KR20240004692A - 고-처리량 분석을 위한 샘플 풀링 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
샘플의 고-처리량 분석을 위한 샘플의 온보드 풀링을 위한 시스템과 방법. 복수의 샘플 튜브를 수용하기 위한 샘플 로딩 영역을 포함하는 것, 샘플 분배 위치에서 샘플 포획 및 수송 위치까지 중간 위치를 가진 수송 경로를 따라 개별 용기를 연속적으로 수송하도록 구성된 샘플 수송. 샘플 로딩 영역에서 샘플 수송으로 제1 및 제2 샘플을 수송하고 샘플 수송상의 용기에서 제1 샘플 및 제2 샘플을 풀링하여 풀링된 샘플을 형성하는 적어도 하나의 피펫터. 샘플 포획 및 수송 위치에서 용기로부터 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분을 포획하고 고-처리량 분석을 위해 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분을 수송하기 위한 샘플 수송 장치.
Description
관련 출원들에 대한 교차-참조
본 출원은 U.S. 가출원 번호 63/302,957 (2022년 1월 25일자 출원), U.S. 출원 번호 63/302,959 (2022년 1월 25일자 출원), U.S. 가출원 번호 63/302, 982 (2022년 1월 25일자 출원), U.S. 가출원 번호 63/302, 939 (2022년 1월 25일자 출원), U.S. 가출원 번호 63/181,799 (2021년 4월 29일자 출원), U.S. 가출원 번호 63/181,822 (2021년 4월 29일자 출원), U.S. 가출원 번호 63/181,874 (2021년 4월 29일자 출원), 및 U.S. 가출원 번호 63/181,880 (2021년 4월 29일자 출원)를 우선권 주장하며, 각각의 전체 내용은 여기에 참조로 편입된다.
본 발명은 고-처리량 분석을 위한 샘플 풀링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
개시된 주제 분야
현재 개시된 주제는 샘플의 고-처리량 분석, 예를 들어 고-처리량 핵산 테스트를 실행할 수 있는, 기증자 및/또는 환자들로부터 얻은 생물학적 샘플, 예를 들어 혈액, 혈청, 또는 혈장 샘플의 풀링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
관련 기술의 설명
풀링 또는 풀링 테스트는, 여러 액체 샘플을 함께 혼합하여 풀을 형성한 다음 분석할 수 있는 그룹 테스트의 한 형태이다. 예를 들어, 풀링은 샘플 그룹을 분석하는 데 필요한 시간 및/또는 테스트 횟수를 줄이고 테스트 용량을 늘릴 수 있다. 예를 들어, 도프만 풀링(Dorfman Pooling)으로 알려진 한 풀링 전략에서는 샘플 풀을 정성적 반응 (예를 들어, 양성/음성 또는 반응성/비-반응성)에 대해 테스트하고, 음성 풀의 모든 샘플을 음성으로 선언한다. 따라서 음성 풀의 경우 단일 테스트를 사용하여 풀의 모든 구성 샘플을 평가할 수 있다.
기증된 혈액 공급에서 병원체와 감염체를 검출하는 데 풀 테스트(pooled testing)가 사용되었다. 예를 들어, 풀 테스트는 기증된 혈액에서 HIV, HCV, HBV, 바베시아, 지카 바이러스, 웨스트 나일 바이러스 등을 선별하기 위해 핵산 검사(NAT)와 함께 사용되었다. 기증된 혈액을 선별하기 위한 예시적인 작업 흐름에서, 혈액은 기증자로부터 혈액 백으로 수집되고 수집 현장의 여러 샘플 수집 튜브로 수집될 수 있다. 그런 다음 혈액 백은 추가 처리 및 보관을 위해 혈액 수집 시설로 운반될 수 있으며, 수집 튜브는 혈액 검사 실험실로 운반되어 샘플에 대한 병원체 또는 감염성 질환 테스트, 혈액 분류 및 유형 검사를 받을 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 샘플을 다른 기증자의 샘플과 모아서 예를 들어 HIV, HCV, HBV, 바베시아, 지카 및 웨스트 나일 바이러스에 대한 NAT를 실시할 수 있다. 수집된 샘플에 대한 모든 테스트가 음성인 경우, 함께 혼합되어 풀을 형성한 각각의 개별 기증자 샘플은 풀에서 테스트된 병원체 및/또는 감염체에 대해 테스트에서 음성인 것으로 간주될 수 있다.
풀 테스트를 통해 전체적으로 더 높은 테스트 처리를 수행할 수 있지만 샘플 풀을 준비하는 데 추가 시간과 실험실 장비가 필요할 수 있다. 예를 들어, 종래, 풀링된 샘플은 전용 액체 핸들러 또는 풀러와 같은 테스트 설비 내의 전용 부품 상에 준비되며, 이는 샘플 풀을 생성하기 위해, 컨테이너 사이의 액체의 수송을 자동화하고 모니터링할 수 있는 일종의 실험실 장비이다. 예를 들어, NAT 테스트에 사용될 수 있는 하나의 풀링 전략은 액체 핸들러에 96 샘플의 샘플 풀을 형성한 다음 96 샘플의 풀을 NAT 테스트를 위해 별도의 기기로 전달하는 것을 포함한다. NAT 테스트 기구의 활용을 극대화하기 위해 NAT 테스트 센터는 최대 8개의 풀러를 포함하여 단일 NAT 테스트 기기를 지원할 수 있다. 각 NAT 테스트 기구를 지원하기 위해 사용된 많은 수의 풀러는 귀중한 실험실 바닥 공간을 차지할 수 있고 테스트 비용을 증가시킬 수 있다.
또한, 종래의 풀 해체(pool deconstruction) 전략은 시간 소모적이고 오류가 발생할 수 있다. 풀 해체는 샘플 풀의 어떤 구성 샘플이 병원체 및/또는 감염체에 대해 양성인 풀링된 샘플 테스트 후 병원체 및/또는 감염체를 포함하는 지를 식별하기 위해 사용될 수 있다. 종래의 풀 해체는 많은 시간 기간 동안 다수의 수동 단계를 수반할 수 있다. 예를 들어, 전형적인 풀 해체에서는 작업자가 개별 샘플을 수동으로 회수하고, 액체 핸들러로 수송하여 더 작은 중간 샘플 풀 또는 하위-풀을 형성하고, 추가 테스트를 위한 기구로 수동으로 전달될 수 있다. 추가적으로 또는 선택적으로, 해체는 작업자가 양성 풀 또는 중간 풀로부터 개별 기증자 샘플을 수동으로 검색하고 추가 테스트를 위해 개별 샘플을 기기로 수송하도록 요구할 수 있다. 종래에 관련된 수많은 수동 단계 해체 (decontinuation)는 해체 과정에서 오류에 대한 기회를 생성할 수 있다. 더 나아가, 일부 샘플은 제한된 적합성 범위를 가질 수 있고 (예를 들어, 제한된 실온 적합성 범위), 종래의 해체의 시간 요건은 폐기되는 샘플을 초래할 수 있다. 추가적으로, 새로운 샘플 풀을 생성하기 위해 사용될 액체 핸들러가 풀 해체용으로 전환될 수 있는 경우, 해체는 실험실 병목을 생성할 수 있다.
따라서, 테스트 처리량을 증가시키고 테스트에 필요한 실험실 공간을 줄이며 테스트 오류 및 비용을 줄일 수 있는 풀링 시스템 및 방법이 필요하다. 상기 개시된 기술 요지는 이러한 요구 및 다른 요구를 충족시킨다.
요약
개시된 주제의 목적 및 장점은 다음의 설명에서 명시되고 명백할 뿐만 아니라 개시된 주제의 실시를 통해 의해 학습될 것이다. 제한이 아닌 예시의 목적으로, 여기에 기술된 다양한 실시예는 샘플의 고-처리량 분석을 위해 생물학적 샘플을 온보드 풀링하는 자동화된 시스템 및 방법에 관한 것이다. 개시된 주제의 추가적 이점은 첨부된 도면 뿐만 아니라 여기에 기재된 설명 및 청구범위에서 특히 지적된 자동화 시스템 및 방법에 의해 실현되고 달성될 것이다.
이들 및 다른 장점을 달성하기 위해, 그리고 구현되고 광범위하게 기술된 개시된 주제의 목적에 따라 개시된 주제에는 샘플의 고-처리량 분석을 위한 샘플의 온보드 풀링을 위한 자동화 시스템이 포함된다. 개시된 주제에 따른 자동화 시스템에는 복수의 샘플 튜브를 수용하기 위한 샘플 로딩 영역, 그리고 샘플 분배 위치에서 샘플 포획 및 수송 위치까지 수송 경로를 따라 개별 용기를 연속적으로 수송하도록 구성된 샘플 수송 장치가, 그 사이의 중간 위치와 함께 포함된다. 개시된 주제에 따른 자동화 시스템은 샘플 로딩 영역에 있는 제1 샘플 튜브의 제1 샘플과 샘플 로딩 영역에 있는 제2 샘플 튜브의 제2 샘플을 샘플 수송(sample transport)으로 전달하고, 샘플 수송 상 용기 내에서 제1 샘플 및 제2 샘플을 풀링하여 풀링된 샘플을 형성하는 적어도 하나의 피펫터를 추가로 포함한다. 개시된 주제에 따른 자동화 시스템은 샘플 포획 및 수송 위치에서 용기로부터 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분을 포획하고 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분을 고-처리량 분석을 위해 수송하는 샘플 수송 장치를 추가로 포함한다.
상기 개시된 주제에는 샘플의 고-처리량 분석을 위해 샘플을 온보드 풀링하는 방법이 추가로 포함된다. 개시된 주제에 따른 방법은 샘플 로딩 영역에서 복수의 샘플 튜브를 수용하고, 샘플 로딩 영역에 있는 제1 샘플 튜브로부터의 제1 샘플과 샘플 로딩 영역에 있는 제2 샘플 튜브로부터의 제2 샘플을 샘플 수송 상의 샘플 분배 위치(sample dispense position)로 전달하는 것을 포함한다. 개시된 주제에 따른 방법은 샘플 분배 위치에서 샘플 포획 및 수송 위치까지의 수송 경로를 따라 중간 위치를 두고 개별 용기를 샘플 수송에서 연속적으로 수송하는 것을 추가로 포함하며, 그리고 샘플 수송 상 용기에서 제1 샘플 및 제2 샘플을 풀링하여, 풀링된 샘플을 형성한다. 개시된 주제에 따른 방법은 고-처리량 분석을 위해 샘플 포획 및 수송 위치에서 용기로부터 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분을 포획하는 것을 추가로 포함한다.
특정 구현예에서, 상기 고-처리량 분석은 복수의 병원체 또는 감염체를 검출하기 위해 풀링된 샘플에 대한 정성적 분석을 포함할 수 있다. 예를 들어, 특정 구현예에서, 고-처리량 분석은 풀링된 샘플에 대한 핵산 분석을 포함할 수 있다. 예를 들어, 검출이 아닌 복수의 병원체 또는 감염체는 SARS-CoV-2 (COVID-19), HIV-1, HIV-2, HBV, HCV, CMV, 파르보 B19 바이러스, HAV, 클라미디아, 고노레아(Gonorrhea), WNV, 지카 바이러스, 뎅기 바이러스, 치쿤구니아 바이러스(Chikungunya Virus), 인플루엔자, 바베시아, 말라리아 및 HEV 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
전술한 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명은 예시적인 것으로, 개시된 주제의 추가적인 설명을 제공하고자 하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 포함되고 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 개시된 주제의 시스템 및 방법에 대한 추가 이해를 예시하고 제공하기 위해 포함된다. 설명과 함께, 도면은 개시된 주제의 원리를 설명하는 역할을 한다.
개시된 주제의 구조 및 작동 모두에 관한 세부사항은 유사한 참조 번호가 유사한 부분을 지칭하는 첨부 도면의 연구에 의해 명백해질 수 있다. 도면의 구성요소는 반드시 일정한 비율로 구성되어 있는 것은 아니며, 대신 개시된 주제의 원리를 설명하는 데 중점을 두고 있다. 또한, 모든 도면은 개념을 전달하기 위한 것이고 상대적인 크기, 모양 및 기타 세부 속성은 문자 그대로 또는 정확하게 설명하기 보다는 도식적으로 설명될 수 있다.
도 1a는 개시된 주제에 따른 예시적인 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 1b는 개시된 주제에 따른 예시적인 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2a는 개시된 주제에 따른 예시적인 시스템의 부분 상면도이다.
도 2b는 도 1a의 예시적인 시스템의 일부 상면도로서, 예시를 위해 추가 구성 요소가 생략된 것이다.
도 2c는 도 1a의 예시적인 시스템과 함께 사용하기 위한 샘플 로딩 영역의 일부분의 정면 등축도(front isometric view)이다.
도 3은 도 2a의 예시적인 시스템으로부터의 샘플 수송의 상면도이다.
도 4a-4b는 개시된 주제의 측면에 따라 샘플 수송상의 용기에서 제1 샘플 및 제2 샘플의 풀링을 나타내는 도 2a의 예시적인 시스템으로부터의 샘플 수송의 개략적인 상면도이다.
도 5a는 개시된 주제의 측면에 따른 제3 샘플 및 제4 샘플의 풀링을 예시하는 도 2 a의 예시적인 시스템으로부터의 샘플 수송의 개략적인 상면도이다.
도 5b는 개시된 주제의 측면에 따라 도 2a의 예시적인 시스템의 샘플 수송에 각각 시료 분배 위치 및 제1 중간 위치의 제1 용기의 개략적인 측면 교차 단면도(side cross-sectional view)이다.
도 6a-6c는 개시된 주제의 다른 측면에 따른 전-처리 샘플의 전-처리 공정 및 풀링을 나타내는 도 2a의 예시적 시스템으로부터의 샘플 수송의 개략적 상면도이다.
도 7a-7f는 개시된 주제의 측면에 따른 예시적인 풀 해체 전략을 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 도 2a의 예시적인 시스템에 대한 고-처리량 핵산 분석을 위한 예시적인 공정 흐름을 나타낸다.
도 9a 및 도 9b는 도 2a-2c에 도시된 예시적인 시스템을 위한 식별된 샘플 유형 및 공정에 대한 예시적인 처리량을 나타낸다.
도 10a는 샘플 운반의 예시적 개략도와 샘플 혼합을 수행하기 위한 샘플 수송의 예시적 회전 운동을 나타낸다.
도 10b 및 10c는 도 9a에 나타낸 샘플 수송의 연속적인 진동 동안 용기의 예시적인 모식도를 나타낸다.
도 11 a는 도 2a의 예시적인 시스템으로부터의 세척 및 용출 시스템의 개략적인 상면도이다.
도 11b는 예시적인 세척 용기의 정면 등각도이다.
도 12는 예시적인 증폭 및 검출 서브시스템을 나타낸다.
도 13a-13b는 본 명세서의 스플릿 용출액 측면의 예시적인 구현예들을 도시한다. 도 13a는 스플릿팅하지 않는 시나리오 (상단 과정 경로), 홀수 개의 분석으로 스플릿팅하는 시나리오 (중간 과정 경로), 및 짝수 개의 분석으로 스플릿팅하는 시나리오 (하단 과정 경로)를 도시한다. 도 13b에서, 분석 조합 및 용출액 스플릿팅의 다양한 시나리오는 용출액 스플릿팅의 이점 및 유용성을 설명한다.
도 14a 및 14b는 상기 개시된 주제의 측면에 따라 12개 샘플의 온보드 풀링의 예시적인 방법을 나타낸다.
도 15a 및 15b는 상기 개시된 주제의 측면에 따라 18개 샘플의 온보드 풀링의 예시적인 방법을 나타낸다.
도 16a 및 16b는 상기 개시된 주제의 측면에 따라 24개 샘플의 온보드 풀링의 예시적인 방법을 나타낸다.
도 17은 개시된 주제의 측면에 따라 전-처리된 샘플의 예시적인 전-처리 공정 및 온보드 풀링을 나타낸다.
도 1a는 개시된 주제에 따른 예시적인 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 1b는 개시된 주제에 따른 예시적인 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2a는 개시된 주제에 따른 예시적인 시스템의 부분 상면도이다.
도 2b는 도 1a의 예시적인 시스템의 일부 상면도로서, 예시를 위해 추가 구성 요소가 생략된 것이다.
도 2c는 도 1a의 예시적인 시스템과 함께 사용하기 위한 샘플 로딩 영역의 일부분의 정면 등축도(front isometric view)이다.
도 3은 도 2a의 예시적인 시스템으로부터의 샘플 수송의 상면도이다.
도 4a-4b는 개시된 주제의 측면에 따라 샘플 수송상의 용기에서 제1 샘플 및 제2 샘플의 풀링을 나타내는 도 2a의 예시적인 시스템으로부터의 샘플 수송의 개략적인 상면도이다.
도 5a는 개시된 주제의 측면에 따른 제3 샘플 및 제4 샘플의 풀링을 예시하는 도 2 a의 예시적인 시스템으로부터의 샘플 수송의 개략적인 상면도이다.
도 5b는 개시된 주제의 측면에 따라 도 2a의 예시적인 시스템의 샘플 수송에 각각 시료 분배 위치 및 제1 중간 위치의 제1 용기의 개략적인 측면 교차 단면도(side cross-sectional view)이다.
도 6a-6c는 개시된 주제의 다른 측면에 따른 전-처리 샘플의 전-처리 공정 및 풀링을 나타내는 도 2a의 예시적 시스템으로부터의 샘플 수송의 개략적 상면도이다.
도 7a-7f는 개시된 주제의 측면에 따른 예시적인 풀 해체 전략을 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 도 2a의 예시적인 시스템에 대한 고-처리량 핵산 분석을 위한 예시적인 공정 흐름을 나타낸다.
도 9a 및 도 9b는 도 2a-2c에 도시된 예시적인 시스템을 위한 식별된 샘플 유형 및 공정에 대한 예시적인 처리량을 나타낸다.
도 10a는 샘플 운반의 예시적 개략도와 샘플 혼합을 수행하기 위한 샘플 수송의 예시적 회전 운동을 나타낸다.
도 10b 및 10c는 도 9a에 나타낸 샘플 수송의 연속적인 진동 동안 용기의 예시적인 모식도를 나타낸다.
도 11 a는 도 2a의 예시적인 시스템으로부터의 세척 및 용출 시스템의 개략적인 상면도이다.
도 11b는 예시적인 세척 용기의 정면 등각도이다.
도 12는 예시적인 증폭 및 검출 서브시스템을 나타낸다.
도 13a-13b는 본 명세서의 스플릿 용출액 측면의 예시적인 구현예들을 도시한다. 도 13a는 스플릿팅하지 않는 시나리오 (상단 과정 경로), 홀수 개의 분석으로 스플릿팅하는 시나리오 (중간 과정 경로), 및 짝수 개의 분석으로 스플릿팅하는 시나리오 (하단 과정 경로)를 도시한다. 도 13b에서, 분석 조합 및 용출액 스플릿팅의 다양한 시나리오는 용출액 스플릿팅의 이점 및 유용성을 설명한다.
도 14a 및 14b는 상기 개시된 주제의 측면에 따라 12개 샘플의 온보드 풀링의 예시적인 방법을 나타낸다.
도 15a 및 15b는 상기 개시된 주제의 측면에 따라 18개 샘플의 온보드 풀링의 예시적인 방법을 나타낸다.
도 16a 및 16b는 상기 개시된 주제의 측면에 따라 24개 샘플의 온보드 풀링의 예시적인 방법을 나타낸다.
도 17은 개시된 주제의 측면에 따라 전-처리된 샘플의 예시적인 전-처리 공정 및 온보드 풀링을 나타낸다.
상세한 설명
이제, 첨부된 도면에 예시된 주제의 다양한 예시적인 실시예를 상세히 참조할 것이다. 개시된 주제의 구조 및 상응하는 작동 방법은 상기 시스템의 상세한 설명과 함께 설명될 것이다. 첨부 도면에서 동일한 도면 부호들은 별개 도면들 전체에 걸쳐 동일하거나 또는 기능적으로 유사한 요소를 나타내고, 다양한 실시예를 추가로 예시하고, 개시된 주제에 따른 다양한 원리 및 장점을 설명하는 역할을 한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 일반적으로 본 개시 내용 및 각 용어가 사용되는 특정 상황에서 당해 분야의 통상적인 의미를 갖는다. 특정 용어는 본 명세서의 시스템 및 방법을 설명하고, 이를 작성하고 사용하는 방법에 대해 당업자에게 추가 지침을 제공하기 위해 아래 또는 다른 곳에서 논의된다.
상기 개시된 주제는 일반적으로 상기 샘플의 고-처리량 분석을 위한 샘플의 온보드 풀링을 위한 자동화된 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 명세서에서 사용된 "처리량(throughput)"이라는 용어는 넓은 용어로, 당해 기술분야의 기술자에게 그 통상 및 관습적 의미를 부여하고 (특별한 또는 맞춤형 의미로 제한되지 않는다), 이는 단위 시간당, 예를 들어, 시간당 획득된 분석 결과의 수에 제한없이 참조할 수 있다. 제한이 아닌 예시 목적으로, 처리량은 단위 시간당, 예를 들어 시간당 테스트 결과의 수를 의미할 수 있다. 제한이 아닌 예시 목적으로, 처리량은 단위 시간당, 예를 들어 시간당 핵산 분석 결과의 수를 의미할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 처리량은 단위 시간당, 예를 들어, 시간당 분석된 샘플의 수를 의미하며 이에 제한되지 않는다.
여기에서 사용되는 용어 “약(about)”또는 “대략(approximately)”은 당해 기술분야의 기술자에 의해 결정된 특정 값에 대한 허용가능한 오차를 의미하며, 이는 이러한 값이 측정되는 또는 결정되는 방법에 따라 부분적으로 의존적이며, 예를 들어, 측정 시스템의 제약이 있을 것이다. 예를 들어, “약(about)”이란 당업계의 관행에 따라 3 또는 3 초과의 표준 편차 이내를 의미할 수 있다. 대안으로, “약”이란 주어진 값의 최대 20%, 바람직하게는 최대 10%, 더욱 바람직하게는 최대 5%, 또는 여전히 더욱 바람직하게는 최대 1%의 범위를 의미할 수 있다. 대안으로, 특히 생물학적 시스템 또는 과정과 관련하여, 이 용어는 값의 배수 이내, 바람직하게는 5-배 이내, 또는 더욱 바람직하게는 2-배 이내를 의미할 수 있다.
특정 구현예들에서, 상기 샘플은 생물학적 샘플, 예를 들어, 생물학적 유체 샘플이다. 특정 구현예들에서, 상기 생물학적 유체 샘플은 체액 분비물이다. 생물학적 유체 및 체액 분비물 샘플의 비-제한적인 예시에는 혈액 (예를 들어, 전혈, 용해된 전혈, 혈청, 또는 혈장), 타액, 땀, 눈물, 점액, 뇨, 림프 유체, 뇌척수 유체, 간질 유체, 기관지폐포 세척 유체 또는 여기에서 기술된 방법 및 기술을 이용한 분석에 적합한 임의의 기타 샘플이 포함된다. 특정 구현예들에서, 상기 생물학적 유체 샘플은 임상 용도로 의도되며, 예를 들어, 수혈에 사용하기 위한 기증자 혈액이다. 추가적으로 또는 대안으로, 특정 구현예들에서 샘플은 전혈, 혈장, 혈청, 세포 혈액 성분(cellular blood components), 및/또는 기타 혈액 제제(blood products)를 포함할 수 있다.
1. 온보드 풀링 시스템
개시된 주제에 따라 샘플의 온보드 풀링을 위한 자동화 시스템은 일반적으로 복수의 샘플 튜브를 수용하기 위한 샘플 로딩 영역, 그리고 샘플 분배 위치에서 샘플 포획 및 수송 위치까지 수송 경로를 따라 개별 용기를 연속적으로 수송하도록 구성된 샘플 수송 장치가, 그 사이의 중간 위치와 함께 포함된다. 개시된 주제에 다른 자동화 시스템은 샘플 로딩 영역에 있는 제1 샘플 튜브의 제1 샘플과 샘플 로딩 영역에 있는 제2 샘플 튜브의 제2 샘플을 샘플 수송(sample transport)으로 전달하고, 샘플 수송 상 용기 내에서 제1 샘플 및 제2 샘플을 풀링하여 풀링된 샘플을 형성하는 적어도 하나의 피펫터를 추가로 포함한다. 개시된 주제에 따른 자동화 시스템은 샘플 포획 및 수송 위치에서 용기로부터 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분을 포획하고 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분을 고-처리량 분석을 위해 수송하는 샘플 수송 장치를 추가로 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "온보드"는 넓은 용어로, 당해 기술분야의 기술자에게 그 통상 및 관습적 의미를 부여하고 (특별한 또는 맞춤형 의미로 제한되지 않는다), 이는 단일 시스템(예를 들어, 단일 실험실 장비)에서 구성 요소의 포함 및/또는 방법 단계의 성능을 의미하나 이에 제한되지 않는다. 제한이 아닌 예를 들어, 온보드 풀링은 동일 실험실 장비에서 하나 이상의 병원체 또는 감염체의 존재를 검출하기 위해 샘플을 풀링하고, 풀링된 샘플에 대한 분석을 수행하는 것이 포함될 수 있다. 제한이 아닌 예를 들어, 온보드 풀링은 샘플을 풀링하고 풀링과 분석 사이에 수동적 개입 없이 동일 장비에서 풀링된 샘플 분석을 수행하는 것이 포함될 수 있다.
제한이 아닌 예시를 목적으로, 도 1a에 나타낸 예시적인 자동화 시스템 100의 개략적인 표현을 참조한다. 자동화 시스템 100은 복수의 샘플 튜브 11를 수용하기 위한 샘플 로딩 영역 10을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 "샘플 로딩 영역"이라는 용어는 넓은 용어로, 당해 기술분야의 기술자에게 그 통상 및 관습적 의미를 부여하고 (특별한 또는 맞춤형 의미로 제한되지 않는다), 시스템 내 위치를 의미하나 이에 제한되지는 않으며 피펫터는 샘플 튜브에 액세스하여 샘플 준비, 온보드 풀링, 및/또는 고-처리량 분석을 위해 튜브로부터 샘플을 수송할 수 있다. 상기 샘플 로딩 영역은 임의의 적합한 구성을 가질 수 있다. 제한이 아닌 예시를 목적으로, 샘플 로딩 영역은 실험실 내 샘플을 자동으로 수송하기 위한 시스템과 같은 실험실 자동화 시스템과 연결될 수 있다. 예시적인 실험실 자동화 시스템은 미국 특허 9,182,419 및 9,309,062에 기술되며, 이는 그 전체가 참조로 포함된다. 추가적으로 또는 대안으로, 그리고 여기에 구현된 바와 같이, 샘플 튜브 11는 작업자에 의해 샘플 로딩 영역 내에 및/또는 하나 이상의 로봇 샘플 핸들러와 같은 자동화된 샘플 핸들링 시스템에 의해 위치될 수 있는 샘플 튜브 랙 12에 저장될 수 있다. 특정 구현예들에서, 샘플들, 예를 들어, 샘플 튜브에서, 온보드 풀링 및 고-처리량 분석이 샘플의 일부에 대해 수행되는 동안 샘플 로딩 영역 10에 저장될 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 샘플은 여기에서 추가로 기술된 바와 같이, 온보드 해체 동안 샘플 로딩 영역에 저장될 수 있다.
개시된 주제에 따른 자동화 시스템은 중간 위치 33를 사이에 두고 샘플 분배 위치 31에서 샘플 포획 및 수송 위치 32까지 수송 경로 35를 따라 개별 용기 11를 연속적으로 운반하도록 구성된 샘플 수송30을 추가적으로 포함한다. 본 명세서에서 사용된 "샘플 수송"이라는 용어는 넓은 용어로, 당해 기술분야의 기술자에게 그 통상 및 관습적 의미를 부여하고 (특별한 또는 맞춤형 의미로 제한되지 않는다), 한 위치에서 다른 위치로 샘플을 수송(transporting), 전송(transferring), 및/또는 운반(carrying)하도록 구성된 구성 요소를 의미하고 이에 제한되지 않는다. 제한이 아닌 예시를 목적으로, 샘플 수송은 벨트 컨베이어 또는 체인 컨베이어와 같은 컨베이어, 또는 전자 비히클 시스템과 같은 비히클 시스템이 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 샘플 수송에는 사문식 경로(serpentine path)가 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 샘플 수송에는 하나 이상의 로봇 핸들러가 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 샘플 수송에는 압출(extrusion)이 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 샘플 수송에는 캐러셀(carousel)이 포함될 수 있다. 제한이 아닌 예시를 목적으로, 본 명세서에서 구현된 바와 같이, 샘플 수송은 용기를 단계적 또는 잠금단계 방식으로 수송 경로를 따라 연속적으로 운반할 수 있다. 예를 들어, 샘플 수송은 수송 경로를 따라 각 위치에서 일시 중지될 수 있다. 잠금단계의 구성은 원하는 대로 선택될 수 있다.
자동화 시스템 100은 샘플 로딩 영역 10의 제1 샘플 튜브의 제1 샘플 및 샘플 로딩 영역 10의 제2 샘플 튜브의 제2 샘플을 샘플 수송30으로 수송하고 풀링하기 위한 적어도 하나의 피펫터200를 추가로 포함하고, 샘플 수송30 용기에 제1 샘플 및 제2 샘플을 풀링하여 풀링된 샘플을 형성한다. 제한이 아닌 예를 들어, 적어도 하나의 피펫터 200는 갠트리 피펫터(gantry pipettor)와 같은 로봇 피펫터를 포함할 수 있다. 피펫터는 샘플 로딩 영역 10 및 샘플 수송 30에서 샘플 튜브 11에 액세스할 수 있고 샘플 로딩 영역 10과 샘플 수송 30사이에서 샘플을 수송할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 피펫터 20는 공지된 "한 모금 빨고 & 뱉어내기(Sip&Spit)"기술을 사용하여 샘플을 수송할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 적어도 하나의 피펫터 20는 본 명세서에 추가로 기술된 바와 같이, 샘플을 수송하기 위한 일회용 피펫 팁을 포함할 수 있다.
자동화 시스템 100은 샘플 포획 및 수송 위치 32에서 용기로부터 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분을 포획하고 고-처리량 분석을 위해 상기 풀링된 샘플의 상기 적어도 분획된 부분을 수송하기 위한 샘플 수송 장치 40을 추가로 포함한다. 본 명세서에서 사용된 "샘플 수송 장치(sample transfer mechanism)"라는 용어는 넓은 용어로, 당해 기술분야의 기술자에게 그 통상 및 관습적 의미를 부여하고 (특별한 또는 맞춤형 의미로 제한되지 않는다), 하나 이상의 관심 분석물과 같은 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분을, 시스템내 용기에서 다른 위치로 이동시키도록 구성된 구성 요소를 의미하고 이에 제한되지 않는다. 제한이 아닌 예를 들어, 샘플 수송 장치는 로봇 피펫터와 같은 피펫터를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 상기 샘플 수송 장치는 자성 팁을 포함하며, 이는 핵산 또는 이에 결합된 항원을 가지는 풀링된 샘플로부터 자성 미립자를 포획할 수 있고, 여기에 추가적으로 기술된 바와 같다.
개시된 주제에 따른 온보드 풀링을 위한 시스템은 풀링된 샘플의 고-처리량 분석을 수행하도록 구성된다. 예를 들어 제한되지 않고 여기에 구현된 바와 같이, 시스템 100은 하나 이상의 분석물, 예를 들어 제한되지 않으나 복수의 병원체 또는 감염체 중 하나 이상의 존재를 검출하는 데 사용될 수 있는 검출 영역50을 포함할 수 있다. 예를 들어 제한되지 않고 여기에 추가로 기술된 바와 같이, 검출 영역50은 세척 시스템과 같은 풀링된 샘플의 추가 샘플 준비를 위한 구성요소를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로 여기 추가로 기술된 바와 같이, 검출 영역50은 예를 들어 면역검정, 임상 화학, 분광광도법 및/또는 핵산 분석과 같은 공지된 샘플 분석 기술을 수행하기 위한 구성요소를 포함할 수 있다.
개시된 주제는 샘플의 고-처리량 분석을 위한 샘플의 온보드 풀링을 위한 방법을 추가적으로 포함한다. 제한이 아닌 예시 및 설명으로서, 도 1b에 나타낸 예시적인 방법을 참조한다. 개시된 주제에 따른 방법은 참조 번호 110으로 표시된 샘플 로딩 영역 10에서 복수의 샘플 튜브를 수용하는 것을 포함한다. 제한이 아닌 예를 들어, 샘플을 샘플 로딩 영역 10에 전달하는 실험실 자동화 시스템에 의해 샘플 로딩 영역에서 샘플을 수용할 수 있다. 제한이 아닌 예를 들어, 샘플 로딩 영역은 실험실 자동화 시스템 (LAS)에 대한 하나 이상의 인터페이스를 포함할 수 있으며, 예를 들어 상기 실험실 주변의 샘플 튜브를 다른 분석기로 수송하는 LAS를 포함한다. 여기에 구현된 바와 같이, 적어도 하나의 피펫터는 온보드 풀링 및 고-처리량 분석을 위해 LAS에서 샘플 튜브로부터 샘플을 흡인(aspirate)할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 작업자는 샘플 로딩 영역 10에 샘플들을 배치할 수 있다.
개시된 주제에 따른 방법은 참조 번호 120으로 표시된 바와 같이, 샘플 로딩 영역 10의 제1 샘플 튜브로부터 제1 샘플과 샘플 로딩 영역 10의 제2 샘플 튜브로부터 샘플 수송 위치 30 상의 샘플 분배 위치 31의 제1 샘플을 전송하는 단계를 추가적으로 포함한다. 예를 들어 본 명세서에서 구현된 바와 같이, 샘플 로딩 영역 10에서 샘플 수송 30으로 샘플을 수송하는 것은 적어도 하나의 피펫터20를 사용하여 수행될 수 있다.
개시된 주제에 따른 방법은 참조 번호 130으로 나타낸 바와 같이, 샘플 분배 위치 31에서 샘플 포획 및 수송 위치 32까지의 수송 경로 35를 따라 중간 위치 33를 그 사이에 두고 상기 샘플 수송 장치 30에 표시된 개별 용기 11를 연속적으로 수송하는 단계를 추가적으로 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 "연속적 수송(continually transporting)"이라는 용어는 넓은 용어이며, 그 통상 및 관습적 의미를 부여하고 (특별한 또는 맞춤형 의미로 제한되지 않는다), 샘플을 한 위치에서 다른 위치로 자동으로 또는 스트림-유사 방식(stream-like fashion)으로 수송, 전달 및/또는 운반하는 것을 의미하며 이에 제한되지 않고, 제1 위치에 있는 샘플 수송으로의 제1 용기의 추가는 제2 다운스트림 위치에 있는 샘플 수송으로부터 다른 용기를 제거하는 것과 동시에 발생할 수 있다. 제한이 아닌 예시를 목적으로, 개별 용기는 벨트 컨베이어 또는 체인 컨베이어와 같은 컨베이어, 또는 압출, 및/또는 하나 이상의 로봇 핸들러를 사용하여 연속적으로 수송될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 수송 경로는 사문식 경로를 포함할 수 있고 개별 용기는 사문식 경로를 따라 연속적으로 수송될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 그리고 여기에 구현된 바와 같이, 샘플은 캐러셀을 사용하여 연속적으로 수송될 수 있다.
개시된 주제에 따른 방법은 참조번호 135로 나타낸 바와 같이, 샘플 수송 30상의 용기에 제1 샘플 및 제2 샘플을 풀링하여 풀링된 샘플을 형성하는 단계를 추가적으로 포함한다. 제한이 아닌 예를 들어, 제1 샘플 및 제2 샘플은 적어도 하나의 피펫터 20를 사용하여 샘플 수송 30상의 용기에 풀링될 수 있다. 제한이 아닌, 예를 들어, 제1 및 제2 샘플은 적어도 하나의 피펫터 20에 의해 용기 내로 분배되어 제1 및 제2 샘플을 결합 및 풀링할 수 있다. 예를 들어, 제1 샘플은 샘플 로딩 영역 10으로부터 흡인되고 샘플 수송 30의 샘플 분배 위치 31에서 제1 용기로 분배될 수 있다. 제2 샘플은 샘플 로딩 영역 10으로부터 흡인되고 샘플 수송 30의 샘플 분배 위치 31에서 제1 용기에 분배되어 상기 제1 및 제2 샘플을 혼합 및 풀링할 수 있다. 특정 구현예에서, 제1 용기 및 풀링된 샘플이 제1 중간 위치33으로 수송되는 샘플 수송 전에 제1 및 제2 샘플은 샘플 분배 위치31에서 제1 용기에 분배될 수 있다. 특정 구현예에서, 풀링된 제1 및 제2 샘플은 그 후 수송 경로35를 따라 샘플 포획 및 수송 위치32로 수송될 수 있고, 여기서 풀링된 샘플의 분획된 부분은 고-처리량 분석을 위해 수송될 수 있다.
온보드 풀링 (onboard pooling)의 특정 구현예는 상기 제1 용기에 추가 샘플을 혼합 및 풀링하는 것을 포함할 수 있다. 예시 목적으로 여기에 구현된 바와 같이, 제3 샘플 및 제4 샘플은 상기 제1 용기에서 상기 제1 샘플 및 제2 샘플과 혼합될 수 있고 풀링된 샘플에 상기 제3 및 제4 샘플이 추가될 수 있다. 구현된 바와 같이 여기서, 샘플을 풀링하는 것은 샘플 로딩 영역 10의 제3 샘플 튜브로부터 상기 제3 샘플을 수송하고 샘플 로딩 영역 10에서 제4 샘플 튜브로부터 제1 중간 위치 33의 제1 용기로 제4 샘플을 수송하는 것을 포함한다. 제1 용기에서 풀링된 제1, 제2, 제3 및 제4 샘플은 이후 샘플 포획 및 수송 위치 1240로의 수송 경로를 따라 수송될 수 있으며, 이는 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분이 고-처리량 분석을 위해 전달될 수 있는 곳이다. 예시 목적으로 여기에 구현된 바와 같이, 두 샘플은 원하는 풀 크기가 달성될 때까지 샘플 수송상의 각 위치에서 제1 용기에 수송되고 혼합될 수 있다 (예를 들어, 샘플 분배 위치에서 두 개의 샘플을 분배할 수 있고, 두 개의 샘플을 제1 중간 위치에서 분배할 수 있으며, 두 개의 샘플을 제2 중간 위치에서 분배할 수 있다). 추가적으로 또는 대안으로, 하나의 샘플은 원하는 풀 크기가 달성될 때까지 각각의 위치에서 분배될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 3개의 샘플이 각각의 위치에서 분배될 수 있다. 제한이 아닌 예시 목적으로, 제1 용기가 수송 경로를 따라 수송됨에 따라 샘플 수송상의 제1 용기에 2 내지 100 샘플이 풀링될 수 있다. 2 및 50 샘플 사이의 특정 구현예에서 제1 용기가 수송 경로를 따라 수송됨에 따라 샘플 수송상의 제1 용기에 풀링될 수 있다. 2 및 24 사이의 특정 구현예에서, 상기 제1 용기가 상기 수송 경로를 따라 수송됨에 따라 상기 샘플 수송상의 상기 제1 용기에 상기 샘플이 풀링될 수 있다.
특정 구현예들에서, 샘플들은 샘플 수송 30상의 용기 사이에서 수송될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 추가로 기술된 바와 같이, 풀링된 샘플은 샘플 수송상의 용기로부터 (예를 들어, 중간 위치에서) 흡인될 수 있고, 샘플 수송상의 새로운 용기에 분배될 수 있으며 (예를 들어, 샘플 분배 위치에서), 추가 샘플 준비 공정이 시작된다. 예를 들어, 풀링된 샘플은 중간 위치에서 용기로부터 흡인되고 용기 내로 분배될 수 있으며 (예를 들어, 샘플 분배 위치에서), 용해 공정이 시작된다.
개시된 주제의 또 다른 측면에 따르면, 온보드 풀링 전에 샘플 전-처리 공정이 수행될 수 있고 전-처리된 샘플은 샘플 수송 시 풀링될 수 있다. 예를 들어 제1 샘플은 샘플 수송이 제1 용기를 제1 중간 위치로 수송하기 전에 샘플 분배 위치에서 제1 용기에 분배될 수 있다. 그 다음 제2 샘플은 샘플 수송이 제1 및 제2 용기를 추가로 수송 경로를 따라 수송하기 전에 샘플 수송에서 제2 용기에 분배될 수 있다. 제1 및 제2 샘플, 및 임의의 기타 풀링될 샘플은 전-처리 공정이 수행되는 시간을 허용하기 위해 수송 경로를 따라 수송될 수 있다. 특정 구현예에서 전-처리 공정은 전-처리 용해 공정(예를 들어, 전혈 전-처리 용해 공정)일 수 있다. 그런 다음 제1 및 제2 샘플 및 임의의 기타 풀링될 샘플은 각각의 용기에서 흡인되고 새로운 용기(예를 들어, 샘플 분배 위치에서)에 분배하여 샘플을 혼합하고 풀링할 수 있다.
개시된 주제에 따른 방법은 참조번호 140으로 표현되는 바와 같이 샘플 포획 및 고-처리량 분석을 위한 수송 위치에서 용기로부터 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분을 포획하는 단계를 추가로 포함한다. 제한이 아닌 예시 목적으로, 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분을 포획하는 것은 피펫터를 사용하여 용기로부터 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분을 흡인하는 것을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분을 포획하는 것은 이에 결합된 관심 분석물을 가지는 미립자를 포획하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분을 포획하는 것은 하나 이상의 자석을 사용하여 이에 결합된 풀링된 샘플로부터 관심 분석물을 가지는 미립자를 포획하는 것을 포함할 수 있다.
제한이 아닌 예시 목적으로, 고-처리량 분석은 풀링된 샘플 상에서 정성적 분석을 수행하기 위한 하나 이상의 분석 기술을 포함할 수 있다. 예를 들어, 고-처리량 분석은 면역검정 분석을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 고-처리량 분석은 핵산 분석을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 그리고 여기에 구현된 바와 같이, 고-처리량 분석은 참조번호 150으로 표시된 바와 같이 풀링된 샘플에서 복수의 병원체 또는 감염체의 존재를 검출하는 것을 포함할 수 있다.
개시된 주제의 측면에 따르면, 풀링된 샘플 방법에서 병원체 또는 감염체의 검출시 풀링된 샘플의 온보드 해체를 추가적으로 포함할 수 있으며, 참조번호 160으로 표시된 바와 같이, 제1 샘플, 제2 샘플 또는 풀링된 샘플에서 임의의 추가 샘플이 병원체 또는 감염체를 포함하는 지를 판정한다. 예를 들어, 본 명세서에서 구현된 바와 같이, 온보드 해체(onboard deconstruction)는 풀링된 샘플을 형성하는 데 사용되는 샘플의 하위-세트를 온보드 풀링을 위한 샘플 수송30으로 수송하여 풀링된 샘플을 형성하는데 사용된 샘플 중 어느 것이 병원체 또는 감염체를 포함하는지를 판정하기 위한 추가적 고-처리량 분석을 위한 하위-풀을 형성하는 것을 포함한다.
제한이 아닌 예시의 목적으로, 도 2a-2c에 나타낸 예시적인 자동화된 시스템 1000을 참조한다. 자동화 시스템 1000은 복수의 샘플 튜브 1110를 수용하기 위한 샘플 로딩 영역 1100을 포함한다. 예시의 목적으로 여기에 구현된 바와 같이, 튜브 1110는 샘플 튜브 랙 1130에 저장될 수 있고 샘플 로딩 영역 1100은 셔틀 1120을 포함할 수 있으며, 샘플 튜브1110를 갖는 샘플 튜브 랙1130을 적어도 하나의 피펫터 1300에 의한 액세스 가능한 영역으로 수송할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 샘플 로딩 영역 1100은 튜브 및 샘플을 로딩하고 저장하기 위한 추가 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2c를 참조하면, 샘플 튜브 랙의 샘플 튜브는 로딩 베이 1630에서 시스템 상에 로딩될 수 있다. 예시의 목적으로 여기에 구현된 바와 같이, 각 샘플 튜브 랙은 5개의 샘플 튜브를 보유할 수 있다. 로딩 베이 1630는 샘플 튜브 랙을 수용하기 위한 복수의 위치 1634를 포함할 수 있다. 작업자는 추가 공정을 위해 다중 샘플 튜브 랙을 시스템 상에 로딩할 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 로딩 베이 1630는 샘플 튜브 랙을 수용하기 위해 각각 30개의 위치를 갖는 샘플 랙을 수용하기 위한 두 개의 레벨을 포함한다. 여기에 구현된 바와 같이, 샘플 튜브 랙당 5개의 샘플 튜브가 있는 경우, 로딩 베이는 최대 60개의 샘플 튜브 랙 및 최대 300개의 샘플 튜브를 수용할 수 있다. 로딩 베이 1630는 추가 샘플 튜브 랙들을 수용하기 위해 하나 또는 3개 또는 그 이상의 레벨을 갖는 상이한 구성들을 가질 수 있다.
예를 들어, 여기에 구현된 바와 같이, 샘플 로딩 영역 1100은 추가 처리를 위해 로딩 베이 1630로부터 샘플 튜브 랙을 수송할 수 있는 로봇 샘플 핸들러 1624를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 구현된 바와 같이, 로봇 샘플 핸들러 1624는 로딩 베이 1630상의 위치로부터 샘플 튜브 랙을 픽업하고 그것을 샘플 튜브 랙 1130에서 로봇 샘플 핸들러 1624에서 상기 적어도 하나의 피펫터 1300에 의한 액세스를 위한 흡인 위치 사이로 이동시킬 수 있는 셔틀 1120상에 샘플 튜브 랙 1130을 올려 놓을 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 샘플 로딩 영역은 실험실 주위 샘플 튜브를 다른 분석기로 수송하는 LAS와 같은 실험실 자동화 시스템 (LAS)에 하나 이상의 인터페이스를 포함할 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 적어도 하나의 피펫터는 온보드 풀링 및 고-처리량 분석을 위해 LAS에서 샘플 튜브로부터 샘플을 흡인할 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 시스템은 로딩 베이 1630에 대한 연속적인 작업자 액세스를 허용하도록 구성될 수 있다. 연속적인 액세스를 허용하고 샘플 및 시약을 첨가하기 위해 시스템을 정지할 것을 요구하지 않는 예시적인 연속적인 작업자 액세스 시스템은 미국특허 제9,335,338호에 개시되고 전체가 참조로 여기에 포함된다.
자동화 시스템 1000은 중간 위치 1270을 사이에 두고 샘플 분배 위치 1250로부터 샘플 포획 및 수송 위치 1240로의 수송 경로를 따라 개별 용기 1210를 연속적으로 수송하도록 구성된 샘플 수송 1200을 추가적으로 포함한다. 제한이 아닌 예시의 목적으로, 샘플 수송은 벨트 컨베이어 또는 체인 컨베이어와 같은 컨베이어, 또는 전자 자동차 시스템과 같은 비히클 시스템을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 샘플 수송은 사문식 경로를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 샘플 수송은 하나 이상의 로봇 핸들러를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 샘플 수송은 압출을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 여기에서 구현된 바와 같이, 샘플 수송 1200은 캐러셀을 포함할 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 캐러셀은 샘플 준비 캐러셀일 수 있다. 제한이 아닌 예시의 목적으로, 도 3에 도시된 예시적인 샘플 운반 1200을 참조한다. 예를 들어, 여기에서 구현된 바와 같이, 샘플 수송 1200은 탑 뷰로 볼 때 대체로 원 형상을 가질 수 있다. 본 명세서에서 구현된 바와 같이, 샘플 수송 1200은 용기 1220을 유지(holding)할 수 있는 샘플 수송 1200의 외부 둘레에 복수의 위 1210을 포함할 수 있다. 제한이 아닌 예시의 목적으로, 샘플 수송은 용 기 1220을 유지하기 위한 위치 1210가 5~40개 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 샘플 수송은 용기를 유지하기 위한 15 내지 30 개의 위치를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 본 명세서에 구현된 바와 같이, 샘플 수송은 용기를 유지하기 위한 28개의 위치를 포함할 수 있다. 샘플 수송 1200은 임의의 적합한 크기를 가질 수 있다. 제한이 아닌 예시의 목적으로, 샘플 수송 1200은 탑 뷰에서 보았을 때 대체로 원형일 수 있다. 여기에 추가적으로 기술된 바와 같이, 그것의 형상, 크기, 및 용기를 유지하기 위한 위치의 수를 포함하는 상기 샘플 수송의 상기 구성은 바람직한 시스템 성능에 기초하여 선택될 수 있다.
개시된 주제에 따라, 샘플 수송 1200은 중간 위치를 사이에 두고 샘플 분배 위치로부터 샘플 포획 및 수송 위치로 수송 경로를 따라 개별 용기를 연속적으로 수송하도록 구성된다. 예시의 목적으로 여기에 구현된 바와 같이, 샘플 수 송1200은 샘플 분배 위치 1230, 샘플 포획 및 수송 위치 1240를 포함할 수 있고, 수송 경로는 샘플 분배 위치 1230와 샘플 포획 및 수송 위치 1240 사이의 샘플 수송 1200의 주변을 따라 정의될 수 있다. 여기에서 추가로 구현된 바와 같이, 샘플 수송 1200은 복수의 중간 위치 1250를 포함할 수 있고, 중간 위치는 샘플 분배 위치 1230 및 샘플 포획 및 수송 위치 1240 사이의 수송 경로를 따라 위치할 수 있다. 다른 시스템 구성 요소에 대한 샘플 분배 위치 1230의 위치와 같은 샘플 분배 위치 1230의 위치는 원하는 시스템 성능에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 본 여기에서 추가로 기술된 바와 같이, 샘플 분배 위치 1230의 위치는 피펫터, 시약, 소모품과 같은 다른 시스템 컴포넌트들에 대한 원하는 근접성에 기초하여 선택될 수 있다. 샘플 포획 및 수송 위치 1240의 위치는 또한 원하는 시스템 성능에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 여기에 구현된 바와 같이, 샘플 포획 및 수송 위치 1240의 위치는 풀링된 샘플에 대한 고-처리량 분석을 수행하기 위한 시스템 100 내의 추가 구성 요소에 대한 근접성에 기초하여 선택될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 샘플 분배 위치 1230의 위치 및/또는 샘플 분배 위치 1240의 위치는 원하는 수송 경로 및/또는 원하는 수의 중간 위치를 제공하도록 선택될 수 있다.
예시의 목적으로, 여기에서 구현된 바와 같이, 샘플 수송은 용기가 수송 경로를 따라 단계적 또는 잠금단계 방식으로 연속적으로 수송하도록 구성될 수 있고, 샘플 수송은 수송 경로를 따라 각각의 위치에서 일시 정지할 수 있다. 잠금단계의 구성은 원하는 대로 선택할 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 샘플 수송은 각각의 잠금단계와 하나의 위치에 의해 회전할 수 있다. 예시의 목적으로 본 명세서에서 구현된 바와 같이, 잠금단계의 지속시간, 또는 샘플 수송 1200 이 수송 경로를 따라 각 위치에 일시 정지하는 시간은 약 5초 내지 약 40초가 될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 각각의 잠금단계의 지속기간은 약 15 내지 약 30초가 될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로 그리고 대안적으로 여기에 구현된 바와 같이, 각각의 잠금단계의 지속기간은 약 24초일 수 있다. 잠금단계의 지속기간은 본 명세서에서 추가로 기술된 바와 같이, 원하는 시스템 성능에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 잠금 단계의 지속 시간은 본 명세서에서 추가적으로 기술된 바와 같이, 잠금 단계 동안 수행되는 피펫터 동작 수에 기초하여 선택될 수 있다.
샘플 수송 1200의 모션(motion)은 당업계에 공지된 기술을 사용하여 제어될 수 있다. 예를 들어, 전기 모터를 사용하여 샘플 수송을 회전시킬 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 하나 이상의 제어기가 샘플 수송 1200의 이동을 조절 및/또는 제어하기 위해 사용될 수 있다.
개시된 주제에 따른 자동화 시스템은 상기 샘플 로딩 영역 1100 의 제1 샘플 튜브로부터의 제1 샘플 및 샘플 로딩 영역 1100의 제2 샘플 튜브로부터의 제2 샘플을 샘플 수송 1200으로 수송하여 제1 샘플 및 제2 샘플을 샘플 수송 상 용기에서 풀링하고 풀링된 샘플을 형성하기 위한 적어도 하나의 피펫터 1300을 포함한다. 예를 들어, 여기에 구현된 바와 같이, 적어도 하나의 피펫터 1300는 여기에 추가로 기술된 바와 같이 로봇 피펫터를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 피펫터는 바람직한 시스템 성능에 기초하여 선택될 수 있다. 예시 및 설명으로서, 여기에서 구현된 바와 같이, 적어도 하나의 피펫터 1300는 적어도 세 개의 자유도(예를 들어, x, y, z)를 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 적어도 하나의 피펫터는 샘플 로딩 영역으로부터 샘플 수송으로 샘플을 수송하는 제1 로봇 피펫터, 및 샘플 수송에 샘플을 풀링할 수 있는 제2 로봇 피펫터를 포함할 수 있다. 제한이 아닌 예시를 목적으로, 제1 및 제2 로봇 피펫터는 각각 2개의 자유도 (예를 들어, 세타(theta) 및 z)를 가질 수 있다.
개시된 기술 요지에 따라 자동화 시스템은 샘플 포획 및 수송 위치 1240에서 상기 용기 1220으로부터 상기 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분을 포획하고 고-처리량 분석을 위해 상기 풀링된 샘플의 상기 적어도 분획된 부분을 수송하기 위한 샘플 수송 장치 1400을 추가로 포함한다. 제한이 아닌 예시를 목적으로, 샘플 수송 장치는 로봇 피펫터와 같은 피펫터를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 그리고 여기에 구현된 바와 같이, 상기 샘플 수송 장치는 자성 팁을 포함하며, 이는 핵산 또는 항원이 결합된 상기 풀링된 샘플로부터 자성 미립자를 포착할 수 있고, 여기에 추가적으로 기술된 바와 같다.
2. 샘플 수송시 온보드 풀링을 위한 예시적인 방법
개시된 주제에 따른 온보드 풀링을 위한 시스템 및 방법에는 샘플 수송시 용기에 적어도 제1 및 제2 샘플을 풀링하는 것을 포함한다. 제한이 아닌 예시 목적으로, 도 4a-4b에 도시된 바와 같이 예시적 샘플 수송 1200을 참조로 하면, 샘플 수송 1200에 제1 샘플 및 제2 샘플을 풀링하는 것은 샘플 로딩 영역 1100에 있는 제1 샘플 튜브의 제1 샘플 및 샘플 로딩 영역에 있는 제2 샘플 튜브의 제2 샘플을 제1 용기 1221로 옮기는 것을 포함할 수 있고, 샘플 분배 위치 1230은 제1 용기 1221 및 풀링된 샘플을 제1 중간 위치 1251로 수송하는 샘플 수송 전에 제1 용기 1221에서 제1 및 제2 샘플을 혼합한다. 예시의 목적으로 여기에 구현된 바와 같이, 샘플 수송 1200은 도 4 a 및 도 4b를 참조하면, 전술한 바와 같이 잠금단계 방식으로 이동할 수 있고, 적어도 하나의 피펫터 1300은 샘플 로딩 영역 1100에 있는 제1 샘플 튜브로부터 샘플 분배 위치 1230에 있는 제1 용기 1221로 제1 샘플을 수송할 수 있다. 여기에서 추가적으로 구현되는 바와 같이, 적어도 하나의 피펫터 1300은 샘플 수송 1200이 제1 용기 1221을 제1 중간 위치 1241로 수송하기 전에 제2 샘플을 샘플 로딩 영역 1100의 제2 샘플 튜브로부터 샘플 분배 위치 1230의 제1 용기 1221로 수송할 수 있다. 그 후 제1 용기 1221에 풀링된 제1 및 제2 샘플은 수송 경로를 따라 샘플 포획 및 수송 위치 1240으로 수송될 수 있고, 여기서 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분은 고-처리량 분석을 위해 수송될 수 있다.
제한이 아닌 예시 목적으로, 샘플 분배 위치 1230에서 제1 용기 1221로 수송된 제1 및 제2 샘플은 풀링된 샘플일 수 있다. 제한이 아닌 예시로, 제1 및 제2 샘플은 각각 최대 48개의 샘플의 풀을 포함할 수 있다. 예를 들어 여기에 구현된 바와 같이, 제1 및 제2 샘플은 각각 48개의 샘플의 풀을 포함할 수 있다. 여기에 추가로 기술된 바와 같이, 제1 및 제2 샘플은 각각 풀링된 샘플로서, 샘플 로딩 영역 1100에 도입되기 전 액체 핸들러 또는 풀러 상에 제조된 풀링된 샘플과 같은 풀링된 샘플일 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 제1 및 제2 샘플은 각각 개별 기증자 샘플일 수 있다.
개시된 주제의 측면에 따라, 온보드 풀링을 위한 개시된 자동화된 시스템 및 방법은 제1 용기 1221에 추가 샘플을 혼합 및 풀링하는 것을 포함할 수 있다. 예시와 설명의 목적으로, 제1 샘플 및 제2 샘플을 포함하는 제1 용기 1221을 갖는 예시적 샘플 수송 1200이 나타내는 참조가 도 5a에 있다. 예를 들어, 여기에 구현된 바와 같이, 제3 샘플 및 제4 샘플은 제1 용기 1221에서 제1 샘플 및 제2 샘플과 혼합될 수 있고 풀링된 샘플에 제3 및 제4 샘플을 첨가할 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 샘플을 풀링하는 것은 샘플 로딩 영역 1100 의 제3 샘플 튜브로부터 제3 샘플 및 샘플 로딩 영역 1100의 제4샘플 튜브로부터 제4샘플을 제1 중간 위치 1251의 제1 용기 1221로 수송하는 것을 포함한다. 그런 다음 제1 용기 1221의 풀링된 제1, 제2, 제3, 및 제4 샘플은 수송 경로에 따라 언로드 위치(unload position) 1240으로 수송될 수 있으며, 여기서 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분은 고-처리량 분석을 위해 수송될 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 여기에 구현된 바와 같이, 제1 용기 1221에 풀링된 제1, 제2, 제3, 및 제4 샘플은 도 5a에 나타낸 바와 같이 샘플 분배 위치 1230에서 애로우 1301에 의해 제1 용기 1221로부터 제2 용기 1222로 수송될 수 있다. 예시의 목적으로 여기에 구현된 바와 같이, 풀링된 샘플은 샘플 분배 위치 1230에서 제1 용기 1221로부터 제2 용기 1222로 수송될 수 있고 풀링된 샘플을 위한 추가 샘플 준비 공정을 개시할 수 있다. 추가 샘플 준비 공정은 예를 들어 본 명세서에 추가로 설명되는 바와 같은 용해 공정을 포함할 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 용해 공정과 같은 추가 샘플 준비 공정이 샘플 수송 1200에서 수행될 수 있다.
예를 들어 여기에 구현된 바와 같이, 샘플은 제1 용기가 수송 경로를 따라 수송될 때 제1 용기 1221에 풀링될 수 있고 제1 용기 1221는 그안의 풀링된 샘플만 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 여기에 더 구현된 바와 같이, 적어도 하나의 피펫터 1300은 풀링된 샘플을 제1 중간 위치 1251에서 제1 용기 1221로부터 샘플 분배 위치 1230의 제2 용기 1222로 수송할 수 있다. 예시의 목적으로, 여기에 더 구현된 바와 같이, 제1, 제2, 제3, 및 제4 샘플은 제1 용기 1221에서 혼합될 수 있고, 풀링된 샘플은 그 다음 샘플 분배 위치 1230에서 하나 이상의 시약과 함께 제2 용기 1222로 수송되어 풀링된 샘플을 위한 추가적 샘플 준비 공정을 개시할 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 풀링된 샘플 및 시약은 그 다음 수송 경로를 따라 언로드 위치 1240까지 수송될 수 있으며, 여기서 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분은 고-처리량 분석을 위해 전달될 수 있다.
샘플은 피펫터 1300을 사용하여 샘플 수송 1200 상의 용기 사이에서 수송될 수 있다. 예를 들어 여기에 구현된 바와 같이, 피펫터는 일회용 팁을 사용하여 샘플을 흡인하고 분배할 수 있다. 예시 및 설명의 목적으로, 피펫터 1300은 제1 중간 위치 1251에서 제1 용기 1221로부터 풀링된 제1, 제2, 제3, 및 제4 샘플을 흡인하고 풀링된 샘플을 하나의 일회용 피펫 팁을 사용하여 샘플 분배 위치 1230의 제2 용기 1222 내로 분배할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 제1, 제2, 제3 및 제4 샘플은 샘플 분배 위치에서 제2 용기 1222에 풀링될 수 있다. 예를 들어, 제1 중간 위치 1251에서 풀링된 제1 및 제2 샘플을 가지는 제1 용기 1221과 함께, 피펫터 1300은 샘플 로딩 영역에서 그것의 샘플 용기로부터 제3 샘플을 흡인하고 제1 팁을 사용하여 샘플 분배 위치 1230에서 제3 샘플을 상기 제2 용기 1222에 전달할 수 있다. 피펫터는 그 다음 제1 팁을 배치하고, 제2 일회용 팁을 픽업하고 샘플 로딩 영역의 이의 샘플 컨테이너로부터 제4샘플을 흡인할 수 있다. 이어서, 피펫터는 제1 중간 위치 1251에서 제1 용기 1221로부터 제1 및 제2 샘플을 더 흡인하기 위해 동일한 일회용 팁을 사용할 수 있다. 피펫터는 샘플 분배 위치에서 상기 제1, 제2, 및 제4 샘플을 상기 제2 용기 1222로 분배하여 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 샘플을 제2 용기 1222에서 풀링할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 다른 피펫터 이동 패턴이, 여기에 추가로 기술된 바와 같이, 샘플 수송 1200상의 샘플을 풀링하기 위해 사용될 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 그리고 여기에 추가로 구현된 바와 같이, 추가 샘플이 풀링될 수 있다. 제한이 아닌 예를 들어, 추가 샘플이 샘플 로딩 영역 1100의 각각의 샘플 튜브로부터 샘플 수송 1200으로 전달되고 제1 용기 1221에 풀링될 수 있다. 예를 들어, 추가 샘플은 제1 용기 1221를 제1 중간 위치 1251로 수송하는 샘플 수송 전 샘플 분배 위치 1230에서 샘플 로딩 영역 1230의 각각의 샘플 튜브로부터 제1 용기 1221로 전달될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 추가 샘플은 제1 중간 위치 1251로부터 제2 중간 위치 1252로 상기 제1 용기 1221을 수송하는 샘플 수송 전 상기 샘플 로딩 영역 1100에서 상기 제1 중간 위치 1221에 상기 샘플 로딩 영역 1100에서 상기 제1 용기 1221로 전달될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 추가 샘플은 샘플 로딩 영역 1100의 각각의 샘플 튜브로부터 수송 경로를 따라 다른 중간 위치에서 제1 용기 1221로 전달될 수 있다. 제한이 아닌 예를 들어, 하나의 샘플을 샘플 로딩 영역 1100의 샘플 튜브로부터 각 중간 위치에서 제1 용기 1221로 전달할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 두 샘플은 샘플 로딩 영역 1100의 각각의 샘플 튜브로부터 각 중간 위치에서 제1 용기 1221로 전달될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 3개의 샘플이 샘플 로딩 영역 1100의 각각의 샘플 튜브로부터 각각의 중간 위치에서 제1 용기 1221로 전달될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로 4개의 샘플이 샘플 로딩 영역 1100의 각각의 샘플 튜브로부터 각 중간 위치에서 제1 용기 1221로 전달될 수 있다. 상기 샘플 수송의 각 위치에서 풀링된 샘플에 추가된 샘플의 수는 바람직한 시스템 성능에 기초하여 선택될 수 있다.
제한이 아닌 예시를 목적으로, 제1 용기가 수송 경로를 따라 수송됨에 따라 샘플 수송상의 제1 용기 1221에 2 내지 100개의 샘플이 풀링될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 제1 용기 1221가 수송 경로를 따라 수송됨에 따라 샘플 수송상의 제1 용기 1221에 2 및 50 개의 샘플이 풀링될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 제1 용기 1221가 수송 경로를 따라 수송됨에 따라 샘플 수송상의 제1 용기 1221에 2 내지 30 샘플이 풀링될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 그리고 여기에 구현된 바와 같이, 제1 용기 1221가 수송 경로를 따라 수송됨에 따라 샘플 수송상의 제1 용기 1221에 2 및 24 개의 샘플이 풀링될 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 풀링된 샘플은 2명의 기증자로부터의 샘플을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 3명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 4명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 5명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 6명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 7명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 8명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 9명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 10명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 11명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 12명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 13명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 14명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 15명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 16명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 17명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 18명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 19명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 20명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 21명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 22명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 23명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 24명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 25명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 26명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 27명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 28명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 29명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 30명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 31명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 32명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 33명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 34명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 35명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 36명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 37명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 38명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 39명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 40명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 41명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 42명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 43명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 44명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 45명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 46명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 47명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 48명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 49명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 50명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 51명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 52명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 53명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 54명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 55명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 56명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 57명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 58명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 59명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 60명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 61명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 62명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 63명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 64명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 65명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 66명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 67명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 68명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 69 명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 70명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 71명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 72명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 73명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 74명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 75명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 76명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 77명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 78 명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 79명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 80명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 81명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 82명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 83명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 84명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 85명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 86명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 87명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 88명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 89명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 90명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 91명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 92명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 93명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 94명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 95명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 96명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 97명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 98명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 99명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 100명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 2-1,000명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 2-500명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 2-250명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 2-150명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 2-100명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 25-100명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 50-100명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 75-100명의 기증자로부터의 샘플을 포함한다. 특정 구현예에서, 풀링된 샘플은 100명 초과의 기증자로부터의 샘플을 포함한다.
풀 크기를 원하는 대로 선택할 수 있다. 제한이 아닌 예시를 목적으로, 풀 크기는 테스트 중인 질병, 병원체, 또는 감염체의 테스트되는 집단의 유병률을 기초로 선택될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 풀 크기는 로컬 규정에 기초하여 선택될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 풀 크기는 원하는 해체 시간에 기초하여 선택될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 풀 크기는 고-처리량 분석에 사용될 분석 기술의 민감도에 따라 선택될 수 있다. 예시를 목적으로, 풀 내에서 샘플 수가 주어진 풀링된 샘플 볼륨에 대해 증가할수록, 풀의 각 구성 샘플로부터 액체의 부피가 감소된다. 풀링된 샘플에서 각 구성 샘플의 감소된 부피는 예를 들어, 하나 이상의 병원체 또는 감염체를 식별하기 위해 풀링된 샘플에 대한 분석을 수행할 때 관련될 수 있다. 예를 들어, 상기 풀 내의 단일 샘플이 상기 병원체 또는 감염체를 포함하는 경우, 상기 풀에서 상기 병원체 또는 감염체의 양은 상기 풀의 샘플 수가 증가함에 따라 감소될 수 있다. 다른 분석 기술은 다른 감도를 가질 수 있고 풀링된 샘플에서 다른 양으로 병원체 또는 감염체를 검출할 수 있다. 따라서, 수행될 분석의 민감도에 따라 풀 크기를 선택할 수 있다.
풀 크기를 선택하기 위한 추가적인 고려사항은 분석될 풀링된 샘플의 부피를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 풀링된 샘플의 부피는 더 큰 풀 크기를 수용하도록 증가될 수 있다. 예를 들어, 더 큰 부피의 풀링된 샘플을 가진, 각 구성 샘플의 더 큰 부피가 풀링된 샘플에 포함될 수 있다. 예시의 목적으로, 여기에 구현된 바와 같이, 피펫 팁, 용해 튜브, 및/또는 증폭 및 검출 용기의 크기는 고-처리량 분석을 위한 바람직한 풀링된 샘플 부피 및 풀 크기에 따라 선택될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 추가의 시스템 파라미터들이 원하는 풀 크기를 달성하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 잠금담계의 지속 시간은 샘플 수송의 이동 사이에 적어도 하나의 피펫터의 이동을 위한 시간을 허용하도록 증가될 수 있고, 이는 적어도 하나의 피펫터가 추가 샘플을 풀링하는데 추가 시간을 제공할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 적어도 하나의 피펫터의 속도가 증가될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 상기 적어도 하나의 피펫터는 두 개 이상의 피펫 채널을 포함할 수 있다.
제한이 아닌 예시의 목적으로, 개시된 주제에 따른 시스템 및 방법은 광범위한 풀 크기를 가지는 풀을 형성하는 데 사용될 수 있다. 제한이 아닌 예시의 목적으로, 개시된 주제에 따른 시스템 및 방법은 다양한 샘플 및/또는 다양한 분석에 대해 다양한 풀 크기를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 제한 없이 예를 들어, 개시된 주제에 따른 시스템 및 방법은 핵산 분석과 같이 더 높은 민감도를 가진 분석을 위해 더 큰 풀 크기를 형성하고 면역검정 분석과 같이 더 낮은 민감도를 가진 분석을 위해 더 작은 풀 크기를 형성하는 데 사용될 수 있다.
2.1. 전-처리 공정
개시된 주제의 또 다른 측면에 따르면, 온보드 풀링 및 전-처리된 샘플이 샘플 수송에 풀링되기 전에 샘플 전-처리 공정이 실시될 수 있다. 제한이 아닌 예시의 목적으로, 샘플 수송상의 샘플은 샘플 수송에 샘플을 풀링 하기 전에 상기 수송 경로를 따라 수송되어 상기 샘플을 전-처리할 수 있다. 온보드 풀링은 전-처리된 샘플을 풀링하기 위해 다양한 샘플 전-처리와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 샘플 전-처리는 샘플의 희석 및/또는 하나 이상의 시약과 샘플의 혼합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 여기에 구현된 바와 같이, 샘플 전-처리 공정은 전-처리 용해(lysis) 공정을 포함할 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 전-처리 공정 후, 샘플 용해물은 샘플 수송에 풀링될 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 샘플 전-처리 공정, 온보드 풀링, 및 추가적으로 또는 대안으로 추가 샘플 준비 공정은 샘플 수송 중에 수행될 수 있다.
예를 들어, 여기에 구현된 바와 같이, 샘플을 풀링하기 전에 샘플(예를 들어, 전혈)에 대해 전-처리 단계를 수행할 수 있다. 전-처리 공정에 대한 예시적 동작은 하기 표 1에 제공된다.
표 1
본 구현예에서, 예시적인 위치 L1은 샘플 수송 1200상에 새로운 용기의 로딩에 해당한다. 여기에서 구현된 바와 같이, 용기는 용해 튜브일 수 있다. 특정 구현예에서, 로딩은 로드 가능한 스택으로부터 알려진 "픽 & 플레이스(Pick & Place)"전략에 의해 달성된다. L2는 용해 완충제 및/또는 다른 시약이 용기 내로 분배될 수 있는 용해 완충제 분배 위치에 해당한다. L4는 샘플 분배 위치 1230에 해당한다.
예시 및 설명을 목적으로, 도 6a-6d를 참조한다. 여기에 구현된 바와 같이, 샘플 전-처리 공정은 샘플 수송 1200이 제1 용기 1221를 제1 중간 위치 1251로 수송하기 전 샘플 분배 위치 1230에서 제1 용기 1221에 제1 샘플을 수송하는 것을 포함할 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 제2 샘플은 샘플 분배 위치 1230에서 제2 용기 1222로 전달될 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 제1 용기 1221 및 제2 용기 1222는 각각 시약을 포함할 수 있다. 전-처리 공정은 수송 경로를 따라 제1 용기 1221및 제2 용기 1222를 연속적으로 수송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기에서 추가로 기술된 바와 같이, 샘플은 원하는 전-처리를 달성하기에 충분한 시간 동안 수송 경로를 따라 수송될 수 있다. 예시의 목적으로, 여기에 구현된 바와 같이, 제1 및 제2 샘플은 전혈을 포함할 수 있고 샘플과 시약은 용해 완충제를 포함할 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 전-처리 공정은 제1 및 제2 샘플을 용해시키는 것을 포함할 수 있다. 예시의 목적으로, 여기에 구현된 바와 같이, 전-처리 공정은 약 3분 내지 약 6분 동안 샘플 수송에 샘플을 용해시키는 것을 포함할 수 있다. 제한이 아닌 예를 들어, 여기에 구현된 바와 같이, 전-처리 공정은 각 중간 위치에서 제1 용기와 제2 용기를 혼합하는 것을 포함할 수 있다. 샘플 수송 1200상에 용기의 내용물을 혼합하기 위한 예시적인 혼합 시스템이 여기에 추가로 기술된다.
여기에 추가로 구현된 바와 같이, 전-처리된 샘플은 샘플 수송 1200에 풀링될 수 있다. 예를 들어, 여기에 구현된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 샘플은 각각의 중간 위치의 제1 용기 1221 및 제2 용기 1222로부터 샘플 분배 위치의 제3 용기 1223으로 수송되어 제3 용기 1223에서 제1 샘플 및 제2 샘플이 풀링될 수 있다. 예를 들어 여기에 구현된 바와 같이, 피펫터 1300은 제13 중간 위치 12513의 제1 용기 1221로부터 샘플 분배 위치 1230의 제3 용기 1223로 제1 샘플을 수송하고 제12중간 위치 12512의 제2 용기 1222로부터 샘플 분배 위치 1230의 제3 용기 1223로 제2샘플을 수송할 수 있다. 제1 및 제2 샘플은 개별적으로 또는 함께 수송될 수 있다. 예를 들어, 피펫터 1300은 제1 일회용 피펫 팁을 사용하여 제1 샘플을 제1 용기 1221로부터 제3 용기 1223로 수송하고 제2일회용 피펫 팁을 사용하여 제2샘플을 제2 용기 1222로부터 제3 용기 1223로 수송할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 제1 샘플은 제1 일회용 피펫 팁에 있는 제1 용기 1221에서 흡인될 수 있고 제2 샘플은 동일한 일회용 피펫 팁에 있는 제2 용기 1222에서 흡인될 수 있다. 그 다음 제1 샘플 및 제2 샘플은 제3 용기 1223에 함께 분배될 수 있다.
전-처리 및 전-처리된 샘플의 온보드 풀링은 광범위한 풀 크기로 사용될 수 있다. 제한이 아닌 예를 들어, 2 내지 20개의 전-처리된 샘플이 풀링될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 2 내지 10 개의 전-처리된 샘플이 풀링될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 2 내지 6개의 전-처리된 샘플이 풀링될 수 있다.
여기에서 용해 전-처리에 대한 참조가 이루어졌으나, 추가적인 또는 대안적인 샘플 전-처리 공정이 포함될 수 있다. 제한이 아닌 예를 들어, 샘플 전-처리는 샘플 희석 및/또는 샘플과 하나 이상의 시약의 혼합이 포함될 수 있다.
3. 온보드 해체
여기에 추가적으로 기술된 바와 같이, 개시된 주제에 따른 자동화된 시스템 및 방법은, 제한이 아닌 예를 들어, 풀링된 샘플에서 하나 이상의 병원체 또는 감염체의 존재를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 개시된 주제의 측면에 따라, 개시된 자동화된 시스템 및 방법은 풀링된 샘플을 형성하기 위해 사용된 샘플 중 어느 것이 풀링된 샘플에서 검출된 병원체 또는 감염체를 포함하는지 감별하기 위한 것과 같이 풀링된 샘플의 온보드 해체를 위해 추가적으로 사용될 수 있다. 여기에서 사용된 “해체”라는 용어는 넓은 용어이며, 당해 기술분야의 기술자에게 그 통상 및 관습적 의미를 부여하고 (특별하거나 맞춤형 의미로 제한되지 않는다), 개별적인 테스트 (IDT)또는 하위-풀을 사용하는 다중 단계에서 반응성 풀링된 샘플의 반응성 구성 샘플(들)을 감별하는 공정을 의미하며, 이에 제한되지 않는다. 개시된 주제에 따른 자동화된 시스템 및 방법은 풀링된 샘플을 신속하고 효율적으로 해체할 수 있다. 특정 구현예에서, 여기에 개시된 시스템 및 방법은 수동 개입없이 풀링된 샘플을 해체할 수 있다.
예를 들어 여기에 구현된 바와 같이, 풀링된 샘플을 형성하는 데 사용되는 샘플은, 풀링된 샘플의 고-처리량 분석 동안, 예를 들어 샘플 로딩 영역에, 온보드 저장될 수 있다. 제한이 아닌 예를 들어, 풀링된 샘플을 형성하기 위해 사용되는 샘플은 예시적인 시스템 1000의 샘플 로딩 영역 1100에 온보드 저장될 수 있다. 그 다음 풀링된 샘플을 형성하는 데 사용된 샘플은 풀링된 샘플의 해체가 필요한 경우 추가 고-처리량 분석을 위해 로딩 영역에서 샘플 수송으로 자동으로 수송될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 여기에 기술된 온보드 풀링 시스템 및 방법은 여기에 추가로 기술된 바와 같이 효율적인 풀 해체를 용이하게 할 수 있는 맞춤형 풀 크기를 형성하는 데 사용될 수 있다.
예를 들어 여기에 구현된 바와 같이, 풀링된 샘플의 고-처리량 분석은 풀링된 샘플의 복수의 병원체 또는 감염체를 검출하기 위해 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분에 대한 정성적 분석을 포함할 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 풀링된 샘플에서 병원체 또는 감염체의 검출시 풀링된 샘플의 온보드 해체를 수행하여 제1 샘플, 제2 샘플, 또는 임의의 추가 샘플 중 어느 것이 병원체 또는 감염체를 포함하는지 결정할 수 있다.
제한이 아닌 예를 들어, 정성적 분석에는 풀링된 샘플의 핵산 분석이 포함될 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 풀링된 샘플에 있는 복수의 병원체 또는 감염체 중 적어도 하나에서 유래된 핵산의 존재가 확인되면, 풀링된 샘플을 형성하는 데 사용된 개별 샘플 또는 이의 하위-풀에 대해 핵산 분석이 수행될 수 있다. 여기에 추가로 구현된 바와 같이, 개별 샘플 또는 이의 하위-풀의 핵산 분석에 적어도 부분적으로 기초하여, 각 개별 샘플 또는 이의 하위-풀과 관련된 기증자 물질이 임상 용도로 허용되는지 여부를 결정할 수 있다.
여기에 구현된 바와 같이, 풀링된 샘플의 온보드 해체는 각 하위-풀을 형성하는 것을 포함하며, 각 하위-풀은 풀링된 샘플을 형성하기 위해 사용된 상기 샘플의 하위-세트로 형성된다. 온보드 해체에는 각 하위-풀에 대해 정성적 분석을 수행하여 어떤 하위-풀이 병원체 또는 감염체를 포함하는 지를 결정하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다. 온보드 해체에 사용되는 하위-풀의 크기 및 수를 선택하여 해체 효율을 극대화할 수 있다. 예를 들어, 여기에 구현된 바와 같이, 풀링된 샘플의 고-처리량 분석은 양성 또는 반응성 풀링된 샘플의 감별을 포함할 수 있고 상기 샘플 수송에 상기 풀링된 샘플에 포함된 상기 복수의 샘플의 하위-세트의 온보드 풀링을 추가로 포함하여 상기 하위-풀의 하위-풀 고-처리량 분석을 형성한다. 특정 구현예에서, 고-처리량 분석은 핵산 분석을 포함할 수 있다.
예시와 설명을 목적으로, 예시적인 풀 해체 기술이 도 7a-7f에 나타나 있다. 도 7a를 참조하면, 풀 사이즈가 증가함에 따라 풀링된 샘플을 해체하기 위해 하나 이상의 하위-풀 테스팅 라운드를 사용하여 풀 해체 효율성을 개선할 수 있다. 예를 들어, 도 7 a와 같이, 하나 이상의 하위-풀 테스팅 라운드를 사용하여, 샘플을 해체하는데 필요한 테스트의 수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 24의 풀링된 샘플은 3라운드의 해체 시험 및 9개의 총 시험을 사용하여 해체될 수 있다. 대안적으로, 24개의 풀링된 샘플은 두 라운드의 해체 시험을 사용하여 해체될 수 있다 (즉, 한 라운드의 하위-풀 테스트에 이어 IDT 테스트) 및 총 10개의 테스트를 사용하여 해체될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 24개의 풀링된 샘플이 개별적인 테스트, 즉 IDT 테스트 및 24개의 전체 테스트를 사용하여 해체될 수 있다.
하나 이상의 하위-풀 테스트를 사용하는 것은 해체 효율성을 개선할 수 있지만, 종래의 해체 방법은 종종 단일 라운드의 하위-풀 테스트를 포함하거나, 하위-풀 테스트를 포함하지 않는다. 예를 들어, 풀링된 샘플을 형성하기 위한 샘플 풀링 또는 풀링된 샘플의 하위-풀은 일반적으로 전용 액체 핸들러(dedicated liquid handler)에서 수행될 수 있다. 풀링된 샘플의 해체를 위한 하위-풀 형성에는 풀링된 샘플을 형성하는 데 사용된 구성 샘플을 수동으로 검색하고 하위-풀에 풀링될 액체 핸들러로 수송한 다음 분석을 위한 기기로 하위-풀을 수동으로 수송하는 것이 포함될 수 있다. 기존의 해체에서는, 구성 샘플을 액체 핸들러로/에서 수동으로 수송하는 공정을 반복하여 추가 해체 테스트 라운드를 위한 추가 하위-풀을 형성할 수 있다. 해체를 위한 하위-풀을 형성하기 위해 전용 액체 핸들러를 사용하는 것과 관련된 추가 시간 및 복잡성은 추가 해체 테스트 라운드를 사용하는 이점보다 클 수 있으며, 따라서 기존 해체 방법은 하위-풀 테스트의 단일 라운드로 제한될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 기존 해체 테스트에는 해체를 위한 IDT 테스트만 포함될 수 있다.
개시된 주제에 따른 온보드 풀링을 위한 자동화 시스템 및 방법은 해체 효율을 증가시킬 수 있다. 예를 들어 여기에 구현된 바와 같이, 풀링된 샘플을 형성하기 위해 사용된 구성 샘플은 풀링된 샘플의 고-처리량 분석 동안 샘플 로딩 영역에 저장될 수 있으며, 풀링된 샘플이 반응성이라는 판정에 따라, 시스템은 풀링된 샘플을 해체하기 위해 구성 샘플의 추가 온보드 풀링 및/또는 고-처리량 분석을 자동으로 개시할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 하위-풀 크기 및 하위-풀 테스트 라운드 수는 해체 효율성을 최대화하기 위해 선택될 수 있다.
해체에 대한 이점을 제공하는 것 외에도, 개시된 주제에 따른 온보드 풀링을 위한 자동화 시스템 및 방법은 다양한 풀 크기 요구 사항에 따른 고-처리량 분석을 포함하여 여러 라운드의 고-처리량 분석을 지원할 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 상이한 풀 크기는 상이한 분석 기술에 대해 사용될 수 있다. 예시와 설명의 목적으로, 제1 분석은 24 개의 샘플의 제1 풀을 사용하여 수행될 수 있고, 제1 풀을 형성하기 위해 사용된 샘플은 제1 분석 동안 온보드에 남아 있을 수 있다. 제1 분석이 완료되면, 제1 풀을 형성하기 위해 사용되는 24 샘플에 대해 제2 분석이 수행될 수 있다. 예를 들어, 2개의 풀 12개가 형성될 수 있고, 2개의 12개 풀에 대해 제2 분석이 수행될 수 있다. 제한이 아닌 예시 및 설명을 목적으로, 제1 분석은 핵산 분석일 수 있고 제2 분석은 면역검정 분석일 수 있다.
4. 고-처리량 분석
개시된 주제에 따르면, 온보드 풀링 및 고-처리량 분석을 위한 자동화된 시스템 및 방법은 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분의 고-처리량 분석을 포함한다. 고-처리량 분석은 생물학적 샘플을 분석하기 위해 이 기술분야에 알려진 하나 이상의 분석을 포함할 수 있다. 제한이 아닌 예를 들어, 고-처리량 분석은 하나 이상의 병원체 또는 감염체를 검출하기 위해 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분에 대한 정성적 분석을 포함할 수 있다. 제한이 아닌 예를 들어, 하나 이상의 병원체 또는 감염체는 SARS-CoV-2 (COVID-19), HIV-1, HIV-2, HBV, HCV, CMV, 파르보 B19 바이러스, HAV, 클라미디아, 고노레아, WNV, 지카 바이러스, 뎅기 바이러스, 치쿤구니아 바이러스, 인플루엔자, 바베시아, 말라리아, 및 HEV로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 고-처리량 분석은 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분에 대한 면역검정 분석을 포함할 수 있다. 제한이 아닌 예를 들어, 면역검정 분석은 디지털 면역검정 분석을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 여기에 구현된 바와 같이, 고-처리량 분석은 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분에 대한 핵산 분석을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 고-처리량 분석은 예를 들어, 임상 화학, 및/또는 분광광도법과 같은, 생물학적 샘플을 분석하기 위해 당업계에 공지된 하나 이상의 분석을 포함할 수 있다. 여기에 기술된 바와 같이, 분석을 위한 풀링된 샘플의 부피, 풀링된 샘플에 포함된 샘플의 수, 및 여기에 기술된 상기 시스템과 방법의 다른 측면은 바람직한 분석 기술에 적합한 샘플을 제공하도록 선택될 수 있다.
특정 구현예들에서, 고-처리량 분석은 결과를 판정하는 것을 더 포함할 수 있다. 여기에서 논의된 바와 같이 "결과"는 넓은 용어이며, 당해 기술분야의 기술자에게 그것의 통상 및 관습적 의미를 부여받는 것이며 (그리고 특별한 또는 맞춤형 의미로 제한되지 않는다), 풀링된 샘플에서 관심 분석물의 존재 또는 부존재를 판정하는 것을 의미할 수 있고 이에 제한되지 않는다. 제한이 아닌 예를 들어, 여기에 구현된 바와 같이, 결과는 하나 이상의 표적 핵산의 존재의 검출을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 결과는 하나 이상의 표적 핵산의 부재를 판정하는 것을 포함할 수 있다.
여기에 기술된 온보드 풀링 및 고-처리량 분석 방법 및 시스템은 매우 다양한 적응증 및 작동 배열에서 사용된다. 예를 들어, 제한적이지 않지만, 여기에 기술된 방법 및 시스템은 임상 용도를 위해 기증자 샘플과 연관된 기증자 물질의 방출을 위해 기증자 혈액과 같은 기증자 샘플을 스크리닝하는 데 사용된다. 예를 들어, 기증자 물질은 종종 장기간 동안 보관될 수 있고, 기증자 물질과 관련된 샘플은 하나 이상의 병원체 또는 감염체의 존재에 대해 스크리닝 된다. 일반적으로, 기증자 혈액과 같은 기증자 물질은 그러한 스크리닝이 완료된 후에만 임상 용도로 방출되며, 여기에는 다른 잠재적 스크리닝 단계 중에서 예를 들어 HLA 타유형화 및 혈액형 식별과 같은 추가적 스크리닝 측면도 포함될 수 있다. 따라서, 본 개시내용의 온보드 풀링 및 고-처리량 분석 방법 및 시스템은 특정 성능 특성, 예를 들어 결과 도달 시간(time to result) 및 시스템 단위 크기당 처리량(throughput per unit size of the systems)을 통해 특히 이러한 샘플의 방출을 가속화하도록 조정할 수 있다. 또한, 본 개시내용의 방법 및 시스템은 샘플의 스크리닝, 예를 들어 특정 샘플의 우선순위화 및/또는 특정 병원체 또는 감염체의 스크리닝을 위한 공정 옵션을 또한 제공하며, 이는 기증자 및 환자의 안전 및 액세스를 작동적으로 향상시킬 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 여기에 기술된 방법 및 시스템은 예를 들어 COVID-19 테스트 및 고-처리량 분석을 위한 COVID-19 샘플의 풀링, 의료 인구통계(medical demographics), 역학(epidemiology), 및/또는 집단 헬스 연구와 같은 진단 응용 분야에서 사용할 수 있다. 제한이 아닌 예를 들어, 여기에 기술된 온보드 풀링을 위한 방법 및 시스템은 테스트용 샘플이 많고 검출 빈도가 낮은(prevalence of detection) 응용분야에서 사용할 수 있다.
여기에서 사용되는 바와 같이 구절 "기증자 물질(donor material)"이란 예를 들어 혈액 제제, 조직, 장기, 백신, 세포, 유전자 치료 및 재조합 치료 단백질을 포함하는 생물학적 제제를 의미한다. 기증자 물질에는 하나 이상의 기증자 물질이 포함될 수 있다. 예를 들어, 기증자 물질은 단일 기증자로부터의 하나 이상의 혈액 제제 및/또는 기타 생물학적 제제를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 기증자 물질은 다수의 기증자로부터의 혈액 제제, 다수의 기증자로부터의 생물학적 제제, 또는 한 명의 기증자로부터의 혈액 제제 및 하나 이상의 다른 기증자로부터의 다른 생물학적 제제를 포함할 수 있다. 여기에 사용된 바와 같이, 결과까지의 시간 ("TTR")이라는 문구는 예를 들어, 풀링, 샘플 준비, 증폭, 및 검출을 포함하는, 온보드 풀링 및 고-처리량 분석을 위한 샘플의 개시부터 고-처리량 분석의 검출 단계의 완료까지의 시간을 의미한다.
여기에서 사용된 바와 같이, "임상 용도"는 "생체 내 임상 용도" 및 "시험관 내 임상 용도"를 의미한다. 여기에서 사용된 바와 같이, "생체 내 임상 용도"는 전혈의 수혈뿐만 아니라 전혈 성분, 예를 들어, 패킹된 적혈구, 혈장 (예를 들어, 신선 냉동 혈장 또는 해동 혈장), 혈소판 또는 동결 침전물(신선 냉동 혈장을 해동하고 침전물을 수집하여 제조되는) 수혈을 의미하며, 여기에서 “혈액 제제”라고 통칭된다. “생체 내 임상 용도”는 또한 치료제 생산에 기증자 혈액 또는 그로부터 유래된 물질을 포함시키는 것과 기증자로부터 하나 이상의 물질, 예를 들어 장기, 조직 등을 공여 및/또는 이식하는 것을 포함한다. 예를 들어, 이로 제한되지 않으나, 기증자 혈액은 전혈로 수집한 후 또는 기증자로부터 혈액을 제거하고 혈장을 수집한 후 나머지 혈액을 기증자로 돌려주는 자동화된 성분채집법을 통해 직접 혈장 공여로 처리할 수 있고, 혈장은 신선 냉동 혈장으로 직접 사용되거나 추가 가공되어 혈장-유래 제품으로 알려진 다양한 치료적 생물학적 제제를 제조할 수 있다. 예를 들어, 이에 제한되지 않으나, 혈장은 일반적으로 상당한 정도로 풀링될 수 있고, 예를 들어 10,000 내지 50,000개의 기증자의 풀이 산업적 처리를 위해 혼합되고, 풀링된 혈장을 분획하여, 이에 제한되는 것은 아니나 다음을 포함하는 다양한 혈장-유래 제제, 예를 들어 (1) 응고 인자, 예를 들어 인자 VIII, 본 빌레브란트 인자, 및 피브리노겐; (2) 프로테아제 저해제, 예를 들어, 알파1-항트립신 및 C1-에스터라제 억제제; (3) 알부민; 및 (4) 이뮤노글로불린 G(IgG)을 제조할 수 있다. 여기에 사용된, “시험관 내 임상 용도”는 혈액 제제, 혈장-유래 제품 또는 기증자 물질을 환자에게 직접 수혈하거나 이식하는 것 이외의 생물학적 물질 사용, 예를 들어 품질 보증/실험실 진단 뿐만 아니라 새로운 의료기기, 치료 과정, 또는 질병 진단의 연구 및 개발을 의미한다.
4.1. 핵산 테스트
예시의 목적으로 여기에 구현된 바와 같이, 온보드 풀링 및 고-처리량 분석을 위한 시스템 및 방법은 핵산 분석을 포함할 수 있다. 예시 및 설명의 목적으로, 온보드 풀링 및 고-처리량 분석을 위한 예시적 방법 및 자동화 시스템은 도 2a-2c, 8a, 및 8b를 참조하여 여기에 개시된다. 여기에서 구현된 바와 같이, 자동화 시스템 1000은 샘플 로딩 영역 1100, 샘플 준비 영역, 핵산 증폭 영역 및 핵산 검출 영역을 포함할 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 샘플 준비 영역에는 샘플 수송 1200이 포함될 수 있다. 예를 들어 여기에 구현된 바와 같이, 샘플 수송은 샘플 준비 캐러셀 1200을 포함할 수 있다. 예를 들어 여기에 구현된 바와 같이, 핵산 증폭 영역 및 핵산 검출 영역은 증폭 및 검출 캐러셀 1500을 포함할 수 있는 증폭 및 검출 하위시스템을 포함할 수 있다.
특정 구현예에서, 핵산 분석은 샘플 준비 공정 및 증폭 과정을 포함한다. 특정 구현예에서, 샘플 준비 공정은 여기에 기술된 바와 같이 샘플 수송 1200상에 적어도 제1 및 제2 샘플을 풀링하는 것을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 샘플 준비 공정은 용해 공정을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 샘플 준비 공정은 전-처리 공정을 포함할 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 용해 공정, 전-처리 공정, 및 풀링 공정은 각각 샘플 수송, 예를 들어 샘플 준비 캐러셀 1200에서 수행될 수 있다.
특정 구현예에서, 용해 공정은 샘플을 용해 완충제, 미립자, 예를 들어 CuTi 코팅된 미립자 및 선택적으로 프로테이나아제 K를 사용하여 혼합물을 생성하는 것을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 샘플의 용해에는 별도의 프로테이나아제 K 처리 단계가 필요하지 않다. 특정 구현예에서, 샘플의 용해는 혼합물을 내부 대조 핵산과 결합하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 예시적 방법은 혼합물 내의 핵산과 미립자의 결합을 촉진하기 위해 혼합물을 인큐베이션하는 것을 추가로 포함할 수 있다. CuTi 미립자는 표적 핵산(예를 들어 병원성 핵산) 및 비-표적 핵산(예를 들어 숙주 핵산)을 포함하는 샘플에서 RNA 및 DNA 모두에 결합할 수 있다.
핵산 분석은 도 8b의 7903에 나타낸 바와 같이 제1 세척과 함께 핵산과 결합된 미립자를 세척하는 것을 더 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 제1 세척은 용해 완충제를 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 핵산과 결합된 미립자는 샘플 수송 1200상의 용기로부터 다른 용기로 이동하여 상기 제1 세척을 실시할 수 있다. 제한이 아닌 예를 들어, 상기 미립자는 샘플 준비 캐러셀 1200내의 용기로부터 샘플 수송 장치 1400를 사용하여 세척 트랙 1700의 세척 용기로 수송될 수 있다. 예를 들어, 제한적이지 않지만, 세척 용기는 하나이상의 웰(1), 예를 들어 4개의 웰(4)을 포함할 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 세척 트랙 1700 또는 개시된 방법의 세척 단계를 수행하도록 구성되고 복수의 세척 용기를 추가로 포함할 수 있다. 제한이 없는 예시의 목적으로, 세척 트랙 1700은 레이스트랙 형태일 수 있다. 특정 구현예에서, 예시적인 방법은 핵산과 결합된 미립자를 예를 들어, 도 8b의 7904에 나타낸 바와 같이, 물로 2회 세척 및 물로 3회 세척하는 것을 포함한다. 특정 구현예들에서, 제2 및 제3 세척은 예를 들어, 자력을 인가하여 제1 웰의 제1 벽 내부 표면 상의 상기 미립자를 포획하고 포획된 미립자를 제1 벽의 상기 내부 표면을 따라 제2/3 웰로 수송함으로써 제1 세척과는 상이한 웰들에서 수행된다. 제한이 아닌 예시의 목적으로, 입자는 도 8a에 나타낸 바와 같이, 약 24초 내에 웰 내에서 이동되거나 또는 웰을 가로질러 수송될 수 있다. 특정 구현예에서, 미립자에 결합된 핵산은 도8b의 7905에 도시된 바와 같이, 세척 용기의 제4 웰에서 용출액을 생성하기 위해 (예를 들어 용리 완충제를 사용하여 및/또는 열에 의해) 용출될 수 있다.
특정 구현예들에서, 예시적 방법은 증폭 단계 및 검출 단계를 수행하는 단계를 더 포함한다. 특정 구현예에서, 증폭 단계 및 검출 단계는 동시에 수행된다. 특정 구현예에서, 상기 증폭 및 검출 단계는 도 8b의 7906에 도시된 바와 같이, 용출액 내 관심 표적 핵산을 증폭시키기 위한 등온 증폭 반응을 위한 용출액 준비 및 증폭된 표적 핵산의 동시 검출이 포함된다. 여기에 구현된 바와 같이, 용출 후 표적 핵산은 증폭 및 검출 하위시스템 1500으로 수송될 수 있다. 제한이 아닌 예시의 목적을 위해, 증폭 및 검출 하위시스템 1500은 캐러셀을 포함한다. 특정 구현예에서, 증폭 및 검출을 위한 용출액을 준비하는 것은 도 8b에서 "RPA 마스터 믹스"라고 불리는 시약 혼합물, 및 활성화제, 예를 들어 마그네슘과 용출액을 접촉시키는 것을 포함한다. 특정 구현예에서, RPA 마스터 믹스는 증폭 반응에서 프라이머 결합 및 확장을 촉진하는 일곱(7) 가지 효소, 예를 들어, (i) 재조합효소 (예를 들어, UvsX), (ii) 단일 가닥 결합 단백질 (예를 들어, GP32), (iii) 재조합효소 로딩제 (예를 들어, UvsY), (iv) DNA 중합효소, (v) 엑소뉴클레아제(예를 들어, 엑소뉴클레아제 III), (vi) 크레아틴 카이네이즈 및 (vii) 역전사효소(예를 들어, EIAV-RT)를 포함한다. 특정 구현예에서, 역전사효소는 표적 핵산이 DNA인 경우, RPA 마스터 믹스에 포함되지 않는다. 특정 구현예에서, 상기 RPA 마스터 믹스는 표적 핵산에 결합하는 하나 이상의 프라이머, 신호 생성을 촉진하기 위해 앰플리콘에 결합하는 하나 이상의 프로브 및 하나 이상의 비-단백질 구성 요소(예를 들어, 프라이머를 확장하기 위한 (예를 들어, dNTPs), 에너지원으로 사용되기 위한 (예를 들어 ATP 및 포스포크레아틴), 단백질 및 반응을 안정화하기 위한 (예를 들어, 반응 완충제 (예를 들어, Tris 및 염)) 및 크라우딩제로 사용되기 위한 (예를 들어, 폴리에틸렌 글리콜)을 더 포함할 수 있다.
특정 구현예에서, 핵산 분석은 도 8b의 7907에 도시된 바와 같이, 등온 증폭 반응을 사용하여 관심 표적 핵산을 증폭시키고, 예를 들어 형광 검출에 의해, 생성된 앰플리콘을 동시에 검출하는 것을 포함할 수 있다. 등온 증폭 반응의 비제한적 예로는 전사-매개 증폭(transcription-mediated amplification, TMA), 재조합효소-중합효소 증폭(Recombinase-Polymerase Amplification, RPA) 및 니킹 효소 증폭 반응(Nicking Enzyme Amplification Reaction, NEAR)을 포함할 수 있다. 등온 증폭을 사용하면 시간이 많이 소요되는 온도 전환이 필요하지 않다. 여기에 구현된 바와 같이, 증폭 및 검출 하위시스템 1500은 독립적인 형광 검출기, 예를 들어 약 5개의 독립적인 형광 검출기 1510를 포함하여 도 8a에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 증폭 반응 동안 약 매 24초의 미리 결정된 간격으로 형광 신호를 검출하는 것을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 예시적 방법은 핵산 분석으로부터 결과를 결정하는 것, 예를 들어, 기증자 혈액 샘플에서 복수의 병원체 또는 감염체 중 적어도 하나로부터 유래된 핵산의 존재를 결정하는 것을 추가적으로 포함할 수 있다.
특정 구현예에서, 본 발명의 예시적인 방법 및 시스템은 샘플에 대한 핵산 분석을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 특정 구현예에서, 본 발명의 예시적인 방법과 시스템은 개인 또는 풀링된 혈액 기증자 (예를 들어, 전혈, 용해된 전혈, 혈청, 또는 혈장)를 스크리닝 하기 위해, 예를 들어, 기증자 샘플이 수혈에 허용되는지 여부를 판정하기 위해, 및 장기 및/또는 조직 기증자를 스크리닝 하기 위해 사용될 수 있다. 특정 구현예에서, 본 발명의 예시적인 방법 및 시스템은 기증자 혈액 샘플에서 병원체로부터 유래된 핵산의 정성적 검출에 사용될 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시내용의 예시적 방법과 시스템은 이에 제한되는 것은 아니나 HIV-1, HIV-2, HCV, HBV, WNV, 지카 바이러스, 치쿤구니아 바이러스, 뎅기 바이러스, 바베시아, 말라리아를 야기하는 플라스모디움, 파르보 B19 바이러스, HAV 및/또는 HEV을 포함하는 병원체로부터 유래된 핵산을 검출 및/또는 정량화하는 데 사용될 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시내용의 예시적인 방법 및 시스템은 혈청 또는 혈장 샘플에서 HIV-1, HIV-2, HCV, HBV 및 WNV로부터 유래된 핵산의 정성적 검출을 위해 사용될 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시내용의 방법 및 시스템은 혈청 또는 혈장 샘플에서 HIV-1, HIV-2, HCV 및 HBV의 다중 분석을 위해 사용될 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시내용의 예시적인 방법 및 시스템은 전혈 샘플에서 바베시오로부터 유래된 핵산의 정성적 검출을 위해 사용될 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시내용의 예시적인 방법 및 시스템은 혈장 샘플에서 HAV로부터 유래된 핵산의 정성적 검출에 사용될 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시내용의 예시적인 방법 및 시스템은 혈장 샘플에서 파르보 바이러스로부터 유래된 핵산의 정량적 검출에 사용될 수 있다.
예를 들어, 제한을 두는 것은 아니지만, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 15개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 20개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 25개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 30개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 35개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 40개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 45개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 50개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 55개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 60개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 65개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 70개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 75개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 80개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 85개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 90개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 95개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 100개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 105개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 110개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 115개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 120개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 125개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 130개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 135개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 140개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 145개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 150개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 155개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 160개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 165개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 170개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 175개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 180개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 185개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 190개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 195개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 200개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 205개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 210개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 215개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 220개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 225개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 230개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 235개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 240개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 245개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 250개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 255개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 260개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 265개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 270개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 275개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 280개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 285개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 290개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 295개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m3 당 시간당 적어도 약 300개 결과의 효율성을 달성할 수 있다.
특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2당 시간당 적어도 약 30개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 35개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 40개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 45개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 50개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 55개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 60개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 65개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 70개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 75개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 80개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 85개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 90개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 95개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 100개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 105개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 110개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 115개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 120개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 125개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 130개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 135개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 140개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 145개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 150개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 155개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 160개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 165개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 170개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 175개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 180개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 185개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 190개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 195개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 200개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 205개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 210개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 215개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 220개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 225개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 230개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 235개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 240개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 245개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 250개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 255개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 260개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 265개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 270개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 275개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2당 시간당 적어도 약 280개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 285개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 290개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 295개 결과의 효율성을 달성할 수 있다. 특정 구현예에서, 본 개시 방법은 m2 당 시간당 적어도 약 300개 결과의 효율성을 달성할 수 있다.
예를 들어, 제한되지 않으나, 여기에 기술된 시스템은 24초마다 샘플 준비를 위해 샘플 로딩 영역으로부터 샘플 수송으로 샘플을 전달할 수 있고 시간당 150개 샘플 흡인을 유도할 수 있다. 특정 구현예에서, 흡인된 각 샘플은 샘플 준비 캐러셀을 사용하여 준비되고 단일 표적 핵산은 증폭 및 검출되어, 흡인된 초기 샘플이 준비, 증폭 및 검출되는 동안 초기 시작(start-up) 기간 이후 시간당 150개 개별 결과가 생성된다. 특정 구현예에서, 각각의 흡인된 샘플은 준비되고 2개의 증폭으로 스플릿되며, 여기에서 각 증폭 반응은 검출을 위한 단일 표적 핵산을 증폭하고, 흡인된 초기 샘플이 준비, 증폭 및 검출되는 동안 초기 시작 기간 이후 시간당 300개 개별 결과가 생성된다. 특정 구현예에서, 각각의 흡인된 샘플은 준비되고 2개의 증폭으로 스플릿되며, 여기에서 각 증폭 반응은 검출을 위한 2개 이상의 표적 핵산 (예를 들어, 이중, 삼중, 또는 기타 더 높은 차원의 다중 증폭 및 검출)을 증폭시켜 흡인된 초기 샘플이 준비, 증폭 및 검출되는 동안 초기 시작 기간 이후 시간당 600 또는 그 이상의 개별 결과가 생성된다. 특정 구현예에서, 용출이 2개의 증폭으로 스플릿되는지 또는 증폭이 다중화되는지 여부에 관계없이, 초기 시작 시간은 20-45분일 것이다.
제한이 아닌 예시의 목적으로, 도 2a-2c에 도시된 예시적인 시스템 1000과 같은 예시적인 HTNAT 시스템에 대한 특정 샘플 유형 및 공정에 대한 예시적인 처리량에 대해서는 도시하는 도9a 및 9b를 참조한다. 도 9a는 혈청, 혈장, 및/또는 용해된 전혈 샘플에 대한 예시적인 처리량을 나타낸다. 예를 들어, 여기에 구현된 바와 같이, 혈청, 혈장, 및/또는 용해된 전혈 샘플의 고-처리량 분석은 여기에 기술된 바와 같은 용해 공정, 세척 및 용출 공정, 및 증폭 및 검출 공정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 여기에 구현된 바와 같이, 개별 샘플을 처리할 때 시간당 약 150개 샘플의 처리량이 달성될 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 시간당 약 150개 샘플의 처리량으로, 여기에 구현된 바와 같은 HTNAT 시스템은 예를 들어 스플릿 용출액 구성 및/또는 다중 증폭 및 검출 전략이 사용되는지 여부에 따라 시간당 150개의 개별 결과 및 시간당 최대 600개 이상의 개별 결과를 달성할 수 있다.
도 9a를 참조하면, 개시된 주제에 따른 온보드 풀링은 처리량을 증가시킬 수 있다. 예를 들어 여기에 구현된 바와 같이, 두 샘플의 온보드 풀링은 매 24 초의 잠금단계마다 샘플 준비를 위해 샘플 로딩 영역으로부터 샘플 수송으로 두 샘플을 수송하는 것을 포함할 수 있으며, 이는 시간당 300 샘플 흡인을 유도한다. 예를 들어 여기에 구현된 바와 같이, 개시된 주제에 따른 온보드 풀링은 시간당 샘플 흡인 횟수를 2배로 할 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 샘플은 혈청, 혈장, 및/또는 용해된 전혈 샘플일 수 있고, 고-처리량 분석은 온보드 풀링 공정, 용해 공정, 세척 및 용출 공정, 및 여기에 기술된 증폭 및 검출 공정이 포함될 수 있다. 도 9a를 참조하면, 두 개의 혈청, 혈장 및/또는 용해된 전혈 샘플의 풀을 처리하는 경우, 처리량은 약 150풀/hr일 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 시간당 약 150 풀의 처리량으로, 여기에 구현된 HTNAT 시스템은 예를 들어, 스플릿 용출액 구성 및/또는 다중 증폭 및 검출 전략이 사용되는지 여부에 따라 시간당 150 풀 결과 및 시간당 최대 600 이상의 풀 결과를 달성할 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 각각의 풀 결과, 즉 풀링된 샘플에 대한 각각의 결과는 두개 이상의 개별 샘플에 하나 이상의 표적 핵산의 부존재의 결정을 촉진할 수 있다. 예를 들어, 만약 풀 결과에 풀에 표적 핵산의 부존재 판정이 포함된 경우, 풀 결과에는 즉, 풀 크기 2를 사용하여 두 개의 개별 샘플에서 표적 핵산의 부존재를 판정하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 12개의 풀 크기를 사용하면 각 풀 결과에는 12개의 개별 샘플에 표적 핵산의 부존재 판정을 포함할 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 개시된 주제에 따른 온보드 풀링은 풀링 없이 개별 샘플을 고-처리량 분석하는 것과 비교하여 시간당 더 많은 개별 샘플에 대한 표적 핵산의 부재 판정을 촉진할 수 있다.
도 9b는 본 명세서에 기재된 바와 같은 전-처리 과정을 포함하는 전혈 샘플에 대한 예시적인 처리량을 보여준다. 예를 들어, 여기에 구현된 바와 같이, 전혈 샘플의 고-처리량 분석은 전-처리 공정, 용해 공정, 세척 및 용출 공정, 및 여기에 기술된 바와 같은 증폭 및 검출 공정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 여기에 구현된 바와 같이, 시간당 약 75개의 샘플의 처리량이 개별 샘플을 처리할 때 달성될 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 개별 전혈 샘플을 처리하는 데는 매 24초 잠금단계마다 하나의 샘플을 샘플 로딩 영역에서 샘플 준비를 위한 샘플 수송으로 수송하는 것이 포함될 수 있고, 이는 시간당 약 75개의 샘플 흡인을 유도한다. 여기에 구현된 바와 같이, 시간당 약 75샘플의 처리량으로, 여기에 구현된 바와 같은 HTNAT 시스템은, 예를 들어, 스플릿 용출액 구성 및/또는 다중 증폭 및 검출 전략이 사용되는지 여부에 따라 시간당 75개의 개별 결과 및 시간당 최대 300개 이상의 개별 결과를 달성할 수 있다.
제한이 아닌 예시의 목적으로, 개시된 주제의 일 측면에 따르면 약 240 내지 약 340개 샘플이 시간당 샘플 로딩 영역에서 샘플 수송으로 수송될 수 있다.
도 9b를 참조하면, 개시된 주제에 따른 온보드 풀링은 전혈 샘플을 처리할 때 처리량을 증가시킬 수 있다. 예를 들어 여기에 구현된 바와 같이, 6개의 전혈 샘플의 온보드 풀링은 6번의 매 24초 잠금단계 중 5번 샘플 로딩 영역에서 샘플 수송으로 하나의 샘플을 수송하는 것을 포함할 수 있고, 이로 인해 시간당 약 125개 샘플 흡인이 유도된다. 여기에 구현된 바와 같이, 전혈 샘플의 고-처리량 분석은 전-처리 공정, 온보드 풀링 공정, 용해 공정, 세척 및 용출 공정, 및 여기에 기술된 증폭 및 검출 공정을 포함할 수 있다. 도 9b를 참조하면, 6개의 전혈 샘플의 풀을 처리하는 경우, 처리량은 약 21풀/hr일 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 시간당 약 21개의 풀의 처리량으로, 여기에 구현된 바와 같은 HTNAT 시스템은 예를 들어 스플릿 용출액 구성 및/또는 다중 증폭 및 검출 전략이 사용되는지 여부에 따라, 시간당 21 풀 결과 및 시간당 최대 약 84 또는 그 이상의 풀 결과를 달성할 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 6개의 풀을 사용하면 각 풀 결과는 2개 이상의 개별 샘플에서 하나 이상의 표적 핵산의 부존재 판정을 촉진할 수 있다. 예를 들어, 풀 결과에 풀에 표적 핵산의 부존재 판정이 포함된 경우, 풀 결과에는 즉 풀 크기 6을 사용하여 6개의 개별 샘플에 표적 핵산이 부존재한다는 판정을 포함할 수 있다.
개시된 주제의 다른 측면에 따라, 본 개시 시스템은 상기 시스템이 차지하는 면적 또는 부피의 단위당 샘플 처리량 (시간당 핵산 분석 결과의 수로 정의됨)과 관련된 특정 성능 기준, 예를 들어, 시스템의 "효율성”을 달성할 수 있다. 예를 들어, 제한하는 것은 아니나, 예를 들어 도 3, 5-8, 15-16, 43, 및 45-66에 있는, 여기에 구현된 시스템은, 약 1 m2 내지 약 3 m2, 또는 약 1 m2 내지 약 2.5 m2, 또는 약 1 m2 내지 약 2 m2 ,1 m2 내지 약 1.5 m2 또는 심지어 약 1 m2 내지 약 1.2 m2,의 풋프린트를 가질 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 이러한 시스템은 일반적으로 6피트(약 2 m) 미만의 높이를 가지며, 특정 구현예에서는, 시스템을 작동시키도록 의도된 집단의 90%와 연관된 높이보다 크지 않은 높이를 갖도록 구성될 것이다. 따라서, 특정 구현예에서, 예를 들어 도 3, 5-8, 15-16, 43, 및 45-66에 있는, 여기에 구현된 시스템은, 약 1m 내지 약 2m의 높이 기준으로 약 1 m3 내지 약 3 m3, 또는 약 1 m3 내지 약 3.5 m3, 또는 약 1 m3 내지 약 3 m3 의 부피를 가질 수 있다, 또는 약 1 m3 내지 약 2.5 m3 , 또는 약 1 m3 내지 약 2 m3 이다.
4.1.1. 샘플 준비 시스템
예를 들어, 여기에 구현된 바와 같이, 샘플 수송 1200은 샘플 준비 캐러셀일 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 예를 들어 용해 공정, 풀링 공정, 및/또는 전-처리 공정을 포함하는 샘플 준비 공정이 샘플 수송 1200에서 수행될 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 샘플 준비는 샘플에 존재하는 핵산을 분리 및/또는 정제하는 데 사용될 수 있고 샘플 용해, 핵산 포획, 핵산 세척 및 핵산 용출 단계를 포함할 수 있다.
4.1.1.1. 샘플 용해 및 핵산 포획 시스템
전술한 바와 같이, 샘플 용해는 샘플 내에 존재하는 병원체, 감염체, 및/또는 세포의 막 또는 벽을 파괴하여 샘플 내에 존재하는 병원체, 감염체, 및/또는 세포 내에 존재하는 핵산을 방출한다. 일반적으로, 시스템은 분석될 기증자 샘플 및/또는 풀링된 샘플과 용해 용액을 자동적으로 접촉하도록 도입된다.
여기에 구현된 바와 같이, 샘플 준비 캐러셀 1200은 용기 1220를 수용할 수 있는 28개 위치 (중앙 캐러셀 주위의 시계방향)를 포함한다. 예를 들어, 여기에 구현된 바와 같이, 용기 1220은 용해 튜브일 수 있다. 도 2a-2c의 예시적 시스템에서, 캐러셀 1200은 캐러셀이 각 잠금단계 후에 시계 방향으로 한 위치를 이동하는 잠금담계 원리로 작동한다. 잠금단계, 또는 캐러셀의 이동 사이의 시간은 이 구현예에서 24초이다. 캐러셀 1200의 모든 위치가 샘플 용해 공정에서 사용되는 것은 아니고 일부 위치는 용해 튜브를 캐러셀에 로딩하거나, 용해 완충제를 분배하거나, 용해 튜브를 제거하는 데 사용된다. 하기 표, 표 2는 용해 공정과 관련된 예시적인 시간 및 작업을 나타낸다. 24초의 잠금단계를 사용하는 이 예시적인 구현예에 나타난 바와 같이, 용해 공정을 위한 샘플 처리 시간은 384초, 또는 6.4분이다.
표 2
도 3에 도시된 예시적인 구현예에서, 위치 L1은 공정 대열(queue)로의 용해 튜브 1220의 로딩에 대응한다. 특정 구현예에서, 로딩은 로드가능한 스택(loadable stack)으로부터 공지된 “픽업 & 플레이스(Pick & Place)”전략에 의해 수행된다. L2는 용해 완충제 분배 위치에 상응한다. L3는 용해 튜브에서 미립자의 분배에 상응한다. 이 위치에서 분배된 시약은 시약 컨테이너로부터 공지의 “한 모금 빨고 & ?上틂뺑?(Sip & Spit)”전략을 통해 분배될 수 있다. 이 위치에서 분배된 시약에는 다음의 것들이 포함되나, 이에 제한되지 않는다: 예를 들어, 비록 본 개시내용의 범위 내에서 다른 부피도 고려되지만, 예를 들어 50μl (+/- 5%) 부피로 분배된 내부 대조군, 비록 본 명세서의 범위 내에서 다른 부피도 고려되지만 예를 들어, 30μl (+/- 5%) 또는 60μl (+/- 5%)의 부피로 분배된 미립자, 비록 본 명세서의 범위 내에서 다른 부피도 고려되지만, 예를 들어 약 20μl 내지 약 100μl의 부피 또는 약 40μl (+/- 5%)의 부피 또는 약 20μl (+/- 5%)의 부피로 분배된 프로테나제 K.
예시적인 위치 L4는 샘플 분배 위치에 대응한다. 이 위치에서 분배된 샘플은 샘플 튜브로부터 공지된 “한 모금 빨고 & ?上틂뺑?(Sip & Spit)”전략을 통해 분배될 수 있다. 이 위치에서 분배된 샘플은 비록 본 개시내용의 범위 내에서 다른 부피도 고려되지만, 100-1000μl(+/- 5%)의 부피로 분배될 수 있다. 샘플은 샘플 로딩 영역1100에서 샘플 수송 1200의 샘플 분배 위치 1230 (L4)로 수송될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 샘플은 본 명세서에 추가로 기술된 바와 같이 샘플 수송 1200의 중간 위치에서 샘플 수송 1200의 샘플 분배 위치 1230 (L4)로 수송될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 여기에 구현된 바와 같이, 샘플 수송 1200의 샘플 분배 위치 1230 (L4)에서 용기에 샘플을 풀링할 수 있다.
예시적인 위치 L5-L17은 인큐베이션, 혼합, 및 인덱싱 위치에 해당한다. 예를 들어, 위치 L6-L18에서의 인큐베이션, 혼합, 및 인덱싱은 저항 히터, 캐러셀 이동, 팝-업 믹서, 잠금단계 수송, 및/또는 시간 우선순위 스케쥴링(time priority scheduling)의 사용을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서 위치 L5-L17은 하나 이상의 샘플 용해 완충제에서의 인큐베이션을 포함할 수 있다.
특정 구현예들에서, 여기에 기술된 방법 및 시스템에서 이용된 샘플 용해 완충제는 약 2.5 내지 약 4.7M GITC, 약 2% 내지 약 10% 트윈-20을 포함하고, pH는 약 5.5 내지 약 8.0이다. 특정 구현예들에서, 예를 들어, 혈장 또는 혈청 샘플과 관련된 구현예들에서, 상기 샘플 용해 완충제는 약 4.7M GITC, 약 10% Tween-20을 포함하고, pH는 약 7.8이다. 특정 구현예들에서, 예를 들어, 전혈 샘플과 관련된 구현예들에서, 상기 샘플 용해 완충제는 약 3.5M GITC, 약 2.5% Tween-20을 포함하고, pH는 약 6.0이다. 특정 구현예들에서, L2-L16은 히터, 예를 들어, 저항 히터를 이용하여, 상기 용해 샘플을 약 50℃내지 약 60℃로 가열시킬 것이다. 특정 구현예들에서, 상기 샘플의 혼합은 약 1500rpm에서 오프라인 궤도 혼합을 통해 달성된다.
예시적 위치 L18은 미립자 포획에 상응하며, 이때 자석은 미립자를 수거하기 위해 용해 튜브120의 하단에서 이들 미립자들을 포획한다. 이것은 세척 및 용리 시스템(wash and elute system) 1500으로 수송 전, 미립자를 함께 모으는 역할을 한다. 여기에 구현된 바와 같이, L19는 포획 및 수송 위치 1240에 상응한다. 이 위치에서, 샘플 (예를 들어 풀링된 샘플)의 적어도 분획된 부분은 포획되어 고-처리량 분석을 위해 수송될 수 있다. 예를 들어 여기에 구현된 바와 같이, 샘플의 분획된 부분은 미립자를 포함할 수 있고, 이는 용해 튜브 1220의 바닥에서 방출된 다음 샘플 수송 장치1400에 의해 포획될 수 있다. 예를 들어 여기에 구현된 바와 같이, 샘플 수송 장치1400는 수송 팁을 포함할 수 있고 미립자는 전송 팁의 구조적 구성요소들에 대항하여 자성 포획을 통해 전송 팁을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 이러한 구조적 요소들은 예를 들어, 핀(fins)이 있을 수 있는데, 예를 들어 이러한 핀 사이의 미립자들이 자성 포획되기 위한 것이나, 이에 제한되지 않는다. 특정 구현예들에서, 전송 팁으로부터 이렇게 붙잡힌 미립자들을 함유하는 전송 팁을 컨테이너 안이나 용기 위에 배치시키고, 포획 자석을 후퇴시키고, 그리고 이들 팁을 흔들거나 또는 진동시킴으로써, 미립자들은 후속 과정 컨테이너 (예를 들어, 상기 세척 및 용리 하위시스템 내 웰)로 전송된다.
4.1.1.2. 혼합 시스템
상기에서 기술된 바와 같이, 여기에 사용을 위한 샘플 준비 과정에는 예를 들어, 전-처리 공정, 용해 공정, 온보드 풀링 공정, 및 이의 조합이 포함될 수 있다. 예를 들어, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 샘플 준비 공정은 샘플 준비 영역에서 수행될 수 있고, 상기 샘플 준비 영역에는 샘플 수송이 포함될 수 있다. 여기에서 사용을 위한 샘플 준비 공정에는 혼합이 포함될 수 있다. 제한이 아닌 예를 들어, 용해 공정에는 용해 튜브에서 샘플과 시약을 혼합하는 혼합이 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 온보드 풀링 과정은 용기에서 두 가지 또는 그 이상의 샘플을 혼합하고, 이를 테면 예를 들어, 풀링된 샘플 안에서 두 가지 또는 그 이상의 샘플을 더 고르게 분포할 수 있도록 혼합이 포함될 수 있다.
상기에서 기술된 바와 같이, 샘플 수송 1200 상에서 용기들의 내용물 혼합은 샘플 수송 1200 상의 하나 이상의 위치에서 이루어질 수 있다. 샘플 수송 1200 상의 용기들의 내용물의 혼합은, 예를 들어 풀링된 샘플에 있는 두 개 이상의 샘플을 혼합하는 것이 바람직할 수 있다. 혼합은, 예를 들어, 용기 내에 삽입될 수 있는, 기계적 팁과 같은 기계적 교반을 사용하여 수행될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 혼합은 예를 들어 볼텍서와 같은 기기를 사용하여 수행될 수 있고, 이는 용기와 인터페이스 하여 예를 들어 용기를 진동 및/또는 회전시켜 이의 내용물을 혼합할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 혼합은 예를 들어 용기 내에서 자성 입자와 상호작용하여 용기의 내용물을 교반할 수 있는 자석을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 영구 자석은 용해 용기를 기준으로 이동할 수 있고 용기 내에서 자성 입자를 교반할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 전-자석은 용기에 인접하게 배치될 수 있고 용기 내에서 자성 입자를 교반하는 데 사용될 수 있다.
추가적으로 또는 대안으로, 그리고 여기에 구현된 바와 같이, 샘플 전송 장치의 연속 진동을 사용하여 혼합을 수행할 수 있다. 예를 들어, 그리고 여기에 구현된 바와 같이, 샘플 전송 장치는 여기에 더 기술된 바와 같이, 샘플 분배 위치로부터 샘플 포획 및 이동 위치까지 수송 경로를 따라 용기 안의 하나 또는 그 이상의 샘플을 운반하도록 구성될 수 있다. 예를 들어 그러나 이에 제한되지 않고, 상기 샘플 수송에는 사문식(serpentine) 경로, 컨베이어, 이를 테면, 체인 컨베이어, 압출, 로봇 핸들러, 벨트, 또는 비히클 시스템이 포함될 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 샘플 수송에는 샘플 준비 캐러셀, 이를 테면 용해 캐러셀이 포함된다. 상기 샘플 수송의 연속 진동은 상기 샘플 수송의 각 진동과 함께 원호(arc)에서 움직이면서 혼합될 용기로 샘플 수송을 수행할 수 있다. 원호에서의 움직임에는 적어도 두 개의 이동 축이 포함될 수 있다. 예를 들어, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 원호에서의 이동에는 캐러셀의 연속적인 시계 방향 및 반시계 방향 회전이 포함될 수 있다. 예를 들어 그러나 이에 제한되지 않고, 샘플 수송 1200의 용기의 내용물 혼합은 샘플 수송 1200의 회전 운동을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 샘풀 수송 1200은 시계 방향 및 반시계방향으로 빠르게 연속적으로 회전할 수 있고 샘플 수송 1200의 회전은 샘플 수송 1200 상 용기의 내용물이 혼합되게 할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 원호에서의 이동은 한 방향으로의 연속적인 이동에 이어 다른 방향으로의 이동을 포함할 수 있는데, 이를 테면 예를 들어 제1 방향으로의 벨트의 연속적인 이동에 이어 원호를 형성하는 벨트의 일부를 따라, 예를 들어 적어도 2개의 축에서 이동을 포함하는 부분을 따라 제2 방향으로의 이동이 뒤따르는 연속적인 이동을 포함할 수 있다.
이론에 얽매이지 않고, 연속적인 진동, 예를 들어, 샘플 수송 1200의 연속적인 회전 운동을 사용하여 수행될 수 있는 예시적인 혼합의 물리적 원리가 도 10a를 참조하여 기술된다. 제한이 아닌 예시 및 설명을 위해, 샘플 수송 1200은 샘플 수송 1200의 회전에 의해 위치 P1에서 위치 P2로 이동할 수 있는 단일 용기 6420로 도시되어 있다. 보이는 것과 같이, 제1 반경, R1은 샘플 수송 1200의 중심과 이 샘플 수송 1200의 중심에 가장 가까운 용기 6420의 벽 6420a의 일부 사이에서 측정될 수 있고, 제2 반경, R2는 샘플 수송 1200의 중심과 이 샘플 수송 1200의 중심에서 가장 먼 용기 6420의 벽 6420b의 일부 사이에서 측정될 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, R2는 R2보다 클 수 있다. 샘플 수송 1200은 용기 6420을 위치 P1에서 위치 P2로 회전시킬 수 있다. 보이는 것과 같이, 내측 벽 부분 6420a은 위치 P1에서 위치 P2로 용기의 회전 동안 거리 D1을 이동하며, 외측 벽 부분 6420b는 용기의 회전 동안 위치 P1에서 위치 P2로 거리 D2를 이동한다. 여기에서 구현된 바와 같이, 샘플 수송 1200이 회전하고 용기 6420이 위치 P1에서 위치 P2로 이동하는 동안, 내측 벽 부분 6420a는 외측 벽 부분 6420b이 D2로 이동하는데 소요되는 시간과 동일한 시간으로 거리 D1을 이동할 수 있다. 따라서, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 샘플 수송 1200이 회전하고 용기 6420이 위치 P1에서 위치 P2로 이동하는 동안, 외벽 부분 6420b의 가속도는 샘플 수송 1200의 회전 및 위치 P1로부터 위치 P2로 용기 6420의 이동 동안 내벽 부분 6420a의 가속도보다 크다. 환언하면, 여기에서 구현된 바와 같이, 샘플 수송 1200의 회전 동안, 캐러셀 외부에서 이동된 거리가 캐러셀 내부에서 이동한 거리보다 길고, 그리고 두 거리가 동시에 이동하기 때문에, 캐러셀 내부보다 캐러셀 외부에서 가속도가 더 크다.
제한이 아닌 예시 및 설명을 목적으로, 예시적인 구현예의 작업을 추가로 예시하고, 설명하기 위해 예시적인 산출이 여기에 포함된다. 예를 들어, 캐러셀이 위치 P1에서 위치 P2로 회전하는 동안, 캐러셀 내부에서 이동한 거리는 원호가 길이 D1을 갖는 것으로 나타낼 수 있으며, 캐러셀 외부에서 이동한 거리는 원호가 길이 D2를 갖는 것으로 나타낼 수 있다. 설명 및 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 샘플 수송 1200은 대략 117 mm의 내부 반경 R1 및 대략 133 mm의 외부 반경 R2를 가질 수 있고, 위치 P1과 위치 P2는 대략 1.33도의 회전만큼 떨어져 있을 수 있다. 설명 및 예시를 목적으로, 상기 원호 길이 D1은 2*R1*π로 산출될 수 있다. D2는 2*R2*π로 산출될 수 있다. 설명 및 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, D1은 대략적으로 2.72 mm일 수 있고, D2는 대략적으로 3.08 mm일 수 있다.
상기에서 기술된 바와 같이, 샘플 수송 1200이 위치 P1에서 위치 P2로 회전 이동하는 동안, 내측 벽 부분 6420a는 외측 벽 부분 6420b이 거리 D2를 이동하는 동일한 시간 동안 거리 D1를 이동한다. 설명 및 예시를 목적으로 그러나 이에 제한되지 않고, 시간 “”에 걸쳐 위치 P1에서 위치 P2로 회전하는 동안 내측 벽 부분 6420a의 가속도는 가속도 1 = 2*D1/t2로 산출될 수 있으며, 외측 벽 부분 6420b의 가속도는 가속도 2 = 2*D2/t2로 산출될 수 있다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, D1이 2.72 mm이며, D2가 3.08 mm인 경우, 내측 벽 부분 6420a의 가속도 1은 외측 벽 부분 6420b의 가속도 2의 대략 88%일 수 있다.
상기에서 기술된 바와 같이 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 샘플 수송 1200의 회전 및 위치 P1에서 위치 P2로 용기 6420의 이동 동안, 외벽 부분 6420b의 가속도는 샘플 수송 1200의 회전 및 위치 P1로부터 위치 P2로 용기 6420의 이동 동안 내벽 부분 6420a의 가속도보다 더 클 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 외측 벽 부분 6420b의 더 큰 가속도는 상기 용기의 직경과 관련될 수 있다. 예를 들어, 도 10a를 참고하면, R2와 R1 간의 차이는 용기, 예를 들어 용해 튜브, 직경과 관련될 수 있는데, 더 큰 직경을 갖는 용기는 R2와 R1 간에 더 큰 차이에 상응하고, 외측 벽 부분 6420b와 내측 벽 부분 6420a 사이의 가속도도 더 크게 차이난다. 제한이 아닌 예를 들어, 튜브 하단에서 기울기 각도가 더 적은 용해 튜브는 이 용해 튜브 하단에서 더 큰 직경을 가질 수 있고, 이는 외측 벽 부분 6420b과 내측 벽 부분 6420a 사이의 상응하는 더 큰 가속도 차이를 제공할 수 있다. 제한이 아닌 예시 목적으로, 1° 기울기 각도를 갖는 용해 튜브는 2.5° 기울기 각도를 갖는 용해 튜브보다 튜브 하단 쪽으로 갈수록 더 큰 튜브 직경을 가지게 될 것이다. 더욱이, 및 여기에서 더 기재된 바와 같이, 용해 튜브 직경이 클수록 용해 튜브 내 유체 높이가 낮아지게 되고, 이로써 예를 들어, 혼합 중에 용해 튜브 밖으로 액체가 튀는 위험을 줄일 수 있게 된다.
도 10b는 샘플 수송 1200이 제1 위치에서 제2 위치로 반-시계 방향으로 회전하는 동안 용기 6420의 개략도를 도시한다. 상기에서 기술된 바와 같이, 샘플 수송 1200이 제1 위치에서 제2 위치로 회전하는 동안, 외측 벽 부분 6420b는 내측 벽 부분 6420a 보다 더 빠르게 가속될 수 있다. 내측 벽 부분 6420a와 외측 벽 부분 6420b 간 가속도 차이는 용기 6420에 함유되어 있는 액체, 이를 테면, 예를 들어, 샘플과 용해 완충제가 샘플 수송 1200이 제1 위치에서 제2 위치로 이동하는 동안 이 용기 안에서 회전하여, 출렁이게 하는 원인이 될 수 있다. 예를 목적으로, 그러나 이에 제한되지 않고, 도 10b는 샘플 수송 1200의 반-시계 방향 회전 동안 외측 벽 부분 6420b을 따라 용기 6420 안에서 형성된 액체 파면 6430을 도시한다. 보이는 것과 같이, 상기 파면 6430은 샘플 수송 1200의 회전 움직임과 반대 방향으로 용기의 외측 벽을 따라 이동할 수 있다. 예를 들어, 도 10b에 나타낸 것과 같이, 샘플 수송 1200의 반-시계 방향 회전은 상기 용기의 외측 벽 부분 6420b을 따라 파면 6430이 형성되고, 시계 방향으로 이동하게 하는 원인이 될 수 있다.
여기에서 더 구현된 바와 같이, 제한이 아닌 예시 목적으로, 샘플 수송 1200의 회전 방향을 역전시키면 샘플 수송 1200에서 용기의 내용물의 혼합에 더 기여할 수 있다. 예를 들어, 도 10c를 참고하여, 위치 P2에서 위치 P3으로 샘플 수송 1200의 시계 방향 회전 동안 용기 6420를 나타낸다. 예시 및 설명을 위해 표시된 바와 같이, 샘플 수송 1200 및 용기 6420가 위치 P1에서 위치 P2로 반-시계 방향 회전 후 파면(waver front) 6430은 상기 용기 안에서 외측 벽 부분 6420b으로부터 외측 벽을 따라 내측 벽 부분 6420a으로 이동할 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 이 파면이 외측 벽 부분 6420b으로부터 내측 벽 부분 6420a로 이동하였을 때, 샘플 수송 1200의 회전 방향의 역전(예를 들어, 반-시계 방향 회전에서 시계 방향 회전으로)은 상기 용기, 예를 들어 용해 튜브의 내용물에 더 큰 회전력을 부여할 수 있다. 예를 들어, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 내측 벽 부분 6420a을 따라 파면 6430을 갖는 캐러셀의 방향을 역전시키면 이 파면이 시계 방향 회전을 계속하게 할 수 있도록 한다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 여기에 기술된 바와 같이, 용기 6420에는 액체, 이를 테면 예를 들어, 전혈 샘플 및 용해 유체, 및 자성 입자들이 포함될 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 캐러셀을 한 방향으로 연속적으로 회전시킨 다음 반대 방향으로 회전시키면(예를 들어, 시계 반대 방향으로 회전한 다음 시계 방향으로 회전, 또는 그 반대로) 용기의 액체 내에서 자성 입자들의 와류가 형성될 수 있다. 회전 속도, 회전 거리, 반전 및 지연 타이밍은 시스템의 원하는 성능 및 시스템의 치수, 예를 들어, 용기의 치수 및 샘플 수송 1200의 치수를 기반으로 선택될 수 있다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 회전 속도, 회전 거리, 반전 및 지연 타이밍을 선택하여, 대략적으로 1.3초 이내에서 용기, 예를 들어 용해 튜브의 액체 내용물 내에 와류가 형성될 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 상기 용해 튜브의 액체 내용물 내에서 와류의 형성은 혼합을 나타내는 것일 수 있다.
샘플 수송의 연속적 진동을 사용한 샘플 수송 1200 상의 용기의 내용물 혼합은, 이를 테면 예를 들어, 샘플 수송 1200의 회전 움직임을 사용하면 이점이 제공될 수 있다. 예를 들어 그러나 이에 제한되지 않고, 샘플 수송 1200의 회전 움직임을 사용한 혼합은 샘플 수송 1200에서 용기의 내용물 혼합에 필요한 하드웨어를 줄이거나 또는 제거할 수 있다. 예를 들어, 여기에 구현된 바와 같이, 캐러셀의 회전 움직임이 혼합을 위해 사용될 때, 자석 및/또는 기계적 교반기 또는 볼텍서와 같은 별도의 혼합 하드웨어가 더 이상 필요하지 않다. 추가적으로 또는 대안으로, 샘플 수송 1200의 회전 움직임을 이용한 혼합은 사용되는 소모품의 개수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 샘플 수송 1200의 회전 움직임을 이용한 혼합으로 일회용 기계식 교반기 팁의 필요성을 줄이거나 제거할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 샘플 수송 1200의 회전 움직임을 이용한 혼합으로 용기, 예를 들어 용해 튜브를 덮는 얼룩(splash) 또는 에어로졸 봉쇄 덮개의 필요성을 줄이거나 또는 제거할 수 있고, 이로써 소모품 사용을 더욱 줄일 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 그리고 여기에서 더 구현된 바와 같이, 샘플 수송 1200의 회전 움직임을 이용한 혼합으로 혼합에 필요한 시간을 줄일 수 있고, 시스템 처리량을 증가시킬 수 있다. 예를 들어 그러나 이에 제한되지 않고, 샘플 수송 1200의 회전 움직임을 이용한 혼합으로 추가적인 처리 시간이 필요할 수 있는 기타 혼합 단계, 이를 테면, 기계적 교반을 줄이거나 또는 제거할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 샘플 수송의 회전 움직임과 같은 샘플 수송의 연속 진동을 이용한 혼합은, 이를 테면 예를 들어, 샘플 수송 1200의 회전 움직임은 이를 테면 예를 들어 짧은 거리에 대한 회전식 캐러셀의 시계방향 및 반시계방향 회전과 같은 작은 연속적 진동, 이를테면 예를 들어 용기 직경의 대략적으로 +/- 10%에 상응하는 회전을 이용하여 수행될 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 로봇 피펫터는 혼합 작업 중에 회전식 캐러셀에 있는 용기에 액세스할 수 있고, 이는 샘플 처리 시간을 줄이는 데 유리할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 샘플 수송 1200의 연속적인 진동을 사용하여 용기의 내용물을 혼합하는 작업은 캐러셀 상의 임의의 위치에서 수행될 수 있다.
4.1.1.3. 핵산 세척 및 용출 시스템
예를 들어, 여기에 구현된 바와 같이, 세척 및 용출 시스템은 샘플을 세척하여 미립자로부터 원하지 않는 물질을 제거한 다음 미립자로부터 포획된 물질, 예를 들어 핵산을 용출시킬 수 있다, 특정 구현예에서, 도 11 a에 도시된 바와 같이, 세척 및 용출 시스템 1700은 세척 용기 1710를 고정하는 위치를 갖는 회전 가능한 레이스트랙-형상의 캐러셀을 포함할 수 있다. 세척 용기 1710는 세척 및 용출 공정 동안 세척 완충제 및 용출 완충제를 보유할 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 세척 용기는 세척 및 용출 공정에 대해 각각 복수의 웰, 예컨대, 세척 1, 세척 2, 세척 3, 및 도 11b에 도시된 예시적 구현예에서 보여지는 바와 같은 용출액(Eluate)으로 정의될 수 있다.
여기에 구현된 바와 같이, 세척 및 용출 시스템 1700은 세척 24 ("W24 ")를 통해 세척 1 (" W1")으로 식별되는 24개 위치 (중앙 캐러셀 주위의 시계 방향)를 포함할 수 있다. 본 개시의 구현예는 대안적인 시스템 구성 또는 시스템의 바람직한 용량 또는 처리량에 따라 24 개보다 많거나 더 적은 위치를 포함할 수 있고, 개별 위치는 예시된 바와 같이 배열될 필요는 없지만, 오히려 캐러셀, 선형, 또는 본질적으로 본 개시의 처리량 요구 사항과 호환되는 임의의 다른 배향으로 배열될 수 있다. 세척 및 용출 시스템 1700상의 모든 위치가 샘플 세척 및 용출 공정에서 사용되지 않는 것은, 예를 들어, 일부 위치는 캐러셀 상에 세척용기를 로딩하거나 세척 완충제를 분배하거나 세척 용기를 제거하는데 사용된다.
아래 표, 표 3은 세척 및 용출 공정에 관한 예시적인 시간과 작업을 나타낸다. 24초의 잠금단계를 사용하는 본 예시적인 구현예에 나타낸 바와 같이, 세척 및 용출 공정에 대한 샘플 처리 시간은 480초, 또는 8분이다.
표 3
도 11 a에 도시된 예시적인 구현예에서, W1은 세척 용기가 예를 들어 상품 로딩 영역(commodity loading area)으로부터 캐러셀로 전송되는 전송 위치에 상응한다. 세척 용기를 이 위치로 전송하는 것은 당업계의 공지된 방법, 예를 들어 측방 셔플 전략(sideway shuffle strategies) 및/또는 “픽 & 플레이스” 전략을 통해 달성될 수 있다.
여기에서 구현된 바와 같이, 예시적인 위치 W2는 세척 용액을 웰 세척 1-세척 3내로 분배하기 위한 분배 위치에 상응한다. 세척 용액의 분배는 예를 들어 벌크 저장소로부터 직접 배관을 통해 달성될 수 있다. 특정 구현예에서, 웰 세척 1의 세척 용액은 비록 다른 부피가 본 개시 내에서 고려되지만 500 μl(+/-5%)의 부피로 분배된다. 특정 구현예에서, 웰 P1의 세척 용액은 약 2.5M 내지 약 4.7 M GITC, 약 2% 내지 약 10% 트윈-20, pH 약 5.5 내지 약 8.0을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 예를 들어 혈장 및 혈청 샘플에 대해, 웰 세척1의 세척 용액은 약 4.7 M GITC, 약 10% 트윈-20, pH 약 7.8을 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 예를 들어 전혈 샘플에 대해, 웰 세척1의 세척 용액은 약 3.5 M GITC, 약 2.5% 트윈-20, pH 약 6.0을 포함할 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 세척 용액은 또한 위치 W2의 웰 세척 2 및 세척 3에 분배될 수도 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 위치 W2의 웰 세척 2 및 세척 3으로 분배되는 세척 용액은 물일 수 있다.
예시적인 위치 W3은 미립자 전달 위치에 상응한다. 여기에 구현된 바와 같이, 샘플 수송 장치 1400는 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분을 샘플 수송 1200으로부터 세척 및 용출 시스템 1700으로 전달할 수 있다. 제한이 아닌 예시의 목적으로, 포획 자석의 후퇴 및 팁의 흔들림을 통해 수송을 달성하여 W3의 웰 P1에 미립자를 침착시킬 수 있다.
예시적인 위치 W4-W7은 인큐베이션 및 혼합 위치에 상응한다. 위치 W4-W7에서 인큐베이션 및 혼합은 저항 히터의 사용, 상단 및/또는 하단 자석, 예를 들어 움직이는 영구 자석을 통한 혼합, 뿐만 아니라 캐러셀 이동, 팝-업 믹서, 및/또는 전-자석이 포함될 수 있다. 특정 구현예에서, 위치 W4-W7은 히터, 예를 들어 저항 히터를 사용하여 용해 샘플을 약 37℃로 가열할 수 있다. 특정 구현예에서, W4-W7은 약 96초동안 세척1에서 인큐베이션을 사용한다 (각 24초의 4개의 잠금단계). 특정 구현예에서, 위치 W8은 미립자를 세척 2를 위한 웰 세척 2로 전송하여 혼합하는 것을 포함한다. 특정 구현예에서, 세척 2는 물이다. 특정 구현예에서 전송은 웰의 내부 표면을 가로질러 미립자를 슬라이딩하여 미립자를 수집, 전송 및 방출하기 위해 웰 위의 이동가능한 자석을 사용하여 수행될 수 있다. 일부 구현예에서, 전송은 웰 아래 이동 가능한 자석을 사용하여 웰의 하부에서 내부 채널 내의 미립자를 슬라이딩하여 수집, 전송 및 방출할 수 있다. 특정 구현예에서, 고정식 전-자석, 예를 들어 자기 입자 이동을 달성하기 위해 인접한 자석을 선택적으로 온/오프하는 것이 사용될 수 있다. 기타 역 입자 처리에서와 같은 미립자 전송 방법이 또한 사용될 수 있다. 특정 구현예에서, 위치 W9는 웰 세척 2에서 약 24초 동안 세척 용액에서 혼합하는 것을 포함한다. 특정 구현예에서, 혼합은 캐러셀 이동, 팝-업 믹서, 및/또는 전-자석을 통해 달성된다.
예시적인 위치 W10은 웰 세척 3에서 세척 용액에 미립자를 수송하고 혼합하는 것을 포함한다. 특정 구현예들에서, 웰 세척 3에서의 세척 용액은 물이다. 특정 구현예에서 수송은 웰 위의 이동 가능한 자석을 사용하여 씰(seal)의 내부 표면을 가로질러 미림자를 슬라이딩하여 미립자를 수집, 수송 및 방출할 수 있다. 특정 구현예에서, 위치 W11은 약 24초 동안 웰 세척 3에서 세척 용액을 혼합하는 것을 포함한다. 특정 구현예에서, 혼합은 캐러셀 이동, 팝-업 믹서, 및/또는 전-자석을 통해 달성된다. 특정 구현예에서, 혼합은 1500 rpm에서 오프라인 궤도 믹서(offline orbital mixer)를 사용하여 달성된다.
특정 구현예에서, 위치 W12-W20은 미립자로부터 표적을 제거하기 위해 용출 완충제 내에서 샘플을 인큐베이션하는 수송 및 인큐베이션 위치에 상응한다. 예를 들어, 제한이 아닌, W12는 미립자가 예를 들어 이동 가능한 영구 자석 또는 고정식 전-자석을 통해 웰 용출(Eluate)의 용해 완충제로 전달되는 수송 위치이다. 고체 지지체, 예를 들어 미립자로부터 핵산을 용출하기 위한 전략은 당업계에 공지되어 있다. 예를 들어, 이에 제한되지 않으나, 핵산, 예를 들어 RNA 및/또는 DNA는 동시 가열 유무에 관계 없이 핵산이 결합된 고체 지지체, 예를 들어 미립자에 용출 완충제를 접촉시킴으로써 용출될 수 있다. 특정 구현예에서, 용출 완충제는 인산염(예를 들어, 무기 인산염 또는 유기인산염)을 1 내지 10 mM (예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10 mM)의 농도로 포함한다.
위치 W13-W20 인큐베이션 동안 가열은 예를 들어 저항 히터를 사용하여 달성될 수 있다. 특정 구현예에서, 인큐베이션은 약 192초 동안 연장된다. 인큐베이션이 완료되면 미립자가 웰 P3의 세척 용액으로 다시 수송되어 용출 웰(Eluate well)에 실질적으로 미립자가-없는 용출액이 남는다. 예를 들어, 이러한 수송은 예시적 위치W21에서 발생할 수 있다. W22에서, 용리액(eluent)은 여기에 더 기술되는 바와 같이, 흡인되어 하나 이상의 증폭 용기로 분배될 수 있다. 예시의 목적으로 여기에 구현된 바와 같이, 대략 42 μl (+/-5%)의 용리액이 흡인될 수 있고 (예를 들어, 용리액을 40℃로 냉각하기 위해 약 12초 지연 후), 용리액의 약 절반이 하나 이상의 증폭 용기에 분배될 수 있다.
특정 구현예에서 3회를 초과하는 세척이 본 개시 내용과 관련하여 사용될 수 있다. 더욱이, 본 개시의 시스템은 상기-기술된 단계 또는 하기에 기술된 임의의 단계를 포함하여 별개의 샘플, 예를 들어 혈청/혈장 샘플 및 전형 샘플을 처리할 수 있어 개별 샘플은 단일 배취(single batch)에서 별개 매너로 처리될 수 있다. 예를 들어, 이에 제한되지 않으나, 배취의 개별 샘플은 더 길거나 더 짧은 기간 동안 인큐베이션될 수 있고/거나 별도의 온도에서 가열 또는 냉각될 수 있다.
4.1.1.4. 용출액 수송 시스템
여기에 구현된 바와 같이, 핵산이 미립자로부터 용출된 후, 생성된 용출액은 예를 들어, 용출 웰로부터 용출액을 피펫팅하고, 이를 증폭을 위한 또다른 용기로 흡인시키거나, 또는 용출 웰로부터 미립자를 이동시킴으로써 미립자들로부터 분리될 수 있다. 특정 구현예들에서, 상기 용출액의 일부 또는 전부는 단일 반응 용기로 이동되고, 그 다음 증폭 과정을 겪는다.
특정 구현예들에서, 상기 용출액은 다수의 증폭 용기들로 스플릿된다. 특정 구현예들에서, 상기 용출액의 제1 부분은 제1 증폭 용기로 이동될 수 있고, 용리액의 제2 부분은 제2 증폭 용기로 분배될 수 있다. 도 2a-2c에 나타낸 예시적인 구현예에 따른 용출액의 이동 및 스플릿시키는 예시적인 구현예는 도 13a 및 13b와 관련하여 하기에서 기술된다.
특정 구현예들에서, “스플릿 용출액” 액세스 방식은 여기에 기술된 모든 용출 전략에 적용할 수 있다. 예를 들어, 도 13a 및 13b에 따르면, 수행되는 샘플 준비 횟수를 감소시키는데 추가하여 (그리고 연관 소모품의 감소), 상기 용출액의 스플릿은 예를 들어, 단일 샘플 흡인으로부터 다중화된 증폭 반응에 대한 추가 기회를 생성시킴으로써, 수행되는 핵산 분석의 수를 증가시키는 데 사용될 수 있다.
예를 들어, 특정 구현예들에서, 여기에서 기술된 시스템은 샘플 준비를 위한 단일 샘플을 매 24 초 마다 흡인시킬 수 있고, 이로써 시간당 150개 샘플을 흡인한다. 특정 구현예들에서, 도 13a의 상부 공정에서 도시된 바와 같이, 각 흡인된 샘플이 준비되고, 단일 표적 핵산이 증폭되고, 검출되어, 시간당 150개 결과를 얻는다. 특정 구현예들에서, 예를 들어, 도 13a의 하단 과정에서 구현된 바와 같이, 흡인된 각 샘플이 준비되고, 증폭용 핵산을 함유하는 용출액은 두 개의 증폭 용기로 스플릿되고, 여기에서 각 증폭 반응에서 검출용 단일 표적 핵산을 증폭시켜, 시간당 300개 결과를 얻는다. 특정 구현예들에서, 예를 들어, 도 13b의 시나리오 2와 4의 구현예들에서, 흡인된 각 샘플이 준비되고, 상기 용출액은 두개 증폭으로 스플릿되고, 여기에서 각 증폭 반응은 검출용으로 두 개 표적 핵산을 증폭시켜, 시간당 600개 결과를 얻는다. 특정 구현예들에서, 흡인된 각 샘플이 준비되고, 용출액은 두 개 증폭으로 스플릿되고, 여기에서 각 증폭 반응은 검출용으로 네 가지 또는 그 이상의 표적 핵산을 증폭시켜, 시간당 1,200개 또는 그 이상의 결과를 얻는다.
특정 구현예들에서, 여기에 기술된 바와 같이, 용출액 스플릿은 분석 개발 복잡성과 일정을 줄일 수 있다. 또한, 여기에 기술된 바와 같이, 용출액을 스플릿하면 하나의 샘플 준비에 대해 수행되는 핵산 분석 횟수를 배가 시킬 수 있다. 예를 들어, 그러나 제한이 아닌 방식으로, 동시에 요청된 분석은 용출액 스플릿팅을 활용하기 위해 함께 그룹화될 수 있고; 이를 테면, 치쿤구니아 및 뎅기 또는 서부 나일강 및 지카의 “모기(Mosquito) 패널”로 그룹화될 수 있다. 대안으로, 또는 추가적으로, 단일 샘플 흡인은 본 개시 방법 및 시스템에 의해 준비될 수 있고, 이렇게 준비된 핵산 용출액은 두 개 증폭 반응으로 스플릿될 수 있으며, 여기에서 하나의 증폭 반응에는 HIV-1, HIV-2, HCV, 및 HBV를 증폭시키는데 적합한 시약 (예를 들어, HxV 다중 증폭)이 포함되며, 제2 증폭 반응에는 파르보바이러스 및 HAV를 증폭시키는데 적합한 시약이 포함된다. 특정 구현예들에서, 단일 샘플 흡인으로부터 HIV-1, HIV-2, HCV, HBV, 파르보바이러스 및 HAV를 검출하는 능력은 혈장 샘플의 스크리닝과 연관된 특정 용도를 찾는다. 분석당 더 적은 시료 전처리를 수행한 결과, 여기에 기술된 바와 같이 용출액을 스플릿하면 제거된 샘플 준비와 관련된 고체 폐기물을 줄일 수 있다. 더욱더, 분석당 더 적은 시료 전처리를 수행한 결과, 여기에 기술된 바와 같이 용출액을 스플릿하면 제거된 샘플 준비와 관련된 액체 및 고체 폐기물이 감소된다.
4.1.2. 표적 핵산 증폭 시스템
여기에 구현된 바와 같이, 핵산 분석은 표적 핵산의 증폭을 촉진하도록 구성된 증폭 공정이 포함될 수 있다. 예를 들어, 이로 제한되는 것은 아니나, 증폭 시스템은 여기에 기술된 샘플 준비 방법 및 시스템을 통해 분리된 핵산이 수송되는 반응 용기를 포함할 수 있다. 특정 구현예에서 반응 용기는 증폭 시스템 내의 복수의 위치, 예를 들어 시약 첨가 위치, 가열 위치 및/또는 냉각 위치를 횡단할 것이다. 다른 구현예에서, 반응 용기는 본질적으로 고정되어 있고, 시약 첨가는 예를 들어 로봇 피펫터를 통해 수행되며, 가열 및 냉각은 반응 용기의 고정 위치에 제한된 가열 및/또는 냉각을 통해 수행될 수 있다.
여기에 구현된 바와 같이, 시스템 1000은 결합된 증폭 및 검출 시스템 하위시스템 1500을 포함할 수 있다. 제한이 아닌 설명의 목적으로, 예시적인 증폭/검출 시스템 1500이 도 12에 도시되어 있다. 일반적으로, 결합된 증폭/검출 시스템은 표적을 증폭하여 검출 가능한 신호를 얻고 신호를 검출한다. 여기에 구현된 바와 같이, 증폭 작업은 표적 핵산을 증폭하기 위한 다양한 전략 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 이에 제한되는 것은 아니나, 증폭 작업은 등온 증폭을 사용할 수 있다. 위에서, 상세히 논의된 바와 같이, 개시된 주제와 관련하여 유용한 등온 증폭 작업의 비제한적 예에는 RPA, NEAR 및 전사 매개 증폭(“TMA”뿐만 아니라 임의의 다른 적합한 등온 증폭 기술이 포함된다.
아래 표, 표 4는 증폭 및 검출 과정에 간한 예시적인 시간 및 작업을 나타낸다. 특정 구현예들에서, 설명을 위해 그러나 이에 제한되지 않고, 도 12에 보이는 것과 같이, 증폭 및 검출 시스템 1500은 증폭 용기 6660를 잡고 있는 위치들을 보유하는 회전식 캐러셀 6651이다. 상기 증폭 용기 6660는 증폭 및 검출 과정 동안 증폭 시약 및 용출액을 담고 있다. 도 12의 구현예에서, 캐러셀은 107개 위치 (R1-R106)을 보유한다. 캐러셀 6651 상의 모든 위치가 샘플 증폭 과정에 사용되지 않고, 이들 중 일부 위치는 캐러셀 6651상에 증폭 용기 6660의 로딩, 증폭 시약의 분배 또는 증폭 용기의 제거에 이용된다. 보이는 것과 같이, 12 초의 잠금단계를 이용하는 이 구현예에서, 상기 증폭 및 검출 과정을 위한 샘플 처리 시간은 1224 초, 또는 20.4 분이다.
표 4
도 12에는 위치 R1-R107이 포함되며, 그 하위세트는 하나 이상의 형광 판독기 6663에 대해 위치하지만, 증폭 위치로도 기능을 한다. 특정 구현예에서, 시스템 및 방법은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개, 또는 그 이상의 판독기를 사용할 수 있다. 특정 구현예에서, 시스템은 5개의 판독기를 사용한다. 상기 판독기 각각은 특정 신호, 예를 들어 특정 형광 신호를 검출하도록 보정될 수 있다. 특정 구현예에서 각 판독기는 다른 신호를 검출하도록 보정된다. 특정 구현예에서, 각 신호는 특정 관심 분석물, 예를 들어 내부 대조군 또는 표적 서열과 연관될 수 있다. 본 개시의 구현예는 대체 시스템 구성에 따라 도 12에 식별된 위치보다 더 많거나 또는 더 적을 수 있다. 제한이 아닌 설명의 목적으로, 도 12를 참고하면, 하위시스템 1500은 증폭 용기의 광학적 검출을 수행하기 위해 서로 다른 파장의 5개의 형광 판독기 6663을 포함할 수 있다.
도 12의 예시적인 위치 R3는 활성제가 예를 들어, 시약 용기로부터 "한 모금 빨고 & ?上틂뺑?(Sip & Spit)" 전략을 통해 증폭 용기로 분배되는 위치에 상응한다. 특정 구현예들에서, 활성제는 물질, 예를 들어, 증폭 반응을 개시하는 효소 또는 공인자다.
그 다음, 용출액(Eluate)은 도 12의 증폭 및 검출 시스템으로 이동된다. 일 구현예에서, 약 40μl의 용출액은 세척 및 용출 시스템 1700의 세척 용기 1710의 용출물 웰로부터 흡인된다. 상기에서 언급된 바와 같이, 도 12의 구현예에서, 잠금단계는 12 초이며, 이때 캐러셀은 각 잠금단계에서 하나의 위치 앞으로 인덱싱한다. 이 구현예에서, 위치 R5에서, 약 20μL 의 용출액이 증폭 및 검출 캐러셀 6651 상에 위치한 증폭 용기 6660로 분배된다. 그 증폭 용기는 위치 R6에 인덱싱되며, 이때 R6에서 증폭 시약, 때때로 "마스터믹스(MasterMix)"라고 하는 것이 증폭 용기에 분배되고, 이 증폭 용기에 캡이 씌워진다. 같은 시점에, 또다른 약 20μl의 용출액은 R5에서 또다른 증폭 용기로 분배된다. 잠금단계 후, 상기 증폭 용기는 R6로 인덱싱되고, 이때 증폭 시약이 추가되고, 이 용기에 캡이 씌워진다. 하기에서 더 상세하게 기술될 것이지만, 용출액의 제2 부분에 캡씌워진 후, 캐러셀은 동일한 잠금 단계 내에서 360도 빠르게 회전하고, 이 캐러셀의 각 증폭 용기는 매 24초마다 하나 또는 그 이상의 탐지기로 판독될 수 있다. 상기 캐러셀이 하나 건너 한 번의 12초 잠금단계 (즉, 매 24 초)에서 360도 회전함으로써, 오로지 캡씌워진 증폭 용기들만 회전하고, 따라서 앰플리콘이 반응 캐러셀을 오염시킬 가능성이 감소된다. 상기 증폭 용기들의 캡핑은 예를 들어, 캡에 압력을 가해서, 열 스테이크 테이프, 및/또는 PSA 테이프를 이용하여 이루어질 수 있다.
위치 R8-R106은 특정 구현예들에서 증폭 인큐베이션을 하기 위해, 특정 구현예들에서, 연속적 혼합에 이용된다. 특정 구현예들에서, 상기 증폭 인큐베이션의 기간은 약 1188 초이다. 특정 구현예들에서, R8-R106 인큐베이션은 40℃에서 일어나며, 여기에서 가열은 특정 구현예들에서, 저항 히터에 의해 수행된다. 위치 R8-R106에서 연속 혼합은 특정 구현예들에서, 캐러셀 이동 및/또는 팝-업 믹서를 통하여 수행될 수 있다. 특정 구현예들에서, 하나 또는 그 이상의 위치, 예를 들어, 위치 R7 및 R31을 비롯한, 그러나 이에 제한되지 않은 위치는 예를 들어, 팝-업 믹서를 통한 격렬한 혼합 부위다.
도 10의 예시적인 위치 W19는 활성제가 예를 들어, 시약 용기로부터 "한 모금 빨고 & ?上틂뺑?(Sip & Spit)" 전략을 통해 제1 및 제2 증폭 용기로 분배되는 위치에 상응한다. 특정 구현예들에서, 활성제는 물질, 예를 들어, 증폭 반응을 개시하는 효소 또는 공인자다. 예시적인 위치 W20은 예를 들어, 캡에 압력을 가해서, 열 스테이크 테이프, 및/또는 PSA 테이프를 이용하여 예시적인 제1 및 제2 증폭 용기들을 밀봉하는 기능을 또한 한다. 위치 W20은 예를 들어, “압력으로 누름/파열성 탭 깨기(press down/break frangible tab)” 및/또는 “픽업 및 배치(Pick & Place)”전략을 이용하여 상기 검출/판독 캐러셀로 제1 및 제2 증폭 용기의 이동을 허용할 수 있다. 위치 W20으로부터 샘플을 검출/판독 캐러셀로 이동시키기 위한 대체 전략에는 세척 용기 위치 내에 있는 별도의 용기와 캡을 사용하거나 필요에 따라 적절한 위치에 집어 넣을 수 있는 다양한 랙에 로드된 별도의 용기와 캡을 사용하는 것이 포함된다.
특정 구현예들에서, 결합된 증폭/검출 시스템은 예를 들어, 각 인덱스 기간에 360도 + 하나의 위치 이동을 달성함으로써, 잠금단계 내 각 인덱스 기간내 판독기를 지나 모든 증폭 용기를 회전시킬 것이다. 특정 구현예들에서, 상이한 잠금단계가 이용될 수 있지만, 잠금단계는 매 24 초이다. 특정 구현예들에서, 상기 캐러셀의 이동을 완료하기 위한 인덱스 기간은 약 0.5초 내지 약 2초이다. 대체 구현예들에서, 잠금단계 및/또는 인덱스 기간은 처리량 및 TTR 요건에 따라, 감소되거나 증가될 수 있다.
특정 구현예들에서, 결합된 증폭/검출 시스템의 회전 중에 생성된 원심력을 활용하여 샘플 처리를 향상시킨다. 최종 캐러셀 직경과 캐러셀과 모터 사이의 기어 비율에 따라, 이 캐러셀을 약 600 RPM으로 회전시킬 수 있고, 각 증폭 용기에서 약 50 RCF(G 힘)를 생성할 수 있다. 이러한 원심분리력은 특정 구현예에서, 증폭 용기의 측면 또는 상단 커버에 있는 액적이 바닥으로 되돌아가게 할 것이다(예를 들어, 증폭 용기가 회전 중에 기울어질 수 있는 경우). 액적은 격렬한 혼합 및/또는 결합된 증폭/검출 시스템 회전에 의해 발생될 수 있다. 증폭 용기의 바닥(판독 영역)으로 모든 액적을 반환함으로써, 부피 판독으로부터 신호 및 이의 온전성이 최대화 될 수 있다.
4.1.3. 표적 핵산 검출 시스템
개시된 주제의 또 다른 측면에 따르면, 본 개시의 고-처리량 분석을 위한 샘플의 온보드 풀링을 위한 시스템 및 방법은 표적 핵산의 검출을 용이하게 하기 위한 구성된 검출 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이에 제한되지는 않으나, 검출 시스템은 세척 및 용출된 핵산이 표적 핵산 증폭에 필요한 물질과 접촉되는 반응 용기를 포함할 수 있다. 특정 구현예들에서, 반응 용기들은 검출 시스템, 예를 들어, 하나 또는 그 이상의 판독기 내에 다수의 위치를 횡단할 것이다. 기타 구현예들에서, 상기 반응 용기들은 기본적으로 고정식이며, 상기 검출은 반응 용기의 고정 위치에 국소화된, 예를 들어, 로봇식으로 움직일 수 있는 검출기를 통해 달성된다. 추가적으로, 또는 대안으로, 부분적으로 또는 완전히 밀폐된 가열 및/또는 냉각 하위시스템을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는 증폭시스템을 비롯한 고정식 증폭 용기를 이용하는 시스템에서, 본 명세서의 검출 시스템은 고정식 판독기를 통합시킬 수 있는데, 예를 들어, 부분적으로 또는 완전히 밀폐된 가열 및/또는 냉각 하위시스템의 하우징에 통합시킬 수 있다.
설명을 목적으로 한 것이지만, 이에 제한되지 않고, 예시적인 결합된 증폭/검출 시스템 1500은 도 12에 도시되어 있다. 일반적으로, 상기 결합된 증폭/검출 시스템은 검출가능한 신호를 획득하고, 이 신호를 탐지하기 위해 표적을 증폭시킨다. 여기에서 구현된 바와 같이, 증폭 작업은 표적 핵산을 증폭시키기 위한 다양한 임의의 전략일 수 있다. 예를 들어, 그러나 이에 제한되지 않는 방식으로, 증폭 작업은 등온 증폭을 이용할 수 있다. 자세히 논의한 바와 같이, 상기 개시된 주제와 연관하여 유용한 등온 증폭 작업들의 비-제한 적인 예로는 RPA, NEAR, 및 전사 매개된 증폭 “TMA”뿐만 아니라 임의의 기타 적합한 등온 증폭 기법이 포함된다.
상기 기술된 바와 같이, 특정 구현예들에서, 상기 결합된 증폭/검출 시스템 1500은 하나 건너 하나의 잠금단계 (즉, 매 24 초)에서 판독기를 지나 모든 증폭 용기를 회전시킬 수 있는데 예를 들어, 모든 제2 잠금단계 기간에서 360도를 달성한다. 특정 구현예들에서, 상이한 잠금단계가 이용될 수 있지만, 상기 잠금단계는 매 12 초이다. 대체 구현예들에서, 잠금단계 및/또는 인덱스 기간은 처리량 및 TTR 요건에 따라, 감소되거나 증가될 수 있다. 특정 구현예들에서, 결합된 증폭/검출 시스템의 회전 중에 생성된 원심력을 활용하여 샘플 처리를 향상시킨다. 최종 캐러셀 직경과 캐러셀과 모터 사이의 기어 비율에 따라, 이 캐러셀을 약 600 RPM으로 회전시킬 수 있고, 각 증폭 용기에서 약 50 RCF(G 힘)를 생성할 수 있다. 이러한 원심분리력은 특정 구현예에서, 증폭 용기의 측면 또는 상단 커버에 있는 액적이 바닥으로 되돌아가게 할 것이다(예를 들어, 증폭 용기가 회전 중에 기울어질 수 있는 경우). 액적은 격렬한 혼합 및/또는 결합된 증폭/검출 시스템 회전에 의해 발생될 수 있다. 증폭 용기의 바닥(판독 영역)으로 모든 액적을 반환함으로써, 부피 판독으로부터 신호 및 이의 온전성이 최대화 될 수 있다.
여기에 상기 핵산 분석에 대한 참조가 이루어졌지만, 개시된 기술 요지에 따른 시스템 및 방법은 생물학적 샘플을 분석하기 위해 당업계에 공지된 바와 같은 추가 또는 대안적인 고-처리량 분석을 통합할 수 있다. 제한이 아닌 예를 들어, 상기 고-처리량 분석은 하나 이상의 병원체 또는 감염체를 검출하기 위해 풀링된 샘플의 상기 적어도 분획 부분 상에 정성적 분석을 포함할 수 있다. 개시된 주제의 측면에 따르면, 고-처리량 분석은 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분에 대한 면역검정 분석을 포함할 수 있다. 예를 들어 이에 제한되는 것은 아니고, 면역검정 분석은 디지털 면역검정 분석을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 높은 처리량 분석은 임상 화학을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 고-처리량 분석은 분광광도법을 포함할 수 있다.
4.2. 보조 시스템
4.2.1. 랜덤 액세스 시스템
예시 및 설명의 목적으로, 본 개시 시스템은 모든 샘플에 랜덤 액세스(random-access)를 제공하여 분석을 제공할 수 있는데, 이는 시스템에 요청된 분석에 필요한 시약/소모품이 있는 경우 이 시스템은 모든 샘플 및/또는 분석의 주문 및 처리를 순서에 관계없이 허용한다. 예를 들어 그러나 이에 제한되지 않는 방식으로, 본 발명의 시스템은 일괄처리 처리를 필요로 하지 않기 때문에, 시스템은 샘플의 우선순위 지정을 허용하며, 예를 들어 "통계" 샘플이 이미 대기열에 있는 샘플보다 우선순위가 지정되도록 허용한다. 이것은 일괄처리 처리에서 이미 대기열에 있는 샘플의 우선 순위 지정을 부여하거나 또는 이미 대기열에 있는 샘플보다 우선 순위를 지정할 샘플을 도입하는 것을 불가능하게 하는 현재 시스템에 비해 상당히 개선된 것이다. 특정 구현예들에서, 본 명세서의 시스템의 랜덤-액세스 액세스법은 병원체 또는 감염체가 검출되는 경우 풀링된 샘플의 신속한 해체를 제공한다. 예를 들어, 양성 풀링된 샘플이 포함된 전체 일괄처리가 처리될 때까지 기다리는 대신, 본 개시 시스템은 양성 풀링된 샘플을 해체하기 위해 하위- 또는 개별 기증자 샘플의 재-스크리닝 우선순위를 허용하고, 이로 인하여 실질적으로 상기 기증자 혈액 스크리닝 과정의 전체적인 효율이 증가된다.
추가적으로, 또는 대안으로, 그리고 개시된 주제의 또 다른 측면에 따르면, 샘플이 시스템에 로드된 후 샘플 준비가 시작되기 전, 또는 샘플 준비가 완료된 후 표적 증폭이 시작되기 전, 샘플의 우선 순위 지정을 변경할 수 있고, 본 개시내용의 시스템의 랜덤-액세스 액세스법은 또한 샘플 준비 후 샘플 또는 복수의 샘플에 적용되는 핵산 분석에 대한 변경을 허용할 수 있다. 예를 들어, 그러나 이에 제한되지 않는 방식으로, 본 개시 시스템은 일괄처리된 처리를 요구하지 않기 때문에, 임의의 특정 샘플에 대해 구현된 특정 핵산 분석에 대한 변경은 샘플의 핵산 분석을 시작하기 전에 변경될 수 있다.
추가적으로, 또는 대안으로, 본 개시 시스템이 수행할 수 있는 핵산 분석의 총 수는 샘플 준비, 증폭 및 특정 병원체 또는 감염체의 검출을 수행하는 데 필요한 핵산 분석 샘플을 보유하고, 액세스하여 핵산 분석 시약의 존재 또는 부재를 결정하는 시스템의 능력에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 특정 구현예들에서, 본 개시 시스템 상에서 이용가능한 핵산 분석의 수는 2회 또는 그 이상의, 3회 또는 그 이상의, 4회 또는 그 이상의, 5회 또는 그 이상의, 6회 또는 그 이상의, 7회 또는 그 이상의, 8회 또는 그 이상의, 9회 또는 그 이상의, 10회 또는 그 이상의, 15회 또는 그 이상의, 20회 또는 그 이상의, 30회 또는 그 이상의, 40회 또는 그 이상의 (예를 들어, 48회 또는 그 이상의), 또는 50회 또는 그 이상의 핵산 분석이다. 특정 구현예들에서, 상기 핵산 분석은 병렬로 수행될 수 있다.
제한이 아닌 설명의 목적으로, 도 1c는 배취 및 개별 랙 샘플 로딩을 허용하도록 구성된 예시적인 샘플 로딩 베이 1630를 나타낸다. 여기에 구현된 바와 같이, 샘플 로딩 베이는 최대 360개의 샘플을 로딩할 수 있고, 배취 또는 개별 로딩을 위해 샘플의 다른 트레이의 로딩을 허용한다.
4.2.2. 연속 액세스 시스템
추가적으로, 또는 대안으로, 그리고 개시된 주제의 또 다른 측면에 따르면, 랜덤 액세스 처리 또는 일괄처리된 처리를 할 수 있는 시스템을 비롯한 본 명세서의 시스템에는 샘플 처리 및 핵산 분석을 위한 잉여(redundant) 구성요소들, 예를 들어, 샘플, 시약, 샘플 처리 카트릿지, 피펫 팁, 및/또는 이와 유사한 것들을 위한 잉여 로딩/저장 영역이 포함될 수 있다. 상기 잉여 구성요소들은 상기 시스템 (샘플 결과/데이터를 제시하는 것을 비롯하여)을 연속적으로 운용하여, 작업자가 상기 시스템 작업 중단 없이, 샘플, 벌크 유체, 시약, 물자들 (예를 들어, 반응 용기들 및 반응 용기 캡, 샘플 준비 (SP) 카트릿지, 피펫 팁 및 트레이, 분석 플레이트, 보조 시약 팩, 및/또는 이와 유사한 것들)의 보충 및 제거, 및 폐기 하는 동안 연속적으로 액세스할 수 있도록 한다. "연속 작업자 액세스(continuous operator access)"란 시스템 작동자가 시스템 작동을 중단하지 않고, 예를 들어, 시료 준비 및 분석 기능의 어떤 측면도 방해하지 않고, 시료, 벌크 유체, 샘플, 물자들 및 폐기물을 보충 및/또는 제거할 수 있음을 의미한다. 설명을 목적으로, 그러나 이에 제한되지 않고, 본 명세서의 시스템에는 생물학적 위험 폐기물 서랍, 시약 저장, 벌크 용액 서랍, 고체 폐기물 서랍, 소모품 로더 베이, 벌크 용액 저장소 및 펌프 베이(pump bay), 진공 펌프 베이, 피펫터 펌프 베이, 및/또는 액체 폐기물 저장소가 포함될 수 있다. 샘플 및 시약을 시스템에 추가하기 위해 시스템을 중지할 필요 없이, 지속적인 액세스를 허용하는 예시적인 연속 작업자 액세스 시스템은 미국특허번호 9,335,338에 개시되며, 여기에서 이의 전문이 참고자료에 편입된다.
4.2.3. 로봇 피펫터
추가적으로, 또는 대안으로, 개시된 주제의 다른 측면에 따라, 본 발명의 자동화된 분석 시스템은 로봇 피펫터 1300를 포함할 수 있다. 특정 구현예에서, 로봇 피펫터는 풀링을 포함하여, 예를 들어 샘플 준비 및 처리를 달성하기 위해 피펫팅에 필요한 시스템 위치에 액세스할 수 있다.
추가적으로, 또는 대안으로, 로봇 피펫터 1300는 피펫 팁 로딩 영역 1111의 내부 위치에서 예를 들어 피펫 팁들; 샘플 로딩 영역 1100의 내부 위치에 있는 샘플 튜브, 보조 시약 로딩 영역에 존재하는 보조 시약, 샘플 수송 1200, 분석 시약, 피펫 팁 및/또는 RV 폐기물 위치, 및 증폭 및 검출 시스템 1500과 상호작용 할 수 있다. 특정 구현예에서, 피펫터 1300은 예를 들어 샘플 및 시약을 전처리 또는 용해 튜브로 전달하는 작업을 수행할 수 있고; 전처리된 샘플을 전처리 튜브에서 용해 튜브로 전달; 용출 웰, 보조 웰, 및 플런저(plunger) 처리 위치에 액세스; RV 캡에 액세스; RV를 용출액 및 시약으로 채우기; 및 분석 스테이션의 RV 웰에 액세스를 수행할 수 있다.
추가적으로, 또는 대안으로, 본 개시 로봇 피펫터는 X, Y 및 Z 축 (예를 들어, 드라이브/서보(servo) 모터 어셈블리)에서 이동 가능하여 여기에 기술된 하나 이상의 시스템 영역/스테이션과 상호 작용할 수 있다.
추가적으로, 또는 대안으로, 로봇 피펫터 1300는 유지 관리, 성능, 자동 보정 등을 위한 원격 분석뿐만 아니라 로컬 분석을 위한 시스템의 이미지 캡쳐를 위한 카메라를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 카메라는 분석 플레이트 및 보조 보틀에 존재하는 바코드를 판독하는 데에도 사용될 수 있다. 또한 팁 유형과 같은 소모품 특성을 식별하는 데에도 사용될 수 있다.
예시 및 설명을 목적으로, 그러나 이에 제한되지 않고, 상기 로봇 피펫터 1300와 함께, 일회용 피펫 팁의 사용은 이를 테면, 시스템 처리량과 같은 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 그리고 이에 제한되지 않고, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 상기 일회용 피펫 팁의 사용으로 샘플 준비 캐러셀의 회전 간 24초 기간 동안 샘플을 흡인 및 분배하기 위해 이동가능한 로봇 피펫터에게 추가적인 시간을 허용할 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 상기 캐러셀의 움직임 간에 추가적인 흡인 및/또는 분배 작업을 수행하는 능력으로 전체적인 시스템 처리량에 영향을 최소화시키면서, 추가적인 샘플 준비 단계, 이를 테면 샘플 풀링을 허용할 수 있다. 제한이 아닌 예시 및 설명을 위해, 재-사용가능한 피펫 팁의 세척은 이동가능한 로봇 피펫터에서 일회용 피펫 팁을 교체하는 것보다 더 오래 걸릴 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 일회용 피펫 팁을 이용할 때, 추가적인 하드웨어, 이를 테면 피펫 팁 세척 하드웨어가 필요없을 수 있다.
추가적으로, 또는 대안으로, 예를 들어, 교차-오염을 줄이거나 제거하는 데에 로봇 피펫터 1330의 용도를 가질 수 있다. 예를 들어, 특정 측면에서, 상기 로봇 피펫터는 다음의 특색 중 하나 또는 그 이상 (예를 들어, 임의의 조합)을 보유한다: 공기-기반 피펫팅 기전; 컨테이너 안의 액체 수준을 감지하는 능력 (예를 들어, 샘플 튜브, 시약 튜브, 또는 웰, 등에 있는 액체 수준); 피펫 팁 외부의 액체 방울 오염을 방지하기 위해 액체의 상위 수준(예: 상단)을 흡인하는 능력; 액체가 피펫 팁 외부에 달라붙는 것을 막지하거나 또는 막기 위한 피펫 팁 재료; 예를 들어, 이동 중(예: 샘플 튜브에서 흡인된 샘플이 분배될 용기로) 물방울이 떨어지는 것을 방지하기 위해 이동하기 전에 흡인된 액체를 피펫 팁 위로 더 이동시키기 위한 에어 갭의 형성(또는 "흡인"); 예를 들어, 피펫 팁의 유체 움직임(예: 팁에서 예상치 못한 유체 움직임)을 감지하기 위한 이 피펫터 내(예: 피펫터의 하나 또는 그 이상의 배럴)의 하나 또는 그 이상의 압력 센서; 상기 피펫터 (예를 들어, 샘플이 있는)가 SP 카트릿지 위로 횡단하지 않도록 하는 이동 경로.
개시된 주제의 측면에 따라, 시스템은 복수의 피펫을 포함할 수 있다. 예시와 설명의 목적으로, 제1 피펫터가 샘플 로딩 영역 1100으로부터 샘플 수송 1200으로 샘플에 사용될 수 있고, 제2 피펫터가 제1 샘플 및 제2 샘플을 샘플 수송 1200에서 풀링하기 위해 사용될 수 있다.
5. 예시적인 실시예
A. 본 개시내용은 상기 샘플의 고-처리량 분석을 위한 샘플의 온보드 풀링을 위한 자동화 시스템을 제공하며 다음을 포함한다: 복수의 샘플 튜브를 수용하기 위한 샘플 로딩 영역, 샘플 분배 위치로부터 샘플 포획 및 수송 위치로, 중간 위치를 사이에 두고 수송 경로를 따라 개별 용기를 연속적으로 수송하도록 구성된 샘플 수송; 샘플 로딩 영역에서 제1 샘플 튜브로부터 제1 샘플 및 샘플 로딩 영역에서 제2 샘플 튜브의 제2 샘플을 샘플 수송으로 수송하고 샘플 수송 상의 용기에서 제1 샘플 및 제2 샘플을 풀링하여 폴링된 샘플을 형성하는 적어도 하나의 피펫터; 및 샘플 포획 및 수송 위치에서 용기로부터 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분을 포획하고 고-처리량 분석을 위해 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분을 수송하는 샘플 수송 장치.
A1. 적어도 하나의 피펫터는 샘플 로딩 영역의 각각의 샘플 튜브로부터 샘플 수송으로 2 내지 22 개의 추가 샘플을 수송하고 상기 샘플 수송에 상기 추가 샘플을 풀링하여 풀링된 샘플을 형성하도록 구성되는, A의 시스템.
A2. 제1 샘플과 제2 샘플은 개별 기증자 샘플인, A-A1의 시스템.
A3. 제1 샘플과 제2 샘플은 풀링된 샘플인, A-A1의 시스템.
A4. 제1 샘플 및 제2 샘플은 최대 48개의 풀링된 샘플을 각각 포함하는, A, A1 또는 A3의 시스템.
A4.1. 제1 샘플 및 제2 샘플은 48개의 풀링된 샘플을 각각 포함하는, A4의, A, A1, A3 시스템.
A5. 샘플 수송은 샘플 준비 캐러셀을 포함하는, A-A3의 시스템.
A5.1 샘플 준비 캐러셀은 상기 샘플 준비 캐러셀의 외부 둘레 주위에 용기를 보유할 위치를 갖는, A5의 시스템.
A6. 샘플 준비 캐러셀은 5 내지 40개의 위치를 가지는, A5.1의 시스템.
A6.1. 샘플 준비 캐러셀은 15 내지 30개의 위치를 가지는, A5.1-A6의 시스템.
A7. 시스템은 샘플 수송에 대한 온보드 풀링 공정, 용해 공정, 및 전-처리 공정을 수행하도록 구성되는, A-A6의 시스템.
A8. 샘플 수송은 잠금단계 방식으로 회전하며, 각 잠금단계로 한 위치를 이동시키는, A-A7의 시스템
A9. 각각의 잠금단계의 지속기간은 약 15 내지 약 30초인, A8의 시스템.
A10. 적어도 하나의 피펫터는 제1 용기를 제1 중간 위치로 수송하는 샘플 수송 이전에 샘플 분배 위치에서 제1 샘플 및 제2 샘플을 제1 용기로 수송하도록 구성되는, A-A9의 시스템
A11. 적어도 하나의 피펫터는 제3 샘플 및 제4 샘플을 제1 중간 위치에서 제1 용기로 수송하여 풀링된 샘플에 제3 및 제4 샘플을 추가하도록 추가로 구성되는, A10의 시스템
A12. 샘플 수송은 추가 샘플 준비를 수행하도록 구성되는, A-A11의 시스템.
A12.1 적어도 하나의 피펫터는 풀링된 샘플을 제1 용기에서 샘플 분배 위치에서 제2 용기로 수송하여 풀링된 샘플에 대한 추가 샘플 준비 공정을 개시하도록 구성되는, A12의 시스템.
A13. 추가 샘플 준비 공정은 용해 공정인, A12의 시스템.
A14. 시스템은 전-처리 공정을 수행하도록 구성되고, 적어도 하나의 피펫터는 샘플 수송이 제1 용기를 제1 중간 위치로 수송하는 것에 앞서 제1 샘플을 샘플 분배 위치에서 제1 용기로 수송하고, 여기에서 적어도 하나의 피펫터는 샘플 분배 위치에서 제2 샘플을 제2 용기로 수송하도록 구성되는, A-A13의 시스템.
A14.1. 제1 용기 및 제2 용기는 각각 시약을 포함하는, A14의 시스템.
A14.2 샘플 수송은 제1 용기 및 제2 용기를 수송 경로를 따라 연속적으로 수송하여 제1 용기 및 제2 용기를 각 중간 위치에서 혼합하도록 구성되는, A14.1의 시스템.
A15. 샘플 수송은 용기 내의 제1 및 제2 샘플을 혼합하기 위해 연속적으로 진동하고, 용기는 각 진동과 함께 원호(arc)로 이동하도록 구성되는, A-A14.2의 시스템.
A16. 제1 및 제2 샘플은 전혈 샘플이고 여기에서 시약을 용해 완충제를 포함하는, A15의 시스템.
A17. 전-처리 공정은 제1 샘플 및 제2 샘플을 약 3 내지 약 6분 동안 용해시키는 것을 포함하는, A14-A16의 시스템.
A18. 적어도 하나의 피펫터는 제1 및 제2 샘플을 각 중간 위치에서 샘플 분배 위치에서 제3 용기로 수송하여 제1 샘플 및 제2 샘플을 풀링하도록 추가로 구성되는, A14-A17의 시스템.
A19. 제1 및 제2 샘플은 전혈, 혈장, 혈청, 세포 혈액 성분, 및/또는 다른 혈액 제제를 포함하는, A-A18의 시스템.
A20. 고-처리량 분석은 풀링된 샘플에 대한 핵산 분석을 포함하는, A-A19의 시스템.
A21. 시스템은 핵산 분석으로부터의 결과를 판정하도록 구성되는, A20의 시스템.
A22. 자동화된 시스템이 차지하는 부피의 m3 당 시간당 적어도 약 140개 결과가 획득되는, A21의 시스템.
A23. 자동화 시스템의 풋프린트의 m2 당 시간당 적어도 약 280개 결과가 획득되는, A21-A22의 시스템.
A24. 고-처리량 분석은 복수의 병원체 또는 감염체의 검출을 포함하는, A-A23의 시스템.
A25. 핵산 분석 결과로서 복수의 병원체 또는 감염체로부터 유래된 핵산의 존재를 판정하는 경우, 시스템은 임상 용도를 위해 풀링된 샘플과 연관된 기증자 물질의 방출을 표시하는, A24의 시스템.
A26. 풀링된 샘플에서 복수의 병원체 또는 감염체 중 적어도 하나로부터 유래된 핵산의 존재를 판정시, 시스템은 풀링된 샘플 중에 포함되는 개별 샘플 또는 이의 하위-풀의 핵산 분석을 수행하고 개별 샘플 또는 이의 하위-풀의 핵산 분석에 적어도 부분적으로 기초하여 각 개별 샘플 또는 이의 하위-풀과 연관된 기증자 물질이 임상 용도로 허용되는지 여부를 판정하도록 구성되는, A25의 시스템.
A27. 풀링된 샘플은 최대 96개의 개별 기증자 샘플을 포함할 수 있고, 여기에서 풀링된 샘플에서 복수의 병원체 또는 감염체 중 적어도 하나로부터 유래된 핵산의 존재 판정시, 시스템은 96개의 개별 기증자 샘플 각각과 연관된 기증자 물질이 핵산 분석을 위한 제1 샘플의 초기 흡인으로부터 약 4시간 미만으로 임상 용도에 허용되는지 여부를 판정하도록 구성되는, A26의 시스템.
A28. 시스템은 샘플 수송에 하위-풀을 형성하고 하위-풀의 핵산 분석을 수행하도록 구성되는, A27의 시스템.
A29. 샘플 로딩 영역은 고-처리량 분석이 풀링된 샘플에 대해 수행되는 동안 상기 제1 및 제2 샘플을 저장하도록 구성되는, A-A28의 시스템.
A29.1 풀링된 샘플은 96개 샘플의 풀이고 여기에서 풀링된 샘플을 포함하는 96개의 개별 샘플은 고-처리량 분석이 풀링된 샘플에 대해 수행되는 동안 로딩 영역에 저장되는, A29의 시스템.
A29.2 96개 개별 샘플은 풀링된 샘플의 온보드 해체 동안 로딩 영역에 저장되는, A29.1의 시스템.
A30. 고-처리량 분석은 하나 이상의 병원체 또는 감염체를 검출하기 위해 풀링된 샘플의 적어도 분획 부분에 대한 정성적 분석을 포함하는, A-A29.2의 시스템
A31. 복수의 병원체 또는 감염체는 SARS-CoV-2 (COVID-19), HIV-1, HIV-2, HBV, HCV, CMV, 파르보 B19 바이러스, HAV, 클라미디아, 고노레아, WNV, 지카 바이러스, 뎅기 바이러스, 치쿤구니아 바이러스, 인플루엔자, 바베시아, 말라리아, 우수투(Usutu), 및 HEV로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, A30의 시스템.
A32. 고-처리량 분석은 풀링된 샘플에 대한 디지털 면역검정을 포함하는, A-A31의 시스템.
A34. 풀링된 샘플에서 병원체 또는 감염체 검출시, 시스템은 상기 풀링된 샘플을 자동적으로 해체하도록 구성되는, A31의 시스템.
A35. 풀링된 샘플에서 병원체 또는 감염체의 검출시, 피펫터 및 샘플 수송은 자동적으로 하위-풀을 형성하고, 각 하위-풀은 제1 샘플, 제2 샘플, 및 풀링된 샘플에서 임의의 추가 샘플의 하위세트를 포함하며, 여기에서 시스템은 각 하위-풀에 대해 정성적 분석을 수행하여 하위-풀이 병원체 또는 감염체를 포함하는지 판정하도록 구성되는, A34의 시스템.
A36. 샘플 로딩 영역은 제1 샘플, 제2 샘플, 및 고-처리량 분석이 풀링된 샘플에 대해 수행되는 동안 풀링된 샘플을 형성하기 위해 사용된 임의의 추가 샘플을 저장하고, 여기에서 풀링된 샘플에서 병원체 또는 감염체의 검출시, 피펫터는 제1 샘플, 제2 샘플, 및 풀링된 샘플을 형성하는 데 사용된 임의의 추가 샘플을 샘플 로딩 영역에 있는 각 샘플 튜브에서 샘플 준비 및 추가 고-처리량 분석을 위해 샘플 수송으로 자동으로 수송하여, 제1 샘플, 제2 샘플 또는 풀링된 샘플을 형성하는 데 사용된 임의의 추가 샘플 중에 병원체 또는 감염체가 포함되어 있는지 판정하도록 구성되는, A34의 시스템.
A37. 적어도 하나의 피펫터는 적어도 3 자유도를 가진 로봇 피펫터를 포함하는, A-A36의 시스템.
A38. 적어도 하나의 피펫터는 샘플 로딩 영역으로부터 플 수송으로 제1 및 제2 샘플을 수송하는 제1 로봇 피펫터, 및 샘플 수송에 제1 샘플 및 제2 샘플을 풀링하기 위한 제2 로봇 피펫터를 포함하는, A-A37의 시스템.
B. 샘플의 고-처리량 분석을 위한 샘플의 온보드 풀링을 위한 방법으로 다음을 포함한다: 샘플 로딩 영역에서 복수의 샘플 튜브를 수용하는 것; 샘플 로딩 영역에서 제1 샘플 튜브로부터 제1 샘플 및 샘플 로딩 영역에서 제2 샘플 튜브로부터 제2 샘플을 샘플 수송 상의 샘플 분배 위치로 수송하는 것; 수송 경로를 따라 샘플 수송 상에서 개별 용기를 그 사이에 중간 위치를 갖는 샘플 포획 및 수송 위치로 연속적으로 수송하는 것; 및 샘플 수송 시 용기에 제1 샘플 및 제2 샘플을 풀링하여 풀링된 샘플을 형성하는 것; 및 고-처리량 분석을 위해 샘플 포획 및 수송 위치에서 용기로부터 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분을 포획하는 것.
B1. 제1 샘플 및 제2 샘플은 개별 기증자 샘플인, B의 방법.
B2. 제1 샘플 및 제2 샘플은 풀링된 샘플인, B의 방법.
B3. 제1 샘플 및 제2 샘플은 각각 48개의 풀링된 샘플을 포함하는, B 또는 B2의 방법.
B4. 샘플 수송은 이의 외부 둘레 주위에 용기를 유지할 위치를 가지는 샘플 준비 캐러셀을 포함하고, 여기에서 수송 경로를 따라 개별 용기를 연속적으로 수송하는 것은 샘플 준비 캐러셀을 회전시키는 것을 포함하는, B-B3의 방법.
B5. 샘플 수송은 잠금단계 방식으로 회전하며, 각 잠금단계로 한 위치를 이동시키는, B4의 방법.
B6. 각각의 잠금단계의 지속기간은 약 15 내지 약 30초인, B5의 방법.
B7. 제1 샘플 및 상제2 샘플을 풀링하는 단계는 제1 용기를 제1 중간 위치로 수송하는 샘플 수송 이전에 샘플 분배 위치에서 제1 샘플 및 제2 샘플을 제1 용기로 수송하는 단계를 포함하는, B-B6의 방법.
B8. 풀링된 샘플에 제3 및 제4 샘플을 추가하기 위해 제1 중간 위치에서 제1 용기에 제3 및 제4 샘플을 수송하는 단계를 추가적으로 포함하는, B7의 방법.
B9. 풀링된 샘플을 샘플 분배 위치에서 제2 용기로 수송하여 풀링된 샘플에 대한 추가 샘플 준비 공정을 개시하는 단계를 추가적으로 포함하는, B7의 방법.
B10. 추가 샘플 준비 공정은 용해 공정인, B9의 방법.
B11. 전처리 과정을 더 포함하며, 전-처리 공정은 샘플 수송이 제1 용기를 제1 중간 위치로 수송하기 전에 샘플 분배 위치에서 제1 용기로 제1 샘플을 수송하고, 샘플 분배 위치에서 제2 용기로 제2 샘플을 수송하며; 여기에서 제1 용기 및 제2 용기는 각각 시약을 포함하는, B-10의 방법.
B11.1 각 중간 위치에서 제1 용기와 제2 용기를 혼합하는 단계를 추가적으로 포함하는, B-B11의 방법.
B12. 용기에서 제1 및 제2 샘플을 혼합하는 단계를 추가적으로 포함하고, 여기에서 제1 및 제2 샘플을 용기에서 혼합하는 것은 샘플 수송을 연속적으로 진동시키는 것을 포함하며, 용기는 각 진동과 함께 원호(arc)로 이동하는, B-B11.1의 방법.
B12.1. 연속적인 진동은 샘플 준비 캐러셀의 연속적인 회전인, B12의 방법.
B12.2. 연속적인 진동은 시계 및 반시계 방향 회전을 포함하는, B12-B12.1의 방법.
B12.3. 각 시계 방향 회전 및 반시계 방향 회전은 약 10도인, B12-B12.2의 방법.
B12.4. 샘플 수송이 연속적으로 진동하는 동안 제1 샘플 용기로부터 풀링된 샘플을 흡인하는 단계를 추가적으로 포함하는, B12-B12.3의 방법.
B13. 제1 및 제2 샘플은 전혈 샘플이고, 여기에서 시약은 용해 완충제를 포함하는, B-B12.4의 방법.
B14. 방법은 전처리 공정을 포함하고, 전-처리 공정은 제1 샘플 및 제2 샘플을 약 3 내지 약 6분 동안 용해시키는 것을 포함하는, B-B13의 방법.
B15. 샘플 분배 위치에서 각각의 중간 위치로부터 제3 용기로 제1 및 제2 샘플을 수송하여 상기 제1 샘플 및 상기 제2 샘플을 풀링하는 단계를 추가적으로 포함하는, B-B14의 방법.
B16. 제1 및 제2 샘플은 전혈, 혈장, 혈청, 세포 혈액 성분, 및/또는 다른 혈액 제제를 포함하는, B-B15의 방법.
B17. 고-처리량 분석은 풀링된 샘플에 대한 핵산 분석을 포함하는 B-B16의 방법.
B18. 풀링된 샘플의 핵산 분석으로부터 결과를 결정하는 단계를 추가적으로 포함하는, B17의 방법.
B19. 자동화 시스템이 차지하는 부피의 m3 당 시간당 적어도 약 140개 결과가 획득되는, B18의 방법.
B20. 자동화 시스템의 풋프린트의 m 2 당 시간당 적어도 약 280개 결과가 획득되는 B18-B19의 방법.
B21. 결과는 복수의 병원체 또는 감염체의 하나 이상의 검출을 포함하는, B18-B20의 방법.
B22. 핵산 분석의 결과로서 복수의 각 병원체 또는 감염체로부터 유래된 핵산의 존재를 판정하는 것이 임상 용도를 위해 풀링된 샘플과 연관된 기증자 물질의 방출을 나타내는 B21의 방법.
B23. 풀링된 샘플에서 복수의 병원체 또는 감염체 중 적어도 하나로부터 유래된 핵산의 존재의 결정시, 방법은 풀링된 샘플에 포함된 이의 개별 샘플 또는 하위-풀의 핵산 분석을 추가적으로 포함하고 각 개별 샘플 또는 이의 하위-풀과 연관된 기증자 물질이 상기 개별 샘플 또는 이의 하위-풀의 상기 핵산 분석에 적어도 부분적으로 기초하여 임상 용도로 허용 가능한지 여부를 판정하는 단계를 추가적으로 포함하는, B21-B22의 방법.
B24. 풀링된 샘플은 최대 96개의 개별 기증자 샘플을 포함할 수 있으며, 여기에서, 풀링된 샘플에서 복수의 병원체 또는 감염체 중 적어도 하나로부터 유래된 핵산의 존재를 판정하는 것이고, 방법은 96 개의 각 개별 기증자 샘플과 연관된 기증자 물질이 핵산 분석을 위한 제1 샘플의 초기 흡인으로부터 약 4시간 미만으로 임상 용도에 허용 가능한 지 여부를 판정하는 단계를 추가적으로 포함하는, B21-B23의 방법.
B25. 샘플 수송에 풀링된 샘플에 포함된 복수의 샘플의 하위-세트를 풀링하여 하위-풀의 핵산 분석을 위한 하위-풀을 형성하는 온보드를 추가적으로 포함하는 B-B24의 방법.
B26. 고-처리량 분석이 풀링된 샘플 상에서 수행되는 동안 샘플 로딩 영역에 제1 및 제2 샘플을 저장하는 단계를 추가적으로 포함하는 B-B25의 방법.
B27. 고-처리량 분석은 복수의 병원체 또는 감염체를 검출하기 위해 풀링된 샘플의 적어도 분획 부분 상의 정성적 분석을 포함하는 B-B26 중 어느 하나의 방법.
B28. 복수의 병원체 또는 감염체는 SARS-CoV-2 (COVID-19), HIV-1, HIV-2, HBV, HCV, CMV, 파르보 B19 바이러스, HAV, 클라미디아, 고노레아, WNV, 지카 바이러스, 뎅기 바이러스, 치쿤구니아 바이러스, 인플루엔자, 바베시아, 말라리아, 및 HEV로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, B27의 방법.
B29. 정성적 분석의 결과에 기초하여 임상 용도를 위해 풀링된 샘플과 연관된 기증자 물질을 방출할지 여부를 결정하는 단계를 추가적으로 포함하는 B27-B28의 방법.
B30. 고-처리량 분석은 풀링된 샘플에 대한 디지털 면역검정을 포함하는 B-B29의 방법.
B31. 풀링된 샘플에서 병원체 또는 감염체의 검출시, 방법은 풀링된 샘플을 온보드 해체하여 제1 샘플, 제2 샘플, 또는 풀링된 샘플 내의 임의의 추가 샘플 중 어느 것이 병원체 또는 감염체를 포함하는 것인지 판정하는 것을 추가로 포함하는, B-B30의 방법.
B32. 풀링된 샘플에 대해 고-처리량 분석이 수행되는 동안 제1 샘플, 제2 샘플 및 풀링된 샘플을 형성하는 데 사용된 임의의 추가 샘플을 샘플 로딩 영역에 보관하는 단계; 및
풀링된 샘플에서 병원체 또는 감염체의 검출 시, 제1 샘플, 제2 샘플, 및 풀링된 샘플을 형성하기 위해 사용된 임의의 추가 샘플을 샘플 로딩 영역의 각 샘플 튜브로부터 샘플 준비 및 고-처리량 분석을 위해 샘플 수송으로 추가의 자동으로 수송하고, 제1 샘플, 제2 샘플, 또는 풀링된 샘플을 형성하는 데 사용된 임의의 추가 샘플 중 어느 것에 병원체 또는 감염체가 포함되어 있는지 판정하는 것을 추가로 포함하는, B-B31의 방법.
B33. 제1 샘플 및 제2 샘플 각각이 48개 샘플을 포함하는, B 및 B2-B32의 방법.
B34. 추가로 제1 샘플 및 제2 샘플을 해체하여 각각의 48개 샘플 중 병원체 또는 감염체를 포함하는 샘플을 판정하는 단계를 추가로 포함하는, B33의 방법.
B35. 풀링된 샘플의 온보드 해체를 추가로 포함하며,
하위-풀을 형성하고, 각 하위-풀은 제1 샘플, 제2 샘플, 및 풀링된 샘플의 임의의 추가 샘플의 하위세트를 포함하며; 그리고
각 하위-풀에 대해 어느 하위-풀에 병원체 또는 감염체가 포함되어 있는지 판정하는 정성적 분석을 수행하는 것을 포함하는, B-B34의 방법.
B36. 방법은 수동 개입 없이 수행되는, B-B35의 방법.
B37. 샘플 로딩 영역에서 각각의 샘플 튜브로부터 2 내지 22의 추가 샘플을 샘플 수송으로 수송하고 2 내지 22의 추가 샘플을 튜브내에서 풀링하는 것을 추가로 포함하는, B-B36의 방법.
B38. 약 240 내지 약 340개 샘플이 샘플 로딩 영역으로부터 시간당 샘플 수송으로 수송되는, B-B37의 방법.
실시예 1: HTNAT를 위한 12개 샘플의 온보드 풀링
이 실시예는 도 2a-2c에 도시된 것과 같은 예시적인 고-처리량 핵산 테스트 (HTNAT)시스템을 사용하여 샘플 수송에, 혈청 또는 혈장 샘플과 같은 12개의 샘플의 온보드 풀링을 위한 예시적인 방법을 보여준다. 도 2a-2c에 도시된 예시적인 HTNAT 시스템은 여기에 기술된 바와 같이, 회전 가능한 샘플 준비 캐러셀 형태의 샘플 수송 1200을 포함할 수 있다. 도 14b에 도시된 예시적인 샘플 수송 1200을 참조하여, 샘플 수송 1200은 샘플 수송의 외부 둘레 주위에 튜브를 유지하기 위한 28개의 위치를 포함할 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 튜브는 용해 튜브일 수 있다. 표기 L1-L21은 샘플 준비 캐러셀 상의 위치를 참조하여 여기에 사용된다. 예시의 목적으로, 캐러셀은 잠금단계 방식으로 이동하도록 구성될 수 있으며, 캐러셀의 이동 사이에서 약 24초를 갖는다. 여기에서 추가로 구현된 바와 같이, 피펫터는 로봇 갠트리 피펫터일 수 있다. 전술한 바와 같이, 피펫터 1300은 시스템 1000 내에서 샘플 및/또는 풀링된 샘플을 흡인 및 분배하기 위해 일회용 피펫 팁을 사용할 수 있다.
예시의 목적으로, 샘플 수송 1200상의 12개의 샘플의 풀링은 도 2a-2c에 도시된 예시적인 HTNAT 시스템 100을 참조하여 다음과 같이 수행될 수 있다. 복수의 샘플이 샘플 로딩 영역 1100에서 수용될 수 있다. 복수의 샘플은 적어도 12 개의 샘플을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 샘플은 샘플 로딩 영역 1100의 각각의 샘플 튜브로부터 샘플 수송 1200상의 샘플 분배 위치 L4의 제1 용기 1221로 수송될 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 제1 용기 1221는 용해 튜브일 수 있다. 이어서, 샘플 수송 1200은 제1 용기 1221를 제1 중간 위치 L5로 운반할 수 있고, 제3 및 제4 샘플은 샘플 로딩 영역에서 제1 중간 위치 L5에서 샘플 로딩 영역의 각각의 샘플 튜브로부터 전달될 수 있다. 샘플 수송 1200은 제1 용기 1221를 제2 중간 위치 L6로 수송하고 추가 샘플이 제1 용기 1221로 수송되어 풀링된 샘플에 추가 샘플을 추가할 수 있다. 이 공정은 계속될 수 있고, 추가적인 샘플은 연속적인 중간 위치에서 풀링된 샘플에 추가될 수 있다.
제한이 아닌 예시의 목적으로, 하기 표, 표 5에서 샘플 수송 1200에 12개의 샘플을 풀링하기 위한 예시적인 풀링 공정을 나타낸다.
표 5
표 5에서 도시된 예시적인 풀링 과정에서 보이는 것과 같이, 샘플 분배 위치 L4와 연속 중간 위치 (예를 들어, 위치 L5-L8)에서 풀링된 샘플에 두 개의 샘플이 추가될 수 있다. 여기에서 더 구현된 바와 같이, 상기 풀링된 샘플은 각 중간 위치에서 혼합될 수 있다. 풀링된 샘플을 혼합하면 풀링된 샘플 내에서 각각의 개별 기증자 샘플의 균일한 분포를 달성하는 데 사용할 수 있다.
여기에서 구현된 바와 같이, 중간 위치 L9에서, 샘플 1-10을 포함하는 풀링된 샘플은 중간 위치 L9의 제2 용기 1221로부터 샘플 수송 1200의 ㅐㅁ플 분배 위치 L4의 제2 용기 1222로 수송될 수 있고, 샘플 11 및 12는 샘플 분배 위치 L4의 제2 용기 1222로 수송되어 샘플 11 및 12을 풀링된 샘플에 추가할 수 있다. 예를 들어, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 피펫터 1300은 샘플 11을 샘플 로딩 영역 1100에서 흡인하고 샘플 11을 샘플 분배 위치 L4의 제2 용기 1222로 분배할 수 있다. 피펫터 1300은 추가로 샘플 12를 샘플 로딩 영역 1100에서 흡인하고, 동일한 일회용 피펫 팁을 이용하여, 피펫터 1300은 샘플 1-10을 포함하는 풀링된 샘플을 중간 위치 L9에서 흡인하고 샘플 1-10 및 12를 샘플 분배 위치 L4의 제2 용기로 분배하여, 풀링된 샘플에 샘플 11 및 12를 추가할 수 있다.
샘플 풀의 마지막 샘플(예를 들어, 원하는 풀 크기 12에 대한 샘플 11 및 샘플 12)을 제2 용기 1222에 직접 추가하면, 원하는 풀링된 크기를 달성하는 데 필요한 잠금단계의 수를 최소화시키면서, 풀링된 샘플 내에서 개별 기증자 샘플의 보다 균일한 분포를 달성할 수 있다. 예를 들어, 샘플 11 및 샘플 12가 제1 용기 1221로 전송되고, 풀링된 샘플이 동일한 잠금단계 내에서 제1 용기 1221로부터 흡인되는 경우, 샘플 11 및 샘플 12는 선택한 잠금단계 시간에 따라 풀링된 샘플을 흡인하기 전, 풀링된 샘플과 혼합할 시간이 충분하지 않을 수 있다. 예를 들어, 피펫터가 때때로 용기의 전체 내용물을 흡인하지 않기 때문에 풀링된 샘플 중 일부는 흡인 후 제1 용기 1221에 남아 있을 수 있다. 따라서, 흡인된 액체의 양이 풀링된 샘플의 개별 샘플 분포를 포함할 수 있도록 풀링된 샘플이 피펫터에 의해 흡인되기 전에 적절하게 혼합되도록 하는 것이 유리할 수 있다.
예시를 목적으로, 그러나 이에 제한되지 않고, 샘플 로딩 영역으로부터 흡인된 각각의 샘플의 부피는 약 80 내지 약 90 μL일 수 있고, 풀링된 샘플은 약 960μL 내지 약 1080 μL일 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 상기 풀링된 샘플의 부피는 약 1000 μL일 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 원하는 풀 샘플 부피가 1000 μL인 경우, 풀링된 샘플을 형성하는 데 사용되는 각 구성 샘플의 부피는 풀링된 샘플의 샘플 수로 나눈 1000 μL일 수 있다 (예를 들어, 1000 μL를 12개 샘플로 나눈 값).
여기에 기술된 바와 같이, 샘플 1-12의 풀링 후, 추가적인 샘플 준비는 상기 풀링된 샘플 상에서 수행되어, 고-처리량 분석을 위한 풀링된 샘플을 더 준비할 수 있다. 예를 들어, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 상기 추가적인 샘플 준비는 용해 과정, 및 용해 완충제, 프로테아제를 비롯한 시약일 수 있고, CuTi-코팅된 미립자는 제2 용기 1222로 추가될 수 있고, 상기 풀링된 샘플이 수송 경로를 따라 연속적으로 전송될 때 샘플 준비 캐러셀 상에 제2 용기 1222에서 용해될 수 있다.
풀링된 샘플로부터의 핵산은 샘플 수송 1200의 샘플 포획 및 수송 위치 1240에서 포획되고, 핵산 분석을 위해 전송될 수 있다. 예를 들어 여기에 구현된 바와 같이, 자성 팁을 포함하는 샘플 수송 장치 1400은 제2 용기 (1222)에서 CuTi-코팅된 미립자 및 이에 결합된 핵산을 포획하고 CuTi-코팅된 미립자 및 이에 결합된 핵산을 풀링된 샘플로부터 세척 및 용리시키기 위해 세척 및 용출 시스템 1700으로 수송하는 데 사용될 수 있다. 여기에서 더 구현된 바와 같이, 그 다음 용출액은 풀링된 샘플에서 다수의 병원체 또는 감염체 중 하나 또는 그 이상을 검출하기 위해 증폭 및 검출 케러셀 1500로 수송될 수 있다.
여기에서 구현된 바와 같이, 12개 샘플이 약 3 분 미만으로 샘플 수송상에서 풀링될 수 있다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 12개 샘플, 이를 테면, 혈장 또는 혈청 샘플은 샘플 로딩 영역에서 제1 샘플의 흡인으로부터 상기 샘플 분배 위치에서 제2 용기로 풀링된 샘플을 분배하기 까지 약 144초 내에 샘플 수송 상에서 풀링될 수 있다.
예시적인 HTNAT 시스템, 이를 테면, 도 2a-2c에서 도시된 시스템은 시간당 대략적으로 150명의 개별 기증자의 혈청 또는 혈장 샘플 처리량을 가질 수 있다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 혈청 또는 혈장 샘플 처리공정에는 여기에 기술된 바와 같이, 용해 과정 및 증폭 및 검출 과정이 포함될 수 있다. 추가적으로, 또는 대안으로, 도 2a-2c에 도시된 예시적인 HTNAT 시스템은 핵산 분석을 기반으로, 다수의 병원체 또는 감염체 각각에서 유래된 핵산의 존재 또는 부존재 결정까지 약 20 내지 약 45 분의 결과가 나오는 시간이 걸릴 수 있다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 도 2a-2c에서 도시된 예시적인 HTNAT 시스템은 개별 기증자 혈청 또는 혈장 샘플이 처리될 때, 약 35 분의 결과가 나오는 시간이 걸릴 수 있다.
여기에 구현된 바와 같이, 온보드 샘플 풀링은 결과-수행까지-시간에 미치는 영향을 최소화하면서, 샘플 처리량을 향상시킬 수 있다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 상기에서 기술된 바와 같이, 12개의 풀 크기를 이용하여, 이를 테면, 도 2a-2c에서 도시된 예시적인 시스템은 시간당 12개 혈청 또는 혈장 샘플의 대략 25 풀 처리량을 가질 수 있고, 이는 시간당 대략적으로 300 개별 기증자 혈청 또는 혈장 샘플 및/또는 대략적으로 300개 샘플 흡인의 처리량을 나타낸다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 상기에서 기술된 바와 같이, 12개의 풀 크기를 이용하여, 예시적인 시스템, 이를 테면 도 2a-2c에서 도시된 예시적인 시스템은 시간당 약 25회 증폭을 수행할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 상기에서 기술된 바와 같이, 12의 풀 크기를 이용하여, 예시적인 시스템, 이를 테면 도 2a-2c에서 도시된 예시적인 시스템은 이를 테면, 상기 풀링된 샘플로부터 핵산 함유 용출액을 여기에서 더 기재된 바와 같이 두 개의 증폭 용기로 스플릿팅함으로써, 시간당 약 50회 증폭을 수행할 수 있다.
추가적으로, 또는 대안으로, 도 2a-2c에서 도시된 예시적인 HTNAT 시스템은 상기 풀링된 샘플의 핵산 분석을 기반으로 다수의 병원체 또는 감염체 각각에서 유래된 핵산의 존재 결정까지 약 20 내지 약 45 분의 결과가 나오는 시간이 걸릴 수 있다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 도 2a-2c에서 도시된 예시적인 HTNAT 시스템은 12개 혈청 또는 혈장 샘플의 풀을 처리할 때, 약 38 분의 결과가 나오는 시간이 걸릴 수 있다. 예를 들어, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 여기에 기술된 바와 같이 온보드 풀링은 결과-수행까지-시간에 최소한의 영향을 주면서 대략 처리량을 배가시킬 수 있다.
실시예 2: HTNAT를 위한 18개 샘플의 온보드 풀링
이 실시예는 도 2a-2c에 도시된 것과 같은 예시적인 HTNAT 시스템을 사용하여 샘플 수송에, 혈청 또는 혈장 샘플과 같은 18개 샘플의 온보드 풀링을 위한 예시적인 방법을 보여준다. 도 2a-2c에 도시된 것과 같은 예시적인 HTNAT 시스템은 여기에 기술된 바와 같이, 회전 가능한 샘플 준비 캐러셀의 형태의 샘플 수송을 포함할 수 있다. 도 15b에 도시된 예시적인 샘플 수송 1200을 참조하면, 샘플 수송 1200은 샘플 수송의 외부 둘레 주위에 용기를 유지하기 위한 28개의 위치를 포함할 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 용기는 용해 튜브일 수 있다. 표기 L1-L21는 샘플 준비 캐러셀의 위치와 관련하여 여기에서 사용된다. 예시의 목적으로, 캐러셀은 캐러셀의 움직임 사이에 약 24초를 갖는, 잠금단계 방식으로 이동하도록 구성될 수 있다. 여기에 추가로 구현된 바와 같이, 피펫터 1300은 로봇 갠트리 피펫터일 수 있다. 상기 기술된 바와 같이, 피펫터 1300은 일회용 팁을 사용하여 시스템 1000 내에서 샘플 및/또는 풀링된 샘플을 흡인하고 수송할 수 있다.
예시를 목적으로, 샘플 수송 1200에서 18개 샘플의 풀링은 도 2a-2c에 도시된 예시적인 HTNAT 시스템 100을 참조하여 다음과 같이 수행될 수 있다.
복수의 샘플은 샘플 로딩 영역 1100에서 수용될 수 있다. 복수의 샘플은 적어도 18개 샘플을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 샘플은 샘플 로딩 영역 1100의 각각의 샘플 튜브로부터 샘플 수송 1200 상의 샘플 분배 위치 L4의 제1 용기 1221로 수송될 수 있다. 이어서, 샘플 수송 1200은 제1 용기 1221을 제1 중간 위치 L5로 수송할 수 있고, 제3 및 제4 샘플은 샘플 로딩 영역에서 제1 중간 위치 L5에서 샘플 로딩 영역의 각각의 샘플 튜브로부터 수송될 수 있다. 샘플 수송 1200은 그 다음으로 제1 용기 1221을 제2 중간 위치 L6로 수송하고 추가 샘플은 제1 용기 1221로 전달되어 풀링된 샘플에 추가 샘플을 추가할 수 있다. 이 공정은 계속될 수 있고, 추가적인 샘플은 연속적인 중간 위치에서 풀링된 샘플에 추가될 수 있다.
제한이 아닌 예시의 목적으로, 하기 표, 표 6은, 샘플 수송 1200에 18개 샘플을 풀링하기 위한 예시적 풀링 공정을 나타낸다.
표 6
표 6에서 도시된 예시적인 풀링 과정에서 보이는 것과 같이, 샘플 분배 위치 L4와 연속 중간 위치 (예를 들어, 위치 L5-L11)에서 풀링된 샘플에 두 개의 샘플이 추가될 수 있다. 여기에서 더 구현된 바와 같이, 상기 풀링된 샘플은 각 중간 위치에서 혼합될 수 있다. 풀링된 샘플을 혼합하면 풀링된 샘플 내에서 각각의 개별 기증자 샘플의 균일한 분포를 달성하는 데 사용할 수 있다.
여기에 구현된 바와 같이, 중간 위치 L12에서, 샘플 1-16을 포함하는 풀링된 샘플은 중간 위치 제 1용기 1221의 L12에서 샘플 수송 1200 의 샘플 분배 위치 L4의 제2 용기 1222로 수송될 수 있고, 샘플 17과 18은 샘플 분배 위치 L4에서 제2 용기 1222로 수송되어 풀링된 샘플에 샘플 17 및 18을 추가할 수 있다. 예를 들어, 여기에 구현된 바와 같이, 피펫터 1300는 샘플 로딩 영역 1100으로부터 샘플 17을 흡인하고 샘플 분배 위치 L4에서 샘플 17을 제2 용기 1222로 분배할 수 있다. 피펫터 1300는 샘플 로딩 영역 1100으로부터 샘플 18을 더 흡인할 수 있고, 동일한 일회용 피펫 팁을 사용하여 피펫터 1300은 중간 위치 L12에서 샘플 1-16을 포함하는 풀링된 샘플을 흡인하고 샘플 1-16 및 18을 제2 용기에 분배하여 풀링된 샘플에 샘플 17 및 18을 추가할 수 있다. 샘플 풀의 마지막 샘플 (예를 들어, 원하는 풀 크기 18의 경우 샘플 17 및 18)을 제2 용기 1222에 직접 추가하면, 원하는 풀링된 크기를 달성하는 데 필요한 잠금단계의 수를 최소화시키면서, 상기에서 기술된 바와 같이 풀링된 샘플 내에서 개별 기증자 샘플의 보다 균일한 분포를 달성할 수 있다.
제한이 아닌 예시의 목적으로, 샘플 로딩 영역으로부터 흡인된 각 샘플의 부피는 약 50 내지 약 60 μL일 수 있고, 풀링된 샘플은 약 900 μL 내지 약 1080 μL일 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 상기 풀링된 샘플의 부피는 약 1000 μL일 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 원하는 풀 샘플 부피가 1000 μL인 경우, 풀링된 샘플을 형성하는 데 사용되는 각 구성 샘플의 부피는 풀링된 샘플의 샘플 수로 나눈 1000 μL일 수 있다 (예를 들어, 1000 μL를 18개 샘플로 나눈 값).
여기에 기술된 바와 같이, 샘플 1-18의 풀링 후, 추가적인 샘플 준비는 상기 풀링된 샘플 상에서 수행되어, 고-처리량 분석을 위한 풀링된 샘플을 더 준비할 수 있다. 예를 들어, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 상기 추가적인 샘플 준비는 용해 과정, 및 용해 완충제, 프로테아제를 비롯한 시약일 수 있고, CuTi-코팅된 미립자는 제2 용기 1222로 추가될 수 있고, 상기 풀링된 샘플이 수송 경로를 따라 연속적으로 전송될 때 샘플 준비 캐러셀 상에 제2 용기 1222에서 용해될 수 있다.
풀링된 샘플로부터의 핵산은 샘플 수송 1200의 샘플 포획 및 수송 위치 1240에서 포획되고, 핵산 분석을 위해 수송될 수 있다. 예를 들어, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 자성 팁을 포함하는 샘플 수송 장치 1400는 제2 용기 1222로부터 CuTi-코팅된 미립자 및 이에 결합된 핵산을 포획하고, 이를 풀링된 샘플에서 핵산의 세척 및 용출을 위해 CuTi-코팅된 미립자 및 이에 결합된 핵산을 세척 및 용출 시스템 1700으로 수송한다. 여기에서 더 구현된 바와 같이, 그 다음 용출액은 풀링된 샘플에서 다수의 병원체 또는 감염체 중 하나 또는 그 이상을 검출을 위해 증폭 및 검출 캐러셀 1500로 수송될 수 있다.
여기에 구현된 바와 같이, 18개 샘플은 약 4분 미만에 샘플 수송 상에서 풀링될 수 있다. 예시 목적으로 여기에 구현된 바와 같이, 18개 샘플, 이를 테면 혈장 또는 혈청 샘플은 샘플 로딩 영역에서 제1 샘플의 흡인으로부터 샘플 분배 위치에서 제2 용기로 풀링된 샘플이 분배될 때까지 약 216초 내에 풀링될 수 있다.
예시적인 HTNAT 시스템, 이를 테면, 도 2a-2c에서 도시된 시스템은 시간당 약 150개의 개별 혈청 또는 혈장 기증자 샘플을 처리할 수 있다. 예를 들어 여기에 구현된 바와 같이, 혈청 또는 혈장 샘플 처리에는 여기에 기술된, 용해 공정 및 증폭 및 검출 공정이 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 도 2a-2c에 도시된 바와 같은 예시적인 HTNAT 시스템은 핵산 분석에 기초하여 복수의 병원체 또는 감염체 각각에서 유래된 핵산의 존재 여부를 판정하는 데 약 20분 내지 약 45분의 결과가 나오는 시간이 걸릴 수 있다. 예시의 목적으로, 여기에 구현된 바와 같이, 도 2a-2c에 도시된 예시적인 HTNAT 시스템은 혈청 또는 혈장의 개별 기증자 샘플을 처리할 때 약 35분의 결과가 나오는 시간이 걸릴 수 있다.
여기에서 구현된 바와 같이, 온보드 샘플 풀링은 결과-수행까지-시간에 미치는 영향을 최소화하면서, 샘플 처리량을 향상시킬 수 있다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 상기에서 기술된 바와 같이, 18개의 풀 크기를 이용하여, 이를 테면, 도 2a-2c에서 도시된 예시적인 시스템은 시간당 약 18개 혈청 또는 혈장 샘플의 약 16-17개 풀의 처리량을 가질 수 있으며, 이는 시간당 약 288-306의 개별 기증자 혈청 또는 혈장 샘플의 처리량을 나타낸다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 도 2a-2c에 도시된 바와 같은 예시적 시스템은 시간당 18개 혈청 또는 혈장 샘플의 약 16.7개 풀 처리량을 가질 수 있으며, 이는 시간당 약 300개의 개별 혈청 또는 혈장 기증자 샘플 및/또는 시간당 약 300개의 샘플 흡인의 처리량을 나타낸다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 상기에서 기술된 바와 같이, 12개의 풀 크기를 이용하여, 예시적인 시스템, 이를 테면 도 2a-2c에서 도시된 예시적인 시스템은 시간당 약 25회 증폭을 수행할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 상기에서 기술된 바와 같이, 12개의 풀 크기를 이용하여, 예시적인 시스템, 이를 테면 도 2a-2c에서 도시된 예시적인 시스템은 이를 테면, 상기 풀링된 샘플로부터 핵산 함유 용출액을 여기에서 더 기재된 바와 같이 두 개의 증폭 용기로 스플릿팅함으로써, 시간당 약 50회 증폭을 수행할 수 있다.
추가적으로, 또는 대안으로, 도 2a-2c에서 도시된 예시적인 HTNAT 시스템은 상기 풀링된 샘플의 핵산 분석을 기반으로 다수의 병원체 또는 감염체 각각에서 유래된 핵산의 존재를 결정까지 약 20 내지 약 45 분의 결과가 나오는 시간이 걸릴 수 있다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 도 2a-2c 에서 도시된 예시적인 HTNAT 시스템은 18개의 혈청 또는 혈장 샘플 풀을 처리할 때, 약 39 분의 결과가 나오는 시간이 걸릴 수 있다. 예를 들어, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 여기에 기술된 바와 같이 온보드 풀링은 결과-수행까지-시간에 최소한의 영향을 주면서 처리량을 대략 두 배로 늘릴 수 있다.
실시예 3: 24개의 샘플의 온보드 풀링
이 실시예는 도 2a-2c에 도시된 것과 같은 예시적인 HTNAT 시스템을 사용하여 샘플 수송에, 혈청 또는 혈장 샘플과 같은 24개 샘플의 온보드 풀링을 위한 예시적인 방법을 보여준다. 도 2a-2c에 도시된 것과 같은 예시적인 HTNAT 시스템은 본 명세서에 기술된 바와 같이, 회전 가능한 샘플 준비 캐러셀의 형태의 샘플 수송을 포함할 수 있다. 도 16b에 도시된 예시적인 샘플 수송 1200을 참조하면, 샘플 수송 1200은 샘플 수송의 외부 둘레 주위에 용기를 유지하기 위한 28개의 위치를 포함할 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 용기는 용해 튜브일 수 있다. L1-L21표기법은 샘플 준비 캐러셀 상의 위치와 관련하여 여기에 사용된다. 예시의 목적으로, 캐러셀은 캐러셀의 움직임 사이에 약 24초를 갖는 잠금단계 방식으로 이동하도록 구성될 수 있다. 여기에서 추가로 구현된 바와 같이, 피펫터 1300은 로봇 갠트리 피펫터일 수 있다. 위에서 설명한 대로, 피펫터 1300은 일회용 피펫 팁을 사용하여 시스템 1000내에서 샘플 및/또는 풀링된 샘플을 흡인하고 수송할 수 있다.
예를 들어, 샘플 수송 1200 상의 24개의 샘플의 풀링은 도 2a-2c에 도시된 예시적인 HTNAT 시스템 100을 참조하여 다음과 같이 수행될 수 있다. 샘플 로딩 영역 1100에는 복수의 샘플이 수용될 수 있다. 복수의 샘플은 적어도 24 개의 샘플을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 샘플은 샘플 로딩 영역 1100의 각각의 샘플 튜브로부터 샘플 수송 1200상의 샘플 분배 위치 L4의 제1 용기 1221로 수송될 수 있다. 이어서, 샘플 수송 1200은 제1 용기 1221를 제1 중간 위치 L5로 운반할 수 있고, 제3 및 제4 샘플은 샘플 로딩 영역에 있는 각 샘플 튜브로부터 제1 중간 위치 L5에 있는 제1 용기로 수송될 수 있다. 그런 다음 샘플 수송 1200은 제1 용기 1221을 제2 중간 위치 L6로 수송할 수 있고, 추가 샘플을 제1 용기 1221로 수송하여 풀링된 샘플에 추가 샘플을 추가할 수 있다. 이 공정은 계속될 수 있고 연속적인 중간 위치에서 풀링된 샘플에 추가 샘플이 추가될 수 있다.
제한이 아닌 예를 들어, 아래 표, 표 7은 샘플 수송 1200에 24개의 샘플을 풀링하기 위한 예시적인 풀링 공정을 나타낸다.
표 7
표 7에 나타낸 예시적인 풀링 과정에서 보이는 것과 같이, 샘플 분배 위치 L4와 연속 중간 위치 (예를 들어, 위치 L5-L14)에서 풀링된 샘플에 두 개의 샘플이 추가될 수 있다. 여기에서 더 구현된 바와 같이, 상기 풀링된 샘플은 각 중간 위치에서 혼합될 수 있다. 풀링된 샘플을 혼합하면 풀링된 샘플 내에서 각각의 개별 기증자 샘플의 균일한 분포를 달성하는 데 사용할 수 있다.
여기에서 구현된 바와 같이, 중간 위치 L15에서, 샘플 1-22를 포함하는 풀링된 샘플은 샘플 수송 1200의 중간 위치 L12에서 제1 용기 1221로부터 샘플 분배 위치 L4의 제2 용기 1222로 수송될 수 있고, 샘플 분배 위치 L4에서 제2 용기 1222로 샘플 23 및 샘플 24이 수송되어 샘플 23 및 샘플 24를 풀링된 샘플에 추가할 수 있다. 예를 들어 여기에 구현된 바와 같이, 피펫터 1300은 샘플 로딩 영역 1100에서 샘플 23을 흡인하고, 샘플 분배 위치 L4에서 제2 용기 1222에 샘플 23을 분배할 수 있다. 피펫터 1300는 샘플 로딩 영역 1100에서 샘플 24를 추가로 흡인할 수 있고, 동일한 일회용 피펫 팁을 사용하여 피펫터 1300은 중간 위치 L15에서 샘플 1-22를 포함하는 풀링된 샘플을 흡인하고 샘플 분배 위치 L4에서 제2 용기 1222로 샘플 1-22 및 24을 분배하여 풀링된 샘플에 샘플 23 및 24를 추가할 수 있다. 샘플 풀의 마지막 샘플 (예를 들어, 원하는 풀 크기 24의 경우 샘플 23 및 24)을 제2 용기 1222에 직접 추가하면, 원하는 풀링된 크기를 달성하는 데 필요한 잠금단계의 수를 최소화시키면서, 상기에서 기술된 바와 같이 풀링된 샘플 내에서 개별 기증자 샘플의 보다 균일한 분포를 달성할 수 있다.
제한이 아닌 예시의 목적으로, 샘플 로딩 영역으로부터 흡인된 각 샘플의 부피는 약 35 내지 약 45 μL일 수 있고, 풀링된 샘플은 약 840 μL 내지 약 1080 μL일 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 상기 풀링된 샘플의 부피는 약 1000 μL일 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 원하는 풀 샘플 부피가 1000 μL인 경우, 풀링된 샘플을 형성하는 데 사용되는 각 구성 샘플의 부피는 풀링된 샘플의 샘플 수로 나눈 1000 μL일 수 있다 (예를 들어, 1000 μL를 24개 샘플로 나눈 값).
여기에 기술된 바와 같이, 샘플 1-24의 풀링 후, 추가적인 샘플 준비는 상기 풀링된 샘플 상에서 수행되어, 고-처리량 분석을 위한 풀링된 샘플을 더 준비할 수 있다. 예를 들어, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 상기 추가적인 샘플 준비는 용해 과정, 및 용해 완충제, 프로테아제를 비롯한 시약일 수 있고, CuTi-코팅된 미립자는 제2 용기 1222로 추가될 수 있고, 상기 풀링된 샘플이 수송 경로를 따라 연속적으로 전송될 때 샘플 준비 캐러셀 상에 제2 용기 1222에서 용해될 수 있다.
풀링된 샘플로부터의 핵산은 샘플 수송 1200의 샘플 포획 및 수송 위치 1240에서 포획되고, 핵산 분석을 위해 수송될 수 있다. 예를 들어, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 자성 팁을 포함하는 샘플 수송 장치 1400는 제2 용기 1222로부터 CuTi-코팅된 미립자 및 이에 결합된 핵산을 포획하고, 이를 풀링된 샘플에서 핵산의 세척 및 용출을 위해 CuTi-코팅된 미립자 및 이에 결합된 핵산을 세척 및 용출 시스템 1700으로 수송한다. 여기에서 더 구현된 바와 같이, 그 다음 상기 용출액은 상기 풀링된 샘플에서 다수의 병원체 또는 감염체 중 하나 또는 그 이상을 증폭 및 검출을 위해 증폭 및 검출 캐러셀 1500로 수송될 수 있다.
여기에서 구현된 바와 같이, 24개 샘플이 약 5 분 또는 그 안에 샘플 전송장치 상에서 풀링될 수 있다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 24개 샘플, 이를 테면, 혈장 또는 혈청 샘플은 샘플 로딩 영역에서 제1 샘플의 흡인으로부터 상기 샘플 분배 위치에서 제2 용기로 풀링된 샘플을 분배하기 까지 약 288초 내에 샘플 전송장치 상에서 풀링될 수 있다.
예시적인 HTNAT 시스템, 이를 테면, 도 2a-2c에서 도시된 시스템은 시간당 대략적으로 150명의 개별 기증자의 혈청 또는 혈장 샘플 처리량을 가질 수 있다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 혈청 또는 혈장 샘플 처리 공정에는 여기에 기술된 바와 같이, 용해 과정 및 증폭 및 검출 과정이 포함될 수 있다. 추가적으로, 또는 대안으로, 도 2a-2c에 도시된 예시적인 HTNAT 시스템은 핵산 분석을 기반으로, 다수의 병원체 또는 감염체 각각에서 유래된 핵산의 존재 또는 부존재의 결정까지 약 20 내지 약 45 분의 결과가 나오는 시간이 걸릴 수 있다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 도 2a-2c 에서 도시된 예시적인 HTNAT 시스템은 개별 기증자 혈청 또는 혈장 샘플이 처리될 때, 약 35 분의 결과가 나오는 시간이 걸릴 수 있다.
여기에서 구현된 바와 같이, 온보드 샘플 풀링은 결과-수행까지-시간에 미치는 영향을 최소화하면서, 샘플 처리량을 향상시킬 수 있다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 상기에서 기술된 바와 같이, 24개의 풀 크기를 이용하여, 이를 테면, 도 2a-2c에서 도시된 예시적인 시스템은 시간당 24개 혈청 또는 혈장 샘플의 대략 12-13 풀 처리량을 가질 수 있고, 이는 시간당 대략적으로 288-312 개별 기증자 혈청 또는 혈장 샘플의 처리량을 나타낸다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 예시적인 시스템, 이를 테면, 도 2a-2c에 도시된 시스템은 시간당 24개 혈청 또는 혈장 샘플의 대략 12.5 풀 처리량을 가질 수 있고, 이는 시간당 대략적으로 300 개별 기증자 혈청 또는 혈장 샘플 및/또는 대략적으로 300개 샘플 흡인의 처리량을 나타낸다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 상기에서 기술된 바와 같이, 24개의 풀 크기를 이용하여, 예시적인 시스템, 이를 테면 도 2a-2c에서 도시된 예시적인 시스템은 시간당 약 12.5회 증폭을 수행할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 상기에서 기술된 바와 같이, 24개의 풀 크기를 이용하여, 예시적인 시스템, 이를 테면 도 2a-2c에서 도시된 예시적인 시스템은 이를 테면, 상기 풀링된 샘플로부터 핵산 함유 용출액을 여기에서 더 기재된 바와 같이 두 개의 증폭 용기로 스플릿팅함으로써, 시간당 약 25회 증폭을 수행할 수 있다.
추가적으로, 또는 대안으로, 도 2a-2c에서 도시된 예시적인 HTNAT 시스템은 상기 풀링된 샘플의 핵산 분석을 기반으로 다수의 병원체 또는 감염체 각각에서 유래된 핵산의 존재 또는 부재를 결정까지 약 20 내지 약 45 분의 결과가 나오는 시간이 걸릴 수 있다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 도 2a-2c에서 도시된 예시적인 HTNAT 시스템은 24개 혈청 또는 혈장 샘플의 풀을 처리할 때, 약 39 분의 결과가 나오는 시간이 걸릴 수 있다. 예를 들어, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 여기에 기술된 바와 같이 온보드 풀링은 결과-수행까지-시간에 최소한의 영향을 주면서 대략 처리량을 배가시킬 수 있다.
실시예 4: 6개 샘플 용해물의 온보드 용해 전-처리 및 풀링
본 실시예는 예시적인 HTNAT 시스템, 이를 테면, 도 2a-2c에서 도시된 시스템을 이용하여 샘플 전송 장치 상에서 6개 온보드 용해 전-처리 및 풀링을 위한 예시적인 방법을 설명한다. 예를 들어, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 전개 샘플 용해물의 샘플이 전-처리되고, 전혈 용해물이 풀링될 수 있다.
도 2a-2c에 도시된 것과 같은 예시적인 HTNAT 시스템은 본 명세서에 기술된 회전 가능한 샘플 준비 캐러셀의 형태의 샘플 수송을 포함할 수 있다. 도 17에 도시된 예시적인 샘플 수송 1200을 참조하면, 샘플 수송 1200은 샘플 수송의 외부 둘레 주위에 용기를 유지하기 위한 28개의 위치를 포함할 수 있다. 여기에 구현된 바와 같이, 용기는 용해 튜브일 수 있다. L1-L21 표기법은 샘플 준비 캐러셀의 위치와 관련하여 여기에서 사용된다. 예시의 목적으로, 캐러셀은 캐러셀의 움직임 사이에 약 24초를 갖는, 잠금단계 방식으로 이동하도록 구성될 수 있다. 여기에 추가로 구현된 바와 같이, 피펫터 1300는 로봇 갠트리 피펫터일 수 있다. 상기 기술된 바와 같이, 피펫터 1300는 일회용 팁을 사용하여 시스템 1000 내에서 샘플 및/또는 풀링된 샘플을 흡인하고 수송할 수 있다.
예시를 목적으로, 샘플 수송 1200에서 6개 샘플 용해물의 용혈 전-처리 및 풀링은 도 2a-2c에 도시된 예시적인 HTNAT 시스템 100을 참조하여 다음과 같이 수행될 수 있다. 복수의 샘플이 샘플 로딩 영역 1100에 수용될 수 있다. 복수의 샘플은 적어도 6개의 샘플을 포함할 수 있다. 제1 샘플은 샘플 로딩 영역 1100에 있는 제1 샘플 튜브로부터 샘플 수송 1200 상의 샘플 분배 위치 L4에서 제1 용기 1221로 수송될 수 있다. 샘플 수송 1200은 그 다음 제1 용기 1221을 제1 중간 위치 L5로 수송할 수 있다. 제2 샘플은 샘플 로딩 영역 1100에서 제2 샘플 튜브로부터 샘플 수송 1200상의 샘플 분배 위치 L4에서 제1 용기 1222로 수송될 수 있다. 샘플 수송 1200은 그 다음 제2 용기 1222를 제1 중간 위치 L5로 제1 용기 1221는 제2 중간 위치 L6로 수송할 수 있다. 이 공정은 계속될 수 있고, 수송 경로를 따라 샘플 수송 1200이 개별 용기를 연속적으로 수송함에 따라 추가 샘플은 샘플 분배 위치 L4에서 추가 용기에 추가될 수 있다.
예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 샘플 3-6의 경우 용해 완충제를 제1 용기 1221, 제2 용기 1222 및 추가 용기에 추가할 수 있고, 샘플 1-6은 상기 샘플 수송 1200이 상기 수송 경로를 따라 용기들을 연속적으로 운반할 때, 이들의 각 용기 내에서 용해될 수 있다. 여기에서 더 구현된 바와 같이, 샘플 1-6은 각 중간 위치에서 혼합될 수 있다. 혼합 상기 샘플들이 수송 경로를 따라 전송될 때 이들 샘플을 혼합하는 것이 유익할 수 있는데, 예를 들어, 상기 샘플과 용해 완충제를 혼합시키고, 이는 상기 샘플의 용해를 촉진시킬 수 있다.
예를 목적으로, 그러나 이에 제한되지 않고, 아래 표, 표 8은 상기 샘플 수송 1200 상에서 샘플 용해물의 전-처리 및 풀링을 위한 예시적인 과정을 개시한다.
표 8
표 8 및 도 17에서 도시된 예시적인 전-처리 및 풀링 과정에서 보이는 바와 같이, 제1 샘플이 제1 용기 1221의 중간 위치 L17에 도달할 때, 상기 제1 샘플은 제1 용기 1221의 중간 위치 L17로부터 샘플 분배 위치 L4에서 새로운 용기 1229로 전송될 수 있고, 제2 용기 1222의 제2 샘플은 중간 위치 L16에서 제2 용기 1222로부터 새로운 용기 1229로 전송되어 제1 샘플과 제2 샘플 용해물을 풀링시킬 수 있다. 추가적으로, 샘플 3-6은 풀링된 샘플에 이들 샘플 3-6 용해물을 추가하기 위해 각각의 용기 및 각각의 중간 위치에서 샘플 분배 위치에 있는 새 용기로 전송될 수 있다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 샘플 1-6은 이들의 각각 용기 및 중간 위치에서 하나의 일회용 팁을 이용하여 흡인되고, 샘플 1-6은 하나의 분배 작업에서 상기 샘플 분배 위치에서 새로운 용기로 분배될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 샘플 1-6은 별개의 팁 및/또는 별개의 흡인 및 분배를 이용하여 이들 각각 용기 및 중간 위치로부터 흡인될 수 있다.
예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 상기 전-처리 동안, 샘플 수송 장치가 수송 경로를 따라 지속적으로 용기를 수송시키므로 샘플 1-6은 약 3 내지 약 6분 동안 샘플 수송 상에서 용해될 수 있다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 제1 샘플은 약 5 내지 약 6 분 사이에 용해될 수 있고, 제6 샘플은 약 3 내지 약 4 분 사이에 용해될 수 있다.
예를 목적으로, 그러나 이에 제한되지 않고, 각각의 중간 위치로부터 흡착된 전-처리된 샘플의 각 부피는 약 45 내지 약 55 μL일 수 있고, 상기 풀링된 샘플에는 약 270 μL 내지 약 330 μL의 풀링된 전-처리된 샘플이 포함될 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 상기 풀링된 전-처리된 샘플의 부피는 약 300 μL일 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 원하는 풀링된 전-처리된 샘플의 부피 300 μL와 함께, 상기 풀링된 샘플을 형성하는데 이용되는 각 구성 전-처리된 샘플(the constituent pre-treated samples)의 부피는 상기 풀링된 샘플에서 전-처리된 샘플의 수로 나눈 300 μL일 수 있다 (예를 들어, 300 μL를 6개 샘플로 나눈 값).
여기에 기술된 바와 같이, 샘플 1-6의 풀링 후, 추가적인 샘플 준비는 상기 풀링된 샘플 상에서 수행되어, 고-처리량 분석를 위한 풀링된 샘플을 더 준비할 수 있다. 예를 들어, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 상기 추가적인 샘플 준비는 용해 과정, 및 용해 완충제, 프로테아제를 비롯한 시약일 수 있고, CuTi-코팅된 미립자는 제2 용기 1222로 추가될 수 있고, 상기 풀링된 샘플이 수송 경로를 따라 연속적으로 전송될 때 샘플 준비 캐러셀 상에 제2 용기 1222에서 용해될 수 있다.
풀링된 샘플로부터의 핵산은 샘플 수송 1200의 샘플 포획 및 수송 위치 1240에서 포획되고, 핵산 분석을 위해 전송될 수 있다. 예를 들어, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 자성 팁을 포함하는 샘플 수송 장치 1400는 제2 용기 1222로부터 CuTi-코팅된 미립자 및 이에 결합된 핵산을 포획하고, 이를 풀링된 샘플에서 핵산의 세척 및 용출을 위해 CuTi-코팅된 미립자 및 이에 결합된 핵산을 상기 풀링된 샘플로부터 세척 및 용리시키기 위해 세척 트랙 1700으로 전송한다. 여기에서 더 구현된 바와 같이, 그 다음 상기 용출액은 상기 풀링된 샘플에서 다수의 병원체 또는 감염체 중 하나 또는 그 이상을 증폭 및 검출을 위해 증폭 및 검출 캐러셀 1500으로 전송될 수 있다.
여기에서 구현된 바와 같이, 6개 샘플이 약 6 분 또는 그 안에 전-처리되고, 샘플 전송장치 상에서 풀링될 수 있다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 6개 샘플, 이를 테면 전혈 샘플은 상기 샘플 수송 장치 상에서 용해될 수 있고, 6개 샘플로부터 용해물은 샘플 로딩 영역에서 제1 샘플의 흡인으로부터 상기 샘플 분배 위치에서 새로운 용기로 이 용해물이 분배될 때까지 약 336초 내에 풀링될 수 있다.
예시적인 HTNAT 시스템, 이를 테면, 도 2a-2c에서 도시된 시스템은 전혈 샘플이 풀링된 온보드가 아니라 전-처리된 온보드일 때, 시간당 대략적으로 75명의 개별 기증자 전혈 샘플의 처리량을 가질 수 있다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 전혈 샘플의 처리에는 여기에 기술된 바와 같이, 전-처리 과정, 용해 과정, 및 증폭 및 검출 과정이 포함될 수 있다. 추가적으로, 또는 대안으로, 도 2a-2c에 도시된 예시적인 HTNAT 시스템은 핵산 분석을 기반으로, 다수의 병원체 또는 감염체 각각에서 유래된 핵산의 사전-결정된 수준의 결정까지 약 20 내지 약 45 분의 결과가 나오는 시간이 걸릴 수 있다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 도 2a-2c에서 도시된 예시적인 HTNAT 시스템은 온보드 전-처리를 비롯한 개별 기증자의 전혈 샘플이 처리될 때, 약 42 분의 결과가 나오는 시간이 걸릴 수 있다.
여기에서 구현된 바와 같이, 온보드 전-처리 및 샘플 풀링은 결과-수행까지-시간에 미치는 영향을 최소화하면서, 샘플 처리량을 향상시킬 수 있다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 상기에서 기술된 바와 같이, 6개의 풀 크기를 이용하여, 이를 테면, 도 2a-2c에서 도시된 예시적인 시스템은 시간당 6개 전혈 샘플의 대략 19-23개 풀 처리량을 가질 수 있고, 이는 시간당 대략적으로 114-138개 개별 기증자 혈청 또는 혈장 샘플의 처리량을 나타낸다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 예시적인 시스템, 이를 테면, 도 2a-2c에 도시된 시스템은 시간당 6개 전혈 샘플의 대략 21개 풀 처리량을 가질 수 있고, 이는 시간당 대략적으로 126개 개별 기증자 혈청 또는 혈장 샘플 및/또는 대략적으로 126개 샘플 흡인의 처리량을 나타낸다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 상기에서 기술된 바와 같이, 6개의 풀 크기를 이용하여, 예시적인 시스템, 이를 테면 도 2a-2c에서 도시된 예시적인 시스템은 시간당 약 21회 증폭을 수행할 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 상기에서 기술된 바와 같이, 6개의 풀 크기를 이용하여, 예시적인 시스템, 이를 테면 도 2a-2c에서 도시된 예시적인 시스템은 이를 테면, 상기 풀링된 샘플로부터 핵산 함유 용출액을 여기에 더 기재된 바와 같이 두 개의 증폭 용기로 스플릿팅함으로써, 시간당 약 42회 증폭을 수행할 수 있다.
추가적으로, 또는 대안으로, 도 2a-2c에서 도시된 예시적인 HTNAT 시스템은 상기 풀링된 샘플의 핵산 분석을 기반으로 다수의 병원체 또는 감염체 각각에서 유래된 핵산의 존재의 결정까지 약 20 내지 약 45 분의 결과가 나오는 시간이 걸릴 수 있다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 도 2a-2c 에서 도시된 예시적인 HTNAT 시스템은 6개 전혈 샘플의 풀을 처리할 때, 약 42 분의 결과가 나오는 시간이 걸릴 수 있다. 예를 들어, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 여기에 기술된 바와 같이 온보드 풀링은 결과-수행까지-시간에 최소한의 영향을 주면서 처리량을 증가시킬 수 있다.
실시예 5: 액체 핸들러를 이용한 풀링 및 온보드 풀링
본 실시예는 통상적인 풀링, 이를 테면, 전용 액체 핸들러 또는 풀러를 이용한 풀링, 및 온보드 풀링을 모두 이용하여 샘플을 풀링하는 예시적인 방법을 보여준다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에 기술된 바와 같이, 별개의 액체 핸들러를 이용한 통상적인 풀링과 온보드 풀링의 조합 이용으로 실험실 효율 및 처리량을 개선시킬 수 있다.
여기에서 구현된 바와 같이, 예시적인 HTNAT 시스템, 이를 테면, 도 2a-2c에서 기술된 시스템 상에서 제1 샘플과 제2 샘플의 온보드 풀링을 이용하여 96개 샘플의 풀링된 샘플이 형성될 수 있다. 본 실시예의 목적을 위해, 제1 샘플과 제2 샘플은 48개 샘플의 각 풀일 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 제1 샘플과 제2 샘플은 전용 액체 핸들러 상에서 준비될 수 있다.
여기에서 구현되는 제1 샘플과 제2 샘플의 온보드 풀링에는 시스템 1000의 샘플 로딩 영역 1100에서의 제1 및 제2 샘플의 수용 및 샘플 수송 1200 상에서 샘플 로딩 영역 1100에서의 샘플 분배 위치 1230로의 수송을 포함한다. 제1 및 제2 샘플의 온보드 풀링은 그 사이의 중간 위치 1250와 함께 추가로 수송 경로를 따라 샘플 분배 위치 1230으로부터 샘플 포획 및 수송 위치 1240으로의 개별 용기 1220의 연속적인 수송을 포함하고 제1 샘플 및 제2 샘플을 샘플 수송 1200상에서 용기내에서 풀링하여 풀링된 샘플을 형성하는 것을 포함한다. 여기에서 구현된 바와 같이, 제1 샘플과 제2 샘플의 풀링에는 제1 샘플 및 제2 샘플을 샘플 분배 위치 1230에서 제1 용기 1221로 전송시킨 후, 상기 샘플 수송 장치가 제1 용기 1221를 제1 중간 위치 1251로 전송시키는 것이 포함될 수 있다. 그 다음, 상기 풀링된 샘플은 상기 수송 경로를 따라 샘플 포획 및 전송 위치로 전송될 수 있고, 여기에서 96개의 풀링된 샘플의 고-처리량 분석을 위해 적어도 풀링된 샘플의 분획된 부분이 포획될 수 있다.
배경 및 설명을 목적으로, 혈장 실험실에서는 기기 처리량이 아닌 액체 핸들러 풀링 처리량이 제한 요인이 될 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 실험실은 종종 8-채널 액체 핸들러에서 준비할 수 있는 96개의 샘플 풀 크기를 사용한다. 테스트 기기, 이를 테면, NAT 기기에 대한 액체 핸들러의 비율은 8개의 액체 핸들러 대 1개의 테스트 기기가 될 수 있다. 예시 및 설명을 위해, 혈장 실험실에 이용된 통상적인 NAT 플랫폼은 전통적인 액체 핸들러 상에서 준비된 96개 풀링된 샘플 상에서 하루 최대 4,032회 테스트를 처리할 수 있고, 혈장 실험실은 풀링된 샘플 당 2회 테스트를 실시할 수 있으며, 따라서 단일 통상적 NAT 장비는 하루에 약 193,536개의 샘플을 처리할 수 있다(예를 들어, [(4,032개의 테스트)/(풀링된 샘플당 2개의 테스트)] * 풀당 96개의 샘플 = 하루에 193,536개의 샘플).
배경 및 설명을 위해, 통상적인 액체 핸들러는 종종 8-채널 피펫터를 사용하며, 풀링 동안 768개의 샘플을 액체 핸들러에 놓고, 한 번에 8개씩 8개의 마스터 풀 튜브에 피펫팅한다. 96주기 후, 96개의 풀 8개를 준비할 수 있으며, 분석용 기기로 이동될 수 있다. 이것은 통상의 액체 핸들러에서 96개의 풀을 생성하는 가장 효율적인 방법이 될 수 있다. 예를 들어, 액체 핸들러 상에서 풀링할 때, 생성된 풀의 수는 각 풀을 형성하는 데 필요한 피펫팅 주기 수를 최소화하고, 사용가능한 피펫 채널의 사용을 최대화하기 위해 액체 핸들러의 피펫팅 채널 수의 정수 배수가 될 수 있다.
비록 8-채널 피펫터가 액체 핸들러에서 흔한 것이지만, 통상적인 액체 핸들러는 최대 16-채널 구성도 이용가능하다. 그러나, 16-채널 액체 핸들러는 액체 핸들러의 크기 제한 때문에, 96개의 풀을 형성할 때 흔히 사용되지는 않는다. 예를 들어, 많은 액체 핸들러는 16-채널 피펫터를 사용하여 96개의 풀 16개를 생성하는 데 필요한 1,536개의 샘플을 담고 있을 수 없을 것이다. 그 결과, 16-채널 액체 핸들러는 이 액체 핸들러가 보유할 수 있는 샘플 수에 대한 제약으로 인해, 768개의 샘플로 48개의 풀 16개를 만드는 것으로 제한될 수 있다. 16채널 액체 핸들러의 풀링 처리량은 통상적인 8-채널 구성 처리량의 두 배 가까이 될 수 있다. 예를 들어, 768개의 샘플을 16-채널 피펫터의 48회 움직임으로, 48개의 풀 16개로 전송될 수 있는 반면, 768개의 샘플은 8-채널 피펫터로 96번의 움직임으로 96개의 풀 8개로 전송될 수 있다. 그러나, 혈장 실험실은 일반적으로 더 큰 풀 크기로 테스트 비용을 줄일 수 있으므로, 더 큰 풀 크기를 사용하는 것을 선호한다. 예를 들어, 혈장 실험실은 대개 48개의 풀에 비해 96개의 풀을 선호한다.
여기에서 구현된 바와 같이, 16-채널 액체 핸들러를 이용한 풀링과 온보드 풀링의 조합을 이용하면 전체적인 실험실 풀링 처리량을 증가시킬 수 있고, 각 테스트 기기를 지원하는 데 필요한 액체 핸들러의 수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 액체 핸들러 상에서 준비된 48개 풀을 포함하는 제1 샘플과 제2 샘플의 풀링에 의해 96개 풀을 형성시키는 온보드 풀링을 이용함으로써, 16-채널 액체-핸들러 구성을 사용할 수 있어, 액체 핸들러 대 기기의 비율을 4:1로 절반으로 줄이면서 한편 실험실 풀링 처리량을 두 배로 늘리고, 풀 크기를 96개로 유지시킬 수 있다.
본 실시예는 96개의 풀을 형성하기 위해 액체 핸들러 상에서 준비된 48개의 풀 2개의 온보드 풀링의 맥락에서 설명되었지만, 추가적인 또는 대체 구성이 이용될 수 있다. 예를 들어 그러나 이에 제한되지 않고, 액체 핸들러 상에서 준비된 48개 풀 중 두 개 또는 그 이상 온보드로 모아서 더 큰 풀, 이를 테면, 144개 풀, 192개 풀 또는 240개 풀을 만들 수 있다.
실시예 6: 액체 핸들러를 이용한 풀링과 온보드 풀링 그리고 온보드
해체(Deconstruction)
본 실시예는 풀링된 샘플의 온보드 해체에 대한 예시적인 방법을 보여준다. 예를 들어, 풀링된 샘플이 양성, 또는 반응성으로 결정될 때, 상기 풀링된 샘플을 해체시켜 풀링된 샘플을 형성하는 데 사용된 샘플이 양성 또는 반응성인지 확인할 수 있다. 예시를 목적으로, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 고-처리량 핵산 분석은 상기 풀링된 샘플 상에서 수행될 수 있으며, 양성 풀링된 샘플은 상기 풀링된 샘플 내 다수의 병원체 또는 감염체 중 적어도 하나로부터 유래된 핵산의 존재 결정을 기반으로 확인될 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 풀링된 샘플은 양성으로 확인될 때, 상기 양성 풀링된 샘플 형성에 이용되었던 개별 샘플 또는 이의 하위-풀 상에서 추가 핵산 분석이 수행될 수 있다.
본 실시예는 예시적인 HTNAT 시스템, 이를 테면, 도 2a-2c 에서 도시된 시스템을 이용하여 96개 혈장 샘플의 풀링된 샘플의 온보드 해체를 위한 예시적인 방법을 설명한다. 상기에서 기술된 바와 같이, 96개 샘플의 풀은 예를 들어, 오프보드(offboard) 풀링, 이를 테면, 전용 액체 핸들러 또는 풀러, 및 온보드 풀링을 모두 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 48개 풀을 포함하는 제1 샘플과 48개 풀을 포함하는 제2 샘플은 전용 액체 핸들러 상에서 준비될 수 있고, 그 다음 제1 샘플과 제2 샘플은 온보드 풀링 및 고-처리량 분석용 시스템, 이를 테면, 도 2a-2c 에서 도시된 예시적인 HTNAT 시스템 1000의 샘플 로딩 영역 1100으로 전송될 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 풀링된 샘플을 형성하는데 이용된 제1 샘플 및 제2 샘플은 샘플 로딩 영역 1100에 보관될 수 있고, 한편 고-처리량 분석은 상기 풀링된 샘플 상에서 수행된다. 도 2a-2c에 도시된 예시적인 HTNAT 시스템 및 여기에 기술된 바와 같이 방법을 이용하여, 온보드 풀링 및 풀링된 샘플의 HTNAT 분석을 수행할 수 있다.
여기에서 구현된 바와 같이, 96개 풀링된 샘플에서 다수의 병원체 또는 감염체 중 적어도 하나로부터 유래된 핵산의 존재를 결정할 때, 각 48개 샘플의 풀을 포함하는 제1 샘플 및 제2 샘플은 추가 핵산 분석을 위해 샘플 로딩 영역 1100으로부터 추가의 고-처리량 분석을 위해 샘플 수송 1200으로 자동적으로 수송될 수 있다. 예를 들어, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 제1 샘플과 제2 샘플은 제1 샘플 또는 상기 제2 샘플에서 다수의 병원체 또는 감염체 중 적어도 하나로부터 유래된 핵산의 존재를 결정하기 위해 용혈 공정 및 HTNAT 분석을 위해, 샘플 수송 1200으로 전송될 수 있다. 제1 샘플 및 제2 샘플의 고-처리량 분석 결과에 근거하여, 제1 샘플, 제2 샘플, 또는 제1 샘플과 제2 샘플 모두에 다수의 병원체 또는 감염체 중 적어도 하나로부터 유래된 핵산이 존재하는 지 결정될 수 있다.
그 다음, 양성인 제1 및/또는 제2 샘플은 추가 해체시킬 수 있다. 예를 들어, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 상기 양성인 제1 또는 제2 샘플을 형성하는데 이용된 48개 개별 샘플은 고-처리량 분석을 위한 시스템 1000으로 수송될 수 있다. 상기 48개 개별 샘플을 상기 시스템으로의 수송은 작업자에 의해 수행될 수 있고, 또는 이를 테면, 실험실 자동화 시스템에 의해 자동적으로 수행될 수 있다. 그 다음, 상기 48개 개별 샘플의 온보드 풀링 및 고-처리량 분석은 여기에 기술된 바와 같이 수행될 수 있다. 예를 들어, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 양성 제1 또는 제2 샘플의 해체에는 16개 개별 샘플의 하위-풀 3개를 형성하기 위한 온보드 풀링 및 양성인 하위-풀을 결정하기 위한 3개 하위-풀 각각에 대한 고-처리량 분석이 포함될 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 3개의 하위-풀 각각은 양성 제1 또는 제2 샘플을 형성하는 데 사용된 개별 샘플의 하위세트를 나타내는 16개의 개별 샘플을 함유할 수 있다. 도 2a-2c에 도시된 예시적인 HTNAT 시스템 및 여기에 기술된 바와 같이 방법을 이용하여, 하위-풀의 온보드 풀링 및 HTNAT 분석을 수행될 수 있다. 3개 하위-풀의 고-처리량 분석 결과에 근거하여, 어느 하위-풀에 다수의 병원체 또는 감염체 중 적어도 하나로부터 유래된 핵산이 포함되어 있는지 결정될 수 있다.
여기에서 구현된 바와 같이, 그 다음 양성 하위-풀(들)은 추가 해체될 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 양성 하위-풀의 해체에는 4가지 개별 샘플의 4가지 하위-풀을 형성하기 위한 온보드 풀링 및 어느 하위-풀이 양성인지를 결정하기 위한 4개 개별 샘플의 4가지 하위-풀 각각에서 고-처리량 분석 수행이 포함될 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 4 가지 하위-풀 각각은 4개 개별 샘플을 함유하는데, 16개 개별 샘플의 양성 하위-풀을 형성하는 데 사용된 개별 샘플의 하위세트를 나타낸다. 도 2a-2c에 도시된 예시적인 HTNAT 시스템 및 여기에 기술된 바와 같이 방법을 이용하여, 상기 하위-풀의 온보드 풀링 및 HTNAT 분석을 수행될 수 있다. 상기 4개 하위-풀의 고-처리량 분석 결과에 근거하여, 이 4개 하위-풀 중 어느 것에 다수의 병원체 또는 감염체 중 적어도 하나로부터 유래된 핵산이 포함되어 있는 지 결정될 수 있다.
여기에서 구현된 바와 같이, 그 다음 4개 개별 샘플의 양성 하위-풀이 추가 해체될 수 있다. 여기에서 구현된 바와 같이, 4개 개별 샘플의 양성 하위-풀 해체에는 이 양성 하위-풀을 형성하는데 이용되었는 4개 개별 샘플의 고-처리량 분석 수행이 포함될 수 있다. 도 2a-2c에서 도시된 예시적인 HTNAT 시스템 및 여기에 기술된 바와 같은 방법을 이용하여 상기 개별 샘플의 고-처리량 분석이 수행될 수 있다. 상기 4개 개별 샘플의 핵산 분석 결과를 근거하여, 이 4개 개별 샘플 중 어느 것에 다수의 병원체 또는 감염체 중 적어도 하나로부터 유래된 핵산이 포함되어 있는지 결정될 수 있다.
여기에 기술된 시스템 및 방법은 풀링된 샘플을 해체하는 데 필요한 수작업 단계의 수와 시간을 줄일 수 있다. 예를 들어, 통상적인 방법을 사용하여 96개 샘플의 양성 풀을 해체하는 데는 12시간 이상이 소요될 수 있으며, 여러 수작업 단계가 요구될 수 있다. 예를 들어, 통상적인 방법에서, 96개의 양성 풀이 확인된 경우, 사용자는 96개의 구성 샘플을 수동으로 검색하고, 액체 핸들러에 다시 배치하여 6개의 16개 하위-풀로 풀링할 수 있다. 이들 16개의 하위-풀은 분석을 위해 액체 핸들러에서 기기로 수동으로 전송될 수 있다. 16개 하위-풀의 분석은 최대 3.5-4시간이 소요될 수 있으며, 그 후 반응형 하위-풀(들)을 해체시킬 수 있다. 통상적인 방법에서, 각 반응 하위-풀의 6개 샘플은 테스트 중에 기기에 저장되지 않으며, 개별 테스트(IDT)를 위해 검색하여 기기에 다시 배치해야 한다. 각 반응성 하위-풀에 있는 6개 샘플의 IDT는 풀링된 샘플의 개별 샘플 중 어떤 것이 반응성인지 확인하는 데 추가로 3.5-4시간이 걸릴 수 있다. 통상적인 방법을 사용하면, 96개의 샘플 풀을 해체하는 데 12시간 이상 걸릴 수 있다.
개시된 주제와 연관된 시스템 및 방법으로 풀 해체를 위한 수작업 단계의 수와 시간을 줄일 수 있다. 예를 들어, 그리고 여기에서 구현된 바와 같이, 상기 고-처리량 분석 결과를 근거로 하여, 풀링된 샘플을 형성하기 위해 사용된 96개의 개별 샘플 중 어느 것이 복수의 병원체 또는 감염체 중 적어도 하나로부터 유래된 핵산이 포함되어 있는지에 대해 약 4시간 미만에 결정될 수 있다. 여기에서 더 구현된 바와 같이, 풀링된 샘플을 형성하는 데 사용된 96개의 개별 기증자 샘플 각각과 관련된 기증자 물질이 임상 용도로 허용되는지 여부에 대한 결정은 핵산 분석을 위한 제1 샘플의 최초 흡인으로부터 약 4시간 이내에 이루어질 수 있다.
개시된 주제에 따른 온보드 풀링 및 고-처리량 분석을 위한 시스템 및 방법은 수많은 이점을 제공할 수 있다. 제한이 아닌 예시의 목적으로, 개시된 주제에 따른 온보드 풀링을 위한 시스템 및 방법을 테스트 처리량을 증가시키고 필요한 테스트 수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 개별 샘플의 고-처리량 분석과 비교하여, 여기에 기술된 바와 같은 풀링은 시간당 테스트되는 개별 샘플의 수를 증가시킬 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 병원체 또는 감염체를 선별하기 위한 온보드 풀링 및 고-처리량 분석을 사용하는 것은 임상 용도를 위해 풀링된 샘플과 연관된 기증자 물질의 방출에 대해 증가된 효율성을 제공하고 주어진 수의 샘플을 평가하기 위해 필요한 총 테스트 수를 감소시킬 수 있으며, 특히, 시료 집단에서 낮은 유병률을 가진 병원체 또는 감염체에 대한 스크리닝시 그러하다. 추가적으로 또는 대안으로, 개시된 주제에 따른 온보드 풀링을 위한 시스템들 및 방법은 별도의 액체 핸들러 또는 풀러에서의 기존 풀링과 관련된 실험실 병목 현상을 줄임으로써 실험실 처리량을 증가시킬 수 있다.
개시된 주제에 따른 온보드 풀링 및 고-처리량 분석을 위한 시스템 및 방법의 추가 이점은 예를 들어 풀 해체를 위한 샘플 이동, 저장 및 검색에 필요한 시간 및 장비의 감소를 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 전통적인 테스트 방법을 사용하면 테스트용 샘플을 흡인하여 결과를 얻는 데 3시간 이상이 걸릴 수 있으므로 풀 해체 분석과 같은 기존 분석기에서 분석 중인 샘플에 대한 분석이 진행되는 동안 분석기에서 제거되어 다른 샘플을 로딩할 수 있다. 그런 다음 분석 중인 샘플은 샘플 무결성을 보존하기 위해 다른 곳, 대개 냉장고에 보관되어야 한다. 추가 테스트가 필요한 경우, 샘플이 회수되어야 한다. 대조적으로, 여기에 기술된 바와 같이, 온보드 풀링된 샘플의 자동 해체 및 고-처리량 분석을 통해 완성된 샘플은 장비 처리량을 충족하기 위해 다른 샘플로 교체하기 위하여 장비에서 제거되어야 할 필요가 있기 훨씬 전에 해체 테스트를 시작할 수 있다.
개시된 주제에 따른 온보드 풀링 및 고-처리량 분석을 위한 시스템 및 방법의 추가 이점은, 제한이 아닌 예를 들어, 고-처리량 테스트를 지원하기 위해 실험실에서 필요한 액체 핸들러 또는 풀러의 수를 감소시키는 것을 포함한다. 제한이 아닌 예시 목적으로, 샘플을 풀링 처리함으로써, 실험실에서 액체 핸들러 또는 풀러의 수가 감소될 수 있으며, 이는 비용을 감소시킬 수 있고 (예를 들어, 필요한 장비 개수 감소), 대안적인 사용을 위해 실험실 바닥 공간을 확보할 수 있다.
개시된 주제에 따른 온보드 풀링 및 고-처리량 분석을 위한 시스템 및 방법의 추가 이점은 제한이 아닌 예를 들어, 풀 크기 유연성(pool size flexibility)을 갖는 것이다. 예를 들어, 종래의 액체 핸들러 또는 풀러 풀 크기에 풀링 할 때 일반적으로 액체 핸들러 또는 풀러 상의 피펫 채널의 수에 따라 선택된다. 개시된 주제의 측면에 따라, 풀 크기는 효율성 및 처리량에 대한 영향을 최소화하면서 원하는 대로 선택될 수 있다. 제한이 아닌 예를 들어, 풀 크기는 샘플 집단에서 병원체 또는 감염체의 유병률(prevalence)을 기반으로 선택될 수 있다. 예를 들어, 액체 핸들러 상의 종래의 풀링으로, 풀 크기는 액체 핸들러 구성에 의해 크게 결정되고, 많은 액체 핸들러는 8-채널 피펫을 사용한다. 액체 핸들러 상의 기존 풀링을 사용하면 더 작은 풀 크기를 사용할 때 액체 핸들러 비용과 액체 핸들러 처리량 감소로 인해 더 작은 풀 크기를 사용하는 것이 덜 바람직할 수 있다. 결과적으로, 중-상 유병율 영역(medium-high prevalence regions)의 샘플을 분석할 때, 개별 기증자 세트를 자주 사용하는데, 이는 비용이 많이 드는 방법일 수 있다. 개시된 주제에 따른 온보드 풀링 및 고-처리량 분석을 위한 시스템 및 방법은 증가된 풀 크기 유연성을 제공할 수 있고, 이는 예를 들어 중-상 유병율 영역의 샘플을 분석할 때 더 나은 랩 성능 및 더 나은 유연성을 제공할 수 있다 (예를 들어, 2~4개의 풀은 샘플 모집단의 병원체 또는 감염체의 유병률을 기초로 선택될 수 있다).
개시된 주제에 따른 온보드 풀링 및 고-처리량 분석을 위한 시스템 및 방법의 추가 이점에는 예를 들어, 실험실 바닥 공간의 효율적인 사용이 포함될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 여기에 구현된 바와 같이, 온보드 풀링 및 고-처리량 분석을 위한 시스템 및 방법은 다중 프로세스를 위한 시스템 리소스를 사용할 수 있다. 예를 들어, 여기에서 구현된 바와 같이, 샘플 수송은 풀링, 전-처리, 및 용해 공정에 사용될 수 있다. 다중 프로세스를 위한 시스템 구성 요소를 사용함으로써, 고-처리량 분석에 필요한 바닥 공간은 각 프로세스에 대해 별도의 시스템 및 바닥 공간을 필요로 할 수 있는 시스템 및 방법에 비해 감소될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 위에서 기술된 바와 같이, 풀러 (pooler)와 같은 추가 장비가 감소될 수 있다.
개시된 주제에 따른 온보드 풀링 및 고-처리량 분석을 위한 시스템 및 방법의 추가 이점은, 제한이 아닌 예를 들어, 테스트 오류 감소를 포함할 수 있다. 제한이 아닌 예시의 목적으로, 여기에 기술된 바와 같이 자동화된 온보드 해체는 종래의 해체 방법과 연관될 수 있는 수동 단계와 오류 가능성을 줄일 수 있다. 제한이 아닌 예를 들어, 액체 핸들러에서 종래의 풀링을 사용하려면, 최소 4 개의 수동 단계가 필요하다 (예를 들어, 풀러의 로드, 풀러로부터 언로드, 기기에서의 로드, 기기로부터의 언로드). 제한이 아닌 예를 들어, 개시된 주제에 따른 온보드 풀링 및 고-처리량 분석을 위한 시스템 및 방법은 최소 수의 수동 단계 수를 2로 감소시킬 수 있다 (예를 들어, 기기에서의 로드 기구로부터 언로드).
아래에 청구된 특정 구현예 외에도, 개시된 주제는 아래에 청구된 종속 특징과 위에 개시된 것의 임의의 다른 가능한 조합을 가지는 다른 실시예에 관한 것이다. 이와 같이, 특히 상기 종속 항에서 제시되고 위에서 개시된 특징은 개시된 주제의 범위 내에서 다른 방식으로 서로 조합될 수 있으며, 상기 개시된 주제는 추가로 다른 임의의 가능한 조합을 가지는 다른 실시예에 구체적으로 관련된 것으로 또한 인식되어야 한다. 따라서, 개시된 주제의 특정 구현예들에 대한 전술한 설명은 예시와 설명의 목적을 위해 제시되었다. 개시된 주제를 개시된 실시예로 한정하거나 제한하려는 것은 아니다.
개시된 주제의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 개시된 주제의 방법 및 시스템에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있다는 것이 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 따라서, 개시된 주제는 첨부된 청구 범위 및 이들의 등가물의 범위 내에 있는 수정 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.
Claims (77)
- 샘플의 고-처리량 분석을 위한 샘플의 온보드 풀링을 위한 자동화 시스템으로서, 다음을 포함한다:
복수의 샘플 튜브를 수용하기 위한 샘플 로딩 영역,
샘플 분배 위치에서 샘플 포획 및 수송 위치까지, 중간 위치를 사이에 두고 수송 경로를 따라 개별 용기를 연속적으로 운반하도록 구성된 샘플 수송;
샘플 로딩 영역에 있는 제1 샘플 튜브로부터의 제1 샘플 및 샘플 로딩 영역에 있는 제2 샘플 튜브로부터의 제2 샘플을 샘플 수송으로 수송하고 샘플 수송 상의 용기에 제1 샘플 및 제2 샘플을 풀링하여 풀링된 샘플을 형성하는 적어도 하나의 피펫터; 및
샘플 포획 및 수송 위치의 용기로부터 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분을 포획하고 고-처리량 분석을 위해 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분을 수송하기 위한 샘플 수송 장치. - 제1항에 있어서, 적어도 하나의 피펫터는 샘플 로딩 영역에서 각각의 샘플 튜브로부터 샘플 수송으로 2 및 22 개 사이의 추가 샘플을 수송하고 샘플 수송 상에서 추가 샘플을 풀링하여 풀링된 샘플을 형성하는, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 샘플 및 상기 제2 샘플은 개별 기증자 샘플인, 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 샘플 및 상기 제2 샘플은 풀링된 샘플인, 시스템.
- 제4항에 있어서, 상기 제1 샘플 및 상기 제2 샘플은 각각 최대 48개의 풀링된 샘플을 포함하는, 시스템.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 샘플 수송은 샘플 준비 캐러셀의 외부 둘레 주위에 용기를 유지하는 위치를 갖는 샘플 준비 캐러셀을 포함하는, 시스템.
- 제6항에 있어서, 샘플 준비 캐러셀이 5 내지 40개의 위치를 포함하는, 시스템.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 시스템은 온보드 풀링 공정, 용해 공정, 및 샘플 수송 상 전-처리 공정을 수행하도록 구성되는, 시스템.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 샘플 수송은 잠금단계 방식으로 회전하여 각 잠금단계로 한 위치를 이동시키는, 시스템.
- 제9항에 있어서, 각각의 잠금단계의 지속기간은 약 15 내지 약 30초인, 시스템.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 피펫터는 제1 용기를 제1 중간 위치로 수송하는 샘플 수송 전에 샘플 분배 위치에서 제1 샘플 및 제2 샘플을 제1 용기로 수송하도록 구성되는, 시스템.
- 제11항에 있어서, 적어도 하나의 피펫터는 제1 중간 위치에서 제1 용기에 제3 샘플 및 제4 샘플을 수송하여 풀링된 샘플에 제3 및 제4 샘플을 추가하도록 추가적으로 구성되는, 시스템.
- 제12항에 있어서, 샘플 수송은 추가적인 샘플 준비를 수행하도록 구성되고, 여기에서 적어도 하나의 피펫터는 제1 용기로부터 풀링된 샘플을 샘플 분배 위치에 있는 제2 용기로 수송하여 풀링된 샘플에 대한 추가적인 샘플 준비 공정을 개시하도록 추가적으로 구성되는, 시스템.
- 제13항에 있어서, 추가 샘플 준비 공정이 용해 공정(lysis process)인, 시스템.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 시스템은 전-처리 공정을 수행하도록 구성되고, 여기에서 적어도 하나의 피펫터는 샘플 수송이 제1 용기를 제1 중간 위치로 수송하기 전에 샘플 분배 위치에 있는 제1 용기로 제1 샘플을 수송하도록 구성되며, 여기에서 적어도 하나의 피펫터는 제2 샘플을 샘플 분배 위치의 제2 용기로 수송하도록 구성되어 있으며;
여기에서 제1 용기 및 제2 용기를 각각 시약을 포함하고; 그리고
여기에서 샘플 수송은 수송 경로를 따라 제1 용기 및 제2 용기를 연속적으로 수송하고 각 중간 위치에서 제1 용기 및 제2 용기를 혼합하도록 구성되는, 시스템. - 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 샘플 수송은 연속적으로 진동하여 용기에서 제1 및 제2 샘플을 혼합하고, 용기는 각 진동(oscillation)과 함께 원호(arc)로 이동하는, 시스템.
- 제15항에 있어서, 제1 및 제2 샘플이 전혈 샘플이고 여기에서 시약이 용해 완충제를 포함하는, 시스템.
- 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 전-처리 공정은 제1 샘플 및 제2 샘플을 약 3분 내지 약 6분 동안 용해시키는 것을 포함하는, 시스템.
- 제15항에 있어서, 적어도 하나의 피펫터는 제1 및 제2 샘플을 각각의 중간 위치에서 샘플 분배 위치의 제3 용기로 수송하여 제1 샘플 및 제2 샘플을 풀링하도록 추가로 구성되는, 시스템.
- 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 및 제2 샘플은 전혈, 혈장, 혈청, 세포 혈액 성분, 및/또는 기타 혈액 제제를 포함하는, 시스템.
- 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 고-처리량 분석은 풀링된 샘플에 대한 핵산 분석을 포함하는, 시스템.
- 제21항에 있어서, 시스템이 핵산 분석으로부터 결과를 판정하도록 구성되는, 시스템.
- 제22항에 있어서, 자동화 시스템이 점유하는 부피 m3당 시간당 적어도 약 140개의 결과가 얻어지는, 시스템.
- 제22항 및 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 자동화 시스템의 풋프린트 m2 당 시간당 적어도 약 280개의 결과가 얻어지는, 시스템.
- 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 고-처리량 분석은 복수의 병원체 또는 감염체의 하나 이상의 검출을 포함하는, 시스템.
- 제25항에 있어서, 핵산 분석 결과로서 복수의 각 병원체 또는 감염체로부터 유래된 핵산의 존재를 판정시, 시스템은 임상 용도를 위해 풀링된 샘플과 연관된 기증자 물질의 방출을 나타내는, 시스템.
- 제26항에 있어서, 풀링된 샘플에서 복수의 병원체 또는 감염체로부터 유래된 핵산의 존재를 판정시, 시스템은 개별 샘플의 핵산 분석을 수행하거나 또는 풀링된 샘플에 포함된 이의 하위-풀(sub-pools)을 분석하고 각 개별 샘플 또는 이의 하위-풀과 연관된 기증자 물질이 개별 샘플 또는 이의 하위-풀의 핵산 분석에 대해 적어도 부분적으로 기초하여 임상 용도로 허용되는지 여부를 판정하는, 시스템.
- 제27항에 있어서, 풀링된 샘플은 최대 96개의 개별 기증자 샘플을 포함할 수 있고, 여기에서 풀링된 샘플에 있는 복수의 병원체 또는 감염체 중 적어도 하나로부터 유래된 핵산의 존재 판정시, 시스템은 96개의 개별 기증자 샘플 각각과 연관된 기증자 물질이 핵산 분석을 위한 제1 샘플의 초기 흡인으로부터 약 4시간 이내에 임상 용도가로 허용되는지 여부를 판정하도록 구성되는, 시스템.
- 제27항에 있어서, 시스템은 샘플 수송에 하위-풀을 형성하고 하위-풀의 핵산 분석을 수행하도록 구성되는, 시스템.
- 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 샘플 로딩 영역은 풀링된 샘플에 대해 고-처리량 분석이 수행되는 동안 제1 및 제2 샘플을 저장하도록 구성되는, 시스템.
- 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 고-처리량 분석은 하나 이상의 병원체 또는 감염체를 검출하기 위해 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분에 대한 정성적 분석을 포함하는, 시스템.
- 제31항에 있어서, 복수의 병원체 또는 감염체는: SARS-CoV-2 (COVID-19), HIV-1, HIV-2, HBV, HCV, CMV, 파르보 B19 바이러스, HAV, 클라미디아, 고노레아, WNV, 지카 바이러스, 뎅기 바이러스, 치쿤구니아(Chikungunya) 바이러스, 인플루엔자, 바베시아, 말라리아, 우수투(Usutu), 및 HEV로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 시스템.
- 제1항에 있어서, 고-처리량 분석은 풀링된 샘플에 대한 디지털 면역검정을 포함하는, 시스템.
- 제31항에 있어서, 풀링된 샘플에서 병원체 또는 감염체의 검출시, 시스템은 풀링된 샘플 온보드를 자동적으로 해체시키도록(deconstruct) 구성되는, 시스템.
- 제34항에 있어서, 풀링된 샘플에서 병원체 또는 감염체의 검출시, 피펫터 및 샘플 수송은 자동으로 하위-풀을 형성하도록 구성되며, 각 하위-풀은 제1 샘플, 제2 샘플 및 풀링된 샘플의 임의의 추가 샘플들의 하위세트를 포함하며, 여기에서 시스템은 어느 하위-풀이 병원체 또는 감염체를 포함하는지 판정하기 위해 각 하위-풀에 대한 정성적 분석을 수행하는, 시스템.
- 제34항에 있어서, 샘플 로딩 영역은 풀링된 샘플에 대해 고-처리량 분석이 수행되는 동안 제1 샘플, 제2 샘플, 및 풀링된 샘플을 형성하는 데 사용된 임의의 추가 샘플들을 저장하고, 여기에서 풀링된 샘플에서 병원체 또는 감염체가 검출되면, 피펫터는 제1 샘플, 제2 샘플, 및 풀링된 샘플을 형성하는 데 사용된 임의의 추가 샘플들을 샘플 로딩 영역의 각 샘플 튜브로부터 샘플 준비 및 추가의 고-처리량 분석을 위해 샘플 수송으로 자동으로 수송하여, 제1 샘플, 제2 샘플, 또는 풀링된 샘플을 형성하는 데 사용된 임의의 추가 샘플 중 어느 것이 병원체 또는 감염체를 포함하는지 판정하도록 구성되는, 시스템.
- 제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 피펫터는 적어도 3개의 자유도(degrees of freedom)를 갖는 로봇 피펫터를 포함하는, 시스템.
- 제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 피펫터는 제1 및 제2 샘플을 샘플 로딩 영역으로부터 샘플 수송으로 수송하는 제1 로봇 피펫터, 및 샘플 수송 상에서 제1 샘플 및 상기 제2 샘플을 풀링하기 위한 제2 로봇 피펫터를 포함하는, 시스템.
- 샘플의 고-처리량 분석을 위한 샘플의 온보드 풀링 방법으로서, 다음을 포함한다:
샘플 로딩 영역에서 복수의 샘플 튜브를 수용하는 단계;
샘플 로딩 영역에 있는 제1 샘플 튜브의 제1 샘플 및 샘플 로딩 영역에 있는 제2 샘플 튜브의 제2 샘플을 샘플 수송 상의 샘플 분배 위치로 수송하는 단계;
샘플 분배 위치로부터 이들 사이의 중간 위치를 갖는 샘플 포획 및 수송 위치로 수송 경로를 따라 샘플 수송 상에서 개별 용기를 연속적으로 수송하는 단계; 및
풀링된 샘플을 형성하기 위해 샘플 수송 상의 용기에서 제1 샘플 및 제2 샘플을 풀링하는 단계; 및
고-처리량 분석을 위해 샘플 포획 및 수송 위치에서 용기로부터 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분을 포획하는 단계. - 제39항에 있어서, 제1 샘플 및 제2 샘플은 개별 기증자 샘플인, 방법.
- 제39항에 있어서, 제1 샘플 및 제2 샘플은 풀링된 샘플인, 방법.
- 제41항에 있어서, 제1 샘플 및 제2 샘플은 각각 48개의 풀링된 샘플을 포함하는, 방법.
- 제39항에 있어서, 샘플 수송은 이의 외부 둘레 주위에 용기를 유지할 수 있는 위치를 갖는 샘플 준비 캐러셀이 포함되며, 여기에서 수송 경로를 따르는 개별 용기의 연속적 수송은 샘플 준비 캐러셀의 회전을 포함하는, 방법.
- 제43항에 있어서, 샘플 수송은 잠금단계 방식으로 회전하며, 각 잠금단계로 한 위치를 이동시키는, 방법.
- 제44항에 있어서, 각 잠금단계의 지속기간은 약 15 내지 약 30초인, 방법.
- 제39항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 샘플 및 제2 샘플을 풀링하는 것은 제1 용기를 제1 중간 위치로 수송하는 샘플 수송 전에 제1 샘플 및 제2 샘플을 샘플 분배 위치의 제1 용기로 수송하는, 방법.
- 제46항에 있어서, 제3 및 제4 샘플을 제1 중간 위치에서 제1 용기로 수송하여 풀링된 샘플에 제3 및 제4 샘플을 추가하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
- 제47항에 있어서, 풀링된 샘플을 제1 용기에서 샘플 분배 위치의 제2 용기로 수송하여 풀링된 샘플에 대한 추가 샘플 준비 공정을 개시하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
- 제48항에 있어서, 추가 샘플 준비 공정이 용해 공정인, 방법.
- 제39항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 전-처리 공정을 추가로 포함하고, 전-처리 공정은 제1 용기를 제1 중간 위치로 수송하는 샘플 수송 전에 제1 샘플을 샘플 분배 위치의 제1 용기로 수송하는 것, 및 제2 샘플을 샘플 분배 위치의 제2 용기로 수송하는 것을 포함하며;
여기에서 제1 용기 및 제2 용기는 각각 시약을 포함하고; 그리고
제1 용기 및 제2 용기를 수송 경로를 따라 연속적으로 수송하고 각 중간 위치에서 제1 용기 및 제2 용기를 혼합하는, 방법. - 제39항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서, 용기에서 제1 및 제2 샘플을 혼합하는 것을 추가로 포함하고, 여기에서 용기에서의 제1 및 제2 샘플의 혼합은 샘플 수송을 연속적으로 진동시키는 것을 포함하며, 용기는 각 진동과 함께 원호(arc)로 이동하는, 방법.
- 제50항에 있어서, 상기 제1 및 제2 샘플이 전혈 샘플이고, 시약이 용해 완충제를 포함하는, 방법.
- 제52항에 있어서, 전-처리 공정은 제1 샘플 및 제2 샘플을 약 3분 내지 약 6분 동안 용해시키는 것을 포함하는, 방법.
- 제50항에 있어서, 제1 및 제2 샘플을 각 중간 위치에서 샘플 분배 위치에 있는 제3 용기로 수송하고 제1 샘플 및 제2 샘플을 풀링하는 것을 추가로 포함하는, 방법.
- 제39항에 있어서, 제1 및 제2 샘플이 전혈, 혈장, 혈청, 세포 혈액 성분 및/또는 다른 혈액 제제를 포함하는, 방법.
- 제39항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 고-처리량 분석은 풀링된 샘플에 대한 핵산 분석을 포함하는, 방법.
- 제56항에 있어서, 풀링된 샘플의 핵산 분석으로부터 결과를 판정하는 것을 추가로 포함하는, 방법.
- 제57항에 있어서, 자동화 시스템에 의해 차지되는 볼륨의 m3당 시간당 적어도 약 140개의 결과가 얻어지는, 방법.
- 제57항에 있어서, 자동화 시스템에 의해 차지되는 풋프린트의 m2당 시간당 적어도 약 280개의 결과가 얻어지는, 방법.
- 제57항에 있어서, 결과는 하나 이상의 복수의 병원체 또는 감염체의 검출을 포함하는, 방법.
- 제60항에 있어서, 핵산 분석의 결과로서 각 복수의 병원체 또는 감염체로부터 유래된 핵산의 존재를 판정하는 것이 임상 용도를 위해 풀링된 샘플과 연관된 기증자 물질의 방출을 나타내는, 방법.
- 제61항에 있어서, 풀링된 샘플에서 복수의 병원체 또는 감염체 중 적어도 하나로부터 유래된 핵산의 존재를 판정시, 풀링된 샘플에 포함된 개별 샘플 또는 이의 하위-풀의 핵산 분석을 추가로 포함하고 각 개별 샘플 또는 이의 하위-풀과 연관된 기증자 물질이 상개별 샘플 또는 이의 하위-풀의 핵산 분석에 적어도 부분적으로 기초하여 임상 용도로 허용되는지 여부를 판정하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
- 제61항에 있어서, 풀링된 샘플은 최대 96개의 개별 기증자 샘플을 포함할 수 있고, 여기에서 풀링된 샘플 내 복수의 병원체 또는 감염체 중 적어도 하나로부터 유래된 핵산의 존재를 판정시, 방법은 96개의 개별 기증자 샘플과 연관된 기증자 물질이 핵산 분석을 위한 제1 샘플의 초기 흡인으로부터 약 4시간 이내에 임상 용도로 허용되는지 여부를 판정하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
- 제39항 내지 제63항 중 어느 한 항에 있어서, 샘플 수송 상 풀링된 샘플에 포함된 복수의 샘플의 하위세트를 온보드 풀링하여 하위-풀의 핵산 분석을 위한 하위-풀을 형성하는 것을 추가로 포함하는, 방법.
- 제39항 내지 제64항 중 어느 한 항에 있어서, 풀링된 샘플에 대해 고-처리량 분석이 수행되는 동안 제1 및 제2 샘플을 샘플 로딩 영역에 저장하는 것을 추가로 포함하는, 방법.
- 제39항 내지 제65항 중 어느 한 항에 있어서, 고-처리량 분석은 복수의 병원체 또는 감염체를 검출하기 위해 풀링된 샘플의 적어도 분획된 부분에 대한 정성적 분석을 포함하는, 방법.
- 제 66항에 있어서, 복수의 병원체 또는 감염체는: SARS-CoV-2 (COVID-19), HIV-1, HIV-2, HBV, HCV, CMV, 파르보 B19 바이러스, HAV, 클라미디아, 고노레아, WNV, 지카 바이러스, 뎅기 바이러스, 치쿤구니아 바이러스, 인플루엔자, 바베시아, 말라리아, 및 HEV로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법.
- 제66항에 있어서, 정성적 분석 결과에 기초하여 임상 용도를 위해 풀링된 샘플과 연관된 기증자 물질을 방출할지 여부의 판정을 만드는 것을 추가로 포함하는, 방법.
- 제39항에 있어서, 고-처리량 분석은 풀링된 샘플에 대한 디지털 면역검정을 포함하는, 방법.
- 제 66항에 있어서, 풀링된 샘플에서 병원체 또는 감염체를 검출하면, 방법은 제1 샘플, 상기 제2 샘플, 또는 풀링된 샘플의 임의의 추가 샘플이 병원체 또는 감염체를 포함하는지 여부를 판정하기 위하여 풀링된 샘플의 온보드 해체를 추가로 포함하는, 방법.
- 제66항에 있어서, 추가로:
고-처리량 분석이 풀링된 샘플에 대해 수행되는 동안 제1 샘플, 제2 샘플, 및 풀링된 샘플을 형성하는데 사용된 임의의 추가 샘플을 샘플 로딩 영역에 저장하는 단계; 및
풀링된 샘플에서 병원체 또는 감염체가 검출되면, 제1 샘플, 제2 샘플, 또는 풀링된 샘플을 형성하는데 사용된 임의의 추가 샘플이 병원체 또는 감염체를 포함하는지 판정하기 위한 샘플 준비 및 추가 고-처리량 분석을 위하여 제1 샘플, 제2 샘플, 및 풀링된 샘플을 형성하는데 사용된 임의의 추가 샘플을 샘플 로딩 영역의 각 샘플 튜브에서 샘플 수송으로 자동으로 수송하는 단계를 포함하는, 방법. - 제66항에 있어서, 제1 샘플 및 제2 샘플은 각각 48개의 샘플을 포함하는, 방법.
- 제72항에 있어서, 각각의 48 샘플 중 어느 것이 병원체 또는 감염체를 포함하는지를 결정하기 위해 제1 샘플 및 상기 제2 샘플을 해체하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
- 제66항에 있어서, 풀링된 샘플의 온보드 해체는:
하위-풀을 형성하고, 각 하위-풀은 제1 샘플, 제2 샘플, 및 풀링된 샘플의 임의의 추가 샘플의 하위세트를 포함하며; 그리고
각 하위-풀에 대해 정성 분석을 수행하여 어느 하위-풀에 병원체 또는 감염체가 포함되어 있는지 판정하는 단계를 포함하는, 방법. - 제39항 내지 제74항 중 어느 한 항에 있어서, 방법은 수동 개입(manual invervention) 없이 수행되는, 방법.
- 제39항 내지 제75항 중 어느 한 항에 있어서, 샘플 로딩 영역에서 각각의 샘플 튜브로부터 샘플 수송으로 2 내지 22 개의 추가 샘플을 수송하고 튜브 내에서 2 내지 22 개의 추가 샘플을 풀링하는 것을 추가로 포함하는, 방법.
- 제39항 내지 제76항 중 어느 한 항에 있어서, 약 240 내지 약 340 샘플이 샘플 로딩 영역으로부터 샘플 수송으로 시간당 수송되는, 방법.
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