特表 2024-521464 分離およびＰＣＲ増幅を達成するための流体ボリュームの制御方法および装置

(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】2024-05-31

(54)【発明の名称】分離およびＰＣＲ増幅を達成するための流体ボリュームの制御方法および装置

(51)【国際特許分類】

   F04B 43/02 20060101AFI20240524BHJP

   C12M 1/00 20060101ALI20240524BHJP

【ＦＩ】

F04B43/02 Z

C12M1/00 A

F04B43/02 B

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023576370

(86)(22)【出願日】2021-10-19

(85)【翻訳文提出日】2023-12-12

(86)【国際出願番号】 US2021055638

(87)【国際公開番号】W WO2022086981

(87)【国際公開日】2022-04-28

(31)【優先権主張番号】63/093,640

(32)【優先日】2020-10-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520225875

【氏名又は名称】フォーミュラトリックス・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｆｏｒｍｕｌａｔｒｉｘ， Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】100118913

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 邦生

(74)【代理人】

【識別番号】100142789

【弁理士】

【氏名又は名称】柳 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100201466

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】カビル ヤマナ

(72)【発明者】

【氏名】ジャック ヘレラ

(72)【発明者】

【氏名】ラズマス リンドブロム

【テーマコード（参考）】

3H077

4B029

【Ｆターム（参考）】

3H077AA01

3H077CC02

3H077CC09

3H077CC13

3H077DD02

3H077EE02

3H077EE16

3H077FF08

3H077FF38

4B029AA27

4B029BB20

(57)【要約】

流体ボリュームの制御装置であって、モータと、カムシャフトの回転軸においてモータに連結されたカムシャフトと、カムシャフトの円周上に配置された少なくとも１つのカムと、ピンフレームと、ピンフレーム内に配置され、少なくとも１つのカムと動作可能に関連付けられた少なくとも１つのピンとを備え、モータによるカムシャフトの回転が、少なくとも１つのカムを少なくとも１つのピンに接触させ、少なくとも１つのピンを第１の方向に駆動する装置である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータと、
該モータにカムシャフトの回転軸で連結されたカムシャフトと、
該カムシャフトの外周に配置された少なくとも１つのカムと、
ピンフレームと、
該ピンフレームに配置され、少なくとも１つの前記カムと作動的に関連する少なくとも１つのピンとを備え、
前記モータによる前記カムシャフトの回転が、少なくとも１つの前記カムと少なくとも１つの前記ピンとを接触させ、少なくとも１つの前記ピンを第１の方向に駆動する流体ボリュームの制御装置。

【請求項2】

前記カムシャフトが、複数の前記カムと複数の前記ピンとを備え、複数の前記カムの各々が、複数の前記ピンの１つに対応する請求項１に記載の装置。

【請求項3】

複数の前記カムは、前記回転軸回りの前記カムシャフトの回転が、複数の前記カムの各々を利用して対応する前記ピンを駆動することにより、複数の前記ピンを所望のタイミングおよび順序で駆動するように、前記カムシャフトの円周上に配置されている請求項２記載の装置。

【請求項4】

可撓性の弾性のある膜を含むカートリッジをさらに備え、前記膜が前記カートリッジと少なくとも１つの前記ピンとの間に配置されている請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記カートリッジが、その中に形成され、少なくとも１つの前記ピンに対応する少なくとも１つのウェルを備える請求項４に記載の装置。

【請求項6】

少なくとも１つの前記ピンが、可撓性の弾性のある前記膜によってバネ付勢されている請求項４に記載の装置。

【請求項7】

少なくとも１つの前記ピンが、可撓性の弾性のある前記膜によって、前記第１の方向とは反対の第２の方向に移動可能に設けられている請求項６に記載の装置。

【請求項8】

前記ピンフレームが、少なくとも前記ピンが通過する少なくとも１つのスロットを備える請求項１に記載の装置。

【請求項9】

前記ピンフレームの前記スロットが、少なくとも１つの前記ピンをカートリッジ内のウェルの上方に位置させ、少なくとも１つの前記ピンが前記カートリッジと少なくとも１つの前記カムとの間に位置する請求項８に記載の装置。

【請求項10】

リアルタイムｑＰＣＲ分析を実施するためのシステムであって、
請求項１に記載の流体ボリュームの制御装置と、
膜および少なくとも１つのウェルを備えるカートリッジと、
チップであって、前記カートリッジの少なくとも１つの前記ウェルが前記膜と前記チップとの間に配置されている前記チップとを備えるシステム。

【請求項11】

前記カムシャフトが複数の前記カムと複数の前記ピンを備え、複数の前記カムの各々が複数の前記ピンの１つに対応する請求項１０に記載のシステム。

【請求項12】

複数の前記カムは、前記回転軸回りの前記カムシャフトの回転が、複数の前記カムの各々を利用して対応する前記ピンを駆動することにより、複数の前記ピンを所望のタイミングおよび順序で駆動するように、前記カムシャフトの円周上に配置されている請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

少なくとも１つの前記カムが、少なくとも１つの前記ピンを少なくとも１つの前記ウェル内に駆動する請求項１１に記載のシステム。

【請求項14】

前記膜が弾性を有する請求項１１に記載のシステム。

【請求項15】

前記膜が少なくとも１つの前記ピンと少なくとも１つの前記ウェルとの間に配置され、少なくとも１つの前記ピンが前記ウェル内に駆動されると、前記膜が前記ウェルと流体シールを形成する請求項１４に記載のシステム。

【請求項16】

少なくとも１つの前記ピンが、可撓性で弾性のある前記膜によって、前記第１の方向とは反対の第２の方向への動きを提供される請求項１４に記載のシステム。

【請求項17】

リアルタイムｑＰＣＲシステムにおける流体ボリュームの制御方法であって、
モータによりカムシャフトを回転軸回りに回転させることと、
少なくとも１つのピンを、前記カムシャフト上のカムに接触させることと、
前記カムにより少なくとも１つの前記ピンを第１の方向に駆動することと、
カートリッジのウェル内において、少なくとも１つの前記ピンを使って膜を押し下げることと、
少なくとも１つの前記ピンおよび前記膜を使用して前記ウェル内の流体を押し出すこととを含む方法。

【請求項18】

少なくとも１つの前記カムを用いて少なくとも１つの追加の前記ピンを駆動し、追加の前記ピンおよび前記膜を用いて追加の前記ウェル内において追加の前記流体を押すために、回転を維持することをさらに含む請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記回転が、前記カートリッジからチップ上の少なくとも１つの流路への前記流体の流れを制御するために、所望のタイミングおよび順序で複数の前記ピンの駆動をもたらす請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記膜の弾性を利用して、少なくとも１つの前記ピンを前記第１の方向とは反対の第２の方向に動かすことをさらに含む請求項１７に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【関連出願との相互参照）】

【0001】

本出願は、２０２０年１０月１９日に出願され、「Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｑＰＣＲ Ｓｙｓｔｅｍ」と題された米国仮特許出願第６３／０９３，６４０号のＰＣＴ第８条に基づく優先権の利益を主張する。本出願はまた、全て２０２１年１０月１９日に同時出願され、同一の出願人であるＦｏｒｍｕｌａｔｒｉｘ， Ｉｎｃ．が記載されている「Ｆｌｕｉｄｉｃ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ＰＣＲ Ａｎａｌｙｓｉｓ」、「Ｄｉｓｐｏｓａｂｌｅ Ｃａｒｔｒｉｄｇｅ ｆｏｒ Ｒｅａｇｅｎｔ Ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｕｓｉｎｇ Ｓａｍｅ」および「Ａｐｐａｒａｔｕｓｅｓ ｗｉｔｈ Ｆｌｕｉｄｉｃ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓ ｆｏｒ Ｓａｍｐｌｅ ｔｏ Ａｎｓｗｅｒ ＰＣＲ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｕｓｉｎｇ Ｓａｍｅ」と題されたＰＣＴ出願、および「Ｆｌｕｉｄｉｃ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓ ｏｆ ａ Ｃｈｉｐ」と題された米国意匠出願第２９／８１２，０３４号に関連する。上記出願の内容は全て、参照により、その全体が本明細書に完全に記載されているように組み込まれる。

【技術分野】

【0002】

本発明は、そのいくつかの実施形態において、流体の流れに関し、より詳細には、排他的ではないが、少量の流体を迅速かつ効率的に移動させるための装置および方法に関する。

【背景技術】

【0003】

マイクロリットルスケールの液体を移動させるための現在のアプローチのほとんどは、機械的に複雑なアプローチを伴う。シリンダに対して密封されたピストンを備えた注射器を考えてみよう。ほとんどのシステムにおいて、これは圧力または真空を加える直接的な方法であるが、密封力（シリンダに対してスライドするＯリングまたは密封界面）を考慮すると、ピストンを上下に駆動することは、通常、シリンダに対するピストンの相対運動を駆動するためにボールねじを回転させるモータによって達成される。

【0004】

蠕動ポンプは、もう１つのより単純な方法であるが、不連続な体積の気体や液体を加えたり取り除いたりすることになり、用途によっては好ましくない。

【0005】

もう１つの方法は、遠心装置、いわゆる“ｃｄ－ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ”であり、異なる回転速度、界面の特徴を利用して液体の運動を実現する。
ｕｆｌｕｉｄｉｘ．ｃｏｍ／ｃｉｒｃｌｅ／ｗｈａｔｓ－ａ－ｄｉｓｃｍａｎ－ａｎｄ－ｈｏｗ－ｉｓ－ｉｔ－ａ－ｍｅｄｉｃａｌ－ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ－ｄｅｖｉｃｅ－ｃｄ－ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ／を参照のこと。
遠心装置を使用することは、いくつかのワークフローには便利かもしれないが、リアルタイム定量ポリメラーゼ連鎖反応（「ｑＰＣＲ」）のような特定のプロセスは、現在、このメカニズムを効果的に利用することができない。

【発明の概要】

【0006】

本発明のいくつかの実施形態の態様によれば、流体ボリュームを制御するための装置であって、モータと、カムシャフトの回転軸においてモータに連結されたカムシャフトと、カムシャフトの円周上に配置された少なくとも１つのカムと、ピンフレームと、ピンフレーム内に配置され、少なくとも１つのカムと動作可能に関連付けられた少なくとも１つのピンとを備え、モータによるカムシャフトの回転が、少なくとも１つのカムを少なくとも１つのピンに接触させ、少なくとも１つのピンを第１の方向に駆動する装置が提供される。

【0007】

本発明の一実施形態において、カムシャフトは、複数のカムと複数のピンとを備え、複数のカムの各々は、複数のピンのうちの１つに対応する。

【0008】

本発明の一実施形態において、複数のカムは、回転軸回りのカムシャフトの回転が、複数のカムの各々を利用して対応するピンを駆動することにより、所望のタイミングおよび順序で複数のピンの駆動をもたらすように、カムシャフトの円周上に配置される。

【0009】

本発明の一実施形態において、装置は、可撓性の弾性のある膜を含むカートリッジをさらに備え、膜は、カートリッジと少なくとも１つのピンとの間に配置される。

【0010】

本発明の一実施形態において、カートリッジは、その中に形成され、少なくとも１つのピンに対応する少なくとも１つのウェルを備える。

【0011】

本発明の一実施態様において、少なくとも１つのピンは、可撓性で弾性のある膜によってバネ付勢されている。

【0012】

本発明の一実施態様において、少なくとも１つのピンは、可撓性で弾性のある膜によって、第１の方向とは反対の第２の方向に移動可能に設けられている。

【0013】

本発明の一実施形態において、ピンフレームは、少なくとも１つのピンが通る少なくとも１つのスロットを備える。

【0014】

本発明の一実施形態において、ピンフレームのスロットは、少なくとも１つのピンをカートリッジ内のウェルの上方に位置させ、少なくとも１つのピンは、カートリッジと少なくとも１つのカムとの間に位置する。

【0015】

本発明のいくつかの実施形態の他の態様によれば、リアルタイムｑＰＣＲ分析を実施するためのシステムであって、請求項１に記載の流体ボリュームの制御装置と、膜と少なくとも１つのウェルとを備えるカートリッジと、チップであって、カートリッジの少なくとも１つのウェルが膜とチップとの間に配置されているチップとを備えるシステムが提供される。

【0016】

本発明の一実施形態において、カムシャフトは、複数のカムと複数のピンとを備え、複数のカムの各々は、複数のピンのうちの１つに対応する。

【0017】

本発明の一実施形態において、複数のカムは、回転軸回りのカムシャフトの回転が、複数のカムの各々を利用して対応するピンを駆動することにより、所望のタイミングおよび順序で複数のピンの駆動をもたらすように、カムシャフトの円周上に配置される。

【0018】

本発明の一実施形態において、少なくとも１つのカムが少なくとも１つのピンを少なくとも１つのウェル内に駆動する。

【0019】

本発明の一実施形態において、膜は弾性を有する。

【0020】

本発明の一実施態様において、膜は、少なくとも１つのピンと少なくとも１つのウェルとの間に配置され、少なくとも１つのピンによってウェル内に駆動されると、膜がウェルと流体シールを形成する。

【0021】

本発明の一実施形態において、少なくとも１つのピンは、可撓性で弾性のある膜によって、第１の方向とは反対の第２の方向への動きを提供される。

【0022】

本発明のいくつかの実施形態の他の態様によれば、リアルタイムｑＰＣＲシステムにおいて流体ボリュームを制御する方法であって、モータによりカムシャフトを回転軸回りに回転させることと、少なくとも１つのピンをカムシャフト上に位置するカムに接触させることと、少なくとも１つのピンをカムにより第１の方向に駆動することと、少なくとも１つのピンを用いてカートリッジのウェル内の膜を押し下げることと、少なくとも１つのピンと膜を用いてウェル内の流体を押し出すこととを含む方法が提供される。

【0023】

本発明の一実施形態において、この方法は、少なくとも１つのカムで少なくとも１つの追加のピンを駆動し、追加のピンと膜を使用して追加のウェル内で追加の流体を押すために、回転を維持することをさらに含む。

【0024】

本発明の一実施形態において、回転は、カートリッジからチップ上の少なくとも１つのチャネルへの流体の流れを制御するために、所望のタイミングおよび順序で複数のピンの駆動をもたらす。

【0025】

本発明の一実施形態において、この方法は、膜の弾性を利用して、少なくとも１つのピンを第１の方向とは反対の第２の方向に移動させることをさらに含む。

【0026】

別段の定義がない限り、本明細書で使用される全ての技術用語および／または科学用語は、本発明が属する技術分野における当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載されるものと類似または同等の方法および材料が、本発明の実施形態の実施または試験において使用され得るが、例示的な方法および／または材料が以下に記載される。矛盾がある場合は、定義を含む特許明細書が優先される。さらに、材料、方法、および実施例は例示に過ぎず、必ずしも限定することを意図していない。

【0027】

本発明の実施形態の方法および／またはシステムの実施は、選択されたタスクを手動、自動、またはそれらの組み合わせで実行または完了することを含むことができる。さらに、本発明の方法および／またはシステムの実施形態の実際の計装および機器によれば、いくつかの選択されたタスクは、ハードウェアによって、ソフトウェアによって、またはファームウェアによって、あるいはオペレーティングシステムを使用してそれらの組み合わせによって実施され得る。

【0028】

例えば、本発明の実施形態による選択されたタスクを実行するためのハードウェアは、チップまたは回路として実装され得る。ソフトウェアとして、本発明の実施形態による選択されたタスクは、任意の適切なオペレーティングシステムを使用してコンピュータによって実行される複数のソフトウェア命令として実装され得る。本発明の例示的な実施形態では、本明細書に記載の方法および／またはシステムの例示的な実施形態による１つまたは複数のタスクは、複数の命令を実行するためのコンピューティングプラットフォームなどのデータプロセッサによって実行される。任意選択で、データプロセッサは、命令および／またはデータを記憶するための揮発性メモリ、および／または、命令および／またはデータを記憶するための、例えば、磁気ハードディスクおよび／またはリムーバブルメディアなどの不揮発性ストレージを含む。オプションとして、ネットワーク接続も提供される。オプションとして、ディスプレイおよび／またはキーボードやマウスなどのユーザ入力装置も提供される。

【図面の簡単な説明】

【0029】

本発明のいくつかの実施形態を、添付の図面を参照して、例示のためにのみ、本明細書で説明する。ここで図面を具体的に参照して詳細に説明すると、示された具体的な内容は例示であり、必ずしも縮尺通りではなく、本発明の実施形態の説明のためのものであることが強調される。この点に関して、図面と共に取られる説明は、本発明の実施形態がどのように実施され得るかを当業者に明らかにする。

【0030】

【図1】本発明の例示的な実施形態による、ｑＰＣＲシステムの斜視図である。

【図2】本発明の例示的な実施形態に従った、カバーを取り外したｑＰＣＲシステムの斜視図である。

【図3】本発明の例示的な実施形態に従った、流体ボリュームの制御装置のブロック図である。

【図4】本発明の例示的な実施形態に従った、流体ボリュームの制御装置の斜視図である。

【図5】本発明の例示的な実施形態に従った、流体ボリュームの制御装置の長軸方向の縦断面図である。

【図6】本発明の例示的な実施形態に従った、流体ボリュームの制御装置の短軸における横断面図である。

【図7】本発明の例示的な実施形態に従った、流体ボリュームの制御装置を使用する方法のフローチャートである。

【図8】本発明の例示的な実施形態に従った、カートリッジの上面斜視図である。

【図9】本発明の例示的な実施形態に従った、チップの底面斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

本発明は、そのいくつかの実施形態において、流体の流れに関し、より詳細には、排他的ではないが、少量の流体を迅速かつ効率的に移動させるための装置および方法に関する。

【0032】

本発明の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その適用において、以下の説明に記載され、および／または図面に図示される構成要素および／または方法の構造の詳細および配置に必ずしも限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、または様々な方法で実施し、または実施されることが可能である。

【0033】

一般に、本明細書に記載される装置および方法は、サンプル抽出および精製のプロセス、並びにサンプル精製の産物上において生じるであろうポリメラーゼ連鎖反応（「ＰＣＲ」）の逆転写、伸長、および変性ステップのその後の熱プロセスを加速する。現在記載されている装置および方法は、少量の液体、任意で複数の対応するウェルに配置された複数の異なる液体を、より大きなシステム内で、流体含有カートリッジ内の１つまたは複数および／または一連の流路を通して迅速かつ効率的に移動させるものであり、より大きなシステムは、例えば、ＣＯＶＩＤ－１９試験のためのリアルタイム（「ＲＴ」）ｑＰＣＲ分析に使用される。本明細書に記載された解決策は、最小数の単純な部品を使用して、所望の順序で流体／液体の移動を実現し、ＲＴ－ｑＰＣＲシステムのチップ内の少なくとも２つの異なる領域間で液体量を非常に迅速に循環させる。

【0034】

次に図面を参照すると、図１は、本発明の例示的な実施形態によるＲＴ－ｑＰＣＲシステム１００の斜視図である。本発明の実施形態において、本明細書および同日出願され、関連出願のセクションで参照される関連出願においてより詳細に記載されるように、使い捨てカートリッジ４０６（図４～図８に関してより詳細に示される。）が、分析のためにＲＴ－ｑＰＣＲシステム１００のスロット１０２に挿入される。このＲＴ－ｑＰＣＲシステム１００は、迅速で、便利に小型で、使い易く、正確で、手頃な価格で、拡張可能であることを意図している。例示的なＲＴ－ｑＰＣＲシステム１００は、マサチューセッツ州ベッドフォードのＦｏｒｍｕｌａｔｒｉｘ社から入手可能であろう。

【0035】

図２は、本発明の例示的な実施形態による、カバーを取り外したＲＴ－ｑＰＣＲシステム１００の斜視図である。ＲＴ－ｑＰＣＲシステム１００の構成部分を形成し、図３～図６に関してより詳細に示され、説明される、流体ボリュームの制御装置２００が示される。

【0036】

図３は、本発明の例示的な実施形態による、流体ボリュームの制御装置２００のブロック図である。本発明の実施形態において、装置２００は、カムシャフト３００の円周上に位置する少なくとも１つのカム３０２を含む少なくとも１つのカムシャフト３００と、カムシャフト３００を駆動するためのモータ３０４と、カムシャフト３００の少なくとも１つのカム３０２によって駆動される１つ以上のピン３０６とを備える。それ自体が複数の部分から構成されるシステムである装置２００は、より大きなｑＰＣＲシステム１００の構成部分であることが理解されるべきである。このより大きなＲＴ－ｑＰＣＲシステム１００内において、流体ボリュームの制御装置２００は、カートリッジ内および全体的なＲＴ－ｑＰＣＲシステム１００内において、特に制御された流体の流れを実現するために、以下に記載するように、カートリッジ４０６と作動的に相互作用する。

【0037】

図４は、本発明の例示的な実施形態による、流体ボリュームの制御装置２００の一例である、流体ボリュームの制御装置４００の斜視図である。簡潔にするために、図４の装置４００は、流体ボリュームの制御装置２００／４００を使用する方法のフローチャート７００である図７と併せて説明される。本発明の特徴は、以下に詳述するように、装置２００／４００の単一の回転軸のみを使用して、マルチチャンネルシステム内の異なる流体リザーバ／ウェルに含まれる様々な異なる液体を制御する能力であることを理解されたい。これにより、システムの全ての作動流体の上方に配置された膜を使用して、システム内の流体を作動または駆動するための最小限の機械的複雑さで、サンプル処理の完全なサンプルから回答までのシーケンスを発生させることができる。

【0038】

本発明の実施形態では、１つ以上のカム４０８を備えるカムシャフト４０２が提供され、カムシャフト４０２は、モータ４０４によって装置４００の主要回転軸回りに回転される（７０２）。本発明の一実施形態において、モータ４０４はステッピングモータである。カムシャフト４０２、およびカム４０８の少なくとも１つは、カムシャフト４０２がモータ４０４によって回転されるときに、少なくとも１つのカム４０８が少なくとも１つのピン４１２に接触し（７０４）、少なくとも１つのピン４１２を下方のカートリッジ４０６のウェル４１４内に駆動する（７０６）ように、動作可能に配置される。本発明の一実施形態において、少なくとも１つのピン４１２は、ピンフレーム４１０のスロットによって、それぞれのカム４０８に対して所望の位置に作動的に位置決めされ、スロットは、ピン４１２をその中に、そしてそれを貫通するように保持する。駆動中（７０６）、可撓性および／または弾性のある膜５００（図５に関してより詳細に示され、説明される）は、膜５００とウェル４１４の壁との間に流体シールを形成するウェル４１４内に押し込まれ（７０８）、それによって、圧力（例えば空気圧）によりウェル４１４内の流体を、カートリッジ４０６の下に配置されたチップ９００（例えば、図９のチップ９００のチャネル９０２を参照）内に、およびチップ９００を通して押し込む（７１０）。

【0039】

カムシャフト４０２が回転し、少なくとも１つのカム４０８が少なくとも１つの対応するピン４１２に接触／駆動するように回転すると、カートリッジ４０６の異なるウェル４１４が、少なくとも１つのピン４１２／膜５００の押し込み（７１０）によって「稼働」されることを理解されたい。本発明のいくつかの実施形態では、カートリッジ４０６内の複数のウェル４１４に対応するシステム４００内の複数のピン４１２が存在し、回転軸回りのカムシャフト４０２の回転が、カムシャフト上のカム４０８の意図的な形状と連動して、所望のタイミングおよび／または順序でのピンの稼働をもたらし、迅速かつ自動化されたｑＰＣＲ分析のために、ウェル４１４内に位置する複数の流体をチップ９００のチャネル９０２内に正確に導入することを可能にする。

【0040】

本発明のいくつかの実施形態において、少なくとも１つのピン４１２は、ピン４１２が駆動されていないとき（７０６）、静止した、予め駆動された構成に戻るように、ばね付勢されるか、またはバイアスされる。任意選択で、膜５００の弾性／弾力性は、少なくとも１つのピン４１２にこのバネのような挙動を提供する。本発明のいくつかの実施形態において、回転（７０２）から押し出し（７１０）は、例えば、カムシャフト４００の回転を維持することによって追加のカム４０８を使用して、所望のように、全ての流体ウェル４１４が稼働されるまで、追加のウェル内の追加の流体を押し出すために、繰り返される（７１２）。

【0041】

本発明の一実施形態では、本明細書に記載の装置および方法を用いて、少なくとも１つの液量が、（チップ９００内の）多数の異なるタイプの領域、例えば、ＰＣＲ増幅を達成するために所望の温度に加熱される少なくとも１つの領域、および／または（例えば、検査されるサンプルを捕捉するために）磁力を受ける少なくとも１つの領域にわたって駆動される。さらに、代替的に、および／または任意に、洗浄液の少なくとも一部分が磁気的に捕捉された試料を通過するように駆動され、および／または溶出バッファが少なくとも１つの磁化された領域を通過するように駆動され、磁気的に捕捉された試料をチップ９００から、またはチップの構成要素から溶出する。

【0042】

図５は、本発明の例示的な実施形態による、流体ボリュームの制御装置４００の長軸方向に沿う縦断面図である。図５に示されているのは、カム４０８がピン４１２を第１の方向、例えば（この図から見て）下向きに膜５００内へ駆動（７０６）し、したがって、膜５００をウェル４１４内へ押し下げ、次いで、ピン４１２が、任意選択で、膜５００の弾性に起因して、および／またはバネ荷重がかけられていることに起因して、第２の方向、例えば、上向きに移動するときのピン４１２の動き５０２である。本明細書の他の箇所に記載されているように、ウェル内への膜５００の挿入はウェル４１４内の圧力を上昇させ、一方、ウェル４１４からの膜５００の移動はウェル内の圧力を下降させる。

【0043】

図６は、本発明の例示的な実施形態による、流体ボリュームの制御装置４００の短軸方向に沿う横断面図である。カムシャフト４０２の回転６００が示されており、カム４０８は、本発明の実施形態において、回転６００の方向への移動のためにバイアスされている。カム４０８ｉがピン４１２の周りを回転すると、ピン４１２を下方に、膜（図示せず）を通して、カートリッジ４０６のウェル４１４内に駆動する。

【0044】

図８は、本発明の例示的な実施形態によるカートリッジ４０６の上面斜視図である。図９は、本発明の例示的な実施形態による、チャネル９０２の例示的な構成を示す、カートリッジ４０６内に装着されたチップ９００の底面斜視図である。

【0045】

用語「備える」、「備えている」、「含む」、「含んでいる」、「有する」およびそれらの組合せは、「含むがこれらに限定されない」ことを意味する。

【0046】

「からなる」という用語は、「～を含み、～に限定される」という意味である。
「本質的にからなる」という用語は、組成物、方法または構造が、追加の成分、ステップおよび／または部分を含んでもよいが、追加の成分、ステップおよび／または部分が、請求される組成物、方法または構造の基本的かつ新規な特性を実質的に変更しない場合に限ることを意味する。

【0047】

「複数」という用語は、「２つ以上」を意味する。

【0048】

本明細書において、単数形の「一の」、「ある」および「その」は、文脈上明らかにそうでないことが指示されない限り、複数形の言及を含む。例えば、用語「ある化合物」または「少なくとも１つの化合物」は、それらの混合物を含む複数の化合物を含み得る。

【0049】

本出願を通じて、本発明の様々な実施形態は、範囲形式で提示される場合がある。範囲形式での説明は、単に便宜上、簡潔にするためのものであり、本発明の範囲を柔軟性なく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。したがって、範囲の説明は、その範囲内の個々の数値と同様に、可能な全ての部分範囲を具体的に開示したとみなされるべきである。例えば、１から６までのような範囲の記述は、１から３まで、１から４まで、１から５まで、２から４まで、２から６まで、３から６までのような部分範囲、およびその範囲内の個々の数値、例えば、１、２、３、４、５、および６を具体的に開示したとみなされるべきである。これは範囲の広さに関係なく適用される。

【0050】

本明細書において数値範囲が示される場合は常に、示された範囲内の引用数字（分数または積分）を含むことを意味する。本明細書において、第１の指示数値と第２の指示数値との「間の範囲」、および第１の指示数値「から」第２の指示数値までの「範囲」という表現は、互換的に使用され、第１および第２の指示数値、並びにその間の全ての分数および整数数字を含むことを意味する。

【0051】

明確にするために、別個の実施形態の文脈で説明されている本発明の特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供されることもあることが理解される。逆に、簡潔にするために、単一の実施形態の文脈で記載されている本発明の様々な特徴も、別個に、または任意の適切なサブコンビネーションで、または本発明の他の説明された実施形態において適切なように提供されてもよい。様々な実施形態の文脈で説明された特定の特徴は、その実施形態がそれらの要素なしでは動作不能でない限り、それらの実施形態の本質的な特徴とはみなされない。

【0052】

本発明をその特定の実施形態と併せて説明してきたが、多くの代替案、修正および変形が当業者に明らかであることは明らかである。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲の精神および広範な範囲に属する、そのような代替案、修正例および変形例を全て包含することを意図している。

【0053】

本明細書において言及される全ての刊行物、特許および特許出願は、個々の刊行物、特許または特許出願が参照により本明細書に組み込まれることが具体的かつ個別に示される場合と同じ程度に、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。さらに、本出願における参考文献の引用または特定は、かかる参考文献が本発明の先行技術として利用可能であることを認めるものと解釈してはならない。セクションの見出しが使用されている限りにおいて、それらは必ずしも限定的であると解釈されるべきではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】