(57)【要約】【課題】サンプルチャンバアレイの提供。【解決手段】本発明のサンプルチャンバアレイは、少なくとも１つのサンプルチャンバと流体連絡する少なくとも１つのレザバおよびサンプルチャンバを規定する移動可能な部分を備え得る。レザバは、液体生物学的サンプルで充填可能である。移動可能な部分は、第１の位置から第２の位置まで、サンプルチャンバの残りに関して移動可能であり得る。第１の位置において、移動可能な部分は窪んでおり、かつサンプルチャンバは生物学的サンプルを含まない。第２の位置において、移動可能な部分は出っ張っており、かつサンプルチャンバは生物学的サンプルを含む。第２の位置への移動可能な部分の移動は、圧力低下を生じ、少なくとも１つのレザバからサンプルチャンバへの生物学的サンプルを移動させる。生物学的サンプルを処理する方法およびサンプルチャンバアレイを作製する方法もまた提供される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
明細書中に記載の発明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（分野）
本教示は、一般に、生物学的材料のサンプルのために構成されたサンプルチャンバアレイ、およびサンプルチャンバアレイを用いて生物学的サンプルを処理する方法に関する。本教示は、さらに、種々の局面において、サンプルチャンバを生物学的サンプルで充填させるサンプルチャンバの移動可能な部分を有するサンプルチャンバアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
（背景）
生物学的試験は、疾患を検出およびモニタリングする際の重要なツールとなってきている。生物学的試験の分野において、例えば、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）および他の反応を実施することによって核酸を増幅するために、サーマルサイクリングが用いられている。ＰＣＲは、例えば、クローニング、遺伝子発現の分析、ＤＮＡ配列決定および薬物発見のような用途の価値ある研究ツールとなっている。ＰＣＲのような方法は、試験サンプルの分析物特異的試薬に対する反応を検出するために使用され得る。代表的には、分析物特異的試薬は、生物学的試験を実施する前に、各サンプルチャンバ内に入れられる。次いで、試験サンプルが、サンプルチャンバに後から挿入され、次いで、サンプルトレイまたはマイクロカードがサーマルサイクルに供される。
【０００３】
この分野における最近の発展は、生物学的試験デバイスについての需要の増加を生じた。生物学的試験デバイスは、現在、増加する数の方法において使用されている。サンプルトレイおよびマイクロカードのような、物質を充填し、かつ、サーマルサイクルするための、より効率的でかつ小型の方法および構造を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
代表的なシステムにおいて、サンプルトレイまたはマイクロカードに試薬がロードされ、次いで、試験サンプルがロードされ、そして、次いで、サーマルサイクリングのための別のデバイスに移されて挿入される。サンプルトレイまたはマイクロカードを充填し、かつサーマルサイクルするためにかかる、時間の量および工程の数を減らすことが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（要旨）
本教示の種々の局面に従って、サンプルチャンバアレイが提供される。サンプルチャンバアレイは、少なくとも１つのサンプルチャンバと流体連絡する少なくとも１つのレザバ、および、サンプルチャンバを規定する移動可能な部分を備え得る。このレザバは、流体生物学的サンプルで充填可能である、移動可能な部分は、第１の位置から第２の位置まで、サンプルチャンバの残りに関して移動可能であり得る。第１の位置において、移動可能な部分は窪んでおり、かつ、サンプルチャンバは生物学的サンプルを含まない。第２の位置において、移動可能な部分は出っ張っており、かつ、サンプルチャンバは生物学的サンプルを含む。移動可能な部分の第２の位置への移動は、圧力低下を生じ、生物学的サンプルを、少なくとも１つのレザバからサンプルチャンバへと移動させる。
【０００６】
さらなる局面において、生物学的サンプルを処理するための方法が提供される。この方法は、少なくとも１つのサンプルチャンバと流体連絡する少なくとも１つのレザバを備えるサンプルチャンバアレイを提供する工程、このレザバを生物学的サンプルで充填する工
程、および、窪んでいる位置から出っ張っている位置までサンプルチャンバを移動する工程を包含する。サンプルチャンバの移動は、圧力低下を生じ、生物学的サンプルをレザバからサンプルチャンバへと移動させる。
【０００７】
本教示のなおさらなる局面において、サンプルチャンバアレイを作製する方法が提供される。この方法は、少なくとも１つのチャンバ基部を備える第１の部材を提供する工程、少なくとも１つの移動可能な部分を備える第２の部材を提供する工程、第１の部材および第２の部材を位置決めして、チャンバ基部および移動可能な部分を整列する工程、ならびに、第１の部材を第２の部材に固定する工程を包含する。第１の部材を第２の部材に固定することにより、第１の部材と第２の部材との間に少なくとも１つのレザバを形成する。種々の局面において、チャンバ基部および移動可能な部分は窪んでいる。
本発明は、以下を提供する。
（１）サンプルチャンバアレイであって、以下：
少なくとも１つのサンプルチャンバと流体連絡している少なくとも１つのレザバであって、該レザバは、液体生物学的サンプルで充填可能である、レザバ；および
該サンプルチャンバを規定する少なくとも１つの移動可能な部分であって、該移動可能な部分は、第１の位置から第２の位置へと該サンプルチャンバの残りに関して移動可能である、移動可能な部分
を備え、ここで、該第１の位置において、該移動可能な部分が窪んでいて、かつ、該サンプルチャンバが、生物学的サンプルを含まず、そして、該第２の位置において、該移動可能な部分は、出っ張っていて、かつ該サンプルチャンバが生物学的サンプルを含み、
ここで、該移動可能な部分の該第２の位置への移動が、圧力低下を生じ、該生物学的サンプルを該レザバから該サンプルチャンバへと移動させる、サンプルチャンバアレイ。
（２）前記レザバと前記サンプルチャンバとの間の前記流体連絡のための充填チャネルをさらに備える、項目１に記載のサンプルチャンバアレイ。
（３）前記移動可能な部分が、前記サンプルチャンバの外側表面に所定の力が適用される際に、前記第２の位置へと移動するように構成される、項目１に記載のサンプルチャンバアレイ。
（４）前記所定の力が、外部吸引を含む、項目３に記載のサンプルチャンバアレイ。
（５）前記移動可能な部分が、熱の適用の際に、前記第２の位置へと移動するように構成される、項目１に記載のサンプルチャンバアレイ。
（６）前記移動可能な部分が、電流の適用の際に、前記第２の位置へと移動するように構成される、項目１に記載のサンプルチャンバアレイ。
（７）前記充填チャネルの閉鎖を可能にする接着要素をさらに備える、項目２に記載のサンプルチャンバアレイ。
（８）前記充填チャネルが、前記レザバと前記サンプルチャンバとの間の流体連絡を封鎖するために変形されるように構成された、変形可能な物質を含む、項目２に記載のサンプルチャンバアレイ。
（９）前記少なくとも１つのレザバが、作動可能に複数のサンプルチャンバと連絡する、項目１に記載のサンプルチャンバアレイ。
（１０）前記複数のサンプルチャンバが、前記少なくとも１つのレザバから半径方向に延びる、項目９に記載のサンプルチャンバアレイ。
（１１）前記充填チャネルと前記複数のサンプルチャンバとの間の流体連絡において複数の分枝チャネルをさらに備える、項目２に記載のサンプルチャンバアレイ。
（１２）前記レザバが、前記生物学的サンプルで該レザバを充填するための充填開口をさらに備える、項目１に記載のサンプルチャンバアレイ。
（１３）前記充填開口が、前記レザバの隆起した部分に配置され、かつ、該レザバを充填するためにピペットの挿入を可能にするように構成された穴を備える、項目１２に記載のサンプルチャンバアレイ。
（１４）前記充填開口が、前記レザバの周囲に実質的に配置された開口端部分を備える、
項目１２に記載のサンプルチャンバアレイ。
（１５）前記レザバおよび前記サンプルチャンバが各々、可撓性物質を含み、ここで、前記アレイが、巻くことが可能な（ｒｏｌｌａｂｌｅ）テープ中に構成されている、項目１に記載のサンプルチャンバアレイ。
（１６）前記サンプルチャンバアレイが、ポリプロピレンおよびポリエチレンのうちの少なくとも１つを含む、項目１に記載のサンプルチャンバアレイ。
（１７）前記サンプルアレイが、ＰＣＲのために構成されている、項目１に記載のサンプルチャンバアレイ。
（１８）生物学的サンプルを処理するための方法であって、以下：
少なくとも１つのサンプルチャンバと流体連絡する少なくとも１つのレザバを備えるサンプルチャンバアレイを提供する工程；
該レザバを該生物学的サンプルで充填する工程；および
該サンプルチャンバを窪んでいる位置から出っ張っている位置へと移動する工程
を包含し、ここで、該移動する工程が、圧力低下を生じ、該生物学的サンプルを該レザバから該サンプルチャンバへと移動させる、方法。
（１９）前記サンプルチャンバアレイをサーマルサイクルさせる工程をさらに包含する、項目１８に記載の方法。
（２０）前記サンプルチャンバと前記レザバとの間の流体連絡を封鎖するために充填チャネルを閉鎖する工程をさらに包含する、項目１８に記載の方法。
（２１）前記サンプルチャンバアレイの一部を切断することによって、前記サンプルチャンバから前記レザバを取り外す工程をさらに包含する、項目２０に記載の方法。
（２２）サンプルチャンバアレイを作製する方法であって、以下：
少なくとも１つのチャンバ基部を含む第１の部材を提供する工程；
少なくとも１つの移動可能な部分を含む第２の部材を提供する工程；
該第１の部材および該第２の部材を位置決めして、該チャンバ基部と該移動可能な部分を整列させる工程；ならびに
該第１の部材を該第２の部材に固定する工程
を包含し、ここで、該固定する工程が、該第１の部材と該第２の部材との間に少なくとも１つのレザバを形成し、そして、ここで、該チャンバ基部および該移動可能な部分が窪んでいる、方法。
（２３）前記固定する工程が、接着剤を適用する工程、超音波溶接する工程および熱溶接する工程のうちの少なくとも１つを包含する、項目２２に記載の方法。
【０００８】
上記の一般的な説明および以下の種々の実施形態の説明の両方が、例示的かつ説明的であり、限定的ではないことが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本明細書に援用され、本明細書の一部を構成する添付の図面は、いくつかの例示的な実施形態を例示する。
【図１】図１は、例示的な実施形態に従うサンプルチャンバアレイのセクションの部分平面図である。
【図２】図２ａ〜２ｅは、図１のサンプルチャンバアレイの切断線ＩＩ−ＩＩに沿った、一連の断面図であり、サンプルチャンバアレイのロード、充填、シールおよび切り取りの連続動作を示す。
【図３】図３は、図２ｅのサンプルチャンバアレイの部分平面図である。
【図４】図４は、図１に示すサンプルチャンバ構成を有するＰＣＲテープのロールの斜視図である。
【図５】図５は、別の例示的な実施形態に従う、サンプルチャンバアレイのセクションの部分平面図である。
【図６】図６ａ〜６ｅは、図５の切断線ＶＩ−ＶＩに沿った、サンプルチャンバアレイの一連の断面図であり、サンプルチャンバアレイのロード、充填、シールおよび切り取りの連続動作を示す。
【図７】図７は、図６ｅのサンプルチャンバアレイの部分平面図である。
【図８】図８は、別の例示的な実施形態に従う、ＰＣＲサンプルチャンバアレイのセクションの部分平面図である。
【図９】図９ａ〜９ｅは、図８の切断線ＩＸ−ＩＸに沿った、サンプルチャンバアレイの一連の断面図であり、サンプルチャンバアレイのロード、充填、シールおよび切り取りの連続動作を示す。
【図１０】図１０は、図９ｅのサンプルチャンバアレイの部分平面図である。
【図１１】図１１は、複数のチャンバに供給する単一のレザバを有するサンプルチャンバアレイの例示的な実施形態の平面図である。
【図１２】図１２は、各々が、複数の半径方向に位置決めされたサンプルチャンバに供給する、１対のレザバを有するサンプルチャンバアレイの例示的な実施形態の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（種々の実施形態の説明）
ここで、種々の例示的な実施形態に対して参照がなされ、これらの例は、添付の図面に例示される。可能な限り、同じ参照番号が、図面および明細書において、同じ部品または類似の部品を参照するために用いられる。
【００１１】
種々の実施形態に従って、複数のサンプルチャンバを有するサンプルチャンバアレイが提供される。１つの局面において、サンプルアレイは、複数のサンプルチャンバを備え、各々が、充填チャネルを介してレザバと流体連絡している。
【００１２】
図１に示される実施形態のような、種々の実施形態において、複数のサンプルチャンバを有するサンプルチャンバアレイ１０が開示される。種々の実施形態において、サンプルチャンバアレイ１０は、テープの形態である。他の種々の実施形態において、サンプルチャンバアレイは、堅固もしくは可撓性のサンプルトレイもしくはマイクロカードであり得
る。サンプルチャンバアレイは、任意の他の型の適切な媒体上に置かれ得ることが理解されるはずである。
【００１３】
サンプルチャンバアレイ１０は、サーマルサイクリングデバイス中で生物学的材料のサンプルをサーマルサイクルさせるために構成され得る。サーマルサイクリングデバイスは、生物学的材料のサンプルについて、核酸増幅を実施するために構成され得る。生物学的サンプルの核酸増幅を実施する１つの一般的な方法は、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）である。種々のＰＣＲ法が当該分野で公知であり、例えば、Ｗｏｕｄｅｎｂｅｒｇらに対する米国特許第５，９２８，９０７号および同第６，０１５，６７４号（これらの完全な開示は、あらゆる目的のために、本明細書により参考として援用される）に記載される。核酸増幅のための他の方法としては、例えば、リガーゼ連鎖反応、オリゴヌクレオチド連結アッセイおよびハイブリダイゼーションアッセイが挙げられる。これらの方法および他の方法は、米国特許第５，９２８，９０７号および同第６，０１５，６７４号により詳細に記載される。
【００１４】
種々の実施形態において、サンプルチャンバアレイが、サーマルサイクリングデバイスにおいて使用され得、これらのデバイスにおいて、サーマルサイクリングの間に、サンプルチャンバアレイ中のサンプルの核酸増幅のリアルタイム検出を実施する。リアルタイム検出システムは当該分野で公知であり、例えば、Ｗｏｕｄｅｎｂｅｒｇらに対する米国特許第５，９２８，９０７号および同第６，０１５，６７４号（上で、本明細書中に援用される）にまた、より詳細に記載される。リアルタイム検出の間、当該分野で公知の様式で、サーマルサイクリングの間にサンプルの種々の特徴が検出される。リアルタイム検出は、核酸増幅プロセスの間に、サンプルのより正確で、効率的な検出およびモニタリングを可能にする。あるいは、サーマルサイクリングデバイスにおいてサンプルチャンバアレイが使用され得、このデバイスは、サンプルの核酸増幅の終点検出を実施する。いくつかの型の検出装置が、Ｂｅｄｉｎｇｈａｍらに対するＷＯ  ０２／００３４７Ａ２に示されており、この完全な開示は、あらゆる目的のために、本明細書により参考として援用される。
【００１５】
サンプルチャンバアレイは、サンプルチャンバテープセクションのサンプルチャンバ中の生物学的材料をサーマルサイクルさせるためにサンプルブロックを接触するように構成され得る。サンプルブロックは、ユーザーが規定したプロフィールに従ってサンプルブロックの温度を上下するようにプログラムされた温度制御ユニットに作動可能に接続され得る。例えば、種々の実施形態において、ユーザーは、所望のＰＣＲプロトコールの時間および温度パラメータを規定するデータをコントロールコンピュータに提供し得、このコンピュータは、温度制御ユニットの中央処理装置（ＣＰＵ）に、サンプルブロックのサーマルサイクリングを制御させる。マイクロカードまたは他のサンプル保持部材の温度を上下するための適切な温度制御ユニットのいくつかの非限定的な例は、Ｍｕｌｌｉｓらに対する米国特許第５，６５６，４９３号、およびにＡｔｗｏｏｄらに対す得る米国特許第５，４７５，６１０号に記載され、これら両方の開示は、あらゆる目的のために、本明細書により参考として援用される。
【００１６】
１つの実施形態において、サンプルチャンバアレイは、サンプルチャンバアレイ上の少なくとも１つの充填チャンバもしくはレザバ、複数のサンプルチャンバ、および複数の充填導管もしくはチャネルを備える。本教示に従うサンプルチャンバアレイの１つの実施形態を図１〜４に示す。本明細書中で実施され、図１〜４に示されるように、サンプルチャンバアレイは、一般に、参照番号１０により指定されるテープ、マイクロカード、またはサンプルトレイの形状であり得る。サンプルチャンバアレイ１０の基本的な構造および作動は、各々の形式について同一である：テープ、マイクロカードまたはサンプルトレイ。図１〜４に示すように、サンプルチャンバアレイ１０は、複数のサンプルチャンバ１２を
有し、各々は、充填チャネル１６を介してレザバ１４に連結されている。
【００１７】
種々の実施形態において、レザバ１４の各々は、ユーザーが、試験されるべきサンプルを、例えば、ピペッティングによって、レザバ１４に導入することを可能にするように構成されている開口１４ａを備える。レザバ１４は、その対応するサンプルチャンバ１２の充填を可能にするのに十分な容量の流体を含むように構成される。サンプルチャンバ１２は、拡張位置にある場合、任意の適切な容量であり得る。１つの例において、容量は、０．１μＬと１，０００μＬとの間であり、別の例において、１μＬと１００μＬとの間であり、別の例においては、約５μＬである。本教示に従うサンプルチャンバは、生物学的試験に適切な任意のサイズであり得ることが理解されるはずである。いくつかの実施形態において、レザバ１４内に含まれる全ての流体が、チャンバ１２に移されることは可能ではなく、従って、レザバ１４は、適切な充填を保証するために、チャンバ１２の容量よりも大きい容量を有し得る。
【００１８】
種々の実施形態において、サンプルチャンバアレイ１０は、サンプルチャンバ１２が充填された後に、充填チャネル１６をシールすることを可能にするように構成された、接着物質１８のセクションを備え得る。サンプルチャンバの充填、ならびに、チャネル１６のシールは、図２ａ〜２ｅを参照してさらに記載される。サンプルチャンバアレイ１０は、さらに、例えば、接着ラベルを受容するように構成された複数の領域２８、または、サンプルチャンバの中身または任意の他の所望の情報を同定するための他の同定マーキングもしくはインジケータを備え得る。
【００１９】
図４は、ＰＣＲサンプルチャンバテープ５のロールを図示し、ここから、サンプルチャンバアレイ１０のようなサンプルチャンバアレイが切り出され得るか、または、他の方法で得られ得る。ロール５を使用することによって、ユーザーは、サンプルチャンバアレイ内に含まれる固定数のサンプルチャンバにより束縛されることなく、任意の特定の試験に必要とされるサンプルチャンバの数を分離することができる。サンプルチャンバアレイ１０は、ロール５のセクションとして図示されるが、固定数のサンプルチャンバ１２を有するアレイとしても製造され得る。前以て製造された型のサンプルアレイは、ユーザーにより所望される任意の数のレザバ１４およびチャンバ１２を有し得る。サンプルチャンバアレイ１０は、図４に示される可撓性テープ５の代わりに、堅固または可撓性のマイクロカードもしくはサンプルトレイ上に置かれ得ることが理解されるべきである。
【００２０】
図１は、２列のチャンバ、レザバおよび充填チャネルを有するサンプルチャンバアレイ１０を図示する。図２ａ〜２ｅは、ほぼ図１の線ＩＩ−ＩＩに沿う、サンプルチャンバアレイ１０の断面を図示し、これは、サンプルアレイ１０の長さに対して垂直であり、チャンバ１２、レザバ１４およびチャネル１６の隣接する対を通過する。図２ａ〜２ｅは、２列のチャンバ、レザバおよびチャネルを図示する。代替的な実施形態が、図５〜１２に示されるが、一般には、少なくとも、以下に記載される移動可能な部分１２ｂの移動によるスナップ作動充填に関しては、図１〜４の実施形態と同様の様式で作動する。単純にするために、以下の説明は、単一の列（図２ａ〜２ｅの上列）に焦点を当てるが、サンプルチャンバアレイ１０の下列に対してもまた、これらの説明が適用されることが理解されるはずである。
【００２１】
図２ａ〜２ｅに示すように、本教示に従うサンプルチャンバアレイ１０は、第２の部材１０ｂに固定された第１の部材１０ａを備え得る。第１の部材１０ａおよび第２の部材１０ｂは、例えば、ポリプロピレンもしくはポリエチレンのようなＰＣＲ試験に適切な任意の物質であり得る。第１の部材および第２の部材はまた、アルミニウムもしくはステンレス鋼のような任意の他の適切な物質から作製され得る。アルミニウムもしくはステンレス鋼を用いた実施形態は、例えば、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲の厚みを有し得る。第１
の部材１０ａおよび第２の部材１０ｂは、例えば、ＰＣＲ適合性の接着剤、超音波溶接もしくは熱溶接、または、サンプルチャンバアレイ製造の分野で公知の任意の他の様式で、互いに固定され得る。
【００２２】
図１〜４に図示するように、第２の部材１０ｂは、第１の部材１０ａに沿って、レザバ１４を規定する隆起した部分１４ｂを備え得る。レザバ１４は、代表的には、試験されるべき所定容量の生物学的サンプルを含むのに適切な形状およびサイズである。隆起した部分１４ｂは、図１〜４において、円筒形レザバ１４を規定するように、ほぼ円筒形であるように示されるが、隆起した部分１４ｂおよびレザバ１４が、任意の他の適切な形状（例えば、正方形もしくは長方形）であり得ることが理解されるはずである。示される実施形態において、第１の部材１０ａは、第２の部材の隆起した部分１４ｂに対向する領域内において平坦であり、レザバ１４の基部を規定する。種々の実施形態において、第１の部材１０ａがまた、隆起した部分を備え得ること、または、他の実施形態において、第１の部材および第２の部材の両方が、隆起した部分を備え得、その結果、生物学的サンプルが試験されるためのレザバを規定することが理解されるはずである。レザバ１４へのアクセスを獲得し、生物学的サンプルのレザバ内への流入のための通路を提供するために、開口もしくは充填ポート１４ａが、図１〜２に示されるように、第２の部材１０ｂの隆起した部分１４ｂ中に備えられ得る。あるいは、開口もしくは充填ポートは、（第１の部材１０ａにおける）レザバの基部内に提供され得る。
【００２３】
第１の部材および第２の部材はまた、レザバ１４とサンプルチャンバ１２との間の通路もしくは充填チャネル１６を規定し、この通路もしくは充填チャネルは、その間の流体連絡を可能にする。図１に示すように、充填チャネル１６は、レザバ１４とサンプルチャンバ１２との間に位置決めされる導管もしくは通路である。充填チャネルは、例えば、円形、正方形もしくは長方形のような、任意の適切な断面形状を有し得る。充填チャネルは、好ましくは、このような流入が望ましい場合に、レザバ１４からサンプルチャンバ１２へと生物学的サンプルが流入することを可能にするようなサイズである。さらに議論されるように、充填チャネルは、レザバ１４とサンプルチャンバ１２との間の流体連絡を妨げるために、選択的にブロックされ得る。
【００２４】
種々の実施形態において、第１の部材１０ａおよび第２の部材１０ｂはさらに、それぞれ、窪んでいる部分１２ａおよび１２ｂを備える。第１の位置（図２ａおよび２ｂに示される）において、第２の部材の窪んでいる部分１２ｂは、第１の部材の窪んでいる部分１２ｂと嵌合し、そして、直接接触している。この第１の位置において、第１の窪んでいる部分および第２の窪んでいる部分は、直接接触し、従って、これらの突出部の間には、液体サンプルのための空間がない。第２の部材の窪んでいる部分１２ｂは、第１の部材の窪んでいる部分１２ａに関して移動可能であるように構成され、第２の部材の窪んでいる部分が第２の位置にある場合に、その間にサンプルチャンバ１２を含む、一定の容量の空間を規定する。この第２の位置において、第１の部材の窪んでいる部分１２ａは、サンプルチャンバ基部を規定する。このことは、以下により詳細に記載される。
【００２５】
図２ａは、本教示の実施形態に従う、ロードされていないサンプルチャンバアレイ１０を示す。図２ａにおいて、レザバ１４に導入されている液体サンプルはない。図２ａにおいて、第２の部材の窪んでいる部分１２ｂは、第１の位置にあり、ここで、窪んでいる部分１２ｂの内側表面２０が、第１の部材の窪んでいる部分１２ａの内側表面２２に対して押し、これと嵌合する。
【００２６】
図２ｂは、レザバ１４および充填チャネル１６内に含まれる、試験されるべき液体サンプル３０を含むサンプルチャンバアレイを示す。液体サンプル３０は、任意の公知の方法によってレザバ内に導入され得る。１つの実施形態において、ユーザーは、サンプル３０
を、例えば、充填ポート１４ａを通してサンプルをピペッティングすることによって、充填ポート１４ａを介してサンプル３０をレザバ１４に導入し得る。別の実施形態において、サンプル３０は、微小流体学の分野で公知の能動輸送もしくは受動輸送を介して、レザバ１４内に導入され得る。サンプル３０は、既に予め混合されているサンプルおよび試薬の両方を含み得るか、または、サンプルチャンバ１２は、一旦サンプル３０がチャンバ１２内に流入すると、サンプル３０との反応のための乾燥した試薬でスポッティングされ得る。図２ｂに示すように、サンプル３０は、レザバ１４および充填チャネル１６を充填する。しかし、サンプル３０は、窪んでいる部分１２ａと１２ｂとの間で流動することを妨げられる。これは、窪んでいる部分の内側表面が、互いに対してしっかりと押されているからである。窪んでいる部分は、窪んでいる部分の特定の形状に起因して、互いに対してしっかりと押されている。図２ａおよび２ｂに示される位置において、窪んでいる部分は、好ましくは、窪んでいる部分の間の液体の通過を妨げるのに十分な力で、互いに係合するように偏向されている。
【００２７】
液体サンプルのためにサンプルチャンバを形成することが望ましい場合、ユーザーは、第２の部材の窪んでいる部分１２ｂを、第１の部材の窪んでいる部分１２ａから離して移動させ、それによって、図２ｃに示すようなサンプルチャンバ１２を作製し得る。特定の実施形態において、図２ｃに示すように、第２の部材の窪んでいる部分１２ｂは、窪んでいる部分１２ｂの凹部を反転させることによって、第１の部材の窪んでいる部分１２ａから離して移動させ得、それによって、サンプルチャンバ１２を形成する。第２の位置において、図２ｃに示されるように、部分１２ｂは、形状が出っ張っている。
【００２８】
部分１２ｂの反転は、新しく形成されたサンプルチャンバ１２とレザバ１４との間に内部吸引または圧力低下を生じ、それによって、液体サンプル３０を、充填チャネル１６を介してレザバ１４からサンプルチャンバ１２内へと流入させる。第２の部材の窪んでいる部分１２ｂの、第１の部材の窪んでいる部分１２ａから離れる移動は、種々の方法のいずれかによって達成され得る。１つの実施形態において、サンプルチャンバアレイは、第２の部材の窪んでいる部分１２ｂを第１の部材の窪んでいる部分１２ａから離して、図２ｃに示される位置にスナップまたは移動させるのに十分な外部吸引または他の力を、サンプルチャンバアレイ１０の窪んでいる部分１２ｂの外側表面２４に適用し得る真空チャックまたは他の適切なデバイス上に配置される。１つの実施形態において、真空チャックは、サンプルチャンバアレイのサンプルチャンバに対応する複数の穴を有する実質的に平坦なプレートであり得る。これらの穴は、サンプルチャンバアレイのサンプルチャンバと整列するように構成され得る。これらの穴は、任意の適切なサイズであり得る。１つの実施形態において、穴は、サンプルチャンバの直径とほぼ同じ直径を有する。真空チャックは、任意の適切な物質（例えば、金属）であり得る。真空チャックは、適切な吸引力を生じて、第１の部材の窪んでいる部分１２ｂを、第２の部材の窪んでいる部分１２ａから離してスナップもしくは移動するために、サンプルチャンバアレイとの接触の際に、穴内を真空に引くように構成され得る。適切な封着構造がまた提供され得る。
【００２９】
示される実施形態において、十分な力が窪んでいる部分１２ｂの外側表面２４に置かれる場合、窪んでいる部分１２ｂは、第１の別個の位置（図２ｂに示される）から第２の別個の位置（図２ｃに示される）に自動的にスナップする。別の実施形態において、部分１２ｂは、熱および／もしくは電流に感受性の物質から作製され、ここで、部分１２ｂへのこのような適用は、反転を生じる。例えば、部分１２ｂは、ニチノール、他のアロイ、もしくは、形状記憶物質の分野で公知のポリマーから作製され得る。
【００３０】
第２の部材の窪んでいる部分１２ｂが、図２ｃに示される位置にスナップする場合、サンプルチャンバ１２は、窪んでいる部分１２ａと窪んでいる部分１２ｂとの間の空間に形成される。図２ｃに示される位置において、第１の部材１０ａの窪んでいる部分１２ａは
、サンプルチャンバ基部と呼ばれ得る。図２ｃに示されるサンプルチャンバ１２は、球根状の形状を有する。任意の他の適切な形状がまた、サンプルチャンバに適用可能であることが理解されるはずである。サンプルチャンバは、任意の適切な容量の生物学的サンプルを扱うように設計され得る。
【００３１】
カードの充填開口１４ａと同じ側に（例えば、第２の部材上）、移動可能な部分１２ｂを有するように図示されているが、部分１２ａおよび１２ｂの凹部は、図２ａに図示されるものと反対方向に面し得、その結果、部分１２ｂに適用される真空または他の力が、その代わりに部分１２ａに適用され得る。
【００３２】
一旦サンプルチャンバ１２が所望のサンプル３０で充填されると、充填チャネル１６が、図２ｄに示されるように、領域２６に沿ってステークされ得るか、または他の方法でシールされ得、その結果、サンプル３０は、サンプルチャンバ１２から漏れない。上記のように、この封着は、チャネル１６に沿うサンプルチャンバアレイ１０の片側に圧力を適用することによって達成され得、その結果、領域２６の空間内の第１の部材１０ａまたは第２の部材１０ｂのうちの一部分が、図１に図示される部材１０ａ、１０ｂの間に位置する接着部材１８に接着する。図２ｄは、ステーキング作動後の、閉じた充填チャネル１６を示す。ステーキングはまた、部材１０ａおよび１０ｂの１つにおいて、少なくともチャネル１６の空間内にフォイルバッキングまたは他の適切な物質を用いることによって達成され得、その結果、針または他の適切なデバイスが、フォイルの一部を変形し、チャネル１６に沿ってシールを生じ得る。図２ｄに示す位置において、サンプルチャンバ１２がシールされ、それゆえ、サンプルは、サンプルチャンバから出入りし得ない。
【００３３】
図２ｅに示すように、レザバ１４を含むアレイ１０の部分を捨てる必要はないが、例えば、これらのセクションをアレイ１０から切り取って、その結果、試験されるべき実際のアレイ１０−１のサイズが、レザバ１４を含むアレイ１０よりも小さいことが望ましくあり得る。図２ｅおよび３は、レザバを含むアレイの部分が、サンプルチャンバアレイから切り取られているサンプルチャンバアレイ１０−１を示す。レザバを含むアレイの部分は、任意の適切なカッティング法によって切り取られ得る。切り取られたサンプルチャンバアレイ１０−１は、適切なＰＣＲ試験デバイスにおいて試験される状態である。
【００３４】
上記の説明から明らかであるように、本教示は、生物学的サンプルを処理するための方法を含む。この方法は、少なくとも１つのサンプルチャンバと流体連絡する少なくともレザバを備えるサンプルチャンバアレイを提供する工程、レザバに生物学的サンプルを充填する工程、および、窪んでいる位置から出っ張っている位置にサンプルチャンバを移動する工程を包含する。サンプルチャンバの移動は、圧力低下を生じ、生物学的サンプルをレザバからサンプルチャンバへと移動させる。
【００３５】
本教示はさらに、サンプルチャンバアレイを作製する方法を含む。この方法は、少なくとも１つのチャンバ基部を含む第１の部材を提供する工程、少なくとも１つの移動可能な部分を含む第２の部材を提供する工程、第１の部材および第２の部材を位置決めして、チャンバ基部および移動可能な部分を整列する工程、ならびに、第１の部材を第２の部材に固定する工程を包含する。第１の部材を第２の部材に固定することにより、第１の部材と第２の部材との間に少なくとも１つのレザバを形成する。種々の局面において、チャンバ基部および移動可能な部分は窪んでいる。
【００３６】
本教示の別の例示的な実施形態に従って、サンプルチャンバアレイは、任意の数の列を提供され得る。図５は、単一の列のサンプルチャンバ１１２、レザバ１１４および充填チャネル１１６を備えるサンプルチャンバアレイ１１０を示す。レザバ１１４は、図１〜４に示されるものと同一であり、充填ポート１１４ａを備える。サンプルチャンバアレイ１
１０はまた、接着ストリップ１１８を備え、一旦チャンバが充填されると、チャンバ１１２のステーキングまたは封着を補助する。サンプルチャンバ１１２および充填チャネル１１６はまた、図１〜４に示すものと同一である。図６ａ〜６ｅは、サンプルアレイ１１０の充填工程および切り取り工程の作動を例示する。この工程は、図２ａ〜２ｅに関して上で議論されたものと同一であり、繰り返されない。図７は、図６ｅの切り取られ、かつ充填されたサンプルアレイ１１０−１を図示する。
【００３７】
本教示の別の例示的な実施形態に従って、サンプルチャンバアレイは、垂直な配向に適切な複数のレザバを提供され得る。図８に示すように、サンプルアレイ２１０は、充填チャネル２１６を介して流体連絡する複数のサンプルチャンバ２１２およびレザバ２１４を備え得る。サンプルチャンバアレイ２１０はまた、接着ストリップ２１８を備え、一旦チャンバが充填されると、チャンバ２１２のステーキングもしくは封着を補助する。レザバ２１４は、実質的に垂直な位置にあるサンプルアレイ２１０を備えるレザバ２１４の充填を促進するように構成された開口２１４ａを備える。レザバ２１４は、ほぼ漏斗様形状を有するが、任意の他の適切な形状が使用され得る。アレイ２１０は、異なるレザバ構成を利用するが、図９ａ〜９ｅに図示されるようなチャンバ２１２の充填は、アレイ１０および１１０のものと同じ様式で達成される。
【００３８】
図９ａ〜９ｅは、図８のサンプルチャンバアレイのロード、充填、シールおよび切り取りの工程の作動を示す。図９ａは、レザバ２１４内に導入される流体サンプルを含まないサンプルアレイ２１０を示す。図９ｂは、流体サンプルで充填されたレザバ２１４を示す。図９ｃは、第２の部材２１０ｂの窪んでいる部分２１２ｂが、その凹部を反転し、その結果、第１の部材の窪んでいる部分２１２ａから間隔が空いた後のサンプルアレイを示す。液体サンプルは、図９ｃに示すようにサンプルチャンバ２３０を充填する。図９ｄは、図２ｄに議論された方法による充填チャネル２１６の封着の後の、サンプルアレイ２１０を示す。図９ｅおよび１０は、切り取られたサンプルアレイ２１０−１を示す。図９ｅおよび１０に示される切り取られたアレイ２１０−１は図６ｅおよび７に示されるアレイ１１０−１と同一であり得る。
【００３９】
本教示の別の例示的な実施形態に従って、サンプルチャンバアレイは、複数の主要チャネルおよび分枝チャネルを備え得る。図１１に示されるように、サンプルアレイ３１０は、複数のサンプルチャンバ３１２のための単一のレザバ３１４を有する。レザバ３１４は、単一の充填開口もしくは充填ポート３１４ａを備えるが、複数の充填開口もまた提供され得る。サンプルレザバ３１４は、サンプルアレイ３１０の水平充填のために位置決めされた充填ポート３１４ａを有するように図示されるが、レザバ３１４はまた、レザバ３１４の少なくとも上端の一部に沿って開いており、かつ、サンプルアレイ３１０の垂直充填を可能にする、図８〜１０のレザバ２１４と類似のレザバを有し得る。サンプルアレイ３１０は、６つの主要充填チャネル３１６ａを備え、各々は、複数のサンプルチャンバ３１２と一体になっている。主要充填チャネル３１６ａは、分枝チャネル３１６ｂを介してサンプルチャンバ３１２と連絡している。
【００４０】
以前の実施形態においてのように、サンプルチャンバ３１２の各々は、サンプルチャンバ３１２内に吸引を生じ、従って、チャネル３１６ａ、３１６ｂを介して流体をサンプルチャンバ内に引く移動可能な部分を備え得る。充填後、次いで、サンプルチャンバ３１２が、例えば、接着ストリップ１８と類似の接着ストリップの使用によって、レザバ３１４からシールされ得るか、または、サンプルアレイ３１０は、数ある封着手段または封着方法の中でもとりわけ、上記のステーキングを可能にする変形可能な物質を備え得る。１つの実施形態において、レザバ３１４は、複数のサンプルチャンバに供給し、少なくとも、その供給するサンプルチャンバ３１２の数と同じ容量を有する。別の実施形態において、各サンプルチャンバ３１２に向かって引かれる流体は、チャネル３１６ａおよび３１６ｂ
内に残り、サンプルチャンバ３１２の窪んでいる部分が、試験に所望される実際の容量よりも多い容量まで拡大する。
【００４１】
例えば、ユーザーが、各サンプルチャンバ３１２に５μＬを充填することを望み、ならびに、チャネル３１６ａおよびその対応する分枝チャネル３１６ｂのうちの１つの合計容量が３μＬを含む場合、チャンバ３１２の各々が、６μＬ以上に拡大し得ることが望ましくあり得る。この構成に関して、例えば、図２ｃを参照して記載されるように、チャンバ３１２の窪んでいる部分が反転する場合、３つのチャンバが、レザバ３１４から合計１８μＬを引くことが可能な吸引を作製する。従って、５μＬが、チャンバ３１２の各々に流れ、３μＬが主要チャネル３１６ａおよび分枝チャネル３１６ｂに残り得る。サンプルアレイ３１０は、全てのサンプルチャンバ３１２と一体になった単一のレザバ３１４を有するように図示されるが、アレイ３１０は、所定の数のサンプルチャンバ３１２と各々一体になった複数のレザバを備え得る。さらに、分枝チャネルが図示されるが、アレイ３１０は、分枝チャネルを含まない１つ以上の主要供給チャネルを含み得る。この配置において、流体は、各チャンバが充填されるまで、各々次のサンプルチャンバを通って流れ、最後のチャンバに達する。
【００４２】
図１１のサンプルチャンバを充填する１つの方法において、所定のパターンでサンプルチャンバ３１２の窪んでいる部分を反転することが望ましくあり得る。例えば、１つの実施形態において、レザバから最も遠いサンプルチャンバをまず反転し、次いで、連続的な様式で、レザバに近付く方向でサンプルチャンバを連続的に反転することが望ましくあり得る。このことは、充填プロセスにより生じる、サンプルチャンバ内の気泡の発生を最小限にすることを補助し得る。図１１のサンプルチャンバを充填する別の方法において、サンプルチャンバ３１２の窪んでいる部分を反転する前に、主要充填チャネル３１６ａを予め充填することが望ましくあり得る。主要充填チャネルは、任意の公知の様式（例えば、真空ローディング、遠心ローディングおよび毛細管作用）において、生物学的サンプルで充填され得る。主要充填チャネルを生物学的サンプルで充填した後、任意の残存する気泡が、主要充填チャネル上の適切な通気孔を通して発散させ得る。次いで、サンプルチャンバの窪んでいる部分が反転され、生物学的サンプルを、主要充填チャネルからサンプルチャンバへと流れさせ得る。この方法はまた、サンプルチャンバにおける気泡の可能性を最小限にすることを補助し得る。
【００４３】
本教示のなお別の例示的な実施形態に従って、サンプルチャンバアレイは、各レザバについて複数のサンプルチャンバを提供され得る。図１２に示されるように、サンプルチャンバアレイ４１０は、一対のレザバ４１４を備える。各レザバは、レザバの充填を可能にするために、充填開口もしくは充填ポート４１４ａを有する。各レザバ４１４は、同じ数の充填チャネル４１６を介して複数のサンプルチャンバ４１２（この場合６つ）に供給する。しかし、より多くもしくはより少ない数のチャンバが、各レザバと一体にされ得ること、そしてまた、単一の供給チャネル４１６が、レザバ４１４から離れて延びるように１つより多くのチャンバ４１２と一体にされ得ることに注意すべきである。図１２に示される実施形態において、サンプルチャンバ４１２は、レザバ４１４を半径方向に取り囲んで位置決めされる。サンプルチャンバは、レザバに対して任意の構成で位置決めされ得ることが理解されるはずである。
【００４４】
本明細書中に記載される実施形態は、サンプルチャンバ、チャネルおよびレザバの数およびサイズの、全ての可能な構成を記載することは意図されない。種々のサイズおよび形状のサンプルアレイが使用され得、これらとしては、本明細書中に開示されるような、充填のためのスナップ作動の詳細が含まれる。種々の改変およびバリエーションが、上記の構造および方法になされ得ることが当業者に明らかである。従って、本教示は、明細書において議論される実施例に限定されないことが理解されるはずである。むしろ、本教示は
、改変およびバリエーションを包含することが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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