(57)【要約】血液などのサンプル中の複数の対象ＤＮＡ分子の同定を可能にするためのアンプリコン分離装置およびプロセスであり、この装置は、消耗品と、その消耗品を受けるためのドッキング機器とを含む。消耗品は、反応器加熱ステーションと、反応器内容物移送ステーションと、アンプリコンサイズ分離ステーションと、リーダステーションとを組み込む。ドッキング機器は、消耗品およびその動作を制御して、監視する。【選択図】図１
2017505617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応器が保持された加熱ステーションと、
反応器内容物移送ステーションと、
アンプリコンサイズ分離ステーションと、
リーダステーションと、
を組み込むアンプリコン分離消耗品。
【請求項２】
前記加熱ステーションは、熱サイクラーデバイスを引き抜き可能なように受けるように構成される、
請求項１に記載の消耗品。
【請求項３】
前記消耗品が、前記消耗品の下方から前記第一のステーション内に前記熱サイクラーデバイスが提供されるように構成される、
請求項２に記載の消耗品。
【請求項４】
前記消耗品が、前記熱サイクラーデバイス内で前記反応器の反応チャンバ部分がぴったりと適合するように構成される、
請求項４に記載の消耗品。
【請求項５】
前記反応器は、ＰＣＲプロセス用に前記必要とされる試薬とプライマーとを含む、
請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の消耗品。
【請求項６】
前記試薬およびプライマーは、凍結乾燥される、
請求項７に記載の消耗品。
【請求項７】
前記プライマーは、蛍光標識される、
請求項５または６のいずれか一項に記載の消耗品。
【請求項８】
前記反応器は、上から下に、キャップ受容縁と、フィラー部分と、そこに対するベースを有する反応チャンバと、を含む、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載の消耗品。
【請求項９】
前記反応器のためのキャップが提供される、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載の消耗品。
【請求項１０】
前記キャップは透明である、
請求項９に記載の消耗品。
【請求項１１】
前記キャップは、そこに対して移動可能なように前記消耗品に取り付けられる、
請求項９または１０のうちのいずれか一項に記載の消耗品。
【請求項１２】
前記反応器は、炭素担持プラスチック材料で形成される、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載の消耗品。
【請求項１３】
前記反応器は、最大外径７−８ｍｍで約４−５ｍｍの深さを有するフィラー部分を有する長さ２ｃｍのマイクロタイターの一部分であり、前記反応チャンバは、３ｍｍから２．５ｍｍに先細りし、全体は、０．８ｍｍのオーダの壁厚を有し、こうすることで、前記反応器は、実質的に毛細管現象を引き起こすディメンジョンとなる、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載の消耗品。
【請求項１４】
前記加熱ステーションから前記内容物移送ステーションに前記反応器を動かすように動作可能なシャトルデバイスを組み込む、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載の消耗品。
【請求項１５】
前記消耗品内容物移送ステーションは、前記反応器のベースを貫通し、前記容器内容物を前記サイズ分離ステーション内に送ることを可能とするように構成された貫通手段を有する、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載の消耗品。
【請求項１６】
前記貫通手段に関連付けられるのは、前記貫通手段に前記容器を押し下げるように動作可能な前記消耗品内の手段である、
請求項１５に記載の消耗品。
【請求項１７】
前記内容物移送ステーションは、前記チップ上の収集ウェル内に反応流体をウイッキングし、それによって、完了した反応から前記サイズ分離チップに流体を移すための手段を含む、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載の消耗品。
【請求項１８】
前記アンプリコンサイズ分離ステーションは、電気泳動による動作のために構成される、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載の消耗品。
【請求項１９】
前記アンプリコンサイズ分離ステーションはマイクロ流体チップを含む、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載の消耗品。
【請求項２０】
前記チップはガラス構造体である、
請求項２０に記載の消耗品。
【請求項２１】
前記アンプリコンサイズ分離ステーションは、ふるい分けマトリクスを含む、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載の消耗品。
【請求項２２】
前記ふるい分けマトリクスはＰＯＰ４またはＰＯＰ６を含む、
請求項２１に記載の消耗品。
【請求項２３】
前記サイズ分離ステーションに接続された電気的接点であって、電流がそこを通ってアンプリコンサイズ分離を起こすために供給され得る、電気的接点を有する、
前記請求項うちのいずれか一項に記載の消耗品。
【請求項２４】
実質的に硬質のケースを含む、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載の消耗品。
【請求項２５】
上面および底面の上に取り外し可能な膜を有し、こうすることで、反応器アクセス路およびヒータアクセス路を覆う、
請求項２４に記載の消耗品。
【請求項２６】
１２０ｍｍの長さ、２０ｍｍの幅、３０ｍｍの深さのおおよその寸法を有する、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載の消耗品。
【請求項２７】
前記請求項のうちのいずれか一項に記載の消耗品を受けて保持するように構成されたドッキングステーションの形態のアンプリコン分離機器であって、
前記ドッキングステーションは熱サイクラーデバイスを組み込む、
アンプリコン分離機器。
【請求項２８】
前記熱サイクラーデバイスは、前記反応器反応チャンバの全長にわたって前記反応器反応チャンバに隣接するように、前記反応器反応チャンバをぴったりと包囲するように適合された金属スリーブと、前記スリーブのベースにて前記スリーブと一体化した熱伝達モジュールとを含む、
請求項２７に記載の機器。
【請求項２９】
前記熱伝達モジュールは、熱除去モジュール（ＨＲＭ）に取り付けられ、中間温度の周辺での動作のために構成されたペルチェセルであり、前記温度は、平均ＤＮＡのアニーリング温度の周辺である、
請求項２８に記載の機器。
【請求項３０】
前記スリーブが前記反応器を包囲するように、前記消耗品に前記熱サイクラーを挿入するように構成された提供手段を組み込む、
請求項２７から２９のうちのいずれか一項に記載の機器。
【請求項３１】
前記反応器内のＰＣＲの進行を監視するように動作可能な監視手段を組み込む、
請求項２７から３０のうちのいずれか一項に記載の機器。
【請求項３２】
前記監視手段は、前記ＰＣＲが完了したことを判定するように動作可能である、
請求項３１に記載の機器。
【請求項３３】
前記反応器を動かすことができることを判定し、前記消耗品内で前記加熱ステーションから前記内容物移送ステーションに前記反応器を動かすためのデバイスを組み込む、
請求項２７から３２のうちのいずれか一項に記載の機器。
【請求項３４】
前記容器内容物移送ステーションに前記反応器を押し付けるように動作可能なデバイスを組み込む、
請求項２７から３３のうちのいずれか一項に記載の機器。
【請求項３５】
前記デバイスは、ソレノイド駆動プランジャーを含む、
請求項３３または３４に記載の機器。
【請求項３６】
前記消耗品リーダステーションに問い合わせするように構成されたリーダ手段を組み込む、
請求項２７から３５のうちのいずれか一項に記載の機器。
【請求項３７】
前記リーダ手段は、光学設備を含む、
請求項３６に記載の機器。
【請求項３８】
前記光学設備は、ＬＥＤ励起およびＣＣＤ検出に依存する分光測光器を組み込む、
請求項３７に記載の機器。
【請求項３９】
前記リーダ手段は、蛍光を時間に対してプロットできるようにするための時間ベースで保持するための手段を組み込む、
請求項３６から３８のうちのいずれか一項に記載の機器。
【請求項４０】
前記消耗品内容物移送ステーションに電気を供給するために構成される、
請求項２７から３９のうちのいずれか一項に記載の機器。
【請求項４１】
前記消耗品サイズ分離ステーションの温度を制御するように動作可能な温度制御手段を組み込む、
請求項２７から４０のうちのいずれか一項に記載の機器。
【請求項４２】
消耗品を受け、取り出すために構成された自動化された開口引き出しを有する、
請求項２７から４１のうちのいずれか一項に記載の機器。
【請求項４３】
前記消耗品を受けて、保持し、前記関連付するプロセスが完了したときに、前記消耗品を解放して取り出すように構成されたグリップを有する、
請求項２７から４２のうちのいずれか一項に記載の機器。
【請求項４４】
複数の消耗品を受けて処理するように構成された、
請求項２７から４３のうちのいずれか一項に記載の機器。
【請求項４５】
複数の充填された消耗品を互いに独立して、受けて処理するように動作可能である、
請求項４４に記載の機器。
【請求項４６】
制御ソフトウェアおよびユーザインターフェイスを組み込む、
請求項２７から４５のうちのいずれか一項に記載の機器。
【請求項４７】
制御、監視および記録目的でコンピュータに関連付けられる、
請求項２７から４６のうちのいずれか一項に記載の機器。
【請求項４８】
観察されたアンプリコンサイズおよびスペクトルを既知のデータベースと比較した結果を提供するように構成された、
請求項４６または４７に記載の機器。
【請求項４９】
前記請求項のうちのいずれか一項に記載の消耗品および機器を使用する、多数のＤＮＡ対象の迅速な検出用のＤＮＡ分離プロセス。
【請求項５０】
血液サンプル中に存在する病原体の検出用に配置される、
請求項４９に記載のプロセス。
【請求項５１】
・前記消耗品の前記反応器内を抽出されたＤＮＡで満たすことと、
・前記機器内に、前記満たされた消耗品を設置することと、
・ポリメラーゼ連鎖反応を誘発するために、前記反応器を熱サイクリングに晒すことと、
・前記加熱ステーションから前記容器内容物移送ステーションに前記反応器を移送することと、
・前記サイズ分離ステーション内の前記サイズ分離チャネル内に前記容器内容物が流れるように、前記容器内容物を移送することと、
・アンプリコンを前記サイズ分離ステーションに沿って進行させることと、
・特定のステーションへのアンプリコンの到達を監視することと、
・前記到達したアンプリコンのアイデンティティを決定することと、
を含む、
請求項４９または５０に記載のプロセス。
【請求項５２】
細胞破砕段階を含む、
請求項５１に記載のプロセス。
【請求項５３】
前記サイズ分離チャネルの温度を制御することを含む、
請求項５１または５２に記載のプロセス。
【請求項５４】
前記分離チャネルに沿って前記アンプリコンを運ぶために電気泳動を使用する、
請求項４９から５３のうちのいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項５５】
前記電気泳動ふるい分けゲルは、ＰＯＰ４またはＰＯＰ６である、
請求項５４に記載のプロセス。
【請求項５６】
アンプリコンの前記到達の監視は、光学的に実施される、
請求項４９から５５のうちのいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項５７】
前記到達するアンプリコンのスペクトルプロファイルを作成することを含む、
請求項５６に記載のプロセス。
【請求項５８】
前記アンプリコンを同定することを含む、
請求項４９から５７のうちのいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項５９】
前記ＰＣＲを実施する前に細胞破砕ステップを含む、
請求項４９から５８のうちのいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項６０】
添付の図面を参照して実質的に上述されたようなアンプリコン分離消耗品。
【請求項６１】
添付の図面を参照して実質的に上述されたようなアンプリコン分離機器。
【請求項６２】
添付の図面を参照して実質的に上述されたようなアンプリコン分離および同定プロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる多数のＤＮＡが存在し得、迅速な検出が望ましい状況での、特定のＤＮＡアンプリコン（ａｍｐｌｉｃｏｎ）の検出に関する。このような検出の具体的な目的の１つは、敗血症を引き起こすバクテリアの血液サンプル中での同定である。
【発明の概要】
【０００２】
本発明の目的の１つは、サイズおよび色で標識したアンプリコンの高速ＰＣＲ（ポリメラーゼ連鎖反応）を完了し、その後、自動化された方法で同一機器内のサイズ分離機構へと反応を移すことができるデバイスおよびプロセスの提供である。このアプローチの利点は、このようなアッセイにかかる時間を大幅に短縮し、操作および装置を簡略化し、一度の反応で同定することができる対象数を増加させることである。
【０００３】
本発明の第一の態様によれば、以下のステーションを組み込む消耗品（ｃｏｎｓｕｍａｂｌｅ）が提供され、
反応器が保持される加熱ステーションと、
反応器内容物移送ステーションと、
アンプリコンサイズ分離ステーションと、
リーダステーションと、
を組み込む。
【０００４】
典型的には、加熱ステーションは、その内部の正確な位置に反応器を保持し、本消耗品は、自体下方から第一のステーション内に熱サイクルデバイスを提供し、ＰＣＲが完了したときにそこから引き出すことを可能とするように構成される。
【０００５】
望ましい反応器は、炭素担持（ｃａｒｂｏｎ  ｌｏａｄｅｄ）プラスチック材料で形成されたものである。このような反応器では、熱を、反応チャンバの内外に迅速に伝達させることができる。このようなマイクロタイター容器は、２ｃｍのオーダの全長であって、上から下に、キャップ受容縁と、フィラー部分と、それに対するベースを有する反応チャンバとを含んでもよい。フィラー部分は、７−８ｍｍの最大外径および約４−５ｍｍの深さを有してもよく、反応チャンバは、３ｍｍから２．５ｍｍに先細りとなり、全体は、０．８ｍｍのオーダの壁厚を有する。したがって、反応器は、熱伝達の速度を最大化するために、実質的に毛細管現象を引き起こすディメンジョン（ｃａｐｉｌｌａｒｙ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）であってもよい。
【０００６】
反応器は、そこに、または消耗品に対して、ヒンジで取り付けられ得る、そこに対して適合された透明蓋を通常有するだろう。
【０００７】
反応器は、ＰＣＲプロセス用に必要とされる試薬を含むように構成されてもよい。これらの試薬は、凍結乾燥されてもよいが、液体試薬を使用することもできる。
【０００８】
消耗品は、加熱ステーションから内容物移送ステーションに反応器を移送するように動作可能なシャトルデバイスを組み込んでもよい。
【０００９】
消耗品内容物移送ステーションは、反応器を貫通し、容器の内容物がサイズ分離ステーションへ入ることを可能にし、大方はそのように強いるための貫通手段を有してもよい。消耗品内で自体の上または下に容器を押し付けるように構成されたデバイスを、貫通手段に関連付けてもよい。内容物移送ステーションは、チップ上の収集ウェル中に反応流体をウイッキングするための手段を含んでもよく、それによって、完了した反応からサイズ分離チップへと流体を移送する。反応器は、その内容物を除去することを可能にするために、大方は、蓋によって密閉されて、加熱されることによって、加圧されてもよい。
【００１０】
本発明の第一の態様の特徴の１つによれば、アンプリコンサイズ分離ステーションは、電気泳動によって動作するように構成されてもよく、したがって、試薬を含むように構成された細長い毛細管を有するチップである微小流体チップと、必要な場合には対象ＤＮＡ種を検出することを可能にする手段と、を含んでもよい。そのチップは、サイズ分離が生じる一つ以上の微細加工されたチャネルを含んでもよい。望ましい実施形態においては、このチップは、その光学特性のためにガラス構造体であるが、種々のプラスチックおよび他の材料を代わりに使用することもできる。このようなサイズ分離ステーションにおいて、アンプリコンは、それらのサイズに依存する或る速度で毛細管に沿って移動するであろうことが理解されるであろう。アンプリコンは、その後、それらを各々分析することができる毛細管に沿った所与の距離に別々に到達する。
【００１１】
ＤＮＡアンプリコンのサイズ分離を達成するために使用される電気泳動に対して、電流およびふるい分けマトリクスが必要とされる。それに応じて、電気的接点を、チップに接続された消耗品に設けてもよい。適切なふるい分けマトリクスは、ＰＯＰ４またはＰＯＰ６であってもよい。
【００１２】
本消耗品は、望ましくは、実質的に硬質なケースを含み、唯一つの移動部を有し、この移動部は、反応器ホルダを含み、反応から内容物移送ステーションへの短距離を、ホルダを動かすように構成される。移動部は、望ましくは、可撓性部材を含む。本消耗品は、消耗品を所定の位置にロックすることができるロッキングプローブも有してもよい。
【００１３】
理想的には、本消耗品は、上面および底面の上に取り外し可能な膜を備え、これにより、容器アクセス路およびヒータのアクセス路を覆う。このように、消耗品は、フィールド内、例えば血液中の対象ＤＮＡで、消耗品をその場で満たすように構成することができる。
【００１４】
本消耗品は、反応器の内容物が如何なるときにも漏洩できないことを確実にするように慎重に構成されることを理解されたい。本発明による消耗品は、シンプルなデバイスとすることができ、合理的に実現可能な最小寸法であり、手操作の介入数を最小限に抑え、廃棄可能であることに応じてコストを最小限に抑えるように構成され得ることも理解されたい。それに応じて、消耗品は、全長１２ｃｍ、幅２３ｍｍ、および深さ２８ｍｍのオーダの長方形ボックスであってもよい。
【００１５】
本発明の第二の態様によれば、本発明の第一の態様の消耗品を受けて、保持するように構成されたドッキングステーションの形態で機器が提供され、ドッキングステーションは、熱サイクルデバイスを組み込む。
【００１６】
望ましい熱サイクルデバイスの１つは、反応器反応チャンバの全長にわたって反応器反応チャンバに隣接するように、反応器反応チャンバをぴったりと包囲するように適合された金属スリーブと、このスリーブのベースにてスリーブと一体化した熱伝達モジュールとを含む。熱伝達モジュールは、中間温度の周辺で動作するように構成された熱除去モジュール（ＨＲＭ）に取り付けられたペルチェセルであってもよく、この中間温度は、典型的には、平均ＤＮＡのアニーリング温度の周辺である。ペルチェセルの代替として、容器反応チャンバと重なる、スリーブ周囲のヒータワイヤ巻線が存在してもよい。
【００１７】
本器具は、望ましくは
・消耗品受容ハッチと、
・開放可能な消耗品配置ロックと、
・スリーブが反応器を包囲するように、消耗品に熱サイクラーを挿入するように構成された提供手段と、
・反応器内のＰＣＲプロセスを監視するための、典型的には光学的な、手段と、
・加熱ステーションから内容物移送ステーションに反応器を動かすためのプッシャーと、
・蓋をデミストし、反応器の内容物を加圧するための、大方は蓋上方のヒータ、手段と、
・容器内容物移送ステーションに反応器を押し付けるためのデバイスと、
・一定温度でアンプリコンサイズ分離ステーションを維持するように動作可能なヒータ手段と、
・消耗品リーダステーションに問い合わせするように構成された、望ましくは光学的なカメラ手段と、
・チップ接点へと電気を供給するように構成された手段と、
・制御手段と、
・結果読み出し手段と、
のうちの一つ以上または全てを組み込む。
【００１８】
ドッキングステーションは、複数の消耗品を受け入れて、処理するように構成されてもよく、望ましくは、１つの動作が進行中である間に別の動作を開始する性能を有する。
【００１９】
望ましくは、リーダ手段は、ＬＥＤ励起およびＣＣＤ検出に依存する分光測光器を典型的には組み込む、光学構成を含む。リーダ手段は、蛍光を時間に対してプロットでき、それによって、生成物のサイズを外挿できるようにするための時間ベースで保持するための手段も組み込んでもよい。
【００２０】
ドッキングステーションは、制御ソフトウェアおよびユーザインターフェイスを組み込んでもよく、および／または、制御、監視および記録目的でコンピュータに関連付けられてもよいことが理解されるであろう。そのソフトウェアは、装置の動作を自動化するための性能を組み込んでもよい。このように、ユーザは、ドッキングステーション内にチップを搭載し、スイッチを入れることだけを必要とし、機器が残りを行う。したがって、ソフトウェアは、プロセス、時間温度などを監視するためのフィードバック手段を提供してもよい。ソフトウェアは、観察されたサイズおよびスペクトルを、既知のデータベースと比較することによって、結果をエンドユーザに提供してもよい。
【００２１】
消耗品とドッキングステーションとの間には、サイズ分離ステーションで温度制御手段が組み込まれてもよい。なぜなら、電気泳動が熱を生成し、温度変化が、サンプルがサイズ分離ステーション内を移動する速度を変化させ得るからである。したがって、チップの温度制御用に構成された熱除去モジュール（ＨＲＭ）などの熱交換器がドッキングステーション内に存在してもよい。これは、再現性のために特定の一定温度を維持するか、または異なる試験に対応するために、異なる一定温度を維持するために役割を果たすことができる。
【００２２】
本発明の第三の態様によれば、消耗品および機器を使用するプロセスが提供され、このプロセスは、例えば、血液サンプル中に存在する病原体などの、多数のＤＮＡ対象の迅速な検出のためのものである。
【００２３】
本プロセスは、
・消耗品の反応器内を抽出されたＤＮＡで満たすことであって、消耗品は、対象ＤＮＡ種を検出するために必要な試薬および望ましくは蛍光標識されたプライマーを既に含む、ことと、
・満たされた消耗品をドッキングステーション内に搭載することと、
・熱サイクリングに容器を晒すことと、
・熱サイクリングの完了によって、消耗品から加熱装置を引き抜くことと、
・加熱ステーションから容器内容物移送ステーションに容器を移送することと、
・容器ベース貫通器上に容器を配置し、それによって、容器ベースを貫通し、サイズ分離ステーション内のサイズ分離チャネル中へと容器内容物を流すことを可能にすることと、
・サイズ分離チャネルの温度を制御する間、標識されたアンプリコンをそこに沿って進行させることと、
・特定のステーションへのアンプリコンの到達を光学的に監視することと、
・標識されたアンプリコンのスペクトルプロファイルを作成することと、
・どのスペクトルが観察されたかを、時間ベースに対してプロットすることと、
・既知のサイズの対立遺伝子ラダー（ａｌｌｅｌｉｃ  ｌａｄｄｅｒ）に対する比較を介して、検出された任意のアンプリコンのサイズおよび色を判定し、それによって、そのアイデンティティを判定することと、
のうちの少なくともほとんどを含んでもよい。
【００２４】
容器の内容物をサイズ分離チャネル内に流すことを可能にするステップの後、容器の内容物は、ふるい分けマトリクスに入る。望ましくは、分離チャネルに沿ってアンプリコンを運ぶのは電気泳動である。
【００２５】
本プロセスは、必要な場合には細胞破砕ステップも含んでもよく、ＰＣＲの前に、反応器の内容物に、凍結後の解凍および沸騰後の冷却のうちのいずれかまたはその双方を施してもよく、これは、特定のＤＮＡにアクセスするために細胞を破壊してオープンにするためのものである。
【００２６】
本発明の装置およびプロセスは、一つ以上の対象種を検出することができるが、既存のアプローチよりも量の上限が高い。
【００２７】
ある状況においては、反応のリアルタイム観察、特に分離チャネル内でのアンプリコンの進行のリアルタイム観察が望ましいことがあり、これは、本発明による装置内で容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
これから、本発明の実施形態は、添付の図面を参照して例示として記述される。
【図１】第一の構成における消耗品の側断面図である。
【図２】マイクロタイター反応器と噛み合うＰＣＲヒータの側断面図である。
【図３】第二の構成における消耗品の側断面図である。
【図４】第一の構成における消耗品の断面平面図である。
【図５】第二の構成における消耗品の断面平面図である。
【図６】反応器内容物移送ステーションの詳細を示す。
【図７】消耗品の挿入端面図である。
【図８】チップの等角図である。
【図９】チップの概略平面図である。
【図１０】ドッキングステーションの外部を示す。
【図１１】ドッキングステーションの内部を示す。
【図１２】ＰＣＲヒータの断面図である。
【図１３】ドッキングステーションのテーブル領域の詳細図である。
【図１４】ドッキングステーションのスクリーン上のディスプレイを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１から図９には、ケース１０を含み、以下のステーションを組み込むアンプリコン分離消耗品が図示される。
反応器３０を保持する加熱ステーション２０と、
反応器内容物移送ステーション４０と、
アンプリコンサイズ分離ステーション５０と、
リーダステーション６０と、
を組み込む。
【００３０】
加熱ステーション２０にはマイクロタイター反応器３０がある。反応器３０は、炭素担持プラスチック材料で形成され、全長２ｃｍである。反応器３０は、上から下に、可撓性を有するように蓋３２を取り付けたキャップ受容縁３１と、フィラー部分３３と、そこに対するベース３５を有する反応チャンバ３４とを含む。フィラー部分３３は、７−８ｍｍの最大外径と、５ｍｍの深さとを有する。反応チャンバ３４は、直径が３ｍｍから２．５ｍｍに先細りする。反応チャンバ３４は、０．８ｍｍのオーダの壁厚を有する。こうすることで、反応器は、容器の内容物との熱伝達の速度を最大化するような、実質的に毛細管現象を引き起こすディメンジョンとなる。蓋３２は、容器縁３１に対して密閉されるように適合する。
【００３１】
反応器３０は、上方の蓋ヒータおよび光学リーダと、下方のヒータに対して、容器３０をアクセス可能にする構成で加熱ステーション２０内に保持される。反応器３０は、アパーチャ１０ａを介してアクセス可能な消耗品１０内のシャトル１１内に実際には保持され、これにより、消耗品の外部から動かし、それによって、加熱ステーション２０から内容物移送ステーション４０へと移動可能である。消耗品ケース１０には、その上に形成されたプローブ１０ｂも有し、プローブ１０ｂは、ドッキングステーションに対して、消耗品を取り外し可能なようにロックすることができる。消耗品ケース１０は、一つの方向でのみドッキングステーションに提供可能になるようにも構成される。
【００３２】
消耗品の底面上の反応器内容物移送ステーション４０には、反応器３０のベース３５を密閉して受けるような寸法のウェル４１がある。ウェル４１の中心には、ベース３５を貫通して、ウェル４１内へと容器の内容物が流れることを可能にするように動作可能な針４２がある。ステーション４０においては、反応器３０をウェル４１内に押し下げて、針４２に押し付けるように動作可能なソレノイドデバイスに対するアクセスが、消耗品１０のシーリングにより可能になる。針４２は、ベース３５を貫通し、それによって液体を流すことを可能にするものである。針４２は、後ろ合わせの「Ｃ」（ｂａｃｋ−ｔｏ−ｂａｃｋ  “Ｃ”）である。
【００３３】
ウェル４１は、ガラス電気泳動チップ１２内に形成され、その中に形成された第一の毛細管１３と連通する。毛細管１３は、チップ１２内のウェル４１ａ内で終端する。第一の毛細管１３に沿った中間部には、第二の毛細管１５との接合部１４がある。第二の毛細管１５は、電源ウェル１６と端子ウェル１７との間に延びる。消耗品は、読み出しステーションが端子ウェル１７のちょうど手前にあるように構成される。４つのウェル４１、４１ａ、１６および１７の各々に関連付けられた電極１８は、電気泳動を起こす役割を果たす。毛細管１３、１５内には、ふるい分けマトリクスがある。
【００３４】
図１０から図１４に図示されたドッキングステーションは、ドッキングロック１０１を有する消耗品の受容テーブル１００を有する。テーブル１００の上方では、消耗品の加熱ステーション２０に対向して、光学リーダ１０２と関連付けられた容器蓋ヒータ１０２ａがあるが、流体移送ステーション４０に対向するのは、針４２の上に容器を押し下げるためのねじ式プッシャー１０３の形態でのデバイスである。
【００３５】
ドッキングロック１０１の上で、かつ消耗品のアパーチャ１０ａの手前には、ソレノイド操作プランジャー１０４がある。
【００３６】
テーブル１００は、ＰＣＲ熱サイクルデバイス１０５を組み込む。これは、ＨＲＭ１０６と、ベース面１０８および作用面１０９を有するペルチェセル１０７と、熱伝達ベース１１０およびスリーブ１１１を含む熱交換器と、駆動部１１２と、を含む。ＨＲＭ１０６、ペルチェセル１０７および熱伝達ベース１１０は、可撓性半田で互いに取り付けられる。スリーブ１１１は、消耗品１０内で反応器３０とぴったりと噛み合うが、そこから取り外し可能なように形成される。ＨＲＭは、ラジエータ１１３およびファン１１４およびポンプ１１５を含む熱伝達液体回路内にある。
【００３７】
テーブル１００の上に適切に配置されるのは、電気泳動電極１８に対する接点１１６である。テーブル１００の外側で、テーブル１００よりも下の段には、カメラ１１７がある。テーブルは、分離ステーション５０の下方全体にわたって、ヒータ１１８も組み込む。光学リーダ１０２およびカメラ１１７はスペクトログラフ１１９にデータを提供する。
【００３８】
ドッキングステーションは、適切なソフトウェアも組み込む。
【００３９】
ドッキングステーションは、消耗品受容ハッチ１２１とタッチ制御ディスプレイスクリーン１２２を組み込むケース１２０を有する。
【００４０】
本装置を使用するために、反応器チャンバ３４は、適切な試薬および蛍光標識プライマーで充填される。これらが凍結乾燥されている場合には、調査対象サンプルを添加し、透明蓋３２を配置する前に、適切な量の純水が添加される。
【００４１】
ＨＲＭ回路内の液体が対象ＤＮＡのアニーリング温度のすぐ上の選択された温度へと上昇すると、ドッキングステーションがスイッチをオンにされる。電気回路は、液体温度を示すための信号をタッチスクリーンに提供するだろう。
【００４２】
消耗品は、その後、プローブ１０ｂがドッキングロック１０１に噛み合い、テーブル１００上の定位置でロックされるまで、ハッチ１２１を介してドッキングデバイス１２０内へと押しこまれ、このとき、電気的接点１１６が電気泳動電極１８と噛み合う。ハッチ１２１は、テーブル１００に押し付けるように消耗品を保持する役割も果たす。
【００４３】
光学リーダ１０２および蓋ヒータのスイッチがオンになり、駆動部１１２によって熱サイクラー１０５が上に動かされ、こうなることで、スリーブ１１１は反応器３０とぴったりと噛み合う。必要な場合には、熱サイクラー１０５が、まずＰＣＲサイクルの前に細胞破砕サイクルを実施し、次いで、ＰＣＲサイクルが、光学リーダ１０２によって観察される。リーダ１０２からの報告により、スクリーン１２２が、ＰＣＲが完了したことを示し、熱サイクラー１０５のスイッチをオフにして引き抜くことが可能になる。さらなるＤＮＡ分離を促進せずに、反応器３０内の圧力を保証するために、熱サイクラー１０５は、僅かに温度を下げた状態でスイッチがオフにされる。
【００４４】
プランジャー１０４は、ヒータステーション２０から内容物移送ステーション４０に消耗品シャトル１１を押しやる。プッシャー１０３は、シャトル１１に対して下方向の圧力を課し、反応器をウェル４１内に押し下げて、針４２に押し付け、それによって、針４２が、反応器のベース３５を貫通する。反応器３０内に保持された圧力のために、その内容物は、反応器３０から容易に追い出され、ウェル４１に入り、そこで、内容物は、放散されて毛細管１３内のふるい分けマトリクスへと分散し、それに沿って移動する。接合部１４においては、アンプリコンは、電気泳動によって第二の毛細管１５に沿って捕捉され、運ばれる。より小さいアンプリコンは、より速く移動するので、全てのアンプリコンは異なる時点に読み出しステーションに到達する。各アンプリコンのサイズおよび色の双方が、カメラによって検出され、各アンプリコンのスペクトルプロファイルが作成される。ドッキングステーション内の関連するソフトウェアは、この情報からアンプリコンのＤＮＡを同定し、このアイデンティティがスクリーン上に表示される。
【００４５】
この実施形態の消耗品は、１２ｃｍの全長、２３ｍｍの幅および２８ｍｍの深さの長方形ボックスである。ガラスチップ１２は、７．５ｃｍの長さで、５ｍｍの幅、１．５ｍｍの深さである。毛細管１５の全長は７．０ｃｍである。消耗品ケース１０は、チップを受けて保護するための１ｍｍの凹部をそのベースに有する。チップは、結果として、保全性および効率のよい動作が相対的に保証されることに整合性のある、可能な限りほぼ最小のサイズを有し、それによって、廃棄可能な製品で期待される経済的な消耗品の構築を可能とする。
【００４６】
ドッキングステーション１２０は、２０ｃｍの長さおよび幅と１５ｃｍの高さの全体寸法を有する。
【００４７】
[部品リスト]
消耗品
[ステーション]
加熱ステーション２０；反応器３０；容器内容物移送ステーション４０；アンプリコンサイズ分離ステーション５０；リーダステーション６０。
【００４８】
[部品]
消耗品ケース１０；シャトル１１；アパーチャ１０ａ；プローブ１０ｂ；容器キャップ受容縁３１；蓋３２；フィラー部分３３；反応チャンバ３４；ベース３５；電気泳動チップ１２；第一の毛細管１３；接合部１４；第二の毛細管１５；電源ウェル１６；読み出しステーションウェル１７；電極１８；受容器ウェル４１；針４２；シンクウェル４１ａ。
【００４９】
ドッキングステーション
受容テーブル１００；ドッキングロック１０１；光学リーダ１０２；ソレノイド操作プランジャー１０３；ソレノイド操作プランジャー１０４；熱サイクラー１０５；ＨＲＭ１０６；ペルチェセル１０７；ベース面１０８；作用面１０９；熱交換器熱伝達ベース１１０；スリーブ１１１；駆動部１１２；ラジエータ１１３；ファン１１４；ポンプ１１５；接点１１６；カメラ１１７；ケース１１８；ハッチ１１９：スクリーン１２０。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年9月28日(2016.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応器（３０）をその中に保持する加熱ステーション（２０）と、
反応器内容物移送ステーション（４０）と、
アンプリコンサイズ分離ステーション（５０）と、
リーダステーション（６０）と、
を組み込むアンプリコン分離消耗品。
【請求項２】
前記加熱ステーション（２０）は、熱サイクラーデバイス（１０５）を引き抜き可能なように受けるように構成される、
請求項１に記載の消耗品。
【請求項３】
前記反応器（３０）は、最大外径が７−８ｍｍで約４−５ｍｍの深さを有するフィラー部分を有する長さ２ｃｍのマイクロタイターの一部分であり、前記反応チャンバは、３ｍｍから２．５ｍｍに先細りし、全体は、０．８ｍｍのオーダの壁厚を有し、こうすることで、前記反応器は、実質的に毛細管現象を引き起こすディメンジョンとなる、
請求項１または２に記載の消耗品。
【請求項４】
前記加熱ステーション（２０）から前記内容物移送ステーション（４０）に反応器（３０）を動かすように動作可能なシャトルデバイス（１１）を組み込む、
請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の消耗品。
【請求項５】
前記消耗品内容物移送ステーション（４０）は、前記反応器のベースを貫通し、前記容器内容物を前記サイズ分離ステーション（５０）内に送ることを可能とするように構成された貫通手段を有する、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載の消耗品。
【請求項６】
前記内容物移送ステーション（４０）は、収集ウェル内に反応流体をウイッキングし、それによって、完了した反応から前記サイズ分離ステーション（５０）に流体を移すための手段を含む、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載の消耗品。
【請求項７】
前記アンプリコンサイズ分離ステーション（５０）は、電気泳動による動作のために構成されたマイクロ流体チップを含む、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載の消耗品。
【請求項８】
前記請求項のうちのいずれか一項に記載の消耗品を受けて保持するように構成されたドッキングステーションの形態のアンプリコン分離機器であって、
前記ドッキングステーションは熱サイクラーデバイスを組み込む、
アンプリコン分離機器。
【請求項９】
前記熱サイクラーデバイスは、熱参照モジュール（ＨＲＭ）に取り付けられ、中間温度の周辺での動作のために構成されたペルチェセルを組み込む熱伝達モジュールを含む、
請求項８に記載の機器。
【請求項１０】
熱交換器およびポンプを有し、
前記熱交換器、前記ポンプおよび前記熱参照モジュールは、液体回路内にあり、一定温度で前記熱参照モジュールを通じて液体を供給するように構成される、
請求項９に記載の機器。
【請求項１１】
前記反応器（３０）内のＰＣＲの進行を監視するように動作可能な監視手段を組み込む、
請求項８から１０のうちのいずれか一項に記載の機器。
【請求項１２】
前記反応器（３０）を動かすことができることを判定し、前記消耗品内で前記加熱ステーション（２０）から前記内容物移送ステーション（４０）に前記反応器（３０）を動かすように構成されたデバイスを組み込む、
請求項８から１０のうちのいずれか一項に記載の機器。
【請求項１３】
前記容器内容物移送ステーション（２０）に前記反応器（３０）を押し付けるように動作可能なデバイスを組み込む、
請求項８から１１のうちのいずれか一項に記載の機器。
【請求項１４】
前記消耗品リーダステーションに問い合わせするように構成されたリーダ手段を組み込む、
請求項８から１２のうちのいずれか一項に記載の機器。
【請求項１５】
前記消耗品サイズ分離ステーションの温度を制御するように動作可能な温度制御手段を組み込む、
請求項８から１３のうちのいずれか一項に記載の機器。
【国際調査報告】
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