▶ バイオ−ラッド ラボラトリーズ インコーポレイテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-07-06
(54)【発明の名称】自動化された単一細胞処理のためのシステムおよび方法
(51)【国際特許分類】
C12M 1/00 20060101AFI20220629BHJP
C12M 1/34 20060101ALI20220629BHJP
C12Q 1/686 20180101ALI20220629BHJP
C12Q 1/6806 20180101ALI20220629BHJP
【ＦＩ】
C12M1/00 A
C12M1/34 Z
C12Q1/686 Z
C12Q1/6806 Z
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021565929
(86)(22)【出願日】2020-05-05
(85)【翻訳文提出日】2021-12-28
(86)【国際出願番号】 US2020031502
(87)【国際公開番号】W WO2020227309
(87)【国際公開日】2020-11-12
(31)【優先権主張番号】62/844,470
(32)【優先日】2019-05-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/866,726
(32)【優先日】2019-06-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】502416811
【氏名又は名称】バイオ－ラッド ラボラトリーズ インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001302
【氏名又は名称】特許業務法人北青山インターナショナル
(72)【発明者】
【氏名】ハンディーク，カリヤン
(72)【発明者】
【氏名】ペイン，オースティン
(72)【発明者】
【氏名】ワン，シダ
(72)【発明者】
【氏名】テジェルス，パトリック，マイケル
(72)【発明者】
【氏名】コーデリッツ，ウィル
(72)【発明者】
【氏名】ジェノード，ダニエル
(72)【発明者】
【氏名】パーカー，グレイ
(72)【発明者】
【氏名】ボニファス，ブライアン
(72)【発明者】
【氏名】メーネ，カトリン，カーティン
(72)【発明者】
【氏名】ヒッチナー，アレック，ウィリアム
【テーマコード（参考）】
4B029
4B063
【Ｆターム（参考）】
4B029AA07
4B029BB01
4B029FA01
4B029GA03
4B029HA05
4B029HA07
4B029HA09
4B063QQ41
4B063QR08
4B063QR62
4B063QS10
4B063QS11
4B063QS25
4B063QX01
(57)【要約】
自動化された単一細胞捕捉および処理のためのシステムおよび方法が説明され、本システムは、試料処理要素のセットを支持および配置するデッキと、デッキによって支持される試料処理要素のセットとの相互作用のための作動器具のためのガントリと、様々な処理サブシステム、および処理サブシステムと通信している制御サブシステムを支持する基部とを含む。本システムは、次世代シーケンシングのための、ｍＲＮＡ捕捉、ＤＮＡ合成、タンパク質関連アッセイ、およびライブラリ調製を含む、単一細胞処理と関連付けられたワークフローを自動的に実行することができる。
【選択図】図１Ａ
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
デッキであって、試薬カートリッジを、前記デッキの第１の側の第１の領域に、
試料処理カートリッジを、前記第１の側の第２の領域に、
器具コンテナを、前記第１の側の第３の領域に、
支持および配置するように構成される、デッキと、
前記デッキに結合されるガントリであって、
ピペット界面のための、前記デッキの前記第１の側によって境界される３次元体積部内の、軸のセットに沿った動きの通路を画定するトラックのセットを備える、ガントリと、
前記デッキの前記第１の側の反対側の基部であって、
前記試薬カートリッジおよび前記試料処理カートリッジに熱を伝達するための温熱体のセットを備える加熱および冷却サブシステム、
磁石アクチュエータに結合された磁石のセットを備える分離サブシステムであって、前記磁石アクチュエータが、前記磁石のセットを後退状態と伸展状態との間で遷移させるように構成され、前記伸展状態では、前記磁石のセットが、前記デッキの前記第１の領域内へ移動する、分離サブシステム、
前記第２の領域内への真空ポートを備える圧送サブシステム
を支持する、基部と
を備える、試料を自動的に処理するためのシステム。
【請求項2】
前記試薬カートリッジは、前記デッキの前記第１の側の前記第１の領域へ移動する前記温熱体のセットの、材料冷却のために構成される第１の温熱体とかみ合うように構成される第１の範囲、および前記デッキの前記第１の側の前記第１の領域へ移動する前記温熱体のセットの、熱サイクリングのために構成される第２の温熱体とかみ合うように構成される第２の範囲を含む、範囲のセットを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記試料処理カートリッジは、試料処理チップに結合されたベース基板を備え、前記試料処理チップは、単一細胞形式で細胞を捕捉するように構成されるマイクロウェルのセットを備えるマイクロウェル領域を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項4】
前記温熱体のセットは、前記マイクロウェルのセットにおいて材料を加熱するための、前記デッキの前記第１の側の前記第２の領域へ移動する第３の温熱体を備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項5】
前記試料処理カートリッジは、前記試料処理カートリッジの廃棄物含有領域内へと前記マイクロウェル領域から前記試料処理チップの出口まで流路に沿って、前記試料処理チップを前記ベース基板に結合する弾性弁をさらに備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項6】
弁アクチュエータおよび前記弁アクチュエータに結合された先端部を備える弁作動サブシステムをさらに備え、前記先端部が、前記デッキの前記第２の領域内への弁開口部と整列され、前記弁作動サブシステムは、前記先端部が前記弁開口部内へ延在して前記弾性弁を変形させ、以て、前記流路を閉じる係合モード、および前記先端部が後退され、以て、前記流路を開く非係合モードを含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項7】
前記試料処理カートリッジは、前記試料処理チップの前記マイクロウェル領域内へのアクセス領域を被覆する蓋を備え、前記蓋は、前記アクセス領域が被覆されない開モード、および前記アクセス領域が被覆される閉モードを含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項8】
前記ピペット界面に結合するように構成される蓋開口器具をさらに備え、前記システムは、前記ガントリが、前記蓋の解放体との係合のために前記蓋開口器具を移送し、以て、前記蓋を前記閉モードから前記開モードへと遷移させる蓋開口モードをさらに含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項9】
前記デッキは、前記試料処理カートリッジに可逆的に係合し、前記蓋開口器具に対する反作用力を提供し、少なくとも０．５ｌｂｓの保持力で、前記温熱体のセットのうちの温熱体との熱接触を提供するように構成される、前記第２の領域における保持要素のセットを含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項10】
前記温熱体のセットおよび前記真空ポートのうちの少なくとも１つは、前記蓋開口器具に対する反作用力を提供するために前記試料処理カートリッジと結合される、請求項８に記載のシステム。
【請求項11】
前記閉モードでは、前記蓋および前記アクセス領域は、前記蓋に結合されたガスケットによって封止される、前記試料処理チップの前記マイクロウェル領域に隣接した流体通路の境界を画定する、請求項７に記載のシステム。
【請求項12】
前記デッキに結合され、前記試料処理カートリッジの入口リザーバと整列される流体レベル検出サブシステムをさらに備え、前記流体レベル検出サブシステムが、前記入口リザーバにわたって伝送される光を検出するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項13】
前記分離サブシステムは、第１の端において前記ピペット界面と結合するように、および第２の端において前記器具コンテナの磁気スリーブと結合するように構成される磁性体をさらに備え、前記システムは、前記試料からの標的材料の磁気分離のため、前記ガントリが、前記磁気スリーブに結合された前記磁性体を、前記試料処理カートリッジと前記試薬カートリッジとの間で移送する分離モードをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項14】
前記分離サブシステムの前記磁石のセットは、前記試薬カートリッジにおける精製動作の実施のため、第１の軸に沿って線形アレイに配置される磁石の第１のサブセットを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項15】
前記分離サブシステムの前記磁石のセットは、前記試薬カートリッジの分離リザーバにおける標的材料分離動作の実施のため、前記第１の軸からオフセットされる第２の磁石をさらに備える、請求項１４に記載のシステム。
【請求項16】
前記分離リザーバは、前記磁石のセットの前記伸展状態において前記第２の磁石に隣接して構成される平坦表面、および前記磁石のセットの前記伸展状態において前記第２の磁石から離れた湾曲表面を備える、請求項１５に記載のシステム。
【請求項17】
前記デッキと前記基部との間に支持される処理および制御サブシステムをさらに備え、前記処理および制御サブシステムが、自動試料処理動作を実行するための、コンピュータ可読媒体に記憶された非一時的な命令を含み、前記自動試料処理動作が、前記加熱および冷却サブシステム、前記試薬カートリッジ、および前記試料処理カートリッジの間の熱伝達を制御すること、
前記磁石のセットを前記後退状態と前記伸展状態との間で遷移させること、
前記真空ポートを通じて、前記圧送サブシステムによって前記試料処理カートリッジに印加される圧力を制御すること、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項18】
デッキであって、試薬カートリッジを、前記デッキの第１の側の第１の領域に、および
試料処理カートリッジを、前記第１の側の第２の領域に、
支持および配置するように構成されるデッキと、
前記デッキに結合されるガントリであって、
ピペット界面のための、前記デッキの前記第１の側によって境界される３次元体積部内の、軸のセットに沿った動きの通路を画定するトラックのセット、を備える、ガントリと、
前記デッキの前記第１の側の反対側の基部であって、
磁石アクチュエータに結合された磁石のセットを備える分離サブシステムであって、前記磁石アクチュエータが、前記磁石のセットを後退状態と伸展状態との間で遷移させるように構成され、前記伸展状態では、前記磁石のセットが、前記デッキの前記第１の領域内へ移動する、分離サブシステムを支持する、基部と
を備える、試料を自動的に処理するためのシステム。
【請求項19】
前記分離サブシステムは、第１の端において前記ピペット界面と結合するように、および第２の端において磁気スリーブと結合するように構成される磁性体をさらに備え、前記システムは、前記試料からの標的材料の磁気分離のため、前記ガントリが、前記磁気スリーブに結合された前記磁性体を、前記試料処理カートリッジと前記試薬カートリッジとの間で移送する分離モードをさらに含む、請求項１８に記載のシステム。
【請求項20】
前記試料処理カートリッジは、試料処理チップに結合されたベース基板を備え、前記試料処理チップは、単一細胞形式で細胞を捕捉するように構成されるマイクロウェルのセットを備えるマイクロウェル領域を備え、前記試料処理カートリッジは、前記試料処理カートリッジの廃棄物含有領域内へと前記マイクロウェル領域から前記試料処理チップの出口まで流路に沿って、前記試料処理チップを前記ベース基板に結合する弾性弁をさらに備える、請求項１８に記載のシステム。
【請求項21】
試料を処理するための方法であって、ラン準備動作の完了時にシステムの試料処理カートリッジをプライミングすることと、
プライミングの完了時に、前記試料処理カートリッジのマイクロウェルのセットにおいて、前記試料の細胞のセットを、単一細胞形式で、官能化粒子のセットと共に共同捕捉することと、
前記細胞のセットの溶解を実施し、以て、前記官能化粒子のセットへの前記細胞のセットからの生体マーカの結合を可能にすることと、
前記官能化粒子のセットに結合された内容物を伴う試料処理カートリッジの前記マイクロウェルのセットにおいて、逆転写動作を実施することと、
前記官能化粒子のセットを、前記細胞のセットからの関連付けられた結合した標的内容物と共に、前記試料処理カートリッジから回収することと、
前記官能化粒子のセットと関連付けられた細胞由来内容物の体積部を用いて、エキソヌクレアーゼ処置動作を実施することと、
前記細胞由来内容物の体積部を用いて、鎖変性および第２の鎖合成動作を実施することと、
前記細胞由来内容物の体積部を用いて、ｃＤＮＡ増幅動作を実施することと、
前記ｃＤＮＡ増幅動作のＰＣＲ産物を用いて、粒子精製動作を実施することと含む、方法。
【請求項22】
前記試料処理カートリッジをプライミングすることは、プライミング・バッファを含有する第１の先端部と結合されたピペット界面を前記試料処理カートリッジの入口リザーバへ移送すること、前記プライミング・バッファを前記入口リザーバ内へ伝送すること、および前記試料処理カートリッジに結合された真空ポートにおいて前記プライミング・バッファを前記試料処理カートリッジから引き込むことを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
前記試料処理カートリッジは、前記マイクロウェルのセットから前記試料処理チップの出口まで流路に沿って、前記マイクロウェルのセットを画定する試料処理チップをベース基板に結合する弾性弁をさらに備え、細胞のセットを捕捉すること、官能化粒子のセットを捕捉すること、前記細胞のセットを溶解すること、および前記試料処理カートリッジにおいて逆転写動作を実施することのうちの少なくとも１つは、前記弾性弁を変形状態から非変形状態へ遷移させ、以て、前記出口へ向かう流体流のための前記流路を開くことを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項24】
前記試料処理カートリッジは、前記マイクロウェルのセットのためのアクセス領域を被覆する蓋を備え、前記蓋は、前記アクセス領域が被覆されない開モード、および前記アクセス領域が被覆される閉モードを含み、前記官能化粒子のセットを回収することは、前記蓋の解放体との係合のため、ピペット界面に結合された蓋開口器具を移送し、以て、前記蓋を前記閉モードから前記開モードへ遷移させることを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項25】
前記官能化粒子のセットを回収することは、スリーブによって囲まれ、前記ピペット界面に結合される磁性体を、前記開モードにある前記蓋によって被覆されていない前記アクセス領域へ移送すること、および前記官能化粒子のセットを前記マイクロウェルのセットから前記磁性体の方へ引き付けることを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項26】
前記官能化粒子のセットを回収することは、前記官能化粒子のセットを前記試料処理カートリッジから分離リザーバへ移送すること、前記スリーブを前記磁性体から解放すること、前記分離リザーバの表面の方へ磁石を作動させ、以て、前記官能化粒子のセットを前記表面の方へ引き付けることを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項27】
前記エキソヌクレアーゼ処置動作を実施することは、前記細胞由来内容物の体積部およびエキソヌクレアーゼ・バッファを熱サイクリング・コンテナへ輸送すること、および前記体積部および前記エキソヌクレアーゼ・バッファを前記熱サイクリング・コンテナ内で加熱することを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項28】
前記ｃＤＮＡ増幅動作を実施することは、前記細胞由来内容物の体積部を、前記試料処理カートリッジとは別個であり、前記方法を実施するための試薬のセットを格納する試薬カートリッジの熱サイクリング・コンテナのセット内へ移送すること、前記熱サイクリング・コンテナのセットと温熱体との間の熱的連通を確立すること、および前記熱サイクリング・コンテナのセットにおいて前記細胞由来内容物の体積部を熱サイクルすることを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項29】
前記粒子精製動作を実施することは、前記ｃＤＮＡ増幅動作のＰＣＲ産物を、精製粒子のセットを有する分離リザーバへ移送すること、および前記分離リザーバの表面の方へ磁石を作動させ、以て、前記精製粒子のセットを前記表面の方へ引き付けることを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項30】
タンパク質処理プロトコルを用いた単一細胞サイトメトリの実施のため、前記粒子精製動作の生産物を用いて、抗体由来タグ精製および増幅動作のセットを実施することをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項31】
ＣＩＴＥ－ｓｅｑ単一細胞マルチオミクス・プロトコルの実施のため、前記粒子精製動作の生産物を用いて、抗体由来タグ精製および増幅動作のセットを実施することをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項32】
前記試料処理カートリッジとは別個の試薬カートリッジにおいて、前記粒子精製動作の生産物を用いて、ライブラリ調製動作を実施することをさらに含み、前記試薬カートリッジが、前記ライブラリ調製動作のための試薬のセットを含有する、請求項２１に記載の方法。
【請求項33】
前記ライブラリ調製動作を実施することは、前記粒子精製動作に由来する生成物の濃度を決定すること、前記濃度に基づいて、前記試薬カートリッジにおいて前記粒子精製動作の生成物を希釈すること、前記試薬カートリッジにおいてｃＤＮＡ材料を細分化すること、および前記試薬カートリッジにおいて細分化したｃＤＮＡ材料を増幅させることを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項34】
精製粒子のセットを有する前記試薬カートリッジの分離リザーバのセットにおいて、細分化され増幅されたＤＮＡ材料を精製すること、および前記分離リザーバの表面の方へ磁石を作動させ、以て、前記精製粒子のセットを前記表面の方へ引き付けることをさらに含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項35】
前記粒子精製動作の完了時にラン完了動作を実施することをさらに含み、前記ラン完了動作は、格納のため、処理された内容物を前記システムから解放することを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項36】
ラン準備動作を実施することをさらに含み、前記ラン準備動作は、前記方法と関連付けられた前記試料処理カートリッジおよび試薬カートリッジのタグのセットをスキャンすること、ならびに前記タグのセットに由来する情報を、実施されることが意図されるプロトコルと比較することをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項37】
試料を処理するための方法であって、試料処理カートリッジのマイクロウェルのセットにおいて、前記試料の細胞のセットを、単一細胞形式で、官能化粒子のセットと共に共同捕捉することと、
前記試料処理カートリッジにおいて、前記細胞のセットの溶解を実施し、以て、前記官能化粒子のセットへの前記細胞のセットからの解放された生体マーカの結合を可能にすることと、
前記官能化粒子のセットに結合された内容物を伴う試料処理カートリッジの前記マイクロウェルのセットにおいて、逆転写動作を実施することと、
前記官能化粒子のセットを、前記細胞のセットからの関連付けられた結合した標的内容物と共に、前記試料処理カートリッジから試薬カートリッジ内へ移送することと、
前記試薬カートリッジにおいて、前記細胞由来内容物の体積部を用いて、エキソヌクレアーゼ処置動作、鎖変性および第２の鎖合成動作、ならびにｃＤＮＡ増幅動作を実施することと、
前記試薬カートリッジにおいて、前記ｃＤＮＡ増幅動作のＰＣＲ産物を用いて、粒子精製動作を実施することと、
前記粒子精製動作の生産物を用いて、ライブラリ調製動作を実施することと、を含む方法。
【請求項38】
前記試料処理カートリッジは、前記マイクロウェルのセットのためのアクセス領域を被覆する蓋を備え、前記蓋は、前記アクセス領域が被覆されない開モード、および前記アクセス領域が被覆される閉モードを含み、前記官能化粒子のセットを回収することは、前記蓋の解放体との係合のため、ピペット界面に結合された蓋開口器具を移送し、以て、前記蓋を前記閉モードから前記開モードへ遷移させることを含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項39】
前記官能化粒子のセットを回収することは、スリーブによって囲まれ、前記ピペット界面に結合される磁性体を、前記開モードにある前記蓋によって被覆されていない前記アクセス領域へ移送すること、および前記官能化粒子のセットを前記マイクロウェルのセットから前記磁性体の方へ引き付けることを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項40】
前記ライブラリ調製動作を実施することは、前記粒子精製動作に由来する生成物の濃度を決定すること、前記濃度に基づいて、前記試薬カートリッジにおいて前記粒子精製動作の生成物を希釈すること、前記試薬カートリッジにおいてｃＤＮＡ材料を細分化すること、および前記試薬カートリッジにおいて細分化したｃＤＮＡ材料を増幅させることを含む、請求項３９に記載の方法。【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、２０１９年５月７日に出願された米国仮出願第６２／８４４，４７０号、および２０１９年６月２６日に出願された米国出願第６２／８６６，７２６号の利益を主張するものであり、これらの出願は各々、本参照によりその全体が組み込まれる。
本出願は、２０１９年５月７日に出願された米国仮出願第６２／８４４，４７０号、および２０１９年６月２６日に出願された米国出願第６２／８６６，７２６号の利益を主張するものであり、これらの出願は各々、本参照によりその全体が組み込まれる。
【0002】
本発明は、概して、細胞捕捉および細胞処理分野、ならびにより詳細には、細胞捕捉および細胞処理分野における単一細胞捕捉および処理のための新規かつ有用な自動化システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0003】
細胞特異的な薬物検査、診断、および他のアッセイへの高まる関心により、個々の細胞単離、同定、および回収を可能にするシステムおよび方法が非常に望ましくなっている。単一細胞捕捉システムおよび方法は、これらの応用に特に有利であることが示されてきた。しかしながら、単一細胞捕捉のための関連プロセスおよびプロトコル、ならびにその後の分析は、多くの場合、特定の順序で、および細胞を適切に維持するために高い精度で、実施されなければならない。そのようなものとして、これらのプロセスは、ユーザにとって時間を消費するものになり得、ならびに、それらが適切に実施されない場合には（例えば、ピペット操作における間違いによって、試薬の取り違いによってなど）、細胞への損傷、または別途好ましくない結果をもたらし得る。特に、これらの新規の高スループット単一細胞サイトメトリ・アッセイは、トランスレーショナル医療、個人化治療選択、臨床診断、および／または他の使用用途において大きな有用性を有するが、自動化の欠如が、非熟練ユーザによる適切な実施を妨げ、以て、スループットを制限する。
【0004】
故に、細胞捕捉および細胞処理分野において、単一細胞捕捉および処理のための新規かつ有用なシステムおよび方法を作り出すことが必要とされている。
【図面の簡単な説明】
【0005】
【図9】自動化された単一細胞試料処理のためのシステムの流体レベル検出サブシステムの例を描写する図である。
【図15】自動化された単一細胞試料処理のための方法の実施形態のフローチャートを描写する図である。
【図16】自動化された単一細胞試料処理のための方法の第１の変異形を描写する図である。
【図17】自動化された単一細胞試料処理のための方法の第２の変異形を描写する図である。
【図18】自動化された単一細胞試料処理のための方法の第３の変異形を描写する図である。
【図19】自動化された単一細胞試料処理のための方法の第３の変異形を描写する図である。
【発明を実施するための形態】
【0006】
本発明の好ましい実施形態の以下の説明は、本発明をこれらの好ましい実施形態に限定することは意図されないが、むしろ、当業者が本発明を作製および使用することを可能にすることが意図される。
【0007】
１．利益
本発明は、従来のシステムおよび方法に勝るいくつかの利益をもたらすことができる。
本発明は、従来のシステムおよび方法に勝るいくつかの利益をもたらすことができる。
【0008】
特に、本発明は、単一細胞捕捉および後続処理に関与するプロトコルの少なくとも部分的な自動化を可能にし、以て、ラン成功および一貫性を最適化するという利益をもたらす。より詳細には、ユーザは、方法の部分またはすべて（例えば、試料を充填すること、蓋をかぶせること、器械内溶解、逆転写プロセス、ｃＤＮＡ増幅、ビーズまたはｃＤＮＡ産物回収、器械内ライブラリ調製および清浄など）から取り除かれ得る。さらに、本システムおよび／または方法は、従来のシステムおよび方法に勝るプロトコルのより良好な正確性を可能にすることができる（例えば、正しい試薬の追加におけるより良好な正確性、試薬のより良好な温度管理、臨界液体取扱ステップの迅速な処理、正確なインキュベーション時間、最適なビーズ洗浄および分離、自動化されたバーコード読み取りなど）。さらに、本システムおよび／または方法は、プロトコルの手動実施中に一般的に発生し得るアクシデント（例えば、システムを強く叩くこと、試薬をこぼすこと、試料または器械の汚染など）を防ぐという利益をもたらすことができる。
【0009】
追加的に、用途が限定されている、および／または予め充填され統合された試薬カートリッジの使用を通じて、本システムおよび／または方法は、アッセイの現在進行中の開発および将来の応用に応えるために、最適化された品質制御および設計アーキテクチャを伴う合理化したユーザ体験を提供するという利益をもたらすことができる。そのようなものとして、本システムは、試薬または試薬グループの、独立した、またはほぼ独立した制御という利益をもたらす。この変異形の特定の例において、本システムは、以下の専用領域：室温領域、冷却領域、加熱領域、磁気領域（例えば、加熱領域と重なる）、廃棄物捕捉領域、中間試薬パーキング領域または任意の他の好適な領域のうちのいずれかまたはすべてを有する試薬カートリッジを含む。関連した利益については、本システムおよび／または方法は、特定の自動プロトコルに従って使用されるべきプロトコル特有のタイプおよび量での試薬の分配を通じてなど、ユーザがより小さい体積の試薬を購入することを可能にするという利益をもたらすことができる。これは、費用を節約する、試薬廃棄物を低減する、または任意の他の好適な結果を有するために機能し得る。
【0010】
追加的に、流体取扱および分離要素（例えば、磁気分離構成要素）の使用を通じて、本システムおよび／または方法は、自動化された試料およびライブラリ清浄ステップを提供するという利益をもたらすことができる。関連して、本システムおよび／または方法は、システム全体を通じてより良好な流体流を確立するという利益をもたらすことができる。第１の例において、これは、ユーザ介入なしに流体流を監視すること、および／または方向付けることができる（例えば、最適な流量を維持するため、最適な体積の試薬を確立するためなど）自動化されたピペット操作システム（例えば、ピペッタ、ガントリ、および多彩なピペット先端部）を通じて可能にされる。単一細胞調製および／または他のアッセイのための流体取扱システム構成要素は、以下により詳細に説明されるように、（ａ）流体チャネルまたは流体リザーバ（例えば、試料処理カートリッジの）内への流体分注および圧送のためのガントリに結合された液体ピペッタ、ならびに／または（ｂ）流体ネットワークと統合された弁を通じて接続および制御される内蔵オンチップ加圧可能廃棄物チャンバの両方の使用に関与し得る。そのような組み合わされたデュアル液体取扱システムは、流体システムを通じた試薬の流れ（例えば、１秒あたりマイクロリットル～１秒あたり数十ミリリットル）、送達（例えば、１～１００，０００マイクロリットル）、および滞留時間（例えば、数ミリ秒～数時間）の従来にない制御をもたらす。追加的または代替的に、本システムは、ユーザ介入ありで（例えば、最小のユーザ介入で、最適ユーザ介入を奨励するように、など）、流体流を監視すること、および／または方向付けることができる。
【0011】
追加的に、ソフトウェアおよびワークフロー改善を通じて、本システムおよび／または方法は、ユーザによって実施される手動動作の数を最小限にすること、ならびに、円滑な動作および試料処理を確実にするために関連システム状態レポートを提供することができる。
【0012】
追加的に、試料処理使い捨て器具に関して、本システムおよび／または方法は、より多くの試料処理チャンバを有する使い捨て器具に拡張可能である様式で、複数の構成要素を集約するという利益をもたらすことができる。追加的に、本システムは、２つ以上の従来別個の処理プラットフォーム構成要素を単一のユニットへ集約し、これがシステムの全体的なサイズを低減する（例えば、ベンチトップ・モデルを可能にする）、本システムの機構（例えば、ピペッタ・ガントリ）の設置面積全体を低減する、システム間での材料のより効率的な輸送を可能にする、または任意の他の好適な機能を実施することができるという利益をもたらすことができる。この変異形の特定の例において、入口、マイクロウェルのセット、出口弁、蓋機構（例えば、蓋機構の蓋、全蓋機構など）、および廃棄物チャンバはすべて、単一部品に局限される。
【0013】
追加的に、本発明は、様々な技能レベルを有する標準的ユーザ（例えば、新人、熟練者）がプラットフォーム構成要素を動作させることを可能にすることによって、低パラメータ・フロー応用、高パラメータ・フロー応用、大量サイトメトリ応用、プロテオゲノム応用、単一細胞ＲＮＡ応用、タンパク質検出応用、単一細胞マルチオミクス応用、および他の応用における必要性に対処する。本システムの実施形態によって実施される特定のワークフローは、以下により詳細に説明される。
【0014】
実施に関して、本システムおよび／または方法は、能率化したプロセスで（例えば、効率的に充填された試薬カートリッジ、試料処理カートリッジ、および流体取扱使い捨て器具のコンテナを含む、専用消耗品のセットによって）、細胞を処理して、精製したライブラリを１日以内に生成すること、次世代シーケンシング（ＮＧＳ）調製を実施すること、および他のプロセスを実施することができる。
【0015】
追加的に、本システムは、ピペッタなどの構成要素の三次元可動性の利益をもたらす。この変異形の特定の例において、本システムは、ピペッタのＸ－Ｙ－Ｚ可動性を提供するガントリを含み、ピペッタが様々なタスク（例えば、試薬管の箔カバーに穴をあけること、ウェルのセット間で材料を輸送することなど）を自動化した方式で実施することを可能にする。
【0016】
追加的または代替的に、本システムおよび／または方法は、任意の他の好適な利益をもたらすことができる。
【0017】
２．システム
図１Ａ～図１Ｄに示されるように、自動化された単一細胞捕捉および処理のためのシステム１００の実施形態は、試料処理要素のセットを支持および配置するデッキ１１０、デッキ１１０によって支持される試料処理要素のセットとの相互作用のための器具を作動させるためのガントリ１７０、ならびに様々な処理サブシステムおよび処理サブシステムと通信状態にある制御サブシステムを支持する基部１８０を含み、制御サブシステムは、システム１００を様々な動作モード間で遷移させるために、デッキ１１０、試料処理要素のセット、およびガントリ１７０の状態を制御する。様々なワークフローを提供する、動作モードの実施形態、変異形、および例は、以下のセクション３にさらに詳細に説明される。
図１Ａ～図１Ｄに示されるように、自動化された単一細胞捕捉および処理のためのシステム１００の実施形態は、試料処理要素のセットを支持および配置するデッキ１１０、デッキ１１０によって支持される試料処理要素のセットとの相互作用のための器具を作動させるためのガントリ１７０、ならびに様々な処理サブシステムおよび処理サブシステムと通信状態にある制御サブシステムを支持する基部１８０を含み、制御サブシステムは、システム１００を様々な動作モード間で遷移させるために、デッキ１１０、試料処理要素のセット、およびガントリ１７０の状態を制御する。様々なワークフローを提供する、動作モードの実施形態、変異形、および例は、以下のセクション３にさらに詳細に説明される。
【0018】
システム１００の実施形態は、自動化された単一細胞捕捉、および捕捉された細胞の関連処理のいずれかまたはすべてを可能にするように機能する。より詳細には、ユーザは、方法の部分またはすべて（例えば、試料を充填すること、蓋をかぶせること、器械内溶解、逆転写プロセス、ｃＤＮＡ増幅、ビーズまたはｃＤＮＡ産物回収、器械内ライブラリ調製、および清浄など）から取り除かれ得る。本システムは、追加的または代替的に、細胞捕捉および試料処理プロトコルの正確性を向上させる（例えば、手動プロセスを最小限にすることによって）ように機能し得る。追加的に、用途が限定されている、および／または予め充填され試薬カートリッジの使用を通じて、システム１００は、アッセイの現在進行中の開発および将来の応用に応えるために、最適化された品質制御および設計アーキテクチャを伴う合理化したユーザ体験を提供することができる。そのようなものとして、本システムは、試薬または試薬グループの、独立した、またはほぼ独立した制御という利益をもたらす。この変異形の特定の例において、本システムは、以下の専用領域：室温領域、冷却領域、加熱／熱サイクリング領域、磁気領域（例えば、加熱領域と重なる）、細胞試料入力を提供するための領域、調製されたライブラリ生産物のための領域、または任意の他の好適な領域のうちのいずれかまたはすべてを有する試薬カセットを含む。関連した利益について、本システムおよび／または方法は、特定の自動プロトコルに従って使用されるべきプロトコル特有のタイプおよび量での試薬の分配を通じてなど、ユーザがより小さい体積の試薬を購入することを可能にするという利益をもたらすことができる。これは、費用を節約する、試薬廃棄物を低減する、または任意の他の好適な結果を有するために機能し得る。
【0019】
追加的に、流体取扱および分離要素（例えば、磁気分離構成要素）の使用を通じて、システム１００の実施形態は、自動化された試料およびライブラリ清浄ステップを提供するように機能し得る。関連して、システム１００は、システム全体を通じてより良好な流体流を確立するという利益をもたらすことができる。第１の例において、これは、ユーザ介入なしに、または最小限のユーザ介入で、流体流を監視すること、および／または方向付けることができる（例えば、最適な流量を維持するため、最適な体積の試薬を確立するためなど）自動化されたピペット操作システム（例えば、ピペッタ、ガントリ、および多彩なピペット先端部）を通じて可能にされる。
【0020】
追加的に、システム１００は、様々な技能レベルを有する標準的ユーザ（例えば、新人、熟練者）がプラットフォーム構成要素を動作させることを可能にすることによって、低パラメータ・フロー応用、高パラメータ・フロー応用、大量サイトメトリ応用、プロテオゲノム応用、単一細胞ＲＮＡ応用、タンパク質検出応用、および他の応用を可能にすることができる。さらには、実施に関して、システム１００は、能率化したプロセスで（例えば、効率的に充填された試薬カートリッジ、試料処理カートリッジ、および流体取扱使い捨て器具のコンテナを含む、専用消耗品のセットによって）、細胞または他の生物学的材料を処理して、精製したライブラリを迅速に生成すること、次世代シーケンシング（ＮＧＳ）調製を実施すること、および他のプロセスを実施することができる。
【0021】
特定の実施形態において、システム１００は、核酸ライブラリ調製のための自動プロセスを提供すること、ランの所望の地点で品質制御を提供する能力、様々なアッセイのための完全かつ単一の使用キットを提供すること、正当性が立証されロックされたプロトコルを提供すること、様々なシステム構成要素の整列および保持を提供すること、（例えば、タッチ・ディスプレイを用いて）システム動作を監視および制御するための手段を提供すること、遠隔監視能力を提供すること、２４時間以内に試料処理を提供すること、視覚的および／または可聴システム通知を提供すること、標準的な実験洗浄剤を用いて、および分解なしに、清浄される能力を提供すること、標準的な実験台に取り付けること、容易な設置を提供すること、アッセイ材料に安定した保存可能期間を提供すること、保守履歴のレポートを返すこと、データ記憶装置を提供すること（例えば、外部ストレージ媒体に関して、クラウド・ストレージに関してなど）、訓練を提供すること、ならびに様々な要件に従う他の好適な機能を提供すること、のうちの１つまたは複数を含む使用要件に準拠することができる。
【0022】
上に説明されるように、試料処理に関して、システム１００の実施形態は、細胞、細胞由来材料、および／または他の生物学的材料（例えば、無細胞核酸）を含み得るか、またはこれを処理するように構成され得る。細胞は、哺乳類細胞（例えば、ヒト細胞、マウス細胞など）、胚、幹細胞、植物細胞、または任意の他の好適な種類の細胞のうちのいずれかまたはすべてを含み得る。細胞は、細胞内で生じ、処理のために細胞捕捉システムによって任意選択的に捕捉される標的材料（例えば、標的ライセート、ｍＲＮＡ、ＲＮＡ、ＤＮＡなど）を含有し得る。追加的に、細胞を含有するコンテナは、複数の細胞含有試料（例えば、１２個の試料、２４個の試料、４８個の試料、９６個の試料、３８４個の試料、１５３６個の試料、他の数の試料）から調製され得、様々な試料は、それらを単一のコンテナ（または低減した数のコンテナ）へと一緒に混合する前に、ハッシュまたはバーコーディングされる。この機能は、複数の試料の自動化された処理を、それらのそれぞれの単一細胞調製およびライブラリ調製動作のために、同じ自動化されたランにおいて可能にする。追加的または代替的に、システム１００は、粒子（例えば、ビーズ、プローブ、ヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、ポリヌクレオチドなど）、液滴、カプセル化細胞、カプセル化生体マーカ、試薬、または任意の他の好適な材料と相互作用するように構成され得る。
【0023】
本システムは、さらに追加的または代替的に、２０１８年７月２７日に出願された米国出願第１６／０４８，１０４号、２０１８年７月３０日に出願された米国出願第１６／０４９，０５７号、２０１７年９月２９日に出願された米国出願第１５／７２０，１９４号、２０１７年２月１３日に出願された米国出願第１５／４３０，８３３号、２０１７年１１月２２日に出願された米国出願第１５／８２１，３２９号、２０１７年１０月１２日に出願された米国出願第１５／７８２，２７０号、２０１８年７月３０日に出願された米国出願第１６／０４９，２４０号、２０１７年１１月１６日に出願された米国出願第１５／８１５，５３２号、２０１８年８月２８日に出願された米国出願第１６／１１５，３７０号、２０１９年９月９日に出願された米国出願第１６／５６４，３７５号、および２０２０年３月１２日に出願された米国出願第１６／８１６，８１７号に説明されるようなシステム構成要素のいずれかまたはすべてを含み、これらの出願は各々、本参照によりそれらの全体が組み込まれる。
【0024】
２．１ システム：デッキ
図１Ａ～図１Ｄに示されるように、デッキ１１０は、自動化された試料処理のため、システム１００の１つまたは複数の構成要素を支持および配置する（例えば、上部の広範な表面に、上部および下部の広範な表面に、側面に、など）ためのプラットフォームとして機能する。さらに、デッキ１１０は、以下に説明されるように、流体処理サブシステム、加熱サブシステム、分離サブシステム（例えば、磁気分離サブシステム）、ならびに／またはガントリ１７０および／もしくは基部１８０に結合された他のサブシステムと整列する、または別途これと相互作用するためにシステム１００の１つまたは複数の構成要素を配置するように機能し得る。この点に関して、デッキ１１０は、基準プラットフォームとして定置型であり得る一方で、他の構成要素は、デッキ１１０の要素と相互作用するための位置へと作動される。代替的に、デッキ１１０は、他のサブシステムとの相互作用のためにデッキ１１０の要素を配置するための１つまたは複数のアクチュエータに結合され得る。
図１Ａ～図１Ｄに示されるように、デッキ１１０は、自動化された試料処理のため、システム１００の１つまたは複数の構成要素を支持および配置する（例えば、上部の広範な表面に、上部および下部の広範な表面に、側面に、など）ためのプラットフォームとして機能する。さらに、デッキ１１０は、以下に説明されるように、流体処理サブシステム、加熱サブシステム、分離サブシステム（例えば、磁気分離サブシステム）、ならびに／またはガントリ１７０および／もしくは基部１８０に結合された他のサブシステムと整列する、または別途これと相互作用するためにシステム１００の１つまたは複数の構成要素を配置するように機能し得る。この点に関して、デッキ１１０は、基準プラットフォームとして定置型であり得る一方で、他の構成要素は、デッキ１１０の要素と相互作用するための位置へと作動される。代替的に、デッキ１１０は、他のサブシステムとの相互作用のためにデッキ１１０の要素を配置するための１つまたは複数のアクチュエータに結合され得る。
【0025】
図１Ａ～図１Ｄに示される実施形態において、デッキ１１０は、試料処理要素のセットを支持するプラットフォームを提供し、試料処理要素は、使い捨ておよび／または再使用可能構成要素を含み得、この構成要素は、試料処理材料を含有するためのコンテナ、および／または試料を処理するための器具（例えば、流体取扱に関して、材料分離に関して、加熱および冷却に関してなど）を含む。実施形態において、デッキ１１０は、試薬カートリッジ１２０、試料処理カートリッジ１３０、器具コンテナ１４０、加熱および冷却サブシステム１５０、圧送サブシステム１５７、流体レベル検出サブシステム１５９、および分離サブシステム１６０のうちの１つまたは複数のユニットを含む試料処理要素のセットを支持することができる。追加的または代替的に、デッキ１１０は、他の好適な構成要素（例えば、蛍光検出サブシステム、共焦点顕微鏡サブシステム、分光検出サブシステム、全反射照明蛍光（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＩＲＦ）サブシステム、核磁気共鳴（Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：ＮＭＲ）サブシステム、ラマン分光（Ｒａｍａｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＲＳ）ＲＳサブシステムなど）を含み得る。
【0026】
試料処理要素は、デッキ１１０によって同一平面様式で、または代替的に異なる平面に、支持され得る。好ましくは、デッキによって支持される個別要素は、非重複であるが、デッキ１１０の代替の実施形態は、試料処理要素を重複様式で支持することができる（例えば、空間の保全などのため、または動作効率のためなど）。
【0027】
図１Ａおよび図１Ｄに示されるように、デッキ１１０は、ドア９０によりアクセス可能であり得、システム１００のドア９０は、デッキ１１０およびデッキ１１０によって支持される要素へのアクセスを提供するために、開および／または閉モードの間で遷移することができる。しかしながら、他の変異形において、デッキ１１０は、ドア９０によりアクセス可能でない場合がある。
【0028】
デッキ１１０によって支持される要素の実施形態、変異形、および例の詳細は、以下のセクション２．１．１～２．１．５においてさらに説明される。
【0029】
２．１．１ デッキ支持された要素：試薬カートリッジ
デッキ１１０は、試薬カートリッジ１２０のユニットを支持するための少なくとも１つの領域１１１（図２Ａおよび図２Ｂに示される）を含み、領域１１１は、加熱および冷却サブシステム１５０の部分、ならびに以下により詳細に説明される分離サブシステム１６０に対して試薬カートリッジ１２０を配置するように機能する。この点に関して、領域１１１は、試薬カートリッジ１２０の相補的部分と加熱および冷却サブシステム１５０ならびに分離サブシステム１６０の関連部分との間に界面を提供するための、また追加的に、そのような部分間の整列を促進および維持するため、１つまたは複数の開口部、凹部、および／または突出部を含み得る。
デッキ１１０は、試薬カートリッジ１２０のユニットを支持するための少なくとも１つの領域１１１（図２Ａおよび図２Ｂに示される）を含み、領域１１１は、加熱および冷却サブシステム１５０の部分、ならびに以下により詳細に説明される分離サブシステム１６０に対して試薬カートリッジ１２０を配置するように機能する。この点に関して、領域１１１は、試薬カートリッジ１２０の相補的部分と加熱および冷却サブシステム１５０ならびに分離サブシステム１６０の関連部分との間に界面を提供するための、また追加的に、そのような部分間の整列を促進および維持するため、１つまたは複数の開口部、凹部、および／または突出部を含み得る。
【0030】
試薬カートリッジ１２０は、１つまたは複数の区画内に、様々な応用のための１つまたは複数のワークフローに従う細胞捕捉および／または試料の処理のための材料を含有するように機能する。そのようなものとして、試薬カートリッジ１２０は、範囲のセットにわたって分散される格納容積部のセットを画定することができ、範囲のセットは、各範囲の材料内容物のための好適な環境を提供するために構成され得る。格納容積部のセットは、試料処理材料を直接的に含有することができ、および／または、代替的に、試料処理材料を含有する個々のコンテナ（例えば、管など）を受容し、これの位置を維持するように構成され得る。各範囲の格納容積部は、アレイに分散され得るか、または別途配置され得る。格納容積部は、使用用途（例えば、冷蔵、熱伝達、磁気分離など）に応じて、円形断面、矩形断面、または他の形態（例えば、断面、幅、深さなど）を有し得る。
【0031】
範囲のセットは、追加的または代替的に、モジュラ性を提供するように構成され得、１つまたは複数の範囲は、より長い保存可能期間にわたって安定している材料で予めパッケージされ得る一方で、他の範囲は、短い保存可能期間を有する材料を受容するように（例えば、使用の直前に）構成され得る。範囲のセットは、追加的または代替的に、試薬カートリッジ１２０の材料と相互作用する装置の動作効率（例えば、類似した材料をグループ化することに関してなど）を促進するように構成され得る。範囲のセットは、追加的または代替的に、以下により詳細に説明される試料処理カートリッジ１３０から抽出された材料（例えば、核酸材料）を受容および／または処理するための領域を画定することができる。
【0032】
追加的または代替的に、範囲のセットの範囲は、別々である（例えば、熱を受容するための範囲は、他の格納温度、または異なる温度を必要とする応用が意図される範囲とは別である）、重複している、または別途配置される。範囲のセットの範囲は、追加的または代替的に、形態（例えば、各範囲の格納容積部の長さ、デッキの他の要素にアクセスするか、またはこれと整合するための格納容積部の深さ、効率的な熱伝達のために構成される範囲の幅または深さなど）によって、互いから区別され得る。いくつかの変異形において、範囲のセットは、処理中、流体の滴下（例えば、以下に説明される、ピペッタの先端部から）を受容するために使用され得る吸収剤または多孔質材パットを支持する少なくとも１つの範囲をさらに含み得る。特定の範囲の内部表面特性（例えば、ＰＣＲ反応について、磁気分離についてなど）は、生体分子（例えば、核酸またはタンパク質）の低結合または保持を可能にするために高表面研磨で構成され得る。様々な範囲はまた、大量の利用可能なアッセイを顧客に提供するために混合され、合わせられ得る。
【0033】
試薬カートリッジ１２０の格納容積部のセットの個々の格納容積部は、個々の格納容積部内の材料同士の相互汚染を防ぐため、汚染物が個々の格納容積部に入ることを防ぐため、ならびに／または格納および配送中の蒸発損失を防ぐため、試薬カートリッジ１２０内の材料を隔離するように機能する１つまたは複数の封止体をさらに含み得る。封止体は、穴開け可能な封止体（例えば、紙からなる、金属箔からなる、および／または任意の他の好適な材料からなる）であってもよい。しかしながら、封止体は、代替的に、穴開け不可能であるように構成され得る（例えば、封止体は、試薬カートリッジ１２０から剥がれるように構成され得る）。実施形態において、特定の試薬コンテナはまた、プロトコルの適切なステップにおいて処理するために必要に応じて、器具によって開閉され得る（例えば、以下により詳細に説明されるように）丁番付きの蓋によって封止され得る。
【0034】
変異形において、範囲のセットは、冷蔵環境（例えば、１℃～１５℃の温度にある）を必要とする試薬を格納するための第１の範囲、周囲条件で格納され得る材料を格納するための第２の範囲、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）動作を実施し、以下に説明される加熱素子と整合するための材料を有する管を格納する第３の範囲、官能化粒子（例えば、米国出願第１６／１１５，３７０号などに説明されるような、バーコーディング領域および他の官能領域を有するプローブを伴うビーズ）を格納するための第４の範囲、および分離動作（例えば、磁力による非標的材料からの標的の分離）を実施するための第５の範囲を含み得る。変異形において、格納容積部のための異なる環境を提供する範囲は、異なって構成され得る。例えば、第１の範囲（すなわち、低温格納のための）は、断熱材料からなってもよく、および／または範囲の格納容積部の周りに（例えば、個々に、範囲全体の周りに）絶縁材料を含み得る。追加的または代替的に、分離のための範囲は、分離のために適切な磁場特徴を提供するように構成される磁気伝導性材料を含み得る。追加的または代替的に、熱サイクリングまたは他の熱伝達応用のための範囲は、試薬カートリッジへの、またはそこからの効率的な熱伝達を促進するために熱伝導性材料で構成され得る。実施形態において、様々な範囲は、特定の動作間で最小限のクロストークが存在するように、最適に配置され得る。例えば、冷蔵試薬格納容積部のための範囲は、ラン中に温度（例えば、４℃）が維持され得るが、ＰＣＲ反応のための範囲は、加熱を必要とし得る（例えば、変性中、最大９５℃）。そのようなものとして、冷蔵試薬に対するＰＣＲ熱サイクリングの影響を最小限にするため、周囲温度で格納される試薬を含有する範囲は、ＰＣＲ熱サイクリング範囲と冷蔵範囲との間に構成され得る。熱クロストークをさらに防ぐために、空気のみを有する追加のバッファ管が、独立した温度制御を必要とする重要な範囲間に使用され得る。
【0035】
変異形において、試薬カートリッジ１２０の範囲によって支持されるプロセス材料は、バッファ（例えば、エタノール、プライミング・バッファ、溶解バッファ、カスタム溶解バッファ、試料洗浄バッファ、ＲＮＡａｓｅ抑制剤を有する生理食塩水、ビーズ洗浄バッファ、ＲＴバッファ、バッファなど）、油（例えば、ペルフロリナート油）、ＰＣＲマスター混合物、細胞、ビーズ（例えば、官能化ビーズ）、または細胞捕捉および／もしくは試料処理に使用される任意の好適な材料のうちの１つまたは複数を含み得る。追加的または代替的に、格納容積部のセットのうちの１つまたは複数は、空であってもよい（例えば、最初は空である、１つまたは複数のプロセス全体を通して空である、オペレータによる充填の前は空である、など）。試薬カートリッジの様々な範囲内の異なる格納領域は、数マイクロリットル（例えば、５マイクロリットル）～５０ミリリットルの初期試薬容積部を有し得る。プロセス材料および使用用途の追加の詳細は、セクション３のワークフローに関して以下に説明される。
【0036】
特定の例において、図３Ａに示されるように、試薬カートリッジ１２０’は、冷蔵環境を必要とする試薬を格納するための、試薬カートリッジ１２０’の第１の周辺領域における第１の範囲１２１’、周囲条件で格納され得る材料を格納するための、試薬カートリッジ１２０’の中央領域における第２の範囲１２２’、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）動作を実施するための材料を有する管を格納するための、第２の範囲１２２の近くの、カートリッジの周辺領域における第３の範囲１２３’、官能化粒子（例えば、米国出願第１６／１１５，３７０号などに説明されるような、バーコーディング領域および他の官能領域を有するプローブを伴うビーズ）を格納するための、試薬カートリッジ１２０’の周辺領域における第４の範囲１２４’、分離動作（例えば、磁力による非標的材料からの標的の分離）を実施するための、試薬カートリッジ１２０’の周辺領域における第５の範囲１２５’を含む。特定の例において、第４の範囲１２４’は、モジュラ要素であってもよく、これにより、第４の範囲１２４’は、官能化粒子が使用のために準備が整うまで、試薬カートリッジ１２０’の残部とは別個に格納され得、この準備が整った時点で、第４の範囲１２４’は適所に置かれ、試薬カートリッジ１２０’と結合される。
【0037】
特定の例において、第１の範囲１２１’および第２の範囲１２２’は、金属箔からなる第１の封止体によって被覆され、第３の範囲１２３’および第５の範囲１２５’は、紙からなる第２の封止体によって被覆され、第４の範囲１２４’は、金属箔からなる第３の封止体によって被覆される。しかしながら、試薬カートリッジ１２０’の例の変異形は、別の好適な様式で構成され得る。
【0038】
図３Ｂに示される３’ＲＮＡ処理プロトコル（例えば、以下のセクション３．１．内のワークフローに対応する）の別の特定の例において、試薬カートリッジ１２０’’は、１００％分子グレード・エタノールのための第１の格納容積部１２０１（例えば、４．４６ｍＬの容積を有する）、第１の洗浄バッファのための第２の格納容積部１２０２（例えば、６．６ｍＬの容積を有する）、粒子結合バッファのための第３の格納容積部１２０３（例えば、１．１ｍＬの容積を有する）、溶解バッファのための第４の格納容積部１２０４（例えば、１．１ｍＬの容積を有する）、ペルフロリナート油のための第５の格納容積部１２０５（例えば、１．１ｍＬの容積を有する）、粒子結合洗浄溶液のための第６の格納容積部１２０６（例えば、６．６３ｍＬの容積を有する）、ｐｒｅ ＲＴ反応洗浄バッファのための第７の格納容積部１２０７（例えば、１．１ｍＬの容積を有する）、０．１Ｍ水酸化ナトリウム溶液のための第８の格納容積部１２０８（例えば、１ｍＬの容積を有する）、第２の洗浄バッファのための第９の格納容積部１２０９（例えば、２．５ｍＬの容積を含む）、鉱油のための第１０の格納容積部１２１０（例えば、１ｍＬの容積を有する）、８０％分子グレード・エタノールのための第１１の格納容積部１２１１（例えば、１．１ｍＬの容積を有する）、ヌクレアーゼ・フリー水のための第１２の格納容積部１２１２（例えば、２．２ｍＬの容積を有する）、廃棄物のための第１３の格納容積部１２１３（例えば、１２．３６ｍＬの容積を有する）、０．１Ｍ ＤＴＴのための第１４の格納容積部１２１４（例えば、０．１５ｍＬの容積を有する）、ｓｕｐｅｒｓｃｒｉｐｔ ＩＶなしのＲＴカクテルのための第１５の格納容積部１２１５、ｓｕｐｅｒｓｃｒｉｐｔ ＩＶ酵素のための第１６の格納容積部１２１６（例えば、０．０１１ｍＬの容積を有する）、エキソヌクレアーゼ・バッファのための第１７の格納容積部１２１７（例えば、０．２２ｍＬの容積を有する）、エキソヌクレアーゼ酵素のための第１８の格納容積部１２１８（例えば、０．０２２ｍＬの容積を有する）、第２の鎖合成混合物のための第１９の格納容積部１２１９（例えば、０．１２８ｍＬの容積を有する）、第２の鎖合成プライマのための第２０の格納容積部１２２０（例えば、０．０７２ｍＬの容積を有する）、ｍＲＮＡ増幅用のＰＣＲマスター混合物のための第２１の格納容積部１２２１（例えば、０．２２ｍＬの容積を有する）、混合物（例えば、Ｋａｐａ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ（登録商標）ＨｉＦｉ ＨｏｔＳｔａｒｔ Ｒｅａｄｙ Ｍｉｘｔｕｒｅ（２ｘ）のための第２２の格納容積部１２２２（例えば、０．３３ｍＬの容積を有する）、ｍＲＮＡ産物のための第２３の格納容積部１２２３（例えば、０．０２５ｍＬの容積を有する）、官能化粒子のための第２４の格納容積部１２２４（例えば、０．１１ｍＬの容積を有する）、磁気回収粒子のための第２５の格納容積部１２２５（例えば、０．０３ｍＬの容積を有する）、ＡＭＰｕｒｅ ＸＰ粒子のための第２６の格納容積部１２２６（例えば、０．６６ｍＬの容積を有する）、磁気粒子回収収集のための第２７の格納容積部１２２７、磁気粒子調製のための第２８の格納容積部１２２８、磁気粒子第２の鎖合成のための第２９の格納容積部１２２９、磁気粒子回収ｐｏｓｔ－ＰＣＲ ｃＤＮＡ増幅のための第３０の格納容積部１２３０、ＡＭＰｕｒｅ ＸＰ粒子調製のための第３１の格納容積部１２３１、第１のエキソヌクレアーゼ処置液のための第３２の格納容積部１２３２、第２のエキソヌクレアーゼ処置液のための第３３の格納容積部１２３３、第２の鎖合成のための第３４の格納容積部１２３４、第１のｃＤＮＡ増幅動作のための第３５の格納容積部１２３５、第２のｃＤＮＡ増幅動作のための第３６の格納容積部１２３６、第３のｃＤＮＡ増幅動作のための第３７の格納容積部１２３７、第４のｃＤＮＡ増幅動作のための第３８の格納容積部１２３８、および細胞懸濁液のための第３９の格納容積部１２３９を含み得る。
【0039】
図３Ｃに示されるＣＩＴＥ－Ｓｅｑ処理プロトコル（例えば、以下のセクション３．３内のワークフローに対応する）の別の特定の例において、試薬カートリッジ１２０’’’は、１００％分子グレード・エタノールのための第１の格納容積部１２０１’（例えば、４．４６ｍＬの容積を有する）、第１の洗浄バッファのための第２の格納容積部１２０２’（例えば、６．６ｍＬの容積を有する）、粒子結合バッファのための第３の格納容積部１２０３’（例えば、１．１ｍＬの容積を有する）、溶解バッファのための第４の格納容積部１２０４’（例えば、１．１ｍＬの容積を有する）、ペルフロリナート油のための第５の格納容積部１２０５’（例えば、１．１ｍＬの容積を有する）、粒子結合洗浄溶液のための第６の格納容積部１２０６’（例えば、６．６３ｍＬの容積を有する）、ｐｒｅ ＲＴ反応洗浄バッファのための第７の格納容積部１２０７’（例えば、１．１ｍＬの容積を有する）、０．１Ｍ水酸化ナトリウム溶液のための第８の格納容積部１２０８’（例えば、１ｍＬの容積を有する）、第２の洗浄バッファのための第９の格納容積部１２０９’（例えば、２．５ｍＬの容積を含む）、鉱油のための第１０の格納容積部１２１０’（例えば、１ｍＬの容積を有する）、８０％分子グレード・エタノールのための第１１の格納容積部１２１１’（例えば、１．１ｍＬの容積を有する）、ヌクレアーゼ・フリー水のための第１２の格納容積部１２１２’（例えば、２．２ｍＬの容積を有する）、廃棄物のための第１３の格納容積部１２１３’（例えば、１２．３６ｍＬの容積を有する）、０．１Ｍ ＤＴＴのための第１４の格納容積部１２１４’（例えば、０．１５ｍＬの容積を有する）、ｓｕｐｅｒｓｃｒｉｐｔ ＩＶなしのＲＴカクテルのための第１５の格納容積部１２１５’、ｓｕｐｅｒｓｃｒｉｐｔ ＩＶ酵素のための第１６の格納容積部１２１６’（例えば、０．０１１ｍＬの容積を有する）、エキソヌクレアーゼ・バッファのための第１７の格納容積部１２１７’（例えば、０．２２ｍＬの容積を有する）、エキソヌクレアーゼ酵素のための第１８の格納容積部１２１８’（例えば、０．０２２ｍＬの容積を有する）、第２の鎖合成混合物のための第１９の格納容積部１２１９’（例えば、０．１２８ｍＬの容積を有する）、第２の鎖合成プライマのための第２０の格納容積部１２２０’（例えば、０．０７２ｍＬの容積を有する）、ｃＤＮＡ増幅用のＰＣＲマスター混合物のための第２１の格納容積部１２２１’（例えば、０．２２ｍＬの容積を有する）、混合物（例えば、Ｋａｐａ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ（登録商標）ＨｉＦｉ ＨｏｔＳｔａｒｔ Ｒｅａｄｙ Ｍｉｘｔｕｒｅ（２ｘ）のための第２２の格納容積部１２２２’（例えば、０．３３ｍＬの容積を有する）、インデックス・プライマのための第２３の格納容積部１２２３’、ｍＲＮＡ増幅用のＰＣＲマスター混合物のための第２４の格納容積部１２２４’（例えば、０．１１ｍＬの容積を有する）、ＡＤＴ産物のための第２５の格納容積部１２２５’（例えば、０．２ｍＬの容積を有する）、ｍＲＮＡ産物のための第２６の格納容積部１２２６’（例えば、０．０２５ｍＬの容積を有する）、官能化粒子のための第２７の格納容積部１２２７’（例えば、０．１１ｍＬの容積を有する）、磁気回収粒子のための第２８の格納容積部１２２８’（例えば、０．０３ｍＬの容積を有する）、ＡＭＰｕｒｅ ＸＰ粒子のための第２９の格納容積部１２２９’（例えば、０．６６ｍＬの容積を有する）、磁気粒子回収収集のための第３０の格納容積部１２３０’、磁気粒子調製のための第３１の格納容積部１２３１’、磁気粒子第２の鎖合成のための第３２の格納容積部１２３２’、磁気粒子回収ｐｏｓｔ－ＰＣＲ ｃＤＮＡ増幅のための第３３の格納容積部１２３３’、ＡＭＰｕｒｅ ＸＰ粒子調製のための第３４の格納容積部１２３４’、第１の抗体由来タグ精製動作のための第３５の格納容積部１２３５’、第２の抗体由来タグ精製動作のための第３６の格納容積部１２３６’、ＡＭＰｕｒｅ ＸＰ粒子ＡＤＴ ｐｏｓｔ－ＰＣＲ精製のための第３７の格納容積部１２３７’、ｍＲＮＡ ＡＭＰｕｒｅ ＸＰ粒子精製のための第３８の格納容積部１２３８’、ｍＲＮＡ ＡＭＰｕｒｅ ＸＰ 粒子ｐｏｓｔ－ＰＣＲ精製のための第３９の格納容積部１２３９’、第１のエキソヌクレアーゼ処置液のための第４０の格納容積部１２４０’、第２のエキソヌクレアーゼ処置液のための第４１の格納容積部１２４１’、第２の鎖合成のための第４２の格納容積部１２４２’、第１のｃＤＮＡ増幅動作のための第４３の格納容積部１２４３’、第２のｃＤＮＡ増幅動作のための第４４の格納容積部１２４４’、第３のｃＤＮＡ増幅動作のための第４５の格納容積部１２４５’、第４のｃＤＮＡ増幅動作のための第４６の格納容積部１２４６’、抗体由来タグ画分増幅のための第４７の格納容積部１２４７’、ｍＲＮＡ増幅のための第４８の格納容積部１２４８’、および細胞懸濁液のための第４９の格納容積部１２４９’を含み得る。
【0040】
２．１．２ デッキ支持された要素：試料カートリッジ
図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、デッキ１１０はまた、試料処理カートリッジ１３０のユニットを支持するための少なくとも１つの領域１１２を含み、領域１１２は、以下により詳細に説明される加熱および冷却サブシステム１５０、圧送サブシステム１５７、ならびに流体レベル検出サブシステム１５９の部分に対して試料処理カートリッジ１３０を配置するように機能する。この点に関して、領域１１２は、試料処理カートリッジ１３０の相補的部分と、加熱および冷却サブシステム１５０、圧送サブシステム１５７、ならびに流体レベル検出サブシステム１５９の関連部分との間に界面を提供するための、また追加的に、そのような部分間の整列を促進および維持するため、１つまたは複数の開口部、凹部、および／または突出部を含み得る。
図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、デッキ１１０はまた、試料処理カートリッジ１３０のユニットを支持するための少なくとも１つの領域１１２を含み、領域１１２は、以下により詳細に説明される加熱および冷却サブシステム１５０、圧送サブシステム１５７、ならびに流体レベル検出サブシステム１５９の部分に対して試料処理カートリッジ１３０を配置するように機能する。この点に関して、領域１１２は、試料処理カートリッジ１３０の相補的部分と、加熱および冷却サブシステム１５０、圧送サブシステム１５７、ならびに流体レベル検出サブシステム１５９の関連部分との間に界面を提供するための、また追加的に、そのような部分間の整列を促進および維持するため、１つまたは複数の開口部、凹部、および／または突出部を含み得る。
【0041】
試料処理カートリッジ１３０は、細胞が捕捉され、任意選択的に分類され、処理され、または下流の応用のために別途処置される１つまたは複数の試料処理領域を提供するように機能し、下流の応用は、試料処理カートリッジ１３０上で（例えば、オンチップ）、および／または試料処理カートリッジ１３０から離れて（例えば、オフチップ）実施され得る。試料処理カートリッジ１３０の部分は、単一の基板内に構成され得るが、追加的または代替的に、複数の基板にわたって複数の部分（例えば、流体通路によって接続される）を含み得る。
【0042】
図４Ａ～図４Ｃに示されるように、試料処理カートリッジ１３０’の例は、他の要素が結合される、および／または他の要素が画定されるベース基板１３１を含み得る。さらに、マイクロ流体要素に関与する試料処理に関して、ベース基板１３１は、マイクロ流体要素への流体輸送、処理の様々なステージにおける試料処理容積部へのアクセス、および試料処理中に産生される廃棄物の輸送のためのマニホールドとして機能し得る。変異形において、ベース基板１３１は、試料処理チップ１３２、試料材料（例えば、細胞を含有する、粒子を含有する、など）を受容し、それを試料処理チップ１３２内へ送達するための入口リザーバ１３３、試料処理チップ１３２の１つまたは複数の領域にアクセスするためのアクセス領域１３４、アクセス領域を被覆し、封止機能を提供するガスケット１３６を含む蓋１３５、および試料処理チップ１３２から廃棄物を受容するための廃棄物含有領域１３７のうちの１つまたは複数を支持する。カートリッジは、器械内に存在するカートリッジ外の圧送システムとも接続するために追加のガスケット付きポートを有し得る。しかしながら、ベース基板１３１の変異形は、他の要素を含み得る。例えば、以下により詳細に説明されるように、ベース基板は、試料処理チップ１３２を通る流れを開閉するための弁領域をまとめて画定するために、試料処理チップ１３２とのさらなる結合を提供する１つまたは複数の開口部、凹部、および／または突出部を含み得る。
【0043】
図４Ａおよび図４Ｃ（下面図）に示されるように、試料処理チップ１３２（本明細書内では、等価にマイクロウェル・デバイスまたはスライドと称される）は、ウェル（例えば、マイクロウェル）のセットを画定する。ウェルのセットの各々は、単一細胞および／または１つもしくは複数の粒子（例えば、プローブ、ビーズなど）、任意の好適な試薬、複数の細胞、または任意の他の材料を捕捉するように構成され得る。変異形において、試料処理チップ１３２のマイクロウェルは、ウェルにわたる汚染なしに単一細胞および／または単一細胞からの材料の分析を可能にするために、単一の官能粒子との単一細胞の共同捕捉のために構成され得る。試料処理チップ１３２の実施形態、変異形、および例は、２０１８年７月２７日に出願された米国出願第１６／０４８，１０４号、２０１８年７月３０日に出願された米国出願第１６／０４９，０５７号、２０１７年９月２９日に出願された米国出願第１５／７２０，１９４号、２０１７年２月１３日に出願された米国出願第１５／４３０，８３３号、２０１７年１１月２２日に出願された米国出願第１５／８２１，３２９号、２０１７年１０月１２日に出願された米国出願第１５／７８２，２７０号、２０１８年７月３０日に出願された米国出願第１６／０４９，２４０号、２０１７年１１月１６日に出願された米国出願第１５／８１５，５３２号、２０１８年８月２８日に出願された米国出願第１６／１１５，３７０号、２０１９年９月９日に出願された米国出願第１６／５６４，３７５号、２０２０年３月１２日に出願された米国出願第１６／８１６，８１７号のうちの１つまたは複数に説明され、これらの出願は各々、上の参照によりそれらの全体が組み込まれる。
【0044】
材料組成において、試料処理チップ１３２は、例えば、ウェルのセット内により鋭い縁（例えば、より薄いウェル壁、９０度に近い角度で配置されるウェル壁など）を画定することによって可能にされる、より高い分解能のウェルのセットを可能にするように機能する、微細加工されたシリコンまたはガラス融着したシリカ材料からなってもよい。説明される材料および製作プロセスは、従来のチップ設計と比較して、マイクロウェル・カートリッジの１つまたは複数のより小さい特徴的寸法（例えば、長さ、幅、全体的な設置面積など）をさらに可能にし得る。追加的または代替的に、基板は、限定されるものではないが、ポリマー、金属、生物学的材料、または任意の他の材料もしくは材料の組み合わせなどの任意の他の好適な材料を含む。試料処理チップ１３２は、精密射出成形、精密エンボス加工、マイクロリソグラフィ・エッチング、ＬＩＧＡベースのエッチングなどの様々なプロセスによって、または他の好適な技術によって製作され得る。
【0045】
いくつかの変異形において、ウェルのセットの１つまたは複数の表面（例えば、下面、側面、下面および側面、すべての表面など）は、個々の細胞から個々のマイクロウェル内への生体マーカの捕捉のためのオリゴヌクレオチド分子と反応し得る。各々および個々のマイクロウェルに存在するオリゴヌクレオチド分子は、各マイクロウェル内で処理された生体マーカが、特定のウェル、および故に特定の単一細胞に結び付けられることを可能にするために、バーコーディングされ得る。１つの変異形において、ウェルのセットは、上の参照によって組み込まれる出願のうちの１つまたは複数に説明されるように、ウェルの長手方向軸に対して直角に取られた六角形断面を有するマイクロウェルのセットを含む。
【0046】
１つの変異形において、図４Ｃに示されるように、試料処理チップ１３２は、入口開口部３２、マイクロウェル３４のセットへの流体の分配のための、入口開口部の下流の第１の流体分配ネットワーク３３、マイクロウェル３４のセットの下流の第２の流体分配ネットワーク３５、および試料処理チップ１３２からの廃棄流体の輸送のための、第２の流体分配ネットワーク３５の終末部に結合される出口開口部３６を含み得る。この変異形において、試料処理チップ１３２は、ベース基板１３１の第１の側（例えば、下側）に結合される（例えば、レーザ溶接、糊接着、溶剤接着、超音波溶接、または別の技術によって）。ベース基板１３１の側面への試料処理チップ１３２の結合は、加熱および冷却サブシステム１５０からマイクロウェル３４のセットおよび／または試料処理チップ１３２の他の領域への熱の伝達を可能にし得、加熱および冷却サブシステム１５０は、以下により詳細に説明される。
【0047】
上に説明されるようなベース基板１３１はまた、入口リザーバ１３３（例えば、試料処理チップ１３２が結合される第１の側とは反対のベース基板１３１の第２の側において画定される）を含み得る。入口リザーバは、試料処理チップ１３２の入口開口部３２内への送達のため、試料材料（例えば、細胞を含有する試料、バーコーディングされた細胞を含有する試料、カプセル化材料を含有する試料、粒子を含有する試料など）、および／または上に説明される試薬カートリッジ１２０からの試料処理材料を受容するように機能する。変異形において、入口リザーバ１３３は、ベース基板１３１の表面内の凹んだ領域として画定され得、この凹んだ領域は、試料処理チップ１３２の入口開口部３２と整列する、および／またはこれで封止する孔を含む。ベース基板１３１の入口リザーバ１３３は、２０１８年７月２７日に出願された米国出願第１６／０４８，１０４号、２０１８年７月３０日に出願された米国出願第１６／０４９，０５７号、２０１７年９月２９日に出願された米国出願第１５／７２０，１９４号、２０１７年２月１３日に出願された米国出願第１５／４３０，８３３号、２０１７年１１月２２日に出願された米国出願第１５／８２１，３２９号、２０１７年１０月１２日に出願された米国出願第１５／７８２，２７０号、２０１８年７月３０日に出願された米国出願第１６／０４９，２４０号、２０１７年１１月１６日に出願された米国出願第１５／８１５，５３２号、２０１８年８月２８日に出願された米国出願第１６／１１５，３７０号、２０１９年９月９日に出願された米国出願第１６／５６４，３７５号、および２０２０年３月１２日に出願された米国出願第１６／８１６，８１７号のうちの１つまたは複数に説明されるように、上流の流体含有構成要素および／または気泡軽減構成要素と整合し得、これらの出願は各々、上の参照によりそれらの全体が組み込まれる。
【0048】
入口リザーバ１３３はまた、以下により詳細に説明されるように、デッキ１１０によって支持される、またはデッキ１１０と別途整合する、流体レベル検出サブシステム１５９と整合するように構成され得る。特に、入口リザーバ１３３の部分は、入口リザーバ１３３内の流体レベルを感知することを可能にする（例えば、光学インテロゲーションによって、圧力感知によって、重量感知によってなど）材料からなってもよい。例えば、入口リザーバ１３３は、可視スペクトル電磁放射および／または非可視スペクトル電磁放射に対する光学的に透明または半透明の材料からなってもよく（例えば、異なる材料を用いた製作によって、入口リザーバ１３３における材料の薄い領域を作成するための製作によってなど）、流体レベル検出サブシステム１５９のセンシング素子は、相応に入口リザーバ１３３内の流体のレベルを調べるように構成され得る。
【0049】
変異形において、ベース基板１３１の入口リザーバ１３３および試料処理チップ１３２の入口３２のうちの１つまたは複数は、システム１００の１つまたは複数の構成要素によって開閉され得る弁構成要素を含み得る。第１の変異形において、入口リザーバ１３２は、ピペット先端部、またはガントリ１７０（以下により詳細に説明される）に結合された流体取扱サブシステムの任意の他の好適なアタッチメントによってアクセスされ得る孔を含む。いくつかの実施形態において、孔は、閉じられ、したがって、流体が入口リザーバ１３２から試料処理チップ１３２へ進むのを防ぐことができる。しかしながら、入口リザーバ１３２は、別の好適な様式で構成され得る。入口リザーバ１３３と関連付けられた開口部は、上に向かって開いた円錐状表面を有し得、流体（水溶液または油または空気）が、図４Ｃの３３において画定されるマイクロチャネル内へ直接圧送され得るように、ピペット先端部に整合し、またこれを封止することを可能にする。
【0050】
図４Ａおよび図４Ｂに示されるように、ベース基板１３１はまた、試料処理チップ１３２の１つまたは複数の領域にアクセスするためのアクセス領域１３４を画定することができ、このアクセス領域は、試料処理チップ１３２の領域が試料処理の様々なフェーズで、観察されること、および／または試料処理チップ１３２から抽出されることを可能にし得る。図４Ａおよび図４Ｂに示されるように、アクセス領域１３４は、ベース基板１３１内の凹んだ領域として画定され、マイクロウェルのセットを含む試料処理チップ１３２の領域と整列される開口部３７を含み得る。試料処理チップ１３２は、わずか１００個のマイクロウェルから１億ものマイクロウェルまで有し得る。そのようなものとして、マイクロウェル領域が環境に対して開いている（例えば、ウェルを封止するカバーなし）変異形において、アクセス領域１３４の開口部３７は、観察および／または材料抽出（例えば、以下にさらに詳細に説明されるように、磁気分離によって）のためにマイクロウェルの内容物へのアクセスを提供するためにマイクロウェルとして機能し得る。開口部３７は、マイクロウェル領域の形態および設置面積に一致することができ、第１の変異形においては、図４Ｂに示されるように、正方形開口部であり得る。しかしながら、他の変異形において、開口部３７は、別の好適な形態を有し得る。
【0051】
図４Ａ～図４Ｃに示されるように、ベース基板１３１は、アクセス領域１３４を被覆する蓋１３５を含み得るか、または別途これに結合し得、蓋１３５は、封止機能を提供するガスケット１３６を含み得、蓋１３５は、アクセス領域１３４を開モードと閉モードとで遷移させ、以て、動作中の試料処理チップ１３２の内容物の蒸発試料損失および／または汚染を防ぐように機能する。蓋１３５は、追加的または代替的に、試料処理チップ１３２のマイクロウェルまたは他の処理領域の内容物を残屑から保護する、試料処理チップ１３２の内容物の処理を可能にする（例えば、領域を周囲環境から隔離することによって）、プロトコルの始動を開始する（例えば、ピペッタから試薬を受け入れるために開くことによって）、試料処理チップ１３２のユーザ操作を防ぐ（例えば、すべての必要な試薬が追加された後、閉めることによって）、流体通路、空洞、もしくはリザーバの部分もしくはすべてを（例えば、蓋１３５により）画定する（例えば、入口とマイクロウェルのセットとの間の流体通路の上面としての役割を果たす、マイクロウェル領域に隣接する流体通路の境界としての役割を果たす、ウェルのセットと廃棄物チャンバとの間の流体通路の上面としての役割を果たす、など）、または任意の他の好適な機能を実施するように機能し得る。
【0052】
図４Ｂに示されるように、少なくとも１つの変異形において、蓋１３５は、蓋１３５が、試料処理チップ１３２に空隙を提供しながら、アクセス領域１３４とかみ合うように、アクセス領域１３４の特徴部に対して形態が相補的であり得る。追加的に、変異形（図４Ｂおよび図４Ｃに示される）において、蓋１３５は、蓋１３５が閉位置にあるとき、上面においてベース基板１３１と実質的に同一平面にあり得る。しかしながら、蓋１３５は、別の好適な様式で形態的に構成され得る。
【0053】
変異形において、蓋１３５の突出部３８は、アクセス領域１３４の開口部３７と整合し得、以て、蓋が閉位置にあるとき開口部３７へのアクセスを実施的に防ぐ。図４Ｂに示されるように、いくつかの変異形において、突出部３８は、蓋１３５の閉位置においてアクセス領域１３４の開口部３７を封止するように機能するガスケット１３６によって囲まれる基部（または他の領域）を有し得る。しかしながら、蓋１３５の変異形は、ガスケットを省略し、アクセス領域１３４の封止を別の好適な様式で促進することができる。
【0054】
いくつかの変異形において、蓋１３５は、ロックまたはラッチ機構を含み得、これは、ロック／ラッチ機構が解放されるまで蓋１３５がベース基板１３１と共に閉位置に維持されることを可能にする。図５Ａ～図５Ｃに示される変異形において、蓋１３５の周辺部分は、１つまたは複数のタブ３９を含み得、これは、ベース基板１３１の対応するタブ受容部分と整合し、タブ３９は、それらがベース基板１３１のタブ受容部分と整合するまでベース基板１３１内へ押されるとき屈曲し、屈曲構成からラッチ状態へ戻るように構成される。追加的または代替的に、図５Ａ～図５Ｃに示される変異形において、ロック／ラッチ機構は、タブ３９をタブ受容部分から解放するために整合され得る解放体４１（例えば、バー、凹部、フックなど）を含み、ベース基板１３１に関して、蓋１３５を閉モードから開モードへ遷移させ得る。そのようなものとして、蓋１３５は、アクセス領域１３４が被覆されていない開モード、およびアクセス領域１３４が被覆される閉モードを蓋に提供する。図５Ａ～図５Ｃに示される変異形において、解放要素４１は、ベース基板１３１のアクセス領域１３４から離れる方へ凹んでいるバーを含み、このバーは、蓋開口器具１４５に可逆的に結合され得る。変異形において、蓋開口器具１４５は、アクチュエータ（例えば、作動先端部、以下に説明されるガントリ１７０に結合された流体取扱サブシステムのピペッタなど）と整合する第１の領域（例えば、第１の端）、および蓋１３５の解放要素４１と整合するように構成される連結要素４２を含む第２の領域（例えば、第２の端）を含み得る。このとき、ピペッタ／ピペット界面の運動により、蓋開口器具１４５は、蓋を開および／または閉モードの間で遷移させるために、解放要素４１を引っぱる、および／または蓋１３５を押すように構成され得る。そのようなものとして、以下に説明されるガントリ１７０に結合された流体取扱要素に関して、システム１００は、蓋開口器具１４５をアクチュエータ（例えば、ガントリ１７０に結合された）に結合するための動作モードであって、蓋開口器具が連結要素４２を含む、動作モード、蓋開口器具を蓋１３５の解放要素４１との整列状態へ移動させるための動作モード、連結要素４２を解放要素４１と可逆的に結合するための動作モード、および解放要素４１に力を印加し、以て、蓋１３５をラッチ状態から解放するための動作モード、ならびに蓋１３５を閉モードから開モードへ遷移させるための動作モードを提供することができる。ラッチ解除力を効果的に印加するため（例えば、アクチュエータ（例えば、ガントリ１７０に結合された）によって）、ベース基板１３１は、蓋開口器具１４５を通じて印加されるラッチ解除力に対して反作用力を受動的または能動的に印加する位置に保持され得る（例えば、セクション２．１．４に説明される保持要素によって、加熱および冷却サブシステムの保持要素によって、流体レベル検出サブシステムの保持要素によって、デッキの保持要素によってなど）。
【0055】
しかしながら、変異形において、ロック／ラッチ機構は、追加的または代替的に、錠鍵機構、磁気要素、または別の好適な機構を含み得るか、またはこれを用いて動作し得る。さらには、代替の変異形において、蓋１３５は、例えば、試料処理カートリッジ１３０の広い表面に平行のアクセスの周りで蓋を回転させるモータを含む別の蓋アクチュエータを含み得る。アクチュエータは、追加的または代替的に、蓋１３５を並進させる（例えば、試料処理カートリッジ１３０の広い表面に平行に蓋１３５をスライドさせる、広い表面に垂直に蓋１３５を並進させるなど）か、または別途蓋１３５を動かして、１つもしくは複数の既定の領域（例えば、マイクロウェルのセット）を選択的に被覆および被覆除去するように構成され得る。そのようなものとして、蓋１３５は、自動化された方式または半自動化された方式で動作するように構成され得、その結果として、蓋１３５は、自動的に、１つまたは複数のトリガ時に（例えば、細胞捕捉プロトコルがユーザによって開始される、細胞処理プロトコルがユーザによって開始される、選択されたプロトコルのためのすべての試薬が試薬カートリッジ１２０から追加された、など）閉じ、１つまたは複数のトリガ時に（例えば、細胞捕捉プロトコルが完了した、ユーザリクエスト時、細胞が生存していることが決定された、単一細胞が捕捉されたことが決定された、など）開く。追加的または代替的に、蓋１３５の動作は、ユーザによって開始および／もしくは完了されるか、スケジュールもしくは他の時間的パターンに従って動作されるか、または別途動作され得る。
【0056】
図４Ａ～図４Ｃに示されるように、ベース基板１３１はまた、試料処理チップ１３２からの廃棄物を受容するための廃棄物含有領域１３７を含み得る。廃棄物含有領域１３７はまた、試料処理チップ１３２内を所望の圧力（例えば、真空圧力など）に維持するように機能し得、以て、入口リザーバ１３３から試料処理チップ１３２を通り、廃棄物含有領域１３７への液体の流れを可能にする。廃棄物含有領域１３７は、試料処理チップ１３２から廃棄物または他の材料を受容するための容積部（例えば、ベース基板１３１内へ凹んでいる、ベース基板１３２から延在する、ベース基板１３１の出口に結合される、など）として画定され得る。図４Ａ～図４Ｃに示される変異形において、廃棄物含有領域１３７は、試料処理チップ１３２からの廃棄物が、以下により詳細に説明される圧送サブシステム１５７の力によって廃棄物含有領域１３７内へ押されるか、または上方に引っぱられるように、試料処理チップ１３２が結合される側とは反対のベース基板１３１の側に画定される。しかしながら、廃棄物含有領域１３７は、追加的または代替的に、廃棄物を受容するためにベース基板１３１および試料処理チップ１３２に対する別の好適な位置に構成され得る。
【0057】
廃棄物含有領域１３７は、１０～１００ｍＬの容積容量または別の好適な容積容量を有し得る。
【0058】
図４Ａ～図４Ｃに示されるように、廃棄物含有領域１３７は、廃棄物含有領域１３７内の廃棄物の含有を促進するカバー４８（例えば、蓋１３５とほぼ同一平面上にあるカバー）を含み得る。代替的に、廃棄物含有領域１３７は、カバーを含まなくてもよい。さらには、図４Ｃに示されるように、廃棄物含有領域１３７の例は、カバーとは別個のポンプ出口５１を含み得、このポンプ出口５１は、廃棄物チャンバ内の残気がカートリッジ外のポンプによって（例えば、圧送機構などによって）加圧されることを可能にし得るが、廃棄物含有領域１３７の変異形は、代替的に、廃棄物出口を省略し得る。
【0059】
廃棄物含有領域１３７に関して、システム１００は、試料処理チップ１３２から廃棄物含有領域１３７への流れを可能にする、および／または防ぐように構成される弁４３をさらに含み得る。弁４３は、出口開口部３６の外への、および廃棄物含有領域１３７内への流れを可能にする、および／またはブロックするために、上に説明される試料処理チップ１３２の出口開口部３６と整合し得る。弁４３は、通常開状態を有し、弁作動機構と相互作用すると閉状態へ遷移し得る。代替的に、弁４３は、通常閉状態を有し、弁作動機構と相互作用すると開状態へ遷移し得る。
【0060】
図４Ａおよび図６Ａ～図６Ｂに示される変異形において、弁４３は、弾性ボディ部を備え、ベース基板１３１の対応する弁受容部分と整列する試料処理チップ１３２の開口部４４を通じて試料処理チップ１３２をベース基板１３１に結合するように構成される。この変異形において、弁４３の遷移可能な部分は、試料処理チップ１３２の出口開口部３６からベース基板１３２の廃棄物含有領域１３７の入口まで流路に沿って（例えば、試料処理カートリッジの廃棄物含有領域内へとマイクロウェル領域から試料処理チップの出口まで流路に沿って）配置されるように構成される。例において、試料処理チップ１３２の開口部４４は、試料処理チップ１３２の出口開口部３７と連続しているが、他の変異形では、出口開口部３７および開口部４４は、互いから変位され、別のマイクロ流体チャネルによって接続され得る。そのようなものとして、弁４３の閉口は、出口開口部３７から廃棄物含有領域１３７内への流れをブロックすることができ、弁４３は、出口開口部３７から廃棄物含有領域１３７内への流れを可能にするために開かれ得る。
【0061】
図６Ｂに示されるベース基板１３１の断面像に示される変異形において、弁アクチュエータ４５は、下から（例えば、デッキの下から）ベース基板１３１にアクセスし、弁４３と相互作用するためにベース基板１３２のチャネルまたは他の凹部／開口部を通過し得る。特に、弁アクチュエータ４５の先端部４６（ベース基板内への開口部と整列される）が弁（例えば、弁４３の弾性膜）を押すと、図６Ｂ（上）に示されるように、弁４３は、試料処理チップ１３２の出口開口部３７を廃棄物含有領域１３７から流体的に分離するために、閉状態へ遷移し得る。追加的または代替的に、図６Ｂ（下）に示されるように、弁アクチュエータ４５による力の除去は、弁４３からの圧力を除去し、それを開状態に遷移させて、試料処理チップ１３２の出口開口部３６を廃棄物含有領域１３７から流体的に結合することができる。そのようなものとして、弁作動サブシステムは、先端部が弁開口部内へ延在して弾性弁を変形させ、以て、流路を閉じる、係合モード、および先端部が後退され、以て、流路を開く、非係合モードを含む。しかしながら、弁４３は、追加的または代替的に、別の好適な様式で構成され得る。
【0062】
他の変異形において、本システムは、試料処理チップ１３２の他の流路に、および／またはベース基板１３１に弁を結合するための同様の機構を含み得る。
【0063】
しかしながら、ベース基板１３１の変異形は、他の要素を含む。例えば、以下により詳細に説明されるように、ベース基板１３１は、試料処理チップ１３２を通る流れを促進または抑制するために、試料処理チップ１３２とのさらなる結合を提供する１つまたは複数の開口部、凹部、および／または突出部を含み得る。例えば、図６Ａに示されるように、ベース基板は、試料処理チップ１３２を通る流体流を駆動および／または停止するために、ベース基板１３１を圧送サブシステム１５７の圧送要素に結合する（例えば、デッキ１１０を通じて）ポンプ開口部４６を含み得る。
【0064】
しかしながら、試料処理カートリッジ１３０のベース基板１３１は、他の好適な要素を含み得る。
【0065】
２．１．３ デッキ支持された要素：器具コンテナ
図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、デッキ１１０は、器具コンテナ１４０のユニットを支持するための少なくとも１つの領域１１３を含み、この領域１１３は、器具コンテナ１４０を、以下に説明されるガントリ１７０の流体取扱装置に対して配置するように機能する。領域１１３はまた、より小型のシステムを提供し、試薬カートリッジ１２０、試料処理カートリッジ１３０、および器具コンテナ１４０のうちの１つまたは複数の内容物に関与する自動化された動作の効率性を改善するために、使用されている試薬カートリッジ１２０および試料処理カートリッジ１３０に近接して器具コンテナ１４０を配置し得る。領域１１３はまた、器具コンテナ１４０がデッキ１１０の表面の下で少なくとも部分的に凹んでいることを可能にする開口部を含み得る。
図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、デッキ１１０は、器具コンテナ１４０のユニットを支持するための少なくとも１つの領域１１３を含み、この領域１１３は、器具コンテナ１４０を、以下に説明されるガントリ１７０の流体取扱装置に対して配置するように機能する。領域１１３はまた、より小型のシステムを提供し、試薬カートリッジ１２０、試料処理カートリッジ１３０、および器具コンテナ１４０のうちの１つまたは複数の内容物に関与する自動化された動作の効率性を改善するために、使用されている試薬カートリッジ１２０および試料処理カートリッジ１３０に近接して器具コンテナ１４０を配置し得る。領域１１３はまた、器具コンテナ１４０がデッキ１１０の表面の下で少なくとも部分的に凹んでいることを可能にする開口部を含み得る。
【0066】
器具コンテナ１４０は、１つまたは複数の区画において、様々な応用のための１つまたは複数のワークフローに従って、流体吸引、流体送達、試料の非標的材料からの標的材料の分離のための様々な器具、試料処理カートリッジ蓋開口器具１４５、および／または他の器具の１つまたは複数のユニットを含有するように機能する。そのようなものとして、器具コンテナ１４０は、試薬の輸送および／もしくは試薬と試料の混合を促進すること、デッキ１１０の様々な領域において要素を流体的に結合および／もしくは分離すること、または、システム１００の１つもしくは複数の構成要素と別途相互作用することができる。
【0067】
変異形において、そのうちの１つが図７Ａに示されるが、器具コンテナ１４０’は、流体吸引および／または流体送達（例えば、試薬カートリッジ１２０内外へ、試料処理カートリッジ１３０内外へ、など）のための先端部１４１のセットを含み得る。先端部１４１のセットは、標準ピペット先端部（例えば、Ｐ２０先端部、Ｐ２００先端部、Ｐ１０００先端部など）のうちのいずれかまたはすべてを含み得、追加的または代替的に、先端部のセットは、穿孔器具（例えば、封止体を通って試薬管へのアクセスを得るため）、丸まった先端部（例えば、流体流を促進するため、孔をブロックするため、流体通路を画定するため、など）、または任意の他の好適な先端部を含み得る。先端部は、穿孔すること（例えば、試薬片箔を穿孔すること）、試薬のセットを輸送および／または混合すること（例えば、エタノールおよびプライミング・バッファを混合するための先端部、ＳＰＲＩエタノールを輸送するための先端部、ＳＰＲＩ上清を輸送するための先端部、ＳＰＲＩ溶出バッファを輸送するための先端部など）、試料処理カートリッジ１３０のユニット内への細胞分注、試料処理カートリッジのユニット内への官能化粒子の分注、プロセスの既定のセット（例えば、粒子洗浄、細胞溶解、油分注、プレ逆転写洗浄、以下に説明される他のワークフローなど）の実施を促進することのうちのいずれかもしくはすべてにおいて、構成されるか、もしくは別途使用され得、または任意の他の好適な機能を有し得る。
【0068】
図７Ａに示されるように、先端部１４１のセットは、器具コンテナ１４０内にアレイで配置され得（例えば、タイプに従って、サイズに従って、など）、器具コンテナ１４０の内側底は、様々な流体取扱動作から先端部の吸引／送達端を出る液滴を捕獲するための液滴捕獲セクションを含み得る。さらには、器具コンテナ１４０は、先端部１４１のセットの個々の先端部が互いに接触することを防ぎ、以て、相互汚染を防ぐための離間要素を含み得る。さらには、ピペッタと整合するための先端部のうちの１つまたは複数の領域は、伝導性であり得る（例えば、熱伝導性、導電性、金属からなる、伝導性ポリマーからなる、半導体材料からなる、など）。
【0069】
図７Ｂに示される３’処理プロトコルの特定の例において、器具コンテナ１４０’’は、エタノール、洗浄バッファ、および／またはプライミング溶液を輸送するための第１の先端部１４０１（例えば、２００ｍＬの先端部容積を有する、２００ｕＬの先端部容積を有する）、細胞懸濁液を輸送するための第２の先端部１４０２（例えば、１０００ｍＬの先端部容積を有する、１０００ｕＬの先端部容積を有する）、官能化粒子を輸送するための第３の先端部１４０３（例えば、２００ｍＬの先端部容積を有する、２００ｕＬの先端部容積を有する）、洗浄バッファを輸送するための第４の先端部１４０４（例えば、１０００ｍＬの先端部容積を有する、１０００ｕＬの先端部容積を有する）、粒子結合バッファの輸送のための第５の先端部１４０５（例えば、１０００ｍＬの先端部容積を有する、１０００ｕＬの先端部容積を有する）、ＤＴＴおよび／または溶解バッファの輸送のための第６の先端部（例えば、１０００ｍＬの先端部容積を有する、１０００ｕＬの先端部容積を有する）、ペルフロリナート油の輸送のための第７の先端部１４０７（例えば、１０００ｍＬの先端部容積を有する、１０００ｕＬの先端部容積を有する）、ＤＴＴ、粒子結合溶液、および／または洗浄溶液の輸送のための第８の先端部１４０８（例えば、１０００ｍＬの先端部容積を有する、１０００ｕＬの先端部容積を有する）、ＤＴＴおよび／またはｐｒｅ－ＲＴ反応洗浄溶液の輸送のための第９の先端部１４０９（例えば、１０００ｍＬの先端部容積を有する、１０００ｕＬの先端部容積を有する）、磁気回収のための１つまたは複数の磁気スリーブ１４１０、ＤＴＴおよび／またはＲＴカクテル溶液の輸送のための第１１の先端部１４１１（例えば、１０００ｍＬの先端部容積を有する、１０００ｕＬの先端部容積を有する）、エキソヌクレアーゼ処置液の輸送のための第１２の先端部１４１２（例えば、１０００ｍＬの先端部容積を有する、１０００ｕＬの先端部容積を有する）、鉱油の輸送のための第１３の先端部１４１３（例えば、１０００ｍＬの先端部容積を有する、１０００ｕＬの先端部容積を有する）、エキソヌクレアーゼ処置液の輸送のための第１４の先端部１４１４、水酸化ナトリウム溶液の輸送のための第１５の先端部１４１５（例えば、１０００ｍＬの先端部容積を有する、１０００ｕＬの先端部容積を有する）、第２の洗浄バッファの輸送のための第１６の先端部１４１６（例えば、１０００ｍＬの先端部容積を有する、１０００ｕＬの先端部容積を有する）、第２の鎖合成溶液の輸送のための第１７の先端部１４１７、粒子溶液の輸送のための第１８の先端部１４１８（例えば、１０００ｍＬの先端部容積を有する、１０００ｕＬの先端部容積を有する）、第２の洗浄バッファの輸送のための第１９の先端部１４１９（例えば、１０００ｍＬの先端部容積を有する、１０００ｕＬの先端部容積を有する）、ＰＣＲマスター混合および／または粒子溶液の輸送のための第２０の先端部１４２０（例えば、１０００ｍＬの先端部容積を有する、１０００ｕＬの先端部容積を有する）、鉱油の輸送のための第２１の先端部１４２１（例えば、１０００ｍＬの先端部容積を有する、１０００ｕＬの先端部容積を有する）、ＰＣＲ産物の輸送のための第２２の先端部１４２２（例えば、１０００ｍＬの先端部容積を有する、１０００ｕＬの先端部容積を有する）、ＡＭＰｕｒｅおよび／または上清の輸送のための第２３の先端部１４２３（例えば、１０００ｍＬの先端部容積を有する、１０００ｕＬの先端部容積を有する）、エタノールの輸送のための第２４の先端部１４２４（例えば、１０００ｍＬの先端部容積を有する、１０００ｕＬの先端部容積を有する）、エタノールの輸送のための第２５の先端部１４２５（例えば、１０００ｍＬの先端部容積を有する、１０００ｕＬの先端部容積を有する）、エタノールの輸送のための第２６の先端部１４２６（例えば、５０ｍＬの先端部容積を有する、５０ｕＬの先端部容積を有する）、ならびにヌクレアーゼ・フリー水および／または派生産物の輸送のための第２７の先端部１４２７（例えば、５０ｍＬの先端部容積を有する、５０ｕＬの先端部容積を有する）を含み得る。
【0070】
変異形において、器具コンテナ１４０は、追加的または代替的に、他の試料処理器具を含み得る。１つの変異形において、器具コンテナ１４０は、非標的材料からの標的材料の磁気分離のための分離器具先端部１４２の１つまたは複数のユニットを含み得る（以下により詳細に説明される）。追加的または代替的に、変異形において、器具コンテナ１４０は、追加的または代替的に、上に説明される蓋１３５を開構成へ遷移させるための蓋開口器具１４５のユニットを含み得る。しかしながら、器具コンテナ１４０の廃棄性および／またはその内容物に関して、器具コンテナ１４０は、使い捨て要素のみを含有するように、および再使用可能な要素（例えば、図２Ｂに示されるような、蓋開口器具１４５のユニット）を省略するように構成され得る。
【0071】
さらには、器具コンテナ１４０の内容物のユニットは、追加的に、試薬カートリッジ１２０、試料処理カートリッジ１３０のうちの１つまたは複数と一緒に含まれ得るか、別途デッキ１１０に配置されるか、デッキ１１０とは別個であるか、システム１００とは別個であるか、または別途配置され得る。他の変異形において、器具コンテナ１４０において使用される再使用可能な器具は、特定のエネルギー（例えば、熱、光信号、電磁波など）を提供する、および／または特定の信号（例えば、光、熱、電磁など）を感知するために、電気的、電磁的、光学的、または異なる様相の組み合わせを使用して、ガントリ１７０と相互作用し、試薬カートリッジ１２０および／または試料処理カートリッジ１３０上の特定の場所へ動かされる他の器具を含み得る。これらの器具は、制御電子装置に配線され得るか、またはワイヤレスで充電および制御／通信され得る。
【0072】
２．１．４ デッキ支持された要素－登録および保持特徴部
図８Ａ～図８Ｉに示されるように、デッキ１１０は、試薬カートリッジ１２０のための領域１１１、試料処理カートリッジ１３０のための領域１１２、および器具コンテナ１４０のための領域１１３に対して配置される保持要素のセットを含み得、この保持要素のセットは、試料を処理するための動作中にデッキ１１０において試薬カートリッジ１２０、試料処理カートリッジ１３０、および器具コンテナ１４０を登録および保持するように、ならびに試薬カートリッジ１２０、試料処理カートリッジ１３０、および器具コンテナ１４０が適切なときにデッキ１１０から解放されることを可能にするように機能する。保持要素のセットは、スナップ・フィット、プレス・フィット、ラチェット、または別の好適な機構を用いて保持力を提供するように構成される機械保持要素（例えば、凹部、突出部など）を含み得る。追加的または代替的に、保持要素のセットは、磁気保持要素または他の好適な保持要素を含み得る。磁気保持要素を含む変異形において、関連した磁石は、関連した磁気分離機構と干渉しないように、試薬カートリッジ１２０およびデッキ１１０の磁気分離エリア（以下の２．１．８に関して説明される）から離れて配置され得る。代替的に、関連した磁石は、試薬カートリッジ１２０（および／またはシステムの他の好適な部分で実施される磁気分離動作を促進するために、試薬カートリッジ１２０およびデッキ１１０の磁気分離エリアに近接して配置され得る。
図８Ａ～図８Ｉに示されるように、デッキ１１０は、試薬カートリッジ１２０のための領域１１１、試料処理カートリッジ１３０のための領域１１２、および器具コンテナ１４０のための領域１１３に対して配置される保持要素のセットを含み得、この保持要素のセットは、試料を処理するための動作中にデッキ１１０において試薬カートリッジ１２０、試料処理カートリッジ１３０、および器具コンテナ１４０を登録および保持するように、ならびに試薬カートリッジ１２０、試料処理カートリッジ１３０、および器具コンテナ１４０が適切なときにデッキ１１０から解放されることを可能にするように機能する。保持要素のセットは、スナップ・フィット、プレス・フィット、ラチェット、または別の好適な機構を用いて保持力を提供するように構成される機械保持要素（例えば、凹部、突出部など）を含み得る。追加的または代替的に、保持要素のセットは、磁気保持要素または他の好適な保持要素を含み得る。磁気保持要素を含む変異形において、関連した磁石は、関連した磁気分離機構と干渉しないように、試薬カートリッジ１２０およびデッキ１１０の磁気分離エリア（以下の２．１．８に関して説明される）から離れて配置され得る。代替的に、関連した磁石は、試薬カートリッジ１２０（および／またはシステムの他の好適な部分で実施される磁気分離動作を促進するために、試薬カートリッジ１２０およびデッキ１１０の磁気分離エリアに近接して配置され得る。
【0073】
保持要素は、試薬カートリッジ１２０、試料処理カートリッジ１３０、および器具コンテナ１４０の各々のために均一な機構を提供し得る。代替的に、試薬カートリッジ１２０、試料処理カートリッジ１３０、および器具コンテナ１４０は各々、必要に応じて異なる機構によって動作する異なる保持要素を含み得る。保持要素のセットによって支持される保持機構は、手動で動作され得る（例えば、ユーザが、構成要素をデッキ１１０と非係合および／または係合するために保持要素と相互作用する）。追加的または代替的に、保持要素のセットによって支持される保持機構は、非手動で動作され得る（例えば、保持要素を係合モードと非係合モードとの間で遷移させるために保持要素に結合されたアクチュエータにより）。保持機構は、適切な形態（例えば、手動オペレータまたは装置による係合を促進するため）、装荷および除荷力、ならびに／または伝達力（例えば、デッキ１１０の他の感応要素への）を用いて動作するように構成される。
【0074】
図８Ａに示される変異形において、デッキ１１０は、試薬カートリッジ１２０のための領域１１１に対応する保持要素２１の第１のサブセット、試料処理カートリッジ１３０のための領域１１２に対応する保持要素２２の第２のサブセット、および器具コンテナ１４０のための領域１１３に対応する保持要素２３の第３のサブセットを含み得る。
【0075】
図８Ａに関して、領域１１１における保持要素２１の第１のサブセットは、試薬カートリッジ１２０の対応する保持界面３１を補完する様式で、領域１１１の周りに（例えば、領域１１１の対側に）配置されるスナップ・レッジのセットを含み得る。より詳細には、図８Ｂおよび図８Ｃに示されるように、試薬カートリッジ１２０’の保持界面３１は、領域１１１に配置されるように基線位置から圧縮され得るタブ（例えば、可撓性タブ）のセットを含み得、圧縮構成からの解放は、タブのセットがスナップ・レッジとラッチすることを可能にする。保持界面３１のタブのセットは、ユーザがタブのセットを容易に圧縮することを可能にする把持特徴部（例えば、隆起など）をさらに含み得る。関連した変異形において、保持要素２１の第１のサブセットおよび試薬カートリッジ１２０’の対応する保持界面は、別の様式で配置され得る。例えば、試薬カートリッジのタブのセットは、デッキ１１０の保持要素２１との対応する整列を伴って、試薬カートリッジ１２０の非周辺領域に配置され得る（例えば、指穴および／またはサム・ホール切り欠きを伴って）。ロバストな接触を提供することに関して、保持要素２１は、表面同士のロバストな接触を提供するために、試薬カートリッジ１２０が相互作用するデッキ要素（例えば、加熱および冷却サブシステム要素、磁気分離サブシステム要素など）に対して付勢力を提供するように構成され得る。デッキ要素に対して使用される付勢力は、少なくとも０．５ｌｂｓ、または少なくとも１ｌｂｓ、または少なくとも２ｌｂｓ、または少なくとも３ｌｂｓであってもよい。
【0076】
図８Ａに関して、領域１１２における保持要素２２の第２のサブセットは、試料処理カートリッジ１３０の対応する保持界面３２を補完する様式で、領域１１２の周りに（例えば、領域１１２の対側に、および領域１１２の第３の周辺側に）配置されるスナップ・レッジのセットを含み得る。より詳細には、図８Ｄ～図８Ｇに示されるように、試料処理カートリッジ１３０の保持界面３２は、領域１１２に配置されるように基線位置から圧縮され得るタブ（例えば、可撓性タブ）のセットを含み得、圧縮構成からの解放は、タブのセットがスナップ・レッジとラッチすることを可能にする。この変異形において、試料処理カートリッジ１３０は、保持要素２２ａの最初のもの（例えば、入口リザーバ近くの試料処理カートリッジの側における、廃棄物含有領域近くの試料処理カートリッジの側における、など）に、他の保持界面２２ｂを対側のスナップ・レッジとラッチする前に、挿入される／これと係合するように構成され得る。試薬カートリッジ１２０のタブのセットと同様に、試料処理カートリッジ１３０の保持界面１３０のタブのセットは、ユーザがタブのセットを容易に圧縮することを可能にする把持特徴部（例えば、隆起など）をさらに含み得る。ロバストな接触を提供することに関して、保持要素２２は、表面同士のロバストな接触を提供するために、試料処理カートリッジ１３０が相互作用するデッキ要素（例えば、加熱および冷却サブシステム要素、圧送サブシステム要素など）に対して付勢力を提供するように構成され得る。さらには、デッキ１１０の保持要素２２のセットは、試料処理カートリッジ１２０に可逆的に係合し、蓋開口動作モードに関して説明される蓋開口器具１４５に対して反作用力を提供するように構成され得る。
【0077】
図８Ａに関して、領域１１３における保持要素２３の第３のサブセットは、器具コンテナの対応する保持界面３３を補完する様式で、領域１１３の周りに（例えば、領域１１３の対側に）配置されるスナップ・レッジのセットを含み得る。より詳細には、図８Ｈおよび図８Ｉに示されるように、器具コンテナ１４０の保持界面３３は、領域１１３に配置されるように基線位置から圧縮され得るタブ（例えば、可撓性タブ）のセットを含み得、圧縮構成からの解放は、タブのセットがスナップ・レッジとラッチすることを可能にする。保持界面３３のタブのセットは、ユーザがタブのセットを容易に圧縮することを可能にする把持特徴部（例えば、隆起など）をさらに含み得る。
【0078】
しかしながら、上に説明されるデッキ１１０の保持要素の変異形において、他の好適な特徴部を含み得るか、または別の好適な様式で、関連した要素に対して構成され得る。
【0079】
２．１．５ デッキ支持された要素：加熱および冷却サブシステム
図１Ａ～図１Ｄおよび図２Ｂに示されるように、システム１００は、試薬カートリッジ１２０および／または試料処理カートリッジ１３０の所望の領域へ、および／またはそこから熱を伝達するように機能する加熱および冷却サブシステム１５０を含み得る。加熱および冷却サブシステム１５０は、追加的または代替的に、システム１００の内部容積部内を所望の温度に維持するように機能し得る。変異形において、加熱および冷却サブシステム１５０は、加熱素子（例えば、ペルチェ加熱素子、抵抗加熱素子、他の加熱素子）、冷却素子（例えば、ペルチェ冷却素子、冷蔵アルミニウム・ブロック、冷却剤を循環させるための流体通路システムなど）、加熱および冷却素子へ、またはこれから他の物体、ヒート・シンク、ファン、温度センサ、および熱制御回路へ（例えば、以下により詳細に説明される基部１８０の処理要素への電気結合により）熱を伝達するための熱的接触もしくは非接触体、のうちの１つまたは複数のユニットを含み得る。変異形において、冷却素子は、格納容積部および／または試料を、摂氏２～８度、さらに好ましくは、摂氏４度に維持することができる。追加的または代替的に、冷却素子は、１つまたは複数の格納容積部／試料を、任意の好適な温度（例えば、摂氏２度未満、摂氏８度超など）に維持することができる。
図１Ａ～図１Ｄおよび図２Ｂに示されるように、システム１００は、試薬カートリッジ１２０および／または試料処理カートリッジ１３０の所望の領域へ、および／またはそこから熱を伝達するように機能する加熱および冷却サブシステム１５０を含み得る。加熱および冷却サブシステム１５０は、追加的または代替的に、システム１００の内部容積部内を所望の温度に維持するように機能し得る。変異形において、加熱および冷却サブシステム１５０は、加熱素子（例えば、ペルチェ加熱素子、抵抗加熱素子、他の加熱素子）、冷却素子（例えば、ペルチェ冷却素子、冷蔵アルミニウム・ブロック、冷却剤を循環させるための流体通路システムなど）、加熱および冷却素子へ、またはこれから他の物体、ヒート・シンク、ファン、温度センサ、および熱制御回路へ（例えば、以下により詳細に説明される基部１８０の処理要素への電気結合により）熱を伝達するための熱的接触もしくは非接触体、のうちの１つまたは複数のユニットを含み得る。変異形において、冷却素子は、格納容積部および／または試料を、摂氏２～８度、さらに好ましくは、摂氏４度に維持することができる。追加的または代替的に、冷却素子は、１つまたは複数の格納容積部／試料を、任意の好適な温度（例えば、摂氏２度未満、摂氏８度超など）に維持することができる。
【0080】
加熱および冷却サブシステム１５０の１つまたは複数の部分は、様々な応用のために熱伝達機能を提供するために、デッキ１１０の開口部に入って、デッキ１１０によって支持される他のシステム要素（例えば、試薬カートリッジ、試料処理カートリッジ、器具コンテナなど）の所望の部分と熱的に整合するか、またはこれと別途結合し得る。代替的に、デッキ１１０は、熱伝達応用のための所望の領域において熱伝導性材料からなり得、また加熱および冷却サブシステム１５０の部分は、熱伝達のため、デッキ１１０の熱伝導性材料領域に接触するように構成され得る。
【0081】
図２Ｂに示される特定の例において、加熱および冷却サブシステム１５０は、デッキ１１０によって支持される試薬カートリッジ１２０および試料処理カートリッジ１３０の所望の部分と加熱素子を熱的に整合させる温熱体のセットを含む。温熱体のセットは、デッキ１１０’の開口部を通過し、上に説明される試薬カートリッジ１３０’の第１の範囲１２１’と整合するように構成される第１の温熱体１５６’（例えば、温熱プレート）を含み、この第１の温熱体１５６’は、第１の範囲１２１’の格納容積部を囲むための（例えば、第１の範囲１２１’の格納容積部に格納される材料のために冷蔵環境を提供するため）凹部のアレイを含む。図２Ｂに示されるように、温熱体のセットは、デッキ１１０’の開口部を通過し、上に説明される試薬カートリッジ１３０’の第３の範囲１２３’と整合するように構成される第２の温熱体１５７’（例えば、温熱プレート）をさらに含み得、この第２の温熱体１５７’は、第３の範囲１２３’の格納容積部を囲むための（例えば、ＰＣＲおよび／または第３の範囲１２３’の格納容積部内で行われるプロセスのための他の加熱動作のために熱を伝達するため）凹部のアレイを含む。図２Ｂおよび図６Ａに示されるように、温熱体のセットは、デッキ１１０’の開口部を通過し、上に説明される試料処理チップ１３２のマイクロウェル３４のセットと整合するように構成される第３の温熱体１５８’（例えば、温熱プレート）をさらに含み得、この第３の温熱体１５８’は、試料処理カートリッジ１３０のマイクロウェルへの、またはそこからの均一な熱伝達のために実質的に平坦な基板を提供する。
【0082】
変異形において、温熱体のセットは、熱伝達のためのより広い表面積を提供するために、ヒート・シンク素子１５５に結合され得る（例えば、試薬カートリッジ／試料処理カートリッジとの界面から離れた温熱体の側において）。さらには、図２Ｄ～図２Ｆに示されるように、以下により詳細に説明されるデッキ１１０と基部１８０との間のエリアは、必要に応じて温熱体のセットから離れる方への対流熱伝達のための熱機構を提供するために、１つまたは複数のファン１５４および／またはダクト１５３を含み得る。さらには、上に説明される変異形において、加熱および冷却サブシステム１５０の１つまたは複数の部分（例えば、温熱体など）は、対応するカートリッジ（例えば、試薬カートリッジ、試料処理カートリッジなど）の適所への保持を促進する特徴部を含み得る。
【0083】
変異形において、温熱体および／または加熱および冷却サブシステム１５０の他の部分のうちの１つまたは複数は、温熱体をデッキ１１０によって支持される要素との熱的連通へと出入りさせるアクチュエータに結合され得るが、システム１００の変異形は、加熱および冷却サブシステム１５０のアクチュエータを省略し得る。
【0084】
２．１．６ デッキ支持された要素：圧送サブシステム
図１Ａ、図２Ｂ、および図６Ａに示されるように、システム１００は、上に説明される試料処理カートリッジ１３０の所望の部分に正圧および／または負圧を提供するように機能する圧送サブシステム１５７（例えば、デッキ１１０および／または基部１８０に結合される）を含み得る。より詳細には、圧送サブシステム１５７は、入口リザーバ１３３からの、および試料処理カートリッジ１３０の試料処理チップ１３２内への流体流を駆動するように機能し得る。追加的または代替的に、圧送サブシステム１５７は、試料処理カートリッジ１３０の廃棄物含有領域１３７からの、および外部廃棄物レセプタクル内への流体を除去するように機能し得る。変異形において、圧送サブシステム１５７は、デッキ１１０内の開口部を通じて試料処理カートリッジ１３０と整合するように構成される１つもしくは複数のポート５８（例えば、真空ポート）、ポート５８に結合される１つもしくは複数のポンプ（例えば、真空ポンプ、蠕動ポンプなど）、ポンプに結合される圧力駆動通路を提供するための１つもしくは複数のマニホールド、圧力通路に沿って圧力レベルを検出するように構成される１つもしくは複数の圧力センサ、および／または、圧送サブシステム１５７の動作を制御する（例えば、以下により詳細に説明される基部１８０の処理要素への電気結合により）ように構成される１つもしくは複数の制御回路素子を含み得る。そのようなものとして、変異形において、試料処理カートリッジ１３０に直接結合されない圧送サブシステム１５７の部分は、デッキ１５７と基部との間に位置し得る。
図１Ａ、図２Ｂ、および図６Ａに示されるように、システム１００は、上に説明される試料処理カートリッジ１３０の所望の部分に正圧および／または負圧を提供するように機能する圧送サブシステム１５７（例えば、デッキ１１０および／または基部１８０に結合される）を含み得る。より詳細には、圧送サブシステム１５７は、入口リザーバ１３３からの、および試料処理カートリッジ１３０の試料処理チップ１３２内への流体流を駆動するように機能し得る。追加的または代替的に、圧送サブシステム１５７は、試料処理カートリッジ１３０の廃棄物含有領域１３７からの、および外部廃棄物レセプタクル内への流体を除去するように機能し得る。変異形において、圧送サブシステム１５７は、デッキ１１０内の開口部を通じて試料処理カートリッジ１３０と整合するように構成される１つもしくは複数のポート５８（例えば、真空ポート）、ポート５８に結合される１つもしくは複数のポンプ（例えば、真空ポンプ、蠕動ポンプなど）、ポンプに結合される圧力駆動通路を提供するための１つもしくは複数のマニホールド、圧力通路に沿って圧力レベルを検出するように構成される１つもしくは複数の圧力センサ、および／または、圧送サブシステム１５７の動作を制御する（例えば、以下により詳細に説明される基部１８０の処理要素への電気結合により）ように構成される１つもしくは複数の制御回路素子を含み得る。そのようなものとして、変異形において、試料処理カートリッジ１３０に直接結合されない圧送サブシステム１５７の部分は、デッキ１５７と基部との間に位置し得る。
【0085】
変異形において、圧送サブシステム１５７のポート５８は、試料処理カートリッジ１３０の好適な領域（例えば、入口、ウェルなど）に結合され得（例えば、物理的に接続される、流体的に接続される、など）、また追加的または代替的に、試薬カートリッジ１２０、システム１００の別の流体通路、またはシステム１００の任意の他の好適な構成要素に結合され得る。
【0086】
第１の特定の例において、図２Ｆおよび図６Ａに示されるように、圧送サブシステム１５７は、デッキ１１０と基部１８０との間に配置され、かつ試料処理カートリッジ１３０のベース基板１３１の下の広い表面に配置された継手を通じて廃棄部出口５１において廃棄物含有領域に結合されるポンプ５９（例えば、蠕動ポンプ）を含み、ポンプ５９は、負圧および／または正圧を相応に印加することによって、試料処理チップ１３２を通じて順方向および逆方向に流体を引き込むことができる。追加的または代替的に、圧送サブシステム１５７は、以下により詳細に説明される流体レベル検出サブシステム１５９と関連付けられたトリガ・イベントに従って、既定の圧力（例えば、－０．２５ｐｓｉまたは－１ｐｓｉまたは－２．５ｐｓｉ）で、入口リザーバ１３３から、および試料処理チップ１３２を通じて、流体を引き込むことができる。
【0087】
試料処理カートリッジ１３０、および蓋１３５を閉状態と開状態との間で遷移させるために蓋開口器具１４５によって印加される力に関して、上のセクション２．１．４に説明される保持要素は、上に説明されるように、蓋１３５を開けるために蓋開口器具１４５によって印加される力に均衡する／これを相殺する保持力を提供することができる。追加的または代替的に、圧送サブシステム１５７の１つまたは複数の部分は、試料処理カートリッジ１３０を適所に保持し、上に説明されるように、蓋１３５を開けるために蓋開口器具１４５によって印加される力に均衡する／これを相殺する保持力を提供することができる。特定の例において、ポート５８は、蓋開口器具１４５に反作用力を提供するために試料処理カートリッジ１３０と結合することができる。しかしながら、システム１１０の他の部分が、追加的または代替的に、反作用力を提供することができる。
【0088】
２．１．７ デッキ支持された要素：流体レベル検出サブシステム
図１Ａ、図２Ｂ、および図９に示されるように、システム１００は、デッキ１１０によって少なくとも部分的に支持され、かつ試料処理カートリッジ１３０と整合するように構成される流体レベル検出サブシステム１５９を含み得る。流体レベル検出サブシステム１５９は、システム１００の試料処理カートリッジ１３０および／または他の流体処理要素において流体と関連付けられた流体パラメータ（例えば、流体のバイナリ・プレゼンス、流体の体積、流体流量、流体タイプなど）を検出および／または測定するように機能する。変異形において、流体レベル検出サブシステム１５９は、流体レベル制御回路に結合された（例えば、以下により詳細に説明される基部１８０の処理要素への電気結合により）流体レベル・センサ６３を含み得る。
図１Ａ、図２Ｂ、および図９に示されるように、システム１００は、デッキ１１０によって少なくとも部分的に支持され、かつ試料処理カートリッジ１３０と整合するように構成される流体レベル検出サブシステム１５９を含み得る。流体レベル検出サブシステム１５９は、システム１００の試料処理カートリッジ１３０および／または他の流体処理要素において流体と関連付けられた流体パラメータ（例えば、流体のバイナリ・プレゼンス、流体の体積、流体流量、流体タイプなど）を検出および／または測定するように機能する。変異形において、流体レベル検出サブシステム１５９は、流体レベル制御回路に結合された（例えば、以下により詳細に説明される基部１８０の処理要素への電気結合により）流体レベル・センサ６３を含み得る。
【0089】
流体レベル・センサ６３のユニットは、試料処理カートリッジ１３０の入口リザーバ１３３と関連付けられた流体パラメータ（例えば、入口リザーバからマイクロウェルへ入る流体）を決定することができる。流体レベル・センサ６３のユニットは、追加的または代替的に、試料処理カートリッジ１３０の出口と関連付けられた流体パラメータ（例えば、マイクロウェルから出口へ入る流体、出口から廃棄物含有領域へ入る流体など）を決定することができる。流体レベル・センサ６３のユニットは、追加的または代替的に、試料処理カートリッジ１３０の廃棄物含有領域と関連付けられた流体パラメータ（例えば、廃棄物含有領域内の流体の体積）、または任意の他の好適な流体パラメータを決定することができる。流体レベル・センサ６３は、光センサ、圧力センサ、温度センサ（例えば、流体通路内の特定の温度の流体を検出するため）、または流体の存在を検出するように構成される任意の他の好適なセンサのうちのいずれかまたはすべてを含み得、任意選択的に、試料処理カートリッジ内の流体と関連付けられた値（例えば、体積流量など）を決定することができる。
【0090】
第１の変異形において、本システムは、入口からウェルのセットへ輸送されている流体の存在を検出するように構成される光センサ６３を含む。例において、赤外線（ＩＲ）エミッタ／検出器の対が、試料処理カートリッジ１３０の入口リザーバ１３３における、流体の存在および輸送されている流体の体積を（例えば、流体が存在する時間の持続期間にさらに基づいて）決定するために使用される。
【0091】
図２Ｂおよび図９に示される特定の例において、流体レベル検出サブシステム１５９は、ＩＲ検出器６３ｂから離れており、かつ試料処理カートリッジ１３０の入口リザーバ１３３をまたがってＩＲ検出器６３ｂに対向するＩＲエミッタ６３ａを含み、このＩＲエミッタ６３ａおよびＩＲ検出器６３ｂは、試料処理カートリッジ１３０のベース基板１３１の下側内側部分の中に配置されるように、ならびにＩＲ放射線を入口リザーバ１３３の壁および内側容積部を横切って通過させ、以て、流体レベル検出を可能にするように構成される。しかしながら、流体レベル・センサ６３の変異形は、別の好適な様式で構成され得る。
【0092】
２．１．８ デッキ支持された要素：分離サブシステムおよび動作モード
図１Ａ、図２Ｂ、および図１０Ａ～図１０Ｃに示されるように、システム１００は、非標的材料からの標的材料の分離を促進する（例えば、磁力を使用して、他の力を使用して）ように機能する分離サブシステム１６０を含み得る。変異形において、分離サブシステム１６０は、２０１９年６月２６日に出願された、「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｔａｒｇｅｔ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｒｅｔｒｉｅｖａｌ ｆｒｏｍ Ｍｉｃｒｏｗｅｌｌｓ」という表題の米国特許第６２／８６６，７２６号に説明される構成要素の実施形態、変異形、および例を含み得、これは本参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。しかしながら、分離サブシステム１６０の変異形は、追加的または代替的に、他の構成要素を含み得る。
図１Ａ、図２Ｂ、および図１０Ａ～図１０Ｃに示されるように、システム１００は、非標的材料からの標的材料の分離を促進する（例えば、磁力を使用して、他の力を使用して）ように機能する分離サブシステム１６０を含み得る。変異形において、分離サブシステム１６０は、２０１９年６月２６日に出願された、「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｔａｒｇｅｔ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｒｅｔｒｉｅｖａｌ ｆｒｏｍ Ｍｉｃｒｏｗｅｌｌｓ」という表題の米国特許第６２／８６６，７２６号に説明される構成要素の実施形態、変異形、および例を含み得、これは本参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。しかしながら、分離サブシステム１６０の変異形は、追加的または代替的に、他の構成要素を含み得る。
【0093】
１つの変異形において、図１０Ａ～図１０Ｃに示されるように、分離サブシステム１６０は、以下に説明されるガントリ１７０の流体取扱サブシステムへの界面１６２（例えば、ピペット界面）を含む第１のボディ部１６１、および標的材料分離のための磁力を提供するように構成される磁気遠位領域１６３を含み得る。この変異形において、磁気遠位領域１６３は、上に説明される（例えば、器具コンテナ１４０の）磁気スリーブ１４１０の１つまたは複数のユニットと結合するように構成され得、この磁気スリーブ１４１０は、使い捨て要素であってもよい。さらには、界面１６２は、磁力、流体吸引、および／またはピペット操作ヘッドによって提供される流体送達動作を用いて標的または非標的材料回収を促進するために、以下により詳細に説明されるガントリ１７０に結合されたピペット操作ヘッドに結合されるように構成され得る。そのようなものとして、システム１００は、ガントリ１７０が、試料からの標的材料の磁気分離のため、磁気スリーブ１４１０に結合された第１のボディ部１６１を試料処理カートリッジ１３０と試薬カートリッジ１２０との間で移送する、分離モードを含み得る。さらには、分離サブシステム１６０を使用して実施される方法の実施形態は、＞９０％の回収効率で標的材料の迅速な回収をもたらすことができ、この場合、試料の標的材料（または非標的材料）に結合された磁気粒子のみが回収される。したがって、分離サブシステム１６０は、増大した選択的回収効率をもたらすように機能し得、したがって、処理試薬に関する下流の費用および他の材料費を（必要とされる容積部の低減に起因して、生化学反応における低減した分裂に起因して）低減し、ならびに処理負荷を低減することができる。
【0094】
図１０Ａに示されるように、第１のボディ部１６１は、以下に説明されるガントリ１７０の流体取扱サブシステムへの界面１６２を含み得、この界面は、流体取扱サブシステムの対応する結合領域を補完する結合領域を含む。界面１６２の結合領域は、磁気結合機構、プレス・フィット、スナップ・フィット、ねじ機構、雄雌接続、または流体取扱サブシステムとの可逆的結合を提供するための別の好適な機構によって動作し得る。
【0095】
第１のボディ部１６１の磁気遠位領域１６３は、永久磁石を提供するための材料を含むか、もしくはこれからなり得るか、または、代替的に、電磁石として構成され得る（例えば、システム１００の好適な電子装置への結合により）。変異形において、磁気遠位領域１６３は、アルニコ、ネオジム、ネオジム鉄ボロン、サマリウム・コバルト、フェライト、および任意の他の好適な磁気材料のうちの１つまたは複数からなり得る。形態においては、磁気遠位部分１６３は、磁気スリーブ１４１０のユニットが磁気遠位部分と結合する（例えば、可逆的に結合する）ことができるように、磁気スリーブ１４１０の形態を補完することができる。さらには、磁気遠位部分１６３の形態および極構成は、ほぼ法線の磁力が、封入された粒子が除去されている標的マイクロウェルの大部分に印加されるというようなものである。
【0096】
磁気スリーブ１４１０は、試料処理チップ１３２からの材料の輸送を可能にするために、例えば、アクセス領域１３４を通じて、試料処理チップ１３２と整合するように構成される第１の領域１４１０ａを含み得る。磁気スリーブ１４１０はまた、第１のボディ部１６１の磁気遠位部分１６３と結合するための第２の領域１４１０ｂ、および第１の領域から第２の領域まで通る内部空洞１４１０ｃを含み得る。磁気スリーブ１４１０は、第１のボディ部１６３を物理的に接触するウェルまたは試料処理チップ１３２の他の感応性材料から分離する構造体を提供するように、および標的材料（または非標的材料）の回収のための所望の領域への磁場の印加を支援するように機能する。磁気スリーブ１４１０はまた、システム１００の使用間に廃棄され得る使い捨て構成要素としての役割を果たすことによって、試料交差汚染を防ぐように機能し得る。
【0097】
磁気スリーブ１４１０は、形態学的に、内部空洞１４１０ｃを伴う角柱であり得、その長手方向軸に沿った磁気スリーブ１４１０の断面は、多角形外周、楕円形外周、不定形外周、または任意の他の好適な形状（例えば、閉じた形状、開いた形状）の境界によって画定される。磁気スリーブ１４１０の断面は、試料処理チップ１３２のマイクロウェル領域の設置面積の形状を補完することができるが、代替的に、試料処理チップ１３２に対応する形状を補完しなくてもよい。磁気スリーブ１４１０は、好ましくは、磁気遠位部分１６３から、磁気スリーブ１４１０の第１の領域１４１０ａと整合する試料処理チップ１３２への磁力の印加を支援する壁厚を有する。壁厚は、アダプタ２１０の長さに沿って、一定または非一定であり得る。例において、壁厚は、０．２～３ｍｍ厚の範囲に及び得るが、他の例において、壁厚は、任意の他の好適な厚さを有し得る。磁気粒子を受容する磁気スリーブ１４１０の表面は、その表面上へのビーズ捕捉中および別のレセプタクルへのその後の解放中に小さい磁気粒子（１～３ミクロン）が表面に閉じ込められないように、平滑にされる（つまり、ＳＰＩＢ１よりも良好な表面仕上げ）。
【0098】
磁気スリーブ１４１０は、追加的または代替的に、分離サブシステム１６０の分離動作モードを可能にする構造的特徴部を含む。例えば、ピペット操作ヘッド（以下により詳細に説明される）からの磁気スリーブ１４１０の解放に関して、磁気スリーブ１４１０は、突出部１４１０ｄを含み得、この突出部１４１０ｄは、別の物体（例えば、スリーブ剥離器具１６５）が突出部１４１０ｄに対する力を提供して、磁気スリーブ１４１０を第１のボディ部１６１から解放することを可能にするように構成される。
【0099】
上に説明されるように、磁気スリーブ１４１０は、第１の領域１４１０ａにおいて、アクセス領域１３４を通じて露出される試料処理チップ１３２の領域に、その領域への磁力の印加を促進するために、およびさらなる下流処理のために磁気スリーブ１４１０内への材料（例えば、磁気粒子に結合された標的または非標的材料）の引き込みを可能にするために、結合する。故に、磁気スリーブ１４１０は、試料処理チップ１３２から磁気スリーブ１４１０内へ標的材料を引き込むための機構を促進するために、第１の領域１４１０ａにおいて封止体を含み得る。封止体は、別個の要素、または磁気スリーブ１４１０と一体になった要素であり得る。しかしながら、磁気スリーブ１４１０は、第１の領域１４１０ａにおいて封止体を省略し得る。
【0100】
磁気スリーブ１４１０は、動作中に磁気遠位部分１６３によって印加される磁場に悪影響を及ぼさない高分子材料（例えば、プラスチック）からなり得る。磁気スリーブ１４１０は、追加的または代替的に、磁性であるか、もしくはシステム１００の使用用途を支援するために誘起磁場をもたらすことができる材料（例えば、金属材料）を含む（例えば、これからなる粒子を含む）か、またはこれからなり得る。磁気スリーブ１４１０は、追加的または代替的に、任意の他の好適な材料からなり得る。磁気スリーブ１４１０の材料の分布は、試料処理チップ１３２の捕捉領域における所望の磁気効果に関して、アダプタのボディ部を通じて均質または非均質であり得る。磁気スリーブ１４１０の内部空洞１４１０ｃは、媒体（例えば、磁気媒体など）を含み得るか、または代替的に、いかなる媒体も含まなくてもよい。
【0101】
図１Ａ、図２Ｂ、および図１１Ａ～図１１Ｂに示されるように、変異形において、分離サブシステム１６０は、ハウジング１６８内の磁石１６７のセットを含む磁石サブシステム１６６を含み得、この磁石サブシステム１６６は、磁石１６７のセットを（例えば、デッキ１１０内の開口部を通って）デッキ１１０に対して、および上に説明される試薬カートリッジ１２０の１つまたは複数の分離リザーバ１２９との整列内／外へ、動かすように構成される磁石アクチュエータ１６９をさらに含む。磁石アクチュエータ１６９はまた、以下により詳細に説明される制御回路（例えば、基部１８０における）に結合され得る。さらには、磁石アクチュエータ１６９は、磁石のセットを後退状態と伸展状態との間で遷移させるように構成され得、伸展状態では、磁石のセットは、デッキの第１の領域内へ移動する（例えば、図１１Ａおよび図１１Ｂに示されるように）。そのようなものとして、分離サブシステム１６０はまた、非標的材料から標的材料を分離するための動作を可能にするために、デッキ１１０および／または基部１８０によって支持される要素を含み得る。
【0102】
変異形において、磁石１６７のセットは、１つまたは複数の永久磁石および／または電磁石を含み得る（例えば、システム１００の好適な電子装置への結合により）。永久磁石は、アルニコ、ネオジム、ネオジム鉄ボロン、サマリウム・コバルト、フェライト、および任意の他の好適な磁気材料のうちの１つまたは複数からなり得る。
【0103】
図１１Ａ～図１１Ｂに示される例において、磁石１６７のセットは、線形アレイに配置された磁石１６７ａの第１のサブセット（例えば、試薬カートリッジ１２０における精製動作の実施のため）を含み得、磁石１６７ａの第１のサブセットの位置は、上の試薬カートリッジ１２０’、および以下のセクション３内のワークフローに関して説明される、粒子分離／精製のための第５の範囲１２５’の容積部の位置に対応する。図１１Ａ～図１１Ｂに示される例において、磁石１６７のセットはまた、試薬カートリッジ１２０の分離リザーバ１２９ａと相互作用するため（例えば、初期ビーズ回収のため）、磁石１６７ａの第１のサブセットと関連付けられた軸から離れている、または別途オフセットされた磁石１６７ｂの第２のサブセット（例えば、１つまたは複数の磁石）を含む。しかしながら、磁石１６７のセットは、試薬カートリッジ１２０または他のカートリッジの分離リザーバ１２９との好適な相互作用を提供することに関して、別の好適な様式で（例えば、分散したアレイに関して、数に関して、など）配置され得る。
【0104】
ハウジング１６８は、磁石１６７のセットを囲むように、および試薬カートリッジ１２０の対応する部分との整列内／外へ磁石１６７のセットを遷移させることに関して、平滑な動作を提供するように機能する。故に、図１１Ｂに示されるように、磁石１６７ａの第１のサブセットおよび磁石１６７ｂの第２のサブセットが存在する構成に関して、ハウジング１６８は、磁石１６７ａの第１のサブセットをたどる第１の表面（例えば、第１の平坦表面）、および磁石１６７ｂの第２のサブセットをたどる第２の表面（例えば、第２の平坦表面）を含み得、第１の表面１６８ａおよび第２の表面１６８ｂは、互いから離れる方へ角度付けされる。この変異形において、一対の対向する壁は、試薬カートリッジ１２０と整合するためにデッキ１１０を通じたハウジング１６８および磁石の平滑な動作（例えば、滑動動作）を促進するために、第１の表面および第２の表面から延在し得る。
【0105】
試薬カートリッジ１２０’に関して、図３Ａおよび図１１Ｂに示されるように、磁気分離のために構成される試薬カートリッジ１２０の容積部は各々、動作中（例えば、伸展した磁石状態で）ハウジング１６８に最も近くにあるように構成される側に、平坦表面１２８ａ、またはハウジング１６８に補完的な他の表面を含み得る。さらには、磁気分離のために構成される試薬カートリッジ１２０の容積部は各々、以下に説明されるガントリ１７０に結合されたピペッタによる流体の吸引および／または送達のため、ハウジング１６８から離れる方へ変位された第２の表面１２８ｂ（例えば、湾曲表面）を含み得る。試薬カートリッジ１２０の分離容積部／リザーバ１２９を通って長手方向に取られた断面はさらに、分離動作が、より少ない体積の流体を必要とし、および／または非標的材料からの標的のより効率的な吸引および分離を提供するように、試薬カートリッジ１２０の基部に向かって先細になり得る。
【0106】
図１２Ａ～図１２Ｊに示されるように、分離サブシステム１６０は、材料分離のための一連の動作モードを提供することができ、図１２Ａに示されるように、動作モードは、ピペット操作ヘッドまたは他の作動可能な構成要素（例えば、以下のガントリ１７０に関して説明される）と結合された第１のボディ部１６１であって、磁気遠位領域１６３を有する、第１のボディ部、磁気スリーブ１４１０、スリーブ剥離器具１６５、分離リザーバ１２９、および上に説明される磁石１６７のセットのうちの磁石１６７ｂの特定のシステム構造体構成に関与していた。
【0107】
より詳細には、図１２Ｂに示されるように、分離サブシステム１６０は、第１の動作モード１６４ａを提供することができ、この第１の動作モード１６４ａは、第１のボディ部１６１がピペット界面または他の作動可能な構成要素（例えば、以下のガントリ１７０に関して説明される）から離脱され、かつ第１のボディ部１６１の磁気遠位領域１６３が磁気スリーブ１４１０から離脱される、基線動作モードである。磁気スリーブ１４１０はさらに、スリーブ剥離器具１６５によって分離リザーバ１２９より上に（または、変異形において、別の位置に）保持され、磁石１６７ｂは、分離リザーバ１２９から離れる方へ変位される（例えば、上に説明される磁石アクチュエータ１６９によって）。
【0108】
図１２Ｃに示されるように、分離サブシステム１６０は、第２の動作モード１６４ｂを提供することができ、この第２の動作モード１６４ｂは、第１のボディ部１６１がピペット界面または他のアクチュエータ界面６（例えば、以下のガントリ１７０に関して説明される）に結合され、かつ第１のボディ部１６１の磁気遠位領域１６３が磁気スリーブ１４１０から離脱される、初期化動作モードである。磁気スリーブ１４１０はさらに、スリーブ剥離器具１６５によって分離リザーバ１２９より上に保持され、磁石１６７ｂは、分離リザーバ１２９から離れる方へ変位される（例えば、上に説明される磁石アクチュエータ１６９によって）。
【0109】
図１２Ｄに示されるように、分離サブシステム１６０は、第３の動作モード１６４ｃを提供することができ、第３の動作モード１６４ｂにおいて、第１のボディ部１６１は、ピペット界面または他のアクチュエータ界面６（例えば、以下のガントリ１７０に関して説明される）と結合され、分離リザーバ１２９との整列状態へと動かされる。第３の動作モード１６４ｃにおいて、第１のボディ部１６１の磁気遠位領域１６３は、磁気スリーブ１４１０の保持位置において分離リザーバ１２９より上の磁気スリーブ１４１０と結合される。第３の動作モード１６４ｃにおいて、磁石１６７ｂは、分離リザーバ１２９から離れる方へ変位される（例えば、上に説明される磁石アクチュエータ１６９によって）。
【0110】
図１２Ｅに示されるように、分離サブシステム１６０は、第４の動作モード１６４ｄを提供することができ、第４の動作モード１６４ｂにおいて、第１のボディ部１６１は、ピペット界面またはアクチュエータ界面６（例えば、以下のガントリ１７０に関して説明される）と結合され、第１のボディ部１６１の磁気遠位領域１６３は、分離リザーバ１２９より上の磁気スリーブ１４１０と結合される。第４の動作モード１６４ｄにおいて、ピペット操作ヘッド（または他の作動可能な構成要素）は、材料の抽出（例えば、試料処理カートリッジからの官能化粒子）、ならびに／または第１のボディ部１６１および磁気スリーブ１４１０に結合されたピペット界面から分離リザーバ１２９内への材料の送達を準備するために、第１のボディ部１６１および磁気スリーブ１４１０をスリーブ剥離器具１６５によって提供される保持位置の外へ動かす。第４の動作モード１６４ｄにおいて、磁石１６７ｂは、分離リザーバ１２９から離れる方へ変位される（例えば、上に説明される磁石アクチュエータ１６９によって）。
【0111】
図１２Ｆに示されるように、分離サブシステム１６０は、第５の動作モード１６４ｅを提供することができ、第５の動作モード１６４ｅにおいて、第１のボディ部１６１は、ピペット界面またはアクチュエータ界面６（例えば、以下のガントリ１７０に関して説明される）と結合され、第１のボディ部１６１の磁気遠位領域１６３は、分離リザーバ１２９より上の磁気スリーブ１４１０と結合される。第５の動作モード１６４ｄにおいて、ピペット界面（または他の作動可能な構成要素）は、流体をピペット操作ヘッドから分離リザーバ１２９内へ送達し、第１のボディ部１６１と依然として結合された（および官能化粒子に結合された）磁気スリーブ１４１０は、分離リザーバ１２９内の流体中に浸漬される。第５の動作モード１６４ｅにおいて、磁石１６７ｂは、分離リザーバ１２９から離れる方へ変位される（例えば、上に説明される磁石アクチュエータ１６９によって）。
【0112】
図１２Ｇに示されるように、分離サブシステム１６０は、第６の動作モード１６４ｆを提供することができ、第６の動作モード１６４ｆにおいて、第１のボディ部１６１は、ピペット界面またはアクチュエータ界面６（例えば、以下のガントリ１７０に関して説明される）と結合され、第１のボディ部１６１の磁気遠位領域１６３は、分離リザーバ１２９より上の磁気スリーブ１４１０と結合される。第６の動作モード１６４ｆにおいて、ピペット界面（または他の作動可能な構成要素）は、第１のボディ部１６１と依然として結合された磁気スリーブ１４１０をスリーブ剥離器具１６５における保持位置へと戻し、磁気スリーブ１４１０（官能化粒子と依然として結合された）は、分離リザーバ１２９内の流体中に浸漬される。第６の動作モード１６４ｆにおいて、磁石１６７ｂは、分離リザーバ１２９から離れる方へ変位される（例えば、上に説明される磁石アクチュエータ１６９によって）。
【0113】
図１２Ｈに示されるように、分離サブシステム１６０は、第７の動作モード１６４ｇを提供することができ、第７の動作モード１６４ｇにおいて、第１のボディ部１６１は、ピペット界面またはアクチュエータ界面６（例えば、以下のガントリ１７０に関して説明される）と結合され、第１のボディ部１６１の磁気遠位領域１６３は、分離リザーバ１２９より上の磁気スリーブ１４１０と結合される。第７の動作モード１６４ｇにおいて、第１のボディ部１６１と依然として結合された磁気スリーブ１４１０は、スリーブ剥離器具１６５における保持位置にあり、磁気スリーブ１４１０（官能化粒子を伴う）は、分離リザーバ１２９内の流体中に浸漬される。第７の動作モード１６４ｇにおいて、磁石１６７ｂは、分離リザーバ１２９の壁１２８ａに対する流体の官能化粒子に結合された標的または非標的材料の引き付けおよび保持を準備するため、分離リザーバ１２９の方へ変位される（例えば、上に説明される磁石アクチュエータ１６９によって）。
【0114】
図１２Ｉに示されるように、分離サブシステム１６０は、第８の動作モード１６４ｈを提供することができ、第８の動作モード１６４ｈにおいて、第１のボディ部１６１は、ピペット界面またはアクチュエータ界面６（例えば、以下のガントリ１７０に関して説明される）と結合され、また除去されて上に説明される器具コンテナからの好適な先端部と置き換えられるように分離リザーバ１２９から離れる方へ動かされている。第８の動作モード１６４ｈにおいて、第１のボディ部１６１の磁気遠位領域１６３は、磁気スリーブ１４１０がスリーブ剥離器具１６５において適所に保持されたまま、ピペット操作ヘッドに第１のボディ部１６１を磁気スリーブ１４１０から離れる方へ動かさせることによって、分離リザーバ１２９より上の磁気スリーブ１４１０から離脱される。第８の動作モード１６４ｈにおいて、磁気スリーブ１４１０は、分離リザーバ１２９内の流体中に浸漬される。第８の動作モード１６４ｈにおいて、磁石１６７ｂは、分離リザーバ１２９の壁１２８ａに対する流体の官能化粒子に結合された標的または非標的材料の保持のため、依然として分離リザーバ１２９に近接して配置される（例えば、上に説明される磁石アクチュエータ１６９によって）。第８の動作モード１６４ｈにおいて、磁石１６７ｂは、標的材料を分離リザーバ１２９の下部の方へ引き付ける（例えば、ピペッタによる下部からの後の抽出のため、ピペッタが磁石１６７ｂによって解き放たれた材料を引き付ける間の保持のため）。
【0115】
図１２Ｊに示されるように、分離サブシステム１６０は、第９の動作モード１６４ｉを提供することができ、第９の動作モード１６４ｉにおいて、ピペット操作ヘッド／アクチュエータ界面６は、好適な先端部と結合され、分離リザーバ１２９から材料を吸引するために分離リザーバ１２９内へ動かされる。第９の動作モード１６４ｉにおいて、磁気スリーブ１４１０は、スリーブ剥離器具１６５において分離リザーバ１２９より上に適所に依然として保持され、分離リザーバ１２９内の流体中に浸漬される。第９の動作モード１６４ｉにおいて、磁石１６７ｂは、ピペット操作ヘッドによる材料の吸引と連携して、分離リザーバ１２９から離れる方へ動かされる（例えば、上に説明される磁石アクチュエータ１６９によって）。
【0116】
【0117】
しかしながら、分離サブシステム１６０の変異形は、重力、浮力、遠心力、化学分離、および／または任意の他の好適な分離手法のうちの１つまたは複数に基づいた標的材料回収のため、要素を含み、動作モードを提供し得る。さらに別の実施形態において、分離サブシステム１６０による標的材料回収動作は、輸送されている異なる粒子の相対的な空間的位置を保ちながら、標的粒子をマイクロウェルチップから別の基板または別の新規の空のマイクロウェルチップへ輸送するために使用され得る。
【0118】
２．２ システム－ガントリ
図１Ａ～図１Ｂ、図２Ａ、および図２Ｃ～図２Ｆに示されるように、システム１００は、軸のセットに沿った、デッキ１１０の要素との様々な相互作用のための１つまたは複数の器具の作動を支援および／または可能にするように機能する、デッキ１１０に結合されたガントリ１７０を含み得る。変異形において、ガントリ１７０は、３次元空間（例えば、デッキの第１の側によって境界される３次元体積部）において、以下に説明されるピペット界面を有するピペッタ１７４などの器具を動かすための１つまたは複数のレール／トラックを提供する。変異形において、ガントリ１７０を使用して作動される器具は、デッキ１１０によって支持される異なる構成要素にわたる材料（例えば、細胞、試薬、粒子など）の輸送のため、試料処理カートリッジ１３０、試薬カートリッジ１２０、器具コンテナ１４０、または他の要素に対して動かされ得る。追加的または代替的に、ガントリ１７０によって支持される器具は、デッキ１１０によって支持される様々な使い捨て器具と関連付けられたバーコードの読み取りのために使用され得る（例えば、ランの正しいセットアップを識別することに関して、在庫管理に関して、など）。ガントリ１７０は、好ましくは、試薬カートリッジ１２０、試料処理カートリッジ１３０、および器具コンテナ１４０の広い表面に平行の１つまたは複数の軸（例えば、図２Ａに示されるＸおよびＹ軸）に沿った、ならびに追加的に広い表面に垂直の軸（例えば、図２Ａに示されるＺ軸）に沿った１つまたは複数の器具の運動を可能にする。ガントリ１７０は、追加的または代替的に、これらの方向のサブセットに沿った、または任意の他の好適な方向に沿った運動を可能にし得る。運動を可能にするために、ガントリ１７０は、１つもしくは複数のモータ（例えば、運動の各軸もしくは方向のためのモータ）、運動の各軸もしくは方向における位置識別のための１つもしくは複数のエンコーダ、および／またはガントリ１７０の制御のための１つもしくは複数のスイッチ（例えば、各軸のための光学スイッチ）（例えば、スイッチは、以下の基部１８０に関して説明される制御回路と電気的に結合される）を含むか、またはこれに別途結合される。
図１Ａ～図１Ｂ、図２Ａ、および図２Ｃ～図２Ｆに示されるように、システム１００は、軸のセットに沿った、デッキ１１０の要素との様々な相互作用のための１つまたは複数の器具の作動を支援および／または可能にするように機能する、デッキ１１０に結合されたガントリ１７０を含み得る。変異形において、ガントリ１７０は、３次元空間（例えば、デッキの第１の側によって境界される３次元体積部）において、以下に説明されるピペット界面を有するピペッタ１７４などの器具を動かすための１つまたは複数のレール／トラックを提供する。変異形において、ガントリ１７０を使用して作動される器具は、デッキ１１０によって支持される異なる構成要素にわたる材料（例えば、細胞、試薬、粒子など）の輸送のため、試料処理カートリッジ１３０、試薬カートリッジ１２０、器具コンテナ１４０、または他の要素に対して動かされ得る。追加的または代替的に、ガントリ１７０によって支持される器具は、デッキ１１０によって支持される様々な使い捨て器具と関連付けられたバーコードの読み取りのために使用され得る（例えば、ランの正しいセットアップを識別することに関して、在庫管理に関して、など）。ガントリ１７０は、好ましくは、試薬カートリッジ１２０、試料処理カートリッジ１３０、および器具コンテナ１４０の広い表面に平行の１つまたは複数の軸（例えば、図２Ａに示されるＸおよびＹ軸）に沿った、ならびに追加的に広い表面に垂直の軸（例えば、図２Ａに示されるＺ軸）に沿った１つまたは複数の器具の運動を可能にする。ガントリ１７０は、追加的または代替的に、これらの方向のサブセットに沿った、または任意の他の好適な方向に沿った運動を可能にし得る。運動を可能にするために、ガントリ１７０は、１つもしくは複数のモータ（例えば、運動の各軸もしくは方向のためのモータ）、運動の各軸もしくは方向における位置識別のための１つもしくは複数のエンコーダ、および／またはガントリ１７０の制御のための１つもしくは複数のスイッチ（例えば、各軸のための光学スイッチ）（例えば、スイッチは、以下の基部１８０に関して説明される制御回路と電気的に結合される）を含むか、またはこれに別途結合される。
【0119】
第１の変異形（例えば、図２Ａ～図２Ｂおよび図２Ｄ～図２Ｆに示されるような）において、ガントリ１７０は、Ｘ軸に沿った器具の運動のためのＸレール１７１、Ｙ軸に沿った器具の運動のためのＹレール１７２、およびＺ軸に沿った器具の運動のためのＺレール１７３を含む３次元トラック・アセンブリ（Ｘ－Ｙ－Ｚトラック・アセンブリ）を含む。図２Ａに示される変異形において、Ｘレール１７１は、Ｙレール１７２と結合され、またこれに沿って滑動し、Ｚレール１７３は、Ｘレール１７１と結合され、またこれに沿って滑動するが、他の変異形において、Ｘレール１７１、Ｙレール１７２、およびＺレール１７３は、別の好適な様式で、互いと結合され、また互いと相互作用し得る。図２Ａに示される変異形において、ガントリ１７０は、Ｘレール１７１およびＹレール１７２を使用して、デッキ１１０の要素との整列状態へと器具を動かすように構成され、また、デッキの要素（例えば、試薬カートリッジ１２０の部分、試料処理カートリッジ１３０の要素、器具コンテナ１４０の器具など）にアクセスするためにＺレール１７３を使用して、器具を動かすように構成される。いくつかの変異形において、ガントリ１７０は、停車位置へ戻るように構成され得（例えば、一旦プロトコルが完了した際、本システムがオフされた際、蓋が開けられる前、など）、この停車位置は、ユーザがデッキの適切なエリアにアクセスすることを可能にする（例えば、先端部を再充填するため、管に試薬を充填するため、マイクロウェル・カートリッジを取り外すためなど）。しかしながら、ガントリ１７０は、別の好適な基線位置を有し得る。ガントリ１７０の様々な動作モードは、以下のセクション３のワークフローに関してさらに説明される。
【0120】
２．２．１ ガントリ－ピペッタ
図２Ａに示されるように、ガントリ１７０は、上に説明される器具コンテナ１４０のものなど、任意の数の先端部または他の器具を保持する、動かす、および／または別途これと相互作用するように機能するピペッタ１７４を含み得、および／またはこれと相互作用するように構成され得る。変異形において、ピペッタ１７４アセンブリは、流体の送達および吸引のために圧力差を提供するためのポンプ（例えば、変位ポンプ）、ピペット操作圧力を感知するための圧力センサ、ピペッタ１７４内の流体レベルを感知するためのレベル・センサ、先端部検出器（例えば、ピペッタ１７４に結合された先端部の存在または不在の決定を可能にするため）、ならびにピペッタ１７４から先端部を取り外すための先端部排出器に結合された先端部排出モータのうちの１つまたは複数を含み得る。図２Ａに示されるように、ピペッタ１７４は、ガントリ１７０のＺレール１７３に結合され得るが、他の変異形において、ピペッタ１７４は、追加的または代替的に、ガントリ１７０の他の部分に結合され得る。
図２Ａに示されるように、ガントリ１７０は、上に説明される器具コンテナ１４０のものなど、任意の数の先端部または他の器具を保持する、動かす、および／または別途これと相互作用するように機能するピペッタ１７４を含み得、および／またはこれと相互作用するように構成され得る。変異形において、ピペッタ１７４アセンブリは、流体の送達および吸引のために圧力差を提供するためのポンプ（例えば、変位ポンプ）、ピペット操作圧力を感知するための圧力センサ、ピペッタ１７４内の流体レベルを感知するためのレベル・センサ、先端部検出器（例えば、ピペッタ１７４に結合された先端部の存在または不在の決定を可能にするため）、ならびにピペッタ１７４から先端部を取り外すための先端部排出器に結合された先端部排出モータのうちの１つまたは複数を含み得る。図２Ａに示されるように、ピペッタ１７４は、ガントリ１７０のＺレール１７３に結合され得るが、他の変異形において、ピペッタ１７４は、追加的または代替的に、ガントリ１７０の他の部分に結合され得る。
【0121】
ピペッタ１７４は、好ましくは、自動化された方式で（例えば、モータ付き、機械化、自己動作など）動作可能であり、以下の既定のパラメータ：体積（例えば、正確な体積を分注すること、正確な体積を吸引すること）、各材料が分注されるウェルより上の高さ（例えば、プライミング・バッファは、各ウェルの上部より０．２５～０．３ミリメートル上に分注され、細胞懸濁液は、各ウェルの上部より０．２５ミリメートルの高さに分注される、など）のうちのいずれかもしくはすべてを制御するように構成され得るか、または任意の好適なパラメータに従って任意の他の好適なプロパティを制御することができる。追加的または代替的に、ピペッタ１７４は、手動方式で（例えば、ユーザに従って、ユーザ介入ありで、ユーザによって保持および使用される、など）、または任意の好適なやり方で動作するように構成され得る。さらに別の実施形態において、ピペッタ１７４は、機械器具、磁気器具、光学器具、および任意の他の好適な器具のうちのいずれかまたはすべてなど、器具コンテナと関連付けられた１つまたは複数の器具を取り出すために使用され得る。器具は、器具が試薬カートリッジまたはマイクロウェル・カートリッジの特定の内容物に対して特定の機械／磁気および／または光学機能を実施することができるように、ピペッタ１７４によって、試薬カートリッジおよび／またはマイクロウェル・カートリッジへ動かされ得る。
【0122】
２．２．２ ガントリ－他の器具
追加的に、ガントリ１７０は、上の他の要素に関して説明される１つまたは複数の器具を含むか、またはこれを支持することができる。例えば、ガントリ１７０は、試料処理カートリッジ１３０の蓋１３５を開状態と閉状態とで遷移させるための蓋開口器具１４５のユニット（図２Ｂに示される）と結合され得る。ガントリ１７０は、追加的または代替的に、非標的材料からの標的材料の分離のための上に説明される（例えば、磁気遠位領域１６３を有する第１のボディ部１６１の作動に関して）分離サブシステム１６０と関連付けられた磁気ヘッド・アクチュエータ１７５（図２Ｂに示される）と結合され得る。
追加的に、ガントリ１７０は、上の他の要素に関して説明される１つまたは複数の器具を含むか、またはこれを支持することができる。例えば、ガントリ１７０は、試料処理カートリッジ１３０の蓋１３５を開状態と閉状態とで遷移させるための蓋開口器具１４５のユニット（図２Ｂに示される）と結合され得る。ガントリ１７０は、追加的または代替的に、非標的材料からの標的材料の分離のための上に説明される（例えば、磁気遠位領域１６３を有する第１のボディ部１６１の作動に関して）分離サブシステム１６０と関連付けられた磁気ヘッド・アクチュエータ１７５（図２Ｂに示される）と結合され得る。
【0123】
いくつかの変異形において、ガントリ１７０は、デッキ１１０によって支持される様々な使い捨て器具と関連付けられた（例えば、ランの正しいセットアップを識別することに関して、在庫管理に関して、など）タグ（例えば、バーコード）の読み取りを可能にするように機能する、カメラ１７６（例えば、照明と結合されたカメラ）と直接的または間接的に結合され得る。追加的または代替的に、カメラ１７６は、特定のタグの読み取りなしに、デッキ１１０における要素の構成を捕捉する画像データを送信するための機能性を含み得る。図２Ａおよび図２Ｆに示されるように、カメラ１７６は、上に説明されるピペッタ１７４と共にＺレール１７３に結合され得、その結果として、カメラ１７６は、ピペッタ１７４が整列される物体と関連付けられた視野を有する。しかしながら、カメラ１７６の動きは、代替的に、カメラ１７６がピペッタ１７４とは独立して動かされ得るように、ピペッタ１７４から離脱され得る。変異形において、カメラ１７６は、上の参照により組み込まれる出願に説明される構成要素を含み得る。カメラ画像は、所望の場所に達するためのガントリ１７０および／またはその構成要素（例えば、ピペッタ、器具など）の正確な運動のために、追加のフィードバック機構としても使用され得、以て、モーション・システムの正確性および精度を劇的に改善する（例えば、１００ミクロン未満、５０ミクロン未満、２５ミクロン未満、１０ミクロン未満、５ミクロン未満、１未満などに）。
【0124】
追加的または代替的に、図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、ガントリ１７０は、システム１００の環境または他のパラメータを監視するための様々なセンサを含み得る。例えば、変異形において、センサは、温度センサ、湿度センサ、圧力センサ、光センサ、振動センサ、および他の好適なセンサのうちの１つまたは複数を含み得る。しかしながら、センサは、別の好適な様式でシステム１００に対して配置され得る（例えば、ガントリ１７０から離脱される、デッキ１１０に配置される、基部１８０に配置される、など）。
【0125】
２．３ システム－基部
図１Ａに示されるように、システム１００は、デッキ１１０の要素および上に説明されるガントリ１７０と関連付けられた制御および処理アーキテクチャを支持するように機能する基部１８０を含み得る。変異形において、基部１８０は、試料処理カートリッジ１３０および／またはピペッタ１７４全体を通じた流体送達のための圧力修正、流体レベル感知（例えば、試料処理カートリッジ１３０において、ピペッタ１７４において、試薬カートリッジ１２０の様々な格納容積部において、など）、試料処理カートリッジ１３０の蓋開口部機構の作動、試薬カートリッジ１２０および／または試料処理カートリッジ１３０のための熱サイクリングおよび／または他の加熱機能、試薬カートリッジ１２０および／または試料処理カートリッジ１３０のための冷却機能、分離機能（例えば、溶出、磁気分離、他の分離など）、ガントリ１７０の制御のための機能、センサ信号を受信し、出力を返すことに関与する機能、センサ信号を受信し、様々なアクションを実行することに関与する機能、システム・ドアを様々な状態（例えば、開状態、閉状態、ロック状態、アンロック状態など）の間で遷移させるための機能、システム電力管理と関連付けられた機能、システム状態標示要素（例えば、照明、音声出力デバイス、視覚的出力デバイスなど）と関連付けられた機能、システム入力デバイス（例えば、ボタン、キーボード、キーパッド、マウス、ジョイスティック、スイッチ、タッチ・スクリーンなど）と関連付けられた機能、ディスプレイ・デバイスと関連付けられた機能、システム・データ記憶デバイスと関連付けられた機能、システム送信デバイス（例えば、有線送信デバイス、ワイヤレス送信デバイスなど）と関連付けられた機能、ならびに他の好適な機能を含む、１つまたは複数のシステム機能のための制御および処理アーキテクチャを支持することができる。
図１Ａに示されるように、システム１００は、デッキ１１０の要素および上に説明されるガントリ１７０と関連付けられた制御および処理アーキテクチャを支持するように機能する基部１８０を含み得る。変異形において、基部１８０は、試料処理カートリッジ１３０および／またはピペッタ１７４全体を通じた流体送達のための圧力修正、流体レベル感知（例えば、試料処理カートリッジ１３０において、ピペッタ１７４において、試薬カートリッジ１２０の様々な格納容積部において、など）、試料処理カートリッジ１３０の蓋開口部機構の作動、試薬カートリッジ１２０および／または試料処理カートリッジ１３０のための熱サイクリングおよび／または他の加熱機能、試薬カートリッジ１２０および／または試料処理カートリッジ１３０のための冷却機能、分離機能（例えば、溶出、磁気分離、他の分離など）、ガントリ１７０の制御のための機能、センサ信号を受信し、出力を返すことに関与する機能、センサ信号を受信し、様々なアクションを実行することに関与する機能、システム・ドアを様々な状態（例えば、開状態、閉状態、ロック状態、アンロック状態など）の間で遷移させるための機能、システム電力管理と関連付けられた機能、システム状態標示要素（例えば、照明、音声出力デバイス、視覚的出力デバイスなど）と関連付けられた機能、システム入力デバイス（例えば、ボタン、キーボード、キーパッド、マウス、ジョイスティック、スイッチ、タッチ・スクリーンなど）と関連付けられた機能、ディスプレイ・デバイスと関連付けられた機能、システム・データ記憶デバイスと関連付けられた機能、システム送信デバイス（例えば、有線送信デバイス、ワイヤレス送信デバイスなど）と関連付けられた機能、ならびに他の好適な機能を含む、１つまたは複数のシステム機能のための制御および処理アーキテクチャを支持することができる。
【0126】
変異形において、基部１８０は、故に、処理アーキテクチャ（例えば、システムに搭載、システムとは別個など）と関連付けられた電子装置サブシステム（例えば、ＰＣＢ、電源、通信モジュール、エンコーダなど）、または任意の他の好適な構成要素を支持することができ、処理アーキテクチャは、プロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ）、コントローラ（例えば、マイクロコントローラ）、メモリ、ストレージ、ソフトウェア、ファームウェア、または任意の他の好適な構成要素のうちのいずれかまたはすべてを含み得る。追加的に、処理サブシステムは、タグを読み取る、プロトコルを検証する、エラー検出を実施する（例えば、試薬が、割り当てられたプロトコルと一致しないことを検出する）、または任意の他の機能を実施するように機能するマシン・ビジョン・モジュールを含み得る。
【0127】
例えば、例示的な動作フローにおいて、オペレータは、プロトコルの実施を開始することができる（例えば、システムのボタンを押すことによって、選択をするためにシステムのタッチ感応性ディスプレイと対話することによって、など）。バーコード・リーダは、デッキ要素（例えば、試薬カートリッジ、試料処理カートリッジ、器具コンテナなど）のタグをスキャンして、ユーザによって選択されたプロトコルと比較することによって、エラー検出プロトコルを実施し、タグが選択されたプロトコルと一致しない場合、通知がユーザに送信され得、タグが正しい場合、プロトコルが始まり得る。この時点で、オペレータは、もはや必要とされない場合がある。１つまたは複数のワークフローによると、以下のセクション３においてそのうちのいくつかが説明されるが、正しいタイプおよび体積の材料（例えば、試薬／試料）が、自動化された方式で、正しい時間に試料処理カートリッジに追加されるか、またはそこから除去される。一旦プロトコルが完了すると、オペレータは、所望の通りにマイクロウェル・カートリッジの内容物を収集および／もしくは処理すること、ならびに／または新規ランを設定することを進めることができる。システム１００によって可能にされる方法およびワークフローの変異形は、以下にさらに説明される。
【0128】
制御および処理アーキテクチャの実施形態、変異形、および例は、上の参照により組み込まれるような、２０１８年７月２７日に出願された米国出願第１６／０４８，１０４号、２０１８年７月３０日に出願された米国出願第１６／０４９，０５７号、２０１７年９月２９日に出願された米国出願第１５／７２０，１９４号、２０１７年２月１３日に出願された米国出願第１５／４３０，８３３号、２０１７年１１月２２日に出願された米国出願第１５／８２１，３２９号、２０１７年１０月１２日に出願された米国出願第１５／７８２，２７０号、２０１８年７月３０日に出願された米国出願第１６／０４９，２４０号、２０１７年１１月１６日に出願された米国出願第１５／８１５，５３２号、２０１８年８月２８日に出願された米国出願第１６／１１５，３７０号、２０１９年９月９日に出願された米国出願第１６／５６４，３７５号、２０２０年３月１２日に出願された米国出願第１６／８１６，８１７号にさらに説明される。
【0129】
２．４ システム－デッキ、ガントリ、および基部間の機能的結合
変異形において、本システムのデッキ１１０、ガントリ１７０、および基部１８０は、様々な機能を提供するために機能的に結合され得る。機能的結合は、様々な動作モードに従って、電気機械的、機械的、電気的、磁気的、空気圧式、流体的、光学的、および／または他の結合手段のものであり得る。図１４Ａ～図１４Ｃは、以下に説明されるような、システムの変異形についての機能的結合を描写する。
変異形において、本システムのデッキ１１０、ガントリ１７０、および基部１８０は、様々な機能を提供するために機能的に結合され得る。機能的結合は、様々な動作モードに従って、電気機械的、機械的、電気的、磁気的、空気圧式、流体的、光学的、および／または他の結合手段のものであり得る。図１４Ａ～図１４Ｃは、以下に説明されるような、システムの変異形についての機能的結合を描写する。
【0130】
図１４Ａは、デッキ１１０、ガントリ１７０、および基部１８０の様々な要素間の機械的、電気的、空気圧式、光学的、および磁気的連通の例を描写する。より詳細には、図１４Ａに示されるように、ガントリ１７０は、上に説明されるＺレール１７３と関連付けられたＺ軸アーム８０１、３軸ガントリ・モータ８０２、３軸エンコーダ８０３、３軸光学スイッチ８０４、磁気アクチュエータ８０５、および蓋開口器具８０６を含む、作動関連要素を支持する。ガントリ１７０は、ピペッタ１７４、変位ポンプ８０８、ピペット先端部検出器８０９、ピペット先端部排出モータ８１０、レベル・センサ８１１、および圧力センサ８１２を含む、ピペット操作要素をさらに支持する。ガントリ１７０はまた、カメラおよび照明１７６、ならびに温度および湿度センサを含むセンサ８１４のセットを支持する。図１４Ａに示されるように、デッキ１１０は、試料処理カートリッジ１３０、試薬カートリッジ１２０、および器具８６５のセットを含む器具コンテナ１４０を支持する。図１４Ａに示されるように、基部１８０は、第１のコンピューティング・サブシステム８１５、１つまたは複数のインターフェース・ボード８１６、およびガントリ制御回路８１７を支持する。デッキ１１０、ガントリ１７０、および基部１８０の様々な要素間の機械的、電気的、空気圧式、光学的、および磁気的連通は、図１４Ａに様々な線タイプにより描写される。
【0131】
図１４Ｂは、デッキ１１０および基部１８０の様々な要素間の機械的、流体的、磁気的、および空気圧式連通の例を描写する。より詳細には、図１４Ｂに示されるように、デッキ１１０は、周囲試薬および機能性ビーズのための格納容積部８１８、生試料８２０を受容するための試料格納容積部８１９、冷蔵試薬および／または試料処理の結果物を格納するための格納容積部８２１、分離粒子および関連付けられた分離リザーバ８２２のための格納容積部のセット、ならびに関連付けられたＰＣＲカバー８２４を伴うＰＣＲのための格納容積部８２３のセットを含む試薬カートリッジ１２０と、器具のセット（例えば、ピペット先端部）８２５を含む器具コンテナ１４０と、試料処理カートリッジ１３０と、ヒータ・ヘッド８２７、吸引ヘッド８２８、および磁気ヘッド８２９を含むデッキ器具８２６のセットとを支持する。図１４Ｂに示されるように、要素のセットは、デッキ１１０を基部１８０と整合させ、要素のセットは、真空ポート８３０、ピンチ・アクチュエータ８３１、試料処理カートリッジ温熱体８３２（試料処理カートリッジ１３０のマイクロウェル領域または試料処理カートリッジ１３０の他の領域とかみ合うように構成される）、第１の試薬カートリッジ温熱体８３３（冷蔵試薬のため、第１の領域１１１において、試薬カートリッジ１２０の範囲とかみ合うように構成される）、第２の試薬カートリッジ温熱体８３４（ＰＣＲ熱サイクリングのため、第１の領域１１１において、試薬カートリッジ１２０の範囲とかみ合うように構成される）、流体レベル・センサ８３６、および分離プロセスのための磁石８３５のうちの１つまたは複数を含み得る。デッキ１１０および基部１８０の様々な要素間の機械的、流体的、磁気的、および空気圧式連通は、図１４Ｂに様々な線タイプにより描写される。
【0132】
図１４Ｃは、デッキ１１０および基部１８０の様々な要素間の電気的連通の例を描写する。より詳細には、図１４Ｃに示されるように、デッキ１１０は、試料処理カートリッジ１３０と、冷蔵試薬および／または試料処理の結果物を格納するための格納容積部８２１、分離粒子および関連分離リザーバ８２２のための格納容積部のセット、ならびに関連付けられたＰＣＲカバーを伴うＰＣＲのための格納容積部８２３のセットを含む試薬カートリッジ１２０と、ヒータ・ヘッド８２７を含むデッキ器具８２６のセットとを支持する。図１４Ｃに示されるように、要素のセットは、デッキ１１０を基部１８０と整合させ、要素のセットは、真空ポート８３０、ピンチ・アクチュエータ８３１、試料処理カートリッジ温熱体８３２、第１の試薬カートリッジ温熱体８３３、第２の試薬カートリッジ温熱体８３４、分離プロセスのための磁石８３５、および流体レベル・センサ８３６のうちの１つまたは複数を含み得る。
【0133】
より詳細には、真空ポート８３０は、ベント弁マニホールド８３８および圧力センサ８３９を含む圧送サブシステム８３７に結合される。試料処理カートリッジ温熱体８３２は、ヒータ８４１（例えば、ペルチェ・ヒータ、サーモカップル、ヒート・シンク、およびファン）および熱制御回路８４２を含む、加熱および冷却サブシステムの熱サイクラ８４０に結合される。第１の試薬カートリッジ温熱体８３３は、冷却素子８４４（例えば、ペルチェ・クーラ、サーモカップル、ヒート・シンク、およびファン）および熱制御回路８４５を含む、加熱および冷却サブシステムの冷却デバイス８４３に結合される。第２の試薬カートリッジ温熱体８３４は、第１のヒータ８４６（例えば、ペルチェ・ヒータ、サーモカップル、ヒート・シンク、およびファン）、ヒート・シンクに結合された第２のヒータ８４７、および熱制御回路８４８を含む、加熱および冷却サブシステムの加熱デバイス（例えば、オンボードＰＣＲのための）に結合される。磁石８３５は、磁石アクチュエータ８４９に結合される。最後に、流体レベル・センサ８３６は、流体レベル・コントローラ８５０に結合される。
【0134】
図１４Ｃに示されるように、基部１８０は、第１のコンピューティング・サブシステム８１５、１つまたは複数のインターフェース・ボード８１６、スピーカ８５１、ドア・ロック要素８５２（上に説明されるように、ドア磁石８５３と整合してドア９０の動作モードを提供する）、ＡＣ電源８５６に結合された電源８５５に結合された電源インレット８５４、電源スイッチ８５７、インジケータ・ライト８５８（例えば、電力／地面効果）、換気ファン８５９、ポートのセット（例えば、イーサネット・ポート８６０およびＵＳＢポート８６１を含む）、およびディスプレイ８６２（例えば、タッチスクリーン・ディスプレイ）をさらに支持する。基部の要素は、システム外アクセサリ（例えば、入力デバイス８６３、ストレージ・デバイス８６４）とさらに整合し得る。デッキ１１０および基部１８０の様々な要素間の電気的連通は、図１４Ｃに様々な線タイプにより描写される。
【0135】
３．方法
図１５に示されるように、試料処理のための方法３００の実施形態は、試薬カートリッジ、器具コンテナ、および試料処理カートリッジを試料処理システムのデッキに配置することＳ３１０、動作シーケンスにおいて器具コンテナの器具を使用することによって試料処理カートリッジ間で試薬カートリッジの内容物を移送することＳ３２０、ならびに試料処理カートリッジおよび／または試薬カートリッジにおいて試料を処理することＳ３３０を含む。追加的または代替的に、方法３００は、２０１８年７月２７日に出願された米国出願第１６／０４８，１０４号、２０１８年７月３０日に出願された米国出願第１６／０４９，０５７号、２０１７年９月２９日に出願された米国出願第１５／７２０，１９４号、２０１７年２月１３日に出願された米国出願第１５／４３０，８３３号、２０１７年１１月２２日に出願された米国出願第１５／８２１，３２９号、２０１７年１０月１２日に出願された米国出願第１５／７８２，２７０号、２０１８年７月３０日に出願された米国出願第１６／０４９，２４０号、２０１７年１１月１６日に出願された米国出願第１５／８１５，５３２号、２０１８年８月２８日に出願された米国出願第１６／１１５，３７０号、２０１９年９月９日に出願された米国出願第１６／５６４，３７５号、２０２０年３月１２日に出願された米国出願第１６／８１６，８１７号、に説明されるプロセスのいずれかまたはすべてを含み得、これらの出願は各々、本参照によりそれらの全体が組み込まれる。
図１５に示されるように、試料処理のための方法３００の実施形態は、試薬カートリッジ、器具コンテナ、および試料処理カートリッジを試料処理システムのデッキに配置することＳ３１０、動作シーケンスにおいて器具コンテナの器具を使用することによって試料処理カートリッジ間で試薬カートリッジの内容物を移送することＳ３２０、ならびに試料処理カートリッジおよび／または試薬カートリッジにおいて試料を処理することＳ３３０を含む。追加的または代替的に、方法３００は、２０１８年７月２７日に出願された米国出願第１６／０４８，１０４号、２０１８年７月３０日に出願された米国出願第１６／０４９，０５７号、２０１７年９月２９日に出願された米国出願第１５／７２０，１９４号、２０１７年２月１３日に出願された米国出願第１５／４３０，８３３号、２０１７年１１月２２日に出願された米国出願第１５／８２１，３２９号、２０１７年１０月１２日に出願された米国出願第１５／７８２，２７０号、２０１８年７月３０日に出願された米国出願第１６／０４９，２４０号、２０１７年１１月１６日に出願された米国出願第１５／８１５，５３２号、２０１８年８月２８日に出願された米国出願第１６／１１５，３７０号、２０１９年９月９日に出願された米国出願第１６／５６４，３７５号、２０２０年３月１２日に出願された米国出願第１６／８１６，８１７号、に説明されるプロセスのいずれかまたはすべてを含み得、これらの出願は各々、本参照によりそれらの全体が組み込まれる。
【0136】
本方法は、好ましくは、上に説明されるシステムの実施形態、変異形、または例を用いて実施される（例えば、様々な要素および／または試料処理の間の内容物の移送に関して）が、追加的または代替的に、任意の他の好適なシステムを用いて実施され得る。本方法は、さらに好ましくは、少なくとも部分的に自動化される（例えば、ユーザが試薬を充填し、プロトコルを選択することを必要とする、ユーザ介入を必要としない、など）が、１つまたは複数の部分は、追加的または代替的に、手動で実施され得る（例えば、品質制御ステップについて、すべてのプロトコルについて、まれなプロトコルについて、など）。
【0137】
上に説明される方法３００およびシステム要素と関連付けられた特定のワークフローは、以下にさらに詳細に説明され、試料（例えば、細胞由来材料、タンパク質、ｍＲＮＡ、タンパク質およびｍＲＮＡを含む試料、各々が多重化バーコードでタグ付けされた複数の試料を含む試料、細胞由来生体マーカまたは非細胞由来生体マーカのいずれかからのカプセル化粒子を含む試料など）は、ワークフロー（例えば、以下のセクション３．１～３．３内のワークフロー）に従って処理され得、その後にライブラリ調製ワークフロー（例えば、以下のセクション３．４内のワークフロー）、その後に次世代シーケンシング（ＮＧＳ）が続く。
【0138】
３．１ 方法－ｍＲＮＡ合成／ｃＤＮＡ増幅の３’プロトコルのための例示的なワークフロー
図１６に示されるように、ｍＲＮＡ合成／ｃＤＮＡ増幅のために構成される方法の変異形３００’は、ラン準備動作を実施することであって、ラン準備動作が、ｍＲＮＡ合成／ｃＤＮＡ増幅プロトコルを実施するためのシステムを構成する、実施することＳ３０５’、ラン準備動作の完了時にシステムの試料処理カートリッジをプライミングすることＳ３１０’、試料処理カートリッジにおいて、単一細胞方式で、試料の細胞のセットを官能化粒子のセットと共に共同捕捉することＳ３１５’、細胞のセットを溶解し、その後に、溶解細胞からの放出ｍＲＮＡを官能化粒子（例えば、バーコーディングされた微粒子）と結合すること（例えば、任意の非結合ｍＲＮＡの官能化粒子を関連洗浄することにより）Ｓ３２０’、逆転写動作を実施すること、官能化粒子のセットを、関連付けられた結合した標的内容物と共に、試料処理カートリッジから回収することＳ３２５’、官能化粒子のセットと関連付けられた細胞由来内容物の体積部を用いてエキソヌクレアーゼ処置動作を実施することＳ３３０’、細胞由来内容物の体積部を用いて鎖変性および第２の鎖合成動作を実施することＳ３３５’、細胞由来内容物の体積部を用いてｃＤＮＡ増幅動作を実施することＳ３４０’、ｃＤＮＡ増幅動作のＰＣＲ産物を用いてｍＲＮＡ粒子精製動作を実施することＳ３４５’、およびｍＲＮＡ粒子精製動作の完了時にラン完了動作を実施することＳ３６０’を含み得る。
図１６に示されるように、ｍＲＮＡ合成／ｃＤＮＡ増幅のために構成される方法の変異形３００’は、ラン準備動作を実施することであって、ラン準備動作が、ｍＲＮＡ合成／ｃＤＮＡ増幅プロトコルを実施するためのシステムを構成する、実施することＳ３０５’、ラン準備動作の完了時にシステムの試料処理カートリッジをプライミングすることＳ３１０’、試料処理カートリッジにおいて、単一細胞方式で、試料の細胞のセットを官能化粒子のセットと共に共同捕捉することＳ３１５’、細胞のセットを溶解し、その後に、溶解細胞からの放出ｍＲＮＡを官能化粒子（例えば、バーコーディングされた微粒子）と結合すること（例えば、任意の非結合ｍＲＮＡの官能化粒子を関連洗浄することにより）Ｓ３２０’、逆転写動作を実施すること、官能化粒子のセットを、関連付けられた結合した標的内容物と共に、試料処理カートリッジから回収することＳ３２５’、官能化粒子のセットと関連付けられた細胞由来内容物の体積部を用いてエキソヌクレアーゼ処置動作を実施することＳ３３０’、細胞由来内容物の体積部を用いて鎖変性および第２の鎖合成動作を実施することＳ３３５’、細胞由来内容物の体積部を用いてｃＤＮＡ増幅動作を実施することＳ３４０’、ｃＤＮＡ増幅動作のＰＣＲ産物を用いてｍＲＮＡ粒子精製動作を実施することＳ３４５’、およびｍＲＮＡ粒子精製動作の完了時にラン完了動作を実施することＳ３６０’を含み得る。
【0139】
より詳細には、ラン準備動作を実施することＳ３０５’は、細胞懸濁液を調製すること、システム・サブシステム（例えば、デッキと関連付けられた、ガントリと関連付けられた、基部と関連付けられた、など）の動作チェックを開始および実施すること、ガントリをホーム位置に戻すこと、１つまたは複数の封止体を試薬カートリッジから除去することおよび／または試薬を試薬カートリッジに充填すること、試料処理カートリッジ・ユニットを配置すること、１つまたは複数の封止体をデッキに配置された器具コンテナから除去すること、細胞懸濁液を使用前に格納コンテナ内へ分注すること、使い捨て器具のタグをカメラ（例えば、マシン・ビジョン・カメラ）でスキャンする際にプロトコルのための使い捨て器具の正しい配置および状態を検証すること（例えば、有効期限に関して）、試料識別情報を受信すること（例えば、オペレータから）、ならびに試料のランを開始することのうちの１つまたは複数と関連付けられたサブステップを含み得る。Ｓ３０５’’のステップは、システムによって自動的に、および／またはオペレータによって実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0140】
より詳細には、ラン準備動作の完了時にシステムの試料処理カートリッジをプライミングすることＳ３１０’、および試料処理カートリッジにおいて、試料の細胞のセットを、単一細胞形式で、官能化粒子のセットと共に共同捕捉することＳ３１５’は、プライミング溶液を（例えば、気泡が試料処理カートリッジ内に捕らわれることを防ぐ様式で）試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、試料処理カートリッジ内でプライミング溶液をインキュベートすること、１つまたは複数の洗浄溶液を試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、溶液を試料処理カートリッジの廃棄物含有領域へ移送すること、細胞懸濁液を試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注し、細胞を、単一細胞形式で、試料処理カートリッジのウェル内で捕捉すること、官能化粒子のセットを試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注し、官能化粒子のセットを細胞のセットと共に共同捕捉すること、試料処理カートリッジのウェルの内容物をインキュベートすること、およびサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放すること（例えば、ピペット界面に結合されたガントリによって）のうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３１０’およびＳ３１５’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0141】
より詳細には、官能化粒子（例えば、バーコーディングされた微粒子）の存在下で、試料処理カートリッジにおいて、細胞のセットの溶解物を伴って、逆転写動作を実施することＳ３２０’は、１つまたは複数の洗浄溶液を試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、溶液を試料処理カートリッジの廃棄物含有領域へ移送すること、粒子結合バッファを試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、ＤＴＴ溶液を試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、溶解溶液を試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、油により試料処理カートリッジのウェルの上の流体を変位させ、以て、ウェルの内容物を隔離し、ウェルにわたる望ましくない材料輸送を防ぐこと（例えば、本参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１９年９月９日に出願された米国出願第１６／５６４，３７５号にあるように）、入口リザーバからの空気により油を変位させること、粒子結合洗浄バッファを試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、ｐｒｅ－ＲＴ反応洗浄バッファを試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、ｃＤＮＡ合成溶液（例えば、ＳｕｐｅｒＳｃｒｉｐｔ ＩＶ（登録商標））を試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、ＲＴカクテルを試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、試料処理カートリッジの内容物をインキュベートすること、インキュベーション・ステップを実施すること、およびサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３２０’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0142】
より詳細には、官能化粒子のセットを、関連付けられた結合した標的内容物と共に、試料処理カートリッジから回収することＳ３２５’は、手動または自動動作を使用して磁気分離動作（例えば、上に説明されるような）を実施することを含み得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0143】
より詳細には、官能化粒子のセットと関連付けられた細胞由来内容物の体積部を用いて、エキソヌクレアーゼ処置動作を実施することＳ３３０’は、水およびエキソヌクレアーゼ・バッファを混合して、所望の濃度を有するエキソヌクレアーゼ溶液を生成すること、エキソヌクレアーゼ溶液を、官能化粒子と共に、第１のＰＣＲコンテナ内へ分注すること、油（例えば、鉱油）を第１のＰＣＲコンテナ内へ分注すること、第１のＰＣＲコンテナの内容物を熱サイクリングおよびインキュベートすること、第１のＰＣＲコンテナの生成物を抽出すること、第１のＰＣＲコンテナの生成物を用いて分離動作を実施すること、分離動作からの廃棄物を廃棄すること、インキュベーション・ステップを実施すること、およびサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３３０’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0144】
より詳細には、鎖変性および第２の鎖合成動作を実施することＳ３３５’は、水酸化物溶液（例えば、水酸化ナトリウム溶液）を第２の磁気分離コンテナへ輸送すること、第２の磁気分離コンテナの内容物を混合すること、第２の磁気分離コンテナに近接して磁気分離サブシステム（例えば、上に説明されるような、アクチュエータに結合された磁石のセット）を作動させ、以て、磁石の方へ官能化磁気粒子を分離させること、第２の磁気分離コンテナからの廃棄物を廃棄すること、洗浄溶液を第２の磁気分離コンテナへ分注すること、第２の磁気分離コンテナに近接した処理コンテナ内で第２の鎖合成プライマ酵素を混合すること、第２の鎖合成プライマ酵素を第２の磁気分離コンテナの内容物と混合すること、第２の磁気分離コンテナの生成物を第２のＰＣＲコンテナ内へ分注すること、混合を伴って、第２のＰＣＲコンテナの内容物を熱サイクリングすること、第２のＰＣＲコンテナの生成物を第３の磁気分離コンテナへ輸送すること、第３の磁気分離コンテナの生成物を廃棄物から磁気的に分離し、廃棄物を廃棄すること、洗浄溶液を第３の磁気分離コンテナへ輸送すること、およびサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３３５’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0145】
より詳細には、ｃＤＮＡ合成動作を実施することＳ３４０’は、冷却格納容積部内でポリメラーゼ混合物（例えば、Ｋａｐａ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ ＨｉＦｉ Ｈｏｔｓｔａｒｔ Ｒｅａｄｙ Ｍｉｘ（登録商標））を混合すること、冷却格納容積部からのＰＣＲマスター混合物を第３の磁気分離コンテナの内容物と混合すること、第３の磁気分離コンテナの内容物を第３、第４、第５、および第６のＰＣＲ動作コンテナ内へアリコートすること、油（例えば、鉱油）を第３、第４、第５、および第６のＰＣＲ動作コンテナ内へアリコートすること、第３のＰＣＲ動作を実行すること、ならびにサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３４０’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0146】
より詳細には、ｃＤＮＡ増幅動作のＰＣＲ産物を用いてｍＲＮＡ粒子精製動作を実施することＳ３４５’は、第３、第４、第５、および第６のＰＣＲ動作コンテナからの生成物を第４の磁気分離コンテナ内へ分注すること、ＰＣＲ精製粒子（例えば、ＡＭＰｕｒｅ ｂｅａｄｓ ＸＰ（登録商標））を混合し、第４の磁気分離コンテナ内へ輸送すること、第１０の磁気分離コンテナ内で、エタノールをヌクレアーゼ・フリー水で希釈および混合すること、インキュベーション後、第１０の磁気分離コンテナから廃棄物を除去すること、ヌクレアーゼ・フリー水を第１０の磁気分離コンテナの標的内容物と混合すること、第１０の磁気分離コンテナから標的ｍＲＮＡ－ｃＤＮＡ生成物を磁気的に分離すること、標的ｍＲＮＡ－ｃＤＮＡ生成物を第１０の磁気分離コンテナから冷却格納器へ輸送すること、ならびにサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３４５’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0147】
より詳細には、ｍＲＮＡ粒子精製動作の完了時にラン完了動作を実施することＳ３６０’は、ガントリをホーム構成に戻すこと、試料処理が完了しているという通知を提供すること、ボード外格納のために試薬カートリッジおよび／または試料処理カートリッジをシステムから解放すること、システム廃棄物を廃棄すること、システム清浄動作を実施すること、ならびにシステムを停止（例えば、アイドル、オフ）状態へ遷移させることのうちの１つまたは複数を含み得る。Ｓ３６０’のステップは、システムによって自動的に、および／またはオペレータによって実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0148】
方法３００’のステップの例示的な詳細は、付属書類Ａの表１にさらに説明される。方法３００’のステップに関して、周囲温度および冷蔵試薬の説明、ならびに上に説明される試薬カートリッジの実施形態の格納容積部と関連付けられた位置は、付属書類Ａの表２に説明される。付属書類Ａの表２に関して、試薬の体積は、使用される試料処理チップのサイズおよび／または実行される反応の数に従ってスケーリングされ得る。磁気分離動作に関して、使用される装置および関連試薬の説明、ならびに上に説明される試薬カートリッジの実施形態の格納容積部と関連付けられた位置は、付属書類Ａの表３に説明される。増幅（例えば、ＰＣＲ）動作に関して、使用される装置および関連試薬の説明、ならびに上に説明される試薬カートリッジの実施形態の格納容積部と関連付けられた位置は、付属書類Ａの表４に説明される。流体吸引および送達動作に関して、装置の説明、ならびに上に説明される器具コンテナの実施形態と関連付けられた位置は、付属書類Ａの表５に説明される。プロトコル態様の自動化のための構成要素の作動に関して、ガントリ・アームおよびピペッタ動作（例えば、使い捨て器具と結合する装置、使い捨て器具から離脱する装置、流体混合、廃棄物廃棄、吸引、送達、アリコートなどに関して）は、付属書類Ａの表６に説明される。プロトコル態様の自動化のためのモード間の遷移に関して、試料処理カートリッジ動作は、付属書類Ａの表７に説明される。プロトコル態様の自動化のためのモード間の遷移に関して、加熱および冷却サブシステム動作モードは、付属書類Ａの表８に説明される。プロトコル態様の自動化のためのモード間の遷移に関して、磁気分離サブシステム動作は、付属書類Ａの表９に説明される。増幅動作に関して、方法３００’と関連付けられたＰＣＲプログラム詳細は、付属書類Ａの表１０に説明される。
【0149】
３．２ 方法－単一細胞サイトメトリのための例示的なワークフロー
図１７に示されるように、単一細胞サイトメトリのために構成される方法の変異形３００’’は、ラン準備動作を実施することであって、ラン準備動作が、単一細胞サイトメトリ・プロトコルを実施するためのシステムを構成する、実施することＳ３０５’’、ラン準備動作の完了時にシステムの試料処理カートリッジをプライミングすることＳ３１０’’、試料処理カートリッジにおいて、単一細胞方式で、試料の細胞のセットを官能化粒子のセットと共に共同捕捉することＳ３１５’、細胞のセットを溶解し、その後に、溶解細胞からの解放された抗体タグ付オリゴヌクレオチドを官能化粒子（例えば、バーコーディングされた微粒子）に結合すること（例えば、非結合材料を洗浄し、次いで逆転写動作を実施することにより）Ｓ３２０’’、官能化粒子のセットを、関連付けられた結合した標的内容物と共に、試料処理カートリッジから回収することＳ３２５’’、官能化粒子のセットと関連付けられた細胞由来内容物の体積部を用いてエキソヌクレアーゼ処置動作を実施することＳ３３０’’、細胞由来内容物の体積部を用いて鎖変性および第２の鎖合成動作を実施することＳ３３５’’、細胞由来内容物の体積部を用いてｃＤＮＡ増幅動作を実施することＳ３４０’’、ｃＤＮＡ増幅動作のＰＣＲ産物を用いて粒子精製動作を実施することＳ３４５’’、粒子精製動作の生産物を用いて抗体由来タグ精製および増幅動作のセットを実施することＳ３５０’’、抗体由来タグ精製および増幅動作のセットの生産物を用いてｍＲＮＡ精製および増幅動作のセットを実施することＳ３５５’’、ならびにｍＲＮＡ精製および増幅動作のセットの完了時にラン完了動作を実施することＳ３６０’’を含み得る。
図１７に示されるように、単一細胞サイトメトリのために構成される方法の変異形３００’’は、ラン準備動作を実施することであって、ラン準備動作が、単一細胞サイトメトリ・プロトコルを実施するためのシステムを構成する、実施することＳ３０５’’、ラン準備動作の完了時にシステムの試料処理カートリッジをプライミングすることＳ３１０’’、試料処理カートリッジにおいて、単一細胞方式で、試料の細胞のセットを官能化粒子のセットと共に共同捕捉することＳ３１５’、細胞のセットを溶解し、その後に、溶解細胞からの解放された抗体タグ付オリゴヌクレオチドを官能化粒子（例えば、バーコーディングされた微粒子）に結合すること（例えば、非結合材料を洗浄し、次いで逆転写動作を実施することにより）Ｓ３２０’’、官能化粒子のセットを、関連付けられた結合した標的内容物と共に、試料処理カートリッジから回収することＳ３２５’’、官能化粒子のセットと関連付けられた細胞由来内容物の体積部を用いてエキソヌクレアーゼ処置動作を実施することＳ３３０’’、細胞由来内容物の体積部を用いて鎖変性および第２の鎖合成動作を実施することＳ３３５’’、細胞由来内容物の体積部を用いてｃＤＮＡ増幅動作を実施することＳ３４０’’、ｃＤＮＡ増幅動作のＰＣＲ産物を用いて粒子精製動作を実施することＳ３４５’’、粒子精製動作の生産物を用いて抗体由来タグ精製および増幅動作のセットを実施することＳ３５０’’、抗体由来タグ精製および増幅動作のセットの生産物を用いてｍＲＮＡ精製および増幅動作のセットを実施することＳ３５５’’、ならびにｍＲＮＡ精製および増幅動作のセットの完了時にラン完了動作を実施することＳ３６０’’を含み得る。
【0150】
より詳細には、ラン準備動作を実施することＳ３０５’’は、細胞懸濁液を調製すること、システム・サブシステム（例えば、デッキと関連付けられた、ガントリと関連付けられた、基部と関連付けられた、など）の動作チェックを開始および実施すること、ガントリをホーム位置に戻すこと、１つまたは複数の封止体を試薬カートリッジから除去することおよび／または試薬を試薬カートリッジに充填すること、試料処理カートリッジ・ユニットを配置すること、１つまたは複数の封止体をデッキに配置された器具コンテナから除去すること、細胞懸濁液を使用前に格納コンテナ内へ分注すること、使い捨て器具のタグをカメラ（例えば、マシン・ビジョン・カメラ）でスキャンする際にプロトコルのための使い捨て器具の正しい配置および状態を検証すること（例えば、有効期限に関して）、試料識別情報を受信すること（例えば、オペレータから）、ならびに試料のランを開始することのうちの１つまたは複数と関連付けられたサブステップを含み得る。Ｓ３０５’’のステップは、システムによって自動的に、および／またはオペレータによって実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0151】
より詳細には、ラン準備動作の完了時にシステムの試料処理カートリッジをプライミングすることＳ３１０’’、および試料処理カートリッジにおいて、試料の細胞のセットを、単一細胞形式で、官能化粒子のセットと共に共同捕捉することＳ３１５’’は、プライミング溶液を試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、試料処理カートリッジ内でプライミング溶液をインキュベートすること、１つまたは複数の洗浄溶液を試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、溶液を試料処理カートリッジの廃棄物含有領域へ移送すること、細胞懸濁液を試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注し、細胞を、単一細胞形式で、試料処理カートリッジのウェル内で捕捉すること、官能化粒子のセットを試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注し、官能化粒子のセットを細胞のセットと共に共同捕捉すること、試料処理カートリッジのウェルの内容物をインキュベートすること、およびサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３１０’’およびＳ３１５’’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0152】
より詳細には、細胞のセットの溶解を伴って、試料処理カートリッジにおいて逆転写動作を実施することＳ３２０’’は、１つまたは複数の洗浄溶液を試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、溶液を試料処理カートリッジの廃棄物含有領域へ移送すること、粒子結合バッファを試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、ＤＴＴ溶液を試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、溶解溶液を試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、油により試料処理カートリッジのウェルの上の流体を変位させ、以て、ウェルの内容物を隔離し、ウェルにわたる望ましくない材料輸送を防ぐこと（例えば、本参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１９年９月９日に出願された米国出願第１６／５６４，３７５号あるように）、入口リザーバからの空気により油を変位させること、粒子結合洗浄バッファを試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、ｐｒｅ－ＲＴ反応洗浄バッファを試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、ｃＤＮＡ合成溶液（例えば、ＳｕｐｅｒＳｃｒｉｐｔ ＩＶ（登録商標））を試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、ＲＴカクテルを試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、試料処理カートリッジの内容物をインキュベートすること、インキュベーション・ステップを実施すること、およびサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３２０’’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0153】
より詳細には、官能化粒子のセットを、関連付けられた結合した標的内容物と共に、試料処理カートリッジから回収することＳ３２５’’は、手動または自動動作を使用して磁気分離動作（例えば、上に説明されるような）を実施することを含み得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0154】
より詳細には、官能化粒子のセットと関連付けられた細胞由来内容物の体積部を用いて、エキソヌクレアーゼ処置動作を実施することＳ３３０’’は、水およびエキソヌクレアーゼ・バッファを混合して、所望の濃度を有するエキソヌクレアーゼ溶液を生成すること、エキソヌクレアーゼ溶液を、官能化粒子と共に、第１のＰＣＲコンテナ内へ分注すること、油（例えば、鉱油）を第１のＰＣＲコンテナ内へ分注すること、第１のＰＣＲコンテナの内容物を熱サイクリングおよびインキュベートすること、第１のＰＣＲコンテナの生成物を抽出すること、第１のＰＣＲコンテナの生成物を用いて分離動作を実施すること、分離動作からの廃棄物を廃棄すること、インキュベーション・ステップを実施すること、ならびにサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３３０’’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0155】
より詳細には、鎖変性および第２の鎖合成動作を実施することＳ３３５’’は、水酸化物溶液（例えば、水酸化ナトリウム溶液）を第２の磁気分離コンテナへ輸送すること、第２の磁気分離コンテナの内容物を混合すること、第２の磁気分離コンテナに近接して磁気分離サブシステム（例えば、上に説明されるような、アクチュエータに結合された磁石のセット）を作動させ、以て、磁石の方へ官能化磁気粒子を分離させること、第２の磁気分離コンテナからの廃棄物を廃棄すること、洗浄溶液を第２の磁気分離コンテナへ分注すること、第２の磁気分離コンテナに近接した処理コンテナ内で第２の鎖合成プライマ酵素を混合すること、第２の鎖合成プライマ酵素を第２の磁気分離コンテナの内容物と混合すること、第２の磁気分離コンテナの生成物を第２のＰＣＲコンテナ内へ分注すること、混合を伴って、第２のＰＣＲコンテナの内容物を熱サイクリングすること、第２のＰＣＲコンテナの生成物を第３の磁気分離コンテナへ輸送すること、第３の磁気分離コンテナの生成物を廃棄物から磁気的に分離し、廃棄物を廃棄すること、洗浄溶液を第３の磁気分離コンテナへ輸送すること、およびサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３３５’’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0156】
より詳細には、ｃＤＮＡ合成動作を実施することＳ３４０’’は、冷却格納容積部内でポリメラーゼ混合物（例えば、Ｋａｐａ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ ＨｉＦｉ Ｈｏｔｓｔａｒｔ Ｒｅａｄｙ Ｍｉｘ（登録商標））を混合すること、冷却格納容積部からのＰＣＲマスター混合物を第３の磁気分離コンテナの内容物と混合すること、第３の磁気分離コンテナの内容物を第３、第４、第５、および第６のＰＣＲ動作コンテナ内へアリコートすること、油（例えば、鉱油）を第３、第４、第５、および第６のＰＣＲ動作コンテナ内へアリコートすること、第１のＰＣＲ動作を実行すること、ならびにサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３４０’’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0157】
より詳細には、ｃＤＮＡ増幅動作のＰＣＲ産物を用いて粒子精製動作を実施することＳ３４５’’は、第３、第４、第５、および第６のＰＣＲ動作コンテナからの生成物を第４の磁気分離コンテナ内へ分注すること、第４の磁気分離コンテナの標的内容物を分離し、標的内容物を第５磁気分離コンテナ内へ移送すること、ＰＣＲ精製粒子（例えば、ＡＭＰｕｒｅ ｂｅａｄｓ ＸＰ（登録商標））を混合し、第５の磁気分離コンテナ内へ輸送すること、第５の磁気分離コンテナの生成物を第６の分離コンテナ内へ輸送すること、ならびにサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３４５’’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0158】
より詳細には、粒子精製動作の生産物を用いて抗体由来タグ精製および増幅動作のセットを実施することＳ３５０’’は、ＰＣＲ精製粒子（例えば、ＡＭＰｕｒｅ ｂｅａｄｓ Ｘｐ（登録商標））を混合し、第６の磁気分離コンテナ内へ輸送すること、第６の磁気分離コンテナからの廃棄物を廃棄すること、処理コンテナ内でエタノールをヌクレアーゼ・フリー水で希釈および混合すること、エタノールを第６の磁気分離コンテナへ輸送すること、磁気分離を実施する際に第６の磁気分離コンテナからの廃棄物を廃棄すること、第６の磁気分離コンテナの標的内容物を第７の磁気分離コンテナ内へ輸送すること、ＰＣＲ精製粒子（例えば、ＡＭＰｕｒｅ ｂｅａｄｓ ＸＰ（登録商標））を第７の磁気分離コンテナ内へ混合すること、エタノールを第７の磁気分離コンテナへ輸送すること、磁気分離を実施する際に第７の磁気分離コンテナからの廃棄物を廃棄すること、水を第７の磁気分離コンテナ内へ分注すること、精製したｃＤＮＡを第７の磁気分離コンテナから第７のＰＣＲ動作コンテナ内へ輸送すること、ならびにサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３５０’’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0159】
より詳細には、抗体由来タグ精製および増幅動作のセットの生産物を用いてｍＲＮＡ精製および増幅動作のセットを実施することＳ３５５’’は、ＰＣＲインデックス・プライマを第７のＰＣＲ動作コンテナ内へ輸送すること、ポリメラーゼ混合物を第７のＰＣＲ動作コンテナ内へ輸送すること、第７のＰＣＲ動作コンテナの内容物を混合すること、油（例えば、鉱油）を第７のＰＣＲ動作コンテナ内へ輸送すること、第２のＰＣＲ動作を開始すること、第７のＰＣＲ動作コンテナからのＰＣＲ産物を第８の磁気分離コンテナへ輸送すること、ＰＣＲ精製粒子（例えば、ＡＭＰｕｒｅ ｂｅａｄｓ ＸＰ）を第８の磁気分離コンテナ内へ輸送すること、エタノールを第８の磁気分離コンテナへ輸送すること、磁気分離を実施する際に、第８の磁気分離コンテナからの廃棄物を廃棄すること、水を第８の磁気分離コンテナ内へ分注すること、精製したｃＤＮＡを第８の磁気分離コンテナから格納コンテナ内へ輸送すること、およびサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３５５’’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0160】
より詳細には、ｍＲＮＡ精製および増幅動作のセットの完了時にラン完了動作を実施することＳ３６０’’は、ガントリをホーム構成に戻すこと、試料処理が完了しているという通知を提供すること、ボード外格納のために試薬カートリッジおよび／または試料処理カートリッジをシステムから解放すること、システム廃棄物を廃棄すること、システム清浄動作を実施すること、ならびにシステムを停止（例えば、アイドル、オフ）状態へ遷移させることのうちの１つまたは複数を含み得る。Ｓ３６０’’のステップは、システムによって自動的に、および／またはオペレータによって実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0161】
方法３００’’のステップの例示的な詳細は、付属書類Ｂの表１にさらに説明される。方法３００’’のステップに関して、周囲温度および冷蔵試薬の説明、ならびに上に説明される試薬カートリッジの実施形態の格納容積部と関連付けられた位置は、付属書類Ｂの表２に説明される。付属書類Ｂの表２に関して、試薬の体積は、使用される試料処理チップのサイズおよび／または実行される反応の数に従ってスケーリングされ得る。磁気分離動作に関して、使用される装置および関連試薬の説明、ならびに上に説明される試薬カートリッジの実施形態の格納容積部と関連付けられた位置は、付属書類Ｂの表３に説明される。増幅（例えば、ＰＣＲ）動作に関して、使用される装置および関連試薬の説明、ならびに上に説明される試薬カートリッジの実施形態の格納容積部と関連付けられた位置は、付属書類Ｂの表４に説明される。流体吸引および送達動作に関して、装置の説明、ならびに上に説明される器具コンテナの実施形態と関連付けられた位置は、付属書類Ｂの表５に説明される。プロトコル態様の自動化のための構成要素の作動に関して、ガントリ・アームおよびピペッタ動作（例えば、使い捨て器具と結合する装置、使い捨て器具から離脱する装置、流体混合、廃棄物廃棄、吸引、送達、アリコートなどに関して）は、付属書類Ｂの表６に説明される。プロトコル態様の自動化のためのモード間の遷移に関して、試料処理カートリッジ動作は、付属書類Ｂの表７に説明される。プロトコル態様の自動化のためのモード間の遷移に関して、加熱および冷却サブシステム動作モードは、付属書類Ｂの表８に説明される。プロトコル態様の自動化のためのモード間の遷移に関して、磁気分離サブシステム動作は、付属書類Ｂの表９に説明される。増幅動作に関して、方法３００’’と関連付けられたＰＣＲプログラム詳細は、付属書類Ｂの表１０に説明される。
【0162】
３．３ 方法－ＣＩＴＥ－Ｓｅｑプロトコル（単一細胞マルチオミクス）のための例示的なワークフロー
図１８に示されるように、単一細胞マルチオミクスのために構成される方法の変異形３００’’’は、ラン準備動作を実施することであって、ラン準備動作が、単一細胞マルチオミクス・プロトコルを実施するためのシステムを構成する、実施することＳ３０５’’’、ラン準備動作の完了時にシステムの試料処理カートリッジをプライミングすることＳ３１０’’’、試料処理カートリッジにおいて、単一細胞方式で、試料の細胞のセットを官能化粒子のセットと共に共同捕捉することＳ３１５’’’、非結合材料の洗浄、その後に、逆転写反応を実施することにより、細胞のセットの溶解を伴って、試料処理カートリッジにおいて、溶解した細胞からのｍＲＮＡおよび抗体タグ付オリゴを官能化粒子のセットに結合することＳ３２０’’’、官能化粒子のセットを、関連付けられた結合した標的内容物と共に、試料処理カートリッジから回収することＳ３２５’’’、官能化粒子のセットと関連付けられた細胞由来内容物の体積部を用いてエキソヌクレアーゼ処置動作を実施することＳ３３０’’’、細胞由来内容物の体積部を用いて鎖変性および第２の鎖合成動作を実施することＳ３３５’’’、細胞由来内容物の体積部を用いてｃＤＮＡ増幅動作を実施することＳ３４０’’’、ｃＤＮＡ増幅動作のＰＣＲ産物を用いて粒子精製動作を実施することＳ３４５’’’、粒子精製動作の生産物を用いて抗体由来タグ精製および増幅動作のセットを実施することＳ３５０’’’、抗体由来タグ精製および増幅動作のセットの生産物を用いて精製および増幅動作のセットを実施することＳ３５５’’’、ｍＲＮＡ粒子精製および増幅動作のセットを実施することＳ３６０’’’、ならびにｍＲＮＡ精製および増幅動作のセットの完了時にラン完了動作を実施することＳ３６５’’’を含み得る。
図１８に示されるように、単一細胞マルチオミクスのために構成される方法の変異形３００’’’は、ラン準備動作を実施することであって、ラン準備動作が、単一細胞マルチオミクス・プロトコルを実施するためのシステムを構成する、実施することＳ３０５’’’、ラン準備動作の完了時にシステムの試料処理カートリッジをプライミングすることＳ３１０’’’、試料処理カートリッジにおいて、単一細胞方式で、試料の細胞のセットを官能化粒子のセットと共に共同捕捉することＳ３１５’’’、非結合材料の洗浄、その後に、逆転写反応を実施することにより、細胞のセットの溶解を伴って、試料処理カートリッジにおいて、溶解した細胞からのｍＲＮＡおよび抗体タグ付オリゴを官能化粒子のセットに結合することＳ３２０’’’、官能化粒子のセットを、関連付けられた結合した標的内容物と共に、試料処理カートリッジから回収することＳ３２５’’’、官能化粒子のセットと関連付けられた細胞由来内容物の体積部を用いてエキソヌクレアーゼ処置動作を実施することＳ３３０’’’、細胞由来内容物の体積部を用いて鎖変性および第２の鎖合成動作を実施することＳ３３５’’’、細胞由来内容物の体積部を用いてｃＤＮＡ増幅動作を実施することＳ３４０’’’、ｃＤＮＡ増幅動作のＰＣＲ産物を用いて粒子精製動作を実施することＳ３４５’’’、粒子精製動作の生産物を用いて抗体由来タグ精製および増幅動作のセットを実施することＳ３５０’’’、抗体由来タグ精製および増幅動作のセットの生産物を用いて精製および増幅動作のセットを実施することＳ３５５’’’、ｍＲＮＡ粒子精製および増幅動作のセットを実施することＳ３６０’’’、ならびにｍＲＮＡ精製および増幅動作のセットの完了時にラン完了動作を実施することＳ３６５’’’を含み得る。
【0163】
より詳細には、ラン準備動作を実施することＳ３０５’’’は、細胞懸濁液を調製すること、システム・サブシステム（例えば、デッキと関連付けられた、ガントリと関連付けられた、基部と関連付けられた、など）の動作チェックを開始および実施すること、ガントリをホーム位置に戻すこと、１つまたは複数の封止体を試薬カートリッジから除去することおよび／または試薬を試薬カートリッジに充填すること、試料処理カートリッジ・ユニットを配置すること、１つまたは複数の封止体をデッキに配置された器具コンテナから除去すること、細胞懸濁液を使用前に格納コンテナ内へ分注すること、使い捨て器具のタグをカメラ（例えば、マシン・ビジョン・カメラ）でスキャンする際にプロトコルのための使い捨て器具の正しい配置および状態を検証すること（例えば、有効期限に関して）、試料識別情報を受信すること（例えば、オペレータから）、ならびに試料のランを開始することのうちの１つまたは複数と関連付けられたサブステップを含み得る。Ｓ３０５’’’のステップは、システムによって自動的に、および／またはオペレータによって実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0164】
より詳細には、ラン準備動作の完了時にシステムの試料処理カートリッジをプライミングすることＳ３１０’、および試料処理カートリッジにおいて、試料の細胞のセットを、単一細胞形式で、官能化粒子のセットと共に共同捕捉することＳ３１５’’’は、プライミング溶液を試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、試料処理カートリッジ内でプライミング溶液をインキュベートすること、１つまたは複数の洗浄溶液を試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、溶液を試料処理カートリッジの廃棄物含有領域へ移送すること、細胞懸濁液を試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注し、細胞を、単一細胞形式で、試料処理カートリッジのウェル内で捕捉すること、官能化粒子のセットを試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注し、官能化粒子のセットを細胞のセットと共に共同捕捉すること、試料処理カートリッジのウェルの内容物をインキュベートすること、およびサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３１０’’’およびＳ３１５’’’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0165】
より詳細には、細胞のセットの溶解を伴って、試料処理カートリッジにおいて逆転写動作を実施することＳ３２０’’’は、１つまたは複数の洗浄溶液を試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、溶液を試料処理カートリッジの廃棄物含有領域へ移送すること、粒子結合バッファを試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、ＤＴＴ溶液を試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、溶解溶液を試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、油により試料処理カートリッジのウェルの上の流体を変位させ、以て、ウェルの内容物を隔離し、ウェルにわたる望ましくない材料輸送を防ぐこと（例えば、本参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１９年９月９日に出願された米国出願第１６／５６４，３７５号あるように）、入口リザーバからの空気により油を変位させること、粒子結合洗浄バッファを試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、ｐｒｅ－ＲＴ反応洗浄バッファを試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、ｃＤＮＡ合成溶液（例えば、ＳｕｐｅｒＳｃｒｉｐｔ ＩＶ（登録商標））を試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、ＲＴカクテルを試料処理カートリッジの入口リザーバ内へ分注すること、試料処理カートリッジの内容物をインキュベートすること、インキュベーション・ステップを実施すること、およびサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３２０’’’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0166】
より詳細には、官能化粒子のセットを、関連付けられた結合した標的内容物と共に、試料処理カートリッジから回収することＳ３２５’’’は、手動または自動動作を使用して磁気分離動作（例えば、上に説明されるような）を実施することを含み得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0167】
より詳細には、官能化粒子のセットと関連付けられた細胞由来内容物の体積部を用いて、エキソヌクレアーゼ処置動作を実施することＳ３３０’’’は、水およびエキソヌクレアーゼ・バッファを混合して、所望の濃度を有するエキソヌクレアーゼ溶液を生成すること、エキソヌクレアーゼ溶液を、官能化粒子と共に、第１のＰＣＲコンテナ内へ分注すること、油（例えば、鉱油）を第１のＰＣＲコンテナ内へ分注すること、第１のＰＣＲコンテナの内容物を熱サイクリングおよびインキュベートすること、第１のＰＣＲコンテナの生成物を抽出すること、第１のＰＣＲコンテナの生成物を用いて分離動作を実施すること、分離動作からの廃棄物を廃棄すること、インキュベーション・ステップを実施すること、サブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３３０’’’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0168】
より詳細には、鎖変性および第２の鎖合成動作を実施することＳ３３５’’’は、水酸化物溶液（例えば、水酸化ナトリウム溶液）を第２の磁気分離コンテナへ輸送すること、第２の磁気分離コンテナの内容物を混合すること、第２の磁気分離コンテナに近接して磁気分離サブシステム（例えば、上に説明されるような、アクチュエータに結合された磁石のセット）を作動させ、以て、磁石の方へ官能化磁気粒子を分離させること、第２の磁気分離コンテナからの廃棄物を廃棄すること、洗浄溶液を第２の磁気分離コンテナへ分注すること、第２の磁気分離コンテナに近接した処理コンテナ内で第２の鎖合成プライマ酵素を混合すること、第２の鎖合成プライマ酵素を第２の磁気分離コンテナの内容物を混合すること、第２の磁気分離コンテナの生成物を第２のＰＣＲコンテナ内へ分注すること、混合を伴って、第２のＰＣＲコンテナの内容物を熱サイクリングすること、第２のＰＣＲコンテナの生成物を第３の磁気分離コンテナへ輸送すること、第３の磁気分離コンテナの生成物を廃棄物から磁気的に分離し、廃棄物を廃棄すること、洗浄溶液を第３の磁気分離コンテナへ輸送すること、およびサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３３５’’’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0169】
より詳細には、ｃＤＮＡ合成動作を実施することＳ３４０’’は、冷却格納容積部内でポリメラーゼ混合物（例えば、Ｋａｐａ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ ＨｉＦｉ Ｈｏｔｓｔａｒｔ Ｒｅａｄｙ Ｍｉｘ（登録商標））を混合すること、冷却格納容積部からのＰＣＲマスター混合物を第３の磁気分離コンテナの内容物と混合すること、第３の磁気分離コンテナの内容物を第３、第４、第５、および第６のＰＣＲ動作コンテナ内へアリコートすること、油（例えば、鉱油）を第３、第４、第５、および第６のＰＣＲ動作コンテナ内へアリコートすること、第１のＰＣＲ動作を実行すること、ならびにサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３４０’’’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0170】
より詳細には、ｃＤＮＡ増幅動作のＰＣＲ産物を用いて粒子精製動作を実施することＳ３４５’’’は、第３、第４、第５、および第６のＰＣＲ動作コンテナからの生成物を第４の磁気分離コンテナ内へ分注すること、第４の磁気分離コンテナの標的内容物を分離し、標的内容物を第５磁気分離コンテナ内へ移送すること、ＰＣＲ精製粒子（例えば、ＡＭＰｕｒｅ ｂｅａｄｓ ＸＰ（登録商標））を混合し、第５の磁気分離コンテナ内へ輸送すること、第５の磁気分離コンテナの生成物を第６の分離コンテナ内へ輸送すること、およびサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３４５’’’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0171】
より詳細には、粒子精製動作の生産物を用いて抗体由来タグ精製および増幅動作のセットを実施することＳ３５０’’は、ＰＣＲ精製粒子（例えば、ＡＭＰｕｒｅ ｂｅａｄｓ Ｘｐ（登録商標））を混合し、第６の磁気分離コンテナ内へ輸送すること、第６の磁気分離コンテナからの廃棄物を廃棄すること、処理コンテナ内でエタノールをヌクレアーゼ・フリー水で希釈および混合すること、エタノールを第６の磁気分離コンテナへ輸送すること、磁気分離を実施する際に第６の磁気分離コンテナからの廃棄物を廃棄すること、第６の磁気分離コンテナの標的内容物を第７の磁気分離コンテナ内へ輸送すること、ＰＣＲ精製粒子（例えば、ＡＭＰｕｒｅ ｂｅａｄｓ ＸＰ（登録商標））を第７の磁気分離コンテナ内へ混合すること、エタノールを第７の磁気分離コンテナへ輸送すること、磁気分離を実施する際に第７の磁気分離コンテナからの廃棄物を廃棄すること、水を第７の磁気分離コンテナ内へ分注すること、第７の磁気分離コンテナからの精製したｃＤＮＡを第７のＰＣＲ動作コンテナ内へ輸送すること、ならびにサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３５０’’’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0172】
より詳細には、抗体由来タグ精製および増幅動作のセットの生産物を用いて精製および増幅動作のセットを実施することＳ３５５’’は、ＰＣＲインデックス・プライマを第７のＰＣＲ動作コンテナ内へ輸送すること、ポリメラーゼ混合物を第７のＰＣＲ動作コンテナ内へ輸送すること、第７のＰＣＲ動作コンテナの内容物を混合すること、油（例えば、鉱油）を第７のＰＣＲ動作コンテナ内へ輸送すること、第２のＰＣＲ動作を開始すること、第７のＰＣＲ動作コンテナからのＰＣＲ産物を第８の磁気分離コンテナへ輸送すること、ＰＣＲ精製粒子（例えば、ＡＭＰｕｒｅ ｂｅａｄｓ ＸＰ）を第８の磁気分離コンテナ内へ輸送すること、エタノールを第８の磁気分離コンテナへ輸送すること、磁気分離を実施する際に、第８の磁気分離コンテナからの廃棄物を廃棄すること、水を第８の磁気分離コンテナ内へ分注すること、精製したｃＤＮＡを第８の磁気分離コンテナから格納コンテナ内へ輸送すること、およびサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３５５’’’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0173】
より詳細には、ｍＲＮＡ粒子精製および増幅動作のセットを実施することＳ３６０’’’は、混合およびインキュベーションを伴って、ヌクレアーゼ・フリー水を第５の磁気分離コンテナ内へ輸送すること、第５の磁気分離コンテナの生成物を第９の磁気分離コンテナへ輸送すること、ＰＣＲ精製粒子（例えば、ＡＭＰｕｒｅ ｂｅａｄｓ ＸＰ（登録商標））を混合し、第９の磁気分離コンテナ内へ輸送すること、エタノールを第９の磁気分離コンテナ内へ輸送すること、インキュベーション後、第９の磁気分離コンテナから廃棄物を除去すること、ヌクレアーゼ・フリー水を第９の磁気分離コンテナの標的内容物と混合すること、第９の磁気分離コンテナの内容物を混合およびインキュベートすること、精製したｃＤＮＡ産物を第９の磁気分離コンテナから第８のＰＣＲ動作コンテナへ輸送すること、ｍＲＮＡ増幅のためのＰＣＲマスター混合物を第８のＰＣＲ動作コンテナ内へ輸送すること、第８のＰＣＲ動作コンテナの内容物を混合すること、ポリメラーゼ混合物（例えば、Ｋａｐａ Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ ＨｉＦｉ Ｈｏｔｓｔａｒｔ Ｒｅａｄｙ Ｍｉｘ）を第８のＰＣＲ動作コンテナ内へ輸送すること、第８のＰＣＲ動作コンテナの内容物を混合すること、油（例えば、鉱油）を第８のＰＣＲ動作コンテナ内へ輸送すること、第８のＰＣＲ動作コンテナ内で第３のＰＣＲ動作を実施すること、第３のＰＣＲ動作の生成物を第８のＰＣＲ動作コンテナから第１０の磁気分離コンテナへ輸送すること、ＰＣＲ精製粒子を第１０の磁気分離コンテナ内へ輸送すること、第１０の磁気分離コンテナの内容物を混合すること、エタノールを第１０の磁気分離コンテナへ輸送すること、第１０の磁気分離コンテナからの廃棄物を廃棄すること、ヌクレアーゼ・フリー水を第１０の磁気分離コンテナ内へ輸送すること、インキュベーションを伴って、第１０の磁気分離コンテナの内容物を混合すること、標的ｍＲＮＡ－ｃＤＮＡ産物を第１０の磁気分離コンテナから磁気的に分離すること、標的ｍＲＮＡ－ｃＤＮＡ産物を第１０の磁気分離コンテナから冷却格納器へ輸送すること、ならびにサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することうちの１つまたは複数を含み得る。ステップＳ３６０’’’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0174】
より詳細には、ｍＲＮＡ精製および増幅動作のセットの完了時にラン完了動作を実施することＳ３６５’’’は、ガントリをホーム構成に戻すこと、試料処理が完了しているという通知を提供すること、ボード外格納のために試薬カートリッジおよび／または試料処理カートリッジをシステムから解放すること、システム廃棄物を廃棄すること、システム清浄動作を実施すること、ならびにシステムを停止（例えば、アイドル、オフ）状態へ遷移させることのうちの１つまたは複数を含み得る。Ｓ３６５’’’のステップは、システムによって自動的に、および／またはオペレータによって実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0175】
方法３００’’’のステップの例示的な詳細は、付属書類Ｃの表１にさらに説明される。方法３００’’’のステップに関して、周囲温度および冷蔵試薬の説明、ならびに上に説明される試薬カートリッジの実施形態の格納容積部と関連付けられた位置は、付属書類Ｃの表２に説明される。付属書類Ｃの表２に関して、試薬の体積は、使用される試料処理チップのサイズおよび／または実行される反応の数に従ってスケーリングされ得る。磁気分離動作に関して、使用される装置および関連試薬の説明、ならびに上に説明される試薬カートリッジの実施形態の格納容積部と関連付けられた位置は、付属書類Ｃの表３に説明される。増幅（例えば、ＰＣＲ）動作に関して、使用される装置および関連試薬の説明、ならびに上に説明される試薬カートリッジの実施形態の格納容積部と関連付けられた位置は、付属書類Ｃの表４に説明される。流体吸引および送達動作に関して、装置の説明、ならびに上に説明される器具コンテナの実施形態と関連付けられた位置は、付属書類Ｃの表５に説明される。プロトコル態様の自動化のための構成要素の作動に関して、ガントリ・アームおよびピペッタ動作（例えば、使い捨て器具と結合する装置、使い捨て器具から離脱する装置、流体混合、廃棄物廃棄、吸引、送達、アリコートなどに関して）は、付属書類Ｃの表６に説明される。プロトコル態様の自動化のためのモード間の遷移に関して、試料処理カートリッジ動作は、付属書類Ｃの表７に説明される。プロトコル態様の自動化のためのモード間の遷移に関して、加熱および冷却サブシステム動作モードは、付属書類Ｃの表８に説明される。プロトコル態様の自動化のためのモード間の遷移に関して、磁気分離サブシステム動作は、付属書類Ｃの表９に説明される。増幅動作に関して、方法３００’’と関連付けられたＰＣＲプログラム詳細は、付属書類Ｃの表１０に説明される。
【0176】
３．４ 方法－ライブラリ調製のための例示的なワークフロー
図１９に示されるように、ライブラリ調製のために構成される方法の変異形３００’’’’は、ラン準備動作を実施することであって、ラン準備動作がライブラリ調製プロトコルのためのシステムを構成する、実施することＳ３０５’’’’、ラン準備動作の完了時にライブラリ調製動作を実施することＳ３１０’’’’、ライブラリ調製動作の生産物を用いてライブラリ精製動作を実施することＳ３１５’’’’、およびライブラリ精製動作の完了時にラン完了動作を実施することＳ３６０’’’’を含み得る。
図１９に示されるように、ライブラリ調製のために構成される方法の変異形３００’’’’は、ラン準備動作を実施することであって、ラン準備動作がライブラリ調製プロトコルのためのシステムを構成する、実施することＳ３０５’’’’、ラン準備動作の完了時にライブラリ調製動作を実施することＳ３１０’’’’、ライブラリ調製動作の生産物を用いてライブラリ精製動作を実施することＳ３１５’’’’、およびライブラリ精製動作の完了時にラン完了動作を実施することＳ３６０’’’’を含み得る。
【0177】
より詳細には、ラン準備動作を実施することＳ３０５’’’’は、生成物の濃度（例えば、前のプロトコルから生成された生成物のＤＮＡ濃度を定量化すること、冷凍格納状態で、ライブラリ調製のための試薬カートリッジを捨てること、試薬カートリッジの格納容積部を処理すること（例えば、ボルテックスによって、遠心分離によって、など）、シーケンシング・アダプタ（例えば、ＮＥＢＮｅｘｔ Ｉｌｌｕｍｉｎａ（登録商標）アダプタ）溶液を希釈バッファで希釈すること、シーケンシング・アダプタ溶液および以前に除去した格納器を試薬カートリッジへ戻すこと、システム・サブシステム（例えば、デッキと関連付けられた、ガントリと関連付けられた、基部と関連付けられた、など）の動作チェックを実施すること、ガントリをホーム位置へ戻すこと、試薬カートリッジをシステムのデッキに配置すること、１つまたは複数の封止体を試薬カートリッジから除去することおよび／または試薬を試薬カートリッジに充填すること、試料処理カートリッジ・ユニットをシステムのデッキに配置すること、１つまたは複数の封止体を、デッキに配置された器具コンテナから除去すること、ライブラリ調製動作を実施するため）、オペレータ充填されたコンテナを（例えば、試薬カートリッジの格納容積部において）受容すること、加熱および冷却サブシステムを開始すること（例えば、初期温度設定点で）、カメラ（例えば、マシン・ビジョン・カメラ）により使い捨て器具のタグをスキャンする際、プロトコルのための使い捨て器具の正しい配置および状態（例えば、有効期限に関して）を検証すること、試料識別情報を受信すること（例えば、オペレータから）、ならびに試料のランを開始することのうちの１つまたは複数と関連付けられたサブステップを含み得る。Ｓ３０５’’’のステップは、システムによって自動的に、および／またはオペレータによって実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0178】
より詳細には、ラン準備動作の完了時にライブラリ調製動作を実施することＳ３１０’’’’は、希釈したｃＤＮＡをオペレータ充填された管からバッファを含有する第１の冷却格納コンテナ内へ輸送すること、第１の冷却格納管の内容物を第２の冷却格納コンテナへ輸送すること、第２の冷却格納コンテナの内容物をインキュベートすること、ｃＤＮＡ混合物を第２の周囲格納コンテナから第１のＰＣＲ動作コンテナ内へ輸送すること、第１のＰＣＲ動作コンテナにおいて熱サイクリング動作を実施する際に、第１のＰＣＲ動作コンテナの内容物を細分化すること、混合を伴って、細分化したＤＮＡを第１のＰＣＲ動作コンテナから第４の冷却格納コンテナへ輸送すること、混合を伴って、第４の冷却格納コンテナの内容物を第５の冷却格納コンテナへ輸送すること、混合およびインキュベーションを伴って、希釈したアダプタを第３の冷却格納コンテナから第５の冷却格納コンテナへ輸送すること、インキュベーションを伴って、第５の冷却格納コンテナの内容物を第２のＰＣＲ動作コンテナへ輸送すること、混合を伴って、第２のＰＣＲ動作コンテナの内容物を第６の冷却格納コンテナへ輸送すること、インキュベーションを伴って、第６の冷却格納コンテナの内容物を第２のＰＣＲ動作コンテナへ輸送すること、第２の第６の冷却格納コンテナの内容物を第２の磁気分離コンテナへ輸送すること、混合を伴って、ＰＣＲ精製粒子（例えば、ＡＭＰｕｒｅ ｂｅａｄｓ ＸＰ）を第２の磁気分離コンテナへ輸送すること、第２の磁気分離コンテナからの廃棄物を廃棄すること、エタノールを第２の磁気分離コンテナへ輸送すること、第２の磁気分離コンテナからの廃棄物を廃棄すること、インキュベーションおよび磁気分離を伴って、ＴＥバッファを第２の磁気分離コンテナへ輸送すること、精製したｃＤＮＡを第２の磁気分離コンテナから第３のＰＣＲ動作コンテナへ輸送すること、混合を伴って、インデックスＰＣＲマスター混合物を第３のＰＣＲ動作コンテナへ輸送すること、第４のＰＣＲ動作を実施すること、混合ステップを実施すること、インキュベーション・ステップを実施すること、ならびにサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数と関連付けられたサブステップを含み得る。ステップＳ３１０’’’’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0179】
より詳細には、ライブラリ調製動作の生産物を用いてライブラリ精製動作を実施することＳ３１５’’’’は、混合を伴って、第４のＰＣＲ動作からの生成物を第３のＰＣＲ動作コンテナから第３の磁気分離コンテナへ輸送すること、混合、インキュベーション、および磁気分離を伴って、ＰＣＲ精製粒子（例えば、ＡＭＰｕｒｅ Ｂｅａｄｓ ＸＰ）を第３の磁気分離コンテナへ輸送すること、インキュベーションを伴って、エタノールを第３の磁気分離コンテナへ輸送すること、第３の磁気分離コンテナから廃棄物を除去すること、混合、インキュベーション、および磁気分離を伴って、ヌクレアーゼ・フリー水を第３の磁気分離コンテナへ輸送すること、混合を伴って、第３の磁気分離コンテナの内容物を第４の磁気分離コンテナへ輸送すること、混合、インキュベーション、および磁気分離を伴って、ＰＣＲ精製粒子（例えば、ＡＭＰｕｒｅ Ｂｅａｄｓ ＸＰ）を第４の磁気分離コンテナへ輸送すること、第４の磁気分離コンテナから廃棄物を除去すること、インキュベーションを伴って、エタノールを第４の磁気分離コンテナへ輸送すること、第４磁気分離コンテナからの廃棄物を廃棄すること、第４の磁気分離コンテナから、第５の磁気分離コンテナ、第６の磁気分離コンテナへの標的材料の輸送を伴う、さらなる精製のためのステップを繰り返すこと、インキュベーションおよび磁気分離を伴って、ヌクレアーゼ・フリー水を第６の磁気分離コンテナへ輸送すること、ライブラリ構築のための精製したｃＤＮＡを第８の冷却格納コンテナへ輸送すること、混合ステップを実施すること、インキュベーション・ステップを実施すること、ならびにサブステップに関与した様々な器具を取り出す／解放することのうちの１つまたは複数と関連付けられたサブステップを含み得る。ステップＳ３１５’’’’は、好ましくは、システムによって自動的に実施されるが、代替的に、別の好適な様式で実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0180】
より詳細には、ライブラリ精製動作の完了時にラン完了動作を実施することＳ３６０’’’’’は、ガントリをホーム構成に戻すこと、試料処理が完了しているという通知を提供すること、ボード外格納のために試薬カートリッジおよび／または試料処理カートリッジをシステムから解放すること、システム廃棄物を廃棄すること、システム清浄動作を実施すること、ならびにシステムを停止（例えば、アイドル、オフ）状態へ遷移させることのうちの１つまたは複数を含み得る。Ｓ３６０’’’’のステップは、システムによって自動的に、および／またはオペレータによって実施され得る。さらには、様々なサブステップは、一度実施され得るか、または推奨される場合は繰り返され得る。
【0181】
方法３００’’’’のステップの例示的な詳細は、付属書類Ｄの表１にさらに説明される。方法３００’’’’のステップに関して、周囲温度および冷蔵試薬の説明、ならびに上に説明される試薬カートリッジの実施形態の格納容積部と関連付けられた位置は、付属書類Ｄの表２に説明される。付属書類Ｄの表２に関して、試薬の体積は、使用される試料処理チップのサイズおよび／または実行される反応の数に従ってスケーリングされ得る。磁気分離動作に関して、使用される装置および関連試薬の説明、ならびに上に説明される試薬カートリッジの実施形態の格納容積部と関連付けられた位置は、付属書類Ｄの表３に説明される。増幅（例えば、ＰＣＲ）動作に関して、使用される装置および関連試薬の説明、ならびに上に説明される試薬カートリッジの実施形態の格納容積部と関連付けられた位置は、付属書類Ｄの表４に説明される。流体吸引および送達動作に関して、装置の説明、ならびに上に説明される器具コンテナの実施形態と関連付けられた位置は、付属書類Ｄの表５に説明される。プロトコル態様の自動化のための構成要素の作動に関して、ガントリ・アームおよびピペッタ動作（例えば、使い捨て器具と結合する装置、使い捨て器具から離脱する装置、流体混合、廃棄物廃棄、吸引、送達、アリコートなどに関して）は、付属書類Ｄの表６に説明される。プロトコル態様の自動化のためのモード間の遷移に関して、試料処理カートリッジ動作は、付属書類Ｄの表７に説明される。プロトコル態様の自動化のためのモード間の遷移に関して、加熱および冷却サブシステム動作モードは、付属書類Ｄの表８に説明される。プロトコル態様の自動化のためのモード間の遷移に関して、磁気分離サブシステム動作は、付属書類Ｄの表９に説明される。増幅動作に関して、方法３００’’と関連付けられたＰＣＲプログラム詳細は、付属書類Ｄの表１０に説明される。
【0182】
しかしながら、システム実施形態は、説明されるものの変異形を含む他のワークフロー、および／または他のワークフローを実施するように構成され得る。
【0183】
４．結論
図は、好ましい実施形態、例示的な構成、およびそれらの変異形に従うシステム、方法、およびコンピュータ・プログラム製品の可能な実装形態のアーキテクチャ、機能性、および動作を例証する。この点に関して、フローチャートまたはブロック図内の各ブロックは、指定の論理関数を実施するための１つまたは複数の実行可能な命令を含む、モジュール、セグメント、またはコードの部分を表し得る。いくつかの代替の実装形態において、ブロック内に記載された機能は、図に記載された順から外れて発生し得るということにも留意されたい。例えば、連続して示される２つのブロックは、実際には、実質的に同時に実行され得るか、またはブロックは、時には、関与する機能性に応じて、逆の順番で実行され得る。ブロック図および／またはフローチャート図の各ブロック、ならびにブロック図および／またはフローチャート図内のブロックの組み合わせは、指定の関数もしくは行為、または特定用途ハードウェアおよびコンピュータ命令の組み合わせを実施する特定用途ハードウェア・ベースのシステムによって実施され得るということにも留意されたい。
図は、好ましい実施形態、例示的な構成、およびそれらの変異形に従うシステム、方法、およびコンピュータ・プログラム製品の可能な実装形態のアーキテクチャ、機能性、および動作を例証する。この点に関して、フローチャートまたはブロック図内の各ブロックは、指定の論理関数を実施するための１つまたは複数の実行可能な命令を含む、モジュール、セグメント、またはコードの部分を表し得る。いくつかの代替の実装形態において、ブロック内に記載された機能は、図に記載された順から外れて発生し得るということにも留意されたい。例えば、連続して示される２つのブロックは、実際には、実質的に同時に実行され得るか、またはブロックは、時には、関与する機能性に応じて、逆の順番で実行され得る。ブロック図および／またはフローチャート図の各ブロック、ならびにブロック図および／またはフローチャート図内のブロックの組み合わせは、指定の関数もしくは行為、または特定用途ハードウェアおよびコンピュータ命令の組み合わせを実施する特定用途ハードウェア・ベースのシステムによって実施され得るということにも留意されたい。
【0184】
当業者は、先の詳細な説明から、ならびに図面および特許請求の範囲から、修正および変更が以下の特許請求の範囲に定められた本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の好ましい実施形態に対してなされ得るということを理解するものとする。
【図1-1】
【図1-2】
【図1-3】
【図1-4】
【図2-1】
【図2-2】
【図2-3】
【図2-4】
【図2-5】
【図2-6】
【図3-1】
【図3-2】
【図3-3】
【図4-1】
【図4-2】
【図4-3】
【図5-1】
【図5-2】
【図6-1】
【図6-2】
【図7-1】
【図7-2】
【図8-1】
【図8-2】
【図8-3】
【図8-4】
【図8-5】
【図9】
【図10-1】
【図10-2】
【図11-1】
【図11-2】
【図12-1】
【図12-2】
【図12-3】
【図12-4】
【図12-5】
【図12-6】
【図12-7】
【図12-8】
【図12-9】
【図13-1】
【図13-2】
【図14-1】
【図14-2】
【図14-3】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【国際調査報告】