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(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】
(24)【登録日】2022-08-02
(45)【発行日】2022-08-10
(54)【発明の名称】毛細管電気泳動システム、関連する装置、および関連する方法
(51)【国際特許分類】
G01N 27/447 20060101AFI20220803BHJP
【ＦＩ】
G01N27/447 315K
G01N27/447 315D
【請求項の数】
28
(21)【出願番号】P 2019546231
(86)(22)【出願日】2018-02-23
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-03-19
(86)【国際出願番号】 US2018019399
(87)【国際公開番号】W WO2018156880
(87)【国際公開日】2018-08-30
【審査請求日】2021-02-09
(31)【優先権主張番号】62/463,467
(32)【優先日】2017-02-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】502221282
【氏名又は名称】ライフ テクノロジーズ コーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100095898
【弁理士】
【氏名又は名称】松下 満
(74)【代理人】
【識別番号】100098475
【弁理士】
【氏名又は名称】倉澤 伊知郎
(74)【代理人】
【識別番号】100130937
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 泰史
(72)【発明者】
【氏名】リム， ゲイリー
(72)【発明者】
【氏名】リウ， デイビッド
(72)【発明者】
【氏名】リー， ペン
(72)【発明者】
【氏名】カオ， ビン
(72)【発明者】
【氏名】ヒラノ， カーク
(72)【発明者】
【氏名】ドゥクホブニー， アレクサンダー
(72)【発明者】
【氏名】ディクソン， ジョン
【審査官】小澤 理
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１５／１３４９４３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１５／１３４９４５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－１５６２７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０２３３１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１３－５３６４３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／１３４９２５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１１－１０２７２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１１５６０７（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ２７／４４７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
毛細管電気泳動を実行するための生物学的分析装置であって、カソードコネクタとアノードコネクタとの間に電圧差を生成するように構成された電圧部と、
サンプルからの光放出を検出するように構成された光学検出器システムと、
温度調節部と、
１つ以上の毛細管および分離媒体容器を含む取り外し可能なカートリッジの少なくとも一部を受容するように構成されたカートリッジ保持部分と、
前記取り外し可能なカートリッジが前記カートリッジ保持部分に受容されたときに、前記取り外し可能なカートリッジのコンポーネントを作動させるように構成された１つ以上のアクチュエータと、を備え、
前記カートリッジ保持部分が、前記取り外し可能なカートリッジの分離媒体容器に保管された分離媒体を冷蔵するように構成された冷蔵部を含む、生物学的分析装置。
【請求項2】
前記１つ以上のアクチュエータが、前記取り外し可能なカートリッジの１つ以上の流体制御装置を作動させるように構成されている、請求項１に記載の生物学的分析装置。
【請求項3】
前記１つ以上のアクチュエータの作動を制御するようにプログラムされたコントローラをさらに備える、請求項１に記載の生物学的分析装置。
【請求項4】
前記１つ以上の流体制御装置が、弁およびポンプの一方または両方を含む、請求項２に記載の生物学的分析装置。
【請求項5】
前記カートリッジ保持部分が、前記カートリッジを前記生物学的分析装置のコンポーネントと所定の位置合わせで位置決めするために、前記カートリッジの特徴と係合するように構成されたカートリッジ位置合わせ構造を含む、請求項１に記載の生物学的分析装置。
【請求項6】
前記カートリッジ位置合わせ構造が、前記カートリッジを前記光学検出器システムに対して位置合わせするように構成されている、請求項５に記載の生物学的分析装置。
【請求項7】
前記カートリッジ位置合わせ構造が、前記カートリッジを前記生物学的分析装置内の第１の位置から第２の位置に移動させるように構成されている、請求項５に記載の生物学的分析装置。
【請求項8】
前記温度調節部が、加熱要素および空気移動要素を含む、請求項１に記載の生物学的分析装置。
【請求項9】
前記温度調節部が、前記取り外し可能なカートリッジの複数のポートに対応するように構成された複数のポートを含む、請求項８に記載の生物学的分析装置。
【請求項10】
生物学的分析装置用の交換可能なカートリッジであって、流体送達マニホールドと、
各々が第１の端部および第２の端部を有する１つ以上の毛細管であって、前記第１の端部が前記流体送達マニホールドと流体的に結合されている、１つ以上の毛細管と、
前記流体送達マニホールドと流体的に結合された緩衝液リザーバと、
前記流体送達マニホールドと流体的に結合された電気泳動分離媒体容器と、
電気泳動分離媒体を前記電気泳動分離媒体容器から前記流体送達マニホールドを介して前記１つ以上の毛細管に移送するように構成された流体移送装置と、を備え、
前記電気泳動分離媒体容器は、前記生物学的分析装置の第２の温度調節部により前記電気泳動分離媒体の温度を周囲よりも低い温度設定値に維持するように構成されており、前記周囲よりも低い設定値温度が、前記電気泳動分離媒体の寿命を延ばす、交換可能なカートリッジ。
【請求項11】
１つ以上の流体制御装置をさらに備える、請求項１０に記載のカートリッジ。
【請求項12】
前記１つ以上の流体制御装置が、作動のために前記生物学的分析装置のアクチュエータに作動可能に結合されるように構成されている、請求項１１に記載のカートリッジ。
【請求項13】
前記１つ以上の流体制御装置が１つ以上の弁を含む、請求項１１に記載のカートリッジ。
【請求項14】
前記１つ以上の流体制御装置が、流体移送装置を含む、請求項１１に記載のカートリッジ。
【請求項15】
前記１つ以上の流体移送装置がシリンジポンプを含む、請求項１４に記載のカートリッジ。
【請求項16】
前記１つ以上の流体制御装置が受動装置である、請求項１１に記載のカートリッジ。
【請求項17】
前記毛細管の温度を周囲よりも高い温度設定値に維持することができる前記生物学的分析装置の第１の温度調節部の対応するポートと結合するように構成された１つ以上のポートをさらに備える、請求項１０に記載のカートリッジ。
【請求項18】
カートリッジ識別情報を前記生物学的分析装置に伝達するように構成された識別要素をさらに備える、請求項１０に記載のカートリッジ。
【請求項19】
前記識別要素が、カートリッジ使用情報を前記生物学的分析装置に伝達するようにさらに構成されている、請求項１８に記載のカートリッジ。
【請求項20】
前記識別要素が、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ、バーコード、およびシリアル番号から選択される、請求項１８に記載のカートリッジ。
【請求項21】
前記緩衝液リザーバ内に延びるアノードをさらに備える、請求項１０に記載のカートリッジ。
【請求項22】
前記アノードが導電性コネクタ部分を含む、請求項２１に記載のカートリッジ。
【請求項23】
検出部をさらに備え、前記１つ以上の毛細管が前記検出部を通って延びる、請求項１０に記載のカートリッジ。
【請求項24】
前記検出部が、前記カートリッジのハウジングに対して移動可能なガラスブロックを含み、前記１つ以上の毛細管が前記ガラスブロックに固定されている、請求項２３に記載のカートリッジ。
【請求項25】
請求項１～９のいずれかに記載の生物学的分析装置を使用して毛細管電気泳動を実行する方法であって、１つ以上の毛細管を含む取り外し可能なカートリッジを、前記生物学的分析装置に挿入することと、
前記生物学的分析装置のアクチュエータを使用して、前記取り外し可能なカートリッジの流体移送装置を作動させることであって、前記流体移送装置を作動させることが、分離媒体を分離媒体保管容器から前記１つ以上の毛細管に移送させる、作動させることと、
前記生物学的分析装置のアクチュエータを使用して前記取り外し可能なカートリッジの緩衝液弁を作動させることであって、前記緩衝液弁を作動させることが、前記毛細管の端部を導電性緩衝液に暴露させる、作動させることと、を含む、方法。
【請求項26】
前記流体移送装置を作動させる前に、分離媒体弁アクチュエータを作動させて前記１つ以上の毛細管と分離媒体保管容器との間の分離媒体弁を閉じることをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項27】
前記生物学的分析装置のアノードとカソードとの間に電圧差を印可することをさらに含み、前記アノードが前記１つ以上の毛細管の第１の端部と電気的に結合され、前記カソードが前記１つ以上の毛細管の第２の端部と電気的に結合されている、請求項２５に記載の方法。
【請求項28】
前記生物学的分析装置の光学検出器システムで前記１つ以上の毛細管内の検体を検出することをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、マルチ毛細管電気泳動装置および関連する装置、システム、ならびに方法に関する。
【背景技術】
【0002】
毛細管電気泳動装置は、一般に、例えば、１つ以上の毛細管（例えば、配列に配置される）、毛細管に媒体を提供するための分離媒体供給源（例えば、ポリマー）、サンプル注入機構、光学検出コンポーネント、電極、ならびに毛細管の一方の端部上のアノード緩衝液源、および毛細管の他方の端部上のカソード緩衝液源を含む、特定の主要コンポーネントを有する。毛細管電気泳動装置はまた、一般に、様々なコンポーネントの温度を調節するために様々な加熱コンポーネントおよびゾーンも含む。温度を調節することで、結果の品質を改善することができる。
【0003】
これらのコンポーネントの多くの温度を調節しながら毛細管電気泳動装置の主要なコンポーネントを提供するために、一部の毛細管電気泳動装置は、複数の構造を使用してコンポーネントを収容しており、複数の構造は、作動毛細管電気泳動装置を提供するように相互に結合されている。複数の構造を使用することには欠点がある。例えば、相互接続された構造のそれぞれは、それ自身の温度調節機構を必要とし、したがって、関連付けられた個々の温度制御機構を使用することができる独立した温度制御ゾーンを作成する場合がある。複数構造の設計はまた、コンポーネントの総数を増加させ、温度制御スキームを複雑にし、コンポーネントの故障のリスクを増大させる。
【0004】
さらに、複数の相互接続された構造を有する電気泳動装置の使用は、比較的複雑になる場合がある。例えば、分離媒体（以下「ポリマー」と呼ぶ）源を毛細管の配列に取り付けることは複雑である場合があり、配列をポリマー源から取り外したり、それに取り付けるたびに気泡または他のアーチファクトを導入するリスクがある。さらに、製造業者ではなくユーザが、一般に緩衝液源を配列に取り付けなければならず、毛細管配列の寿命を通じて複数回それを行わなければならない。
【0005】
したがって、必要な加熱／温度制御ゾーンの数を減らし、ユーザの構造操作を減らし、コンポーネントの故障の可能性を減らし、気泡および他のアーチファクトの装置への導入を減らし、かつ装置の全体的な使用を容易にするために、相互接続される構造の数を減らした毛細管電気泳動装置を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
一態様では、毛細管電気泳動を実行するための生物学的分析装置は、カソードコネクタとアノードコネクタとの間に電圧差を生成するように構成された電圧部、サンプルからの光放出を検出するように構成された光学検出器システム、温度調節部、ならびに１つ以上の毛細管および分離媒体容器を含む取り外し可能なカートリッジの少なくとも一部を受容するように構成されたカートリッジ保持部分を含む。生物学的分析装置は、取り外し可能なカートリッジがカートリッジ保持部分に受容されたときに取り外し可能なカートリッジのコンポーネントを作動させるように構成された１つ以上のアクチュエータをさらに含む。
【0007】
別の態様では、生物学的分析装置用の交換可能なカートリッジは、流体送達マニホールドと、それぞれが第１の端部および第２の端部を有する１つ以上の毛細管であって、第１の端部が流体送達マニホールドと流体的に結合されている、１つ以上の毛細管と、を含む。緩衝液リザーバは、流体送達マニホールドと流体的に結合され、電気泳動分離媒体容器は、流体送達マニホールドと流体的に結合されている。流体移送装置は、分離媒体を分離媒体保管容器から流体送達マニホールドを介して１つ以上の毛細管に移送するように構成されている。
【0008】
別の態様では、生物学的分析装置を使用して毛細管電気泳動を実行する方法は、１つ以上の毛細管を含む取り外し可能なカートリッジを生物学的分析装置に挿入することと、生物学的分析装置のアクチュエータを使用して取り外し可能なカートリッジの流体移送装置を作動させることであって、流体移送装置を作動させることが、分離媒体を分離媒体保管容器から１つ以上の毛細管に移送させる、作動させることと、生物学的分析装置のアクチュエータを使用して取り外し可能なカートリッジの緩衝液弁を作動させることであって、緩衝液弁を作動させることが、毛細管の端部を導電性緩衝液に暴露させる、作動させることと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本開示の例示的な実施形態による生物学的分析装置の概略図である。
【図2】本開示の例示的な実施形態による生物学的分析装置用のユーザ交換可能なカートリッジの斜視図である。
【図9】本開示の例示的な実施形態による毛細管電気泳動装置内に挿入されているユーザ交換可能なカートリッジの斜視図である。
【図19】本開示の例示的な実施形態による毛細管電気泳動装置の加熱装置と結合されたユーザ交換可能なカートリッジの内部側面図である。
【図20】本開示の例示的な実施形態による保護装置が設置されたユーザ交換可能な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】
【0010】
本明細書に記載される様々な例示的な実施形態は、核酸配列決定のための簡素化されたワークフローを提供する。本明細書で使用された節の見出しは、構成目的のためのものであって、記載された主題をいかなる方法でも限定するものと解釈されるべきでない。
【0011】
本開示の様々な態様について詳細に言及し、それらの例は、添付の図面において例示される。可能な限り、同じ参照番号が、同じまたは同様の部分を参照するように、図全体に渡って使用される。
【0012】
様々な例示的な実施形態のこの詳細な説明では、説明の目的のために、開示される実施形態の完全な理解を提供するための多くの具体的な詳細が記載されている。しかしながら、これらの様々な実施形態を、これらの具体的な詳細と共に、またはそれなしに、実行し得ることを当業者であれば理解するであろう。他の例では、構造および装置をブロック図の形態で示している。さらに、方法が提示および実行される具体的な順序は例示的なものであり、順序は変更されても依然として本明細書で開示される様々な実施形態の趣旨および範囲内にとどまり得ることが企図されていることを、当業者であれば容易に理解することができる。
【0013】
別途定義されない限り、本明細書に使用される全ての技術および科学用語は、本明細書に記載される様々な実施形態が属する分野の当業者に通常理解されるものと同様の意味を有する。組み込まれる参照文献における用語の定義が、本教示に提供される定義と異なる場合、本教示に提供される定義が優先されるものとする。
【0014】
単数形の使用は、別途具体的に記載されない限り、複数形を含む。さらに、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｓ）」、「含有している（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、および「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」の使用は、限定することを意図するものではない。前述の一般的な記載および下記の詳細な記載は、単に例示的かつ説明的なものであって、本開示および特許請求の範囲を制限するものではないことを理解すべきである。
【0015】
本説明は、様々な例示的な実施形態と併せて記載されるが、本教示がそのような実施形態に限定されることを意図するものではない。逆に、本教示は、当業者には理解されるように、様々な代替例、変形例、および等価例を包含する。
【0016】
さらに、様々な実施形態を記載する際、本明細書が、方法および／またはプロセスを特定の順序のステップとして提示している場合がある。しかしながら、本方法またはプロセスが本明細書に記載された特定の順序のステップに依存しない限り、本方法またはプロセスは、記載された特定の順序のステップに限定されるべきではない。当業者であれば理解するであろうように、他の順序のステップが可能であり得る。したがって、本明細書に記載された特定の順序のステップを、特許請求の範囲に対する限定として解釈するべきではない。加えて、本方法および／またはプロセスを対象とする特許請求の範囲は、書かれた順序でのそれらのステップの実行に限定されるべきではなく、順序は変更されても依然として様々な実施形態の趣旨および範囲内にとどまり得ることを当業者であれば容易に理解することができる。
【0017】
一般に、生物学的配列決定のために生物学的実験室に機器を提供する場合、少なくとも以下の理由から、比較的明快で複雑でないワークフローが有益であり得る。第一に、実験室は実験を経済的に実施することに関心があることが多く、これには、機器と相互作用するあまり訓練を受けていない個人を利用することが含まれる。第二に、機器とのユーザ対話時間を短縮すると、所与の期間に実行できる実験の数を増やすことができる。
【0018】
本開示は、従来の装置と比較して比較的簡素なワークフローを有するように構成された生物学的分析装置に関する。例えば、本開示は、分析装置とインターフェース接続し、装置のユーザが容易に交換できるユーザ交換可能なカートリッジ内に生物学的分析装置の様々なコンポーネントを含めることを企図する。カートリッジには様々なサブシステムが含まれており、ユーザが交換可能なカートリッジの一部として含まれる特定のサブシステムは、使いやすさを促進し、ユーザが実行する必要がある操作の数を減らし、ユーザエラーが生物学的分析装置の性能に悪影響を与える可能性を減らすように選択され得る。
【0019】
例えば、ユーザ交換可能なカートリッジは、複数の流体保管部分（例えば、リザーバ、容器など）を統合する流体工学部、ならびに１つ以上の弁および１つ以上の流体移送装置などの流体制御装置を含み得るマニホールド部を含み得る。ユーザ交換可能なカートリッジの一部として流体保管部分を含めることは、ユーザエラーが空気または他の汚染物質を生物学的分析装置の流体工学部に導入する可能性を減らす（例えば、なくす）ことにより、生物学的分析装置の使いやすさおよび信頼性を高めることができる。
【0020】
様々な例示的な実施形態において、ユーザ交換可能なカートリッジはまた、分析装置の特徴とインターフェース接続する様々な特徴を含む。例えば、ユーザ交換可能なカートリッジの流体工学部は、弁および／または流体移送装置などの流体工学部の特徴を操作するように構成された分析装置の作動部とインターフェース接続する特徴を含むことができる。
【0021】
様々な例示的な実施形態において、生物学的分析装置は、ユーザ交換可能なカートリッジの様々な部分の温度を調節して生物学的分析装置の分析性能を高め、生物学的分析装置のワークフローを簡素化するように構成された特徴を含む。例えば、分析装置は、ユーザ交換可能なカートリッジの一部を周囲温度よりも高い温度に維持するように構成された温度調節部を含んでもよい。例えば、分析装置は、サンプルの分析を促進するために、ユーザ交換可能なカートリッジの毛細管部分を高温に温めるように構成されてもよい。生物学的分析装置は、ユーザ交換可能なカートリッジの一部を周囲よりも低い温度に維持するように構成された冷却装置を含んでもよい。例えば、分析装置は、ポリマー保管容器を周囲温度よりも低く冷却して、ユーザ交換可能なカートリッジのポリマー保管容器に保管されたポリマー分離材料の使用可能寿命を最大化（例えば、増加）するように構成されてもよい。
【0022】
いくつかの例示的な実施形態では、生物学的分析装置は、ワークフローの一部を自動化する様々な特徴を含む。例えば、分析装置内にユーザ交換可能なカートリッジを設置するために、ユーザは、分析装置のカートリッジ保持部分にカートリッジを挿入してもよく、カートリッジ保持部分は、使用のためにカートリッジを分析装置に完全に設置するように自動で移動してもよい。
【0023】
ユーザ交換可能なカートリッジおよび分析装置はまた、カートリッジの使用可能寿命に関する情報をユーザまたは他の人員に提供する（例えば、有効期限を提供する）ように構成された特徴を含んでもよい。例えば、一実施形態では、ユーザ交換可能なカートリッジは、無線周波数識別タグ、バーコード、または分析装置によって読み取り可能な他の情報などの識別装置を含み、これらは、次いで、ユーザインターフェースを通じてカートリッジに関する情報を提供し得る。カートリッジに関するそのような情報としては、例えば、カートリッジが使用された回数、カートリッジがまだ使用され得る回数、カートリッジの設置以来の時間、カートリッジの有効期限などが挙げられるが、これらに限定されない。
【0024】
そのような特徴は、生物学的分析装置に関連付けられたユーザワークフローを簡素化し、生物学的分析装置の性能に悪影響を与えるユーザエラーの可能性を減らし、生物学的分析装置で分析を実行する個々のユーザに必要な訓練および経験を減らすことができる。他の生物学的分析装置の機能に関する追加の説明は、国際公開第ＷＯ２０１５／１３４９４５Ａ１号および同第ＷＯ２０１５／１３４９４３Ａ１号に含まれており、そのそれぞれの内容全体は参照により本明細書に組み込まれている。
【0025】
図１は、本開示の例示的な実施形態による生物学的分析装置１００の概略図を示している。生物学的分析装置１００は、毛細管電気泳動を実行するように構成され、生物学的分析装置１００のユーザ（例えば、オペレータまたは他の人員）によって容易に交換可能に構成されたカートリッジ１０２を含む。カートリッジ１０２は、生物学的分析装置の様々な要素を、多機能で統合された、容易に交換可能なユニット内に組み合わせる。例えば、カートリッジ１０２は、１つ以上の毛細管１０４（図１には１つのみを示す）、１つ以上の毛細管１０４のカソード端に結合された１つ以上のカソード１０６、および流体工学部１１０を含む。カートリッジ１０２はまた、生物学的分析装置１００の光学検出システム（図示せず）とインターフェース接続するように構成された様々なコンポーネントを含む検出部１１２を含む。
【0026】
流体工学部１１０は、分離媒体（例えば、ポリマーゲル）および緩衝液を含む１つ以上の保管装置（例えば、リザーバ、容器）を含む。図１の例示的な実施形態では、流体工学部１１０は、緩衝液リザーバ１１４および分離媒体容器１１８を含む。流体工学部１１０は、緩衝液リザーバ１１４および分離媒体容器１１８を１つ以上の毛細管１０４のアノード端と流体的に結合するように構成されたマニホールド１２０をさらに含む。マニホールド１２０は、例えば、図４～図６に関連して以下により詳細に議論されるように、１つ以上の弁および１つ以上の流体移送装置を含むことができる。
【0027】
生物学的分析装置１００は、流体工学部１１０とインターフェース接続するように構成された作動部１２２を含む。例えば、作動部１２２は、図１２および図１３に関連して詳細に説明されるように、流体工学部１１０の１つ以上の弁および／または流体移送装置などの１つ以上の流体制御装置を作動させるように構成され得る。
【0028】
生物学的分析装置１００は、緩衝液リザーバ１１４に含まれる緩衝液と電気的に結合されたカソード１０６とアノード１１６との間に電位を生成するように構成された電圧部１２４を含む。使用中、図１４Ａ～図１４Ｃに関連して議論されるように、１つ以上の毛細管にポリマー分離媒体が充填され、１つ以上の毛細管１０４とアノード１１６との間に緩衝液を介して導電性流体接続が確立される。同じく緩衝液に浸されているカソード１０６とアノード１１６との間に電圧差が印加される。当業者にはよく知られているように、電圧差により、帯電した検体は、分離媒体が充填された１つ以上の毛細管１０４を通って移動し、検体は、分離し、生物学的分析装置１００の光学検出器装置を使用して検出部１１２で検出される。
【0029】
生物学的分析装置１００は、１つ以上の毛細管１０４の温度を調節する温度調節部１２６をさらに含む。温度調節部１２６は、カートリッジ１０２と嵌合するように構成されており、１つ以上の毛細管１０４の温度を所望の値に維持するために加熱要素１２８、温度センサ（例えば、サーミスタ）１３０、およびカートリッジ１０２を通る温かい空気の流れ１３２を生成する空気移動装置（図示せず）を含む。
【0030】
ユーザ交換可能なカートリッジ１０２に関連付けられたコンポーネントは、カートリッジハウジングに収容されてもよく、カートリッジハウジングは、生物学的分析装置１００の特徴とインターフェース接続するように構成された１つ以上の特徴を含んでもよい。例えば、カートリッジ１０２の様々な特徴は、生物学的分析装置１００の特徴とインターフェース接続して、カートリッジ１０２およびそれに関連付けられたコンポーネントの正しい位置決めおよび位置合わせを確保し、生物学的分析装置１００が流体工学部１１０のコンポーネントを作動させることを可能にすることができる。さらなるインターフェース接続特徴により、カートリッジ１０２が、温度調節部１２６および電圧部１２４とインターフェース接続することが可能になる。
【0031】
カートリッジ１０２と生物学的分析装置１００との間のインターフェース、およびカートリッジ１０２と生物学的分析装置１００との間の機能コンポーネントの具体的な分割は、生物学的分析装置の使用および信頼性ある動作を促進するように構成および選択され得る。例えば、本開示は、生物学的分析装置１００およびカートリッジ１０２の構成が、以下でさらに議論されるように、ユーザエラーによる故障モードを除去しないとしても軽減するように選択されることを企図する。
【0032】
ここで図２を参照すると、ユーザ交換可能なカートリッジ２０２の例示的な実施形態の斜視図が示されている。カートリッジ２０２は、流体工学部２１０、検出部２１２、および１つ以上の毛細管２０４（図３に示される）の端部が固定される導電性スリーブ２３６を含むカソードブロック２３４を含む。ユーザ交換可能なカートリッジ２０２の様々なコンポーネントは、以下でさらに詳細に議論されるように、カートリッジ２０２を生物学的分析装置１００内で位置合わせするために生物学的分析装置１００（図１）の特徴とインターフェース接続するように構成された位置合わせスロット２４０および位置合わせ穴２４２などの位置合わせ特徴を含むハウジング２３８に収容される。
【0033】
ユーザ交換可能なカートリッジ２０２は、使用中（例えば、電気泳動プロセス中）に１つ以上の毛細管２０４の温度調節を容易にするために、生物学的分析装置の特徴とインターフェース接続するように構成された特徴を含んでもよい。例えば、図３の例示的な実施形態に示されるように、ユーザ交換可能なカートリッジ２０２は、生物学的分析装置１００（図１）の温度調節部１２６（図１）などの、生物学的分析装置の温度調節部上の対応するポートと結合するように構成された加熱ポート２３７を含む。
【0034】
ここで図３を参照すると、ユーザ交換可能なカートリッジ２０２の側面図が示されており、その内部部分を見ることができるようにハウジング２３８（図２）の片側が省略されている。図３には、流体工学部２１０からカソードブロック２３４へ、そして導電性スリーブ２３６内へと延びる１つ以上の毛細管２０４が見える。１つ以上の毛細管２０４は、透明範囲、ＵＶ透過性、および毛細管を介した光学的検出を強化する他の特性などの好適な光学的特性を有する材料から作製され得る。１つ以上の毛細管２０４に好適な材料の１つの非限定的な例は、溶融シリカである。
【0035】
１つ以上の毛細管２０４は、検出部２１２を通って延びている。いくつかの実施形態では、１つ以上の毛細管２０４の長さの少なくとも一部は、ポリマー（例えば、ポリイミドまたは別のポリマー）などの保護材料で外部からコーティングされている。保護材料コーティングは、スクラッチ、破損などの損傷から１つ以上の毛細管２０４を保護することができる。保護材料コーティングは１つ以上の毛細管２０４の材料と比較して異なる光学品質を有することがあるため、保護材料コーティングが使用される場合、１つ以上の毛細管２０４は、生物学的分析装置１００（図１）の使用中に１つ以上の毛細管２０４の光学検出（例えば、検体毛細管内の検体の撮像）を容易にするために、少なくとも１つ以上の毛細管２０４が検出部２１２を通過するところに非コーティング部分を含むことができる。
【0036】
さらに図３を参照すると、いくつかの例示的な実施形態では、ユーザ交換可能なカートリッジ２０２は、ユーザ交換可能なカートリッジ２０２に関する情報を提供するコンポーネントを含む。例えば、ユーザ交換可能なカートリッジ２０２は、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ２３９を含むことができる。ＲＦＩＤタグを使用すると、生物学的分析装置１００は、ユーザに（例えば、生物学的分析装置１００のユーザインターフェースを介して）ユーザ交換可能なカートリッジ２０２に関する情報を提供することができる。例えば、そのような情報としては、ユーザ交換可能なカートリッジ２０２がいつ生物学的分析装置内に設置されたかに関する情報、ユーザ交換可能なカートリッジ２０２が使用された回数、ユーザ交換可能なカートリッジ２０２の有効期限、および他の情報が挙げられるが、これらに限定されない。識別情報は図３のＲＦＩＤタグ２３９によって提供されるが、他の例示的な実施形態では、識別情報は、バーコードによって、カートリッジのシリアル番号によって、ＱＲコード（登録商標）によって、または情報を伝達するためにスキャン、読み取り、もしくは他の方法で送信されるのに適切な任意の他の識別機構によって提供されてもよい。
【0037】
ここで図４を参照すると、ユーザが交換可能なカートリッジ２０２の流体工学部２１０は、明確にするために分離して示されている（すなわち、カートリッジ２０２に接続されていない）。示される例示的な実施形態では、流体工学部２１０は、１つ以上の毛細管２０４と流体連通する流体送達マニホールド２４４を含む。流体送達マニホールド２４４はまた、１つ以上の容器またはリザーバと選択的に流体連通している。例えば、図４の実施形態では、流体送達マニホールド２４４は、ポリマー分離媒体を含むように構成された分離媒体容器（例えば、ポーチ）２４６、および緩衝液（例えば、緩衝溶液）を含むように構成された緩衝液リザーバ２４８と流体連通している。分離媒体容器２４６および緩衝液リザーバは、生物学的分析装置およびカートリッジを使用する複数の別個の使用または実行のために十分なポリマー分離媒体および緩衝液を含むことができる。例えば、ユーザ交換可能なカートリッジ２０２は、５０回超の使用、１００回超の使用などに十分なポリマー分離媒体を含んでもよい。例示的な実施形態では、ユーザ交換可能なカートリッジ２０２は、１２５回の使用に十分なポリマーを分離媒体容器内に含む。
【0038】
流体工学部２１０は、流体制御装置を含み得る。例えば、流体工学部２１０は、分離媒体容器２４６と緩衝液リザーバ２４８を流体通路を介して１つ以上の毛細管２０４に選択的に接続する流体送達マニホールド２４４内の流体通路（図５に関連して例示されている）を開閉するように構成された弁２５０、２５２をさらに含む。流体工学部２１０は、分離媒体容器２４６から流体送達マニホールド２４４を介して１つ以上の毛細管２０４への分離媒体の移送を促進するように構成された流体移送装置２５４をさらに含む。流体移送装置２５４は、容積式ポンプなどのポンプであってもよい。図４の例示的な実施形態では、流体移送装置２５４はシリンジポンプである。図４の実施形態では、カートリッジ内の流体制御装置は受動装置である。別の言い方をすれば、カートリッジ内の流体制御装置は、流体を操作してある部分から別の部分に流すのに必要な推進力を引き起こすために、生物学的分析装置の作動部１２２（図１）などの外部源からの力を必要とする場合がある。しかし、この配置は単なる例であり、他の実施形態によるカートリッジは、カートリッジの流体制御装置を作動させるための作動装置の少なくとも一部を含んでもよい。
【0039】
アノード２１６は、緩衝液リザーバ２４８内に延びて、緩衝液リザーバ２４８と１つ以上の毛細管２０４が以下の図１４Ａ～図１４Ｃに関連して議論されるように流体連通するとき、電圧部１２４（図１）と１つ以上の毛細管２０４との間に導電経路を作り出す。緩衝液リザーバは、緩衝液リザーバ２４８内の過剰な圧力を解放するように構成された逃がし弁２１７を含む。例えば、使用中、緩衝液を流れる電流が熱を発生させ、緩衝液を部分的に蒸発させる場合がある。逃がし弁２１７は、過剰な圧力を解放し、それにより、緩衝液リザーバ２４８または装置の他の部分の故障を防ぐ。
【0040】
ここで図５を参照すると、流体送達マニホールド２４４（図４）の概略平面図が示されている。この例示的な実施形態では、流体送達マニホールド２４４は、毛細管ポート５５８を流体移送装置２５４および弁２５０、２５２と接続する流体チャネル５５６を含む。第２の流体チャネル５６０は、弁２５０と分離媒体容器２４６との間の流体連通を提供し、第３の流体チャネル５６２は、弁２５２と緩衝液リザーバ２４８との間の流体連通を提供する。
【0041】
例示的な実施形態では、流体送達マニホールド２４４は、製造を促進するために、流体工学部２１０の他の部分と一体的に構築されている。さらに、いくつかの例示的な実施形態では、流体送達マニホールド２４４は、製造を促進するために別個のコンポーネントを含み、別個の部分は、流体送達マニホールド２４４および流体工学部２１０の他の部分を作成するように接合されている。
【0042】
例えば、ここで図６を参照すると、例示的な実施形態では、流体送達マニホールド２４４（図４）は、第１の部分６６４および第２の部分６６８を含む。第１の部分６６４は、弁２５０、２５２用の継手６５０、６５２、流体移送装置２５４用の継手６５４、緩衝液リザーバ６４８、および分離媒体容器２４６（図４）用の継手６４６などの様々な特徴を含む。この実施形態では、流体チャネル５５６、５６０、および５６２（図５）は、流体送達マニホールド２４４の第１の部分６６４の平面状表面６６６に開いたチャネルとして形成されている。他の実施形態では、流体チャネル５５６、５６０、および５６２は、閉じたチャネルとして形成されてもよく、または開いたチャネル部分および閉じたチャネル部分を含んでもよい。
【0043】
第２の部分６６８は、流体送達マニホールド２４４の第１の部分６６４の平面状表面６６６と嵌合するように構成された相補的な平面状表面６７０を有してもよい。第１の部分６６４および第２の部分６６８は、耐高圧マニホールドを形成するように互いに嵌合され、溶媒結合されてもよい。いくつかの実施形態では、高精度の平面状表面および第１の部分６６４と第２の部分６６８との間の強固な嵌合接続を確保するために、第１の部分６６４は成形によって製造されてもよく、第２の部分６６８は機械加工によって製造されてもよい。他の実施形態では、流体送達マニホールド２４４は、成形、機械加工、積層造形などの方法によって単一のコンポーネントまたは複数のコンポーネントとして形成されてもよい。流体送達マニホールド２４４は、ポリマーなどの材料、金属、または他の材料を含んでも（例えば、それらから作製されても）よい。例示的な実施形態では、流体送達マニホールド２４４はポリ（メチルメタクリレート）を含む。
【0044】
ここで図７および図８を参照すると、カートリッジ２０２の検出部７１２が示されている。例示的な実施形態では、検出部７１２は、検出部７１２と生物学的分析装置１００（図１）の光学検出器装置（例えば、図１０に示される光学検出器装置９８８）との位置合わせを容易にするために、カートリッジ２０２に対して移動可能である。そのような移動可能性を達成するために、検出部７１２は、カートリッジ２０２と生物学的分析装置１００との間の潜在的な位置合わせ不良を補償するように、検出部７１２をカートリッジ２０２に柔軟に結合する様々なコンポーネントと共に構成されてもよい。
【0045】
例えば、図７～図８の例示的な実施形態に示されるように、検出部７１２は、１つ以上の毛細管２０４が固定される透明ブロック７６８を含む。透明ブロック７６８は、例えば、ガラスで作製されてもよく、保持具７７４によって取り付けプレート７７２に結合されるブロックマウント７７０に取り付けられる。取り付けプレート７７２は、カートリッジ２０２のハウジング２３８（図２）に固定される。圧縮バネ７７６は、ブロックマウント７７０と取り付けプレート７７２との間に位置し、それにより、ブロックマウント７７０と取り付けプレート７７２との間の相対移動を可能にする。他の実施形態では、ブロック７６８は、ポリマー材料などの他の可撓性材料でハウジング２３８に取り付けられてもよく、または別の方法でハウジング２３８に対して移動するように構成されてもよい。あるいは、いくつかの実施形態では、ブロック７６８は、ハウジング２３８にしっかりと固定されてもよく、検出部７１２と生物学的分析装置１００（図１）の光学検出システムとの間の潜在的な位置合わせ不良は、生物学的分析装置の光学検出システムの移動によって補償されてもよい。
【0046】
ここで図９を参照すると、ユーザ９７８によって生物学的分析装置９００に挿入されているユーザ交換可能なカートリッジ２０２が示されている。生物学的分析装置は、カートリッジ２０２が挿入される区画へのアクセスを可能にするアクセスドア９８０を含む。生物学的分析装置９００は、電気泳動で使用するための生物学的分析装置９００内のユーザ交換可能なカートリッジ２０２の設置の１つ以上の側面を自動化するように構成されてもよい。生物学的分析装置９００は、ディスプレイ９８１などの、ユーザ９７８による操作を容易にするための追加の特徴を含んでもよく、これは、例示的な実施形態では、例えばタッチスクリーンまたは他のユーザインターフェースを含む。追加または代替として、生物学的分析装置９００は、例えば、生物学的分析装置９００のユーザインターフェースの一部を形成するデスクトップもしくはラップトップコンピュータ、タブレットデバイス、または他のコンピューティングデバイスと接続するように構成されてもよい。
【0047】
ここで図１０を参照すると、生物学的分析装置９００の部分的な内部図が示されている。例示的な実施形態では、生物学的分析装置９００は、ユーザ交換可能なカートリッジ２０２（図２）の特徴とインターフェース接続するように構成された様々な特徴を含む。例えば、生物学的分析装置９００は、ユーザ交換可能なカートリッジ２０２がユーザ９７８によって生物学的分析装置９００に挿入されるときに、生物学的分析装置９００内でユーザ交換可能なカートリッジ２０２を位置決めおよび／または操作するように構成された特徴を含んでもよい。生物学的分析装置９００は、カートリッジ２０２を生物学的分析装置９００に対して保持および／または位置合わせするように構成されたカートリッジ保持部分を含んでもよい。例えば、図１０の例示的な実施形態では、生物学的分析装置９００は、カートリッジハウジング２３８のスロット２４０（図２）とインターフェース接続するように構成された突起９８４を有するカートリッジ位置合わせ構造９８２を含む。カートリッジ位置合わせ構造９８２は、使用のためにカートリッジ２０２を適所に自動的に移動させるように構成された移動可能なキャリッジアセンブリ９８３の一部を形成する。
【0048】
生物学的分析装置９００は、カートリッジ２０２が生物学的分析装置９００内に挿入されるときに分離媒体容器２４６（図２）を取り囲んで分離媒体を比較的低い温度範囲に維持するように構成された冷蔵部９８６を含み、それにより、ユーザ９７８が分離媒体容器２４６を各使用の間に冷蔵するために取り外すことを要求するのではなく、ポリマーの使用可能寿命を延ばし、かつ運転と運転の間にカートリッジ２０２を生物学的分析装置９００内に残すことを可能にする。例示的な実施形態では、冷蔵部９８６は、分離媒体が室温に保持された場合の使用可能寿命と比較して分離媒体の使用可能寿命を延ばすように、分離媒体を周囲温度よりも低く維持する。例えば、冷蔵部９８６は、ポリマー分離媒体を摂氏８度～摂氏１２度の範囲内の温度に維持するように構成されてもよい。例示的な実施形態では、ユーザ交換可能なカートリッジは、生物学的分析装置９００内に保管されたときに月単位で測定される使用可能寿命を有する。例えば、ポリマーの使用可能寿命は１か月超、２か月超、またはそれ以上であってもよい。例えば、図１０の例示的な実施形態では、カートリッジ２０２が生物学的分析装置９００内に保管され、冷蔵部９８６を介して比較的低い温度に保持される場合、分離媒体は、４か月の使用可能寿命を有する。少なくとも４か月の分離媒体およびカートリッジの使用可能寿命は、本開示の範囲内とみなされる。
【0049】
生物学的分析装置９００内でのカートリッジ２０２および関連付けられた分離媒体容器２４６の保管を可能にすることは、使いやすさおよび汚染の防止に関連する利点を提供する。例えば、従来の装置では、ユーザは装置を使用するたびにポリマー分離媒体を含む容器を装置に接続しなければならず、分析の終了時には、例えば分析装置とは別の冷蔵庫に保管するために、ポリマー分離容器を切り離さなければならない。本明細書で開示されるように、ポリマー分離媒体を生物学的分析装置内のカートリッジ内に長期間保管できるようにすることで、生物学的分析装置を使用するワークフローが簡素化され、空気または他の汚染物質が装置の流体部に入る可能性のある経路が排除され、それによりユーザの作業負荷が軽減され、装置の信頼性が改善される。
【0050】
図１０はまた、カートリッジ２０２の検出部７１２（図７）とインターフェース接続して電気泳動手順中に毛細管２０４内の検体からの光学情報を検出および収集することを促進するように構成された光学検出器装置９８８の一部を示す。光学検出器装置９８８は、図１５に関連してさらに詳細に議論される。図１０はまた、カートリッジ２０２とインターフェース接続して、電気泳動手順中に１つ以上の毛細管２０４（図３）を加熱するように構成された温度調節部９９０を示す。温度調節部９９０は、図１９に関連して以下でさらに議論される。
【0051】
図１１を参照すると、カートリッジ位置合わせ構造９８２に結合されたカートリッジ２０２が示されている。上述のように、生物学的分析装置９００は、生物学的分析装置９００内で使用するためにカートリッジ２０２を設置する手順の少なくとも一部を自動化するように構成されてもよい。例えば、図１１に示される例示的な実施形態では、カートリッジ２０２が挿入され、カートリッジ位置合わせ構造９８２がカートリッジ２０２の位置合わせスロット２４０に摺動すると、生物学的分析装置９００は、カートリッジ２０２を使用のために適所に自動的に移動させるように構成されている。図１１では、生物学的分析装置９００は、キャリッジアセンブリ９８３のねじ部分（図示せず）を通る親ねじ９９２を回転させるモータ（図示せず）を作動させてキャリッジアセンブリ９８３およびカートリッジ２０２を生物学的分析装置９００で使用するために適所に移動させることなどにより、図１１に示される矢印の方向にカートリッジ２０２を移動させるように構成されている。図１１の例示的な実施形態では、ユーザは、カートリッジ２０２を第１の方向に（例えば、カートリッジ２０２の長さに沿って）挿入し、生物学的分析装置９００は、カートリッジを第１の方向に垂直な第２の方向に自動的に移動させて（例えば、図１１に示される矢印の方向にカートリッジ２０２を移動させて）、カートリッジ２０２を生物学的分析装置９００の様々なインターフェースと結合し、以下で説明するように生物学的分析装置を使用する準備をするように構成されている。当業者は、カートリッジを他の任意の方向または方向の組み合わせに移動させてカートリッジを生物学的分析装置と結合することが本開示の範囲内であることを理解するであろう。
【0052】
例えば、図１２および図１３は、ユーザ交換可能なカートリッジの流体工学部１３１０（図１３）（例えば、図２および図４に示されるカートリッジ２０２の流体工学部２１０）とインターフェース接続するように構成された作動部１２２２（図１２）の詳細な斜視図を示す。作動部１２２２は、弁２５０および２５２ならびに流体移送装置２５４（例えば、シリンジポンプ）などの流体工学部１３１０のコンポーネントに作用する複数の作動部材１２９４を含む。この例示的な実施形態では、作動部材１２９４は、弁２５０、２５２、および流体移送装置２５４のシャフト１３９７上をそれぞれ摺動するフォーク状部材１２９６を含む。作動部材１２９４の動き（図１２および図１３の見方では概ね上方および下方への）は、シャフト１３９７上のフランジ２５３とフォーク状部材１２９６との間の相互作用により弁２５０、２５２に伝達される。弁２５０、２５２の動きは、流体チャネル５５６、５６０、および５６２（図５）間の通路を開閉し、それにより、図１４Ａ～図１４Ｃに関連して議論されるように、１つ以上の毛細管を分離媒体容器２４６および緩衝液リザーバ２４８と流体的に結合または結合解除することができる。
【0053】
図１２および図１３の例示的な実施形態では、作動部１２２２は、アノードコネクタ１２９５を含む。アノードコネクタ１２９５は、カートリッジ２０２が生物学的分析装置９００内に設置されたとき、アノード１３１６（図１３）に接触し、アノード１３１６と生物学的分析装置の電圧部１２４（図１）との間に導電経路を作り出すように構成されている。
【0054】
加えて、作動部１２２２は、カートリッジ２０２の流体工学部１３１０の相補的な位置合わせ特徴とインターフェース接続するように構成された位置合わせ特徴を含む。例えば、図１２および図１３の実施形態では、位置合わせピン１２５７は、カートリッジ２０２（図２）が生物学的分析装置９００（図９）内に設置されたとき、流体工学部１３１０内の位置合わせ穴１３４０に入り、作動部１２２２と流体工学部１３１０との間の位置合わせを容易にするように構成されている。当業者は、作動部１２２２と流体工学部１３１０の適切な位置合わせを達成するために、様々な他の位置合わせ機構を使用できることを理解するであろう。
【0055】
図１４Ａ～図１４Ｃは、作動部１２２２（図１２）の作動部材１２９６の移動および位置に基づいて、生物学的分析装置１００（図１）を使用して電気泳動を準備および実行する際に使用するための弁２５０、２５２の様々な状態を示す。図１４Ａでは、弁２５２は閉じており、緩衝液リザーバ２４８と流体チャネル５５６との間の流れが遮断される一方、弁２５０は開いており、分離媒体容器２４６と流体チャネル５５６との間の流れが流体チャネル５６０を通ることが可能になる。流体移送装置２５４に関連付けられた作動部材１２９４は、ポリマーを流体移送装置２５４内に引き込むように圧力を生成する位置へと流体移送装置２５４を作動させる（例えば、シリンジポンプシャフトを上方に移動させる）。
【0056】
図１４Ｂでは、分離媒体容器２４６に関連付けられた弁２５０は閉じており、流体移送装置２５４に関連付けられた作動部材１２９４は、ポリマー分離媒体を流体移送装置２５４から毛細管ポート５５８を介して１つ以上の毛細管２０４（図３）に押し込むように、流体移送装置２５４内の圧力を増加させる位置へと（例えば、下方に）移動する。
【0057】
図１４Ｃでは、弁２５２は開いており、緩衝液が流体チャネル５５６に流れ込むことを可能にし、１つ以上の毛細管２０４と緩衝液リザーバ２４８（図４）のアノード１３１６（図１３）との間に導電経路が作成される。アノード１３１６と１つ以上の毛細管２０４内のポリマー分離材料との間に確立された導電経路により、電気泳動分析は、図１に関連して議論したように電圧差の印加により継続することができる。作動部材１２９４の動きは、生物学的分析装置９００のコントローラまたは他のプロセッサに実装されるソフトウェアアルゴリズムによって制御されるか、またはユーザからの最小入力で電気泳動手順を実行するように別の方法で自動化されてもよい。
【0058】
ここで図１５を参照すると、生物学的分析装置９００の光学検出器装置９８８が示されている。光学検出器装置９８８は、例えば、検体毛細管内の検体を照射するように構成された１つ以上の光源（例えば、レーザ）、および検体からの光（例えば、蛍光）放出を検出するように構成された１つ以上の検出器を含んでもよい。ユーザ交換可能なカートリッジ２０２が生物学的分析装置９００内に設置されると、光学検出器装置９８８は、図１６に示されるカートリッジハウジング２３８の凹部１６００内に嵌合し、検出部２１２の少なくとも一部は、光検出器装置９８８の凹部１５０２内に受容される。例えば、図１５および図１６の実施形態では、ブロック７６８およびブロックマウント７７０は、光学検出器装置９８８の凹部１５０２内に受容される。図７および図８に関連して上で議論したように、ブロック７６８は、カートリッジハウジング２３８に柔軟に取り付けられ、それにより光学検出器装置９８８に対するカートリッジ２０２の位置合わせ不良を補償する。図１５および図１６の例示的な実施形態では、光学検出器装置９８８および検出部２１２は、図１１に関連して議論したように、カートリッジ２０２およびキャリッジアセンブリ９８３の移動によって一緒にされる。
【0059】
ここで図１７を参照すると、生物学的分析装置９００（図９）のカソードコネクタ部分１７０４は、電圧部（図１に示される電圧部１２４など）と１つ以上の毛細管２０４（図３）のカソード端との間に導電経路を形成するように構成されている。例えば、図１７では、カソードコネクタ部分１７０４は、カソードブロック２３４を通して導電性スリーブ２３６に接触するように構成されたカソードコネクタピン１７０５の配列を含む。カソードブロック２３４は、カートリッジ２０２（図２）のハウジング２３６と移動可能に結合されるように構成されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、カソードブロック２３４は、図７および図８に関連して議論した検出部７１２と同様の方法でハウジング２３６に対して移動可能に構成されている。例えば、カソードブロック２３４は、バネまたは他の可撓性部材によってハウジング２３６に結合されてもよい。位置合わせピン１７０６は、カソードコネクタピン１７０５に近接して配置されており、カソードブロック２３４の位置合わせ穴１７０８内に受容されて導電性スリーブ２３６をカソードコネクタピン１７０５と位置合わせする。カソードコネクタピン１７０５は、生物学的分析装置９００の電圧部１２４（図１）に動作可能に接続されている。カソードコネクタピン１７０５が導電性スリーブ２３６と接触しており、図１４Ｃに関連して議論したように緩衝液弁２５２が開いている場合、生物学的分析装置９００の電圧部１２４は、アノード（例えば、図１のアノード１１６）とカソード１０６（図１）との間に電圧差を生成して、図１に関連して議論したように１つ以上の毛細管１０４を介して検体を移動させる。
【0060】
ここで図１９を参照すると、カートリッジ２０２および生物学的分析装置１００（図１）の温度調節部１９１０の例示的な実施形態の内部側面図が示されている。温度調節部１９１０は、加熱要素１９１２（例えば、電気抵抗ヒーター、化学加熱装置、または別の加熱装置）および空気移動装置１９１４（例えば、送風機、ファンなど）を含む。温度調節部１９１０は、カートリッジ２０２と結合し、カートリッジ２０２を通る温かい空気の流れ１９１６を生成して、生物学的分析装置９００の使用中に１つ以上の毛細管２０４（図３）を所望の温度に温める。例えば、図１９の実施形態では、温度調節部１９１０は、ユーザ交換可能なカートリッジ２０２のハウジング２３８のポート２３７（図２）と位置合わせされるポート１９１７を含む。生物学的分析装置９００の使用中、温度測定装置１９１８（例えば、サーミスタ、熱電対を含む回路など）は、気流の温度を監視し、例えば、空気流量を調整すること、加熱要素１９１２を通る電流を調整すること、加熱要素１９１２のオン／オフを切り替えることにより、または他の方法により、必要に応じて温度を調整する。非限定的な例として、温度調節部１９１０は、１つ以上の毛細管２０４を、例えば摂氏６０度の公称温度に維持するように構成されてもよい。温度調節部１９１０は、１つ以上の毛細管２０４を公称温度の範囲内、例えば、摂氏±０．５度、摂氏±１度の範囲、またはより狭いもしくはより広い温度範囲内に維持するように構成されてもよい。
【0061】
ユーザ交換可能なカートリッジ２０２は、生物学的分析装置９００（図９）上の、またはそれから外されたカートリッジ２０２の長期保管を可能にするように構成されてもよい。例えば、カートリッジにカバーおよび／またはプロテクターを取り付けて、カートリッジ２０２が生物学的分析装置９００から外されて保管されている間または輸送中に、カートリッジ２０２の様々な部分の汚染または乾燥を防ぐことができる。例えば、図２０に示されるように、カートリッジ２０２には、微粒子汚染物が１つ以上の毛細管２０４および／またはガラスブロック７６８上に集まるのを防ぐために、検出部７１２（図７）上にダストカバー２０２０が取り付けられてもよい。ダストカバー２０２０は、例えば、ポリマー材料、繊維材料、または任意の他の好適な材料から作製されてもよく、カートリッジハウジング２３８の凹部１６００（図１６）内への圧入、締まり嵌め、スナップ嵌めなどのために構成されてもよい。
【0062】
引き続き図２０を参照すると、例示的な実施形態では、ユーザ交換可能なカートリッジ２０２には、導電性スリーブ２３６を損傷または汚染から保護するように構成されたカソードプロテクター２０２２も取り付けられている。例えば、カソードプロテクター２０２２は、ユーザ交換可能なカートリッジ２０２のハウジング２３８に対してシールを形成するように構成されてもよい。さらに、輸送および／または保管中に導電性スリーブ２３６の潤いを保つために、カソードプロテクター内にポリマーまたはゲル材料を配置してもよい。
【0063】
本開示は、全体的なワークフローおよび使用を容易にする毛細管電気泳動を実行するように構成された生物学的分析装置を提供する。例えば、本装置は、以前の装置と比較して、使用のための訓練を少なくし、ユーザ側の集中的な操作活動を少なくし得る。本開示の様々な例示的な実施形態は、他の装置と比較して、サンプル分析の準備を行いサンプル分析を実行するためにユーザが完了しなければならないアクションの数を減らす。
【0064】
前述の例示的な実施形態は、明確さおよび理解の目的のためにある程度詳細に記載されているが、当業者であれば、本明細書の開示および特許請求の範囲から逸脱することなく、構造、形式、方法、および詳細において様々な変更がなされ得ることが、本開示を読むことにより明らかになるであろう。例えば、上述の全ての技術、装置、システム、および方法は、様々な組み合わせで使用され得る。
【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14A】
【図14B】
【図14C】
【図15】
【図16】
【図17-18】
【図19】
【図20】