(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転の縦軸を有し、自身の第１の端部に円形接触面を含み、前記円形接触面の第１の半径方向位置にヒータ及び第２の半径方向位置に磁石を有する駆動装置と、
前記駆動装置の前記第１の端部の近くに設けられかつ前記円形接触面に回転不能に設けられ、内部円筒面を含み、自身の外面からシリンジ状成形部が伸長し、前記シリンジ状成形部内のシリンジポートが前記内部円筒面と前記外面との間を接続し、前記内部円筒面及び前記外面が互いに反対にありかつ前記駆動装置の前記回転の縦軸に並行とされたカートリッジ本体と、
前記内部円筒面に回転自在に設けられ、前記駆動装置の回転によって前記カートリッジ本体内で回転するように前記駆動装置に動作可能に接続されたリザーバインサートと、を備える流体処理システムであって、
前記リザーバインサートは、
複数のリザーバ流体ポート、第１の通過流体ポート及び第２の通過流体ポートを含む外側表面に設けられた複数の流体ポートを有する円筒状側壁と、
前記円筒状側壁によって定められた外周内の複数のリザーバと、
前記リザーバインサートの底部に沿って伸長した流体通過チャネルと、を含み、
前記流体ポートの各々は、シリンジ状ポートと選択的に位置合わされ得るように前記リザーバインサートの底部から第１の距離であり、更に、前記円筒状側壁は前記外側表面及び前記複数の流体ポート上に設けられた複数のリリーフポートを備え、
前記複数のリザーバの各々は前記複数の流体ポートのうちの１つのリザーバ流体ポート及び前記複数のリリーフポートのうちの１つのリリーフポートに流体通過自在に接続され、
前記流体通過チャネルは、前記流体通過チャネルの各端部で前記第１の通過流体ポート及び前記第２の通過流体ポートに流体通過自在に接続され、前記流体通過チャネルの流体が前記ヒータからの熱又は前記磁石からの磁場の影響を受けることができるように前記リザーバインサートの回転によって前記ヒータ又は前記磁石の近くに選択的に位置決め可能であることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記複数のリリーフポートは、前記第１の距離より大である第２の距離だけ前記リザーバインサートの底部の上方に設けられていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３】
ウォームギアによって前記駆動装置に動作可能に接続されたウォームギア駆動部を更に含み、前記ウォームギア駆動部の動作は前記駆動装置に前記回転の縦軸について回転させることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記カートリッジ本体は、前記カートリッジ本体の外面上に設けられた反応チャンバを含むことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記反応チャンバは生物学的マイクロプローブを有するチップを含み、前記チップは前記反応チャンバの壁を形成することを特徴とする請求項４記載のシステム。
【請求項６】
前記シリンジポートに流体通過自在に接続されたプランジャを更に備えることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記シリンジポートは、前記複数の流体ポートのうちの１つの流体ポートと選択的に整列され得るように前記カートリッジ本体の前記外側表面から垂直に延びていることを特徴とする請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記複数のリザーバ内に流体を保持するようにフィルムシールを更に含むことを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記ヒータの近傍の前記円形接触面に設けられた温度センサを更に備えることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記円形接触面の中央位置に超音波かく乱器を含み、前記複数のリザーバは、前記超音波かく乱器の上方に直接配置された少なくとも１つのサンプルリザーバを備えることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記ヒータの近傍の前記円形接触面に設けられた温度センサを更に備えることを特徴とする請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
前記複数のリザーバの各々は前記円形接触面の上方に設けられていることを特徴とする請求項１０記載のシステム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのサンプルリザーバは複数のかく乱物を含むことを特徴とする請求項１１記載のシステム。
【請求項１４】
前記かく乱物はガラスビーズであることを特徴とする請求項１２記載のシステム。
【請求項１５】
前記円形接触面の中央位置に超音波源を含み、前記複数のリザーバは、前記超音波源の上方に直接配置された少なくとも１つのサンプルリザーバを備えることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２００９年４月３日に出願された米国仮特許出願第６１／１６６，５１９号より優先権を主張し、当該仮特許出願の内容は参照によりその全体が組み込まれている。
【技術分野】
【０００２】
本発明はマルチチャンバ型バルブに関し、より詳細にはマルチチャンバ型回転バルブに関する。本発明はさらに複数の流体を保管リザーバ（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）から反応チャンバへ搬送する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
流体解析は一般的に一連の処理のステップを必要とする。これら処理のステップは一般的に、異なる流体が異なるタイミング及び様々な態様にて１つの反応領域に接触することを必要とする。さらに各流体は当該反応領域と接触するに先立って、化学的な前処理のステップ、光学的な前処理のステップ、熱的な前処理のステップ、力学的な前処理のステップ、磁気的な前処理のステップ又は音響学的な前処理のステップのような異なる前処理を必要とする場合もある。単一の流体サンプルは、加熱処理又は超音波処理のような、反応領域と接触するに先立って複数の前処理のステップが行われる場合もある。流体の数及び前処理のステップの数が増加するのに伴い、当該流体の搬送システムはより複雑になる。
【０００４】
流体搬送システムの現在の構造は特定の処理用にカスタマイズされており、新規な処理には容易に変更・変形できない。典型的な場合、流体搬送システムは特定の流体を前処理及び搬送するように独自に設定された一連のチャンバからなる。これらシステムが当該チャンバ及び搬送手段を変えることなく新規な前処理のステップ又は新規な流体搬送に適合することは容易ではない。
【０００５】
従って、新規な搬送手段及び新規な前処理のステップへ容易に対応できる流体搬送システムが望まれる。
【０００６】
さらに、卓上型装置又は携帯型装置から容易に挿入かつ取り外し可能な使い捨てタイプの流体搬送システムが望まれる。
【０００７】
さらに、容易に製造され、かつ様々な流体搬送のニーズに合わせてカスタマイズされ得る流体搬送システムが望まれる。
【発明の概要】
【０００８】
本発明は複数の流体を搬送する装置及び方法を提供する。回転バルブは、カートリッジ本体に位置する複数のリザーバを備えた回転リザーバインサート（ｉｎｓｅｒｔ）を含む。当該回転バルブは、流体を前処理する流体チャンバを収容するリザーバと、当該リザーバ及び当該チャンバを外部ポートへ接続する複数の流体経路と、流体を搬送する通過搬送路と、を含む。
【０００９】
回転構造の使用により、単一のプランジャが様々な開閉時間において複雑なバルブシステムを開閉することを必要とせずに流体サンプルの引き込み及び送り出しをすることができる。これは、当該装置の漏れ及び搬送失敗の可能性を大幅に下げる。さらに、プランジャの使用により、引き込まれた流体量の調節においてより広い改変が可能となる。
【００１０】
当該リザーバインサートは最小限のコストで様々な構成を可能にするように射出成形される。当該リザーバインサートの外観は円筒形になっており、当該カートリッジ本体に組み込まれる際に当該インサートの軸を中心に自由に回転することができる。当該リザーバインサートの内部はリザーバのサイズ又は形状若しくは前処理チャンバのサイズ又は形状のいずれも含むように変形可能である。
【００１１】
カスタマイズされた回転バルブは同一の外観形状及び外観寸法を保持し、既存の装置へ挿入され得る。当該装置による処理手順はいかなるチャンバ、いかなるサンプルサイズ、いかなる処理時間、又はいかなるポート位置にも対応できるように容易に変形される。
【００１２】
当該回転バルブは、当該回転バルブとその内部にある液体試薬及び固体試薬の長期保管及び長期輸送を可能にするために全てのポート及び全ての穴を閉じたまま保管され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
本発明は添付図面を参照して開示される。
【００１４】
【図１Ａ】１の実施例の回転バルブを示す図である。
【図１Ｂ】１の実施例の回転バルブを示す図である。
【図２】１の実施例の回転バルブの分解図である。
【図３Ａ】１の実施例の回転バルブの断面図である。
【図３Ｂ】電磁石及び超音波発生器をバルブ内部に有する１の実施例の回転バルブの断面図である。
【図４Ａ】１の実施例のカートリッジ本体を示す図である。
【図４Ｂ】１の実施例のカートリッジ本体を示す図である。
【図４Ｃ】１の実施例のカートリッジ本体を示す図である。
【図４Ｄ】１の実施例のカートリッジ本体を示す図である。
【図５Ａ】当該カートリッジ本体にマルチチャンバ型リザーバを有する１の実施例の組み立てられた回転バルブの断面図である。
【図５Ｂ】当該カートリッジ本体にマルチチャンバ型リザーバを有する１の実施例の組み立てられた回転バルブの断面図である。
【図６Ａ】１の実施例のマルチチャンバ型リザーバを示す図である。
【図６Ｂ】１の実施例のマルチチャンバ型リザーバを示す図である。
【図６Ｃ】１の実施例のマルチチャンバ型リザーバを示す図である。
【図６Ｄ】１の実施例のマルチチャンバ型リザーバを示す図である。
【図６Ｅ】１の実施例のマルチチャンバ型リザーバを示す図である。
【図６Ｆ】１の実施例のマルチチャンバ型リザーバを示す図である。
【図６Ｇ】１の実施例のマルチチャンバ型リザーバを示す図である。
【図７Ａ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図７Ｂ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図８Ａ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図８Ｂ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図９Ａ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図９Ｂ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図１０Ａ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図１０Ｂ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図１１Ａ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図１１Ｂ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図１２Ａ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図１２Ｂ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図１２Ｃ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図１３Ａ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図１３Ｂ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図１４Ａ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図１４Ｂ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図１４Ｃ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図１５Ａ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図１５Ｂ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図１６Ａ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図１６Ｂ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図１６Ｃ】１の実施例の当該搬送路を通過する所望の流体の流路に位置するマルチチャンバ型リザーバに組み立てられた回転バルブを示す図である。
【図１７】１の実施例の当該回転バルブを概略的に示す図である。
【図１８】１の実施例の当該回転バルブを１つ使用する処理を示すフローチャートである。
【図１９Ａ】別の実施例のマルチチャンバ型リザーバインサートの構造を示す図である。
【図１９Ｂ】別の実施例のマルチチャンバ型リザーバインサートの構造を示す図である。
【図２０Ａ】別の実施例のマルチチャンバ型リザーバインサートの構造を示す図である。
【図２０Ｂ】別の実施例のマルチチャンバ型リザーバインサートの構造を示す図である。
【図２１Ａ】別の実施例のマルチチャンバ型リザーバインサートの構造を示す図である。
【図２１Ｂ】別の実施例のマルチチャンバ型リザーバインサートの構造を示す図である。
【図２２】１の実施例の回転バルブ駆動部及びプランジャ駆動部を含むサンプリング装置を示す図である。
【図２３】１の実施例の逆回転用回転バルブの回転バルブ駆動部を示す図である。
【図２４】１の実施例のステッピングモータ及びウォームギア駆動部を示す図である。
【図２５】１の実施例のヒータを示す図である。
【００１５】
対応する参照番号は複数の図に亘って対応する部分を示している。本明細書に示されている実施例は本発明による複数の実施例を示しているが、いかなる態様においても本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明による回転バルブは様々な位置決めが可能な２ピース構造となっており、当該リザーバに含まれる流体が当該流体経路を通過できるようになっている。当該２ピース構造により、容易な製造及び容易な組立が可能になる。さらに、当該構造により、当該回転バルブは複数の流体が必要とするような、装置における使い捨て部分となることができる。１の実施例において、検出装置に使用される場合、当該回転バルブは単一で使用される部分である。当該回転バルブは生物学的な検査用の必要な流体を含み、さらに流体サンプルと共に注入されることが可能である。
【００１７】
図１Ａ及び図１Ｂにおいて、本発明による組み立てられた回転バルブが示されている。当該回転バルブは２つの主要なコンポーネントを含んでいる。リザーバインサート１０１はカートリッジ本体１０２に含まれる。回転バルブ１００は複数の流体を保管することができる複数のリザーバを含む使い捨てのコンポーネントである。１の実施例において、リザーバインサート１０１及びカートリッジ本体１０２は射出成形技術を用いて形成される。
【００１８】
１の実施例において、生物学的なプローブを含むチップはカートリッジ本体１０２に取り付けられている。当該リザーバ内に含まれている当該流体は搬送され、化学的反応又は化学的検出を開始するための生物学的なプローブを含む当該チップに接触する。当該チップは卓上の検出装置又は携帯型の検出装置のような検出装置と通信し、サンプルにおけるターゲットの生物学的なプローブの存在を示す。回転バルブ１００は当該チップと電気的な通信をする検出装置へ挿入される。当該検出装置は固定された位置に当該カートリッジ本体を取り付ける。
【００１９】
図２において、本発明による回転バルブの分解図が示されている。リザーバインサート１０１は複数のリザーバ内に複数の流体を含み得る。ヒートシール性フィルム１０４は当該流体を当該リザーバインサートにシール（即ち封止）し、サンプルの注入中における漏れを防ぐ。ヒートシール性フィルム１０４は外部環境から当該リザーバをシールする。ヒートシール性フィルム１０４はさらに、シール性を落とすことなく、当該流体を追加し、又は当該流体を当該リザーバから取出すことを可能にする。１の実施例において、ヒートシール性フィルム１０４は、当該リザーバ及びリザーバインサート１０１のチャンバとの間のエネルギー伝達に関しても改善した。エネルギー伝達とは熱伝達、超音波伝達、及び磁気伝達を含むが、これらに限定されるものではない。場合によっては、フィルタ１０５は特定の流路上に配置され、当該流体から大きな固体物をろ過する。１の実施例において、一旦ヒートシール性フィルム１０４がリザーバインサート１０１上にシールされ、そしてリザーバインサート１０１がカートリッジ本体１０２に取り付けられる。１の実施例において、リザーバインサート１０１はカートリッジ本体１０２にはめ込まれる（即ちスナップ挿入、ｓｎａｐ ｉｎｔｏ）。リザーバインサート１０１がカートリッジ本体１０２に取付られた後にヒートシール性フィルム１０４がリザーバインサート１０１をシールすることも可能である。
【００２０】
次に図３Ａ−３Ｂにおいては、回転バルブ１００の断面図が示されている。回転バルブ１００は駆動機構１１０に取り付けられている。駆動機構１１０は所望の位置へリザーバインサート１０１を回転することができる。駆動機構１１０はリザーバインサート１０１を回転させ、一方カートリッジ本体１０２は静止している。１の実施例において、当該駆動機構はヒータ１１１を有する場合もある。当該ヒータはリザーバ１０３内の流体を所望の温度に加熱することができる。あるいは、加熱チャンバは当該ヒータの上部に意図的に配置され、リザーバ１０３内の流体を過度に加熱することなく当該チャンバ内の流体を加熱する。１の実施例において、ヒートシール性フィルム１０４はリザーバ１０３内の流体を過度に加熱することのない当該加熱工程を実現する。処理チャンバは混合工程、加熱工程、かく乱工程、加圧工程、又は他の処理工程を実現するためにリザーバインサート１０１に組み込まれる。
【００２１】
１の実施例において、当該駆動機構はかく乱器１１２を有している。当該かく乱器は超音波力を用いることによりリザーバ１０３内の流体を混合又は分解することができる。あるいは、当該回転バルブはかく乱チャンバ１１３を有し、当該リザーバとは異なるチャンバ内において流体を混合する。１の実施例において、小さなビーズは当該かく乱チャンバ又はリザーバ内に配置され、流体を混合すること又はサンプルを分解することを助長する。かく乱器１１２は当該ビーズが励起し、流体中を動くようにさせる超音波力を用いる。１の実施例において、磁石１１４は電界を発生させるために用いられる。当該磁石は当該リザーバインサートにおいて磁性粒子を引きつけ又は引き離す。磁石１１４は磁性粒子のサンプルを集結させることができ、また任意の磁性粒子を案内することによって拡散処理を加速させることができる。
【００２２】
図４Ａ−４Ｄにおいては、１の実施例のカートリッジ本体１０２の様々な斜視図が示されている。複数構造が当該カートリッジ本体は当該リザーバインサートを収容するために使用されることが理解される。カートリッジ本体１０２は内部円筒面１４０を有している。内部円筒面１４０は当該リザーバインサート（図示せず）を収容する。内部円筒面１４０は滑らかであり当該リザーバインサートを自由に回転させることができる。当該カートリッジ本体は、当該カートリッジ本体を支持するために十分にリッジ形状である部材であり、かつ当該リザーバインサートの回転を可能にするために十分に滑らかである部材によって構成される。１の実施例において、内部円筒面１４０はわずかにテーパ形状をなしており、わずかなテーパ形状の外部円筒面を有する当該リザーバインサート（図示せず）の取付けを可能にする。
【００２３】
１の実施例において、当該カートリッジ本体はシリンジ状成形部（即ちモールド）１４１を有している。シリンジ状成形部１４１はプランジャを収容することができる。当該プランジャは当該リザーバインサートの流路を通して流体を引き出し及び押し出す。１の実施例において、プランジャ１４４はシリンジ状成形部１４１内に保持されている。場合によっては、当該カートリッジ本体は反応チャンバ１４２及びセンサ搭載部１４３を有している。センサ搭載部１４３はセンサボードを保持することができる。当該センサボードは位置決めポスト１４６によってセンサ搭載部１４３へ位置合わせされている。当該プランジャは、当該流路を通って反応チャンバ１４２へ流体を送る。当該流体は、他の流体又は反応チャンバ１４２に連通している装置と化学的に反応する。流体出力部は当該カートリッジ本体に取り付けられ、当該流体を当該回転バルブから所望の場所まで搬送することができる。さらに、流体入力部は流体の当該回転バルブへの導入を可能にする。
【００２４】
１の実施例において、当該センサボードは反応表面を有するチップを含む。当該チップは反応チャンバ１４２連通するように配置される。１の実施例において、当該チップは反応チャンバ１４２の１つの側面を形成する。流体は反応チャンバ１４２へ流入し、当該チップ（図示せず）の反応表面に接触する。当該チップは検出装置と電気的に連携して試験の読込値及び試験の結果を提供する。
【００２５】
図５Ａ−５Ｂにおいては、プランジャ１５０を有する組み立てられた回転バルブの断面図が示されている。プランジャ１５０はリザーバ１０３から流体を引き込むことができる。一旦プランジャ１５０は当該流体を引き込み、当該回転バルブは当該流路を再位置決めし、当該シリンジ状成形部に個々のポートを位置合わせする。その後、プランジャ１５０は流路１５１を通して反応チャンバ１４２、異なるリザーバ、又は前処理チャンバへ当該流体を押し出す。
【００２６】
図６Ａ−６Ｇにおいては、当該リザーバインサートの様々な斜視図が示されている。当該リザーバインサートは外部円筒面１０６を有している。１の実施例において、外部円筒面１０６はテーパ形状をなしている。当該リザーバインサートは複数のリザーバ１０３を含んでいる。リザーバ１０３は、試液、標準液、洗浄液、促進液（触媒）、又は任意の他の所望の流体を保持し得る。１の実施例において、リザーバ１０３は流体を排出する廃液リザーバを含んでいる。当該リザーバインサートは複数のポート１６０をさらに含む。ポート１６０の各々は固有の流路を有している。各チャンバ及び各リザーバはポートと連通している流路を有し、当該チャンバ又はリザーバへ、若しくは当該チャンバ又はリザーバから流体を搬送する。当該カートリッジ本体（図示せず）上のシリンジ状成形部はポートと整列しており流体を引き込み又は押し出す。生ずる圧力との圧力差を防ぐために、当該リザーバインサートに沿ってリリーフポート１６４が位置決めされている。当該固有の流路に加えて、当該リザーバインサートは少なくとも１つの流体通過チャネル１６１を含んでいる。流体通過チャネル１６１は流体が当該リザーバインサートの所定の端部から他の端部へ流れることを可能にする。例えば、当該流体は当該シリンジ状成形部から当該カートリッジ本体（図示せず）の反応チャンバへ流れることができる。
【００２７】
流体通過チャネル１６１における流体の相互作用を防ぐために、複数の流体通過チャネルが使用される。第２の流体通過チャネル１６２は早期の反応又は他の有害な流体相互作用を防ぐために使用される。１の実施例において、当該リザーバインサートはヒータ接触領域１６３を含んでいる。当該ヒータ接触領域は当該リザーバ内において当該流体を加熱するのに望ましいように当該リザーバの下部に位置決めされる。さらに、当該ヒータは流体通過チャネル１６１を加熱することができる。
【００２８】
図７Ａ−１６Ｃにおいては、複数の位置に回転された場合の、組み立てられた回転バルブの様々な図が示されている。図７Ａ−７Ｂに示されているように、当該リザーバインサートは閉じた位置に存在する。シリンジ状成形部に整列するポートはない（図示せず）。これが当該リザーバからの流体の漏洩を防止する。１の実施例において、少なくとも１つのリザーバはサンプルリザーバである。当該サンプルリザーバはユーザが流体サンプルを、当該ヒートシール性フィルムを通って当該リザーバへ注入することを可能にする。１の実施例において、当該サンプルリザーバはガラスビーズのようなかく乱物を含み、試験可能な核酸鎖へサンプルを分解することを助長する。
【００２９】
図８Ａ−８Ｂにおいては、リザーバインサート１０１はポート３が当該シリンジ状成形部に整列するように位置決めされている。一旦当該リザーバインサートが位置決めされると、流体はリザーバ３からポート３を通ってシリンジ状成形部１４１へ引き込まれることができる。一旦流体がリザーバから引き出され、当該リザーバからさらに流体が引き出される必要がないと、当該リザーバは廃液ストレージ用の代替的リザーバとして使用されることもできる。図９Ａ−９Ｂにおいては、リザーバインサート１０１はポート１１が当該シリンジ状成形部に整列するように位置決めされている。当該プランジャはリザーバ３から引き出された流体をポート１１へ押し出し、かつ当該流体は反応チャンバ１４２まで通過する。
【００３０】
図１０Ａ−１０Ｂにおいては、リザーバインサート１０１はポート８が当該シリンジ状成形部に整列するように位置決めされている。１の実施例において、流体はシリンジ状成形部１４１からポート８及び加熱チャンバへ押し出される。加熱チャンバ１７０において当該流体は所望の温度に所定時間に亘って加熱される。加熱が完了すると、当該流体は当該シリンジ状成形部へ引き戻される。当該流体は同じポート８又は当該加熱チャンバに連通する固有のポートを通って引き込まれてもよい。図１１Ａ−１１Ｂに示されているように、当該流体は加熱チャンバ１７０につながっている固有のポート９から当該シリンジ状成形部へ引き込まれる。
【００３１】
図１２Ａ−１２Ｃにおいては、当該シリンジ状成形部から反応チャンバ１４２までの流路１６１を通る流れが示されている。当該実施例において、流路を通る当該流れはポート１１に対応する。
【００３２】
図１３Ａ−１３Ｂにおいては、ポート１４が当該シリンジ状成形部に整列するように位置決めされている、リザーバインサート１０１が示されている。リザーバ１４はポート１４に連通している。リザーバ１４に含まれる当該流体は当該シリンジ状成形部へ引き込まれる。リザーバインサート１０１は続いて図１４Ａ−１４Ｃに示されているようにポート１３へ回転する。その後、当該流体はリザーバ１４からポート１３を通って反応チャンバ１４２へ押し出される。当該流体はポート１１に関するチャネルとは異なるチャネルを通過する。これはチャネル内において引き込まれた流体と押し出された流体が接触し互いに反応することを防いでいる。当該流体はまず初めに反応チャンバ１４２において接触する。
【００３３】
所望の反応時間の経過後、当該プランジャは当該流体を反応チャンバ１４２から廃液リザーバ７へ押し出す。当該プランジャは当該流体をポート１１を介して引き込み、当該リザーバインサートは廃液リザーバ７に連通しているポートに回転する。当該プランジャはその後当該流体を当該廃液リザーバ７へ押し出す。使用後のリザーバは廃液リザーバとして使用されることが可能である。別の実施例において、当該プランジャは流体が反応チャンバ１４２へ到達することを一旦止める。反応時間経過後、当該プランジャは当該流体を押し出すことを再開し、当該流体は当該反応チャンバを通過し、廃液リザーバ又は別の保管リザーバに連通しているポートへ押し出される。保管リザーバはさらなる試験又は検証用のサンプルを収容する。
【００３４】
図１５Ａ−１５Ｂにおいては、ポート４が当該シリンジ状成形部に整列するように位置決めされたリザーバインサート１０１が示されている。ポート４は洗浄液を含むリザーバ４に連通している。当該洗浄液はリザーバ４からポート４を通って当該シリンジ状成形部へ引き出される。図１６Ａ−１６Ｃに示されているように、リザーバインサート１０１はポート１１に回転し、当該プランジャは当該洗浄液をポート１１を経て反応チャンバ１４２へ押し出す。
【００３５】
一旦使用された回転バルブは取り外し、処分されることができる。未使用の回転バルブはその後同一又は特定の流体と共に当該検出装置へ挿入される。
【００３６】
図１７においては、１の実施例の回転バルブの全体図が示されている。当該リザーバインサートは複数のリザーバ内に６つの流体を含んでいる。５つの流体はそれぞれのリザーバから当該シリンジ状成形部へ移動し、メインチャネル１８０を通過し反応チャンバ１４２へ移動する。残りの１つの流体はいかなる汚染又は早期の反応を防ぐためにシリンジ状成形部から二次的なチャネル１８１を介して反応チャンバ１４２へ移動する。
【００３７】
図１８においては、１の実施例の処理フローが示されている。一旦サンプルがサンプルリザーバに注入され、当該検出装置が起動すると試験が開始される。チャネルはまず少量のバッファと共に前処理される。その後当該サンプルは当該サンプルリザーバから当該加熱リザーバへ搬送され、９５℃で５分間加熱される。続いて加熱された当該サンプルは当該反応チャンバに搬送され、２０分間混成される。当該混成工程は当該サンプルが当該反応チャンバに連通しているチップに含まれる生物学的プローブと化学的に結合することを可能にする。当該生物学的プローブは特にサンプル中の対象となる核酸分子と結合する。当該内容は２００２年６月４日にコノリーに発行された米国特許第６，３９９，３０３号に記載されており、参照として本明細書に組み込まれている。単一のチップは複数の異なる冗長な生物学的プローブを含み、これによって感度を増加させ、かつ複数の対象となる核酸分子を試験する。当該回転バルブは複数の流体の操作及び搬送を必要とするいかなるシステムにも使用され得る。
【００３８】
混成後、当該サンプルは余分な化合物を取り除くためにバッファと共に洗浄される。場合によっては、パラジウムのような触媒が当該反応チャンバへ移動され、１０分間反応を促進する。その後残存する触媒は水と共に洗浄される。還元剤とニッケルなどの金属との混合物が当該反応チャンバへ移動される。当該金属は対象サンプルを被覆し、チップ上に導体を作り出す。余分な結合されなかった金属は水と共に取り除かれる。金属に被覆された対象サンプルによって結合された生物学的プローブ間の抵抗は大幅に減少し、対象サンプルの存在を明確に示すことが可能となる。当該検出装置は試験結果を出力して試験は終了する。
【００３９】
図１９Ａ−１９Ｂにおいては、当該リザーバインサートの変形例が示されている。当該インサートのチャンバは長方形の構成によって示されている。チャンバのサイズ及び形状は、特定の試薬及び廃液チャンバを最適化するように変更され得る。
【００４０】
図２０Ａ−２０Ｂにおいては、当該リザーバインサートの変形例が示されている。この実施例のチャンバは、放射状をなすチャンバを有するように示されている。１の実施例において、当該複数のチャンバは一定のサイズを有しており、当該インサートの半径に基づいて作られる。
【００４１】
図２１Ａ−２１Ｂにおいては、当該リザーバインサートの変形例が示されている。当該チャンバは当該インサートの半径に沿って様々なサイズを有しており、各チャンバに異なる量の試薬を保管する。複数の実施例において当該インサートの変形例が示されているが、複数のポート及びリザーバを含む当該リザーバインサートの他の変形例も使用することができる。
【００４２】
図２２においては、回転バルブ駆動部及びプランジャ駆動部を有するサンプリング装置が示されている。回転バルブ１００は当該回転バルブ駆動部に取り付けられている。プランジャ駆動部２２０は先端部２２０を有する長い円筒部２２１を含む。先端部２２０はシリンジ状成形部１４１内にある当該プランジャに接続する。１の実施例において、先端部２２１は当該プランジャとの円錐状の改善された接触部である。当該プランジャ駆動部は円筒部２２１を軸方向に移動させ、その結果当該プランジャは流体を回転バルブ１００の当該リザーバから出し引きする。
【００４３】
図２３には１の実施例による当該回転バルブ駆動部が示されている。当該回転バルブは接触面２３０上に取り付けられている。接触面２３０は回転し、当該回転バルブの所望の位置に当該リザーバインサートを位置決めする。１の実施例において接触面２３０は駆動装置２３１の一部である。ウォームギア２３２は駆動装置２３１に取り付けられている。ウォームギア駆動部２３３はウォームギア２３２とかみあい、その結果駆動装置２３１が回転する。当該リザーバインサートを回転させる任意の適切な手段が使用されてもよい。
【００４４】
図２４には当該回転バルブ駆動部の別の図が示されている。ウォームギア駆動部２３３はウォームギア２３２の移動させるように配置されたステッピングモータである。ホームフラグ２４０は当該駆動装置に取り付けられ、装置のゼロ点を設定する。当該ホームフラグは流体サンプリング中の任意のタイミングにてウォームギア駆動部２３３のゼロ点を設定することができ、適切な距離を示す。
【００４５】
図２５にはヒータを有する接触面が示されている。当該接触面はばねによる荷重がかけられており、当該回転バルブとの接触を改善する。少なくとも１つのスプリング２５４が位置決めされて当該接触面の動きを可能にする。１の実施例において、当該接触面は加熱要素を組み込むヒータ搭載部２５０を含む。少なくとも１つの抵抗器はヒータ搭載部２５０に位置決めされる。加熱板２５２は熱を当該抵抗器から加熱板２５２を通して当該回転バルブの所望の位置まで伝える。１の実施例において当該加熱板はアルミの加熱板である。場合によっては、温度センサ２５３は当該抵抗器又は加熱板の付近に位置決めされ、適用温度を検出する。当該接触面（図示せず）は当該加熱板に位置決めされてもよいことが理解される。当該接触面は当該加熱板から当該回転バルブへ熱を効果的に伝える材料から作られる。
【００４６】
本発明は特定の実施例を参照して記載されたが、当業者であれば本発明の範囲を離れない範囲で様々な変更されたものが作られ、及び均等なものが本発明の要素に置き換えられることも理解できるだろう。さらに、本発明の範囲を離れない範囲で、多くの変形物が本発明の効果を導く特定の状況又は材料を適用させることによって作られてもよい。
【００４７】
従って、本発明は、本発明を実行する想定したベストモードとして開示された特定の実施例に限定されるものではないが、本発明は特許請求の範囲の技術範囲及び精神に含まれる全ての実施例を含んでいる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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