特許 6576988 一体化された試料調製、反応、及び検出のための装置及び方法

(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】6576988

(24)【登録日】2019年8月30日

(45)【発行日】2019年9月18日

(54)【発明の名称】一体化された試料調製、反応、及び検出のための装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20190909BHJP

   G01N 21/64 20060101ALI20190909BHJP

   G01N 21/78 20060101ALI20190909BHJP

   C12Q 1/6844 20180101ALN20190909BHJP

   C12N 15/10 20060101ALN20190909BHJP

【ＦＩ】

   C12M1/00 A

   G01N21/64 F

   G01N21/78 C

   !C12Q1/6844 Z

   !C12N15/10 100

【請求項の数】15

【全頁数】106

(21)【出願番号】特願2017-156352(P2017-156352)

(22)【出願日】2017年8月14日

(62)【分割の表示】特願2016-45496(P2016-45496)の分割

【原出願日】2011年2月23日

(65)【公開番号】特開2017-209110(P2017-209110A)

(43)【公開日】2017年11月30日

【審査請求日】2017年8月14日

(31)【優先権主張番号】61/307,281

(32)【優先日】2010年2月23日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500174502

【氏名又は名称】ルミネックス コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(74)【代理人】

【識別番号】100064621

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 政樹

(72)【発明者】

【氏名】バード，ディラン，ヒルマー

(72)【発明者】

【氏名】チン，ジーザス

(72)【発明者】

【氏名】ジョンソン，ブルース，エー．

(72)【発明者】

【氏名】モラヴィック，キース，イー．

(72)【発明者】

【氏名】リチャードソン，ブルース

【審査官】 鈴木 崇之

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００３−５０１０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５３２３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５０５１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５１２４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５３５９３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００３−５００６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５３２０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２６２２１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／００８７４３１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ１２Ｍ １／００

Ｃ１２Ｑ １／６８４４

Ｃ１２Ｎ １５／１０

Ｇ０１Ｎ ２１／６４

Ｇ０１Ｎ ２１／７８

ＤＷＰＩ（Ｄｅｒｗｅｎｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

カートリッジ（６００１、７００１）内の試験試料に対して核酸分離及び増幅処理を実行するため、一連のカートリッジを取り扱い、始動させ、及び／又は相互作用するよう構成された機器（３００２）であって、
該機器は、
少なくとも一つのシャーシ及び／又はフレーム（３３００）と、
前記カートリッジ（６００１、７００１）を収容するマガジン（３３５０）と、
第１のアクチュエータ組立部（３４００）と、
試料移送組立部（３５００）と、
第２のアクチュエータ組立部（３６００）と、
ヒータ組立部（３７００）と、
光学組立部（３８００）と
を有し、
前記シャーシ及び／又はフレーム（３３００）は、前記機器（３００２）の構成要素及び／又は組立部のそれぞれを収める、収容する、及び／又はこれらの取り付けを提供するよう構成され、
前記第１のアクチュエータ組立部（３４００）は、１つ又は複数の試薬及び／又は物質を前記カートリッジ（６００１）の分離モジュール（６１００）内の溶解チャンバの中に運ぶために該分離モジュール（６１００）のアクチュエータ又は移送機構（６１６６）を始動させるように構成され、
前記試料移送組立部（３５００）は、分離モジュール（７１００）内の種々のチャンバ及び／又は体積の間で試料の一部を移送するため移送組立部（６１４０ａ）を始動させるように構成され、
前記第２のアクチュエータ組立部（３６００）は、１つ又は複数の試薬及び／又は物質を分離モジュール（６１００）及び／又はＰＣＲモジュール（６２００）内のチャンバの中に運ぶ及び／又はこの中で混合するために該分離モジュール（６１００）及び／又はＰＣＲモジュール（６２００）の混合機構（６１３０ａ）及び／又は洗浄バッファモジュール（７１３０ａ）を始動させるよう構成され、
前記ヒータ組立部（３７００）は、前記カートリッジ（６００１、７００１）内のプロセスを促進する及び／又は容易にするためにカートリッジ（７００１）の１つ又は複数の部分を加熱するように構成されるとともに、第１管腔（３７１１）と第２管腔（３７１２）を有し、
前記光学組立部（３８００）は、前記カートリッジで起こる反応を監視するように構成され、さらに、
前記光学組立部（３８００）は、励起モジュール（３８６０）と、検出モジュール（３８５０）と、前記第１管腔（３７１１）を介して励起モジュール（３８６０）から前記カートリッジの反応領域に光ビーム及び／又は光信号を伝送するよう構成された第１光学部材と、前記第２管腔（３７１２）を介して前記反応領域から検出モジュール（３８５０）に光ビーム及び／又は光信号を伝送するよう構成された第２光学部材とを備え、前記カートリッジの中のテスト試料内の１つ又は複数の異なる分析物及び／又は標的を検出するように構成されている、
ことを特徴とする機器。

【請求項2】

前記ヒータ組立部（３７００）は、カートリッジ（６００１、７００１）の１つ又は複数の部分（すなわち、ＰＣＲバイアル（７２６０）、基体（７２２０）及び／または溶解チャンバ（６１１４）に隣接するハウジング（７１１０）の領域）を加熱するように構成され、さらにこのヒータ組立部（３７００）は、マガジン（３３５０）内に配置されたカートリッジ（６００１、７００１）のそれぞれの第１の部分を始動させ及び／又は加熱し、次いで、異なる時点で、カートリッジ（６００１、７００１）のそれぞれから溶解チャンバ（６１１４）に隣接する第２の部分を始動させる及び／又は加熱する、
ことを特徴とする請求項１に記載の機器。

【請求項3】

前記シャーシ及び／又はフレーム（３３００）はベース部材（３３１０）、前部部材（３３１２）、２つの側部部材（３３１４）、及び後部部材（３３２０）を含み、
前記ベース部材（３３１０）は機能性組立部を支持し６つの取り付け又は支持脚部を含み、
前記２つの側部部材（３３１４）のそれぞれは、上側部分（３３１６）及び下側部分（３３１５）を含み、
前記前部部材（３３１２）は、各側部部材（３３１４）に連結され、複数のアッセイカートリッジを収容するマガジン（３３５０）をその中に配置することができる開口部を画定する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の機器。

【請求項4】

前記マガジン（３３５０）は少なくとも１つのカートリッジを含む、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の機器。

【請求項5】

前記第１のアクチュエータ組立部（３４００）は、
１つ又は複数の試薬及び／又は物質を分離モジュール（６１００）内の溶解チャンバ（６１１４）の中に運ぶために、カートリッジ（６００１）の分離モジュール（６１００）の移送機構及び／又は試薬アクチュエータ（６１６６ａ、６１６６ｂ、６１６６ｃ、及び６１６６ｄ）を始動させる及び／又は取り扱うように構成され、さらに、
前記カートリッジ（６００１）のそれぞれから試薬アクチュエータのうちの最初の１つ（６１６６ｄ）を始動させ、次いで、異なる時点で、カートリッジ（６００１）のそれぞれから試薬アクチュエータのうちの第２の１つ（６１６６ｃ）を始動させることができる、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の機器。

【請求項6】

前記第１のアクチュエータ組立部は、フレーム組立部（３４１０）によって支持される、係合バー（３４４５）、第１のモータ（３４４０）及び第２のモータ（３４４１）を含み、
前記係合バー（３４４５）は、一連の突起（３３４６ａ、３３４６ｂ、３３４６ｃ、３３４６ｄ、３３４６ｅ、及び３３４６ｆ）を含み、該突起のそれぞれは、機器（３００２）内に配置された分離モジュール（６１００）の１つ又は複数の試薬アクチュエータ（６１６６ａ〜６１６６ｄ）と係合する、及び／又はこれを始動させるように構成される、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の機器。

【請求項7】

前記係合バー（３４４５）及び／又は一連の突起（３３４６ａ〜３３４６ｆ）は、分離モジュール（６１００）内の試薬アクチュエータ（６１６６ａ〜６１６６ｄ）の往復運動を容易にするためにアクチュエータ（６１６６ａ〜６１６６ｄ）の突起及び／又は開口部を保持するように構成された保持機構を含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の機器。

【請求項8】

前記ヒータ組立部（３７００）は、
カートリッジ（６００１、７００１）内のプロセスを促進する及び／又は容易にするためにカートリッジ（６００１、７００１）の１つ又は複数の部分を加熱するように構成され、
前記カートリッジ（６００１、７００１）のそれぞれの第１の部分を始動させ及び／又は加熱し、次いで、異なる時点で、カートリッジ（７００１）のそれぞれから溶解チャンバ（６１１４）に隣接する第２の部分を始動させる及び／又は加熱する、
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の機器。

【請求項9】

前記ヒータ組立部（３７００）により加熱されるカートリッジ（６００１、７００１）は、ＰＣＲバイアル（７２６０）及び／又は基体（７２２０）及び／又は溶解チャンバ（６１１４）に隣接するハウジング（７１１０）の領域である、
ことを特徴とする請求項８に記載の機器。

【請求項10】

前記ヒータ組立部（３７００）は、前記各カートリッジに１つずつ対応する一連の受入ブロック（３７１０）、位置決め組立部（３７７０）、第１の加熱モジュール（３７３０）、第２の加熱モジュール（３７５０）、及び第３の加熱モジュール（３７８０）を含み、
前記受入ブロック（３７１０）は、カートリッジ（６００１）の反応チャンバの少なくとも一部を受け入れるように構成され、さらに、
前記受入ブロック（３７１０）は、取り付け面（３７１４）を含み、反応体積（３７１３）を画定するものであり、該反応体積（３７１３）は、カートリッジ（６００１）のＰＣＲバイアル（６２６０）のサイズ及び／又は形状に実質的に対応するサイズ及び／又は形状を有する、
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の機器。

【請求項11】

前記受入ブロック（３７１０）は、熱電デバイス（３７３１）が取り付け面（３７１４）と接触するようにクランプ・ブロック（３７３３）によって取り付けブロック（３７３４）に連結され、試料（Ｓ）の熱により誘発される反応をもたらすために、反応体積（３７１３）とその中に収容された試料をサイクルで加熱することができる、
ことを特徴とする請求項１０に記載の機器。

【請求項12】

各受入ブロック（３７１０）は、前記第１の管腔（３７１１）、前記第２の管腔（３７１２）及び第３の管腔（３７１５）を画定し、
温度測定デバイスを、第３の管腔（３７１５）を介してＰＣＲバイアルに隣接して配置し、
励起ファイバ（３８３１）及び／又は第１の管腔（３７１１）が第１の光路（３８０６）を画定し且つ反応体積（３７１３）と光学的に連通するように、前記励起ファイバ（３８３１）が前記第１の管腔（３７１１）内に少なくとも部分的に配置され、これにより、光ビーム及び／又は光信号を、前記励起ファイバ（３８３１）及び／又は第１の管腔（３７１１）を介して、前記反応体積（３７１３）とブロック（３７１０）外の領域との間で伝えることができる、
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の機器。

【請求項13】

前記励起ファイバ（３８３１）と検出ファイバ（３８３２）が前記光学組立部（３８００）に連結され、
前記励起ファイバ（３８３１）は、ＰＣＲバイアル（６２６０）内に収容された試料（Ｓ）の一部を励起させるために励起光ビームを光学組立部から反応体積（３７１３）の中に伝えることができ、及び／又は
前記検出ファイバ（３８３２）は、試料（Ｓ）内の分析物又は他の標的によって生じた放出光ビームをＰＣＲバイアル（６２６０）から光学組立部（３８００）に伝えることができる、
ことを特徴とする請求項１２に記載の機器。

【請求項14】

前記光学組立部（３８００）は、励起モジュール（３８６０）、検出モジュール（３８５０）、スライド組立部（３８７０）及び光ファイバ組立部（３８３０）を含み、
該光ファイバ組立部（３８３０）は、一連の励起光ファイバ（３８３１ａ、３８３１ｂ、３８３１ｃ、３８３１ｄ、３８３１ｅ、３８３１ｆ、３８３１ｇ）を含み、これらの励起光ファイバの内の励起光ファイバ（３８３１ａ、３８３１ｂ、３８３１ｃ、３８３１ｄ、３８３１ｅ、及び３８３１ｆ）のそれぞれは、励起モジュール（３８６０）から対応する受入ブロック（３７１０）に光ビーム及び／又は光信号を伝えるように構成され、
前記励起光ファイバ（３８３１ｇ）は、較正ファイバであり、励起モジュール（３８６０）から光較正モジュールに光ビーム及び／又は光信号を伝えるように構成され、
前記光ファイバ組立部（３８３０）は、一連の検出光ファイバ（３８３２ａ、３８３２ｂ、３８３２ｃ、３８３２ｄ、３８３２ｅ、３８３２ｆ、３８３２ｇ）を含み、これらの検出光ファイバの内の検出光ファイバ（３８３２ａ、３８３２ｂ、３８３２ｃ、３８３２ｄ、３８３２ｅ、及び３８３２ｆ）のそれぞれは、受入ブロック（３７１０）から検出モジュール（３８５０）に光ビーム及び／又は光信号を伝えるように構成され、各検出光ファイバ（３８３２ａ、３８３２ｂ、３８３２ｃ、３８３２ｄ、３８３２ｅ、及び３８３２ｆ）の第１の端部は、前記受入ブロック（３７１０）の第２の管腔（３７１２）内に配置され、
前記検出光ファイバ（３８３２ｇ）は、較正ファイバであり、光較正モジュールから光ビーム及び／又は光信号を受光するように構成され、
前記光ファイバ組立部（３８３０）は、ファイバ取り付けブロック（３８２０）を含み、このファイバ取り付けブロック（３８２０）は、第１の一連の管腔（３８２５ａ〜３８２５ｇ）及び第２の一連の管腔（３８２４ａ〜３８２４ｇ）を画定し、
前記第２の一連の管腔（３８２４ａ〜３８２４ｇ）のそれぞれは、対応する励起光ファイバ（３８３１ａ〜３８３１ｇ）の第２の端部を受け入れるように構成され、前記第１の一連の管腔（３８２５ａ〜３８２５ｇ）のそれぞれは、対応する検出光ファイバ（３８３２ａ〜３８３２ｇ）の第２の端部を受け入れるように構成され、ファイバ取り付けブロック（３８２０）は、励起光ファイバ（３８３１）を励起モジュール（３８６０）に光学的に連結する及び検出光ファイバ（３８３２ａ〜３８３２ｇ）を検出モジュール（３８５０）に光学的に連結するために、スライド組立部（３８７０）のスライドレール（３８９０）に連結される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の機器。

【請求項15】

前記光学組立部（３８００）は、
一連の励起光ビームを生じるように構成された励起モジュール（３８６０）であって、該励起モジュール（３８６０）は、その上に一連の励起光源（３８６２）が設置される励起回路基板（３８６１）を含み、該励起光源（３８６２）のそれぞれによって生じた光ビームは、他の励起光源（３８６２）によって生じた光ビームと実質的に同じ波長、振幅、及び／又はエネルギーを有するか、または、第１の励起光源（３８６２）によって生じた光ビームは第１の波長、振幅、及び／又はエネルギーの組を、第２の励起光源（３８６２）によって生じた光ビームは第２の異なる波長、振幅、及び／又はエネルギーの組をというようにそれぞれの波長、振幅、及び／又はエネルギーの組を有するよう構成されており、該光ビームのそれぞれが受入ブロック（３７１０）のそれぞれに順次の様態で運ばれることを可能にする励起モジュール（３８６０）と、
一連の放出光ビームを受光する及び／又は検出するように構成された検出モジュール（３８５０）であって、該検出モジュール（３８５０）は、その上に一連の放出光検出器（３８５２）が取り付けられる検出回路基板（３８５１）を含み、各放出光検出器（３８５２）は、放出光ビームの波長、振幅、及び／又はエネルギーに関係なく放出光ビームを選択的に受光するように構成され、放出光検出器（３８５２）は、特定の波長、振幅、及び／又はエネルギーの組を有する放出光ビームに対応するように構成され、該放出光検出器（３８５２）のそれぞれは、励起モジュール（３８６０）の対応する励起光源（３８６２）によって励起されるときに試料の一部の励起によって生じた放出光を受光するように構成され、異なる波長、振幅、及び／又はエネルギーを有する放出光ビームのそれぞれが受入ブロック（３７１０）のそれぞれから順次の様態で受光されることを可能にする検出モジュール（３８５０）と
を備えることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願への相互参照
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる２０１０年２月２３日に出願
された「ＣＡＳＳＥＴＴＥ ＡＮＤ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＦＯＲ ＩＮＴＥＧＲＡＴＥＤ
ＮＵＣＬＥＩＣ ＡＣＩＤ ＩＳＯＬＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＡＭＰＬＩＦＩＣＡＴＩＯＮ」
と題する米国特許仮出願整理番号第６１／３０７，２８１号に対する優先権を主張するも
のである。

【0002】

本出願は、２００５年１０月１９日に出願された「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡ
ＴＵＳ ＦＯＲ ＩＳＯＬＡＴＩＮＧ ＮＵＣＬＥＩＣ ＡＣＩＤ」と題する米国特許仮出願
第６０／７２８，５６９号に対する優先権を主張する、２００６年１０月１７日に出願さ
れた「ＣＡＳＳＥＴＴＥ ＦＯＲ ＳＡＭＰＬＥ ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮ」と題する米国
特許出願第１１／５８２，６５１号の継続出願である、２０１０年５月２８日に出願され
た「ＣＡＳＳＥＴＴＥ ＦＯＲ ＳＡＭＰＬＥ ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮ」と題する米国特
許出願整理番号第１２／７８９，８３１号；２００５年１２月２２日に出願された「ＣＡ
ＳＳＥＴＴＥ ＦＯＲ ＳＡＭＰＬＥ ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮ」と題する米国特許仮出願
第６０／７５３，６２２号；及び２００５年１２月２２日に出願された「ＣＡＳＳＥＴＴ
Ｅ ＦＯＲ ＳＡＭＰＬＥ ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮ」と題する米国特許仮出願第６０／７
５３，６１８号の一部継続出願であり、これらのそれぞれの全体が参照により本明細書に
組み込まれる。本出願はまた、２００６年１２月２７日に出願された「ＩＮＳＴＲＵＭＥ
ＮＴ ＦＯＲ ＣＡＳＳＥＴＴＥ ＦＯＲ ＳＡＭＰＬＥ ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮ」と題す
る米国特許仮出願整理番号第６０／８８２，１５０号に対する優先権を主張する、２００
７年１２月２７日に出願された「ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＦＯＲ ＣＡＳＳＥＴＴＥ ＦＯ
Ｒ ＳＡＭＰＬＥ ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮ」と題する米国特許出願整理番号第１２／００
５，８６０号の継続出願である、２０１０年６月２３日に出願された「ＩＮＳＴＲＵＭＥ
ＮＴ ＦＯＲ ＣＡＳＳＥＴＴＥ ＦＯＲ ＳＡＭＰＬＥ ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮ」と題す
る米国特許出願整理番号第１２／８２１，４４６号の一部継続出願であり、これらのそれ
ぞれの全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0003】

本明細書で説明される実施形態は、試料調製、反応、及び分析のための装置及び方法に
関する。より詳細には、本明細書で説明される実施形態は、その中で核酸の分離、増幅、
及び分析を一体化されたプロセスで行うことができるカートリッジ及び機器に関する。

【0004】

幾つかの公知の診断手順は、ＤＮＡ又はＲＮＡのような核酸の分離及び分析を含む。試
料内の核酸を分離するための公知の方法は、（１）プロテアーゼ（例えばプロテイナーゼ
Ｋ）を付加することによって試料内のタンパク質を除去すること、（２）その中に含有さ
れた核酸を露出させるために残りのバルク試料を分解（細胞溶解とも呼ばれる）すること
、（３）試料から核酸を沈殿させること、及び（４）さらなる分析のために核酸を洗浄す
ること及び／又は他の方法で調製することのような幾つかのステップをしばしば含む。

【0005】

或る場合には、さらなる分析のために、分離された核酸の増幅（例えば、その量を増加
させるための核酸の複製）が望まれる。ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）プロセスは、核
酸分子の一部を増幅させるための公知の技術である。ＰＣＲ中に、標的ＤＮＡを含有する
入力試料がＤＮＡポリメラーゼ（例えばＴａｑポリメラーゼ）を含む試薬と混合される。
入力試料は、例えば、前述の手順によってもたらされる分離された核酸試料とすることが
できる。試料は、次いで、反応を完了させるために分離されたチャンバ内で複数回にわた
って熱サイクルを受ける。正確な結果を保証するために熱サイクルの温度及び時間周期が
注意深く制御される。ＤＮＡ配列が十分に増幅された後で、種々の光学技術を用いてこれ
を分析することができる。

【0006】

核酸分離及び増幅を行うための幾つかの公知のシステムは、異なる部分（例えば、分離
部及び増幅部）を含み、該部分の間で、試料の完全性を損なうことがあるヒトの介入及び
／又はプロセスを用いて試料が移送されなければならない。核酸分離及び増幅を行うため
の幾つかの公知のシステムは、経験を積んだ検査技師による多大な準備及び／又は較正を
必要とする複雑な制御システムを含む。したがって、こうした公知のシステムは、「ベン
チトップ」用途、大量診断プログラム、及び／又は多様な実験室環境での使用にはあまり
適さない。

【0007】

或る用途では、多段階の反応が望まれる場合があり、１つ又は複数の後の段階は反応の
段階の間で試薬の添加を必要とする。例えば、逆転写ＰＣＲでは、一般にＰＣＲプロセス
が行われる前に逆転写反応が完了し、ＰＣＲプロセスは付加的な試薬を必要とする。幾つ
かの公知のシステムでは、反応の後の段階で必要とされる付加的な試薬は、試料の完全性
を損なうことがあるヒトの介入及び／又はプロセスにより、反応チャンバの中にしばしば
移送される。したがって、こうした公知のプロセスは、誤差及び汚染を引き起こすことが
あり、且つまた、大量用途のために実装するのに費用がかかる及び／又は難しいことがあ
る。

【0008】

幾つかの公知のシステムは試薬を収容するチャンバを含むが、こうしたチャンバは、カ
ートリッジ及び／又は反応チャンバとしばしば一体化される。したがって、こうしたシス
テム及び／又はカートリッジが異なる反応及び／又はアッセイと組み合わせて用いられる
ときに、所望の反応プロセスを行うために試薬の特定の組合せの使用を容易にするのに全
く異なるカートリッジ、カセット、又は他の装置がしばしば用いられる。したがって、こ
うした公知のシステム及び／又はカートリッジは、異なる反応プロセス及び／又はアッセ
イのために交換して使用することができない場合が多い。

【0009】

幾つかの公知のシステムは、テスト試料内の１つ又は複数の異なる分析物及び／又は標
的を検出するために光学検出システムを含むが、こうした公知のシステムは、反応チャン
バに対して可動なデバイスの一部に励起光の光源及び／又は放出光の検出器をしばしば含
む。例えば、幾つかの公知のシステムは、可動な蓋を介して反応チャンバに励起光ビーム
を供給するように構成される。したがって、こうした公知のシステムは、励起光及び／又
は検出光の光路の場所の変化から生じる可能性がある検出変動性に影響されやすい。

【0010】

したがって、核酸分離及び増幅を行うための改善された装置及び方法に対する必要性が
存在する。

【発明の概要】

【0011】

試料分離及び下流の反応を行うためのカートリッジ及び機器が本明細書で説明される。
幾つかの実施形態では、装置は、例えば核酸試料を分離するのに用いることができる分離
モジュールと、例えば核酸試料を増幅させるのに用いることができる反応モジュールとを
含む。分離モジュールは、第１のハウジング及び第２のハウジングを含む。第１のハウジ
ングは、第１のチャンバ及び第２のチャンバを画定する。少なくとも第１のチャンバは、
例えば核酸を含有する試料のような試料を収容するように構成される。第２のハウジング
は、第１の物質を収容するように構成された第１の体積を集合的に画定する側壁及び穿刺
可能部材を含む。第１の物質は、例えば、試薬、洗浄バッファ溶液、鉱油、及び／又は試
料に添加されるべきいかなる他の物質ともすることができる。第２のハウジングの少なく
とも一部は、穿刺可能部材の一部が穿刺されるときに第１の体積が第１のチャンバと流体
連通するように、第１のハウジング内に配置されるように構成される。反応モジュールは
、反応チャンバ及び第２の物質を収容するように構成された第２の体積を画定する。反応
モジュールは、反応チャンバ及び第２の体積のそれぞれが第１のハウジングの第２のチャ
ンバと流体連通するように、分離モジュールに連結されるように構成される。

【0012】

幾つかの実施形態では、本明細書で提供されるカートリッジ及び／又は機器の中でＰＣ
Ｒが行われる。さらなる実施形態では、蛍光プローブ、例えば、５’末端に副溝連結剤（
ｍｉｎｏｒ ｇｒｏｏｖｅ ｂｉｎｄｅｒ）（ＭＧＢ）及びフルオロフォア、並びにその３
’末端に非蛍光性クエンチャーを備える一本鎖ＤＮＡ分子の使用により、反応がリアルタ
イムで監視される。一実施形態では、複数の標的に対してＰＣＲが行われ、反応の進行が
リアルタイムで監視される。幾つかの実施形態では、標的は、以下のウィルス、すなわち
、インフルエンザＡ、インフルエンザＢ、呼吸器合胞体ウィルス（ＲＳＶ）、単純疱疹ウ
ィルス１（ＨＳＶ１）、又は単純疱疹ウィルス２（ＨＳＶ２）のうちの１つ又は複数から
の遺伝子配列である。幾つかの実施形態では、ＰＣＲの前に、本明細書で提供されるカー
トリッジ及び／又は機器の中で逆転写反応が行われる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１の構成にある一実施形態に係るカートリッジの略図である。

【図2】第２の構成にある一実施形態に係るカートリッジの略図である。

【図3】一実施形態に係る第１のモジュール、第２のモジュール、及び第３のモジュールを有するカートリッジの略図である。

【図4】一実施形態に係る第１のモジュール、第２のモジュール、及び第３のモジュールを有するカートリッジの略図である。

【図5】一実施形態に係る第１のモジュール及び第２のモジュールを有するカートリッジの略図である。

【図6】第１の構成にある一実施形態に係るカートリッジの一部の略図である。

【図7】第２の構成にある一実施形態に係るカートリッジの一部の略図である。

【図8】一実施形態に係るカートリッジの側部斜視図である。

【図9】図８に示されたカートリッジの上部斜視図である。

【図10】図８に示されたカートリッジの垂直断面図である。

【図11】図８に示されるカートリッジの一部の側部分解図である。

【図12】図８に示されるカートリッジの試薬モジュールの斜視図である。

【図13】図８に示されるカートリッジの試薬モジュールの斜視図である。

【図14】図１２及び図１３に示される試薬モジュールの一部の斜視図である。

【図15】第１の構成にある、図８に示されるカートリッジの分離モジュールの垂直断面図である。

【図16】第２の構成にある、図８に示されるカートリッジの分離モジュールの垂直断面図である。

【図17】第３の構成にある、図８に示されるカートリッジの分離モジュールの垂直断面図である。

【図18】第４の構成にある、図８に示されるカートリッジの分離モジュールの垂直断面図である。

【図19】図８に示されるカートリッジの分離モジュールの垂直断面図である。

【図20】図１９の線Ｘ１−Ｘ１に沿って見た、図１９に示される分離モジュールの弁組立部の一部の断面図である。

【図21】図１９に示される分離モジュールの弁組立部の一部の斜視図である。

【図22】図８に示されるカートリッジの斜視断面図である。

【図23】図８に示されるカートリッジのＰＣＲモジュールの斜視図である。

【図24】図８に示されるカートリッジの斜視断面図である。

【図25】一実施形態に係るカートリッジの側部斜視図である。

【図26】第１の構成にある図２５に示されるカートリッジの分離モジュールの側部斜視図である。

【図27】第１の構成にある図２６に示される分離モジュールの垂直断面図である。

【図28】第２の構成にある図２６に示される分離モジュールの垂直断面図である。

【図29】第１の構成にある図２５に示されるカートリッジのＰＣＲモジュールの側部斜視図である。

【図30】第１の構成にある図２９に示されるＰＣＲモジュールの垂直断面図である。

【図31】第２の構成にある図２９に示されるＰＣＲモジュールの垂直断面図である。

【図32】第１の構成にある図２５に示されるカートリッジの垂直断面図である。

【図33】第２の構成にある図２５に示されるカートリッジの垂直断面図である。

【図34】一実施形態に係る機器の一部の略図である。

【図35】一実施形態に係る機器の斜視断面略図である。

【図36】一実施形態に係る機器の斜視図である。

【図37】図３６に示される機器の第１のアクチュエータ組立部の斜視図である。

【図38】図３７に示される第１のアクチュエータ組立部の分解斜視図である。

【図39】図３７に示される第１のアクチュエータ組立部の後部斜視図である。

【図40】図３７に示される第１のアクチュエータ組立部の一部の斜視図である。

【図41】図３６に示される機器の移送アクチュエータ組立部の上部斜視図である。

【図42】図４１に示される移送アクチュエータ組立部の下部斜視図である。

【図43】図４１に示される移送アクチュエータ組立部の後部斜視図である。

【図44】図４１に示される移送アクチュエータ組立部の一部の斜視図である。

【図45】図４１に示される移送アクチュエータ組立部の一部の斜視図である。

【図46】図４１に示される移送アクチュエータ組立部のウォーム駆動シャフトの斜視図である。

【図47】図３６に示される機器の第２のアクチュエータ組立部の上部斜視図である。

【図48】図４７に示される第２のアクチュエータ組立部の側部斜視図である。

【図49】図４７に示される第２のアクチュエータ組立部の一部の斜視図である。

【図50】図４７に示される第２のアクチュエータ組立部の一部の斜視図である。

【図51】図４７に示される第２のアクチュエータ組立部の一部の斜視図である。

【図52】図３６に示される機器のヒータ組立部の側部斜視図である。

【図53】図５２に示されるヒータ組立部の受入ブロックの斜視図である。

【図54】図５２に示されるヒータ組立部の受入ブロックの正面図である。

【図55】図５２に示されるヒータ組立部の受入ブロックの上面図である。

【図56】図５４に示される線Ｘ２−Ｘ２に沿って見た、図５２に示されるヒータ組立部の受入ブロックの断面図である。

【図57】図５２に示されるヒータ組立部のクランプの斜視図である。

【図58】図５２に示されるヒータ組立部の取り付けブロックの斜視図である。

【図59】図５２に示されるヒータ組立部のヒートシンクの斜視図である。

【図60】図５２に示されるヒータ組立部の取り付け板の斜視図である。

【図61】図５２に示されるヒータ組立部の第１の断熱部材の斜視図である。

【図62】図５２に示されるヒータ組立部の第２の断熱部材の斜視図である。

【図63】図５２に示されるヒータ組立部の加熱ブロックの斜視図である。

【図64】図３６に示される機器の光学組立部の前部斜視図である。

【図65】図６４及び図６６に示される光学組立部の分解斜視図である。

【図66】図３６に示される機器の光学組立部の後部斜視図である。

【図67】図６４及び図６６に示される光学組立部の取り付け部材の斜視図である。

【図68】図６４及び図６６に示される光学組立部のスライド・ブロックの斜視図である。

【図69】図６４及び図６６に示される光学組立部のスライドレールの斜視図である。

【図70】図６４及び図６６に示される光学組立部の光ファイバ・モジュールの一部の斜視図である。

【図71】図３６に示される機器の電子制御システムのブロック図である。

【図72】図３６に示される機器の電子制御システムのブロック図である。

【図73】図３６に示される機器の電子制御システムのブロック図である。

【図74】第１の構成にある一実施形態に係る光学組立部の略図である。

【図75】第２の構成にある一実施形態に係る光学組立部の略図である。

【図76】第３の構成にある一実施形態に係る光学組立部の略図である。

【図77】一実施形態に係る核酸を含有する試料中の標的分析物を検出する方法の流れ図である。

【図78】一実施形態に係る核酸を含有する試料中の標的分析物を検出する方法の流れ図である。

【図79】一実施形態に係る核酸を含有する試料中の標的分析物を検出する方法の流れ図である。

【図80】一実施形態に係る核酸を含有する試料中の標的分析物を検出する方法の流れ図である。

【図81】一実施形態に係るシステム及び方法を用いることによってもたらされる分子署名である。

【図82】音響エネルギーを受けるように構成される一実施形態に係る分離モジュールの一部の断面斜視図である。

【図83】音響エネルギーを受けるように構成される一実施形態に係る分離モジュールの一部の断面斜視図である。

【図84】図２６に示されるカートリッジの一部と音響変換器の断面斜視図である。

【図85】一実施形態に係るカートリッジの斜視図である。

【図86】図８５に示されるカバーなしのカートリッジの斜視図である。

【図87】図８５に示されるカートリッジのＰＣＲモジュールの斜視図である。

【図88】一実施形態に係るＰＣＲモジュールの断面図である。

【図89】一実施形態に係るカートリッジの斜視図である。

【図90】一実施形態に係るカートリッジの斜視図である。

【図91】一実施形態に係るカートリッジの斜視図である。

【図92】一実施形態に係るカートリッジの斜視図である。

【図93】図９２に示されるカートリッジの分解斜視図である。

【図94】一実施形態に係る複数のＰＣＲバイアルを有するカートリッジの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

試料の分離及び反応を行うためのカートリッジ及び機器が本明細書で説明される。幾つ
かの実施形態では、装置は、例えば核酸試料又は分析物試料を分離するのに用いることが
できる分離モジュールと、例えば核酸試料を増幅させる又は他の化合物への分析物の連結
を試験するのに用いることができる反応モジュールとを含む。分離モジュールは、第１の
ハウジング及び第２のハウジングを含む。第１のハウジングは、第１のチャンバ及び第２
のチャンバを画定する。少なくとも第１のチャンバは、例えば核酸を含有する試料のよう
な試料を収容するように構成される。第２のハウジングは、第１の物質を収容するように
構成された第１の体積を集合的に画定する側壁及び穿刺可能部材を含む。第１の物質は、
例えば、試薬、洗浄バッファ溶液、鉱油、及び／又は試料に添加されるべきいかなる他の
物質ともすることができる。第２のハウジングの少なくとも一部は、穿刺可能部材の一部
が穿刺されるときに第１の体積が第１のチャンバと流体連通するように、第１のハウジン
グ内に配置されるように構成される。反応モジュールは、反応チャンバ及び第２の物質を
収容するように構成された第２の体積を画定する。反応モジュールは、反応チャンバ及び
第２の体積のそれぞれが第１のハウジングの第２のチャンバと流体連通するように、分離
モジュールに連結されるように構成される。

【0015】

幾つかの実施形態では、装置は、第１のモジュール、第２のモジュール、及び第３のモ
ジュールを含む。第１のモジュールは、第１のチャンバ及び第２のチャンバを画定する。
少なくとも第１のチャンバは、試料を収容するように構成される。第２のモジュールは、
第１の物質を収容するように構成された第１の体積を画定する。第１の物質は、例えば、
試薬、洗浄バッファ溶液、鉱油、及び／又は試料に添加されるべきいかなる他の物質とも
することができる。第２のモジュールの一部は、第１の体積を第１のチャンバと選択的に
流体連通する状態におかれるように構成するために、第２のモジュールが第１のモジュー
ルに連結されるときに第１のモジュールの第１のチャンバ内に配置されるように構成され
る。第３のモジュールは、反応チャンバ及び第２の体積を画定する。第２の体積は、第２
の物質を収容するように構成される。第３のモジュールの一部は、第３のモジュールが第
１のモジュールに連結されるときに反応チャンバ及び第２の体積のそれぞれが第１のモジ
ュールの第２のチャンバと流体連通するように、第１のモジュールの第２のチャンバ内に
配置される。

【0016】

幾つかの実施形態では、装置は、第１のモジュール、第２のモジュール、及び第３のモ
ジュールを含む。第１のモジュールは、第１のチャンバ及び第２のチャンバを画定する。
第１のモジュールは、第１のチャンバと第２のチャンバとの間の流体分離を維持しながら
第１のチャンバと第２のチャンバとの間で試料を移送するように構成された第１の移送機
構を含む。第２のモジュールは、例えば試薬などのような物質を収容するように構成され
た体積を画定する。第２のモジュールの一部は、体積を第１のチャンバと選択的に流体連
通する状態におかれるように構成するために、第２のモジュールが第１のモジュールに連
結されるときに第１のモジュールの第１のチャンバ内に配置されるように構成される。第
３のモジュールは、反応チャンバを画定する。第３のモジュールは、反応チャンバが第２
のチャンバと流体連通するように、第１のモジュールに連結されるように構成される。第
３のモジュールは、第２のチャンバと反応チャンバとの間で試料の一部を移送するように
構成された第２の移送機構を含む。

【0017】

幾つかの実施形態では、装置は、第１のモジュール及び第２のモジュールを含む。第１
のモジュールは、反応バイアル、基体、及び第１の移送機構を含む。反応バイアルは、反
応チャンバを画定し、例えばＰＣＲバイアルとすることができる。第１の移送機構は、ハ
ウジングとプランジャが第１の物質を収容する第１の体積を画定するようにハウジング内
に移動可能に配置されるプランジャを含む。プランジャは、第１の位置と第２の位置との
間で動くことができる。第１の物質は、例えば、試薬、鉱油などとすることができる。基
体は、第１の流路及び第２の流路の少なくとも一部を画定する。第１の流路は、反応チャ
ンバ、第１の体積、及び分離モジュールの分離チャンバと流体連通するように構成される
。第２の流路は、分離チャンバと流体連通するように構成される。プランジャが第１の位
置にあるときに、第１の体積が反応チャンバから流体的に分離されるようにプランジャの
一部が第１の流れ経路内に配置される。プランジャの一部は、プランジャが第２の位置に
あるときに、第１の体積が反応チャンバと流体連通するように第１の流れ経路から離間し
て配置される。プランジャは、プランジャが第１の位置から第２の位置に動かされるとき
に試料を分離チャンバから反応チャンバに移送するように反応チャンバ内に真空を生じる
ように構成される。第２のモジュールは、第２の移送機構を含み、且つ第２の物質を収容
するように構成された第２の体積を画定する。第２のモジュールは、第２の体積を第２の
流路を介して分離チャンバと選択的に流体連通する状態におくことができるように、第１
のモジュールに連結されるように構成される。第２の移送機構は、第２の移送機構が始動
されるときに第２の体積から分離チャンバに第２の物質を移送するように構成される。

【0018】

幾つかの実施形態では、試料を収容するカートリッジを取り扱う及び／又は始動させる
ための機器は、ブロック、第１の光学部材、第２の光学部材、及び光学組立部を含むこと
ができる。ブロックは、反応容器の少なくとも一部を受け入れるように構成された反応体
積を画定する。ブロックは、試料に関連した反応を容易にする、もたらす、支援する、及
び／又は促進するための機構を含むことができ、及び／又は該機構に取り付けることがで
きる。幾つかの実施形態では、例えば、ブロックは、試料に熱サイクルを行うように構成
された加熱要素に連結することができる。第１の光学部材は、第１の光学部材が反応体積
と光学的に連通するように少なくとも部分的にブロック内に配置される。第２の光学部材
は、第２の光学部材が反応体積と光学的に連通するように少なくとも部分的にブロック内
に配置される。光学組立部は、複数の励起光ビームを生じるように構成された励起モジュ
ールと、複数の放出光ビームを受光するように構成された検出モジュールとを含む。光学
組立部は、複数の励起光ビームのそれぞれを反応体積の中に伝えることができ且つ反応体
積から複数の放出光ビームのそれぞれを受光することができるように第１の光学部材及び
第２の光学部材に連結される。

【0019】

幾つかの実施形態では、カートリッジを取り扱う及び／又は始動させるための機器は、
シャーシ、音響変換器、及び始動機構を含む。シャーシは、体積を画定するハウジングを
有するカートリッジを収容するように構成される。体積は、例えば核酸を含有する試料の
ような試料の一部を受け入れることができる。音響変換器は、音響エネルギーを生じるよ
うに構成される。始動機構は、音響変換器の少なくとも一部をカートリッジの一部と接触
する状態に動かすように構成される。始動機構はさらに、音響変換器の一部によってカー
トリッジの一部に対して及ぼされる力を調節するように構成される。

【0020】

「光ビーム」という用語は、本明細書では、可視スペクトル内であるか否かにかかわら
ず、電磁エネルギーのいかなる投射をも説明するために用いられる。例えば、光ビームは
、レーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、フラッシュランプなどによって生じる可視スペク
トル内の電磁放射線の平行投射を含むことができる。光ビームは、所望の時間周期内で連
続する光ビーム又は所望の時間周期内で不連続な（例えば、パルス状の又は間欠的な）光
ビームのいずれかとすることができる。或る状況では、光ビームは、試料中に存在する分
析物の量のような情報（すなわち、光ビームは光信号とすることができる）を含むことが
でき、及び／又はこれと関連付けることができる。

【0021】

「平行」という用語は、本明細書では、２つの幾何学的構成（例えば、２つの線、２つ
の平面、線と平面など）が実質的に無限に延びる際にそれらが実質的に交差しない、２つ
の幾何学的構成の間の関係を説明するために用いられる。例えば、本明細書で用いられる
場合に、第１の線と第２の線が無限に延びる際にそれらが交差しないときに、第１の線は
第２の線と平行であると言われる。同様に、平面（すなわち、二次元の表面）が線と平行
であると言われるとき、線に沿ったすべての点は、表面の最も近い部分から実質的に等し
い距離だけ離間される。２つの幾何学的構成は、本明細書では、例えばそれらが互いに許
容誤差内で平行であるときのような、それらが名目上互いに平行であるときに、互いに「
平行」又は「実質的に平行」であるものとして説明される。こうした許容誤差は、例えば
、製造許容誤差、測定許容誤差などを含むことができる。

【0022】

「垂直」という用語は、本明細書では、２つの幾何学的構成（例えば、２つの線、２つ
の平面、線と平面など）が少なくとも１つの平面内でおよそ９０度の角度をなして交差す
る２つの幾何学的構成の間の関係を説明するために用いられる。例えば、本明細書で用い
られる場合に、第１の線は、線と平面が平面内でおよそ９０度の角度をなして交差すると
きに平面に垂直であると言われる。２つの幾何学的構成は、本明細書では、例えばそれら
が許容誤差内で互いに垂直であるときのような、それらが名目上互いに垂直であるときに
、互いに「垂直」又は「実質的に垂直」であるものとして説明される。こうした許容誤差
は、例えば、製造許容誤差、測定許容誤差などを含むことができる。

【0023】

図１及び図２は、分離モジュール１１００及び反応モジュール１２００を含む、それぞ
れ第１の構成及び第２の構成にある一実施形態に係るカートリッジ１００１の略図である
。分離モジュール１１００と反応モジュール１２００は、分離モジュール１１００と反応
モジュール１２００を互いに流体連通する状態におくことができるように互いに連結され
る。本明細書で説明されるように、分離モジュール１１００と反応モジュール１２００は
、任意の適切な方法で互いに連結することができる。幾つかの実施形態では、例えば、分
離モジュール１１００と反応モジュール１２００は、別々に構築し、及びカートリッジ１
００１を形成するために共に連結することができる。分離モジュール１１００と反応モジ
ュール１２００との間のこの配置は、分離モジュール１１００の種々の異なる構成が反応
モジュール１２００の種々の異なる構成と共に用いられることを可能にする。分離モジュ
ール１１００及び／又は反応モジュール１２００の異なる構成は、分離モジュール１１０
０及び／又は反応モジュール１２００内の異なる試薬及び／又は異なる構造体を含むこと
ができる。

【0024】

カートリッジ１００１は、本明細書で説明される機器のいずれかによって取り扱う及び
／又は始動させることができる。幾つかの実施形態では、カートリッジ１００１は、試料
調製、核酸分離、及び／又は試料に対するポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を行うために
用いることができる。こうした実施形態では、分離モジュール１１１０は、その中に収容
された試料から標的核酸を分離することができる。次いで、さらに後述するように、分離
した核酸を反応モジュール１２００の中で（例えばＰＣＲを用いて）増幅させることがで
きる。カートリッジ１００１のモジュール化された配置は、それぞれが例えば異なる試薬
を収容する及び／又はそれぞれが異なるタイプの試料を増幅させるように構成された任意
の数の異なる反応モジュール１２００が分離モジュール１１００と共に用いられることを
可能にし、逆もまた同様である。

【0025】

分離モジュール１１００は、第１のハウジング１１１０及び第２のハウジング１１６０
を含む。本明細書でより詳細に説明されるように、第２のハウジング１１６０は、第２の
ハウジング１１６０を第１のハウジング１１１０と流体連通する状態におくことができる
ように第１のハウジング１１１０に連結される。幾つかの実施形態では、第１のハウジン
グ１１１０と第２のハウジング１１６０は、異なる構成の第１のハウジング１１１０と第
２のハウジング１１６０を一緒に用いることができるようにモジュール式に配置される。
異なる構成の第１のハウジング１１１０及び第２のハウジング１１６０は、例えば、異な
る化学物質、試薬、試料、及び／又は異なる内部構造を含むことができる。

【0026】

第１のハウジング１１１０は、第１のチャンバ１１１４及び第２のチャンバ１１９０を
画定する。第１のチャンバ１１１４又は第２のチャンバ１１９０のうちの少なくとも一方
は、試料Ｓを収容することができる。試料Ｓは、任意の生体試料、例えば、尿、血液、組
織試料を含有する他の物質などのような１つ又は複数の標的核酸を含有する生体試料とす
ることもできる。試料Ｓは、例えば、第１のハウジング１１１０の開口部又は穿刺可能部
材（図示せず）を介して第１のチャンバ１１１４及び／又は第２のチャンバ１１９０の中
に試料Ｓをピペッティングする又は注入することを含む任意の適切な機構を介して第１の
チャンバ１１１４又は第２のチャンバ１１９０の中に導入することができる。第１のチャ
ンバ１１１４は第２のチャンバ１１９０と流体連通するものとして示されるが、他の実施
形態では、第１のチャンバ１１１４は第２のチャンバ１１９０と選択的に流体連通する状
態におくことができる。別の言い方をすれば、幾つかの実施形態では、第１のハウジング
１１１０は、第１のチャンバ１１１４を第２のチャンバ１１９０と選択的に流体連通する
状態におくことができる弁（図１及び図２には図示せず）のような任意の適切な機構を含
むことができる。さらに、他の実施形態では、第１のハウジング１１１０は、第１のチャ
ンバ１１１４と第２のチャンバ１１９０との間の物質の移送を容易にする及び／又は移送
を制御するために、例えば、弁、毛細管流動制御装置、ポンプなどを含む任意の適切な流
量制御機構及び／又は移送機構（図１及び図２には図示せず）を有することができる。さ
らに他の実施形態では、第１のチャンバ１１１４は、第２のチャンバ１１９０から流体的
に分離することができる。

【0027】

第２のハウジング１１６０は、側壁１１４７及び穿刺可能部材１１７０を含む。側壁１
１４７と穿刺可能部材１１７０は第１の体積１１６３を画定する。第１の体積１１６３に
物質Ｒ１を十分に又は部分的に充填することができる。物質Ｒ１は、例えば、鉱油、洗浄
バッファ、蛍光色素、試薬などのようなあらゆる生体物質又は化学物質とすることができ
る。図１及び図２に示すように、第２のハウジング１１６０の一部は、穿刺可能部材１１
７０が穿刺される、破壊される、切断される、及び／又は破断されるときに第１の体積１
１６３が図２に示すように第１のチャンバ１１１４と流体連通するように第１のハウジン
グ１１１０内に配置される。同様に述べると、穿刺可能部材１１７０が穿刺されるときに
、分離モジュール１１１０を第１の構成（図１）から第２の構成（図２）に動かすことが
できる。第１の体積１１６３が図２に示すように第１のチャンバ１１１４と流体連通する
ときに（すなわち、分離モジュールが第２の構成にあるときに）、物質Ｒ１を、第１の体
積１１６３から第１のチャンバ１１１４の中に移送することができる。物質Ｒ１は、任意
の適切な機構によって、例えば、第１の体積１１６３に作用する重力、毛管力によって、
又は或る始動機構（図１及び図２には図示せず）によって、第１の体積１１６３から第１
のチャンバ１１１４の中に移送することができる。

【0028】

穿刺可能部材１１７０は、物質Ｒ１に対して実質的に不透過性の及び／又は実質的に化
学的に不活性の材料から構築することができる。このようにして、本明細書で説明される
実施形態のいずれかのようなあらゆる所望の用途で第２のハウジング１１６０を用いる能
力を損なうことなく長期間にわたって第１の体積１１６３内に物質Ｒ１を保存することが
できる。さらに、幾つかの実施形態では、穿刺可能部材１１７０は、穿刺可能部材１１７
０の所望の特性及び完全性が或る温度範囲にわたって維持されるように、或る温度特徴を
有する材料から構築することができる。例えば、幾つかの実施形態では、物質Ｒ１を収容
する第２のハウジング１１６０を冷蔵された状態で保存することが望ましい場合があり、
又は穿刺可能部材１１７０を熱でラミネートすることによって第２のハウジング１１６０
を製造することが望ましい場合がある。こうした実施形態では、冷蔵状態及び／又は熱ラ
ミネート状態が、穿刺可能部材１１７０の、意図された用途のための所望の特性及び完全
性を実質的に劣化させないように穿刺可能部材１１７０を選択することができる。幾つか
の実施形態では、穿刺可能部材１１７０は、任意の形態のポリプロピレンのようなポリマ
ーフィルムから構築することができる。幾つかの実施形態では、穿刺可能部材１１７０は
、二軸配向ポリプロピレン（ＢＯＰ）から構築することができる。

【0029】

図１〜図２は、第２のハウジングの少なくとも一部１１６０を第１のハウジング１１１
０内に配置されているものとして示すが、他の実施形態では、第１のハウジング１１１０
の少なくとも一部を第２のハウジング１１６０内に配置された状態にすることによって又
は第１のハウジング１１１０と第２のハウジング１１６０を互いの内部に配置することな
く介在具（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）又は取付具を通じて互いに連結された状態にすることに
よって、第１のハウジング１１１０と第２のハウジング１１６０を互いに連結することが
できる。第２のハウジング１１６０は、例えば、接着接合、溶接接合、スナップ嵌め（例
えば、第１のハウジング上に配置された嵌合する突起部が第２のハウジングによって画定
される対応する開口部内に受け入れられる及び／又はこれによって保持される配置又はこ
の逆の配置）、２つの部品が互いに押された後で摩擦によって締結される締まり嵌め（例
えば、Ｌｕｅｒ−Ｓｌｉｐ（登録商標）など）、Ｌｕｅｒ−Ｌｏｋ（登録商標）のような
取り外し可能な連結を含むねじ連結、又はフランジ接続のような任意の適切な機構によっ
て第１のハウジング１１１０に連結することができる。第１のハウジング１１１０と第２
のハウジング１１６０との間の連結は、穿刺可能部材１１７０が図２に示すように破壊さ
れている又は破断されているときに第１の体積１１６３と第１のチャンバ１１１４との間
の流体移送が漏れる及び／又は汚染されることにならないように流体密封性にすることが
できる。第１のハウジング１１１０と第２のハウジング１１６０との間の流体密封性連結
は、嵌合する構成要素のテーパはめあい、Ｏリング、ガスケットなどの使用を通じて達成
することができる。

【0030】

反応モジュール１２００は、反応チャンバ１２６２及び第２の体積１２１３を画定する
。第２の体積１２１３は物質Ｒ２を収容する。物質Ｒ２は、反応チャンバ１２６２及び／
又はカートリッジ１００１のあらゆる他の部分内の反応に関与する又は他の方法で反応を
支持する鉱油、洗浄バッファ、試薬などのようなあらゆる生体物質又は化学物質とするこ
とができる。反応モジュール１２００は、反応チャンバ１２６２及び第２の体積１２１３
のそれぞれを分離モジュール１１００の第２のチャンバ１１９０と流体連通する状態にお
くことができるように分離モジュール１１００に連結される。反応モジュール１２００は
、例えば、接着接合、溶接接合、スナップ嵌め（例えば、第１のハウジング上に配置され
た嵌合する突起部が第２のハウジングによって画定される対応する開口部内に受け入れら
れる及び／又はこれによって保持される配置又はこの逆の配置）、２つの部品が互いに押
された後で摩擦によって締結される締まり嵌め（例えば、Ｌｕｅｒ−Ｓｌｉｐ（登録商標
）など）、Ｌｕｅｒ−Ｌｏｋ（登録商標）のような取り外し可能な連結を含むねじ連結、
又はフランジ接続のような任意の適切な機構によって、分離モジュール１１００に連結す
ることができる。第１のハウジング１１１０と反応モジュール１２００との間の連結は、
分離モジュール１１００と反応モジュール１２００との間の流体移送が漏れる及び／又は
汚染されることにならないように流体密封性にすることができる。反応モジュール１２０
０と分離モジュール１１００との間の流体密封性連結は、嵌合する構成要素のテーパはめ
あい、Ｏリング、ガスケットなどを用いて達成することができる。幾つかの実施形態では
、分離モジュール１１００と反応モジュール１２００との間の連結部は取り外し可能であ
る。

【0031】

この配置は、物質が反応チャンバ１２６２及び／又は第２の体積１２１３から第２のチ
ャンバ１１９０に移送されること、又はその逆を可能にする。例えば、使用時に、試料Ｓ
、物質Ｒ１、又は物質Ｒ２のうちの１つ又は複数のような試料、試薬、及び／又は他の支
持材料を、所望の反応に関連して反応チャンバ１２６２の中に又は外に移送することがで
きる。第２のチャンバ１１９０、反応チャンバ１２６２、及び／又は第２の体積１２１３
の間の流体移送は、重力、毛管力、油圧などを通じてもたらすことができる。幾つかの実
施形態では、油圧は、ピストンポンプ、バッフルポンプ、又は他の任意の適切な移送機構
を通じて適用される。幾つかの実施形態では、こうした流体移送機構は、カートリッジ１
００１の外部又はカートリッジ１００１の内部（例えば、少なくとも部分的に分離モジュ
ール１１００及び／又は反応モジュール１２００の内部に配置される）のいずれかとする
ことができる。

【0032】

幾つかの実施形態では、物質Ｒ１と試料Ｓ又はその一部は、逆転写酵素を用いることに
よってリボ核酸（ＲＮＡ）鋳型から一本鎖の相補的デオキシリボ核酸（ｃＤＮＡ）を生じ
る逆転写プロセスに関連して、第１の体積１１６３及び第１のチャンバ１１１４から第２
のチャンバ１１９０を通じて反応チャンバ１２６２に移送することができる。逆転写プロ
セスの完了後に、新たに合成されたｃＤＮＡ又は試料Ｓ中に存在するＤＮＡに対してＰＣ
Ｒプロセスを行うために、物質Ｒ２を、第２の体積１２１３から第２のチャンバ１１９０
を通じて反応チャンバ１２６２に移送することができる。こうした実施形態では、物質Ｒ
２は、Ｔａｑポリメラーゼを含む１つ又は複数のＰＣＲ試薬を含むことができる。幾つか
の実施形態では、物質Ｒ１及び／又は物質Ｒ２は、ＤＮＡ結合色素（例えば、ＤＮＡプロ
ーブの５’末端に結合された副溝結合剤（ＭＧＢ）、ＭＧＢ、及びフルオロフォア、この
場合、ＤＮＡプローブは標的配列と特異的にハイブリッド形成する）を含むことができ、
そのため、本明細書で説明される機器及び／又は方法のいずれかを用いて反応チャンバ１
２６２の中の蛍光レポーター分子からの蛍光を検出することによって、ＰＣＲプロセスの
進行をリアルタイムで監視することができる。

【0033】

幾つかの実施形態では、カートリッジ１００１（図１及び図２）は、核酸試料の分離と
増幅との両方のために用いられる。例えば、分離は、第１のチャンバ１１１４又は第２の
チャンバ１１９０の中で起こってもよい。物質Ｒ１は、一実施形態では、核酸分離用の試
薬を含む。ＤＮＡ、ＲＮＡ、及びこれらの組合せは、本明細書で提供されるカートリッジ
によって分離することができる。例えば、物質Ｒ１は、一実施形態では、ＤＮＡ又はＲＮ
Ａのいずれかを分離するために試薬で誘導体化した磁性ビーズを含む。

【0034】

個々の核酸と全核酸との両方を、本明細書で提供されるカートリッジの中で分離するこ
とができる。例えば、物質Ｒ１は、一実施形態では、試料中に存在するメッセンジャーＲ
ＮＡの全プールを分離するように設計される、ポリＡ配列で誘導体化したビーズを含む。
別の実施形態では、物質Ｒ１は、試料中の核酸の一部のみを分離するように設計される、
特異的核酸配列で誘導体化したビーズを含む。

【0035】

核酸が分離されると、これを増幅させることができる。一実施形態では、増幅はＰＣＲ
によって行われる。この発明の目的上、核酸試料に対する「ＰＣＲ」への言及は、逆転写
ＰＣＲ（ｒｅｖｅｒｓｅ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ−ＰＣＲ）（ＲＴ−ＰＣＲ）を含
む。具体的には、核酸試料が１つ又は複数の標的ＲＮＡ又はＲＮＡ群（例えば、全ｍＲＮ
Ａ）であるときに、標的ＲＮＡに対してＲＴ−ＰＣＲが行われることになる。本明細書で
提供されるＰＣＲマスターミックスは、したがって、逆転写用の試薬を含むことができる
。逆転写ステップは、ＰＣＲと同じチャンバ又はモジュール、若しくは異なるチャンバ又
はモジュールで行うことができる。一実施形態では、逆転写とＰＣＲは、ＲＴ−ＰＣＲマ
スターミックスを提供することによって同じチャンバで行われる。当該技術分野の当業者
は、初めに分離される核酸試料に基づいて、ＲＴ−ＰＣＲ又はＰＣＲのどちらが必要であ
るかがすぐに分かるであろう。本明細書で提供されるカートリッジのいずれも、ＤＮＡ及
び／又はＲＮＡを分離するため、及びＲＴ−ＰＣＲ及び／又はＰＣＲを行うために用いる
ことができる。

【0036】

例えば、一実施形態では、ＲＮＡが最初に分離される場合には、例えば第２のチャンバ
１１９０又は反応チャンバ１２６２の中で、分離された試料に対して逆転写酵素反応が行
われる。ＤＮＡが分離される場合には、これは、例えば反応チャンバ１２６２の中でＰＣ
Ｒによって増幅させることができる。同様に、ＲＮＡが最初に試料Ｓから分離される場合
には、これは例えば反応チャンバ１２６２の中で逆転写反応を受け、この反応の産物が、
下流のＰＣＲ反応で、例えば反応チャンバ１２６２の中で用いられる。幾つかの実施形態
では、複数の標的核酸がＰＣＲで増幅され、ＰＣＲ反応がリアルタイムで監視される。複
数の標的の増幅は、一実施形態では、各標的に対して特異的な個々のＤＮＡハイブリダイ
ゼーションプローブを採用することによって監視され、この場合、各プローブは、異なる
波長の光を放出する又は独自の波長で励起することができるフルオロフォアを含む。ＤＮ
Ａハイブリダイゼーションプローブは、一実施形態では、物質Ｒ２（又はこの一部）とし
て第２の体積１２１３の中に提供される。

【0037】

ＰＣＲを監視するために用いられるプローブは、一実施形態では、関心あるＤＮＡ標的
と特異的にハイブリッド形成するＤＮＡオリゴヌクレオチドであり、３’末端に非蛍光性
クエンチャー及び５’末端にフルオロフォアを含む。加えて、この実施形態では、ＤＮＡ
オリゴヌクレオチドは、オリゴヌクレオチドと直接結合されるか又はフルオロフォアと結
合される５’末端にＭＧＢを含む（Ｌｕｋｈｔａｎｏｖ他、（２００７）、Ｎｕｃｌｅｉ
ｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ３５、ｐｐ．ｅ３０参照）。ＤＮＡオリゴヌクレオチ
ドプローブは、標的と結合されたときに蛍光を発するが、溶液中では蛍光を発しない。し
たがって、ＰＣＲでの産物の合成時に、より多くのハイブリダイゼーションが起こること
になり、より多くの蛍光が発せられる。したがって、蛍光の量は発生した標的の量に比例
する。

【0038】

ＰＣＲ反応のリアルタイム監視は、図１及び図２に示されたカートリッジに限定されな
い。むしろ、本明細書で提供されるカートリッジのいずれも、例えば上で説明されるＤＮ
Ａハイブリダイゼーションプローブを伴うリアルタイムＰＣＲを採用することができる。

【0039】

幾つかの実施形態では、カートリッジ１００１は、反応チャンバ１２６２内のＰＣＲプ
ロセスの発生を容易にするために本明細書で説明される機器及び／又は方法のうちのいず
れによっても取り扱うことができる。こうした実施形態では、反応モジュール１２００は
、反応チャンバ１２６２の内容物がＰＣＲプロセスに関連して熱サイクルを受けることを
可能にするために、熱伝達装置に連結する及び／又はこれと接触した状態におくことがで
きる。こうした実施形態では、反応モジュール１２００はさらに、ＰＣＲプロセスのリア
ルタイム監視を可能にするために光学装置に作動的に連結することができる。他の実施形
態では、反応モジュール１２００及び／又は分離モジュール１１００は、その中で起こる
反応及び／又は分離プロセスを容易にするために、光エネルギー、超音波エネルギー、磁
気エネルギー、油圧エネルギーなどのような他のエネルギー源に作動的に連結することが
できる。

【0040】

図１〜図２は、それぞれ第２のチャンバ１１９０と流体連通する反応チャンバ１２６２
及び第２の体積１２１３を示すが、他の実施形態では、反応チャンバ１２６２、第２の体
積１２１３、及び／又は分離モジュールの第２のチャンバ１１９０の間の流体連通は、選
択的なものとすることができる。別の言い方をすれば、幾つかの実施形態では、反応モジ
ュール１２００及び／又は分離モジュール１１００は、第２のチャンバ１１９０を第２の
体積１２１３及び／又は反応チャンバ１２６２と選択的に流体連通する状態におくことが
できる弁又は穿刺可能膜のような機構を含むことができる。分離モジュール１１００は、
１つの第１の体積１１６３を画定するものとして示されるが、幾つかの実施形態では、分
離モジュール１１００は、任意の数の体積を画定することができ、及び／又は任意の数の
異なる物質を収容することができる。同様に、反応モジュール１２００は、１つの第２の
体積１２１３を画定するものとして示されるが、幾つかの実施形態では、反応モジュール
１２００は、任意の数の体積を画定することができ、且つ任意の数の異なる物質を収容す
ることができる。

【0041】

図３は、第１のモジュール２１１０、第２のモジュール２１６０、及び第３のモジュー
ル２２００を含む、一実施形態に係るカートリッジ２００１の略図である。第１のモジュ
ール２１１０は、第１のチャンバ２１１４及び第２のチャンバ２１９０を画定する。第１
のチャンバ２１１４及び／又は第２のチャンバ２１９０は、例えば、尿、血液、組織試料
を含有する他の物質などのような標的核酸を含有する、いかなる生体試料をも収容するこ
とができる。第１のチャンバ２１１４は第２のチャンバ２１９０と流体連通するものとし
て示されるが、他の実施形態では、第１のチャンバ２１１４は、第２のチャンバ２１９０
と選択的に流体連通する状態におくことができる。別の言い方をすれば、幾つかの実施形
態では、第１のモジュール２１１０は、第１のチャンバ２１１４を第２のチャンバ２１９
０と選択的に流体連通する状態におくことができる弁（図３には図示せず）のような任意
の適切な機構を含むことができる。さらに、他の実施形態では、第１のモジュール２１１
０は、第１のチャンバ２１１４と第２のチャンバ２１９０との間の物質の移送及び／又は
移送の制御を容易にするために、例えば、弁、毛細管流動制御装置、ポンプなどを含む任
意の適切な流量制御機構及び／又は移送機構（図３には図示せず）を有することができる
。

【0042】

第２のモジュール２１６０は、いかなる生体物質又は化学物質をも十分に又は部分的に
収容することができる第１の体積２１６３を画定する。物質は、例えば、第１のチャンバ
２１１４及び／又はカートリッジ２００１のあらゆる他の部分内の反応に関与する又は他
の方法で反応を支持することができる鉱油、洗浄バッファ、試薬などとすることができる
。一実施形態では、第１のチャンバ２１１４の中の反応は、分離反応、例えば核酸又はペ
プチド分離である。第２のモジュール２１６０は、本明細書で説明されるように任意の適
切な方法で第１のモジュール２１１０に連結することができる。幾つかの実施形態では、
例えば、第１のモジュール２１１０と第２のモジュール２１６０は、第１のモジュール２
１１０と第２のモジュール２１６０がモジュール式に配置されるように別々に構築し及び
共に連結することができる。このようなモジュール配置では、種々の異なる構成の第１の
モジュール２１１０と第２のモジュール２１６０を一緒に用いることができる。異なる構
成の第１のモジュール２１１０及び／又は第２のモジュール２１６０は、第１のモジュー
ル２１１０及び／又は第２のモジュール２１６０内に異なる試薬及び／又は異なる構造体
を含むことができる。図３に示すように、第２のモジュール２１６０の一部は、第１の体
積２１６３を第１のチャンバ２１１４と流体連通する状態におくことができるように第１
のモジュール２１１０の第１のチャンバ２１１４内に配置される。他の実施形態では、第
１の体積２１６３は、第１のチャンバ２１１４と選択的に流体連通する状態におくことが
できる。幾つかの実施形態では、例えば、第１のモジュール２１１０及び／又は第２のモ
ジュール２１６０は、第２のモジュール２１６０が第１のモジュール２１１０に連結され
るときに第１の体積２１６３を第１のチャンバ２１１４と選択的に流体連通する状態にお
くことができる、本明細書で説明されるように弁及び／又は任意の適切な流体制御機構及
び／又は移送機構のような任意の適切な機構を含むことができる。幾つかの実施形態では
、物質及び／又は試料は、本明細書で説明されるように任意の適切な流体移送機構を用い
て第１の体積２１６３と第１のチャンバ２１１４との間で移送することができる。例えば
、使用時に、試料、分離された試料（例えば、分離されたＤＮＡ、分離されたＲＮＡ、分
離されたペプチド、分離されたタンパク質）、試薬（例えば、分離試薬）、及び／又は他
の支持物質を、所望の反応に関連して第１のチャンバ２１１４の中に及び／又はそこから
外に移送することができる。さらに他の実施形態では、第１の体積２１６３は、例えば、
本明細書で説明されるような（図３には図示されない）弁、穿刺可能部材、又は選択的移
送機構によって第１のチャンバ２１１４から流体的に分離することができる。

【0043】

第３のモジュール２２００は、反応チャンバ２２６２及び第２の体積２２１３を画定す
る。反応チャンバ２２６２及び／又は第２の体積２２１３は、反応チャンバ２２６２及び
／又はカートリッジ２００１のいずれかの他の部分内の反応に関与する又は他の方法で反
応を支持する鉱油、洗浄バッファ、１つ又は複数のＰＣＲ試薬、試薬などのような１つ又
は複数の生体物質又は化学物質を十分に又は部分的に収容することができる。第３のモジ
ュール２２００は、本明細書で説明されるように任意の適切な方法で第１のモジュール２
１１０に連結することができる。幾つかの実施形態では、第１のモジュール２１１０は、
例えば、生体試料から１つ又は複数の標的核酸を分離するための分離モジュール２１１０
である。幾つかの実施形態では、第１のモジュール２１１０は、ＲＮＡ分離及び第一鎖ｃ
ＤＮＡ合成のために用いられる。この実施形態では、第１の体積２１６３は分離試薬及び
逆転写（ＲＴ）反応用試薬を含む。幾つかの実施形態では、例えば、第１のモジュール２
１１０と第３のモジュール２２００は、第１のモジュール２１１０と第３のモジュール２
２００がモジュール式に配置されるように別々に構築し及び共に連結することができる。
このようなモジュール配置では、異なる構成の第１のモジュール２１１０と第３のモジュ
ール２２００を一緒に用いることができる。異なる構成の第１のモジュール２１１０及び
／又は第３のモジュール２２００は、第１のモジュール２１１０及び／又は第３のモジュ
ール２２００内に異なる試薬及び／又は異なる構造体を含むことができる。図３に示すよ
うに、第３のモジュール２２００の一部は、反応チャンバ２２６２と第２の体積２２１３
のそれぞれが第２のチャンバ２１９０と流体連通するように、第１のモジュール２１１０
の第２のチャンバ２１９０内に配置される。他の実施形態では、反応チャンバ２２６２及
び／又は第２の体積２２１３は、第２のチャンバ２１９０と選択的に流体連通する状態に
おくことができる。別の言い方をすれば、幾つかの実施形態では、第１のモジュール２１
１０及び／又は第３のモジュール２２００は、反応チャンバ２２６２及び／又は第２の体
積２２１３を第２のチャンバ２１９０と選択的に流体連通する状態におくことができる、
本明細書で説明されるような弁及び／又は任意の適切な流体制御機構及び／又は移送機構
のような任意の適切な機構を含むことができる。幾つかの実施形態では、物質及び／又は
試料は、本明細書で説明されるような適切な流体移送機構を用いて、第２のチャンバ２１
９０、反応チャンバ２２６２、及び／又は第２の体積２２１３の間で移送することができ
る。例えば、使用時に、試料、試薬、及び／又は他の支持材料を、所望の反応に関連して
反応チャンバ２２６２の中に又はそこから外に移送することができる。さらに他の実施形
態では、反応チャンバ２２６２及び／又は第２の体積２２１３は、例えば、本明細書で説
明されるように（図示されない）穿刺可能部材又は選択的移送機構によって第２のチャン
バ２１９０から流体的に分離することができる。

【0044】

幾つかの実施形態では、カートリッジ２００１は、試料調製、核酸分離、及び／又は試
料に対するポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を行うために用いることができる。こうした
実施形態では、第１のモジュール２１１０内で試料から標的核酸を分離することができる
。分離された核酸は、ＲＮＡ、ＤＮＡ、又はこれらの組合せとすることができる。前述の
ように、ＰＣＲの前にＲＮＡが分離される場合には、カートリッジ２００１の中で、例え
ば第１のチャンバ２１１４又は第２のチャンバ２１９０の中で逆転写反応が行われる。分
離された核酸（又はＲＮＡが分離された場合に新たに合成されたｃＤＮＡ）を、本明細書
で説明されるように第３のモジュール２２００の中で（例えば、ＰＣＲを用いて）、例え
ば、５’末端にフルオロフォア及びＭＧＢ、並びに３’末端に非蛍光性クエンチャーを備
えるＤＮＡオリゴヌクレオチドプローブを伴うリアルタイムＰＣＲで、増幅させることが
できる。カートリッジ２００１のモジュール配置は、それぞれが例えば異なる試薬を収容
する及び／又はそれぞれが異なるタイプの試料を増幅させるように構成される任意の数の
異なる第３のモジュール２２００が第１のモジュール２１１０と共に用いられることを可
能にし、逆もまた同様である。幾つかの実施形態では、カートリッジ２００１は、反応チ
ャンバ２２６２内のＰＣＲプロセスの発生を容易にするために、本明細書で説明される機
器及び／又は方法のうちのいずれかによって取り扱うことができる。こうした実施形態で
は、第３のモジュール２２００は、反応チャンバ２２６２の内容物がＰＣＲプロセスに関
連して熱サイクルを受けることを可能にするために熱伝達装置に連結する及び／又はこれ
と接触した状態におくことができる。こうした実施形態では、第３のモジュール２２００
はさらに、ＰＣＲプロセスを監視するために光学装置に作動的に連結することができる。
他の実施形態では、第３のモジュール２２００及び／又は第１のモジュール２１１０は、
その中で起こる反応及び／又は分離プロセスを容易にするために、光エネルギー源、超音
波エネルギー源、磁気エネルギー源、油圧エネルギー源などのような他のエネルギー源に
作動的に連結することができる。

【0045】

図３は、１つの第１の体積２１６３と１つの第２の体積２２１３とを画定するものとし
て一体化されたカートリッジ２００１を示すが、幾つかの実施形態では、一体化されたカ
ートリッジ２００１は、任意の数の異なる物質を収容する及び／又は付加的な機能を果た
すように任意の数の第１の体積２１６３及び／又は第２の体積２２１３を画定することが
できる。例えば、第１の体積２１６３及び／又は第２の体積２２１３は、別個の洗浄バッ
ファ、溶離バッファ、逆転写反応用試薬、ＰＣＲ試薬、溶解バッファを収容することがで
きる。

【0046】

前述のように、幾つかの実施形態では、本明細書で説明されるカートリッジのいずれも
、カートリッジ内に画定された種々のチャンバの間で試料を移送するように構成された１
つ又は複数の移送機構を含むことができる。例えば、図４は、第１のモジュール３１１０
、第２のモジュール３１６０、及び第３のモジュール３２００を含む、一実施形態に係る
カートリッジ３００１の略図である。第１のモジュール３１１０は、第１のチャンバ３１
１４及び第２のチャンバ３１９０を画定する。幾つかの実施形態では、第１のモジュール
３１１０は、例えば、生体試料からの１つ又は複数の標的核酸、核酸群（例えば、全ＲＮ
Ａ、全ＤＮＡ、ｍＲＮＡ）、若しくは標的ペプチド又はタンパク質を分離するための分離
モジュールとして働く。第１のチャンバ３１１４及び／又は第２のチャンバ３１９０は、
いかなる生体試料、例えば、尿、血液、組織試料を含有する他の物質などのような標的核
酸を含有する生体試料もを収容することができる。第１の移送機構３１４０は、第１のチ
ャンバ３１１４と第２のチャンバ３１９０との間に配置される。

【0047】

幾つかの実施形態では、第１の移送機構３１４０は、第１のチャンバ３１１４と第２の
チャンバ３１９０との間で試料及び／又は物質を選択的に移送するために選択的移送機構
とすることができる。こうした実施形態では、例えば、第１の移送機構３１４０は、第１
のチャンバ３１１４及び／又は第２のチャンバ３１９０の間での異なる特性を有する試料
及び／又は物質の移送を制限及び／又は防止しながら、第１のチャンバ３１１４と第２の
チャンバ３１９０との間で特定の特性をもつ試料及び／又は物質を移送することができる
。幾つかの実施形態では、第１の移送機構３１４０は、試料及び／又は物質の磁気特性に
基づいて試料及び／又は物質を移送するために磁性構成要素を用いる装置とすることがで
きる。他の実施形態では、第１の移送機構３１４０は、例えば、電気泳動の使用などによ
る試料及び／又は物質の表面電荷に基づいて試料及び／又は物質を移送することができる
。さらに他の実施形態では、第１の移送機構３１４０は、試料及び／又は物質内の分子又
はイオンのサイズに基づいて試料及び／又は物質を移送することができる。こうした実施
形態では、第１の移送機構３１４０は、試料及び／又は物質を選択的に移送するための逆
浸透機構を含むことができる。別の言い方をすれば、幾つかの実施形態では、第１の移送
機構３１４０は、その中の標的にされた試料及び／又は物質及び／又は分子及び／又はイ
オンに対して作用するために、例えば、磁気力、静電気力、圧力などを含む力に頼る及び
／又はもたらすことができる。第１の移送機構３１４０はまた、（例えば、付加的な物理
的動きを付与するために及び／又は付加的な選択性を提供するために）任意の適切な構造
体を含むことができ、及び／又は複数の選択的な移送機構を組み合わせることができる。
幾つかの実施形態では、第１の移送機構３１４０は、第１のチャンバ３１１４と第２のチ
ャンバ３１９０との間の実質的な流体分離を維持しながら、第１のチャンバ３１１４と第
２のチャンバ３１９０との間で或る分子又はイオンを選択的に移送することができる。幾
つかの実施形態では、第１の移送機構３１４０は、参照によりその全体が本明細書に組み
込まれる２００６年１０月１７日に出願された「ＣＡＳＳＥＴＴＥ ＦＯＲ ＳＡＭＰＬＥ
ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮ」と題する米国特許第７，７２７，４７３号で開示されるよう
な電磁弁とすることができる。さらに他の実施形態では、第１の移送機構３１４０は、第
１のチャンバ３１１４と第２のチャンバ３１９０との間で物質及び／又は試料を非選択的
に移送することができる。

【0048】

第２のモジュール３１６０は、第１のチャンバ３１１４及び／又はカートリッジ３００
１のあらゆる他の部分内の反応に関与する又は他の方法で反応を支持することができる、
例えば、鉱油、核酸分離、試薬、逆転写試薬、溶離バッファ、溶解バッファ、洗浄バッフ
ァ、試薬などのような任意の生体物質又は化学物質を十分に又は部分的に収容することが
できる第１の体積３１６３を画定する。第２のモジュール３１６０は、本明細書で説明さ
れるような任意の適切な方法で第１のモジュール３１１０に連結することができる。幾つ
かの実施形態では、例えば、第１のモジュール３１１０と第２のモジュール３１６０は、
第１のモジュール３１１０と第２のモジュール３１６０がモジュール式に配置されるよう
に別々に構築し及び共に連結することができる。このようなモジュール配置では、異なる
構成の第１のモジュール３１１０と第２のモジュール３１６０を一緒に用いることができ
る。異なる構成の第１のモジュール３１１０及び／又は第２のモジュール３１６０は、モ
ジュール内の異なる試薬及び／又は異なる構造体を含むことができる。図４に示すように
、第２のモジュール３１６０の一部は、第１の体積３１６３が第１のチャンバ３１１４と
流体連通するように第１のモジュール３１１０の第１のチャンバ３１１４内に配置される
。他の実施形態では、第１の体積３１６３は、第１のチャンバ３１１４と選択的に流体連
通する状態におくことができる。別の言い方をすれば、幾つかの実施形態では、第１のモ
ジュール３１１０及び／又は第２のモジュール３１６０は、第１の体積３１６３を第１の
チャンバ３１１４と選択的に流体連通する状態におくことができる、本明細書で説明され
るような弁及び／又は任意の適切な流体制御機構及び／又は移送機構のような任意の適切
な機構を含むことができる。幾つかの実施形態では、物質及び／又は試料は、本明細書で
説明されるような任意の適切な流体移送機構を用いて第１の体積３１６３と第１のチャン
バ３１１４との間で移送することができる。例えば、使用時に、試料、試薬、及び／又は
他の支持材料を、所望の反応に関連して第１のチャンバ３１１４の中に又はそこから外に
移送することができる。さらに他の実施形態では、第１の体積３１６３は、例えば、本明
細書で説明されるような（図示されない）穿刺可能部材又は選択的移送機構によって第１
のチャンバ３１１４から流体的に分離することができる。

【0049】

第３のモジュール３２００は反応チャンバ３２６２を画定する。反応チャンバ３２６２
は、反応チャンバ３２６２及び／又はカートリッジ３００１の任意の他の部分内の反応に
関与する又は他の方法で反応を支持する鉱油、逆転写試薬、溶離バッファ、溶解バッファ
、ＰＣＲ試薬（例えば、Ｔａｑポリメラーゼ、プライマ、反応を監視するためのＤＮＡオ
リゴヌクレオチドプローブ、Ｍｇ２＋）、洗浄バッファ、試薬などのような任意の生体物
質又は化学物質を十分に又は部分的に収容することができる。第３のモジュール３２００
は、本明細書で説明されるような任意の適切な方法で第１のモジュール３１１０に連結す
ることができる。幾つかの実施形態では、例えば、第１のモジュール３１１０と第３のモ
ジュール３２００は、第１のモジュール３１１０と第３のモジュール３２００がモジュー
ル式に配置されるように別々に構築し及び共に連結することができる。このようなモジュ
ール配置では、異なる構成の第１のモジュール３１１０と第３のモジュール３２００を一
緒に用いることができる。異なる構成の第１のモジュール３１１０及び／又は第３のモジ
ュール３２００は、モジュール内に異なる試薬及び／又は異なる構造体を含むことができ
る。図４に示すように、第３のモジュール３２００の一部は、反応チャンバ３２６２のそ
れぞれが第２の移送機構３２４０の制御を受ける第２のチャンバ３１９０と流体連通する
ことができるように第１のモジュール３１１０の第２のチャンバ３１９０内に配置される
。

【0050】

第２の移送機構３２４０は、物質及び／又は試薬を第２のチャンバ３１９０から反応チ
ャンバ３２６２に又はこの逆に移送することができる。幾つかの実施形態では、例えば、
第２の移送機構は、所定の体積の物質及び／又は試薬を第２のチャンバ３１９０と反応チ
ャンバ３２６２との間で移送することができる。同様に述べると、幾つかの実施形態では
、第２の移送機構３２４０は、物質及び／又は試薬を第２のチャンバ３１９０と反応チャ
ンバ３２６２との間で所定の体積流量で移送することができる。幾つかの実施形態では、
例えば、第２の移送機構３２４０は、第２のチャンバ３１９０及び／又は反応チャンバ３
２６２に対して正圧又は真空を適用するように構成されたポンプとすることができる。こ
うした実施形態では、第２の移送機構３２４０は、本明細書で説明される機器及び／又は
方法のいずれかを用いてプランジャによって始動されるポンプとすることができる。幾つ
かの実施形態では、第２の移送機構３２４０は、反応チャンバ３２６２の中に収容された
物質及び／又は試料を第２のチャンバ３１９０の中に又はこの逆に移送するために、第２
の移送機構３２４０が穿刺可能部材を穿刺する、破壊する、切断する、及び／又は破断す
ることができるように、本明細書で説明されるように穿刺可能部材を有することができる
。他の実施形態では、例えば、第２の移送機構３２４０は毛細管流動制御装置とすること
ができる。さらに他の実施形態では、第２の移送機構３２４０は、本明細書で説明される
ような任意の他の選択的又は選択的でない移送機構とすることができる。

【0051】

幾つかの実施形態では、カートリッジ３００１は、試料調製、核酸分離、逆転写（ＲＮ
Ａが最初に分離される場合）、及び／又は試料に対するポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）
を行うために用いることができる。こうした実施形態では、第１のモジュール３１１０内
で試料から標的核酸を分離することができる。次いで、さらに後述するように、分離した
核酸を第３のモジュール３２００の中で（例えばＰＣＲを用いて）増幅させることができ
る。本明細書で説明されるように、本発明のカートリッジ、例えばカートリッジ３００１
により、複数の標的に対するＰＣＲをリアルタイムで監視することができる。一実施形態
では、複数の標的の増幅は、Ｌｕｋｈｔａｎｏｖ他（Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ
ｅａｒｃｈ ３５、ｐｐ．ｅ３０、２００７）によって開示されたＤＮＡオリゴヌクレオ
チドプローブを伴って行われる。カートリッジ３００１のモジュール配置は、それぞれが
例えば異なる試薬を収容する及び／又はそれぞれが異なるタイプの試料を増幅させるよう
に構成される任意の数の異なる第３のモジュール３２００が第１のモジュール３１１０と
共に用いられることを可能にし、逆もまた同様である。幾つかの実施形態では、カートリ
ッジ３００１は、反応チャンバ３２６２内のＰＣＲプロセスの発生を容易にするために本
明細書で説明される機器及び／又は方法のうちのいずれかによって取り扱うことができる
。こうした実施形態では、第３のモジュール３２００は、反応チャンバ３２６２の内容物
がＰＣＲプロセスに関連して熱サイクルを受けることを可能にするために熱伝達装置に連
結する及び／又はこれと接触した状態におくことができる。こうした実施形態では、第３
のモジュール３２００はさらに、ＰＣＲプロセスを監視するために光学装置に作動的に連
結することができる。他の実施形態では、第３のモジュール３２００及び／又は第１のモ
ジュール３１１０は、その中で起こる反応及び／又は分離プロセスを容易にするために、
光エネルギー、超音波エネルギー、磁気エネルギー、油圧エネルギーなどのような他のエ
ネルギー源に作動的に連結することができる。

【0052】

一実施形態では、図４に関連して示され説明されたカートリッジ３００１は、第１のモ
ジュール、第２のモジュール、及び第３のモジュールを含むが、他の実施形態では、カー
トリッジは、互いに連結された２つのモジュールを含むことができる。例えば、図５は、
第１のモジュール４２００及び第２のモジュール４１６０を含む、一実施形態に係るカー
トリッジ４００１の一部の略図である。カートリッジ４００１の一部は、図５に示すよう
に分離モジュール４１１０に連結することができる。第１のモジュール４２００は、反応
バイアル４２６０、基体４２２０、及び第１の移送機構４１４０を含む。反応バイアル４
２６０は、反応チャンバ４２６２及び／又はカートリッジ４００１のあらゆる他の部分内
の反応に関与する又は他の方法で反応を支持する、例えば、尿、血液、組織試料を含有す
る他の物質などのような標的核酸を含有するあらゆる生体試料又は化学試料、及び／又は
鉱油、洗浄バッファ、溶解バッファ、逆転写試薬、ＰＣＲ試薬、試薬などのような物質を
十分に又は部分的に収容することができる反応チャンバ４２６２を画定する。

【0053】

反応バイアル４２６０は、試料、例えば、分離された又は他の方法で試料に関連した反
応が起こることを可能にする状態で核酸試料を収容するための任意の適切な容器とするこ
とができる。或る実施形態では、反応バイアル４２６０は、加熱要素及び／又はブロック
（例えば後述のブロック１７１０参照）内に受け入れられる及び／又はこれに接触して配
置されるように構成された薄い壁を有することができる。反応バイアル４２６０は、所望
の反応及び／又はプロセスと適合するように或る特性をもつ任意の適切な材料から構築す
ることができる。幾つかの実施形態では、反応バイアル４２６０は、反応バイアル４２６
０内の物質及び／又は試料の熱サイクルを可能にするために実質的に熱伝導性材料から構
築することができる。幾つかの実施形態では、反応バイアル４２６０は、反応バイアル４
２６０内の体積に対して正圧又は真空が作用するときに反応バイアル４２６０の側壁がそ
の形状及び／又はサイズを実質的に保つように実質的に機械的に堅牢な材料から構築する
ことができる。幾つかの実施形態では、反応バイアル４２６０は、反応バイアル４２６０
を形成する材料が反応バイアル４２６０を汚染する又は他の方法でこの中の反応に影響を
及ぼすことにならないように、反応バイアル４２６０内の反応に対して実質的に化学的に
不活性な材料から構築することができる。

【0054】

反応バイアル４２６０はまた、こうした反応の監視（例えば、反応から結果的に生じる
又は反応と関連付けられる試料内の分析物の検出）を可能にする状態で試料を収容するた
めの任意の適切な容器とすることができる。幾つかの実施形態では、例えば、反応バイア
ル４２６０は、ＰＣＲバイアル、試験管、マイクロ遠沈管などとすることができる。さら
に、幾つかの実施形態では、反応バイアル４２６０の少なくとも一部は、その中で起こる
反応の光学監視を可能にするために実質的に透明とすることができる。

【0055】

幾つかの実施形態では、反応バイアル４２６０は、基体４２２０と一体に構築すること
ができる。他の実施形態では、反応バイアル４２６０は、本明細書で説明されるような任
意の適切な機構によって基体４２２０に連結することができる。

【0056】

基体４２２０は、第１の流路４２２１及び第２の流路４２２２の少なくとも一部を画定
する。第１の流路４２２１は、反応チャンバ４２６２及び分離モジュール４１１０の分離
チャンバ４１１４と流体連通するように構成される。第１の移送機構４１４０は、第１の
移送機構４１４０が始動されるときに試料Ｓ（又はこの一部）を分離チャンバ４１１４か
ら反応チャンバ４２６２に（矢印ＡＡで示すように）移送するように構成される。基体４
２２０は、任意の適切な構造体、材料、及び／又は製造プロセスを用いて第１の流路４２
２１及び第２の流路４２２２の一部を画定することができる。幾つかの実施形態では、基
体４２２０は単一の層とすることができる。他の実施形態では、基体４２２０は、構造体
及び流路を画定するために製作され及び互いに連結される複数の別個の材料の層から構築
することができる。幾つかの実施形態では、基体４２２０は、例えば、化学エッチング、
機械的及び／又はイオンミリング、エンボス加工、ラミネーション、及び／又はシリコン
接合を含むプロセスを用いて構築することができる。幾つかの実施形態では、基体４２２
０の少なくとも一部は、使用時に第１の流路及び／又は第２の流路を画定する基体の一部
を加熱することができるように、加熱要素の上に共に配置される、加熱要素内に配置され
る、及び／又は加熱要素と接触するように構成することができる。例えば、幾つかの実施
形態では、基体４２２０は、本明細書で開示される機器のいずれの内にも配置することが
でき、且つ、その中に収容された物質（例えば、分離チャンバ４１１４と反応チャンバ４
２６２との間で移送される試料の一部）をおよそ５０℃よりも高い温度に加熱する及び／
又はこの温度に維持することができるように第１の流路４２２１及び第２の流路４２２２
を加熱することができる。本明細書でより詳細に説明されるように、この配置は、ＰＣＲ
プロセスに関連する物質及び又は試薬の「ホットスタート」移送を容易にする。

【0057】

第１の移送機構４１４０は、第１のモジュール４２００内に少なくとも部分的に収容さ
れ、分離チャンバ４１１４から反応チャンバへの試料Ｓの移送を容易にするように構成さ
れる。幾つかの実施形態では、第１の移送機構４１４０は、第１の流路４２２１と第１の
モジュール４２００の外部の領域との間の流体分離を維持しながら試料Ｓの移送を容易に
することができる。例えば、幾つかの実施形態では、第１の移送機構４１４０は、第１の
モジュール４２００の外部の領域からの物質の添加なしに（例えば、圧縮ガスなどの添加
なしに）力を生じる及び／又は試料Ｓの移送を容易にする任意の機構とすることができる
。この配置は、汚染の可能性を低減させ、プロセスの自動化を改善し、及び／又は試料Ｓ
の移送の速度及び／又は正確さを他の方法で改善する。例えば、試料Ｓの移送は、異なる
時間ステップで進むようにプログラムすることができ、各時間ステップで異なる量の試料
Ｓを移送する。試料Ｓの移送の正確さの改善はまた、ＰＣＲ分析の質を改善することがで
きる。第１の移送機構は、本明細書で説明されるように任意の適切な機構とすることがで
きる。例えば、幾つかの実施形態では、第１の移送機構４１４０は、試料Ｓを分離チャン
バ４１１４と反応チャンバ４２６２との間で選択的に移送するために選択的移送機構とす
ることができる。幾つかの実施形態では、第１の移送機構４１４０は、試料Ｓの移送をも
たらすために磁気の力、静電気の力及び／又は圧力の力を適用することができる。

【0058】

第１のモジュール４２００は、第１のモジュール４２００と分離モジュール４１１０と
の間の流体連通を可能にするために本明細書で説明されるような任意の適切な方法で分離
モジュール４１１０に連結することができる。幾つかの実施形態では、例えば、第１のモ
ジュール４２００と分離モジュール４１１０は、第１のモジュール４２００と分離モジュ
ール４１１０がモジュール式に配置されるように別々に構築し及び共に連結することがで
きる。このようなモジュール配置では、異なる構成の第１のモジュール４２００と分離モ
ジュール４１１０を一緒に用いることができる。異なる構成の第１のモジュール４２００
及び／又は分離モジュール４１１０は、モジュール内に異なる試薬及び／又は異なる構造
体を含むことができる。

【0059】

第２のモジュール４１６０は、第２の移送機構４２４０を含み、且つ物質Ｒ１を収容す
るように構成された体積４１６３を画定する。本明細書で用いられる場合の物質Ｒ１及び
物質Ｒ２は、１つ又は複数の試薬を指すことができる。物質Ｒ１は、例えば、鉱油、洗浄
バッファ、蛍光色素、溶解バッファ、洗浄バッファ、溶離バッファ、逆転写試薬、ＰＣＲ
試薬（例えば、Ｔａｑポリメラーゼ、プライマ、Ｌｕｋｈｔａｎｏｖ他、（２００７）、
Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ３５、ｐｐ．ｅ３０によって説明される
プローブのようなＤＮＡハイブリダイゼーションプローブのうちの１つ又は複数）、試薬
などのような、いかなる生体物質又は化学物質ともすることができる。図５は、１つの体
積４１６３を含む第２のモジュール４１６０を示すが、他の実施形態では、第２のモジュ
ール４１６０は、その中に種々の物質（物質Ｒ１及び／又は異なる物質を含む）を保存す
ることができる任意の数の体積４１６３及び／又は容器を含むことができる。第２のモジ
ュール４１６０は、体積４１６３を第２の流路４２２２を介して反応チャンバ４２６２と
選択的に流体連通する状態におくことができるように、第１のモジュール４２００と連結
されるように構成される。第２の移送機構４２４０は、第２の移送機構４２４０が始動さ
れるときに物質Ｒ１の少なくとも一部を体積４１６３から反応チャンバ４２６２に（矢印
ＢＢで示すように）移送するように構成される。

【0060】

第２の移送機構４２４０は、物質Ｒ１を第２の体積４１６３から反応チャンバ４２６２
に又はこの逆に移送することができる。幾つかの実施形態では、例えば、第２の移送機構
は、所定の体積の物質Ｒ１を第２の体積４１６３と反応チャンバ４２６２との間で移送す
ることができる。幾つかの実施形態では、例えば、第２の移送機構は、物質Ｒ１を第２の
体積４１６３と反応チャンバ４２６２との間で所定の体積流量で移送することができる。
幾つかの実施形態では、例えば、第２の移送機構４２４０は、第２の体積４１６３及び／
又は反応チャンバ４２６２に対して正圧又は真空を適用するように構成されたポンプとす
ることができる。こうした実施形態では、第２の移送機構４２４０は、本明細書で説明さ
れる機器及び／又は方法のいずれかを用いてプランジャによって始動されるポンプとする
ことができる。幾つかの実施形態では、第２の移送機構４２４０は、使用時に、第２の移
送機構４２４０が穿刺可能部材を穿刺し、破壊し、切断し、及び／又は破断し、且つ反応
チャンバ４２６２の中に収容された物質及び／又は試料を第２の体積４１６３の中に又は
この逆に移送することができるように、本明細書で説明されるように穿刺可能部材を有す
ることができる。幾つかの他の実施形態では、例えば、第２の移送機構４２４０は毛細管
流動制御装置とすることができる。さらに他の実施形態では、第２の移送機構４２４０は
、本明細書で説明されるようなあらゆる他の移送機構とすることができる。

【0061】

幾つかの実施形態では、カートリッジ４００１は、試料調製、核酸分離、及び／又は試
料又はその分離された部分（例えば、分離された核酸試料）に対するポリメラーゼ連鎖反
応（ＰＣＲ）を行うために用いることができる。こうした実施形態では、分離モジュール
４１１０は、その中に収容された試料から標的核酸を分離することができる。次いで、さ
らに後述するように、分離した核酸を反応チャンバ４２６２の中で（例えばＰＣＲを用い
て）増幅させることができる。代替的に又は加えて、ＲＮＡが分離される場合、反応チャ
ンバ４２６２の中で逆転写反応を行うことができる。別の実施形態では、ＲＮＡが分離さ
れる場合、反応チャンバのうちの１つ、例えば反応チャンバ４２６２の中で、一体化され
た逆転写−ＰＣＲ反応が行われる。カートリッジ４００１のモジュール配置は、それぞれ
が例えば異なる試薬を収容する及び／又はそれぞれが異なるタイプの試料を増幅させる又
は異なるタイプの試料を分離するように構成される任意の数の異なる第２のモジュール４
１６０が第１のモジュール４２００と共に用いられることを可能にし、逆もまた同様であ
る。幾つかの実施形態では、カートリッジ４００１は、反応チャンバ４２６２内での増幅
プロセス、例えば、ＰＣＲプロセスの発生を容易にするために、本明細書で説明される機
器及び／又は方法のいずれかによって取り扱うことができる。こうした実施形態では、反
応バイアル４２６０は、反応チャンバ４２６２の内容物がＰＣＲプロセスに関連して熱サ
イクルを受けることを可能にするために熱伝達装置に連結する及び／又はこれと接触した
状態におくことができる。こうした実施形態では、反応バイアル４２６０はさらに、ＰＣ
Ｒプロセスを監視するために光学装置に作動的に連結することができる。他の実施形態で
は、反応バイアル４２６０及び／又は分離モジュール４１１０は、その中で起こる反応及
び／又は分離プロセスを容易にするために、光エネルギー、超音波エネルギー、磁気エネ
ルギー、油圧エネルギーなどのような他のエネルギー源に作動的に連結することができる
。

【0062】

図６及び図７は、それぞれ第１の構成及び第２の構成にある一実施形態に係るカートリ
ッジ５００１の一部の略図である。カートリッジ５００１の一部は第１のモジュール５２
００及び第２のモジュール５１００を含む。第１のモジュール５２００は、反応バイアル
５２６０、基体５２２０、及び第１の移送機構５２３５を含む。反応バイアル５２６０は
、試料Ｓに関連した反応が起こることを可能にする状態で試料を収容することができる反
応チャンバ５２６２を画定する。反応バイアル５２６０は、任意の適切な形状及び／又は
サイズを有することができ、本明細書で説明されるように任意の適切な材料を用いて構築
することができる。幾つかの実施形態では、例えば、反応バイアル５２６０は、ＰＣＲバ
イアル、試験管などとすることができる。

【0063】

第１の移送機構５２３５は、ハウジング５２３０とプランジャ５２３５が第１の体積５
２１３を画定するようにハウジング５２３０内に移動可能に配置されるプランジャ５２４
０を含む。第１の体積５２１３は第１の物質Ｒ１を収容する。第１の物質Ｒ１は、例えば
、試薬（例えば、Ｔａｑポリメラーゼ、プライマ、上記で説明されたプローブのようなＤ
ＮＡハイブリダイゼーションプローブ、又はこれらの組合せのようなＰＣＲ試薬）、逆転
写試薬、鉱油などとすることができる。プランジャ５２４０は、例えば、本明細書で説明
される機器のいずれかのような任意の適切な機構によって始動させることができる。

【0064】

基体５２２０は、第１の流路５２２１及び第２の流路５２２２の少なくとも一部を画定
する。第１の流路５２２１は、反応チャンバ５２６２、第１の体積５２１３、及び分離モ
ジュール５１１０の分離チャンバ５１１４（図６に点線形式で示される）と流体連通する
ように構成される。第２の流路５２２２は、分離チャンバ５１１４と流体連通するように
構成される。分離チャンバ５１１４は、本明細書で示され説明されるタイプの任意の適切
な分離チャンバ及び／又は分離モジュールとすることができる。さらに、分離チャンバ５
１１４は、本明細書で説明されるように任意の適切な方法で第１のモジュール５２００に
連結することができる。幾つかの実施形態では、分離チャンバ５１１４は、本明細書で説
明されるように第１のモジュール５２００に連結し、及びモジュール式に配置することが
できる。分離チャンバ５１１４と第１のモジュール５２００との間の取り外し可能な連結
は、本明細書で説明されるような任意の適切な機構を用いて流体密封性にすることができ
る。

【0065】

第２のモジュール５１００は、第２の移送機構５１５０を含み、且つ第２の物質Ｒ２を
収容するように構成された第２の体積５１６３を画定する。第２のモジュール５１００は
、第２の体積５１６３を第２の流路５２２２を介して分離チャンバ５１１４と選択的に流
体連通する状態におくことができるように、第１のモジュール５２００と連結されるよう
に構成される。第２のモジュール５１００は、第２の体積５１６３を分離チャンバ５１１
４及び／又は第２の流路５２２２と選択的に流体連通する状態におくように構成された任
意の機構及び／又はデバイスを含むことができる。例えば、幾つかの実施形態では、第２
のモジュール５１００は、第２の体積５１６３の境界の一部を画定し且つ第２の体積５１
６３を分離チャンバ５１１４及び／又は第２の流路５２２２から流体的に分離する穿刺可
能部材を含むことができる。他の実施形態では、第２のモジュール５１００は、第２の体
積５１６３を分離チャンバ５１１４及び／又は第２の流路５２２２と選択的に流体連通す
る状態におくように構成された弁を含むことができる。

【0066】

第２の移送機構５１５０は、第２の移送機構５１５０が始動されるときに第２の物質Ｒ
２の少なくとも一部を第２の体積５１６３から分離チャンバ５１１４の中に移送するよう
に構成される。第２の移送機構５１５０は、本明細書で説明されるような任意の適切な移
送機構とすることができる。例えば、幾つかの実施形態では、第２の移送機構５１５０は
、第２の体積５１６３から分離チャンバ５１１４への物質Ｒ２の移送をもたらすために、
磁気の力、静電気の力、及び／又は圧力の力を適用することができる。幾つかの実施形態
では、例えば、第２の移送機構５２５０は、本明細書で説明される機器及び／又は方法の
いずれかを用いてプランジャによって始動されるポンプとすることができる。幾つかの他
の実施形態では、例えば、第２の移送機構５２５０は毛細管流動制御装置とすることがで
きる。

【0067】

カートリッジ５００１は、分離チャンバ５１１４の中に最初に配置される試料Ｓに関係
する反応及び／又はアッセイを容易にするために、少なくとも第１の構成（図６）と第２
の構成（図７）との間で動かすことができる。カートリッジ５００１が第１の構成にある
ときに、プランジャ５２４０は、プランジャ５２４０の一部５２４６が第１の流路５２２
１内に配置されるようにハウジング５２３０内の第１の位置にある。したがって、カート
リッジ５００１が第１の構成にあるときに、第１の体積５２１３が反応チャンバ５２６２
から流体的に分離される。このようにして、カートリッジ５００１が第１の構成にあると
きに、第１の物質Ｒ１は、第１の体積５２１３内に維持され、反応チャンバ５２６２の中
に運ばれること（例えば、漏れ、重力送り、毛管作用などによる）が防がれる。さらに、
カートリッジ５００１が第１の構成にあるときに、第２の体積５１６３は、第２の流路５
２２２及び分離チャンバ５１１４から流体的に分離される。このようにして、カートリッ
ジ５００１が第１の構成にあるとき、第２の物質Ｒ２は、第２の体積５１６３内に維持さ
れ、分離チャンバ５１１４の中に運ばれること（例えば、漏れ、重力送り、毛管作用など
による）が防がれる。

【0068】

カートリッジ５００１は、第２の体積５１６３を、第２の流路５２２２を介して分離チ
ャンバ５１１４と流体連通する状態におき、第２の物質Ｒ２の少なくとも一部を分離チャ
ンバ５１１４の中に（図７の矢印ＣＣで示すように）運ぶために第２の移送機構５１５０
を始動させ、第１の移送機構５２３５を始動させることによって、第２の構成（図７）に
動かされる。より詳細には、第２の体積５１６３は、任意の適切な機構によって、例えば
、穿刺可能部材を穿刺すること、弁を始動させることなどによって、第２の流路５２２２
を介して分離チャンバ５１１４と流体連通する状態におくことができる。幾つかの実施形
態では、第２の体積５１６３は、第２の移送機構５１５０を始動させることによって分離
チャンバ５１１４と流体連通する状態におくことができる。このようにして、第２の体積
５１６３は、分離チャンバ５１１４と流体連通する状態におくことができ、第２の物質Ｒ
２の一部を１つの動作で及び／又は単一の始動イベントに応答して分離チャンバ５１１４
に運ぶことができる。

【0069】

第１の移送機構５２３５は、図７の矢印ＤＤで示すようにハウジング５２３０内でプラ
ンジャ５２４０を動かすことによって始動される。同様に述べると、第１の移送機構５２
３５が始動されるときに、プランジャ５２４０は、ハウジング５２３０内で第１の位置（
図６に示すように）から第２の位置（図７に示すように）に動かされる。したがって、第
１の移送機構５２３５が始動されるときに、プランジャ５２４０の一部５２４６が、第１
の流路５２２１から少なくとも部分的に取り出され、これにより、第１の体積５２１３を
、第１の流路５２２１を介して反応チャンバ５２６２と流体連通する状態におく。このよ
うにして、第１の物質Ｒ１の一部を、図７の矢印ＥＥで示すように第１の体積５２１３か
ら反応チャンバ５２６２の中に運ぶことができる。

【0070】

さらに、プランジャ５２４０が第１の位置から第２の位置に動かされるときに、反応チ
ャンバ５２６２内に真空が生じる。カートリッジ５００１内の（すなわち、反応チャンバ
５２６２と分離チャンバ５１１４との間の）この圧力差の結果として、分離チャンバ５１
１４の内容物の少なくとも一部（すなわち、試料Ｓ及び／又は第２の物質Ｒ２）が図７の
矢印ＦＦ及びＧＧで示すように第１の流路５２２１を介して反応チャンバ５２６２の中に
運ばれる。このようにして、第１の移送機構５２３５及び／又は第２の移送機構５１５０
を始動させることによって物質及び／又は試料を分離チャンバ５１１４と反応チャンバ５
２６２との間で加える、混合する、及び／又は運ぶことができる。試料Ｓと物質Ｒ２を別
個に反応チャンバ５２６２の中に移送する代わりに分離チャンバ５１１４内で試料Ｓと物
質Ｒ２との混合を行うことによって、付加的な移送ステップをなくすことができる。さら
に、この配置及び／又は方法は、試料Ｓと物質Ｒ２との混合を改善することができ、これ
により、反応チャンバ５２６２の中での反応の正確さ及び効率を改善する。

【0071】

カートリッジ５００１を第１の構成から第２の構成に動かすことに関連する動作は、特
定の順序で行われるように説明されるが、他の実施形態では任意の順序で行うことができ
る。さらに、他の実施形態では、カートリッジ５００１は、動作の任意の所望の組合せを
含む任意の数の異なる構成で配置することができる。

【0072】

幾つかの実施形態では、カートリッジ５００１は、試料Ｓ（例えば、１つ又は複数の分
離された標的核酸とすることができる）の少なくとも一部に対するポリメラーゼ連鎖反応
（ＰＣＲ）を行うために用いることができる。こうした実施形態では、分離された核酸を
、本明細書で説明されるように反応チャンバ５２６２の中で（例えば、ＰＣＲを用いて）
増幅させることができる。幾つかの実施形態では、カートリッジ５００１は、反応チャン
バ５２６２内のＰＣＲプロセスの発生を容易にするために本明細書で説明される機器及び
／又は方法のうちのいずれかによって取り扱うことができる。こうした実施形態では、反
応チャンバ５２６２の内容物がＰＣＲプロセスに関連して熱サイクルを受けることを可能
にするために、反応バイアル５２６０を熱伝達装置に連結する及び／又はこれと接触した
状態におくことができる。こうした実施形態では、反応バイアル５２６０はさらに、ＰＣ
Ｒプロセスのリアルタイム監視を可能にするために光学装置に作動的に連結することがで
きる。他の実施形態では、反応バイアル５２６０及び／又は第２のモジュール５１００は
、その中で起こる反応及び／又は分離プロセスを容易にするために、光エネルギー、超音
波エネルギー、磁気エネルギー、油圧エネルギーなどのような他のエネルギー源に作動的
に連結することができる。

【0073】

幾つかの実施形態では、第１の物質Ｒ１は、第１の物質Ｒ１が反応チャンバ５２６２の
中に移送された後で、第１の物質Ｒ１が反応チャンバ５２６２の中の流体混合物（すなわ
ち、試料Ｓと第２の物質Ｒ１）の表面上に層を形成することができるように、鉱油、ワッ
クスなどを含むことができる。第１の物質Ｒ１の表面層は、反応プロセス中の（例えば、
熱サイクル中の）反応チャンバ５２６２の中の流体混合物の蒸発を減らすことができ、こ
れにより、その中の反応の効率、正確さ、及び／又は制御を改善する。より詳細には、反
応チャンバ５２６２の中の流体混合物の蒸発を減らすことによって、反応混合物中の異な
る成分の相対的濃度又は割合をより正確に制御することができる。加えて、反応チャンバ
５２６２の中の流体混合物の蒸発を減らすことはまた、反応バイアル５２６０の壁上の凝
縮を最小限にすることができ、これにより、反応の光学監視又は分析の正確さを改善する
。

【0074】

鉱油は、例えば密度及び／又は表面張力を含む例えば所望の物理特性のような適切な特
性を有するあらゆる鉱油とすることができる。鉱油又はこれに類似のものはまた、反応チ
ャンバ５２６２内の条件に曝されたときに化学的に不活性であり且つ物理的に安定である
ように選択することができる。

【0075】

図８〜図２４は、一実施形態に係るカートリッジ６００１の種々の図である。例えば図
８及び図９のような或る図では、カートリッジ６００１の一部は、カートリッジ６００１
内の構成要素及び／又は機能部がより明瞭に示されるように半透明として示される。カー
トリッジ６００１は、互いに連結されて一体化されたカートリッジ６００１を形成する、
試料調製（又は分離）モジュール６１００及び増幅（又はＰＣＲ）モジュール６２００を
含む。カートリッジ６００１内に収容されたテスト試料に対して核酸分離、転写、及び／
又は増幅を行うためにカートリッジ６００１を取り扱う、始動させる、及び／又はこれと
相互作用するように構成される本明細書で開示されたタイプの任意の適切な機器（例えば
後述の機器３００２参照）内に１つ又は複数のカートリッジ６００１を配置することがで
きる。カートリッジ６００１は、分離、転写、及び／又はＰＣＲ増幅プロセス中の、及び
プロセスと他のプロセスの間の試料を取り扱う量を制限することによって、試料の効率的
且つ正確な診断テストを可能にする。さらに、分離モジュール６１００及び増幅（又はＰ
ＣＲ）モジュール６２００のモジュール配置は、それぞれが異なる試薬を収容する及び／
又は異なるタイプの核酸を増幅するように構成された任意の数の異なるＰＣＲモジュール
６２００が、それぞれが異なる試薬を収容する及び／又は異なるタイプの核酸を分離する
ように構成された任意の数の異なる分離モジュール６１００と共に用いられることを可能
にし、逆もまた同様である。この配置はまた、分離モジュール６１００と増幅モジュール
６２００が別個に保存されることを可能にする。例えば、分離モジュール６１００内に含
まれた試薬が増幅モジュール６２００内に含まれた試薬とは異なる保存要件（例えば、使
用期限、凍結乾燥要件、保存温度限界など）を有する場合に、別個の保存が有用であり得
る。

【0076】

図１１に示すように、分離モジュール６１００は、第１の（又は分離）ハウジング６１
１０と、第１のハウジング６１１０に連結される及び／又は少なくとも部分的にこの内部
にある第２の（又は試薬）ハウジング６１６０を含む。第２のハウジング６１６０は、明
快にするために図１０及び図２２には図示されない。図１１〜図１４は、第２のハウジン
グ６１６０とその中に収容された或る構成要素を示し、図１５〜図１８は、種々の異なる
始動段階にある第２のハウジング６１６０を示す。第２のハウジング６１６０は、第１の
端部６１６１及び第２の端部６１６２を含み、分離プロセスで用いられる試薬及び／又は
他の物質を収容する一連の保持チャンバ６１６３ａ、６１６３ｂ、６１６３ｃ、及び６１
６３ｄを画定する。本明細書でより詳細に説明されるように、保持チャンバは、プロテア
ーゼ（例えば、プロテイナーゼＫ）、バルク材料を溶解する溶解溶液、溶解チャンバ６１
１４内に存在する核酸試料に磁荷を与える結合溶液、並びに分離モジュール６１００及び
／又は第１のハウジング６１１０内の核酸の輸送を支援するために磁荷を有する核酸と結
合する磁性ビーズの溶液を収容することができる。

【0077】

保持チャンバ６１６３ａ、６１６３ｂ、６１６３ｃ、及び６１６３ｄのそれぞれは、そ
の中に移動可能に配置されるアクチュエータ６１６６（例えば図１４参照）を含む。より
詳細には、図１８に示すように、アクチュエータ６１６６ａは保持チャンバ６１６３ａ内
に配置され、アクチュエータ６１６６ｂは保持チャンバ６１６３ｂ内に配置され、アクチ
ュエータ６１６６ｃは保持チャンバ６１６３ｃ内に配置され、アクチュエータ６１６６ｄ
は保持チャンバ６１６３ｄ内に配置される。図１５に示すように、穿刺可能部材６１７０
は、第２のハウジング６１６０の内側部分と穿刺可能部材６１７０とアクチュエータ６１
６６ａ、６１６６ｂ、６１６６ｃ、及び６１６６ｄが保持チャンバ６１６３ａ、６１６３
ｂ、６１６３ｃ、及び６１６３ｄを集合的に取り囲む及び／又は画定するように、第２の
ハウジング６１６０の第２の端部６１６２の付近に配置される。同様に述べると、第２の
ハウジング６１６０の内側部分と穿刺可能部材６１７０とアクチュエータ６１６６ａ、６
１６６ｂ、６１６６ｃ、及び６１６６ｄは、その中に試薬及び／又は物質を保存すること
ができる流体的に分離されたチャンバ６１６３ａ、６１６３ｂ、６１６３ｃ、及び６１６
３ｄを集合的に画定する。穿刺可能部材６１７０は、任意の形態のポリプロピレンのよう
な本明細書で説明されるタイプの任意の適切な材料から構築することができる。幾つかの
実施形態では、穿刺可能部材６１７０は、二軸配向ポリプロピレン（ＢＯＰ）から構築す
ることができる。

【0078】

図１４に示すように、アクチュエータ６１６６のそれぞれは、プランジャ部６１６７、
穿刺部６１６８、及び１つ又は複数のアクチュエータ開口部６１６９を含む。アクチュエ
ータ開口部６１６９は、本明細書で説明されるように、チャンバ（例えば、チャンバ６１
６３ａ）内のアクチュエータ６１６６の移動を容易にするためにアクチュエータ組立部の
一部を受け入れるように構成される。特に、アクチュエータ開口部６１６９は、図３７〜
図４０に関して後述されるようにアクチュエータ組立部３４００の突起３４４６ａのよう
な突起を受け入れることができる。この配置は、プランジャ６１６６が第２のハウジング
６１６０の第１の端部６１６１から始動されることを可能にする。幾つかの実施形態では
、アクチュエータ６１６６は、アクチュエータ組立部によるアクチュエータ６１６６の往
復運動を容易にするためにアクチュエータ組立部（例えば、アクチュエータ組立部３４０
０）の突起を保持するように構成された保持機構（例えば、突起、スナップリングなど）
を含むことができる。

【0079】

アクチュエータ６１６６のプランジャ部６１６７は、プランジャ部６１６７と第２のハ
ウジング６１６０の一部が実質的に流体密封及び／又はハーメチックシールを形成するよ
うな状態で、その中にアクチュエータ６１６６が配置されるチャンバ（例えば、チャンバ
６１６３ａ）を画定する第２のハウジング６１６０の一部と係合するように構成される。
したがって、アクチュエータ６１６６がチャンバ（例えば、チャンバ６１６３ａ）内に配
置されるときに、チャンバ内に収容された物質の漏れ及び／又は輸送が最小限にされる及
び／又はなくされる。このようにして、プランジャ部６１６７の端面は、チャンバ（例え
ば、チャンバ６１６３ａ）の境界の一部を画定する。プランジャ部６１６７はまた、（例
えば、以下で示され説明されるアクチュエータ組立部３４００によって）アクチュエータ
６１６６に対して力が及ぼされるときに、アクチュエータ６１６６が、後述するようにチ
ャンバ内に収容された物質を溶解チャンバ６１１４の中に運ぶようにチャンバ（例えば、
チャンバ６１６３ａ）内で動くことになるように構成される。このようにして、アクチュ
エータ６１６６は、チャンバ（例えば、チャンバ６１６３ａ）から分離モジュール６１０
０の別の部分の中に物質を運ぶための移送機構として機能することができる。

【0080】

アクチュエータ６１６６の穿刺部６１６８は、アクチュエータ６１６６がチャンバ（例
えば、チャンバ６１６３ａ）内で動かされるときに、チャンバをチャンバの外部の領域と
流体連通する状態におくように、穿刺可能部材６１７０の一部を穿刺する、破壊する、切
断する及び／又は破断するように構成される。このようにして、アクチュエータ６１６６
ａ、６１６６ｂ、６１６６ｃ、及び６１６６ｄのそれぞれが後述するように始動されたと
きのチャンバ６１６３ａ、６１６３ｂ、６１６３ｃ、及び６１６３ｄのそれぞれの中に収
容された物質の移送を可能にするために、チャンバ６１６３ａ、６１６３ｂ、６１６３ｃ
、及び６１６３ｄのそれぞれを分離モジュール６１００（例えば、溶解チャンバ６１１４
）の別の部分と選択的に流体連通する状態におくことができる。

【0081】

第２のハウジング６１６０は、分離モジュール６１００の一部（例えば、溶解チャンバ
６１１４）に収容された試料、試薬、及び／又は他の物質を撹拌する、混合する、及び／
又はこれに乱流運動をもたらすために（例えば、機器３００２のアクチュエータ組立部３
４００によって）始動させることができる混合ポンプ６１８１を含む。図１２に示すよう
に、ポンプ６１８１は、その中での混合を強化するために流れを導く、流れの圧力を増加
させる、及び／又は分離モジュール６１００の一部の中の乱流を増加させることができる
ノズル６１８６を含む。混合ポンプ６１８１はベローズ形ポンプとして示されるが、他の
実施形態では、混合ポンプ６１８１は、溶解チャンバ６１１４内の溶液の中にエネルギー
を伝達するための任意の適切な機構とすることができる。こうした機構は、例えば、ピス
トンポンプ、回転要素などを含むことができる。幾つかの実施形態では、第２のハウジン
グ６１６０は、その中に収容された試料の細胞溶解及び／又はその中に含有された核酸の
分離を促進するために分離チャンバ６１１４内で物質を混合するための任意の適切な他の
機構を含むことができる。幾つかの実施形態では、第２のハウジング６１６０は、超音波
混合機構、熱混合機構などを含むことができる。

【0082】

図１１に示すように、第１のハウジング６１１０の第１の端部６１１１によって画定さ
れる開口部６１１５内に第２のハウジング６１６０が配置される。したがって、第１のハ
ウジング６１１０内に第２のハウジング６１６０が配置されるときに、第２のハウジング
６１６０の一部が溶解チャンバ６１１４の境界の少なくとも一部を画定する。より詳細に
は、第１のハウジング６１１０内に第２のハウジング６１６０が配置されるときに、穿刺
可能部材６１７０は、溶解チャンバ６１１４の境界の一部を画定する。この配置は、穿刺
可能部材６１７０の一部が穿孔される、穿刺される、切断される、及び／又は破壊される
ときに第２のハウジング６１６０内に収容された物質が溶解チャンバ６１１４の中に運ば
れることを可能にする（例えば図１５参照）。第２のハウジング６１６０の少なくとも一
部は、第１のハウジング６１１０及び／又は溶解チャンバ６１１４内に配置されるものと
して示されるが、他の実施形態では、第２のハウジング６１６０は、第２のハウジングの
如何なる部分が第１のハウジング内に配置されることもなく第１のハウジング６１１０に
連結することができる。さらに他の実施形態では、第１のハウジングと第２のハウジング
が互いに連結されるときに第１のハウジングの一部を第２のハウジング内に配置すること
ができる。

【0083】

図１２及び図１３に示すように、第２のハウジング６１６０は、第２のハウジング６１
６０が第１のハウジング６１１０に連結されるときにシール６１７２と第１のハウジング
６１１０の側壁の一部が第１のハウジング６１１０と第２のハウジング６１６０との間に
実質的に流体密封及び／又はハーメチックシールを集合的に形成するように、第２の端部
６１６２の周りに配置されたシール６１７２を含む。別の言い方をすれば、シール６１７
２は、溶解チャンバ６１１４をカートリッジ６００１の外部の領域から流体的に分離する
。幾つかの実施形態では、シール６１７２はまた、第２のハウジング６１６０を第１のハ
ウジング６１１０から音響的に分離することができる。

【0084】

第２のハウジング６１６０の第１の端部６１６１は、第１のハウジング６１１０によっ
て画定される対応する開口部６１１９（例えば図１０参照）内に受け入れられるように構
成された突起６１７１を含む。したがって、第１のハウジング６１１０内に第２のハウジ
ング６１６０が配置されるときに、突起６１７１と開口部６１１９が集合的に、第２のハ
ウジング６１６０を第１のハウジング６１１０内に保持する。同様に述べると、突起６１
７１と開口部６１１９が集合的に、第１のハウジング６１１０に対する第２のハウジング
６１６０の移動を制限する。

【0085】

第１のハウジング６１１０及び第２のハウジング６１６０のモジュール配置は、核酸分
離を促進するためにそれぞれが異なる試薬及び／又は物質を収容する任意の数の第２のハ
ウジング６１６０（すなわち試薬ハウジング）が、分離モジュール６１００を形成するた
めに第１のハウジング６１１０と共に用いられることを可能にする。この配置はまた、第
１のハウジング６１１０と第２のハウジング６１６０が別個に保存されることを可能にす
る。例えば、第２のハウジング６１６０内に含まれた試薬が第１のハウジング６１１０内
に収容された物質とは異なる保存要件（例えば、使用期限、凍結乾燥要件、保存温度限界
など）を有する場合に、別個の保存が有用であり得る。

【0086】

使用時に、分離プロセスを容易にするために第２のハウジング６１６０内に収容された
物質を第１のハウジング６１１０の中に運ぶことができる。図１５〜図１８は、種々の始
動段階にある分離モジュール６１００の一部の断面図を示す。例えば、プロテイナーゼＫ
は、チャンバ６１６３ｄに保存することができ、図１５に示すように溶解チャンバ６１１
４に移送される。より詳細には、アクチュエータ６１６６ｄは、例えば、本明細書で説明
される機器３００２の始動組立部３４００によって適用される力のような任意の適切な外
力によって始動されたときに、矢印ＨＨで示すようにチャンバ６１６３ｄ内で動くことが
できる。アクチュエータ６１６６ｄが溶解チャンバ６１１４の方に動くときに、穿刺部６
１６８ｄが穿刺可能部材６１７０の一部に接触し及びこれを穿刺する。幾つかの実施形態
では、穿刺可能部材６１７０は、穿刺可能部材６１７０が穿刺可能部材６１７０の所望の
部分を容易に穿刺することを保証するために、穿孔、応力集中部、又は他の構造的不連続
部を含むことができる。このようにして、アクチュエータ６１６６ｄの移動は、チャンバ
６１６３ｄを溶解チャンバ６１１４と流体連通する状態におく。アクチュエータ６１６６
ｄの継続的な移動が、チャンバ６１６３ｄの内容物（例えば、プロテイナーゼＫ）を溶解
チャンバ６１１４の中に移送する。このようにして、アクチュエータ６１６６ｄは、弁と
移送機構との両方として機能する。

【0087】

別の実施形態では、チャンバ６１６３ｄの内容物は、プロテイナーゼＫ（例えば、１０
ｍｇ／ｍＬ、１５ｍｇ／ｍＬ、又は２０ｍｇ／ｍＬ）、マンニトール、水、及びウシ血清
アルブミンを含むことができる。さらなる実施形態では、ビーズが、プロテイナーゼＫで
被覆され又は誘導体化される。別の実施形態では、チャンバ６１６３ｄの内容物は、プロ
テイナーゼＫ、マンニトール、水、及びゼラチンを含むことができる。さらなる実施形態
では、ビーズが、プロテイナーゼＫで被覆され又は誘導体化される。別の実施形態では、
チャンバ６１６３ｄの内容物は、例えば５０μＬペレットとして凍結乾燥される。

【0088】

別の実施形態では、チャンバ６１６３ｄはまた、正の対照試薬を提供する。正の対照試
薬は、一実施形態では、内部対照の核酸配列で誘導体化（ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｄ）され
た複数のビーズである。さらなる実施形態では、ビーズは、マンニトールとＢＳＡと水の
溶液中に提供される。さらなる実施形態では、ビーズと溶液は、凍結乾燥したペレット、
例えば５０μＬペレットとして提供される。

【0089】

チャンバ６１６３ｄに関して具体的に説明したが、プロテイナーゼＫ、プロテイナーゼ
Ｋを含む溶液、及び／又は正の対照試薬は、他の実施形態では物質Ｒ１又はＲ２として存
在する。

【0090】

同様の様態で、溶解溶液を、チャンバ６１６３ｃの中に保存し、図１６に示すように溶
解チャンバ６１１４の中に移送することができる。より詳細には、アクチュエータ６１６
６ｃは、例えば、本明細書で説明される機器３００２の始動組立部３４００によって適用
される力のような任意の適切な外力によって始動されたときに、矢印ＩＩで示すようにチ
ャンバ６１６３ｃ内で動くことができる。アクチュエータ６１６６ｃが溶解チャンバ６１
１４の方に動くときに、穿刺部６１６８ｃが穿刺可能部材６１７０の一部に接触し及びこ
れを穿刺する。このようにして、アクチュエータ６１６６ｃの移動は、チャンバ６１６３
ｃを溶解チャンバ６１１４と流体連通する状態におく。アクチュエータ６１６６ｃの継続
的な移動が、チャンバ６１６３ｃの内容物（例えば、溶解溶液）を溶解チャンバ６１１４
の中に移送する。このようにして、アクチュエータ６１６６ｃは、弁と移送機構との両方
として機能する。一実施形態では、チャンバ６１６３ｃ又は別のチャンバの中に保存され
た溶解溶液は、グアニジンＨＣｌ（例えば、３Ｍ、４Ｍ、５Ｍ、６Ｍ、７Ｍ、又は８Ｍ）
、トリスＨＣｌ（例えば、５ｍＭ、１０ｍＭ、１５ｍＭ、２０ｍＭ、２５ｍＭ、又は３０
ｍＭ）、トリトン−Ｘ−１００（例えば、１．５％、２％、２．５％、３％、３．５％、
４％、４．５％、又は５％）、ＮＰ−４０（例えば、１．５％、２％、２．５％、３％、
３．５％、４％、４．５％、又は５％）、Ｔｗｅｅｎ−２０（例えば、５％、１０％、１
５％、又は２０％）、ＣａＣｌ２（例えば、１ｍＭ、１．５ｍＭ、２ｍＭ、２．５ｍＭ、
３ｍＭ、３．５ｍＭ、４ｍＭ、４．５ｍＭ、又は５ｍＭ）、分子グレードの水のフィルタ
処理された溶液を含む。チャンバ６１６３ｃに関して具体的に説明したが、溶解溶液は、
他の実施形態では物質Ｒ１又はＲ２として存在する。

【0091】

同様の様態で、結合溶液を、チャンバ６１６３ｂの中に保存し、図１７に示すように溶
解チャンバ６１１４の中に移送することができる。より詳細には、アクチュエータ６１６
６ｂは、例えば、本明細書で説明される機器３００２の始動組立部３４００によって適用
される力のような任意の適切な外力によって始動されたときに、矢印ＪＪで示すようにチ
ャンバ６１６３ｂ内で動くことができる。アクチュエータ６１６６ｂが溶解チャンバ６１
１４の方に動くときに、穿刺部６１６８ｂが穿刺可能部材６１７０の一部に接触し及びこ
れを穿刺する。このようにして、アクチュエータ６１６６ｂの移動は、チャンバ６１６３
ｂを溶解チャンバ６１１４と流体連通する状態におく。アクチュエータ６１６６ｂの継続
的な移動が、チャンバ６１６３ｂの内容物（例えば、結合溶液）を溶解チャンバ６１１４
の中に移送する。このようにして、アクチュエータ６１６６ｂは、弁と移送機構との両方
として機能する。一実施形態では、結合溶液は、イソプロパノール、例えば、約５０μＬ
、約１００μＬ、約１２５μＬ、約１５０μＬ、約１７５μＬ、又は約２００μＬの体積
の１００％イソプロパノール、９０％イソプロパノール、８０％イソプロパノール、７０
％イソプロパノールを含む。結合溶液は、チャンバ６１６３ｂに関して具体的に説明した
が、他の実施形態では物質Ｒ１又はＲ２として存在する。

【0092】

同様の様態で、一組の磁性ビーズを、チャンバ６１６３ａの中に保存し、図１８に示す
ように溶解チャンバ６１１４の中に移送することができる。より詳細には、アクチュエー
タ６１６６ａは、例えば、本明細書で説明される機器３００２の始動組立部３４００によ
って適用される力のような任意の適切な外力によって始動されたときに、矢印ＫＫで示す
ようにチャンバ６１６３ａ内で動くことができる。アクチュエータ６１６６ａが溶解チャ
ンバ６１１４の方に動くときに、穿刺部６１６８ａが穿刺可能部材６１７０の一部に接触
し及びこれを穿刺する。このようにして、アクチュエータ６１６６ａの移動は、チャンバ
６１６３ａを溶解チャンバ６１１４と流体連通する状態におく。アクチュエータ６１６６
ａの継続的な移動が、チャンバ６１６３ａの内容物（例えば、磁性ビーズ）を溶解チャン
バ６１１４の中に移送する。このようにして、アクチュエータ６１６６ａは、弁と移送機
構との両方として機能する。ビーズは、一実施形態では常磁性である。一実施形態では、
ビーズは、磁性シリカビーズであり、１．０ｍｇ／ｍＬ、又は１．５ｍｇ／ｍＬ、２．０
ｍｇ／ｍＬ、２．５ｍｇ／ｍＬ、３．０ｍｇ／ｍＬ、又は３．５ｍｇ／ｍＬの濃度で提供
される。さらなる実施形態では、磁性シリカビーズは、イソプロパノール、例えば、約５
０％イソプロパノール、約５５％イソプロパノール、約６０％イソプロパノール、約６１
％イソプロパノール、約６２％イソプロパノール、約６３％イソプロパノール、約６４％
イソプロパノール、約６５％イソプロパノール、約６６％イソプロパノール、約６７％イ
ソプロパノール、約６８％イソプロパノール、約６９％イソプロパノール、約７０％イソ
プロパノール、約７５％イソプロパノール、約８０％イソプロパノール、又は約８５％イ
ソプロパノール中に保存される。一実施形態では、ビーズは、約５０μＬ、約１００μＬ
、約１２５μＬ、約１５０μＬ、約１７５μＬ、又は約２００μＬの体積として提供され
る。ビーズは、チャンバ６１６３ａに関して具体的に説明したが、他の実施形態では物質
Ｒ１又はＲ２として存在する。

【0093】

図１０に示すように、第１のハウジング６１１０は、第１の端部６１１１及び第２の端
部６１１２を含み、溶解チャンバ６１１４、２つの洗浄チャンバ６１２１及び６１２２、
３つの移送組立部管腔６１２３、６１２４、及び６１２５、並びに溶出チャンバ６１９０
を画定する。第１のハウジング６１１０はまた、分離チャンバ６１１４に隣接する開口部
６１１５を画定する。図１１に示すように及び前述のように、第２のハウジング６１６０
は、第２のハウジング６１６０の一部（例えば、穿刺可能部材６１７０）が分離チャンバ
６１１４の境界の少なくとも一部を画定するように開口部６１１５内に配置される。

【0094】

第１の端部６１１１はまた、それを通して溶解チャンバ６１１４を分離モジュール６１
００の外部の領域と流体連通する状態におくことができる充填開口部６１１６を画定する
。図８〜図１０に示すように、分離モジュール６１００は、充填開口部６１１６の付近に
取り外し可能に連結されるキャップ６１１８を含む。使用時に、例えば、尿、血液、及び
／又は組織試料を含有する他の材料のような標的核酸を含有する試料を、充填開口部６１
１６を介して溶解チャンバ６１１４の中に運ぶことができる。試料は、例えば、充填開口
部６１１６を介して試料を第１のチャンバ６１１４の中にピペッティングすること又は注
入することを含む任意の適切な機構を介して溶解チャンバ６１１４の中に導入することが
できる。幾つかの実施形態では、充填開口部６１１６及び／又は充填キャップ６１１８内
に試料フィルタを配置することができる。フィルタは、例えば、疎水性のフィルタとする
ことができる。

【0095】

試料が溶解チャンバ６１１４の中に配置された後で、前述のように、細胞溶解を容易に
する試薬及び／又は物質を溶解チャンバ６１１４に加えることができる。さらに、溶解プ
ロセスを容易にするために前述のようにポンプ６１８１を介して試料を撹拌する及び／又
は混合することができる。幾つかの実施形態では、溶解チャンバ６１４４の内容物を（例
えば、機器３００２を参照して以下で示され説明されるように、第３の加熱モジュール３
７８０によって）加熱することができる。

【0096】

分離モジュール６１００は、図１５〜図１９に移送組立部６１４０ａ、移送組立部６１
４０ｂ、及び移送組立部６１４０ｃとして示される一連の移送組立部（移送機構とも呼ば
れる）を含む。本明細書で説明されるように、移送組立部は、物質（例えば、磁荷を有す
る粒子とそれに付着した分離された核酸を含む試料の一部）を、溶解チャンバ６１１４、
洗浄チャンバ６１２１、洗浄チャンバ６１２２、及び溶出チャンバ６１９０の間で移送す
るように構成される。より詳細には、移送組立部６１４０は、分離チャンバ６１１４、洗
浄チャンバ６１２１、洗浄チャンバ６１２２、及び溶出チャンバ６１９０を第１のハウジ
ング６１１０によって画定される他のチャンバ（例えば、隣接する洗浄チャンバ）から実
質的に流体的に分離された状態に維持しながら、物質を、溶解チャンバ６１１４、洗浄チ
ャンバ６１２１、洗浄チャンバ６１２２、及び溶出チャンバ６１９０の間で移送するよう
に構成される。

【0097】

移送組立部６１４０ａは、移送組立部６１４０ａが溶解チャンバ６１１４と洗浄チャン
バ６１２１との間にあるように移送組立部の管腔６１２３内に配置される。したがって、
移送組立部６１４０ａは、溶解チャンバ６１１４と洗浄チャンバ６１２１との間で物質を
移送するように構成される。

【0098】

移送組立部６１４０ｂは、移送組立部６１４０ｂが洗浄チャンバ６１２１と洗浄チャン
バ６１２２との間にあるように移送組立部の管腔６１２４内に配置される。したがって、
移送組立部６１４０ｂは、洗浄チャンバ６１２１と洗浄チャンバ６１２２との間で物質を
移送するように構成される。

【0099】

移送組立部６１４０ｃは、移送組立部６１４０ｃが洗浄チャンバ６１２２と溶出チャン
バ６１９０との間にあるように移送組立部の管腔６１２５内に配置される。したがって、
移送組立部６１４０ｃは、洗浄チャンバ６１２２と溶出チャンバ６１９０との間で物質を
移送するように構成される。

【0100】

移送組立部のそれぞれは、代表的な移送組立部６１４０を示す図２０及び図２１を参照
して説明される。移送組立部６１４０は、ハウジング６１４１と、ハウジング６１４１内
に回転可能に配置される可動部材６１４６を含む。ハウジング６１４１は、第１の開口部
６１４２及び第２の開口部６１４３を画定する。移送組立部６１４０が移送組立部の管腔
（例えば、移送組立部の管腔６１２３）内に配置されるときに、ハウジング６１４１は、
第１の開口部６１４２が第１のチャンバ（例えば、溶解チャンバ６１１４）と位置合わせ
され及び／又は流体連通し、且つ第２の開口部６１４３が第２のチャンバ（例えば、洗浄
チャンバ６１２１）と位置合わせされ及び／又は流体連通するように位置合わせされる。
ハウジング６１４１は、例えば、機械式締結具又は保持具、化学連結又は接着剤、締まり
嵌め、溶接接合などのような任意の適切な機構によって移送組立部の管腔（例えば、移送
組立部の管腔６１２３）内に固定することができる。さらに、ハウジング６１４１は、第
１のチャンバ（例えば、溶解チャンバ６１１４）と第２のチャンバ（例えば、洗浄チャン
バ６１２１）が互いから流体分離する状態に維持されるように、１つ又は複数のシール（
図２０及び図２１には図示せず）を含むことができる。同様に述べると、ハウジング６１
４１と第１のハウジング６１１０は、第１のチャンバ（例えば、溶解チャンバ６１１４）
と第２のチャンバ（例えば、洗浄チャンバ６１２１）との間の物質の漏れをなくす及び／
又は減らすように、実質的に流体密封及び／又はハーメチックシールを集合的に形成する
ことができる。

【0101】

可動部材６１４６は、凹部又はキャビティ６１４８を画定する外面６１４７を含む。可
動部材６１４６は、可動部材６１４６が図２０及び図２１の矢印ＭＭで示すように回転す
ることができるようにハウジング６１４１内に配置される。可動部材６１４６の外面６１
４７は、明快にする目的で図２０のハウジング６１４１の内面６１４５から離間されて示
されている。外面６１４７は、外面６１４７と内面６１４５が実質的に流体密封及び／又
はハーメチックシールをもたらすように、ハウジング６１４１の内面６１４５と摺動する
状態で接触する。このようにして、ハウジング６１４１と可動部材６１４６との間の境界
面を介した第１のチャンバ（例えば、溶解チャンバ６１１４）と第２のチャンバ（例えば
、洗浄チャンバ６１２１）との間の物質の漏れがなくされる及び／又は減らされる。

【0102】

可動部材６１４６は、アクチュエータ５１０の一部を受け入れるように構成された管腔
６１４９をさらに画定する。アクチュエータ５１０は、図４１〜図４６を参照して以下で
示され説明される機器３００２の移送アクチュエータ組立部３５００のシャフト３５１０
のような任意の適切なアクチュエータとすることができる。図２０に示すように、アクチ
ュエータ５１０の形状は、アクチュエータ５１０の回転が結果的に可動部材６１４６の回
転をもたらすように、可動部材６１４６によって画定される管腔６１４９の形状と対応す
ることができる。同様に述べると、アクチュエータ５１０は、アクチュエータ５１０と可
動部材６１４６との間の相対回転運動が制限されるように管腔６１４９内に嵌合して配置
することができる。幾つかの実施形態では、アクチュエータ５１０及び管腔６１４９は、
実質的に類似した六角形及び／又は八角形の形状を有することができる。

【0103】

使用時に、可動部材６１４６は、矢印ＭＭで示すように可動部材６１４６を回転させる
ことによって第１の位置（図示せず）と第２の位置（図２０）との間で動かすことができ
る。可動部材６１４６が第１の位置にあるときに、凹部又はキャビティ６１４８が第１の
チャンバ（例えば、溶解チャンバ６１１４）と位置合わせされる及び／又は流体連通する
。可動部材６１４６が第２の位置にあるときに、凹部又はキャビティ６１４８が第２のチ
ャンバ（例えば、洗浄チャンバ６１２１）と位置合わせされる及び／又は流体連通する。
したがって、可動部材６１４６が第１の位置にあるときに、キャビティ６１４８内に物質
の一部を取り込み又は配置し、可動部材６１４６を第２の位置に回転させ、キャビティ６
１４８から物質を除去することによって、第１のチャンバ（例えば、溶解チャンバ６１１
４）の中に収容された１つ又は複数の物質を第２のチャンバ（例えば、洗浄チャンバ６１
２１）に移送することができる。

【0104】

幾つかの実施形態では、物質を、磁気力によってキャビティ６１４８内に取り込む、配
置する、及び／又は維持することができる。例えば、幾つかの実施形態では、アクチュエ
ータ５１０は磁性部を含むことができる。使用時に、アクチュエータ５１０は、所望の移
送組立部６１４０と位置合わせされ、図１９の矢印ＬＬで示すように管腔６１４９の中に
動かされる。アクチュエータ５１０の形状は、前述のように管腔６１４９の形状に対応す
ることができるので、位置合わせ動作は、幾つかの実施形態ではアクチュエータ５１０が
管腔６１４９内にはめ込まれることを保証するために行われてもよい。アクチュエータ５
１０の磁性部が管腔６１４９内にあり、且つ可動部材６１４６が第１の位置にあるときに
、試料の磁性部（例えば、磁性ビーズとこれに付着した核酸）が第１のチャンバ（例えば
、溶解チャンバ６１１４）からキャビティ６１４８の中に動かされる。アクチュエータ５
１０は、次いで、図２０及び図２１の矢印ＭＭで示すように回転される。可動部材６１４
６が第２の位置にあるときに、アクチュエータ５１０を管腔６１４９から除去することが
でき、これによりキャビティ６１４８内の試料の磁性部を保持する磁気力が除去される。
したがって、試料の一部を、次いで、キャビティ６１４８から第２のチャンバ（例えば、
洗浄チャンバ６１２１）の中に動かすことができる。試料の一部は、例えば、重力、流体
の動きなどのような任意の適切な機構によってキャビティ６１４８から第２のチャンバ（
例えば、洗浄チャンバ６１２１）の中に動かすことができる。例えば、後述するように、
幾つかの実施形態では、混合機構６１３０ａは、キャビティ６１４８の中に及び／又は隣
に圧力ジェットを向けて試料の一部をキャビティ６１４８から第２のチャンバ（例えば、
洗浄チャンバ６１２１）の中に動かすために、ノズル（例えば、ノズル６１３１ａ）を含
むことができる。

【0105】

本明細書で説明されるような移送機構６１４０の使用は、廃棄物を運ぶための第１のハ
ウジング６１１０及び／又は流路内の別個の廃棄物チャンバの必要性をなくすことができ
る。むしろ、前述のように、試料の標的部は、試料の他の部分が前のチャンバ（例えば、
洗浄チャンバ６１２２）の中に維持されている状態で、種々のチャンバの間で（例えば、
洗浄チャンバ６１２１から洗浄チャンバ６１２２に）動かされる。さらに、移送機構６１
４０は、２つのチャンバ（例えば、洗浄チャンバ６１２１と洗浄チャンバ６１２２）の間
で流体的分離を維持するので、廃棄物溶液が試料の標的部とともにチャンバ（例えば、洗
浄チャンバ６１２２）に入ることが防がれる。したがって、この配置はまた、第１のハウ
ジング６１１０内の、ここで説明されたチャンバの間の、及び／又は分離モジュール６１
００によって画定される流路内のフィルタ機構の必要性をなくす。

【0106】

本明細書で説明されるような移送機構６１４０の使用はまた、分離モジュール内の圧力
を周囲圧力に又は近周囲圧力に維持しながら分離モジュール６１００内に試料の標的部が
運ばれることを可能にする。同様に述べると、本明細書で説明されるような移送機構６１
４０は、分離モジュール６１００内に相当な圧力差をもたらすことなく試料の標的部を移
送する。したがって、この配置は、分離モジュールからの試料の漏れを減らすことができ
る。

【0107】

分離モジュール６１００は、２つの混合機構６１３０ａ及び６１３０ｂ（洗浄ポンプと
も呼ばれる）を含む。本明細書で説明されるように、混合機構６１３０ａ及び６１３０ｂ
は、その中に収容された試料の一部の洗浄及び又は混合を促進するためにそれぞれ洗浄チ
ャンバ６１２１及び洗浄チャンバ６１２２内に流体の流れを生じるように構成される。同
様に述べると、混合機構６１３０ａ及び６１３０ｂは、それぞれ洗浄チャンバ６１２１及
び洗浄チャンバ６１２２の中にエネルギーを伝達するように構成される。

【0108】

混合機構６１３０ａは、アクチュエータ６１３２ａ及びノズル６１３１ａを含む。混合
機構６１３０ａは、ノズル６１３１ａの少なくとも一部が洗浄チャンバ６１２１内に配置
されるように第１のハウジング６１１０に連結される。特に、混合機構６１３０ａは、第
１のハウジング６１１０の対応する連結部６１３４ａに連結されるように構成される、連
結部６１３３ａを含む。連結部６１３３ａ及び６１３４ａはねじ連結を画定するものとし
て示されるが、他の実施形態では、混合機構６１３０ａは、例えば、機械式締結具又は保
持具、化学結合又は接着剤、締まり嵌め、溶接接合などのような任意の適切な方法によっ
て第１のハウジング６１１０に連結することができる。

【0109】

同様に、混合機構６１３０ｂは、アクチュエータ６１３２ｂ及びノズル６１３１ｂを含
む。混合機構６１３０ｂは、ノズル６１３１ｂの少なくとも一部が洗浄チャンバ６１２２
内に配置されるように第１のハウジング６１１０に連結される。特に、混合機構６１３０
ｂは、第１のハウジング６１１０の対応する連結部６１３４ｂに連結されるように構成さ
れる、連結部６１３３ｂを含む。連結部６１３３ｂ及び６１３４ｂはねじ連結を画定する
ものとして示されるが、他の実施形態では、混合機構６１３０ｂは、例えば、機械式締結
具又は保持具、化学結合又は接着剤、締まり嵌め、溶接接合などのような任意の適切な方
法によって第１のハウジング６１１０に連結することができる。

【0110】

アクチュエータ６１３２ａ及び６１３２ｂのそれぞれは、例えば、本明細書で説明され
る機器３００２の始動組立部３６００のような機器の始動組立部によって接触され及び／
又は始動されるように構成される上面６１３６ａ及び６１３６ｂをそれぞれ含む。使用時
に、始動組立部は、各混合機構６１３０ａ及び６１３０ｂ内に圧力をもたらすために各ア
クチュエータ６１３２ａ及び６１３２ｂの上面６１３６ａ及び６１３６ｂを押し下げる及
び／又は動かすことができる。圧力は、その中に配置された試料の間の及びこれとの洗浄
、混合、及び／又は他の相互作用を促進するために洗浄チャンバ６１２１及び６１２２の
中に移送される。前述のように、幾つかの実施形態では、ノズルのうちの少なくとも１つ
（例えば、ノズル６１３１ａ）は、アクチュエータ（例えば、アクチュエータ６１３２ａ
）によって生じた圧力エネルギー及び／又は流れを洗浄チャンバ（例えば、洗浄チャンバ
６１２１）内の特定の領域の方に向けるために、角度をつけられた、曲げられた、及び／
又は他の方法で形状設定された先端部を含むことができる。例えば、幾つかの実施形態で
は、ノズル６１３１ａは、アクチュエータ６１３２ａによって生じた圧力エネルギー及び
／又は流れを移送機構６１４０のキャビティ６１４８の方に向けるように形状設定するこ
とができる。

【0111】

アクチュエータ６１３２ａ及び６１３２ｂのそれぞれはベローズ形ポンプとして示され
るが、他の実施形態では、混合機構６１３０ａ及び／又は混合機構６１３０ｂは、洗浄チ
ャンバ６１２１及び６１２２の中にエネルギーをもたらす及び／又は移送するための任意
の適切な機構を含むことができる。こうした機構は、例えば、ピストンポンプ、回転要素
などを含むことができる。幾つかの実施形態では、混合機構は、超音波エネルギー源、熱
エネルギー源などを含むことができる。

【0112】

混合機構６１３０ａ及び６１３０ｂは、それぞれ洗浄チャンバ６１２１及び６１２２の
中にエネルギーをもたらす及び／又は移送するように示され説明されるが、他の実施形態
では、混合機構はまた、洗浄チャンバから流体的に分離した状態でその中に物質（例えば
、洗浄バッファ溶液）を保存することができる体積を画定することができる。したがって
、混合機構が始動されたときに、物質を洗浄チャンバの中に移送することができる。この
ようにして、幾つかの実施形態では、混合機構はまた移送機構として機能することができ
る。

【0113】

増幅（又はＰＣＲ）モジュールは、ハウジング６２１０（第１の端部６２１１及び第２
の端部６２１２を有する）、ＰＣＲバイアル６２６０、及び移送管６２５０を含む。ＰＣ
Ｒバイアル６２６０は、ハウジング６２１０の第１の端部６２１１に連結され、試料に関
連した反応を容易にするために、中に試料を配置することができる体積６２６２を画定す
る。ＰＣＲバイアル６２６０は、試料に関連した反応が起こることを可能にする状態で試
料を収容するための任意の適切な容器とすることができる。ＰＣＲバイアル６２６０はま
た、こうした反応の監視（例えば、反応から結果的に生じる又は反応と関連付けられる試
料内の分析物の検出）を可能にする状態で試料を収容するための任意の適切な容器とする
ことができる。幾つかの実施形態では、ＰＣＲバイアル６２６０の少なくとも一部は、光
学系（例えば、本明細書で説明される機器３００２の光学組立部３８００）によるその中
で起こる反応の光学監視を可能にするために実質的に透明とすることができる。

【0114】

図８、図９、図１０及び図２２に示すように、増幅モジュール６２００は、移送管６２
５０の少なくとも一部が分離モジュール６１００の溶出チャンバ６１９０内に配置される
ように分離モジュール６１００の第１のハウジング６１１０の第２の端部６１１２に連結
される。このようにして、本明細書で説明されるように、溶出チャンバ６１９０内に配置
された分離された核酸、あらゆる物質、及び／又はいかなるＰＣＲ試薬も、移送管６２５
０を介して溶出チャンバ６１９０からＰＣＲバイアル６２６０に運ぶことができる。

【0115】

ハウジング６２１０は、一連の試薬チャンバ６２１３ａ、６２１３ｂ、６２１３ｃ（例
えば図２２参照）及びポンプキャビティ６２４１を画定する。試薬チャンバ６２１３ａ、
６２１３ｂ、６２１３ｃは、ＰＣＲバイアル６２６０の中で起こる反応及び／又はプロセ
スに関連した任意の適切な物質を収容することができる。試薬チャンバ６２１３ａ、６２
１３ｂ、６２１３ｃは、ＰＣＲプロセスを容易にするために、例えば、溶離流体、マスタ
ーミックス、プローブ、及び／又はプライマを含むことができる。図２４に示すように、
ハウジング６２１０は、試薬チャンバ６２１３ａ、６２１３ｂ、６２１３ｃのそれぞれを
分離モジュール６１００の溶出チャンバ６１９０と流体連通する状態におくように構成さ
れた一連の通路６２２１ａ、６２２１ｂ、６２２１ｃを画定する。図２２には図示されな
いが、幾つかの実施形態では、それぞれの試薬チャンバを溶出チャンバ６１９０から流体
的に分離するために、試薬チャンバ６２１３ａ、６２１３ｂ、６２１３ｃのうちのいずれ
か１つの中に及び／又は通路６２２１ａ、６２２１ｂ、６２２１ｃのうちのいずれか１つ
の中に穿刺可能部材を配置することができる。穿刺可能部材６１７０を参照して上記で説
明された方法と類似した方法で、こうした実施形態では、試薬チャンバを溶出チャンバと
選択的に流体連通する状態におくために、穿刺可能部材を試薬プランジャで穿孔すること
ができる。

【0116】

試薬プランジャ６２１４ａが試薬チャンバ６２１３ａ内に移動可能に配置され、試薬プ
ランジャ６２１４ｂが試薬チャンバ６２１３ｂ内に移動可能に配置され、試薬プランジャ
６２１４ｃが試薬チャンバ６２１３ｃ内に移動可能に配置される。このようにして、試薬
プランジャ（例えば、試薬プランジャ６２１４ａ）が図２２の矢印ＮＮで示すように動か
されるときに、試薬プランジャは、試薬チャンバ（例えば、試薬チャンバ６２１３ａ）の
内容物を、関連する通路（例えば、通路６２２１ａ）を介して溶出チャンバ６１９０の中
に移送する。このようにして、試薬プランジャは移送機構として機能する。

【0117】

試薬プランジャ６２１４ａ、６２１４ｂ、６２１４ｃは、例えば、本明細書で説明され
る機器３００２の始動組立部３６００のような機器の始動組立部によって接触し及び／又
は始動させることができる。幾つかの実施形態では、試薬プランジャ６２１４ａ、６２１
４ｂ、６２１４ｃは、アクチュエータ組立部による試薬プランジャ６２１４ａ、６２１４
ｂ、６２１４ｃの往復運動を容易にするためにアクチュエータ組立部（例えば、アクチュ
エータ組立部３４００）の一部を保持するように構成された保持機構（例えば、突起、ス
ナップリングなど）を含むことができる。

【0118】

ＰＣＲモジュールは、分離モジュール６１００の溶出チャンバ６１９０及びＰＣＲモジ
ュール６２００のＰＣＲバイアル６２６０から及び／又はこれらの間で物質を移送するよ
うに構成された移送機構６２３５を含む。移送機構６２３５は、ポンプキャビティ６２４
１内に配置された移送ピストン６２４０を含む。移送ピストン６２４０が図２２の矢印Ｏ
Ｏで示すようにポンプキャビティ６２４１内で動かされるときに、ＰＣＲ体積６２６２内
に真空及び／又は正圧が生じる。ＰＣＲ体積６２６２と溶出チャンバ６１９０との間のこ
の圧力差の結果として、溶出チャンバ６１９０の内容物の少なくとも一部が移送管６２５
０及び通路６２２２を介してＰＣＲ体積６２６２の中に（又はから）移送される（例えば
図２４参照）。このようにして、移送機構６２３５を始動させることによって溶出チャン
バ６１９０とＰＣＲ体積６２６２との間で物質及び／又は試料を加える、混合する、及び
／又は運ぶことができる。移送機構６２３５は、例えば、本明細書で説明される機器３０
０２の始動組立部３６００のような任意の適切な機構によって始動させることができる。

【0119】

移送ピストン６２４０及びポンプキャビティ６２４１は、ＰＣＲモジュール６２００内
の任意の適切な場所に存在することができる。例えば、移送ピストン６２４０は、実質的
にＰＣＲバイアル６２６０の上に配置されるものとして示されるが、他の実施形態では、
移送ピストン６２４０は、実質的に溶出チャンバ６１９０の上に配置することができる。

【0120】

幾つかの実施形態では、ハウジング６２１０は、溶出チャンバ６１９０及び／又はＰＣ
Ｒバイアル６２６０を大気に流体的に連結するために１つ又は複数のベント通路を画定す
る。幾つかの実施形態では、こうしたベントのいずれも、溶出チャンバ６１９０及び／又
はＰＣＲバイアル６２６０からの試料及び／又は試薬の損失を最小にする及び／又は防ぐ
ためにフリットを含むことができる。

【0121】

使用時に、核酸が分離モジュール６１００内で分離され処理された後で、前述のように
、これは移送組立部６１４０ｃを介して溶出チャンバ６１９０の中に移送される。次いで
、磁性ビーズが溶離バッファによって核酸から除去され（又は「洗浄され」）、且つ溶出
チャンバ６１９０から除去される。したがって、溶出チャンバ６１９０は分離された及び
／又は精製された核酸を収容する。幾つかの実施形態では、溶離バッファは溶出チャンバ
６１９０内に収容される。他の実施形態では、溶離バッファは、ＰＣＲモジュール６２０
０の試薬チャンバ（例えば、試薬チャンバ６２１３ｃ）のうちの１つに収容され、前述の
ように溶出チャンバ６１９０の中に移送される。一実施形態では、溶離バッファは、分子
グレードの水、トリスＨＣｌ（例えば、約１０ｍＭ、約１５ｍＭ、約２０ｍＭ、約２５ｍ
Ｍ、約３０ｍＭ、約３５ｍＭ、又は約４０ｍＭ）、塩化マグネシウム（例えば、約１ｍＭ
、約２ｍＭ、約３ｍＭ、約４ｍＭ、約５ｍＭ、約６ｍＭ、約７ｍＭ、約８ｍＭ、約９ｍＭ
、約１０ｍＭ、又は約２０ｍＭ）、グリセロール（例えば、約２％、約３％、約４％、約
５％、約６％、約７％、約８％、約９％、約１０％、約１２％、約１４％、約１６％、約
１８％、約２０％、又は約２５％）のフィルタ処理された溶液を含む。一実施形態では、
溶離バッファのｐＨは、約７．５、約７．６、約７．７、約７．８、約７．９、約８．０
、約８．１、約８．２、約８．３、約８．４、約８．５、約８．６、約８．７、約８．８
、約８．９、又は約９．０である）。別の実施形態では、溶離バッファは殺菌剤を含み、
例えば、上記で提供された溶離バッファは殺菌剤をさらに含む。一実施形態では、溶離バ
ッファはまた洗浄バッファとして働く。上述の溶離バッファは溶出チャンバ６１９０に関
して具体的に説明したが、他の実施形態では物質Ｒ１又はＲ２として存在する。

【0122】

幾つかの実施形態では、ＰＣＲ試薬は、次いで、ＰＣＲモジュール６２００から溶出チ
ャンバ６１９０の中に運ばれる。より詳細には、通路６２２１ａ、６２２１ｂ、６２２１
ｃを介して試薬を溶出チャンバ６１９０の中に導入するために（例えば、機器３００２に
よって）試薬プランジャ６２１４ａ、６２１４ｂ及び／又は６２１４ｃが始動される。Ｐ
ＣＲ試料は、次いで、移送管６２５０及び通路６２２２を介して溶出チャンバ６１９０か
らＰＣＲバイアル６２６０の中に運ばれる。特に、前述のようにＰＣＲモジュール６２０
０内に圧力差をもたらしてＰＣＲ試料を溶出チャンバ６１９０からＰＣＲバイアル６２６
０の中に運ぶために移送ピストン６２４０を始動させることができる。このようにして、
ＰＣＲ試料（分離された核酸及びＰＣＲ試薬）が溶出チャンバ６１９０の中で調製される
。（分離された核酸をＰＣＲバイアル６２６０の中に運び、その中で混合を行うのではな
く）溶出チャンバ６４２内で試薬と核酸試料との混合を行うことによって、核酸のさらな
る移送が回避される。この配置は、幾つかの状況において分析を性質上半定量的とするこ
とができるように、結果としてＰＣＲ後の分析の改善された正確さをもたらすことができ
る。

【0123】

他の実施形態では、しかしながら、ＰＣＲ試料（分離された核酸及びＰＣＲ試薬）は、
ＰＣＲバイアル６２６０の中で調製することができる。こうした実施形態では、例えば、
ＰＣＲ試薬は、例えば、凍結乾燥した形態でＰＣＲバイアル６２６０に保存することがで
きる。分離された核酸をＰＣＲバイアル６２６０の中に運び、凍結乾燥したＰＣＲ試薬と
混合して、ＰＣＲバイアル６２６０内で試薬を再構成することができる。

【0124】

ＰＣＲ試料をＰＣＲバイアル６２６０の中に入れた後で、ＰＣＲ試料は、所望の増幅を
行うために（例えば、機器３００２の加熱組立部３７００を介して）熱サイクルを受ける
ことができる。熱サイクルの完了時及び／又は熱サイクル中に、試料を分析するために（
例えば、機器３００２の光学組立部３８００を介して）ＰＣＲ試料を光学的に分析するこ
とができる。機器３００２の説明が以下で提供される。

【0125】

図２５〜図３３は、一実施形態に係るカートリッジ７００１の種々の図である。カート
リッジ７００１の或る機能部は、カートリッジ６００１の対応する機能部と類似しており
、したがって以下では説明されない。適用可能な場合、カートリッジ６００１に関して上
記で提示された説明は、カートリッジ７００１の説明に組み込まれる。例えば、第２のハ
ウジング７１６０内のアクチュエータ（例えば、アクチュエータ７１６３ａ）は、第２の
ハウジング６１６０内のアクチュエータ（例えば、アクチュエータ６１６３ａ）のサイズ
及び／又は形状とは異なるサイズ及び／又は形状を有するが、第２のハウジング６１６０
内のアクチュエータの構造及び機能の多くの態様は、ハウジング７１６０内のアクチュエ
ータに対するものと類似している。したがって、アクチュエータ（例えば、アクチュエー
タ６１６０ａ）に関して上記で提示された説明は、後述のアクチュエータ（例えば、アク
チュエータ７１６０ａ）に適用可能である。

【0126】

カートリッジ７００１は、互いに連結されて一体化されたカートリッジ７００１を形成
する試料調製（又は分離）モジュール７１００及び増幅（又はＰＣＲ）モジュール７２０
０を含む。分離モジュール７１００の一部及びＰＣＲモジュール７２００の付近にカバー
７００５が配置される。カートリッジ７００１内に収容されたテスト試料に対して核酸分
離、転写、及び／又は増幅を行うためにカートリッジ７００１を取り扱う、始動させる、
及び／又はこれと相互作用するように構成される１つ又は複数のカートリッジ７００１を
、本明細書で開示されたタイプの任意の適切な機器（例えば後述の機器３００２参照）内
に配置することができる。

【0127】

図２６〜図２８に示すように、分離モジュール７１００は、第１の（又は分離）ハウジ
ング７１１０と、第１のハウジング７１１０に連結される及び／又はこの中に少なくとも
部分的にある第２の（又は試薬）ハウジング７１６０を含む。第２のハウジング７１６０
は、分離プロセスで用いられる試薬及び／又は他の物質を収容する一連の保持チャンバ７
１６３ａ、７１６３ｂ、７１６３ｃ、及び７１６３ｄを画定する。本明細書で説明される
ように、保持チャンバは、プロテアーゼ（例えば、プロテイナーゼＫ）、バルク材料を可
溶性にする溶解溶液、溶解チャンバ７１１４内に存在する核酸に磁荷を与える連結溶液、
並びに分離モジュール７１００及び／又は第１のハウジング７１１０内の核酸の輸送を支
援するために磁荷を有する核酸と連結する磁性ビーズの溶液を収容することができる。一
実施形態では、上記で提供された上述の溶液は、図２６〜図２８で提供されるカートリッ
ジで用いられる。

【0128】

保持チャンバ７１６３ａ、７１６３ｂ、７１６３ｃ、及び７１６３ｄのそれぞれは、そ
の中に移動可能に配置されるアクチュエータを含む。より詳細には、図２７及び図２８に
示すように、アクチュエータ７１６６ａは保持チャンバ７１６３ａ内に配置され、アクチ
ュエータ７１６６ｂは保持チャンバ７１６３ｂ内に配置され、アクチュエータ７１６６ｃ
は保持チャンバ７１６３ｃ内に配置され、アクチュエータ７１６６ｄは保持チャンバ７１
６３ｄ内に配置される。アクチュエータ７１６６ａ、７１６６ｂ、７１６６ｃ、及び７１
６６ｄのそれぞれは、上記で示され説明されたアクチュエータ６１６６と類似している（
例えば図１４参照）。特に、アクチュエータ７１６６ａ、７１６６ｂ、７１６６ｃ、及び
７１６６ｄのそれぞれは、図２８の矢印ＰＰで示される方向に動かされるときに物質をチ
ャンバ（例えば、チャンバ７１６３ａ）から分離モジュール７１００の別の部分の中に運
ぶために移送機構として機能することができる。

【0129】

図２７に示すように、穿刺可能部材７１７０が、第２のハウジング７１６０の内側部分
と穿刺可能部材７１７０とアクチュエータ７１６６ａ、７１６６ｂ、７１６６ｃ、及び７
１６６ｄが保持チャンバ７１６３ａ、７１６３ｂ、７１６３ｃ、及び７１６３ｄを集合的
に取り囲む及び／又は画定するように、第２のハウジング７１６０の一部の付近に配置さ
れる。同様に述べると、第２のハウジング７１６０の内側部分と穿刺可能部材７１７０と
アクチュエータ７１６６ａ、７１６６ｂ、７１６６ｃ、及び７１６６ｄが集合的に、その
中に試薬及び／又は物質を保存することができる流体的に分離されるチャンバ７１６３ａ
、７１６３ｂ、７１６３ｃ、及び７１６３ｄを画定する。穿刺可能部材７１７０は、任意
の形態のポリプロピレンのような本明細書で説明されるタイプの任意の適切な材料から構
築することができる。幾つかの実施形態では、穿刺可能部材７１７０は、二軸配向ポリプ
ロピレン（ＢＯＰ）から構築することができる。

【0130】

第２のハウジング７１６０は、分離モジュール７１００の一部（例えば、溶解チャンバ
７１１４）に収容された試料、試薬、及び／又は他の物質を撹拌する、混合する、及び／
又はこれに乱流運動をもたらすために（例えば、機器３００２のアクチュエータ組立部３
４００によって）始動させることができる混合ポンプ７１８１を含む。

【0131】

図２６〜図２８に示すように、第２のハウジング７１６０は、第１のハウジング７１１
０によって画定された開口部内に配置される。したがって、第１のハウジング７１１０内
に第２のハウジング７１６０が配置されるときに、第２のハウジング７１６０の一部が溶
解チャンバ７１１４の境界の少なくとも一部を画定する。より詳細には、第１のハウジン
グ７１１０内に第２のハウジング７１６０が配置されるときに、穿刺可能部材７１７０が
溶解チャンバ７１１４の境界の一部を画定する。この配置は、穿刺可能部材７１７０の一
部が穿孔される、穿刺される、切断される、及び／又は破壊されるときに第２のハウジン
グ７１６０内に収容された物質が溶解チャンバ７１１４の中に運ばれることを可能にする
。分離モジュール６１００を参照して上で説明されたのと同様の様態で、アクチュエータ
７１６６ａ、７１６６ｂ、７１６６ｃ、及び７１６６ｄが始動されるときに第２のハウジ
ング７１６０内に収容された物質を第１のハウジング７１１０の中に運ぶことができる。

【0132】

図２７及び図２８に示すように、第１のハウジング７１１０は、第１の（又は上側）部
分７１１２及び第２の（又は下側）部分７１１１を含む。幾つかの実施形態では、上側部
分７１１２は、下側部分７１１１とは別々に構築することができ、次いで、第１のハウジ
ング７１１０を形成するために下側部分７１１１に連結することができる。第１のハウジ
ングは、溶解チャンバ７１１４、２つの洗浄チャンバ７１２１及び７１２２、３つの移送
組立部管腔（図２７及び図２８には図示せず）、及び溶出チャンバ７１９０を画定する。
第１のハウジング７１１０はまた、分離チャンバ７１１４に隣接する開口部を画定し、そ
の中に第２のハウジング７１６０の一部が配置される。

【0133】

図２６〜図２８に示すように、分離モジュール７１００は、ハウジング７１１０に取り
外し可能に連結されるキャップ７１１８を含む。使用時に、例えば尿、血液、及び／又は
組織試料を含有する他の材料のような標的核酸を含有する試料を、キャップ７１１８の除
去後に充填開口部７１１６を介して溶解チャンバ７１１４の中に運ぶことができる。試料
は、例えば、充填開口部７１１６を介して試料を第１のチャンバ７１１４の中にピペッテ
ィングすること又は注入することを含む任意の適切な機構を介して溶解チャンバ７１１４
の中に導入することができる。

【0134】

試料が溶解チャンバ７１１４の中に配置された後で、前述のように細胞溶解を容易にす
るために試薬及び／又は物質を溶解チャンバ７１１４に加えることができる。さらに、前
述のように溶解プロセスを容易にするためにポンプ７１８１を介して試料を撹拌する及び
／又は混合することができる。幾つかの実施形態では、（例えば、機器３００２を参照し
て以下で示され説明されるように第３の加熱モジュール３７８０によって）溶解チャンバ
７１４４の内容物を加熱することができる。さらに、第１のハウジング７１１０の第２の
部分７１１１は音響連結部７１８２を含む。したがって、幾つかの実施形態では、音響変
換器（図示せず）の少なくとも一部を音響連結部７１８２と接触する状態で配置すること
ができる。このようにして、変換器によって生じた音響及び／又は超音波エネルギーを、
音響連結部７１８２及び第１のハウジング７１１０の側壁を通して溶解チャンバ７１１４
内の溶液の中に運ぶことができる。

【0135】

分離モジュール７１００は、図２６〜図２８に移送組立部７１４０ａ、移送組立部７１
４０ｂ、及び移送組立部７１４０ｃとして示された一連の移送組立部（移送機構とも呼ば
れる）を含む。本明細書で説明されるように、移送組立部は、物質（例えば、磁荷を有す
る粒子とそれに付着した分離された核酸を含む試料の一部）を、溶解チャンバ７１１４、
洗浄チャンバ７１２１、洗浄チャンバ７１２２、及び溶出チャンバ７１９０の間で移送す
るように構成される。より詳細には、移送組立部７１４０は、分離チャンバ７１１４、洗
浄チャンバ７１２１、洗浄チャンバ７１２２、及び溶出チャンバ７１９０を第１のハウジ
ング７１１０によって画定される他のチャンバ（例えば、隣接する洗浄チャンバ）から実
質的に流体的に分離された状態に維持しながら、物質を、溶解チャンバ７１１４、洗浄チ
ャンバ７１２１、洗浄チャンバ７１２２、及び溶出チャンバ７１９０の間で移送するよう
に構成される。移送組立部７１４０ａ、７１４０ｂ、及び７１４０ｃは、分離モジュール
６１００に関して上記で示され説明された移送組立部６１４０と構造及び機能が類似して
おり、したがって以下では詳細に説明されない。

【0136】

分離モジュール７１００は、第１のハウジング７１１０の上側部分７１１２にそれぞれ
連結される２つの洗浄バッファモジュール７１３０ａ及び７１３０ｂを含む。本明細書で
説明されるように、各洗浄バッファモジュール７１３０ａ及び７１３０ｂは、物質（例え
ば、試料に添加されるべき試薬、洗浄バッファ溶液、鉱油、及び／又はあらゆる他の物質
）を収容し、始動されたときにそれぞれ洗浄チャンバ７１２１及び洗浄チャンバ７１２２
の中に物質を移送するように構成される。さらに、各洗浄バッファモジュール７１３０ａ
及び７１３０ｂは、その中に収容された試料の一部の洗浄及び又は混合を促進するために
それぞれ洗浄チャンバ７１２１及び洗浄チャンバ７１２２内に流体の流れを生じるように
構成される。同様に述べると、各洗浄バッファモジュール７１３０ａ及び７１３０ｂは、
それぞれ洗浄チャンバ７１２１及び洗浄チャンバ７１２２の中にエネルギーを伝達するよ
うに構成される。一実施形態では、洗浄バッファモジュール７１３０ａ及び／又は７１３
０ｂは、分子グレードの水、トリスＨＣｌ（例えば、約１０ｍＭ、約１５ｍＭ、約２０ｍ
Ｍ、約２５ｍＭ、約３０ｍＭ、約３５ｍＭ、又は約４０ｍＭ）、塩化マグネシウム（例え
ば、約１ｍＭ、約２ｍＭ、約３ｍＭ、約４ｍＭ、約５ｍＭ、約６ｍＭ、約７ｍＭ、約８ｍ
Ｍ、約９ｍＭ、約１０ｍＭ、又は約２０ｍＭ）、グリセロール（例えば、約２％、約３％
、約４％、約５％、約６％、約７％、約８％、約９％、約１０％、約１２％、約１４％、
約１６％、約１８％、約２０％、又は約２５％）のフィルタ処理された溶液を含む洗浄バ
ッファを含む。一実施形態では、洗浄バッファのｐＨは、約７．５、約７．６、約７．７
、約７．８、約７．９、約８．０、約８．１、約８．２、約８．３、約８．４、約８．５
、約８．６、約８．７、約８．８、約８．９、又は約９．０である）。別の実施形態では
、洗浄バッファは殺菌剤を含み、例えば、上記で提供された洗浄バッファは殺菌剤をさら
に含む。

【0137】

すぐ上で説明された洗浄バッファはチャンバ７１３０ａ及び／又は７１３０ｂに関して
具体的に説明したが、他の実施形態では物質Ｒ１及び／又はＲ２として存在する。

【0138】

別の実施形態では、洗浄バッファモジュール７１３０ａ及び／又は７１３０ｂは、分子
グレードの水、グアニジンＨＣｌ（例えば、約０．７ｍＭ、約０．８ｍＭ、約０．８１ｍ
Ｍ、約０．８２ｍＭ、約０．８３ｍＭ、約０．８４ｍＭ、約０．８５ｍＭ、約０．９ｍＭ
、約１．０ｍＭ）、トリスＨＣｌ（例えば、約１０ｍＭ、約１５ｍＭ、約２０ｍＭ、約２
５ｍＭ、約３０ｍＭ、約３５ｍＭ、又は約４０ｍＭであり、約７．５、約８、又は約８．
５のｐＨを有することができる）、トリトン−Ｘ−１００（例えば、約０．２５％、約０
．５％、約０．７５％、約１％）、Ｔｗｅｅｎ−２０（例えば、約０．２５％、約０．５
％、約０．７５％、約１％）、ＥＤＴＡ（例えば、約０．１ｍＭ、約０．２ｍＭ、約０．
３ｍＭ、約０．５ｍＭ、約０．７５ｍＭ、約１ｍＭ、約２ｍＭ、約３ｍＭ、約４ｍＭ、約
５ｍＭ、約６ｍＭ、約７ｍＭ、約８ｍＭ、約９ｍＭ、約１０ｍＭ、又は約２０ｍＭ）、イ
ソプロパノール（例えば、約１０％、約２０％、約３０％、約４０％、約５０％、約６０
％）のフィルタ処理された溶液を含む洗浄バッファを含む。一実施形態では、溶離バッフ
ァのｐＨは、約７．５、約７．６、約７．７、約７．８、約７．９、約８．０、約８．１
、約８．２、約８．３、約８．４、約８．５、約８．６、約８．７、約８．８、約８．９
、又は約９．０である）。すぐ上で説明された洗浄バッファはチャンバ７１３０ａ及び／
又は７１３０ｂに関して具体的に説明したが、他の実施形態では物質Ｒ１及び／又はＲ２
として存在する。

【0139】

洗浄バッファモジュール７１３０ａは、ハウジング７１３７ａ内に移動可能に配置され
るアクチュエータ７１５０ａを含む。ハウジング７１３７ａは、洗浄バッファモジュール
７１３０ａが洗浄チャンバ７１２１と実質的に位置合わせされるように第１のハウジング
７１１０の上側部分７１１２に連結される。特に、ハウジング７１３７ａは、第１のハウ
ジング７１１０の上側部分７１１２の連結部７１３４ａによって画定される対応する開口
部内に配置されるように構成される一対の突起７１３３ａを含む。洗浄バッファモジュー
ル７１３０ａは「スナップ嵌め」によって第１のハウジング７１１０に連結されるものと
して示されるが、他の実施形態では、洗浄バッファモジュール７１３０ａは、例えば、ね
じ連結、機械式締結具又は保持具、化学結合又は接着剤、締まり嵌め、溶接接合などのよ
うな任意の適切な方法によって第１のハウジング７１１０に連結することができる。

【0140】

アクチュエータ７１５０ａは、プランジャ部７１５１ａ、穿刺部７１５２ａ、及び係合
部７１５３ａを含む。係合部７１５３ａは、本明細書で説明されるようにハウジング７１
３７ａ内のアクチュエータ７１５０ａの移動を容易にするためにアクチュエータ組立部の
一部と係合する、これに取り外し可能に連結される、及び／又はこれの中に受け入れられ
るように構成される。アクチュエータ７１５０ａは、図４７〜図５１に関して後述される
アクチュエータ組立部３６００のような任意の適切な機器によって取り扱う及び／又は始
動させることができる。

【0141】

アクチュエータ７１５０ａのプランジャ部７１５１ａはハウジング７１３７ａ内に配置
される。穿刺可能部材７１３５ａは、プランジャ部７１５１ａの端面とハウジング７１３
７ａと穿刺可能部材７１３５ａが集合的に、その中に物質が配置される体積を画定するよ
うに、ハウジング７１３７ａの端部の付近に配置される。プランジャ部７１５１ａとハウ
ジング７１３７ａの内面は、実質的に流体密封及び／又はハーメチックシールを形成する
ように構成される。幾つかの実施形態では、プランジャ部７１５１ａは、封止部材、Ｏリ
ングなどを含むことができる。

【0142】

アクチュエータ７１５０ａの穿刺部７１５２ａは、アクチュエータ７１５０ａが図２８
の矢印ＱＱで示される方向にハウジング７１３７ａ内で動かされるときに穿刺可能部材７
１３５ａの一部を穿刺する、破壊する、切断する及び／又は破断するように構成される。
このようにして、アクチュエータ７１５０の移動は、チャンバを洗浄チャンバ７１２１と
流体連通する状態におく。同様に述べると、洗浄バッファモジュール７１３０ａは、アク
チュエータ７１５０ａが始動されるときに洗浄チャンバ７１２１と選択的に流体連通する
状態におくことができる。洗浄バッファモジュール７１３０ａ内の物質が洗浄チャンバ７
１２１の中に運ばれた後で、アクチュエータ７１５０ａは、洗浄チャンバ７１２１の中に
移送される圧力をもたらして、その中に配置された試料との間の及びこれとの洗浄、混合
、及び／又は他の相互作用を促進するために、ハウジング７１３７ａ内で往復運動するこ
とができる。第１のハウジング７１１０の上部７１１２は、アクチュエータ７１５０ａに
よって生じた圧力エネルギー及び／又は流れを洗浄チャンバ７１２１内の特定の領域の方
に向けるように構成されたノズル７１３１ａを含む。

【0143】

洗浄バッファモジュール７１３０ｂは、ハウジング７１３７ｂ内に移動可能に配置され
るアクチュエータ７１５０ｂを含む。ハウジング７１３７ｂは、洗浄バッファモジュール
７１３０ｂが洗浄チャンバ７１２２と実質的に位置合わせされるように第１のハウジング
７１１０の上側部分７１１２に連結される。特に、ハウジング７１３７ｂは、第１のハウ
ジング７１１０の上側部分７１１２の連結部７１３４ｂによって画定される対応する開口
部内に配置されるように構成される一対の突起７１３３ｂを含む。洗浄バッファモジュー
ル７１３０ｂは「スナップ嵌め」によって第１のハウジング７１１０に連結されるものと
して示されるが、他の実施形態では、洗浄バッファモジュール７１３０ｂは、例えば、ね
じ連結、機械式締結具又は保持具、化学結合又は接着剤、締まり嵌め、溶接接合などのよ
うな任意の適切な方法によって第１のハウジング７１１０に連結することができる。

【0144】

アクチュエータ７１５０ｂは、プランジャ部７１５１ｂ、穿刺部７１５２ｂ、及び係合
部７１５３ｂを含む。係合部７１５３ｂは、本明細書で説明されるようにハウジング７１
３７ｂ内のアクチュエータ７１５０ｂの移動を容易にするためにアクチュエータ組立部の
一部と係合する、これに取り外し可能に連結される、及び／又はこれの中に受け入れられ
るように構成される。アクチュエータ７１５０ｂは、図４７〜図５１に関して後述される
アクチュエータ組立部３６００のような任意の適切な機器によって取り扱う及び／又は始
動させることができる。

【0145】

アクチュエータ７１５０ｂのプランジャ部７１５１ｂはハウジング７１３７ｂ内に配置
される。穿刺可能部材７１３５ｂは、プランジャ部７１５１ｂの端面とハウジング７１３
７ｂと穿刺可能部材７１３５ｂが集合的に、その中に物質が配置される体積を画定するよ
うに、ハウジング７１３７ｂの端部の付近に配置される。プランジャ部７１５１ｂとハウ
ジング７１３７ｂの内面は、実質的に流体密封及び／又はハーメチックシールを形成する
ように構成される。幾つかの実施形態では、プランジャ部７１５１ｂは、封止部材、Ｏリ
ングなどを含むことができる。

【0146】

アクチュエータ７１５０ｂの穿刺部７１５２ｂは、アクチュエータ７１５０ｂが図２８
の矢印ＱＱで示される方向にハウジング７１３７ｂ内で動かされるときに穿刺可能部材７
１３５ｂの一部を穿刺する、破壊する、切断する及び／又は破断するように構成される。
このようにして、アクチュエータ７１５０ｂの移動は、チャンバを洗浄チャンバ７１２２
と流体連通する状態におく。同様に述べると、アクチュエータ７１５０ｂが始動されると
きに洗浄バッファモジュール７１３０ｂを洗浄チャンバ７１２２と選択的に流体連通する
状態におくことができる。洗浄バッファモジュール７１３０ｂ内の物質が洗浄チャンバ７
１２２の中に運ばれた後で、アクチュエータ７１５０ｂは、洗浄チャンバ７１２２の中に
移送される圧力をもたらして、その中に配置された試料との間の及びこれとの洗浄、混合
、及び／又は他の相互作用を促進するために、ハウジング７１３７ｂ内で往復運動するこ
とができる。第１のハウジング７１１０の上部７１１２は、アクチュエータ７１５０ｂに
よって生じた圧力エネルギー及び／又は流れを洗浄チャンバ７１２２内の特定の領域の方
に向けるように構成されたノズル７１３１ｂを含む。

【0147】

図２９〜図３１に示すように、増幅（又はＰＣＲ）モジュール７２００は、第１の（又
は上側）層７２２７及び第２の（又は下側）層７２２８から構築される基体７２２０を含
む。ＰＣＲモジュール７２００は、第２の層７２２８に連結されたＰＣＲバイアル７２６
０、移送機構７２３５、第１の試薬モジュール７２７０ａ、及び第２の試薬モジュール７
２７０ｂを含む。ＰＣＲバイアル７２６０は、ハウジング７２１０の第１の端部７２１１
に連結され、試料に関連した反応を容易にするためにその中に試料を配置することができ
る体積７２６２を画定する。ＰＣＲバイアル７２６０は、試料に関連した反応が起こるこ
とを可能にする状態で試料を収容するための任意の適切な容器とすることができる。ＰＣ
Ｒバイアル７２６０はまた、こうした反応の監視（例えば、反応から結果的に生じる又は
反応と関連付けられる試料内の分析物の検出）を可能にする状態で試料を収容するための
任意の適切な容器とすることができる。幾つかの実施形態では、ＰＣＲバイアル７２６０
の少なくとも一部は、光学系（例えば、本明細書で説明される機器３００２の光学組立部
３８００）によるその中で起こる反応の光学監視を可能にするために実質的に透明とする
ことができる。

【0148】

図３２及び図３３に示すように、増幅モジュール７２００は、移送管７２５０の少なく
とも一部が分離モジュール７１００の溶出チャンバ７１９０内に配置されるように分離モ
ジュール７１００の第１のハウジング７１１０に連結される。このようにして、本明細書
で説明されるように、溶出チャンバ７１９０内に配置された分離された核酸、あらゆる物
質、及び／又はあらゆるＰＣＲ試薬を、移送管７２５０を介して溶出チャンバ７１９０か
らＰＣＲバイアル７２６０に運ぶことができる。より詳細には、基体７２２０は、ＰＣＲ
モジュール７２００が分離モジュール７１００に連結されるときにＰＣＲバイアル７２６
０を溶出チャンバ７１９０と流体連通する状態におく流れ通路（ｆｌｏｗ ｐａｓｓａｇ
ｅｗａｙ）７２２２を画定する。図３０及び図３１に示すように、流れ通路７２２２の一
部は、移送管７２５０と基体７２２０の第２の層７２２８の移送ポート７２２９の中に画
定される。流れ通路７２２２は、主として基体７２２０の第２の層７２２８によって画定
されるものとして示されるが、他の実施形態では、流れ通路７２２２は、第１の層７２２
７によって又は第１の層７２２７と第２の層７２２８との両方の一部の中に画定すること
ができる。

【0149】

基体７２２０はまた、流れ通路７２２３、流れ通路７２２１ａ、及び流れ通路７２２１
ｂをも画定する。本明細書でより詳細に説明されるように、流れ通路７２２３は、移送機
構７２３５内に画定された体積７２３７を、移送ポート７２２９を介してＰＣＲバイアル
７２６０と流体連通する状態におくように構成される。流れ通路７２２１ａは、試薬モジ
ュール７２７０ａによって画定される体積を、移送管７２５０を介して溶出チャンバ７１
９０と流体連通する状態におくように構成される。流れ通路７２２１ｂは、試薬モジュー
ル７２７０ｂによって画定される体積を、移送ポート７２２９及び／又は通路７２２２の
一部を介してＰＣＲバイアル７２６０と流体連通する状態におくように構成される。流れ
通路７２２３、流れ通路７２２１ａ、及び／又は流れ通路７２２１ｂのいずれも、第１の
層７２２７、第２の層７２２８によって、又は第１の層７２２７と第２の層７２２８との
両方の一部の中に画定することができる。

【0150】

ＰＣＲモジュール７２００は、基体７２２０の上側層７２２７にそれぞれ連結される２
つの試薬モジュール７２７０ａ及び７２７０ｂを含む。本明細書で説明されるように、各
試薬モジュール７２７０ａ及び７２７０ｂはそれぞれ物質Ｒ１及びＲ２を収容する。試薬
モジュール７２７０ａは、本明細書で説明されるように物質Ｒ１を流れ通路７２２１ａを
介して溶出チャンバ７１９０の中に運ぶように構成される。試薬モジュール７２７０ｂは
、本明細書で説明されるように物質Ｒ２を流れ通路７２２１ｂを介してＰＣＲバイアル７
２６０の中に運ぶように構成される。このようにして、各試薬モジュール７２７０ａ及び
７２７０ｂは、試薬保存装置及び移送機構として機能する。

【0151】

物質Ｒ１及びＲ２は、例えば、本明細書で説明されるように試料に添加されるべき試薬
、溶離バッファ溶液、洗浄バッファ溶液、鉱油、及び／又はあらゆる他の物質とすること
ができる。幾つかの実施形態では、物質Ｒ１は、溶離バッファ及び鉱油を含むことができ
る。幾つかの実施形態では、物質Ｒ２は、ＰＣＲバイアル７２６０内のＰＣＲプロセスを
容易にする反応試薬を含むことができる。幾つかの実施形態では、ＰＣＲプロセスを容易
にするために物質Ｒ２及び／又は物質Ｒ１と標的試料との混合物を添加することで凍結乾
燥したマスターミックスが再構成されるように、凍結乾燥した状態のＰＣＲマスターミッ
クスをＰＣＲバイアル７２６０内に配置することができる。

【0152】

例えば、ＨＳＶがＰＣＲを介して増幅される一実施形態では、マスターミックスは、Ｈ
ＳＶ１配列及び／又はＨＳＶ２配列に対して特異的なＨＳＶ１プライマ及びＨＳＶ２プラ
イマ、検出プローブ（例えば、５’末端にフルオロフォア及びＭＧＢ並びに３’末端に非
蛍光性クエンチャーを備えるハイブリッド形成オリゴヌクレオチドプローブ）、並びに内
部コントロールプライマ及びプローブ、ＫＣｌ（例えば、約４０ｍＭ、約５０ｍＭ、約６
０ｍＭ、約７０ｍＭ）、マンニトール（ｍａｎｎｉｏｌ）（例えば、約７０ｍＭ、約８０
ｍＭ、約９０ｍＭ、約１００ｍＭ、約１１０ｍＭ、約１２０ｍＭ）、ＢＳＡ（例えば、約
０．１ｍｇ／ｍＬ、約０．５ｍｇ／ｍＬ、約１ｍｇ／ｍＬ）、ｄＮＴＰｓ（例えば、約０
．２ｍＭ、約０．３ｍＭ、約０．４ｍＭ、約０．５ｍＭ、約１ｍＭ）、Ｔａｑポリメラー
ゼ（例えば、約０．１Ｕ／μＬ、約０．２Ｕ／μＬ、約０．３Ｕ／μＬ）を含む凍結乾燥
したペレットである。

【0153】

別の実施形態では、マスターミックスは、３つの標的に対してマルチプレックスＰＣＲ
を行うために凍結乾燥した試薬と内部対照を含む。さらなる実施形態では、標的核酸は、
インフルエンザＡに対して特異的な核酸、インフルエンザＢに対して特異的な核酸、及び
ＲＳＶに対して特異的な核酸である。さらなる実施形態では、例えば、各標的配列に対し
て特異的な、各プローブが５’末端にフルオロフォア及びＭＧＢ並びに３’末端に非蛍光
性クエンチャーを備える、ハイブリッド形成オリゴヌクレオチドプローブを提供すること
によって、マルチプレックス反応がリアルタイムで監視される。

【0154】

別の実施形態では、凍結乾燥したマスターミックスは、ＰＣＲと逆転写酵素反応との両
方のための試薬を含む。例えば、一実施形態では、凍結乾燥したマスターミックスは、第
一鎖ｃＤＮＡ合成及びＰＣＲを行うために、逆転写酵素とＴａｑポリメラーゼ酵素との両
方、ｄＮＴＰｓ、ＲＮａｓｅ阻害剤、ＫＣｌ、ＢＳＡ、及びプライマを含む。

【0155】

マスターミックスは、増幅されるべき標的に応じて異なるプライマ及びプローブを含む
。各標的は、特異的プライマ及びプローブの組と関連付けられることになり、プライマ及
びプローブの組は、凍結乾燥したマスターミックスを形成するために上述の他のＰＣＲ試
薬と共に凍結乾燥することができる。成分の濃度はまた、複数の標的が増幅される場合に
、増幅される特定の標的に応じて変化することになる。

【0156】

試薬モジュール７２７０ａは、ハウジング７２７７ａ内に移動可能に配置されるアクチ
ュエータ７２８０ａを含む。ハウジング７２７７ａは、試薬モジュール７２７０ａが通路
７２２１ａ、移送管７２５０、及び／又は溶出チャンバ７１９０と実質的に位置合わせさ
れるように基体７２２０の上側層７２２７に連結される。図２９に示すように、ハウジン
グ７２７７ａは、基体７２２０の上側層７２２７の連結部７２３４ａによって画定される
対応する開口部内に配置されるように構成される一対の突起７２７３ａを含む。試薬モジ
ュール７２７０ａは「スナップ嵌め」によって基体７２２０に連結されるものとして示さ
れるが、他の実施形態では、試薬モジュール７２７０ａは、例えば、ねじ連結、機械式締
結具又は保持具、化学結合又は接着剤、締まり嵌め、溶接接合などのような任意の適切な
方法によって基体７２２０に連結することができる。

【0157】

アクチュエータ７２８０ａは、プランジャ部７２８１ａ、穿刺部７２８２ａ、及び係合
部７２８３ａを含む。係合部７２８３ａは、本明細書で説明されるようにハウジング７２
７７ａ内のアクチュエータ７２８０ａの移動を容易にするためにアクチュエータ組立部の
一部と係合する、これに取り外し可能に連結される、及び／又はこれの中に受け入れられ
るように構成される。アクチュエータ７２８０ａは、図４７〜図５１に関して後述される
アクチュエータ組立部３６００のような任意の適切な機器によって取り扱う及び／又は始
動させることができる。

【0158】

アクチュエータ７２８０ａのプランジャ部７２８１ａはハウジング７２７７ａ内に配置
される。穿刺可能部材７２７５ａは、プランジャ部７２８１ａの端面とハウジング７２７
７ａと穿刺可能部材７２７５ａが集合的に、その中に物質Ｒ１が配置される体積を画定す
るように、ハウジング７２７７ａの端部の付近に配置される。プランジャ部７２８１ａと
ハウジング７２７７ａの内面は、実質的に流体密封及び／又はハーメチックシールを形成
するように構成される。幾つかの実施形態では、プランジャ部７２８１ａは、封止部材、
Ｏリングなどを含むことができる。

【0159】

アクチュエータ７２８０ａの穿刺部７２８２ａは、アクチュエータ７２８０ａが図３１
の矢印ＳＳで示される方向にハウジング７２７７ａ内で動かされるときに穿刺可能部材７
２７５ａの一部を穿刺する、破壊する、切断する及び／又は破断するように構成される。
このようにして、アクチュエータ７２８０ａの移動は、その中の体積を、通路７２２１ａ
、したがって溶出チャンバ７１９０と流体連通する状態におく。同様に述べると、アクチ
ュエータ７２８０ａが始動されるときに試薬モジュール７２７０ａを溶出チャンバ７１９
０と選択的に流体連通する状態におくことができる。

【0160】

試薬モジュール７２７０ｂは、ハウジング７２７７ｂ内に移動可能に配置されるアクチ
ュエータ７２８０ｂを含む。ハウジング７２７７ｂは、試薬モジュール７２７０ｂが通路
７２２１ｂと実質的に位置合わせされるように基体７２２０の上側層７２２７に連結され
る。図２９に示すように、ハウジング７２７７ｂは、基体７２２０の上側層７２２７の連
結部７２３４ｂによって画定される対応する開口部内に配置されるように構成される一対
の突起７２７３ｂを含む。試薬モジュール７２７０ｂは「スナップ嵌め」によって基体７
２２０に連結されるものとして示されるが、他の実施形態では、試薬モジュール７２７０
ｂは、例えば、ねじ連結、機械式締結具又は保持具、化学結合又は接着剤、締まり嵌め、
溶接接合などのような任意の適切な方法によって基体７２２０に連結することができる。

【0161】

アクチュエータ７２８０ｂは、プランジャ部７２８１ｂ、穿刺部７２８２ｂ、及び係合
部７２８３ｂを含む。係合部７２８３ｂは、本明細書で説明されるようにハウジング７２
７７ｂ内のアクチュエータ７２８０ｂの移動を容易にするためにアクチュエータ組立部の
一部と係合する、これに取り外し可能に連結される、及び／又はこれの中に受け入れられ
るように構成される。アクチュエータ７２８０ｂは、図４７〜図５１に関して後述される
アクチュエータ組立部３６００のような任意の適切な機器によって取り扱う及び／又は始
動させることができる。

【0162】

アクチュエータ７２８０ｂのプランジャ部７２８１ｂは、ハウジング７２７７ｂ内に配
置される。穿刺可能部材７２７５ｂは、プランジャ部７２８１ｂの端面とハウジング７２
７７ｂと穿刺可能部材７２７５ｂが集合的に、その中に物質Ｒ２が配置される体積を画定
するように、ハウジング７２７７ｂの端部の付近に配置される。プランジャ部７２８１ｂ
とハウジング７２７７ｂの内面は、実質的に流体密封及び／又はハーメチックシールを形
成するように構成される。幾つかの実施形態では、プランジャ部７２８１ａは、封止部材
、Ｏリングなどを含むことができる。

【0163】

アクチュエータ７２８０ｂの穿刺部７２８２ｂは、アクチュエータ７２８０ｂが図３１
の矢印ＳＳで示される方向にハウジング７２７７ｂ内で動かされるときに穿刺可能部材７
２７５ｂの一部を穿刺する、破壊する、切断する及び／又は破断するように構成される。
このようにして、アクチュエータ７２８０ｂの移動は、その中の体積を、通路７２２１ｂ
、したがってＰＣＲチャンバ７２６０と流体連通する状態におく。

【0164】

ＰＣＲモジュール７２００は、分離モジュール７１００の溶出チャンバ７１９０及びＰ
ＣＲモジュール７２００のＰＣＲバイアル７２６０から及び／又はこれらの間で物質を移
送するように構成された移送機構７２３５を含む。本明細書で説明されるように、移送機
構７２３５はまた、その中に物質を収容することができる体積７２３７を画定するように
も構成され、体積７２３７をＰＣＲバイアル７２６０と選択的に流体連通する状態におく
ことができる。このようにして、移送機構７２３５はまた流量制御機構として作用する。

【0165】

移送機構７２３５は、ハウジング７２３６内に配置されるアクチュエータ７２４０を含
む。ハウジング７２３６は、基体７２２０の上側層７２２７に連結される及び／又はこの
一部である。ハウジング７２３６は、その中に例えば鉱油のような物質を保存することが
できる体積７２３７を画定する。穿刺可能部材を含むものとして図示されないが、他の実
施形態では、体積７２３７の一部を、本明細書で説明されるように穿刺可能部材によって
取り囲む及び／又は流体的に分離することができる。

【0166】

アクチュエータ７２４０は、プランジャ部７２４１、弁部分７２４２、及び係合部７２
４３を含む。係合部７２４３は、本明細書で説明されるようにハウジング７２３６内のア
クチュエータ７２４０の移動を容易にするためにアクチュエータ組立部の一部と係合する
、これに取り外し可能に連結される、及び／又はこれの中に受け入れられるように構成さ
れる。アクチュエータ７２４０は、図４７〜図５１に関して後述されるアクチュエータ組
立部３６００のような任意の適切な機器によって取り扱う及び／又は始動させることがで
きる。

【0167】

アクチュエータ７２４０のプランジャ部７２４１は、ハウジング７２３６内に配置され
る。プランジャ部７２４１とハウジング７２３６の内面は、実質的に流体密封及び／又は
ハーメチックシールを形成するように構成される。幾つかの実施形態では、プランジャ部
７２４１は、封止部材、Ｏリングなどを含むことができる。加えて、ハウジング７２３６
の上部にシール７２４４が配置される。

【0168】

アクチュエータ７２４０は、ハウジング７２３６内の第１の位置（図３０）と第２の位
置（図３１）との間で動かされるように構成される。アクチュエータ７２４０が第１の位
置にあるときに、アクチュエータ７２４０の弁部分７２４２は、体積７２３７が流れ通路
７２２３及び／又はＰＣＲバイアル７２６０から実質的に流体的に分離されるように流れ
通路７２２３内に少なくとも部分的に配置される。同様に述べると、アクチュエータ７２
４０が第１の位置にあるときに、弁部分７２４２の一部は、実質的に流体密封及び／又は
ハーメチックシールをもたらすために上側層７２２７と接触する。アクチュエータ７２５
０が図３１の矢印ＲＲで示される方向にハウジング７２３６内で動かされるときに、弁部
分７２４２が、上側層７２２７から離間され、及び／又は流れ通路７２２３から除去され
、これにより体積７２３７を、通路７２２３、したがってＰＣＲチャンバ７２６０と流体
連通する状態におく。このようにして、アクチュエータ７２４０が動かされるときに、体
積７２３７内の物質をＰＣＲ体積７２６２によって画定されるＰＣＲバイアル７２６０の
中に運ぶことができる。

【0169】

さらに、アクチュエータ７２４０が図３１の矢印ＲＲで示すようにハウジング７２３６
内で動かされるときに、ＰＣＲバイアル７２６０のＰＣＲ体積７２６２内に真空が生じる
。ＰＣＲ体積７２６２と溶出チャンバ７１９０との間のこの圧力差の結果として、溶出チ
ャンバ７１９０の内容物の少なくとも一部が移送管７２５０及び通路７２２２を介してＰ
ＣＲ体積７２６２の中に運ばれる（例えば図２４参照）。このようにして、移送機構７２
３５を始動させることによって物質及び／又は試料を溶出チャンバ７１９０とＰＣＲ体積
７２６２との間で加える、混合する、及び／又は運ぶことができる。移送機構７２３５は
、例えば、本明細書で説明される機器３００２の始動組立部３６００のような任意の適切
な機構によって始動させることができる。

【0170】

使用時に、１つ又は複数の標的核酸又は核酸群が分離モジュール７１００内で分離され
処理された後で、前述のように、これは、移送組立部７１４０ｃを介して溶出チャンバ７
１９０の中に移送される。次いで、物質Ｒ１を溶出チャンバ７１９０の中に運ぶために試
薬モジュール７２７０ａを始動させることができる。例えば、幾つかの実施形態では、試
薬モジュール７２７０ａは、溶離バッファ及び鉱油を含有する溶液を溶出チャンバ７１９
０の中に運ぶために始動させることができる。次いで、磁性ビーズが、溶離バッファによ
って核酸から除去され（又は「洗浄され」）、（例えば、移送組立部７１４０ｃによって
）溶出チャンバ７１９０から除去される。したがって、溶出チャンバ７１９０は、分離さ
れた及び／又は精製された核酸を収容する。

【0171】

物質Ｒ２をＰＣＲ体積７２６２の中に運ぶために試薬モジュール７２７０ｂを始動させ
ることができる。例えば、幾つかの実施形態では、種々の反応試薬を含有する溶液をＰＣ
Ｒバイアル７２６０の中に運ぶために試薬モジュール７２７０ｂを始動させることができ
る。幾つかの実施形態では、ＰＣＲバイアル７２６０は、例えば、凍結乾燥した状態のＰ
ＣＲマスターミックスのような付加的な試薬及び／又は物質を収容することができる。し
たがって、物質Ｒ２がＰＣＲバイアル７２６０の中に運ばれるときに、凍結乾燥した内容
物を反応の準備に際して再構成することができる。

【0172】

標的試料Ｓは、（上記で説明された試薬モジュール７２７０ｂの始動前又は始動後に）
移送管７２５０及び通路７２２２を介して溶出チャンバ７１９０からＰＣＲバイアル７２
６０の中に運ぶことができる。特に、ＰＣＲモジュール７２００内に圧力差をもたらして
上記で説明したように通路７２２２を介してＰＣＲ試料を溶出チャンバ７１９０からＰＣ
Ｒバイアル７２６０の中に運ぶために移送機構７２３５のアクチュエータ７２４０を始動
させることができる。このようにして、ＰＣＲ試料（分離された核酸及びＰＣＲ試薬）を
溶出チャンバ７１９０の中で部分的に調製することができる。さらに、移送機構７２３５
が始動されるときに、その中に画定された体積７２３７が前述のように通路７２２３を介
してＰＣＲ体積７２６２と流体連通する状態におかれる。したがって、幾つかの実施形態
では、付加的な物質（例えば、鉱油）を、試料移送動作と同じ動作を介してＰＣＲバイア
ルに加えることができる。

【0173】

ＰＣＲ試料をＰＣＲバイアル７２６０に入れた後で、ＰＣＲ試料Ｓの少なくとも一部は
、所望の増幅を行うために（例えば、機器３００２の加熱組立部３７００を介して）熱サ
イクルを受けることができる。熱サイクルの完了時及び／又は熱サイクル中に、試料を分
析するために（例えば、機器３００２の光学組立部３８００を介して）ＰＣＲ試料を光学
的に分析することができる。代替的に、全体を通して説明されるように、ＰＣＲ試料は、
例えば、それぞれがＭＧＢ及びフルオロフォアと複合体化されるＤＮＡハイブリダイゼー
ションプローブを伴うＰＣＲ中に、光学的に分析することができる。カートリッジを取り
扱うための機器３００２及び他の適切な機器の説明が以下で提供される。

【0174】

本明細書で説明されるカートリッジのいずれも、カートリッジ内に収容された試料に対
して分離プロセス及び／又は反応を行うために任意の適切な機器で取り扱う及び／又は始
動させることができる。例えば、幾つかの実施形態では、本明細書で説明されるカートリ
ッジのいずれかは、カートリッジ内のテスト試料に対してリアルタイムの核酸分離及び増
幅を行うために機器で取り扱う及び／又は始動させることができる。このようにして、シ
ステム（例えば、カートリッジ又は一連のカートリッジ及び機器）は、例えば、鼻咽頭検
体からのインフルエンザ（Ｆｌｕ）Ａ、Ｆｌｕ Ｂ、及び呼吸器合胞体ウィルス（ＲＳＶ
）の迅速な検出のような多くの異なるアッセイのために用いることができる。

【0175】

幾つかの実施形態では、機器は、本明細書で示され説明されるタイプのカートリッジに
よって画定される反応チャンバの中に収容された試料の反応を容易にする、もたらす、支
持する、及び／又は促進するように構成することができる。こうした機器はまた、反応前
に、反応中に、及び／又は反応後に試料内の１つ又は複数の異なる物質及び／又は分析物
を検出するために光学組立部を含むことができる。例えば、図３４は、一実施形態に係る
機器１００２の略図である。機器１００２は、ブロック１７１０、第１の光学部材１８３
１、第２の光学部材１８３２、及び光学組立部１８００を含む。ブロック１７１０は、試
料Ｓを収容する反応容器２６０の少なくとも一部２６１を受け入れるように構成された反
応体積１７１３を画定する。反応容器２６０は、試料Ｓに関連した反応が起こることを可
能にする状態で試料Ｓを収容するための任意の適切な容器とすることができる。反応容器
２６０はまた、こうした反応の監視（例えば、反応から結果的に生じる又は反応と関連付
けられる試料Ｓ内の分析物の検出）を可能にする状態で試料Ｓを収容するための任意の適
切な容器とすることができる。幾つかの実施形態では、例えば、反応容器２６０は、ＰＣ
Ｒバイアル、試験管などとすることができる。さらに、幾つかの実施形態では、反応容器
２６０の少なくとも一部２６１は、その中で起こる反応の光学監視を可能にするために実
質的に透明とすることができる。

【0176】

ブロック１７１０は、反応容器２６０の中の試料Ｓに関連した反応を容易にする、もた
らす、支持する、及び／又は促進するための、任意の適切な構造体とすることができ、及
び／又は任意の適切な機構に連結することができる。例えば、幾つかの実施形態では、ブ
ロック１７１０は、反応容器２６０の中の試料Ｓをサイクルで加熱するための機構に連結
することができ、及び／又はこれを含むことができる。このようにして、ブロック１７１
０は、例えばＰＣＲプロセスのような試料Ｓの熱により誘発される反応をもたらすことが
できる。他の実施形態では、ブロック１７１０は、試料Ｓに関連した化学反応をもたらす
ために反応容器２６０の中に１つ又は複数の物質を導入するための機構に連結することが
でき、及び／又はこれを含むことができる。

【0177】

反応体積１７１３は、反応チャンバ２６０の一部２６１を収容するための任意の適切な
サイズ及び／又は形状を有することができる。幾つかの実施形態では、例えば、反応体積
１７１３の形状は、（例えば、図３４に示すように）反応チャンバ２６０の一部２６１の
形状に実質的に対応することができる。他の実施形態では、しかしながら、反応体積１７
１３の形状は、反応チャンバ２６０の一部２６１の形状と類似していない形状とすること
ができる。反応チャンバ２６０の一部２６１は、反応体積１７１３を画定するブロック１
７１０の側壁から離間されるものとして図３４に示されるが、他の実施形態では、反応チ
ャンバ２６０の一部２６１は、ブロック１７１０の一部と接触することができる。さらに
他の実施形態では、反応体積１７１３は、反応チャンバ２６０の一部２６１とブロック１
７１０の一部（例えば、側壁）との間に配置される物質（例えば、塩水溶液、熱伝導性ゲ
ルなど）を収容することができる。

【0178】

ブロック１７１０は、反応体積１７１３内に反応チャンバ２６０の一部２６１のみを収
容するものとして図３４に示されるが、他の実施形態では、ブロック１７１０は、反応チ
ャンバ２６０の全体が反応体積１７１３内に受け入れられるように構成することができる
。幾つかの実施形態では、例えば、ブロック１７１０は、反応体積１７１３内に反応チャ
ンバ２６０の全体を実質的に保持するカバー又は他の機構（図３４には図示せず）を含む
ことができる。さらに、幾つかの実施形態では、ブロック１７１０は、反応チャンバ２６
０の全体を実質的に包囲することができる。他の実施形態では、ブロック１７１０は、反
応体積１７１３内に配置された反応チャンバ２６０の一部２６１を実質的に包囲すること
ができる。

【0179】

図３４に示すように、第１の光学部材１８３１は、第１の光学部材１８３１が反応体積
１７１３と光学的に連通するようにブロック１７１０内に少なくとも部分的に配置される
。このようにして、光ビーム（及び／又は光信号）を、第１の光学部材１８３１を介して
反応体積１７１３とブロック１７１０の外部の領域との間で伝えることができる。第１の
光学部材１８３１は、それを通して又はそれから光ビームを伝えることができる任意の適
切な構造体、デバイス、及び／又は機構とすることができる。幾つかの実施形態では、第
１の光学部材１８３１は、例えば、マルチモードファイバ又は単一モードファイバのよう
な光ビームを伝える任意の適切な光ファイバとすることができる。他の実施形態では、第
１の光学部材１８３１は、例えば、光増幅器、光信号変換器、レンズ、光フィルタなどの
ような光ビームを修正する及び／又は変形するように構成された機構を含むことができる
。さらに他の実施形態では、第２の光学部材１８３２は、光ビームを生じるように構成さ
れた発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ、又は他のデバイスを含むことができる。

【0180】

第２の光学部材１８３２は、第２の光学部材１８３２が反応体積１７１３と光学的に連
通するようにブロック１７１０内に少なくとも部分的に配置される。このようにして、光
ビーム（及び／又は光信号）を、第２の光学部材１８３２を介して反応体積１７１３とブ
ロック１７１０の外部の領域との間で伝えることができる。第２の光学部材１８３２は、
それを通して又はそれから光ビームを伝えることができる任意の適切な構造体、デバイス
、及び／又は機構とすることができる。幾つかの実施形態では、第２の光学部材１８３２
は、例えば、マルチモードファイバ又は単一モードファイバのような光ビームを伝える任
意の適切な光ファイバとすることができる。他の実施形態では、第２の光学部材１８３２
は、例えば、光増幅器、光信号変換器、レンズ、光フィルタなどのような光ビームを修正
する及び／又は変形するように構成された機構を含むことができる。さらに他の実施形態
では、第２の光学部材１８３２は、光ビームを受光する及び／又は検出するように構成さ
れたフォトダイオード又は他のデバイスを含むことができる。

【0181】

光学組立部１８００は、励起モジュール１８６０及び検出モジュール１８５０を含む。
励起モジュール１８６０は、一連の励起光ビーム（及び／又は光信号、図３４には図示せ
ず）を生じるように構成される。したがって、励起モジュール１８６０は、例えば、レー
ザ、１つ又は複数の発光ダイオード（ＬＥＤs）、フラッシュランプなどのような一連の
励起光ビームを生じるための任意の適切なデバイス及び／又は機構を含むことができる。
幾つかの実施形態では、励起モジュール１８６０によって生じた各光ビームは、励起モジ
ュール１８６０によって生じた他の光ビームのそれぞれと実質的に同じ特徴（例えば、波
長、振幅、及び／又はエネルギー）を有することができる。他の実施形態では、しかしな
がら、励起モジュール１８６０によって生じた第１の光ビームは、励起モジュール１８６
０によって生じた他の光ビームのうちの１つとは異なる特徴（例えば、波長、振幅、及び
／又はエネルギー）を有することができる。幾つかの実施形態では、例えば、励起モジュ
ール１８６０は、それぞれ他のＬＥＤsによって生じた光ビームとは異なる波長を有する
光ビームを生じるように構成された一連のＬＥＤs
を含むことができる。

【0182】

検出モジュール１８５０は、一連の放出光ビーム（及び／又は光信号、図３４には図示
せず）を受光するように構成される。したがって、検出モジュール１８５０は、例えば、
光学検出器、フォトレジスタ、光起電力セル、フォトダイオード、光電管、ＣＣＤカメラ
などのような任意の適切な光検出器を含むことができる。放出光ビームは、例えば、試料
Ｓの構成成分の励起のような任意の適切な発生源によって生み出すことができる。幾つか
の実施形態では、検出モジュール１８５０は、各光ビームが他の放出光ビームのそれぞれ
と同じ特徴（例えば、波長、振幅、及び／又はエネルギー）を有するかどうかに関係なく
各放出光ビームを選択的に受光するように構成することができる。他の実施形態では、し
かしながら、検出モジュール１８５０は、光ビームの特定の特徴（例えば、波長、振幅、
及び／又はエネルギー）に基づいて各放出光ビームを選択的に受光するように構成するこ
とができる。幾つかの実施形態では、例えば、検出モジュール１８５０は、他の光検出器
によって受光される光ビームとは異なる波長を有する光ビームを受光するようにそれぞれ
構成された一連の光検出器を含むことができる。

【0183】

図３４に示すように、第１の光学部材１８３１及び第２の光学部材１８３２は光学組立
部１８００に連結される。このようにして、一連の励起光ビームのそれぞれを反応体積１
７１３及び／又は反応容器２６０の一部２６１の中に伝えることができ、且つ反応体積１
７１３及び／又は反応容器２６０の一部２６１から一連の放出光ビームのそれぞれを受光
することができる。より詳細には、第１の光学部材１８３１は、励起モジュール１８６０
によって生じた一連の励起光ビームを反応体積１７１３及び／又は反応容器２６０の一部
２６１の中に伝えることができるように励起モジュール１８６０に連結される。同様に、
第２の光学部材１８３２は、反応体積１７１３及び／又は反応容器２６０の一部２６１か
ら複数の放出光ビームのそれぞれを受光することができるように検出モジュール１８５０
に連結される。

【0184】

励起モジュール１８６０によって生じた一連の光ビームは、第１の光学部材１８３１に
よって第１の光路１８０６に沿って反応体積１７１３及び／又は反応容器２６０の一部２
６１の中に伝えられる。したがって、励起モジュール１８６０によって生じた一連の光ビ
ームのそれぞれは、反応体積１７１３及び／又は反応容器２６０の一部２６１の中の実質
的に一定の場所に伝えられる。同様に、検出モジュール１８５０によって受光される一連
の光ビームは、反応体積１７１３及び／又は反応容器２６０の一部２６１から第２の光学
部材１８３２によって第２の光路１８０７に沿って受光される。したがって、検出モジュ
ール１８５０によって受光される一連の光ビームのそれぞれは、反応体積１７１３及び／
又は反応容器２６０の一部２６１から実質的に一定の場所で受光される。励起光ビーム及
び放出光ビームをそれぞれ反応体積１７１３内の一定の場所に伝える及び一定の場所で受
光することによって、複数の異なる場所から励起光ビームを伝えること及び／又は複数の
異なる場所から放出光ビームを受光することに関連したマルチチャネル分析での検出変動
性を低減させることができる。

【0185】

さらに、ブロック１７１０内に第１の光学部材１８３１及び第２の光学部材１８３２を
含むことによって、反応体積１７１３に対する第１の光学部材１８３１（及び第１の光路
１８０６）の位置及び／又は第２の光学部材１８３２（及び第２の光路１８０７）の位置
が一定となる。この配置はまた、第１の光学部材１８３１、第２の光学部材１８３２、及
び／又は反応体積１７１３の間の相対移動を最小にする及び／又はなくすことによって、
光路及び／又は光学部材に関連したテスト間の検出変動性を低減させることができる。

【0186】

幾つかの実施形態では、一連の励起光ビームを反応体積１７１３の中に順次に伝え、且
つ反応体積１７１３から一連の放出光ビームを順次に受光することができる。例えば、幾
つかの実施形態では、励起モジュール１８６０は、それぞれが順次の（又は段階的な（ｔ
ｉｍｅ−ｐｈａｓｅｄ））様態で異なる波長を有する一連の光ビームを生じることができ
る。各光ビームが反応体積１７１３の中に伝えられ、そこで光ビームは、例えば、反応容
器２６０内に収容された試料Ｓを励起させることができる。同様に、こうした実施形態で
は、放出光ビームは、（試料Ｓ内の或る分析物及び／又は標的の励起の結果として）順次
の（又は段階的な）様態で生じる。したがって、検出モジュール１８５０は、それぞれが
順次の（又は段階的な）様態で異なる波長を有する一連の光ビームを受光することができ
る。このようにして、機器１８０２を、試料Ｓ内の複数の異なる分析物及び／又は標的を
検出するのに用いることができる。

【0187】

ブロック１７１０内に配置された第１の光学部材１８３１の一部とブロック１７１０内
に配置された第２の光学部材１８３２の一部は、実質的に平行である及び／又は同一平面
内にあるものとして図３４に示されるが、他の実施形態では、ブロックは、第２の光学部
材に対して任意の位置にある及び／又は任意の配向の第１の光学部材を含むことができる
。同様に述べると、第１の光路１８０６は、第２の光路１８０７と実質的に平行である及
び／又は同一平面内にあるものとして図３４に示されるが、他の実施形態では、機器は、
第２の光路に対して任意の位置にある及び／又は任意の配向の第１の光路をもたらすよう
に構成することができる。

【0188】

例えば、図３５は、一実施形態に係る機器２００２の一部の部分断面略図を示す。機器
２００２は、ブロック２７１０、第１の光学部材２８３１、第２の光学部材２８３２、及
び光学組立部（図３５には図示せず）を含む。ブロック２７１０は、試料Ｓを収容する反
応容器２６０の少なくとも一部２６１を受け入れるように構成された反応体積２７１３を
画定する。反応容器２６０は、本明細書で説明されるように試料Ｓに関連した反応が起こ
ることを可能にし、且つこうした反応の監視を可能にする状態で試料Ｓを収容するための
任意の適切な容器とすることができる。幾つかの実施形態では、例えば、反応容器２６０
は、ＰＣＲバイアル、試験管などとすることができる。さらに、幾つかの実施形態では、
少なくとも反応容器２６０の一部２６１は、その中で起こる反応の光学監視を可能にする
ために実質的に透明とすることができる。

【0189】

ブロック２７１０は、反応容器２６０の中の試料Ｓに関連した反応を容易にする、もた
らす、支持する、及び／又は促進するための、任意の適切な構造体とすることができ、及
び／又は任意の適切な機構に連結することができる。例えば、幾つかの実施形態では、ブ
ロック２７１０は、反応容器２６０の中の試料Ｓをサイクルで加熱するための機構に連結
することができ、及び／又はこれを含むことができる。このようにして、ブロック２７１
０は、例えばＰＣＲプロセスのような試料Ｓの熱により誘発される反応をもたらすことが
できる。他の実施形態では、ブロック２７１０は、試料Ｓに関連した化学反応をもたらす
ために反応容器２６０の中に１つ又は複数の物質を導入するための機構に連結することが
でき、及び／又はこれを含むことができる。

【0190】

反応体積２７１３は、反応チャンバ２６０の一部２６１を収容するための任意の適切な
サイズ及び／又は形状を有することができる。図３５に示すように、反応体積２７１３は
、縦軸ＬＡを画定し、反応チャンバ２６０の一部２６１が反応体積２７１３内に配置され
たときに一部２６１を実質的に包囲する。このようにして、ブロック２７１０又はこれに
取り付けられるあらゆる機構によって試料Ｓに提供されるあらゆる刺激（例えば、加熱又
は冷却）を実質的に空間的に一様な様態で提供することができる。

【0191】

図３５に示すように、第１の光学部材２８３１は、第１の光学部材２８３１が第１の光
路２８０６を画定し且つ反応体積２７１３と光学的に連通するようにブロック２７１０内
に少なくとも部分的に配置される。このようにして、光ビーム（及び／又は光信号）を、
第１の光学部材２８３１を介して反応体積２７１３とブロック２７１０の外部の領域との
間で伝えることができる。第１の光学部材２８３１は、それを通して又はそれから光ビー
ムを伝えることができる本明細書で示され説明されるタイプの任意の適切な構造体、デバ
イス、及び／又は機構とすることができる。幾つかの実施形態では、第１の光学部材２８
３１は、例えば、マルチモードファイバ又は単一モードファイバのような光ビームを伝え
る任意の適切な光ファイバとすることができる。

【0192】

第２の光学部材２８３２は、第２の光学部材２８３２が第２の光路２８０７を画定し且
つ反応体積２７１３と光学的に連通するようにブロック２７１０内に少なくとも部分的に
配置される。このようにして、光ビーム（及び／又は光信号）を、第２の光学部材２８３
２を介して反応体積２７１３とブロック２７１０の外部の領域との間で伝えることができ
る。第２の光学部材２８３２は、それを通して又はそれから光ビームを伝えることができ
る本明細書で示され説明されるタイプの任意の適切な構造体、デバイス、及び／又は機構
とすることができる。幾つかの実施形態では、第２の光学部材２８３２は、例えば、マル
チモードファイバ又は単一モードファイバのような光ビームを伝える任意の適切な光ファ
イバとすることができる。

【0193】

前述のように、第１の光学部材２８３１と第２の光学部材２８３２は光学組立部（図３
５には図示せず）に連結される。光学組立部は、１つ又は複数の励起光ビームを生じるこ
とができ、且つ１つ又は複数の放出光ビームを検出することができる。したがって、１つ
又は複数の励起光ビームを反応体積２７１３及び／又は反応容器２６０の中に伝えること
ができ、且つ反応体積２７１３及び／又は反応容器２６０の一部２６１から１つ又は複数
の放出光ビームを受光することができる。より詳細には、第１の光学部材２８３１は、反
応容器２６０内に収容された試料Ｓの一部を励起させるために、励起光ビームを光学組立
部から反応体積２７１３の中に伝えることができる。同様に、第２の光学部材２８３２は
、試料Ｓ内の分析物又は他の標的によって生じた放出光ビームを反応体積２７１３から光
学組立部に伝えることができる。このようにして、光学組立部は、反応容器２６０内で起
こる反応を監視することができる。

【0194】

図３５に示すように、第１の光学部材２８３１の一部及び第１の光路２８０６は実質的
に第１の平面ΡＸＹ内に配置される。第１の平面ΡＸＹは、反応体積２７１３の縦軸ＬＡ
に実質的に平行である及び／又はこれを含む。他の実施形態では、しかしながら、第１の
平面ΡＸＹは、反応体積２７１３の縦軸ＬＡに実質的に平行である及び／又はこれを含む
必要はない。第２の光学部材２８３２の一部及び第２の光路２８０７は実質的に第２の平
面ＰＹＺ内に配置される。第２の平面ＰＹＺは、反応体積２７１３の縦軸ＬＡに実質的に
平行である及び／又はこれを含む。他の実施形態では、しかしながら、第２の平面ＰＹＺ
は、反応体積２７１３の縦軸ＬＡに実質的に平行である及び／又はこれを含む必要はない
。さらに、図３５に示すように、第１の光路２８０６と第２の光路２８０７は、およそ７
５度よりも大きいオフセット角Θを画定する。より詳細には、第１の光路２８０６と第２
の光路２８０７は、反応体積２７１３の縦軸ＬＡに実質的に平行な方向（すなわち、第１
の平面ΡＸＹ及び第２の平面ＰＹＺに実質的に垂直な平面内である）で見たときにおよそ
７５度よりも大きいオフセット角Θを画定する。同様の様態で、第１の光学部材２８３１
と第２の光学部材２８３２は、およそ７５度よりも大きいオフセット角Θを画定する。こ
の配置は、第２の光学部材２８３２（すなわち、「検出」光学部材）によって受光される
励起光ビームの量を最小にし、これにより光検出及び／又は監視の正確さ及び／又は感度
を改善する。

【0195】

幾つかの実施形態では、機器２００２の一部は、オフセット角Θがおよそ７５度からお
よそ１０５度までの間であるように反応体積２７１３内に第１の光路２８０６及び第２の
光路２８０７をもたらすことができる。幾つかの実施形態では、機器２００２の一部は、
オフセット角Θがおよそ９０度であるように反応体積２７１３内に第１の光路２８０６及
び第２の光路２８０７をもたらすことができる。

【0196】

機器２００２の一部は、実質的に平行であり且つ反応体積２７１３の中の点ＰＴで交差
する第１の光路２８０６及び第２の光路２８０７をもたらすものとして示されるが、他の
実施形態では、ブロック２７１３、第１の光学部材２８３１、及び／又は第２の光学部材
２８３２は、第１の光路２８０６が第２の光路２８０７と平行ではなく、及び／又は交差
しないように構成することができる。例えば、幾つかの実施形態では、第１の光路２８０
６及び／又は第１の光学部材２８３１は、第２の光路２８０７及び／又は第２の光学部材
２８３１と平行にする及びこれからオフセットされる（すなわち、斜めにする）ことがで
きる。同様に述べると、幾つかの実施形態では、第１の光学部材２８３１と第２の光学部
材１８３２は、ブロック２７１０によって画定される基準面からそれぞれ距離Ｙ１及びＹ
２だけ離間することができ、この場合Ｙ１はＹ２とは異なる。したがって、第１の光学部
材２８３１及び／又は第１の光路２８０６が反応体積２７１３と交差する縦軸ＬＡに沿っ
た位置は、第２の光学部材２８３２及び／又は第２の光路２８０７が反応体積２７１３と
交差する縦軸ＬＡに沿った位置とは異なる。このようにして、第１の光路２８０６及び／
又は第１の光学部材２８３１は、第２の光路２８０７及び／又は第２の光学部材２８３１
から斜めにすることができる。

【0197】

他の実施形態では、縦軸ＬＡと第１の光路２８０６及び／又は第１の光学部材２８３１
によって画定される角度γ１は、縦軸ＬＡと第２の光路２８０７及び／又は第２の光学部
材２８３２によって画定される角度γ２とは異なる角度とすることができる（すなわち、
第１の光路２８０６は、第２の光路２８０７と平行ではないものとすることができる）。
さらに他の実施形態では、ブロック２７１３、第１の光学部材２８３１、及び／又は第２
の光学部材２８３２は、第１の光路２８０６が反応体積２７１３の外部の場所で第２の光
路２８０７と交差するように構成することができる。

【0198】

距離Ｙ１及び距離Ｙ２は、第１の光学部材２８３１及び第２の光学部材１８３２が反応
容器２６０の所望の部分にそれぞれ第１の光路２８０６及び第２の光路２８０７をもたら
す及び／又は画定するように構成されるように、任意の適切な距離とすることができる。
例えば、幾つかの実施形態では、距離Ｙ１は、反応容器２６０がブロック２７１０内に配
置されるときに第１の光学部材２８３１及び／又は第１の光路２８０６が試料Ｓの充填線
ＦＬの場所よりも下の場所で反応体積２７１３に入る及び／又はこれと交差するような距
離とすることができる。このようにして、第１の光学部材２８３１によって伝えられる励
起光ビームは、充填線よりも下で試料Ｓに入るであろう。この配置は、反応容器のヘッド
スペース（すなわち、試料Ｓを実質的に除いた充填線ＬＦよりも上の反応容器２６０の部
分）を通した励起光ビームの伝送によって起こる可能性がある励起光ビームの減衰を低減
させることによって、試料内の分析物の光学検出を改善することができる。他の実施形態
では、しかしながら、距離Ｙ１は、反応容器２６０がブロック２７１０内に配置されると
きに第１の光学部材２８３１及び／又は第１の光路２８０６が試料Ｓの充填線ＦＬの場所
よりも上の場所で反応体積２７１３に入るような距離とすることができる。

【0199】

同様に、幾つかの実施形態では、距離Ｙ２は、反応容器２６０がブロック２７１０内に
配置されるときに第２の光学部材２８３２及び／又は第２の光路２８０７が試料Ｓの充填
線ＦＬの場所よりも下の場所で反応体積２７１３に入る及び／又はこれと交差するような
距離とすることができる。このようにして、第２の光学部材２８３２によって受光される
放出光ビームは、充填線よりも下で試料Ｓを出るであろう。この配置は、反応容器のヘッ
ドスペースを通した放出光ビームの受光によって起こる可能性がある放出光ビームの減衰
を低減させることによって、試料内の分析物の光学検出を改善することができる。他の実
施形態では、しかしながら、距離Ｙ２は、反応容器２６０がブロック２７１０内に配置さ
れるときに第２の光学部材２８３２及び／又は第２の光路２８０７が試料Ｓの充填線ＦＬ
の場所よりも上の場所で反応体積２７１３に入る及び／又はこれと交差するような距離と
することができる。

【0200】

図３６〜図７０は、カートリッジ内のテスト試料に対して核酸分離及び増幅プロセスを
行うために一連のカートリッジを取り扱う、始動させる、及び／又はこれと相互作用する
ように構成された機器３００２及び／又は機器の一部の種々の図を示す。カートリッジは
、例えば、カートリッジ６００１のような本明細書で示され説明されるカートリッジのい
ずれかを含むことができる。このシステムは、例えば、鼻咽頭検体からのインフルエンザ
（Ｆｌｕ）Ａ、Ｆｌｕ Ｂ、及び呼吸器合胞体ウィルス（ＲＳＶ）の迅速な検出のような
多くの異なるアッセイのために用いることができる。機器３００２は、その中の構成要素
をより明瞭に示すためにケーシング３００２及び／又は機器３００２の或る部分を除いて
示される。例えば、図４７は、光学組立部３８００を除いた機器３００２を示す。

【0201】

図３６に示すように、機器３００２は、シャーシ及び／又はフレーム３３００、第１の
アクチュエータ組立部３４００、試料移送組立部３５００、第２のアクチュエータ組立部
３６００、ヒータ組立部３７００、及び光学組立部３８００を含む。フレーム３３００は
、本明細書で説明されるように機器３００２の構成要素及び／又は組立部のそれぞれを収
める、収容する、及び／又はこれらの取り付けを提供するように構成される。第１のアク
チュエータ組立部３４００は、１つ又は複数の試薬及び／又は物質を分離モジュール内の
溶解チャンバの中に運ぶためにカートリッジの分離モジュール（例えば、分離モジュール
６１００）のアクチュエータ又は移送機構（例えば、アクチュエータ又は移送機構６１６
６）を始動させるように構成される。移送アクチュエータ組立部３５００は、分離モジュ
ール（例えば、分離モジュール７１００）内の種々のチャンバ及び／又は体積の間で試料
の一部を移送するために移送組立部（例えば移送組立部６１４０ａ）を始動させるように
構成される。第２のアクチュエータ組立部３６００は、１つ又は複数の試薬及び／又は物
質を分離モジュール及び／又はＰＣＲモジュール内のチャンバの中に運ぶ及び／又はこの
中で混合するために分離モジュール（例えば、分離モジュール６１００）及び／又はＰＣ
Ｒモジュール（例えばＰＣＲモジュール６２００）の混合機構（例えば、混合機構６１３
０ａ）及び／又は洗浄バッファモジュール（例えば、洗浄バッファモジュール７１３０ａ
）を始動させるように構成される。カートリッジ内のプロセスを促進する及び／又は容易
にするために（例えば、「ホットスタート」プロセス、加熱溶解プロセス、及び／又はＰ
ＣＲプロセスを促進する、容易にする、及び／又はもたらすために）、ヒータ組立部３７
００は、カートリッジの１つ又は複数の部分（例えば、ＰＣＲバイアル７２６０、基体７
２２０、及び／又は溶解チャンバ７１１４に隣接するハウジング７１１０の領域）を加熱
するように構成される。光学組立部３８００は、カートリッジ内で起こる反応を監視する
ように構成される。より詳細には、光学組立部３８００は、カートリッジの中のテスト試
料内の１つ又は複数の異なる分析物及び／又は標的を検出するように構成される。組立部
のそれぞれは、以下で別個に説明され、その後機器３００２によって行うことができる種
々の方法の説明が続く。

【0202】

図３６に示すように、フレーム３３００は、ベースフレーム３３１０、前部部材３３１
２、２つの側部部材３３１４、及び後部部材３３２０を含む。ベース部材３３１０は、本
明細書で説明される機能性組立部を支持し、６つの取り付け又は支持脚部を含む。幾つか
の実施形態では、支持脚部は、実験台上に取り付けられ、及び／又は設置される際に機器
３３０２の水平をとることができるように調節可能とすることができる。後部部材３３２
０は、ベース部材３３１０に連結され、電源組立部３３６１を支持する、及び又は保持す
るように構成される。後部部材３３２０はまた、例えば、プロセッサ、制御要素（例えば
、モータコントローラ、加熱システムコントローラなど）、通信インターフェース、冷却
システムなどのような機器３３０２の作動に関係するあらゆる他の構成要素の取り付け支
持を提供することができる。図７１〜図７３は、機器３００２の制御及びコンピュータシ
ステムのブロック図である。

【0203】

側部部材３３１４のそれぞれは、上側部分３３１６及び下側部分３３１５を含む。前部
部材３３１２は、各側部部材３３１４に連結され、処理のために複数のアッセイカートリ
ッジを収容するマガジン３３５０をその中に配置することができる開口部を画定する。幾
つかの実施形態では、マガジン３３５０は、本明細書で示され説明される（例えば、カー
トリッジ６００１として図３６に示された）タイプの６つのカートリッジを収容するよう
に構成することができる。使用時に、複数のカートリッジを収容するマガジン３３５０が
機器３００２内に配置され、分離及び／又は増幅プロセス中はシャーシ３３００に対して
固定位置に維持される。したがって、試料を収容するカートリッジは、分析を行うために
種々のステーションの間で動かされない。むしろ、本明細書で説明されるように、試料、
試薬、及び／又は他の物質は、本明細書で説明されるように機器３００２によってカート
リッジの種々の部分内に運ばれ、処理され、及び／又は取り扱われる。機器３００２は、
６つのカートリッジを収容する１つのマガジン３３５０を受け入れるように構成されるも
のとして示されるが、他の実施形態では、機器は、任意の数のカートリッジを収容する任
意の数のマガジン３３５０を受け入れるように構成することができる。

【0204】

図３７〜図４０は、機器３００２の第１のアクチュエータ組立部３４００の種々の図を
示す。第１のアクチュエータ組立部３４００は、１つ又は複数の試薬及び／又は物質を分
離モジュール内の溶解チャンバの中に運ぶためにカートリッジの分離モジュール（例えば
、分離モジュール６１００）の移送機構及び／又は試薬アクチュエータ（例えば、試薬ア
クチュエータ６１６６ａ、６１６６ｂ、６１６６ｃ、及び６１６６ｄ）を始動させる及び
／又は取り扱うように構成される。特に、第１のアクチュエータ組立部３４００は、マガ
ジン３３５０内に配置されたカートリッジのそれぞれから試薬アクチュエータのうちの最
初の１つ（例えば、試薬アクチュエータ６１６６ｄ）を始動させ、次いで、異なる時点で
、カートリッジのそれぞれから試薬アクチュエータのうちの次の１つ（例えば、試薬アク
チュエータ６１６６ｃ）を始動させることができる。

【0205】

第１のアクチュエータ組立部は、フレーム組立部３４１０によって支持される係合バー
３４４５、第１の（又はｘ軸）モータ３４４０、及び第２の（又はｙ軸）モータ３４４１
を含む。図３８及び図４０に示すように、係合バー３４４５は、一連の突起３３４６ａ、
３３４６ｂ、３３４６ｃ、３３４６ｄ、３３４６ｅ、及び３３４６ｆを含む。突起のそれ
ぞれは、機器３００２内に配置された分離モジュール（例えば、分離モジュール６１００
）の１つ又は複数の試薬アクチュエータ（例えば、試薬アクチュエータ６１６６ａ）と係
合する、この中に配置される、及び／又はこれを始動させるように構成される。幾つかの
実施形態では、係合バー３４４５及び／又は突起（例えば、突起３３４６ａ）は、分離モ
ジュール内の試薬アクチュエータの往復運動を容易にするためにアクチュエータ（例えば
、試薬アクチュエータ６１６６ａ）の突起及び／又は開口部を保持するように構成された
保持機構（例えば、突起、スナップリングなど）を含むことができる。

【0206】

フレーム組立部３４１０は、第２の軸（又はｙ軸）取り付けフレーム３４３０に可動に
連結される第１の軸（又はｘ軸）取り付けフレーム３４２０を含む。特に、第１の軸取り
付けフレーム３４２０は、図３７の矢印ＡＡＡで示すようにｙ軸に沿って第２の軸取り付
けフレーム３４３０に対して動かすことができる。同様に述べると、第１の軸取り付けフ
レーム３４２０は、係合バー３４４５及び／又は突起（例えば、突起３３４６ａ）と所望
の一連のアクチュエータ及び／又は移送機構との位置合わせを容易にするために「位置合
わせ方向」に（すなわち、ｙ軸に沿って）第２の軸取り付けフレーム３４３０に対して動
かすことができる。

【0207】

第１の軸取り付けフレーム３４２０は、係合バー３４４５及び／又は突起（例えば、突
起３３４６ａ）を図３７の矢印ＢＢＢで示すようにｘ軸に沿って動かすように構成される
第１の（又はｘ軸）モータ３４４０に対する支持を提供する。同様に述べると、第１の軸
モータ３４４０は、第１の軸取り付けフレーム３４２０に連結され、所望の一連のアクチ
ュエータ及び／又は移送機構を始動させるために係合バー３４４５及び／又は突起（例え
ば、突起３３４６ａ）を「始動方向」に（すなわち、ｘ軸に沿って）動かすように構成さ
れる。係合バー３４４５の移動は２つのｘ軸ガイドシャフト３４２１によって案内され、
その各々は、対応するベアリング３４２２内に移動可能に配置される。ベアリング３４２
２は、ベアリング取り付け部材３４２３によって第１の軸取り付けフレーム３４２０及び
／又は第１のモータ３４４０に対して位置決めされる。

【0208】

第２の軸取り付けフレーム３４３０は、フレーム組立部３３００の２つの側部フレーム
部材３３１４に及びこれらの間に連結される。第２の軸取り付けフレーム３４３０は、第
２の（又はｙ軸）モータ３４４１及び第１の軸取り付けフレーム３４２０に対する支持を
提供する。第２のモータ３４４１は、第１の軸取り付けフレーム３４２０、したがって係
合バー３４４５を図３７の矢印ＢＢＢで示すようにｙ軸に沿って（又は位置合わせ方向に
）動かすように構成される。このようにして、係合バー３４４５及び／又は突起（例えば
、突起３３４６ａ）は、アクチュエータ及び／又は移送機構の始動の前に所望の一連のア
クチュエータ及び／又は移送機構と位置合わせすることができる。第１の軸取り付けフレ
ーム３４２０は、ｙ軸ガイドシャフト３４３１の対応する対を中心としてスライド可能に
配置される一対のベアリング・ブロック３４３２によって第２の軸取り付けフレーム３４
３０に連結される。

【0209】

使用時に、第１のアクチュエータ組立部３４００は、機器３００１内に配置された一組
のカートリッジ（例えば、カートリッジ６００１）の一連の移送機構及び／又は試薬アク
チュエータ（例えば、アクチュエータ６１６６ａ、６１６６ｂ、６１６６ｃ、及び６１６
６ｄ）を順次に始動させることができる。最初に、係合バー３４４５は、第１のフレーム
部材３４２０を位置合わせ方向に（すなわち、ｙ軸に沿って）動かすことによって所望の
移送機構及び／又は試薬アクチュエータ（例えば、アクチュエータ６１６６ｄ）と位置合
わせすることができる。係合バー３４４５は、次いで、各カートリッジから所望の移送機
構及び／又は試薬アクチュエータ（例えば、アクチュエータ６１６６ｄ）を始動させるた
めに、始動方向に（すなわち、ｘ軸に沿って）動かすことができる。このようにして、第
１のアクチュエータ組立部３４００は、機器３００２内に配置されたカートリッジのそれ
ぞれから試薬アクチュエータを並行した（又は同時の）様態で始動させる及び／又は取り
扱うことができる。他の実施形態では、しかしながら、アクチュエータ組立部３４００及
び／又は係合バー３４４５は、機器３００２内に配置されたカートリッジのそれぞれの対
応する試薬アクチュエータを順次の（又は連続する）様態で順次に始動させるように構成
することができる。

【0210】

第１のアクチュエータ組立部３４００は、係合バー３４４５を第１の方向にｘ軸に沿っ
て動かすことによって所望の移送機構及び／又は試薬アクチュエータを始動させることが
できる。他の実施形態では、しかしながら、第１のアクチュエータ組立部３４００は、係
合バー３４４５をｘ軸に沿って往復運動させること（すなわち、係合バー３４４５を第１
の方向及び第２の方向に交互に動かすこと）によって所望の移送機構及び／又は試薬アク
チュエータを始動させることができる。所望の移送機構及び／又は試薬アクチュエータが
始動されると、第１のアクチュエータ組立部３４００は、上で説明されたのと同様の様態
で別の移送機構及び／又は試薬アクチュエータ（例えば、アクチュエータ６１６６ｃ）を
始動させることができる。

【0211】

第１のアクチュエータ組立部３４００は移送機構及び／又は試薬アクチュエータを始動
させるものとして示され説明されるが、他の実施形態では、第１のアクチュエータ組立部
３４００は本明細書で説明される、いかなるカートリッジの任意の適切な部分をも始動さ
せることができる。例えば、幾つかの実施形態では、第１のアクチュエータ組立部３４０
０は、超音波溶解を容易にするために、超音波変換器を始動させる、取り扱う、及び又は
動かすことができる。

【0212】

図４１〜図４６は、機器３００２の移送アクチュエータ組立部３５００の種々の図を示
す。移送アクチュエータ組立部３５００は、例えば、図２０及び図２１を参照して上記で
示され説明された移送組立部６１４０のような移送組立部又は機構を始動させる及び／又
は取り扱うように構成される。特に、移送アクチュエータ組立部３５００は、マガジン３
３５０内に配置されたカートリッジのそれぞれから移送組立部のうちの最初の１つ（例え
ば、移送組立部６１４０ａ）を始動させ、次いで、異なる時点で、カートリッジのそれぞ
れから移送組立部のうちの次の１つ（例えば、移送組立部６１４０ｂ）を始動させること
ができる。

【0213】

移送アクチュエータ組立部３５００は一連のアクチュエータ・シャフト３５１０を含む
。移送アクチュエータ組立部３５００は６つのアクチュエータ・シャフトを含むが、１つ
だけが図４１〜図４６で特定される。アクチュエータ・シャフト３５１０のそれぞれは、
機器３００２内に配置された分離モジュール（例えば、分離モジュール６１００）の１つ
又は複数の移送組立部（例えば、移送組立部６１４０ａ）と係合する、この中に配置され
る、及び／又はこれを始動させるように構成される。図４４に示すように、各アクチュエ
ータ・シャフト３５１０は第１の端部３５１１及び第２の端部３５１２を有する。第１の
端部３５１１は、駆動歯車３５１３（図４１〜図４２参照）に連結され、駆動歯車は次に
、ウォーム駆動シャフト３５４１によって駆動される。図４１及び図４２に示すように、
回転位置インジケータ３５４２が、アクチュエータ・シャフト３５１０のうちの１つの第
１の端部３５１１に連結される。回転位置インジケータ３５４２は、スロット及び／又は
開口部３５４３を画定し、（例えば、光学式感知機構を介して）この回転位置を感知して
アクチュエータ・シャフト３５１０の回転位置に関するフィードバックを提供することが
できる。

【0214】

各シャフト３５１０の第２の端部３５１２は、機器３００２内に配置されたカートリッ
ジ（例えば、カートリッジ６００１）の移送組立部（例えば、移送組立部６１４０ａ）内
に受け入れられる及び／又は係合するように構成された係合部３５１４を含む。このよう
にして、係合部３５１４は、前述のようにカートリッジ内の試料の一部の移送を容易にす
るために移送組立部を取り扱う及び／又は始動させることができる。係合部３５１４は、
アクチュエータ・シャフト３５１０の回転が結果として移送組立部の一部の回転をもたら
すように、移送組立部の一部（例えば、可動部材６１４６によって画定される管腔６１４
９）の形状に対応する形状を有する。特に、図４４に示すように、係合部は八角形の形状
を有する。幾つかの実施形態では、係合部３５１４は、分離モジュール内の移送組立部の
一部の往復運動を容易にするために移送組立部の突起及び／又は開口部を保持するように
構成された保持機構（例えば、突起、スナップリングなど）を含むことができる。

【0215】

係合部３５１４は、その中に磁石（図示せず）を配置することができる管腔３５１５を
画定する。このようにして、アクチュエータ・シャフト３５１０は、前述のように移送組
立部を介した試料の一部の移送を容易にするためにカートリッジ（例えば、カートリッジ
６００１）内に配置された内容物の一部（すなわち磁性ビーズ）に対して力（すなわち、
磁気力）を生じる及び／又は及ぼすことができる。

【0216】

アクチュエータ・シャフト３５１０は、第１の（又はｘ軸）モータ３５８０、第２の（
又はｙ軸）モータ３５６０、及び第３の（又は回転）モータ３５４０によって動かされる
。より詳細に後述するように、ｘ軸モータ３５８０は支持フレーム３５７１によって支持
され、ｙ軸モータ３５６０は係合フレーム組立部３５５０によって支持され、回転モータ
３５４０は回転フレーム組立部３５３０によって支持される。

【0217】

回転フレーム組立部３５３０は、回転モータ３５４０に対する支持を提供し、回転モー
タは、図４１の矢印ＣＣＣで示すようにｙ軸を中心としてアクチュエータ・シャフト３５
１０を回転させるように構成される。同様に述べると、回転モータ３５４０は、回転フレ
ーム組立部３５３０に連結され、所望の一連の移送組立部を始動させるためにアクチュエ
ータ・シャフト３５１０を「始動方向」に（すなわち、ｙ軸を中心として）回転させるよ
うに構成される。回転フレーム組立部３５３０は、回転板３５３１、一対のウォーム駆動
ベアリング・ブロック３５３３、及びウォーム駆動シャフト３５４１を含む。ウォーム駆
動シャフト３５４１は、滑車組立部によって回転モータ３５４０に連結され、２つのウォ
ーム駆動ベアリング・ブロック３５３３によって支持される。ウォーム駆動シャフト３５
４１は、各アクチュエータ・シャフト３５１０の駆動歯車３５１３と係合する。したがっ
て、ウォーム駆動シャフト３５４１が第１の方向に（すなわち、ｚ軸を中心として）回転
するときに、各アクチュエータ・シャフト３５１０は第２の方向に（すなわち、図４１の
矢印ＣＣＣで示すようにｙ軸を中心として）回転する。

【0218】

回転フレーム組立部３５３０はまた、係合フレーム組立部３５５０上の一対の対応する
スライド部材３５５３内にスライド可能に配置することができるｙ軸位置インジケータ３
５３４をも含む。このようにして、回転フレーム組立部３５３０が図４１の矢印ＤＤＤで
示すようにｙ軸に沿って（例えば、「係合方向」）に平行移動するとき、ｙ軸位置インジ
ケータ３５３４及び対応するスライド部材３５５３は回転フレーム組立部３５３０の直線
的な動きを案内する及び／又は位置に関するフィードバックを提供することができる。

【0219】

係合フレーム組立部３５５０は、回転フレーム組立部３５３０、したがってアクチュエ
ータ・シャフト３５１０を図４１の矢印ＤＤＤで示すようにｙ軸に沿って動かすように構
成されるｙ軸モータ３５６０に対する支持を提供する。同様に述べると、ｙ軸モータ３５
６０は、係合フレーム組立部３５５０に連結され、所望の一連の移送機構を始動させるた
めに始動シャフト３５１０を「係合方向」に（すなわち、ｙ軸に沿って）動かすように構
成される。係合フレーム組立部３５５０は、駆動連結部（ｄｒｉｖｅ ｌｉｎｋａｇｅ）
３５６１（ｙ軸モータの回転運動を回転フレーム組立部３５３０の直線運動に変換する）
に対する支持を提供する支持フレーム３５５１を含む。回転フレーム組立部３５３０の移
動は、その各々が対応するベアリング３５５４内に移動可能に配置される２つのｙ軸ガイ
ドシャフト３５５２によって案内される。ベアリング３５５４は、図４３に示すように回
転板３５３１に連結される。

【0220】

支持フレーム３５７１は、フレーム組立部３３００の２つの側部フレーム部材３３１４
の下端部３３１５に及びこの間に連結される。支持フレーム３５７１は、ｘ軸モータ３５
８０及び係合フレーム組立部３５５０に対する支持を提供する。ｘ軸モータ３５８０は、
係合フレーム組立部３５５０、したがって始動シャフト３５１０を図４１の矢印ＥＥＥで
示すようにｘ軸に沿って（又は位置合わせ方向に）動かすように構成される。このように
して、アクチュエータ・シャフト３５１０は、移送機構の始動の前に所望の一連の移送機
構と位置合わせすることができる。支持フレーム３５７１は、ｘ軸ガイドシャフト３５７
２の対応する対を中心としてスライド可能に配置される一対のベアリング・ブロック３５
７３によって係合フレーム組立部３５５０に連結される。

【0221】

使用時に、移送アクチュエータ組立部３５００は、機器３００１内に配置された一組の
カートリッジ（例えば、カートリッジ６００１）の一連の移送機構（例えば、移送組立部
６１４０ａ、６１４０ｂ、及び６１６６ｃ）を順次に始動させることができる。最初に、
係合フレーム組立部３５５０を位置合わせ方向に（すなわち、ｘ軸に沿って）動かすこと
によって、アクチュエータ・シャフト３５１０を所望の移送機構と位置合わせすることが
できる。アクチュエータ・シャフト３５１０は、次いで、各カートリッジから所望の移送
機構（例えば、移送組立部６１４０ａ）に係合させるために係合方向に（すなわち、ｙ軸
に沿って）動かすことができる。アクチュエータ・シャフト３５１０は、次いで、各カー
トリッジから所望の移送機構（例えば、移送組立部６１４０ａ）を始動させるために始動
（すなわち、ｙ軸を中心とした回転）方向に動かすことができる。このようにして、移送
アクチュエータ組立部３５００は、機器３００２内に配置されたカートリッジのそれぞれ
から移送機構を並行した（又は同時の）様態で始動させる及び／又は取り扱うことができ
る。他の実施形態では、しかしながら、移送アクチュエータ組立部３５００及び／又は始
動シャフト３５１０は、機器３００２内に配置されたカートリッジのそれぞれの対応する
移送機構を順次の（又は連続する）様態で順次に始動させるように構成することができる
。

【0222】

図４７〜図５１は、機器３００２の第２のアクチュエータ組立部３６００の種々の図を
示す。第２のアクチュエータ組立部３６００は、本明細書で示される又は説明されるカー
トリッジのいずれの移送機構（例えば、移送機構７２３５）、洗浄バッファモジュール（
例えば、洗浄バッファモジュール７１３０ａ）、混合機構（例えば、混合機構６１３０ａ
）、及び／又は試薬モジュール（例えば、試薬モジュール７２７０ａ）をも始動させる及
び／又は取り扱うように構成される。特に、第２のアクチュエータ組立部３６００は、マ
ガジン３３５０内に配置されたカートリッジのそれぞれから移送機構、混合機構などのう
ちの最初の１つ（例えば混合機構６１３０ａ）を始動させ、次いで、異なる時点で、カー
トリッジのそれぞれから移送機構、混合機構などのうちの次の１つ（例えば混合機構６１
３０ｂ）を始動させることができる。

【0223】

第２のアクチュエータ組立部３６００は、フレーム組立部３６１０によって支持される
係合バー３６４５、第１の（又はｘ軸）モータ３６４０、及び第２の（又はｙ軸）モータ
３６４１を含む。図４８に示すように、係合バー３６４５は一連の突起３３４６を含む。
係合バー３６４５は６つの突起（マガジン３３５０内の各カートリッジに１つずつ対応す
る）を含むが、１つの突起３３４６だけに符号が付されている。突起のそれぞれは、機器
３００２内に配置されたカートリッジの１つ又は複数の移送機構（例えば、移送機構７２
３５）、洗浄バッファモジュール（例えば、洗浄バッファモジュール７１３０ａ）、混合
機構（例えば、混合機構６１３０ａ）、及び／又は試薬モジュール（例えば、試薬モジュ
ール７２７０ａ）と係合する、この中に配置される、及び／又はこれを始動させるように
構成される。幾つかの実施形態では、係合バー３６４５及び／又は突起３３４６は、カー
トリッジの一部内のアクチュエータの往復運動を容易にするためにアクチュエータの一部
（例えば、図２７及び図２８を参照して上記で示され説明されたアクチュエータ７１５０
ａの係合部７１５３ａ）を保持するように構成された保持機構（例えば、突起、スナップ
リングなど）を含むことができる。

【0224】

フレーム組立部３６１０は、第１の軸（又はｘ軸）取り付けフレーム３６２０に可動に
連結される第２の軸（又はｙ軸）取り付けフレーム３６３０を含む。特に、第２の軸取り
付けフレーム３６３０は、図４７の矢印ＧＧＧで示すようにｘ軸に沿って第１の軸取り付
けフレーム３６２０に対して動かすことができる。同様に述べると、係合バー３６４５及
び／又は突起３３４６と所望の一連の移送機構、混合機構、試薬モジュールなどとの位置
合わせを容易にするために、第２の軸取り付けフレーム３６３０を「位置合わせ方向」に
（すなわち、ｘ軸に沿って）第１の軸取り付けフレーム３６２０に対して動かすことがで
きる。

【0225】

第２の軸取り付けフレーム３６２０は、係合バー３６４５及び／又は突起３３４６を図
４７の矢印ＦＦＦで示すようにｙ軸に沿って動かすように構成される第２の（又はｙ軸）
モータ３６４１に対する支持を提供する。同様に述べると、第２の軸モータ３６４１は、
第２の軸取り付けフレーム３６２０に連結され、所望の一連の移送機構、混合機構、試薬
モジュールなどを始動させるために係合バー３６４５及び／又は突起３３４６を「始動方
向」に（すなわち、ｙ軸に沿って）動かすように構成される。係合バー３６４５の移動は
２つのｙ軸ガイドシャフト３６３１によって案内され、この各々は、第２の軸取り付けフ
レーム３６２０に連結された対応するベアリング内に移動可能に配置される。

【0226】

第１の軸取り付けフレーム３６３０は、フレーム組立部３３００の２つの側部フレーム
部材３３１４の上側部分３３１６に及びこれらの間に連結される。第１の軸取り付けフレ
ーム３６３０は、第１の（又はｘ軸）モータ３６４０及び第２の軸取り付けフレーム３６
２０に対する支持を提供する。第１のモータ３６４０は、第２の軸取り付けフレーム３６
２０、したがって係合バー３６４５を図４７の矢印ＧＧＧで示すようにｘ軸に沿って（又
は位置合わせ方向に）動かすように構成される。このようにして、係合バー３６４５及び
／又は突起３３４６ａは、こうした機構の始動の前に所望の一連の移送機構、混合機構、
試薬モジュールなどと位置合わせすることができる。第２の軸取り付けフレーム３６２０
は、ｘ軸ガイドシャフト３６３１の対応する対を中心としてスライド可能に配置される一
対のベアリング・ブロック３６２２によって第１の軸取り付けフレーム３６３０に連結さ
れる。第１の（又はｘ軸）モータ３６４０は、取り付け部材３６２４（例えば図５１参照
）を介して第２の軸取り付けフレーム３６２０に連結される。

【0227】

使用時に、第２のアクチュエータ組立部３６００は、機器３００１内に配置された一組
のカートリッジ（例えば、カートリッジ６００１）の一連の移送機構（例えば、移送機構
７２３５）、洗浄バッファモジュール（例えば、洗浄バッファモジュール７１３０ａ）、
混合機構（例えば、混合機構６１３０ａ）、及び／又は試薬モジュール（例えば、試薬モ
ジュール７２７０ａ）を順次に始動させることができる。最初に、係合バー３６４５は、
第２のフレーム部材３６３０を位置合わせ方向に（すなわち、ｘ軸に沿って）動かすこと
によって所望の機構（例えば、混合機構６１３０ａ）と位置合わせすることができる。係
合バー３６４５は、次いで、各カートリッジから所望の機構（例えば、混合機構６１３０
ａ）を始動させるために、始動方向に（すなわち、ｙ軸に沿って）動かすことができる。
このようにして、第２のアクチュエータ組立部３６００は、機器３００２内に配置された
カートリッジのそれぞれから移送機構、洗浄バッファモジュール、混合機構及び／又は試
薬モジュールを並行した（又は同時の）様態で始動させる及び／又は取り扱うことができ
る。他の実施形態では、しかしながら、第２のアクチュエータ組立部３６００及び／又は
係合バー３６４５は、機器３００２内に配置されたカートリッジのそれぞれの対応する機
構を順次の（又は連続する）様態で順次に始動させるように構成することができる。

【0228】

第２のアクチュエータ組立部３６００は、係合バー３６４５を第１の方向にｙ軸に沿っ
て動かすことによって所望の機構を始動させることができる。他の実施形態では、しかし
ながら、第２のアクチュエータ組立部３６００は、係合バー３６４５をｙ軸に沿って往復
運動させること（すなわち、係合バー３６４５を第１の方向及び第２の方向に交互に動か
すこと）によって所望の移送機構及び／又は試薬アクチュエータを始動させることができ
る。所望の機構が始動される、第２のアクチュエータ組立部３６００は、上記で説明され
たのと同様の様態で別の機構及び／又はアクチュエータ（例えば、混合機構６１３０ｂ）
を始動させることができる。

【0229】

第２のアクチュエータ組立部３６００は移送機構及び／又は試薬アクチュエータを始動
させるものとして示され説明されるが、他の実施形態では、第２のアクチュエータ組立部
３６００は本明細書で説明されるカートリッジのいずれの任意の適切な部分をも始動させ
ることができる。例えば、幾つかの実施形態では、第２のアクチュエータ組立部３６００
は、カートリッジの一部の中への音響エネルギーの伝達を容易にするために、超音波変換
器を始動させる、取り扱う、及び又は動かすことができる。

【0230】

図５２〜６３は、機器３００２のヒータ組立部３７００の種々の図を示す。ヒータ組立
部３７００は、カートリッジ内のプロセスを促進する及び／又は容易にするために（例え
ば、「ホットスタート」プロセス、加熱溶解プロセス、及び／又はＰＣＲの熱サイクルプ
ロセスを促進する、容易にする、及び／又はもたらすために）カートリッジの１つ又は複
数の部分（例えば、ＰＣＲバイアル７２６０、基体７２２０及び／又は溶解チャンバ７１
１４に隣接するハウジング７１１０の領域）を加熱するように構成される。特に、ヒータ
組立部３７００は、マガジン３３５０内に配置されたカートリッジのそれぞれの第１の部
分（例えばＰＣＲバイアル６２６０）を始動させ及び／又は加熱し、次いで、異なる時点
で、カートリッジのそれぞれから第２の部分（例えば溶解チャンバ６１１４に隣接する分
離モジュール６１００の一部）を始動させる及び／又は加熱することができる。

【0231】

ヒータ組立部３７００は、一連の受入ブロック３７１０（マガジン３３５０内の各カー
トリッジに１つずつ対応する）、位置決め組立部３７７０、第１の加熱モジュール３７３
０、第２の加熱モジュール３７５０、及び第３の加熱モジュール３７８０を含む。受入ブ
ロック３７１０は、カートリッジ６００１のＰＣＲバイアル６２６０のようなカートリッ
ジの反応チャンバの少なくとも一部を受け入れるように構成される。図５３〜図５６に示
すように、受入ブロック３７１０は、取り付け面３７１４を含み、反応体積３７１３を画
定する。反応体積３７１３は、カートリッジ６００１のＰＣＲバイアル６２６０のサイズ
及び／又は形状に実質的に対応するサイズ及び／又は形状を有する。図５４及び図５６に
示すように、反応体積３７１３は、縦軸ＬＡを画定し、ＰＣＲバイアル６２６０が反応体
積３７１３内に配置されるときにＰＣＲバイアル６２６０の一部を実質的に包囲する。こ
のようにして、ヒータ組立部３７００によってＰＣＲバイアル６２６０内の試料に提供さ
れるあらゆる刺激（例えば、加熱又は冷却）を、実質的に空間的に一様な様態で提供する
ことができる。さらに、図５６に示すように、反応体積３７１３を画定する受入ブロック
３７１０の一部の側壁は、実質的に一様な壁厚を有する。この配置は、反応体積３７１３
とヒータ組立部３７００の残りの部分との間の熱伝達が実質的に空間的に一様な様態で起
こることを可能にする。

【0232】

受入ブロック３７１０は、熱電デバイス３７３１が取り付け面３７１４と接触するよう
にクランプ・ブロック３７３３（例えば図５７参照）によって取り付けブロック３７３４
（例えば図５８参照）に連結される。このようにして、例えばＰＣＲプロセスのような試
料Ｓの熱により誘発される反応をもたらすために、反応体積３７１３とその中に収容され
た試料をサイクルで加熱することができる。

【0233】

各受入ブロック３７１０は、第１の（又は励起）管腔３７１１、第２の（又は放出）管
腔３７１２、及び第３の（又は温度監視）管腔３７１５を画定する。熱電対又は他の適切
な温度測定デバイスを、第３の管腔３７１５を介してＰＣＲバイアルに隣接して配置する
ことができる。図５２に示すように、励起ファイバ３８３１が、励起ファイバ３８３１及
び／又は第１の管腔３７１１が第１の光路３８０６を画定し且つ反応体積３７１３と光学
的に連通するように第１の管腔３７１１内に少なくとも部分的に配置される。このように
して、光ビーム（及び／又は光信号）を、励起ファイバ３８３１及び／又は第１の管腔３
７１１を介して反応体積３７１３とブロック３７１０の外部の領域との間で伝えることが
できる。励起ファイバ３８３１は、それを通して又はそれから光ビームを伝えることがで
きる本明細書で示され説明されるタイプの任意の適切な構造体、デバイス、及び／又は機
構とすることができる。幾つかの実施形態では、励起ファイバ３８３１は、例えば、マル
チモードファイバ又は単一モードファイバのような光ビームを伝える任意の適切な光ファ
イバとすることができる。

【0234】

検出ファイバ３８３２は、検出ファイバ３８３２及び／又は第２の管腔３７１２が第２
の光路３８０７を画定し且つ反応体積３７１３と光学的に連通するように第２の管腔３７
１２内に少なくとも部分的に配置される。このようにして、光ビーム（及び／又は光信号
）を、検出ファイバ３８３２及び／又は第２の管腔３７１２を介して反応体積３７１３と
ブロック３７１０の外部の領域との間で伝えることができる。検出ファイバ３８３２は、
それを通して又はそれから光ビームを伝えることができる本明細書で示され説明されるタ
イプの任意の適切な構造体、デバイス、及び／又は機構とすることができる。幾つかの実
施形態では、検出ファイバ３８３２は、例えば、マルチモードファイバ又は単一モードフ
ァイバのような光ビームを伝える任意の適切な光ファイバとすることができる。

【0235】

後述するように、励起ファイバ３８３１と検出ファイバ３８３２は光学組立部３８００
に連結される。光学組立部３８００は、１つ又は複数の励起光ビームを生じることができ
、且つ１つ又は複数の放出光ビームを検出することができる。したがって、励起ファイバ
３８３１は、ＰＣＲバイアル６２６０内に収容された試料Ｓの一部を励起させるために励
起光ビームを光学組立部から反応体積３７１３の中に伝えることができる。同様に、検出
ファイバ３８３２は、試料Ｓ内の分析物又は他の標的によって生じた放出光ビームをＰＣ
Ｒバイアル６２６０から光学組立部３８００に伝えることができる。

【0236】

図５５に示すように、第１の管腔３７１１と第２の管腔３７１２は、およそ９０度であ
るオフセット角Θを画定する。同様に述べると、第１の光路３８０６と第２の光路３８０
７は、およそ９０度であるオフセット角Θを画定する。より詳細には、第１の光路３８０
６と第２の光路３８０７は、反応体積３７１３の縦軸ＬＡに実質的に平行な方向で見たと
きにおよそ９０度であるオフセット角Θを画定する。同様の様態で、第１の管腔３７１１
及び第２の管腔３７１２内に配置される励起ファイバ３８３１及び検出ファイバ３８３２
は、それぞれおよそ９０度であるオフセット角Θを画定する。この配置は、検出ファイバ
３８３２によって受光される励起光ビームの量を最小にし、これにより光検出及び／又は
監視の正確さ及び／又は感度を改善する。

【0237】

幾つかの実施形態では、第１の管腔３７１１と第２の管腔３７１２は、オフセット角Θ
がおよそ７５度よりも大きくなるように位置決めすることができる。他の実施形態では、
第１の管腔３７１１と第２の管腔３７１２は、オフセット角Θがおよそ７５度からおよそ
１０５度までの間となるように位置決めすることができる。

【0238】

図５４に示すように、第１の管腔３７１１の中心線は、第２の管腔３７１２の中心線と
実質的に平行である及びこれからオフセットされる（すなわち、斜めにされる）。同様に
述べると、励起ファイバ３８３１（したがって第１の光路３８０６）は、検出ファイバ３
８３２（したがって第２の光路３８０７）から斜めにされる。別の言い方をすれば、第１
の管腔３７１１（及び／又は励起ファイバ３８３１）及び第２の管腔３７１２（及び／又
は検出ファイバ３８３２）は、受入ブロック３７１０によって画定される基準面からそれ
ぞれ距離Ｙ１及びＹ２だけ離間され、この場合Ｙ１はＹ２とは異なる。したがって、励起
ファイバ３８３１及び／又は第１の光路３８０６が反応体積３７１３と交差する縦軸ＬＡ
に沿った位置は、検出ファイバ３８３２及び／又は第２の光路３８０７が反応体積３７１
３と交差する縦軸ＬＡに沿った位置とは異なる。このようにして、第１の光路３８０６及
び／又は励起ファイバ３８３１は、第２の光路３８０７及び／又は第２の光学部材３８３
１から斜めにすることができる。

【0239】

距離Ｙ１及び距離Ｙ２は、励起ファイバ３８３１及び検出ファイバ３８３２がＰＣＲバ
イアル６２６０の所望の部分においてそれぞれ第１の光路３８０６及び第２の光路３８０
７をもたらす及び／又は画定するように構成されるように、任意の適切な距離とすること
ができる。例えば、幾つかの実施形態では、距離Ｙ１は、第１の管腔３７１１、励起ファ
イバ３８３１、及び／又は第１の光路３８０６が受入ブロック３７１０内に配置されたＰ
ＣＲバイアル６２６０内の試料の充填線の場所よりも下の場所で反応体積３７１３に入る
及び／又はこれと交差するような距離とすることができる。このようにして、励起ファイ
バ３８３１によって伝えられる励起光ビームは、充填線よりも下で試料に入るであろう。
他の実施形態では、しかしながら、距離Ｙ１は、第１の管腔３７１１、励起ファイバ３８
３１、及び／又は第１の光路３８０６がＰＣＲバイアル６２６０内の試料の充填線の場所
よりも上の場所で反応体積３７１３に入るような距離とすることができる。

【0240】

同様に、幾つかの実施形態では、距離Ｙ２は、第２の管腔３７１２、検出ファイバ３８
３２、及び／又は第２の光路３８０７が受入ブロック３７１０内に配置されたＰＣＲバイ
アル６２６０内の試料の充填線の場所よりも下の場所で反応体積３７１３に入る及び／又
はこれと交差するような距離とすることができる。他の実施形態では、しかしながら、距
離Ｙ２は、第２の管腔３７１２、検出ファイバ３８３２、及び／又は第２の光路３８０７
がＰＣＲバイアル６２６０内の試料の充填線の場所よりも上の場所で反応体積３７１３に
入る及び／又はこれと交差するような距離とすることができる。

【0241】

第１の加熱モジュール３７３０は、一連の熱電デバイス３７３１（各カートリッジ及び
／又は各受入ブロック３７１０に１つずつ対応する）、取り付けブロック３７３４、一連
のクランプ・ブロック３７３３、及びヒートシンク３７３２を含む。図５８に示すように
、取り付けブロック３７３４は第１の部分３７３５及び第２の部分３７３７を含む。第１
の部分３７３５は、それに各熱電デバイス３７３１が連結される角度をつけられた表面３
７３６を含む。このようにして、各受入ブロック３７１０は、熱電デバイス３７３１が受
入ブロック３７１０の取り付け面３７１４と接触するように、対応するクランプ・ブロッ
ク３７３３によって取り付けブロック３７３４に連結される。

【0242】

取り付けブロック３７３４の第２の部分３７３７はヒートシンク３７３２に連結される
。ヒートシンク（例えば図５９参照）は、受入ブロック３７１０と機器３００２の外部の
領域との間の熱伝達を容易にするための任意の適切なデバイスとすることができる。幾つ
かの実施形態では、ヒートシンク３７３２は、取り付けブロック３７３４を能動的に冷却
する（すなわちそこからの熱を除去する）デバイス及び／又は機構を含むことができる。

【0243】

位置決め組立部３７７０は、ヒートシンク３７３２及びフレーム組立部３３００の一部
に連結され、ヒータ組立部３７００をｙ軸に沿った方向に直線的に動かすように構成され
る。したがって、始動されたときに、位置決め組立部３７７０は、前述のようにＰＣＲバ
イアル（例えばＰＣＲバイアル６２６０）が受入ブロック３７１０内に配置されるように
ヒータ組立部３７００をマガジン３３５０及び／又はその中のカートリッジに対して動か
すことができる。位置決め組立部３７７０は、モータ３７７１と、モータ３７７１の回転
運動を直線運動に変えるように構成された連結組立部３７７２を含む。ヒータ組立部３７
００の移動はｙ軸ガイドシャフト３７７３によって案内される。

【0244】

使用時に、第１の加熱モジュール３７３０は、ＰＣＲプロセス及び／又はその中に収容
された内容物の混合を促進するために機器３００１内に配置されたカートリッジのそれぞ
れのＰＣＲバイアルをサイクルで加熱することができる。さらに、カートリッジのそれぞ
れは別個の受入ブロック３７１０を介して別個の熱電デバイス３７３１によって加熱され
るので、幾つかの実施形態では、第１のカートリッジの熱サイクルを第２のカートリッジ
の熱サイクルとは異なる時点で行うことができる。さらに、各カートリッジは機器内の他
のカートリッジから独立して熱サイクルを受けることができるので、幾つかの実施形態で
は、第１のカートリッジに対する熱サイクルプロトコル（例えば、熱サイクルイベントの
時間及び温度）は、第２のカートリッジに対する熱サイクルプロトコルとは異なるものと
することができる。幾つかの実施形態では、第１の加熱モジュール３７３０は、熱サイク
ルのために用いられず、代わりに、一定の温度、例えばＲＮＡ試料に対する逆転写を行う
温度に保たれる。

【0245】

第２の加熱モジュール３７５０は、一連の抵抗ヒータ３７５１（各カートリッジ及び／
又は各受入ブロック３７１０に１つずつ対応する）、取り付け板３７５４、第１の断熱部
材３７５２、及び第２の断熱部材３７５３を含む。図６０に示すように、取り付け板３７
５４は第１の部分３７５５及び第２の部分３７６０を含む。第１の部分３７５５は、抵抗
ヒータ３７５１のそれぞれに対する設置支持を提供する。同様に述べると、抵抗ヒータ３
７３１のそれぞれは取り付け板３７５４に連結される。

【0246】

取り付け板３７５４は、第１の断熱部材３７５２が取り付けブロック３７３４と取り付
け板３７５４の第１の部分３７５５との間に配置され且つ第２の断熱部材３７５３が取り
付けブロック３７３４と取り付け板３７５４の第２の部分３７６０との間に配置されるよ
うに、第１の加熱モジュール３７３０の取り付けブロック３７３４に連結される。このよ
うにして、第２の加熱モジュール３７５０は、第１の加熱モジュール３７３０から実質的
に独立して機能することができる。同様に述べると、この配置は、取り付け板３７５４と
取り付けブロック３７３４との間の熱伝達を減少させる及び／又は制限する。

【0247】

取り付け板３７５４の第１の部分３７５５は、上面３７５８を含み、凹部３７５６と一
連の管腔３７５７（マガジン３３５０内の各カートリッジに１つずつ対応する）を画定す
る。使用時に、ヒータ組立部３７００が機器３００２内のカートリッジのそれぞれの付近
の位置に動かされるときに、各ＰＣＲバイアルは、対応する管腔３７５７を通して、対応
する受入ブロック３７１０によって画定される反応体積３７１３の中に配置される。した
がって、幾つかの実施形態では、ヒータ組立部３７００がカートリッジのそれぞれの付近
に位置決めされるときに、管腔３７５７を画定する取り付け板３７５４の側壁は、各ＰＣ
Ｒバイアル６２６０の付近に位置決めされる及び／又は実質的にこの一部を包囲する。他
の実施形態では、しかしながら、ＰＣＲバイアル６２６０は、管腔３７５７から離間する
ことができ、及び／又はこの中に存在しないようにすることができる。例えば、幾つかの
実施形態では、ヒータ組立部３７００がカートリッジのそれぞれの付近に位置決めされる
ときに、移送ポート（例えば、図３０及び図３１を参照して上記で示され説明されたＰＣ
Ｒモジュール７２００の移送ポート７２２９）のみを取り付け板３７５４の管腔３７３７
内に配置することができる。

【0248】

図６０に示すように、取り付け板３７５４の第２の部分３７６０は、一連の凹部及び／
又はキャビティ３７６１を画定する（マガジン３３５０内の各カートリッジに１つずつ対
応する）。使用時に、ヒータ組立部３７００が機器３００２内のカートリッジのそれぞれ
の付近の位置に動かされたときに、カートリッジの一部は、取り付け板３７５４の対応す
る凹部３７６１内に配置される。より詳細には、図５２に示すように、溶出チャンバ６１
９０（図５２では識別されない）に対応する分離モジュール（例えば、分離モジュール６
１００）の一部は、対応する凹部３７６１内に配置される。したがって、ヒータ組立部３
７００がカートリッジのそれぞれの付近に位置決めされたときに、凹部３７６１を画定す
る取り付け板３７５４の第２の部分３７６０の側壁は、溶出チャンバ６１９０の付近に位
置決めされる及び／又はその一部を実質的に取り囲む。このようにして、第２の加熱モジ
ュール３７５０は、各カートリッジの溶出チャンバ６１９０内に収容された試料の一部を
加熱する及び／又は熱サイクルを行うことができる。

【0249】

使用時に、第２の加熱モジュール３７５０は、カートリッジ内で起こる反応プロセスを
促進する、改善する、及び／又は容易にするために機器３００１内に配置されたカートリ
ッジのそれぞれの一部を加熱することができる。例えば、幾つかの実施形態では、第２の
加熱モジュール３７５０は、ＰＣＲモジュールの基体（例えば、図２９〜図３１を参照し
て上記で示され説明されたＰＣＲモジュール７２００の基体７２２０）の一部を加熱する
ことができる。第２の加熱モジュール３７５０による加熱は、一実施形態では、逆転写反
応を容易にする、又は「ホットスタート」ＰＣＲのためになされる。

【0250】

より詳細には、幾つかの実施形態では、第２の加熱モジュール３７５０は、ＰＣＲプロ
セスに関連した「ホットスタート」法を容易にすることができる。ホットスタート法は、
増幅反応における核酸の非特異的プライミングを低減させるために「ホットスタート酵素
」（ポリメラーゼ）の使用を含む。より詳細には、酵素が周囲温度（例えば、およそ５０
℃以下）に維持されるときに、非特異的ハイブリダイゼーションが起こる可能性があり、
これは、ポリメラーゼの存在下で非特異的プライミングを招くことがある。したがって、
ホットスタート酵素は、周囲温度で不活性な酵素であり、所定の温度に加熱されるまで活
性化しない。こうした所定の温度は、およそ４０℃、５０℃、７０℃、又は９５℃を上回
る温度とすることができる。「ホットスタート」法を容易にするために、第２の加熱モジ
ュール３７５０は、マスターミックスをＰＣＲバイアル（例えばＰＣＲバイアル７２６０
）内の増幅反応に添加する前に、溶出した核酸試料を高い温度（例えば、およそ４０℃、
５０℃、７０℃、又は９５℃を上回る温度）に維持するのに溶出チャンバ（例えば、溶出
チャンバ７１９０）を加熱することができる。幾つかの実施形態では、例えば、第２の加
熱モジュール３７５０は、溶出チャンバ７１９０内の試料の温度をおよそ５０℃からおよ
そ９５℃までの間の温度に維持することができる。溶出した核酸をこのように加熱するこ
とによって、ポリメラーゼの存在下での非特異的ハイブリダイゼーション及び／又は偽プ
ライミングをなくす及び／又は低減させることができる。

【0251】

反応試薬（例えば、上記の図３０及び図３１に示される試薬モジュール７２７０ｂ内に
収容された物質Ｒ２）を、次いで、ＰＣＲバイアル（例えば、ＰＣＲバイアル７２６０）
の、その中に収容された凍結乾燥したマスターミックスに加えることができる。溶出チャ
ンバ（例えば、溶出チャンバ７１９０）からの加熱された核酸試料を、次いで、前述のよ
うにＰＣＲバイアルの中に移送することができる。さらに、第２の加熱モジュール７２５
０はまた、その中の内容物（例えば、溶出チャンバからＰＣＲバイアルに移送される溶出
した核酸試料）を高い温度（例えば、およそ４０℃、５０℃、７０℃、又は９５℃を上回
る温度）に維持することができるように、溶出チャンバとＰＣＲバイアルとの間の流路（
例えば、通路７２２２）を加熱することができる。幾つかの実施形態では、例えば、第２
の加熱モジュール３７５０は、流れ通路内の試料の温度をおよそ５０℃からおよそ９５℃
までの間の温度に維持することができる。加熱された溶離試料がＰＣＲバイアルの中に運
ばれた後で、溶液は温度サイクル（第１の加熱モジュール３７３０によってもたらされる
）を通じて混合され、次いで、ＰＣＲ反応が開始される。

【0252】

第３の加熱モジュール３７８０は、少なくとも１つのヒータ（図示せず）とヒータ・ブ
ロック３７８４を含む。図６３に示すように、ヒータ・ブロック３７８４は、その各々が
マガジン３３５０内のカートリッジのそれぞれに対応する一連の凹部及び／又はキャビテ
ィ３７８６ａ、３７８６ｂ、３７８６ｃ、３７８６ｄ、３７８６ｅ、３７８６ｆを画定す
る）。使用時に、ヒータ組立部３７００が機器３００２内のカートリッジのそれぞれの付
近の位置に動かされたときに、カートリッジの一部は、ヒータ・ブロック３７８４の対応
する凹部（例えば、凹部３７８６ａ）内に配置される。より詳細には、図５２に示すよう
に、溶解チャンバ６１１４（図５２では識別されない）に対応する分離モジュール（例え
ば、分離モジュール６１００）の一部は、対応する凹部内に配置される。したがって、ヒ
ータ組立部３７００がカートリッジのそれぞれの付近に位置決めされたときに、凹部３７
８６を画定するヒータ・ブロック３７８４の側壁は、溶解チャンバ６１１４の付近に位置
決めされる及び／又はその一部を実質的に取り囲む。このようにして、第３の加熱モジュ
ール３７８０は、各カートリッジの溶解チャンバ６１１４内に収容された試料の一部を加
熱する及び／又は熱サイクルを行うことができる。一実施形態では、第３の加熱モジュー
ル３７８０による加熱は、逆転写及び／又はＰＣＲ反応中に起こる。

【0253】

図６４〜図７０は、機器３００２の光学組立部３８００の種々の図を示す。光学組立部
３８００は、機器３００２内に配置されたカートリッジで起こる反応を監視するように構
成される。より詳細には、光学組立部３８００は、カートリッジのＰＣＲバイアル（例え
ばＰＣＲバイアル６２６０）内で起こるＰＣＲ反応の前に、ＰＣＲ反応中に、及び／又は
ＰＣＲ反応後にテスト試料内の１つ又は複数の異なる分析物及び／又は標的を検出するよ
うに構成される。本明細書で説明されるように、光学組立部３８００は、試料を順次の及
び／又は段階的な様態及び／又はリアルタイムで分析することができる。光学組立部３８
００は、励起モジュール３８６０、検出モジュール３８５０、スライド組立部３８７０、
及び光ファイバ組立部３８３０を含む。

【0254】

例えば、一実施形態では、光学組立部は、核酸増幅反応をリアルタイムで監視するのに
用いられる。さらなる実施形態では、増幅反応はＰＣＲである。別の実施形態では、光学
組立部は、連結アッセイ、例えば、酵素と基体又は配位子とレセプタとの間の連結からの
結果を測定するのに用いられる。

【0255】

光ファイバ組立部３８３０は、一連の励起光ファイバ（図６４の励起ファイバ３８３１
ａ、３８３１ｂ、３８３１ｃ、３８３１ｄ、３８３１ｅ、３８３１ｆ、３８３１ｇとして
識別される）を含む。励起ファイバ３８３１ａ、３８３１ｂ、３８３１ｃ、３８３１ｄ、
３８３１ｅ、及び３８３１ｆのそれぞれは、励起モジュール３８６０から対応する受入ブ
ロック３７１０に光ビーム及び／又は光信号を伝えるように構成される。したがって、各
励起ファイバ３８３１ａ、３８３１ｂ、３８３１ｃ、３８３１ｄ、３８３１ｅ、及び３８
３１ｆの第１の端部は、前述のように受入ブロック３７１０の管腔３７１１内に配置され
る。励起ファイバ３８３１ｇは、較正ファイバであり、励起モジュール３８６０から光較
正モジュール（図示せず）に光ビーム及び／又は光信号を伝えるように構成される。励起
光ファイバ３８３１は、例えば、マルチモードファイバ又は単一モードファイバのような
光ビームを伝える任意の適切な光ファイバとすることができる。

【0256】

光ファイバ組立部３８３０は、一連の検出光ファイバ（図６４の検出ファイバ３８３２
ａ、３８３２ｂ、３８３２ｃ、３８３２ｄ、３８３２ｅ、３８３２ｆ、３８３２ｇとして
識別される）を含む。検出ファイバ３８３２ａ、３８３２ｂ、３８３２ｃ、３８３２ｄ、
３８３２ｅ、及び３８３２ｆのそれぞれは、受入ブロック３７１０から検出モジュール３
８５０に光ビーム及び／又は光信号を伝えるように構成される。したがって、各検出ファ
イバ３８３２ａ、３８３２ｂ、３８３２ｃ、３８３２ｄ、３８３２ｅ、及び３８３２ｆの
第１の端部は、前述のように受入ブロック３７１０の管腔３７１２内に配置される。検出
ファイバ３８３２ｇは、較正ファイバであり、光較正モジュール（図示せず）から光ビー
ム及び／又は光信号を受光するように構成される。検出光ファイバ３８３２は、例えば、
マルチモードファイバ又は単一モードファイバのような光ビームを伝える任意の適切な光
ファイバとすることができる。

【0257】

光ファイバ組立部３８３０はまた、ファイバ取り付けブロック３８２０を含む。図７０
に示すように、ファイバ取り付けブロック３８２０は、一連の管腔３８２５ａ〜３８２５
ｇ及び一連の管腔３８２４ａ〜３８２４ｇを画定する。管腔３８２４のそれぞれは、対応
する励起光ファイバ（例えば、図６５で識別される場合の励起ファイバ３８３１ａ）の第
２の端部を受け入れるように構成される。同様に、管腔３８２５のそれぞれは、対応する
検出光ファイバ（例えば、図６５で識別される場合の検出ファイバ３８３２ａ）の第２の
端部を受け入れるように構成される。ファイバ取り付けブロック３８２０は、より詳細に
後述するように励起ファイバ３８３１を励起モジュール３８６０に光学的に連結する及び
検出ファイバ３８３２を検出モジュール３８５０に光学的に連結するために、スライド組
立部３８７０のスライドレール３８９０に連結される。

【0258】

図６５に示すように、光ファイバ組立部３８３０は、本明細書で説明される光学的接続
を容易にするために、及び／又は光ファイバ組立部３８３０によって伝えられる光ビーム
を修正する、調整する、及び／又は変形するために、一連のスペーサ、レンズ、及び封止
部材を含む。より詳細には、光ファイバ組立部３８３０は、ファイバ取り付けブロック３
８２０及び／又はスライドプレート３８９０内に配置されるように構成された一連の励起
スペーサ３８３３及び検出スペーサ３８３４を含む。光ファイバ組立部３８３０はまた、
ファイバ取り付けブロック３８２０及び／又はスライドプレート３８９０内に配置される
ように構成された一連の励起レンズ３８３５及び検出レンズ３８３６をも含む。光ファイ
バ組立部３８３０はまた、ファイバ取り付けブロック３８２０及び／又はスライドプレー
ト３８９０内に配置されるように構成された一連の励起封止部材３８３７及び検出封止部
材３８３８をも含む。励起封止部材３８３７及び検出封止部材３８３８は、光学組立部３
８００によって画定される光路をシールする及び／又は汚染物質が入るのを防ぐように構
成される。

【0259】

図６４〜図６６に示すように、光学組立部３８００は、一連の励起光ビーム（及び／又
は光信号、図示せず）を生じるように構成された励起モジュール３８６０を含む。励起モ
ジュール３８６０は、その上に一連の励起光源３８６２が設置される励起回路基板３８６
１を含む。光源３８６２は、例えば、レーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、フラッシュラ
ンプなどのような一連の励起光ビームを生じるための任意の適切なデバイス及び／又は機
構とすることができる。幾つかの実施形態では、光源３８６２のそれぞれによって生じた
光ビームは、他の光源３８６２によって生じた光ビームと実質的に同じ特徴（例えば、波
長、振幅、及び／又はエネルギー）を有することができる。他の実施形態では、しかしな
がら、第１の光源３８６２は、第１の特徴の組（例えば、赤色光ビームに関連した波長）
を有する光ビームを生じることができ、第２の光源３８６２は、第２の異なる特徴の組（
例えば、緑色光ビームに関連した波長）を有する光ビームを生じることができる。この配
置は、異なる光ビーム（すなわち、異なる特徴を有するビーム）のそれぞれが受入ブロッ
ク３７１０のそれぞれに本明細書でより詳細に説明されるように順次の様態で運ばれるこ
とを可能にする。図６５に示すように、励起モジュール３８６０は、本明細書で説明され
る光学的接続を容易にするために、及び／又は励起モジュール３８６０によって生じる及
び励起ファイバ３８３１によって伝えられる光ビームを修正する、調整する、及び／又は
変形するために、一連のスペーサ３８６３、フィルタ３８６４、及びレンズ３８６５を含
む。

【0260】

図６４〜図６６に示すように、光学組立部３８００は、一連の放出光ビーム（及び／又
は光信号、図示せず）を受光する及び／又は検出するように構成された検出モジュール３
８５０を含む。検出モジュール３８５０は、その上に一連の放出光検出器３８５２が取り
付けられる検出回路基板３８５１を含む。放出光検出器３８５２は、一連の放出光ビーム
を検出するための、例えば、光学検出器、フォトレジスタ、光起電力セル、フォトダイオ
ード、光電管、ＣＣＤカメラなどのような任意の適切なデバイス及び／又は機構とするこ
とができる。幾つかの実施形態では、各検出器３８５２は、放出光ビームの特徴（例えば
、波長、振幅、及び／又はエネルギー）に関係なく放出光ビームを選択的に受光するよう
に構成することができる。他の実施形態では、しかしながら、検出器３８５２は、特定の
特徴の組（例えば、赤色光ビームに関連した波長）を有する放出光ビームに対応するよう
に構成する（又は「調整する」）ことができる。幾つかの実施形態では、例えば、検出器
３８５２のそれぞれは、励起モジュール３８６０の対応する光源３８６２によって励起さ
れるときに試料の一部の励起によって生じた放出光を受光するように構成することができ
る。この配置は、異なる放出光ビーム（すなわち、異なる特徴を有するビーム）のそれぞ
れが受入ブロック３７１０のそれぞれから本明細書でより詳細に説明されるように順次の
様態で受光されることを可能にする。図６５に示すように、検出モジュール３８５０は、
本明細書で説明される光学的接続を容易にするために、及び／又は検出モジュール３８５
０によって受光される放出光ビームを修正する、調整する、及び／又は変形するために、
一連のスペーサ３８５３、フィルタ３８５４、及びレンズ３８５５を含む。

【0261】

スライド組立部３８７０は、取り付け部材３８４０、スライド・ブロック３８８０、及
びスライドレール３８９０を含む。スライド・ブロック３８８０は、取り付け部材３８４
０に連結され、スライドレール３８９０にスライド可能に取り付けられる。より詳細に後
述するように、使用時に、ステッパモータ３８７３によって回転される打込みねじ３８７
２は、スライド・ブロック３８８０（したがって取り付け部材３８４０）を図６４及び図
６６の矢印ＨＨＨで示すようにスライドレール３８９０に対して動かすためにスライド・
ブロック３８８０の一部と共に回転することができる。このようにして、取り付け部材３
８４０は、励起光源３８６２及び放出光検出器３８５２のそれぞれを各励起ファイバ３８
３１及び放出ファイバ３８３２の第２の端部とそれぞれ光学的に連通するように順次に動
かすために、スライドレール３８９０に対して動かすことができる。スライド組立部３８
７０と光学モジュール３８００の作動のさらなる詳細が以下で提供される。

【0262】

図６７に示すように、取り付け部材３８４０は、一連の励起管腔３８４４ａ〜３８４４
ｆ及び一連の放出管腔３８４５ａ〜３８４５ｆを画定する。図６５に示すように、各励起
光源３８６２は、対応する励起管腔３８４４内に配置され、各放出光検出器３８５２は、
対応する放出管腔３８４５内に配置される。取り付け部材３８４０は、スライド・ブロッ
ク３８８０の移動が取り付け部材３８４０（したがって励起光源３８６２及び放出光検出
器３８５２）の移動を引き起こすようにスライド・ブロック３８８０に連結される。

【0263】

図６８に示すように、スライド・ブロック３８８０は、第１の部分３８８１及び第２の
部分３８８２を含む。第１の部分３８８１は、ガイド突起３８８６を含み、一連の励起管
腔３８８４ａ〜３８８４ｆ及び一連の放出管腔３８５５ａ〜３８５５ｆを画定する。スラ
イド・ブロック３８８０が取り付け部材３８４０に連結されるときに、スライド・ブロッ
ク３８８０の励起管腔３８８４のそれぞれが、取り付け部材３８４０の対応する励起管腔
３８４４と位置合わせされる。同様に、スライド・ブロック３８８０の放出管腔３８８５
のそれぞれが、取り付け部材３８４０の対応する放出管腔３８４５と位置合わせされる。
ガイド突起は、スライドレール３８９０上の対応する溝３８９６内にスライド可能に配置
されるように構成される。

【0264】

スライド・ブロック３８８０の第２の部分３８８２は、一対のガイド管腔３８８７及び
親ねじ管腔３８８８を画定する。使用時に、スライド・ブロック３８８０をスライドレー
ル３８９０に対して動かすために、打込みねじ３８７２が親ねじ管腔３８８８内で回転さ
れる。スライド・ブロック３８８０の動きは、対応するガイド管腔３８８７内にスライド
可能に配置されるガイドレール３８７１によって案内される。

【0265】

図６９に示すように、スライドレール３８９０は、７つの励起開口部３８９４ａ、３８
９４ｂ、３８９４ｃ、３８９４ｄ、３８９４ｅ、３８９４ｆ、及び３８９４ｇと、７つの
検出開口部３８９５ａ、３８９５ｂ、３８９５ｃ、３８９５ｄ、３８９５ｅ、３８９５ｆ
、及び３８９５ｇを画定する。ファイバ取り付けブロック３８２０は、励起ファイバ３８
３１が対応する各励起開口部と光学的に連通し且つ検出ファイバ３８３２が対応する各励
起開口部と光学的に連通するようにスライドレール３８９０に連結される。このようにし
て、スライド・ブロック３８８０と取り付け部材３８４０がスライドレール３８９０に対
して集合的に動かされるときに、スライド・ブロック３８８０及び取り付け部材３８４０
の励起開口部及び検出開口部のそれぞれが、スライドレール３８９０の各励起開口部３８
９４及び検出開口部３８９５のそれぞれと順次に位置合わせされる。

【0266】

使用時に、増幅プロセス中に、又は増幅プロセス後に、スライド組立部３８７０は、各
光源３８６２及び光学検出器３８５２の対が励起ファイバ３８３１及び検出ファイバ３８
３２の各対を順次に通過するようにスライド・ブロック３８８０を制御可能に動かすこと
ができる。このようにして、光学組立部３８００は、段階的な方法及び／又はマルチプレ
ックス化された方法で６つのＰＣＲバイアル（例えばＰＣＲバイアル６２６０）のそれぞ
れの中の試料を分析することができる。

【0267】

図７１〜図７３は、機器３００２の電子制御及びコンピュータシステムの略ブロック図
である。

【0268】

光学組立部３８００は、励起モジュール３８６０に隣接する検出モジュール３８５０を
含むものとして示されるが、他の実施形態では、機器の光学組立部は、励起モジュールに
対して或る位置におかれる検出モジュールを含むことができる。例えば、図７４〜図７６
は、光学組立部３８００を参照して前述したように一連の試料の段階的な光学検出を行う
ように構成された光学組立部４８００の略図である。光学組立部４８００は、６つの反応
バイアル２６０を収容するように構成される機器（例えば、本明細書で示され説明される
機器のいずれかのような）の一部である。光学組立部４８００は、励起モジュール４８６
０、検出モジュール４８５０、及びファイバ組立部４８３０を含む。励起モジュール４８
６０は、４つの励起光源４８６２ａ、４８６２ｂ、４８６２ｃ、及び４８６２ｄを含む。
励起光源のそれぞれは、異なる波長を有する励起光ビームを生じるように構成される。例
えば、光源４８６２ａは、色＃１（例えば、赤色）を有する光ビームを生じるように構成
され、光源４８６２ｂは、色＃２（例えば、緑色）を有する光ビームを生じるように構成
され、光源４８６２ｃは、色＃３（例えば、青色）を有する光ビームを生じるように構成
され、光源４８６２ｄは、色＃４（例えば、黄色）を有する光ビームを生じるように構成
される。

【0269】

検出モジュール４８５０は、４つの検出器４８５２ａ、４８５２ｂ、４８５２ｃ、及び
４８６５ｄを含む。検出器のそれぞれは、異なる波長を有する放出光ビームを受光するよ
うに構成される。例えば、検出器４８５２ａは、励起色＃１をもつ分析物の励起から結果
的に生じる光ビームを受光するように構成され、検出器４８５２ｂは、励起色＃２をもつ
分析物の励起から結果的に生じる光ビームを受光するように構成され、検出器４８５２ｃ
は、励起色＃３をもつ分析物の励起から結果的に生じる光ビームを受光するように構成さ
れ、検出器４８５２ｄは、励起色＃４をもつ分析物の励起から結果的に生じる光ビームを
受光するように構成される。

【0270】

ファイバ組立部４８３０は、一連の励起ファイバ４８３１及び一連の検出ファイバ４８
３２を含む。特に、各反応バイアル２６０を励起モジュール４８６０に光学的に連結する
のに１つの励起ファイバが用いられ、各反応バイアル２６０を検出モジュール４８５０に
光学的に連結するのに１つの検出ファイバ４８３２が用いられる。励起モジュール４８６
０及び検出モジュール４８５０は、ファイバ組立部４８３０に対して動くように構成され
る。このようにして、光源及びその対応する検出器（例えば、光源４８６２ａ及び検出器
４８５２ａ）のそれぞれを特定の反応バイアル２６０の励起及び検出（ｄｅｔｅｃｇｔｉ
ｏｎ）ファイバと順次に位置合わせすることができる。

【0271】

使用時に、光学組立部４８００が第１の構成にあるときに、図７４に示すように、光源
４８６２ａ及び検出器４８５２ａは第１の反応バイアル２６０と光学的に連通する。した
がって、第１の反応バイアル内に収容された試料を色＃１を有する励起光で分析すること
ができる。励起モジュール４８６０及び検出モジュール４８５０は、次いで、光学組立部
を第２の構成におくために図７５の矢印ＩＩＩで示されるように動かされる。光学組立部
４８００が第２の構成にあるときに、図７５に示すように、光源４８６２ａ及び検出器４
８５２ａは第２の反応バイアル２６０と光学的に連通し、光源４８６２ｂ及び検出器４８
５２ｂは第１の反応バイアル２６０と光学的に連通する。したがって、第１の反応バイア
ル内に収容された試料を色＃２を有する励起光で分析することができ、第２の反応バイア
ル内に収容された試料を色＃１を有する励起光で分析することができる。励起モジュール
４８６０及び検出モジュール４８５０は、次いで、光学組立部を第３の構成におくために
図７６の矢印ＪＪＪで示されるように動かされる。光学組立部４８００が第３の構成にあ
るときに、図７６に示すように、光源４８６２ａ及び検出器４８５２ａは第３の反応バイ
アル２６０と光学的に連通し、光源４８６２ｂ及び検出器４８５２ｂは第２の反応バイア
ル２６０と光学的に連通し、光源４８６２ｃ及び検出器４８５２ｃは第１の反応バイアル
２６０と光学的に連通する。したがって、第１の反応バイアル内に収容された試料を色＃
３を有する励起光で分析することができ、第２の反応バイアル内に収容された試料を色＃
２を有する励起光で分析することができ第３の反応バイアル内に収容された試料を色＃１
を有する励起光で分析することができる。

【0272】

図７５は、一実施形態に係る生体試料中の核酸を検出する方法１００の流れ図である。
特に、例証された方法は、本明細書で示され説明されるカートリッジのいずれか、及び本
明細書で示され説明される機器のいずれかを用いて行うことができる「一段階標的検出」
法である。より詳細には、後述の方法１００の動作は、カートリッジを開くこと及び／又
は他の方法で試料、試薬、及び／又はＰＣＲ混合物を外部条件に露出することなくカート
リッジの中で行うことができる。同様に述べると、後述の方法１００の動作は、試料及び
／又は試薬を移送するためにヒトの介入を必要とすることなくカートリッジの中で行うこ
とができる。説明する目的で、方法１００は、図２５〜図３３を参照して上記で示され説
明されたカートリッジ７００１の分離モジュール７１００及びＰＣＲモジュール７２００
で行われるものとして説明される。

【0273】

方法は、溶出チャンバ内の磁性捕捉ビーズ（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃａｐｔｕｒｅ ｂｅａ
ｄｓ）からの核酸の溶出１０２を含む。このプロセスは、例えば、分離モジュール７１０
０の溶出チャンバ７１９０内で行うことができる。より詳細には、図２９〜図３１を参照
すると、溶離バッファは、試薬モジュール７２７０ａ内に保存することができ、且つ溶離
動作を完了させるために前述のように溶出チャンバ７１９０の中に移送することができる
。溶離バッファは、本明細書で説明される及び／又は核酸増幅（例えば、ＰＣＲ及び逆転
写を介する）と適合する任意の適切な溶離バッファとすることができる。

【0274】

溶出した核酸は、次いで、溶出チャンバからＰＣＲチャンバに移送される１０４。ＰＣ
Ｒチャンバは、例えば、図２９〜図３１に示されたＰＣＲバイアル７２６０とすることが
できる。溶出チャンバ７１９０及びＰＣＲバイアル７２６０は、異なるモジュール及び／
又はハウジングにあるものとして上で示されるが、他の実施形態では、溶出チャンバ及び
ＰＣＲチャンバは、一体的に構築されたハウジング又は構造体内に配置することができる
。前述のように、幾つかの実施形態では、ＰＣＲチャンバは、核酸が移送されると試薬が
再構成されるように、凍結乾燥した増幅試薬を含むことができる。溶出した核酸は、次い
で、前述のように移送機構７２３５又は他の任意の適切な機構を用いてＰＣＲバイアル７
２６０の中に移送される。

【0275】

ＰＣＲ混合物は、次いで、ＰＣＲチャンバ内で熱サイクルを受ける及び／又は加熱され
る１０６。ＰＣＲ混合物は、上記に示すように機器３００２を用いて任意の適切な温度範
囲の間でサイクルを受けることができる。幾つかの実施形態では、ＰＣＲ混合物は、増幅
用の酵素を活性化させるために一定の温度に昇温させることができる。

【0276】

増幅反応はリアルタイムで監視される１０８。幾つかの実施形態では、産物（すなわち
、アンプリコン）に結合される蛍光タグ及び／又はあらゆる他の親和性ベースのハイブリ
ダイゼーション相互作用）を伴う副溝結合剤（ＭＧＢ）によって増幅反応を監視すること
ができる。上記で示され説明された機器３００２の光学組立部３８００を用いて監視を行
うことができる。

【0277】

増幅が完了すると、検出プローブ（例えば、ＭＧＢ）を標的アンプリコンに結合するこ
と１１０ができる。これは、終点の検出を提供する。

【0278】

幾つかの実施形態では、方法は、溶融分析及び／又はアニール分析を行うこと１１２を
含む。この動作は、特異的配列又は不一致配列の分子標的を識別する又は確認するために
行うことができる。

【0279】

図７６は、一実施形態に係る生体試料中の核酸を検出する方法２００の流れ図である。
特に、例証された方法は、本明細書で示され説明されるカートリッジのいずれか、及び本
明細書で示され説明される機器のいずれかを用いて行うことができる「２段階標的検出」
法である。より詳細には、後述の方法２００の動作は、カートリッジを開くこと及び／又
は他の方法で試料、試薬、及び／又はＰＣＲ混合物を外部条件に露出することなくカート
リッジの中で行うことができる。同様に述べると、後述の方法２００の動作は、試料及び
／又は試薬を移送するためにヒトの介入を必要とすることなくカートリッジの中で行うこ
とができる。説明する目的で、方法２００は、図８〜図２４を参照して上記で示され説明
された分離モジュール６１００及びＰＣＲモジュール６２００で行われるものとして説明
される。

【0280】

方法は、溶出チャンバ内の磁性捕捉ビーズからの核酸の溶出２０２を含む。このプロセ
スは、例えば、分離モジュール６１００の溶出チャンバ６１９０内で行うことができる。
より詳細には、図８〜図１０を参照すると、溶離バッファは、試薬チャンバ６２１３ｃ内
に保存することができ、且つ溶離動作を完了させるために前述のように溶出チャンバの中
に移送することができる。溶離バッファは、本明細書で説明される及び／又は核酸増幅（
例えば、ＰＣＲ及び逆転写を介する）と適合する任意の適切な溶離バッファとすることが
できる。

【0281】

溶出した核酸は、次いで、溶出チャンバからＰＣＲチャンバに移送される２０４。ＰＣ
Ｒチャンバは、例えば、図８に示されたＰＣＲバイアル６２６０とすることができる。前
述のように、幾つかの実施形態では、ＰＣＲチャンバは、核酸が移送されると試薬が再構
成されるように、凍結乾燥した増幅試薬を含むことができる。溶出した核酸は、次いで、
前述のように移送機構６２３５、又は他の任意の適切な機構を用いて移送される。

【0282】

ＰＣＲ混合物は、次いで、ＰＣＲチャンバ内で熱サイクルを受ける及び／又は加熱され
る２０６。ＰＣＲ混合物は、上記に示すように機器３００２を用いて任意の適切な温度範
囲の間でサイクルを受けることができる。幾つかの実施形態では、ＰＣＲ混合物は、増幅
用の酵素を活性化させるために一定の温度に昇温させることができる。

【0283】

増幅反応はリアルタイムで監視される２０８。幾つかの実施形態では、産物（すなわち
、アンプリコン）に結合される蛍光タグ及び／又はあらゆる他の親和性ベースのハイブリ
ダイゼーション相互作用）を伴う副溝結合連結剤（ＭＧＢ）によって増幅反応を監視する
ことができる。上記で示され説明された機器３００２の光学組立部３８００を用いて監視
を行うことができる。

【0284】

増幅が完了すると、検出プローブ（例えば、ＭＧＢ）を標的アンプリコンに結合するこ
と２１０ができる。これは、終点の検出を提供する。方法は、溶融分析及び／又はアニー
ル分析を行うこと２１２を含む。この動作は、特異的配列又は不一致配列の分子標的を識
別する又は確認するために行うことができる。本明細書で用いられるようなＭＧＢは、そ
れ自体をプローブとして用いることができ、又は別の分子と複合体化させてプローブとし
て用いることができる。例えば、ＭＧＢは、一実施形態では、蛍光色素と共に特異的ＤＮ
Ａオリゴヌクレオチドプローブの５’末端へ複合体化される。プローブは、この実施形態
では、３’末端に非蛍光性クエンチャーを備える。５’蛍光色素の蛍光は、プローブが溶
液中にあるとき消光される。しかしながら、プローブがその補体に結合されるとき、蛍光
は、もはや消光されない。したがって、プローブによって発生する蛍光の量は、発生した
標的の量に正比例する。これらのプローブは、各プローブに異なる蛍光色素を接合するこ
とによって（すなわち、各蛍光色素は、励起したときに異なる波長の光を放出することに
なり、又は独自の波長で励起することができる）、反応において「マルチプレックス化」
させることができる。

【0285】

プローブの第２の組は、次いで、ＰＣＲチャンバに送達される２１４。幾つかの実施形
態では、プローブの第２の組は、摂氏およそ７０度を上回る温度（親和性相互作用を破る
ための解離エネルギー）で溶融する特異的又は不一致標的配列に結合するように作製され
たＭＧＢプローブの第２の組又は他の汎用（ｇｅｎｅｒａｌ）プローブを含むことができ
る。幾つかの実施形態では、ＭＧＢプローブの第２の組は、摂氏およそ７５度を上回る温
度で溶融する特異的又は不一致標的配列に結合するように作製される。他の実施形態では
、ＭＧＢプローブの第２の組は、摂氏およそ８０度を上回る温度で溶融する特異的又は不
一致標的配列に結合するように作製される。さらに他の実施形態では、ＭＧＢプローブの
第２の組は、摂氏およそ８５度を上回る温度で溶融する特異的又は不一致標的配列に結合
するように作製される。

【0286】

幾つかの実施形態では、プローブの第２の組は、試薬チャンバ６２１３ｂ内に保存する
ことができ、ＰＣＲバイアル６２６０の中に直接又は前述のように溶出チャンバ６１９０
を介して移送することができる。このようにして、プローブの第２の組を、カートリッジ
又はＰＣＲバイアルを開くこと若しくは他の方法でＰＣＲ混合物を汚染物質に露出するこ
となくＰＣＲ混合物に加えることができる。

【0287】

方法は、次いで、第２の溶融分析及び／又はアニール分析を行うこと２１６を含む。こ
の動作は、特異的配列又は不一致配列の分子標的を識別する又は確認するために行うこと
ができる。

【0288】

図７７は、一実施形態に係る生体試料中の核酸を検出する方法３００の流れ図である。
特に、例証された方法は、本明細書で示され説明されるカートリッジのいずれか、及び本
明細書で示され説明される機器のいずれかを用いて行うことができる「１段階標的検出を
伴う２ステップ逆転写ＰＣＲ（ＲＴ−ＰＣＲ）」法である。より詳細には、後述の方法３
００の動作は、カートリッジを開くこと及び／又は他の方法で試料、試薬、及び／又はＰ
ＣＲ混合物を外部条件に露出することなくカートリッジの中で行うことができる。同様に
述べると、後述の方法３００の動作は、試料及び／又は試薬を移送するためにヒトの介入
を必要とすることなくカートリッジの中で行うことができる。説明する目的で、方法２０
０は、図８〜図２４を参照して上記で示され説明された分離モジュール６１００及びＰＣ
Ｒモジュール６２００で行われるものとして説明される。

【0289】

方法は、溶出チャンバ内の磁性捕捉ビーズからの核酸の溶出３０２を含む。このプロセ
スは、例えば、分離モジュール６００の溶出チャンバ６１９０内で行うことができる。よ
り詳細には、図８〜図１０を参照すると、溶離バッファは、試薬チャンバ６２１３ｃ内に
保存することができ、且つ溶離動作を完了させるために前述のように溶出チャンバの中に
移送することができる。溶離バッファは、本明細書で説明される及び／又は核酸増幅（例
えば、ＰＣＲ及び逆転写を介する）と適合する任意の適切な溶離バッファとすることがで
きる。

【0290】

溶出した核酸は、次いで、溶出チャンバからＰＣＲチャンバに移送される３０４。ＰＣ
Ｒチャンバは、例えば、図８に示されたＰＣＲバイアル６２６０とすることができる。前
述のように、幾つかの実施形態では、ＰＣＲチャンバは、核酸が移送されると試薬が再構
成されるように、凍結乾燥した増幅試薬を含むことができる。溶出した核酸は、次いで、
前述のようにシリンジポンプ又は他の任意の適切な機構を用いて移送される。

【0291】

混合物は、次いで、ＰＣＲチャンバ内で実質的に一定の温度に加熱される３０６。この
ようにして、逆転写のための酵素を活性化することができる。

【0292】

逆転写が完了すると、ＰＣＲ試薬はＰＣＲチャンバに送達される３０８。ＰＣＲ試薬は
、試薬チャンバ６２１３ｂ及び／又は６２１３ａ内に保存することができ、ＰＣＲバイア
ル６２６０の中に直接に又は前述のように溶出チャンバ６１９０を介して移送することが
できる。このようにして、ＰＣＲ試薬を、カートリッジ又はＰＣＲバイアルを開くこと若
しくは他の方法でＰＣＲ混合物を汚染物質に露出することなく逆転写の完了後にＰＣＲ混
合物に加えることができる。

【0293】

増幅反応はリアルタイムで監視される３１０。幾つかの実施形態では、産物（すなわち
、アンプリコン）に結合される蛍光タグ及び／又はあらゆる他の親和性ベースのハイブリ
ダイゼーション相互作用）を伴う副溝結合剤（ＭＧＢ）によって増幅反応を監視すること
ができる。しかしながら、ＰＣＲ反応のリアルタイム監視のために任意のＤＮＡ結合剤を
用いることができる。上で示され説明された機器３００２の光学組立部３８００を用いて
監視を行うことができる。

【0294】

本明細書で用いられる場合の「ＤＮＡ結合剤」は、例えば、二本鎖又は一本鎖ＤＮＡを
結合することができる蛍光によって検出可能ないかなるる検出可能な分子をも指す。一実
施形態では、ＤＮＡ結合剤は、二本鎖又は一本鎖ＤＮＡに結合したときにシグナルを直接
又は間接的に生じることができる蛍光色素又は他の発色団、酵素、又は薬剤である。薬剤
は間接的に結合してもよい、すなわち、ＤＮＡ結合剤は、ＤＮＡを直接結合する別の薬剤
に付着されてもよい。薬剤は、同薬剤が溶液中にあるときに生じたシグナルから区別でき
る、二本鎖核酸又は一本鎖ＤＮＡに結合したときに検出可能なシグナルを生じることがで
きることだけが必要とされる。

【0295】

一実施形態では、ＤＮＡ結合剤は挿入剤である。臭化エチジウム及びＳＹＢＲグリーン
のような挿入剤は、二本鎖ＤＮＡに挿入されたときに、一本鎖ＤＮＡ、ＲＮＡに結合され
たとき又は溶液中にあるときよりも強く蛍光を発する。他の挿入剤は、二本鎖ＤＮＡに結
合されたときに蛍光スペクトルの変化を呈する。例えば、アクチノマイシンＤは、一本鎖
核酸に結合されたときに赤色の蛍光を発し、二本鎖の鋳型に結合されたときに緑色の蛍光
を発する。検出可能なシグナルが増加する、減少する、又はシフトするかどうかにかかわ
らず、アクチノマイシンＤの場合と同様に、薬剤が二本鎖ＤＮＡに結合される又は結合解
除されるときに区別できる検出可能なシグナルを提供するあらゆる挿入剤が、開示された
発明を実施するのに適している。

【0296】

別の実施形態では、ＤＮＡ結合剤は、蛍光共鳴エネルギー移動を採用するエキソヌクレ
アーゼプローブである。例えば、ＤＮＡ結合剤は、一実施形態では、５’及び３’末端上
にそれぞれレポーター及びクエンチャー色素を伴うオリゴヌクレオチドプローブであり、
標的核酸分子に特異的に結合する。溶液中で、そのままの状態であるとき、レポーター色
素の蛍光は消光される。しかしながら、或るＴａｑポリメラーゼのエキソヌクレアーゼ活
性は、ＰＣＲ中にプローブを切断するように働き、レポーターは、もはや消光されない。
したがって、蛍光放出は、発生した標的の量に正比例する。

【0297】

別の実施形態では、ＤＮＡ結合剤は、オリゴヌクレオチドプローブの５’末端へ複合体
化されるＭＧＢを採用する。５’末端のＭＧＢに加えて、レポーター色素もまた、プロー
ブの５’末端へ複合体化され、クエンチャー色素が３’末端に配置される。例えば、一実
施形態では、Ｌｕｋｈｔａｎｏｖによって説明されたＤＮＡプローブが採用される（Ｌｕ
ｋｈｔａｖｏｎ（２００７）、Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ３５、ｐ
ｐ．ｅ３０）。ＭＧＢは、一実施形態では、オリゴヌクレオチドプローブへ直接に複合体
化される。別の実施形態では、ＭＧＢはレポーター色素へ複合体化される。５’蛍光色素
の蛍光はプローブが溶液中にあるとき消光される。しかしながら、プローブがその補体に
結合されるとき、蛍光は、もはや消光されない。したがって、プローブによって発生する
蛍光の量は、発生した標的の量に正比例する。これらのプローブは、各プローブに異なる
蛍光色素を接合することによって（すなわち、各蛍光色素は、励起したときに異なる波長
の光を放出することになり、又は独自の波長で励起することができる）、反応において「
マルチプレックス化」させることができる。

【0298】

さらに別の実施形態では、ＰＣＲ反応をリアルタイムで監視するために副溝結合剤が用
いられる。例えば、Ｈｏｅｃｈｓｔ ３３２５８（Ｓｅａｒｌｅ＆Ｅｍｂｒｅｙ、１９９
０、Ｎｕｃ．Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．１８（１３）、ｐｐ．３７５３〜３７６２）は、標的
の量の増加に伴って変化した蛍光を呈する。本発明と共に用いられる他のＭＧＢは、ジス
タマイシン及びネトロプシンを含む。

【0299】

本明細書で説明される実施形態によれば、ＤＮＡ結合剤は、検出可能なシグナルを直接
又は間接的に生じる。シグナルは、蛍光又は吸光度などによって直接、若しくは置換され
たラベル分子又はＤＮＡ結合剤に付着した結合配位子を介して間接的に検出可能である。

【0300】

本明細書で説明される実施形態によれば、ＤＮＡ結合剤は、検出可能なシグナルを直接
又は間接的に生じる。シグナルは、蛍光又は吸光度などによって直接、若しくは置換され
たラベル分子又はＤＮＡ結合剤に付着した結合配位子を介して間接的に検出可能である。
例えば、一実施形態では、蛍光レポーター色素に接合したＤＮＡプローブが採用される。
ＤＮＡプローブは、レポーター色素とは反対側の端にクエンチャー色素を有し、その相補
的配列に結合されたときにのみ蛍光を発するであろう。さらなる実施形態では、ＤＮＡプ
ローブは、５’末端にＭＧＢと蛍光色素との両方を有する。

【0301】

本発明と共に用いられる他の限定ではないＤＮＡ結合剤は、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅ
ａｃｏｎ、Ｓｃｏｒｐｉｏｎ、及びＦＲＥＴプローブを含むがこれらに限定されない。

【0302】

増幅が完了すると、検出プローブ（例えば、ＭＧＢ）を標的アンプリコンに結合するこ
と３１２ができる。これは、終点の検出を提供する。方法は、溶融分析及び／又はアニー
ル分析を行うこと３１４を含む。この動作は、特異的配列又は不一致配列の分子標的を識
別する又は確認するために行うことができる。

【0303】

図７８は、一実施形態に係る生体試料中の核酸を検出する方法４００の流れ図である。
特に、例証された方法は、上記で示され説明された方法１００に対して代替的な「１段階
標的検出」法である。方法４００は、本明細書で示され説明されるカートリッジのいずれ
か、及び本明細書で示され説明される機器のいずれをも用いて行うことができる。より詳
細には、後述の方法４００の動作は、カートリッジを開くこと及び／又は他の方法で試料
、試薬、及び／又はＰＣＲ混合物を外部条件に露出することなくカートリッジの中で行う
ことができる。同様に述べると、後述の方法４００の動作は、試料及び／又は試薬を移送
するためにヒトの介入を必要とすることなくカートリッジの中で行うことができる。説明
する目的で、方法４００は、図８５〜図８７を参照して本明細書で示され説明される分離
モジュール１０１００及びＰＣＲモジュール１０２００で行われるものとして説明される
。

【0304】

方法４００は、方法１００に関して説明されるように溶離バッファが試薬チャンバ６２
１３ｃの中ではなく、ハウジングの溶出チャンバ内に保存されるという点で方法１００と
は異なる。したがって、方法は、溶出チャンバ内の磁性捕捉ビーズからの核酸の溶出４０
２を含む。このプロセスは、分離モジュール１０１００の溶出チャンバ内で起こる。溶離
バッファは、核酸増幅（例えば、ＰＣＲ及び逆転写を介する）と適合する任意の適切な溶
離バッファとすることができる。

【0305】

溶出した核酸は、次いで、溶出チャンバからＰＣＲチャンバに移送される４０４。ＰＣ
Ｒチャンバは、例えば、図８５〜図８７に示されたＰＣＲバイアル１０２６０とすること
ができる。溶出チャンバ１０１９０とＰＣＲバイアル１０２６０は異なるモジュール及び
／又はハウジングの中にあるものとして示されるが、他の実施形態では、溶出チャンバ及
びＰＣＲチャンバは、一体的に構築されたハウジング又は構造体内に位置付けることがで
きる。前述のように、幾つかの実施形態では、ＰＣＲチャンバは、核酸が移送されると試
薬が再構成されるように、凍結乾燥した増幅試薬を含むことができる。溶出した核酸は、
次いで、前述のようにシリンジポンプ又は他の任意の適切な機構を用いて移送される。

【0306】

ＰＣＲ混合物は、次いで、ＰＣＲチャンバ内で熱サイクルを受ける及び／又は加熱され
る４０６。ＰＣＲ混合物は、上記に示すように機器３００２を用いて任意の適切な温度範
囲の間でサイクルを受けることができる。幾つかの実施形態では、ＰＣＲ混合物は、増幅
用の酵素を活性化させるために一定の温度に昇温させることができる。

【0307】

増幅反応はリアルタイムで監視される４０８。幾つかの実施形態では、産物（すなわち
、アンプリコン）に結合される蛍光タグ及び／又はいずれかの他の親和性ベースのハイブ
リダイゼーション相互作用）を伴う副溝結合剤（ＭＧＢ）によって増幅反応を監視するこ
とができる。上記で示され説明された機器３００２の光学組立部３８００を用いて監視を
行うことができる。

【0308】

増幅が完了すると、検出プローブ（例えば、ＭＧＢ）を標的アンプリコンと結合するこ
と４１０ができる。これは、終点の検出を提供する。幾つかの実施形態では、方法は、溶
融分析及び／又はアニール分析を行うこと４１２を含む。この動作は、特異的配列又は不
一致配列の分子標的を識別する又は確認するために行うことができる。

【0309】

本明細書で説明されるシステム及び方法を用いて生成されたデータは、任意の数の異な
る方法を用いて解析することができる。例えば、アフィニティプローブを用いる溶融分析
又はアニール分析を介した増幅された核酸の配列識別のためにデータを解析することがで
きる。独自の「アフィニティプローブ」又は分子タグ（標的核酸−アフィニティ定数−Ｋ
ｄへのアフィニティ指向の結合を伴う修飾塩基及びＭＧＢ−ｆｌｕｏｒからなる）を伴う
溶融／アニールプロファイリング−分子プロファイリングは、特異的遺伝的状態（単数又
は複数）のスペクトルを示す／生成する。例えば、図８１は、生体試料由来の増幅された
核酸に連結する一組のプローブから生成された分子署名（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｉｇｎ
ａｔｕｒｅ）を示すスペクトルのプロットである。分子署名は、生体試料に帰する病気の
状態（又は独自の核酸配列の存在）を表す。分子署名又はプロフィールは、カートリッジ
の内部の分子タグと共にのみ生成することができる標的核酸への分子タグの特異的相互作
用に依存する。言い換えれば、スペクトルは、フィンガープリント・トレース（すなわち
、病気の状態（単数又は複数）（腫瘍、感染症）又は遺伝的状態）を示すピーク又は「ス
ペクトル応答」の独自の配列）である。

【0310】

スペクトル内の多重化−１つよりも多い病気の状態−（多重マーカ）−独自の「プロー
ブ」又はマルチプローブ（独自の分子エンティティ−分子反応物、インジケータ、タグ）
を伴う、温度及び時間（特異的波長内）に伴う多重化。

【0311】

マルチチャネル手法：１つよりも多いフィンガープリント・トレース（フィンガープリ
ントの組）を識別プロセスで用いることができる。マルチパネルフィンガープリント−フ
ィンガープリントのスペクトルアレイを、結果を判定するのに用いることができる。マル
チチャネル又はアレイデータを生成するための変数は、用いられる蛍光の波長差（Ｗａｖ
ｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）、アニーリング又は
解離（溶融）の温度範囲、及びデータ収集速度（時間依存領域）である。

【0312】

病気を識別するのに望まれるフィンガープリントをもたらすために、アフィニティプロ
ーブ及び増幅された標的の加熱及び冷却の制御を用いることができる。データ生成（アニ
ーリング及び溶融）のための温度範囲は、摂氏７０〜１００度の範囲内とすることができ
る。

【0313】

上記の分離モジュール６００１は、溶解プロセスを容易にするための混合ポンプ６１８
１を伴う分離モジュール６１００を含むものとして示されるが、他の実施形態では、細胞
溶解を促進する及び／又は強化するために溶液の中にエネルギーを伝達するための任意の
適切な機構を用いることができる。例えば、幾つかの実施形態では、音響エネルギーを用
いることができる。

【0314】

例えば、図８２は、細胞溶解及び／又はその中に含有された核酸の分離を促進するため
に分離モジュール（例えば、分離モジュール６１００、分離モジュール７１００など）の
分離チャンバ（図示せず）内に収容された試料の中に超音波エネルギーを伝達するように
構成された、一実施形態に係る分離モジュールの第２のハウジング８１６０を示す。第２
のハウジング８１６０は、図１１を参照して上で説明された方法と同様の方法で対応する
第１のハウジング（図８２には図示せず）に連結する及び／又はこの中に配置することが
できる。より詳細には、第２のハウジング８１６０は、第２のハウジング８１６０を第１
のハウジングから実質的に音響的に分離する、上記で示され説明されたシール６１７２と
類似したシール（図示せず）を含む。

【0315】

第２のハウジング８１６０は、分離プロセスで用いられる試薬及び／又は他の物質を収
容する一連の保持チャンバ８１６３ａ、８１６３ｂ、８１６３ｃ、及び８１６３ｄを画定
する。特に、保持チャンバは、プロテアーゼ（例えば、プロテイナーゼＫ）、バルク材料
を可溶性にする溶解溶液、核酸を磁気により帯電させる連結溶液、及び分離モジュール及
び／又は第１のハウジング内の核酸の輸送を支援するために、磁荷を有する核酸と連結す
る磁性ビーズの溶液を収容することができる。

【0316】

第２のハウジング８１６０はまた、超音波変換器８１９５の一部をその中に配置するこ
とができる開口部８１８５を画定する。音響連結部材８１８２は、開口部８１８５内の第
２のハウジング８１６０の側壁の一部に連結される。したがって、使用時に、音響変換器
８１９５の少なくとも一部を、音響連結部材８１８２と接触する状態で開口部８１８５内
に配置することができる。このようにして、変換器８１９５によって生じた音響及び／又
は超音波エネルギーを、音響連結部材８１８２及び第２のハウジング８１６０の側壁を通
して分離チャンバ内の溶液の中に伝えることができる。音響変換器８１９５は、任意の適
切な音響変換器とすることができ、２０ｋＨｚから３００ｋＨｚまでの間で共鳴するよう
に構成することができる。

【0317】

超音波変換器８１９５は、本明細書で説明される機器３００２のような機器のアクチュ
エータによって開口部８１８５の中に動かすことができる。こうしたアクチュエータは、
例えば、超音波変換器８１９５を音響連結部材８１８２と接触するように所定の距離だけ
動かすように構成されたステッパモータを含むことができる。幾つかの実施形態では、例
えば、機器は、図３７〜図４０を参照して上で示され説明された第１のアクチュエータ組
立部３４００と類似したアクチュエータ組立部を含むことができる。こうした実施形態で
は、第１のアクチュエータ組立部は、係合バー３４４５と類似した係合バーを介して開口
部の中に動かされる一連の超音波変換器を含むことができる。

【0318】

幾つかの実施形態では、アクチュエータは、超音波変換器８１９５によって音響連結部
材８１８２上に及ぼされる力を変化させるように構成することができる。これは、例えば
、超音波変換器が始動されている間に超音波変換器８１９５を連結部材８１８２に対して
動かすことによって達成することができる。この配置は、音響連結部材８１８２を通した
超音波エネルギーの伝達及び／又は音響連結部材８１８２を通した超音波エネルギーの伝
達によって生じる加熱が動的に調節されることを可能にする。

【0319】

幾つかの実施形態では、音響連結部材８１８２は、断熱性材料から構成される。このよ
うにして、音響連結部材８１８２から隣接する第２のハウジング８１６０の側壁への熱の
伝達を最小にすることができる。この配置は、音響変換器８１９５が始動され、側壁と接
触するときに、第２のハウジング８１６０の側壁の変形及び／又は溶融を最小にする及び
／又は防ぐことができる。加えて、幾つかの実施形態では、音響連結部材８１８２は、音
響連結部材８１８２を通した分離チャンバの中への超音波エネルギーの伝達を促進するた
めに音響インピーダンスを有するように構成し及び／又は構築することができる。

【0320】

図８３は、細胞溶解及び／又はその中に含有された核酸の分離を促進するために分離モ
ジュールの分離チャンバ（図示せず）内に収容された試料に超音波エネルギーを伝達する
ように構成された一実施形態に係る分離モジュールの第２のハウジング９１６０を示す。
第２のハウジング９１６０は、上記で説明されたのと同様の様態で対応する第１のハウジ
ング（図８３には図示せず）に連結する及び／又はその中に配置することができる。より
詳細には、第２のハウジング９１６０は、第２のハウジング９１６０を第１のハウジング
から実質的に音響的に分離する上記で示され説明されたシール６１７２と類似したシール
（図示せず）を含む。

【0321】

第２のハウジング９１６０は、分離プロセスで用いられる試薬及び／又は他の物質を収
容する一連の保持チャンバ９１６３ａ、９１６３ｂ、９１６３ｃ、及び９１６３ｄを画定
する。第２のハウジング９１６０はまた、超音波変換器９１９５の一部をその中に配置す
ることができる開口部９１８５を画定する。上で説明された開口部８１８５とは対照的に
、開口部９１８５は、第２のハウジング９１６０の側壁の開口部を介して分離チャンバと
流体連通することができる。

【0322】

音響連結部材９１８３は、開口部９１８５内に配置され、且つ第２のハウジング９１６
０の側壁の一部を通る。より詳細には、音響連結部材９１８３は、音響連結部材９１８３
の第１の部分９１８６が開口部９１８５内にあり且つ音響連結部材９１８３の第２の部分
９１８７が分離チャンバ内にあるように側壁に連結される。第２のハウジングから分離チ
ャンバを実質的に流体的に分離する及び／又は音響連結部材９１８３を実質的に音響的に
分離するために、第２のハウジング９１６０の側壁と音響連結部材９１８３との間にシー
ル９１８４が配置される。

【0323】

使用時に、音響変換器８１９５の少なくとも一部を、音響連結部材９１８３の第１の部
分９１８６と接触する状態で開口部９１８５内に配置することができる。このようにして
、変換器９１９５によって生じた音響及び／又は超音波エネルギーを、音響連結部材９１
８３を通して分離チャンバ内の溶液の中に運ぶことができる。

【0324】

超音波変換器８１９５は、本明細書で説明される機器３００２のような機器のアクチュ
エータによって開口部９１８５の中に動かすことができる。こうしたアクチュエータは、
例えば、超音波変換器９１９５を音響連結部材９１８３と接触するように所定の距離だけ
動かすように構成されたステッパモータを含むことができる。幾つかの実施形態では、例
えば、機器は、図３７〜図４０を参照して上記で示され説明された第１のアクチュエータ
組立部３４００と類似したアクチュエータ組立部を含むことができる。こうした実施形態
では、第１のアクチュエータ組立部は、係合バー３４４５と類似した係合バーを介して開
口部の中に動かされる一連の超音波変換器を含むことができる。

【0325】

幾つかの実施形態では、アクチュエータは、超音波変換器５１９５によって音響連結部
材５１８３上に及ぼされる力を変化させるように構成することができる。これは、例えば
、超音波変換器が始動されている間に超音波変換器８１９５を連結部材９１８３に対して
動かすことによって達成することができる。この配置は、音響連結部材９１８３を通した
超音波エネルギーの伝達及び／又は音響連結部材９１８３を通した超音波エネルギーの伝
達によって生じる加熱が動的に調節されることを可能にする。

【0326】

前述のように、幾つかの実施形態では、音響連結部材５１８３は、音響連結部材９１８
３を通した分離チャンバの中への超音波エネルギーの伝達を促進するために、音響インピ
ーダンスを有するように構成することができる。

【0327】

図８２及び図８３は、分離モジュール内に収容された試料に超音波エネルギーを伝達す
るように構成された分離モジュールの第２のハウジングを示すが、他の実施形態では、カ
ートリッジのいかなる部分も、試料に超音波エネルギーを伝達するように構成することが
できる。例えば、図８４は、分離モジュール７１００（例えば図２６〜図２８参照）及び
超音波変換器７１９５を示す。特に、前述のように、ハウジング７１１０は音響連結部７
１８２を含む。使用時に、音響変換器７１９５の少なくとも一部を、音響連結部７１８２
と接触する状態で配置することができる。このようにして、変換器によって生じた音響及
び／又は超音波エネルギーを、音響連結部７１８２及び第１のハウジング７１１０の側壁
を通して溶解チャンバ７１１４内の溶液の中に伝えることができる。

【0328】

超音波変換器７１９５は、本明細書で説明される機器３００２のような機器のアクチュ
エータによって音響連結部７１８２と接触するように動かすことができる。こうしたアク
チュエータは、例えば、超音波変換器７１９５を音響連結部７１８２と接触するように所
定の距離だけ動かすように構成されたステッパモータを含むことができる。幾つかの実施
形態では、例えば、機器は、図３７〜図４０を参照して上記で示され説明された第１のア
クチュエータ組立部３４００と類似したアクチュエータ組立部を含むことができる。こう
した実施形態では、第１のアクチュエータ組立部は、係合バー３４４５と類似した係合バ
ーを介して開口部の中に動かされる一連の超音波変換器を含むことができる。

【0329】

幾つかの実施形態では、アクチュエータは、超音波変換器７１９５によって音響連結部
７１８２上に及ぼされる力を変化させるように構成することができる。これは、例えば、
超音波変換器が始動されている間に超音波変換器７１９５を音響連結部７１８２に対して
動かすことによって達成することができる。この配置は、音響連結部７１８２を通した超
音波エネルギーの伝達及び／又は音響連結部７１８２を通した超音波エネルギーの伝達に
よって生じる加熱が動的に調節されることを可能にする。図８３に示すように、超音波変
換器７１９５は、超音波変換器を機器のアクチュエータ組立部に対して維持する及び／又
は付勢するように構成されたばね７１９６又は他の付勢部材を含むことができる。

【0330】

ＰＣＲモジュール６２００は、ＰＣＲ試薬、溶離バッファなどを保存することができる
３つの試薬チャンバ６２１３ａ、６２１３ｂ、及び１２１３ｃを含むものとして上記で示
され説明されるが、他の実施形態では、ＰＣＲモジュールは、任意の数の試薬チャンバを
含むことができる。幾つかの実施形態では、ＰＣＲモジュールは、如何なる試薬チャンバ
もないものとすることができる。例えば、図８５〜図８７は、一実施形態に係るカートリ
ッジ１０００１を示す。カートリッジ１０００１は、互いに連結されて一体化されたカー
トリッジ１０００１を形成する核酸分離モジュール１０１００及び増幅（又はＰＣＲ）モ
ジュール１０２００を含む。一体化されたカートリッジ１０００１は、上記で示され説明
されたカートリッジ６００１及び／又はカートリッジ７００１と多くの点で類似しており
、したがって、ここでは詳細に説明されない。カバー１０００５のないカートリッジを示
す図８６に示すように、ＰＣＲモジュール１０２００は、ハウジング１０２１０、ＰＣＲ
バイアル１０２６０、及び移送管１０２５０を含む。増幅モジュール１０２００は、移送
管の少なくとも一部が分離モジュール１０１００の溶出チャンバ内に配置されるように分
離モジュール１０１００に連結される。

【0331】

ハウジング１０２１０は移送ポート１０２７０を含む。移送ポート１０２７０は、それ
を通して分離された核酸及び／又は他の物質又は試薬をＰＣＲバイアル１０２６０の中に
運ぶことができる１つ又は複数の管腔及び／又は通路を画定する。ハウジング１０２１０
及び／又は移送ポート１０２７０は、溶出チャンバ及び／又はＰＣＲバイアル１０２６０
を大気に流体的に連結するために１つ又は複数のベント通路を画定することができる。幾
つかの実施形態では、こうしたベントのいずれも、溶出チャンバ及び／又はＰＣＲバイア
ル１０２６０からの試料及び／又は試薬の損失を最小にする及び／又は防ぐためにフリッ
ト、弁及び／又は他の適切な機構を含むことができる。

【0332】

移送ポート１０２７０の第１の端部１０２７１はＰＣＲバイアル１０２６０の外部に配
置され、移送ポート１０２７０の第２の端部１０２７２は、ＰＣＲバイアルの内部に配置
される。より詳細には、第２の端部１０２７２は、その中に試料を配置することができる
ＰＣＲバイアル１０２６０の体積Ｖが所定の大きさよりも大きくないようにＰＣＲバイア
ル１０２６０の内部に配置される。このようにして、ＰＣＲバイアル１０２６０内の試料
の上に限られた「ヘッドスペース」が存在するので、熱サイクル中にＰＣＲバイアル１０
２６０の壁上に形成される可能性がある凝縮を最小にする及び／又はなくすことができる
。

【0333】

ＰＣＲモジュール１０２００は、前述のように溶出チャンバ内の試料及び／又は試薬の
少なくとも一部をＰＣＲバイアル１０２６０に移送するために、溶出チャンバ及び／又は
ＰＣＲバイアル１０２６０内に圧力及び／又は真空を生じるように構成された移送ピスト
ン１０２４０を含む。

【0334】

カートリッジ１０００１と共に用いられる溶離バッファは、分離モジュール１０１００
の溶出チャンバ（図８５〜図８７には図示せず）の中に保存される。ＰＣＲ試薬は、前述
のように凍結乾燥した形態でＰＣＲバイアル１０２６０の中に保存される。使用時に、分
離された核酸は、溶出チャンバの中の捕捉ビーズから溶出される。溶出した核酸は、次い
で、前述のようにＰＣＲバイアル１０２６０の中に移送され、ＰＣＲバイアル１０２６０
内のＰＣＲ試薬と混合される。

【0335】

ＰＣＲモジュール６２００は、ハウジング６２１０の第１の端部６２１１に隣接して配
置される３つの試薬チャンバ６２１３ａ、６２１３ｂ、及び６２１３ｃを含むものとして
示され説明されるが（例えば図８参照）、他の実施形態では、ＰＣＲモジュールは、あら
ゆる位置及び／又は配向に配置される任意の数の試薬チャンバ又はモジュールを含むこと
ができる。さらに、幾つかの実施形態では、本明細書で説明される試薬プランジャ（例え
ば、プランジャ６２１４ａ）及び／又は移送機構のいずれをも付勢することができる。例
えば、図８８は、分離モジュール６１００’に連結されたＰＣＲモジュール１１２００の
断面図である。ＰＣＲモジュール１１２００は、本明細書で説明されたタイプの物質及び
／又は試薬をその中に保存することができる３つの試薬チャンバ１１２１３を画定するハ
ウジング１１２１０を含む。プランジャ１１２１４及びばね１１２１５（図８８に１つだ
け示され符号が付される）は、試薬チャンバ１１２１３のそれぞれの中に配置される。こ
のようにして、プランジャ（又は移送機構）は非始動位置に付勢される。他の実施形態で
は、しかしながら、プランジャを始動位置に付勢することができ、且つ係止タブなどによ
って定位置に保持することができる。このようにして、プランジャの始動を、ばねの力に
よって支援することができる。

【0336】

ＰＣＲモジュールはまた、ノズル１１１３１を介して溶出チャンバ６１９０’と流体連
通する混合機構（又は移送機構）１１１３０を含む。ピペットチューブ１１２５０は、溶
出チャンバ６１９０をＰＣＲバイアル１１２６０と流体連通する状態におく。

【0337】

幾つかの実施形態では、ＰＣＲモジュールは、分離モジュールの溶出チャンバに隣接し
て配置されるＰＣＲバイアル又は反応チャンバを含むことができる。例えば、図８９は、
ＰＣＲモジュール１２２００に連結された分離モジュール６１００’を有するカートリッ
ジ１２００１を示す。ＰＣＲモジュール１２２００は、溶出チャンバ６１９０’に隣接す
るＰＣＲチャンバ１２２６０を含む。同様に述べると、ＰＣＲモジュール１２２００が分
離モジュール６１００’に連結されるときに、ＰＣＲバイアル１２２６０は、ＰＣＲ試薬
チャンバ１２２３１と分離モジュール６１００’との間に配置される。

【0338】

本明細書で示され説明されるカートリッジは、使用時に、分離された試料の一部がＰＣ
Ｒバイアル（例えば、ＰＣＲバイアル７２６０）の中に移送されるように、ＰＣＲモジュ
ールに連結された溶出チャンバ（例えば、溶出チャンバ７１９０）を含む分離モジュール
を含むが、他の実施形態では、ＰＣＲモジュールはＰＣＲバイアルを含む必要はない。例
えば、幾つかの実施形態では、カートリッジは、ＰＣＲを行うことができる反応体積とな
るようにも構成される溶出チャンバを含むことができる。例えば、図９０は、分離モジュ
ール６１００’及びＰＣＲモジュール１３２００を含む、一実施形態に係るカートリッジ
１３００１を示す。ＰＣＲモジュール１３２００は、基体１３２２０及び一連の試薬モジ
ュール１３２７０を含む。使用時に、試薬モジュール１３２７０は、本明細書で示され説
明されるタイプの１つ又は複数の試薬及び／又は物質を、フローチューブ１３２２９を介
して分離モジュール６１００’の溶出チャンバ６１９０’の中に移送するように構成され
る。このようにして、溶出チャンバ６１９０’の中でＰＣＲを行うことができる。こうし
た実施形態では、機器３００２と類似した機器は、ＰＣＲを容易にするために溶出チャン
バ６１９０’に熱サイクルを行うように構成することができる。さらに、機器は、溶出チ
ャンバ６１９０’内の反応を光学的に監視するように構成された光学組立部を含むことが
できる。幾つかの実施形態では、ハウジング６１１０’は、溶出チャンバ６１９０’に隣
接する位置でその中に配置された励起光学部材（図示せず）及び／又は検出光学部材（図
示せず）を含むことができる。

【0339】

本明細書で示され説明されるカートリッジは、分離モジュールと直列に連結されるＰＣ
Ｒモジュールを概して含むが、他の実施形態では、カートリッジは、分離モジュールに任
意の向き、位置、及び／又は場所で連結されたＰＣＲモジュールを含むことができる。同
様に述べると、カートリッジは、分離モジュールの端部に連結されるＰＣＲモジュールを
含むものとして本明細書で示され説明されるが、他の実施形態では、ＰＣＲモジュールは
、分離モジュールと任意の様態で一体化させる及び／又は連結することができる。例えば
、図９１は、分離モジュール１４１００及びＰＣＲモジュール１４２００を含むカートリ
ッジ１４００１を示す。分離モジュール１４１００は、上記で説明されたものと類似した
一連の洗浄機構１４１３０を含む。ＰＣＲモジュールは一連の試薬モジュール１４２７０
を含む。試薬モジュール１４２７０は、洗浄機構１４１３０に隣接して及び／又はその間
に配置される。

【0340】

使用時に、試薬モジュール１４２７０は、本明細書で示され説明されるタイプの１つ又
は複数の試薬及び／又は物質を、１４２２９を介して分離モジュール１４１００の溶出チ
ャンバ１４１９０の中に移送するように構成される。このようにして、溶出チャンバ１４
１９０の中でＰＣＲを行うことができる。

【0341】

図９２及び図９３は、ＰＣＲモジュール１５２００の試薬モジュール１５２７０が分離
モジュール１５１００の洗浄機構１５１３０に隣接して及び／又はこの間に配置される別
の実施形態を示す。カートリッジ１５００１は、試薬モジュール１５２７０内に収容され
た物質が一連の内部流路１５２２８を介してＰＣＲバイアル１５２６０の中に移送される
という点でカートリッジ１４００１とは異なる。ＰＣＲモジュールは、溶出チャンバ１５
１９０から分離された試料の一部をＰＣＲバイアル１５２６０の中に移送するために移送
機構１５２３５を含む。

【0342】

本明細書で示され説明されるＰＣＲモジュールは単一のＰＣＲバイアルを含むが、他の
実施形態では、ＰＣＲモジュールは、任意の数のＰＣＲバイアルを含むことができる。一
例が、４つのＰＣＲバイアル１６２６０を有するＰＣＲモジュール１６２００を示す図９
４に示される。

【0343】

種々の実施形態が上記で説明されているが、それらは単なる例として提示されており、
限定するものではないことを理解されたい。上で説明された方法及び／又は方式は、或る
順序で起こる或るイベント及び／又はフローパターンを示すが、或るイベント及び／又は
フローパターンの順序は修正されてもよい。加えて、或るイベントは、可能であるときに
は平行したプロセスで同時に行われてもよく、並びに順次に行われてもよい。実施形態が
特定的に示され説明されているが、形態及び詳細に種々の変化が加えられてもよいことが
理解されるであろう。

【0344】

例えば、チャンバ６１６３ａ、洗浄バッファモジュール７１３０ａ、及び試薬モジュー
ル７２７０ａのような本明細書で説明されるチャンバの多くは、穿刺可能部材（例えば、
穿刺可能部材６１７０、穿刺可能部材７１３５ａ、及び穿刺可能部材７２７５）によって
流体分離した状態に維持される物質、試料、及び／又は試薬を収容するものとして説明さ
れるが、幾つかの実施形態では、本明細書のチャンバのいずれも、所望の物質、試料、及
び／又は試薬を部分的にのみ充填することができる。より詳細には、本明細書で説明され
るチャンバのいずれも、第１の体積の所望の物質（一般に液体状態にある）と、第２の体
積の空気、酸素、窒素などのようなガスを含むことができる。この配置は、穿刺可能部材
を破断する前にチャンバ内で移送機構又は穿刺部材（例えば、アクチュエータ６１６６の
穿刺部６１６８）を動かすための力を減らす。より詳細には、チャンバの体積の一部をガ
スとして含むことによって、移送機構がチャンバ内で動くときにガスが圧縮されてチャン
バの体積が減り、これにより穿刺部材が穿刺可能部材に接触することが可能となる。幾つ
かの実施形態では、本明細書で説明されるチャンバのいずれかは、その中の体積のおよそ
１０パーセントをガスとして含むことができる。

【0345】

分離モジュール６１００は、溶解チャンバ６１１４を洗浄チャンバ６１２１から実質的
に流体的に分離された状態に維持しながら溶解チャンバ６１１４と洗浄チャンバ６１２１
との間で物質を移送するように構成された移送組立部６１４０ａを含むものとして上で示
され説明されるが、他の実施形態では、本明細書で説明されるモジュールのうちいずれも
、これらのチャンバ間の流体連通を可能にしながら物質をチャンバ間で移送する移送機構
を含むことができる。例えば、幾つかの実施形態では、モジュールは、第１のチャンバと
第２のチャンバとの間の物質の流れを選択的に制御するように構成される移送機構を含む
ことができる。こうした移送機構は、例えば弁を含むことができる。

【0346】

カートリッジは、カートリッジを取り扱う機器内に配置する前に互いに連結された複数
のモジュール（例えば、分離モジュール及び反応モジュール）を含むものとして本明細書
で示され説明されるが、他の実施形態では、カートリッジは、そのうちの少なくとも１つ
が機器内の別のモジュールに及び／又は機器によって連結されるように構成される複数の
モジュールを含むことができる。同様に、幾つかの実施形態では、機器は、カートリッジ
の処理の一部として１つのモジュール（例えば、試薬モジュール）を別のモジュール（例
えば、反応モジュール、分離モジュールなど）に連結するように構成することができる。

【0347】

移送組立部６１４０のような移送機構は、カートリッジ内の試料の標的部の移動を容易
にするために磁気力を用いるものとして本明細書で示され説明されるが、他の実施形態で
は、本明細書で示され説明される移送機構のうちのいずれもカートリッジ内の試料の標的
部の移動を容易にするため、任意の適切なタイプの力を採用することができる。例えば、
幾つかの実施形態では、移送機構は、ポンプを含むことができる。他の実施形態では、移
送機構は、試料の標的部の蠕動運動を生じることができる。

【0348】

カートリッジ及び／又はその一部は、主として核酸分離及び増幅反応に用いる、及び本
明細書で説明される特定の機器と共に用いることに関して説明されているが、カートリッ
ジはそれに限定されない。機器及び／又はその一部は、主として核酸分離及び増幅反応に
用いる、及び本明細書で説明される特定のカートリッジと共に用いることに関して説明さ
れているが、機器はそれに限定されない。

【0349】

例えば、本明細書で提供されるカートリッジ、機器、及び／又はその一部は、次世代シ
ークエンス（ｎｅｘｔ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ）（ＮＧＳ）プラッ
トフォームで用いることができる。ＮＧＳ技術は、サンガー法よりも３〜４桁大きい配列
を生成することが報告されており、且つまた、実施するのにより低価格である（Ｈａｒｉ
ｓｍｅｎｄｙ他、（２００９）、Ｇｅｎｏｍｅ Ｂｉｏｌｏｇｙ １０、ｐｐ．Ｒ３２．１
〜Ｒ３２．１３）。ＮＧＳ用途は、ゲノムショットガンシークエンス、細菌人工染色体（
ＢＡＣ）エンドシークエンス、１塩基多型発見及び再シークエンス、他の突然変異発見、
クロマチン免疫沈降（ＣｈＩＰ）、マイクロＲＮＡ発見、大規模発現配列タグシークエン
ス、プライマーウォーキング、又は遺伝子発現のシリアル分析（ＳＡＧＥ）を含むがこれ
に限定されない。

【0350】

一実施形態では、モジュールは、核酸配列分析のために本発明のカートリッジをＮＧＳ
プラットフォーム機器にはめ込むのに用いられる。代替的に、試料移送モジュール（例え
ば、自動液体処理機器）は、核酸増幅産物をＮＧＳ機器のフローセルに移送することがで
きる。

【0351】

一実施形態では、本発明のカートリッジが以下のＮＧＳプラットフォーム、すなわち、
Ｒｏｃｈｅ ４５４ ＧＳ−ＦＬＸプラットフォーム、Ｉｌｌｕｍｉｎａ Ｓｅｑｕｅｎｃ
ｉｎｇプラットフォーム（例えば、ＨｉＳｅｑ ２０００、ＨｉＳｅｑ １０００、ＭｉＳ
ｅｑ、Ｇｅｎｏｍｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ ＩＩｘ）、Ｉｌｌｕｍｉｎａ Ｓｏｌｅｘａ ＩＧ
Ｇｅｎｏｍｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ ３７３０ｘｌ
プラットフォーム、ＡＢＩ ＳＯＬｉＤ（商標）（例えば、５５００ｘｌ又は５５００ Ｓ
ＯＬｉＤ（商標）システム）のうちの１つと共に用いることに適用できるようにモジュー
ルが提供される。モジュールは、上述のデバイスのうちの１つにはめ込むことができ、又
は核酸増幅反応の産物をＮＧＳ機器に移動させる試料移送モジュールとすることができる
。

【0352】

一実施形態では、本発明のカートリッジは、ゲノムショットガンシークエンス、細菌人
工染色体（ＢＡＣ）エンドシークエンス、１塩基多型発見及び再シークエンス、他の突然
変異発見、クロマチン免疫沈降（ＣｈＩＰ）、マイクロＲＮＡ発見、大規模発現配列タグ
シークエンス、プライマーウォーキング、又は遺伝子発現のシリアル分析（ＳＡＧＥ）の
ために用いられる。

【0353】

一実施形態では、核酸分離及び／又は増幅（例えばＰＣＲ）は、本明細書で説明される
ように、本発明のカートリッジ及び機器の中で行われる。さらなる実施形態では、増幅反
応が完了すると、試料移送モジュールは、ライブラリ調製及び後続シークエンスのために
それぞれのＮＧＳ機器のフローセルに増幅産物を移送する。

【0354】

別の実施形態では、核酸分離及び／又は増幅（例えばＰＣＲ）は、本明細書で説明され
るように、本発明のカートリッジ及び／又は機器の中で行われる。さらなる実施形態では
、増幅反応が完了すると、カートリッジは、上記で提供されたＮＧＳ機器のうちの１つと
共に用いることに適用できるようにモジュールに移送される。核酸増幅産物は、次いで、
ライブラリ調製及び後続シークエンスのためにそれぞれのＮＧＳ機器のフローセルに移送
される。

【0355】

幾つかの実施形態では、装置は、第１のモジュール、第２のモジュール、及び第３のモ
ジュールを含む。第１のモジュールは、第１のチャンバ及び第２のチャンバを画定し、少
なくとも第１のチャンバは試料を収容するように構成される。第２のモジュールは、第１
の物質を収容するように構成された第１の体積を画定する。第２のモジュールの一部は、
第１の体積を第１のチャンバと選択的に流体連通する状態におかれるように構成するため
に、第２のモジュールが第１のモジュールに連結されるときに第１のモジュールの第１の
チャンバ内に配置されるように構成される。第３のモジュールは、反応チャンバ及び第２
の物質を収容するように構成された第２の体積を画定する。第３のモジュールの一部は、
第３のモジュールが第１のモジュールに連結されるときに反応チャンバ及び第２の体積の
それぞれが第１のモジュールの第２のチャンバと流体連通するように第１のモジュールの
第２のチャンバ内に配置される。

【0356】

幾つかの実施形態では、本明細書で説明されるモジュールのうちのいずれも、モジュー
ルによって画定されるチャンバの中に音響エネルギーを伝えるように構成された音響連結
部材を含むことができる。

【0357】

幾つかの実施形態では、本明細書で説明されるモジュールのうちのいずれも、モジュー
ル内の第１のチャンバとモジュール内の第２のチャンバとの間で試料を移送するように構
成された移送機構を含むことができる。こうした移送機構は、溶液の流れ、磁気力などを
含む物質を移送するための任意の適切な機構を用いることができる。

【0358】

幾つかの実施形態では、本明細書で説明されるモジュールのうちのいずれも、モジュー
ル内の第１のチャンバとモジュール内の第２のチャンバとの間で試料を移送するように構
成された弁を含むことができる。幾つかの実施形態では、こうした弁は、第１のチャンバ
と第２のチャンバとの間の流体分離を維持するように構成することができる。

【0359】

幾つかの実施形態では、装置は、第１のモジュール、第２のモジュール、及び第３のモ
ジュールを含む。第１のモジュールは、第１のチャンバ及び第２のチャンバを画定する。
第１のモジュールは、第１のチャンバと第２のチャンバとの間の流体分離を維持しながら
第１のチャンバと第２のチャンバとの間で試料を移送するように構成された第１の移送機
構を含む。第２のモジュールは、物質を収容するように構成された体積を画定する。第２
のモジュールの一部は、体積を第１のチャンバと選択的に流体連通する状態におかれるよ
うに構成するために、第２のモジュールが第１のモジュールに連結されるときに第１のモ
ジュールの第１のチャンバ内に配置されるように構成される。第３のモジュールは、反応
チャンバを画定し、第３のモジュールは、反応チャンバが第２のチャンバと流体連通する
ように第１のモジュールと連結されるように構成される。第３のモジュールは、第２のチ
ャンバと反応チャンバとの間で試料の一部を移送するように構成された第２の移送機構を
含む。

【0360】

幾つかの実施形態では、装置は第１のモジュール及び第２のモジュールを含む。第１の
モジュールは、反応バイアル、基体、及び第１の移送機構を含む。反応バイアルは、反応
チャンバを画定する。第１の移送機構は、ハウジングとプランジャが第１の体積を画定す
るようにハウジング内に移動可能に配置されるプランジャを含み、第１の体積は第１の物
質を収容する。基体は、第１の流路及び第２の流路の少なくとも一部を画定する。第１の
流路は、反応チャンバ、第１の体積、及び分離モジュールの分離チャンバと流体連通する
ように構成される。第２の流路は、分離チャンバと流体連通するように構成される。プラ
ンジャがハウジング内の第１の位置にあるときに、第１の体積が反応チャンバから流体的
に分離されるようにプランジャの一部が第１の流れ経路（ｆｌｏｗ ｐａｔｈｗａｙ）内
に配置される。プランジャがハウジング内の第２の位置にあるときに、第１の体積が反応
チャンバと流体連通するようにプランジャの一部が第１の流れ経路から離間して配置され
る。プランジャは、プランジャが第１の位置から第２の位置に動かされるときに試料を分
離チャンバから反応チャンバに移送するために反応チャンバ内に真空を生じるように構成
される。第２のモジュールは、第２の移送機構を含み、且つ第２の物質を収容するように
構成された第２の体積を画定する。第２のモジュールは、第２の体積を第２の流路を介し
て分離チャンバと選択的に流体連通する状態におくことができるように第１のモジュール
に連結されるように構成される。第２の移送機構は、第２の移送機構が始動されるときに
第２の体積から分離チャンバに第２の物質を移送するように構成される。

【0361】

幾つかの実施形態では、機器は、ブロック、第１の光学部材、第２の光学部材、及び光
学組立部を含む。ブロックは、反応容器の少なくとも一部を受け入れるように構成された
反応体積を画定する。第１の光学部材は、第１の光学部材が第１の光路を画定し且つ反応
体積と光学的に連通するように少なくとも部分的にブロック内に配置される。第２の光学
部材は、第２の光学部材が第２の光路を画定し且つ反応体積と光学的に連通するように少
なくとも部分的にブロック内に配置される。第１の光路を含む第１の平面と第２の光路を
含む第２の平面は約７５度よりも大きい角度を画定する。光学組立部は、励起光ビームを
反応体積の中に運ぶことができ且つ反応体積から放出光ビームを受光することができるよ
うに、第１の光学部材及び第２の光学部材に連結される。

【0362】

種々の実施形態が特定の機能部及び／又は構成要素の組合せを有するものとして説明さ
れているが、上述の実施形態のいずれからの任意の機能部及び／又は構成要素の組合せを
も有する他の実施形態が可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】

【図49】

【図50】

【図51】

【図52】

【図53】

【図54】

【図55】

【図56】

【図57】

【図58】

【図59】

【図60】

【図61】

【図62】

【図63】

【図64】

【図65】

【図66】

【図67】

【図68】

【図69】

【図70】

【図71】

【図72】

【図73】

【図74】

【図75】

【図76】

【図77】

【図78】

【図79】

【図80】

【図81】

【図82】

【図83】

【図84】

【図85】

【図86】

【図87】

【図88】

【図89】

【図90】

【図91】

【図92】

【図93】

【図94】