(57)【要約】サンプルウェルを密閉するためのキャップを備えた、生物学的サンプルウェルトレイ用の蓋。このキャップは、光をサンプルウェルに合焦させ、かつサンプルからの光を集光するためのウェルレンズを備える。別の局面では、このキャップは、入射光をサンプルウェル内に進ませ、かつサンプルウェルから出射させるように構成された細長部分を備える。種々の他の局面は、生物学的物質のためのマイクロカード、および複数のサンプルウェルストリップのための装置を含む。生物学的サンプルを試験するための方法もまた、提供される。
2007521485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物学的サンプルウェルトレイ用の蓋であって、該蓋は、サンプルウェルを密閉するためのキャップを備え、該キャップは、光をサンプルウェルに合焦させかつサンプルによって放射される光を集光するためのウェルレンズを備える、蓋。
【請求項２】
前記ウェルレンズが、凸レンズである、請求項１に記載の蓋。
【請求項３】
前記ウェルレンズが、フレネルレンズである、請求項１に記載の蓋。
【請求項４】
前記キャップが、前記サンプルウェルの内面と係合するように構成された円筒形密閉部材をさらに備える、請求項１に記載の蓋。
【請求項５】
前記キャップが、細長部分をさらに備える、請求項１に記載の蓋。
【請求項６】
前記細長部分が、実質的に円筒形である、請求項５に記載の蓋。
【請求項７】
前記細長部分が、中実または中空である、請求項５に記載の蓋。
【請求項８】
前記ウェルレンズが、前記細長部分に配置されている、請求項７に記載の蓋。
【請求項９】
前記細長部分が、中空である、請求項８に記載の蓋。
【請求項１０】
前記ウェルレンズが、前記中空の細長部分の底面に配置されている、請求項９に記載の蓋。
【請求項１１】
前記ウェルレンズが、前記生物学的サンプル内に延びる湾曲レンズを備える、請求項７に記載の蓋。
【請求項１２】
生物学的サンプルウェルトレイ用の蓋であって、該蓋は、サンプルウェルを密閉するためのキャップを備え、該キャップは、細長部分を備え、該細長部分は、入射光をサンプルウェル内に進ませ、かつ該サンプルウェルから外に出射させるように構成されている、蓋。
【請求項１３】
前記細長部分が、中実または中空である、請求項１２に記載の蓋。
【請求項１４】
光を前記サンプルウェルに合焦させ、かつ光を前記サンプルウェルから外に伝達させるために前記キャップに隣接して配置されたウェルレンズをさらに備える、請求項１３に記載の蓋。
【請求項１５】
光を前記サンプルウェルに合焦させ、かつ光を前記サンプルウェルから外に伝達させるために前記キャップ内に配置されたウェルレンズをさらに備える、請求項１３に記載の蓋。
【請求項１６】
前記細長部分が、中空である、請求項１５に記載の蓋。
【請求項１７】
前記ウェルレンズが、前記中空細長部分の底面に配置されている、請求項１６に記載の蓋。
【請求項１８】
前記細長部分が、実質的に円筒形であり、前記ウェルレンズが前記生物学的サンプル内に延びる湾曲レンズを備える、請求項１５に記載の蓋。
【請求項１９】
生物学的物質用のマイクロカードであって、該マイクロカードは、第一部材と、第一部材と第二部材との間に複数のサンプルチャンバを規定する第二部材とを備え、該第二部材は、該複数のサンプルチャンバに対応する複数のウェルレンズを備え、該ウェルレンズは、該サンプルチャンバ内の生物学的物質のサンプルと流体接触し、該ウェルレンズは、光を該サンプルチャンバに合焦させ、かつ該サンプルによって放射される光を集光する、マイクロカード。
【請求項２０】
前記ウェルレンズが、円形レンズを備える、請求項１９に記載のマイクロカード。
【請求項２１】
前記ウェルレンズが、扁平底面をさらに備える、請求項１９に記載のマイクロカード。
【請求項２２】
前記ウェルレンズが、前記扁平底面に対して傾斜突起をさらに備える、請求項２１に記載のマイクロカード。
【請求項２３】
前記第一部材が、略平板である、請求項１９に記載のマイクロカード。
【請求項２４】
前記第一部材が、金属である、請求項２３に記載のマイクロカード。
【請求項２５】
前記第一部材が、ポリプロピレンである、請求項１９に記載のマイクロカード。
【請求項２６】
前記複数のサンプルチャンバが、行列状に配置されている、請求項１９に記載のマイクロカード。
【請求項２７】
生物学的物質のサンプルを保持するための装置であって、該装置は、複数のサンプルウェルストリップを備え、各サンプルウェルストリップは、
側壁および底によって規定される複数のサンプルウェルと、
複数の底積み重ね突起と、
を備え、各底積み重ね突起は、サンプルウェルの底から下方に延び、該底積み重ね突起は、別のサンプルウェルストリップの別のサンプルウェルに被せるように構成され、
該側壁は、光を該サンプルウェルに合焦させ、かつ該サンプルウェルから外に光を伝達させるための複数のウェルレンズを備える、装置。
【請求項２８】
前記サンプルストリップの前記側壁の前記複数のレンズが、前記サンプルウェルストリップの前記側壁内に成形されている、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記サンプルウェルストリップが、垂直方向に積み重ねられ、前記ウェルレンズが、前記生物学的サンプルと流体接触する、請求項２７に記載の装置。
【請求項３０】
生物学的サンプルを試験するための方法であって、該方法は、
該生物学的サンプルを含むサンプルウェルまたはサンプルチャンバを設けること；
キャップがウェルレンズを備える、該サンプルウェル用の該キャップを設けること；
光を該サンプルウェルに合焦させること；および
該サンプルからの光を集光すること；
を包含する、方法。
【請求項３１】
前記光を合焦させることが、光源からの光を前記生物学的サンプルに向けることを包含する、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記集光することが、前記生物学的サンプルからの光を検出器に向けることを包含する、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記生物学的サンプルから向けられる前記光が、蛍光を含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記生物学的サンプルから向けられる光が、散乱、化学発光、燐光、およびラマン散乱のうちの少なくとも一つを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
生物学的物質のサンプルを保持するための装置であって、該装置は、複数の円錐状サンプルウェルを備え、各サンプルウェルは、光を該サンプルに合焦させ、かつ該サンプルから放射される光を集光するためのウェルレンズを備え、各円錐状サンプルウェルは、円形開口および傾斜閉鎖を有し、該ウェルレンズは、各円錐状サンプルウェルの傾斜閉鎖を形成する、装置。
【請求項３６】
生物学的物質のサンプルを保持するための装置であって、該装置は、複数のサンプルウェルを備え、各サンプルウェルは、光を該サンプルに合焦させ、かつ該サンプルから放射される光を集光するためのウェルレンズを備え、該ウェルレンズは、該サンプルウェルのための底を設け、該ウェルレンズは、フレネルレンズである、装置。
【請求項３７】
生物学的物質のサンプルを分析するためのシステムであって、該システムは、
複数のサンプルウェルであって、各サンプルウェルは、光を該サンプルに合焦させ、かつ該サンプルから放射される光を集光するためのウェルレンズを備え、該ウェルレンズは、該サンプルウェルのための底を設ける、該複数のサンプルウェルと、
該サンプルウェルに励起光を提供するための光源と、
検出器であって、該検出器は、各サンプルウェルからの集光を検出するための表面積を設け、該表面積は、各サンプルウェルに対応する領域を備える、検出器と、
を備える、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（分野）
本教示は、生物学的物質のサンプルを収容するための装置および方法に関する。本教示は、サンプル容器に収容することのできる生物学的物質のサンプル用のウェルレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
（背景）
生物学的検査は、疾患の検出およびモニタリングにおける重要なツールになってきた。生物学的検査の分野では、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）、リガーゼ連鎖反応、抗体結合反応、オリゴヌクレオチド連結アッセイ、ハイブリダイゼーションアッセイ、および他の反応を使用して、核酸を分析することができる。生物学の分野では、細胞表面レセプター結合アッセイ、蛍光結合免疫吸着アッセイ（ＦＬＩＳＡ）、タンパク質間相互作用、酵素アッセイ、アポトーシスアッセイ、および他の反応を使用して、細胞を分析することができる。これらの反応は、クローニング、遺伝子発現の分析、ＤＮＡ配列決定、および創薬のような用途を持つ貴重な研究ツールになってきた。
【０００３】
当該分野の最近の発展は、生物学的検査装置に対する需要の増大を導いた。生物学的検査装置は現在、ますます多種多様な方法で使用されるようになっている。進行中の反応を分析するためにリアルタイム検出能力を提供することが望ましいと考えられる。
【０００４】
リアルタイム検出装置では、光源からの光を試験されるサンプルに合焦（ｆｏｃｕｓ）させ、かつサンプルによって放射される光を集めるために、複数のレンズを使用することができる。これらのレンズはかさばり、サンプルウェルトレイの上のかなりの量の空間を占めることがあり得る。多数の構成部品の使用は、検出装置の光学部品の組立および位置合わせを時間のかかるものにし得る。したがって、単純な、あまり複雑でない構造を有することが望ましいと考えられる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（要旨）
種々の実施形態に従って、生物学的サンプルウェルトレイ用の蓋は、サンプルウェルを密閉するためのキャップを備えることができる。キャップは、光をサンプルウェルに合焦させ、サンプルによって放射される光を実質的に視準させるためのウェルレンズを備えることができる。ウェルは、光をサンプルウェルに合焦させかつサンプルによって放射される光を集めるためのウェルレンズを備えることができる。ウェルレンズはウェルの側部または底部に配置することができる。
【０００６】
種々の実施形態に従って、生物学的サンプルウェルトレイ用の蓋は、サンプルウェルを密閉するためのキャップを備えることができる。キャップは、入射光をサンプルウェル内に進ませ、かつサンプルウェルから出射させるように構成された、細長部分を備えることができる。細長部分は、光をサンプルウェルに合焦させ、かつサンプルによって放射される光を集めるためのウェルレンズを備えることができる。細長部分は、キャップとサンプルとの間に間隙を設けるように配置することができる。
【０００７】
種々の実施形態に従って、生物学的物質用のマイクロカードは第一部材および第二部材を備えることができる。第二部材は第一部材と第二部材との間に複数のサンプルチャンバを提供することができ、第二部材は複数のサンプルチャンバに対応する複数のウェルレンズを備える。ウェルレンズは、サンプルチャンバ内の生物学的物質のサンプルと流体接触することができる。ウェルレンズはサンプルウェルに光を合焦させ、かつサンプルによって放射される光を集めることができる。
【０００８】
種々の実施形態に従って、複数のサンプルウェルストリップ用の装置を提供することができ、各サンプルウェルストリップは、側壁および底によって規定される複数のサンプルウェルおよび複数の底積み重ね突起を備える。各底積み重ね突起は、サンプルウェル底から下方に延びることができる。底積み重ね突起は、別のサンプルウェルストリップの別のサンプルウェルに被せるように構成することができる。側壁は、光をサンプルウェルに合焦させかつサンプルによって放射される光を集めるための複数のウェルレンズを備えることができる。
【０００９】
種々の実施形態に従って、生物学的サンプルを試験するための方法は、以下：上記生物学的サンプルを収容するサンプルウェルまたはサンプルチャンバを提供する工程；サンプルウェル用のキャップを提供する工程であって、このキャップは、ウェルレンズを備える工程；光をサンプルウェルに合焦させる工程；およびサンプルによって放射される光を集める工程、を包含する。
【００１０】
上記概要および種々の実施形態の以下の説明は、両方とも単なる例証および解説であって、限定的ではないことが理解されるべきである。
【００１１】
本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付の図面は、幾つかの例示的実施形態を図示する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（種々の実施形態の説明）
今から、種々の例示的実施形態について言及し、その例を添付の図面に示す。図面および説明で同一または同様の部品を指すために、可能な限り、同一参照番号を使用する。
【００１３】
本教示の種々の局面を記載するのに、「水平」、「垂直」、「上向き」、「下向き」、「側面」、「前」、「上方」、および「下方」のような用語を使用するが、そのような用語は教示をより容易に記載することが目的であって、教示の範囲を限定するものではないことを理解されたい。
【００１４】
種々の実施形態に従って、生物学的サンプル用のサンプルウェルトレイを提供することができる。複数のサンプルウェル１２を有するサンプルウェルトレイ１０の一例を図１Ｄに示す。任意の型のサンプルウェルトレイを使用することができることを理解されたい。サンプルウェルトレイは代表的に、生物学的サンプルを保持するための複数のサンプルウェルを有する。図１Ａはサンプルウェルトレイ１０のサンプルウェル１２を示す。サンプルウェルトレイは、長方形形態を有し得、行列状のサンプルウェル１２がその中に含まれている。図１Ｄは８×１２の行列状の９６個のウェルを持つサンプルウェルトレイを示すが、本発明は、例えば２４個および３８４個のサンプルウェルのように、１個のウェルから数千個のウェルまで任意の個数のウェルを持つサンプルウェルトレイで使用するように適用可能であることを理解されたい。任意の個数のサンプルウェルサイズを有するサンプルウェルトレイも使用することができる。サンプルウェルトレイという用語を使用するが、本教示の多くの局面は、マイクロカードサンプルトレイのような他の基体にも適することを理解されたい。その場合、サンプルウェルはサンプルチャンバに置き換えられる。
【００１５】
種々の実施形態に従って、サンプルウェルトレイは、多数の異なる熱循環器（ｔｈｅｒｍａｌ  ｃｙｃｌｅｒ）に組み込むのに適する。その熱循環器としては、９６ウェルのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ熱循環器が挙げられるが、これに限定されない。熱循環器は生物学的物質のサンプルを熱循環させるために構成することができる。熱循環装置は、生物学的物質のサンプルで核酸増幅を実行するように構成することができる。生物学的サンプルの核酸増幅を実行する一つの一般的な方法はＰＣＲである。例えばＷｏｕｄｅｎｂｅｒｇらの米国特許第５，９２８，９０７号および同第６，０１５，６７４号に記載されているように、種々のＰＣＲ方法が当該分野で公知であり、その完全な開示は、いずれの目的のために本明細書中で参照として援用される。核酸増幅の他の方法として、例えばリガーゼ連鎖反応、オリゴヌクレオチド結合アッセイ、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ている。
【００１６】
種々の実施形態に従って、サンプルウェルトレイは、熱循環中にサンプルディスク内のサンプルの核酸増幅のリアルタイム検出を実行する、熱循環装置で使用することができる。リアルタイム検出システムは、例えばＷｏｕｄｅｎｂｅｒｇらの米国特許第５，９２８，９０７号および同第６，０１５，６７４号（本明細書中の上で援用されている）により詳細に記載されているように、当該分野で公知である。リアルタイム検出中に、サンプルの種々の特性が熱循環中に核酸増幅の技術分野で周知の方法で検出される。リアルタイム検出は、核酸増幅プロセス中にサンプルのより正確かつ効率的な検出およびモニタリングを可能にすることができる。代替的に、サンプルウェルトレイは、サンプルの核酸増幅の終点検出を実行する熱循環装置で使用することができる。
【００１７】
種々の実施形態に従って、サンプルウェルトレイは、サンプルウェルトレイのサンプルウェル中の生物学的物質を熱循環させるために、サンプルブロックに接触するように構成することができる。サンプルブロックは、ユーザが規定したプロファイルに従ってサンプルブロックの温度を上下させるようにプログラムされた温度制御ユニットに、作動可能に接続することができる。例えば、種々の実施形態で、ユーザは、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熱循環を制御させる制御コンピュータに、所望のＰＣＲプロトコルの時間パラメータおよび温度パラメータを規定するデータを供給することができる。サンプルブロックの温度を上下させるための適切な温度制御ユニットの幾つかの非限定的な例が、Ｍｕｌｌｉｓらの米国特許第５，６５６，４９３号およびＡｔｗｏｏｄらの米国特許第５，４７５，６１０号に記載されており、それらの開示は両方とも、いずれの目的のために本明細書中で参照として援用される。
【００１８】
種々の実施形態に従って、図１Ａ、１Ｂ、および１Ｃは、ウェルレンズが分離されたサンプルウェルトレイのサンプルウェルの密閉構造を示す。例えば図１Ａは、接着性であり得る透明なプラスチックシートにより密閉される、サンプルウェルトレイ１０のサンプルウェル１２の断面図である。サンプルウェル１２は側壁１４および底面１６を備え得る。図１Ａのサンプルウェル１２は、側壁１４および底面１６の内部に生物学的サンプルＳを保存するように構成される。種々の実施形態に従って、サンプルウェルは約２００μｌの作業容積を持つことができる。サンプルウェルの容積は０．１μｌから数千マイクロリットル（μｌ）までのいずれにでも変化することができる。種々の実施形態に従って、５μｌと５００μｌとの間、または１０μｌと２００μｌとの間、または５０μｌの容積を使用することができる。図１Ａでは、サンプルウェル１２の頂面２０を密閉するために、薄い接着性の透明なプラスチックシート１８が設けられる。シート１８は、核酸増幅の技術分野で周知の通り、ＰＣＲに適合する炭化水素ベースのポリマーのようないずれの適切な材料から作ることができる。これらのポリマーとしては、例えば、ポリプロピレン、ポリカーボネート、およびポリエチレンが挙げられ得る。種々の実施形態に従って、シート１８はＰＣＲ適合性である。シート１８は、サンプルウェル１２に適切な密閉をもたらすことができる。
【００１９】
種々の実施形態に従って、図１Ａに示すように、ウェルレンズ２２をサンプルウェル１２に隣接して設けることができる。ウェルレンズ２２は、光源（図示せず）からの入射光２４を生物学的物質Ｓのサンプルの領域に合焦させることができる。ウェルレンズ２２は生物学的物質Ｓのサンプルからの放射光を集光し、それを光検出装置（図示せず）に向けることができる。多種多様なウェルレンズをこの目的のために使用することができる。
【００２０】
種々の実施形態に従って、図１Ｂは、扁平キャップ３０がサンプルウェル１２に配置されたサンプルウェルトレイ１０を示す。扁平キャップ３０は、扁平な頂面３４および扁平な底面３６を有する頂部３２を含む。キャップ３０はさらに円筒形密閉構造３８を含む。種々の実施形態に従って、扁平な底面３６は、サンプルウェル１２の頂面２０と係合するための環状表面を形成する。円筒形密閉構造３８はサンプルウェル１２内に下方に延びて、側壁１４の内側と係合する。円筒形密閉構造３８の外面３９の係合は、サンプルウェル１２の密閉を促進するのに役立つ。キャップ３０の頂部の扁平底面３６とサンプルウェル１２の頂面２０との係合もまた、サンプルウェル１２の密閉を促進するのに役立つ。図１Ｂのサンプルウェルの構成は、図１Ａに関連してより詳細に述べた通り、入射光２４を生物学的物質のサンプルＳに向けるためのウェルレンズ２２をさらに含む。
【００２１】
種々の実施形態に従って、図１Ｂに示すキャップ３０は、サンプルウェル１２の頂部へのキャップの挿入およびそこからのキャップの取外しを容易にするために、ストリップ状またはシート状に個別に設けることができる。９６ウェル構成では、キャップ３０は、代表的に８個または１２個いずれかの相互接続されたキャップを有するストリップ状に設けることができる。３８４ウェル構成では、キャップは、代表的に１６個または２４個いずれかの相互接続されたキャップを有するストリップ状に設けることができる。
【００２２】
種々の実施形態に従って、図１Ｃは、円形ドーム状キャップ４０がサンプルウェル１２に配置されたサンプルウェルトレイ１０を示す。円形キャップ４０は図１Ｂの扁平キャップ３０と同様であるが、わずかに湾曲したかあるいはドーム形の中央キャップ部４２を有する。円形キャップ４０は扁平キャップと同様に作動する。両方とも、入射光２４を生物学的物質のサンプルＳ内に向けるために、キャップの上に配置される別個のウェルレンズ２２を使用する必要がある。別個のウェルレンズの特徴は、サンプルウェルトレイの上の空間を占める。
【００２３】
種々の実施形態に従って、生物学的サンプルウェルトレイ用の蓋を提供する。一局面では、蓋はサンプルウェルを密閉するためのキャップを含む。キャップは、光源からの光をサンプルウェルに合焦させ、かつ／またはサンプルによって検出装置に向かって放射される光を集光するためのウェルレンズを含むことができる。
【００２４】
図２Ａおよび２Ｂに示すような種々の実施形態では、一体化されたウェルレンズを持つキャップが提供される。例えば図２Ａに示すように、サンプルウェル１２は、キャップ５０内に一体的に形成されたウェルレンズ５２を有するキャップ５０を設け得る。ウェルレンズ５２は、別個のウェルレンズを必要とすることなく、入射光の生物学的物質のサンプルＳ内への合焦を達成し得る。これは空間を節約し、コストおよび部品の個数を低減し得、かつ集光効率を高め得る。図２Ａに示すように、ウェルレンズ５２は頂面５４および底面５８を含み得る。頂面５４は湾曲し得、底面５８は平坦であり得る。光源（図示せず）からの入射光２４は、ウェルレンズ５２の頂面５４を通過し、底面５８に通過してサンプルウェル１２内に進み、生物学的物質のサンプルＳの領域に合焦する。ウェルレンズ５２はさらに、生物学的物質から放射される光を集光し、かつそれを光検出装置（図示せず）の方向に向けるように働き得る。本明細書中で使用される用語「放射される光」またはその文法上の変形は、生物学的物質から放射される光を指し、この用語は入射光による励起後にサンプルまたは色素分子（例えば、蛍光色素）によって放射される蛍光を包含し得る。放射される光はまた、生物学的サンプル中の物体の光散乱を包含し得る。放射される光はまた、化学発光、燐光、およびラマン散乱を包含し得る。前述の通り、光検出は、特定の用途に応じて、終点検出装置またはリアルタイム検出装置のいずれかによって実行し得る。
【００２５】
種々の実施形態に従って、ウェルレンズは光学分野で周知の種々の種類のいずれかのものであり得る。図２Ａは、平凸ウェルレンズを備えるキャップを示す。ウェルレンズ５２は、生物学的サンプルＳ内の対物面上に実質的視準光を合焦し得、生物学的サンプルの対物面からの光を集光し、かつ光を実質的に視準させ得る。
【００２６】
種々の実施形態に従って、キャップ５０およびウェルレンズ５２は、ポリプロピレンおよび他の炭化水素ベースのポリマーのような、いずれかの受容可能な材料から作り得る。他の適切な材料としては、ガラスおよびアクリルが挙げられる。材料は、核酸増幅の分野で周知の通り、ＰＣＲと適合性であり得る。キャップおよびウェルレンズは、射出成形または圧縮成形、真空成形、および加圧成形など、いずれかの周知の方法によって製造され得る。示した実施形態では、ウェルレンズ５２はキャップ５０と一体的に形成される。しかし、ウェルレンズ５２はいずれかの周知の方法によって取り付けられ得ることを理解されたい。
【００２７】
種々の実施形態に従って、キャップは、サンプルウェルの内面と係合するように構成された円筒形密閉部材を備え得る。図２Ａに示すように、キャップ５０は、サンプルウェル１２の内部の密閉を促進するために、ウェルレンズ５２と一体的に形成された密閉構造５６を備え得る。密閉構造５６は、ウェルレンズ５２の底面５８から下方に延びる略円筒形部材として示される。円筒形密閉構造５６の外面５９は、サンプルウェルの外気からの密閉の促進を助長するために、サンプルウェル１２の内部側壁と接触またはその他の方法で係合し得る。外面５９は、サンプルウェル１２の内面と締まり嵌めを持つ大きさにされ得る。
【００２８】
種々の実施形態に従って、キャップ５０はサンプルウェル１２の頂面２０と係合するために外側環状扁平底面６０をさらに備え得る。この係合もまた、サンプルウェル１２の密閉を促進するように働く。
【００２９】
種々の実施形態では、本教示のキャップは、多種多様なサンプルウェルに嵌め込むのに適している。図２Ａは、円錐状にテーパを付けられた側壁１４を持つサンプルウェル１２のキャップ５０を示す。サンプルウェル１２の側壁１４は、テーパを付けないか、あるいはいずれかの他の適切な形状であり得ることを理解されたい。加えて、底面１６は丸みを帯びるように図示されているが、底面１６はいずれかの他の適切な形状（例えば、扁平）を有し得る。キャップはまた、事実上どんな型のサンプルウェルにも適合する寸法に形成され得る。例えば図１Ｄに示すような９６ウェルのサンプルウェルトレイでは、キャップは各サンプルウェル内に嵌る設計および大きさに形成され得る。３８４ウェルのサンプルトレイでは、キャップの大きさは一般的により小さい。寸法は、サンプルウェルの大きさに応じて大幅に変化させ得ることを理解されたい。さらに、キャップ５０はストリップまたはシートに製造され得る。ストリップまたはシートの使用は、サンプルウェルからのキャップの挿脱を容易にし得る。
【００３０】
種々の実施形態では、ウェルレンズ５２をキャップ５０に組み込むことによって、サンプルウェル１２から間隔をおいて配置される別個のウェルレンズの必要性が排除され得、よって必要な部品の個数が低減する。より少数の部品により、ウェルレンズとサンプルウェルとの間の位置合わせに関する問題が軽減される。さらに、幾つかの部品を一体化することにより、装置をより小型にし得、占める空間が少なくなる。
【００３１】
種々の実施形態では、ウェルレンズは、サンプルウェルキャップに組み込まれたフレネルレンズであり得る。図２Ｂは、キャップ７０がテキサス州フォートワースのＦｒｅｓｎｅｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓによって製造された型のフレネルレンズの形のウェルレンズ７２を備える実施形態を示す。図２Ｂは、キャップ７０の頂面７４に組み込まれたフレネルレンズ７２を示す。フレネルレンズ７２は、光源（図示せず）からの入射光２４を生物学的物質のサンプルＳに合焦させるように働く。図２Ｂに示すように、フレネルレンズは一方の面が扁平であり、他方の面には多数の隆起を備える。隆起の角度は、たとえレンズが扁平であっても、光を合焦させる。フレネルレンズの特徴は、中でも特に、それらが薄く、かつプラスチックから容易に作り得ることである。フレネルレンズは、正の焦点距離の集光器または視準器として使用され得る。フレネルレンズは凸レンズの集光力を有し得るが、より薄い。レンズの大部分における光路が実質的に短縮されるので、これは有利である。大きい透過損失は光路長に比例するので、光路長の短縮は透過損失を低減する。フレネルレンズ７２はまた、試験されるべきサンプルＳから放射される光を集光するようにも働く。フレネルレンズの使用は、別個のウェルレンズを必要とすることなく、光学的検出を可能にする。
【００３２】
種々の実施形態に従って、サンプルウェル内の生物学的サンプル中まで延びる細長部分材を備える、サンプルウェルキャップが提供される。以下の構造のいずれかが上述した構造に類似する範囲では、詳細な説明は繰り返さない。例えば、サンプルウェルトレイ１０およびサンプルウェル１２は、前述したサンプルウェルトレイおよびサンプルウェルと同一であるかまたは少なくとも重要な点で類似していると考えられる。図３〜１０に示す実施形態では、サンプルウェルトレイのサンプルウェルにキャップが提供され、このキャップは細長部分を有する。
【００３３】
種々の実施形態に従って、細長部分材および別個のウェルレンズを備えるキャップが、提供され得る。例えば図３〜４に示すように、キャップ１１０は、サンプルウェル１２に提供され得る。キャップ１１０は頂部１１２を備える。図３〜４に示す実施形態では、頂部１１２は扁平な頂面１１４および環状底面１３０を備える。頂部１１２は、サンプルウェル１２の内部を外気から密閉するのに役立つ。頂部１１２は、図３に示すように、サンプルウェル１２の頂面２０と係合するための環状底面１３０を備え、サンプルウェル１２の密閉を促進する。
【００３４】
種々の実施形態に従って、キャップ１１０はさらに、頂部１１２から延びる中間部１１８を備え得る。示される実施形態では、中間部１１８は頂部１１２より小さい直径を有する。中間部１１８は、キャップ１１０の頂部１１２と長尺端部１２０との間に配置される。
【００３５】
種々の実施形態に従って、中間部１１８は、サンプルウェル１２に挿入したときに、中間部１１８の外面がサンプルウェルの側壁１４の内面と係合するような大きさにされ得る略円筒形密閉部材１１６を備える。中間部１１８は、図３〜４では実線として図示される。図３に示した中間部１１８は、側壁１４の内面と嵌合するように構成された外面１２２を備える。図３に示すように、側壁１４の内面と係合する外面１２２の部分は、側壁１４と係合しない中間部１１８の部分より大きい直径を有する。図３に示す外面１２２はサンプルウェル側壁１４と線接触を提供して、サンプルウェル１２を外気から密閉するのを助ける。代替的に、外面１２２は、大量の外面が側壁１４の内面と係合するように、一定の直径を有し得ることを理解されたい。代替実施形態では、外面の一部分は、緊密な密封を確実にするために別個のリングまたはガスケットを備え得る。係合は、サンプルウェル１２の内部と大気との間の密封を促進するのを助ける。
【００３６】
種々の実施形態に従って、キャップ１１０は、キャップの中間部１１８から延びる細長部分１２０をさらに含むことができる。中間部１１８とは異なる直径を持つように示されているが、細長部分１２０は一部の実施形態では、中間部１１８と同一直径を持つことができることを理解されたい。代替的に、中間部１１８が必要とされず、細長部分だけを必要とし得る場合も考えられる。図３〜４に示す実施形態では、細長部分１２０は、中間部１１８の直径より小さい外径を持つ中実円筒である。細長部分１２０はいずれかの他の適切な形状とすることができることを理解されたい。細長部分１２０はさらに、サンプルウェル内の液体サンプルＳと接触するように構成された底面１３８を含む。
【００３７】
種々の実施形態に従って、細長部分１２０は、サンプルウェル１２内のサンプルＳの所望の部分に入射光が合焦し得るように構成される。入射光は、キャップの頂面１１４を通してキャップ１１０に入り得て、次いで細長部分１２０の底面１３８を通してキャップ１１０を出得て、直接液体サンプル中に進み得る。サンプルウェル１２内の液体サンプルＳと直接接触することによって、キャップの底面１３８における結露が防止される。キャップの底部における結露の形成は回避することが望ましい。結露は光路を遮断し得て、それによって光学データの品質を損なう。種々の実施形態で、キャップに隣接する空気は、キャップ上に結露を発生させることがあり得る。種々の実施形態で、加熱された蓋は、キャップ１１０およびサンプルウェル１２の温度を所望の温度まで上昇させて結露を回避する。しかし、加熱された蓋は装置の複雑さを増大させ、コストを高める。種々の実施形態で、本教示で述べるようにサンプルＳと直接接触するキャップ１１０の細長部分１２０を設けることによって、装置を単純化することができ、コストを低減することができる。
【００３８】
種々の実施形態に従って、図３〜４に示すように、細長部分１２０を含むキャップ１１０は中実である。キャップ１１０は任意の材料から作成することができる。種々の実施形態に従って、キャップ１１０は光学的に透明なＰＣＲ適合性材料から作成される。適切な材料の例として熱可塑性プラスチック材料、例えばポリプロピレン、またはＧＥ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ，Ｉｎｃ．（マサチューセッツ州ピッツフィールド）によってＬＥＸＡＮ（登録商標）として市販されている高い透明性（光透過率または清澄度）を備えたポリカーボネート樹脂があるが、それらに限定されない。別の適切な材料として、三井化学株式会社（日本国東京）によってＴＰＸ（登録商標）として市販されている、高い透明性ならびに耐熱性および耐化学薬品性を備えた樹脂系ポリメチルペンテンがある。キャップに使用できる透明性の高い他のプラスチックとして、ＢＡＳＦ（ドイツ）によってＬｕｃｒｙｌ（登録商標）として市販されているポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）がある。細長部分１２０を含むキャップ１１０は、例えば射出成形のようないずれかの周知の方法によって形成され得る。
【００３９】
図３〜４に描かれたキャップ１１０は、いずれかの型のサンプルウェルと共に使用するのに適していることを理解されたい。サンプルウェルキャップは、事実上どんな型のサンプルウェルおよびサンプルウェルトレイにも適する寸法に作ることができる。９６ウェルのトレイの一例では、図３〜４に示すキャップ１１０は次の寸法、すなわち頂部直径（ｄ２）＝８．００ｍｍ、細長部分直径（ｄ１）＝４．００ｍｍ、および高さ（ｈ１）＝１２．００ｍｍを有する。これらの寸法は単なる例示を目的とするものである。
【００４０】
種々の実施形態に従って、図３に示すように、ウェルレンズをキャップ１１０に隣接して設けることができる。ウェルレンズ２２は前述したものと同一とすることができる。ウェルレンズ２２は、光源（図示せず）からの入射光を生物学的物質Ｓのサンプルの領域に向けるように働く。ウェルレンズ２２はさらに、生物学的物質から放射される光を集光し、それを光検出装置（図示せず）に向けるように働く。
【００４１】
上述の通り、キャップ上で発生する結露の量を最小化することが好ましい。種々の実施形態で、空隙Ａ（図３参照）付近に、液体サンプルの最上位より上、中間部１１８より下に、発熱体を設けることができる。種々の実施形態で、サンプルウェル壁を加熱し、かつ空気が位置するサンプルウェルの内部における結露の発生を防止するために、抵抗または他の型の発熱体をサンプルウェル側壁１４付近に設けることができる。種々の実施形態で、発熱体は抵抗発熱体、または熱循環の技術分野で周知の通り、金属サンプルブロックを加熱するために使用されるペルチェ発熱体とすることができる。
【００４２】
種々の実施形態に従って、キャップは、キャップと一体化されたウェルレンズと、サンプルウェル中に延びる細長部分とを備えることができる。図５は、図３〜４に示したキャップと同様であるが、ウェルレンズ１４２がキャップの頂部１１２に取り付けられるかそれと一体化されたキャップ１４０を示す。図５に示されたウェルレンズ１４２は、上述したものと同様の湾曲したレンズである。図５に示す実施形態では、ウェルレンズ１４２はキャップ１４０内に組み込まれる。キャップ１４０は、射出成形または圧縮成形のようないずれかの周知の方法で形成することができる。ウェルレンズ１４２は、入射光をサンプルウェル１２の内部の所望の位置に向け、かつ反射した出射光を検出装置（図示せず）に向けるように構成される。
【００４３】
種々の実施形態に従って、ウェルレンズ１４２をキャップ１４０に組み込むことによって、サンプルウェルから間隔を置いて配置される別個のウェルレンズの必要性が排除され、よって必要な部品の個数が低減される。これは結果的に、位置合わせに関する問題が軽減され、装置が小型化され、コストが低減されるなど、図２Ｂに示す実施形態に関して説明した特徴をもたらす。
【００４４】
種々の実施形態に従って、中空細長部分を持つサンプルウェルキャップを設けることができる。中空細長部分は、中実細長部分より小さなバルクの透過損失を持つことができる。図６Ａ、７、および８に示すように、中空内部１５２を有するサンプルウェルキャップ１５０を設けることができる。キャップ１５０は頂部１５４および細長部分１５６を含む。頂部１５４は、サンプルウェル１２の頂部２０を前述の方法で係合するために、環状底面１５８を含む。
【００４５】
種々の実施形態に従って、例えば図６Ａに示すように、サンプルウェルキャップ１５０の細長部分１５６は、円錐台状に頂部１５４から延びる円錐状の壁１６２によって規定される。キャップ１５０がサンプルウェル１２上に配置されたとき、円錐状の壁１６２と側壁１４との間の接触点Ｃを除いて、円錐状の壁１６２の外面１６４とサンプルウェル側壁１４の内面との間に空間が設けられるように、壁はテーパを付けられる。図６Ａに示す実施形態では、細長部分１５６は、切欠き１６６を介して側壁の上部領域で側壁と接触する。図６Ａに示すように、細長部分１５６の直径は、頂部１５４からの距離が増すにつれて漸次低減する。種々の実施形態で、細長部分の減少は線形的にまたは指数関数的に進む。
【００４６】
種々の実施形態に従って、細長部分１５６はさらに底部（または底面）１６８を含む。例えば図６Ａに示すように、細長部分１５６は、底部１６８の底面１７０が試験対象の生物学的物質Ｓのサンプル内に延びて接触するように構成される。光学的検出のために、光は底部１６８を通過することができる。図６Ａに示す実施形態では、光源（図示せず）からの入射光２４はウェルレンズ２２を通過し、キャップの中空内部領域を通過し、次いで底部１６８を通過して試験対象のサンプルＳ内に進む。次いで反射光は底部１６８を逆方向に通過してウェルレンズ２２および検出装置（図示せず）に進む。
【００４７】
キャップ１５０はいずれかの適切な寸法とすることができる事を理解されたい。図７に示す実施例では、キャップは次の寸法、すなわち頂部直径（ｄ２）＝８．００ｍｍ、底面直径（ｄ１）＝４．００ｍｍ、および高さ（ｈ１）＝１２．００ｍｍを有する。この実施形態は９６ウェルのトレイを反映する。キャップの大きさはサンプルウェルの作業容積から決定され、所望の作業容積に応じて変化する。図８はキャップ１５０の断面を示す。
【００４８】
図６Ｂに示すように、種々の実施形態に従って、図６Ａに示したキャップは、異なる寸法および異なるサンプルウェルを持つことができる。図６Ｂに示すサンプルウェルキャップ１５０’は、図６Ａに示すサンプルウェルキャップ１５０と同様である。図６Ｂで、細長部分１５６’の上部１７４の外面は、平滑な外面を持つように図示されている。対照的に、図６Ａに示す細長部分１５６の上部の外面は切欠き１６６を有する。
【００４９】
種々の実施形態に従って、サンプルウェルキャップは、底面にウェルレンズを組み込んだ中空細長部分を備える。図９Ａは、図６Ａ、７、および８に示すサンプルウェルキャップの変形を示す。図９Ａに示すように、サンプルウェルキャップ１８０は、図６Ａに描いたものと同様の頂部および細長部分１８６を有するが、サンプルウェルキャップ１８０の底面１８４に一体的に形成されたウェルレンズ１８２をさらに含む。この実施形態のウェルレンズは、上述したものと同様である。細長部分と一体のウェルレンズを設けることにより、サンプルウェルキャップの上に配置される別個のウェルレンズの必要性が排除される。別個のウェルレンズの必要性の排除は、前述した利点の全てを有する。
【００５０】
種々の実施形態に従って、図９Ｂは、図９Ａに示したのと同様であるが、異なる寸法および異なるサンプルウェルを持つキャップを示す。ほとんどの点で、サンプルキャップ１８０’は図９Ａに示したサンプルキャップ１８０と同様である。種々の実施形態では、図９Ｂに示すように空気が存在しないので、つまり細長部分１８６の底がサンプルＳ中に浸漬されるので、レンズの底面に結露は形成し得ない。種々の実施形態では、図１９に示すように、レンズの底面とサンプルＳとの間に空隙が存在し得る。
【００５１】
種々の実施形態で、中実細長部分および一体的ウェルレンズを持つサンプルウェルキャップを設けることができる。図１０は、中実長尺管と、長尺管を取り囲む密閉部材とを持つキャップを示す。図１０に示す実施形態では、キャップ２００は密閉部材２０２および長尺管２０４を含む。密閉部材２０２は任意の形状とすることができる。図１０に示す実施形態では、密閉部材２０２は、他の実施形態の頂部および中間部と同様である。例えば、密閉部材２０２は、前述の方法で密閉を促進するために、サンプルウェル１２の頂面２０と接触するための底面２０６と、サンプルウェルの側壁の内面と接触するための側面２０８とを含む。密閉部材２０２は、核酸増幅の技術分野で公知の通り、ＰＣＲと適合性の炭化水素ベースのポリマーをはじめ、種々の適切な材料から構成することができる。密閉部材２０２は、長尺管２０４をそこに固定することを可能にするために、その中心を貫通する貫通穴２１０を含むことができる。図１０に示す実施形態では、長尺管２０４は、いずれかの公知の方法で、密閉部材２０２に不動に取り付けられる。長尺管２０４は密閉部材２０２と一体化することもできる。
【００５２】
種々の実施形態に従って、図１０に示すように、長尺管２０４の底に湾曲したレンズ２１０を含むことができる。湾曲したレンズ２１０は、光源（図示せず）からの入射光を試験対象のサンプルＳに合焦させるように働く。湾曲したレンズ２１０は前述したものと同様である。一実施形態では、湾曲したレンズ２１０は球状凸レンズである。
【００５３】
種々の実施形態に従って、生物学的物質用のマイクロカードを提供する。マイクロカードは、第一部材、および第一部材と第二部材との間に複数のサンプルチャンバを規定する第二部材を備えることができる。種々の実施形態で、第二部材は、複数のサンプルチャンバに対応する複数のウェルレンズを含むことができる。ウェルレンズは、サンプルチャンバ内の生物学的物質のサンプルと流体接触する。ウェルレンズは光をサンプルチャンバ内に合焦させ、光をサンプルチャンバの外に透過させる。
【００５４】
種々の実施形態に従って、図１１Ａおよび１１Ｂに示すように、マイクロカード２５０のような基体を提供することができる。マイクロカードは、連続的または非穿孔基体内に保持された二次元配列のサンプル場所である。マイクロカードは可撓性または剛性とすることができる。基体またはマイクロカードは、生物学的物質のサンプルを収容するために任意の個数のサンプルチャンバを含むことができる。サンプルチャンバの最も一般的な個数は６０、９６、３８４、または１５３６であるが、マイクロカードは一個から少なくとも数千個まで、任意の個数のサンプルチャンバを含むことができる。図１１Ａは、本教示の実施形態に係るマイクロカード２５０の一例を示す。
【００５５】
種々の実施形態に従って、図１１Ｂに示すように、マイクロカード２５０は第一部材２６２および第二部材２６４を含む。図２０Ｂに示す実施形態では、第一部材２６２は、ポリマーシートの流路およびサンプルチャンバ２６６の特徴の全てを含む。複数のサンプルチャンバ２６６が第一および第二部材の間に規定される。
【００５６】
種々の実施形態に従って、第一部材２６２は、ポリマーのようないずれかの適切な材料から作成することができる。一つのそのような適切なポリマーはポリプロピレンである。他の適切なポリマーとして、上述したように、例えばポリエステル、ポリカーボネート、およびポリエチレンがある。第一部材２６２はＰＣＲ適合性材料から作成することが望ましいと考えられる。第二部材２６４は実質的平板として提供され、第一部材２６２に取り付けられてサンプルチャンバおよび流路の特徴の形成を完成する。第二部材２６４は、金属箔のようないずれかの適切な材料から作成することができる。代替的に、第二部材は、第一部材に使用するのに適したポリマーのいずれかから作成することができる。金属箔は、一般的にマイクロカードの下に配置されるサンプルブロック（図示せず）からサンプルチャンバへの熱伝達を増強するので、特に適している。箔の裏当ては、試験対象のサンプルＳを所望の温度に加熱することを容易にする。サンプルチャンバの必要不可欠な密封を形成するために、第一および第二部材は一般的に相互に接着される。
【００５７】
種々の実施形態に従って、図１１Ｂに示すように、第一部材２６２は、各々が光を通過させかつ試験対象のサンプルＳ内の領域で合焦させるためのレンズ２７０を規定する、複数の隆起部２６８を含む。レンズ２７０は上述したものと同様である。図示した実施形態では、レンズ２７０は、試験対象のサンプル内まで下方に延びる突起２７４を含む。突起は、傾斜面２７６および扁平な底面２７８によって規定される。突起は、例えば図１１Ｂに示すように、底面が試験対象のサンプルと接触するような大きさにすることが好ましい。種々の実施形態では、空気が存在しないので、レンズの底面に結露が形成し得ない。
【００５８】
種々の実施形態に従って、サンプルチャンバ内の生物学的物質を熱循環させるために、マイクロカードをサンプルブロックの上に配置することができる。サンプルブロックは、ユーザ定義プロファイルに従ってサンプルブロックの温度を上下させるようにプログラムされた、温度制御ユニットに作動的に接続することができる。種々の実施形態で、ユーザは、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熱循環を制御させる制御コンピュータに、所望のＰＣＲプロトコルの時間および温度パラメータを定義するデータを供給することができる。マイクロカードまたは他のサンプル保持部材用のサンプルブロックの温度を上下させるための適切な温度制御ユニットの幾つかの非限定的な例が、上で本明細書に組み込んだＭｕｌｌｉｓらの米国特許第５，６５６，４９３号およびＡｔｗｏｏｄらの米国特許第５，４７５，６１０号に記載されている。いずれかの適切な光学検出装置を使用することもできる。
【００５９】
種々の実施形態に従って、図１１Ｃに示すように、マイクロカード２５０は垂直方向に向けることができる。マイクロカード２５０は、図１１Ｂに示したマイクロカードと同様である。レンズ２７０は、サンプルチャンバ内に延びて試験対象のサンプルＳと接触する突起を含む。これはレンズ２７０における結露の可能性を低減する。図１１Ｃに示すように、垂直方向に向けられたサンプルカードの場合、突起２７４の扁平面２７８が液体中に浸漬されるように、サンプルが充分な量であることが好ましい。扁平面はサンプルＳ中に浸漬されるので、サンプルチャンバの内部で扁平面２７８に結露は形成し得ない。
【００６０】
種々の実施形態に従って、複数のサンプルウェルストリップを含む装置を提供する。種々の実施形態で、複数のサンプルウェルは側壁および底によって規定される。サンプルウェルストリップは複数の底積み重ね突起（ｂｏｔｔｏｍ  ｓｔａｃｋｉｎｇ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）をさらに含み、各底積み重ね突起はサンプルウェルの底から下方に延び、底積み重ね突起は別のサンプルウェルストリップの別のサンプルウェルに被せるように構成される。側壁は、光をサンプルウェルに合焦させかつサンプルによって放射される光を集光するための複数のウェルレンズを備えることができる。
【００６１】
種々の実施形態に従って、図１２〜１４に示すように、複数のサンプルウェルストリップ３１０、３１０’、および３１０”を持つ装置３００を提供する。図１２は、相互に上下に積み重ねられた三列のサンプルウェルストリップ（３１０、３１０’、および３１０”として示される）を、第一列のサンプルウェルストリップ３１０を最下部に、第二列のサンプルウェルストリップ３１０’を真ん中に、かつ第三列のサンプルウェルストリップ３１０”を最上部に置いた状態で示す。説明を簡単にするために、ストリップは一般的に参照番号３１０で言及するが、必要な場合には３１０、３１０’、および３１０”として言及する。図１２〜１３には三列だけのサンプルウェルストリップを示すが、本教示に従って任意の適切な列数を設けることができることを理解されたい。
【００６２】
種々の実施形態に従って、サンプルウェルストリップの各々が、側壁３２２および底面３２４によって規定される複数のサンプルウェル３２０を備えることができる。ストリップは、任意の個数のサンプルウェルを含むことができる。一実施形態では、各ストリップは２０個のウェルを含む。他のサンプルウェルストリップは二個から数百個までの任意の数（ａｎｙｗｈｅｒｅ）を含むことができる。一実施形態では、サンプルウェル３２０は約５μｌの容積を持つが、サンプルウェルの大きさは０．００１μｌから数千マイクロリットル（μｌ）まで変化することができる。一実施形態では、各々２０個のウェルを含むサンプルウェルストリップを４８個積み重ねることができ、合計で９６０個のウェルとなる。本教示では任意の個数および大きさのサンプルウェルストリップを想定することができることを理解されたい。
【００６３】
種々の実施形態に従って、サンプルウェル３２０の側壁３３２は任意の適切な形状とすることができる。種々の実施形態に従って、図１２〜１４に示すように、側壁は略矩形の形状であるが、側壁は任意の他の形状（例えば円筒形）にすることができると理解される。側壁３２２は略矩形である頂部サンプルウェル開口３４８を規定する。側壁３３２の頂面３３０は、図１２〜１４に示す例では略扁平である。
【００６４】
種々の実施形態に従って、サンプルウェルストリップはさらに、サンプルウェルの底から下方に延びる複数の底積み重ね突起を備えることができる。図１２および１３に示すように、底積み重ね突起３２８は、サンプルウェル底面３２４の各々から下方に延びる。図１２および１３に示す底積み重ね突起３２８は、隣接するサンプルウェルストリップの頂部サンプルウェル開口３４８と嵌合するために、略矩形に形作られる。種々の実施形態に従って、底積み重ね突起３２８の外面３２６とサンプルウェル３２０の内面３３２との間には緊密な締まり嵌めがある。種々の実施形態に従って、サンプルウェルストリップが確実に固定し合うように、複数のサンプルウェルストリップがスナップ嵌め接続を持つ。この緊密な嵌合はサンプルウェル３２０の内部の密閉を増強する。種々の実施形態に従って、最大限の容積対表面積比を提供するために、開口凹部またはウェル内部は円筒形とすることができる。
【００６５】
種々の実施形態に従って、図１２〜１４に示すように、底積み重ね突起３２８は開口凹部３３４を備える。開口凹部３３４は、側壁３２２が生物学的サンプルと完全に流体接触するようにヘッドスペースを設ける。サンプルウェルの底面３２４はさらに、底積み重ね突起３２８の周囲に底凹部３４４を規定する。底凹部３４４は底積み重ね突起３２８の間に配置される扁平面である。サンプルウェルストリップ３１０が積み重ねられる場合、側壁３２２の頂面３３０は、底凹部３４４の扁平面と係合する。前述の通り、底積み重ね突起３２８は、積み重ねられたときにサンプルウェルの各々に締まり嵌めができるような大きさにすることができる。積み重ねられたときに、側壁３２２の頂面３３０と底凹部３４４の係合は、サンプルウェル３２０の密閉をさらに促進する。
【００６６】
種々の実施形態に従って、サンプルウェルストリップは、サンプルウェルストリップの側壁に配置された複数のレンズを備えることができる。図１３および１４に示すように、各サンプルウェル３２０の側壁に少なくとも一つのレンズ３４０を配置することができる。図１２〜１４に示す実施形態では、光学検出装置を複数のレンズの前面３４２に対して垂直に配置することができるように、レンズは前側壁の一つに配置される。レンズ３４０は上述したものと同様である。
【００６７】
種々の実施形態に従って、サンプルウェルストリップのレンズを持つ側面に対向する側面を後面３４６と呼ぶが、「前」および「後」のような用語は、単に教示をより容易に記載するために使用するだけであって、教示の範囲を限定するものではないことを理解されたい。サンプルウェルストリップは後面３４６を備える。一部の実施形態では、光学的検出は前面３４２を通して行われるので、サンプルブロックのような加熱部材（図示せず）は後面３４６に当てて配置することができる。これは、各々のサンプルウェルに均一の温度をもたらすのに役立つことができる。
【００６８】
種々の実施形態に従って、サンプルウェルストリップは垂直または水平方向に積み重ねることができる。図１２〜１４は、ストリップが垂直に積み重ねられる実施形態を示しており、したがって、この実施形態について積み重ね動作を説明する。第一に、予め定められた量の試験されるサンプルが、例えばピペット操作などいずれかの周知の方法によって、第一サンプルウェルストリップ３１０のサンプルウェルに挿入される。次に、第二サンプルウェルストリップ３１０’が第一サンプルウェルストリップ３１０の上に配置される。第二サンプルウェルストリップにはサンプルをすでに搭載しておくことができ、あるいはまだサンプルを搭載せずにおくことができる。第二サンプルウェルストリップ３１０’の底積み重ね突起３２８は、次いで、第一サンプルウェルストリップ３１０のサンプルウェルの頂部開口３４８と位置合わせされ、その中に挿置される。第二サンプルウェルストリップ３１０’の底積み重ね突起３２８は、第一サンプルウェルストリップのサンプルウェルの開口と好ましくはスナップ嵌めにするか、または緊密な締まり嵌めを持つべきである。第二サンプルウェルストリップに液体サンプルが充填されていない場合、この時点でサンプルを充填することができる。このプロセスは、残りのストリップの全てに対して繰り返すことができる。図１２〜１４に示す実施形態では、最上部または第三のサンプルウェルストリップ３１０’は一般的にサンプルを搭載されず、代わりに第二サンプルウェルストリップ３１０’用のキャップとして使用されることに注目されたい。代替実施形態では、第三サンプルウェルストリップ３１０”はサンプルを搭載することができる。
【００６９】
種々の実施形態に従って、サンプルによって放射される光から実質的に直角な光源からの励起光を提供するために、サンプルウェルストリップを積み重ねることができる。種々の実施形態に従って、図１７に示すように、励起光２４ａはサンプルウェルストリップ３１０および３１０’に進む。レンズ３４０は、サンプルからの放射光２４ｂを集光し、集光された光を検出器（図示せず）に伝達することができる。励起光２４ａおよび放射光２４ｂは実質的に直角とすることができる。種々の実施形態に従って、サンプルウェルストリップ３１０および３１０’は、励起光２４ａをサンプルの領域に合焦させるレンズを備えることができる。レンズ３４０は、サンプルからの放射光２４ｂを集光し、集光された光を検出器に伝達することができる。
【００７０】
種々の実施形態に従って、サンプルウェルトレイは、蛍光検出を実行する装置で使用することができる。蛍光検出は、ＰＣＲ以外の核酸、タンパク質、および細胞をはじめ、多くの用途の技術分野で周知である。例えば本明細書に援用されるＭａｎｉａｎらの米国特許第６，１３０，７４５号においても詳述されているように、蛍光検出システムは当該技術分野で周知である。種々の実施形態に従って、蛍光検出は低レベルの蛍光を検出する高い感度を達成することができる。種々の実施形態に従って、蛍光検出はサンプルの複数の励起および放射波長を検出するために多重化を提供することができる。
【００７１】
種々の実施形態に従って、サンプルウェルトレイの下からサンプルウェル内に入射する光を合焦し、かつサンプルによって放射される光を集光するために、サンプルウェルの底部にウェルレンズを配置することができる。種々の実施形態に従って、図１５Ａは扁平窓４１０を備えるサンプルウェル１２を示す。窓４１０は扁平面であり、サンプルから放射される光２４を合焦しない。種々の実施形態に従って、図１５Ｂは、サンプルＳから放射される光２４を集光するためのウェルレンズ４２０を備えたサンプルウェル１２を示す。ウェルレンズ４２０は、光源（図示せず）からの励起光２４をサンプルＳの領域に合焦することができる。ウェルレンズ４２０は平凸レンズとすることができる。レンズ半径は、曲率中心が平面上に存し、ウェルレンズを無収差にし、かつ実質的な球面収差、コマ収差、または非点収差を導入することなくウェルレンズ材料の屈折率に関係する率だけウェルレンズの開口数を増大するように、選択することができる。種々の実施形態に従って、装置は対物レンズを備えることができる。ウェルレンズを補償するために、サンプルウェルトレイと対物レンズとの間の距離を低減することができる。種々の実施形態に従って、装置はビーム拡大器を備えることができる。ビーム拡大器は、扁平窓と実質的に同様の光の焦点スポットサイズをもたらすために、ウェルレンズと共に使用することができる。種々の実施形態に従って、サンプルウェルの側面４００は、放射される光が側面４００を通して漏れるのを低減するために、暗色の材料から構成することができる。種々の実施形態に従って、ウェルレンズはフレネルレンズ、または光学の技術分野で周知の光を合焦および集光するための他のレンズとすることができる。種々の実施形態に従って、図１６に示すように、ウェルレンズ４２０は、サンプルウェル１２の他の位置に、例えば側面４００に配置することができる。
【００７２】
種々の実施形態に従って、上から励起光を受光するサンプルウェル、サンプルウェルストリップ、および／または下から励起光を受光するサンプルウェルの本教示は、組み合わせることができる。図１８に示すように、サンプルウェル１２は、キャップ７０の頂面７４に組み込まれたフレネルウェルレンズ７２を備えるキャップ７０を通して、光源（図示せず）からの励起光２４ａを受光することができる。ウェルレンズ７２は励起光２４ａをサンプルＳの領域に合焦させることができる。サンプルウェル１２は、その側面に凹形ウェルレンズ４２０を備えることができる。ウェルレンズ４２０は、励起光２４ａの方向に対して実質的に直角方向にサンプルＳから放射される光２４ｂを集光することができる。種々の実施形態に従って、他の組合せが当業者には明白であろう。
【００７３】
上述した構造および方法に種々の変化および変形を施すことができることは、当業者には明白であろう。したがって、本教示は明細書に記載した実施例に限定されないことを理解されたい。むしろ、本教示は変化および変形を包含することが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１Ａ】図１Ａは、種々の実施形態に従って、透明なプラスチックシートで密閉されたサンプルウェルトレイのサンプルウェルの断面図を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、種々の実施形態に従って、扁平キャップを有するサンプルウェルトレイのサンプルウェルの断面図を示す。
【図１Ｃ】図１Ｃは、種々の実施形態に従って、ドーム形キャップを有するサンプルウェルトレイのサンプルウェルの断面図を示す。
【図１Ｄ】図１Ｄは、種々の実施形態に従って、複数のサンプルウェルを有するサンプルウェルトレイの透視図を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、種々の実施形態に従って、サンプルウェル用のキャップであって、ウェルレンズを備えるキャップの断面図を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、種々の実施形態に従って、サンプルウェル用のキャップであって、フレネルウェルレンズを備えるキャップの断面図を示す。
【図３】図３は、種々の実施形態に従って、中実細長部分を備えるキャップおよび別個のウェルレンズの断面図を示す。
【図４】図４は、種々の実施形態に従って、図３のキャップの側面図を示す。
【図５】図５は、種々の実施形態に従って、中実細長部分およびウェルレンズを含むキャップの断面図を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、種々の実施形態に従って、サンプルウェル内に配置された中空細長部分を備えるキャップおよび別個のウェルレンズの断面図を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、種々の実施形態に従って、図６Ａと同様の中空細長部分を備えるキャップの断面図を示す。
【図７】図７は、種々の実施形態に従って、図６Ａの中空細長部分を備えるキャップの側面図を示す。
【図８】図８は、種々の実施形態に従って、図６Ａおよび図７の中空細長部分を備えるキャップの断面図を示す。
【図９Ａ】図９Ａは、種々の実施形態に従って、中空細長部分およびウェルレンズを備えるキャップの断面図を示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、種々の実施形態に従って、図９Ａと同様の中空細長部分を備えるキャップの断面図を示す。
【図１０】図１０は、種々の実施形態に従って、中実細長部分およびウェルレンズを含むキャップの断面図を示す。
【図１１Ａ】図１１Ａは、種々の実施形態に従って、ウェルレンズを備える複数のサンプルチャンバを有するマイクロカードの上面図を示す。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、種々の実施形態に従って、図１１Ａの線１１Ｂ−１１Ｂに沿って切った図１１Ａのマイクロカードの断面図であり、水平向きに配置されたマイクロカードを示す。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、種々の実施形態に従って、図１１Ａのマイクロカードの断面図であり、垂直向きに配置されたマイクロカードを示す。
【図１２】図１２は、種々の実施形態に従って、積み重ね構成の複数のサンプルウェルストリップの正面断面図を示す。
【図１３】図１３は、種々の実施形態に従って、図１２の複数のサンプルウェルストリップの側面断面図を示す。
【図１４】図１４は、種々の実施形態に従って、図１２の複数のサンプルウェルストリップの上面図を示す。
【図１５Ａ】図１５Ａは、種々の実施形態に従って、底に扁平窓を有するサンプルウェルの断面図を示す。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、種々の実施形態に従って、底にウェルレンズを有するサンプルウェルの断面図を示す。
【図１６】図１６は、種々の実施形態に従って、側部にウェルレンズを有するサンプルウェルの断面図を示す。
【図１７】図１７は、種々の実施形態に従って、底および側部にウェルレンズを有する積み重ね構成の複数のサンプルウェルストリップの断面図を示す。
【図１８】図１８は、種々の実施形態に従って、サンプルに空隙を残す細長部分を有するサンプルウェルの断面図を示す。
【図１９】記載なし。
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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