(57)【要約】生体サンプル反応を行なうための装置は、一般的な顕微鏡の並進ステージに据え付けられるように構成された複数のフローセルを備え、各フローセルは、生体サンプルを収容する少なくとも１つのサンプル・ホルダーを受け入れるように構成される。各フローセルは、少なくとも１つのサンプル・ホルダーを前記フローセル内に位置付ける開いた位置と、前記少なくとも１つのサンプル・ホルダー内に収容される生体サンプルを反応させる閉じた位置とに、選択的に設置されるように構成される。前記複数のフローセルは、前記開いた位置及び前記閉じた位置に互いに独立して選択的に設置されるように構成される。
2010539987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般的な顕微鏡の並進ステージに据え付けられるように構成された複数のフローセルを備え、各フローセルは、生体サンプルを収容する少なくとも１つのサンプル・ホルダーを受け入れるように構成され、
各フローセルは、少なくとも１つのサンプル・ホルダーを前記フローセル内に位置付ける開いた位置と、前記少なくとも１つのサンプル・ホルダー内に収容される生体サンプルを反応させる閉じた位置とに、選択的に設置されるように構成され、
前記複数のフローセルは、前記開いた位置及び前記閉じた位置に、互いに独立して選択的に設置されるように構成される、生体サンプル反応を行なうための装置。
【請求項２】
前記複数のフローセルは、前記一般的な顕微鏡のステージに取り外し可能に据え付けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記顕微鏡のステージに据え付けられるフレームをさらに備え、前記複数のフローセルは、前記フレームに取り外し可能に据え付けられるように構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
各前記複数のフローセルに関連する熱的構成部品をさらに備え、該熱的構成部品は独立に制御されるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記熱的構成部品は、各前記複数のフローセルに関連する循環冷却流体システムを備え、各循環冷却流体システムは、各反応チャンバに近接して、各反応チャンバを冷却するように、冷却流体を循環させるように構成される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記熱的構成部品は、各前記複数のフローセルに関連するダクトを備え、該ダクトは、各反応チャンバに近接して、各反応チャンバを冷却するように、離れた源から空気を送るように構成される、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記開いた位置で、各フローセルは、前記少なくとも１つのサンプル・ホルダーを実質的に垂直な位置で受け入れるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記開いた位置で、各フローセルは、前記少なくとも１つのサンプル・ホルダーを実質的に水平な位置で受け入れるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記閉じた位置で、各フローセルは、前記少なくとも１つのサンプル・ホルダーを実質的に垂直な位置で保持するように構成される、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
各フローセルは、前記少なくとも１つのサンプル・ホルダーを各フローセル内に位置付ける間に、前記フローセルを支持する卓上固定具に係合可能なように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
各フローセルは、核酸の配列決定を行なうための核酸のマイクロアレイを備える基板を受け入れるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
各フローセルは、ヒータブロックを備え、且つ該ヒータブロックと各フローセル内に位置付けられる前記少なくとも１つのサンプル・ホルダーとの間に反応チャンバを規定するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
各フローセルに関連する調整機構をさらに備え、該調整機構は、顕微鏡により撮像される前記少なくとも１つのサンプル・ホルダーの位置を前記顕微鏡の焦点面に動かすために、閉じた位置にある各フローセルの位置を調整するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記フローセルは、該フローセルを前記顕微鏡のステージに対しヒンジの周りに回転させることにより、前記開いた位置から前記閉じた位置に動かされるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
各フローセルは、球面軸受により前記顕微鏡のステージに取り付けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
複数のダンパーをさらに備え、各ダンパーは、それぞれのフローセル及び前記顕微鏡のステージに固定される、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
各フローセルは、前記閉じた位置で前記フローセルをロックするように構成されたレバーロックを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
各レバーロックは、前記顕微鏡のステージに対し取り付けられたそれぞれのフランジ機構に係合するように構成される、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
少なくとも１つの生体サンプルを保持する基板を表面にて受け入れるように構成された凹所を規定するフレームと、
前記基板を前記凹所に保持するために、前記基板に係合したり係合しなくなったりするように構成された複数の保持フィンガーと、
前記凹所から離れる方向に前記フレームから延びる少なくとも２つの延長部とを備え、
各前記延長部は、前記フレームを反応チャンバ内の適切な位置にクランプするために、それぞれのクランプ機構が係合できる表面を備える、少なくとも１つの生体サンプルを保持する基板を保持するためのキャリア。
【請求項２０】
前記フレームは、ヒータブロックと前記キャリアにより保持される基板との間に反応チャンバを形成するために、前記ヒータブロックを受け入れるように構成される、請求項１９に記載のキャリア。
【請求項２１】
前記フレームは、前記凹所に受け入れられた基板の表面から流出する物質を収容するように構成される、請求項１９に記載のキャリア。
【請求項２２】
前記クランプ機構が係合するように構成された前記延長部の前記表面は、傾斜している、請求項１９に記載のキャリア。
【請求項２３】
複数の前記延長部は、前記フレーム上で互いに対向し対角線上に配置された一対の延長部を備える、請求項１９に記載のキャリア。
【請求項２４】
前記凹所は、実質的に長方形である、請求項１９に記載のキャリア。
【請求項２５】
前記凹所により包囲された開口部をさらに備える、請求項１９に記載のキャリア。
【請求項２６】
無線周波数識別機構をさらに備える、請求項１９に記載のキャリア。
【請求項２７】
前記保持フィンガーは、前記フレームに対して回転して前記基板に係合したり係合しなくなったりするように構成される、請求項１９に記載のキャリア。
【請求項２８】
請求項１９に記載のキャリアを保持するように構成されるフローセルであって、
前記キャリアの前記フレームと結合するように構成されるヒータブロックと、
前記キャリアを前記ヒータブロック上に保持するために、複数の前記延長部に係合するように構成される複数のクランプ機構とを備え、
前記ヒータブロックと前記キャリアの前記凹所の中の基板との間に反応チャンバが形成される、フローセル。
【請求項２９】
前記複数のクランプ機構は、前記ヒータブロックを支持する支持プレートに対して回転するように構成される、請求項２８に記載のフローセル。
【請求項３０】
前記複数のクランプ機構は、前記延長部にクランプ力を加えるために、バネ仕掛けである、請求項２８に記載のフローセル。
【請求項３１】
前記複数のクランプ機構に係合して回転するように構成される連鎖システムを作動させるように構成されるリリースノブをさらに備える、請求項２８に記載のフローセル。
【請求項３２】
前記ヒータブロック上の複数のスペーサをさらに備え、前記複数のスペーサは、前記ヒータブロックと前記フレームとが互いに結合する際、前記キャリアに保持された基板を支持するように構成される、請求項２８に記載のフローセル。
【請求項３３】
前記複数のスペーサは、前記基板と前記ヒータブロックの表面との間に反応容積を規定するために、前記ヒータブロックの前記表面の上に前記基板を支持するように構成される、請求項２８に記載のフローセル。
【請求項３４】
前記フローセルは、基板を装填する開いた位置と反応を行なう閉じた位置との間に動かすために、顕微鏡ステージに対し旋回可能に据え付けられるように構成され、
前記顕微鏡ステージ上の調整機構は、前記クランプ機構が前記キャリアに係合しない限り、前記フローセルが前記閉じた位置に納められないように構成される、請求項２８に記載のフローセル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本教示は、一般的に、生体反応及び／又は生化学反応及び／又は分析を行なうための装置、システム及び方法に関する。特に、本教示は、例えば、ビーズのマイクロアレイ上で合成による配列決定（ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ  ｂｙ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）を行なうような、固相担体の大規模な併発反応を実施するのに有用な様々な機器を対象としたものである。
【背景技術】
【０００２】
本明細書に用いられるセクションの見出しは、編成上の目的のためだけであり、どのような点からも、記載された主題を限定するように解釈すべきではない。
【０００３】
効率アップ及びスループットは、生体分析及び／又は生化学分析の様々な側面を実施するためのツール及び技術の開発における有意な考察事項である。例えばゲノム配列決定の分野では、研究用途のため及び／又は個別の原理で配列決定するのに適用できる、より早くより安価な技術を得る試みでの様々なアプローチが発展してきた。合成による配列決定として呼ばれることがよくある、このような配列決定の１つのアプローチは、担体表面上に配列された複数の、小さい（例えば、１ミクロンから数百ミクロンまで）分析サイトを備えるマイクロアレイを用いている。使用する特定の技術に応じて、興味深い１つ以上の単一核酸鎖（例えば、テンプレート核酸鎖）を分析サイトに付着する。ポリメラーゼによるか又は対抗としてリガーゼの結合により、テンプレートへの相補的なプライマー配列に塩基を加えて、テンプレート鎖の配列が明らかにされる。例えば蛍光のような典型的な或る種の光信号が顕微鏡により検出され、これらの技術で配列を決定する。マイクロアレイの分析サイトは、小さい固形素子（例えば、ビーズ）の形状にでき、その固形素子が順に担体（例えば、基板表面）に置かれ、各固形素子上で多数の同一のオリゴヌクレオチドが合成される。分析サイトは、直接、基板表面自体の上のサイトとすることもできる。
【０００４】
配列決定を行なうために、合成すべきテンプレート核酸鎖のマイクロアレイは、顕微鏡ステージに取り付けられたフローセル・チャンバに装填され、サンプル、試薬及び／又は緩衝剤の混合物がフローセル・チャンバに導入され、マイクロアレイと反応する。同一の又は異なるテンプレートの超並列的な配列決定は、多数の（例えば、何百万の）テンプレート鎖を、例えば、顕微鏡のスライドの形状とし得る基板に置くことができることにより、マイクロアレイ・フォーマットを用いて行うことができる。フローセル内のマイクロアレイ・テンプレートと装填された、サンプル、試薬及び／又は緩衝剤との間で発生じる反応は、当業者によく知られた従来の蛍光学的検出及び顕微鏡技術を用いて分析できる。
【０００５】
いくつかの構成において、フローセルは反応チャンバを含むことができ、反応チャンバ内に、例えば、マイクロアレイ顕微鏡スライド又は結合した核酸テンプレート付きの類似の基板のようなサンプル・ホルダーが、入れられ保持されるように構成されている。反応チャンバは、サンプル・ホルダー（例えば、サンプルを保持する顕微鏡スライドのような基板）とヒータブロックとの間に定められ、ヒータブロックは、反応チャンバの外部の様々な温度制御及び熱交換機構（例えば、ペルチェ素子、冷却部品、ヒートシンク及び／又はフィードバック・コントローラー等）から反応チャンバへ熱を伝達するように構成されている。ヒータブロックを支持する本体は、顕微鏡ステージ及び／又は他のフレームに対して動くように構成され、反応チャンバ内で反応を遂行し反応チャンバを撮像する位置にフローセルを置く。例えば、Ｏリング、ガスケット又は同様のもののような１つ以上の封止部材が、例えば、反応チャンバに面するヒータブロックの表面に配置され、少なくともサンプル・ホルダーの少なくとも一部を包囲するように構成され、反応チャンバ内の反応が起きる所のサンプル・ホルダーの一部を封止する。そのようなガスケットは、マイクロアレイ基板の表面の外部領域に係合させるように構成され、反応が起きる基板の表面の領域の外周囲を定める。そのような構成において、反応チャンバ（例えば、物質がフローセルへ導入されるチャンバ）は、ヒータブロックと基板との間に定められ、チャンバを封止するシールを形成するヒータブロック上の封止機構を有している。様々な入り口及び出口がフローセルに配置され、所望の物質（サンプル、試薬、溶解化学物質及び／又は緩衝剤等）の反応チャンバへの流入及び反応チャンバからの流出並びにマイクロアレイ及びその上のテンプレートとの反応性接触への流入を可能にする。
【０００６】
さらに、フローセルは、サンプル・ホルダーのような１つ以上の光学的に透明な領域を含むことができ、特に、サンプル・ホルダーにより保持されたサンプルとフローセルの反応チャンバに導入された物質との間に起きる反応を、フローセルの外部に置かれた機構（例えば、様々な顕微鏡及び蛍光学的検出器）により検出すると共に観察することができる。いくつかの構成において、反応チャンバに面し反応が起きるマイクロアレイ基板の表面は、分析及び検出用に用いられる光学要素が位置付けられる方向とは反対方向に向ける。
【０００７】
フローセルは、顕微鏡ステージに取り付けられ、顕微鏡ステージは、三次元に並進でき、相対的に適切に配置された顕微鏡光学要素、光源及び／又は撮像装置と共に、水平位置に又は垂直位置に置くことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００６／０８４１３２号パンフレット
【特許文献２】米国特許第６，４０６，８４８号明細書
【特許文献３】米国特許第６，６５４，５０５号明細書
【特許文献４】国際公開第９８／０５３３０号パンフレット
【特許文献５】米国特許出願公開第２００８／０３８１６３号明細書（米国特許出願番号第１１／７５７，２８６号）
【特許文献６】米国特許第６，３１６，６１０Ｂ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
合成による配列決定及び／又は他の生体分析の用途に用いられる従来のフローセルシステムは、反応に必要な試薬、サンプル及び／又は緩衝剤の量を減少でき、配列決定用に比較的高いスループットを達成できる。それにもかかわらず、もっと効率的な生体分析（例えば、配列決定）を達成するのに役立つ、そのようなシステムを改善することが望ましい。
【００１０】
例えば、サンプル分析のスループットを増加するために、従来のフローセルシステムを修正することが望ましい。また、反応チャンバの撮像精度を向上させることが望ましい。さらに、従来のフローセルシステムの熱的機能を改善することが望ましい。加うるに、マイクロアレイ基板又は他のサンプル・ホルダーを移送して、分析（例えば、配列決定）用のフローセルシステムに取り付けられる際の効率を向上させることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、１つ以上の上記の望ましい特徴を満たす。他の特徴及び／又は利点は以下の説明から明らかになる。
【００１２】
様々な実施態様により、本教示は、生体サンプル反応を行なうための装置を含み、該装置は、一般的な顕微鏡の並進ステージに据え付けられるように構成された複数のフローセルを備え、各フローセルは、生体サンプルを収容する少なくとも１つのサンプル・ホルダーを受け入れるように構成される。各フローセルは、少なくとも１つのサンプル・ホルダーを前記フローセル内に位置付ける開いた位置と、前記少なくとも１つのサンプル・ホルダー内に収容される生体サンプルを反応させる閉じた位置とに、選択的に設置されるように構成される。前記複数のフローセルは、前記開いた位置及び前記閉じた位置に互いに独立して選択的に設置されるように構成される。
【００１３】
様々な例示的な実施態様で、本教示は、少なくとも１つの生体サンプルを保持する基板を保持するためのキャリアを含み、該キャリアは、少なくとも１つの生体サンプルを保持する基板を表面にて受け入れるように構成された凹所を規定するフレームを備える。前記キャリアは、前記基板を前記凹所に保持するために、前記基板に係合したり係合しなくなったりするように構成された複数の保持フィンガーと、前記凹所から離れる方向に前記フレームから延びる少なくとも２つの延長部とを備え、各前記延長部は、前記フレームを反応チャンバ内の適切な位置にクランプするために、それぞれのクランプ機構が係合できる表面を備える。
【００１４】
さらに他の例示的な実施態様により、本教示は、上記のキャリアを保持するように構成されるフローセルを含み、該フローセルは、前記キャリアの前記フレームと結合するように構成されるヒータブロックを備え、前記ヒータブロックと前記キャリアの前記凹所の中の基板との間に反応チャンバが形成される。前記フローセルは、前記キャリアを前記ヒータブロック上に保持するために、複数の前記延長部に係合するように構成される複数のクランプ機構を備える。
【００１５】
本発明の追加の目的及び利点は、以下の説明に部分に記載され、部分にその説明から明らかであり、又は本発明の実施により知ることができる。本発明の目的及び利点は、添付の特許請求の範囲で特に指摘される要素及び組み合わせにより、実現され達成されるであろう。
【００１６】
前述の一般的記載及び以下の詳細な記載は、共に例示的及び説明的にすぎず、これに限定されるものではないと理解すべきである。
【００１７】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付図面は、いくつかの例示的な実施形態を例示し、本明細書と共に、本原理を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本教示によるデュアルフローセルシステムの例示的な実施形態の斜視図である。
【図２Ａ】本教示によるデュアルフローセルシステムの別の例示的な実施形態の斜視図である。
【図２Ｂ】本教示によるデュアルフローセルシステムの別の例示的な実施形態の斜視図である。
【図３】本教示によるフローセルチャンバ内のサンプル基板を保持する保持クリップの例示的な実施形態の部分平面図である。
【図４】本教示によるフローセルチャンバ内のサンプル基板を保持する保持クリップの例示的な実施形態の部分平面図である。
【図５Ａ】本教示による閉じた位置での着脱可能なフローセルの例示的な実施形態の斜視図である。
【図５Ｂ】開いた位置での図５Ａのフローセルの斜視図である。
【図６】１つのフローセルは、顕微鏡ステージに対し完全に挿入された位置にあり、１つのフローセルは、顕微鏡ステージに対し部分に挿入された位置にある、着脱可能なデュアルフローセルシステムの例示的な実施形態の斜視図である。
【図７】着脱可能なフローセルのうちの１つが顕微鏡ステージから取り除かれていることを示す図６の例示的な実施形態の斜視図である。
【図８】着脱可能なフローセルが顕微鏡ステージに挿入される例示的なステップを示す図６の実施形態の拡大部分側面図である。
【図９】図６の例示的な実施形態の拡大部分斜視図である。
【図１０】図６の例示的な実施形態の拡大部分断面図である。
【図１１】本教示による着脱可能なフローセルを上に取り付けた卓上固定具の例示的な実施形態の斜視図である。
【図１２】透明な様々な部品を有することを除き、図１１と同じ斜視図である。
【図１３】図１１の例示的な実施形態の様々な部品の部分断面側面図である。
【図１４】図１１の例示的な実施形態で、サンプル基板を保持するために用いるピンの部分拡大図である。
【図１５】本教示によるデュアルフローセルシステムのさらに別の例示的な実施形態の斜視図である。
【図１５Ａ】図１５の例示的な実施形態と共に用いられる、顕微鏡ステージに取り付けるためのＣ字形状のフレームの例示的な実施形態の部分上面斜視図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａ及びＣ字形状のフレームを顕微鏡ステージに取り付けるためのアダプターブラケットの例示的な実施形態の部分断面斜視図である。
【図１６】本教示によるデュアルフローセルシステムのさらに別の例示的な実施形態の斜視図である。
【図１７】フローセルの１つは閉じた位置にあり、フローセルの１つは開いた位置にあることを示す図１６の例示的な実施形態の斜視図である。
【図１８】図１６の例示的な実施形態のヒンジ機構を示す部分断面図である。
【図１９】フローセルのハウジング内部を示す図１６の例示的な実施形態のフローセルの図である。
【図２０】図１６の例示的な実施形態のフローセルの部分底部斜視図である。
【図２１】図１７の例示的な実施形態のフローセルの部分上面斜視図である。
【図２２】本教示による基板キャリアの例示的な実施形態の斜視図である。
【図２３】図２２の基板キャリアの例示的な実施形態の部分拡大平面図である。
【図２４】図１６のフローセルに装填された図２３の基板キャリアを示す部分斜視図である。
【図２５】本教示によるフローセルに据え付けられた基板を支持するために用いるスペーサの例示的な実施形態の拡大図である。
【図２６】他の要素を明らかにするために透視した様々な要素を有し、クランプない位置の図１６のフローセルに装填された図２２の基板キャリアの上面平面図である。
【図２７】クランプした位置の図１６のフローセルに装填された図２２の基板キャリアの例示的な実施形態の部分拡大図である。
【図２８】クランプしない位置の図１６のフローセルに装填された図２２の基板キャリアの上面平面図である。
【図２９】クランプした位置の図１６のフローセルに装填された図２２の基板キャリアを示す断面側面図である。
【図３０】本教示によるクランプアームの例示的な実施形態の斜視図である。
【図３１】本教示による図１６の例示的な実施形態のフローセルのハウジングの内部を示す上面平面図である。
【図３２】本教示による図１６の例示的な実施形態のフローセルのハウジングの内部を示す上面平面図である。
【図３３】本教示による安全クリップの例示的な実施形態の斜視図である。
【図３４】本教示による安全クリップの例示的な実施形態の斜視図である。
【図３５】本教示によるフローセルを保持する顕微鏡ステージに取り付けるヒートシンクの例示的な実施形態を示す部分断面図である。
【図３６】本教示によるフローセルを冷却するのに用いるための冷却要素の例示的な実施形態の部分断面図である。
【図３７】本教示による釣り合いシステムの例示的な実施形態の斜視図である。
【図３８】本教示による釣り合いシステムの例示的な実施形態の斜視図である。
【図３９】本教示によるスライドキャリアの別の例示的な実施形態の平面図である。
【図４０】図３９の基板キャリアの上面斜視図である。
【図４１】本教示によるフローセル内のクランプされた位置の図３９の基板キャリアの部分斜視図である。
【図４２】本教示によるクランプアームの別の例示的な実施形態の斜視図である。
【図４３】線４３−４３から見た図４２のクランプアームの断面図である。
【図４４】図１５のレバーロックの例示的な実施形態を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本教示の様々な例示的な実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。可能な限り、同一又は類似の部分には、同一の参照番号を図面全体にわたって用いる。
【００２０】
本教示の様々な例示的な実施形態によるフローセルは、様々な外形及び構成を有するものとすることができる。一般的に、フローセルは、分析用の生体サンプルを受け入れる反応チャンバと、フローセルの外部源から反応チャンバへのサンプル、試薬、緩衝剤及び／又は他の物質を、反応チャンバに入っている生体サンプル（例えば、配列決定を行なう際のテンプレート核酸）と反応させることができるようにする様々なフロー制御構造及び機構とを規定するように構成される任意の構造を含むことができる。様々な例示的な構成において、フローセルは、反応チャンバを加熱及び／又は冷却するように構成される様々な熱的構成部品も含むか又はそれらに関連付けることができる。また、様々な例示的なフローセルの構成は、反応チャンバの撮像及び／又は他の検出によって、例えば、反応チャンバ内で行なわれる様々な反応の分析を行なえるようにする光学的に透明な部分を有することもできる。当業者は様々なフローセルの構成に精通している。フローセルの配置に関するさらに詳細については、参考までに本明細書に組み込まれる特許文献１、特許文献２、特許文献３及び特許文献４を参照されたい。
【００２１】
例えば、合成による配列決定を行なうような生体反応及び生体分析の間のスループットを高めるために、処理（例えば、反応）が各形成チャンバ内で別々に起きるような、２つの分離された反応チャンバを含むデュアルフローセルシステムが提案されている。例えば、各反応チャンバは、処理用の異なるサンプル及び／又は試薬を受け入れることができる。そのようなデュアルフローセルシステムの例示的な実施形態が、２００７年６月１日に出願されたタイトル名”ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＣＯＯＬＩＮＧ  ＩＮ  ＢＩＯＬＯＧＩＣＡＬ  ＡＮＡＬＹＳＩＳ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ”の特許文献５に記載されており、参照することにより全体として本明細書に組み込まれる。図１を参照するに、特許文献５に記載されたデュアルフローセルの構成は、マイクロアレイ（図１には図示せず）を形成する顕微鏡のスライドの表面のような表面に係合させるように構成された封止機構１５を各々備えた２つの別個のサンプルブロック（ヒータブロックとも呼ぶ）１２を含み、これらのサンプルブロック１２は、分離された反応チャンバを成し、これらのチャンバには、その内部のマイクロアレイサンプル（例えば、テンプレート核酸）と反応させるために、様々な物質（例えば、サンプル、緩衝剤、試薬、溶菌液等）を導入できる。要素１５は、例えば、ガスケット、Ｏリング及び／又は当業者によく知られた他の封止機構のような、封止するのに有用な任意の様々な機構とすることができる。
【００２２】
サンプルブロック１２は、比較的高い熱伝導度を有する材料で作ることができる。様々な例示的な実施形態において、サンプルブロック１２は、片面をラップし、反対側の面を不動態化したステンレス鋼とすることができる。サンプルブロック１２用の他の適切な材料には、例えば、限定はされないが、銀、アルミニウム、銅及び／又は様々な合金及び／又は他の金属がある。サンプルブロック１２は、旋回可能な支持プレート５１に取り付けられたフレーム５０に取り付ける。旋回可能な支持プレート５１は、一般的に、フローセルを開閉するドアを形成する（図１は開かれた位置を例示する）。旋回可能な支持プレート５１は、フレーム（例えば、カバー）１４に係合するように動いて、フローセルを閉じ、基板に対して圧力を加える（例えば、封止機構１５と基板を取り付るカバー１４の表面との間に基板をクランプし、これにより支持プレート５１がカバー１４に対して閉じられると、反応チャンバを形成するように構成する）。例示的な実施形態において、ダクト９６Ｂの間に位置するつまみねじ（図１に図示せず）は、カバー１４のねじ山に係合して、支持プレート５１を閉じた位置に保つように構成される。
【００２３】
カバー１４は、例えば、開口部のような２つの光学的に透明な領域１７を規定する。様々な例示的な実施形態において、開口部は、例えば、ガラス又はプラスチック材料又は他の適切な透明な組成物のような透明素材で覆うことができる。光学的に透明な領域１７は、機器を閉じた位置にして、フローセル反応チャンバ及び反応チャンバ内の基板の光学的検出及び／又は撮像を行なう際に、各ブロック１２とほぼ整列するように構成される。様々な光学的検出及び撮像システムを用いることができ（その構成部品は示していない）、それらはカバー１４の外部に位置させて、反応チャンバ内の反応及びサンプルの像を、開口部１７を通して、例えば、リアルタイムで検出し収集することができる。図１及び上記の生体機器と共に用いることができる例示的な検出及び撮像システムに関する詳細については、参考までに、全体として本明細書に組み込まれる特許文献１を参照されたい。例示的な実施形態においては、マイクロアレイの基板又は他のサンプル・ホルダーを、光学的に透明な領域１７に隣接する（例えば、整列する）カバー１４に取り付けるために保持クリップ又は他の固定機構（図示せず）を設けることができる。例えば、適切な固定機構は、横方向に摺動して、支持プレート５１が閉じられるまでは、基板がひっくり返ることがないように、基板の頂部に係合するように構成される小さなプラスチックタブ（図示せず）で構成できる。
【００２４】
図１のデュアルフローセル配置は、一般的な顕微鏡の並進ステージ（図示せず）に取り付けられるように構成され、その並進ステージは、二次元方向に並進することができ、顕微鏡の対物レンズは、これら二次元方向により規定される平面に対して垂直方向に合焦される。一般的に、顕微鏡の並進ステージは、分析用に顕微鏡の並進ステージに載せた基板の平面に対して平行な平面内で動くように構成される。フローセルは、水平位置（例えば、ステージのより大きな平坦面領域は地面に対して平行となるように構成される）内にある並進ステージに取り付けることができるが、様々な例示的な実施形態では、デュアルフローセルは、垂直方向（例えば、ステージのより大きな平坦作業面領域が、地面に対してほぼ垂直となるように）に置かれた顕微鏡の並進ステージに取り付けられるように構成する。そのような位置において、カバー１４（又はカバー１４に対してほぼ平行で隣接する位置にあるプレート）は、垂直に位置付けられた並進ステージの表面に取り付けることができる。従って、支持プレート５１を閉じると、反応チャンバ及びその中のサンプル・ホルダー（例えば、マイクロアレイの基板）は、処理中、ほぼ垂直な位置にある。そのような垂直な位置付けは、生体反応及び／又は生体分析（例えば、検出及び／又は撮像を含む）にとって有利である。例えば、反応チャンバを垂直に方向付けることにより、反応チャンバ内で形成されるガス（例えば、空気）バブルは、反応チャンバの頂部へ流れ、反応チャンバの頂部に位置する出力ポートから出て、重量測定のバブル変位を可能にする。ほぼ垂直に方向付けたフローセル機器の利点についての更なる詳細については、参照することにより本明細書に組み込まれる特許文献１を参照されたい。当業者は、フローセルを垂直に位置付けた顕微鏡の並進ステージに取り付けることをよく知っている。しかし、フローセルは、反応及び分析中、垂直以外の方向に方向付けることができることを理解すべきである。当業者は、本教示の範囲から逸脱することなく、フローセルに別の方向付けを与えるため、様々な修正を成すことができることを理解するであろう。
【００２５】
例えば、ペルチェ素子６０、ヒートシンク８０及びダクト９６Ａ及び９６Ｂのような様々な熱的構成部品（それらのいくつかは図１に図示せず）も、図１の各フローセルの熱サイクルを提供するために取り付けられる。他の構成部品を用いて、図１のデュアルフローセル配置の反応チャンバの温度制御及び熱交換をすることもでき、その詳細は、特許文献５に記載されており、参照することにより本明細書に組み込まれる。なお、簡単にするために、マイクロアレイの基板と反応させるために、物質をフローセル反応チャンバへ導入し、かつ、物質をフローセル反応チャンバから取り除くのに用いる様々なポート及びフロー構造は、図１に示していない。当業者は、例えば、限定はされないが、ポート、パイプ、導管、バルブ及び／又は他のフロー制御装置（図示せず）を含む様々なフロー制御機構をよく知っており、それらは、様々なサンプル、緩衝剤、試薬及び／又は他の物質を反応チャンバへ流入し、かつ、反応チャンバから流出させるのに用いることができる。当業者は、物質を反応チャンバへ流入し、かつ、反応チャンバから流出させるために、どのように、そのようなフロー制御機構を構成して配置するのがよいかを理解するであろう。
【００２６】
図１の例示的な実施形態に示すようなデュアルフローセル構成は、異なる反応チャンバ内で同時に異なる反応及び／又は分析を行なうことができる。図１の例示的な実施形態に示すようなデュアルフローセル配置によれば、一方のフローセルを撮像可能にしながら、一方、例えば、伸展（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）、ライゲーション及び／又は開裂（ｃｌｅａｖａｇｅ）のような他の処理ステップを別のフローセルで行えるようにすることもできる。これは、光学システムの利用を最大にすると共に、スループットを向上させる。さらに、デュアルフローセル配置は、異なるサンプルの処理及び／又は分析を行なうことを可能にする。
【００２７】
図１の例示的な構成では、デュアルフローセルチャンバは共通ドアを経てアクセス可能である。言い換えれば、支持プレート５１をカバー１４から取り外して図１の開放位置にもたらすと、フローセルチャンバも共に開かれた位置にある。しかしながら、状況によっては、デュアルフローセルアセンブリの各フローセル反応チャンバへの独立アクセスを可能にすることが望まれることもある。各フローセルへの独立アクセスを可能にすることにより、様々な導入及び／又は取り出しステップを一方の反応チャンバで行ない、一方、他方の反応チャンバでは処理及び／又は撮像ステップを続行することができる。フローセル反応チャンバへのアクセスを互いに独立して行なえるようにすることにより、各マイクロアレイの基板をフローセル反応チャンバ内にもっと速く入れて閉じることも可能にし、これにより、導入中に基板からの乾燥を妨げる。さらに、一方のフローセルチャンバで起きている反応及び／又は処理を、何らかの理由で終了させ、サンプルをそこから除去しなければならない場合に、他方のフローセルチャンバでの反応及び／又は処理は中断せずに、継続させることができる。その上、フローセルに独立してアクセスできるようにし、フローセルに独立の熱的構成部品、試薬の入力及び出力ポートを設けると共に、互いに熱的に分離させることにより、光学機器及び検出機器の焦点に影響を及ぼす温度変動なしで、異なる温度サイクルで２つの異なるサンプルを処理することができる。さらに具体的に言うと、フローセルの様々な部分（例えば、金属部分）の温度の変化は、これらの部分を膨張及び／又は屈曲させ、顕微鏡光学機器の焦点を乱す。互いに熱的に分離させた独立のフローセルを用いることにより、フローセルを各処理サイクル中、ほぼ一定の温度に維持することができ、これにより、顕微鏡の合焦に悪影響を及ぼすリスクを最小にすることができる。
【００２８】
図２Ａ及び図２Ｂは、デュアルフローセル機器の各フローセルチャンバへの独立アクセスを可能にする１つの例示的な実施形態を示す。図２Ａ及び図２Ｂは、一方のフローセルチャンバ２００Ａが閉じた位置にあり、他方のフローセルチャンバ２００Ｂが開いた位置にある、独立してアクセス可能なデュアルフローセル機器の異なる図を示す。図２Ａ及び図２Ｂの例示的な実施形態では、フローセル２００Ａ及び２００Ｂを冷却するために用いる冷却システムは、参照することにより本明細書に組み込まれた特許文献５に記載のものと類似のリモートファン及びダクトアセンブリを組み込んでいる。しかしながら、当業者は、例えば、再循環冷却流体ベースシステムのような他の冷却システムを、図２Ａ及び図２Ｂのデュアルドア構成と組み合わせて用い得ることを理解するであろう。冷却構成部品、他の熱的構成部品及び／又は様々な試薬、サンプル、緩衝剤等を各フローセルチャンバ２００Ａ及び２００Ｂへ独立して導入するためのフロー制御機構を他のものと取り換える変更は、当業者に明らかであり、本明細書では詳細な説明をしない。
【００２９】
図２Ａ及び図２Ｂの例示的な実施形態では、各サンプルブロック（図で２１２Ｂのみ見える）は、フレーム要素２３５、２５１及び２３６（図２Ａ及び図２Ｂは参照英字Ａ及Ｂを付してある）を含む、ほぼＵ字形状のフレームに最終的に支持される。ヒンジで連結された配置により共通フレーム（例えば、カバー）２１４に旋回可能に係合されたフレーム要素２３６Ａ及び２３６Ｂにより、支持フレームひいてはサンプルブロック２１２Ａ及び２１２Ｂ並びにそれらにそれぞれ取り付けられる任意の熱的又は他の構成部品は、フローセル２００Ｂにより示すように、カバー２１４から離れる開いた位置に動くことができ、また、フローセル２００Ａにより示すように、カバー２１４に係合した閉じた位置に動かすことができる。図１の例示的な実施形態を参照して上記したように、フローセルが閉じた位置にある場合、フレーム要素２３５、２５１及び２３６とカバー２１４との間の閉鎖機構（その例示的な実施形態は以下にもっと詳細に説明すれ）は、サンプルブロック（サンプルブロック２１２Ｂのみ図示する）とカバー２１４に取り付けたそれぞれのスライド２１０との間にクランプ力を与えるように構成され、分離した反応チャンバが、サンプルブロック、各サンプルブロックのガスケット（ガスケット２１５Ｂのみ図示する）及びサンプルブロックに係合するスライド２１０の間に形成される。各支持フレーム（それぞれフレーム要素２３５Ａ、２３６Ａ及び２５１Ａ並びにフレーム要素２３５Ｂ、２３６Ｂ及び２５１Ｂにより形成される）は、サンプルブロック並びにサンプルブロックに関連する様々な熱的及び他の支持構成部品を支持し、フローセル２００Ａ及び２００Ｂを開閉するプレートを取り付けるカバー２１４に対して動くように構成される。
【００３０】
上記のように、各フローセルチャンバ２００Ａ及び２００Ｂは、例えば、サンプルブロック２１２Ｂの下に配置したペルチェ素子（フローセル２００Ｂに対して２６０Ｂとして示す）、ヒートシンク２８０Ａ及び２８０Ｂ、並びに、ヒートシンクピン２５０Ａ及び２５０Ｂを有するそれぞれのヒートシンク２８０Ａ及び２８０Ｂに空気を循環させるダクト２９６Ａ及び２９６Ｂのような、独立して取り付けられる熱的要素を有することもできる。ダクト２９６Ａ及び２９６Ｂ並びにヒートシンク２８０Ａ及び２８０Ｂは、それぞれのフローセル２００Ａ及び２００Ｂに別々に取り付けて、各々を開いた位置（フローセル２００Ｂにより示すように）と閉じた位置（フローセル２００Ａにより示すように）との間にて動かすことができるようにする。
【００３１】
センサ（例えば、図２Ｂに２９９Ｂで示す）を各フローセル２００Ａ及び２００Ｂに設けて、フローセル２００Ａ又は２００Ｂが開いた位置にある場合に、ファン及びペルチェ素子をターン・オフさせて、ダクト２９６から送り込まれた空気が、開いているフローセル内に取り付けた基板を乾燥させるのを防ぐと共に、ヒータブロックの過熱を防ぐようにする。例示的な実施形態では、センサ（例えば、２９９Ｂ）は、標準の機械的なリミット・スイッチとフレーム要素２３５Ｂに取り付けたレバーとを有する空気流センサとすることができる。フローセル２００Ａ又は２００Ｂが閉じた位置にある際、レバーチップはダクト２９６の一部を打ち、かつ、レバーの別の機能はフローセル２００Ａ又は２００Ｂを開く時にスイッチを作動させることである。
【００３２】
カバー２１４は凹所を備え、各サンプルブロックは、それぞれのフローセルが閉じた位置にある際、その凹所内に、受け入れられるように構成する。
【００３３】
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、各フローセル２００Ａ及び２００Ｂには閉鎖機構を設け、様々な例示的な実施形態において、閉鎖機構はレバーロック２７５Ａ及び２７５Ｂとするのがよい。レバーロックはフレーム要素２３５Ａ及び２３５Ｂに旋回可能に取り付けることができる。図２Ａに示すように、レバーロック２７５Ａ及び２７５Ｂはフックタイプ機構を備え、その一端は、フローセル２００Ａ及び２００Ｂを閉じた位置に確保するために、カバー２１４に設けた突き出しフランジ２７６Ａ及び２７６Ｂ上のリップにそれぞれ係合するように構成される。レバーロック２７５Ａとフランジ２７６Ａとの間の係合は、図２Ａに示す。レバーロックを解除しフローセルチャンバ２００Ａ及び２００Ｂを開くために、各レバーロック２７５Ａ及び２７５Ｂのロック端とほぼ反対の一端に、取っ手を設ける。レバーロック２７５Ａの取っ手部分を、図２Ａのダクト２９６の方へ上方へと押して、レバーロック２７５Ａとフランジ２７６Ａとの間の係合を解除し、これにより、フレーム要素及びそれに取り付けた様々な構成部品をカバー２１４から引き離すように下方に旋回させて、フローセル２００Ａを開くことができる。レバーロック２７５Ａ及び２７５Ｂは、摩擦力と重力との組み合わせにより、フランジ２７６Ａ及び２７６Ｂと一緒に適所に保たれる。重力は、レバーロックを開くまで、レバーロック２７５Ａ及び２７５Ｂの取っ手部分を持ち上げるのに必要であり、摩擦力は、レバーロック２７５Ａ及び２７５Ｂとフランジ２７６Ａ及び２７６Ｂとの間の摩擦力である。様々な例示的な実施形態において、レバーロック２７５Ａ及び２７５Ｂとフランジ２７６Ａ及び２７６Ｂとの間の係合は、ガスケットをヒータブロックに押し付ける一組の力を加えるために、選択される。
【００３４】
レバーロック２７５Ａ及び２７５Ｂは、アクセスを容易にすると共に、ラッチ及びアンラッチを比較的迅速にする比較的簡単な機械的機構とすることにより、フローセル２００Ａ及び２００Ｂの開閉を楽にするように構成される。さらに、レバーロック２７５Ａ及び２７５Ｂのフランジ２７６Ａ及び２７６Ｂとの係合が、フローセル２００Ａ及び２００Ｂのユーザにより見えるように、レバーロック２７５Ａ及び２７５Ｂを位置付けることにより、レバーロック２７５Ａ及び２７５Ｂがフランジ２７６Ａ及び２７６Ｂとロックし係合した位置にあるか、又は、ロック解除し係合していない位置にあるかどうかが、見てすぐに分かる。しかしながら、当業者は、例えば、アクセスのし易さ、固定機構がロック又はロック解除の位置にあるかどうかの明白な表示等のような類似の機能を与える、レバーロック２７５Ａ及び２７５Ｂ並びに対のフランジ２７６Ａ及び２７６Ｂ以外の固定機構を使用することが可能であることを認識するであろう。
【００３５】
図２Ａ及び図２Ｂの例示的な実施形態では、サンプル基板２１０（フローセル２００Ａ内のサンプル基板は図２Ａ及び図２Ｂに図示せず）は、各フローセル２００Ａ及び２００Ｂの各光学的に透明な領域（２１７Ｂを図示する）に対して垂直に取り付けられるように構成するため、フローセル２００Ａ及び２００Ｂは、サンプル基板２１０Ｂ（例えば、顕微鏡スライド）を適切な方向付けと位置に保持する保持機構３００Ｂを含むこともできる。図２Ｂに示すように、サンプル基板２１０はカバー２１４の凹所に位置付けるように構成され、保持機構３００Ｂは、サンプル基板２１０Ｂに作用して、保持機構３００Ｂとサンプル基板２１０Ｂが配置される凹所の周囲の周りの突起部２１６Ｂとの間でサンプル基板２１０Ｂにクランプ力を与える。従って、保持機構３００Ｂは、サンプル基板２１０Ｂを図２Ｂで下方に且つ右の方へ押すように働き、図２Ｂに示すように、突起部２１６Ｂはサンプル基板２１０Ｂの右側及び底縁部と係合するように配置される。以下の図３及び４の説明から分かるように、フローセル２００Ａ内のサンプル基板を下方で且つ左へ押すために、同様な保持機構が用いられる。
【００３６】
図３を参照するに、基板２１０Ａ及び２１０Ｂが取り付けた各カバーの部分拡大図は、保持機構３００Ａ及び３００Ｂの例示的な実施形態を示し、保持機構３００Ａ及び３００Ｂは、様々な例示的な実施形態でテンプレート核酸のマイクロアレイをその上に有する顕微鏡スライドとすることができる。基板２１０Ａ及び２１０Ｂをカバー２１４にクランプするために用い、光学的に透明な領域２１７Ａ及び２１７Ｂ（図３では輪郭線で示す）とそれぞれ整列させることができる。
【００３７】
保持機構３００Ａ及び３００Ｂは、基板２１０Ａ及び２１０Ｂに作用する力を与えるように構成され、その力は、カバー２１４内の凹所の下左隅部へ及び下右隅部へ基板２１０Ａ及び２１０Ｂをそれぞれ押す。さらに具体的に言うと、それぞれの保持機構３００Ａ及び３００Ｂと突起部との間に基板２１０Ａ及び２１０Ｂをクランプするために、保持機構３００Ａ及び３００Ｂは、基板２１０Ａ及び２１０Ｂに力を及ぼすように付勢して、基板２１０Ａ及び２１０Ｂを押して突起部（例えば、図２Ｂ、図３及び図４に示す突起部２１６Ｂ）に係合させることができる。当業者は、図２Ｂ、図３及び図４に示されていないけれども、フローセル２００Ａが、図２Ｂ、図３及び図４に示す突起部２１６Ｂと構成及び位置が似ている突起部を有することができることを理解するであろう。しかしながら、フローセル２００Ａの突起部は、基板２１０Ａを収容する凹所の左側及び底縁部に位置させ、従って、保持機構３００Ａが、凹所の下方及び左へ向けて基板２１０Ａを押して、基板２１０Ａを所定位置にクランプさせる。
【００３８】
上記のように、保持機構３００Ａ及び３００Ｂは、図３では基板２１０Ａ及び２１０Ｂの方向に（例えば、図３の位置付けで右へ、そして図２Ｂの位置付けで下方へ）付勢される。図３を下から見た部分図を示す図４に示すように、様々な例示的な実施形態において、保持機構３００Ａ及び３００Ｂの上部には、それぞれコイル・バネ３８０Ａ及び３８０Ｂを保持するように構成された溝部３６０Ａ及び３６０Ｂを設けることができる。コイル・バネ３８０Ａ及び３８０Ｂの一端は保持機構３００Ａ及び３００Ｂにそれぞれ係合し、一方、その反対端はカバー２１４に取り付けられる。各保持機構３００Ａ及び３００Ｂの上部表面には、保持機構３００Ａ及び３００Ｂから上方へ突出するフランジ部材３１０Ａ及び３１０Ｂを設けることができる。フランジ部材３１０Ａ及び３１０Ｂは、保持機構３００Ａ及び３００Ｂを把持し易くする都合の良い面を成し、コイル・バネ３８０Ａ及び３８０Ｂの力に逆らって、保持機構３００Ａ及び３００Ｂを基板２１０Ａ及び２１０Ｂとの係合から引っ張り出す。
【００３９】
保持機構３００Ａ及び３００Ｂを係合しない位置に保つために、留め金要素３２０を保持機構３００Ａと３００Ｂとの間のカバー２１４上に設けることができる。留め金要素３２０はその両側に傾斜した留め金３２５Ａ及び３２５Ｂを有する。傾斜した留め金３２５Ａ及び３２５Ｂは、コイル・バネ３８０Ａ及び３８０Ｂの付勢力に逆らって、フランジ部材３１０Ａ及び３１０Ｂに力を及ぼすことにより、フランジ部材３１０Ａ及び３１０Ｂが留め金３２５Ａ及び３２５Ｂの傾斜した表面上方へ動いて、留め金３２５Ａ及び３２５Ｂを過ぎて行くように構成し、位置付けることができる。フランジ部材３１０Ａ及び３１０Ｂは、それから、図３にフランジ部材３１０Ａ及び留め金３２５Ａの位置により示すように、フランジ部材３１０Ａ及び３１０Ｂが留め金３２５Ａ及び３２５Ｂに係合するように、解除して、保持機構３００Ａ及び３００Ｂが基板２１０Ａ及び２１０Ｂとの係合から外れた位置にくるのを防ぐ。
【００４０】
基板２１０Ａ及び２１０Ｂのそれぞれ上側面及び右側面並びに上側面及び左側面に力を加えることによって、基板２１０Ａを下方及び左へ押し、且つ基板２１０Ｂを下方及び右へ押し易くなる。従って、保持機構３００Ａ及び３００Ｂは、部位３７５を底部に持ち、基板２１０Ａ及び２１０Ｂへの圧力点として作用するＬの長脚部を持つ、ほぼ逆Ｌ字形の構成を有する。図３の保持機構３００Ｂのクランプられた位置に示すように、部位３７５は、基板２１０Ｂの上側面及び左側面に係合してこれらの側面に力（例えば、圧力）を及ぼし、基板２１０Ｂを下方及び右へ押して突起部２１６Ｂにクランプ係合する。コイル・バネ３８０Ａ及び３８０Ｂは、基板２１０Ａ及び２１０Ｂのほぼ長手方向に沿って（例えば、図２Ｂの位置付けで下方へ及び図３の位置付けで右へ）作用する力を与えるため、保持機構３００Ａ及び３００Ｂを収容する凹所には、保持機構３００Ａ及び３００Ｂに力を与えるカム面３５０を設けることができ、カム面３５０は、保持機構３００Ａ及び３００Ｂの長脚部を押して基板２１０Ａ及び２１０Ｂのそれぞれ右側端及び左側端に係合する。
【００４１】
図３に示す基板２１０Ａ及び２１０Ｂの大きい表面領域に平行な平面内をほぼ摺動する保持機構３００Ａ及び３００Ｂを維持するために、留め金要素３２０と保持機構３００Ａ及び３００Ｂとの間の溝付きボタン３６５Ｂが押される。保持機構３００Ａに対応する溝付きボタンは図３では隠れている。
【００４２】
様々な例示的な実施形態において、保持機構３００Ａ及び３００Ｂは、例えば、ステンレス鋼で作ることができる。しかしながら、当業者は、本教示の範囲を逸脱することなく保持機構を作ることのできる他の適切な材料を認識するであろう。
【００４３】
場合によっては、ユーザにとってフローセル内に基板を垂直に取り付けるのが、やりにくいことがある。さらに、初めに基板を垂直な位置に取り付ける際に、基板を最初に装填させる間、フローセルが開放位置にあるため、基板上の物質（例えば、液体）が基板から他の構成部品（例えば、顕微鏡ステージ）上へ流出したりする。また、一旦垂直に取り付けると、顕微鏡ステージに面する側の基板にはアクセスできないため、いかなる汚れ又は滴は拭うことができず、検出及び分析に影響を及ぼし得る。それ故に、基板がユーザにより水平に取り付けられて（例えば、地面にほぼ平行な基板のより大きい表面積を持って）、その中で反応を始めるためフローセルチャンバを閉じる際に、基板がその取り付けられた位置からほぼ垂直な向きに動かされる（例えば、地面にほぼ平行な基板のより大きい表面積を持って）。そのようなフローセル配置を設計する際に生じる問題は、光学素子及び検出機構の正しい合焦が生じるように、基板がフローセル反応チャンバ内で適切に位置付けられることを、どのように確保するかということである。言い換えれば、正確な分析及び検出を達成するために、大きい表面積の基板と様々な光学素子及び検出素子との間の距離が、フローセルの各反応の実行のため、比較的精密に維持されることを確保することが、重要である。
【００４４】
独立にアクセス可能であり、ユーザが分析用の基板を初めに水平位置に取り付けることを可能にする、デュアルフローセルの様々な例示的な実施形態を以下に説明する。
【００４５】
図５〜１０を参照するに、フローセルが顕微鏡ステージから完全に分離されるように構成されるデュアルフローセル配置の例示的な実施形態が示される。当業者は、図５〜１０を参照して説明される着脱可能なデュアルフローセル配置が、また、単一のフローセル配置で、又は、共通の並進ステージ上に２つ以上のフローセルがある配置で、明らかな設計変更を用いて、実行可能であることを理解する。図５〜１０の配置は、ユーザがスライドを水平に、例えば、顕微鏡ステージから離れたワークステーションに取り付けることを可能にして、基板が取り付けられた後で、フローセルが顕微鏡ステージに取り付けられる前に、ユーザに面する基板の側面を検査してきれいにすることを可能にする。
【００４６】
図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ閉じた位置及び開いた位置での着脱可能なフローセル（５００Ａのラベル付きの）を示す。フローセル５００Ａは、以下に論じる様々な修正を除いて、上記のフローセル２００Ａ及び２００Ｂに類似の構成を有する。フローセル２００Ａ及び２００Ｂと類似の仕方で、フローセル５００Ａは、ほぼＵ字形状の支持フレームを形成する支持フレーム要素５３５Ａ、５３６Ａ及び５５１Ａで最終的に支持される封止機構５１５Ａ付きのヒータブロック５１２Ａを有する。また、フローセル２００Ａ及び２００Ｂと同様に、支持フレーム要素５３６Ａは、ヒンジ５９５Ａにより光学的に透明な領域５１７Ａを備えるカバー５１４Ａに取り付けられる。図５Ａ及び図５Ｂの例示的な実施形態では、光学的に透明な領域５１７Ａは、以下にもっと詳細に説明するように、その上に処理用の基板が置かれる開口部である。しかしながら、図５Ａ及び図５Ｂの例示的な実施形態では、カバー５１４Ａは顕微鏡ステージから分離しており、各フローセル（例えば、図６に示す５００Ａ及び５００Ｂ）は、図２のカバー２１４のような共通カバーではなく、それ自体のカバー５１４Ａ又は５１４Ｂを有する。カバー５１４Ａは、基板５１０Ａを受け入れるように構成された凹所を有しており、フローセルが着脱可能な構成のため、基板５１０Ａは、図５Ｂに示すように、ユーザにより水平位置に取り付けられる。小さい穴５１６Ａは、その機能は以下にもっと詳細に説明するが、基板５１０Ａがカバー５１４Ａに置かれる際に、基板５１０Ａの隅部に近いカバー内に備えられる。小さい穴５１６Ａは、カバー５１４Ａが図５Ａの閉じた位置に置かれる際に、フレーム５７９Ａ上のピン５１８Ａを受け入れる。
【００４７】
フローセル５００Ａを閉じるために、サンプルブロック５１２Ａ、熱的構成部品（例えば、ヒートシンク５８０Ａ）及びフローセル５００Ａに冷却空気を循環するダクト５９６Ａを有する支持フレーム要素５３５Ａ、５３６Ａ及び５５１Ａは、封止機構５１５Ａがカバー５１４Ａの凹所内に配置された基板５１０Ａと接触するように、ヒンジ５９５Ａの周りに旋回させられる。回転可能な閉鎖機構５７５Ａがカバー５１４Ａ上に備えられて、フレーム５３５Ａ（図５Ａで最も良く示される）上の対の機構と係合し、閉じた位置でカバー５１４Ａをロックする。回転可能な閉鎖機構５７５Ａは、カバー５１４Ａの外側からアクセス可能な回転ヘッド５７６Ａ付きのシャフトを回転することにより、作動する。閉鎖機構５７５Ａがどのように作動されるかのもっと詳細な説明は、図１１〜１３を参照して以下に説明する。一旦、閉じた位置になると、フローセル５００Ａ全体が顕微鏡ステージ上のフレームに取り付けられる状態になるが、その例示的な実施形態は、図６〜１０を参照して以下にさらに詳細に説明する。
【００４８】
図６〜９を参照するに、個々の着脱可能なフローセル５００Ａ及び５００Ｂは、垂直方向に取り付けられた顕微鏡ステージ（図示せず）に取り付けられる（例えば、恒久的に取り付けられる）ように構成されたフレーム５１９に着脱可能に固定するように設計される。フローセル５００Ｂは、上記のフローセル５００Ａと同じ構成を有し、同様の部品は参照数字の後にＢを付けて示される。図６及び図７の例示的な実施形態で示すように、フレーム５１９は、また、その上端でプレート５２１により、離れた位置にあるファン（図示せず）から空気を受け取るように構成された主ダクト５９６に取り付けられて、上記のように、冷却空気を各フローセル５００Ａ及び５００Ｂに与えるため、各フローセル５００Ａ及び５００Ｂと結び付くダクト５９６Ａ及び５９６Ｂと結合する。
【００４９】
図６で、フローセル５００Ｂは、フレーム５１９に完全に挿入されてロックされた位置にあることが示され、一方、フローセル５００Ａは、部分に挿入されていることが示される。図７は、フローセル５００Ａが完全に取り除かれて、フローセル５００Ｂが、フレーム５１９に対し完全に挿入されてロックされた位置にあるフレーム５１９を示す。フレーム５１９は、フローセル５００Ａ及び５００Ｂいずれも受け入れるように構成された比較的大きい開口部５２３を定める。開口部５２３の外周は、その上にヒータブロックが置かれる支持プレートを支持するように構成された階段状の輪郭を有する。開口部５２３の構成は、フローセル５００Ａ及び５００Ｂ上に備えたロックピン並びにカバーの開口部に位置する基板５１０Ａ及び５１０Ｂを有するカバー５１４Ａ及び５１４Ｂが、フローセル５００Ａ及び５００Ｂの挿入側から反対側へ開口部５２３を通して広がることを可能にする。
【００５０】
位置付けシャフト５８６Ａ及び５８６Ｂにそれぞれ沿って摺動可能なように構成された中央開口部を有するバネ仕掛けのブロック５８５Ａ及び５８５Ｂは、開口部５２３の底の近くのフレーム５１９上に備えられる。位置付けシャフト５８６Ａ及び５８６Ｂは、その一端に頭部５８９Ａ及び５８９Ｂを有し、バネ（図８に５８８Ａで示す）がブロック５８５Ａ及び５８５Ｂと頭部５８９Ａ及び５８９Ｂとの間に入れられる。頭部５８９Ａ及び５８９Ｂの大きさは、ブロック５８５Ａ及び５８５Ｂが頭部５８９Ａ及び５８９Ｂを過ぎてシャフト５８６Ａ及び５８６Ｂから離れることができないように、ブロック５８５Ａ及び５８５Ｂの開口部の大きさよりも大きい。ブロック５８５Ａ及び５８５Ｂ並びにシャフト５８６Ａ及び５８６Ｂは、各フローセル５００Ａ及び５００Ｂの底に配置された位置付けシュー（ｓｈｏｅ）５５５Ａ及び５５５Ｂと協働するために、各フローセル５００Ａ及び５００Ｂを受け入れる開口部５２３の各側のほぼ中央に位置している。これは、フローセル５００Ａ及び５００Ｂをフレーム５１９に配置して挿入するのに役立つ。様々な例示的な実施形態で、位置付けシュー５５５Ａ及び５５５ＢはＵ字又はＣ字形状の表面を定め、その表面の凹形側は置付けシャフト５８６Ａ及び５８６Ｂに係合して、置付けシャフト５８６Ａ及び５８６Ｂに沿って動く。
【００５１】
図８を参照するに、フローセル５００Ａがフレーム５１９に挿入される間の例示的な実施形態の部分側面図が示される。なお、フローセル５００Ｂの挿入は同一の方法に従う。フローセル５００Ａを挿入するために、フローセル５００Ａの全体は、図８に示すように、位置付けシュー５５５Ａ及び５５５Ｂがバネ仕掛けのブロック５８５Ａとフレーム５１９との間のシャフト５８６Ａの周りと位置付けシュー５５５Ａが係合するように、傾けられる。この傾いた位置で、フローセル５００Ａの頭部はフレーム５１９から外側へ傾けられる。ブロック５８５Ａの反対側のフレーム５１９の側に、支持突起部５８７Ａを定める支持部材がシャフト５８６Ａの一端に取り付けられ、シャフト５８６Ａは、ブロック５８５Ａが隣接した位置にあるシャフト５８６Ａの一端から反対側のプレート５１９を貫いて延びる。支持突起部５８７Ａはカバー５１４Ａの底部と結合するように構成される（例えば、その底部を通ってヒンジ５９５Ａのヒンジピンが挿入されてカバー５１４Ａをプレート５７９Ａ及びフレーム要素５３５Ａ、５３６Ａ及び５５１Ａにヒンジで結合する）。フローセル５００Ａが傾いた位置からほぼ垂直な位置へ動くにつれて（例えば、フローセル５００Ａの頭部がフレーム５１９の方へ動く）、位置付けシュー５５５Ａはフレーム５１９から離れる方へ動きバネ仕掛けのブロック５８５Ａに係合する。フローセルの底部はこのように支持突起部５８７Ａからの力とバネ仕掛けのブロック５８５Ａとの間の位置にクランプされる。
【００５２】
一旦、フローセル５００Ａがフレーム５１９内でほぼ垂直な位置になると、フローセル５００Ａの頭部が回転ロックピン５９０Ａを用いて所定の位置にロックされる。図９は、フローセル５００Ａ及び５００Ｂがフレーム５１９に挿入される際の、フレーム５１９を通してカバー５１４Ａ及び５１４Ｂが突き出るフレーム５１９の側からのフローセル５００Ａ及び５００Ｂの部分図を示す。図９では、フローセル５００Ｂは、フレーム５１９内に完全に挿入されロックされた位置にあることが示され、一方、フローセル５００Ａは、フレーム５１９内に部分に挿入されていることが示される（例えば、ロックピン５９０Ａはロックされた位置にない）。ロックピン５９０Ａ及び５９０Ｂは、回転可能なシャフト（図５Ａ及び５Ｂで５９２Ａで示される）に対し垂直に取り付けられる。ロックピン５９０Ａ及び５９０Ｂは、回転可能なシャフトにより、ほぼ水平なロックされない位置（例えば、ほぼ地面に平行な）から、図９の５９０Ｂの位置で示す垂直なロックされた位置（例えば、ほぼ地面に垂直な）へ時計回り方向に９０°回転できる。垂直なロックされた位置に回転される際に、ロックピン５９０Ａ及び５９０Ｂの自由端は、フレーム５１９に取り付けられたそれぞれのゴム製のブロック５９８Ａ及び５９８Ｂに係合するように構成される。ロックピン５９０Ａ及び５９０Ｂとゴム製のブロック５９８Ａ及び５９８Ｂとのそれぞれの係合により、それぞれのフローセル５００Ａ及び５００Ｂへの非常に小さい下方への力に、フローセル５００Ａ及び５００Ｂをしっかりとクランプすることをもたらす。
【００５３】
取っ手５９４Ａ及び５９４Ｂは、ロックピン５９０Ａ及び５９０Ｂが取り付けられた端と反対側の回転可能なシャフト５９２Ａ及び５９２Ｂ（図５Ａ、図５Ｂ及び図１０の断面図で示す）に取り付けられる。そのように配置されて、取っ手５９４Ａ及び５９４Ｂは把持機構を与え、その把持機構を用いてユーザはシャフトを、従って、ロックピン５９０Ａ及び５９０Ｂを回転することができて、フレーム５１９内にフローセル５００Ａ及び５００Ｂをロックかつロック解除することができる。図６を参照するに、取っ手５９４Ａは、ロック解除の位置にあり、フローセル５００Ａに関連するダクト５９６Ａから外側へ延びる。図６の取っ手５９４Ｂは、図６の取っ手５９４Ａの位置に対し９０°回転されて、シャフト５９２Ｂとの旋回するピン係合により、ダクト５９６Ｂの外面の凹所内に位置するような位置に入れられる。従って、フローセル５００Ａ及び５００Ｂをフレーム５１９内にロックするために、取っ手５９４Ａ及び５９４Ｂは時計回り方向に約９０°回転させられて、シャフト５９２Ａ及び５９２Ｂに対し旋回運動でダクト５９６Ａ及び５９６Ｂのそれぞれの凹所の下方へ折り込まれる。そのような位置で、フローセル５００Ａ及び５００Ｂが適切な位置にロックされることは、ユーザにとって明らかである。その上、ロック解除するには、ユーザが取っ手５９４Ａ及び５９４Ｂを持ち上げて、取っ手５９４Ａ及び５９４Ｂを回転することが必要なため、ロックピン５９０Ａ及び５９０Ｂが偶然にロック解除されることを防止する。そのような例示的な構成は、また、フローセル５００Ａ及び５００Ｂをフレーム５１９にロックする作動機構（例えば、取っ手５９４Ａ及び５９４Ｂ）が、フローセル５００Ａ及び５００Ｂのカバー５１４Ａ及び５１４Ｂをロックする作動機構５７６Ａ及び５７６Ｂの反対側にあるため、望ましい。
【００５４】
図１０は、フローセル５００Ａに隣接するフローセル５００Ｂが、フレーム５１９内に完全に挿入されロックされた位置にある部分断面図を示す。上記で論じたフローセル５００Ａ及び５００Ｂの様々な要素が、この断面図で対応するラベルで表示されている。
【００５５】
例えば、上記の着脱可能なフローセル５００Ａ及び５００Ｂのような着脱可能なフローセルに基板を装填するのに役立てるために、卓上装填固定具を用いる。着脱可能なフローセルを適切な位置に保持するのに有用な卓上装填固定具及びその様々な部品の例示的な一実施形態であり、一方、ユーザがその中に基板を配置することが、図１１〜１４に示される。
【００５６】
図１１を参照するに、卓上装填固定具１１００は、フローセル５００で反応及び／又は分析を受けるように、基板５１０を配置する、開いた位置で、卓上装填固定具１１００に装填されたフローセル５００（フローセル５００は、図５〜１０のフローセル５００Ａ及び５００Ｂを参照した上記の構成を有する）を有することが示される。図１２は、基板５１０のみが可視であるように、透明に作られたフローセル５００を有する卓上装填固定具１１００の透視図を例示する。
【００５７】
例示的な一実施形態では、卓上装填固定具１１００は、ほぼ長方形の箱の形状のハウジング１１５０を含む。ハウジング１１５０の上面１１２５は、図１１に示すように、フローセル５００のカバー５１４を支持するように構成される。さらに具体的に言うと、上面１１２５は、上面１１２５を貫通する開口部１１２０を定める。図１２を参照するに、以下にさらに詳しく説明するが、開口部１１２０を貫通するのは、回転可能な作動部材１１３５であり、作動部材１１３５は、フローセルにカバー上の閉鎖機構を回転させるように構成される端部１１３６を有する。従って、回転可能な作動部材１１３５は、カバー５１４の自由端に配置された回転可能な閉鎖機構に近いフローセル５００のカバー５１４を支持するように構成され、カバー５１４の残りの長さの部分は、器具１１５０の上面１１２５の上に載るように構成される。
【００５８】
上面１１２５は、また、フローセル５００が図１１の支持される位置にある場合、カバー５１４の直下に位置する凹所１１３０を定める。凹所１１３０は、図１１に示すように、フローセル５００がその開いた位置に回転させられる際、フローセル５００の一部（例えば、フレーム５７９の一端）を受け入れるように構成される。凹所１１３０に最も近い上面１１２５の端の近くに、１つ以上の停止部１１１５が配置される。停止部１１１５は、フローセル５００が開いた位置にある際、フローセル５００の比較的より重いフレーム要素（例えば、５３６及び５５１）がその上に載る表面を与える。停止部１１１５の高さは、カバー５１４とフローセル５００の残りの部分とが互いにほぼ垂直であることを維持するのに十分である。様々な例示的な実施形態で、停止部１１１５は、ゴム又は他の弾性材料で作られて、フローセルのフレーム要素がその上に載るクッション面を与える。図１２に示すように、停止部１１４５（例えば、ゴムの停止部）は、また、器具１１５０の底面に備えられて、器具がその上に載る表面に対し器具１１５０が摺動することを防ぎ、かつ、フローセル５００を器具１１５０へ装填することに関連する運動を吸収する。
【００５９】
開口部１１２０の近くに配置され、開口部１１２０と凹所１１３０との間にあるのは、上面１１２５を通して延びる２つの穴部１１２１である。穴部１１２１は、カバー５１４の穴部５１６とほぼ整列するように、配置される。図１２及び図１３で最も良く見ることができるように、一対のピン１１３６が、上面１１２５にほぼ垂直に器具１１００のハウジング１１５０を通って延びる。ハウジング１１５０の内部で、ピン１１３６の側面は摩擦ローラー１１４０の側面に係合する。摩擦ローラー１１４０は、ピン１１３６にほぼ垂直に延びる。巻き部材１１４４がローラー１１４０を通って延びるシャフトに取り付けられる。巻き部材１１４４は、ユーザがローラー１１４０を回転するため巻き部材１１４４を把持できるように、ハウジングの外側に配置される。ローラー１１４０の回転は、ピン１１３６が穴部１１２１を通って上下に動くことを引き起こす。従って、図１１〜１３に示すように、ピン１１３６は、穴部１１２１を通って延びるように、ローラー１１４０により動かされ、フローセル５００に装填されることが望まれる基板５１０は、その上端の隅がピン１１３６の上に取り付けられる位置に付けられ、その反対の端の隅はカバー５１４の穴部に入れられる。ローラー１１４０を用いて、ピン１１３６は、ピン１１３６に載っている基板５１０の端を下げるために、徐々に下げられて、カバー５１４の穴部の中に至る。
【００６０】
図１４の拡大図を参照するに、各ピン１１３６は、基板５１０の隅を受け入れるように構成された切り欠き穴部を有する。切り欠き穴は、基板５１０の表面が尖った端に接触することを防ぐために、比較的滑らかな面を用いて形成される。さらに、ピン１１３６が下げられるにつれて、ピン１１３６の切り欠き穴部の表面は、基板５１０のそれぞれの隅に対して押して、基板５１０を受け入れるカバー５１４の穴部の底端の方へ、最終的に底端に対して基板５１０を押す。
【００６１】
再び図１３を参照して、作動部材１１３４の動作を説明する。上記のように、穴部１１２０から上面１１２５の外部へ延びる作動部材１１３４の端は、フローセル５００の作動機構５７６に係合するように構成された突起構造１１３４を有する。例として、作動機構５７６はほぼ長方形の穴部５７７を備え、突起部１１３４は、穴部５７７に係合して受け入れられるように構成された類似の形状と大きさを有する。このようにして、フローセル５００は、突起部１１３４に載っている作動機構５７６により、その一端で支持することができる。作動部材１１３５は、より大きい上部１１３５Ａ及びより小さい底部１１３５Ｂを有する。より小さい底部１１３５Ｂは、上面１１２５のほぼ反対に配置されたハウジングの底面を通って延びる穴部１１２３に受け入れられるように構成される。作動部材１１３５は、バネ１１３７により上方向に付勢されるように構成され、バネ１１３７は、作動部材１１３５のより小さい底部１１３５Ｂの周りで、底面１１２６の内部と作動部材１１３５のより大きい上部１１３５Ａとの間に配置される。バネ１１３７は、フローセルが作動部材１１３５に係合する際、フローセル５００の重量のいくらかを吸収する。
【００６２】
カバー５１４をフローセル５００の残りにロックすることが望ましい際に、フローセル５００は閉じた位置に置くことができて、作動部材１１３５は回転させられて、これが、順に、作動機構５７６及び回転可能な閉鎖機構５７５の回転を引き起こす。レバー１１６０はハウジング内部で作動部材１１３５に結合し、作動部材１１３５の長手軸に対しほぼ垂直に又は非常に小さい角度で延びる。スロット１１６５がハウジングの側端面に備えられて、レバー１１６０はスロット１１６５を通って延びる。従って、レバー１１６０はスロット１１６５に沿って動かされて、作動部材１１３５を所望のように回転する。
【００６３】
フローセルを閉じる前に、基板をフローセル内に水平位置に配置することを可能にする着脱可能なフローセル配置は別として、フローセルチャンバを閉じて基板の反応及び／又は分析を行なう前に、ユーザにより基板を位置付けすることが可能なように構成され、顕微鏡並進ステージに恒久的に取り付けられた、独立にアクセス可能な多重（例えば、二重）フローセル配置を提供することが望ましい。そのような配置は、フローセルが顕微鏡ステージから分離した位置で装填される配置よりも、基板を積んでフローセル内の反応を開始することをもっと速く成し遂げることを可能にする。その上、フローセルは、反応及び／又は分析用の物質のフローセルへの流入及びフローセルからの流出のため、様々な貯蔵器、ポンプ及び他の流れ機構に連結されるので、フローセルを様々な流れ構造から分離する必要があり、フローセルを顕微鏡ステージから除去することは面倒である。また、フローセルを顕微鏡ステージに恒久的に取り付けて、基板をそのような取り付けられたフローセルに取り付けることにより、基板の位置付けのより良い制御を達成し、従って、光学素子及び他の検出機構をもっと正確に合焦をすることを可能にする。
【００６４】
それ故、様々な例示的な実施形態で、フローセルは水平位置で基板を装填されるように構成されるが、一方、フローセルは顕微鏡ステージに取り付けられる。例えば、様々な例示的な実施形態により、ユーザは、フローセルを開いた位置にして、基板をフローセルのサンプルブロックへ積み、基板がサンプルブロックへ装填された後、基板が形成されたフローセル反応チャンバ内でほぼ垂直な位置にあるようにフローセルを閉じて、反応及び／又は分析を行なう。基板が水平位置で装填されるが、垂直位置に動かされて反応及び／又は分析を行なうフローセル配置を利用する場合、フローセルを閉じる際、基板の正確な撮像及び検出が生じるように、フローセルは精密に位置付けられるように構成されることが望ましい。従って、例えば、基板がその上に取り付けられるサンプルブロックの平面及び撮像される基板表面の平面は、顕微鏡の焦点面にほぼ平行であることが望ましい（例えば、基板を撮像するために用いる様々な撮像光学素子及び検出素子を含む）。その上、いくつかの場合、顕微鏡光学素子の焦点範囲はいくらか制限されるため、フローセルを閉じる際、基板をほぼ予測可能な位置に置くことにより、基板の合焦をもっと効率的にさせる。
【００６５】
ユーザが基板をフローセルに水平位置で装填することを可能にする独立にアクセス可能なデュアルフローセル生体分析機器（例えば、地面にほぼ平行な基板の大きい表面積を持って）を図１５に示す。以下にもっと詳細に説明するように、その例示的な実施形態において、ほぼＣ字形状の構成を有するフレーム１５１９Ａ及び１５１９Ｂのような１つ以上のフレームは、顕微鏡ステージ１５０１に取り付けられて、フローセルが閉じた位置にある際、フレームに取り付けられたフローセル内に分析される基板を適切に位置づけることを達成するために用いられる。
【００６６】
図１５を参照するに、図示される独立にアクセス可能なデュアルフローセル構成において、２つのほぼ対称のＣ字形状のフレーム１５１９Ａ及び１５１９Ｂ（例えば、カバー部材）が顕微鏡ステージ１５０１に取り付けられる。フローセル１５００Ａ及び１５００Ｂは、それぞれのフレーム１５１９Ａ及び１５１９Ｂに取り付けられて、フローセル１５００Ａ及び１５００Ｂをフレーム１５１９Ａ及び１５１９Ｂに対して回転（例えば、旋回）することにより、開いた位置に（フローセル１５００Ｂにより示す）及び閉じた位置に（フローセル１５００Ａにより示す）置かれる。図１５で要素１５９５Ａにより示すほぼ堅いヒンジシャフトは、フローセル１５００Ａ及び１５００Ｂをフレーム１５１９Ａ及び１５１９Ｂに取り付けるために用いられる。図１５で要素１５９７Ａ及び１５９７Ｂにより示す固定ボール台は、また、各フレーム１５１９Ａ及び１５１９Ｂに備えられる。固定ボール台は、フローセルがほぼ水平のままである（例えば、地面に平行）ように、開いた位置でフローセル１５００Ａ及び１５００Ｂに対し支持面を与えるように構成される。図１５Ａを参照するに、フレーム１５１９Ａ及び１５１９Ｂは、頂部及び底部のジャッキねじ１５６０Ａ及び１５６０Ｂと連動して、固定ボール台１５９７Ａ及び１５９７Ｂを利用し、頂部及び底部のジャッキねじ１５６０Ａ及び１５６０Ｂは、顕微鏡ステージ１５０１に対しフレーム１５１９Ａ及び１５１９Ｂを支持し、また、その側面が顕微鏡ステージに対しほぼ平行であるようにフレーム１５１９Ａ及び１５１９Ｂを調整するために用いられる。
【００６７】
図１５Ｂは、顕微鏡ステージにボルトで留められるアダプターブラケット１５５０の例示的な実施形態に対してフレーム１５１９Ａを調整するためのねじスリーブ１５６１Ａ内に取り付けられた頂部ジャッキねじ１５６０Ａを示すフレーム１５１９Ａの部分斜視断面図である。代替的に、フレーム１５１９Ａ及び１５１９Ｂは顕微鏡ステージに直接取り付けられる。
【００６８】
顕微鏡ステージ１５０１に取り付けられる場合、フレーム１５１９Ａ及び１５１９Ｂは、基板１５１０Ａ及び１５１０Ｂ並びにサンプルブロック（図示せず）を保持するフローセル１５００Ａ及び１５００Ｂの面を受け入れるように構成された開口部（図１５Ｂで１５２３Ｂで示す）を定める。様々な例示的な実施形態で、基板は、フローセルのサンプルブロックに着脱可能に係合するように構成されたキャリアに保持されるが、以下に図２２〜３０及び３９〜４３の例示的な実施形態を参照して、もっと詳細に説明される。各フレーム１５１９Ａ及び１５１９Ｂの開口部は、フローセル１５００Ａ及び１５００Ｂが閉じた位置にある際、フローセル１５００Ａ及び１５００Ｂに装填された基板の撮像を可能にするために、顕微鏡ステージ１５０１の１５０２（例えば、開口部）にほぼ整列する。
【００６９】
フローセル１５００Ａ及び１５００Ｂは、その上に基板が取り付けられるサンプルブロック（図示せず）を支持するように構成されたフレーム要素１５５１Ａ及び１５５１Ｂを含む。フレーム要素１５５１Ａ及び１５５１Ｂは、また、フローセル１５００Ａ及び１５００Ｂによりサンプルブロックと取り付けられた基板（例えば、図１５で示す１５１０Ｂ）との間に形成された反応チャンバの加熱及び／又は冷却のために、フレーム要素１５５１Ａ及び１５５１Ｂに取り付けられた様々な熱的構成部品（例えば、図示しないペルチェ素子、及び／又は、要素１５８０Ｂで示すヒートシンク）を有する。すなわち、サンプルブロックと基板との間の反応チャンバの形成は、上記に記載されているため、本節では記載されない。様々な例示的な実施形態で、例えば、図１５に示すように、ダクト１５９６Ａ及び１５９６Ｂは、また、フレーム要素１５５１Ａ及び１５５１Ｂにより支持されて、主配管（図示せず）と結合するように構成されて、離れた冷却源（例えば、ファン）から冷却流体（例えば、空気）を送り、フローセル反応チャンバを冷却する。
【００７０】
図１５に示すように例示的な実施形態で、ダクト１５９６Ａ及び１５９６Ｂは、フローセル１５００Ａ及び１５００Ｂが閉じた位置にある際、フローセル１５００Ａ及び１５００Ｂの底に面するために位置している（例えば、フローセル１５００Ａ及び１５００Ｂがフレーム１５１９Ａ及び１５１９Ｂに付着する位置の方へ面するために）冷却流体を受ける主配管と結合するように構成された、開いた端を有する。ダクト１５９６Ａ及び１５９６Ｂのそのような位置付けは、離れた冷却源から送られる冷却流体を、フローセル１５００Ａ及び１５００Ｂの頂部からとは反対に、フローセル１５００Ａ及び１５００Ｂの底部からヒートシンクへ送ることを可能にする。これは、基板を流れる冷却流体なしで、フローセル１５００Ａ及び１５００Ｂが開いた位置にある間に、冷却流体が送られることを可能にして、それにより、基板が乾燥するリスクを減少する。当業者は、ダクト１５９６Ａ及び１５９６Ｂを含む図１５に示す様々な熱的構成部品が、フローセル反応チャンバを加熱し冷却する様々な他の熱的構成部品を組み合わせて、置換され、又は用いられることを理解する。そのように用いられる熱的構成部品は、限定されないが、再循環冷却流体システム、ヒートパイプ、蒸発冷却、及び、参照することにより本明細書に組み込まれる、特許文献５に記載されたような様々な他の熱的システムを含む。
【００７１】
フローセル１５００Ａ及び１５００Ｂを閉じてロックした位置に置くために、各フローセル１５００Ａ及び１５００Ｂは、図２Ａ及び図２Ｂの例示的な実施形態を参照した上記のレバーロック２７５Ａ及び２７５Ｂに類似の構成及び動作原理を有するレバーロック１５７５Ａ及び１５７５Ｂを有する。レバーロック１５７５Ａ及び１５７５Ｂは、フローセル１５００Ａ及び１５００Ｂのほぼ中央上部の方に位置し、ユーザがフローセル１５００Ａ及び１５００Ｂをロックするために、把持することができる取っ手を含む。図１５Ａに示すレバーロック１５７５Ａが閉じてロックされた位置で、レバーロックの取っ手の長手部分は、フローセル１５００Ａにほぼ垂直に、かつ、平行に延びて、フローセルが閉じてロックされた位置にあることの明示として役立つ。フローセルを開くために、レバーロック１５７５Ａの取っ手部分は上方へ持ち上げられる。
【００７２】
図４４は、ロックされた位置のレバーロック１５７５Ａを示す図１５のフローセル１５００Ａの部分断面図を例示する。閉じた位置において、レバーロック１５７５Ａの一端の留め金は、Ｃ字形状のフレーム１５１９Ａに取り付けられたフランジ部材１５７６Ａに係合する。上記のように、レバーロック１５７５Ａの取っ手部分を図１５の上方へ持ち上げて、レバーロック１５７５Ａをピン１５７７Ａの周りに回転して、留め金部分をフランジ部材１５７６Ａに係合しなくなるように動かし、それにより、フローセル１５００Ａがフローセル１５００Ｂにより示す開いた位置に回転させられることを可能にする。
【００７３】
一旦、フローセル１５００Ａ及び１５００Ｂが閉じた位置にあり、フレーム１５１９Ａ及び１５１９Ｂに結合すると、フレーム１５１９Ａ及び１５１９Ｂに備わる一対の水平調節ねじ１５６０Ａ及び１５６０Ｂは、例えば、１つのねじはフローセルの頂部の近くに位置し、１つのねじはフローセルの底部の近くに位置し、フレーム１５１９Ａ及び１５１９Ｂを、従ってフローセル１５００Ａ及び１５００Ｂを、顕微鏡ステージに対して調整するように、調整される。様々な例示的な実施形態によれば、ジャッキねじである水平調節ねじ１５６０Ａ及び１５６０Ｂは、取り付け用ねじ（図１５Ｂで要素１５６３Ａにより示す）と連動して動作する。取り付け用ねじは、フレーム１５１９Ａ及び１５１９Ｂを顕微鏡ステージ１５０１に取り付けるために用いられる。取り付け用ねじは、取り付け用ねじがおよそ一定の保持力を維持することを可能にする、例えば、ベルビルバネ座金（図１５Ｂで要素１５６２Ｂにより示す）のようなバネ座金を有し、一方、ジャッキねじ１５６０Ａ及び１５６０Ｂは、わずかな距離にわたって、調整される。水平調節ねじ１５６０Ａ及び１５６０Ｂを調整する機能は、基板の表面が顕微鏡ステージの焦点面（又は、二次元の進行方向）にほぼ平行であるように、撮像されるフローセル１５００Ａ及び１５００Ｂ内の基板の表面を調整することを可能にする。
【００７４】
使用の際、取り付け用ねじを座金バネの範囲に対し適切に調整することにより、取り付け用ねじが、フレーム１５１９Ａ及び１５１９Ｂ並びに顕微鏡ステージ１５０１に対し曲げ力を作り出さずに、フローセル１５００Ａ及び１５００Ｂをほぼ位置付けるのに十分な力をフレーム１５１９Ａ及び１５１９Ｂ並びに顕微鏡ステージ１５０１に及ぼす。
【００７５】
フローセルが顕微鏡ステージに取り付けられる一方で、基板を水平位置のフローセルに装填することを可能にするように構成されたフローセル配置の別の例示的な実施形態が図１６〜１８に示される。図１６及び図１７の例示的な実施形態では、フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂは、上記の図１５の例示的な実施形態のように顕微鏡ステージに直接取り付けられるフレームに直接取り付けられるのではなく、顕微鏡ステージ１６０１に直接取り付けられる。様々な例示的な実施形態で、顕微鏡ステージ１６０１は、ルディ電子製品会社（Ｌｕｄｉ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，  Ｌｔｄ．）による市販の顕微鏡ステージであるが、当業者に知られた様々な顕微鏡ステージが、本教示の範囲から逸脱することなく、本教示と連結して使用される。図１６は、フローセルチャンバ内で反応及び／又は分析を行なう閉じた位置のフローセル１６００Ａ及び１６００Ｂを共に示す。図１７は、閉じた位置のフローセル１６００Ａ、及び、図１７Ｂに示す基板１６１０Ｂである基板をフローセル１６００Ｂに装填するための開いた位置のフローセル１６００Ｂを示す。図１７の例示で、顕微鏡ステージ１６０１の底部は示されない。
【００７６】
図１６及び図１７の例示的な構成では、フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂは、球面軸受を含むヒンジ１６９５Ａ及び１６９５Ｂにより、直接、顕微鏡ステージ１６０１に取り付けられる。以下にもっと詳細に記載されるように、球面軸受ヒンジ１６９５Ａ及び１６９５Ｂは、顕微鏡ステージ１６０１に対するフローセル１６００Ａ及び１６００Ｂの比較的広範囲の運動（例えば、回転運動）を与えるが、また、図１７のフローセル１６００Ｂにより示すように、開いた位置にある際、フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂについての固定停止点として役立つ。
【００７７】
ヒンジ機構１６９５Ａの詳細は、図１８に示すヒンジ機構１６９５Ａの拡大断面図で示される。図１８の断面図は、フローセル１６００Ａがそこから取り外されたヒンジ機構１６９５Ａの内部を示す。ヒンジ機構１６９５Ｂはヒンジ機構１６９５Ａと同じ構造を有するが、２つのヒンジ機構は互いに鏡像のように反対向きに構成される。ヒンジ機構１６９５Ａは、ほぼ反対端に配置された２つのシャフト１６８２を含み、フローセル１６００Ａがその上に回転可能に取り付けられるように構成される。球面軸受１６８４は各シャフト１６８２を包囲し、シャフト１６８２が、従ってフローセル１６００Ａが、回転してかつある角度で動くことを可能にする。外側ブッシュ１６８６は、球面軸受１６８４の傾きを制限するために用いられる。外側ブッシュ１６８６は、球面軸受１６８４がフローセルを閉じた位置に水平にするのに十分な運動範囲を有することを可能にするが（例えば、基板が顕微鏡光学素子の焦点面にほぼ平行であるように、フローセル内の基板の大表面積を調整するため）、フローセル１６００Ａが、開いた位置にある際、フローセル１６００Ａを装填する間、顕著に動かないように（例えば、時計回りに又は反時計回りに）、運動範囲を制限するように構成される。球面軸受１６８４が、フローセル１６００Ａを開いた位置から閉じた位置へ動かす際、ほぼ同じ位置に戻ることが望ましい。様々な例示的な実施形態で、前もって負荷を加えられたバネ１６８８が、フローセル１６００Ａが閉じた位置に動かされる毎に、球面軸受１６８４をほぼ同じ位置に戻すために用いられる。そのようなものとして、バネ１６８８により加えられる力は、その力が、フローセルの重量、及び、フローセルが閉じている際、球面軸受１６８４の位置をそらす傾向がある他の力に少なくとも等しいように、選択される。
【００７８】
開いた位置と閉じた位置との間で動くように、フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂの動きを制御するため、球面軸受ヒンジ１６９５Ａ及び１６９５Ｂに加えて、ダンパー１６４０Ａ及び１６４０Ｂが、一端は顕微鏡ステージ１６０１に取り付けられ、反対端はフローセル１６００Ａ及び１６００Ｂに取り付けられて、フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂの開閉の円滑な動作及び制御に役立つ。当業者は、ダンパー１６４０Ａ及び１６４０Ｂについて、様々な適切な構成を理解する。ほんの一例として、ダンパー１６４０Ａ及び１６４０Ｂは、油圧ダンパーか、又は、空気圧式ダンパーである。代替の実施形態で、フローセルは比較的軽いため、摩擦ベースのダンピング機構が、フローセルの動きを止めるために必要な摩擦力はユーザが比較的容易に作用できるよりも小さいゆえに、用いられる。
【００７９】
上で論じたように、ヒンジ１６９５Ａ及び１６９５Ｂの球面軸受は、フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂが開いた位置から閉じた位置に動かされる毎に、フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂをほぼ同じ位置に戻すのに役立つけれども、基板のより大きい面積の表面が顕微鏡の光学素子及び検出機構の焦点面に平行でかつその中にあるように、基板を正確に位置付けるために、閉じた位置のフローセル１６００Ａ及び１６００Ｂの微調整（例えば、レベル）の機構を提供することが、また、望ましい。フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂの位置のこの微調整を達成するために、閉じた位置のフローセル１６００Ａ及び１６００Ｂの頂部の方へ配置された１つ以上の水平調節ねじが用いられる。
【００８０】
図１６及び図１７の例示的な実施形態を参照するに、一対の水平調節ねじ１６６０Ａ及び１６６０Ｂが、フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂが顕微鏡ステージ１６０１にヒンジで結合される端部と反対の各フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂの端部の近くに、備えられる。水平調節ねじ１６６０Ａ及び１６６０Ｂは、フローセル内の基板の位置を顕微鏡の焦点面内にかつ平行であるように変更するために、図面のシートの平面にほぼ垂直な方向に、フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂの位置を調整するように構成される。水平調節ねじ１６６０Ａ及び１６６０Ｂは、フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂが閉じた位置にある際、フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂの外側から作動される。例えば、ねじ回し又は水平調節ねじの頭部に係合するように設計された他の工具が、フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂ及び従ってその中に装填された基板の所望の位置付けを達成するために、用いられて水平調節ねじ１６６０Ａ及び１６６０Ｂを回す。
【００８１】
様々な例示的な実施形態で、フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂの位置の調整中、フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂを顕微鏡ステージ１６０１から外側へ動かすために、水平調節ねじ１６６０Ａ及び１６６０Ｂにより作用される力は、フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂを閉じた位置に（例えば、図１６に示すように）ロックするように構成された閉鎖機構（例えば、ラッチ）に対して作用する。それ故、フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂの比較的広範囲の調整にわたる比較的一定の閉鎖力を与えるラッチを構成することが望ましい（言い換えれば、水平調節ねじ１６６０Ａ及び１６６０Ｂにより閉鎖機構に対して作用される比較的広範囲の力）。図１６及び図１７の例示的な実施形態で、並びに、図１９の詳細な断面図及び図２０及び図２１の拡大図でもっと詳細に示すように、ラッチ要素及び圧縮バネを含む閉鎖機構が用いられて、閉鎖力を克服するリスクなしで、水平調節ねじ１６６０Ａ及び１６６０Ｂにより比較的広範囲の調整を可能にする。
【００８２】
図１９、図２０及び図２１を特に参照するに、フローセル１６００Ｂは、また、そのような閉鎖機構を備えると理解されるけれども、様々な例示的な実施形態による閉鎖機構をフローセル１６００Ａを参照して説明する。閉鎖機構は、シャフト１６９１Ａの長手方向の軸にほぼ垂直な方向に、回転可能なシャフト１６９１Ａの一端から延びる回転可能なラッチを備える。図１６、図１７、図２０及び図２１で最も良く示されるように、取っ手１６９４Ａが、ラッチ１６９２Ａの反対のシャフト１６９１Ａの一端に備えられて、フローセル１６００Ａのハウジングの外側に配置される。取っ手１６９４Ａは、フローセル１６００Ａの一端に旋回可能に取り付けられて、フローセル１６００Ａが閉じた位置にある際、フローセル１６００Ａを顕微鏡ステージに対し適切な位置にロックするために、図示のように、ほぼ水平位置（例えば、地面に平行）からほぼ垂直位置まで、約９０°回転するように構成される。取っ手１６９４Ａの回転により、シャフト１６９１Ａ及びラッチ１６９２Ａの回転を引き起こす。ラッチ１６９２Ａの回転により、ラッチ１６９２Ａを顕微鏡ステージ１６０１に取り付けられた閉鎖ブロック１６９７Ａ上の（図１６、図１７及び図２１の透視図に示す、フローセル１６００Ｂのラッチ（１６９２Ｂ）と協働するように構成された閉鎖ブロック１６９７Ｂもまたこれらの図に示す）協働リップに係合するように、又は、係合しないように動かす。当業者は、上記のラッチ機構のタイプを例示する様々なタイプの適切な構成をよく知っている。
【００８３】
閉鎖機構は、また、座金１６９９Ａとフレーム１６５１Ａとの間、回転可能なシャフト１６９１Ａの周りに配置された圧縮バネ１６９３Ａを含む。ブッシュ（図示せず）は、フレーム１６５１Ａ内でシャフト１６９１Ａを包囲し、シャフト１６９１Ａが回転し上下に動くことを可能にする。圧縮バネ１６９３Ａは、フローセル１６００Ａを顕微鏡ステージ１６０１に対しロックし閉じた位置に維持する力を与えるように構成される。さらに、圧縮バネ１６９３Ａは、水平調節ねじ１６６０Ａ及び１６６０Ｂにより、図１６の図面シート面にほぼ垂直な方向に、フローセル１６００Ａの比較的広範囲の調整を可能にし、一方、ラッチ１６９２Ａとブロック１６９７Ａ上の閉鎖リップとの間のほぼ一定の閉鎖力を維持する。圧縮バネ１６９３Ａを利用することにより、ラッチ１６９２Ａは、フローセル１６００Ａをロックするために、閉鎖ブロック１６９７Ａに対し正確な位置にある必要はない。
【００８４】
例えば、サムねじのような他の閉鎖機構とは対照的に、図１９〜２１を参照した上記の閉鎖機構は、対応するフローセルがロックされた位置にあるか、又はロック解除された位置にあるかどうかをユーザが容易に決定することを可能にし、また、ユーザの操作と独立に閉鎖力を制御する。しかしながら、当業者は、本教示の範囲から逸脱せずに、限定はされないが、サムねじ及び／又は他の類似の機構を含む、様々な異なるタイプの閉鎖機構を、閉じた位置でフローセルをロックするために用いることができることを理解するであろう。
【００８５】
特に、図１９〜２１を参照して、追加の要素がフローセル１６００Ａ及び１６００Ｂに関連して、フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂをロックし、基板が顕微鏡撮像要素の焦点面内にあるようにフローセル１６００Ａ及び１６００Ｂを適切に位置付けるのに役立つが、その追加の要素を説明する。図１９〜２１は再びフローセル１６００Ａを示すが、フローセル１６００Ｂは同様に構成できると理解される。様々な例示的な実施形態で、フレーム１６５１Ａは、フローセル１６００Ａが閉じた位置にある際、フレーム１６５１Ａの一端から上方へ延びる突起部１６５２Ａ（例えば、舌部）を含む（例えば、突起部１６５２Ａは、図１６で示す方向で、上方へ延びる）。さらに具体的に言うと、閉じてロックされた位置で、突起部１６５２Ａは、片側の閉鎖ブロック１６９７Ａと他の片側の停止部１６０４（ゴム製又は突起部１６５２Ａに圧縮を与えるように構成された他の適切な弾性材料）との間に位置するように構成される。フローセル１６００Ｂの突起部１６５２Ｂ（例えば、図１６に示す）は、フローセル１６００Ｂの閉じた位置で、閉鎖ブロック１６９７Ｂと停止部１６０４との間に位置するように同様に構成される。
【００８６】
閉鎖ブロック１６９７Ａに入れられたバネ仕掛けのシャフト１６９８Ａは、バイアスをかけられて、閉鎖ブロック１６９７Ａから延びて突起部１６５２Ａの側面に接触する。従って、突起部１６５２Ａは、停止部１６０４とシャフト１６９８Ａとの間でクランプされる。様々な例示的な実施形態で、シャフト１６９８Ａは、突起部１６５２Ａに損傷を引き起こさないように、突起部１６５２Ａに接触するシャフト１６９８Ａの端に、ボール又は他の要素を有する。例えば、ボール又は他の接触要素は、例えば、ゴムのような突起部１６５２Ａへの損傷を最小限にする材料から作られる。シャフト１６９８Ａにより加えられる力に加えて、ラッチ１６９２Ａを回転する作用は、また、突起部１６５２Ａを停止部１６０４に対して押して追加のクランプ力を与える。
【００８７】
フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂが閉じてロックされた位置に置かれる際、上記のように、それぞれの球面軸受ヒンジ及び水平調節ねじが協働してフローセル１６００Ａ及び１６００Ｂを調整して、その中の基板が顕微鏡の適切な焦点面内に位置付けられる（画像に撮られる基板のより大きい表面積は焦点面内にかつ平行に位置付けられる）。球面軸受ヒンジ及び突起部はそれから協働してフローセル１６００Ａ及び１６００Ｂを焦点面内の特定の位置に位置付ける（例えば、フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂを焦点面に平行方向に動かす）。フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂが、反応及び／又は分析の手続きの間中、撮像機器の焦点面内の同じ位置にとどまる限り、フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂの焦点面に沿っての正確な位置は、重大ではない。
【００８８】
ユーザが基板又は他のサンプル・ホルダーをほぼ水平位置にあるフローセルに装填することを可能にするフローセル配置は、基板は垂直面よりも水平面へ操作する方がより容易なので、基板を装填することを促進する。更に、上記のように、基板をほぼ水平位置に取り付けることは、基板がフローセルに装填された後、少なくともユーザが直面する基板の表面からなんらかの汚染又は他の物質をユーザが取り除く機会を与える。その上、基板をほぼ水平位置に装填することは、スライド上に置かれる例えばグリセロールのような基板に付着した物質を妨げて、スライドが、乾燥し基板の表面を流れフローセルの他の構成部品を滴ることを防ぐ。また、基板を取り扱って水平位置に装填することは、基板がもっと迅速に装填されることを可能にし、それにより、基板が空気にさらされる時間を減少し、基板が乾燥するリスクを減少する。
【００８９】
サンプル基板を水平位置に装填することができるフローセル配置はさておき、ユーザがワークステーションからフローセルへサンプル基板を積み搬送し、サンプル基板の反応及び／又は分析を行なう、サンプル基板の直接の取り扱いを最小限にすることが望ましい。サンプル基板をフローセルに取り付ける際、クランプ機器とサンプル基板との間の接触を最小限にすることが望ましい。
【００９０】
少なくともいくつかのこれらの望ましい特徴を達成するために、様々な例示的な実施形態で、フローセルの積み込み中、並びに反応及び／又は分析の実行の間にフローセル内で、スライドキャリアがサンプル基板を保持するように構成される。図２２〜２９及び図３９〜４３は、スライドキャリアのいくつかの例示的な実施形態の様々な図を示し、スライドキャリアがどのようにフレームに結合するように構成されるのか、及び、フローセルのサンプルブロックがどのように基板を水平位置に装填することを可能にするように構成されるのか（例えば、上記のフローセル５００Ａ、５００Ｂ、１５００Ａ、１５００Ｂ、１６００Ａ又は１６００Ｂのような）を示す。
【００９１】
図２２を参照するに、スライドキャリアの例示的な実施形態が示される。スライドキャリア２２００は、基板２２１０を包囲するように構成されたフレーム２２１２の形状である。様々な例示的な実施形態で、例示的な実施形態によるキャリアフレームは機械加工されたアルミニウム製である。本明細書に開示されたキャリアフレームの他の適切な材料は、封止機構をヒータブロックに折り曲げずに圧縮するのに必要な力に耐えるのに十分に堅い材料を含む。フレーム２２１２は比較的大きい開口部２２２３を定め、開口部２２２３は、サンプル基板２２１０が開口部２２２３内に配置される際、サンプル基板２２１０の大きい表面積の部分にほぼ整列するように構成される。開口部２２２３を包囲して、フレーム２２１２は段のある形状を有し、図２２のその形状の下部は、サンプル基板２２１０の周囲領域のほぼ周りのサンプル基板２２１０を支持するように構成される。様々な例示的な実施形態で、以下の説明で明らかになる理由により、図２２の方向に向くサンプル基板２２１０の表面が、サンプルを分析され及び／又は反応されるように運ぶ表面であるように、サンプル基板２２１０がフレーム２２１２に受け入れられる。図２２に示すように、フレーム２２１２の厚さは、サンプル基板２２１０の厚さより大きい。サンプル基板２２１０がキャリア２２００に取り付けられる際、放射状領域２２４０がフレーム２２１２内に形成されて、サンプル基板２２１０の周囲の周りに延びる。フローセルを閉じて、サンプル基板２２１０がほぼ垂直位置に置かれる際、放射状領域２２４０は、取り付けられた基板２２１０の垂れる物質を収集する。
【００９２】
保持フィンガー２２３０がスライドキャリアフレーム２２１２に旋回可能に取り付けられる。様々な例示的な実施形態で、４つの保持フィンガー２２３０が、サンプル基板２２１０の四隅の近くの基板２２１０に係合するように位置付けられる。保持フィンガー２２３０に関する動作と追加の詳細を以下に説明する。
【００９３】
様々な例示的な実施形態で、スライドキャリア２２００は、また、その２つの対角線上に対向するクランプ延長部２２２０（例えば、耳状部）を含み、その目的は、以下に記載するもっと詳細な説明から明らかになる。様々な例示的な実施形態により、クランプ延長部２２２０の１つは、例えば、バーコードラベル、無線ＩＣタグ（ＲＦＩＤ）及び／又はキャリアを同定するため及び／又はキャリアにより保持される一定のスライド上のサンプルについての情報を含むために有用な他のインジケーターのようなインジケーター２２１５を備える。
【００９４】
図２３を参照するに、保持フィンガー２２３０の内の２つが示され、左の１つは基板２２１０に対し保持フィンガー２２３０が係合しない位置を例示し、右の１つは保持フィンガー２２３０が基板２２１０をクランプする保持フィンガー２２３０が係合する位置を例示する。保持フィンガー２２３０は、キャリアフレーム２２１２のそれぞれの凹所２２３２に位置付けられる。凹所２２３２及び保持フィンガー２２３０は、協働する形状を有し、保持フィンガー２２３０が、図２３の右の保持フィンガー２２３０に示されるように、保持フィンガー２２３０は回転させられてクランプ位置になるので、凹所２２３２の１つ以上の表面部分は、保持フィンガー２２３０の１つ以上の表面部分に係合する。保持フィンガー２２３０の１つ以上の表面部分と凹所２２３２の１つ以上の表面部分との係合により、保持フィンガー２２３０がさらに回転することを停止する。図２３の例示的な実施形態で、係合する保持フィンガー２２３０の表面部分及び凹所２２３２の表面部分は、Ｓにより同定される。
【００９５】
保持フィンガー２２３０を回転して凹所２２３２と係合しなくなると、保持フィンガー２２３０が基板２２１０の表面から完全に離れて動くことを可能にし、基板２２１０がキャリアフレーム２２１２から取り除かれることを可能にする。保持フィンガー２２３０は、ねじ又は当業者によく知られた他の機構（図示せず）により回転させられる。各保持フィンガー２２３０は、保持フィンガー２２３０をクランプ位置に置き、同様に保持フィンガー２２３０を係合しない位置に置くために、同一の方向に回転させられるべく構成されるように、保持フィンガー２２３０及び凹所２２３２を構成することが望ましい。当業者は、そのような共通の回転方向を達成するために、本明細書に示す例示的な実施形態に様々な変更ができることを理解する。
【００９６】
様々な例示的な実施形態で、本教示の様々な例示的な実施形態による保持フィンガーは、保持フィンガーと基板との間に柔らかい表面を与えるために、その先端をゴムでコーティングしたステンレス鋼製である。保持フィンガー用に用いられる他の材料は、置かれて接触した際、基板を損傷しないように十分に柔らかいけれども、損傷に耐えるのに十分に強い。
【００９７】
一旦、反応及び／又は分析を望む基板２２１０がキャリア２２００に位置付けられてクランプられると、基板２２１０付きの全キャリア２２００は、図２４〜２９の例示的な実施形態で示されるように、フローセルの中へ装填される。図２４及び図２６〜２９に示すフローセルの構成は、上記のフローセル１６００Ａ及び１６００Ｂの構成と類似であるけれども、基板キャリア２２００が装填される方法は、例えば、ヒータブロックに対し基板を保持する機構を含むようにフローセルに適切な変更を行って、フローセル１５００Ａ及び１５００Ｂに類似の構成を有するフローセル又は本明細書に記載の他のフローセルにおいて実行されることに、留意すべきである。図２４〜２９において、記載されたフローセルはフローセル１６００Ａであり、フローセル１６００Ａの様々な部品は、様々な要素の方向と位置付けが適切に修正されて、フローセル１６００Ｂに適用することに、留意すべきである。
【００９８】
キャリア２２００を装填するために、図２３に示すアセンブリの位置は、フレーム２２１２により規定される凹所がサンプルブロック１６１２Ａを受け入れるように、反転して、サンプルを付着した基板２２１０の表面を、サンプルブロック１６１２Ａの上面の封止機構１６１５Ａ（例えば、ガスケット）の上に取り付ける。
【００９９】
図２３で示すキャリア２２００の断面図で、フレーム２２１２の段のある形状が可視である。その形状は２つの領域を与え、２つの領域は、基板２２１０を入れる第１の領域と、放射状部分２２４０により規定されるサンプルブロック１６１２Ａを入れる第２の領域とである。従って、フレーム２２１２は、サンプルブロック１６１２Ａを包むように構成されて、サンプルブロック１６１２Ａから離れてその周囲と表面を完全に包囲する。フレーム２２１２の外周は、支持プレート１６１９Ａに支持され、サンプルブロック１６１２Ａは支持プレート１６１９Ａの片側に取り付けられる。支持プレート１６１９Ａの反対側はフローセルのフレーム要素１６５１Ａに面して、支持プレート１６１９Ａはフレーム要素１６５１Ａに取り付けられる。様々な例示的な実施形態で、支持プレート１６１９Ａはフレーム要素１６５１Ａの隙間を覆い、配線を包み、跳ねた液体がフローセルの内部に入ることを防ぐ。
【０１００】
この方法でキャリア２２００及び基板２２１０を取り付けることにより、基板２２１０とサンプルブロック１６１２Ａとの間に反応チャンバを形成して、基板２２１０上のサンプルと反応し、及び／又は、基板２２１０の分析を行なう目的のため、反応チャンバ内に様々な物質（例えば、サンプル、試薬、緩衝剤等）を導入する。当業者は、物質をフローセルの反応チャンバ内に導入するために用いることができ、本明細書に記載された、様々なフロー構造及びフロー制御機構（例えば、ポート、導管、バルブ、ポンプ等）を理解する。それ故、そのようなフロー機構に関する詳細は提供しない。
【０１０１】
図２４及び図２５の拡大立面図（図２５は基板２２１０の長手側から見た部分側面図である）に示すように、スペーサ１６１６Ａがサンプルブロック１６１２Ａの表面から突出して、基板２２１０に係合して支持する。スペーサ１６１６Ａ（２つのみを図２４及び図２５に示す）は、基板２２１０の四隅を支持するために配置される。図２５で最も良く分かるように、基板２２１０が置かれるスペーサ１６１６Ａの表面は、基板２２１０が共に反応チャンバを形成するサンプルブロック１６１２Ａの表面よりも少し高い位置にある。従って、スペーサ１６１６Ａは、サンプルブロック１６１２Ａと基板２２１０との間の隙間を固定し、それらの間に形成される反応チャンバの容積及び従って反応チャンバ内に保持される液体の容積を決定する。様々な例示的な実施形態で、スペーサ１６１６Ａは、サンプルブロック１６１２Ａから分離した部品であり、それ故、フローセル反応チャンバを定めるサンプルブロック１６１２Ａの少なくとも上面は、ラッピングされポリッシングされる。スペーサ１６１６Ａは、例えば、ステンレス鋼製及び／又は十分な剛性を示す他の適切な材料製である。スペーサ１６１６Ａは比較的堅く変形可能（例えば、圧縮可能）でないことが望ましく、それ故、フローセルが閉じた位置にある際、基板２２１０をスペーサ１６１６Ａに置くことにより、基板２２１０の位置を決定する。言い換えれば、基板２２１０の焦点面が、基板２２１０をスペーサ１６１６Ａに置くことにより、決定される。
【０１０２】
様々な例示的な実施形態で、基板２２１０のサンプルブロック１６１２Ａに対する横の位置付けは、図２６で示すように、登録部材１６１３Ａをサンプルブロック１６１２Ａに与えることにより促進される。登録部材１６１３Ａは、類似の形状の凹所（例えば、ノッチ）２２１３（図２２及び図２３に示す）と結合するように構成された小突起部であり、類似の形状の凹所２２１３は、サンプルブロック１６１２Ａに係合するキャリアフレーム２２１２の段のある形状領域に形成される。
【０１０３】
キャリア２２００及び据え付けられた位置の基板２２１０をヒータブロック１６１２Ａの上に保つために、クランプ機構が用いられる。フローセルが閉じた位置にある際、顕微鏡に面するキャリアフレーム２２１２の表面（すなわち、図２４でキャリアフレーム２２１２の表面は可視であり、上の方を向いている）にわたって延びないクランプ機構を提供することが望ましく、その結果、基板２２１０を撮像するために位置付けられた顕微鏡の対物レンズ、顕微鏡ステージの内部部品及び／又は他の光学素子／検出機構に接触し、損傷する可能性を避けられる。
【０１０４】
図２４及び図２６〜３０を参照するに、回転可能なクランプアーム２７００を備えるクランプ機構の例示的な実施形態の異なる図を示す。さらに詳細に以下に説明するように、クランプアーム２７００は、対角線上に位置するフレームの隅で、スライドキャリアフレーム２２１２の各端に備えるクランプ延長部２２２０に係合して、クランプ延長部２２２０にクランプ力を与えて、キャリア２２００及びフローセル１６００Ａ内の適切な位置に保持される基板２２１０を保持する。図２７及び図２９に最も良く示すように、クランプ延長部２２２０は斜面を有し、クランプアーム２７００は、その斜面を用いて係合しクランプ力を与えるように構成される。クランプ延長部２２２０の斜面の高さは、係合した位置で、クランプアーム２７００がキャリアフレーム２２１２の上面を超えて（例えば、上に）位置しないようにされる（例えば、図２７〜２９でキャリアフレーム２２１２は上へ向く）。図２６及び図２８は、回転してクランプ延長部２２２０から係合しない（例えば、クランプない）位置にあるクランプアーム２７００を例示し、図２７及び図２９は、回転してクランプ延長部２２２０に係合する（例えば、クランプする）位置にあるクランプアーム２７００を例示する。
【０１０５】
図２９の部分断面図及びクランプアーム２７００を備えるクランプ機構の分離図を参照するに、クランプアーム２７００はベース部分２７０２及び係合部分２７０４を備える。ベース部分２７０２は、フレーム１６５１Ａの厚さを通って延びる回転可能なシャフト２７１０の一端に据え付けられる。ベース部分２７０２は、サンプルブロック（図示せず）を支持するフレーム１６５１Ａの側にあるシャフト２７１０の端部に固定される。シャフト２７１０の長手に沿って延びる固定部材２７１４（例えば、ボタンヘッドねじ）が、ベース部分２７０２をシャフト２７１０に固定するために用いられる。図３０に示す全クランプアセンブリは、フレーム１６５１Ａに対するシャフト２７１０の回転により、一緒に回転する。係合部分２７０４は、ベース部分２７０２に対しある角度で配置されて、キャリアフレーム２２１２の方へ回転する際、係合部分２７０４は、クランプ延長部２２２０の斜面を上へ進み、クランプ延長部２２２０にほぼ下方の力を及ぼす。
【０１０６】
一定のクランプ力を与えるために、ハウジング管２７１８内のバネ仕掛けのプランジャー２７１５が用いられ、プランジャー２７１５は、クランプアーム２７００に面する表面と反対側のフレーム１６５１Ａの表面に係合する。バネ仕掛けのプランジャー２７１５は、シャフト２７１０にほぼ垂直に延びる保持プレート２７１６により、回転可能なシャフト２７１０に取り付けられる。固定部材２７１４は、保持プレート２７１６を通って延びて、ベース部分２７０２が取り付けられる端部と反対側のシャフト２７１０の端部に、保持プレート２７１６を固定する。従って、保持プレート２７１６は、バネ仕掛けのプランジャー２７１５を係合部分２７０４にほぼ整列して、プランジャー２７１５及び係合部分２７０４は、クランプ力をクランプ延長部２２２０に及ぼして、スライドキャリア２２００をフローセル内の適切な位置にクランプする。バネ仕掛けのプランジャー２７１５は、各クランプアーム２７００と協働して、ほぼ一定のクランプ力をスライドキャリア２２００の各端部に及ぼす。図２４及び図２６〜３０の例示的な実施形態で示すクランプ機構は、ユーザに依存しないほぼ均一なクランプ力を与える。
【０１０７】
図２９及び図３０に示すように、足部２７０８は、係合アーム２７００の係合部分２７０４に関連する。足部２７０８は、プラスチック製（例えば、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）のような比較的硬いプラスチック）又は摩擦及び摩耗を減少するように構成された他の適切な材料製であり、足部２７０８は、クランプ延長部２２２０に、擦り傷をつけずに、又は、さもなければ、損傷を与えずに、係合する。
【０１０８】
図３９〜４３は、本教示によるスライドキャリア及びクランプアームの他の例示的な実施形態を例示する。図３９〜４１の例示的な実施形態のスライドキャリアは、図２２〜２８を参照した上記のもので、図４１〜４３の例示的な実施形態のクランプアームに係合する保持フィンガー及びクランプ面を修正したものに類似する。
【０１０９】
さらに具体的に言うと、図３９〜４１のスライドキャリア３９００は、上記のスライドキャリア２２００の例示的な実施形態のものとは異なる構成を有する保持フィンガー３９３０及び対応する凹所３９３２を備える。図３９において、スライドキャリア２２００の頂部の保持フィンガー３９３０は、基板３９１０を適切な位置に保持するために、クランプして係合した位置にあり、スライドキャリア２２００の底部の保持フィンガー３９３０は、クランプないで係合しない位置にある。図３９の保持フィンガー３９３０は、スライドキャリア２２００の例示的な実施形態のようにねじではなく、かかと状部の周りに旋回するように構成される。図３９に示すように、保持フィンガー３９３０は、ねじ３９３５を受け入れるように構成された開口部３９３３を含む。開口部３９３３のサイズは、保持フィンガー３９３０の上部及び下部の組によりそれぞれ示すように、保持フィンガー３９３０が旋回して係合する位置に及び係合しない位置になることが可能なように十分大きい。保持フィンガー３９３０を動かすために、ねじ３９３５が緩められて、保持フィンガー３９３０が動かされる。皿穴（図示せず）が用いられて、保持フィンガー３９３０が係合する位置に動かされ、ねじ３９３５がクランプされる際、保持フィンガー３９３０は、自動的に正しい係合する位置に動かされ、ねじ３９３５は皿穴の中心に入る。
【０１１０】
図４０を参照するに、スライドキャリア３９００のクランプ延長部３９２０は、また、スライドキャリア２２００の例示的な実施形態のものから修正される。特に、クランプ延長部３９２０は、スライドキャリア３９００のフレーム３９１２の中心により近い内側へ少し動かされる。図４１〜４３は、クランプアーム４２００の例示的な実施形態を示し、クランプアーム４２００は、図２４〜３０の例示的な実施形態を参照した上記のものと類似の方法で、基板キャリア３９００をフローセル内の適切な位置にクランプするために用いられる。図２４〜３０の例示的な実施形態と同様に、２つのそのようなクランプアーム４２００が、スライドキャリア３９００の各クランプ延長部３９２０にそれぞれ係合するために用いられる。
【０１１１】
クランプアーム４２００は、上記のクランプアーム２７００のように、類似の特徴を有し、フローセルのフレーム１６５１を貫通するように構成された回転可能なシャフト４２１０を含む。当業者は、クランプアーム４２００及び基板キャリア３９００が、図１５のフローセルの実施形態と連動して用いられることを理解し、図１６の実施形態のフレーム１６５１が例示の目的のためだけに用いられることを理解する。クランプアーム４２００は、また、固定のベース部分４２０３及び可動の係合部分４２０４を備え、共に、例えば、ねじ４２３０のような固定機構により取り付けられる。固定のベース部分４２０３は、順に、回転可能なシャフト４２１０の一端に、例えば、ねじのような固定機構４２１４により取り付けられて、回転可能なシャフト４２１０は、回転可能なシャフト４２１０の長手に沿ってベース部分４２０３を通って延び、固定のベース部分４２０３が固定される端部と反対側のシャフト４２１０の端部に配置されたクランププレート４２１６も通って延びる。図４２及び図４３に示す全クランプアセンブリは、フレーム１６５１に対するシャフト４２１０の回転により、一緒に回転する。
【０１１２】
クランププレート４２１６及び固定のベース部分４２０３は、従って、フレーム１６５１の両側に接触する。図４１の線画部分で示すように、シャフト４２１０の回転により、クランプアセンブリ４２００の回転を引き起こし、係合部分４２０４を、スライドキャリア３９００のクランプ延長部３９２０に係合し、及び係合しなくするように動かすことができる。スライドキャリア３９００のクランプ延長部３９２０に係合するように構成された係合部分４２０４の表面は、曲げられて（例えば、傾斜をつけられて）、キャリアフレーム３９１２の方へ回転させられる際、係合部分４２０４は、クランプ延長部３９２０の斜面を上へ進み、クランプ延長部３９２０にほぼ下方の力を及ぼす。
【０１１３】
一定のクランプ力を与えるために、例示的なスライドキャリア２２００のバネ仕掛けのプランジャー２７１５の代わりに、ねじ４２３０が調整されて、固定部分４２０３により近い係合部分４２０４を、キャリア３９００に十分なクランプ力を与える位置に動かす。圧縮バネ４２１５は係合部分４２０４及び固定のベース部分４２０３内の対向する凹所に受け入れられて、ねじ４２３０が緩められる際、圧縮バネ４２１５は、係合部分４２０４を固定のベース部分４２０３から離して上へ持ち上げて、クランプアーム４２００を回転してクランプ延長部３９２０に係合しなくすることを可能にする。各クランプ延長部３９２０用のクランプアーム４２００は、手動で係合位置及び係合しない位置に置かれて、基板キャリア３９００をフローセル内にクランプするか、又はクランプなくする。
【０１１４】
様々な例示的な実施形態で、スライドキャリアは、手動でフローセル内にクランプ位置及びクランプない位置に置かれる。しかしながら、いくつかの例示的な実施形態で、キャリア２２００をクランプする及びクランプないクランプアーム２７００の解除及び係合を促進するために、例えば、図１６で示すフローセル１６００Ａ及び１６００Ｂ内で、プッシュプルノブ１６６５Ａ及び１６６５Ｂが用いられる。図３１及び図３２のフローセルフレーム１６５１Ａの内部の図で示すように、プッシュプルノブ１６６５Ａは、一対の折り返し連鎖アーム１６６８Ａを有する連鎖システム１６６７Ａに結合される。各連鎖アーム１６６８Ａは、それぞれのクランプアーム２７００のハウジング管２７１８に結合されて、連鎖システム１６６７Ａの作動によりクランプアーム２７００を回転する。図３１で、プッシュプルノブ１６６５Ａ及び連鎖システム１６６７Ａが示されて、プッシュプルノブ１６６５Ａがフレーム１６５１Ａの方へ内部へ押されて、クランプアーム２７００を係合（例えば、クランプ）位置に置く（例えば、図２４及び図２７に示す）。図３２は、プッシュプルノブ１６６５Ａ及び連鎖システム１６６７Ａを示し、プッシュプルノブ１６６５Ａがフレーム１６５１Ａから離れて外部へ押されて、クランプアーム２７００を係合しない（例えば、クランプない）位置に置く（例えば、図２６及び図２８に示す）。図３１及び図３２は、フレーム１６５１Ａとフローセルハウジングカバー１６５３Ａ（図１６に示す）との間に収容される内部機械構造を示す。図３１及び図３２に示す連鎖システム１６６７Ａ及び他の機械構造は、従って、サンプルブロック１６１２（及び最終的に基板キャリア２２００及び基板２２１０）が据え付けられる側として、フレーム１６５１Ａの反対側にある。
【０１１５】
様々な例示的な実施形態で、基板及び／又は基板キャリアが、反応及び／又は分析（例えば、撮像）用のフローセル内の適切な位置に、クランプされなければ、フローセルが閉じられることを防ぐような安全機能を、フローセルに備えることが望ましい。同様に、フローセルが閉じた位置にある際、基板及び／又は基板キャリアが、偶然にクランプされなくなることを防ぐことが望ましい。
【０１１６】
図３３及び図３４は、図１６の例示的な実施形態のフローセル１６００Ａ及び１６００Ｂ用の安全機能として、顕微鏡ステージ１６０１に配置されたクリップ３３００Ａ及び３３００Ｂを用いる例示的な一実施形態を例示する。図３３は、フローセル１６００Ｂが取り除かれて、顕微鏡及び検出光学素子に面する顕微鏡ステージ１６０１の側から機器を見る図１６の例示的な実施形態の部分断面図である。図３４は、図３３の反対側から見た機器の図である。クランプアーム２７００が基板キャリア２２００のクランプ延長部２２２０から係合しない位置にあるならば、フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂが閉じた位置にうごかされる際、クリップ３３００Ａ及び３３００Ｂは、顕微鏡ステージ１６０１の開口部１６０２の上部に配置されて、各フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂの頂部のクランプアーム２７００に接触する。図３３に示すように、クリップ３３００Ａとクランプアーム２７００との間の接触により、クランプアーム２７００がクランプ位置にいない際、フローセル１６００Ａが完全に閉じられることを防ぐ。クランプアーム２７００がクランプ位置にあり基板キャリア２２００をフローセル１６００Ａ及び１６００Ｂ内の適切な位置に固定し、かつ、フローセル１６００Ａ及び１６００Ｂが閉じた位置にあるならば、クリップ３３００Ａ及び３３００Ｂは、クランプアーム２７００が回転できて基板キャリア２２００のクランプ延長部２２２０に係合しなくなることを防ぐ。
【０１１７】
本教示による様々な例示的な実施形態で、フローセルがフローセルチャンバ内の反応及び／又は分析を行なう位置にある際、フローセルチャンバから熱が放射する（例えば、比較的高温反応（熱サイクル）ステージ）。いくつかの場合、例えば、フローセル反応チャンバが顕微鏡ステージに近いこと及び／又は顕微鏡ステージの構造的構成により、顕微鏡ステージを過熱することからそのような放射熱を除去することが望ましい。例として、様々な例示的な実施形態で、顕微鏡ステージは、フローセルが据え付けられる開口部を定める比較的薄い側を有する。採用される１つの解法は、また、ヒートシンクとして役立つブレース（ｂｒａｃｅ）を顕微鏡ステージのフレームに加えることである。そのようなブレースは、開口部の近くの顕微鏡ステージに追加の支持を与えて、また、顕微鏡ステージから熱を除去するヒートシンクとして役立つ。図１６の例示的な実施形態のフローセルの基板キャリア２２００の近くにある顕微鏡ステージ１６０１の側部に取り付けたブレース３５００の例示的な実施形態を図３５に示す。図３５は、図１６のシートに垂直な平面で見た図１６のフローセル１６００Ａの中央部分の断面図である。ブレース３５００は、例えば、アルミニウム製であり、又は、良好な熱伝導度、十分な剛性及び軽量を示す他の材料製である。ブレース３５００は、１つ以上のフィンを含み、又は、ブレース３５００が取り付けられた際、顕微鏡ステージ１６０１から熱を奪うように構成された類似の構造を含む。
【０１１８】
上記のように、本教示の例示的な実施形態による本明細書に記載の様々なフローセルは、熱サイクル及び／又はフローセルの他の温度調整を与える様々な熱的構成部品を含む。参照することにより本明細書に組み込まれる特許文献５は、本教示の例示的な実施形態に関連して用いられる様々な熱的システム及び熱的構成部品に関する詳細を与える。本開示は、また、例示的な実施形態のフローセル反応チャンバを冷却するように構成された冷却システムを含むいくつかの例示的な熱的配置を含む。例えば、空気をダクトを通してヒートシンクへ送るように構成され、フローセルに関連する、離れて置かれた冷却ファンを備える冷却システムを説明する。他の例示的な実施形態では、フローセルの液体冷却を用いて、ヒートシンク、ダクト及びファンを取り除くことが望ましい。そのような液体冷却は、図３６の例示的な実施形態で示すような液体熱交換器を用いることにより使用される。
【０１１９】
図３６は、図１６のフローセル１６００Ａに関連して用いられる液体熱交換器３６００の例示的な実施形態を示す部分な断面図である。しかしながら、当業者は、液体熱交換器３６００が、そのような液体熱交換器を収容するフローセル構造の明らかな修正をした任意の本明細書に示され記載されたものを含む、様々なフローセル構成の反応チャンバを冷却するために用いられることを理解する。様々な例示的な実施形態で、図３６で示すように、液体熱交換器３６００は、サンプルブロック１６１２Ａを加熱及び／又は冷却するために用いるペルチェ素子１６６０Ａの下に配置される。液体熱交換器３６００は、例えば、水、アルコール、冷却剤及び／又はその中の他の適切な冷却液体のような冷却液体を流すように構成された複数の流路３６０２を含む。液体熱交換器３６００を通って循環する冷却液体は、反応チャンバを所望の温度に維持するのに役立つために、基板２２１０とサンプルブロック１６１２Ａとの間に形成された反応チャンバから熱を吸収する。フローセルから離れた位置に取り付けられた別の液体熱交換器は、例えば、ファン及びヒートシンク付きであり、液体熱交換器３６００の液体により吸収された熱を除去するように構成される。ポンプ又は他の適切なフロー機構は、管ポート（図示せず）により、液体を液体熱交換器３６００に、及び、液体熱交換器３６００から循環するために用いられる。
【０１２０】
図３６の例示的な実施形態のもののように構成された液体熱交換器は、反応チャンバから熱を除去するために用いられる他の冷却構成部品に比べて、比較的小さいため、空間が考慮すべき事項の状況では、望ましい。その上、液体熱交換器は比較的軽いので、フローセルの重量を減少し、フローセルの開閉やその他操作を促進する。
【０１２１】
上で論じたように、様々な例示的な実施形態で、本教示によるフローセルは、垂直に位置する（例えば、大きい表面を持って地面にほぼ垂直に位置する）顕微鏡ステージに据え付けられる。いくつかの実施形態では、顕微鏡ステージは、水平の位置で動作するように設計されたものである（例えば、地面にほぼ平行な最も大きい表面を有する）。いくつかの場合において、そのようなステージは、ステージを動かすために力が用いられない際、フローセルの重量のため、下方へ惰性で進む傾向がある。図３７及び図３８は、フローセルの重量のため、下方へステージが動くことを妨げるために用いる釣り合いシステムの例示的な実施形態を示す。
【０１２２】
図３７及び図３８の例示的な実施形態で、ケーブル及びプリーシステム３７００が、フローセルの重量の釣り合いを取るために用いられる。図示の実施形態で、システム３７００は、例えば、顕微鏡ステージ及びフローセルを利用する生体分析機器に関連するフレームのような固定表面に取り付けるように構成された取付金具３７０５を含む。取付金具３７０５は、バネ仕掛けのケーブル巻き取り器３７１０を支持するプレートにより、取付金具３７０５に結合されたケーブル巻き取り器３７１０を有する。重りがバネ仕掛けのケーブル巻き取り器の代わりに用いられて、その究極の機能は、フローセルの重量に反対に作用するのに十分な張力を取付金具３７０５に結合されたケーブル３７１５に与えるためである。プレートは、ケーブル巻き取り器３７１０から延びるケーブル３７１５の通過を可能にするように構成された貫通孔を定める。様々な例示的な実施形態のケーブル巻き取り器３７１０は、Ａｍｅｔｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃからの市販の部品であり、その部品は、ほぼ一定のけん引力をケーブル３７１５に与えるように構成される一対のクロックバネを含む。ケーブル３７１５は駆動プリー３７２０の周りに巻かれて、順に一定のトルクを駆動プリー３７２０に加える。駆動プリー３７２０は別の取付金具３７４０に取り付けられ、取付金具３７４０は、取付金具３７０５よりも顕微鏡ステージに近い生体分析機器に対する固定表面に取り付けるように構成されている。スプライン軸３７５０は、一端で駆動プリー３７２０に固定され、反対端で軸取付金具３７４５に固定され、駆動プリー３７２０の回転に応じて回転するように構成される。
【０１２３】
駆動されるプリー３７２５は、また、駆動プリー３７２０と軸取付金具３７４５との間のスプライン軸３７５０に結合される。第２のケーブル３７３５は、駆動されるプリー３７２５から延び、固定方法で顕微鏡ステージ（図示せず）に対し取り付けるように構成される、クリップ又は他の結合機構３７６５をその一端で有する。図３７の例示的な実施形態で、結合機構３７６５は、冷却空気を顕微鏡ステージ上の１つ以上のフローセルに流すように構成された主ダクトの上部に取り付ける。しかしながら、当業者は、ケーブル３７３５が顕微鏡ステージ上で上方方向へ作用する力を与える限り、結合機構３７６５は、フローセル又は顕微鏡ステージ（又はそれらに関連する周辺機器要素）の様々な他の部分に取り付けることを理解する。
【０１２４】
駆動されるプリー３７２５は、スプライン軸受３７５５により、スプライン軸３７５０に結合される。このように、駆動されるプリー３７２５は、スプライン軸３７５０と共に回転するように構成されるが、また、スプライン軸３７５０の長手方向に沿って摺動する。駆動されるプリー３７２５がスプライン軸３７５０の長手方向に沿って摺動することを可能にすることにより、顕微鏡ステージは全三次元で並進するため（例えば、側側に及び上下に）、ケーブル３７３５が顕微鏡ステージの横方向への動きを追跡することを可能にする。
【０１２５】
システム３７００を用いて、ケーブル３７１５内の張力は、プリー３７２０及び３７２５により最終的にケーブル３７３５へ伝えられて、顕微鏡ステージ上の持ち上げ力を作り出して、フローセルの重量により引き起こされる顕微鏡ステージ上の下方への力と釣り合いを取る。駆動プリー３７２０及び駆動されるプリー３７２５のサイズは、顕微鏡ステージから惰性で落下することを防ぐのに必要な釣り合い力量を微調整するために望ましいように、選択できる。
【０１２６】
本明細書に示され及び記載された様々な例示的な実施形態は、核酸テンプレートのマイクロアレイをフローセル反応チャンバに導入されるサンプル・ホルダーとして支持する基板の使用を説明するけれども、本明細書で説明されるフローセル反応チャンバは、フローセルのサンプルブロックにより支持される、様々な異なるタイプのサンプル・ホルダーにおいて与えられる、１つ以上の分析用生体サンプルを保持するように構成されることが、本教示の範囲内で考慮される。例として、フローセルは、例えば、凹所及び／又はマイクロタイタープレート内の井戸（ｗｅｌｌ）、毛細管、管／マイクロ管、マイクロ流体素子／チャンバ、貫通孔プレート、サンプルトレイ及び他のタイプのサンプル・ホルダーを含むサンプル・ホルダーを受け入れるように構成される。サンプル・ホルダーは、また、例えば、ガラス、プラスチック、ポリマー、金属又はそれらの組み合わせを含む、マイクロカード又はサンプル基板のような上でサンプルを保持する位置を有する様々な材料を備える。基板は多数の方法で構成される、例えば、テンプレート又は他のサンプルのアレイを保持するように構成された顕微鏡スライド又は平面アレイのような一般的に平面の基板として、及び／又はマイクロタイタープレート、毛細管の形状で生体分析プロセス用に用いられる他の従来のサンプル・ホルダーとして、及び／又は１つ以上の生体サンプルで満たされるように構成され、フローセル内のサンプルブロックにより支持される他のサンプル・ホルダーとして、である。さらに、また、１つ以上の生体サンプルが、基板、マイクロタイタープレート、毛細管及び／又は他のサンプル・ホルダーにより保持されないで、直接、フローセルの反応チャンバに導入されることが、想定される。サンプルがサンプル・ホルダーなしで反応チャンバに導入される配置の例示的な一実施形態で、サンプルブロックは、また、除去されて、フローセル構造により形成される反応チャンバ自体が加熱され、及び、冷却される。
【０１２７】
本明細書を通して、生体サンプルを参照する。なお、本教示による生体分析機器は、多数のサンプルのプロセスを同時に行なうように構成される。さらに、異なるタイプのサンプルは同時に処理される。従って、反応チャンバ内に供給される生体サンプルを参照する際、その用語は、単一量の単一タイプのサンプル、多量の単一タイプのサンプル及び／又は多量の異なるタイプのサンプルのどちらかに言及することに留意すべきである。その用語は、また、反応チャンバ内に置かれた大量の物質に言及するために用いる。さらに、その最も広い意味において、サンプルの用語は、反応チャンバ内で分析及び他のプロセスを行なうために反応チャンバに導入される、様々な試薬等を含むことができる。
【０１２８】
本明細書に記載される様々な例示的な実施形態で、基板に存在するテンプレート核酸の配列決定を行なうために、フローセルは、テンプレート核酸のマイクロアレイと反応するため、試薬を反応チャンバに流入するように構成される。核酸テンプレートを保持する様々な基板の例及びそのような基板の製造方法が２００６年８月１０日に公開されたタイトル名”ＲＥＡＧＥＮＴＳ，  ＭＥＴＨＯＤＳ，  ＡＮＤ  ＬＩＢＲＡＲＩＥＳ  ＦＯＲ  ＢＥＡＤ−ＢＡＳＥＤ  ＳＥＱＵＥＮＣＩＮＧ”の特許文献１に記載されており、参照することにより全体として本明細書に組み込まれる。
【０１２９】
用語「核酸」は、「ポリヌクレオチド」又は「オリゴヌクレオチド」と交互に用いることができ、インターヌクレオチド・リン酸ジエステル結合、又は、インターヌクレオチド類似体、及び、例えば、Ｈ＋、ＮＨ４＋、トリアルキルアンモニウム、Ｍｇ２＋、Ｎａ＋などの関連する対イオンにより結合された２’−デオキシリボヌクレオチド（ＤＮＡ）及びリボヌクレオチド（ＲＮＡ）を含むヌクレオチド・モノマーの一本鎖ポリマー又は二本鎖ポリマーを含むことができる。ポリヌクレオチドは、完全にデオキシリボヌクレオチドから成り、又は完全にリボヌクレオチドから成り、又はそれらの想像上の混合物から成る。ポリヌクレオチドは、核酸塩基及び砂糖類似体から成る。ポリヌクレオチドは、典型的に、オリゴヌクレオチドとして技術的に頻繁に参照される際の、例えば、５〜４０のわずかのモノマーユニットから、数千のモノマーヌクレオチドユニットまでのサイズに及ぶ。特に断りのない限り、ポリヌクレオチド配列が表わされる際はいつも、ヌクレオシドは左から右へ５’から３’の次数であり、「Ａ」はデオキシアデノシンを示し、「Ｃ」はデオキシシチジンを示し、「Ｇ」はデオキシグアノシンを示し、「Ｔ」はチミジンを示すと、特に断りのない限り、理解する。ラベル付きのポリヌクレオチドは、５’末端、３’  末端、核酸塩基、インターヌクレオチド結合、砂糖、アミノ酸、硫化物、水酸基又はカルボキシルで、修正を含むことができる。例えば、参照することにより本明細書に組み込まれる２００１年１１月１３日に特許されたタイトル名”ＬＡＢＥＬＬＥＤ  ＯＬＩＧＯＮＵＣＬＥＯＴＩＤＥＳ  ＳＹＮＴＨＥＳＩＺＥＤ  ＯＮ  ＳＯＬＩＤ  ＳＵＰＰＯＲＴＳ”の特許文献６を参照されたい。同様に、他の修正は、指定のサイトでふさわしいと思われるようにできる。
【０１３０】
用語「試薬」は、どんな方法を使っても、所望の反応を進行できる、又は分析できる任意の反応構成要素を意味すると理解すべきである。試薬は、反応性構成要素又は非反応性構成要素を含むことができる。試薬は反応に関与する必要はない。試薬は、例えば、溶媒及び／又は触媒を含む再生可能な構成要素であることができる。試薬は、反応に必要ではないが、例えば、反応の速度に影響するように、反応に影響するプロモーター、反応促進剤又は遅延剤を含むことができる。試薬は、例えば、結合対の一部材、緩衝剤、別のＤＮＡへ雑種を生じるＤＮＡを含むことができる。用語「試薬」は、用語「反応構成要素」と同義で用いる。
【０１３１】
様々な例示的な実施形態で、本明細書に記載されるフローセルは、マイクロアレイ基板上で合成による配列決定を行なうことを参照して、説明したけれども、当業者は、本教示の様々な実施形態によるフローセルが、例えば、組み合わせライブラリ及び／又は他の生体プロセス及び分析方法を生成するために、例えば、配列決定及び／又は雑種形成分析、タンパク質分析方法、結合分析、スクリーニング検定、及び／又は合成のような、限定はされないが、例えば、核酸分析方法を含む、様々な生体分析及び反応プロセスをフローセル内で行なうように構成されることを認めるであろう。なお、任意の数のフローセルが提供され、本明細書で示され記載されるデュアルの実施形態は、例示的でありかつ限定されない。
【０１３２】
本明細書及び添付の特許請求の範囲において、特に断りのない限り、量を表わす全ての数、百分率又は比率及び本明細書及び特許請求の範囲で用いる他の数値は、全ての場合で、用語「約」により修正されるものとして理解されるべきである。従って、特に反対のない限り、本明細書及び添付の特許請求の範囲において記載される数値パラメータは、本発明により得られるように求める望ましい特性に応じて変わる近似である。少なくとも、特許請求の範囲に均等論の適用を制限する試みとしてではなく、各数値パラメータは、少なくとも、報告された有効桁の数を考慮し、通常の丸め技術の適用により、解釈すべきである。
【０１３３】
本発明の広い範囲を記載する数値範囲及び数値パラメータは、近似であるにもかかわらず、具体例で記載する数値は、できるだけ精密に表わしてある。しかしながら、任意の数値は、それぞれの試験測定で見出される標準偏差から必然的に帰着する一定の誤差を本質的に含む。その上、本明細書に開示される全ての範囲は、そこに含まれる任意の及び全ての部分な範囲を包囲すると理解すべきである。例えば、「１０以下」の範囲は、最小値の０と最大値の１０との間（及び、を含む）の任意の及び全ての部分な範囲を含み、すなわち、０に等しい最小値又は０より大きい値及び１０に等しい最大値又は１０より小さい値を有する任意の及び全ての部分な範囲であり、例えば、１から５である。
【０１３４】
なお、本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いるように、単数形及び任意の語の任意の単数形使用は、明白に１つの指示に限定しない限り、複数形の指示を含む。従って、例えば、「生体サンプル」の参照は、２つ以上の異なる生体サンプルを含む。本明細書で用いるように、用語「含む」及びその文法的変形は、リストの項目の記述がリストの項目に代用できる又は追加できる他の類似の項目を除外するものではないように、限定されないことを意味する。
【０１３５】
本発明の他の実施形態は、本明細書の考慮及びここに開示された本発明の実施から当業者には明らかであろう。本明細書及び実施例は例示的のみとして考慮され、本発明の真の範囲及び精神は以下の特許請求の範囲により示される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【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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【国際調査報告】
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