(57)【要約】  方法は、分子診断試験デバイスを電力源に連結することを含む。生体試料は、試料調製モジュール内に移される。次いで、デバイスは、単一の動作のみによって、デバイスにさらなる使用者の動作を伴わずに以下の機能を実施させるように作動される。第１に、デバイスは、試料調製モジュールの加熱器を介して試料を加熱して、試料の一部分を溶解する。第２に、デバイスは、溶解試料を増幅モジュールに移し、増幅モジュールの反応体積内で試料を加熱して、核酸を増幅し、それによって、標的アンプリコンを含む増幅物溶液を生成する。次いで、デバイスは、検出モジュール内で、（ｉ）増幅物溶液、および（ｉｉ）増幅物溶液内の標的アンプリコンの存在を示す信号を生成するように配合された試薬の各々を反応させる。次いで、信号に関連付けられている結果が読み取られる。【選択図】図２０
2021502057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子診断試験デバイスを使用して核酸を検出する方法であって、
前記分子診断試験デバイスを電力源に連結することと、
前記分子診断試験デバイス内の試料調製モジュール内に投入開口部を介して生体試料を移すことと、
前記分子診断試験デバイスを単一の動作のみによって作動させて、前記分子診断試験デバイスに、
Ａ）前記試料調製モジュールの加熱器を介して前記生体試料を加熱し、前記生体試料の一部分を溶解して、投入試料を生成すること、
Ｂ）前記投入試料を前記分子診断試験デバイス内の増幅モジュールに移すことであって、前記増幅モジュールが、反応体積を画定する、移すこと、
Ｃ）前記反応体積内の前記投入試料を加熱して、前記投入試料中の前記核酸を増幅させ、それによって、標的アンプリコンを含む増幅物溶液を生成すること、ならびに
Ｄ）前記分子診断試験デバイス内の検出モジュール内で、（ｉ）前記増幅物溶液、および（ｉｉ）前記増幅物溶液中の前記標的アンプリコンの存在を示す信号を生成するように配合された試薬の各々を反応させることであって、前記検出モジュールが、前記標的アンプリコンを捕捉して前記信号を生成するように構成された検出表面を含む、反応させることを行わせることと、
前記信号に関連付けられている結果を読み取ることと、を含む、方法。
【請求項２】
前記単一の動作が、前記分子診断試験デバイスの蓋を閉鎖することである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
分子診断試験デバイスを使用して核酸を検出する方法であって、
前記分子診断試験デバイスを電力源に連結することと、
前記分子診断試験デバイス内の試料調製モジュール内に投入開口部を介して生体試料を移すことと、
前記分子診断試験デバイスに連結された蓋で前記投入開口部を被覆することと、
前記投入開口部を前記被覆することのみに応じて、前記分子診断試験デバイスに、
Ａ）前記試料調製モジュールの加熱器を介して前記生体試料を加熱し、中の、前記生体試料の一部分を溶解して、投入試料を生成すること、
Ｂ）前記分子診断試験デバイス内の増幅モジュールに前記投入試料を移すことであって、前記増幅モジュールが、反応体積を画定する、移すこと、
Ｃ）前記反応体積内の前記投入試料を加熱して、前記投入試料中の前記核酸を増幅し、それによって、標的アンプリコンを含む増幅物溶液を生成すること、ならびに
Ｄ）前記分子診断試験デバイス内の検出モジュール内で、（ｉ）前記増幅物溶液、および（ｉｉ）前記増幅物溶液中の前記標的アンプリコンの存在を示す信号を生成するように配合された試薬の各々を反応させることであって、前記検出モジュールが、前記標的アンプリコンを捕捉して、前記信号を生成するように構成された検出表面を含む、反応させることを行わせることと、
前記信号に関連付けられている結果を読み取ることと、を含む、方法。
【請求項４】
前記分子試験デバイスが単回使用デバイスであり、前記方法が、
前記読み取ることの後に、前記分子試験デバイスを廃棄することをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記分子診断試験デバイスを前記電力源に前記連結することが、前記分子診断試験デバイスを電気コードを介して前記電力源に連結すること、前記電力源の端子を前記分子診断試験デバイスの対応する端子に連結すること、または前記電力源と前記分子診断試験デバイス内の電子制御部との間から絶縁部材を移動させることのうちのいずれか１つを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記投入開口部を前記被覆することが、単一の動作によって実施される、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記投入開口部を前記被覆することが、Ａ）前記投入開口部上に前記蓋の封止部分を移動させることと、Ｂ）前記電力源から前記加熱器に電力を供給するようにスイッチを作動させることと、Ｃ）前記単一の動作によって、前記分子診断試験デバイス内の封止された試薬容器から前記試薬を放出することと、を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記被覆することの後に、前記蓋の係止部分が前記分子診断試験デバイスに不可逆的に係合されて、前記投入開口部を開放することを防止する、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記連結することの前に、前記封止された試薬容器を含む前記分子診断試験デバイスを、少なくとも６か月間保管することをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
核酸を検出する方法であって、
試料調製モジュール内で、逆転写酵素を生体試料と混合して、逆転写溶液を形成することと、
前記試料調製モジュール内で、前記逆転写溶液を溶解温度範囲内の第１の温度に加熱して、リボ核酸（ＲＮＡ）分子を放出することと、
前記試料調製モジュール内で、前記逆転写溶液を逆転写温度範囲内の第２の温度に加熱して、相補的デオキシリボ核酸（ｃＤＮＡ）分子を生成することと、
前記試料調製モジュール内で、前記逆転写溶液を不活性化温度を上回る第３の温度に加熱して、前記逆転写酵素の不活性化を引き起こすことと、
前記逆転写溶液を増幅モジュールに移すことと、を含む、方法。
【請求項１１】
前記逆転写溶液が、リボヌクレアーゼ阻害剤を欠いている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の温度に前記加熱すること、および前記第２の温度に前記加熱することが、少なくとも１０分以内に実施される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記試料調製モジュールが、流路を画定する流動部材、および前記流動部材に連結された加熱器を含み、
前記第１の温度に前記加熱すること、および前記第２の温度に前記加熱することが、前記加熱器を作動させること、および前記逆転写溶液を前記流路を通して移すことによって実施される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記流路が、蛇行流路である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記逆転写溶液の体積が、少なくとも５０マイクロリットルである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の温度に前記加熱することが、前記逆転写溶液を１秒当たり摂氏０．１度〜１秒当たり摂氏１００度の速度で加熱することを含み、
前記第２の温度に前記加熱することが、前記逆転写溶液を１秒当たり摂氏０．１度〜１秒当たり摂氏１００度の速度で加熱することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記生体試料が、濾過されていない試料である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記逆転写溶液の流量は、前記逆転写溶液が、少なくとも約２５秒の時間期間、前記第３の温度に加熱されるようなものであり、前記第３の温度が、摂氏約９２度〜摂氏約９８度である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジング内の試料調製モジュールであって、前記試料調製モジュールが、生体試料を受容する試料投入体積、および前記試料投入体積がアクセスされ得る投入開口部を画定し、前記試料調製モジュールが、前記生体試料を加熱して、投入溶液を生成するように構成された加熱器を含む、試料調製モジュールと、
ハウジング内に配設された試薬モジュールであって、前記試薬モジュールが、前記投入溶液からの標的アンプリコンの存在を示す信号の生成を容易にするように配合された検出試薬を含む試薬容器を含み、前記検出試薬が、前記試薬容器内に封止されている、試薬モジュールと、
前記投入溶液から前記標的アンプリコンを捕捉するように構成された検出表面を含む検出モジュールであって、前記検出モジュールは、前記信号が、前記試薬が前記検出モジュール内に移されていることに応じて生成されるように、前記試薬モジュールと流体連通している、検出モジュールと、
前記ハウジングに移動可能に連結された蓋であって、前記蓋が、封止部分、スイッチ部分、および試薬アクチュエータを含み、前記蓋が、第１の蓋位置と第２の蓋位置との間で前記ハウジングに対して移動するように構成され、前記投入開口部は、前記蓋が前記第１の蓋位置にあるときに露出され、前記蓋の前記封止部分は、前記蓋が前記第２の蓋位置にあるときに前記投入開口部を被覆し、前記スイッチ部分は、前記蓋が前記第１の蓋位置から前記第２の蓋位置に移動されたときに、スイッチを作動させ、前記加熱器に電力を供給するように構成されており、前記試薬アクチュエータは、前記蓋が前記第１の蓋位置から前記第２の蓋位置に移動されたときに、前記封止された試薬容器から前記試薬を放出するように構成されている、蓋と、を備える、装置。
【請求項２０】
前記蓋が、前記ハウジング、前記試料調製モジュール、または前記試薬モジュールのうちの少なくとも１つに不可逆的に係合して、前記第２の蓋位置に前記蓋を維持する係止部分を含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記蓋の前記係止部分は、前記蓋が前記第２の蓋位置にあるときに、前記ハウジングによって画定される開口部内に嵌合受容される突出部である、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記ハウジングの前記投入開口部が、第１の投入開口部であり、
前記蓋が、第２の投入開口部を画定し、前記第２の投入開口部は、前記蓋が前記第１の蓋位置にあるときに、前記第１の投入開口部と整列する、請求項１９に記載の装置。
【請求項２３】
前記蓋の前記封止部分は、前記蓋が前記第２の蓋位置にあるときに、前記試料投入体積を流体隔離する、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記試薬モジュールが、試薬ハウジングおよび穿孔器を含み、前記試薬ハウジングは、前記穿孔器が前記試薬容器の一部分を貫通したときに、前記試薬が前記封止された試薬容器から放出される、試薬リザーバを画定し、前記試薬リザーバが、前記検出モジュールと流体連通して配置されるように構成されており、
前記試薬アクチュエータは、前記蓋が前記第１の蓋位置から前記第２の蓋位置に移動されたときに、前記穿孔器に前記試薬容器の前記部分を貫通させる力を及ぼす突出部を含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２５】
前記蓋の前記試薬アクチュエータが、第１の試薬アクチュエータであり、
前記試薬モジュールが、前記蓋と前記試薬ハウジングとの間に第２の試薬アクチュエータを含み、前記第２の試薬アクチュエータが、変形可能な部材を含み、前記第１の試薬アクチュエータの前記突出部は、前記変形可能な部材が前記力を伝達して、前記試薬容器を前記試薬リザーバ内で移動して前記穿孔器と接触させるように、前記変形可能な部材に前記力を及ぼすように構成されている、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記試薬モジュールが、前記試薬リザーバ内で前記試薬容器を連結するように構成された試薬容器支持部材を含み、前記試薬容器支持部材が、封止部分および連結部分を有し、前記封止部分が、前記試薬リザーバを流体隔離するために、前記試薬ハウジングに連結され、前記連結部分が、前記試薬容器を前記試薬リザーバ内の第１の容器位置で支持するために、前記試薬容器の一部分に連結され、前記試薬容器は、前記第１の容器位置にあるときに、前記穿孔器から離間されており、
前記試薬容器支持部材が、前記試薬アクチュエータによって及ぼされる前記力に応じて、初期構成から変形構成に変形するように構成されており、前記試薬容器は、前記試薬容器支持部材が前記初期構成から前記変形構成に移行したときに、前記試薬リザーバ内の第２の容器位置に移動して前記穿孔器と接触する、請求項２４に記載の装置。
【請求項２７】
前記試薬容器支持部材が、前記初期構成において付勢されている、請求項２４に記載の装置。
【請求項２８】
前記ハウジング内の増幅モジュールであって、前記増幅モジュールが、前記試料調製モジュールからの前記投入溶液を受容するように構成されており、前記増幅モジュールが、前記投入溶液を加熱して、前記投入溶液内の核酸を増幅して、前記標的アンプリコンを含む検出溶液を生成するように構成されている、増幅モジュール、をさらに備える、請求項１９に記載の装置。
【請求項２９】
前記ハウジング内に配設された流体ポンプであって、前記流体ポンプが、前記増幅モジュール内で前記投入溶液の投入流動を生成するように構成されている、流体ポンプと、
前記ハウジング内の制御モジュールであって、前記制御モジュールが、前記スイッチおよびプロセッサを含み、前記スイッチは、前記蓋が前記第１の蓋位置から前記第２の蓋位置に移動したときに、前記プロセッサに電力を供給し、前記プロセッサが、前記増幅モジュール内の前記試料の前記投入流動の速度を制御するために、前記流体ポンプへの電力投入を規制するように構成されている、制御モジュールと、をさらに備える、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記ハウジング内の制御モジュールであって、前記制御モジュールが、前記スイッチおよびプロセッサを含み、前記プロセッサが、前記加熱器への電力の伝送を制御するように構成されており、前記蓋の前記スイッチ部分は、前記蓋が前記第２の蓋位置にあるときに、前記スイッチに係合するように構成されているスイッチ突出部を含む、制御モジュール、をさらに備える、請求項１９に記載の装置。
【請求項３１】
前記試薬が、第１の試薬または第２の試薬のうちの１つであり、前記第１の試薬は、前記第１の試薬が前記検出モジュール内に移されていることに応じて、前記標的アンプリコンに結合されるように配合されており、前記第２の試薬は、前記第１の試薬によって触媒されたときに、前記信号を生成するように配合されている、請求項１９に記載の装置。
【請求項３２】
前記第２の試薬は、前記第２の試薬が前記第１の試薬と接触したときに、不溶性着色粒子を生成するように配合された沈殿基質である、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記試薬容器が、第１の試薬容器であり、
前記試薬が、第１の試薬であり、前記第１の試薬は、前記第１の試薬が前記検出モジュール内に移されていることに応じて、前記標的アンプリコンに結合するように配合された触媒試薬、または前記触媒試薬によって触媒されたときに、前記信号を生成するように配合された沈殿試薬のうちの１つであり、
前記試薬モジュールが、洗浄緩衝液および遮断緩衝液を含む溶液を含む第２の試薬容器を含み、前記遮断緩衝液が、前記検出表面から離間された前記検出モジュール内の前記標的アンプリコンの付着を低減するように配合されている、請求項１９に記載の装置。
【請求項３４】
分子診断試験デバイスを使用して核酸を検出する方法であって、
第１の時間に、前記分子診断試験デバイス内の試薬モジュールから前記分子診断試験デバイス内の検出モジュールに、第１の試薬溶液の第１の体積を移すことであって、前記検出モジュールが、前記核酸に関連付けられた標的アンプリコンを捕捉するように構成された検出表面を含み、前記第１の試薬溶液が、遮断剤および洗浄緩衝液を含み、前記第１の試薬溶液の前記第１の体積が、前記検出モジュール内の表面に吸着するのに十分な量の前記遮断溶液を含む、移すことと、
前記標的アンプリコンが前記検出表面上に捕捉されるように、第２の時間に、前記標的アンプリコンを含む試料溶液を前記検出モジュールに内に移すことと、
前記第２の時間の後に、前記検出モジュール内に第２の試薬溶液を移すことであって、前記第２の試薬溶液が、前記試料溶液内の前記標的アンプリコンの存在を示す信号が生成されるように配合されている、移すことと、
前記第２の時間の後に、前記検出モジュール内に前記第１の試薬溶液の第２の体積を移すことであって、前記第１の試薬溶液の前記第２の体積が、前記検出モジュールからの前記試料溶液または前記第２の試薬溶液のうちの少なくとも１つから、結合していない成分を除去するのに十分な量の前記洗浄緩衝液を含む、移すことと、を含む、方法。
【請求項３５】
前記分子診断試験デバイスが、独立型分子診断試験デバイスであり、前記検出する方法が、いかなる外部器具も伴わずに実施される、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記試薬モジュールが、第１の試薬容器を含み、前記第１の試薬溶液が、前記第１の時間の前記移すことの前に、前記第１の試薬容器内に封止され、前記方法が、
前記分子診断試験デバイス内の前記第１の試薬容器から前記第１の試薬溶液を放出することをさらに含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記放出することの前に、前記封止された第１の試薬容器を含む前記分子診断試験デバイスを、少なくとも６か月間保管することをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記試薬モジュールが、試薬リザーバを画定する試薬ハウジングを含み、
前記第１の試薬溶液を前記放出することが、前記第１の試薬溶液を前記試薬リザーバ内に放出することを含み、
前記第１の時間に前記第１の試薬溶液の前記第１の体積を前記移すことが、前記第１の試薬溶液の前記第１の体積を前記試薬リザーバから前記検出モジュール内に移すこと、および前記第１の試薬溶液の前記第１の体積の少なくとも一部分を前記検出モジュールから前記試薬リザーバに戻すことを含み、
前記第２の時間の後に前記第１の試薬溶液の前記第２の体積を前記移すことが、前記試薬リザーバから前記第１の試薬溶液の前記第２の体積を移すことを含み、前記第２の体積が、前記試薬リザーバに戻された前記第１の体積の前記部分を含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記第１の時間に前記第１の試薬溶液の前記第１の体積を前記移すこと、前記第２の時間に前記試料溶液を前記移すこと、および前記第２の時間の後に前記第１の試薬溶液の前記第２の体積を前記移すことが、各々、前記ハウジング内の流体ポンプによって実施される、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記遮断剤がウシ血清アルブミンを含み、前記洗浄緩衝液が、界面活性剤を含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４１】
前記第１の試薬溶液が、０．０２パーセント〜５パーセントのウシ血清アルブミン、および０．０５パーセント〜１０パーセントの界面活性剤を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記第２の時間の前に、前記分子診断試験デバイス内の増幅モジュールに投入試料を移すことであって、前記増幅モジュールが、反応体積を画定する、移すことと、
前記反応体積内の前記投入試料を加熱して、前記投入試料中の前記核酸を増幅し、それによって、前記標的アンプリコンを含む前記試料溶液を生成することと、をさらに含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４３】
分子診断試験デバイスを使用して核酸を検出する方法であって、
前記分子診断試験デバイス内の試料調製モジュール内に投入開口部を介して生体試料を移すことと、
前記分子診断試験デバイスを作動させることであって、前記分子診断試験デバイスに、
Ａ）前記分子診断試験デバイス内の試薬モジュールから前記分子診断試験デバイス内の検出モジュールに、試薬溶液の第１の体積を移すことであって、前記検出モジュールが、前記核酸に関連付けられている標的アンプリコンを捕捉するように構成された検出表面を含み、前記試薬溶液が、遮断剤および洗浄緩衝液を含み、前記遮断剤が、前記検出モジュール内の表面に吸着するように配合されている、移すこと、
Ｂ）前記試薬溶液の前記第１の体積を前記検出モジュールから移して、前記試薬モジュールに戻すこと、
Ｃ）前記生体試料から、前記核酸に関連付けられている前記標的アンプリコンを含む増幅物溶液を生成すること、
Ｄ）前記標的アンプリコンが前記検出表面上に捕捉されるように、前記増幅物溶液を前記検出モジュール内に移すこと、ならびに
Ｅ）前記試薬溶液の第２の体積を前記試薬モジュールから前記検出モジュール内に移して、前記検出モジュールからの前記増幅物溶液から結合していない成分を除去すること、を行わせる、作動させることと、
前記検出表面上に捕捉された前記標的アンプリコンに関連付けられている結果を読み取ることと、を含む、方法。
【請求項４４】
前記分子試験デバイスが単回使用デバイスであり、前記方法が、
前記読み取ることの後に、前記分子試験デバイスを廃棄することをさらに含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記分子診断試験デバイスを前記作動させることが、単一の動作のみによって実施される、請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
前記単一の動作が、前記分子診断試験デバイスの蓋を閉鎖して、前記生体試料を前記試料調製モジュール内に保持することである、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記試薬モジュールが、試薬容器、および試薬リザーバを画定する試薬ハウジングを含み、前記試薬溶液が、前記作動することの前に前記試薬容器内に封止され、
前記分子診断試験デバイスを前記作動することは、さらに、前記分子診断試験デバイスに、前記試薬溶液の前記第１の体積が前記検出モジュールに移される前に、前記試薬溶液を前記試薬リザーバ内に放出させる、請求項４３に記載の方法。
【請求項４８】
使い捨ての分子診断試験デバイスを使用して標的ＲＮＡ分子を検出する方法であって、
前記使い捨ての分子診断試験デバイスのハウジング内の逆転写モジュールに投入試料を移すことと、
前記逆転写モジュール内の前記投入試料を加熱して、前記標的ＲＮＡ分子に関連付けられている標的ＤＮＡ分子を生成することと、
前記逆転写モジュールから前記ハウジング内の増幅モジュールに前記投入試料を移すことであって、前記増幅モジュールが、反応体積を画定し、かつ加熱器を含む、移すことと、
前記加熱器を介して前記反応体積のうちの少なくとも一部分内で前記投入試料を加熱して、前記投入試料内の前記標的ＤＮＡ分子を増幅し、それによって、標的アンプリコンを含む増幅物溶液を生成する、加熱することと、
Ａ）前記増幅物溶液、およびＢ）前記増幅物溶液内の前記標的アンプリコンの存在を示す信号を生成するように配合された試薬の各々を検出モジュール内に移すことであって、前記検出モジュールが、前記信号を生成するために前記標的アンプリコンを保持するように構成された検出表面を含む、移すことと、を含み、
前記使い捨ての分子診断試験デバイスが、前記投入試料のウイルス負荷が１ミリリットル当たり１０コピーよりも大きいときに、前記信号を生成する、方法。
【請求項４９】
前記投入試料が、血漿試料であり、前記方法が、
血液試料を分離して、前記標的ＲＮＡ分子を含む前記血漿試料を生成することをさらに含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記分離することが、前記使い捨ての分子診断試験デバイスの前記ハウジング内で実施される、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記分離することが、前記使い捨ての分子診断試験デバイスの前記ハウジングの外側で実施され、前記方法が、
前記分離することの後に、前記使い捨ての分子診断試験デバイスの試料調製モジュール内に前記血漿試料を移すことをさらに含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５２】
前記読み取ることの後、前記使い捨ての分子試験デバイスを廃棄することをさらに含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５３】
前記信号が、可視信号であり、
前記検出モジュールが、前記増幅モジュールによって生成された前記増幅物溶液を受容し、前記可視信号を生成するように配合された吸着部材を含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５４】
装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジング内の試料調製モジュールであって、前記試料調製モジュールが、血液試料を受容するように構成された投入リザーバを画定し、前記試料調製モジュールが、前記血液試料から血漿試料を分離するように構成されており、前記血漿試料が、標的ＲＮＡ分子を含む、試料調整モジュールと、
前記ハウジング内の逆転写モジュールであって、前記逆転写モジュールが、前記血漿試料を加熱して、前記標的ＲＮＡ分子に関連付けられている標的ｃＤＮＡ分子を生成し、それによって、増幅溶液を生成するように構成されている、逆転写モジュールと、
前記ハウジング内に配設された増幅モジュールであって、前記増幅モジュールが、流動部材および加熱器を含み、前記流動部材が、前記増幅溶液を受容するように構成された反応体積を画定し、前記加熱器が、前記反応体積内に熱エネルギーを移して、前記増幅溶液内の前記標的ｃＤＮＡ分子を増幅して、標的アンプリコンを含む増幅物を生成するように構成されている、増幅モジュールと、を備える、装置。
【請求項５５】
前記試料調製モジュールが、疎水性血漿分離器を含む、請求項５４に記載の装置。
【請求項５６】
前記試料調製モジュールが、前記血漿試料を分離するように構成されたスパイラルフィルタを含む、請求項５４に記載の装置。
【請求項５７】
使い捨ての分子診断試験デバイスを使用して標的ＲＮＡ分子を検出する方法であって、
前記使い捨ての分子診断試験デバイス内の試料調製モジュール内に生体試料を移すことと、
前記使い捨ての分子診断試験デバイスを作動させることであって、前記使い捨ての分子診断試験デバイスに、
前記試料調製モジュールの逆転写部分内の前記生体試料を加熱して、前記標的ＲＮＡ分子に関連付けられている標的ＤＮＡ分子を生成し、それによって、増幅試料を生成すること、
前記標的ｃＤＮＡを、前記標的ｃＤＮＡ分子の複数の標的配列に関連付けられているプライマー組成物と混合すること、
前記増幅試料を増幅モジュールに移すことであって、前記増幅モジュールが、前記使い捨ての分子診断試験デバイスのハウジング内にある、移すこと、
前記増幅モジュール内の前記増幅試料を加熱して、前記増幅試料内の前記標的ｃＤＮＡ分子の前記複数の標的配列を増幅し、それによって、複数の標的アンプリコンを含む増幅物溶液を生成すること、ならびに
前記使い捨ての分子診断試験デバイス内の検出モジュール内に、Ａ）前記増幅物溶液、およびＢ）前記増幅物溶液中の前記標的アンプリコンの存在を示す信号を生成するように配合された試薬の各々を移すことであって、前記検出モジュールが、前記信号を生成するために単一領域内に前記複数の標的アンプリコンを保持するように構成された検出表面を含む、移すこと、を行わせる、作動させることと、
前記検出表面から前記信号を読み取ることと、を含む、方法。
【請求項５８】
前記検出表面の前記単一領域が、前記増幅物溶液が前記検出モジュールに移されたときに、前記標的アンプリコンの第１の標的配列が結合される第１の複数の捕捉プローブ、および前記標的アンプリコンの第２の標的配列が結合される第２の複数の捕捉プローブを含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記第１の複数の捕捉プローブが、一本鎖核酸、抗体、または結合タンパク質のいずれかを含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
前記検出表面が、前記検出溶液、前記第１の試薬、および前記第２の試薬が移される検出チャネルの境界の少なくとも一部分を画定する、請求項５７に記載の方法。
【請求項６１】
前記検出モジュールが、前記検出表面とは反対側の透明カバーを含み、前記カバーと前記検出表面との間の前記検出チャネルの深さが、約０．１２５ｍｍ〜約０．７５０ｍｍである、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記検出チャネルの幅が、約２ｍｍ〜約５ｍｍである、請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記検出溶液の前記体積が、少なくとも１０マイクロリットルである、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
装置であって、
分子診断デバイスのハウジングと、
前記ハウジング内に配設された試薬モジュールであって、前記試薬モジュールが、試薬ハウジング、内部に封止された試薬を含む試薬容器、穿孔器、および変形可能な支持部材を含み、前記試薬ハウジングは、前記穿孔器が前記試薬容器の一部分を貫通したときに、前記試薬が前記試薬容器から放出される試薬リザーバを画定する、試薬モジュールと、を備え、
前記変形可能な支持部材が、封止部分と連結部分を含み、前記封止部分が、前記試薬リザーバを流体隔離するように、前記試薬ハウジングに連結されており、前記連結部分が、前記穿孔器または前記試薬容器のうちの少なくとも１つに連結されており、
前記変形可能な支持部材が、前記変形可能な支持部材に及ぼされる作動力に応じて、前記第１の構成から前記第２の構成に変形するように構成されており、前記変形可能な支持部材は、前記変形可能な支持部材が前記第１の構成にあるときに、前記試薬容器の前記部分から離間された前記穿孔器を維持し、前記穿孔器は、前記変形可能な支持部材が前記第２の構成にあるときに、前記試薬容器の前記部分を貫通する、装置。
【請求項６５】
前記変形可能な支持部材が、前記第１の構成に向かって付勢される、請求項６４に記載の装置。
【請求項６６】
前記変形可能な支持部材が、前記穿孔器または前記試薬容器のうちの少なくとも１つに付勢力を及ぼし、前記付勢力が、前記試薬容器の前記部分から離間された前記穿孔器を維持するために、前記穿孔器または前記試薬容器のうちの少なくとも１つを適所に支持するのに十分である、請求項６５に記載の装置。
【請求項６７】
前記穿孔器が、前記試薬リザーバ内に連結されており、
前記試薬容器が、前記試薬リザーバ内に移動可能に配設されており、
前記変形可能な支持部材は、前記変形可能な支持部材が前記第１の構成から前記第２の構成に移行したときに、前記試薬容器が前記試薬リザーバ内の第１の容器位置から第２の容器位置に移動するように、前記試薬容器に連結されている、請求項６６に記載の装置。
【請求項６８】
前記穿孔器が、前記試薬リザーバ内に移動可能に配設されており、
前記変形可能な支持部材は、前記変形可能な支持部材が前記第１の構成から前記第２の構成に移行したときに、前記穿孔器が第１の穿孔器位置から第２の穿孔器位置に、および前記試薬容器の前記部分と接触するように移動するように、前記穿孔器に連結されている、請求項６６に記載の装置。
【請求項６９】
前記ハウジング内の検出モジュールであって、生体試料から標的分子を捕捉するように構成された検出表面を含み、前記検出モジュールは、前記標的分子の存在を示す信号が、前記試薬が前記検出モジュール内に移されていることに応じて生成されるように、前記試薬モジュールと流体連通している、検出モジュール、をさらに含む、請求項６４に記載の装置。
【請求項７０】
前記ハウジング内の試料調製モジュールであって、前記試料調製モジュールが、前記生体試料を受容する試料投入体積、および前記試料投入体積がアクセスされ得る投入開口部を画定し、前記試料調製モジュールが、前記生体試料を加熱して、投入溶液を生成するように構成された加熱器を含む、試料調製モジュールと、
前記ハウジングに移動可能に連結された蓋であって、前記蓋が、封止部分および試薬アクチュエータを含み、前記蓋が、第１の蓋位置と第２の蓋位置との間で前記ハウジングに対して移動するように構成されており、前記投入開口部は、前記蓋が第１の位置にあるときに露出され、前記蓋の前記封止部分は、前記蓋が前記第２の蓋位置にあるときに前記投入開口部を被覆し、前記試薬アクチュエータは、前記変形可能な支持部材に、前記蓋が前記第１の蓋位置から前記第２の蓋位置に移動されたときに、前記第１の構成から前記第２の構成に変形させるように構成されている、蓋と、をさらに備える、請求項６９に記載の装置。
【請求項７１】
前記試薬が、第１の試薬または第２の試薬のうちの１つであり、前記第１の試薬は、前記第１の試薬が前記検出モジュール内に移されていることに応じて、前記標的分子に結合されるように配合されており、前記第２の試薬が、前記第１の試薬によって触媒されたときに、前記信号を生成するように配合されている、請求項６９に記載の装置。
【請求項７２】
前記第２の試薬は、前記第２の試薬が前記第１の試薬と接触したときに、不溶性着色粒子を生成するように配合された沈殿基質である、請求項７０に記載の装置。
【請求項７３】
前記試薬容器が、第１の試薬容器であり、
前記穿孔器が、第１の穿孔器であり、
前記試薬が、第１の試薬であり、前記第１の試薬は、前記第１の試薬が前記検出モジュール内に移されていることに応じて、前記標的分子に結合するように配合された触媒試薬、または前記触媒試薬によって触媒されたときに、前記信号を生成するように配合された沈殿試薬のうちの１つであり、
前記試薬モジュールが、洗浄緩衝液および遮断緩衝液を含む溶液を含む第２の試薬容器を含み、前記遮断緩衝液が、前記検出表面から離間した前記検出モジュール内の前記標的アンプリコンの付着を低減するように配合されており、
前記変形可能な支持部材の前記連結部分が、第２の穿孔器または前記第２の試薬容器のうちの少なくとも１つに連結され、前記変形可能な支持部材は、前記変形可能な支持部材が前記第１の構成にあるときに、前記第２の試薬容器から離間された前記第２の穿孔器を維持し、前記第２の穿孔器は、前記変形可能な支持部材が前記第２の構成にあるときに、前記第２の試薬容器を貫通する、請求項６９に記載の装置。
【請求項７４】
核酸を検出する方法であって、
試料調製モジュール内で、逆転写酵素を生体試料と混合して、逆転写溶液を形成することであって、前記逆転写溶液が、リボヌクレアーゼ阻害剤を欠いている、形成することと、
前記試料調製モジュールの反応体積内で、前記逆転写溶液を溶解温度範囲内の第１の温度に加熱して、リボ核酸（ＲＮＡ）分子を放出することと、
前記試料調製モジュールの前記反応体積内で、前記逆転写溶液を逆転写温度範囲内の第２の温度に加熱して、相補的デオキシリボ核酸（ｃＤＮＡ）分子を生成することであって、前記第１の温度に前記加熱することおよび前記第２の温度前記加熱することは、前記ＲＮＡ分子が放出されたときから１分未満に前記ｃＤＮＡが生成されるように、連続的に実施される、生成することと、
前記逆転写溶液を増幅モジュールに移すことと、を含む、方法。
【請求項７５】
前記第１の温度に前記加熱すること、および前記第２の温度に前記加熱することは、前記ＲＮＡ分子が放出されたときから３０秒未満で前記ｃＤＮＡが生成されるように、連続的に実施される、請求項７４に記載の方法。
【請求項７６】
前記試料調製モジュールが、流路を画定する流動部材、および前記流動部材に連結された加熱器を含み、
前記第１の温度に前記加熱すること、および前記第２の温度に前記加熱することが、前記加熱器を起動すること、および前記逆転写溶液を前記流路を通して移すことによって実施される、請求項７４に記載の方法。
【請求項７７】
前記流路が、蛇行流路である、請求項７６に記載の方法。
【請求項７８】
前記生体試料が、ＭＳ２バクテリオファージを含み、
前記第２の温度が、摂氏約５０度〜摂氏約６５度であり、
前記第１の温度に前記加熱することが、前記ＭＳ２バクテリオファージから前記リボ核酸（ＲＮＡ）分子を放出させる、請求項７４に記載の方法。
【請求項７９】
前記生体試料が、インフルエンザＡウイルスを含み、
前記第２の温度が、摂氏約５０度〜摂氏約６５度であり、
前記第１の温度に前記加熱することが、前記インフルエンザＡウイルスから前記リボ核酸（ＲＮＡ）分子を放出させる、請求項７４に記載の方法。
【請求項８０】
前記生体試料が、ハンタウイルスを含み、
前記第２の温度が、摂氏約５０度〜摂氏約６５度であり、
前記第１の温度に前記加熱することが、前記ハンタウイルスから前記リボ核酸（ＲＮＡ）分子を放出させる、請求項７４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年１１月９日に出願され、「Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  Ｔｅｓｔ  Ｄｅｖｉｃｅ  ｗｉｔｈ  Ｒｅｖｅｒｓｅ  Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｍｏｄｕｌｅ」と題される、米国特許仮出願第６２／５８３，７８９号、および２０１７年１２月５日に出願され、「Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  Ｔｅｓｔ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔａｒｇｅｔ  Ｖｉｒｕｓｅｓ」と題される、米国特許仮出願第６２／５９４，９０５号に対する優先権の利益を主張するものであり、これらの各々は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本明細書に記載される実施形態は、分子診断試験のためのデバイスおよび方法に関する。より具体的には、本明細書に記載される実施形態は、逆転写能力を含む分子診断試験のための使い捨ての自己完結型デバイスおよび方法に関する。
【０００３】
米国内では毎年１０億を超える感染症が存在し、それらのうちの大半は、不正確な診断結果または診断結果の遅れに起因して、誤って治療される。多くの既知のポイントオブケア（ＰＯＣ）試験が、乏しい感度（３０〜７０％）を有する一方で、核酸の特異的検出を伴う試験または病原体標的に関連付けられている分子試験などのより感度の高い試験は、研究室でしか利用可能ではない。したがって、分子診断試験は、多くの場合、集中型研究室で実施されている。しかしながら、研究室に基づく分子診断試験を実施するための既知のデバイスおよび方法は、訓練された人材、規制されたインフラストラクチャ、および高価なハイスループット器具類を必要とする。既知のハイスループット研究室設備は、一般に、多く（９６〜３８４以上）の試料を一度に処理するため、集中研究室試験は、多くの場合、数回に分けて行われる。試験資料を処理するための既知の方法は、典型的には、１回の大規模な稼働で、ある時間期間（例えば、１日）に収集された全ての試料を処理することを含み、その結果、試料が収集された後に、数時間から数日間のターンアラウンドタイムが生じる。さらに、そのような既知の器具類および方法は、試薬を添加し、処理を監視し、かつステップごとに試料を移動させる熟練技術者の指導下で、ある特定の動作を実施するように設計されている。したがって、既知の研究室試験および方法は、非常に正確であるが、それらは多くの場合、かなりの時間およびかなりの費用を要する。
【０００４】
いくつかの既知の研究室に基づく分子診断検査方法および設備は、柔軟性（例えば、複数の異なる適応症に対する試験能力）を提供するが、そのような方法および設備は、ポイントオブケア（「ＰＯＣ」）の使用または訓練を受けていない使用者による家庭内での使用に容易に適応可能ではない。具体的には、そのような既知のデバイスおよび方法は、使用が複雑であり、高価で精緻な構成要素を含む。したがって、そのような既知の研究室に基づく方法およびデバイスを分散型設定（例えば、ＰＯＣまたは家庭内使用）で使用すると、誤用の増加をもたらし、不正確な結果または安全性の懸念につながる可能性が高い。例えば、多くの既知の研究室に基づくシステムは、精緻な光学系およびレーザ光源を含んでおり、訓練を受けていない使用者に安全上の危険をもたらす可能性がある。いくつかの既知のシステムはまた、使用者が試薬を取り扱うか、または試薬にさらされることを必要とする場合があり、これは訓練を受けていないにとって安全上の危険となり得る。例えば、いくつかの既知のシステムは、比較的大量の試薬を使用し、かつ／または（例えば、器具内での）試薬の補充を必要とする。これらの既知のシステムはまた、分散型使用には適していないことに加えて、長期の保管および輸送にも適していない。例えば、軍事用途のためのアッセイの備蓄を可能にするために、ＣＤＣ戦略的国家備蓄プログラムの一環として、または他の緊急事態への備えのためのイニシアチブとして、長期保管が望ましい場合がある。
【０００５】
さらに、多くの既知の研究室に基づくシステムによって提供される柔軟性のため、そのようなシステムは、訓練を受けていない使用者が、適切な順序に従わずに特定の動作を完了することを防止するロックアウトまたは機構を含まない。例えば、多くの既知のシステムおよび方法は、標的核酸を保存するための試料調製試薬の濾過、洗浄、溶解、および添加などのいくつかの別個の試料調製動作を含む。そのような動作が所定の順序で、および／または所定の時間制限内で実施されない場合、試験の精度が低下する可能性がある。いくつかの既知のシステムは、分析を「クリーンな」試料のみに限定することによって、試料調製に関連付けられている複雑さを制限することを試みている。その結果、詳細な試料調製を依然として上流のプロセスで実施する必要があるため、このようなシステムは、真のエンドツーエンドの分子診断方法を可能にしない。
【０００６】
最近の技術の進歩により、「ラボオンチップ」デバイスの開発が可能になったが、そのようなデバイスは、多くの場合、ポイントオブケア試験または家庭内使用には最適化されていない。例えば、いくつかの既知のデバイスおよび方法は、試験カートリッジとインターフェースするために高価または複雑な器具を必要とし、したがって、誤用可能性を増加させる。さらに、多くの既知の「ラボオンチップ」デバイスは、非常に小さい体積の試料（例えば、１マイクロリットル未満）を増幅するため、複数の異なる適応症（の分析例えば、３プレックスまたは４プレックス試験）には適していない。さらに、このような少量の試料体積を生成するデバイスは、多くの場合、フォトセル、電荷結合デバイス（ＣＣＤカメラ）などを使用した光学検出を含み、というのも、試料体積が小さすぎると、肉眼またはあまり精緻化されていない（かつ高価な）検出器によって読み取ることができる増幅物を生成できないためである。
【０００７】
いくつかの既知の分子診断システムおよび方法は、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（ＲＴ−ＰＣＲ）を実施することによって、ウイルス病原体の検出を容易にする。そのような方法は、ウイルスの隔離および検出に有用であるが、それらは複雑になる可能性があり、したがって、多くの既知のシステムおよび方法は、分散型および／またはポイントオブケア使用に適さないものになる。例えば、いくつかの既知のＲＴ−ＰＣＲ法は、リボヌクレアーゼ（ＲＮａｓｅ）による迅速な分解から標的ＲＮＡを隔離および保護するための追加のステップを含む。このような方法を実施するときの不整合は、ＲＮＡ分解のばらつきに起因して、不正確な結果につながる可能性がある。したがって、訓練を受けていない使用者による使用に適していない既知のＲＴ−ＰＣＲデバイスおよび方法。
【０００８】
ＨＩＶなどのウイルスを検出するためのいくつかの既知の方法は、感染に応じて体内で生成される抗体を検出することを含む。このような抗体ベースの試験は、このような試験が、最初の感染から数週間、血清陰性期の間は陰性であるため、急性および早期のＨＩＶ感染者の識別には効果的ではない場合がある。さらに、多くの既知の診断試験は、最初の診断を決定するために１回で実施されるが、いくつかの治療レジメンは、治療レジメンの反応を評価するために試験を繰り返すことを含む。例えば、ＨＩＶと診断された多くの人々は抗レトロウイルス（ＡＲＶ）療法を受けている。多くの場合、ＡＲＶレジメンは血中のＨＩＶウイルス負荷を検出不可能なレベルまで低下させるが、一部の患者は、アドヒアランス、薬剤耐性の発達、および毒性の問題に起因して、ウイルス負荷レベルのリバウンドを経験する。したがって、ＡＲＶレジメンはまた、ウイルス負荷試験を繰り返すことも含む。
【０００９】
したがって、分子診断試験のための改良されたデバイスおよび方法に対する必要性が存在する。特に、長期保管に適した改良されたデバイスおよび方法の必要性が存在する。また、使用が容易で、最小限の使用者入力で実施できる改良されたデバイスおよび方法の必要性も存在する。また、広範囲の試料（例えば、尿、唾液、および血液などの生試料）を受容することができる改良されたデバイスおよび方法の必要性も存在する。逆転写モジュールを含むか、または別の方法で標的ＲＮＡの検出を可能にする改良されたデバイスおよび方法の必要性も存在する。
【発明の概要】
【００１０】
試料中の核酸を増幅し、試料中の標的分子（例えば、ＤＮＡまたはＲＮＡ）の指標を生成するための分子診断試験デバイスが本明細書に記載される。いくつかの実施形態では、標的分子を検出する方法は、「ワンステップ」またはデバイスの「単一のボタン」作動を含む。例えば、いくつかの実施形態では、方法は、分子診断試験デバイスを電力源に連結することを含む。生体試料は、分子診断試験デバイス内の試料調製モジュール内に投入開口部を介して移される。次いで、分子診断試験デバイスは、単一の動作のみによって、さらなる使用者の動作を伴わずに、分子診断試験デバイスに以下の機能を実施させるように作動される。第１に、デバイスは、試料調製モジュールの加熱器を介して生体試料を加熱し、生体試料の一部分を溶解して、投入試料を生成する。第２に、デバイスは、分子診断試験デバイス内の増幅モジュールに投入試料を移す。次いで、デバイスは、増幅モジュールの反応体積内で投入試料を加熱して、投入試料中の核酸分子を増幅し、それによって、標的アンプリコンを含む増幅物溶液を生成する。次いで、デバイスは、分子診断試験デバイスの検出モジュール内で、（ｉ）増幅物溶液、および（ｉｉ）増幅物溶液中の標的アンプリコンの存在を示す信号を生成するように配合された試薬の各々を反応させる。検出モジュールは、標的アンプリコンを捕捉して、信号を生成するように構成された検出表面を含む。次いで、信号に関連付けられている結果が読み取られる。
【００１１】
いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイスおよび関連する方法は、表面遮断機能と洗浄機能との両方を実施するための多目的試薬（緩衝液とも呼ばれる）を使用することを含む。このようにして、試薬の量およびデバイスの簡便性を向上させることができ、それによって、ポイントオブケア使用、デバイスの使い捨て、および／またはＣＬＩＡが免除された方法に従うデバイスの動作が容易になる。具体的には、いくつかの実施形態では、多目的試薬は、検出イベント中に付着の望ましくない粒子に関連付けられているバックグラウンド信号を低減するための遮断剤を含み得る。信号品質を向上させることによって、そのようなデバイスおよび方法は、制限された試料調製での使用に適応され得る。さらに、多目的試薬は、結合していない成分を検出モジュール内から除去する洗浄剤を含み得る。そのような方法は、試薬の所望の機能に従って、異なる時間に多目的試薬の量を送達することを含み得る。
【００１２】
例えば、いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイスを使用して核酸を検出する方法は、第１の時間に分子診断試験デバイス内の試薬モジュールから分子診断試験デバイス内の検出モジュールに、第１の試薬溶液の第１の体積を移すことを含む。検出モジュールは、核酸に関連付けられている標的アンプリコンを捕捉するように構成された検出表面を含む。第１の試薬溶液は、遮断剤および洗浄緩衝液を含む。第１の試薬溶液の第１の体積は、検出モジュール内の表面に吸着するのに十分な量の遮断溶液を含む。標的アンプリコンを含む試料溶液は、標的アンプリコンが検出表面上に捕捉されるように、第２の時間に検出モジュール内に移される。第２の時間の後に、第２の試薬溶液が検出モジュール内に移される。第２の試薬溶液は、生成される試料溶液内の標的アンプリコンの存在を示す信号を引き起こすように配合される。この方法は、第２の時間の後に、検出モジュール内に第１の試薬溶液の第２の体積を移すことをさらに含む。第１の試薬溶液の第２の体積は、検出モジュールからの試料溶液または第２の試薬溶液のうちの少なくとも１つから、結合していない成分を除去するのに十分な量の洗浄緩衝液を収容する。
【００１３】
いくつかの実施形態では、方法は、生試料を溶解することと、同じ環境において、溶解された試料の逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を実施することと、を含む。別の言い方をすれば、いくつかの実施形態では、デバイスは、生試料を溶解し、単一のチャンバで高速ＲＴ−ＰＣＲを実施することを含む方法を容易にするために、単一の溶解／ＲＴ−ＰＣＲモジュールを含む。そのような方法は、溶解後の標的ＲＮＡの分解を制限し、それによって、正確な結果を生み出す方法で実施され得る。したがって、そのような方法は、ＣＬＩＡが免除されたポイントオブケアデバイスによって実施されるのに適している。
【００１４】
例えば、いくつかの実施形態では、核酸を検出する方法は、試料調製モジュール内で、逆転写酵素を生体試料と混合して、逆転写溶液を形成することを含む。逆転写溶液は、試料調製モジュール内で、溶解温度範囲内の第１の温度に加熱されて、リボ核酸（ＲＮＡ）分子を放出する。同じ試料調製モジュール内で、逆転写溶液は、逆転写温度範囲内の第２の温度に加熱されて、相補的デオキシリボ核酸（ｃＤＮＡ）分子を生成する。次いで、逆転写溶液は、同じ試料調製モジュール内で、不活性化温度を上回る第３の温度に加熱されて、逆転写酵素の不活性化を引き起こす。方法は、逆転写溶液を増幅モジュールに移すことをさらに含み、そこで、ｃＤＮＡは、後の検出のために増幅され得る。
【００１５】
いくつかの実施形態では、使い捨ての分子診断試験デバイスを使用して、標的ＲＮＡ分子を検出する方法は、使い捨ての分子診断試験デバイスのハウジング内の逆転写モジュールに投入試料を移すことを含む。投入試料は、逆転写モジュール内で加熱されて、標的ＲＮＡ分子に関連付けられている標的ｃＤＮＡ分子を生成する。投入試料は、逆転写モジュールからハウジング内の増幅モジュールに移される。増幅モジュールは、反応体積を画定し、加熱器を含む。方法は、加熱器を介して反応体積のうちの少なくとも一部分内で投入試料を加熱して、投入試料内の標的ｃＤＮＡ分子を増幅し、それによって、標的アンプリコンを含む増幅物溶液を生成することをさらに含む。方法は、Ａ）増幅物溶液、およびＢ）増幅物溶液中の標的アンプリコンの存在を示す信号を生成するように配合された試薬の各々を検出モジュール内に移すことをさらに含み、検出モジュールは、信号を生成するために標的アンプリコンを保持するように構成された検出表面を含む。投入試料のウイルス負荷が１ミリリットル当たり１０コピーよりも大きいときに信号を生成する、使い捨ての分子診断試験デバイス。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１−３】一実施形態による、それぞれ、分子診断試験デバイスの第１の構成、第２の構成、および第３の構成にあるの概略図である。
【図４】一実施形態による、単一の作動動作を含む核酸検出方法のフローチャートである。
【図５−６】一実施形態による、それぞれ第１の構成および第２の構成にある、分子診断試験デバイスの概略図である。
【図７】一実施形態による、核酸検出方法のフローチャートである。
【図８−１１】一実施形態による、それぞれ、第１の構成、第２の構成、第３の構成、および第４の構成にある、多目的試薬を使用する分子診断試験デバイスの概略図である。
【図１２】一実施形態による、多目的試薬を使用する核酸の検出方法のフローチャートである。
【図１３】一実施形態による、試薬を再利用することを含む、核酸を検出する方法のフローチャートである。
【図１４】信号の生成をもたらす、一実施形態による、酵素連結反応を示す図である。
【図１５】一実施形態による、分子診断試験デバイスの概略図である。
【図１６】一実施形態による、単一の溶解およびＲＴ−ＰＣＲモジュールを含む分子診断試験デバイスの一部分の概略図である。
【図１７Ａ−１７Ｃ】実施形態による、様々な溶解およびＲＴ−ＰＣＲの方法の温度対時間プロファイルを示すグラフである。
【図１８】一実施形態による、溶解およびＲＴ−ＰＣＲを単一の環境で実施することを含む、核酸を検出する方法のフローチャートである。
【図１９】一実施形態による、分子診断試験デバイスの概略図である。
【図２０−２１】それぞれ、一実施形態による、分子診断試験デバイスの斜視図および上面図である。
【図２２−２３】図２０および図２１に示される分子診断試験デバイスの分解図である。
【図２４−２５】図２０および図２１に示される分子診断試験デバイスの正面斜視図（図２４）および背面斜視図（図２５）であり、モジュールを示すためにハウジングが取り外されてしている。
【図２６】図２０および図２１に示される分子診断試験デバイスのハウジングアセンブリの分解斜視図である。
【図２７】図２０および図２１に示される分子診断試験デバイスの上側ハウジングの底面斜視図である。
【図２８−３０】図２０および図２１に示される分子診断試験デバイスの蓋の正面斜視図（図２８）、背面斜視図（図２９）、および底面斜視図（図３０）である。
【図３１−３２】図２０および図２１に示される分子診断検試験デバイスの可撓性板の上面斜視図（図３１）および底面斜視図（図３２）である。
【図３３−３４】図２１の線Ｘ−Ｘに沿って取られた側面断面図であり、それぞれ、第１の（作動前）構成および第２の（作動後）の構成にある分子診断試験デバイスを示している。
【図３５−３６】図２０および図２１に示される分子診断試験デバイスの変形可能な支持部材の上面斜視図（図３５）および底面斜視図（図３６）である。
【図３７−３８】図２０および図２１に示される分子診断試験デバイスの試料調製（またはステージング）モジュールの斜視図（図３７）および上面図（図３８）である。
【図３９−４０】図３７および図３８に示される試料調製モジュールの断面図（図３９）および分解図（図４０）である。
【図４１】図３７および図３８に示される試料調製モジュールの混合アセンブリの図３８の線Ｘ−Ｘに沿って取られた断面図である。
【図４２】図２０および図２１に示される分子診断試験デバイスの増幅モジュールの流動部材の上面図である。
【図４３】図２０および図２１に示される分子診断試験デバイスの検出モジュールの分解図である。
【図４４−４５】図２０および図２１に示される分子診断試験デバイスの試薬モジュールの上面斜視図（図４４）および底面斜視図（図４５）である。
【図４６】図２０および図２１に示される分子診断試験デバイスの回転弁アセンブリの正面斜視図である。
【図４７−５２】図４６に示される回転弁アセンブリの正面図であり、排出ハウジングが「透明」であり、６つの異なる動作構成の各々における弁円板を示している。
【図５３Ａ−Ｃ】一実施形態による、図２０および２１に示される分子診断デバイスの、動作の様々な段階における斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
いくつかの実施形態では、装置は、使い捨ての持ち運び可能な単回使用の安価な分子診断手段のために構成されている。装置は、試料調製、核酸増幅（例えば、ポリメラーゼ連鎖反応または等温増幅などを介する）、および検出を含むが、これらに限定されない高品質の分子診断試験を実施するように構成された１つ以上のモジュールを含み得る。いくつかの実施形態では、試料調製は、標的病原体／実体を隔離し、望ましくない増幅（例えば、ＰＣＲ）阻害剤を除去することによって行うことができる。続いて標的実体を溶解して、増幅のために標的核酸を放出させることができる。標的実体中の標的核酸は、温度サイクルを受けるポリメラーゼを用いて、または等温インキュベーションを介して増幅して、検出のためにより多数の標的核酸配列コピーを産出することができる。
【００１８】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される装置は、本明細書に記載される分子診断試験のいずれかを実施するために必要な全ての物質、機構、およびサブアセンブリを含む独立型デバイスである。このような独立型デバイスは、生体試料を操作するためのいかなる外部器具を必要とせず、本明細書に記載される方法を完了するために、電力源への接続（例えば、Ａ／Ｃ電力源への連結、電池への結合など）を必要とするだけである。例えば、本明細書に記載されるデバイスは、試料を加熱するため、試料を撹拌または混合するため、流動部材内の流体をポンプで送る（または移動する）ためなどの、いかなる外部器具も必要としない。むしろ、本明細書に記載される実施形態は完全に収容されており、生体試料を追加して電力源に連結されると、デバイスは、本明細書に記載される分子診断試験を実施するために作動され得る。いくつかの実施形態では、デバイスを作動させる方法は、デバイスがＣＬＩＡが免除されたデバイスであるようなものであり得、かつ／またはＣＬＩＡが免除された方法に従って動作し得る。
【００１９】
いくつかの実施形態では、標的分子を検出する方法は、「ワンステップ」またはデバイスの「単一のボタン」作動を含む。例えば、いくつかの実施形態では、方法は、分子診断試験デバイスを電力源に連結することを含む。生体試料は、分子診断試験デバイス内の試料調製モジュール内に投入開口部を介して移される。次いで、分子診断試験デバイスは、単一の動作のみによって、さらなる使用者の動作を伴わずに、分子診断試験デバイスに以下の機能を実施させるように作動される。第１に、デバイスは、試料調製モジュールの加熱器を介して生体試料を加熱し、生体試料の一部分を溶解して、投入試料を生成する。第２に、デバイスは、分子診断試験デバイス内の増幅モジュール内に投入試料を移す。次いで、デバイスは、増幅モジュールの反応体積内の投入試料を加熱して、投入試料中の核酸を増幅し、それによって、標的アンプリコンを含む増幅物溶液を生成する。次いで、デバイスは、分子診断試験デバイスの検出モジュール内で、（ｉ）増幅物溶液、および（ｉｉ）増幅物溶液中の標的アンプリコンの存在を示す信号を生成するように配合された試薬の各々を反応させる。検出モジュールは、標的アンプリコンを捕捉して、信号を生成するように構成された検出表面を含む。次いで、信号に関連付けられている結果が読み取られる。
【００２０】
いくつかの実施形態では、装置は、投入試料ポートを被覆すること、および蓋が閉鎖されたときにデバイスの１つ以上の機構を作動させることの両方のために機能する蓋（カバーとも呼ばれる）を含むことができる。このようにして、蓋を閉鎖する単一の動作はまた、デバイスの全ての側面を作動させ、したがって、デバイスの作動および方法を簡便化する。特に、いくつかの実施形態では、核酸を検出する方法は、分子診断試験デバイスを電力源に連結することと、分子診断試験デバイス内の試料調製モジュールに投入開口部を介して生体試料を移すことと、を含む。これらの動作の順序は重要ではない。デバイスを作動させるために、投入開口部は、分子診断試験デバイスに連結された蓋で被覆される。この被覆のみに応じて、デバイスは次いで、さらなる使用者動作を伴わずに、次の機能を実施する。第１に、デバイスは、試料調製モジュールの加熱器を介して生体試料を加熱し、生体試料の一部分を溶解して、投入試料を生成する。第２に、デバイスは、分子診断試験デバイス内の増幅モジュールに投入試料を移す。次いで、デバイスは、増幅モジュールの反応体積内で投入試料を加熱して、投入試料中の核酸を増幅し、それによって、標的アンプリコンを含む増幅物溶液を生成する。次いで、デバイスは、分子診断試験デバイスの検出モジュール内で、（ｉ）増幅物溶液、および（ｉｉ）増幅物溶液中の標的アンプリコンの存在を示す信号を生成するように配合された試薬の各々を反応させる。検出モジュールは、標的アンプリコンを捕捉して、信号を生成するように構成された検出表面を含む。次いで、信号に関連付けられている結果が読み取られる。
【００２１】
いくつかの実施形態では、装置は、ハウジングと、ハウジング内の試料調製モジュールと、ハウジング内の試薬モジュールと、検出モジュールと、ハウジングに移動可能に連結された蓋と、を含む。試料調製モジュールは、生体試料を受容する試料投入体積、および試料投入体積がアクセスされ得る投入開口部を画定する。試料調製モジュールは、生体試料を加熱して、投入溶液を生成するように構成された加熱器を含む。試薬モジュールは、投入溶液からの標的アンプリコンの存在を示す信号の生成を容易にするように配合された検出試薬を含む試薬容器を含む。検出試薬は、試薬容器内に封止される。封止部は、例えば、試薬の保管寿命を維持し、試薬の漏出を防止する箔封止部であってもよい。検出モジュールは、投入溶液から標的アンプリコンを捕捉するように構成された検出表面を含む。検出モジュールは、信号が試薬が検出モジュール内に移されていることに応じて信生成されるように、試薬モジュールと流体連通している。蓋は、封止部分と、スイッチ部分と、試薬アクチュエータと、を含む。蓋は、第１の蓋位置と第２の蓋位置との間でハウジングに対して移動する。蓋が第１の蓋位置にあるときに、投入開口部は露出され、蓋が第２の蓋位置にあるときに、蓋の封止部分は投入開口部を被覆する。蓋が第１の蓋位置から第２の蓋位置に移動したときに、Ａ）スイッチ部分は、スイッチを作動させて、加熱器に電力を供給し、Ｂ）試薬アクチュエータは、封止された試薬容器から試薬を放出する。
【００２２】
いくつかの実施形態では、装置は、試料調製モジュールからの投入溶液を受容するハウジング内の増幅モジュールをさらに含む。増幅モジュールは、投入溶液を加熱して、投入溶液内の核酸を増幅して、標的アンプリコンを含む検出溶液を生成するように構成されている。
【００２３】
いくつかの実施形態では、蓋は、ハウジング、試料調製モジュール、または試薬モジュールのうちの少なくとも１つに不可逆的に係合して、第２の蓋位置に蓋を維持する係止部分を含む。このようにして、分子診断デバイスは不可逆的に使用されるように構成されている。同様に述べると、この配置により、デバイスの再使用、またはデバイスが作動した後に生体試料を補足する後続の試みが防止される。
【００２４】
いくつかの実施形態では、試薬モジュールは、試薬ハウジングと、穿孔器と、を含む。試薬ハウジングは、穿孔器が試薬容器の一部分を貫通したときに、試薬が封止された試薬容器から放出される試薬リザーバを画定する。試薬アクチュエータは、蓋が第１の蓋位置から第２の蓋位置に移動されたときに、穿孔器に試薬容器の部分を貫通させる力を及ぼす突出部を含む。いくつかの実施形態では、装置は、穿孔器および／または試薬容器を、それらが離間された位置に維持するように構成された変形可能な支持部材を含む。変形可能な支持部材は、蓋が第２の位置に移動されたときに及ぼされる力に応じて、穿孔器および／または試薬容器を互いに接触するように移動するように変形するように構成されている。
【００２５】
いくつかの実施形態では、装置は、分子診断デバイスのハウジングと、ハウジング内の試薬モジュールと、を含む。試薬モジュールは、試薬ハウジングと、内部に封止された試薬を収容する試薬容器と、穿孔器と、変形可能な支持部材と、を含む。試薬ハウジングは、穿孔器が試薬容器の一部分を貫通したときに、試薬が試薬容器から放出される試薬リザーバを画定する。変形可能な支持部材は、封止部分と、連結部分と、を含む。封止部分は、試薬リザーバを流体隔離するために試薬ハウジングに連結される。連結部分は、穿孔器または試薬容器のうちの少なくとも１つに連結される。変形可能な支持部材は、変形可能な支持部材に及ぼされる作動力に応じて、第１の構成から第２の構成に変形するように構成されている。変形可能な支持部材は、変形可能な支持部材が第１の構成にあるときに、穿孔器を試薬容器の部分から離間させて維持する。穿孔器は、変形可能な支持部材が第２の構成にあるときに、試薬容器の部分を貫通する。
【００２６】
いくつかの実施形態では、試薬は第１の試薬または第２の試薬のうちの１つである。第１の試薬は、第１の試薬が検出モジュールに移されることに応じて、標的分子に結合するように配合され、第２の試薬は、第１の試薬によって触媒されるときに信号を生成するように配合される。第２の試薬は、例えば、第２の試薬が第１の試薬と接触したときに、不溶性着色粒子を生成するように配合された沈殿基質であり得る。
【００２７】
いくつかの実施形態では、試薬は、第１の試薬であり、第１の試薬が検出モジュール内に移されていることに応じて、標的分子に結合するように配合された触媒試薬、または触媒試薬によって触媒されたときに、信号を生成するように配合された沈殿試薬のうちの１つである。試薬モジュールは、洗浄緩衝液および遮断緩衝液を収容する溶液を含む第２の試薬容器を含み、遮断緩衝液は、検出モジュール内の標的アンプリコンまたは他の分子の付着を低減するように配合されている。変形可能な支持部材の連結部分は、第２の穿孔器または第２の試薬容器のうちの少なくとも１つに連結される。変形可能な支持部材は、変形可能な支持部材が第１の構成にあるときに、第２の試薬容器から離間された第２の穿孔器を維持する。第２の穿孔器は、変形可能な支持部材が第２の構成にあるときに、第２の試薬容器を貫通する。
【００２８】
いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイスおよび関連する方法は、表面遮断機能と洗浄機能との両方を実施するための多目的試薬（緩衝液とも呼ばれる）を使用することを含む。このようにして、試薬の量およびデバイスの簡便性を向上させることができ、それによって、ポイントオブケア使用、デバイスの使い捨て、および／またはＣＬＩＡが免除された方法に従うデバイスの動作が容易になる。具体的には、いくつかの実施形態では、多目的試薬は、検出イベント中に付着の望ましくない粒子に関連付けられているバックグラウンド信号を低減するための遮断剤を含み得る。信号品質を向上させることによって、そのようなデバイスおよび方法は、制限された試料調製での使用に適応され得る。さらに、多目的試薬は、結合していない成分を検出モジュール内から除去する洗浄剤を含み得る。そのような方法は、試薬の所望の機能に従って、異なる時間に、多目的試薬の量を送達することを含み得る。
【００２９】
例えば、いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイスを使用して核酸を検出する方法は、第１の時間に分子診断試験デバイス内の試薬モジュールから分子診断試験デバイス内の検出モジュールに、第１の試薬溶液の第１の体積を移すことを含む。検出モジュールは、核酸に関連付けられている標的アンプリコンを捕捉するように構成された検出表面を含む。第１の試薬溶液は、遮断剤および洗浄緩衝液を含む。第１の試薬溶液の第１の体積は、検出モジュール内の表面に吸着するのに十分な量の遮断溶液を含む。標的アンプリコンを含む試料溶液は、標的アンプリコンが検出表面上に捕捉されるように、第２の時間に検出モジュール内に移される。第２の時間の後に、第２の試薬溶液が検出モジュール内に移される。第２の試薬溶液は、生成される試料溶液内の標的アンプリコンの存在を示す信号を引き起こすように配合される。この方法は、第２の時間の後に、検出モジュール内に第１の試薬溶液の第２の体積を移すことをさらに含む。第１の試薬溶液の第２の体積は、検出モジュールからの試料溶液または第２の試薬溶液のうちの少なくとも１つから、結合していない成分を除去するのに十分な量の洗浄緩衝液を含む。いくつかの実施形態では、第１の試薬溶液は、０．０２パーセント〜５パーセントのウシ血清アルブミン、および０．０５パーセント〜１０パーセントの界面活性剤を含む。
【００３０】
いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイスを使用した核酸の検出方法は、多目的試薬を再利用することを含む。具体的には、試薬を第１の時間に使用して遮断機能を実施することができ、次いで、検出モジュールを通じて移して、第２の時間に洗浄機能を実施することができる。この配置および方法により、分子診断試験デバイスに収容される試薬の量を減らすことができ、それによって、より効率的でより低いコストの単回使用の独立型デバイスを容易にすることができる。具体的には、いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイスを使用して核酸を検出する方法は、分子診断試験デバイス内の試料調製モジュール内に投入開口部を介して生体試料を移すことを含む。次いで、デバイスが作動されて、デバイスに以下の機能を実施させる。第１に、デバイスは、分子診断試験デバイス内の試薬モジュールから、核酸に関連付けられている標的アンプリコンを捕捉するように構成された検出表面を含む検出モジュールに試薬溶液の第１の体積を移す。試薬溶液は、遮断剤と洗浄緩衝液を含み、遮断剤は検出モジュール内の表面に吸着するように配合される。次いで、デバイスは、試薬溶液の第１の体積を検出モジュールから移して、試薬モジュールに戻す。次に、核酸に関連付けられている標的アンプリコンを含む増幅物溶液が生体試料から生成される。これは、本明細書に記載される試料調製モジュールまたは増幅モジュールのいずれかを介して実施することができる。次いで、増幅物溶液は、標的アンプリコンが検出表面上に捕捉されるように、検出モジュール内に移される。次いで、デバイスは、試薬溶液の第２の体積を試薬モジュールから検出モジュール内に移して、検出モジュールから、増幅物溶液からの結合していない成分を除去する。次いで、検出表面上に捕捉された標的アンプリコンに関連付けられている結果が読み取られる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、方法は、生試料を溶解することと、同じ環境において、溶解された試料の逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を実施することと、を含む。別の言い方をすれば、いくつかの実施形態では、デバイスは、生試料を溶解し、単一のチャンバで高速ＲＴ−ＰＣＲを実施することを含む方法を容易にするために、単一の溶解／ＲＴ−ＰＣＲモジュールを含む。そのような方法は、溶解後の標的ＲＮＡの分解を制限し、それによって、正確な結果を生成する様式で実施され得る。したがって、そのような方法は、ＣＬＩＡが免除されたポイントオブケアデバイスによって実施されるのに適している。
【００３２】
例えば、いくつかの実施形態では、核酸を検出する方法は、試料調製モジュール内で、逆転写酵素を生体試料と混合して、逆転写溶液を形成することを含む。逆転写溶液は、試料調製モジュール内で、溶解温度範囲内の第１の温度に加熱されて、リボ核酸（ＲＮＡ）分子を放出する。逆転写溶液は、同じ試料調製モジュール内で、逆転写温度範囲内の第２の温度に加熱されて、相補的デオキシリボ核酸（ｃＤＮＡ）分子を生成する。次いで、逆転写溶液は、同じ試料調製モジュール内で、不活性化温度を上回る第３の温度に加熱されて、逆転写酵素の不活性化を引き起こす。方法は、逆転写溶液を増幅モジュールに移すことをさらに含み、そこで、ｃＤＮＡは、後の検出のために増幅され得る。
【００３３】
いくつかの実施形態では、核酸を検出する方法は、試料調製モジュール内で、逆転写酵素を生体試料と混合して、逆転写溶液を形成することを含む。逆転写溶液は、試料調製モジュール内で溶解温度範囲内の第１の温度に加熱されて、リボ核酸（ＲＮＡ）分子を放出する。同じ試料調製モジュール内で、逆転写溶液は、逆転写温度範囲内の第２の温度に加熱されて、相補的デオキシリボ核酸（ｃＤＮＡ）分子を生成する。第１の温度への加熱および第２の温度への加熱は、ＲＮＡ分子が放出されたときから１秒未満でｃＤＮＡが生成されるように、連続的に実施される。
【００３４】
いくつかの実施形態では、使い捨ての分子診断試験デバイスを使用して、標的ＲＮＡ分子を検出する方法は、使い捨ての分子診断試験デバイスのハウジング内の逆転写モジュールに投入試料を移すことを含む。投入試料は、逆転写モジュール内で加熱されて、標的ＲＮＡ分子に関連付けられている標的ｃＤＮＡ分子を生成する。投入試料は、逆転写モジュールからハウジング内の増幅モジュールに移される。増幅モジュールは、反応体積を画定し、加熱器を含む。方法は、加熱器を介して反応体積のうちの少なくとも一部分内で投入試料を加熱して、投入試料内の標的ｃＤＮＡ分子を増幅し、それによって、標的アンプリコンを含む増幅物溶液を生成することをさらに含む。方法は、Ａ）増幅物溶液、およびＢ）増幅物溶液中の標的アンプリコンの存在を示す信号を生成するように配合された試薬の各々を検出モジュール内に移すことをさらに含み、検出モジュールは、信号を生成するために標的アンプリコンを保持するように構成された検出表面を含む。使い捨ての分子診断試験デバイスは、投入試料のウイルス負荷が１ミリリットル当たり１０００コピーよりも大きいときに、信号を生成する。他の実施形態では、使い捨ての分子診断試験デバイスは、投入試料のウイルス負荷が１ミリリットル当たり１００コピーよりも大きいときに、信号を生成し得る。さらに他の実施形態では、使い捨ての分子診断試験デバイスは、投入試料のウイルス負荷が１ミリリットル当たり１０コピーよりも大きいときに、信号を生成することができる。
【００３５】
いくつかの実施形態では、装置は、ハウジングと、試料調製モジュールと、逆転写モジュールと、増幅モジュールと、を含み、各モジュールは、ハウジング内にある。試料調製モジュールは、血液試料を受容するように構成された投入リザーバを画定する。試料調製モジュールは、血液試料から血漿試料を分離するように構成されており、血漿試料は標的ＲＮＡ分子を含む。逆転写モジュールは、血漿試料を加熱して、標的ＲＮＡ分子に関連付けられている標的ｃＤＮＡ分子を生成し、それによって、増幅溶液を生成するように構成されている。増幅モジュールは、流動部材と、加熱器と、を含む。流動部材は、増幅溶液を受容するように構成された反応体積を画定する。加熱器は、熱エネルギーを反応体積内に移して、増幅溶液内の標的ｃＤＮＡ分子を増幅して、標的アンプリコンを含む増幅物を生成するように構成されている。
【００３６】
いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイスを使用して、標的ＲＮＡ分子を検出する方法は、まず、使い捨ての分子診断試験デバイス内の試料調製モジュール内に生体試料を移すことを含む。次いで、デバイスが作動されて、デバイスに以下の機能を実施させる。デバイスは、試料調製モジュールの逆転写部分内の生体試料を加熱して、標的ＲＮＡ分子に関連付けられている標的ｃＤＮＡ分子を生成し、それによって、増幅試料を生成する。標的ｃＤＮＡは、標的ｃＤＮＡ分子の複数の標的配列に関連付けられているプライマー組成物と混合される。次いで、増幅試料は、デバイス内の増幅モジュールに移され、次いで加熱されて、増幅試料内の標的ｃＤＮＡ分子の複数の標的配列の各々を増幅し、それによって、複数の標的アンプリコンを含む増幅物溶液を生成する。次いで、デバイスは、検出モジュール内に、Ａ）増幅物溶液、およびＢ）増幅物溶液中の標的アンプリコンの存在を示す信号を生成するように配合された試薬の各々を移す。単一の領域内に複数の標的アンプリコンを保持して信号を生成するように構成された検出表面を含む検出モジュール。方法は、検出表面から信号を読み取ることをさらに含む。
【００３７】
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用されるように、「試薬」という用語は、本明細書に記載される反応のいずれかに関連して使用される任意の物質を含む。例えば、試薬は、溶出緩衝液、ＰＣＲ試薬、酵素、基質、洗浄溶液、遮断溶液などを含み得る。試薬は、１つ以上の成分の混合物を含み得る。試薬は、それらの物質の状態（例えば、固体、液体、または気体）にかかわらず、そのような成分を含み得る。さらに、試薬は、混合された状態、混合されていない状態および／または部分的に混合された状態の物質に含まれ得る複数の成分を含み得る。試薬は、活性成分と不活性成分との両方を含み得る。したがって、本明細書で使用される場合、試薬は、水、着色剤などのような非活性成分を含み得る。
【００３８】
「核酸分子」、「核酸」または「ポリヌクレオチド」という用語は、本明細書で互換的に使用されてもよく、別段の指示がない限り、既知のアナログまたはその組み合わせを含む、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）またはリボ核酸（ＲＮＡ）を指してもよい。本明細書でプロファイリングされる核酸分子は、任意の核酸源から取得することができる。核酸分子は、一本鎖または二本鎖であり得る。場合によっては、核酸分子はＤＮＡである。ＤＮＡは、ミトコンドリアＤＮＡ、相補的ＤＮＡ（ｃＤＮＡ）、またはゲノムＤＮＡであり得る。場合によっては、核酸分子は、ゲノムＤＮＡ（ｇＤＮＡ）である。ＤＮＡは、プラスミドＤＮＡ、コスミドＤＮＡ、細菌人工染色体（ＢＡＣ）、または酵母人工染色体（ＹＡＣ）であり得る。ＤＮＡは１つ以上の染色体に由来し得る。例えば、ＤＮＡがヒトに由来する場合、ＤＮＡは、染色体１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、Ｘ、またはＹのうちの１つ以上に由来する。場合によっては、核酸分子はＲＮＡであり、これらに限定されないが、ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡ、ｓｎＲＮＡ、ｒＲＮＡ、レトロウイルス、小さな非コードＲＮＡ、ｍｉｃｒｏＲＮＡ、ポリソームＲＮＡ、プレｍＲＮＡ、イントロンＲＮＡ、ウイルスＲＮＡ、無細胞ＲＮＡ、およびそれらの断片を含み得る。非コードＲＮＡ、またはｎｃＲＮＡは、ｓｎｏＲＮＡ、ｍｉｃｒｏＲＮＡ、ｓｉＲＮＡ、ｐｉＲＮＡ、および長いｎｃＲＮＡを含み得る。本明細書に記載されるデバイス、方法、および組成で使用するための核酸源は、核酸を含む試料であり得る。
【００３９】
別段の指示がない限り、装置、診断装置、診断システム、診断試験、診断試験システム、試験ユニットという用語、およびそれらの変形は、互換的に使用され得る。
【００４０】
本明細書に記載される方法は、本明細書に示され記載される診断デバイス、または各々が、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、「Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  Ｔｅｓｔｉｎｇ」と題される、国際特許公開第ＷＯ２０１６／１０９６９１号、「Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ  Ｈｅａｔｅｒ  ｆｏｒ  ａｎ  Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｕｌｅ」と題される、国際特許公開第ＷＯ２０１７／１８５０６７号、「Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｆｌｏｗ  Ｃｅｌｌ」と題される、国際特許公開第ＷＯ２０１８／００５７１０号、「Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ」  と題される、国際特許公開第ＷＯ２０１８／００５８７０号など、任意の好適な分子診断デバイス上で実施することができる。
【００４１】
図１〜図３は、一実施形態によれば、分子診断試験デバイス１０００（「試験デバイス」または「デバイス」とも呼ばれる）の概略図である。試験デバイス１０００は、本明細書に記載される方法のいずれかに従って、生体試料を操作して、標的細胞に関連付けられている１つ以上の出力信号を生成するように構成されている。いくつかの実施形態では、試験デバイス１０００は、ポイントオブケア設定（例えば、診療所、薬局など）、分散型試験施設、または使用者の自宅での使用に適した一体化されたデバイスであり得る。同様に述べると、いくつかの実施形態では、後述されるデバイスのモジュールは、試験デバイスが、いかなる追加の器具、ドッキングステーションなども伴わずに完全に動作され得るように、単一のハウジング内に収容される。さらに、いくつかの実施形態では、デバイス１０００は、デバイス１０００が使用者の手で運ばれ、保持され、使用され、かつ／または操作され得るようなサイズ、形状、および／または重量を有し得る（すなわち、それは「手持ち式」デバイスであり得る）。いくつかの実施形態では、試験デバイス１０００は、使い捨ての自己完結型デバイスであり得る。
【００４２】
使用の容易さを促進するために、生体試料を投入し、デバイスを電力源に接続することに加えて、デバイス１０００は、単一のステップまたは動作によって作動されるように構成されている。「単一のボタン」作動は、動作ステップの複雑さを低減し、それによって、デバイスおよび方法を訓練を受けていない使用者による使用に適したものにする。後述されるように、デバイスは、試料調製を引き起こすために、複数の異なるアクチュエータ（またはボタン）を操作する必要がなく、振盪または外部撹拌は必要がなく、複雑な「信号読み取り」ステップは必要がない。
【００４３】
いくつかの実施形態では、デバイス１０００（および本明細書に示され記載されるデバイスのいずれか）は、ＣＬＩＡ免除のデバイスであり得、かつ／またはＣＬＩＡ免除の方法に従って動作し得る。同様に述べると、いくつかの実施形態では、デバイス１０００（および本明細書に示され記載される他のデバイスのいずれか）は、十分に単純な様式で動作されるように構成され、誤用の限られた可能性をもたらし、かつ／または誤用可能性を制限し、かつ／または不適切に使用された場合に危害の危険を制限するのに十分な精度で結果を生成することができる。いくつかの実施形態では、デバイス１０００（および本明細書に示され記載される他のデバイスのいずれか）は、使用者の判断をほとんど必要としない方法、および／または特定の動作ステップが容易にかつ／または自動的に制御される方法に従って、最低限の科学的訓練を受けた（または科学的訓練を受けていない）使用者によって動作され得る。いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイス１０００は、誤用（試薬（複数可）の腐敗、試薬（複数可）の有効期限切れ、試薬（複数可）の漏出など）の限定された可能性をもたらす様式で長期保管のために構成され得る。いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイス１０００は、最大約３６か月、最大約３２か月、最大約２６か月、最大約２４か月、最大約２０か月、最大約１８か月、最大１２か月、最大６か月、またはこれらの間の任意の値の期間、保管されるように構成されている。
【００４４】
試験デバイス１０００は、アクチュエータ１０５０と、試料調製モジュール１２００（試料ステージングモジュールとも呼ばれる）と、増幅モジュール１６００と、検出モジュール１８００と、ハウジング１００１と、を含む。いくつかの実施形態では、試験デバイス１０００は、内蔵型試薬を含む試薬モジュール（例えば、試薬モジュール６７００）、回転弁（例えば、弁６３００などの試薬および／または試料の流動を制御するためのもの）、または流体移送モジュール（例えば、流体移送モジュール６４００）など、本明細書に記載される任意の他の構成要素またはモジュールを含み得る。ハウジング１００１は、試料調製および／または分子試験のための一体化されたデバイスを形成するために、試料調製モジュール１２００または他の構成要素が収容される（または部分的に収容される）任意の構造であり得る。ハウジング１００１は、モノリシックに構成されたハウジングであり得、または後で一緒に接合されてハウジング１００１を形成する複数の別々に構成された部材を含み得る。図２に示されるように、ハウジングは、生体試料Ｓ１が試料調製モジュール１２００に移され得る投入開口部１０２１を画定する。
【００４５】
試料調製モジュール１２００は、加熱器１２３０を含み、さらに診断試験のための生体試料Ｓ１を操作するように構成されている。例えば、いくつかの実施形態では、試料調製モジュール１２００は、生体試料Ｓ１から核酸分子を抽出することができ、増幅モジュール１６００内に移される増幅物溶液Ｓ２（図３を参照）を生成することができる。試料調製モジュール１２００は、例えば、溶解のための加熱器、ＲＴ−ＰＣＲが実施され得るチャンバ、および／または不活性化チャンバ（例えば、溶解ハウジング６２０１を参照）などの、本明細書に記載される任意の他の構成要素を含み得る。
【００４６】
増幅モジュール１６００は、内部体積（例えば、反応チャンバまたは反応体積）を画定し、加熱器１６３０を含む。反応体積は、投入溶液Ｓ２（すなわち、生体試料Ｓ１からの抽出された核酸を含む溶液）が流動し、かつ／または、内部で標的核酸分子を増幅して、検出される標的アンプリコンを含む増幅物検出溶液Ｓ３を生成するように維持され得る、単一の体積または一連の体積であり得る。いくつかの実施形態では、反応体積は、流路が複数の位置で加熱器１６３０と交差するように湾曲した流路を含む。このようにして、増幅モジュール１６００は、投入溶液Ｓ２が複数の異なる温度領域を通って流動する「環流」増幅反応を実施することができる。
【００４７】
加熱器１６３０は、本明細書に記載されるように増幅動作のいずれかを実施するために、投入溶液Ｓ２を加熱できる任意の好適な加熱器または加熱器群であり得る。いくつかの実施形態では、加熱器１６３０は、調製された溶液が流動する複数の温度ゾーンを確立することができ、かつ／または所望の試験感度を確保するための所望の数の増幅サイクル（例えば、少なくとも３０サイクル、少なくとも３４サイクル、少なくとも３６サイクル、少なくとも３８サイクル、または少なくとも４０サイクル）を定義することができる。加熱器１６３０（および本明細書に記載される任意の加熱器）は、任意の好適な設計であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、加熱器１６３０は、抵抗加熱器、熱電デバイス（例えば、ペルチェ素子）などであり得る。
【００４８】
いくつかの実施形態では、増幅モジュール１６００（または本明細書に記載される増幅モジュールのいずれか）は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、「Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ  Ｈｅａｔｅｒ  ｆｏｒ  ａｎ  Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｕｌｅ」と題される、米国特許公開第２０１７／０３０４８２９号に示され記載される増幅モジュールと同様であり得る。他の実施形態では、増幅モジュール１６００（または本明細書に記載される増幅モジュールのいずれか）は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、「Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  Ｔｅｓｔｉｎｇ」と題される、国際特許公開番号ＷＯ２０１６／１０９６９１に示され記載される増幅モジュールと同様であり得る。増幅モジュール１６００は、一般に、投入溶液Ｓ２上で熱サイクル動作を実施するように記載されているが、他の実施形態では、増幅モジュール１６００（および本明細書に記載される増幅モジュールのいずれか）は、溶液中の核酸を増幅するために、任意の好適な熱反応を実施することができる。いくつかの実施形態では、増幅モジュール１６００（および本明細書に記載される増幅モジュールのいずれか）は、例えば、ループ媒介等温増幅（ＬＡＭＰ）、標的ＲＮＡ分子を検出するのに有用であり得る核酸配列ベース増幅（ＮＡＳＢＡ）、鎖置換増幅（ＳＤＡ）、多重置換増幅（ＭＤＡ）、分岐増幅法（ＲＡＭ）、または任意の他のタイプの等温プロセスを含む、任意の好適なタイプの等温増幅プロセスを実施することができる。
【００４９】
検出モジュール１８００は、増幅モジュール１６００からの増幅物溶液Ｓ３を１つ以上の試薬と反応させて、生体試料Ｓ１中の標的生物の存在の有無を示す信号（または増幅物）ＯＰ１を生成するように構成されている。具体的には、検出モジュール１８００は、検出チャネルを画定し、検出チャネル内に検出表面１８２１を含む。検出チャネルは、増幅モジュール１６００と流体連通している（またはその中に配置され得る）。このようにして、標的アンプリコンを含む増幅物溶液Ｓ３は、検出チャネル内に、かつ検出表面１８２１を横切って移され得る。さらに、図３に示されるように、標的アンプリコンの存在を示す信号を生成する、触媒する、またはその生成を促進するために配合された試薬Ｒは、検出チャネル内に、検出表面１８２１にわたって移され得る。検出表面１８２１は、増幅物溶液Ｓ３が検出表面１８２１にわたって流動するときに、標的アンプリコンが結合され得る一連の捕捉プローブを含む。捕捉プローブは、標的アンプリコンを捕捉または結合するように配合された、本明細書に記載されるタイプの任意の好適なプローブであり得る。
【００５０】
分子診断試験デバイス１０００（および本明細書に記載される分子診断試験デバイスのいずれか）は、本明細書に記載される「ワンタッチ」作動方法のいずれかを実施することができる。例えば、図４は、一実施形態による、核酸を検出する方法１０のフローチャートである。方法１０は、デバイス１０００で実施されるものとして記載されているが、他の実施形態では、方法１０は、後述されるデバイス６０００などの任意の好適なデバイスで実施することができる。方法１０は、１２において、分子診断試験デバイスを電力源に連結することを含む。図１および図２を参照すると、電力源１９０５は、矢印ＡＡによって示されるように、デバイスの端子１９４０に連結され得る。電力源１９０５は、交流（Ａ／Ｃ）電力源、直流（Ｄ／Ｃ）電力源（例えば、電池）、燃料電池などの任意の好適な電力源であり得る。いくつかの実施形態では、電力源１９０５は、Ａ／Ｃ電力源であり得、接続することは、電力源コードを使用してデバイスを電力源コンセントに差し込むことを含み得る。他の実施形態では、電力源１９０５は、Ｄ／Ｃ電力源であり得、接続することは、電池をデバイスの端子１９４０の端子に連結することを含み得る。さらに他の実施形態では、電力源１９０５は、デバイスのハウジング内に存在するＤ／Ｃ電力源であり得、連結することは、電力源とデバイスの電子コントローラの残りの部分との間から電気絶縁部材を除去することを含み得る（図１〜図３には示されていない）。
【００５１】
生体試料は、１３において、分子診断試験デバイス内の試料調製モジュール内に投入開口部を介して移される。図２を参照すると、いくつかの実施形態では、生体試料Ｓ１は、試料移送デバイス１１１０によってデバイス内に移され得る。試料移送デバイス１１１０は、試料カップ、容器などから試料Ｓ１を吸引または引き出し、次いで、開口部１０２１を介して所望の量の試料を送達するために使用され得るように構成されたピペットまたは他の機構などの、任意の好適なデバイスであり得る。生体試料Ｓ１は、例えば、血液、尿、男性尿道検体、膣検体、頸部スワブ検体、鼻腔スワブ検体、喉スワブ検体、直腸スワブ検体、または本明細書に記載される他の生体試料などの任意の好適な試料であり得る。したがって、いくつかの実施形態では、生体試料Ｓ１は、「生の」（または未処理の）試料であり得る。
【００５２】
次いで、分子診断試験デバイスは、１４において、単一の動作のみによって作動され、これにより、分子診断試験デバイスにいかなるさらなる使用者入力も伴わずに一連の動作を実施させる。別の言い方をすれば、分子診断試験デバイスは、図２の矢印ＢＢおよびアクチュエータ１０５０によって示されるように、「単一のボタン」のみを介して作動される。アクチュエータ１０５０は、押しボタン式のアクチュエータとして示されているが、動作１４における「単一の動作」は、任意の好適な機構によって実施され得る。例えば、いくつかの実施形態では、デバイスは、アクチュエータがデバイスハウジングに対して摺動するときにデバイスを作動させる摺動アクチュエータを含み得る。他の実施形態では、デバイスは、回転アクチュエータ、またはデバイスの動作を開始するために、デバイスから除去される（例えば、剥がされる）アクチュエータを含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、アクチュエータは、信号が読み取られる窓を被覆する剥離ストリップであり得る。さらに他の実施形態では、アクチュエータは、蓋２０５０または６０５０と同様の蓋であってもよく、これは、閉鎖したときに、デバイスの複数の態様も作動させる。
【００５３】
「単一のボタン」によって作動された後に、分子診断試験デバイスは、本明細書に記載される方法のいずれかを実施することができる。具体的に、デバイスは、１４Ａにおいて、試料調製モジュールの加熱器を介して生体試料を加熱し、生体試料の一部分を溶解して、投入試料を生成することができる。図３を参照すると、生体試料Ｓ１は、加熱器１２３０によって加熱され得、得られた溶解試料（すなわち、投入試料Ｓ２）は、増幅モジュール１６００に向かって移され得る。デバイス１０００は、いかなる追加の試料調製も示していないが、他の実施形態では、生体試料は、好適な投入試料Ｓ２を生成するために、濾過、分離、溶出、酵素不活性化加熱動作の実施などが行われる。しかしながら、他の実施形態では、方法は、いかなる濾過も他の分離技術も含む必要はない。
【００５４】
次いで、投入試料は、図１４Ｂにおいて、分子診断試験デバイス内の増幅モジュールに移される。図３を参照すると、上述されたように、増幅モジュールは反応体積を画定する。したがって、投入試料は、反応体積内で加熱されて投入試料内の核酸を増幅し、それによって、１４Ｃで標的アンプリコンを含む増幅物溶液を生成する。投入溶液は、本明細書に記載されるように、任意の好適な技術（例えば、ＰＣＲ、等温増幅など）を使用することによって増幅され得る。
【００５５】
増幅の後、デバイスは、次いで、分子診断試験デバイス内の検出モジュール内で、（ｉ）増幅物溶液、および（ｉｉ）増幅物溶液中の標的アンプリコンの存在を示す信号を生成するように配合された試薬の各々を、１４Ｄで反応させる。図３に示されるように、検出モジュール１８００は、標的アンプリコンを捕捉して出力信号ＯＰ１を生成するように構成された検出表面１８２１を含む。出力信号ＯＰ１は、任意の好適な信号であり得る。いくつかの実施形態では、出力信号ＯＰ１は、結合したアンプリコンの存在を示す比色信号であり得る。標的病原体、標的アンプリコンおよび／または標的生物が存在する場合、着色生成物が形成され、標的アンプリコンおよび／または標的生物が存在しない場合、色生成物は形成されない。
【００５６】
試薬Ｒは、本明細書に記載されるタイプの任意の好適な試薬であり得、任意の好適な機構によって検出モジュール１８００内に導入され得る。例えば、いくつかの実施形態では、試薬は、検出モジュール１８００に移されたときに応じて、標的分子に結合するように配合された触媒であり得る。他の実施形態では、試薬は、検出モジュール１６００にすでに存在する別の試薬によって触媒されたときに、信号を生成するように配合され得る。いくつかの実施形態では、試薬は、試薬が触媒剤と接触したときに、不溶性着色粒子を生成するように配合された沈殿基質であり得る。試薬Ｒは、デバイスが作動される前に検出モジュール内に存在し得、または代替的に、試薬Ｒは、デバイスの作動の結果として検出モジュールに移され得る。例えば、いくつかの実施形態では、デバイスは、内蔵型試薬モジュール（例えば、試薬モジュール６７００）を含み得、デバイスが作動されたときに、デバイスは、手順中に後で使用するために、試薬をマニホールドまたは「保持タンク」内に放出することができる。いくつかの実施形態では、デバイスは、本明細書に記載される流体移送デバイス６４００と同様の流体移送デバイスまたはポンプを含み得る。
【００５７】
方法は、１５において、信号に関連付けられている結果を読み取ることをさらに含む。いくつかの実施形態では、読み取ることは、比色信号のためにデバイスおよび検出表面１８２１を視覚的に検査することを含み得る。他の実施形態では、検出表面１８２１によって生成される信号ＯＰ１は、肉眼で視認可能である必要はない。例えば、いくつかの実施形態では、読み取りは、信号ＯＰ１をスキャンするかまたは別の方法で受信するために、モバイルコンピューティングデバイスなどの二次デバイスを使用することを含み得る。さらに他の実施形態では、結果を読み取ることは、検出表面１８２１からの一次出力に関連付けられている（またはそれを記述している）結果を伝達する二次信号を間接的に読み取ることを含み得る。
【００５８】
いくつかの実施形態では、方法１０は、任意に、読み取り後、分子試験デバイスを廃棄することを含む。いくつかの実施形態では、試料および試薬の量は、デバイスが標準の非規制廃棄物手順を介して処分され得るようなものであり得る。他の実施形態では、廃棄することは、標準的な医療廃棄物手順を介して使用済みデバイスを処分することを含む。
【００５９】
いくつかの実施形態では、方法１０は、任意に、使用前に少なくとも６か月間、内部に封止された任意の試薬を含む、分子診断試験デバイスを保管することを含む。
【００６０】
方法１０は、生体試料がデバイス内に移される前に発生するものとして、デバイスを電力源に連結する動作を示しているが、他の実施形態では、方法１０（または本明細書に記載される方法のいずれか）のステップのいずれかは、任意の順序で実施することができ、または同時に実施することができる。例えば、いくつかの実施形態では、生体試料Ｓ１を最初にデバイス内に移すことができ、デバイスを（アクチュエータ１０５０を介して）作動させ、次いで作動後に、デバイスをコンセントに差し込んでデバイスにＡ／Ｃ電力を供給することができる。
【００６１】
いくつかの実施形態では、装置は、投入開口部を被覆すること、および蓋が閉鎖されたときにデバイスの１つ以上の機構を作動させることの両方のために機能する蓋（カバーとも呼ばれる）を含み得る。このようにして、蓋を閉鎖する単一の動作はまた、デバイスの全ての側面を作動させ、したがって、デバイスの作動および方法を簡便化する。
【００６２】
例えば、図５および図６は、一実施形態による、分子診断試験デバイス２０００（「試験デバイス」または「デバイス」とも呼ばれる）の概略図である。試験デバイス２０００は、本明細書に記載される方法のいずれかに従って、生体試料を操作して、標的細胞に関連付けられている１つ以上の出力信号を生成するように構成されている。いくつかの実施形態では、試験デバイス２０００は、ポイントオブケア設定（例えば、診療所、薬局など）、分散型試験施設、または使用者の自宅での使用に適した一体化されたデバイスであり得る。同様に述べると、いくつかの実施形態では、後述されるデバイスのモジュールは、試験デバイスが、いかなる追加の器具、ドッキングステーションなども伴わずに完全に動作され得るように、単一のハウジング内に収容される。さらに、いくつかの実施形態では、デバイス２０００は、デバイス２０００が使用者の手で運ばれ、保持され、使用され、かつ／または操作され得るようなサイズ、形状、および／または重量を有し得る。いくつかの実施形態では、試験デバイス２０００は、使い捨ての自己完結型デバイスであり得る。
【００６３】
いくつかの実施形態では、デバイス２０００（および本明細書に示され記載されるデバイスのいずれか）は、ＣＬＩＡが免除されたデバイスであり得、かつ／またはＣＬＩＡが免除された方法に従って動作し得る。同様に述べると、いくつかの実施形態では、デバイス２０００（および本明細書に示され記載される他のデバイスのいずれか）は、十分に単純な様式で動作するように構成されており、制限された誤用の可能性をもたらし、かつ／または誤って使用された場合に制限された危害危険をもたらすのに十分な精度で結果を生成することができる。いくつかの実施形態では、デバイス２０００（および本明細書に示され記載される他のデバイスのいずれか）は、使用者の判断をほとんど必要としない方法、および／または特定の動作ステップが容易にかつ／または自動的に制御される方法に従って、最低限の科学的訓練を受けた（または科学的訓練を受けていない）使用者によって動作され得る。いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイス２０００は、誤用（試薬（複数可）の腐敗、試薬（複数可）の有効期限切れ、試薬（複数可）の漏出など）の制限された可能性をもたらす様式で、長期保管のために構成され得る。いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイス２０００は、最大約３６か月、最大約３２か月、最大約２６か月、最大約２４か月、最大約２０か月、最大約１８か月、最大１２か月、最大６か月、またはこれらの間の任意の値の期間、保管されるように構成されている。
【００６４】
試験デバイス２０００は、ハウジング２００１と、蓋２０５０と、試料調製モジュール２２００（試料ステージングモジュールとも呼ばれる）と、試薬モジュール２７００と、検出モジュール２８００と、電子制御モジュール２９５０と、を含む。いくつかの実施形態では、試験デバイス２０００は、例えば、増幅モジュール（例えば、増幅モジュール１６００もしくは６６００）、回転弁（例えば、弁６３００などの試薬および／または試料の流動を制御するためのもの）、または流体移送モジュール（例えば、流体移送モジュール６４００）などの、本明細書に記載される任意の他の構成要素またはモジュールを含み得る。ハウジング２００１は、試料調製および／または分子試験のための一体化されたデバイスを形成するために、試料調製モジュール２２００または他の構成要素が収容される（または部分的に収容される）任意の構造であり得る。
【００６５】
試料調製モジュール２２００は、生体試料Ｓ１を受容する試料投入体積２２１１、および生体試料Ｓ１が試料調製モジュール２２００内に移され得る投入開口部２２１２を画定する。試料調製モジュール２２００は、加熱器２２３０を含み、さらなる診断試験のための生体試料Ｓ１を操作するように構成されている。例えば、いくつかの実施形態では、試料調製モジュール２２００は、生体試料Ｓ１から核酸分子を抽出することができ、任意に増幅モジュール（図示せず）内に、または検出モジュール２８００内に移される投入溶液Ｓ２（図６を参照）を生成することができる。試料調製モジュール２２００は、例えば、溶解のための加熱器、ＲＴ−ＰＣＲが実施され得るチャンバ、および／または不活性化チャンバ（例えば、溶解ハウジング６２０１を参照）などの、本明細書に記載される任意の他の構成要素を含み得る。
【００６６】
試薬モジュール２７００は、ハウジング２００１内に配設され、試薬容器２７０１と、プランジャ２７５５と、試薬リザーバ２７３０と、を含む。試薬モジュール２７００は、本明細書に記載される分子診断試験に関連して使用される試薬Ｒの内蔵型保管を提供する。試薬Ｒは、本明細書に示され記載されるタイプの任意の試薬であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、試薬Ｒは、投入溶液Ｓ２からの標的アンプリコンの存在を示す信号の生成を容易にするように配合された検出試薬であり得る。したがって、試薬Ｒは、結合部分および西洋ワサビペルオキシダーゼ（ＨＲＰ）またはアルカリホスフェートなどの任意の好適な酵素を含むように配合され得る。いくつかの実施形態では、ＨＲＰ酵素は、ストレプトアビジン分子にすでに接合されている。いくつかの実施形態では、試薬Ｒは、触媒されたときに、色分子を生成する基質であり得る。他の実施形態では、試薬Ｒは、本明細書に記載されるように、各々が（例えば、偽出力を低減することによって）信号の生成を容易にすることができる洗浄緩衝液または遮断剤であり得る。
【００６７】
作動前に、試薬Ｒは、試薬容器２７０１内に封止される。いくつかの実施形態では、試薬Ｒは、試薬容器２７０１の壊れやすい部分２７１３によって封止され得る。他の実施形態では、試薬容器２７０１は、任意の好適な封止機構を含み得る。試薬Ｒを試薬容器２７０１内に封止することによって、デバイス２０００は長期保管に適することができ、試薬Ｒは分解などから保護され得る。試薬プランジャ２７５５は、穿孔器２７５４を含む。図５に示されるように、作動前に、穿孔器は、壊れやすい部分２７１３から離間され、それによって、容器の封止された配置を維持する。図６に示されるように、デバイスが作動された後に、穿孔器は、壊れやすい部分２７１３を貫通し、それによって、試薬Ｒが、本明細書に記載される分子診断方法中に後で使用するために試薬リザーバ２７３０に流入することを可能にする。具体的には、示されるように、試薬プランジャ２７５５および穿孔器２７５４は、集合的に試薬容器２７０１内を移動して、壊れやすい部分２７１３を貫通し、試薬Ｒを試薬リザーバ２７３０に向けて押す。試薬モジュール２７００は、移動しない試薬容器２７０１および移動する穿孔器２７５４を含むものとして示されているが、他の実施形態では、穿孔器は移動しないことがあり、試薬容器は、移動することがある（例えば、試薬モジュール６７００を参照）。
【００６８】
検出モジュール２８００は、試料調製モジュール２２００（または任意に、増幅モジュール）からの投入溶液Ｓ２を１つ以上の試薬と反応させて、生体試料Ｓ１中の標的生物の存在の有無を示す信号（または出力）ＯＰ１を生成するように構成されている。具体的には、検出モジュール２８００は、検出チャネルを画定し、検出チャネル内に検出表面２８２１を含む。検出チャネルは、試料調製モジュール２２００および試薬モジュール２７００の各々と流体連通している（またはその中に配置され得る）。このようにして、標的アンプリコンを含む投入溶液Ｓ２は、検出チャネル内に、かつ検出表面２８２１にわたって移され得る。さらに、図６に示されるように、試薬Ｒはまた、検出チャネル内に、かつ検出２８２１にわたって移され得る。検出表面２８２１は、投入溶液Ｓ２が検出表面２８２１にわたって流動するときに標的アンプリコンが結合され得る一連の捕捉プローブを含む。捕捉プローブは、標的アンプリコンを捕捉または結合するように配合された、本明細書に記載されるタイプの任意の好適なプローブであり得る。試薬Ｒが捕捉された投入溶液Ｓ２と反応したときに、信号ＯＰ１が検出表面２８２１から生成される。
【００６９】
電子制御モジュール２９５０は、ハウジング２００１内にあり、本明細書に記載されるような分子試験を容易にするために、診断デバイス２０００の加熱器（例えば、加熱器２２３）、弁、ポンプ、電力送達、および／または他の任意の構成要素を自動的に制御することができる。電子制御モジュール２９５０は、メモリ、プロセッサ、入力／出力モジュール（またはインターフェース）、および本明細書に記載される機能を実施するための他の任意の好適なモジュールまたはソフトウェアを含み得る。図５および図６に示されるように、電子制御モジュール２９５０は、作動されたときに、分子診断試験を開始するスイッチ２９０６を含む。電子制御モジュール２９５０は、上述される電力源１９０５を含む、本明細書に記載される任意の好適な電力源によって電力を供給され得る。
【００７０】
蓋２０５０は、ハウジング２００１に移動可能に連結されており、様々な機能を実施し、それによって、単一の動作を介したデバイス２０００の作動を容易にする。示されるように、蓋２０５０は、封止部分２０５３と、スイッチ部分２０６０と、試薬アクチュエータ２０６４と、を含む。矢印ＣＣによって示されるように、蓋２０５０は、ハウジング２００１に対して第１の（または開放された）位置（図５）から第２の（または閉鎖された）位置（図６）に移動するように構成されている。図５に示されるように、封止部分２０５３（カバー部分とも呼ばれる）は、蓋２０５０が開放位置にあるときに、投入開口部２２１２から離間される。同様に述べると、蓋２０５０が開放位置にあるときに、投入開口部２２１２は露出され、それによって、生体試料Ｓ１が試料調製モジュール２２００内に移されることを可能にする。生体試料Ｓ１が載置された後に、使用者は、蓋２０５０を閉鎖することができる（すなわち、蓋をその第２の位置に移動することができる）。図６に示されるように、封止部分２０５３は、蓋２０５０が閉鎖位置にあるときに、投入開口部２２１２を被覆する。いくつかの実施形態では、封止部分２０５３は、蓋２０５０が第２の蓋位置にあるときに、試料投入体積２２１１を流体隔離するための封止部、ガスケット、または他の材料を含む。
【００７１】
投入開口部２２１２を被覆することに加えて、蓋２０５０を閉鎖することは、デバイス２０００内の他の機構も作動させる。具体的には、図６に示されるように、蓋２０５０が開放位置から閉鎖位置に移動したときに、スイッチ部分２０６０は、スイッチ２９０６を作動させて、電子制御モジュール２９５０および／または加熱器２２３０に電力を供給する。さらに、試薬アクチュエータ２０６４は、蓋２０５０が開放位置から閉鎖位置に移動されるときに、試薬Ｒを封止された試薬容器２７０１から放出する。具体的には、図６に示されるように、試薬アクチュエータ２０６４は、試薬プランジャ２７５５に力を及ぼし、それによって、試薬プランジャ２７５５および穿孔器２７５４を移動させる。図６に示されるように、穿孔器は、壊れやすい部分２７１３を貫通し、それによって、試薬Ｒが試薬リザーバ２７３０に流入することを可能にする。
【００７２】
分子診断試験デバイス２０００（および本明細書に記載される分子診断試験デバイスのいずれか）は、本明細書に記載される「ワンタッチ」作動方法のいずれかを実施することができる。例えば、図７は、一実施形態による、核酸を検出する方法２０のフローチャートである。方法２０は、デバイス２０００で実施されるものとして説明されているが、他の実施形態では、方法２０は、後述のデバイス６０００などの任意の好適なデバイスで実施され得る。方法２０は、２２において、分子診断試験デバイスを電力源に連結することを含む。電力源（図５および図６には示されていない）は、交流（Ａ／Ｃ）電力源、直流（Ｄ／Ｃ）電力源（例えば、電池）、燃料電池などの任意の好適な電力源であり得る。
【００７３】
生体試料は、２３において、分子診断試験デバイス内の試料調製モジュール内に投入開口部を介して移される。生体試料Ｓ１は、上述される試料移送デバイス１１１０などの任意の好適な機構によってデバイス内に移され得る。生体試料Ｓ１は、例えば、血液、尿、男性尿道検体、膣検体、頸部スワブ検体、鼻スワブ検体、喉スワブ検体、直腸スワブ検体、または本明細書に記載される他の生体試料などの任意の好適な試料であり得る。したがって、いくつかの実施形態では、生体試料Ｓ１は、「生の」（または未処理の）試料であり得る。
【００７４】
分子診断試験デバイスは次いで、２４において、投入開口部を被覆するために蓋を閉鎖するという単一の動作によって作動される。デバイスを閉鎖するというこの単一の動作により、分子診断試験デバイスは、任意のさらなる使用者入力も伴わずに一連の動作を実施する。図６を参照すると、蓋２０５０は、蓋の相対的なハウジング２００１を回転させることによって閉鎖され得る。他の実施形態では、蓋２０５０は、蓋の一部分または任意の他の好適な閉鎖機構を押し下げる摺動動作（例えば、デバイス６０００を参照）によって閉鎖され得る。開口部を被覆することによって作動された後に、分子診断試験デバイスは、本明細書に記載される方法のいずれかを実施することができる。具体的には、蓋を閉鎖する動作はまた、電子制御モジュール（例えば、電子制御モジュール２９５０）を作動させ、試験で使用するために１つ以上の試薬を放出し（例えば、試薬Ｒを試薬リザーバ２７３０内に放出する）、かつ／または本明細書に記載される分子診断方法を容易にするために、デバイス内の任意の他の機構を作動させることもできる。具体的に、デバイスは、２４Ａにおいて、試料調製モジュールの加熱器を介して生体試料を加熱し、生体試料の一部分を溶解して、投入試料を生成することができる。図６を参照すると、生体試料Ｓ１は、加熱器２２３０によって加熱され得、得られた溶解試料（すなわち、投入試料Ｓ２）は、検出モジュール２８００または増幅モジュール（図６には示されていない）に向かって移され得る。いくつかの実施形態では、方法２０は任意に、２４Ｂにおいて、分子診断試験デバイス内の増幅モジュールに投入試料を移すことを含む。次いで、動作２４Ｃにおいて、投入試料を反応体積内で加熱して、投入試料内の核酸を増幅し、それによって、標的アンプリコンを含む増幅物溶液を生成することができる。投入溶液は、本明細書に記載されるように、任意の好適な技術（例えば、ＰＣＲ、等温増幅など）を使用することによって増幅され得る。
【００７５】
増幅後に、デバイスは次いで、２４Ｄにおいて、分子診断試験デバイス内の検出モジュール内で、（ｉ）増幅物溶液、および（ｉｉ）増幅物溶液中の標的アンプリコンの存在を示す信号を生成するように配合された試薬の各々を反応させる。図６に示されるように、検出モジュール２８００は、標的アンプリコンを捕捉して出力信号ＯＰ１を生成するように構成された検出表面２８２１を含む。出力信号ＯＰ１は、任意の好適な信号であり得る。いくつかの実施形態では、出力信号ＯＰ１は、結合したアンプリコンの存在を示す比色信号であり得る。標的病原体、標的アンプリコンおよび／または標的生物が存在する場合、着色生成物が形成され、標的アンプリコンおよび／または標的生物が存在しない場合、色生成物は形成されない。
【００７６】
方法は、２５において、信号に関連付けられている結果を読み取ることをさらに含む。いくつかの実施形態では、読み取ることは、比色信号のためにデバイスおよび検出表面２８２１を視覚的に検査することを含み得る。他の実施形態では、検出表面２８２１によって生成される信号ＯＰ１は、肉眼で視認可能である必要はない。例えば、いくつかの実施形態では、読み取ることは、信号ＯＰ１をスキャンするかまたは別の方法で受信するために、モバイルコンピューティングデバイスなどの二次デバイスを使用することを含み得る。さらに他の実施形態では、結果を読み取ることは、検出表面２８２１からの一次出力に関連付けられている（またはそれを記述している）結果を伝達する二次信号を間接的に読み取ることを含み得る。
【００７７】
いくつかの実施形態では、方法２０は任意に、読み取りの後に、分子試験デバイスを廃棄することを含む。いくつかの実施形態では、試料および試薬の量は、デバイスが標準の非規制廃棄物手順を介して処分され得るようなものであり得る。他の実施形態では、廃棄することは、標準的な医療廃棄物手順を介して使用済みデバイスを処分することを含む。いくつかの実施形態では、方法２０は任意に、使用前に少なくとも６か月間、内部に封止された任意の試薬を含む、分子診断試験デバイスを保管することを含む。
【００７８】
いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイスおよび関連する方法は、表面遮断機能と洗浄機能との両方を実施するための多目的試薬を使用することを含む。このようにして、試薬の量およびデバイスの簡便性を向上させることができ、それによって、ポイントオブケア使用、デバイスの使い捨て、および／またはＣＬＩＡが免除された方法に従うデバイスの動作が容易になる。具体的には、いくつかの実施形態では、多目的試薬は、検出イベント中に望ましくない粒子の付着に関連付けられているバックグラウンド信号を低減するための遮断剤を含み得る。信号品質を向上させることによって、そのようなデバイスおよび方法は、制限された試料調製での使用に適応され得る。さらに、多目的試薬は、結合していない成分を検出モジュール内から除去する洗浄剤を含み得る。そのような方法は、試薬の所望の機能に従って、異なる時間に多目的試薬の量を送達することを含み得る。
【００７９】
図８〜図１１は、一実施形態による、多目的試薬を含む分子診断試験デバイス３０００（「試験デバイス」または「デバイス」とも呼ばれる）の概略図である。試験デバイス３０００は、本明細書に記載される方法のいずれかに従って、生体試料を操作して、標的細胞に関連付けられている１つ以上の出力信号を生成するように構成されている。いくつかの実施形態では、試験デバイス３０００は、ポイントオブケア設定（例えば、診療所、薬局など）、分散型試験施設、または使用者の自宅での使用に適した一体化されたデバイスであり得る。同様に述べると、いくつかの実施形態では、後述されるデバイスのモジュールは、試験デバイスが、いかなる追加の器具、ドッキングステーションなども伴わずに完全に動作され得るように、単一のハウジング内に収容される。さらに、いくつかの実施形態では、デバイス３０００は、デバイス３０００が使用者の手で運ばれ、保持され、使用され、かつ／または操作され得るようなサイズ、形状、および／または重量を有し得る（すなわち、それは「手持ち式」デバイスであり得る）。いくつかの実施形態では、試験デバイス３０００は、使い捨ての自己完結型デバイスであり得る。
【００８０】
いくつかの実施形態では、デバイス３０００（および本明細書に示され記載されるデバイスのいずれか）は、ＣＬＩＡ免除のデバイスであり得、かつ／またはＣＬＩＡ免除の方法に従って動作し得る。同様に述べると、いくつかの実施形態では、デバイス３０００（および本明細書に示され記載される他のデバイスのいずれか）は、十分に単純な様式で動作するように構成されており、制限された誤用の可能性をもたらし、かつ／または誤って使用された場合に制限された危害危険をもたらすのに十分な精度で結果を生成することができる。いくつかの実施形態では、デバイス３０００（および本明細書に示され記載される他のデバイスのいずれか）は、使用者の判断をほとんど必要としない方法、および／または特定の動作ステップが容易にかつ／または自動的に制御される方法に従って、最低限の科学的訓練を受けた（または科学的訓練を受けていない）使用者によって動作され得る。いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイス３０００は、誤用（試薬（複数可）の腐敗、試薬（複数可）の有効期限切れ、試薬（複数可）の漏出など）の制限された可能性をもたらす様式で、長期保管のために構成され得る。いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイス３０００は、最大約３６か月、最大約３２か月、最大約２８か月、最大約２４か月、最大約２０か月、最大約１８か月、最大１２か月、最大６か月、またはこれらの間の任意の値の期間、保管されるように構成されている。
【００８１】
試験デバイス３０００は、ハウジング３００１と、試料調製モジュール３２００（試料ステージングモジュールとも呼ばれる）と、試薬モジュール３７００と、検出モジュール３８００と、を含む。いくつかの実施形態では、試験デバイス３０００は、例えば、増幅モジュール（例えば、増幅モジュール１６００もしくは６６００）、回転弁（例えば、弁６３００などの試薬および／または試料の流動を制御するためのもの）、または流体移送モジュール（例えば、流体移送モジュール６４００）などの、本明細書に記載される任意の他の構成要素またはモジュールを含み得る。ハウジング３００１は、試料調製および／または分子試験のための一体化されたデバイスを形成するために、試料調製モジュール３２００または他の構成要素が収容される（または部分的に収容される）任意の構造であり得る。
【００８２】
試料調製モジュール３２００は、生体試料Ｓ１を受容する試料投入体積３２１１を画定する。試料調製モジュール３２００は、さらなる診断試験のために生体試料Ｓ１を操作するために、および／または核酸の検出のための溶液を生成するために、本明細書に記載されるような任意の構成要素を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、試料調製モジュール３２００は、１つ以上の加熱器、生体試料Ｓ１が操作され得る１つ以上のチャンバ、１つ以上の混合チャンバ、および／または特定の内蔵型試薬（例えば、溶解緩衝液、ＲＴ酵素、対照生物など）を含み得る。いくつかの実施形態では、試料調製モジュール３２００は、生体試料Ｓ１から核酸分子を抽出するように構成されており、任意に増幅モジュール（図示せず）内に、または検出モジュール３８００内に移される投入溶液Ｓ２（図１０を参照）を生成することができる。
【００８３】
試薬モジュール３７００は、ハウジング３００１内に配設され、第１の試薬容器３７０１と、第１の試薬アクチュエータ３７５５と、第２の試薬容器３７０２と、第２の試薬のアクチュエータ３７６５と、を含む。試薬モジュール３７００は、本明細書に記載される分子診断試験に関連して使用される（第１の試薬容器３７０１内の）第１の試薬Ｒ１および（第２の試薬容器３７０２内の）第２の試薬Ｒ２の内蔵型保管装置を提供する。いくつかの実施形態では、第１の試薬Ｒ１は、第１の試薬容器３７０１内に封止され、第２の試薬Ｒ２は、第２の試薬容器３７０２内に封止される。いくつかの実施形態では、試薬モジュール３７００は、デバイスの作動時に使用のために試薬を放出できる１つ以上の穿孔器（例えば、試薬モジュール２７００の穿孔器または試薬モジュール６７００の穿孔器を参照）を含み得る。
【００８４】
第１の試薬Ｒ１は、多目的試薬であり、遮断剤および洗浄緩衝液を含む。いくつかの実施形態では、遮断剤はウシ血清アルブミンを含み、洗浄緩衝液は界面活性剤を含む。さらに、いくつかの実施形態では、第１の試薬Ｒ１は、０．０２パーセント〜５パーセントのウシ血清アルブミン、および０．０５パーセント〜１０パーセントの界面活性剤を含む。遮断剤の含有は、本明細書に記載されるものと同様に、制限された試料調製（すなわち、制限された濾過、分離など）を使用する方法において、再現可能で正確な結果の達成を容易にし得る。具体的には、生体試料Ｓ１が制限された試料調製を施される場合、標的核酸に関連付けられている出力信号を生成するのに望ましくない分子（すなわち、「不要な分子」）は、検出モジュール３８００の表面に付着し得る。特に非検出表面での不要な分子の付着は、望ましくないバックグラウンド信号の生成をもたらす。遮断剤を含めることによって、第１の試薬Ｒ１を使用して、遮断剤を検出モジュール３８００内に移し、不要な分子の付着を制限することができる。同様に述べると、本明細書に記載されるように、第１の試薬Ｒ１は、検出モジュール内にコーティングを塗布して、望ましくないバックグラウンド信号を制限するために使用され得る。他の実施形態では、第１の試薬Ｒ１内の遮断剤は、カゼイン、脱脂乳固形物、ゼラチンなどであり得る。さらに他の実施形態では、第１の試薬Ｒ１内の遮断剤は、非生物学的遮断剤であり得る。さらに、第１の試薬Ｒ１に界面活性剤を含めることにもよって、第１の試薬Ｒ１を使用して（例えば、異なる時間に）、検出イベント中に結合していない成分を検出モジュール３８００から除去することもできる。
【００８５】
いくつかの実施形態では、第１の試薬Ｒ１はまた、第１の試薬Ｒ１が検出モジュール３８００内の表面を十分に被覆する可能性を向上させるために、湿潤剤も含み得る。いくつかの実施形態では、第１の試薬Ｒ１はまた、デバイス３０００の貯蔵寿命を向上させるための抗菌成分も含み得る。
【００８６】
第２の試薬Ｒ２は、投入溶液Ｓ２からの標的アンプリコンの存在を示す信号の生成を容易にするように配合された検出試薬であり得る。いくつかの実施形態では、第２の試薬Ｒ２は、結合部分および西洋ワサビペルオキシダーゼ（ＨＲＰ）またはアルカリホスフェートなどの任意の好適な酵素を含むように配合され得る。いくつかの実施形態では、ＨＲＰ酵素は、ストレプトアビジン分子にすでに接合されている。他の実施形態では、第２の試薬Ｒ２は、触媒されたときに色分子を生成する基質であり得る。
【００８７】
検出モジュール３８００は、試料調製モジュール３２００（または任意に、増幅モジュール）からの投入溶液Ｓ２を第２の試薬Ｒ２と反応させて、生体試料Ｓ１中の標的生物の存在の有無を示す１つ以上の信号（または出力）ＯＰ１、ＯＰ２を生成するように構成されている。具体的には、検出モジュール３８００は、検出チャネルを画定し、検出チャネル内に第１の検出表面３８２１および第２の検出表面３８２２を含む。検出モジュール３８００はまた、第１の検出表面３８２１および第２の検出表面３８２２のいずれかまたは両方に隣接する、それを包囲する、またはそれに接触する非検出表面３８２６を含む。上述されたように、非検出表面３８２６から生成される任意のバックグラウンド信号を制限することによって、デバイス３０００および関連する分子診断方法の全体的な精度を向上させることができる。
【００８８】
検出チャネルは、試料調製モジュール３２００および試薬モジュール３７００の各々と流体連通している（またはその中に配置され得る）。このようにして、標的アンプリコンを含む投入溶液Ｓ２は、検出チャネル内に、かつ検出表面３８２１にわたって移され得る。さらに、図１１に示されるように、第２の試薬Ｒ２はまた、検出チャネル内に、かつ検出表面３８２１、３８２２にわたって移され得る。検出表面３８２１、３８２２は、投入溶液Ｓ２が検出表面３８２１、３８２２にわたって流動するときに標的アンプリコンが結合され得る一連の捕捉プローブを含む。捕捉プローブは、標的アンプリコンを捕捉または結合するように配合された、本明細書に記載されるタイプの任意の好適なプローブであり得る。第２の試薬Ｒ２が捕捉された投入溶液Ｓ２と反応したときに、第１の検出表面３８２１から第１の信号ＯＰ１が生成され、第２の検出表面３８２２から第２の信号ＯＰ２が生成される。
【００８９】
分子診断試験デバイス３０００（および本明細書に記載される分子診断試験デバイスのいずれか）は、本明細書に記載される方法のいずれかを実施することができる。例えば、図１２は、一実施形態による、核酸を検出する方法３０のフローチャートである。方法３０は、デバイス３０００で実施されるものとして記載されているが、他の実施形態では、方法３０は、後述されるデバイス６０００などの任意の好適なデバイスで実施され得る。３２において、方法３０は任意に、使用前に少なくとも６か月間、内部に封止された任意の試薬を含む分子診断試験デバイスを保管することを含む。例えば、第１の試薬Ｒ１および第２の試薬Ｒ２を含むデバイス３０００は、備蓄プログラムの一部として少なくとも６か月間保管され得る。
【００９０】
分子診断試験を開始するために、方法３０は任意に、生体試料を分子診断試験デバイス内の試料調製モジュールに移すことを含む。図８を参照すると、生体試料Ｓ１は、試料移送デバイス３１１０などの任意の好適な機構によってデバイス内に移され得る。生体試料Ｓ１は、例えば、血液、尿、男性尿道検体、膣検体、頸部スワブ検体、鼻腔スワブ検体、喉スワブ検体、直腸スワブ検体、または本明細書に記載される他の生体試料などの任意の好適な試料であり得る。したがって、いくつかの実施形態では、生体試料Ｓ１は、「生の」（または未処理の）試料であり得る。
【００９１】
３３において、第１の試薬Ｒ１の第１の体積は、第１の時間に、分子診断試験デバイス内の試薬モジュールから、分子診断試験デバイス内の検出モジュールに移される。検出モジュールは、検出モジュール３８００と同様であり得、核酸に関連付けられている標的アンプリコンを捕捉するように構成された検出表面３８２１、および１つ以上の非検出表面３８２６を含む。上述されたように、第１の試薬Ｒ１の第１の体積は、検出モジュール３８００内の表面（検出表面３８２１および非検出表面３８２６を含む）に吸着するのに十分な量の遮断溶液を収容する。図９を参照すると、第１の体積は、矢印ＤＤによって示されるように、第１の試薬アクチュエータ３７５５を移動させることによって移され得る。第１の試薬Ｒ１の第１の体積の流動は、矢印ＥＥによって示されている。いくつかの実施形態では、第１の時間（すなわち、第１の部分が検出モジュール内に移される時間）は、遮断剤が検出モジュール３８００内に十分にコーティングおよび吸着することを可能にするために、方法の残りの動作の十分前に発生する。例えば、いくつかの実施形態では、第１の時間は、溶液を検出モジュールに流入させることを含む後続のステップの少なくとも３分前に発生する。いくつかの実施形態では、例えば、第１の試薬Ｒ１の第１の体積は、生体試料Ｓ１が試料投入モジュール３２００内で加熱および／または処理されている間に、検出モジュール３８００に移され得る。このようにして、「遮断動作」は合計試験継続時間に加算されない。
【００９２】
生体試料Ｓ１は、試料調製モジュール３２００内で加熱され得、得られた溶解試料（すなわち、投入試料Ｓ２）は、検出モジュール３８００または増幅モジュール（図８〜図１１には示されていない）に向かって移され得る。いくつかの実施形態では、３４において、方法３０は任意に、分子診断試験デバイス内の増幅モジュールに投入試料を移すことを含む。次いで、３５において、投入試料を反応体積内で加熱して、投入試料内の核酸を増幅し、それによって、標的アンプリコンを含む増幅物溶液を生成することができる。投入溶液は、本明細書に記載されるように、任意の好適な技術（例えば、ＰＣＲ、等温増幅など）を使用することによって増幅され得る。
【００９３】
任意の増幅の後に、３６において、方法は、標的アンプリコンが検出表面上に捕捉されるように、第２の時間に、標的アンプリコンを含む試料溶液を検出モジュール内に移すことを含む。図１０を参照すると、試料（または投入）溶液が矢印Ｓ２によって示されている。上述されたように、第１の検出表面３８２１および第２の検出表面３８２２は各々、投入溶液Ｓ２が検出表面３８２１、３８２２にわたって流動するときに、標的アンプリコンが結合され得る一連の捕捉プローブを含む。さらに、検出モジュール内の表面に遮断剤を塗布することによって、非特異的タンパク質の吸着の可能性が低減される。いくつかの実施形態では、方法は任意に、ある量の第１の試薬Ｒ１を検出モジュール内に移して、検出モジュールからの結合していない成分を洗浄することを含み得る。具体的には、第１の試薬溶液は、検出モジュールからの試料溶液または第２の試薬溶液のうちの少なくとも１つから、結合していない成分を除去するのに十分な量の洗浄緩衝液を収容する。図１０に示されるように、第１の試薬Ｒ１は、第１の試薬アクチュエータ３７５５をさらに作動させることによって、検出モジュール内に移され得る。
【００９４】
図１２を参照すると、３７において、第２の時間の後に、第２の試薬が検出モジュール内に移される。図１１に示されるように、第２の試薬Ｒ２は、矢印ＦＦによって示されるように、第２の試薬アクチュエータ３７６５を移動させることによって移され得る。示されるように、第２の試薬Ｒ２は、検出表面にわたって流動し得る。第２の試薬は、上述される試薬Ｒ２であり得、試料溶液中の標的アンプリコンの存在を示す信号を生成させるように配合される。３８において、方法は、第２の時間の後に、検出モジュール内に第１の試薬の第２の体積を移すことをさらに含む。第１の試薬溶液の第２の体積は、検出モジュールからの試料溶液または第２の試薬溶液のうちの少なくとも１つから、結合していない成分を除去するのに十分な量の洗浄緩衝液を収容する。
【００９５】
いくつかの実施形態では、３９において、方法は任意に、検出モジュール内に第３の試薬を移すことを含む。第３の試薬は、例えば、第２の試薬Ｒ２によって触媒されたときに信号を生成するように配合された基質または他の物質であり得る。このようにして、デバイスは、（ｉ）増幅物溶液、および（ｉｉ）増幅物溶液中で標的アンプリコンの存在を示す信号を生成するように配合された試薬の各々をできる。いくつかの実施形態では、方法は、検出モジュールを通る第３の試薬の連続的な流動を提供することを含む。具体的には、いくつかの実施形態では、第３の試薬は、検出表面上に捕捉された第２の試薬Ｒ２によって触媒されたときに、色分子を生成するように配合された沈殿基質を含む。第３の試薬は沈殿基質であるため、生成された色分子は検出表面上に定着する。さらに、第３の試薬（すなわち、沈殿基質）を連続的に補充することによって、色分子を生成する反応は、第３の試薬の濃度（または量）によって制限されない。同様に述べると、第３の試薬を検出表面上（および捕捉された第２の試薬Ｒ２）に連続的に流動させることによって、色分子を生成する反応は制限されない拡散になる。むしろ、反応は運動学的（または速度的）に制限され、したがって、第３の試薬の設定量が検出モジュール内に維持されている場合よりも速くなる。
【００９６】
いくつかの実施形態では、方法は任意に、本明細書に記載されるように、信号に関連付けられている結果を読み取ることを含む。
【００９７】
図９および図１０は、第１の試薬アクチュエータ３７５５を同じ方向に移動させて第１の試薬Ｒ１の第１の体積および第１の試薬Ｒ１の第２の体積を移す様子を示しているが、他の実施形態では、第１の試薬Ｒ１の所望の量を移すための任意の好適な機構が適用され得る。例えば、いくつかの実施形態では、第１の試薬は、デバイス３０００（または任意の他のデバイス）内でリサイクル（または再利用）され得る。具体的には、第１の試薬の第１の体積を遮断の目的で適用し、次いで、洗浄の目的で後で再使用するために試薬モジュールに戻すことができる。複数の目的で第１の試薬をリサイクルすることによって、必要な試薬の量が減少され、パッケージの小型化、コストの低下などが可能になる。
【００９８】
例えば、図１３は、一実施形態による、核酸を検出する方法４０のフローチャートである。方法４０は、デバイス３０００で実施されるものとして記載されているが、他の実施形態では、方法４０は、後述されるデバイス６０００などの任意の好適なデバイスで実施され得る。分子診断試験を開始するために、４２において、方法４０は、生体試料を分子診断試験デバイス内の試料調製モジュール内に移すことを含む。生体試料Ｓ１は、例えば、血液、尿、男性尿道検体、膣検体、頸部スワブ検体、鼻腔スワブ検体、または本明細書に記載される他の生体試料などの任意の好適な試料であり得る。したがって、いくつかの実施形態では、生体試料Ｓ１は、「生の」（または未処理の）試料であり得る。
【００９９】
次いで、４３において、分子診断試験デバイスは、分子診断試験デバイスに一連の動作を実施させるように（例えば、いくつかの実施形態では、単一の動作によって）作動させれる。作動の結果として、４３Ａにおいて、第１の試薬Ｒ１の第１の体積は、第１の時間に、分子診断試験デバイス内の試薬モジュールから、分子診断試験デバイス内の検出モジュール内に移される。検出モジュールは、検出モジュール３８００と同様であり得、核酸に関連付けられている標的アンプリコンを捕捉するように構成された検出表面３８２１、および１つ以上の非検出表面３８２６を含む。上述されたように、第１の試薬Ｒ１の第１の体積は、検出モジュール３８００内の表面（検出表面３８２１および非検出表面３８２６を含む）に吸着するのに十分な量の遮断溶液を収容する。次に、４３Ｂにおいて、デバイスは、第１の試薬Ｒ１の第１の体積を試薬モジュールに向かって戻すように移す。これは、例えば、第１の試薬アクチュエータ３７５５を図９の矢印ＤＤによって示される方向とは反対の方向に移動させることによって、第１の試薬Ｒ１を試薬モジュール３７００に引き戻すことによって達成され得る。いくつかの実施形態では、方法は、遮断機能（すなわち、吸着）を発生させる滞留時間の間、第１の試薬の第１の体積が検出モジュール内に維持されることを可能にすることを含み得る。滞留時間は、例えば、少なくとも１分、２分、少なくとも３分、または少なくとも４分であり得る。いくつかの実施形態では、方法は、吸着を容易にするために、検出モジュールを（例えば、少なくとも３０Ｃ、４０Ｃ、または５０Ｃの温度に）加熱することを含み得る。
【０１００】
動作４３Ｃにおいて、デバイスは、加熱器を介して生体試料を加熱して、標的アンプリコンを含む増幅物試料を生成することができる。別の言い方をすれば、投入試料は反応体積内で加熱されて、投入試料内の核酸を増幅し、それによって、標的アンプリコンを含む増幅物溶液を生成することができる。投入溶液は、本明細書に記載されるように、任意の好適な技術（例えば、ＰＣＲ、等温増幅など）を使用することによって増幅され得る。
【０１０１】
任意の増幅の後に、４３Ｄにおいて、方法は、標的アンプリコンが検出表面上に捕捉されるように、第２の時間に、標的アンプリコンを含む試料溶液を検出モジュール内に移すことを含む。次いで、４３Ｅにおいて、デバイスは、第１の試薬の第２の体積を検出モジュール内に移す。第１の試薬溶液の第２の体積は、検出モジュールからの試料溶液または第２の試薬溶液のうちの少なくとも１つから、結合していない成分を除去するのに十分な量の洗浄緩衝液を収容する。
【０１０２】
４４において、方法は、信号に関連付けられている結果を読み取ることをさらに含む。いくつかの実施形態では、読み取ることは、比色信号のためにデバイスおよび検出表面３８２１、３８２２を視覚的に検査することを含み得る。他の実施形態では、検出表面によって生成される信号ＯＰ１は、肉眼で視認可能である必要はない。例えば、いくつかの実施形態では、読み取ることは、信号ＯＰ１、ＯＰ２をスキャンするかまたは別の方法で受信するために、モバイルコンピューティングデバイスなどの二次デバイスを使用することを含み得る。さらに他の実施形態では、結果を読み取ることは、検出表面からの一次出力に関連付けられている（またはそれを記述している）結果を伝達する二次信号を間接的に読み取ることを含み得る。
【０１０３】
図１４は、一実施形態による、検出モジュール３８００、検出モジュール４８００、または本明細書に記載される任意の他の検出モジュール（例えば、検出モジュール６８００）によって、またはこれらの内部で実施され得る、酵素反応に関連付けられている動作および／または機能の一部分を示す。いくつかの実施形態では、酵素反応は、デバイス３０００、デバイス４０００、デバイス５０００、デバイス６０００、または本明細書に記載される任意の他のデバイスもしくはシステムを使用して、分子診断試験結果の視覚的検出を容易にするために実行され得る。他の実施形態では、視覚的検出を生成するために酵素反応を実施する必要はない。例えば、本明細書に記載されるように、いくつかの実施形態では、示された酵素反応を使用する方法は、生成された信号に関連付けられている結果を読み取るために代替的な方法を使用することができる。
【０１０４】
いくつかの実施形態では、反応、検出モジュール４８００、および／またはデバイス４０００（またはデバイス６０００）内の残りの構成要素は、デバイスが、ポイントオブケア設定および／または使用者の自宅で使用され得る単回使用デバイスであるように集合的に構成され得る。同様に述べると、いくつかの実施形態では、デバイス４０００（および本明細書に示され記載される他のデバイスのいずれか）は、分散型試験施設で使用するように構成され得る。さらに、いくつかの実施形態では、図１４に示される反応は、ＣＬＩＡが免除されたデバイスとなるのに十分な簡便性および精度で動作するデバイス４０００（および本明細書に示され記載される他のデバイスのいずれか）を容易にすることができる。同様に述べると、いくつかの実施形態では、図１４に示される反応は、制限された誤用の可能性をもたらし、かつ／または誤って使用した場合に制限された危害の危険をもたらす様式で出力信号ＯＰ１を提供することができる。いくつかの実施形態では、反応は、使用者の判断をほとんど必要としない方法、および／または特定の動作ステップが容易にかつ／または自動的に制御される方法に従って、最低限の科学的訓練を受けた（または科学的訓練を受けていない）使用者による作動に基づいて、デバイス４０００（または本明細書に記載される他の任意のデバイス）内で正常に完了され得る。
【０１０５】
示されるように、検出モジュール４８００は、読み取りレーンまたは流動チャネル内に検出表面４８２１を含む。検出表面４８２１は、オリゴヌクレオチドなどの特異的ハイブリダイズプローブ４８７０でスポット付けされ、かつ／またはそれに共有結合する。ハイブリダイズプローブ４８７０（捕捉プローブとも呼ばれる）は、検出表面３８２１に関連して記載されたものを含む、本明細書に記載される捕捉プローブのいずれかと同様であり得る。いくつかの実施形態では、ハイブリダイズプローブ４８７０は、標的生物、核酸、および／またはアンプリコンに特異的である。ハイブリダイズプローブ４８７０の検出表面４８２１への結合は、任意の好適な手順または機構を使用して実施され得る。例えば、いくつかの実施形態では、ハイブリダイズプローブ４８７０は、検出表面４８２１に共有結合し得る。
【０１０６】
参照Ｓ３は、例えば、図１５の増幅モジュール４６００（または本明細書に記載される任意の他の増幅モジュール）などによって増幅ステップから生成されたビオチン化アンプリコンを示す。ビオチンは、任意の好適な様式で増幅動作に、かつ／または増幅モジュール４６００内に組み込まれ得る。矢印ＸＸによって示されるように、ビオチン化アンプリコンＳ３を含む増幅モジュールからの増幅物は、読み取りレーン内に、かつ検出表面４８２１にわたって移される。ハイブリダイズプローブ４８７０は、流動チャネル内に、かつ／または検出表面４８２１に近接して存在する標的アンプリコンＳ３にハイブリダイズするように配合される。検出モジュール４８００および／または検出表面４８２１が加熱されて、ハイブリダイズプローブ４８７０の存在下で読み取りレーン内のビオチン化アンプリコンＳ３を数分間インキュベートして、結合が発生することを可能にする。このようにして、標的アンプリコンＳ３は、示されるように、捕捉され、および／または検出表面４８２１に付着される。ビオチンで標識されるものとして開示されているが、他の実施形態では、標的分子は、試料分子結合部分および比色反応を促進することができる酵素を含む複合体の結合を可能にする任意の好適な様式で標識され得る。例えば、いくつかの実施形態では、標的分子は、ストレプトアビジン、フルオレセイン、テキサスレッド、ジゴキシゲニン、またはフコースのうちの１つ以上で標識され得る。
【０１０７】
いくつかの実施形態では、第１の洗浄溶液（図１４には示されていない）は、検出表面４８２１にわたって、かつ／または流動チャネル内に移されて、結合していないＰＣＲ生成物および／またはあらゆる残留溶液を除去することができる。そのような洗浄溶液は、例えば、デバイス３０００、ならびに方法３０および方法４０の第１の試薬Ｒ１を参照して上述されたように、多目的試薬であり得る。しかしながら、他の実施形態では、洗浄動作は実施されない。
【０１０８】
矢印ＹＹによって示されるように、検出試薬Ｒ５は、読み取りレーン内に、かつ検出表面４８２１にわたって移される。検出試薬Ｒ５は、本明細書に記載される検出試薬のいずれかであり得る。いくつかの実施形態では、検出試薬Ｒ５は、ストレプトアビジンリンカーを有する西洋ワサビペルオキシダーゼ（ＨＲＰ）酵素（「酵素」）であり得る。いくつかの実施形態では、ストレプトアビジンおよびＨＲＰは架橋されて、二機能性を提供する。示されるように、検出試薬は捕捉されたアンプリコンＳ３に結合している。検出モジュール４８００および／または検出表面４８２１は加熱されて、ビオチン化アンプリコンＳ３の存在下で読み取りレーン内で検出試薬Ｒ５を数分間インキュベートして結合を容易にする。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、第２の洗浄溶液（図１４には示されていない）は、検出表面４８２１にわたって、かつ／または流動チャネル内に移されて、結合していない検出試薬Ｒ５を除去することができます。そのような洗浄溶液は、例えば、デバイス３０００、ならびに方法３０および方法４０の第１の試薬Ｒ１を参照して上述されたように、多目的試薬であり得る。しかしながら、他の実施形態では、第２の洗浄動作は実施されない。
【０１１０】
矢印ＺＺによって示されるように、検出試薬Ｒ６は、読み取りレーン内に、かつ検出表面４８２１にわたって移される。検出試薬Ｒ６は、本明細書に記載される検出試薬のいずれかであり得るあり得る。検出試薬Ｒ６は、例えば、検出試薬Ｒ５と反応したときに信号ＯＰ１の生成を増強、触媒および／または促進するように配合された基質であり得る。具体的には、基質は、検出試薬Ｒ５（ＨＲＰ／ストレプトアビジン）との接触時に色分子が生成されるように配合される。このように、ＨＲＰがアンプリコンに付着する比色出力信号ＯＰ１が発生される。出力信号ＯＰ１は、結合したアンプリコンの存在を示す。標的病原体、標的アンプリコンおよび／または標的生物が存在する場合、色生成物が形成され、標的アンプリコンおよび／または標的生物が存在しない場合、色生成物は形成されない。
【０１１１】
方法３０に関して上述されたように、いくつかの実施形態では、検出試薬Ｒ６は、検出試薬の利用  可能性によって色分子を生成する反応が制限されないように、検出表面４８２１にわたって連続的に流動され得る。さらに、いくつかの実施形態では、検出試薬Ｒ６は、沈殿基質であり得る。
【０１１２】
いくつかの実施形態では、方法は、生試料を溶解することと、例えば、標的ウイルスを検出するために、標的ＲＮＡの検出を容易にするために、溶解試料上で逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を実施することと、を含む。このような方法を容易にするために、いくつかの実施形態では、デバイスは、ウイルスを隔離および検出するこのような方法を容易にする逆転写モジュールを含み得る。一例として、図１５は、一実施形態による、逆転写モジュール４２７０を含む分子診断試験デバイス４０００（「試験デバイス」または「デバイス」とも呼ばれる）の概略図である。概略図は、試験デバイス４０００の主要な構成要素を示している。
【０１１３】
試験デバイス４０００は、ポイントオブケア設定（例えば、診療所、薬局など）、分散型試験設備、または使用者の自宅での使用に好適な一体化されたデバイスである（すなわち、モジュールが単一のハウジング内に収容される）。いくつかの実施形態では、デバイス４０００は、デバイス４０００が使用者の手で運ばれ、保持され、使用され、かつ／または操作され得るようなサイズ、形状、および／または重量を有し得る（すなわち、それは「手持ち式」デバイスであり得る）。手持ち式デバイスの寸法は、１５ｃｍｘ１５ｃｍｘ１５ｃｍ未満、または１５ｃｍｘ１５ｃｍｘ１０ｃｍ未満、または１２ｃｍｘ１２ｃｍｘ６ｃｍ未満であってもよい。他の実施形態では、試験デバイス４０００は、自己完結型の単回使用デバイスであり得る。同様に述べると、試験デバイス４０００は、本明細書に記載される分子診断試験のいずれかを実施するために必要な全ての物質、機構、およびサブアセンブリを含む独立型デバイスである。したがって、デバイス４０００は、生体試料を操作するためのいかなる外部器具も必要とせず、本明細書に記載される方法を完了するために、電力源への接続（例えば、Ａ／Ｃ電力源への接続、電池への連結など）を必要とするだけである。いくつかの実施形態では、試験デバイス４０００は、デバイスの再使用または再使用の試みを防止するために、ロックアウトまたは他の器具機構で構成され得る。
【０１１４】
さらに、いくつかの実施形態では、デバイス４０００は、ＣＬＩＡが免除されたデバイスであり得、かつ／またはＣＬＩＡが免除された方法に従って動作し得る。同様に述べると、いくつかの実施形態では、デバイス４０００（および本明細書に示され記載される他のデバイスのいずれか）は、十分に単純な様式で動作するように構成されており、制限された誤用の可能性をもたらし、かつ／または誤って使用された場合に制限された危害危険をもたらすのに十分な精度で結果を生成することができる。いくつかの実施形態では、デバイス４０００（および本明細書に示され記載される他のデバイスのいずれか）は、使用者の判断をほとんど必要としない方法、および／または特定の動作ステップが容易にかつ／または自動的に制御される方法に従って、最低限の科学的訓練を受けた（または科学的訓練を受けていない）使用者によって動作され得る。いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイス４０００は、誤用（試薬（複数可）の腐敗、試薬（複数可）の有効期限切れ、試薬（複数可）の漏出など）の限定された可能性をもたらす様式で長期保管のために構成され得る。いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイス４０００は、最大約３６か月、最大約３２か月、最大約２６か月、最大約２４か月、最大約２０か月、最大４８か月、またはこれらの間の任意の値の期間、保管されるように構成されている。
【０１１５】
試験デバイス４０００は、生体試料Ｓ１を操作して、標的細胞に関連付けられている１つ以上の出力信号を生成するように構成されている。具体的には、デバイス４０００は、アクチュエータ４０５０と、試料調製（またはステージング）モジュール４２００と、流体駆動（または流体移送）モジュール４４００と、混合モジュール４２５０と、増幅モジュール４６００と、検出モジュール４８００と、試薬モジュール４７００と、弁４３００と、電力および制御モジュール（図示せず）と、を含む。試験デバイスおよびその中の特定の構成要素は、図１９を参照して示され記載されるデバイス６０００の構成要素の多くと同様であり得る。したがって、アクチュエータ４０５０、流体駆動（または流体移送）モジュール４４００、混合モジュール４２５０、増幅モジュール４６００、検出モジュール４８００、試薬モジュール４７００、および弁４３００は、本明細書では詳述されない。さらに、逆転写モジュールを含むデバイスは、各々が参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、「Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄ  Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ」と題される、国際特許公開第ＷＯ２０１８／００５８７０号に示され記載される逆転写デバイスと同様である。
【０１１６】
デバイス４０００は、試料調製モジュール４２００が溶解チャンバ４２０１および逆転写モジュール４２７０を含むという点で、デバイス１０００、デバイス２０００、デバイス３０００、およびデバイス６０００とは異なる。溶解チャンバ４２０１は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、「Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｆｌｏｗ  Ｃｅｌｌ」と題される、国際特許公開第ＷＯ２０１８／００５７１０号に示され記載される溶解チャンバと同様であり得る。具体的には、溶解モジュール４３００は、チャンバ本体と、加熱器と、を含む。使用中、試料（濾過された試料または生の生体試料Ｓ１のいずれか）はチャンバ本体内に移され、溶解温度範囲内の第１の温度に加熱されて、リボ核酸（ＲＮＡ）分子を放出することができる。加熱器は、溶解モジュール４３００に熱エネルギー伝達して、溶解モジュール４３００の任意の所望の部分内に、本明細書に記載される任意の時間期間にわたって溶解温度ゾーンを生成することができる。したがって、溶解モジュールは、生体試料内の細胞を溶解し、また細胞内に存在する可能性がある標的ウイルスを溶解して、逆転写プロセスに適したＲＮＡを生成することもできる。
【０１１７】
溶解が完了すると、溶解した試料は、次いで、逆転写溶液を形成するために、逆転写酵素と混合され得る。混合は、例えば、溶解モジュール４２０１と逆転写モジュール４２７０との間の流路などのデバイスの任意の好適な部分で実施され得る。あるいは、いくつかの実施形態では、溶解試料と逆転写酵素との混合は、混合モジュール４２５０内で発生し得る。
【０１１８】
逆転写モジュール４２７０は、デバイス内に一体化され、流動部材および加熱器を含む。流動部材は、ＲＮＡを含む溶解試料を移すことができる逆転写流路を画定する。逆転写モジュール４２７０は、逆転写溶液を逆転写温度範囲内の第２の温度に加熱して、相補的デオキシリボ核酸（ｃＤＮＡ）分子を生成するように構成されている。いくつかの実施形態では、逆転写モジュール４２７０は、逆転写溶液を不活性化温度を上回る第３の温度に加熱して、逆転写酵素の不活性化を引き起こすように構成されている。次いで、逆転写溶液は、混合モジュール４２５０に移されて、ＰＣＲ試薬と混合され得る。混合の後に、溶液は、次いで、増幅モジュール４６００に移され、本明細書に記載される様式で増幅され得る。
【０１１９】
デバイス４０００は、逆転写モジュール４２７０とは別個の溶解モジュール４３００を含むものとして示され記載されているが、他の実施形態では、デバイスおよび分子診断方法は、Ａ）試料を溶解してＲＮＡを生成することができ、Ｂ）ＲＮＡを加熱して相補的デオキシリボ核酸（ｃＤＮＡ）を生成することができ、Ｃ）溶液をさらに加熱して逆転写酵素（すなわち、ＲＴ酵素）を不活性化することができる、単一のチャンバまたはモジュールを含み得る。同様に述べると、いくつかの実施形態では、方法は、生試料を溶解することと、同じ環境において、溶解された試料の逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を実施することと、を含む。別の言い方をすれば、いくつかの実施形態では、デバイスは、生試料を溶解し、単一のチャンバで高速ＲＴ−ＰＣＲを実施することを含む方法を容易にするために、単一の溶解／ＲＴ−ＰＣＲモジュールを含む。そのような方法は、溶解後の標的ＲＮＡの分解を制限し、それによって、正確な結果を生成する様式で実施され得る。したがって、そのような方法は、ＣＬＩＡが免除されたポイントオブケアデバイスによって実施されるのに適している。
【０１２０】
図１６は、溶解、ＲＴ−ＰＣＲ、酵素不活性化を単一の環境（またはモジュール）内で実施することができる試料調製（またはステージング）モジュール５２００を含む分子診断試験デバイス５０００（「試験デバイス」または「デバイス」とも呼ばれる）の一部分の概略図である。試験デバイス５０００は、上述されたデバイス４０００と同様の特性を有し得、ポイントオブケア設定（例えば、診療所、薬局など）、分散型試験設備、または使用者の自宅での使用に適した一体化されたデバイスである（すなわち、モジュールが単一のハウジング内に収容される）。試料調製モジュール５２００は、他の方法の中でも、投入（または保持）リザーバ５２１１と、投入試料Ｓ１を加熱してＲＴ−ＰＣＲを実施することができる流動チャネル５２１４と、を含む。試料調製モジュールはまた、生体試料Ｓ１と混合される逆転写酵素Ｒ２も含む。ＲＴ−ＰＣＲプロセスの完了後に、溶液は、次いで、混合モジュール５２５０に移され、そこで溶液は、所望の増幅（例えば、ＰＣＲまたは他の増幅方法）を実施するのに適した増幅試薬Ｒ３と混合される。デバイス５０００の全てまたは部分は、本明細書に記載されるデバイスのいずれかに含まれ得る。さらに、デバイス５０００は、本明細書に記載されるＲＴ−ＰＣＲ方法のいずれかを実施するために使用され得る。
【０１２１】
図１７Ａは、時間の関数としての温度のグラフを示し、図１８は、溶解、逆転写、および不活性化プロセスを、手持ち式の単回使用デバイス内の単一のモジュールで実施する方法５０のフローチャートである。方法５０は、図１７Ａの温度性能チャート、デバイス５０００、およびデバイス６０００（後述される）に関連して記載されているが、他の実施形態では、ＲＴ−ＰＣＲ方法５０は、本明細書に記載されるような任意の好適なデバイスで実施され得る。方法５０は、５２において、試料調製モジュール内で、逆転写酵素を生体試料と混合して、逆転写溶液を形成することを含む。試料調製モジュールは、後述される試料調製モジュール６２００のような単一の環境またはモジュールであり得る。いくつかの実施形態では、逆転写酵素は、試料調製モジュールの保持または混合体積（例えば、保持体積６２１１）に捕捉的に維持される、凍結乾燥または固体形態の試薬Ｒ４であり得る。いくつかの実施形態では、生体試料は、生および／または濾過されていない試料であり得る。いくつかの実施形態では、逆転写溶液は、リボヌクレアーゼ阻害剤を欠いていることがある。具体的には、本明細書に記載されるように、いくつかの実施形態では、方法５０は、リボヌクレアーゼによるＲＮＡの分解が制限されるように、放出されたＲＮＡが迅速に逆転写を受けるような様式で実施され得る。
【０１２２】
５３において、逆転写溶液は、次いで、試料調製モジュール内で溶解温度範囲内の第１の温度に加熱されて、リボ核酸（ＲＮＡ）分子を放出する。溶解温度範囲は、本明細書に記載される範囲のいずれかであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、第１の温度範囲は、約２５Ｃ〜約４０Ｃであり得る。いくつかの実施形態では、加熱は、試料調製モジュールの初期体積６２１１内に熱エネルギーを伝達する、セグメント化されたまたは「マルチゾーン」加熱器（例えば、加熱器６２３０）によって実施され得る。図１７Ａを参照すると、いくつかの実施形態では、第１の温度への加熱は、図１７Ａの領域６１によって示されるように、ランプレートに沿って逆転写溶液を加熱することを含み得る。別の言い方をすれば、いくつかの実施形態では、逆転写溶液は、初期温度から逆転写温度Ｔｒｔに向けてランプに沿って加熱することができ、設定された時間の間、一定の溶解温度に維持される必要はない。このようにして、溶液は、標的の逆転写温度に向かって加熱されている間、溶解温度範囲（例えば、２５Ｃ〜３５Ｃ）を通過することができる。しかしながら、他の実施形態では、方法５０は、逆転写溶液を一定の溶解温度で設定された時間期間維持することを含み得る。
【０１２３】
５４において、逆転写溶液は次いで、同じ試料調製モジュール内で、逆転写温度範囲内の第２の温度に加熱されて、放出されたＲＮから相補的なデオキシリボ核酸（ｃＤＮＡ）分子を生成する。逆転写温度範囲は、本明細書に記載される範囲のいずれかであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、第１の温度範囲は、約４０Ｃ〜約６０Ｃであり得る。いくつかの実施形態では、加熱は、試料調製モジュールの初期体積６２１１内に熱エネルギーを伝達する、セグメント化されたまたは「マルチゾーン」加熱器（例えば、加熱器６２３０）によって実施され得る。他の実施形態では、逆転写溶液は、蛇行流動チャネル（例えば、チャネル６２１４）を通って移されて、加熱器６２３０による加熱を容易にすることができる。図１７を参照すると、いくつかの実施形態では、第２の温度への加熱は、逆転写溶液を加熱し、次いで、逆転写溶液を、図１７の領域６２によって示されるように、ｔ１とｔ２との間の時間期間、実質的に一定の標的逆転写温度Ｔｒｔに維持することを含み得る。しかしながら、他の実施形態では、逆転写溶液は、温度が不活性化温度Ｔｉｎａｃｔに向けて第２のランプレートに沿って増加するように連続的に加熱され得、設定された時間期間の間、一定の逆転写温度に維持する必要はない。
【０１２４】
いくつかの実施形態では、溶液は、逆転写反応を完了させるための好適な期間（例えば、図１７Ａを参照すると、第１の時間（ｔｌ）と第２の時間（ｔ２）との間）の間、第２の温度（例えば、Ｔｒｔ）に維持され得る。いくつかの実施形態では、時間は、約３０秒、少なくとも１分、少なくとも２分、少なくとも３、少なくとも４分、および少なくとも５分であり得る。
【０１２５】
方法は、５５において、試料調製モジュール内で、逆転写溶液を不活性化温度を上回る第３の温度に加熱して、逆転写酵素の不活性化を引き起こすことをさらに含む。不活性化温度範囲は、本明細書に記載される範囲のいずれかであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、第１の温度範囲は、約９２Ｃ、９３Ｃ、９４Ｃ、９５Ｃ、９６Ｃ、９７Ｃ、９８Ｃ、および約９９Ｃを上回ることがある。他の実施形態では、ＲＴ酵素ははるかに低い温度で不活性化され得、第１の温度範囲は、約５６Ｃ、５８Ｃ、６０Ｃ、６２Ｃ、６４Ｃ、６８Ｃ、７５Ｃ、および約８０Ｃを上回ることがある。いくつかの実施形態では、第３の温度は、好適な時間期間維持され得る（図１７Ａを参照すると、ＲＴ酵素を不活性化するための好適な時間の量を提供する、時間ｔ３から時間ｔ４まで）。いくつかの実施形態では、加熱は、試料調製モジュールの初期体積６２１１内に熱エネルギーを伝達する、セグメント化されたまたは「マルチゾーン」加熱器（例えば、加熱器６２３０）によって実施され得る。他の実施形態では、逆転写溶液は、加熱器６２３０による加熱を容易にするために、蛇行流動チャネル（例えば、チャネル６２１４）を通って移され得る。
【０１２６】
逆転写溶液は、次いで５６において、増幅モジュールに移される。ｃＤＮＡのさらなる増幅などの、核酸を検出するための任意の追加の方法は、本明細書に記載される方法に従って完了され得る。
【０１２７】
図１７Ａは、溶解およびＲＴ−ＰＣＲが別個のステップで実施されるものとして示しているが、いくつかの実施形態では、方法は、これらの動作を連続的な様式で実施することを含み得る。同様に述べると、いくつかの実施形態では、方法は、細胞および／またはウイルスを溶解してＲＮＡを放出し、放出されたＲＮＡから、連続した実質的に同時の動作でｃＤＮＡを生成することを含み得る。このようにして、ＲＮＡの放出とｃＤＮＡを生成するための転写プロセスとの間の時間を最小化して、常駐リボヌクレアーゼによるＲＮＡの潜在的な分解を制限することができる。これにより、リボヌクレアーゼ阻害剤または他のＲＮＡ保護機構（例えば、ビーズ捕捉、追加の濾過など）を使用せずに、本明細書に記載される方法のいずれかを完了することがさらに可能になる。このような方法は、ＭＳバクテリオファージおよびインフルエンザＡ型ウイルスを含む特定のウイルスに対して有効であることが有利に見出されている。他の実施形態では、そのような連続溶解／ＲＴ−ＰＣＲ法は、ＨＩＶおよび全ての種のハンタウイルスの検出アッセイで実施され得る。
【０１２８】
図１７Ｂは、一実施形態による方法の温度／時間性能チャートを示している。ＲＴ−ＰＣＲ法は、本明細書に記載されるような任意の好適なデバイスで実施され得、試料調製モジュール内で、逆転写酵素を生体試料と混合して、逆転写溶液を形成することを含み得る。試料調製モジュールは、後述される試料調製モジュール６２００のような単一の環境またはモジュールであり得る。いくつかの実施形態では、逆転写酵素は、試料調製モジュールの保持または混合体積（例えば、保持体積６２１１）に捕捉的に維持される、凍結乾燥または固体形態の試薬Ｒ４であり得る。いくつかの実施形態では、生体試料は、生および／または濾過されていない試料であり得る。いくつかの実施形態では、逆転写溶液は、リボヌクレアーゼ阻害剤を欠いていることがある。具体的には、本明細書に記載されるように、方法は、リボヌクレアーゼによるＲＮＡの分解が制限されるように、放出されたＲＮＡが迅速に逆転写を受けるような様式で実施され得る。
【０１２９】
逆転写溶液は、次いで、試料調製モジュールの反応体積内で溶解温度範囲内の第１の温度に加熱されて、リボ核酸（ＲＮＡ）分子を放出する。溶解温度範囲は、本明細書に記載される範囲のいずれかであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、第１の温度範囲は、約２５Ｃ〜約４０Ｃであり得る。図１７Ｂを参照すると、いくつかの実施形態では、第１の温度への加熱は、領域７１によって示されるように、ランプレートに沿って逆転写溶液を加熱することを含み得る。別の言い方をすれば、いくつかの実施形態では、逆転写溶液は、初期温度から逆転写温度ＴＲＴに向けてランプに沿って加熱することができ、設定された時間期間の間、一定の溶解温度に維持される必要はない。このようにして、溶液は、標的逆転写温度に向かって加熱されている間に、溶解温度範囲（例えば、２５Ｃ〜３５Ｃ）および／または特定の溶解温度ＴＬＹＳＩＳを通過することができる。
【０１３０】
逆転写溶液は、次いで、反応体積内で、逆転写温度範囲内の第２の温度に加熱されて、放出されたＲＮＡから相補的デオキシリボ核酸（ｃＤＮＡ）分子を生成する。逆転写温度範囲は、本明細書に記載される範囲のいずれかであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、第１の温度範囲は、約４０Ｃ〜約６０Ｃであり得る。いくつかの実施形態では、加熱は、試料調製モジュールの初期体積６２１１内に熱エネルギーを伝達する、セグメント化されたまたは「マルチゾーン」加熱器（例えば、加熱器６２３０）によって実施され得る。他の実施形態では、逆転写溶液は、加熱器６２３０による加熱を容易にするために、蛇行流動チャネル（例えば、チャネル６２１４）を通って移され得る。図１７Ｂを参照すると、いくつかの実施形態では、逆転写溶液は、領域７２によって示されるように、温度が逆転写温度に向かって第２のランプレートに沿って、かつ／または逆転写温度を通過して上昇するように連続的に加熱され得、設定された時間期間、一定の逆転写温度に維持される必要はない。
【０１３１】
いくつかの実施形態では、第１の温度への加熱および第２の温度への加熱は、ＲＮＡ分子が放出されたときから１秒未満でｃＤＮＡが生成されるように、連続的に実施される。いくつかの実施形態では、第１の温度への加熱および第２の温度への加熱は、ＲＮＡ分子が放出されたときから３０秒未満でｃＤＮＡが生成されるように、連続的に実施される。
【０１３２】
いくつかの実施形態では、溶液は、次いで、ＤＮＡポリメラーゼが溶液に混合される混合モジュール（例えば、混合アセンブリ６２５０）に移され得る。これは、図１７Ｂの領域７３によって示されている。いくつかの実施形態では、次いで、溶液は、増幅モジュール（例えば、増幅モジュール６６００）に移され得、そこで溶液は、さらに加熱されて、Ａ）ＤＮＡポリメラーゼを活性化し、Ｂ）ＲＴ酵素を不活性化することができる。これは、図１７Ｂの領域７４によって示されている。次いで、図１７Ｂの領域７５によって示されるように、溶液は、本明細書に記載される方法に従って熱サイクルを受けることができる。
【０１３３】
いくつかの実施形態では、第１の温度（溶解のための）への加熱と第２の温度（ＲＴ−ＰＣＲのための）への加熱は、図１７Ｃに示されるように、異なるランプレートで実施され得る。
【０１３４】
図１９は、一実施形態による、分子診断試験デバイス６０００の概略図である。概略図は、図２０〜図５２に示されるような試験デバイス６０００の主要な構成要素を説明する。試験デバイス６０００は、ポイントオブケア設定（例えば、診療所、薬局など）、分散型検査施設、または使用者の自宅での使用に適した一体化されたデバイスである（すなわち、モジュールは、単一のハウジング内に収容される）。いくつかの実施形態では、デバイス６０００は、デバイス６０００が使用者の手で運ばれ、保持され、使用され、かつ／または操作され得るようなサイズ、形状、および／または重量を有し得る（すなわち、それは「手持ち式」デバイスであり得る）。手持ち式デバイスの寸法は、１５ｃｍｘ１５ｃｍｘ１５ｃｍ未満、または１５ｃｍｘ１５ｃｍｘ１０ｃｍ未満、または１２ｃｍｘ１２ｃｍｘ６ｃｍ未満であってもよい。他の実施形態では、試験デバイス６０００は、自己完結型の単回使用デバイスであり得る。同様に述べると、試験デバイス６０００は、本明細書に記載される分子診断試験のいずれかを実施するために必要な全ての物質、機構、およびサブアセンブリを含む独立型デバイスである。したがって、デバイス６０００は、生体試料を操作するためのいかなる外部器具も必要とせず、本明細書に記載される方法を完了するために、電力源への接続（例えば、Ａ／Ｃ電力源への接続、電池への連結など）を必要とするだけである。いくつかの実施形態では、試験デバイス６０００は、デバイスの再使用または再使用の試みを防止するために、ロックアウトまたは他の器具機構で構成され得る。
【０１３５】
さらに、いくつかの実施形態では、デバイス６０００は、ＣＬＩＡが免除されたデバイスであり得、かつ／またはＣＬＩＡが免除された方法に従って動作し得る。同様に述べると、いくつかの実施形態では、デバイス６０００（および本明細書に示され記載される他のデバイスのいずれか）は、十分に単純な様式で動作するように構成されており、制限された誤用の可能性をもたらし、かつ／または誤って使用された場合に制限された危害危険をもたらすのに十分な精度で結果を生成することができる。いくつかの実施形態では、デバイス６０００（および本明細書に示され記載される他のデバイスのいずれか）は、使用者の判断をほとんど必要としない方法、および／または特定の動作ステップが容易にかつ／または自動的に制御される方法に従って、最低限の科学的訓練を受けた（または科学的訓練を受けていない）使用者によって動作され得る。いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイス６０００は、誤用（試薬（複数可）の腐敗、試薬（複数可）の有効期限切れ、試薬（複数可）の漏出など）の限定された可能性をもたらす様式で長期保管のために構成され得る。いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイス６０００は、最大約３６か月、最大約３２か月、最大約２６か月、最大約２４か月、最大約１８か月、最大６か月、またはこれらの間の任意の値の期間、保管されるように構成されている。
【０１３６】
試験デバイス６０００は、生体試料Ｓ１を操作して、標的細胞に関連付けられている１つ以上の出力信号を生成するように構成されている。具体的には、デバイス６０００は、試料調製モジュール６２００と、流体駆動（または流体移送）モジュール６４００と、増幅モジュール６６００と、検出モジュール６８００と、試薬モジュール６７００と、弁６３００と、制御モジュール（図示せず）と、を含む。試験デバイスおよびその中の特定の構成要素は、本明細書、または参照により本明細書に組み込まれる、「Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  Ｔｅｓｔｉｎｇ」と題される、国際特許公開第ＷＯ２０１６／１０９６９１号に示され記載される任意の分子試験デバイスのいずれかと同様であり得る。したがって、特定のモジュール（例えば、流体駆動モジュール６４００）の詳細な説明は、本明細書では提供されない。モジュールの各々の説明は、以下に提供される。
【０１３７】
図２０〜図５３Ｃは、分子診断試験デバイス６０００の様々な図を示す。試験デバイス６０００は、本明細書に記載される方法のいずれかに従って、投入試料を操作して、標的細胞に関連付けられている１つ以上の出力信号を生成するように構成されている。診断試験デバイス６０００は、ハウジング６００１（上部分６０１０および底部分６０３０を含む）を含み、その中に本明細書に記載されるモジュールが完全にまたは部分的に収容される。同様に述べると、（上部分６０１０および／または底部分６０３０を含む）ハウジング６００１は、モジュールを少なくとも部分的に包囲および／または封入する。図２２〜図２５は、試料調製モジュール６２００、流体駆動（または流体移送）モジュール６４００、増幅モジュール６６００、検出モジュール６８００、試薬モジュール６７００、流体移送弁６３００、およびハウジング６００１内に位置している電子制御モジュール６９００を示す様々な図である。各モジュールおよび／またはサブシステムの説明が後に続く場合のハウジングアセンブリ６００１の説明。
【０１３８】
ハウジングアセンブリ６００１は、上側ハウジング６０１０と、底側ハウジング６０３０と、蓋６０５０（カバーおよびアクチュエータとして機能する）と、を含む。示されるように、上側ハウジング６０１０は、検出開口部（または窓）６０１１および一連の状態光開口部６０１２を画定する。上側ハウジング６０１０はまた、試料投入部分６０２０およびラベル６０１３も含む。状態光開口部６０１２は、電子制御モジュール６９５０の１つ以上の光出力デバイス（例えば、ＬＥＤ）と整列されている。このようにして、そのような状態光によって生成される光出力は、状態光開口部６０１２を通して視認可能である。そのような光出力は、例えば、デバイス６０００が電力源から電力を受け取っているかどうか、エラーが発生したかどうか（例えば、不十分な試料体積などに関連付けられているエラー）、および試験が正常に完了したかどうかを示すことができる。
【０１３９】
検出開口部（または窓）は、検出モジュール６８００と整列する。このようにして、検出モジュール６８００の各検出表面によって、かつ／またはその上で生成された信号は、検出開口部６０１１を通して視認可能である。いくつかの実施形態では、上側ハウジング６０１０および／またはラベル６０１３は、不透明（または半不透明）であり、それによって、検出開口部を「枠付け」または際立たせる。いくつかの実施形態では、例えば、上側ハウジング６０１０は、検出開口部６０１１を強調するためにマーキング（例えば、太線、色など）を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、上側ハウジング６０１０は、特定の疾患（例えば、クラミジアトラコマチス（ＣＴ）、淋菌（ＮＧ）、および膣トリコモナス（ＴＶ））または対照に対して検出開口部を識別する印６０１４を含み得る。他の実施形態では、上側ハウジング６０１０は、検出開口部６０１１を含む必要はない。例えば、そのような実施形態では、検出モジュール６８００によって生成された信号は肉眼では視認可能ではないが、代わりに別の方法を使用して読み取られる。例えば、いくつかの実施形態では、読み取ることは、信号ＯＰ１をスキャンするかまたは別の方法で受信するために、モバイルコンピューティングデバイスなどの二次デバイスを使用することを含み得る。さらに他の実施形態では、結果を読み取ることは、検出モジュール６８００からの一次出力に関連付けられている（またはそれを記述している）結果を伝達する二次信号を間接的に読み取ることを含み得る。
【０１４０】
図２６および図２７を参照すると、試料投入部分６０２０は、上側ハウジング６０１０の底面（または内側表面）の両方にある１セットのガイドレール６０２３と、係止凹部６０２４と、を含む。試料投入部分６０２０はまた、試料投入開口部６０２１およびアクチュエータ開口部６０２２も画定する。試料投入開口部６０２１は、（試料調製モジュール６２００の）投入開口部６２１２と整列しており、生体試料Ｓ１がデバイス６０００内に移され得る開口部を提供する。さらに、試料投入部分はまた、蓋（またはアクチュエータ）６０５０が上側ハウジング６０１０に移動可能に連結されることも可能にする。具体的には、図２０、図３３、および図３４に示されるように、蓋６０５０は、アクチュエータのハンドル６０７０がアクチュエータ開口部６０２２を通って延在するように、上側ハウジング６０１０に連結される。本明細書に記載されるように、アクチュエータ開口部６０２２は、上側ハウジング６０１０に対する蓋６０５０の摺動移動を可能にするように細長い。さらに、ガイドレール６０２３は、蓋６０５０の対応するガイドスロット６０５５に連結され（図２８および図２９を参照）、蓋６０５０の摺動移動を容易にする。図３３および図３４に示されるように、上側ハウジング６０１０の係止凹部６０２４は、蓋が第２の（または閉鎖）位置にあるときに、蓋６０５０（図２８および図２９を参照）の係止突出部６０７２を受容して、蓋の移動を防止するように構成されている。このようにして、上側ハウジング６０１０は、診断デバイス６０００の再使用、デバイス６０００内への追加試料の移送、または蓋６０５０を複数回作動させようとする試みを防止するために、蓋６０５０をその第２の（または閉鎖）位置に維持する係止機構を含む。
【０１４１】
底側ハウジング６０３０は、底板６０３１を含み、デバイス６０００のモジュールおよびまたは構成要素が配設される体積を画定する。図２６に示されるように、底板６０３１は、チューブ、クランプなどを必要とせずに様々なモジュールおよび構成要素間の流体移送を可能にするために、デバイス内の他の構成要素の流動チャネルと整列した一連の流動チャネル６０３５を画定する。具体的には、図４５に示されるように、試薬モジュール６７００の底部は、底板６０３１の流動チャネル６０３５に対応する一連の流動チャネル６７３５を画定し、したがって、デバイス内の流体の移送を容易にする。図２６に示されるように、底側ハウジング６０３０は、電子制御モジュール６９５０の電力入力ポートと整列した開口部６０３８を画定する。使用中、電力源コードの端部は、開口部６０３８を介して電子制御モジュール６９５０に連結され得る（例えば、図５３Ｃの電力源コード６９０５の連結を参照）。
【０１４２】
図２８〜図３０に示されるように、蓋６０５０は、第１の（または外側）表面６０５１と、第２の（または内側）表面６０５２と、を含む。図３３および図３４を参照すると、蓋６０５０は、ハウジング６００１に連結され、上側ハウジング６０１０と可撓性板６０８０との間に位置付けられる。後述されるように、蓋６０５０がハウジング６００１に対して移動されるときに、蓋６０５０および可撓性板６０８０は、試薬モジュール６７００を集合的に作動させる。図３０に示されるように、内側表面６０５２は、一対のガイドスロット６０５５を画定し、一対のガイドレール６０５６を含む。上述されたように、ガイドスロット６０５５は、ハウジング６００１の対応するガイドレール６０２３に連結され、蓋６０５０の摺動移動を容易にする。蓋６０５０のガイドレール６０５６は、可撓性板６０８０と係合するように構成され、したがって、（可撓性板６０８０に対する）蓋６０５０の摺動移動も容易にする。図３４の矢印ＧＧによって示されるように、蓋６０５０は、ハウジング６００１に対して第１の（または開放）位置（図３３）から第２の（または閉鎖）位置（図３４）に移動するように構成されている。
【０１４３】
上述された蓋２０５０と同様に、蓋６０５０は、ハウジング６００１に対して移動したときに様々な機能を実施するように構成されており、それによって、単一の動作を介したデバイス６０００の作動を容易にする。具体的には、蓋６０５０は、封止部分６０５３、スイッチ部分６０６０、および３つの試薬アクチュエータ６０６４を含む。封止部分６０５３（カバー部分とも呼ばれる）は、カバー表面６０５７を含み、投入開口部６０５４を画定する。蓋６０５０が開放位置にあるときに（例えば、図２０、図２１、および図５３Ａを参照）、投入開口６０５４は、上側ハウジング６０１０の試料投入開口部６０２１および試料調製モジュール６２００の投入開口部６２１２の各々と整列しており、したがって、生体試料Ｓ１がデバイス６０００内に移され得る開口部を提供する。カバー表面６０５７は、蓋が閉鎖位置にあるときに（図５３Ｂおよび図５３Ｃを参照）、上側ハウジング６０１０の試料投入開口部６０２１および投入開口部６２１２の各々を被覆（または閉塞する平面である。具体的には、カバー表面６０５７は、蓋６０５０が開放位置にあるときに、投入開口部６２１２および／または試料投入開口部６０２１から離間されているが、蓋６０５０が閉鎖位置にあるときに、投入開口部６２１２および／または試料投入開口部６０２１を被覆する。いくつかの実施形態では、封止部分６０５３および／またはカバー表面６０５７は、蓋６０５０が閉鎖位置にあるときに、（試料調製モジュール６２００の）試料投入体積６２１１を流体隔離するための封止部、ガスケット、または他の材料を含む。
【０１４４】
投入開口部６２１２を被覆することに加えて、蓋６０５０を閉鎖することはまた、デバイス６０００内の他の機構も作動させる。具体的には、図２９および図３０に示されるように、スイッチ部分６０６０は、蓋６０５０が開放位置から閉鎖位置に移動したときに、スイッチ６９０６（図２３）を作動させる突出部を含む。スイッチが作動された（すなわち、第１の状態から第２の状態に移動された）ときに、電力源（例えば、電力源６９０５）からの電力は、電子制御モジュール６９５０および動作のために電力を必要とするデバイス６０００内の他の任意の構成要素に提供され得る。例えば、いくつかの実施形態では、電力は、任意の加熱器（例えば、試料調製モジュール６２００の加熱器６２３０、増幅モジュール６６００の加熱器６６３０、および検出モジュール６８００の加熱器６８４０）のいずれかに直接または電子制御モジュール６９５０を介して提供される。例えば、これにより、蓋６０５０が閉鎖され、デバイス６０５０が電力源６９０５に連結された後に、さらなる使用者動作を必要とせずに、加熱器６２３０は溶解動作のための予熱を開始できるようになる。スイッチ６９０６は、スイッチ部分６０６０の突出部によって直接作動されるロッカースイッチとして示されているが、他の実施形態では、スイッチ６９０６（および対応するスイッチ部分６０６０）は、本明細書に記載される機能を実施する任意の好適なスイッチであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、スイッチは、電力源６９０５を電子制御モジュール６９５０の残りの構成要素から電気的に絶縁する絶縁部材であり得る。そのような実施形態では、スイッチ部分６０６０は、絶縁部材に連結されてもよく、それを除去してもよく（それにって、電力源６９０５を電子制御モジュール６９５０に電気的に連結する）。他の実施形態では、スイッチ部分６０６０は、絶縁部材であり、電子制御モジュール６９５０には別個のスイッチは含まれていない。
【０１４５】
図３０および図３１を参照すると、試薬アクチュエータ６０６４は、蓋６０５０が開放位置（図３３）から閉鎖位置（図３４）に移動されたときに、可撓性板６０８０の対応する１セットの変形可能なアクチュエータ６０８３に作動力を及ぼす一連の傾斜面を含む。このようにして、以下により詳細に後述されるように、試薬アクチュエータ６０６４（および可撓性板６０８０の変形可能なアクチュエータ６０８３）は、試薬を試薬モジュール６７００内の封止された試薬容器から放出する。
【０１４６】
蓋６０５０の外側表面６０５１は、ハンドル６０７０と係止突出部６０７２と、を含む。ハンドル６０７０は、上側ハウジング６０１０のアクチュエータ開口部６０２２を通って延在し、使用者によって操作されて、蓋６０５０を開放位置から閉鎖位置に移動させることができる構造を提供する。係止突出部６０７２は、上側ハウジング６０１０の内側表面（図２７に示される内側表面を参照）との摺動接触で維持される傾斜した（または角度の付いた）突出部を有する。係止突出部６０７２の傾斜表面は鋭角を形成するので、係止突出部は、図３４の矢印ＧＧによって示される方向に移動されて、蓋６０５０を閉鎖することができる。さらに、係止突出部６０７２と上側ハウジング６０１０との間の連続的な接触は、蓋を閉鎖することに対するいくらかの抵抗（すなわち、摩擦力）を提供することによって、蓋６０５０の不注意による閉鎖を防止する。図３４に示されるように、蓋６０５０が閉鎖位置にあるときに、係止突出部６０７２は、上側ハウジング６０１０の係止凹部６０２４内に受容される。傾斜表面とは反対にある係止突出部６０７２の表面は、実質的に９０度の角度を形成し、したがって、係止突出部６０７２が凹部６０２４内にあるときに、反対方向への蓋６０５０の移動を防止する。このようにして、蓋６０５０は、デバイス６０００の再使用および／または補足的な試料流体の追加を防止するために閉鎖された後に、不可逆的に係止される。
【０１４７】
可撓性板６０８０（図３１および図３２に示される）は、外側表面６０８１と、内側表面６０８２と、を含む。上述されたように、蓋６０５０は、上側ハウジング６０１０と可撓性板６０８０との間に移動可能に配設される。同様に述べると、蓋６０５０の外側表面６０５１は、上側ハウジング６０１０の内側表面に面しており、蓋６０５０の内側表面６０５２は、可撓性板６０８０の外側表面６０８１に面している。可撓性プレートは、３つの変形可能なアクチュエータ６０８３を含み、その各々は、蓋６０５０の対応する試薬アクチュエータ６０６４および試薬容器６７０１、６７０２、６７０３のうちの１つと整列している。したがって、蓋６０５０がハウジング６００１に対して移動されたときに、試薬アクチュエータ６０６４および変形可能なアクチュエータ６０８３は、試薬モジュール６７００を作動させる。特に、詳細に後述されるように、試薬アクチュエータ６０６４および変形可能アクチュエータ６０８３は、試薬マニホールド６７３０内で試薬容器６７０１、６７０２、６７０３を移動させて、容器内に封止されている試薬を放出する。
【０１４８】
可撓性板６０８０は、変形可能なアクチュエータ６０８３の各々の少なくとも３つの側面を包囲するためのチャネル６０８４を画定する。したがって、変形可能なアクチュエータ６０８３の各々は、材料の小さなストリップ（またはリビングヒンジ）６０８５によって可撓性板６０８０に連結されたままである。したがって、試薬アクチュエータ６０６４が変形可能アクチュエータ６０８３の外側表面６０８６に内向きの力を及ぼしたときに、変形可能なアクチュエータは、図３４の矢印ＨＨによって示されるように、試薬モジュール６７００に向かって内向きに屈曲または変形する。この動作により、変形可能なアクチュエータ６０８３の各々の内側表面６０８７は、試薬容器（および変形可能な支持部材６７７０に内向きの力を加え、それによって、図３４の矢印ＨＨで示されるように、試薬マニホールド６７３０内で試薬容器を下向きに移動させる。
【０１４９】
図３３、図３４、図４４および図４５を参照すると、試薬モジュール６７００は、試薬マニホールド（またはハウジング）６７３０、３つの試薬容器６７０１、６７０２、６７０３、および変形可能な支持部材６７７０を含む（図３５および図３６を参照）。試薬モジュール６７００は、封止された試薬容器内での試薬の長期保管、本明細書に記載される方法の間の使用のために、試薬容器から試薬を放出するための試薬容器の作動のための機構を提供する。保管および作動機能を提供することに加えて、試薬モジュール６７００はまた、試薬および／または他の流体がデバイス６０００内に移されることを可能にする流体相互接続も提供する。具体的には、本明細書に記載されるように、試薬モジュール６７００は、デバイス６０００内での試薬および物質の選択的な排出、流体連結、および／または移すことを可能にする様式で、流体移送弁６３００に流体的に結合される。
【０１５０】
試薬モジュール６７００は、本明細書では試薬Ｒ４（二重目的遮断および洗浄液溶液）、試薬Ｒ５（酵素試薬）、および試薬Ｒ６（基質）として識別されるパッケージ化された試薬を保管し、検出モジュール６８００におけるこれらの試薬の容易な開封および使用を可能にする。図１９に概略的に示されるように、試薬モジュール６７００は、第１の試薬容器６７０１（試薬Ｒ４を収容する）と、第２の試薬容器６７０２（試薬Ｒ５を収容する）と、第３の試薬容器６７０３（試薬Ｒ６を収容する）と、を含む。試薬容器の各々は、第１の端部部分にコネクタを含み、第２の対向する端部部分に壊れやすい封止部を含む。具体的には、図３３および図３４に示されるように、第１の試薬容器６７０１は、コネクタ６７１２と、壊れやすい封止部６７１３と、を含む。コネクタ６７１２は、第１の試薬容器６７０１を変形可能な支持部材６７７０の嵌合連結部分６７７５に接続する。壊れやすい封止部６７１３は、例えば、熱封止されたＢＯＰＰフィルム（または任意の他の好適な熱可塑性フィルム）などの任意の好適な封止部である。そのようなフィルムは、試薬容器内の流体と外部湿度との相互作用を防止する優れた障壁特性を有するが、構造的特性も弱いため、必要なときにフィルムを簡単に破壊することができる。試薬容器が穿孔器に押し込まれたときに、後述されるように、壊れやすい封止部が破壊し、液体試薬が、流体移送弁６３００によって排出されたときに、適切な試薬リザーバに流入することを可能にする。第１の試薬容器６７０１の詳細のみが本明細書に示され記載されているが、第２の試薬容器６７０２および第３の試薬容器６７０３は、同様の構造および機能を有する。
【０１５１】
図４４および図４５を参照すると、試薬マニホールド６７３０は、上側（または外側）表面６７３１と、底側（または内側）表面６７３２と、を含む。試薬マニホールド６７３０は、上側表面６７３１から延在し、その中に試薬容器が配設される３つの試薬タンクを含む。具体的には、試薬マニホールドは、第１の試薬容器６７０１が内部に配設される第１の試薬タンク６７４１と、第２の試薬容器６７０２が内部に配設される第２の試薬タンク６７４２と、第３の試薬容器６７０３が内部に配設される第３の試薬タンク６７４３と、を含む。試薬ハウジング６７３０は、各試薬タンクの底部分に一対の穿孔器を含む。穿孔器は、試薬容器が試薬ハウジング６７３０内で下向きに移動されたときに、それぞれの試薬容器の壊れやすい封止を貫通するように構成される。同様に述べると、試薬ハウジング６７３０は、試薬モジュール６７００が作動されたときに、対応する壊れやすい封止部を貫通して、対応する試薬容器を開放する１セットの穿孔器を含む。図３３および図３４を参照すると、一例として、試薬ハウジング６７３０は、第１の試薬タンク６７４１内に１セットの穿孔器６７５４を含む。試薬ハウジング６７３０は、第２の試薬タンク６７４２および第３試薬タンク６７４３に同様の穿孔器を含む。さらに、穿孔器は、壊れやすい封止部が穿孔された後に、試薬モジュール６７００の出口ポートと流体連通する試薬容器および／または試薬タンクの内部体積を配置する流路を画定する。
【０１５２】
変形可能な支持部材６７７０は、外側表面６７７１と、内側表面６７７２と、を含む。上述されたように、外側表面６７７１は、可撓性板６０８０の変形可能なアクチュエータ６０８３のうちの１つと整列した作動領域を含む。内側表面６７７２は、３つの封止部分６７７３と、３つの連結部分６７７５と、を含む。図３３および図３４に示されるように、封止部分６７７３の各々は、対応する試薬タンクの内部体積（すなわち、試薬リザーバ）を流体隔離するように、試薬ハウジング６７３０に連結される。連結部分６７７５は各々、対応する試薬容器のコネクタのうちの１つに連結される。一例として、封止部分６７７３のうちの１つが第１試薬タンク６７４１の上部分に連結されて、第１の試薬タンク６７４１の内部体積を流体隔離（または封止）する。さらに、連結部分６７７５のうちの１つは、第１の試薬容器６７０１のコネクタ６７１２に結合される。
【０１５３】
変形可能な支持部材６７７０は、そこに及ぼされる作動力（例えば、変形可能なアクチュエータ６０８３によって）に応じて、第１の構成（図３３）から第２の構成（図３４）に変形するように構成されている。さらに、変形可能な支持部材６７７０は、第１の（または変形されていない）構成で付勢される。このようにして、変形可能な支持部材６７７０は、変形可能な支持部材６７７０が第１の構成にあるときに、「保管状態」で試薬容器の各々を支持する。同様に述べると、変形可能な支持部材６７７０は、変形可能な支持部材が第１の構成にあるときに、試薬容器６７０１の壊れやすい封止６７１３から離間された穿孔器６７５４を維持する。
【０１５４】
蓋６０５０が移動されたときに、変形可能なアクチュエータ６０８３によって及ぼされる下向きの力は、変形可能支持部材６７７０に第２の（または変形された構成）に移行させる（図３４）。同様に述べると、下向きの力が変形可能な支持部材６７７０の反対の付勢力を克服するのに十分である場合、変形可能な支持部材６７７０は、図３４の矢印ＨＨによって示されるように、第２の構成に移行する。これにより、試薬容器の各々が対応する試薬タンク内で下向きに移動し、穿孔器を各試薬容器の壊れやすい封止部に接触させる。同様に述べると、変形可能な支持部材６７７０が第２の構成にあるときに、穿孔器６７５４は、試薬容器６７０１の壊れやすい封止６７１３を貫通し、それによって、試薬Ｒ４を試薬容器６７０１内から放出する。図３４では、第１試薬容器６７０１のみの作動を示しているが、試薬モジュール６７００が作動されたときに、第１の試薬容器６７０１、第２の試薬容器６７０２、第３の試薬容器６７０３の各々は、このように作動される。したがって、試料投入開口部を被覆し、電子制御モジュール６９５０に電力を供給することに加えて、蓋６０５０を閉鎖することはまた、全ての試薬容器も作動させる。
【０１５５】
３つの試薬容器を含むように示されているが、他の実施形態では、試薬モジュール６７００（または本明細書に記載される試薬モジュールのいずれか）は、任意の好適な数の試薬容器を有し得る。例えば、いくつかの実施形態では、試薬モジュールは、本明細書に記載される試薬モジュール２７００と同様に、１つの試薬容器のみを含み得る。
【０１５６】
図４４を参照すると、試薬マニホールド６７３０の外側表面６７３１は、１セットの弁流体相互接続部６７３６と、１セットの混合チャンバ流体相互接続部６７３７と、１セットの検出モジュール流体相互接続部６７３８と、を含む。これらの流体相互接続部の各々は、内側表面６７３２に画定された流動チャネル６７３５によって、デバイス６０００内の試薬タンクおよび／または他の構成要素のうちの１つに連結される。さらに、外側表面６７３１は、複数の装着クリップ６７９０を含む。したがって、弁流体相互接続部６７３６（および適切なチャネル６７３５）は、クリップ６７９０のうちの１つによって上側表面６７３１に連結される流体移送弁６３００への流体連結を提供する。混合チャンバ流体相互接続部６７３７（および適切なチャネル６７３５）は、上側表面６７３１に連結された混合アセンブリ６２５０への流体連結を提供する。検出モジュールの流体相互接続部６７３８（および適切なチャネル６７３５）は、検出モジュール６８００への流体連結を提供する。
【０１５７】
図３７〜図４１は、試料調製モジュール６２００の様々な図を示す。本明細書に記載されるように、試料調製（またはステージング）モジュール６２００は、Ａ）生体試料Ｓ１を受容すること、Ｂ）生体試料を所望の試薬（例えば、陽性対照試薬Ｒ１および逆転写酵素Ｒ２）と混合すること、Ｃ）生体試料Ｓ１から標的ＲＮＡを放出するための溶解動作を実施すること、Ｄ）ｃＤＮＡを生成するための逆転写反応を実施すること、およびＥ）逆転写酵素を不活性化するために得られた溶液を加熱することのいずれかまたは全てを実施することができる。したがって、いくつかの実施形態では、試料調製モジュールは、単一の環境またはモジュール内で実施される効率的で高速なＲＴ−ＰＣＲを可能にする。外部の試料調製および煩雑な器具の必要性を排除することによって、デバイス６０００は、ポイントオブケア設定（例えば、診療所、薬局など）内または使用者の自宅での使用に適しており、任意の好適な生体試料Ｓ１を受容することができる。生体試料Ｓ１（および本明細書に記載される投入試料のいずれか）は、例えば、市販の試料収集キットを使用して集められた血液、尿、男性尿道検体、膣検体、子宮頸部スワブ検体、および／または鼻腔スワブ検体であり得る。
【０１５８】
試料調製モジュール６２００は、上側本体６２０１と、底側本体６２０２と、加熱器６２３０と、混合アセンブリ６２５０と、を含む。上側本体６２０１および底側本体６２０２は、集合的に、試料調製ハウジング、流動部材または逆転写チャンバと呼ぶことができる。流動部材は、一緒に連結された２つの部品（上側本体６２０１および底側本体６２０２）から構成されるように示されているが、他の実施形態では、流動部材は、モノリシックに構成され得る。試料調製ハウジング（すなわち、上側本体６２０１および底側本体６２０２）は、試料投入開口部６２１２、第１の（または保持）体積６２１１、および蛇行流動チャネル６２１４を画定する。いくつかの実施形態では、上側本体６２０１および／または底側本体６２０２は、１つ以上の排出口を画定することができる。そのような排出口は、試料が試料調製モジュール６２００内に、かつ／または試料調製モジュール６２００から移されるときに、試料調製モジュール６２００（第１の体積６２１１および蛇行流動チャネル６２１４を含む）に空気が流入または流出することを可能にする。さらに、上側本体６２０１は、デバイス６０００内の流体移送弁６３００および他の構成要素への試料調製モジュール６２００の流体連結を可能にする１セットの流体相互接続部６２１５を含む。
【０１５９】
試料投入開口部６２１２は、第１の（または保持）体積６２１１がアクセスされ得る開口部である。上述されたように、蓋６０５０が開放位置にあるときに、生体試料Ｓ１は、試料投入開口部６２１２を介して保持体積６２１１内に移され得る。第１の（または保持）体積６２１１は、生体試料Ｓ１を試薬と混合し、また加熱することもできる体積である。例えば、いくつかの実施形態では、生体試料Ｓ１は、保持体積６２１１に収集され、対照生物（試薬Ｒ１として識別される）および逆転写酵素（試薬Ｒ２として識別される）のいずれかまたは両方と混合され得る。対照生物および逆転写酵素は、各々、凍結乾燥するか、または別の方法で固体形態にすることができる。さらに、試薬Ｒ１およびＲ２は、例えば、保管、輸送、または使用中に、試薬Ｒ１およびＲ２がデバイス６０００から不注意に脱落するのを防止するために、保持体積６２１１内に固定され得る。例えば、いくつかの実施形態では、試薬は、カバー、バスケット、または保持体積６２１１内の他の構造によって、保持体積６２１１内に固定され得る。
【０１６０】
いくつかの実施形態では、試薬Ｒ１は、陽性対照生物、例えばＡｌｉｉｖｉｂｒｉｏ  ｆｉｓｃｈｅｒｉ、Ｎ．ｓｕｂｆｌａｖａ、または任意の他の好適な生物である。具体的には、Ａｌｉｉｖｉｂｒｉｏ  ｆｉｓｃｈｅｒｉは、グラム陰性であり、非病原性であり、生物学的安全性レベル１であり、環境に有害ではなく、ヒトから発見される可能性が極めて低いため、好適である。検出モジュール内の陽性対照表面は、対照生物（例えば、Ａ．ｆｉｓｃｈｅｒｉ）および標的生物の各々の両方の捕捉プローブを収容する。この配置により、デバイスが正しく機能する場合に、陽性対照表面が色を常に生成することが確実になる。対照生物のみが存在する場合、標的生物のうちの１つの非常に強い陽性が、ＰＣＲ中の対照生物の増幅を「圧倒する」または「打ち負かす」ことができるであろう。そのような状況下では、陽性対照スポットは、使用者を混乱させるであろう色変化を生成しない。この配置により、検出方法およびデバイス６０００が判断をほとんど必要としない方法に従って、最低限の科学的訓練を受けた（または科学的訓練を受けていない）使用者によって動作されることが容易になる。
【０１６１】
いくつかの実施形態では、試薬Ｒ２は、本明細書に記載されるＲＴ−ＰＣＲ方法を容易にするために、逆転写酵素および他の構成要素を含む。例えば、いくつかの実施形態では、試薬Ｒ２は、ＲＴ−ＰＣＲのための正しい緩衝環境を生成するために必要な塩を含む。試薬Ｒ２は、保持体積６２１１内の生体試料に溶解するように配合される。
【０１６２】
生体試料は、保持体積６３１１内で加熱されて、生体試料Ｓ１内の細胞を溶解し、生体試料Ｓ１と共に含まれる任意のウイルスから標的ＲＮＡをさらに溶解（または放出）することができる。言い換えれば、生体試料Ｓ１を加熱して、細胞を分解すると共に、そこでウイルスを破壊して、検出のための標的ＲＮＡを放出させることもできる。具体的には、加熱器６２３０は、加熱器６２３０の第１の部分が保持体積６２１１内に熱エネルギーを伝達することができるように、試料調製ハウジングおよび／または底側本体６２０２に連結される。加熱器６２３０の第１の部分は、生体試料Ｓ１を、本明細書に記載される任意の好適な温度および任意の時間期間維持することができる。例えば、いくつかの実施形態では、生体溶液は、溶解温度範囲内の温度に維持されて、リボ核酸（ＲＮＡ）分子を放出することができる。溶解温度範囲は、例えば、約２５Ｃ〜約７０Ｃであり得る。他の実施形態では、溶解温度範囲は、約２５Ｃ〜約５０Ｃであり得る。
【０１６３】
試料調製ハウジングの上面図断面を示す図３９を参照すると、第１の体積６２１１は、入口開口部６２１３を介して、蛇行流動チャネル６２１４と流体連通している。このようにして、ＲＴ酵素（逆転写溶液とも呼ばれる）と混合される溶解された生体試料は、第１の（または保持）体積６２１１から蛇行流動チャネル６２１４を通って流動することができる。より具体的には、圧力勾配が入口開口部６２１３および増幅物開口部６２１５にわたって（例えば、流体駆動モジュール６４００を介して）適用されたときに、逆転写溶液は、保持体積６２１１（第１の体積）から蛇行流動チャネル６２１４を通って流動することができる。蛇行チャネルは、高い表面積対体積比を提供し、したがって、迅速なＲＴ−ＰＣＲおよび溶液中の溶解および／またはＲＴ酵素の不活性化を可能にする。
【０１６４】
使用時には、逆転写溶液は、ＲＴ−ＰＣＲを実施し、酵素をさらに不活性化するために、蛇行流動チャネル６２１４を通って流動するように加熱され得る。具体的には、加熱器６２３０は、加熱器６２３０の第２の部分が蛇行流動チャネル６２１４内に熱エネルギーを伝達することができるように、試料調製ハウジングおよび／または底側本体６２０２に連結される。加熱器６２３０の第２の部分は、本明細書に記載される任意の好適な温度で、かつ任意の時間期間にわたって逆転写溶液を維持することができる。例えば、いくつかの実施形態では、逆転写溶液は、逆転写温度範囲内の温度に維持されて、相補的デオキシリボ核酸（ｃＤＮＡ）分子を生成することができる。逆転写に迅速に進むことによって、放出されたＲＮＡが逆転写溶液中に存在する滞留時間を最小化することができる。滞留時間を短縮すると、放出されたＲＮＡがリボヌクレアーゼ（ＲＮａｓｅ）によって分解される可能性を低減することができる。単一の環境で溶解およびＲＴ−ＰＣＲを実施することによって、このような潜在的な分解を制限すると、ＲＮＡ分解のばらつきに起因する不整合を低減することができる。さらに、試料調製モジュール６２００によって可能になる迅速かつ単一環境方法は、リボヌクレアーゼ阻害剤を使用せずに、および／または濾過されていない試料上で、本明細書に記載されるＲＴ−ＰＣＲ法を完了することを可能にすることができる。逆転写温度範囲は、例えば、約３０Ｃ〜約８０Ｃであり得る。他の実施形態では、逆転写温度範囲は、約５０Ｃ〜約６０Ｃであり得る。
【０１６５】
迅速なＲＴ−ＰＣＲを可能にすることに加えて、試料調製モジュール６２００はまた、逆転写溶液を、そこに含まれる１つ以上の溶解またはＲＴ酵素を不活性化するのに十分な温度に加熱することもできる。例えば、加熱要素は、チャネル６２１４内の逆転写溶液を約５７℃、約５８℃、約５９℃、約６０℃、約６１℃、約６２℃、約６３℃、約６４℃、約６５℃、約６６℃、約６７℃、約６８℃、約６９℃、約７０℃、約７１℃、約７２℃、約７３℃、約７４℃、約７５℃、約７６℃、約７７℃、約７８℃、約７９℃、約８０℃、約８１℃、約８２℃、約８３℃、約８４℃、約８５℃、約８６℃、約８７℃、約８８℃、約８９℃、約９０℃、約９１℃、約９２℃、約９３℃、約９４℃、約９５℃、約９６℃、約９７℃、約９８℃、約９９℃、約１００℃、または１００℃以上に加熱してもよい。逆転写溶液を高温に加熱することによって、酵素を失活させることができる。いくつかの実施形態では、試料は、約９５℃に約４分間加熱され得る。
【０１６６】
上述されたように、流動部材は、加熱要素６２３０と接触しており、これは、例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ）加熱器とすることができる。加熱要素６２３０は、コネクタ６２３１および複数のセグメント化された部分を含み、したがって、独立して、保持体積６２１１および蛇行流動チャネル６２１４内に熱エネルギーを生成することができる。いくつかの実施形態では、加熱要素６２３０は、保持体積６２１１を加熱せずに、試料調製モジュール６２００の蛇行部分６２１４を加熱するように設計されており、逆もまた同様である。
【０１６７】
保持体積６２１１と蛇行チャネル６２１４の様々な部分との間、またはさらには蛇行チャネル６２１４の異なる部分間で不用意に移送し得る熱エネルギーを最小化するために、１つ以上のスロット６２３２をＰＣＢ６３３０に切り込み、加熱器６２３０の様々な部分を隔離することができる。例えば、いくつかの実施形態では、加熱器６２３０は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、「Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ  Ｈｅａｔｅｒ  ｆｏｒ  ａｎ  Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｕｌｅ」と題される、米国特許公開第２０１７／０３０４８２９号に記載されるように、一連のスロットおよび／または開口部を含み得る。さらに、いくつかの実施形態では、加熱器６２３０の加熱要素は内層上に位置しているため、上部の銅流し（図示せず）を熱拡散器として使用して、蛇行経路に沿った温度変動を最小化することができる。
【０１６８】
逆転写溶液は、不活性化プロセスを通って流動された後に、流体制御弁６３００を通って増幅物ポート６２１５を介して、混合アセンブリ６２５０の入口ポート６２１７に流動されてもよい。混合アセンブリ６２５０は、蛇行流動チャネル６２１４からの増幅物を試薬（Ｒ３として識別される）と混合して、増幅反応を成功させる。同様に述べると、混合モジュール６２５０は、所定の投入体積で試薬Ｒ３を再構成するように構成される一方で、体積全体で試薬Ｒ３の局所的な濃度が均等になるようにする。いくつかの実施形態では、混合アセンブリ６２５０は、増幅モジュール６６００が検出モジュール６８００に十分な体積の増幅物を提供するのに十分な体積の液体を生成し、かつ／または移すように構成されている。
【０１６９】
図４０および図４１を参照すると、混合アセンブリ６２５０は、上側本体６２０１に連結されており、底側ハウジング６２５１と、上側ハウジング６２６０と、振動モータ６２６５と、を含む。底側ハウジング６２５１は、混合リザーバ６２５５を画定し、その中に増幅試薬Ｒ３を含む。底側ハウジング６２５１は、入口連結部６２５２と、出口連結部６２５３と、を含み、支持部材６２５４によって上側本体６２０１に連結される。上側ハウジング６２６０は、混合リザーバ６２５５を囲み、振動モータ６２６５が装着される表面を提供する。入口連結部６２５２、出口連結部６２５３、および支持部材６２５４は、任意の好適な材料から構築され得、任意の好適なサイズを有し得る。例えば、いくつかの実施形態では、入口連結部６２５２、出口連結部６２５３、および支持部材６２５４は、試料調製モジュール６２００の残りの部分内に移送されるモーター６２６５からの振動エネルギーの量を制限するように構成されている。例えば、いくつかの実施形態では、入口結合部６２５２、出口連結部６２５３、および／または支持部材６２５４は、そのようなエネルギーを上側本体６２０１に伝達しながら、底側ハウジング６２５１および上側ハウジング６２６０の振動運動を可能にするように、弾性材料またはエラストマー材料から構成され得る。
【０１７０】
混合アセンブリ６２５０内で混合された後に、調製された試料は、次いで、増幅モジュール６６００に移される。逆転写溶液、試薬などを含む流体の移送は、流体駆動（または移送）モジュール６４００によって引き起こされる。流体駆動（または移送）モジュール６４００は、診断試験デバイス６０００内の溶液の圧力差および／または流動を生成するように構成されたポンプまたは一連のポンプであり得る。同様に述べると、流体移送モジュール６４００は、流体圧力、流体流動を生成し、かつ／または別の方法で、デバイス６０００の様々なモジュールを通して生体試料および試薬を移すように構成されている。流体移送モジュール６４００は、その中の試料流動と接触しする、かつ／またはそれを受容するように構成されている。したがって、いくつかの実施形態では、デバイス６０００は、流体移送モジュール６４００および／または試料調製モジュール６２００の汚染が以前の実行から汚染され、それによって、結果の精度に悪影響を与える可能性を排除するように、単回使用のために特別に構成されている。示されるように、流体移送モジュール６４００は、クリップ６７９０の１つによって、試薬モジュール６７００に連結されるピストンポンプであり得る。流体駆動モジュール６４００は、電子制御モジュール６９５０によって駆動および／または制御され得る。例えば、いくつかの実施形態では、流体駆動モジュール６４００は、ＤＣモータを含むことができ、その位置は、回転エンコーダ（図示せず）を使用して制御され得る。他の実施形態では、電子制御モジュール６９５０のプロセッサ６９５１は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、「Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  Ｔｅｓｔｉｎｇ」と題される、国際特許公開第ＷＯ２０１６／１０９６９１号に記載されているように、モータの電流引き込みを監視することによってモータの位置を追跡する閉ループ方法を実装するためのコードを含み、かつ／または方法を実施するように構成され得る。
【０１７１】
増幅モジュール６６００は、流動部材６６１０と、加熱器６６３０と、ヒートシンク６６９０と、を含む。流動部材６６１０は、調製された溶液Ｓ３が内部で流動および／または維持されて溶液Ｓ３中の標的核酸分子を増幅することができる体積または一連の体積を画定する任意の好適な流動部材であり得る。加熱器６６３０は、流動部材６６１０内で調製された溶液を加熱して、本明細書に記載されるような増幅動作のいずれかを実施できる、流動部材６６１０に連結された任意の好適な加熱器または加熱器群であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、増幅モジュール６６００（または本明細書に記載される増幅モジュールのいずれか）は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、「Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ  Ｈｅａｔｅｒ  ｆｏｒ  ａｎ  Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｕｌｅ」と題される、米国特許公開第２０１７／０３０４８２９号に示され記載される増幅モジュールと同様であり得る。
【０１７２】
いくつかの実施形態では、流動部材６６１０は、内部で、調製された溶液が維持され、調製された溶液内の核酸分子を増幅するために加熱される単一の体積を画定する。他の実施形態では、流動部材６６１０は、調製された溶液が流動する「スイッチバック」または蛇行流路を画定することができる。同様に述べると、流動部材６６１０は、流路が複数の位置で加熱器６６３０と交差するように湾曲した流路を画定する。このようにして、増幅モジュール６６００は、調製された溶液が複数の異なる温度領域を通って流動する「環流」増幅反応を実施することができる。
【０１７３】
流動部材６６１０（および本明細書に記載される流動部材のいずれか）は、任意の好適な材料から構成され得、試料の所望の体積に対する所望の増幅性能を容易にするために、任意の好適な寸法を有し得る。例えば、いくつかの実施形態では、増幅モジュール６６００（および本明細書に記載される増幅モジュールのいずれか）は、１５分未満の時間で６０００倍以上の増幅を実施することができる。例えば、いくつかの実施形態では、流動部材６６１０（および本明細書に記載される流動部材のいずれか）は、環状オレフィンコポリマーまたはグラファイトベースの材料のうちの少なくとも１つから構成される。そのような材料は、流路内への望ましい熱移送特性を促進する。さらに、いくつかの実施形態では、流動部材６６１０（および本明細書に記載される流動部材のいずれか）は、約０．５ｍｍ未満の厚さを有し得る。いくつかの実施形態では、流動部材６６１０（および本明細書に記載される流動部材のいずれか）は、約１５０マイクロリットル以上の体積を有し得、流動は、少なくとも１０マイクロリットルの試料が増幅されるようなものであり得る。他の実施形態では、少なくとも２０マイクロリットルの試料が、本明細書に記載される方法およびデバイスによって増幅される。他の実施形態では、少なくとも３０マイクロリットルの試料が、本明細書に記載される方法およびデバイスによって増幅される。さらに他の実施形態では、少なくとも５０マイクロリットルの試料が、本明細書に記載される方法およびデバイスによって増幅される。
【０１７４】
加熱器６６３０は、調製された溶液を増幅するために本明細書に記載される機能を実施することができる任意の好適な加熱器または加熱器の集合体であり得る。いくつかの実施形態では、加熱器６６３０は、調製された溶液が流動する複数の温度ゾーンを確立することができ、かつ／または所望の試験感度を確保するための所望の数の増幅サイクル（例えば、少なくとも３０サイクル、少なくとも３４サイクル、少なくとも３６サイクル、少なくとも３８サイクル、または少なくとも６０サイクル）を定義することができる。加熱器６６３０（および本明細書に記載される任意の加熱器）は、任意の好適な設計であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、加熱器６６３０は、抵抗加熱器、熱電デバイス（例えば、ペルチェ素子）などであり得る。いくつかの実施形態では、加熱器６６３０は、流路が複数の異なる点で加熱器と交差するように配置された１つ以上の線形「ストリップ加熱器」であり得る。他の実施形態では、加熱器６６３０は、流路内に複数の異なる温度ゾーンを生成するために、流動部材６６１０の形状に対応する形状を有する１つ以上の湾曲した加熱器であり得る。
【０１７５】
増幅モジュール６６００は、一般に、調製された溶液に対して熱サイクル動作を実施するように記載されているが、他の実施形態では、増幅モジュール６６００は、溶液内の核酸を増幅するために、任意の好適な熱反応を実施することができる。いくつかの実施形態では、増幅モジュール６６００（および本明細書に記載される増幅モジュールのいずれか）は、例えば、ループ媒介等温増幅（ＬＡＭＰ）、標的ＲＮＡ分子を検出するのに有用であり得る核酸配列ベース増幅（ＮＡＳＢＡ）、鎖置換増幅（ＳＤＡ）、多重置換増幅（ＭＤＡ）、分岐増幅法（ＲＡＭ）、または任意の他のタイプの等温プロセスを含む、任意の好適なタイプの等温増幅プロセスを実施することができる。
【０１７６】
検出モジュール６８００は、増幅モジュール６６００からの増幅物および試薬モジュール６７００からの試薬を受容して、初期投入試料中の標的生物の存在の有無を示す比色変化を生成するように構成されている。検出モジュール６８００はまた、試験の一般的な正しい動作（陽性対照および陰性対照）を示す比色信号も生成する。いくつかの実施形態では、反応によって誘発された色変化は、読み取りが容易な二進法であり、陰影または色相の解釈は必要ではない。検出モジュール６８００は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、「Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  Ｔｅｓｔｉｎｇ」と題される、国際特許公開第ＷＯ２０１６／１０９６９１号に示され記載される検出モジュールと同様であり得る。
【０１７７】
図６４および図６５を参照すると、検出モジュールは、蓋と、検出ハウジング６８１０と、加熱器６８４０と、を含む。加熱器６８４０は、本明細書に記載される回路基板加熱器のいずれかと同様であり得、また、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、「Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  Ｔｅｓｔｉｎｇ」と題される、国際特許公開第ＷＯ２０１６／１０９６９１号にも示され記載されている。蓋および検出ハウジング６８１０は、検出のための流動セルを形成する。ハウジング６８１０は、試料投入ポート６８１４、第１の試薬入口／出口ポート６８１５、第２の試薬入口／出口ポート６８１６を有する検出チャンバ／チャネル６８１２を画定する。試料入口ポート６８１４は、増幅モジュール６６００の出口に流体連結され、増幅された試料を受容する。第１の試薬ポート６８１５および第２の試薬ポートは、流体相互接続部６７３８を介して試薬モジュール６７００に連結される。したがって、使用中、洗浄／遮断試薬（例えば、以前にＲ４として識別された）は、第１の試薬ポート６８１５または第２の試薬ポート６８１６を介して検出チャネル６８１２内に移され得る。同様に、検出酵素（例えば、以前にＲ５として識別された）および検出基質（例えば、以前にＲ６として識別された）は、第１の試薬ポート６８１５または第２の試薬ポート６８１６を介して検出チャネル６８１２に移され得る。さらに、第１の試薬ポート６８１５または第２の試薬ポート６８１６はまた、廃棄物もしくは過剰な試薬または第１の試薬ポート６８１５もしくは第２の試薬ポート６８１６から流出した流動を受容するために使用することもできる。
【０１７８】
検出チャネル６８１２は、１つ以上の検出表面６８２１および非検出表面６８２６を含む表面６８２０によって包囲または画定される。検出表面６８２１は、検出溶液が検出表面６８２１にわたって流動するときに、標的アンプリコンが結合され得る一連の捕捉プローブを含む。捕捉プローブは、標的アンプリコンを捕捉するか、またはそれに結合するように配合された任意の好適なプローブであり得る。具体的には、いくつかの実施形態では、検出部分６８２１は５つの検出表面を含む。検出表面の各々は、所望の捕捉プローブ構成を含むように化学的に修飾されている。具体的には、いくつかの実施形態では、第１の検出表面は、淋菌（ＮＧ）に特異的なハイブリダイゼーションプローブを含み得る。第２の検出表面は、クラミジアトラコマチス（ＣＴ）に特異的なハイブリダイゼーションプローブを含み得る。第３の検出表面は、膣トリコモナス（ＴＶ）に特異的なハイブリダイゼーションプローブを含み得る。第４の検出表面は、陰性対照の非標的プローブを含み得る。第５の検出表面は、陽性対照（Ａ．ｆｉｓｃｈｅｒｉ、Ｎ．ｓｕｂｆｌａｖａなど）のためのハイブリダイゼーションプローブを含み得る。
【０１７９】
非検出表面６８２６は、検出表面６８２１を包囲する表面であり得る。検出モジュール３８００を参照して上述されたように、いくつかの実施形態では、表面６８２０全体（検出表面６８２１および非検出表面６８２６を含む）は、本明細書に記載される方法の一部として遮断溶液でコーティングされ得る。
【０１８０】
流体移送弁６３００は、図１９（概略的に）および図４６に示されている。図４７〜図５２は、いくつかの異なる動作構成にある流体移送弁６３００を示しており、流動（または排出）ハウジング６３１０は、弁円板６３２０の位置が見えるように透明な線で示されている。流体移送弁６３００は、流動ハウジング６３１０と、弁本体（または円板）６３２０と、主ハウジング６３３０と、モータ６３４０と、を含む。流動ハウジング６３１０は、弁円板６３２０が回転可能に配設される弁ポケットを画定する。流動ハウジング６３１０は、図４７〜図５２に示される、少なくとも６つの移送（または排出）流路を画定する流動構造を含む。具体的には、流路は、試料入口経路６３１２と、試料出口経路６３１３と、増幅経路６３１４と、洗浄溶液（試薬Ｒ４）排出経路６３１５と、検出酵素（試薬Ｒ５）排出経路６３１６と、検出基質（試薬Ｒ６）排出経路６３１７と、を含む。流動ハウジング６３１０は、移送または排出経路の各々が、本明細書に記載される相互接続部を介してそれぞれのモジュールに連結され得る接続部分を含む。上述された流体接続／排出ポートの各々は、弁ポケット内に開口している。このようにして、弁本体６３２０が（矢印ＪＪで示されるように）弁ポケットの中心の周りを回転したときに、弁本体６３２０のスロットチャネル６３２１は、それらの半径方向および角度方向の位置に応じて、様々な中心ポートを他のポートに接続することができる。複数の半径を使用することにより、単一のポートだけでなく、構成に応じて一度に複数のポートを流体連結させるかまたは排出させることができる。
【０１８１】
弁アセンブリ６３００は、弁ポケット内で弁本体６３２０の角度方向位置に応じて、様々な異なる構成間で移動され得る。図４７〜図５２は、様々な異なる構成のアセンブリを示している。図４７は、試料入口経路６３１２および試料出口経路６３１３、ならびに他の流体接続／排出ポートが閉鎖している、ホーム（または初期位置）にある弁アセンブリ６３００を示している。図４８は、試料入口経路６３１２および試料出口経路６３１３が開放している第１の回転位置にある弁アセンブリ６３００を示している。弁アセンブリ６３００が第１の位置にある状態で、流体駆動モジュール６４００の作動は、蛇行チャネル６２１４の中に、かつそれを通り、次いで混合アセンブリ６２５０への生体試料の流動を生成することができる。このようにして、デバイス６０００は、本明細書に記載されるようなＲＴ−ＰＣＲ方法（例えば、方法５０、または他のＲＴ−ＰＣＲ方法のいずれか）を実施することができる。さらに、弁作動のタイミングおよび流体駆動モジュール６４００（例えば、ポンプ）に供給される電力は、電子制御モジュール６９５０によって制御されて、試料調製モジュール６２００（蛇行チャネル６２１４を含む）を通る流量を、ＲＴ−ＰＣＲのための所望の性能が達成され得る範囲内に維持することができる。
【０１８２】
混合アセンブリ６２５０内の混合プロセスが完了した後に、弁アセンブリ６３００は、さらに、第２の位置（図示せず）に移動され得る。弁が第２の位置にあるときに、増幅経路６３１４が開放され（すなわち、流動スロット６３２１と整列する）、したがって、混合溶液（すなわち、ポストＲＴ−ＰＣＲ）を増幅モジュール６６００内に移送することを可能にする。弁作動のタイミングおよび流体駆動モジュール６４００（例えば、ポンプ）に供給される電力は、電子制御モジュール６９５０によって制御されて、増幅モジュール６６００を通る流量を増幅のための所望の性能が達成され得る範囲内に維持することができる。さらに、弁アセンブリ６３００が第２の位置にある状態で、流体駆動モジュール６４００を連続的に作動させると、増幅された溶液が検出モジュール６８００の中に、かつそれを通って移される。
【０１８３】
本明細書に記載されるように、検出動作は、特定の時間に一連の試薬を検出モジュール内に移すことによって達成される。蓋６０５０を閉鎖すると、試薬モジュール６７００が作動して、それぞれの封止された容器から試薬を開放（または放出）するが、試薬は、検出モジュール６８００内で必要になるまで試薬モジュール６７００内に留まる。特定の試薬が必要なときに、回転弁６３００は、試薬モジュール６７００への適切な排出経路（すなわち、洗浄溶液排出経路６３１５、検出酵素排出経路６３１６、および検出基質排出経路６３１７）を開放する。流体駆動モジュール６４００の作動は、（検出モジュール６８００を介して）試薬モジュール６７００の増幅物ポートに真空を適用し、したがって、選択された試薬を試薬モジュール６７００から検出モジュール６８００内に移す。図４９は、検出酵素排出経路６３１６が開放された第３の回転位置にある弁アセンブリ６３００を示す。弁アセンブリ６３００が第３の位置にある状態で、流体駆動モジュール６４００の作動は、検出酵素（試薬Ｒ５）の流動を検出モジュール６８００内に生成することができる。図５０は、洗浄溶液（試薬Ｒ４）の排出経路６３１５が開放された第４の回転位置にある弁アセンブリ６３００を示している。弁アセンブリ６３００が第４の位置にある状態で、流体駆動モジュール６４００の作動は、洗浄（または多目的洗浄／遮断）溶液（試薬Ｒ４）の流動を検出モジュール６８００内に生成することができる。図５１は、検出基質（試薬Ｒ６）排出経路６３１７が開放された第５の回転位置にある弁アセンブリ６３００を示している。弁アセンブリ６３００が第４の位置にある状態で、流体駆動モジュール６４００の作動は、検出モジュール６８００内への基質（試薬Ｒ６）の流動を生成することができる。図５２は、排出経路が閉鎖された最終位置にある弁アセンブリ６３００を示している。
【０１８４】
上記の装置３０００、方法３０、および方法４０を参照して記載されたように、いくつかの実施形態では、デバイス６０００は、多目的洗浄／遮断試薬（例えば、試薬Ｒ４）を含み得、別個の時間で、多目的洗浄／遮断試薬の一部分を検出モジュール６８００内に移すことができる。具体的には、いくつかの実施形態では、弁アセンブリ６３００は、最初に第４の位置（図５０）に配置され得、多目的洗浄／遮断試薬の一部分は、本明細書に記載される方法３０または方法４０に従って、検出モジュール６８００内に移され得る。さらに、所定の滞留時間（例えば、３０秒）の後に、弁アセンブリ６３００がまだ第４の位置にある状態で、流体駆動モジュール６４００の動きを逆にして、多目的洗浄／遮断試薬を試薬モジュール６７００内に引き戻すことができる。次いで、弁アセンブリ６３００は、第１の位置に移動されて、生体試料の処理を開始することができる。
【０１８５】
デバイス６０００は、本明細書に記載される方法のいずれかを実施するために使用され得る。図５３Ａ〜図５３Ｃを参照すると、デバイスを使用するために、生体試料Ｓ１は、上述されるように、（例えば、試料移送ピペット６１１０を使用して）最初に試料投入開口部６０２１内に配置される。次いで、蓋６０５０は、図５３Ｂの矢印ＫＫによって示されるように、閉鎖位置に移動される。上述されたように、蓋６０５０を閉鎖することは、試料投入体積６２１１を封入し、電子制御モジュール６９５０（および／またはその中に含まれるプロセッサ６９５１）を作動させ、上述されたように試薬モジュール６７００も作動させる。次いで、デバイス６０００は、電力源コード６９０５を介して差し込まれて、デバイス６０００を電力源に連結する。このようにして、デバイス６０００は、試料Ｓ１をその中に配置し、デバイスに差し込むことに加えて、単一の動作（すなわち、蓋の閉鎖）によって作動され得る。
【０１８６】
ポイントオブケア試験のためのフィンガースティック血液中のＨＩＶ−１  ＲＮＡを検出するためにＲＴ−ＰＣＲデバイスを使用する方法およびデバイス
いくつかの実施形態では、デバイス６０００または本明細書に記載されるデバイスのいずれかを使用して、ＨＩＶ−１  ＲＮＡ検出アッセイを実施することができる。ＨＩＶ−１  ＲＮＡ検出アッセイにより、非技術者が、安価で使い捨ての器具を必要としないデバイスを使用して、家庭で、またはあまり発達していない国の設定で、自己収集したフィンガースティック血液試料を試験することを可能にするであろう。このデバイスの使用は、急性または早期のＨＩＶ感染の診断および抗レトロウイルス治療の監視を変える可能性がある。いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイスは、ウイルスＲＮＡからのデバイス上のｃＤＮＡ生成を可能にする増幅および検出プラットフォームを含む。いくつかの実施形態では、ｃＤＮＡは、蛇行ＰＣＲモジュールを通って増幅される。
【０１８７】
いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイスは、ＨＩＶ−１  ＲＮＡ検出プラットフォーム（ＲＴ強化プラットフォーム（ＲＴＥＰ）とも呼ばれる）を含む。診断試験デバイスのいくつかのバージョンは、投入ポート、不活性化チャンバ、混合チャンバ、２つの逆止弁、必要な試薬容器を有するＰＣＲモジュールおよび検出モジュール、ピストンポンプ、ならびに回転弁から構成される。図１５および図１９は、各々、ＲＴＥＰバージョンの２つの例をそれぞれ示しており、これは、本明細書に記載されるようなＲＴ−ＰＣＲを実施できる試料調製モジュールを含む。さらに、試料調製モジュールは、ウイルスＲＮＡの処理を可能にする逆転写ステップを一体化している。ＲＴステップは、プロセスの残りの部分とインラインであり、したがって、それを必要としないパネルのためのファームウェア制御を介してバイパスされ得る。加熱することは、溶解加熱器ボード上の別個の独立した加熱回路によって提供される。
【０１８８】
使用時には、血漿（または血液）が溶解チャンバに分注され、シリンジポンプが起動されて真空を生成し、これにより、ウイルス溶解が発生する加熱されたチャネルを通って試料が流動し、ゲノムＲＮＡを放出する。チャネルの温度はウイルスＲＮＡの変性を確実にするために、９２Ｃに制御されて、試料流体はこの温度で約３０秒間保持される。次いで、試料流体は逆止弁を通り、いくつかの凍結乾燥ビーズ（ＰＣＲマスター混合試薬およびＲＴ酵素）を保持する混合チャンバ内に進み、試料流体によって水和される。チャンバは、小さな振動モータによって混合され、次いで、試料は、ウイルスＲＮＡのｃＤＮＡへの逆転写を可能にするために、５５Ｃでインキュベートされる。この時点で、シリンジポンプは方向を逆にし、混合チャンバを加圧して、チャンバ内容物を９５Ｃで追加の加熱器を介して移動させて、ＲＴ酵素を不活性化し、熱安定性ホットスタートＤＮＡポリメラーゼを活性化する。次いで、プロセスは、本明細書に記載されているか、または本明細書に組み込まれている特許出願もしくは刊行物のいずれかに記載されるように、ＰＣＲおよび検出モジュールへと続く。
【０１８９】
いくつかの実施形態では、方法およびデバイスは、ＨＩＶ−１ゲノムの著しい変動に対処するための複数のプライマーセットを含み得る。例えば、標的配列（複数可）は２つの遺伝子の高度に保存された領域を含み得、プライマーセットは両方ともマルチプレックスアッセイの一部として含まれ得る。さらに、方法およびデバイスは、溶解および増幅対照として機能するであろうＭＳ２  ＲＮＡバクテリオファージのプライマーを含み得る。したがって、結果として得られるマルチプレックスアッセイは、３つのプライマーセット、ＨＩＶ−１ゲノムの別個の保存領域に対応する２つのセット、およびＭＳ２ファージゲノムに対応する１つのセットを含むであろう。より詳細に後述されるように、各セットの１つのプライマーは、本明細書で使用されるワンステップＲＴ−ＰＣＲアッセイのための逆転写ステップのプライミングに使用される。
【０１９０】
いくつかの実施形態では、方法およびデバイスは、２つのＨＩＶ−１遺伝子およびＭＳ２ファージ陽性対照（表１）のための順方向プライマーおよび逆方向プライマー、ならびにＴａｑＭａｎプローブを含み得る。順方向プライマーは、５’ビオチン化されている。また、逆方向プライマーは、ワンステップＲＴ−ＰＣＲの逆転写反応を開始するためにも使用される。示された配列を有するＴａｑＭａｎプローブは、５’末端にＦＡＭフルオロフォアを有し、３’末端にＢＨＱ２クエンチャーを有する。
【表１】
2021502057.tif 000003
【０１９１】
いくつかの実施形態では、最適化されたマルチプレックスＰＣＲアッセイは、ＨＩＶ−１およびＭＳ２ファージ逆方向ＰＣＲプライマーを使用して、ｃＤＮＡ合成をプライミングするワンステップマルチプレックス逆転写（ＲＴ）−ＰＣＲアッセイを含み得る。方法およびデバイスは、逆転写酵素と耐熱性ＤＮＡポリメラーゼ酵素との両方を含む、検証されたプライマーセットおよび最適化されたマスターミックスを含み得る。このようにして、デバイスは「超高速」ワンステップマルチプレックスＲＴ−ＰＣＲアッセイを実施して、２つのＨＩＶ−１遺伝子およびＭＳ２陽性対照遺伝子に対応するアーマードＲＮＡテンプレートを増幅することができる。ＰＣＲを開始する前のＲＮＡテンプレートからのｃＤＮＡの生成に必要な時間は、試料から回答までのターンアラウンドタイムをアッセイのための２０分の仕様を超えて延長されてはならないので、非常に重要である。３つのウイルスアーマードＲＮＡテンプレートの各々は、ＴＥ緩衝液で個別に連続的に希釈され、次いで、各希釈は、ｃＤＮＡを生成するための超高速ＲＴステップを実施するようにプログラムされた研究室器具を使用して、シンプレックスワンステップＲＴ−ＰＣＲを受け、続いて、ｃＤＮＡの「高速」サイクルＰＣＲ増幅を行う。
【０１９２】
いくつかの実施形態では、マルチプレックスＲＴ−ＰＣＲアッセイは、以下によって特徴付けられる：１）アッセイは、アッセイされた２つのＨＩＶ−１遺伝子およびＭＳ２ファージ遺伝子のアンプリコン配列に対応するアーマードＲＮＡを、これらがプールされたＥＤＴＡ血漿試料中に希釈されたときに検出および識別し、２）アッセイは、所望のＬｏＤに対応するプールされたＥＤＴＡ血漿試料中の各ＨＩＶ−１アーマードＲＮＡの低濃度を検出および識別する。所望の結果を確実にするために、いくつかの実施形態では、アッセイ（またはデバイス）は、別個の専用のＲＴプライマーを含み得る。いくつかの実施形態では、方法は、ＲＮＡ二次構造を低減するために、ＲＴステップの温度を上昇させることを含み得る。
【０１９３】
現在のデバイスおよび方法によって対処される１つの潜在的な問題は、ＥＤＴＡ、ヘム、およびＩｇＧを含む血漿中のＰＣＲ阻害剤の存在に関連している。一部には、試料調製モジュールおよび方法は、核酸を結合するナイロンフィルタを使用することによって、この問題を回避しており、というのも、いったん結合した核酸は、洗浄され、次いで、血漿成分をほとんど有さない緩衝液中で溶出され得るためである。ＭＳ２ファージ処理および増幅制御の使用により、阻害剤の存在の高感度な測定基準が提供される。ＰＣＲ阻害が持続する場合、熱溶解ステップは延長されてもよく、かつ／またはアッセイは、Ｏｍｎｉ  Ｋｌｅｎｔａｑなどの糞便阻害剤に耐性のある熱安定性ＤＮＡポリメラーゼのバリアントをで使用してもよい。ＥＤＴＡによるＭｇのキレート化がＰＣＲ効率を低下させる場合、ＰＣＲマスターミックス中のその濃度を高めることができる。
【０１９４】
いくつかの実施形態では、ＨＩＶを検出する方法は、血漿を分離することを含み得る。特に、血漿は、ＡＲＶ治療を受けている人のウイルス学的制御を監視するための、および急性／初期ＨＩＶ感染におけるＨＩＶ−１ＲＮＡの検出のための好ましい試料マトリックスである。他の試料のタイプ（例えば、乾燥血液スポット）は、遠隔地では許容可能な代替手段であり、ウイルスはまた、膣分泌物および精液を含む他の体液中にも見出され得ることが理解される。しかしながら、いくつかの実施形態では、デバイスおよび方法は、任意の所望の分離方法を使用する任意の好適な血漿分離モジュールを含み得る。
【０１９５】
いくつかの実施形態では、方法は、家庭内または遠隔地の発展途上国の設定で実施され得る段階的な使用者指示プロセスを含む。動作は、以下を含む：（１）使用者が市販のランセットを使用してフィンガースティック血液を得る；（２）血液を直接またはキットに含まれる市販のキャピラリーチューブを使用して血漿分離モジュールに堆積させる；（３）血漿分離モジュールによって血漿が血液から自動的に分離される；（４）使用者がキットに含まれるトランスファーピペットを使用して血漿分離モジュールからＨＩＶ分子診断デバイス（試料投入ポート）に血漿を移送する；（５）使用者が任意の数のボタンを押すことによってデバイスを起動する；（６）使用者が結果を記録する。いくつかの実施形態では、デバイスは、物理的に一体化された（すなわち、分子診断デバイス内にある）血漿分離モジュールを含む。
【０１９６】
血漿体積は、フィンガースティック血液の投入体積と分離効率との関数である。フィンガースティックの血液体積の推定値は、広範囲にわたることが理解されているが、少なくとも１つの市販のランセット（ＢＤブルー）は、平均４００ｕｌの血液を産出することが報告されている（参照）。フィンガースティック血液は、市販のＥＤＴＡコーティングされたキャピラリーチューブを使用して収集され得、その内容物は、血漿分離モジュールの投入ポート内に堆積され得る。分離効率は平均でフィンガースティック血液体積の約３０％である。したがって、クリックＨＩＶ−１デバイスの予想されるＬｏＤが２００ウイルスコピー／ｍｌ以下の血漿および３０％の血漿分離効率であることを考えると、このＬｏＤを満たすために必要な最小の投入体積は、１５０ｕｌの血液であり、これは、血漿ＨＩＶ−１濃度２００コピー／ｍｌで８つのＨＩＶ−１ウイルスコピーを含む４５ｕｌの血漿を産出することになる。
【０１９７】
いくつかの実施形態では、方法は、ペンシルバニア大学のＣｈａｎｇｃｈｕｎ  Ｌｉｕ教授のグループによって開発され、Ｄｒｕｍｍｏｎｄ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃにライセンスされたタイプと同様の超疎水性血漿分離器を使用して血漿を分離することを含む。そのような機構は、２００ｕｌのＥＤＴＡ抗凝固血液から６５ｕｌのヘモグロビンを含まないＰＣＲ適合血漿を１０分未満で抽出することが示されている。いくつかの実施形態では、分離器は、フィンガースティック血液が堆積される超疎水性試料ウェル、および逆非対称ポリスルホン膜（Ｖｉｖｉｄ（登録商標）Ｐｌａｓｍａ  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｍｅｍｂｒａｎｅ、Ｐａｌｌ）を収容するためにクラムシェルスタイルのケーシングを使用する１．５×１×０．３インチ幅の使い捨てデバイスを含み得る。この組み合わせにより、試料中の赤血球（ＲＢＣ）が膜を通過するのではなく、膜から離れて沈殿することが可能になり、膜の詰まりを防止し、より効率的な分離手段を提供する。次いで、血漿は血漿出口ポートに集合し、ぴったりと収まるピペットのプランジャを引き抜くことによって生成される簡単な低圧真空を使用して除去され得る。
【０１９８】
いくつかの実施形態では、方法は、最小限の溶血で無細胞血漿から血液の細胞成分の側方流動分離を可能にする保護カートリッジ内に収容されたスパイラルガラス繊維膜を使用して血漿を分離することを含む。そのような分離デバイスは、少量のフィンガースティック血液試料を受容するＨｅｍａＳｐｏｔ−ＳＥデバイスを含み得る。４〜５滴のフィンガースティック血液（約１５０μＬ）がデバイスの中心に適用されたときに、約５０μＬの血漿の収量が生成され、したがって、上述された超疎水性膜によって得られるものと同様に、約３３％の血漿分離効率を提供する。ここにもたらされる連携の一部として、現在のデバイスは１５０〜４００ｕｌの血液体積を受け入れ、乾燥剤を除去するように変更される。フィンガースティック血液試料が投入ポートに適用されると、カートリッジは閉鎖される。３分以内に血漿分離が完了し、カートリッジが開放され、静止湿潤スパイラルフィルタの血液を含まない血漿含有端子の半分が切り離され、ユニバーサル輸送媒体を含むキャップ付きチューブに移される。チューブを旋回させて膜からウイルスを溶出させ、次いで、液体をピペットでＨＩＶ−１分子診断試験デバイスの試料処理リザーバに移送する。
【０１９９】
いくつかの実施形態では、方法は、血漿分離を必要としないが、分子診断試験デバイス内のＥＴＤＡ抗凝固血液試料中のＨＩＶ−１ＲＮＡ（プロウイルスＤＮＡではない）のみを選択的に増幅する。
【０２００】
上気道感染症を検出するためのＲＴ−ＰＣＲデバイスを使用し方法およびデバイス
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるデバイスのいずれかは、鼻腔スワブ試料からインフルエンザＡ（Ｆｌｕ  Ａ）、インフルエンザＢ（Ｆｌｕ  Ｂ）、および呼吸器合胞体ウイルス（ＲＳＶ）を検出するための単回使用（使い捨て）、ポイントオブニードの診断試験を実施するために使用され得る。これにより、臨床医は抗ウイルス剤の効果が高い患者を識別しやすくなり、抗菌薬耐性につながる不要で効果のない抗生物質の処方を減少させることができる。
【０２０１】
いくつかの実施形態では、試験デバイス（および方法）は、鼻腔スワブを含むことができ、本明細書に記載されるデバイスのいずれかで実施され得る。
【０２０２】
いくつかの実施形態では、方法およびデバイスは、以下の病原体（表２に列挙される）との交差反応が確実に制限されるように最適化され得る。
【表２】
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【０２０３】
さらに、アッセイ性能は、感染した鼻分泌物（以下のリストを参照）中に存在する可能性があり、一般的な局所鼻粘膜充血除去剤（Ａｆｒｉｎ）、局所ステロイド鼻スプレー（Ｆｌｏｎａｓｅ）、ならびにヒト全血およびムチンを含むデバイス性能を妨害する可能性がある無生物物質の存在下での性能低下を回避するように最適化され得る。いくつかの実施形態では、各アッセイは、試料処理ステップから、検出プラットフォーム上でのＲＴ−ＰＣＲ増幅からアンプリコン検出まで、アッセイ性能を監視するＭＳ２バクテリオファージを陽性対照として含む。これらまたは他の物質がアッセイ性能のいずれかの側面を阻害する場合、陽性対照は「検出されなかった」と登録され、アッセイ結果は不確定になる。
【表３】
2021502057.tif 000005
【０２０４】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるシステムのいずれかは、ＤＮＡ細菌（すなわち、ジェジュニ（ｊｅｊｕｎｉ）、サルモネラエンテリカ（Ｓ．ｅｎｔｅｒｉｃａ）、赤痢菌ＳＰＳ（Ｓｈｉｇｅｌｌａ  ｓｐｓ））とＲＮＡウイルス標的（ノロウィルス）との両方を同時に検出する腸管病原診断アッセイを実施するように改変することができる。
【０２０５】
増幅モジュールは、一般に、調製された溶液上で熱サイクル動作を実施するように本明細書に記載されているが、他の実施形態では、増幅モジュールは、溶液中の核酸を増幅するための任意の好適な熱反応を実施することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される増幅モジュールのいずれかは、例えば、ループ媒介等温増幅（ＬＡＭＰ）、標的ＲＮＡ分子を検出するのに有用であり得る核酸配列ベース増幅（ＮＡＳＢＡ）、鎖置換増幅（ＳＤＡ）、多重置換増幅（ＭＤＡ）、分岐増幅法（ＲＡＭ）、または任意の他のタイプの等温プロセスを含む、任意の好適なタイプの等温増幅プロセスを実施することができる。
【０２０６】
本発明の様々な実施形態が上述されたが、それらは、例示としてのみ提示されており、限定的なものではないことが理解されるべきである。上述された方法および／または概略図が特定の順序で発生する特定のイベントおよび／またはフローパターンを示す場合、特定のイベントおよび／またはフローパターンの順序は変更されてもよい。実施形態が特に示され記載されてきたが、形態および詳細の様々な変更が行われ得ることが理解されるであろう。
【０２０７】
例えば、本明細書に示され記載される試料投入モジュール、試料調製モジュール、増幅モジュール、加熱器アセンブリ、および検出モジュールのいずれかは、任意の好適な診断装デバイスに使用され得る。そのようなデバイスは、例えば、ポイントオブケア設定および／または使用者の自宅で使用され得る単回使用のデバイスを含み得る。同様に述べると、いくつかの実施形態では、デバイス（および本明細書に示され記載される他のデバイスのいずれか）は、分散型試験施設で使用するように構成され得る。さらに、いくつかの実施形態では、本明細書に示され記載される試料投入モジュール、試料調製モジュール、増幅モジュール、加熱器アセンブリ、および検出モジュールのいずれかは、ＣＬＩＡが免除されたデバイス内に含まれてもよく、かつ／またはＣＬＩＡが免除された方法に従ってデバイスの動作を容易にすることができる。同様に述べると、いくつかの実施形態では、本明細書に示され記載される試料投入モジュール、試料調製モジュール、増幅モジュール、および検出モジュールは、制限された誤用の可能性をもたらし、かつ／または誤って使用された場合に制限された危害危険をもたらすのに十分な精度で結果を生成することができる十分に単純な様式で、デバイスの動作を容易にすることができる。いくつかの実施形態では、本明細書に示され記載される試料投入モジュール、試料調製モジュール、増幅モジュール、および検出モジュールは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、「Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ  Ｔｅｓｔｉｎｇ」と題される、国際特許公開第ＷＯ２０１６／１０９６９１号に示され記載される診断デバイスのいずれかに使用され得る。
【０２０８】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される方法５０および図１７Ａ〜図１７Ｃに関して記載される方法のいずれかは、表４に提供される以下の時間、温度、および体積の範囲を含み得る。
【表４】
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【０２０９】
本明細書に記載されるデバイスおよび方法は、組織試料（例えば、血液試料）などの任意の好適なタイプの生体試料を分析するために使用され得る。場合によっては、生体試料は、対象から採取された体液を含む。場合によっては、体液は、核酸を含む１つ以上の細胞を含む。場合によっては、１つ以上の細胞は、細菌、古細菌、原生生物、および真菌を含むがこれらに限定されない１つ以上の微生物細胞を含む。場合によっては、生体試料は、１つ以上のウイルス粒子を含む。場合によっては、生体試料は、性感染症を引き起こす１つ以上の微生物を含む。試料は、対象からの試料、例えば、全血、血液製剤；赤血球；白血球；バフィーコート；スワブ；尿；喀痰；唾液；精液；リンパ液；内リンパ；外リンパ；胃液；胆汁；粘液；皮脂；汗；涙；膣分泌；嘔吐物；排泄物；母乳；耳垢；羊水；脳脊髄液；腹水；胸水；生検試料；嚢胞からの液体；滑液；硝子体液；房水；滑液；洗眼液；眼球吸引液；血漿；血清；肺洗浄液；肺吸引液；動物（ヒトを含む）の組織（肝臓、脾臓、腎臓、肺、腸、脳、心臓、筋肉、膵臓、細胞培養を含むが、これらに限定されない）、ならびに上述された試料から得られた溶解物、抽出物、または材料および画分、または試料の上にまたは中に存在し得る任意の細胞、微生物、およびウイルスを含み得る。試料は、一次培養の細胞または細胞株を含み得る。細胞株の例としては、２９３−Ｔヒト腎臓細胞、Ａ２８７０ヒト卵巣細胞、Ａ４３１ヒト上皮細胞、Ｂ３５ラット神経芽腫細胞、ＢＨＫ−２１ハムスター腎臓細胞、ＢＲ２９３ヒト乳房細胞、ＣＨＯ中国ハムスター卵巣細胞、ＣＯＲＬ２３ヒト肺細胞、ＨｅＬａ細胞、またはＪｕｒｋａｔ細胞が挙げられるが、これらに限定されない。試料は、ウイルス、細菌、原生生物、モネラン、クロム肺胞、古細菌、または真菌の１つ以上を含む、微生物の均一または混合した集団を含み得る。生体試料は、尿試料、膣スワブ、子宮頸部スワブ、肛門スワブ、または頬スワブであり得る。生体試料は、病院、研究室、臨床または医療研究室から入手され得る。
【０２１０】
しかしながら、本明細書に記載されるデバイスおよび方法は、ヒト試料で分子診断試験を実施することに限定されない。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるデバイスおよび方法のいずれかは、獣医試料、食品試料、および／または環境試料と共に使用され得る。環境源の例としては、農地、湖、河川、貯水池、通気孔、壁、屋根、土壌試料、植物、プールが挙げられるが、これらに限定されない。工業用供給源の例としては、クリーンルーム、病院、食品加工エリア、食品生産エリア、食品、医療研究室、薬局、および調剤センターが含まれるが、これらに限定されない。ポリヌクレオチドが隔離され得る対象の例としては、魚類、両生類、爬虫類、鳥類、および哺乳類などの多細胞生物が挙げられる。哺乳類の例としては、霊長類（例えば、類人猿、猿、ゴリラ）、げっ歯類（例えば、マウス、ラット）、牛、豚、羊、馬、犬、猫、またはウサギが含まれる。いくつかの例では、哺乳動物はヒトである。
【０２１１】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるデバイスまたは方法のいずれかは、試料緩衝液を含むことができ（例えば、試料調製モジュール、試料移送マニホールド、または試薬モジュール内）、かつ／または試料緩衝液を生体試料と混合することができ、または本明細書に記載されるように、試料緩衝液を洗浄／遮断溶液として使用することができる。場合によっては、試料緩衝液は、ウシ血清アルブミンおよび／または界面活性剤を含み得る。場合によっては、試料緩衝液は、約０．１％〜５％のウシ血清アルブミンを含む。場合によっては、試料緩衝液は、約０．１％、０．２％、０．３％、０．４％、０．５％、１％、１．５％、２％、２．５％、３％、４％、または５％のウシ血清アルブミンを含む。場合によっては、試料緩衝液は、約０．１％〜２０％の界面活性剤を含む。場合によっては、試料緩衝液に約１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、または１０％の界面活性剤を含む。場合によっては、界面活性剤はＴｗｅｅｎ−２０である。使用する試料緩衝液の選択は、意図された方法によって異なり得る。例えば、洗浄ステップを使用する場合と洗浄ステップを使用しない場合とで、試料緩衝液の選択が異なる場合がある。洗浄ステップを使用しない場合、試料緩衝液は、溶解および後続のＰＣＲ反応に適した緩衝液であってもよい。
【０２１２】
いくつかの実施形態では、試料緩衝液は、Ｔｒｉｓ  ＨＣｌ、Ｔｗｅｅｎ−８０、ＢＳＡ、Ｐｒｏｃｌｉｎ、およびＡｎｔｉｆｏａｍ  ＳＥ−１５を含み得る。いくつかの実施形態では、試料緩衝液は、５０ｍＭ  Ｔｒｉｓ  ｐＨ  ８．４、Ｔｗｅｅｎ−８０、２％（ｗ／ｖ）、ＢＳＡ、０．２５％（ｗ／ｖ）、Ｐｒｏｃｌｉｎ  ３００  ０．０３％（ｗ／ｖ）、およびＡｎｔｉｆｏａｍ  ＳＥ−１５、０．００２％（ｖ／ｖ）の精製水で構成された組成を有し得る。Ｔｒｉｓ  ＨＣＬは、ＰＣＲの一般的な緩衝液である。熱サイクル中に加熱されると、ｐＨが低下することがあり、例えば、２５℃の温度で８．４のｐＨを有するＴｒｉｓ緩衝液は、約９５℃まで加熱されると、約７．４程度のｐＨに低下することがある。濃度範囲は０．１ｍＭ〜１Ｍである。ｐＨ範囲は６〜１０である。任意の他のＰＣＲ互換緩衝液、例えばＨＥＰＥＳを使用することができた。プロクリン３００は、収集培地の長期保存性を確保するための防腐剤として使用される広範なスペクトルの抗菌剤である。それは、０．０１％（ｗ／ｖ）〜０．１％（ｗ／ｖ）で使用され得る。他の多くの抗菌剤が当技術分野で知られており、試料緩衝液で使用され得る。いくつかの実施形態では、試薬または洗浄緩衝液は、製造中の発泡およびデバイスを通る流体の移動を低減するために、Ａｎｔｉｆｏａｍ  ＳＥ−１５を含み得る。それは、０．００１％（ｖ／ｖ）〜１％（ｖ／ｖ）で使用され得る。任意の他の消泡剤、例えば、消泡剤２０４、消泡剤Ａ、消泡剤Ｂ、消泡剤Ｃ、または消泡剤Ｙ−３０も使用され得る。
【０２１３】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される増幅モジュールのいずれかは、「迅速な」ＰＣＲ（例えば、約１０分未満で少なくとも３０サイクルを完了する）、および出力信号の迅速な生成（例えば、検出モジュールを介して）を実施するように構成され得る。同様に述べると、本明細書に記載される増幅モジュールは、体積を処理するように、寸法サイズを有するように、かつ／または本明細書に記載されるように、約１０分未満、約９分未満、約８分未満、約７分未満、約６分未満、もしくはその間の任意の範囲での迅速なＰＣＲまたは増幅を容易にする材料から構成されるように構成され得る。
【０２１４】
いくつかの実施形態では、検出モジュールのいずれかは、本明細書に記載される任意の好適な構造または組成の捕捉プローブを含み得る。そのような捕捉プローブは、例えば、一本鎖核酸、抗体、または結合タンパク質のいずれかであり得る。一部の実施形態では、捕捉プローブは、以下の一般的な構造を有する（ここでのＤＮＡ塩基配列は単なる例であり、標的アンプリコンによって異なる）：
５’末端−／５ＡｍＭＣ６／ＴＣＴＣＧＴＡＡＡＧＧＧＣＡＧＣＣＣＧＣＡＡＧ−３’末端
【０２１５】
他の実施形態では、捕捉プローブは、この構造に従って、スペーサ分子も含むように変更され得る：
５’末端−／５ＡｍＭＣ６／／ｉＳｐｌ８／ＴＣＴＣＧＴＡＡＡＧＧＧＣＡＧＣＣＣＧＣＡＡＧ−３’末端
【０２１６】
ここで、／５ＡｍＭＣ６／は、５’アミノ修飾体Ｃ６−統合ＤＮＡテクノロジーズであり、／ｉＳｐｌ８／は、Ｉｎｔスペーサー１８−統合ＤＮＡテクノロジーズである。他の実施形態では、捕捉プローブは、この構造に従って、意図されたＤＮＡ塩基のみを含むように修飾され得る：
５’末端−ＴＣＴＣＧＴＡＡＡＧＧＧＣＡＧＣＣＣＧＣＡＡＧ−３’Ｅｎｄ
【０２１７】
他の実施形態では、捕捉プローブはまた、この構造に従って、余分な非標的塩基を含む：
５’末端−ＧＧＧＧＧＧＧ  ＴＣＴＣＧＴＡＡＡＧＧＧＣＡＧＣＣＣＧＣＡＡＧ−３’末端
【０２１８】
いくつかの実施形態では、捕捉プローブは、比較的高い融解温度（Ｔｍ）値（例えば、約６７℃）を有するように配合、設計、または操作され得る。他の実施形態では、捕捉プローブは、３５℃〜８５℃、６０℃〜８５℃、６０℃〜７５℃、６５℃〜７０℃、または６６℃〜６８℃の範囲の融解温度（Ｔｍ）値を有し得る。高いＴｍ値を有する捕捉プローブの１つの利点は、動作中にフローセルを広い範囲の温度に加熱することができ、捕捉プローブが標的アンプリコンを放出することを引き起こすことがないことである。
【０２１９】
いくつかの実施形態では、捕捉プローブは、淋菌、クラミジアトラコマチス、膣トリコモナス、ナイセリアサブフラバ、およびバチルスアトロファエウスまたはランダム塩基からの配列などの陰性対照配列に対して設計される。
【０２２０】
本明細書に記載のいくつかの実施形態は、様々なコンピュータ実装操作を実行するための命令またはコンピュータコードを、その上に有する非一時的コンピュータ可読媒体（非一時的プロセッサ可読媒体とも称され得る）を有する、コンピュータ記憶製品に関する。コンピュータ可読媒体（またはプロセッサ可読媒体）は、それ自体が一時的伝搬信号（例えば、スペースまたはケーブルなどの伝送媒体に情報を伝達する伝搬電磁波）を含まないという意味で非一時的である。媒体およびコンピュータコード（コードとも呼ぶことができる）は、特定の目的または複数の目的のために設計および構築されたものであり得る。非一時的コンピュータ可読媒体の例には、それだけには限定されないが、ハードディスク、フロッピーディスク、および磁気テープなどの磁気記憶媒体、コンパクトディスク／デジタルビデオディスク（ＣＤ／ＤＶＤ）、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、およびホログラフィックデバイスなどの光記憶媒体、光ディスクなどの光磁気記憶媒体、搬送波信号処理モジュール、ならびに特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）デバイスなどの、プログラムコードを記憶および実行するように特別に構成されているハードウェアデバイスが含まれる。
【０２２１】
コンピュータコードの例としては、マイクロコードまたはマイクロ命令、コンパイラによって生成されるような機械命令、ウェブサービスを生成するために使用されるコード、およびインタプリタを使用してコンピュータによって実行される、より高レベルの命令を含むファイルが挙げられるが、これらに限定されるものではない。例えば、実施形態は、命令型プログラミング言語（例えば、Ｃ、Ｆｏｒｔｒａｎなど）、関数型プログラミング言語（Ｈａｓｋｅｌｌ、Ｅｒｌａｎｇなど）、論理プログラミング言語（例えば、Ｐｒｏｌｏｇ）、オブジェクト指向プログラミング言語（例えば、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｃ＋＋など）、もしくは他の適切なプログラミング言語および／または開発ツールを使用して実装され得る。コンピュータコードのさらなる例は、制御信号、暗号化コード、および圧縮コードを含むが、これらに限定されない。
【０２２２】
制御モジュール内に含まれるプロセッサ（ならびに本明細書に記載されるプロセッサおよび／またはコントローラのいずれか）は、例えば、コントローラのメモリへのデータの書き込みおよびメモリからのデータの読み出し、ならびにメモリ内に記憶された命令および／または方法の実行を実行するように構成された任意のプロセッサであり得る。さらに、プロセッサは、コントローラ内の他のモジュール（例えば、温度フィードバックモジュールおよび流動モジュール）の動作を制御するように構成され得る。具体的には、プロセッサは、温度データ、電流測定値などを含む信号を受信し、各加熱器アセンブリに供給される電力および／または電流の量、ピストンパルスの所望のタイミングおよびシーケンスなどを決定することができる。例えば、いくつかの実施形態では、コントローラは、増幅モジュール４６００内の様々な加熱アセンブリおよび構成要素に送達される電力を制御する８ビットＰＩＣマイクロコントローラであり得る。このマイクロコントローラはまた、電力源の瞬時電力要件を最小化するためのコードを含み、かつ／またはそのように構成され得る。
【０２２３】
他の実施形態では、本明細書に記載されるプロセッサのいずれかは、例えば、１つ以上の特定の機能を実施するように設計された、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはＡＳＩＣの組み合わせであり得る。さらに他の実施形態では、マイクロプロセッサは、アナログもしくはデジタル回路、または複数の回路の組み合わせであり得る。
【０２２４】
本明細書に記載されるメモリデバイスのいずれかは、例えば、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）構成要素、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）構成要素、電子的にプログラム可能な読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、消去可能かつ電子的にプログラム可能な読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、および／またはフラッシュメモリなどの任意の好適なデバイスであり得る。モジュール（圧力フィードバックモジュールおよび位置フィードバックモジュール）のいずれかは、プロセッサによって実装され、かつ／またはメモリ内に記憶され得る。
【０２２５】
様々な実施形態が特定の特徴および／または構成要素の組み合わせを有するものとして記載されているが、上述された実施形態のうちのいずれかの任意の特徴および／または構成要素の組み合わせを有する他の実施形態も可能である。
【０２２６】
本明細書に記載されるデバイスおよび方法のいずれかは、生体試料中の１つ以上の細菌細胞に関連付けられている核酸の存在の有無を検出するために利用され得る。いくつかの実施形態では、１つ以上の細菌細胞は病原体である。いくつかの実施形態では、１つ以上の細菌細胞は感染性である。検出され得る細菌病原体の非限定的な例としては、マイコバクテリア（例えば、結核菌、ウシ結核菌、鳥インフルエンザ菌、らい菌、およびアフリカヌム菌）、リケッチア、マイコプラズマ、クラミジア、およびレジオネラが挙げられる。細菌感染症のいくつかの例としては、グラム陽性桿菌（例えば、リステリア、炭疽菌、エリシペロトリックス種などのバチルス）、グラム陰性桿菌（例えば、バルトネラ、ブルセラ、カンピロバクター、エンテロバクター、エシェリヒア、フランシセラ、ヘモフィルス、クレブシエラ、モルガネラ、プロテウス、プロビデンシア、シュードモナス、サルモネラ、セラチア、シゲラ、ビブリオ、エルシニアの種）、スピロヘータ細菌（例、ライム病を引き起こすボレリアブルグドルフェリを含むボレリア種）、嫌気性細菌（例、放線菌およびクロストリジウム種）、グラム陽性および陰性球菌、腸球菌種、連鎖球菌種、肺炎球菌種、ブドウ球菌種、およびナイセリア種が挙げられるが、これらに限定されない。感染性細菌の具体例としては、ヘリコバクターピロリ菌。レジオネラ肺炎球菌、結核菌、マイコバクテリウムアビウム、マイコバクテリウムイントラセルラーレ、マイコバクテリウムカンサワイ、マイコバクテリウムゴルドーナエ、黄色ブドウ球菌、淋菌、髄膜炎ネイセリア、リステリアモノサイトゲネス、ピオゲネス連鎖球菌（Ａ群連鎖球菌）、アガラクタエ連鎖球菌（Ｂ群連鎖球菌）、ビリダンス連鎖球菌、溶連菌フェカリス、ボビス連鎖球菌、肺炎球菌、ヘモフィルスインフルエンザ菌、バチルスアントラシス、エリシペロトリックス、クロストリジウムテタニ、エンテロバクターエアロゲネス、クレブシエラニューモニエ、パシュテラマルチシダ、フソバクテリウムヌクレータム、ストレプトバチルスモニリフォルミス、レポネーマパリディウム、トレポネーマペルテニュ、レプトスピラ、リケッチアおよびアクチノミセスイスラエリイ、アキネトバクター、バチルス、ボルデテラ、ボレリア、ブルセラ、カンピロバクター、クラミジア、クラミドフィラククロストリジウム、コリンバクテリウム、エンテロコッカス、ヘモフィルス、ヘリコバクター、マイコバクテリウム、マイコプラズマ、ステノトロモナス、トレポネーマ、ビブリオ、イェルシニア、アキネトバクターバウマニイ、百日咳菌、ブルセラアボルタス、ブルセラカニス、ブルセラメリテンシス、ブルセラ菌、カンピロバクタージェジュニ、肺炎クラミジア、クラミジアトラコマティス、クラミドフィラプシタチ、クロストリジウムボツリヌス菌、クロストリジウムディフィシル、クロストリジウムペルフリンゲンス、コリネバクテリウムジフテリア、エンテロバクターサザキイ、エンテロバクターアグロメランス、エンテロバクタークロアカエ、エンテロコッカスフェカリス、エンテロコッカスフェシウム、大腸菌、野兎病菌、ヘリコバクターピロリ、レジオネラ肺炎球菌、レプトスピラインターロガンズ、マイコバクテリウムレプラエ、結核菌、マイコバクテリウムウルセランス、肺炎マイコプラズマ、緑膿菌、リケッチアリケッチィ、サルモネラタイピー、サルモネラチフス菌、サルモネラエンティカ、シゲラソンネイ、表皮ブドウ球菌、サプロフィティカスブドウ球菌、ステノトロモナスマルトフィリア、コレラ菌ビブリオ、イェルシニアペスティスなどが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの例では、感染性細菌は淋菌またはクラミジアトラコマチスである。
【０２２７】
本明細書に記載されるデバイスおよび方法のいずれかは、生体試料中の１つ以上のウイルスに関連付けられている核酸の存在の有無を検出するために利用され得る。ウイルスの非限定的な例としては、ヘルペスウイルス（例えば、ヒトサイトメガロウイルス（ＨＣＭＶ）、単純ヘルペスウイルスＩ（ＨＳＶ−１）、単純ヘルペスウイルス２（ＨＳＶ−２）、水痘帯状疱疹ウイルス（ＶＺＶ）、エプスタインバールウイルス）、インフルエンザＡウイルス、Ｃ型肝炎ウイルス（ＨＣＶ）、またはコクサッキーウイルスＢ３（ＣＶＢ３）などのピコルナウイルスが挙げられる。他のウイルスとしては、Ｂ型肝炎ウイルス、ＨＩＶウイルス、ポックスウイルス、ヘパダウイルス、レトロウイルスなどのＲＮＡウイルス、フラビウイルス、トガウイルス、コロナウイルス、Ｄ型肝炎ウイルス、オルソミクソウイルス、パラミクソウイルス、ラブドウイルス、バンヤウイルス、フィロウイルスアデノウイルス、ヒトヘルペスウイルス、８型、ヒトパピローマウイルス、ＢＫウイルス、ＪＣウイルス、天然痘、Ｂ型肝炎ウイルス、ヒトボカウイルス、パルボウイルスＢ  １９、ヒトアストロウイルス、ノーウォークウイルス、コクサッキーウイルス、Ａ型肝炎ウイルス、ポリオウイルス、ライノウイルス、重症急性呼吸器症候群ウイルス、Ｃ型肝炎ウイルス、黄熱病ウイルス、デング熱ウイルス、西ナイルウイルス、風疹ウイルス、Ｅ型肝炎ウイルス、およびヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ）が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、ウイルスはエンベロープウイルスである。このようなエンベロープウイルスの例としては、ヘパドナウイルス科、ヘルペスウイルス科、イリドウイルス科、ポックスウイルス科、フラビウイルス科、トガウイルス科、レトロウイルス科、コロナウイルス科、フィロウイルス科、ラブドウイルス科、ブニヤウイルス科、オルソミクソウイルス科、パラミクソウイルス科、およびアレナウイルス科のメンバーであるウイルスが挙げられるが、これらに限定されない。その他の例としては、ヘパドナウイルスＢ型肝炎ウイルス（ＨＢＶ）、ウッドチャック肝炎ウイルス、リス（ヘパドナウイルス科）肝炎ウイルス、アヒルＢ型肝炎ウイルス、サギＢ型肝炎ウイルス、ヘルペスウイルス単純ヘルペスウイルス（ＨＳＶ）タイプ１および２、水痘ウイルス、サイトメガロウイルス（ＣＭＶ）、ヒトサイトメガロウイルス（ＨＣＭＶ）、マウスサイトメガロウイルス（ＭＣＭＶ）、モルモットサイトメガロウイルス（ＧＰＣＭＶ）、エプスタインバーウイルス（ＥＢＶ）、ヒトヘルペスウイルス６（ＨＨＶバリアントＡおよびＢ）、ヒトヘルペスウイルス７（ＨＨＶ−７）、ヒトヘルペスウイルス８（ＨＨＶ−８）、カポジ肉腫−関連ヘルペスウイルス（ＫＳＨＶ）、Ｂウイルスポックスウイルスワクシニアウイルス、痘瘡ウイルス、天然痘ウイルス、サル痘ウイルス、牛痘ウイルス、ラクダ痘ウイルス、エクトロメリアウイルス、マウスポックスウイルス、ウサギポックスウイルス、アライグマウイルス、伝染性軟属腫ウイルス、オルフウイルス、ミルカーノードウイルス、ウシ乳頭口内炎ウイルス、羊痘ウイルス、ヤギ痘ウイルス、ランピー皮膚病ウイルス、鶏痘ウイルス、カナリア痘ウイルス、鳩���ウイルス、粘液腫ウイルス、ノウサギ線維腫ウイルス、ウサギ線維腫ウイルス、リス線維腫ウイルス、豚痘ウイルス、タナポックスウイルス、ヤバポックスウイルス、フラビウイルスデング熱ウイルス、Ｃ型肝炎ウイルス（ＨＣＶ）、ＧＢ肝炎ウイルス（ＧＢＶ−Ａ、ＧＢＶ−ＢおよびＧＢＶ−Ｃ）、西ナイルウイルス、黄熱病ウイルス、セントルイス脳炎ウイルス、日本脳炎ウイルス、ポワッサンウイルス、ダニ媒介性脳炎ウイルス、キャサヌール森林病ウイルス、トガウイルス、ベネズエラ馬脳炎ウイルス、チクングニアウイルス、ロスリバーウイルス、マヤロウイルス、シンドビスウイルス、風疹ウイルス、レトロウイルスヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ）タイプ１および２、ヒトＴ細胞白血病ウイルス（ＨＴＬＶ）タイプ１、２、および５マウス乳癌ウイルス（ＭＭＴＶ）、ラウス肉腫ウイルス（ＲＳＶ）、レンチウイルス、コロナウイルス、重症急性呼吸器症候群（ＳＡＲＳ）ウイルス、フィロウイルスエボラウイルス、マールブルグウイルス、メタニューモウイルス（ＭＰＶ）（ヒトメタニューモウイルス（ＨＭＰＶ）、ラブドウイルス狂犬病ウイルス、水疱性口内炎ウイルス、ブニヤウイルス、クリミアコンゴ出血熱ウイルスなど）、リフトバレーフィーブウイルス、ラクロスウイルス、ハンタウイルス、オルソミクソウイルス、インフルエンザウイルス（タイプＡ、Ｂ、およびＣ）、パラミクソウイルス、パラインフルエンザウイルス（ＰＩＶタイプ１、２および３）、呼吸器合胞体ウイルス（タイプＡおよびＢ）、麻疹ウイルス、おたふく風邪ウイルス、アリーナウイルス、リンパ球性脈絡髄膜炎ウイルス、フニンウイルス、マチュポウイルス、グアナリトウイルス、ラッサウイルス、アンパリウイルス、フレクサルウイルス、イッピーウイルス、モバラウイルス、モペイアウイルス、ラテン系ウイルス、パラナウイルス、ピチンデウイルス、プンタ破裂ウイルス（ＰＴＶ）、タカリベウイルス、およびタミアミウイルスが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、ウイルスは非エンベロープウイルスであり、その例としては、パルボウイルス科、サーコウイルス科、ポリローマウイルス科、パピローマウイルス科、アデノウイルス科、イリドウイルス科、レオウイルス科、バーナウイルス科、カリシウイルス科、およびピコルナウイルス科のメンバーであるウイルスが挙げられるが、これらに限定されない。特定の例としては、イヌパルボウイルス、パルボウイルスＢｌ９、ブタサーコウイルスタイプ１および２、ＢＦＤＶ（くちばしおよび羽病ウイルス、鶏貧血ウイルス、ポリオーマウイルス、サルウイルス４０（ＳＶ４０）、ＪＣウイルス、ＢＫウイルス、セキセイインコ幼虫病ウイルス、ヒトパピローマウイルス、ウシパピローマウイルス（ＢＰＶ）１型、コットンテールウサギパピローマウイルス、ヒトアデノウイルス（ＨＡｄＶ−Ａ、ＨＡｄＶ−Ｂ、ＨＡｄＶ−Ｃ、ＨＡｄＶ−Ｄ、ＨＡｄＶ−Ｅ、およびＨＡｄＶ−Ｆ）、鶏アデノウイルスＡ、ウシアデノウイルスＤ、カエルアデノウイルス、レオウイルス、ヒトオルビウイルス、ヒトコルチウイルス、哺乳動物オルソウイルス、ブルータングウイルス、ロタウイルスＡ、ロタウイルス（グループＢ〜Ｇ）、コロラドダニ熱ウ���ルス、アクアレオウイルスＡ、サイポウイルス１、フィジー病ウイルス、イネドワーフウイルス、イネゴケステンウイルス、イドノレオウイルス１、マイコレオウイルス１、ビルナウイルス、嚢炎ウイルス、膵臓壊死ウイルス、カリシウイルス、ブタ水疱性発疹ウイルス、ウサギ出血性ウイルス、ノーウォークウイルス、札幌ウイルス、ピコルナウイルス、ヒトポリオウイルス（１−３）、ヒトコックスサッキエウイルスＡｌ−２２、２４（ＣＡｌ−２２およびＣＡ２４、ＣＡ２３（エコーウイルス９））、ヒトコックスサッキエウイルス（Ｂｌ−６（ＣＢｌ−６））、ヒトエコーウイルス１−７、９、１１−２７、２９−３３、ビリュイッシュウイルス、シミアンエンテロウイルス１−１８（ＳＥＶＩ−１８）、豚エンテロウイルス１〜１１（ＰＥＶｌ−１１）、牛エンテロウイルス１〜２（ＢＥＶＩ−２）、Ａ型肝炎ウイルス、ライノウイルス、肝炎ウイルス、カーディオウイルス、アフトウイルスおよびエコーウイルスが挙げられるが、これらに限定されない。ウイルスは、ファージであってもよい。ファージの例としては、Ｔ４、ＴＳ、λファージ、Ｔ７ファージ、Ｇ４、Ｐｌ、φ６、サーモプロテウステナックスウイルス１、Ｍ１３、ＭＳ２、Ｑβ、φＸ１７４、Ф２９、ＰＺＡ、Ф１５、ＢＳ３２、Ｂｌ０３、Ｍ２Ｙ（Ｍ２）、Ｎｆ、ＧＡ−Ｉ、ＦＷＬＢｃｌ、ＦＷＬＢｃ２、ＦＷＬＬｍ３、Ｂ４が挙げられるが、これらに限定されない。参照データベースは、病原性、防御性、またはその両方であるファージの配列を含み得る。場合によっては、Ｃ型肝炎ウイルス、黄熱ウイルス、ガジュリーウイルス、カダムウイルスなどを含むフラビウイルス科のメンバーから選択され、これは、フラビウイルス、ペスティウイルス、およびヘパウイルス属のメンバー）から選択されたウイルスであって、これは、Ｃ型肝炎ウイルス、黄熱ウイルス；ダニ媒介ウイルス、例えば、ガジェットガリーウイルス、カダムウイルス、キャサヌール森林病ウイルス、ランガットウイルス、オムスク出血熱ウイルス、パウワッサンウイルス、ロイヤルファームウイルス、カルシウイルス、ダニ媒介脳炎ウイルス、ネウドエルフウイルス、ソフジンウイルス、ルーピン病ウイルス、および根岸ウイルス；海鳥のマダニ媒介ウイルス、例えば、ミーアバンウイルス、サウマレスリーフウイルス、およびチュレニーウイルス；蚊媒介ウイルス、例えば、アルナウイルス、デング熱ウイルス、ケドゥグーウイルス、カシパコールウイルス、クータンゴウイルス、日本脳炎ウイルス、マレーバレー脳炎ウイルス、セントルイス脳炎ウイルスなど、ルイ脳炎ウイルス、ウスツウイルス、ウエストナイルウイルス、ヤウンデウイルス、ココベラウイルス、バガザウイルス、イルヘウスウイルス、イスラエル七面鳥髄膜炎ウイルス、ンタヤウイルス、テンブスーウイルス、ジカウイルス、バンジウイルス、ブーブイウイルス、エッジヒルウイルス、ジュグラウイルス、サボヤウイルス、セピックウイルス、ウガンダＳウイルス、ウェッセルズブロンウイルス、黄熱病ウイルス；ならびに既知の節足動物ベクターを有さないウイルス、例えば、エンテベコウモリウイルス、ヨコセウイルス、アポイウイルス、カウボーンリッジウイルス、ジュティアパウイルス、モド���クウイルス、サルビエハウイルス、サンペルリタウイルス、ブカラサコウモリウイルス、カリー島ウイルス、ダカールコウモリウイルス、モンタナミオチス白脳炎ウイルス、プノンペンコウモリウイルス、リオブラボーウイルス、タマナコウモリウイルス、および細胞融合剤ウイルスを含む。場合によっては、ウイルスは、アリーナウイルス科のメンバーから選択され、これは、イッピーウイルス、ラッサウイルス（例えば、ジョサイア、ＬＰ、またはＧＡ３９１株）、リンパ球性脈絡髄膜炎ウイルス（ＬＣＭＶ）、モバラウイルス、モペイアウイルス、アマパリウイルス、フレクサルウイルス、グアナリトウイルス、ジュニンウイルス、ラティーノウイルス、マチュポウイルス、オリベロスウイルス、パラナウイルス、ピチンデウイルス、ピリタルウイルス、サビアウイルス、タカリベウイルス、タミアミウイルス、ホワイトウォーターアロヨウイルス、チャパレウイルス、およびルホウイルスを含む。場合によっては、ウイルスはブニヤウイルス科のメンバー（例えば、ハンタウイルス、ナイロウイルス、オルソブニヤウイルス、フレボウイルス属のメンバー）から選択され、これは、ハンタアンウイルス、シンノンブルウイルス、ドゥグベウイルス、ブニャムウェラウイルス、リフトバレー熱ウイルス、ラクロスウイルス、プンタトロウイルス（ＰＴＶ）、カリフォルニア脳炎ウイルス、クリミアコンゴ出血熱（ＣＣＨＦ）ウイルスを含む。場合によっては、ウイルスは、エボラウイルス（例えば、ザイール、スーダン、コートジボワール、レストン、およびウガンダ株）およびマールブルグウイルス（例えば、アンゴラ、Ｃｉ６７、ムソーク、ポップ、ラヴン、およびビクトリア湖株）を含む、フィロウイルス科のメンバー；ベネズエラ馬脳炎ウイルス（ＶＥＥ）、東部馬脳炎ウイルス（ＥＥＥ）、西部馬脳炎ウイルス（ＷＥＥ）、シンドビスウイルス、風疹ウイルス、セムリキ森林ウイルス、ロス川ウイルス、バルマー森林ウイルス、オニョンニョンウイルス、およびチクングンヤウイルスを含むトガウイルス科のメンバー（例えば、アルファウイルス属のメンバー）；天然痘ウイルス、サル痘ウイルス、およびワクシニアウイルスを含む、ポキシーウイルス科のメンバー（例えば、オルトポキシーウイルス属のメンバー、単純ヘルペスウイルス（ＨＳＶ；１型、２型および６型）、ヒトヘルペスウイルス（例えば、７型および８型）、サイトメガロウイルス（
ＣＭＶ）、エプスタインバーウイルス（ＥＢＶ）、水痘・帯状疱疹ウイルス、およびカポジ肉腫関連ヘルペスウイルス（ＫＳＨＶ）を含むヘルペスウイルス科のメンバー；Ｈ５Ｎｌ鳥インフルエンザウイルスまたはＨＩＮＩ豚インフルエンザなどのインフルエンザウイルス（Ａ、ＢおよびＣ）を含むオルソミクソウイルス科のメンバー；重症急性呼吸器症候群（ＳＡＲＳ）ウイルスを含む、コロナウイルス科のメンバー；狂犬病ウイルスおよび小水疱性口内炎ウイルス（ＶＳＶ）を含む、ラブドウイルス科のメンバー；ヒト呼吸器合胞体ウイルス（ＲＳＶ）、ニューカッスル病ウイルス、ヘンドラウイルス、ニパウイルス、麻疹ウイルス、リンダーペストウイルス、イヌジステンパーウイルス、センダイウイルス、ヒトパラインフルエンザウイルス（例えば、１、２、３、および４）、ライノウイルス、およびおたふくかぜウイルスを含むパラミクソウイルス科のメンバー；ポリオウイルス、ヒトエンテロウイルス（Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤ）、Ａ型肝炎ウイルス、およびコックスサッキーウイルスを含むピコマウイルス科のメンバー；Ｂ型肝炎ウイルスを含むヘパドナビル科のメンバー；ヒト乳頭腫ウイルスを含むパピラモウイルス科のメンバー；アデノ随伴ウイルスを含む、パルボウイルス科のメンバー；アストロウイルスを含む、アストロウイルス科のメンバー；ＪＣウイルス、ＢＫウイルスおよびＳＶ４０ウイルスを含む、ポリオマウイルス科のメンバー；ノルウォークウイルスを含む、カルシウイルス科のメンバー；ロタウイルスを含むレオウイルス科のメンバー；ならびにヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ；例えば、Ｉ型および２型）、ヒトＴリンパ球症ウイルスＩ型およびＩＩ型（それぞれＨＴＬＶ−１およびＨＴＬＶ−２）を含むレトロウイルス科のメンバーから選択される。
【０２２８】
本明細書に記載されるデバイスおよび方法のいずれかは、生体試料中の１つ以上の真菌に関連付けられている核酸の存在の有無を検出するために利用され得る。感染性真菌剤の例としては、アスペルギルス、ブラストミセス、コクシジオイデス、クリプトコッカス、ヒストプラズマ、パラコクシジオイデス、スポロトリクス、および接合菌類のうちの少なくとも３つの属が挙げられるが、これらに限定されない。上記の真菌は、他の多くの真菌と同様に、ペットおよびコンパニオンアニマルに病気を引き起こす可能性がある。本教示は、直接または間接的に動物と接触する基質を含む。動物に病気を引き起こす生物の例としては、マラセチアフルフル、エピデルモフィトンフロッコス、トリコフィトンメンタグロフィテス、トリコフィトンルブラム、トリコフィトントンスラン、トリコフィトンエクイナム、デルマトフィラスコンゴレンシス、ミクロスポラムカニス、ミクロスポルドオードウスキュアスポステリアス、マラリアスポステリアス、マラリアスポスケラススキ、ススキ、ススキアルビカン。真菌感染性物質のさらなる例には、アスペルギルス、ブラストミセスデルマティディス、カンジダ、コクシディオイデスインミティス、クリプトコッカスネオフォルマンズ、ヒストプラスマキャップスラタム、パラコクシディオイデスブラジレンシス、スポロトリックスシェンキイ、ズィーゴマイセス属、アブシディアコリンビフェラ、リゾムコールプシルス、またはリゾパスアレイズスが挙げられるが、これらに限定されない。
【０２２９】
本明細書に記載されるデバイスおよび方法のいずれかは、生体試料中の１つ以上の寄生虫に関連付けられている核酸の存在の有無を検出するために利用され得る。寄生虫の非限定的な例としては、プラスモディウム、リーシュマニア、バベシア、トレポネーマ、ボレリア、トリパノソーマ、トキソプラズマゴンドイ、ファルシパルム原虫、Ｐ．ｖｉｖａｘ、Ｐ．ｏｖａｌｅ、Ｐ．ｍａｌａｒｉａｅ、トリパノソーマ属、またはレジオネラ属が挙げられる。場合によっては、寄生虫は膣トリコモナスである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３Ａ】
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【図５３Ｂ】
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【図５３Ｃ】
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【国際調査報告】
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