(57)【要約】  サンプル処理装置における容積計測システム及び方法。本システムは、計測リザーバと、この計測リザーバの第１端部と流体連通して位置付けられ、選択された容積を超える、計測リザーバからの過剰の液体を捕捉する、廃棄リザーバと、を含み得る。システムは、計測リザーバの第２端部と流体連通し、所望されるまで液体が計測リザーバを出るのを抑制する、毛細管バルブを更に含み得る。本方法は、サンプル処理装置を回転させ、液体を毛細管バルブ内に移動させるには不十分な第１の力を液体にかけることと、サンプル処理装置を回転させて、第１の力よりも大きい第２の力を液体にかけて、計測された容積の液体を毛細管バルブを介してプロセスチャンバに移動させることと、によって液体を計測することを含み得る。
2014517292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプル処理装置の計測構造体であって、前記サンプル処理装置は、回転軸を中心に回転されるように構成され、前記計測構造体は、
選択された容積の液体を保持するように構成された計測リザーバであって、第１端部、及び前記回転軸に対して、前記第１端部の半径方向外側に位置付けられた第２端部を含む、計測リザーバと、
前記計測リザーバの前記第１端部と流体連通して位置付けられ、前記計測リザーバの前記選択された容積を超過したときに、前記計測リザーバから超過液体を捕捉するように構成された廃棄リザーバであって、前記廃棄リザーバの少なくとも一部分は、前記回転軸に対して、前記計測リザーバの半径方向外側に位置付けられている、廃棄リザーバと、
前記計測リザーバの前記第２端部と流体連通する毛細管バルブであって、前記回転軸に対して、前記計測リザーバの少なくとも一部分の半径方向外側に位置付けられ、かつ所望されるまで、液体が前記計測リザーバを出るのを抑制するように構成されている、毛細管バルブと、を備え、
前記計測構造体が周囲雰囲気と流体連通しないように、前記計測構造体がベントを有しない、計測構造体。
【請求項２】
前記計測リザーバ及び前記廃棄リザーバはそれぞれ、前記サンプル処理装置の入力チャンバの一部分を形成し、前記計測リザーバ及び前記廃棄リザーバは、少なくとも１つのバッフルによって分離される、請求項１に記載の計測構造体。
【請求項３】
前記入力チャンバと流体連通するように位置付けられ、かつ前記選択された容積の流体を前記計測リザーバから前記毛細管バルブを介して受け取るように構成された、プロセスチャンバを更に備える、請求項２に記載の計測構造体。
【請求項４】
前記プロセスチャンバが、前記液体を収容し、かつ流体を含むための容積を規定し、並びに、均衡チャネルであって、前記流体が、前記毛細管バルブに再入することなく、前記プロセスチャンバから前記入力チャンバに該均衡チャネルを通じて流れることができるような方式で、前記プロセスチャンバを前記入力チャンバと流体的に結合するように位置付けられた均衡チャネルを更に備え、前記均衡チャネルは、前記液体が前記プロセスチャンバに入り、前記流体の少なくとも一部分を置き換えるときに、前記流体が前記プロセスチャンバを出る経路を提供するように位置付けられている、請求項３に記載の計測構造体。
【請求項５】
前記プロセスチャンバと前記入力チャンバとの間で流体連通するように位置付けられた均衡チャネルであって、前記液体が前記プロセスチャンバに入り、前記流体の少なくとも一部分を置き換えるときに、前記流体が前記プロセスチャンバを出る追加の経路を提供する均衡チャネルを更に備える、請求項３に記載の計測構造体。
【請求項６】
前記計測リザーバが、前記選択された容積を規定するように配置された底部及び部分側壁を含み、前記廃棄リザーバは、前記計測リザーバの前記選択された容積が超過したときに、前記部分側壁を越えて流出する超過液体を捕捉するように位置付けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の計測構造体。
【請求項７】
前記計測リザーバの前記第２端部と流体連通するように位置付けられ、かつ前記選択された容積の液体を前記計測リザーバから前記毛細管バルブを介して受け取るように構成された、プロセスチャンバを更に備える、請求項１、２及び６のいずれか一項に記載の計測構造体。
【請求項８】
前記毛細管バルブの出口と流体連通するバルブチャンバと、
前記バルブチャンバの出口と流体連通するように位置付けられたプロセスチャンバと、
前記バルブチャンバと前記プロセスチャンバとの間に配置されたバルブ隔壁であって、
前記バルブチャンバと前記プロセスチャンバが流体連通していない、閉鎖構成、及び
前記バルブチャンバと前記プロセスチャンバが流体連通している、開放構成を有する、バルブ隔壁と、を更に備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の計測構造体。
【請求項９】
前記毛細管バルブは、前記バルブ隔壁が前記閉鎖構成にあるときに、前記液体が前記計測リザーバから毛細管流によって吸い出され、前記バルブ隔壁に隣接して集まることを抑制するように構成されている、請求項８に記載の計測構造体。
【請求項１０】
前記バルブ隔壁が、
前記流体経路の寸法、
前記流体経路の表面エネルギー、
前記液体の表面張力、及び
前記バルブチャンバ内に存在するいずれかの気体のうちの少なくとも１つによって前記閉鎖構成にあるときに、前記液体は、前記計測リザーバを出るのを抑制される、請求項８又は９に記載の計測構造体。
【請求項１１】
前記バルブ隔壁が前記閉鎖構成にあるときに、前記バルブチャンバが蒸気閉塞をもたらすように、前記バルブチャンバ、前記毛細管バルブ、及び前記バルブ隔壁が構成されている、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の計測構造体。
【請求項１２】
サンプル処理装置における容積計測方法であって、
回転軸を中心に回転されるように構成され、かつ
選択された容積の液体を保持するように構成された計測リザーバであって、第１端部、及び前記回転軸に対して、前記第１端部の半径方向外側に位置付けられた第２端部を含む、計測リザーバと、
前記計測リザーバの前記第１端部と流体連通して位置付けられ、前記計測リザーバの前記選択された容積が超過したときに、前記計測リザーバから超過液体を捕捉するように構成される、廃棄リザーバであって、前記廃棄リザーバの少なくとも一部分は、前記回転軸に対して、前記計測リザーバの半径方向外側に位置付けられている、廃棄リザーバと、
前記計測リザーバの前記第２端部と流体連通する毛細管バルブであって、前記回転軸に対して、前記計測リザーバの少なくとも一部分の半径方向外側に位置付けられ、かつ所望されるまで、液体が前記計測リザーバを出るのを抑制するように構成されている、毛細管バルブと、
前記毛細管バルブを介して前記計測リザーバと流体連通するように位置付けられた、プロセスチャンバと、を含む、プロセスアレイを備える、サンプル処理装置を準備することと、
前記サンプル処理装置の前記プロセスアレイに液体を配置することと、
前記回転軸を中心に前記サンプル処理装置を回転させ、前記液体に第１の力をかけることにより前記液体を計測することによって、前記選択された容積の液体が、前記計測リザーバ内に収容され、前記液体のいずれかの追加の容積が、前記毛細管バルブではなく、前記廃棄リザーバ内に移動される、ことと、
前記液体が計測された後に、前記回転軸を中心に前記サンプル処理装置を回転させて、前記第１の力よりも大きい第２の力を前記液体にかけることによって、前記選択された容積の液体を前記毛細管バルブを介して、前記プロセスチャンバに移動させることと、を含む、方法。
【請求項１３】
前記サンプル処理装置が、
前記毛細管バルブと前記プロセスチャンバとの間に位置付けられたバルブチャンバと、
前記バルブチャンバと前記プロセスチャンバとの間に配置されたバルブ隔壁であって、
前記バルブチャンバと前記プロセスチャンバが流体連通していない、閉鎖構成、及び
前記バルブチャンバと前記プロセスチャンバが流体連通している、開放構成を有する、バルブ隔壁と、を更に備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記選択された容積のサンプルを前記プロセスチャンバに移動させる前に、前記バルブ隔壁において開口部を形成することを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記バルブ隔壁が前記閉鎖構成にあるときに、前記バルブチャンバが蒸気閉塞をもたらすように、前記バルブチャンバ、前記毛細管バルブ、及び前記バルブ隔壁が構成されている、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記選択された容積の液体が前記プロセスチャンバに移動されるときに、前記プロセスアレイを内部でベントを有することを更に含む、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記プロセスチャンバが、前記液体を収容し、かつ前記流体を含むための容積を規定し、並びに、均衡チャネルであって、前記流体が前記毛細管バルブに再入することなく、前記プロセスチャンバから前記入力チャンバに該均衡チャネルを通じて流れることができるような方式で、前記プロセスチャンバを前記入力チャンバと流体的に結合するように位置付けられた、均衡チャネルを更に備え、前記均衡チャネルは、前記液体が前記プロセスチャンバに入り、前記流体の少なくとも一部分を置き換えるときに、前記流体が前記プロセスチャンバを出る経路を提供するように位置付けられている、請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記プロセスチャンバと前記入力チャンバとの間で流体連通するように位置付けられた均衡チャネルであって、前記液体が前記プロセスチャンバに入り、前記流体の少なくとも一部分を置き換えるときに、前記流体が前記プロセスチャンバを出るための追加の経路を提供する均衡チャネルを更に備える、請求項１２〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
液体にかけられる力、前記液体の表面張力、及び前記毛細管バルブの表面エネルギーのうちの少なくとも１つが、前記液体を、前記毛細管バルブ経路を過ぎて移動させるのに十分になるまで、前記毛細管バルブは前記液体が前記計測リザーバを出るのを抑制するように構成される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の計測構造体、又は請求項１２〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記毛細管バルブは、前記液体が前記計測リザーバから毛細管流によって吸い出されるのを抑制するような寸法の収縮部を有する流体経路を含む、請求項１〜１１、及び１９のいずれか一項に記載の計測構造体、又は請求項１２〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記液体にかけられる力、前記液体の表面張力、前記収縮部の表面エネルギーのうちの少なくとも１つが、前記液体を、前記収縮部を過ぎて移動させるのに十分になるまで、前記収縮部は、前記液体が前記計測リザーバを出るのを抑制するような寸法である、請求項２０に記載の計測構造体又は方法。
【請求項２２】
前記サンプル処理装置が回転され、前記液体が前記計測リザーバを出るのに遠心力が十分に達するまで、前記収縮部は前記液体が前記計測リザーバから出るのを抑制するような寸法である、請求項２０又は２１に記載の計測構造体又は方法。
【請求項２３】
前記収縮部が、前記計測リザーバの前記第２端部に直接隣接して配置される、請求項２０〜２２のいずれか一項に記載の計測構造体又は方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般に、マイクロ流体サンプル処理装置における容積計測に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学ディスクシステムは、様々な生物学的、化学的、又は生化学的アッセイ、例えば遺伝子系アッセイ又はイムノアッセイを実施するために使用することができる。かかるシステムにおいて、複数のチャンバを備える回転式ディスクは、血液、血漿、血清、尿、又はその他の流体等の流体被検査物を貯蔵し、処理するための培地として使用することができる。１つのディスク上の複数のチャンバは、１つのサンプルの複数部分を、又は複数のサンプルの複数部分を同時に処理することを可能に、これによって、複数のサンプル又は１つのサンプルの複数部分を処理する時間及び費用を低減する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
サンプル処理装置で実施され得る一部のアッセイでは、サンプル及び／又は試薬媒体の正確な量、又はサンプルと試薬媒体の正確な比を必要とする場合がある。本開示は一般に、サンプル処理装置上の搭載型計測構造体に関し、これは選択された容積のサンプル及び／又は試薬媒体を入力チャンバからプロセスチャンバ又は検出チャンバまで送達するのに使用することができる。選択された容積をプロセスチャンバに送達することによって、サンプルと試薬の所望の比を得ることができる。更に、「搭載型（on-board）」の計測を実施することによって、ユーザーは、特定の量の材料を正確に量り、サンプル処理装置に送達する必要がない。むしろ、ユーザーは不特定の量のサンプル及び／又は試薬をサンプル処理装置に送達してもよく、サンプル処理装置自体が、下流のプロセス又は検出チャンバへの所望の量の材料を計測することができる。
【０００４】
本開示の一部の態様は、サンプル処理装置の計測構造体を提供する。サンプル処理装置は、回転軸を中心に回転されるように構成され得る。計測構造体は、選択された容積の液体を保持するように構成された計測リザーバを含み得る。計測リザーバは、第１端部、及び回転軸に対して、第１端部の半径方向外側に位置付けられた第２端部を含み得る。計測構造体は、計測リザーバの第１端部と流体連通して位置付けられ、計測リザーバの選択された容積が超過したときに、計測リザーバから超過液体を捕捉するように構成された廃棄リザーバであって、この廃棄リザーバの少なくとも一部分は、回転軸に対して、計測リザーバの半径方向外側に位置付けられている、廃棄リザーバを更に含む。計測構造体は、計測リザーバの第２端部と流体連通する毛細管バルブを更に含み得る。毛細管バルブは、回転軸に対して、計測リザーバの少なくとも一部分の半径方向外側に位置付けられてもよく、かつ所望されるまで、液体が計測リザーバを出るのを抑制するように構成され得る。計測構造体が周囲雰囲気と流体連通しないように、計測構造体はベントを有しない。
【０００５】
本開示の一部の態様は、サンプル処理装置上のプロセスアレイを提供する。サンプル処理装置は、回転軸を中心に回転されるように構成され得る。プロセスアレイは入力チャンバを含み得る。入力チャンバは、選択された容積の液体を保持するように構成された計測リザーバであって、第１端部、及び回転軸に対して、第１端部の半径方向外側に位置付けられた第２端部を含む、計測リザーバと、計測リザーバの第１端部と流体連通して位置付けられた廃棄リザーバと、を含み得る。廃棄リザーバは、計測リザーバの選択された容積が超過したときに、計測リザーバから超過液体を捕捉するように構成されてもよく、廃棄リザーバの少なくとも一部分は、回転軸に対して、計測リザーバの半径方向外側に位置付けられている。入力チャンバは、計測リザーバ選択された容積を少なくとも部分的に規定し、並びに、計測リザーバ及び廃棄リザーバを分離するように位置付けられたバッフルを更に含み得る。プロセスアレイは、入力チャンバの計測リザーバの第２端部と流体連通して位置付けられた毛細管バルブを更に含み得る。毛細管バルブは、回転軸に対して、計測リザーバの少なくとも一部分の半径方向外側に位置付けられてもよく、かつ所望されるまで、液体が計測リザーバを出るのを抑制するように構成され得る。プロセスアレイは、入力チャンバと流体連通するように位置付けられ、かつ選択された容積の流体を計測リザーバから毛細管バルブを介して受け取るように構成された、プロセスチャンバを更に含み得る。
【０００６】
本開示の一部の態様は、サンプル処理装置における容積計測の方法を提供する。本方法は、回転軸を中心に回転されるように構成され、かつプロセスアレイを含む、サンプル処理装置を準備することすることを含み得る。プロセスアレイは、選択された容積の液体を保持するように構成された計測リザーバであって、第１端部、及び回転軸に対して、第１端部の半径方向外側に位置付けられた第２端部を含む、計測リザーバと、計測リザーバの第１端部と流体連通して位置付けられた、廃棄リザーバと、を含み得る。廃棄リザーバは、計測リザーバの選択された容積が超過したときに、計測リザーバから超過液体を捕捉するように構成されてもよく、廃棄リザーバの少なくとも一部分は、回転軸に対して、計測リザーバの半径方向外側に位置付けられている。プロセスアレイは、計測リザーバの第２端部と流体連通する毛細管バルブを更に含み得る。毛細管バルブは、回転軸に対して、計測リザーバの少なくとも一部分の半径方向外側に位置付けられてもよく、かつ所望されるまで、液体が計測リザーバを出るのを抑制するように構成され得る。プロセスアレイは、毛細管バルブを介して計測リザーバと流体連通するように位置付けられたプロセスチャンバを更に含み得る。本方法は、サンプル処理装置のプロセスアレイに液体を配置することを更に含み得る。本方法は、回転軸を中心にサンプル処理装置を回転させ、液体に第１の力をかけることにより、選択された容積の液体が、計測リザーバ内に収容され、液体のいずれかの追加の容積が、毛細管バルブではなく、廃棄リザーバ内に移動される、ことを更に含み得る。本方法は、液体が計測された後に、回転軸を中心にサンプル処理装置を回転させて、第１の力よりも大きい第２の力を液体にかけることによって、選択された容積の液体を毛細管バルブを介して、プロセスチャンバに移動させること、を更に含み得る。
【０００７】
本開示のその他の特徴及び態様は、発明を実施する形態及び添付図面を熟考することによって、明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の一実施形態によるサンプルプロセスアレイの概略図。
【図２】本開示の一実施形態によるサンプル処理装置の頂部斜視図。
【図３】図２のサンプル処理装置の底部の斜視図。
【図４】図２〜３のサンプル処理装置の頂面図。
【図５】図２〜４のサンプル処理装置の底面図。
【図６】図２〜５のサンプル処理装置の一部分のクローズアップされた頂面図。
【図７】図６に示されたサンプル処理装置の一部分のクローズアップされた底面図。
【図８】図７の線８−８に沿った、図２〜７のサンプル処理装置の側断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示のいずれの実施形態が詳細に説明される前に、本発明は、以下の記述で説明される、又は以下の図面に図示される構成の詳細及び構成要素の配置の用途に限定されないことが理解される。本発明には他の実施形態が可能であり、本発明は様々な方法で実施又は実行することが可能である。また、本明細書で使用する語法及び専門用語は、説明を目的としたものであり、発明を限定するものとして見なされるべきでない点は理解されるべきである。「含む（including）」、「備える（comprising）」、又は「有する（having）」、及びこれらの変化形は、その後に列記される要素及びそれらの均等物、並びに更なる要素を包むものである。特に指示されるか又は限定しない限り、「接続された」及び「連結された」、並びにその変化形は広義の意味で使用され、直接及び間接的な接続及び連結の両方を含むものである。その他の実施形態を利用することも可能であり、本開示の範囲から逸脱することなく構造的又は論理的な変更を行うことが可能である点は理解されるべきである。更に、「上」及び「下」等の用語は、各要素を互いの関連において述べるためにのみ用いられ、決して装置の特定の向きを記載するものではなく、装置の必要な又は要求される向きを指示又は示唆するものでもなく、本明細書で述べられる発明が使用時にどのように使用、取り付け、表示、又は配置されるかを特定するものでもない。
【００１０】
本開示は一般に、マイクロ流体サンプル処理装置における容積計測構造体及び方法に関する。具体的には、本開示は「搭載型」計測構造体に関し、これは選択された容積の材料を入力チャンバから下流のプロセスチャンバ又は検出チャンバまで送達するのに使用することができる。搭載型計測構造体は、ユーザーが不特定の容積の材料（例えば、サンプル及び／又は試薬媒体）をサンプル処理装置に装填できるようにする一方で、更に、選択された容積を下流のチャンバに送達する。
【００１１】
本開示の一部の実施形態では（例えば、図２〜８のサンプル処理装置２００に関して以下に記載されているように）、対象のサンプル（例えば未加工のサンプル、例えば患者の未加工のサンプル、未加工の環境サンプル等）が、具体的なアッセイに関して、サンプルプロセス時に使用される様々な試薬又は媒体から別々に装填され得る。一部の実施形態では、かかる試薬は、ある１つのカクテル、又は関心のアッセイに必要な試薬の全てを含む「マスターミックス」として添加されてもよい。サンプルは、希釈剤中に懸濁又は調製されてもよく、希釈剤は、関心のアッセイの試薬を含んでもよく、又はこの試薬と同じであってもよい。サンプル及び希釈剤は、簡略化のために単に「サンプル」と呼ばれ、希釈剤と組み合わされたサンプルはなお、一般に、未加工のサンプルとして見られ、実質的なプロセス、測定、溶解等はまだ実施されていない。
【００１２】
サンプルは固体、液体、半固体、ゲル状の材料、及びこれらの組み合わせ、液体中の粒子の懸濁等を含み得る。一部の実施形態では、サンプルは水性液体であってもよい。
【００１３】
表現「未加工のサンプル」は一般に、単に希釈される、又は希釈剤中に懸濁されるほかに、サンプル処理装置への装填前に、いずれかのプロセス又は操作を経ていないサンプルを指す。すなわち、未加工のサンプル（raw sample）は、サンプル処理装置に装填される前に、細胞、壊死組織片、阻害物質を含む場合があり、このサンプルは事前に溶解されていない、洗浄されていない、緩衝液処理等を行っていない。未加工のサンプルは、ソースから直接得られ、１つの容器から別の容器に操作なしで移送されるサンプルも含み得る。未加工のサンプルは、輸送媒体、脳脊髄液、全血、血漿、血清等を含むがこれらに限定されない、様々な媒体中の患者の試料片も含むことができる。例えば、患者から得られたウィルス性粒子を含む鼻スワブサンプルは、プロセス前に粒子を懸濁させ、安定化させるために使用される移送緩衝液若しくは媒体（これは抗菌を含み得る）に移送及び／又は保管され得る。懸濁粒子を有する移送媒体の一部は「サンプル」と見なされ得る。本開示又は本明細書に記載の装置及びシステムと共に使用される「サンプル」の全ては未加工のサンプルであり得る。
【００１４】
本開示のサンプル処理装置は、本明細書では環状の形状であるように本明細書では示されており、「ディスク」と呼ばれることもある一方で、本開示のサンプル処理装置の様々な他の形状及び構成が可能であり、本開示は、環状のサンプル処理装置に限定されないということが理解される必要がある。結果として、用語「ディスク」は、簡略化及び簡潔さのために「サンプル処理装置」の代わりにしばしば使用されるが、この用語は限定を意図するものではない。
【００１５】
本開示のサンプル処理装置は、熱処理、例えば高感度化学プロセス、例えばポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）増幅、核酸増幅（ＴＭＡ）、核酸配列系増幅（ＮＡＳＢＡ）、リガーゼ連鎖反応（ＬＣＲ）、自己持続性配列複製法（self-sustaining sequence replication）、酵素反応速度論研究、酵素結合免疫吸着法（ＥＬＩＳＡ）等のイムノアッセイ、及び更に複雑な生化学プロセス又は正確な熱制御及び／又は迅速な熱変化を必要とする他のプロセスを含む方法に使用することができる。
【００１６】
本発明に関して使用するために適用され得る好適な構造体技術又は材料のいくつかの実施例は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第６，７３４，４０１号、同第６９８７２５３号、同第７４３５９３３号、同第７１６４１０７号、及び同第７，４３５，９３３号、発明の名称「ＥＮＨＡＮＣＥＤ  ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら）、米国特許第６，７２０，１８７号、発明の名称「ＭＵＬＴＩ−ＦＯＲＭＡＴ  ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら）、米国特許出願公開第２００４／０１７９９７４号、発明の名称「ＭＵＬＴＩ−ＦＯＲＭＡＴ  ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭＳ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら）、米国特許第６，８８９，４６８号、発明の名称「ＭＯＤＵＬＡＲ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＵＳＩＮＧ  ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら）、米国特許第７，５６９，１８６号、発明の名称「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＦＯＲ  ＵＳＩＮＧ  ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら）、米国特許出願公開第２００９／０２６３２８０号、発明の名称「ＴＨＥＲＭＡＬ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ  ＦＯＲ  ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら）、米国特許第７，３２２，２５４号及び米国特許出願公開第２０１０／０１６７３０４号、発明の名称「ＶＡＲＩＡＢＬＥ  ＶＡＬＶＥ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら）、米国特許第７，８３７，９４７号及び米国特許出願公開第２０１１／００２７９０４号、発明の名称「ＳＡＭＰＬＥ  ＭＩＸＩＮＧ  ＯＮ  Ａ  ＭＩＣＲＯＦＬＵＩＤＩＣ  ＤＥＶＩＣＥ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら）、米国特許第７，１９２，５６０号及び同第７，８７１，８２７号、並びに米国特許出願公開第２００７／０１６０５０４号、発明の名称「ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＦＯＲ  ＲＥＭＯＶＡＬ  ＯＦ  ＯＲＧＡＮＩＣ  ＭＯＬＥＣＵＬＥＳ  ＦＲＯＭ  ＢＩＯＬＯＧＩＣＡＬ  ＭＩＸＴＵＲＥＳ  ＵＳＩＮＧ  ＡＮＩＯＮ  ＥＸＣＨＡＮＧＥ」（Ｐａｒｔｈａｓａｒａｔｈｙら）、米国特許出願公開第２００５／０１４２６６３号、発明の名称「ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＮＵＣＬＥＩＣ  ＡＣＩＤ  ＩＳＯＬＡＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＫＩＴＳ  ＵＳＩＮＧ  Ａ  ＭＩＣＲＯＦＬＵＩＤＩＣ  ＤＥＶＩＣＥ  ＡＮＤ  ＣＯＮＣＥＮＴＲＡＴＩＯＮ  ＳＴＥＰ」（Ｐａｒｔｈａｓａｒａｔｈｙら）、米国特許第７，７５４，４７４号及び米国特許出願公開第２０１０／０２４０１２４号、発明の名称「ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥ  ＣＯＭＰＲＥＳＳＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ」（Ａｙｓｔａら）、米国特許第７，７６３，２１０号及び米国特許出願公開第２０１０／０２６６４５６号、発明の名称「ＣＯＭＰＬＩＡＮＴ  ＭＩＣＲＯＦＬＵＩＤＩＣ  ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＩＳＫＳ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら）、米国特許第７，３２３，６６０号及び同第７，７６７，９３７号、発明��名称「ＭＯＤＵＬＡＲ  ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＫＩＴＳ  ＡＮＤ  ＭＯＤＵＬＥＳ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら）、米国特許第７，７０９，２４９号、発明の名称「ＭＵＬＴＩＰＬＥＸ  ＦＬＵＯＲＥＳＣＥＮＣＥ  ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ  ＤＥＶＩＣＥ  ＨＡＶＩＮＧ  ＦＩＢＥＲ  ＢＵＮＤＬＥ  ＣＯＵＰＬＩＮＧ  ＭＵＬＴＩＰＬＥ  ＯＰＴＩＣＡＬ  ＭＯＤＵＬＥＳ  ＴＯ  Ａ  ＣＯＭＭＯＮ  ＤＥＴＥＣＴＯＲ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら）、米国特許第７，５０７，５７５号、発明の名称「ＭＵＬＴＩＰＬＥＸ  ＦＬＵＯＲＥＳＣＥＮＣＥ  ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ  ＤＥＶＩＣＥ  ＨＡＶＩＮＧ  ＲＥＭＯＶＡＢＬＥ  ＯＰＴＩＣＡＬ  ＭＯＤＵＬＥＳ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら）、米国特許第７，５２７，７６３号及び同第７，８６７，７６７号、発明の名称「ＶＡＬＶＥ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  Ａ  ＲＯＴＡＴＩＮＧ  ＭＵＬＴＩＰＬＥＸ  ＦＬＵＯＲＥＳＣＥＮＣＥ  ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ  ＤＥＶＩＣＥ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら）、米国特許出願公開第２００７／０００９３８２号、発明の名称「ＨＥＡＴＩＮＧ  ＥＬＥＭＥＮＴ  ＦＯＲ  Ａ  ＲＯＴＡＴＩＮＧ  ＭＵＬＴＩＰＬＥＸ  ＦＬＵＯＲＥＳＣＥＮＣＥ  ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ  ＤＥＶＩＣＥ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら）、米国特許出願公開第２０１０／０１２９８７８号、発明の名称「ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＮＵＣＬＥＩＣ  ＡＭＰＬＩＦＩＣＡＴＩＯＮ」（Ｐａｒｔｈａｓａｒａｔｈｙら）、米国特許出願公開第２００８／０１４９１９０号、発明の名称「ＴＨＥＲＭＡＬ  ＴＲＡＮＳＦＥＲ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ  ＦＯＲ  ＭＩＣＲＯＦＬＵＩＤＩＣ  ＳＹＳＴＥＭＳ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら）、米国特許出願公開第２００８／０１５２５４６号、発明の名称「ＥＮＨＡＮＣＥＤ  ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ，ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら）、米国特許出願公開第２０１１／０１１７６０７号、発明の名称「ＡＮＮＵＬＡＲ  ＣＯＭＰＲＥＳＳＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら、２００９年１１月１３日出願）、米国特許出願公開第２０１１／０１１７６５６号、発明の名称「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ」（Ｒｏｂｏｌｅら、２００９年１１月１３日出願）、米国特許仮出願第６０／２３７，１５１号、発明の名称「ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ，ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら、２０００年１０月２日出願）、米国特許Ｄ６３８５５０号及びＤ６３８９５１号、発明の名称「ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＩＳＣ  ＣＯＶＥＲ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら、２００９年１１月１３日出願）、米国特許出願第２９／３８４，８２１号、発明の名称「ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＩＳＣ  ＣＯＶＥＲ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら、２０１１年２月４日出願）、並びに米国特許Ｄ５６４６６７号、発明の名称「ＲＯＴＡＴＡＢＬＥ  ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯ���ＥＳＳＩＮＧ  ＤＩＳＫ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら）に記載され得る。これらの開示の全内容は本明細書に援用するものである。
【００１７】
他の可能性のある装置構造体は、米国特許第６，６２７，１５９号、発明の名称「ＣＥＮＴＲＩＦＵＧＡＬ  ＦＩＬＬＩＮＧ  ＯＦ  ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら）、米国特許第７，０２６，１６８号、同第７，８５５，０８３号、及び同第７，６７８，３３４号、並びに米国特許出願公開第２００６／０２２８８１１号及び同第２０１１／００５３７８５号、発明の名称「ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら）、米国特許第６，８１４，９３５及び同第７，４４５，７５２号、発明の名称「ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＡＮＤ  ＣＡＲＲＩＥＲＳ」（Ｈａｒｍｓら）、並びに米国特許第７，５９５，２００号、発明の名称「ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＡＮＤ  ＣＡＲＲＩＥＲＳ」（Ｂｅｄｉｎｇｈａｍら）に見出すことができる。これらの開示の全内容は本明細書に援用するものである。
【００１８】
図１は、本開示のサンプル処理装置上に存在し得る、１つのプロセスアレイ１００の概略図を示す。プロセスアレイ１００は、サンプル処理装置の中心部１０１に対して、又はサンプル処理装置がそれを中心に回転され得る回転Ａ−Ａの軸に対して、半径方向に向けられ、回転Ａ−Ａの軸は、図１のページの面内及びここから外に延びる。すなわち、サンプルアレイは、サンプル処理装置が回転されるとき、サンプル材料が半径方向外側の方向に移動し（すなわち図１の中心部１０１から離れて底部に向けて）、下流への移動方向を規定するのを可能にする。マイクロ流体構造内に存在し得る、他のより密度の低い流体（例えば気体）は一般に、より密度の高い流体（例えば液体）によって置き換えられ、サンプル処理装置が回転されているときに概ね半径方向内側に流れ、上流の移動方向を規定する（例えば図１の中心部１０１に向かって、図１の頂部に向かって）。
【００１９】
図１に示されるように、プロセスアレイ１００は、プロセス（又は検出）チャンバ１５０と流体連通している入力チャンバ１１５を含み得る。プロセスアレイ１００は、入力開口部、すなわちポート１１０を含んでもよく、これは入力チャンバ１１５内へ開放し、これを通じて材料がプロセスアレイ１００に装填され得る。入力開口部１１０は実質的な又はいずれかの前処理、希釈、測定、混合等を必要とせずに、未加工の未処理のサンプルをプロセスアレイ１００に装填できるようにする。よって、サンプル及び／又は試薬は、正確な測定又は処理をせずに添加することができる。プロセスアレイ１００に材料が添加された後、プロセスアレイ１００がその後、周囲雰囲気に対して閉鎖され、「ベントを有しない」ように、入力開口部１１０は、キャップが付けられ、塞がれ、停止され、ないしは別の方法で閉鎖されるか、密閉されてもよく、これは以下に、より詳細に説明される。
【００２０】
図示されているように、一部の実施形態では、入力チャンバ１１５は、１つ以上のバッフル又は壁１１６、あるいは他の好適な流体を方向付ける構造体を含んでもよく、これらは入力チャンバ１１５を少なくとも計測部分、計測チャンバ、又は計測リザーバ１１８及び廃棄部分、廃棄チャンバ若しくは廃棄リザーバ１２０に分割するように配置される。バッフル１１６は、流体を方向付ける、及び／又は流体を入力チャンバ１１５に収容するように機能することができる。
【００２１】
サンプル、試薬、又は他の材料は、入力開口部１１０を介して、プロセスアレイ１００内に装填され得る。プロセスアレイ１００がその上に配置されるサンプル処理装置が、回転軸Ａ−Ａを中心に回転されるとき、サンプルは次いで（例えば、１つ以上のバッフル１１６によって）計測リザーバ１１８に方向付けられる。計測リザーバ１１８は、選択された容積の材料を保持する（retain）、すなわち保持する（hold）するように構成され、いずれかの過剰分は廃棄リザーバ１２０に方向付けられる。一部の実施形態では、入力チャンバ１１５、又はその一部は、「第１チャンバ」又は「第１プロセスチャンバ」と呼ばれることがあり、プロセスチャンバ１５０は、「第２チャンバ」又は「第２プロセスチャンバ」と呼ばれることがある。
【００２２】
計測リザーバ１１８は、中心部１０１及び回転軸Ａ−Ａに向けて位置付けられた第１端部１２２、及びこの中心部１０１及び回転軸Ａ−Ａから離れて（すなわち、第１端部１２２の半径方向外側に）位置付けられた第２端部１２４を含むことができ、これによって、サンプル処理装置が回転されるときに、サンプルは計測リザーバ１１８の第２端部１２４に向かって送られる。計測リザーバ１１８の第２端部１２４を規定する１つ以上のバッフル又は壁１１６は、選択された容積を規定するように配置されている底部１２３及び側壁１２６（例えば部分的な側壁）を含み得る。側壁１２６は、選択された容積のいずれか過剰な容積が側壁１２６から溢れて、廃棄リザーバ１２０内に流れるのを可能にするように配置される。結果として、廃棄リザーバ１２０の少なくとも一部分は、計測リザーバ１１８又は残りの入力チャンバ１１５の半径方向外側に位置付けられ、材料の過剰の容積が廃棄リザーバ１２０内に移動することを促進し、半径方向外側に向けられた力の下で（例えばサンプル処理装置が回転軸Ａ−Ａを中心に回転される間）、材料の過剰の容積が計測リザーバ１１８に戻るのを抑制する。
【００２３】
換言すれば、入力チャンバ１１５は、１つ以上の第１バッフル１１６Ａを含んでもよく、これらは、材料を入力開口部１１０から計測リザーバ１１８に向かって方向付けるように位置付けられ、１つ以上の第２のバッフル１１６Ｂは選択された容積の流体を含むように、及び／又は選択された容積の過剰の流体を廃棄リザーバ１２０内に方向付けるように位置付けられている。
【００２４】
図示されているように、底部１２３は、内部で形成される開口部又は流体経路１２８を含んでもよく、これは毛細管バルブ１３０の少なくとも一部分を形成するように構成され得る。結果として、流体経路１２８の断面積は、計測リザーバ１１８（又は計測リザーバ１１８に保持されている流体の容積）に対して十分小さくすることができ、流体は、毛細管力のために流体経路１２８内へ流れることを抑制されている。結果として、一部の実施形態では、流体経路１２８は、「収縮部」又は「収縮した経路」と呼ばれることがある。
【００２５】
一部の実施形態では、入力チャンバ１１５の容積（又は、入力チャンバ１１５の一部分、計測リザーバ１１８等）に対する流体経路１２８の断面積のアスペクト比は、所望されるまで流体経路１２８内に、少なくとも部分的に流れないようするように、例えば所与の表面張力の流体に関して制御されてもよい。
【００２６】
例えば一部の実施形態では、流体経路（Ａｐ）の断面積（例えば、測定リザーバ１１８の底部１２３における流体経路１２８の入口における）の、リザーバの容積（Ｖ）（例えば、入力チャンバ１１５又はその一部分、例えば測定リザーバ１１８。ここから流体が流体経路１２８内に移動する）に対する比、すなわちＡｐ：Ｖは、約１：２５〜約１：５００の範囲であり得、一部の実施形態においては、約１：５０〜約１：３００の範囲であり、一部の実施形態では約１：１００〜約１：２００の範囲であり得る。換言すれば、一部の実施形態ではＡｐ／Ｖの分数の値は少なくとも約０．０１であり、実施形態によっては少なくとも約０．０２であり、実施形態によっては少なくとも約０．０４であり得る。一部の実施形態ではＡｐ／Ｖの分数の値は約０．００５以下、実施形態によっては約０．００３以下、実施形態によっては約０．００２以下であり得る。更に別の書き方をすれば、一部の実施形態では、Ｖ／Ａｐの分数の値、又はＡｐに対するＶの比は、少なくとも約２５（すなわち２５：１）、実施形態によっては少なくとも約５０（すなわち約５０：１）、実施形態によっては少なくとも約１００（すなわち約１００：１）であり得る。一部の実施形態では、Ｖ／Ａｐの分数の値、又はＡｐに対するＶの比は、約５００以下（すなわち約５００：１）、実施形態によっては約３００以下（すなわち約３００：１）、実施形態によっては約２００以下（すなわち約２００：１）であり得る。
【００２７】
一部の実施形態では、これらの比は、流体経路１２８において様々な寸法を採用することによって得ることができる。例えば、一部の実施形態では、流体経路１２８は、約０．５ｍｍ以下、一部の実施形態では、約０．２５ｍｍ以下、一部の実施形態では、約０．１ｍｍ以下の横方向寸法（直径、幅、深さ、厚さ等の、例えば中心部１０１からの半径に沿ったその長さに垂直の）を有してもよい。一部の実施形態では、流体経路１２８の断面積Ａｐは、約０．１ｍｍ２以下の、一部の実施形態では、約０．０７５ｍｍ２以下、及び一部の実施形態では、約０．５ｍｍ２以下であってもよい。一部の実施形態では、流体経路１２８は、少なくとも約０．１ｍｍの、一部の実施形態では、少なくとも約０．５ｍｍの、一部の実施形態では、及び少なくとも約１ｍｍの長さを有してもよい。一部の実施形態では、流体経路１２８は、約０．５ｍｍ以下の、一部の実施形態では、約０．２５ｍｍ以下の、及び一部の実施形態では、約０．１ｍｍの長さを有してもよい。一部の実施形態では、例えば、流体経路１２８は、約０．２５ｍｍの幅、約０．２５ｍｍの深さ（すなわち約０．０６２５ｍｍ２の断面積）、及び約０．２５ｍｍの長さを有してもよい。
【００２８】
流体経路１２８が、回転軸Ａ−Ａに対して、計測リザーバ１１８の半径方向外側に位置付けられるように、毛細管バルブ１３０は、計測リザーバ１１８の第２端部１２４と流体連通して配置されてもよい。毛細管バルブ１３０は、流体経路１２８、計測リザーバ１１８及び／又は流体経路１２８を規定する表面の表面エネルギー、流体の表面張力、流体にかけられた力、存在し得るいずれかの背圧（例えば以下に説明するように、下流に形成された蒸気閉塞の結果として）、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つによって、流体（すなわち液体）が、計測リザーバ１１８から流体経路１２８内に移動することを抑制するように構成される。結果として、流体にかけられる力（例えば、回転軸Ａ−Ａを中心とするプロセスアレイ１００の回転によって）、流体の表面張力、及び／又は流体経路１２８の表面エネルギーが、流体を流体経路１２８内へ移動させる、及び／又は流体経路を過ぎて移動させるのに十分になるまで、流体経路１２８（例えば、構造体）は、流体がバルブチャンバ１３４に入ることを抑制するように構成されてもよい（そのような寸法にされてもよい）。
【００２９】
図１に示されるように、毛細管バルブ１３０が隔壁バルブ１３２と直列に配列され得ることによって、毛細管バルブ１３０は隔壁バルブ１３２の半径方向内側にかつ隔壁バルブ１３２の入口と流体連通するよう配置される。隔壁バルブ１３２は、バルブチャンバ１３４及びバルブ隔壁１３６を含んでもよい。回転プラットフォーム上の所与の向きにおいて（例えば実質的に垂直）、毛細管力は、遠心力によって調整され、オフセットされて、流体流れを制御する。隔壁バルブ１３２（「相変化タイプバルブ（phase-change-type valve）」と呼ばれることもある）は、バルブ隔壁１３６を溶解させ、バルブ隔壁１３６を通る経路を開く熱源（例えば電磁エネルギー）に対して受容性を有してもよい。
【００３０】
隔壁１３６は、バルブチャンバ１３４と、プロセスアレイ１００内の１つ以上の下流の流体構造体との間に配置されてもよい（例えばプロセスチャンバ１５０、又はいずれかの流体チャネル若しくはそれらの間のチャンバ）。そのため、プロセスチャンバ１５０は、隔壁バルブ１３２の出口（すなわち、バルブチャンバ１３４）と流体連通することができ、回転軸Ａ−Ａ及び中心部１０１に対して、バルブチャンバ１３４の少なくとも部分的に半径方向外側に配置され得る。バルブ隔壁１３６のこの構成は、図２〜８のサンプル処理装置２００に関して以下に詳細に説明されている。一部の実施形態では、隔壁１３６はバルブチャンバ１３４とプロセスチャンバ１５０との間に直接配置されてもよく、その一方で、一部の実施形態では、様々な流体構造体、例えば様々なチャネル若しくはチャンバがバルブチャンバ１３４及びプロセスチャンバ１５０を流体的に結合するのに使用することができる。かかる流体構造体は、点線によって図１に示されており、「分配チャネル」１４０と一般に呼ばれる。
【００３１】
隔壁１３６は、（ｉ）隔壁１３６が流体（特に液体）に不透過性であり、かついずれかの下流の流体構造体からバルブチャンバ１３４を流体的に隔離するように位置付けられている、閉鎖構成と、（ｉｉ）隔壁１３６が流体、特に液体透過性であり、かつバルブチャンバ１３４といずれかの下流の流体構造体との間の流体連通を可能にする、開放構成（例えばサンプルがそれを通じて流れるのを促進するような寸法の１つ以上の開口部を含む）と、を含み得る。すなわち、バルブ隔壁１３６は、流体（すなわち液体）が、それがそのままのときに（intact）、バルブチャンバ１３４といずれかの下流の流体構造体との間で移動することを防ぐことができる。
【００３２】
バルブ動作構造体及びプロセスの様々な特徴及び詳細は、同時係属の米国特許出願第６１／４８７，６６９号（２０１１年５月１８日出願）及び同時係属の米国特許出願第６１／４９０，０１２号（２０１１年５月２５日出願）に見出すことができ、これらはそれぞれ、その全体を本明細書に援用するものである。
【００３３】
バルブ隔壁１３６は、不透明な、あるいは可視、赤外線及び／又は紫外線スペクトルの電磁エネルギー等の電磁エネルギーに対して吸収性のある不透過性バリアを含む、又は不透過性バリアから形成され得る。本開示に関連して使用されるとき、用語「電磁エネルギー」（及びその変化型）は、供給源から所望の場所又は材料へ物理的に接触することなく送達可能な電磁エネルギー（波長／周波数に関係のなく）を意味する。電磁エネルギーの非限定例には、レーザーエネルギー、高周波（ＲＦ）、マイクロ波放射、光エネルギー（紫外線から赤外線スペクトルまで含まれる）等が挙げられる。一部の実施形態では、電磁エネルギーは、紫外線から赤外線放射のスペクトルの範囲に入る（可視スペクトルが含まれる）エネルギーに限定され得る。バルブ隔壁１３６の様々な追加の詳細は、図２〜８のサンプル処理装置２００に関して、以下に詳細に説明されている。
【００３４】
毛細管バルブ１３０は、隔壁バルブ１３２と直列であることが、具体的には隔壁バルブ１３２の上流で、かつ隔壁バルブ１３２の入口若しくは上流端部と流体連通していることが図１に示されている。毛細管バルブ１３０及び隔壁バルブ１３２のかかる構成は、バルブ隔壁１３６が閉鎖構成であり、サンプルが移動され、圧力がプロセスアレイ１００において生じることが可能になったときに、蒸気閉塞（すなわちバルブチャンバ１３４において）を生じさせることができる。またかかる構成は、流体（すなわち液体）がバルブチャンバ１３４に入り、バルブ隔壁１３６に隣接して集まるタイミングをユーザーが制御できるようにする。（例えば、サンプルの表面張力が一定のとき、サンプルにかけられた遠心力によって、及び／又はサンプルの表面張力を制御することによって。）すなわち、毛細管バルブ１３０は、隔壁バルブ１３２を開放する前に、すなわちバルブ隔壁１３６が閉鎖構成にあるときに、流体（すなわち液体）がバルブチャンバ１３４に入り、バルブ隔壁１３６に隣接して溜まる、すなわち集まることを抑制することができる。
【００３５】
毛細管バルブ１３０及び隔壁バルブ１３２は共に、又は別々に、プロセスアレイ１００の「バルブ」又は「バルブ動作構造体」と呼ばれ得る。すなわち、プロセスアレイ１００のバルブ動作構造体は一般に、毛細管バルブ及び隔壁バルブを含んでいることが上記に説明されているが、一部の実施形態では、プロセスアレイ１００のバルブ又はバルブ動作構造体は、流体経路１２８、バルブチャンバ１３４、及びバルブ隔壁１３６を含んでいるとして単に説明され得る。更に、一部の実施形態では、流体経路１２８は、入力チャンバ１１５の一部分を形成するとして説明されてもよく（例えば計測リザーバ１１８の一部分を形成する、等）、これによって、下流端部１２４は、所望されるまで流体バルブチャンバ１３４に入ることを抑制するように構成されている流体経路１２８を含む。
【００３６】
流体（すなわち液体）がバルブ隔壁１３６の隣接する１つの側に集まることを抑制することによって、バルブ隔壁１３６は、他の問題の干渉なく、開放され、すなわち閉鎖構成から、開放構成へと変更され得る。例えば、一部の実施形態では、バルブ隔壁１３６は、バルブ隔壁１３６の１つの側において好適な波長の電磁エネルギーを向けることによって、バルブ隔壁１３６に空洞を形成することにより開放されてもよい。本発明者らは、一部の場合において、液体がバルブ隔壁１３６の反対側で集まった場合、液体は電磁エネルギーのヒートシンクとして機能することによって空洞形成（例えば、溶解）プロセスと干渉する場合があり、これはバルブ隔壁１３６に空洞を形成するために必要とされる力及び／又は時間を増加させ得るということを発見した。結果として、流体（すなわち、液体）がバルブ隔壁１３６の隣接する１つの側に集まることを抑制することによって、バルブ隔壁１３６は、流体（例えば、サンプル又は試薬等の液体）がバルブ隔壁１３６の第２の側上に存在しないときに、電磁エネルギーをバルブ隔壁１３６の第１の側に向けることによって開放することができる。流体（例えば液体）がバルブ隔壁１３６の裏面上で集まることを抑制することによって、隔壁バルブ１３２は、様々なバルブ動作条件、例えばレーザー出力（例えば４４０、５６０、６７０、７８０及び８９０ミリワット（ｍＷ））、レーザーパルス幅若しくは時間（例えば１若しくは２秒）、及びレーザーパルス数（例えば１若しくは２パルス）にわたって確実に開放され得る。
【００３７】
結果として、毛細管バルブ１３０は、（ｉ）選択された容積の材料が測定され、下流のプロセスチャンバ１５０に送達されるように、計測リザーバ１１８の閉鎖端部を効率的に形成するように、並びに、（ｉｉ）バルブ隔壁１３６が閉鎖構成にあるときに、例えば、バルブチャンバ１３４に蒸気閉塞を生じさせることによって、流体（すなわち液体）がバルブ隔壁１３６の１つの側に隣接して集まることを効率的に抑制するように機能する。
【００３８】
開口部又は空洞がバルブ隔壁１３６において形成された後、バルブチャンバ１３４は、下流の流体構造体、例えばプロセスチャンバ１５０及びそれらとの間の任意の分配チャネル１４０等と、バルブ隔壁１３６の空洞を介して流体連通する。上記のとおり、材料がプロセスアレイ１００内に装填された後、入力開口部１１０は閉鎖され、密閉され、及び／又は塞がれてもよい。これによって、プロセスアレイ１００は、プロセス中に周囲雰囲気から密閉され得るか、「ベントを有さなくてもよい」。
【００３９】
単なる例として、サンプル処理装置が第１の速度（例えば角速度、１分当たりの回転数（ＲＰＭ）で記録される）において、回転軸Ａ−Ａを中心に回転されるとき、第１の（遠心力）がプロセスアレイ１００内の材料にかけられる。計測リザーバ１１８及び流体経路１２８は、第１の遠心力が所与の表面張力のサンプルを、相対的に狭い流体経路１２８内に送り込むには十分でないように構成されてもよい（例えば表面エネルギー、相対寸法、及び断面積等に関して）。しかしながら、サンプル処理装置が第２の速度（例えば角速度、ＲＰＭ）において回転されたとき、第２の（遠心）力がプロセスアレイ１００における材料にかけられる。計測リザーバ１１８及び流体経路１２８は、第２の遠心力が、所与の表面張力のサンプルを流体経路１２８内に送り込むのに十分であるように構成されてもよい。あるいは、添加剤（例えば界面活性剤）がサンプルに添加されて、その表面張力を変化させて、所望のときにサンプルを流体経路１２８内に流れるようにしてもよい。
【００４０】
材料にかけられる第１の力及び第２の力はまた、プロセスアレイ１００がその上に配置されているサンプル処理装置の回転速度及び加速度プロファイル（例えば、角加速度、平方秒当たりの回転（rotation）若しくは回転（revolution）（回転／ｓｅｃ２）で記録される）を制御することによって少なくとも部分的に制御され得る。一部の実施形態は、
（ｉ）サンプル処理装置の１つ以上のプロセスアレイ１００における流体を測定するのに使用することができ、そのサンプル処理装置上のいずれかのプロセスアレイ１００の流体経路１２８内に流体を移動させるには不十分である、第１の速度及び第１の加速度と、
（ｉｉ）サンプル処理装置の少なくとも１つのプロセスアレイ１００の流体経路１２８に液体を移動させるのに使用することができる、第２の速度及び第１の加速度と、（例えば、下流の隔壁バルブ１３２が開放され、バルブチャンバ１３４における蒸気閉塞が開放されているプロセスアレイ１００の一方で、下流の隔壁バルブ１３２が開放されていない残りのプロセスアレイ１００の流体経路１２８内には流体が移動することが依然として抑制される）
（ｉｉｉ）サンプル処理装置の全てのプロセスアレイ１００の流体経路１２８内に流体を移動させるのに使用することができる、第３の速度及び第の２加速度と、を含むことができる。
【００４１】
一部の実施形態では、第１の速度は、約１０００ｒｐｍ、以下、一部の実施形態では、約９７５ｒｐｍ以下、一部の実施形態では、約７５０ｒｐｍ以下、一部の実施形態では、約５２５ｒｐｍ以下であり得る。一部の実施形態では、「第１の速度」は実際に２つの別個の速度、すなわち一方は材料を計測リザーバ１１８に移動させるための速度、他方は次いで、計測リザーバ１１８に過剰装填し、かつ過剰分が廃棄リザーバ１２０に移動することを可能にすることによって材料を測定するための速度を含み得る。一部の実施形態では、第１の輸送速度は約５２５ｒｐｍであってもよく、第２の測定速度は約９７５ｒｐｍであってもよい。両方は同じ加速度で生じてもよい。
【００４２】
一部の実施形態では、第１の加速度は、約７５回転／ｓｅｃ２以下であってもよく、一部の実施形態では、約５０回転／ｓｅｃ２以下であってもよく、一部の実施形態では、約３０回転／ｓｅｃ２以下であってもよく、一部の実施形態では、約２５回転／ｓｅｃ２以下であってもよく、及び一部の実施形態では、約２０回転／ｓｅｃ２以下であってもよい。一部の実施形態では、第１の加速度は約２４．４回転／ｓｅｃ２であり得る。
【００４３】
一部の実施形態では、第２の速度は約２０００ｒｐｍ以下であってもよく、一部の実施形態では、約１８００ｒｐｍ以下であってもよく、一部の実施形態では、約１５００ｒｐｍ以下であってもよく、一部の実施形態では、約１２００ｒｐｍ以下であってもよい。
【００４４】
一部の実施形態では、第２の加速度は、少なくとも約１５０回転／ｓｅｃ２であってもよく、一部の実施形態では、少なくとも約２００回転／ｓｅｃ２であってもよく、及び一部の実施形態では、少なくとも約２５０回転／ｓｅｃ２であってもよい。一部の実施形態では、第２の加速度は約２４４回転／ｓｅｃ２であってもよい。
【００４５】
一部の実施形態では、第３の速度は、少なくとも約３０００ｒｐｍであってもよく、一部の実施形態では、少なくとも約３５００ｒｐｍであってもよく、一部の実施形態では、少なくとも約４０００ｒｐｍであってもよく、及び一部の実施形態では、少なくとも約４５００ｒｐｍであってもよい。しかしながら、一部の実施形態では、第３の速度は、速度及び加速度プロファイルが、対応する流体経路１２８における毛細管力を克服するのに十分である限り、第２の速度と同じであってもよい。
【００４６】
本開示に関して使用されるとき、「ベントを有しないプロセスアレイ」又は「ベントを有しない分配システム」は、内部の流体構造体の容積につながる開口部のみが、入力チャンバ１１５に配置されているプロセスアレイである。換言すれば、ベントを有しないプロセスアレイ内のプロセスチャンバ１５０に到達するためには、サンプル（及び／又は試薬）材料が入力チャンバ１１５に送達され、入力チャンバ１１５はその後、周囲雰囲気から実質的に密閉される。図１に示されるように、かかるベントを有しない分配プロセスアレイは、サンプル材料をプロセスチャンバ１５０（例えば下流の方向に）に送達する１つ以上の専用チャネル（例えば分配チャネル１４０）と、サンプルが内部で移動しているもの以外の別の経路を介して、空気又は他の流体がプロセスチャンバ１５０を出るのを可能にする１つ以上の専用チャネルとを含む。対称的に、ベントを有する分配システムは、プロセス時に周囲雰囲気に開放され、また、分配システムに沿って１つ以上の位置において（例えばプロセスチャンバ１５０に近接して）配置された換気口を含む可能性がある。上記のとおり、ベントを有さない分配システムは環境とプロセスアレイ１００との間の汚染（例えばプロセスアレイ１００からの漏出、又は環境又はユーザーによるプロセスアレイ１００内への汚染の導入）を抑制し、また、サンプル処理装置上の複数のサンプル間若しくはプロセスアレイ１００間の二次汚染を抑制する。
【００４７】
図１に示されるように、プロセス時にプロセスアレイ１００における流体流れを促進するために、プロセスアレイ１００は、下流と流体的に結合するように配置された１つ以上の均衡チャネル１５５、又はプロセスチャンバ１５０の上流若しくは半径方向内側である１つ以上の流体構造体を備えるプロセスアレイ１００（例えばプロセスチャンバ１５０）の半径方向に外側の部分（例えば入力チャンバ１１５の少なくとも一部分）を含むことができる。
【００４８】
均衡チャネル１５５は追加チャネルであり、これは、流体構造体の他の方法で蒸気閉塞された部分から流体（例えば気体、捕捉された空気等）が上流に移動することを可能にし、プロセスアレイ１００の他の方法で蒸気閉塞された領域内への流体（例えばサンプル材料、液体等）の下流の移動を促進する。かかる均衡チャネル１５５は、プロセスアレイ１００上の流体構造体がベントを有さないままであるか、又はサンプルプロセス時（すなわち流体移動時）に周囲雰囲気に対して閉鎖したままであるのを可能にする。結果として、一部の実施形態では、均衡チャネル１５５は、「内部ベント」又は「ベントチャネル」と呼ばれることがあり、捕捉された流体を開放し、材料の移動を促進するプロセスは、「内部でベントを有する（internally venting）」と呼ばれることがある。以下において、より詳細に説明するように、図２〜８のサンプル処理装置２００に関して、一部の実施形態では、均衡チャネル１５５は、直列のチャネル又は他の流体構造体から形成されてもよく、これを通じて、空気は連続して移動し、プロセスチャンバ１５０を逃れることができる。よって、均衡チャネル１５５は、図１の点線として概略的に示されている。
【００４９】
入力チャンバ１１５からプロセスチャンバ１５０までのサンプル（又は試薬）の流れは、第１の移動方向を規定し、均衡チャネル１５５は、第１の方向とは異なる第２の移動方向を規定することができる。具体的には、第２の方向は第１の方向とは反対であるか、又は実質的に反対である。サンプル（又は試薬）は、力（例えば遠心力）を介してプロセスチャンバ１５０に移動され、第１の方向は、概ね力の方向に沿って方向付けられてもよく、第２の方向は、概ね力の方向とは反対に方向付けられてもよい。
【００５０】
バルブ隔壁１３６が開放構成に変更されたとき（例えば隔壁１３６において電磁エネルギーを放射することによって）、バルブチャンバ１３４における蒸気閉塞が少なくとも部分的に開放され得、これは隔壁１３６の下流側を接続する均衡チャネル１５５が、入力チャンバ１１５を支援するからである。蒸気閉塞の開放は、流体（例えば液体）が流体経路１２８内へ、バルブチャンバ１３４内へ、そしてプロセスチャンバ１５０まで流れるのを可能にする。一部の実施形態では、この現象は、プロセスアレイ１００におけるチャネル及びチャンバが疎水性であるとき、又は疎水性表面によって全体的に規定されるときに促進され得る（具体的には、水性サンプル及び／又は試薬材料と比較して）。
【００５１】
一部の実施形態では、材料表面の疎水性は、対象液体の液滴と対象表面との間の接触角を測定することによって決定することができる。本発明の場合では、かかる測定は様々なサンプル及び／又は試薬材料と、サンプル及び／又は試薬と接触することになるサンプル処理装置の少なくとも一部の表面を形成するのに使用される材料との間で実施され得る。一部の実施形態では、サンプル及び／又は試薬材料は水性液体であってもよい（例えば懸濁液等）。一部の実施形態では、本開示のサンプル及び／又は試薬材料と、プロセスアレイ１００の少なくとも一部分を形成する基材材料との間の接触角は、少なくとも約７０°、一部の実施形態では、少なくとも約７５°、一部の実施形態では、少なくとも約８０°、一部の実施形態では、少なくとも約９０°、一部の実施形態では、少なくとも約９５°であってもよく、及び一部の実施形態では、少なくとも約９９°であってもよい。
【００５２】
一部の実施形態では、流体に十分な力がかけられたときに（例えば流体への閾値力が到達したとき、例えば回転軸Ａ−Ａを中心とするプロセスアレイ１００の回転が、閾値加速又は回転加速を超えたとき）、流体は流体経路１２８内に流れることができる。流体が、毛細管バルブ１３０における毛細管力を克服したとき、流体は開放バルブ隔壁１３６を通って下流の流体構造体（例えばプロセスチャンバ１５０）に流れることができる。
【００５３】
本開示にわたって説明しているように、プロセスアレイ１００を通じて移動されるサンプル及び／又は試薬材料の表面張力は、材料を流体経路１２８内に移動させ、かつ毛細管力を克服するのに必要とされる力の量に影響を与え得る。一般に、プロセスアレイ１００を通じて移動される材料の表面張力が小さければ小さいほど、毛細管力を克服するために必要とされる、材料にかけられる力は小さい。一部の実施形態では、サンプル及び／又は試薬材料の表面張力は、少なくとも約４０ｍＮ／ｍ、一部の実施形態では、少なくとも約４３ｍＮ／ｍ、一部の実施形態では、少なくとも約４５ｍＮ／ｍ、一部の実施形態では、少なくとも約５０ｍＮ／ｍ、一部の実施形態では、少なくとも約５４ｍＮ／ｍであってもよい。一部の実施形態では、表面張力は約８０ｎＭ／ｍ以下、一部の実施形態では、約７５ｍＮ／ｍ以下、一部の実施形態では、約７２ｍＮ／ｍ以下、一部の実施形態では、約７０ｍＮ／ｍ以下であってもよく、及び一部の実施形態では、約６０ｍＮ／ｍ以下であってもよい。
【００５４】
一部の実施形態では、プロセスアレイ１００を通じて移動されるサンプル及び／又は試薬材料の密度は、少なくとも約１．００ｇ／ｍＬであってもよく、一部の実施形態では、少なくとも約１．０２ｇ／ｍＬであってもよく、一部の実施形態では、少なくとも約１．０４ｇ／ｍＬであってもよい。一部の実施形態では、密度は約１．０８ｇ／ｍＬ以下、一部の実施形態では、約１．０６ｇ／ｍＬ以下、及び一部の実施形態では、約１．０５ｇ／ｍＬ以下であってもよい。
【００５５】
一部の実施形態では、プロセスアレイ１００を通じて移動されるサンプル及び／又は試薬材料の粘度は、少なくとも約１センチポワズ（ｎＭｓ／ｍ２）、一部の実施形態では、少なくとも約１．５センチポワズ、及び一部の実施形態では、少なくとも約１．７５センチポワズであってもよい。一部の実施形態では、粘度は約２．５センチポワズ、一部の実施形態では、約２．２５センチポワズ、及び一部の実施形態では、約２．００センチポワズであってもよい。一部の実施形態では、粘度は１．００１９センチポワズ又は２．０８９センチポワズとすることができる。
【００５６】
以下の表は、本開示に採用することができる水性媒体（いずれかのサンプル希釈剤及び／又は試薬として）の様々なデータを含む。一例は、ウィルス、クラミジア、マイコプラズマ、及びウレアプラズマ用のＣｏｐａｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｍｅｄｉａ（「ＵＴＭ」）、３．０ｍＬ管、品番３３０Ｃ、ロット３９Ｐ５０５（Ｃｏｐａｎ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ（Ｍｕｒｒｉｅｔｔａ，ＧＡ））である。このＵＴＭは実施例においてサンプルとして使用される。他の実施例は、Ｆｏｃｕｓ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ（Ｃｙｐｒｅｓｓ，ＣＡ）から入手可能な試薬マスターミックス（「試薬」）である。２５℃下の水及び２５％グリセロール水溶液の粘度及び密度のデータは、以下の表に含まれており、これは、本開示のいくつかのサンプル及び／又は試薬材料が、水のものから、２５％グリセロール水溶液全体のものまで包括の範囲の材料特性を有し得るからである。以下の表における接触角の測定は、黒いポリプロピレンで測定され、これはプレス機において、製品番号Ｐ４Ｇ３Ｚ−０３９ポリプロピレン、天然（Ｆｌｉｎｔ  Ｈｉｌｌｓ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ（Ｗｉｃｈｉｔａ，Ｋａｎｓａｓ））とＣｌａｒｉａｎｔの着色剤ＵＮ００５５Ｐ、濃黒（カーボンブラック）、３％  ＬＤＲ（Ｃｌａｒｉａｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍｕｔｔｅｎｚ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から入手可能）を組み合わせることによって形成された。かかる黒いポリプロピレンは、本開示のサンプル処理装置の少なくとも一部分（例えば基材）を形成するために、一部の実施形態で使用することができる。
【００５７】
【表１】
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【００５８】
ベントを有しないプロセスアレイを含むサンプル処理装置内のサンプル材料を移動させることは、回転時に装置を交互に加速及び減速することによって促進することができ、様々なチャネル及びチャンバを通じてサンプル材料を原則的に排気（burping）させる。回転は少なくとも２つの加速／減速サイクルを使用して、すなわち最初の加速、それに続いて減速、２回目の加速、及び２回目の減速を使用して実施され得る。
【００５９】
加速／減速サイクルは、均衡チャネル１５５等均衡チャネルを含むプロセスアレイの実施形態においては不要であり得る。均衡チャネル１５５は、流体構造体を通じて、空気又は他の流体がサンプル材料の流れと干渉するのを防止するのに役立つことができる。均衡チャネル１５５は、置き換えられた空気又は他の流体がプロセスチャンバ１５０を出て、分配システム内の圧力を均衡にするための経路を提供し、これは分配システムを「排気」させるための加速及び／又は減速の必要性を最小限にすることができる。しかしながら、加速／減速の技法はなお、ベントを有さない分配システムを通じたサンプル材料の分配を更に促進するために使用されてもよい。加速／減速の技法はまた、電磁エネルギーにより誘起されたバルブ動作、不完全に成形されたチャネル／チャンバ等によって作られた粗い縁部等、不規則な表面にわたって及び／又はこの表面の周囲での流体移動を助けるのに有用であり得る。
【００６０】
加速／減速が急激である場合、それは更に有用であり得る。一部の実施形態では、回転は一方向のみであってもよく、すなわち装填プロセス時に回転の方向を反転させりする必要がない場合がある。かかる装填プロセスは、システムへの開口部よりも回転軸Ａ−Ａから遠くに配置されているシステムのこれらの部分における空気を置換するのを可能にする。
【００６１】
実際の加速及び減速の速度は、温度、装置の寸法、回転軸からのサンプル材料の距離、装置を作製するのに使用される材料、サンプル材料の特性（例えば粘度）等等、様々な要因に基づいて変化し得る。有用な加速／減速プロセスの一例は、毎分約４０００回転（ｒｐｍ）までの初期加速、続いて、約１秒間にわたる約１０００ｒｐｍの減速を含む場合があり、サンプル材料が所望の距離を移動するまで、約１秒のインターバルにおいて１０００ｒｐｍ〜４０００ｒｐｍの装置の回転速度における振動を有する。
【００６２】
有用な装填プロセスの他の実施例は、約５００ｒｐｍの第１の回転速度までの、少なくとも約２０回転／ｓｅｃ２の初期加速、これに続いて第１の回転速度において５秒間保持、これに続いて、約１０００ｒｐｍの第２の回転速度までの少なくとも約２０回転／ｓｅｃ２の第２の加速、これに続いて第２の回転速度における５秒間の保持を含み得る。有用な装填プロセスの他の実施例は、約１８００ｒｐｍの回転速度までの少なくとも約２０回転／ｓｅｃ２の初期加速、これに続いて、その回転速度における１０秒間の保持を含み得る。
【００６３】
プロセスチャンバ１５０の空気又は他の流体は、プロセスチャンバ１５０がサンプル材料又は他の材料を受容したときに置換され得る。均衡チャネル１５５は、置換された空気又は他の置換された流体が、プロセスチャンバ１５０の外へ通過するための経路を提供することができる。均衡チャネル１５５は、分配システムの一部のチャネルを、一方向（例えば上流又は下流の方向）における流体流れ専用にすることを可能にすることによって、プロセスアレイ１００内の圧力を均衡にすることにより、プロセスアレイ１００を通じた流体の、より効率的な移動を促進することができる。図１のプロセスアレイ１００では、材料（例えば対象のサンプル）は一般に、入力チャンバ１１５から、毛細管バルブ１３０及び隔壁バルブ１３２を通じて、プロセスチャンバ１５０まで、任意に分配チャネル１４０を介して、概ね下流及び中心部１０１に対して半径方向外側に流れる。他の流体（例えばプロセスチャンバ１５０に存在する気体）は、概ね上流又は半径方向内側に、すなわち、プロセスチャンバ１５０から、均衡チャネル１５５を通じて、入力チャンバ１１５まで、サンプル移動の方向とは概ね反対に流れることができる。
【００６４】
バルブ動作構造体に戻り、バルブ隔壁１３６の下流側は、バルブチャンバ１３４（及び最終的には入力チャンバ１１５、及び具体的には計測リザーバ１１８）及びプロセスチャンバ１５０を流体連結する分配チャネル１４０に面し、最終的にはこの分配チャネル１４０を開放する（例えばバルブ隔壁１３６に開口部又は空洞が形成された後に）。
【００６５】
力が材料にかけられて、材料を入力チャンバ１１５（すなわち計測リザーバ１１８）から流体経路１２８を通じて、バルブチャンバ１３４内へ、バルブ隔壁１３６における空洞を通じて、任意の分配チャネル１４０に沿って、プロセスチャンバ１５０内に移動させることができる。上記のとおり、かかる力は、材料を回転軸Ａ−Ａから半径方向外側に移動させるために、プロセスアレイ１００がその上に配置されているサンプル処理装置を、例えば回転軸Ａ−Ａを中心回転させることによって生じさせることができる遠心力であってもよい（すなわち、プロセスチャンバ１５０の少なくとも一部分が、入力チャンバ１１５の半径方向外側に配置されているため）。しかしながら、かかる力は、圧力差（例えば正圧及び／又は陰圧）、並びに／あるいは重力によって確立されてもよい。適切な力の下で、サンプルは様々な流体構造体を通じて移動し、最終的にはプロセスチャンバ１５０内に存在することができる。具体的には、材料の選択された容積は、計測リザーバ１１８（すなわちバッフル１１６及び廃棄リザーバ１２０）によって制御されるように、隔壁バルブ１３２が開放され、十分な力がサンプルにかけられて、毛細管バルブ１３０の流体経路１２８を通じてサンプルを移動させた後に、プロセスチャンバ１５０に移動される。
【００６６】
本開示の１つの代表的なサンプル処理装置、又はディスク２００が図２〜８に示されている。サンプル処理装置２００は、環状の形状として例示目的のみで示されている。サンプル処理装置２００は、中心部２０１を含むことができ、サンプル処理装置２００は、サンプル処理装置２００の中心部２０１を通じて延びる回転軸Ｂ−Ｂを中心に回転され得る。サンプル処理装置２００は、上記の図１のプロセスアレイ１００の様々な特徴及び要素を含んでもよく、類似の数字は類似の要素を表す。したがって、上記のプロセスアレイ１００の特徴のいずれかの詳細、特徴、又は変形は、サンプル処理装置２００の特徴にまで拡張され得る。サンプル処理装置２００の更なる詳細及び特徴は、同時係属の米国意匠特許出願第２９／３９２，２２３号（２０１１年５月１８日出願）に見出すことができ、その全体が本明細書に援用するものである。
【００６７】
サンプル処理装置２００は、基材又は本体２０２、基材２０２の上面２０６に結合された１つ以上の第１層２０４、及び基材２０２の底面２０９に結合された１つ以上の第２層２０８から形成される多層の複合構造体であってもよい。図８に示されているように、基材２０２は、上面２０６に３つの段又はレベル２１３を備える段付きの構成を含む。結果として、サンプル処理装置２００の各段２１３において大量の材料（例えばサンプル）を保持するように設計された流体構造体（例えばチャンバ）は、基材２０２、第１層２０４、及び第２層２０８によって少なくとも部分的に規定され得る。更に、３つの段２１３を含む段付き構成のために、サンプル処理装置２００は、３つの第１層２０４（サンプル処理装置２００の各段２１３に関して１つ）を含み得る。流体構造体及び段付き構成のこの構成は、例示目的で示されており、本開示はかかる設計に限定されることを意図するものではない。
【００６８】
基材２０２は、高分子、ガラス、シリコン、石英、セラミックス、又はこれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない様々な材料から形成され得る。基材２０２が高分子である実施形態では、基材２０２は鋳造等比較的容易な方法によって形成することができる。基材２０２は均質の一体の内蔵の本体として示されているが、それは別の方法として、非均質な本体、例えば同じ材料若しくは異なる材料の層で形成されている非均質なものとして提供されてもよい。基材２０２がサンプル材料と直接接触するこれらのサンプル処理装置２００に関して、基材２０２は、サンプル材料と非反応性である１つ以上の材料から形成されてもよい。多くの様々な生体分析用途における基材に使用することができる、いくつかの好適な高分子材料の例には、ポリカーボネート、ポリプロピレン（例えばアイソタクチックポリプロピレン）、ポリエチレン、ポリエステル等、又はこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。これらの高分子は一般に、以下に説明するように、流体構造体を規定するのに有用な疎水性表面を呈する。ポリプロピレンは一般に、他の高分子材料のいくつか（ポリカーボネート、又はＰＭＭＡ等）よりも疎水性であるが、列挙した高分子材料の全ては、シリカ系微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置よりも、一般に疎水性である。
【００６９】
図３及び５に示すように、サンプル処理装置２００は、サンプル処理装置２００を、例えば電磁エネルギー源、光学モジュール等に対して誘導し（homing）、位置付けるために、基材２０２又は他の構造体（例えば反射タブ等）を通じて形成されたスロット２７５を含んでもよい。かかる誘導は、様々なバルブ動作プロセス、並びに、他のアッセイ、又はプロセスチャンバ２５０に材料の選択された容積が存在するかどうかを決定するためのプロセスを含む検出プロセスで使用されてもよい。サンプル処理装置を処理するための、かかるシステム及び方法は、その全体を本明細書に援用する同時係属の米国特許出願６１／４８７，６１８号（２０１１年５月１８日出願）に記載されている。
【００７０】
サンプル処理装置２００は、複数のプロセス又は検出チャンバ２５０を含み、それらのそれぞれは、サンプル及びサンプルと共に熱処理される（例えば循環される）いずれか他の材料を収容するための容積を規定する。本開示に関して使用されるとき、「熱処理」（及びその変形）は、所望の反応を得るためにサンプル材料の温度を制御すること（例えば維持する、上昇させる、又は下降させる）を意味する。熱処理の一形態として、「熱サイクル」（及びその変形）は、所望される反応を得るために、２つ以上の設定温度間のサンプル材料の温度を逐次変えることを意味する。熱サイクルは、例えば、低温と高温との間のサイクル、低温、高温、及び中間温度間のサイクル等を含み得る。
【００７１】
例示の装置２００は、８つの検出チャンバ２５０（各レーン２０３に１つ）を含むが、本開示に従って作製される装置と接続して提供される検出チャンバ２５０の厳密な数は、所望により８つよりも多くてもよく、あるいは８つ未満であってもよいということが理解される。
【００７２】
例示の装置２００のプロセスチャンバ２５０は、チャンバの形態であるが、本開示の装置におけるプロセスチャンバは、毛細管、経路、チャネル、溝、又は任意の他の好適に規定された容量の形態で提供され得る。
【００７３】
一部の実施形態では、サンプル処理装置２００の基材２０２、第１層２０４、及び第２層２０８は、例えば、内部に配置された構成要素が熱処理時に急激に加熱されるときに、プロセスチャンバ２５０内で生じる膨張力に耐えるのに十分な強度とともに取り付けられるか、又は結合され得る。構成要素間の結合の頑健性は、装置２００が熱サイクルプロセス、例えばＰＣＲ増幅に使用される場合、特に重要であり得る。かかる熱サイクルに含まれる反復性の加熱及び冷却は、サンプル処理装置２００の側部間の結合に、より厳しい要求を提起し得る。構成要素間のより頑健性の結合により提起される他の潜在的な課題は、構成要素を製造するのに使用される様々な材料の熱膨張係数におけるいずれかの差である。
【００７４】
第１層２０４は、サンプル処理装置２００の下層構造体が見えるように、透明、不透明、又は半透明フィルム若しくは箔、例えば接着剤がコーティングされたポリエステル、ポリプロピレン、又は金属箔、あるいはこれらの組み合わせで形成され得る。第２層２０８は、透明又は不透明であってもよいが、たいてい、サンプル処理装置２００が物理的に結合された（及び／又は接触するように付勢された）圧板及び／又は熱構造体（例えば回転プラットフォーム２５に結合された、又はこの一部分を形成する）からの伝導により、熱又は冷たさをサンプル処理装置２００に、具体的には検出チャンバ２５０（必要時）に伝達する、熱伝導金属で（例えば金属箔）又は他の好適な熱伝導材で形成される。
【００７５】
第１層２０４及び第２層２０８は、米国特許第６，７３４，４０１号及び米国特許出願公開第２００８／０３１４８９５号及び同第２００８／０１５２５４６号に説明されているように、任意の望ましい表面不活性化層、接着層、他の好適な層、又はこれらの組み合わせと組み合わせて使用されてもよい。更に、第１層２０４及び第２層２０８は、米国特許第６，７３４，４０１号、及び米国特許出願公開第２００８／０３１４８９５号及び同第２００８／０１５２５４６号に説明されているように、接着剤、溶接（化学、熱、及び／又は超音波）等を含むがこれに限定されない任意の所望の技術又は技術の組み合わせを使用して、基材２０２に結合されてもよい。
【００７６】
単なる例として、サンプル処理装置２００は、８つの異なるレーン、楔、部分又は区分２０３を含んでいることが示されており、各レーン２０３は、他のレーン２０３から流体的に隔離されており、これによって８つの異なるサンプルが、サンプル処理装置２００上で同時又は異なる時間（例えば逐次）のいずれかで処理され得る。レーン２０３間の二次汚染を抑制するために、使用前及び使用中の両方で（例えば未加工の材料がサンプル処理装置２００の所与のレーン２０３内に装填された後に）各レーンは周囲雰囲気から流体的に隔離され得る。例えば、図２に示されるように、一部の実施形態では、サンプル処理装置２００は、使用前にサンプル処理装置２００の上面２０６の少なくとも一部分に接着され得る、最も内側の第１層２０４として、使用前の層２０５（例えば感圧接着剤を含むフィルム、箔等）を含んでもよく、これはその特定のレーンの使用前に所与のレーン２０３から選択的に取り除くことができる（例えば剥離によって）。
【００７７】
図２に示されているように、一部の実施形態では、使用前の層２０５は、所望によりサンプル処理装置２００の１つ以上のレーン２０３を選択的に露出させるときに、使用前の層２０５の一部分のみを取り除くことを促進するための折り畳み部、穿孔、又は折り線２１２を含んでもよい。更に、一部の実施形態では、図２に示されるように、使用前の層２０５は、取り外しのために、１つ以上のタブ（例えばレーン２０３当たり１つのタブ）を含んで、使用前の層２０５の縁部の保持を容易にすることができる。一部の実施形態では、サンプル処理装置２００及び／又は使用前の層２０５は、各レーン２０３に隣接して番号が付けられ、レーン２０３を互いから明確に識別してもよい。図２に実施例として示されているように、使用前の層２０５は、サンプル処理装置２００のレーン番号１〜３から取り外されているが、レーン番号４〜８からは取り外されていない。使用前の層２０５がサンプル処理装置２００から取り外されている場合では、「サンプル」と指定された試薬用の第１の入力開口部２１０及び「Ｒ」と指定された第２の入力開口部２６０は露呈している。
【００７８】
更に、レーン２０３間の、レーン２０３の試薬材料処理部分とレーン２０３のサンプル材料処理部分との間の、及び／又はサンプル処理装置２００の周囲雰囲気と内部との間の二次汚染を更に抑制するために、第１の入力開口部２１０及び第２の入力開口部２６０の一方又は両方が、例えば図２に示されるようなプラグ２０７等を用いて塞がれるか、又は停止され得る。入力開口部２１０及び２６０を塞ぐために様々な材料、形状、構造体が採用され得るが、プラグ２０７は、第１の入力開口部２１０及び第２の入力開口部２６０の両方に１本指による押圧で挿入され得るコンビネーションプラグとして、例示目的のみとして示されている。あるいは、一部の実施形態では、使用前の層２０５はまた、密閉層又は被覆層として機能してもよく、並びに、サンプル及び／又は試薬が、レーン２０３に装填された後に、周囲雰囲気からレーンを再度密閉するために、特定のレーン２０３の上面２０６に再度適用されてもよい。かかる実施形態では、使用前の層２０５の各区分のタブは、層２０５が対応するレーン２０３の上面２０６に再度適用された後、残りの層２０５から取り外されてもよい（例えば穿孔に沿って引きはがす）。タブの取り外しは、タブといずれかのプロセスステップ（例えばバルブ動作、ディスク回転等）との間に生じ得るいずれかの干渉を抑制することができる。更に、かかる実施形態では、使用前の層２０５は、第１の入力開口部２１０及び第２の入力開口部２６０を露出させるのに十分なだけ後方に剥離されてもよく、次いで使用前の層２０５は決して上面２０６から完全に取り外されないように、上面２０６上に戻して置かれてもよい。例えば、一部の実施形態では、使用前の層２０５の隣接する区分間の穿孔又は分割線２１２は、引き裂き停止部として作用し得る貫通孔において停止することができる。かかる貫通孔は使用前の層２０５の各区分の最も内側縁部の半径方向外側に配置されてもよく、これによって、使用前の層２０５の各区分の最も内側部分は、上面２０６から完全に取り除かれる必要はない。
【００７９】
図２〜８の例示の実施形態において、図３、５及び７に示されているように、サンプル処理装置２００の各レーンは、サンプル処理部分又はレーン２０３の側２１１、及び試薬処理部分若しくはレーン２０３の側２６１を含み、サンプル処理部分２１１及び試薬処理部分２６１は、この２つの側が例えば以下に説明するように、例えば１つ以上のバルブを開放することによって、互いに流体連通にされるまで、互いから流体的に隔離され得る。各レーン２０３は、「分配システム」又は「プロセスアレイ」と呼ばれる場合があり、あるいは一部の実施形態では、レーン２０３の各側部２１１、２６１は、「分配システム」又は「プロセスアレイ」と呼ばれることがあり、一般に図１のプロセスアレイ１００に対応し得る。しかしながら、一般に「プロセスアレイ」は、入力チャンバ、検出チャンバ、それらの間のいずれかの流体接続部を指す。
【００８０】
図３、５及び７に関して、第１入力開口部２１０は、入力ウェル又はチャンバ２１５に開放している。類似の入力チャンバ２６５は、レーン２０３の試薬処理側２６１上に配置され、その内部に第２入力開口部２６０が開放している。別個のサンプル及び試薬入力開口部２１０及び２６０、入力チャンバ２１５及び２６５、並びに各レーン２０３の処理側２１１及び２６１は、未加工の、未処理のサンプルが有意な、あるいはいずれかの前処理、希釈、測定、混合等を必要とせずに、解析用にサンプル処理装置２００上に装填されるのを可能にする。よって、サンプル及び／又は試薬は正確な測定をせずに添加され得る。結果として、サンプル処理装置２００は、「中程度の複雑さ（moderate complexity）」のディスクと呼ばれ、これは、比較的複雑な搭載型プロセスが、多くの又はいずれかの前処理を必要とすることなくサンプル処理装置２００上で実施され得るためである。同じサンプル処理側２１１がまず説明される。
【００８１】
図示されているように、一部の実施形態では、入力チャンバ２１５は、１つ以上のバッフル又は壁２１６、あるいは他の好適な流体を方向付ける構造体を含んでもよく、これらは入力チャンバ２１５を少なくとも測定部分、測定チャンバ、又は測定リザーバ２１８と、廃棄部分、廃棄チャンバ若しくは廃棄リザーバ２２０とに分割するように配置される。バッフル２１６は、流体を方向付ける、及び／又は流体を入力チャンバ２１５に収容するように機能することができる。
【００８２】
例示の実施形態に示されているように、サンプルは、入力開口部２１０を介して１つ以上のレーン２０３内へと、サンプル処理装置２００に装填され得る。サンプル処理装置２００が、回転軸Ｂ−Ｂを中心に回転されるとき、サンプルは次いで（例えば、１つ以上のバッフル２１６によって）計測リザーバ２１８に方向付けられる。計測リザーバ２１８は、選択された容積の材料、廃棄リザーバ２２０に方向付けられているいずれかの過剰分を保持する（retain）、すなわち保持する（hold）するように構成される。一部の実施形態では、入力チャンバ２１５又はその一部は、「第１チャンバ」又は「第１プロセスチャンバ」と呼ばれることがあり、プロセスチャンバ２５０は、「第２チャンバ」又は「第２プロセスチャンバ」と呼ばれることがある。
【００８３】
図７及び８に示されるように、サンプル処理装置２００が回転されるとき等、サンプルが計測リザーバ２１８の第２端部２２４に向かって送られるように、計測リザーバ２１８は、サンプル処理装置２００の中心部２０１及び回転軸Ｂ−Ｂに向かって位置付けられた第１端部２２２と、中心部２０１及び回転軸Ｂ−Ｂから離れて位置付けられた第２端部２２４（すなわち第１端部２２２の半径方向外側に）と、を含む。計測リザーバ２１８の第２端部２２４を規定する１つ以上のバッフル又は壁２１６は、選択された容積を規定するように配置されている底部２２３及び側壁２２６（例えば部分的な側壁、図７を参照）を含み得る。側壁２２６は、選択された容積の過剰のいずれかの容積が側壁２２６から溢れて、廃棄リザーバ２２０内に流れるのを可能にするように配置され、そのような形状にされてもよい。結果として、廃棄リザーバ２２０の少なくとも一部分は、計測リザーバ２１８又は残りの入力チャンバ２１５の半径方向外側に位置付けられて、材料の過剰の容積が廃棄リザーバ２２０内に移動することを促進し、半径方向外側に向けられた力の下で（例えばサンプル処理装置２００が回転軸Ｂ−Ｂを中心に回転される間）計測リザーバ２１８に戻るのを抑制する。
【００８４】
換言すれば、続いて図７を参照すると、入力チャンバ２１５は、１つ以上の第１バッフル２１６Ａを含んでもよく、これは材料を入力開口部２１０から計測リザーバ２１８に向かって方向付けるように位置付けられ、１つ以上の第２のバッフル２１６Ｂは選択された容積の流体を含むように、及び／又は選択された容積の過剰流体を廃棄リザーバ２２０内に方向付けるように位置付けられている。
【００８５】
図示されているように、底部２２３は、内部で形成される開口部又は流体経路２２８を含んでもよく、これは毛細管バルブ２３０の少なくとも一部分を形成するように構成され得る。結果として、流体経路２２８の断面積は、計測リザーバ２１８（又は計測リザーバ２１８に保持されている流体の容積）に対して十分小さくすることができ、流体は、毛細管力のために流体経路２２８内へ流れることを抑制されている。結果として、一部の実施形態では、流体経路２２８は、「収縮部」又は「収縮した経路」と呼ばれることがある。
【００８６】
一部の実施形態では、計測リザーバ２１８、廃棄リザーバ２２０、１つ以上のバッフル２１６（例えば、底部２２３、側壁２２６及び任意に１つ以上の第１のバッフル２１６Ａ）、並びに流体経路２２８（若しくは毛細管バルブ２３０）は一緒に、選択された容積の材料の収容に責任を負う「計測構造体」と呼ばれる場合があり、例えば、これは所望のときに下方の流体構造体に送達され得る。
【００８７】
単なる例として、サンプル処理装置２００が第１の速度（例えば角速度、ＲＰＭ）において、回転軸Ｂ−Ｂを中心に回転されるとき、第１の遠心力が、サンプル処理装置２００内の材料にかけられる。計測リザーバ２１８及び流体経路２２８は、第１の遠心力が所与の表面張力のサンプルを、相対的に狭い流体経路２２８内に送り込むには十分でないように構成されてもよい（例えば表面エネルギー、相対寸法、及び断面積等に関して）。しかしながら、サンプル処理装置２００が第２の速度（例えば角速度、ＲＰＭ）において回転されたとき、第２の遠心力が、サンプル処理装置２００内の材料にかけられる。計測リザーバ２１８及び流体経路２２８は、第２の遠心力が、所与の表面張力のサンプルを流体経路２２８内に送り込むのに十分であるように構成されてもよい。あるいは、添加剤（例えば界面活性剤）がサンプルに添加されて、その表面張力を変化させて、所望のときにサンプルを流体経路２２８内に流れるようにしてもよい。一部の実施形態では、第１の力及び第２の力は、サンプル処理装置２００が異なるプロセス段階において回転される加速プロファイル及び速度を制御することによって、少なくとも部分的に制御される。かかる速度及び加速の実施例は図１に関して上記に説明されている。
【００８８】
一部の実施形態では、入力チャンバ２１５の容積（又はその一部分、計測リザーバ２１８等）に対する流体経路２２８の断面積のアスペクト比は、所望されるまで流体が流体経路２２８内に少なくとも部分的に流れないようにするように、例えば所与の表面張力の流体に関して制御されてもよい。
【００８９】
例えば一部の実施形態では、流体経路の断面積（Ａｐ）（例えば計測リザーバ２１８の底部２２３における流体経路２２８の入口における）の、リザーバの容積（Ｖ）（例えば入力チャンバ２１５又はその一部分、例えば計測リザーバ２１８。ここから流体が液体経路２２８内に移動し得る）に対する比、すなわちＡｐ：Ｖは制御され得る。様々な比、その範囲、図１に関する上記の詳細のいずれかは、サンプル処理装置２００において同様に用いられ得る。
【００９０】
図３、５、７及び８に示されるように、流体経路２２８が、回転軸Ｂ−Ｂに対して、計測リザーバ２１８の半径方向外側に位置付けられるように、毛細管バルブ２３０は、計測リザーバ２１８の第２端部２２４と流体連通するように配置されてもよい。毛細管バルブ２３０は、流体経路２２８、計測リザーバ２１８及び／又は流体経路２２８を規定する表面の表面エネルギー、流体の表面張力、流体にかけられた力、存在し得るいずれかの背圧（例えば以下に説明するように、下流において形成された蒸気閉塞の結果として）、及びこれらの組み合わせの少なくとも１つによって、流体（すなわち液体）が、計測リザーバ２１８から流体経路２２８内に移動することを抑制するように構成される。結果として、流体にかけられる力（例えば、回転軸Ａ−Ａを中心とするプロセスアレイ１００の回転によって）、流体の表面張力、及び／又は流体経路１２８の表面エネルギーが、流体を流体経路１２８内へ移動させる、及び／又は流体経路１２８を過ぎてバルブチャンバ１３４内に移動させるのに十分になるまで、流体経路１２８（例えば、構造体）は、流体がバルブチャンバ１３４に入ることを抑制するように構成されてもよい（そのような寸法にされてもよい）。
【００９１】
例示の実施形態で示されるように、毛細管バルブ２３０は隔壁バルブ２３２と直列に配列されることによって、毛細管バルブ２３０は、隔壁バルブ２３２の半径方向内側にかつ隔壁バルブの入口２３２と流体連通するよう位置付けられてもよい。隔壁バルブ２３２は、バルブチャンバ２３４及びバルブ隔壁２３６を含んでもよい。隔壁２３６は、バルブチャンバ２３４と、サンプル処理装置２００内の１つ以上の下流の流体構造体との間に配置されてもよい。隔壁２３６は、（ｉ）隔壁２３６が流体（特に液血）不透過性であり、かついずれかの下流の流体構造体からバルブチャンバ２３４を流体的に隔離する、閉鎖構成と、（ｉｉ）隔壁２３６が流体、特に液体透過性であり（例えばサンプルがそれを通じて流れるのを促進するような寸法の１つ以上の開口部を含む）、かつバルブチャンバ２３４といずれかの下流の流体構造体との間の流体連通を可能にする、開放構成と、を含み得る。すなわち、バルブ隔壁２３６は、流体がそのままのときに、バルブチャンバ２３４といずれかの下流の流体構造体との間で流体（すなわち液体）が移動することを防ぐことができる。
【００９２】
図１のバルブ隔壁１３６に関して上記のように、バルブ隔壁２３６は、不透明又は電磁エネルギーに対して吸収性である不透過性バリアを含み得るか、又はこれから形成され得る。バルブ隔壁２３６、又はその一部分は、基材２０２とは別個である（例えば、基材２０２に使用された材料とは異なる材料から形成されている）。基材２０２及びバルブ隔壁２３６に異なる材料を使用することによって、各材料はその所望の特性のために選択されてもよい。あるいは、バルブ隔壁２３６は、基材２０２と一体であってもよく、かつ基材２０２と同じ材料から作製されてもよい。例えば、バルブ隔壁２３６は、基材２０２内へ単に成形されてもよい。その場合、それはコーティングされるか、又は浸透されて、電磁エネルギーを吸収するその能力を向上させてもよい。
【００９３】
バルブ隔壁２３６は、任意の好適な材料から作製されてもよいが、それは、隔壁２３６の材料が、サンプル処理装置２００において生じる反応又はプロセスと干渉し得る廃棄物等の、いずれかの有意な副産物を作製することなく空洞を形成する場合（すなわち、隔壁２３６が開放されているとき）に特に有用であり得る。バルブ隔壁２３６、又はその一部分として使用され得る材料の類の一例には、着色指向性高分子フィルム、例えば市販のゴミ袋（can liner）、すなわちバッグを作製するのに使用されるフィルムが挙げられる。適切なフィルムはＨｉｍｏｌｅｎｅ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ（Ｄａｎｂｕｒｙ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）から、名称４０６２３０Ｅで入手可能な黒色のゴミ袋、厚さ１．１８ミル（０．０２９ｍｍ）であり得る。しかしながら、一部の実施形態では、隔壁２３６は基材２０２自体と同じ材料から形成されてもよいが、基材２０２の他の部分よりも薄い厚さを有してもよい。隔壁の厚さは、隔壁が電磁信号からのエネルギーを吸収することによって開放されるのに十分薄いように、成形型又は基材２０２を形成するのに使用されるツールによって制御することができる。
【００９４】
一部の実施形態では、バルブ隔壁２３６は、少なくとも約１ｍｍ２の、一部の実施形態では、少なくとも約２ｍｍ２の、及び一部の実施形態では、少なくとも約５ｍｍ２の断面積を有してもよい。一部の実施形態では、バルブ隔壁２３６は、約１０ｍｍ２以下、一部の実施形態では、約８ｍｍ２以下、及び一部の実施形態では、約６ｍｍ２以下の断面積を有してもよい。
【００９５】
一部の実施形態では、バルブ隔壁２３６は少なくとも約０．１ｍｍの、一部の実施形態では、少なくとも約０．２５ｍｍ、及び一部の実施形態では、少なくとも約０．４ｍｍの厚さを有してもよい。一部の実施形態では、バルブ隔壁２３６は、約１ｍｍ以下、一部の実施形態では、約０．７５ｍｍ以下、及び一部の実施形態では、約０．５ｍｍ以下の厚さを有してもよい。
【００９６】
一部の実施形態では、バルブ隔壁２３６は、略環状の形状であってもよく、約１．５ｍｍの直径（すなわち約５．３ｍｍ２の断面積）、及び約０．４ｍｍの厚さであってもよい。
【００９７】
一部の実施形態では、バルブ隔壁２３６は、選択された波長の電磁エネルギーを吸収し、かつそのエネルギーを熱に変換しやすく、バルブ隔壁２３６における空洞の形成となる材料を含んでもよい。この吸収性材料は、バルブ隔壁２３６内又はその一部分に含まれてもよく（すなわち隔壁を形成する材料（樹脂）に浸透されている）、又はその表面上にコーティングされてもよい。例えば、図６に示されるように、バルブ隔壁２３６は、上部（すなわち基材２０２の上面２０６）から電磁エネルギーで照射されるように構成されてもよい。結果として、バルブ隔壁領域（図２を参照）にわたる第１層２０４は、選択波長に対して、又はバルブ隔壁２３６に空洞を形成するのに使用される電磁エネルギーの波長の範囲に対して透明であってもよく、バルブ隔壁２３６は、かかる波長の吸収性であってもよい。
【００９８】
毛細管バルブ２３０は、隔壁バルブ２３２と直列であるように、具体的には、上流として、かつ隔壁バルブ２３２の注入口と、又は隔壁バルブ２３２の上流端部と流体連通していることが図２〜８に例示の実施形態に示されている。図示されているように、毛細管バルブ２３０は、隔壁バルブ２３２の半径方向内側に位置付けられている。毛細管バルブ２３０及び隔壁バルブ２３２のかかる構成は、バルブ隔壁２３６が閉鎖構成にあり、サンプルが移動され、サンプル処理装置２００内に圧力が生じることができるときに、蒸気閉塞（すなわち、バルブチャンバ２３４において）を生じさせることができる。かかる構成はまた、流体（例えば、液体）がバルブチャンバ２３４に入り、バルブ隔壁２３６に隣接して集まることを許可されたときをユーザーが制御するのを可能にすることができる（すなわち、サンプルにかけられた遠心力に影響を与える、サンプル処理装置２００が回転される速度を制御することによって、例えばサンプルの表面張力が一定のままのときに、及び／又はサンプルの表面張力を制御することによって）。すなわち、毛細管バルブ２３０は、隔壁バルブ２３２を開放する前に、すなわちバルブ隔壁２３６が閉鎖構成にあるときに、流体（すなわち液体）がバルブチャンバ２３４に入り、バルブ隔壁２３６に隣接して貯まる、すなわち集まることを抑制することができる。毛細管バルブ２３０及び隔壁バルブ２３２は、一緒に、又は別々に、サンプル処理装置２００の「バルブ動作構造体」と呼ばれ得る。
【００９９】
流体（すなわち液体）がバルブ隔壁２３６に隣接して１つの側に集まることを抑制することによって、バルブ隔壁２３６は、他の物の干渉なく、開放され、すなわち閉鎖構成から、開放構成へと変更され得る。例えば、一部の実施形態では、バルブ隔壁２３６は、バルブ隔壁２３６の１つの面において好適な波長の電磁エネルギーを方向付けることによって、バルブ隔壁２３６に空洞を形成することによって開放されてもよい（例えば、サンプル処理装置２００の上面２０６において）。上記のように、本発明は、いくかの場合では、バルブ隔壁２３６の反対側で収集した場合、液体は電磁エネルギーのためのヒートシンクとして機能することによって空洞形成（例えば、溶解）プロセスと干渉する場合があり、これはバルブ隔壁２３６に空洞を形成するために必要とされる力及び／又は時間を増加させる場合がある、ということを発見した。結果として、流体（すなわち液体）がバルブ隔壁２３６の隣接する１つの側に集まることを抑制することによって、流体（例えば、サンプル又は試薬等の液体）がバルブ隔壁２３６の第２の面上に存在しないとき、バルブ隔壁２３６は、電磁エネルギーをバルブ隔壁２３６の第１の側に向けることによって開放され得る。
【０１００】
結果として、毛細管バルブ２３０は、（ｉ）選択された容積の材料が測定され、下流のプロセスチャンバ２５０に送達されるように、計測リザーバ２１８の閉鎖端部を効率的に形成するように、並びに、（ｉｉ）バルブ隔壁２３６が閉鎖構成にあるときに、例えば、バルブチャンバ２３４に蒸気閉塞を生じさせることによって、流体（例えば、液体）がバルブ隔壁２３６の１つの側に隣接して集まることを効率的に抑制するよう機能する。
【０１０１】
一部の実施形態では、バルブ動作構造体は、サンプル処理装置２００の中心部２０１に対して、実質的に半径方向に方向付けられた長手方向を含み得る。一部の実施形態では、１つ以上の開口部が、所望のとおり、バルブ隔壁２３６の長さに沿って形成され得るように、バルブ隔壁２３６は、バルブ隔壁２３６において形成され得る１つ以上の開口部若しくは空洞よりも大きい、長手方向に延びる長さを含んでもよい。すなわち、一部の実施形態では、バルブ隔壁２３６の長さに沿って選択された箇所において、開口部を形成することによって、サンプルの選択されたアリコートを取り除くことが可能になり得る。選択されたアリコートの容積は、開口部間の半径方向距離（例えば回転軸Ｂ−Ｂに対して測定される）、及び開口部間のバルブチャンバ２３４の断面積に基づいて決定され得る。かかる「可変バルブ」の他の実施形態及び詳細は、米国特許第７，３２２，２５４号及び米国特許出願公開第２０１０／０１６７３０４号に見出すことができる。
【０１０２】
開口部又は空洞がバルブ隔壁２３６において形成された後、バルブチャンバ２３４は、プロセスチャンバ２５０等下流の流体構造体と、例えばバルブ隔壁２３６における空洞を介して流体連通する。上記のとおり、サンプルがレーン２０３のサンプル処理側２１１に装填された後、第１入力開口部２１０は閉鎖され、密閉され、及び／又は塞がれ得る。よって、サンプル処理装置２００は、プロセス時に周囲雰囲気から密閉されてもよく、又は「ベントを有さなくてもよい」。
【０１０３】
本開示に関して使用されるとき、「ベントを有しないプロセスアレイ」又は「ベントを有しない分配システム」は、内部の流体構造体の容積につながる開口部のみが、サンプルの入力チャンバ２１５（又は試薬の入力チャンバ２６５）に配置されている分配システム（すなわちプロセスアレイ、又はレーン２０３）である。換言すれば、ベントを有しないプロセスアレイ内のプロセスチャンバ２５０に到達するためには、サンプル（及び／又は試薬）材料が、入力チャンバ２１５（又は入力チャンバ２６５）に送達され、入力チャンバ２１５はその後、周囲雰囲気から実質的に密閉される。図２〜８に示されるように、かかるベントを有さないプロセスアレイは、サンプル材料をプロセスチャンバ２５０（例えば下流の方向に）に送達するための１つ以上の専用チャネルと、サンプルが内部で移動しているもの以外の別個の経路を介して、空気又は他の流体がプロセスチャンバ２５０を出るのを可能にする１つ以上の専用チャネルとを含む。対称的に、ベントを有する分配システムは、プロセス時に周囲雰囲気に開放され、また、プロセスアレイに沿って１つ以上の位置において、（例えばプロセスチャンバ２５０に近接して）配置された空気通気口を含む可能性がある。上記のとおり、ベントを有さないプロセスアレイは環境と、サンプル処理装置２００の内部との間の汚染（例えばサンプル処理装置２００からの漏出、又は環境又はユーザーによるサンプル処理装置２００内への汚染の導入）を抑制し、また、サンプル処理装置２００上の複数のサンプル間若しくはレーン２０３間の二次汚染を抑制する。
【０１０４】
図３、５及び７に示されているように、プロセス時にサンプル処理装置２００における流体流れを促進するために、レーン２０３は、レーン２０３の下流、又は半径方向外側部分（例えばプロセスチャンバ２５０）と、プロセスチャンバ２５０の上流又は半径方向内側である１つ以上の流体的構造体（例えば、入力チャンバ２１５の少なくとも一部分、試薬処理側２６１上の入力チャンバ２６５の少なくとも一部分、又は両方）に流体的に連結するように位置付けされている、１つ以上の均衡チャネル２５５を含んでもよい。
【０１０５】
単なる例として、例示のサンプル処理装置２００の各レーン２０３は、図６及び７に示されているように、プロセスチャンバ２５０と、レーン２０３の試薬処理側面２６１上の試薬入力チャンバ２６５の上流又は半径方向外側部分（すなわち、中心部２０１に対して）とを流体的に結合するように位置付けられた均衡チャネル２５５を含む。均衡チャネル２５５は追加チャネルであり、これは、流体構造体の他の方法で蒸気閉塞された部分から流体（例えば気体、捕捉された空気等）が上流に移動するのを可能にし、サンプル処理装置２００の他の方法で蒸気閉塞された領域内への流体の下流の移動を促進する。かかる均衡チャネル２５５は、サンプル処理装置２００の流体構造体が、サンプルプロセス時に、すなわちサンプル処理装置２００の流体移動時にベントを有しないままであり、すなわち周囲雰囲気に対して閉鎖したままでいるのを可能にする。結果として、一部の実施形態では、均衡チャネル２５５は「内部ベント」又は「ベントチャネル」と呼ばれ、捕捉された流体を開放して材料の移動を促進するプロセスは「内部でベントを有する」と呼ばれ得る。
【０１０６】
換言すれば、一部の実施形態では、入力チャンバ２１５（又は試薬入力チャンバ２６５）からプロセスチャンバ２５０までのサンプル（又は試薬）の流れは、第１方向の移動を規定することができ、均衡チャネル２５５は、第１方向とは異なる第２方向を規定することができる。具体的には、第２の方向は第１の方向とは反対であるか、又は実質的に反対である。サンプル（又は試薬）は、力（例えば遠心力）を介してプロセスチャンバ２５０に移動され、第１の方向は、概ね力の方向に沿って方向付けられてもよく、第２の方向は、概ね力の方向とは反対に方向付けられてもよい。
【０１０７】
バルブ隔壁２３６が開放構成に変更されたとき（例えば隔壁２３６において電磁エネルギーを放射することによって）、バルブチャンバ２３４における蒸気閉塞が少なくとも部分的に開放され得、これは隔壁２３６の下流側を接続する均衡チャネル２５５が、入力チャンバ２６５を支援するからである。蒸気閉塞の開放は、流体（例えば液体）が流体経路２２８内へ、バルブチャンバ２３４内へ、そしてプロセスチャンバ２５０まで流れるのを可能にする。一部の実施形態では、この現象は、チャネル及びチャンバが疎水性であるとき、又は疎水性表面によって全体的に規定されるときに促進され得る。すなわち、一部の実施形態では、基材２０２、並びにチャネル及びチャンバを少なくとも部分的に規定するいずれかのカバー若しくは層２０４、２０５、及び２０８（又はその上にコーティングされた接着剤、シリコーンポリ尿素を含む）は、疎水性材料から形成されてもよく、又は疎水性表面を含んでもよい。一部の実施形態では、流体に十分な力がかけられたときに（例えば流体への閾値力が到達したとき、例えば、回転軸Ｂ−Ｂを中心とするサンプル処理装置２００の回転が、閾値加速又は回転加速を超えたとき）、流体は流体経路２２８内に流れることができる。液体が、毛細管バルブ２３０における毛細管力を克服したとき、流体は開放バルブ隔壁２３６を通って下流の流体構造体（例えばプロセスチャンバ２５０）に流れることができる。
【０１０８】
ベントを有しない分配システムを含むサンプル処理装置内でサンプル材料を移動させることは、回転時に装置を交互に加速及び減速することによって促進することができ、様々なチャネル及びチャンバを通じてサンプル材料を原則的に排気（burping）させる。回転は少なくとも２つの加速／減速サイクルを使用して、すなわち最初の加速、それに続いて減速、２回目の加速、及び２回目の減速を使用して実施され得る。図１に関して説明される装填プロセス又は加速／減速スキームのいずれかはまた、図２〜８のサンプル処理装置２００において採用され得る。
【０１０９】
図６及び７において示されるように、均衡チャネル２５５は、基材２０２の上面２０６及び／又は底面２０９上の一連のチャネルと、上面２０６と底面２０９との間を延びる１つ以上のビアとで形成されてもよく、これは基材２０２の上面２０６における段付き部分を移動するのに役立つことができる。具体的には、図６に示されているように、例示の均衡チャネル２５５は、最外の段２１３の上面２０６に沿って延びる第１チャネル若しくは部分２５６と、上面２０６から底面２０９まで延び、均衡チャネル２５５が、上面２０６の段付き部分を移動する必要性を避けるための第１ビア２５７と、入力チャンバ２６５の半径方向内側部分に延びる第２チャネル若しくは部分２５８（図７を参照）と、を含む。
【０１１０】
プロセスチャンバ２５０の空気又は他の流体は、プロセスチャンバ２５０がサンプル材料又は他の材料を受容したときに置換され得る。均衡チャネル２５５は、置換された空気又は他の置換された流体を、プロセスチャンバ２５０から排出するための経路を提供することができる。均衡チャネル２５５は、分配システムのいくつかのチャネルを、一方向（例えば上流又は下流方向）における流体流れ専用にすることを可能にすることによって、サンプル処理装置２００の各分配システム又はプロセスアレイ内の圧力を均衡にすることにより（例えば入力チャンバ２１５及びプロセスチャンバ２５０、並びに入力チャンバ２１５及びプロセスチャンバ２５０に接続する様々なチャネル）、サンプル処理装置２００を通じて、流体のより効率的な移動を促進することができる。図２〜８に例示の実施形態では、サンプルは入力チャンバ２１５から概ね下流に、かつ半径方向外側に（例えば、サンプル処理装置２００が中心部２０１を中心に回転されるとき）、毛細管バルブ２３０及び隔壁バルブ２３２を通じて、及び分配チャネル２４０を通じて、プロセスチャンバ２５０まで流れる。他の流体（例えばプロセスチャンバ２５０に存在する気体）は、概ね上流又は半径方向内側に、プロセスチャンバ２５０から、均衡チャネル２５５を通じて、入力チャンバ２６５まで、（すなわち、サンプル移動の方向とは概ね反対に）流れることができる。
【０１１１】
バルブ動作構造体に戻り、バルブ隔壁２３６の下流側（すなわちこれは例示のサンプル処理装置２００の上面２０６を向く；図６及び８を参照）は、バルブチャンバ２３４（及び最終的には、入力チャンバ２１５、及び具体的には計測リザーバ２１８）及びプロセスチャンバ２５０を流体的に結合する分配チャネル２４０に面し、最終的にはこれに開放する（例えば開口部又は空洞がバルブ隔壁２３６において形成された後）。均衡チャネル２５５と同様に、分配チャネル２４０は、基材２０２の上面２０６及び／又は底面２０９上の一連のチャネルと、上面２０６と底面２０９との間を延びる１つ以上のビアとで形成されてもよく、これは基材２０２の上面２０６における段付き部分を移動するのに役立つことができる。例えば、図６〜８に示されているように、一部の実施形態では、分配チャネル２４０は、基材２０２の中間段２１３の上面２０６に沿って延びる第１チャネル若しくは部分２４２（図６及び８を参照）；上面２０６から底面２０９まで延びる第１ビア２４４（図６〜８を参照）；段付きの上面２０６を横切らないように底面２０９に沿って延びる第２チャネル若しくは部分２４６（図７及び８を参照）；底面２０９から上面２０６まで延びる第２ビア２４７（図６〜８を参照）、及び上面２０６に沿って延び、プロセスチャンバ２５０内へ流れ込む第３チャネル若しくは部分２４８（図６及び８を参照）を含んでもよい。
【０１１２】
全ての層及びカバーは、図４〜８において簡略さのために、サンプル処理装置２００から取り除かれており、基材２０２のみが示されているが、底面２０９上において形成されたいずれかのチャネル及びチャンバも、図２〜３において示されているように、第２層２０８によって少なくとも部分的に規定され得るということ、並びに上面２０６上において形成された任意のチャネル及びチャンバは、図２〜３に示されるように第１層２０４によって少なくとも部分的に規定され得るということとが理解されるべきである。
【０１１３】
力がサンプルにかけられて、サンプルを入力チャンバ２１５（すなわち計測リザーバ２１８）から流体経路２２８を通じて、バルブチャンバ２３４内へ、バルブ隔壁２３６における空洞を通じて分配チャネル２４０に沿って、プロセスチャンバ２５０内に移動させることができる。上記のとおり、かかる力は、サンプルを回転軸Ｂ−Ｂから半径方向外側に移動させるために、サンプル処理装置２００を、例えば回転軸Ｂ−Ｂを中心に回転させることによって生じさせることができる遠心力であってもよい（すなわち、プロセスチャンバ２５０の少なくとも一部分が、入力チャンバ２１５の半径方向外側に配置されているため）。しかしながら、かかる力は、圧力差（例えば正圧及び／又は陰圧）、並びに／あるいは重力によって確立されてもよい。適切な力の下で、サンプルは、様々な流体構造体（ビアを含む）を通じて移動し、最終的にはプロセスチャンバ２５０内に存在することができる。具体的には、サンプルの選択された容積は、計測リザーバ２１８（すなわちバッフル２１６及び廃棄リザーバ２２０）によって制御されるように、隔壁バルブ２３２が開放され、十分な力がサンプルにかけられて、毛細管バルブ２３０の流体経路２２８を通じてサンプルを移動させた後に、プロセスチャンバ２５０に移動される。
【０１１４】
図２〜８に示される実施形態では、バルブ隔壁２３６は、バルブチャンバ２３４と検出（又はプロセス）チャンバ２５０との間に配置され、具体的には、バルブチャンバ２３４と、プロセスチャンバ２５０につながる分配チャネル２４０との間に配置される。分配チャネル２４０が単なる例として示されている一方で、一部の実施形態では、バルブ隔壁２３６がバルブチャンバ２３４とプロセスチャンバ２５０との間に直接位置付けられるように、バルブチャンバ２３４は、プロセスチャンバ２５０内に直接開放されてもよいということが理解されるべきである。
【０１１５】
レーン２０３の試薬処理側２６１は、レーン２０３のサンプル処理側２１１のものと実質的に同様に構成され得る。したがって、上記のサンプル処理側２１１の特徴のいずれかの詳細、特徴、又はその変形は、試薬処理側２６１の特徴まで拡張され得る。図３、５及び７に示されているように、試薬処理側２６１は、第２入力開口部２６０を含み、これは入力チャンバ又はウェル２６５内に開放する。図示されているように、一部の実施形態では、入力チャンバ２６５は、１つ以上のバッフル又は壁２６６、あるいは他の好適な流体を方向付ける構造体を含んでもよく、これらは入力チャンバ２６５を少なくとも測定部分、測定チャンバ、又は測定リザーバ２６８と、廃棄部分、廃棄チャンバ若しくは廃棄リザーバ２７０とに分割するように配置される。バッフル２６６は、流体を方向付ける、及び／又は流体を入力チャンバ２６５に収容するように機能することができる。例示の実施形態に示されているように、試薬は、サンプル処理装置２００に、入力開口部２６０を介して対応するサンプルと同じレーン２０３内へ装填されてもよい。一部の実施形態では、試薬は、所与のアッセイに関して所望の時間において装填することができる完全な試薬カクテル、すなわちマスターミックスを含んでもよい。しかしながら、一部の実施形態では、試薬は、特定のアッセイのために必要されるとき、異なる時間に装填される複数部分を含んでもよい。具体的な利点は、試薬がアッセイカクテル又はマスターミックスの形態である場合、特定のアッセイに必要とされる全ての酵素、蛍光ラベル、プローブ等を一度で装填することができ（例えば非専門家のユーザーによって）、その後、測定され、適切なときに、サンプルに送達される（サンプル処理装置２００によって）ということが認められている。
【０１１６】
試薬がサンプル処理装置２００に装填された後、サンプル処理装置２００は回転軸Ｂ−Ｂを中心に回転され、試薬を計測リザーバ２６８に方向付けることができる（例えば１つ以上のバッフル２６６によって）。計測リザーバ２６８は、選択された容積の材料、廃棄リザーバ２７０に方向付けられているいずれかの過剰分を保持する（retain）、すなわち保持する（hold）するように構成される。一部の実施形態では、入力チャンバ２６５、又はその一部は、「第１チャンバ」又は「第１プロセスチャンバ」と呼ばれることがあり、プロセスチャンバ２５０は、「第２チャンバ」又は「第２プロセスチャンバ」と呼ばれることがある。
【０１１７】
図７に示されるように、サンプル処理装置２００が回転されるとき、試薬が計測リザーバ２６８の第２端部２７４に向かって送られるように、計測リザーバ２６８は、サンプル処理装置２００の中心部２０１及び回転軸Ｂ−Ｂに向かって位置付けられた第１端部２７２と、中心部２０１及び回転軸Ｂ−Ｂから離れて位置付けられた第２端部２７４（すなわち第１端部２７２の半径方向外側）と、を含む。計測リザーバ２６８の第２端部２７４を規定する１つ以上のバッフル又は壁２６６は、選択された容積を規定するように配置されている底部２７３及び側壁２７６（例えば部分的な側壁）を含み得る。側壁２７６は、選択された容積の過剰の任意の容積が側壁２７６から溢れて、廃棄リザーバ２７０内に流れるのを可能にするように配置され、そのような形状にされる。結果として、廃棄リザーバ２７０の少なくとも一部分は、計測リザーバ２６８又は残りの入力チャンバ２６５の半径方向外側に位置付けられて、材料の過剰の容積が廃棄リザーバ２７０内に移動することを促進し、サンプル処理装置２００が回転されるときに、材料の過剰の容積が計測リザーバ２６８に戻るのを抑制する。
【０１１８】
換言すれば、続いて図７を参照すると、入力チャンバ２６５は、材料を入力開口部２６０から計測リザーバ２６８に向かって方向付けるように位置付けられた、１つ以上の第１バッフル２６６Ａと、選択された容積の流体を収容するように、及び／又は選択された容積の過剰流体を廃棄リザーバ２７０内に方向付けるように位置付けられている１つ以上の第２のバッフル２６６Ｂとを含んでもよい。
【０１１９】
図示されているように、底部２７３は、内部で形成される開口部又は流体経路２７８を含んでもよく、これは毛細管バルブ２８０の少なくとも一部分を形成するように構成され得る。毛細管バルブ２８０及び計測リザーバ２６８は、レーン２０３のサンプル処理側２１１の毛細管バルブ２３０及び計測リザーバ２１８と同様に機能することができる。更に、流体経路２７８アスペクト比、及びそれらの範囲は、毛細管バルブ２３０に関して上記のものと同じであってもよい。
【０１２０】
図３、５及び７に示されているように、一部の実施形態では、試薬計測リザーバ２６８は、サンプル計測リザーバ２１８よりも大きな容積を保持するように構成され得る。結果として、特定のアッセイに関して必要とされる所望の（及び比較的小さい）容積のサンプルは、サンプル計測リザーバ２１８によって保持され、処理のためにプロセスチャンバ２５０まで、下流に（例えばバルブ動作構造体２３０、２３２及び分配チャネル２４０を介して、）送られてもよく、特定のアッセイ（又はそのステップ）に必要とされる試薬の所望される（及び比較的大きい）容積は、試薬計測リザーバ２６８によって保持され、説明されていない構造体を介した処理のためのプロセスチャンバ２５０の下流に送られてもよい。
【０１２１】
サンプル処理側２１１と同様に、試薬処理側２６１上の毛細管バルブ２８０は、隔壁バルブ２８２と直列に配置され得る。隔壁バルブ２８２は、バルブチャンバ２８４及びバルブ隔壁２８６を含んでもよい。隔壁２３６に関して上記のように、隔壁２８６は、バルブチャンバ２８４と、サンプル処理装置２００内の１つ以上の下流の流体構造体との間に配置されてもよく、隔壁２８６は、閉鎖構成及び開放構成を含んでもよく、流体がそのままのときに、流体（すなわち液体）がバルブチャンバ２８４といずれかの下流の流体構造体との間で移動することを防ぐことができる。
【０１２２】
バルブ隔壁２８６は、バルブ隔壁２３６に関して上記の材料のいずれかを含んでもよく、又はこれから形成されてもよく、同様に構成されても、操作されてもよい。一部の実施形態では、試薬バルブ隔壁２８６は、サンプルバルブ隔壁２３６よりも異なる波長の範囲の電磁エネルギーを受けやすい場合があるが、一部の実施形態では、２つのバルブ隔壁２３６及び２８６は、実質的に同じであってもよく、同じ電磁エネルギーを受けやすくてもよく、これによって、１つのエネルギー源（例えばレーザー）は、サンプル処理装置２００の全ての隔壁バルブ２３０及び２８０を開放することに使用されてもよい。
【０１２３】
開口部又は空洞がバルブ隔壁２８６において形成された後、バルブチャンバ２８４は、下流の流体構造体、例えばプロセスチャンバ２５０と、バルブ隔壁２８６における空洞を介して流体連通し、ここで試薬はサンプルと混合され得る。試薬がレーン２０３の試薬処理側２６１に装填された後、第２入力開口部２６０は閉鎖され、密閉され、及び／又は塞がれ得る。よって、サンプル処理装置２００は、プロセス時に周囲雰囲気から密閉されてもよく、又は「ベントを有さなくてもよい」。
【０１２４】
図２〜８に示されている実施形態では、同じ均衡チャネル２５５は、サンプル処理側２１１及び試薬処理側２６１の両方において、下流方向における流体の移動を促進し、サンプル及び試薬の両方がプロセスチャンバ２５０に移動することを援助し、これは同時に又は異なる時間に生じ得る。
【０１２５】
バルブ隔壁２８６の下流側（すなわち例示のサンプル処理装置２００の上面２０６を向く；図６を参照）は、バルブチャンバ２８４（及び最終的には、入力チャンバ２６５、及び具体的には計測リザーバ２６８）及びプロセスチャンバ２５０を流体的に結合する、分配チャネル２９０に面し、最終的にはこれに開放する（例えば、開口部又は空洞がバルブ隔壁２３６において形成された後）。均衡チャネル２５５及びサンプル分配チャネル２４０と同様に、分配チャネル２９０は、基材２０２の上面２０６及び／又は底面２０９上の一連のチャネルと、上面２０６と底面２０９との間を延びる１つ以上のビアとで形成されてもよく、これは基材２０２の上面２０６における段付き部分を移動するのに役立つことができる。例えば、図６〜７に示されているように、一部の実施形態では、分配チャネル２９０は、基材２０２の中間段２１３の上面２０６に沿って延びる第１チャネル若しくは部分２９２（図６を参照）；上面２０６から底面２０９まで延びる第１ビア２９４（図６及び７を参照）；底面２０９に沿って延びて段付きの上面２０６を移動するのを避ける第２チャネル若しくは部分２９６（図７を参照）；底面２０９から上面２０６まで延びる第２ビア２９７（図６及び７を参照）、及び上面２０６に沿って延び、プロセスチャンバ２５０内へ流れ込む第３チャネル若しくは部分２９８（図６を参照）を含んでもよい。
【０１２６】
力が試薬にかけられて、試薬を入力チャンバ２６５（すなわち計測リザーバ２６８）から流体経路２７８を通じて、バルブチャンバ２８４内へ、バルブ隔壁２８６における空洞を通じて分配チャネル２９０に沿って、プロセスチャンバ２５０内に移動させることができ、ここで試薬及びサンプルは混合され得る。上記のとおり、かかる力は、サンプル処理装置２００を、例えば回転軸Ｂ−Ｂを中心に回転させることによって生じさせる遠心力であり得るが、かかる力はまた、圧力差（例えば正圧及び／若しくは負圧）、並びに／又は重力によって確立することができる。適切な力の下で、試薬は様々な流体構造体（ビアを含む）を通じて移動し、最終的にはプロセスチャンバ２５０内に存在することができる。具体的には、試薬の選択された容積は、計測リザーバ２６８（すなわちバッフル２６６及び廃棄リザーバ２７０）によって制御されるように、隔壁バルブ２８２が開放され、十分な力が試薬にかけられて、毛細管バルブ２８０の流体経路２７８を通じて試薬を移動させた後に、プロセスチャンバ２５０に移動される。
【０１２７】
図２〜８に示される実施形態では、バルブ隔壁２８６は、バルブチャンバ２８４と検出（又はプロセス）チャンバ２５０との間に配置され、具体的には、バルブチャンバ２８４と、プロセスチャンバ２５０につながる分配チャネル２９０との間に配置される。分配チャネル２９０が単なる例として示されている一方で、一部の実施形態では、バルブ隔壁２８６がバルブチャンバ２８４とプロセスチャンバ２５０との間に直接位置付けられるように、バルブチャンバ２８４は、プロセスチャンバ２５０内に直接開放されてもよいことが理解されるべきである。更に、一部の実施形態では、サンプル分配チャネル２４０も試薬分配チャネル２９０も採用されず、又は、図２〜８の実施形態に示すように、分配チャネル２４０、２９０のうちの（両方ともではなく）１つのみが採用される。
【０１２８】
以下のプロセスは、図２〜８のサンプル処理装置２００を使用してサンプルを処理する１つの例示の方法を説明する。
【０１２９】
単なる例として、以下のプロセスに関して、２０１１年５月１８日出願の、同時係属の米国特許出願第６１／４８７，６１８号に説明されているシステムのように、サンプル及び試薬の両方は、サンプル処理装置２００がサンプルプロセスシステム若しくは機器上又はこの内部に位置付けられる前に、サンプル処理装置２００に装填されてもよい。しかしながら、サンプル及び試薬は代わりに、プロセスチャンバ２５０のバックグラウンドスキャンが得られた後に、サンプル処理装置２００上に装填されてもよいということが理解される必要がある。
【０１３０】
サンプル及び試薬は、関心のレーン２０３の上の使用前の層２０５を取り除くことによって、及びレーン２０３のサンプル処理側２１１上の入力開口部２１０を介して、入力チャンバ２１５内に未加工のサンプルを吐出する（例えばピペット操作する）ことによって、サンプル処理装置又は「ディスク」２００上に装填されてもよい。試薬は本実施例に関してはこのときにそのように装填されてもよく、本発明者らは、試薬はまたこのときに、レーン２０３の試薬処理側２６１上の入力開口部２６０を介して、入力チャンバ２６５内に試薬を吐出することによって、ディスク２００に装填されると仮定する。プラグ２０７、又は他の適切なシール、フィルム若しくはカバーは上記のように、次いで周囲雰囲気から開口部２１０、２６０を密閉するのに使用され得る。例えば、一部の実施形態では、使用前の層２０５は、入力開口部２１０、２６０にわたって単に置き換えられてもよい。
【０１３１】
ディスク２００は、その中心部２０１を中心に、及び回転軸Ｂ−Ｂを中心に回転するように作用され得る。ディスク２００は、サンプル及び試薬をその対応する計測リザーバ２１８、２６８内に送り込むのに十分な第１の速度（すなわち速度プロファイル）及び第１の加速（すなわち加速プロファイル）において回転されてもよく、所望の容積を超えるいずれかの過剰分は、対応する廃棄リザーバ２２０、２７０内へと方向付けられる。
【０１３２】
例えば、一部の実施形態では、第１の速度プロファイルは以下を含み得る：ディスク２００は（ｉ）第１の速度において回転され、材料の全てを廃棄リザーバ２２０、２７０内に直接送り込むことなく、材料をそれらの対応する計測リザーバ２１８、２６８に移動させ、（ｉｉ）一定時間（例えば３秒）保持され、（ｉｉｉ）第２の速度において回転され、計測リザーバ２１８、２６８の容積を超えるいずれかの量の材料を、廃棄リザーバ２２０、２７０内に溢れさせる。かかる回転スキームは「測定プロファイル」「測定スキーム」等と呼ばれることがあり、なぜならば、それは材料が対応する計測リザーバ２１８、２６８内に移動することを可能にする一方で、材料が全体的に、確実に廃棄リザーバ２２０、２７０内に送り込まれないようにするからである。かかる実施例では、速度及び加速は、サンプル及び／又は試薬を対応する流体経路２２８、２７８内に移動させ、バルブ隔壁２３６、２８６を「湿潤」させる速度及び加速よりも下に保持される。速度及び加速プロファルは、サンプル及び試薬を測定するのに十分でありつつ、隔壁２３６、２８６を湿潤させ得る速度及び加速よりも低く維持されるため、それは単に「第１」速度及び加速と説明され得る。すなわち、第１の速度及び加速は、サンプル又は試薬を対応する流体経路２２８、２７８内に送り込むには不十分であり、よって、サンプル及び試薬の測定された容積は、それらの対応する入力チャンバ２１５、２６５に留まる。
【０１３３】
ディスク２００は、特定のアッセイ用に又はシステムを検証するのに必要とされ得る、いずれかの初期又はバックグラウンドスキャンのために回転し続けることができるようにされてもよい。かかる検出及び検証システムに関する更なる詳細は、米国特許出願６１／４８７，６１８号（２０１１年５月１８日出願）に見出すことができる。
【０１３４】
ディスク２００は、回転するのを停止されてもよく、サンプル隔壁バルブ２３２及び試薬隔壁バルブ２８２の一方又は両方は、例えばバルブ隔壁２３６、２８６に空洞を形成することによって開放されてもよい。かかる空洞は、米国特許第７，７０９，２４９号、同第７，５０７，５７５号、同第７，５２７，７６３号、及び同第７，８６７，７６７号に記載されるレーザーバルブ制御システム及び方法を使用して、各隔壁２３６、２８６の上面において電磁エネルギーを向けることによって形成され得る。本実施例のために、本発明者らはサンプルが最初にプロセスチャンバ２５０に移動され、したがってサンプルバルブ隔壁２３６が最初に開かれると仮定する。サンプルバルブ隔壁２３６は、下流方向を介して、入力チャンバ２１５及びプロセスチャンバ２５０を流体連通させるように配置され、かつそのように開放され得る。
【０１３５】
ディスク２００は、次いで、隔壁２３６において形成された開口部を通じて、分配チャネル２４０を通じて、プロセスチャンバ２５０内に、サンプルを流体経路２２８内に移動させるのに十分な（すなわち、毛細管バルブ２３０を開放し、サンプルが内部を通じて移動できるようにするのに十分な）第２の速度度（すなわち速度プロファイル）及び第１の加速度（すなわち加速プロファイル）において回転され得る。その一方で、プロセスチャンバ２５０に存在するいずれかの流体（例えば気体）は、サンプルがプロセスチャンバ２５０内に移動されるとき、均衡チャネル２５５内で置き換えられてもよい。この回転速度及び加速は、サンプルを検出チャンバ２５０に移動させるのに十分であり得るが、試薬を毛細管バルブ２８０の流体経路２７８内に移動させ、隔壁２８６を湿潤させるには十分ではない。
【０１３６】
ディスク２００は次いで回転され、加熱され得る。かかる加熱ステップは、例えばサンプル中の細胞を溶解し得る。一部の実施形態では、この加熱ステップに関して、試薬がプロセスチャンバ２５０内に存在しないことが重要であり、なぜならば熱細胞溶解に必要とされる温度は、試薬中に存在する必要な酵素を変性させる場合がある（例えば逆転写酵素）。熱細胞溶解は、単なる例として説明されているが他の（例えば化学薬品）溶解プロトコルが代わりに使用され得るということを理解する必要がある。
【０１３７】
ディスク２００は、回転を停止されてもよく、試薬隔壁バルブ２８２は開放され得る。試薬隔壁バルブ２８２は、サンプル隔壁バルブ２３２のものと同じ方法で開放されて、試薬バルブ隔壁２８６に空洞を形成して、下流方向を介して、入力チャンバ２６５とプロセスチャンバ２５０を流体連通させることができる。
【０１３８】
ディスク２００は、第２の速度（すなわち速度プロファイル）及び第２の加速度（すなわち加速プロファイル）において、又はより速い速度において回転されて、試薬をプロセスチャンバ２５０に移動させることができる。すなわち、回転速度及び加速度は、隔壁２８６において形成された開口部を通じて、分配チャネル２９０を通じて、試薬を流体経路２７８内に、及び検出チャンバ２５０内に移動させるのに十分であり得る（すなわち毛細管バルブ２８０を開くのに十分かつ試薬が内部を移動するのに十分）。その一方で、プロセスチャンバ２５０に存在するいずれかの追加の流体（例えば気体）は、試薬がプロセスチャンバ２５０内に移動されるとき、均衡チャネル２５５内で置き換えられてもよい。これは特に、ディスク２００等の実施形態によって可能になるが、これは、ディスク２００が回転しているとき、プロセスチャンバ２５０に存在するいずれかの液体（例えばサンプル）は、最外部２５２（図６参照）に対して送られ、これによって、プロセスチャンバ２５０に存在するいずれかの液体は、分配チャネル２９０及び均衡チャネル２５５がプロセスチャンバ２５０に接続する位置の半径方向外側に配置され、これによって気体の置き換えが生じ得るからである。換言すれば、ディスク２００が回転しているとき、分配チャネル２９０及び均衡チャネル２５５は、検出チャンバ２５０内の流体レベルの上流である（例えば半径方向内側に）位置においてプロセスチャンバ２５０に接続する。例えば、分配チャネル２９０及び均衡チャネル２５５は、プロセスチャンバ２５０の最内端部２５１に隣接して接続する。
【０１３９】
ディスク２００の回転は、次いで所望の反応及び検出スキームの必要に応じて続けられてもよい。例えば、ここでプロセスチャンバ２５０に試薬が存在するときには、プロセスチャンバ２５０は逆転写を開始するのに必要な温度まで加熱され得る（例えば４７℃）。ＰＣＲ等に必要とされる加熱及び冷却サイクル等、追加の熱サイクルは必要に応じて採用されてもよい。
【０１４０】
上記のプロセスは、ディスク２００上で、一回につきレーン２０３が１つずつ使用されてもよく、あるいは、１つ以上のレーンがこのプロセスに従って同時に装填され及び処理されてもよいことは注目すべきである。
【０１４１】
本開示の様々な実施形態が、単なる例として添付の図面に示されている一方で、本明細書において説明され、例示されている実施形態の様々な組み合わせは、本開示の範囲から逸脱することなく採用され得ることが理解されるべきである。例えば、サンプル処理装置２００の各レーン２０３は、図１のプロセスアレイ１００の本質的に２つを含んでいることが示されているが、サンプル処理装置２００は例として示されており、限定することを意図するものではないということを理解する必要がある。したがって、各レーン２０３は代わりに、特定の用途の必要に応じて、２つよりも少ない、又は２つよりも多いプロセスアレイ１００を含み得る。更に、各計測リザーバ１１８、２１８、２６８は、毛細管バルブ１３０、２３０、２８０と流体連通していることが示されており、これは隔壁バルブ１３２、２３２、２８２と更に流体連通している。しかしながら、一部の実施形態では、計測リザーバ１１８、２１８、２６８は、毛細管バルブ１３０、２３０、２８０とのみ流体連通し得ることによって、毛細管力を超えたときに、選択された容積の材料は、毛細管バルブ１３０、２３０、２８０の下流端部からプロセスチャンバ２５０まで移動することが可能になることが理解されるべきである。更に、各プロセスアレイ１００、２１１、２６１は、ある入力チャンバ１１５、２１５、２６５、及びあるプロセスチャンバ１５０、２５０、２５０を含んでいるように例示されているが、必要とされるだけの多くのチャンバ及び流体構造体が、入力チャンバ１１５、２１５、２６５とプロセスチャンバ１５０、２５０との間の中間に存在して使用されてもよい。結果として、本開示は、本明細書に記載の様々な特徴、要素、及びこれらの特徴及び要素に対する代替の全てに関して、並びに、かかる特徴及び要素の可能な組み合わせは全体としてとられるべきである。
【０１４２】
本開示の以下の実施例は、説明を目的としたものであって限定的なものではない。
【０１４３】
実施形態
実施形態１は、サンプル処理装置の計測構造体であって、サンプル処理装置は、回転軸を中心に回転されるように構成され、計測構造体は、
選択された容積の液体を保持するように構成された計測リザーバであって、第１端部、及び回転軸に対して、第１端部の半径方向外側に位置付けられた第２端部を含む、計測リザーバと、
計測リザーバの第１端部と流体連通して位置付けられ、計測リザーバの選択された容積が超過したときに、計測リザーバから過剰液体を捕捉するように構成された廃棄リザーバであって、廃棄リザーバの少なくとも一部分は、回転軸に対して、計測リザーバの半径方向外側に位置付けられている、廃棄リザーバと、
計測リザーバの第２端部と流体連通する毛細管バルブであって、回転軸に対して、計測リザーバの少なくとも一部分の半径方向外側に位置付けられ、かつ所望されるまで、液体が計測リザーバを出るのを抑制するように構成されている、毛細管バルブと、を備え、
計測構造体が周囲雰囲気と流体連通しないように、計測構造体がベントを有しない、計測構造体である。
【０１４４】
実施形態２は、計測リザーバ及び廃棄リザーバがそれぞれ、サンプル処理装置の入力チャンバの一部分を形成し、計測リザーバ及び廃棄リザーバは、少なくとも１つのバッフルによって分離される、実施形態１に記載の計測構造体である。
【０１４５】
実施形態３は、入力チャンバと流体連通するように位置付けられ、かつ選択された容積の流体を計測リザーバから毛細管バルブを介して受け取るように構成された、プロセスチャンバを更に備える、実施形態２に記載の計測構造体である。
【０１４６】
実施形態４は、プロセスチャンバが、液体を収容しかつ液体を含むための容積を規定し、並びに、均衡チャネルであって、流体が、毛細管バルブに再入することなく、プロセスチャンバから入力チャンバに均衡チャネルを通じて流れることができるような方式で、プロセスチャンバを入力チャンバと流体的に結合するように位置付けられた、均衡チャネルを更に備え、均衡チャネルは、液体がプロセスチャンバに入り、流体の少なくとも一部分を置き換えるときに、流体がプロセスチャンバを出る経路を提供するように位置付けられている、実施形態３に記載の計測構造体である。
【０１４７】
実施形態５は、プロセスチャンバと入力チャンバとの間で流体連通するように位置付けられた均衡チャネルであって、液体がプロセスチャンバに入り、流体の少なくとも一部分を置き換えるときに、流体がプロセスチャンバを出る追加の経路を提供する均衡チャネルを更に備える、実施形態３に記載の計測構造体である。
【０１４８】
実施形態６は、計測リザーバが、選択された容積を規定するように配置された底部及び一部側壁を含み、廃棄リザーバは、計測リザーバの選択された容積が超過したときに、一部側壁を越えて流出する超過液体を捕捉するように位置付けられている、実施形態１〜５のいずれか１つに記載の計測構造体である。
【０１４９】
実施形態７は、計測リザーバの第２端部と流体連通するように位置付けられ、かつ選択された容積の液体を計測リザーバから毛細管バルブを介して受け取るように構成された、プロセスチャンバを更に備える、実施形態１、２及び６のいずれか１つに記載の計測構造体である。
【０１５０】
実施形態８は、毛細管バルブが、計測リザーバに結合された入口、及び出口を含み、毛細管バルブの出口に結合された追加のチャンバを更に備える、実施形態１〜７のいずれか１つに記載の計測構造体である。
【０１５１】
実施形態９は、毛細管バルブの出口と流体連通する隔壁バルブを更に備える、実施形態１〜８のいずれか１つに記載の計測構造体である。
【０１５２】
実施形態１０は、
毛細管バルブの出口と流体連通するバルブチャンバと、
バルブチャンバの出口と流体連通するように位置付けられたプロセスチャンバと、
バルブチャンバとプロセスチャンバとの間に配置されたバルブ隔壁であって、
バルブチャンバとプロセスチャンバが流体連通していない、閉鎖構成、及び
バルブチャンバとプロセスチャンバが流体連通している、開放構成を有する、バルブ隔壁と、を更に備える、実施形態１〜８のいずれか１つに記載の計測構造体である。
【０１５３】
実施形態１１は、毛細管バルブが、バルブ隔壁が閉鎖構成にあるときに、液体が計測リザーバから毛細管流によって吸い上げられ、バルブ隔壁に隣接して集まることを抑制するように構成されている、実施形態１０の計測構造体である。
【０１５４】
実施形態１２は、バルブ隔壁が、
流体経路の寸法、
流体経路の表面エネルギー、
液体の表面張力、及び
バルブチャンバ内に存在するいずれかの気体のうちの少なくとも１つによって閉鎖構成にあるときに、液体は、計測リザーバを出るのを抑制される、実施形態１０又は１１に記載の計測構造体である。
【０１５５】
実施形態１３は、バルブ隔壁が閉鎖構成にあるときに、バルブチャンバが蒸気閉塞をもたらすように、バルブチャンバ、毛細管バルブ、及びバルブ隔壁が構成されている、実施形態１０〜１２のいずれか１つに記載の計測構造体である。
【０１５６】
実施形態１４は、サンプル処理装置のプロセスアレイであって、サンプル処理装置は、回転軸を中心に回転されるように構成され、かつ、プロセスアレイであって、
入力チャンバであって
選択された容積の液体を保持するように構成された計測リザーバであって、第１端部、及び回転軸に対して、第１端部の半径方向外側に位置付けられた第２端部を含む、計測リザーバと、
計測リザーバの第１端部と流体連通して位置付けられ、計測リザーバの選択された容積が超過したときに、計測リザーバから過剰液体を捕捉するように構成された廃棄リザーバであって、廃棄リザーバの少なくとも一部分は、回転軸に対して、計測リザーバの半径方向外側に位置付けられている、廃棄リザーバと、
計測リザーバの選択された容積を少なくとも部分的に規定し、並びに、計測リザーバ及び廃棄リザーバを分離するように位置付けられたバッフルと、を含む、入力チャンバと、
入力チャンバの計測リザーバの第２端部と流体連通して位置付けられた毛細管バルブであって、回転軸に対して、計測リザーバの少なくとも一部分の半径方向外側に位置付けられ、かつ所望されるまで、液体が計測リザーバを出るのを抑制するように構成されている、毛細管バルブと、
入力チャンバと流体連通するように位置付けられ、かつ選択された容積の流体を計測リザーバから毛細管バルブを介して受け取るように構成された、プロセスチャンバと、を含む、プロセスアレイである。
【０１５７】
実施形態１５は、プロセスアレイが周囲雰囲気と流体連通しないように、プロセスアレイがベントを有しない、実施形態１４に記載のプロセスアレイである。
【０１５８】
実施形態１６は、バッフルが、第１のバッフルであり、入力チャンバの計測リザーバ内に液体を方向付けるように位置付けられた、少なくとも１つの第２のバッフルを更に備える、実施形態１４又は１５に記載のプロセスアレイである。
【０１５９】
実施形態１７は、プロセスチャンバが、液体を収容し、かつ液体を含むための容積を規定し、並びに、均衡チャネルであって、流体が、毛細管バルブに再入することなく、プロセスチャンバから入力チャンバに均衡チャネルを通じて流れることができるような方式で、プロセスチャンバを入力チャンバと流体的に結合するように位置付けられた、均衡チャネルを更に備え、均衡チャネルは、液体がプロセスチャンバに入り、流体の少なくとも一部分を置き換えるときに、流体がプロセスチャンバを出る経路を提供するように位置付けられている、実施形態１４〜１６のいずれか１つに記載のプロセスアレイである。
【０１６０】
実施形態１８は、プロセスチャンバと入力チャンバとの間で流体連通するように位置付けられた均衡チャネルであって、液体がプロセスチャンバに入り、流体の少なくとも一部分を置き換えるときに、流体がプロセスチャンバを出るための追加の経路を提供する均衡チャネルを更に備える、実施形態１４〜１６のいずれか１つに記載のプロセスアレイである。
【０１６１】
実施形態１９は、毛細管バルブとプロセスチャンバとの間に位置付けられる隔壁バルブを更に備える、実施形態１４〜１８のいずれか１つに記載のプロセスアレイである。
【０１６２】
実施形態２０は、
毛細管バルブとプロセスチャンバとの間に位置付けられたバルブチャンバと、
バルブチャンバとプロセスチャンバとの間に配置されたバルブ隔壁であって、
バルブチャンバとプロセスチャンバが流体連通していない、閉鎖構成、及び
バルブチャンバとプロセスチャンバが流体連通している、開放構成を有する、バルブ隔壁と、を更に備える、実施形態１４〜１８のいずれか１つに記載のプロセスアレイである。
【０１６３】
実施形態２１は、毛細管バルブが、バルブ隔壁が閉鎖構成にあるときに、液体が計測リザーバから毛細管流によって吸い上げられ、バルブ隔壁に隣接して集まることを抑制するように構成されている、実施形態２０のプロセスアレイである。
【０１６４】
実施形態２２は、バルブ隔壁が、
流体経路の寸法、
流体経路の表面エネルギー、
液体の表面張力、及び
バルブチャンバ内に存在するいずれかの気体のうちの少なくとも１つによって閉鎖構成にあるときに、液体は、計測リザーバを出るのを抑制される、実施形態２０又は２１に記載のプロセスアレイである。
【０１６５】
実施形態２３は、バルブ隔壁が閉鎖構成にあるときに、バルブチャンバが蒸気閉塞をもたらすように、バルブチャンバ、毛細管バルブ、及びバルブ隔壁が構成されている、実施形態２０〜２２のいずれか１つに記載のプロセスアレイである。
【０１６６】
実施形態２４は、サンプル処理装置における容積計測方法であって、
回転軸を中心に回転されるように構成され、かつ
選択された容積の液体を保持するように構成された計測リザーバであって、第１端部、及び回転軸に対して、第１端部の半径方向外側に位置付けられた第２端部を含む、計測リザーバと、
計測リザーバの第１端部と流体連通して位置付けられ、計測リザーバの選択された容積が超過したときに、計測リザーバから過剰液体を捕捉するように構成された廃棄リザーバであって、廃棄リザーバの少なくとも一部分は、回転軸に対して、計測リザーバの半径方向外側に位置付けられている、廃棄リザーバと、
計測リザーバの第２端部と流体連通する毛細管バルブであって、回転軸に対して、計測リザーバの少なくとも一部分の半径方向外側に位置付けられ、かつ所望されるまで、液体が計測リザーバを出るのを抑制するように構成されている、毛細管バルブと、
毛細管バルブを介して計測リザーバと流体連通するように位置付けられた、プロセスチャンバと、を含む、プロセスアレイを備える、サンプル処理装置を準備することと、
サンプル処理装置のプロセスアレイに液体を配置することと、
回転軸を中心にサンプル処理装置を回転させ、液体に第１の力をかけ、液体を計測することによって、選択された容積の液体が、計測リザーバ内に収容され、液体のいずれかの追加の容積が、毛細管バルブではなく、廃棄リザーバ内に移動される、ことと、
液体が計測された後に、回転軸を中心にサンプル処理装置を回転させて、第１の力よりも大きい第２の力を液体にかけることによって、選択された容積の液体を毛細管バルブを介して、プロセスチャンバに移動させることと、を含む、方法である。
【０１６７】
実施形態２５は、サンプル処理装置が、
毛細管バルブとプロセスチャンバとの間に位置付けられたバルブチャンバと、
バルブチャンバとプロセスチャンバとの間に配置されたバルブ隔壁であって、
バルブチャンバとプロセスチャンバが流体連通していない、閉鎖構成、及び
バルブチャンバとプロセスチャンバが流体連通している、開放構成を有する、バルブ隔壁と、を更に備える、実施形態２４に記載の方法である。
【０１６８】
施形態２６は、選択された容積のサンプルをプロセスチャンバに移動させる前に、バルブ隔壁において開口部を形成することを更に含む、実施形態２５に記載の方法である。
【０１６９】
実施形態２７は、バルブ隔壁が閉鎖構成にあるときに、バルブチャンバが蒸気閉塞をもたらすように、バルブチャンバ、毛細管バルブ、及びバルブ隔壁が構成されている、実施形態２５又は２６記載の方法である。
【０１７０】
実施形態２８は、選択された容積の液体がプロセスチャンバに移動されるときに、プロセスアレイを内部でベントを有することを更に含む、実施形態２４〜２７のいずれか１つに記載の方法である。
【０１７１】
実施形態２９は、プロセスチャンバが、液体を収容しかつ液体を含むための容積を規定し、並びに、均衡チャネルであって、流体が、毛細管バルブに再入することなく、プロセスチャンバから入力チャンバに均衡チャネルを通じて流れることができるような方式で、プロセスチャンバを入力チャンバと流体的に結合するように位置付けられた、均衡チャネルを更に備え、均衡チャネルは、液体がプロセスチャンバに入り、流体の少なくとも一部分を置き換えるときに、流体がプロセスチャンバを出る経路を提供するように位置付けられている、実施形態２４〜２８のいずれか１つに記載の方法である。
【０１７２】
実施形態３０は、プロセスチャンバと入力チャンバとの間で流体連通するように位置付けられた均衡チャネルであって、液体がプロセスチャンバに入り、流体の少なくとも一部分を置き換えるときに、流体がプロセスチャンバを出るための追加の経路を提供する均衡チャネルを更に備える、実施形態２４〜２９のいずれか１つに記載の方法である。
【０１７３】
実施形態３１は、液体が水性液体である、実施形態１〜１３のいずれか１つに記載の計測構造体、実施形態１４〜２３のいずれか１つに記載のプロセスアレイ、又は実施形態２４〜３０のいずれか一項に記載の方法である。
【０１７４】
実施形態３２は、液体にかけられる力、液体の表面張力、及び毛細管バルブの表面エネルギーのうちの少なくとも１つが、液体を、毛細管バルブを過ぎて移動させるのに十分になるまで、毛細管バルブは液体が計測リザーバを出るのを抑制するように構成される、実施形態１〜１３及び３１のいずれか１つに記載の計測構造体、実施形態１４〜２３及び３１のいずれか１つに記載のプロセスアレイ、又は実施形態２４〜３１のいずれか１つに記載の方法。
【０１７５】
実施形態３３は、毛細管バルブは、液体が前測リザーバから毛細管流によって吸い出されるのを抑制するような寸法の収縮部を有する流体経路を含む、実施形態１〜１３及び３１〜３２のいずれか１つに記載の計測構造体、実施形態１４〜２３及び３１〜３２のいずれか１つに記載のプロセスアレイ、又は実施形態２４〜３２のいずれか１つに記載の方法である。
【０１７６】
実施形態３４は、液体にかけられる力、液体の表面張力、収縮部の表面エネルギーのうちの少なくとも１つが、液体を、収縮部を過ぎて移動させるのに十分になるまで、収縮部は、液体が計測構造体を出るのを抑制するような寸法である、実施形態３３に記載の計測構造体、プロセスアレイ、又は方法である。
【０１７７】
実施形態３５は、サンプル処理装置が回転され、液体が計測リザーバを出るのに遠心力が十分に達するまで、収縮部は液体が計測リザーバから出るのを抑制するような寸法である、実施形態３３又は３４に記載の計測構造体、プロセスアレイ、又は方法である。
【０１７８】
実施形態３６は、構造体が、計測リザーバの第２端部に直接隣接して配置される、実施形態３３〜３５のいずれか１つに記載の計測構造体、プロセスアレイ、又は方法である。
【０１７９】
以下の実施例は、本発明の説明を目的としたものであって限定的なものではない。
【実施例】
【０１８０】
材料：
サンプル：ウィルス、クラミジア、マイコプラズマ、及びウレアプラズマ用のＣｏｐａｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｍｅｄｉａｍ（「ＵＴＭ」）、３．０ｍＬ管、品番３３０Ｃ、ロット３９Ｐ５０５（Ｃｏｐａｎ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ，Ｍｕｒｒｉｅｔｔａ，ＧＡ）。
【０１８１】
試薬マスターミックス：Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ（Ｆｏｓｔｅｒ  Ｃｉｔｙ，ＣＡ）の１０倍濃度のＰＣＲ緩衝液、製品番号４３７６２３０、ロット番号１００６０２０を秒、ヌクレアーゼフリー水で１倍に希釈。
【０１８２】
機器：
上記及び図２〜８に示される「中程度の複雑さのディスク（Moderate Complexity Disk）」（製品番号３９５８で３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能）を、サンプル処理装置として、すなわち本実施例では「ディスク」として使用した。
【０１８３】
Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｙｃｌｅｒ  Ｍｏｄｅｌ  ３９５４（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ））は、本実施例においてサンプル処理システム、すなわち「機器」として使用した。
【０１８４】
（実施例１）
以下の実験は、２０μＬから１００μＬの様々な量の入力容積からのサンプルに対して、１０μＬを計測するディスクの性能を決定するために実施した。
【０１８５】
実施例１手順−サンプル計測プロトコル：
１．Ｘ量のＵＴＭサンプルを、ディスクのサンプル入力開口部内に添加した。表１に説明されるマルチディスク及びサンプル従って、Ｘは２０〜１００μＬまで様々である。
２．装填したディスクを機器の上に位置付けた。
３．以下の手順に従って計測リザーバ内へ、サンプル１０μＬを計測した：ディスクを２４．４回転／ｓｅｃ２の加速度で、５２５ｒｐｍにおいて回転させ、５秒間保持し、次いで２４．４回転／ｓｅｃ２の加速度で、９７５ｒｐｍにおいて回転させ、５秒間保持した。サンプル１０μＬは、サンプル計測リザーバ内に保持した。残りは廃棄リザーバに溢れた。
４．レーザーの誘導（laser homing）を実施した（すなわち２０１１年５月１８日出願の同時係属中の米国特許出願第６１／４８７，６１８号に記載、及び同じ同時係属の出願の図１４に示されているプロセスに従い）。レーザーは、ソニー株式会社（東京、日本）から入手可能な高出力・高光密度のレーザーダイオード、品番ＳＬＤ３２３Ｖを使用した。
５．ディスクの回転を停止させ、同時係属の米国特許出願第６１／４８７，６１８号（２０１１年５月１８日出願）に記載され、同じ同時係属の特許出願の図１２に示されているプロセスに従って、８００ミリワット（ｍＷ）で２秒間、１つのレーザーパルスを伴ってサンプルバルブを開放した。
６．ディスクを２４．４回転／ｓｅｃ２の加速度で、ディスクを１８００ｒｐｍで回転させ、サンプル１０μＬをプロセスチャンバに移し、１０秒間保持した。
７．ディスクを停止させ、機器から取り外した。
８．注射針を使用して、検出チャンバからサンプル容積を取り除いた。ウェルの含有物全部を、風袋測定済の計測ボートに移し、較正した化学天秤を使用して検量した。
９．既知のＵＴＭの密度を使用して、検出チャンバ内で計測されたＵＴＭの容積を計算した。結果を表１に示す。
【０１８６】
【表２】
2014517292.tif 000004
【０１８７】
（実施例２）
実施例１と同じ機器を使用して実施例２を実施した。しかしながら、ＵＴＭサンプルの代わりにマスターミックス試薬を使用して、４０μＬ超の開始入力容積のマスターミックス試薬に対して、４０μＬを計測するディスクの性能を決定した。
【０１８８】
実施例２手順−試薬計測プロトコル：
１．ディスク当たり８レーンそれぞれの試薬入力開口部内に５０μＬのマスターミックス試薬を添加した。ディスクは５枚使用し、それぞれが８つレーン、サンプルは合計で４０だった。
２．装填したディスクを機器の上に位置付けた。
３．以下の手順に従って計測リザーバ内へ、試薬４０μＬを計測した：ディスクを２４．４回転／ｓｅｃ２の加速度で、５２５ｒｐｍにおいて回転させ、５秒間保持し、次いで２４．４回転／ｓｅｃ２の加速度で、９７５ｒｍｐにおいて回転させ、５秒間保持した。サンプル４０μＬは、試薬計測リザーバ内に保持した。残りは廃棄リザーバに溢れた。
４．レーザーの誘導（laser homing）を実施した（すなわち２０１１年５月１８日出願の同時係属中の米国特許出願第６１／４８７，６１８号に記載、及び同じ同時係属の出願の図１４に示されているプロセスに従い）。レーザーは、ソニー株式会社（東京、日本）から入手可能な高出力・高光密度のレーザーダイオード、品番ＳＬＤ３２３Ｖを使用した。
５．ディスクの回転を停止させ、同時係属の米国特許出願第６１／４８７，６１８号（２０１１年５月１８日出願）に記載され、同じ同時係属の特許出願の図１２に示されているプロセスに従って、８００ｍＷで２秒間、１つのレーザーパルスを伴って試薬バルブを開放した。
６．ディスクを２４．４回転／ｓｅｃ２の加速度で、ディスクを１８００ｒｐｍで回転させ、試薬４０μＬをプロセスチャンバに移し、１０秒間保持した。
７．ディスクを停止させ、機器から取り外した。
８．注射針を使用して、検出チャンバからサンプル容積を取り除いた。ウェルの含有物全部を、風袋測定済の計測ボートに移し、較正した化学天秤を使用して検量した。
９．既知のマスターミックス試薬の密度を使用して、検出チャンバ内で計測された試薬の容積を計算した。５つのディスクの結果（それぞれが８つの試薬レーンを有する（ｎ=４０））は、各試薬開口部に装填された試薬の最初の５０μＬ後、プロセスチャンバ内で計測された試薬は平均３８．９μＬ（標準偏差０．３３）だった。
【０１８９】
上記の図面に示した実施形態はあくまで一例として示したものであり、本開示の概念及び原理に対する限定を意図したものではない。したがって、当業者であれば、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく各要素並びにその構成及び配置における様々な変更が可能である点は認識されるであろう。
【０１９０】
本明細書で引用された全ての参照及び公開は、本明細書において、参照によりその全体において本開示の中に明確に組み込まれる。
【０１９１】
本開示の様々な特徴及び態様が以下の特許請求の範囲において記載される。
【図１】
2014517292.tif 000005
【図２】
2014517292.tif 000006
【図３】
2014517292.tif 000007
【図４】
2014517292.tif 000008
【図５】
2014517292.tif 000009
【図６】
2014517292.tif 000010
【図７】
2014517292.tif 000011
【図８】
2014517292.tif 000012
【国際調査報告】
2014517292.tif 000013
2014517292.tif 000014