약 밸브(236)에 걸쳐 상대적으로 높은 크래킹 압력을 극복하기에 충분한 압력 차이를 생성할 수 있다. 이 흐름 동안, 1차 출구 출력(216)을 통한 흐름을 피하기 위해 1차 출력 밸브(217)가 폐쇄될 수 있다.Negative vacuum pressure is applied to the secondary pneumatic port 223 to pull the reagents from the reagent vessel 230 into the secondary reaction vessel 220 through the secondary reagent channel 232. This can create a pressure difference sufficient to overcome the relatively high cracking pressure across the secondary reagent valve 236. During this flow, primary output valve 217 may be closed to avoid flow through primary outlet output 216.

한편, 출력 유체의 흐름이 1차 반응 용기(210)로부터 2차 반응 용기(220)로 요구될 때, 1차 출력 밸브(217)가 개방될 수 있고 진공 압력이 2차 공압 포트(223)에 적용되어 1차 출력 채널(216)을 통해 흐름을 유도하기에 충분하지만 2차 시약 밸브(236)의 상대적으로 높은 크래킹 압력을 극복하기에는 충분하지 않은 압력 차이를 생성할 수 있다. 1차 출력 채널(216)은 2차 반응 용기(220)의 상부 또는 그 부근에서 2차 반응 용기(220)로 개방할 수 있다.Meanwhile, when the flow of output fluid is required from the primary reaction vessel 210 to the secondary reaction vessel 220, the primary output valve 217 can be opened and vacuum pressure is applied to the secondary pneumatic port 223. It can be applied to create a pressure difference sufficient to induce flow through the primary output channel 216 but not sufficient to overcome the relatively high cracking pressure of the secondary reagent valve 236. The primary output channel 216 may open into the secondary reaction vessel 220 at or near the top of the secondary reaction vessel 220.

샘플 카트리지(200)는 2차 반응 용기(220)와 폐기물 용기(240)(또는 다른 폐기물 채널 또는 용기) 사이에서 연장하는 2차 폐기물 채널(224)을 포함할 수 있다. 유체가 2차 폐기물 채널(224)을 통해 2차 반응 용기(220)로부터 제거되는 시기를 제어하기 위해 2차 폐기물 채널(224)에 2차 폐기물 밸브(225)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 2차 폐기물 밸브(225)는 상대적으로 낮은 크래킹 압력을 갖는 저압 밸브를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 2차 폐기물 채널(224)이 필요하지 않을 수 있다. 즉, 2차 반응 용기(220)에서 제거되어야 할 폐액들이 없는 경우이다.Sample cartridge 200 may include a secondary waste channel 224 extending between secondary reaction vessel 220 and waste vessel 240 (or other waste channel or vessel). A secondary waste valve 225 may be disposed in the secondary waste channel 224 to control when fluid is removed from the secondary reaction vessel 220 through the secondary waste channel 224. For example, secondary waste valve 225 may include a low pressure valve with a relatively low cracking pressure. In some embodiments, secondary waste channel 224 may not be needed. That is, this is the case where there is no waste liquid to be removed from the secondary reaction vessel 220.

샘플 카트리지(200)는 2차 반응 챔버(220)로부터 출력 유체의 방출을 허용하기 위해 2차 출력 채널(226)을 추가로 정의할 수 있다. 일부 실시예들에서 품질 관리가 필요하지 않은 경우 2차 출력 채널(226)은 출력 용기(250)로 직접 연결될 수 있다.일부 실시예들에서, 품질 관리가 요구되는 경우, 2차 출력 채널(226)은 2차 반응 용기(220)와 품질 관리 모듈(260) 사이에서 연장할 수 있다.Sample cartridge 200 may further define a secondary output channel 226 to allow discharge of output fluid from secondary reaction chamber 220. In some embodiments, if quality control is not required, secondary output channel 226 may be connected directly to output vessel 250. In some embodiments, if quality control is required, secondary output channel 226 may be connected directly to output vessel 250. ) can extend between the secondary reaction vessel 220 and the quality control module 260.

2차 출력 채널(226)은 2차 반응 용기(220)와 완충(buffer) 접합부(junction)(228) 사이에서 연장할 수 있다. 2차 출구 밸브(227)는 2차 출력 채널(226)을 통한 출력 유체의 배출을 제어하기 위해 2차 출력 채널(226)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 2차 출구 밸브(227)는 상대적으로 높은 크래킹 압력을 갖는 고압 밸브를 포함할 수 있다.Secondary output channel 226 may extend between secondary reaction vessel 220 and buffer junction 228. A secondary outlet valve 227 may be disposed in the secondary output channel 226 to control the discharge of output fluid through the secondary output channel 226. For example, secondary outlet valve 227 may include a high pressure valve with a relatively high cracking pressure.

품질 관리(QC) 모듈(260)은 분석을 위해 2차 반응 용기(220)(또는 2차 용기가 없는 경우 1차 반응 용기(210))로부터 일정량의 출력 유체를 수용하도록 구성된 품질 관리 QC 용기(261)를 포함한다. 샘플 카트리지(200)는 QC 공압 채널(262) 및 QC 공압 포트(263)를 추가로 포함할 수 있으며, 진공 압력이 2차 출력 채널(226)로부터 QC 용기(261)로 출력 유체를 끌어당길 수 있도록 적용될 수 있다. QC 용기(261)의 상부는 예를 들어 뚜껑 또는 호일로 밀봉될 수 있다.Quality control (QC) module 260 includes a quality control QC vessel configured to receive a volume of output fluid from secondary reaction vessel 220 (or primary reaction vessel 210 if no secondary vessel is present) for analysis. 261). Sample cartridge 200 may further include a QC pneumatic channel 262 and a QC pneumatic port 263, wherein vacuum pressure can pull the output fluid from the secondary output channel 226 to the QC vessel 261. It can be applied so that The top of QC container 261 may be sealed, for example with a lid or foil.

일부 실시예들에서, QC 용기(261)는 광학 모듈(400)로 광학 분석을 용이하게 하기 위해 염료(선택적으로 건조된 염료)로 사전 로딩(preload)될 수 있다.In some embodiments, QC vessel 261 may be preloaded with dye (optionally dried dye) to facilitate optical analysis with optical module 400.

일부 실시예들에서 출력 유체는 광학 분석 전에 품질 관리 완충액과 혼합될 수 있다. QC 완충액은 출력 유체와 함께 QC 용기(261)로 이송되기 전에 QC 완충 용기(265)에 보관될 수 있다. 예를 들어, QC 완충 용기(265)는 완충액이 시약 모듈(300)에 의해 QC 완충 용기(265)로 분배될 수 있도록 개방된 상부를 정의할 수 있다.In some embodiments the output fluid may be mixed with a quality control buffer prior to optical analysis. The QC buffer may be stored in the QC buffer container 265 before being transferred to the QC container 261 with the output fluid. For example, QC buffer vessel 265 may define an open top so that buffer can be dispensed into QC buffer vessel 265 by reagent module 300.

샘플 카트리지(200)는 완충 접합부(228)에서 QC 완충 용기(261)로부터 2차 출력 채널(226)(또는 2차 용기가 없는 경우 1차 출력 채널(216))로 연장하는 QC 완충 채널(266)을 포함할 수 있다. QC 완충 밸브(267)는 QC 완충 채널(266)을 통한 완충액의 흐름을 제어하기 위해 QC 완충 채널(266)에 배치될 수 있다. 예를 들어, QC 완충 밸브(267)는 대응 QC 완충 공압 포트(268)에 양압 또는 음압을 적용함으로써 활성화되는 압력 작동 밸브와 같은 능동 밸브를 포함할 수 있다.Sample cartridge 200 has a QC buffer channel 266 extending from QC buffer vessel 261 at buffer junction 228 to secondary output channel 226 (or primary output channel 216 if there is no secondary vessel). ) may include. A QC buffer valve 267 may be disposed in the QC buffer channel 266 to control the flow of buffer through the QC buffer channel 266. For example, QC buffer valve 267 may include an active valve, such as a pressure-actuated valve, that is activated by applying positive or negative pressure to a corresponding QC buffer pneumatic port 268.

샘플 카트리지(200)는 2차 출력 채널(226) 및 완충 채널(266)과 유체 연통하고 완충 접합부(228)에서 품질 관리 접합부(229)로 연장하는 계량 채널(metering channel)(299)을 더 포함할 수 있다.Sample cartridge 200 further includes a metering channel 299 in fluid communication with secondary output channel 226 and buffer channel 266 and extending from buffer junction 228 to quality control junction 229. can do.

샘플 카트리지(200)는 QC 접합부(229)와 QC 용기(261) 사이에서 연장하는 QC 채널(269)을 더 포함할 수 있다. 샘플 카트리지(200)는 QC 채널(269)을 통해 QC 용기(261)로 유체의 흐름을 제어하기 위해 QC 채널(269)에 배치된 QC 용기 밸브(264)를 더 포함할 수 있다. QC 용기 밸브(264)는 비교적 낮은 크래킹 압력을 갖는 저압 밸브를 포함할 수 있다.Sample cartridge 200 may further include a QC channel 269 extending between QC junction 229 and QC vessel 261. The sample cartridge 200 may further include a QC vessel valve 264 disposed in the QC channel 269 to control the flow of fluid through the QC channel 269 into the QC vessel 261. QC vessel valve 264 may include a low pressure valve having a relatively low cracking pressure.

QC 완충 밸브(267)가 폐쇄된 상태에서, 출력 유체의 일부를 2차 반응 용기(220)로부터 완충 접합부(228)를 지나 2차 출력 채널(226)로 그리고 QC 접합부(229)까지 계량 채널(299)로 끌어당기기 위해 짧은 시간 동안 2차 출력 밸브(227)의 임계치를 극복하기 위해 상대적으로 높은 압력 차이를 생성하기 위해 진공 압력이 QC 용기 공압 포트(263)에 적용될 수 있으며, 그런 다음 압력 차이가 중화되어 흐름을 멈출 수 있다. 계량 채널(299)은 계량 채널(299)이 완충 접합부(228)에서 QC 접합부(229)까지 채워질 수 있도록 알려진 부피(예를 들어, 1μL)를 정의하여 출력 유체의 정확한 분취량을 정의할 수 있다.With the QC buffer valve 267 closed, a portion of the output fluid flows from the secondary reaction vessel 220 through the buffer junction 228 into the secondary output channel 226 and into the metering channel (229) to the QC junction 229. Vacuum pressure may be applied to the QC vessel pneumatic port 263 to create a relatively high pressure differential to overcome the threshold of the secondary output valve 227 for a short period of time to pull the pressure differential to 299). can be neutralized and stop the flow. Metering channel 299 may define an accurate aliquot of output fluid by defining a known volume (e.g., 1 μL) such that metering channel 299 can be filled from buffer junction 228 to QC junction 229. .

그런 다음 QC 완충 밸브(267)는 적당한 활성 압력을 QC 완충 공압 포트(268)에 적용하고 진공 압력을 QC 용기 공압 포트(263)에 적용하여 저압 QC 용기 밸브(264)를 개방하기에 충분히 높지만 고압 보조 출력 밸브(227)에 대한 임계치보다는 낮은 압력 차이를 생성함으로써 개방될 수 있다. 이는 QC 완충액이 QC 완충 채널(266)을 통해 그리고 계량 채널(299) 및 QC 채널(269)을 통해 계량 채널(299)로부터의 출력 유체의 분취량과 함께 QC 용기(261)로 흐르도록 허용한다.The QC buffer valve 267 then applies an appropriate activation pressure to the QC buffer pneumatic port 268 and a vacuum pressure to the QC vessel pneumatic port 263, sufficiently high to open the low pressure QC vessel valve 264, but high enough to open the high pressure QC vessel valve 264. It can be opened by creating a pressure difference below the threshold for the auxiliary output valve 227. This allows QC buffer to flow through QC buffer channel 266 and through metering channel 299 and QC channel 269 into QC vessel 261 along with an aliquot of output fluid from metering channel 299. .

그런 다음 혼합 유체는 분석을 위해 QC 용기(261)에서 사전 로딩된 염료와 혼합할 수 있다.The mixed fluid can then be mixed with the pre-loaded dye in QC vessel 261 for analysis.

일부 실시예들에서, 샘플 카트리지(200)는 하나 이상의 QC 기준 용기들(271)을 추가로 포함할 수 있으며, 각각은 대응 QC 기준 공압 채널(272) 및 QC 기준 공압 포트(273)를 가지며, 그의 각각은 사전 정의된 양의 건조된 염료로 사전 로딩될 수 있다. 각각의 QC 기준 용기(271)는 또한 대응 QC 기준 공압 포트(273)에 진공 압력을 적용함으로써 QC 기준 용기(271)로 끌어당겨질 특정 요구량의 QC 완충액을 수용하도록 구성된 대응 QC 완충 용기(275)를 가질 수 있다.In some embodiments, the sample cartridge 200 may further include one or more QC reference vessels 271, each having a corresponding QC reference pneumatic channel 272 and a QC reference pneumatic port 273; Each of them can be preloaded with a predefined amount of dried dye. Each QC reference vessel 271 also has a corresponding QC buffer vessel 275 configured to receive a specific required amount of QC buffer to be drawn into the QC reference vessel 271 by applying vacuum pressure to the corresponding QC reference pneumatic port 273. You can have it.

QC 용기(261)의 내용물은 광학 모듈(400)을 사용하여 QC 기준 용기(271)의 내용물들과 비교하여 예를 들어 특정 컴포넌트의 농도와 같은 출력 유체의 속성을 측정할 수 있다.The contents of the QC vessel 261 may be compared to the contents of the QC reference vessel 271 using the optical module 400 to measure properties of the output fluid, such as, for example, the concentration of specific components.

샘플 카트리지(200)는 QC 접합부(229)에서 2차 출력 채널(226)로부터 분기(branch off)되고 2차 출력 채널(226)을 출력 용기(250)에 연결하는 최종 출력 채널(256)을 추가로 포함한다. 최종 출력 밸브(257)는 최종 출력 채널(256)을 통한 흐름을 제어하기 위해 최종 출력 채널(256)에 배치된다. 최종 출력 밸브(257)는 예를 들어 저압 체크 밸브를 포함할 수 있다.Sample cartridge 200 branches off from secondary output channel 226 at QC junction 229 and adds a final output channel 256 connecting secondary output channel 226 to output vessel 250. Included as. A final output valve 257 is disposed in the final output channel 256 to control flow through the final output channel 256. The final output valve 257 may comprise, for example, a low pressure check valve.

샘플 카트리지(200)는 출력 용기(250)와 출력 용기 공압 포트(253) 사이에서 연장하는 출력 용기 공압 채널(252)을 추가로 포함한다. 최종 출력 채널(256)을 통해 출력 용기(250) 내로 출력 유체를 끌어당기기 위해 출력 용기 공압 포트(253)에 진공 압력이 적용될 수 있다.Sample cartridge 200 further includes an output vessel pneumatic channel 252 extending between output vessel 250 and output vessel pneumatic port 253. Vacuum pressure may be applied to the output vessel pneumatic port 253 to pull output fluid into the output vessel 250 through the final output channel 256.

최종 출력 채널(256) 및 출력 용기 공압 채널(252)은 기기 작업 흐름 동안 폐쇄된 출력 용기(250)를 밀봉하는 데 사용되는 임시 제거 가능한 뚜껑(259)(도 2f 및 2g에 도시됨)에 연결될 수 있다. 샘플이 처리되고 샘플 카트리지(200)가 기기(100)에서 제거되면 임시 뚜껑(259)이 출력 용기(250)에서 제거될 수 있고 출력 용기(250)는 1차 출력 용기 뚜껑(251)으로 폐쇄될 수 있다. 예를 들어, 출력 용기 뚜껑(251)은 도 2a에 도시된 바와 같이 출력 용기(250)와 일체로 형성된 힌지형(hinged) 뚜껑일 수 있다.The final output channel 256 and output vessel pneumatic channel 252 may be connected to a temporary removable lid 259 (shown in FIGS. 2F and 2G) used to seal the output vessel 250 closed during instrument workflow. You can. Once the sample has been processed and the sample cartridge 200 is removed from the instrument 100, the temporary lid 259 can be removed from the output container 250 and the output container 250 can be closed with the primary output container lid 251. You can. For example, the output container lid 251 may be a hinged lid formed integrally with the output container 250 as shown in FIG. 2A.

QC 분석을 위해 출력 유체의 정확한 분취량을 측정하기 위해, 진공 압력은 출력 유체가 QC 접합부(229)와 완충 접합부(228) 사이의 계량 채널(299)을 채우고 최종 출력 채널(256)에 들어갈 때까지 사전 결정된 기간 동안 적용될 수 있다. 측정 채널(299)의 길이는 알려진 특정 부피(예를 들어, 1μL)를 정의하도록 설계될 수 있다. 최종 출력 채널(256)을 통한 흐름은 출력 용기 공압 포트(253)의 압력을 주변 압력으로 되돌림으로써 중단될 수 있다.To measure an accurate aliquot of output fluid for QC analysis, the vacuum pressure is increased when the output fluid fills the metering channel 299 between the QC junction 229 and the buffer junction 228 and enters the final output channel 256. It can be applied for a predetermined period of time up to. The length of the measurement channel 299 can be designed to define a specific, known volume (e.g., 1 μL). Flow through the final output channel 256 can be stopped by returning the pressure at the output vessel pneumatic port 253 to ambient pressure.

그런 다음 QC 완충 밸브(267)가 개방될 수 있고 진공 압력이 QC 공압 포트(263)에 적용되어 QC 완충 용기(265)로부터 QC 및 완충 접합부들(228, 229)을 지나 완충액을 끌어당기고 계량 채널(299) 및 QC 채널(269)을 통하여 출력 유체의 분취량을 운반하고 QC 용기(261)로 끌어당겨진다. 이러한 방식으로 QC와 완충 접합부들(228, 229) 사이에 정확한 분취량이 정의되며, 이는 완충액과 혼합될 QC 용기로 슬러그(slug)로 진행한다.The QC buffer valve 267 can then be opened and vacuum pressure is applied to the QC pneumatic port 263 to pull the buffer from the QC buffer vessel 265 past the QC and buffer junctions 228, 229 and into the metering channel. An aliquot of output fluid is conveyed through 299 and QC channel 269 and drawn into QC vessel 261. In this way an accurate aliquot is defined between the QC and buffer junctions 228, 229, which is slugged into the QC vessel to be mixed with the buffer.

QC 완충 용기(265)의 전체 내용물은 QC 용기(261)로 끌어당겨져 완충액이 QC와 완충 접합부들(228, 229) 사이의 채널에 남지 않도록 할 수 있다. 이는 알려진 부피(또는 알려진 부피에 매우 가까운)의 완충액이 QC 용기(261)로 끌어당겨졌음을 보장한다. 또한 채널에 남아 출력 유체를 희석(dilute)할 수 있는 완충액의 양을 줄이거나 최소화하므로 고농도의 출력 유체가 요구될 경우 유리할 수 있다.The entire contents of QC buffer vessel 265 may be drawn into QC vessel 261 to ensure that no buffer remains in the channel between the QC and buffer junctions 228, 229. This ensures that a known volume (or very close to a known volume) of buffer is drawn into QC vessel 261. Additionally, it can be advantageous when a high concentration of output fluid is required because it reduces or minimizes the amount of buffer that remains in the channel and can dilute the output fluid.

일부 실시예들에서, 샘플 카트리지(200)는 도 2g에 도시된 바와 같이 초과(excess) 유체를 폐기물 용기(240)로 폐기하기 위한 폐기물 채널(279)을 포함할 수 있다. 그러나, 일부 실시예들에서, 이는 출력 유체 및 완충액의 정확한 부피가 측정되고 QC 용기(261)로 끌어당겨져 초과 유체가 없도록 하기 때문에 필요하지 않을 수 있다.In some embodiments, sample cartridge 200 may include a waste channel 279 to dispose of excess fluid into a waste container 240 as shown in FIG. 2G. However, in some embodiments, this may not be necessary because the exact volumes of output fluid and buffer are measured and drawn into QC vessel 261 to ensure there is no excess fluid.

일부 실시예들에서, 샘플 카트리지(200)는 최종 출력 밸브(257)와 출력 용기(250) 사이의 최종 출력 채널(256)로부터의 중간 출구(280)를 추가로 포함할 수 있다. 출구(280)는 가스는 투과하지만 액체는 통과시키지 않는 통기성(air-permeable) 멤브레인(281)으로 밀봉될 수 있다. 멤브레인(281)의 다른 쪽(채널(256) 반대쪽)에서 중간 출구 공압 채널(282)은 출구(280)를 중간 출구 공압 포트(283)에 연결한다. 중간 출구 공압 포트(283)에 진공 압력을 적용함으로써 통기성 멤브레인(281)을 통해 공기가 끌어당겨질 수 있다.In some embodiments, sample cartridge 200 may further include an intermediate outlet 280 from final output channel 256 between final output valve 257 and output vessel 250. Outlet 280 may be sealed with an air-permeable membrane 281 that is permeable to gases but impermeable to liquids. On the other side of membrane 281 (opposite channel 256), a mid-outlet pneumatic channel 282 connects outlet 280 to mid-outlet pneumatic port 283. Air may be drawn through the breathable membrane 281 by applying vacuum pressure to the middle outlet pneumatic port 283.

이것이 행해질 때, 액체 출력 유체는 최종 출력 채널(256)을 따라 끌어당겨질 것이지만 일단 통기성 멤브레인(281)에 도달하면 멈출 것이다. 이는 채널(256)이 중간 출구(280)로 채워졌음을 나타내는 공압 모듈(500)에 의해 검출될 수 있는 압력 구배의 증가를 초래할 것이다. 이 신호는 계량 채널(299) 및 QC 채널(269)을 통해 완충액을 흐르게 하는 것과 같은 작업 흐름의 다음 단계를 트리거하는 데 사용될 수 있다.When this is done, the liquid output fluid will be drawn along the final output channel 256 but will stop once it reaches the breathable membrane 281. This will result in an increase in pressure gradient that can be detected by pneumatic module 500 indicating that channel 256 has filled to intermediate outlet 280. This signal can be used to trigger the next step in the workflow, such as flowing buffer through metering channel 299 and QC channel 269.

밀봉된 반응 용기들(210, 220), QC 용기(261), QC 기준 용기(271), 출력 용기(250) 및 폐기물 용기(240)는 이 용기들의 외부로 유체 샘플의 스플래싱으로 인한 교차-오염 또는 기기 오염 없이 유체 샘플을 처리할 수 있게 한다. 이는 시약 모듈(예를 들어, 시약 용기(230) 및 완충 용기들(265, 275))에서 시약들을 수용하기 위한 별도의 용기들을 제공하고 공압 모듈 및 대응 공압 포트들을 사용하여 처리하기 위해 시약들을 밀봉된 용기들로 전송하여 필요에 따라 흐름을 유도하는 압력 구배들을 생성함으로써 달성된다. 입구(inlet) 채널들과 공압 채널들의 개구부들을 밀봉된 용기들의 상부들이나 근처에 위치시키면 샘플 유체가 입구 채널들로 역류하거나 샘플 유체가 공압 모듈로 흡인되어 기기를 오염시킬 가능성을 감소시킨다.Sealed reaction vessels (210, 220), QC vessel (261), QC reference vessel (271), output vessel (250) and waste vessel (240) are subject to cross-section due to splashing of fluid sample out of these vessels. Allows fluid samples to be processed without contamination or instrument contamination. This provides separate containers for receiving reagents in the reagent module (e.g., reagent vessel 230 and buffer vessels 265, 275) and seals the reagents for processing using the pneumatic module and corresponding pneumatic ports. This is achieved by creating pressure gradients that induce flow as needed by transferring the pressure to the vessels. Locating the inlet channels and openings of the pneumatic channels at or near the top of the sealed containers reduces the possibility of sample fluid flowing back into the inlet channels or being drawn into the pneumatic module and contaminating the instrument.

도 2e를 참조하면, 샘플 카트리지(200)의 저면도는 카트리지의 채널 및 밸브의 네트워크를 더 상세히 예시하는 것으로 도시된다. 품질 관리 모듈(260)의 확대도가 도 2f에 도시된다. 유사한 요소들은 유사한 참조 번호들로 표시된다.Referring to Figure 2E, a bottom view of sample cartridge 200 is shown illustrating the cartridge's network of channels and valves in more detail. An enlarged view of quality control module 260 is shown in Figure 2F. Similar elements are indicated by like reference numerals.

일부 실시예들에서, QC 모듈(260)은 샘플 카트리지(200) 또는 QC 분석 또는 정확한 유체 계량을 요구할 수 있는 임의의 다른 샘플 카트리지와 같은 더 큰 샘플 카트리지의 일부로서 포함될 수 있다. 일부 실시예들에서 QC 모듈(260)은 측정 또는 분석 기기의 일부로 포함될 수 있다.In some embodiments, QC module 260 may be included as part of a larger sample cartridge, such as sample cartridge 200 or any other sample cartridge that may require QC analysis or accurate fluid metering. In some embodiments, QC module 260 may be included as part of a measurement or analysis instrument.

도 2f를 참조하면, QC 모듈(260)은 또한 일부 실시예들에 따른 별도의 샘플 카트리지(290)로서 독립적으로 고려될 수 있다. 일부 실시예들은 도 2f에 도시된 바와 같이 QC 모듈(260)만을 포함하는 독립적인 샘플 카트리지(290)에 관한 것이다.Referring to Figure 2F, QC module 260 may also be considered independently as a separate sample cartridge 290 according to some embodiments. Some embodiments relate to an independent sample cartridge 290 that includes only a QC module 260, as shown in FIG. 2F.

샘플 카트리지(290)는 예를 들어 유체 분석 기기와 함께 사용하도록 구성될 수 있다. 카트리지(290)는 분석을 위한 유체 샘플을 수용하도록 구성된 샘플 용기(220)를 포함한다. 샘플 용기(220)는 샘플 카트리지(200)의 2차 반응 용기(220)에 대응하거나, 2차 반응 용기(220)가 없는 샘플 카트리지(200)의 1차 반응 용기(210)에 대응할 수 있다.Sample cartridge 290 may be configured for use with a fluid analysis instrument, for example. Cartridge 290 includes a sample vessel 220 configured to receive a fluid sample for analysis. The sample vessel 220 may correspond to the secondary reaction vessel 220 of the sample cartridge 200, or may correspond to the primary reaction vessel 210 of the sample cartridge 200 without the secondary reaction vessel 220.

카트리지(290)는 완충액을 수용하도록 구성된 완충액 용기(265)(샘플 카트리지(200)와 유사함)를 포함한다. 카트리지(290)는 분석을 위한 완충액의 적어도 일부와 혼합된 유체 샘플의 분취량을 포함하는 혼합 유체를 수용하도록 구성된 밀봉된 분석 용기(261)(QC 용기(261)에 대응함)를 포함한다.Cartridge 290 includes a buffer container 265 (similar to sample cartridge 200) configured to contain buffer. Cartridge 290 includes a sealed assay vessel 261 (corresponding to QC vessel 261) configured to receive a mixed fluid comprising an aliquot of a fluid sample mixed with at least a portion of a buffer for analysis.

카트리지(290)는 샘플 용기(220)와 제1 접합부(228)(완충 접합부(228)에 대응함) 사이에서 연장하는 샘플 채널(226)(2차 출력 채널(226)에 대응함)을 포함한다.Cartridge 290 includes a sample channel 226 (corresponding to secondary output channel 226) extending between sample vessel 220 and first junction 228 (corresponding to buffer junction 228).

카트리지(290)는 샘플 채널(226)을 통한 샘플의 흐름을 제어하기 위해 샘플 채널(226)에 배치된 샘플 채널 밸브(227)(2차 출력 밸브(227)에 대응함)를 포함한다.Cartridge 290 includes a sample channel valve 227 (corresponding to secondary output valve 227) disposed in sample channel 226 to control the flow of sample through sample channel 226.

카트리지(290)는 완충액 용기(265)와 제1 접합부(288) 사이에서 연장하는 완충 채널(266)을 포함한다. 완충 채널 밸브(267)는 완충 채널(266)을 통한 완충액의 흐름을 제어하기 위해 완충 채널(266)에 배치된다.Cartridge 290 includes a buffer channel 266 extending between buffer container 265 and first junction 288. A buffer channel valve 267 is disposed in the buffer channel 266 to control the flow of buffer solution through the buffer channel 266.

카트리지(290)는 완충 채널(266) 및 샘플 채널(226)과 유체 연통하는 계량 채널(299)을 포함하고, 계량 채널(299)은 제1 접합부(228)와 제2 접합부(229)(QC 접합부(229)에 대응함) 사이에서 연장한다.Cartridge 290 includes a metering channel 299 in fluid communication with a buffer channel 266 and a sample channel 226, wherein the metering channel 299 has a first junction 228 and a second junction 229 (QC (corresponding to the joint 229) extends between them.

카트리지(290)는 계량 채널(299)과 유체 연통하고 제2 접합부(229)와 분석 용기(261) 사이에서 연장하는 분석 용기 채널(269)(QC 채널(269)에 대응함)을 포함한다. 카트리지(290)는 분석 용기(261)와 통신하는 분석 용기 공압 포트(263)(QC 공압 포트 263에 대응함)를 포함하고 공압 모듈에 연결되어 분석 용기(261)의 압력을 선택적으로 조정하여 분석 용기 채널(269)을 통해 분석 용기(261)로 유체를 끌어당기도록 구성된다.Cartridge 290 is in fluid communication with metering channel 299 and includes an assay vessel channel 269 (corresponding to QC channel 269) extending between second junction 229 and assay vessel 261. The cartridge 290 includes an analytical vessel pneumatic port 263 (corresponding to the QC pneumatic port 263) in communication with the analytical vessel 261 and is connected to a pneumatic module to selectively adjust the pressure of the analytical vessel 261 to control the analytical vessel 261. It is configured to draw fluid through channel 269 into analysis vessel 261.

샘플 채널 밸브(227) 및 완충 채널 밸브(267) 중 적어도 하나는 유체 샘플의 분취량을 계량 채널(299)로 끌어당길 수 있도록 선택적으로 개방 및 폐쇄될 수 있는 능동 밸브를 포함할 수 있으며 완충액이 완충 채널(266)을 통해 그리고 계량 채널(299) 및 분석 용기 채널(269)을 통해 분석을 위한 유체 샘플의 분취량과 함께 분석 용기(261)로 끌어당겨질 수 있도록 허용한다. 예를 들어, 완충 채널 밸브(267)는 능동 밸브를 포함할 수 있고, 샘플 채널 밸브(227)는 비교적 고압 체크-밸브를 포함할 수 있다.At least one of the sample channel valve 227 and the buffer channel valve 267 may include an active valve that can be selectively opened and closed to draw an aliquot of the fluid sample into the metering channel 299, wherein the buffer Allows to be drawn through buffer channel 266 and through metering channel 299 and analysis vessel channel 269 into analysis vessel 261 along with an aliquot of fluid sample for analysis. For example, buffer channel valve 267 may include an active valve and sample channel valve 227 may include a relatively high pressure check-valve.

분석 용기(261)는 분석을 용이하게 하기 위해 완충액 및 유체 샘플과 혼합하도록 구성된 염료로 사전에 로딩될 수 있다.Assay vessel 261 may be preloaded with a dye configured to mix with the buffer and fluid sample to facilitate analysis.

샘플 카트리지(290 또는 200)는 제2 접합부(229)를 통해 계량 채널(299)과 유체 연통하는 중간 출구(280)를 더 포함할 수 있다. 중간 출구(280)는 샘플 카트리지(200)의 중간 출구와 유사할 수 있으며, 둘 모두 아래에 설명된 피쳐들 중 하나를 포함할 수 있다.Sample cartridge 290 or 200 may further include an intermediate outlet 280 in fluid communication with metering channel 299 through second junction 229. Middle outlet 280 may be similar to the middle outlet of sample cartridge 200, and both may include one of the features described below.

도 2o(인접한 도 2f)를 참조하면, 일부 실시예에 따른 출구(280)의 확대 상부 사시도가 도시된다.Referring to Figure 2O (adjacent Figure 2F), an enlarged top perspective view of outlet 280 according to some embodiments is shown.

일부 실시예들에서, 출구(280)는 제2 접합부(229)에 위치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 출구(280)는 제2 접합부(229)로부터 멀리 위치될 수 있고 출구 채널(285)을 통해 제2 접합부(229)에 연결될 수 있다.In some embodiments, outlet 280 may be located at second junction 229. In some embodiments, outlet 280 can be located distal to second junction 229 and connected to second junction 229 via outlet channel 285.

샘플 카트리지(290 또는 200)는 중간 출구(280)가 개방되는 출구 챔버(284)를 포함할 수 있다. 통기성 액체 차단 멤브레인(281)이 출구(280)를 덮을 수 있다.Sample cartridge 290 or 200 may include an outlet chamber 284 with an intermediate outlet 280 opening. A breathable liquid barrier membrane 281 may cover the outlet 280.

샘플 카트리지(290 또는 200)는 출구 챔버(284)와 유체 연통하고 계량 채널(299)로부터 통기성 멤브레인(281)을 통해 공기를 끌어당기기 위해 출구 챔버(284)의 압력을 선택적으로 조정하기 위해 공압 모듈에 연결되도록 구성되는 중간 출구 공압 포트(283)를 포함할 수 있다.A sample cartridge (290 or 200) is in fluid communication with the outlet chamber (284) and includes a pneumatic module to selectively adjust the pressure in the outlet chamber (284) to draw air from the metering channel (299) through the breathable membrane (281). It may include a middle outlet pneumatic port 283 configured to be connected to.

샘플 카트리지(290 또는 200)는 중간 출구 공압 포트(283)와 출구 챔버(284) 사이에서 연장하는 중간 출구 공압 채널(282)을 포함할 수 있다. 출구 챔버(284)는 2개의 유체 개구부들, 즉 출구(280) 및 중간 출구 공압 채널(282)의 개구부만으로 밀봉될 수 있다. 출구 챔버(284)의 상부는 예를 들어 호일로 밀봉될 수 있다.Sample cartridge 290 or 200 may include an intermediate outlet pneumatic channel 282 extending between intermediate outlet pneumatic port 283 and outlet chamber 284. Outlet chamber 284 can be sealed with only two fluid openings: outlet 280 and the opening of the intermediate outlet pneumatic channel 282. The top of outlet chamber 284 may be sealed, for example with foil.

중간 출구(280)는 샘플 채널(226) 또는 완충 채널(266)로부터 계량 채널(299)로 끌어당겨진 액체가 계량 채널(299)을 채우도록 허용되지만 분석 용기 채널(269)로 진행하는 것은 허용되지 않도록 배열될 수 있다.The intermediate outlet 280 allows liquid drawn from the sample channel 226 or buffer channel 266 into the metering channel 299 to fill the metering channel 299 but not to proceed into the analysis vessel channel 269. It can be arranged so that

샘플 카트리지(290 또는 200)는 액체가 샘플 채널(226)로부터 계량 채널(299)로 끌어당겨지거나 완충 채널(266)이 계량 채널(299)을 채우고 출구 채널(285)로 진행할 수 있지만 분석 용기 채널(269)로 진행하는 것은 허용되지 않도록 제2 접합부(229)와 출구(280) 사이에서 연장하는 출구 채널(285)을 포함할 수 있다.The sample cartridge 290 or 200 may allow liquid to be drawn from the sample channel 226 into the metering channel 299, or the buffer channel 266 may fill the metering channel 299 and proceed to the outlet channel 285, but may also proceed to the outlet channel 285. It may include an outlet channel 285 extending between the second junction 229 and the outlet 280 such that it is not permitted to proceed to 269 .

샘플 카트리지(290 또는 200)는 제2 접합부(229) 및 출력 채널(256)을 통해 계량 채널(299)과 유체 연통하는 출력 용기(250)를 포함할 수 있다. 출력 채널(256)은 제2 접합부(229)로부터 출력 용기(250)까지 연장할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 출력 채널은 중간 출구(280)와 출력 용기(250) 사이에서 연장할 수 있다.Sample cartridge 290 or 200 may include an output vessel 250 in fluid communication with metering channel 299 through second junction 229 and output channel 256. Output channel 256 may extend from second junction 229 to output container 250. Alternatively or additionally, the output channel may extend between the intermediate outlet 280 and the output container 250.

샘플 카트리지(290 또는 200)는 출력 용기(250)와 통신하고 유체를 계량 채널(299)로부터 제2 접합부(229) 및 출력 채널(256)을 통해 출력 용기(250)로 끌어들이기 위해 출력 용기(250)의 압력을 선택적으로 조정하기 위해 공압 모듈에 연결되도록 구성된 출력 용기 공압 포트(253)를 포함할 수 있다.The sample cartridge 290 or 200 communicates with the output vessel 250 and is configured to draw fluid from the metering channel 299 to the output vessel 250 through the second junction 229 and the output channel 256. 250) may include an output vessel pneumatic port 253 configured to be connected to a pneumatic module to selectively adjust the pressure of the vessel.

샘플 카트리지(290) 및 QC 모듈(260)의 채널들, 밸브들, 용기들 및 출구들의 배열들은 계량 채널의 부피가 정확하게 정의될 수 있기 때문에 샘플 유체(또는 처리된 유체)의 분취량을 정확하게 정량화할 수 있게 한다. 위에서 설명된 배열들은 정확한 정량화가 필요한 임의의 애플리케이션의 정량화를 위한 정확한 계량 유체에 사용될 수 있다.The arrangement of channels, valves, vessels and outlets in sample cartridge 290 and QC module 260 accurately quantifies aliquots of sample fluid (or treated fluid) because the volume of the metering channel can be precisely defined. make it possible The arrangements described above can be used to accurately meter fluids for quantitation in any application where accurate quantification is required.

샘플 카트리지(290)는 샘플 카트리지(200)와 관련하여 설명된 바와 같이 하나 이상의 기준 용기들(271) 및 연관 완충 용기들(275), 공압 채널들(272) 및 공압 포트들(273)을 더 포함할 수 있다.Sample cartridge 290 further includes one or more reference vessels 271 and associated buffer vessels 275, pneumatic channels 272, and pneumatic ports 273, as described with respect to sample cartridge 200. It can be included.

출력 채널(256) 및 출력 용기 공압 채널(252)은 출력 용기(250) 내로 출력 채널(256) 및 출력 용기 공압 채널(252)의 개구부들을 정의하는 임시 뚜껑(259)에 연결될 수 있고, 출력 용기(250)를 밀봉하도록 구성될 수 있다. 출력 용기(250)가 샘플 카트리지(290)의 베이스(202)에서 제거될 수 있도록 임시 뚜껑(259)이 제거될 수 있고, 출력 용기(250)는 출력 용기 뚜껑(251)으로 밀봉될 수 있다.Output channel 256 and output vessel pneumatic channel 252 may be connected to a temporary lid 259 that defines openings of output channel 256 and output vessel pneumatic channel 252 into output vessel 250, It may be configured to seal (250). The temporary lid 259 can be removed so that the output container 250 can be removed from the base 202 of the sample cartridge 290, and the output container 250 can be sealed with the output container lid 251.

샘플 카트리지(200 또는 290)는 주어진 애플리케이션에 적절한 임의의 플라스틱 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어 생물학적 재료들을 취급하기 위해 폴리프로필렌(polypropylene)이 사용될 수 있다.Sample cartridge 200 or 290 may be formed from any plastic material appropriate for a given application. For example, polypropylene can be used to handle biological materials.

샘플 카트리지(200 또는 290)는 사출 성형(injection molding)에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 샘플 카트리지(200 또는 290)는 개방된 상부 또는 개방된 측면을 갖는 채널들, 챔버들 및 용기들의 일부 또는 전부로 형성될 수 있으며, 개구부들 중 일부는 예를 들어 위에서 설명된 밀봉된 채널들, 챔버들 및 용기들을 형성하는 데 필요한 용접 호일로 밀봉될 수 있다.Sample cartridge 200 or 290 may be formed by injection molding. For example, sample cartridge 200 or 290 may be formed of some or all of channels, chambers and vessels with an open top or open side, some of which have openings, for example sealed as described above. The channels, chambers and vessels can be sealed with welded foil as needed to form them.

베이스의 채널들은 베이스에 열 용접될 수 있는 폴리프로필렌 멤브레인으로 덮일 수 있다. 그리고 용기들과 연결되는 측면 벽들의 채널들은 본체에 열 용접된 폴리프로필렌 멤브레인으로 유사하게 덮일 수 있다. 예를 들어, 열 용접은 레이저 용접을 포함할 수 있고, 각각의 채널의 둘레 주위의 트랙터 용접은 각각의 채널을 정의하기 위해 멤브레인을 본체에 고정할 수 있다.The channels in the base can be covered with a polypropylene membrane that can be heat welded to the base. And the channels in the side walls connecting the vessels can similarly be covered with a polypropylene membrane heat welded to the body. For example, heat welding may include laser welding, and tractor welding around the perimeter of each channel may secure the membrane to the body to define each channel.

밸브들은 배열 및 애플리케이션에 따라 임의의 적절한 능동 또는 수동 밸브들을 포함할 수 있다. 적절한 밸브들은 다른 상대적 크래킹 압력들을 갖는 체크 밸브들(예를 들어, 도 2j에 도시된 바와 같음), 덕빌(duck-bill) 밸브들(예를 들어, 도 2l에 도시된 바와 같음), 엄브렐라(umbrella) 밸브들(예를 들어, 도 2m에 도시된 바와 같음), 표면 장력(surface tension) 및 모세관 작용(capillary action)에 따라 크래킹 압력들이 다른 미세유체(microfluidic) 밸브들 또는 모세관 밸브들, 압력 작동 스위치 밸브들(예를 들어, 도 2k에 도시된 바와 같음), 전자 작동 스위치 밸브들(예를 들어, 솔레노이드(solenoid valves) 밸브들) 또는 Prodger 밸브들(예를 들어, 도 2n에 도시된 바와 같음)같은 기계 작동 스위치 밸브들을 포함할 수 있다. 샘플 카트리지(200)에서 요구되는 흐름들을 달성하기 위해 상이한 밸브 유형들의 조합이 사용될 수 있다.The valves may include any suitable active or passive valves depending on the arrangement and application. Suitable valves include check valves with different relative cracking pressures (e.g., as shown in Figure 2J), duck-bill valves (e.g., as shown in Figure 2L), umbrellas, etc. (umbrella) valves (e.g., as shown in Figure 2M), microfluidic valves or capillary valves with different cracking pressures depending on surface tension and capillary action, Pressure actuated switch valves (e.g., as shown in Figure 2K), electronically actuated switch valves (e.g., solenoid valves) or Prodger valves (e.g., as shown in Figure 2n) (as described above) may include mechanically operated switch valves. A combination of different valve types may be used to achieve the required flows in sample cartridge 200.

도 3a 및 3b를 참조하면, 일부 실시예들에 따른 시약 모듈(300)이 도시된다. 시약 모듈(300)은 프레임(350)에 제거 가능하게 장착된 복수의 시약 카트리지들(320)을 포함한다. 프레임(350)은 또한 시약 카트리지들(320)에서 시약들의 분배를 제어하도록 구성된 펌프(360)을 지지(support)한다.3A and 3B, a reagent module 300 is shown according to some embodiments. The reagent module 300 includes a plurality of reagent cartridges 320 removably mounted on the frame 350. Frame 350 also supports a pump 360 configured to control the dispensing of reagents in reagent cartridges 320.

격리된 시약 카트리지(320)가 도 3b에 도시된다. 각각의 시약 카트리지(320)는 저장소(322), 가요성(flexible) 분배 튜브(323), 저장소(322)를 지지하도록 구성되고 시약 모듈 프레임(350)과 맞물려서 시약 카트리지(320)를 프레임(350)에 장착하도록 구성된 시약 카트리지 프레임(325)을 포함한다.An isolated reagent cartridge 320 is shown in FIG. 3B. Each reagent cartridge 320 is configured to support a reservoir 322, a flexible distribution tube 323, and the reservoir 322, and engages the reagent module frame 350 to hold the reagent cartridge 320 in the frame 350. ) includes a reagent cartridge frame 325 configured to be mounted on the

펌프(360)는 연동(peristaltic) 펌프를 포함할 수 있다. 예를 들어, 펌프(360)는 펌프 샤프트(363) 및 펌프 샤프트(363)에 장착된 펌프 캠(미도시)의 회전을 구동하도록 각각 구성된 하나 이상의 모터들(362)을 포함할 수 있다. 펌프 캠은 일반적으로 예를 들어 둥근 톱니(round toothed cog)와 같은 돌기(protuberance)들이 있는 원형일 수 있다.Pump 360 may include a peristaltic pump. For example, the pump 360 may include a pump shaft 363 and one or more motors 362 each configured to drive rotation of a pump cam (not shown) mounted on the pump shaft 363. The pump cam may generally be circular with protuberances, for example round toothed cogs.

시약 모듈 프레임(350)에 장착될 때, 시약 카트리지 프레임(325)은 분배 튜브(323)를 지지하여 튜브(323)의 일부가 펌프 캠의 원주(circumference) 주위로 적어도 일부 연장되고 대응하는 모터(362)에 의해 펌프 캠이 회전될 때 펌프 캠의 돌기들이 분배 튜브(323)의 일부와 접촉하고 압축함으로써 펌프 캠이 회전함에 따라 분배 튜브(323)를 통해 유체를 밀어낸다. 분배 튜브(323)는 시약 모듈(300)이 샘플 카트리지(200)와 정렬될 때 개구부들이 샘플 카트리지(200)의 원하는 용기(시약 용기 또는 QC 완충 용기들)로 시약들을 분배하도록 위치될 수 있다.When mounted on the reagent module frame 350, the reagent cartridge frame 325 supports the distribution tube 323 such that a portion of the tube 323 extends at least partially around the circumference of the pump cam and the corresponding motor ( When the pump cam is rotated by 362), the protrusions of the pump cam contact and compress a portion of the distribution tube 323, thereby pushing fluid through the distribution tube 323 as the pump cam rotates. The dispensing tube 323 can be positioned such that when the reagent module 300 is aligned with the sample cartridge 200, the openings dispense reagents into a desired vessel (reagent vessel or QC buffer vessels) of the sample cartridge 200.

분배 튜브(323)는 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있으며, 경우에 따라 개별의 시약들과의 호환성(compatibility)에 따라 다른 재료들로 형성될 수 있다. 예를 들어, 분배 튜브(323)는 실리콘, 바이톤(viton) 또는 Chem-Durance Bio 튜빙으로 형성될 수 있다.Distribution tube 323 may be formed of any suitable material, and in some cases may be formed of other materials depending on compatibility with individual reagents. For example, distribution tube 323 may be formed from silicone, viton, or Chem-Durance Bio tubing.

각각의 시약 카트리지(320)은 모터들(362) 중 대응하는 하나에 의해 구동되는 개별의 펌프 캠에 의해 맞물릴 수 있다. 일부 실시예들에서 단일 펌프 캠 또는 다수의 펌프 캠들의 회전을 구동하도록 구성된 단일 펌프 샤프트(363)은 분배를 제어하기 위해 하나 이상의 시약 카트리지들(320)과 맞물리도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 다수의 시약들이 유사한 양으로 동시에 분배되어야 하는 경우, 대응 시약 카트리지들(320)은 단일 펌프 시스템에 의해 동시에 맞물려져 시약들을 샘플 카트리지(200)로 분배할 수 있다.Each reagent cartridge 320 may be engaged by a separate pump cam driven by a corresponding one of the motors 362. In some embodiments a single pump shaft 363 configured to drive rotation of a single pump cam or multiple pump cams may be configured to engage one or more reagent cartridges 320 to control dispensing. For example, if multiple reagents need to be dispensed simultaneously in similar amounts, corresponding reagent cartridges 320 can be simultaneously engaged by a single pump system to dispense reagents into sample cartridge 200.

펌프(360)는 다른 시약 카트리지(320)로부터 시약들의 분배를 독립적으로 제어하기 위해 독립 모터들(362) 및 구동 샤프트들(363)을 포함할 수 있다.Pump 360 may include independent motors 362 and drive shafts 363 to independently control the dispensing of reagents from different reagent cartridges 320 .

다른 시약 카트리지들(320)의 저장소들(322)은 그 안에 포함된 다른 시약들의 소비의 예상 비율에 비례하여 다른 부피들을 정의할 수 있다. 예를 들어, 제1 시약이 일반적으로 제2 시약 부피의 두 배로 분배되는 경우, 제1 시약 저장소(322)는 제2 시약용 저장소(322)의 부피의 두 배가 될 수 있다.Reservoirs 322 of different reagent cartridges 320 may define different volumes proportional to the expected rate of consumption of the different reagents contained therein. For example, if the first reagent is typically dispensed in twice the volume of the second reagent, the first reagent reservoir 322 may be twice the volume of the reservoir 322 for the second reagent.

저장소들(322)은 수행될 특정 수의 기기 작업 흐름들에 대해 충분한 양의 시약들을 포함할 수 있다. 시약 저장소들(322)이 비어 있을 때, 시약 저장소들(322)이 다시 채워질 수 있도록 시약 모듈(300)이 도 1b에 도시된 바와 같이 기기 하우징(110) 밖으로 부분적으로 미끄러져 나올 수 있거나, 또는 비어 있는 시약 카트리지(320)가 완전히 제거되어 채워진 시약 카트리지(320)로 교체될 수 있다.Reservoirs 322 may contain sufficient quantities of reagents for a certain number of instrument workflows to be performed. When the reagent reservoirs 322 are empty, the reagent module 300 can be partially slid out of the instrument housing 110 as shown in FIG. 1B so that the reagent reservoirs 322 can be refilled, or The empty reagent cartridge 320 can be completely removed and replaced with a filled reagent cartridge 320.

일부 실시예들에서 시약 모듈 프레임(350)은 모션 모듈(900)의 캐리지(920)에 장착되거나 이를 포함할 수 있다. 시약 모듈(300)은 기기 작업 흐름들 동안 선택된 시간들에 샘플 카트리지들(200)에 시약들을 분배하기 위해 카트리지 슬롯들(120)에 있는 복수의 샘플 카트리지들(200)을 가로질러 이동 축(903)을 따라 (모션 모듈(900)에 의해) 이동될 수 있다.In some embodiments, the reagent module frame 350 may be mounted on or include the carriage 920 of the motion module 900. Reagent module 300 moves axis 903 across a plurality of sample cartridges 200 in cartridge slots 120 to dispense reagents to sample cartridges 200 at selected times during instrument workflows. ) can be moved (by the motion module 900) along.

시약 모듈(300)은 선택된 샘플 카트리지(200)에 대응하는 선택된 시간에 선택된 캐리지 위치로 이동될 수 있다. 그런 다음 펌프(360)는 대응하는 시약 카트리지들(320)로부터 하나 이상의 시약들을 예를 들어 시약 용기(230) 또는 품질 관리 완충 용기들과 같은 샘플 카트리지(200)의 선택된 용기로 분배하도록 동작될 수 있다.The reagent module 300 may be moved to a selected carriage position at a selected time corresponding to the selected sample cartridge 200. Pump 360 may then be operated to dispense one or more reagents from corresponding reagent cartridges 320 to a selected container of sample cartridge 200, such as, for example, reagent vessel 230 or quality control buffer vessels. there is.

도 4a 및 4b를 참조하면, 일부 실시예들에 따른 광학 모듈(400)의 도면이 도시된다. 광학 모듈(400)은 광원(410) 및 검출기(420)를 포함한다. 광원(410)은 품질 관리(QC) 샘플(404)을 조명하도록 구성되며, 이는 QC 용기(261)의 출력 액체 또는 QC 기준 용기들(271) 중 하나의 기준 액체를 포함할 수 있다. 검출기(420)는 QC 샘플(404)로부터 투과(transmit)된 광을 검출하고 측정하도록 구성된다.4A and 4B, a diagram of an optical module 400 according to some embodiments is shown. The optical module 400 includes a light source 410 and a detector 420. Light source 410 is configured to illuminate a quality control (QC) sample 404 , which may include the output liquid of QC vessel 261 or a reference liquid from one of the QC reference vessels 271 . Detector 420 is configured to detect and measure light transmitted from QC sample 404.

예를 들어, 광원(410)은 LED 또는 레이저(LASER)를 포함할 수 있다. 검출기(420)는 포토다이오드(photodiode) 또는 임의의 다른 적절한 광학 검출기를 포함할 수 있다. 광원(410) 및 검출기(410)는 애플리케이션 및 측정되는 속성에 따라 가시광선(visible), 근가시광선(near visible), 적외선(infrared) 및 자외선(ultraviolet) 범위들을 포함하는 임의의 적절한 주파수 범위에서 동작하도록 구성될 수 있다.For example, the light source 410 may include an LED or a laser. Detector 420 may include a photodiode or any other suitable optical detector. Light source 410 and detector 410 may operate in any suitable frequency range, including visible, near visible, infrared, and ultraviolet ranges, depending on the application and the property being measured. It can be configured to operate.

광학 모듈(400)은 QC 샘플(404)로부터 투과된 산란광(scattered light), 굴절광(refracted light) 또는 반사광(reflected light) 중 임의의 하나 이상을 측정하도록 구성될 수 있다.The optical module 400 may be configured to measure any one or more of scattered light, refracted light, or reflected light transmitted from the QC sample 404.

일부 실시예들에서, 광학 모듈(400)은 하나 이상의 렌즈들, 필터들 및/또는 다른 광학 디바이스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 모듈(400)은 소스(410)로부터의 광을 포커싱하기(예를 들어, 평행 광선으로) 위한 소스 렌즈(412); 소스(410)로부터의 광을 QC 샘플(404) 쪽으로 다시 보내기(redirect) 위한 빔 스플리터(414); 소스 광을 QC 샘플(404)에 포커싱하고 QC 샘플(404)로부터 투과된 광을 재포커싱하기(예를 들어, 평행 광선으로) 위한 샘플 렌즈(402); QC 샘플(404)로부터 전달된 빛을 검출기(420)에 포커싱하기 위한 검출기 렌즈(422); 및 광의 특정 주파수들을 필터링하기 위해 검출기 경로 및/또는 소스 경로에 배치된 하나 이상의 필터들(430)을 포함한다.In some embodiments, optical module 400 may include one or more lenses, filters and/or other optical devices. For example, optical module 400 may include a source lens 412 for focusing light from source 410 (e.g., into collimated beams); a beam splitter 414 to redirect light from source 410 toward QC sample 404; a sample lens 402 for focusing the source light onto the QC sample 404 and refocusing the light transmitted from the QC sample 404 (e.g., into collimated beams); a detector lens 422 for focusing light transmitted from the QC sample 404 onto a detector 420; and one or more filters 430 disposed in the detector path and/or source path to filter specific frequencies of light.

광학 모듈(400)은 모션 모듈(900)의 캐리지(920)(시약 모듈(300)과 동일한 캐리지 또는 독립적인 캐리지(920))에 장착되어 광학 모듈(400)이 샘플 카트리지(200)에 배치된 QC 샘플(404)을 광학적으로 분석하기 위해 카트리지 슬롯들(120)의 선택된 하나의 샘플 카트리지(200)와 정렬되도록 허용할 수 있다.The optical module 400 is mounted on the carriage 920 of the motion module 900 (the same carriage as the reagent module 300 or an independent carriage 920) so that the optical module 400 is placed on the sample cartridge 200. The QC sample 404 may be allowed to be aligned with a selected one sample cartridge 200 in the cartridge slots 120 for optical analysis.

예를 들어, 도 2a에 도시된 샘플 카트리지(200)는 비교될 하나의 QC 용기(261)와 세 개의 QC 기준 용기들(271)을 포함한다. QC 용기(261) 및 3개의 QC 기준 용기들(271)은 광학 모듈(404)의 이동 축(904)에 평행한 샘플 카트리지(200)의 측방향(lateral) 축을 따라 배열되어 광학 모듈(400)이 QC 샘플(404)에 쉽게 액세스 할 수 있도록 허용한다. 캐리지(920)는 모션 모듈(900)에 의해 QC 용기(261) 및 3개의 QC 기준 용기들(271)의 위치들에 대응하는 상이한 캐리지 위치들로 이동될 수 있다.For example, the sample cartridge 200 shown in Figure 2A includes one QC vessel 261 and three QC reference vessels 271 to be compared. The QC vessel 261 and the three QC reference vessels 271 are arranged along the lateral axis of the sample cartridge 200 parallel to the movement axis 904 of the optical module 404 to This allows easy access to QC samples 404. The carriage 920 can be moved by the motion module 900 to different carriage positions corresponding to the positions of the QC vessel 261 and the three QC reference vessels 271 .

QC 용기(261) 및 3개의 QC 기준 용기들(271)은 광이 광학 소스(410)로부터 내부에 포함된 QC 샘플들(404)로, 그리고 QC 샘플들(404)로부터 광학 검출기(420)로 통과할 수 있도록 하는 투명한 창(상부, 하부 또는 측면)을 포함할 수 있다. 창은 산란(scattering)을 최소화하기 위해 SPI A-1 등급의 표면 마감을 가질 수 있다. 창 두께는 3mm보다 작거나 같을 수 있다.QC vessel 261 and three QC reference vessels 271 direct light from the optical source 410 to the QC samples 404 contained therein and from the QC samples 404 to the optical detector 420. It may contain a transparent window (top, bottom or side) that allows passage. Windows may have a surface finish rated SPI A-1 to minimize scattering. The window thickness may be less than or equal to 3 mm.

모션 모듈(900)은 QC 샘플(404)이 광학 모듈(400)의 광학 초점 평면의 2mm 내에 있고, 선택적으로 1.25mm의 측방향 위치 공차 내에 있도록 광학 모듈(400)과 함께 위치할 수 있다. 광학 모듈(400) 및 샘플 카트리지(200)의 특성들에 따라 상이한 애플리케이션들에 대해 상이한 공차들이 적절할 수 있다.Motion module 900 may be positioned with optical module 400 such that QC sample 404 is within 2 mm of the optical focal plane of optical module 400, and optionally within a lateral position tolerance of 1.25 mm. Different tolerances may be appropriate for different applications depending on the characteristics of the optical module 400 and sample cartridge 200.

일부 실시예들에 따라 공압 모듈(500)이 도 1c에 도시된다. 공압 모듈(500)은 압력 조절기(pressure regulator) 및 압축기, 진공 발생기(vacuum generator) 또는 진공 펌프를 포함할 수 있다. 대안적으로, 공압 모듈(500)은 예를 들어 외부 압력 소스 또는 진공 라인에 연결되도록 구성될 수 있다.A pneumatic module 500 according to some embodiments is shown in FIG. 1C. The pneumatic module 500 may include a pressure regulator, a compressor, a vacuum generator, or a vacuum pump. Alternatively, pneumatic module 500 may be configured to be connected to an external pressure source or vacuum line, for example.

공압 모듈(500)은 샘플 카트리지들(200)의 공압 포트들에 연결하도록 구성된 카트리지 슬롯들(120)에 인접한 커넥터들을 갖는 공압 라인들 및 밸브들의 네트워크를 포함할 수 있다. 공압 모듈(500)은 기기 작업 흐름들 동안 선택된 시간들에 샘플 카트리지들(200)의 선택된 공압 포트들에 양압 및/또는 음압(대기압에 비해)을 선택적으로 전달하도록 구성될 수 있다.Pneumatic module 500 may include a network of pneumatic lines and valves with connectors adjacent cartridge slots 120 configured to connect to pneumatic ports of sample cartridges 200 . Pneumatic module 500 may be configured to selectively deliver positive and/or negative pressure (relative to atmospheric pressure) to selected pneumatic ports of sample cartridges 200 at selected times during instrument workflows.

일부 실시예들에서, 공압 모듈(500)은 샘플 카트리지들(200)의 상이한 공압 포트들에 상이한 크기(magnitude)들의 상대적인 압력 차이들을 전달하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 공압 모듈(500)은 상이한 시간들에 샘플 카트리지들(200)의 선택된 공압 포트들에 상이한 크기들의 상대 압력 차이들을 전달하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서 공압 모듈(500)은 샘플 카트리지들(200)의 공압 포트들에만 음압을 전달하도록 구성될 수 있다.In some embodiments, pneumatic module 500 may be configured to deliver different magnitudes of relative pressure differences to different pneumatic ports of sample cartridges 200. In some embodiments, pneumatic module 500 may be configured to deliver different magnitudes of relative pressure differences to selected pneumatic ports of sample cartridges 200 at different times. In some embodiments, the pneumatic module 500 may be configured to deliver negative pressure only to the pneumatic ports of the sample cartridges 200.

일부 실시예들에서, 공압 모듈(500)은 공압 라인들의 세트들을 포함할 수 있으며, 공압 라인들의 각각의 세트는 선택된 압력을 카트리지 슬롯들(120)에 있는 복수의 샘플 카트리지들(200)의 모든 대응 공압 포트들에 동시에 전달하도록 구성된다. 예를 들어, 모든 1차 공압 포트들(213)에 동시에 일정한 음압을 적용한다.In some embodiments, pneumatic module 500 may include sets of pneumatic lines, each set of pneumatic lines applying a selected pressure to all of the plurality of sample cartridges 200 in cartridge slots 120. It is configured to deliver simultaneously to corresponding pneumatic ports. For example, a constant negative pressure is applied to all primary pneumatic ports 213 at the same time.

일부 실시예들에서, 샘플 카트리지(200)의 각각의 공압 포트는 압력을 변경할 필요 없이 선택된 시간들에 전달될 단일 선택된 압력 또는 압력 범위를 가질 수 있다.In some embodiments, each pneumatic port of sample cartridge 200 may have a single selected pressure or pressure range to be delivered at selected times without the need to change the pressure.

공압 모듈(500)은 기기 작업 흐름들의 선택된 시간들에 필요한 공압 포트들에 필요한 압력을 선택적으로 전달하기 위한 임의의 적절한 밸브 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(101)에 의해 전자적으로 동작되는 솔레노이드 밸브들의 어레이, 또는 매니폴드 밸브 시스템 또는 로터리 밸브 시스템.Pneumatic module 500 may include any suitable valve system to selectively deliver the required pressure to the pneumatic ports required at selected times of instrument workflows. For example, an array of solenoid valves electronically actuated by control module 101, or a manifold valve system or a rotary valve system.

도 5a 및 5b를 참조하면, 일부 실시예들에 따른 공압 모듈(500), 열 모듈(600), 자기 모듈(700), 혼합 모듈(800) 및 모션 모듈(900)의 부품들이 도시되며, 섀시 또는 하우징(110) 내에 수용되고 협력하여 카트리지 슬롯 또는 소켓(120)을 정의하는 코어 유닛(1100)을 형성한다.5A and 5B, components of a pneumatic module 500, a thermal module 600, a magnetic module 700, a mixing module 800, and a motion module 900 according to some embodiments are shown, and the chassis Alternatively, they may be received within housing 110 and cooperate to form a core unit 1100 that defines a cartridge slot or socket 120 .

공압 커넥터들(510)은 공압 지지 프레임(505)에 의해 지지되는 카트리지 슬롯들(120) 아래에 도시된다. 지지 프레임(505)은 모션 모듈(900)의 일부를 형성할 수 있는 공압 모듈 액추에이터(actuator)(905)에 연결된다. 공압 모듈 액추에이터(905)는 공압 커넥터들(510)을 상승(raise) 및 하강(lower)시키도록 구성된 모터 또는 선형(linear) 액추에이터를 포함할 수 있다. 공압 커넥터들(510)은 샘플 카트리지(200)를 카트리지 슬롯들(120)에 로딩(또는 제거)하기 위해 하강 위치에 있을 수 있다. 샘플 카트리지들(200)이 카트리지 슬롯들(120) 내에 수용될 때, 공압 모듈 액추에이터(905)는 공압 커넥터들(510)이 샘플 카트리지들(200) 내의 공압 포트들과 맞물리고 공압 모듈(500)을 샘플 카트리지(200)의 채널들에 유동적으로 연결하도록 공압 지지 프레임(505) 및 공압 커넥터들(510)을 상승시키도록 동작될 수 있다.Pneumatic connectors 510 are shown below cartridge slots 120 supported by pneumatic support frame 505 . The support frame 505 is connected to a pneumatic module actuator 905 , which may form part of the motion module 900 . Pneumatic module actuator 905 may include a motor or linear actuator configured to raise and lower pneumatic connectors 510 . Pneumatic connectors 510 may be in a lowered position for loading (or removing) sample cartridge 200 from cartridge slots 120 . When the sample cartridges 200 are received within the cartridge slots 120, the pneumatic module actuator 905 causes the pneumatic connectors 510 to engage pneumatic ports within the sample cartridges 200 and actuate the pneumatic module 500. Can be operated to raise the pneumatic support frame 505 and the pneumatic connectors 510 to fluidly connect to the channels of the sample cartridge 200.

일부 실시예들에서, 모션 모듈(900)은 하우징(110) 내 기기(100)의 다른 컴포넌트들을 상승 및 하강시키도록 구성된 수직(vertical) 이동 플랫폼(950)을 더 포함할 수 있다. 플랫폼(950)의 이동은 예를 들어 모터(957) 및 리드 스크류(lead screw)(959)를 갖는 선형 액추에이터 또는 도 4b에 도시된 바와 같은 리드스크류 액추에이터를 포함할 수 있는 플랫폼 액추에이터(955)에 의해 구동될 수 있다.In some embodiments, motion module 900 may further include a vertical movement platform 950 configured to raise and lower other components of device 100 within housing 110 . Movement of the platform 950 is achieved by a platform actuator 955, which may include, for example, a motor 957 and a linear actuator with a lead screw 959 or a leadscrew actuator as shown in FIG. 4B. It can be driven by

수직 이동 플랫폼(950)은 예를 들어 열 모듈(600) 및/또는 자기 모듈(700)의 컴포넌트들뿐만 아니라 상승 및 하강이 필요할 수 있는 기기의 임의의 다른 컴포넌트들을 상승 및 하강시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 공압 지지 프레임(505) 및 커넥터들(510)은 유사한 수직 이동 플랫폼(950)에 장착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 모션 모듈(900)은 상이한 컴포넌트들 또는 컴포넌트들의 그룹들을 독립적으로 상승 및 하강시키기 위해 독립적으로 동작되도록 구성된 다수의 수직 이동 플랫폼들(950)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 열 모듈 및 자기 모듈은 단일 수직 이동 플랫폼에 장착될 수 있으며, 이는 자기 모듈과 독립적으로 열 모듈을 상승 및 하강시키기 위해 그 위에 장착된 추가 수직 이동 플랫폼을 포함할 수 있다.Vertical movement platform 950 may be configured to raise and lower components of, for example, thermal module 600 and/or magnetic module 700 as well as any other components of the appliance that may require raising and lowering. there is. In some embodiments, pneumatic support frame 505 and connectors 510 may be mounted on a similar vertically moving platform 950. In some embodiments, motion module 900 may include multiple vertical movement platforms 950 configured to operate independently to independently raise and lower different components or groups of components. For example, the thermal module and the magnetic module may be mounted on a single vertically movable platform, which may include an additional vertically movable platform mounted thereon to raise and lower the thermal module independently of the magnetic module.

일부 실시예에서, 기기(100)는 수직 이동 플랫폼(950)을 포함하지 않을 수 있다.In some embodiments, device 100 may not include vertically moving platform 950 .

열 모듈(600)은 하나 이상의 열 제어 디바이스들(610)을 포함할 수 있으며, 이는 가열 및/또는 냉각 요소들, 열전기 디바이스들, 펠티어(peltier) 요소들, 저항 히터들, 가열 램프들, 열 교환기들 및/또는 환풍기(fan)들을 포함할 수 있다. 기기 작업 흐름들 중 하나(예를 들어, 배양용) 동안 가열(또는 다른 열 제어)이 요구될 때, 플랫폼(950)은 열 제어 디바이스들(610)(예를 들어, 히터들)을 카트리지 슬롯들의 샘플 카트리지들(200)에 더 가깝게 가져오고 열 제어 디바이스들(610)이 활성화되도록 상승시킬 수 있다.Thermal module 600 may include one or more thermal control devices 610, including heating and/or cooling elements, thermoelectric devices, peltier elements, resistive heaters, heat lamps, thermal It may include exchangers and/or fans. When heating (or other thermal control) is required during one of the instrument workflows (e.g., for culturing), the platform 950 places thermal control devices 610 (e.g., heaters) in the cartridge slot. can be brought closer to the sample cartridges 200 and raised to activate the thermal control devices 610 .

일부 실시예들에서, 열 모듈(600)은 반응 용기들의 가열을 용이하게 하기 위해 가열 요소에 결합된 전도성 부재(member)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전도성 부재는 반응 용기를 부분적으로 둘러싸도록 구성된 상보적인(complimentary) 표면을 정의할 수 있는 플레이트 또는 재킷을 포함할 수 있다.In some embodiments, thermal module 600 may include a conductive member coupled to a heating element to facilitate heating of reaction vessels. For example, the conductive member can include a plate or jacket that can define a complementary surface configured to partially surround the reaction vessel.

열 모듈(600)은 가열 요소 및 전도성 부재 아래에 배치되고 필요할 때 가열 요소 및 전도성 부재 주위로 주변 공기를 위로 향하게 하여 그들을 냉각시키도록 구성된 냉각 팬(cooling fan)을 포함할 수 있다.Thermal module 600 may include a cooling fan disposed beneath the heating elements and conductive members and configured to direct ambient air upward around the heating elements and conductive members to cool them when needed.

카트리지는 반응 용기들(210, 220) 옆에 위치시키기 위해 전도성 부재들 또는 전도성 부재들 및/또는 자석들의 통과를 허용하도록 구성된 1차 반응 용기(210) 및/또는 2차 반응 용기(220)의 하부 주위의 베이스(202)에 개구부들을 정의할 수 있다.The cartridge is configured to allow the passage of conductive elements or magnets and/or magnets for positioning next to the reaction vessels 210, 220 of the primary reaction vessel 210 and/or secondary reaction vessel 220. Openings may be defined in the base 202 around the bottom.

일부 실시예들에서, 열 모듈(600)은 특정 작업 흐름 동작에 필요한 열 조정에 따라 카트리지 슬롯들(120)에 가까운 위치에 고정되고 1차 및/또는 2차 반응 용기(210, 220)와 정렬될 수 있으며, 온도에 따라 단순히 가열에서 냉각 또는 중립(neutral)으로 스위칭될 수 있다.In some embodiments, thermal module 600 is secured in a position proximate to cartridge slots 120 and aligned with primary and/or secondary reaction vessels 210, 220, depending on the thermal adjustments required for the particular workflow operation. Depending on the temperature, it can simply switch from heating to cooling or neutral.

자기 모듈(700)은 1차 및/또는 2차 반응 용기(210, 220)에서 자기 비드들의 이동을 제어하도록 배열된 하나 이상의 자석들(710)을 포함할 수 있다. 자석들(710)은 영구 자석들 및/또는 전자석들을 포함할 수 있으며, 수직 이동 플랫폼(950)에 장착되어 자기 비드들이 정지 상태로 유지될 때 1차 및/또는 2차 반응 용기(210, 220)에 가깝게 상승되고 자석들(710)이 자기 비드들에 덜 영향을 미치도록 1차 및/또는 2차 반응 용기(210, 220)로부터 더 멀리 떨어지도록 하강될 수 있다. 자석들(710)은 1차 및/또는 2차 반응 용기(210, 220)의 어느 한 쪽에 배치되어 채널들로의 배출 흐름이 막히거나 수축(constriction)되는 것을 방지하기 위해 배출 출구들로부터 멀리 비드들을 유지한다.The magnetic module 700 may include one or more magnets 710 arranged to control the movement of magnetic beads in the primary and/or secondary reaction vessels 210, 220. Magnets 710 may include permanent magnets and/or electromagnets and are mounted on a vertically moving platform 950 to allow the magnetic beads to react in the primary and/or secondary reaction vessels 210, 220 when held stationary. ) and the magnets 710 may be lowered further away from the primary and/or secondary reaction vessels 210, 220 to have less impact on the magnetic beads. Magnets 710 are placed on either side of the primary and/or secondary reaction vessel 210, 220 to position the beads away from the outlet outlets to prevent blockage or constriction of the outlet flow into the channels. maintain them.

일부 실시예들에서, 예를 들어, 자석들(710)이 전자석들을 포함할 때, 자석(710)은 특정 작업 흐름 동작에 필요한 상태에 따라 카트리지 슬롯들(120)에 가까운 위치에 고정되고 1차 및/또는 2차 반응 용기들(210, 220)과 정렬될 수 있으며, 단순히 켜지거나 꺼질수 있다.In some embodiments, for example, when magnets 710 include electromagnets, magnets 710 are secured in a position proximate to cartridge slots 120 and primary and/or secondary reaction vessels 210, 220, and can be simply turned on or off.

일부 실시예들에서, 기기는 자기 모듈(700)을 포함하지 않을 수 있고, 1차 및/또는 2차 반응 용기들의 기능화된 비드들은 예를 들어 필터와 같은 물리적 장벽 또는 제한에 의해 출력 채널들 밖에 유지될 수 있다.In some embodiments, the device may not include a magnetic module 700 and the functionalized beads in the primary and/or secondary reaction vessels may be kept outside the output channels, for example by a physical barrier or restriction, such as a filter. It can be maintained.

혼합 모듈(800)은 샘플 카트리지들(200)에서 유체들의 혼합을 향상시키기 위한 임의의 적절한 디바이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 혼합 모듈(800)은 셰이커(shaker)(810)를 포함할 수 있다. 셰이커(810)는 기기(100)에 진동들을 유도(induce)하기 위해 모터에 의해 회전되도록 구성된 편심(eccentric) 캠 또는 오프셋 중량(offset weight)와 같은 오비탈 셰이커를 포함할 수 있다. 대안적으로, 샘플 카트리지(200)에서 유체들의 혼합을 촉진하기 위해 다른 종래의 혼합 디바이스들이 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 혼합 모듈(800)은 모든 샘플 카트리지들(200)을 동시에 흔들도록(shake) 구성된 단일 셰이커(810)를 포함한다.Mixing module 800 may include any suitable device to enhance mixing of fluids in sample cartridges 200. For example, mixing module 800 may include a shaker 810. Shaker 810 may include an orbital shaker, such as an eccentric cam or offset weight configured to be rotated by a motor to induce vibrations in device 100. Alternatively, other conventional mixing devices may be used to facilitate mixing of fluids in sample cartridge 200. In some embodiments, mixing module 800 includes a single shaker 810 configured to shake all sample cartridges 200 simultaneously.

오비탈 셰이커는 기기를 넘어뜨리지(toppling) 않고 카트리지들을 진동시키도록 구성된 다수의 중량들 및 카운터 중량들을 포함할 수 있다. 필요한 용도에 적절한 진동의 전력, 주파수 및 진폭(amplitude)이 선택될 수 있다. 상대적으로 부서지기 쉬운 분자들(예를 들어, 핵산)을 처리하는 경우, 예를 들어 약 1100rpm과 같이 2000rpm 미만의 주파수가 적절할 수 있다.The orbital shaker can include a number of weights and counter weights configured to vibrate the cartridges without toppling the device. The power, frequency and amplitude of vibration appropriate to the required application can be selected. When processing relatively fragile molecules (e.g., nucleic acids), frequencies below 2000 rpm, for example about 1100 rpm, may be appropriate.

도 6을 참조하면, 일부 실시예들에 따른 제어 모듈(101)의 개략도가 도시된다. 제어 모듈(101)은 시약 모듈(300), 광학 모듈(400), 공압 모듈(500), 열 모듈(600), 자기 모듈(700), 혼합 모듈(800) 및 모션 모듈 (900)의 제어를 포함할 수 있는 기기(100)에 의해 수행되는 동작들을 제어하도록 구성된 전자장치들 및 소프트웨어를 포함한다.6, a schematic diagram of a control module 101 according to some embodiments is shown. The control module 101 controls the reagent module 300, optical module 400, pneumatic module 500, thermal module 600, magnetic module 700, mixing module 800, and motion module 900. It includes electronic devices and software configured to control operations performed by the device 100 .

제어 모듈(101)은 또한 모듈들의 동작들을 모니터링하기 위한 하나 이상의 센서들을 포함할 수 있다. 센서들은 예를 들어 위치 센서들, 가속도계(accelerometer)들, 근접 센서들, 각도 센서들(예를 들어, 샤프트 각도 또는 속도 센서), 홀 센서들 및 압력 센서들을 포함할 수 있다.Control module 101 may also include one or more sensors to monitor the operations of the modules. Sensors may include, for example, position sensors, accelerometers, proximity sensors, angle sensors (eg, shaft angle or speed sensor), hall sensors, and pressure sensors.

도 5c 내지 5f를 참조하면, 코어 유닛(1100)은 일부 실시예에 따라 더 자세히 도시되어 있으며, 이는 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이 샘플 카트리지(200)(또는 도 7a에 도시된 샘플 카트리지(1000))를 수용하도록 구성될 수 있다.5C-5F, core unit 1100 is shown in greater detail, according to some embodiments, as sample cartridge 200 (or sample cartridge 1000 shown in FIG. 7A), as further described below. )) can be configured to accommodate.

코어 유닛(1100)은 각각 카트리지(1000)를 수용하도록 구성된 카트리지 슬롯 또는 소켓(120)을 적어도 부분적으로 정의할 수 있다. 각각의 카트리지 소켓(120)은 공압 라인(515)을 통해 카트리지(1000)를 공압 모듈(500)에 맞물리고 연결하도록 구성된 연관된 공압 인터페이스 플레이트(1500)(도 5d)를 가질 수 있다.Core unit 1100 may at least partially define a cartridge slot or socket 120 each configured to receive a cartridge 1000. Each cartridge socket 120 may have an associated pneumatic interface plate 1500 (FIG. 5D) configured to engage and connect the cartridge 1000 to the pneumatic module 500 via pneumatic lines 515.

공압 플레이트(1500)는 공압 라인(515)과 유체 연통하는 공압 플레이트 포트들(1501, 1502, 1503, 1504, 1505, 1506, 1507, 1508, 1509, 1510)을 정의할 수 있다. 공압 플레이트 포트들은 차례로 카트리지(1000)의 대응하는 카트리지 공압 포트들(1201, 1202, 1203, 1204, 1205, 1206, 1207, 1208, 1209, 1210)과 연결되도록 구성된다(도 7b). 공압 플레이트 포트들은 다른 샘플 카트리지에 맞게 다르게 배열되거나 개수가 다를 수 있다. 샘플 카트리지(1000)의 밑면(underside)에 있는 대응 공압 플레이트 포트들과 카트리지 공압 포트들 사이의 배열 및 연결은 도 5d 및 7b를 비교하여 이해될 수 있다:Pneumatic plate 1500 may define pneumatic plate ports 1501, 1502, 1503, 1504, 1505, 1506, 1507, 1508, 1509, and 1510 in fluid communication with pneumatic line 515. The pneumatic plate ports are in turn configured to connect with the corresponding cartridge pneumatic ports 1201, 1202, 1203, 1204, 1205, 1206, 1207, 1208, 1209, 1210 of the cartridge 1000 (FIG. 7B). The pneumatic plate ports may be arranged differently or in different numbers to suit different sample cartridges. The arrangement and connection between the cartridge pneumatic ports and the corresponding pneumatic plate ports on the underside of the sample cartridge 1000 can be understood by comparing Figures 5D and 7B:

카트리지 포트(1201)는 공압 플레이트 포트(1501)에 연결하도록 구성되며;Cartridge port 1201 is configured to connect to pneumatic plate port 1501;

카트리지 포트(1202)는 공압 플레이트 포트(1502)에 연결하도록 구성되며;Cartridge port 1202 is configured to connect to pneumatic plate port 1502;

카트리지 포트(1203)는 공압 플레이트 포트(1503)에 연결하도록 구성되며;Cartridge port 1203 is configured to connect to pneumatic plate port 1503;

카트리지 포트(1204)는 공압 플레이트 포트(1504)에 연결하도록 구성되며;Cartridge port 1204 is configured to connect to pneumatic plate port 1504;

카트리지 포트(1205)는 공압 플레이트 포트(1505)에 연결하도록 구성되며;Cartridge port 1205 is configured to connect to pneumatic plate port 1505;

카트리지 포트(1206)는 공압 플레이트 포트(1506)에 연결하도록 구성되며;Cartridge port 1206 is configured to connect to pneumatic plate port 1506;

카트리지 포트(1207)는 공압 플레이트 포트(1507)에 연결하도록 구성되며;Cartridge port 1207 is configured to connect to pneumatic plate port 1507;

카트리지 포트(1208)는 공압 플레이트 포트(1508)에 연결하도록 구성되며;Cartridge port 1208 is configured to connect to pneumatic plate port 1508;

카트리지 포트(1209)는 공압 플레이트 포트(1509)에 연결하도록 구성되며;Cartridge port 1209 is configured to connect to pneumatic plate port 1509;

카트리지 포트(1210)는 공압 플레이트 포트(1510)에 연결하도록 구성된다.Cartridge port 1210 is configured to connect to pneumatic plate port 1510.

공압 모듈(500)은 카트리지(1000)의 채널 내에서 액체 흐름을 유도하고 및/또는 카트리지(1000)의 밸브를 동작시키기 위해 각 공압 라인(515)의 압력을 독립적으로 선택적으로 조정하도록 구성될 수 있다.The pneumatic module 500 may be configured to independently and selectively adjust the pressure of each pneumatic line 515 to direct liquid flow within the channels of the cartridge 1000 and/or operate the valves of the cartridge 1000. there is.

일부 실시예에서, 시료 카트리지는 공압 라인(515)의 일부 또는 전부에서 양의 동작 압력(주변 압력보다 높은)을 위해 구성될 수 있다. 예시된 실시예에서, 샘플 카트리지(1000)는 모든 공압 라인(515)에서 음의 동작 압력(주변 압력 미만)을 위해 구성된다.In some embodiments, the sample cartridge may be configured for positive operating pressure (higher than ambient pressure) in some or all of the pneumatic lines 515. In the illustrated embodiment, sample cartridge 1000 is configured for negative operating pressure (less than ambient pressure) in all pneumatic lines 515.

일부 실시예에서, 시료 카트리지는 단일 압력 레벨에서 동작 압력에 대해 구성될 수 있다. 예시된 실시예에서, 샘플 카트리지(1000)는 2개의 동작 압력 레벨들을 위해 구성된다. 제1 동작 압력은 예를 들어 180mBar 내지 500mBar, 190mBar 내지 350mBar 또는 약 200mBar 범위의 상대적으로 높은 크기의 음압일 수 있다. 제2 동작 압력은 예를 들어 50mBar 내지 200mBar, 80mBar 내지 150mBar, 100mBar 내지 120mBar 또는 약 120mBar 범위의 상대적으로 낮은 크기의 음압일 수 있다. 2개의 압력 레벨들 사이의 차이는 예를 들어 20mBar 내지 200mBar, 50mBar 내지 100mBar, 적어도 20mBar, 적어도 50mBar 또는 적어도 100mBar의 범위에 있을 수 있다. 카트리지 공압 포트들(1201, 1202, 1203, 1204, 1205)은 비교적 높은 제1 동작 압력을 위해 구성될 수 있다. 카트리지 공압 포트들(1206, 1207, 1208, 1209, 1210)은 비교적 낮은 제2 동작 압력을 위해 구성될 수 있다.In some embodiments, the sample cartridge may be configured for operating pressure at a single pressure level. In the illustrated embodiment, sample cartridge 1000 is configured for two operating pressure levels. The first operating pressure may be a relatively high magnitude sound pressure, for example in the range of 180 mBar to 500 mBar, 190 mBar to 350 mBar or about 200 mBar. The second operating pressure may be a relatively low level of sound pressure, for example in the range of 50 mBar to 200 mBar, 80 mBar to 150 mBar, 100 mBar to 120 mBar or about 120 mBar. The difference between the two pressure levels may for example range from 20 mBar to 200 mBar, from 50 mBar to 100 mBar, at least 20 mBar, at least 50 mBar or at least 100 mBar. Cartridge pneumatic ports 1201, 1202, 1203, 1204, 1205 can be configured for a relatively high first operating pressure. Cartridge pneumatic ports 1206, 1207, 1208, 1209, 1210 can be configured for a relatively low second operating pressure.

소켓(120)은 소켓(120)에 삽입될 때 카트리지 베이스(202)의 에지들(1220)을 미끄러지게 수용하도록 구성된 홈(groove)들을 정의하는 평행 레일들(1120)을 포함할 수 있다. 레일들(1120)은 카트리지 베이스(202)와 일체로 형성된 탄성 클립(1222)을 수용하도록 구성된 리세스들(1122)을 포함할 수 있다(도 7f).Socket 120 may include parallel rails 1120 defining grooves configured to slidably receive edges 1220 of cartridge base 202 when inserted into socket 120. Rails 1120 may include recesses 1122 configured to receive elastic clips 1222 formed integrally with cartridge base 202 (FIG. 7F).

공압 인터페이스 플레이트(1500)는 소켓(120) 아래에 위치되고 스프링들에 의해 맞물린 위치로 편향될 수 있다. 코어 유닛(1100)은 모션 모듈(900)의 일부를 형성하는 모터들(1192)에 의해 동작되는 한 쌍의 리드 스크류들(1191)을 위아래로 이동시키도록 구성된 코어 캐리지(1190)를 포함할 수 있다. 코어 캐리지(1190)는 내부 컴포넌트들을 더 잘 시각화하기 위해 코어 유닛(1100)의 일부 컴포넌트들을 생략한 도 5e에서 볼 수 있다. Pneumatic interface plate 1500 is positioned below socket 120 and may be biased into the engaged position by springs. The core unit 1100 may include a core carriage 1190 configured to move a pair of lead screws 1191 up and down operated by motors 1192 forming part of the motion module 900. there is. Core carriage 1190 can be seen in Figure 5E with some components of core unit 1100 omitted to better visualize the internal components.

공압 플레이트들(1500)은 코어 캐리지(1190)를 통과하여 후퇴 로드들(1520)을 위아래로 미끄러질 수 있도록 후퇴 로드들(1520)에 연결될 수 있고, 후퇴 로드들(1520)의 하단부들은 코어 캐리지(1190) 아래에 위치된 정지부(stop)들(1522)을 포함한다. 코어 캐리지(1190)가 정지부들(1522)과의 맞물림을 너머에 하강할 때, 후퇴 로드들(1520) 및 공압 인터페이스 플레이트들(1500)은 코어 캐리지(1190)와 함께 하강된다.The pneumatic plates 1500 may be connected to the retraction rods 1520 so as to slide up and down the retraction rods 1520 through the core carriage 1190, and the lower ends of the retraction rods 1520 are attached to the core carriage ( 1190) and includes stops 1522 located below. When the core carriage 1190 is lowered beyond engagement with the stops 1522, the retraction rods 1520 and pneumatic interface plates 1500 are lowered with the core carriage 1190.

인터페이스 플레이트들(1500)의 후퇴는 카트리지들(1000)이 소켓들(120)에 삽입(insert)되게 한다. 동작 모듈(900)은 코어 캐리지(1190)를 상승시켜 스프링들이 인터페이스 플레이트(1500)를 상승시키고 이를 카트리지(1000)의 베이스(202)에 대해 가압(urge)하여 인터페이스 플레이트(1500)와 레일들(1120) 사이에 클램핑하도록 동작될 수 있다. 공압 인터페이스 플레이트(1500)는 공압 플레이트 포트들(1501, 1502, 1503, 1504, 1505, 1506, 1507, 1508, 1509, 1510)의 각각을 둘러싸는 개스킷들 또는 밀봉 부분들(1530)을 포함할 수 있으며, 이는 공압 플레이트(1500)와 카트리지(1000) 사이에서 압축 및 변형되어 대응 공압 포트들(1501, 1201) 사이의 연결 주위에 밀봉을 제공하도록 구성된다. 개스킷들(1530)은 예를 들어 고무, 실리콘 또는 다른 중합체들과 같은 임의의 적절한 엘라스토머(elastomeric) 재료로 형성될 수 있다. 개스킷들(1530)은 예를 들어 공압 인터페이스 플레이트(1500)의 대향 편평면과 카트리지(1000)의 바닥 사이에 밀봉을 제공하기 위한 절두 원추형 형상 또는 임의의 다른 적합한 형상을 정의할 수 있다.Retraction of the interface plates 1500 allows the cartridges 1000 to be inserted into the sockets 120 . The operation module 900 raises the core carriage 1190 so that springs raise the interface plate 1500 and press it against the base 202 of the cartridge 1000 to press the interface plate 1500 and the rails ( 1120) can be operated to clamp between them. Pneumatic interface plate 1500 may include gaskets or sealing portions 1530 surrounding each of the pneumatic plate ports 1501, 1502, 1503, 1504, 1505, 1506, 1507, 1508, 1509, 1510. and is configured to be compressed and deformed between the pneumatic plate 1500 and the cartridge 1000 to provide a seal around the connection between the corresponding pneumatic ports 1501 and 1201. Gaskets 1530 may be formed of any suitable elastomeric material, such as rubber, silicone, or other polymers, for example. Gaskets 1530 may define, for example, a truncated cone shape or any other suitable shape to provide a seal between the opposing flat surfaces of pneumatic interface plate 1500 and the bottom of cartridge 1000.

열 모듈(thermal module)(600)은 코어 캐리지(core carriage)(1190) 또는 독립적인 모션 스테이지(motion stage)에 장착될 수 있는, 한쪽 단부에 라디에이터(radiator)(662) 및 반대쪽 단부에 냉각 팬(cooling fan)(663)을 포함하는 히터들(610)을 포함할 수 있다(도 5f).The thermal module 600 includes a radiator 662 at one end and a cooling fan at the opposite end, which may be mounted on a core carriage 1190 or an independent motion stage. It may include heaters 610 including a (cooling fan) 663 (FIG. 5F).

도 5d 및 5e에 도시된 바와 같이 라디에이터(662) 및 자석들(710)은, 도 7b 및 5f에 도시된 바와 같이, 카트리지들이 카트리지(1000)의 베이스에 있는 구멍들(1230)을 통해 연장되도록 허용하여, 라디에이터(662), 자석들(710) 및 반응 용기들(210, 220) 사이에 보다 근접하게 하는 슬릿을 정의할 수 있다.Radiator 662 and magnets 710, as shown in FIGS. 5D and 5E, allow the cartridges to extend through holes 1230 in the base of cartridge 1000, as shown in FIGS. 7B and 5F. Allowing for a slit to be defined to bring the radiator 662, magnets 710, and reaction vessels 210, 220 closer together.

도 7a 내지 7z를 참조하면, 샘플 카트리지(1000)는 일부 실시예들에 따라, 더 상세히 도시되어 있다. 샘플 카트리지(1000)는 샘플 카트리지(200)와 관련하여 설명된 것과 유사한 피쳐들을 포함할 수 있으며, 유사한 피쳐들은 동일한 참조 번호들로 표시된다.7A-7Z, sample cartridge 1000 is shown in greater detail, according to some embodiments. Sample cartridge 1000 may include similar features to those described with respect to sample cartridge 200, with similar features indicated by like reference numerals.

도 7c를 참조하면, 샘플 카트리지(1000)는 샘플 카트리지(1000)를 형성하기 위해 결합되는 다양한 컴포넌트들을 예시하는 분해 사시도로 도시되어 있다.Referring to Figure 7C, sample cartridge 1000 is shown in an exploded perspective view illustrating the various components that combine to form sample cartridge 1000.

샘플 카트리지(1000)는 베이스(202), 1차 반응 용기(210), 2차 반응 용기(220), 시약 용기(230) 및 폐기물 용기(240)를 정의하는 본체(1001)를 포함한다. 본체(1001)는 또한 아래에서 상세히 설명되는 다른 피쳐들을 정의한다.Sample cartridge 1000 includes a body 1001 that defines a base 202, a primary reaction vessel 210, a secondary reaction vessel 220, a reagent vessel 230, and a waste vessel 240. Body 1001 also defines other features described in detail below.

본체(1001)는 특정 애플리케이션에 적합한 임의의 물질의 임의의 적합한 수단들에 의해 형성될 수 있다. 일부 애플리케이션들은 처리될 샘플 및 시약들에 적합한 비반응성 물질들을 필요로 할 수 있다. 본체(1001)는 예를 들어, 폴리카보네이트 또는 폴리프로필렌과 같은, 비반응성 폴리머 물질로 사출 성형 및 정의될 수 있다.Body 1001 may be formed by any suitable means of any material suitable for the particular application. Some applications may require non-reactive materials suitable for the samples and reagents to be processed. Body 1001 may be injection molded and defined from a non-reactive polymer material, such as polycarbonate or polypropylene, for example.

본체(1001)는 샘플 카트리지(200)와 관련하여 설명된 바와 같이, 복수의 채널들을 정의하고, 카트리지(1000)와 관련하여 더 아래에 설명되어 있다. 본체(1001)에 정의된 채널들 중 일부는 사출 성형(injection moulding)에 의한 제조를 용이하게 하기 위해 부분적으로 개방되어 있다. 본체(1001)에 의해 정의된 용기들의 일부는 제조를 용이하게 하기 위해 개구부로 형성될 수 있다. 카트리지(1000)는 채널들을 정의하기 위해 본체(1001)에 연결되어 용기 개구부들 중 일부를 덮고 밀봉하고 개방 채널들을 덮고 협력하는 복수의 멤브레인(membrane)들을 포함할 수 있다.Body 1001 defines a plurality of channels, as described with respect to sample cartridge 200 and further below with respect to cartridge 1000. Some of the channels defined in the body 1001 are partially open to facilitate manufacturing by injection molding. Some of the containers defined by body 1001 may be formed with openings to facilitate manufacturing. The cartridge 1000 may include a plurality of membranes connected to the body 1001 to cover and seal some of the container openings and to cover and cooperate to define the channels.

멤브레인들은 예를 들어, 폴리프로필렌과 같은, 임의의 적합한 물질로 정의될 수 있고, 예를 들어, 20μm 내지 200μm, 50μm 내지 150μm, 또는 약 100μm 범위의 두께를 가질 수 있다.Membranes may be made of any suitable material, such as polypropylene, and may have a thickness ranging, for example, from 20 μm to 200 μm, from 50 μm to 150 μm, or about 100 μm.

멤브레인들은 예를 들어, 열 용접(heat welding) 또는 레이저 용접과 같은, 접착제 결합 및/또는 용접에 의해 본체(1001)에 고정될 수 있다.The membranes may be secured to the body 1001 by adhesive bonding and/or welding, such as, for example, heat welding or laser welding.

카트리지(1000)는 다음을 포함할 수 있다:Cartridge 1000 may include:

베이스(202)에 정의된 채널들을 덮기 위한 베이스 멤브레인(1402);a base membrane 1402 to cover the channels defined in the base 202;

폐기물 용기(240)의 상부를 덮고 밀봉하기 위한 폐기물 상부 멤브레인(1440);a waste top membrane 1440 to cover and seal the top of the waste container 240;

폐기물 공압 채널(waste pneumatic channel)(242)의 일부를 덮는 폐기물 측 멤브레인(1442);a waste side membrane (1442) covering a portion of the waste pneumatic channel (242);

1차 공압 채널(212)의 일부를 덮는 1차 공압 측 멤브레인(1412);a primary pneumatic side membrane 1412 covering a portion of the primary pneumatic channel 212;

1차 시약 채널(231)의 일부를 덮는 1차 시약 측 멤브레인(1431);A primary reagent side membrane 1431 covering a portion of the primary reagent channel 231;

2차 시약 용기(220)의 상부를 덮고 밀봉하는 2차 상부 멤브레인(1420);a secondary upper membrane (1420) covering and sealing the top of the secondary reagent vessel (220);

2차 공압 채널(222) 및 2차 시약 채널(232)의 일부를 덮는 2차 측 멤브레인(1422);a secondary side membrane (1422) covering a portion of the secondary pneumatic channel (222) and secondary reagent channel (232);

중간 출구 챔버(284T)의 상부를 덮고 밀봉하기 위한 중간 출구 멤브레인(1480);a middle outlet membrane 1480 to cover and seal the top of the middle outlet chamber 284T;

QC 용기(261) 및 QC 기준 용기들(271)의 상부들을 덮고 밀봉하는 QC 상부 멤브레인(1461); 및QC top membrane 1461 covering and sealing the tops of QC vessel 261 and QC reference vessels 271; and

QC 공압 채널(262) 및 QC 기준 공압 채널들(272)의 일부를 덮는 QC 측 멤브레인(1462).QC side membrane 1462 covering a portion of the QC pneumatic channel 262 and the QC reference pneumatic channels 272.

카트리지(1000)는 베이스의 유체 채널(fluid channel)들을 통해 유체 흐름들을 구동하고 카트리지 밸브들을 동작하기 위해 카트리지 공압 포트들(1201, 1202, 1203, 1204, 1205, 1206, 1207, 1208, 1209, 1210) 및 공압 포트들을 베이스(202)의 대응하는 공압 포트들 및 공압 채널들에 연결하는 복수의 공압 채널들을 정의하는, 공압 채널 플레이트(1602)를 추가로 포함할 수 있다. 공압 채널 플레이트(1602)는 또한 도 7j 및 7n과 관련하여 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 밸브들을 정의하기 위해 베이스(202)에 정의된 밸브 포트들 및 베이스 멤브레인(1402)과 협력하는 밸브 리세스(recess)들을 정의할 수 있다.Cartridge 1000 has cartridge pneumatic ports 1201, 1202, 1203, 1204, 1205, 1206, 1207, 1208, 1209, 1210 to drive fluid flows through fluid channels in the base and operate cartridge valves. ) and a pneumatic channel plate 1602, defining a plurality of pneumatic channels connecting the pneumatic ports to corresponding pneumatic ports and pneumatic channels of the base 202. The pneumatic channel plate 1602 also has valve ports defined on the base 202 and a valve holder that cooperates with the base membrane 1402 to define the valves, as further described below with respect to FIGS. 7J and 7N. Recesses can be defined.

공압 채널 플레이트(1602)는 그들 사이에 끼워진 베이스 멤브레인(1402)으로 베이스(202)에 결합될 수 있다. 공압 채널 플레이트(1602)는 감압 접착제(PSA), 예를 들어, 3M 300LSE 접착제와 같은, 접착제 결합에 의해 베이스 멤브레인(1402) 및/또는 베이스(202)에 접착식으로 결합될 수 있다. 접착제는 PSA 층(1606)으로서 준비될 수 있으며, 예를 들어, 베이스(202)의 밸브들 및 공압 포트들과 같은, 본딩이 필요하지 않은 특정 부분들에 대응하는 구멍들을 정의할 수 있다.Pneumatic channel plates 1602 may be coupled to base 202 with base membrane 1402 sandwiched between them. Pneumatic channel plate 1602 may be adhesively bonded to base membrane 1402 and/or base 202 by adhesive bonding, such as a pressure sensitive adhesive (PSA), such as 3M 300LSE adhesive. The adhesive can be prepared as a PSA layer 1606 and define holes corresponding to specific parts that do not require bonding, such as the valves and pneumatic ports of the base 202, for example.

카트리지(1000)는 공기의 통과를 허용하지만 액체의 통과를 저항하거나 방지하기 위해 구성된 가스 투과성 멤브레인(gas permeable membrane)들을 추가로 포함 할 수 있다. 샘플 카트리지(200)와 관련하여 논의된 바와 같이, 가스 투과성 멤브레인들은 처리 동안에 카트리지(1000)를 탈출하고 잠재적으로 기기(100)를 오염시키는 동안 카트리지(100)의 공압 채널들에 우발적으로 들어갈 수 있는 액체를 제한하는 데 사용될 수 있다.Cartridge 1000 may further include gas permeable membranes configured to allow passage of air but resist or prevent passage of liquid. As discussed with respect to sample cartridge 200, gas permeable membranes can accidentally enter the pneumatic channels of cartridge 100 while escaping cartridge 1000 during processing and potentially contaminating instrument 100. Can be used to restrict liquids.

가스 투과성 멤브레인들은 소수성 가스 투과성 멤브레인(hydrophobic gas permeable membrane), 예를 들어, PTFE 또는 PP와 같은, 샘플 및 시약들을 고려하여 주어진 애플리케이션에 대해 임의의 적합한 물질로 형성될 수 있다. 가스 투과성 멤브레인들은 예를 들어, 20μm 내지 200μm, 50μm 내지 150μm, 또는 약 110μm의 두께를 가질 수 있다.Gas permeable membranes can be formed of any suitable material for a given application considering the sample and reagents, such as a hydrophobic gas permeable membrane, for example PTFE or PP. Gas permeable membranes can have a thickness of, for example, 20 μm to 200 μm, 50 μm to 150 μm, or about 110 μm.

카트리지(1000)는 다음을 포함할 수 있다:Cartridge 1000 may include:

1차 공압 채널(212)과 연관된 1차 투과성 멤브레인(1415) (및 또한 QC, QC 공압 채널(262) 및 QC 기준 공압 채널들(272)과 선택적으로 연관됨);a primary permeable membrane 1415 associated with primary pneumatic channel 212 (and also optionally associated with QC, QC pneumatic channel 262 and QC reference pneumatic channels 272);

2차 공압 채널(222)과 연관된 2차 투과성 멤브레인(1425);a secondary permeable membrane (1425) associated with a secondary pneumatic channel (222);

폐기물 공압 채널(242)과 연관된 폐기물 투과성 멤브레인(1445); 및a waste permeable membrane (1445) associated with a waste pneumatic channel (242); and

중간 출구(280)과 연관된 중간 출구 투과성 멤브레인(281).A mid-outlet permeable membrane (281) associated with the mid-outlet (280).

도 7d 및 7e는 베이스(202), 베이스 멤브레인(1402), PSA 층(1606) 및 공압 채널 플레이트(1602)의 상부 및 하부 표면들을 도시하고 컴포넌트들이 층들의 스택에 서로 연결되도록 어떻게 정렬되는지를 예시한다.7D and 7E show the top and bottom surfaces of base 202, base membrane 1402, PSA layer 1606, and pneumatic channel plate 1602 and illustrate how the components are aligned to connect to each other in a stack of layers. do.

베이스(202)는 베이스 멤브레인(202)의 하부 표면으로 리세스된 복수의 채널들을 정의하며, 이는 채널들을 정의하기 위해 베이스 멤브레인(1402)으로 덮여있다. 베이스 멤브레인(1402) 및 PSA 층(1606)은 베이스(202)의 다양한 포트들, 밸브들 및 구멍들에 대응하는 두께 구멍들을 통해 간단한 시트들을 정의한다. 공압 채널 플레이트(1602)는 복수의 공압 채널들을 정의하고, 공압 채널 플레이트(1602)의 상부 표면의 밸브 리세스들과 카트리지 공압 포트들(1201, 1202, 1203, 1204, 1205, 1206, 1207, 1208, 1209, 1210)은 공압 채널 플레이트(1602)의 하부 표면에 정의된다.Base 202 defines a plurality of channels recessed into the lower surface of base membrane 202, which is covered with base membrane 1402 to define the channels. Base membrane 1402 and PSA layer 1606 define simple sheets with thick holes corresponding to the various ports, valves and holes in base 202. Pneumatic channel plate 1602 defines a plurality of pneumatic channels, valve recesses and cartridge pneumatic ports 1201, 1202, 1203, 1204, 1205, 1206, 1207, 1208 on the upper surface of pneumatic channel plate 1602. , 1209, 1210) are defined on the lower surface of the pneumatic channel plate 1602.

도 7f 내지 7k는 용기들, 채널들, 밸브들 및 포트들 사이의 경로들과 연결들을 예시하기 위한 층들 사이의 비교를 용이하게 하기 위해 카트리지(1000) 아래에서 볼 수 있는 층들의 각각을 통해 측면 단면들을 도시한다. 도 7l은 직접 비교를 위해 및 대응하는 피쳐들의 정렬을 보기 위해 공압 채널 플레이트(1602)(도 7j)의 채널들, 밸브 리세스들 및 공압 포트들에 중첩된 베이스(202)(도 7g)의 채널들과 밸브들을 도시한다.7F-7K are side views through each of the layers visible underneath the cartridge 1000 to facilitate comparison between the layers to illustrate the paths and connections between the vessels, channels, valves and ports. Cross sections are shown. FIG. 7L shows the base 202 (FIG. 7G) overlaid on the channels, valve recesses and pneumatic ports of the pneumatic channel plate 1602 (FIG. 7J) for direct comparison and to view the alignment of the corresponding features. Channels and valves are shown.

도 7f는 베이스 채널들 바로 위의 베이스(202)의 상부 층을 도시한다. 베이스(202)의 에지들(1220) 및 탄력성 클립(resilient clip)들(1222)이 도시되며, 이는 카트리지 소켓들(120)의 레일들(1120) 및 클립 리세스들(1122)을 맞물리도록 구성된다.Figure 7F shows the top layer of base 202 just above the base channels. Edges 1220 and resilient clips 1222 of the base 202 are shown, configured to engage the rails 1120 and clip recesses 1122 of the cartridge sockets 120. do.

베이스는 또한 주입 성형 후 물질 수축(shrinkage)으로 인한 뒤틀림(warping)에 대해 완화하기 위해 감소된 두께를 갖는 시약 용기(230) 주변의 리세스된 부분(1230)을 정의할 수 있다. 예를 들어, 베이스(202)는 다른 영역들에서 약 2.5mm의 두께를 가질 수 있고, 리세스된 부분(1230)에서 약 1.5mm까지 줄일 수 있다.The base may also define a recessed portion 1230 around the reagent vessel 230 with a reduced thickness to mitigate against warping due to material shrinkage after injection molding. For example, base 202 may have a thickness of approximately 2.5 mm at other areas, reducing to approximately 1.5 mm at recessed portion 1230.

도 7g는 베이스(202)의 하부 표면에 형성된 채널들을 도시한다. 도 7f 및 7g를 참조하면, 이들 채널들은 예시적인 목적들로만 도 2g의 흐름 회로도에 대응하여, 설명될 것이다. 채널들과 밸브들은 다른 실시예들에서 상이하게 배열될 수 있으며, 상이한 용기들의 조합들과 연관된 상이한 채널들 및 밸브들을 포함할 수 있다.Figure 7g shows channels formed in the lower surface of base 202. Referring to FIGS. 7F and 7G, these channels will be described corresponding to the flow schematic of FIG. 2G for illustrative purposes only. The channels and valves may be arranged differently in different embodiments and may include different channels and valves associated with different combinations of vessels.

1차 폐기물 채널(214)은 도 7g에서 2개의 밸브 포트들 사이의 갭으로 도시된 1차 폐기물 밸브(215)를 통해 1차 반응 용기(210)의 하부에 있는 출구와 폐기물 용기(240)의 하부에 있는 입구 사이에서 연장된다.Primary waste channel 214 is connected to an outlet at the bottom of primary reaction vessel 210 and waste vessel 240 through primary waste valve 215, shown as a gap between two valve ports in FIG. 7G. It extends between the inlets at the bottom.

2차 폐기물 채널(224)은 도 7g에서 2개의 밸브 포트들 사이의 갭으로 도시된 2차 폐기물 밸브(225)를 통해 2차 반응 용기(220)의 하부에 있는 출구와 폐기물 용기(240)의 하부에 있는 입구 사이에서 연장된다.The secondary waste channel 224 is connected to an outlet at the bottom of the secondary reaction vessel 220 and the waste vessel 240 through the secondary waste valve 225, shown as the gap between the two valve ports in FIG. 7G. It extends between the inlets at the bottom.

1차 시약 채널(231)은 도 7g에서 2개의 밸브 포트들 사이의 갭으로 도시된 1차 시약 밸브(235)를 통해 시약 용기(230)의 하부에 있는 출구와 1차 반응 용기(210)(도 7m)의 입구 사이에서 연장된다.The primary reagent channel 231 is connected to the outlet at the bottom of the reagent vessel 230 and the primary reaction vessel 210 ( 7m) extends between the entrances.

이전에 논의된 바와 같이, 1차 시약 채널(231)의 입구는 도 7m에 도시된 바와 같이, 1차 반응 용기(210)의 상부 근처의 1차 반응 용기(210) 내로 개방할 수 있으며, 도 7o에 자세히 설명되어 있다.As previously discussed, the inlet of primary reagent channel 231 may open into primary reaction vessel 210 near the top of primary reaction vessel 210, as shown in Figure 7M; This is explained in detail in 7o.

일부 실시예들에서, 1차 반응 용기(210)는 1차 반응 용기(210)로 유입되는 액체 시약들의 튀는 것(splashing)을 감소시키기 위해 입구 리세스(1231)를 정의할 수 있다. 1차 시약 채널(231)은 입구 리세스(1231)의 제1 측벽(1231a), 입구 리세스(1231)의 대향하는 제2 측벽(1231b)에 대향하여 개방할 수 있다. 입구 리세스(1231)는 제1 측벽 및 제2 측벽(1231a, 1231b) 사이의 볼록 표면(1231c)에 의해 부분적으로 정의될 수 있다. 상대적으로 빠른 속도로 입구 리세스(1231)에 들어가는 액체 시약들은 제2 측벽(1231b)에 충돌한 다음 볼록 표면(1231c) 아래로 그리고 1차 반응 용기(210)의 측벽 아래로 흐를 수 있다. 볼록 표면(1231c)은 입구 리세스(1231) 및 1차 반응 용기(210)의 측벽 사이에서 원활하게 전환할 수 있다. 이러한 피쳐들은 1차 반응 용기(210)에서 시약들의 튀는 것에 대해 감소시키거나 완화할 수 있으며, 그렇지 않으면 잔류 유체들이 측벽들에 남거나 잠재적으로 공압 채널(212)로 흡인될 수 있다.In some embodiments, the primary reaction vessel 210 may define an inlet recess 1231 to reduce splashing of liquid reagents flowing into the primary reaction vessel 210. The primary reagent channel 231 may be open facing the first side wall 1231a of the inlet recess 1231 and the opposing second side wall 1231b of the inlet recess 1231. Inlet recess 1231 may be defined in part by a convex surface 1231c between first and second side walls 1231a and 1231b. Liquid reagents entering the inlet recess 1231 at a relatively high velocity may impact the second side wall 1231b and then flow down the convex surface 1231c and down the sidewall of the primary reaction vessel 210. Convex surface 1231c can smoothly transition between the inlet recess 1231 and the sidewall of primary reaction vessel 210. These features can reduce or mitigate against splashing of reagents in the primary reaction vessel 210, which would otherwise allow residual fluids to remain on the side walls or potentially be drawn into the pneumatic channel 212.

1차 반응 용기(210)는 액체가 1차 공압 채널(212)로 흡입될 가능성을 감소시키기 위해 1차 공압 채널(212)에 대한 개구부에서 유사한 리세스를 정의할 수 있다.Primary reaction vessel 210 may define a similar recess at the opening to primary pneumatic channel 212 to reduce the likelihood of liquid being drawn into primary pneumatic channel 212.

2차 시약 채널(232)은 도 7g에서 2개의 밸브 포트들 사이의 갭으로 도시된 2차 시약 밸브(236)를 통해 시약 용기(230)의 하부에 있는 출구와 2차 반응 용기(220)(도 7m)의 입구 사이에서 연장된다.The secondary reagent channel 232 is connected to the outlet at the bottom of the reagent vessel 230 and the secondary reaction vessel 220 ( 7m) extends between the entrances.

이전에 논의된 바와 같이, 2차 시약 채널(232)의 입구는 도 7m 및 도 7q에 더 자세히 도시된 바와 같이, 2차 반응 용기(220)의 상부 근처에서 2차 반응 용기(220)로 개방할 수 있다.As previously discussed, the inlet of secondary reagent channel 232 opens into secondary reaction vessel 220 near the top of secondary reaction vessel 220, as shown in more detail in Figures 7M and 7Q. can do.

일부 실시예들에서, 2차 반응 용기(230)는 1차 반응 용기(210)의 입구 리세스(1231)와 유사한 입구 리세스를 정의할 수 있다. 일부 실시예들에서, 2차 시약 채널(232)은 2차 반응 용기(220)로 직접 개방할 수 있다. 일부 실시예들에서, 2차 반응 용기(220)는 2차 시약 채널(232)에서 2차 반응 용기(220)로 이어지는 오목한 표면(1232c)을 정의할 수 있다. 오목한 표면(1232c)은 2차 시약 채널(232)과 2차 반응 용기(220)의 측벽 사이에서 원활하게 전환할 수 있다.In some embodiments, secondary reaction vessel 230 may define an inlet recess similar to inlet recess 1231 of primary reaction vessel 210. In some embodiments, secondary reagent channel 232 may open directly into secondary reaction vessel 220. In some embodiments, secondary reaction vessel 220 may define a concave surface 1232c leading from secondary reagent channel 232 to secondary reaction vessel 220. Concave surface 1232c can smoothly transition between the secondary reagent channel 232 and the sidewall of secondary reaction vessel 220.

도 7o 및 도 7p를 참조하면, 1차 반응 용기(210)의 뚜껑(lid)(211)은 본체(1001)와 일체로 형성되고 유연한 힌지(hinge) 부분(211a)을 통해 1차 반응 용기(210)에 연결될 수 있다. 뚜껑(211)은 예를 들어, 1차 반응 용기(210)를 밀봉하기 위해, 압입식-끼움(press-fit), 스냅식-끼움(snap-fit) 또는 억지 끼움 연결(interference fit connection)로 1차 반응 용기(210)의 상부 림과 맞물리도록 구성된 탄성적으로 변형가능한 환형 플랜지(annular flange)(1211)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 7O and 7P, the lid 211 of the primary reaction vessel 210 is formed integrally with the main body 1001 and is connected to the primary reaction vessel (211a) through a flexible hinge portion 211a. 210). Lid 211 may have a press-fit, snap-fit or interference fit connection, for example, to seal primary reaction vessel 210. It may include an elastically deformable annular flange 1211 configured to engage the upper rim of the primary reaction vessel 210.

명세서에서 밀봉되는 용기들, 챔버들 또는 채널들에 대한 언급들은 다양한 포트들 및 채널들에 대한 정의된 입구들 및 출구들 이외의 밀봉된 것을 의미하도록 의도되는 것으로 이해될 것이다. 일부 경우들에서, 유체 기밀(fluid tight) 또는 기밀 밀봉(air tight seal)이 형성될 수 있다. 그러나, 애플리케이션에 따라, 완벽한 밀봉이 필요하지 않을 수 있으며 일부 유체 누출이 있을 수 있다.References herein to sealed vessels, chambers or channels will be understood to mean sealed other than the defined inlets and outlets for the various ports and channels. In some cases, a fluid tight or air tight seal may be formed. However, depending on the application, a perfect seal may not be necessary and there may be some fluid leakage.

2차 시약 채널(232) 및 2차 공압 채널(222)은 도 7q에 도시된 바와 같이, 2차 반응 용기(230)의 상부를 둘러싸는 상부 표면(1223)에 부분적으로 정의될 수 있고, 비교적 근접한 2차 반응 용기(230)로 개방할 수 있다.Secondary reagent channel 232 and secondary pneumatic channel 222 may be partially defined in upper surface 1223 surrounding the top of secondary reaction vessel 230, as shown in Figure 7q, and can be relatively It can be opened to a nearby secondary reaction vessel 230.

일부 실시예들에서, 2차 반응 용기(230)로의 2차 시약 채널(232)의 개구부는 2차 반응 용기(230)로의 2차 공압 채널(222)의 개구부로부터 상대적으로 멀리 떨어져 있을 수 있다. 예를 들어, 개구부들은 2mm 내지 20mm, 3mm 내지 10mm, 5mm 내지 8mm, 또는 적어도 2mm, 적어도 3mm, 적어도 5mm, 또는 적어도 10mm의 범위의 거리만큼 분리될 수 있다.In some embodiments, the opening of secondary reagent channel 232 to secondary reaction vessel 230 may be relatively distant from the opening of secondary pneumatic channel 222 to secondary reaction vessel 230. For example, the openings may be separated by a distance ranging from 2 mm to 20 mm, 3 mm to 10 mm, 5 mm to 8 mm, or at least 2 mm, at least 3 mm, at least 5 mm, or at least 10 mm.

2차 시약 채널(232)은 예를 들어, 도 7r에 도시된 바와 같이, 개구부들 사이의 분리를 달성하기 위해, 상부 표면(1223)에서 2차 반응 용기(230)의 원주 주위로 일부 연장될 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 1차 공압 채널(222)은 상부 표면(1223)에서 2차 반응 용기(230)의 원주 주위로 일부 연장될 수 있다.Secondary reagent channel 232 may extend partially around the circumference of secondary reaction vessel 230 at upper surface 1223 to achieve separation between the openings, for example, as shown in Figure 7R. You can. Alternatively, or additionally, primary pneumatic channel 222 may extend partially around the circumference of secondary reaction vessel 230 at upper surface 1223.

이 배열은 2차 시약 채널(232)로부터 2차 반응 용기(220)로 들어가는 시약이 우발적으로 2차 공압 채널(222)로 흡인되는 것을 완화하거나 감소시킬 수 있다.This arrangement may mitigate or reduce accidental aspiration of reagents entering the secondary reaction vessel 220 from the secondary reagent channel 232 into the secondary pneumatic channel 222.

1차 출력 채널(216)은 도 7g에서 2개의 밸브 포트들 사이의 갭으로 도시된 1차 출력 밸브(217)를 통해 2차 시약 채널(232)에 합류하기 위해 1차 반응 용기(210)의 하부에 있는 출구로부터 연장된다.Primary output channel 216 exits primary reaction vessel 210 to join secondary reagent channel 232 through primary output valve 217, shown as the gap between the two valve ports in FIG. 7G. It extends from the outlet at the bottom.

2차 출력 채널(226)은 도 7g의 2개의 밸브 포트들 사이의 갭으로 도시된 2차 출력 밸브(227)를 통해 2차 반응 용기(220)의 하부에 있는 출구로부터 완충 접합부(buffer junction)(228)로 연장된다.The secondary output channel 226 exits the buffer junction at the bottom of the secondary reaction vessel 220 through the secondary output valve 227, shown as the gap between the two valve ports in Figure 7g. It is extended to (228).

완충 접합부(228)로부터, 체적 계량(volumetric metering) 및 QC 모듈(260)은 도 2f의 클로즈업과 관련하여 설명된 바와 같이 유사한 채널들 및 밸브들을 포함할 수 있지만, 이들은 도 7g에 도시된 바와 같이, 상이하게 배열될 수 있다.From buffer junction 228, volumetric metering and QC module 260 may include similar channels and valves as described in conjunction with the close-up in Figure 2F, but these are as shown in Figure 7G. , can be arranged differently.

특히, 베이스(202)는 기준 완충 밸브들(1277)을 통해 QC 기준 완충 용기들(275)의 각각의 하부에 있는 출구들로부터 대응하는 QC 기준 용기들(271)까지 연장되는 기준 완충 채널들(1275)을 정의한다. 이는 QC 공압 채널(262) 및 QC 기준 공압 채널들(272)이 단일 공압 라인(515)에 연결되도록 허용하면서 QC 기준 공압 채널들(272)이 기준 완충 밸브들(1277)을 폐쇄함으로써 차단되도록 허용한다.In particular, the base 202 has reference buffer channels ( 1275) is defined. This allows the QC pneumatic channel 262 and the QC reference pneumatic channels 272 to be connected to a single pneumatic line 515 while allowing the QC reference pneumatic channels 272 to be blocked by closing the reference damping valves 1277. do.

최종 출력 채널(256)은 최종 출력 채널(256)과 출력 용기 공압 포트(253) 및 출력 용기(250) 사이에 유체 연통을 제공하는 도 8a 내지 도 8c에 도시된, 유체 전달 장치(880)에 연결하도록 구성된 기계적 클립(1280) 및 출력 용기 공압 포트(253)에 인접한 유체 연결 포트(1256)에서 종료된다.The final output channel 256 is connected to a fluid transfer device 880, shown in FIGS. 8A-8C, which provides fluid communication between the final output channel 256 and the output vessel pneumatic port 253 and the output vessel 250. It terminates at a fluid connection port 1256 adjacent to the output vessel pneumatic port 253 and a mechanical clip 1280 configured to connect.

폐기물 공압 채널(242)의 일부는 도 7s에 도시된 바와 같이 폐기물 용기(240)의 측면 위로 연장되고, 도 7j에 도시된 바와 같이, 폐기물 유체 트랩(1640)에 연결하기 위해 아래로 연장되는 것으로 도시되어 있다. 폐기물 유체 트랩(1640)은 베이스 멤브레인(1402)에 의해 정의된 챔버와 공압 채널 플레이트(1602)의 리세스(1642)를 포함한다.A portion of the waste pneumatic channel 242 extends up the side of the waste container 240, as shown in Figure 7S, and extends down to connect to the waste fluid trap 1640, as shown in Figure 7J. It is shown. Waste fluid trap 1640 includes a chamber defined by base membrane 1402 and a recess 1642 in pneumatic channel plate 1602.

리세스(1642)는 리세스(1642)의 하부 표면(1644) 위의 레벨에 설정된 환형 레지(annular ledge)(1643)를 정의한다. 폐기물 공압 채널(242)은 도 7j 및 7t에 도시된 바와 같이, 레지(1643)의 레벨 위의 리세스(1642)의 측 벽을 통해 연결하는 리세스(1642)와 유체 연통하기 위해 공압 채널 플레이트(1602)의 일부를 통해 연장된다. 하부 표면(1644)은 카트리지 공압 포트(1205)를 형성하는 구멍을 정의한다.Recess 1642 defines an annular ledge 1643 set at a level above the lower surface 1644 of recess 1642. Waste pneumatic channel 242 is connected to a pneumatic channel plate for fluid communication with recess 1642 connecting through the side wall of recess 1642 above the level of ledge 1643, as shown in FIGS. 7J and 7T. It extends through part of (1602). Bottom surface 1644 defines a hole forming cartridge pneumatic port 1205.

폐기물 투과성 멤브레인(1445)은 폐기물 공압 채널(242)로부터 카트리지 공압 포트(1205)를 분리하기 위해 (예를 들어, 접착제 또는 열 용접에 의해) 레지(1643)에 고정되어, 폐기물 공압 채널(242)에서 우발적으로 흡인된 임의의 유체가 폐기물 유체 트랩(1640)에 포획되고 폐기물 투과성 멤브레인(1445)을 통해 카트리지 공압 포트(1205)로 통과하는 것으로부터 제한된다.Waste permeable membrane 1445 is secured to ledge 1643 (e.g., by adhesive or heat welding) to isolate cartridge pneumatic port 1205 from waste pneumatic channel 242. Any fluid accidentally drawn in is captured in the waste fluid trap 1640 and restricted from passing through the waste permeable membrane 1445 to the cartridge pneumatic port 1205.

폐기물 유체 트랩(1640)은 폐기물 투과성 멤브레인(1445)을 지지하기 위해 하부 표면(1644)으로부터 레지(1643)의 레벨까지 연장되는 스페이서 돌출부(spacer protrusion)들(1645)을 추가로 포함할 수 있다.Waste fluid trap 1640 may further include spacer protrusions 1645 extending from lower surface 1644 to the level of ledge 1643 to support waste permeable membrane 1445.

1차 및 2차 공압 채널들(212, 222)의 일부는 도 7f에서 1차 및 2차 반응 용기들(210, 220)의 측 위로, 도 7g에서 공압 채널 플레이트(1602)를 향해 아래로 연장되는 것으로 도시되어 있다. 그리고 QC 공압 채널(262) 및 QC 기준 공압 채널들(272)은 도 7f에서 QC 용기(261) 및 QC 기준 용기들(271)의 측 위로, 도 7g에서 도시된 채널들을 통해 공압 채널 플레이트(1602)를 향해 아래로 연장되는 것으로 도시되어 있다.Portions of the primary and secondary pneumatic channels 212, 222 extend over the sides of the primary and secondary reaction vessels 210, 220 in Figure 7F and down toward the pneumatic channel plate 1602 in Figure 7G. It is shown to be. And the QC pneumatic channel 262 and the QC reference pneumatic channels 272 are connected to the pneumatic channel plate 1602 through the channels shown in FIG. 7G, over the sides of the QC vessel 261 and QC reference vessels 271 in FIG. 7F. ) is shown extending downward toward.

폐기물 유체 트랩(1640)과 유사하게, 1차 및 2차 공압 채널들(212, 222)은 개별적으로, 1차 및 2차 유체 트랩들(1611, 1620)에 연결한다. QC 공압 채널(262) 및 QC 기준 공압 채널들(272)은 또한 도 7j에 도시된 바와 같이, 1차 유체 트랩(1611)에 연결한다.Similar to waste fluid trap 1640, primary and secondary pneumatic channels 212, 222 connect to primary and secondary fluid traps 1611, 1620, respectively. QC pneumatic channel 262 and QC reference pneumatic channels 272 also connect to primary fluid trap 1611, as shown in FIG. 7J.

1차 유체 트랩(1611)은 베이스 멤브레인(1402)에 의해 정의된 챔버와 공압 채널 플레이트(1602)의 리세스(1612)를 포함한다.Primary fluid trap 1611 includes a chamber defined by base membrane 1402 and a recess 1612 in pneumatic channel plate 1602.

리세스(1612)는 리세스(1612)의 하부 표면(1614) 위의 레벨에서 설정된 환형 레지(1613)를 정의한다. 1차 공압 채널(210)은 도 7j 및 7t에 도시된 바와 같이, 레지(1613)의 레벨 위의 리세스(1612)의 측 벽을 통해 연결하는 리세스(1612)와 유체 연통하기 위해 공압 채널 플레이트(1602)의 일부를 통해 연장된다. 하부 표면(1614)은 카트리지 공압 포트(1206)를 형성하는 구멍을 정의한다.Recess 1612 defines an annular ledge 1613 set at a level above the lower surface 1614 of recess 1612. Primary pneumatic channel 210 is in fluid communication with recess 1612 connecting through the side wall of recess 1612 above the level of ledge 1613, as shown in FIGS. 7J and 7T. It extends through a portion of plate 1602. Bottom surface 1614 defines a hole forming cartridge pneumatic port 1206.

1차 투과성 멤브레인(1415)은 1차 공압 채널(210)로부터 카트리지 공압 포트(1206)를 분리하기 위해 (예를 들어, 접착제 또는 열 용접에 의해) 레지(1613)에 고정되어, 1차 공압 채널(210)에서 우발적으로 흡인된 임의의 유체가 1차 유체 트랩(1611)에 포획되고 1차 투과성 멤브레인(1415)을 통해 카트리지 공압 포트(1206)로 통과하는 것으로부터 제한된다.Primary permeable membrane 1415 is secured to ledge 1613 (e.g., by adhesive or heat welding) to isolate cartridge pneumatic port 1206 from primary pneumatic channel 210, Any fluid accidentally aspirated at 210 is captured in the primary fluid trap 1611 and restricted from passing through the primary permeable membrane 1415 to the cartridge pneumatic port 1206.

유사하게, 도 7j 및 7t에 도시된 바와 같이, QC 공압 채널(262) 및 QC 기준 공압 채널들(272)은 둘 모두 공압 채널 플레이트(1602)의 공통 QC 공압 채널(1660)에 연결하며 이는 레지(1613)의 레벨 위의 리세스(1612)의 측 벽을 통해 연결한다. QC 공압 채널(262) 또는 QC 기준 공압 채널들(272)에서 우발적으로 흡인된 임의의 유체는 1차 유체 트랩(1611)에 포획되고 1차 투과성 멤브레인(1415)을 통해 카트리지 공압 포트(1206)로 통과하는 것으로부터 제한된다.Similarly, as shown in FIGS. 7J and 7T, QC pneumatic channel 262 and QC reference pneumatic channels 272 both connect to a common QC pneumatic channel 1660 in pneumatic channel plate 1602, which It connects through the side wall of recess 1612 above the level of 1613. Any fluid accidentally aspirated in the QC pneumatic channel 262 or QC reference pneumatic channels 272 is captured in the primary fluid trap 1611 and flows through the primary permeable membrane 1415 to the cartridge pneumatic port 1206. restricted from passing through.

1차 유체 트랩(1611)은 1차 투과성 멤브레인(1415)을 지지하기 위해 하부 표면(1614)으로부터 레지(1613)의 레벨까지 연장되는 스페이서 돌출부들(1615)을 추가로 포함할 수 있다.The primary fluid trap 1611 may further include spacer projections 1615 extending from the lower surface 1614 to the level of the ledge 1613 to support the primary permeable membrane 1415.

폐기물 및 1차 유체 트랩들(1640, 1611)과 유사하게, 2차 유체 트랩(1620)은 베이스 멤브레인(1402)에 의해 정의된 챔버 및 공압 채널 플레이트(1602)의 리세스(1622)를 포함한다.Similar to waste and primary fluid traps 1640, 1611, secondary fluid trap 1620 includes a chamber defined by base membrane 1402 and a recess 1622 in pneumatic channel plate 1602. .

리세스(1622)는 리세스(1622)의 하부 표면(1624) 위의 레벨에서 설정된 환형 레지(1623)를 정의한다. 2차 공압 채널(220)은 도 7j 및 7u에 도시된 바와 같이, 레지(1623)의 레벨 위의 리세스(1622)의 측 벽을 통해 연결하는 리세스(1622)와 유체 연통하기 위해 공압 채널 플레이트(1602)의 일부를 통해 연장된다. 하부 표면(1624)은 카트리지 공압 포트(1208)를 형성하는 구멍을 정의한다.Recess 1622 defines an annular ledge 1623 set at a level above the lower surface 1624 of recess 1622. Secondary pneumatic channel 220 is in fluid communication with recess 1622 connecting through the side wall of recess 1622 above the level of ledge 1623, as shown in FIGS. 7J and 7U. It extends through a portion of plate 1602. Bottom surface 1624 defines a hole forming cartridge pneumatic port 1208.

2차 투과성 멤브레인(1425)은 2차 공압 채널(220)로부터 카트리지 공압 포트(1208)를 분리하기 위해 (예를 들어, 접착제 또는 열 용접에 의해) 레지(1623)에 고정되어, 2차 공압 채널(220)에서 우발적으로 흡인된 임의의 유체가 2차 유체 트랩(1620)에 포획되고 2차 투과성 멤브레인(1425)을 통해 카트리지 공압 포트(1208)로 통과하는 것으로부터 제한된다.Secondary permeable membrane 1425 is secured to ledge 1623 (e.g., by adhesive or heat welding) to isolate cartridge pneumatic port 1208 from secondary pneumatic channel 220, Any fluid accidentally aspirated at 220 is captured in the secondary fluid trap 1620 and restricted from passing through the secondary permeable membrane 1425 to the cartridge pneumatic port 1208.

2차 유체 트랩(1620)은 2차 투과성 멤브레인(1425)을 지지하기 위해 하부 표면(1624)으로부터 레지(1623)의 레벨까지 연장되는 스페이서 돌출부들(1625)을 추가로 포함할 수 있다.The secondary fluid trap 1620 may further include spacer projections 1625 extending from the lower surface 1624 to the level of the ledge 1623 to support the secondary permeable membrane 1425.

유체 트랩들(1611, 1620, 1640)의 형상, 깊이, 직경 및 체적(뿐만 아니라 가스 투과성 멤브레인들(1415, 1425, 1445)의 노출 영역)은 공압 채널들에서 우발적으로 흡인될 수 있는 액체의 양에 따라 상이한 애플리케이션들에 맞게 조정될 수 있다. 멤브레인들 위의 유체 트랩들의 체적은 예를 들어, 10μL 내지 1mL, 50μL 내지 500μL 또는 약 100μL의 범위일 수 있으며, 멤브레인들의 표면적은 예를 들어, 50mm² 내지 500mm², 100mm² 내지 300mm², 또는 약 200mm²의 범위일 수 있다.The shape, depth, diameter and volume of the fluid traps 1611, 1620, 1640 (as well as the exposed area of the gas permeable membranes 1415, 1425, 1445) determine the amount of liquid that may be accidentally drawn from the pneumatic channels. It can be adjusted to suit different applications. The volume of the fluid traps on the membranes can range, for example, from 10 μL to 1 mL, 50 μL to 500 μL, or about 100 μL, and the surface area of the membranes can range, for example, from 50 mm² to 500 mm², 100 mm² to 300 mm², or about 200 mm². It can be.

대안적으로, 일부 실시예들에서, 미세 유체 또는 중력 유형 유체 트랩들과 같은, 유체 트랩들의 다른 유형들이 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 유체 트랩들은 완전히 생략될 수 있다.Alternatively, in some embodiments, other types of fluid traps may be used, such as microfluidic or gravity type fluid traps. In some embodiments, fluid traps may be omitted entirely.

도 7s를 참조하면, 폐기물 공압 채널(242)의 일부는 폐기물 용기(240)의 외부 측면에 정의되고 폐기물 측 멤브레인(1442)에 의해 밀봉될 수 있다. 폐기물 용기(240)의 상부는 폐기물 상부 멤브레인(1440)에 의해 밀봉될 수 있다.Referring to Figure 7S, a portion of the waste pneumatic channel 242 may be defined on the exterior side of the waste container 240 and sealed by the waste side membrane 1442. The top of the waste container 240 may be sealed by a waste top membrane 1440.

1차 공압 채널(212), 1차 시약 채널(231), 2차 공압 채널(222) 및 2차 시약 채널(232)의 각각의 일부는 도 7s에 도시된 바와 같이, 지지체 웹(support web)(203)(이는 폐기물 용기(240), 1차 반응 용기(210), 시약 용기(230) 및 2차 반응 용기(220) 사이에서 연장됨)의 외부 측 표면에 정의되고 대응하는 측 멤브레인들(1412, 1431, 1422)에 의해 밀봉될 수 있다. 채널들(212, 231, 222, 232)의 다른 일부들은 도 7m 및 7q에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 베이스(202) 근처 및/또는 반응 용기들(210, 220)의 상부들 근처에서 본체(1001)에 의해 완전히 정의될 수 있다.Each portion of the primary pneumatic channel 212, primary reagent channel 231, secondary pneumatic channel 222, and secondary reagent channel 232 is a support web, as shown in FIG. 7S. 203) (which extends between waste vessel 240, primary reaction vessel 210, reagent vessel 230 and secondary reaction vessel 220) defined on the outer side surface and corresponding side membranes 1412 , 1431, 1422). Other portions of the channels 212, 231, 222, 232, for example, near the base 202 and/or near the tops of the reaction vessels 210, 220, as shown in FIGS. 7M and 7Q. It can be completely defined by the body 1001.

2차 공압 채널(222) 및 2차 시약 채널(232)의 일부는 도 7q 및 7r에 도시된 바와 같이 상부 표면(1223)에 정의되고 2차 상부 멤브레인(1420)에 의해 밀봉될 수 있다.A portion of secondary pneumatic channel 222 and secondary reagent channel 232 may be defined in upper surface 1223 and sealed by secondary upper membrane 1420, as shown in FIGS. 7Q and 7R.

밀봉 멤브레인들은 조립을 용이하게 하기 위해 분리 부분들(1401)을 포함할 수 있으며, 이는 대응하는 밀봉 멤브레인이 본체(1001)에 고정되면 제거될 수 있다.The sealing membranes may include separate parts 1401 to facilitate assembly, which can be removed once the corresponding sealing membrane is secured to the body 1001.

도 7v를 참조하면, QC 공압 채널(262) 및 QC 기준 공압 채널들(272)의 일부는 QC 용기(261) 및 QC 기준 용기들(271)의 외부 측면에 정의되고, QC 측 멤브레인(1462)에 의해 밀봉될 수 있다. 그리고 QC 상부 멤브레인(1461)은 QC 용기(261) 및 QC 기준 용기들(271)의 상부들을 덮고 밀봉하도록 제공될 수 있다.Referring to Figure 7v, the QC pneumatic channel 262 and a portion of the QC reference pneumatic channels 272 are defined on the outer side of the QC vessel 261 and the QC reference vessels 271, and the QC side membrane 1462 It can be sealed by. And the QC top membrane 1461 may be provided to cover and seal the tops of the QC container 261 and the QC reference containers 271.

중간 출구 멤브레인(1480)은 중간 출구 챔버(284)의 상부를 덮고 밀봉하기 위해 베이스(202)의 상부 표면에 고정될 수 있다. 이는 도 7w 및 7x에, 더 자세히 도시되어 있다.The middle outlet membrane 1480 may be secured to the upper surface of the base 202 to cover and seal the top of the middle outlet chamber 284. This is shown in more detail in Figures 7w and 7x.

중간 출구 챔버(284)는 베이스(202)의 상부 표면의 리세스에 의해 정의될 수 있다. 출구 챔버(284)의 하부 표면은 중간 출구(280) 및 중간 출구 공압 채널(282)에 대한 개구부를 정의할 수 있다. 중간 출구 투과성 멤브레인(281)은 중간 출구(280)를 덮기위해 중간 출구 챔버(284)의 하부 표면에 고정(접착제 또는 열 용접)될 수 있지만, 중간 출구 공압 채널(282)은 덮지 않는다. 중간 출구 챔버(284)의 상부 개구부는 중간 출구 멤브레인(1480)에 의해 밀봉될 수 있다.Intermediate outlet chamber 284 may be defined by a recess in the upper surface of base 202. The lower surface of outlet chamber 284 may define openings to intermediate outlet 280 and intermediate outlet pneumatic channel 282. The mid-outlet permeable membrane 281 may be secured (glued or heat-welded) to the lower surface of the mid-outlet chamber 284 to cover the mid-outlet 280, but not the mid-outlet pneumatic channel 282. The upper opening of middle outlet chamber 284 may be sealed by middle outlet membrane 1480.

공압 모듈(500)이 중간 출구 공압 채널(282)의 압력을 감소시키도록 동작되는 경우, 공기는 측정 채널 내의 액체가 챔버(284)로 통과하지 않고 멤브레인(281)까지 흡인될 수 있도록, 측정 채널(299)(및/또는 출구 채널(285))로부터 투과성 멤브레인(281)을 통해 흡인될 수 있다.When the pneumatic module 500 is operated to reduce the pressure in the intermediate outlet pneumatic channel 282, air is forced into the measurement channel such that the liquid in the measurement channel is drawn up to the membrane 281 without passing into the chamber 284. It may be drawn through the permeable membrane 281 from 299 (and/or outlet channel 285).

도 7j를 참조하면, 공압 채널 플레이트(1602)는 또한 카트리지 밸브들의 동작을 허용하기 위해 다른 공압 포트들을 밸브 리세스들에 연결하는 복수의 공압 채널들을 정의한다. 카트리지 밸브들은 도 2k에 도시된 바와 같이 구성된 스위치 밸브들을 포함한다.Referring to Figure 7J, pneumatic channel plate 1602 also defines a plurality of pneumatic channels connecting other pneumatic ports to the valve recesses to allow operation of the cartridge valves. Cartridge valves include switch valves configured as shown in FIG. 2K.

예를 들어, 1차 폐기물 밸브(215)의 수직 단면은 도 7n에 도시되어 있다. 1차 폐기물 채널(214)은 1차 반응 용기(210)의 하부에 있는 출구로부터 폐기물 용기(240)를 향해 연장되는 베이스(202)에 정의될 수 있다. 밸브(215)에서 제1 및 제2 밸브 포트들(214a 및 214b)에서 종료되는 2개의 섹션들로 분리되는 1차 폐기물 채널(214)에 파손이 있을 수 있다.For example, a vertical cross-section of primary waste valve 215 is shown in Figure 7N. A primary waste channel 214 may be defined in the base 202 extending from an outlet at the bottom of the primary reaction vessel 210 towards the waste vessel 240 . There may be a break in the primary waste channel 214 which is separated at valve 215 into two sections terminating at first and second valve ports 214a and 214b.

밸브 포트들(214a, 214b)은 베이스 멤브레인(1402)에 의해 휴식 구성(rest configuration)에서 폐쇄될 수 있다(이는 또한 휴식 구성에서 모든 다른 카트리지 밸브들의 대응하는 밸브 포트들을 폐쇄함). 밸브 포트들(214a, 214b)에 대향하는, 베이스 멤브레인(1402)의 다른 측에서, 공압 채널 플레이트(1602)에 의해 정의되고 밸브 포트들(214a, 214b)(베이스 멤브레인(1402)의 반대 측) 사이에서 연장되는 1차 폐기물 밸브 리세스(1615)가 있다.Valve ports 214a, 214b may be closed in a rest configuration by base membrane 1402 (which also closes the corresponding valve ports of all other cartridge valves in a rest configuration). On the other side of base membrane 1402, opposite valve ports 214a, 214b, is defined by pneumatic channel plate 1602 and valve ports 214a, 214b (opposite side of base membrane 1402). There is a primary waste valve recess 1615 extending therebetween.

1차 폐기물 밸브 리세스(1615)는 공압 모듈(500)이 1차 폐기물 밸브 리세스(1615)의 압력을 감소시키도록 동작될 수 있도록, 카트리지 공압 포트(1204)에 연결될 수 있고, 1차 폐기물 밸브 리세스(1615)를 향한 베이스 멤브레인(1402)의 편향이 1차 폐기물 밸브(215)를 개방하고 제1 및 제2 밸브 포트들(214a, 214b) 사이의 유체 연통을 허용하도록 야기시킨다. 일부 실시예들에서, 양압(positive pressure)은 예를 들어, 밸브가 개방되도록 밸브에 압력을 가할 수 있는 동작들 동안, 폐쇄된 상태로 남아있도록 밸브 리세스(1615)(및 다른 것들)에 인가될 수 있다.Primary waste valve recess 1615 can be connected to cartridge pneumatic port 1204 such that pneumatic module 500 can be operated to reduce the pressure in primary waste valve recess 1615, Deflection of the base membrane 1402 toward the valve recess 1615 causes the primary waste valve 215 to open and allow fluid communication between the first and second valve ports 214a, 214b. In some embodiments, positive pressure is applied to the valve recess 1615 (and others) such that it remains closed, for example, during operations that may apply pressure to the valve to open it. It can be.

유사한 방식으로, 다른 카트리지 밸브들은 공압 모듈(500)에 의한 밸브들의 동작을 허용하기 위해 공압 채널들에 의해 카트리지 공압 포트들에 연결된 밸브 포트들 및 대응하는 밸브 리세스들을 포함할 수 있다.In a similar manner, other cartridge valves may include valve ports and corresponding valve recesses connected to cartridge pneumatic ports by pneumatic channels to allow operation of the valves by pneumatic module 500.

공압 채널 플레이트(1602)는 1차 폐기물 밸브(215)에 대응하고 공압 채널(1604)을 통해 카트리지 공압 포트(1204)에 연결되는 1차 폐기물 밸브 리세스(1615)를 정의한다.Pneumatic channel plate 1602 defines a primary waste valve recess 1615 that corresponds to primary waste valve 215 and is connected to cartridge pneumatic port 1204 via pneumatic channel 1604.

공압 채널 플레이트(1602)는 2차 시약 밸브(236)에 대응하고 공압 채널(1604)을 통해 카트리지 공압 포트(1204)에 연결되는 2차 시약 밸브 리세스(1636)를 정의한다.Pneumatic channel plate 1602 defines a secondary reagent valve recess 1636 that corresponds to secondary reagent valve 236 and is connected to cartridge pneumatic port 1204 via pneumatic channel 1604.

공압 채널 플레이트(1602)는 1차 출력 밸브(217)에 대응하고 공압 채널(1607)을 통해 카트리지 공압 포트(1207)에 연결되는 1차 출력 밸브 리세스(1617)를 정의한다.Pneumatic channel plate 1602 defines a primary output valve recess 1617 that corresponds to primary output valve 217 and is connected to cartridge pneumatic port 1207 via pneumatic channel 1607.

공압 채널 플레이트(1602)는 1차 시약 밸브(235)에 대응하고 공압 채널(1603)을 통해 카트리지 공압 포트(1203)에 연결된 1차 시약 밸브 리세스(1635)를 정의한다.Pneumatic channel plate 1602 corresponds to primary reagent valve 235 and defines primary reagent valve recess 1635 connected to cartridge pneumatic port 1203 via pneumatic channel 1603.

공압 채널 플레이트(1602)는 2차 폐기물 밸브(225)에 대응하고 공압 채널(1603)을 통해 카트리지 공압 포트(1203)에 연결되는 2차 폐기물 밸브 리세스(1625)를 정의한다.Pneumatic channel plate 1602 defines a secondary waste valve recess 1625 that corresponds to secondary waste valve 225 and is connected to cartridge pneumatic port 1203 via pneumatic channel 1603.

공압 채널 플레이트(1602)는 2차 출구 밸브(227)에 대응하고 공압 채널(1609)을 통해 카트리지 공압 포트(1209)에 연결되는 2차 출구 밸브 리세스(1627)를 정의한다.Pneumatic channel plate 1602 defines a secondary outlet valve recess 1627 that corresponds to secondary outlet valve 227 and is connected to cartridge pneumatic port 1209 via pneumatic channel 1609.

공압 채널 플레이트(1602)는 최종 출력 밸브(257)에 대응하고 공압 채널(1609)을 통해 카트리지 공압 포트(1209)에 연결되는 최종 출력 밸브 리세스(1657)를 정의한다.Pneumatic channel plate 1602 defines a final output valve recess 1657 that corresponds to final output valve 257 and is connected to cartridge pneumatic port 1209 via pneumatic channel 1609.

공압 채널 플레이트(1602)는 3개의 기준 완충 밸브들(1277)에 대응하고 공압 채널(1609)을 통해 카트리지 공압 포트(1209)에 연결되는 3개의 기준 완충 밸브 리세스(1677)를 정의한다.Pneumatic channel plate 1602 defines three reference buffer valve recesses 1677 that correspond to three reference buffer valves 1277 and are connected to cartridge pneumatic port 1209 via pneumatic channel 1609.

공압 채널 플레이트(1602)는 QC 용기 밸브(264)에 대응하고 공압 채널(1610)을 통해 카트리지 공압 포트(1210)에 연결되는 QC 용기 밸브 리세스(1664)를 정의한다.Pneumatic channel plate 1602 defines a QC vessel valve recess 1664 that corresponds to QC vessel valve 264 and is connected to cartridge pneumatic port 1210 via pneumatic channel 1610.

공압 채널 플레이트(1602)는 QC 완충 밸브(267)에 대응하고 공압 채널(1610)을 통해 카트리지 공압 포트(1210)에 연결되는 QC 완충 밸브 리세스(1667)를 정의한다.Pneumatic channel plate 1602 defines a QC buffer valve recess 1667 that corresponds to QC buffer valve 267 and is connected to cartridge pneumatic port 1210 via pneumatic channel 1610.

밸브 리세스들은 특정 애플리케이션을 위한 임의의 적합한 크기, 형상 및 비율을 포함할 수 있다. 예를 들어, 밸브 리세스들은 도면들에 도시된 바와 같이, 일반적으로 둥근 모서리들을 갖는 직사각형일 수 있다. 예시된 실시예의 밸브 리세스들은 예를 들어, 약 6mm의 길이, 약 2mm의 폭 및 약 0.5mm의 깊이를 갖는, 치수들에서 모두 유사하다.Valve recesses may include any suitable size, shape and proportion for a particular application. For example, valve recesses may be generally rectangular with rounded corners, as shown in the figures. The valve recesses of the illustrated embodiment are all similar in dimensions, for example having a length of about 6 mm, a width of about 2 mm and a depth of about 0.5 mm.

공압 채널 플레이트(1602)에 정의된 공압 채널들은 약 0.5mm의 깊이 및 약 1mm의 폭이다.The pneumatic channels defined in pneumatic channel plate 1602 are approximately 0.5 mm deep and approximately 1 mm wide.

유사하게, 유체 채널들은 약 0.5mm의 깊이와 약 1mm의 폭을 가질 수 있다. 그러나, 유체 채널들의 일부는 예를 들어, 체적 측정 섹션과 같이, 더 작은 치수들을 가질 수 있으며, 여기서 더 작은 채널 단면은 체적 유량과 채널들의 액체의 체적을 보다 정밀하게 제어하도록 허용한다.Similarly, the fluid channels may be about 0.5 mm deep and about 1 mm wide. However, some of the fluid channels may have smaller dimensions, for example the volumetric section, where the smaller channel cross-section allows more precise control of the volumetric flow rate and the volume of liquid in the channels.

예를 들어, 채널들(226, 256, 266, 269, 299, 285)은 0.5mm 미만, 0.3mm 미만 또는 약 0.25mm의 폭 및 1mm 미만, 0.5mm 미만, 0.3mm 미만 또는 약 0.2mm의 깊이를 가질 수 있다. 이들 채널들은 예를 들어, 도 7x에 도시된 바와 같이, 약 1mm의 폭으로 각 밸브에 대한 밸브 포트들을 형성하기 위해 벌어질 수 있다.For example, channels 226, 256, 266, 269, 299, 285 may have a width of less than 0.5 mm, less than 0.3 mm, or about 0.25 mm and a depth of less than 1 mm, less than 0.5 mm, less than 0.3 mm, or about 0.2 mm. You can have These channels may be flared to form valve ports for each valve with a width of approximately 1 mm, for example, as shown in FIG. 7x.

일부 실시예들에서, 모든 밸브 포트들은 (예를 들어, 열 용접 또는 레이저 용접에 의해) 베이스 멤브레인(1402)을 베이스(202)에 용접하기 위한 용접 패턴을 예시하는, 도 7y에 도시된 바와 같이, 대응하는 채널들로부터 벌어질 수 있다. 일부 적합한 치수들은 카트리지(1000)의 상이한 밸브들에 대해, 오직 예시적인 목적들을 위해 도 7y의 확대도들에 제공되어 있다. 공압 채널 플레이트(1602)의 대응하는 밸브 리세스들은 예를 들어, 도 7y에 도시된 형상 및 치수들과 실질적으로 일치할 수 있다.In some embodiments, all valve ports are as shown in Figure 7Y, which illustrates a welding pattern for welding base membrane 1402 to base 202 (e.g., by heat welding or laser welding). , may arise from corresponding channels. Some suitable dimensions for the different valves of cartridge 1000 are provided in the enlarged views of Figure 7Y for illustrative purposes only. The corresponding valve recesses of the pneumatic channel plate 1602 can substantially match the shape and dimensions shown in FIG. 7Y, for example.

용접 패턴은 채널들의 에지들을 따라 이어지고 밸브들을 형성하기 위해 밸브 포트들을 연결하는, 내부 용접 라인들(1403)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 용접 패턴은 또한 중복성(redundancy)을 위해 채널들 주위에 제2 장벽(barrier)을 제공하는 외부 용접 라인들(1404)을 포함할 수 있다.The weld pattern may include internal weld lines 1403 that run along the edges of the channels and connect valve ports to form valves. In some embodiments, the weld pattern may also include external weld lines 1404 that provide a second barrier around the channels for redundancy.

도 7z를 참조하면, 측정 채널(299)은 일부 실시예들에 따라, 완충 접합부(228) 및 품질 관리 접합부(229)의 클로즈업들로 더 상세히 도시되어 있다. 채널 및 접합 형상들은 주어진 애플리케이션을 위한 임의의 적합한 기하학적 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 f에서 접합부들(228, 229)은 수직 T-접합부들로서 도시되어 있다. 대안적으로, 도 7z에 도시된 바와 같이, 접합부들(228, 229)은 예를 들어, 각진 Y-접합부들, 또는 곡선 Y-접합부들, 또는 임의의 다른 적합한 기하학적 구조를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7Z, measurement channel 299 is shown in more detail with close-ups of buffer joint 228 and quality control joint 229, according to some embodiments. Channel and joint shapes can include any suitable geometry for a given application. For example, in Figure F the joints 228 and 229 are shown as vertical T-junctions. Alternatively, as shown in FIG. 7Z, joints 228, 229 may include, for example, angled Y-junctions, or curved Y-junctions, or any other suitable geometry.

품질 관리 접합부(229)에서, 품질 관리 채널(269)은 측정 채널(299)과 둔각(obtuse angle)

Figure pct00001
를 형성할 수 있다.At quality control junction 229, quality control channel 269 is at an obtuse angle with measurement channel 299.
Figure pct00001
can be formed.

완충 접합부(228)에서, 완충 채널(266)은 측정 채널(299)과 둔각

Figure pct00002
를 형성할 수 있다.At the buffer junction 228, the buffer channel 266 is at an obtuse angle with the measurement channel 299.
Figure pct00002
can be formed.

유사하게, 품질 관리 접합부(229)에서, 출력 채널(285)은 측정 채널(299)과 둔각

Figure pct00003
을 형성할 수 있다.Similarly, at quality control junction 229, output channel 285 is at an obtuse angle with measurement channel 299.
Figure pct00003
can be formed.

완충 접합부(228)에서, 2차 출력 채널(226)(또는 대안적으로, 1차 출력 채널(216))은 측정 채널(299)과 둔각

Figure pct00004
을 형성할 수 있다.At buffer junction 228, secondary output channel 226 (or alternatively, primary output channel 216) is at an obtuse angle with measurement channel 299.
Figure pct00004
can be formed.

접합부 각도들

Figure pct00005
,
Figure pct00006
,
Figure pct00007
,
Figure pct00008
의 각각은 예를 들어, 90° 내지 180°, 100° 내지 170°, 110° 내지 160°, 120° 내지 150°, 130° 내지 140°, 약 135° 또는 약 137°의 범위일 수 있다.joint angles
Figure pct00005
,
Figure pct00006
,
Figure pct00007
,
Figure pct00008
Each of can range, for example, from 90° to 180°, 100° to 170°, 110° to 160°, 120° to 150°, 130° to 140°, about 135°, or about 137°.

측정 채널(299)은 각각의 접합부(228, 229)에서 벌어질 수 있고 연결 채널들(226, 266, 269, 285)로 전환되는 곡선 에지들을 정의할 수 있다.Measurement channels 299 may splay at each junction 228, 229 and define curved edges that transition into connecting channels 226, 266, 269, 285.

품질 관리 접합부(229)에서, 품질 관리 채널(269)과 출력 채널(285)은 예각

Figure pct00009
과 변곡점(229a)을 형성할 수 있다.At quality control junction 229, quality control channel 269 and output channel 285 are at an acute angle.
Figure pct00009
and an inflection point 229a may be formed.

완충 접합부(228)에서, 완충 채널(266) 및 2차 출력 채널(226)(또는 대안적으로, 1차 출력 채널(216))은 예각

Figure pct00010
및 변곡점(228a)을 형성할 수 있다.At buffer junction 228, buffer channel 266 and secondary output channel 226 (or alternatively, primary output channel 216) form an acute angle.
Figure pct00010
and an inflection point 228a may be formed.

예각

Figure pct00011
Figure pct00012
의 각각은 예를 들어, 10° 내지 90°, 30° 내지 60°, 약 45° 또는 약 40°의 범위일 수 있다.acute angle
Figure pct00011
and
Figure pct00012
Each of can range, for example, from 10° to 90°, from 30° to 60°, from about 45°, or from about 40°.

변곡점들(228a 및 229a)의 곡률의 반경은 예를 들어, 0.1mm 내지 0.5mm, 0.5mm 미만, 0.4mm 미만, 0.3mm 미만, 0.2mm 미만 또는 약 0.2mm의 범위일 수 있다.The radius of curvature of the inflection points 228a and 229a may range, for example, from 0.1 mm to 0.5 mm, less than 0.5 mm, less than 0.4 mm, less than 0.3 mm, less than 0.2 mm, or about 0.2 mm.

도 7h를 참조하면, 베이스 멤브레인(1402)은 베이스(202)와 공압 채널 플레이트(1602)의 포트들 및 채널들(242, 212, 222, 253, 283, 262, 272)의 대응하는 부분들 사이에서 베이스 멤브레인(1402)을 통한 유체 연통을 허용하도록 구멍들을 통해 정의된다. 베이스 멤브레인(1402)은 또한 라디에이터 및 자석들의 통과를 허용하는 구멍들(1230)을 포함한다.Referring to FIG. 7H, the base membrane 1402 is between the base 202 and corresponding portions of the ports and channels 242, 212, 222, 253, 283, 262, and 272 of the pneumatic channel plate 1602. Holes are defined to allow fluid communication through the base membrane 1402. Base membrane 1402 also includes holes 1230 that allow passage of the radiator and magnets.

카트리지(1000)의 QC 및 측정 부분에서, 중간 출구(280)는 도 7j 및 7x에 도시된 바와 같이, 공압 채널 플레이트(1602)에 정의되는, 중간 출구 공압 채널(282)을 통해 카트리지 공압 포트(1202)에 연결된다.In the QC and measurement portion of cartridge 1000, intermediate outlet 280 is connected to the cartridge pneumatic port (282) through intermediate outlet pneumatic channel 282, defined in pneumatic channel plate 1602, as shown in FIGS. 7J and 7X. 1202).

출력 용기 공압 포트(253)는 도 7j에 도시된 바와 같이, 공압 채널 플레이트(1602)에 정의될 수 있는 출력 용기 공압 채널(252)을 통해 카트리지 공압 포트(1201)에 연결된다.Output vessel pneumatic port 253 is connected to cartridge pneumatic port 1201 via output vessel pneumatic channel 252, which may be defined in pneumatic channel plate 1602, as shown in FIG. 7J.

공압 채널 플레이트(1602)는 QC 용기(261)와 정렬된 QC 구멍(1261) 및 QC 기준 용기들(271)과 정렬된 3개의 QC 기준 구멍들(1271)을 정의한다. 폴리프로필렌 멤브레인(1402)은 QC 구멍(1261) 및 QC 기준 구멍들(1271)을 통해 QC 용기(261) 및 기준 용기들(271)의 내용물들을 분석하기 위해 QC 용기(261) 및 기준 용기들(271)의 각각의 하부를 형성할 수 있으며, 광학 모듈에 대한 광학적 액세스를 허용하는 투명 관찰 창(transparent viewing window)을 제공할 수 있다.Pneumatic channel plate 1602 defines a QC hole 1261 aligned with QC vessel 261 and three QC reference holes 1271 aligned with QC reference vessels 271. Polypropylene membrane 1402 is used to analyze the contents of QC vessel 261 and reference vessels 271 through QC aperture 1261 and QC reference apertures 1271. 271) and may provide a transparent viewing window allowing optical access to the optical module.

일부 실시예들에서, 공압 채널 플레이트(1602)(또는 대안적으로 카트리지(1000)의 또 다른 일부)는 카트리지(1000)이 소켓(120)에 정확히 설치되었음을 나타내기 위해 기기(100)의 스위치 또는 마이크로스위치와 맞물리도록 구성된 스위치 리세스(1690)를 정의할 수 있다.In some embodiments, pneumatic channel plate 1602 (or alternatively another portion of cartridge 1000) may activate a switch or switch on device 100 to indicate that cartridge 1000 is correctly installed in socket 120. A switch recess 1690 configured to engage a microswitch may be defined.

도 7i는 PSA 층(1606)을 더 상세히 예시하고, 접착제 결합(adhesive bonding)을 필요로 하지 않는 영역들에 대응하는 구멍들을 도시하고, 이는 밸브 리세스들, 유체 트랩들, QC 구멍(1261) 및 QC 기준 구멍들(1271)을 포함하는, 공압 채널 플레이트(1602)의 상부 표면의 모든 리세스들 및 베이스 멤브레인(1402)의 구멍들에 본질적으로 대응한다. PSA 층(1606)은 접착제가 채널들의 기능에 영향을 미치지 않을 수 있기 때문에, 공압 채널 플레이트의 공압 채널들을 위한 구멍들을 정의할 필요가 없다.FIG. 7I illustrates the PSA layer 1606 in more detail and shows holes corresponding to areas that do not require adhesive bonding, such as valve recesses, fluid traps, and QC hole 1261. and all recesses in the upper surface of the pneumatic channel plate 1602, including the QC reference holes 1271 and the holes in the base membrane 1402. The PSA layer 1606 does not need to define holes for the pneumatic channels of the pneumatic channel plate since the adhesive may not affect the function of the channels.

도 8a 및 8b를 참조하면, 유체 전달 장치(880)가 보다 상세히 도시되어 있다. 장치(880)는 도 2f 및 2g와 관련하여 설명된 바와 같이 기기 작업흐름 동안 폐쇄된 출력 용기(250)를 밀봉하는 데 사용되는 임시 제거가능한 뚜껑(259)을 포함한다.8A and 8B, fluid transfer device 880 is shown in greater detail. Device 880 includes a temporary removable lid 259 used to seal output container 250 closed during instrument workflow as described with respect to FIGS. 2F and 2G.

장치(880)는 출력 용기(250)를 출력 용기 공압 채널(252)에 유체적으로 연결하기 위해 연결하도록 구성된 전달 공압 채널(882), 및 액체를 최종 출력 채널(256)로부터 임시 뚜껑(259)의 출구를 통해 출력 용기(250)로 운반하도록 구성된 액체 전달 채널(886)을 추가로 포함한다.Apparatus 880 includes a delivery pneumatic channel 882 configured to connect to fluidically connect output vessel 250 to output vessel pneumatic channel 252, and a temporary lid 259 to transfer liquid from final output channel 256. It further includes a liquid delivery channel 886 configured to convey to the output container 250 through the outlet of.

채널들(882, 886)은 본체(888)(예를 들어, 사출 성형된 폴리프로필렌)에 정의되고 도 7c에 도시된 바와 같이 전달 장치 멤브레인(840)(예를 들어, 열 용접된 폴리프로필렌 멤브레인)으로 덮여 밀봉된다.Channels 882, 886 are defined in body 888 (e.g., injection molded polypropylene) and transport device membrane 840 (e.g., heat-welded polypropylene membrane) as shown in FIG. 7C. ) and sealed.

본체(888)는 또한 출력 용기 시트(254) 근처의 베이스(202)의 상부 표면 상의 대응하는 커넥터(1289)에 기계적으로 결합되도록 구성된 커넥터(889)를 정의하고, 이로써 도 8c에 도시된 바와 같이, 전달 공압 채널(882)을 출력 용기 공압 채널(252)에 연결하고 액체 전달 채널(886)을 최종 출력 채널(256)에 연결한다.Body 888 also defines a connector 889 configured to mechanically couple to a corresponding connector 1289 on the upper surface of base 202 near output container seat 254, thereby as shown in Figure 8C. , connecting the delivery pneumatic channel 882 to the output vessel pneumatic channel 252 and the liquid delivery channel 886 to the final output channel 256.

본체(888)는 탄력적으로 유연할 수 있으며 도 7a에 도시된 바와 같이, 꼬인(twisted) 연결 구성으로 구부려질 때, 출력 용기(250)를 카트리지(1000)에 유체 및 기계적으로 결합할 수 있고, 본체(888)는 예를 들어, 오비탈 셰이커와의 혼합과 같은, 기기 동작들 동안에 카트리지를 고정하기 위해 출력 용기(250)를 카트리지(1000)를 향해(예를 들어, 시트(254) 내로) 가압하도록 구성될 수 있다.Body 888 may be resiliently flexible and, when bent into a twisted connection configuration, as shown in Figure 7A, may fluidly and mechanically couple output container 250 to cartridge 1000; Body 888 presses output container 250 toward cartridge 1000 (e.g., into sheet 254) to secure the cartridge during instrument operations, such as mixing with an orbital shaker. It can be configured to do so.

유체 전달 장치(880)는 예를 들어, 카트리지(1000)(및 또한 선택적으로 출력 용기(250))와 함께 키트로 제공될 수 있다.Fluid transfer device 880 may be provided in a kit, for example, with cartridge 1000 (and also optionally output container 250).

대안적으로, 임시 뚜껑(259)은 유체 전달 장치(880)가 아니라, 튜브들을 통해 채널들(256, 252)에 간단히 연결될 수 있다.Alternatively, temporary lid 259 may simply be connected to channels 256, 252 via tubes rather than to fluid transfer device 880.

카트리지(1000)는 예를 들어 내부에 저장된 샘플을 식별하기 위해 바코드와 같은 표시(1295)를 포함할 수 있다(도 7a). 카트리지(1000)에는 표시(1295)와 동일하거나 연관될 수 있는 대응 표시(1296) 또는 바코드를 포함할 수 있는 출력 용기(250)가 제공될 수 있다. 대안적으로, 카트리지(1000)는 대응 표시(1296)를 갖는 하나 이상의 필오프(peel off) 라벨들을 포함할 수 있으며, 이는 카트리지(1000)에서 제거되어 일단 샘플이 처리되면 출력 유체가 수용될 적절한 출력 용기(250)에 적용될 수 있다.Cartridge 1000 may include markings 1295, such as a barcode, to identify samples stored therein (FIG. 7A). Cartridge 1000 may be provided with an output container 250 that may include a corresponding indicia 1296 or barcode that may be the same as or related to indicia 1295. Alternatively, cartridge 1000 may include one or more peel off labels with corresponding indicia 1296, which can be removed from cartridge 1000 and appropriate for receiving the output fluid once the sample has been processed. It can be applied to the output container 250.

표시들(1295, 1296)은 샘플을 처리할 때 기기(1000)에 의해 생성된 데이터와 연관되도록 검사실 정보 시스템 등에 데이터를 입력하거나 스캔될 수 있다.Indications 1295, 1296 may be scanned or input data into a laboratory information system, etc. to be associated with data generated by device 1000 when processing a sample.

예1Example 1

단지 설명의 목적들로 기기 작업 흐름의 예가 이제 설명될 것이다. 일부 실시예들에서, 기기(100)는 예를 들어 핵산 추출 작업 흐름을 수행하도록 구성될 수 있다.For illustrative purposes only an example of an instrument workflow will now be described. In some embodiments, instrument 100 may be configured to perform, for example, a nucleic acid extraction workflow.

기기 작업 흐름이 시작되기 전에 사용자는 생물학적 표본과 같은 유체 샘플을 샘플 카트리지(200)의 1차 반응 용기(210)로 피펫팅할 수 있다. 예를 들어, 환자로부터 채취한 혈액 또는 골수(bone marrow) 0.2내지 5mL.Before the instrument workflow begins, a user may pipet a fluid sample, such as a biological specimen, into the primary reaction vessel 210 of the sample cartridge 200. For example, 0.2 to 5 mL of blood or bone marrow collected from a patient.

그런 다음 사용자는 1차 반응 용기(210)의 뚜껑(211)을 닫은 다음 샘플 카트리지(200)의 일련 번호 또는 다른 표시를 기록하거나 스캔하고 예를 들어 이전에 샘플을 포함하고 있는 바이알(vial)에서 대응 환자 세부 정보를 기록할 수 있다. 이 정보는 예를 들어 LIMS 시스템 또는 실험실 정보 시스템에 기록될 수 있다.The user then closes the lid 211 of the primary reaction vessel 210 and then records or scans the serial number or other markings on the sample cartridge 200, for example from a vial previously containing a sample. Corresponding patient details can be recorded. This information may be recorded, for example, in a LIMS system or laboratory information system.

그런 다음 사용자는 기기(100)의 카트리지 슬롯들(120) 중 하나에 카트리지(200)를 삽입할 수 있다.The user can then insert the cartridge 200 into one of the cartridge slots 120 of the device 100.

그런 다음 사용자는 사용자 인터페이스를 사용하여 기기에 대한 작업 흐름 프로그램을 선택할 수 있다. 그런 다음 컴퓨터 판독 가능 저장 매체들에 기록된 명령어들에 따라 제어 모듈(101)에 의해 제어되는 기기 기능들로 기기 작업 흐름이 시작될 수 있다. 예를 들어, 아래에 설명된 핵산 추출 작업 흐름.The user can then use the user interface to select a workflow program for the device. The device workflow may then begin with device functions controlled by the control module 101 according to instructions recorded on computer-readable storage media. For example, the nucleic acid extraction workflow described below.

모션 모듈은 샘플 카트리지의 공압 포트들과 공압 모듈을 맞물리고 카트리지 슬롯(120)에서 카트리지(200)의 제거를 제한하기 위해 카트리지를 클램핑하도록 동작된다.The motion module is operative to engage the pneumatic module with the pneumatic ports of the sample cartridge and clamp the cartridge to limit removal of the cartridge 200 from the cartridge slot 120.

모션 모듈은 그런 다음 시약 모듈을 샘플 카트리지 위의 위치로 이동시키도록 동작되고 시약 모듈은 프로테이나제 K(Proteinase K)를 시약 용기(230)로 분배하도록 작동된다. 예를 들어, 표본의 부피 mL당 50 내지 100μg의 프로테이나제 K의 범위.The motion module is then operated to move the reagent module into position above the sample cartridge and the reagent module is operated to dispense Proteinase K into the reagent vessel 230. For example, ranging from 50 to 100 μg of proteinase K per mL of sample volume.

공압 모듈은 표본과 함께 시약을 1차 반응 용기(210)로 전송하도록 동작된다.The pneumatic module is operated to transfer the reagent along with the sample to the primary reaction vessel 210.

혼합 모듈의 오비탈 셰이커는 1차 반응 용기에서 표본과 시약의 혼합을 촉진하도록 동작된다.The mixing module's orbital shaker operates to promote mixing of the sample and reagents in the primary reaction vessel.

모션 모듈 및 열 모듈은 히터를 활성화 및 상승시켜 1차 반응 용기를 가열하고 62 C에서 10분 동안 인큐베이션(incubate)하여 혈액 내의 단백질들을 소화시키기 위해 동작된다. 그런 다음 히터가 하강되고 비활성화될 수 있다.The motion module and heat module are operated to activate and raise the heater to heat the primary reaction vessel and incubate it at 62 C for 10 minutes to digest the proteins in the blood. The heater can then be lowered and deactivated.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 시약 용기(230)에 Lysis 완충제(예를 들어 5M Guanadinium HCl, 0.25% Tween-20)를 분배하도록 동작된다.The motion module and the reagent module are then operated to dispense lysis buffer (e.g., 5M Guanadinium HCl, 0.25% Tween-20) into the reagent container 230.

그런 다음 공압 모듈을 동작시켜 Lysis 완충제를 1차 반응 용기로 전송한다.Then, the pneumatic module is operated to transfer the lysis buffer to the primary reaction vessel.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 기능화된 자기 비드들(예를 들어 카르복실 COOH Magbeads)을 시약 용기로 분배하도록 동작된다.The motion module and reagent module are then operated to dispense functionalized magnetic beads (e.g. Carboxyl COOH Magbeads) into the reagent vessel.

다음을 포함하는 임의의 적절한 유형의 기능화된 비드가 사용될 수 있다: 예를 들어 고상 가역 고정화(solid phase reversible immobilization)(SPRI) 기능화 비드들, 카복실화(carboxylated) 비드들, 또는 다른 자기 기능화 비드들.Any suitable type of functionalized bead may be used, including: for example solid phase reversible immobilization (SPRI) functionalized beads, carboxylated beads, or other self-functionalized beads. .

그런 다음 공압 모듈이 동작되어 비드들을 1차 반응 용기로 전송한다.The pneumatic module is then activated to transfer the beads to the primary reaction vessel.

오비탈 셰이커는 1차 반응 용기의 내용물의 혼합을 촉진하기 위해 동작된다.The orbital shaker is operated to promote mixing of the contents of the primary reaction vessel.

모션 및 열 모듈들은 1차 반응 용기를 가열하고 내용물을 62 C에서 15분 동안 인큐베이션하여 혈액을 용해(lysis)하고 핵산(NA)을 비드들에 조합하도록 동작된다.The motion and heat modules are operated to heat the primary reaction vessel and incubate the contents at 62 C for 15 minutes to lyse the blood and assemble the nucleic acid (NA) into the beads.

그런 다음 히터가 비활성화되고 냉각 팬이 동작되어 1차 반응 용기(210)를 냉각시킨다.Then, the heater is deactivated and the cooling fan is operated to cool the primary reaction vessel 210.

모션 모듈 및 자기 모듈은 자석들(710)과 맞물리도록 동작되고 자기 비드들을 1차 반응 용기의 하나 이상의 측면들에 유지한다.The motion module and magnetic module are operative to engage magnets 710 and retain the magnetic beads to one or more sides of the primary reaction vessel.

용해물(lysate)을 포함하는 1차 반응 용기의 액체 내용물을 폐기물 용기(240)로 전송하기 위해 공압 모듈이 동작되는 동안 비드들은 1 내지 5분 동안 제자리에 유지된다.The beads are held in place for 1 to 5 minutes while the pneumatic module is operated to transfer the liquid contents of the primary reaction vessel containing the lysate to the waste vessel 240.

그런 다음 자석들(710)은 1차 반응 용기로부터 분리(disengage)된다.The magnets 710 are then disengaged from the primary reaction vessel.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 세척(Wash) 1 완충액(예를 들어, 3M 구아나디늄 HCl, 30% 에탄올)을 시약 용기에 분배하도록 동작된다.The motion module and reagent module are then operated to dispense Wash 1 buffer (e.g., 3M guanadinium HCl, 30% ethanol) into the reagent vessel.

그런 다음 공압 모듈은 세척 1 용액을 1차 반응 용기로 전송하도록 동작된다.The pneumatic module is then actuated to transfer the Wash 1 solution to the primary reaction vessel.

오비탈 셰이커는 1차 반응 용기 내용물의 혼합을 촉진하기 위해 동작된다.The orbital shaker is operated to promote mixing of the contents of the primary reaction vessel.

모션 모듈 및 자기 모듈은 자석들(710)과 맞물리도록 동작되고 자기 비드들을 1차 반응 용기의 하나 이상의 측면들에 유지한다.The motion module and magnetic module are operative to engage magnets 710 and retain the magnetic beads to one or more sides of the primary reaction vessel.

1차 반응 용기의 액체 내용물을 폐기물 용기(240)로 전송하기 위해 공압 모듈이 동작되는 동안 비드들은 1분 내지 5분 동안 제자리에 유지된다.The beads are held in place for 1 to 5 minutes while the pneumatic module is operated to transfer the liquid contents of the primary reaction vessel to the waste vessel 240.

그런 다음 자석들(710)은 1차 반응 용기로부터 분리된다.The magnets 710 are then separated from the primary reaction vessel.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 세척 2 완충액(예를 들어, 20mM 글리신. HCl(pH 3.0) 80% 에탄올)을 시약 용기에 분배하도록 동작된다.The motion module and reagent module are then actuated to dispense wash 2 buffer (e.g., 20mM glycine.HCl (pH 3.0) 80% ethanol) into the reagent vessel.

그런 다음 공압 모듈은 세척 2 용액을 1차 반응 용기로 전송하도록 동작된다.The pneumatic module is then actuated to transfer the wash 2 solution to the primary reaction vessel.

오비탈 셰이커는 1차 반응 용기 내용물의 혼합을 촉진하기 위해 동작된다.The orbital shaker is operated to promote mixing of the contents of the primary reaction vessel.

모션 모듈 및 자기 모듈은 자석들(710)과 맞물리도록 동작되고 자기 비드들을 1차 반응 용기의 하나 이상의 측면들에 유지한다.The motion module and magnetic module are operative to engage magnets 710 and retain the magnetic beads to one or more sides of the primary reaction vessel.

1차 반응 용기의 액체 내용물을 폐기물 용기(240)로 전송하기 위해 공압 모듈이 동작되는 동안 비드들은 1 내지 5분 동안 제자리에 유지된다.The beads are held in place for 1 to 5 minutes while the pneumatic module is operated to transfer the liquid contents of the primary reaction vessel to the waste vessel 240.

그런 다음 자석들(710)은 1차 반응 용기로부터 분리된다.The magnets 710 are then separated from the primary reaction vessel.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 세척 3 완충액(예를 들어, 20mM 글리신. HCl(pH 3.0)+0.1% Tween 20)을 시약 용기에 분배하도록 동작된다.The motion module and reagent module are then actuated to dispense Wash 3 buffer (e.g., 20mM Glycine.HCl(pH 3.0)+0.1% Tween 20) into the reagent vessel.

그런 다음 공압 모듈은 세척 3 용액을 1차 반응 용기로 전송하기 위해 동작한다.The pneumatic module then operates to transfer the wash 3 solution to the primary reaction vessel.

오비탈 셰이커는 1차 반응 용기 내용물의 혼합을 촉진하기 위해 동작된다.The orbital shaker is operated to promote mixing of the contents of the primary reaction vessel.

모션 모듈 및 자기 모듈은 자석들(710)과 맞물리도록 동작되고 자기 비드들을 1차 반응 용기의 하나 이상의 측면들에 유지한다.The motion module and magnetic module are operative to engage magnets 710 and retain the magnetic beads to one or more sides of the primary reaction vessel.

1차 반응 용기의 액체 내용물을 폐기물 용기(240)로 전송하기 위해 공압 모듈이 작동되는 동안 비드들은 1 내지 5분 동안 제자리에 유지된다.The beads are held in place for 1 to 5 minutes while the pneumatic module is activated to transfer the liquid contents of the primary reaction vessel to the waste vessel 240.

그런 다음 자석들(710)은 1차 반응 용기로부터 분리된다.The magnets 710 are then separated from the primary reaction vessel.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 세척 4 완충액(예를 들어, 20mM 글리신. HCl(pH 3.0) +0.1% Tween 20)을 시약 용기에 분배하도록 동작된다.The motion module and reagent module are then actuated to dispense Wash 4 buffer (e.g., 20mM Glycine.HCl (pH 3.0) +0.1% Tween 20) into the reagent vessel.

그런 다음 공압 모듈은 세척 4 용액을 1차 반응 용기로 전송하도록 동작된다.The pneumatic module is then actuated to transfer the wash 4 solution to the primary reaction vessel.

오비탈 셰이커는 1차 반응 용기 내용물의 혼합을 촉진하기 위해 동작된다.The orbital shaker is operated to promote mixing of the contents of the primary reaction vessel.

모션 모듈 및 자기 모듈은 자석들(710)과 맞물리도록 동작되고 자기 비드들을 1차 반응 용기의 하나 이상의 측면들에 유지한다.The motion module and magnetic module are operative to engage magnets 710 and retain the magnetic beads to one or more sides of the primary reaction vessel.

1차 반응 용기의 액체 내용물을 폐기물 용기(240)로 전송하기 위해 공압 모듈이 동작되는 동안 비드들은 1 내지 5분 동안 제자리에 유지된다.The beads are held in place for 1 to 5 minutes while the pneumatic module is operated to transfer the liquid contents of the primary reaction vessel to the waste vessel 240.

그런 다음 자석들(710)이 1차 반응 용기에서 분리된다.The magnets 710 are then separated from the primary reaction vessel.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 용출(Elution) 완충액(예를 들어, 1xTE, pH8.0)을 시약 용기에 분배하도록 동작된다.The motion module and the reagent module are then operated to dispense the elution buffer (e.g., 1xTE, pH8.0) into the reagent vessel.

그런 다음 공압 모듈을 동작시켜 용출 완충액을 1차 반응 용기로 전송한다.Then, the pneumatic module is operated to transfer the elution buffer to the primary reaction vessel.

오비탈 셰이커는 1차 반응 용기 내용물의 혼합을 촉진하기 위해 동작된다.The orbital shaker is operated to promote mixing of the contents of the primary reaction vessel.

히터가 상승되고 활성화되어 1차 반응 용기를 74 C 로 15분 동안 가열하여 비드들로부터 DNA를 용출 완충액으로 방출한다.The heater is raised and activated to heat the primary reaction vessel to 74 C for 15 minutes to release the DNA from the beads into the elution buffer.

모션 모듈 및 자기 모듈은 자석들(710)과 맞물리도록 동작되고 자기 비드들을 1차 반응 용기의 하나 이상의 측면들에 유지한다.The motion module and magnetic module are operative to engage magnets 710 and retain the magnetic beads to one or more sides of the primary reaction vessel.

1차 반응 용기의 액체 내용물(용출액)을 2차 반응 용기(220)로 전송하기 위해 공압 모듈이 동작되는 동안 비드들은 1 내지 5분 동안 제자리에 유지된다.The beads are held in place for 1 to 5 minutes while the pneumatic module is operated to transfer the liquid contents (effluent) of the primary reaction vessel to the secondary reaction vessel 220.

그런 다음 자석들(710)은 1차 반응 용기로부터 분리된다.The magnets 710 are then separated from the primary reaction vessel.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 COOH(카르복실(carboxyl)) 비드들을 조합 완충액(예를 들어, 0.8M NaCl + 11% PEG8000)과 함께 시약 용기에 분배하도록 동작된다.The motion module and reagent module are then operated to dispense the COOH (carboxyl) beads into the reagent vessel with combination buffer (e.g., 0.8M NaCl + 11% PEG8000).

이어서 공압 모듈이 동작되어 시약 용기의 내용물을 2차 반응 용기로 전달한다.The pneumatic module is then activated to transfer the contents of the reagent vessel to the secondary reaction vessel.

오비탈 셰이커는 2차 반응 용기 내용물의 혼합 및 추출된 DNA의 COOH 비드들에 대한 조합을 촉진하기 위해 동작된다.The orbital shaker is operated to facilitate mixing of the secondary reaction vessel contents and assembly of the extracted DNA to the COOH beads.

모션 모듈 및 자기 모듈은 자석들(710)과 맞물리도록 동작되고 자기 비드들을 2차 반응 용기의 하나 이상의 측면들에 유지한다.The motion module and magnetic module are operative to engage magnets 710 and retain the magnetic beads to one or more sides of the secondary reaction vessel.

2차 반응 용기의 액체 내용물을 폐기물 용기(240)로 전송하기 위해 공압 모듈이 동작되는 동안 비드들은 1 내지 5분 동안 제자리에 유지된다.The beads are held in place for 1 to 5 minutes while the pneumatic module is operated to transfer the liquid contents of the secondary reaction vessel to the waste container 240.

그런 다음 자석들(710)은 1차 반응 용기로부터 분리된다.The magnets 710 are then separated from the primary reaction vessel.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 COOH 비드 세척 1(예를 들어, 85% 에탄올)을 시약 용기에 분배하도록 동작된다.The motion module and reagent module are then actuated to dispense COOH bead wash 1 (e.g., 85% ethanol) into the reagent vessel.

그런 다음 공압 모듈은 시약 용기의 내용물을 2차 반응 용기로 전송하도록 동작된다.The pneumatic module is then actuated to transfer the contents of the reagent vessel to the secondary reaction vessel.

그런 다음 2차 반응 용기의 내용물이 30초 동안 인큐베이션하도록 허용된다.The contents of the secondary reaction vessel are then allowed to incubate for 30 seconds.

모션 모듈 및 자기 모듈은 자석들(710)과 맞물리도록 동작되고 자기 비드들을 2차 반응 용기의 하나 이상의 측면들에 유지한다.The motion module and magnetic module are operative to engage magnets 710 and retain the magnetic beads to one or more sides of the secondary reaction vessel.

2차 반응 용기의 액체 내용물을 폐기물 용기(240)로 전송하기 위해 공압 모듈이 동작되는 동안 비드들은 1 내지 5분 동안 제자리에 유지된다.The beads are held in place for 1 to 5 minutes while the pneumatic module is operated to transfer the liquid contents of the secondary reaction vessel to the waste container 240.

그런 다음 자석들(710)은 1차 반응 용기로부터 분리된다.The magnets 710 are then separated from the primary reaction vessel.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 COOH 비드 세척 2(예를 들어, 85% 에탄올)를 시약 용기에 분배하도록 동작된다.The motion module and reagent module are then operated to dispense COOH bead wash 2 (e.g., 85% ethanol) into the reagent vessel.

그런 다음 공압 모듈은 시약 용기의 내용물을 2차 반응 용기로 전송하도록 동작된다.The pneumatic module is then actuated to transfer the contents of the reagent vessel to the secondary reaction vessel.

그런 다음 2차 반응 용기의 내용물이 30초 동안 인큐베이션하도록 허용된다.The contents of the secondary reaction vessel are then allowed to incubate for 30 seconds.

모션 모듈 및 자기 모듈은 자석들(710)과 맞물리도록 동작되고 자기 비드들을 2차 반응 용기의 하나 이상의 측면들에 유지한다.The motion module and magnetic module are operative to engage magnets 710 and retain the magnetic beads to one or more sides of the secondary reaction vessel.

2차 반응 용기의 액체 내용물을 폐기물 용기(240)로 전송하기 위해 공압 모듈이 동작되는 동안 비드들은 1 내지 5분 동안 제자리에 유지된다. 그런 다음 자석들(710)은 1차 반응 용기로부터 분리된다.The beads are held in place for 1 to 5 minutes while the pneumatic module is operated to transfer the liquid contents of the secondary reaction vessel to the waste container 240. The magnets 710 are then separated from the primary reaction vessel.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 COOH 용출 완충액(예를 들어, 10mM Tris, pH 8.0)을 시약 용기에 분배하도록 동작된다.The motion module and reagent module are then operated to dispense COOH elution buffer (e.g., 10mM Tris, pH 8.0) into the reagent vessel.

그런 다음 공압 모듈은 용출 완충액을 2차 반응 용기로 전송하도록 동작된다.The pneumatic module is then actuated to transfer the elution buffer to the secondary reaction vessel.

오비탈 셰이커는 COOH 비드들로부터 용출 완충액으로 DNA를 방출하기 위해 2차 반응 용기의 내용물의 혼합을 촉진하기 위해 동작된다.The orbital shaker is operated to promote mixing of the contents of the secondary reaction vessel to release DNA from the COOH beads into the elution buffer.

모션 모듈 및 자기 모듈은 자석들(710)과 맞물리도록 동작되고 자기 비드들을 2차 반응 용기의 하나 이상의 측면들에 유지한다.The motion module and magnetic module are operative to engage magnets 710 and retain the magnetic beads to one or more sides of the secondary reaction vessel.

그런 다음 공기 투과성 멤브레인까지 2차 반응 용기의 액체 내용물(용출액)을 끌어당겨 계량 채널을 채우도록 공압 모듈이 동작된다.The pneumatic module is then actuated to draw the liquid contents (effluent) of the secondary reaction vessel up to the air-permeable membrane and fill the metering channel.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 중립 완충액을 QC 완충 용기(265) 및 3개의 QC 기준 완충 용기들(275)에 분배하도록 동작된다.The motion module and the reagent module are then operated to distribute the neutral buffer to the QC buffer vessel 265 and the three QC reference buffer vessels 275.

그런 다음 공압 모듈은 계량 채널을 통해 완충액을 QC 완충 용기에서 계량 채널의 용출액 분취량(예를 들어, 1μL)과 함께 QC 용기로 끌어들이기 위해 동작된다. 그리고 완충액을 QC 기준 완충 용기들(275)에서 대응 QC 기준 용기들(271)로 전송하도록 한다.The pneumatic module is then actuated to draw the buffer from the QC buffer vessel through the metering channel into the QC vessel along with an aliquot (e.g., 1 μL) of the eluate in the metering channel. Then, the buffer solution is transferred from the QC reference buffer containers 275 to the corresponding QC reference containers 271.

그런 다음 공압 모듈은 나머지 용출액을 2차 반응 용기로부터 출력 용기(250)로 전송하도록 동작된다.The pneumatic module is then operated to transfer the remaining eluate from the secondary reaction vessel to the output vessel 250.

오비탈 셰이커는 QC 용기(261) 및 QC 기준 용기(271)의 내용물의 혼합을 촉진하고, QC 기준 용기에서 사전 로딩된 염료 및 기준 핵산(NA)의 재현탁(resuspension)을 촉진하도록 동작된다.The orbital shaker is operated to facilitate mixing of the contents of the QC vessel 261 and the QC reference vessel 271 and to facilitate resuspension of the dye and reference nucleic acid (NA) preloaded in the QC reference vessel.

모션 모듈은 샘플 카트리지 및 완충액과 함께 용출액의 분취량을 포함하는 QC 용기에 대응하는 위치로 광학 모듈을 이동하도록 동작되고, 광학 모듈은 QC 용기의 내용물에 대한 형광 측정을 수행하도록 동작된다.The motion module is operative to move the optical module to a position corresponding to a QC vessel containing an aliquot of eluate along with the sample cartridge and buffer, and the optical module is operative to perform fluorescence measurements on the contents of the QC vessel.

모션 모듈은 3개의 QC 기준 용기들에 대응하는 3개의 위치들로 광학 모듈을 이동시키도록 추가로 동작되고, 광학 모듈은 QC 기준 용기들의 각각의 내용물에 대한 형광 측정을 수행하도록 동작된다.The motion module is further operated to move the optical module to three positions corresponding to the three QC reference containers, and the optical module is operated to perform fluorescence measurements on the contents of each of the QC reference containers.

그런 다음 형광 측정 데이터가 사용되어 최종 용출액의 DNA 농도를 결정한다. 결과 데이터는 정량화를 제공하고 기록 및/또는 캡처(capturing)를 위해 LIMS 시스템으로 송신될 수 있다.Fluorometric data is then used to determine the DNA concentration of the final eluate. The resulting data provides quantification and can be transmitted to a LIMS system for recording and/or capturing.

마지막으로 공압 모듈은 하강되고 샘플 카트리지에서 분리될 수 있다. 이는 일부 실시예들에 따른 작업 흐름 프로그램의 끝을 포함할 수 있다.Finally, the pneumatic module can be lowered and separated from the sample cartridge. This may include the end of a workflow program according to some embodiments.

그런 다음 샘플 카트리지(200)는 사용자에 의해 기기(100)로부터 제거될 수 있다. 임시 뚜껑(259)은 출력 용기(250)로부터 제거될 수 있고, 주(main) 뚜껑은 출력 용기(250)를 밀봉하기 위해 폐쇄될 수 있다.Sample cartridge 200 can then be removed from device 100 by the user. The temporary lid 259 can be removed from the output container 250 and the main lid can be closed to seal the output container 250.

그런 다음 출력 용기(250)는 출력 용기 시트(254)에서 제거될 수 있고 샘플 카트리지(200)의 나머지 부분은 폐기될 수 있다.Output container 250 can then be removed from output container sheet 254 and the remainder of sample cartridge 200 can be discarded.

예 2Example 2

일부 실시예들에 따른 또 다른 작업 흐름 예가 아래에 설명되어 있다. 화학 및 동작 파라미터들은 0.5mL 전혈 샘플에서 gDNA 추출에 적절하다. 기기 동작의 세부 사항들은 다른 애플리케이션들 및 프로세스들에도 적절할 수 있다.Another workflow example according to some embodiments is described below. Chemical and operating parameters are appropriate for gDNA extraction from 0.5 mL whole blood samples. Details of device operation may also be relevant to other applications and processes.

기기 작업 흐름이 시작되기 전에 사용자는 생물학적 표본과 같은 유체 샘플을 샘플 카트리지(200)의 1차 반응 용기(210)로 피펫팅할 수 있다. 예를 들어, 환자로부터 채취한 혈액 0.5mL.Before the instrument workflow begins, a user may pipet a fluid sample, such as a biological specimen, into the primary reaction vessel 210 of the sample cartridge 200. For example, 0.5 mL of blood taken from a patient.

그런 다음 사용자는 1차 반응 용기(210)의 뚜껑(211)을 닫은 다음 샘플 카트리지(200)의 일련 번호 또는 다른 표시를 기록하거나 스캔하고 예를 들어 이전에 샘플을 포함하고 있는 바이알로부터 대응 환자 세부 정보들을 기록할 수 있다. 이 정보는 예를 들어 LIMS 시스템 또는 실험실 정보 시스템에 기록될 수 있다.The user then closes the lid 211 of the primary reaction vessel 210 and then records or scans the serial number or other markings on the sample cartridge 200 and retrieves corresponding patient details, for example from a vial previously containing a sample. Information can be recorded. This information may be recorded, for example, in a LIMS system or laboratory information system.

그런 다음 사용자는 기기(100)의 카트리지 슬롯들(120) 중 하나에 카트리지(200)를 삽입할 수 있다.The user can then insert the cartridge 200 into one of the cartridge slots 120 of the device 100.

그런 다음 사용자는 사용자 인터페이스를 사용하여 기기에 대한 작업 흐름 프로그램을 선택할 수 있다. 그런 다음 컴퓨터 판독 가능 저장 매체들에 기록된 명령어들에 따라 제어 모듈(101)에 의해 제어되는 기기 기능들로 기기 작업 흐름이 시작될 수 있다. 예를 들어, 핵산 추출 작업 흐름은 아래에 설명되어 있다.The user can then use the user interface to select a workflow program for the device. The device workflow may then begin with device functions controlled by the control module 101 according to instructions recorded on computer-readable storage media. For example, the nucleic acid extraction workflow is described below.

모션 모듈은 샘플 카트리지의 공압 포트들과 공압 모듈을 맞물리게 하고 카트리지 슬롯(120)에서 카트리지(200)의 제거를 제한하기 위해 카트리지를 클램핑하도록 동작된다.The motion module is operated to engage the pneumatic module with the pneumatic ports of the sample cartridge and clamp the cartridge to limit removal of the cartridge 200 from the cartridge slot 120.

그런 다음 모션 모듈은 시약 모듈을 샘플 카트리지 위의 위치로 이동하도록 동작되고 시약 모듈은 시약 용기(230)에 50μL의 프로테이나제 K(Qiagen, 공급업체로부터 수신된 바와 같음)를 분배하도록 동작된다.The motion module is then actuated to move the reagent module into position above the sample cartridge and the reagent module is actuated to dispense 50 μL of Proteinase K (Qiagen, as received from the supplier) into the reagent vessel 230. .

공압 모듈은 표본과 함께 시약을 1차 반응 용기(210)로 전송하도록 동작된다.The pneumatic module is operated to transfer the reagent along with the sample to the primary reaction vessel 210.

그런 다음 시약 모듈은 시약 용기(230)에 120μL의 상업용 지지 완충액 AL을 분배하도록 동작되고 공압 모듈은 표본과 함께 시약을 1차 반응 용기(210)로 전송하도록 동작된다.The reagent module is then actuated to dispense 120 μL of commercial support buffer AL into the reagent vessel (230) and the pneumatic module is actuated to transfer the reagent along with the specimen to the primary reaction vessel (210).

대안적으로, 프로테이나제 K 및 완충액은 시약 용기(230)에 함께 또는 차례로 분배될 수 있으며, 그런 다음 단일 전송 단계에서 함께 1차 반응 용기(210)로 전송될 수 있다.Alternatively, proteinase K and buffer may be dispensed together or sequentially in reagent vessel 230 and then transferred together to primary reaction vessel 210 in a single transfer step.

공압 모듈의 동작은 예를 들어 100mBar 내지 120mBar 범위의 진공 압력 또는 음압(주변 압력에 대해)을 적용하는 것을 포함할 수 있다.Operation of the pneumatic module may include applying vacuum pressure or negative pressure (relative to ambient pressure), for example in the range of 100 mBar to 120 mBar.

혼합 모듈의 오비탈 셰이커는 1100rpm에서 10초 동안 작동되어 1차 반응 용기에서 표본과 시약의 혼합을 촉진한다.The orbital shaker in the mixing module operates at 1100 rpm for 10 seconds to promote mixing of samples and reagents in the primary reaction vessel.

모션 모듈 및 열 모듈은 히터를 활성화 및 상승시켜 1차 반응 용기를 가열하고 25°C에서 10분 동안 인큐베이션하여 혈액 내의 단백질들을 소화시키도록 동작된다. 그런 다음 히터는 하강되고 비활성화될 수 있다.The motion module and heat module are operated to activate and raise the heater to heat the primary reaction vessel and incubate it at 25°C for 10 minutes to digest the proteins in the blood. The heater can then be lowered and deactivated.

대안적으로, 주위 온도가 25°C에 가까우면, 히터가 이 단계에 요구되지 않을 수 있다.Alternatively, if the ambient temperature is close to 25°C, heaters may not be required for this step.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 825μL 용출 완충액(0.8M g.HCl, 0.01M Tris pH8, 50% 2-프로판올, 1.2M NaCl, 2mM EDTA, 0.25% Tween-20)을 시약 용기(230)로 분배하도록 동작된다.The motion module and reagent module then dispense 825 μL elution buffer (0.8M g.HCl, 0.01M Tris pH8, 50% 2-propanol, 1.2M NaCl, 2mM EDTA, 0.25% Tween-20) into the reagent vessel 230. It operates so that

그런 다음 공압 모듈은 용출 완충제를 1차 반응 용기로 전송하도록 동작된다.The pneumatic module is then actuated to transfer the elution buffer to the primary reaction vessel.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 기능화된 자기 비드들(Siemens Versant 50μL)을 시약 용기에 분배하도록 동작된다.The motion module and reagent module are then operated to dispense functionalized magnetic beads (Siemens Versant 50 μL) into the reagent vessel.

그런 다음 공압 모듈은 비드를 1차 반응 용기로 전송하도록 동작된다.The pneumatic module is then actuated to transfer the beads to the primary reaction vessel.

시약 용기에서 비드들이 침전(precipitate)하거나 퇴적(sediment)하는 데(막힘을 유발할 수 있음) 사용가능한 시간을 피하거나 줄이기 위해, 공압 모듈은 시약 용기로의 비드들의 분배를 완료하기 전에 비드들을 1차 반응 용기로 전송하도록 동작될 수 있다. 예를 들어, 전송은 분배 동안 또는 도중에 시작될 수 있으며 단계적으로 수행될 수 있다. 분배는 또한 일부 실시예들에서 단계적으로 수행될 수 있다.To avoid or reduce the time available for the beads to precipitate or sediment in the reagent vessel (which can cause clogging), the pneumatic module places the beads in a primary chamber before completing their dispensing into the reagent vessel. It can be operated to transfer to a reaction vessel. For example, transfers may begin during or during distribution and may be performed in stages. Dispensing may also be performed in stages in some embodiments.

대안적으로 또는 추가적으로, 시약 용기에 남아 있는 비드들을 씻어내거나 채널을 1차 반응 용기로 전송하기 위해 Lysis 완충액의 일부(예를 들어, 2/3)는 유지되고 비드들의 분배 및 전송 후에 시약 챔버로 분배될 수 있다.Alternatively or additionally, a portion (e.g., 2/3) of the Lysis buffer is retained and transferred to the reagent chamber after dispensing and transferring the beads to wash away beads remaining in the reagent vessel or to transfer the channel to the primary reaction vessel. can be distributed.

오비탈 셰이커는 1100rpm에서 10초 동안 1차 반응 용기의 내용물의 혼합을 촉진하도록 동작된다.The orbital shaker was operated at 1100 rpm for 10 seconds to promote mixing of the contents of the primary reaction vessel.

모션 및 열 모듈은 1차 반응 용기를 가열하고 내용물을 약 62°C에서 15분 동안 인큐베이션하여 혈액을 용해하고 핵산(NA)을 비드에 조합하도록 동작된다. 오비탈 셰이커는 또한 혼합을 촉진하기 위해 인큐베이션 기간 동안 1100rpm에서 동작될 수 있다.The motion and heat modules are operated to heat the primary reaction vessel and incubate the contents at approximately 62°C for 15 minutes to lyse the blood and assemble the nucleic acids (NA) into the beads. The orbital shaker can also be operated at 1100 rpm during the incubation period to promote mixing.

그런 다음 히터가 비활성화되고 냉각 팬이 1차 반응 용기(210)를 주위 온도로 다시 냉각시키기 위해 동작된다. 예를 들어, 냉각 동작은 냉각 레이트에 따라 1분 내지 5분, 2분 내지 3분 또는 약 2분의 범위의 지속시간(duration)을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 비드들이 건조되지 않도록 반응 용기를 냉각시키는 것이 필요할 수 있다. 다른 실시예들에서, 건조에 문제가 없다면 이 단계는 생략될 수 있다.The heater is then deactivated and the cooling fan is turned on to cool the primary reaction vessel 210 back to ambient temperature. For example, the cooling operation may have a duration ranging from 1 minute to 5 minutes, 2 minutes to 3 minutes, or about 2 minutes depending on the cooling rate. In some embodiments, it may be necessary to cool the reaction vessel to prevent the beads from drying out. In other embodiments, this step may be omitted if drying is not a problem.

모션 모듈 및 자기 모듈은 자석들(710)과 맞물리도록 동작되고 자기 비드들을 1차 반응 용기의 하나 이상의 측면들에 유지한다.The motion module and magnetic module are operative to engage magnets 710 and retain the magnetic beads to one or more sides of the primary reaction vessel.

자석들은 냉각 동작 중에 맞물릴 수 있다.The magnets may engage during cooling operation.

용해물을 포함하는 1차 반응 용기의 액체 내용물을 폐기물 용기(240)로 전송하기 위해 공압 모듈이 동작되는 동안 비드들은 1 내지 5분 동안 제자리에 유지된다. 자석들은 액체를 전송하기 전에 약 1분 동안 비드들과 맞물리도록 적용되어 비드가 자석들을 향해 이주(migrate)하기 위해 전송 프로세스 동안 액체와 함께 흐르는 것을 방지할 수 있는 충분한 강도로 용기의 벽에 유지될 수 있다. 필요한 시간의 길이는 비드들과 자석들 사이의 자기 인력(attraction)의 강도와 유체의 점도에 따라 달라질 수 있다. 일부 실시예들에서, 더 짧은 정착 시간(1분 미만)이 충분할 수 있거나 더 긴 정착 시간(예를 들어, 1분 이상, 2분 이상, 3분 이상 또는 4분 이상)이 필요할 수 있다.The beads are held in place for 1 to 5 minutes while the pneumatic module is operated to transfer the liquid contents of the primary reaction vessel containing the melt to the waste vessel 240. The magnets are applied to engage the beads for about one minute prior to transferring the liquid so that the beads migrate towards the magnets and are held against the wall of the vessel with sufficient strength to prevent them from flowing with the liquid during the transfer process. You can. The length of time required may vary depending on the strength of magnetic attraction between the beads and magnets and the viscosity of the fluid. In some embodiments, a shorter settling time (less than 1 minute) may be sufficient or a longer settling time (e.g., more than 1 minute, more than 2 minutes, more than 3 minutes, or more than 4 minutes) may be necessary.

그런 다음 자석들(710)은 1차 반응 용기로부터 분리된다.The magnets 710 are then separated from the primary reaction vessel.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 시약 용기에 850μL의 세척 1 완충액(예를 들어, 3M 구아나디늄 HCl(gHCl), 30% 에탄올)을 분배하도록 동작된다.The motion module and reagent module are then actuated to dispense 850 μL of Wash 1 buffer (e.g., 3M guanadinium HCl (gHCl), 30% ethanol) into the reagent vessel.

그런 다음 공압 모듈은 세척 1 용액을 1차 반응 용기로 전송하도록 동작된다.The pneumatic module is then actuated to transfer the Wash 1 solution to the primary reaction vessel.

오비탈 셰이커는 1100rpm에서 10초 동안 동작되어 1차 반응 용기 내용물의 혼합을 촉진한다.The orbital shaker was operated at 1100 rpm for 10 seconds to promote mixing of the contents of the primary reaction vessel.

모션 모듈 및 자기 모듈은 자석들(710)과 맞물리도록 동작되고 자기 비드들을 1차 반응 용기의 하나 이상의 측면들에 유지한다.The motion module and magnetic module are operative to engage magnets 710 and retain the magnetic beads to one or more sides of the primary reaction vessel.

1차 반응 용기의 액체 내용물을 폐기물 용기(240)로 전송하기 위해 공압 모듈이 작동되는 동안 비드들은 1 내지 5분 동안 제자리에 유지된다. 액체를 전송하기 전에 약 1분 동안 자석들이 비드들과 맞물리도록 적용될 수 있다.The beads are held in place for 1 to 5 minutes while the pneumatic module is activated to transfer the liquid contents of the primary reaction vessel to the waste vessel 240. The magnets can be applied to engage the beads for about 1 minute before transferring the liquid.

그런 다음 자석들(710)은 1차 반응 용기로부터 분리된다.The magnets 710 are then separated from the primary reaction vessel.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 시약 용기에 450μL의 세척 2 완충액(예를 들어, 80% 에탄올, 0.1M 구연산나트륨 완충액, pH 3)을 분배하도록 동작된다.The motion module and reagent module are then actuated to dispense 450 μL of Wash 2 buffer (e.g., 80% ethanol, 0.1 M sodium citrate buffer, pH 3) into the reagent vessel.

그런 다음 공압 모듈은 세척 2 용액을 1차 반응 용기로 전송하도록 동작된다.The pneumatic module is then actuated to transfer the wash 2 solution to the primary reaction vessel.

오비탈 셰이커는 1100rpm에서 10초 동안 작동되어 1차 반응 용기 내용물의 혼합을 촉진한다.The orbital shaker was operated at 1100 rpm for 10 seconds to promote mixing of the contents of the primary reaction vessel.

모션 모듈 및 자기 모듈은 자석들(710)과 맞물리도록 동작되고 자기 비드들을 1차 반응 용기의 하나 이상의 측면들에 유지한다.The motion module and magnetic module are operative to engage magnets 710 and retain the magnetic beads to one or more sides of the primary reaction vessel.

1차 반응 용기의 액체 내용물을 폐기물 용기(240)로 전송하기 위해 공압 모듈이 동작되는 동안 비드들은 1분 내지 5분 동안 제자리에 유지된다. 액체를 전송하기 전에 약 1분 동안 자석들이 비드들과 맞물리도록 적용될 수 있다.The beads are held in place for 1 to 5 minutes while the pneumatic module is operated to transfer the liquid contents of the primary reaction vessel to the waste vessel 240. The magnets can be applied to engage the beads for about 1 minute before transferring the liquid.

그런 다음 자석들(710)이 1차 반응 용기에서 분리된다.The magnets 710 are then separated from the primary reaction vessel.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 시약 용기에 450μL의 세척 3 완충액(예를 들어, 20mM 글리신.HCl, 0.1% Tw-20, pH3)을 분배하도록 동작된다.The motion module and reagent module are then actuated to dispense 450 μL of Wash 3 buffer (e.g., 20mM Glycine.HCl, 0.1% Tw-20, pH3) into the reagent vessel.

그런 다음 공압 모듈은 세척 3 용액을 1차 반응 용기로 전송하도록 동작된다.The pneumatic module is then actuated to transfer the wash 3 solution to the primary reaction vessel.

오비탈 셰이커는 1100rpm에서 10초 동안 동작되어 1차 반응 용기 내용물의 혼합을 촉진한다.The orbital shaker was operated at 1100 rpm for 10 seconds to promote mixing of the contents of the primary reaction vessel.

모션 모듈 및 자기 모듈은 자석(710)과 맞물리도록 동작되고 자기 비드들을 1차 반응 용기의 하나 이상의 측면들에 유지한다.The motion module and magnetic module are operative to engage magnet 710 and retain the magnetic beads to one or more sides of the primary reaction vessel.

1차 반응 용기의 액체 내용물을 폐기물 용기(240)로 전송하기 위해 공압 모듈이 동작되는 동안 비드들은 1분 내지 5분 동안 제자리에 유지된다. 액체를 전송하기 전에 약 1분 동안 자석들이 비드들과 맞물리도록 적용될 수 있다.The beads are held in place for 1 to 5 minutes while the pneumatic module is operated to transfer the liquid contents of the primary reaction vessel to the waste vessel 240. The magnets can be applied to engage the beads for about 1 minute before transferring the liquid.

그런 다음 자석들(710)이 1차 반응 용기에서 분리된다.The magnets 710 are then separated from the primary reaction vessel.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 시약 용기에 450μL의 세척 4 완충액(예를 들어, 20mM 글리신.HCl, 0.1% Tw-20, pH3)을 분배하도록 동작된다.The motion module and reagent module are then actuated to dispense 450 μL of Wash 4 buffer (e.g., 20mM Glycine.HCl, 0.1% Tw-20, pH3) into the reagent vessel.

세척 4는 이전 단계들에서 분배 시스템의 오염 물질들을 세척하기 위해 세척 3과 동일한 완충액을 사용하여 완료된다. 이 단계는 순도를 보장하거나 용액에 오염 물질들이 나타날 가능성을 더 줄이기 위해 필요한 경우 두 번 이상 반복될 수 있다. 대안적으로 오염 물질들이 문제가 되지 않거나 분배 시스템에 잠재적인 오염을 피하는 독립 채널들이 포함된 경우 이 단계가 생략될 수 있다.Wash 4 is completed using the same buffer as Wash 3 to wash away contaminants from the distribution system from the previous steps. This step may be repeated more than once if necessary to ensure purity or further reduce the likelihood of contaminants appearing in the solution. Alternatively, this step can be omitted if contaminants are not a problem or if the distribution system includes independent channels to avoid potential contamination.

그런 다음 공압 모듈은 세척 4 용액을 1차 반응 용기로 전송하기 위해 동작된다.The pneumatic module is then actuated to transfer the wash 4 solution to the primary reaction vessel.

오비탈 셰이커는 1100rpm에서 10초 동안 동작되어 1차 반응 용기 내용물의 혼합을 촉진한다.The orbital shaker was operated at 1100 rpm for 10 seconds to promote mixing of the contents of the primary reaction vessel.

모션 모듈 및 자기 모듈은 자석들(710)과 맞물리도록 동작되고 자기 비드들을 1차 반응 용기의 하나 이상의 측면들에 유지한다.The motion module and magnetic module are operative to engage magnets 710 and retain the magnetic beads to one or more sides of the primary reaction vessel.

1차 반응 용기의 액체 내용물을 폐기물 용기(240)로 전송하기 위해 공압 모듈이 동작되는 동안 비드들은 1 내지 5분 동안 제자리에 유지된다. 액체를 전송하기 전에 약 1분 동안 자석들이 비드들과 맞물리도록 적용될 수 있다.The beads are held in place for 1 to 5 minutes while the pneumatic module is operated to transfer the liquid contents of the primary reaction vessel to the waste vessel 240. The magnets can be applied to engage the beads for about 1 minute before transferring the liquid.

그런 다음 자석들(710)은 1차 반응 용기로부터 분리된다.The magnets 710 are then separated from the primary reaction vessel.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 시약 용기에 165μL의 용출 완충액을 분배하도록 동작된다.The motion module and reagent module are then operated to dispense 165 μL of elution buffer into the reagent vessel.

그런 다음 공압 모듈은 용출 완충액을 1차 반응 용기로 전송하도록 동작된다.The pneumatic module is then actuated to transfer the elution buffer to the primary reaction vessel.

히터가 상승되고 활성화되어 1차 반응 용기를 약 62°C 로 10분 동안 가열하여 DNA를 비드들에서 용출 완충액으로 방출한다. 오비탈 셰이커는 1차 반응 용기의 내용물의 혼합을 촉진하기 위해 10분의 인큐베이션 기간 동안 1100rpm으로 동작될 수 있다.The heater is raised and activated to heat the primary reaction vessel to approximately 62°C for 10 minutes to release the DNA from the beads into the elution buffer. The orbital shaker may be operated at 1100 rpm for a 10 minute incubation period to promote mixing of the contents of the primary reaction vessel.

그런 다음 모션 모듈 및 자기 모듈은 자석들(710)과 맞물리도록 동작되고 자기 비드들을 1차 반응 용기의 하나 이상의 측면들에 유지한다.The motion module and magnetic module are then operated to engage magnets 710 and retain the magnetic beads to one or more sides of the primary reaction vessel.

1차 반응 용기의 액체 내용물(용출액)을 2차 반응 용기(220)로 전송하기 위해 공압 모듈이 동작되는 동안 비드들은 1 내지 5분 동안 제자리에 유지된다. 액체를 전송하기 전에 약 1분 동안 자석들이 비드와 맞물리도록 적용될 수 있다. 그런 다음 사용된 비드들은 프로세스가 끝날 때까지(2차 반응 용기에서 용출액을 추가로 처리하는 동안) 또는 카트리지를 폐기할 때까지 1차 반응 용기에 남아 있는다.The beads are held in place for 1 to 5 minutes while the pneumatic module is operated to transfer the liquid contents (effluent) of the primary reaction vessel to the secondary reaction vessel 220. The magnets can be applied to engage the beads for about 1 minute before transferring the liquid. The spent beads then remain in the primary reaction vessel until the end of the process (during further processing of the eluate in the secondary reaction vessel) or until the cartridge is discarded.

그런 다음 자석들(710)은 1차 반응 용기에서 분리된다.The magnets 710 are then separated from the primary reaction vessel.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 COOH(카르복실) 비드들을 조합 완충액(예를 들어 470μL 마스터믹스, 1.24M NaCl, 13.95% PEG8000, 0.78% w/v 확대(magnify)(MFY0002 뱅슬랩(Bangslab) 비즈들))뿐만 아니라 시약 용기에 분배하도록 동작된다.The motion module and reagent module then combine COOH (carboxyl) beads in a combination buffer (e.g. 470 μL mastermix, 1.24 M NaCl, 13.95% PEG8000, 0.78% w/v magnify (MFY0002 Bangslab beads). s)) is also operated to dispense into reagent containers.

그런 다음 공압 모듈은 시약 용기의 내용물을 2차 반응 용기로 전송하도록 동작된다.The pneumatic module is then actuated to transfer the contents of the reagent vessel to the secondary reaction vessel.

오비탈 셰이커는 1100rpm에서 10초 동안 동작되어 1차 반응 용기 내용물의 혼합을 촉진한다.The orbital shaker was operated at 1100 rpm for 10 seconds to promote mixing of the contents of the primary reaction vessel.

모션 모듈 및 자기 모듈은 자석들(710)과 맞물리도록 동작되고 자기 비드들을 1차 반응 용기의 하나 이상의 측면들에 유지한다.The motion module and magnetic module are operative to engage magnets 710 and retain the magnetic beads to one or more sides of the primary reaction vessel.

1차 반응 용기의 액체 내용물을 폐기물 용기(240)로 전송하기 위해 공압 모듈이 동작되는 동안 비드들은 1분 내지 5분 동안 제자리에 유지된다. 액체를 전송하기 전에 약 1분 동안 자석들이 비드와 맞물리도록 적용될 수 있다.The beads are held in place for 1 to 5 minutes while the pneumatic module is operated to transfer the liquid contents of the primary reaction vessel to the waste vessel 240. The magnets can be applied to engage the beads for about 1 minute before transferring the liquid.

이 예에서, 2차 반응 용기 비드들의 비드들은 자석들에 대해 더 약한 자기 인력을 가지며 더 점성인 용액에 있다. 따라서 더 긴 정착 시간(예를 들어, 2분)이 요구될 수 있다. 그러나 충분할 경우 1분 미만에서 2분, 3분 또는 4분 이상까지 더 길거나 더 짧은 정착 시간들이 사용될 수 있다.In this example, the beads in the secondary reaction vessel beads have a weaker magnetic attraction to the magnets and are in a more viscous solution. Therefore, longer settling times (e.g., 2 minutes) may be required. However, longer or shorter settling times may be used, from less than 1 minute to more than 2, 3 or 4 minutes, if sufficient.

일부 실시예들에서 자석들은 후속 세척 단계들 동안 맞물린 상태로 남아있을 수 있다. 예를 들어, 이 경우와 같이 비드들에 상대적으로 약한 조합 동력학(kinetics)이 있는 경우 자석들로 비드들을 제자리에 고정하면 비드들에서 조기에 DNA가 세척되어 나가는 것을 완화할 수 있다.In some embodiments the magnets may remain engaged during subsequent cleaning steps. For example, if the beads have relatively weak assembly kinetics, as in this case, holding the beads in place with magnets can mitigate premature washing of DNA from the beads.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 200μL의 COOH 비드 세척 1(예를 들어, 85% 에탄올)을 시약 용기에 분배하도록 동작된다.The motion module and reagent module are then actuated to dispense 200 μL of COOH Bead Wash 1 (e.g., 85% ethanol) into the reagent vessel.

그런 다음 공압 모듈은 시약 용기의 내용물을 2차 반응 용기로 전송하도록 동작된다.The pneumatic module is then actuated to transfer the contents of the reagent vessel to the secondary reaction vessel.

그런 다음 2차 반응 용기의 내용물이 실온에서 30초 동안 인큐베이션하도록 허용된다.The contents of the secondary reaction vessel are then allowed to incubate for 30 seconds at room temperature.

그런 다음 공압 모듈은 2차 반응 용기의 액체 내용물을 폐기물 용기(240)로 전송하기 위해 동작되며, 자석들(여전히 맞물림)은 비드들을 제 위치에 유지한다.The pneumatic module is then actuated to transfer the liquid contents of the secondary reaction vessel to the waste vessel 240, while magnets (still engaging) hold the beads in place.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 그 후 200μL의 COOH 비드 세척 2(예를 들어, 85% 에탄올)를 시약 용기에 분배하도록 동작된다.The motion module and reagent module are then operated to dispense 200 μL of COOH Bead Wash 2 (e.g., 85% ethanol) into the reagent vessel.

COOH 비드 세척 2는 이전 단계들에서 분배 시스템의 오염 물질들을 세척하기 위해 COOH 비드 세척 1과 동일한 완충액을 사용하여 완료된다. 순도를 보장하거나 용액에 오염 물질들이 나타날 가능성을 더 줄이기 위해 필요한 경우 이 단계가 두 번 이상 반복될 수 있다. 대안적으로 오염 물질들이 문제가 되지 않거나 분배 시스템에 잠재적인 오염을 피하는 독립 채널들이 포함된 경우 이 단계가 생략될 수 있다.COOH Bead Wash 2 is completed using the same buffer as COOH Bead Wash 1 to wash away contaminants from the distribution system from the previous steps. This step may be repeated more than once if necessary to ensure purity or further reduce the likelihood of contaminants appearing in the solution. Alternatively, this step can be omitted if contaminants are not a problem or if the distribution system includes independent channels to avoid potential contamination.

그런 다음 공압 모듈은 시약 용기의 내용물을 2차 반응 용기로 전송하도록 동작된다.The pneumatic module is then actuated to transfer the contents of the reagent vessel to the secondary reaction vessel.

그런 다음 2차 반응 용기의 내용물이 실온에서 30초 동안 인큐베이션하도록 허용된다.The contents of the secondary reaction vessel are then allowed to incubate for 30 seconds at room temperature.

그런 다음 공압 모듈은 2차 반응 용기의 액체 내용물을 폐기물 용기(240)로 전송하기 위해 동작되며, 자석들(여전히 맞물림)은 비드들을 제 위치에 유지한다.The pneumatic module is then actuated to transfer the liquid contents of the secondary reaction vessel to the waste vessel 240, while magnets (still engaging) hold the beads in place.

그런 다음 자석들(710)이 1차 반응 용기에서 분리된다.The magnets 710 are then separated from the primary reaction vessel.

그런 다음 동작 모듈 및 시약 모듈은 30μL의 COOH 용출 완충액(예를 들어 1x TE 완충액 pH8)를 시약 용기에 분배하도록 동작된다.The operation module and reagent module are then actuated to dispense 30 μL of COOH elution buffer (e.g. 1x TE buffer pH 8) into the reagent vessel.

그런 다음 공압 모듈은 용출 완충액을 2차 반응 용기로 전송하도록 동작된다.The pneumatic module is then actuated to transfer the elution buffer to the secondary reaction vessel.

오비탈 셰이커는 1100rpm에서 10초 동안 동작되어 2차 반응 용기의 내용물의 혼합을 촉진하여 COOH 비드들에서 용출 완충액으로 DNA를 방출한다.The orbital shaker was operated at 1100 rpm for 10 seconds to promote mixing of the contents of the secondary reaction vessel and release the DNA from the COOH beads into the elution buffer.

모션 모듈 및 자기 모듈은 자석들(710)과 맞물리도록 동작되고 자기 비드들을 2차 반응 용기의 하나 이상의 측면들에 유지한다. 다음 단계 전에 약 1분의 정착 시간이 허용될 수 있다.The motion module and magnetic module are operative to engage magnets 710 and retain the magnetic beads to one or more sides of the secondary reaction vessel. A settling time of approximately 1 minute may be allowed before the next step.

그런 다음 공기 투과성 멤브레인까지 2차 반응 용기의 액체 내용물(용출액)을 끌어당겨 계량 채널을 채우도록 공압 모듈이 동작된다.The pneumatic module is then actuated to draw the liquid contents (effluent) of the secondary reaction vessel up to the air-permeable membrane and fill the metering channel.

그런 다음 모션 모듈 및 시약 모듈은 중립 완충액(예를 들어 199μL 1x TE 완충액 pH8)을 QC 완충 용기(265) 및 3개의 QC 기준 완충 용기들(275)(예를 들어, 200μL 1x TE 완충액 pH8)에 분배하도록 동작된다.The motion module and the reagent module then add a neutral buffer (e.g., 199 μL 1x TE buffer pH 8) to the QC buffer vessel 265 and three QC reference buffer vessels 275 (e.g., 200 μL 1x TE buffer pH 8). It operates to distribute.

그런 다음 공압 모듈은 공기가 채널들을 채울 때까지 계량 채널로부터 용출액의 분취량(예를 들어, 1μL)과 함께 QC 완충 용기로부터 계량 채널을 통해 QC 용기(265)로 완충액을 끌어당기도록 동작된다. 공압 모듈은 또한 완충액을 QC 기준 완충 용기들(275)로부터 대응 QC 기준 용기(271)로 전송하도록 동작된다.The pneumatic module is then operated to pull buffer from the QC buffer vessel through the metering channel into the QC vessel 265 along with an aliquot (e.g., 1 μL) of eluate from the metering channel until air fills the channels. The pneumatic module is also operated to transfer buffer fluid from the QC reference buffer vessels 275 to the corresponding QC reference vessel 271.

각각의 QC 용기(265) 및 QC 기준 완충액 용기들(275)은 유사한 양(예를 들어, 0.2μg)의 건조된 DNA 염료를 함유하고 QC 기준 완충액 용기들(275)은 각각 비교를 위한 상이한 기준량의 gDNA를 함유한다(예를 들어, 각각 4ng gDNA, 60ng gDNA, 500ng gDNA).Each of the QC vessel 265 and QC reference buffer vessels 275 contains a similar amount (e.g., 0.2 μg) of dried DNA dye and the QC reference buffer vessels 275 each contain a different reference amount for comparison. of gDNA (e.g., 4 ng gDNA, 60 ng gDNA, and 500 ng gDNA respectively).

이어서 공압 모듈이 동작되어 나머지 용출액을 2차 반응 용기로부터 출력 용기(250)로 전달한다.The pneumatic module is then operated to transfer the remaining eluate from the secondary reaction vessel to the output vessel 250.

오비탈 셰이커는 1100rpm에서 10초 동안 작동되어 QC 용기(261)와 QC 기준 용기들(271)의 내용물의 혼합을 촉진하고 QC 기준 용기들에서 사전 로딩된 염료 및 기준 핵산(NA)의 재현탁을 촉진한다.The orbital shaker is operated at 1100 rpm for 10 seconds to facilitate mixing of the contents of the QC vessel 261 and the QC reference vessels 271 and to facilitate resuspension of the pre-loaded dye and reference nucleic acid (NA) in the QC reference vessels. do.

모션 모듈은 광학 모듈을 샘플 카트리지 및 완충액과 함께 용출액의 일정량을 포함하는 QC 용기에 해당하는 위치로 이동시키도록 동작되며 광학 모듈은 QC 용기의 내용물에 대한 형광 측정을 수행하도록 동작된다.The motion module is operated to move the optical module to a position corresponding to a QC container containing a quantity of eluate along with the sample cartridge and buffer, and the optical module is operated to perform fluorescence measurements on the contents of the QC container.

모션 모듈은 3개의 QC 기준 용기들에 해당하는 3개의 위치들로 광학 모듈을 이동시키도록 추가로 동작되고, 광학 모듈은 각각의 QC 기준 용기의 내용물에 대한 형광 측정을 수행하도록 동작된다.The motion module is further operated to move the optical module to three positions corresponding to the three QC reference containers, and the optical module is operated to perform fluorescence measurements on the contents of each QC reference container.

형광 측정값으로부터의 데이터는 알려진 농도를 갖는 3개의 기준 용기들로부터의 측정값 사이의 곡선을 피팅하고 내삽(또는 용출액의 농도를 결정하기 위해 외삽)하여 최종 용출액의 DNA 농도를 결정하는 데 사용된다. 결과 데이터는 기록 및/또는 캡처를 위해 LIMS 시스템으로 송신될 수 있다.Data from the fluorescence measurements are used to determine the DNA concentration of the final eluate by fitting and interpolating a curve between measurements from three reference vessels with known concentrations (or extrapolating to determine the concentration of the eluate). . Resulting data may be transmitted to a LIMS system for recording and/or capture.

마지막으로 공압 모듈이 하강되고 샘플 카트리지로부터 분리될 수 있다. 이것은 일부 실시예에 따라 작업 흐름 프로그램의 끝을 포함할 수 있다.Finally, the pneumatic module can be lowered and separated from the sample cartridge. This may include the end of the workflow program according to some embodiments.

샘플 카트리지(200)는 그 후 사용자에 의해 기기(100)로부터 제거될 수 있다. 임시 뚜껑(259)은 출력 용기(250)로부터 제거될 수 있고, 주 뚜껑은 출력 용기(250)를 밀봉하기 위해 폐쇄될 수 있다.Sample cartridge 200 may then be removed from device 100 by the user. The temporary lid 259 can be removed from the output container 250 and the main lid can be closed to seal the output container 250.

그런 다음 출력 용기(250)는 출력 용기 시트(254)에서 제거될 수 있고 샘플 카트리지(200)의 나머지 부분은 폐기될 수 있습니다.Output container 250 can then be removed from output container sheet 254 and the remainder of sample cartridge 200 can be discarded.

당업자는 본 개시의 넓은 사상을 벗어나지 않고 전술한 실시예에 다양한 변형 및/또는 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것으로 간주되어야 하며 제한적이지 않다.Those skilled in the art will understand that various changes and/or modifications may be made to the above-described embodiments without departing from the broad spirit of the present disclosure. Accordingly, the present embodiments should be regarded in all respects as illustrative and not restrictive.

Claims (71)

화학 처리 기기(chemical processing instrument)용 샘플 카트리지(sample cartridge)에 있어서,
처리를 위한 유체 샘플을 수용하도록 구성되고 1차 반응 용기의 개방된 상부를 폐쇄하기 위한 뚜껑(lid)을 수용하도록 구성된 상기 1차 반응 용기(primary reaction vessel);
상기 시약 용기(reagent vessel)의 개방된 상부를 통해 하나 이상의 유체 시약(fluid reagent)들을 수용하도록 구성된 시약 용기-여기서, 상기 시약 용기는 1차 시약 채널을 통해 유체 흐름을 제어하기 위해 상기 1차 시약 채널에 배치된 1차 시약 밸브(primary reagent valve)와 함께 상기 1차 시약 채널을 통해 상기 1차 반응 용기에 연결됨-; 및
상기 1차 반응 용기와 유체 연통하고 상기 시약 용기의 상기 유체 내용물들을 상기 1차 반응 용기로 흡인하기 위해 상기 뚜껑이 폐쇄될 때 상기 1차 반응 용기 내의 압력을 선택적으로 조정하기 위해 공압 모듈(pneumatic module)에 연결되도록 구성된 1차 공압 포트(primary pneumatic port)를 포함하는, 샘플 카트리지.
In a sample cartridge for a chemical processing instrument,
a primary reaction vessel configured to receive a fluid sample for processing and configured to receive a lid for closing an open top of the primary reaction vessel;
a reagent vessel configured to receive one or more fluid reagents through an open top of the reagent vessel, wherein the reagent vessel controls fluid flow through a primary reagent channel; connected to the primary reaction vessel through the primary reagent channel with a primary reagent valve disposed in the channel; and
a pneumatic module in fluid communication with the primary reaction vessel and for selectively adjusting the pressure within the primary reaction vessel when the lid is closed to draw the fluid contents of the reagent vessel into the primary reaction vessel; ), comprising a primary pneumatic port configured to be connected to a sample cartridge.
제1항에 있어서, 상기 1차 공압 포트와 상기 1차 반응 용기 사이에서 연장되는 1차 공압 채널(primary pneumatic channel)을 더 포함하고,
상기 1차 반응 용기로의 상기 1차 공압 채널의 개구부(opening)는 상기 1차 반응 용기의 측벽의 어느 정도 위쪽에 위치하는, 샘플 카트리지.
2. The method of claim 1, further comprising a primary pneumatic channel extending between the primary pneumatic port and the primary reaction vessel,
The sample cartridge of claim 1, wherein the opening of the primary pneumatic channel into the primary reaction vessel is located somewhat above a side wall of the primary reaction vessel.
제2항에 있어서, 상기 1차 반응 용기로의 상기 1차 공압 포트의 상기 개구부는 상기 1차 반응 용기의 상기 하부보다 상기 1차 반응 용기의 상단에 더 가깝게 위치하는, 샘플 카트리지.The sample cartridge of claim 2, wherein the opening of the primary pneumatic port to the primary reaction vessel is located closer to the top of the primary reaction vessel than the bottom of the primary reaction vessel. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 1차 반응 용기로의 상기 1차 시약 채널의 개구부는 상기 1차 반응 용기의 측벽의 어느 정도 위쪽에 위치하는, 샘플 카트리지.4. The sample cartridge of any one of claims 1 to 3, wherein the opening of the primary reagent channel to the primary reaction vessel is located somewhat above a side wall of the primary reaction vessel. 제3항에 있어서, 상기 1차 반응 용기로의 상기 1차 시약 채널의 상기 개구부는 상기 1차 반응 용기의 상기 하부보다 상기 1차 반응 용기의 상기 상단에 더 가깝게 위치하는, 샘플 카트리지.4. The sample cartridge of claim 3, wherein the opening of the primary reagent channel to the primary reaction vessel is located closer to the top of the primary reaction vessel than to the bottom of the primary reaction vessel. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 최종 출력 유체를 상기 1차 반응 용기로부터 제거가능한 출력 용기로 운반하도록 구성된 최종 출력 채널을 더 포함하는, 샘플 카트리지.The sample cartridge of any preceding claim, further comprising a final output channel configured to convey final output fluid from the primary reaction vessel to a removable output vessel. 제6항에 있어서, 출력 용기 공압 채널(output vessel pneumatic channel)을 통해 상기 출력 용기와 유체 연통하도록 구성되고 상기 최종 출력 유체를 상기 최종 출력 채널을 통해 상기 1차 반응 용기에서 상기 출력 용기로 흡인하기 위해 상기 출력 용기의 상기 압력을 선택적으로 조정하기 위해 공압 모듈에 연결되도록 구성된 출력 용기 공압 포트(output vessel pneumatic port)를 더 포함하는, 샘플 카트리지.7. The method of claim 6, configured to be in fluid communication with the output vessel through an output vessel pneumatic channel and to draw the final output fluid from the primary reaction vessel to the output vessel through the final output channel. and an output vessel pneumatic port configured to be connected to a pneumatic module to selectively adjust the pressure in the output vessel. 제7항에 있어서, 처리 동안 상기 출력 용기를 폐쇄하도록 구성된 임시 뚜껑을 더 포함하고, 상기 임시 뚜껑은 상기 최종 출력 채널과 출력 용기 공압 채널을 상기 출력 용기에 유동적으로 연결하도록 구성되는, 샘플 카트리지.8. The sample cartridge of claim 7, further comprising a temporary lid configured to close the output container during processing, the temporary lid configured to fluidly connect the final output channel and the output container pneumatic channel to the output container. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
품질 관리 분석(quality control analysis)을 위해 상기 출력 유체의 분취량(aliquot)을 수용하도록 구성된 밀봉된 품질 관리 용기(sealed quality control vessel);
상기 품질 관리 용기와 상기 최종 출력 채널과의 품질 관리 접합부(quality control junction) 사이에 연장되는 품질 관리 채널(quality control channel); 및
상기 품질 관리 용기와 유체 연통하고 상기 품질 관리 채널을 통해 상기 최종 출력 채널에서 상기 품질 관리 용기로 최종 출력 유체의 상기 분취량을 흡인하기 위해 상기 품질 관리 용기 내의 압력을 선택적으로 조정하기 위해 공압 모듈에 연결되도록 구성된 품질 관리 공압 포트(quality control pneumatic port)을 더 포함하는, 샘플 카트리지.
According to any one of claims 6 to 8,
a sealed quality control vessel configured to receive an aliquot of the output fluid for quality control analysis;
a quality control channel extending between the quality control vessel and a quality control junction with the final output channel; and
a pneumatic module in fluid communication with the quality control vessel and for selectively adjusting the pressure within the quality control vessel to aspirate the aliquot of final output fluid from the final output channel to the quality control vessel through the quality control channel. A sample cartridge further comprising a quality control pneumatic port configured to be connected.
제9항에 있어서, 상기 품질 관리 용기는 품질 관리 분석을 위해 최종 출력 유체의 상기 분취량과 혼합될 염료(dye)가 사전 로딩되어 있는, 샘플 카트리지.10. The sample cartridge of claim 9, wherein the quality control vessel is pre-loaded with a dye to be mixed with the aliquot of final output fluid for quality control analysis. 제9항 또는 제10항에 있어서,
품질 관리 분석을 위해 상기 최종 출력 유체와 혼합하기 위해 상기 완충액(buffer solution) 용기의 개방된 상부를 통해 완충액을 수용하도록 구성된 완충액 용기(buffer solution vessel);
상기 품질 관리 접합부와 상기 1차 반응 용기 사이의 상기 최종 출력 채널을 갖는 상기 완충액 채널과 완충 접합부 사이에 연장되는 완충 채널(buffer channel); 및
상기 완충 채널을 통한 상기 완충액의 흐름을 제어하기 위해 상기 완충 채널에 배치된 완충 채널 밸브(buffer channel valve)를 더 포함하는, 샘플 카트리지.
According to claim 9 or 10,
a buffer solution vessel configured to receive a buffer solution through an open top of the buffer solution vessel for mixing with the final output fluid for quality control analysis;
a buffer channel extending between the buffer channel and the buffer junction with the final output channel between the quality control junction and the primary reaction vessel; and
A sample cartridge further comprising a buffer channel valve disposed in the buffer channel to control the flow of the buffer through the buffer channel.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 품질 관리 접합부와 상기 출력 용기 사이의 상기 최종 출력 채널로부터 중간 출구(intermediate outlet);
상기 중간 출구들이 개방되는 밀봉된 챔버(sealed chamber);
상기 출구를 덮는 공기-투과성 액체 장벽 멤브레인(air-permeable liquid barrier membrane); 및
상기 밀봉된 챔버와 유체 연통하고 상기 공기 투과성 멤브레인을 통해 상기 최종 출력 채널로부터 공기를 흡인하기 위해 상기 밀봉된 챔버 내의 압력을 선택적으로 조정하기 위해 공압 모듈에 연결되도록 구성된 중간 출구 공압 포트(intermediate outlet pneumatic port)를 더 포함하는, 샘플 카트리지.
According to any one of claims 9 to 11,
an intermediate outlet from the final output channel between the quality control joint and the output container;
a sealed chamber into which the intermediate outlets are opened;
an air-permeable liquid barrier membrane covering the outlet; and
an intermediate outlet pneumatic port in fluid communication with the sealed chamber and configured to be connected to a pneumatic module to selectively adjust pressure within the sealed chamber to draw air from the final output channel through the air permeable membrane. A sample cartridge further comprising a port).
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 폐기물 채널(waste channel)을 통해 상기 1차 반응 용기로부터 폐기물 유체를 수용하도록 구성된 밀봉된 폐기물 용기; 및
상기 폐기물 용기와 유체 연통하고 상기 폐기물 채널을 통해 상기 1차 반응 용기로부터 상기 폐기물 용기로 유체를 흡인하기 위해 상기 폐기물 용기 내의 압력을 선택적으로 조정하기 위해 공압 모듈에 연결되도록 구성된 폐기물 공압 포트( waste pneumatic port)를 더 포함하는, 샘플 카트리지.
13. The method of any one of claims 1 to 12, further comprising: a sealed waste container configured to receive waste fluid from the primary reaction vessel through a waste channel; and
A waste pneumatic port configured to be in fluid communication with the waste container and connected to a pneumatic module to selectively adjust pressure within the waste container to draw fluid from the primary reaction vessel to the waste container through the waste channel. A sample cartridge further comprising a port).
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 1차 반응 용기를 상기 2차 반응 용기에 유동적으로 연결하는 1차 출력 채널을 통해 상기 1차 반응 용기로부터 1차 출력 유체를 수용하도록 구성되고, 상기 시약 용기를 상기 2차 반응 용기에 유동적으로 연결하는 2차 시약 채널을 통해 상기 시약 용기로부터 하나 이상의 유체 시약들을 수용하도록 구성된 2차 반응 용기;
상기 1차 출구 채널을 통한 흐름을 제어하기 위해 상기 1차 출구 채널에 배치된 1차 출구 밸브; 및
상기 2차 시약 채널을 통한 흐름을 제어하기 위해 상기 2차 시약 채널에 배치된 2차 시약 밸브를 더 포함하는, 샘플 카트리지.
14. The method of any one of claims 1 to 13, configured to receive a primary output fluid from the primary reaction vessel through a primary output channel fluidly connecting the primary reaction vessel to the secondary reaction vessel. a secondary reaction vessel configured to receive one or more fluid reagents from the reagent vessel through a secondary reagent channel fluidly connecting the reagent vessel to the secondary reaction vessel;
a primary outlet valve disposed in the primary outlet channel to control flow through the primary outlet channel; and
The sample cartridge further comprising a secondary reagent valve disposed in the secondary reagent channel to control flow through the secondary reagent channel.
제14항에 있어서, 상기 2차 반응 용기는 밀봉되어 있고, 및
상기 샘플 카트리지는 상기 2차 반응 용기와 유체 연통하고 상기 1차 출구 채널 또는 2차 시약 채널에서 상기 2차 반응 용기로 유체를 흡인하기 위해 상기 2차 반응 용기의 압력을 선택적으로 조정하기 위해 공압 모듈에 연결되도록 구성된 2차 공압 포트를 더 포함하는, 샘플 카트리지.
15. The method of claim 14, wherein the secondary reaction vessel is sealed, and
The sample cartridge is in fluid communication with the secondary reaction vessel and includes a pneumatic module to selectively adjust the pressure of the secondary reaction vessel to draw fluid from the primary outlet channel or secondary reagent channel to the secondary reaction vessel. A sample cartridge further comprising a secondary pneumatic port configured to be connected to.
제15항에 있어서,상기 2차 공압 포트와 상기 2차 반응 용기 사이에서 연장되는 2차 공압 채널을 더 포함하고,
상기 2차 반응 용기로의 상기 2차 공압 채널의 개구부는 상기 2차 반응 용기의 하부보다 상기 2차 반응 용기의 상단에 더 가까운 상기 2차 반응 용기의 측벽의 어느 정도 위쪽에 위치하는, 샘플 카트리지.
The method of claim 15 , further comprising a secondary pneumatic channel extending between the secondary pneumatic port and the secondary reaction vessel,
The sample cartridge, wherein the opening of the secondary pneumatic channel to the secondary reaction vessel is located somewhat above the side wall of the secondary reaction vessel closer to the top of the secondary reaction vessel than the bottom of the secondary reaction vessel. .
제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 1차 출력 채널 및 2차 시약 채널의 입구 또는 입구들은 상기 2차 반응 용기의 하부보다 상기 2차 반응 용기의 상단에 더 가까운, 상기 2차 반응 용기의 측벽의 위쪽으로 상기 2차 반응 용기로 개방하는, 샘플 카트리지.17. The method of any one of claims 14 to 16, wherein the inlet or inlets of the primary output channel and the secondary reagent channel are closer to the top of the secondary reaction vessel than the bottom of the secondary reaction vessel. A sample cartridge that opens upwardly of the side wall of the primary reaction vessel into the secondary reaction vessel. 제11항 또는 제12항, 또는 제11항 또는 제12항에 직접적으로 또는 간접적으로 의존하는 경우, 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 품질 관리 접합부에서, 상기 품질 관리 채널은 상기 품질 관리 접합부와 완충 접합부 사이에서 연장되는 상기 최종 출력 채널의 일부와 둔각(obtuse angle)을 형성하는, 샘플 카트리지.17. The quality control channel according to any one of claims 13 to 17, wherein at the quality control junction, when relying directly or indirectly on claims 11 or 12, forms an obtuse angle with a portion of the final output channel extending between the quality control joint and the buffer joint. 제11항 또는 제12항, 또는 제11항 또는 제12항에 직접적으로 또는 간접적으로 의존하는 경우 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 완충 접합부에서, 상기 완충 채널은 상기 품질 관리 접합부와 완충 접합부 사이에서 연장되는 상기 최종 출력 채널의 일부와 둔각을 형성하는, 샘플 카트리지.19. The method according to any one of claims 13 to 18, wherein in the cushioning joint, the cushioning channel has the quality A sample cartridge forming an obtuse angle with a portion of the final output channel extending between a management joint and a buffer joint. 제11항 또는 제12항, 또는 제11항 또는 제12항에 직접적으로 또는 간접적으로 의존하는 경우 제13항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 완충 접합부에서, 상기 최종 출력 채널의 사전-완충 접합부(pre-buffer junction) 일부는 상기 품질 관리 접합부와 완충 접합부 사이에서 연장되는 상기 최종 출력 채널의 일부와 둔각을 형성하고,
상기 품질 관리 접합부에서, 상기 최종 출력 채널의 사후-QC 접합부(post-QC junction) 일부는 상기 품질 관리 접합부와 완충 접합부 사이에서 연장되는 상기 최종 출력 채널의 일부와 둔각을 형성하는, 샘플 카트리지.
20. The method according to any one of claims 13 to 19, wherein, at the buffer junction, a preset of the final output channel is provided. - a portion of the pre-buffer junction forms an obtuse angle with a portion of the final output channel extending between the quality control junction and the pre-buffer junction,
and wherein, in the quality control junction, a portion of a post-QC junction of the final output channel forms an obtuse angle with a portion of the final output channel extending between the quality control junction and the buffer junction.
유체 분석 기기와 함께 사용하기 위한 샘플 카트리지에 있어서, 상기 카트리지는:
분석을 위한 유체 샘플을 수용하도록 구성된 샘플 용기;
완충액을 수용하도록 구성된 완충액 용기;
분석용 상기 완충액의 적어도 일부와 혼합된 상기 유체 샘플의 분취량(aliquot)을 포함하는 혼합 유체를 수용하도록 구성된 분석 용기;
상기 샘플 용기와 제1 접합부 사이에 연장된 샘플 채널;
상기 샘플 채널을 통한 상기 샘플의 흐름을 제어하기 위해 상기 샘플 채널에 배치된 샘플 채널 밸브;
상기 완충액 용기와 상기 제1 접합부 사이에 연장되는 완충 채널;
상기 완충 채널을 통한 상기 완충액의 흐름을 제어하기 위해 상기 완충 채널에 배치되는 완충 채널 밸브;
상기 완충 채널 및 샘플 채널과 유체 소통하는 측정 채널-여기서, 상기 측정 채널은 상기 제1 접합부와 제2 접합부 사이에서 연장됨-;
상기 측정 채널과 유체 연통하고 상기 제2 접합부와 상기 분석 용기 사이에서 연장되는 분석 용기 채널; 및
상기 분석 용기와 연통하고 상기 분석 용기 채널을 통해 상기 분석 용기로 유체를 흡인하기 위해 상기 분석 용기의 압력을 선택적으로 조정하기 위해 공압 모듈(pneumatic module)에 연결되도록 구성된 분석 용기 공압 포트를 포함하는, 샘플 카트리지.
1. A sample cartridge for use with a fluid analysis instrument, said cartridge comprising:
a sample vessel configured to receive a fluid sample for analysis;
a buffer container configured to contain a buffer solution;
an assay vessel configured to receive a mixed fluid comprising an aliquot of the fluid sample mixed with at least a portion of the buffer for analysis;
a sample channel extending between the sample vessel and the first junction;
a sample channel valve disposed in the sample channel to control flow of the sample through the sample channel;
a buffer channel extending between the buffer container and the first junction;
a buffer channel valve disposed in the buffer channel to control the flow of the buffer solution through the buffer channel;
a measurement channel in fluid communication with the buffer channel and the sample channel, wherein the measurement channel extends between the first junction and the second junction;
an assay vessel channel in fluid communication with the measurement channel and extending between the second junction and the assay vessel; and
an assay vessel pneumatic port configured to communicate with the assay vessel and be connected to a pneumatic module to selectively adjust the pressure of the assay vessel to draw fluid into the assay vessel through the assay vessel channel, Sample cartridge.
제21항에 있어서, 상기 제1 접합부에서, 상기 샘플 채널은 상기 측정 채널과 둔각을 형성하는, 샘플 카트리지.22. The sample cartridge of claim 21, wherein at the first junction, the sample channel forms an obtuse angle with the measurement channel. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 제1 접합부에서, 상기 완충 채널은 상기 측정 채널과 둔각을 형성하는, 샘플 카트리지.23. Sample cartridge according to claim 21 or 22, wherein at the first junction, the buffer channel forms an obtuse angle with the measurement channel. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 접합부에서, 상기 분석 용기 채널은 상기 측정 채널과 둔각을 형성하는, 샘플 카트리지.24. Sample cartridge according to any one of claims 21 to 23, wherein at the second junction the assay vessel channel forms an obtuse angle with the measurement channel. 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샘플 채널 밸브와 상기 완충 채널 밸브 중 적어도 하나는 상기 유체 샘플의 분취량이 상기 측정 채널로 흡인될 수 있고, 상기 완충액이 상기 완충 채널을 통해 및 상기 측정 채널 및 분석 용기 채널을 통해 분석용 상기 유체 샘플의 상기 분취량을 갖는 상기 분석 용기로 흡인될 수 있도록 허용하도록 선택적으로 개방 및 폐쇄될 수 있는 활성 밸브를 포함하는, 샘플 카트리지.25. The method of any one of claims 21 to 24, wherein at least one of the sample channel valve and the buffer channel valve is configured to allow an aliquot of the fluid sample to be aspirated into the measurement channel and to allow the buffer to flow through the buffer channel. and an activating valve that can be selectively opened and closed to allow aspiration of the aliquot of the fluid sample for analysis through the measurement channel and the assay vessel channel into the assay vessel. 제21항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분석 용기는 분석을 용이하게 하기 위해 상기 완충액 및 유체 샘플과 혼합하도록 구성된 염료로 사전 로딩되는, 샘플 카트리지.26. The sample cartridge of any one of claims 21-25, wherein the assay vessel is pre-loaded with a dye configured to mix with the buffer and fluid sample to facilitate analysis. 제21항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 접합부를 통해 상기 계량 채널(metering channel)과 유체 연통하는 중간 출구;
상기 중간 출구가 개방되는 출구 챔버;
상기 출구를 덮는 공기-투과성 액체 장벽 멤브레인; 및
상기 출구 챔버와 유체 연통하고 상기 측정 채널로부터 상기 공기-투과성 멤브레인을 통해 공기를 흡인하기 위해 상기 출구 챔버의 압력을 선택적으로 조정하기 위해 공압 모듈에 연결되도록 구성된 중간 출구 공압 포트를 더 포함하고,
상기 중간 출구는 상기 샘플 채널 또는 완충 채널로부터 상기 측정 채널로 유입된 액체가 상기 측정 채널을 채우도록 허용되지만, 상기 분석 용기 채널로 진행하는 것은 허용되지 않도록 배열되는, 샘플 카트리지.
According to any one of claims 21 to 26,
an intermediate outlet in fluid communication with the metering channel through the second junction;
an outlet chamber in which the intermediate outlet is open;
an air-permeable liquid barrier membrane covering the outlet; and
further comprising an intermediate outlet pneumatic port in fluid communication with the outlet chamber and configured to be connected to a pneumatic module to selectively adjust the pressure of the outlet chamber to draw air from the measurement channel through the air-permeable membrane;
and the intermediate outlet is arranged such that liquid entering the measurement channel from the sample channel or buffer channel is allowed to fill the measurement channel, but is not allowed to proceed to the assay vessel channel.
제27항에 있어서, 상기 중간 출구는 상기 제2 접합부에 위치하는, 샘플 카트리지.28. The sample cartridge of claim 27, wherein the intermediate outlet is located at the second junction. 제27항에 있어서, 상기 샘플 채널 또는 완충 채널로부터 상기 측정 채널로 흡인된 액체가 상기 측정 채널을 채우고 상기 출구 채널로 진행할 수 있지만, 상기 분석 용기 채널로 진행하는 것은 허용되지 않도록, 제2 접합부와 상기 출구 사이에서 연장되는 출구 채널을 더 포함하는, 샘플 카트리지.28. A second junction and A sample cartridge further comprising an outlet channel extending between the outlets. 제29항에 있어서, 상기 제2 접합부에서, 상기 출구 채널은 상기 측정 채널과 둔각을 형성하는, 샘플 카트리지.30. A sample cartridge according to claim 29, wherein at the second junction, the outlet channel forms an obtuse angle with the measurement channel. 제21항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 접합부를 통해 및 출력 채널을 통해 상기 계량 채널과 유체 연통하는 출력 용기; 및
상기 출력 용기와 연통하고 상기 제2 접합부 및 상기 출력 채널을 통해 상기 계량 채널로부터 유체를 상기 출력 용기로 흡인하기 위해 상기 출력 용기의 압력을 선택적으로 조정하기 위해 공압 모듈에 연결되도록 구성된 출력 용기 공압 포트를 더 포함하는, 샘플 카트리지.
According to any one of claims 21 to 30,
an output vessel in fluid communication with the metering channel through the second junction and through an output channel; and
An output vessel pneumatic port in communication with the output vessel and configured to be connected to a pneumatic module to selectively adjust the pressure of the output vessel to draw fluid from the metering channel through the second junction and the output channel to the output vessel. A sample cartridge further comprising:
제31항에 있어서, 상기 출력 채널은 상기 제2 접합부에서 상기 출력 용기로 연장되는, 샘플 카트리지.32. The sample cartridge of claim 31, wherein the output channel extends from the second junction to the output container. 제31항에 있어서, 제27항 내지 제30항 중 어느 한 항에 따를 때, 상기 출력 채널은 상기 중간 출구와 상기 출력 용기 사이에서 연장되는, 샘플 카트리지.32. A sample cartridge according to claim 31, wherein when according to any one of claims 27 to 30, the output channel extends between the intermediate outlet and the output container. 제21항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 완충 채널 밸브는 상기 완충 채널 밸브를 선택적으로 개방 또는 폐쇄하기 위해 공압 모듈에 연결되도록 구성된 완충 채널 밸브 공압 포트를 포함하는 압력 작동 밸브(pressure actuated valve)를 포함하는, 샘플 카트리지.34. A pressure actuated valve according to any one of claims 21 to 33, wherein the buffer channel valve includes a buffer channel valve pneumatic port configured to be connected to a pneumatic module to selectively open or close the buffer channel valve. A sample cartridge containing an actuated valve. 제21항 내지 제34항 중 어느 한 항에 따른 샘플 카트리지를 수용하도록 구성된 유체 분석 기기에 있어서, 상기 기기는:
상기 분석 용기 공압 포트에 연결하고 상기 분석 용기 채널을 통해 유체를 상기 분석 용기로 흡인하기 위해 상기 분석 용기의 압력을 선택적으로 조정하도록 구성된 공압 모듈; 및
상기 분석 용기 내 유체의 속성을 측정하도록 구성된 분석 모듈을 포함하는, 기기.
35. A fluid analysis instrument configured to receive a sample cartridge according to any one of claims 21 to 34, said instrument comprising:
a pneumatic module connected to the assay vessel pneumatic port and configured to selectively adjust the pressure of the assay vessel to draw fluid into the assay vessel through the assay vessel channel; and
An instrument comprising an analysis module configured to measure properties of a fluid in the analysis vessel.
제21항 내지 제34항 중 어느 한 항에 따른 샘플 카트리지를 포함하는 유체 분석 기기에 있어서, 상기 기기는:
상기 분석 용기 공압 포트에 연결되고 상기 분석 용기 채널을 통해 유체를 상기 분석 용기로 흡인하기 위해 상기 분석 용기의 압력을 선택적으로 조정하도록 구성된 공압 모듈; 및
상기 분석 용기 내 유체의 속성을 측정하도록 구성된 분석 모듈을 포함하는, 기기.
35. A fluid analysis device comprising a sample cartridge according to any one of claims 21 to 34, wherein the device:
a pneumatic module connected to the assay vessel pneumatic port and configured to selectively adjust the pressure of the assay vessel to draw fluid into the assay vessel through the assay vessel channel; and
An instrument comprising an analysis module configured to measure properties of a fluid in the analysis vessel.
제35항 또는 제36항에 있어서, 상기 분석 모듈은 상기 분석 용기 내의 상기 유체를 조명하도록 구성된 광학 소스(optical source), 및 상기 분석 용기 내의 유체로부터 송신된 광을 검출하거나 측정하도록 구성된 광학 검출기(optical detector)를 포함하는, 기기.37. The method of claim 35 or 36, wherein the analysis module comprises an optical source configured to illuminate the fluid within the analysis vessel, and an optical detector configured to detect or measure light transmitted from the fluid within the analysis vessel. A device containing an optical detector. 제35항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 제27항에 직접적으로 또는 간접적으로 의존할 때, 상기 공압 모듈은 추가로 상기 중간 출구 공압 포트에 연결되거나 연결되도록 구성되고 상기 계량 채널에서 상기 공기 투과성 멤브레인을 통해 공기를 흡인하기 위해 상기 출구 챔버의 압력을 선택적으로 조정하도록 구성되는, 기기.38. The method according to any one of claims 35 to 37, when relying directly or indirectly on claim 27, wherein the pneumatic module is further connected or configured to be connected to the intermediate outlet pneumatic port and in the metering channel. A device configured to selectively adjust the pressure of the outlet chamber to draw air through an air-permeable membrane. 제35항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 제31항에 직접적으로 또는 간접적으로 의존할 때, 상기 공압 모듈은 추가로 상기 출력 용기 공압 포트에 연결되거나 연결되도록 구성되고 상기 제2 접합부와 상기 출력 채널을 통해 유체를 상기 계량 채널에서 상기 출력 용기로 흡인하기 위해 상기 출력 용기의 압력을 선택적으로 조정하도록 구성되는, 기기.39. The method of any one of claims 35 to 38, wherein when relying directly or indirectly on claim 31, the pneumatic module is further connected or configured to be connected to the output vessel pneumatic port and with the second junction. The device is configured to selectively adjust the pressure of the output vessel to draw fluid from the metering channel to the output vessel through the output channel. 제35항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 제65항에 직접적으로 또는 간접적으로 의존할 때, 상기 공압 모듈은 추가로 상기 완충 채널 밸브 공압 포트에 연결되거나 연결되도록 구성되고 상기 완충 채널 밸브를 선택적으로 개방 또는 폐쇄하도록 구성되는, 기기.39. The method according to any one of claims 35 to 39, when directly or indirectly dependent on claim 65, said pneumatic module is further connected or configured to be connected to said buffer channel valve pneumatic port and said buffer channel valve. A device configured to selectively open or close. 제35항 또는 제37항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 제35항에 직접적으로 또는 간접적으로 의존할 때, 상기 기기는 유체 샘플들을 함유하는 제56항 내지 제65항 중 어느 한 항의 샘플 카트리지 중 복수개들을 수용하도록 구성되는, 기기.41. The device according to any one of claims 35 or 37 to 40, wherein when relying directly or indirectly on claim 35, the device according to any one of claims 56 to 65 containing fluid samples. An apparatus configured to receive a plurality of sample cartridges. 제41항에 있어서, 각각의 샘플 카트리지의 상기 분석 용기 내의 유체 분석을 위해 상기 분석 모듈을 상기 샘플 카트리지들의 개별의 것들에 대응하는 다양한 위치들로 이동시키도록 구성된 메커니즘(mechanism) 및 액추에이터(actuator)를 더 포함하는, 기기.42. The method of claim 41, wherein a mechanism and an actuator are configured to move the analysis module to various positions corresponding to individual ones of the sample cartridges for analysis of fluid within the analysis vessel of each sample cartridge. A device further comprising: 유체 분석 시스템에 있어서:
제35항 또는 제37항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 제35항에 직접적으로 또는 간접적으로 의존할 때, 기기 및
제21항 내지 제34항 중 하나 이상의 상기 샘플 카트리지를 포함하는, 유체 분석 시스템.
In a fluid analysis system:
The apparatus according to claim 35 or any of claims 37 to 42, when relying directly or indirectly on clause 35,
A fluid analysis system comprising one or more of the sample cartridges of claims 21 to 34.
제36항 또는 제37항 내지 제42항 중 어느 한 항의 유체 분석 기기의 동작의 방법에 있어서, 제36항에 직접적으로 또는 간접적으로 의존할 때, 상기 샘플 용기에 유체 샘플을 함유하고, 상기 방법은:
상기 샘플 유체가 상기 분석 용기 채널로 진행하지 않고 상기 샘플 채널을 통해 샘플 유체를 상기 샘플 용기에서 제2 접합부까지 계량 채널로 흡인하도록 상기 공압 모듈을 동작시키는 단계; 및
상기 계량 채널로부터의 상기 샘플 유체의 분취량과 함께 상기 완충 채널, 계량 채널 및 분석 채널을 통해 상기 분석 용기로 유체를 상기 완충액 용기로부터 흡인하기 위해 이후에 상기 공압 모듈을 동작시키는 단계를 포함하는, 방법.
43. A method of operating a fluid analysis device of claim 36 or any of claims 37 to 42, wherein when relying directly or indirectly on claim 36, said sample vessel contains a fluid sample, said method silver:
operating the pneumatic module to draw sample fluid through the sample channel into a metering channel from the sample vessel to a second junction without the sample fluid advancing into the analysis vessel channel; and
subsequently operating the pneumatic module to aspirate fluid from the buffer vessel through the buffer channel, metering channel and analysis channel to the assay vessel along with an aliquot of the sample fluid from the metering channel. method.
제44항에 있어서,
상기 샘플 유체가 상기 분석 용기 채널로 진행하지 않고 상기 샘플 채널을 통해 샘플 유체를 상기 샘플 용기에서 제2 접합부까지 상기 계량 채널로 흡인하기 위해 미리결정된 시간 동안 상기 분석 용기의 압력을 감소시키기 위해 상기 공압 모듈을 동작시키는 단계; 및
상기 계량 채널로부터의 상기 샘플 유체의 분취량과 함께 상기 완충 채널, 계량 채널 및 분석 채널을 통해 상기 분석 용기로 유체를 상기 완충액 용기로부터 흡인하기 위한 미리결정된 기간 후에 상기 분석 용기 내의 압력을 감소시키기 위해 상기 공압 모듈을 동작시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
According to clause 44,
the pneumatic pressure to reduce the pressure in the assay vessel for a predetermined period of time to draw sample fluid from the sample vessel to the second junction through the sample channel and into the metering channel without the sample fluid proceeding into the assay vessel channel; operating the module; and
to reduce the pressure within the assay vessel after a predetermined period of time for aspirating fluid from the buffer vessel through the buffer channel, metering channel and assay channel with an aliquot of the sample fluid from the metering channel into the assay vessel. The method further comprising operating the pneumatic module.
제44항에 있어서, 제27항에 직접적으로 또는 간접적으로 의존할 때, 상기 방법은:
상기 샘플 유체가 상기 공기 투과성 장벽을 만날 때까지 상기 샘플 채널을 통해 상기 완충액 용기로부터 상기 계량 채널로 유체를 흡인시키기 위해 상기 중간 출구의 압력을 감소시키기 위해 상기 공압 모듈을 동작시키는 단계; 및
상기 계량 채널로부터의 상기 샘플 유체의 분취량과 함께 상기 완충 채널, 계량 채널 및 분석 채널을 통해 상기 분석 용기로 유체를 상기 완충액 용기로부터 흡인하기 위해 상기 분석 용기의 압력을 감소시키기 위해 이후에 상기 공압 모듈을 동작시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
44. The method of claim 44, when relying directly or indirectly on clause 27, wherein:
operating the pneumatic module to reduce pressure at the intermediate outlet to draw fluid from the buffer container through the sample channel to the metering channel until the sample fluid encounters the air permeable barrier; and
subsequently using the pneumatic pressure to reduce the pressure in the assay vessel to aspirate fluid from the buffer vessel into the assay vessel through the buffer channel, metering channel and analysis channel along with an aliquot of the sample fluid from the metering channel. A method further comprising operating the module.
제44항에 있어서, 제31항에 직접적으로 또는 간접적으로 의존할 때, 상기 방법은:
상기 샘플 유체가 상기 분석 용기 채널로 진행하지 않고 상기 샘플 채널을 통해 상기 계량 채널로 제2 접합부까지 상기 샘플 유체를 흡인하기 위해 미리결정된 시간 동안 상기 출력 용기의 압력을 감소시키기 위해 상기 공압 모듈을 동작시키는 단계; 및
상기 측정 채널로부터 상기 샘플 유체의 분취량과 함께 상기 완충 채널, 계량 채널 및 분석 채널을 통해 상기 분석 용기로 유체를 상기 완충액 용기로부터 흡인하기 위한 미리결정된 기간 후에 상기 분석 용기 내의 압력을 감소시키기 위해 상기 공압 모듈을 동작시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
44. The method of claim 44, when relying directly or indirectly on clause 31, wherein:
Operate the pneumatic module to reduce the pressure in the output vessel for a predetermined period of time to aspirate the sample fluid through the sample channel into the metering channel to a second junction without allowing the sample fluid to advance into the analysis vessel channel. ordering step; and
to reduce the pressure within the assay vessel after a predetermined period of time for aspirating fluid from the buffer vessel through the buffer channel, metering channel and analysis channel along with an aliquot of the sample fluid from the measurement channel into the assay vessel. The method further comprising operating the pneumatic module.
제44항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 완충 채널을 통해 상기 완충액 용기로부터 유체를 흡인하기 위해 상기 공압 모듈의 동작은 상기 계량 채널이 공기로 채워질 때까지 계속되는, 방법.48. The method of any one of claims 44 to 47, wherein operation of the pneumatic module to draw fluid from the buffer container through the buffer channel continues until the metering channel is filled with air. 제44항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 제31항에 직접적으로 또는 간접적으로 의존할 때, 상기 방법은:
샘플 유체를 상기 샘플 용기에서 상기 출력 용기로 흡인하기 위해 상기 출력 용기의 압력을 감소시키기 위해 이후에 상기 공압 모듈을 동작시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
49. The method of any one of claims 44 to 48, when relying directly or indirectly on clause 31, wherein:
The method further comprising subsequently operating the pneumatic module to reduce the pressure of the output vessel to aspirate sample fluid from the sample vessel into the output vessel.
제44항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 제34항에 직접적으로 또는 간접적으로 의존할 때, 상기 방법은:
유체가 상기 샘플 용기에서 흡인되는 기간 동안 상기 완충 밸브를 폐쇄된 상태로 유지하기 위해 상기 공압 모듈을 동작시키는 단계; 및
이후에 유체가 상기 완충액 용기로부터 흡인될 수 있도록 상기 완충 밸브를 개방 상태로 유지하기 위해 상기 공압 모듈을 동작시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
49. The method of any one of claims 44 to 49, when relying directly or indirectly on clause 34, wherein:
operating the pneumatic module to keep the buffer valve closed during the period during which fluid is aspirated from the sample vessel; and
The method further comprising operating the pneumatic module to hold the buffer valve open so that fluid can then be drawn from the buffer container.
제35항 또는 제37항 내지 제42항 중 어느 한 항의 상기 유체 분석 기기의 동작의 방법에 있어서, 제35항에 직접적으로 또는 간접적으로 의존할 때, 상기 또는 각 샘플 카트리지의 상기 샘플 용기에 유체 샘플을 포함하는 제21항 내지 제34항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 상기 샘플 카트리지들을 수용하고, 상기 방법은:
상기 샘플 유체가 상기 분석 용기 채널로 진행하지 않고 상기 샘플 채널을 통해 상기 또는 각 샘플 카트리지의 상기 샘플 용기에서 상기 샘플 채널을 통해 상기 계량 채널로 제2 접합부까지 흡인하기 위해 상기 공압 모듈을 동작시키는 단계;
상기 계량 채널로부터 상기 샘플 유체의 분취량과 함께 상기 분석 용기로 상기 또는 각 샘플 카트리지의 상기 완충액 용기로부터 상기 완충 채널, 계량 채널 및 분석 채널을 통해 유체를 흡인하기 위해 이후에 상기 공압 모듈을 동작시키는 단계를 포함하는, 방법.
43. A method of operating said fluid analysis device according to any one of claims 35 or 37 to 42, wherein when relying directly or indirectly on claim 35, the fluid in said sample container of said or each sample cartridge Receiving one or more said sample cartridges according to any one of claims 21 to 34 containing a sample, said method comprising:
Operating the pneumatic module to draw the sample fluid from the sample vessel of the or each sample cartridge through the sample channel to the second abutment into the metering channel without advancing into the analysis vessel channel. ;
subsequently operating the pneumatic module to aspirate fluid through the buffer channel, the metering channel and the analysis channel from the buffer container of each sample cartridge into the analysis vessel along with an aliquot of the sample fluid from the metering channel. A method comprising steps.
제51항에 있어서,
상기 공압 모듈을 상기 또는 각 샘플 카트리지의 상기 분석 용기 공압 포트에 연결하는 단계;
상기 샘플 유체를 상기 분석 용기 채널로 진행하지 않고 상기 샘플 채널을 통해 상기 샘플 용기에서 상기 제2 접합부까지 상기 계량 채널로 샘플 유체를 흡인하기 위해 미리결정된 시간 동안 상기 또는 각 샘플 카트리지의 상기 분석 용기 내의 압력을 감소시키기 위해 상기 공압 모듈을 동작시키는 단계; 및
상기 계량 채널에서 상기 샘플 유체의 분취량과 함께 상기 완충액 용기에서 상기 완충 채널, 계량 채널 및 분석 채널을 통해 유체를 상기 분석 용기로 흡인하기 위해 상기 미리결정된 기간 후 상기 또는 각 샘플 카트리지의 상기 분석 용기 내의 압력을 감소시키기 위해상기 공압 모듈을 동작시키는 단계를 더 포함하는 방법.
According to clause 51,
Connecting the pneumatic module to the assay vessel pneumatic port of the or each sample cartridge;
within the assay vessel of the or each sample cartridge for a predetermined period of time to aspirate sample fluid from the sample vessel to the second junction through the sample channel and into the metering channel without advancing the sample fluid into the assay vessel channel. operating the pneumatic module to reduce pressure; and
The assay vessel of the or each sample cartridge after the predetermined period of time to aspirate fluid from the buffer vessel through the buffer channel, metering channel and assay channel to the assay vessel along with an aliquot of the sample fluid in the metering channel. The method further comprising operating the pneumatic module to reduce the pressure therein.
제51항에 있어서, 제59항에 직접적으로 또는 간접적으로 의존할 때, 상기 방법은:
상기 공압 모듈을 상기 분석 용기 공압 포트 및 상기 또는 각 샘플 카트리지의 중간 출구 공압 포트에 연결하는 단계;
상기 샘플 유체를 상기 공기 투과성 장벽을 만날 때까지 상기 샘플 채널을 통해 상기 샘플 용기에서 상기 계량 채널로 샘플 유체를 흡인하기 위해 상기 또는 각 샘플 카트리지의 상기 중간 출구 내의 압력을 감소시키기 위해 상기 공압 모듈을 동작시키는 단계; 및
상기 계량 채널에서 상기 샘플 유체의 분취량과 함께 상기 분석 용기로 유체가 상기 완충액 용기에서 상기 완충 채널, 계량 채널 및 분석 채널을 통해 상기 또는 각 샘플 카트리지의 상기 분석 용기 내에 압력을 감소시키기 위해 이후에 상기 공압 모듈을 동작시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
51. The method of claim 51, when relying directly or indirectly on clause 59, wherein:
Connecting the pneumatic module to the analysis vessel pneumatic port and the intermediate outlet pneumatic port of the or each sample cartridge;
the pneumatic module to reduce the pressure within the or the intermediate outlet of each sample cartridge to aspirate sample fluid from the sample vessel into the metering channel through the sample channel until the sample fluid meets the air permeable barrier. operating step; and
Fluid is then transferred from the buffer vessel to the assay vessel along with an aliquot of the sample fluid from the metering channel through the buffer channel, metering channel and assay channel to reduce pressure within the assay vessel of the or each sample cartridge. The method further comprising operating the pneumatic module.
제51항에 있어서, 제31항에 직접적으로 또는 간접적으로 의존할 때, 상기 방법은:
상기 공압 모듈을 상기 분석 용기 공압 포트 및 상기 또는 각 샘플 카트리지의 출력 용기 공압 포트에 연결하는 단계;
상기 샘플 유체를 상기 분석 용기 채널로 진행하지 않고 상기 샘플 채널을 통해 상기 샘플 용기에서 상기 제2 접합부까지 상기 계량 채널로 샘플 유체를 흡인하기 위해 미리결정된 시간 동안 상기 또는 각 샘플 카트리지의 상기 출력 용기에서 압력을 감소시키기 위해 상기 공압 모듈을 동작시키는 단계; 및
상기 계량 채널에서 상기 샘플 유체의 분취량과 함께 상기 완충 채널, 계량 채널 및 분석 채널을 통해 유체를 상기 완충액 용기에서 상기 분석 용기로 흡인하기 위해 미리결정된 기간 후에 상기 및 각 샘플 카트리지의 상기 분석 용기 내에 압력을 감소시키기 위해 상기 공압 모듈을 동작시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
51. The method of claim 51, wherein when relying directly or indirectly on clause 31, said method:
Connecting the pneumatic module to the analysis vessel pneumatic port and the output vessel pneumatic port of the or each sample cartridge;
in the output vessel of the or each sample cartridge for a predetermined period of time to aspirate sample fluid from the sample vessel to the second abutment through the sample channel and into the metering channel without advancing the sample fluid into the analysis vessel channel. operating the pneumatic module to reduce pressure; and
within the assay vessel of each sample cartridge after a predetermined period of time to aspirate fluid from the buffer vessel to the assay vessel through the buffer channel, metering channel and assay channel along with an aliquot of the sample fluid in the metering channel. The method further comprising operating the pneumatic module to reduce pressure.
제51항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 완충액 용기로부터 상기 완충 채널을 통해 유체를 흡인하기 위해 상기 공압 모듈의 동작이 상기 또는 각 샘플 카트리지의 상기 계량 채널이 공기로 채워질 때까지 계속되는, 방법.55. The method of any one of claims 51 to 54, wherein operation of the pneumatic module to draw fluid from the buffer container through the buffer channel continues until the metering channel of the or each sample cartridge is filled with air. , method. 제51항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 제31항에 직접적으로 또는 간접적으로 의존할 때, 상기 방법은:
상기 공압 모듈을 상기 또는 각 샘플 카트리지의 상기 출력 용기 공압 포트에 연결하는 단계; 및
상기 완충액을 상기 분석 용기 내로 흡인한 다음, 샘플 유체를 상기 샘플 용기로부터 상기 출력 용기로 흡인하기 위해 상기 또는 각 샘플 카트리지의 상기 출력 용기 내의 압력을 감소시키기 위해 상기 공압 모듈을 동작시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
56. The method of any one of claims 51 to 55, when relying directly or indirectly on claim 31, wherein:
Connecting the pneumatic module to the output vessel pneumatic port of the or each sample cartridge; and
drawing the buffer into the assay vessel and then operating the pneumatic module to reduce the pressure within the output vessel of the or each sample cartridge to draw sample fluid from the sample vessel into the output vessel. How to.
제51항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서, 제34항에 직접적으로 또는 간접적으로 의존할 때, 상기 방법은:
상기 공압 모듈을 상기 또는 각 샘플 카트리지의 상기 완충 밸브 공압 포트에 연결하는 단계;
유체가 상기 샘플 용기에서 흡인되는 기간 동안 상기 또는 각 샘플 카트리지의 상기 완충 밸브를 폐쇄된 상태로 유지하기 위해 상기 공압 모듈을 동작시키는 단계; 및
유체가 상기 완충액 용기로부터 흡인되도록 상기 또는 각 샘플 카트리지의 상기 완충 밸브를 개방된 상태로 유지하기 위해 이후에 상기 공압 모듈을 동작시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
56. The method of any one of claims 51 to 56, when relying directly or indirectly on clause 34, wherein:
Connecting the pneumatic module to the buffer valve pneumatic port of the or each sample cartridge;
operating the pneumatic module to keep the buffer valve of the or each sample cartridge closed during the period during which fluid is aspirated from the sample vessel; and
The method further comprising subsequently operating the pneumatic module to hold the buffer valve of the or each sample cartridge open such that fluid is drawn from the buffer container.
제44항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분석 용기 내의 상기 유체의 속성을 측정하기 위해 상기 분석 모듈을 이후에 동작시키는 단계를 더 포함하는, 방법.58. The method of any one of claims 44-57, further comprising subsequently operating the analysis module to measure properties of the fluid within the analysis vessel. 제58항에 있어서, 상기 측정된 속성에 관한 데이터를 외부 컴퓨팅 디바이스로 송신하는 단계를 더 포함하는, 방법.59. The method of claim 58, further comprising transmitting data regarding the measured attribute to an external computing device. 컴퓨터에 의해 실행될 때, 컴퓨터로 하여금 제44항 내지 제59항 중 어느 한 항의 방법을 수행하게 하는 명령어들을 저장하는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체.A computer-readable storage medium storing instructions that, when executed by a computer, cause the computer to perform the method of any one of claims 44 to 59. 제43항의 시스템의 사용의 방법에 있어서, 상기 방법은:
상기 또는 각 샘플 카트리지의 상기 샘플 용기에 유체 샘플을 배치시키는 단계;
상기 기기의 대응하는 카트리지 슬롯에 상기 또는 각 샘플 카트리지를 삽입하는 단계; 및
상기 유체 샘플을 분석하기 위해 상기 기기를 동작하는 단계를 포함하는, 방법.
A method of using the system of claim 43, said method comprising:
placing a fluid sample into the sample container of the or each sample cartridge;
Inserting the or each sample cartridge into a corresponding cartridge slot of the instrument; and
A method comprising operating the instrument to analyze the fluid sample.
제61항에 있어서, 일단 상기 유체 샘플이 처리되면 상기 기기로부터 각각의 샘플 카트리지를 제거하는 단계를 더 포함하는, 방법.62. The method of claim 61, further comprising removing each sample cartridge from the device once the fluid sample has been processed. 키트(kit)에 있어서,
제6항 또는 제6항에 직접적으로 또는 간접적으로 의존하는 경우 제7항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 샘플 카트리지; 및
처리 중에 상기 출력 용기를 폐쇄하도록 구성된 임시 뚜껑을 포함하고, 상기 임시 뚜껑은 상기 최종 출력 채널 및 출력 용기 공압 채널을 상기 출력 용기에 유동적으로 연결하도록 구성된, 키트.
In the kit,
A sample cartridge according to any one of claims 7 to 20 if it is directly or indirectly dependent on claim 6 or 6; and
A kit comprising a temporary lid configured to close the output vessel during processing, the temporary lid configured to fluidly connect the final output channel and the output vessel pneumatic channel to the output vessel.
제63항에 있어서, 상기 임시 뚜껑은 탄력적으로 유연한 본체에 의해 상기 카트리지에 기계적으로 결합되도록 구성되는, 키트.64. The kit of claim 63, wherein the temporary lid is configured to be mechanically coupled to the cartridge by a resiliently flexible body. 제64항에 있어서, 상기 본체는 상기 임시 뚜껑과 일체로 형성되는, 키트.65. The kit of claim 64, wherein the body is formed integrally with the temporary lid. 제64항 또는 제65항에 있어서, 상기 본체는 연결될 때 상기 카트리지에 대해 상기 출력 용기를 압박하도록 구성되는, 키트.66. A kit according to claim 64 or 65, wherein the body is configured to press the output container against the cartridge when connected. 제64항 내지 제66항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 본체는 상기 최종 출력 채널 및 출력 용기 공압 채널을 상기 출력 용기에 유동적으로 연결하기 위한 채널들을 정의하는, 키트.67. A kit according to any one of claims 64 to 66, wherein the body defines channels for fluidly connecting the final output channel and the output vessel pneumatic channel to the output vessel. 제64항 내지 제67항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출력 용기를 더 포함하는, 키트.68. The kit of any one of claims 64 to 67, further comprising the output container. 제1항 내지 제20항 어느 항 항의 샘플 카트리지의 사용 방법 또는 제63항 내지 제68항 중 어느 한 항의 키트에 있어서, 상기 방법은 샘플에서 핵산의 추출, 분리, 강화, 농축 또는 정량화 또는 조작, 분석, 증폭, 시퀀싱, PCR 라이브러리 준비 또는 벡터에 삽입을 위한 핵산 준비를 달성하기 위해 상기 기기를 동작시키는 단계를 포함하는, 방법.A method of using the sample cartridge of any one of claims 1 to 20 or the kit of any of claims 63 to 68, wherein the method comprises extracting, isolating, enriching, concentrating or quantifying or manipulating nucleic acids from a sample; A method comprising operating the device to achieve preparation of nucleic acids for analysis, amplification, sequencing, PCR library preparation, or insertion into a vector. 제69항에 있어서, 상기 핵산은 자연 발생, 비자연 발생, DNA, 게놈 DNA, TCR DNA, cDNA, cfDNA, 재배열된 면역글로불린, RNA, mRNA, 1차 RNA 전사체, 전달 RNA, 마이크로RNA, 글리콜 핵산, 트레오즈 핵산, 잠긴 핵산 및 펩타이드 핵산의 핵산 부류 중 하나 이상을 포함하는, 방법.70. The method of claim 69, wherein the nucleic acid is naturally occurring, non-naturally occurring, DNA, genomic DNA, TCR DNA, cDNA, cfDNA, rearranged immunoglobulin, RNA, mRNA, primary RNA transcript, transfer RNA, microRNA, A method comprising one or more of the following nucleic acid classes: glycolic nucleic acids, threose nucleic acids, locked nucleic acids, and peptide nucleic acids. 제69항 또는 제70항에 있어서, 상기 샘플에 대해:
상기 기기의 오염 또는 다른 샘플과의 교차 오염을 방지하기 위해 상기 샘플을 격리된 상태로 유지하면서 상기 샘플을 처리하는 단계;
특정 화학, 인큐베이션 조건, 비드 선택 및 용출 파라미터를 사용하여 핵산을 선택하는 단계;
처리된 유체 생성물의 핵산 크기의 원하는 범위를 선택하고 상기 원하는 범위를 벗어나는 원하지 않는 물질을 폐기하는 단계;
상기 선택된 핵산 생성물의 농도를 증가시키는 단계; 및
상기 처리된 유체 생성물의 분취량을 정량화하고, 상기 선택된 핵산에 대한 특정 형광색소와 혼합하고, 표준 참조 곡선에 대한 것과 같은 상기 생성물의 속성을 정량화하는 단계의 처리 단계들 중 임의의 둘 이상을 수행하는 단계를 더 포함하는, 방법.
The method of claim 69 or 70, wherein for said sample:
Processing the sample while maintaining the sample in isolation to prevent contamination of the instrument or cross-contamination with other samples;
Selecting nucleic acids using specific chemistry, incubation conditions, bead selection, and elution parameters;
selecting a desired range of nucleic acid sizes in the processed fluid product and discarding unwanted material outside the desired range;
increasing the concentration of the selected nucleic acid product; and
Performing any two or more of the following processing steps: quantifying an aliquot of the processed fluid product, mixing it with a fluorochrome specific for the selected nucleic acid, and quantifying properties of the product, such as against a standard reference curve. A method further comprising the steps of:
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