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(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】2023-12-19
(54)【発明の名称】作動システム及び方法
(51)【国際特許分類】
F16K 31/70 20060101AFI20231212BHJP
G01N 37/00 20060101ALI20231212BHJP
F16K 31/02 20060101ALI20231212BHJP
【ＦＩ】
F16K31/70 B
G01N37/00 101
F16K31/02 Z
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022580748
(86)(22)【出願日】2021-11-11
(85)【翻訳文提出日】2023-01-31
(86)【国際出願番号】 US2021058914
(87)【国際公開番号】W WO2022108813
(87)【国際公開日】2022-05-27
(31)【優先権主張番号】63/116,765
(32)【優先日】2020-11-20
(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．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ
２．Ｂｌｕ－ｒａｙ
(71)【出願人】
【識別番号】500358711
【氏名又は名称】イルミナ インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100106518
【弁理士】
【氏名又は名称】松谷 道子
(74)【代理人】
【識別番号】100132263
【弁理士】
【氏名又は名称】江間 晴彦
(72)【発明者】
【氏名】ショック，レト
(72)【発明者】
【氏名】ジョウ，シュアンツェー
(72)【発明者】
【氏名】クラナ，タルン
(72)【発明者】
【氏名】ジャイン，チェータンヤ
(72)【発明者】
【氏名】スエマツ，グレゴリー
【テーマコード（参考）】
3H057
3H062
【Ｆターム（参考）】
3H057AA16
3H057BB22
3H057CC01
3H057DD13
3H057DD21
3H057FA23
3H057FC04
3H057FC08
3H057HH02
3H057HH23
3H062AA12
3H062BB04
3H062CC10
3H062FF20
3H062FF21
3H062HH03
(57)【要約】
作動システム及び方法が開示される。装置は、フローセルレセプタクルと、一対の形状記憶合金ワイヤを含む形状記憶合金アクチュエータを含むバルブ駆動アセンブリと、を含む、システムと、フローセルレセプタクル内に配置可能であり、かつ膜バルブを有するフローセルと、を含む。システムは、形状記憶合金アクチュエータを介して、形状記憶合金ワイヤのうちの第１のものに電圧を印加し、システムが形状記憶合金ワイヤのうちの第２のものに電圧を印加しないことによって、膜バルブを作動させる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
装置であって、形状記憶合金アクチュエータアセンブリを備え、前記形状記憶合金アクチュエータアセンブリが、
第１の端部及び第２の端部を各々有する一対の横方向側部、及び前記横方向側部を連結する横断セクションを備える、ハウジングと、
前記ハウジングの前記第１の端部に連結されたプリント回路基板と、
前記ハウジングの前記第２の端部に連結された端板と、
前記プリント回路基板と前記端板との間に位置付けられた複数の形状記憶合金アクチュエータと、を備え、各形状記憶合金アクチュエータが、
前記プリント回路基板の対向する側部に連結された一対のワイヤマウントと、
前記ハウジングの側壁の間に位置付けられ、かつワイヤガイドを含むアクチュエータロッドと、
前記ワイヤマウントに連結され、かつ前記ワイヤガイドの周りに位置付けられた形状記憶合金ワイヤと、を備え、
前記形状記憶合金ワイヤに電圧を印加することは、形状記憶合金ワイヤを後退させ、対応する前記アクチュエータロッドを第１の位置と第２の位置との間で移動させる、装置。
【請求項2】
前記ハウジングを取り囲み、かつ前記形状記憶合金ワイヤにわたる空気流を可能にするように位置付けられた１つ以上のベントを画定する、エンクロージャを更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記ベントが、前記形状記憶合金ワイヤのうちの１つ以上に対して延在する細長い開口部である、請求項２に記載の装置。
【請求項4】
前記エンクロージャが、開放側部を有する、請求項２～３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項5】
前記形状記憶合金ワイヤを取り囲むエンクロージャを更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項6】
前記エンクロージャが、第１のエンクロージャアセンブリ及び第２のエンクロージャアセンブリを有し、前記第１のエンクロージャアセンブリ及び前記第２のエンクロージャアセンブリの各々が、前記ハウジングに連結されたエンクロージャ本体及び入口ポートアセンブリを有する、請求項５に記載の装置。
【請求項7】
前記入口ポートアセンブリが、入口ポート及びディフューザを有する、請求項６に記載の装置。
【請求項8】
前記入口ポートアセンブリが、圧力ホモジナイザ及びノズルアレイを更に備え、前記圧力ホモジナイザが、前記ノズルアレイと前記ディフューザとの間に位置付けられ、前記ディフューザが、前記圧力ホモジナイザと前記入口ポートとの間に位置付けられた、請求項７に記載の装置。
【請求項9】
前記ノズルアレイのノズルの軸が、前記入口ポートの軸に実質的に平行である、請求項８に記載の装置。
【請求項10】
前記形状記憶合金ワイヤにわたって空気又はガスを流すための空気流アセンブリを更に備える、請求項１～９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項11】
前記空気流アセンブリが、ファンを更に備える、請求項６に記載の装置。
【請求項12】
前記形状記憶合金アクチュエータアセンブリが、第１の形状記憶合金アクチュエータアセンブリであり、前記第１の形状記憶合金アクチュエータアセンブリに対向する第２の形状記憶合金アクチュエータアセンブリを更に備える、請求項１～１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項13】
前記第１の形状記憶合金アクチュエータアセンブリの前記複数の形状記憶合金アクチュエータの各々が、引張力を適用し、前記第２の形状記憶合金アクチュエータアセンブリの複数の形状記憶合金アクチュエータの各々が、押圧力を適用する、請求項１２に記載の装置。
【請求項14】
前記引張力が、前記押圧力未満である、請求項１３に記載の装置。
【請求項15】
前記アクチュエータロッドを前記第１の位置に向かって付勢するように位置付けられた複数の付勢要素を更に備える、請求項１～１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項16】
前記第１の位置が、関連付けられたバルブの閉鎖位置にある、請求項１～１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項17】
前記第１の位置が、関連付けられたバルブの開放位置にある、請求項１～１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項18】
前記付勢要素が、前記プリント回路基板と前記アクチュエータロッドのばねシートとの間に位置付けられている、請求項１５～１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項19】
前記付勢要素が、コイルばねを備える、請求項１５～１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項20】
前記横断セクションが、複数の横方向ガイドスロットを含み、各アクチュエータロッドが、対応する横方向ガイドスロット内に位置付けられている、請求項１～１９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項21】
前記横方向ガイドスロットが、前記横断セクションの第１の側部に画定された第１の横方向ガイドスロットと、前記横断セクションの第２の側部に画定された第２の横方向ガイドスロットと、を含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項22】
前記第１の横方向ガイドスロットが、前記第２の横方向ガイドスロットに対して互い違いになっている、請求項２１に記載の装置。
【請求項23】
各アクチュエータロッドが、関連付けられたバルブを作動させるように配置されたプランジャ部分を含む、請求項１～２２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項24】
前記端板が、前記プランジャ部分を受容するように位置付けられた複数のスロットを画定する、請求項２３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項25】
装置であって、フローセルレセプタクルと、一対の形状記憶合金ワイヤを含む形状記憶合金アクチュエータを含むバルブ駆動アセンブリと、を含む、システムと、
フローセルレセプタクル内に使い捨てであり、かつ膜バルブを有するフローセルと、を備え、
前記システムが、前記形状記憶合金アクチュエータを介して、前記形状記憶合金ワイヤのうちの第１のものに電圧を印加し、前記システムが前記形状記憶合金ワイヤのうちの第２のものに前記電圧を印加しないことによって、前記膜バルブを作動させる、装置。
【請求項26】
前記システムが、前記システムが前記形状記憶合金ワイヤのうちの前記第１のものに前記電圧を印加したインスタンス数をカウントするカウンタを備え、前記インスタンス数が基準数を満たすときに、前記システムが、前記形状記憶合金ワイヤのうちの前記第２のものに前記電圧を印加し、前記形状記憶合金ワイヤのうちの前記第１のものに前記電圧を印加しない、請求項２５に記載の装置。
【請求項27】
前記システムが、前記形状記憶合金ワイヤのうちの前記第１のものの動作可能性を試験し、前記システムが、前記形状記憶合金ワイヤのうちの前記第１のものが動作不能であると識別するときに、前記形状記憶合金ワイヤのうちの前記第２のものに前記電圧を印加し、前記形状記憶合金ワイヤのうちの前記第１のものに前記電圧を印加しない、請求項２５～２６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項28】
前記形状記憶合金ワイヤを冷却するために前記システムに装着されたファンを更に備え、前記ファンが、前記形状記憶合金アクチュエータから離間して、前記ファンからの振動が前記形状記憶合金アクチュエータに付与されることを阻止する、請求項２５～２７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項29】
前記フローセル及び前記関連付けられた膜バルブが前記ファンから第１の距離だけ離間されるときに、前記ファンが第１の速度で動作可能であり、前記フローセル及び前記関連付けられた膜バルブが前記ファンから第２の距離だけ離間されるときに、前記ファンが第２の速度で動作可能である、請求項２８に記載の装置。
【請求項30】
方法であって、形状記憶合金アクチュエータの形状記憶合金ワイヤの第１のものに電圧を印加し、前記形状記憶合金アクチュエータの前記形状記憶合金ワイヤのうちの第２のものに前記電圧を印加しないことと、
前記形状記憶合金ワイヤのうちの前記第１のものに前記電圧を印加することに応答して、前記形状記憶合金アクチュエータを有する膜バルブを作動させることと、を含む、方法。
【請求項31】
前記形状記憶合金ワイヤのうちの前記第１のものに前記電圧を印加したインスタンス数をカウントすることと、前記インスタンス数が基準数を満たすときに、前記形状記憶合金ワイヤのうちの前記第２のものに前記電圧を印加し、前記形状記憶合金ワイヤのうちの前記第１のものに前記電圧を印加しないことと、を更に含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項32】
前記形状記憶合金ワイヤのうちの前記第１のものの動作可能性を試験することを更に含む、請求項３０～３１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項33】
前記形状記憶合金ワイヤのうちの前記第１のものが動作不能であると識別することと、前記形状記憶合金ワイヤのうちの前記第１のものが動作不能であると識別した後に、前記形状記憶合金ワイヤのうちの前記第２のものに前記電圧を印加し、前記形状記憶合金ワイヤのうちの前記第１のものに前記電圧を印加しないことと、を更に含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項34】
前記形状記憶合金ワイヤを冷却することを更に含む、請求項３０～３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項35】
前記形状記憶合金ワイヤを冷却することが、ファンを使用することを含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項36】
前記ファンからの振動が前記形状記憶合金アクチュエータに付与されることを阻止することを更に含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項37】
装置であって、複数の形状記憶合金アクチュエータを含む、バルブ駆動アセンブリを含む、システムと、
フローセル入口、フローセル出口、フローセル、及びマニホールドアセンブリを備える、フローセルアセンブリと、を備え、前記マニホールドアセンブリが、
第１の側部及び第２の側部を有する共通流体ラインであって、前記フローセルが、前記共通流体ラインに連結されている、共通流体ラインと、
前記共通流体ラインの前記第２の側部に配設された複数の試薬流体ラインと、
前記共通流体ラインと、前記複数の試薬流体ラインのうちの対応する１つとを選択的に流体的に連結する複数の膜バルブと、を備え、
各形状記憶合金アクチュエータが、前記膜バルブのうちの１つに対応し、前記試薬流体ラインの各々と前記共通流体ラインとの間の試薬の流れを選択的に制御するように作動可能である、装置。
【請求項38】
前記膜バルブが、ボルケーノバルブである、請求項３７に記載の装置。
【請求項39】
各形状記憶合金アクチュエータが、プランジャと、前記プランジャを付勢するばねと、形状記憶合金ワイヤと、を含む、請求項３７～３８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項40】
前記形状記憶合金アクチュエータを作動させることが、前記システムが前記プランジャを前記ばねの力に対して後退させる前記形状記憶合金ワイヤに電圧を印加することを含む、請求項３９に記載の装置。
【請求項41】
前記形状記憶合金アクチュエータの各々が、一対の形状記憶合金ワイヤを備え、前記形状記憶合金アクチュエータを作動させることが、前記システムが前記形状記憶合金ワイヤのうちの第１のものに電圧を印加し、前記システムが前記形状記憶合金ワイヤのうちの第２のものに前記電圧を印加しないことを含む、請求項３８～４０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項42】
装置であって、形状記憶合金アクチュエータを備え、前記形状記憶合金アクチュエータが、
開口部を画定し、かつワイヤマウントを含む、ガイドと、
前記開口部を通って移動可能であり、かつ遠位端部におけるプランジャ、ワイヤガイド、及びばねシートを含む、アクチュエータロッドと、
前記ガイドと前記ばねシートとの間に位置付けられたばねと、
前記ワイヤマウントに連結され、かつ前記ワイヤガイドの周りに位置付けられた形状記憶合金ワイヤと、を備え、
形状記憶合金ワイヤに電圧を印加することが、前記形状記憶合金ワイヤを後退させ、前記アクチュエータロッドを第１の位置と第２の位置との間で移動させる、装置。
【請求項43】
前記形状記憶合金ワイヤが、第１の形状記憶合金ワイヤであり、前記アクチュエータロッドが、第２のワイヤガイドを含み、前記ワイヤマウントに連結され、かつ前記第２のワイヤガイドの周りに位置付けられた第２の形状記憶合金ワイヤを更に備える、請求項４２に記載の装置。
【請求項44】
電圧が前記第２の形状記憶合金ワイヤに印加されないときに、前記電圧が、前記第１の形状記憶合金ワイヤに印加されて、前記形状記憶合金アクチュエータを作動させる、請求項４３に記載の装置。
【請求項45】
電圧が前記第１の形状記憶合金ワイヤに印加されないときに、前記第２の形状記憶合金ワイヤに電圧を印加することを更に含む、請求項４４に記載の装置。
【請求項46】
前記電圧が、閾値時間量の後、閾値サイクル数の後、又は前記第１の形状記憶合金ワイヤが損傷している場合、前記第１の形状記憶合金ワイヤに印加されない、請求項４５に記載の装置。
【請求項47】
前記形状記憶合金ワイヤが、第１の形状記憶合金ワイヤであり、前記ガイドが、第１のガイドであり、前記アクチュエータロッドが、第２のワイヤガイドを含み、ワイヤマウントを有する第２のガイドと、前記第２のガイドの前記ワイヤマウントに連結され、かつ前記第２のワイヤガイドの周りに位置付けられた第２の形状記憶合金ワイヤと、を更に備える、請求項４２～４６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項48】
前記第１の形状記憶合金ワイヤに前記電圧を印加することが、前記第１の形状記憶合金ワイヤを後退させ、前記アクチュエータロッドを前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させ、前記第２の形状記憶合金ワイヤに電圧を印加することが、前記第２の形状記憶合金ワイヤを後退させ、前記アクチュエータロッドを前記第２の位置と前記第１の位置との間で移動させる、請求項４７に記載の装置。
【請求項49】
装置であって、システムであって、
フローセルレセプタクルと、
複数の形状記憶合金アクチュエータと、を備える、システムを備える、装置。
【請求項50】
前記複数の形状記憶合金アクチュエータが、第１の行の形状記憶合金アクチュエータ及び第２の行の前記形状記憶合金アクチュエータを備え、前記第１の行の前記形状記憶合金アクチュエータが、前記第２の行の前記形状記憶合金アクチュエータに対して互い違いになっている、請求項４９に記載の装置。
【請求項51】
前記複数の形状記憶合金アクチュエータが、前記フローセルレセプタクルの第１の側部に第１の形状記憶合金アクチュエータと、前記フローセルレセプタクルの第２の側部に第２の形状記憶合金アクチュエータと、を備える、請求項４９～５０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項52】
前記第１の形状記憶合金アクチュエータが、前記第２の形状記憶合金アクチュエータに対向する、請求項５１に記載の装置。
【請求項53】
前記第１の形状記憶合金アクチュエータが、引張力を適用し、前記第２の形状記憶合金アクチュエータが、押圧力を適用する、請求項４９～５２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項54】
前記引張力が、前記押圧力未満である、請求項５３に記載の装置。
【請求項55】
前記複数の形状記憶合金アクチュエータに向かって空気を流すように位置付けられたファンを更に備える、請求項４９～５４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項56】
装置であって、形状記憶合金アクチュエータアセンブリを備え、前記形状記憶合金アクチュエータアセンブリが、
第１の端部及び第２の端部を各々有する一対の横方向側部、及び前記横方向側部を連結する横断セクションを含むハウジングと、
前記ハウジングの前記第１の端部に連結されたプリント回路基板と、
前記プリント回路基板と前記第２の端部との間に位置付けられた複数の形状記憶合金アクチュエータであって、各形状記憶合金アクチュエータが、
前記プリント回路基板の対向する側部に連結された一対のワイヤマウントと、
前記ハウジングの側壁の間に位置付けられ、かつワイヤガイドを含むアクチュエータロッドであって、前記アクチュエータロッドが、側部ポート並びに真空ポート及びプランジャ部分を有する端面を備え、前記側部ポートが、前記真空ポートに流体的に連結されている、アクチュエータロッドと、
前記ワイヤマウントに連結され、前記ワイヤガイドの周りに位置付けられた形状記憶合金ワイヤと、を備える、複数の形状記憶合金アクチュエータと、
前記プリント回路基板に連結されたアクチュエータマニホールドアセンブリであって、前記アクチュエータマニホールドアセンブリが、
出口ポート及び複数の入口ポートを有する、本体と、
前記アクチュエータロッドのうちの１つの前記側部ポートと、前記アクチュエータマニホールドアセンブリの前記入口ポートのうちの１つとの間に各々連結された、複数の空気ラインと、を備える、アクチュエータマニホールドアセンブリと、を備え、
前記形状記憶合金ワイヤに電圧を印加することが、前記形状記憶合金ワイヤを後退させ、対応する前記アクチュエータロッドを第１の位置と第２の位置との間で移動させる、装置。
【請求項57】
各形状記憶合金アクチュエータが、前記アクチュエータロッドによって担持されたセンサ又はターゲットを備え、前記ハウジングが、前記センサ又は前記ターゲットの他方を担持する、請求項５６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項58】
フローセルアセンブリであって、フローセル入口と、
フローセル出口と、
フローセルと、
マニホールドアセンブリと、を備える、フローセルアセンブリを更に備え、前記マニホールドアセンブリが、
共通流体ラインであって、前記フローセルが、前記共通流体ラインに連結されている、共通流体ラインと、
複数の試薬流体ラインと、
前記共通流体ラインと、前記複数の試薬流体ラインのうちの対応する１つと、を選択的に流体的に連結する複数の膜バルブであって、前記各膜バルブが、本体と、前記本体の表面に連結された膜と、を備え、前記本体が、バルブシートを含み、対応する前記試薬流体ラインに流体的に連結され、かつ前記膜の一部分によって覆われたチャンバを画定する、複数の膜バルブと、を備える、請求項５６～５７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項59】
前記膜バルブを開放することが、対応する前記形状記憶アクチュエータの前記真空ポートが、前記膜の前記一部分と封止係合し、前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動することを含む、請求項５８に記載の装置。
【請求項60】
各形状記憶合金アクチュエータが、前記アクチュエータロッドによって担持されたセンサ又は担持されたターゲットを備え、各膜バルブが、前記センサ又は前記ターゲットの他方を担持する、請求項５８～５９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項61】
前記センサと前記ターゲットとの間の距離が閾値よりも大きいことに応答して、前記形状記憶合金アクチュエータが、前記アクチュエータロッドを、前記膜の前記一部分に向かって移動させ、対応する前記形状記憶アクチュエータの前記真空ポートに対して前記膜の前記一部分と封止係合させる、請求項６０に記載の装置。
【請求項62】
前記チャンバ及び前記膜の前記一部分が、前記バルブシートの幅よりも大きい幅を有する、請求項５８～６１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項63】
前記チャンバ及び前記膜の前記一部分が、円形形状である、請求項５８～６２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項64】
前記チャンバ及び前記膜の前記一部分が、ティアドロップ形状である、請求項５８～６３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項65】
前記膜バルブを閉鎖することが、対応する前記形状記憶アクチュエータの前記プランジャ部分が、前記膜を前記第２の位置から前記第１の位置に移動させ、前記膜を前記バルブシートと係合させるように付勢することを含む、請求項５８～６４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項66】
前記アクチュエータロッドが、第２の側部ポートを備え、前記端面が、第２の真空ポートを有し、前記プランジャ部分が、前記真空ポートと前記第２の真空ポートとの間に位置付けられている、請求項５６～６５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項67】
各膜バルブが、前記膜の第２の部分によって覆われた第２のチャンバを画定し、前記バルブシートが、前記チャンバと前記第２のチャンバとの間に位置付けられている、請求項５８～６６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項68】
前記膜バルブを開放することが、対応する前記形状記憶アクチュエータの前記第２の真空ポートが、前記膜の前記第２の部分と封止係合し、前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動することを更に含む、請求項６７に記載の装置。
【請求項69】
前記アクチュエータマニホールドアセンブリの前記空気ラインが、前記アクチュエータロッドの第２の側部ポートと、前記アクチュエータマニホールドアセンブリの対応する入口ポートとの間に連結されている、請求項５６～６８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項70】
方法であって、形状記憶合金アクチュエータのアクチュエータロッドの真空ポートで膜バルブの膜の一部分と封止係合することと、
前記形状記憶合金アクチュエータの形状記憶合金ワイヤに電圧を印加することと、
前記形状記憶合金ワイヤに前記電圧を印加することに応答して、前記アクチュエータロッド及び前記膜の前記一部分を第１の位置と第２の位置との間で移動させることと、を含む、方法。
【請求項71】
前記アクチュエータロッドと膜バルブとの間の距離が閾値よりも大きいと識別することと、前記アクチュエータロッドと前記膜バルブとの間の距離が前記閾値よりも大きいことに応答して、前記アクチュエータロッドを、前記膜の前記一部分に向かって移動させ、前記形状記憶アクチュエータの前記真空ポートに対して前記膜の前記一部分と封止係合させることと、を更に含む、請求項７０に記載の方法。
【請求項72】
前記アクチュエータロッドのプランジャ部分を使用して前記膜の前記一部分を前記第２の位置から前記第１の位置に移動させ、前記膜のバルブシートと係合するように前記膜の前記一部分を付勢することによって、前記膜バルブを閉鎖することを更に含む、請求項７０～７１のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願
本出願は、２０２０年１１月２０日出願の米国仮特許出願第６３／１１６，７６５号の利益及び優先権を主張するものであり、その内容は、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２０年１１月２０日出願の米国仮特許出願第６３／１１６，７６５号の利益及び優先権を主張するものであり、その内容は、その全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
試薬を保持する流体カートリッジ及びフローセルは、流体システムと関連して使用されることがある。流体カートリッジは、フローセルに流体連結され得る。流体カートリッジには、試薬がフローセルに流れる流体ラインが含まれる。
【発明の概要】
【0003】
先行技術の欠点は克服することができ、本開示で後述するような利点及び利点は、作動システム及び方法の提供を通じて達成することができる。装置及び方法の様々な実装形態が以下に記載され、任意の組み合わせ（これらの組み合わせが矛盾しない場合）で以下に列挙される追加の実装形態を含む、及び除外する装置及び方法は、これらの欠点を克服し、本明細書に記載の利点及び利益を達成することができる。
【0004】
第１の実装形態によれば、装置は、一対の横方向側部を含むハウジングを有する形状記憶合金アクチュエータアセンブリを含み、各々が第１の端部及び第２の端部を有し、横断セクションが側壁を連結する。プリント回路基板は、ハウジングの第１の端部に連結され、端板は、ハウジングの第２の端部に連結され、複数の形状記憶合金アクチュエータは、プリント回路基板と端板との間に位置付けられる。各形状記憶合金アクチュエータは、プリント回路基板の対向する側部に連結された一対のワイヤマウントを含み、アクチュエータロッドは、ハウジングの横方向側部間に位置付けられ、ワイヤガイドと、ワイヤマウントに連結され、かつワイヤガイドの周りに位置付けられた形状記憶合金ワイヤと、を含む。形状記憶合金ワイヤに電圧を印加することは、形状記憶合金ワイヤを後退させ、対応するアクチュエータロッドを第１の位置と第２の位置との間で移動させる。
【0005】
第２の実装形態によれば、装置は、フローセルレセプタクルと、一対の形状記憶合金ワイヤを含む形状記憶合金アクチュエータを含むバルブ駆動アセンブリと、を含むシステムと、フローセルレセプタクル内に配置可能であり、かつ膜バルブを有するフローセルと、を含む。システムが、形状記憶合金アクチュエータを介して、形状記憶合金ワイヤのうちの第１のものに電圧を印加し、システムが形状記憶合金ワイヤのうちの第２のものに電圧を印加しないことによって、膜バルブを作動させる。
【0006】
第３の実装形態によれば、装置は、複数の形状記憶合金アクチュエータを含むバルブ駆動アセンブリと、フローセル入口、フローセル出口、フローセル、及びマニホールドアセンブリを含むフローセルアセンブリと、を含むシステムを含む。マニホールドアセンブリは、第１の側部及び第２の側部を有する共通流体ラインを含む。フローセルは、共通流体ラインに連結され、複数の試薬流体ラインは、共通流体ラインの第２の側部に配設され、複数の膜バルブは、共通の流体ライン及び複数の試薬流体ラインのうちの対応する１つを選択的に流体的に連結する。各形状記憶合金アクチュエータが、膜バルブのうちの１つに対応し、試薬流体ラインの各々と共通流体ラインとの間の試薬の流れを選択的に制御するように作動可能である。
【0007】
第４の実装形態によれば、装置は、開口部を画定し、かつワイヤマウントを含むガイドを含む形状記憶合金アクチュエータを含む。アクチュエータロッドは、開口部を通って移動可能であり、遠位端部におけるプランジャ、ワイヤガイド、及びばねシートを含む。バネは、ガイドとばねシートとの間に位置付けられている。形状記憶合金ワイヤは、ワイヤマウントに連結され、かつワイヤガイドの周りに位置付けられる。形状記憶合金ワイヤに電圧を印加することが、形状記憶合金ワイヤを後退させ、アクチュエータロッドを第１の位置と第２の位置との間で移動させる。
【0008】
第５の実装形態によれば、装置は、ハウジング、プリント回路基板、複数の形状記憶合金アクチュエータ、及びアクチュエータマニホールドアセンブリを含む形状記憶合金アクチュエータアセンブリを含む。ハウジングは、第１の端部及び第２の端部を各々有する一対の横方向側部、及び横方向側部を連結する横断セクションを含む。プリント回路基板は、ハウジングの第１の端部に連結され、複数の形状記憶合金アクチュエータは、プリント回路基板と第２の端部との間に位置付けられる。各形状記憶合金アクチュエータは、一対のワイヤマウント、アクチュエータロッド、及び形状記憶合金ワイヤを含む。一対のワイヤマウントは、プリント回路基板の対向する側部に連結され、アクチュエータロッドは、ハウジングの側壁の間に位置付けられ、ワイヤガイドを含む。アクチュエータロッドは、側部ポートと、真空ポート及びプランジャ部分を有する端面と、を含む。側部ポートは、真空ポートに流体的に連結されている。形状記憶合金ワイヤは、ワイヤマウントに連結され、かつワイヤガイドの周りに位置付けられる。アクチュエータマニホールドアセンブリは、プリント回路基板に連結され、本体及び複数の空気圧ラインを含む。本体は、出口ポート及び複数の入口ポートを有し、各空気圧ラインは、アクチュエータロッドの側部ポートとアクチュエータマニホールドアセンブリの入口ポートとの間に連結されている。形状記憶合金ワイヤに電圧を印加することは、形状記憶合金ワイヤを後退させ、対応するアクチュエータロッドを第１の位置と第２の位置との間で移動させる。
【0009】
第６の実装形態によれば、装置は、フローセルレセプタクル及び複数の形状記憶合金アクチュエータを有するシステムを含む。
【0010】
第７の実装形態によれば、方法は、形状記憶合金アクチュエータの形状記憶合金ワイヤの第１のものに電圧を印加し、形状記憶合金アクチュエータの形状記憶合金ワイヤのうちの第２のものに電圧を印加しないことと、を含む。本方法はまた、形状記憶合金ワイヤのうちの第１のものに電圧を印加することに応答して、形状記憶合金アクチュエータを有する膜バルブを作動させることを含む。
【0011】
第８の実装形態によれば、方法は、形状記憶合金アクチュエータのアクチュエータロッドの真空ポートで膜バルブの膜の一部分と封止係合することと、形状記憶合金アクチュエータの形状記憶合金ワイヤに電圧を印加することと、を含む。本方法は、形状記憶合金ワイヤに電圧を印加することに応答して、アクチュエータロッド及び膜の一部分を第１の位置と第２の位置との間で移動させることを含む。
【0012】
更に前述の第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、及び／又は第８の実装形態によれば、装置及び／又は方法は、以下のうちのいずれか１つ以上を備えるか、又は含み得る。
【0013】
一実装形態では、装置は、ハウジングを取り囲み、かつ形状記憶合金ワイヤにわたる空気流（空気又はガス）を可能にするように位置付けられた１つ以上のベントを画定するエンクロージャを更に含む。
【0014】
別の実装形態では、ベントは、形状記憶合金ワイヤのうちの１つ以上に対して延在する細長い開口部である。
【0015】
別の実装形態では、エンクロージャは、開放側部を有する。
【0016】
別の実装形態では、装置は、形状記憶合金ワイヤにわたって空気を流すための空気流アセンブリを更に含む。
【0017】
別の実装形態では、空気流アセンブリは、ファンを含む。
【0018】
別の実装形態では、形状記憶合金アクチュエータアセンブリは、第１の形状記憶合金アクチュエータアセンブリであり、装置は、第１の形状記憶合金アクチュエータアセンブリに対向する第２の形状記憶合金アクチュエータアセンブリを更に含む。
【0019】
別の実装形態では、第１の形状記憶合金アクチュエータアセンブリの複数の形状記憶合金アクチュエータの各々は、引張力を適用し、第２の形状記憶合金アクチュエータアセンブリの複数の形状記憶合金アクチュエータの各々が、押圧力を適用する。
【0020】
別の実装形態では、引張力は、押圧力未満である。
【0021】
別の実装形態では、装置は、アクチュエータロッドを第１の位置に向かって付勢するように位置付けられた複数の付勢要素を更に含む。
【0022】
別の実装形態では、第１の位置は、関連付けられたバルブの閉鎖位置である。
【0023】
別の実装形態では、第１の位置は、関連付けられたバルブの開放位置である。
【0024】
別の実装形態では、付勢要素は、プリント回路基板とアクチュエータロッドのばねシートとの間に位置付けられる。
【0025】
別の実装形態では、各アクチュエータロッドの端部は、付勢ロッド開口部を画定する。付勢ロッドは、対応する付勢ロッド開口部内に位置付けられ、付勢要素に向かって延在する。ブッシュは、各付勢ロッドの周りに位置付けられ、対応する付勢要素と相互作用するように位置付けられる。
【0026】
別の実装形態では、付勢要素は、板ばねを含む。
【0027】
別の実装形態では、横断セクションは、複数の横方向ガイドスロットを含み、各アクチュエータロッドは、対応する横方向ガイドスロット内に位置付けられている。
【0028】
別の実装形態では、横方向ガイドスロットは、横断セクションの第１の側部に画定された第１の横方向ガイドスロットと、横断セクションの第２の側部に画定された第２の横方向ガイドスロットと、を含む。
【0029】
別の実装形態では、第１の横方向ガイドスロットは、第２の横方向ガイドスロットに対して互い違いになっている。
【0030】
別の実装形態では、横断セクションは、複数のガイドロッド開口部を画定し、各アクチュエータロッドは、対応するガイドロッド開口部を通って延在するガイドロッドを含む。
【0031】
別の実装形態では、ガイドロッド開口部は、横方向側部間で互い違いになっている。
【0032】
別の実装形態では、各アクチュエータロッドは、関連付けられたバルブを作動させるように配置されたプランジャ部分を含む。
【0033】
別の実装形態では、各アクチュエータロッドは、本体、プランジャ部分、及び本体とプランジャ部分との間に連結された１つ以上の横方向ガイドを含む。
【0034】
別の実装形態では、１つ以上の横方向ガイドは、一対の対向する横方向ガイドを含む。
【0035】
別の実装形態では、端板は、プランジャ部分を受容するように位置付けられた複数のスロットを画定する。
【0036】
別の実装形態では、各アクチュエータロッドは、対応する形状記憶合金ワイヤが延在する横断ワイヤガイドを画定する。
【0037】
別の実装形態では、横断ワイヤガイドは、湾曲表面を含む。
【0038】
別の実装形態では、システムは、システムが形状記憶合金ワイヤのうちの第１のものに電圧を印加したインスタンス数をカウントするカウンタを含み、インスタンス数が基準数を満たすときに、システムは、形状記憶合金ワイヤのうちの第２のものに電圧を印加し、形状記憶合金ワイヤのうちの第１のものに電圧を印加しない。
【0039】
別の実装形態では、システムは、形状記憶合金ワイヤのうちの第１のものの動作可能性を試験し、形状記憶合金ワイヤのうちの第１のものが動作不能であるとシステムが識別するときに、形状記憶合金ワイヤのうちの第２のものに電圧を印加し、形状記憶合金ワイヤのうちの第１のものに電圧を印加しない。
【0040】
別の実装形態では、システムは、形状記憶合金ワイヤを冷却するためにシステムに装着されたファンを含み、ファンは、形状記憶合金アクチュエータから離間して、ファンからの振動が形状記憶合金アクチュエータに付与されることを阻止する。
【0041】
別の実装形態では、フローセル及び関連付けられた膜バルブがファンから第１の距離だけ離間されるときに、ファンが第１の速度で動作可能であり、フローセル及び関連付けられた膜バルブがファンから第２の距離だけ離間されるときに、ファンが第２の速度で動作可能である。
【0042】
別の実装形態では、膜バルブは、ボルケーノバルブである。
【0043】
別の実装形態では、各形状記憶合金アクチュエータは、プランジャと、プランジャを付勢するばねと、形状記憶合金ワイヤと、を含む。
【0044】
別の実装形態では、形状記憶合金アクチュエータを作動させることは、システムがプランジャをばねの力に対して後退させる形状記憶合金ワイヤに電圧を印加することを含む。
【0045】
別の実装形態では、形状記憶合金アクチュエータの各々は、一対の形状記憶合金ワイヤを含み、形状記憶合金アクチュエータを作動させることは、システムが形状記憶合金ワイヤのうちの第１のものに電圧を印加し、システムが形状記憶合金ワイヤのうちの第２のものに電圧を印加しないことを含む。
【0046】
別の実装形態では、形状記憶合金ワイヤは、第１の形状記憶合金ワイヤであり、アクチュエータロッドは、第２のワイヤガイドを含む。第２の形状記憶合金ワイヤは、ワイヤマウントに連結され、かつ第２のワイヤガイドの周りに位置付けられる。
【0047】
別の実装形態では、電圧が第２の形状記憶合金ワイヤに印加されないときに、電圧が、第１の形状記憶合金ワイヤに印加されて形状記憶合金アクチュエータを作動させる。
【0048】
別の実装形態では、電圧が第１の形状記憶合金ワイヤに印加されないときに、第２の形状記憶合金ワイヤに電圧を印加することを更に含む。
【0049】
別の実装形態では、電圧が、閾値時間量の後、閾値サイクル数の後、又は第１の形状記憶合金ワイヤが損傷している場合、第１の形状記憶合金ワイヤに印加されない。
【0050】
別の実装形態では、形状記憶合金ワイヤは、第１の形状記憶合金ワイヤであり、ガイドは、第１のガイドであり、アクチュエータロッドは、第２のワイヤガイドを含む。装置はまた、ワイヤマウントを有する第２のガイドを含み、第２の形状記憶合金ワイヤは、第２のガイドのワイヤマウントに連結され、かつ第２のワイヤガイドの周りに位置付けられる。
【0051】
別の実装形態では、実質的に同時に第１及び第２のワイヤに電圧を印加することを更に含む。
【0052】
別の実装形態では、並列に第１及び第２のワイヤに電圧を印加することを更に含む。
【0053】
別の実装形態では、第１の形状記憶合金ワイヤに電圧を印加することは、第１の形状記憶合金ワイヤを後退させ、アクチュエータロッドを第１の位置と第２の位置との間で移動させ、第２の形状記憶合金ワイヤに電圧を印加することは、第２の形状記憶合金ワイヤを後退させ、アクチュエータロッドを第２の位置と第１の位置との間で移動させる。
【0054】
別の実装形態では、複数の形状記憶合金アクチュエータは、第１の行の形状記憶合金アクチュエータ及び形状記憶合金アクチュエータの第２の行を含み、第１の行の形状記憶合金アクチュエータは、第２の行の形状記憶合金アクチュエータに対して互い違いになっている。
【0055】
別の実装形態では、複数の形状記憶合金アクチュエータは、フローセルレセプタクルの第１の側部に第１の形状記憶合金アクチュエータと、フローセルレセプタクルの第２の側部に第２の形状記憶合金アクチュエータと、を含む。
【0056】
別の実装形態では、第１の形状記憶合金アクチュエータは、第２の形状記憶合金アクチュエータに対向する。
【0057】
別の実装形態では、第１の形状記憶合金アクチュエータは、引張力を適用し、第２の形状記憶合金アクチュエータは、押圧力を適用する。
【0058】
別の実装形態では、引張力は、押圧力未満である。
【0059】
別の実装形態では、システムは、複数の形状記憶合金アクチュエータに向かって空気を流すように位置付けられたファンを含む。
【0060】
別の実装形態では、装置は、形状記憶合金ワイヤを取り囲むエンクロージャを含む。
【0061】
別の実装形態では、エンクロージャは、第１のエンクロージャアセンブリ及び第２のエンクロージャアセンブリを有し、第１のエンクロージャアセンブリ及び第２のエンクロージャアセンブリの各々は、ハウジングに連結されたエンクロージャ本体及び入口ポートアセンブリを有する。
【0062】
別の実装形態では、入口ポートアセンブリは、入口ポート及びディフューザを有する。
【0063】
別の実装形態では、入口ポートアセンブリは、圧力ホモジナイザ及びノズルアレイを更に含む。圧力ホモジナイザは、ノズルアレイとディフューザとの間に位置付けられ、ディフューザは、圧力ホモジナイザと入口ポートとの間に位置付けられている。
【0064】
別の実装形態では、ノズルアレイのノズルの軸は、入口ポートの軸に実質的に平行である。
【0065】
別の実装形態では、各形状記憶合金アクチュエータは、アクチュエータロッドによって担持されたセンサ又はターゲットを含み、ハウジングは、センサ又はターゲットの他方を担持する。
【0066】
別の実装形態では、装置は、フローセル入口、フローセル出口、フローセル、及びマニホールドアセンブリを含むフローセルアセンブリを含む。マニホールドアセンブリは、共通流体ライン、複数の試薬流体ライン、及び複数の膜バルブを含む。フローセルは、共通流体ラインに連結され、膜バルブは、共通流体ラインと複数の試薬流体ラインのうちの対応する１つとを選択的に流体的に連結する。各膜バルブは、本体と、本体の表面に連結された膜と、を有する。本体は、バルブシートを含み、対応する試薬流体ラインに流体的に連結され、かつ膜の一部分によって覆われたチャンバを画定する。
【0067】
別の実装形態では、膜バルブを開放することは、対応する形状記憶アクチュエータの真空ポートが、膜の一部分と封止係合し、第１の位置と第２の位置との間で移動することを含む。
【0068】
別の実装形態では、各形状記憶合金アクチュエータは、アクチュエータロッドによって担持されたセンサ又はターゲットを含み、各膜バルブは、センサ又はターゲットの他方を担持する。
【0069】
別の実装形態では、センサとターゲットとの間の距離が閾値よりも大きいことに応答して、形状記憶合金アクチュエータは、アクチュエータロッドを膜の一部分に向かって移動させ、対応する形状記憶アクチュエータの真空ポートに対して膜の一部分と封止係合させる。
【0070】
別の実装形態では、チャンバ及び膜の一部分は、バルブシートの幅よりも大きい幅を有する。
【0071】
別の実装形態では、チャンバ及び膜の一部分は、円形形状である。
【0072】
別の実装形態では、チャンバ及び膜の一部分は、ティアドロップ形状である。
【0073】
別の実装形態では、膜バルブを閉鎖することは、対応する形状記憶アクチュエータのプランジャ部分が、膜を第２の位置から第１の位置に移動させ、膜をバルブシートと係合させるように付勢することを含む。
【0074】
別の実装形態では、アクチュエータロッドの各々は、第２の側部ポートを含み、端面は、第２の真空ポートを有する。プランジャ部分は、真空ポートと第２の真空ポートとの間に位置付けられる。
【0075】
別の実装形態では、各膜バルブは、膜の第２の部分によって覆われた第２のチャンバを画定する。バルブシートは、チャンバと第２のチャンバとの間に位置付けられる。
【0076】
別の実装形態では、膜バルブを開放することは、対応する形状記憶アクチュエータの第２の真空ポートが、膜の第２の部分と封止係合し、第１の位置と第２の位置との間で移動することを含む。
【0077】
別の実装形態では、アクチュエータマニホールドアセンブリの空気圧ラインは、アクチュエータロッドの第２の側部ポートとアクチュエータマニホールドアセンブリの対応する入口ポートとの間に連結されている。
【0078】
別の実装形態では、方法は、形状記憶合金ワイヤのうちの第１のものに電圧を印加したインスタンス数をカウントすることと、インスタンス数が基準数を満たすときに、形状記憶合金ワイヤのうちの第２のものに電圧を印加し、形状記憶合金ワイヤのうちの第１のものに電圧を印加しないことと、を含む。
【0079】
別の実装形態では、方法は、形状記憶合金ワイヤのうちの第１のものの動作可能性を試験することを含む。
【0080】
別の実装形態では、方法は、形状記憶合金ワイヤの第１のものが動作不能であることを識別すること、形状記憶合金ワイヤの第１のものが動作不能であると識別した後に、形状記憶合金ワイヤの第２のものに電圧を印加し、形状記憶合金ワイヤの第１のものに電圧を印加しないことと、を含む。
【0081】
別の実装形態では、方法は、形状記憶合金ワイヤを冷却することを含む。
【0082】
別の実装形態では、方法は、形状記憶合金ワイヤを冷却することが、ファンを使用することを含むことを含む。
【0083】
別の実装形態では、方法は、ファンからの振動が形状記憶合金アクチュエータに付与されることを阻止することを含む。
【0084】
別の実装形態では、方法は、アクチュエータロッドと膜バルブとの間の距離が閾値よりも大きいと識別することと、アクチュエータロッドと膜バルブとの間の距離が閾値よりも大きいことに応答して、アクチュエータロッドを、膜の一部分に向かって移動させ、形状記憶アクチュエータの真空ポートに対して膜の一部分と封止係合させることと、を含む。
【0085】
別の実装形態では、方法は、アクチュエータロッドのプランジャ部分を使用して膜の一部分を第２の位置から第１の位置に移動させ、膜のバルブシートと係合するように膜の一部分を付勢することによって、膜バルブを閉鎖することを含む。
【0086】
以下で更に詳細に考察される、前述の概念及び更なる概念の全ての組み合わせは（かかる概念が相互に矛盾しないという前提で）、本明細書に開示される主題の一部であると考えられ、かつ／又は特定の態様の特定の利益を達成するように組み合わせることができることを理解されたい。具体的には、本開示の終わりに現れる特許請求される主題の全ての組み合わせは、本明細書に開示される主題の一部であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【0087】
【図1】本開示の教示によるシステムの実装形態の概略図を示す。
【図4】マニホールドアセンブリと、共通試薬流体ラインの第１の側部に位置付けられた膜バルブ及び共通流体ラインの第２の側部に位置付けられた膜バルブを含むフローセルの例示的な実装形態の上面図である。
【図23】プリント回路基板を通って延在し、関連付けられたマニホールドアセンブリと界面接続するように作動可能であるアクチュエータロッドのプランジャ部分を示す、図６の第２のアクチュエータアセンブリの等角図を示す。
【図33】プランジャ部分が真空ポート４３２間に位置付けられた、第１及び第２の真空ポートを含むアクチュエータロッドのうちの１つの端面の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【0088】
以下のテキストは、方法、装置、及び／又は製品の実装形態の詳細な説明を開示しているが、所有権の法的範囲は、本特許の最後に記載された特許請求の範囲によって定義されることを理解されたい。したがって、以下の「発明を実施するための形態」は、例としてのみ解釈されるべきであり、可能な全ての実装形態を説明することは、不可能ではないにしても、非現実的であろうことから、可能な全ての実装形態を説明しているわけではない。現在の技術又は本特許の出願日の後に開発された技術のいずれかを使用して、多数の代替的な実装形態が実装され得る。そのような代替的な例は、依然として特許請求の範囲内に含まれることが想定される。
【0089】
幅、高さ、及び深さを含む小さな全体的なフットプリントを維持しながら、場合によっては加圧され得る小さいボリュームの流体（例えば、液体試薬）の精密かつ正確な分配を提供するバルブアクチュエータを有することが有利又は有益であり得る。
【0090】
本開示は、試薬カートリッジ及び膜バルブを含むフローセルアセンブリと界面接続するシステム（例えば、配列システム）のバルブ駆動アセンブリに関する。システムは、形状記憶合金（ＳＭＡ）アクチュエータを含み、膜バルブは、マニホールドアセンブリの一部である。ＳＭＡアクチュエータは、回路基板上で互いに非常に近接して、例えば、１０ミリメートル（ｍｍ）以下の間隔で位置付けられ得る。ＳＭＡアクチュエータの使用により、膜バルブをより密接に互いに離間させて（最小限のフットプリント）、それによって流体ネットワーク内のデッドボリュームの量を低減することが可能である。例えば、開示されるＳＭＡアクチュエータは、試薬流体ラインと共通流体ラインとの間のデッドボリュームを低減するように膜バルブを離間させることが可能である。結果として、試薬などの消耗品の使用が少なくなることがある。更に、膜バルブをより密接に互いに離間させることによって、共通試薬ラインの長さを低減し、それによって、開示された例を実装する器具／システムのサイクル時間及びラン時間を短縮することができる。
【0091】
ＳＭＡアクチュエータは、いくつかの実装形態では、プランジャ、プランジャを付勢するばね、及びＳＭＡワイヤを含む。ＳＭＡアクチュエータは、ＳＭＡワイヤに電圧を印加することによって作動され、これは、ＳＭＡワイヤ及びプランジャをバネの力に対して後退させる。他の実装形態では、ＳＭＡアクチュエータは各々、一対のＳＭＡワイヤを含み、ＳＭＡワイヤのうちの１つは、ＳＭＡアクチュエータの耐用年数を増加させるために作動される。システムは、一例として、ＳＭＡワイヤのうちの第１のものに電圧を印加しながら、ＳＭＡワイヤのうちの第２のものに電圧を印加しないことによって、ＳＭＡアクチュエータを作動させ得る。システムが、ＳＭＡワイヤのうちの第１のものが閾値回数使用されたか、又はもはや動作可能でないことを識別する場合、システムは、ＳＭＡワイヤのうちの第２のものに電圧を印加しながら、ＳＭＡワイヤのうちの第１のものに電圧を印加しないで、ＳＭＡアクチュエータを作動させることによって、ＳＭＡアクチュエータを作動させ得る。
【0092】
図１Ａは、本開示の教示によるシステム１００の実装形態の概略図を示す。システム１００を使用して、１つ以上の対象とする試料に対して分析を実行することができる。試料は、一本鎖ＤＮＡ（single stranded DNA、ｓｓｔＤＮＡ）を形成するように線形化される１つ以上のＤＮＡクラスターを含み得る。図示される実装形態では、システム１００は、試薬カートリッジ１０４を受容することができる試薬カートリッジレセプタクル１０２を含む。試薬カートリッジ１０４は、フローセルアセンブリ１０６を担持する。
【0093】
図示される実装形態では、システム１００は、駆動アセンブリ１０８、コントローラ１１０、撮像システム１１２、及び廃棄物リザーバ１１４を部分的に含む。駆動アセンブリ１０８は、ポンプ駆動アセンブリ１１６、及びバルブ駆動アセンブリ１１８、並びに例えば、バルブ駆動アセンブリ１１８を含むシステム１００の１つ以上の構成要素上に空気を流すように配置された空気流アセンブリ１２０を含む。空気流アセンブリ１２０は、振動を低減する方式でシステム１００に装着され得、バルブ駆動アセンブリ１１８が空気流アセンブリ１２０から第１の距離に位置付けられたときに、第１の速度で動作され得、バルブ駆動アセンブリ１１８が空気流アセンブリ１２０から第２の距離に位置付けられたときに、第２の速度で動作され得る。空気流アセンブリ１２０は、バルブ駆動アセンブリ１１８に直接装着されない場合があり、それにより、空気流アセンブリ１２０からバルブ駆動アセンブリ１１８により多くの振動を付与する。
【0094】
コントローラ１１０に戻って参照すると、図示される実装形態では、コントローラ１１０は、駆動アセンブリ１０８、撮像システム１１２、及び空気流アセンブリ１２０に電気的及び／又は通信可能に連結され、駆動アセンブリ１０８、撮像システム１１２、及び／又は空気流アセンブリ１２０に、本明細書に開示されるような様々な機能を実行させることができる。廃棄物リザーバ１１４は、システム１００の廃棄物リザーバレセプタクル１２２内に選択的に受容可能であり得る。他の実装形態では、廃棄物リザーバ１１４は、試薬カートリッジ１０４に含まれ得る。
【0095】
試薬カートリッジ１０４は、１つ以上の対象とするサンプルを担持し得る。駆動アセンブリ１０８は、試薬カートリッジ１０４と界面接続して、試薬カートリッジ１０４及び／又はフローセルアセンブリ１０６を介して試料と相互作用する１種以上の試薬（例えば、Ａ、Ｔ、Ｇ、Ｃヌクレオチド）を流す。
【0096】
実装形態では、可逆的ターミネータが試薬に取り付けられて、サイクル毎にｓｓｔＤＮＡによって単一のヌクレオチドが組み込まれることを可能にする。いくつかのそのような実装形態では、ヌクレオチドのうちの１つ以上は、励起されると色を発する固有の蛍光標識を有する。色（又はその欠如）を使用して、対応するヌクレオチドを検出する。図示される実装形態では、撮像システム１１２は、識別可能な標識（例えば、蛍光標識）のうちの１つ以上を励起し、その後、識別可能な標識の画像データを取得することができる。標識は、入射光及び／又はレーザによって励起され得、画像データは、励起に応答してそれぞれの標識によって放たれる１つ以上の色を含み得る。画像データ（例えば、検出データ）は、システム１００によって分析され得る。撮像システム１１２は、対物レンズ及び／又は固体撮像デバイスを含む蛍光分光光度計であり得る。固体撮像デバイスは、電荷結合デバイス（charge coupled device、ＣＣＤ）及び／又は相補的金属酸化物半導体（complementary metal oxide semiconductor、ＣＭＯＳ）を含み得る。
【0097】
画像データが取得された後、駆動アセンブリ１０８は、試薬カートリッジ１０４に界面接続して、試薬カートリッジ１０４を通って別の反応成分（例えば、試薬）を流し、その後、それは廃棄物リザーバ１１４によって受容され、及び／又は他の方法で試薬カートリッジ１０４によって排出される。反応成分は、蛍光標識及び可逆的ターミネータをｓｓｔＤＮＡから化学的に切断するフラッシング動作を行う。次いで、ｓｓｔＤＮＡは、別のサイクルのために準備ができている。
【0098】
フローセルアセンブリ１０６は、ハウジング１２４、及びフローセル１２６を含む。本明細書で使用するとき、「フローセル」は、反応構造の上に延在して、反応構造の複数の反応部位と連通しているフローチャネルをそれらの間に形成する蓋を有するデバイスを含むことができ、又は反応部位で、若しくは反応部位の近くで生じる指定された反応を検出する検出デバイスを含むことができる。フローセル１２６は、少なくとも１つのチャネル１２８、フローセル入口１３０、及びフローセル出口１３２を含む。チャネル１２８は、Ｕ字型であり得るか、又は直線状でフローセル１２６にわたって延在し得る。チャネル１２８の他の構成も好適であることが立証され得る。チャネル１２８の各々は、専用のフローセル入口１３０及び専用のフローセル出口１３２を有し得る。単一のフローセル入口１３０は、代替的に、例えば入口マニホールドを介して、２つ以上のチャネル１２８に流体連結され得る。単一のフローセル出口１３２は、代替的に、例えば出口マニホールドを介して２つ以上のチャネルに連結され得る。一実装形態では、フローセルアセンブリ１０６は、例えばラミネート層などの複数の層によって形成され得る。フローセル１２６及び／又はチャネル１２８は、そのような実装形態では、１つ以上の微細構造又はナノ構造を含み得る。微細構造は、ナノインプリントリソグラフィパターン又はエンボス加工を使用して形成され得る。他の製造技術が好適であることが立証され得る。ナノ構造は、ウェル、ピラー、電極、格子などを含み得る。
【0099】
図示される実装形態では、試薬カートリッジ１０４は、フローセルレセプタクル１３４と、共通流体ライン１３６と、複数の試薬流体ライン１３８と、マニホールドアセンブリ１３９と、を含む。他の実装形態では、マニホールドアセンブリ１３９は、フローセルアセンブリ１０６の一部及び／又はシステム１００の一部である。試薬カートリッジ１０４は、試薬カートリッジ本体１４０を含む。
【0100】
フローセルレセプタクル１３４は、フローセルアセンブリ１０６を受容することができる。代替的に、フローセルアセンブリ１０６は、試薬カートリッジ１０４に一体化することができる。そのような実装形態では、フローセルレセプタクル１３４は含まれない場合があるか、又は、少なくとも、フローセルアセンブリ１０６は、試薬カートリッジ１０４内に取り外し可能に受容可能ではない場合がある。フローセルアセンブリ１０６は、いくつかの実装形態では、試薬カートリッジ１０４とは別個であり、システム１００のフローセルレセプタクル１３４内に受容可能であり得る。
【0101】
試薬流体ライン１３８の各々は、流体（例えば、試薬及び／又は別の反応成分）を含み得る対応する試薬リザーバ１４２に連結され得る。試薬カートリッジ本体１４０は、射出成形技術及び／又は付加製造技術を使用して固体プラスチックから形成され得る。いくつかの実装形態では、試薬リザーバ１４２は、試薬カートリッジ本体１４０と一体化して形成されている。他の実装形態では、試薬リザーバ１４２は、別個に形成され、試薬カートリッジ本体１４０に連結されている。
【0102】
図示される実装形態では、マニホールドアセンブリ１３９は、複数の膜バルブ１４４と、マニホールドアセンブリ１３９内に配設された複数のアクチュエータ１４６と、を含む。他の実装形態では、アクチュエータ１４６のうちの１つ以上が除外され得る。膜バルブ１４４は、ロッドフラップバルブ又はボルケーノバルブであり得る。マニホールドアセンブリ１３９は、共通流体ライン１３６と試薬流体ライン１３８の各々とを流体的に連結する。各膜バルブ１４４は、共通流体ライン１３６と対応する試薬流体ライン１３８との間に連結されている。代替的に、アクチュエータ１４６は省略され得る。
【0103】
バルブ駆動アセンブリ１１８は、試薬流体ライン１３８と共通流体ライン１３６との間の試薬の流れを制御するために動作中にアクチュエータ１４６及び／又は膜バルブ１４４と界面接続する。いくつかの実装形態では、以下に更に開示されるように、バルブ駆動アセンブリ１１８は、対応するアクチュエータ１４６及び／又は膜バルブ１４４の位置を制御するように選択的に作動可能である複数の形状記憶合金アクチュエータを含む。形状記憶合金アクチュエータは、形状記憶合金ワイヤに電圧を印加することによって（作動される）第１の位置と第２の位置との間で移動され、これは、ワイヤの温度を増加させ、ワイヤを収縮させる。電圧がワイヤにもはや印加されなくなると、ワイヤの温度が減少し、ワイヤが弛緩する。ワイヤの温度が減少する速度を増加させるために、図示される実装形態では、システム１００は、ワイヤの上に空気を流して放熱を増加させ、ワイヤが収縮位置から弛緩位置に移動する時間の量を減少させる空気流アセンブリ１２０を含む。空気流アセンブリ１２０は、１つ以上のファン又は加圧空気源（例えば、図１の圧力源）などの別の空気源とすることができる。単一のより大きなファンが使用され得るか、又は、代替的に、いくつかの実装形態では、複数のより小さいファンが使用され得る。空気流アセンブリ１２０は、ワイヤが冷却又は弛緩する速度を約７．３倍減少させ得る。空気流アセンブリ１２０は、システム１００が動作している間、及び／又は形状記憶合金アクチュエータが作動するときに、ワイヤの上に空気を流し得る。
【0104】
ここで、マニホールドアセンブリ１３９を参照すると、図示される実装形態では、マニホールドアセンブリ１３９は、ポリプロピレン、環状オレフィンコポリマー、シクロオレフィンポリマー、及び／又は他のポリマーから形成され得るマニホールド本体１４８を含む。マニホールド本体１４８は、共通流体ライン１３６の一部分１５０及び試薬流体ライン１３８の一部分１５２を画定する。膜１５４は、マニホールド本体１４８の部分１５６に連結されているが、膜１５４の別の部分１５７は、マニホールド本体１４８に連結されていない。したがって、膜１５４は、マニホールド本体１４８のバルブシート１５８より上の部分１５７が膜１５４に接合されていない一方で、マニホールド本体１４８に局所的に接合され得、流体通路が作成されることを可能にする。膜１５４は、平坦なシートで形成され得る。膜１５４は、エラストマーであり得る。
【0105】
膜バルブ１４４は、図示される実装形態において、膜１５４及びマニホールド本体１４８によって形成されている。マニホールド本体１４８は、マニホールド本体１４８の部分１５６間に配設されたバルブシート１５８を含み、バルブシート１５８は、膜１５４に連結されていない。したがって、膜１５４は、バルブシート１５８から離れる方向に移動して、流体が対応する膜バルブ１４４にわたって流れることを可能にし得る。アクチュエータ１４６は、作動されたときに膜１５４をバルブシート１５８から離れる方向に移動させて、対応する膜バルブ１４４を通る流体の流れを可能にし得る。アクチュエータ１４６を使用すると、流体が、例えば、負圧（例えば、シリンジポンプ）を使用して膜バルブ１４４にわたって引き出されるときに有利であり得る。膜１５４は、アクチュエータ１４６を省略することを可能にする試薬の正圧に応答して、他の実装形態では、バルブシート１５８から離れる方向に移動し得る。
【0106】
膜バルブ１４４を閉鎖するために、バルブ駆動アセンブリ１１８は、膜１５４と界面接続し、膜１５４をバルブシート１５８に対して駆動する。バルブ駆動アセンブリ１１８は、膜１５４がバルブシート１５８から離れる方向に移動して、膜バルブ１４４を開放することを可能にし得る。バルブ駆動アセンブリ１１８が複数のプランジャを含む実装形態では、プランジャは、バルブシート１５８から離れる方向に選択的に移動して、膜１５４がバルブシート１５８から離れる方向に移動することを可能にし得る。別の実装形態では、バルブ駆動アセンブリ１１８は、膜１５４に連結されたプランジャを含む。プランジャと膜１５４との間の連結は、スナップ嵌め接続又は磁気接続であり得る。他の種類の連結が好適であることが立証され得る。例えば、バルブ駆動アセンブリ１１８は、膜１５４に機械的にリンクされ得る。
【0107】
マニホールドアセンブリ１３９は、バルブ駆動アセンブリ１１８と界面接続し得、かつ試薬流体ライン１３８のうちの少なくとも１つと共通流体ライン１３６との間の流れを更に制御し得る、図示される実装形態における遮断バルブ１６０を含む。遮断バルブ１６０は、例えば、対応する試薬リザーバ１４２から試薬を使用するプロセスが完了した後に閉鎖位置に作動され得る。遮断バルブ１６０は、それぞれの膜バルブ１４４の上流又は下流に位置付けられ得る。そのようなアプローチは、異なる試薬間で発生する交差汚染を更に阻止し得る。交差汚染の可能性が低いので、より少ない洗浄バッファが使用され得る。
【0108】
いくつかの実装形態では、システム１００は、試薬カートリッジ１０４を加圧するために使用され得る圧力源１６２を含む。試薬は、圧力源１６２を介した圧力下で、マニホールドアセンブリ１３９を通ってフローセルアセンブリ１０６に向かって付勢され得る。圧力源１６２は、別の実装形態では、試薬カートリッジ１０４によって担持され得る。レギュレータ１６４は、ガス源１６２とマニホールド１３９との間に位置付けられ、マニホールド１３９に供給されるガスの圧力を調整するように適合される。ガスは、空気、窒素、及び／又はアルゴンであり得る。他のガスが好適であることが立証され得る。代替的に、レギュレータ１６４及び／又は圧力源１６２は、含まれない場合がある。
【0109】
ここで駆動アセンブリ１０８を参照すると、図示される実装形態では、駆動アセンブリ１０８は、ポンプ駆動アセンブリ１１６及びバルブ駆動アセンブリ１１８を含む。ポンプ駆動アセンブリ１１６は、１つ以上のポンプ１６６と界面接続して、試薬カートリッジ１０４を通って流体をポンプ輸送することができる。ポンプ１６６は、シリンジポンプ、蠕動ポンプ、ダイアフラムポンプなどによって実装され得る。ポンプ１６６は、フローセルアセンブリ１０６と廃棄物リザーバ１１４との間に位置付けられ得るが、他の実装形態では、ポンプ１６６は、フローセル１０６の上流に位置付けられ得るか、又は完全に省略され得る。
【0110】
コントローラ１１０を参照すると、図示される実装形態では、コントローラ１１０は、ユーザインターフェース１６８と、通信インターフェース１７０と、１つ以上のプロセッサ１７２と、開示される実装形態を含む様々な機能を実行するための、１つ以上のプロセッサ１７２によって実行可能な命令を記憶するメモリ１７４と、を含む。ユーザインターフェース１６８、通信インターフェース１７０、及びメモリ１７４は、１つ以上のプロセッサ１７２に電気的及び／又は通信可能に連結されている。
【0111】
実装形態では、ユーザインターフェース１６８は、ユーザからの入力を受信することができ、システム１００の動作及び／又は行われる分析と関連付けられた情報をユーザに提供する。ユーザインターフェース１６８は、タッチスクリーン、ディスプレイ、キーボード、スピーカ、マウス、トラックボール、及び／又は音声認識システムを含み得る。タッチスクリーン及び／又はディスプレイは、グラフィカルユーザインターフェース（graphical user interface、ＧＵＩ）を表示することができる。
【0112】
実装形態では、通信インターフェース１７０は、ネットワークを介してシステム１００と遠隔システム（例えば、コンピュータ）との間の通信を可能にすることができる。ネットワークとしては、インターネット、イントラネット、ローカルエリアネットワーク（local-area network、ＬＡＮ）、広域ネットワーク（wide-area network、ＷＡＮ）、同軸ケーブルネットワーク、無線ネットワーク、有線ネットワーク、衛星ネットワーク、デジタル加入者回線（digital subscriber line、ＤＳＬ）ネットワーク、セルラーネットワーク、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ接続、近距離無線通信（near field communication、ＮＦＣ）接続などを挙げることができる。遠隔システムに提供される通信の一部は、システム１００によって生成された、又は別の方法で取得された、分析結果、撮像データなどと関連付けられ得る。システム１００に提供される通信のうちの一部は、システム１００によって実行される流体分析動作、患者記録、及び／又はプロトコルと関連付けられ得る。
【0113】
１つ以上のプロセッサ１７２及び／又はシステム１００は、プロセッサベースのシステム又はマイクロプロセッサベースのシステムのうちの１つ以上を含み得る。いくつかの実装形態では、１つ以上のプロセッサ１７２及び／又はシステム１００は、プログラマブルプロセッサ、プログラマブルコントローラ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、グラフィック処理ユニット（graphics processing unit、ＧＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（digital signal processor、ＤＳＰ）、縮小命令セットコンピュータ（reduced-instruction set computer、ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit、ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array、ＦＰＧＡ）、フィールドプログラマブル論理デバイス（field programmable logic device、ＦＰＬＤ）、論理回路、及び／又は本明細書に記載されるものを含む様々な機能を実行する別の論理ベースデバイスのうちの１つ以上を含む。
【0114】
メモリ１７４は、半導体メモリ、磁気読み取り可能メモリ、光学メモリ、ハードディスクドライブ（hard disk drive、ＨＤＤ）、光学記憶ドライブ、ソリッドステート記憶デバイス、ソリッドステートドライブ（solid-state drive、ＳＳＤ）、フラッシュメモリ、読み出し専用メモリ（read-only memory、ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（erasable programmable read-only memory、ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（electrically erasable programmable read-only memory、ＥＥＰＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（random-access memory、ＲＡＭ）、不揮発性ＲＡＭ（non-volatile RAM、ＮＶＲＡＭ）メモリ、コンパクトディスク（compact disc、ＣＤ）、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（compact disc read-only memory、ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（digital versatile disk、ＤＶＤ）、Ｂｌｕ－ｒａｙディスク、独立ディスクの冗長アレイ（redundant array of independent disks、ＲＡＩＤ）システム、キャッシュ、及び／又は任意の持続時間にわたって（例えば、永続的に、一時的に、長期にわたって、バッファリングのために、キャッシングのために）情報が記憶される任意の他の記憶デバイス若しくは記憶ディスクのうちの１つ以上を含むことができる。
【0115】
図２は、図１の膜バルブ１４４及びバルブ駆動アセンブリ１１８を含むマニホールドアセンブリ１３９の実装形態の断面図である。膜バルブ１４４は、図示される実装形態において、閉鎖位置にあるロッドフラップバルブであり、バルブ駆動アセンブリ１１８は、マニホールドアセンブリ１３９の両側に部分を含む。したがって、バルブ駆動アセンブリ１１８は、マニホールドアセンブリ１３９の第１の側部１７５で膜バルブ１４４と、マニホールドアセンブリ１３９の第２の側部１７６でアクチュエータ１４６と、を界面接続する。
【0116】
マニホールドアセンブリ１３９は、図示される実装形態において、マニホールド本体１４８と、マニホールド本体１４８に連結された対向する膜１５４、１７７を含む。アクチュエータ１４６は、試薬流体ライン１３８の一部分も形成する対向する膜１５４、１７７の間に捕捉される。膜１５４及び／又は１７７は、約１ミリメートル（ｍｍ）の厚さを有し得る。しかしながら、他の厚さが好適であることが立証され得る。
【0117】
アクチュエータ１４６は、図示される実装形態において、膜１５４、１７７に対して移動可能な遠位端１８０と、マニホールド本体１４８に連結された近位端１８２と、を有する、カンチレバーである。マニホールド本体１４８は、膜１７７に損傷を与え得るような方式で膜１７７に応力をかけることなく、概して矢印１８４で示される方向に、バルブ駆動アセンブリ１１８を介して、膜１７７が付勢されることを可能にする、アクチュエータ１４６の遠位端１８０に隣接する凹状切り欠き１８８を含む。アクチュエータ１４６は、図示されるように、バルブ駆動アセンブリ１１８を介して動作中に作動されて、伸長位置と後退位置との間で、概して矢印１８４で示される方向に遠位端１８０を移動させることができる。したがって、遠位端１８０は、バルブ駆動アセンブリ１１８のバルブプランジャ１８６によって係合されることに応答して、対応するバルブシート１５８から離れる方向に膜１５４を移動させることができる。
【0118】
図２に示される配向に対してマニホールドアセンブリ１３９の底部に位置付けられたバルブ駆動アセンブリ１１８は、膜バルブ１４４を作動させる。膜バルブ１４４は、閉鎖位置に示されており、バルブプランジャ１８６は、バルブシート１５８に対して膜１５４を付勢する伸長位置にある。
【0119】
図３は、関連付けられた膜バルブ１４４が開放位置にある、図２のマニホールドアセンブリ１３９の実装形態の別の断面図である。図示されるように、マニホールドアセンブリ１３９より上にあるバルブ駆動アセンブリ１１８は、膜１７７と界面接続して、アクチュエータ１４６及び対向する膜１５４をバルブシート１５８から離れる方向に移動させる。マニホールドアセンブリ１３９より下にあるバルブ駆動アセンブリ１１８は、膜１５４から離間して、膜１５４とバルブシート１５８との間の流体の流れを可能にする。
【0120】
図４は、図１のフローセルアセンブリ１０６を実装するために使用することができるマニホールドアセンブリ１９６及びフローセル１２６を含む例示的なフローセルアセンブリ１９５の上面図である。フローセルアセンブリ１９５は、共通流体ライン１３６の第１の側１９０に位置付けられた膜バルブ１４４と、共通流体ライン１３６の第２の側部１９２に位置付けられた膜バルブ１４４と、を含む。膜バルブ１４４は、動作中に開放され、試薬は、フローセルセル１２６に、かつ廃棄物リザーバ１１４に関連付けられた出口１９４に向かって流される。膜バルブ１４４は、約４ミリメートル（ｍｍ）離間され得る。例えば、共通試薬流体ライン１３６の各側での膜バルブ１４４は、約４ｍｍ離間され得（約４ｍｍの膜バルブ１４４の中心間のピッチ）、それによって一般的な流体ライン１３６の長さを低減することが可能となる。
【0121】
図５Ａは、図１、図２、及び図３のバルブ駆動アセンブリ１１８を実装するために使用することができる、バルブ駆動アセンブリ１１８、マニホールドアセンブリ１３９、及びフローセル１２６の例示的な実装形態の等角図である。バルブ駆動アセンブリ１１８は、図示される実装形態において、マニホールドアセンブリ１３９の第１の側部１７５で膜バルブ１４４と界面接続するように位置付けられた第１の形状記憶合金アクチュエータアセンブリ２００と、第１のアクチュエータアセンブリ２００に対向し、かつマニホールドアセンブリ１３９の第２の側部１７６でマニホールドアセンブリ１３９と界面接続するように位置付けられた第２の形状記憶合金アクチュエータアセンブリ２０２と、を含む。バッキングプレート２０５は、マニホールドアセンブリ１３９に連結して示されており、膜バルブ１４４が作動されているときに、マニホールドアセンブリ１３９が曲がることを阻止する。第１のアクチュエータアセンブリ２００は、約８５ミリメートル（ｍｍ）の高さを有し得、第２のマニホールドアセンブリ２０２は、約８９ｍｍの高さを有し得る。しかしながら、第１及び／又は第２のアクチュエータアセンブリ２００、２０２のいずれかは、同じ高さを含む任意の好適な高さを有し得る。
【0122】
図示される実装形態では、第１のアクチュエータアセンブリ２００は、各々が第１の端部２０８及び第２の端部２１０を有する一対の横方向側部２０６、並びに横方向側部２０６を連結する横断セクション２１２を含むハウジング２０４を含む。ハウジング２０４は、Ｈ字形フレームであり得、横方向側部２０６は、Ｈ字形フレームの側壁であり得る。ハウジング２０４は、フレームとして示されているが、ハウジング２０４は、アクチュエータロッドボアを画定する１つ以上の固体ブロック又は材料片を含み得る。第１のアクチュエータアセンブリ２００はまた、ハウジング２０４の第１の端部２０８に連結されたプリント回路基板２１４、及びハウジング２０４の第２の端部２１０に連結された端板２１６を含む。第１のアクチュエータアセンブリ２００の端板２１６は、マニホールドアセンブリ１３９に直接隣接して位置付けられ、プリント回路基板２１４は、マニホールドアセンブリ１３９から離間されている。対照的に、第２のアクチュエータアセンブリ２０２の端板２１６は、マニホールドアセンブリ１３９から離間されている一方で、プリント回路基板２１４は、マニホールドアセンブリ１３９に直接隣接して位置付けられている。
【0123】
第１のアクチュエータアセンブリ２００はまた、プリント回路基板２１４と端板２１６との間に位置付けられた複数の形状記憶合金アクチュエータ２１８を含む。各アクチュエータ２１８は、図示される実装形態において、プリント回路基板２１４の対向する側部２２２、２２４に連結されたワイヤマウント２２０、及びハウジング２０４の横方向側部２０６の間に位置付けられ、かつワイヤガイド２２８を含むアクチュエータロッド２２６を含む。アクチュエータ２１８はまた、ワイヤマウント２２０に連結され、かつワイヤガイド２２８を通って位置付けられた形状記憶合金ワイヤ２３０を含む。ワイヤ２３０は、６０ｕｍのワイヤ直径を有し得、超純合金を含み得る。第１のアクチュエータアセンブリ２００及び第２のアクチュエータアセンブリ２０２の各々が、７つのアクチュエータ２１８を含むように示されているが、任意の数のアクチュエータ２１８が含まれ得、第１のアクチュエータアセンブリ２００は、第２のアクチュエータアセンブリ２００と同じ数のアクチュエータ２１８又は異なる数のアクチュエータ２１８を有し得る。
【0124】
依然として第１のアクチュエータアセンブリ２００を参照すると、複数の付勢要素２３１が、アクチュエータロッド２２６を第１の位置に向かって付勢するように位置付けられている。図示される実装形態では、付勢要素２３１は、プリント回路基板２１４とアクチュエータロッド２２６のばねシート２３３との間に位置付けられ、アクチュエータロッド２２６をマニホールドアセンブリ１３９に向かって付勢し、関連付けられた膜バルブ１４４を閉鎖する。付勢要素２３１は、コイルばねとして示されているが、他のタイプの付勢要素が使用され得る。例えば、Ｂｅｌｌｅｖｉｌｌｅワッシャ、ねじりばね、板ばねなどが使用され得る。更に、付勢要素２３１は、アクチュエータロッド２２６を取り囲み、アクチュエータロッド２２６のばねシート２３３に対して着座して示されているが、付勢要素２３１は、異なって配置され得る。アクチュエータロッド２２６の端部は、ばねシートを含み得、付勢要素２３１は、例えば、プリント回路基板２１４とアクチュエータロッド２２６の端部との間に位置付けられ得る。第１のアクチュエータアセンブリ２００のアクチュエータロッド２２６は、マニホールドアセンブリ１３９に向かって付勢されているが、第２のアクチュエータアセンブリ２０２の付勢要素２３１は、アクチュエータロッド２２６をマニホールドアセンブリ１３９から離れる方向に付勢するように位置付けられ、関連付けられた膜バルブ１４４が閉鎖する、及び／又はアクチュエータ１４６が非作動位置に移動することを可能にする（図２を参照）。
【0125】
第１のアクチュエータアセンブリ２００のアクチュエータ２１８を、概して矢印２３２で示される方向に作動させ、アクチュエータロッド２２６を関連付けられた膜バルブ１４４から離れる方向に移動させるために、ワイヤ２３０を後退させ、対応するアクチュエータロッド２２６を第１の位置と第２の位置との間で移動させる電圧がワイヤ２３０に印加される。第１の位置と第２の位置との間の距離は、約０．８ミリメートル（ｍｍ）であり得る。しかしながら、異なるストローク長が達成可能である。更に、第１及び第２のアクチュエータアセンブリ２００、２０２を使用して、膜バルブ１４４を、約９０ミリ秒未満で開放位置と閉鎖位置との間で移動させることができる。有利には、膜バルブ１４４のより速いサイクル時間に基づいて、試薬が正圧下で移動しているときに、例えば、約２４μＬなどのより小さい体積の試薬を分配することができる。
【0126】
いくつかの実装形態では、第１のアクチュエータアセンブリ２００のワイヤ２３０に通電することにより、アクチュエータ２１８に約２．４ニュートン（Ｎ）の力が、概ね矢印２３２で示される方向に適用され、第２のアクチュエータアセンブリ２０２のワイヤ２３０に通電することにより、アクチュエータ２１８に約３．７Ｎの力が、概ね矢印２３２で示される方向に適用される。しかしながら、他の力が達成され得る。第１のアクチュエータアセンブリ２００のアクチュエータ２１８は、膜１５４をバルブシート１５８に付勢するために使用され得、第２のアクチュエータアセンブリ２０２のアクチュエータ２１８は、マニホールドアセンブリ１３９のロッドフラップバルブ（図３を参照）のアクチュエータ１４６を移動させるために使用され得る。
【0127】
いくつかの実装形態では、パルス幅変調（ＰＷＭ）は、約４５ミリ秒（ｍｓ）に調整及び適用されて、例えば、振動を低減しながら、膜バルブ１４４が比較的急速に開放及び／又は閉鎖されることを可能にする。いくつかの実装形態では、より少ない量の電力がワイヤ２３０に適用され得、ワイヤ２３０を第１の位置から第２の位置によりゆっくりと移動させるが、ワイヤ２３０が第２の位置から第１の位置に戻る速度を増加させる（例えば、冷却速度の増加）。更に、異なる直径ワイヤ２３０が使用されて、電圧が印加されるワイヤ２３０の冷却時間を増加又は減少させ得る。
【0128】
上記の説明は、第１のアクチュエータアセンブリ２００を説明するが、第２のアクチュエータアセンブリ２０２は、同様の構造を有し、同様の方式で動作することができる。しかしながら、対照的に、第２のアクチュエータアセンブリ２０２のワイヤ２３０に電圧を印加することは、アクチュエータロッド２２６を、関連付けられた膜バルブ１４４に向かって、したがって、概して矢印２３２で示される方向に移動させる。言い換えれば、第１のアクチュエータアセンブリ２００を作動させることにより、アクチュエータロッド２２６をマニホールドアセンブリ１３９から離れる方向に引っ張り、第２のアクチュエータアセンブリを作動させることにより、アクチュエータロッド２２６をマニホールドアセンブリ１３９に向かって押す。更に、第２のアクチュエータアセンブリ２０２のアクチュエータロッド２２６が使用されて、マニホールドアセンブリ１３９内に捕捉されたアクチュエータ１４６を作動させ得るので、第２のアクチュエータアセンブリ２０２は、第１のアクチュエータアセンブリ２００によって生成される力と比較して、より大きな力を生成して、膜１５４をバルブシート１５８に対して保持し得る。
【0129】
図５Ｂは、図５Ａのバルブ駆動アセンブリ１１８及びマニホールドアセンブリ１３９の別の等角図である。マニホールドアセンブリ１３９は、図示される実装形態では、試薬を試薬流体ライン１３８に流すために使用されるポート２３４が視認可能であるように配向される。図５Ｂはまた、第１及び第２のアクチュエータアセンブリ２００、２０２の両方が、ハウジング２０４を取り囲むエンクロージャ２３６、２３８を有することを示す。エンクロージャ２３６、２３８は、ワイヤ２３０にわたる空気流を可能にするように位置付けられた１つ以上のベント２４０を画定する。ベント２４０は、エンクロージャ２３６、２３８の対向する側部上に画定され得るか、又はより一般的には、エンクロージャ２３６、２３８の１つ以上の側部上に画定され得る。ベント２４０は、例えば、空気流アセンブリ１２０から流れる空気を有利に濃縮して、ワイヤ２３０の温度をより急速に低減し、対応するアクチュエータ２１８を弛緩位置に戻すことを可能にする。ベント２４０は、ワイヤ２３０のうちの１つ以上に対して延在する細長い開口部２４２で示されている。しかしながら、ベント２４０は、任意の形状及び／又は任意のサイズであり得る。エンクロージャ２３６、２３８の側部２３７は、追加的に開放し得る。したがって、空気は、概して矢印２３９で示される方向に、エンクロージャ２３６、２３９を通って自由に、かつワイヤ２３０によって画定される空間を通ってその周囲に流れることができる。
【0130】
図５Ｃは、図５Ａの第１のアクチュエータアセンブリ２００の上面断面概略図である。横断セクション２１２は、図示される実装形態において、複数の横方向ガイドスロット２９２を含み、各アクチュエータロッド２２６は、対応する横方向ガイドスロット２９２内に位置付けられている。第１の横方向ガイドスロット２９６は、横断セクション２１２の第１の側部２９８に画定され、第２の横方向ガイドスロット３００は、横断セクション２１２の第２の側部３０１に画定される。第１の横方向ガイドスロット２９６は、図示される実装形態において、第２の横方向ガイドスロット３００に対して互い違いになっており、アクチュエータロッド２２６が図４に示されるバルブ配置などの膜バルブ１４４の互い違いの配置と界面接続することを可能にする。
【0131】
図６は、図１、図２、及び図３のバルブ駆動アセンブリ１１８を実装するために使用することができる、バルブ駆動アセンブリ１１８、マニホールドアセンブリ１３９、及びフローセル１２６の別の例示的な実装形態の等角図である。図６のバルブ駆動アセンブリ１１８は、図５Ａのバルブ駆動アセンブリ１１８と同様である。しかしながら、対照的に、図６のバルブ駆動アセンブリ１１８のアクチュエータロッド２２６は、一対の横断ワイヤガイド２２８を含む。
【0132】
図７は、図６の第１のアクチュエータアセンブリ２００と第２のアクチュエータアセンブリ２０２との間の界面２４３の等角詳細図である。アクチュエータロッド２２６は、図示される実装形態において、プランジャ部分２４４、２４６を含み、第１のアクチュエータアセンブリ２００のプランジャ部分２４４は、平坦な端部２４８を有し、第２のアクチュエータアセンブリ２０２のプランジャ部分２４６は、丸みを帯びた端部２５０を有する。
【0133】
図８Ａは、アクチュエータロッド２２６が第２の位置にあるときにトリップされるように位置付けられた複数のスイッチ２５２を示す、図６の第１のアクチュエータアセンブリ２００の等角図である。スイッチ２５２のうちの１つがトリップされるときに、対応するワイヤ２３０への更なる電気の流れが低減され、ワイヤ２３０が第２の位置に留まるが、前よりも低減された温度で留まることを可能にする。今度は、これにより、第１の位置が命令されると、ワイヤ２３０がより速く第１の位置に戻ることが可能となる（そうでなければ、第１の位置から第２の位置への温度差（デルタ）は、より高い電気流れによってより高くなり、それによって、位置１から位置２への急速な切り替えが妨げられる）。図示される実装形態では、スイッチ２５２は、プリント回路基板２１４とアクチュエータロッド２２６の端部２５４との間に位置付けられる。
【0134】
図８Ｂは、図６の第１のアクチュエータアセンブリ２００のワイヤ２３０を取り囲むエンクロージャ８００を示す。エンクロージャ８００は、ハウジング２０４の第１の側部８０６に位置付けられた第１のエンクロージャアセンブリ８０２と、筐体２０４の第２の側部８０８に位置付けられた第２の筐体アセンブリ８０４と、を有する。エンクロージャアセンブリ８０２、８０４の各々は、ハウジング２０４に連結されたエンクロージャ本体８１０を有し、入口ポートアセンブリ８１２を有する。エンクロージャ本体８１０は、入口ポートアセンブリ８１２からハウジング２０４の端板２１６に向かって先細になり、それによって、流体（例えば、空気又は気体）の流れを概して矢印８１１、８１３で示される方向に方向付ける。図示されるように、端板２１６は、ハウジング２０４と一体であるフランジである。代替的に、端板２１６は、ハウジング２０４に連結され得る。
【0135】
入口ポートアセンブリ８１２は各々、図示される実装形態において、流体を入口ポート８１４内及びワイヤ２３０の上に流して放熱を増加させる空気流アセンブリ１２０に流体的に連結され得る入口ポート８１４を有する。ワイヤ２３０の上に流体を流すことはまた、ワイヤ２３０が収縮位置から弛緩位置に移動する時間の量を、例えば、５０％以上、より具体的には約３３．７ミリ秒（ｍｓ）、４８．４ｍｓ、５４．４ｍｓ、５６．０ｍｓ減少させる。入口ポートアセンブリ８１２は、エンクロージャアセンブリ８０２及び／又は８０４内の流れを均質化し、及び／又はエンクロージャアセンブリ８０２、８０４内の圧力を均質化する。
【0136】
図８Ｃは、図８Ｂの線８Ｃ－８Ｃに沿って取られた第２のエンクロージャアセンブリ８０４の部分断面図を示す。第２のエンクロージャアセンブリ８０４は、入口ポート８１４、ディフューザ８１６、圧力ホモジナイザ８１８、及び複数のノズル８２２を有するノズルアレイ８２０を含む。ノズルアレイ８２０は、１５個のノズル８２２を含む矩形アレイである。ノズル８２２のうちの１つ以上（ノズル８０２のうちの２つ）は、第２の筐体アセンブリ８０４の外側部８２１に隣接し、異なる数で離間され得、及び／又はノズル８２２の異なる配置が含まれ得る。
【0137】
圧力ホモジナイザ８１８は、ノズルアレイ８２０とディフューザ８１６との間に位置付けられ、ディフューザ８１６は、圧力ホモジナイザ８１８と入口ポート８１４の間に位置付けられ、ノズル８２２の軸は、入口ポート８１４の軸に実質的に平行に示されている。入口ポート８１４の軸は、代替的に、ノズル８２２の軸に対して実質的に垂直な角度であり得る。ノズル８２２の軸及び入口ポート８１４の軸は、異なって配置され得る。本明細書に記載されるように、実質的に平行とは、平行そのものを含む約５°の平行を意味し、実質的に垂直とは、垂直自体を含む約５°の垂直を意味する。
【0138】
図９は、図６の第１のアクチュエータアセンブリ２００の等角図である。各アクチュエータロッド２２６の端部２５４は、図示される実装形態において、ロッド開口部２５６を画定する。ロッド２５８は、対応するロッド開口部２５６内に位置付けられ、スイッチ２５２に向かって延在する。ロッド開口部２５６は、ロッド２５８がスイッチ２５２をプリント回路基板２１４に向かって移動させることができるように、ブラインドボアであり得る。ブッシュ２６０は、各ロッド２５８の周りに位置付けられ、対応するスイッチ２５２と相互作用するように位置付けられ得る。そのような例では、ロッド２５８を使用して、ブッシュ２６０の位置をアクチュエータロッド２２６に対して保持し、ブッシュ２６０が使用されて、スイッチ２５２の力をアクチュエータロッド２２６に伝達することができる。
【0139】
図１０は、図６の第１のアクチュエータアセンブリ２００の複数のスイッチ２５２の等角図である。スイッチ２５２は、図示される実装形態では、スイッチ２５２をプリント回路基板２１４に連結するために使用することができる一対の突起２６４を有する板ばね２６２である。板ばね２６２の端部２６６は、プリント回路基板２１４の接点と係合し、対応するスイッチ２５２がトリップされるように位置付けられている。板ばね２６２の位置は、アクチュエータロッド２２６の対応する位置に基づく。したがって、いくつかの板ばね２６２の係合部分２９０は、プリント回路基板２１４の第１の側部２２２に隣接して（例えば、下に）位置付けられるように配置され、他の板ばね２６２の係合部分２９０は、プリント回路基板２１４の第２の側部２２４に比較的隣接して位置付けられるように配置されている。
【0140】
図１１は、図６の第１のアクチュエータアセンブリ２００のハウジング２０４及びアクチュエータロッド２２６の等角図である。横断セクション２１２は、図示される実装形態において、複数の横方向ガイドスロット２９２を含み、各アクチュエータロッド２２６は、対応する横方向ガイドスロット２９２内に位置付けられた脚部２９４を有し、第１の横方向ガイドスロット２９６は、横断セクション２１２の第１の側部２９８に画定され、第２の横方向ガイドスロット３００は、横断セクション２１２の第２の側部３０１に画定される。第１の横方向ガイドスロット２９６は、図示される実装形態において、第２の横方向ガイドスロット３００に対して互い違いになっている。横断セクション２１２は、複数のガイドロッド開口部３０２を画定し、各アクチュエータロッド２２６は、対応するガイドロッド開口部３０２を通って延在するガイドロッド３０４を含む。ガイドロッド３０４とガイドロッド開口部３０２を画定する横断セクション２１２の表面との間の相互作用は、アクチュエータロッド２２６の相対的な移動をガイドする。ガイドロッド開口部３０２は、横方向側部２０６の間で互い違いになっている。
【0141】
図１２は、図６の第１のアクチュエータアセンブリ２００のアクチュエータロッド２２６の等角図である。アクチュエータロッド２２６の各々は、図示される実装形態において、本体３０６、プランジャ部分２４４、及び本体３０６とプランジャ部分２４４との間に連結された１つ以上の横方向ガイド３０８を含む。図１２の横方向ガイド３０８は、端板２１６によって画定された対応するスロット３１０（図１３を参照）によって受容されるようにサイズ決めされた一対の対向する横方向ガイド３０８を含む。
【0142】
図１３は、アクチュエータロッド２２６の横方向ガイド３０８を受容するスロット３１０を示す、ハウジング２０４及び端板２１６の等角図である。図示される実装形態のスロット３１０は、互い違いになっており、横方向ガイド３０８を受容し、アクチュエータロッド２２６のプランジャ部分２４４を受容する円形中央部分３１４の両側に位置付けられた長方形部分３１２を含む。
【0143】
図１４は、図１の第１のアクチュエータアセンブリ２００のアクチュエータロッド２２６及び端板２１６の側面図である。各アクチュエータロッド２２６は、図示される実装形態において、対応するワイヤ２３０が延在する横断ワイヤガイド３１６を画定する。横断ワイヤガイド３１６は、ワイヤ２３０が摩耗を低減するように係合する湾曲表面３１８を有する。また、図示されるような横断ワイヤガイド２２８の各々は、ワイヤ２３０が摩耗を低減するように係合する湾曲表面３２２を含むスロット３２０を画定する。
【0144】
図１５は、図５Ａ又は開示された実装形態のいずれかのマニホールドアセンブリ１３９の膜１５４及びアクチュエータロッド２２６の代替的な実装形態の断面拡大図である。アクチュエータロッド２２６は、図示される実装形態において、膜１５４に連結されている。アクチュエータロッド２２６は、雄部分３２４を含み、膜１５４は、雌部分３２６を含む。雌部分３２６は、矢印形状のブラインドボアによって画定される。雄部分３２４の断面は、雌部分３２６の断面に対応する。
【0145】
図示されるように雄部分３２４は、雌部分３２６によって受容される。アクチュエータロッド２２６と膜１５４との間にスナップ嵌め接続が形成されている。アクチュエータロッド２２６が概ね矢印３２８で示される方向に移動するときに、アクチュエータロッド２２６と膜１５４との間の連結は、膜１５４を略同じ方向に物理的に移動させる。したがって、試薬は、いくつかの実装形態では加圧され得ず、アクチュエータロッド２２６は、ポンプが試薬を共通流体ライン１３６に押し込む及び／又は引き込むことができるように、膜１５４をバルブシート１５８から離れる方向に引っ張ることができる。
【0146】
図１６は、図５Ａ又は開示された実装形態のいずれかの膜１５４及びアクチュエータロッド２２６の代替的な実装形態の断面拡大図である。アクチュエータロッド２２６は、図示される実装形態において、膜１５４に連結されている。アクチュエータロッド２２６は、第１の磁石３３０を含み、雄部分３２４は、第２の磁石３３２を含む。第１の磁石３３０は、アクチュエータロッド２２６を移動させることに対応して膜１５４を移動させるように、第２の磁石３３２に引き付けられる。代替としては、第１の磁石３３０又は第２の磁石３３２のうちの一方は磁石とすることができ、他方は磁石に引き付けられる材料（強磁性材料）を含むことができる。第２の磁石３３２は、いくつかの実装形態において、膜１５４に埋め込まれ、及び／又は含浸され得る。
【0147】
図１７は、図５Ａのアクチュエータ２１８又は本明細書に開示されたアクチュエータのいずれかを実装するために使用することができる膜１５４及びアクチュエータロッド２２６の代替的な実装形態の断面拡大図である。アクチュエータロッド２２６は、図示される実装形態において、膜１５４に連結されている。アクチュエータロッド２２６は、雄部分３２４を含み、膜１５４は、雌部分３２６を含む。図１５の実装形態とは対照的に、雄部分３２４が雌部分３２６によって受容されるときに、スナップ嵌め接続が形成されない。雌部分３２６は、雄部分３２４の内向きの先細側部３３６に対応する内向きテーパ側部３３４を含む。内向きの先細側部３３４、３３６は、対応する丸みを帯びた端部に合流する。
【0148】
図１８及び図１９は、図５Ａのアクチュエータ２１８又は本明細書に開示されたアクチュエータのいずれかを実装するために使用することができる、形状記憶合金アクチュエータ２１８の別の例示的な実装形態の断面図を示す。図示される実装形態では、アクチュエータ２１８は、開口部３４０を画定し、かつワイヤマウント３４２を含む、ガイド３３８を含む。アクチュエータ２１８はまた、開口部３４０を通って移動可能であり、かつ遠位端３４８においてプランジャ３４６、ワイヤガイド３５０、及びばねシート３５２を含む、アクチュエータロッド３４４を含む。ワイヤガイド３５０は、ワイヤ２３０がアクチュエータロッド３４４に切り込むこと、及び／又は別様に摩耗させることを阻止することによって、アクチュエータ２１８の耐用年数を増加させるために耐摩耗材料３５３で形成され得る。ワイヤ２３０がアクチュエータロッド３４４に切り込む場合、アクチュエータ２１８のストローク長を低減し得る。材料３５３は、剛性及び絶縁材料であり得、摩擦摩耗に耐性がある。
【0149】
ばね３５４は、ガイド３３８とばねシート３５２との間に位置付けられ、アクチュエータロッド３４４を概ね矢印３５６で示される方向に付勢する。形状記憶合金ワイヤ２３０は、ワイヤマウント３４２に連結され、ワイヤガイド３５０の周りに位置付けられる。アクチュエータ２１８のフットプリントを減少させるために、ワイヤガイド３５０との界面における角度３５８は比較的小さい。実際には、図１９に示されるように、ワイヤ２３０は、電圧が印加されると後退し、アクチュエータロッド３４４を、第１の位置と第２の位置との間で、かつ矢印３５６の略反対の方向に移動させる。
【0150】
図２０は、図５Ａのアクチュエータ２１８又は開示されたアクチュエータのいずれかを実装するために使用することができる形状記憶合金アクチュエータ２１８の別の例示的な実装形態の断面図を示す。アクチュエータ２１８は、図１８及び図１９のアクチュエータ２１８と同様である。しかしながら、対照的に、アクチュエータロッド３４は、第２のワイヤガイド３６０を含み、第２の形状記憶合金ワイヤ２３０は、ワイヤマウント３４２に連結され、第２のワイヤガイド３６０の周りに位置付けられる。電圧は、いくつかの実装形態において、ワイヤ２３０に順次印加され、電圧が第２の形状記憶合金ワイヤ２３０に印加されないときに、アクチュエータ２１８を作動させるために第１の形状記憶合金ワイヤ２３０に印加され、電圧が第１の形状記憶合金ワイヤ２３０に印加されないときに、第２の形状記憶合金ワイヤ２３０に印加されるようにする。第１のワイヤ２３０は、システム１００の耐用年数の第１の半分に対して使用され得、第２のワイヤ２３０は、システム１００の耐用年数の第２の半分に対して使用され得る。言い換えれば、電圧は、閾値時間量の後、閾値サイクルの後、又は第１の形状記憶合金ワイヤ２３０が損傷しているか、及び／又は別様に故障している場合、第１の形状記憶合金ワイヤ２３０にもはや適用されない場合がある。システム１００は、例えば、ワイヤ２３０のインピーダンスを測定し、測定されたインピーダンス値を基準インピーダンス値と比較して、測定されたインピーダンス値が、基準インピーダンス値の閾値外にあり、ワイヤ２３０がもはや適切に機能しないことを示すかどうかを判定することによってワイヤ２３０が機能しているかどうかを判定し得る。
【0151】
第２のワイヤ２３０が使用されるべきであるときに、第１のワイヤは、過剰電流を使用して引退させられる（もはや使用されない）、及び／又は燃焼され得る。より長いワイヤ２３０は、より長い耐用年数を有する。しかしながら、図２０に示されるようにより短い２つ以上のワイヤ２３０を提供することによって、アクチュエータ２１８の高さ３６２を減少させながら、アクチュエータ２１８の同じ又は同様の有用寿命が達成され得る。ワイヤ２３０の長さが増加すると、ワイヤ２３０の各々の有効寿命が比例的に増加され得る。２つのワイヤ２３０が示されているが、任意の数のワイヤ２３０が含まれ得る（例えば、３、４、５など）。しかしながら、特定の実装形態は、（他の制限の中でも）アクチュエータの幅について制限を有し、それによって、単一のアクチュエータに対して互いに隣に位置し得るワイヤの数を制限し得る。更に、順次ワイヤ２３０に電圧を印加しながら、電圧が並列にワイヤ２３０に印加され得る。ワイヤ２３０の両方に電圧を同時に印加するこのようなアプローチは、ワイヤ２３０の長さが減少し、及び／又はワイヤ２３０の直径が減少することを可能にしながら、各アクチュエータ２１８によって生成される力を増加させ得る。より短いワイヤ及び／又はより小さい直径を有するワイヤは、より速く冷却され得、したがって、対応するバルブをより速く作動させることができる。
【0152】
図２１は、図５Ａのアクチュエータ２１８又は開示されたアクチュエータのいずれかを実装するために使用することができる形状記憶合金アクチュエータ２１８の別の例示的な実装形態の断面図を示す。図２１のアクチュエータ２１８は、図２０のアクチュエータ２１８と同様である。しかしながら、対照的に、第２のワイヤ２３０が、第２のガイド３６４のワイヤマウント３４２に連結されている。電圧を第１のワイヤ２３０に印加することにより、第１のワイヤ２３０を有利に後退させ、アクチュエータロッド３４４を第１の位置と第２の位置との間で、かつ概して矢印３６６で示される方向に移動させ、電圧を第２の形状記憶合金ワイヤ２３０に電圧を印加することにより、第２の形状記憶合金ワイヤ２３０を後退させ、アクチュエータロッド３４４を第２の位置と第１の位置との間で、かつ概して矢印３６６で示される方向に移動させる。図２１に示されるように、第２のワイヤ２３０を使用すると、アクチュエータ２１８が第１の位置に戻る時間を低減し、したがって、関連付けられた膜バルブ１４４を作動させる（開放及び／又は閉鎖する）ための時間を低減し得る。言い換えれば、２次ワイヤ２３０は、ばね３５４が関連付けられた膜バルブ１４４をより速く閉鎖することを支援する。
【0153】
図２２は、図５Ａのアクチュエータ２１８又は開示されたアクチュエータのいずれかを実装するために使用することができる形状記憶合金アクチュエータ２１８の別の例示的な実装形態の断面図を示す。図２２のアクチュエータ２１８は、図２１のアクチュエータ２１８と同様である。しかしながら、対照的に、第１のワイヤ２３０が、第１のワイヤガイド３５０に連結されており、第２のワイヤ２３０が、第１のワイヤガイド３５０から離間した第２のワイヤガイド３５０に連結されている。第１のワイヤガイド３５０は、アクチュエータロッド２２６の遠位端に向かって位置付けられ、第２のワイヤガイド３５０は、ワイヤ２３０が互いに交差するが、接触しないようにアクチュエータロッド２２６の近位端に向かって位置付けられ、それによって、アクチュエータ２１８のプロファイルを低減することを可能にする。更に、図示される実装形態では、第１及び第２のワイヤ２３０は、ほぼ同じ長さであるか、又は少なくとも第２のワイヤ２３０は、図２１の第２のワイヤ２３０よりも長い。
【0154】
図２３は、プリント回路基板２１４を通って延在し、関連付けられたマニホールドアセンブリ１３９と界面接続するように作動可能であるアクチュエータロッド２２６のプランジャ部分２４４を示す、図６のバルブ駆動アセンブリ１１８の第２のアクチュエータアセンブリ２０２の等角図を示す。
【0155】
【0156】
図２５は、図６の第２のアクチュエータアセンブリ２０２のばねシート３６３を含む複数のアクチュエータロッド２２６の別の等角図を示す。コイルばねなどのばねは、ばねシート３６３内に着座され、プリント回路基板２１４に対して作用し、概して矢印３６４で示される方向に、アクチュエータロッド２２６を付勢するように位置付けられ得る。
【0157】
図２６及び図２７は、図１のマニホールドアセンブリ１３９の別の例示的な実装形態の上面図及び底面図である。図４のマニホールドアセンブリ１３９とは対照的に、図２４及び図２５のマニホールドアセンブリ１３９は、ボルケーノバルブ３６６を含む。
【0158】
図２８は、図１、図２、及び図３のバルブ駆動アセンブリ１１８を実装するために使用することができる例示的なバルブ駆動アセンブリ４００の等角図である。図示される実装形態では、バルブ駆動アセンブリ４００は、図１のマニホールドアセンブリ１３９の膜バルブ１４４と界面接続することができる形状記憶合金アクチュエータアセンブリ４０２を含む。バルブ駆動アセンブリ４００は、約５６ミリメートル（ｍｍ）の高さ４０４及び約７６ｍｍの長さ４０６を有することができる。しかしながら、バルブ駆動アセンブリ４００は、異なる寸法を有し得る。
【0159】
アクチュエータアセンブリ４０２は、各々が第１の端部４１０及び第２の端部４１２を有する一対の横方向側部４０９、及び横方向側部２０６を連結する横断セクション４１３を含むハウジング４０８を含む。ハウジング２０４は、Ｈ字形フレームであり得、横方向側部４０９は、Ｈ字形フレームの側壁であり得る。ハウジング４０８は、フレームとして示されているが、ハウジング４０８は、アクチュエータロッドボアを画定する１つ以上の固体ブロック又は材料片を含み得る。アクチュエータアセンブリ５００はまた、ハウジング４０８の第１の端部４１０に連結されたプリント回路基板４１４を含む。
【0160】
図２９は、図２８のアクチュエータアセンブリ４０２のプリント回路基板４１４及び複数の形状記憶合金アクチュエータ４１６の等角図である。各形状記憶合金アクチュエータ４１６は、プリント回路基板４１４の対向する側部４２０、４２２に連結された一対のワイヤマウント４１８と、ワイヤガイド４２６を含むアクチュエータロッド４２４と、を含む。アクチュエータロッド４２４の各々は、側部ポート４２８、及び側部ポート４２８に流体的に連結された真空ポート４３２と、膜１５４をバルブシート１５８に対して付勢することによって対応する膜バルブ１４４を閉鎖するために使用することができるプランジャ部分４３４と、を有する、端面４３０を含む。
【0161】
図２８に戻って参照すると、アクチュエータアセンブリ４０２のハウジング４０８は、アクチュエータ４１６のワイヤ２３０が内部を通過することを可能にするスロット４３９を含む。アクチュエータアセンブリ４０２はまた、プリント回路基板４１４に連結され、かつ本体４４２及び複数の空気圧ライン４４４を含むアクチュエータマニホールドアセンブリ４４０を有する。本体４４２は、出口ポート４４６及び複数の入口ポート４４８を有する。出口ポート４４６は、本体４４２の端部４５０に位置付けられ、入口ポート４４８は、本体４４２の側部４５２上に位置付けられる。空気圧ライン４４４は、アクチュエータロッド４２４の側部ポート４２８とアクチュエータマニホールドアセンブリ４４０の入口ポート４４８との間に連結されている。空気圧ライン４４４は、空気圧ライン４４４がアクチュエータロッド４２４とアクチュエータマニホールドアセンブリ４４０の本体４４２との間の相対的な移動に基づいて移動することを可能にするために、可撓性流体ラインであり得る。
【0162】
図１のシステム１００のポンプ１６６などのポンプは、出口ポート４４６に接続され、対応するアクチュエータ４１６の真空ポート４３２及び側部ポート４２８を通して、アクチュエータマニホールドアセンブリ４４０の入口ポート４４８を通して、かつ出口ポート４４６の外に空気が引き抜かれる真空を作成するために使用することができる。真空ポート４３２で作成された真空は、真空ポート４４８が膜バルブ１４４の膜１５４と封止係合し、アクチュエータロッド４２４の対応する移動に基づいて、膜１５４をバルブシート１５８から離れる方向に移動させることを可能にする。
【0163】
各アクチュエータロッド４２４は、ターゲット４５４を担持し（図２９を参照）、ハウジング４０８及び／又はプリント回路基板４１４は、各ターゲット４５４に対するセンサ４５６を担持する。ターゲット４５４は、磁性（例えば、磁石又は強磁性材料）であり得、センサ４５６は、対応するアクチュエータロッド４２４のストローク距離を判定するために使用することができ、それによってアクチュエータ４１６がアクチュエータロッド４２４のストロークを制御することを可能にするホール効果センサであり得る。ストロークは、約０．１μｍ～約１００μｍであるか、又は別の距離であり得る。アクチュエータロッド４２４は、ターゲット４５４を担持しており、ハウジング４０８及び／又はプリント回路基板４１４は、センサ４５６を担持していると言及されているが、アクチュエータロッド４２４は、センサ４５６を担持することができ、ハウジング４０８及び／又はプリント回路基板４１４は、ターゲット４５４を担持することができる。アクチュエータロッド４２４の各々は、追加的又は代替的に、センサ４５６を含み得、対応する膜バルブ１４４は、ターゲット４５４を含むことができ、それによって、端面４３０と膜１５４との間の相対位置が判定されることを可能にする。アクチュエータロッド４２４によって担持されたセンサ５５６と、膜バルブ１４４によって担持されるターゲット４５４との間の距離が閾値よりも大きいことに応答して、アクチュエータ４１６は、そのような実装形態において、アクチュエータロッド４２４を、膜１５４に向かって移動させ、対応するアクチュエータ４１６の真空ポート４３２に対して膜１５４と封止係合させることができる。アクチュエータロッド４２４と膜バルブ１４４との間の相対関係を監視するためにセンサ５５７を使用して、アクチュエータ４１６及び／又は対応するシステム１００が、アクチュエータロッド４２４と膜１５４との間に封止接続がもはや存在しないときを判定することを可能にする。
【0164】
図２９を参照すると、各アクチュエータロッド４２４は、部分４５８と、ボア４６２が部分４５８を受容し、ばねシート４６４を画定する可動部分４６０と、を含む。可動部分４６０は、対応する膜バルブ１４４の膜１５４と選択的に係合して膜バルブ１４４を閉鎖するプランジャ部分４３４を有するバルブプラグとして使用され得る。アクチュエータロッド４２４は、可動部分４６０の表面と相互作用して、可動部分４６０の移動を概して矢印４６６で示される方向に、第１の位置と第２の位置との間で移動をガイドする。付勢要素４６８は、アクチュエータロッド４２４の各々を取り囲み、対応するアクチュエータロッド４２４を、概して矢印４６６で示される方向と概して反対方向に付勢する。
【0165】
図３０は、図１のフローセルアセンブリ１０６を実装するために使用することができるマニホールドアセンブリ５０２及びフローセル１２６を含む例示的なフローセルアセンブリ５００の上面図である。マニホールドアセンブリ５０２は、マニホールド本体１４８及びマニホールド本体１４８の表面に連結された膜１５４によって形成される膜バルブ５０４を含む。膜バルブ５０４は、高い流量を支持し、例えば、０．０１ｐｓｉ／分／ｍＬにインピーダンスを低減する。各膜バルブ５０４に対して、マニホールド本体１４８は、バルブシート５０６を含み、試薬流体ライン１３８に流体的に連結され、試薬流体ライン１３８とバルブシート５０６との間に位置付けられるチャンバ５０８を画定する。膜１５４の部分５１０は、チャンバ５０８を覆う。チャンバ５０８及び膜１５４の部分５１０は、図示される実装形態では、バルブシート５０６の幅よりも大きい幅を有する。
【0166】
チャンバ５０８及び部分５１０の幅は、チャンバ５０８の表面積を増加させ、部分５１０は、膜１５４上により大きな力を適用し、アクチュエータ４１６が対応する膜バルブ５０４を開放するときにクラッキング圧力を著しく低減する。クラッキング圧力は、約０．４ポンド毎平方インチ（ｐｓｉ）～約１．２ｐｓｉ、具体的には、例えば、約０．４５ｐｓｉ、約０．５４ｐｓｉ、約０．７４ｐｓｉ、約０．７５ｐｓｉ、約０．７７ｐｓｉ、約１．１ｐｓｉ、約１．１２ｐｓｉ、約１．２ｐｓｉであり得る。
【0167】
チャンバ５０８及び部分５１０は、円形の形状、ティアドロップ形状などであることが示されている。チャンバ５０８及び部分５１０の他の形状は、例えば、楕円形、三角形形状、円形、ダイヤモンド形、スタジウム形状、及び／又は丸みを帯びた角を有する形状などのチャンバ５０８のフラッシングを促進する他の形状などの低減されたクラッキング圧力を達成するのに好適である。
【0168】
膜バルブ５０４は、膜１５４の部分５１０と封止係合する対応するアクチュエータ４１６の真空ポート４３２によって開かれ得、アクチュエータロッド４２４は、第１の位置と第２の位置との間で移動する。膜バルブ５０４は、膜１５４を第２の位置から第１の位置に移動させ、膜をバルブシート５０６と係合するように付勢する、対応するアクチュエータ４１６のプランジャ部分４３４によって閉鎖することができる。
【0169】
図３１は、図１、図２、及び図３のバルブ駆動アセンブリ１１８を実装するために使用することができる例示的なバルブ駆動アセンブリ６００の一部分の等角図である。図３１のバルブ駆動アセンブリ６００は、図２８のバルブ駆動アセンブリ４００と同様である。しかしながら、対照的に、アクチュエータロッド４２４の各々は、第１及び第２の側部ポート４２８、４２９を含み、アクチュエータロッド４２４の端面４３０は、対応する側部ポート４２８、４２９に流体的に連結された第１及び第２の真空ポート４３２、４３３を有する。プランジャ部分４３４は、第１の真空ポート４３２と第２の真空ポート４３３との間に位置付けられる。
【0170】
図３２は、プリント回路基板４１４に連結され、かつ本体６０４及び空気圧ライン４４４を含むアクチュエータマニホールドアセンブリ６０２を含む、図３１のバルブ駆動アセンブリ６００の等角図である。本体６０４は、本体６０４の端部４５０に位置付けられた出口ポート４４６と、本体４４２の側部４５２、６０６に位置付けられた入口ポート４４８と、を有する。空気圧ライン４４４は、アクチュエータロッド４２４の側部ポート４２８とアクチュエータマニホールドアセンブリ４４０の対応する入口ポート４４８との間に連結されている。バルブ駆動アセンブリ６００は、約５６ミリメートル（ｍｍ）の高さ６０７、約７６ｍｍの長さ６０８、及び約５５ｍｍの幅６１０を有し得る。しかしながら、バルブ駆動アセンブリ６００は、異なる寸法を有し得る。
【0171】
図３３は、プランジャ部分４３４が真空ポート４３２間に位置付けられた、第１及び第２の真空ポート４３２、４３３を含むアクチュエータロッド２２６のうちの１つの端面４３０の詳細図である。真空ポート４３２、４３３の各々は、図示される実装形態では、側壁６１２によって画定されたレセプタクル６１０と、真空ポート４３２、４３３が対応する側部ポート４２８に流体的に連結されることを可能にする開口部６１６を有する基部６１４と、を含む。レセプタクル６１０は、真空ポート４３２、４３３が膜バルブ１４４の膜１５４により大きな真空力を適用することを可能にし、したがって、膜１５４を、アクチュエータ４１６によってバルブシート１５８から離れる方向に容易に移動させることを可能にする。代替的に、レセプタクル６１０は省略され得、基部６１４及び開口部６１６は、膜バルブ１４４の膜１５４に直接隣接して、及び／又は膜１５４と係合するように位置し得る。
【0172】
図３４は、図１のフローセルアセンブリ１０６を実装するために使用することができるマニホールドアセンブリ７０２及びフローセル１２６を含む例示的なフローセルアセンブリ７００の上面図である。マニホールドアセンブリ７０２は、図３０のマニホールドアセンブリ５０２の膜バルブ５０４と同様の膜バルブ７０４を含む。図３０のマニホールドアセンブリ５０２の膜バルブ５０４とは対照的に、膜バルブ７０４の各々は、第１及び第２のチャンバ５０８、５０９、並びに第１及び第２のチャンバ５０８、５０９を覆う膜１５４の第１及び第２の部分５１０、５１１を含む。膜バルブ５０４は、高い流量及び双方向の流れを支持し、インピーダンスを低減する。バルブシート５０６は、第１のチャンバ５０８と第２のチャンバ５０９との間に位置付けられている。
【0173】
前述の説明は、当業者が本明細書に記載される様々な構成を実践することを可能にするために提供される。対象技術は、様々な図及び構成を参照して特に説明されてきたが、これらは例示目的のみのためであり、対象技術の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことを理解されたい。
【0174】
本明細書で使用する際、単数形で記載され、かつ「ａ」又は「ａｎ」という語に続く要素又は工程は、かかる除外が明示的に記載されていない限り、複数のこれらの要素又は工程を除外しないものとして理解されるべきである。更に、「一実装形態」への言及は、列挙された特徴をまた組み込む追加の実装形態の存在を除外するものとして解釈されることを意図するものではない。更に、反対に明示的に記載されない限り、特定の特性を有する１つの要素又は複数の要素を「備える（comprising）」、「含む（including）」、又は「有する（having）」実装形態は、その特性を有するか否かにかかわらず、追加の要素を含み得る。更に、「備える（comprising）」、「含む（including）」、「有する（having）」などという用語は、本明細書において互換的に使用される。
【0175】
本明細書全体を通して使用される「実質的に」、「およそ（approximately）」、及び「約」という用語は、処理のばらつきなどに起因する小さな変動を説明及び考慮するために使用されている。例えば、それらは、±５％以下、例えば±２％以下、例えば±１％以下、例えば±０．５％以下、例えば±０．２％以下、例えば±０．１％以下、例えば±０．０５％以下を指すことができる。
【0176】
主題技術を実施するための多くの他の方法が存在し得る。本明細書に記載される様々な機能及び要素は、主題技術の範囲から逸脱することなく、示されるものとは異なって分割され得る。これらの実装形態に対する様々な修正は、当業者には容易に明らかであり得、本明細書で定義される一般的な原理は、他の実装形態に適用することができる。したがって、主題技術の範囲から逸脱することなく、当業者によって、多くの変更及び修正を主題技術に行うことができる。例えば、異なる数の所与のモジュール又はユニットが用いられ得、異なる種類若しくは複数の種類の所与のモジュール又はユニットが用いられ得るか、所与のモジュール又はユニットが追加され得るか、あるいは所与のモジュール又はユニットが省略され得る。
【0177】
下線付き及び／又はイタリック体の見出し及び副見出しは、便宜上のみのために使用され、主題技術を限定するものではなく、主題技術の説明の解釈と関連して言及されない。当業者に既知である、又は後に知られることになる、本開示全体を通って記載される様々な実装形態の要素に対する全ての構造的及び機能的等価物は、参照により本明細書に明示的に組み込まれ、主題技術に包含されることが意図される。更に、本明細書に開示された何物も、そのような開示が上記の説明において明示的に記載されているかどうかにかかわらず、公開専用であることを意図するものではない。
【0178】
以下に更に詳細に考察される、前述の概念及び更なる概念の全ての組み合わせが、（かかる概念が相互に矛盾しなければ）本明細書に開示される発明の主題の一部であると企図されることを理解されたい。具体的には、本開示の終わりに現れる特許請求される主題の全ての組み合わせは、本明細書に開示される発明の主題の一部であると企図される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【国際調査報告】