(57)【要約】本発明は、サンプルチャンバを液体で充填するためのシステムに関する。このシステムは、以下を備える：該サンプルチャンバを規定しかつ充填ポートを有する基板、および、このサンプルチャンバをこの充填ポートに接続する通路のネットワーク。このシステムはまた、以下を備える：この基板を充填位置に保持するための基板支持体、およびこの基板支持体上のバルブモジュール。このバルブモジュールは、この充填位置でこの基板の充填ポートと接続するための充填ポートシール開口部、および真空源との接続用の真空開口部を有する。このシステムはさらに、液体出口ポートおよび真空ポートを有するバルブ本体、ならびに、この液体出口ポートおよび真空ポートがこの充填ポートシール開口部と相互に流体連絡するように、このバルブ本体を操作するための手段を備える。【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプルチャンバを液体で充填するためのシステムであって、該システムは、以下：
該サンプルチャンバを規定しかつ充填ポートを有する基板、および、
該サンプルチャンバを該充填ポートに接続する通路のネットワーク；
該基板を充填位置に保持するための基板支持体；
該基板支持体上のバルブモジュールであって、該充填位置で該基板の該充填ポートと接続するための充填ポートシール開口部、および真空源との接続用の真空開口部を有する、バルブモジュール、
を備え、かつ、
液体出口ポートおよび真空ポートを有するバルブ本体；ならびに、
該液体出口ポートおよび該真空ポートが該充填ポートシール開口部と相互に流体連絡するように、該バルブ本体を操作するための手段、
をさらに備える、
システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、前記バルブ本体は、前記バルブモジュールのボア内で回転可能な円柱状本体を備える、システム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムであって、前記円柱状本体の上部は、前記液体用のレザバを規定し、該レザバは、前記真空ポートとの流体連絡から隔離されている、システム。
【請求項４】
請求項３に記載のシステムであって、前記液体出口ポートにて該液体からガスを抜くためのプライミング手段を備える、システム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムであって、前記プライミング手段は、前記バルブモジュールのボアおよび前記円柱状本体の、前記液体出口ポートの微小部分から上方向への分岐を含む、システム。
【請求項６】
請求項４に記載のシステムであって、前記プライミング手段は、前記真空ポートが前記充填ポートシール開口部と流体連絡した際に、前記液体出口ポートと連絡したハウジング構成要素のボア内に表面溝を備える、システム。
【請求項７】
請求項１に記載のシステムであって、前記基板は、少なくとも２つの群のサンプルチャンバ、該少なくとも２つの群の各々に対する充填ポート、および該少なくとも２つの群のサンプルチャンバを該それぞれの充填ポートに接続する通路の少なくとも２つのネットワークを備え、そしてここで、前記バルブモジュールは、該少なくとも２つの充填ポートとそれぞれ関連した少なくとも２つの充填ポートシール開口部、ならびに液体出口ポートおよび真空ポートを各々有する少なくとも２つのバルブ本体を備える、システム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムであって、前記少なくとも２つのバルブ本体を同時に作動させるための手段を備える、システム。
【請求項９】
請求項８に記載のシステムであって、前記少なくとも２つのバルブ本体を同時に作動させるための手段は、該バルブ本体の数より１多い歯様バルブハンドル係合突起物を有する、相反櫛部材を備える、システム。
【請求項１０】
液体サンプルおよび／または液体試薬でサンプルチャンバを充填するためのシステムであって、該システムは、以下：
少なくとも２つの群の該サンプルチャンバを規定する基板、該少なくとも２つの群の各々に対する充填ポート、および該少なくとも２つの群のサンプルチャンバを該それぞれの充填ポートに接続する通路の少なくとも２つのネットワーク；
該充填ポートとそれぞれ関連する少なくとも２つのバルブ部材であって、該バルブ部材の各々は、充填ポートシール開口部および真空源に接続するための真空開口部を有するハウジング構成要素、ならびに液体出口ポートおよび真空ポートを有するバルブ本体を備える、少なくとも２つのバルブ部材；ならびに、
該それぞれの液体出口ポートおよび各バルブ本体の該真空ポートが、該バルブ部材の該充填ポートシール開口部と相互に流体連絡するように、該少なくとも２つのバルブ部材を操作するための手段、
を備える、システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のシステムであって、前記少なくとも２つのバルブ部材のハウジング構成要素は、共通のバルブハウジングに一体化されている、システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムであって、前記共通のバルブハウジングは、前面および後面を有し、前記少なくとも２つのバルブ部材に対する前記充填ポートシール開口部は、該共通のバルブハウジングの該前面上で整列され、そして前記バルブポート開口部は、該共通のバルブハウジングの該後面にてアクセス可能である、システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシステムであって、前記少なくとも２つの群のサンプルチャンバ用の前記充填ポートが、前記それぞれのバルブ部材の前記充填ポートシール開口部と整列されかつ該充填ポートシール開口部に対してシールされるように、前記共通のバルブハウジングの前記前面に対して前記基板をクランピングするための手段を備える、システム。
【請求項１４】
請求項１０に記載のシステムであって、前記少なくとも２つのバルブ部材の前記バルブ本体は、前記それぞれのハウジング構成要素内で回転可能な円柱状本体を備え、前記真空ポートは、該円柱状本体を通る反対方向の孔によって規定される、システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のシステムであって、前記円柱状本体の上部は、前記液体サンプルおよび／または液体試薬用のレザバを規定する、システム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のシステムであって、前記液体出口ポートは、前記レザバから前記円柱状本体の周辺表面まで半径方向に延び、かつ前記反対方向の孔から角度を付けて間隔を空けている、システム。
【請求項１７】
請求項１５に記載のシステムであって、前記少なくとも２つのバルブ部材を操作するための手段は、前記バルブ部材の各々の前記円柱状本体上に半径方向ハンドルを備え、そして前記それぞれの充填ポートシール開口部と流体連絡した前記真空ポートまたは前記液体出口ポートのいずれかを位置決めするために、角度を付けて間隔を空けて停止されている、システム。
【請求項１８】
サンプルチャンバを含む基板を液体で充填するためのシステムであって、該システムは、以下：
充填位置に該基板を保持するための基板支持体；
該基板支持体上のバルブモジュールであって、該充填位置で該基板の充填ポートと接続するための充填ポートシール開口部、および真空源との接続用の真空開口部を有する、バルブモジュール、
を備え、かつ、
液体出口ポートおよび真空ポートを有するバルブ本体；、
該液体出口ポートおよび該真空ポートが該充填ポートシール開口部と相互に流体連絡するように、該バルブ本体を操作するための手段、ならびに、
該液体出口ポートにて該液体からガスを抜くためのプライミング手段、
をさらに備える、システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のシステムであって、前記バルブ本体は、前記バルブモジュールのボア内で回転可能な円柱状本体を備える、システム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のシステムであって、前記円柱状本体の上部は、前記液体用のレザバを規定し、該レザバは、前記真空ポートとの流体連絡から隔離されている、システム。
【請求項２１】
請求項１８に記載のシステムであって、前記プライミング手段は、前記バルブモジュールのボアおよび前記円柱状本体の、前記液体出口ポートの微小部分から上方向への分岐を含む、システム。
【請求項２２】
請求項１８に記載のシステムであって、前記プライミング手段は、前記真空ポートが前記充填ポートシール開口部と流体連絡した際に、前記液体出口ポートと連絡したハウジング構成要素のボア内に表面溝を備える、システム。
【請求項２３】
請求項１８に記載のシステムであって、前記バルブモジュールは、少なくとも２つの充填ポートシール開口部、ならびに各々が液体出口ポートおよび真空ポートを有する少なくとも２つのバルブ本体を備える、システム。
【請求項２４】
サンプルチャンバを含む基板を液体で充填するためのシステムであって、該システムは、以下：
充填位置に該基板を保持するための基板支持体；
該基板支持体上のバルブモジュールであって、該充填位置で該基板の充填ポートと接続するための充填ポートシール開口部、真空源との接続用の真空開口部、ならびに、該液体用のレザバ、該レザバを該充填ポートシール開口部に接続するための液体出口、および真空ポートを有するバルブ本体を有する、バルブモジュール；ならびに、
該液体出口ポートおよび該真空ポートが該充填ポートシール開口部と相互に流体連絡するように、該バルブ本体を操作するための手段、
を備える、
システム。
【請求項２５】
請求項２４に記載のシステムであって、前記レザバは、前記真空ポートとの流体連絡から隔離されている、システム。
【請求項２６】
請求項２４に記載のシステムであって、前記液体出口ポートにて該液体からガスを抜くためのプライミング手段をさらに備える、システム。
【請求項２７】
請求項２６に記載のシステムであって、前記プライミング手段は、前記バルブモジュールのボアおよび前記円柱状本体の、前記液体出口ポートの微小部分から上方向への分岐を含む、システム。
【請求項２８】
請求項２６に記載のシステムであって、前記プライミング手段は、前記真空ポートが前記充填ポートシール開口部と流体連絡した際に、前記液体出口ポートと連絡したハウジング構成要素のボア内に表面溝を備える、システム。
【請求項２９】
請求項１、１０、１８または２４のいずれか１項に記載のシステムであって、前記充填ポートシール開口部は、中心ボアおよび後部方向に分岐した切頭円錐形表面を有するエラストマー先端部によって規定されている、システム。
【請求項３０】
請求項２９に記載のシステムであって、前記後部方向に分岐した切頭円錐形表面は、中心前方環と周辺環との間に延びる、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、液体サンプルおよび／または試薬でサンプルチャンバを充填することに関し、より具体的には、少なくとも２つのグループのサンプルチャンバを有するマイクロカード基板に提供されたサンプルチャンバを別個に充填するためのシステムであって、各グループが、システム内のサンプルチャンバとグループ充填ポートとを接続するための通路のネットワークを有するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連技術の説明）
生物学的な試験分野において、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）、リガーゼ連鎖反応、オリゴヌクレオチド結合アッセイ、またはハイブリダイゼーションアッセイのような方法を使用して、当該分野において時折「スポット」といわれる各複数の小さな検出チャンバ中の分析物特異的試薬に対する試験サンプルの反応を検出する。代表的に、分析物特異的試薬は、試験方法の実施に先立って、各検出チャンバに配置される。検出チャンバ中のこれらの分析物特異的試薬は、単なる例として挙げると、液体サンプル中の広範な種々の分析物クラス（ポリヌクレオチド、ポリペプチド、ポリサッカリド、および低分子分析物を含む）を検出するように適合され得る。ポリヌクレオチド検出の１つの方法は、ＰＣＲの間に実施される、「Ｔａｑｍａｎ」（登録商標）（Ｒｏｃｈｅ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．）といわれるヌクレアーゼ処理である。上記の検出方法は、当該分野で周知である。それらは、以下の文献および特許において詳細に記載されている：Ｇｅｌｆａｎｄらの米国特許第５，２１０，０１５号；Ｌｉｖａｋらの米国特許第５，５３８，８４８号；１９９１年１１月１４日に公開されたＢａｒａｎｙらのＷＯ９１／１７２３９；Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２４１：１０７７〜９０（１９８８）において公開された、Ｌａｎｄｅｇｒｅｎら、「Ａ  Ｌｉｇａｓｅ−Ｍｅｄｉａｔｅｄ  Ｇｅｎｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ」；Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ２２：４５２７〜３４（１９９４）において公開された、Ｇｒｏｓｓｍａｎら、「Ｈｉｇｈ−ｄｅｎｓｉｔｙ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｎｕｃｌｅｉｃ  ａｃｉｄ  ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ：ｏｌｉｇｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ  ｌｉｇａｔｉｏｎ  ａｓｓａｙ  ａｎｄ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ−ｃｏｄｅｄ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ」；ならびに、Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ  ８７：８９２３〜２７（１９９０）において公開された、Ｎｉｃｋｅｒｓｏｎら、「Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  ＤＮＡ  ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ  ｕｓｉｎｇ  ａｎ  ＥＬＩＳＡ−ｂａｓｅｄ  ｏｌｉｇｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ  ｌｉｇａｔｉｏｎ  ａｓｓａｙ」。
【０００３】
生物学的試験科学が、開発の高度に洗練された状態を達成しているが、上記の試験方法を効率的にかつ正確に実施するのに必要とされる機構は、比較的最近の価値のあるものである。例えば、多数の分析物を同時に試験するための基板（これは、小さなサンプルサイズおよび多数の検出チャンバを有する）が、公開ＰＣＴ国際出願ＷＯ  ９７／３６６８１に記載されており、この出願は、本願の譲受人へ譲渡されており、この出願の開示は、本明細書で参考として援用される。
【０００４】
また、一般譲渡され、そして公開されたＰＣＴ公開出願ＷＯ  ０１／２８６８４（この出願の完全な開示は、参考として援用される）において、複数のサンプル検出チャンバを有するカード様基板のさらなる開発が、ＰＣＲプロセスの熱サイクルの間に、サンプル検出チャンバに位置する試薬と反応するための、基板を液体のサンプルで充填するシステムと一緒に開示される。このようなカード様基板は、マイクロタイタープレートの空間的な変形体であり、ときどき「マイクロカード」といわれる。それらは、代表的に、９６、３８４、またはそれより多い個々のサンプルチャンバを含む、各チャンバは、例えば、７ｃｍ×１１ｃｍ×０．２ｃｍのカードサイズに約１．０μＬかそれより小さい容量を有する。
【０００５】
ＷＯ  ０１／２８６８４に開示される、基板を液体サンプルで充填するためのシステムは、まず、サンプルチャンバおよびサンプルチャンバと充填ポートを接続する通路のネットワークを真空にする工程と、次いで、本質的に、排出されたチャンバおよび通路と外気圧との間の圧力差の下で、液体が充填ポートへ流れ込むことを可能にする工程とを包含する。サンプルチャンバを液体サンプルでこのように充填する工程において、例えば、液体に含まれる（特に泡のような）ガス成分が、基板へ通過することを防止されていることが望ましく、ガス成分の通過は基板を液体で完全に充填するよりも低い結果となる。ＷＯ  ０１／２８６８４に開示される充填システムは、基板へ進入するガスの存在を最小限にするための「プライミング」配置を含む。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の要旨）
利点を達成するために、そして本発明の目的に従って、本明細書で具体化され、そして広く記載されるように、１つの局面によると、本発明は、サンプルチャンバを液体で充填するシステムを含む。このシステムは、サンプルチャンバを規定し、かつ充填ポートを有する基板、およびサンプルチャンバを充填ポートに接続する通路のネットワークを備える。このシステムはまた、充填位置に基板を支持するための基板支持体およびその基板支持体上のバルブモジュールを備える。このバルブモジュールは、充填位置にある基板の充填ポートと接続するための充填ポートシール開口部および真空源に接続するための真空開口部を有する。このシステムはさらに、液体出口ポートを有するバルブ本体および真空ポート、ならびに液体出口ポートおよび真空ポートが、充填ポートシール開口部と互いに流体連絡するようにバルブ本体を操作するための手段を備える。
【０００７】
別の局面によると、本発明は、サンプルチャンバを液体サンプルおよび／または液体試薬で充填するためのシステムを含む。基板は、少なくとも２つのグループのサンプルチャンバ、少なくとも２つのグループの各々のための充填ポート、および少なくとも２つのグループのサンプルチャンバをそれぞれの充填ポートに接続する通路ネットワークを規定する。このシステムはさらに、充填ポートとそれぞれ関連する少なくとも２つのバルブ部材を備え、各バルブ部材は、充填ポートシール開口部および真空源に接続するための真空開口部を有するハウジング構成要素、ならびに液体出口ポートおよび真空ポートを有するバルブ本体を備える。このシステムはまた、使用の際に、各バルブ本体のそれぞれの液体出口ポートおよび真空ポートが、それらの充填ポートシール開口と互いに流体連絡するように少なくとも２つのバルブ部材を操作するための手段を備える。
【０００８】
なお別の局面によると、本発明は、サンプルチャンバを含む基板を液体で充填するためのシステムを包含し、このシステムは、基板支持体上で、充填位置およびバルブモジュールに基板を保持するための基板支持体を備える。バルブモジュールは、充填位置で基板の充填ポートと接続するための充填ポートシール開口部、真空源に接続するための真空開口部、ならびにまた、液体出口ポートおよび真空ポートを有するバルブ本体を備える。このシステムはさらに、液体出口ポートおよび真空ポートが、充填ポートシール開口部と互いに流体連絡するようにバルブ本体を操作するための手段を備える。
【０００９】
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方は、例示的および説明的であるのみであり、特許請求の範囲のように本発明を制限しないことが理解される。
【００１０】
本発明のさらなる目的および利点は、以下の説明に部分的に示され、部分的に説明から明らかであり得、または本発明の実施によって学ばれ得る。本発明の目的および利点は、特許請求の範囲に特に示された要素および組み合わせによって理解および達成される。
【００１１】
（好ましい実施形態の説明）
ここで、参照が、本発明の好ましい例示的な実施形態に対して詳細になされ、これらの実施例は、添付の図面に示されている。可能である場合はいつでも、同じ参照番号は、同じ部分または類似の部分をいうために図面全体にわたり使用される。
【００１２】
本発明に従って、サンプルチャンバを液体サンプルおよび／または試薬で充填するためのシステムは、サンプルチャンバが、充填ポートおよびサンプルチャンバを充填ポートに接続する通路のネットワークを有する基板によって規定されている。このシステムは、構成、サンプルチャンバの数、および所定の基板におけるサンプルチャンバの配置が異なる基板に対して適用可能である。
【００１３】
図１Ａおよび１Ｂに示され、一般的に参照番号１０として指定されている基板は、ＷＯ  １／２８６８４に記載されている型の基板であり、Ｆｏｓｔｅｒ  Ｃｉｔｙ，ＣａｌｉｆｏｒｎｉａのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓから、Ｔａｑｍａｎ（登録商標）ヒトサイトカインカードという商標の下に市販されている。この基板１０は、一般的に矩形であるように図１Ａに示されており、そして、例に限っていえば、約７ｃｍ×１１ｃｍ×０．２ｃｍである。この基板１０は、複数のサンプルチャンバ１４を備える通路１２のネットワークを規定する。各サンプルチャンバは、所定の容量（例えば、約１μＬ）の液体サンプルを保持できる。この容量は、特定の適用に依存して変化し得る。
【００１４】
図１Ｂに示されるように、基板１０は、好ましくは上部プレート１６および下部プレート１８を備えるように形成される。上部プレート１６および下部プレート１８は、互いに種々の方法によって接合され得る。上部プレートおよび下部プレートは、通路のネットワークが、真空源が基板に適用される場合に、真空下にされ得るように、密閉して接合されるべきである。さらに、プレート１６およびプレート１８は、液体サンプルが、基板から漏出しないように接合されるべきである。代表的に、上部プレートおよび下部プレートは、超音波溶接を用いて一緒に結合される。他の適切な方法（例えば、接着、圧着、または熱固化の使用）もまた、使用され得る。
【００１５】
本明細書で具体化され、そして図１Ａおよび１Ｂに示されるように、基板１０は、通路１２のネットワークおよびサンプルチャンバ１４へ液体を導入するための充填ポート２２を備える。この充填ポート２２は、１つのプレート（例えば、基板１０の上部プレート１６）において、装着溝／気泡溝２４の中央に位置し、そして、装着溝／気泡溝２４の底部を通って延びる。装着溝／気泡溝２４は、サンプル検出チャンバ１４の外側の基板１０の端部領域における基板プレート１６の上部表面の幅の一部を横切って延びる。装着溝／気泡溝２４は、上部プレート１６の上面からわずかに凹んでおり、その反対の端部にて、１対の位置決めピン２６を備え、これらの機能は、以下により詳細に記載される。
【００１６】
上部プレート１６および下部プレート１８は、必要な使用に従って製造され得る任意の適切な材料から作られ得、任意の温度変動に耐え得る。この温度変動は、後期（すなわち、基板上で実施される熱サイクリングまたは他の作業の間）に生じ、これらのプレートは、適切に合わせられ得る。さらに、熱サイクリングの間の液体サンプルのリアルタイム光学的検出の間、各サンプル検出チャンバ１４の上部は、好ましくは、反応の検出のために光学的に透明である。この目的のために、例えば、シリカベースのガラス、石英、ポリカーボネート、または任意の光学的に透明の層が、使用され得る。ＰＣＲ反応の間の使用について、この材料は、ＰＣＲ適合性であるべきであり、この材料は、好ましくは、実質的に蛍光を発しないべきである。１つの実施形態において、上部プレートのための材料は、「ＢＡＹＥＲＴＭ」によって製造されるポリカーボネートであり、ＦＣＲ  ２２５８−１１１２といわれ、下部プレートのための材料は、「ＢＡＹＥＲＴＭ」によって製造される０．０１５インチ厚のポリカーボネートであり、Ｍａｋｒｏｆｏｌ  ＤＥ１−１Ｄといわれる。
【００１７】
分析物特異的試薬は、代表的には、上部プレート１６と下部プレート１８とを組み立てる前に、各サンプルチャンバ１４に配置される。しかし、このような試薬は、上部プレートおよび下部プレートが、組み立てられた後、チャンバ中に試薬を液体溶液として、充填ポート２２を通してサンプルチャンバに導入され得、乾燥され、粉末様残渣を残す。
【００１８】
図２〜２Ｂにおいて、基板（図１Ａおよび１Ｂの基板１０に対する代替を示す）は、参照番号３０によって一般的に示される。基板３０は、通路のネットワーク３６によって充填ポート３４と連結される３８４個のサンプルチャンバ３２を含む。サンプルチャンバ３２、充填ポート３４および通路のネットワーク３６は、成形されるかまたはそうでなければ、柔軟かつ透明のプラスチックフィルムの上部層３８において浮き彫りとして形成される。アルミニウム箔の下部層４０は、例えば、上部層３８の底部に接着剤によって適切に固定される。基板３０の領域における、チャンバ３２および通路３６のネットワークによって占められる以外の２つの層３８および４０の合わせた厚さは、０．５ｍｍ未満のオーダーにある。サンプルチャンバ３２および通路３６によって占められる領域は、約１１ｃｍ×６．８ｃｍであるか、または図１Ａおよび１Ｂの基板１０の外側の大きさと本質的に同一である。しかし、周辺縁部４２は、基板３０の全面積を、約１２．６ｃｍ×８．４ｃｍまで大きくする。
【００１９】
図２に示されるように、ガイド孔４４は、チャンバ３２および通路３６を含む領域（ａｒｅａ  ｏｒ  ｒｅｇｉｏｎ）の外側の基板３０の反対側の縁部４２に位置する。ガイド孔４４および４６は、基板３０の上部層３８および下部層４０を通って開き、以下により詳細に記載される様式で機能する。
【００２０】
図２Ｂに示されるように、充填ポートは、上部層３８においてドーム様形態４６によって規定され、下部層から間隔を空けられた中心開口部４７を有する。次いで、チャンバ４８は、ドーム様形態４６の下に提供され、このドーム様形態を通って、流体が、開口部４７と通路３６との間を通過し得る。
【００２１】
図３において、別の基板は、参照番号５０によって一般的に設計され、これは、図２の基板３０の改変である。基板５０の構築は、図２の基板３０と本質的に同一であるが、この例において、サンプルチャンバ３２の４つの群（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、および５２ｄ）は、それぞれの通路ネットワーク５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、および５４ｄによって独立して連結され、充填ポート３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、および３４ｄを分離し、これら充填ポートの各々は、図２Ｂに関して上記される充填ポート３４と同一である。
【００２２】
図３の基板５０は、同じ試薬が、複数の群のサンプルチャンバの各々に存在する場合、単一の基板において複数のサンプルを同時に処理することを可能にするか、または異なる試薬が、それぞれの群の各々に存在する場合、同じサンプルを複数の試薬で同時に処理することを可能にする。また、４つの群のサンプルチャンバが、示される基板５０に備えられるが、２つ、３つまたは４つ以上の群が、本基板によって示される概念から逸脱することなく使用され得る。
【００２３】
本発明に従って、サンプルチャンバを液体で充填するシステムは、充填位置に基板を保持するための基板支持体、基板支持体上のバルブモジュールを備え、そして充填位置で基板の充填ポートと連結するための充填ポートシール開口部を有する。バルブモジュールは、さらに、真空源と連結するための真空開口部、液体出口ポートおよび真空ポートを有するバルブ本体、およびバルブ本体を操作するための手段を備え、このバルブ本体を操作するための手段によって、液体出口ポートおよび真空ポートは、充填ポートシール開口部と代替的に流体連絡する。
【００２４】
図４〜６に示される実施形態において、参照番号６０によって一般的に示される、基板支持体は、基板６２、バルブモジュール６４、滑動可能クランプ６６、および真空ホースカバー６８を備える。充填ポートシール開口部７０および基板ロケーターピン７２は、バルブモジュールの前面７４から射出され、このバルブモジュールの前面は、基板６２を横向きに延びる基板受容チャネル７８の後部面７６と面一になるように位置する。滑動可能クランプ６６が、図５の実線によって示される位置まで引っ込められる場合、チャネル７８の前面８０は、基板１０、３０、または５０の末端縁部が、突出する充填ポートシール開口部７０およびロケーターピン７２の前方のチャネル７８に自由に通過させるように十分な距離によって後面７６から間隔を空けられ、その結果、そのクランピング末端８２は、チャネル７８の前面８０と面一になるように位置する。クランプ６６は、空気シリンダーからの気圧によって起動されるか、または電磁バルブおよびモーターによって起動される、当該分野で公知のカム型機構によって、クランピング位置の内外に移動され得る。クランプ６６はまた、当業者に公知の任意の他の手段によって移動され得る。
【００２５】
図５ａは、バルブ部材１００の動きを制御するための櫛（ｃｏｍｂ）１０１を示す。櫛１０１は、１つ以上のバルブ部材１００が起動手段１０３によって一度に起動され得るようにホースカバー６８上に滑動可能に取り付けられ得る。櫛１０１は、制御されるバルブ部材１００の数より少なくとも１つ多い、多くの歯または歯様突出部１０１ａを有するべきである。図５ａの実施形態において、５の歯１０１ａが存在する。この構成で、非破線で示される位置から破線で示される左に起動手段１０３によって滑動することは、４つの最も右側の歯１０１ａが、バルブ部材１００と接触するようになり、これらバルブ部材を閉鎖位置から充填位置まで移動する。次いで、このバルブ部材１００は、滑動櫛１０１を右に戻すことによって全て同時に閉鎖位置に戻され得る。
【００２６】
バルブモジュール６４は、図４および５に示されるように、例えば、プレスばめによって真空ホースカバー６８の前部の基板６２に、ぴったり嵌るように適合されるフレーム９８を備える。フレーム９８は充填ポートシール開口部７０の各々と連結される１つのバルブ部材１００、または、図４および６に示されるモジュール６４におけるような４つのバルブ部材を保有する。真空ホース１０２は、各バルブ部材１００から真空源１０４まで延びる。
【００２７】
異なる型の基板（例えば、上記される基板１０、３０、および５０）に適合するように、バルブモジュール６４は、それぞれ図７および８の前方図に示されるバルブ部材６４ａおよび６４ｂと交換可能である。従って、バルブモジュール６４は、４つの充填ポートシール開口部７０を備え、これらは、上記されるように、図３に関して上記される基板５０のそれぞれの充填ポート３４ａ〜３４ｂと合う。モジュール６４上のロケーターピン７２は、基板５０のガイド孔４４に係合し、このモジュール上の充填ポートの、モジュール６４上の充填ポートシール開口部７０との、正確な合致を保証する。
【００２８】
図７のモジュール６４ａは、ただ１つの充填ポートシール開口部が、図２に示される基板３０の充填ポート３４と合うように備えられるということを除いて、全ての点で、図６のモジュール６４と同一である。図８のバルブモジュール６４ｂは、図１Ａおよび１Ｂの基板と共に使用される。このように、このバルブモジュールは、基板１０の充填ポート２２と合う単一の充填ポートシール開口部７０および基板１０においてロケーターピン２６に係合する一対のロケーターソケット７２ｂを備える。
【００２９】
同じ構成である、バルブ１００の実施形態は、図９および１０に示される。図９に示されるように、充填ポートシール開口部は、ニップル１０６の前方末端に固定されるエラストマー先端部１０４を備え、このニップルは、バルブモジュール６４、６４ａ、６４ｂのフレーム９８、９８ａ、９８ｂの環状ボア１０７に対して放射状に開く。示される実施形態において、先端部１０４は、切頭円錐形（ｆｒｕｓｔｏ−ｃｏｎｉｃａｌ）前方端１０４ａおよび中心ボア１０４ｂで形成される。真空開口部１０８は、ニップル１０６から正反対に反対方向に存在し、ボア１０７から真空ホースニップル１１０に延びる。
【００３０】
図９Ａにおいて、代替的なエラストマー先端部１０５が示される。先端部１０５は、中心ボア１０５ａを有し、この中心ボアは，中心前方環１０５ｂを通って開く。先端部１０５はまた、切頭円錐形表面１０５ｃを有し、この切頭円錐形表面は、中心前方環１０５ｂから周辺環１０５ｄまで広がる。
【００３１】
本発明に従って、バルブ本体は、バルブモジュールの孔において回転可能な円柱状本体を備え、真空ポートとの流体連絡から切り離された、液体のためのレザバを規定し、このレザバは、液体出口ポートおよび真空ポートを有し、液体出口ポートで液体からガスを排出するためのプライミング手段を備える。
【００３２】
示される実施形態において、そして図９および１０に示されるように、円柱状バルブ本体１１２は、ボア１０７中で相対的な角方向の移動をするように位置決めされ、このような動きを手動で実施するように、その上部で半径方向のハンドル１１４を備える。液体レザバ１１６は、バルブ本体１１２の上部で開き、バルブ本体の中実橋部分１１８の上面によって規定される底部を有する。橋部分１１８において垂直部分および半径方向部分を有する液体出口部分１２０は、その半径方向部分の主要部が、ニップル１０６と整列し、半径方向部分の重要でない部分が、レザバ１１６に開くように位置決めされる。真空部分１２２は、中実橋部分１１８内のバルブ本体１１２を超えて正反対に伸び、そして液体出口ポート１２０から９０°の角度でずらされる。
【００３３】
図９および図１０において見られ得るように、レザバ１１６は、レザバ１１６の底に位置決めされる出口ポート１２０を介して、ニップル１０６と連絡するように構成される。フレーム９８のバルブボア１０７の上部１１７は、底部円柱状部分１２１の上部に、点線１１９から上方に広がるように、次第に細くなる。出口ポート１２０は、バルブ本体１１２の外部に位置決めされ、その結果、その重要でない部分は、バルブ孔のテーパ状上部１１７に延び、従って、この出口ポートは、外部大気と連絡する。この構成に起因して、空気は、基板充填操作の間に排出され、基板中のレザバ１１６に含まれる液体中に存在する、気体の泡の引き込みを最小限にする。しかし、液体は、この開口部から漏れるべきではない。なぜなら、テーパ状上部１１７とバルブ本体１１２との間の広がる空間に対して開く、バルブ本体１１２の外部の出口ポート１２０の部分は、ニップル１０６と連絡する出口部分１２０の部分と比べて非常に小さく、液体の重量が、液体の表面張力を超えることを防止する。従って、レザバ１１６と充填ポートシール開口部７０との間の流路は、プライムされ、実質的に気体が存在しない。
【００３４】
プライミング特性に加えて、ボアのテーパ状上部１１７は、バルブ本体１１２とボア１０７との間の接触を、底部円柱状部分１１９に制限し、従って、ボア中でバルブ本体１１２の回転に抵抗する傾向にある摩擦を減少する。バルブ本体１１２の上部を支持し、そしてボア１０７のテーパ状部分１１７の底部に対してその出口部分１２０を位置決めするために、バルブ本体上の位置付け肩部１２３は、ボア１０７の周りのフレーム９８の上面に押圧される。
【００３５】
プライミング特性の１つの別の実施形態は、図１１および１２に示される。この例において、ボア１０７は、バルブ本体１１２を完全に相補する完全円柱状であり、バルブ本体１１２が、充填ポートシール開口部７０と連絡する真空ポート１２２を用いて位置決めされる場合、この孔は、バルブ出口ポート１２０と整列する垂直方向排出チャネル１２４で形成される（図１３Ｂ）。前出の実施形態のように、液体の表面張力は、排出チャネル１２４への液体の通過を防止する。
【００３６】
図１３Ａ〜１３Ｃは、レザバ１１６を液体で充填し、基板１０、３０、５０のチャンバ１４、３２を空にし、そしてチャンバ１４、３２を液体で充填するためのバルブ部材１００の３つの操作位置を示す。バルブ部材１００のこれらのそれぞれの位置を設置するために、末端ストップ１２８および１３０を有する弓形バルブストップ壁１２６が、ボア１０７、１０７ａの周りに同心上に位置決めされる。次いで、図１３Ａに示されるバルブ部材１００の閉鎖位置において、バルブハンドル１１４は、末端ストップ１２８と１３０との間の中ほどに存在し、レザバ１１６は、充填ポートシール開口部７０から隔離され、基板に導入される液体を受容する。図１３Ｂにおいて、ハンドル１１４が末端ストップ１２８と接触する場合、真空ポート１２２は、充填ポートシール開口部７０を真空ホース１０２に連結する。充填ポートシール開口部７０が、基板の充填ポート２２、３４と連絡することで、バルブ部材１００のこの位置は、基板中の圧力を大気圧未満まで減少する。その後、バルブ部材１００は、そのハンドル部材１１４が末端ストップ１３０に係合し（図１３Ｃ）、出口ポート１２０を充填ポートシール開口部７０および基板内部と連絡するように配置し、排出された基板チャンバと大気圧との間の差に対応する圧力下で、そのチャンバを液体で充填する。
【００３７】
本発明の他の実施形態は、本明細書および本明細書中に開示される実施を考慮すれば、当業者に明らかである。本明細書および実施例は、単なる例示として考慮されることが意図され、本発明の真の範囲および精神は、添付の特許請求の範囲によって示される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
本明細書に組み込まれ、そして本明細書の一部を構成する添付の図面は、説明と一緒に本発明の幾つかの実施形態を示し、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【図１Ａ】図１Ａは、本発明のシステムに使用される基板の平面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａの線Ｂ−Ｂでの拡大部分断面図である。
【図２】図２は、本発明のシステムに使用される別の基板の平面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図２の充填ポートの拡大平面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａの線Ｂ−Ｂでの拡大部分断面図である。
【図３】図３は、本発明のシステムに使用されるなお基板の平面図である。
【図４】図４は、本発明のシステムにおいて使用される基板支持体の平面図である。
【図５】図５は、図４に示される基板支持体の側立面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図４のバルブ部材の移動を制御するための櫛要素の平面図である。
【図６】図６は、図５の線６−６での断面図である。
【図７】図７は、本発明の代替的なバルブモジュールの前立面図である。
【図８】図８は、本発明の別の代替的なバルブモジュールの前立面図である。
【図９】図９は、本発明のバルブ部材の垂直断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、図９に示されるバルブのための代替的なエラストマー先端部の長手方向断面図である。
【図１０】図１０は、図９の線１０−１０での断面図である。
【図１１】図１１は、本発明に使用される代替的なバルブモジュールフレームの部分平面図である。
【図１２】図１２は、図１１の線１２−１２での断面図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、閉鎖点における本発明のバルブ部材の平面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、真空位置における図１３Ａのバルブ部材の平面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、充填位置における図１３Ａのバルブ部材の平面図である。
【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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