特許 6227536 生物学的分析のためのシステムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6227536

(24)【登録日】2017年10月20日

(45)【発行日】2017年11月8日

(54)【発明の名称】生物学的分析のためのシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/02 20060101AFI20171030BHJP

   C12M 1/34 20060101ALI20171030BHJP

【ＦＩ】

   G01N35/02 Z

   G01N35/02 C

   C12M1/34 B

【請求項の数】10

【全頁数】34

(21)【出願番号】特願2014-533436(P2014-533436)

(86)(22)【出願日】2012年9月28日

(65)【公表番号】特表2014-529085(P2014-529085A)

(43)【公表日】2014年10月30日

(86)【国際出願番号】US2012058096

(87)【国際公開番号】WO2013049702

(87)【国際公開日】20130404

【審査請求日】2015年9月7日

(31)【優先権主張番号】61/541,371

(32)【優先日】2011年9月30日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/564,027

(32)【優先日】2011年11月28日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】502221282

【氏名又は名称】ライフ テクノロジーズ コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(72)【発明者】

【氏名】フロイデンタル， ジェイコブ ケー．

(72)【発明者】

【氏名】ダールホフ， ジェフリー

(72)【発明者】

【氏名】マハー， ケビン

(72)【発明者】

【氏名】チェン， ミンソン

(72)【発明者】

【氏名】リム， ゲイリー

(72)【発明者】

【氏名】ダネイ， ロナルド

(72)【発明者】

【氏名】フォーテスキュー， デイビッド

(72)【発明者】

【氏名】シェン， ミン

(72)【発明者】

【氏名】ソー， ウン リャン テレンス

(72)【発明者】

【氏名】チェン， フランソワ

(72)【発明者】

【氏名】ウー， ルオイウン

(72)【発明者】

【氏名】リー， シアン チャイ

(72)【発明者】

【氏名】チャペル， ゲイリー

(72)【発明者】

【氏名】リム， チー キオン

(72)【発明者】

【氏名】デア， ジェフ

(72)【発明者】

【氏名】ストラウブ， テッド

(72)【発明者】

【氏名】フォンセカ， ジョージ

(72)【発明者】

【氏名】ブー， クアン ムーン

(72)【発明者】

【氏名】ラウ， ソー ヨン

【審査官】 長谷 潮

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００５−５３３５００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／００１８６１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／００３８１６３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２００５−５２３００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平１１−５０７５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０００１６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２２６９９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０１６８１５５５（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／００００８９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２１４０８８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２００８−５０９３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／０３６３０７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３５／００−３７／００

Ｃ１２Ｍ １／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

生物学的分析システムであって、前記生物学的分析システムは、
互いに異なるフォーマットを有する複数の試料ホルダをそれぞれ収容するように構成されている複数の交換可能なサーマルブロックアセンブリであって、各試料ホルダは、複数の試料を受け取るように構成されており、前記複数のブロックアセンブリのうちの少なくとも１つは、１つ以上のケースを収容するように構成されており、前記１つ以上のケースの各々は、開放アレイフォーマットの試料ホルダを受け取るように構成されている、複数の交換可能なサーマルブロックアセンブリと、
カバーと
を備え、
前記カバーは、
接触表面を有するフレームと、
プラテンと、
前記ブロックアセンブリに接触することにより、前記複数の試料ホルダと前記プラテンとの間に封入された体積の空気を形成するように構成されている密閉材料と、
前記封入された体積の空気を加熱することにより、（ａ）前記１つ以上のケース上での凝縮と、（ｂ）前記複数の試料ホルダが一連の温度を通して循環されるときの前記複数の試料ホルダの温度非均一性とを防止するように構成されている熱源と
を備えている、生物学的分析システム。

【請求項2】

前記密閉材料は、前記フレームの接触表面に形成されているガスケットである、請求項１に記載の生物学的分析システム。

【請求項3】

前記ガスケットは、前記それぞれの交換可能なブロックアセンブリに接触し、前記複数の試料ホルダに接触しないように構成および配列されている、請求項２に記載の生物学的分析システム。

【請求項4】

前記１つのブロックアセンブリは、前記開放アレイフォーマットの複数の試料ホルダを収容するように成形されている取り外し可能な荷台をさらに備え、前記密閉材料は、前記荷台を形成するように配列されている、請求項１に記載の生物学的分析システム。

【請求項5】

前記１つ以上のケースは、熱的に伝導性の材料を含む、請求項１に記載の生物学的分析システム。

【請求項6】

前記ケースは、アルミニウム、黒鉛、亜鉛、ベリリウム、ステンレス鋼、これらの組み合わせから成る群から好適に選択される熱的に伝導性の材料で作製されている、請求項５に記載の生物学的分析システム。

【請求項7】

前記プラテンは、１つ以上の透明プレートを備え、前記１つ以上の透明プレートの各々は、対応する試料ホルダの直上に位置付けられている、請求項１に記載の生物学的分析システム。

【請求項8】

前記１つ以上の透明プレートの各々は、前記対応する試料ホルダと実質的に同一の寸法を有する、請求項７に記載の生物学的分析システム。

【請求項9】

前記１つ以上の透明プレートは、前記１つ以上の透明プレートを通過する光の反射を防止するように、前記試料ホルダに対してある角度で位置付けられている、請求項７に記載の生物学的分析システム。

【請求項10】

前記透明プレートは、ガラスプレートである、請求項７に記載の生物学的システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、概して、１つ以上の生物学的試料を観察、試験、および／または分析するためのシステム、デバイス、および方法に関し、より具体的には、生物学的試料のアレイを観察、試験、および／または分析するためのシステム、デバイス、および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

概して、生物学的分析システムを自動化し、効率を増加させる必要性が高まりつつある。例えば、自動化生物学的試料処理機器における進歩は、試料のより迅速、より効率的、かつ高処理量分析を可能にする。これらのタイプのシステムは、以前のシステムより多数の試料をアッセイし得る。

【0003】

しかしながら、また、生物学的分析システムに、低処理量および高処理量試料分析の両方を取り扱うより優れた柔軟性を提供する一方、依然として、より高速かつより効率的自動化システムを提供する必要性も高まりつつある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明のある実施形態では、生物学的分析システムが、提供される。本システムは、複数の試料ホルダのうちの任意の１つを収容するように構成されている交換可能アセンブリを備え、各それぞれの試料ホルダは、複数の試料を受け取るように構成される。本システムはまた、一連の温度を通して、複数の試料を循環させるように構成されている制御システムを含む。本システムはさらに、複数の試料から放出される蛍光シグナルを検出するように構成されている光学系を含む。光学系は、特に、単一の視野レンズ、励起源、光学センサ、および複数のフィルタ構成要素を備えることができる。励起源は、１つ以上の発光ダイオードであることができる。視野レンズは、両凸レンズであることができる。

【0005】

別の実施形態では、複数の試料ホルダは、例えば、９６ウェルブロック、３８４ウェルブロック、低密度アレイ、または貫通孔アレイを含むことができる。代替実施形態では、試料ホルダは、貫通孔アレイである。貫通孔アレイは、４８個の場所を備えることができ、各場所は、８個の貫通孔×８個の貫通孔の寸法を有するサブアレイを含む。

【0006】

さらに別の実施形態では、光学系はさらに、試料ホルダが、交換可能アセンブリ上に適切に位置付けられていることを確認するように構成されることができる。

【0007】

さらなる実施形態では、試料ホルダはさらに、試料ホルダに関連するデータを記憶するデータファイルを参照する識別子を含むことができる。光学系はさらに、識別子を撮像し、正しい試料ホルダが、交換可能アセンブリ上に位置付けられていることを確認するように構成されることができる。

【0008】

なおもさらなる実施形態では、生物学的システムはさらに、励起源を定義された温度範囲内に維持するように構成されている温度制御システムを含むことができる。温度制御システムは、断続的に動作することにより、励起源を定義された温度範囲内に維持するように構成されているファンを備えることができる。

【0009】

本発明のある実施形態では、生物学的分析システムが、提供される。本システムは、サーマルサイクラーを備える。サーマルサイクラーは、ブロックアセンブリと、光学系と、ユーザインターフェースと、プロセッサとを含む。ブロックアセンブリは、複数の試料を受け取り、一連の温度を通して、複数の試料を循環させるように構成されることができる。光学系は、複数の試料の各々から放出された蛍光レベルを検出するように構成される、光学センサを備えることができる。ユーザインターフェースは、サーマルサイクラーデバイスの外部表面上に統合されることができる。プロセッサは、検出された蛍光レベルを処理し、蛍光レベルを統合されたユーザインターフェース上にリアルタイムで表示するようにプログラムされることができ、蛍光レベルを表示するためのパラメータは、ユーザ選好に基づいて変更可能である。

【0010】

別の実施形態では、パラメータは、例えば、複数の試料を受け取る１つ以上の試料ホルダの選択、１つ以上の試料ホルダ内の１つ以上のウェルの選択、１つ以上のウェル内の１つ以上の染料の選択、またはそれらの組み合わせであることができる。１つ以上の試料ホルダは、例えば、９６ウェルブロック、３８４ウェルブロック、低密度アレイ、および貫通孔アレイを含むことができる。

【0011】

さらに別の実施形態では、プロセッサは、蛍光レベルをリアルタイム増幅プロットの形態で表示するようにプログラムされることができる。

【0012】

さらなる実施形態では、ブロックアセンブリは、９６ウェルブロック、３８４ウェルブロック、低密度アレイ、および貫通孔アレイのうちの任意の１つを収容することができる、交換可能ブロックアセンブリであり、プロセッサは、複数の試料ホルダのうちの任意の１つに対して、蛍光レベルをリアルタイム増幅プロットの形態で表示するようにプログラムされる。

【0013】

本発明のある実施形態では、生物学的分析システムが、提供される。本システムは、１つ以上のケースを収容するように構成されている、ブロックアセンブリを含み、各ケースは、複数の試料を受け取る試料ホルダを収容するように構成される。システムはまた、カバーを含む。カバーは、接触表面を有するフレームと、取り付け盤と、密閉材料と、熱源とを有することができる。密閉材料は、ブロックアセンブリに接触し、試料ホルダと取り付け盤との間に封入された空気の体積を形成するように構成されることができる。熱源は、封入された空気の体積を加熱し、（ａ）１つ以上のケースにおける凝縮と、（ｂ）試料ホルダが一連の温度を通して循環されるときの試料ホルダの温度非均一性とを防止するように構成されることができる。

【0014】

別の実施形態では、密閉材料は、フレームの接触表面に形成されているガスケットである。ガスケットは、ブロックアセンブリに接触し、試料ホルダに接触しないように構成および配列されることができる。

【0015】

さらに別の実施形態では、ブロックアセンブリはさらに、１つ以上のケースを収容するように成形されている荷台を含むことができ、密閉材料は、荷台を形成するように配列される。

【0016】

さらなる実施形態では、１つ以上のケースは、熱的に伝導性の材料を含むことができる。熱的に伝導性の材料は、アルミニウム、黒鉛、亜鉛、ベリリウム（ｂｅｒｉｌｕｍ）、ステンレス鋼、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される。

【0017】

なおもさらなる実施形態では、取り付け盤は、各々が対応する試料ホルダの直上に位置付けられている１つ以上の透明プレートを含むことができる。透明プレートのうちの１つは、実質的に、対応する試料ホルダと同一の寸法を有することができる。透明プレートはまた、試料ホルダに対して、ある角度で位置付けられることにより、１つ以上の透明プレートを通過する光の反射を防止することができる。さらに、透明プレートは、ガラスプレートであることができる。

【0018】

本発明のある実施形態では、生物学的分析システムが、提供される。本システムは、１つ以上のケースを収容するように構成されている、ブロックアセンブリを含み、各ケースは、複数の試料を受け取る試料ホルダを収容するように構成される。本システムはまた、データファイルと、充填ステーションとを含む。データファイルは、複数の試料を１つ以上の試料ホルダ上の複数の試料場所に配列するための命令を有する。命令は、例えば、試料装填命令、各試料に対するアッセイ定義、試料場所定義、またはそれらの組み合わせであることができる。

【0019】

充填ステーションは、命令を実行するように構成されているプロセッサを含むことができ、充填ステーションは、実行される命令に従って、各試料ホルダに複数の試料を装填するように構成される。プロセッサはさらに、更新された試料場所、更新された位置的場所、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される情報を用いて、受信されたデータファイルを修正するように構成されることができる。

【0020】

別の実施形態では、ケースの各々は、装填された試料ホルダの各々を封入するためのケースカバーを受け入れ、各ケースおよび対応するケースカバー内に密閉された内部を提供するように構築および配列される。各ケースまたは各対応するケースカバーは、試料と不混和性である液体を密閉された内部に受け取るように構成されることができる。不混和性液体は、フッ素化炭化水素、炭化水素、油、またはシリコーン流体であることができる。

【0021】

さらに別の実施形態では、本システムはさらに、装填された試料ホルダを充填ステーションからブロックアセンブリに移送するための自動化デバイスを含む。

【0022】

さらなる実施形態では、少なくとも１つの試料ホルダは、バーコードであることができる、識別子を備える。

【0023】

本発明のある実施形態では、生物学的分析システムが、提供される。本システムは、ブロックアセンブリと、命令を記憶しているデータファイルと、光学系と、プロセッサとを含む。ブロックアセンブリは、複数の試料で装填された１つ以上の試料ホルダを収容するように構成されることができ、試料ホルダは、識別子を含む。識別子は、バーコードであることができる。光学系は、（ａ）複数の試料から放出された蛍光シグナルを検出し、（ｂ）識別子を撮像し、データファイルを識別し、試料ホルダを識別するように構成されることができる。

【0024】

ある実施形態では、プロセッサは、識別されたデータファイルの命令を実行し、一連の温度を通して、複数の試料を循環させる。命令は、例えば、試料装填命令、各試料に対するアッセイ定義、試料場所定義、またはそれらの組み合わせであることができる。

【0025】

本発明の追加の側面、特徴、および利点は、特に、類似部品が類似参照番号を有する、付随の図面と併せて検討されながら、以下の説明および請求項に記載される。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
生物学的分析システムであって、
複数の試料ホルダのうちの任意の１つを収容するように構成されている交換可能アセンブリであって、各それぞれの試料ホルダは、複数の試料を受け取るように構成されている、交換可能アセンブリと、
一連の温度を通して前記複数の試料を循環させるように構成されている制御システムと
、
前記複数の試料から放出される蛍光シグナルを検出するように構成されている光学系と
を備え、
前記光学系は、
単一の視野レンズと、
励起源と、
光学センサと、
複数のフィルタ構成要素と
を備えている、生物学的分析システム。
（項目２）
前記複数の試料ホルダは、９６ウェルブロック、３８４ウェルブロック、低密度アレイ、および貫通孔アレイから成る群から選択される、項目１に記載の生物学的分析システム。
（項目３）
前記光学系は、前記試料ホルダが、前記交換可能アセンブリ上に適切に位置付けられていることを確認するようにさらに構成されている、項目１に記載の生物学的分析システム。
（項目４）
前記試料ホルダは、前記試料ホルダに関連するデータを記憶するデータファイルを参照する識別子をさらに備え、前記光学系は、前記識別子を撮像し、正しい試料ホルダが、前記交換可能アセンブリ上に位置付けられていることを確認するようにさらに構成されている、項目１に記載の生物学的分析システム。
（項目５）
前記励起源は、１つ以上の発光ダイオードである、項目１に記載の生物学的分析システム。
（項目６）
前記励起源を定義された温度範囲内に維持するように構成されている温度制御システムをさらに備えている、項目１に記載の生物学的分析システム。
（項目７）
前記温度制御システムは、断続的に動作することにより、前記励起源を定義された温度範囲内に維持するように構成されているファンを備えている、項目６に記載の生物学的分析システム。
（項目８）
前記視野レンズは、両凸レンズである、項目１に記載の生物学的分析システム。
（項目９）
前記試料ホルダは、貫通孔アレイである、項目２に記載の生物学的分析システム。
（項目１０）
前記貫通孔アレイは、４８個の場所を備え、各場所は、８個の貫通孔×８個の貫通孔の寸法を有するサブアレイを含む、項目９に記載の生物学的分析システム。
（項目１１）
サーマルサイクラーを備えている生物学的分析システムであって、
前記サーマルサイクラーは、
複数の試料を受け取り、一連の温度を通して前記複数の試料を循環させるように構成されているブロックアセンブリと、
前記複数の試料の各々から放出される蛍光レベルを検出するように構成されている光学センサを備えている光学系と、
サーマルサイクラーデバイスの外部表面上に統合されたユーザインターフェースと、
前記検出された蛍光レベルを処理し、前記蛍光レベルを前記統合されたユーザインターフェース上にリアルタイムで表示するようにプログラムされているプロセッサであって、蛍光レベルを表示するためのパラメータは、ユーザ選好に基づいて変更可能である、プロセッサと
を備えている、生物学的分析システム。
（項目１２）
前記パラメータは、前記複数の試料を受け取る１つ以上の試料ホルダの選択、前記１つ以上の試料ホルダ内の１つ以上のウェルの選択、前記１つ以上のウェル内の１つ以上の染料の選択、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、項目１１に記載の生物学的分析システム。
（項目１３）
前記１つ以上の試料ホルダは、９６ウェルブロック、３８４ウェルブロック、低密度アレイ、および貫通孔アレイから成る群から選択される、項目１２に記載の生物学的分析システム。
（項目１４）
前記プロセッサは、前記蛍光レベルをリアルタイム増幅プロットの形態で表示するようにプログラムされている、項目１１に記載の生物学的分析システム。
（項目１５）
前記ブロックアセンブリは、交換可能ブロックアセンブリであり、９６ウェルブロック、３８４ウェルブロック、低密度アレイ、および貫通孔アレイから成る群から選択される複数の試料ホルダのうちの任意の１つを収容するように構成され、前記プロセッサは、前記複数の試料ホルダのうちの任意の１つに対して、前記蛍光レベルをリアルタイム増幅プロットの形態で表示するようにプログラムされている、項目１２に記載の生物学的分析システム。
（項目１６）
生物学的分析システムであって、
１つ以上のケースを収容するように構成されているブロックアセンブリであって、各ケースは、複数の試料を受け取る試料ホルダを収容するように構成されている、ブロックアセンブリと、
カバーと
を備え、
前記カバーは、
接触表面を有するフレームと、
取り付け盤と、
前記ブロックアセンブリに接触し、前記試料ホルダと前記取り付け盤との間に封入された空気の体積を形成するように構成されている密閉材料と、
前記封入された空気の体積を加熱し、（ａ）前記１つ以上のケースにおける凝縮と、（ｂ）前記試料ホルダが一連の温度を通して循環されるときの前記試料ホルダの温度非均一性とを防止するように構成されている熱源と
を備えている、生物学的分析システム。
（項目１７）
前記密閉材料は、前記フレームの接触表面に形成されているガスケットである、項目１６に記載の生物学的分析システム。
（項目１８）
前記ガスケットは、前記ブロックアセンブリに接触し、前記試料ホルダに接触しないように構成および配列されている、項目１７に記載の生物学的分析システム。
（項目１９）
前記ブロックアセンブリは、前記１つ以上のケースを収容するように成形されている荷台をさらに備え、前記密閉材料は、前記荷台を形成するように配列されている、項目１６に記載の生物学的分析システム。
（項目２０）
前記１つ以上のケースは、熱的に伝導性の材料を含む、項目１６に記載の生物学的分析システム。
（項目２１）
前記熱的に伝導性の材料は、アルミニウム、黒鉛、亜鉛、ベリリウム、ステンレス鋼、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、項目２０に記載の生物学的分析システム。
（項目２２）
前記取り付け盤は、各々が対応する試料ホルダの直上に位置付けられている１つ以上の透明プレートを備えている、項目１６に記載の生物学的分析システム。
（項目２３）
前記１つ以上の透明プレートの各々は、前記対応する試料ホルダと実質的に同一の寸法を有する、項目２２に記載の生物学的分析システム。
（項目２４）
前記１つ以上の透明プレートは、前記試料ホルダに対して、ある角度で位置付けられることにより、前記１つ以上の透明プレートを通過する光の反射を防止する、項目２２に記載の生物学的分析システム。
（項目２５）
前記透明プレートは、ガラスプレートである、項目２２に記載の生物学的システム。
（項目２６）
生物学的分析システムであって、
１つ以上のケースを収容するように構成されているブロックアセンブリであって、各ケースは、複数の試料で装填された試料ホルダを収容するように構成されている、ブロックアセンブリと、
前記複数の試料を前記１つ以上の試料ホルダ上の複数の試料場所に配列するための命令を有するデータファイルと、
前記命令を実行するように構成されているプロセッサを有する充填ステーションであって、前記充填ステーションは、前記実行される命令に従って、各試料ホルダに複数の試料を装填するように構成されている、充填ステーションと
を備えている、生物学的分析システム。
（項目２７）
前記１つ以上のケースの各々は、前記装填された試料ホルダの各々を封入するためのケースカバーを受け入れ、各ケースおよび対応するケースカバー内に密閉された内部を提供するように構築および配列されている、項目２６に記載の生物学的分析システム。
（項目２８）
各ケースまたは各対応するケースカバーは、前記試料と不混和性である液体を前記密閉された内部に受け取るように構成されている、項目２７に記載の生物学的分析システム。
（項目２９）
装填された試料ホルダを前記充填ステーションから前記ブロックアセンブリに移送するための自動化デバイスをさらに備えている、項目２６に記載の生物学的分析システム。
（項目３０）
前記命令は、試料装填命令、各試料に対するアッセイ定義、試料場所定義、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、項目２６に記載の生物学的分析システム。
（項目３１）
少なくとも１つの試料ホルダは、識別子を備えている、項目２６に記載の生物学的分析システム。
（項目３２）
前記識別子は、バーコードである、項目３１に記載の生物学的分析システム。
（項目３３）
前記プロセッサは、更新された試料場所、更新された位置的場所、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される情報を用いて、前記受信されたデータファイルを修正するように構成されている、項目２６に記載の生物学的分析システム。
（項目３４）
前記不混和性液体は、フッ素化炭化水素、炭化水素、油、またはシリコーン流体である、項目２８に記載の生物学的分析システム。
（項目３５）
生物学的分析システムであって、
複数の試料で装填された１つ以上の試料ホルダを収容するように構成されているブロックアセンブリであって、前記試料ホルダは、識別子を含む、ブロックアセンブリと、
命令を記憶しているデータファイルと、
（ａ）前記複数の試料から放出される蛍光シグナルを検出し、（ｂ）前記識別子を撮像し、前記データファイルを識別し、前記試料ホルダを識別するように構成さている光学系と、
前記識別されたデータファイルの命令を実行し、一連の温度を通して前記複数の試料を循環させるプロセッサと
を備えている、生物学的分析システム。
（項目３６）
前記命令は、試料装填命令、各試料に対するアッセイ定義、試料場所定義、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、項目３５に記載の生物学的分析システム。
（項目３７）
前記識別子は、バーコードである、項目３５に記載の生物学的分析システム。

【図面の簡単な説明】

【0026】

本発明の実施形態は、付随の図面と併せて読まれることによって、以下の発明を実施するための形態からより理解され得る。そのような実施形態は、例証的目的にすぎず、本発明の新規かつ非明白な側面を描写する。図面は、以下の図を含む。

【図1】図１は、本教示の実施形態が実装され得る、例示的機器を図示する、ブロック図である。

【図2】図２は、本教示の実施形態が実装され得る、コンピュータシステムを図示する、ブロック図である。

【図3】図３は、本発明の実施形態による、生物学的試料を処理するためのシステムである。

【図4】図４は、本発明のある実施形態による、試料ホルダである。

【図5】図５は、本発明のある実施形態による、ユーザインターフェース上のホームのスクリーンショットである。

【図6】図６は、本発明のある実施形態による、ユーザインターフェース上の実験ビューのスクリーンショットである。

【図7】図７は、本発明のある実施形態による、ユーザインターフェース上の時間ビューのスクリーンショットである。

【図8】図８は、本発明のある実施形態による、ユーザインターフェース上のプロットのスクリーンショットである。

【図9A】図９Ａは、本発明のある実施形態による、ブロックアセンブリおよび加熱式カバーの分解斜視図である。

【図9B】図９Ｂは、本発明のある実施形態による、加熱式カバーの底面図である。

【図10A】図１０Ａは、本発明のある実施形態による、熱源の分解上部斜視図である。

【図10B】図１０Ｂは、本発明のある実施形態による、接続された熱源の上部斜視図である。

【図11】図１１は、本発明のある実施形態による、接続された熱源の底部斜視図である。

【図12】図１２は、本発明のある実施形態による、充填ステーションとブロックアセンブリとの間のワークフローを図示する、流れ図である。

【図13】図１３は、本発明のある実施形態による、サーマルサイクラー内のワークフローを図示する、流れ図である。

【図14】図１４は、本明細書に説明される種々の実施形態による、ウェブスケジューラシステムを図示する、ブロック図である。

【図15A】図１５Ａは、本明細書に説明される種々の実施形態による、ウェブスケジューラシステムのための例示的ステータスのグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）である。

【図15B】図１５Ｂは、本明細書に説明される種々の実施形態による、ウェブスケジューラシステムのための別の例示的ステータスのＧＵＩである。

【図16】図１６は、本明細書に説明される種々の実施形態による、例示的カレンダのＧＵＩである。

【図17】図１７は、本明細書に説明される種々の実施形態による、例示的追加予約のＧＵＩである。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下の説明は、概して、生物学的試料のアレイを準備、観察、試験、および／または分析するためのシステム、デバイス、および方法を対象とする、本発明の実施形態を提供する。そのような説明は、本発明の範囲の限定ではなく、単に、実施形態の説明を提供することを意図する。

【0028】

本書に説明される種々の実施形態に関連する、例示的システム、方法、およびデバイスとして、米国仮特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号（弁理士整理番号：ＬＴ００５７８ ＰＲＯｌ）、米国仮特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号（弁理士整理番号：ＬＴ００５８１ ＰＲＯ）、米国仮特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号（弁理士整理番号：ＬＴ００５８２ ＤＥＳ）、米国仮特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号（弁理士整理番号：ＬＴ００５８３ ＰＲＯ）、および米国仮特許出願第＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿号（弁理士整理番号：ＬＴ００５８４．１ ＰＲＯ）に説明されるものが挙げられ、それらは全て、２０１１年９月３０日に出願され、また、参照することによって、その全体として本明細書に組み込まれる。

【0029】

（システム概要）
生物学的試料のアレイを準備、観察、試験、および／または分析するために、種々の実施形態に従って利用され得る、機器の一実施例は、終点ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）機器、あるいは定量またはリアルタイムＰＣＲ機器等のサーマルサイクラーデバイスである。図１は、本教示の実施形態が実装され得る、サーマルサイクラー１００を図示する、ブロック図である。サーマルサイクラー１００は、以下により詳細に論じられる、加熱式カバー１１０を含み得、これは、同様に、以下により詳細に論じられる、試料ホルダ（図示せず）内に含まれる、複数の試料１１２で装填された試料ブロック１１４を覆って載置される。

【0030】

種々の実施形態では、試料ホルダは、複数の試料を受け取るために構成される、複数の試料領域、すなわち、ウェルを有し得、ウェルは、ウェルと加熱式カバー１１０との間に、蓋、キャップ、密閉膜、または任意の他の密閉機構を介して、試料ホルダ内に密閉され得る。試料ホルダのいくつかの実施例として、限定されないが、２４ウェルマイクロタイタプレート、４８ウェルマイクロタイタプレート、９６ウェルマイクロタイタプレート、３８４ウェルマイクロタイタプレート、マイクロカード、貫通孔アレイ、あるいはガラスまたはプラスチックスライド等の実質的平面ホルダを含む、任意のサイズのマルチウェルプレート、カード、またはアレイが挙げられ得るが、それらに限定されない。試料ホルダの種々の実施形態におけるウェルは、試料ホルダ基板の表面上に形成された規則的または不規則的アレイでパターン化された陥凹、くぼみ、リッジ、およびそれらの組み合わせを含み得る。試料または反応体積はまた、試験場または微小流体システムの体積内、あるいは、小ビーズまたは球体内またはそれら上に位置する試料または溶液等、基板内に形成されたウェルまたはくぼみ、基板の表面上に分散された溶液のスポット、もしくは他のタイプの反応チャンバまたは形式内に位置することができる。

【0031】

別の実施形態では、初期試料または溶液は、数百、数千、数万、数十万、またはさらに数百万の反応場に分割され得、各々は、例えば、数ナノリットル、約１ナノリットル、または１ナノリットル未満（例えば、数十または数百ピコリットル以下）の体積を有する。

【0032】

サーマルサイクラー１００はまた、試料ブロック１１４と、加熱および冷却のための要素１１６と、熱交換器１１８と、制御システム１２０と、ユーザインターフェース１２２とを含み得、構成要素１１４、１１６、および１１８は、調温ブロックアセンブリ内に含まれることができる。調温ブロックアセンブリは、前述のように、調温ブロックアセンブリが、複数の試料ホルダのうちの任意の１つと、それらの関連付けられた試料ブロックとを収容するように構成されることが可能なような交換可能特徴を有することができる。

【0033】

ある実施形態では、加熱および冷却のための要素１１６は、例えば、ペルチェデバイス等の熱電デバイスであることができる。調温ブロックアセンブリ内で使用される、熱電デバイスの数は、限定されないが、コスト、所望される独立区域の数、および試料ホルダのサイズを含む、いくつかの要因に依存し得る。例えば、４８ウェルマイクロタイタプレートを保持するための試料ブロックは、単一熱電デバイスを収容するためのサイズを有し得る一方、より多くのウェルを有するプレートのために構成される、試料ブロックは、例えば、４つの熱電デバイス等、２つ以上の熱電デバイスを収容し得る。さらに、試料ブロック上の複数の区域にわたる制御が、所望される場合、熱電デバイスの数は、単一熱電デバイスから、例えば、試料ブロック上の試料領域（例えば、ウェル、貫通孔、反応場等）毎の熱電デバイスまで変動し得る。

【0034】

代替実施形態では、サーマルサイクラー１００は、両側調温アセンブリを有することができ、加熱および冷却のための要素１１６と熱交換器１１８とは、試料ブロック１１４および関連付けられた試料１１２の上方（上側）および下方（下側）に提供されることができる。そのような実施形態では、試料ブロック１１４および関連付けられた試料１１２の上方に提供される、両側調温アセンブリの上側は、試料１１２の上方の加熱器カバー１１０に取って代わることができる。そのような構成は、試料の上方および下方から、より均一な加熱を提供し得る。リアルタイムサーマルサイクラーの場合、上側は、クリア構造部分を有し、励起光源および放出された蛍光の通過を可能にすることができる。そのような部分は、例えば、プラスチックおよびガラスを含む、任意のクリア材料から作製されることができる。

【0035】

サーマルサイクラー１００はまた、光学系１２４を有することができる。図１では、光学系１２４は、電磁エネルギーを放出する照明源（図示せず）と、光学センサと、試料ホルダ内の試料１１２から電磁エネルギーを受け取るための検出器または撮像機（図示せず）と、電磁エネルギーを各ＤＮＡ試料から撮像機に誘導するために使用される光学とを有し得る。光学系は、以下により詳細に論じられる。

【0036】

制御システム１２０は、光学系１２４と、加熱式カバー１１０と、試料ブロック１１４、加熱および冷却要素１１６、および熱交換器１１８を備えることができる調温ブロックアセンブリとの機能を制御するために使用され得る。制御システム１２０は、図１におけるサーマルサイクラー１００のユーザインターフェース１２２を通して、エンドユーザにアクセス可能であり得る。

【0037】

図２を参照すると、コンピュータシステム２００は、図１におけるサーマルサイクラー１００の機能の制御ならびにユーザインターフェース機能を提供し得る。加えて、図２のコンピュータシステム２００は、データ処理、表示、および報告準備機能を提供し得る。そのような機器制御機能は全て、ＰＣＲ機器のローカル専用であり得る。したがって、コンピュータシステム２００は、図１に図示される制御システム１２０としての役割を果たすことができる。図２のコンピュータシステム２００はまた、以下により詳細に論じられるように、制御、分析、および報告機能の一部または全部の遠隔制御を提供し得る。

【0038】

代替実施形態では、コンピュータシステム２００は、サーマルサイクラー１００と、サーマルサイクラー１００上のコンピュータシステム２００によって送信される命令に応答し得る他のサーマルサイクラーとの間の制御システムとしての役割を果たし得る。例えば、サーマルサイクラー１００は、リアルタイムサーマルサイクラーであることができる一方、他のサーマルサイクラーは、終点サーマルサイクラーである。高処理量遺伝子型決定のニーズの場合、例えば、ユーザは、リアルタイムサーマルサイクラー１００に電気的に接続された終点サーマルサイクラー上で複数の貫通孔プレートを温度循環させ、次いで、リアルタイムサーマルサイクラー１００上において、短時間最終検出を続けることができる。コンピュータシステム２００（後述）の通信能力の内蔵能力を用いて、終点サーマルサイクラー上の温度循環条件は、性能を犠牲にすることなく、処理量を増加させるために、動的に調節されることができる。これを達成するための方法の１つは、リアルタイムサーマルサイクラー１００上の制御板を起動させることであろう。リアルタイムサーマルサイクラー１００からのリアルタイム蛍光データを用いて、アルゴリズムが、リアルタイムで起動され、遺伝子型決定性能を決定することができる。リアルタイムサーマルサイクラー１００上で確信を持って、所望の性能が達成されるとすぐに、温度循環条件が、コンピュータシステム２００を介して配信され、電気的に接続された終点サーマルサイクラー上での起動を調節または停止させることができる。利点として、終点サーマルサイクラー上の温度循環時間の短縮、したがって、処理量能力の増加が挙げられるであろう。

【0039】

特に、図２を参照すると、コンピューティングシステム２００は、プロセッサ２０４等の１つ以上のプロセッサを含むことができる。プロセッサ２０４は、例えば、マイクロプロセッサ、コントローラ、または他の制御論理等の汎用または特殊目的処理エンジンを使用して、実装されることができる。プロセッサ２０４は、したがって、情報を通信するために、バス２０２または他の通信媒体に接続されることができる。

【0040】

図２のコンピューティングシステム２００はまた、所与の用途または環境のために望ましいまたは適切であり得る、ラック搭載コンピュータ、メインフレーム、スーパーコンピュータ、サーバ、クライアント、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、ハンドヘルドコンピューティングデバイス（例えば、ＰＤＡ、携帯電話、スマートフォン、パームトップ等）、クラスタグリッド、ネットブック、埋込システム、あるいは任意の他のタイプの特殊または汎用コンピューティングデバイス等、いくつかの形態の任意のものに具現化され得る。加えて、コンピューティングシステム２００は、クライアント／サーバ環境および１つ以上のデータベースサーバまたは統合ＬＩＳ／ＬＩＭＳインフラストラクチャを含む、従来のネットワークシステムを含むことができる。ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）または広域ネットワーク（ＷＡＮ）ならびに無線および／または有線構成要素を含む、いくつかの従来のネットワークシステムも、当技術分野において公知である。加えて、クライアント／サーバ環境、データベースサーバ、およびネットワークは、当技術分野において十分に文書化されている。本明細書に説明される種々の実施形態によると、コンピューティングシステム２００は、分散型ネットワーク内の１つ以上のサーバに接続するように構成され得る。コンピューティングシステム２００は、分散型ネットワークから情報を受信または更新し得る。コンピューティングシステム２００はまた、情報を伝送し、分散型ネットワークに接続された他のクライアントによってアクセスされ得る、分散型ネットワーク内に記憶させ得る。

【0041】

図２のコンピューティングシステム２００はまた、プロセッサ２０４によって実行されるべき命令を記憶するために、バス２０２に連結される、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または他の動的メモリであり得る、メモリ２０６を含む。メモリ２０６はまた、プロセッサ２０４によって実行されるべき命令の実行中、一時的変数または他の中間情報を記憶するために使用され得る。

【0042】

コンピューティングシステム２００はさらに、プロセッサ２０４のための静的情報および命令を記憶するために、バス２０２に連結された読取専用メモリ（ＲＯＭ）２０８または他の静的記憶デバイスを含む。

【0043】

コンピューティングシステム２００はまた、情報および命令を記憶するために、バス２０２に提供および連結される、磁気ディスク、光ディスク、または固体ドライブ（ＳＳＤ）等の記憶デバイス２１０を含み得る。記憶デバイス２１０は、媒体ドライブおよび取り外し可能な記憶インターフェースを含み得る。メディアドライブは、ハードディスクドライブ、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、磁気テープドライブ、光ディスクドライブ、ＣＤまたはＤＶＤドライブ（ＲまたはＲＷ）、フラッシュドライブ、または他の取り外し可能または固定メディアドライブ等の固定または取り外し可能な記憶媒体に対応するためのドライブまたは他の機構を含み得る。これらの実施例が、図示するように、記憶媒体は、特に、コンピュータソフトウェア、命令、またはデータをそこに記憶させる、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含み得る。

【0044】

代替実施形態では、記憶デバイス２１０は、コンピュータプログラムあるいは他の命令またはデータが、コンピューティングシステム２００内にロードされることを可能にするための他の類似機器を含み得る。そのような機器として、例えば、プログラムカートリッジおよびカートリッジインターフェース、取り外し可能なメモリ（例えば、フラッシュメモリまたは他の取り外し可能なメモリモジュール）およびメモリスロット、ならびにソフトウェアおよびデータが、記憶デバイス２１０からコンピューティングシステム２００に転送されることを可能にする、他の取り外し可能な記憶ユニットおよびインターフェース等の取り外し可能な記憶ユニットおよびインターフェースが挙げられ得る。

【0045】

図２のコンピューティングシステム２００はまた、通信インターフェース２１８を含むことができる。通信インターフェース２１８は、ソフトウェアおよびデータが、コンピューティングシステム２００と外部デバイスとの間で転送されることを可能にするために使用されることができる。通信インターフェース２１８の実施例として、モデム、ネットワークインターフェース（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）または他のＮＩＣカード等）、通信ポート（例えば、ＵＳＢポート、ＲＳ−２３２Ｃシリアルポート等）、ＰＣＭＣＩＡスロットおよびカード、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等が挙げられ得る。通信インターフェース２１８を介して転送される、ソフトウェアおよびデータは、通信インターフェース２１８によって受信可能な電子、電磁、光学、または他の信号であり得る、信号の形態である。これらの信号は、無線媒体、ワイヤまたはケーブル、光ファイバ、または他の通信媒体等のチャネルを介して、通信インターフェース２１８によって伝送および受信され得る。チャネルのいくつかの実施例として、電話回線、携帯電話リンク、ＲＦリンク、ネットワークインターフェース、ローカルまたは広域ネットワーク、および他の通信チャネルが挙げられる。

【0046】

コンピューティングシステム２００は、情報をコンピュータユーザに表示するために、バス２０２を介して、ブラウン管（ＣＲＴ）または液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等のディスプレイ２１２に連結され得る。英数字および他のキーを含む、入力デバイス２１４は、情報およびコマンド選択を、例えば、プロセッサ２０４に通信するために、バス２０２に連結される。入力デバイスはまた、タッチスクリーン入力能力で構成される、ＬＣＤディスプレイ等のディスプレイであり得る。別のタイプのユーザ入力デバイスは、方向情報およびコマンド選択をプロセッサ２０４に通信し、かつディスプレイ２１２上のカーソル移動を制御するためのマウス、トラックボール、またはカーソル方向キー等のカーソル制御２１６である。この入力デバイスは、典型的には、２つの軸、第１の軸（例えば、ｘ）および第２の軸（例えば、ｙ）において、２自由度を有し、デバイスが、平面内の位置を指定することを可能にする。コンピューティングシステム２００は、データ処理を提供し、かつそのようなデータに対して、一定レベルの信頼性を提供する。本教示の実施形態のある実装によると、データ処理および信頼値は、プロセッサ２０４が、メモリ２０６内に含まれる１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを実行することに応答して、コンピューティングシステム２００によって提供される。そのような命令は、記憶デバイス２１０等の別のコンピュータ読み取り可能な媒体から、メモリ２０６に読み込まれ得る。メモリ２０６内に含まれる命令のシーケンスの実行は、プロセッサ２０４に、本明細書に説明されるプロセス状態を行なわせる。代替として、有線回路が、本教示の実施形態を実装するために、ソフトウェア命令の代わりに、またはそれと組み合わせて、使用され得る。したがって、本教示の実施形態の実装は、ハードウェア回路およびソフトウェアの任意の具体的組み合わせに限定されない。

【0047】

用語「コンピュータ読み取り可能な媒体」および「コンピュータプログラム製品」は、本明細書に使用され場合、一般に、実行のために、１つ以上のシーケンスまたは１つ以上の命令をプロセッサ２０４に提供することに関わる、任意の媒体を指す。そのような命令は、概して、「コンピュータプログラムコード」（コンピュータプログラムまたは他のグループ化の形態にグループ化され得る）と称され、実行されると、コンピューティングシステム２００が、本発明の実施形態の特徴または機能を行なうことを可能にする。これらおよび他の形態の非一過性コンピュータ読み取り可能な媒体は、限定ではないが、不揮発性媒体、揮発性媒体、および伝送媒体を含む、多くの形態をとり得る。不揮発性媒体として、例えば、記憶デバイス２１０等の固体、光学、または磁気ディスクが挙げられる。揮発性媒体として、メモリ２０６等の動的メモリが挙げられる。伝送媒体として、バス２０２を備えるワイヤを含む、同軸ケーブル、銅ワイヤ、および光ファイバが挙げられる。

【0048】

コンピュータ読み取り可能な媒体の一般的形態として、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、または任意の他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、任意の他の光学媒体、穿孔カード、紙テープ、孔のパターンを伴う任意の他の物理的媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、およびＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ、任意の他のメモリチップまたはカートリッジ、本明細書に後述されるような搬送波、あるいはコンピュータが読み取ることができる、任意の他の媒体が挙げられる。

【0049】

種々の形態のコンピュータ読み取り可能な媒体が、実行のために、１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスをプロセッサ２０４に搬送することに関わり得る。例えば、命令は、最初に、遠隔コンピュータの磁気ディスク上に搬送され得る。遠隔コンピュータは、命令をその動的メモリ内にロードし、モデムを使用して、電話回線を経由して命令を送信することができる。コンピューティングシステム２００のローカルのモデルが、電話回線上でデータを受信し、赤外線送信機を使用して、データを赤外線信号に変換することができる。バス２０２に連結された赤外線検出器は、赤外線信号内で搬送されるデータを受信し、データをバス２０２上に置くことができる。バス２０２は、データをメモリ２０６に搬送し、そこから、プロセッサ２０４は、命令を読み出し、実行する。メモリ２０６によって受信された命令は、随意に、プロセッサ２０４による実行前または後のいずれかに、記憶デバイス２１０上に記憶され得る。

【0050】

明確にする目的のために、前述の説明は、異なる機能ユニットおよびプロセッサを参照して、本発明の実施形態を説明していることを理解されるであろう。しかしながら、異なる機能ユニット、プロセッサ、または領域間の機能性の任意の好適な分散が、本発明から逸脱することなく、使用され得ることは明白であろう。例えば、別個のプロセッサまたはコントローラによって行なわれるように図示される機能性は、同一のプロセッサまたはコントローラによって行なわれてもよい。故に、具体的機能ユニットの参照は、厳密な論理または物理的構造あるいは編成を示すのではなく、説明される機能性を提供するための好適な手段の参照にすぎないと見なされるものとする。

【0051】

（光学系設計）
上で要約され、図１に図示されるように、サーマルサイクラー１００は、光学系１２４を含むことができる。

【0052】

図３は、生物学的試料の１つ以上の生物学的プロセスを監視および／または測定するためのある構成要素を図示する。図３の図示される実施形態では、システム３００は、試料ホルダ３０２を具備し、システム３００およびホルダ３０２は、例えば、複数の生物学的試料に対してリアルタイムＰＣＲプロセスを行い、配列決定または遺伝子型決定測定等の他の生物学的または生物化学的性質のプロセスを行なうために好適であり得る。

【0053】

ある実施形態では、試料ホルダ３０２は、例えば、生物学的試料の蒸発を低減または防止するために密閉され得る、封入体またはケース３５０内に配置される。さらに、１つ以上の試料ホルダ３０２または試料ケース３５０は、システム３００内の試料ホルダ３０２を整列および／または移送するために構成される、荷台３０４によって、保定、位置決め、および／または支持されることができる。

【0054】

図３の実施形態では、光学系３０６は、試料ホルダ３０２および関連付けられた生物学的試料を照射するための励起システム３１２と、例えば、生物学的試料内に存在する１つ以上の蛍光染料またはプローブ分子により、励起ビームに応答して産生される蛍光シグナルによる生物学的試料からの放出を受光するための放出光学系３１４とを備えるように提供される。

【0055】

励起光学系３１２は、励起源３１８と、レンズ３２０、３２２、３２４と、ビームスプリッタ３２８とを含み得る。励起光学系３１２はまた、生物学的試料によって受光される光の波長範囲を制限するための１つ以上の光学フィルタ３３０を含み得る。励起源は、例えば、そこから放出される蛍光を検出する目的のために試験されている生物学的試料を照射可能な１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）、ハロゲンランプ、または任意の他の光源であることができる。

【0056】

放出光学系３１４は、光学センサ３３２と、レンズ３２４、３３４と、ビームスプリッタ３２８とを含み得る。放出光学系３１４はまた、光学センサ３３２によって受光される光の波長範囲を制限するための１つ以上の光学フィルタ３３８を含み得る。

【0057】

ある実施形態では、レンズまたはレンズ系３２４、３３４の組み合わせは、所定の光学結果または撮像品質を提供するために選択される。例えば、システムコストを削減するため、または放出光学系３１４設計を簡略化するために、レンズ３３４は、市販のカメラレンズを備え得る。そのようなレンズは、ある観測条件下では、非常に高画質（例えば、低色収差および単色収差を伴う画像）を提供することができる。しかしながら、そのような高画質を提供するために使用される、そのようなカメラレンズ設計に組み込まれる、より高次の収差の慎重なバランスは、撮像システム内への他のレンズの導入に伴って妨害され得る。例えば、図３に示される、図示される実施形態では、レンズ３２４等の視野レンズが、放出光学系３１４に追加される。レンズ３２４は、励起光学系３１２および放出光学系３１４の両方に共通であり、概して、よりコンパクトな光学系および試料から検出システムへの蛍光エネルギーの効率的伝達の両方を提供する。

【0058】

加えて、光学系３０６は、システム３００の一部を隔離し、例えば、生物学的試料の処理の間、望ましくない温度または光学影響を低減あるいは排除するように構成される、１つ以上の窓３４０を含み得る。

【0059】

窓３４０は、試料ホルダ３０２の表面と平行に、および／または光学軸３４２に垂直に配置され得る。代替として、窓３４０は、試料ホルダ３０２の表面に対して、ある角度において、および／または光学軸３４２に対して鋭角に配置され、例えば、励起ビーム３１１から光学センサ３３２に向かう光の逆反射を低減させ得る。窓３４０はまた、反射防止コーティングを含み、励起ビーム３１１から光学センサ３３２に向かう光の逆反射を低減させ得る。反射防止コーティングは、傾斜窓３４０に加え、またはその代替として、使用され得る。

【0060】

光学系３０６はまた、励起源３１８を定義された温度範囲内に維持するように構成されている温度制御システムを含むことができる。ある実施形態では、温度制御システムは、ファンを断続的に動作させ、励起源を定義された温度範囲内に維持し、それによって、励起源からのスペクトルシフトおよび強度変動を防止するように構成されるコントローラを伴うファンである。ファンを断続的に動作させる、またはファンをパルス化することによって、プロセッサは、励起源温度が、周囲とあまりに近くなり、したがって、制御が困難となることを防止する。一方、断続ファン動作はまた、励起源温度が、あまりに熱くなり、結果として、励起源の寿命を短縮させることを防止する。

【0061】

図１を参照して前述のように、調温ブロックアセンブリは、調温ブロックアセンブリが、複数の試料ブロック１１４のうちの任意のものを収容し、その結果、例えば、標準的マイクロタイタ９６ウェル、３８４ウェルプレート、マイクロカード（低密度アレイ）、貫通孔アレイ（高密度アレイ）、あるいはガラスまたはプラスチックスライド等の実質的平面ホルダを含む、試料ホルダとを収容するように構成され得るように、交換可能特徴を有することができる。

【0062】

概して、単一システムにおいて、そのような交換可能性を達成するために、試料ホルダの異なる実施例と関連付けられた試料体積におけるそのような相違に対応するために、特に、貫通孔高密度アレイと任意の他のタイプの試料ホルダとの間の設計およびウェル体積の相違に対応するために要求される柔軟性を考慮して、視野レンズの組み合わせが必要であろう。しかしながら、驚くべきことに、そのような柔軟性は、単一の視野レンズ３２４（図３参照）を使用して成し遂げられ得ることが発見された。ある実施形態では、単一の視野レンズは、カスタム両凸レンズであることができる。

【0063】

貫通孔アレイに関して、図４は、複数の貫通孔４５４を備える平面基板を含む、試料ホルダ４０２を図示する。ある実施形態では、貫通孔４５４は、２次元アレイに沿って、互から均等に離間される。代替として、貫通孔４５４は、複数のサブアレイ４５８内に群化され、例えば、貫通孔４５４の異なる群内への試料の装填を促進し得る。例えば、図４に示される、図示される実施形態では、試料ホルダ４０２上の合計３０７２個の貫通孔４５４に対して、試料ホルダ４０２は、４×１２個のサブアレイの寸法を有し、各サブアレイは、８×８個の個々の貫通孔４５４の寸法を有することができる。貫通孔４５４は、生物学的試料を含む液体および／または基準染料が、図４の拡大図に図示されるように、表面張力または毛細管作用によって、貫通孔４５４内に保持されるための寸法を有し得る。この効果は、親水性コーティングによって、貫通孔４５４の壁をコーティングすることによって向上され得る。ある実施形態では、試料ホルダ４０２の外側表面は、種々の貫通孔４５４内に位置する試料間の交差汚染または混合を低減あるいは排除するように構成される、疎水性材料またはコーティングを備える。生物学的試料を支持する貫通孔配列の種々の側面および利点はさらに、第ＵＳＰＮ６，３０６，５７８号、第ＵＳＰＮ６，８９３，８７７号、第ＵＳＰＮ７，６８２，５６５号に開示され、各特許の全内容は、本明細書に完全に記載される場合と同様に、あらゆる目的のために、参照することによって、その全体として本明細書に組み込まれる。

【0064】

図４の試料ホルダ４０２はまた、英数字文字４６０、バーコード４６２、または他の識別子を備え得、そこから、個々のホルダ４０２に対する情報が、導出または確認され得る。そのような情報として、限定ではないが、貫通孔４５４の一部または全部内に含まれる試薬、および／または試料ホルダ４０２を使用するときに従わなければならないプロトコル、アッセイ定義、試料場所、位置的マッピング、あるいはそれらの組み合わせが挙げられる。

【0065】

ある実施形態では、放出光学系３１４（図３参照）は、光学センサ３３２（図３参照）が、文字４６０および／またはバーコード４６２を読み取るために使用され得るように構成される。加えて、放出光学系３１４は、単一フレーム内に、貫通孔４５４を含む１つ以上の試料ホルダ４０２の一部と、各撮像された試料ホルダに対する英数字文字４６０またはバーコード４６２の一方あるいは両方を含む画像とを提供するように構成され得る。

【0066】

さらに、そのような画像はまた、１つ以上の試料ホルダが、ブロックアセンブリ内に適切に位置付けられていることを確認するために使用されることができる。この確認は、例えば、貫通孔高密度アレイへおよびそこからの試料ホルダの変更を含め、多くの理由から、重要である。

【0067】

（ユーザインターフェース特徴）
上で要約され、図１に図示されるように、サーマルサイクラー１００は、ユーザインターフェース１２２を含むことができる。ユーザインターフェースは、サーマルサイクラー１００の外部表面上に統合されることができる。また、図１において前述で概略されるように、サーマルサイクラー１００は、検出システム、加熱式カバー、および調温ブロックアセンブリの機能を制御するために使用され得る、制御システム１２０を含むことができる。制御システム１２０は、サーマルサイクラー１００のユーザインターフェース１２２を通して、エンドユーザにアクセス可能であり得る。ユーザインターフェース１２２のホーム画面の実施例が、図５に提供される。

【0068】

ユーザインターフェース１２２は、単に、情報およびコマンド選択を制御システム１２０上のプロセッサに通信するための別個の入力デバイスを伴う、情報をコンピュータユーザに表示するためのブラウン管（ＣＲＴ）または液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）であることができる。入力デバイスは、例えば、英数字および他のキーを含むことができる。入力デバイスはまた、方向情報およびコマンド選択をプロセッサに通信し、かつインターフェース上のカーソル移動を制御するために、マウス、トラックボール、またはカーソル方向キー等のカーソル制御を含むことができる。

【0069】

図５に図示されるもの等、別の実施形態では、ユーザインターフェース１２２はまた、タッチスクリーン入力能力で構成される、ＬＣＤディスプレイ等のディスプレイであることができる。タッチスクリーン入力能力で構成されるディスプレイは、ユーザによって、機能を選択するため、タッチスクリーンキーボードを介して、テキストまたは文字を入力するため、あるいは、例えば、データおよびデータビューを操作するために使用され得ることを認識されたい。

【0070】

図６を参照すると、実験が、試験試料に対して実行している場合、ユーザインターフェースは、タッチスクリーンに、ユーザが、複数の可可能なビューから選択することを可能にするマルチタブビューを提供することができる。図６では、例えば、ユーザは、実験ビュー、時間ビュー、およびプロットビューから選択することができる。図６は、実験ビューを例証する一方、図７は、時間ビューを図示し、図８は、プロットビューを例証する。

【0071】

試験試料から放出され、光学系の光学センサ上で検出された蛍光レベルを使用して、制御システム１２０（または、コンピュータシステム２００）は、プロセッサ２０４が、例えば、検出された蛍光レベルを処理し、蛍光レベルを統合されたユーザインターフェース１２２上にリアルタイムに表示するようにプログラムされるようにすることができ、蛍光レベルを表示するためのパラメータは、ユーザ選好に基づいて変更可能である。

【0072】

蛍光レベルを表示するためのこれらの変更可能／選択可能パラメータとして、例えば、複数の試料を受け取る１つ以上の試料ホルダの選択、１つ以上の試料ホルダ内の１つ以上のウェルの選択、１つ以上のウェル内の１つ以上の染料の選択、またはそれらの組み合わせが挙げられ得る。ユーザが、複数の試料を受け取るための１つ以上の試料ホルダから選択するとき、ユーザは、例えば、９６ウェルブロック、３８４ウェルブロック、低密度アレイ、および貫通孔アレイを含む複数の試料ホルダおよび対応する試料ブロックから選択することができる。

【0073】

ある実施形態では、プロセッサ２０４は、例えば、図８のプロットビュー画面によって図示されるように、蛍光レベルをリアルタイム増幅プロットの形態で表示するようにプログラムされることができる。前述のように、タッチスクリーン入力能力で構成されるディスプレイが、ユーザによって、データおよびデータビューを操作するために使用され得る。例えば、ユーザは、増幅プロット内の所望の増幅曲線に触れることによって、見るための特定の試料の増幅曲線を選択可能であり得る。別の実施例では、ユーザは、拡大コマンドを示す方法でディスプレイに触れることによって、増幅プロット内のデータを拡大し得る。さらに、ユーザインターフェース１２２上に表示され得る、他のプロットは、データの３−Ｄ視覚化である。これらの実施例では、タッチスクリーン入力能力で構成されるディスプレイは、ユーザが、より多くの情報を提供し得る別の方法でデータを視覚化し得るように、３−Ｄプロットの斜視図を変更するように使用され得る。

【0074】

（加熱式カバー設計）
上で要約され、図１に図示されるように、サーマルサイクラー１００は、加熱式カバー１１０を含むことができる。

【0075】

図９Ａを参照すると、ブロックアセンブリ５１０および加熱器カバー５３０を含むシステム５００が提供される。ブロックアセンブリ５１０は、１つ以上の試料ホルダ５１６を収容するように構成されることができる。別の実施形態では、ブロックアセンブリ５１０は、各々が複数の試料を受け取る１つ以上の試料ホルダ５１６を収容するように構成される１つ以上のケース５１４を収容するように構成されることができる。ケース５１４は、例えば、アルミニウム、黒鉛、亜鉛、ベリリウム、ステンレス鋼、またはそれらの組み合わせ等の熱的に伝導性の材料を含むことができる。

【0076】

別の実施形態では、ブロックアセンブリ５１０は、各々が複数の試料を受け取る試料ホルダ５１６を収容するように構成される１つ以上のケース５１４を収容することができる荷台５１２を受け取るように構成されることができる。本実施形態は、図９Ａに図示される。荷台（ｃａｒｒｉｅｒ）５１２は、任意の類似手段によって、成形、押出成形、または機械加工されることができる。荷台５１２は、射出成形されることができる。荷台５１２は、ポリマーまたはプラスチックから成ることができる。ポリマーは、非蛍光性であり得る。ポリマーとして、ポリフェニレンサルファイドおよび／または任意の他の類似有機ポリマーが挙げられ得る。

【0077】

加熱式カバー５３０は、接触表面５３４を有する、フレーム５３２を含むことができ、接触表面５３４は、ブロックアセンブリ５１０、荷台５１２、ケース５１４、および試料ホルダ５１６に面する。加熱式カバー５３０はまた、取り付け盤（ｐｌａｔｅｎ）５３６と、取り付け盤５３６を加熱するための熱源５４０と、密閉要素５３８と、光学系から試料ホルダ５１６内の試料への光の通過のための透明プレート５４２（図１１も参照）とを含むことができる。荷台５１２は、ブロックアセンブリ５１０の上部表面５１１上に位置付けられている場合、試料ホルダ５１６を受け取り、試料ホルダ５１６を透明プレート５４２と整列させ、ホルダ上の試料が、プレートを通過する光学系からの光を受光することを可能にするように構成されることができる。

【0078】

荷台５１２はまた、荷台フレームの内側壁５１５上に周縁（図示せず）を含むことができ、周縁は、荷台が、ブロックアセンブリ上の定位置にないときでも、ホルダが、荷台内の定位置に配置されるように、荷台５１２内に置かれる試料ホルダ５１６を受け取るように構成される。周縁は、例えば、ホルダ５１６を荷台５１２内の定位置にある状態で、温度循環のために、充填ステーションからシステム５００に、荷台５１２の移送（手動または自動移送）を可能にする。

【0079】

上部表面５１１はまた、上部表面５１１から突出し、それぞれの試料ホルダ５１６の寸法に一致するように成形された逃がし部または複数の逃がし部を提供することができ、荷台５１２がブロックアセンブリ５１０と接触すると、逃がし部は、試料ホルダ５１６を荷台５１２から変位させ、循環の間、ホルダ５１６を荷台５１２から離して維持する。循環の間のそのようなホルダからの荷台の分離は、ホルダ５１６との荷台５１２の接触によって生じる、任意の温度非均一性を低減させる補助をすることができる。

【0080】

密閉要素５３８は、密閉要素５３８が、ブロックアセンブリ５１０または荷台５１２に接触し、試料ホルダ５１６と取り付け盤５３６との間に封入された空気の体積を形成するように、接触表面５３４上に提供されることができる。ある実施形態では、接触表面５３４は、直接、ブロックアセンブリ５１０または荷台５１２のいずれかに接触する。

【0081】

熱源５４０は、封入された空気の体積を加熱し、１つ以上のケース５１４上における凝縮を防止するように動作することができる。熱源５４０からの熱はまた、試料ホルダが、一連の温度を通して、循環されるとき、試料ホルダ５１６の温度非均一性を防止することができる。温度非均一性は、試料ホルダ上のその配向に基づいて、試料に循環温度で変動させる。該温度非均一性の防止は、一貫した温度循環および一貫した対応する試験結果を提供する際の重要な特徴である。取り付け盤５３６および熱源５４０の例示的配向は、図１０Ａおよび１０Ｂに提供される。特に、図１０Ａは、接続されていない取り付け盤５３６および熱源５４０を図示し、図１０Ｂは、ブロックアセンブリ内に含めるための最終接続配向における、取り付け盤５３６上の熱源５４０を図示する。取り付け盤５３６は、取り付け盤縁５３７を含むことができ、熱源は、加熱器縁５４１を含むことができる。

【0082】

熱源５４０は、単一加熱要素または２つ以上の加熱要素であることができる。熱源５４０は、例えば、単一サーミスタ等の１つの温度センサを伴う１つの加熱域を含むことができる。熱源は、複数の温度センサを有する、複数の加熱域を含むこともできる。複数の加熱域の各加熱域は、その独自の関連付けられた温度センサを有することができる。複数の加熱域は、単一加熱要素または複数の加熱要素内に提供されることができる。例えば、複数の加熱要素の各加熱要素は、各域が、独立して、制御され得るように、複数の加熱域のうちの１つとしての役割を果たすことができる。複数の加熱域を構成する、加熱要素または複数の加熱要素を提供することによって、各加熱域の温度は、加熱式カバー５３０内の温度非均一性（ＴＮＵ）を最小限にするように制御されることができる。

【0083】

ある実施形態では、ＴＮＵは、取り付け盤５３６、熱源５４０、または取り付け盤５３６および熱源５４０の両方の厚さを変動させることによって、最小限にされることができる。例えば、取り付け盤の厚さは、熱源５４０と試料との間の質量を低下させるように減少され、したがって、熱源５４０と試料との間で伝達し得る熱の量を増加させることができる。ＴＮＵはまた、熱源５４０の厚さを増加させ、試料に伝達される熱を増加させることによって、最小限にされることができる。ある実施形態では、取り付け盤５３６および熱源５４０の両方の厚さが、ＴＮＵを最小限にするように改変されることができる。

【0084】

ある実施形態では、取り付け盤の厚さは、縁効果（例えば、損失熱等）を最小限にするように、取り付け盤縁５３７において減少され、したがって、縁５３７において熱源５４０と試料との間で伝達され得る熱の量を増加させ、取り付け盤５３６の残部を通る熱伝達により良好に一致させることができる。ＴＮＵはまた、熱源５４０の加熱器縁５４１の厚さを増加させ、試料に伝達される熱を増加させることによって、最小限にされることができる。加熱器縁５４１の厚さを増加させることによって、熱源は、例えば、周囲条件への近接による損失熱等の縁効果を相殺するために、縁５４１において強化される。ある実施形態では、取り付け盤５３６の取り付け盤縁５３７および熱源５４０の加熱器縁５４１の両方の厚さは、ＴＮＵを最小限にするように改変されることができる。

【0085】

別の実施形態では、図９Ａに図示されるように、密閉要素５３８は、例えば、フレーム５３２の表面５３４に接触するように形成されるガスケットであることができる。ガスケット５３８が、例えば、ブロックアセンブリ５１０に接触する場合、ガスケット５３８は、ブロックアセンブリ自体または荷台５１２のいずれかに接触するであろう。加熱式カバー５３０は、加熱式カバーをブロックアセンブリ５１０に移動させることによって、ブロックアセンブリ５１０を移動させて加熱式カバー５３０に接触させることによって、または加熱式カバーおよびブロックアセンブリの両方を移動させ、互に接触させることによって、ブロックアセンブリ５１０に係合することができる。本実施形態では、ガスケットは、接触ケース５１４または試料ホルダ５１６に接触せず、封入体積を形成する。ガスケット以外に、密閉要素５３８はまた、例えば、バネ要素またはバネ要素群等のブロックアセンブリ５１０と密閉を形成し、それを維持可能な任意の種類の密閉材料であることができる。バネ要素は、例えば、板バネまたは板バネ群であることができる。

【0086】

他の実施形態では、接触表面５３４および／または密閉要素５３８は、限定的に、ケース５１４または試料ホルダ５１６に接触し、試料ホルダ５１６自体を密閉するように位置することができる。例えば、試料ホルダは、限定されないが、キャップ、膜、ガラス、およびプラスチックを含む、反応場カバーによって密閉された個々の反応場を有することができる。表面５３４および／または密閉要素５３８をケース５１４または試料ホルダ５１６と接触させることによって促進される、加熱式カバー５３０の圧力は、試料ホルダ５１６およびそれらのそれぞれの反応場カバーに圧力を印加し、密閉された反応場を維持する補助をすることができる。

【0087】

次に、図９Ｂを参照すると、密閉要素または接触表面を使用して、加熱器カバー取り付け盤と試料ホルダとの間に封入された体積を形成するのではなく、接触突起５３１は、荷台５１２上の縁５１３（図９Ａ参照）に接触し、封入された体積を形成することができる。

【0088】

別の実施形態では、図１１に図示されるように、密閉材料５３８は、透明プレート５４２の外側に位置する接触表面５３４に対して形成される、順応性のある材料であることができる。順応性のある材料５３８は、例えば、シリコーンゴム等の任意のゴムであることができる。順応性のある材料５３８は、例えば、シアノアクリレートまたは任意の同等の即効性の接着剤等の接着剤を使用して、接触表面５３４に接着されることができる。

【0089】

ある実施形態では、透明プレート５４２は、カバー５３０が、ブロックアセンブリ５１０を覆って定位置にある場合、対応する試料ホルダ５１６の直上に位置付けられることができる。さらに、透明プレート５４２のうちの少なくとも１つは、実質的に、対応する試料ホルダ５１６と同一の寸法を有することができる。別の実施形態では、各透明プレート５４２は、実質的に、対応する試料ホルダ５１６と同一の寸法を有することができる。さらに別の実施形態では、１つ以上の透明プレート５４２は、その対応する試料ホルダ５１６に対して、ある角度で位置付けられる。透明プレートの角度は、光学系の励起源から１つ以上の透明プレートを通過する光ｆ３〜８度であることができる。さらなる実施形態では、透明プレートは、ガラスプレートである。

【0090】

（高密度充填器）
ある実施形態では、充填装置が、複数の試料をそれぞれの試料ホルダのウェル内に装填するために使用されることができる。貫通孔アレイのケースでは、特に、試料ホルダ内に装填するための種々の試料が存在する場合、アレイウェルの超小型サイズおよび対応する試料装填の困難性のため、自動充填装置が有利である。生物学的試料を試料ホルダ上に装填するための充填装置の種々の側面および利点はさらに、米国特許第１１／３９３，０４７号に開示されており、その各々の全内容は、完全に本明細書に記載される場合のように、あらゆる目的のために、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる。

【0091】

ある実施形態では、データファイルが、複数の試料を１つ以上の試料ホルダ上の複数の試料場所またはウェルに配列するための命令を有するように提供される。充填ステーションは、命令を実行するように構成されているプロセッサを含み、充填ステーションは、その後、実行される命令に従って、各試料ホルダに複数の試料を充填する。図１２は、充填ステーションにおいて、試料を貫通孔試料ホルダ（「開放アレイ」）内に装填し、温度循環のために、装填された試料ホルダをブロックアセンブリに移送するワークフローのための流れ図を提供する。

【0092】

図１２の流れ図では、充填ステーション１２００は、装填のために、開放アレイ１２１０を受け取る。充填ステーション１２００はまた、前述のデータファイル１２１２を受信する。データファイル１２１２は、例えば、試料装填命令、各試料に対するアッセイ定義、試料場所定義、位置的マッピング命令、またはそれらの組み合わせ等の命令を含むことができる。アッセイ定義は、各試料に対して実行されるアッセイのタイプを含むことができる。試料場所定義は、特定の試料を装填すべき開放アレイ１２１０の場所の命令を含むことができる。位置的マッピング命令は、試料を特定の開放アレイ上に位置付けるための命令を含むことができる。試料場所定義および位置的マッピング命令は、データファイル１２１２の一部として、または別個のファイル１２１４および１２１６として、提供されることができる。充填ステーション１２００内で使用される開放アレイの数と組み合わせて提供される命令に基づいて、充填ステーションは、所与のパラメータに一致するように、試料を開放アレイ内に装填する。

【0093】

前述の命令は全て、例えば、外部コンピュータシステム、遠隔監視デバイス、サーバ、ｃｄ−ｒｏｍ、またはフラッシュメモリを含む、種々のソースから、充填ステーション１２００に提供されることができる。命令はまた、充填ステーション１２００上のインターフェースへのユーザ直接入力から提供されることができる。

【0094】

ある実施形態では、開放アレイ１２１０を保持するケースは、装填された試料ホルダの各々を封入し、密閉された内部を各ケースおよび対応するケースカバー内に提供するためのケースカバーを受け入れるように構築および配列されることができる。ケースカバーまたはケース自体はまた、試料と不混和性である液体を密閉された内部内に受け取るように構成されることができる。不混和性液体は、例えば、フッ素化炭化水素、炭化水素、油、またはシリコーン流体であることができる。液体は、例えば、充填ポートまたは注入場所をケースまたはケースカバー上に提供することによって、ケース内部に導入されることができる。ポートまたは注入場所は、不混和性液体の導入のための注入器を受け取るためのサイズを有することができる。ポートまたは注入場所はさらに、不混和性液体の導入後、栓がされ、液体を密閉されたケース内部内に捕捉するように構成されることができる。

【0095】

データファイル１２１２は、次いで、試料装填後の更新された試料および位置的場所と組み合わせて、最初に提供されたアッセイ定義を含むように修正されることができる。この修正されたデータファイル１２１８は、装填された開放アレイ１２２０とともに、サーマルサイクラーのブロックアセンブリ１２２２に送達されることができる。ある実施形態では、自動化デバイスが、装填された試料ホルダを充填ステーションからブロックアセンブリに移送するために提供されることができる。そのような自動化デバイスは、例えば、ロボットアームであることができる。

【0096】

（サーマルサイクラーワークフロー）
図１３の流れ図を参照すると、修正されたデータファイルおよび装填された開放アレイが、サーマルサイクラーに送達されると、サーマルサイクラーは、ステップ１３００において、開放アレイをブロックアセンブリ内に装填するように構成される。装填されると、サーマルサイクラーの光学系（図３参照）は、光学系上の光学センサ（図３参照）が、開放アレイ上の識別子を読み取るために使用され得るように構成されることができる。識別子は、例えば、開放アレイ上の文字および／またはバーコード（図４参照）を含むことができる。加えて、前述のように、光学系は、各撮像された開放アレイのために、英数字文字またはバーコードの一方あるいは両方を含む、画像を提供するように構成され得る。そのような画像は、例えば、１つ以上の開放アレイが、ブロックアセンブリ内に適切に位置付けられ、図１３のステップ１３１０において提供されるように、正しい開放アレイが、ブロックアセンブリ内に装填されたことを確認するために使用されることができる。

【0097】

ステップ１３２０では、サーマルサイクラー上のプロセッサ／制御システムは、試料装填後の更新された試料および位置的場所に照らして、正しいアッセイ定義のために配信された修正済み実験ファイルを検索することができる。読み出された修正済み実験ファイル内に提供される情報および／または命令に基づいて、サーマルサイクラー上のプロセッサ／制御システムは、ステップ１３３０において、一連の温度を通して、装填された試料を温度循環させるために、適切なプロトコルを選定し、ステップ１３４０において、選定されたプロトコルが、開放アレイ内に装填された試料と適合性があることを確認することができる。

【0098】

ステップ１３５０では、プロセッサ／制御システムは、選定されたプロトコルと装填された試料の適合性に関するエラー決定を行なう。ステップ１３５０において、エラーが存在する場合、プロセッサ／制御システムは、観察されたエラーのタイプに関して、エラーメッセージをユーザに配信するようにプログラムされる。エラータイプとして、例えば、データまたは実験ファイルの逸失、不完全データまたは実験ファイル、あるいはデータまたは実験ファイル内のアッセイ定義と貫通孔内の実際のアッセイ定義との間の検出された差異が挙げられ得る。エラーメッセージは、ユーザによって観察可能な任意の場所に電子的に配信されることができる。メッセージは、例えば、テキストメッセージまたは電子メールメッセージを含む、ユーザによって観察可能な任意の形態で配信されることができる。場所として、前述のように、例えば、サーマルサイクラー上に統合されたユーザインターフェース、外部インターフェース（例えば、コンピュータ等）、直接、インターネット接続を介して、またはユーザによってアクセス可能なウェブサーバまたはサーバの分散型ネットワークに接続された遠隔監視デバイス（例えば、ＰＤＡまたはラップトップ等）が挙げられ得る。

【0099】

ステップ１３６０では、プロセッサ／制御システムが、プロトコル適合性において、エラーを観察しない場合、プロセッサは、一連の温度を通して、試料を循環させることによって、温度循環実行を開始するように構成される。

【0100】

エラーが、温度循環実行中に検出される場合（ステップ１３６２）、プロセッサ／制御システムは、再び、観察されたエラーのタイプに関して、エラーメッセージをユーザに配信するように構成される。エラータイプとして、例えば、電力サージ、電圧スパイクによる機器故障、または温度の不正確性による機器故障が挙げられ得る。

【0101】

プロセッサ／制御システムが、実行中、エラーを検出せず、サーマルサイクラーが、実行を完了する場合（ステップ１３６４）、プロセッサ／制御システムは、ステップ１３７０において、メッセージを介して、ユーザにアラートするようにプログラムされる。再び、メッセージは、例えば、テキストメッセージまたは電子メールメッセージを含む、ユーザによって観察可能な任意の形態で配信され、ユーザによって観察可能かつアクセス可能な任意の場所に、電子的に配信されることができる。

【0102】

図１４は、本明細書に説明される種々の実施形態による、機器のためのスケジューリングシステム１４００のブロック図を図示する。スケジューリングシステム１４００は、その実験または試験を行なうために機器を使用する時間を予約するために、ユーザによって使用され得る。種々の実施形態によると、スケジューリングシステム１４００は、スケジューリングデータを記憶するためのメモリ１４０２を含む。メモリ１４０２はまた、スケジューリングデータを受信および更新するために、プロセッサによって、実行可能な命令を記憶することができる。

【0103】

スケジューリングシステム１４００はまた、スケジューリングデータをユーザに表示するためのスケジューリンググラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）１４０４を含み得る。いくつかの実施形態では、スケジューリングＧＵＩは、機器上に含まれる。他の実施形態では、スケジューリングＧＵＩ１４０４は、機器に接続された、またはそれと通信する、別のコンピューティングシステム上に表示され得る。スケジューリングシステム１４００はまた、ウェブベースのスケジューリングインターフェース１４０６を含み得る。ウェブベースのスケジューリングインターフェース１４０６は、機器のプロセッサと通信する。

【0104】

図１５Ａは、ネットワーク能力を伴う、機器のスケジューリングシステムにアクセスするための例示的ウェブベースのユーザインターフェース１５００を図示する。機器は、本明細書に説明される実施形態によりＩＰアドレスが割り当てられる。クライアントブラウザは、生物学的分析システムに割り当てられるＩＰアドレスを使用して、インターネットまたは任意のクライアント／サーバシステムを経由して、スケジューリングシステムにアクセスし得る。例示的ウェブベースのインターフェース１５００によると、機器の識別情報１５０２が、表示され得る。種々の実施形態によると、情報として、例えば、型番、名称、オペレーティングファームウェアバージョン、製造番号、およびブロックタイプが挙げられ得る。スケジューリングデータはまた、アイコン１５０４をクリックすることで、スケジューリングアプリケーションを選択することによって、アクセスされ得る。

【0105】

さらに、前述のように、機器のステータスは、アイコン１５０４によって示され得る。図１５Ａに示される実施例では、ステータスアイコン１５０６は、機器がアイドル状態であることを示す。ウェブベースのユーザインターフェース１５００はまた、機器上で実行されている実験名およびその実行を完了するために、機器に残されている残り時間を含む、実験情報１５０８を表示し得る。種々の実施形態では、ウェブベースのインターフェース１５００は、ユーザが、リアルタイムで、機器上で実行されている実験の進度を監視することが可能であり得る。例えば、ユーザは、機器内で循環されている温度における試料の増幅データにアクセスし、それを見ることが可能であり得る。

【0106】

図１５Ｂは、ウェブベースのユーザインターフェース１５００の別の実施例を示す。ここでは、ステータスアイコン１５０４は、機器が、現在実行中であることを示す。実験情報１５０８は、実行中の実験名ならびに進度、または実験が終了されるまでに残っている残り時間を示す。

【0107】

図１６は、本明細書に説明される種々の実施形態による、ウェブベースのスケジューリンググラフィカルユーザインターフェース１６００を示す。ユーザは、インターネット等のネットワークを経由して、機器のスケジューリングデータにアクセスし得る。スケジューリングデータは、機器がユーザによって保有されている時間を示す。

【0108】

図１７は、例示的追加予約ＧＵＩ１７００を示す。ユーザは、追加予約ＧＵＩ１７００を使用して、ユーザが機器を保有することを望むであろう所望の時間を入力し得る。ユーザはまた、スケジューリングシステムを使用して、他のユーザによって見られ得る、連絡先情報および他の注記を入力し得る。

【0109】

本発明のさらなる側面はまた、以下のように説明され得る。

【0110】

代替実施形態１では、各それぞれの試料ホルダが、複数の試料を受け取るように構成されている、複数の試料ホルダのうちの任意の１つを収容するように構成されている交換可能アセンブリと、一連の温度を通して、複数の試料を循環させるように構成されている制御システムと、複数の試料から放出される蛍光シグナルを検出するように構成されている光学系であって、単一の視野レンズと、励起源と、光学センサと、複数のフィルタ構成要素とを備えている、光学系とを備えている、生物学的分析システムが、提供される。

【0111】

代替実施形態２では、複数の試料ホルダは、９６ウェルブロック、３８４ウェルブロック、低密度アレイ、および貫通孔アレイから成る群から選択される、実施形態１に記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0112】

代替実施形態３では、光学系はさらに、試料ホルダが、交換可能アセンブリ上に適切に位置付けられていることを確認するように構成される、前述の実施形態のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0113】

代替実施形態４では、試料ホルダはさらに、試料ホルダに関連するデータを記憶するデータファイルを参照する識別子を備え、光学系はさらに、識別子を撮像し、正しい試料ホルダが、交換可能アセンブリ上に位置付けられていることを確認するように構成される、前述の実施形態のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0114】

代替実施形態５では、励起源は、１つ以上の発光ダイオードである、前述の実施形態のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0115】

代替実施形態６では、励起源を定義された温度範囲内に維持するように構成されている温度制御システムをさらに備えている、前述の実施形態のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0116】

代替実施形態７では、断続的に動作することにより、励起源を定義された温度範囲内に維持するように構成されているファンを備えている、温度制御システムをさらに備えている、前述の実施形態のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0117】

代替実施形態８では、視野レンズは、両凸レンズである、前述の実施形態のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0118】

代替実施形態９では、試料ホルダは、貫通孔アレイである、前述の実施形態のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0119】

代替実施形態１０では、試料ホルダは、４８個の場所を備え、各場所は、８個の貫通孔×８個の貫通孔の寸法を有するサブアレイを含む、貫通孔アレイである、前述の実施形態のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0120】

代替実施形態１１では、複数の試料を受け取り、一連の温度を通して、複数の試料を循環させるように構成されているブロックアセンブリと、複数の試料の各々から放出される蛍光レベルを検出するように構成されている光学センサを備えている光学系と、サーマルサイクラーデバイスの外部表面上に統合されたユーザインターフェースと、検出された蛍光レベルを処理し、蛍光レベルを統合されたユーザインターフェース上にリアルタイムで表示するようにプログラムされ、蛍光レベルを表示するためのパラメータは、ユーザ選好に基づいて変更可能である、プロセッサとを備えている、サーマルサイクラーを備えている、生物学的分析システムが、提供される。

【0121】

代替実施形態１２では、パラメータは、複数の試料を受け取る１つ以上の試料ホルダの選択、１つ以上の試料ホルダ内の１つ以上のウェルの選択、１つ以上のウェル内の１つ以上の染料の選択、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、実施形態１１に記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0122】

代替実施形態１３では、１つ以上の試料ホルダが、提供され、９６ウェルブロック、３８４ウェルブロック、低密度アレイ、および貫通孔アレイから成る群から選択される、実施形態１１−１２のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0123】

代替実施形態１４では、プロセッサは、蛍光レベルをリアルタイム増幅プロットの形態で表示するようにプログラムされる、実施形態１１−１３のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0124】

代替実施形態１５では、ブロックアセンブリは、交換可能ブロックアセンブリであって、９６ウェルブロック、３８４ウェルブロック、低密度アレイ、および貫通孔アレイから成る群から選択される複数の試料ホルダのうちの任意の１つを収容するように構成され、プロセッサは、複数の試料ホルダのうちの任意の１つに対して、蛍光レベルをリアルタイム増幅プロットの形態で表示するようにプログラムされる、実施形態１１−１４のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0125】

代替実施形態１６では、１つ以上のケースを収容するように構成され、各ケースは、複数の試料を受け取る試料ホルダを収容するように構成されている、ブロックアセンブリと、カバーであって、接触表面を有するフレームと、取り付け盤と、ブロックアセンブリに接触し、試料ホルダと取り付け盤との間に封入された空気の体積を形成するように構成されている密閉材料と、封入された空気の体積を加熱し、（ａ）１つ以上のケースにおける凝縮と、（ｂ）試料ホルダが一連の温度を通して循環されるときの試料ホルダの温度非均一性とを防止するように構成されている熱源とを備えている、カバーとを備えている、生物学的分析システムが、提供される。

【0126】

代替実施形態１７では、密閉材料は、フレームの接触表面に形成されているガスケットである、実施形態１６に記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0127】

代替実施形態１８では、密閉材料は、ブロックアセンブリに接触し、試料ホルダに接触しないように構成および配列されている、ガスケットである、実施形態１６−１７のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0128】

代替実施形態１９では、ブロックアセンブリはさらに、１つ以上のケースを収容するように成形されている荷台を備え、密閉材料は、荷台を形成するように配列されている、実施形態１６−１８のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0129】

代替実施形態２０では、１つ以上のケースは、熱的に伝導性の材料を含む、実施形態１６−１９のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0130】

代替実施形態２１では、１つ以上のケースは、アルミニウム、黒鉛、亜鉛、ベリリウム（ｂｅｒｉｌｕｍ）、ステンレス鋼、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、熱的に伝導性の材料を含む、実施形態１６−２０のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0131】

代替実施形態２２では、取り付け盤は、各々が対応する試料ホルダの直上に位置付けられている１つ以上の透明プレートを備えている、実施形態１６−２１のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0132】

代替実施形態２３では、取り付け盤は、１つ以上の透明プレートを備え、各々は、対応する試料ホルダと実質的に同一の寸法を有する、実施形態１６−２２のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0133】

代替実施形態２４では、取り付け盤は、１つ以上の透明プレートを備え、各々は、試料ホルダに対して、ある角度で位置付けられることにより、１つ以上の透明プレートを通過する光の反射を防止する、実施形態１６−２３のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0134】

代替実施形態２５では、取り付け盤は、１つ以上の透明ガラスプレートを備えている、実施形態１６−２４のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0135】

代替実施形態２６では、１つ以上のケースを収容するように構成され、各ケースは、複数の試料で装填された試料ホルダを収容するように構成されている、ブロックアセンブリと、複数の試料を１つ以上の試料ホルダ上の複数の試料場所に配列するための命令を有するデータファイルと、命令を実行するように構成されているプロセッサを有する充填ステーションであって、実行される命令に従って、各試料ホルダに複数の試料を装填するように構成されている、充填ステーションとを備えている、生物学的分析システムが、提供される。

【0136】

代替実施形態２７では、１つ以上のケースの各々は、装填された試料ホルダの各々を封入するためのケースカバーを受け入れ、各ケースおよび対応するケースカバー内に密閉された内部を提供するように構築および配列されている、実施形態２６に記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0137】

代替実施形態２８では、各ケースまたは対応するケースカバーの各々が、試料と不混和性である液体を密閉された内部に受け取るように構成される、実施形態２６−２７のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0138】

代替実施形態２９では、装填された試料ホルダを充填ステーションからブロックアセンブリに移送するための自動化デバイスをさらに備えている、実施形態２６−２８のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0139】

代替実施形態３０では、命令試料装填命令、各試料に対するアッセイ定義、試料場所定義、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、実施形態２６−２９のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0140】

代替実施形態３１では、少なくとも１つの試料ホルダは、識別子を備えている、実施形態２６−３０のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0141】

代替実施形態３２では、バーコードを備えている、識別子をさらに備えている、実施形態２６−３１のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0142】

代替実施形態３３では、プロセッサは、更新された試料場所、更新された位置的場所、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される情報を用いて、受信されたデータファイルを修正するように構成される、実施形態２６−３２のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0143】

代替実施形態３４では、各ケースまたは対応するケースカバーの各々が、試料と不混和性である液体を密閉された内部に受け取るように構成され、不混和性液体は、フッ素化炭化水素、炭化水素、油、またはシリコーン流体である、実施形態２６−３３のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0144】

代替実施形態３５では、複数の試料で装填された１つ以上の試料ホルダを収容するように構成され、試料ホルダは、識別子を含む、ブロックアセンブリと、命令を記憶しているデータファイルと、（ａ）複数の試料から放出される蛍光シグナルを検出し、（ｂ）識別子を撮像し、データファイルを識別し、試料ホルダを識別するように構成さている光学系と、識別されたデータファイルの命令を実行し、一連の温度を通して、複数の試料を循環させるプロセッサとを備えている、生物学的分析システムが、提供される。

【0145】

代替実施形態３６では、命令は、試料装填命令、各試料に対するアッセイ定義、試料場所定義、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される、実施形態３５に記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0146】

代替実施形態３７では、識別子は、バーコードである、実施形態３５−３６のいずれかに記載の生物学的分析システムが、提供される。

【0147】

本教示の種々の実装の以下の説明は、例証および説明の目的のために提示されている。包括的でもなく、本教示を開示される精密な形態に限定するものでもない。前述の教示に照らして、修正および変形例が、可能であって、または本教示の実践から取得され得る。加えて、説明される実装は、ソフトウェアを含むが、本教示は、ハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせとして、またはハードウェア単独内に実装され得る。本教示は、オブジェクト指向および非オブジェクト指向プログラミングシステムの両方で実装され得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15A】

【図15B】

【図16】

【図17】