(57)【要約】  電気泳動チャネル（５０）を備えた試料処理装置（１０）および試料処理装置（１０）を回転させながら電気泳動チャネル（５０）に電気泳動篩い分けポリマーを装填する方法を開示する。場合によっては電気泳動チャネル（５０）を試料処理装置（１０）の回転軸（１１）に対して放射状に配置してもよい。他の試料処理装置では電気泳動チャネルを試料処理装置の中心（回転軸に相当することが好適である）に対して同心の湾曲円弧状に配置してもよい。
2005514619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気泳動篩い分けポリマーを含む電気泳動チャネルを提供する方法であって、
複数の電気泳動チャネルと少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバとを含む装置を提供するステップと、
前記少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバ内に電気泳動篩い分けポリマーを提供するステップと、
前記少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバが前記複数の電気泳動チャネルの各電気泳動チャネルと流体連通している状態で回転軸を中心に前記装置を回転させるステップであって、前記少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバが前記回転軸に対して前記複数の電気泳動チャネルから内側に放射状に配置されているステップとを含み、
前記回転させるステップ中に前記少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバ内の前記電気泳動篩い分けポリマーが前記複数の電気泳動チャネル内に移動する方法。
【請求項２】
前記複数の電気泳動チャネルが前記回転軸に対してほぼ放射状に配置されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記回転させるステップの少なくとも一部が、前記複数の電気泳動チャネルの少なくとも１つの電気泳動チャネル内への前記電気泳動篩い分けポリマーの移動を防止しながら行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記防止するステップが、前記少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバと前記少なくとも１つの電気泳動チャネルとの間の閉構成内にバルブを保持するステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバと前記少なくとも１つの電気泳動チャネルとの間の前記バルブを開放するステップであって、前記電気泳動篩い分けポリマーが前記少なくとも１つの電気泳動チャネル内に移動するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記装置を回転させるステップ後に、前記複数の電気泳動チャネル内の前記電気泳動篩い分けポリマー内に気泡がないか前記複数の電気泳動チャネルを検査するステップと、
前記検査するステップが気泡を発見した場合には検査ステップ後に前記回転軸を中心に前記装置を回転させるステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記回転させるステップが少なくとも２回の加速／減速サイクルを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記回転させるステップ中に前記少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバ内の前記電気泳動篩い分けポリマーが前記複数の電気泳動チャネル内へ移動する際に、前記電気泳動篩い分けポリマーが前記回転軸に対してほぼ放射方向に移動する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
電気泳動篩い分けポリマーを含む電気泳動チャネルを提供する方法であって、
少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバと複数の電気泳動チャネルとを含む装置を提供するステップであって、前記複数の電気泳動チャネルの各電気泳動チャネルが通気口のない電気泳動チャネルを含むステップと、
前記少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバ内に電気泳動篩い分けポリマーを提供するステップと、
前記少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバが前記複数の電気泳動チャネルの各電気泳動チャネルと流体連通している状態で回転軸を中心に前記装置を回転させるステップであって、前記少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバが前記回転軸に対して前記複数の電気泳動チャネルから内側に放射状に配置されているステップとを含み、
前記回転させるステップ中に前記少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバ内の前記電気泳動篩い分けポリマーが前記複数の電気泳動チャネル内に移動する方法。
【請求項１０】
前記複数の電気泳動チャネルが前記回転軸に対してほぼ放射状に配置されている、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数の電気泳動チャネルの少なくとも１つの電気泳動チャネル内への前記電気泳動篩い分けポリマーの移動を防止しながら前記試料処理装置を回転させるステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記防止するステップが、前記少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバと前記少なくとも１つの電気泳動チャネルとの間の閉構成内にバルブを保持するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバと前記少なくとも１つの電気泳動チャネルとの間の前記バルブを開放するステップであって、前記電気泳動篩い分けポリマーが前記少なくとも１つの電気泳動チャネル内に移動するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記装置を回転させるステップ後に、前記複数の電気泳動チャネル内の前記電気泳動篩い分けポリマー内に気泡がないか前記複数の電気泳動チャネルを検査するステップと、
前記検査するステップが気泡を発見した場合には検査ステップ後に前記回転軸を中心に前記装置を回転させるステップとをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記回転させるステップが少なくとも２回の加速／減速サイクルを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
前記回転させるステップ中に前記少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバ内の前記電気泳動篩い分けポリマーが前記複数の電気泳動チャネル内へ移動する際に、前記電気泳動篩い分けポリマーが前記回転軸に対してほぼ放射方向に移動する、請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
試料物質を処理する装置であって、
第１および第２の主面および基板用の回転軸を規定するハブとを含む基板と、
前記装置内の複数の電気泳動チャネルであって前記回転軸に対して外側にほぼ放射状に延びる複数の電気泳動チャネルと、
各々が試料物質を含む容量を規定する前記装置内の複数のプロセスチャンバと、
前記複数の電気泳動チャネルの少なくとも１つの電気泳動チャネルと前記複数のプロセスチャンバの少なくとも１つのプロセスチャンバとの間に配置された接続構造であって、試料物質が前記少なくとも１つのプロセスチャンバから前記少なくとも１つの電気泳動チャネル内へ移動しないようになっている閉構成を含み、試料物質が前記少なくとも１つのプロセスチャンバから前記少なくとも１つの電気泳動チャネル内へ移動可能な開構成を含む接続構造と、
前記複数の電気泳動チャネルの各電気泳動チャネルと流体連通している少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバとを含む装置。
【請求項１８】
前記複数の電気泳動チャネルが、前記回転軸に対して前記電気泳動媒体チャンバから外側に放射状に延びる直線電気泳動チャネルを含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記複数の電気泳動チャネルの少なくとも１つの電気泳動チャネルが湾曲電気泳動チャネルを含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記複数の電気泳動チャネルの各電気泳動チャネルが通気口のない電気泳動チャネルを含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
前記複数の電気泳動チャネルの各電気泳動チャネルが前記基板内に約９０度以上の円弧を形成する湾曲電気泳動チャネルを含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項２２】
前記複数の電気泳動チャネルの各電気泳動チャネルが前記基板内に約１８０度以上の円弧を形成する湾曲電気泳動チャネルを含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項２３】
前記複数の電気泳動チャネルが前記基板に取り付けられた複数のキャピラリ管を含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項２４】
前記接続構造が多孔性プラグを含む、請求項１７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
付与情報（ＧＲＡＮＴ  ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ）
本発明は国立標準技術研究所（ＮＩＳＴ）Ｇｒａｎｔ  Ｎｏ．７０ＮＡＮＢ８Ｈ４００２号を受けて米国特許政府からの支援によりなされたものである。本明細書に説明するように米国政府は本発明に対して一定の権利を有しうる。
【０００２】
本発明は、試料処理装置および方法の分野に関する。特に本発明は一体型電気泳動チャネルを備えた試料処理装置および電気泳動チャネルに電気泳動篩い分けポリマーを装填する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
例えばＤＮＡ配列決定および検出用生体試料の調製には多数の重要なプロセスおよび転送を含む場合がある。例えばユーザは生体試料入力（例えば精製ＤＮＡターゲット、血液／組織等）および抽出／クリーンアップを用意しなければならない。これらのステップの終了後、一般に試料物質に対してポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）増幅、クリーンアップ、場合によっては検出を行う。その後調製されたＰＣＲ増幅生成物に対してサンガー（Ｓａｎｇｅｒ）増幅およびクリーンアップを行う。これらのステップに続いて、処理された試料物質の最終生成物に対して電気泳動および蛍光検出が行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの手順の各々は相当な人的介入および何回もの液体転送を必要とする場合があり、そのすべてがエラー、汚染および潜在的な生物災害になりうる。さらにまた試料入力から配列データ出力までに必要な時間はある場合には２４時間以上にもなる。加えて異なる手順を行うために必要な様々な機材は例えば、１００，０００米国ドルから約２００，０００米国ドル以上のコストがかかる場合があり、処理コストが上昇する。さらに、これらの手順を行う担当者は一般にＤＮＡ試料調製、マシンインターフェース保守、分析および品質管理の専門技術を有する高度熟練である。
【０００５】
さらにまた電気泳動路、例えばキャピラリあるいはスラブに沿って配置された電気泳動篩い分けポリマーが、完全ではないにしてもほぼ空隙および／または泡がなく、分析物を精度よく分離できることが重要である。電気泳動篩い分けポリマーをキャピラリおよび他の電気泳動装置に装填するための多数の異なる技術が開発されてきた。しかしこれらの技術の多くは、空隙および／又は泡が電気泳動篩い分けポリマー内に配置された後ではこれらを除去できないため、電気泳動篩い分けポリマーの完全な除去および再装填が必要であり、または単純に装置を廃棄して新たな装置で始めることが必要になる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は電気泳動チャネルを備えた試料処理装置および試料処理装置を回転させながら電気泳動チャネルに電気泳動篩い分けポリマーを装填する方法を提供する。
【０００７】
試料処理装置は化学的および／または生物学的混合物を含む試料物質を処理するように設計されている。試料物質が生物学的混合物を含む場合には、この生物学的混合物がペプチドおよび／またはヌクレオチド含有物質などの生体物質を含むことが好ましい。この生物学的混合物が核酸増幅反応混合物（例えばＰＣＲ反応混合物または核酸配列決定反応混合物）を含むことがさらに好ましい。
【０００８】
場合によっては電気泳動チャネルを試料処理装置の回転軸に対して放射状に配置してもよい。他の試料処理装置では電気泳動チャネルを試料処理装置の中心（回転軸に対応することが好ましい）に関して同心である円弧に配置してもよい。
【０００９】
さらに場合によっては電気泳動チャネルに通気口が設けられなくてもよく、電気泳動チャネル内外への開口のみが、電気泳動篩い分けポリマーや他の試料物質が導入されるチャンバあるいは入口に近接して配置されている。通気口のない電気泳動チャネルでは、電気泳動チャネルの終端、すなわち回転軸および／または装填チャンバから遠い端を封止して電気泳動チャネルからの流体の流出を防止する。
【００１０】
電気泳動チャネルに末端近くで通気口が設けられている試料処理装置は、電気泳動チャネルの装填時に電気泳動篩い分けポリマーがたどる経路に沿ってフロー制流子を含んでいることが好ましい。フロー制流子は例えば開放されるまで流体フローを防止する閉バルブ、あるいは装填時に電気泳動篩い分けポリマーが移動しなければならない狭窄通路の形状であってもよい。
【００１１】
試料処理装置処理装置がバルブあるいは狭窄通路を含んでいるか否かにかかわらず、内部に電気泳動篩い分けポリマーが配置された試料処理装置を回転させて電気泳動チャネルに供給することは、電気泳動篩い分けポリマーがフロー制流子を通過する前に回転時に電気泳動篩い分けポリマー内で生じる流体圧力が、電気泳動チャネル内で行われる分離に悪影響を与えるのに十分大量の泡を完全ではないにしてもほぼ除去するという点で重要な利点をもたらす。
【００１２】
本発明による試料処理装置の他の利点は、たとえ電気泳動篩い分けポリマーの装填後に泡あるいは空隙が電気泳動チャネル内に位置しても、試料処理装置をさらに回転させることにより泡あるいは空隙を除去することができることである。換言すれば装填時に失敗と考えられるものを試料処理装置の更なる回転により修正することもできる（電気泳動チャネルを空にして再装填するあるいは単に廃棄しなければならない周知の方法および装置とは対象的に）。
【００１３】
一態様において本発明は、複数の電気泳動チャネルと少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバとを含む装置を提供するステップと、上記少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバ内に電気泳動篩い分けポリマーを提供するステップと、上記少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバが上記複数の電気泳動チャネルの各電気泳動チャネルと流体連通している状態で回転軸を中心に上記装置を回転させるステップであって、上記少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバが上記回転軸に対して上記複数の電気泳動チャネルから内側に放射状に配置されているステップにより、電気泳動篩い分けポリマーを含む電気泳動チャネルを提供する方法を含む。上記装置の回転中に上記少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバ内の上記電気泳動篩い分けポリマーが上記複数の電気泳動チャネル内に移動する。
【００１４】
他の態様において本発明は、少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバと複数の電気泳動チャネルとを含む装置を提供するステップであって、上記複数の電気泳動チャネルの各電気泳動チャネルが通気口のない電気泳動チャネルを含むステップにより、電気泳動篩い分けポリマーを含む電気泳動チャネルを提供する方法を含む。また上記方法は、上記少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバ内に電気泳動篩い分けポリマーを提供するステップと、上記少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバが上記複数の電気泳動チャネルの各電気泳動チャネルと流体連通している状態で回転軸を中心に上記装置を回転させるステップであって、上記少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバが上記回転軸に対して上記複数の電気泳動チャネルから内側に放射状に配置されているステップとを含む。上記装置の回転中に上記少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバ内の上記電気泳動篩い分けポリマーが上記複数の電気泳動チャネル内に移動する。
【００１５】
他の態様において本発明は、試料物質を処理する装置であって、第１および第２の主面および基板用の回転軸を規定するハブとを含む基板と、上記装置内の複数の電気泳動チャネルであって上記回転軸に対して外側にほぼ放射状に延びる複数の電気泳動チャネルと、各々が試料物質を含む容量を規定する上記装置内の複数のプロセスチャンバとを含む装置を提供する。また上記装置は、上記複数の電気泳動チャネルの少なくとも１つの電気泳動チャネルと上記複数のプロセスチャンバの少なくとも１つのプロセスチャンバとの間に配置された接続構造であって、試料物質が上記少なくとも１つのプロセスチャンバから上記少なくとも１つの電気泳動チャネル内へ移動しないようになっている閉構成を含み、試料物質が上記少なくとも１つのプロセスチャンバから上記少なくとも１つの電気泳動チャネル内へ移動可能な開構成を含む接続構造をさらに含む。また上記複数の電気泳動チャネルの各電気泳動チャネルと流体連通している少なくとも１つの電気泳動媒体チャンバも上記装置に含まれる。
【００１６】
本発明のこれらおよび他の特徴と利点とは以下の本発明の様々な例示的実施形態に関連して説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は一体型電気泳動チャネルを含む試料処理装置およびそれを用いる方法を提供する。電気泳動チャネルは、試料処理装置の回転を利用して電気泳動チャネルに電気泳動篩い分けポリマーを装填することができるような任意の所望の関係で試料処理装置上に配置することができる。試料処理装置の異なる例示的設計を図に示して本明細書で説明するが、本発明による試料処理装置において電気泳動チャネルの代替的な配置を設けることができることは理解できよう。
【００１８】
試料処理装置１０の一実施形態の一面が図１に図示されている。図示の試料処理装置は概して２つの主面１２および１４（面１２が図１に見られ面１４が図２に見られる）を備えた平坦なディスク状の形状を有する。試料処理装置１０の厚さは様々な要因（例えば、試料処理装置上のフィーチャのサイズ等）によって変わる場合がある。図１〜３において実線で図示されているフィーチャは試料処理装置１０の視認側上あるいは内へと形成されている一方、破線のフィーチャは試料処理装置１０の見えない側すなわち反対側上あるいは内へと形成されている。様々なフィーチャの正確な構造および配置は異なる試料処理装置で変更可能であることは理解できよう。
【００１９】
本発明に関連して「上」および「下」などの相対位置用語を用いる場合があるが、それらの用語は単にそれらの相対的意味において用いられるものであることは理解されよう。例えば、本発明の装置に関連して用いた場合、「上」および「下」はベースプレートの両対向側を示すのに用いられる。実際の使用では「上」または「下」として記載される要素はいかなる配向または配置でも見られ、方法、システムおよび装置を特定の配向または配置に限定するものと考えるべきではない。例えば、装置の上面は実際には使用中の装置の下面の下方に配置される場合がある（とはいえそれでも下面からは装置の反対側に見える）。
【００２０】
試料処理装置１０は３つのプロセスアレイを含んでおり、プロセスアレイの各々は複数のプロセスチャンバ２０ａ、２０ｂ、２０ｃおよび２０ｄ（以下一括してプロセスチャンバ２０と称する）を含んでいる。本発明の理解を容易にするためにプロセスアレイの１つが図３に拡大されている。
【００２１】
本発明に関連して用いるように、「プロセスアレイ」という用語は、プロセスチャンバ間で物質が転送できるように通路により接続されたプロセスチャンバの集合を指すために用いる。図１〜３に図示されたプロセスアレイは４つのプロセスチャンバを含んでいるが、１つのプロセスアレイはわずか２つの接続プロセスチャンバしか含まない場合もある。
【００２２】
さらに用語「プロセスチャンバ」は、チャンバをプロセス（例えば、ＰＣＲサンガー（Ｓａｎｇｅｒ）配列決定等）が行われるものに限定するものと解釈すべきではない。というより本明細書で使用されるようなプロセスチャンバには、例えば試料処理装置が回転されると物質が装填され、続いて他のプロセスチャンバへ物質を受け渡すチャンバ、プロセスの生成物を収集するチャンバ、物質をフィルタリングするチャンバ等がある場合がある。
【００２３】
本発明の試料処理装置におけるプロセスアレイは試料処理装置の回転によりプロセスアレイ内の物質の転送を容易になるように配置されている。プロセスチャンバ２０は図１に見られるようにほぼ放射状に配置されることが好ましく、回転中心軸１１を中心に試料処理装置１０を回転させると、プロセスアレイ内の試料物質が最も外側のプロセスチャンバ２０ｄの方向に押し流すようになっている。多くの例では最も内側のプロセスチャンバ２０ａを装填チャンバ、すなわち試料物質が最初にプロセスアレイに導入されるチャンバと称することができる。
【００２４】
試料処理装置１０のプロセスアレイの各々は他のプロセスアレイから独立している（すなわち他のプロセスアレイとは流体連通していない）ように図示されているが、１つの装填チャンバを用いて２つ以上のプロセスアレイのプロセスチャンバに供給できることは理解されよう。このような例では、共通装填チャンバと称することができるものによってプロセスアレイに供給することができる。
【００２５】
各プロセスアレイのプロセスチャンバ２０は分配チャネル３０ａ、３０ｂおよび３０ｃ（以下に通例分配チャネル３０と称する）によって連続的に接続されている。分配チャネル３０はプロセスチャンバ２０間で常時開であることが可能であり、例えば分配チャネル３０ａはプロセスチャンバ２０ａと２０ｂとの間で常時開である。その結果回転軸１１を中心とした試料処理装置１０の回転は通常最も内側のプロセスチャンバ２０ａの物質を分配チャネル３０ａを介してプロセスチャンバ２０ｂへと移動させる。
【００２６】
図示の試料処理装置のプロセスアレイはそのアレイ内でプロセスチャンバ間に分配チャネルを含んでいるが、本発明による装置上に互いに直接接続されたプロセスアレイを設ける、すなわちプロセスチャンバが分配チャネルや他の流体路によって分離されないことが可能であることは理解されよう。しかしプロセスアレイ内のプロセスチャンバ間では少なくともある程度の分離が好ましい場合がある。
【００２７】
図４は図３のプロセスアレイ内のバルブ付きプロセスチャンバ２０ｂの断面図であり、本発明と共に用いることができる装置の１つの可能な構造の多数の他のフィーチャを図示している。試料処理装置１０の構造は、内部に装置のフィーチャが任意の適当な技術（例えば成型、機械加工等）で形成されたコア８０を含んでいる。コア８０の一面８２はこれに取り付けられたカバーフィルム８４を含んでいる場合もある。
【００２８】
カバーフィルム８４は該して少なくとも各プロセスアレイの長さおよび幅の沿って貼られてプロセスチャンバ、分配チャネル、およびコア８０の表面８２に開口する他の容量を封止している。カバーフィルム８４はコア８０のほぼ全表面８２に延びていることが好ましく、そのため例えば図１の平面図に見られる主面と同一の広がりを有する。
【００２９】
封止膜として作用するカバーフィルムはバッキング（好適には選択波長の電磁エネルギーに対して透明なバッキング）に配置された接着剤、好適には感圧接着剤を含むことができる。従来の分析レセプタクルが作製される物質（好適にはポリオレフィン類、ポリスチレン、ポリカーボネート、あるいはその組み合わせ）によく接着して、試料蒸発に対して有効な封止を提供しつつ高低温蓄積（例えば約−８０℃〜約１５０℃）中に接着性を維持し、生物学的試料混合物の構成要素に対して実質的に溶解あるいは反応しないように接着剤を選択する。このように試料処理装置１０で行われるどのプロセスにも干渉（例えば、ＤＮＡを結合させる、溶解する等）しない限り接着剤のタイプは重要ではない。好適な接着剤には概して生体反応が行われる分析装置のカバーフィルム上で用いられるものがある。これらには例えば国際公開第００／４５１８０号パンフレット（コ（Ｋｏ）ら）および同第００／６８３３６号パンフレット（コ（Ｋｏ）ら）に記載されているようにポリアルファオレフィン類およびシリコーン類がある。
【００３０】
またプロセスチャンバ２０ｂの下面はプロセスチャンバ２０ｂの容量を取り囲むようにコア８０の表面８８に取り付けられたカバー８６を含んでいる。カバーフィルム８４と同様に、カバー８６が本明細書に記載のような接着剤、好適には感圧接着剤を用いてコア８０に対して取り付けられるとともに封止することが好ましい。カバー８６がプロセスチャンバ２０ｂとの間の熱エネルギー伝達を高める金属層の形状で設けられることが好ましい。ある実施形態ではカバー８６を例えば、「改良試料処理装置処理装置、システムおよび方法（ＥＮＨＡＮＣＥＤ  ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ，ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ）」という題名で２００１年６月２８日に出願された米国特許出願第０９／８９４，８１０号明細書に記載されているようなリング状構造で設けることが好ましい。
【００３１】
プロセスチャンバ２０ｂは、ほぼ円形のプロセスチャンバ２０ｂ内でプロセスチャンバ２０ｂの周囲全体の回りに延びる壁４１により画定されるようなプロセスチャンバ２０ｂの周囲へ突出するリップ４０の形状の一体型バルブ構造を含んでいる（図３においてプロセスチャンバ２０ｂおよび２０ｃの周囲は実線および破線（隠線）の組み合わせで図示されている）。他のプロセスチャンバが部分、例えば三角形、正方形等分かれた側壁を有することが可能であることは理解できよう。
【００３２】
プロセスチャンバ２０ｂの境界はコア８０の下面８８上へのプロセスチャンバ２０ｂの開口によって画定される。リップ４０は図４に見られるようにプロセスチャンバ２０ｂの容量内へ下をくりぬいて延びる形状である。その結果プロセスチャンバ２０ｂの容量の一部はリップ４０とカバー８６の間に配置されている。
【００３３】
分配チャネル３０ｂの一部はリップ４０内へ延び、分配チャネル３０ｂの反対側端部は次のプロセスチャンバ２０ｃ内に配置されている。分配チャネル３０ｂがリップ４０上に延びている場合、領域４２はリップ４０の残りの部分に比べて厚さが薄い。
【００３４】
分配チャネル３０ｂが占める領域４２内でリップ４０内に開口が設けられている場合、プロセスチャンバ２０ｂ内の試料物質は分配チャネル３０ｂ内へと移動してプロセスチャンバ２０ｃへ供給できる。リップ４０内に開口がない場合は分配チャネル３０ｂを介するプロセスチャンバ２０ｃへの物質の移動はリップ４０によって妨げられるが、別の状況ではリップ４０はカバー８４に対して封止してプロセスチャンバ２０ｂから分配チャネル３０ｂへの試料物質の流れを防止する。
【００３５】
リップ４０内の開口は任意の適当な技術によって形成することができる。例えばリップ４０を機械的に貫通、あるいはレーザエネルギーで融除等をしてもよい。他の実施形態ではリップ４０にバルブ構造を組み込んで、バルブ構造が開放されたときに物質がプロセスチャンバ２０ｂから分配チャネル３０ｂ内に移動することができるようにしてもよい。いくつかのバルブ構造の例には例えば、「改良試料処理装置処理装置、システムおよび方法（ＥＮＨＡＮＣＥＤ  ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ，ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ）」という題名で２００１年６月２８日に出願された米国特許出願第０９／８９４，８１０号明細書に記載されているような発泡樹脂、形状記憶材料等がある。
【００３６】
分配チャネル３０ｂが占める領域４２内でのリップ４０の薄い厚さは多数の利点を提供可能である。例えば、所望の開口を設けるためにリップ４０を容易に貫通あるいは変形できる位置を限定する、すなわち領域４２を取り囲むリップ４０のより厚い部分が、そこを貫通する開口を形成するのに利用可能ないずれの技術による変形に対してより耐えることができる。薄い厚さの領域４２の他の潜在的利点は、これを例えばプロセスチャンバおよび分配チャネルとともにコア層８０内へ成型することができることである。
【００３７】
用いられているバルブ構造の正確な性質にかかわらず、図３および４に図示したような一体型バルブ構造を備えたプロセスチャンバの１つの利点はプロセスチャンバ２０ｂとバルブとの間にデッドスペースを生じないことである。換言すればプロセスチャンバ２０ｂ内に配置された試料物質はすべて処理中ほぼ同一条件下にある。バルブが分配チャネル３０ｂに沿ってプロセスチャンバ２０ｂより下流側に配置された場合にはこうなる可能性はない。このような状況ではプロセスチャンバ２０ｂとバルブとの間の分配チャネルの容量内に配置された試料物質は処理中に異なる条件を経験し、プロセスチャンバ２０ｂ等内の試薬または他の物質に対して同じ作用を受けることができないこともある。
【００３８】
図５を参照すると、本発明の試料処理装置上のプロセスアレイが電気泳動チャネルとプロセスアレイ内の少なくとも１つのプロセスチャンバとの間に配置された接続構造を含んでいる。接続構造は試料物質がプロセスアレイから電気泳動チャネル内へ移動しないようになっている閉構成と、試料物質がプロセスアレイから電気泳動チャネル内へ移動できる開構成とを提供する。接続構造は、電気泳動チャネル内への試料物質の移動を制御する所望の機能を果たす条件で、例えばバルブ、膜等の多数の形状を取ることができる。
【００３９】
図５の図示した実施形態では、接続構造は分岐構造の形状で設けられ、多孔性プラグ４４によってプロセスチャンバ２０ｄが２つの分離且つ別個の容量に分離されている。多孔性プラグ４４を通過できる物質だけがプロセスチャンバ２０ｄの異なる部分間を移動できる。プロセスチャンバ２０ｄの上部は分配チャネル３０ｃを介してプロセスチャンバ２０ｃと流体連通している。
【００４０】
プロセスチャンバ２０ｄの下部はチャネル７２を介して電気泳動媒体チャンバ７０（図１参照）と流体連通している。またプロセスチャンバ２０ｄの下部は電気泳動チャネル５０と流体連通している。チャネル３０ｃ、５０および７２は同一平面にはなく一般には１つの断面図では見られないが、試料処理装置１０の構造を説明する際の簡略のためこれらがすべて図５に図示されている。
【００４１】
本発明の試料処理装置は電気泳動篩い分けポリマーを電気泳動チャネル５０内への装填が簡単化できるように構成されている。さらに試料処理装置およびこれらの一体型電気泳動チャネルの構成により、電気泳動チャネル５０内の実質的に泡の無い電気泳動篩い分けポリマーになるように電気泳動篩い分けポリマーを装填することが可能になる。電気泳動チャネル内の簡単化された実質的に泡の無い電気泳動篩い分けポリマーの装填を達成するために、本発明は試料処理装置を回転することにより生じる遠心力を利用する。
【００４２】
図示の実施形態では、電気泳動チャネル装填構造は、電気泳動チャネル５０から内側に放射状に（回転軸１１に対して）配置された電気泳動媒体チャンバ７０を含んでいる。電気泳動チャネル５０内あるいは電気泳動媒体チャンバ７０から電気泳動チャネル５０へ通じる分配チャネル７２内にある程度のフロー規制を設けて、電気泳動媒体チャンバ７０から電気泳動チャネル５０内への電気泳動篩い分けポリマーの装填中に十分な背圧を提供することが好ましい。電気泳動篩い分けポリマー内に閉じ込められた気泡は、試料処理装置１０が回転する際に十分な背圧が生じると、電気泳動篩い分けポリマーの電気泳動チャネル５０内への遠心装填中にシステム外へ追い出す（チャンバ７０方向へ戻す）ことができる。
【００４３】
図示した試料処理装置１０では、電気泳動媒体チャンバ７０と電気泳動チャネル５０との間に配置されたバルブ７４によってフロー規制が設けられる。バルブを閉じた状態で試料処理装置１０を電気泳動媒体チャンバ７０内の電気泳動篩い分けポリマーとともに回転させたとき、電気泳動篩い分けポリマー内で生じた流体圧力が実質的にすべての泡を電気泳動篩い分けポリマーから強制排出させるのに十分であることが好ましい。泡が除去された後、バルブ７４を開放し、電気泳動篩い分けポリマーを電気泳動チャネル５０内に装填することができる。
【００４４】
その所望の流体圧力を達成するために必要な正確な回転速度は様々な要因によって変わるが、ある適当な速度は約１０００ｒｐｍ以上、場合によっては約３０００ｒｐｍ以上、さらに場合によっては約５０００ｒｐｍ以上である。
【００４５】
場合によっては装填プロセス中に試料処理装置１０が回転される際に電気泳動篩い分けポリマー内に所望の背圧が生じるように、電気泳動篩い分けポリマーの経路に沿った１つ以上の狭窄通路を設けることにより十分なフロー規制を設けてもよい。１つの例示的狭窄部が図３Ａに図示されており、ここでチャネル７２’は、電気泳動篩い分けポリマーが図３Ａの矢印方向に移動する際に所望の流体圧力を発生させるように当該チャネル７２’の断面積を減らした狭い狭窄部７４’を含んでいる。
【００４６】
本明細書でバルブおよび狭窄通路がフロー規制の例示的実施例として示されているが、当業者にはバルブあるいは狭窄通路と交換可能である数々の他の装置あるいは構造が理解できよう。これらの代替物には多孔性プラグ、多孔性膜、曲がった経路等があるがこれに限定されない。
【００４７】
図１を参照すると、例えば電気泳動チャネル５０が、電気泳動チャネル５０の末端に配置された末端チャンバ６０と流体連通している出力貯留部６２を含んでいる（電気泳動チャネル５０に沿ったプロセスチャンバ２０ｄから最も遠い端）。出力貯留部６２は図１に図示するようにチャネル６３を介して末端チャンバ６０と流体連通している。出力貯留部６２は装填時に電気泳動チャネル５０を介して追い出される余分な電気泳動篩い分けポリマーを回収するための容量を提供する。出力貯留部６２に大気への通気口を設けて電気泳動チャネル５０の完全装填を容易にすることが好ましい。電気泳動チャネル５０の長さがますにつれて出力貯留部６２に通気口をつける必要性が増す。
【００４８】
所望の泡除去および電気泳動チャネルの完全装填を得るために必要な試料処理装置の回転速度は様々な要因、例えば電気泳動チャネルのサイズ、電気泳動篩い分けポリマーの粘度、電気泳動チャネルの形状等によって変わる場合がある。ある例示的な回転速度は例えば約２０００ｒｐｍ以上、場合によっては約３０００ｒｐｍ以上、また場合によっては約４０００ｒｐｍ以上になることがある。例えば、電気泳動篩い分けポリマーが電気泳動チャネルに進入できるようにバルブなどのフロー規制を開けなければならない場合には、泡除去段階で装置をより速く回転させることが有益である。
【００４９】
さらに電気泳動チャネル５０内への電気泳動篩い分けポリマーの装填は、回転時に試料処理装置１０を交互に加速および減速させること、すなわち基本的には電気泳動チャネル５０を介して電気泳動篩い分けポリマーをげっぷのように吐き出すことにより容易にすることができる。回転は少なくとも２つの加速／減速サイクル、すなわち初期加速、その後減速、第２回目の加速そして２回目の減速により行うことができる。加速および／または減速が急速であればさらに有用である。また回転は一方向のみであることが好ましく、すなわち装填プロセス時に回転方向を反転しなくてもよい。
【００５０】
実際の加速および減速率は温度、試料処理装置の大きさ、回転軸からの電気泳動チャネルの距離、試料処理装置を製造するのに用いる材料、電気泳動篩い分けポリマーの性質（粘度）等などの様々な要因によって変わる場合がある。
【００５１】
本発明の試料処理装置内での電気泳動篩い分けポリマー装填プロセスの回転性は、電気泳動篩い分けポリマーの装填後に電気泳動チャネル内に空隙あるいは泡が見られる場合には試料処理装置をさらに回転させることによりその空隙あるいは泡を除去することができるという点で利点をもたらす。本発明のある方法では初期の回転装填手順の後、電気泳動チャネル内での電気泳動篩い分けポリマー内の空隙あるいは泡の検査を行う。検査時に空隙あるいは泡が検出された場合には、その空隙あるいは泡の除去をするように再び試料処理装置を回転させてもよい。第２の回転は電気泳動篩い分けポリマーの電気泳動チャネルへの追加供給を伴っても伴わなくてもよい。
【００５２】
電気泳動チャネル５０は例えば図１に見られるように試料処理装置１０の周囲の湾曲に従って円弧状に湾曲していることが好ましいが、電気泳動チャネル５０は他の形状も取ってもよい。電気泳動チャネル５０はほぼ円形試料処理装置１０の湾曲に従わなければならない場合には、試料処理装置１０の周りの様々な距離で延びることができる。電気泳動チャネル５０の長さは、電気泳動チャネル５０内で行われる分離のタイプを始めとして様々な要因によって選択できるがそれに限定されることはない。例えば、ある分離はより短い経路長を必要とする（例えば断片検出、単一ヌクレオチド多型（ＳＮＰ’ｓ）等）が、他の分離はより長い経路長を必要とする（例えば、デノボすなわち遺伝子配列決定）。
【００５３】
電気泳動チャネル５０を特徴付ける１つの方法は、使用時に試料処理装置１０が回転される回転軸１１に対して測定した時の電気泳動チャネル５０により形成される円弧の角の大きさに関するものである。例えば、使用時に試料処理装置１０が回転される回転軸１１に対して測定した時、電気泳動チャネル５０は約９０度以上、あるいは約１８０度以上の円弧を形成してもよい。代替的には電気泳動チャネル５０が試料処理装置１０の周囲により長い円弧を形成することが好ましい場合があり、例えば、使用時に試料処理装置１０が回転される回転軸１１に対して測定した時、電気泳動チャネル５０が約３２０度以上の円弧を形成することが好ましい場合がある。図示はしていないが、場合によっては電気泳動チャネル５０が試料処理装置１０の周囲にさらに延びて３６０度延びることができることは理解されよう。角度円弧の点から特徴づけた場合、試料処理装置１０の大きさも電気泳動チャネル５０の経路長を決定する際の要因になる。
【００５４】
図６Ａおよび６Ｂは本発明と共に用いる電気泳動チャネルの代替構造の断面図を図示する。図６Ａ（図１の６−６線に沿った）に図示した電気泳動チャネル５０の断面図は、電気泳動チャネル５０が任意の適当な技術によりトラフとして形成されたコア８０を示している。そして電気泳動チャネル５０は任意の適当な技術、例えば接着剤、溶接（熱的、化学的等）によりコア８０に取り付けられるカバーフィルム８４によって閉じられる。
【００５５】
図６Ａの断面図には電気泳動チャネル５０がほぼ長方形あるいは正方形の輪郭を有するように図示されているが、本発明の試料処理装置で用いられる電気泳動チャネルの実際の輪郭は任意の適当な形状を有することができる。例えば、場合によってはさらに丸みのある下部を有する電気泳動チャネル５０を提供することが望ましい場合がある。
【００５６】
図６Ｂに見られる電気泳動チャネル１５０用の代替構造は、試料処理装置のコア１８０内に形成されたスロット１５４内に配置されたキャピラリあるいは他の管１５２を含んでいる。実際の電気泳動チャネル１５０は管１５２内に形成されるが、スロット１５４は管を所定の位置に保持するように設けられる。
【００５７】
この構造の１つの潜在的利点は、電気泳動プロセスとの適合性を得るために管１５２用の材料を選択できる一方で、必要に応じて他の性質を得るためにコア１８０用の材料を選択できることである。さらにコア１８０内に形成されたスロット１５４の大きさを制御するよりも管１５２の内径の大きさを精度よく制御するほうがより容易である。図６Ｂに図示された構造の他の潜在的な利点は、異なる壁厚を有する管１５２を設けることにより電気泳動チャネル１５０の大きさを変えられることである。その結果、１つの大きさのスロット１５４を備えた単一コア１８０を異なる内径であるが同一の外径を有する管とともに用いて、異なる断面寸法を有する電気泳動チャネル１５０を設けることができる。
【００５８】
図６Ｂに図示した他の随意のフィーチャはスロット１５４上に配置されたカバーフィルム１８４である。カバーフィルム１８４は管１５２をスロット１５４内に保持および／または使用時にダメージから保護するのに有用である。カバーフィルム１８４は任意の適当な技術、例えば接着剤、溶接（熱的、化学的等）等によりコア１８０に取り付けることができる。カバーフィルム１８４に対する他の選択肢は、管１５２を例えば接着剤例えば光学グレードエポキシなどによってスロット１５４内に保持できることである。
【００５９】
本発明の試料処理装置に関連して用いる基板、カバーフィルム、管および他の構成要素は様々な異なる材料で製造することができるが、それはその使用材料が様々な上記の材料と接触する可能性のある様々な使用物質、試薬等と適合性があることが前提である。適合性問題に加えて、選択波長の電磁エネルギーに対する透明性、選択波長の電磁エネルギーの吸収性、選択波長の電磁エネルギーの反射率、熱伝導性、サーマルマスプロパティー等などの他の性質を求めるために本発明の試料処理装置に関連して用いる材料を選択することができる。例えば本来は本質的にポリマー基板内に酸化アルミニウム、酸化チタン等などの充填材を設けて基板の選択特性を向上させることが望ましい場合がある。
【００６０】
さらに、本発明の試料処理装置の構造は様々な形をとることができる。試料処理装置用の異なる構造のいくつかの適当な例が例えば、２００１年６月２８日に出願された「改良試料処理装置システムおよび方法（ＥＮＨＡＮＣＥＤ  ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ）」という題名の米国特許出願第０９／８９４，８１０号明細書、および２００１年６月２８日に出願された「試料処理装置（ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ）」という題名の米国特許出願第０９／８９５，０１０号明細書に記載されている。他の使用可能な装置構造が、例えば２０００年６月２８日に出願された「熱処理装置および方法（ＴＨＥＲＭＡＬ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ）」という題名の米国仮特許出願第６０／２１４，５０８号明細書、２０００年６月２８日に出願された「試料処理装置、システムおよび方法（ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ，ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ）」という題名の米国仮特許出願第６０／２１４，６４２号明細書、２０００年１０月２日に出願された「試料処理装置、システムおよび方法（ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ，ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ）」という題名の米国仮特許出願第６０／２３７，０７２号明細書、２００１年１月６日に出願された「試料処理装置、システムおよび方法（ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ，ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ）」という題名の米国仮特許出願第６０／２６０，０６３号明細書、２００１年４月１８日に出願された「改良試料処理装置、システムおよび方法（ＥＮＨＡＮＣＥＤ  ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ，ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ）」という題名の米国仮特許出願第６０／２８４，６３７号明細書、および２００１年６月２８日に出願された「試料処理装置および搬送装置（ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＡＮＤ  ＣＡＲＲＩＥＲＳ）」という題名の米国特許出願第０９／８９５，００１号明細書に見られる。さらにクリーンアップおよび／または除去可能材料あるいは他のフィーチャが、２００１年１２月２０日に出願された「疎水性マトリックス内の親水性固体支持体を用いて有機分子を生物学的混合物から除去するための方法および装置（ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＦＯＲ  ＲＥＭＯＶＡＬ  ＯＦ  ＯＲＧＡＮＩＣ  ＭＯＬＥＣＵＬＥＳ  ＦＲＯＭ  ＢＩＯＬＯＧＩＣＡＬ  ＭＩＸＴＵＲＥＳ  ＵＳＩＮＧ  Ａ  ＨＹＤＲＯＰＨＩＬＩＣ  ＳＯＬＩＤ  ＳＵＰＰＯＲＴ  ＩＮ  Ａ  ＨＹＤＲＯＰＨＯＢＩＣ  ＭＡＴＲＩＸ）」という題名の米国特許出願第１０／０２７，２２６号明細書、および２００１年１２月２０日に出願された「陰イオン交換を利用して有機分子を生物学的混合物から除去するための方法および装置（ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＦＯＲ  ＲＥＭＯＶＡＬ  ＯＦ  ＯＲＧＡＮＩＣ  ＭＯＬＥＣＵＬＥＳ  ＦＲＯＭ  ＢＩＯＬＯＧＩＣＡＬ  ＭＩＸＴＵＲＥＳ  ＵＳＩＮＧ  ＡＮＩＯＮ  ＥＸＣＨＡＮＧＥ）」という題名の米国特許出願第１０��０２７，２２２号明細書に見られる。
【００６１】
上記一覧の参考文献に関連して記載された装置のいくつかは、フィルタチャンバおよび望ましくない物質を試料混合物から除去するための他の方法および組成などのさらなる特徴を含む場合がある。本明細書に記載の方法を生物学的混合物に関する様々な異なるプロセスで用いることができる。このようなプロセスの例は化学反応混合物、例えば核酸増幅のクリーンアップに関するが、これは装置のプロセスチャンバ内で行われることもあればないこともある。必要な試薬の一部あるいは全部は製造する際に装置内に存在してもよく、装置の製造後にプロチャンバ内に装填してもよく、試料の導入直前にプロセスチャンバに装填してもよく、あるいはプロセスチャンバ内に装填前に試料と混合してもよい。
【００６２】
本発明による試料処理装置を用いる１つの方法は試料物質、例えば装置上の装填チャンバ内に用意した溶解血球とともに開始するステップを含む。例えば図１を参照すると最も内側のプロセスチャンバ２０ａはこのような方法で好都合な装填チャンバとして機能することができる。装填チャンバ２０ａから分配チャネル３０ａを介して次のプロセスチャンバ２０ｂへ移動する際に出発試料物質をフィルタリングするためにフィルタ（図示せず）を設けることが好ましい場合がある。装填チャンバ２０ａからプロセスチャンバ２０ｂへの試料物質の移動あるいは転送は試料処理装置１０を回転軸１１を中心に回転させることにより達成することが好ましい。
【００６３】
プロセスチャンバ２０ｂは、供給される、例えばチャンバ２０ｂの各々で乾かされる際、適当なポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）プライマを含んでいることが好ましい。チャンバ２０ｂの各々は出発試料物質に対して行われる検査の性質によって同じプライマあるいは異なるプライマを含んでいてもよい。試料を装填する前にプロセスチャンバ内にプライマを用意するステップの代替例は、出発試料物質を備えた装填チャンバ２０ａに適当なプライマを追加することである（これはフィルタがある場合にプライマがそのフィルタを通過できることが前提である）。
【００６４】
出発試料物質および任意の必要なプライマをプロセスチャンバ２０ｂ内に配置した後、選択遺伝物質のＰＣＲ増幅に適した条件下でプロセスチャンバ２０ｂ内の生物学的混合物を熱循環させる。このような熱循環は、上記に特定した参考文献のいくつかに記載されているように試料処理装置１０が回転しながら生じることが好ましい。
【００６５】
ＰＣＲプロセス時（あるいは任意の他の所望時）の任意の試料処理装置１０の回転を利用することにより、試料物質とプロセスチャンバ内にある任意の他の物質（例えば試薬等）とを機械的な攪拌によって混合することが容易になる。機械的攪拌は試料処理装置１０を回転軸１１を中心に反対方向に振動させることにより達成可能である。振動は周波数および／または大きさが様々な要因、例えばプロセスチャンバの大きさ／形状、プロセスチャンバ内の物質の量、試料物質の粘度、温度、安定性等によって変化する場合がある。例えば、試料処理装置１０を約１ヘルツから約１００ヘルツの周波数で振動させることにより混合を達成することが有用である。振動の大きさは例えば約５度から約３６０度であることが可能である。
【００６６】
機械的攪拌は、例えばＰＣＲ、サンガー（Ｓａｎｇｅｒ）サイクリング、ＰＣＲ反応混合物のクリーンアップ、配列決定反応混合物のクリーンアップ時のほか、本明細書に記載のマイクロ流体試料処理装置で行うことができる様々な他のプロセス時にも行うことができる。同様に本明細書に記載の試料処理装置のいずれについても回転あるいは他の技術による機械的攪拌を行うことができる。
【００６７】
ＰＣＲ増幅プロセスの完了後、各プロセスチャンバ２０ｂ内の物質を他のフィルタチャンバ（図示せず）を介して移動することができるが、不要な物質を生物学的混合物内の増幅物質、例えばＰＣＲプライマから除去する、フィルタによって除去されなかった出発試料内の不要な物質を除去する等のために各プロセスチャンバ２０ｂに対して１つのフィルタチャンバが設けられている。場合によってはプロセスチャンバ２０および／または分配チャネル３０ｂは表面に塗布された活性成分を含み場合がある。代替的にあるいは追加的に、これらは試料クリーンアップ（例えば染料除去）用の固相物質を含んでいる場合がある。このような装置に活性成分が含まれる領域はプロセスチャンバ２０であるか、または２つのプロセスチャンバ間の接続により規定される容量内あるいはその両方である。
【００６８】
各プロセスチャンバ２０ｂからのＰＣＲ増幅生成物はプロセスチャンバ２０ｃ内へ移動され、プロセスチャンバ２０ｃ内で経験する熱的条件の適切な制御によって、例えばプロセスチャンバ２０ｂ内で増幅された遺伝物質の配列決定サイクリングが行われる。しかし試料物質をフィルタチャンバ等に通過させることによって、プロセスチャンバ２０ｃ内で任意の所望のプロセスを行う前に試料物質をクリーンアップすることが好ましい。
【００６９】
プロセスチャンバ２０ｃ内の配列決定サイクリング（例えばサンガー（Ｓａｎｇｅｒ）配列決定）の完了後、例えばバルブを開放して回転軸１１を中心に試料処理装置１０を回転させることにより、各プロセスチャンバ２０ｃ内の物質を最も外側のプロセスチャンバ２０ｄ内ヘ移動させることができる。配列決定サイクリング反応生成物を例えば他のフィルタチャンバ（図示せず）に通過させて不要な物質を配列決定用ラダー（例えば配列決定用プライマ、ｄｄＮＴＰ等）から除去することが好ましい。例えばフィルタチャンバは例えばチャンバの表面に塗布された活性成分を含んでいる場合がある。代替的にあるいは追加的にこれらは試料クリーンアップ（例えば染料除去）用の固相物質を含んでいる場合がある。
【００７０】
試料物質を最も外側のプロセスチャンバ２０ｄに移動した後、多くの技術によって試料内の標的ＤＮＡ材料を電気泳動チャネル５０に移動させることができる。しかし一般には、例えば電気泳動チャネル５０の装填時にプロセスチャンバ２０ｄ内への電気泳動篩い分けポリマーの流入を防止可能であるとともにプロセスチャンバ２０ｄから電気泳動チャネル５０内への不要な物質の通過を防止可能な多孔性プラグ４４や他の障壁によって、電気泳動チャネル５０をプロセスチャンバ２０ｄから分離する。
【００７１】
多孔性プラグを介して電気泳動チャネル５０内へ標的ＤＮＡ材料を移動させるのに利用可能な技術の１つは動電注入である。例えばプロセスチャンバ２０ｄ内に配置された電極を電気泳動チャネル５０内に配置された第２の電極とともに用いることも可能である。これらの電極に適当な電圧を印加することにより、プロセスチャンバ２０ｄ内の標的のＤＮＡ材料を多孔性プラグを介して分離が行われる電気泳動チャネル５０内へと移動させることができる。多孔性プラグを介する動電注入に代わる他に利用可能な好適な技術には液圧装填、バルビング等がある。
【００７２】
電気泳動チャネル５０内で配列分離を行う実際の技術は、従来の機材、装置および方法を用いて配列分離を行う際に用いられる技術とほぼ同様である。例えばプロセスチャンバ２０ｄに近接した電気泳動チャネル５０内の電気泳動篩い分けポリマーと電気的に連通した状態で第１の電極５６を設けてもよい。第１の電極５６は、試料処理装置１０の一体部分を形成するように装置１０に取り付けてもよく、あるいは例えばプロセスチャンバ２０ｄに近接した電気泳動チャネル５０内へ挿入されたプローブとして別に設けてもよい。電極の正確な構造および／または形状は電気泳動分離方法の技術の当業者には周知であろう。
【００７３】
標的ＤＮＡが電気泳動チャネル５０に進入するプロセスチャンバ２０ｄに近接して配置された第１の電極から遠方の第２の電極５８を設けてもよい。また第２の電極５８は、試料処理装置１０の一体部分を形成するように装置１０へ取り付けてもよく、あるいは例えば電気泳動チャネル５０のプロセスチャンバ２０ｄとは反対側の端部に配置された末端チャネル６０に近接した電気泳動チャネル５０内へ挿入されたプローブとして別に設けてもよい。電気泳動チャネル５０内の電極５６および５８に適当な電圧を印加することにより、電気泳動チャネル５０内の標的ＤＮＡ材料を要求どおりに分離することができる。
【００７４】
代替的な試料処理装置２１０が図７に図示されており、プロセスチャンバ２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃおよび２２０ｄとプロセスチャンバを連続して接続する接続分配チャネルとを含むプロセスアレイを含んでいる。プロセスチャンバおよび分配チャネルの配置は図１および２に図示された試料処理装置１０に関連して上述したものと同様である。
【００７５】
しかし大きな違いの１つは、試料処理装置２１０上の電気泳動チャネル２５０が試料処理装置１０の電気泳動チャネル５０のように円弧状に湾曲していないことである。電気泳動チャネル２５０が装置２１０上で放射状に配置されていることが好ましい場合がある。電気泳動チャネル２５０が図７に見られるように該して直線であることがさらに好ましい場合があるが、これに限定されない。
【００７６】
図７に示した構成において、チャネルに電気泳動篩い分けポリマーを完全に装填するために電気泳動チャネル２５０が電気泳動チャネル２５０の最も外側の端部（すなわち回転軸２１１から最も遠い端部）に近接した通気口を必要としないこともある。後述のように電気泳動チャネルは通気口がなくてもよい。しかしこのような状況では電気泳動チャネル２５０の完全且つ実質的に泡のない装填を容易にするために様々な加速／減速プロファイルを採用することが望ましい。
【００７７】
さらにまた電気泳動チャネルに通気口が設けられない場合、フロー規制（例えばバルブまたは狭窄通路）が装填時に電気泳動篩い分けポリマーからの泡の除去を助ける必要がない場合がある。電気泳動チャネル２５０に通気口が無い特性により、装填時に電気泳動篩い分けポリマー内での液圧の発生を可能にして、電気泳動篩い分けポリマー内の泡／およびまたは空隙を除去することができる。
【００７８】
本発明の試料処理装置内の他の例示的変形例が図８に図示されており、試料処理装置３１０が、回転軸３１１に近接して配置された内側プロセスチャンバ３２０ａと当該内側プロセスチャンバ３２０ａよりも回転軸３１１から離れて配置された外側プロセスチャンバ３２０ｂとを含むように配置された多数の電気泳動チャネル３５０を含んでいる。その結果、回転軸３１１を中心に試料処理装置３１０を回転することによって内側プロセスチャンバ３２０ａ内に配置された物質を電気泳動チャネル３５０内に装填することができる。電気泳動チャネル３５０は幾何学的に厳密に放射状直線に沿って配置されてはいないが、本発明の目的のため電気泳動チャネル３５０は「ほぼ放射状」に配置されると考えられる。図８に図示された単純な構造において、内側プロセスチャンバ３２０ａが電気泳動篩い分けポリマー用の進入点（すなわちプロセスチャンバは電気泳動媒体チャンバとして機能する）と、電気泳動チャネル３５０を用いて処理される試料物質用の進入点の両方として機能できることは理解できよう。
【００７９】
図９は本発明による他の代替試料処理装置４１０を図示している。この試料処理装置４１０は、試料処理装置４１０の回転軸４１１から外側にほぼ放射状に延びる複数の電気泳動チャネル４５０を含んでいる。電気泳動チャネル４５０の各々はリング形状に設けられた中心プロセスチャンバ４２０ａから発してプロチャンバ４２０ｂ内で終端する。
【００８０】
電気泳動チャネル４５０はすべて単一のプロセスチャンバ４２０ａと流体連通しているが、本発明の試料処理装置では単一のプロセスチャンバ４２０ａの代わりに、各々が２つ以上の電気泳動チャネル４５０と流体連通している２つ以上のプロセスチャンバを設けることも可能であることは理解されよう。
【００８１】
図８と同様に、図９のより単純な構造では内側プロセスチャンバ４２０ａが、電気泳動篩い分けポリマー用の進入点（すなわちプロセスチャンバは電気泳動媒体チャンバとして機能する）と、電気泳動チャネル４５０を用いて処理される試料物質用の進入点の両方として機能できることも理解できよう。
【００８２】
上述のように図１および２に関連して図示した電気泳動チャネルはそれらの末端（すなわち電気泳動媒体チャンバから遠方の端部）に近接して通気口が設けられ、電気泳動篩い分けポリマーの電気泳動チャネルへの完全充填を容易にするため好ましい。これに対して図７〜９に関連して図示したより短い電気泳動チャネルは、電気泳動チャネルの完全充填を達成するためにそれらの末端に近接して通気口を設ける必要がない。換言すれば装置３１０および４１０上の電気泳動チャネルには通気口を設けなくてもよく、電気泳動チャネル内外への開口のみが電気泳動媒体チャンバに近接して配置されて電気泳動チャネル内へ物質を装填するのに用いられる。電気泳動チャネルに通気口が設けられない場合には、上述した複数の加速／減速プロファイルを利用することにより通気口のない電気泳動チャネルの完全充填を容易にすることができる。
【００８３】
上記の説明により当業者には本発明の範囲から逸脱することなく本発明の様々な変形および変更が明らかであるとともに、本発明は本明細書に記載した例示的実施形態に必要以上に限定されないことは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】一体型電気泳動チャネルを備えた１つの試料処理装置の平面図である。
【図２】図１の試料処理装置の反対側の平面図である。
【図３】図１の試料処理装置の１つのプロセスアレイの一部の拡大図である。
【図３Ａ】電気泳動チャネルの装填中に電気泳動篩い分けポリマーが移動するチャネルに沿った狭窄通路の形の１つの例示的フロー狭窄部を図示する。
【図４】図３の（図３の４−４線に沿った）プロセスアレイ内のバルブ付きプロセスチャンバの拡大断面図である。
【図５】図３の（図３の５−５線に沿った）プロセスアレイ内の最も外側のプロセスチャンバの拡大断面図である。
【図６Ａ】図１の（図１の線６−６に沿った）試料処理装置内の電気泳動チャネルの拡大断面図である。
【図６Ｂ】代替的な電気泳動チャネル構造の断面図である。
【図７】本発明による代替的な試料処理装置の平面図である。
【図８】本発明による代替的な試料処理装置の平面図である。
【図９】本発明による代替的な試料処理装置の平面図である。
【図１】
2005514619.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005514619.tif 000005
【図３Ａ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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