特表 2023-532054 超高速ＰＣＲサーマルサイクラー

(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】2023-07-26

(54)【発明の名称】超高速ＰＣＲサーマルサイクラー

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20230719BHJP

   C12Q 1/686 20180101ALI20230719BHJP

   G01N 35/04 20060101ALI20230719BHJP

   G01N 35/00 20060101ALI20230719BHJP

【ＦＩ】

C12M1/00 A

C12Q1/686 Z

G01N35/04 E

G01N35/00 B

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022580450

(86)(22)【出願日】2021-06-25

(85)【翻訳文提出日】2023-02-20

(86)【国際出願番号】 IB2021000443

(87)【国際公開番号】W WO2021260436

(87)【国際公開日】2021-12-30

(31)【優先権主張番号】63/044,719

(32)【優先日】2020-06-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/119,833

(32)【優先日】2020-12-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＡＮＤＲＯＩＤ

(71)【出願人】

【識別番号】522500136

【氏名又は名称】ファースト・エムディーエックス（アイピー）・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】イアン・ガンター

(72)【発明者】

【氏名】リチャード・ルイス

【テーマコード（参考）】

2G058

4B029

4B063

【Ｆターム（参考）】

2G058BB02

2G058BB09

2G058CC02

2G058CD12

2G058CD23

2G058GA01

2G058GC02

2G058GC05

4B029AA07

4B029AA23

4B029BB20

4B029CC01

4B029DG10

4B029FA12

4B029GA03

4B029GB02

4B029GB04

4B029GB06

4B029GB09

4B063QA01

4B063QA18

4B063QQ42

4B063QQ52

4B063QR08

4B063QR32

4B063QR56

4B063QR58

4B063QR62

4B063QR66

4B063QS25

4B063QX02

(57)【要約】

開示されているのは、（ａ）サーマルサイクリングの間に１つまたは複数の試料を加熱するための金属材料を含むマイクロプレートを有するシステムである。マイクロプレートは、マイクロプレートの一方の側に１つまたは複数のバーコードを備える。このシステムは、１つまたは複数のバーコードを読み取るためのバーコードリーダーを備える。システムは、サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートを受け取り、および／またはマイクロプレートに収容される１つまたは複数の試料に変性温度を加えるように構成されている第１の温度ブロックも備え得る。システムは、サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートを受け取り、および／またはマイクロプレートに収容される１つまたは複数の試料に伸長温度を加えるように構成されている第２の温度ブロックも備え得る。システムは、サーマルサイクリングの間に、センシングデバイス、第１の温度ブロック、および第２の温度ブロックの間でマイクロプレートを移動させるように構成されているコンベヤも備え得る。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

システムであって、
（ａ）サーマルサイクリングの間に１つまたは複数の試料を収容するためのマイクロプレートであって、前記マイクロプレートは第１の側と第２の側とを備え、前記第１の側は金属材料を含み、前記マイクロプレートは、前記第１の側または前記第２の側に配設された１つまたは複数のバーコードを備える、マイクロプレートと、
（ｂ）前記１つまたは複数のバーコードを読み取るためのバーコードリーダーと、
（ｃ）前記サーマルサイクリングの間に、前記マイクロプレートを受け取り、および／または前記マイクロプレートに収容される前記１つまたは複数の試料に変性温度を加えるように構成されている第１の温度ブロックと、
（ｄ）前記サーマルサイクリングの間に、前記マイクロプレートを受け取り、および／または前記マイクロプレートに収容される前記１つまたは複数の試料に伸長温度を加えるように構成されている第２の温度ブロックと、
（ｅ）前記サーマルサイクリングの間に、センシングデバイス、前記第１の温度ブロック、および前記第２の温度ブロックの間で前記マイクロプレートを移動させるように構成されているコンベヤとを備えるシステム。

【請求項2】

前記システムは、最大で約１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０分で約２０から８０サイクルの前記サーマルサイクリングを完了するように動作可能である、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記サーマルサイクリングの間に、前記システムは、反応毎に約１０回から約６０回、前記１つまたは複数の試料を前記第１の温度ブロックと前記第２の温度ブロックとの間で移送するように動作可能である、請求項１または２のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項4】

前記マイクロプレートは、約４８、約９６、約３８４、または約１５３６個の個別試料を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項5】

前記マイクロプレートの前記第１の側は、ウェルのアレイを備える、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項6】

前記アレイは、前記アレイの長さに沿ったウェルと前記アレイの隣接する長さに沿ったウェルとの２：３の比に適合する、請求項５に記載のシステム。

【請求項7】

１つまたは複数の追加の温度ブロックをさらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項8】

前記システムは、加熱可能な蓋を備え、さらに、前記システムは、サーマルサイクリングの間に前記加熱可能な蓋を前記マイクロプレートに押し付けるために約１０から３００ニュートンの力を印加するように構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項9】

前記金属材料はアルミニウムである、請求項１から８のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項10】

前記金属材料はポリプロピレンでコーティングされる、請求項１から９のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項11】

前記変性温度および／または前記伸長温度は、直接的な抵抗加熱を使用しては達成されない、請求項１から１０のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項12】

液体処理またはオートピペットプラットフォームをさらに備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項13】

前記コンベヤは、ロボットアームを備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項14】

前記センシングデバイスは、前記第１の温度ブロックと前記第２の温度ブロックとの間、または前記第１の温度ブロックもしくは前記第２の温度ブロックより上に位置決めされ、前記１つまたは複数の試料から蛍光応答を決定する、請求項１から１３のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項15】

前記１つまたは複数のバーコードは、前記第１の側に配設される、請求項１から１４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項16】

前記１つまたは複数のバーコードは、前記第２の側に配設される、請求項１から１５のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項17】

１つまたは複数の試料は、核酸試料を含む、請求項１から１６のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項18】

前記１つまたは複数の試料は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）試料を含む、請求項１７に記載のシステム。

【請求項19】

前記蛍光応答は、超高速蛍光光度法測定値を含む、請求項１４に記載のシステム。

【請求項20】

前記マイクロプレートは、前記１つまたは複数の試料の加熱を循環させるための前記マイクロプレートの配置のためのアライメント特徴を含む、請求項１から１９のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項21】

前記第１の温度ブロックは、約１から１０秒間前記変性温度を加え、前記第２の温度ブロックは、約１から３０秒間前記伸長温度を加える、請求項１から２０のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項22】

前記変性温度は、約９０℃から１００℃の間である、請求項１から２１のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項23】

前記伸長温度は、約５０℃から６５℃の間である、請求項１から２２のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項24】

前記第１の温度ブロックと前記第２の温度ブロックとの間の経過時間は、１秒から５秒の間である、請求項１から２３のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項25】

前記蛍光応答は、前記第２の温度ブロックと前記第１の温度ブロックとの間の遷移において記録される、請求項１４または１９のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項26】

前記センシングデバイスは、前記蛍光応答を測定するように構成されている１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える、請求項１４、１９、または２５のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項27】

前記蛍光応答は、約５０℃から６５℃の間の共通温度で収集される、請求項１４、１９、２５、または２６のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項28】

前記マイクロプレートは、キャリッジによって支持される、請求項１から２７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項29】

前記コンベヤは、レールを備える、請求項１から２８のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項30】

前記マイクロプレートは、機械的アクチュエータによって駆動される、請求項２９に記載のシステム。

【請求項31】

システムであって、
（ａ）サーマルサイクリングの間に１つまたは複数の試料を収容するためのマイクロプレートであって、前記マイクロプレートは第１の側と第２の側とを備え、前記第１の側は金属材料を含み、前記マイクロプレートは、前記第１の側または前記第２の側に配設された１つまたは複数のバーコードを備える、マイクロプレートと、
（ｂ）前記サーマルサイクリングの間に、前記マイクロプレートを受け取り、および／または前記マイクロプレートに収容される前記１つまたは複数の試料に変性温度を加えるように構成されている第１の温度ブロックと、
（ｃ）前記サーマルサイクリングの間に、前記マイクロプレートを受け取り、および／または前記マイクロプレートに収容される前記１つまたは複数の試料に伸長温度を加えるように構成されている第２の温度ブロックと、
（ｄ）前記１つまたは複数の試料からの蛍光応答を決定するように構成されている前記第１の温度ブロックと前記第２の温度ブロックとの間に位置決めされたセンシングデバイスと、
（ｅ）前記マイクロプレートを前記第１の温度ブロック、前記センシングデバイス、および前記第２の温度ブロックの間で移動するように構成され、それにより前記センシングデバイスは、前記サーマルサイクリングの間に、前記マイクロプレートが前記第２の温度ブロックと前記第１の温度ブロックとの間を移動するときに、前記１つまたは複数の試料から前記蛍光応答を決定する、コンベヤとを備えるシステム。

【請求項32】

前記変性温度を加えることおよび前記伸長温度を加えることの約２０から８０サイクルが、最大で約１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０分で完了する、請求項３１に記載のシステム。

【請求項33】

前記サーマルサイクリングの間に、前記システムは、反応毎に約１０回から約６０回、前記１つまたは複数の試料を前記第１の温度ブロックと前記第２の温度ブロックとの間で移送するように動作可能である、請求項３１または３２のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項34】

前記マイクロプレートは、約４８、約９６、約３８４、または約１５３６個の個別試料を含む、請求項３１から３３のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項35】

前記マイクロプレートの前記第１の側は、ウェルのアレイを備える、請求項３１から３４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項36】

前記アレイは、前記アレイの長さに沿ったウェルと前記アレイの隣接する長さに沿ったウェルとの２：３の比に適合する、請求項３１から３５のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項37】

１つまたは複数の追加の温度ブロックをさらに備える、請求項３１から３６のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項38】

前記システムは、加熱可能な蓋を備え、さらに、前記システムは、サーマルサイクリングの間に前記加熱可能な蓋を前記マイクロプレートに押し付けるために約１０から３００ニュートンの力を印加するように構成される、請求項３１から３７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項39】

前記金属材料はアルミニウムである、請求項３１から３８のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項40】

前記金属材料はポリプロピレンでコーティングされる、請求項３１から３９のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項41】

前記変性温度または前記伸長温度は、直接的な抵抗加熱を使用しては果たされない、請求項３１から４０のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項42】

液体処理またはオートピペットプラットフォームをさらに備える、請求項３１から４１のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項43】

前記コンベヤは、ロボットアームを備える、請求項３１から４２のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項44】

前記センシングデバイスは、前記第１の温度ブロックと前記第２の温度ブロックとの間、または前記第１の温度ブロックもしくは前記第２の温度ブロックより上に位置決めされ、前記１つまたは複数の試料から蛍光応答を決定する、請求項３１から４３のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項45】

前記１つまたは複数のバーコードは、前記第１の側に配設される、請求項３１から４４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項46】

前記１つまたは複数のバーコードは、前記第２の側に配設される、請求項３１から４５のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項47】

１つまたは複数の試料は、核酸試料を含む、請求項３１から４６のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項48】

前記１つまたは複数の試料は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）試料を含む、請求項４７に記載のシステム。

【請求項49】

前記蛍光応答は、超高速蛍光光度法測定値を含む、請求項３１から４８のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項50】

前記マイクロプレートは、前記１つまたは複数の試料の加熱を循環させるための前記マイクロプレートの配置のためのアライメント特徴を含む請求項３１から４９のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項51】

前記第１の温度ブロックは、約１から１０秒間前記変性温度を加え、前記第２の温度ブロックは、約１から３０秒間前記伸長温度を加える、請求項３１から５０のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項52】

前記変性温度は、約９０℃から１００℃の間である、請求項３１から５１のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項53】

前記伸長温度は、約５０℃から６５℃の間である、請求項３１から５２のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項54】

前記第１の温度ブロックと前記第２の温度ブロックとの間の経過時間は、１秒から５秒の間である、請求項３１から５３のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項55】

前記蛍光応答は、前記第２の温度ブロックと前記第１の温度ブロックとの間の遷移において記録される、請求項３１から５４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項56】

前記センシングデバイスは、前記蛍光応答を測定するように構成されている１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える、請求項３１から５５のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項57】

前記蛍光応答は、５０℃から６５℃の間の共通温度で収集される、請求項３１から５６のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項58】

前記マイクロプレートは、キャリッジによって支持される、請求項３１から５７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項59】

前記コンベヤは、レールを備える、請求項３１から５８のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項60】

前記マイクロプレートは、機械的アクチュエータによって駆動される請求項５９に記載のシステム。

【請求項61】

サーマルサイクリングの間に１つまたは複数の試料を加熱するための方法であって、
（ａ）前記１つまたは複数の試料を識別するステップと、
（ｂ）前記サーマルサイクリングの間に第１の温度ゾーンで前記１つまたは複数の試料に変性温度を加えるステップと、
（ｃ）前記サーマルサイクリングの間に第２の温度ゾーンで前記１つまたは複数の試料に伸長温度を加えるステップと、
（ｄ）マイクロプレートを前記第１の温度ゾーンと前記第２の温度ゾーンとの間で移動するステップとを含む方法。

【請求項62】

前記変性温度を加えることおよび前記伸長温度を加えることの約２０から８０サイクルが、最大で約１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０分で完了する、請求項６１に記載の方法。

【請求項63】

前記サーマルサイクリングの間に、システムは、反応毎に約１０回から約６０回、前記１つまたは複数の試料を前記第１の温度ゾーンと前記第２の温度ゾーンとの間で移送するように動作可能である、請求項６１から６２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項64】

前記１つまたは複数の試料は、約４８、約９６、約３８４、または約１５３６個の個別試料を含む、請求項６１から６３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項65】

前記１つまたは複数の試料は、試料のアレイを含む、請求項６１から６４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項66】

試料の前記アレイは、前記アレイの長さに沿った試料と前記アレイの隣接する長さに沿った試料との２：３の比に適合する、請求項６５に記載の方法。

【請求項67】

前記１つまたは複数の試料を追加の温度ゾーンに移動するステップをさらに含む、請求項６１から６６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項68】

前記１つまたは複数の試料に前記伸長温度または前記変性温度を加えるステップは、前記１つまたは複数の試料に約１０から３００ニュートンの力の上向きの力を及ぼすステップを含む、請求項６１から６７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項69】

前記１つまたは複数の試料が前記第１の温度ゾーンと前記第２の温度ゾーンとの間にあるときに前記１つまたは複数の試料からの蛍光応答を決定するステップをさらに含む、請求項６１から６８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項70】

前記蛍光応答は、超高速蛍光光度法測定値を含む、請求項６９に記載の方法。

【請求項71】

（ｂ）および（ｃ）の前に前記１つまたは複数の試料をアライメントするステップをさらに含む、請求項６１から７０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項72】

前記変性温度は約１から２秒間加えられ、前記伸長温度は約４から１０秒間加えられる、請求項６１から７１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項73】

前記変性温度は、約９２℃から９７℃の間であり、前記伸長温度は、約５２℃から５７℃の間である、請求項６１から７２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項74】

前記第１の温度ゾーンと前記第２の温度ゾーンとの間の経過時間は、約１秒から２秒である、請求項６１から７３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項75】

前記蛍光応答は、前記第２の温度ゾーンと前記第１の温度ゾーンとの間の遷移において記録される、請求項６９または７０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項76】

前記蛍光応答は、約５０℃から６５℃の間の温度で収集される、請求項６９、７０、または７５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項77】

前記１つまたは複数の試料に下向きの力を作用させるステップをさらに含む、請求項６８に記載の方法。

【請求項78】

蛍光応答を決定するステップは、光の制御された波長を前記１つまたは複数の試料に照射するステップを含む、請求項６９に記載の方法。

【請求項79】

前記１つまたは複数の試料に前記変性温度および／または前記伸長温度を加えるステップは、接触を介した熱伝導を含む、請求項６１から７８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項80】

前記伸長温度および／または前記変性温度を加えるステップは、前記試料に熱を伝えるステップを含む、請求項６１から７９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項81】

前記伸長温度および／または前記変性温度を加えるステップは、前記試料から熱を伝えるステップを含む、請求項６１から８０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項82】

前記センシングデバイスはカメラである、請求項１または３１のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項83】

（ｇ）前記１つまたは複数の試料の上に配設されたガラス蓋をさらに備える、請求項１、３１、または８２のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項84】

前記ガラス蓋は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を含むコーティングを有する、請求項１、３１、８２、または８３のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項85】

前記カメラは、前記１つまたは複数の試料のうちのすべての試料の画像を同時にキャプチャすることによって蛍光応答を検出するようにさらに構成される、請求項１、３１、または８２から８４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項86】

サーマルサイクリングの間に１つまたは複数の試料を加熱するための方法であって、
（ａ）前記サーマルサイクリングの間に第１の温度ゾーンで前記１つまたは複数の試料に変性温度を加えるステップと、
（ｂ）前記サーマルサイクリングの間に第２の温度ゾーンで前記１つまたは複数の試料に伸長温度を加えるステップと、
（ｃ）前記１つまたは複数の試料を前記第２の温度ゾーン間で繰り返し移動しながら、前記第２の温度ゾーンと前記第１の温度ゾーンとの間にあるときに前記１つまたは複数の試料からの蛍光応答を決定するステップとを含む方法。

【請求項87】

前記変性温度を加えることおよび前記伸長温度を加えることの約２０から８０サイクルが、約１０から２０分以内に完了する、請求項８６に記載の方法。

【請求項88】

前記１つまたは複数の試料は、約１０回から６０回、前記第１の温度ゾーンと前記第２の温度ゾーンとの間で移送される、請求項８６から８７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項89】

前記１つまたは複数の試料は、約４８、約９６、約３８４、または約１５３６個の個別試料を含む、請求項８６から８８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項90】

前記１つまたは複数の試料は、試料のアレイを含む、請求項８６から８９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項91】

試料の前記アレイは、前記アレイの長さに沿った試料と前記アレイの隣接する長さに沿った試料との２：３の比に適合する、請求項９０に記載の方法。

【請求項92】

前記１つまたは複数の試料を追加の温度ゾーンの間で移動するステップをさらに含む、請求項８６から９１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項93】

前記１つまたは複数の試料に前記伸長温度または前記変性温度を加えるステップは、前記試料に約１０から３００ニュートンの力の上向きの力を及ぼすステップを含む、請求項８６から９２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項94】

前記蛍光応答は、超高速蛍光光度法測定値を含む、請求項８６から９３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項95】

（ｂ）および（ｃ）の前に前記１つまたは複数の試料をアライメントするステップをさらに含む、請求項８６から９４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項96】

前記変性温度は約１から２秒間加えられ、前記伸長温度は約４から１０秒間加えられる、請求項８６から９５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項97】

前記変性温度は、９２℃から９７℃の間であり、前記伸長温度は、約５２℃から５７℃の間である、請求項８６から９６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項98】

前記第１の温度ゾーンと前記第２の温度ゾーンとの間の経過時間は、約１から５秒である、請求項８６から９７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項99】

前記蛍光応答は、前記第２の温度ゾーンと前記第１の温度ゾーンとの間の遷移において記録される請求項８６から９８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項100】

前記蛍光応答は、約５０℃から６５℃の間の温度で収集される、請求項８６から９９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項101】

前記１つまたは複数の試料に下向きの力を作用させるステップをさらに含む、請求項９３に記載の方法。

【請求項102】

前記蛍光応答を決定するステップは、光の制御された波長を前記１つまたは複数の試料に照射するステップを含む、請求項８６から１０１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項103】

前記１つまたは複数の試料に前記変性温度および／または前記伸長温度を加えるステップは、接触を介した熱伝導を含む、請求項８６から１０２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項104】

前記伸長温度および／または前記変性温度を加えるステップは、前記試料に熱を伝えるステップを含む、請求項８６から１０３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項105】

前記伸長温度および／または前記変性温度を加えるステップは、前記試料から熱を伝えるステップを含む、請求項８６から１０４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項106】

システムであって、
（ａ）サーマルサイクリングの間に１つまたは複数の試料を収容するためのマイクロプレートであって、前記マイクロプレートは第１の側と第２の側とを備え、前記第１の側は金属材料を含み、前記マイクロプレートは、前記第１の側または前記第２の側に配設された１つまたは複数のバーコードを備える、マイクロプレートと、
（ｂ）前記１つまたは複数のバーコードを読み取るためのバーコードリーダーと、
（ｃ）前記サーマルサイクリングの間に、前記マイクロプレートを受け取り、前記マイクロプレートに収容される前記１つまたは複数の試料に変性温度を加えるように構成されている第１の温度ブロックと、
（ｄ）前記サーマルサイクリングの間に、前記マイクロプレートを受け取り、前記マイクロプレートに収容される前記１つまたは複数の試料に伸長温度を加えるように構成されている第２の温度ブロックと、
（ｅ）前記サーマルサイクリングの間に、センシングデバイス、前記第１の温度ブロック、および前記第２の温度ブロックの間で前記マイクロプレートを移動させるように構成されているコンベヤとを備えるシステム。

【請求項107】

前記システムは、最大で約１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０分で約２０から８０サイクルの前記サーマルサイクリングを完了するように動作可能である、請求項１０６に記載のシステム。

【請求項108】

前記サーマルサイクリングの間に、前記システムは、反応毎に約１０回から約６０回、前記１つまたは複数の試料を前記第１の温度ブロックと前記第２の温度ブロックとの間で移送するように動作可能である、請求項１０６から１０７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項109】

前記マイクロプレートは、約４８、約９６、約３８４、または約１５３６個の個別試料を含む、請求項１０６から１０８のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項110】

前記マイクロプレートの前記第１の側は、ウェルのアレイを備える、請求項１０６から１０９のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項111】

前記アレイは、前記アレイの長さに沿ったウェルと前記アレイの隣接する長さに沿ったウェルとの２：３の比に適合する、請求項１１０に記載のシステム。

【請求項112】

１つまたは複数の追加の温度ブロックをさらに備える、請求項１０６から１１１のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項113】

前記システムは、加熱可能な蓋を備え、さらに、前記システムは、サーマルサイクリングの間に前記加熱可能な蓋を前記マイクロプレートに押し付けるために約１０から３００ニュートンの力を印加するように構成される、請求項１０６から１１２のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項114】

前記金属材料はアルミニウムである、請求項１０６から１１３のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項115】

前記金属材料はポリプロピレンでコーティングされる、請求項１０６から１１４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項116】

前記変性温度および／または前記伸長温度は、直接的な抵抗加熱を使用しては達成されない、請求項１０６から１１５のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項117】

液体処理またはオートピペットプラットフォームをさらに備える、請求項１０６から１１６のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項118】

前記コンベヤは、ロボットアームを備える、請求項１０６から１１７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項119】

前記センシングデバイスは、前記第１の温度ブロックと前記第２の温度ブロックとの間、または前記第１の温度ブロックもしくは前記第２の温度ブロックより上に位置決めされ、前記１つまたは複数の試料から蛍光応答を決定する、請求項１０６から１１８のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項120】

前記１つまたは複数のバーコードは、前記第１の側に配設される、請求項１０６から１１９のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項121】

前記１つまたは複数のバーコードは、前記第２の側に配設される、請求項１０６から１２０のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項122】

１つまたは複数の試料は、核酸試料を含む、請求項１０６から１２１のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項123】

前記１つまたは複数の試料は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）試料を含む、請求項１２２に記載のシステム。

【請求項124】

前記蛍光応答は、超高速蛍光光度法測定値を含む、請求項１１９に記載のシステム。

【請求項125】

前記マイクロプレートは、前記１つまたは複数の試料の加熱を循環させるための前記マイクロプレートの配置のためのアライメント特徴を含む、請求項１０６から１２４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項126】

前記第１の温度ブロックは、約１から１０秒間前記変性温度を加え、前記第２の温度ブロックは、約１から３０秒間前記伸長温度を加える、請求項１０６から１２５のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項127】

前記変性温度は、約９０℃から１００℃の間である、請求項１０６から１２６のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項128】

前記伸長温度は、約５０℃から６５℃の間である、請求項１０６から１２７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項129】

前記第１の温度ブロックと前記第２の温度ブロックとの間の経過時間は、１秒から５秒の間である、請求項１０６から１２８のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項130】

前記蛍光応答は、前記第２の温度ブロックと前記第１の温度ブロックとの間の遷移において記録される、請求項１１９または１２４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項131】

前記センシングデバイスは、前記蛍光応答を測定するように構成されている１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える、請求項１１９、１２４、または１３０のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項132】

前記蛍光応答は、約５０℃から６５℃の間の共通温度で収集される、請求項１１９、１２４、１３０、または１３１のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項133】

前記マイクロプレートは、キャリッジによって支持される、請求項１０６から１３２のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項134】

前記コンベヤは、レールを備える、請求項１０６から１３３のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項135】

前記マイクロプレートは、機械的アクチュエータによって駆動される、請求項１０６から１３４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項136】

システムであって、
（ａ）サーマルサイクリングの間に１つまたは複数の試料を収容するためのマイクロプレートであって、前記マイクロプレートは第１の側と第２の側とを備え、前記第１の側は金属材料を含み、前記マイクロプレートは、前記第１の側または前記第２の側に配設された１つまたは複数のバーコードを備える、マイクロプレートと、
（ｂ）前記サーマルサイクリングの間に、前記マイクロプレートを受け取り、前記マイクロプレートに収容される前記１つまたは複数の試料に変性温度を加えるように構成されている第１の温度ブロックと、
（ｃ）前記サーマルサイクリングの間に、前記マイクロプレートを受け取り、前記マイクロプレートに収容される前記１つまたは複数の試料に伸長温度を加えるように構成されている第２の温度ブロックと、
（ｄ）前記１つまたは複数の試料からの蛍光応答を決定するように構成されている前記第１の温度ブロックと前記第２の温度ブロックとの間に位置決めされたセンシングデバイスと、
（ｅ）前記マイクロプレートを前記第１の温度ブロック、前記センシングデバイス、および前記第２の温度ブロックの間で移動するように構成され、それにより前記センシングデバイスは、前記サーマルサイクリングの間に、前記マイクロプレートが前記第２の温度ブロックと前記第１の温度ブロックとの間を移動するときに、前記１つまたは複数の試料から前記蛍光応答を決定する、コンベヤとを備えるシステム。

【請求項137】

前記システムは、最大で約１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０分で約２０から８０サイクルの前記サーマルサイクリングを完了するように動作可能である、請求項１３６に記載のシステム。

【請求項138】

前記サーマルサイクリングの間に、前記システムは、反応毎に約１０回から約６０回、前記１つまたは複数の試料を前記第１の温度ブロックと前記第２の温度ブロックとの間で移送するように動作可能である、請求項１３６から１３７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項139】

前記マイクロプレートは、約４８、約９６、約３８４、または約１５３６個の個別試料を含む、請求項１３６から１３８のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項140】

前記マイクロプレートの前記第１の側は、ウェルのアレイを備える、請求項１３６から１３９のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項141】

前記アレイは、前記アレイの長さに沿ったウェルと前記アレイの隣接する長さに沿ったウェルとの２：３の比に適合する、請求項１３６から１４０のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項142】

１つまたは複数の追加の温度ブロックをさらに備える、請求項１３６から１４１のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項143】

前記システムは、加熱可能な蓋を備え、さらに、前記システムは、サーマルサイクリングの間に前記加熱可能な蓋を前記マイクロプレートに押し付けるために約１０から３００ニュートンの力を印加するように構成される、請求項１３６から１４２のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項144】

前記金属材料はアルミニウムである、請求項１３６から１４３のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項145】

前記金属材料はポリプロピレンでコーティングされる、請求項１３６から１４４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項146】

前記変性温度および／または前記伸長温度は、直接的な抵抗加熱を使用しては達成されない、請求項１３６から１４５のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項147】

液体処理またはオートピペットプラットフォームをさらに備える、請求項１３６から１４６のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項148】

前記コンベヤは、ロボットアームを備える、請求項１３６から１４７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項149】

前記１つまたは複数のバーコードは、前記第１の側に配設される、請求項１３６から１４８のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項150】

前記１つまたは複数のバーコードは、前記第２の側に配設される、請求項１３６から１４９のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項151】

１つまたは複数の試料は、核酸試料を含む、請求項１３６から１５０のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項152】

前記１つまたは複数の試料は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）試料を含む、請求項１３６から１５１のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項153】

前記蛍光応答は、超高速蛍光光度法測定値を含む、請求項１３６から１５２のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項154】

前記マイクロプレートは、前記１つまたは複数の試料の加熱を循環させるための前記マイクロプレートの配置のためのアライメント特徴を含む、請求項１３６から１５３のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項155】

前記第１の温度ブロックは、約１から１０秒間前記変性温度を加え、前記第２の温度ブロックは、約１から３０秒間前記伸長温度を加える、請求項１３６から１５４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項156】

前記変性温度は、約９０℃から１００℃の間である、請求項１３６から１５５のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項157】

前記伸長温度は、約５０℃から６５℃の間である、請求項１３６から１５６のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項158】

前記第１の温度ブロックと前記第２の温度ブロックとの間の経過時間は、１秒から５秒の間である請求項１３６から１５７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項159】

前記蛍光応答は、前記第２の温度ブロックと前記第１の温度ブロックとの間の遷移において記録される、請求項１３６から１５８のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項160】

前記センシングデバイスは、前記蛍光応答を測定するように構成されている１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える、請求項１３６から１５９のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項161】

前記蛍光応答は、約５０℃から６５℃の間の共通温度で収集される、請求項１３６から１６０のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項162】

前記マイクロプレートは、キャリッジによって支持される、請求項１３６から１６１のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項163】

前記コンベヤは、レールを備える、請求項１３６から１６２のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項164】

前記マイクロプレートは、機械的アクチュエータによって駆動される、請求項１３６から１６３のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項165】

サーマルサイクラーシステムであって、
（ａ）１つまたは複数の試料を収容するマイクロプレートを受け取り、および／または前記受け取ったマイクロプレートに収容されている前記１つまたは複数の試料に変性温度を加えることを、前記収容されている試料のサーマルサイクリングの間に行うように構成されている第１の温度ブロックと、
（ｂ）前記サーマルサイクリングの間に、前記マイクロプレートを受け取り、および／または前記マイクロプレートに収容される前記１つまたは複数の試料に伸長温度を加えるように構成されている第２の温度ブロックと、
（ｃ）前記マイクロプレート上に配設されている１つまたは複数のバーコードを読み取るためのバーコードリーダーと、
（ｄ）前記サーマルサイクリングの間に、センシングデバイス、前記第１の温度ブロック、および前記第２の温度ブロックの間で前記マイクロプレートを移動させるように構成されているコンベヤとを備えるサーマルサイクラーシステム。

【請求項166】

前記システムは、最大で約１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０分で約２０から８０サイクルの前記サーマルサイクリングを完了するように動作可能である、請求項１６５に記載のシステム。

【請求項167】

前記サーマルサイクリングの間に、前記システムは、反応毎に約１０回から約６０回、前記１つまたは複数の試料を前記第１の温度ブロックと前記第２の温度ブロックとの間で移送するように動作可能である、請求項１６５から１６６のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項168】

前記マイクロプレートは、約４８、約９６、約３８４、または約１５３６個の個別試料を含む、請求項１６５から１６７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項169】

前記マイクロプレートは、ウェルのアレイを備える、請求項１６５から１６８のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項170】

前記アレイは、前記アレイの長さに沿ったウェルと前記アレイの隣接する長さに沿ったウェルとの２：３の比に適合する、請求項１６９に記載のシステム。

【請求項171】

１つまたは複数の追加の温度ブロックをさらに備える、請求項１６５から１７０のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項172】

前記システムは、加熱可能な蓋を備え、さらに、前記システムは、サーマルサイクリングの間に前記加熱可能な蓋を前記マイクロプレートに押し付けるために約１０から３００ニュートンの力を印加するように構成される、請求項１６５から１７１のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項173】

前記マイクロプレートは第１の側を備え、前記第１の側は金属材料を含み、前記金属材料はアルミニウムである、請求項１６５から１７２のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項174】

前記金属材料はポリプロピレンでコーティングされる、請求項１７３に記載のシステム。

【請求項175】

前記変性温度および／または前記伸長温度は、直接的な抵抗加熱を使用しては達成されない、請求項１６５から１７４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項176】

液体処理またはオートピペットプラットフォームをさらに備える、請求項１６５から１７５のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項177】

前記コンベヤは、ロボットアームを備える、請求項１６５から１７６のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項178】

前記センシングデバイスは、前記第１の温度ブロックと前記第２の温度ブロックとの間、または前記第１の温度ブロックもしくは前記第２の温度ブロックより上に位置決めされ、前記１つまたは複数の試料から蛍光応答を決定する、請求項１６５に記載のシステム。

【請求項179】

前記１つまたは複数のバーコードは、第１の側に配設される、請求項１６５から１７８のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項180】

前記１つまたは複数のバーコードは、第２の側に配設される、請求項１６５から１７９のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項181】

１つまたは複数の試料は、核酸試料を含む、請求項１６５から１８０のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項182】

前記１つまたは複数の試料は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）試料を含む、請求項１８１に記載のシステム。

【請求項183】

前記蛍光応答は、超高速蛍光光度法測定値を含む、請求項１７８に記載のシステム。

【請求項184】

前記マイクロプレートは、前記１つまたは複数の試料の加熱を循環させるための前記マイクロプレートの配置のためのアライメント特徴を含む、請求項１６５から１８３のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項185】

前記第１の温度ブロックは、約１から１０秒間前記変性温度を加え、前記第２の温度ブロックは、約１から３０秒間前記伸長温度を加える、請求項１６５から１８４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項186】

前記変性温度は、約９０℃から１００℃の間である、請求項１６５から１８５のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項187】

前記伸長温度は、約５０℃から６５℃の間である、請求項１６５から１８６のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項188】

前記第１の温度ブロックと前記第２の温度ブロックとの間の経過時間は、１秒から５秒の間である、請求項１６５から１８７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項189】

前記蛍光応答は、前記第２の温度ブロックと前記第１の温度ブロックとの間の遷移において記録される、請求項１７８または１８３のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項190】

前記センシングデバイスは、前記蛍光応答を測定するように構成されている１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える、請求項１７８、１８３、または１８９のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項191】

前記蛍光応答は、約５０℃から６５℃の間の共通温度で収集される、請求項１７８、１８３、１８９、または１９０のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項192】

前記マイクロプレートは、キャリッジによって支持される、請求項１６５から１９１のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項193】

前記コンベヤは、レールを備える、請求項１６５から１９２のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項194】

前記マイクロプレートは、機械的アクチュエータによって駆動される、請求項１６５から１９３のいずれか一項に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

相互参照
本出願は、２０２０年６月２６日に出願した米国仮特許出願第６３／０４４，７１９号、および２０２０年１２月１日に出願した米国仮特許出願第６３／１１９，８３３号に関係し、両方とも参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。

【背景技術】

【0002】

ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）が１９８３年に発見されたときに、研究者らは試薬を入れた管を温度制御された水槽の間で前方におよび後方に移動した。最終的に、企業は、熱交換器の加熱および冷却の両方を行うためにペルチェ効果素子を使用することによって試料をサーマルサイクリングする熱交換器内に置かれているプラスチックプレート内に試料を保持する機械を生産した。ペルチェ効果素子は電力制限され、熱がシステムから抽出されなければならないときに、熱交換器の温度を変化させるのが、特に冷却時に遅いことがある。ＰＣＲに必要な交互する加熱および冷却の連続サイクルを高速に実行することが困難な場合がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

機械性能の限界で作業することなく、２つまたはそれ以上の温度でポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を高速に実行するためのコンパクトシステムが必要である。

【課題を解決するための手段】

【0004】

一態様において、システムが開示される。このシステムは、（ａ）サーマルサイクリング（ｔｈｅｒｍｏｃｙｃｌｉｎｇ）の間に１つまたは複数の試料を収容するためのマイクロプレートを備える。マイクロプレートは、第１の側と第２の側とを備える。第１の側は、金属材料を含む。マイクロプレートは、第１の側または第２の側に配設された１つまたは複数のバーコードを備える。このシステムは、（ｂ）１つまたは複数のバーコードを読み取るためのバーコードリーダーも備える。システムは、（ｃ）サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートを受け取り、および／またはマイクロプレートに収容される１つまたは複数の試料に変性温度を加えるように構成されている第１の温度ブロックも備える。システムは、（ｄ）サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートを受け取り、および／またはマイクロプレートに収容される１つまたは複数の試料に伸長温度を加えるように構成されている第２の温度ブロックも備える。システムは、（ｅ）サーマルサイクリングの間に、センシングデバイス、第１の温度ブロック、および第２の温度ブロックの間でマイクロプレートを移動させるように構成されているコンベヤも備える。

【0005】

いくつかの実施形態において、システムは、最大で約１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０分で約２０から８０サイクルのサーマルサイクリングを完了するように動作可能である。

【0006】

いくつかの実施形態において、サーマルサイクリングの間に、システムは、反応毎に約１０回から約６０回、１つまたは複数の試料を第１の温度ブロックと第２の温度ブロックとの間で移送するように動作可能である。

【0007】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、約４８、約９６、約３８４、または約１５３６個の個別試料を含む。

【0008】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートの第１の側は、ウェルのアレイを備える。

【0009】

いくつかの実施形態において、アレイは、アレイの長さに沿ったウェルとアレイの隣接する長さに沿ったウェルとの２：３の比に適合する。

【0010】

いくつかの実施形態において、システムは、１つまたは複数の追加の温度ブロックをさらに備える。

【0011】

いくつかの実施形態において、システムは、加熱可能な蓋を備え、さらに、システムは、サーマルサイクリングの間に加熱可能な蓋をマイクロプレートに押し付けるために約１０から３００ニュートンの力を印加するように構成される。

【0012】

いくつかの実施形態において、金属材料はアルミニウムである。

【0013】

いくつかの実施形態において、金属材料はポリプロピレンでコーティングされる。

【0014】

いくつかの実施形態において、変性温度および／または伸長温度は、直接的な抵抗加熱を使用しては達成されない。

【0015】

いくつかの実施形態において、システムは、液体処理またはオートピペットプラットフォーム（liquid handling or autopipette platform）をさらに備える。

【0016】

いくつかの実施形態において、コンベヤは、ロボットアームを備える。

【0017】

いくつかの実施形態において、センシングデバイスは、第１の温度ブロックと第２の温度ブロックとの間、または第１の温度ブロックもしくは第２の温度ブロックより上に位置決めされ、１つまたは複数の試料から蛍光応答を決定する。

【0018】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数のバーコードは、第１の側に配設される。

【0019】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数のバーコードは、第２の側に配設される。

【0020】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の試料は、核酸試料を含む。

【0021】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の試料は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）試料を含む。

【0022】

いくつかの実施形態において、蛍光応答は、超高速蛍光光度法測定値を含む。

【0023】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、１つまたは複数の試料の加熱を循環させるためのマイクロプレートの配置のためのアライメント特徴を含む。

【0024】

いくつかの実施形態において、第１の温度ブロックは、約１から１０秒間変性温度を加え、第２の温度ブロックは、約１から３０秒間伸長温度を加える。

【0025】

いくつかの実施形態において、変性温度は、約９０℃から１００℃の間である。

【0026】

いくつかの実施形態において、伸長温度は、約５０℃から６５℃の間である。

【0027】

いくつかの実施形態において、第１の温度ブロックと第２の温度ブロックとの間の経過時間は、１秒から５秒の間である。

【0028】

いくつかの実施形態において、蛍光応答は、第２の温度ブロックと第１の温度ブロックとの間の遷移において記録される。

【0029】

いくつかの実施形態において、センシングデバイスは、蛍光応答を測定するように構成されている１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える。

【0030】

いくつかの実施形態において、蛍光応答は、約５０℃から６５℃の間の共通温度で収集される。

【0031】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、キャリッジによって支持される。

【0032】

いくつかの実施形態において、コンベヤは、レールを備える。

【0033】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、機械的アクチュエータによって駆動される。

【0034】

一態様において、システムが開示される。このシステムは、（ａ）サーマルサイクリングの間に１つまたは複数の試料を収容するためのマイクロプレートを備える。マイクロプレートは、第１の側と第２の側とを備える。第１の側は、金属材料を含む。マイクロプレートは、第１の側または第２の側に配設された１つまたは複数のバーコードを備える。システムは、（ｂ）サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートを受け取り、および／またはマイクロプレートに収容される１つまたは複数の試料に変性温度を加えるように構成されている第１の温度ブロックも備える。システムは、（ｃ）サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートを受け取り、および／またはマイクロプレートに収容される１つまたは複数の試料に伸長温度を加えるように構成されている第２の温度ブロックも備える。システムは、（ｄ）１つまたは複数の試料からの蛍光応答を決定するように構成されている第１の温度ブロックと第２の温度ブロックとの間に位置決めされたセンシングデバイスも備える。システムは、（ｅ）マイクロプレートを第１の温度ブロック、センシングデバイス、および第２の温度ブロックの間で移動するように構成されているコンベヤも備え、それによりセンシングデバイスは、サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートが第２の温度ブロックと第１の温度ブロックとの間を移動するときに、１つまたは複数の試料から蛍光応答を決定する。

【0035】

いくつかの実施形態において、変性温度を加えることおよび伸長温度を加えることを約２０から８０サイクルで行うことは、最大で約１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０分で完了する。

【0036】

いくつかの実施形態において、サーマルサイクリングの間に、システムは、反応毎に約１０回から約６０回、１つまたは複数の試料を第１の温度ブロックと第２の温度ブロックとの間で移送するように動作可能である。

【0037】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、約４８、約９６、約３８４、または約１５３６個の個別試料を含む。

【0038】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートの第１の側は、ウェルのアレイを備える。

【0039】

いくつかの実施形態において、アレイは、アレイの長さに沿ったウェルとアレイの隣接する長さに沿ったウェルとの２：３の比に適合する。

【0040】

いくつかの実施形態において、システムは、１つまたは複数の追加の温度ブロックをさらに備える。

【0041】

いくつかの実施形態において、システムは、加熱可能な蓋を備える。システムは、サーマルサイクリングの間に加熱可能な蓋をマイクロプレートに押し付けるために約１０から３００ニュートンの力を印加するように構成される。

【0042】

いくつかの実施形態において、金属材料はアルミニウムである。

【0043】

いくつかの実施形態において、金属材料はポリプロピレンでコーティングされる。

【0044】

いくつかの実施形態において、変性温度または伸長温度は、直接的な抵抗加熱を使用しては果たされない。

【0045】

いくつかの実施形態において、システムは、液体処理またはオートピペットプラットフォームをさらに備える。

【0046】

いくつかの実施形態において、コンベヤは、ロボットアームを備える。

【0047】

いくつかの実施形態において、センシングデバイスは、第１の温度ブロックと第２の温度ブロックとの間、または第１の温度ブロックもしくは第２の温度ブロックより上に位置決めされ、１つまたは複数の試料から蛍光応答を決定する。

【0048】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数のバーコードは、第１の側に配設される。

【0049】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数のバーコードは、第２の側に配設される。

【0050】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の試料は、核酸試料を含む。

【0051】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の試料は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）試料を含む。

【0052】

いくつかの実施形態において、蛍光応答は、超高速蛍光光度法測定値を含む。

【0053】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、１つまたは複数の試料の加熱を循環させるためのマイクロプレートの配置のためのアライメント特徴を含む。

【0054】

いくつかの実施形態において、第１の温度ブロックは、約１から１０秒間変性温度を加え、第２の温度ブロックは、約１から３０秒間伸長温度を加える。

【0055】

いくつかの実施形態において、変性温度は、約９０℃から１００℃の間である。

【0056】

いくつかの実施形態において、伸長温度は、約５０℃から６５℃の間である。

【0057】

いくつかの実施形態において、第１の温度ブロックと第２の温度ブロックとの間の経過時間は、１秒から５秒の間である。

【0058】

いくつかの実施形態において、蛍光応答は、第２の温度ブロックと第１の温度ブロックとの間の遷移において記録される。

【0059】

いくつかの実施形態において、センシングデバイスは、蛍光応答を測定するように構成されている１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える。

【0060】

いくつかの実施形態において、蛍光応答は、５０℃から６５℃の間の共通温度で収集される。

【0061】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、キャリッジによって支持される。

【0062】

いくつかの実施形態において、コンベヤは、レールを備える。

【0063】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、機械的アクチュエータによって駆動される。

【0064】

一態様において、サーマルサイクリングの間に１つまたは複数の試料を加熱するための方法が開示される。この方法は、（ａ）１つまたは複数の試料を識別することを含む。この方法は、（ｂ）サーマルサイクリングの間に第１の温度ゾーンで１つまたは複数の試料に変性温度を加えることも含む。この方法は、（ｃ）サーマルサイクリングの間に第２の温度ゾーンで１つまたは複数の試料に伸長温度を加えることも含む。この方法は、（ｄ）マイクロプレートを第１の温度ゾーンと第２の温度ゾーンとの間で移動することも含む。

【0065】

いくつかの実施形態において、変性温度を加えることおよび伸長温度を加えることを約２０から８０サイクルで行うことは、最大で約１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０分で完了する。

【0066】

いくつかの実施形態において、サーマルサイクリングの間に、システムは、反応毎に約１０回から約６０回、１つまたは複数の試料を第１の温度ゾーンと第２の温度ゾーンとの間で移送するように動作可能である。

【0067】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の試料は、約４８、約９６、約３８４、または約１５３６個の個別試料を含む。

【0068】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の試料は、試料のアレイを含む。

【0069】

いくつかの実施形態において、試料のアレイは、アレイの長さに沿った試料とアレイの隣接する長さに沿った試料との２：３の比に適合する。

【0070】

いくつかの実施形態において、この方法は、１つまたは複数の試料を追加の温度ゾーンに移動することをさらに含む。

【0071】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の試料に伸長温度または変性温度を加えることは、１つまたは複数の試料に約１０から３００ニュートンの力の上向きの力を及ぼすことを含む。

【0072】

いくつかの実施形態において、この方法は、１つまたは複数の試料が第１の温度ゾーンと第２の温度ゾーンの間にあるときに１つまたは複数の試料からの蛍光応答を決定することをさらに含む。

【0073】

いくつかの実施形態において、蛍光応答は、超高速蛍光光度法測定値を含む。

【0074】

（ｂ）および（ｃ）の前に１つまたは複数の試料をアライメントすることをさらに含む、請求項６１から７０のいずれか一項に記載の方法。

【0075】

いくつかの実施形態において、変性温度は約１から２秒間加えられ、伸長温度は約４から１０秒間加えられる。

【0076】

いくつかの実施形態において、変性温度は、約９２℃から９７℃の間であり、伸長温度は、約５２℃から５７℃の間である。

【0077】

いくつかの実施形態において、第１の温度ゾーンと第２の温度ゾーンとの間の経過時間は、約１秒から２秒である。

【0078】

いくつかの実施形態において、蛍光応答は、第２の温度ゾーンと第１の温度ゾーンとの間の遷移において記録される。

【0079】

いくつかの実施形態において、蛍光応答は、約５０℃から６５℃の間の温度で収集される。

【0080】

いくつかの実施形態において、この方法は、１つまたは複数の試料に下向きの力を作用させることをさらに含む。

【0081】

いくつかの実施形態において、蛍光応答を決定することは、光の制御された波長を１つまたは複数の試料に照射することを含む。

【0082】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の試料に変性温度および／または伸長温度を加えることは、接触を介した熱伝導を含む。

【0083】

いくつかの実施形態において、伸長温度および／または変性温度を加えることは、試料に熱を伝えることを含む。

【0084】

いくつかの実施形態において、伸長温度および／または変性温度を加えることは、試料から熱を伝えることを含む。

【0085】

いくつかの実施形態において、センシングデバイスはカメラである。

【0086】

いくつかの実施形態において、この方法は、（ｇ）１つまたは複数の試料上に配設されたガラス蓋をさらに備える。

【0087】

いくつかの実施形態において、ガラス蓋は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を含むコーティングを有する。

【0088】

いくつかの実施形態において、カメラは、１つまたは複数の試料のうちのすべての試料の画像を同時にキャプチャすることによって蛍光応答を検出するようにさらに構成される。

【0089】

一態様において、サーマルサイクリングの間に１つまたは複数の試料を加熱するための方法。この方法は、（ａ）サーマルサイクリングの間に第１の温度ゾーンで１つまたは複数の試料に変性温度を加えることを含む。この方法は、（ｂ）サーマルサイクリングの間に第２の温度ゾーンで１つまたは複数の試料に伸長温度を加えることも含む。この方法は、（ｃ）１つまたは複数の試料を第２の温度ゾーン間で繰り返し移動しながら、第２の温度ゾーンと第１の温度ゾーンとの間にあるときに１つまたは複数の試料からの蛍光応答を決定することも含む。

【0090】

いくつかの実施形態において、変性温度を加えることおよび伸長温度を加えることを約２０から８０サイクルで行うことは、約１０から２０分以内に完了する。

【0091】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の試料は、約１０回から６０回、第１の温度ゾーンと第２の温度ゾーンとの間で移送される。

【0092】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の試料は、約４８、約９６、約３８４、または約１５３６個の個別試料を含む。

【0093】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の試料は、試料のアレイを含む。

【0094】

いくつかの実施形態において、試料のアレイは、アレイの長さに沿った試料とアレイの隣接する長さに沿った試料との２：３の比に適合する。

【0095】

いくつかの実施形態において、この方法は、１つまたは複数の試料を追加の温度ゾーンの間で移動することをさらに含む。

【0096】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の試料に伸長温度または変性温度を加えることは、試料に約１０から３００ニュートンの力の上向きの力を及ぼすことを含む。

【0097】

いくつかの実施形態において、蛍光応答は、超高速蛍光光度法測定値を含む。

【0098】

いくつかの実施形態において、この方法は、（ｂ）および（ｃ）の前に１つまたは複数の試料をアライメントすることをさらに含む。

【0099】

いくつかの実施形態において、変性温度は約１から２秒間加えられ、伸長温度は約４から１０秒間加えられる。

【0100】

いくつかの実施形態において、変性温度は、９２℃から９７℃の間であり、伸長温度は、約５２℃から５７℃の間である。

【0101】

いくつかの実施形態において、第１の温度ゾーンと第２の温度ゾーンとの間の経過時間は、約１秒から５秒である。

【0102】

いくつかの実施形態において、蛍光応答は、第２の温度ゾーンと第１の温度ゾーンとの間の遷移において記録される。

【0103】

いくつかの実施形態において、蛍光応答は、約５０℃から６５℃の間の温度で収集される。

【0104】

いくつかの実施形態において、この方法は、１つまたは複数の試料に下向きの力を作用させることをさらに含む。

【0105】

いくつかの実施形態において、蛍光応答を決定することは、光の制御された波長を１つまたは複数の試料に照射することを含む。

【0106】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の試料に変性温度および／または伸長温度を加えることは、接触を介した熱伝導を含む。

【0107】

いくつかの実施形態において、伸長温度および／または変性温度を加えることは、試料に熱を伝えることを含む。

【0108】

いくつかの実施形態において、伸長温度および／または変性温度を加えることは、試料から熱を伝えることを含む。

【0109】

一態様において、システムが開示される。このシステムは、（ａ）サーマルサイクリングの間に１つまたは複数の試料を収容するためのマイクロプレートを備える。マイクロプレートは、第１の側と第２の側とを備える。第１の側は、金属材料を含む。マイクロプレートは、第１の側または第２の側に配設された１つまたは複数のバーコードを備える。システムは、（ｂ）１つまたは複数のバーコードを読み取るためのバーコードリーダーをさらに備える。システムは、（ｃ）サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートを受け取り、マイクロプレートに収容される１つまたは複数の試料に変性温度を加えるように構成されている第１の温度ブロックも備える。システムは、（ｄ）サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートを受け取り、マイクロプレートに収容される１つまたは複数の試料に伸長温度を加えるように構成されている第２の温度ブロックも備える。システムは、（ｅ）サーマルサイクリングの間に、センシングデバイス、第１の温度ブロック、および第２の温度ブロックの間でマイクロプレートを移動させるように構成されているコンベヤも備える。

【0110】

いくつかの実施形態において、システムは、最大で約１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０分で約２０から８０サイクルのサーマルサイクリングを完了するように動作可能である。

【0111】

いくつかの実施形態において、サーマルサイクリングの間に、システムは、反応毎に約１０回から約６０回、１つまたは複数の試料を第１の温度ブロックと第２の温度ブロックとの間で移送するように動作可能である。

【0112】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、約４８、約９６、約３８４、または約１５３６個の個別試料を含む。

【0113】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートの第１の側は、ウェルのアレイを備える。

【0114】

いくつかの実施形態において、アレイは、アレイの長さに沿ったウェルとアレイの隣接する長さに沿ったウェルとの２：３の比に適合する。

【0115】

いくつかの実施形態において、システムは、１つまたは複数の追加の温度ブロックをさらに備えることをさらに含む。

【0116】

いくつかの実施形態において、システムは、加熱可能な蓋を備え、さらに、システムは、サーマルサイクリングの間に加熱可能な蓋をマイクロプレートに押し付けるために約１０から３００ニュートンの力を印加するように構成される。

【0117】

いくつかの実施形態において、金属材料はアルミニウムである。

【0118】

いくつかの実施形態において、金属材料はポリプロピレンでコーティングされる。

【0119】

いくつかの実施形態において、変性温度および／または伸長温度は、直接的な抵抗加熱を使用しては達成されない。

【0120】

いくつかの実施形態において、システムは、液体処理またはオートピペットプラットフォームをさらに備えることをさらに含む。

【0121】

いくつかの実施形態において、コンベヤは、ロボットアームを備える。

【0122】

いくつかの実施形態において、センシングデバイスは、第１の温度ブロックと第２の温度ブロックとの間、または第１の温度ブロックもしくは第２の温度ブロックより上に位置決めされ、１つまたは複数の試料から蛍光応答を決定する。

【0123】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数のバーコードは、第１の側に配設される。

【0124】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数のバーコードは、第２の側に配設される。

【0125】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の試料は、核酸試料を含む。

【0126】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の試料は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）試料を含む。

【0127】

いくつかの実施形態において、蛍光応答は、超高速蛍光光度法測定値を含む。

【0128】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、１つまたは複数の試料の加熱を循環させるためのマイクロプレートの配置のためのアライメント特徴を含む。

【0129】

いくつかの実施形態において、第１の温度ブロックは、約１から１０秒間変性温度を加え、第２の温度ブロックは、約１から３０秒間伸長温度を加える。

【0130】

いくつかの実施形態において、変性温度は、約９０℃から１００℃の間である。

【0131】

いくつかの実施形態において、伸長温度は、約５０℃から６５℃の間である。

【0132】

いくつかの実施形態において、第１の温度ブロックと第２の温度ブロックとの間の経過時間は、１秒から５秒の間である。

【0133】

いくつかの実施形態において、蛍光応答は、第２の温度ブロックと第１の温度ブロックとの間の遷移において記録される。

【0134】

いくつかの実施形態において、センシングデバイスは、蛍光応答を測定するように構成されている１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える。

【0135】

いくつかの実施形態において、蛍光応答は、約５０℃から６５℃の間の共通温度で収集される。

【0136】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、キャリッジによって支持される。

【0137】

いくつかの実施形態において、コンベヤは、レールを備える。

【0138】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、機械的アクチュエータによって駆動される。

【0139】

一態様において、システムが開示される。このシステムは、（ａ）サーマルサイクリングの間に１つまたは複数の試料を収容するためのマイクロプレートを備える。マイクロプレートは、第１の側と第２の側とを備える。第１の側は、金属材料を含む。マイクロプレートは、第１の側または第２の側に配設された１つまたは複数のバーコードを備える。システムは、（ｂ）サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートを受け取り、マイクロプレートに収容される１つまたは複数の試料に変性温度を加えるように構成されている第１の温度ブロックを備える。システムは、（ｃ）サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートを受け取り、マイクロプレートに収容される１つまたは複数の試料に伸長温度を加えるように構成されている第２の温度ブロックを備える。システムは、（ｄ）１つまたは複数の試料からの蛍光応答を決定するように構成されている第１の温度ブロックと第２の温度ブロックとの間に位置決めされたセンシングデバイスも備える。システムは、（ｅ）マイクロプレートを第１の温度ブロック、センシングデバイス、および第２の温度ブロックの間で移動するように構成されているコンベヤも備え、それによりセンシングデバイスは、サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートが第２の温度ブロックと第１の温度ブロックとの間を移動するときに、１つまたは複数の試料から蛍光応答を決定する。

【0140】

いくつかの実施形態において、システムは、最大で約１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０分で約２０から８０サイクルのサーマルサイクリングを完了するように動作可能である。

【0141】

いくつかの実施形態において、サーマルサイクリングの間に、システムは、反応毎に約１０回から約６０回、１つまたは複数の試料を第１の温度ブロックと第２の温度ブロックとの間で移送するように動作可能である。

【0142】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、約４８、約９６、約３８４、または約１５３６個の個別試料を含む。

【0143】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートの第１の側は、ウェルのアレイを備える。

【0144】

いくつかの実施形態において、アレイは、アレイの長さに沿ったウェルとアレイの隣接する長さに沿ったウェルとの２：３の比に適合する。

【0145】

いくつかの実施形態において、システムは、１つまたは複数の追加の温度ブロックをさらに備えることをさらに含む。

【0146】

いくつかの実施形態において、システムは、加熱可能な蓋を備え、さらに、システムは、サーマルサイクリングの間に加熱可能な蓋をマイクロプレートに押し付けるために約１０から３００ニュートンの力を印加するように構成される。

【0147】

いくつかの実施形態において、金属材料はアルミニウムである。

【0148】

いくつかの実施形態において、金属材料はポリプロピレンでコーティングされる。

【0149】

いくつかの実施形態において、変性温度および／または伸長温度は、直接的な抵抗加熱を使用しては達成されない。

【0150】

いくつかの実施形態において、システムは、液体処理またはオートピペットプラットフォームをさらに備えることをさらに含む。

【0151】

いくつかの実施形態において、コンベヤは、ロボットアームを備える。

【0152】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数のバーコードは、第１の側に配設される。

【0153】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数のバーコードは、第２の側に配設される。

【0154】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の試料は、核酸試料を含む。

【0155】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の試料は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）試料を含む。

【0156】

いくつかの実施形態において、蛍光応答は、超高速蛍光光度法測定値を含む。

【0157】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、１つまたは複数の試料の加熱を循環させるためのマイクロプレートの配置のためのアライメント特徴を含む。

【0158】

いくつかの実施形態において、第１の温度ブロックは、約１から１０秒間変性温度を加え、第２の温度ブロックは、約１から３０秒間伸長温度を加える。

【0159】

いくつかの実施形態において、変性温度は、約９０℃から１００℃の間である。

【0160】

いくつかの実施形態において、伸長温度は、約５０℃から６５℃の間である。

【0161】

いくつかの実施形態において、第１の温度ブロックと第２の温度ブロックとの間の経過時間は、１秒から５秒の間である。

【0162】

いくつかの実施形態において、蛍光応答は、第２の温度ブロックと第１の温度ブロックとの間の遷移において記録される。

【0163】

いくつかの実施形態において、センシングデバイスは、蛍光応答を測定するように構成されている１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える。

【0164】

いくつかの実施形態において、蛍光応答は、約５０℃から６５℃の間の共通温度で収集される。

【0165】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、キャリッジによって支持される。

【0166】

いくつかの実施形態において、コンベヤは、レールを備える。

【0167】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、機械的アクチュエータによって駆動される。

【0168】

一態様において、サーマルサイクラーシステム（ｔｈｅｒｍｏｃｙｃｌｅｒ ｓｙｓｔｅｍ）が開示される。サーマルサイクラーシステムは、（ａ）１つまたは複数の試料を収容するマイクロプレートを受け取り、および／または受け取ったマイクロプレートに収容されている１つまたは複数の試料に変性温度を加えることを、収容されている試料のサーマルサイクリングの間に行うように構成されている第１の温度ブロックを備える。サーマルサイクラーシステムは、（ｂ）サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートを受け取り、および／またはマイクロプレートに収容される１つまたは複数の試料に伸長温度を加えるように構成されている第２の温度ブロックも備える。サーマルサイクラーシステムは、（ｃ）マイクロプレート上に配設されている１つまたは複数のバーコードを読み取るためのバーコードリーダーも備える。サーマルサイクラーシステムは、（ｄ）サーマルサイクリングの間に、センシングデバイス、第１の温度ブロック、および第２の温度ブロックの間でマイクロプレートを移動させるように構成されているコンベヤも備える。

【0169】

いくつかの実施形態において、システムは、最大で約１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０分で約２０から８０サイクルのサーマルサイクリングを完了するように動作可能である。

【0170】

いくつかの実施形態において、サーマルサイクリングの間に、システムは、反応毎に約１０回から約６０回、１つまたは複数の試料を第１の温度ブロックと第２の温度ブロックとの間で移送するように動作可能である。

【0171】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、約４８、約９６、約３８４、または約１５３６個の個別試料を含む。

【0172】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、ウェルのアレイを備える。

【0173】

いくつかの実施形態において、アレイは、アレイの長さに沿ったウェルとアレイの隣接する長さに沿ったウェルとの２：３の比に適合する。

【0174】

いくつかの実施形態において、システムは、加熱可能な蓋を備え、さらに、システムは、サーマルサイクリングの間に加熱可能な蓋をマイクロプレートに押し付けるために約１０から３００ニュートンの力を印加するように構成される。

【0175】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは第１の側を備え、第１の側は金属材料を含み、金属材料はアルミニウムである。

【0176】

いくつかの実施形態において、金属材料はポリプロピレンでコーティングされる。

【0177】

いくつかの実施形態において、変性温度および／または伸長温度は、直接的な抵抗加熱を使用しては達成されない。

【0178】

いくつかの実施形態において、システムは、液体処理またはオートピペットプラットフォームをさらに備える。

【0179】

いくつかの実施形態において、コンベヤは、ロボットアームを備える。

【0180】

いくつかの実施形態において、センシングデバイスは、第１の温度ブロックと第２の温度ブロックとの間、または第１の温度ブロックもしくは第２の温度ブロックより上に位置決めされ、１つまたは複数の試料から蛍光応答を決定する。

【0181】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数のバーコードは、第１の側に配設される。

【0182】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数のバーコードは、第２の側に配設される。

【0183】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の試料は、核酸試料を含む。

【0184】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の試料は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）試料を含む。

【0185】

いくつかの実施形態において、蛍光応答は、超高速蛍光光度法測定値を含む。

【0186】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、１つまたは複数の試料の加熱を循環させるためのマイクロプレートの配置のためのアライメント特徴を含む。

【0187】

いくつかの実施形態において、第１の温度ブロックは、約１から１０秒間変性温度を加え、第２の温度ブロックは、約１から３０秒間伸長温度を加える。

【0188】

いくつかの実施形態において、変性温度は、約９０℃から１００℃の間である。

【0189】

いくつかの実施形態において、伸長温度は、約５０℃から６５℃の間である。

【0190】

いくつかの実施形態において、第１の温度ブロックと第２の温度ブロックとの間の経過時間は、１秒から５秒の間である。

【0191】

いくつかの実施形態において、蛍光応答は、第２の温度ブロックと第１の温度ブロックとの間の遷移において記録される。

【0192】

いくつかの実施形態において、センシングデバイスは、蛍光応答を測定するように構成されている１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える。

【0193】

いくつかの実施形態において、蛍光応答は、約５０℃から６５℃の間の共通温度で収集される。

【0194】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、キャリッジによって支持される。

【0195】

いくつかの実施形態において、コンベヤは、レールを備える。

【0196】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、機械的アクチュエータによって駆動される。

【0197】

本開示の別の態様は、１つまたは複数のコンピュータプロセッサにより実行されると、（たとえば、１つまたは複数の処理動作を指令することによって）本開示の任意の方法を実装する機械実行可能コードを含む非一時的コンピュータ読取可能媒体を提供する。

【0198】

本開示の別の態様は、１つまたは複数のコンピュータプロセッサと、それに結合されたコンピュータメモリとを備えるシステムを提供する。コンピュータメモリは、１つまたは複数のコンピュータプロセッサにより実行されると、上記または本明細書の別の場所の方法のいずれかを実装する機械実行可能コードを含む。

【0199】

本開示の追加の態様および利点は、当業者には次の詳細な説明から容易に明らかなものであり、本開示の例示的な実施形態のみが示され説明されている。理解されるように、本開示は、他のおよび異なる実施形態を可能にし、そのいくつかの詳細は、様々な明らかな点に関して修正することが可能であり、すべて本開示から逸脱しない。したがって、図面および説明は、制限ではなく、事実上例示するものとみなされるべきである。

【0200】

参照による組み込み
本明細書において言及されているすべての刊行物、特許、および特許出願は、それぞれの個別の刊行物、特許、または特許出願が、参照により組み込まれることが特に、また個別に指示されている場合と同じ範囲にわたって参照により本明細書に組み込まれる。参照により組み込まれている刊行物および特許または特許出願が本明細書に含まれる開示と矛盾する場合には、本明細書がそのような矛盾材料に取って代わり、および／または優先するものとする。

【0201】

本発明の新規性のある特徴は、付属の請求項において詳細に述べられる。本発明の特徴および利点は、本発明の原理が利用されている例示的な実施形態について述べている次の詳細な説明と、添付図面（本明細書では「図」および「ＦＩＧ．」とも称される）を参照することによってよりよく理解される。

【図面の簡単な説明】

【0202】

【図1】９６個のウェルを備えるマイクロプレートを例示する図である。

【図2A】４８ウェルマイクロプレートを例示する図である。

【図2B】４８ウェルマイクロプレートを例示する図である。

【図3】超高速ＰＣＲサーマルサイクラーの概略図である。

【図4】本明細書において提供される方法を実装するようにプログラムされるかまたは他の何らかの形で構成されているコンピュータ制御システムを示す図である。

【図5】超高速ＰＣＲサーマルサイクラーの別の概略図である。

【図6】センシングデバイスの構成を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0203】

本明細書では本発明の様々な実施形態が示され説明されているが、そのような実施形態は例のみを用いて提示されていることは当業者には明らかであろう。こうして、多数の変形、変更、および置換は、本発明から逸脱することなく当業者が思いつく可能性がある。本明細書で説明されている本発明の実施形態の様々な代替的形態が採用され得ることは理解されたい。

【0204】

一態様において、システムが開示される。このシステムは、（ａ）サーマルサイクリングの間に１つまたは複数の試料を収容するためのマイクロプレートを備える。マイクロプレートは、第１の側と第２の側とを備える。第１の側は、金属材料を含む。マイクロプレートは、第１の側または第２の側に配設された１つまたは複数のバーコードを備える。システムは、（ｂ）１つまたは複数のバーコードを読み取るためのバーコードリーダーも備える。システムは、（ｃ）サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートを受け取り、および／またはマイクロプレートに収容される１つまたは複数の試料に変性温度を加えるように構成されている第１の温度ブロックも備える。システムは、（ｄ）サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートを受け取り、および／またはマイクロプレートに収容される１つまたは複数の試料に伸長温度を加えるように構成されている第２の温度ブロックも備える。システムは、（ｅ）サーマルサイクリングの間に、センシングデバイス、第１の温度ブロック、および第２の温度ブロックの間でマイクロプレートを移動させるように構成されているコンベヤも備える。

【0205】

一態様において、システムが開示される。このシステムは、（ａ）サーマルサイクリングの間に１つまたは複数の試料を収容するためのマイクロプレートを備える。マイクロプレートは、第１の側と第２の側とを備える。第１の側は、金属材料を含む。マイクロプレートは、第１の側または第２の側に配設された１つまたは複数のバーコードを備える。システムは、（ｂ）サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートを受け取り、および／またはマイクロプレートに収容される１つまたは複数の試料に変性温度を加えるように構成されている第１の温度ブロックも備える。システムは、（ｃ）サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートを受け取り、および／またはマイクロプレートに収容される１つまたは複数の試料に伸長温度を加えるように構成されている第２の温度ブロックも備える。システムは、（ｄ）１つまたは複数の試料からの蛍光応答を決定するように構成されている第１の温度ブロックと第２の温度ブロックとの間に位置決めされたセンシングデバイスも備える。システムは、（ｅ）マイクロプレートを第１の温度ブロック、センシングデバイス、および第２の温度ブロックの間で移動するように構成されているコンベヤも備え、それによりセンシングデバイスは、サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートが第２の温度ブロックと第１の温度ブロックとの間を移動するときに、１つまたは複数の試料から蛍光応答を決定する。

【0206】

一態様において、サーマルサイクリングの間に１つまたは複数の試料を加熱するための方法が開示される。この方法は、（ａ）１つまたは複数の試料を識別することを含む。この方法は、（ｂ）サーマルサイクリングの間に第１の温度ゾーンで１つまたは複数の試料に変性温度を加えることも含む。この方法は、（ｃ）サーマルサイクリングの間に第２の温度ゾーンで１つまたは複数の試料に伸長温度を加えることも含む。この方法は、（ｄ）マイクロプレートを第１の温度ゾーンと第２の温度ゾーンとの間で移動することも含む。

【0207】

一態様において、サーマルサイクリングの間に１つまたは複数の試料を加熱するための方法。この方法は、（ａ）サーマルサイクリングの間に第１の温度ゾーンで１つまたは複数の試料に変性温度を加えることを含む。この方法は、（ｂ）サーマルサイクリングの間に第２の温度ゾーンで１つまたは複数の試料に伸長温度を加えることも含む。この方法は、（ｃ）１つまたは複数の試料を第２の温度ゾーン間で繰り返し移動しながら、第２の温度ゾーンと第１の温度ゾーンとの間にあるときに１つまたは複数の試料からの蛍光応答を決定することも含む。

【0208】

一態様において、システムが開示される。このシステムは、（ａ）サーマルサイクリングの間に１つまたは複数の試料を収容するためのマイクロプレートを備える。マイクロプレートは、第１の側と第２の側とを備える。第１の側は、金属材料を含む。マイクロプレートは、第１の側または第２の側に配設された１つまたは複数のバーコードを備える。システムは、（ｂ）１つまたは複数のバーコードを読み取るためのバーコードリーダーも備える。システムは、（ｃ）サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートを受け取り、マイクロプレートに収容される１つまたは複数の試料に変性温度を加えるように構成されている第１の温度ブロックも備える。システムは、（ｄ）サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートを受け取り、マイクロプレートに収容される１つまたは複数の試料に伸長温度を加えるように構成されている第２の温度ブロックも備える。システムは、（ｅ）サーマルサイクリングの間に、センシングデバイス、第１の温度ブロック、および第２の温度ブロックの間でマイクロプレートを移動させるように構成されているコンベヤも備える。

【0209】

一態様において、システムが開示される。このシステムは、（ａ）サーマルサイクリングの間に１つまたは複数の試料を収容するためのマイクロプレートを備える。マイクロプレートは、第１の側と第２の側とを備える。第１の側は、金属材料を含む。マイクロプレートは、第１の側または第２の側に配設された１つまたは複数のバーコードを備える。システムは、（ｂ）サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートを受け取り、マイクロプレートに収容される１つまたは複数の試料に変性温度を加えるように構成されている第１の温度ブロックを備える。システムは、（ｃ）サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートを受け取り、マイクロプレートに収容される１つまたは複数の試料に伸長温度を加えるように構成されている第２の温度ブロックを備える。システムは、（ｄ）１つまたは複数の試料からの蛍光応答を決定するように構成されている第１の温度ブロックと第２の温度ブロックとの間に位置決めされたセンシングデバイスも備える。システムは、（ｅ）マイクロプレートを第１の温度ブロック、センシングデバイス、および第２の温度ブロックの間で移動するように構成されているコンベヤも備え、それによりセンシングデバイスは、サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートが第２の温度ブロックと第１の温度ブロックとの間を移動するときに、１つまたは複数の試料から蛍光応答を決定する。

【0210】

一態様において、サーマルサイクラーシステムが開示される。サーマルサイクラーシステムは、（ａ）１つまたは複数の試料を収容するマイクロプレートを受け取り、および／または受け取ったマイクロプレートに収容されている１つまたは複数の試料に変性温度を加えることを、収容されている試料のサーマルサイクリングの間に行うように構成されている第１の温度ブロックを備える。サーマルサイクラーシステムは、（ｂ）サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートを受け取り、および／またはマイクロプレートに収容される１つまたは複数の試料に伸長温度を加えるように構成されている第２の温度ブロックも備える。サーマルサイクラーシステムは、（ｃ）マイクロプレート上に配設されている１つまたは複数のバーコードを読み取るためのバーコードリーダーも備える。サーマルサイクラーシステムは、（ｄ）サーマルサイクリングの間に、センシングデバイス、第１の温度ブロック、および第２の温度ブロックの間でマイクロプレートを移動させるように構成されているコンベヤも備える。

【0211】

一態様において、超高速サーマルサイクリングを提供するためのシステムが開示される。サーマルサイクリングは、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）に対するものであってもよい。このシステムは、サーマルサイクリングの間に１つまたは複数の試料を収容するためのマイクロプレートを備え得る。マイクロプレートは、少なくとも第１の側と第２の側とを備え得る。たとえば、マイクロプレートは、頂部側および底部側（裏面）を有する実質的に平坦なプレートであってよい。他の実施形態では、マイクロプレートは、頂部側および底部側（たとえば、直方体の隣接する側）に加えて、追加の側を有していてもよく、その上に情報が記録されるか、または機械的特徴が取り付けられて、サーマルサイクラーを通してマイクロプレートの処理および搬送を円滑にし得る。マイクロプレートは、第１の側にポリマーコーティング（たとえば、ポリプロピレン）を施したアルミニウムまたは他の金属材料から作られた剛体長方形プレートであってよい。ポリマーコーティング上に配設されるのは、複数のウェル（たとえば、円形または正方形のウェル）、リング、または管であってもよく、これもまた同じもしくは異なるポリマー材料から作られる。マイクロプレートは、幅方向のウェル数と長さ方向のウェル数の（または、アレイの一方の側のウェルの数とアレイの隣接する側のウェルの数の）２：３の比に適合する長方形の寸法を有し得、寸法の配列において、６、１２、２４、４８、９６、３８４、または１５３６個のウェル、たとえば、２×３、４×６、８×１２、１６×２４、または３２×４８のウェルを含み得る。

【0212】

マイクロプレートは、第１の側または第２の側に配設された１つまたは複数のバーコードを備え得る。たとえば、１つまたは複数のバーコードは、試料を収容しないマイクロプレートの第１の側の一部分に付けられてよい。１つまたは複数のバーコードは、マイクロプレートの底部の面積の少なくとも５０％、またはマイクロプレートの底部の面積の少なくとも４０％、またはマイクロプレートの底部の面積の少なくとも３０％、またはマイクロプレートの底部の面積の少なくとも２０％、またはマイクロプレートの底部の面積の少なくとも１０％、またはマイクロプレートの底部の面積の少なくとも５％を含むマイクロプレートの底部の一部分に付けられてもよい。マイクロプレートが試料収容側に垂直なより厚い側を有し得る実施形態では、１つまたは複数のバーコードが、これらのより厚い試料隣接側面の１つに付けられてよい。マイクロプレートは、収容される試料のすべてを識別する１つのバーコードを有し得る。マイクロプレートは、試料のサブセットを記述する２つまたはそれ以上のバーコードを有してもよく、マイクロプレートの異なるセクションは、異なる種類の試料を収容し得る。マイクロプレートは、各試料ウェルの下および反対側に配設され、各個別ウェルに収容される異なる試料を識別するバーコードを有し得る。

【0213】

システムは、バーコードリーダーを備え得る。バーコードリーダーは、マイクロプレート上に印刷されたバーコードを登録し、バーコードをデコードして（コンピューティングデバイスを使用して）マイクロプレート内の試料の同一性を決定する光学センサーであってよい。バーコードリーダーは、ハンドヘルドスキャナ、ペン型スキャナ、レーザースキャナ、カメラ、または別のタイプの光学センサーであってもよい。

【0214】

システムは、２つまたはそれ以上の温度ブロックまたは温度ユニットを備え得る。温度ブロックは、サーマルサイクリングの間に試料との間で熱を伝達するように構成され得る。温度ブロックは、マイクロプレートに接触して加熱を行い、マイクロプレートを加熱可能な蓋に押し付ける上向きの力を及ぼすように、マイクロプレートの下に配設され得る。マイクロプレートを加熱可能な蓋に押し付けるのに必要な上向きの力を及ぼすことに加えて、いくつかの温度ユニットは、複数の側からの加熱を行うために（たとえば、スリーブのように）マイクロプレートを完全にまたは部分的に囲むかまたは封緘するものとしてよい。温度ブロックはそれ自体、ブロックの一定の温度を維持するために抵抗加熱法、またはペルチェ加熱法によって加熱されてもよい。温度ブロックに対する一抵抗加熱システムは、埋込カートリッジヒーターを使用することを含み得る。温度ブロックは、対流加熱システムを使用して加熱されてもよい。たとえば、温度ブロックは、加熱された液体を循環させるためにブロック内にチャネルを収容し得る。別の対流加熱方法は、取り付けられたストリップヒーターを使用し得る。別の対流加熱方法は、キャピラリーチューブヒーターを使用し得る。温度ブロックは、マイクロプレートの下に配設されるか、または昇降カムもしくは他の機械装置を介して作動されるときに、力を試料に及ぼして加熱可能な蓋もしくは別の種類の対向する第２の表面に試料を押し付けるように他の何らかの形で構成され得る。その結果生じる挟持作用は、試料に高速で均一な加熱または冷却をもたらし得る。

【0215】

温度ブロックは、マイクロプレートを受け取り、マイクロプレート内の試料に変性温度を加えるように構成されている第１の温度ブロックを含み得る。温度ブロックは、マイクロプレートを受け取り、試料に伸長温度を加えるように構成されている第２の温度ブロックを含み得る。第２の温度ブロックは、第１のブロックと同じ材料であってもよく、または異なる材料であってもよい。第１の温度ブロックは、１～１０秒間に変性温度を加え得、第２の温度ブロックは、１～３０秒間に伸長温度を加え得る。

【0216】

変性温度は、核酸の変性、すなわち「溶融」に対する温度である。この温度で、サーマルサイクラーは、相補的核酸塩基間の水素結合を切断し、２つの一本鎖核酸分子を形成する。変性温度は、９０℃から１００℃の間であってよい。

【0217】

伸長温度は、核酸テンプレート鎖に相補的な新しい核酸鎖を合成し、それにより核酸標的を増幅するための１サイクルを完了させるための温度である。伸長温度は、５０℃から６５℃の間であってよい。

【0218】

伸長前に、アニーリングが第２の温度ブロックによって実行され得る。アニーリングは、伸長温度で実行されてもよい。アニーリングは、新しい核酸を合成するために、核酸テンプレート鎖へのプライマーの結合を含み得る。

【0219】

サーマルサイクリングシステムは、マイクロプレートをバーコードリーダーから温度ブロックに、次いで温度ブロックとセンシングデバイスとの間に高速に移動するように構成されているコンベヤも含み得る。コンベヤは、移動軌道であってもよい。コンベヤは、マイクロプレートが搭載されるレール、たとえばボールレールのセットを備え得る。マイクロプレートは、機械的アクチュエータを使用して、レール上のサーマルサイクラーコンポーネントの間を移動され得る。機械的アクチュエータは、リードネジ、または螺旋運動を使用してマイクロプレートを移動し得る別のデバイスであってもよい。コンベヤは、スプロケットのプーリー上に装着された、歯付きベルトであり得る。ステッピングモーターは、歯付きベルトの下に配設された歯車を回転させ、歯付きベルトを移動させることによって、マイクロプレートを前進させ得る。他の実施形態では、マイクロプレートは、ラックアンドピニオンシステムを使用して移動してもよい。他の実施形態では、マイクロプレートは、プーリーおよびチェーンを備えるシステム上で移動し得る。

【0220】

それに加えて、マイクロプレートは、軌道によって支持されていないプラットフォーム上に配設され、アクチュエータ（たとえば、空気圧、熱、電気、機械、または油圧アクチュエータ）を使用して移動され得る。マイクロプレートは、モーターによって駆動され得る。マイクロプレートは、ロボットアームによって保持され、オペレータによって手動で制御されて、被加熱ブロックの間を移動され得る。他の実施形態では、ロボット制御は部分的に自動化されてもよい。他の実施形態では、ロボット制御は完全に自動化されてもよい。

【0221】

マイクロプレートは、１、２、３、４、または５秒以内に温度ブロックの間を通過し得る。マイクロプレートは、異なる速度でブロック間を通過してもよい（たとえば、第１のブロックから第２のブロックへ、逆方向よりも速く、またはその逆に）。ブロック間の通過速度は、約少なくとも１００ｍｍ／秒、または約少なくとも１５０ｍｍ／秒、または約少なくとも２００ｍｍ／秒、または約少なくとも２５０ｍｍ／秒、または約少なくとも３００ｍｍ／秒、または約少なくとも３５０ｍｍ／秒であってよい。ブロック間の通過速度は、約最大で１００ｍｍ／秒、または約最大で１５０ｍｍ／秒、または約最大で２００ｍｍ／秒、または約最大で２５０ｍｍ／秒、または約最大で３００ｍｍ／秒、または約最大で３５０ｍｍ／秒であってもよい。ブロック間の通過速度は、約１００ｍｍ／秒から１５０ｍｍ／秒の間、または約１５０ｍｍ／秒から２００ｍｍ／秒の間、または約２００ｍｍ／秒から２５０ｍｍ／秒の間、または約２５０ｍｍ／秒から３００ｍｍ／秒の間、または約３００ｍｍ／秒から３５０ｍｍ／秒の間、または約３５０ｍｍ／秒から４００ｍｍ／秒の間であってよい。

【0222】

第１のブロックから第２のブロックへのマイクロプレートの搬送は約１５０ｍｍ／秒であり得、第２のブロックから第１のブロックへのマイクロプレートの搬送は約２００ｍｍ／秒であり得るか、またはその逆であり得る。第１のブロックから第２のブロックへの搬送は約２００ｍｍ／秒であり得、第２のブロックから第１のブロックへの搬送は約２５０ｍｍ／秒であり得るか、またはその逆であり得る。第１のブロックから第２のブロックへの搬送は約２５０ｍｍ／秒であり得、第２のブロックから第１のブロックへの搬送は約３００ｍｍ／秒であり得るか、またはその逆であり得る。第１のブロックから第２のブロックへの搬送は約１００ｍｍ／秒であり得、第２のブロックから第１のブロックへの搬送は約２００ｍｍ／秒であり得るか、またはその逆であり得る。第１のブロックから第２のブロックへの搬送は約１５０ｍｍ／秒であり得、第２のブロックから第１のブロックへの搬送は約２５０ｍｍ／秒であり得るか、またはその逆であり得る。第１のブロックから第２のブロックへの搬送は約２００ｍｍ／秒であり得、第２のブロックから第１のブロックへの搬送は約３００ｍｍ／秒であり得るか、またはその逆であり得る。

【0223】

センシングデバイスは、サーマルサイクリングの間に反応（たとえば、ＰＣＲ）の進行を追跡し得る。センシングデバイスは、２つの温度ブロックの間に位置決めされ得る。センシングデバイスは、２つの温度ブロックのいずれかの真上に位置決めされ得る。センシングデバイスは、２つの温度ブロック（の側）の同じ水平面内に位置決めされてよい。センシングデバイスは、２つの温度ブロックより上に、それら２つの温度ブロックに対してある角度で位置決めされ得る。追加の温度ブロックを有する他の実施形態では、センシングデバイスは、伸長の後の蛍光応答を収集するように位置決めされ得る。たとえば、センシングデバイスは、第１のブロックと第２のブロックとの間、または第２のブロックと第３のブロックとの間に位置決めされ得る。センシングデバイスは、第１のブロックより上、第２のブロックより上、または第３のブロックより上に位置決めされてもよい。追加の温度ブロックを有する実施形態では、追加のセンシングデバイスがあってもよい。たとえば、第１のブロックと第２のブロックとの間、および第２のブロックと第３のブロックとの間にセンシングデバイスがあってもよい。

【0224】

センシングデバイスは、可視指示を提供してもよい。センシングデバイスは、ＰＣＲ反応時に放出されるルミネセンスを測定し得る。ルミネセンスは、ケミルミネセンスであってもよい。センシングデバイスは、ランタニドレポーターなどのルミネセンスレポーターを使用し得る。

【0225】

センシングデバイスは、ＰＣＲ反応時に放出される蛍光を測定し得る。試料は、マイクロプレートがセンシングデバイスの配置位置に入るときに試料に蛍光を発光させ得るプローブまたは色素と接触させられ得る。たとえば、センシングデバイスは、１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）、フォトダイオード、および１つまたは複数のフィルタを備える光スキャナであってよい。ＬＥＤは、プローブまたは色素が付着されている試料を光に接触させることによって蛍光を刺激し得る。いくつかの実施形態において、紫外線（ＵＶ）光源（たとえば、レーザー）またはランプ（たとえば、タングステンハロゲンランプ）などの、異なる光源が蛍光発光を刺激するために使用され得る。フィルタは、放出される波長を蛍光発光を刺激する波長に制限するように構成されたバンドパスフィルタまたは他のフィルタであってもよい。フォトダイオードは、そのような蛍光発光を検出し、収集された信号を電気信号に変換するものとしてよく、この信号は定量化可能な蛍光測定を反映し得る。蛍光測定（本明細書では「蛍光応答」と入れ換えて称される）は、第２の温度ブロックと第１の温度ブロックとの間の遷移に記録され得る。センシングデバイスは、マイクロプレートが第２の温度ブロックと第１の温度ブロックとの間を移動するときに（伸長から変性まで）、蛍光測定を実行し得る（または蛍光応答を収集し得る）。センシングデバイスは、マイクロプレートが５０℃から６５℃の範囲内の特定の温度にあるときにすべての蛍光測定を実行してもよい（または、蛍光応答を収集してもよい）。センシングデバイスは、試料から放出される蛍光の特性を測定し得る。たとえば、センシングデバイスは、蛍光偏光を測定し得る。

【0226】

センシングデバイスは、カメラであってもよい。カメラは、マイクロプレートウェル内の試料の画像を同時にキャプチャすることによって蛍光を検出するように構成され得る。カメラは、電荷結合素子（ＣＣＤ）、電子増倍ＣＣＤ（ＥＭＣＣＤ）、または科学的相補型金属酸化膜半導体（ｓＣＭＯＳ）デバイスであってもよい。カメラは、ピクセルのアレイを備えるものとしてよく、ピクセルは電子蓄積ウェル（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ ｗｅｌｌ）に結合されたシリコン基板を有するフォトダイオードを含む。光子がシリコン基板に当たると、光電子が発生する。これらの光電子は、増幅器によって電圧に変換され、次に、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）によってデジタル信号に変換され得る。

【0227】

蛍光応答は、１つまたは複数の超高速蛍光光度法測定値を含み得る。センシングデバイスは、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源を使用して、試料の蛍光を励起し得る。フォトダイオードは、蛍光応答を測定し得る。他の実施形態では、センシングデバイスは別の光源を使用してもよい。たとえば、センシングデバイスは、レーザーを使用し得る。センシングデバイスは、フィルタ付き白熱光源を使用してもよい。センシングデバイスは、ランプを使用してもよい。ランプは、タングステンハロゲンランプであってもよい。たとえば、レーザー蛍光光度法は、蛍光応答をキャプチャし得る。いくつかの実施形態において、蛍光分光光度計が蛍光応答をキャプチャし得る。

【0228】

マイクロプレートは、加熱、バーコードスキャン、および／またはセンシングのためにサーマルサイクラーシステム内でマイクロプレートを正確に配置するか、または置くためのアライメント特徴を備え得る。たとえば、マイクロプレートは、マイクロプレートが誘導システムに付着するか、嵌るか、または他の何らかの形でインターフェースすることを可能にするための複数のノッチを備え得る。いくつかの実施形態において、誘導システムは、１つまたは複数の軌道を備え得る。いくつかの実施形態において、誘導システムは、１つまたは複数のレールを備え得る。いくつかの実施形態において、誘導システムは、１つまたは複数のポールを備え得る。マイクロプレートは、長方形の場合に、その周に沿ってマッチする数のノッチを、その周の長いセクション上により多くのノッチを、またはその周の小さなセクション上により多くのノッチを備え得る。マイクロプレートは、たとえば、２、４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、またはそれ以上のノッチをトータルで備え得る。マイクロプレートは、その周の長いセクション上に約１、２、３、４、５、６、７、８、またはそれ以上のノッチを有し得る。マイクロプレートは、その周の短い側上に約１、２、３、４、５、６、またはそれ以上のノッチを有し得る。ノッチは、長方形、円形、卵形、または三角形の形状であってもよい。

【0229】

サーマルサイクリングの間に、マイクロプレートは、第２の温度ブロックと第１の温度ブロックとの間で１０回から６０回、移動させられ得る。この方式でのサイクリングは、約１０分未満、または約２５分未満で完了し得る。たとえば、２０～８０サイクルは、１０～２０分で完了し得る。

【0230】

マイクロプレートは、実験室で使用される様々な種類の液体処理機器で使用可能であり得る。液体処理機器は、遠心分離機を備え得る。液体処理は、実験室機器を使用してさらに分析するためにマイクロプレートウェルの内容物を取り除くことを含み得る。たとえば、液体処理は、穴開けすることを含み得る。液体処理機器は、穴開け器を備え得る。液体処理は、流体を吸引することを含み得る。液体処理機器は、吸引装置を備え得る。液体処理機器は、真空ポンプを備え得る。

【0231】

液体処理機器は、液体または他の媒体を分注するための機器を備え得る。液体処理機器は、ピペットまたはピペッティングシステムであってもよい。ピペッティングシステムは、自動ピペットプラットフォームであってもよい。

【0232】

いくつかの実施形態において、本明細書において開示されている１つまたは複数の方法は、完全に自動化できる。いくつかの実施形態において、本明細書において開示されている１つまたは複数のステップは、自動化できる。いくつかの実施形態において、本明細書において開示されている方法はどれもその一部が自動化され得る。いくつかの実施形態において、本明細書において開示されている方法はどれも別の部分は自動化されないことがあり得る。

【0233】

マイクロプレートウェルが配設されるマイクロプレートのサイズ、形状、およびアレイフォーマットは、それが標準機器を使用して試験後手順に使用されることを可能にし得る。試験後手順は、試料分析手順を含み得る。試料分析は、ゲル電気泳動であってもよい。試料分析は、質量分析であってもよい。

【0234】

いくつかの場合において、システムは、１つまたは複数の追加の温度ブロックを有し得る。たとえば、システムは、第３の温度ブロックを有してよく、１つのブロックが伸長温度を加え、１つのブロックがアニーリング温度を加え、１つのブロックが変性温度を加える。そのような実施形態は、マイクロプレートがブロックの任意の対の間でシフトするときに蛍光測定値を提供するための追加のセンシングデバイスを有し得る。

【0235】

伸長温度または変性温度を試料に加えることは、温度ブロックから試料に圧力を加えることによって、１０から３００ニュートンの力を及ぼすことを含み得る。温度ブロックの下に配設されている昇降カムは、温度ブロックを上方に押し上げ得る。そのような力は、試料を収容するマイクロプレートを加熱可能な蓋に押し付け、蓋および温度ブロックの両方からの圧力が、温度ブロックからマイクロプレート内の試料への熱伝達のペースを速め得る。たとえば、そのようなプロセスは、試料の加熱または冷却を加速し得る。それに加えて、マイクロプレートによって及ぼされる圧力は、試料に均等な加熱または冷却をもたらし得る。

【0236】

加熱可能な蓋は、機械システムによって適所に保持され得る。たとえば、加熱可能な蓋は、ケーブル布線を使用して適所に保持され得る。加熱可能な蓋は、プーリーを使用して適所に保持され得る。加熱可能な蓋は、機械的アクチュエータを使用して適所に保持され得る。加熱可能な蓋は、ロボットアームを使用して適所に保持され得る。加熱可能な蓋は、粘着剤システムを使用して適所に保持され得る。たとえば、加熱可能な蓋は、吊り下げられた平坦な表面に溶接され得る。加熱可能な蓋は、エンクロージャに嵌められ得る。加熱可能な蓋は、レールのセット上に置かれ、マイクロプレートを加熱ブロックとアライメントするためのものに類似するアライメント用ノッチを使用してレールに嵌められ得る。

【0237】

マイクロプレート内の試料ウェルは、自動的に封止され得る。機械またはコンピュータ制御デバイスが、マイクロプレートウェルを配置し、ウェルの各々にシールを施すように構成され得る。試料ウェルは、手動で、またはデバイスの手動制御を介して封止されてもよい。シールは、ヒートシール性フィルムであってもよい。フィルムは、透明フィルムであってもよい。フィルムは、半透明フィルムであってもよい。フィルムは、不透明フィルムであってもよい。複数のマイクロプレートウェルは、透明フィルムで封止され得、残りのウェルは、半透明フィルムで封止され得る。複数のマイクロプレートウェルは、透明フィルムで封止され得、残りのウェルは、不透明フィルムで封止され得る。複数のマイクロプレートウェルは、不透明フィルムで封止され得、残りのウェルは、半透明フィルムで封止され得る。個別のフィルムは、部分的に透明、部分的に半透明であってもよい。個別のフィルムは、部分的に半透明、部分的に不透明であってもよい。個別のフィルムは、部分的に不透明、部分的に透明であってもよい。試料ウェルは、ガラス蓋で覆われていてもよい。ガラス蓋は、透明導電性酸化物でコーティングされてもよい。たとえば、ガラス蓋は、電気的に加熱できるように、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）のコーティングを有し得る。ガラス蓋は、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）でコーティングされてもよい。ガラス蓋は、インジウムドープ酸化カドミウムでコーティングされてもよい。ガラス蓋は、錫酸バリウムでコーティングされてもよい。ガラス蓋は、バナジウム酸ストロンチウムでコーティングされてもよい。ガラス蓋は、バナジウム酸カルシウムでコーティングされてもよい。

【0238】

マイクロプレート内の試料は、核酸試料であってもよい。たとえば、試料は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）試料であってもよい。試料は、人間の被験者（たとえば、特定の細胞または組織）、植物、動物、細菌、ウイルス、または他の生物からの試料であってもよい。

【0239】

別の態様では、１つまたは複数の試料の高速ＰＣＲサーマルサイクリングのための方法が説明される。この方法は、最初に、１つまたは複数の試料を識別することを含むものとしてよい。試料は、少なくとも１つの側がバーコードを含んでいるマイクロプレート内に置かれてもよい。バーコードスキャナは、バーコードをスキャンして、試料の同一性を決定し得る。次いで、加熱プロセスは、サーマルサイクリングの間に、第１の温度ゾーンで１つまたは複数の試料に変性温度を加えることを含み得る。第１の温度ゾーンは、加熱が２つの方向（上方および下方）から加えられるときに試料に力（たとえば、上方圧力および下方圧力）が及ぼされる場所であってよい。加熱および力を提供する加熱要素は、加熱可能な蓋および温度ブロックであってもよい。加熱プロセスは、サーマルサイクリングの間に、第２の温度ゾーンで１つまたは複数の試料に伸長温度を加えることも含み得る。伸長温度は、それに加えて、上向きの力および下向きの力ならびに加熱を使用して提供され得る。上向きの力は、温度ブロックを上方に押し上げるための昇降装置（たとえば、昇降カム）によって及ぼされ得る。加熱可能な蓋は、マイクロプレートが温度ブロックによって押し上げられて蓋に当てられるときに下向きの力を加え得る。加熱プロセスは、試料を第１の温度ゾーンと第２の温度ゾーンとの間で移動することを含み得る。移動は、螺旋運動、ロボットアームによってもたらされる運動、作動方法を使用して、移動軌道または装置上に置くことによって、または機械的処理方法によって実行され得る。加熱プロセスは、試料が第２の温度ゾーンから第１の温度ゾーンに移動している間に、１つまたは複数の試料からの蛍光応答を決定することを含み得る。

【0240】

加熱プロセスは、２つよりも多い温度ゾーンの間で試料を移動し得る。たとえば、加熱プロセスは、伸長および変性のための温度ゾーンに加えて、１つまたは複数の追加の温度ゾーンへ試料を移動し得る。たとえば、１つの追加の温度ゾーンは、変性用のゾーンであってよい。別の追加の温度ゾーンは、逆転写のためのゾーンであってもよい。いくつかの実施形態において、逆転写のための温度ゾーンに移動することは、約２５℃から５８℃の間で試料を加熱することを含み得る。いくつかの実施形態において、逆転写のための温度ゾーンに移動することは、約４２℃から４８℃の間で試料を加熱することを含み得る。いくつかの実施形態において、逆転写時間は、約１０分未満、約２０分未満、約３０分未満、または約４０分未満であってよい。いくつかの実施形態において、逆転写時間は、約１０分超、約２０分超、約３０分超、または約４０分超であってよい。いくつかの実施形態において、逆転写時間は、約１分から１０分の間、約１０分から２０分の間、約２０分から３０分の間、または約３０分から４０分の間であってよい。

【0241】

ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）用マイクロプレート
いくつかの実施形態において、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）用のマイクロプレートアセンブリ（本明細書では「マイクロプレート」とも称される）が提供される。本開示のマイクロプレートは、ＰＣＲ中の高速で、正確な熱制御として、現行のＰＣＲシステムに勝る様々な利点を提供し得る。いくつかの実施形態において、マイクロプレートが提供され、これは少なくとも毎分約０．１、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、２００、３００、４００、５００、１０００ＰＣＲサイクル、または最大で毎分約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、２００、３００、４００、５００、１０００、もしくは２０００ＰＣＲサイクル、または毎分約１～６０、１０～７０、２０～８０、３０～９０、４０～１００、１００～２００、２００～３００、３００～４００、５００～１０００ＰＣＲサイクルで、いくつかの場合においてサイクル毎に蛍光測定を行って、実行することができる。別の実施形態では、マイクロプレートが提供され、これが有する平均加熱ランプ速度は、少なくとも約０．０１℃／秒、もしくは０．１℃／秒、もしくは１℃／秒、もしくは２℃／秒、もしくは３℃／秒、もしくは４℃／秒、もしくは５℃／秒、もしくは６℃／秒、もしくは７℃／秒、もしくは８℃／秒、もしくは９℃／秒、もしくは１０℃／秒、もしくは１１℃／秒、もしくは１２℃／秒、もしくは１３℃／秒、もしくは１４℃／秒、もしくは１５℃／秒、もしくは１６℃／秒、もしくは１７℃／秒、もしくは１８℃／秒、もしくは１９℃／秒、もしくは２０℃／秒、もしくは２５℃／秒、もしくは３０℃／秒、もしくは３５℃／秒、もしくは４０℃／秒、もしくは４５℃／秒、もしくは５０℃／秒、１００℃／秒、もしくはそれ以上、または最大で約０．０１℃／秒、もしくは０．１℃／秒、もしくは１℃／秒、もしくは２℃／秒、もしくは３℃／秒、もしくは４℃／秒、もしくは５℃／秒、もしくは６℃／秒、もしくは７℃／秒、もしくは８℃／秒、もしくは９℃／秒、もしくは１０℃／秒、もしくは１１℃／秒、もしくは１２℃／秒、もしくは１３℃／秒、もしくは１４℃／秒、もしくは１５℃／秒、もしくは１６℃／秒、もしくは１７℃／秒、もしくは１８℃／秒、もしくは１９℃／秒、もしくは２０℃／秒、もしくは２５℃／秒、もしくは３０℃／秒、もしくは３５℃／秒、もしくは４０℃／秒、もしくは４５℃／秒、もしくは５０℃／秒、１００℃／秒、もしくはそれ以上、または約１℃／秒～１０℃／秒、もしくは約１０℃／秒～２０℃／秒、もしくは約２０℃／秒～３０℃／秒、もしくは約３０℃／秒～４０℃／秒、もしくは約４０℃／秒～５０℃／秒の間である。別の実施形態では、マイクロプレートは、熱均一性に対する能動的制御を有するものとしてよく、±２℃、±１℃、±０．５℃、±０．２℃、±０．１℃、±０．０５℃またはそれよりよい範囲内で熱制御を行い得る。

【0242】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは消耗品であってもよい。別の実施形態において、マイクロプレートは再生利用可能品であってもよい。別の実施形態において、マイクロプレートは再利用可能品であってもよい。別の実施形態において、マイクロプレートは生分解性であってもよい。別の実施形態において、マイクロプレートは非消耗品であってもよい。

【0243】

本開示の一態様は、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）用のマイクロプレートを提供する。実施形態において、マイクロプレートは、ＰＣＲ試料を加熱するための金属材料を含む基板と、基板の上に配設されたバリア層とを備え、バリア層は第１のポリマー材料から形成されるものとしてよい。マイクロプレートは、ＰＣＲ試料を収容するための１つまたは複数のウェルをさらに備え、１つまたは複数のウェルはバリア層に封止された第２のポリマー材料から形成されるものとしてよい。いくつかの場合において、第１のポリマー材料は、第２のポリマー材料と異なっていてもよい。一例において、第１のポリマー材料は、第２のポリマー材料と異なるガラス転移温度を有していてもよい。他の場合には、第１のポリマー材料は、第２のポリマー材料と同じであってもよい。一例において、第１のポリマー材料は、第２のポリマー材料と同じ、または実質的に同じガラス転移温度を有していてもよい。

【0244】

いくつかの実施形態において、基板がもたらし得るＰＣＲランプ速度（または加熱速度）は、少なくとも約０．０１℃／秒、もしくは０．１℃／秒、もしくは１℃／秒、もしくは２℃／秒、もしくは３℃／秒、もしくは４℃／秒、もしくは５℃／秒、もしくは６℃／秒、もしくは７℃／秒、もしくは８℃／秒、もしくは９℃／秒、もしくは１０℃／秒、もしくは１１℃／秒、もしくは１２℃／秒、もしくは１３℃／秒、もしくは１４℃／秒、もしくは１５℃／秒、もしくは１６℃／秒、もしくは１７℃／秒、もしくは１８℃／秒、もしくは１９℃／秒、もしくは２０℃／秒、もしくは２５℃／秒、もしくは３０℃／秒、もしくは３５℃／秒、もしくは４０℃／秒、もしくは４５℃／秒、もしくは５０℃／秒、もしくは１００℃／秒、もしくはそれ以上、または最大で約０．１℃／秒、もしくは１℃／秒、もしくは２℃／秒、もしくは３℃／秒、もしくは４℃／秒、もしくは５℃／秒、もしくは６℃／秒、もしくは７℃／秒、もしくは８℃／秒、もしくは９℃／秒、もしくは１０℃／秒、もしくは１１℃／秒、もしくは１２℃／秒、もしくは１３℃／秒、もしくは１４℃／秒、もしくは１５℃／秒、もしくは１６℃／秒、もしくは１７℃／秒、もしくは１８℃／秒、もしくは１９℃／秒、もしくは２０℃／秒、もしくは２５℃／秒、もしくは３０℃／秒、もしくは３５℃／秒、もしくは４０℃／秒、もしくは４５℃／秒、もしくは５０℃／秒、もしくは１００℃／秒、もしくはそれ以上、または約１℃／秒～１０℃／秒、もしくは約１０℃／秒～２０℃／秒、もしくは約２０℃／秒～３０℃／秒、もしくは約３０℃／秒～４０℃／秒、もしくは約４０℃／秒～５０℃／秒、もしくは約５０℃／秒～６０℃／秒の間である。

【0245】

いくつかの実施形態において、ＰＣＲ試料の加熱は、基板に電流を通すことによって達成され得る。別の実施形態では、ＰＣＲ試料の加熱は、基板に直流電流（ＤＣ）を通すことによって達成され得る（直接抵抗加熱）。いくつかの実施形態において、加熱は、電流を使用して抵抗加熱要素を収容する温度ブロックまたはユニットの温度を上昇させることと、基板に電流を直接通すことなく（すなわち、直接抵抗加熱によってではなく）温度ブロックまたはユニットをマイクロプレートと接触させることとを含み得る。いくつかの実施形態において、温度ブロックは、上方の力を及ぼしてマイクロプレートを加熱可能な蓋に押し付けたままにしながら、赤外線を照射してマイクロプレートを加熱するものとしてよい。

【0246】

いくつかの実施形態において、基板は、ＰＣＲ試料から１マイクロメートル（「ミクロン」）以下、または２ミクロン以下、または３ミクロン以下、または４ミクロン以下、または５ミクロン以下、または６ミクロン以下、または７ミクロン以下、または８ミクロン以下、または９ミクロン以下、または１０ミクロン以下、または１１ミクロン以下、または１２ミクロン以下、または１３ミクロン以下、または１４ミクロン以下、または１５ミクロン以下、または１６ミクロン以下、または１７ミクロン以下、または１８ミクロン以下、または１９ミクロン以下、または２０ミクロン以下だけ隔てられ得る。他の実施形態では、基板は、ＰＣＲ試料から少なくとも約０．１ミクロン、もしくは１ミクロン、もしくは２ミクロン、もしくは３ミクロン、もしくは４ミクロン、もしくは５ミクロン、もしくは１０ミクロン、もしくは１５ミクロン、もしくは２０ミクロン、もしくは３０ミクロン、もしくは４０ミクロン、もしくは５０ミクロン、もしくは１００ミクロン、もしくは５００ミクロン、もしくは１０００ミクロン、もしくは５０００ミクロン、もしくは１０，０００ミクロン、もしくはそれ以上、または約１マイクロメートル（「ミクロン」）以上、もしくは２ミクロン以上、もしくは３ミクロン以上、もしくは４ミクロン以上。もしくは５ミクロン以上、もしくは６ミクロン以上、もしくは７ミクロン以上、もしくは８ミクロン以上、もしくは９ミクロン以上、もしくは１０ミクロン以上、もしくは１１ミクロン以上、もしくは１２ミクロン以上、もしくは１３ミクロン以上、もしくは１４ミクロン以上、もしくは１５ミクロン以上、もしくは１６ミクロン以上、もしくは１７ミクロン以上、もしくは１８ミクロン以上、もしくは１９ミクロン以上、もしくは２０ミクロン以上だけ隔てられ得る。他の実施形態では、基板は、ＰＣＲ試料から少なくとも約０．１ミクロン、または１ミクロン、または２ミクロン、または３ミクロン、または４ミクロン、または５ミクロン、または１０ミクロン、または１５ミクロン、または２０ミクロン、または３０ミクロン、または４０ミクロン、または５０ミクロン、または１００ミクロン、または５００ミクロン、または１０００ミクロン、または５０００ミクロン、または１０，０００ミクロン、またはそれ以上隔てられる。

【0247】

いくつかの実施形態において、第２のポリマー材料は、バリア層に熱融着されてもよい。別の実施形態では、第１のポリマー材料は、第２のポリマー材料との化学的親和性を有し得る。いくつかの実施形態において、金属材料はアルミニウムを含み得る。いくつかの実施形態において、金属材料はアルミニウム合金を含み得る。いくつかの実施形態において、金属材料はニッケルを含み得る。いくつかの実施形態において、金属材料は鋼鉄を含み得る。いくつかの実施形態において、金属材料は銅を含み得る。いくつかの実施形態において、金属材料は銀を含み得る。いくつかの実施形態において、金属材料は金を含み得る。いくつかの実施形態において、金属材料はモリブデンを含み得る。いくつかの実施形態において、金属材料は真鍮を含み得る。

【0248】

いくつかの実施形態において、基板は、電流が基板を通って流れた後に熱を発生させるためのものであってもよい。別の実施形態において、基板は、直流電流（ＤＣ）が基板を通って流れた後に熱を発生させるためのものであってもよい。別の実施形態において、基板は、交流電流（ＡＣ）が基板を通って流れた後に熱を発生させるためのものであってもよい。

【0249】

いくつかの実施形態において、基板は、約０．０１℃／秒から１００℃／秒の間、または約０．１℃／秒から５０℃／秒の間、または約１℃／秒から３５℃／秒の間、または約３℃／秒から２５℃／秒の間、または約５℃／秒から１５℃／秒の間の速度で１つまたは複数のウェル内の試料の温度を上昇させるためのものであってもよい。基板は、少なくとも約０．０１℃／秒、または少なくとも約０．１℃／秒、または少なくとも約１℃／秒、または少なくとも約１０℃／秒、または少なくとも約２０℃／秒、または少なくとも約３０℃／秒で温度を上昇させるためのものであってよい。基板は、最大で約０．０１℃／秒、または最大で約０．１℃／秒、または最大で約１℃／秒、または最大で約１０℃／秒、または最大で約２０℃／秒、または最大で約３０℃／秒で温度を上昇させるためのものであってもよい。

【0250】

いくつかの実施形態において、基板は、ＰＣＲ試料を加熱するための金属材料を含み得る。金属材料は、約５×１０－９Ω－ｍから１×１０－６Ω－ｍの間、または約１×１０－８Ω－ｍから１×１０－７Ω－ｍの間、または約２×１０－８Ω－ｍから８×１０－８Ω－ｍの間の抵抗率を有し得る。
いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、１つまたは複数のウェルを備えることができる。いくつかの場合において、マイクロプレートは、約１個のウェル、または２個のウェル、または３個のウェル、または４個のウェル、または５個のウェル、または６個のウェル、または７個のウェル、または８個のウェル、または９個のウェル、または１０個のウェル、または１１個のウェル、または１２個のウェル、または１３個のウェル、または１４個のウェル、または１５個のウェル、または１６個のウェル、または１７個のウェル、または１８個のウェル、または１９個のウェル、または２０個のウェル、または２１個のウェル、または２２個のウェル、または２３個のウェル、または２４個のウェル、または２５個のウェル、または２６個のウェル、または２７個のウェル、または２８個のウェル、または２９個のウェル、または３０個のウェル、または３１個のウェル、または３２個のウェル、または３３個のウェル、または３４個のウェル、または３５個のウェル、または３６個のウェル、または３７個のウェル、または３８個のウェル、または３９個のウェル、または４０個のウェル、または４１個のウェル、または４２個のウェル、または４３個のウェル、または４４個のウェル、または４５個のウェル、または４６個のウェル、または４７個のウェル、または４８個のウェル、または４９個のウェル、または５０個のウェル、または５１個のウェル、または５２個のウェル、または５３個のウェル、または５４個のウェル、または５５個のウェル、または５６個のウェル、または５７個のウェル、または５８個のウェル、または５９個のウェル、または６０個のウェル、または６１個のウェル、または６２個のウェル、または６３個のウェル、または６４個のウェル、または６５個のウェル、または６６個のウェル、または６７個のウェル、または６８個のウェル、または６９個のウェル、または７０個のウェル、または７１個のウェル、または７２個のウェル、または７３個のウェル、または７４個のウェル、または７５個のウェル、または７６個のウェル、または７７個のウェル、または７８個のウェル、または７９個のウェル、または８０個のウェル、または８１個のウェル、または８２個のウェル、または８３個のウェル、または８４個のウェル、または８５個のウェル、または８６個のウェル、または８７個のウェル、または８８個のウェル、または８９個のウェル、または９０個のウェル、または９１個のウェル、または９２個のウェル、または９３個のウェル、または９４個のウェル、または９５個のウェル、または９６個のウェル、または９７個のウェル、または９８個のウェル、または９９個のウェル、または１００個のウェル、または１０１個のウェル、または１０２個のウェル、または１０３個のウェル、または１０４個のウェル、または１０５個のウェル、または１０６個のウェル、または１０７個のウェル、または１０８個のウェル、または１０９個のウェル、または１１０個のウェル、または１１１個のウェル、または１１２個のウェル、または１１３個のウェル、または１１４個のウェル、または１１５個のウェル、または１１６個のウェル、または１１７個のウェル、または１１８個のウェル、または１１９個のウェル、または１２０個のウェル、または１２１個のウェル、または１２２個のウェル、または１２３個のウェル、または１２４個のウェル、または１２５個のウェル、または１２６個のウェル、または１２７個のウェル、または１２８個のウェル、または１２９個のウェル、または１３０個のウェル、またはそれ以上の個数のウェルを備えることができる。いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、１個以上、または５個以上、または１０個以上、または１５個以上、または２０個以上、または２５個以上、または３０個以上、または３５個以上、または４０個以上、または４５個以上、または５０個以上、または６０個以上、または７０個以上、または８０個以上、または９０個以上、または１００個以上、または１１０個以上、または１２０個以上、または１３０個以上、または１４０個以上、または１５０個以上、または２００個以上、または３００個以上、または４００個以上、または５００個以上、または１０００個以上のウェルを備えることができる。いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、１個以下、または５個以下、または１０個以下、または１５個以下、または２０個以下、または２５個以下、または３０個以下、または３５個以下、または４０個以下、または４５個以下、または５０個以下、または６０個以下、または７０個以下、または８０個以下、または９０個以下、または１００個以下、または１１０個以下、または１２０個以下、または１３０個以下、または１４０個以下、または１５０個以下、または２００個以下、または３００個以下、または４００個以下、または５００個以下、または１０００個以下のウェルを備えることができる。

【0251】

一実施形態において、マイクロプレートは、２４個のウェルを備え得る。別の実施形態において、マイクロプレートは、４８個のウェルを備え得る。別の実施形態において、マイクロプレートは、５４個のウェルを備えることができる。別の実施形態において、マイクロプレートは、７２個のウェルを備え得る。別の実施形態において、マイクロプレートは、９６個のウェルを備え得る。マイクロプレートは、使い捨ておよび／または再生利用可能なものであってよい。

【0252】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、各ウェルが５マイクロリットル（μｌ）から４０μｌの充填量の間の体積を有する、２４個のウェル、または各ウェルが約０．５μｌから５μｌの間の体積を有する、９６個のウェルを備え得る。

【0253】

他の実施形態において、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）用のマイクロプレートは、ＰＣＲ試料を加熱するための金属材料を含む基板と、基板上に配設されるコーティング層（本明細書では「バリア層」ともいう）であって、コーティング層は第１のポリマー材料から形成される、コーティング層と、ＰＣＲ試料を収容するためにコーティング層に封止された第２のポリマー材料から形成される１つまたは複数のウェルとを備え得る。いくつかの実施形態において、第２のポリマー材料は、第１のポリマー材料と同じであってもよい。いくつかの実施形態において、金属基板は、外部加熱要素またはペルチェ加熱ブロックを必要とせずに、±２℃以上、または±１℃以上、または±０．５℃以上、または±０．２℃以上、または±０．１℃以上、または±０．０５℃以上良好なウェル間熱均一性を提供し得る。

【0254】

他の実施形態において、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）用のマイクロプレートは、ＰＣＲ試料を加熱するための金属材料を含む基板と、基板上に配設されるコーティング層であって、コーティング層は第１のポリマー材料から形成される、コーティング層と、ＰＣＲ試料を収容するための１つまたは複数のウェルであって、１つまたは複数のウェルはコーティング層に封止された第２のポリマー材料から形成される、１つまたは複数のウェルとを備え得る。いくつかの実施形態において、金属基板は、少なくとも毎分０．１ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分１ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分２ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分３ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分４ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分５ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分６ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分７ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分８ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分９ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分１０ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分２０ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分３０ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分４０ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分５０ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分６０ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分７０ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分８０ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分９０ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分１００ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分２００ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分３００ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分４００ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分５００ＰＣＲサイクル、または少なくとも毎分１０００ＰＣＲサイクルを許容する十分な加熱効率をもたらし、場合によりサイクル毎の蛍光測定を含んでもよい。いくつかの実施形態において、金属基板は、最大で毎分０．１ＰＣＲサイクル、または最大で毎分１ＰＣＲサイクル、または最大で毎分２ＰＣＲサイクル、または最大で毎分３ＰＣＲサイクル、または最大で毎分４ＰＣＲサイクル、または最大で毎分５ＰＣＲサイクル、または最大で毎分６ＰＣＲサイクル、または最大で毎分７ＰＣＲサイクル、または最大で毎分８ＰＣＲサイクル、または最大で毎分９ＰＣＲサイクル、または最大で毎分１０ＰＣＲサイクル、または最大で毎分２０ＰＣＲサイクル、または最大で毎分３０ＰＣＲサイクル、または最大で毎分４０ＰＣＲサイクル、または最大で毎分５０ＰＣＲサイクル、または最大で毎分６０ＰＣＲサイクル、または最大で毎分７０ＰＣＲサイクル、または最大で毎分８０ＰＣＲサイクル、または最大で毎分９０ＰＣＲサイクル、または最大で毎分１００ＰＣＲサイクル、または最大で毎分２００ＰＣＲサイクル、または最大で毎分３００ＰＣＲサイクル、または最大で毎分４００ＰＣＲサイクル、または最大で毎分５００ＰＣＲサイクル、または最大で毎分１０００ＰＣＲサイクルを許容する十分な加熱効率をもたらし、場合によりサイクル毎の蛍光測定を含んでもよい。いくつかの実施形態において、金属基板は、毎分１～１０ＰＣＲサイクル、または毎分１０～２０ＰＣＲサイクル、または毎分２０～３０ＰＣＲサイクル、または毎分３０～４０ＰＣＲサイクル、または毎分４０～５０ＰＣＲサイクルの間を許容する十分な加熱効率をもたらす。

【0255】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、接触層とは反対側の基板の側に赤外線（ＩＲ）正規化材料の層をさらに含み得る。ＩＲ正規化層は、ＩＲ放射率の増大を促し、それによって、ＰＣＲにおけるマイクロプレートおよび１つまたは複数のウェルのより効率的な熱調節を提供し得る。別の実施形態では、マイクロプレートは、コーティング層とは反対側の基板の側にＩＲ正規化材料の層を含み得る。いくつかの実施形態において、ＩＲ正規化層は、約１０マイクロメートル（「ミクロン」）未満、または約５ミクロン未満、または約１ミクロン未満、または約０．５ミクロン未満、または約０．１ミクロン未満の厚さを有し得る。

【0256】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、約０．１ｍｍ未満、または約０．２ｍｍ未満、または約０．３ｍｍ未満、または約０．４ｍｍ未満、または約０．５ｍｍ未満、または約０．６ｍｍ未満、または約０．７ｍｍ未満、または約０．８ｍｍ未満、または約０．９ｍｍ未満、または約１ｍｍ未満の厚さを有し得る。別の実施形態では、マイクロプレートは、約０．１ｍｍから１００ｍｍの間、または約０．２ｍｍから２０ｍｍの間、または約０．３ｍｍから１０ｍｍの間、または約０．４ｍｍから０．６ｍｍの間の厚さを有し得る。いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、約０．１ｍｍ超、または約０．２ｍｍ超、または約０．３ｍｍ超、または約０．４ｍｍ超、または約０．５ｍｍ超、または約０．６ｍｍ超、または約０．７ｍｍ超、または約０．８ｍｍ超、または約０．９ｍｍ超、または約１ｍｍ超の厚さを有し得る。

【0257】

いくつかの実施形態において、コーティング層は、約１０マイクロメートル（「ミクロン」）未満、または約５ミクロン未満、または約１ミクロン未満、または約０．５ミクロン未満、または約０．１ミクロン未満の厚さを有し得る。いくつかの実施形態において、コーティング層は、約１０マイクロメートル（「ミクロン」）超、または約５ミクロン超、または約１ミクロン超、または約０．５ミクロン超、または約０．１ミクロン超の厚さを有し得る。いくつかの実施形態において、コーティング層は、約０．１から１ミクロンの間、約１から２ミクロンの間、約２から３ミクロンの間、約３から５ミクロンの間、または約５から１０ミクロンの間の厚さを有し得る。

【0258】

本開示の別の態様は、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）とともに使用するための使い捨て試料ホルダーを提供し得る。いくつかの場合における使い捨て試料ホルダーは、ポリマー材料、金属材料（たとえば、アルミニウム）、または複合材料などの再生利用可能な材料から形成される。

【0259】

いくつかの場合において、使い捨て試料ホルダーは、第１のポリマー材料でコーティングされたアルミニウム基板と、第１のポリマー材料に熱融着された複数のウェルとを備え得る。複数のウェルは、第１のポリマー材料と親和性のある第２のポリマー材料から形成することができる。

【0260】

いくつかの場合において、使い捨て試料ホルダーは、使い捨て試料ホルダーの複数のウェルに熱を加えるためのアルミニウム含有基板を備え得る。使い捨て試料ホルダーは、約１００ｇ、または９０ｇ、または８０ｇ、または７０ｇ、または６０ｇ、または５０ｇ、または４０ｇ、または３０ｇ、または２０ｇ、または１５ｇ、または１０ｇ、または５ｇ、または４ｇ、または３ｇ、または２ｇ、または１ｇ、またはそれ以下より小さいもしくは等しい重量を有することができる。使い捨て試料ホルダーは、約１ｇ、または２ｇ、または５ｇ、または１０ｇ、または１５ｇ、または２０ｇ、または３０ｇ、または４０ｇ、または５０ｇ、または６０ｇ、または７０ｇ、または８０ｇ、または９０ｇ、または１００ｇより大きいまたは等しい重量を有することができる。いくつかの実施形態において、試料ホルダーは、１から１０ｇの間、１０から２０ｇの間、２０から３０ｇの間、３０から４０ｇの間、４０から５０ｇの間、５０から１００ｇの間、またはそれ以上の重量を有することができる。いくつかの実施形態において、使い捨て試料ホルダーは、単回使用試料ホルダーである。いくつかの実施形態において、使い捨て試料ホルダーは、複数回使用試料ホルダーである。

【0261】

本開示の別の態様は、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）とともに使用するための低コスト試料ホルダーを提供し得る。低コスト試料ホルダーは、約２．０ｇ／ｃｍ^３から４．０ｇ／ｃｍ^３の間、または２．７ｇ／ｃｍ^３から３．０ｇ／ｃｍ^３の間の密度を有する金属材料から形成された基板を含むことができる。基板は、約０．０１℃／秒から１００℃／秒の間、または約０．１℃／秒から５０℃／秒の間、または約１℃／秒から３５℃／秒の間、または約３℃／秒から２５℃／秒の間、または約５℃／秒から１５℃／秒の間の加熱速度で低コスト試料ホルダーの１つまたは複数のウェルに熱を加えるように構成され得る。いくつかの実施形態において、基板はアルミニウムを含む。いくつかの状況において、低コスト試料ホルダーは、基板の上に第１のポリマー材料から形成されたバリア層をさらに備え得る。低コスト試料ホルダーの１つまたは複数のウェルは、第１のポリマー材料に結合された第２のポリマー材料から形成されてもよい。

【0262】

サーマルサイクラーシステム
開示されるのは、超高速サーマルサイクラーシステムであり、これは２５分以内に４０ＰＣＲサイクルを実行することができるものであり得る。いくつかの実施形態において、サーマルサイクラーは、１０分で約２０ＰＣＲサイクル、または１０分で約３０ＰＣＲサイクル、または１０分で約４０ＰＣＲサイクル、または１０分で約５０ＰＣＲサイクルを実行し得る。いくつかの実施形態において、サーマルサイクラーは、２０分で約２０ＰＣＲサイクル、または２０分で約３０ＰＣＲサイクル、または２０分で約４０ＰＣＲサイクルを実行し得る。いくつかの実施形態において、サーマルサイクラーは、３０分で約２０ＰＣＲサイクル、または３０分で約３０ＰＣＲサイクル、または３０分で約４０ＰＣＲサイクルを実行し得る。いくつかの実施形態において、サーマルサイクラーは、１０分で約１０～２０ＰＣＲサイクル、または１０分で約２０～３０ＰＣＲサイクル、または１０分で約３０～４０ＰＣＲサイクル、または１０分で約４０～５０ＰＣＲサイクルを実行し得る。いくつかの実施形態において、サーマルサイクラーは、２０分で約１０～２０ＰＣＲサイクル、または２０分で約２０～３０ＰＣＲサイクル、または２０分で約３０～４０ＰＣＲサイクルを実行し得る。いくつかの実施形態において、サーマルサイクラーは、３０分で約１０～２０ＰＣＲサイクル、または３０分で約２０～３０ＰＣＲサイクル、または３０分で約３０～４０ＰＣＲサイクルを実行し得る。いくつかの実施形態において、サーマルサイクラーは、１０～２０分で約２０ＰＣＲサイクル、または１０～２０分で約３０ＰＣＲサイクル、または１０～２０分で約４０ＰＣＲサイクル、または１０～２０分で約５０ＰＣＲサイクルを実行し得る。いくつかの実施形態において、サーマルサイクラーは、２０～３０分で約２０ＰＣＲサイクル、または２０～３０分で約３０ＰＣＲサイクル、または２０～３０分で約４０ＰＣＲサイクルを実行し得る。いくつかの実施形態において、サーマルサイクラーは、３０～４０分で約２０ＰＣＲサイクル、または３０～４０分で約３０ＰＣＲサイクル、または３０～４０分で約４０ＰＣＲサイクルを実行し得る。

【0263】

サーマルサイクラーシステムは、被加熱ブロック間でマイクロプレートを高速に移送するためのキャリッジによって支持されたマイクロプレートを備え得る。一方の被加熱ブロック（たとえば、温度ブロックまたは温度ユニット）は、マイクロプレートを伸長温度まで加熱してもよく、他方の被加熱ブロックは、マイクロプレートを変性温度まで加熱してもよい。光スキャナは、蛍光測定を行うことによってサーマルサイクリング反応の進行を追跡し得る。

【0264】

マイクロプレートは、薄い、両面、剛性、非変形プレートであってもよい。マイクロプレートは、金属材料（たとえば、アルミニウム）から作られてもよい。一方の側では、プレートは、ポリマー材料（たとえば、ポリプロピレン）でコーティングされ、試料収容ウェルを貼り付けられ得る。他方の側では、マイクロプレートは、マイクロプレートの下に配設されたバーコードスキャナによってスキャンされるべきバーコードを含んでもよい。マイクロプレートは、サーマルサイクリングシステム内でマイクロプレートを正確に配置するためのアライメント用ノッチを備え得る。

【0265】

温度ブロック（加熱ブロックまたは温度ユニットとも称される）は、伸長、アニーリング、および変性のためにマイクロプレートの試料に熱を加え得る。温度ブロックは、マイクロプレートに電気加熱（たとえば、抵抗加熱）を行い得るか、または赤外線加熱を介して、もしくは他の方法によって加熱し得る。

【0266】

光スキャナは、蛍光センサーであってもよい。光スキャナは、サーマルサイクリングを受けているウェル内に蛍光を励起し得る複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備え得る。フォトダイオードまたは他のデバイスは、次いで、蛍光を測定し得る。

【0267】

図１は、一実施形態による、マイクロプレート１００を例示している。マイクロプレートは、サーマルサイクラーによって（たとえば、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を介して）増幅される複数のデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）含有試料をそのウェル内に保持し得る。マイクロプレート１００は、９６個のウェル１０５を有するが、他の実施形態では、マイクロプレートは、２：３の長方形マトリックス（たとえば、標準のＳｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ（ＳＢＳ）サイズの定量ＰＣＲ（ｑＰＣＲ）テストプレート）に配置構成された、６、１２、２４、４８、１９２、３８４、または１５３６個のウェルを有し得る。マイクロプレート１００は、ＰＣＲプロセスに典型的な温度の幅広い変化に耐えることを可能にするために片面をポリプロピレンでコーティングしたアルミニウムプレートであってもよい。アルミニウムプレートは薄く（たとえば、０．４ｍｍ）、コーティングも薄く（たとえば、０．０１ｍｍ）てよい。コーティングは、液体として塗布され、熱処理されて、それを硬化し、アルミニウムプレートに接着し得る。ウェルは、それに加えて、硬質ポリプロピレンから作られてもよく、プレートのポリプロピレンコーティング側に溶接されてもよい。他の実施形態では、ウェルおよびコーティングは、異なる材料を含み得る。実施形態１００では、ウェルおよびコーティングは、白色であってよいが、他の実施形態では、コーティングおよび／またはウェルは、センシングデバイスの過飽和を回避するためにつや消し（または半透明）であり得るか、または異なる色であってもよい。試料ウェルが装填された後、試料ウェルは、ヒートシール性フィルム（たとえば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル蓋、またはラミネートフィルム）で封止され得る。９６ウェルプレート１００において、個別の試料ウェル１０５は、段付きセクションリングを備え得る。段付きセクションリングは、大きなリングとそれより小さなリングとを結合したものであってよい。内部リングの直径は、５ｍｍであってよい。内部リングの深さは、４ｍｍであってよい。ウェルは、ポリマー材料から形成され得る。これは、ウェル１０５の各々において効率的な熱制御を可能にし得る。

【0268】

マイクロプレートは、マイクロプレートウェル１０５を収容するコーティングされた側に加えて、１つまたは複数の側を備え得る。マイクロプレートの下側（すなわち、裏側または反対側）は、マイクロプレートの下に配設されたバーコードスキャナがウェルの内側の試料および／または試薬の種類を読み取ることができるように配置されたバーコードを含み得る。

【0269】

マイクロプレート１００は、マイクロプレートをヒーターブロック上の一貫した位置に配置し、さらには信号測定のためにセンサーとアライメントするための１つまたは複数のノッチ１１０を有し得る。ノッチ１１０は、マイクロプレート１００を信号測定システムより下およびバーコードリーダーより上に正確にアライメントするために使用され得る。この実施形態では、ノッチは、長方形の形状になるように切断され得るが、三角形、円形、またはサーマルサイクリングシステム内のアライメントに必要な別の形状であってもよい。ノッチは、幅４ｍｍ×高さ４ｍｍであってもよい。ノッチの幅は、約少なくとも１ｍｍ、約少なくとも２ｍｍ、約少なくとも３ｍｍ、約少なくとも４ｍｍ、または約少なくとも５ｍｍであってよい。ノッチの幅は、約最大で２ｍｍ、約最大で３ｍｍ、約最大で４ｍｍ、約最大で５ｍｍ、または約最大で６ｍｍであってよい。ノッチの幅は、約１ｍｍから２ｍｍの間、約２ｍｍから３ｍｍの間、約３ｍｍから４ｍｍの間、約４ｍｍから５ｍｍの間、または約５ｍｍから６ｍｍの間であってもよい。ノッチの高さは、約少なくとも１ｍｍ、約少なくとも２ｍｍ、約少なくとも３ｍｍ、約少なくとも４ｍｍ、または約少なくとも５ｍｍであってよい。ノッチの高さは、約最大で２ｍｍ、約最大で３ｍｍ、約最大で４ｍｍ、約最大で５ｍｍ、または約最大で６ｍｍであってよい。ノッチの高さは、約１ｍｍから２ｍｍの間、約２ｍｍから３ｍｍの間、約３ｍｍから４ｍｍの間、約４ｍｍから５ｍｍの間、または約５ｍｍから６ｍｍの間であってもよい。この実施形態では、ノッチは均一なサイズであるが、代替的実施形態では、ノッチは異なるサイズであり得る。マイクロプレート１００は、８つのアライメント用ノッチを備えるが、他の実施形態は、アライメント用により多いまたはより少ないノッチを有してもよい。ノッチ１１０は、マイクロプレート１００が垂直ガイドレールに沿って移動することを確実にすることによってサーマルサイクラーコンポーネントとのアライメントを実行し得る。

【0270】

いくつかの実施形態において、マイクロプレートの１つの長方形の辺がノッチを有し得るか、または２つの長方形の辺がノッチを有し得るか、または３つの長方形の辺がノッチを有し得るか、または４つの長方形の辺がノッチを有し得る。いくつかの実施形態において、１つのノッチ、または２つのノッチ、または４つのノッチ、または８つのノッチ、または１６個のノッチがあってもよい。いくつかの実施形態において、ノッチは、１ｍｍ、または２ｍｍ、または３ｍｍ、または４ｍｍ、または６ｍｍ、または１２ｍｍ、または１８ｍｍ、または２４ｍｍ、または３６ｍｍ、または５４ｍｍ、または７２ｍｍだけ離間され得る。いくつかの実施形態において、対向する長方形の辺は、ノッチを備え得る。いくつかの実施形態において、隣接する長方形の辺は、ノッチを備え得る。ノッチは、各長方形の辺において同一の間隔を有していなくてもよい。一実施形態において、ノッチは８個であってよい。１つの長い長方形の辺では、それらは３６ｍｍ離間され得る。２つの対向する短い長方形の辺では、それらは５４ｍｍ離間され得る。残りの長い長方形の辺では、それらは７２ｍｍ離間され得る。

【0271】

図２Ａ～図２Ｂは、代替的４８ウェルマイクロプレート実施形態２００の側面図および正面図を示しており、硬質ポリプロピレンウェル２０５がアルミニウムシート２１５に溶接され、アライメント用ノッチ２１０を備える。マイクロプレート２００は、ポリマーコーティングされ得る。ポリマーコーティングは、ポリプロピレン、ポリカーボネート、または他のコーティングを含み得る。

【0272】

様々な実施形態において、ウェル２０５は、４Ｘ６、６Ｘ８、８Ｘ１２、１６Ｘ２４、または他の２：３の長方形のウェル配置構成を含むアレイフォーマットで配置構成され得る。ウェルは、業界標準の幾何学的形状および寸法を有する業界標準の自動液体処理装置に適合するように、９ｍｍ^２または４．５ｍｍ^２または２．２５ｍｍ^２のピッチを有していてもよい。マイクロプレートのサイズ、マイクロプレート内のウェルのサイズおよびピッチ、ならびに長方形のウェル配置構成またはアレイに対する２：３の比は、標準的機器を使用して後試験手順を可能にする。いくつかの実施形態において、マイクロプレートは、アレイ内のウェルの代替的配置構成を有し得る。たとえば、マイクロプレートは、１：２配置構成、２：４配置構成、２：５配置構成、３：４配置構成、３：５配置構成、または４：５配置構成を有していてもよい。

【0273】

コンベヤに装着されたキャリッジは、マイクロプレート１００またはマイクロプレート２００を、そのアライメント特徴を使用して配置し、支持し、必要に応じてそれらを直線的に移動するために使用され得る。コンベヤは、レールを備えてもよく、マイクロプレートは、リードネジまたは歯付きベルトによってレールを横断するように作動され得る。ＰＣＲに必要な加熱と冷却を交互に行うために、マイクロプレート１００または２００は、試薬の変性温度と伸長温度（たとえば、９５℃と５５℃）に設定され、次いで、プリセットされた時間の間に、各々にしっかりクランプされた２つの電気加熱された温度制御ブロックの間を前後に素早く（たとえば、２５０ｍｍ／秒で）移動され得る。たとえば、マイクロプレート１００または２００は、変性ブロック（たとえば、図３のブロック３３０または図５のブロック５３０）に対して１から２秒間クランプされ、ＤＮＡ標的配列の長さに応じて、４～１０秒間、伸長ブロックに対してクランプされ得る。

【0274】

ＰＣＲの進行の後に、各リング２０５に収容される試料からの蛍光測定値を使用し得る。プレート２００がサーマルサイクリングのときにブロック間を移動する間、センシングデバイスの下を通過し得る。センシングデバイスは、光学式読み取り装置（たとえば、蛍光検出器）であってもよい。いくつかの実施形態において、センシングデバイスは、マイクロプレートの運動方向に対して法線方向のウェルのアレイに、制御された波長の光を照射し得、次いで、各リングからの蛍光応答を測定し得る。これは、運動方向でウェル２０５の線の各々について繰り返され得る。他の実施形態では、センシングデバイスは、マイクロプレートの運動方向に対して法線方向にないウェルのアレイを照射してもよい。

【0275】

異なる発蛍光団が各ウェルから読み取られる場合、追加のセンシングデバイスが、放出される光の各波長について蛍光を検出するために使用され得る。検出器は、２つのブロックの間に一列に置かれ得る。

【0276】

マイクロプレート２００は、たとえば位置で±０．１５または半径で±０．２の公差を有する薄い（たとえば０．４ｍｍ）、ポリマーコーティングされたアルミニウムシートを備え得る。シートの一方の側は（蛍光生物学的アッセイに対する改善された検出のために炭素を添加することにより）黒色であり、他方の側は白色であり得る。他の実施形態では、ポリマーコーティングは、つや消し（すなわち、半透明）であり得るか、または他の色であり得る。

【0277】

図３は、実施形態による、超高速ＰＣＲサーマルサイクラー３００の図を例示している。サーマルサイクラー３００は、マイクロプレート１００またはマイクロプレート２００に類似するマイクロプレートであり得る、マイクロプレート３２０、マイクロプレート３２０を搭載するキャリッジ３２５、センシングデバイス３１０、複数の加熱可能な蓋３４０、変性のための被加熱ブロック３３０、伸長のための被加熱ブロック３３５、複数の昇降カム３５０、およびバーコードリーダー３７０を備え得る。コンポーネントは、基部３６０の上に置かれてもよい。サーマルサイクラーは、ロボットまたは機械的処理を使用して被加熱ブロック３３０および３３５の間で試料を、１０回から６０回、移送し得る。いくつかの実施形態において、サーマルサイクラーは、マイクロプレートの自動封止およびロボット処理による液体処理／オートピペットプラットフォームを備え得る。

【0278】

図３の実施形態では、被加熱ブロック３３５は、伸長温度およびアニーリング温度を提供し得る。しかし、他の実施形態では、ＰＣＲサーマルサイクラーは、３つまたはそれ以上の被加熱ブロックを有していてもよい。たとえば、３ブロックサーマルサイクラーは、伸長用に１ブロック、アニーリング用に１ブロック、変性用に１ブロックを有し得る。そのようなサーマルサイクラーは、マイクロプレートが第１のブロックから第２のブロックへ、第２のブロックから第３のブロックへ、または第３のブロックから第１のブロックへ移動するときに反応の測定を行うための複数の検知デバイスを有していてもよい。キャリッジ３２５は、マイクロプレート３２０を支持し得、それをサーマルサイクラー内に通す。キャリッジは、被加熱ブロック３３０および３３５によって提供される熱に抵抗することができる材料から作られた実質的に平坦なプラットフォームであってもよい。

【0279】

キャリッジは、金属から作られてもよい。金属は、クロムであってよい。金属は、銅であってよい。金属は、鉄であってよい。金属は、マグネシウムであってよい。金属は、ニッケルであってよい。金属は、チタンであってよい。金属は、亜鉛であってよい。金属は、シリコンであってよい。金属は、前述の金属のうちの１つまたは複数の金属の合金であってもよい。金属は、鋼鉄であってよい。キャリッジは、耐熱ポリマーから作られてもよい。ポリマーは、ポリエーテルイミドであってよい。ポリマーは、ポリエーテルエーテルケトンであってよい。ポリマーは、ポリテトラフルオロエチレンであってよい。ポリマーは、ポリベンゾイミダゾールであってよい。ポリマーは、ポリジシクロペンタジエンであってよい。

【0280】

キャリッジは、マイクロプレートの下側のバーコードがバーコードスキャナで読み取られ得るようにその下側に開口部を有していてもよい。ブロック間でマイクロプレートおよび試料を移動させるために、キャリッジは、軌道またはコンベヤ上に置かれ得るか、またはブロック間で素早く移送させるようにアクチュエータに取り付けられ得る。

【0281】

図３の実施形態３００では、プレート３２０を運ぶ、キャリッジ３２５が移動する３つのキャリッジ位置があり得る。位置は、ロード／アンロード（３７０で）、伸長（３３５で）、および変性（３３０で）を含んでもよい。ロード／アンロード位置では、マイクロプレートはサーマルサイクラー内に置かれ、最初にバーコードリーダー３７０によってスキャンされ得る。サイクリングの間、キャリッジ３２５は、変性用の被加熱ブロック３３０と伸長用の被加熱ブロック３３５の間で前後に移動し得る。

【0282】

キャリッジ３２５が変性用の被加熱ブロック３３０または伸長用の被加熱ブロック３３５の上で静止しているときに、昇降カム３５０は、１０～３００ニュートン（Ｎ）の力でマイクロプレート３２０を加熱可能な蓋３４０にクランプするためにブロックを上昇させ得る。いずれかの被加熱ブロックと加熱可能な蓋との間にマイクロプレートをクランプする（または押し付ける）ことで、ブロックとマイクロプレート３２０との間の熱伝達の速度を高め、伸長については１０秒未満、変性については３０秒未満の熱伝達時間をもたらす。被加熱ブロックをキャリッジを通して上昇させ、それを加熱可能な蓋に対して相当の力で押し付けることで、封止フィルムの下側に凝結が形成されないことを確実にし得、またマイクロプレートのコーティングされていないアルミニウム面の下側と被加熱ブロックとの間に均一で密着した接触を発生させ得る。この密着した接触は、マイクロプレート３２０を伸長およびアニーリング温度ブロック上の変性温度から冷却するときにマイクロプレート３２０からの熱の放散がマイクロプレート３２０のアルミニウム表面全体にわたって可能な限り均一に素早く伝達されることを可能にし得る。それに加えて、密着した接触は、マイクロプレート３２０を変性温度ブロック上で接触させるときにマイクロプレート３２０の加熱を速く、より均一にし得る。より低い伸長温度ブロックは、伸長反応が生じる正しい温度が達成されるようにマイクロプレート３２０から熱を放散させるために冷却を必要とし得る。

【0283】

被加熱ブロックは、抵抗加熱またはジュール加熱などの電気加熱を使用して試料を加熱し得る。たとえば、被加熱ブロックは、電位を供給されたときに加熱する１つまたは複数の導電性要素を備え得る。それに加えて、マイクロプレート内の試料は、加熱ランプなどの赤外線加熱デバイスを使用して加熱することも可能であろう。伸長温度は、約５０℃から６５℃の範囲内、または約５２℃から５７℃の範囲内であってもよい。変性温度は、約９０℃から１００℃の範囲内、または約９２℃から９７℃の範囲内であってもよい。変性用の被加熱ブロック３３０は、約１秒から１０秒間変性温度を加え得、伸長用の被加熱ブロック３３５は、約１秒から３０秒間伸長温度を加え得る。いくつかの実施形態において、変性用の被加熱ブロック３３０は、約１から２秒間変性温度を加え得、伸長用の被加熱ブロック３３５は、約４から１０秒間伸長温度を加え得る。

【0284】

センシングデバイス３１０は、マイクロプレート３２０が伸長温度ゾーンと変性温度ゾーンとの間で遷移するときに蛍光測定を行うことによってマイクロプレートウェル内のＰＣＲプロセスの進行を測定し得る。図３の実施形態では、センシングデバイスは、光学式読み取り装置であってもよい。光学式読み取り装置は、進行する反応からの蛍光を測定し得る。他の実施形態では、光学式読み取り装置は、ケミルミネセンスまたは蛍光偏光などの別の量を測定し得る。試料は、二本鎖ＤＮＡの内側にそれ自体を挿入し得る蛍光色素で処理されてもよい。または、蛍光レポーターで標識された核酸プローブが試料に入れられ、ハイブリダイゼーション後に蛍光信号を発するものとしてもよい。マイクロプレートが加熱ブロックの間を移動するときに、センシングデバイスはマイクロプレートウェルの蛍光を検出し得る。蛍光測定値は、すべて共通の温度で収集され得る。センシングデバイスは、マイクロプレートウェルのうちの１つまたは複数に光を当てる発光ダイオード（ＬＥＤ）を備え得る。ウェル内の試料は蛍光を発し得、この蛍光はセンシングデバイス内の１つまたは複数のフォトダイオードによって検出され得る。いくつかの実施形態において、センシングデバイスは、ＣＭＯＳおよびＣＣＤ静止カメラおよびビデオカメラ、フォトダイオード、オプトダイオード、シリコン光電子増倍管（ＳｉＰＭ）、またはスペクトロメーターを使用して超高速蛍光光度法測定を行い得る。使用されるいくつかのスペクトロメーターは、狭い波長帯の光を検出して測定するために、発光ダイオード（ＬＥＤ）照明および複数のフィルタセットを有し得る。

【0285】

サーマルサイクラーの実行は、次のとおりに進行してよい。装填され封止されたマイクロプレート３２０は、ロード／アンロード位置でキャリッジ３２５上に置かれるものとしてよい。マイクロプレート３２０の底部のバーコードは、読み取られ、チェックされ得る。次いで、キャリッジ３２５は、伸長位置に移動し得る。ブロック３３０、３３５は、キャリッジを通って上昇し、マイクロプレート３２０を持ち上げ、それをクランプして加熱可能な蓋３４０に当てるものとしてよい。マイクロプレート３２０は、マイクロプレート３２０の熱条件を正規化し、それを最初の「ゼロ」蛍光測定のために５０℃に加熱するために、この位置で５～１０秒間保持され得る。蛍光出力は常に温度依存性があるので、したがって、すべての測定は同じ温度で実施され得る。

【0286】

次いで、ブロック３３０、３３５は下げられ得、キャリッジ３２５は変性位置３３０に移動し得る。マイクロプレート３２０は、光学式読み取り装置３１０の下を通過し得る。ウェルの各列が読み取り装置３１０の下を通過するとき、各ウェル位置の発光ダイオード（ＬＥＤ）は、数ミリ秒間オンにされ得、各ウェルからの蛍光発光は、各ウェル位置に配置されているフォトダイオードを使用して測定され得る。センサーの下をゆっくり移動することは必要ではない場合があり、したがって２００ｍｍ／秒で、ブロック間の経過時間は約１．２５秒であり得る。他の実施形態では、経過時間は１から５秒の間であり得る。

【0287】

被加熱ブロック３３０、３３５は、次いで、マイクロプレート３２０をクランプして加熱可能な蓋に当てるために上昇され得る。プリセットされた時間（たとえば、２から３秒）後、ブロック３３０、３３５は下げられ得、キャリッジ３２５は、伸長位置に戻され、プリセットされた時間（たとえば、５から１０秒）の間クランプされ得る。

【0288】

次いで、キャリッジ３２５は、変性ブロック３３０と伸長ブロック３３５の間を繰り返し移動し、各ブロックにクランプされ得る。伸長ブロック３３０と変性ブロック３３５との間の遷移毎に、ウェルから蛍光値が記録され得る。ブロック３３０、３３５への交互のクランプ動作は、プリセットされたサイクル数だけ継続し得る。最後のサイクルで、キャリッジ３２５は、伸長位置から変性位置に移動して、蛍光測定値が得られるが、クランプしなくてもよい。その代わりに、これはロード／アンロード位置に戻り、停止するだけであり得る。終了した警告が発せられ得る。

【0289】

開示されたサーマルサイクラーシステム３００は、機械性能の限界で作業することなく、１０分以内、１５分以内、２０分以内、３０分以内、４０分以内、５０分以内、または１時間以内で４０サイクルＰＣＲを達成し得る。開示されているシステム３００は、２温度ＰＣＲに限定されるものではなく、第３または第４の温度制御ブロックが容易にシステムに追加され得る。

【0290】

図５は、リアルタイムＰＣＲまたはｑＰＣＲサーマルサイクラーシステムの別の実施形態を例示している。図５の実施形態において、カメラ５１０が、ポリメラーゼ連鎖反応の伸長相が生じ得る低温ヒーターブロック５３５より上に置かれる。システム５００（たとえば、サーマルサイクラーシステム）は、試料の含有量を決定するためのバーコードリーダー５７０を備え得る。マイクロプレート５２０は、キャリッジ５２５上のサーマルサイクラーシステム５００内を移動することができる。被加熱ブロック５３０、５３５は、昇降カム５５０を使用してマイクロプレート５２０を適所にクランプするために持ち上げられ得る。ここでまた、マイクロプレート５２０は、サーマルサイクラー５００内を進行する際にキャリッジ５２５上で静止してもよい。

【0291】

カメラ５１０は、１つまたは複数のフィルタとともに使用するように構成され得、および／または蓋５４０（たとえば、コーティングされたガラス製の加熱可能な蓋）の下に位置決めされたウェル内で生じる反応からの蛍光を検出するために画像データを収集し得る。蓋は、優れた導電性および光学的透明性を有する材料（たとえば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ））でコーティングされたガラスを含み得る。システムが電流をＩＴＯコーティングに通したときに、ガラスは加熱され得る。これは、マイクロプレートの上の封止フィルムの下側表面に、試料を見えなくし、蛍光測定値の検出を妨げる可能性のある、凝結が形成されるのを防ぐことができる。下側表面に凝結が形成された場合、１つまたは複数のウェル内のＰＣＲ反応の進行を定量化することが困難になり得る。

【0292】

カメラ５１０は、蓋５４０および封止フィルム（たとえば、透明な封止フィルム）を通してマイクロプレート５２０のすべてのウェルを同時に撮像し得る。システムは、レポーター色素が１つまたは複数のウェル内で蛍光を発する特定の波長の光を検出するためのフィルタを使用してもよい。

【0293】

伸長用の低温被加熱ブロック５３５の温度は一定のままであってよく、試料（たとえば、生体試料）を収容するマイクロプレート５２０は、伸長用の低温ブロック５３５から、試料がより高温で変性することができる隣接ブロック５３０に移動し得る。

【0294】

変性の後、システムは、マイクロプレート５２０を伸長ブロック５３５（たとえば、低温ブロック）に戻し得、試料内で伸長が起こり得る。熱サイクリングは、複数回（たとえば、２０から５０回の間の温度サイクルで）繰り返され得る。

【0295】

リアルタイムＰＣＲまたはｑＰＣＲの間、システムは、試料が低温ブロックに曝された後、および／またはサイクルの伸長が起きた後に、画像を取得し、および／または１回もしくは複数回の蛍光測定を実行し得る。

【0296】

所定の数のサイクルが完了したときに、確認試験が実行されてよい。確認試験は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）鎖が変性するかまたは「溶融」して分離する正確な温度を検出するために、試料の温度をゆっくりと上昇させることを含むことができる。溶融分離は、蛍光のレベルの顕著な変化によって検出され得る。

【0297】

ＤＮＡの異なる配列は、異なる温度で溶融し得る。溶融温度は、溶融されている配列が、誤ったアーチファクト（たとえば、プライマー二量体）ではなくむしろアッセイ方法およびシステム（たとえば、キットおよび実験）が増幅するように設計された特定の配列であることを確認するために特定の生成物配列に対する知られている溶融温度と比較され得る。プライマー二量体は、標的ＤＮＡ配列よりも短くなり得るので、これらは標的配列よりも低い温度で変性（たとえば、溶融）し得、したがって容易に分別され得る。

【0298】

伸長用の低温ブロック５３５は、加熱されＰＣＲ増幅プロセス全体を通して一定の温度に維持することができる（たとえば、ヒーターカートリッジを使用する）。完了した後、温度は、溶融確認ステップを実施するためにゆっくりと高められ得る。

【0299】

次のＰＣＲ方法のために冷却して元の伸長温度に速やかに戻すために、システム５００は、電気駆動ヒーターカートリッジを使用してブロックを加熱し、コンプレッサまたは電動ファンからの強制空気を使用して裏面上に周囲空気を通すことによって冷却し得る。また、システム５００は、主に被加熱ブロックを一定の温度に維持するために使用されるであろう、ペルチェ効果素子を使用して、低温ブロックを加熱し、冷却し得る。

【0300】

いくつかの場合において、変性ヒーターブロック５３０が伸長温度ブロック５３５から分離して、隣接しているときに、試料が温度を変化させるのにかかる時間も最小限にされ得る。システムは、各伸長期間の終了時にｑＰＣＲ撮像を実行してもよく、高解像度溶融曲線は、同一または異なる蛍光撮像システムを使用して適切な数のサイクルの終わりに取得され得る。

【0301】

図６は、隣接するマイクロプレートウェルからの蛍光測定におけるクロストークを補正するセンシングデバイス３１０の構成６００を例示している。センシングデバイス３１０は、それ自体が１つまたは複数のＬＥＤ、１つまたは複数のフィルタ、および１つまたは複数のフォトダイオードを備え得る１つまたは複数のセンサー素子アレイ６２０を備え得る。この構成は、個別のセンサー素子が隣接するマイクロプレートウェル上の蛍光を同時に測定していないようにセンサー素子の１つまたは複数のアレイを角度を付けて置く。その代わりに、センサー素子６１０は、順番に（たとえば、一番右の素子から一番左の素子の順に）蛍光を測定し得る。

【0302】

センシングデバイス構成６００は、複数のセンサー素子アレイ６２０を備え得る。たとえば、各アレイは、試料プレート上に収容されるアッセイにおいて使用される８つの異なる発蛍光団の各々について、８つのセンサー素子を含み得る。複数のセンサー素子アレイ６２０は、アレイがプレート移動方向６３０に関して通常配設されないように、角度を付けられ得る。プレート移動方向６３０に関する素子アレイ６２０の角度は、０°から９０°の間にあるものとしてよい。角度は、約０°から１０°の間、約１０°から２０°の間、約２０°から３０°の間、約３０°から４０°の間、約４０°から５０°の間、約５０°から６０°の間、約６０°から７０°の間、約７０°から８０°の間、または約８０°から９０°の間であるものとしてよい。

【0303】

マイクロプレートがセンサー素子６１０のラインの下を通過するときに、試料を収容するウェルは、ライン内のセンサー素子の各々と順次アライメントし得る。個別のセンサー素子６１０内のＬＥＤは、特定のウェルとアライメントされるときに、数ミリ秒間だけ点灯し、フォトダイオードは、それ自体のＬＥＤが点灯している間だけ、ウェルに収容されるアッセイからの蛍光出力を測定する。この実施形態では、複数のセンサー素子アレイ６２０のうちの１つのセンサー素子６１０が任意の特定の時刻にアクティブであるので、１つのウェルからの光信号は、隣接ウェルからの光信号と干渉し得ない。他の実施形態では、センサー素子アレイは、隣接するセンサー素子がアクティブであることから生じるであろうクロストークをそのまま排除しつつ、２つ以上のセンサー素子が一度にアクティブになることを可能にするように異なる形状（たとえば、曲線）にされ得る。

【0304】

コンピュータ制御システム
本開示は、開示の方法を実装するようにプログラムされているコンピュータ制御システムを実現する。図４は、ＰＣＲデータを分析するようにプログラムされるかまたは他の何らかの形で構成されているコンピュータシステム４０１を示す。コンピュータシステム４０１は、たとえば、温度ブロックの温度を調整すること、および温度ブロック間でマイクロプレートを高速に遷移させることなど、本開示のマイクロプレートの運動を調節する様々な態様を調節することができる。コンピュータシステム４０１は、ユーザの電子デバイスまたは電子デバイスに関してリモートに配置されているコンピュータシステムであり得る。電子デバイスは、モバイル電子デバイスとすることができる。

【0305】

コンピュータシステム４０１は、中央演算処理装置（ＣＰＵ、本明細書では「プロセッサ」および「コンピュータプロセッサ」とも称される）４０５を含み、これはシングルコアもしくはマルチコアプロセッサ、または並列処理用の複数のプロセッサであってよい。コンピュータシステム４０１は、メモリまたはメモリロケーション４１０（たとえば、ランダムアクセスメモリ、リードオンリーメモリ、フラッシュメモリ）、電子記憶装置ユニット４１５（たとえば、ハードディスク）、１つまたは複数の他のシステムと通信するための通信インターフェース４２０（たとえば、ネットワークアダプタ）、およびキャッシュ、他のメモリ、データ記憶装置、および／または電子ディスプレイアダプタなどの周辺デバイス４２５も含む。メモリ４１０、記憶装置ユニット４１５、インターフェース４２０、および周辺デバイス４２５は、マザーボードなどの、通信バス（実線）を通してＣＰＵ４０５と通信する。記憶装置ユニット４１５は、データを記憶するためのデータ記憶装置ユニット（またはデータリポジトリ）であり得る。コンピュータシステム４０１は、通信インターフェース４２０の助けを借りてコンピュータネットワーク（「ネットワーク」）４３０に動作可能に結合され得る。ネットワーク４３０は、インターネット、インターネットおよび／もしくはエクストラネット、またはインターネットと通信するイントラネットおよび／もしくはエクストラネットであってよい。ネットワーク４３０は、いくつかの場合において、遠隔通信および／またはデータネットワークである。ネットワーク４３０は、クラウドコンピューティングなどの、分散コンピューティングを可能にし得る、１つまたは複数のコンピュータサーバを含み得る。ネットワーク４３０は、いくつかの場合においてコンピュータシステム４０１の助けを借りて、コンピュータシステム４０１に結合されているデバイスがクライアントまたはサーバとして動作することを可能にし得る、ピアツーピアネットワークを実装し得る。

【0306】

ＣＰＵ４０５は、プログラムまたはソフトウェアで具現化され得る、機械可読命令のシーケンスを実行することができる。命令は、メモリ４１０などの、メモリロケーション内に記憶され得る。これらの命令はＣＰＵ４０５に向けられるものとしてよく、その後、本開示の方法を実装するようにＣＰＵ４０５をプログラムするか、または他の何らかの方法で構成することができる。ＣＰＵ４０５によって実行される演算の例は、フェッチ、復号、実行、およびライトバックを含むことができる。

【0307】

ＣＰＵ４０５は、集積回路などの、回路の一部であってよい。システム４０１の１つまたは複数の他のコンポーネントが回路内に含まれ得る。いくつかの場合において、回路は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）である。

【0308】

記憶装置ユニット４１５は、ドライバ、ライブラリ、および保存されたプログラムなどの、ファイルを記憶することができる。記憶装置ユニット４１５は、ユーザデータ、たとえば、ユーザ設定およびユーザプログラムを記憶することができる。コンピュータシステム４０１は、いくつかの場合において、イントラネットまたはインターネットを通じてコンピュータシステム４０１と通信するリモートサーバ上に配置されているような、コンピュータシステム４０１の外部にある１つまたは複数の追加のデータ記憶装置ユニットを含むことができる。

【0309】

コンピュータシステム４０１は、ネットワーク４３０を通じて１つまたは複数のリモートコンピュータシステムと通信することができる。たとえば、コンピュータシステム４０１は、ユーザ（たとえば、科学者または技師）のリモートコンピュータシステムと通信することができる。リモートコンピュータシステムの例は、パーソナルコンピュータ（たとえば、ポータブルＰＣ）、スレートもしくはタブレットＰＣ（たとえば、Ａｐｐｌｅ ｉＰａｄ（登録商標）、Ｓａｍｓｕｎｇ Ｇａｌａｘｙ Ｔａｂ（登録商標））、電話、スマートフォン（たとえば、Ａｐｐｌｅ ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、Ａｎｄｒｏｉｄ対応デバイス、Ｂｌａｃｋｂｅｒｒｙ（登録商標））、または携帯情報端末を含む。ユーザは、ネットワーク４３０を介してコンピュータシステム４０１にアクセスすることができる。

【0310】

本明細書で説明されているような方法は、たとえば、メモリ４１０または電子記憶装置ユニット４１５などの、コンピュータシステム４０１の電子記憶装置ロケーション上に記憶されている機械（たとえば、コンピュータプロセッサ）実行可能コードを用いて実装され得る。機械実行可能または機械可読コードは、ソフトウェアの形態で提供され得る。使用中に、コードはプロセッサ４０５によって実行され得る。いくつかの場合において、コードは、記憶装置ユニット４１５から取り出され、プロセッサ４０５によってすぐにアクセスできるようにメモリ４１０に記憶され得る。いくつかの状況において、電子記憶装置ユニット４１５は除外されてよく、機械実行可能命令は、メモリ４１０上に記憶される。

【0311】

コードは、プリコンパイルされ、コードを実行するように適合されたプロセッサを有する機械と使用するように構成され得るか、または実行時間中にコンパイルされ得る。コードは、プリコンパイルまたはコンパイルされたままの方式でコードを実行することを可能にするように選択され得るプログラミング言語で供給され得る。

【0312】

コンピュータシステム４０１などの、本明細書で提供されているシステムおよび方法の態様は、プログラミングで具現化され得る。この技術の様々な態様は、典型的には機械可読媒体の一種で運ばれるか、または具現化される機械（またはプロセッサ）実行可能コードおよび／または関連するデータの形態をとる「製品」または「製造品」と考えられ得る。機械実行可能コードは、メモリ（たとえば、リードオンリーメモリ、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ）またはハードディスクなどの電子記憶装置ユニット上に記憶され得る。「記憶装置」タイプの媒体は、ソフトウェアプログラミングのために随時非一時的記憶装置を実現し得る、様々な半導体メモリ、テープドライブ、ディスクドライブ、および同様のものなどの、コンピュータ、プロセッサもしくは同様のもの、または関連するそのモジュールの有形のメモリのいずれかまたはすべてを含むことができる。ソフトウェアの全部または一部は、時には、インターネットまたは他の様々な遠隔通信ネットワークを通じて通信され得る。そのような通信は、たとえば、一方のコンピュータまたはプロセッサから別のコンピュータまたはプロセッサに、たとえば、管理サーバまたはホストコンピュータからアプリケーションサーバのコンピュータプラットフォームにソフトウェアをロードすることを可能にし得る。そこで、ソフトウェア要素を収め得る別のタイプの媒体は、有線および光地上通信線ネットワークを通じて、および様々なエアリンク上で、ローカルデバイス間の物理的インターフェース上で使用されるような、光波、電波、および電磁波を含む。有線または無線リンク、光リンク、または同様のものなどの、そのような波を運ぶ物理的要素も、ソフトウェアを収めた媒体として考慮されてよい。本明細書で使用されているように、非一時的な有形の「記憶装置」媒体に制限されない限り、コンピュータまたは機械「可読媒体」などの用語は、実行のために命令をプロセッサに提供することに参加する任意の媒体を指す。

【0313】

したがって、コンピュータ実行可能コードなどの、機械可読媒体は、限定はしないが有形の記憶媒体、搬送波媒体、または物理的伝送媒体を含む、多くの形態をとり得る。不揮発性記憶媒体は、たとえば、図面に示されている、データベースなどを実装するために使用され得るような、コンピュータまたは同様のものの記憶装置デバイスのうちのいずれかなどの、光または磁気ディスクを含む。揮発性記憶媒体は、そのようなコンピュータプラットフォームのメインメモリなどのダイナミックメモリを含む。有形の伝送媒体は、コンピュータシステム内にバスを含む電線を含む、同軸ケーブル、銅線、および光ファイバを含む。搬送波伝送媒体は、無線周波（ＲＦ）および赤外線（ＩＲ）データ通信中に生成されるような電気もしくは電磁信号、または音波もしくは光波の形態をとり得る。したがって、一般的な形態のコンピュータ可読媒体は、たとえば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、任意の他の磁気媒体、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤもしくはＤＶＤ－ＲＯＭ、任意の他の光媒体、パンチカード、紙テープ、穴のパターンを有する任意の他の物理的記憶媒体、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭおよびＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ－ＥＰＲＯＭ、任意の他のメモリチップもしくはカートリッジ、データもしくは命令をトランスポートする搬送波、そのような搬送波をトランスポートするケーブルもしくはリンク、またはコンピュータがプログラミングコードおよび／またはデータを読み取り得る任意の他の媒体を含む。これらの形態のコンピュータ可読媒体の多くは、実行のために１つまたは複数の命令の１つまたは複数のシーケンスをプロセッサに搬送することに関与し得る。

【0314】

コンピュータシステム４０１は、たとえば、マイクロプレートを移動させる方法または温度を変更する方法を提供するためのユーザインターフェース（ＵＩ）４４０を備える電子ディスプレイ４３５を含むか、またはそれと通信することができる。ＵＩの例は、限定することなく、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）およびウェブベースのユーザインターフェースを含む。

【0315】

本開示の方法およびシステムは、１つまたは複数のアルゴリズムを用いて実装され得る。アルゴリズムは、中央演算処理装置４０５による実行時にソフトウェアを用いて実装され得る。アルゴリズムは、たとえば、ＰＣＲサイクルを指令することができる。

【0316】

本明細書では本発明の好ましい実施形態が図示され説明されているが、そのような実施形態は例のみを用いて提示されていることは当業者には明らかであろう。本発明が、本明細書内で提供される特定の例によって限定されることは意図されていない。本発明は、前述の明細書を参照しつつ説明されてきたが、本明細書における実施形態の説明および図解は、限定的な意味で解釈されることを意味していない。こうして、多数の変形、変更、および置換は、本発明から逸脱することなく当業者が思いつくであろう。さらに、本発明のすべての態様は、様々な条件および変数に依存する本明細書において規定されている特定の描写、構成、または相対的な割合に限定されないことは理解されるものとする。本明細書で説明されている本発明の実施形態の様々な代替的形態は、本発明を実施するうえで採用され得ることは理解されるべきである。したがって、本発明は、そのような代替的形態、修正形態、変更形態、または等価形態も対象とすることが企図される。次の請求項は発明の範囲を定義すること、これらの請求項およびその等価物の範囲内にある方法および構造がそれによって対象となることが意図されている。

【符号の説明】

【0317】

１００ マイクロプレート
１０５ ウェル、マイクロプレートウェル
１１０ ノッチ
２００ 代替的４８ウェルマイクロプレート
２０５ 硬質ポリプロピレンウェル
２１０ アライメント用ノッチ
２１５ アルミニウムシート
３００ 超高速ＰＣＲサーマルサイクラー、サーマルサイクラーシステム
３１０ センシングデバイス、光学式読み取り装置
３２０ マイクロプレート
３２５ キャリッジ
３３０ 被加熱ブロック
３３５ 被加熱ブロック
３４０ 加熱可能な蓋
３５０ 昇降カム
３６０ 基部
３７０ バーコードリーダー
４０１ コンピュータシステム
４０５ 中央演算処理装置、ＣＰＵ
４１０ メモリまたはメモリロケーション
４１５ 電子記憶装置ユニット
４２０ 通信インターフェース
４２５ 周辺デバイス
４３０ コンピュータネットワーク
４３５ 電子ディスプレイ
４４０ ユーザインターフェース（ＵＩ）
５００ システム、サーマルサイクラーシステム、サーマルサイクラー
５１０ カメラ
５２０ マイクロプレート
５２５ キャリッジ
５３０ 被加熱ブロック、変性ヒーターブロック
５３５ 低温ヒーターブロック、被加熱ブロック、低温被加熱ブロック、低温ブロック、伸長ブロック、伸長温度ブロック
５７０ バーコードリーダー
６００ 構成、センシングデバイス構成
６１０ センサー素子
６２０ センサー素子アレイ
６３０ プレート移動方向

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】