(57)【要約】  一実施形態においては、複合流体処理カートリッジは、サンプルウェルと、変形可能な流体チャンバと、内部に配置されたミキサを有する混合ウェルと、溶解ミキサを含む溶解チャンバと、ミクロ液滴操作のためのエレクトロウェッティンググリッドと、対象の分析物を検出するように構成された電子センサアレイと、を含む。カートリッジを処理するための装置は、カートリッジを受け入れ、カートリッジ上の１以上の個別の場所に対して熱エネルギー、磁力、及び電気接続を選択的に適用するように構成され、特定のシーケンスで、（複数の）変形可能なチャンバを圧縮するように更に構成される。【選択図】図１
2018502309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に形成され、ある体積の流体サンプルを受け入れるように構成されるサンプルウェルと、
前記サンプルウェル上に選択的に配置されるように構成されたクロージャと、
前記基板上に支持され、変形されていない状態においては、その中に流体を保持し、外部圧縮力が印加されたときは、破裂し、流体チャンバから前記流体の少なくとも一部を排出するように構成され、前記基板に形成されたチャネルを介して前記サンプルウェルと流体を通じる変形可能な流体チャンバと、
前記基板に形成され、前記基板に形成されたチャネルを介して前記サンプルウェルと流体を通じ、ウェルを画定する第１の周囲壁と第１のフロアと、混合ウェルと通じる前記チャネルから、前記サンプルウェルに延伸する前記第１の周囲壁の一面に延伸し、前記第１の周囲壁の上端の下で止まる流体入り口シュノーケルと、を備える混合ウェルと、
前記混合ウェル内に配置され、前記混合ウェルの内容物を混合するように構成され、配置された駆動混合装置と、
を備える流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項２】
前記流体入り口シュノーケルは、前記第１の周囲壁の外面を延伸し、前記第１の周囲壁に形成された開口部において止まる、請求項１に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項３】
前記サンプルウェルは、ウェルを画定する第２の周囲壁と第２のフロアと、前記第２の周囲壁の一面に延伸し、前記第２の周囲壁の上端の下で止まる流体入り口シュノーケルと、を備える、請求項１又は請求項２に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項４】
前記混合ウェルは、前記第２のフロアに形成された１以上の開口部を備える出射ポートを更に備え、前記フロアは、前記出射ポートに向かって下方向にテーパ状になっている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項５】
前記駆動混合装置は、前記混合ウェル内に回転可能なように配置された第１のインペラーと、前記流体サンプル処理カートリッジが挿入される装置の噛み合いギアによって駆動可能なように噛み合い、前記噛み合いギアが噛み合ったとき、前記第１のインペラーが回転するように構成されたギアと、を備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項６】
複数の溶解ビーズを含み、前記基板に形成され、前記混合ウェルと前記サンプルウェルとを接続する前記チャネルに沿って配置される溶解チャンバを更に備え、前記サンプルウェルから前記混合ウェルに流れる流体は、前記溶解チャンバを通って流れ、
少なくとも部分的に前記溶解チャンバ内に配置され、前記溶解ビーズと、前記溶解チャンバを通って流れる流体とを攪拌するように構成され、配列されるビーズミキサを更に備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項７】
前記溶解チャンバを前記サンプルウェルに接続する前記チャネルの拡大部分を備える第１の光インタフェースと、
前記溶解チャンバを前記混合ウェルに接続する前記チャネルの拡大部分を備える第２の光インタフェースと、
を更に備える、請求項６に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項８】
前記ビーズミキサは、
前記基板内に搭載されたモータと、
前記溶解チャンバ内に配置され、前記モータの出力シャフトに搭載された第２のインペラーと、
を備える、請求項６又は請求項７に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項９】
前記溶解チャンバは、流体入り口と流体出口とを含み、前記流体入り口と前記流体出口の夫々上に配置され、前記溶解チャンバ内に前記溶解ビーズを保持するように構成されたメッシュフィルタを更に備える、請求項６〜８のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項１０】
前記基板に形成され、前記基板を外部流体圧力源に結合するように構成される圧力ポートと、
前記圧力ポートを前記サンプルウェルに接続する前記基板に形成されたチャネルと、
を更に備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項１１】
前記基板に形成され、前記基板に形成されたチャネルを介して前記混合ウェルと流体を通じる廃棄チャンバと、
前記基板に形成され、前記基板に形成されるチャネルを介して、前記混合ウェルと流体を通じる流体出射ポートと、
前記基板内に配置され、前記混合ウェルから前記廃棄チャンバへ、選択的に流体を流したり、流体を止めたりするように構成され、配置された第１の外部作動可能制御バルブと、
前記基板内に配置され、前記混合ウェルから前記流体出射ポートへ、選択的に、流体を流したり、流体を止めたりするように構成され、配置された第２の外部作動可能制御バルブと、
を更に備える、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項１２】
前記混合ウェルと前記廃棄チャンバとを接続するチャネルに沿って配置される捕捉チャンバを更に備える、請求項１１に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項１３】
前記基板内に配置され、前記混合ウェル内の圧力が閾値圧力より大きくないときに、閉止し、前記混合ウェルから流体が流れないようにし、前記混合ウェル内の圧力が前記閾値圧力を超えて上昇したときに、開き、前記混合ウェルから流体を流れさせるように構成され、配置された受動バルブアセンブリと、
前記基板に形成され、前記基板に形成された圧力導管によって前記受動バルブアセンブリと圧力を通じる圧力ポートであって、前記圧力ポートが閉止されているとき、前記混合ウェル内の圧力は、前記受動バルブアセンブリを開く前記閾値圧力に届くことができ、前記混合ウェルから流体が流れることを許し、前記圧力ポートが開いているときは、前記混合内の圧力は、前記閾値圧力に届く事が出来ず、前記受動バルブアセンブリを閉じる、圧力ポートと、
を更に備える、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項１４】
前記変形可能な流体チャンバと関連し、前記関連した変形可能な流体チャンバと接続されるか、又は、接続可能で、破壊可能な隔壁によって、ランスブリスタ内に保持されるビーズを含み、外部圧縮力の印加時に破裂し、それによって、前記破壊可能な隔壁を通って前記ビーズを押し出すように構成された、ランスブリスタを更に備える、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項１５】
前記カートリッジの少なくとも一部を外部から包む外部とばりを更に備える、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項１６】
複数の変形可能な流体チャンバを備え、前記流体チャンバのそれぞれは、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、オイル、再水和緩衝剤、対象捕捉ビーズ、及び、結合緩衝剤からなるグループから選択される１以上の物質を含む、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項１７】
前記基板に形成され、前記基板に形成されたチャネルを介して前記混合ウェルと流体を通じる第１の流体出射ポートと、
前記基板に形成された第２の流体出射ポートと、
少なくとも２つの変形可能な流体チャンバであって、前記２つの変形可能な流体チャンバのうちの一つは、前記基板に形成されたチャネルを介して前記混合ウェルと流体を通じ、前記２つの変形可能な流体チャンバのうちの他方は、前記第１の流体出射ポートを前記混合ウェルに通じる前記チャネルとは異なる前記基板に形成されたチャネルを介して前記第２の流体出射ポートと流体を通じる、少なくとも２つの変形可能な流体チャンバと、
を更に備える、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項１８】
前記混合ウェルと流体を通じる前記変形可能な流体チャンバは、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、対象捕捉ビーズ、又は、結合緩衝剤を含み、前記第２の流体出射と流体を通じる前記変形可能な流体チャンバは、オイル、又は、再水和緩衝剤を含む、請求項１７に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項１９】
ｉ）基板と、
ｉｉ）前記基板に形成され、ある体積の流体を受け入れるように構成されたサンプルウェルと、
ｉｉｉ）前記サンプルウェル上に選択的に配置されるように構成されたクロージャと、
ｉｖ）前記基板上に支持され、変形されていない状態のときに、その中に流体を保持し、外部圧縮力の印加時に、破裂し、第１の流体チャンバから前記流体の少なくとも一部を排出し、前記基板に形成されたチャネルを介して、前記サンプルウェルと流体を通じる第１の変形可能な流体チャンバと、
ｖ）前記基板に形成され、前記基板に形成されたチャネルを介して前記サンプルウェルと流体を通じる混合ウェルと、
ｖｉ）前記混合ウェル内に配置され、前記混合ウェルの内容物を混合するように構成され、配置された駆動混合装置と、
ｖｉｉ）前記基板に形成され、前記基板に形成されたチャネルを介して前記混合ウェルと流体を通じる第１の流体出射ポートと、
を備えるａ）サンプル調製モジュールと、
前記サンプル調製モジュールに取り付けられ、前記サンプル調製モジュールに形成された前記流体出射ポートを介して、前記サンプル調製モジュールからの流体を受け入れるように構成されたｂ）反応モジュールであって、
１）上部面と、
２）前記上部面の周囲を少なくとも部分的に囲み、前記サンプル調製モジュールの面と流体をシールするように接触し、前記上部面と前記サンプル調製モジュールの前記面との間に介在空間を形成する、上昇壁と、
３）前記サンプル調製モジュールの前記第１の流体出射ポートと流体学的に結合するサンプルチャンバと、 
４）試薬チャンバと、
５）検出チャンバと、
を備えるｉ）上部プレートと、
前記上部プレートの下部面と結合し、流体処理パネルと前記上部プレートとの間に反応・処理空間を画定する流体処理パネルであって、前記反応・処理空間は、前記サンプルチャンバ、前記反応チャンバ、及び前記検出チャンバに対して開くか、又は、開くことができる、ｉｉ）流体処理パネルと、
を備えるｂ）反応モジュールと、
を備える流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項２０】
前記反応モジュールの前記サンプルチャンバは、流体サンプルが、前記サンプルチャンバに入る入り口ポートを含み、前記サンプル調製モジュールの前記第１の流体出射ポートと、前記サンプルチャンバの前記入り口ポートとの間にギャップを含み、前記ギャップは、介在空間に対して開いている、請求項１９に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項２１】
前記サンプル調製モジュールの前記第１の流体出射ポートは、円錐台ニップルを通って形成される出口チャネルを備える、請求項１９に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項２２】
前記反応モジュールは、各検出チャンバに配置された電子センサアレイを更に備える、請求項１９〜２１のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項２３】
前記反応モジュールの前記上部プレートは、１以上のバブルトラップを更に備え、各バブルトラップは、前記反応・処理空間に対して開かれたバブル捕捉フードと、前記介在空間に対して開かれたベント開口部とを備える、請求項１９〜２２のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項２４】
前記サンプル調製モジュールは、
前記基板上に支持され、変形されていない状態においては、内部に流体を保持し、外部圧縮力が印加されたときには、破裂し、流体チャンバから、前記流体の少なくとも一部を排出するように構成される第２の変形可能な流体チャンバと、
前記基板に支持され、前記基板に形成されたチャネルを介して、前記第２の変形可能な流体チャンバと流体を通じる第２の流体出射ポートと、を更に、備え、
前記反応・処理空間は、前記サンプル調製モジュールの前記第２の流体出射ポートに流体学的に結合する、
請求項１９〜２３のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項２５】
前記混合ウェルは、
ウェルを画定する周囲壁とフロアと、
前記混合ウェルと通じる前記チャネルからサンプルウェルまで延伸する前記周囲壁の一面に延伸し、前記周囲壁の上端の下で止まる流体入り口シュノーケルと、
を備える、請求項１９〜２４のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項２６】
前記流体入り口シュノーケルは、前記周囲壁の外面に延伸し、前記周囲壁に形成される開口部において止まる、請求項２５に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項２７】
前記混合ウェルは、前記混合ウェルの前記フロアに形成された１以上の開口部を備える出射ポートを更に備え、前記フロアは、前記出射ポートに向かって下方にテーパ状になっている、請求項２５又は請求項２６に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項２８】
前記駆動混合装置は、前記混合ウェル内に回転可能に配置された第１のインペラーと、前記流体サンプル処理カートリッジが挿入される装置の噛み合いギアによって駆動可能に噛み合わされ、前記噛み合いギアによって噛み合わされたとき、前記第１のインペラーを回転するように構成されたギアと、
を備える、請求項１９〜２５のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項２９】
前記サンプル調製モジュールは、
複数の溶解ビーズを備え、前記基板に形成され、前記混合ウェルと前記サンプルウェルとを接続する前記チャネルに沿って配置される溶解チャンバであって、前記サンプルウェルから前記混合ウェルに流れる流体は、前記溶解チャンバを通って流れる、溶解チャンバと、
前記溶解チャンバ内に少なくとも部分的に配置され、前記溶解ビーズと、前記溶解チャンバを通って流れる流体とを攪拌するように構成され、配置されたビーズミキサと、
を更に備える、請求項１９〜２８のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項３０】
前記溶解チャンバを前記サンプルウェルに接続する前記チャネルの拡大部分を備える第１の光インタフェースと、
前記溶解チャンバを前記混合ウェルに接続する前記チャネルの拡大部分を備える第２の光インタフェースと、
を更に備える、請求項２９に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項３１】
前記ビーズミキサは、
前記基板内に搭載されるモータと、
前記溶解チャンバ内に配置され、前記モータの出力シャフトに搭載される第２のインペラーと、
を備える、請求項２９又は請求項３０に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項３２】
前記溶解チャンバは、流体入り口と流体出口とを含み、前記流体入り口と前記流体出口の夫々の上に配置され、前記溶解チャンバ内に前記溶解ビーズを保持するように構成されたメッシュフィルタと、を更に備える、請求項２９〜３１のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項３３】
前記サンプル調製モジュールは、
前記基板に形成され、前記基板を外部流体圧力源に結合するように構成された圧力ポートと、
前記圧力ポートを前記サンプルウェルに接続する前記基板に形成されたチャネルと、
を更に備える、請求項１９〜３２のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項３４】
前記サンプル調製モジュールは、
前記基板に形成され、前記基板に形成されたチャネルを介して、前記混合ウェルと流体を通じる廃棄チャンバと、
前記基板内に配置され、前記混合ウェルから前記廃棄チャンバへ選択的に流体を流したり、流体を流れなくしたりするように構成され、配置された第１の外部作動可能制御バルブと、
前記基板内に配置され、前記混合ウェルから前記出射ポートへ選択的に流体を流したり、流体を流れなくしたりするように構成され、配置された第２の外部作動可能制御バルブと、
を更に備える、請求項１９〜３３のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項３５】
前記サンプル調製モジュールは、前記混合ウェルと前記廃棄チャンバとを接続するチャネルに沿って配置された捕捉チャンバを更に備える、請求項３４に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項３６】
前記サンプル調製モジュールは、
前記基板内に配置され、前記混合ウェル内の圧力が、閾値圧力より大きくない場合、閉止され、前記混合ウェルからの流体の流れを阻止し、前記混合ウェル内の圧力が前記閾値圧力を超えて上昇する場合、開かれ、前記混合ウェルから流体を流れさせるように構成され、配置された受動バルブアセンブリと、
前記基板に形成され、前記基板に形成された圧力導管によって前記受動バルブアセンブリと圧力を通じる圧力ポートであって、前記圧力ポートが閉じられたとき、前記混合ウェル内の圧力は、前記受動バルブアセンブリを開くであろう前記閾値圧力に届く事ができ、前記混合ウェルから流体を流れさせ、前記圧力ポートが開かれたときには、前記混合ウェル内の圧力が前記閾値圧力に届く事が出来ず、前記受動バルブアセンブリが閉じられる、圧力ポートと、
を更に備える、請求項１９〜３５のいずれか一項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項３７】
前記サンプル調製モジュールは、前記変形可能な流体チャンバに関連し、前記関連した変形可能な流体チャンバに接続されるか、又は、接続可能で、破壊可能な隔壁によって、ランスブリスタ内に保持されるビーズを含み、外部圧縮力が印加された際には、破裂し、それによって、前記破壊可能な隔壁を通して前記ビーズを押すように構成される、ランスブリスタを更に備える、請求項１９〜３６のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項３８】
前記カートリッジの少なくとも一部を外部から包む外部とばりを更に備える、請求項１９〜３７のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項３９】
前記サンプル調製モジュールは、複数の変形可能な流体チャンバを更に備え、前記流体チャンバのそれぞれは、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、オイル、再水和緩衝剤、対象捕捉ビーズ、及び結合緩衝剤からなるグループから選択される物質を含む、請求項１９〜３８のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【請求項４０】
平坦な基板上に支持され、変形されない状態では、内部に流体を保持し、外部圧縮力が印加されたときには、破裂し、流体チャンバから前記流体の少なくとも一部を排出するように構成された変形可能な流体チャンバを含む流体サンプル処理カートリッジを処理するように構成される装置であって、
前記装置に挿入される流体サンプル処理カートリッジを受け入れ、保持するように構成されるカートリッジキャリッジアセンブリと、
前記カートリッジキャリッジアセンブリに隣接し、前記カートリッジキャリッジアセンブリ内に担持される前記カートリッジと動作可能に接触しない第１の位置と、前記カートリッジキャリッジアセンブリ内に担持される前記カートリッジと動作可能に接触する第２の位置との間での、前記カートリッジキャリッジアセンブリに対する移動のために構成される加熱・制御アセンブリと、
前記カートリッジに実質的に磁力を印加しない第１の位置と、前記カートリッジの対応する個別の部分に磁力を印加する第２の位置との間の、加熱・制御アセンブリとは独立な、前記カートリッジに対する移動用に、それぞれが搭載される、１以上の移動可能磁石アセンブリと、
電力供給された移動のために構成され、カムブロックアセンブリの電力が供給された移動を、前記加熱・制御アセンブリの前記第１の位置と前記加熱・制御アセンブリの前記第２の位置との間の、前記カートリッジキャリッジアセンブリに対する前記加熱・制御アセンブリの移動に変換するために、前記加熱・制御アセンブリと動作可能に結合し、前記カムブロックアセンブリの電力が供給された移動を、前記磁石アセンブリの前記第１の位置と前記磁石アセンブリの前記第２の位置との間の前記カートリッジキャリッジアセンブリに対する各磁石アセンブリの移動に変換するために、前記１以上の移動可能な磁石アセンブリに動作可能に結合するカムブロックアセンブリと、
ｅ）前記変形可能な流体チャンバに外部圧縮力を選択的に印加し、前記変形可能なチャンバを破裂させ、前記流体チャンバから前記流体の少なくとも一部を排出するように構成された変形可能なチャンバ圧縮アセンブリと、
を備える装置。
【請求項４１】
前記加熱・制御アセンブリは、
前記加熱・制御アセンブリが、前記第２の位置にあるとき、前記カートリッジの対応する個別の部分に熱勾配を印加するように構成された１以上のヒータアセンブリと、
前記加熱・制御アセンブリが前記第２の位置にあるとき、前記装置と前記カートリッジとの間の電気接続を有効とするように構成された１以上の電気コネクタ素子を含むコネクタボードと、
を備える、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
前記変形可能なチャンバ圧縮アセンブリは、
前記基板の平面とほぼ平行な第１の方向への電力が供給された移動用に構成されたカムフォロワプレートと、
前記カートリッジの前記変形可能なチャンバに関連し、前記基板の前記平面にほぼ垂直な成分を有する第２の方向への移動によって、前記基板に対して前記チャンバを圧縮する力を印加するように構成された圧縮機構と、を備え、
前記カムフォロワプレートは、前記第１の方向の前記カムフォロワプレートの移動を、前記第２の方向の前記圧縮機構の移動に変換し、それによって、前記チャンバに外部圧縮力を印加するために前記圧縮機構と動作可能に結合する、請求項４０又は請求項４１に記載された装置。
【請求項４３】
空気ポンプと前記空気ポンプに接続された空気ポートとを更に備え、前記空気ポートは、前記カートリッジが前記装置に挿入されたとき、前記空気ポンプを前記流体サンプル処理カートリッジの圧力ポートに結合するように構成される、請求項４０〜４２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４４】
前記流体サンプル処理カートリッジの一部を通る流体の流れを検出するように構成された光検出器を更に備える、請求項４０〜４３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４５】
前記流体サンプル処理カートリッジは、駆動ギアを含む駆動混合装置を含み、前記装置は、電力が供給された駆動ギアを含み、ドライビングギアが、前記駆動混合装置の前記駆動ギアに噛み合わない第１の位置と、前記ドライビングギアが、前記駆動ギアと動作可能に噛み合い、前記駆動混合装置を作動させる第２の位置との間で移動可能である混合モータアセンブリを更に備え、前記カムブロックアセンブリは、前記カムブロックアセンブリの電力が与えられた移動を、前記混合モータアセンブリの前記第１の位置と、前記混合モータアセンブリの前記第２の位置との間の、前記混合モータアセンブリの移動に変換するために前記混合モータアセンブリと動作可能に結合する、請求項４０〜４４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４６】
ファンと、
前記ファンから前記ヒータアセンブリの一つの一部へ空気を流すように構成された冷却ダクトと、
を備えるヒータ冷却アセンブリを更に備える、請求項４１〜４５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４７】
前記カートリッジキャリッジアセンブリは、
挿入されるカートリッジを保持するように構成されたカートリッジホルダと、
カートリッジラッチ位置にバイアスされ、前記カートリッジホルダに挿入されたカートリッジをラッチし、前記カートリッジを前記カートリッジホルダ内に保持するように構成されたカートリッジラッチと、
前記カートリッジラッチがカートリッジラッチ位置から解放されたとき、カートリッジを、少なくとも部分的に前記カートリッジホルダの外になるように自動的に押すように構成されたカートリッジ排出機構と、
を備える、請求項４０〜４６のいずれか１項に記載の装置
【請求項４８】
前記加熱・制御アセンブリは、前記１以上のヒータアセンブリと前記コネクタボードとが支持される支持プレートを備え、前記支持プレートは、前記支持プレートの水平方向の動作は防止するが、前記支持プレートの垂直方向の移動を許可して、前記加熱・制御アセンブリがその第１の位置と第２の位置との間で動けるようにする制約構成で、搭載される、請求項４１〜４７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４９】
前記加熱・制御アセンブリの前記ヒータアセンブリの一つは、前記コネクタボードに取り付けられた抵抗加熱素子と、前記抵抗加熱素子と熱的に結合する熱伝導性材料を含む熱拡散器とを備える、請求項４１〜４８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５０】
前記加熱・制御アセンブリの前記ヒータアセンブリの一つは、
熱電素子と、
前記熱電素子と熱的に結合した熱伝導性材料を備える熱拡散器と、
前記熱電素子と複数の熱散逸ロッドとに熱的に接触するパネルを含むヒートシンクと、
を備える、請求項４１〜４９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５１】
前記加熱・制御アセンブリの前記コネクタボードの前記電気コネクタ素子は、複数のコネクタピンアレイを備え、各コネクタピンアレイは、複数のポゴピンを備える、請求項４１〜５０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５２】
前記移動可能な磁石アセンブリの一つは、
スピンドルに搭載され、前記磁石アセンブリの前記第１の位置と前記第２の位置との間で、前記スピンドルの周りに回転するようになっている、磁石ホルダと、
前記磁石ホルダに支持された磁石と、
前記磁石ホルダから延伸するアクチュエータブラケットと、
前記磁石ホルダを、前記磁石アセンブリの前記第１の位置に対応する回転位置にバイアスするように構成されたねじれバネと、
を備える、請求項４０〜５１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５３】
前記移動可能な磁石アセンブリの一つは、
スピンドルに搭載され、前記磁石アセンブリの前記第１の位置と前記第２の位置との間で、前記スピンドルの周りに回転可能とする磁石ホルダフレームと、
前記磁石ホルダフレーム内に配置される磁石アレイと、
前記磁石ホルダフレームに形成された開口部内に配置され、前記磁石アレイの磁力を収束するように構成された収束磁石と、
前記磁石ホルダフレームから延伸するアクチュエータブラケットと、
前記磁石ホルダフレームを、前記磁石アセンブリの前記第１の位置に対応する回転位置にバイアスするように構成されたねじれバネと、
を備える、請求項４０〜５２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５４】
前記カムブロックアセンブリは、前記カムブロックアセンブリに一部で結合する磁石アクチュエータによって、各移動可能な磁石アセンブリに動作可能なように結合し、前記カムブロックアセンブリの電力が供給された移動によって移動可能で、前記磁石アクチュエータが、前記カムブロックアセンブリと共に移動して、前記第１の位置から前記第２の位置への前記磁石アセンブリの対応する回転を引き起こすように、各磁石アセンブリの前記アクチュエータブラケットと噛み合い可能なように構成されるタブを含む、請求項５２又は請求項５３に記載の装置。
【請求項５５】
前記カムブロックアセンブリは、
カムフレームと、
前記カムフレームと結合し、前記カムフレームの電力を与えられた移動を有効とするように構成されたカムブロックモータと、
前記カムフレームに取り付けられた第１及び第２のカムレールであって、前記カムレールのそれぞれは、２つのカムスロットを有し、前記カムブロックアセンブリは、前記加熱・制御アセンブリから前記カムスロットに延伸するカムフォロワによって、前記加熱・制御アセンブリと動作可能に結合し、前記加熱・制御アセンブリに対する前記カムフレームと前記カムレールの移動が、前記カムフォロワと前記カムスロットとの間の対応する相対移動に、前記加熱・制御アセンブリの前記第１の位置に対応する、前記カムスロットのぞれぞれの第１のセグメントと、前記加熱・制御アセンブリの前記第２の位置に対応する、前記カムスロットのそれぞれの第２のセグメントとの間の前記カムフォロワの移動を引き起こさせるようにする、第１及び第２のカムレールと、
を備える、請求項４０〜５４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５６】
前記カムフレームは、
前記加熱・制御アセンブリの一面に沿って延伸する第１の長尺方向の円材と、
前記加熱・制御アセンブリの対向する面に沿って延伸する第２の長尺方向の円材と、
前記第１と第２の長尺方向の円材の間に延伸するクロス円材であって、各カムレールは、前記第１及び第２の長尺方向の円材の一つに取り付けられる、クロス円材と、
を備える、請求項５５に記載の装置。
【請求項５７】
前記変形可能なチャンバ圧縮アセンブリの前記圧縮機構は、
カム面を有し、前記カムアームの一端の周りにピボット動作できるように搭載されるカムアームと、
前記カムアームの対向端に配置された圧縮パッドであって、前記カムアームは、前記圧縮パッドが前記関連する変形可能なチャンバに接触しない第１の位置と、前記圧縮パッドが前記関連する変形可能なチャンバに圧縮力を印加し、少なくとも部分的に、前記チャンバを破裂させる第２の位置との間で、ピボット動作する、圧縮パッドと、
を備える、請求項４２〜５６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５８】
前記変形可能なチャンバ圧縮アセンブリは、カムアームプレートを更に備え、前記圧縮機構の前記カムアームは、前記カムアームプレートに対する前記カムアームのピボット動作のために、前記カムアームプレートに形成されたスロット内にピボット動作可能なように搭載され、前記カムアームの前記カム面は、前記カムアームプレートの面の上に、前記スロットから出て突出し、前記カムフォロワプレートは、前記カムアームを第１の位置から第２の位置へピボット動作させるように、前記カムアームプレートに対する前記カムフォロワプレートの移動の間、前記圧縮機構の前記カム面に噛み合う前記カムフォロワプレートのカムフォロワ素子によって、前記圧縮機構に動作可能に結合する、請求項５７に記載の装置。
【請求項５９】
前記カムフォロワプレートは、前記カムアームプレートの前記面の上に突出する前記カムアームの前記カム面を受け入れるカム溝を備え、前記カムフォロワ素子は、前記カムフォロワプレートが前記カムアームプレートに対して移動して、前記カムアームを第１の位置から第２の位置へピボット動作させる際に、前記カム面に接触する前記カム溝内に配置されたフォロワ隆起を備える、請求項５８に記載の装置。
【請求項６０】
それぞれが、前記カムアームプレートとカムアーム面に形成されたスロット内にピボット動作可能に搭載されるカムアームを備える複数の圧縮機構を備え、前記カムフォロワプレートは、複数のカム溝を備え、各カム溝は、少なくとも一つの前記圧縮機構に関連付けられ、各カム溝は、前記関連する圧縮機構の前記カムアームを第１の位置から第２の位置にピボット動作させるように、前記カムフォロワプレートが、前記カムアームプレートに対して移動する際、前記関連する圧縮機構の前記カム面に接触する前記カム溝内に配置されるフォロワ隆起を含む、請求項５９に記載の装置。
【請求項６１】
前記サンプル処理カートリッジは、複数の変形可能な流体チャンバを含み、前記変形可能なチャンバ圧縮アセンブリは、複数の圧縮機構を備え、各圧縮機構は、前記変形可能な流体チャンバの一つに関連付けられ、前記カムフォロワプレートは、前記第１の方向への前記カムフォロワプレートの移動を、前記第２の方向の前記圧縮機構のそれぞれの移動へ変換し、それによって、特定のシーケンスで、前記関連するチャンバのそれぞれに外部圧縮力を印加するために、前記圧縮機構に動作可能なように結合する、請求項４２〜６０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６２】
前記流体サンプル処理カートリッジは、外部から作動されない場合には、前記バルブを通って流体が流れるようにし、外部から作動される場合には、前記バルブを通って流体が流れないようにすることにより、流体の流れを選択的に制御するように構成された外部作動可能制御バルブを含み、前記装置は、前記サンプル処理カートリッジの前記外部作動可能制御バルブに関連し、前記基板の前記平面に対しほぼ垂直な成分を有する第２の方向の移動によって、前記関連する外部作動可能制御バルブを作動させるように構成されるバルブアクチュエータ圧縮機構を更に備え、前記カムフォロワプレートは、前記第１の方向への前記カムフォロワプレートの移動を、前記第２の方向への前記バルブアクチュエータ圧縮機構の移動に変換し、それによって、前記関連する外部作動可能制御バルブを作動させるために、前記バルブアクチュエータ圧縮機構に動作可能に結合する、請求項４０〜６１のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示の主題は、サンプル−回答（sample to answer）結果を提供する一体化された複合デバイスにおいて、臨床・分子診断を提供するためのシステム及び方法に関する。特には、この開示は、サンプルが添加されることができ、サンプルへの診断的アッセイ又は他の処理を実行するための、試薬、緩衝剤、及び他の処理材料を含む、カートリッジ、及び、複数のそのようなカートリッジを独立に処理するように構成された装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
臨床・分子診断の分野に於ける一つの大きな問題は、最小限のサンプルの取り扱いおよび調製と、経験の多い臨床研究所職員への最小限の要件とを要求する、「サンプル−回答」システムを有する能力である。多くのシステムが提案されたが、現在まで、これらの要求に十分合致するそのような商用システムが実質存在しない。本発明の態様は、そのような、一体化された複合システムを提供する。
【発明の概要】
【０００３】
本発明は、核酸を含む、対象の分析物の検出に基づく、分子診断方法と、合成物とを提供する。本明細書で記述するシステムは、サンプルの抽出（例えば、細胞溶解）、及び検出前のサンプルの調製を一般に含む、サンプルの幾つかのチップ外での扱い（off chip handling ）を要求する現在の商用システムとは対照的に、完全に一体化された「サンプル−回答」システムである。従って、現在のシステムの態様によると、サンプルは、テストプラットフォームに搭載され、対象の分析物サンプルが抽出され、必要に応じて増幅され（例えば、等温増幅法も同様に使うことができるが、対象の分析物が核酸である場合、ポリメラーゼ連鎖反応（polymerase chain reaction）技術が用いられ）、それから、電気化学的検出を用いて、本明細書で、一般に、「複合カートリッジ」又は「流体サンプル処理カートリッジ」と呼ばれる、ミクロ流体プラットフォーム上の全てが検出される。
【０００４】
本システムに特有の有用性は、この一体化システムの簡単さであり、高速性である。例えば、サンプルをシステムに導入する前には、わずかに２つの操作しか要求されず、使用しやすく、且つ、高度にトレーニングされた研究所職員を必要としないという両方を可能とする。本システムに対する重要な利点は、また、幾つかの実施形態においては、一般に、サンプルの導入からアッセイ結果の報告までわずか約４５〜９０分で、殆どの結果は、約６０〜７０分以下で報告される、サンプルから回答までの速度である。これは、診断のための迅速な解析と適切な処置の迅速な開始に依存する研究所と医師の両方への大きな利点を表す。更に、以下に概略が示されるように、単一のカートリッジ上で高度に複合化された複数のテストを実行する能力のみではなく、完全にランダムなアクセスで、複数のカートリッジを解析する能力は、臨床研究所の状況において大きな利点である。本システムの更なる利点は、ポイント・オブ・ケア（point-of-care）診断のために用いられることができるということである。
【０００５】
従って、本発明の態様は、サンプルから、対象の分析物を検出することを可能とする一体化されたシステムに向けられる。
【０００６】
例えば、本発明の態様は、基板と、基板に形成されたサンプルウェルと、クロージャと、基板上に支持された変形可能な流体チャンバと、基板に形成された混合ウェルと、混合ウェル内に配置された駆動混合装置と、を備える、流体サンプル処理カートリッジで具現化される。サンプルウェルは、ある体積の流体サンプルを受け入れるように構成され、クロージャは、サンプルウェルの上に、選択的に配置されるように構成される。変形可能な流体チャンバは、変形されていない状態では、内部の流体を保持するように、外部圧縮力を印加したときには、流体チャンバから流体の少なくとも一部を排出するために、破裂するように構成される。変形可能な流体チャンバは、基板に形成されるチャネルを介して、サンプルウェルと流体を通じる。混合ウェルは、基板に形成されたチャネルを介して、サンプルウェルと流体を通じ、ウェルを規定する第１の周囲壁と第１のフロアと、混合ウェルをサンプルウェルに通じさせるチャネルから延伸する第１の周囲壁の一面を延伸し、第1の周辺壁の上端の下で止まる流体入り口シュノーケルとを備える。駆動混合装置は、混合ウェルの内容物を混合するように構成され、配置される。
【０００７】
本発明の更なる態様によると、流体入り口シュノーケルは、第１の周囲壁の外面を延伸し、第１の周囲壁に形成される開口部において止まる。
【０００８】
本発明の更なる態様によると、サンプルウェルは、ウェルを規定する第２の周囲壁および第２のフロアと、第２の周囲壁の一面を延伸し、第２の周囲壁の上端の下で止まる流体入り口シュノーケルとを備える。
【０００９】
本発明の更なる態様によると、混合ウェルは、混合ウェルのフロアに形成された１以上の開口部を備える出射ポートを更に備え、フロアは、出射ポートに向かって、下側にテーパ状になっている。
【００１０】
本発明の更なる態様によると、駆動混合装置は、混合ウェル内に回転可能なように配置された第１のインペラーと、流体サンプル処理カートリッジが挿入される装置の噛み合い（mating）ギアによって駆動可能に噛み合わされ、噛み合いギアによって噛み合わされたとき、第１のインペラーを回転させるように構成されたギアと、を備える。
【００１１】
本発明の更なる態様によると、サンプル処理カートリッジは、複数の溶解ビーズを含む溶解チャンバであって、基板に形成され、混合ウェルとサンプルウェルとを接続するチャネルに沿って配置される溶解チャンバを更に備え、それによって、サンプルウェルから混合ウェルに流れる流体は、溶解チャンバを通って流れる。サンプル処理カートリッジは、少なくとも部分的に溶解チャンバ内に配置され、溶解ビーズと溶解チャンバを通って流れる流体とをかき回すように構成され、配置されたビーズミキサを更に備える。
【００１２】
本発明の更なる態様によると、サンプル処理カートリッジは、溶解チャンバをサンプルウェルに接続するチャネルの拡大部分を備える第１の光インタフェースと、溶解チャンバを混合ウェルに接続するチャネルの拡大部分を備える第２の光インタフェースとを更に備える。
【００１３】
本発明の更なる態様によると、ビーズミキサは、基板内に搭載されたモータと、溶解チャンバ内に配置され、モータの出力シャフト上に搭載された第２のインペラーとを備える。
【００１４】
本発明の更なる態様によると、溶解チャンバは、流体入り口と流体出口とを含み、流体入り口と流体出口の夫々の上に配置され、溶解チャンバ内に、溶解ビーズを保持するように構成されたメッシュフィルタを更に備える。
【００１５】
本発明の更なる態様によると、サンプル処理カートリッジは、基板に形成され、基板を外部流体圧力源に結合するように構成された圧力ポートと、圧力ポートをサンプルウェルに接続する基板に形成されたチャネルと、を更に備える。
【００１６】
本発明の更なる態様によると、サンプル処理カートリッジは、基板に形成された廃棄チャンバであって、基板に形成されたチャネルを介して混合ウェルと流体を通じる廃棄チャンバと、基板に形成されたチャネルを介して、混合ウェルと流体を通じる、基板内に形成された流体出射ポートと、基板内に配置され、混合ウェルから廃棄チャンバへ流体を選択的に流れさせたり、流れを止めたりするように構成され、配置された第１の外部作動可能制御バルブと、基板内に配置され、混合ウェルから流体出射ポートへ流体の流れを選択的に可能にしたり、流れを止めたりするように構成され、配置された第２の外部作動可能制御バルブと、を更に備える。
【００１７】
本発明の更なる態様によると、サンプル処理カートリッジは、混合ウェルと廃棄チャンバとを接続するチャネルに沿って配置される捕捉チャンバを更に備える。
【００１８】
本発明の更なる態様によると、サンプル処理カートリッジは、基板内に配置された受動バルブアセンブリと、基板に形成され、基板に形成された圧力導管によって、受動バルブアセンブリと圧力を通じる圧力ポートとを更に備える。受動バルブアセンブリは、混合ウェル内の圧力が、閾値圧力より大きくないとき、閉止して、混合ウェルから流体が流れるのを防止し、混合ウェル内の圧力が閾値圧力を超えて上昇したら、開いて、混合ウェルから流体が流れることを可能とするように構成され、配置される。圧力ポートが閉止されているときは、混合ウェル内の圧力は、受動バルブアセンブリを開く閾値圧力に届き、混合ウェルから流体が流れることを可能とし、圧力ポートが開いているときは、混合内の圧力は、閾値圧力に届かず、受動バルブアセンブリが閉止される。
【００１９】
本発明の更なる態様によると、サンプル処理カートリッジは、変形可能な流体チャンバに関連したランスブリスタを更に備える。ランスブリスタは、関連する変形可能な流体チャンバに接続され、又は、接続可能で、破壊可能な隔壁によってランスブリスタ内に保持されるビーズを含む。ランスブリスタは、外部圧縮力が印加されると破裂し、それによってビーズを破壊可能な隔壁を通って押し出すように構成される。
【００２０】
本発明の更なる態様によると、サンプル処理カートリッジは、カートリッジの少なくとも一部を外部から包む外部とばりを更に備える。
【００２１】
本発明の更なる態様によると、サンプル処理カートリッジは、複数の変形可能な流体チャンバを更に備え、流体チャンバのそれぞれは、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、オイル、再水和緩衝剤、対象捕捉ビーズ、及び結合緩衝剤からなるグループから選択される物質の１以上を含む。
【００２２】
本発明の更なる態様によると、サンプル処理カートリッジは、基板に形成され、基板に形成されたチャネルを介して混合ウェルと流体を通じる第１の流体出射ポートと、基板に形成された第２の流体出射ポートと、少なくとも２つの変形可能な流体チャンバと、を更に備える。２つの変形可能な流体チャンバの一つは、基板に形成されたチャネルを介して、混合ウェルと流体を通じ、２つの変形可能な流体チャンバの他方は、混合ウェルと第１の流体出射ポートとを通じるチャネルとは異なる、基板に形成されたチャネルを介して第２の流体出射ポートと流体を通じる。
【００２３】
本発明の更なる態様によると、混合ウェルと流体を通じる変形可能な流体チャンバは、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、対象捕捉ビーズ、又は、結合緩衝剤を含み、第２の流体出射と流体を通じる変形可能な流体チャンバは、オイル、又は、再水和緩衝剤を含む。
【００２４】
本発明の更なる態様は、反応モジュールを備えるサンプル調製モジュールを備える流体サンプル処理カートリッジによって、具現化される。サンプル調製モジュールは、基板と、基板に形成され、ある体積の流体サンプルを受けるように構成されたサンプルウェルと、サンプルウェルの上部に選択的に配置されるように構成されるクロージャと、基板上に支持され、変形されていない状態では、流体を内部に保持し、第１の流体チャンバから流体の少なくとも一部を追い出すために、外部圧縮力が印加された場合には、つぶれるように構成された第１の変形可能流体チャンバであって、基板に形成されたチャネルを介して、サンプルウェルと流体を通じるようになっている第１の変形可能流体チャンバと、基板に形成されたチャネルを介して、サンプルウェルと流体を通じるようになっている混合ウェルと、混合ウェル内に配置され、混合ウェルの内容物を混合するように構成され、配置された駆動混合装置と、基板に形成された第１の流体出口ポートであって、基板に形成されたチャネルを介して混合ウェルと流体を通じるようになっている第１の流体出口ポートと、を備える。反応モジュールは、サンプル調製モジュールに取り付けられ、サンプル調製モジュール内に形成された流体出口ポートを介して、サンプル調製モジュールから流体を受けるように構成されている。反応モジュールは、上面を備える上部プレートと、上面の周囲を少なくとも部分的に囲み、サンプル調製モジュールの面と流体を封止するように接触し、上面とサンプル調製モジュールの面との間に介在空間を形成する上昇壁と、サンプル調製モジュールの第１の流体出口ポートに流体学的に結合したサンプルチャンバと、試薬チャンバと、検出チャンバと、上部プレートの下面と結合し、流体処理パネルと上部プレートの間に、反応・処理空間を画定する流体処理パネルと、を備える。反応・処理空間は、サンプルチャンバ、反応チャンバ、及び、検出チャンバに対して、開いているか、又は、開くことが可能である。
【００２５】
本発明の更なる態様によると、反応モジュールは、流体サンプルがサンプルチャンバに入る入り口ポートを含み、サンプル調製モジュールの第１の流体出射ポートと、サンプルチャンバの入り口ポートとの間にギャップを含み、ギャップは、介在空間に対し開いている。
【００２６】
本発明の更なる態様によると、サンプル調製モジュールの第１の流体出射ポートは、円錐台ニップルを通って形成される出口チャネルを備える。
【００２７】
本発明の更なる態様によると、流体サンプル処理カートリッジの反応モジュールは、各検出チャンバに配置された電子センサアレイを更に備える。
【００２８】
本発明の更なる態様によると、反応モジュールの上部プレートは、１以上のバブルトラップを更に備え、各バブルトラップは、反応・処理空間に対して開かれたバブル捕捉フードと、介在空間に対して開かれたベント開口部とを備える。
【００２９】
本発明の更なる態様によると、サンプル調製モジュールは、基板上に支持され、変形されていない状態においては、その中に流体を保持し、外部圧縮力が印加されたときは、破裂し、流体チャンバから流体の少なくとも一部を排出するように構成された第２の変形可能な流体チャンバと、基板に形成された第２の流体出射ポートとを更に備える。第２の流体出射ポートは、基板に形成されたチャネルを介して、第２の変形可能な流体チャンバと流体を通じ、反応・処理空間は、サンプル調製モジュールの第２の流体出射ポートに流体学的に結合される。
【００３０】
本発明の更なる態様によると、混合ウェルは、ウェルを画定する周囲壁およびフロアと、混合ウェルと通じるチャネルからサンプルウェルに延伸する周囲壁の一面を延伸し、周囲壁の上端の下で止まる流体入り口シュノーケルとを備える。
【００３１】
本発明の更なる態様によると、流体入り口シュノーケルは、周囲壁の外面を延伸し、周囲壁内に形成される開口部において止まる。
【００３２】
本発明の更なる態様によると、混合ウェルは、混合ウェルのフロアに形成された１以上の開口部を備える出射ポートを更に備え、フロアは、出射ポートに向かって下方向にテーパ状になっている。
【００３３】
本発明の更なる態様によると、駆動混合装置は、混合ウェル内に回転可能に配置された第１のインペラーと、流体サンプル処理カートリッジが挿入される装置の噛み合いギアによって駆動可能なように噛み合わされ、噛み合いギアが噛み合うとき、第１のインペラーを回転するように構成されたギアと、を備える。
【００３４】
本発明の更なる態様によると、サンプル調製モジュールは、複数の溶解ビーズを備え、基板に形成され、混合ウェルとサンプルウェルとを接続するチャネルに沿って配置される溶解チャンバを更に備え、それによって、サンプルウェルから混合ウェルに流れる流体は、溶解チャンバを通って流れ、サンプル調整モジュールは、少なくとも部分的に溶解チャンバ内に配置され、溶解ビーズと溶解チャンバを通って流れる流体とを攪拌するように構成され、配置されたビーズミキサを備える。
【００３５】
本発明の更なる態様によると、ビーズミキサは、基板内に搭載されたモータと、溶解チャンバ内に配置され、モータの出力シャフト上に搭載された第２のインペラーとを備える。
【００３６】
本発明の更なる態様によると、流体サンプル処理カートリッジは、溶解チャンバをサンプルウェルに接続するチャネルの拡大部分を備える第１の光インタフェースと、溶解チャンバを混合ウェルに接続するチャネルの拡大部分を備える第２の光インタフェースとを更に備える。
【００３７】
本発明の更なる態様によると、溶解チャンバは、流体入り口と流体出口とを含み、各流体入り口及び流体出口上に配置され、溶解チャンバ内に溶解ビーズを保持するように構成されたメッシュフィルタを更に備える。
【００３８】
本発明の更なる態様によると、サンプル調製モジュールは、基板に形成され、基板を外部流体圧力源に結合するように構成された圧力ポートと、圧力ポートをサンプルウェルに接続する基板内に形成されたチャネルと、を更に備える。
【００３９】
本発明の更なる態様によると、サンプル調製モジュールは、基板に形成され、基板に形成されたチャネルを介して混合ウェルと流体を通じる廃棄チャンバと、基板内に配置され、混合ウェルから廃棄チャンバへ選択的に流体を流したり、流体を流れなくするように構成され、配置された第１の外部作動可能制御バルブと、基板に配置され、混合ウェルから出射ポートへ選択的に流体を流したり、流体を流れなくするように構成され、配置された第２の外部作動可能制御バルブと、を更に備える。
【００４０】
本発明の更なる態様によると、サンプル調製モジュールは、混合ウェルと廃棄チャンバとを接続するチャネルに沿って配置される捕捉チャンバを更に備える。
【００４１】
本発明の更なる態様によると、サンプル調製モジュールは、基板内に配置され、混合ウェル内の圧力が、閾値圧力より大きくない場合に、閉止し、混合ウェルから流体が流れないようにし、混合ウェル内の圧力が、閾値圧力を超えて上昇する場合、開き、混合ウェルから流体が流れる事ができるように構成され、配置される受動バルブアセンブリと、基板に形成され、基板に形成された圧力導管によって、受動バルブアセンブリと圧力を通じる圧力ポートと、を更に備える。圧力ポートが閉止されているとき、混合ウェル内の圧力は、受動バルブアセンブリを開く閾値圧力に届き、混合ウェルから流体が流れることを可能とし、圧力ポートが開放されているときは、混合ウェル内の圧力が、閾値圧力に届かず、受動バルブアセンブリが閉止される。
【００４２】
本発明の更なる態様によると、サンプル調製モジュールは、変形可能な流体チャンバに関連したランスブリスタを更に備える。ランスブリスタは、関連した変形可能な流体チャンバに接続され、又は、接続可能で、破壊可能な隔壁によってランスブリスタ内に保持されるビーズを含む。ランスブリスタは、外部圧縮力が印加されると、破裂するように構成され、それによって、破壊可能な隔壁を通って、ビーズを押し出す。
【００４３】
本発明の更なる態様によると、外部とばりは、カートリッジの少なくとも一部を外部から包む。
【００４４】
本発明の更なる態様によると、サンプル調製モジュールは、複数の変形可能な流体チャンバを更に備え、各流体チャンバは、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、オイル、再水和緩衝剤、対象捕捉ビーズ、及び結合緩衝剤からなるグループから選択された物質を含む。
【００４５】
本発明の更なる態様は、平坦な基板上に支持され、変形されていない状態では、その内部に流体を保持し、外部圧縮力が印加された場合には、破裂して、流体チャンバから流体の少なくとも一部を排出するように構成された変形可能な流体チャンバを含む流体サンプル処理カートリッジを処理するように構成された装置で具現化される。この装置は、この装置に挿入された流体サンプル処理カートリッジを受け入れ、保持するように構成されたカートリッジキャリッジアセンブリを備える。加熱・制御アセンブリは、カートリッジキャリッジアセンブリに隣接して配置され、カートリッジキャリッジアセンブリ内に担持されるカートリッジと動作接触していない第１の位置と、カートリッジキャリッジアセンブリ内に担持されるカートリッジと動作接触する第２の位置との間の、カートリッジキャリッジアセンブリに対する移動のために構成される。１以上の移動可能磁石アセンブリは、それぞれ、カートリッジに実質的に磁力を印加しない第１の位置と、カートリッジの対応する個別部分に磁力を印加する第２の位置との間の、加熱・制御アセンブリとは独立の、カートリッジに対する移動のために搭載される。カムブロックアセンブリは、電力供給された移動用に構成され、カムブロックアセンブリの電力供給された移動を、加熱・制御アセンブリの第１の位置と加熱・制御アセンブリの第２の位置との間のカートリッジキャリッジアセンブリに対する、加熱・制御アセンブリの移動に変換するために、加熱・制御アセンブリに動作可能に結合する。カムブロックアセンブリは、カムブロックアセンブリの電力供給された移動を、磁石アセンブリの第１の位置と磁石アセンブリの第２の位置との間のカートリッジキャリッジアセンブリに対する、各磁石アセンブリの移動に変換するために、１以上の移動可能磁石アセンブリと動作可能に結合する。変形可能なチャンバ圧縮アセンブリは、変形可能なチャンバを破裂させ、流体チャンバから流体の少なくとも一部を排出するために、変形可能な流体チャンバへ外部圧縮力を選択的に印加するように構成される。
【００４６】
本発明の更なる態様によると、加熱・制御アセンブリは、加熱・制御アセンブリが第２の位置にあるとき、カートリッジの対応する個別部分に、熱勾配を適用するように構成された１以上のヒータアセンブリと、加熱・制御アセンブリが第２の位置にあるとき、装置とカートリッジとの間の電気接続をもたらすように構成された１以上の電機コネクタ素子を含むコネクタボードとを備える。
【００４７】
本発明の更なる態様によると、変形可能なチャンバ圧縮アセンブリは、基板の平面にほぼ平行な第１の方向への電力供給された移動のために構成されたカムフォロワプレートと、カートリッジの変形可能なチャンバに関連し、基板の平面にほぼ垂直な成分を有する第２の方向への移動により、基板に対して、チャンバを圧縮する力を印加するように構成された圧縮機構とを備える。カムフォロワプレートは、カムフォロワプレートの第１の方向の移動を、圧縮機構の第２の方向への移動に変換して、それによって、チャンバに外部圧縮力を印加するように、圧縮機構に動作可能に結合される。
【００４８】
本発明の更なる態様によると、装置は、空気ポンプと空気ポンプに接続された空気ポートを更に備え、空気ポートは、カートリッジが装置に挿入されたとき、空気ポンプを流体サンプル処理カートリッジの圧力ポートに結合するように構成されている。
【００４９】
本発明の更なる態様によると、装置は、流体サンプル処理カートリッジの一部を通って流れる流体を検出するように構成される光検出器を更に備える。
【００５０】
本発明の更なる態様によると、流体サンプル処理カートリッジは、駆動ギアを含む駆動混合装置を含み、装置は、電力供給された駆動ギアを含む混合モータアセンブリを更に備える。混合モータは、駆動ギアが、駆動混合装置の駆動ギアと噛み合わない第１の位置と、駆動ギアが、駆動混合装置を作動させるように駆動ギアと動作可能に噛み合う第２の位置の間で移動可能である。カムブロックアセンブリは、カムブロックアセンブリの電力供給された移動を、混合モータアセンブリの第１の位置と混合モータアセンブリの第２の位置との間の混合モータアセンブリの移動に変換するために、混合モータアセンブリに動作可能に結合される。
【００５１】
本発明の更なる態様によると、装置は、ファンと、ファンからの空気流を、ヒータアセンブリの一つの一部に向けるように構成された冷却ダクトとを備えるヒータ冷却アセンブリを更に備える。
【００５２】
本発明の更なる態様によると、カートリッジキャリッジアセンブリは、挿入されるカートリッジを保持するように構成されたカートリッジホルダと、カートリッジラッチ位置にバイアスされ、カートリッジをカートリッジホルダ内に保持するために、カートリッジホルダに挿入されたカートリッジをラッチするように構成されたカートリッジラッチと、カートリッジラッチがカートリッジラッチ位置から解放された時、カートリッジホルダから少なくとも部分的に外にでるようにカートリッジを自動的に押すように構成されたカートリッジ排出機構と、を備える。
【００５３】
本発明の更なる態様によると、加熱・制御アセンブリは、１以上のヒータアセンブリとコネクタボードが支持される支持プレートを備える。支持プレートは、加熱・制御アセンブリの、第１と第２の位置間の移動を可能とするために、支持プレートの水平移動を防止するが、支持プレートの垂直移動は許す、制約構造に搭載される。
【００５４】
本発明の更なる態様によると、加熱・制御アセンブリのヒータアセンブリは、コネクタボードに取り付けられた抵抗加熱素子と、抵抗加熱素子に熱的に結合された熱伝導性材料を備える熱拡散器とを備える。
【００５５】
本発明の更なる態様によると、加熱・制御アセンブリのヒータアセンブリの一つは、熱電素子と、熱電素子に熱的に結合する熱伝導性材料を備える熱拡散器と、熱電素子と複数の熱散逸ロッドとに熱的に接触するパネルを含むヒートシンクと、を備える。
【００５６】
本発明の更なる態様によると、加熱・制御アセンブリのコネクタボードの電気コネクタ素子は、複数のコネクタピンアレイを備え、各コネクタピンアレイは、複数のポゴピンを備える。
【００５７】
本発明の更なる態様によると、移動可能な磁石アセンブリの一つは、磁石アセンブリの第１の位置と第２の位置の間のスピンドルの周りに回転可能なように、スピンドル上に搭載される磁石ホルダと、磁石ホルダ上に支持される磁石と、磁石ホルダから延伸するアクチュエータブラケットと、磁石ホルダを、磁石アセンブリの第１の位置に対応する回転位置にバイアスするように構成されたねじれバネと、を備える。
【００５８】
本発明の更なる態様によると、移動可能な磁石アセンブリの一つは、磁石アセンブリの第１の位置と第２の位置の間のスピンドルの周りで回転可能なように、スピンドル上に搭載される磁石ホルダフレームと、磁石ホルダフレーム内に配置される磁石アレイと、磁石ホルダフレームに形成される開口部内に配置され、磁石アレイの磁力を収束するように構成された収束磁石と、磁石ホルダフレームから延伸するアクチュエータブラケットと、磁石アセンブリの第１の位置に対応する回転位置へ、磁石ホルダフレームをバイアスするように構成されるねじれバネと、を備える。
【００５９】
本発明の更なる態様によると、カムブロックアセンブリは、カムブロックアセンブリの電力供給された移動によって移動可能なように、カムブロックアセンブリに対して、その一部で結合される磁石アクチュエータによって、各移動可能な磁石アセンブリへ動作可能なように結合され、磁石アクチュエータが、カムブロックアセンブリと共に移動して、第１の位置から第２の位置への磁石アセンブリの対応する回転を引き起こすように、各磁石アセンブリのアクチュエータブラケットに噛み合い可能なように構成されるタブを含む。
【００６０】
本発明の更なる態様によると、カムブロックアセンブリは、カムフレームと、カムフレームに結合され、カムフレームの電力供給された移動をもたらすように構成されたカムブロックモータと、カムフレームに取り付けられた第１及び第２のカムレールと、を備える。カムレールのそれぞれは、２つのカムスロットを有する。カムブロックアセンブリは、加熱・制御アセンブリからカムスロットへ延伸するカムフォロワによって、加熱・制御アセンブリに動作可能に結合され、加熱・制御アセンブリに対するカムフレームとカムレールの移動が、加熱・制御アセンブリの第１の位置に対応するカムスロットのそれぞれ第１のセグメントと、加熱・制御アセンブリの第２の位置に対応するカムスロットのそれぞれ第２のセグメントとの間でカムフォロワを移動するために、カムフォロワとカムスロットとの間の対応する相対移動を引き起こすようにする。
【００６１】
本発明の更なる態様によると、カムフレームは、加熱・制御アセンブリの一面に沿って延伸する第１の長尺方向の円材と、加熱・制御アセンブリの対向する面に沿って延伸する第２の長尺方向の円材と、第１と第２の長尺方向の円材の間に延伸するクロス円材と、を備える。各カムレールは、第１と第２の長尺方向の円材の一つに取り付けられる。
【００６２】
本発明の更なる態様によると、変形可能なチャンバ圧縮アセンブリの圧縮機構は、カム面を有し、カムアームの一端と、カムアームの対向端に配置された圧縮パッドとの周りでピボット動作できるように、搭載されるカムアームを備え、カムアームは、圧縮パッドが、関連する変形可能なチャンバに接触しない第１の位置と、圧縮パッドが、少なくとも部分的に、チャンバを破裂させるために、関連した変形可能なチャンバへ圧縮力を印加する第２の位置の間でピボット動作可能である。
【００６３】
本発明の更なる態様によると、変形可能なチャンバ圧縮アセンブリは、カムアームプレートを更に備え、圧縮機構のカムアームは、カムアームプレートに対するカムアームのピボット状動作のために、カムアームプレートに形成されるスロット内にピボット動作可能なように搭載される。カムアームのカム面は、カムアームプレートの面上のスロットから突出する。カムフォロワプレートは、カムアームに、第１の位置から第２の位置へ、ピボット動作させるために、カムアームプレートに対するカムフォロワプレートの移動の間、圧縮機構のカム面と噛み合う、カムフォロワプレートのカムフォロワ素子によって、圧縮機構に動作可能なように結合される。
【００６４】
本発明の更なる態様によると、カムフォロワプレートは、カムアームプレートの面上に突出するカムアームのカム面を受け入れるカム溝を備え、カムフォロワ素子は、カムアームに第１の位置から第２の位置にピボット動作させるために、カムアームプレートに対して、カムフォロワプレートが移動する際、カム面に接触するカム溝内に配置されるフォロワ隆起を備える。
【００６５】
本発明の更なる態様によると、装置は、複数の圧縮機構を更に備え、それぞれは、カムアームプレートとカムアーム面に形成されたスロット内にピボット可能なように搭載されるカムアームを備え、カムフォロワプレートは、複数のカム溝を備え、それぞれのカム溝は、圧縮機構の少なくとも一つに関連し、関連する圧縮機構のカムアームを、第１の位置から第２の位置へピボット移動させるために、カムアームプレートに対して、カムフォロワプレートが移動する際、関連する圧縮機構のカム面に接触するカム溝内に配置されるフォロワ隆起を各カム溝は含む。
【００６６】
本発明の更なる態様によると、サンプル処理カートリッジは、複数の変形可能な流体チャンバを含み、変形可能なチャンバ圧縮アセンブリは、複数の圧縮機構を備える。各圧縮機構は、変形可能な流体チャンバの一つと関連し、カムフォロワプレートは、圧縮機構と動作可能に結合し、カムフォロワプレートの第１の方向への移動を、圧縮機構の夫々の第２の方向への移動に変換し、それによって、特定のシーケンスで、関連するチャンバのそれぞれに外部圧縮力を印加するようにする。
【００６７】
本発明の更なる態様によると、流体サンプル処理カートリッジは、外部から作動されない場合、バルブを通っての流体の流れを許可し、外部から作動される場合には、バルブを通っての流体の流れを阻止することにより、選択的に流体の流れを制御するように構成された外部作動可能制御バルブを含む。装置は、サンプル処理カートリッジの外部作動可能制御バルブに関連し、基板の平面とほぼ垂直な成分を有する第２の方向への移動により、関連する外部作動可能制御バルブを作動するように構成されるバルブアクチュエータ圧縮機構を更に備える。カムフォロワプレートは、バルブアクチュエータ圧縮機構に動作可能に結合され、カムフォロワプレートの第１の方向の移動をバルブアクチュエータ圧縮機構の第２の方向への移動へ変換し、それによって、関連した外部作動可能な制御バルブを作動させる。
【００６８】
この開示の主題の他の特徴と特性は、動作の方法、構造の関連した素子と部品の組み合わせの機能、及び製造の経済性と共に、全てがこの明細書の一部を形成する添付の図面を参照して、以下の記述と任意の添付の請求項を考慮すれば、より明らかとなるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
ここに組み込まれ、本明細書の一部を形成する添付の図面は、この開示の主題の様々な実施形態を図示する。図面においては、同様な参照符号は、同一又は機能的に同様な要素を示す。
【００７０】
【図１】本発明の態様を具現化する複合カートリッジの上部斜視図である。
【図２】複合カートリッジの上部平面図である。
【図３】同定ラベルが添付された複合カートリッジの上部平面図である。
【図４】複合カートリッジの分解斜視図である。
【図５】複合カートリッジの変形可能な流体コンパートメント（又はブリスタ）の断面の部分斜視図である。
【図６】複合カートリッジのサンプルウェル及びサンプルキャップの詳細な斜視図である。
【図７】図２における線７−７に沿ったサンプルウェルの断面斜視図である。
【図８Ａ】複合カートリッジの混合ウェル及びミキサの詳細な斜視図である。
【図８Ｂ】複合カートリッジの別の混合ウェルの詳細な斜視図である。
【図８Ｃ】図８Ｃの混合ウェルの上部平面図である。
【図９Ａ】図２における線９−９に沿った混合ウェル及びミキサの断面図である。
【図９Ｂ】図８Ｂ及び図８Ｃの別の混合ウェルとその内部に配置される別のミキサの断面図である。
【図１０】複合カートリッジの受動バルブの詳細な斜視図である。
【図１１】図２における線１１−１１に沿った受動バルブの断面斜視図である。
【図１２】図２における線１２−１２に沿った溶解チャンバとビーズミキサの断面斜視図である。
【図１３】図２における線１３−１３に沿った能動バルブアセンブリの断面斜視図である。
【図１４】外部バルブアクチュエータによって起動される能動バルブの断面斜視図である。
【図１５】複合カートリッジのサンプル調製モジュールの上部平面図である。
【図１６】モジュール内で実行されるサンプル調製処理の異なるステップをそれぞれが示す、サンプル調製モジュールの上部平面図を示す。
【図１７】モジュール内で実行されるサンプル調製処理の異なるステップをそれぞれが示す、サンプル調製モジュールの上部平面図を示す。
【図１８】モジュール内で実行されるサンプル調製処理の異なるステップをそれぞれが示す、サンプル調製モジュールの上部平面図を示す。
【図１９】モジュール内で実行されるサンプル調製処理の異なるステップをそれぞれが示す、サンプル調製モジュールの上部平面図を示す。
【図２０】モジュール内で実行されるサンプル調製処理の異なるステップをそれぞれが示す、サンプル調製モジュールの上部平面図を示す。
【図２１】モジュール内で実行されるサンプル調製処理の異なるステップをそれぞれが示す、サンプル調製モジュールの上部平面図を示す。
【図２２】モジュール内で実行されるサンプル調製処理の異なるステップをそれぞれが示す、サンプル調製モジュールの上部平面図を示す。
【図２３】モジュール内で実行されるサンプル調製処理の異なるステップをそれぞれが示す、サンプル調製モジュールの上部平面図を示す。
【図２４】複合カートリッジの反応モジュールの上部プレートの上部斜視図である。
【図２５】上部プレートの下部斜視図である。
【図２６】上部プレートの上部平面図である。
【図２７】上部プレートの下部平面図である。
【図２８】図２４における線２８−２８に沿った反応モジュールの断面斜視図である。
【図２９】図２４における線２９−２９に沿った反応モジュールの断面斜視図である。
【図３０】反応モジュールの流体入り口の詳細な斜視図である。
【図３１】図２６における線３１−３１に沿った部分断面図である。
【図３２】本発明の態様を具現化する装置の正面図である。
【図３３】装置の制御コンソールの正面斜視図である。
【図３４】装置の処理モジュールの正面斜視図である。
【図３５】処理モジュールの内部コンポーネントを示すためにモジュールの一側面壁が除去された処理モジュールの正面斜視図である。
【図３６】処理モジュールの内部コンポーネントを示すためにモジュールの一側面壁と背面壁が除去された処理モジュールの背面斜視図である。
【図３７】モジュールの一側面壁と一背面壁が除去され、処理モジュールの一処理ベイがモジュールから分解された処理モジュールの正面斜視図である。
【図３８】本発明の態様を具現化する処理ベイの正面、右側斜視図である。
【図３９】処理ベイの正面、左側斜視図である。
【図４０】処理ベイの背面、右側斜視図である。
【図４１】処理ベイの正面、右側、分解斜視図である。
【図４２】処理ベイのカートリッジ処理アセンブリの分解斜視図である。
【図４３】カートリッジ処理アセンブリの加熱・制御アセンブリの分解斜視図である。
【図４４】カートリッジ処理アセンブリの加熱・制御アセンブリのコネクタＰＣＢと磁石の上部平面図である。
【図４５】加熱・制御アセンブリの検出ペルチェヒータアセンブリの分解斜視図である。
【図４６】カートリッジ処理アセンブリのカートリッジキャリッジアセンブリの分解斜視図である。
【図４７】カートリッジ処理アセンブリのカムフレームアセンブリの分解斜視図である。
【図４８】カートリッジ処理アセンブリのカムフレーム及び磁石アクチュエータの断面斜視図である。
【図４９Ａ】カートリッジ処理アセンブリのサンプル調製磁石アセンブリの上部斜視図である。
【図４９Ｂ】カートリッジ処理アセンブリのカートリッジ磁石アセンブリの上部斜視図である。
【図５０Ａ】カートリッジ処理アセンブリの混合モータアセンブリの斜視図である。
【図５０Ｂ】混合モータアセンブリの分解斜視図である。
【図５１】処理ベイのブリスタ圧縮機構アセンブリの分解斜視図である。
【図５２】圧縮機構のアレイの圧縮パッドを示すカムアームプレートの部分下部平面図である。
【図５３】カムアームプレートから単離されたアレイの圧縮機構の上部斜視図である。
【図５４】カムアームプレートから単離されたアレイの圧縮機構の下部斜視図である。
【図５５Ａ】単一流体ブリスタ圧縮機構の分解斜視図である。
【図５５Ｂ】単一ランスブリスタ圧縮機構の分解斜視図である。
【図５５Ｃ】単一バルブアクチュエータ圧縮機構の分解斜視図である。
【図５６】ブリスタ圧縮機構アセンブリのカムフォロワプレートの下部平面図である。
【図５７】カムフォロワプレートの下部斜視図である。
【図５８】反応モジュールの流体処理パネルの下部平面図である。
【図５９】流体処理パネルの上部平面図である。
【図６０】流体処理パネルにおいて実行されることができる例示的プロセスを図示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００７１】
本開示の主題の態様は、様々な形態に具現化されることができるが、以下の記述及び添付の図面は、単に、この主題の特定の例として、これらの形態の幾つかを開示することを意図するのみである。従って、本開示の主題は、そのように記述され、図示された形態又は実施形態に限定されることを意図してはいない。
【００７２】
他様に規定されなければ、技術のすべての語句、表記、他の技術語句、又は、本明細書で使用される語法は、この開示が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有する。本明細書で参照する、すべての特許、出願、公開出願、及び他の公開文書は、その全体が、参照により組み込まれる。この項で述べる定義が、参照により、ここに組み込まれた特許、出願、公開出願、及び他の公開文書に述べられる定義に反する、又は、他の場合、整合が取れない場合は、この項で述べる定義が、参照によりここに組み込まれた定義より優先する。
【００７３】
他様に示され、又は、文脈が他様に示唆しない限り、ここに用いられるように、「ａ」又は「ａｎ」は、「少なくとも一つ」又は「１以上」を意味する。
【００７４】
この記述は、コンポーネント、装置、場所、特徴、又は、その一部の位置及び／又は方向を記述するのに、相対空間的及び／又は方向指示語句を用いるかもしれない。特に述べられる、又は、記述の文脈によって他様に示されるのではないなら、限定的ではないが、上部、下部、上、下、下部、上部、上の、下の、左の、右の、前面の、背後の、近くの、隣接した、間の、水平な、垂直な、斜めの、長手方向の、横方向の、放射状の、軸方向の、などを含むそのような語句は、図面において、そのようなコンポーネント、装置、場所、特徴、又は、それらの一部を参照するための便宜のために用いられ、限定することを意図してはいない。
【００７５】
更に、他様に述べられない限り、この記述で述べられる任意の特定の寸法も、単に、本発明の態様を具現化するデバイスの例示的実装の表現に過ぎず、限定することは意図されない。
【００７６】
＜関連出願＞
この出願は、米国特許出願第１４／０６２，８６０号（米国特許出願公開第２０１４−０３２２７０６号）及び米国特許出願第１４／０６２，８６５号（米国特許出願公開第２０１４−０１９４３０５号）に関連し、それぞれの開示は、ここに参照によって組み込まれる。
【００７７】
[導入]
一般に、システムは、２つのコンポーネントを含む：その１つは複合カートリッジであって、その中にサンプルが搭載され、様々な試薬、緩衝剤、及び、望ましいアッセイ又は他のプロシジャーを実行するための他の処理材料を含む。及び、もう１つは処理装置であって、これには、サンプル処理と、対象分析物の最終検出を実行するためにカートリッジが挿入される。
【００７８】
様々な実施形態においては、ミクロ流体プラットフォームは、微小滴の形成及び、独立して液滴を輸送し、合体させ、混合し及び／又は処理する能力に依存している。様々な実施形態においては、そのような微小滴操作は、表面張力の電気的制御（つまり、エレクトロウェッティング）を用いて実行される。一般に、液体サンプルは、２つの平行プレートの間の、処理モジュールとして知られる、ミクロ流体デバイス内に含まれる。流体処理パネルと呼ばれる、一つのプレートは、その表面上にエッチングされた駆動電極を含み、他のプレートは、エッチングされた電極又は、接地されるか、もしくは、基準電位に設定される単一の連続平面電極（「バイプレーナー・エレクトロウェッティング（biplanar electrowetting）」のいずれかを含む。疎水性絶縁体が、電極を包み、電場は、対向するプレート上の電極間で生成される。この電場は、電力が与えられた電極と重なる液滴を、その電極に向かって移動させる表面張力勾配を生成する。幾つかの実施形態においては、能動エレクトロウェッティング電極は、隣接しており、「コプレーナーエレクトロウェッティング（coplanar electrowetting ）」と呼ばれる、隣接する接地基準電極と同一平面上にあることができる。電極の適切な配置と制御により、液滴は、隣接する電極間で連続してそれを輸送することにより、輸送されることができる。パターン化された電極は、２次元アレイに配列されることができ、そのアレイによってカバーされる任意の場所に液滴を輸送することを可能とする。液滴を取り囲む空間は、空気などのガス、又は、オイルなどの不溶性流体などで満たされることができ、不溶性流体が、本発明の多くの実施形態において好適である。 
【００７９】
対象分析物を含む液滴は、表面を横切って移動するので、それらは、試薬及び緩衝剤を捉えることができる。例えば、乾燥試薬が表面（一般に、プリント回路ボードと本明細書では記述するが、当業者によれば理解されるだろうように、さらなる表面が使用されることもできる）上に置かれた場合、その領域を通って移動する液滴は、ＰＣＲ増幅などの生物学的プロセスに使用される試薬を捉え、分解するだろう。更に、以下により完全に記述されるが、基板の上に配置されたサンプル調製モジュールからの添加は、サンプルをミクロ流体プラットフォームへ輸送する前に、サンプルの調製、例えば、溶解、精製、分解などと共に、洗浄緩衝剤などの緩衝剤及び他の試薬の特定の添加を可能とする。
【００８０】
本発明の態様は、また、対象の分析物の電気化学的検出の使用も含む。適切な電気化学的検出システムは、米国特許第4,887,455号; 米国特許第5,591,578号; 米国特許第5,705,348号; 米国特許第5,770,365号; 米国特許第5,807,701号; 米国特許第5,824,473号; 米国特許第5,882,497号; 米国特許第6,013,170号; 米国特許第6,013,459号; 米国特許第6,033,601号; 米国特許第6,063,573号; 米国特許第6,090,933号; 米国特許第6,096,273号; 米国特許第6,180,064号; 米国特許第6,190,858号; 米国特許第6,192,351号; 米国特許第6,221,583号; 米国特許第6,232,062号; 米国特許第6,236,951号; 米国特許第6,248,229号; 米国特許第6,264,825号; 米国特許第6,265,155号; 米国特許第6,290,839号; 米国特許第6,361,958号; 米国特許第6,376,232号; 米国特許第6,431,016号; 米国特許第6,432,723号; 米国特許第6,479,240号; 米国特許第6,495,323号; 米国特許第6,518,024号; 米国特許第6,541,617号; 米国特許第6,596,483号; 米国特許第6,600,026号; 米国特許第6,602,400号; 米国特許第6,627,412号; 米国特許第6,642,046号; 米国特許第6,655,010号; 米国特許第6,686,150号; 米国特許第6,740,518号; 米国特許第6,753,143号; 米国特許第6,761,816号; 米国特許第6,824,669号; 米国特許第6,833,267号; 米国特許第6,875,619号; 米国特許第6,942,771号; 米国特許第6,951,759号; 米国特許第6,960,467号; 米国特許第6,977,151号; 米国特許第7,014,992号; 米国特許第7,018,523号; 米国特許第7,045,285号; 米国特許第7,056,669号; 米国特許第7,087,148号; 米国特許第7,090,804号; 米国特許第7,125,668号; 米国特許第7,160,678号; 米国特許第7,172,897号; 米国特許第7,267,939号; 米国特許第7,312,087号; 米国特許第7,381,525号; 米国特許第7,381,533号; 米国特許第7,384,749号; 米国特許第7,393,645号; 米国特許第7,514,228号; 米国特許第7,534,331号; 米国特許第7,560,237号; 米国特許第7,566,534号; 米国特許第7,579,145号; 米国特許第7,582,419号; 米国特許第7,595,153号; 米国特許第7,601,507号; 米国特許第7,655,129号; 米国特許第7,713,711号; 米国特許第7,759,073号; 米国特許第7,820,391号; 米国特許第7,863,035号; 米国特許第7,935,481号; 米国特許第8,012,743号; 米国特許第8,114,661号及び米国公開第 2012/01 81 186号, に記載されており、これらのそれぞれの開示は、ここに参照により明示的に組み込まれる。
【００８１】
様々な実施形態においては、処理された対象の分析物液滴は、流体処理パネル上の検出区域へ輸送され、上記多くの特許に記述されたシステムを用いて個々の検出電極上に特に捕捉される。特に、米国特許第7,160,678号, 米国特許第7,393,645号, 及び米国特許第7,935,481号を参照する。この検出システムは、対象の分析物の存在が、ポジティブな信号となり、病原体、病状などの検出を可能とする、電気化学的能動ラベルを含むラベルプローブ（核酸の場合）の使用に依存する。
【００８２】
[サンプル]
本発明の態様は、病気や病原体による感染（例えば、バクテリア、ウイルス、菌類など）を診断するための、サンプル内の対象の分析物の検出のためのシステム及び方法を提供する。当業者によれば理解されるように、サンプル溶液は、これらには限定されないが、体液（これらには限定されないが、血液、尿、血清、血しょう、脳脊髄液、リンパ液、唾液、鼻咽頭サンプル、肛門・膣分泌物、糞、がん細胞を含んでいると疑われる組織を含む組織サンプル、仮想的な任意の有機体の汗・精液、を含み、哺乳類のサンプルが好ましく、人間のサンプルが特に好ましい）；環境サンプル（これらには限定されないが、空気、農業、水と土壌サンプル、環境標本、及び他の収集キットを含む）；生物兵器剤サンプル；食物及び飲料サンプル、研究サンプル（つまり、核酸の場合、サンプルは、一般に、WO/1999/037819に記載されているように、ＰＣＲ増幅反応のように対象及び信号増幅の両方を含む増幅反応の生成物であることができ、この開示は、ここに参照によって組み込まれる）；精製遺伝子ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質などの精製サンプル；生のサンプル（バクテリア、ウイルス、遺伝子ＤＮＡなど）；を含むあらゆる数の物を含むことができ；当業者によれば理解されるだろうように、サンプルには、仮想的に任意の実験的操作が行われることができた。
【００８３】
複合カートリッジは、患者のサンプル内の対象の分析物を検出するために用いられることができる。「対象の分析物」又は「分析物」又は本明細書での文法的な均等物は、検出されるべき任意の分子又は化合物を意味し、以下に規定されるように、結合種と結合することができる。適切な分析物は、これらには限定されないが、農薬、殺虫剤、毒、治療薬剤及び乱用薬物、ホルモン、抗生物質、抗体、有機材料などを含む、環境的、又は、臨床化学的、又は、汚染物質又は生物分子などの小さな化学分子を含むが、これらには限定されない。適切な生物分子は、これらには限定されないが、タンパク質（酵素、免疫グロブリン及び糖タンパク質を含む）、核酸、脂質、レクチン、炭水化物、ホルモン、細胞全体（（病原体バクテリアなどの）原核生物及び真核生物の細胞、哺乳類の腫瘍細胞を含む、などを含む）、ウイルス、胞子などを含む。
【００８４】
一実施形態においては、対象の分析物は、タンパク質（「対象タンパク質」）である。当業者によれば理解されるだろうように、本発明を用いて検出されることができる非常に多くの可能なタンパク質様対象分析物がある。「タンパク質」又は文法的な均等物は、自然には発生しないアミノ酸及びアミノ酸類似体を含むタンパク質及び、ペプチド様構造を含む、タンパク質、オリゴペプチド・ペプチド、誘導体・類似体を意味する。側鎖は、（Ｒ）構造又は（Ｓ）構造のいずれかであることができる。好適実施形態においては、アミノ酸は、（Ｓ）又はＬ−構造である。以下に議論されるように、タンパク質が、結合リガンドとして用いられるならば、サンプルの汚染による劣化を遅らせるために、タンパク質類似体を利用するのが好ましいだろう。特に好適な対象タンパク質は、酵素；薬物；細胞；抗体； 抗原、細胞膜抗原・受容体（神経、ホルモン性、栄養素、細胞表面受容体）又はそれらのリガンドを含む。
【００８５】
好適実施形態においては、対象分析物は、核酸（「対象核酸」）である。本システムは、病気（例えば、嚢胞性繊維症）を引き起こす又は病気（例えば、腫瘍突然変異（tumor mutation））に存在する一塩基多型（ＳＮＰ）などの遺伝病の診断と共に、バクテリア及びウイルスなどの患者には外因性の特定の病原体の診断へ使用することができる。
【００８６】
当業者によれば理解されるように、本発明は、対象の核酸と、対象の核酸の検出に用いられる捕捉プローブとラベルプローブのような他の核酸成分と、の両方に依存する。「核酸」又は「オリゴヌクレオチド」又は文法的な均等物は、一緒に共有結合される少なくとも２つのヌクレオチドを意味する。本発明の核酸は、ある場合には、以下に概略が述べられるように、核酸類似体が、別のバックボーンを有することができるプライマ又はプローブとして含まれることができるが、一般に、リン酸ジエステル結合を含むだろう。これは、例えば、ホスホルアミド(Beaucage et al., Tetrahedron 49(10).T 925 (1993) and 及びその参照文献; Letsinger, J. Org. Chem. 35:3800 (1970); Sprinzl et al., Eur. J. Biochem. 81 :579 (1 977); Letsinger et al., Nucl. Acids Res. 14:3487 (1986); Sawai et al, Chem. Left. 805 (1984), Letsinger et al., J. Am. Chem. Soc. 1 10:4470 (1988); およびPauwels et al., Chemica Scripta 26: 141 91986))、ホスホロチオエート (Mag et al., Nucleic Acids Res. 19: 1437 (1991); 及び 米国特許第5,644,048号)、ジチオリン酸(Briu et al, J. Am. Chem. Soc. 1 1 1 :2321 ( 1989)、Ｏ−メチルホスホロアミジト結合（O-methylphophoroamidite linkages） (参照 Eckstein, Oligonucleotides and Analogues: A Practical Approach, Oxford University Press),及び、ペプチド核酸バックボーン及び結合(参照Egholm, J. Am. Chem. Soc. 1 14: 1895 (1992); Meier et al., Chem. Int. Ed. Engl. 31 : 1008 (1992); Nielsen, Nature, 365:566 (1993); Carlsson et al., Nature 380:207 (1996)）であり、すべては参照によって組み込まれる。他の類似核酸はポジティブバックボーンを有するものを含む(Denpcy et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92:6097 (1995);ロックド核酸を含むバイサイクル構造を有するもの, Koshkin et al., J. Am. Chem. Soc. 120: 13252-3 (1998);非イオン性バックボーン(米国特許第5,386,023号, 米国特許第5,637,684号, 米国特許第5,602,240号, 米国特許第5,216, 141号及び米国特許第4,469,863号; Kiedrowshi et al., Angew. Chem. Intl. Ed. English 30:423 ( 1991); Letsinger et al., J. Am. Chem. Soc. 1 10:4470 ( 1988); Letsinger et al? Nucleoside & Nucleotide 13 : 1597 (1994); Chapters 2 and 3, ASC Symposium Series 580, "Carbohydrate Modifications in Antisense Research", Ed. Y. S. Sanghui and P. Dan Cook; Mesmaeker et al., Bioorganic & Medicinal Chem. Lett. 4:395 (1994); Jeffs et al, J. Biomolecular NMR 34: 17 (1994); Tetrahedron Lett. 37:743 (1996))及び非リボースバックボーン（non-ribose backbone）米国特許第5,235,033号 及び米国特許第5,034,506号, およびChapters 6 and 7, ASC Symposium Series 580, "Carbohydrate Modifications in Antisense Research", Ed. Y. S. Sanghui and P. Dan Cookに記述されるものを含む。１以上の炭素環式糖を含む核酸も、核酸の定義の中に含まれる(参照、 Jenkins et al., Chem. Soc. Rev. (1995) ppl 69-176).  幾つかの核酸類似体が、Rawls, C & E News Jun. 2, 1997 page 35に記載されている。これらの参照文献の全ては、ここに、参照によって明示的に組み込まれる。リボース−リン酸塩バックボーンのこれらの変形は、ＥＴＭの添加を促進し、又は、生理学的環境におけるそのような分子の安定性及び半減期を増加するために、行われることができる。
【００８７】
当業者によれば理解されるように、これらの核酸類似体のすべては、一般に、捕捉・ラベルプローブとしての使用など、本発明において使用されることができる。更に、自然発生核酸及び類似体の混合物を作ることができる（例えば、一般に、ラベルプローブは、自然発生ヌクレオチドと合成ヌクレオチドの混合物を含む）。
【００８８】
核酸は、指定されるように、一重螺旋もしくは二重螺旋とすることができ、又は、二重螺旋もしくは一重螺旋シーケンスの両方の部分を含むことができる。核酸（特に、対象の核酸の場合）は、ＤＮＡ、遺伝子及びｃＤＮＡの両方、ＲＮＡ又はハイブリッドとすることができ、核酸は、デオキシリボ−・リボヌクレオチドの任意の組み合わせ、及び、ウラシル、アデニン、チミン、シトシン、グアニン、イノシン、キサンチン・ヒポキサンチン（xathanine hypoxathanine ）、イソシトシン、イソグアニンなどを含む塩基の任意の組み合わせを含む。一実施形態は、対象のシーケンスではなく、他のプローブに相補的であるように設計される核酸におけるイソシトシン及びイソグアニンを利用し、これは非特異性のハイブリダイゼーション（non-specific hybridization）を減少し、これは一般に、米国特許第5,681,702号に記述されており、この開示は、ここに参照により組み込まれる。本明細書で用いられるように、語句「ヌクレオシド」は、ヌクレオシド及びヌクレオチド類似体、及びアミノ変性ヌクレオシド（amino modified nucleosides ）などの変性ヌクレオシド（modified nucleosides ）と共に、ヌクレオチドを含む。更に、「ヌクレオシド」は、非自然的に発生する類似体構造を含む。従って、例えば、ペプチド核酸で、それぞれが、塩基を含むものの個別の単位は、ここでは、ヌクレオシドと呼ばれる。
【００８９】
当業者によれば理解されるだろうように、多数の分析物は、本方法を用いて検出されることができ、基本的に、以下に記述される、結合リガンドが作られるだろう任意の対象の分析物は、本発明の方法を用いて検出されることができる。
【００９０】
従って、本発明のシステムは、対象の分析物のアッセイに用いられ、そして、対象の分析物の存在、又は非存在に基づいて、病気の診断、予測又は処置の選択肢を可能とする。例えば、本発明のシステムは、病原体感染（バクテリア（グラム陽性及びグラム陰性バクテリア、及び／又はそれらを区別する能力）、ウイルス（例えば、Ｃ型肝炎ウイルス（ＨＣＶ）又は呼吸器ウイルスの場合、ウイルスのアイソタイプと共に、ウイルス核酸の存在又は非存在を含む）、菌感染、抗生物質薬剤耐性、遺伝病（嚢胞性繊維症、鎌状赤血球貧血などを含む）の診断又は特性決定に用いられることができる。この発明の目的に対する遺伝病の定義に含まれるのは、必ずしも病気を引き起こすわけではないが、別の処置選択肢を発生させることができる遺伝子状態である。例えば、多くのシトクロムｐ４５０酵素に於ける一塩基多型（ＳＮＰ）は、患者が、「遅い」、「通常」又は「速い」消化型として診断されることができる場合、又は、薬剤が、患者の遺伝子に基づいて、特定の患者に禁止される事がありうる場合、又は、２以上の薬剤間の選択が、患者の遺伝子の知識によって支援される場合、ワルファリンテスト（warfarin testing）の場合など、異なる治療薬剤消化を引き起こし、異なる投薬量計画に導く。
【００９１】
[複合カートリッジ]
本発明の態様を具現化する複合カートリッジが、図１〜図４に示される。図４に示されるように、複合カートリッジは、サンプル調製モジュール７０を含むアセンブリを備える。サンプル調製モジュール７０は、様々な壁、入り口・出口ポート、流体チャネル、混合機構、バルブ、及び、流体サンプル材料を受け入れ、輸送し、混ぜ合わせ、混合し、他のプロセスを実行するための他のコンポーネントを含み、以下に更に詳細に記述するような方法で、試薬及び緩衝剤などの流体を処理する。サンプル調製モジュール７０は、上部面に固定される上部シール５６と、下部面に固定される下部シール２３０とを有する基板７２を備える。基板７２は、上部及び下部面に形成された複数の溝又は開口チャネルを含む。各溝は、基板７２の上部面に形成されたブラインドホールを備える１以上の入り口ポート及び／又は基板７２の下部面に形成されたブラインドホールを備える１以上の出口ポートへ接続することができる。上部シール５６及び下部シール２３０は、それぞれ、基板７２の上部と下部をカバーし、基板７２に形成された入り口と出口とに整列された開口部を有し、それによって、導管又は封止チャネルのネットワークを形成し、これを通って、流体、例えば、液体、ガス、溶液、乳剤、液体固体懸濁液などが、サンプル調製モジュール７０の一部から他方へ流れることができ、入り口ポートと出口ポートを有し、それを通って、流体は、それぞれ、サンプル調製モジュール７０に対して流れて出たり入ったりすることができる。様々な実施形態においては、サンプル調製モジュール７０は、透明又は半透明であり、例えば、ポリカーボネート、ポリプロピレン、アクリル、マイラ（Mylar）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（「ＡＢＳ」）、又は、他の適切なポリマーから作られる。
【００９２】
ロータリミキサ１９２は、基板７２に形成される（以下に記述する）混合ウェル９０内に動作可能に配置される。様々な実施形態においては、ロータリミキサ１９２は、例えば、固体サンプルを曳く、サンプルの捕捉ビーズへの露出を最大化する、サンプルを化学溶解緩衝剤と混合する、磁気ビーズを結合緩衝剤と混合する（典型的には、磁気ビーズは、結合緩衝剤には保存されることができず、従って、使用時のみ組み合わせられなければならない）などのために用いられることができる。
【００９３】
サンプルキャップ８４は、基板７２に形成されるサンプルウェル７８（以下に記述される）を取り囲むために提供される。複数の変形可能なコンパートメント（又はブリスタ）３４ａ、３６ａ、３８ａ、４０ａ、４２ａ、及び４４は、基板サンプル調製モジュール７０の上部で支持される。各変形可能なコンパートメントは、流体を含むことができ、流体が、ブリスタからチャネルに流れることを防止するために最初は封止される開口可能な接続によって、入り口ポートの一つを介して、サンプル調製モジュール７０内の流体チャネルに接続されることができる。ブリスタの外部に圧縮力を印加すると、ブリスタ内で増加した圧力は、開口可能な接続を破裂させ、又は、他の場合、開放するか、もしくは、変形させ、流体が、ブリスタから、サンプル調製モジュール７０の関連する入り口とチャネルへ流れることを可能とする。 
【００９４】
上部とばり１２は、サンプル調製モジュール７０上のカートリッジの上部上に配置され、サンプル調製モジュール７０上に支持される様々な変形可能なコンパートメントに対応する数、サイズ及び形状の開口部を含む。図１から理解できるように、変形可能なコンパートメントは、上部とばり１２内に形成された開口部内で、隙間を開けて配置され、それによって、各コンパートメントをアクチュエータによって上から圧縮可能としつつ、変形可能なコンパートメントにいくらかの保護を提供する。様々な実施形態においては、上部とばり１２は、以下に更に詳細に記述されるように、サンプル調製モジュール７０の特定の一部を通る流体の動きの監視を可能とするために、入り口光ポート１４と出口光ポート１６とを更に含む。上部とばり１２は、人間及び／又はマシン読み取り可能な指示（例えば、バーコード）などの、識別情報が配置されることができるラベルパネル２４を更に含むことができる。
【００９５】
上部とばり１２は、サンプルバルブアクチュエータタブ１８及び廃棄バルブアクチュエータタブ２０などのバルブアクチュエータタブを更に含むことができる。バルブアクチュエータタブ１８及び２０は、タブへの外部圧縮力の印加の際に、変形するだろうとばり内に形成される、弾性があり、柔軟なタブである。各タブは、下側に延伸するアクチュエータポスト−例えば、図１のアクチュエータポスト２６を参照−を更に含み、それによって、以下に更に詳細に記述されるように、サンプル調製モジュール７０内であり、各タブ１８又は２０の下に配置される能動バルブを作動する。
【００９６】
図４を参照すると、反応モジュール２４０は、サンプル処理モジュール７０の下に配置され、様々な実施形態においては、サンプル処理モジュール７０からの処理されたサンプルを受けるように構成されることができる。様々な実施形態においては、反応モジュール２４０は、プロセス流体コンパートメント（例えば、試薬、緩衝剤などを含む）、モジュールを通って、指示された方向に向かって、液滴を移動するための手段、反応混合物を培養させるための手段、及び、対象の分析物（例えば、核酸）を検出するための手段を含む。
【００９７】
反応モジュール２４０は、反応モジュール２４０とサンプル調製モジュール７０との間の流体が漏れない封止を好ましくは提供する接着ガスケット２３２によって、サンプル調製モジュール７０の下部に固定されることができる。様々な実施形態においては、反応モジュール２４０は、上部プレート２４１と下部と、上部プレート２４１の下部に固定され、上部プレート２４１の下部面と流体処理パネル３５４の上部面との間にギャップを共に画定する流体処理パネル３５４とを備える。このギャップは、アッセイ又は他のプロセスの様々なステップが実行される、流体処理・反応空間を画定する。
【００９８】
下部とばり３０は、カートリッジアセンブリの下部部分を部分的に囲み、上部とばり１２と協働して、相対的に硬く 、隆起の付いた、カートリッジ１０の外殻を画定する。上部及び下部とばりは、カートリッジ１０を非対称な形状とし、カートリッジ１０が一方向にのみ、処理装置に挿入されるようにする。図示された実施形態においては、下部とばり３０は、丸みを帯びた端部３２を有し、上部とばり１２は、相対的に四角い端部を有する。したがって、複合カートリッジ１０を受け、とばりの形状に合致する形状を有するように構成された処理装置の受け入れスロットは、とばりが常に正しい側に装置まで挿入されることを保証するだろう。更に、下部とばり３０は、下部とばり３０の長さに部分的にのみ沿って延伸する縦方向側溝２２などの輪郭フィーチャを含むことができる。そのような溝は、処理装置の受け入れスロットにおいて、対応するフィーチャと協働し、カートリッジが、適切な方向で装置に挿入されることを保証する。 
【００９９】
変形可能な流体コンパートメント（ブリスタ）
一般に、ブリスタは、適切な圧力が印加されると、好ましくは破裂する、変形可能な材料でできている；つまり、ブリスタを形成するために用いられる材料は、圧力が除去されたとき、その元の形状に戻らない。というのも、これは、添加された試薬の逆流を起こし得るからである。更に、ブリスタは、一回（圧力の一回の印加がアッセイ中になされる）又は、何回か（例えば、複数の一定分量の試薬が、アッセイの実行中、単一の場所又は複数の場所のいずれかに与えられる）用いられることができる。各ブリスタは、固有のプロセス材料（例えば、緩衝剤、試薬、不溶性液体など）を含むことができ、又は、２以上のブリスタは、同一のプロセス材料を含むことができる。この重複性は、使い捨ての残りにおいて、同一のプロセス材料を複数の場所に与えるために用いられることができる。
【０１００】
コンパートメントのサイズ、数、配置、及び内容は、複合カートリッジ１０において実行されるべきと意図されるアッセイ又は他のプロセスによってほぼ決められるが、図示された実施形態は、６個の変形可能な流体コンパートメント又はブリスタ３４ａ、３６ａ、３８ａ、４０ａ、４２ａ、及び４４を含む。変形可能なブリスタは、関連するランスブリスタを有することができる。図示された実施形態においては、変形可能な流体ブリスタ３４ａ、３６ａ、３８ａ、４０ａ、及び４２ａの各々は、関連した変形可能なランスカートリッジ又はランスブリスタ３４ｂ、３６ｂ、３８ｂ、４０ｂ、及び４２ｂを有する。
【０１０１】
変形可能なコンパートメントの実施形態の動作が、変形可能なコンパートメント３４ａの断面を示す、図５を参照して述べられる。様々な実施形態においては、複合カートリッジ１０の変形可能なコンパートメントは、共有の米国特許出願第１４／２０６，８６７号、発明の名称“Devices and Methods for Manipulating Deformable Fluid Vessels”に記載されるフィーチャを組み込み、この内容は、参照によりここに組み込まれる。
【０１０２】
変形可能なコンパートメントを圧縮して、その流体内容物を移動させるとき、十分な圧縮力が、ブリスタに印加され、コンパートメント内に流体を保持している破裂可能なシールを破裂させる、又は、他の場合、開放させねばならない。シールを破壊し、コンパートメントの流体内容物を移動させるために必要な力の大きさは、コンパートメントの体積が大きいほど典型的に大きくなる。コンパートメント内に流体を保持している破裂可能なシールを破裂させる又は他の場合開放するために、変形可能なコンパートメント又はブリスタに印加されなくてはならない圧縮力の大きさを制限するために、ランスブリスタ３４ｂが、変形可能なコンパートメント３４ａに関連して提供される。変形可能なコンパートメント３４ａとランスブリスタ３４ｂは、最初は、破裂可能なシールによってブロックされることができる、チャネルによって接続されることができる。ランスブリスタ３４ｂは、例えば、ビーズ４６ならびにランスブリスタ３４ｂ及び変形可能なコンパートメント３４ａ内の流体内容物を保持する、変形可能なホイル分割、又は、隔壁によって、サンプル調製モジュール７０に形成される流体ポート１３６上に支持され、ランスブリスタ３４ｂ内に包囲されるビーズ４６（スチールのボールベアリングなど）など、開口デバイスを含む。したがって、変形可能なコンパートメント３４ａを開口するために、最初、ランスブリスタ３４ｂを圧縮するために、外部からランスブリスタ３４ｂに圧縮力が印加され、流体ポート１３６をブロックしているホイル分割を介してビーズ４６に力を加える。流体ポート１３６が開いた後、変形可能なコンパートメント３４ａの流体内容物は、変形可能なコンパートメント３４ａへの外部圧縮力の印加により、比較的容易に、流体ポート１３６内に送られることができる。ランスブリスタ３４ｂを圧縮し、ホイル分割を介してビーズ４６に力を加えるために要求される圧力の大きさは、主コンパートメント３４ａを圧縮し、破裂可能シールを開くために十分な圧力を生成するために要求されるものよりもずっと小さい。流体ポート１３６に流れ込む流体は、次に、基板７２の下部面に形成され、下部シール２３０によってカバーされる溝によって画定される、水平チャネル１３７を通って、垂直チャネル遷移１３９へ、及び、そこから、サンプル調製モジュール７０内の１以上の他の点へ、流されるだろう。
【０１０３】
[サンプル調製モジュール]
サンプル調製モジュール７０の様々な詳細が図６〜図１５に示される。
【０１０４】
サンプルウェル７８は、複合カートリッジ１０内でアッセイされ、又は、他の場合、処理される流体サンプル材料を受け入れるように構成される。図６及び図７に示されるように、サンプルウェル７８は、垂直周辺壁７９（図示の実施形態においては、円形）と下部壁、又は、フロア８１によって画定されることができる。サンプルウェル７８は、サンプルウェル７８の周辺壁７９に沿って延伸し、周辺壁の上部の下の位置で終わる入り口シュノーケル８０を更に含む。出射ポート８２は、ウェル７８のフロア８１に設けられ、フロア８１は、好ましくは、出射ポート８２に向かって下側にテーパ状になるように、円錐形である。
【０１０５】
サンプルキャップ８４は、サンプル材料がサンプルウェル７８内に配置された後、サンプルウェル７８を封止するために提供されることができる。一実施形態においては、サンプルキャップ８４は、サンプルウェル７８の垂直周辺壁７９上にフィットする外部周辺壁を有する円形カバーを備える。サンプルキャップ８４は、基板７２内の開口部を通して延伸する放射状弾力性ロッキングタブによって画定され、キャップ８４がサンプルウェル７８に対して、ピボットポスト８６によって画定される軸の周りにピボット結合されることを可能とするピボットポスト８６を含むことができる。サンプル材料が、サンプルウェル７８内に配置された後、サンプルキャップ８４は、サンプルウェル７８の上部上にピボット結合され、サンプルウェル７８の上に押し下げられることができる。上方向に向かって延伸する、クリップ又は他の戻り止め８８は、クリップ８８内に押し下げられたとき、サンプルキャップ８４を捉え、硬くロックし、また、キャップ８４が硬く閉じられたことを感触で確認することができるように、提供されることができる。幾つかの実施形態においては、サンプルキャップ８４がサンプルウェル７８（不図示）上に配置されたとき、下方向にテーパ状になる、下部面をサンプルキャップ８４は有することができる。円錐構造は、サンプルウェル７８内でのサンプルの処理の間、サンプルキャップ８４の内部面上に保持される流体凝集の量を減少するのに役立つ。
【０１０６】
サンプル調製モジュール７０は、また、基板７２に形成される混合ウェル９０を含む。図８Ａ及び図９Ａに示されるように、混合ウェル９０は、垂直周辺壁９１（図示の実施形態においては、円形）及び下部壁又はフロア９３によって画定されることができる。様々な実施形態において、流体入り口シュノーケル９２は、混合ウェル９０の周辺壁９１まで延伸し、壁９１の上部の下で終わる。様々な実施形態においては、圧力シュノーケル９４は、混合ウェル９０の周辺壁９１の他の一部まで延伸し、壁９１の上部の下の位置で終わる。出射ポート９６は、流体が、混合ウェル９０を出ることを可能とし、壁９０のフロア９３の下側にテーパ状になった部分の中央近くに配置され、フロア９３の下部中央に形成されたスピンドルシート９８を取り囲む複数の開口部を備えることができる。
【０１０７】
ロータリミキサ１９２は、混合ウェル９０内に配置され、壁９０の周辺壁９１の上端上に支持される上部円形ディスク１９４を含む。周辺ギア歯１９８は、ディスク１９４の周辺周りに形成され、歯１９８の一部は、複合カートリッジ１０の上部及び下部とばり１２、３０の外端部から突出し、ロータリミキサ１９２の回転に電力を与えるために処理装置の外部駆動機構によって噛み合わされることができるようにする。Ｏリング１９６が、周辺ギア歯１９８の下の上部ディスク１９４の周りの周辺Ｏリング溝内に配置される。Ｏリング１９６は、ロータリミキサ１９２と壁９０の周辺壁９１との間を塞ぐ。スピンドル２００は、上部ディスク１９４から下側に延伸し、混合ウェル９０の中央スピンドルシート９８内に固定される。複数のインペラーブレード２０２は、スピンドル２００から放射状に延伸する。
【０１０８】
混合ウェル９０’の別の実施形態が図８Ｂ及び図８Ｃに示される。示されるように、混合ウェル９０’は、垂直周辺壁９１’（図示される実施形態においては、円形）及び、下部壁又はフロア９３’によって画定されることができる。流体入り口シュノーケル９２’は、混合ウェル９０’の周辺壁９１’の外部面まで延伸し、壁９１’の上部の下の開口部９２ａを含む。圧力シュノーケル９４’は、混合ウェル９０’の周辺壁９１’の外部面まで延伸し、壁９１’の上部の下の開口部９４ａを含む。出射ポート９６’は、流体が、混合ウェル９０’を出ることを可能とし、壁９０’のフロア９３’の下側にテーパ状になった部分の中央近くに配置され、フロア９３’の下部中央に形成されたスピンドルシート９８’を囲む複数の開口部を備えることができる。出射ポート９６’とスピンドルシート９８’は、混合ウェル９０のそれぞれ、出射ポート９６とスピンドルシート９８と実質的に同一であることができる。
【０１０９】
図８Ｂ及び図８Ｃの別の混合ウェル９０’では、混合ウェル９０’内に配置されたロータリミキサは、ミキサのスピンドルから実質的に周辺壁９１’の内部面に放射状に延伸するインペラーブレードを有して構成されることができる。これは、周辺壁９１の内部面上に形成されるシュノーケル９２、９４に対する隙間を提供するために、放射状インペラーブレード２０２が、実質的に周辺壁９１の内部面に延伸できない、混合ウェル９０内の動作のために構成されるロータリミキサ１９２の構造に反している。周辺壁９１’の内部面に延伸するインペラーブレードを有するミキサを有することは、幾つかの状況において、混合ウェル９０’の内容物のより完全及び／又は効果的な混合を提供する。
【０１１０】
図９Ｂを参照すると、混合ウェル９０’内に配置されるロータリミキサ１９２’は、図９Ａに示されるロータリミキサ１９２の円形ディスク１９４、周辺ギア歯１９８、及びＯリング１９６と実質的に同一であっても良い、上部円形ディスク１９４’、周辺ギア歯１９８’、及びＯリング１９６’を含む。スピンドル２００’は、上部ディスク１９４’から下側に延伸する。２以上のインペラーブレード２０２’は、スピンドル２００’から放射状に延伸する。インペラーブレード２０２’は、実質的に、周辺壁９１’の内部面に延伸する。様々な実施形態においては、インペラーブレード２０２’は、スピンドル２００’に対し、ゆがむことができ、ロータリミキサ１９２’の混合効率を改善するために、その中に形成される開口部２０３を更に含むことができる。
【０１１１】
サンプル調製モジュール７０の上部平面図を示す図１５を再び参照すると、サンプル調製モジュール７０は、整列穴７４及び７６を含むことができ、又は、他の整列フィーチャが、例えば、ピン又は、各整列穴内に延伸する装置内の他の構造によって、処理装置との複合カートリッジ１０の整列を促進するために、サンプル調製モジュール７０又は、複合カートリッジ１０のある他の部分に設けられることができる。 
【０１１２】
サンプル調製モジュール７０は、変形可能なコンパートメント３４ａからの処理流体が、サンプル調製モジュール７０に導入される事ができる、モジュールの上部面に形成される第１の入り口ポート１３６を含む。一実施形態においては、変形可能なコンパートメント３４ａは、低浸透圧溶解のための水などの溶解緩衝剤、又は、グアニジニウム塩などのキアトロピック塩（chiatropic salt）を含むものなどの、商業販売されている溶解緩衝剤、及び／又は、高／低ｐＨ、及び／又はドジシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）、ＴＷＥＥＮ（登録商標） ２０（ポリソルベート２０）、ＴＲＩＴＯＮ（商標）  Ｘ−１００（ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル）などの界面活性剤を含む。幾つかの場合には、溶解緩衝剤は、オプションとして、ＤＮａｓｅ 及び ＲＮａｓｅ活性などの望ましくない酵素活性を妨害するために、試薬を含み、（これらは、対象の分析物及びアッセイに依存して、必要に応じて添加されることができる、乾燥した、又は液体のいずれかの個別の試薬であることができるが）これは、それから、ビーズ捕捉／溶出プロセスの間に除去される。
【０１１３】
サンプル材料の細胞が溶解された後、しばしば、下流の扱い及び処理を促進するために、サンプルからの他の細胞及びサンプル破片を除去するために、少なくとも部分的な精製を実行することが望まれる。緩衝剤内の研究サンプルは、必ずしも精製は必要ないが、その場合でも、精製は典型的には実行される。既存の技術は、望まれる（複数の）対象の分析物を細胞及びサンプル破片から捕捉し、固定化する対象捕捉ビーズ（例えば、磁気捕捉ビーズ）の使用に依存している。様々な実装においては、捕捉ビーズ及び結合緩衝剤は、細胞又はウイルスが、機械的及び／又は化学的手段によって粉砕された後、溶解緩衝剤内のサンプルと混合される。捕捉ビーズは、磁力の選択的な印加による、ビーズとそれに結合している対象分析物との実質的な固定を促進するために磁性を有することができるが、当業者には理解されるだろうように、他の実装は、ポリスチレン又はシリカビーズ（例えば、ビーズは、サイズによる、又は、親和性カラムにおける区域に捕捉されることができる）などの非磁気的ビーズを用いることができる。 
【０１１４】
したがって、様々な実施形態においては、サンプル調製モジュール７０は、変形可能なコンパートメント３６ａからプロセス流体が、サンプル調製モジュール７０に導入されることができる、第２の入り口ポート１３８を含む。一実施形態においては、変形可能なコンパートメント３６ａは、磁気ビーズなどの対象捕捉ビーズの１以上の興味のある対象の分析物との結合を促進するための、結合緩衝剤を含む。
【０１１５】
様々な実施形態においては、サンプル調製モジュール７０は、変形可能なコンパートメント４４からのプロセス材料が、サンプル調製モジュール７０に導入されることができる、第３の入り口ポート１４０を含む。一実施形態においては、変形可能なコンパートメント４４は、変形可能なコンパートメント３６ａからの結合緩衝剤との組み合わせで、サンプル材料内の興味のある一つ以上の分析物に結合し、それによって、サンプル材料の残りから、興味のある（複数の）分析物を単離する、及び、磁気分離を可能にする、磁気粒子を備えることができる対象捕捉ビーズを含む。
【０１１６】
捕捉ビーズは、対象の（複数の）分析物の捕捉を促進する材料でコーティングされることができる。例えば、核酸の捕捉については、ビーズは、表面に対して正に帯電した核酸の吸収を促進するために、負に帯電したコーティングでコーティングされることができ、それから、緩衝剤で洗浄され、それから、更なる処理のため、ビーズから精製された核酸を除去するための溶出緩衝剤で処理される。当業者によれば理解されるだろうように、例えば、ＰｒｏｍｅｇａからのＭａｇａＺｏｒｂ（登録商標）ビーズ、Ｌｉｆｅ  ＴｅｃｈからのＭａｇＭａｘ、又は、Ｑｉａｇｅｎ，  ＭｏＢｉｏ，  ＢｉｏＲａｄからのビーズなどを含む、複数の適切な商業的に入手可能なビーズ系がある。
【０１１７】
したがって、変形可能なコンパートメント４４に含まれることができる対象の捕捉ビーズは、捕捉ビーズと共に用いられる変形可能なコンパートメント３６ａに含まれることができる結合緩衝剤のような、結合緩衝剤への流体アクセスで、望ましい対象の分析物の精製を促進する。 
【０１１８】
別の実施形態においては、対象の捕捉ビーズは、例えば、複合カートリッジ１０の使用の間、混合ウェル９０に添加された流体によって再構築されるまで、複合カートリッジ１０の組み立ての間、混合ウェル９０内に配置され、ペレットの形態で混合ウェル内に保存される、凍結乾燥されたペレットの形態で、サンプル調製モジュール７０内に直接設けられることができる。
【０１１９】
別の実装においては、捕捉ビーズは、核酸を 特異的又は非特異的のいずれかで引き出すために、捕捉核酸プローブで機能化されることができる。例えば、ビーズは、一般に、核酸を引き出すために、ｒａｎｄｏｍ  ６−ｍｅｒｓ で、又は、望まれる対象の核酸に特異的な捕捉プローブで、機能化されることができる。幾つかの場合においては、例えば、ｍＲＮＡが対象の場合、ポリ−Ｔ捕捉プローブでコーティングされたビーズが用いられることができる。
【０１２０】
様々な実施形態においては、サンプル調製モジュール７０は、変形可能なコンパートメント３８aからのプロセス材料が、サンプル調製モジュール７０内に導入されることができる第４の入り口ポート１４２を更に含む。一実施形態においては、変形可能なコンパートメント３８ａは、不溶性流体（例えば、以下に詳細に議論するように、ミネラルオイル、シリコーンオイルなどのオイル）を含む。
【０１２１】
様々な実施形態においては、サンプル調製モジュール７０は、変形可能なコンパートメント４０ａからのプロセス材料が、基板７２に導入されることができる、第５の入り口ポート１４４を更に含む。一実施形態においては、変形可能なコンパートメント４０ａは、溶出緩衝剤を含む。
【０１２２】
様々な実施形態においては、サンプル調製モジュール７０は、変形可能なコンパートメント４２ａからのプロセス材料が、サンプル調製モジュール７０に導入されることができる第６の入り口ポート１４６を更に含む。一実施形態においては、変形可能なコンパートメント４２ａは、洗浄緩衝剤を含む。
【０１２３】
様々な実施形態において、サンプル調製モジュール７０は、流体がモジュール７０から出て、反応モジュール２４０に流入することができるサンプル調製モジュール７０の下部面に形成された、第１の出口ポート１８２、第２の出口ポート１８８、及び第３の出口ポート１９０を含む。
【０１２４】
入り口ポート又は出口ポートの、第１、第２、第３、第４、第５、又は第６のポートとしての指定は、それぞれのポートを互いに区別するための便利な手段を単に提供するに過ぎないものであり、例えば、ポートが使用されることができる特定の順番又はシーケンスを指定することによるなど、限定することは意味されてないことは注意されるべきである。
【０１２５】
第１の流体チャネル１５０は、第１の入り口ポート１３６からサンプルウェル７８に延伸する。図においては、流体チャネルは、サンプル調製モジュール７０を横切って、二点間を延伸する平行線によって表現されている。各チャネルは、チャネル内の円で表現される、１以上のチャネル遷移点を含むことができ、それらの一つは、参照番号１５１で示されている。チャネル遷移点は、基板７２の下部に形成されたチャネル部分から基板７２の上部に形成されたチャネル部分へ、又は、基板７２の上部に形成されたチャネル部分から基板７２の下部に形成されたチャネル部分へと延伸し、チャネルが基板７２内で、他のチャネルの上又は下を通過するようにする、チャネルの垂直に延伸する部分を表現する。 
【０１２６】
第２の流体チャネル１５２は、サンプルウェル７８から溶解チャンバ入り口１２２へ延伸する。第３の流体チャネル１５６は、溶解チャンバ出口１２４から、第３の入り口ポート１４０から混合ウェル入り口シュノーケル９２へ延伸する第５の流体チャネル１６２へ延伸する。第４の流体チャネル１６０は、第２の入り口ポート１３８から第３の入り口ポート１４０へ延伸する。第６の流体チャネル１６４は、第５の入り口ポート１４２から第１の出口ポート１８２へ延伸する。第７の流体チャネル１６６は、第５の入り口ポート１４４から第２の出口ポート１８８へ延伸する。第８の流体チャネル１６８は、混合ウェル出射ポート９６から受動バルブアセンブリ２２０（以下に記述）へ延伸する。第９の流体チャネル１７０は、受動バルブアセンブリ２２０の受動バルブキャビティから捕捉コンパートメント１００へ延伸する。第１０の流体チャネル１７２は、能動バルブアセンブリ２０４から能動バルブアセンブリ２１９へ延伸する。第１１の流体チャネル１７４は、能動バルブアセンブリ２１９から廃棄チャンバ１０２へ延伸する。第１２の流体チャネル１７６は、第６の入り口ポート１４６から捕捉コンパートメント１００へ延伸する。第１３の流体チャネル１７８は、捕捉コンパートメント１００から能動バルブアセンブリ２０４へ延伸する。第１４の流体チャネル１８０は、能動バルブアセンブリ２０４から第３の出口１９０に延伸する。
【０１２７】
様々な流体チャネルを、第１、第２、第３、第４、第５などの流体チャネルとして指定することは、それぞれのポートを互いに区別するための便利な手段を提供するに過ぎないものであり、例えば、流体チャネルが使用されることができる特定の順番又はシーケンス又は、流体がチャネルを介して流れる特定の方向を指定する事によるなど、限定することは意味されていないことは注意されるべきである。
【０１２８】
様々な実施形態において、サンプル調製モジュール７０は、混合ウェル９０に隣接する受動バルブアセンブリ２２０を更に含む。一実施形態においては、混合ウェル９０内の圧力が、閾値圧力より低く、それによって混合ウェル９０内の流体が保持されている場合、受動バルブアセンブリ２２０が閉止されるように、受動バルブアセンブリ２２０は構成される。他方、圧力が混合ウェル９０内で、閾値圧力より大きい、十分な圧力レベルに増加されることが可能である場合、受動バルブアセンブリ２２０は、開かれ、それによって、出射ポート９６及び、混合ウェル出射ポート９６を受動バルブアセンブリ２２０に接続する第８の流体チャネル１６８を介して、混合ウェル内の流体が逃げることを可能とする。 
【０１２９】
受動バルブアセンブリ２２０の詳細が、図１０及び図１１に示される。バルブアセンブリ２２０は、基板７２に形成されるバルブキャビティ２２２と、基板７２に形成され、バルブキャビティ２２２内に上方に延伸する入り口２２４とを備える。バルブ２２９は、Ｂｅｌｌｅｖｉｌｌｅ バルブを含むことができるが、入り口２２４を介してバルブキャビティ２２２内に配置される。保持器２２６は、バルブ２２９上に配置される。出口２２８は、バルブキャビティ２２２から放射状に延伸する。
【０１３０】
圧力がかかっていない条件では、バルブ２２９及び保持器２２６は、バルブ２２９が入り口２２４を覆い、バルブキャビティ２２２の下部で、安置される。保持器２２６は、例えば、適切なバネなどにより、下の位置にバイアスされることができる。したがって、入り口２２４から流れる流体は、バルブキャビティ２２２内及びこれを通って通過することができず、したがって、流体は、混合ウェル９０を逃れることはできない。他方、入り口２２４内の流体は、保持器２２６を下の位置に保持しているいかなる力（例えば、バネのバイアス）を超えるように十分圧力（例えば、約３〜５ｐｓｉ）がかけられると、バルブ２２９及び保持器２２６は、バルブキャビティ２２２の下部から持ち上げられ、それによって、入り口２２４を開き、流体が、バルブキャビティ２２２に流れ、出口２２８から出ることを可能とする。
【０１３１】
サンプル調製モジュール７０は、圧力の外部ソースが、サンプル調製モジュール７０に結合されえるポンプポート１０４を更に含むことができる。ポンプポート１０４は、サンプルウェル７８へ、圧力導管１０６を介して、接続され、ポンプポート１０４に印加される圧力は、サンプルウェル７８に圧力をかけ、サンプルウェル７８の内容物をウェルの外に出させる。
【０１３２】
サンプル調製モジュール７０は、バルブ導管１１０を介して、混合ウェル９０の圧力シュノーケル９４に接続された受動バルブポート１０８を更に含むことができる。受動バルブポート１０８が開いていると、圧力は、混合ウェル９０内で大きくなり、受動バルブアセンブリ２２０は、閉じたままであろう。受動バルブポート１０８が閉じていると、圧力は、混合ウェル９０内で大きくなり、混合ウェル９０の内容物がウェルから流れる事ができるように、受動バルブアセンブリ２２０は開くだろう。
【０１３３】
ウイルス及び多くのバクテリアなどの幾つかの有機体は、高い温度又はタンパク分解性酵素あり、又は、なしで、溶解緩衝剤を添加することによって、化学的に溶解されることができる。幾つかの有機体は、化学的及び／又は酵素的方法によって溶解するのは難しく、細胞膜の機械的破壊又はせん断が必要である。そのため、複合カートリッジ１０のオプションのコンポーネントは、インペラーコンポーネントであり、インペラーは、個別の細胞が溶解緩衝剤によりアクセスできるように、及び、より多くの対象の分析物を解放するように、固体コンポーネントをすりつぶし、又は破壊するために起動される。インペラーは、溶解ビーズが含まれる流体に乱流アクションを与える。主な溶解アクションは、ビーズの対象有機体との衝突により、これにより溶解され、それらを破壊して開き、対象の核酸を露出させる。溶解緩衝剤の存在は、ＤＮａｓｅ 又は  ＲＮａｓｅを抑制し、これは、細胞が破壊されたなら、ＲＮＡ又はＤＮＡ対象を破壊することができる。様々な実施形態においては、インペラーは、非常に速く回転する外輪のようである。
【０１３４】
したがって、様々な実施形態においては、サンプル調製モジュール７０は、内部に配置された、モータで駆動されるビーズミキサ機構などの駆動攪拌器を有する溶解チャンバ１２０を更に含む。駆動攪拌器は、少なくとも部分的に溶解チャンバ１２０内に配置され、その処理チャンバを通って流れる流体を攪拌するように構成され、配置される。溶解チャンバを通って流れる流体は、サンプル材料、溶解緩衝剤、及び溶解ビーズの混合物を含むことができる。溶解ビーズは、複合カートリッジ１０の組み立ての間に、溶解チャンバ１２０内に送られるシリカ（セラミック)ビーズ（例えば、１００μｍの直径）を含むことができる。ビーズミキサは、モータの出力シャフト上に搭載されるインペラー１３０を有するモータ１２８を含む（図２参照）。流体は、入り口１２２を通って、溶解チャンバ１２０内に流れ、出口１２４を通って、溶解チャンバ１２０から流れ出る。メッシュフィルタは、入り口１２２及び／又は出口１２４の前面に設けることができる。（複数の）メッシュフィルタは、サンプル流体が溶解チャンバ１２０に流入したり、流出したりする間に、溶解チャンバ１２０内の溶解ビーズを保持するように構成された穴サイズを有する。動作中、モータ１２８は、インペラー１３０を、高回転速度（例えば、約５，０００から約１００，０００ｒｐｍ、好ましくは、約１０，０００から約５０，００００ｒｐｍ、より好ましくは、約２０，０００から約３０，０００ｒｐｍ）で回転させ、サンプル材料と溶解ビーズを含むことができる、溶解チャンバ１２０内の流体が、回転するインペラーによって激しく攪拌され、それによって、サンプル材料の分子構造を破壊するうえで、溶解ビーズを支援する。したがって、溶解チャンバ１２０から流れ出るサンプル混合物は、ビーズミキサがない場合より、より完全に溶解される。
【０１３５】
ビーズミキサの適切なモータ１２８は、Ｊｉｎｌｏｎｇ  ＭａｃｈｉｎｅｒｙからのＦｅｉｙｉｎｇ，Ｍｏｄｅｌ  ＦＹ０６１０−Ｑ−０４１７０Ｙ を含む。モータは、カートリッジ１０が処理される装置の外部電源への複合カートリッジ１０の一時的接続によって電力供給されることができる。モータ１２８の制御は、カートリッジ１０の外部及び／又は内部に提供されるロジック素子によって実装されることができる。一実施形態においては、ミキサプリント回路ボード（「ＰＣＢ」）が、ビーズミキサモータ１２８の動作を制御する下部とばり３０内に設けられる。ミキサモータ１２８は、理想的には、流体が、溶解チャンバ１２０を通って流れるときのみ動作される。溶解チャンバ１２０へ流れる流体は、入り口光検知チャンバ１５４（例えば、図１５参照）に整列される、上部とばり１２（図２参照）に形成される入り口光ポート１４を介して、光センサによって検出されることができ、ビーズミキサモータ１２８は、例えば、溶解チャンバ１２０に向かう入り口光検知チャンバ１５４を通って流れる流体ストリームの前端の検出時に、作動されることができるようにする。同様に、溶解チャンバ１２０から流れ出る流体は、出口光検知チャンバ１５８（図１５参照）と整列される、出口光ポート１６（図２参照）を介して光センサによって検出されることができ、ビーズミキサモータ１２８は、例えば、出口光検知チャンバ１５８を通って流れる流体ストリームの後端の検出時に、動作を停止されることができる。
【０１３６】
サンプル調製モジュール７０は、２つの能動バルブアセンブリ２０４、２１９を更に含む。バルブアセンブリ２０４は、サンプルバルブアセンブリとして知られ、第１０の流体チャネル１７２、第１３の流体チャネル１７８、及び第１４の流体チャネル１８０の接合部分に配置され、第１３の流体チャネル１７８から第１４の流体チャネル１８０への流れを制御する。バルブアセンブリ２１９は、廃棄バルブアセンブリとして知られ、第１０の流体チャネル１７２及び第１１の流体チャネル１７４の接合部分に配置され、第１０の流体チャネル１７２から第１１の流体チャネル１７４及び破棄チャンバ１０２への流れを制御する。
【０１３７】
例えば、バブルアセンブリ２０４などの、能動バルブアセンブリの詳細は、図１３及び図１４に示されている。バルブアセンブリ２０４は、基板７２に形成されるバルブキャビティ２１０を含む。入り口導管２０８は、バルブキャビティ２１０に導き、出口チャネル２１２は、キャビティ２１０から延伸する。アクセス開口部２０６は、基板７２の頂上に配置された上部シール５６に形成される。フレキシブルバルブ膜２１６は、アクセス開口部２０６を囲む接着剤２１４によって、アクセス開口部２０６の下の上部シール５６の下側に固定される。図１３に示されるように、それていない、又は、作動されていない位置では、流体は、入り口２０８を通って、バルブキャビティ２１０に流入し、出口２１２を通って、バルブキャビティ２１０から流出することができる。したがって、バルブアセンブリ２０４を通って流れる流体は、スムーズである。図１４に示されるように、外部バルブアクチュエータ２１８が、出口２１２上のバルブ膜２１６を変形させるために、アクセス開口部２０４を介して押し下げるとき、バルブアセンブリ２０４を通って流れる流体はブロックされる。バルブアクチュエータ２１８は、上部とばり１２（図１参照）に形成されるアクチュエータタブ２０のアクチュエータポスト２６を含むことができる。特に、バルブアクチュエータタブ１８は、能動バルブアセンブリ２０４と整列され、バルブアクチュエータタブ２０は、能動バルブアセンブリ２１９と整列される。
【０１３８】
様々な実施形態においては、サンプル調製モジュール７０は、余分又は使用済み流体を受け入れ、貯蔵するように構成された廃棄チャンバ１０２(又は、１以上の廃棄チャンバ）を更に含む。
【０１３９】
反応モジュール−上部プレート
反応モジュール２４０と上部プレート２４１の詳細が、特に、図２４〜図３１に示されている。上部プレート２４１のそれぞれ、斜視図と上部平面図とを示す、図２４と図２６を参照すると、上部プレート２４１は、上部プレート２４１の上部面２４２上に突出する上部周囲壁２５６と、上部プレート２４１の外端から内部にずらされた位置にある少なくとも部分的に周囲を囲む上部面２４０とを含む。上部周囲壁２５６は、反応モジュール２４０をサンプル調製モジュール７０に固定する接着ガスケット２３２に対する取り付け位置を提供する上端に沿って形成される、連続開口チャネル又は溝２５８を有する。図４参照。上部周囲壁２５６は、上部面２４２上の上部周囲壁２５６によって囲まれる凹部領域２６０を形成する。図２８及び図２９も参照のこと。
【０１４０】
上部プレート２４１は、複数の構成を採用することができ、様々な材料で作られることができる。適切な材料は、これらには限定されないが、ファイバガラス、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）、セラミック、ガラス、シリコン、雲母、プラスチック（アクリル、ポリスチレン及び、スチレンと他の材料のコポリマー、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、及びそれらの誘導体など）などを含む。特に好適な上部プレート材料は、ポリカーボネートである。
【０１４１】
整列フォーク２４６は、上部プレート２４１の一端から延伸し、整列ループ２４４は、上部プレート２４１の他端から延伸する。整列フォーク２４６と整列ループ２４４は、以下により詳細に記述するように、カートリッジ１０の適切な整列を保証するために、複合カートリッジ１０を処理するための装置の整列ピンを受けるように構成される。
【０１４２】
上部プレート２４１は、サンプル調製モジュール７０の第３の出口ポート１９０と流体が通じる入り口ポート２６８を有するサンプルコンパートメント２６６を更に含む。
【０１４３】
上部プレート２４１は、サンプル調製モジュール７０の第２の出口ポート１８８と流体を通じる入り口ポート２７８を有する再水和（溶出）緩衝剤コンパートメント２７６を更に含む。検出緩衝剤コンパートメント２８０は、再水和緩衝剤コンパートメント２７６内に送られ、検出緩衝剤コンパートメント２８０に転送される、ある量の再構成緩衝剤によって再構成される最初に乾燥している検出緩衝剤（検出緩衝剤コンパートメント２８０を形成する上部プレート２４１の一部又は、検出緩衝剤コンパートメント２８０をカバーする流体処理パネル３５４の一部に適用される）を含む。一実施形態においては、検出緩衝剤コンパートメント２８０は、１２０〜１６０μｌの容量を有する。様々な実施形態においては、上部プレート２４１は、検出緩衝剤コンパートメント２８０と再水和緩衝剤コンパートメント２７６との間の接続通路２７４を含む。検出緩衝剤コンパートメント２８０は、製造プロセス中及び／又はコンパートメント２８０をベントするために、コンパートメント２８０に緩衝剤を注入するためのポート２８２を更に含むことができる。
【０１４４】
図２５及び図２７は、上部プレート２４１のそれぞれ、下部斜視図及び下部平面図を示す。図２４及び図２６に加え、図２５及び図２７を参照すると、上部プレート２４１は、一実施形態においては、再水和緩衝剤コンパートメント２７６からのある量の再水和緩衝剤によって、後に再構成（再水和）される、乾燥形態のＰＣＲ緩衝剤／酵素（緩衝剤コンパートメント２９６を形成する上部プレート２４１の一部に、又は、緩衝剤コンパートメント２９６をカバーする流体処理パネル２５４（図４及び図５８参照）の一部に適用される）を含む、緩衝剤コンパートメント２９６を更に含む。一実施形態においては、緩衝剤コンパートメント２９６は、約２０μｌの容量を有する。ポート２９８は、製造プロセス中及び／又は緩衝剤コンパートメント２９６をベントするために、コンパートメントに、ＰＣＲ緩衝剤／酵素を注入するために、設けられる。
【０１４５】
上部プレート２４１は、再水和緩衝剤コンパートメント２７６からのある量の再水和緩衝剤によって後に再水和される、乾燥形態のエキソヌクレアーゼ試薬（第２の緩衝剤コンパートメント３００を形成する上部プレート２４１の一部又は、第２の緩衝剤コンパートメント３００をカバーする流体処理パネル３５４の一部に適用される）を含むことができる第２の緩衝剤コンパートメント３００を更に含む。一実施形態においては、第２の緩衝剤コンパートメント３００は、約２０μｌの容量を有する。ポート３０２は、製造プロセス中及び／又はコンパートメント３００をベントするために、第２の緩衝剤コンパートメント３００に緩衝剤を注入するために設けられることができる。せき止め３０６は、流体が、再水和緩衝剤コンパートメント２７６からコンパートメント３００に流れることを可能とするため、再水和緩衝剤コンパートメント２７６と第２の緩衝剤コンパートメント３００との間に設けられることができる。
【０１４６】
上部プレート２４１は、上部プレート２４１の下部の周囲を囲む下部周囲壁２９０を更に含む。下部周囲壁２９０は、上部プレート２４１の下半分を囲むために、流体処理パネル３５４などのパネルを受けるように構成された周囲壁２９０によって囲まれる凹部を画定する。上昇パネルサポート２９０は、周囲壁２９０のちょうど内部の上部プレート２４１の下部面の外部周囲を囲む。パネルサポート２９２の内部の領域２９４は、パネルサポート２９２に対してわずかに隙間を開けて配置され、周囲壁２９０内に挿入されるパネルが、パネルサポート面２９２上で支持され、凹部２９４が、パネルと上部プレート２４１との間にギャップ２９５（図２８、図２９を参照）を画定するようにする。
【０１４７】
上部プレート２４１は、流体入り口ポート２５０、２５２を更に含むことができ、その少なくとも一つは、サンプル調製モジュール７０の第１の出口ポート１８２と流体を通じる。入り口ポート２５０、２５２は、例えば、領域２９４における反応上部プレート２４１の下部面と、上部プレート２４１の下部面を囲む流体処理パネル３５４との間のギャップ２９５との流体の通路を提供する。
【０１４８】
上部プレート２４１は、それぞれが入り口ポート又はベントポート３５２を有する、検出コンパートメント３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、及び３５０ｄを更に含む。図示された実施形態は、４つの検出コンパートメント３５０ａ〜ｄを含むが、より少ない、又は、より多い検出コンパートメント３５０を備える上部プレート２４１の別の構成は容易に想像が付く。
【０１４９】
下部面上の領域３０４は、領域２９４に対し、わずかに隙間を開けて配置された処理領域を含み、それによって、上部プレート２４１と、領域３０４内の下部パネルとの間に、領域２９４より大きいギャップを形成する。
【０１５０】
反応モジュール２４０は、上部プレート２４１に形成される１以上のバブルトラップ３４０を更に含むことができる。各バブルトラップ３４０は、ベント開口部３４４に向かって上方に傾斜する上部プレート２４１に形成されるバブル捕捉フード３４２を含む。一実施形態においては、バブルトラップの下の流体の動きにより生成された上昇空気バブルは、捕捉フード３４４に捕捉され、ベント開口部３４４を介して解放される。捕捉フードは、バブルトラップの下又はこれに隣接した流体移動経路に適合するような形状とされることができる。図示された実施形態においては、以下により詳細に記述するように、長尺捕捉フード３４２を有する５つのバブルトラップ３４０は、４つの流体移動経路上に配置され、それぞれは２つの隣接するバブルトラップ３４０の下、及びその間に配置される。
【０１５１】
流体入り口２５２の詳細が図３０に示されている。記述したように、流体入り口２５２は、サンプル調製モジュール７０の第１の流体出口１８２と整列されることができる。流体入り口２５２は、内側にテーパ状で、円錐台状の形状を有し、入り口２５２の上の出口１８２のサイズは、入り口２５２の上端より狭い。これは、出口１８２から排出される流体が入り口２５２によって確実に捕捉されるのに役立つ。
【０１５２】
サンプルコンパートメント２６６、再水和緩衝剤コンパートメント２７６、及び検出緩衝剤コンパートメント２８０の詳細が図３１に示されている。サンプルコンパートメント２６６は、入り口ポート２６８を介したサンプル調製モジュール２７０からの結合対象の（bound target）分析物（例えば、ＤＮＡ，核酸）を有するある量（例えば、２００μｌ）の磁気ビーズを受けるように構成される。サンプルコンパートメント２６６の入り口ポート２６８は、好ましくは、円錐形状を有しており、サンプル調製モジュール７０の第３の出口１９０と整列される。様々な実施形態においては、第３の出口１９０は、出口１９０の端からの液滴の垂れを最小化するために、テーパ状のニップル３２２を通っている。入り口ポート２６８は、また、好ましくは、上部のその最も広い端部でテーパ状となっており、それによって、出口１９０を通って排出される流体が、入り口ポート２６８において捕捉されることを保証する。出口１９０及び入り口ポート２６８は、それらの間に小さなギャップが存在するように構成される。このギャップは、反応モジュール２４０の上部プレート２４１の上部と、サンプル調製モジュール７０の下部との間の介在空間３０８の一部を備える。このギャップは、反応モジュール２４０内の流体に含まれる任意の空気バブル、特に、出口１９０から入り口ポート２６８へ流体を排出するときに生成され得る空気バブルを収集するためのトラップを提供する。
【０１５３】
再水和緩衝剤コンパートメント２７６は、乾燥試薬の再水和及びサンプル調製モジュール２７０からの入り口ポート２７８を介したビーズからの核酸の溶出に適したある量（例えば、２００μｌ）の緩衝剤溶液を受けるように構成される。再水和緩衝剤コンパートメント２７６の入り口ポート２７８は、サンプル調製モジュール７０の第２の出口１８８と整列される。再び、出口１８８は、好ましくは、テーパ状のニップル３２０を通って流れ、その端部は、同じくテーパ状となっている入り口ポート２７８から離間している。再び、ニップル３２０の端部と、入り口ポート２７８との間の空間は、出口１８８と入り口ポート２７８との間に流れる流体内のガスバブルが、介在空間３０８に逃げることを可能とする。 
【０１５４】
[反応モジュール−流体処理パネル]
図５８、図５９を参照すると、様々な実施形態においては、複合カートリッジ１０の反応モジュール２４０は、上部プレート２４１の下部に固定された、流体処理パネル３５４を含む。流体処理パネル３５４は、周囲壁２９０によって周囲が囲まれ、例えば、オイル、及び温度耐性接着剤によって、パネルサポート２９２上に支持され、固定される。流体処理パネル３５４は、流体の移動及び分析物の検出など、複合カートリッジ１０の複数の機能を促進する。そのような流体の移動は、流体輸送経路に沿って、流体の１以上の液滴を輸送することと、（例えば、線形的に前後する、又は、連続（例えば、円形、楕円形、四角形）経路上で）振動するように１以上の液滴を移動することによって流体を混合することと、異なる材料を含むことができる流体液滴を組み合わせることと、２以上の小さな液滴に液滴を分裂すること、などを含むことができる。
【０１５５】
流体処理パネル３５４は、基板３５６を含む。適切な基板は、金などの金属面、以下に規定するような電極、ガラス及び変性又は機能化ガラス、ファイバガラス、セラミック、雲母、プラスチック（アクリル、ポリスチレン及びスチレンと他の材料のコポリマー、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）、及びそれらの誘導体などを含む）、ＧＥＴＥＫ（登録商標）（酸化ポリプロピレンとファイバガラスとの混合）など、ポリサッカライド、ナイロン又はニトロセルロース、樹脂、シリカ又は、シリコン及び変性シリコンを含むシリカベースの材料、炭素、金属、無機ガラス及び様々な他のポリマー、及び特に好適なプリント回路ボード（ＰＣＢ）材料を含む。  
【０１５６】
様々な実施形態においては、流体処理パネル３５４は、複数の異なる機能領域又は処理区域に分割されることができ、これは、空間的に重なっているか、又は、空間的に異なっている、又は、部分的に空間的に個別であり、且つ、部分的に空間的に異なっていることができる。 
【０１５７】
様々な実施形態においては、反応モジュール２４０内の流体反応処理は、空間的及び生化学的の両方で操作可能なミクロ液滴を形成するために、いわゆるエレクトロウェッティング技術を用いるミクロ流体流体操作に少なくとも部分的に基づいている。
【０１５８】
一般に、エレクトロウェッティングは、印加される電場によって、疎水性面（ＰＣＢなど）のウェッティング特性を改変する事である。エレクトロウェッティングシステムにおいては、印加される電位差による基板−電解質接触角の変化は、結果として、表面上の電解質を移動する能力となる。本質的に、米国特許第６，５６５，７２７号に記述されているように、この開示は、参照によりここに明示的に組み込まれるが、極性のある液体（例えば、対象分析物を含むもの）の液滴に隣接する電極（又は、電極の集合）に電位を印加することにより、これらの電極上の表面は、より親水性になり、液滴は、荷電した電極との重なり面積を増加するために、表面張力勾配によって引っ張られる。これは、液滴が、表面上に広がるようにし、その後電位を除去するか、または異なる電極をアクティブにすることにより、基板は、疎水性状態に戻り、その結果、基板上の新規の親水性領域に液的が移動することとなる。このように、処理、扱い、及び検出のため、液滴が、基板の平坦な面を物理的且つ個別に、異なる処理区域へ移動されることができる。液滴は、様々な速度で移動されることができ、分割され（例えば、単一の液滴は、２以上の液滴に分割されることができる）、パルスが当てられ、及び／又は混合される（２以上の液滴は、同一の場所で合体され、それから、一つとして分割、又は、移動される）ことができる。更に、エレクトロウェッティングは、単一の液滴内で、混合を起こさせることができる。以下により詳細に記述されるように、液滴は、また、ＰＣＢ基板上の異なる場所に保存された乾燥試薬を再水和するために用いられることができる。エレクトロウェッティングの一つの典型的な特性は、非常に小さい流体体積の精密な操作である。例えば、単離された対象核酸は、他のシステムにおける特徴である、１００μｌの溶出体積及び対象分析物のかなり低い濃度と比較して、ＰＣＲ増幅の前に、１０μｌ未満で、非常に高い濃度で溶出されることができる。更に、エレクトロウェッティングは、物理インタフェースへのなんらの変更（例えば、新規のバルブ、流体経路など）をする必要もなく、ソフトウェアによって開発中、及び、製品において、流体経路が変更されることを可能とする。
【０１５９】
エレクトロウェッティング技術を用いた例示的ミクロ流体系は、米国特許公開第2013/0252262号, 米国特許公開第2013/0233712号, 米国特許公開第2013/0233425号, 米国特許公開第2013/0230875号, 米国特許公開第2013/0225452号, 米国特許公開第2013/0225450号, 米国特許公開第2013/0217113号, 米国特許公開第2013/0217103号, 米国特許公開第2013/0203606号, 米国特許公開第2013/0178968号, 米国特許公開第2013/0178374号, 米国特許公開第2013/0164742号, 米国特許公開第2013/0146461号, 米国特許公開第2013/0130936号, 米国特許公開第2013/01 18901号, 米国特許公開第2013/0059366号, 米国特許公開第2013/0018611号, 米国特許公開第2013/0017544号, 米国特許公開第2012/0261264号, 米国特許公開第2012/0165238号, 米国特許公開第2012/0132528号, 米国特許公開第2012/0044299号, 米国特許公開第2012/0018306号, 米国特許公開第2011/0311980号, 米国特許公開第2011/0303542号, 米国特許公開第2011/0209998号, 米国特許公開第2011/0203930号, 米国特許公開第2011/0186433号, 米国特許公開第2011/0180571号, 米国特許公開第2011/01 14490号, 米国特許公開第2011/0104816号, 米国特許公開第2011/0104747号, 米国特許公開第2011/0104725号, 米国特許公開第2011/0097763号, 米国特許公開第2011/0091989号, 米国特許公開第2011/0086377号, 米国特許公開第2011/0076692号, 米国特許公開第2010/0323405号, 米国特許公開第2010/0307917号, 米国特許公開第2010/0291578号, 米国特許公開第2010/0282608号, 米国特許公開第2010/0279374号, 米国特許公開第2010/0270156号, 米国特許公開第2010/0236929号, 米国特許公開第2010/0236928号, 米国特許公開第2010/0206094号, 米国特許公開第2010/0194408号, 米国特許公開第2010/0190263号, 米国特許公開第2010/0130369号, 米国特許公開第2010/0120130号, 米国特許公開第2010/0116640号, 米国特許公開第2010/0087012号, 米国特許公開第2010/0068764号, 米国特許公開第2010/0048410号, 米国特許公開第2010/0032293号, 米国特許公開第2010/0025250号, 米国特許公開第2009/0304944号, 米国特許公開第2009/0263834号, 米国特許公開第2009/0155902号, 米国特許公開第2008/0274513号, 米国特許公開第2008/0230386号, 米国特許公開第2007/0275415号, 米国特許公開第2007/0242105号, 米国特許公開第2007/0241068号,米国特許第8541176号, 米国特許第8492168号, 米国特許第8481125号, 米国特許第8470606号, 米国特許第8460528号, 米国特許第8454905号, 米国特許第8440392号, 米国特許第8426213号, 米国特許第8394641号, 米国特許第8389297号, 米国特許第8388909号, 米国特許第8364315号, 米国特許第8349276号, 米国特許第8317990号, 米国特許第8313895号, 米国特許第8313698号, 米国特許第8304253号, 米国特許第8268246号, 米国特許第8208146号, 米国特許第8202686号, 米国特許第8137917号, 米国特許第8093062号, 米国特許第8088578号, 米国特許第8048628号, 米国特許第8041463号, 米国特許第8007739号, 米国特許第7998436号, 米国特許第7943030号, 米国特許第7939021号, 米国特許第7919330号, 米国特許第7901947号, 米国特許第7851 184号, 米国特許第7822510号, 米国特許第7816121号, 米国特許第7815871号, 米国特許第7763471号, 米国特許第7727723号,米国特許第7439014号, 米国特許第7255780号, 米国特許第6773566号, 及び米国特許第6565727号に記載され、それぞれの開示は、ここに、参照によって組み込まれる。
【０１６０】
したがって、様々な実施形態においては、流体処理パネル３５４は、反応モジュール２４０で実行されるアッセイ又は（複数の）他の処理のために適切な、流体液滴のための、経路を含む、個別の処理区域を形成し、画定する電極のグリッドを備える。一般に、「スポット」又は「場所」又は「パッド」（しばしば、「エレクトロウェッティングパッド」又は「ＥＷＰ」と呼ばれる）は、一般的に図において長方形で図示され、長方形の辺を形成する線は、電極を表し、液滴は、パッドからパッドへ、個別のステップにおいて、経路に沿って移動するようにする。電極グリッドを操作することにより、液滴は、現在の位置に対して、前、後ろ、左、又は、右と、必要に応じて、４つの方向のいずれにも選択的に移動されることができる。したがって、様々な実施形態においては、流体処理パネル３５４は、サンプル調製から対象分析物の検出に渡って、サンプル液滴を移動するために、パッドのネットワークを形成するエッチングされた電極のグリッドを含む。
【０１６１】
図示された実施形態においては、流体処理パネル３５４の基板３５６上に形成される電極は、流体液滴の移動及び／又は収集のために提供される複数の個別の機能領域を画定する。図２６、図２７、及び図５９に示されるように、これらの区域は、上部プレート２４１のサンプルコンパートメント２６６に空間的に対応するサンプルビーズ区域３６８と、上部プレート２４１の検出緩衝剤コンパートメント２８０に空間的に対応するハイブリダイゼーション区域３７０と、上部プレート２４１の再水和（溶出）緩衝剤コンパートメント２７６に空間的に対応する再水和緩衝剤区域３７２と、上部プレート２４１の第２の緩衝剤コンパートメント３００に空間的に対応するエキソヌクレアーゼ試薬区域３７４と、上部プレート２４１の緩衝剤コンパートメント２９６に空間的に対応するＰＣＲ試薬区域３７６とを含む。流体処理パネル３５４上に画定される他の区域は、それぞれ、検出コンパートメント３５０ａ、３５０ｂ、３５０ｃ、及び３５０ｄに空間的に対応し、それぞれ、電子センサアレイ３６３ａ、３６３ｂ、３６３ｃ、及び３６３ｄを更に含む、電子センサ区域３６０ａ、３６０ｂ、３６０ｃ、３６０ｄを含む。流体処理パネル３５４上に画定される更に他の経路は、それぞれが、上部プレート２４１の２つの隣接するバブルトラップ３４０の空間的に下、及び、それらの間に配置される、熱サイクル、又は、ＰＣＲ、経路３６４ａ、３６４ｂ、３６４ｃ、及び３６４ｄを含む。 
【０１６２】
流体処理パネル３５４の電極は、エキソヌクレアーゼ区域３８４を更に画定することができる。
【０１６３】
流体処理パネル３５４の電極は、図示された実施形態においては、参照番号３８５ａ、３８５ｂ、３８５ｃ、及び３８５ｄによって示される９つの電極パッドの４つのグループを含む、検出混合区域を更に画定することができる。
【０１６４】
流体処理パネルは、以下に更に詳細が記述されるであろう、処理装置内に配置されたコネクタピン（例えば、ポゴピン）と接触及び電気的接続をするように構成された複数のコネクタパッドアレイを更に含むことができる。図示された実施形態は、７つのコネクタパッドアレイ：３５８ａ、３５８ｂ、３５８ｃ、３５８ｄ、３５８ｅ、３５８ｆ、及び３５８ｇを含む。
【０１６５】
当業者によれば理解されるように、本明細書で記述される構成に限られないが、これを含む、複合カートリッジ１０で用いられることのできる多くの電極グリッド構成がある。異なる有用性のための例示的エレクトロウェッティング電極構成は、以前に組み込まれた米国特許第８，５４１，１７６号に示されている。
【０１６６】
一般に、流体処理パネル３５４用の好適な材料は、プリント回路ボード材料を含む。様々な実施形態においては、回路ボード材料は、導電層でコーティングされ、電極や相互接続（しばしば、当分野で、相互接続又はリードと呼ばれる）のパターンを形成するために、リソグラフィ技術、特にフォトリソグラフィ技術を用いて処理される、絶縁基板（例えば、基板３５６）を含むものである。絶縁基板は、一般に、常にではないが、ポリマーである。当分野で知られているように、１以上のレイヤは、「２次元」ボード（例えば、平面内にすべての電極と相互接続がある、「エッジカードコネクタ」）又は、「３次元」ボード（電極は、ある面上にあり、相互接続は、他の面に、ボードを通り抜けるか、又は、電極は、複数の面上にある）のいずれかを作るために、用いられることができる。３次元システムは、しばしば、基板を貫通して、穴又はビアを形成するための、ドリルでの穴あけ、又はエッチングの使用と、その後の、銅などの金属で電気めっきに依存し、「ボード貫通」相互接続をなすようにしている。回路ボード材料は、しばしば、基板に取り付け済みの、銅ホイルなどのホイルが設けられ、例えば、電気めっきにより、必要に応じて（例えば、相互接続のために）更なる銅が加えられる。銅表面は、そして、接着層の取り付けを可能とするために、例えば、エッチングにより、粗くされる必要がありうる。
【０１６７】
一実施形態においては、エレクトロウェッティング電極グリッド及び検出電極の両方、つまり、コネクタパッドアレイ３６０ａ〜ｇからの電気接続は、チップから処理装置への接続をするために、ポゴピン又は同様のコネクタへのインタフェース接続をすることができるいわゆるランドグリッドアレイを生成するために、パネルを通って延伸する。様々な実施形態においては、流体処理パネル３５４（例えば、電極グリッドを有するＰＣＢ）の表面は、エレクトロウェッティング機構と、パッドからパッドへの清潔な輸送を促進するために、物質のフィルムでコーティングされる。様々な実施形態においては、表面は、誘電体層を形成する、ＤｕＰｏｎｔからのＫＡＰＴＯＮ （登録商標）（例えば、黒又は黄色ＫＡＰＴＯＮ （登録商標））などのポリイミドフィルムでコーティングされる。誘電体層の表面特性は、エレクトロウェッティングを促進し、水性液滴内の電気分解を防止するために用いられる電圧を減衰するために重要である。更に、はんだマスクなどのＫａｐｔｏｎ（登録商標）又は同様な表面は、エレクトロウェッティングが機能するために必要な、表面を疎水性にするために、幾つか名前を挙げれば、パラリン（Paralyene）、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）（ポリテトラフルオロエチレン）、ＣＹＴＯＰ（登録商標）フッ素ポリマーなどの疎水性コーティングで、コーティングされなければならない。
【０１６８】
当業者によれば理解されるだろうように、反応モジュール２４０に設けられる試薬の形態は、試薬に依存するだろう。幾つかの試薬は、乾燥されるか、又は、固体形態であり（例えば、特定の緩衝剤が用いられるべきである）、他は、乾燥凍結される、などであることができる。特に有用な実施形態は、当業者によれば理解されるだろうように、塩、糖、ポリサッカライド、ポリマー又は、ゼラチンなどのタンパク質などの安定剤が添加された、乾燥試薬を利用する。例えば、Ｂｉｏｍａｔｒｉｃａは、本システムでの使用のために、商業安定剤を製造する。
【０１６９】
当業者によれば理解されるだろうように、用いられる場合、乾燥試薬は、２つの一般的な方法のうちの一つで再水和されることができる。その方法とは、サンプル調製モジュール７０からの液体が、適切なパッド（又は区域）で導入されるか、又は、サンプル自体が、固体試薬を溶液にする水性溶媒として機能するかのいずれかである。例えば、適切な再懸濁緩衝剤（幾つかの場合には、水でありうる）は、（複数の）試薬を再水和するために、サンプル調製モジュール７０から特定のパッドへ上部プレート２４１を介して添加されることができ、それから、試薬液滴をサンプル液滴と混ぜる事ができる。 
【０１７０】
あるいは、（例えば、捕捉ビーズから対象分析物を解放するために用いられる溶出緩衝剤において）対象の分析物を含む液滴は、（複数の）乾燥試薬を含むパッドに輸送され、それから、液滴自体内に懸濁されることができる。この実施形態の一つの利点は、液滴の最終的体積は、試薬の液滴が、サンプルの液滴と混合される場合は増加するが、大きくは増加しないということである。これは、複数の試薬添加が要求される状況では特に有用でありうる。
【０１７１】
異なる試薬の数、種類及び量は、サンプル、対象の分析物及び望まれる反応に依存するだろう。例えば、標準ＰＣＲ反応に於ける核酸対象シーケンスについては、開始サンプルがＤＮＡの場合、ボード上の乾燥試薬は、ＲＴ−ＰＣＲ緩衝剤、ＰＣＲ酵素（例えば、Ｔａｑポリメラーゼ）、ｄＮＴＰ、ＰＣＲプライマ、エキソヌクレアーゼ、信号プローブ、信号緩衝剤及び検出緩衝剤（流体処理パネル３５４上に乾燥されるのではなく、サンプル調製モジュール７０に含まれる、溶解緩衝剤、結合緩衝剤、溶出干渉剤、（オプションの）（複数の）再構成緩衝剤、及び磁気ビーズ懸濁液）を含む。例示的実施形態がここに概略的に述べられる。しかし、当業者によれば理解されるだろうように、サンプル調製モジュール７０内の乾燥試薬及び液体試薬の任意の数の構成が用いられることができる。
【０１７２】
上記した流体処理パネル３５４と上部プレート２４１との間に形成される反応モジュール２４０内のコンパートメントは、一般に、対象分析物液滴（通常水性溶液）が不溶性である流体で満たされ、この不溶性流体は、一般に、液滴の溶液よりもより極性が少ない。米国特許第８，５４１，１７７号に記述されるように、この開示は、ここに参照により組み込まれるが、パッド上の液滴を単離する２つの一般的な方法があり、その方法は、不溶性液体及び不溶性ガスを含む不溶性流体でコンパートメントを満たすこと、又は、例えば、液滴を空気／オイル界面に通過させることにより、液滴にオイルの殻を与えるなど、不溶性の流体を液滴封入剤として用いることによることを含む。
【０１７３】
本明細書で述べた核酸検出アッセイに使用するための特に適した不溶性流体は、これらには限定されないが、シリコーンオイル、ミネラルオイル、 フルオロシリコーンオイル、炭化水素を含み、例えば、デカン、アンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカンなどのアルカン、ドデカン、ヘキサデカン及びシクロヘキサン、炭化水素オイル、ミネラルオイル、パラフィンオイルなどの脂肪族及び芳香族アルカン、フルオロカーボン及びパーフルオロカーボン（例えば、３Ｍ  Ｆｌｕｏｒｉｎｅｒｔ  ｌｉｑｕｉｄ）などのハロゲン化オイル、ならびに上記の混合物を含む。適切な気体充満流体の例は、限定することなく、空気、アルゴン、窒素、二酸化炭素、酸素、加湿空気、任意の不活性ガスを含む。一実施形態においては、主要相は、水性溶液で、副次的相は、空気又はオイルであり、これは比較的水に不溶性である。他の実施形態においては、充満流体は、液滴を囲むプレート間の空間を満たすガスを含む。好適な充満流体は、シリコーンオイルのような低粘性オイルである。他の適切な流体は、２００５年１１月１４日出願の発明の名称"Filler Fluids for Droplet-Based Microfluidics"の、米国特許出願第６０／７３６，３９９号に記載されており、この全開示は、ここに参照により組み込まれる。流体は、液滴のいかなる顕著な蒸発も起こらないように選択されることができる。
【０１７４】
当業者によれば理解されるだろうように、必要に応じて、試薬の追加と共に、パッドからパッドへの液滴の移動は、任意の数のサンプル操作のために用いられることができる。核酸検出のための核酸操作の場合、これらの操作は一般に、ＰＣＲ酵素、ＰＣＲ緩衝剤、プライマ、エキソヌクレアーゼ、逆転写（ＲＴ）酵素、ＲＴ−ＰＣＲ緩衝剤、信号緩衝剤、信号プローブなどの試薬の添加を含む。 
【０１７５】
様々な実施形態においては、パッドの電極グリッド経路の１以上の部分又は区分は、例えば、増幅、エキソヌクレアーゼ消化、逆転写、対象溶出、及び、電気化学的検出などのため、個別の熱区域内で熱に曝される。そのような熱区域は、検出領域３７８、エキソヌクレアーゼ領域３８０、及び、熱サイクル（ＰＣＲ）領域（熱区域とも呼ばれる）３８２ａ、３８２ｂ、３８２ｃを含むことができる。
【０１７６】
当業者によれば理解されるだろうように、ＰＣＲ増幅などの幾つかの操作は、２から３の異なる温度の間での熱サイクル（プライマ結合、伸長及び変性）を必要とするが、他のものは、例えば、エキソヌクレアーゼ及び逆転写酵素の使用などの酵素プロセス、改善された溶出及び／又は試薬再懸濁のための（複数の）特定の温度、又は、電気化学的検出の場合の結合／アッセイ温度など、最高の結果のための均一な温度を必要とする。等温増幅技術及び他のＰＣＲに代わるものは、典型的には、精密な温度制御を必要とする。
【０１７７】
様々な実施形態においては、流体処理パネル３５４の異なる部分に加えられる熱は、抵抗ヒータ又は熱電（ぺルチェ）チップなどの熱コンポーネントによって生成され、カートリッジ１０が配置される装置の処理ベイ内で、カートリッジ外であることが見られる。そのような熱コンポーネントの例は、以下に記述される。
【０１７８】
一実施形態においては、反応パネル３５４上のサンプル操作区域は、例えば、特に、特定の温度が望まれる場合、熱区域の温度を監視し、制御するために、オプションとして、センサを含むことができる。これらのセンサは、これらには限定されないが、熱電対及び抵抗温度ディテクタ（ＲＴＤ）を含むことができる。あるいは、そのようなセンサは、ベイの中で、カートリッジ外とすることもできる。
【０１７９】
核酸対象を検出するための様々な実施形態においては、流体処理パネル３５４は、１以上の熱サイクル、又は、ＰＣＲ又は増幅経路３６４ａ、３６４ｂ、３６４ｃ、及び３６４ｄを含む。流体処理パネル３５４は、１、２、３又はそれ以上のパッドの熱サイクル経路を含むことができる。これらは、個別のＰＣＲ反応（例えば、一つの液滴が、経路を上下に移動するか、もしくは、ある経路を上昇し、他方を下降するなど）のため、又は、複合化（例えば、複数の経路について、複数の異なる液滴が各経路を上下に移動されることができる）のために用いられることができる。
【０１８０】
当業者によれば理解されるように、各ＰＣＲ反応は、更に複合化されることができる。つまり、対象に特異的な増幅のため、単一のＰＣＲ反応内の複数のプライマの組の使用は、 扱いづらく、したがって、本発明は、複数の反応が、高レベルの複合化を達成可能とする。例えば、（例えば、呼吸器ウイルスのスクリーニングにおいて）２１個の異なる対象シーケンスを評価するために、例えば、第１の経路内の第１のＰＣＲサンプル液滴が、７つのプライマペアの第１の組（例えば、「プライマミックスＡ］）を捉え、第２の経路内の第２の液滴が、７つのプライマペアの第２の組（「プライマミックスＢ」）を捉え、第３の経路内の第３の液滴が、第３の組（「プライマミックスＣ」）を捉えるなど、７つのプライマ組の３つの異なる反応を実行することが望ましいかもしれない。幾つかの実施形態においては、２以上の液滴は、各経路で処理されることができ、したがって、各経路は、２以上のプライマの組を含むことができる。幾つかの実施形態においては、プライマは、各組で完全に異なっているだろう；他においては、重複性及び／又は内部制御は、異なる経路に同一のプライマの組を添加することによってシステム内に組み立てられる。複合化の数は、システムのいかなる物理コンポーネントを改変する必要もなく、ソフトウェアによって簡単に変えることができる。 
【０１８１】
一般に、本システムにおいて使用するのに適している増幅反応は、プライマの組を使用し、各組の一つのプライマは、標準エキソヌクレアーゼに対し不浸透である、ブロック端を有する。つまり、検出反応を簡単化し、背景信号を除去するために、ＰＣＲ反応で生成される二重螺旋の増幅産物の一つの螺旋を除去する事が望まれる。したがって、第１のＰＣＲ反応を実行し、それから、エキソヌクレアーゼを添加することによって、二重螺旋の増幅産物の一つの螺旋が消化され、検出螺旋のみが残される。 
【０１８２】
図５９に一般的に図示されているように、熱サイクル経路３６４ａ〜ｄに沿う複数の加熱区域の使用は、液滴が、適切な熱区域を通って進むことを可能とする。図５９に示されるように、４つの熱サイクル経路３６４ａ、３６４ｂ、３６４ｃ、及び３６４ｄが、３つの熱区域３８２ａ、３８２ｂ、及び３８２ｃを通って延伸するのが示されている。例えば、熱区域３８２ａ、３８２ｂ、及び３８２ｃに対応する、抵抗ヒータなどの熱素子は、カートリッジ外のヒータ素子であり、ＰＣＲ熱サイクルの使用に対し、９５℃、７２℃、及び６４℃の温度に維持されることができる。幾つかの実施形態においては、２つの異なる温度区域（例えば、変性用に約９５℃、ならびに、アニーリング及び伸長用に約６０℃）は、２ステップＰＣＲ反応のために用いられることができる。他の実施形態においては、３つの区域、２つの温度構成が、用いられることができ、中間熱区域３８２ｂに対応する中間ヒータは、変性温度（例えば、約９５℃）を制御し、変性ヒータの両側の熱区域３８２ａ、３８２ｃに対応する追加のヒータは、実質的に同一のアニーリング及び伸長温度（例えば、約６０℃）を提供する。この構成においては、２ステップ増幅サイクルは、各熱サイクル経路３６４ａ〜ｄに於ける２以上の液滴に対し実行されることができる。例えば、２滴の液滴は、各熱サイクル経路に配置され、一滴の液滴が、変性区域３８２ｂにある時、他方は、組み合わされたアニーリング及び伸長区域３８２ａ又は３８２ｂのうちの一つにある、及び、その逆であるように、離間されることができる。各液滴は、例えば、熱サイクル経路３６４ａ〜ｄのそれぞれの場所３６６ａ、３６６ｂなどの熱サイクル経路の各端などの場所で、増幅試薬（例えば、プライマカクテル）を取得することができる。変性及びアニーリング／伸長区域間で並んで前後に液滴を往復させることにより、通常単一の液滴を増幅するのにかかるのと同一の時間で、両者を増幅することができる。図示される４つの経路構成においては、これは、３つではなく、８つの液滴が同時に増幅されることができることを意味する。
【０１８３】
様々な実施形態においては、本発明の複合カートリッジ１０は、対象分析物の検出のため、電極と電気化学的ラベルの使用によっている。一般に、各電子センサアレイ３６３ａ、３６３ｂ、３６３ｃ、及び３６３ｄ内の電極表面（オプションとして、自己アセンブルモノレイヤ（ＳＡＭ）でコーティングされる)が、対象と結合する捕捉リガンドを有する。同様に対象に結合する、第２のラベルリガンドが含まれ、対象の存在下で、ラベルリガンドは、電極の表面近くに結合され、電子的に検出されることができる。
【０１８４】
したがって、流体処理パネル３５４の検出区域は、それぞれの電子センサ区域３６０ａ、３６０ｂ、３６０ｃ及び３６０ｄ内の検出電極３６３ａ、３６３ｂ、３６３ｃ、及び３６３ｄの１以上の個別のアレイを備える。ここでは、「電極」は、電子デバイスに接続されたとき、電流又は電荷を検知し、それを信号に変換することができる構成を意味する。あるいは、電極は、溶液内の種へ電位を印加し、及び／又は、これへ電子を通し、又は、これから電子を通すことができる構成として規定されることができる。好適な電極は、当分野で既知であり、これらには限定されないが、金、プラチナ、パラジウム、シリコン、アルミニウムを含むある金属及びその酸化物；酸化プラチナ、酸化チタン、酸化スズ、酸化インジウムスズ、酸化パラジウム、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化モリブデン（Ｍｏ２０６）、酸化タングステン（Ｗ０３）及び酸化ルテニウムを含む金属酸化物電極；及び炭素（ガラス状炭素電極、黒鉛及び炭素ペーストを含む）を含む。好適な電極は、金、シリコン、炭素、及び金属酸化物電極を含み、金が特に好適である。特に有用な実施形態においては、エレクトロウェッティング電極グリッド及び検出電極の双方は金であり、流体処理パネル３５４上に同時に形成される。
【０１８５】
本システムは、アレイの形態において特に利用でき、つまり、アドレス指定できる検出電極のマトリクスがある。「アレイ」はここでは、アレイ形態の電極上の複数の捕捉リガンドを意味し、アレイのサイズは、アレイの構成及び最終用途に依存するだろう。約２つの異なる捕捉リガンドから約５０〜１００までを含むアレイが作られることができる。幾つかの好適な実施形態においては、８０又は１００の作用検出電極は、２０個の４又は５個の個別の区域に分割され、各区域は、６０個までの捕捉プローブ（電極ごとに３つの異なる捕捉プローブ）を有する。
【０１８６】
流体処理パネル３５４の検出区域は、検出電極３６３ａ〜ｄの１以上のアレイを含み、それらのそれぞれは、検出混合区域３８５ａ〜ｄの関連した一つの液滴経路と流体を通じる電子センサ区域３６０ａ〜ｄ内にある。つまり、増幅産物を含む液滴は、それぞれ、電子センサ検出区域３６０ａ、３６０ｂ、３６０ｃ、及び３６０ｄに隣接するラベルプローブ（例えば、場所３６２ａ、３６２ｂ、３６２ｃ、及び３６２ｄにおける、例えば、乾燥形態であることができる単一のプローブカクテル）などの必要な検出試薬を取得し、それから、関連した電子センサ検出区域３６０ａ、３６０ｂ、３６０ｃ、及び３６０ｄに送られるだろう。信号プローブカクテルは、場所３６２ａ、３６２ｂ、３６２ｃ、及び３６２ｄを形成する上部プレート２４１の一部、又は、場所３６２ａ、３６２ｂ、３６２ｃ、及び３６２ｄをカバーする流体処理パネル３５４の一部に適用されることができる。一般に、各検出区域は、電極のアレイ上に一般には送られる、１以上のサンプル液滴を受け、一つの大きな「パッド」と考えることができる。 
【０１８７】
一実施形態においては、反応モジュール２４０は、４つの電子センサ検出区域を含み、各電子センサアレイは、２０個の作用電極（これは、一つの基準電極と一つの予備電極とを含むことができる）を含む。各電子センサアレイ３６３ａ〜ｄの各検出電極は、アレイの各電極に対する入力及び電子応答信号を転送するために独立なリード（相互接続）を含み、入力及び電子応答信号の両方が、独立に、各電極について監視可能であるようにする。つまり、各電極は、独立にアドレス指定可能である。更に、反応モジュールは、好適には、各電子センサアレイ３６３ａ、３６３ｂ、３６３ｃ、及び３６３ｄの各電極を囲むエレクトロウェッティングパッドの独立制御用に構成される。
【０１８８】
上記した流体処理パネル３５４のコンポーネントに加え、流体処理パネル３５４は、また、例えば、複合カートリッジ１０のバッチ、処置又は内容についての情報を含む、カートリッジを同定するためのＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ又はＲＦＩＤをオプションで含むことができる。これは、例えば、アッセイの同定についての情報を含むことができる。
【０１８９】
[装置概要]
複合カートリッジ１０を処理し、本発明の態様を具現化するように構成された装置が、図３２の参照番号４００によって示されている。この装置は、制御コンソール４０２と、制御コンソール４０２に動作可能に結合された１以上の処理モジュール４１０と、各処理モジュール４１０内の複数の処理ベイとを備え、処理ベイのそれぞれは、複合カートリッジを受け入れ、他のベイとは独立に複合カートリッジを処理するように構成され、本装置は、装置ソフトウェア（ＩＳＷ）を備える。様々な実施形態においては、この装置は、１つの制御コンソール４０２と４つまでの処理モジュール４１０とを備え、各処理モジュールは、６つの処理ベイを含む。各処理モジュール４１０は、例えば、電力、入出力データを交換し、制御コンソール４０２との信号伝送を制御するために、制御コンソール４０２に動作可能なように結合され、同様に、制御コンソール４０２に物理的に接続されることができる。処理モジュール４１０を有する各処理ベイは、一度に一つの複合カートリッジ１０を受け入れ、他の複合カートリッジを処理する他の処理ベイとは独立にカートリッジを処理するように構成される。様々な実施形態においては、この装置は、各処理ベイが、６０分以下でカートリッジの処理を完了するように構成される。
【０１９０】
ＩＳＷは、ユーザが、処理を開始し、結果を受け取り、この装置の動作を少なくとも部分的に制御する入力を提供するためのグラフィカルユーザインタフェースを設ける。様々な実施形態においては、ＩＳＷは、ユーザ入力用の主要機能を提供する制御コンソール４０２に配置されるタッチスクリーン４０４を有するＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）コンピュータ上で実行するように構成される。様々な実施形態においては、この装置は、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）及び研究室情報システム（laboratory information system ；「ＬＩＳ」）への接続を提供するように構成される。この装置は、また、ＩＳＷへのログイン、サンプルのトラッキング及び、この装置のポジティブなＩＤフィーチャを促進するバーコードスキャナ（不図示）を含むことができる。
【０１９１】
この装置の制御コンソール４０２は、タッチスクリーンパネル４０４と、システムコンピュータと、電源と、外部データシステムへの接続と、（複数の）処理モジュール及び（複数の）処理ベイへの接続とを含む。様々な実施形態においては、制御コンソールにおける電源は、装置全体に電力を供給する。制御コンソールからのケーブルは、電力伝送を提供し、処理ベイとのデータの授受を提供する。様々な実施形態においては、制御コンソールは、また、制御コンソールに１以上の処理モジュールを物理的に取り付けるための設備も有する。
【０１９２】
各処理ベイは、ハードウェア、ファームウェア、及び複合カートリッジ１０上でアッセイを実行する電子機器を含む。各処理ベイは、ベイＰＣＢを含んでも良い。様々な実施形態においては、ベイＰＣＢは、処理ベイの電子機器及びファームウェア（マイクロプロセッサ及びマイクロプロセッサ上のファームウェアなど）と、複合カートリッジ内の電力を（例えば、エレクトロウェってィングパッドに３００Ｖまで）供給する回路と、複合カートリッジ上の反応生成物の電子検知を実行する回路と、複合カートリッジと相互作用する処理ベイ内のヒータを制御する回路と、複合カートリッジ内の温度を測定し、制御する回路と、処理ベイの様々な移動コンポーネントの動きを制御する回路と、処理ベイのポンプを制御する回路と、を含む。
【０１９３】
各処理ベイは、また、コネクタＰＣＢを含むことができる。様々な実施形態においては、コネクタＰＣＢは、複合カートリッジと接触し、データ、制御信号、及び電力を、複合カートリッジと処理ベイＰＣＢとの間で転送するように構成されたポゴピンと、処理ベイ内で、ヒータ素子と電気的に接触するように構成されたポゴピンと、を含む。
【０１９４】
各処理ベイは、ステッパモータを更に含む。様々な実施形態においては、処理ベイは、２つのステッパモータを備える。一つのステッパモータは、複合カートリッジに対し、磁石、ヒータ、及びポゴピン又は他のコネクタ素子の配置を制御し、一つのステッパモータは、複合カートリッジ上のブリスタを圧縮し、ブリスタに、予め決められたシーケンスで、内容物を排出させる、処理ベイ内のカムフォロワプレートを制御する。
【０１９５】
各処理ベイは、また、指定されたシーケンスで、複合カートリッジ１０のブリスタを圧縮し、複合カートリッジ１０の能動バルブを作動させ、それによって、指定されたシーケンスで、カートリッジのブリスタの内容物を排出させるように構成されたブリスタ圧縮アセンブリを含む。様々な実施形態においては、ブリスタ圧縮機構アセンブリは、ブリスタ圧縮アクチュエータ又は圧縮機構のアレイを備え、それぞれは、ブリスタ上に、圧縮パッドを押し付けるように構成されたカムアームを備える。ブリスタ圧縮機構アセンブリは、カムアームと圧縮機構の圧縮パッドとが、収縮位置と伸張された、ブリスタ圧縮位置との間の移動のためにブリスタ上に動作可能なように搭載されるカムアームプレートと、カムアームプレートに対して移動可能で、カムアームプレートとカムフォロワプレートの溝および隆起内の圧縮機構の相対位置によって決定されるシーケンスで、ブリスタを圧縮するために、カムアームを作動させるために、カムアームプレートに対して、カムフォロワプレートが移動するとき、アクチュエータアレイのカムアームが噛み合うように配置され、シーケンス化された、隆起（又は他のカムフォロワ素子）を有する溝を含むカムフォロワプレートと、を更に含む。
【０１９６】
各処理ベイは、また、ポンプポート１０４を介して複合カートリッジ１０に結合され、複合カートリッジのサンプル調製モジュール内の試薬とサンプル用の促進力を提供するように構成されるポンプを含むことができる。
【０１９７】
各処理ベイは、また、処理ベイ状態のＬＥＤインジケータと、例えば、入り口光ポート１４と出口光ポート１６とを介して、複合カートリッジ内の状態を検出する光センサとを提供するＬＥＤ  ＰＣＢ４６６（図３８〜図４１参照）を含むことができる。
【０１９８】
各処理ベイは、また、処理ベイを処理モジュール内に取り付けるように構成された搭載ハードウェアと、処理ベイと処理モジュールとの間で電力とデータを転送するように構成された電気コネクタとを含むことができる。
【０１９９】
各処理ベイは、また、ブリスタ圧縮機構アセンブリ及び複合カートリッジ処理アセンブリを備える上部ベイ又はカートリッジキャリッジアセンブリ、加熱・制御アセンブリを備える下部ベイと、カートリッジキャリッジアセンブリ内に保持される複合カートリッジに対して、加熱・制御アセンブリを移動させるように構成されたカムフレームアセンブリとの間の物理的接続及び整列を提供するように構成された複合カートリッジキャリアを含むことができる。
【０２００】
[制御コンソール]
本発明の態様を具現化し、上記した複合カートリッジ１０を処理するように構成された処理装置は、図３２の参照番号４００で示されている。上記したように、装置４００は、制御コンソール４０２と、制御コンソール４０２に動作可能なように関連した１以上の処理モジュール４１０とを含む。制御コンソール４０２は、一実施形態においては、グラフィカルユーザインタフェースを提示し、ユーザが制御コンソール４０２に情報を入力することができ、及び／又は、情報がユーザに提示されることができるタッチスクリーンを備えるディスプレイパネル４０４を含む。様々な実施形態においては、制御コンソール４０２は、キーボード、マイク、スイッチ、手動スキャナ、音声感応入力などの、データを入力するための追加の又は代替の手段を備えることができる。更に上記したように、この装置は、例えば、１次元もしくは２次元バーコードなどのバーコードを読み取るためのバーコードスキャナ又は、ＲＦＩＤスキャナなどの、マシン読み取り可能なコードを読み取るための他の種類のスキャナを含むことができる。様々な実施形態においては、制御コンソール４０２は、ハードドライブもしくは他のストレージ媒体、モニタ、プリンタ、インジケータライト、又は、音響信号素子（例えば、ブザー、ホーン、ベルなど）、電子メール、テキストメッセージなどを含む、データ（つまり、情報及び／もしくは結果）を出力するための追加の、又は、代替の手段を備えることができる。
【０２０１】
[処理モジュール]
図３２及び図３４に示されるように、各処理モジュール４１０は、１以上のカートリッジドア４１２を含み、各カートリッジドア４１２は、その中でカートリッジ１０が処理されることができる、処理ベイ（以下に記述される）と関連している。図示された実施形態においては、各処理モジュール４１０は、６つのカートリッジドア４１２と、関連する処理ベイとを含む。各カートリッジドア４１２は、複合カートリッジ１０を、好ましくは、単一の好適な方向で受け入れるように構成されている。各カートリッジドアは、また、閉止位置では、例えば、バネなどにより、バイアスされているが、カートリッジがその中に挿入されたときには開くことができる、閉止可能なドア（例えば、ピボット止めドアパネル）を好ましくは含む。
【０２０２】
様々な実施形態においては、各処理モジュール４１０は、制御コンソール４０２に動作可能なように結合される。処理モジュール４１０は、制御コンソール４０２と処理モジュール４１０との間の電子的通信を可能とするように、制御コンソール４０２に電気的に結合されることができる。そのような電子的通信は、処理モジュール内の様々な電子コンポーネントに電力供給するための処理モジュールへの制御コンソールからの電力転送、制御信号、入力データ、出力データ、などを含むことができる。 
【０２０３】
各処理モジュール４１０は、また、制御コンソール４０２と、例えば、図３２に示されるように、隣接して、物理的に接続される事もできる。図示された実施形態におけるように、この装置４００は、制御コンソール４０２の一面又は両面に固定された１以上の処理モジュール４１０を含むことができる。更なる処理モジュールは、制御コンソール４０２の一面又は両面に、隣接して他の処理モジュールに固定されることができる。好適な一配置においては、この装置４００は、制御コンソール４０２の各面に固定された２つまでの処理モジュール４１０を含み、各処理モジュール４１０は、６つのカートリッジドア４１２と処理モジュール当たり、６つまでの複合カートリッジ１０を処理するための関連する処理ベイと、を備える。
【０２０４】
制御コンソール４０２と処理モジュール４１０は、図示されるようにモジュール形式で提供され、例えば、１以上の処理モジュール４１０を追加すること、又は、単一の制御コンソール４０２から１以上の処理モジュール４１０を差し引きすることにより、装置のスケーラビリティを促進するようにし、また、装置のトラブルシューティングを促進して、１以上の誤動作する処理ベイを有する処理モジュール４１０を、修理又は取替えのために装置から取り外すことができ、装置は、依然、残りの動作可能な処理モジュール４１０で用いることができるようにすることが好ましい。
【０２０５】
別の実施形態においては、しかし、制御コンソールと関連する入力スクリーン−及び／又は他の入力手段−及び、１以上−好ましくは複数−のカートリッジドア及び関連する処理ベイは、単一の筐体を有する単一の、一体化された装置において提供されることができる。
【０２０６】
処理モジュール４１０の更なる詳細が図３５、図３６、及び図３７に示される。各処理モジュール４１０は、複数のカートリッジドア４１２と関連する処理ベイ４４０とを含む。図示された実施形態は、６つの処理ベイ４４０を含む。処理ベイ４４０は、処理モジュール４１０の筐体内で、積み上げられる配置で配置される。各処理ベイ４４０は、それらに関連して、水平上部パネル４２０と垂直背後パネル４２２とを有する処理ベイを部分的に包囲するフレーム４１８を有する（図３７参照）。図に示されるように、内部にカートリッジドア４１２が配置される処理モジュール４１０の前面パネル４１３は、処理モジュール４１０の下部から処理モジュール４１０の上部へ傾いた角度で配向される。これは、人間工学的及び／又は審美的な理由によるものであり得る。他の実施形態においては、処理モジュールの前面パネルは、垂直であることができる。処理モジュール４１０の前面パネル４１３の角度のため、各処理ベイ４４０は、すぐ下の処理ベイに対し、水平方向に（つまり、後ろ方向に）ずらされている。 
【０２０７】
様々な実施形態においては、各処理ベイ４４０は、それに関連して、筐体４１８の垂直パネル４２２２に固定された換気扇４１６と、換気扇４１６から処理モジュール４１０の筐体の背後壁へ延伸する換気ダクト４１４とを有する。図に示されるように、前面パネル４１３の傾きと処理ベイ４４０の水平方向のずれにより、換気ダクト４１４は、最下の処理ベイ４４０から最上の処理ベイへ進む長さを短くする。
【０２０８】
処理モジュール４１０は、処理モジュールの筐体内に、処理ベイ４４０のそれぞれを固定するための追加の構造素子を更に含むことができる。処理ベイ４４０と処理モジュール４１０は、好ましくは、１以上の処理ベイ４４０が誤動作を起こしている、又は、他の場合、保守もしくは修理が必要である場合、各ベイ４４０が、処理モジュール４１０から独立に取除かれ、装置の修理を促進するために、取り替えられることができるように、構成される。
【０２０９】
[処理ベイ]
処理ベイ４４０が、図３８、図３９、図４０、及び図４１の様々な図に示される。図３８〜図４１のそれぞれにおいて、処理ベイ４４０のフレーム４１８は、図から省略されている。図３８は、複合カートリッジ１０が挿入された処理モジュール４４０の正面、右側斜視図である。図３９は、複合カートリッジ１０が挿入された処理モジュール４４０の正面、左側斜視図である。図４０は、処理モジュール４４０の背面、右側斜視図である。図４１は、複合カートリッジ１０が挿入された処理モジュール４４０の正面、右側分解斜視図である。
【０２１０】
各処理ベイ４４０は、処理ベイ４４０の下部フロアを形成し、複合カートリッジ１０から生じ得る流体の漏れを含み、処理ベイ４４０の様々なコンポーネントの支持及び搭載構造を提供するように構成され、配置されたドリップトレイ４４６を有する。主ＰＣＢ（プリント回路ボード）４４２は、また、ベイＰＣＢとも呼ばれ、データ及び電力分配及び伝送と共に処理ベイ４４０の主制御を提供する。フレキシブルコネクタ４４４は、以下に更に詳しく記述するだろうように、処理ベイ４４０内で、ベイＰＣＢ４４２をコネクタＰＣＢ（以下に記述、図３８〜図４１には現れていない）に接続する。処理ベイ４４０は、処理モジュール４１０内のベイ搭載場所に処理ベイ４４０を適切に整列し、配置するために、処理モジュール４１０内に配置されたオス整列素子を受ける、２つのチューブ状メス整列素子４６０、４６２などの整列素子を更に含むことができる。
【０２１１】
処理ベイ４４０は、カートリッジ処理アセンブリ４７０（また、下部ベイとしても知られる）及びブリスタ（又は変形可能なチャンバ）圧縮機構アセンブリ７５０（また、上部ベイとしても知られる）の間の機能線に沿って、概念的に分割されることができる。カートリッジ処理アセンブリ４７０の主要機能は、カートリッジ１０を受け入れ、カートリッジをベイ４４０内に固定し、複合カートリッジ１０の処理モジュール２４０に熱及び磁気力を印加し、複合カートリッジ１０に制御電力を印加し、カートリッジ１０のロータリミキサ１９２を噛み合せ、ロータリミキサ１９２の回転に電力を与え、ベイ４４０内で実行されるアッセイ、又は、他のプロセスの終了で、処理ベイ４４０からカートリッジ１０を排出する事である。ブリスタ圧縮機構アセンブリ７５０の主要機能は、適切なシーケンスで、複合カートリッジ１０の様々な変形可能なチャンバを破裂する事である。これらの様々なコンポーネントのそれぞれは、以下に更に詳しく議論されるだろう。
【０２１２】
処理ベイ４４０は、処理ベイ４４０の状態を示し、及び／又は、カートリッジが処理ベイ４４０内に配置されているか否かを示すなど、ユーザに情報を提供する１以上のＬＥＤの制御のためのＬＥＤ  ＰＣＢ４６６を更に含む。状態ＬＥＤは、処理モジュール４１０の前面パネル４１３において、ベイ４４０に関連したカートリッジドア４１２に隣接した光指示信号を提供する、光パイプ又は他の光伝送器を介して、見ることができる。ＬＥＤ  ＰＣＢ４６６は、また、入り口及び出口光ポート１４、１６を介して、サンプル調製モジュール７０の入り口光検知チャンバ１５４及び出口光検知チャンバ１５８を介して流れる流体を検出する（例えば、信号を生成する）ように構成され、配置された光センサを制御することができる。
【０２１３】
側壁４７２、４７４は、処理ベイ４４０の対向する側に沿って上方に延伸し、ドリップトレイ４４６の上方に延伸する素子４４３、４４５に固定されることができる。搭載プレート６４０は、側壁４７２、４７４の上端に固定され、カートリッジ処理アセンブリ４７０をブリスタ圧縮アセンブリ７５０から一般に分離する、一般に水平なブリスタプレート６４４（図４２参照）を含む。
【０２１４】
様々な実施形態においては、各処理ベイ４４０は、カムフォロワモータ８３４と関連するエンコーダ８３８とカムフレームモータ６０２とを更に含む。カムプレートモータ８３４とカムフレームモータ６０２は、搭載プレート６４０のモータマウント６４２に固定される（図４２参照）。
【０２１５】
ポンプ４５８は、ポンプポート１０４を介して複合カートリッジ１０に印加される圧力を提供する。
【０２１６】
以下に更に詳細に記述するように、カートリッジ処理アセンブリ４７０は、処理ベイ４４０内に熱プロセスを発生させるためのペルチェヒータアセンブリを含む。処理ベイ４４０を換気し、ペルチェヒータで生成された余分な熱を放散させるために、処理ベイ４４０は、ペルチェ換気アセンブリを含むことができる。換気アセンブリは、ドリップトレイ４４６のファンマウント４５０に取り付けられ、冷却ファン４４８と、処理ベイ４４０内のペルチェ加熱アセンブリとの間に延伸する空気流ダクトの前面に配置される冷却ファン４４８を備える。様々な実施形態において、空気流ダクトは、冷却ダクト４５２と、冷却ファン４４８と冷却ダクト４５２の開始位置との間に延伸するダクトカバー４５６を備えることができる（図３９及び図４１参照）。
【０２１７】
[カートリッジ処理アセンブリ（下部ベイ）]
カートリッジ処理アセンブリ４７０の態様が図４１及び図４２に示されている。上記したように、カートリッジ処理アセンブリ４７０の殆どのフィーチャは、モータマウント６４２のブリスタプレート６４４の下に配置されている。カートリッジ処理アセンブリ４７０は、複合カートリッジ１０を受け入れ、保持し、後に排出するように構成されたカートリッジキャリッジアセンブリ６５０を含む。カートリッジキャリッジアセンブリ６５０は、搭載プレート６４０のブリスタプレート６４４の下部面に固定される。
【０２１８】
カムブロックアセンブリ６００は、三面で、カートリッジキャリッジアセンブリ６５０を囲み、側壁４７２、４７４のそれぞれから、カムフレーム６０６の各面上に形成されたフォロワスロット６１２に延伸する線形カムフォロワ４８０ａ、４８０ｂ上で支持される、処理ベイ４４０内の線形前後方向の動きのために搭載される、カムフレーム６０６を含む。 
【０２１９】
混合モータアセンブリ７００は、ブリスタプレートの下にブリスタプレート６４４にピボット状に接続され、カートリッジキャリッジアセンブリ６５０内に配置される複合カートリッジ１０のロータリミキサ１９２と、動作可能に噛み合いをしたり、外したりするようにピボット状に取り付けられるように構成される。
【０２２０】
加熱・制御アセンブリ５００は、カートリッジキャリッジアセンブリ６５０の下に配置され、カートリッジがカートリッジキャリッジアセンブリ６５０に挿入されたとき、加熱・制御アセンブリ５００を、複合カートリッジ１０の底面と選択的に接触させるように、長尺方向のカムフレーム６０６の前後方向の動きを、加熱・制御アセンブリ５００の垂直方向の動きに変換するためのカムフレーム６０６とカムブロックアセンブリ６００とに動作可能なように結合される。
【０２２１】
[カートリッジキャリッジアセンブリ]
カートリッジキャリッジアセンブリ６５０の更なる詳細が図４６に示され、この図は、カートリッジ処理アセンブリ４７０の他のコンポーネントが省略された、カートリッジキャリッジアセンブリ６５０の分解斜視図である。カートリッジキャリッジアセンブリ６５０は、搭載プレート６４０のブリスタプレート６４４の下部に固定される一般に長方形のフレームを備えるキャリッジホルダ６５２を含む。検出器は、複合カートリッジ１０（図４６には不図示）がカートリッジホルダ６５２に何時挿入されたかを検出するために提供されることができる。様々な実施形態において、検出器は、カートリッジホルダ６５２の対抗する側のそれぞれのポケット内にそれぞれが配置される、発光器６８６と検出器６８８とを備える光検出器を備える。発光器６８６から検出器６８８への光ビームは、複合カートリッジがカートリッジホルダ６５２内に挿入されたとき、遮蔽され、それによって、カートリッジの存在を示す信号を生成する。
【０２２２】
カートリッジラッチ６５４は、カートリッジホルダ６５２の閉止端に於けるピボット状の動作のために搭載される。カートリッジラッチ６５４は、回転の水平軸の周りの回転のために、ラッチピン６６０上にピボット様に搭載される。カートリッジラッチ６５４は、前フック６５６と後ろレバー６５８とを更に含む。ねじれバネ６６２は、フック６５６が上方位置にあるように、ラッチ６５４を回転方向にバイアスする。カートリッジ１０がカートリッジホルダ６５２内に挿入されたとき、カートリッジは、カートリッジラッチ６５４のフック６５６が、カートリッジ１０の下部とばり３０の下部内にある凹部に噛み合うまで、フックを押し下げる。ねじれバネ６６２のバイアスは、カートリッジホルダ６５２内のカートリッジを保持するため、フック６５６をその凹部内に保持する。
【０２２３】
カートリッジ排出アセンブリ６７０は、カートリッジホルダ６５２の背後端から延伸する排出ブラケット６８２内に配置される排出ラック６７２を含む。排出ラック６７２の線形ギア歯は、ロータリダンパ６７６と結合し、排出ラック６７２に隣接する排出ブラケット６８２上での回転のために搭載されるダンパピニオンギア６７４と噛み合う。バネ捕捉ピン６８０は、排出ラック６７２を通って延伸し、排出ブラケット６８２の端部壁によってその端部において支持される。圧縮バネ６７８は、排出ラック６７２の端部とバネ捕捉ピン６８０の端部との間に配置される。したがって、排出ラック６７２は、カートリッジホルダ６５２の開放端に向かって長尺方向にバイアスされる。限界停止素子は、カートリッジラック６７２が、バネ６７８によってあまり遠くまで押されないようにするために提供されることができる。排出ラック６７２は、最初、カートリッジホルダ６５２内に延伸し、カートリッジホルダ６５２に挿入された複合カートリッジ１０の端部によって接触される。カートリッジが、カートリッジホルダ６５２内に更に挿入されると、排出ラック６７２が押し返され、それによって、バネ６７８を圧縮し、カートリッジ１０を、カートリッジホルダ６５２の開放端へ向かって長尺方向に、処理ベイ４４０から出るように押すバイアス力を生成する。カートリッジラッチ６５４は、完全に挿入された複合カートリッジを捕捉するので、排出アセンブリ６７０は、カートリッジがカートリッジホルダ６５２から外へ押し戻されないようにされる。
【０２２４】
カートリッジラッチスイッチ６６６は、カートリッジホルダ６５２の閉止端に配置され、複合カートリッジが、カートリッジホルダ６５２内の位置に挿入されたとき、信号を発し、カートリッジがカートリッジラッチ６５４によって噛み合うだろうようにするように構成されている。処理ベイ４４０内で実行されるアッセイ又は他のプロセスの完了時において、カートリッジラッチ６５４は、以下に記述するように、ねじれバネ６６２のバイアスに対して、ピボット運動（図示の実施形態では、反時計回り）し、それによって、カートリッジホルダ６５２内に保持されている複合カートリッジを解放する。カートリッジの開放の際、カートリッジは、排出ラック６７２に対して耐えている、圧縮バネ６７８内に保存されたエネルギーによって排出される。ダンパピニオン６７４及び、排出ラック６７２が噛み合う、動作可能に関連されたロータリダンパ６７６は、排出ラック６７２の制御された解放を保証し、複合カートリッジ１０が、カートリッジホルダ６５２から突然排出されないようにする。 
【０２２５】
[加熱・制御アセンブリ]
加熱・制御アセンブリ５００の詳細が、図４３に示され、これは、カートリッジ処理アセンブリ４７０の他のコンポーネントを省略した、加熱・制御アセンブリ５００の分解斜視図である。 
【０２２６】
加熱・制御アセンブリ５００は、支持プレート５０２と、支持プレート５０２上で支持されるコネクタＰＣＢ５０４と、コネクタＰＣＢ５０４を部分的にカバーするカバープレート５５０と、カートリッジ磁石アセンブリ５５２と、サンプル調製磁石アセンブリ５７０と、支持プレート５０２の下に配置される磁石アクチュエータ５８４と、を含む。前面整列ピン４１６及び背面整列ピン４１４は、支持プレート５０２から上方に延伸する。
【０２２７】
空気コネクタ５１８は、カバープレート５５０の空気ポート５１９ａ、５１９ｂに取り付けられる。空気コネクタ５１８は、ポンプポート１０４を介して、例えば、ポンプ４５８などの圧力源とカートリッジ１０との間の接続を提供し、処理ベイ４４０内の外部バルブと、カートリッジの受動バルブアセンブリ２２０との間の接続を、受動バルブポート１０８を介して、提供する（図１５参照）。
【０２２８】
コネクタＰＣＢ５０４の上部平面図である、図４３及び図４４を参照すると、コネクタＰＣＢ５０４は、溶出ヒータアセンブリ５０６と、検出ペルチェアセンブリ５４０と、ＰＣＲヒータアセンブリ５２０ａ、５２０ｂ、及び５２０ｃと、を含む。様々な実施形態において、溶出ヒータアセンブリ５０６は、専用ＰＣＢに取り付けられた抵抗加熱素子と、抵抗加熱素子に取り付けられるか、又は、他の場合熱的に結合された熱伝導性材料で構成された熱拡散器と、を備える。同様に、様々な実施形態においては、ＰＣＲヒータアセンブリの各素子５２０ａ、５２０ｂ、及び５２０ｃは、専用ＰＣＢに取り付けられた抵抗加熱素子と、抵抗加熱素子に取り付けられるか、又は、他の場合、熱的に結合された、熱伝導性材料で構成された熱拡散器と、を備える。
【０２２９】
検出ペルチェアセンブリ５４０の詳細が図４５に示され、これは、ペルチェアセンブリ５４０の分解斜視図である。アセンブリ５４０は、電源及び制御プリント回路ボード５４６に結合されるペルチェデバイス５４４（つまり、熱電素子）を含む。熱拡散器５４２は、好ましくは、熱伝導性材料で構成されるが、ペルチェデバイス５４４の上部に配置される。ヒートシンク５４８は、ペルチェチップ５４４の下に配置される。ヒートシンク５４８は、ペルチェデバイス５４４の表面と面接触するパネルを備えることができ、それから延伸し、熱伝導性材料で形成される複数の熱放散ロッド（又はフィン）を有する。検出ペルチェアセンブリ５４０は、支持プレート５４２に形成される関連開口部内に搭載され、ヒートシンク５４８の少なくとも一部は、これを通って延伸する。ヒートシンク５４８の熱放散ロッドは、支持プレート５０２の下で延伸し、ペルチェ冷却ダクト４５２の終端に配置される（図３９及び図４１を参照）。一実施形態においては、検出ペルチェは、例えば、検出領域、例えば、複合カートリッジ１０の検出領域３７８の温度を低下するために、熱勾配を適用するように構成される。
【０２３０】
複数のコネクタピンアレイ５１０ａ、５１０ｂ、５１０ｃ、５１０ｄ、５１０ｅ、５１０ｆ及び５１０ｇは、コネクタＰＣＢ５０４の周囲に配置され、複合カートリッジ１０の流体処理パネル３５４の関連するコネクタパッドアレイ３５８ａ〜３５８ｇの接続パッド間で接触して、電気接続を有効にするコネクタポゴピンのアレイを備える（図５８参照）。コネクタピンアレイ５１０ａ〜５１０ｇと、コネクタパッドアレイ３５８ａ〜３５８ｇとの間の接続は、例えば、電力、制御信号、及びデータのために、装置４００と複合カートリッジ１０との間の接続を提供する。例えば、コネクタピンアレイ５１０ａ〜５１０ｇとコネクタパッドアレイ３５８ａ〜３５８ｇとの間の接続は、装置からエレクトロウェッティンググリッド（例えば、熱サイクルトラック３６４ａ〜３６４ｄ、サンプルビーズ区域３６８、ハイブリダイゼーション区域３７０、溶出緩衝剤区域３７２、エキソヌクレアーゼ試薬区域３７４、ＰＣＲ試薬区域３７６、検出混合区域３８５ａ〜３８５ｄ、及びエキソヌクレアーゼ区域３８４）への電力及び制御を提供する。更に、コネクタピンアレイ５１０ａ〜５１０ｇとコネクタパッドアレイ３５８ａ〜３５８ｇとの間の接続は、電子センサアレイ３６３ａ〜３６３ｄへ電力を供給し、これらからデータを受信する。
【０２３１】
図４３に示されるように、コネクタＰＣＢ５０４は、ポゴピンを備えることができる複数のヒータピン５１２−これは、様々なヒータアセンブリ５４０、５０６、及び５２０ａ、ｂ、ｃに接続する、を更に含む。
【０２３２】
加熱・制御アセンブリ５００は、カートリッジ磁石アセンブリ５２２とサンプル調製磁石アセンブリ５７０とを更に含む。 
【０２３３】
サンプル調製磁石アセンブリ５７０の詳細が、図４９Ａに示され、これは、サンプル調製磁石アセンブリの上部斜視図である。サンプル調製磁石アセンブリ５７０は、水平スピンドル５７４上に搭載される磁石ホルダ５７２を備え、支持プレート５０２に対し、スピンドル５７４の周りに回転可能とするようにする。ねじれバネ５７６は、下方に、サンプル調製磁石アセンブリ５７０をバイアスする。アクチュエータブラケット５７８は、磁石ホルダ５７２の下に延伸し、磁石５８０は、磁石ホルダ５７２の上部に支持され、例えば、適切な接着剤によって、これに固定される。ねじれバネ５７６のバイアスに対して上方に展開され、回転されるとき、磁石５８０は、支持プレート５０２、コネクタＰＣＢ５０４、及びカバープレート５５０内に形成される整列された開口部を介して延伸する。
【０２３４】
サンプル調製磁石アセンブリ５７０は、展開されると、複合カートリッジ１０のサンプル調製モジュール７０の捕捉チャンバ１００に隣接して配置され、それによって、捕捉チャンバ内に含まれ、これを通って流れる流体に磁力を印加する。 
【０２３５】
カートリッジ磁石アセンブリ５５２の詳細は、図４９Ｂに示され、これは、カートリッジ磁石アセンブリの上部斜視図である。カートリッジ磁石アセンブリ５５２は、磁石ホルダフレーム５５４と、磁石ホルダフレーム５５４内に配置された磁石アレイ５５６と、を備える。磁石アレイ５５６は、個別の磁石（例えば、３個）を備えることができ、磁石ホルダフレーム５５４によって四方向から囲まれることができ、磁石アレイ５５６を囲むフレームを形成する。磁石アレイ５５６は、例えば、適切な接着剤により、磁石ホルダフレーム５５４内に固定されることができる。収束磁石５５８は、磁石ホルダ５５４のフレームの上部部分の開口部内に配置される。一実施形態においては、収束磁石５５８は、円柱形で、ネオジウムＮ５２を備えることができる。収束磁石５５８は、磁石対象捕捉ビーズを小さい領域に引き付けるため、磁石アレイ５５６の磁力を比較的小さな領域に収束する。磁石ホルダ５５４は、支持プレート５０２へ接続される水平スピンドル５６０上に搭載され、磁石ホルダ５５４と磁石アレイ５５６が、スピンドル５６０の周りに回転可能とする。ねじれバネ５６２は、カートリッジ磁石アセンブリ５５２を下方にバイアスする。アクチュエータブラケット５６６は、磁石ホルダ５５４の下に延伸する。磁石ホルダ５５４は、ねじれバネ５６２のバイアスに対向して、上方に回転され、磁石アセンブリ５５２の上部は、支持プレート５０２、コネクタＰＣＢ５０４、及びカバープレート５５０内に形成される、整列された開口部を通って延伸する。
【０２３６】
カートリッジ磁石アセンブリ５５２は、展開されると、参照番号２７０によって示される位置に隣接する、反応モジュール２４０のサンプルチャンバ２６６に隣接して配置される（図２６参照）。
【０２３７】
図４３に戻ると、カムフォロワ５９０ａ及び５９０ｂは、支持プレート５０２の対向する側から延伸し、スロットフォロワ５９２は、支持プレート５０２の対向する側から延伸する。スロットフォロワ５９２は、側壁４７２、４７４のそれぞれに形成されるスロット４７６内に延伸し（図４２参照）、この中で垂直に移動可能であり、側壁４７２、４７４に対し、支持プレート５０２の垂直移動を可能とするように構成され、側壁４７２、４７４に対し、支持プレート５０２の水平移動を防止する。
【０２３８】
[カムフレームアセンブリ]
カムフレームアセンブリ６００の詳細が、図４７に示され、これは、カートリッジ処理アセンブリ４７０の他のコンポーネントを省略した、カムフレームアセンブリ６００の分解斜視図である。カムフレームアセンブリ６００は、線形アクチュエータ６０４を駆動するカムフレームモータ６０２を含む。カムフレーム６０６は、対向する、一般に平行で、長尺方向の円材６０８、６１０と、長尺方向の円材６０８、６１０のそれぞれの対応する端部の間に延伸するクロス円材６１４と、を含む。線形アクチュエータ６０４は、クロス円材６１４から上方に突出するモータコネクタ６１８において、カムフレーム６０６に結合する。フォロワスロット又はチャネル６１２は、長尺方向の円材６０８、６１０のそれぞれの上部面の下の外部側に沿って形成される。側壁４７２、４７４のそれぞれから延伸するフォロワ素子４８０ａ、４８０ｂは、フォロワスロット６１２内に延伸する（図４２参照）。
【０２３９】
カムレール６２０ａは、長尺方向の円材６０８に固定され、カムレール６２０ｂは、長尺方向の円材６１０に固定される。カムレール６２０ａの上部エッジは、長尺方向の円材６０８の下部の外端部に形成されるフォロワスロット６１２と協働し、カムフォロワ４８０ａ、４８０ｂを受けるチャネルを形成し、これは、カムフレーム６０６とカムレール６２０ａ、６２０ｂの、側壁４７２、４７４に対する長尺方向の移動を可能とし、側壁４７２、４７４に対するカムフレーム６０６の垂直方向の移動を防止する。
【０２４０】
各カムレール６２０ａ及び６２０ｂは、前カムスロット６２２ａと後ろカムスロット６２２ｂとを含む。加熱・制御アセンブリ５００の支持プレート５０２の側面から突出する（図４３参照）カムフォロワ５９０ａ、５９０ｂは、それぞれ、カムスロット６２２ａ、６２２ｂ内に延伸する。各カムスロット６２２ａ、６２２ｂは、下部水平セグメント（図４７の右側セグメント）、上部水平セグメント（図４７の左側セグメント）、及び、下部水平セグメントと上部水平セグメントとの間の角度の付いた遷移とを有する。
【０２４１】
複合カートリッジ１０が、カートリッジキャリッジアセンブリ６５０に挿入される前、カムフレーム６０６は、加熱・制御アセンブリ５００に対し比較的前の位置にあり、支持プレート５０２から延伸するカムフォロワ５９０ａ、５９０ｂは、カムスロット６２２ａ、６２２ｂの夫々の下部水平セグメント（図４７に示される右側セグメント）にあるようにする。したがって、支持プレート５０２と加熱・制御アセンブリ５００の全体は、カートリッジキャリッジアセンブリ６５０に対し下の位置にある。複合カートリッジ１０がカートリッジキャリッジアセンブリ６５０に挿入されると、上部プレート２４１の整列フォーク２４６（図２４参照）は、背面整列ピン５１４に噛み合い−これは、前面整列ピン５１６より長く、支持プレート５０２が下の位置にあっても、カートリッジキャリッジアセンブリ６５０に延伸し−カートリッジをカートリッジアセンブリ６５０内に適切に配置する。
【０２４２】
示されるように、複合カートリッジが、カートリッジキャリッジアセンブリ６５０に挿入された後、例えば、カートリッジラッチスイッチ６６６が、完全に挿入されたカートリッジの端部によってトリガがかけられるとき、カムフレームモータ６０２は、線形アクチュエータ６０４とそれに取り付けられるカムフレーム６０６とを引き込むように、作動される。これは、支持プレート５０２に対しカムレール６２０ａ、６２０ｂの移動を引き起こし、それによって、カムフォロワ５９０ａ、５９０ｂを、カムスロット６２２ａ、６２２ｂの下部、右側水平セグメントから、角度が付けられた遷移を上って、カムスロット６２２ａ、６２２ｂの上部、左側水平セグメントへ動かし、それによって、支持プレート５０２と加熱・制御アセンブリ５００とを、カートリッジキャリッジアセンブリ６５０内に配置される複合カートリッジと接触するように上昇させる。
【０２４３】
カートリッジキャリッジアセンブリ６５０内に保持されるカートリッジに対し、支持プレート５０２を上昇させ、支持プレート５０２の前面整列ピン５１６を、上部プレート２４１から延伸する整列ループ２４４内に延伸するようにする（図２４参照）。整列フォーク２４６と、整列ループ２４４に延伸する前面整列ピン５１６とによって噛み合われる背面整列ピン５１４により、カートリッジは、カートリッジキャリッジアセンブリ６５０内に実質的に固定される。
【０２４４】
カートリッジキャリッジアセンブリ６５０内に保持されるカートリッジ１０に対して加熱・制御アセンブリ５００を上昇させることは、コネクタＰＣＢ５０４のコネクタピンアレイ５１０ａ〜５１０ｇを、複合カートリッジ１０の流体処理パネル３５４のそれぞれのコネクタパッドアレイ３５８ａ〜３５８ｇと接触するように配置する。更に、コネクタＰＣＢ５０４の溶出ヒータアセンブリ５０６は、エキソヌクレアーゼ領域３８０に対応する流体処理パネル３５４の一部と接触するように（つまり、熱エネルギーの伝達を可能とするために）、又は、その近傍に持ってこられる。同様に、コネクタＰＣＢ５０４のＰＣＲヒータアセンブリ５２０ａ、５２０ｂ、５２０ｃのコンポーネントは、熱サイクル領域３８２ａ、３８２ｂ、及び３８２ｃに対応する流体処理パネル３５４の一部と接触するように（つまり、熱エネルギーの伝達を可能とするために）、又は、その近傍にもってこられる。コネクタＰＣＢ５０４の検出ペルチェアセンブリ５４０は、検出領域３７８に対応する流体処理パネル３５４の一部と接触するように（つまり、熱エネルギーの伝達を可能とするように）、又は、その近傍に持ってこられる。また、空気コネクタ５１８は、ポンプポート１０４と、複合カートリッジ１０のサンプル調製モジュール７０の受動バルブポート１０８と接触するようにされる。
【０２４５】
各カムレール６２０ａ、６２０ｂは、カムレール６２０ａとポスト６２４ａ、６２４ｂのそれぞれの頭部との間に配置される圧縮バネ６２６ａ、６２６ｂを有する２つのねじ切りバネ捕捉ポスト６２４ａ、６２４ｂによって、カムフレーム６０６のそれぞれの長尺方向の円材６０８、６１０に固定される。この「衝撃吸収」構成は、長尺方向の円材６０８、６１０に対するカムレール６２０ａ、６２０ｂのある量の移動を可能とし、それによって、加熱・制御アセンブリ５００が、大きすぎる力で、複合カートリッジ１０の下部に対し押されることを防止する。したがって、加熱・制御アセンブリ５００は、バネ６２６ａ、６２６ｂの圧縮力と同等の力で、複合カートリッジの下部に対し押されるだろう。
【０２４６】
図４３と図４８を参照すると、これらは、カートリッジ処理アセンブリ４７０のカムフレーム及び磁石アクチュエータ５８４の断面斜視図であるが、磁石アクチュエータ５８４は、カムフレーム６０６に結合され、カートリッジがカートリッジキャリッジアセンブリ内に挿入されるとき、カートリッジ磁石アセンブリ５５２とサンプル調製磁石アセンブリ５７０を、複合カートリッジに対して、それぞれが動作可能な位置に回転するように構成される。磁石アクチュエータ５８４は、アクチュエータを図４８の左にバイアスするバネ５８７を含む。磁石アクチュエータ５８４は、カートリッジ磁石アセンブリ５５２のアクチュエータブラケット５６６に噛み合うように構成された垂直タブ５８５と、サンプル調製磁石アセンブリ５７０のアクチュエータブラケット５７８に噛み合うように構成された垂直タブ５８６と、を含む。磁石アクチュエータ５８４は、クロスバー６１４の下に延伸し、磁石アクチュエータ５８４の端部に形成されたフックループ５８９に噛み合う磁石アクチュエータフック６２８によって、カムフレーム６０６に結合される。
【０２４７】
上記したように、複合カートリッジ１０がカートリッジキャリッジアセンブリ６５０内に挿入される前、カムフレーム６０６は、前位置にある。磁石アクチュエータ５８４は、バネ５８７によって前方向に（左に）バイアスされ、カートリッジ磁石アセンブリ５５２とサンプル調製磁石アセンブリ５７０は、それぞれ、夫々のねじれバネ５６２、５７６の力により、引き込まれた位置に、時計方向に回転される。本文脈において、カートリッジ磁石アセンブリ５５２とサンプル調製磁石アセンブリ５７０の引き込まれた位置は、カートリッジ磁石アセンブリ５５２とサンプル調製磁石アセンブリ５７０が、複合カートリッジ１０のいかなる部分にも大きな磁力を印加しない位置に配置する。複合カートリッジが、カートリッジキャリッジアセンブリ６５０内に挿入された後、カムフレーム６０６は、上記されたように、（図４８の右に）カムフレームモータ６０２と線形アクチュエータ６０４とによって引き込まれる。支持プレート５０２のカムフォロワ５９０ａ、５９０ｂが、カムスロット６２２ａ、６２２ｂの下部、右側水平セグメントから、角度を付けられた遷移を上って、カムスロット６２２ａ、６２２ｂの上部、左側水平セグメントへと移動する際に、カムフレーム６０６の引き込みは、加熱・制御アセンブリ５００が、複合カートリッジ１０と接触するように上昇されるようにする。
【０２４８】
磁石アクチュエータフック６２８によってカムフレーム６０６に結合する磁石アクチュエータ５８４は、また、カムフレーム６０６と共に移動し、バネ５８７のバイアスに対して、図４８の右に、磁石アクチュエータ５８４を引く。アクチュエータブラケット５８４が、移動するカムフレーム６０６によって引かれると、カートリッジ磁石アセンブリ５５２のアクチュエータブラケット５６６に噛み合う垂直タブ５８５は、図４８に示されるように、上方向、展開位置に向かって、反時計回りに、磁石アセンブリ５５２を回転する。同様に、カートリッジ磁石アセンブリ５７０のアクチュエータブラケット５７８に噛み合うアクチュエータブラケット５８４の垂直タブ５８６は、図４８に示されるように、上方向、展開位置に向かって、反時計回りに、磁石アセンブリ５７０を回転する。カムスロット６２２ａ、６２２ｂの夫々の上部水平セグメントの長尺方向の長さにより、カムフレーム６０６及びカムレール６２０ａ、６２０ｂは、支持プレート５０２に対し長尺方向に移動することができ、カムフォロワ５９０a、５９０ｂは、カートリッジキャリッジアセンブリ６５０に配置された複合カートリッジに対し、支持プレート５０２と加熱・制御アセンブリ５００の高さ位置を変えることなく、上部水平セグメント内に配置される。様々な実施形態において、磁石アクチュエータブラケット５８４は、カートリッジ磁石アセンブリ５５２とサンプル調製磁石アセンブリ５７０に対して構成され、カムフレーム６０６が、支持プレート５０２と加熱・制御アセンブリ５００とを上昇させるために(右へ）移動する際、支持プレート５０２と加熱・制御アセンブリ５００が、最初、複合カートリッジに接触するように上昇されると（つまり、支持プレート５０２のカムフォロワ５９０ａ、５９０ｂが、最初、カムスロット６２２ａ、６２２ｂの上部水平セグメントに届くと）、磁石アセンブリ５５２、５７０は、最初は展開されない（又は、完全には展開されない）ようにする。カムフレーム６０６の更なる（右への）移動（カムスロット６２２ａ、６２２ｂの上部水平セグメントの長尺方向の長さにより、カートリッジキャリッジアセンブリ６５０及びその中に保持されている複合カートリッジに対して、支持プレート５０２と加熱・制御アセンブリ５００の位置を変化させないだろう）は、磁石アクチュエータブラケット５８４を、更に引っ張って、複合カートリッジと接触する、又は、その近傍の完全展開位置に磁石アセンブリ５５２、５７０を（反時計回りに）完全に回転する。したがって、複合カートリッジと接触する上位置において維持される支持プレート５０２と加熱・制御アセンブリ５００により、磁石アセンブリは、加熱・制御アセンブリ５００の残りからは独立した移動用に構成され、カムフレーム６０６は、カートリッジキャリッジアセンブリ６５０内に保持される複合カートリッジに対し、磁力を選択的に印加し、又は、除去するための要求を支援して、磁石アセンブリ５５２、５７０の選択的な展開を有効とするために、長尺方向に移動することができる。
【０２４９】
また、図４８に最も良く見られるように、カムフレーム６０６が、カートリッジに対し、加熱・制御アセンブリ５００を下げるために（図４８の左に）進められるとき、クロスバー６１４上に延伸する線形アクチュエータコネクタ６１８は、カートリッジラッチ６５４のレバー６５８に接触し、それによって、カートリッジラッチ６５４を反時計回りに回転して、フック６５６を下げ、複合カートリッジからフック６５６を取り外し、複合カートリッジが、カートリッジ排出アセンブリ６７０によって、カートリッジホルダ６５２から排出される事ができるようにする。
【０２５０】
[混合モータアセンブリ]
混合モータアセンブリ７００の詳細が、図５０Ａ及び図５０Ｂに示される。図５０Ａは、混合モータアセンブリ７００の斜視図であり、図５０Ｂは、混合モータアセンブリ７００の分解斜視図である。
【０２５１】
混合モータアセンブリ７００は、混合モータ７０６が搭載される混合モータブラケット７０２を含む。適切なモータは、１５０：１ギアボックスのＰｏｌｏｌｕ  Ｍｉｃｒｏ  Ｍｅｔａｌ  Ｇｅａｒｍｏｔｏｒ 及び６４：１ギアボックスのＭａｘｏｎ，  ｍｏｄｅｌ  ＤＣＸ１０Ｌ  ＥＢ  ＳＬ  ４．５Ｖ を含む。好適な、モータの特性は、１２ｏｚ−ｉｎトルクで、１００ｒｅｐ、４５℃の動作環境で、３０００時間寿命、及び、コンパクトサイズ（例えば、１０ｍｍ幅（直径）及び２５ｍｍ長より短い）を含む。
【０２５２】
ベベルギア７０８は、モータ７０６の出力シャフトに固定される。混合モータ搭載ブラケット７０２に回転可能に搭載されるべベルスパーギア７１０は、ベベルギア７０８のベベルギア歯に噛み合うベベルスパーギア７０６のベベルギア歯によって、ベベルギア７０８と動作可能に結合する。したがって、モータ７０６の出力シャフトに対応する回転水平軸の周りのベベルギア７０８の電力が与えられた回転は、回転の垂直軸周りのベベルスパーギア７１０の回転に変換される。
【０２５３】
混合モータアセンブリ７００は、混合モータブラケット７０２を通って延伸するピボットねじ７１６によって、搭載プレート６４０のブリスタプレート６４４の下側にピボット状に結合される。スタンドオフ７１４（ねじ切りねじと、ねじシャフトの一部上に配置される円筒スリーブとを備える）は、搭載ブラケット７０２の一端に取り付けられる。ねじれバネ７１８は、ピボットねじ７１６に結合され、側壁４７４に対して内側に、混合モータアセンブリ７００をバイアスし（図４２参照）、ベベルスパーギア７１０は、複合カートリッジ１０のロータリミキサ１９２（図８参照）の周囲ギア歯１９８に噛み合うようにする。
【０２５４】
図４８に示されるように、カムフレーム６０６の長尺方向のスパー６１０は、長尺方向のスパー６１０から内側に延伸するベベルブロック６１６を含む。上記したように、混合モータアセンブリ７００は、ねじれバネ７１８により、側壁４７４と長尺方向のスパー６１０に対して、内側にピボット動作するためにバイアスされる。ベベルブロック６１６は、カムフレーム６０６が、前位置にあるとき、混合モータアセンブリ７００に噛み合うように配置される。したがって、カートリッジキャリッジアセンブリ６５０内に保持される複合カートリッジ１０と噛み合うように加熱・制御アセンブリ５００を上昇させる引きこみ位置にカムフレーム６０６があるとき、混合モータアセンブリ７００は、複合カートリッジに噛み合うように、ねじれバネ７１８の力の下で、内側にピボット動作する。カムフレーム６０６が、カートリッジキャリッジアセンブリ６５０内に保持される複合カートリッジから離れて、加熱・制御アセンブリ５００を下げるように、前方に（図４８の左に)移動する際、ベベルブロック６１６は、混合モータアセンブリ７００のスタンドオフ７１４と接触し、ベベルスパーギア７１０を、複合カートリッジ１０のロータリミキサ１９２から外すために、ねじれバネ７１８のバイアスに対して、外側に（長尺方向のスパー６１０に向かって）混合モータアセンブリをピボット動作する。一実施形態において、カムフレーム６０６のアクチュエータコネクタ６１８が、フック６５６を下げ、カートリッジを解放し、カートリッジ排出アセンブリ６７０から排出されるようにするために、カートリッジラッチ６５４のレバー６５８と接触する前に、ロータリミキサ１９２と噛み合いを外すように、混合モータアセンブリ７００をピボット動作させるために、ベベルブロック６１６は、スタンドオフ７１４と接触する。
【０２５５】
したがって、カムフレーム６０６が、前位置にあるとき、加熱・制御パネル５００は、複合カートリッジとの接触が外れる下部位置にあり、磁石アセンブリ５５２、５７０が、複合カートリッジから離れて、引き込まれた位置へと下方に回転し、混合モータアセンブリ７００は、複合カートリッジとの噛み合いを外すように、外側にピボット動作し、複合カートリッジラッチ６５４は、複合カートリッジから外れるようにフック６５６がピボット動作される。したがって、複合カートリッジは、複合カートリッジ処理アセンブリ４７０のコンポーネントのいずれとも接触しない、又は、他の場合、噛み合わず、複合カートリッジ１０は、カートリッジ排出アセンブリ６７０により排出されることができる。
【０２５６】
[ブリスタ圧縮機構アセンブリ（上部ベイ）]
ブリスタ圧縮機構アセンブリ７５０の詳細が図５１に示されており、この図は、ブリスタ圧縮機構アセンブリ７５０の分解斜視図である。アセンブリ７５０は、カムアームプレート７５２と、カムアームプレート７５２内に動作可能なように搭載されたカムアーム動作圧縮機構のアレイ７５４と、を備える。カムアームプレート７５２は、搭載プレート６４０のブリスタプレート６４４の上部に搭載される。アレイ７５４の圧縮機構は、複合カートリッジ１０の破裂可能な流体コンパートメント又はブリスタを圧縮するように構成された圧縮機構と、カートリッジのランスブリスタを圧縮するように構成された圧縮機構と、カートリッジの能動バルブアセンブリを押し下げ、閉止するように構成された圧縮機構と、を備える。アレイ７５４の様々な圧縮機構は、ブリスタプレート６４４に形成されたブリスタ穴６４６と整列され、アレイ７５４の圧縮機構が、処理ベイ４４０内のブリスタプレート６４４の下に配置された複合カートリッジ１０のブリスタと能動バルブとにアクセス可能とするようにされる。
【０２５７】
様々な実施形態においては、ＬＥＤ  ＰＣＢ４６６は、カムアームプレート７５２に取り付けられる。
【０２５８】
ブリスタ圧縮機構アセンブリ７５０は、カムアームプレートに対する線形動作のために、カムアームプレート７５２に搭載されたカムフォロワプレート８２０を更に含む。様々な実施形態においては、カムフォロワプレート８２０の一端は、カムフォロワプレート８２０に取り付けられた線形ガイドキャリッジ８２４ａ及び８２４ｂによって、カムアームプレート７５２の上部面に取り付けられた線形ガイドレール８２２に固定される。カムフォロワプレート８２０の対向端は、例えば、適切なファスナによって、カムアームプレート７５２に形成され、カムフォロワプレート８２０のステップ端８３０を受け入れる、その一端に沿った長尺方向のスロット８２８を含む凹部７５３内に搭載されるホールドダウン素子８２６（又は、Ｚ軸制約）によって垂直移動に対して固定される。ホールドダウン素子の構成のための適切な材料は、Ｄｅｌｒｉｎ及び真鍮を含む。したがって、カムフォロワプレート８２０は、カムアームプレート７５２からの所定の空間において、カムアームプレート７５２の平面に対し、Ｚ、又は、垂直方向又は垂線方向に固定され、線形ガイドレール８２２の長尺方向に対応する長尺方向で、カムアームプレート７５２の平面にほぼ平行な方向の移動は許されるが、線形ガイドレール８２２を横切る何れの方向への移動も制約される。
【０２５９】
カムアームプレート７５２に対するカムフォロワプレート８２０の電力供給を受けた移動は、カムフォロワプレート８２０の端部に取り付けられたドライブブラケット８４０へ、線形アクチュエータ８３６によって取り付けられたカムフォロワプレートモータ８３４によってもたらされる。様々な実施形態において、モータ８３４は、モータ８３４の精密な制御と、モータ８３４からのフィードバックを提供するためのロータリエンコーダ８３８を更に含む。様々な実施形態において、ドライブブラケット８４０は、第１の部分が、カムフォロワプレートの平面にほぼ対応する平面内のカムフォロワプレート８２０へ、取り付け点から離れて延伸し、第２の部分が、カムフォロワプレートの平面にほぼ垂直な方向に、下方向に延伸する、「Ｌ」形状を有する。線形アクチュエータ８３６は、ドライブブラケット８４０の第２の、下方向に延伸した部分の下端において、ドライブブラケット８４０に取り付けられる。ドライブブラケット８４０のこの構成は、カムフォロワプレートモータ８３４が、カムフォロワプレート８２０の上に延伸する量を制限し、それによって、処理ベイ４４０のスリムな外形を維持する。
【０２６０】
様々な実施形態においては、カムフォロワプレート８２０が、何時カムアームプレート７５２に対して特定の、予め定められた位置にあるかを示すために、センサ機構は提供される。一実施形態においては、センサ機構は、カムアームプレート７５２に搭載され、カムフォロワプレート８２０が、カムアームプレート７５２に対し、ホーム位置に移動したとき、カムフォロワプレート８２０のホームスイッチ接触面８３２によって接触されるホームスイッチ８４２を備えることができる。 
【０２６１】
様々な実施形態においては、カムアームプレート７５２は、それぞれ、入り口と出口光ポート１４、１６（図１参照）の場所と空間的に対応するように配置された２つの光センサ８１０、８１２を含む。センサ８１０、８１２は、サンプル調製モジュール７０の入口光検知チャンバ１５４と出口光検知チャンバ１５８とを通って流れる流体を検出する（例えば、信号を生成する）ように構成され、配置される（図１５参照）。光センサ８１０、８１２は、ＬＥＤ  ＰＣＢ４６６に接続され、ＬＥＤ  ＰＣＢ４６６によって少なくとも部分的に制御されることができる。
【０２６２】
[圧縮機構]
圧縮機構の詳細が図５２、図５３、及び図５４に示される。図５２は、圧縮機構のアレイ７５４の圧縮パッドを示すカムアームプレート７５２の下部部分平面図である。図５３は、カムアームプレート７５２から隔離されたアレイ７５４の圧縮機構の上部斜視図である。図５４は、カムアームプレート７５２から隔離されたアレイ７５４の圧縮機構の下部斜視図である。
【０２６３】
アレイ７５４は、複数の流体ブリスタ圧縮機構を備え、それぞれは、起動されたとき、関連変形可能流体ブリスタ上に圧縮力を印加し、それによって、変形可能なブリスタを圧縮するように構成されている。図示された実施形態においては、複合カートリッジの、それぞれ、変形可能な流体チャンバ３４ａ、３６ａ、３８ａ、４０ａ、及び４２ａに対応する、５つの流体ブリスタ圧縮機構７５６ａ、７５６ｂ、７５６ｃ、７５６ｄ、及び７５６ｅが存在する。
【０２６４】
アレイ７５４は、複数のランスブリスタ圧縮機構を更に含み、それぞれは、起動されたとき、変形可能な流体ブリスタの一つと関連する関連ランスブリスタ上へ圧縮力を印加し、それによって、ランスブリスタを圧縮し及びランスブリスタ内の流体シールに穴を開けるように構成される。図示された実施形態においては、複合カートリッジの、それぞれ、ランスブリスタ３４ｂ、３６ｂ、３８ｂ、４０ｂ、及び４２ｂに対応する５つのランスブリスタ圧縮機構７６０ａ、７６０ｂ、７６０ｃ、７６０ｄ、及び７６０ｅが存在する。
【０２６５】
アレイ７５４は、ランスブリスタ圧縮機構７６０ａ〜ｅと実質的に同一の構成を有し、複合カートリッジのブリスタ４４と対応する圧縮機構７５８を更に含む。 
【０２６６】
アレイ７５４は、それぞれ、サンプルバルブアセンブリ２０４と廃棄バルブアセンブリ２１９とに関連した２つのバルブアクチュエータ圧縮機構７６２ａ、７６２ｂを含む（図１５参照）。バルブアクチュエータ圧縮機構７６２ａ、７６２ｂのそれぞれは、起動されたとき、それぞれ、バルブアクチュエータタブ２０、１８に圧縮力を印加し（図１参照）、それによって、能動バルブ２１９及び２０４を起動し、閉止するように構成される。
【０２６７】
様々な圧縮機構のそれぞれの構成の詳細は、図５５Ａ、図５５Ｂ、及び図５５Ｃと共に、図５３及び図５４に示される。図５５Ａは、単一の流体ブリスタ圧縮機構の分解斜視図である。図５５Ｂは、単一のランスブリスタ圧縮機構の分解斜視図である。図５５Ｃは、バルブアクチュエータ圧縮機構の分解斜視図である。
【０２６８】
ブリスタ圧縮機構アセンブリは、米国特許出願第１４／２０６，８１７号、発明の名称“Apparatus and Methods for manipulating deformable fluid vessels”に記載された原理と概念を用い、その内容は、ここに参照により組み込まれる。特に、ブリスタ圧縮機構アセンブリは、複合カートリッジ１０の上及び／又は下のより大きな距離での空気の、電気機械的な、もしくは他のコンポーネントを要求することなく、流体ブリスタ、ランスブリスタ、及びバルブアセンブリを圧縮するために、カムフォロワペート８２０の水平な移動を、垂直、又は、部分的に垂直な圧縮機構の移動に変換するように構成され、配置され、処理ベイ４４０のスリムな外形を維持する。
【０２６９】
図５５Ａを参照すると、流体ブリスタ圧縮機構７５６ａなどの各流体ブリスタ圧縮機構は、上端に沿って形成されたカム面７６６を有するカムアーム７６４を含む。カムアーム７６４は、カムアーム７６４の一端に形成される穴を通って延伸するアームピボットピン７６８の周りのピボット動作のために、カムアームプレート７５２内に搭載される。カムアーム７６４は、カムアームプレート７５２に形成されるスロット７６５内に配置され、アームピボットピン７６８は、そのスロットに横方向に、カムアームプレート７５２内に搭載される（図５２参照）。圧縮パッド７７２は、カムアーム７６４の対向端に形成される穴を通って延伸するパッドピボットピン７７４の周りのピボット動作用に、カムアーム７６４の対向端にピボット状に搭載される。様々な実施形態において、圧縮パッド７７２は、圧縮パッド７７２の形状にほぼ合致する形状の、カムアームプレート７５２の下部面に形成されるブラインド凹部７７３内に配置される（図５２参照）。
【０２７０】
流体ブリスタ圧縮機構７５６ａは、圧縮機構が関連する流体ブリスタに圧力を印加しない引き込み位置と、圧縮機構が、流体ブリスタに圧縮力を印加する伸張、又は、展開位置との間のアームピボットピン７６８の周りにカムアームプレート７５２についてピボット動作するように構成される。ねじれバネ７７０は、圧縮機構７５６ａを引き込み位置へとバイアスする。引き込み位置では、カムアーム７６４は、実質的に、カムアームプレート７５２に形成された対応するスロット７６５内に配置され、圧縮パッド７７２は、カムアームプレート７５２に形成されたパッド凹部７７３内に配置され、圧縮パッド７７２のブリスタ接触面を実質的に、カムアームプレート７５２の面で、洗浄する（flush）。伸張位置では、カムアーム７５６は、カムアームピボットピン７６８の周りで回転し、圧縮パッド７７２が、圧縮パッド７７２の下に配置される試薬ブリスタを圧縮し、破裂させるために、カムアームプレート７５２の下に延伸される。 
【０２７１】
カム面７６６は、様々な実施形態においては、カムアームプレート７５２の上面上に延伸する凸バルジ又は、他のフィーチャを含むことができる（図５１参照、カムアームプレート７５２の上に延伸する圧縮機構のアレイ７５４のカムアームのカムフィーチャを示す）。カム面７６６が、カム面７６６の上のカムアーム７６４に対して移動するカムフォロワ素子によって噛み合わされるとき、カムアーム７６４は、カムフォロワが、カム面７６６の凸バルジ上を移動する際、引き込み位置から伸張位置にピボット動作するようにされる。カムフォロワ素子が、カム面７６６から移動して外れる際、カムアーム７６４は、ねじれバネ７７０の力の下、引き込み位置に戻る。
【０２７２】
カムアーム７６４は、好ましくは、破裂可能流体ブリスタに対してカムアーム７６４を押すカムフォロワ素子によって印加される力に耐えるだけの十分な強度を有し、かつ適切な機械加工性を有する材料によって作られる。適切な材料は、カムフォロワ素子が、カム面７６６上を転がるローラを備える用途に対しては、スチールを含む。カムフォロワ素子が、カム面７６６上をスライドするスライド（つまり、転がらない）素子を備える用途に対しては、適切な材料は、ナイロンなどのような低摩擦、低摩滅材料又は、含オイルブロンズなどの含潤滑油材料を含む。
【０２７３】
様々な実施形態においては、他の流体ブリスタ圧縮機構７５６ｂ、７５６ｃ、７５６ｄ、及び７５６ｅの構造及び動作は、流体ブリスタ圧縮機構７５６ａのものと実質的に同じであるが、圧縮パッド（例えば、圧縮パッド７７２）のサイズと形状は、圧縮機構によって圧縮されるべき流体ブリスタのサイズと形状により、流体ブリスタ圧縮機構毎に異なることがある。
【０２７４】
図５５Ｂを参照すると、ランスブリスタ圧縮機構７６０ａなどの各ランスブリスタ圧縮機構は、上端に沿って形成されたカム面７８２を有するカムアーム７８０を含む。カムアーム７８０は、カムアーム７８０の一端に形成された穴を通って延伸するアームピボットピン７８４の周りのピボット動作のためにカムアームプレート７５２内に搭載される。カムアーム７８０は、カムアームプレート７５２に形成されるスロット７８１内に配置され、アームピボットピン７８４は、そのスロットを横切って、カムアームプレート７５２内に搭載される（図５２を参照）。圧縮パッド７８８は、カムアーム７８０の対向する端部に形成され、配置される。様々な実施形態においては、圧縮パッド７８８は、圧縮パッド７８８の形状にほぼ合致する形状のカムアームプレート７５２の下部面に形成されるブラインド凹部７８９内に配置される（図５２参照）。
【０２７５】
ランスブリスタ圧縮機構７６０ａは、圧縮機構が関連するランスブリスタに圧力を印加しない引き込み位置と、圧縮機構が、ランスブリスタに圧縮力を印加する伸張、又は、展開位置との間のアームピボットピン７８４の周りで、カムアームプレート７５２に対してピボット動作するように構成される。ねじれバネ７８６は、圧縮機構７６０ａを引き込み位置にバイアスする。引き込み位置においては、カムアーム７８０は、実質的に、カムアームプレート７５２に形成された対応スロット７８１内に配置され、圧縮パッド７８８は、カムアームプレート７５２に形成されたパッド凹部７８９内に配置され、圧縮パッド７８８のブリスタ接触面が、実質的に、カムアームプレート７５２の面で洗浄されるようにする。伸張位置においては、カムアーム７８０は、カムアームピボットピン７８４の周りで回転され、圧縮パッド７８８が、圧縮パッド７８８の下に配置されたランスブリスタを圧縮し、破裂させるために、カムアームプレート７５２の下に延伸される。
【０２７６】
カム面７８２は、様々な実施形態において、カムアームプレート７５２の上部面の上に延伸する凸バルジ又は他のフィーチャを含むことができる（図５１参照、カムアームプレート７５２上に延伸する圧縮機構のアレイ７５４のカムアームのカムフィーチャを示す）。カム面７８２が、カム面７８２上でカムアーム７８０に対し移動するカムフォロワ素子によって噛み合わされるとき、カムアーム７８０は、カムフォロワが、カム面７８２の凸バルジの上で移動する際、引き込み位置から伸張位置にピボット動作するようにされる。カムフォロワ素子が、カム面７８２から移動して外れる際、カムアーム７８０は、ねじれバネ７８６の力の下、引き込み位置に戻る。
【０２７７】
カムアーム７８０は、好ましくは、カムアーム７８０を、破裂可能なランスブリスタに対して押すカムフォロワ素子によって印加される力に耐える十分な強度を有し、かつ、適切な機械加工性を有する材料から作られる。適切な材料は、カムフォロワ素子が、カム面７８２上を転がるローラを備える用途に対しては、スチールを含む。カムフォロワ素子が、カム面７８２上をスライドするスライド（つまり、転がらない）素子を備える用途に対しては、適切な材料は、ナイロンのような低摩擦、低摩滅材料又は、含オイルブロンズなどの含潤滑油材料を含む。
【０２７８】
様々な実施形態においては、ランスブリスタ圧縮機構７６０ｂ、７６０ｃ、７６０ｄ、及び７６０ｅ及び圧縮機構７５８の構造と動作は、ランスブリスタ圧縮機構７６０ａのものと実質的に同一である。
【０２７９】
図５５Ｃを参照すると、バルブアクチュエータ圧縮機構７６２ａなどの各バルブアクチュエータ圧縮機構は、その上端に沿って形成されたカム面７９２を有するカムアーム７９０を含む。カムアーム７９０は、カムアーム７９０の一端に形成された穴を通って延伸するピボットピン７９４の周りでのピボット動作のためのカムアームプレート７５２内に搭載される。カムアーム７９０は、カムアームプレート７５２に形成されたスロット７９１内に配置され、アームピボットピン７９４は、そのスロットを横切るカムアームプレート７５２内に搭載される（図５２参照）。接触パッド７９８は、カムアーム７９０の対向する端部に形成され、又は、配置される。様々な実施形態においては、接触パッド７９８は、接触パッド７９８の形状とほぼ合致する形状のカムアームプレート７５２の下部面に形成されるブラインド凹部７９９内に配置される（図５２参照）。
【０２８０】
様々な実施形態においては、接触パッド７９８は、接触パッド７９８から突出する、接触ピン又は接触点８００を更に含むことができる。圧縮機構がバルブアクチュエータタブからスリップして外れないようにするため、バルブアクチュエータ圧縮機構がタブに対し押圧されているとき、接触点は、バルブアクチュエータタブ１８又は２０の上部面に形成される小さなエクボ又はくぼみと噛み合うように構成される。また、様々な実施形態においては、接触パッド７９８の一部と接触ピン８００は、圧縮機構のアレイ７５４内の空間的及び方向的制限に適合するために、カムアーム６９０からずらされることができる。
【０２８１】
バルブアクチュエータ圧縮機構７６２ａは、圧縮機構が、関連するバルブアクチュエータタブと能動バルブアセンブリに圧力を印加しない引き込み位置と、圧縮機構が、アクチュエータタブとバルブアセンブリに圧縮力を印加する伸張又は展開位置との間のアームピボットピン７９４の周りで、カムアームプレート７５２に対してピボット動作するように構成される。ねじれバネ７９６は、圧縮機構７６２ａを引き込み位置にバイアスする。引き込み位置においては、カムアーム７９０は、カムアームプレート７５２に形成された対応するスロット７９１内に実質的に配置され、接触パッド７９８は、カムアームプレート７５２に形成されるパッド凹部７９９内に配置され、接触パッド７９８の接触面は、実質的に、カムアームプレート７５２の面で洗浄される。伸張位置においては、カムアーム７９０は、カムアームピボットピン７９４の周りで回転され、接触パッド７９８が、カムアームプレート７５２の下に延伸し、バルブアクチュエータタブを下方向に屈曲し、バルブアクチュエータタブの下に配置された関連するバルブアセンブリを閉止する。
【０２８２】
カム面７９２は、様々な実施形態においては、カムアームプレート７５２の上部面上に延伸する、凸バルジ又は他のフィーチャを含むことができる（図５１を参照、カムアームプレート７５２の上に延伸する圧縮機構のアレイ７５４のカムアームのカムフィーチャを示す）。カム面７９２が、カム面７９２上をカムアーム７９０に対して移動するカムフォロワ素子によって噛み合わされるとき、カムフォロワが、カム面７９２の凸バルジ上を移動する際、カムアーム７９０は、引き込み位置から伸張位置にピボット動作させられる。カムフォロワ素子が、カム面９８２から移動して外れる際、カムアーム７９０は、ねじれバネ７９６の力の下、引き込み位置に戻される。
【０２８３】
カムアーム７９０は、好ましくは、カムアーム７９０を、バルブアセンブリに対して押すカムフォロワ素子によって印加される力に耐える十分な強度を有し、かつ、適切な機械加工性を有する材料から作られる。適切な材料は、カムフォロワ素子が、カム面７９２上を転がるローラを備える用途に対しては、スチールを含む。カムフォロワ素子が、カム面７９２上をスライドするスライド（つまり、転がらない）素子を備える用途に対しては、適切な材料は、ナイロンなどの低摩擦、低摩滅材料、又は、含オイルブロンズなどの含潤滑オイル材料を含む。
【０２８４】
様々な実施形態においては、他のバルブアクチュエータ圧縮機構７６２ｂの構成と動作は、バルブアクチュエータ圧縮機構７６２ａのものと実質的に同一である。
【０２８５】
カムフォロワプレート８２０の詳細が、図５６及び図５７に示されている。図５６は、カムフォロワプレート８２０の下部平面図であり、図５７は、カムフォロワプレート８２０の下部斜視図である。
【０２８６】
カムフォロワプレート８２０は、複数のほぼ平行な、長尺方向のカム溝８５０、８５２、８５４、８５６、８５８、及び８６０を含む。カムフォロワプレート８２０の溝８５０〜８６０のそれぞれは、アレイ７５４の圧縮機構の１以上のカムアーム７６４、７８０、７９０の一部を受け入れる。更に、例えば、対応する溝に沿って、個別の位置に形成、又は、配置される、リブ又はローラの形態で、各溝８５０〜８６０は、１以上のカムフォロワ素子を含む。
【０２８７】
カムフォロワプレート８２０は、上記したように、カムアームプレート７５２に平行な面における、カムアームプレート７５２に対する線形動作用に構成される。カムフォロワプレート８２０が、カムアームプレート７５２に対して移動する際、カム溝内のカムフォロワ素子が圧縮機構のカムアームのカム面（例えば、それぞれカムアーム７６４、７８０、もしくは７９０のカム面７６６、７８２、もしくは７９２）に当たるとき、カムアームは、下方に押され、それぞれのアームピボットピン（例えば、ピボットピン７６８、７８４、もしくは７９４）の周りでピボット動作をし、圧縮機構に、ブリスタ（例えば、圧縮流体ブリスタもしくはランスブリスタ）を圧縮させるか、又は、その圧縮機構の下に配置される能動バルブアセンブリを押させる。
【０２８８】
カムアームプレート８５２に対するカムフォロワプレート８２０の移動の間、圧縮機構のアレイ７５４の圧縮機構と、溝８５０、８５２、８５４、８５６、８５８、及び８６０に形成されるカムフォロワリブとの相対位置は、圧縮機構が作動されるシーケンスを規定する。
【０２８９】
[ソフトウェア及びハードウェア]
一般的に、及び、具体的に上記したように、本開示の態様は、制御及びコンピューティングハードウェアコンポーネント、ユーザ生成ソフトウェア、データ入力コンポーネント、及びデータ出力コンポーネントによって実装される。ハードウェアコンポーネントは、１以上の入力値を受信し、入力値に対する操作又は他の場合アクション用の命令を提供する非一時的マシン可読媒体に格納された１以上のアルゴリズム（例えば、ソフトウェア）を実行することにより、計算及び／又は制御ステップを有効とし、１以上の出力値を出力するように構成された、マイクロプロセッサ及びコンピュータ、などの、コンピューティング及び制御モジュール（例えば、（複数の）システムコントローラ）を含む。そのような出力は、例えば、装置の状態、又は、それによって実行されるプロセスに関する情報などの情報をユーザに提供するために、ユーザに表示され、又は、他の場合示されることができ、又は、そのような出力は、他のプロセス及び／又は制御アルゴリズムへの入力を含むことができる。データ入力コンポーネントは、制御及びコンピューティングハードウェアコンポーネントによる使用のためにデータが入力される素子を備える。そのようなデータは、グラフィックユーザインタフェース、キーボード、タッチスクリーン、マイク、スイッチ、手動スキャナ、音声感応入力などの手動入力素子と共に、位置センサ、モータエンコーダを備えることができる。データ出力コンポーネントは、ハードドライブ、又は、他のストレージ媒体、グラフィックユーザインタフェース、モニタ、プリンタ、インジケータライト、又は、音声信号素子（例えば、ブザー、ホーン、ベルなど）を備えることができる。
【０２９０】
ソフトウェアは、制御及びコンピューティングハードウェアによって実行されたとき、制御及びコンピューティングハードウェアに、１以上の自動、又は、半自動プロセスを実行させる、非一時的コンピュータ可読媒体上に格納された命令を含む。 
【０２９１】
[サンプル調製プロセス]
サンプル調製モジュール７０において実行されることができる例示的サンプル調製プロセスが、図１６〜図２３に記述され、図示される。本明細書で記述した以外のサンプル調製プロセス−例えば、本明細書で記述したものからステップの並べ替えをしたもの、本明細書で記述したあるステップの省略、及び／又は、あるステップの追加−は、サンプル調製モジュール又は、サンプル調製モジュールの改変バージョンによって実行されうることを当業者は、認識するだろう。
【０２９２】
図１６に図示された、第１のステップにおいて、流体サンプル試料は、サンプルウェル７８に送られる。一般に、複合カートリッジ１０は、液体又は固体サンプルを処理するために設計される。液体サンプルは、血液、血清、血しょう、尿、唾液、脳脊髄液、リンパ、汗、精液、又は、頬、鼻咽喉、肛門もしくは膣のスワブなどの、上皮サンプルを含むことができ、細胞を再懸濁するために溶解緩衝剤が加えられる。糞又は組織サンプル（例えば、腫瘍生検）などの固体サンプルは、一般的に、例えば、Ｃａｒｙ  Ｂｌａｉｒ輸送培地（Cary Blair transport medium ）などの緩衝剤に再懸濁及び希釈される必要がある。サンプルウェル７８は、それから、サンプルキャップ８４を用いて、閉止されることができ（図６参照）、複合カートリッジ１０は、それから、処理装置に（例えば、装置４００の処理モジュール４１０の処理ベイ４４０内に）配置される。
【０２９３】
図１７に図示されるように、装置内で実行される第１のステップにおいて、変形可能コンパートメント３４ａに関連したランスブリスタ３４ｂは、閉止シールを通してビーズ又は、他の開口デバイスを押す（つまり、ビーズ又は他のデバイスでシールを破る）ために、外部アクチュエータ（例えば、圧縮機構７６０ａ）によって圧縮され、それから、変形可能なコンパートメント３４ａは、基板７２に形成される第１の入り口ポート１２６に向かってそこに含まれている処理流体に力を加えるために、外部アクチュエータ（例えば、圧縮機構７５６ａ）によって圧縮される。一実施形態においては、変形可能なコンパートメント３４ａに含まれる処理流体は、溶解緩衝剤である。流体は、第１の流体チャネル１５０によって、入り口ポート１３６からサンプルウェル７８に向けられ、ここでは、流体は、入り口シュノーケル１８０を介してサンプルウェル７８に入る。更に、ポンプポート１０４においてサンプル調製モジュール７０に接続された外部ポンプ（例えば、ポンプ４５８）は、圧力導管１０６を介して、サンプルウェル７８の内容物に印加される圧力を生成する。
【０２９４】
変形可能なコンパートメント３４ａを圧縮することにより生成された圧力及び圧力導管１０６において印加される圧力は、流体内容物を押し−流体サンプルと変形可能なコンパートメント３４ａの内容物を含む−サンプルウェル７８から第２の流体チャネル１５２を通って、溶解チャンバ入り口１２２に導く。流体は、溶解チャンバを通って、流れ続け、出口１２４から出て、ここでは、それは、第３の流体チャネル１５６及び、第５の流体チャネル１６２の一部によって混合ウェル９０内に向けられる。流体ストリームが、最初溶解チャンバ１２０に入り、又は、これから出て、入り口光検知チャンバ１５４又は出口光センサチャンバ１５８を通る際、光検出器（例えば、ＬＥＤ  ＰＣＢ４６６に搭載される（複数の）光検出器）によって、上部とばり１２に形成される関連する光ポート１４、又は、１６（図１参照）を通って検出される。入り口又は出口光検知チャンバ１５４又は１５８を通る流体の流れを示す光検出器からの信号（例えば、空気流インタフェース）は、溶解チャンバミキサのモータ１２８を作動させ、溶解チャンバ１２０を通って流れる流体を、溶解チャンバ１２０内に含まれる溶解ビーズで、中断させる。入り口又は出口光検知チャンバ１５４又は１５８を介する流体流の終わり−したがって、溶解チャンバ１２０を通る流れの終わりを示す光検出器からの信号がモータ１２８の動作を停止するまで、モータ１２８は動作し続ける。
【０２９５】
流体混合物が、混合コンパートメント９０内に流れ込む際、受動バルブポート１０８は、開いたままであり、混合ウェル９０内の圧力が、受動バルブアセンブリ２２０を開くだろうレベルにまで上らないようにする。したがって、図１７に図示されるステップの終了において、混合ウェル９０は、流体サンプルと、溶解ミキサおよび溶解チャンバ１２０に含まれる溶解ビーズによって、物理的に溶解されている、変形可能なコンパートメント３４ａの内容物（例えば、溶解緩衝剤）との混合物を含むだろう。
【０２９６】
図１８をここで参照すると、図１７に示されるステップの後、圧力ポート１０４に圧力を印加する空気ポンプは、例えば、所定の動作期間後、電源を切られ、第３の変形可能なコンパートメント４４は、変形可能なコンパートメント４４の内容物を第３の入り口ポート１４０内に行かせるため、外部アクチュエータ（例えば、圧縮機構７５８）によって圧縮される。一実施形態においては、変形可能なコンパートメント４４の内容物は、磁気対象捕捉ビーズを備える。
【０２９７】
次に、変形可能なコンパートメント３６ａに関連したランスブリスタ３６ｂは、ビーズ又は他の開口デバイスを、閉止シールを通って圧縮する（つまり、ビーズ又は他のデバイスによってシールを破る）ために、外部アクチュエータ（例えば、圧縮機構７６０ｅ）によって圧縮され、それから、変形可能なコンパートメント３６ａは、そこに含まれる処理流体を基板７２に形成される第２の入り口ポート１３８へ押しやるために、外部アクチュエータ（例えば、圧縮機構７５６ｅ）によって圧縮される。処理流体は、それから、第４の流体チャネル１６０及び第５の流体チャネル１６２を通って、混合ウェル９０に流れる。変形可能なコンパートメント３６ａの内容物は、対象捕捉ビーズの（複数の）対象分析物への結合を促進するために、結合緩衝剤を含むことができる。変形可能なコンパートメント３６ａの圧縮によって生成された圧力の下に、第３の入り口ポート１４０を通った流れる流体は、変形可能なコンパートメント３６ａの流体内容物及び変形可能なコンパートメント４４の内容物を、第５の流体チャネル１６２を通って、混合ウェル９０へ輸送する。
【０２９８】
上記したように、別の実施形態においては、磁気ビーズは、混合ウェル９０、及び変形可能なコンパートメント４４内に含まれる凍結乾燥したペレットの形態で提供されることができ、関連する外部アクチュエータ（例えば、圧縮機構７５８）及び変形可能なコンパートメント４４を破裂させるステップは、省略することができる。
【０２９９】
図１８に図示されるステップが完了した後、混合ウェル９０内のロータミキサ１９２は、混合ウェル９０の内容物をかき混ぜるために、（例えば、混合モータアセンブリ７００によって）起動されることができる。様々な実施形態において、凍結乾燥又は他の乾燥された試薬形態は、混合ウェル９０内に予め配置されることができ、混合ウェル９０に輸送される流体によって、溶解、又は、再構成される。ロータリミキサ１９２は、乾燥試薬の溶解又は再構成を促進し、混合ウェルに含まれるすべての材料を混合して、均一な流体混合物を形成するのに役立つ。 
【０３００】
図１９を参照すると、次のステップは、変形可能なコンパートメント３８ａに関連したランスブリスタ３８ｂを（例えば、圧縮機構７６０ｂで）破裂させ、それによって、コンパートメントを第４の入り口ポート１４２に開くことを含む。変形可能なコンパートメント３８ａは、それから、（例えば、圧縮機構７５６ｂによって）破裂され、その流体内容物を、第４の入り口ポート１４２に向け、第６の流体チャネル１６４を通って、第１の出口ポート１８２へ行かせ、流体は、サンプル調製モジュール７０を出る。第１の出口ポート１８２は、上記したように、反応モジュール２４０の入り口ポート２５２と通じている。変形可能なコンパートメント３８ａに含まれる流体は、例えば、オイルなどの不溶性流体を含むことができ、これは、図３０に示されるように、上部プレート２４１と流体処理パネル３５４との間の反応モジュール２４０内の反応空間２９５を埋めるために用いられる。
【０３０１】
ここで、図２０を参照すると、変形可能なコンパートメント４０ａと関連したランスブリスタ４０ｂは、コンパートメントを第５の入り口ポート１４４に対して開くため、外部アクチュエータ（例えば、圧縮機構７６０ｃ）によって破裂され、それから、変形可能なコンパートメント４０ａは、その流体内容物を第５の入り口ポート１４４に行かせるため、外部アクチュエータ（例えば、圧縮機構７５６ｃ）によって破裂される。流体内容物は、第５の入り口ポート１４４から第２の出口１８８へ、第７のチャネル流体１６６を介して流れる。一実施形態においては、変形可能なコンパートメント４０ａの流体内容物は、図３１に示され、上記したように、入り口２７８を介して、第２の出射ポート１８８から反応モジュール２４０の再水和緩衝剤コンパートメント２７６に流れる、再水和又は溶出緩衝剤を含む。変形可能なコンパートメント４０ａに含まれる同一の緩衝剤溶液は、乾燥もしくは凍結乾燥試薬又は他の物質の再水和と、結合する基板からの核酸又は他の対象分析物の溶出と、の両方に用いられることができる。
【０３０２】
図２１をここで参照すると、次のステップにおいて、能動バルブアセンブリ２０４は、バルブを押し下げる外部アクチュエータ（例えば、バルブアクチュエータ７６２ｂ）によって閉止される。ポンプポート１０４に結合される空気ポンプは、圧力導管１０６、第１の流体チャネル１５０の一部、第２の流体チャネル１５２、第３の流体チャネル１５６、及び、第５の流体チャネル１６２の一部を介して、混合ウェル９０に圧力をかけるために起動される。同時に、受動バルブポート１０８は、受動バルブアセンブリ２２０を作動させるだろう、混合ウェル９０内の圧力が上昇することを可能とするため閉じられ、それによって、受動バルブ２２０を開き、捕捉コンパートメント１００を通って、チャネル９２及び１７２を介して、混合ウェル９０の流体内容物が流れることを可能とする。捕捉コンパートメント１００を通って流れる流体は、第１３の流体チャネル１７８を通って流れるが、閉止された能動バルブアセンブリ２０４によって、第１４の流体チャネル１８０に流れることを止められる。能動バルブアセンブリ２１９は、開いたままに留まり、第１３の流体チャネル１７８内の流体が、第１０の流体チャネル１７２及び廃棄チャンバ１０２内に流れるようにする。流体が、捕捉コンパートメント１００を通って流れる間、内容物は、例えば、捕捉コンパートメント１００の近傍での外部磁石の配置により（例えば、サンプル調製磁気アセンブリ５７０を展開することによって）磁力に曝される。磁力は、磁気対象捕捉ビーズと、これに結合される（複数の）対象分析物（例えば、（複数の）核酸）を、捕捉コンパートメント１００内に保持する一方、混合ウェル９０の内容物の残りが、捕捉コンパートメント１００を通って、廃棄チャンバ１０２に流れる。
【０３０３】
図２２をここで参照すると、次のステップにおいて、バルブアセンブリ２０４は、閉止されたままで、バルブアセンブリ２１９は開いたままであり、変形可能なコンパートメント４２ａに関連したランスブリスタ４２ｂは、（例えば、圧縮機構７６０ｄにより）破裂し、それによって、コンパートメントを第６の入り口ポート１４６に対して開く。変形可能なコンパートメント４２ａは、それから、（例えば、圧縮機構７５６ｄにより）部分的に破裂され、内容物の一部（例えば、約５０％）を第６の入り口ポート１４６に送る。一実施形態においては、変形可能なコンパートメント４２ａの流体内容物は、第１２の流体チャネル１７６を介して、第６の入り口ポート１４６から捕捉コンパートメント１００へ流れる洗浄緩衝剤を含む。洗浄流体は、捕捉コンパートメント１００内で（例えば、磁石により）固定される捕捉ビーズ上を流れ、チャネル１７８、１７２、及び１７４を通って、洗浄チャンバ１０２へ流れ、それによって、結合されていない材料と他の破片を廃棄チャンバ１０２へ運ぶ。 
【０３０４】
図２３をここで参照すると、次のステップにおいて、廃棄バルブアセンブリ２１９は、外部アクチュエータ（例えば、バルブアクチュエータ７６２ａ）によって閉止され、サンプルバルブアセンブリ２０４は、外部アクチュエータを除去することにより開かれる。次に、変形可能なコンパートメント４２ａの残りは、外部アクチュエータ（例えば、圧縮機構７５６ｄ）によって破裂され、それによって、流体（例えば、洗浄緩衝剤）の残りを第１２の流体チャネル１７６を通って、捕捉コンパートメン１００内に行かせる。磁力は、（例えば、サンプル調製磁石アセンブリ５７０を引き込むことによって）捕捉コンパートメント１００から除去され、捕捉コンパートメント１００内の磁気ビーズは解放され、捕捉コンパートメント１００を通って、第１３の流体チャネル１７８を通り、サンプルバルブアセンブリ２０４と第１４の流体チャネル１８０を通って、第３の出口１９０に流れる流体によって運ばれることができる。磁気ビーズによって運ばれる少なくとも部分的に精製された対象分析物を今や含む、第３の出口１９０から流れる流体は、図３１に示され、上記したように、入り口２６８を介して、反応モジュール２４０のサンプルコンパートメント２６６内に送られる。
【０３０５】
図５６及び図５７において、カムフォロワプレート８２０のカム溝８５０〜８６０に形成されるカムフォロワリブのそれぞれは、固有のカッコつき番号（１）〜（１４）で示されている。カムフォロワプレート８２０が、方向「Ａ」に、カムアームプレート８５２に対して移動される際、様々なカム溝８５０〜８６０内に形成されるカムフォロワリブは、所定のシーケンスで、アクチュエータアレイ７５４の圧縮機構と接触し、様々な試薬チャンバを開き、その内容物を送り、特定のシーケンスで、様々な活性値を作動するようにする。図５６、図５７のカムフォロワリブに割り当てられたカッコつき番号は、各リブが、アレイ７５４の圧縮機構の関連するカムアームと接触し、上記し、図１６〜図２３に示したように、サンプル調製モジュール７０で実行されるサンプル調製プロセスに対応するシーケンスで圧縮機構を作動させるシーケンスを示す。以下の表１は、図１６〜図２３に示されるプロセス用の、カムフォロワプレート８２０の各カムフォロワリブ、プロセスステップ、対応する圧縮機構、及び圧縮する破裂可能なチャンバ又は、複合カートリッジ１０の能動バルブ間の対応を示す。
【０３０６】
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【０３０７】
＊ステップ（２）は、オプションで、混合ウェル９０内に、例えば、凍結乾燥ペレットによって、直接、磁気ビーズが設けられるならば、省略しても良い。
【０３０８】
[サンプル反応プロセス]
サンプル処理モジュール７０から反応モジュール２６８のサンプルコンパートメント２６６に送られるサンプル材料は、反応モジュール２４０での反応プロセスを受ける。例示的一実施形態においては、その反応プロセスは、ＰＣＲ増幅及び分析物検出を含む。
【０３０９】
例示的プロセスは、図６０のフローチャート９００を参照して記述されるだろう。図６０のフローチャート９００の様々な要素（ステップ）は、規定された順番を有するシーケンシャルなステップとして示されているが、図示されているプロセス９００は、例示的であり、限定することは意図されていないことは理解されるべきである。プロセス９００の様々な要素（ステップ）の多くは、本明細書に図示され、及び記述されるものと異なる順番で実行されることができ、他の要素（ステップ）と同時に、又は、実質的に同時に実行されることができ、又は、全く省略されることができることを当業者は認識するだろう。したがって、図６０に示される要素（ステップ）の順番は、２以上の要素（ステップ）の特定の順番が、特に規定されたり、他の場合、明細書の文脈により示唆されたりしていない限り（例えば、混合物は、その混合物が、培養され、又は、他の場合操作されうる前に、最初に形成されなくてはならない）、限定しているものとはみなされるべきではない。
【０３１０】
ステップＳ１において、一定分量（例えば、１５μｌ）の溶出／再構成緩衝剤が、再水和緩衝剤区域３７２（図５９）（及び上部プレート２４１の再水和緩衝剤コンパートメント３７６（図２６、図２７））からエキソヌクレアーゼ区域３８４（図５９）を画定するエレクトロウェッティング経路へと、エレクトロウェッティング液滴操作によって送られる。
【０３１１】
上記したように、本発明の実施形態においては、上部プレート２４１と流体処理パネル３５４との間の反応モジュール２４０の領域は、オイルのような不溶性流体などの処理流体によって満たされることができ、液滴は、オイルを介して操作される。
【０３１２】
ステップＳ２において、一定量のサンプル混合物（そこに結合したＤＮＡ材料を有する磁気ビーズと、サンプル調製モジュール７０からの洗浄溶液とを含む）は、サンプルビーズ区域３６８（図５９）（および上部プレート２４１（図２６、図２７）のサンプルコンパートメント２６６）内のエレクトロウェッティング操作によって保持される一方、磁気ビーズは、位置３６９（ビーズ収集領域と呼ばれる）に収束された磁石によって、サンプルビーズ区域３６８内に保持された水性溶液から引き出される。カートリッジ磁石アセンブリ５５２が展開された位置にあるとき、ビーズ収集領域３６９は、複合カートリッジ１０の流体処理パネル５５４に隣接したカートリッジ磁石アセンブリ５５２（図４９Ｂを参照）の収束磁石５５８の位置に対応する。ビーズ収集領域３６９における磁気ビーズを収集するプロセスの間、水性溶液は、磁石ビーズを含む水性液滴をビーズ収集領域３６９に於ける磁力により近い位置へ移動させるための、異なるエレクトロウェッティングパッドの選択的な稼働により、サンプルビーズ区域３６８に渡って移動されることができる。
【０３１３】
ステップＳ３において、サンプル廃棄物（つまり、ステップＳ２で磁気ビーズが除去される洗浄緩衝剤と他の材料）は、サンプルビーズ区域３６８（及びサンプルコンパートメント２６６）内にエレクトロウェッティング液滴操作によって保持され、それによって、磁石ビーズ及び、これに結合した対象分析物材料を、サンプル調製モジュール７０からサンプルビーズ区域３６８へ分配されたサンプルビーズ混合物の他の構成物質から分離する。 
【０３１４】
ステップＳ４においては、ステップＳ１において、再水和緩衝剤区域３７２から送られたある量の再構成緩衝剤は、エレクトロウェッティング液滴操作によって、ＰＣＲ試薬区域３７６（図５９）（及び、上部プレート２４１の緩衝剤コンパートメント２９６（図２６、図２７））へ、移動されることができる。ＰＣＲ試薬区域３７６内に含まれる乾燥ＰＣＲ試薬の再懸濁は、ＰＣＲ試薬区域３７６内のエレクトロウェッティングパッド間の液滴の振動移動によって発生する。
【０３１５】
ステップＳ５においては、再水和緩衝剤区域３７２から送られ、ＰＣＲ試薬区域３７６には輸送されなかった、ある量の再構成緩衝剤は、最終ビーズ洗浄のためのビーズ収集領域３６９における磁力によって保持される磁気ビーズに対するエレクトロウェッティング液滴操作によって輸送される。最終ビーズ洗浄後、再構成緩衝剤は、エキソヌクレアーゼ区域３８４に対応する中央経路の端部へ、エレクトロウェッティング液滴操作によって移動され、ここでは、それは、エレクトロウェッティング液滴操作によって、ビーズ収集領域３６９に保持される磁気ビーズから離れて保持される。 
【０３１６】
ステップＳ６においては、ＰＣＲ試薬区域３７６内の再構成されたＰＣＲ緩衝剤は、エレクトロウェッティング液滴操作によって、熱サイクルトラック３６４ａ、３６４ｂ、３６４ｃ、及び３６４ｄのそれぞれのプライマカクテル位置へ分配される。熱サイクルトラック３６４ｄの近傍端に於ける一つのプライマカクテル位置３６６ａは、図５９においてラベリングされている。他の熱サイクルトラック３６４ａ、３６４ｂ、及び３６４ｃの夫々は、同様なプライマカクテル場所を有している。プライマカクテル位置（例えば、位置３６６）に於ける乾燥プライマカクテルを有する再構成されたＰＣＲ試薬の組み合わせは、その位置で、プライマカクテルを再構成する。この構成においては、反応モジュール２４０は、熱サイクルトラック３６４ａ、３６４ｂ、３６４ｃ、及び３６４ｄのそれぞれにおいて、一つのＰＣＲ反応を実行するように構成されている。
【０３１７】
別の実施形態においては、プライマカクテルは、また、各熱サイクルトラック３６４ａ、３６４ｂ、３６４ｃ、及び３６４ｄの遠端において、提供されることができる。熱サイクルトラック３６４ｄの遠端に於ける一つのプライマカクテル位置３６６ｂは、図５９においてラベリングされている。他の熱サイクルトラック３６４ａ、３６４ｂ、及び３６４ｃのそれぞれは、同様なプライマカクテル場所を有することができる。そのような構成においては、反応モジュール２４０は、熱サイクルトラック３６４ａ、３６４ｂ、３６４ｃ、及び３６４ｄのそれぞれにおいて、２つのＰＣＲ反応を実行するように構成されている。
【０３１８】
ステップＳ７において、磁力は、（例えば、カートリッジ磁石アセンブリ５５２を引き込み位置へ移動することにより）ビーズ収集領域３６９から除去される。再構成／溶出緩衝剤は、エレクトロウェッティング液滴操作により、中央経路３８４からビーズ収集領域３６９へ移動され、再水和緩衝剤区域３７２からの磁気ビーズと再構成／溶出緩衝剤との混合物は、エレクトロウェッティング液滴操作によって、経路３８４に沿って、往復し、ＤＮＡ材料（又は、他の対象分析物）を磁気ビーズから溶出する。
【０３１９】
十分な溶出期間の後、ステップＳ８において、カートリッジ磁石アセンブリ５５２は、再び、ビーズ収集領域３６９へ（収束磁石５５８を介して）磁力を印加するために展開され、ＤＮＡ材料が溶出された磁気ビーズを引き寄せ、保持（固定）し、溶出されたＤＮＡ材料は、エレクトロウェッティング液滴操作によって、熱サイクルトラック３６４ａ、３６４ｂ、３６４ｃ、及び３６４ｄの夫々の近傍端におけるＰＣＲステージング領域へ、転送される。図５９に示される実施形態及び方向において、ＰＣＲステージング領域は、熱サイクルトラック３６４ａ、３６４ｂ、３６４ｃ、及び３６４ｄの左端にある。
【０３２０】
ステップＳ９において、ＰＣＲ液滴−溶出ＤＮＡ材料、再構成ＰＣＲ試薬、及び再構成ＰＣＲプライマを含む−は、エレクトロウェッティング液滴操作によって、熱サイクルトラック３６４ａ、３６４ｂ、３６４ｃ、及び３６４ｄのそれぞれのＰＣＲステージング領域において形成される。各ＰＣＲ液滴は、熱サイクルトラック３６４ａ、３６４ｂ、３６４ｃ、及び３６４ｄの対応する一つに移動され、ＰＣＲプロセスは、ＰＣＲ（熱サイクル）領域３８２ａ（アニーリング及び伸長のために、例えば、約６０℃である）及び３８２ｂ（変性のために、例えば、約９５℃である）又は、３８２ｃ（アニーリング及び伸長のために約６０℃である）及び３８２ｂ（変性のために、例えば、約９５℃である）の２つの間で、液滴を往復することにより実行される。他の実施形態においては、２つのＰＣＲ液滴は、各熱サイクルトラック３６４ａ、３６４ｂ、３６４ｃ、及び３６４ｄに輸送され、一つの液滴は、ヒータ領域３８２ｃ及び３８２ｂの間を往復され、他の液滴は、ヒータ領域３８２ａ及び３８２ｂの間を往復される。ＰＣＲプロセスは、約４０分以下の間継続することができる。
【０３２１】
ステップＳ１０において、ある量の溶出／再構成緩衝剤は、エレクトロウェッティング液滴操作によって、再水和緩衝剤区域３７２から送られ、エレクトロウェッティング液滴操作によって、乾燥エキソヌクレアーゼ試薬の再懸濁のために、エキソヌクレアーゼ試薬区域３７４（図５９）（及び、上部プレート２４１（図２６、図２７）の第２の緩衝剤コンパートメント３００）へ輸送される。エキソヌクレアーゼ試薬区域３７４内に含まれる乾燥エキソヌクレアーゼ試薬の再懸濁は、エキソヌクレアーゼ試薬区域３７４内のエレクトロウェッティングパッド間の液滴の振動移動によって発生する。再構成エキソヌクレアーゼ試薬は、そして、エレクトロウェッティング液滴操作によって、エキソヌクレアーゼ試薬区域３７４から熱サイクルトラック３６４ａ、３６４ｂ、３６４ｃ、及び３６４ｄのＰＣＲステージング領域へ輸送される。
【０３２２】
ステップＳ１１において、ＰＣＲ（ステップ９）に続いて、ＰＣＲプロセスを経た各液滴は、ステップＳ１０で再懸濁されるある量のエキソヌクレアーゼ薬が混合され、エレクトロウェッティング液滴操作によって、エキソヌクレアーゼ区域３８４へ輸送され、エキソヌクレアーゼ区域３８４内の個別の場所に保持される。様々な実施形態においては、緩衝剤区域３７２からのある量の溶出／再構成緩衝剤は、エレクトロウェッティング液滴操作によって、各ＰＣＲ液滴に加えられ、各液滴の全体積を好適な量までとする。
【０３２３】
ステップＳ１２において、ステップＳ１１で形成される液滴混合物は、ＰＣＲ生成物及び再構成エキソヌクレアーゼ試薬を含み、それから、所定の温度及び所定の期間で、エキソヌクレアーゼ領域３８０、及び、エキソヌクレアーゼ区域３８４内で、培養される。
【０３２４】
ステップＳ１３において、ハイブリダイゼーション区域３７０（図５９）（及び、上部プレート２４１（図２６、図２７）の検出緩衝剤コンパートメント２８０）内の検出試薬は、再水和緩衝剤区域３７２からのある量の再水和緩衝剤によって再構成される。一実施形態においては、再水和緩衝剤区域３７２からのある量の再水和緩衝剤は、エレクトロウェッティング液滴操作を介して、接続経路２７４（図２６、図２７）を通って、検出緩衝剤コンパートメント２８０と再水和緩衝剤コンパートメント２７６との間で移動される。
【０３２５】
ステップＳ１４において、ハイブリダイゼーション区域３７０からのある量（例えば、２５μｌ）の再構成検出試薬は、エレクトロウェッティング液滴操作によって、ＰＣＲ液滴の夫々と混合される。各ＰＣＲ液滴は、それから、流体処理パネル３５４の位置３６２ａ、３６２ｂ、３６２ｃ、及び３６２ｄに格納される信号プローブカクテルと混合される。ＰＣＲ液滴と信号プローブカクテルとの混合を有効とし、信号プローブカクテルを再懸濁するために、各液滴は、エレクトロウェッティング液滴操作によって、検出混合区域３８５ａ、３８５ｂ、３８５ｃ、及び３８５ｄの一つの周り、又はその中で、輸送されることができる。
【０３２６】
ステップＳ１５において、液滴は、エレクトロウェッティング操作によって、電子センサアレイ３６３ａ、３６３ｂ、３６３ｃ、及び３６３ｄに輸送され、ここで、これらは、検出領域３７８内で、更なる培養を受け、目的の様々な分析物は、上記した及び／又は参照により組み込まれた公開文書に記述されるような電子検知技術によって検出される。
【０３２７】
例示的実施形態
以下の実施形態は、前述の開示に含まれる。
【０３２８】
実施形態１．
基板と、
基板に形成され、ある体積の流体サンプルを受け入れるように構成されるサンプルウェルと、
サンプルウェル上に選択的に配置されるように構成されたクロージャと、
基板上に支持され、変形されていない状態においては、その中に流体を保持し、外部圧縮力が印加されたときは、破裂し、流体チャンバから流体の少なくとも一部を排出するように構成され、基板に形成されたチャネルを介してサンプルウェルと流体を通じる変形可能な流体チャンバと、
基板に形成され、基板に形成されたチャネルを介してサンプルウェルと流体を通じ、ウェルを規定する第１の周囲壁と第１のフロアと、混合ウェルと通じるチャネルから、サンプルウェルに延伸する第１の周囲壁の一面に延伸し、第１の周囲壁の上端の下で止まる流体入り口シュノーケルと、を備える混合ウェルと、
混合ウェル内に配置され、混合ウェルの内容物を混合するように構成され、配置された駆動混合装置と、
を備える流体サンプル処理カートリッジ。
【０３２９】
実施形態２．流体入り口シュノーケルは、第１の周囲壁の外面を延伸し、第１の周囲壁に形成された開口部において止まる、実施形態１に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３３０】
実施形態３．サンプルウェルは、ウェルを画定する第２の周囲壁と第２のフロアと、第２の周囲壁の一面に延伸し、第２の周囲壁の上端の下で止まる流体入り口シュノーケルとを備える、実施形態１又は実施形態２に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３３１】
実施形態４．混合ウェルは、第２のフロアに形成された１以上の開口部を備える出口ポートを更に備え、フロアは、出射ポートに向かって下方向にテーパ状になっている、実施形態１〜３のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３３２】
実施形態５．駆動混合装置は、混合ウェル内に回転可能なように配置された第１のインペラーと、流体サンプル処理カートリッジが挿入される装置の噛み合いギアによって駆動可能なように噛み合い、噛み合いギアが噛み合ったとき、第１のインペラーが回転するように構成されたギアと、を備える、実施形態１〜４のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３３３】
実施形態６．
複数の溶解ビーズを含み、基板に形成され、混合ウェルとサンプルウェルとを接続するチャネルに沿って配置される溶解チャンバを更に備え、サンプルウェルから混合ウェルに流れる流体は、溶解チャンバを通って流れ、
少なくとも部分的に溶解チャンバ内に配置され、溶解ビーズと、溶解チャンバを通って流れる流体とを攪拌するように構成され、配列されるビーズミキサを更に備える、実施形態１〜５のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３３４】
実施形態７．
溶解チャンバをサンプルウェルに接続するチャネルの拡大部分を備える第１の光インタフェースと、
溶解チャンバを混合ウェルに接続するチャネルの拡大部分を備える第２の光インタフェースと、
を更に備える、実施形態６に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３３５】
実施形態８．ビーズミキサは、 
基板内に搭載されたモータと、
溶解チャンバ内に配置され、モータの出力シャフトに搭載された第２のインペラーと、
を備える、実施形態６又は７に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３３６】
実施形態９．溶解チャンバは、流体入り口と流体出口とを含み、流体入り口と流体出口の夫々上に配置され、溶解チャンバ内に溶解ビーズを保持するように構成されたメッシュフィルタを更に備える、実施形態６〜８のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３３７】
実施形態１０．
基板に形成され、基板を外部流体圧力源に結合するように構成される圧力ポートと、
基板に形成され、圧力ポートをサンプルウェルに接続するチャネルと、
を更に備える、実施形態１〜９のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３３８】
実施形態１１．
基板に形成され、基板に形成されたチャネルを介して混合ウェルと流体を通じる廃棄チャンバと、
基板に形成され、基板に形成されるチャネルを介して、混合ウェルと流体を通じる流体出射ポートと、
基板内に配置され、混合ウェルから廃棄チャンバへ、選択的に流体を流したり、流体を止めたりするように構成され、配置された第１の外部作動可能制御バルブと、
基板内に配置され、混合ウェルから流体出射ポートへ、選択的に、流体を流したり、流体を止めたりするように構成され、配置された第２の外部作動可能制御バルブと、
を更に備える、実施形態１〜１０に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３３９】
実施形態１２．混合ウェルと廃棄チャンバとを接続するチャネルに沿って配置される捕捉チャンバを更に備える、実施形態１１に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３４０】
実施形態１３．
基板内に配置され、混合ウェル内の圧力が閾値圧力より大きくないときに、閉止し、混合ウェルから流体が流れないようにし、混合ウェル内の圧力が閾値圧力を超えて上昇したときに、開き、混合ウェルから流体を流れさせるように構成され、配置された受動バルブアセンブリと、
基板に形成され、基板に形成された圧力導管によって受動バルブアセンブリと圧力を通じる圧力ポートであって、圧力ポートが閉止されているとき、混合ウェル内の圧力は、受動バルブアセンブリを開く閾値圧力に届くことができ、混合ウェルから流体が流れることを許し、圧力ポートが開いているときは、混合内の圧力は、閾値圧力に届く事が出来ず、受動バルブアセンブリが閉じられる、圧力ポートと、
を更に備える、実施形態１〜１２に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３４１】
実施形態１４．変形可能な流体チャンバと関連し、関連した変形可能な流体チャンバと接続される、又は、接続可能で、破壊可能な隔壁によって、ランスブリスタ内に保持されるビーズを含み、外部圧縮力の印加時に破裂し、それによって、破壊可能な隔壁を通ってビーズを押し出す、ランスブリスタを更に備える、実施形態１〜１３のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３４２】
実施形態１５．カートリッジの少なくとも一部を外部から包む外部とばりを更に備える、実施形態１〜１４のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３４３】
実施形態１６．複数の変形可能な流体チャンバを備え、流体チャンバのそれぞれは、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、オイル、再水和緩衝剤、対象捕捉ビーズ、及び、結合緩衝剤からなるグループから選択される１以上の物質を含む、実施形態１〜１５のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３４４】
実施形態１７．
基板に形成され、基板に形成されたチャネルを介して混合ウェルと流体を通じる第１の流体出射ポートと、
基板に形成された第２の流体出射ポートと、
少なくとも２つの変形可能な流体チャンバであって、２つの変形可能な流体チャンバのうちの一つは、基板に形成されたチャネルを介して混合ウェルと流体を通じ、２つの変形可能な流体チャンバのうちの他方は、第１の流体出射ポートを混合ウェルに通じるチャネルとは異なる基板に形成されたチャネルを介して第２の流体出射ポートと流体を通じる、少なくとも２つの変形可能な流体チャンバと、
を更に備える、実施形態１〜１０のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３４５】
実施形態１８．混合ウェルと流体を通じる変形可能な流体チャンバは、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、対象捕捉ビーズ、又は、結合緩衝剤を含み、第２の流体出射と流体を通じる変形可能な流体チャンバは、オイル、又は、再水和緩衝剤を含む、実施形態１７に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３４６】
実施形態１９．
ｉ）基板と、
ｉｉ）基板に形成され、ある体積の流体サンプルを受け入れるように構成されたサンプルウェルと、
ｉｉｉ）サンプルウェル上に選択的に配置されるように構成されたクロージャと、
ｉｖ）基板上に支持され、変形されていない状態のときに、その中に流体を保持し、外部圧縮力の印加時に、破裂し、第１の流体チャンバから流体の少なくとも一部を排出するように構成され、基板に形成されたチャネルを介して、サンプルウェルと流体を通じる第１の変形可能な流体チャンバと、
ｖ）基板に形成され、基板に形成されたチャネルを介してサンプルウェルと流体を通じる混合ウェルと、
ｖｉ）混合ウェル内に配置され、混合ウェルの内容物を混合するように構成され、配置された駆動混合装置と、
ｖｉｉ）基板に形成され、基板に形成されたチャネルを介して混合ウェルと流体を通じる第１の流体出射ポートと、
を備えるａ）サンプル調製モジュールと、
サンプル調製モジュールに取り付けられ、サンプル調製モジュールに形成された流体出射ポートを介して、サンプル調製モジュールからの流体を受け入れるように構成されたｂ）反応モジュールであって、
１）上部面と、
２）上部面の周囲を少なくとも部分的に囲み、サンプル調製モジュールの面と流体をシールするように接触し、上部面とサンプル調製モジュールの面との間に介在空間を形成する、上昇壁と、
３）サンプル調製モジュールの第１の流体出射ポートと流体学的に結合するサンプルチャンバと、
４）試薬チャンバと、
５）検出チャンバと、
を備えるｉ）上部プレートと、
上部プレートの下部面と結合し、流体処理パネルと上部プレートとの間に反応・処理空間を画定する流体処理パネルであって、反応・処理空間は、サンプルチャンバ、反応チャンバ、及び検出チャンバに対して開く、又は、開くことができる、ｉｉ）流体処理パネルと、
を備えるｂ）反応モジュールと、
を備える流体サンプル処理カートリッジ。
【０３４７】
実施形態２０．反応モジュールのサンプルチャンバは、流体サンプルが、サンプルチャンバに入る入り口ポートを含み、サンプル調製モジュールの第１の流体出射ポートと、サンプルチャンバの入り口ポートとの間にギャップを含み、ギャップは、介在空間に対して開いている、実施形態１９に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３４８】
実施形態２１．サンプル調製モジュールの第１の流体出射ポートは、円錐台ニップルを通って形成される出口チャネルを備える、実施形態１９に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３４９】
実施形態２２．反応モジュールは、各検出チャンバに配置された電子センサアレイを更に備える、実施形態１９〜２１のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３５０】
実施形態２３．反応モジュールの上部プレートは、１以上のバブルトラップを更に備え、各バブルトラップは、反応・処理空間に対して開かれたバブル捕捉フードと、介在空間に対して開かれたベント開口部とを備える、実施形態１９〜２２のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３５１】
実施形態２４．サンプル調製モジュールは、
基板上に支持され、変形されていない状態においては、内部に流体を保持し、外部圧縮力が印加されたときには、破裂し、流体チャンバから、流体の少なくとも一部を排出するように構成される第２の変形可能な流体チャンバと、
基板に形成され、基板に形成されたチャネルを介して、第２の変形可能な流体チャンバと流体を通じる第２の流体出射ポートと、を更に備え、
反応・処理空間は、サンプル調製モジュールの第２の流体出射ポートに流体学的に結合する、
実施形態１９〜２３のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３５２】
実施形態２５．混合ウェルは、
ウェルを画定する周囲壁とフロアと、
混合ウェルと通じるチャネルからサンプルウェルまで延伸する周囲壁の一面に延伸し、周囲壁の上端の下で止まる流体入り口シュノーケルと、
を備える、実施形態１９〜２４のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３５３】
実施形態２６．流体入り口シュノーケルは、周囲壁の外面に延伸し、周囲壁に形成される開口部において止まる、実施形態２５に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３５４】
実施形態２７．混合ウェルは、混合ウェルのフロアに形成された１以上の開口部を備える出射ポートを更に備え、フロアは、出射ポートに向かって下方にテーパ状になっている、実施形態２５又は２６に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３５５】
実施形態２８．駆動混合装置は、混合ウェル内に回転可能に配置された第１のインペラーと、流体サンプル処理カートリッジが挿入される装置の噛み合いギアによって駆動可能に噛み合わされ、噛み合いギアによって噛み合わされたとき、第１のインペラーを回転するように構成されたギアと、
を備える、実施形態１９〜２５のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３５６】
実施形態２９．サンプル調製モジュールは、
複数の溶解ビーズを備え、基板に形成され、混合ウェルとサンプルウェルとを接続するチャネルに沿って配置される溶解チャンバであって、サンプルウェルから混合ウェルに流れる流体は、溶解チャンバを通って流れる、溶解チャンバと、
溶解チャンバ内に少なくとも部分的に配置され、溶解ビーズと、溶解チャンバを通って流れる流体とを攪拌するように構成され、配置されたビーズミキサと、
を更に備える、実施形態１９〜２８のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３５７】
実施形態３０．
溶解チャンバをサンプルウェルに接続するチャネルの拡大部分を備える第１の光インタフェースと、
溶解チャンバを混合ウェルに接続するチャネルの拡大部分を備える第２の光インタフェースと、
を更に備える、実施形態２９に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３５８】
実施形態３１．ビーズミキサは、 
基板内に搭載されるモータと、
溶解チャンバ内に配置され、モータの出力シャフトに搭載される第２のインペラーと、
を備える、実施形態２９又は３０に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３５９】
実施形態３２．溶解チャンバは、流体入り口と流体出口とを含み、流体入り口と流体出口の夫々の上に配置され、溶解チャンバ内に溶解ビーズを保持するように構成されたメッシュフィルタを更に備える、実施形態２９〜３１のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３６０】
実施形態３３．サンプル調製モジュールは、
基板に形成され、基板を外部流体圧力源に結合するように構成された圧力ポートと、
圧力ポートをサンプルウェルに接続する基板に形成されたチャネルと、
を更に備える、実施形態１９〜３２のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３６１】
実施形態３４．サンプル調製モジュールは、
基板に形成され、基板に形成されたチャネルを介して、混合ウェルと流体を通じる廃棄チャンバと、
基板内に配置され、混合ウェルから廃棄チャンバへ選択的に流体を流したり、流体を流れなくするように構成され、配置された第１の外部作動可能制御バルブと、
基板内に配置され、混合ウェルから出射ポートへ選択的に流体を流したり、流体を流れなくするように構成され、配置された第２の外部作動可能制御バルブと、
を更に備える、実施形態１９〜３３に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３６２】
実施形態３５．サンプル調製モジュールは、混合ウェルと廃棄チャンバとを接続するチャネルに沿って配置された捕捉チャンバを更に備える、実施形態３４に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３６３】
実施形態３６．サンプル調製モジュールは、
基板内に配置され、混合ウェル内の圧力が、閾値圧力より大きくない場合、閉止され、混合ウェルからの流体の流れを阻止し、混合ウェル内の圧力が閾値圧力を超えて上昇する場合、開かれ、混合ウェルから流体を流れさせるように構成され、配置された受動バルブアセンブリと、
基板に形成され、基板に形成された圧力導管によって受動バルブアセンブリと圧力を通じる圧力ポートであって、圧力ポートが閉じられたとき、混合ウェル内の圧力は、受動バルブアセンブリを開くであろう閾値圧力に届く事ができ、混合ウェルから流体を流れさせ、圧力ポートが開かれたときには、混合ウェル内の圧力が閾値圧力に届く事が出来ず、受動バルブアセンブリが閉じられる、圧力ポートと、
を更に備える、実施形態１９〜３５に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３６４】
実施形態３７．サンプル調製モジュールは、変形可能な流体チャンバに関連し、関連した変形可能な流体チャンバに接続されるか、又は、接続可能で、破壊可能な隔壁によって、ランスブリスタ内に保持されるビーズを含み、外部圧縮力が印加された際には、破裂し、それによって、破壊可能な隔壁を通してビーズを押すように構成された、ランスブリスタを更に備える、実施形態１９〜３６のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３６５】
実施形態３８．カートリッジの少なくとも一部を外部から包む外部とばりを更に備える、実施形態１９〜３７のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３６６】
実施形態３９．サンプル調製モジュールは、複数の変形可能な流体チャンバを更に備え、流体チャンバのそれぞれは、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、オイル、再水和緩衝剤、対象捕捉ビーズ、及び結合緩衝剤からなるグループから選択される物質を含む、実施形態１９〜３８のいずれか１項に記載の流体サンプル処理カートリッジ。
【０３６７】
実施形態４０．平坦な基板上に支持され、変形されない状態では、内部に流体を保持し、外部圧縮力が印加されたときには、破裂し、流体チャンバから流体の少なくとも一部を排出するように構成された変形可能な流体チャンバを含む流体サンプル処理カートリッジを処理するように構成される装置であって、
装置に挿入される流体サンプル処理カートリッジを受け入れ、保持するように構成されるカートリッジキャリッジアセンブリと、
カートリッジキャリッジアセンブリに隣接し、カートリッジキャリッジアセンブリ内に担持されるカートリッジと動作可能に接触しない第１の位置と、カートリッジキャリッジアセンブリ内に担持されるカートリッジと動作可能に接触する第２の位置との間での、カートリッジキャリッジアセンブリに対する移動のために構成される加熱・制御アセンブリと、
カートリッジに実質的に磁力を印加しない第１の位置と、カートリッジの対応する個別の部分に磁力を印加する第２の位置との間の、加熱・制御アセンブリとは独立な、カートリッジに対する移動用に、それぞれが搭載される、１以上の移動可能磁石アセンブリと、
電力供給された移動のために構成され、カムブロックアセンブリの電力が供給された移動を、加熱・制御アセンブリの第１の位置と加熱・制御アセンブリの第２の位置との間の、カートリッジキャリッジアセンブリに対する加熱・制御アセンブリの移動に変換するために、加熱・制御アセンブリと動作可能に結合し、カムブロックアセンブリの電力が供給された移動を、磁石アセンブリの第１の位置と磁石アセンブリの第２の位置との間のカートリッジキャリッジアセンブリに対する各磁石アセンブリの移動に変換するために、１以上の移動可能な磁石アセンブリに動作可能に結合するカムブロックアセンブリと、
ｅ）変形可能な流体チャンバに外部圧縮力を選択的に印加し、変形可能なチャンバを破裂させ、流体チャンバから流体の少なくとも一部を排出するように構成された変形可能なチャンバ圧縮アセンブリと、
を備える装置。
【０３６８】
実施形態４１．加熱・制御アセンブリは、
加熱・制御アセンブリが、第２の位置にあるとき、カートリッジの対応する個別の部分に熱勾配を印加するように構成された１以上のヒータアセンブリと、
加熱・制御アセンブリが第２の位置にあるとき、装置とカートリッジとの間の電気接続を有効とするように構成された１以上の電気コネクタ素子を含むコネクタボードと、
を備える、実施形態４０に記載の装置。
【０３６９】
実施形態４２．変形可能なチャンバ圧縮アセンブリは、
基板の平面にほぼ平行な第１の方向への電力が供給された移動用に構成されたカムフォロワプレートと、
カートリッジの変形可能なチャンバに関連し、基板の平面にほぼ垂直な成分を有する第２の方向への移動によって、基板に対してチャンバを圧縮する力を印加するように構成された圧縮機構と、を備え、
カムフォロワプレートは、第１の方向のカムフォロワプレートの移動を第２の方向の圧縮機構の移動に変換し、それによって、チャンバに外部圧縮力を印加する圧縮機構と動作可能に結合する、実施形態４０又は４１に記載された装置。
【０３７０】
実施形態４３．空気ポンプと空気ポンプに接続された空気ポートとを更に備え、空気ポートは、カートリッジが装置に挿入されたとき、空気ポンプを流体サンプル処理カートリッジの圧力ポートに結合するように構成される、実施形態４０〜４２のいずれか１項に記載の装置。
【０３７１】
実施形態４４．流体サンプル処理カートリッジの一部を通る流体の流れを検出するように構成された光検出器を更に備える、実施形態４０〜４３のいずれか１項に記載の装置。
【０３７２】
実施形態４５．流体サンプル処理カートリッジは、駆動ギアを含む駆動混合装置を含み、装置は、電力が供給されたドライビングギアを含み、ドライビングギアが、駆動混合装置の駆動ギアに噛み合わない第１の位置と、ドライビングギアが、駆動ギアと動作可能に噛み合い、駆動混合装置を作動させる第２の位置との間で移動可能である混合モータアセンブリを更に備え、カムブロックアセンブリは、カムブロックアセンブリの電力が与えられた移動を、混合モータアセンブリの第１の位置と、混合モータアセンブリの第２の位置との間の、混合モータアセンブリの移動に変換するために混合モータアセンブリと動作可能に結合する、実施形態４０〜４４のいずれか１項に記載の装置。
【０３７３】
実施形態４６．
ファンと、
ファンからヒータアセンブリの一つの一部へ空気を流すように構成された冷却ダクトと、
を備えるヒータ冷却アセンブリを更に備える、実施形態４１〜４５のいずれか１項に記載の装置。
【０３７４】
実施形態４７．カートリッジキャリッジアセンブリは、
挿入されるカートリッジを保持するように構成されたカートリッジホルダと、
カートリッジラッチ位置にバイアスされ、カートリッジホルダに挿入されたカートリッジをラッチし、カートリッジをカートリッジホルダ内に保持するように構成されたカートリッジラッチと、
カートリッジラッチがカートリッジラッチ位置から解放されたとき、カートリッジを、少なくとも部分的にカートリッジホルダの外になるように自動的に押すように構成されたカートリッジ排出機構と、
を備える、実施形態４０〜４６のいずれか１項に記載の装置
【０３７５】
実施形態４８．加熱・制御アセンブリは、１以上のヒータアセンブリとコネクタボードが支持される支持プレートを備え、支持プレートは、支持プレートの水平方向の動きは防止するが、支持プレートの垂直方向の動きを許可して、加熱・制御アセンブリがその第１の位置と第２の位置との間で動けるようにする制約構成で、搭載される、実施形態４１〜４７のいずれか１項に記載の装置。
【０３７６】
実施形態４９．加熱・制御アセンブリのヒータアセンブリの一つは、コネクタボードに取り付けられた抵抗加熱素子と、抵抗加熱素子と熱的に結合する熱伝導性材料を含む熱拡散器と、を備える、実施形態４１〜４８のいずれか１項に記載の装置。
【０３７７】
実施形態５０．加熱・制御アセンブリのヒータアセンブリの一つは、
熱電素子と、
熱電素子と熱的に結合した熱伝導性材料を備える熱拡散器と、
熱電素子と複数の熱散逸ロッドとに熱的に接触するパネルを含むヒートシンクと、
を備える、実施形態４１〜４９のいずれか１項に記載の装置。
【０３７８】
実施形態５１．加熱・制御アセンブリのコネクタボードの電気コネクタ素子は、複数のコネクタピンアレイを備え、各コネクタピンアレイは、複数のポゴピンを備える、実施形態４１〜５０のいずれか１項に記載の装置。
【０３７９】
実施形態５２．移動可能な磁石アセンブリの一つは、
スピンドルに搭載され、磁石アセンブリの第１の位置と第２の位置との間で、スピンドルの周りに回転するようになっている、磁石ホルダと、
磁石ホルダに支持された磁石と、
磁石ホルダから延伸するアクチュエータブラケットと、
磁石ホルダを、磁石アセンブリの第１の位置に対応する回転位置にバイアスするように構成されたねじれバネと、
を備える、実施形態４０〜５１のいずれか１項に記載の装置。
【０３８０】
実施形態５３．移動可能な磁石アセンブリの一つは、
スピンドルに搭載され、磁石アセンブリの第１の位置と第２の位置との間で、スピンドルの周りに回転可能とする磁石ホルダフレームと、
磁石ホルダフレーム内に配置される磁石アレイと、
磁石ホルダフレームに形成された開口部内に配置され、磁石アレイの磁力を収束するように構成された収束磁石と、
磁石ホルダフレームから延伸するアクチュエータブラケットと、
磁石ホルダフレームを、磁石アセンブリの第１の位置に対応する回転位置にバイアスするように構成されたねじれバネと、
を備える、実施形態４０〜５２のいずれか１項に記載の装置。
【０３８１】
実施形態５４．カムブロックアセンブリは、カムブロックアセンブリに一部で結合する磁石アクチュエータによって、各移動可能な磁石アセンブリに動作可能なように結合し、カムブロックアセンブリの電力が供給された移動によって移動可能で、磁石アクチュエータが、カムブロックアセンブリと共に移動して、第１の位置から第２の位置への磁石アセンブリの対応する回転を引き起こすように、各磁石アセンブリのアクチュエータブラケットと噛み合い可能なように構成されるタブを含む、実施形態５２又は５３に記載の装置。
【０３８２】
実施形態５５．カムブロックアセンブリは、
カムフレームと、
カムフレームと結合し、カムフレームの電力を与えられた移動を有効とするように構成されたカムブロックモータと、
カムフレームに取り付けられた第１及び第２のカムレールであって、カムレールのそれぞれは、２つのカムスロットを有し、カムブロックアセンブリは、加熱・制御アセンブリからカムスロットに延伸するカムフォロワによって、加熱・制御アセンブリと動作可能に結合し、加熱・制御アセンブリに対するカムフレームとカムレールの移動が、カムフォロワとカムスロットとの間の対応する相対移動に、加熱・制御アセンブリの第１の位置に対応する、カムスロットのぞれぞれの第１のセグメントと、加熱・制御アセンブリの第２の位置に対応する、カムスロットのそれぞれの第２のセグメントとの間のカムフォロワの移動を引き起こさせるようにする、第１及び第２のカムレールと、
を備える、実施形態４０〜５４のいずれか１項に記載の装置。
【０３８３】
実施形態５６．カムフレームは、
加熱・制御アセンブリの一面に沿って延伸する第１の長尺方向の円材と、
加熱・制御アセンブリの対抗する面に沿って延伸する第２の長尺方向の円材と、
第１と第２の長尺方向の円材の間に延伸するクロス円材であって、各カムレールは、第１及び第２の長尺方向の円材の一つに取り付けられる、クロス円材と、
を備える、実施形態５５に記載の装置。
【０３８４】
実施形態５７．変形可能なチャンバ圧縮アセンブリの圧縮機構は、
カム面を有し、カムアームの一端の周りにピボット動作できるように搭載されるカムアームと、
カムアームの対向端に配置された圧縮パッドであって、カムアームは、圧縮パッドが関連する変形可能なチャンバに接触しない第１の位置と、圧縮パッドが関連する変形可能なチャンバに圧縮力を印加し、少なくとも部分的に、チャンバを破裂させる第２の位置との間で、ピボット動作する、圧縮パッドと、
を備える、実施形態４２〜５６のいずれか１項に記載の装置。
【０３８５】
実施形態５８．変形可能なチャンバ圧縮アセンブリは、カムアームプレートを更に備え、圧縮機構のカムアームは、カムアームプレートに対するカムアームのピボット動作のために、カムアームプレートに形成されたスロット内にピボット動作可能なように搭載され、カムアームのカム面は、カムアームプレートの面の上に、スロットから出て突出し、カムフォロワプレートは、カムアームを第１の位置から第２の位置へピボット動作させるように、カムアームプレートに対するカムフォロワプレートの移動の間、圧縮機構のカム面に噛み合うカムフォロワプレートのカムフォロワ素子によって、圧縮機構に動作可能に結合する、実施形態５７に記載の装置。
【０３８６】
実施形態５９．カムフォロワプレートは、カムアームプレートの面の上に突出するカムアームのカム面を受け入れるカム溝を備え、カムフォロワ素子は、カムフォロワプレートがカムアームプレートに対して移動して、カムアームを第１の位置から第２の位置へピボット動作させるように、カム面に接触するカム溝内に配置されたフォロワ隆起を備える、実施形態５８に記載の装置。
【０３８７】
実施形態６０．それぞれが、カムアームプレートとカムアーム面に形成されたスロット内にピボット動作可能に搭載されるカムアームを備える複数の圧縮機構を備え、カムフォロワプレートは、複数のカム溝を備え、各カム溝は、少なくとも一つの圧縮機構に関連付けられ、各カム溝は、関連する圧縮機構のカムアームを第１の位置から第２の位置にピボット動作させるように、カムフォロワプレートがカムアームプレートに対して移動する際、関連する圧縮機構のカム面に接触するカム溝内に配置されるフォロワ隆起を含む、実施形態５９に記載の装置。
【０３８８】
実施形態６１．サンプル処理カートリッジは、複数の変形可能な流体チャンバを含み、変形可能なチャンバ圧縮アセンブリは、複数の圧縮機構を備え、各圧縮機構は、変形可能な流体チャンバの一つに関連付けられ、カムフォロワプレートは、第１の方向へのカムフォロワプレートの移動を、第２の方向の圧縮機構のそれぞれの移動へ変換し、それによって、特定のシーケンスで、関連するチャンバのそれぞれに外部圧縮力を印加するために、圧縮機構に動作可能なように結合する、実施形態４２〜６０のいずれか１項に記載の装置。
【０３８９】
実施形態６２．流体サンプル処理カートリッジは、外部から作動されない場合には、バルブを通って流体が流れるようにし、外部から作動される場合には、バルブを通って流体が流れないようにすることにより、流体の流れを選択的に制御するように構成された外部作動可能制御バルブを含み、装置は、サンプル処理カートリッジの外部作動可能制御バルブに関連し、基板の平面に対しほぼ垂直な成分を有する第２の方向の移動によって、関連する外部作動可能制御バルブを作動させるように構成されるバルブアクチュエータ圧縮機構を更に備え、カムフォロワプレートは、第１の方向へのカムフォロワプレートの移動を、第２の方向へのバルブアクチュエータ圧縮機構の移動に変換し、それによって、関連する外部作動可能制御バルブを作動させるために、バルブアクチュエータ圧縮機構に動作可能に結合する、実施形態４０〜６１のいずれか１項に記載の装置。
【０３９０】
この開示の主題が、特徴の様々な組み合わせ及びサブコンビネーションを含め、ある例示的実施形態を参照して、かなり詳しく、記述され、図示されたが、当業者は、他の実施形態、変形、それらの改変は、本発明の範囲に入るものとして、容易に理解するだろう。更に、そのような実施形態、組み合わせ、サブコンビネーションの記述は、請求項に明示的に記述されたもの以外の特徴又は特徴の組み合わせを本発明は必要とすることを伝えることは意図されていない。したがって、この開示の範囲は、以下の添付の請求項の趣旨及び範囲に入るすべての改変及び変形を含むことが意図されている。
【図１】
2018502309.tif 000004
【図２】
2018502309.tif 000005
【図３】
2018502309.tif 000006
【図４】
2018502309.tif 000007
【図５】
2018502309.tif 000008
【図６】
2018502309.tif 000009
【図７】
2018502309.tif 000010
【図８Ａ】
2018502309.tif 000011
【図８Ｂ】
2018502309.tif 000012
【図８Ｃ】
2018502309.tif 000013
【図９Ａ】
2018502309.tif 000014
【図９Ｂ】
2018502309.tif 000015
【図１０】
2018502309.tif 000016
【図１１】
2018502309.tif 000017
【図１２】
2018502309.tif 000018
【図１３】
2018502309.tif 000019
【図１４】
2018502309.tif 000020
【図１５】
2018502309.tif 000021
【図１６】
2018502309.tif 000022
【図１７】
2018502309.tif 000023
【図１８】
2018502309.tif 000024
【図１９】
2018502309.tif 000025
【図２０】
2018502309.tif 000026
【図２１】
2018502309.tif 000027
【図２２】
2018502309.tif 000028
【図２３】
2018502309.tif 000029
【図２４】
2018502309.tif 000030
【図２５】
2018502309.tif 000031
【図２６】
2018502309.tif 000032
【図２７】
2018502309.tif 000033
【図２８】
2018502309.tif 000034
【図２９】
2018502309.tif 000035
【図３０】
2018502309.tif 000036
【図３１】
2018502309.tif 000037
【図３２】
2018502309.tif 000038
【図３３】
2018502309.tif 000039
【図３４】
2018502309.tif 000040
【図３５】
2018502309.tif 000041
【図３６】
2018502309.tif 000042
【図３７】
2018502309.tif 000043
【図３８】
2018502309.tif 000044
【図３９】
2018502309.tif 000045
【図４０】
2018502309.tif 000046
【図４１】
2018502309.tif 000047
【図４２】
2018502309.tif 000048
【図４３】
2018502309.tif 000049
【図４４】
2018502309.tif 000050
【図４５】
2018502309.tif 000051
【図４６】
2018502309.tif 000052
【図４７】
2018502309.tif 000053
【図４８】
2018502309.tif 000054
【図４９Ａ】
2018502309.tif 000055
【図４９Ｂ】
2018502309.tif 000056
【図５０Ａ】
2018502309.tif 000057
【図５０Ｂ】
2018502309.tif 000058
【図５１】
2018502309.tif 000059
【図５２】
2018502309.tif 000060
【図５３】
2018502309.tif 000061
【図５４】
2018502309.tif 000062
【図５５Ａ】
2018502309.tif 000063
【図５５Ｂ】
2018502309.tif 000064
【図５５Ｃ】
2018502309.tif 000065
【図５６】
2018502309.tif 000066
【図５７】
2018502309.tif 000067
【図５８】
2018502309.tif 000068
【図５９】
2018502309.tif 000069
【図６０】
2018502309.tif 000070
【国際調査報告】
2018502309.tif 000071
2018502309.tif 000072
2018502309.tif 000073
2018502309.tif 000074
2018502309.tif 000075