(57)【要約】バイパススロットを有するプロセスチャンバーを含む試料処理装置、およびその使用方法を開示する。バイパススロットは、プロセスチャンバーの側壁に形成され、そしてプロセスチャンバーに流体試料物質を送達するために使用される分配チャンネルと流体接続する。
2006513421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の長辺および該第１の長辺に対向する第２の長辺を含む本体と、
前記本体内に配置される複数のプロセスチャンバーであって、前記プロセスチャンバーの各々が、前記本体の前記第１の長辺と前記第２の長辺との間に延在する主空隙を含む、プロセスチャンバーと、
前記複数のプロセスチャンバーの各々に入る分配チャンネルであって、前記本体の前記第１の長辺に最も近いプロセスチャンバーに入る、分配チャネルと、
前記プロセスチャンバーの各々の側壁に形成され、前記本体の前記第１の長辺と前記第２の長辺との間に延在するバイパススロットであって、前記プロセスチャンバーの前記主空隙から遠位の位置で前記本体の前記第１の長辺に最も近い分配チャンネル内で開口する、パイパススロットと、
を含む、試料処理装置。
【請求項２】
前記バイパススロットが、前記プロセスチャンバーの縦軸に直交する平面内で画定される断面積を含み、かつ前記バイパススロットの前記断面積が、前記バイパススロットが前記分配チャンネル内で開口する位置において最大である、請求項１に記載の試料処理装置。
【請求項３】
前記バイパススロットが、前記プロセスチャンバーの縦軸に直交する平面内で画定される断面積を含み、かつ前記バイパススロットの前記断面積が、前記バイパススロットが前記分配チャンネル内で開口する位置において最大であり、さらに前記バイパススロットの最小断面積は、前記本体の前記第１の長辺から遠位に位置する、請求項１に記載の試料処理装置。
【請求項４】
前記バイパススロットが、前記プロセスチャンバーの縦軸に直交する平面内で画定される断面積を含み、かつ前記バイパススロットの前記断面積が、前記バイパススロットが前記分配チャンネル内で開口する位置において最大であり、さらに前記本体の前記第１の長辺から前記第２の長辺に向かって前記バイパススロットの断面積が減少する、請求項１に記載の試料処理装置。
【請求項５】
前記バイパススロットが、前記プロセスチャンバーの縦軸に直交する平面内で画定される断面積を含み、かつ前記バイパススロットの前記断面積が、前記バイパススロットが前記分配チャンネル内で開口する位置において最大であり、さらに前記本体の前記第１の長辺から前記第２の長辺に向かって前記バイパススロットの断面積が滑らかに減少する、請求項１に記載の試料処理装置。
【請求項６】
前記バイパススロットが、前記プロセスチャンバーの縦軸に直交する平面内で画定される断面積を含み、かつ前記バイパススロットの前記断面積が、前記バイパススロットが前記分配チャンネル内で開口する位置において最大であり、さらに前記本体の前記第１の長辺から前記第２の長辺に向かって前記バイパススロットの断面積が段階的に減少する、請求項１に記載の試料処理装置。
【請求項７】
前記本体の前記第１の長辺と前記第２の長辺との間で前記バイパススロットの断面積が一定である、請求項１に記載の試料処理装置。
【請求項８】
前記バイパススロットが、前記本体の前記第１の長辺から遠位の終結点を含み、さらに前記バイパススロットの前記終結点は、前記本体の前記第２の長辺から間隔をあけている、請求項１に記載の試料処理装置。
【請求項９】
前記バイパススロットが、前記本体の前記第２の長辺へと延在する、請求項１に記載の試料処理装置。
【請求項１０】
前記プロセスチャンバーの前記主空隙が円形円筒空隙を含む、請求項１に記載の試料処理装置。
【請求項１１】
第１の長辺および該第１の長辺に対向する第２の長辺を含む本体と、
前記本体内に配置される複数のプロセスチャンバーであって、前記プロセスチャンバーの各々が、前記本体の前記第１の長辺と前記第２の長辺との間に延在する主空隙を含む、プロセスチャンバーと、
前記複数のプロセスチャンバーの各々に入る分配チャンネルであって、前記本体の前記第１の長辺に最も近いプロセスチャンバーに入る、分配チャネルと、
前記プロセスチャンバーの各々の側壁に形成され、前記本体の前記第１の長辺と前記第２の長辺との間に延在するバイパススロットであって、前記プロセスチャンバーの前記主空隙から遠位の位置で前記本体の前記第１の長辺に最も近い分配チャンネル内で開口する、パイパススロットと、
を含む、試料処理装置であって、
前記バイパススロットが、前記プロセスチャンバーの縦軸に直交する平面内で画定される断面積を含み、かつ前記バイパススロットの前記断面積が、前記バイパススロットが前記分配チャンネル内で開口する位置において最大であり、
さらに前記バイパススロットが、前記本体の前記第１の長辺から遠位の終結点を含み、さらに前記バイパススロットの前記終結点は、前記本体の前記第２の長辺から間隔をあけている、試料処理装置。
【請求項１２】
前記本体の前記第１の長辺から前記第２の長辺に向かって前記バイパススロットの断面積が滑らかに減少する、請求項１１に記載の試料処理装置。
【請求項１３】
前記本体の前記第１の長辺から前記第２の長辺に向かって前記バイパススロットの断面積が段階的に減少する、請求項１１に記載の試料処理装置。
【請求項１４】
前記プロセスチャンバーの前記主空隙が円形円筒空隙を含む、請求項１１に記載の試料処理装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の試料処理装置を用意する工程と、
前記試料処理装置の複数のプロセスチャンバーのうちの少なくとも１つのプロセスチャンバー内に流体試料物質を充填する工程と、
前記流体試料物質によって充填された少なくとも１つのプロセスチャンバー内に器具を挿入する工程と、
を含む、プロセスチャンバー内に位置する試料物質の処理方法。
【請求項１６】
前記器具が、挿入時に少なくとも１つのプロセスチャンバーの層を穿孔する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記器具が毛管電極を含み、少なくとも１つのプロセスチャンバー内に位置する流体試料物質において毛管電気泳動を実行する工程をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
請求項１１に記載の試料処理装置を提供する工程と、
前記試料処理装置の複数のプロセスチャンバーのうちの少なくとも１つのプロセスチャンバー内に流体試料物質を充填する工程と、
前記流体試料物質によって充填された少なくとも１つのプロセスチャンバー内に器具を挿入する工程と、
を含む、プロセスチャンバー内に位置する試料物質の加工方法。
【請求項１９】
前記器具が、挿入時に少なくとも１つのプロセスチャンバーの層を穿孔する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記器具が毛管電極を含み、少なくとも１つのプロセスチャンバー内に位置する流体試料物質において毛管電気泳動を実行する工程をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
多くの異なる化学反応、生化学反応および他の反応は、温度変化に敏感である。遺伝子増幅の分野の熱プロセスの例としては、限定されないが、ポリメラーゼ連鎖反応（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  Ｃｈａｉｎ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ）（ＰＣＲ）、サンガー（Ｓａｎｇｅｒ）シークエンシング等が挙げられる。関連物質の温度に基づき、反応が増強され得るか、または抑制され得る。試料を個々に処理して正確な試料間の結果を得ることが可能であるが、個々の処理は、時間や費用がかかる場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
上記反応を補助するために、様々な試料処理装置が開発されている。かかる装置の多くに共通の問題は、例えば、反応完了の前、間および後の反応の汚染を防止するために、反応が起こるチャンバーまたはウェルを密封することが望ましいことである。
【０００３】
これらのアプローチの多くにおいて起こり得る、さらにもう１つの問題は、試料物質の体積が限定され、かつ／または試料物質と関連して使用される試薬の費用も限定され、かつ／または高価であることである。結果として、小体積の試料および関連試薬を使用することが望ましい。しかしながら、小体積のこれらの物質を使用する場合、試料物質を装置間で移動させる時に、試料物質および／または試薬体積等の損失に関連する付加的問題が起こり得る。
【０００４】
１つのかかる問題は、装置がプロセスチャンバー中に挿入される時に、試料物質をプロセスチャンバーに送達するために使用される分配チャンネル中に戻される流体試料物質の損失である。分配チャンネル中に戻される試料物質は、さらなる処理のために利用可能ではなく、故に利用可能な試料物質の量が減少する。
【０００５】
本発明は、バイパススロットを有するプロセスチャンバーを含む試料処理装置、およびその使用方法を提供する。バイパススロットは、プロセスチャンバーの側壁に形成され、そしてプロセスチャンバーに流体試料物質を送達するために使用される分配チャンネルと流体接続する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
バイパススロットは、プロセスチャンバー中への器具の挿入時に、プロセスチャンバーへと試料物質を送達するために使用される分配チャンネル中に戻されるプロセスチャンバーからの流体試料物質の移動を、好ましく減少するか、または防止する。圧力の解放および／またはプロセスチャンバーから空気を逃がすための流体通路の提供によって、バイパススロットはその機能を達成し得る。
【０００７】
プロセスチャンバーが流体試料物質によって充填された後に、試料物質を運搬する流体がバイパススロットを湿潤させないように、プロセスチャンバーおよびバイパススロットは好ましく構成される。
【０００８】
さらに、プロセスチャンバー中に挿入される器具が、毛管電極（電気泳動用に使用される）である場合、プロセスチャンバーおよびバイパススロットは、プロセスチャンバー中への挿入時に、流体試料物質が毛管電極を完全に包囲し、そして毛管電極の外面で金属電極を湿潤させることを確実にする大きさであることが好ましい。
【０００９】
一態様において、本発明は、第１の長辺および該第１の長辺に対向する第２の長辺を含む本体と、前記本体内に配置される複数のプロセスチャンバーであって、前記プロセスチャンバーの各々が、前記本体の前記第１の長辺と前記第２の長辺との間に延在する主空隙を含む、プロセスチャンバーと、前記複数のプロセスチャンバーの各々に入る分配チャンネルであって、前記本体の前記第１の長辺に最も近いプロセスチャンバーに入る、分配チャネルと、前記プロセスチャンバーの各々の側壁に形成され、前記本体の前記第１の長辺と前記第２の長辺との間に延在するバイパススロットであって、前記プロセスチャンバーの前記主空隙から遠位の位置で前記本体の前記第１の長辺に最も近い分配チャンネル内で開口する、パイパススロットと、を含む、試料処理装置を提供する。
【００１０】
もう１つの態様において、本発明は、第１の長辺および該第１の長辺に対向する第２の長辺を含む本体と、前記本体内に配置される複数のプロセスチャンバーであって、前記プロセスチャンバーの各々が、前記本体の前記第１の長辺と前記第２の長辺との間に延在する主空隙を含む、プロセスチャンバーと、前記複数のプロセスチャンバーの各々に入る分配チャンネルであって、前記本体の前記第１の長辺に最も近いプロセスチャンバーに入る、分配チャネルと、前記プロセスチャンバーの各々の側壁に形成され、前記本体の前記第１の長辺と前記第２の長辺との間に延在するバイパススロットであって、前記プロセスチャンバーの前記主空隙から遠位の位置で前記本体の前記第１の長辺に最も近い分配チャンネル内で開口する、パイパススロットと、を含む、試料処理装置であって、前記バイパススロットが、前記プロセスチャンバーの縦軸に直交する平面内で画定される断面積を含み、かつ前記バイパススロットの前記断面積が、前記バイパススロットが前記分配チャンネル内で開口する位置において最大であり、さらに前記バイパススロットが、前記本体の前記第１の長辺から遠位の終結点を含み、さらに前記バイパススロットの前記終結点は、前記本体の前記第２の長辺から間隔をあけている、試料処理装置を提供する。
【００１１】
もう１つの態様において、本発明は、本発明に係る試料処理装置を用意する工程と、前記試料処理装置の複数のプロセスチャンバーのうちの少なくとも１つのプロセスチャンバー内に流体試料物質を充填する工程と、前記流体試料物質によって充填された少なくとも１つのプロセスチャンバー内に器具を挿入する工程と、を含む、プロセスチャンバー内に位置する試料物質の処理方法を提供する。
【００１２】
本発明の様々な実例となる実施形態に関して、本発明のこれらおよび他の特徴および利点を以下に記載する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、熱プロセス、例えば、ＰＣＲ増幅、リガーゼ連鎖反応（ＬＣＲ）、自立的（ｓｅｌｆ−ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ）配列複製、酵素反応動力学研究、均質配位子結合分析評価、ならびに正確な熱制御および／もしくは迅速な熱変動を必要とするより複雑な生化学プロセスまたは他のプロセスのような、敏感な化学プロセスを伴う方法において使用することができる試料処理装置を提供する。
【００１４】
装置の様々な実例となる実施形態の構造を以下に記載するが、本発明の原理に従う試料処理装置は、２０００年６月２８日出願の「熱処理装置および方法（ＴＨＥＲＭＡＬ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ）」という表題の米国仮特許出願第６０／２１４，５０８号明細書（代理人整理番号５５２６５ＵＳＡ１９．００３）、２０００年６月２８日出願の「試料処理装置、システムおよび方法（ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ，ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ）」という表題の米国仮特許出願第６０／２１４，６４２号明細書（代理人整理番号５５２６６ＵＳＡ９９．００３）、２０００年１０月２日出願の「試料処理装置、システムおよび方法（ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ，ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ）」という表題の米国仮特許出願第６０／２３７，０７２号明細書（代理人整理番号５６０４７ＵＳＡ２９）、および２００１年６月２８日出願の「増強された試料処理装置、システムおよび方法（ＥＮＨＡＮＣＥＤ  ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ，ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ）」という表題の米国特許出願公開第２００２／００４７００３  Ａ１号明細書に記載の原理に従って製造されてよい。他の可能な装置構造は、例えば、２００３年９月３０日に発行された「試料処理装置の遠心充填（ＣＥＮＴＲＩＦＵＧＡＬ  ＦＩＬＬＩＮＧ  ＯＦ  ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ）」という表題の米国特許第６，６２７，１５９号明細書、２００１年６月２８日に出願された「増強された試料処理装置システムおよび方法（ＥＮＨＡＮＣＥＤ  ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ）」という表題の米国特許出願公開第２００２／００４７００３  Ａ１号明細書、２００１年６月２８日に出願された「試料処理装置（ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ）」という表題の米国特許出願公開第２００２／００６４８８５  Ａ１号明細書、および２００１年６月２８日に出願された「試料処理装置および担体（ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ  ＡＮＤ  ＣＡＲＲＩＥＲＳ）」という表題の米国特許出願公開第２００２／００４８５３３  Ａ１号明細書、ならびに２００２年１２月１９日に発行された「再封入可能なプロセスチャンバーを有する試料処理装置（ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥ  ＷＩＴＨ  ＲＥＳＥＡＬＡＢＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳ  ＣＨＡＭＢＥＲ）」という表題の米国特許出願公開第２００３／０１１８８０４  Ａ１号明細書に見出され得る。
【００１５】
本発明に関連して、「上部」および「底部」のような相対的な位置に関する用語を使用する場合があるが、それらの用語が相対的な意味のみで使用されることは理解されるべきである。例えば、本発明の装置に関連して使用される場合、「上部」および「底部」は、装置の反対側を意味するために使用される。実際の使用において、「上部」または「底部」と記載される要素は、いずれの配向または位置でも見出されてよく、そして方法、システムおよび装置をいずれかの特定の配向または位置に限定するように考えられるべきではない。例えば、装置の上面は、実際には、使用時に装置の底面より低い位置にあってもよい（しかしながら、それは底面からの装置の対向面上で見出される）。
【００１６】
また、本発明に従ってバイパススロットを含むチャンバーを記載するために「プロセスチャンバー」という用語を使用するが、プロセスチャンバーによって、処理（例えば、熱処理）が生じても生じなくてもよいことは理解されるべきである。いくつかの例において、プロセスチャンバーは、試料物質のための単なる貯蔵所であってもよく、その中に含まれる試料物質のさらなる処理を排除するために器具類を収容するように設計される。
【００１７】
本発明の原理に従って製造される１つの実例となる装置を図１〜図３に示す。装置１０は、図１に図示されるように円形ディスク形状であり得るが、いずれの他の形状も使用することができる。例えば、本発明の試料処理装置は、従来のマイクロタイタープレートのフットプリントと一致する長方形型で提供されてもよい。
【００１８】
描写された装置１０は、複数のプロセスチャンバー５０を含み、それぞれのプロセスチャンバーは、試料、および試料によって処理されるいずれかの他の物質を含有するための体積を画定する。図示された装置１０は、９６個のプロセスチャンバー５０を含むが、本発明に従って製造される装置に関連して提供されるプロセスチャンバーの正確な数は、所望により９６より多くても、または９６未満であってもよいことは理解されよう。
【００１９】
さらに、プロセスチャンバー５０は、円形配列に構成されて図示されているが、本発明のいずれの試料処理装置に対し、いかなる形状で提供されてもよい。例えば、プロセスチャンバー５０は、従来のマイクロタイタープレート処理装置と一致する直線配列で提供されてもよい。かかる構造を有する試料処理装置のいくつかの例は、例えば、２００１年４月１８日出願の「マルチ−フォーマット試料処理装置、方法およびシステム（ＭＵＬＴＩ−ＦＯＲＭＡＴ  ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥＳ，ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭＳ）」という表題の米国特許出願公開第２００２／０００１８４８  Ａ１号明細書に記載されている。
【００２０】
図１〜図３の装置１０は、第１の長辺２２および第２の長辺２４を含む本体２０を含む多層複合構造である。第１の層３０は、本体２０の第１の長辺２２に接着し、そして第２の層４０は、本体２０の第２の長辺２４に接着する。例えば、その中に位置する構成要素が熱プロセス間に迅速に加熱される時に、プロセスチャンバー５０内で生じ得る膨張性のある力の全てに抵抗する十分な強度で、第１の層３０および第２の層４０は、本体２０上でそれぞれの長辺に接着するか、または結合することが好ましい。
【００２１】
部品間の結合の強さは、装置１０が熱サイクルプロセス、例えばＰＣＲ増幅に使用される場合、特に重要である。かかる熱サイクルに含まれる反復性の加熱および冷却のために、装置１０の側面間は、より強く結合することが要求される。部品間のより強力な結合によって解決されるもう１つの潜在的な問題は、部品を製造するために使用される異なる物質間のあらゆる熱膨張係数差である。
【００２２】
描写された装置１０におけるプロセスチャンバー５０は、分配チャンネル６０と流体接続する。これにより、充填チャンバー６２と協働して、プロセスチャンバー５０へ試料を分配するための分配系が提供される。回転間に生じる遠心力のため、試料物質が外側へと移動するように、回転の中心軸に対して装置１０を回転することによって、充填チャンバー６２を通しての装置１０中への試料の導入が可能になる。装置１０を回転させる前に、分配チャンネル６０を通して、プロセスチャンバー５０への送達のための充填チャンバー６２中に試料を導入することができる。プロセスチャンバー５０および／または分配チャンネル６０は、それを通して空気を逃がすことができるポートおよび／またはプロセスチャンバー５０への試料物質の分配を補助する他の特徴を含み得る。あるいは、真空または圧力の補助のもとで、プロセスチャンバー５０中に試料物質を充填することができる。
【００２３】
図示された装置１０は、互いに単離された２つのサブチャンバー６４を有する充填チャンバー６２を含む。結果として、分配チャンネル６０を通して充填チャンバー６２のそれぞれのサブチャンバー６４と流体接続するプロセスチャンバー５０中に充填するために、各サブチャンバー６４中に異なる試料を導入することができる。充填チャンバー６２は１つのチャンバーのみを含有してもよいこと、またはいずれかの所望の数のサブチャンバー６４、すなわち２つ以上のサブチャンバー６４が装置１０に関連して提供され得ることは理解されるであろう。
【００２４】
本体２０は、好ましくはポリマーであるが、ガラス、シリコン、石英、セラミック等のような他の物質から作製されてもよい。さらに、本体２０は、均質な一体物の本体として図示されているが、あるいは、例えば、同一または異なる物質の層の非均質な本体として提供されてもよい。本体２０が試料物質と直接接触しているそれらの装置１０に関しては、本体２０に使用される物質が試料物質と非反応性であることが好ましい。多くの異なるバイオ分析の応用において基材として使用することができるいくつかの適切なポリマー物質の例としては、限定されないが、ポリカーボネート、ポリプロピレン（例えば、アイソタクチックポリプロピレン）、ポリエチレン、ポリエステル等が挙げられる。
【００２５】
第１の層３０は、均質な一体物の層として図示されているが、あるいは、例えば、同一または異なる物質、例えば、ポリマー物質、金属層等の亜層の非均質層として提供されてもよい。
【００２６】
また、第２の層４０は、均質な一体物の層として図示されているが、あるいは、例えば、同一または異なる物質、例えば、ポリマー物質等の亜層の非均質層として提供されてもよい。第２の層４０の適切な構造の一例は、例えば、２００２年１２月１９日出願の「再封入可能なプロセスチャンバーを有する試料処理装置（ＳＡＭＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥ  ＷＩＴＨ  ＲＥＳＥＡＬＡＢＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳ  ＣＨＡＭＢＥＲ）」という表題の米国特許出願公開第２００３／０１１８８０４  Ａ１号明細書、および「制御された穿刺フィルム（ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＤ−ＰＵＮＣＴＵＲＥ  ＦＩＬＭＳ）」という表題の国際公開第２００２／０９００９１  Ａ１号パンフレット（２００１年５月２日出願の米国特許出願公開第２００３／００２２０１０  Ａ１号明細書に対応）に記載の再封入可能なフィルムである。
【００２７】
プロセスチャンバー５０の体積を画定する物質の少なくとも一部分は、選択された波長の電磁エネルギーに対して透過性であることが好ましい。描写された装置１０において、本体２０、第１の層３０および／または第２の層４０が、選択された波長の電磁エネルギーに対して透過性であってよい。
【００２８】
しかしながら、いくつかの例において、プロセスチャンバー中への選択波長の電磁エネルギーの透過を防止することが望ましい。例えば、プロセスチャンバー内に位置するいずれかの試薬、試料物質等にエネルギーが逆影響を与えるため、プロセスチャンバー中への紫外線スペクトルの電磁エネルギーの透過を防止することが好ましい。
【００２９】
図２は、例えば、装置１０におけるプロセスチャンバー５０の拡大断面図であり、そして図３は、図２の線３−３に沿ったプロセスチャンバー５０の断面図である。上記の通り、本体２０は、第１の長辺２２および第２の長辺２４を含む。本実施形態の少なくとも一部で、各プロセスチャンバー５０は、本体２０を通して形成される主空隙７０によって形成される。主空隙７０は、本体２０の第１の長辺２２および第２の長辺２４を通して形成される。
【００３０】
主空隙７０は、第２の層４０を通してプロセスチャンバー５０の体積中への、例えばピペットチップ、毛管電極チップまたは他の器具の誘導を補助するため面取リム７２のような特徴を含んでもよい。面取リム７２は、首部７３を通して主空隙７０の主要部分中に至る。
【００３１】
主空隙７０はまた、側壁７４を含む。図示された主空隙７０は円形円筒形状を有するため、１つのみの側壁７４を含む。しかしながら、主空隙７０は、様々な形状、例えば、楕円形、長円形、六角形、八角形、三角形、正方形等であってよく、１以上の側壁を含んでもよいことは理解されるべきである。
【００３２】
分配チャンネル６０は、本体２０の第１の長辺２２に最も近いプロセスチャンバー５０に入る。図示された実施形態において、分配チャンネル６０は、本体２０中に形成されて、第１の層３０が分配チャンネル６０を形成する。分配チャンネル６０に関する多くの他の構造が考えられる。例えば、分配チャンネルは第１の層３０内で形成されてよく、本体２０の第１の長辺２２は実質的に平坦なままである。分配チャンネル６０の正確な構造にかかわらず、それが、本体２０の第１の長辺２２に最も近いプロセスチャンバーに入ることが好ましい。
【００３３】
また図２に示されるように、バイパススロット８０は、主空隙７０の側壁７４に形成される。バイパススロット８０は、本体２４の第１の長辺２２と第２の長辺２４との間に延在するが、第１の長辺２２と第２の長辺２４との間の距離の全てにわたって延在しなくてもよい。しかしながら、バイパススロット８０は、プロセスチャンバー５０の主空隙７０から遠位の位置で本体２０の第１の長辺２２に最も近い分配チャンネル６０中に開放する。
【００３４】
バイパススロット８０は、好ましくは、プロセスチャンバー５０の主空隙７０に相対的な角度であってよい。１つの様式において、バイパススロット８０は、プロセスチャンバー５０の縦軸５１に直交する平面内で画定される断面積を有することを特徴とし得る。そのような特徴を有する場合、バイパススロット８０の断面積は、好ましくは、バイパススロット８０が分配チャンネル６０内で開口する位置において最大である。バイパススロット８０は、本体２０の第１の長辺２２から遠位に位置する最小断面積を有することが好ましい。
【００３５】
もう１つの特徴において、バイパススロット８０は、バイパススロット８０が分配チャンネル６０中へと開放する位置で最大である断面積（プロセスチャンバー５０の縦軸５１に対して平面直交で測定される）を有し、本体２０の第１の長辺２２から第２の長辺２４に向かってバイパススロット８０の断面積が減少する。
【００３６】
あるいは、バイパススロット８０は、バイパススロット８０が分配チャンネル６０内で開口する位置において最大である断面積（プロセスチャンバー５０の縦軸５１に直交する平面内で画定される）を有し、本体２０の第１の長辺２０から第２の長辺２４に向かってバイパススロット８０の断面積が滑らかに減少することを特徴とする。バイパススロット８０は、線形の様式で減少するように図示されるが、バイパススロット８０のプロファイルは、滑らかな曲線、例えば、放物線等であってもよい。
【００３７】
図４は、バイパススロット１８０が、プロセスチャンバー１５０の縦軸１５１に直交する平面内で画定される断面積を有するもう１つの代替案を示す。バイパススロット１８０の断面積は、バイパススロット１８０が分配チャンネル１６０内で開口する位置において最大であり、本体１２０の第１の長辺１２２から第２の長辺１２４に向かってバイパススロット１８０の断面積が段階的に減少する。
【００３８】
図５は、本発明に従うバイパススロット２８０に関するもう１つの代替構成を示す。バイパススロット２８０は、その最も外側の表面、すなわちプロセスチャンバー２５０の縦軸２５１から遠位に位置する表面が、縦軸２５１と本質的に平行であるか、または少なくとも概ね整合配置されるため、平行バイパススロットとして記載されてよい。結果として、バイパススロット２８０は、本体２２０の第１の長辺２２２から第２の長辺２２４に向かって実質的に一定である断面積（プロセスチャンバー２５０の縦軸２５１に直交する平面内で画定される）を有することを特徴とする。
【００３９】
図５に示されるもう１つの特徴は、バイパススロット２８０が、本体２２０の第２の長辺２２２（第２の層２４０によって密封されている）まで延在することである。結果として、バイパススロット２８０は、分配チャンネル２６０（第１の層２３０によって密封されている）から、第２の長辺２２２まで延在し、（プロセスチャンバー２５０に関連して）上記から見られるように「かぎ穴」形状を本質的に形成する。
【００４０】
図２および図３を再び参照すると、バイパススロット８０は、本体２０の第１の長辺２２から遠位の終結点８２を有する。バイパススロット８０の終結点８２は、本体２０の第２の長辺２４から間隔をあけていることが好ましく、すなわち、バイパススロット８０は、第２の長辺２４に達する前に終結することが好ましい。図示された実施形態において、バイパススロット８０は、面取リム７２によって占領された領域内で終結する。結果として、全首部７３がプロセスチャンバー５０中に挿入された器具によって占領された場合さえも、バイパススロット８０を通して流体（例えば、空気）を逃がすことができる（バイパススロット８０は面取リム７２に形成される）。
【００４１】
図３は、本発明を特徴付けるために使用可能な他の関係を示す。例えば、バイパススロット８０は、好ましくは、主空隙７０の幅より狭い幅を有することができる。さらに、バイパススロットは、好ましくは、分配チャンネルの幅と等しいか、またはそれより狭い幅を有することができる（図３に示す通り）。バイパススロット８０は、一定の幅を有するように図３に示されているが、バイパススロット８０の幅は変更可能である。例えば、バイパススロットは、分配チャンネルの幅に実質的に調和する分配チャンネルにおける幅を有してよいが、これは、本体２０の第１の長辺２２から第２の長辺２４に向かうに従って広くなったり狭くなったりしてもよい。
【００４２】
必要ではないが、本発明の試料処理装置は、分散チャンネル６０を通してプロセスチャンバー５０への流体送達を実行するために試料処理装置が回転される回転システムにおいて使用することができる。かかるシステムにおいて、本発明のプロセスチャンバー５０の主空隙７０およびバイパススロット８０は、好ましくは、バイパススロット８０が、流体送達の間に使用される回転軸の最も近くのプロセスチャンバー５０の側に位置するように配向され得る。また典型的に、分配チャンネル６０は、回転軸の最も近い側からプロセスチャンバー５０に入る。
【００４３】
かかる回転システム、およびそれに使用するために設計された試料処理装置において、毛管力、流体内の表面張力、および／またはプロセスチャンバーを構成するために使用される物質の表面エネルギーが、充填後の流体によるプロセススロット８０の湿潤の可能性を防止するか、または減少するように、プロセスチャンバーの寸法、例えば、主空隙７０の直径、バイパススロット８０の幅等が選択されることが好ましい。
【００４４】
図６および図７を用いて、本発明の潜在的な利点を図示する。図６は、本発明に関連して記載されるようなバイパススロットを含まないプロセスチャンバー３５０の断面図である。流体３５２は、遠心力によって分配チャンネル３６０を通してプロセスチャンバー３５０中に充填されている。試料処理装置の回転に対する回転軸は、矢印３５３の方向に位置する。プロセスチャンバー３５０内で生じた毛管力と流体３５２の表面張力との組み合わせは、流体３５２を回転軸から偏らせたままであるようなものである。結果として、流体３５２は、回転軸に最も近いプロセスチャンバーの表面に接触しないか、またはそれを湿潤させない。
【００４５】
また図６は、プロセスチャンバー３５０の体積中に挿入するために平衡状態にある器具３９０も図示する。器具３９０は、例えば、流体３５２内の物質において電気泳動を実行するために使用される毛管電極であってよい。多くの例において、器具３９０およびプロセスチャンバー３５０の相対的な寸法は、器具３９０がプロセスチャンバー３５０中に導入される時に流体３５２が分配チャンネル３６０中に戻されるピストン効果を生じ得る。プロセスチャンバー内の流体３５２の量が相対的に少ないため、流体のいずれのかかる損失も、流体３５２中の試料物質の分析に悪影響を及ぼし得る。
【００４６】
図７は、流体３５２中への器具３９０の挿入後のプロセスチャンバー３５０の断面図である。発明者によって実行された実験は、バイパススロットがない場合、実際に、プロセスチャンバー３５０中への器具３９０の挿入時に、流体３５２が分散チャンネル３６０中に戻されることを論証した。
【００４７】
図８は、流体４５２が遠心力によって分配チャンネル４６０を通して充填された、本発明に従ってバイパススロット４８０を含むプロセスチャンバー４５０の断面図である。試料処理装置の回転に対する回転軸は、矢印４５３の方向に位置する。図示される通り、プロセスチャンバー４５０内で生じた毛管力と流体４５２の表面張力との組み合わせは、流体４５２を回転軸から偏らせたままであるようなものであることが好ましい。結果として、流体４５２は、回転軸に最も近く位置するバイパススロット４８０に接触しないか、またはそれを湿潤させない。
【００４８】
プロセスチャンバー４５０の潜在的に適切な寸法のいくつかの例は、例えば、プロセスチャンバー直径１．７ミリメートルおよび高さ３ミリメートルである。かかるプロセスチャンバーに供給する分配チャンネルは、０．６４ミリメートルの幅および０．３８ミリメートルの深さを有してよい。バイパススロットが分配チャンネルの幅（すなわち、０．６４ミリメートル）に等しい幅を有し、図８に図示されるような角度を有する場合、バイパススロットと分配チャンネルとの接合点は、プロセスチャンバーの側壁から０．４ミリメートルの位置にあってよい。
【００４９】
また図８は、プロセスチャンバー４５０の体積中に挿入するために平衡状態にある器具４９０も図示する。器具４９０は、例えば、ピペットチップ、針、毛管電極等であってよい。１つの典型的な方法において、器具４９０は、例えば、流体４５２内の物質において電気泳動を実行するために使用される毛管電極であってよい。上記の通り、器具４９０とプロセスチャンバー４５０との相対的な寸法による１つの関心は、器具４９０がプロセスチャンバー４５０中に導入される時に分配チャンネル４６０中に戻される流体４５２の移動時に生じ得るピストン効果である。再び、プロセスチャンバー４５０内の流体４５２の量が相対的に少ないため、流体４５２のいずれのかかる損失も、流体４５２中の試料物質の分析に悪影響を及ぼし得る。
【００５０】
図９は、流体４５２中への器具４９０の挿入後のプロセスチャンバー４５０の断面図である。（図示された方法において）器具４９０の挿入は、プロセスチャンバー４５０の層４４０の穿孔を伴う。図示された通り、バイパススロット４８０は、例えば、器具４９０の導入の前にプロセスチャンバー４５０内に含まれる空気を逃す流体通路を提供することによって、プロセスチャンバー４５０中への器具４９０の挿入時に他では生じ得るピストン効果を軽減し得る。バイパススロット４８０は、捕捉された空気が、面取リム４７２および／または分散チャンネル４６０を通して逃げることを可能にする。バイパススロット４８０が面取リム４７２中へと延在することによって、器具４９０の挿入時に、第２の層４４０が下方向に曲がる時のプロセスチャンバー４５０内の圧力は、流体４５２の表面を著しく歪むことなく解放される。
【００５１】
本発明に対する様々な修正および変更は、本発明の範囲および精神から逸脱することなく当業者に明白となるであろう。本発明が、本明細書に明らかにされた実例となる実施形態によって過度に限定されるように意図されず、そしてかかる実施形態は、実例としてのみ提供されており、本発明の範囲は、請求項によってのみ限定されるように意図されることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明による１つの試料処理装置の平面図である。
【図２】図１の試料処理装置におけるプロセスチャンバーの拡大断面図である。
【図３】図２の線３−３に沿った、図２のプロセスチャンバーの断面図である。
【図４】段付きバイパススロットを含む別のプロセスチャンバーの拡大部分断面図である。
【図５】平行バイパススロットを含むプロセスチャンバーの拡大部分断面図である。
【図６】バイパススロットを含まない従来技術のプロセスチャンバーの拡大部分断面図である。
【図７】プロセスチャンバー中に器具を挿入した後の、図６の従来技術のプロセスチャンバーの拡大部分断面図である。
【図８】本発明によるバイパススロットを含むプロセスチャンバーの拡大部分断面図である（流体試料物質がプロセスチャンバーに位置する）。
【図９】プロセスチャンバー中に器具を挿入した後の、図８のプロセスチャンバーの拡大部分断面図である。
【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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【国際調査報告】
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