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特表2024-522682自動リキッドハンドリングシステムを使用した液体の混合
(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】2024-06-21
(54)【発明の名称】自動リキッドハンドリングシステムを使用した液体の混合
(51)【国際特許分類】
G01N 35/02 20060101AFI20240614BHJP
【ＦＩ】
G01N35/02 D
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023576405
(86)(22)【出願日】2022-06-01
(85)【翻訳文提出日】2024-02-02
(86)【国際出願番号】 US2022031695
(87)【国際公開番号】W WO2022260895
(87)【国際公開日】2022-12-15
(31)【優先権主張番号】17/343,256
(32)【優先日】2021-06-09
(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】523464820
【氏名又は名称】レビティ・ヘルス・サイエンシズ，インコーポレーテッド
【氏名又は名称原語表記】ＲＥＶＶＩＴＹ ＨＥＡＬＴＨ ＳＣＩＥＮＣＥＳ， ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】100099623
【弁理士】
【氏名又は名称】奥山 尚一
(74)【代理人】
【識別番号】100125380
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 綾子
(74)【代理人】
【識別番号】100142996
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 聡二
(74)【代理人】
【識別番号】100166268
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 祐
(74)【代理人】
【識別番号】100168642
【弁理士】
【氏名又は名称】関谷 充司
(74)【代理人】
【識別番号】100169018
【弁理士】
【氏名又は名称】網屋 美湖
(72)【発明者】
【氏名】スナイダー，アダム
(72)【発明者】
【氏名】ブロツキー，アンドリュー
【テーマコード（参考）】
2G058
【Ｆターム（参考）】
2G058EA02
2G058EA04
2G058FA07
(57)【要約】
自動リキッドハンドリングシステムを使用して液体を混合する方法は、第１の液体及び第２の液体の液体体積を、第１の液体供給部Ｓ１及び第２の液体供給部Ｓ２のうちの一方から混合容積内に交互に吸引し、それにより、吸引された液体体積が、混合容積内で第１の液体及び第２の液体の交互に界面をなす層の連続体を含む液体スタックを形成することと、第１の液体及び第２の液体の界面をなす層を、混合容積内での拡散によって互いに混合させ、混合液体を形成することと、混合液体を混合容積から吐出することと、を含む。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の液体及び第２の液体の液体体積を、第１の液体供給部及び第２の液体供給部のうちの一方から混合容積内に交互に吸引し、それにより、前記吸引された液体体積が、前記混合容積内で前記第１の液体及び前記第２の液体の交互に界面をなす層の連続体を含む液体スタックを形成することと、前記第１の液体及び前記第２の液体の前記界面をなす層を、前記混合容積内での拡散によって互いに混合させ、混合液体を形成することと、
前記混合液体を前記混合容積から吐出することと、
を含む、自動リキッドハンドリングシステムを使用して液体を混合する方法。
【請求項2】
前記第２の液体は、前記第１の液体とは異なる、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記液体スタックは、前記第２の液体の少なくとも２つの層とともに交互に連続して配置された前記第１の液体の少なくとも２つの層を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記液体スタックは、前記第２の液体の少なくとも２つの層とともに交互に連続して配置された前記第１の液体の少なくとも３つの層を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記第１の液体及び前記第２の液体の前記層のそれぞれは、約３マイクロリットル～２５マイクロリットルの範囲の体積を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記液体スタックにおける前記第１の液体の前記層の総体積は、前記液体スタックにおける前記第２の液体の前記層の総体積よりも大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記液体スタックにおける前記第１の液体の前記層の総体積は、前記液体スタックにおける前記第２の液体の前記層の総体積と実質的に等しい、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記第１の液体及び前記第２の液体の前記界面をなす層を、前記混合容積内での拡散によって互いに混合させ、前記混合液体を形成することは、前記第１の液体及び前記第２の液体の前記界面をなす層を、少なくとも４秒間、前記混合容積内での拡散によって互いに混合させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
前記第１の液体は、前記第２の液体とは異なる組成を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項10】
前記第１の液体は、ＤＮＡ断片を含む反応混合物であり、前記第２の液体は、リガーゼ酵素を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記第１の液体は、前記第２の液体とは異なる粘度を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項12】
前記第１の液体は、前記第２の液体とは異なる化学組成を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項13】
前記混合容積は、細長く、長手方向軸を有し、前記液体スタックにおける前記第１の液体及び前記第２の液体の前記層は、前記長手方向軸に沿って重ねられる、請求項１に記載の方法。
【請求項14】
前記第１の液体及び前記第２の液体の前記層のそれぞれは、層高さに対する層直径の比率が少なくとも０．０１６である、請求項１に記載の方法。
【請求項15】
前記第１の液体及び前記第２の液体の前記層のそれぞれは、層液体体積と、前記第１の液体及び前記第２の液体の前記層のうちの隣接する層との界面表面積とを有し、前記層液体体積に対する前記界面表面積の比率は、少なくとも０．０２ １／ｍｍである、請求項１に記載の方法。
【請求項16】
前記第１の液体及び前記第２の液体の液体体積を、前記第１の液体供給部及び前記第２の液体供給部のうちの一方から前記混合容積内に交互に吸引することは、前記第１の液体及び前記第２の液体の前記液体体積を、プローブ入口を通して管状プローブ内に吸引することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項17】
前記混合液体を前記混合容積から吐出することは、前記混合液体を、前記管状プローブから前記プローブ入口を通して吐出することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
前記管状プローブは、プローブ通路を備え、前記液体スタックの少なくとも一部は、前記第１の液体及び前記第２の液体の前記界面をなす層を、前記混合容積内での拡散によって互いに混合させ、前記混合液体を形成する間、前記プローブ通路内に配置される、請求項１６に記載の方法。
【請求項19】
導管通路を画定する可撓性導管が、前記管状プローブに流体結合され、ポンプが、前記導管通路を介して前記プローブ入口に流体結合され、
前記液体スタックの少なくとも一部は、前記第１の液体及び前記第２の液体の前記界面をなす層を、前記混合容積内での拡散によって互いに混合させ、前記混合液体を形成する間、前記導管通路内に配置される、請求項１６に記載の方法。
【請求項20】
前記第１の液体及び前記第２の液体の液体体積を、前記第１の液体供給部及び前記第２の液体供給部のうちの一方から前記混合容積内に交互に吸引することは、前記管状プローブに結合されたポンプを自動的にプログラムに従って動作させ、前記第１の液体及び前記第２の液体を前記第１の液体供給部及び前記第２の液体供給部から吸引することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項21】
前記混合液体を前記混合容積から吐出することは、前記ポンプを自動的にプログラムに従って動作させ、前記混合液体を、前記混合容積から前記管状プローブの前記プローブ入口を出るように吐出することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
前記ポンプは、シリンジポンプ、ベローズ、蠕動ポンプ、又はスクリュー型ポンプである、請求項２０に記載の方法。
【請求項23】
前記第１の液体供給部は、前記第１の液体を収容する第１のリザーバを備え、前記第２の液体供給部は、前記第２の液体を収容する第２のリザーバを備え、
前記第１の液体及び前記第２の液体の液体体積を、前記第１の液体供給部及び前記第２の液体供給部のうちの一方から前記混合容積内に交互に吸引することは、
前記プローブ入口を前記第１のリザーバ内に自動的にプログラムに従って位置決めすることと、
その後、前記第１の液体の第１の液体体積を、前記プローブ入口を通して前記管状プローブ内に自動的にプログラムに従って吸引することと、
その後、前記プローブ入口を前記第２のリザーバ内に自動的にプログラムに従って位置決めすることと、
その後、前記第２の液体の第２の液体体積を、前記プローブ入口を通して前記管状プローブ内に自動的にプログラムに従って吸引することと、
その後、前記プローブ入口を前記第１のリザーバ内に自動的にプログラムに従って位置決めすることと、
その後、前記第１の液体の第３の液体体積を、前記プローブ入口を通して前記管状プローブ内に自動的にプログラムに従って吸引することと、
その後、前記プローブ入口を前記第２のリザーバ内に自動的にプログラムに従って位置決めすることと、
その後、前記第２の液体の第４の液体体積を、前記プローブ入口を通して前記管状プローブ内に自動的にプログラムに従って吸引することと、
を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項24】
前記吸引することは、前記第１の液体及び前記第２の液体の液体体積を、前記第１の液体供給部及び前記第２の液体供給部のうちの一方から複数のプローブ入口を通して複数の混合容積のそれぞれに交互に吸引し、それにより、前記吸引された液体体積が、前記混合容積のそれぞれにおけるそれぞれの液体スタックを形成することを含み、各液体スタックは、前記それぞれの混合容積における前記第１の液体及び前記第２の液体の交互に界面をなす層の連続体をそれぞれ含み、前記混合させることは、前記第１の液体及び前記第２の液体の前記界面をなす層を、前記混合容積のそれぞれにおける拡散によって互いに混合させ、混合液体を形成することを含み、
前記吐出することは、前記それぞれの混合液体を前記混合容積のそれぞれから吐出することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項25】
前記第１の液体及び前記第２の液体の液体体積を前記第１の液体供給部及び前記第２の液体供給部のうちの一方から交互に吸引することは、単一のポンプアクチュエータを自動的にプログラムに従って動作させ、前記第１の液体及び前記第２の液体の前記液体体積を、前記プローブ入口のそれぞれを通して吸引することを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項26】
前記それぞれの混合液体を前記混合容積から吐出することは、前記混合液体の第１の体積を第１のリザーバ内に、及び前記混合液体の第２の体積を第２のリザーバ内に吐出することを含み、前記方法は、
前記混合液体の液体体積を前記第１のリザーバ及び前記第２のリザーバのうちの一方から前記混合容積内に交互に吸引し、それにより、前記混合液体の前記吸引された液体体積が、前記混合容積内で前記混合液体の交互に界面をなす層の連続体を含む第２の液体スタックを形成することと、
前記混合液体の前記界面をなす層を、前記混合容積内での拡散によって互いに混合させ、第２の混合液体を形成することと、
前記第２の混合液体を前記混合容積から吐出することと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項27】
第１の液体を含む第１の液体供給部及び第２の液体を含む第２の液体供給部とともに使用される自動リキッドハンドリングシステムであって、圧力制御機構と、
混合容積と、
コントローラであって、
前記圧力制御機構を動作させ、前記第１の液体及び前記第２の液体の液体体積を、前記第１の液体供給部及び前記第２の液体供給部のうちの一方から混合容積内に交互に吸引し、それにより、前記吸引された液体体積が、前記混合容積内で前記第１の液体及び前記第２の液体の交互に界面をなす層の連続体を含む液体スタックを形成することと、
前記第１の液体及び前記第２の液体の前記界面をなす層を、前記混合容積内での拡散によって互いに混合させ、混合液体を形成することと、
前記圧力制御機構を動作させ、前記混合液体を前記混合容積から吐出することと、
を行うように構成される、コントローラと、
を備える、自動リキッドハンドリングシステム。
【請求項28】
前記圧力制御機構は、ポンプと、ポンプアクチュエータとを備える、請求項２７に記載の自動リキッドハンドリングシステム。
【請求項29】
前記コントローラは、前記ポンプアクチュエータを自動的にプログラムに従って動作させ、前記第１の液体及び前記第２の液体の液体体積を吸引することと、前記第１の液体及び前記第２の液体の前記界面をなす層を拡散によって互いに混合させることと、前記ポンプアクチュエータを動作させ、前記混合液体を吐出することと、を行うように構成される、請求項２８に記載の自動リキッドハンドリングシステム。
【請求項30】
プローブ入口を有する管状プローブを備え、前記自動リキッドハンドリングシステムは、前記第１の液体及び前記第２の液体の前記液体体積を、前記第１の液体供給部及び前記第２の液体供給部のうちの一方から、前記プローブ入口を通して前記混合容積内に交互に吸引するように構成される、請求項２７に記載の自動リキッドハンドリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本技術は、自動リキッドハンドリングシステムに関し、より詳細には、自動リキッドハンドリングシステムを使用して液体を混合する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
実験室用のリキッドハンドリングシステムは、所定量の液体を移送及び操作するために使用される。１つ以上の液体試料をリキッドハンドリングシステム内の実験器具容器（例えば、マイクロウェルプレート又は試料管ホルダ）内に供給することができる。リキッドハンドリングシステムは、試料の一部を実験器具から取り出す（例えば、吸引による）及び／又は材料を実験器具内の試料に加える（例えば、吐出による）ために使用される１つ以上のピペッタを含むことができる。場合によっては、システム内において液体を混合することが望ましい又は必要となる場合がある。液体をロボットにより、及び場合によっては自動的にプログラムに従って混合することが望ましい又は必要となる場合がある。ロボット式実験室リキッドハンドリングシステム等のリキッドハンドラシステムは、典型的に、異なる組成を有する２つの液体を混合するために引き起こされた乱流又は剪断流を使用する。これらの混合方法は、高流速に依拠し、流体の流れを精密に制御することを必要とし得る。より高い流量では、より強力な、通常はより高価で嵩高な物理的基礎構造が必要となる。より精密な制御には、通常、より厳密な公差、したがって、より困難で費用のかかる製造が必要となる。
【発明の概要】
【0003】
本明細書において、自動リキッドハンドリングシステムにおいて液体を混合する方法及び装置が提供される。１つの態様において、自動リキッドハンドリングシステムを使用して液体を混合する方法は、第１の液体及び第２の液体の液体体積を、第１の液体供給部及び第２の液体供給部のうちの一方から混合容積内に交互に吸引し、それにより、吸引された液体体積が、混合容積内で第１の液体及び第２の液体の交互に界面をなす層の連続体を含む液体スタックを形成することと、第１の液体及び第２の液体の界面をなす層を、混合容積内での拡散によって互いに混合させ、混合液体を形成することと、混合液体を混合容積から吐出することと、を含む。
【0004】
第２の液体は、第１の液体とは異なり得る。
【0005】
液体スタックは、第２の液体の少なくとも２つの層とともに交互に連続して配置された第１の液体の少なくとも２つの層を含むことができる。
【0006】
液体スタックは、第２の液体の少なくとも２つの層とともに交互に連続して配置された第１の液体の少なくとも２つの層を含むことができる。
【0007】
第１の液体及び第２の液体の層のそれぞれは、約３マイクロリットル～２５マイクロリットルの範囲の体積を有することができる。
【0008】
幾つかの実施の形態において、液体スタックにおける第１の液体の層の総体積は、液体スタックにおける第２の液体の層の総体積よりも大きい。
【0009】
幾つかの実施の形態において、液体スタックにおける第１の液体の層の総体積は、液体スタックにおける第２の液体の層の総体積と実質的に等しい。
【0010】
幾つかの実施の形態において、第１の液体及び第２の液体の界面をなす層を、混合容積内での拡散によって互いに混合させ、混合液体を形成することは、第１の液体及び第２の液体の界面をなす層を、少なくとも４秒間、混合容積内での拡散によって互いに混合させることを含む。
【0011】
第１の液体は、第２の液体とは異なる組成を有することができる。
【0012】
幾つかの実施の形態において、第１の液体は、ＤＮＡ断片を含む反応混合物であり、第２の液体は、リガーゼ酵素を含む。
【0013】
幾つかの実施の形態において、第１の液体は、第２の液体とは異なる粘度を有する。
【0014】
幾つかの実施の形態によれば、第１の液体は、第２の液体とは異なる化学組成を有する。
【0015】
幾つかの実施の形態によれば、混合容積は、細長く、長手方向軸を有し、液体スタックにおける第１の液体及び第２の液体の層は、長手方向軸に沿って重ねられる。
【0016】
幾つかの実施の形態において、第１の液体及び第２の液体の層のそれぞれは、層高さに対する層直径の比率が少なくとも０．０１６である。
【0017】
幾つかの実施の形態によれば、第１の液体及び第２の液体の層のそれぞれは、層液体体積と、第１の液体及び第２の液体の層のうちの隣接する層との界面表面積とを有し、層液体体積に対する界面表面積の比率は、少なくとも０．０２ １／ｍｍである。
【0018】
幾つかの実施の形態によれば、第１の液体及び第２の液体の液体体積を、第１の液体供給部及び第２の液体供給部のうちの一方から混合容積内に交互に吸引する動作は、第１の液体及び第２の液体の液体体積を、プローブ入口を通して管状プローブ内に吸引することを含む。
【0019】
混合液体を混合容積から吐出する動作は、混合液体を、管状プローブからプローブ入口を通して吐出することを含むことができる。
【0020】
幾つかの実施の形態によれば、管状プローブは、プローブ通路を備え、液体スタックの少なくとも一部は、第１の液体及び第２の液体の界面をなす層を、混合容積内での拡散によって互いに混合させ、混合液体を形成する動作の間、プローブ通路内に配置される。
【0021】
導管通路を画定する可撓性導管は、管状プローブに流体結合することができ、ポンプが、導管通路を介してプローブ入口に流体結合され、液体スタックの少なくとも一部は、第１の液体及び第２の液体の界面をなす層を、混合容積内での拡散によって互いに混合させ、混合液体を形成する動作の間、導管通路内に配置される。
【0022】
第１の液体及び第２の液体の液体体積を、第１の液体供給部及び第２の液体供給部のうちの一方から混合容積内に交互に吸引する動作は、管状プローブに結合されたポンプを自動的にプログラムに従って動作させ、第１の液体及び第２の液体を第１の液体供給部及び第２の液体供給部から吸引することを含むことができる。
【0023】
混合液体を混合容積から吐出する動作は、ポンプを自動的にプログラムに従って動作させ、混合液体を、混合容積から管状プローブのプローブ入口を出るように吐出することを含むことができる。
【0024】
ポンプは、シリンジポンプ、ベローズ、蠕動ポンプ、又はスクリュー型ポンプとすることができ、圧力を発生させる又は空気若しくは液体の体積を変位させることによって作用することができる。
【0025】
幾つかの実施の形態によれば、第１の液体供給部は、第１の液体を収容する第１のリザーバを備え、第２の液体供給部は、第２の液体を収容する第２のリザーバを備え、第１の液体及び第２の液体の液体体積を、第１の液体供給部及び第２の液体供給部のうちの一方から混合容積内に交互に吸引する動作は、プローブ入口を第１のリザーバ内に自動的にプログラムに従って位置決めすることと、その後、第１の液体の第１の液体体積を、プローブ入口を通して管状プローブ内に自動的にプログラムに従って吸引することと、その後、管状プローブ入口を第２のリザーバ内に自動的にプログラムに従って位置決めすることと、その後、第２の液体の第２の液体体積を、プローブ入口を通して管状プローブ内に自動的にプログラムに従って吸引することと、その後、管状プローブ入口を第１のリザーバ内に自動的にプログラムに従って位置決めすることと、その後、第１の液体の第３の液体体積を、プローブ入口を通して管状プローブ内に自動的にプログラムに従って吸引することと、その後、プローブ入口を第２のリザーバ内に自動的にプログラムに従って位置決めすることと、その後、第２の液体の第４の液体体積を、プローブ入口を通して管状プローブ内に自動的にプログラムに従って吸引することと、を含む。
【0026】
吸引する動作は、第１の液体及び第２の液体の液体体積を、第１の液体供給部及び第２の液体供給部のうちの一方から複数のプローブ入口を通して複数の混合容積のそれぞれに交互に吸引し、それにより、吸引された液体体積が、混合容積のそれぞれにおけるそれぞれの液体スタックを形成することを含むことができ、各液体スタックは、それぞれの混合容積における第１の液体及び第２の液体の交互に界面をなす層の連続体をそれぞれ含み、混合させる動作は、第１の液体及び第２の液体の界面をなす層を、混合容積のそれぞれにおける拡散によって互いに混合させ、混合液体を形成することを含むことができ、吐出する動作は、それぞれの混合液体を混合容積のそれぞれから吐出することを含むことができる。
【0027】
第１の液体及び第２の液体の液体体積を第１の液体供給部及び第２の液体供給部のうちの一方から交互に吸引することは、単一のポンプアクチュエータを自動的にプログラムに従って動作させ、第１の液体及び第２の液体の液体体積を、プローブ入口のそれぞれを通して吸引することを含むことができる。
【0028】
幾つかの実施の形態において、それぞれの混合液体を混合容積から吐出する動作は、混合液体の第１の体積を第１のリザーバ内に、及び混合液体の第２の体積を第２のリザーバ内に吐出することを含み、方法は、混合液体の液体体積を第１のリザーバ及び第２のリザーバのうちの一方から混合容積内に交互に吸引し、それにより、混合液体の吸引された液体体積が、混合容積内で混合液体の交互に界面をなす層の連続体を含む第２の液体スタックを形成することと、混合液体の界面をなす層を、混合容積内での拡散によって互いに混合させ、第２の混合液体を形成することと、第２の混合液体を混合容積から吐出することと、を更に含む。
【0029】
更なる態様において、第１の液体を含む第１の液体供給部及び第２の液体を含む第２の液体供給部とともに使用される自動リキッドハンドリングシステムは、圧力制御機構と、混合容積と、コントローラとを備える。コントローラは、圧力制御機構を動作させ、第１の液体及び第２の液体の液体体積を、第１の液体供給部及び第２の液体供給部のうちの一方から混合容積内に交互に吸引し、それにより、吸引された液体体積が、混合容積内で第１の液体及び第２の液体の交互に界面をなす層の連続体を含む液体スタックを形成することと、第１の液体及び第２の液体の界面をなす層を、混合容積内での拡散によって互いに混合させ、混合液体を形成することと、圧力制御機構を動作させ、混合液体を混合容積から吐出することと、を行うように構成される。
【0030】
圧力制御機構は、ポンプと、ポンプアクチュエータとを備えることができる。
【0031】
コントローラは、ポンプアクチュエータを自動的にプログラムに従って動作させ、第１の液体及び第２の液体の液体体積を吸引することと、第１の液体及び第２の液体の界面をなす層を拡散によって互いに混合させることと、ポンプアクチュエータを動作させ、混合液体を吐出することと、を行うように構成することができる。
【0032】
幾つかの実施の形態によれば、自動リキッドハンドリングシステムは、プローブ入口を有する管状プローブを備える。自動リキッドハンドリングシステムは、第１の液体及び第２の液体の液体体積を、第１の液体供給部及び第２の液体供給部のうちの一方から、プローブ入口を通して混合容積内に交互に吸引するように構成される。
【0033】
本発明の概要は、本態様及び実施形態の範囲を網羅しない。したがって、或る特定の態様及び実施形態が提示及び／又は概説されているものの、本態様及び実施形態は、本発明の概要における態様及び実施形態に限定されないことを理解すべきである。実際、本発明の概要に提示されている態様及び実施形態と同様及び／又は異なり得る他の態様及び実施形態は、本明細書、添付の図面及び／又は特許請求の範囲から明らかとなる。
【0034】
本発明の概要に記載されているが、添付の特許請求の範囲に示されない任意の態様及び実施形態は、本願又は１つ以上の継続特許出願における後の提示のために留保されることも理解すべきである。
【0035】
本発明の概要に記載されない、かつ、添付の特許請求の範囲に示されない任意の態様及び実施形態もまた、１つ以上の継続特許出願における後の提示のために留保されることも理解すべきである。
【0036】
本明細書の一部を構成する添付の図面は、本技術の実施形態を示す。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本技術の実施形態に係る、自動リキッドハンドリングシステムを使用して液体を混合する方法を表すフローチャートである。
【図2】本技術の実施形態に係る、自動リキッドハンドリングシステムを使用して液体を混合する更なる方法を表すフローチャートである。
【図3】本技術の実施形態に係る、液体混合システムを備える例示的な自動リキッドハンドリングシステムの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0038】
ロボット式実験室リキッドハンドリングシステム等のリキッドハンドラシステムは、典型的に、異なる組成を有する２つの液体を混合するために引き起こされた乱流又は剪断流を使用する。これらの混合方法は、高流速に依拠し、流体の流れを精密に制御することを必要とし得る。本発明者らは、そのような技法が幾つかのリキッドハンドリング技術には不適であることを見出した。例えば、高スループットで低コストのリキッドハンドラ等の幾つかの自動リキッドハンドラは、異なる粘度を有する液体等の幾つかの液体を効果的に混合するのに必要な乱流を発生させるようには構成されない。
【0039】
本技術の実施形態に係る装置及び方法は、既知の液体混合方法の欠点に対処することができる。特に、本技術の実施形態に係る装置及び方法は、異なる組成の液体の体積を、高速又は乱流を伴わずに拡散混合を使用して効果的かつ迅速に混合することができる。本装置及び方法は、比較的小体積の液体（例えば、約１０マイクロリットル～２００マイクロリットルの範囲の微小流体体積）を混合するのに特に有利であり得る。この液体体積の範囲は、中間流体（mesofluidic）体積範囲と称する場合がある。
【0040】
図１は、本技術の幾つかの実施形態に係る、第１の液体（第１の液体供給部から）及び第２の液体（第２の液体供給部から）を混合する方法を表すフローチャートである。第１の液体及び第２の液体の液体体積を、第１の液体供給部及び第２の液体供給部のうちの一方から混合容積内に交互に吸引し、それにより、吸引された液体体積が、混合容積内で第１の液体及び第２の液体の交互に界面をなす層の連続体を含む液体スタックを形成する（ブロック５２）。次いで、第１の液体及び第２の液体の界面をなす層を、混合容積内での拡散によって互いに混合させ、混合液体を形成する（ブロック５４）。次いで、混合液体を混合容積から吐出する（ブロック５６）。幾つかの実施形態において、第２の液体は、第１の液体とは異なる。
【0041】
図２を参照すると、本方法は、図１の方法の産物である混合液体を更に混合することを更に含むことができる。混合液体を混合容積から吐出すること（ブロック５６、図１）は、混合液体の第１の体積を第１のリザーバ内に、及び混合液体の第２の体積を第２のリザーバ内に吐出することを含むことができる（ブロック６０、図２）。次いで、混合液体の液体体積を、第１のリザーバ及び第２のリザーバのうちの一方から混合容積内に交互に吸引し、それにより、混合液体の吸引された液体体積が、混合容積内で混合液体の交互に界面をなす層の連続体を含む第２の液体スタックを形成する（ブロック６２）。次いで、混合液体の界面をなす層を、混合容積内での拡散によって互いに混合させ、第２の混合液体を形成する（ブロック６４）。次いで、第２の混合液体を混合容積から吐出する（ブロック６６）。
【0042】
第１の液体及び第２の液体を複数繰り返して層にすることで、第１の液体と第２の液体との間の総界面積が増大し、それにより、第１の液体と第２の液体との間の拡散速度が増す。向上した拡散速度により、乱流を必要とすることなく、十分高い混合速度をもたらすことができる。
【0043】
幾つかの実施形態において、自動リキッドハンドラは、それぞれの液体供給部から管状プローブ（例えば、ピペット）を通して第１の液体及び第２の液体の交互の層を混合容積内に吸い取り又は吸引し、混合液体を管状プローブから吐出する。管状プローブは、リキッドハンドリングシステム内で好都合かつ効果的に統合及び動作することができる。
【0044】
図３を参照すると、ここでは、本技術の或る特定の実施形態に係る一例示の液体混合システム１０１が示されている。図示の液体混合システム１０１は、本技術の図示の実施形態に係る自動リキッドハンドリングシステム１１０の一部を構成する。しかしながら、開示される方法、システム、及び装置は、他の設計のリキッドハンドリングシステムの一部を形成する、又は他の設計のリキッドハンドリングシステムとともに使用することができることを理解されたい。液体混合システム１０１は、リキッドハンドリングシステム１１０内で２つ以上の液体を混合するように構成される。液体混合システム１０１及びリキッドハンドリングシステム１１０は、図１及び図２を参照して上述した方法を実行又は実施するように使用及び構成することができる。
【0045】
幾つかの実施形態において、リキッドハンドリングシステム１１０は、第１の液体供給部Ｓ１及び第２の液体供給部Ｓ２を備える。後述するように、第１の液体供給部Ｓ１は、第１の液体Ｃ１の体積ＶＳＣ１を含み、第２の液体供給部Ｓ２は、第２の液体Ｃ２の体積ＶＳＣ２を含む（図４）。液体混合システム１０１は、或る量の第１の液体Ｃ１及び第２の液体Ｃ２を互いに混合し、成分液体Ｃ１及びＣ２の混合液体Ｍ（図１１）を形成するように動作する。幾つかの実施形態において、第２の液体Ｃ２は、第１の液体Ｃ１とは異なる（例えば、成分液体Ｃ１、Ｃ２は、化学組成及び／又は粘度が互いに異なる）。
【0046】
図３を参照すると、図示の自動リキッドハンドリングシステム１１０は、プラットフォーム又はデッキ１１２と、フレーム１１４と、分析器１１６と、コントローラ１２０と、リキッドハンドラ１３０とを備える。幾つかの実施形態において、自動リキッドハンドリングシステム１１０は、ロボット式自動リキッドハンドリングシステムである。
【0047】
論考を目的として、また、図面に示すように、作業空間においては、鉛直に対応するＺ軸、及び水平面を共に画定するＸ軸及びＹ軸が規定されている。
【0048】
図示の実施形態において、また図４を参照すると、第１の液体供給部Ｓ１は、第１の液体Ｃ１の体積ＶＳＣ１を収容するレセプタクル又はリザーバ１７１を有する容器１７０を備える。第２の液体供給部Ｓ２は、第２の液体Ｃ２の体積ＶＳＣ２を収容するレセプタクル又はリザーバ１７３を有する容器１７２を備える。液体供給部Ｓ１、Ｓ２は、任意の好適な形態をとることができることが理解されよう。例えば、容器１７０、１７２は、別個の容器であっても、双方のリザーバ１７１、１７３を含む単一の容器（例えば、マルチウェルプレート）であってもよい。更なる例として、容器１７０、１７２は、開放蓋を有するベッセル、又は内容物にアクセスすることを可能にする閉鎖具（例えば、セプタム）を有するバイアルとすることができる。液体供給部Ｓ１、Ｓ２の一方又は双方は、それぞれの液体Ｃ１、Ｃ２を収容する２つ以上のリザーバを備えることができる。
【0049】
幾つかの実施形態において、リキッドハンドリングシステム１１０は、レセプタクル又はリザーバ１７５、１７７（図１２）をそれぞれ有する１つ以上の混合物収納容器１７４（図４及び図１２）、１７６（図１２）を更に備える。後述するように、混合液体Ｍは、リザーバ（複数の場合もある）１７５、１７７内に吐出することができる。
【0050】
幾つかの実施形態において、リキッドハンドリングシステム１１０は、レセプタクル又はリザーバ１７９（図１６）をそれぞれ有する１つ以上の再混合物収納容器１７８を更に備える。後述するように、リザーバ（複数の場合もある）１７９内には再混合液体を吐出することができる。
【0051】
リキッドハンドラ１３０（図３）は、圧力制御機構１３１と、プローブモジュール１４０と、導管又はチューブ１６０とを備える。リキッドハンドラ１３０は、コントローラ１２０によって制御することができる。
【0052】
プローブモジュール１４０（図３）は、プローブモジュールベース１４２と、それに取り付けられる管状プローブ１５０とを備える。リキッドハンドリングシステム１１０は、プローブ位置決めシステム１４４を備える。例示的な実施形態において、プローブ位置決めシステム１４４は、モジュール位置決めアクチュエータ１４６と、プローブ位置決めアクチュエータ１４８とを備える。モジュール位置決めアクチュエータ１４６は、コントローラ１２０によって、プローブモジュール１４０をＸ軸及びＹ軸に沿ってデッキ１１２及び液体供給部Ｓ１、Ｓ２に対して移動させるように動作可能である。プローブ位置決めアクチュエータ１４８は、コントローラ１２０によって、プローブ１５０をＺ軸に沿ってデッキ１１２及び液体供給部Ｓ１、Ｓ２に対して上下させるように動作可能である。しかしながら、当業者であれば、プローブ１５０を液体供給部Ｓ１、Ｓ２に対して移動させるために、任意の好適な位置決めシステムを使用することができることを理解するであろう。プローブモジュール位置決めアクチュエータ１４６及びプローブ位置決めアクチュエータ１４８は、例えば、電気モータを含むことができる。
【0053】
圧力制御機構１３１（図３）は、チューブ１６０によってプローブ１５０に流体結合される。圧力制御機構１３１は、ポンプ１３２と、ポンプアクチュエータ１３４とを備える。ポンプアクチュエータ１３４は、コントローラ１２０によって、ポンプ１３２を駆動するように動作可能である。
【0054】
ポンプ１３２は、任意の好適なタイプのポンプとすることができる。幾つかの実施形態において、ポンプ１３２は、シリンジポンプである。
【0055】
ポンプアクチュエータ１３４は、任意の好適なタイプの力アクチュエータとすることができる。幾つかの実施形態において、ポンプアクチュエータ１３４は、電動アクチュエータである。幾つかの実施形態において、ポンプアクチュエータ１３４は、電動リニアアクチュエータである。
【0056】
図４を参照すると、例示的なプローブ１５０は、遠位端部１５０Ａ及び近位端部１５０Ｂを有する。プローブ１５０は、遠位端部１５０Ａに先端部１５３を有する細長い本体１５２を備える。プローブの内腔又は通路１５４は、プローブ１５０を通って、プローブ長手方向軸ＰＡに沿って、プローブ入口１５６（先端部１５３にある）からプローブ近位ポート１５８（近位端部１５０Ｂにある）まで軸方向に延在する。幾つかの実施形態において、プローブ１５０は、ピペット又はカニューレである。例えば、プローブ１５０は、図示のような一部品ピペットとすることができる。
【0057】
図４を参照すると、チューブ１６０は、遠位端部１６０Ａと、反対側の近位端部１６０Ｂ（図３）とを有する。チューブの内腔又は通路１６４は、チューブ１６０を通って、チューブ長手方向軸ＴＡ（湾曲している場合がある）に沿って、チューブ入口１６６（遠位端部１６０Ａにある）からポンプ１３２（近位端部１６０Ｂにある）まで軸方向に延在する。チューブ入口１６６は、プローブ近位ポート１５８に接続され、それにより、プローブ通路１５４及びチューブ通路１６４は、合わせて連続的に組合せ通路１６７を形成する。チューブ１６０は、可撓性のチューブとすることができる。
【0058】
混合システム１０１は、コントローラ１２０と、圧力制御機構１３１と、プローブ１５０と、混合容積１５１（図４）とを備える。幾つかの実施形態において、混合容積１５１は、プローブ通路１５４及び／又はチューブ通路１６４によって画定される。
【0059】
以下、本技術の方法に従ったシステム１１０及び液体混合システム１０１の例示的な動作を、図４～図１１を参照して説明する。以下の手順は例示的なものであり、操作者の所望に応じて改変することができることが理解されよう。これらの動作の全て又は一部は、コントローラ１２０によって実行することができる。
【0060】
液体供給部Ｓ１、Ｓ２及び混合物収納容器（複数の場合もある）１７４、１７６は、例えば、デッキ上に設けられる。液体供給部Ｓ１、Ｓ２は、手動で、又はコントローラ１２０によって自動的にプログラムに従って、適所に配置することができる。
【0061】
プローブモジュール位置決めシステム１４４は、プローブモジュール１４０を第１の液体供給部Ｓ１のリザーバ１７１と鉛直に位置合わせ又は整合されるように移動させる。次いで、プローブモジュール位置決めシステム１４４は、図４に示されているように、プローブ１５０の先端部１５３をリザーバ１７１内の第１の液体Ｃ１の体積ＶＳＣ１へと下降させる。次いで、ポンプアクチュエータ１３４は、ポンプ１３２を駆動し、プローブ通路１５４内に真空又は負圧を発生させ、第１の液体Ｃ１の所望の又は規定の体積ＶＣ１を、体積ＶＳＣ１からプローブ入口１５６を通してプローブ通路１５４内に吸引するように動作する。吸引された体積ＶＣ１は、図４に示されているように、混合容積１５１内で第１の層Ｌ１を形成する。
【0062】
次いで、プローブモジュール位置決めシステム１４４は、リザーバ１７１から先端部１５３を上昇させ、プローブモジュール１４０を第２の液体供給部Ｓ２のリザーバ１７３と鉛直に位置合わせ又は整合されるように移動させる。次いで、プローブモジュール位置決めシステム１４４は、図５に示されているように、プローブ１５０の先端部１５３をリザーバ１７３内の第２の液体Ｃ２の体積ＶＳＣ２へと下降させる。次いで、ポンプアクチュエータ１３４は、ポンプ１３２を駆動し、プローブ通路１５４内に真空又は負圧を発生させ、第２の液体Ｃ２の所望の又は規定の体積ＶＣ２を、体積ＶＳＣ２からプローブ入口１５６を通してプローブ通路１５４内に吸引するように動作する。吸引された体積ＶＣ２は、図５に示されているように、混合容積１５１内で第２の層Ｌ２を形成する。
【0063】
幾つかの実施形態において、次いで、プローブモジュール位置決めシステム１４４は、リザーバ１７３から先端部１５３を上昇させ、プローブモジュール１４０を第１の液体供給部Ｓ１のリザーバ１７１と鉛直に位置合わせ又は整合されるように移動させる。次いで、プローブモジュール位置決めシステム１４４は、図５に示されているように、プローブ１５０の先端部１５３をリザーバ１７１内の第１の液体Ｃ１の体積ＶＳＣ１へと下降させる。次いで、ポンプアクチュエータ１３４は、ポンプ１３２を駆動し、プローブ通路１５４内に真空又は負圧を発生させ、第１の液体Ｃ１の所望の又は規定の体積ＶＣ１を、体積ＶＳＣ１からプローブ入口１５６を通してプローブ通路１５４内に吸引するように動作する。吸引された体積ＶＣ１は、図６に示されているように、混合容積１５１内で第３の層Ｌ３を形成する。
【0064】
幾つかの実施形態において、次いで、プローブモジュール位置決めシステム１４４は、リザーバ１７１から先端部１５３を上昇させ、プローブモジュール１４０を第２の液体供給部Ｓ２のリザーバ１７３と鉛直に位置合わせ又は整合されるように移動させる。次いで、プローブモジュール位置決めシステム１４４は、図７に示されているように、プローブ１５０の先端部１５３をリザーバ１７３内の第２の液体Ｃ２の体積ＶＳＣ３へと下降させる。次いで、ポンプアクチュエータ１３４は、ポンプ１３２を駆動し、プローブ通路１５４内に真空又は負圧を発生させ、第２の液体Ｃ２の所望の又は規定の体積ＶＣ２を、体積ＶＳＣ２からプローブ入口１５６を通してプローブ通路１５４内に吸引するように動作する。吸引された体積ＶＣ２は、図７に示されているように、混合容積１５１内で第４の層Ｌ４を形成する。
【0065】
上記は、液体供給部Ｓ１からの第１の液体Ｃ１の体積ＶＣ１及び液体供給部Ｓ２からの第２の液体Ｃ２の体積ＶＣ２の更なる交互の層を、所望に応じて漸次形成するように繰り返すことができる。すなわち、プローブモジュール位置決めシステム１４４を使用して、プローブ先端部１５３を液体供給部Ｓ１及びＳ２に繰り返し交互に配置し、それぞれの体積ＶＣ１及びＶＣ２を各配置中に吸引し、以前に吸引された層の下に液体Ｃ１、Ｃ２の更なる層を重ねる。これらの動作は、所望の数の層が形成されるか又は所望の総体積が混合容積１５１内に吸引されるまで継続することができる。
【0066】
図８を参照すると、吸引された液体体積ＶＣ１、ＶＣ２は、混合容積１５１における液体スタックＬＳを形成する。液体スタックＬＳは、第１の液体Ｃ１及び第２の液体Ｃ２の交互に界面をなす層Ｌ１～Ｌ１６の連続体ＳＡを含む。混合容積１５１は、細長く、層Ｌ１～Ｌ１６は、混合容積１５１の長手方向軸ＸＡ（湾曲している場合がある）に沿って重なる（すなわち、層Ｌ１～Ｌ１６は、プローブ長手方向軸ＰＡ及びチューブ長手方向軸ＴＡに沿って重なる）。層Ｌ１～Ｌ１６は、本明細書において、層Ｌとも称する場合がある。
【0067】
図９に示されているように、各層Ｌ１～Ｌ１６は、直接隣接して配置され、層界面Ｉにおいて上下の層と同一平面で接触する。各層Ｌ１～Ｌ１６の液体体積ＶＣ１、ＶＣ２は、両端部に界面表面Ｅ１、Ｅ２を有する（１つのみの界面表面を有する最端部の層を除く）。各層の上側界面表面Ｅ１は、先行する層の下側界面表面Ｅ２に界面Ｉにおいて接触する。すなわち、液体Ｃ１、Ｃ２の隣り合う層Ｌ１～Ｌ１６間には介在する層は存在しない。しかしながら、吸引された液体体積ＶＣ１、ＶＣ２間の境界は、分離していない場合もある。なぜなら、通路１５４、１６４を通して液体体積ＶＣ１、ＶＣ２を引き込むことで、液体体積ＶＣ１、ＶＣ２にいくらかの撹拌が生じ、液体体積ＶＣ１、ＶＣ２が界面において互いに混合する場合があるためである。
【0068】
各層Ｌ１～Ｌ１６の液体体積ＶＣ１、ＶＣ２は、混合容積１５１内に層Ｌ１～Ｌ１６が存在する間、関連する界面Ｉにおいて、隣接する各層Ｌ１～Ｌ１６の液体体積ＶＣ１、ＶＣ２内に拡散することが可能である。この拡散は、隣り合う液体体積ＶＣ１、ＶＣ２を互いに物理的に混合し、それにより、図１０に示されているように、混合容積１５１内で混合液体Ｍを形成する役目を果たす。
【0069】
プローブモジュール位置決めシステム１４４は、図１０に示されているように、プローブモジュール１４０を容器１７４のリザーバ１７５と鉛直に位置合わせ又は整合されるように移動させる。プローブモジュール位置決めシステム１４４は、プローブ１５０の先端部１５３をリザーバ１７５へと又はリザーバ１７５に隣接するように下降させることができる。次いで、ポンプアクチュエータ１３４は、ポンプ１３２を駆動し、プローブ通路１５４内に正圧を発生させ、図１１に示されているように、混合液体Ｍの所望の又は規定の体積を混合容積１５１からリザーバ１７５内に吐出するように動作する。その後、混合液体Ｍは、所望に応じて使用又は更に処理される。
【0070】
容器１７４は、吐出された混合液体を貯留するものの１つの例にすぎないことが理解されよう。例えば、混合液体Ｍは、（例えば、ガスクロマトグラフィ装置の）インジェクタ内又は別の液体を収容するリザーバ内に吐出することができる。
【0071】
液体スタックＬＳは、液体スタックＬＳの形成の完了とプローブ１５０からの混合液体Ｍの吐出との間の期間（保持時間）にわたって混合容積１５１内に保持することができ、それにより、記載したように、層Ｌ１～Ｌ１６の液体体積ＶＣ１、ＶＣ２が拡散することを可能にする。保持時間は、所定の又は規定の最小期間とすることができる。幾つかの実施形態において、液体スタックＬＳの層の全てを、少なくとも４秒間、隣接して界面をなす層とともに拡散させる。幾つかの実施形態において、液体スタックＬＳの層の全てを、混合容積１５１内で、約４秒～１００秒の範囲の滞留時間又は拡散混合時間にわたって、隣接して界面をなす層において拡散させる。
【0072】
図８は、１６の層Ｌを含む液体スタックＬＳを示しているが、当業者であれば、実施形態に係る液体スタックは、より多数又は少数の層を含むことができることを理解するであろう。幾つかの実施形態において、液体スタックは、第１の液体Ｃ１の少なくとも３つの層と、第２の液体Ｃ２の少なくとも２つの層とを含む。
【0073】
幾つかの実施形態において、各層Ｌは、約１マイクロリットル～１００マイクロリットルの範囲の液体体積を有する。幾つかの実施形態において、各層Ｌは、約３マイクロリットル～２５マイクロリットルの範囲の微小流体液体体積を有する。
【0074】
第１の液体Ｃ１の層は、第２の液体Ｃ２の層とは異なる体積を有することができる（すなわち、リキッドハンドラ１３０は、異なる体積の液体Ｃ１、Ｃ２を吸い取る又は吸引することができる）。
【0075】
幾つかの実施形態において、液体スタックＬＳにおける第１の液体の総体積は、液体スタックＬＳにおける第２の液体の総体積と実質的に等しい。
【0076】
幾つかの実施形態において、液体スタックＬＳにおける第１の液体の総体積は、液体スタックＬＳにおける第２の液体の総体積とは異なる。
【0077】
【0078】
幾つかの実施形態において、層の液体体積に対する各層の各界面表面Ｅ１、Ｅ２（図９）の面積の比率は、少なくとも０．０２ １／ｍｍである。
【0079】
幾つかの実施形態において、液体供給部Ｓ１、Ｓ２内の液体Ｃ１、Ｃ２の量は、混合液体Ｍにおける液体Ｃ１、Ｃ２の所望の体積比をもたらすように選択される。また、層状体積ＶＣ１、ＶＣ２は、各供給体積ＶＳＣ１、ＶＳＣ２が混合容積１５１内に完全に吸引されるまで、記載されるように、交互に吸い取られる又は吸引される。
【0080】
幾つかの実施形態において、また図１２～図１６を参照すると、混合液体Ｍは、液体Ｃ１、Ｃ２のより完全で均一な物理的混合を達成するために、プローブ１５０から吐出された後に再混合することができる。この場合、混合液体Ｍの一部（体積ＶＳＭ１）が、上述したポンプ１３２を使用して、混合容積１５１からリザーバ１７５内に吐出され、混合液体Ｍの別の部分（体積ＶＳＭ２）が、ポンプ１３２を使用して、混合容積１５１から（例えば、容器１７６又は別の容器の）第２のリザーバ１７７内に吐出される。
【0081】
プローブモジュール位置決めシステム１４４は、プローブモジュール１４０をリザーバ１７５と鉛直に位置合わせ又は整合されるように移動させ、図１２に示されているように、プローブ１５０の先端部１５３を体積ＶＳＭ１へと下降させる。次いで、ポンプアクチュエータ１３４は、ポンプ１３２を駆動し、プローブ通路１５４内に真空又は負圧を発生させ、体積ＶＳＭ１のうちの所望の又は規定の体積ＶＭ１を、プローブ入口１５６を通してプローブ通路１５４内に吸引するように動作する。吸引された体積ＶＭ１は、図１２に示されているように、混合容積１５１内で第１の層ＬＭ１を形成する。
【0082】
次いで、プローブモジュール位置決めシステム１４４は、先端部１５３をリザーバ１７５から上昇させ、プローブモジュール１４０をリザーバ１７７と鉛直に位置合わせ又は整合されるように移動させ、図１３に示されているように、プローブ１５０の先端部１５３を体積ＶＳＭ２へと下降させる。次いで、ポンプアクチュエータ１３４は、ポンプ１３２を駆動し、プローブ通路１５４内に真空又は負圧を発生させ、所望の又は規定の体積ＶＭ２を、体積ＶＳＭ２からプローブ入口１５６を通してプローブ通路１５４内に吸引するように動作する。吸引された体積ＶＭ２は、図１３に示されているように、混合容積１５１内で第２の層ＬＭ２を形成する。
【0083】
液体スタックＬＳの形成について記載したものと同様に、上記は、リザーバ１７５、１７７からの混合液体Ｍの体積ＶＭ１、ＶＭ２の更なる交互の層を、所望に応じて漸次形成するように繰り返すことができる。すなわち、プローブモジュール位置決めシステム１４４を使用して、プローブ先端部１５３をリザーバ１７５、１７７内の混合液体体積ＶＳＭ１、ＶＳＭ２内に繰り返し交互に配置し、それぞれの体積ＶＭ１及びＶＭ２を各配置中に吸引し、以前に吸引された層の下に混合液体の更なる層を重ねる。これらの動作は、所望の数の層が形成されるか、又は所望の総体積が混合容積１５１内に吸引されるまで継続することができる。
【0084】
図１４を参照すると、吸引された液体体積ＶＭ１、ＶＭ２は、混合容積１５１内で液体スタックＬＳＭを形成する。液体スタックＬＳＭは、第１の液体Ｃ１及び第２の液体Ｃ２の交互に界面をなす層ＬＭ１～ＬＭ１６（本明細書において総称して層ＬＭと称する場合がある）の連続体ＳＡＭを含む。各層ＬＭ１～ＬＭ１６は、直接隣接して配置され、層界面Ｉにおいて上下の層と同一平面で接触する。各層ＬＭ１～ＬＭ１６の液体体積ＶＭ１、ＶＭ２は、両端部に界面表面を有する（１つのみの界面表面を有する最端部の層を除く）。各層の上側界面表面は、先行する層の下側界面表面に界面Ｉにおいて接触する。
【0085】
各層ＬＭ１～ＬＭ１６の液体体積ＶＭ１、ＶＭ２は、混合容積１５１内に層ＬＭ１～ＬＭ１６が存在する間、関連する界面Ｉにおいて、隣接する各層ＬＭ１～ＬＭ１６の液体体積ＶＭ１、ＶＭ２内に拡散することが可能である。この拡散は、隣り合う液体体積ＶＭ１、ＶＭ２を互いに物理的に混合し、それにより、図１５に示されているように、混合容積内で混合液体ＲＭを形成する役目を果たす。
【0086】
プローブモジュール位置決めシステム１４４は、図１５に示されているように、プローブモジュール１４０を収納リザーバ１７９と鉛直に位置合わせ又は整合されるように移動させる。プローブモジュール位置決めシステム１４４は、プローブ１５０の先端部１５３をリザーバ１７９へと又はリザーバ１７９に隣接するように下降させることができる。次いで、ポンプアクチュエータ１３４は、ポンプ１３２を駆動し、プローブ通路１５４内に正圧を発生させ、図１６に示されているように、再混合液体ＲＭの所望の又は規定の体積を混合容積１５１からリザーバ１７９内に吐出するように動作する。その後、再混合液体ＲＭは、所望に応じて使用又は更に処理することができる。
【0087】
容器１７８は、吐出された再混合液体ＲＭを貯留するものの１つの例にすぎないことが理解されよう。例えば、再混合液体ＲＭは、（例えば、ガスクロマトグラフィ装置の）インジェクタ内又は別の液体を収容するリザーバ内に吐出することができる。
【0088】
幾つかの実施形態において、液体スタックＬＳＭは、液体スタックＬＳＭの形成の完了とプローブ１５０からの再混合液体ＲＭの吐出との間の期間（保持時間）にわたって混合容積１５１内に保持され、それにより、記載したように、層ＬＭ１～ＬＭ１６の液体体積ＶＭ１、ＶＭ２が拡散することを可能にする。保持時間は、所定の又は規定の最小期間とすることができる。幾つかの実施形態において、液体スタックＬＳＭの層の全てを、少なくとも４秒間、隣接して界面をなす層とともに拡散させる。幾つかの実施形態において、液体スタックＬＳＭの層の全てを、約４秒～１００秒の範囲の拡散時間にわたって、隣接して界面をなす層とともに拡散させる。
【0089】
図１４は、１６の層ＬＭ１～ＬＭ１６を含む液体スタックＬＳＭを示しているが、実施形態に係る液体スタックは、より多数又は少数の層を含むことができる。幾つかの実施形態において、液体スタックＬＳＭは、液体Ｃ１の少なくとも３つの層と、液体Ｃ２の少なくとも２つの層とを含む。
【0090】
幾つかの実施形態において、液体スタックＬＳＭの各層ＬＭは、約３マイクロリットル～２５マイクロリットルの範囲の液体体積を有する。
【0091】
幾つかの実施形態において、液体スタックＬＳＭの各層ＬＭは、層高さに対する層直径の比率が少なくとも０．０１６である。
【0092】
幾つかの実施形態において、層ＬＭの液体体積に対する液体スタックＬＳＭの各層ＬＭの各界面表面Ｅ３、Ｅ４の面積の比率は、少なくとも０．０２ １／ｍｍである。
【0093】
本明細書に記載される動作は、コントローラ１２０によって又はコントローラ１２０を通じて実行することができる。アクチュエータ１３４、１４６、１４８及び自動リキッドハンドリングシステム１１０の他の装置は、電子制御することができる。幾つかの実施形態によれば、コントローラ１２０は、記載した吸引、吐出、及びプローブ位置決めのうちの幾つか、及び幾つかの実施形態においては全てをプログラムに従って実行する。アクチュエータ１３４、１４６、１４８の動作は、コントローラ１２０によって完全に自動的にプログラムに従って実行することができる。コントローラ１２０には、ユーザコマンドを受信するＨＭＩ１２２を設けることができる。
【0094】
幾つかの実施形態において、液体スタックＬＳを形成する上述した吸引及びプローブ移動動作のそれぞれは、コントローラ１２０によって自動的にプログラムに従って実行される。幾つかの実施形態において、混合液体Ｍを吐出する上述した動作は、コントローラ１２０によって自動的にプログラムに従って実行される。
【0095】
再混合液体スタックＬＳＭを形成する上述した吸引及びプローブ移動動作のそれぞれは、コントローラ１２０によって自動的にプログラムに従って実行することができる。幾つかの実施形態において、再混合液体ＲＭを吐出する上述した動作は、コントローラ１２０によって自動的にプログラムに従って実行される。
【0096】
図４及び図８に示されているように、混合容積１５１は、プローブ通路１５４の一部及びチューブ通路１６４の一部の双方を含むことができる。すなわち、プローブ通路１５４及びチューブ通路１６４は、混合容積１５１として組み合わせて使用される。他の実施形態において、混合容積１５１は、全体的にプローブ通路１５４内に又は全体的にチューブ通路１６４内に画定することができる。
【0097】
幾つかの実施形態において、プローブ通路１５４は、約０．１ｍｍ～１ｍｍの範囲の内径を有する。
【0098】
幾つかの実施形態において、チューブ通路１６４は、約０．５ｍｍ～１．５ｍｍの範囲の内径を有する。
【0099】
幾つかの実施形態において、混合容積１５１の総容積は、約１０マイクロリットル～１００マイクロリットルの範囲である。
【0100】
幾つかの実施形態において、混合容積１５１の長さは、約２０ｍｍ～２００ｍｍの範囲である。
【0101】
幾つかの実施形態において、混合容積１５１の内径に対する混合容積１５１の長さの比率は、少なくとも２５である。
【0102】
図１７～図１９を参照すると、ここでは、更なる実施形態に係るリキッドハンドリングシステム３１０及び混合システム３０１が示されている。リキッドハンドリングシステム３１０及び混合システム３０１は、後述の点を除いて、リキッドハンドリングシステム１１０及び混合システム１０１について記載したものと同様に構築されるとともに動作することができる。リキッドハンドリングシステム３１０の記載において、同様の構成要素及び特徴は、リキッドハンドリングシステム１１０の記載において使用したものと同じ参照符号を使用して参照される。
【0103】
リキッドハンドリングシステム３１０は、第１の液体供給部Ｓ１’及び第２の液体供給部Ｓ２’（図１７）を備えることができる。第１の液体供給部Ｓ１’は、第１の液体供給部Ｓ１’が、第１の液体Ｃ１のそれぞれの体積ＶＳＣ１をそれぞれ収容する複数のリザーバ３７１を有する容器３７０を備えることを除いて、第１の液体供給部Ｓ１に対応する。第２の液体供給部Ｓ２’は、第２の液体供給部Ｓ２’が、第２の液体Ｃ２のそれぞれの体積ＶＳＣ２をそれぞれ収容する複数のリザーバ３７３を有する容器３７２を備えることを除いて、第２の液体供給部Ｓ２に対応する。
【0104】
リキッドハンドリングシステム３１０は、プローブモジュール１４０の代わりにプローブモジュール３４０を備える。プローブモジュール３４０は、モジュールベース３４２に取り付けられてともに移動する複数の（限定はしないが、図示のように４つの）管状プローブ１５０を備える。プローブ位置決めシステム１４４に対応するプローブ位置決めシステム（図示せず）が、プローブモジュール３４０及びプローブ１５０をデッキ１１２及びリザーバ３７１、３７３に対して移動させるように動作可能である。
【0105】
リキッドハンドリングシステム３１０は、複数のポンプ１３２及びポンプアクチュエータ３３４を備える圧力制御機構３３１も備える。ポンプ１３２のそれぞれは、それぞれのチューブ１６０によってプローブ１５０のそれぞれに流体結合される。
【0106】
幾つかの実施形態において、ポンプアクチュエータ３３４は、動作時にポンプ３３２をまとめて駆動する共通のポンプアクチュエータとして、ポンプ１３２に接続される。すなわち、ポンプアクチュエータ３３４が１つの方向又はモードで作動されると、ポンプアクチュエータ３３４は、それにより、ポンプ１３２の全てを駆動し、プローブ１５０の通路１５４内に負圧又は吸引圧力を発生させ、ポンプアクチュエータ３３４が第２の方向又はモードで作動されると、ポンプアクチュエータ３３４は、それにより、ポンプ１３２の全てを駆動し、プローブ１５０の通路１５４内に正圧又は吐出圧力を発生させる。ポンプアクチュエータ３３４は、ポンプ１３２を実質的に同時に又は同調して駆動することができる。
【0107】
他の実施形態において、各ポンプ１３２には、関連するポンプ１３２を独立して制御するように動作することができる固有のポンプアクチュエータが設けられる。
【0108】
リキッドハンドリングシステム３１０は、本技術の方法に従って、リキッドハンドリングシステム１１０と実質的に同様に使用することができるが、ただし、液体体積ＶＣ１、ＶＣ２は、一群として（及び幾つかの実施形態において、実質的に同時に）複数のプローブ１５０の混合容積１５１内に吸引される、複数のプローブ１５０の混合容積１５１内で拡散する、及び複数のプローブ１５０の混合容積１５１から吐出される。
【0109】
例えば、図１７に示されているように、プローブモジュール位置決めシステム３４４は、プローブモジュール３４０を移動させて、プローブ１５０をリザーバ３７１のそれぞれと鉛直に位置合わせ又は整合されるように配置し、プローブ１５０の先端部１５３をそれぞれの体積ＶＳＣ１へと下降させる。次いで、ポンプアクチュエータ３３４は、ポンプ１３２を駆動し、各プローブ通路１５４内に真空又は負圧を発生させ、体積ＶＳＣ１のうちの所望の又は規定の体積ＶＣ１を、プローブの入口１５６を通して関連するプローブ１５０のプローブ通路１５４内に吸引するように動作する。吸引された体積ＶＭ１は、図１７に示されているように、プローブ１５０の混合容積１５１内でそれぞれの第１の層Ｌ１を形成する。
【0110】
次いで、プローブモジュール位置決めシステム３４４は、プローブモジュール３４０を移動させて、プローブ１５０をリザーバ３７３のそれぞれと鉛直に位置合わせ又は整合されるように配置し、図１８に示されているように、プローブ１５０の先端部１５３をそれぞれの体積ＶＳＣ２へと下降させる。次いで、ポンプアクチュエータ３３４は、ポンプ１３２を駆動し、各プローブ通路１５４内に真空又は負圧を発生させ、所望の又は規定の体積ＶＣ２を、体積ＶＳＣ２からプローブの入口１５６を通して関連するプローブ１５０のプローブ通路１５４内に吸引するように動作する。吸引された体積ＶＣ２は、図１８に示されているように、プローブ１５０の混合容積１５１内でそれぞれの第２の層Ｌ２を形成する。
【0111】
図４～図１１を参照して液体スタックＬＳの形成について記載したものと同様に、上記は、プローブモジュール３４０の各プローブ１５０に関連する混合容積内でそれぞれの液体スタックＬＳを所望に応じて漸次形成するように繰り返すことができる。各液体スタックＬＳの層は、各混合容積１５１内でそれぞれの混合液体を形成するように拡散させることができる。それぞれの混合液体は、上述したようにプローブ１５０からそれぞれ吐出することができる。さらに、吐出された混合液体は、図１２～図１６を参照して上述したものと同様に、幾つかのプローブ１５０において再混合することができる。
【0112】
幾つかの実施形態において、リキッドハンドラ３３０は、各層Ｌを４つのプローブ１５０内に実質的に同時に吸引する。幾つかの実施形態において、リキッドハンドラ３３０は、各層の混合液体Ｍ（又はＲＭ）を４つのプローブ１５０から実質的に同時に吐出する。
【0113】
記載される混合システム３０１及び方法において、プローブ１５０における混合手順は、並列プロセスとして実行されることが理解されよう。したがって、混合システム３０１は、所与の時間内でより大きな体積の液体を混合することができる。
【0114】
【0115】
図１７～図１９は、４つのプローブ１５０を備えるプローブモジュール、及び４つのリザーバをそれぞれ備える液体供給部を示しているが、より多数又は少数のプローブ及びリザーバを使用して、記載のように、並列して又は同時に吸引及び混合を行うことができる。また、プローブ１５０のうちの２つ以上が同じリザーバから吸引することができる。
【0116】
第１の液体Ｃ１は、第２の液体Ｃ２とは異なる組成を有することができる。
【0117】
幾つかの実施形態において、第１の液体Ｃ１は、第２の液体Ｃ２とは異なる化学組成を有する。
【0118】
幾つかの実施形態において、第１の液体Ｃ１は、第２の液体Ｃ２とは異なる粘度を有する。幾つかの実施形態において、液体Ｃ１、Ｃ２のうちの一方は、他方の液体Ｃ１、Ｃ２の粘度よりも少なくとも１５％高い粘度を有する。
【0119】
第１の液体Ｃ１及び第２の液体Ｃ２のうちの一方又は双方は、混合物とすることができる。
【0120】
幾つかの実施形態において、第１の液体Ｃ１は、第１の液体バイオリアクタであり、第２の液体Ｃ２は、第２の液体バイオリアクタである。
【0121】
幾つかの実施形態において、液体Ｃ１、Ｃ２は、ＤＮＡシークエンシングライブラリを調製するプロセスの一環として、本明細書に記載されるように混合される。幾つかの実施形態において、液体Ｃ１、Ｃ２は、次世代シークエンシング（ＮＧＳ：Next Generation Sequencing）用の試料を調製するプロセスの一環として、本明細書に記載されるように混合される。幾つかの実施形態において、第１の液体Ｃ１は、ＤＮＡ断片を含む反応混合物であり、第２の液体Ｃ２は、リガーゼ酵素及び反応バッファを含む。
【0122】
幾つかの実施形態において、液体Ｃ１、Ｃ２は、生体反応の一環として、本明細書に記載されるように混合される。幾つかの実施形態において、液体Ｃ１、Ｃ２は、ＳＰＲＩビーズ洗浄のプロセスの一環として、本明細書に記載されるように混合される。幾つかの実施形態において、液体Ｃ１、Ｃ２は、ＤＮＡオリゴハイブリダイゼーションアッセイにおけるプロセスの一環として、本明細書に記載されるように混合される。
【0123】
幾つかの実施形態において、自動リキッドハンドリングシステム１１０は、互いに異なる粘度を有する２つの液体を混合するために使用される高スループットのリキッドハンドリングシステムである。例えば、幾つかの実施形態において、自動リキッドハンドリングシステム１１０は、高スループットのリキッドハンドリングシステムであり、第１の液体Ｃ１は、ＤＮＡシークエンシングライブラリを調製するプロセスの第１の反応成分であり、第２の液体Ｃ２は、ＤＮＡシークエンシングライブラリを調製するプロセスの第２の反応成分である。第１の反応成分は、ＤＮＡ断片を含むことができ、第２の反応成分は、ライゲーションバッファを含むことができ、第２の反応成分は、第１の反応成分よりも低い粘度を有する。幾つかの実施形態において、第１の反応成分は、末端修復及びアデニル化（ＥＲＡ：end repair and adenylation）反応バッファであり、第２の反応成分は、ライゲーション反応バッファである。例えば、シークエンシングライブラリ調製プロトコル（例えば、３６マイクロリットルのＥＲＡ及び３６マイクロリットルのライゲーション反応バッファを混合する）において、リキッドハンドリングシステム１１０は、最初に６マイクロリットルのＥＲＡ、次に６マイクロリットルのライゲーション反応バッファ、次に６マイクロリットルのＥＲＡを吸引し、それにより、交互になった６マイクロリットルのＥＲＡ及びライゲーション反応バッファにおける液体スタックＬＳを形成する。
【0124】
第１の液体及び第２の液体の特性又は他の要因に応じて、様々なパラメータを改変又は選択することができる。これらのパラメータとして、例えば、層Ｌの高さ、混合容積内での液体スタックＬＳの保持時間、層Ｌ間の最小拡散時間、液体スタックＬＳにおける層Ｌの数、液体スタックＬＳの総体積、及び混合容積１５１の寸法（例えば、プローブ通路１５４及びチューブ通路１６４の内径）を挙げることができる。
【0125】
幾つかの実施形態に係る混合手順は、更なるステップを含むことができる。例えば、液体供給部Ｓ１、Ｓ２のクロスコンタミネーションを防止又は低減するために、吸引ステップの合間に先端部１５３を洗浄液又はすすぎ液に浸すことができる。
【0126】
幾つかの実施形態において、混合液体Ｍ（又は再混合液体ＲＭ）は、チューブ１６０を通してリザーバ又は装置（分析器１１６等）に移送し、混合液体Ｍ（又は再混合液体ＲＭ）を混合容積１５１から吐出することができる。
【0127】
本明細書に例示及び記載される容器及びリザーバは、例にすぎず、任意の好適なリザーバを使用することができる。例えば、液体体積ＶＳＣ１、ＶＳＣ２、ＶＳＭ１、ＶＳＭ２、Ｍ、及びＲＭを保持及び収納するリザーバは、液体試料を直接収容する一体凹部若しくはレセプタクルを備えるウェルプレート若しくはマイクロウェルプレート、又はバイアル若しくは他の個別のベッセル（トレイ、ラック、キャリア、又はプラッタに据え付けることができる）とすることができる、又はそれらを含むことができる。
【0128】
プローブ１５０は、一部品ピペット又はカニューレとして図に示されているが、他のタイプ及び構成の管状プローブを使用することができる。例えば、各プローブ１５０は、ピペッタと、ピペッタに取外し可能に取り付けられるピペットチップとを含むことができる。この場合、先端部１５３は、ピペットチップの一部を形成することができる。
【0129】
本技術の実施形態に係るシステム及びホルダは、例えば、生物化学及び化学処理、リキッドハンドリング、並びに実験室における試料の分析に使用することができる。分析機器１１６は、任意の適した装置又は機器とすることができる。
【0130】
コントローラ１２０ロジックの実施形態は、全体がソフトウェアによる実施形態の形態をとることができる、又はソフトウェアの態様及びハードウェアの態様を組み合わせた実施形態の形態をとることができ、これら全ては概して「回路」又は「モジュール」という。幾つかの実施形態において、回路は、ソフトウェア及びハードウェアの双方を含み、ソフトウェアは、既知の物理的な属性及び／又は構成を有する特定のハードウェアとともに動作するように構成される。さらに、コントローラロジックは、媒体に具現されたコンピュータ使用可能プログラムコードを有するコンピュータ使用可能記憶媒体上のコンピュータプログラム製品の形態をとることができる。ハードディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、光学記憶装置、送信媒体、例えば、インターネット若しくはイントラネットをサポートする送信媒体、又は他の記憶装置を含む、任意の適したコンピュータ可読媒体を利用することができる。
【0131】
図２０は、コントローラ１２０において使用することができる回路又はデータ処理システム４０２の概略図である。回路及び／又はデータ処理システムは、任意の適した装置又は複数の装置におけるデジタル信号プロセッサ４１０に組み込むことができる。プロセッサ４１０は、アドレス／データバス４１１を介してＨＭＩ１２２及びメモリ４１２と通信する。プロセッサ４１０は、任意の商業的に入手可能な又はカスタム仕様のマイクロプロセッサとすることができる。メモリ４１２は、データ処理システムの機能を実施するために使用されるソフトウェア及びデータを含むメモリ装置の全体系を代表するものである。メモリ４１２は、限定するものではないが、キャッシュ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＳＲＡＭ、及びＤＲＡＭといったタイプの装置を含むことができる。
【0132】
図２０は、データ処理システムにおいて使用される幾つかのカテゴリのソフトウェア及びデータ、例えば、オペレーティングシステム４１４、アプリケーションプログラム４１６、入出力（Ｉ／Ｏ）デバイスドライバ４１８、及びデータ４２０をメモリ４１２が含むことができることを示している。
【0133】
データ４２０は、機器に固有のデータを含むことができる。図２０は、データ４２０が、液体供給部データ４２２と、実験器具データ４２４と、プローブデータ４２６と、手順データ４２８とを含むことができることも示している。
【0134】
液体供給部データ４２２は、液体供給部Ｓ１、Ｓ２の特性に関する又はそれを表すデータを含むことができる。
【0135】
液体供給部データ４２２は、例えば、各容器１７０、１７２、１７４、１７６、１７８、３７０、３７２に対する一意の識別子（例えば、シリアル番号）及び／又は名称、各リザーバ１７１、１７３、１７５、３７１、３７３に対する一意の識別子及び／又は名称、及び／又はリザーバ内に収容された液体Ｃ１、Ｃ２の記述を含むことができる。液体供給部データ４２２は、容器及び／又はリザーバの寸法を含むことができる。液体供給部データ４２２は、リザーバの空間的又は幾何学的レイアウト又は位置を表す位置データを含むことができる。
【0136】
実験器具データ４２４は、混合液体Ｍ又は再混合液体ＲＭを受け取るように意図された容器の特性に関する又はそれを表すデータを含むことができる。
【0137】
プローブデータ４２６は、液体供給部Ｓ１、Ｓ２、デッキ１１２、及び／又はシステム１１０の他の部分に対するプローブ１５０の空間的又は幾何学的レイアウト又は位置を表すプローブ位置データを含むことができる。
【0138】
プローブデータ４２６は、例えば、各プローブ１５０に対する一意の識別子（例えば、シリアル番号）及び／又は名称を含むことができる。プローブデータ４２６は、プローブ１５０及び／又はプローブモジュール１４０、３４０の寸法を含むことができる。プローブデータ４２６は、プローブ１５０及びプローブモジュール１４０、３４０の空間的又は幾何学的レイアウト又は位置を表す位置データを含むことができる。
【0139】
手順データ４２８は、本明細書に記載の手順を実行するためのプロトコル又はステップのシーケンスを表すデータを含むことができる。ステップのシーケンスは、コントローラ１２０によって実行される上記のステップの全て又は一部を含むことができる。ステップのシーケンスは、例えば、分析シーケンスを含むことができる。
【0140】
図２０は、アプリケーションプログラム４１６が、リキッドハンドラ１３０を制御するリキッドハンドラ制御モジュール４３６と、分析器制御モジュール４３８とを含むことができることも示している。リキッドハンドラ制御モジュール４３６は、プローブ位置決めシステム１４４（例えば、アクチュエータ１４６、１４８を含む）を制御するモジュールと、圧力制御機構（例えば、ポンプアクチュエータ１３４を含む）を制御するモジュールとを含むことができる。分析器制御モジュール４３８は、分析器１１６の動作を制御するように構成することができる。
【0141】
当業者によって理解されるように、オペレーティングシステム４１４は、データ処理システムとともに使用するのに適した任意のオペレーティングシステムとすることができる。Ｉ／Ｏデバイスドライバ４１８は、典型的に、Ｉ／Ｏデータポート（複数の場合もある）、データストレージ、及び或る特定のメモリ構成要素等の装置と通信するためにアプリケーションプログラム４１６によってオペレーティングシステム４１４を通じてアクセスされるソフトウェアルーティンを含む。アプリケーションプログラム４１６は、データ処理システムの様々な機能を実施するプログラムを例証するものであり、本技術の実施形態に係る動作をサポートする少なくとも１つのアプリケーションを含むことができる。最後に、データ４２０は、アプリケーションプログラム４１６、オペレーティングシステム４１４、Ｉ／Ｏデバイスドライバ４１８、及びメモリ４１２内に存在し得る他のソフトウェアプログラムによって使用される静的及び動的なデータを表す。
【0142】
当業者によって理解されるように、本技術の教示の恩恵を受けながら、他の構成も利用することができる。例えば、１つ以上のモジュールは、オペレーティングシステム、Ｉ／Ｏデバイスドライバ、又はデータ処理システムの他のこのような論理的な区分に組み込むことができる。したがって、本技術は、図２０の構成に限定されるものとして解釈すべきではなく、本明細書に記載の動作を実行することが可能な任意の構成を包含することを意図している。さらに、モジュールのうちの１つ以上は、他の構成要素、例えば、コントローラ１２０と通信することができる、又はコントローラ１２０に全体的若しくは部分的に組み込むことができる。
【0143】
本技術の例示的な実施形態が示されている添付の図面を参照し、本技術について本明細書において説明してきた。図面において、領域又は特徴部分の相対的な大きさは、明瞭化のために誇張される場合がある。しかし、本技術は、多くの異なる形態で具現できるものであり、本明細書において記載されている実施形態に限定して解釈すべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が詳細かつ完全なものとなり、当業者に対して本技術の範囲を十分に伝えるように提供される。
【0144】
様々な要素、構成要素、領域、層、及び／又はセクションについて説明するために本明細書において「第１の」、「第２の」等の用語を使用する場合があるが、これらの要素、構成要素、領域、層、及び／又はセクションは、これらの用語によって限定すべきでないことが理解されるであろう。これらの用語は、１つの要素、構成要素、領域、層、又はセクションを別の領域、層、又はセクションと区別するためにのみ使用される。したがって、以下で論じる第１の要素、構成要素、領域、層、又はセクションは、本技術の教示から逸脱することなく、第２の要素、構成要素、領域、層、又はセクションという用語となる場合がある。
【0145】
「の下に（beneath）」、「の下に（below）」、「の下側の（lower）」、「の上に（above）」、「の上側の（upper）」等のような空間的に相対的な用語は、図に示す、１つの要素又は特徴部の、別の要素（複数の場合もある）又は特徴部（複数の場合もある）に対する関係を述べるため、説明の容易さのために本明細書において使用することができる。空間的に相対的な用語は、図に示す向きに加えて、使用中又は動作中の装置の異なる向きを包含することが意図されることが理解されるであろう。例えば、図における装置が反転される場合、他の要素又は特徴部「の下に（below）」又は「の下に（beneath）」として述べられる要素は、他の要素又は特徴部「の上に（above）」向けられることになる。そのため、例示的な用語「の下に（below）」は、「の上に（above）」の向きと「の下に（below）」の向きの双方を包含し得る。装置は、その他の方法で（９０度回転して又は他の向きに）向けることができ、本明細書で使用される空間的に相対的な記述語（descriptors）は、相応して解釈される。
【0146】
本明細書において用いられる場合、別段明示される場合を除き、単数形「a」、「an」及び「the」は、複数形も包含することを意図される。本明細書において用いられる場合、「備える、含む（includes、comprises）」及び／又は「備えている、含んでいる（including、comprising）」という用語は、述べられている特徴、完全体、ステップ、動作、要素、及び／又はコンポーネントの存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、完全体、ステップ、動作、要素、コンポーネント、及び／又はそれらの群の存在又は追加を除外しないことが更に理解されるであろう。構成要素が別の構成要素に「接続」又は「連結」されているという場合、それは、他の構成要素に直接的に接続若しくは連結されている場合があるか、又は介在する構成要素が存在する場合があることが理解されるであろう。本明細書において用いられる場合、「及び／又は（and/or）」という用語は、関連付けられて列挙された項目のうちの１つ以上の任意及び全ての組み合わせを含む。
【0147】
「自動的に（automatically）」という用語は、動作が、実質的に、場合によっては全体的に、人間による入力又は手動による入力なしに実行されるとともに、プログラムに従って指示又は実行される場合があることを意味する。
【0148】
「プログラムに従って（programmatically）」という用語は、コンピュータプログラムモジュール、コード、及び／又は指示によって電子的に指示及び／又は主に実行される動作をいう。
【0149】
「電子的に（electronically）」という用語は、構成要素間の無線接続及び有線接続の双方を含む。
【0150】
本開示の利益を考えると、本発明の趣旨及び範囲から逸脱せずに、当業者は多くの変形及び変更を行うことができる。したがって、図示の実施形態が例示のために述べられたにすぎず、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明を限定するものととらえられるべきではないことを理解しなければならない。したがって、添付の特許請求の範囲は、文字通り記載されている要素の組み合わせだけでなく、実質的に同じ方法で実質的に同じ機能を行い実質的に同じ結果を得るための全ての等価な要素も含むものとして読み取られるものとする。したがって、特許請求の範囲は、上記で具体的に図示及び説明したもの、概念的な等価物、及び本発明の基本的な概念を組み込むものをも含むと理解されたい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【国際調査報告】