(57)【要約】本発明は、１つまたはそれを上回る流体および／または１つまたはそれを上回る試薬を制御するための流体システムに関する。これらのシステムは、サンプルを分析、処理、および／または貯蔵するための１つまたはそれを上回るデバイスと組み合わせて使用されることができる。具体的には、本システムおよび関連方法は、制御された様式において流体を分注すること、および／または検定もしくはプロセスを実装するときに一時停止を導入することを可能にすることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）第１の表面を有する第１の基板であって、前記第１の基板は、前記第１の基板内に位置している１つまたはそれを上回る第１のチャンバを備える、第１の基板と、
（ｂ）前記第１の基板の前記表面に隣接して配置され、前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つに流体的に接続される、第１の抵抗ユニットであって、前記第１の抵抗ユニットは、第１の試薬を備える、第１の抵抗ユニットと、
（ｃ）前記第１の基板の前記第１の表面と平行または略平行な面内で円形経路に沿って移動するように構成される、第１の押動ユニットであって、前記第１の基板の前記第１の表面と平行または略平行な前記面内の前記円形経路に沿った前記第１の押動ユニットの第１の相対運動は、前記第１の試薬を、前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つに進入させる、第１の押動ユニットと、
を備える、試薬分注デバイス。
【請求項２】
（ａ）第１の表面を有し、第１の基板内に位置している１つまたはそれを上回る第１のチャンバを備える、第１の基板であって、前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバは、第１のプロセスチャンバを備える、第１の基板と、
（ｂ）前記第１の基板の前記表面に隣接して配置される、第１の抵抗ユニットであって、前記第１の抵抗ユニットは、第１の試薬を備え、前記第１の抵抗ユニットは、前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つと流体接続している、第１の抵抗ユニットと、
（ｃ）第１の押動ユニットであって、前記第１の押動ユニットは、前記第１の抵抗ユニットとの直接または間接接触を提供するように構成され、前記第１の基板の前記第１の表面と垂直な軸の周囲での回転における前記第１の押動ユニットの第１の相対運動は、前記第１の抵抗ユニット内の前記第１の試薬を前記第１のプロセスチャンバに進入させる、第１の押動ユニットと、
を備える、試薬分注デバイス。
【請求項３】
（ａ）表面を有し、前記第１の基板内に位置している１つまたはそれを上回る第１のチャンバを備える、第１の基板と、
（ｂ）前記第１の基板の前記表面に隣接して配置される、第１の抵抗ユニットであって、前記第１の抵抗ユニットは、第１の試薬を備え、前記第１の抵抗ユニットは、前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つと流体接続している、第１の抵抗ユニットと、
（ｃ）少なくとも１つの突出を備える、第１の押動ユニットであって、前記第１の押動ユニットは、前記第１の抵抗ユニットとの直接または間接接触を提供するように構成され、前記第１の基板の前記表面と平行または略平行な方向への前記第１の押動ユニットの第１の相対運動は、少なくとも１つの突出を前記第１の抵抗ユニットに接触させ、それによって、前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つの中へ前記第１の抵抗ユニット内の前記第１の試薬を放出する、第１の押動ユニットと、
を備える、試薬分注デバイス。
【請求項４】
（ａ）表面を有し、第１の基板内に位置している１つまたはそれを上回る第１のチャンバを備える、第１の基板であって、前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つは、第１のプロセスチャンバである、第１の基板と、
（ｂ）前記第１の基板の前記表面に隣接して配置される、第１の抵抗ユニットであって、前記第１の抵抗ユニットは、第１の試薬を備える、第１の抵抗ユニットと、
（ｃ）第１の押動ユニットであって、前記第１の押動ユニットの第１の相対運動は、前記第１の抵抗ユニット内の前記第１の試薬を前記第１のプロセスチャンバに進入させ、前記デバイスは、電気的に給電されない、第１の押動ユニットと、
を備える、試薬分注デバイス。
【請求項５】
（ａ）表面を有し、第１の基板内に位置している１つまたはそれを上回る第１のチャンバを備える、第１の基板であって、前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つは、第１のプロセスチャンバである、第１の基板と、
（ｂ）第１の試薬を備える第１の抵抗ユニット、および第２の試薬を備える第２の抵抗ユニットであって、前記第１および第２の抵抗ユニットは、前記第１の基板の前記表面に隣接して配置され、前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つに流体的に接続される、第１および第２の抵抗ユニットと、
（ｃ）第１の押動ユニットであって、前記第１の基板の前記表面に対する方向への前記第１の押動ユニットの第１の相対運動は、前記第１の抵抗ユニット内の前記第１の試薬を前記第１のプロセスチャンバに進入させ、前記第１の抵抗ユニットの高さまたは長さは、前記第２の抵抗ユニットからの前記第２の試薬の放出に対して、前記第１の抵抗ユニットからの前記第１の試薬の放出の相対的タイミングまたはシーケンスを制御するように設計される、第１の押動ユニットと、
を備える、試薬分注デバイス。
【請求項６】
（ａ）第１の表面を有し、第１の基板内に位置している１つまたはそれを上回る第１のチャンバを備える、第１の基板と、
（ｂ）第１の試薬を備える第１の抵抗ユニット、および第２の試薬を備える第２の抵抗ユニットであって、前記第１および第２の抵抗ユニットは、前記第１の基板の前記第１の表面に隣接して配置され、前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つに流体的に接続される、第１および第２の抵抗ユニットと、
（ｃ）前記第１および第２の抵抗ユニットの間に位置する、第３の抵抗ユニットであって、前記第３の抵抗ユニットは、前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つの中への前記第２の試薬に対する前記第１の試薬の放出の相対的タイミングを制御するように構成される、第３の抵抗ユニットと、
を備える、試薬分注デバイス。
【請求項７】
（ｄ）第１の押動ユニットであって、前記第１の基板の前記第１の表面に対する方向への前記第１の押動ユニットの第１の相対運動は、前記第１の試薬を前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つに進入させる、第１の押動ユニットをさらに備える、請求項６に記載の試薬分注デバイス。
【請求項８】
（ａ）第１の表面を有し、第１の基板内に位置している１つまたはそれを上回る第１のチャンバを備える、第１の基板と、
（ｂ）第１の試薬を備える第１の抵抗ユニット、および第２の試薬を備える第２の抵抗ユニットであって、前記第１および第２の抵抗ユニットは、前記第１の基板の前記第１の表面に隣接して配置され、前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つに流体的に接続される、第１および第２の抵抗ユニットと、
（ｃ）第１の押動ユニットであって、前記第１の基板の前記表面に対する方向への前記第１の押動ユニットの第１の相対運動は、前記第１の試薬を前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つに進入させ、前記第１の相対運動は、軸方向回転を含まない、第１の押動ユニットと、
を備える、試薬分注デバイス。
【請求項９】
前記デバイスはさらに、第２の試薬を備える、第２の抵抗ユニットを備え、前記第２の抵抗ユニットに対する前記第１の抵抗ユニットの体積、形状、または長さは、前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つの中への前記第２の試薬に対する前記第１の試薬の放出の相対的タイミングを制御するように構成される、請求項１〜４または８のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項１０】
前記デバイスはさらに、第２の試薬を備える、第２の抵抗ユニットを備え、前記第１の抵抗ユニットと前記第２の抵抗ユニットとの間の距離は、前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバの中への前記第２の試薬に対する前記第１の試薬の放出の相対的タイミングを制御するように構成される、請求項１〜４または８のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項１１】
前記相対的タイミングは、前記第１の相対運動に対する抵抗を提供し、それによって、前記第１の相対運動の速度を改変するように構成される、少なくとも１つの抵抗ユニットによって提供される、請求項９または１０のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項１２】
前記相対的タイミングは、前記第１の相対運動に対する抵抗を提供するように構成される、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットおよび１つまたはそれを上回る第１のチャンバの組み合わせによって提供される、請求項９または１０のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項１３】
前記デバイスはさらに、第２の試薬を備える、第２の抵抗ユニットを備え、前記第１の試薬の粘度は、前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つの中への前記第２の試薬に対する前記第１の試薬の放出の相対的タイミングを制御するように構成される、請求項１〜４または８のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項１４】
前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバはさらに、遅延チャンバを備え、前記遅延チャンバは、前記第１のプロセスチャンバと流体連通していない、請求項６または７に記載の試薬分注デバイス
【請求項１５】
前記第３の抵抗ユニットは、犠牲試薬を備える、請求項１４に記載の試薬分注デバイス。
【請求項１６】
前記第３の抵抗ユニットは、動作温度において固体である固形物を備える、請求項１５に記載の試薬分注デバイス。
【請求項１７】
前記デバイスはさらに、前記固形物を融解させるように構成される、加熱ユニットを備える、請求項１６に記載の試薬分注デバイス。
【請求項１８】
前記第３の抵抗ユニットは、前記遅延チャンバと流体連通している、請求項６、７、１４、１５、１６、または１７のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項１９】
前記第３の抵抗ユニットは、前記遅延チャンバと流体連通しており、前記第１の相対運動は、前記第３の抵抗ユニット内の前記犠牲試薬を前記遅延チャンバに進入させる、請求項１５に記載の試薬分注デバイス。
【請求項２０】
前記第３の抵抗ユニットは、特定の遅延時間を生成するように構成される、長さ、形状、または体積を有する、請求項１９に記載の試薬分注デバイス。
【請求項２１】
前記犠牲試薬は、水溶液、潤滑剤、油、水不混和性液体、ゲル、ガス、フッ化炭素油、界面活性剤、気体、空気、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項１５に記載の試薬分注デバイス。
【請求項２２】
前記第１の試薬は、空気である、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項２３】
前記第１の試薬は、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、溶出緩衝剤、液体、粉末、ゲル、マイクロビーズ、プローブ、プライマー、核酸、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ポリペプチド、抗体、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項２４】
前記押動ユニットと前記第１の抵抗ユニットとの間に位置する障壁ユニットをさらに備える、請求項１〜２３のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項２５】
前記押動ユニットは、ばね荷重または電動式である、請求項１〜２３のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス、または前記第１の基板と平行または略平行な前記第１の押動ユニットの第１の相対運動は、前記第１の抵抗ユニット内の前記第１の試薬を前記第１のチャンバのうちの少なくとも１つに進入させる、請求項１〜２３のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項２６】
前記第１の抵抗ユニットはさらに、第４の試薬を備える第４の抵抗ユニットに流体的に接続され、前記第１の相対運動は、前記第１の試薬を前記第４の抵抗ユニットに進入させ、それによって、前記第１および第４の試薬を組み合わせ、前記組み合わせを前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つに進入させる、請求項１〜２５のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項２７】
前記第１の試薬は、第１の流体であり、前記第４の試薬は、乾燥試薬である、請求項２６に記載の試薬分注デバイス。
【請求項２８】
前記第１の抵抗ユニットは、第５の試薬を備える第５の抵抗ユニットを封入し、前記第１の試薬は、前記第１の抵抗ユニット内、および前記第５の抵抗ユニットの外側に配置される、請求項１〜２６のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項２９】
前記第５の抵抗ユニットは、第６の試薬を備える第６の抵抗ユニットを封入し、前記第５の試薬は、前記第５の抵抗ユニット内、および前記第６の抵抗ユニットの外側に配置される、請求項２８に記載の試薬分注デバイス。
【請求項３０】
前記第１の相対運動は、前記第１の基板内の圧力の変化を直接引き起こす、請求項１〜２６のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項３１】
前記第１の相対運動は、圧力の変化、力の変化、または温度の変化から生じる、請求項１〜２６のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項３２】
前記押動ユニットは、存在する場合、チャンバ内に位置している、請求項１〜２６のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項３３】
前記チャンバはさらに、発熱反応を生成することが可能な化学物質を備える、請求項３２に記載の試薬分注デバイス。
【請求項３４】
前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つは、流体を備え、前記第１の抵抗ユニットは、概して、前記第１のチャンバ内の前記流体と異なる相を形成する、不混和性流体を備える、請求項１〜３３のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項３５】
前記第１の押動ユニットは、一定の力または一定でない力を提供する、請求項１〜３４のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項３６】
前記第１の押動ユニットおよび前記第１の抵抗ユニットは、前記第１の相対運動の減速、加速、維持、または停止をもたらす、前記第１の相対運動のためのフィードバックを提供するように構成される、請求項１〜３４のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項３７】
前記第１の抵抗ユニットは、前記第１のチャンバ、チャンバ、チャネル、捕捉剤、捕捉領域、フィルタ、マトリクス、膜、チャネル、ブリスタ、および変形可能基板から成る群から選択される、１つまたはそれを上回る構造を備える、請求項１〜３６のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項３８】
前記第１の抵抗ユニットは、変形可能基板またはブリスタを備える、請求項１〜３６のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項３９】
前記１つまたはそれを上回るチャンバのうちの少なくとも１つは、チャネル、コンパートメント、サンプルチャンバ、溶出チャンバ、洗浄チャンバ、プロセスチャンバ、または加熱チャンバである、請求項１〜３８のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項４０】
前記第１の抵抗ユニットは、前記第１の表面内の開口を境界する第１の壁を備え、前記開口は、前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの１つまたはそれを上回るものと流体連通している、請求項１〜３８のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項４１】
前記第１の相対運動は、前記第１の壁を破裂させ、それによって、前記第１の抵抗ユニット内の前記第１の試薬を前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つに進入させる、請求項４０に記載の試薬分注デバイス。
【請求項４２】
１つまたはそれを上回る流体を添加する際に相対的タイミングを制御するように構成される、１つまたはそれを上回る障壁ユニットをさらに備え、前記１つまたはそれを上回る障壁ユニットは、前記第１の押動ユニットと前記第１の抵抗ユニットとの間で、前記第１の基板の前記第１の表面に隣接して配置される、請求項１〜４１のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項４３】
前記第１の抵抗ユニットは、第２の基板の中に配置され、前記第２の基板は、前記第１の基板の前記第１の表面に隣接して配置される、請求項１〜４２のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項４４】
前記第２の基板は、少なくとも２つの抵抗ユニットを備える、請求項４３に記載の試薬分注デバイス。
【請求項４５】
前記第２の基板は、成形基板を備える、請求項４３に記載の試薬分注デバイス。
【請求項４６】
前記第２の基板は、サンプル入口開口を備える、請求項４３に記載の試薬分注デバイス。
【請求項４７】
前記第２の基板は、溶解緩衝剤を備える、抵抗ユニットを備える、請求項４３に記載の試薬分注デバイス。
【請求項４８】
前記第２の基板は、溶解分注ノズルを備える、請求項４３に記載の試薬分注デバイス。
【請求項４９】
前記押動ユニットは、円形経路に沿って移動するように構成される、請求項１〜４８のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項５０】
前記押動ユニットは、螺旋経路に沿って移動するように構成される、請求項１〜４８のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項５１】
前記デバイスはさらに、前記押動ユニットに係合するように構成される第４の基板を備える、請求項１〜４８のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項５２】
前記第４の基板は、前記押動ユニットに係合するように構成されるキー溝を備える、請求項５１に記載の試薬分注デバイス。
【請求項５３】
前記第４の基板は、前記押動ユニットに係合するように構成されるねじ山付き領域を備える、請求項５２に記載の試薬分注デバイス。
【請求項５４】
前記押動ユニットは、前記第４の基板の前記ねじ山付き領域に係合するように構成されるねじ山付き領域を備える、請求項５３に記載の試薬分注デバイス。
【請求項５５】
前記第４の基板は、軸の周囲で回転するように構成される、請求項５１〜５３のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項５６】
前記押動ユニットは、前記第４の基板に係合するように構成される突出を備える、請求項５１〜５５のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項５７】
前記押動ユニットは、前記第４の基板によって係合されたときに回転するように構成される、請求項５１〜５６のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項５８】
前記押動ユニットは、前記第１の基板に係合するように構成される、請求項１〜５７のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項５９】
前記押動ユニットは、雄ねじを備える、請求項１〜５８のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項６０】
前記押動ユニットは、雌ねじを備える、請求項１〜５９のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項６１】
前記第１の基板は、前記押動ユニットの前記雄ねじに係合するように構成されるねじ山を備える、請求項５９に記載の試薬分注デバイス。
【請求項６２】
前記押動ユニットは、雌ねじと、雄ねじとを備え、前記雌ねじのねじ山ピッチは、前記雄ねじのねじ山ピッチと異なる、請求項１〜５８のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項６３】
前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバは、サンプルを含有するように構成されるサンプルチャンバと、溶出後に前記サンプルを含有するように構成される溶出チャンバとを備え、前記サンプルチャンバおよび前記溶出チャンバは、前記第１の基板内に配置され、前記第１の抵抗ユニットに流体的に接続される、請求項１〜６２のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項６４】
前記デバイスはさらに、前記第１の基板内に配置される１つまたはそれを上回る捕捉領域を備え、前記１つまたはそれを上回る捕捉領域は、前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つと、または存在する場合、前記プロセスチャンバ、サンプルチャンバ、もしくは溶出チャンバと流体連通している、請求項１〜６３のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項６５】
前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つは、設定された量の試薬を保持するように設計される、請求項１〜６４のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項６６】
設定された量の試薬を保持するように設計される、前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの前記少なくとも１つは、溢流チャンバに流体的に接続され、前記溢流チャンバは、前記第１のチャンバのうちの前記１つまたはそれを上回るチャンバのうちの少なくとも１つから溢流する、試薬を捕捉するように構成される、請求項６５に記載の試薬分注デバイス。
【請求項６７】
前記デバイスはさらに、第３の表面を有する、第３の基板を備え、前記第３の基板は、１つまたはそれを上回る第３のチャンバを備え、前記第１の基板に隣接して配置され、少なくとも１つの第１のチャンバおよび少なくとも１つの第３のチャンバは、第２の相対運動によって接続されるように構成される、請求項１〜６６のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項６８】
前記第１の相対運動は、前記第２の相対運動を引き起こす、請求項６７に記載の試薬分注デバイス。
【請求項６９】
前記デバイスはさらに、第１の基板内に、前記第３の基板内に、または前記第１および第３の基板の間に配置される、１つまたはそれを上回る捕捉領域を備え、前記１つまたはそれを上回る捕捉領域、少なくとも１つの第１のチャンバ、および少なくとも１つの第３のチャンバは、第３の相対運動によって接続されることが可能である、請求項６７または６８に記載の試薬分注デバイス。
【請求項７０】
前記第１または第２の相対運動は、前記第３の相対運動を引き起こす、請求項６９に記載の試薬分注デバイス。
【請求項７１】
前記１つまたはそれを上回る捕捉領域は、１つまたはそれを上回る捕捉剤を備える、請求項６４〜７０のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項７２】
前記１つまたはそれを上回る捕捉剤は、カラム、フィルタ、マトリクス、ポリマー、電荷切替材料、膜、抗体、核酸プローブ、またはそれらの組み合わせである、請求項７１に記載の試薬分注デバイス。
【請求項７３】
前記デバイスは、２つの第１のチャンバを備え、前記１つまたはそれを上回る捕捉領域は、前記２つの第１のチャンバを接続するように構成される、請求項７２に記載の試薬分注デバイス。
【請求項７４】
前記デバイスは、前記第１の基板に隣接して配置される中間基板を備え、前記中間基板は、膜もしくは１つまたはそれを上回るブリッジを備える、請求項１〜７３のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項７５】
少なくとも１つの第１のチャンバおよび前記膜または少なくとも１つのブリッジは、第４の相対運動によって接続されることが可能である、請求項７４に記載の試薬分注デバイス。
【請求項７６】
前記デバイスはさらに、１つまたはそれを上回る第４のチャンバを備える、第４の基板を備え、前記中間基板は、前記第１の基板と第４の基板との間にあり、少なくとも１つの第１のチャンバ、少なくとも１つの第４のチャンバ、および前記膜または少なくとも１つのブリッジは、第５の相対運動によって接続されることが可能である、請求項７５に記載の試薬分注デバイス。
【請求項７７】
前記デバイスはさらに、１つまたはそれを上回る第５のチャンバを備える、第５の基板を備え、前記第５の基板は、前記第４の基板の下にあり、少なくとも１つの第１のチャンバ、少なくとも１つの第３のチャンバ、少なくとも１つの第４のチャンバ、少なくとも１つの第５のチャンバ、および前記膜または少なくとも１つのブリッジは、第６の相対運動によって接続されることが可能である、請求項７６に記載の試薬分注デバイス。
【請求項７８】
前記中間基板は、連続膜を備える、請求項７４〜７７のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項７９】
前記デバイスはさらに、前記第１の基板と前記中間基板との間に、および／または前記第４の基板が存在する場合、前記中間基板と前記第４の基板との間に、変形可能基板を備える、請求項７４〜７８のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項８０】
前記第１の基板、または存在する場合、前記中間、第２、第３、第４、または第５の基板、もしくはその一部は、差別的に湿潤させられる、請求項１〜７９のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項８１】
前記第１の基板、または存在する場合、前記中間、第２、第３、第４、および／または第５の基板は、長手方向に並進する、請求項３〜８０のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項８２】
前記第１の基板、および／または存在する場合、前記中間、第２、第３、第４、または第５の基板は、軸方向に回転する、請求項１〜８１のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項８３】
容積Ｖ１を有する空洞を封入し、前記デバイス内の貫通孔を取り囲む、蓋をさらに備え、前記貫通孔は、少なくとも１つの第１のチャンバに接続し、前記蓋の閉鎖は、前記空洞を封入し、前記容積Ｖ１と容積Ｖ０を有する開放システムとの間の圧力差に相応する圧力を及ぼす、請求項１〜８２のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項８４】
少なくとも１つの第１のチャンバに接続する貫通孔を有する前記デバイスを取り囲む、筐体システムをさらに備え、前記筐体システムは、サンプルを挿入するために前記貫通孔に接続する、アクセスポートと、前記筐体システムを封入するためのキャップとを備え、前記キャップを閉鎖することにより、前記サンプルを前記貫通孔に導入させるか、または前記第１の基板を相対的に移動させる、請求項１〜８２のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項８５】
前記デバイスは、マイクロ流体デバイスである、請求項１〜８４のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項８６】
前記デバイスはさらに、１つまたはそれを上回る第１のチャンバに流体的に接続される、１つまたはそれを上回る通気口を備える、請求項１〜８５のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項８７】
少なくとも１つの抵抗ユニットとの直接または間接接続を提供するように構成される、第２の押動ユニットをさらに備え、前記第１の基板の前記第１の表面と平行または略平行な方向への前記第２の押動ユニットの相対運動は、前記１つまたはそれを上回る抵抗ユニットのうちの１つの中の流体を前記第１のチャンバに進入させる、請求項１〜８６のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項８８】
前記第１の押動ユニット、または存在する場合、前記第２の押動ユニットは、前記第１の表面に沿って摺動可能に係合するように、または前記第１の表面に沿って前記第１の基板の上方に配置された前記抵抗ユニットを伴って構成される、請求項１〜８７のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項８９】
前記第１または第２の押動ユニットの前記表面は、前記押動ユニットの長軸に沿って非平面または一様でない、請求項８８に記載の試薬分注デバイス。
【請求項９０】
前記第１のチャンバのうちの少なくとも１つ、または前記抵抗ユニットのうちの少なくとも１つと熱的に接触して配置される、１つまたはそれを上回る加熱または冷却要素をさらに備える、請求項１〜８９のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項９１】
前記試薬分注デバイスは、１つまたはそれを上回る加熱要素を備え、前記１つまたはそれを上回る加熱要素のうちの少なくとも１つは、発熱化学試薬を備える、請求項９０に記載の試薬分注デバイス。
【請求項９２】
前記１つまたはそれを上回る加熱または冷却要素のうちの少なくとも１つは、酸素源と流体連通しているチャンバ内に位置している、請求項９０〜９１のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項９３】
前記少なくとも１つの抵抗ユニットは、伝導性材料を含む、請求項１〜９２のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項９４】
前記伝導性材料は、相変化材料、金属、金属粉末、電解質、ポリマー、またはそれらの組み合わせである、請求項９３に記載の試薬分注デバイス。
【請求項９５】
前記第１の相対運動は、前記伝導性材料を分注し、それによって、前記伝導性材料と伝導性構造との間に電気接触をもたらす、請求項９３または９４に記載の試薬分注デバイス。
【請求項９６】
前記電気接触は、電気回路内の電流または電圧を増加または減少させる、請求項９５に記載の試薬分注デバイス。
【請求項９７】
前記第１の基板はさらに、前記第１の試薬の流量を制御するように構成される、少なくとも１つの弁を備える、請求項１〜９６のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項９８】
前記押動ユニットは、存在する場合、前記第１の基板に取り付けられる、請求項１〜９７のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項９９】
前記押動ユニットは、存在する場合、前記第１の基板から着脱可能である、請求項１〜９８のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項１００】
前記第１の基板は、少なくとも１つの第１のくぼみを備える、請求項１〜９９のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項１０１】
前記押動ユニットは、存在する場合、前記少なくとも１つの第１のくぼみ内に嵌合するように構成される隆起を備える、請求項１００に記載の試薬分注デバイス。
【請求項１０２】
前記第１の基板は、前記少なくとも１つの第１のくぼみを含むように構成される、少なくとも１つの第１の隆起を備える、請求項１０１に記載の試薬分注デバイス。
【請求項１０３】
前記第１の押動ユニットは、存在する場合、前記第１の基板の長さに沿って摺動するように構成される、請求項３〜１０２のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項１０４】
前記第１の基板は、前記第１の基板内の前記第１の試薬の流れを制御するように構成される、少なくとも１つの弁を備える、請求項１〜１０３のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項１０５】
前記第１の押動ユニットは、前記第１の基板内の前記第１の試薬の流れを制御するために、前記弁に直接的または間接的に接触するように構成される、請求項１〜１０４のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項１０６】
サンプル入口ポートまたはサンプル入力ウェルをさらに備える、請求項１〜１０５のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項１０７】
存在する場合、前記第１の押動ユニットの移動を制御するコントローラをさらに備える、請求項１〜１０５のいずれか１項に記載の試薬分注デバイス。
【請求項１０８】
統合デバイスであって、
（ａ）請求項１〜１０７に記載の試薬分注デバイスであって、サンプル入力ポートは、前記１つまたはそれを上回るチャンバのうちの少なくとも１つに流体的に接続される、試薬分注デバイスと、
（ｂ）前記試薬分注デバイスに取り付けられる検出器と、
を備え、前記統合デバイスは、生物学的サンプルが前記サンプル入力ポートの中へ装填された後の４０分またはそれを下回る時間以内に、少なくとも１つの生体分子を検出するように構成される、
統合デバイス。
【請求項１０９】
サンプル調製デバイスであって、
（ａ）サンプル入力ポートを備え、かつ第１の基板内に位置している１つまたはそれを上回るチャンバを備える、第１の基板であって、前記１つまたはそれを上回るチャンバは、前記サンプル入力ポートと流体的に接続される、反応チャンバを備える、第１の基板と、
（ｂ）前記第１の基板の表面に隣接する、少なくとも１つの抵抗ユニットであって、前記少なくとも１つの抵抗ユニットは、（ｉ）試薬を備え、そして（ｉｉ）前記１つまたはそれを上回るチャンバのうちの少なくとも１つと流体的に接続している、少なくとも１つの抵抗ユニットと、
を備え、前記サンプル調製デバイスは、生物学的サンプルが前記サンプル入力ポートの中へ装填された後の１０分以内に、反応の阻害剤を含む前記生物学的サンプルから一式の生物学的分子を抽出するように構成され、前記抽出された一式の生物学的分子は、前記反応の前記阻害剤の７５％未満を含む、
サンプル調製デバイス。
【請求項１１０】
前記抽出された一式の生物学的分子は、前記反応の前記阻害剤の５０％未満を含む、請求項１０９に記載のサンプル調製デバイス。
【請求項１１１】
前記生物学的分子は、５分またはそれを下回る時間で前記生物学的サンプルから抽出される、請求項１０９または１１０に記載のサンプル調製デバイス。
【請求項１１２】
前記生物学的サンプルは、前記生物学的分子を含む、少なくとも１つの無傷細胞を含む、請求項１０９〜１１１のいずれか１項に記載のサンプル調製デバイス。
【請求項１１３】
前記生物学的サンプルは、クラミジアまたは淋病と関連付けられる分子を含むか、または含む疑いがある、請求項１０９〜１１２のいずれか１項に記載のサンプル調製デバイス。
【請求項１１４】
前記生物学的分子は、核酸である、請求項１０９〜１１２のいずれか１項に記載のサンプル調製デバイス。
【請求項１１５】
前記生物学的分子は、ＤＮＡである、請求項１０９〜１１２のいずれか１項に記載のサンプル調製デバイス。
【請求項１１６】
前記生物学的分子は、ＲＮＡである、請求項１０９〜１１２のいずれか１項に記載のサンプル調製デバイス。
【請求項１１７】
前記生物学的分子は、ポリペプチドである、請求項１０９〜１１２のいずれか１項に記載のサンプル調製デバイス。
【請求項１１８】
前記反応は、増幅反応である、請求項１０９〜１１２のいずれか１項に記載のサンプル調製デバイス。
【請求項１１９】
統合デバイスであって、
（ａ）請求項１０９〜１１８のいずれか１項に記載のサンプル調製デバイスと、
（ｂ）前記サンプル調製デバイスに取り付けられる検出器と、
を備え、前記統合デバイスは、生物学的サンプルがサンプル入力ポートの中へ装填された後の４０分またはそれを下回る時間以内に、少なくとも１つの生物学的分子を検出するように構成される、統合デバイス。
【請求項１２０】
前記統合デバイスは、５ポンド未満の重さである、請求項１１９に記載の統合デバイス。
【請求項１２１】
前記検出器は、定性的結果を生じる、請求項１１９に記載の統合デバイス。
【請求項１２２】
前記検出器は、定量的結果を生じる、請求項１１９に記載の統合デバイス。
【請求項１２３】
試薬分注システムであって、
（ａ）（ｉ）１つまたはそれを上回るチャンバ、第１の表面、および第１の貫通孔を備える、第１の基板であって、前記１つまたはそれを上回るチャンバのうちの少なくとも１つは、マトリクスを備えるプロセスチャンバであり、前記チャンバのうちの少なくとも１つまたはそれを上回るものは、前記第１の貫通孔と流体連通している、第１の基板と、（ｉｉ）前記デバイスの表面に取り付けられる、ねじ山付き支柱とを備える、デバイスと、
（ｂ）前記デバイスのためのキャップであって、前記ねじ山付き支柱との前記キャップの係合および前記キャップの回転後に、前記キャップが前記デバイスの前記表面に近づき、それによって、前記プロセスチャンバ内の圧力を上昇させるように、前記キャップは、前記ねじ山付き支柱に係合するように構成される中空領域を備える、キャップと、
を備える、試薬分注システム。
【請求項１２４】
試薬分注システムであって、
（ａ）（ｉ）１つまたはそれを上回るチャンバ、第１の表面、および第１の貫通孔を備える、第１の基板であって、前記１つまたはそれを上回るチャンバのうちの少なくとも１つは、マトリクスを備えるプロセスチャンバであり、前記チャンバのうちの少なくとも１つまたはそれを上回るものは、前記第１の貫通孔と流体連通している、第１の基板と、（ｉｉ）前記デバイスの表面内のねじ山付き中空領域とを備える、デバイスと、
（ｂ）前記デバイスのためのキャップであって、前記ねじ山付き中空領域とのねじ山付き支柱の係合および前記キャップの回転後に、前記キャップが前記第１の基板の前記第１の表面に近づき、それによって、前記プロセスチャンバ内の圧力を上昇させるように、前記キャップは、前記ねじ山付き中空領域に係合するように構成されるねじ山付き支柱を備える、キャップと、
を備える、試薬分注システム。
【請求項１２５】
前記キャップは、回転させられたときに段階的に前記第１の基板に近づき、それによって、前記プロセスチャンバ内の前記圧力の漸増上昇を引き起こす、請求項１２３または１２４に記載のシステム。
【請求項１２６】
前記試薬システムはさらに、第１の試薬を備える、第１の抵抗ユニットを備える、請求項１２３〜１２５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２７】
前記抵抗ユニットは、前記キャップが係合および回転させられた後に、前記プロセスチャンバの中へ前記第１の試薬を放出するように構成される、請求項１２６に記載のシステム。
【請求項１２８】
前記抵抗ユニットは、前記キャップが係合および回転させられた後に、前記第１の貫通孔を通して前記１つまたはそれを上回るチャンバのうちの少なくとも１つの中へ前記第１の試薬を放出するように構成される、請求項１２６に記載のシステム。
【請求項１２９】
前記抵抗ユニットは、前記キャップ内に位置する、請求項１２６〜１２８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３０】
前記抵抗ユニットは、前記第１の基板の前記表面上に位置する、請求項１２６〜１２８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３１】
前記第１の基板は、１つだけの貫通孔を備える、請求項１２６〜１３０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３２】
前記第１の基板は、第２の貫通孔を備える、請求項１２６〜１３０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３３】
前記第１の試薬は、空気、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、溶出緩衝剤、抗体、プライマー、またはプローブを含む、請求項１２６〜１３２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３４】
前記デバイスはさらに、前記抵抗ユニットを破裂させるように構成される、押動ユニットを備える、請求項１２６〜１３３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３５】
前記１つまたはそれを上回るチャンバのうちの前記少なくとも１つは、前記第１の貫通孔に流体的に接続され、かつ前記プロセスチャンバに流体的に接続されるサンプルチャンバである、請求項１２３〜１３４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３６】
前記１つまたはそれを上回るチャンバのうちの前記少なくとも１つは、通気口によって前記デバイスの外部に流体的に接続される、請求項１２３〜１３５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３７】
前記マトリクスは、生物学的分子を結合することが可能なフィルタを備える、請求項１２３〜１３６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３８】
試薬分注システムであって、
（ａ）（ｉ）少なくとも１つの第１のウェルを備える、第１の表面と、（ｉｉ）１つまたはそれを上回る第１のチャンバとを備える、第１の基板であって、前記１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つは、前記少なくとも１つの第１のウェルに流体的に接続される、第１の基板と、
（ｂ）前記第１のウェル内に嵌合するように構成される第１の抵抗ユニットを備える、第２の基板であって、前記第１の抵抗ユニットは、第１の試薬を備える、第２の基板と、
（ｃ）前記第１の抵抗ユニットを穿刺することが可能な突起を備える、押動ユニットと、
（ｄ）デバイスのための蓋であって、前記蓋は、前記蓋が手動で回転または押動されたときに、前記押動ユニットに前記第１の抵抗ユニットを穿刺させる、蓋と、
を備える、試薬分注システム。
【請求項１３９】
前記蓋は、前記押動を引き起こす、請求項１３８に記載の試薬分注システム。
【請求項１４０】
前記蓋は、前記第１の基板に係合することが可能なねじ山付き領域を備える、請求項１３８に記載の試薬分注システム。
【請求項１４１】
前記第１の基板は、前記蓋の前記ねじ山付き領域に係合することが可能なねじ山付き領域を備える、請求項１３９に記載の試薬分注システム。
【請求項１４２】
前記第１の抵抗ユニットは、前記押動ユニットの前記突起によって穿刺されるように構成される、第１の膜を備える、請求項１３８〜１４１のいずれか１項に記載の試薬分注システム。
【請求項１４３】
前記第１の抵抗ユニットは、前記第１の基板によって穿刺されるように構成される、第２の膜を備える、請求項１４２に記載の試薬分注システム。
【請求項１４４】
前記第１の膜は、箔、積層、またはプラスチックを含む、請求項１４２または１４３のいずれか１項に記載の試薬分注システム。
【請求項１４５】
前記第２の膜は、箔、積層、またはプラスチックを含む、請求項１４３または１４４のいずれか１項に記載の試薬分注システム。
【請求項１４６】
生物学的分子を単離する方法であって、
（ｉ）請求項１〜１３７のいずれか１項に記載のデバイスまたはシステムを提供するステップと、
（ｉｉ）試験サンプルを前記デバイスまたはシステムに導入するステップであって、前記試験サンプルは、１つまたはそれを上回る生物学的分子を含む、ステップと、
（ｉｉｉ）前記試験サンプルを一式の異なる試薬と逐次的に接触させるステップと、
（ｉｖ）前記１つまたはそれを上回る生物学的分子を溶出するステップであって、それによって、溶出サンプルを得るステップと、
を含む、生物学的分子を単離する方法。
【請求項１４７】
前記試験サンプルは、白血球、核酸、体液、血液、血漿、血清、痰、尿、糞便物質、汗、髄液、羊水、間質液、涙液、骨髄、綿棒、組織サンプル、口内洗浄液サンプル、エアロゾル、細胞、タンパク質、および／または酵素を含む、請求項１４６に記載の方法。
【請求項１４８】
１つまたはそれを上回る捕捉領域を用いて、前記試験サンプルから１つまたはそれを上回る被分析物を捕捉するステップをさらに含む、請求項１４６または１４７に記載の方法。
【請求項１４９】
洗浄緩衝剤を使用して、少なくとも１つの第１のチャンバの中へ、または存在する場合、洗浄緩衝剤を使用して、少なくとも１つの第３のチャンバ、第４のチャンバ、第５のチャンバ、プロセスチャンバ、サンプルチャンバ、廃棄物チャンバ、および／または溶出チャンバの中へ、前記１つまたはそれを上回る被分析物を洗浄するステップをさらに含む、請求項１４８に記載の方法。
【請求項１５０】
溶出緩衝剤を使用して、第１のチャンバのうちの少なくとも１つの中へ、または存在する場合、溶出緩衝剤を使用して、少なくとも１つの第３のチャンバ、第４のチャンバ、第５のチャンバ、プロセスチャンバ、サンプルチャンバ、および／または溶出チャンバの中へ、前記１つまたはそれを上回る被分析物を溶出するステップをさらに含む、請求項１４９に記載の方法。
【請求項１５１】
ステップ（ｉｉ）の後に、任意の時間および任意の順序で、前記試験サンプルを別個のアリコートに分割するステップ、前記アリコートのうちの１つまたはそれを上回るものを乾燥させるステップ、前記アリコートのうちの１つまたはそれを上回るものを回収するステップ、および／または分割後、乾燥前、乾燥後、もしくは回収後に、前記１つまたはそれを上回るアリコートの体積を定量化するステップのうちの１つまたはそれを上回るステップをさらに含む、請求項１４６〜１５０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５２】
ステップ（ｉ）の後に、任意の時間および任意の順序で、前記試験サンプルを濾過する、溶解させる、脱水する、再水和する、結合する、洗浄する、溶出する、分析する、インキュベートする、および／または検出するステップのうちの１つまたはそれを上回るステップをさらに含む、請求項１４６〜１５１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５３】
前記方法は、核酸抽出、核酸精製、核酸富化、核酸の濃縮、タンパク質抽出、タンパク質精製、タンパク質富化、タンパク質の濃縮、細胞分離、サンプル富化、核酸増幅、核酸検出、またはタンパク質検出を含む、請求項１４６〜１５２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５４】
前記溶出サンプルは、前記試験サンプルの体積より大きくない体積を有する、請求項１４６〜１５１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５５】
前記溶出サンプル内の前記生物学的分子の濃度は、前記試験サンプル中の前記生物学的分子の濃度より少なくとも２倍高い、請求項１４６〜１５４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５６】
前記デバイスへの前記サンプルの前記導入と前記デバイスからの前記生物学的分子の前記溶出との間の時間は、１０分未満である、請求項１４５〜１５５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５７】
前記試験サンプルは、反応の阻害剤を含む、請求項１４５〜１５６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５８】
前記反応は、増幅反応である、請求項１５７に記載の方法。
【請求項１５９】
前記反応は、ポリメラーゼ連鎖反応である、請求項１５７に記載の方法。
【請求項１６０】
前記溶出サンプルは、前記試験サンプル内の前記生物学的分子の４０％超を含む、請求項１５７に記載の方法。
【請求項１６１】
前記１つまたはそれを上回る生物学的分子は、１０１０個の生物学的分子につき１個未満の標的生物学的分子という比で存在する、標的生物学的分子を含み、前記溶出サンプルは、前記標的生物学的分子の４０％超を含む、請求項１４６〜１６０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１６２】
（ｉ）請求項１〜１４５のいずれか１項に記載のデバイスまたはシステムと、
（ｉｉ）前記デバイスとともに使用するためのサンプルを収集するためのコレクタと
を備える、キット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（相互参照）
本出願は、２０１３年９月１８日に出願された米国仮出願第６１／８７９，４８７号、２０１３年１２月１７日に出願された米国仮出願第６１／９１７，３００号、２０１４年２月５日に出願された米国仮出願第６１／９３６，２７５号、および２０１４年８月１１日に出願された米国仮出願第６２／０３５，８５７号の利益を主張しており、これら出願は、本明細書中に参考として援用される。
連邦支援研究に関する声明
【０００２】
本発明は、国防総省国防高等研究事業局による契約番号ＨＲ００１１−１１−２−０００６の下で米国政府の支援を受けて行われた。政府は、本発明においてある権利を有する。
【背景技術】
【０００３】
核酸分析を含む、現代の生物学的技法は、サンプルの分析のための強力なツールを提供する。対象および環境源からのサンプルは、種々の成分および微生物の存在について分析することができる。患者は、感染性疾患および遺伝性疾患を含む、疾患について診断されることができる。
【０００４】
しかしながら、多くの分析技法は、集中研究室施設、訓練を受けた技術者、サンプル調製、冷凍、および他のリソースを必要とする。そのような要件は、診療地点設定、限定リソース設定、および必要なリソースへのアクセスが困難であるか、またはアクセスがない、他の環境において、これらの技法の有用性を制限し得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
いくつかの側面では、本開示は、（ａ）第１の表面を有する第１の基板であって、第１の基板は、第１の基板内に位置している１つまたはそれを上回る第１のチャンバを備える、第１の基板と、（ｂ）第１の基板の表面に隣接して配置され、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つに流体的に接続される、第１の抵抗ユニットであって、第１の抵抗ユニットは、第１の試薬を備える、第１の抵抗ユニットと、（ｃ）第１の基板の第１の表面と平行または略平行な面内で円形経路に沿って移動するように構成される、第１の押動ユニットであって、第１の基板の第１の表面と平行または略平行な面内の円形経路に沿った第１の押動ユニットの第１の相対運動は、第１の試薬を、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つに進入させる、第１の押動ユニットとを備える、試薬分注デバイスを提供する。
【０００６】
いくつかの側面では、本開示は、（ａ）第１の表面を有し、第１の基板内に位置している１つまたはそれを上回る第１のチャンバを備える、第１の基板であって、１つまたはそれを上回る第１のチャンバは、第１のプロセスチャンバを備える、第１の基板と、（ｂ）第１の基板の表面に隣接して配置される、第１の抵抗ユニットであって、第１の抵抗ユニットは、第１の試薬を備え、第１の抵抗ユニットは、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つと流体連通している、第１の抵抗ユニットと、（ｃ）第１の押動ユニットであって、第１の押動ユニットは、第１の抵抗ユニットとの直接または間接接触を提供するように構成され、第１の基板の第１の表面と垂直な軸の周囲での回転における第１の押動ユニットの第１の相対運動は、第１の抵抗ユニット内の第１の試薬を第１のプロセスチャンバに進入させる、第１の押動ユニットとを備える、試薬分注デバイスを提供する。
【０００７】
いくつかの側面では、本開示は、（ａ）表面を有し、第１の基板内に位置している１つまたはそれを上回る第１のチャンバを備える、第１の基板と、（ｂ）第１の基板の表面に隣接して配置される、第１の抵抗ユニットであって、第１の抵抗ユニットは、第１の試薬を備え、第１の抵抗ユニットは、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つと流体連通している、第１の抵抗ユニットと、（ｃ）少なくとも１つの突出を備える、第１の押動ユニットであって、第１の押動ユニットは、第１の抵抗ユニットとの直接または間接接触を提供するように構成され、第１の基板の表面と平行または略平行な方向への第１の押動ユニットの第１の相対運動は、少なくとも１つの突出を第１の抵抗ユニットに接触させ、それによって、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つの中へ第１の抵抗ユニット内の第１の試薬を放出する、第１の押動ユニットと、を備える、試薬分注デバイスを提供する。
【０００８】
いくつかの側面では、本開示は、（ａ）表面を有し、第１の基板内に位置している１つまたはそれを上回る第１のチャンバを備える、第１の基板であって、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つは、第１のプロセスチャンバである、第１の基板と、（ｂ）第１の基板の表面に隣接して配置される、第１の抵抗ユニットであって、第１の抵抗ユニットは、第１の試薬を備える、第１の抵抗ユニットと、（ｃ）第１の押動ユニットであって、第１の押動ユニットの第１の相対運動は、第１の抵抗ユニット内の第１の試薬を第１のプロセスチャンバに進入させ、本デバイスは、電気的に給電されない、第１の押動ユニットとを備える、試薬分注デバイスを提供する。
【０００９】
いくつかの側面では、本開示は、（ａ）表面を有し、第１の基板内に位置している１つまたはそれを上回る第１のチャンバを備える、第１の基板であって、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つは、第１のプロセスチャンバである、第１の基板と、（ｂ）第１の試薬を備える第１の抵抗ユニットおよび第２の試薬を備える第２の抵抗ユニットであって、第１および第２の抵抗ユニットは、第１の基板の表面に隣接して配置され、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つに流体的に接続される、第１および第２の抵抗ユニットと、（ｃ）第１の押動ユニットであって、第１の基板の表面に対する方向への第１の押動ユニットの第１の相対運動は、第１の抵抗ユニット内の第１の試薬を第１のプロセスチャンバに進入させ、第１の抵抗ユニットの高さまたは長さは、第２の抵抗ユニットからの第２の試薬の放出に対して、第１の抵抗ユニットからの第１の試薬の放出の相対的タイミングまたはシーケンスを制御するように設計される、第１の押動ユニットとを備える、試薬分注デバイスを提供する。
【００１０】
いくつかの側面では、本開示は、（ａ）第１の表面を有し、第１の基板内に位置している１つまたはそれを上回る第１のチャンバを備える、第１の基板と、（ｂ）第１の試薬を備える第１の抵抗ユニットおよび第２の試薬を備える第２の抵抗ユニットであって、第１および第２の抵抗ユニットは、第１の基板の第１の表面に隣接して配置され、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つに流体的に接続される、第１および第２の抵抗ユニットと、（ｃ）第１および第２の抵抗ユニットの間に位置する、第３の抵抗ユニットであって、第３の抵抗ユニットは、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つの中への第２の試薬に対する第１の試薬の放出の相対的タイミングを制御するように構成される、第３の抵抗ユニットとを備える、試薬分注デバイスを提供する。
【００１１】
いくつかの側面では、本開示は、（ａ）第１の表面を有し、第１の基板内に位置している１つまたはそれを上回る第１のチャンバを備える、第１の基板と、（ｂ）第１の試薬を備える第１の抵抗ユニットおよび第２の試薬を備える第２の抵抗ユニットであって、第１および第２の抵抗ユニットは、第１の基板の第１の表面に隣接して配置され、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つに流体的に接続される、第１および第２の抵抗ユニットと、（ｃ）第１の押動ユニットであって、第１の基板の表面に対する方向への第１の押動ユニットの第１の相対運動は、第１の試薬を１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つに進入させ、第１の相対運動は、軸方向回転を含まない、第１の押動ユニットとを備える、試薬分注デバイスを提供する。
【００１２】
いくつかの側面では、本開示は、（ｉ）第１の表面を有する第１の基板内に１つまたはそれを上回る第１のチャンバを備える、デバイスであって、少なくとも１つの第１のチャンバは、プロセスチャンバである、デバイスと、（ｉｉ）第１の表面に沿って第１の基板の上方に配置される、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットであって、少なくとも１つの抵抗ユニットは、試薬を備え、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットは、１つまたはそれを上回る流体を備えるように構成される、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットと、（ｉｉｉ）少なくとも１つの抵抗ユニットとの直接または間接接触を提供するように構成される、第１の押動ユニットであって、第１の基板の第１の表面と平行な方向への第１の押動ユニットの第１の相対運動は、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットのうちの１つの中の流体をプロセスチャンバに進入させる、第１の押動ユニットとを備える、流体分注システムを提供する。
【００１３】
いくつかの側面では、本開示は、（ｉ）第１の表面を有する第１の基板内に１つまたはそれを上回る第１のチャンバを備える、デバイスと、（ｉｉ）第１の表面に沿って第１の基板の上方に配置される、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットであって、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットは、１つまたはそれを上回る流体を添加する際の相対的タイミングを制御するように、および／または１つまたはそれを上回る流体の順次添加を制御するように構成される、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットと、（ｉｉｉ）少なくとも１つの抵抗ユニットとの直接または間接接触を提供するように構成される、第１の押動ユニットであって、第１の押動ユニットの第１の相対運動は、１つまたはそれを上回る抵抗ユニット内の流体を少なくとも１つの第１のチャンバに進入させる、第１の押動ユニットとを備える、流体分注システムを提供する。
【００１４】
いくつかの側面では、本開示は、（ａ）第１の表面を有する第１の基板であって、第１の基板は、第１の基板内に位置している１つまたはそれを上回る第１のチャンバを備える、第１の基板と、（ｂ）第１の基板の表面に隣接して配置され、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つに流体的に接続される、第１の抵抗ユニットであって、第１の抵抗ユニットは、第１の試薬を備える、第１の抵抗ユニットと、（ｃ）第１の押動ユニットとを備える、試薬分注デバイスを提供するステップと、第１の基板の第１の表面と平行または略平行な面内で円形経路に沿って、第１の押動ユニットを移動させるステップであって、第１の基板の第１の表面と平行または略平行な面内の円形経路に沿った第１の押動ユニットの第１の相対運動は、第１の試薬を、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つに進入させる、ステップとを含む、試薬分注デバイスを使用する方法を提供する。
【００１５】
いくつかの側面では、本開示は、（ａ）第１の表面を有し、第１の基板内に位置している１つまたはそれを上回る第１のチャンバを備える、第１の基板であって、１つまたはそれを上回る第１のチャンバは、第１のプロセスチャンバを備える、第１の基板と、（ｂ）第１の基板の表面に隣接して配置される、第１の抵抗ユニットであって、第１の抵抗ユニットは、第１の試薬を備え、第１の抵抗ユニットは、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つと流体連通している、第１の抵抗ユニットと、（ｃ）第１の押動ユニットとを備える、試薬分注デバイスを提供するステップと、第１の抵抗ユニットと直接または間接接触するように第１の押動ユニットを移動させるステップであって、第１の基板の第１の表面と垂直な軸の周囲での回転における第１の押動ユニットの第１の相対運動は、第１の抵抗ユニット内の第１の試薬を第１のプロセスチャンバに進入させる、ステップとを含む、試薬分注デバイスを使用する方法を提供する。
【００１６】
いくつかの側面では、本開示は、（ａ）表面を有し、第１の基板内に位置している１つまたはそれを上回る第１のチャンバを備える、第１の基板と、（ｂ）第１の基板の表面に隣接して配置される、第１の抵抗ユニットであって、第１の抵抗ユニットは、第１の試薬を備え、第１の抵抗ユニットは、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つと流体連通している、第１の抵抗ユニットと、（ｃ）少なくとも１つの突出を備える、第１の押動ユニットとを備える、試薬分注デバイスを提供するステップと、第１の抵抗ユニットとの直接または間接接触を提供するように第１の押動ユニットを移動させるステップであって、第１の基板の表面と平行または略平行な方向への第１の押動ユニットの第１の相対運動は、少なくとも１つの突出を第１の抵抗ユニットに接触させ、それによって、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つの中へ第１の抵抗ユニット内の第１の試薬を放出する、ステップとを含む、試薬分注デバイスを使用する方法を提供する。
【００１７】
いくつかの側面では、本開示は、（ａ）表面を有し、第１の基板内に位置している１つまたはそれを上回る第１のチャンバを備える、第１の基板と、（ｂ）第１の試薬を備える第１の抵抗ユニット、および第２の試薬を備える第２の抵抗ユニットであって、第１および第２の抵抗ユニットは、第１の基板の表面に隣接して配置され、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つに流体的に接続される、第１および第２の抵抗ユニットと、（ｃ）第１および第２の抵抗ユニットの間に位置する、第３の抵抗ユニットとを備える、試薬分注デバイスを提供するステップと、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つの中への第２の試薬に対する第１の試薬の放出の相対的タイミングを制御するために、第３の抵抗ユニットを使用するステップとを含む、試薬分注デバイスを使用する方法を提供する。
【００１８】
いくつかの側面では、本開示は、（ｉ）第１の表面を有する第１の基板内に１つまたはそれを上回る第１のチャンバを備える、デバイスであって、少なくとも１つの第１のチャンバは、プロセスチャンバである、デバイスと、（ｉｉ）第１の表面に沿って第１の基板の上方に配置される、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットであって、少なくとも１つの抵抗ユニットは、試薬を備え、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットは、１つまたはそれを上回る流体を備える、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットと、（ｉｉｉ）第１の押動ユニットとを備える、試薬分注デバイスを提供するステップと、少なくとも１つの抵抗ユニットとの直接または間接接触を提供するように第１の押動ユニットを移動させるステップであって、第１の基板の第１の表面と平行な方向への第１の押動ユニットの第１の相対運動は、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットのうちの１つの中の流体をプロセスチャンバに進入させる、ステップとを含む、試薬分注デバイスを使用する方法を提供する。
【００１９】
いくつかの側面では、本開示は、（ｉ）第１の表面を有する第１の基板内に１つまたはそれを上回る第１のチャンバを備える、デバイスと、（ｉｉ）第１の表面に沿って第１の基板の上方に配置される、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットと、（ｉｉｉ）第１の押動ユニットとを備える、試薬分注デバイスを提供するステップと、少なくとも１つの抵抗ユニットとの直接または間接接触を提供するように第１の押動ユニットを移動させるステップであって、第１の押動ユニットの第１の相対運動は、１つまたはそれを上回る抵抗ユニット内の流体を少なくとも１つの第１のチャンバに進入させる、ステップと、１つまたはそれを上回る流体を添加する際の相対的タイミングを制御するために、および／または１つまたはそれを上回る流体の順次添加を制御するために、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットを使用するステップとを含む、試薬分注デバイスを使用する方法を提供する。
【００２０】
本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、試薬分注デバイスはさらに、（ｄ）第１の押動ユニットであって、第１の基板の第１の表面に対する方向への第１の押動ユニットの第１の相対運動は、第１の試薬を１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つに進入させる、第１の押動ユニットを備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本デバイスはさらに、第２の試薬を備える、第２の抵抗ユニットを備え、第２の抵抗ユニットに対する第１の抵抗ユニットの体積、形状、または長さは、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つの中への第２の試薬に対する第１の試薬の放出の相対的タイミングを制御するように構成される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本デバイスはさらに、第２の試薬を備える、第２の抵抗ユニットを備え、第１の抵抗ユニットと第２の抵抗ユニットとの間の距離は、１つまたはそれを上回る第１のチャンバの中への第２の試薬に対する第１の試薬の放出の相対的タイミングを制御するように構成される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、相対的タイミングは、第１の相対運動に対する抵抗を提供し、それによって、第１の相対運動の速度を修正するように構成される、少なくとも１つの抵抗ユニットによって提供される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、相対的タイミングは、第１の相対運動に対する抵抗を提供するように構成される、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットおよび１つまたはそれを上回る第１のチャンバの組み合わせによって提供される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本デバイスはさらに、第２の試薬を備える、第２の抵抗ユニットを備え、第１の試薬の粘度は、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つの中への第２の試薬に対する第１の試薬の放出の相対的タイミングを制御するように構成される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、１つまたはそれを上回る第１のチャンバはさらに、遅延チャンバを備え、遅延チャンバは、第１のプロセスチャンバと流体連通していない。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第３の抵抗ユニットは、犠牲試薬を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第３の抵抗ユニットは、動作温度において固体である固形物を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本デバイスはさらに、固形物を融解させるように構成される、加熱ユニットを備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第３の抵抗ユニットは、遅延チャンバと流体連通している。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第３の抵抗ユニットは、遅延チャンバと流体連通しており、第１の相対運動は、第３の抵抗ユニット内の犠牲試薬を遅延チャンバに進入させる。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第３の抵抗ユニットは、具体的遅延時間を生成するように構成される、長さ、形状、または体積を有する。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、犠牲試薬は、水溶液、潤滑剤、油、不水混和性液体、ゲル、気体、フッ化炭素油、界面活性剤、気体、空気、またはそれらの任意の組み合わせを含む。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の試薬は、空気である。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の試薬は、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、溶出緩衝剤、液体、粉末、ゲル、マイクロビーズ、プローブ、プライマー、核酸、ＤＮＡ、ＲＮＡ、ポリペプチド、抗体、またはそれらの任意の組み合わせを含む。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、試薬分注デバイスはさらに、押動ユニットと第１の抵抗ユニットとの間に位置している障壁ユニットを備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、押動ユニットは、ばね荷重または電動式であり、すなわち、第１の基板と平行または略平行な第１の押動ユニットの第１の相対運動は、第１の抵抗ユニット内の第１の試薬を第１のチャンバのうちの少なくとも１つに進入させる。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の抵抗ユニットはさらに、第４の試薬を備える第４の抵抗ユニットに流体的に接続され、第１の相対運動は、第１の試薬を第４の抵抗ユニットに進入させ、それによって、第１および第４の試薬を組み合わせ、組み合わせを１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つに進入させる。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の試薬は、第１の流体であり、第４の試薬は、乾燥試薬である。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の抵抗ユニットは、第５の試薬を備える第５の抵抗ユニットを封入し、第１の試薬は、第１の抵抗ユニット内および第５の抵抗ユニットの外側に配置される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第５の抵抗ユニットは、第６の試薬を備える第６の抵抗ユニットを封入し、第５の試薬は、第５の抵抗ユニット内および第６の抵抗ユニットの外側に配置される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の相対運動は、第１の基板内の圧力の変化を直接引き起こす。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の相対運動は、圧力の変化、力の変化、または温度の変化から生じる。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、押動ユニットは、存在する場合、チャンバ内に位置している。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、チャンバはさらに、発熱反応を生成することが可能な化学物質を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つは、流体を備え、第１の抵抗ユニットは、概して、第１のチャンバ内の流体と異なる相を形成する、不混和性流体を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の押動ユニットは、一定の力または非一定の力を提供する。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の押動ユニットおよび第１の抵抗ユニットは、第１の相対運動の減速、加速、維持、または停止をもたらす、第１の相対運動のためのフィードバックを提供するように構成される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の抵抗ユニットは、第１のチャンバ、チャンバ、チャネル、捕捉剤、捕捉領域、フィルタ、マトリクス、膜、チャネル、ブリスタ、および変形可能基板から成る群から選択される、１つまたはそれを上回る構造を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の抵抗ユニットは、変形可能基板またはブリスタを備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、１つまたはそれを上回るチャンバのうちの少なくとも１つは、チャネル、コンパートメント、サンプルチャンバ、溶出チャンバ、洗浄チャンバ、プロセスチャンバ、または加熱チャンバである。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の抵抗ユニットは、第１の表面内の開口を境界する第１の壁を備え、開口は、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの１つまたはそれを上回るものと流体連通している。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の相対運動は、第１の壁を破裂させ、それによって、第１の抵抗ユニット内の第１の試薬を１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つに進入させる。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、試薬分注デバイスはさらに、１つまたはそれを上回る流体を添加する際に相対的タイミングを制御するように構成される、１つまたはそれを上回る障壁ユニットを備え、１つまたはそれを上回る障壁ユニットは、第１の押動ユニットと第１の抵抗ユニットとの間で、第１の基板の第１の表面に隣接して配置される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の抵抗ユニットは、第２の基板の中に配置され、第２の基板は、第１の基板の第１の表面に隣接して配置される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第２の基板は、少なくとも２つの抵抗ユニットを備える。
本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第２の基板は、成形基板を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第２の基板は、サンプル入口開口を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第２の基板は、溶解緩衝剤を備える、抵抗ユニットを備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第２の基板は、溶解分注ノズルを備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、押動ユニットは、円形経路に沿って移動するように構成される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、押動ユニットは、螺旋経路に沿って移動するように構成される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本デバイスはさらに、押動ユニットに係合するように構成される第４の基板を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第４の基板は、押動ユニットに係合するように構成されるキー溝を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第４の基板は、押動ユニットに係合するように構成されるねじ山付き領域を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、押動ユニットは、第４の基板のねじ山付き領域に係合するように構成されるねじ山付き領域を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第４の基板は、軸の周囲で回転するように構成される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、押動ユニットは、第４の基板に係合するように構成される突出を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、押動ユニットは、第４の基板によって係合されたときに回転するように構成される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、押動ユニットは、第１の基板に係合するように構成される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、押動ユニットは、雄ねじを備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、押動ユニットは、雌ねじを備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の基板は、押動ユニットの雄ねじに係合するように構成されるねじ山を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、押動ユニットは、雌ねじと、雄ねじとを備え、雌ねじのねじ山ピッチは、雄ねじのねじ山ピッチと異なる。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、１つまたはそれを上回る第１のチャンバは、サンプルを含有するように構成されるサンプルチャンバと、溶出後にサンプルを含有するように構成される溶出チャンバとを備え、サンプルチャンバおよび溶出チャンバは、第１の基板内に配置され、第１の抵抗ユニットに流体的に接続される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本デバイスはさらに、第１の基板内に配置される１つまたはそれを上回る捕捉領域を備え、１つまたはそれを上回る捕捉領域は、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つと、または存在する場合、プロセスチャンバ、サンプルチャンバ、もしくは溶出チャンバと流体連通している。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つは、設定された量の試薬を保持するように設計される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、設定された量の試薬を保持するように設計される、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つは、溢流チャンバに流体的に接続され、溢流チャンバは、第１のチャンバのうちの１つまたはそれを上回るチャンバのうちの少なくとも１つから溢流する、試薬を捕捉するように構成される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本デバイスはさらに、第３の表面を有する、第３の基板を備え、第３の基板は、１つまたはそれを上回る第３のチャンバを備え、第１の基板に隣接して配置され、少なくとも１つの第１のチャンバおよび少なくとも１つの第３のチャンバは、第２の相対運動によって接続されるように構成される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の相対運動は、第２の相対運動を引き起こす。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本デバイスはさらに、第１の基板内に、第３の基板内に、または第１および第３の基板の間に配置される、１つまたはそれを上回る捕捉領域を備え、１つまたはそれを上回る捕捉領域、少なくとも１つの第１のチャンバ、および少なくとも１つの第３のチャンバは、第３の相対運動によって接続されることが可能である。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１または第２の相対運動は、第３の相対運動を引き起こす。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、１つまたはそれを上回る捕捉領域は、１つまたはそれを上回る捕捉剤を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、１つまたはそれを上回る捕捉剤は、カラム、フィルタ、マトリクス、ポリマー、電荷切替材料、膜、抗体、核酸プローブ、またはそれらの組み合わせである。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本デバイスは、２つの第１のチャンバを備え、１つまたはそれを上回る捕捉領域は、２つの第１のチャンバを接続するように構成される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、１つまたはそれを上回る捕捉領域は、第１のチャンバのうちの２つまたはそれを上回るものに接続するように構成される。
【００２１】
本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、少なくとも２つの第１のチャンバおよび膜または少なくとも１つのブリッジは、第４の相対運動によって接続されることが可能である。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本デバイスは、第１の基板に隣接して配置される中間基板を備え、中間基板は、膜もしくは１つまたはそれを上回るブリッジを備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、少なくとも１つの第１のチャンバおよび膜または少なくとも１つのブリッジは、第４の相対運動によって接続されることが可能である。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本デバイスはさらに、１つまたはそれを上回る第４のチャンバを備える、第４の基板を備え、中間基板は、第１および第４の基板の間にあり、少なくとも１つの第１のチャンバ、少なくとも１つの第４のチャンバ、および膜または少なくとも１つのブリッジは、第５の相対運動によって接続されることが可能である。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本デバイスはさらに、１つまたはそれを上回る第５のチャンバを備える、第５の基板を備え、第５の基板は、第４の基板の下にあり、少なくとも１つの第１のチャンバ、少なくとも１つの第３のチャンバ、少なくとも１つの第４のチャンバ、少なくとも１つの第５のチャンバ、および膜または少なくとも１つのブリッジは、第６の相対運動によって接続されることが可能である。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、中間基板は、連続膜を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本デバイスはさらに、第１の基板と中間基板との間に、および／または第４の基板が存在する場合、中間基板と第４の基板との間に、変形可能基板を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の基板、または存在する場合、中間、第２、第３、第４、または第５の基板、もしくはその一部は、特異的に湿潤させられる。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の基板、または存在する場合、中間、第２、第３、第４、および／または第５の基板は、縦方向に平行移動する。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の基板、および／または存在する場合、中間、第２、第３、第４、または第５の基板は、軸方向に回転する。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本デバイスはさらに、容積Ｖ１を有する空洞を封入し、デバイス内の貫通孔を囲繞する、蓋を備え、貫通孔は、少なくとも１つの第１のチャンバに接続し、蓋の閉鎖は、空洞を封入し、容積Ｖ１と容積Ｖ０を有する開放システムとの間の圧力差に相応する圧力を及ぼす。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本デバイスはさらに、少なくとも１つの第１のチャンバに接続する貫通孔を有するデバイスを囲繞する、筐体システムを備え、筐体システムは、サンプルを挿入するために貫通孔に接続する、アクセスポートと、筐体システムを封入するためのキャップとを備え、キャップを閉鎖することにより、サンプルを貫通孔に導入させるか、または第１の基板を相対的に移動させる。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本デバイスは、マイクロ流体デバイスである。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本デバイスはさらに、１つまたはそれを上回る第１のチャンバに流体的に接続される、１つまたはそれを上回る通気口を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本デバイスはさらに、少なくとも１つの抵抗ユニットとの直接または間接接続を提供するように構成される、第２の押動ユニットを備え、第１の基板の第１の表面と平行または略平行な方向への第２の押動ユニットの相対運動は、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットのうちの１つの中の流体を第１のチャンバに進入させる。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の押動ユニット、または存在する場合、第２の押動ユニットは、第１の表面に沿って摺動可能に係合するように、または第１の表面に沿って第１の基板の上方に配置された抵抗ユニットを伴って構成される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１または第２の押動ユニットの表面は、押動ユニットの長軸に沿って非平面または非一様である。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本デバイスはさらに、第１のチャンバのうちの少なくとも１つ、または抵抗ユニットのうちの少なくとも１つと熱的に接触して配置される、１つまたはそれを上回る加熱または冷却要素を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、試薬分注デバイスは、１つまたはそれを上回る加熱要素を備え、１つまたはそれを上回る加熱要素のうちの少なくとも１つは、発熱化学試薬を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、１つまたはそれを上回る加熱または冷却要素のうちの少なくとも１つは、酸素源と流体連通しているチャンバ内に位置している。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、伝導性材料は、相変化材料、金属、金属粉末、電解質、ポリマー、またはそれらの組み合わせである。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の相対運動は、伝導性材料を分注し、それによって、伝導性材料と伝導性構造との間に電気接触をもたらす。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、電気接触は、電気回路内の電流または電圧を増加または減少させる。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の基板はさらに、第１の試薬の流量を制御するように構成される、少なくとも１つの弁を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、押動ユニットは、存在する場合、第１の基板に取り付けられる。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、押動ユニットは、存在する場合、第１の基板から着脱可能である。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の基板は、少なくとも１つの第１のくぼみを備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、押動ユニットは、存在する場合、少なくとも１つの第１のくぼみ内に嵌合するように構成される隆起を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の基板は、少なくとも１つの第１のくぼみを含有するように構成される、少なくとも１つの第１の隆起を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の押動ユニットは、存在する場合、第１の基板の長さに沿って摺動するように構成される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の基板は、第１の基板内の第１の試薬の流量を制御するように構成される、少なくとも１つの弁を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の押動ユニットは、第１の基板内の第１の試薬の流量を制御するために、弁に直接的または間接的に接触するように構成される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、試薬分注デバイスはさらに、サンプル入口ポートまたはサンプル入力ウェルを備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、試薬分注デバイスはさらに、存在する場合、第１の押動ユニットの移動を制御するコントローラを備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本開示は、（ａ）本明細書に提供される側面または実施形態の試薬分注デバイスであって、サンプル入力ポートは、１つまたはそれを上回るチャンバのうちの少なくとも１つに流体的に接続される、試薬分注デバイスと、（ｂ）試薬分注デバイスに取り付けられる検出器とを備える、統合デバイスを提供し、統合デバイスは、生物学的サンプルがサンプル入力ポートの中へ装填された後、４０分またはそれを下回る時間以内に、少なくとも１つの生体分子を検出するように構成される。
【００２２】
いくつかの側面では、本開示は、（ａ）サンプル入力ポートを備え、かつ第１の基板内に位置している１つまたはそれを上回るチャンバを備える、第１の基板であって、１つまたはそれを上回るチャンバは、サンプル入力ポートと流体的に接続される、反応チャンバを備える、第１の基板と、（ｂ）第１の基板の表面に隣接する、少なくとも１つの抵抗ユニットであって、少なくとも１つの抵抗ユニットは、（ｉ）試薬を備え、（ｉｉ）１つまたはそれを上回るチャンバのうちの少なくとも１つと流体的に接続している、少なくとも１つの抵抗ユニットとを備える、サンプル調製デバイスを提供し、サンプル調製デバイスは、生物学的サンプルがサンプル入力ポートの中へ装填された後、１０分以内に、反応の阻害物質を含む生物学的サンプルから一式の生体分子を抽出するように構成され、抽出された一式の生体分子は、反応の阻害物質の７５％未満を含む。
【００２３】
本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、抽出された一式の生体分子は、反応の阻害物質の５０％未満を含む。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、生体分子は、５分またはそれを下回る時間で生物学的サンプルから抽出される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、生物学的サンプルは、生体分子を含む、少なくとも１つの無傷細胞を含む。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、生物学的サンプルは、クラミジアまたは淋病と関連付けられる分子を含むか、または含む疑いがある。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、生体分子は、核酸である。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、生体分子は、ＤＮＡである。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、生体分子は、ＲＮＡである。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、生体分子は、ポリペプチドである。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、反応は、増幅反応である。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、統合デバイスは、（ａ）本明細書に提供される側面または実施形態のサンプル調製デバイスと、（ｂ）サンプル調製デバイスに取り付けられる検出器とを備え、統合デバイスは、生物学的サンプルがサンプル入力ポートの中へ装填された後、４０分またはそれを下回る時間以内に、少なくとも１つの生体分子を検出するように構成される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、統合デバイスは、５ポンド未満の重さがある。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、検出器は、定性的結果を生じる。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、検出器は、定量的結果を生じる。
【００２４】
いくつかの側面では、本開示は、（ａ）（ｉ）１つまたはそれを上回るチャンバ、第１の表面、および第１の貫通孔を備える、第１の基板であって、１つまたはそれを上回るチャンバのうちの少なくとも１つは、マトリクスを備えるプロセスチャンバであり、チャンバのうちの少なくとも１つまたはそれを上回るものは、第１の貫通孔と流体連通している、第１の基板と、（ｉｉ）デバイスの表面に取り付けられる、ねじ山付き支柱とを備える、デバイスと、（ｂ）デバイスのためのキャップであって、ねじ山付き支柱とのキャップの係合およびキャップの回転後に、キャップがデバイスの表面に近づき、それによって、プロセスチャンバ内の圧力を上昇させるように、キャップは、ねじ山付き支柱に係合するように構成される中空領域を備える、キャップとを備える、試薬分注システムを提供する。
【００２５】
いくつかの側面では、本開示は、（ａ）（ｉ）１つまたはそれを上回るチャンバ、第１の表面、および第１の貫通孔を備える、第１の基板であって、１つまたはそれを上回るチャンバのうちの少なくとも１つは、マトリクスを備えるプロセスチャンバであり、チャンバのうちの少なくとも１つまたはそれを上回るものは、第１の貫通孔と流体連通している、第１の基板と、（ｉｉ）デバイスの表面内のねじ山付き中空領域とを備える、デバイスと、（ｂ）デバイスのためのキャップであって、ねじ山付き中空領域とのねじ山付き支柱の係合およびキャップの回転後に、キャップが第１の基板の第１の表面に近づき、それによって、プロセスチャンバ内の圧力を上昇させるように、キャップは、ねじ山付き中空領域に係合するように構成されるねじ山付き支柱を備える、キャップとを備える、試薬分注システムを提供する。
【００２６】
本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、キャップは、回転させられたときに段階的に第１の基板に近づき、それによって、プロセスチャンバ内の圧力の漸増上昇を引き起こす。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、試薬システムはさらに、第１の試薬を備える、第１の抵抗ユニットを備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、抵抗ユニットは、キャップが係合および回転させられた後に、プロセスチャンバの中へ第１の試薬を放出するように構成される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、抵抗ユニットは、キャップが係合および回転させられた後に、第１の貫通孔を通して１つまたはそれを上回るチャンバのうちの少なくとも１つの中へ第１の試薬を放出するように構成される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、抵抗ユニットは、キャップ内に位置する。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、抵抗ユニットは、第１の基板の表面上に位置する。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の基板は、１つだけの貫通孔を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の基板は、第２の貫通孔を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の試薬は、空気、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、溶出緩衝剤、抗体、プライマー、またはプローブを含む。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本デバイスはさらに、抵抗ユニットを破裂させるように構成される、押動ユニットを備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、１つまたはそれを上回るチャンバのうちの少なくとも１つは、第１の貫通孔に流体的に接続され、かつプロセスチャンバに流体的に接続されるサンプルチャンバである。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、１つまたはそれを上回るチャンバのうちの少なくとも１つは、通気口によってデバイスの外部に流体的に接続される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、マトリクスは、生体分子を結合することが可能なフィルタを備える。
【００２７】
いくつかの側面では、本開示は、（ａ）（ｉ）少なくとも１つの第１のウェルを備える、第１の表面と、（ｉｉ）１つまたはそれを上回る第１のチャンバとを備える、第１の基板であって、１つまたはそれを上回る第１のチャンバのうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの第１のウェルに流体的に接続される、第１の基板と、（ｂ）第１のウェル内に嵌合するように構成される第１の抵抗ユニットを備える、第２の基板であって、第１の抵抗ユニットは、第１の試薬を備える、第２の基板と、（ｃ）第１の抵抗ユニットを穿刺することが可能な突起を備える、押動ユニットと、（ｄ）デバイスのための蓋であって、蓋は、蓋が手動で回転または押動されたときに、押動ユニットに第１の抵抗ユニットを穿刺させる、蓋とを備える、試薬分注システムを提供する。
【００２８】
本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、蓋は、押動を引き起こす。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、蓋は、第１の基板に係合することが可能なねじ山付き領域を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の基板は、蓋のねじ山付き領域に係合することが可能なねじ山付き領域を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の抵抗ユニットは、押動ユニットの突起によって穿刺されるように構成される、第１の膜を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の抵抗ユニットは、第１の基板によって穿刺されるように構成される、第２の膜を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の膜は、箔、積層、またはプラスチックを含む。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第２の膜は、箔、積層、またはプラスチックを含む。
【００２９】
上記の側面のうちのいずれかのいくつかの実施形態では、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットは、１つまたはそれを上回る流体を添加する際の相対的タイミングを制御するように、および／または１つまたはそれを上回る流体の順次添加を制御するように構成される。いくつかの実施形態では、押動ユニットの第１の相対運動は、第１の基板の第１の表面と平行な方向への平行移動および／または回転を含み、第１のチャンバは、第１の表面に沿っている。上記の側面のうちのいずれかのいくつかの実施形態では、相対的タイミングは、第１の相対運動に対する抵抗を提供するように構成される、少なくとも１つの抵抗ユニットによって提供される。上記の側面のうちのいずれかのいくつかの実施形態では、相対的タイミングは、第１の相対運動に対する抵抗を提供するように構成される、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットおよび１つまたはそれを上回る第１のチャンバの組み合わせによって提供される。抵抗が第１の相対運動に提供される、いくつかの実施形態では、抵抗は、第１の相対運動の速度を修正する抵抗ユニットによって引き起こされる。上記の側面のうちのいずれかのいくつかの実施形態では、第１の相対運動の速度は、一定である、減速している、または加速している。上記の側面のうちのいずれかのいくつかの実施形態では、相対的タイミングは、流体を備える少なくとも１つの抵抗ユニットによって提供され、少なくとも１つの抵抗ユニットは、デバイス内の第２のチャンバと流体連通しており、第１の相対運動は、少なくとも１つの抵抗ユニット内の流体を第２のチャンバに進入させる。上記の側面のうちのいずれかのいくつかの実施形態では、第２のチャンバは、存在する場合、試薬チャンバと流体連通していない。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の基板は、平面または非平面である。
【００３０】
本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、少なくとも１つの抵抗ユニット内の流体または試薬は、プロセスチャンバ内の１つまたはそれを上回る流体と比較して異なる相を形成する、不混和性流体である。いくつかの実施形態では、不混和性流体は、油、潤滑剤、固形物、または相変化材料である。
【００３１】
流体および／または試薬の順次添加を伴う側面のうちのいずれかのいくつかの実施形態では、順次添加は、１つまたはそれを上回る流体を備えるように構成される、少なくとも１つの抵抗ユニットによって提供され、第１の相対運動は、１つまたはそれを上回る流体をプロセスチャンバに進入させる。いくつかの実施形態では、順次添加は、第１の流体を備える第１の抵抗ユニットおよび第２の流体を備える第２の抵抗ユニットによって提供され、第１および第２の抵抗ユニットは、プロセスチャンバに流体的に接続され、第１の相対運動は、第１の流体および第２の流体をプロセスチャンバに進入させる。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の抵抗ユニットはさらに、第２の抵抗ユニットに流体的に接続され、第１の相対運動は、第１の流体を第２の抵抗ユニットに進入させ、それによって、第１および第２の流体を組み合わせ、組み合わせをプロセスチャンバに進入させる。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、順次添加は、第１の流体を備える第１の抵抗ユニットおよび乾燥試薬を備える第２の抵抗ユニットによって提供され、第１および第２の抵抗ユニットは、プロセスチャンバに流体的に接続され、第１の相対運動は、第１の流体および乾燥試薬をプロセスチャンバに進入させる。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の抵抗ユニットはさらに、第２の抵抗ユニットに流体的に接続され、第１の相対運動は、第１の流体を、乾燥試薬を備える第２の抵抗ユニットに進入させ、それによって、第１の流体を乾燥試薬と組み合わせ、組み合わせをプロセスチャンバに進入させる。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、少なくとも１つの抵抗ユニットは、概して、第１のチャンバ内の１つまたはそれを上回る流体と比較して異なる相を形成する、不混和性流体を備える。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本システムまたはデバイスはさらに、２つまたはそれを上回る抵抗ユニットを備え、第１の抵抗ユニットは、試薬を備え、第２の抵抗ユニットは、水性液体を備え、第１の相対運動は、第２の抵抗ユニット内の水性液体を第１の抵抗ユニットに進入させる。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、押動ユニットの第１の相対運動は、組み合わせられた試薬および水性流体を第１のチャンバに進入させる。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、第１の押動ユニットおよび少なくとも１つの抵抗ユニットは、１つまたはそれを上回る流体を添加する際の相対的タイミングを制御するように構成される。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、頂面および底面を有する、少なくとも１つの抵抗ユニットは、第１の表面に沿って第１の基板の上方に配置され、抵抗ユニットの底面は、第１のチャンバに接触しており、第１の相対運動は、底面を破裂させ、それによって、少なくとも１つの抵抗ユニット内の流体を第１のチャンバに進入させる。
【００３２】
いくつかの側面では、本開示は、（ｉ）本明細書に提供される側面または実施形態のデバイスまたはシステムを提供するステップと、（ｉｉ）試験サンプルをデバイスまたはシステムに導入するステップであって、試験サンプルは、１つまたはそれを上回る生体分子を含む、ステップと、（ｉｉｉ）試験サンプルを一式の異なる試薬と連続的に接触させるステップと、（ｉｖ）１つまたはそれを上回る生体分子を溶出し、それによって、溶出サンプルを得るステップとを含む、生体分子を単離する方法を提供する。
【００３３】
いくつかの側面では、本開示は、（ｉ）請求項１〜６１のいずれか１項に記載の流体分注システムを提供するステップであって、少なくとも１つの流体は、標的のための検出剤を含む、ステップと、（ｉｉ）試験サンプルをデバイスに導入するステップと、（ｉｉｉ）１つまたはそれを上回る抵抗ユニットを第１および／または第２の押動ユニットと接触させ、それによって、反応混合物を産生するようにサンプルとともに検出剤を導入するステップと、（ｉｖ）試験サンプル中の標的の有無を判定するように、検出剤からの信号を測定するステップとを含む、標的を試験する方法を提供する。
【００３４】
本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、試験サンプルは、全血、核酸、体液、血液、血漿、血清、痰、尿、糞便物質、汗、髄液、羊水、間質液、涙液、骨髄、綿棒、組織サンプル、口内洗浄液サンプル、エアロゾル、細胞、タンパク質、および／または酵素を含む。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本方法はさらに、１つまたはそれを上回る捕捉領域を用いて、試験サンプルから１つまたはそれを上回る被分析物を捕捉するステップを含む。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本方法はさらに、洗浄緩衝剤を使用して、少なくとも１つの第１のチャンバの中へ、または存在する場合、洗浄緩衝剤を使用して、少なくとも１つの第３のチャンバ、第４のチャンバ、第５のチャンバ、プロセスチャンバ、サンプルチャンバ、廃棄物チャンバ、および／または溶出チャンバの中へ、１つまたはそれを上回る被分析物を洗浄するステップを含む。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本方法はさらに、溶出緩衝剤を使用して、第１のチャンバのうちの少なくとも１つの中へ、または存在する場合、溶出緩衝剤を使用して、少なくとも１つの第３のチャンバ、第４のチャンバ、第５のチャンバ、プロセスチャンバ、サンプルチャンバ、および／または溶出チャンバの中へ、１つまたはそれを上回る被分析物を溶出するステップを含む。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本方法はさらに、ステップ（ｉｉ）の後に、任意の時間および任意の順序で、試験サンプルを別個のアリコートに分割するステップ、アリコートのうちの１つまたはそれを上回るものを乾燥させるステップ、アリコートのうちの１つまたはそれを上回るものを回収するステップ、および／または分割後、乾燥前、乾燥後、もしくは回収後に、１つまたはそれを上回るアリコートの体積を定量化するステップのうちの１つまたはそれを上回るステップを含む。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本方法はさらに、ステップ（ｉ）の後に、任意の時間および任意の順序で、試験サンプルを濾過する、溶解させる、脱水する、再水和する、結合する、洗浄する、溶出する、分析する、培養する、および／または検出するステップのうちの１つまたはそれを上回るステップを含む。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、本方法は、核酸抽出、核酸精製、核酸富化、核酸の濃縮、タンパク質抽出、タンパク質精製、タンパク質富化、タンパク質の濃縮、細胞分離、サンプル富化、核酸増幅、核酸検出、またはタンパク質検出を含む。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、溶出サンプルは、試験サンプルの体積より大きくない体積を有する。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、溶出サンプル内の生体分子の濃度は、試験サンプル中の生体分子の濃度より少なくとも２倍高い。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、デバイスへのサンプルの導入とデバイスからの生体分子の溶出との間の時間は、１０分未満である。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、試験サンプルは、反応の阻害物質を含む。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、反応は、増幅反応である。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、反応は、ポリメラーゼ連鎖反応である。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、溶出サンプルは、試験サンプル内の生体分子の４０％超を含む。本明細書に提供される側面のいくつかの実施形態では、１つまたはそれを上回る生体分子は、１０１０個の生体分子につき１個未満の標的生体分子という比で存在する、標的生体分子を含み、溶出サンプルは、標的生体分子の４０％超を含む。
【００３５】
いくつかの側面では、本開示は、（ｉ）請求項１〜１４５のいずれか１項に記載のデバイスまたはシステムと、（ｉｉ）デバイスとともに使用するためのサンプルを収集するためのコレクタとを備える、キットを提供する。
【００３６】
キット側面のいくつかの実施形態では、本システムまたはデバイスはさらに、サンプル、洗浄緩衝剤、溶出緩衝剤、溶解剤、試薬、染料、乾燥剤、安定剤、タンパク質、核酸、フィルタ、膜、またはマーカーのうちの１つまたはそれを上回るものを含む。
参照による組み込み
【００３７】
本明細書で記述される全ての出版物、特許、および特許出願は、各個別出版物、特許、または特許出願が、参照することによって組み込まれるように具体的かつ個別に示された場合と同一の程度に、参照することによって本明細書に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
本発明の新規の特徴が、添付の請求項で詳細に記載される。本発明の原理が利用される、例証的実施形態を記載する、以下の発明を実施するための形態、および添付図面を参照することによって、本発明の特徴および利点のさらなる理解が得られるであろう。
【図１】図１は、対象からのサンプルを分析することの例示的概略図を示す。
【図２】図２Ａは、抵抗ユニットに接触する押動ユニットの例示的概略図を示す。図２Ｂは、押動ユニットを遮断する抵抗ユニットの例示的概略図を示す。図２Ｃは、抵抗ユニットを克服する押動ユニットの例示的概略図を示す。図２Ｄは、障壁ユニットに接触する押動ユニットの例示的概略図を示す。図２Ｅは、押動ユニットを遮断する障壁ユニットの例示的概略図を示す。図２Ｆは、障壁ユニットを克服する押動ユニットの例示的概略図を示す。
【図３】図３Ａは、重力を介して移動する押動ユニットの例示的概略図を示す。図３Ｂは、反応を介して移動する押動ユニットの例示的概略図を示す。
【図４】図４Ａは、チャネルと係合させられた押動ユニットの例示的概略図を示す。図４Ｂは、抵抗ユニットに向かって線形に移動する押動ユニットの例示的概略図を示す。図４Ｃは、異なる幾何学形状を伴う２つの押動ユニットの例示的概略図を示す。図４Ｄは、抵抗ユニットに向かって線形に移動する、異なる幾何学形状を伴う２つの押動ユニットの例示的概略図を示す。
【図５Ａ】図５Ａは、複数の抵抗ユニットに向かって回転して移動する押動ユニットの例示的概略図を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、複数の抵抗ユニットに向かって線形に移動する押動ユニットの例示的概略図を示す。
【図６】図６Ａは、第１の抵抗ユニットに接触する押動ユニットの例示的概略図を示す。図６Ｂは、第１の抵抗ユニットからの流体が第１のチャンバに流入している間に第２の抵抗ユニットに接触する、押動ユニットの例示的概略図を示す。図６Ｃは、第２の抵抗ユニットからの流体が第１のチャンバに流入している間に第３の抵抗ユニットに接触する、押動ユニットの例示的概略図を示す。図６Ｄは、第２のチャンバに流入する第３の抵抗ユニットからの流体の例示的概略図を示す。
【図７Ａ】図７Ａは、斜め前から見た図からの線形サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、上面図からの線形サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図７Ｃ】図７Ｃは、底面図からの線形サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図７Ｄ】図７Ｄは、側面図からの線形サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図７Ｅ】図７Ｅは、分解図からの線形サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図７Ｆ】図７Ｆは、分解図からのマトリクスおよびマトリクス筐体の例示的概略図を示す。
【図７Ｇ】図７Ｇは、分解図からの線形サンプル調製デバイスの上層および底層の例示的概略図を示す。
【図７Ｈ】図７Ｈは、サンプルウェルおよびキャップの例示的概略図を示す。
【図８Ａ】図８Ａは、第１の位置におけるサンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図８Ｂ】図８Ｂは、第２の位置におけるサンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図８Ｃ】図８Ｃは、第３の位置におけるサンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図８Ｄ】図８Ｄは、第４の位置におけるサンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図８Ｅ】図８Ｅは、第５の位置におけるサンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図８Ｆ】図８Ｆは、第６の位置におけるサンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図９】図９Ａは、シリンジを採用する例示的サンプル調製デバイスを示す。図９Ｂは、シリンジを採用するサンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図１０】図１０は、サンプル調製デバイスと対照プロトコルとの間の例示的サンプル調製結果を比較する、グラフである。
【図１１】図１１は、例示的サンプル調製デバイスおよび押動ユニットを示す。
【図１２Ａ】図１２Ａは、サンプル調製デバイスと対照プロトコルとの間の例示的サンプル調製結果を比較する、グラフである。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、サンプル調製デバイスと対照プロトコルとの間の例示的サンプル調製結果を比較する、グラフである。
【図１３】図１３Ａは、定荷重ばねを伴う線形サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。図１３Ｂは、動作に先立った定荷重ばねを伴う例示的線形サンプル調製デバイスを示す。図１３Ｃは、動作中の第１、第２、および第３の位置における定荷重ばねを伴う例示的線形サンプル調製デバイスを示す。図１３Ｄは、動作後の定荷重ばねを伴う例示的線形サンプル調製デバイスを示す。
【図１４】図１４Ａは、抵抗ユニットの上方に位置付けられたスナップ嵌合特徴を伴う障壁ユニットの例示的概略図を示す。図１４Ｂは、抵抗ユニットと接触しているスナップ嵌合特徴を伴う障壁ユニットの例示的概略図を示す。図１４Ｃは、側面図からのスナップ嵌合特徴の例示的概略図を示す。
【図１５】図１５Ａは、気泡混合器の例示的概略図を示す。図１５Ｂは、気泡混合器の例示的概略図を示す。
【図１６】図１６Ａは、例示的サンプル調製デバイスを示す。図１６Ｂは、サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図１７】図１７Ａは、回転弁を伴うサンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。図１７Ｂは、サンプルチャンバおよびキャップを伴うサンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図１８】図１８Ａは、回転サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。図１８Ｂは、抵抗ユニットおよび障壁ユニットを伴う回転サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。図１８Ｃは、回転サンプル調製デバイス内の障壁ユニットおよび抵抗ユニットに接触し始める、押動ユニットの例示的概略図を示す。図１８Ｄは、回転サンプル調製デバイス内の障壁ユニットおよび抵抗ユニットに接触し続ける、押動ユニットの例示的概略図を示す。図１８Ｅは、回転サンプル調製デバイス内の障壁ユニットおよび抵抗ユニットを克服する、押動ユニットの例示的概略図を示す。
【図１９】図１９は、圧力上昇キャップを伴う回転サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図２０】図２０は、中柱を伴う回転サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図２１Ａ】図２１Ａは、例示的サンプル調製デバイスの中へサンプルを装填するユーザを示す。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、例示的サンプル調製デバイス上にキャップを配置するユーザを示す。
【図２１Ｃ】図２１Ｃは、例示的サンプル調製デバイス上の溶解位置へキャップを回転させるユーザを示す。
【図２１Ｄ】図２１Ｄは、例示的サンプル調製デバイス上の洗浄位置へキャップを回転させるユーザを示す。
【図２１Ｅ】図２１Ｅは、例示的サンプル調製デバイス上の溶出位置へキャップを回転させるユーザを示す。
【図２１Ｆ】図２１Ｆは、例示的サンプル調製デバイス上のサンプル溶出ポートを示す。
【図２２Ａ】図２２Ａは、キャップ、圧迫ディスク、および試薬層を伴う回転サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、キャップ上のキー溝とともに、キャップ、圧迫ディスク、および試薬層を伴う回転サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図２２Ｃ】図２２Ｃは、圧迫ディスク上のキー溝およびねじ山とともに、キャップ、圧迫ディスク、および試薬層を伴う回転サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図２２Ｄ】図２２Ｄは、試薬層上のねじ山とともに、キャップ、圧迫ディスク、および試薬層を伴う回転サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図２２Ｅ】図２２Ｅは、試薬層上の抵抗ユニットとともに、キャップ、圧迫ディスク、および試薬層を伴う回転サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図２２Ｆ】図２２Ｆは、キャップ、圧迫ディスク、および試薬層を伴う回転サンプル調製デバイスの動作の例示的概略図を示す。
【図２３】図２３Ａは、第１の動作位置におけるキャップ、圧迫ディスク、および試薬層を伴う回転サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。図２３Ｂは、第２の動作位置におけるキャップ、圧迫ディスク、および試薬層を伴う回転サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。図２３Ｃは、第３の動作位置におけるキャップ、圧迫ディスク、および試薬層を伴う回転サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。図２３Ｄは、第４の動作位置におけるキャップ、圧迫ディスク、および試薬層を伴う回転サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図２４Ａ】図２４Ａは、キャップが圧迫ディスクに係合することを可能にするキー溝とともに、キャップ、圧迫ディスク、および試薬層を伴う回転サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、抵抗ユニットを押動するキャップとともに、キャップ、圧迫ディスク、および試薬層を伴う回転サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図２４Ｃ】図２４Ｃは、例示的変形可能層を示す。
【図２５】図２５Ａは、サンプルを伴う例示的サンプルチャンバを示す。図２５Ｂは、非混合サンプルおよび試薬を伴う例示的サンプルチャンバを示す。図２５Ｃは、混合サンプルおよび試薬を伴う例示的サンプルチャンバを示す。
【図２６−１】図２６Ａは、試薬層の例示的概略図を示す。図２６Ｂは、抵抗ユニットを伴う例示的試薬層を示す。
【図２６−２】図２６Ｃは、順次流体分注を伴う多層抵抗ユニットの例示的概略図を示す。図２６Ｄは、平行流体分注を伴う多層抵抗ユニットの例示的概略図を示す。図２６Ｅは、順次および平行流体分注を伴う多層抵抗ユニットの例示的概略図を示す。
【図２７】図２７Ａは、底部密閉チャンバを伴う回転サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。図２７Ｂは、チャンバの中へ装填する流体を伴う回転サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。図２７Ｃは、上部密閉チャンバを伴う回転サンプル調製デバイスの例示的概略図を示す。
【図２８】図２８Ａは、例示的サンプル調製デバイスからシール層を除去するユーザを示す。図２８Ｂは、例示的サンプル調製デバイスから除去されたシールを示す。
【図２９Ａ】図２９Ａは、ロックリングおよびボアシール、穿刺リング、抵抗ユニットパック層、および第２の層の例示的概略図を示す。
【図２９Ｂ】図２９Ｂは、穿刺リングおよび抵抗ユニットパック層の例示的概略図を示す。
【図３０Ａ】図３０Ａは、穿刺されているチャンバの底部シールの例示的概略図を示す。
【図３０Ｂ】図３０Ｂは、穿刺されているチャンバの上部シールの例示的概略図を示す。
【図３１】図３１Ａは、流体計量構造の例示的概略図を示す。図３１Ｂは、流体で満ちた流体計量構造の例示的概略図を示す。図３１Ｃは、外側チャンバの中へ溢流する過剰な流体を伴う、流体で満ちた流体計量構造の例示的概略図を示す。
【図３２−１】図３２Ａは、温度コントローラの例示的概略図を示す。図３２Ｂは、支柱状熱伝達器を伴う温度コントローラの例示的概略図を示す。図３２Ｃは、メッシュ状熱伝達器を伴う温度コントローラの例示的概略図を示す。
【図３２−２】図３２Ｄは、温度制御領域に挿入された熱伝達器の例示的概略図を示す。図３２Ｅは、熱源から絶縁された温度制御領域を伴う温度コントローラの例示的概略図を示す。
【図３３−１】図３３Ａは、単一の指部を備える熱伝達器を伴う温度コントローラの例示的概略図を示す。図３３Ｂは、複数の指部を備える熱伝達器を伴う温度コントローラの例示的概略図を示す。
【図３３−２】図３３Ｃは、部分的に温度制御領域を通って位置する熱伝達器を伴う温度コントローラの例示的概略図を示す。図３３Ｄは、完全に温度制御領域を通って位置する熱伝達器を伴う温度コントローラの例示的概略図を示す。図３３Ｅは、リング構造を伴う温度制御領域を通って位置する熱伝達器の例示的概略図を示す。
【図３３−３】図３３Ｆは、相変化材料に埋め込まれた支柱を伴う温度コントローラの例示的概略図を示す。図３３Ｇは、相変化材料および加熱器／冷却器ユニットに埋め込まれた支柱を伴う温度コントローラの例示的概略図を示す。図３３Ｈは、相変化材料に埋め込まれたワイヤを伴う温度コントローラの例示的概略図を示す。図３３Ｉは、相変化材料および加熱器／冷却器ユニットに埋め込まれたワイヤを伴う温度コントローラの例示的概略図を示す。
【図３３−４】図３３Ｊは、相変化材料に埋め込まれた支柱を伴う温度コントローラの例示的概略図を示す。図３３Ｋは、相変化材料および加熱器／冷却器ユニットに埋め込まれた支柱を伴う温度コントローラの例示的概略図を示す。図３３Ｌは、相変化材料に埋め込まれたワイヤを伴う温度コントローラの例示的概略図を示す。図３３Ｍは、相変化材料および加熱器／冷却器ユニットに埋め込まれたワイヤを伴う温度コントローラの例示的概略図を示す。
【図３３−５】図３３Ｎは、相変化材料の大きい熱質量を伴う温度コントローラの例示的概略図を示す。図３３Ｏは、熱伝達器内に位置する加熱器／冷却器ユニットおよび相変化材料を伴う温度コントローラの例示的概略図を示す。
【図３４Ａ】図３４Ａは、ベースステーションの例示的概略図を示す。
【図３４Ｂ】図３４Ｂは、例示的モータを示す。
【図３４Ｃ】図３４Ｃは、ばね構成の例示的概略図を示す。
【図３４Ｄ】図３４Ｄは、例示的位置センサを示す。
【図３５】図３５Ａは、開始位置における自律制御を伴う例示的サンプル調製デバイスを示す。図３５Ｂは、自動回転を受ける自律制御を伴う例示的サンプル調製デバイスを示す。図３５Ｃは、第２の位置における自律制御を伴う例示的サンプル調製デバイスを示す。図３５Ｄは、サンプル調製デバイスからのディスク層の例示的概略図を示す。図３５Ｅは、サンプル調製デバイスからのディスク層の例示的概略図を示す。図３５Ｆは、押しボタンまたはピンを伴うサンプル調製デバイスからの底層の例示的概略図を示す。
【図３６】図３６は、例示的サンプル調製デバイスからの結果の写真を撮影するために使用されている電子デバイスを示す。
【図３７】図３７Ａは、サンプル装填を受ける例示的サンプル調製デバイスを示す。図３７Ｂは、閉鎖され、第１の位置から第２の位置まで回転させられた例示的サンプル調製デバイスを示す。図３７Ｃは、第３の位置まで回転させられた例示的サンプル調製デバイスを示す。図３７Ｄは、第４の位置まで回転させられた例示的サンプル調製デバイスを示す。図３７Ｅは、完成したサンプル調製を伴う例示的サンプル調製デバイスを示す。図３７Ｆは、培養を受ける例示的サンプル調製デバイスを示す。図３７Ｇは、結果を表示する例示的サンプル調製デバイスを示す。
【図３８】図３８Ａは、例示的サンプル調製デバイスを示す。図３８Ｂは、例示的サンプル調製デバイス内のサンプルからの結果を示す。
【図３９】図３９Ａは、ベースステーションを伴う例示的サンプル調製デバイスを示す。図３９Ｂは、基層を伴う例示的サンプル調製デバイスを示す。
【図４０】図４０Ａは、定性的診療地点または低リソース設定試験のためのベースステーションを伴う例示的サンプル調製デバイスを示す。図４０Ｂは、定性的低リソース設定試験のための使い捨て基層を伴う例示的サンプル調製デバイスを示す。図４０Ｃは、例示的デジタルＰＣＲチップを示す。図４０Ｄは、定量的低リソース設定試験のための使い捨て基層を伴う例示的サンプル調製デバイスを示す。
【図４１】図４１Ａは、例示的温度制御ユニットを伴う例示的サンプル調製デバイスを示す。図４１Ｂは、例示的温度制御ユニットを伴う例示的サンプル調製デバイスの内部図を示す。
【図４２Ａ】図４２Ａは、温度コントローラからの例示的結果を示す。
【図４２Ｂ】図４２Ｂは、温度コントローラからの例示的結果を示す。
【図４２Ｃ】図４２Ｃは、温度コントローラからの例示的結果を示す。
【図４２Ｄ】図４２Ｄは、温度コントローラからの例示的結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本明細書に列挙されるものを含むが、それらに限定されない、用途のために、個々に、または種々の組み合わせで使用され得る、デバイスおよび方法を本開示に説明する。さらに、それらは、以前に説明された用途のために、以前に開示されたデバイスおよび方法との種々の組み合わせで使用することができる。本願は、あらゆる目的のために、参照することによって、以下の出願、すなわち、２０１１年４月５日に出願された米国出願第６１／５１６，６２８号「Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ  Ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ｖｉａ  Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｓｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ  （ＲＰＡ）  Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｓｌｉｐ  Ｃｈｉｐ」、また、２０１１年５月９日に出願された米国出願第６１／５１８，６０１号「Ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ｗｉｔｈ  Ｌａｒｇｅ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ  Ｕｓｉｎｇ  Ｍｕｌｔｉｖｏｌｕｍｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｒｅｖｅｒｓｅ  Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  ＰＣＲ  （ＲＴ−ＰＣＲ）  Ｏｎ  Ａ  Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ  Ｓｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｔｅｓｔｅｄ  Ｗｉｔｈ  Ｖｉｒａｌ  Ｌｏａｄ」、２００９年１１月１８日に出願された米国出願第６１／２６２，３７５号「Ｓｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」、２００９年３月２４日に出願された米国出願第６１／１６２，９２２号「Ｓｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」、２０１０年３月２２日に出願された米国出願第６１／３４０，８７２号「Ｓｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」、２０１２年４月５日に出願された米国出願第１３／４４０，３７１号「Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，  Ｋｉｔｓ，  Ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｆｏｒ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  Ａｎａｌｙｔｅｓ」（米国公開第２０１２−０２６４１３２号）、および２０１２年５月９日に出願された米国出願第１３／４６７，４８２号「Ｍｕｌｔｉｖｏｌｕｍｅ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，  Ｋｉｔｓ，  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  Ａｎａｌｙｔｅｓ」（米国公開第２０１２−０３２９０３８号）に対する優先権を請求した国際出願である、２０１０年３月２３日に出願された国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２８３１６号「Ｓｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」（国際公開第ＷＯ  ２０１０／１１１２６５号）の国内段階登録である、２０１１年９月２０日に出願された米国出願第１３／２５７，８１１号「Ｓｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」（米国公開第２０１２−００２８３４２号）、それぞれ２０１２年４月２０日に出願された米国出願第６１／６３６，４２６号「Ｏｎ−Ｃｈｉｐ  Ｄｒｙｉｎｇ  ｏｆ  Ｓａｍｐｌｅｓ」に対する優先権を請求する、両方とも「Ｆｌｕｉｄｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ｆｏｒ  ���ｉｏｓｐｅｃｉｍｅｎ  Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ」と題され、２０１３年４月２２日に出願された、米国出願第１３／８６８，００９号および国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０３７６５８号、それぞれ、２０１２年４月２０日に出願された米国出願第６１／６３６，４２６号「Ｏｎ−Ｃｈｉｐ  Ｄｒｙｉｎｇ  ｏｆ  Ｓａｍｐｌｅｓ」および２０１２年１１月１４日に出願された米国出願第６１／７２６，０８９号「Ｌｏａｄｉｎｇ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ａｎｄ  ｆｉｌｌｉｎｇ  ｆｌｕｉｄｓ  ｉｎ  ｃｈａｎｎｅｌｓ」に対する優先権を請求する、両方とも「Ｆｌｕｉｄｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  Ｓａｍｐｌｅ  Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｏｒ  Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ  Ａｎａｌｙｓｉｓ」と題され、２０１３年４月２２日に出願された、米国出願第１３／８６８，０２８号および国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０３７６６０号、ならびに２０１２年４月２４日に出願された米国出願第６１／６３７，６６１号「Ｓｌｉｐ−Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔａｌｉｚａｔｉｏｎ」に対する優先権を請求する、２０１３年４月２４日に出願された米国出願第１３／８６９，８５６号「Ｓｌｉｐ−Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔａｌｉｚａｔｉｏｎ」をその全体として組み込む。
【００４０】
本開示は、移動中の時間制御のためのシステムおよび方法を説明する。説明されるシステムおよび方法は、一連の移動において所望の時間遅延を提供するために使用することができる。本所望の時間遅延は、流体または試薬分注、試薬、サンプル、または被分析物の反応、抽出、精製、単離、培養、混合、溶解、沈殿、結晶化、細胞成長、加熱、冷却、再水和、および再構成を含むが、それらに限定されない、種々の用途で使用することができる。本システムおよび方法は、抵抗ユニットの起動を可能にすることができ、連続的、同時、または組み合わせ等の特定の所望の順序で流体を分注することができる。抵抗ユニットは、線形に、回転して、またはそれらの組み合わせで移動することができる、押動ユニットによって起動することができる。時間制御および流体分注システムは、サンプル調製、サンプル保存、およびサンプル分析のためのデバイスを含むが、それらに限定されない、デバイスに組み込むことができる。
【００４１】
多数の利益を本発明と関連付けることができる。例えば、本システムおよび方法は、流体添加の順序および／または流体添加の間のタイミングが制御される、制御または自動化された様式において流体を分注するために使用することができる。これは、最低限のユーザ入力またはユーザエラーを伴って率直かつ再現可能な結果を提供することができる。ある場合には、外部電力を用いることなく、または電力を用いることなく、制御または自動化された動作を行うことができ、遠隔または低リソース設定でさえも可搬性動作を可能にする。別の場合では、本システムおよび方法は、安定した滅菌環境での試薬および／またはサンプルの貯蔵を可能にする。そのような貯蔵は、例えば、さらなる試験を現場から離れて貯蔵サンプルに行うことができる、診療地点診断において、ならびに試薬およびサンプルが長期貯蔵を必要とし得るように遠隔場所で検定を行うことにおいて有益であり得る。別の利益は、デバイス内で検定を行うときに一時停止または時間遅延の導入を含む。典型的には、（例えば、自動的に）そのような一時停止を導入することは困難であり得る。例えば、着目領域の付近に位置する温度計の間のフィードバック、加熱要素から分散される熱の程度、流体流量および試薬添加を制御する分注システム、および当然ながらフィードバックを達成する集積回路およびセンサを伴うシステム等のシステムの特定の部分を加熱するために必要とされる、遅延の程度を判定するために、複雑なフィードバック相互作用が必要とされ得る。対照的に、本システムおよび方法は、より単純化されたアプローチを可能にすることができる。本アプローチでは、時間遅延機構および分注機構は、本明細書に説明されるように、押動ユニットおよび抵抗ユニット、ならびに存在する場合、障壁ユニットの構造に統合されることができる。このように、フィードバックが、タイミングまたは順序を制御するように押動ユニットと抵抗ユニットとの間で生じ得る。例えば、抵抗ユニットは、チャネルに接続されたブリスタまたはブリスタパックを備えることができ、押動ユニットは、カムを備えることができ、チャネルを通って流動するブリスタまたはブリスタパック内の流体の流体力学的抵抗は、カム運動のタイミングを制御することができる。加えて、これらのシステムおよび方法は、入力から調製、抽出、または検出までの短い時間等の急速サンプル処理および分析を提供することができる。
【００４２】
例えば、図１は、対象１０１からのサンプルを分析することの例示的概略図を示す。対象からのサンプル１０２が、受容され、サンプル調製デバイス１０３の中へ装填されることができる。サンプル調製デバイスからの結果が、分析されることができる１０４。サンプル調製デバイスの調製サンプルはまた、貯蔵、輸送、またはさらに分析されることもできる。結果は、例えば、ネットワーク１０５（例えば、インターネット）を経由して、医療専門家１０６、対象または患者１０７、モバイルデバイス１０８またはアプリ、もしくは他の場所１０９に伝送することができる。
流体または試薬分注システム
【００４３】
本開示は、１つまたはそれを上回る試薬または流体の時間制御された分注を可能にする１つまたはそれを上回る構成要素を含むことができる、流体分注システムを提供する。これらの構成要素は、任意の有用な構成を含むことができる。一非限定的実施例が、図２Ａ−Ｃに提供される。例えば、図２Ａでは、押動ユニット２１０が、チャネル２０２の中で基板２０１の上方に位置し、抵抗ユニット２２０に接触し、図２Ｂでは、抵抗ユニットが、押動ユニットを遮断し、押動ユニットからの力が、抵抗ユニットを通して流体または試薬を外に移動させ、図２Ｃでは、押動ユニットが、抵抗を克服して前方に移動する。別の非限定的実施例が、チャネル２０２の中で基板２０１の上方に位置する抵抗ユニット２２０および押動ユニット２１０に加えて、障壁ユニット２３０をさらに含む、図２Ｄ−Ｆに提供される。障壁ユニットは、ある条件で押動ユニットの移動を停止または減速することができ、かつ押動ユニットがある条件で通過することを可能にすることができる。
【００４４】
押動ユニット
【００４５】
押動ユニットは、ピストン、レバー、アーム、ロッド、ばね、弾性要素、プランジャ、球体、ディスク、先端、返し、突出、ローラ、ドラム、およびそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない、要素を備えることができる。ある場合には、押動ユニットは、ローラを備えない。
【００４６】
押動ユニットは、軟質材料、硬質材料、または両方の組み合わせから作製することができる。押動ユニットの移動は、線形、円形、卵形、正弦曲線、波形、または異なる方向の組み合わせ等の（例えば、第１の表面に沿った）種々の方向を有することができる。本相対運動（すなわち、押動ユニットの第１の位置と押動ユニットの第２の位置との間）は、摺動移動、平行移動、回転移動、またはそれらの組み合わせを含むことができる。非限定的図２に示されるように、押動ユニットは、任意の有用な構成を有することができる。例えば、押動ユニット２１０は、第１の基板２０１の第１の表面の上方に配置することができる。他の実施例では、押動ユニットは、チャネル２０２内で第１の表面の上方に配置することができる。相対運動は、任意の有用な方向にあり得る。特定の場合では、相対運動は、デバイスの表面と平行である方向にあり得、それによって、流体または試薬をデバイス内の１つまたはそれを上回るチャンバに進入させる。ある場合には、相対運動は、デバイスの表面と略平行であるか、または表面から約９０°、８０°、７０°、６０°、５０°、４０°、３０°、２０°、もしくは１０°未満である方向にあり得る。相対運動は、線形であり得る。相対運動は、線形ではあり得ない。相対運動は、平行移動であり得る。相対運動は、平行移動ではあり得ない。相対運動は、回転であり得る。相対運動は、回転ではあり得ない。回転は、デバイスまたは基板の表面と垂直な軸の周囲にあり得る。回転は、デバイスまたは基板の表面と平行な面内で円形経路等の経路内にあり得る。回転は、デバイスまたは基板の表面と略平行な面内の経路内にあり得るか、または表面から約９０°、８０°、７０°、６０°、５０°、４０°、３０°、２０°、もしくは１０°未満である。
【００４７】
押動ユニットは、任意の有用な力を及ぼすことができる。例えば、力は、ばね、ピストン、またはモータから生じるもの等の機械力であり得る。別の実施例では、力は、重力、磁力、または温度の変化から生じることができる。非限定的実施例では、押動ユニットの相対運動は、重力から生じる（例えば、図３Ａ）。分かり得るように、押動ユニット３１０は、相対運動３３０によって、基板３０１にわたってチャネル３０２を通って移動し、それによって、抵抗ユニット３２１、３２２、３２３内の流体または試薬を第１のチャンバ３３１、３３２、３３３に進入させる。
【００４８】
押動ユニットは、力によって駆動することができ、ある経路を辿って、ある方向へ相対的に移動することができる。印加された力は、経時的に一定であり得るか、または経時的に変化することができ、本力は、加速および／または減速を含むことができる。力は、例えば、固体、液体、または気体との接触によって等の直接的または間接的接触によって、もしくはばねまたはピストンの使用によって、押動ユニットに印加されることができる。力は、ばね、弾性要素、機械運動、圧力、化学反応、物理的変化、生物学的反応、光、音波、圧縮、押動ユニットの配向の変化（例えば、重力の使用を可能にする）を含むが、それらに限定されない、種々の源によって、提供、生成、またはトリガされることができる。例示的で非限定的力および勾配は、遠心力、表面張力勾配、浸透圧、毛細管圧の勾配を生成するチャネルおよび／またはチャンバのアレイを含むこと等による毛細管圧、（例えば、ポンプまたはシリンジを使用することによって）外部から生成することができる陽または陰圧、１つまたはそれを上回る層の相対運動による等の滑動、流体または試薬を含有するチャンバを圧縮または拡張することによって生成される圧力、電気力、電気浸透力、重力、磁力、または外部から開始され、もしくは相対運動によって（例えば、滑動によって）開始され得る、（例えば、水の添加によって活性化される、炭酸塩と硫酸の組み合わせ、または固体酸、例えば、酒石酸と重炭酸ナトリウムの組み合わせ等の気体生成物を産生し、それによって、圧力を生成する試薬を使用することによる、または二酸化炭素と水酸化ナトリウムの組み合わせ等の気体を消費し、それによって、圧力の低下を引き起こす試薬を使用することによる）化学反応もしくはプロセスの使用を含む。ある場合には、押動ユニットの相対運動は、圧力の変化から生じることができる。本圧力の変化は、温度の変化、物質の変化、体積の変化、化学反応、相変化、またはそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない、任意の物理的現象によって誘発することができる。例えば、図３Ｂに示されるような一非限定的実施例では、反応３４０は、気体／液体３３０の膨張を引き起こし、圧力を増加させ、それによって、膨張する気体／液体３３０の方向へチャネル３０２の中で基板３０１の上方の押動ユニット３１０を移動させ、抵抗ユニット３２１からの流体または試薬を第１のチャンバ３３１に進入させる。ある場合には、反応は、圧力を低下させるように気体または液体の収縮を引き起こし、それによって、収縮する気体または液体の方向へ押動ユニットを移動させることができる。他の場合では、押動ユニットの相対運動は、圧力勾配を引き起こす真空の使用によって生じることができる。ある場合には、所与の押動ユニットのための力は、押動ユニットの経路に沿った位置、またはいくつかの移動に関して、移動の半径方向に沿った位置に応じて、異なり得る。
【００４９】
押動ユニットおよびデバイスは、デバイス内の１つまたはそれを上回る物質を移動させる１つまたはそれを上回る力または勾配の使用を含むことができる。圧力勾配は、本明細書に説明されるキャッピングシステム等の本明細書に説明される任意の構成要素によって生成することができる。本明細書のデバイスは、随意に、チャンバおよび／またはチャネルを部分的または完全に遮断する、支柱または他の３次元構造を含むことができる。例えば、第１の層が第２の層に対して移動すると、第２の層内のチャンバを遮断することができる、支柱部材が、第１の層内に提供されることができる。このように、陽圧が、支柱部材の前に生成されることができ、陰圧が、後ろに生成されることができる。本アプローチは、デバイス内で物質を装填する、配置する、または移動させるために使用することができる。相対運動によって生成される圧力勾配によって、流動も生成されることができる。
【００５０】
ある場合には、押動ユニットは、例えば、手動で、またはモータによって移動され得る、プランジャ（例えば、シリンジプランジャ）を含むことができる。特定の場合では、プランジャは、第１の基板の第１の表面に沿って摺動可能に係合するように構成されることができる。さらなる場合において、チャネルが、第１の表面の上方に配置されることができ、または第１の表面が、連続的であり得、チャネルを形成することができ、プランジャが、チャネル内で第１の基板の第１の表面に沿って摺動可能に係合することができる。プランジャは、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットに接触するように構成される先端を含むことができ、先端は、チャネルの表面または第１の表面に対して気密シールを形成するようにヘッドまたはシール（例えば、ゴム）を含むことができる。モータが、任意の有用な様式においてプランジャの遠位端に取り付けられることができる。例えば、プランジャは、係止機構（例えば、ブラケット、クランプ等）と連動する、１つまたはそれを上回るフランジを含むことができ、係止機構はさらに、モータまたはポンプによって駆動される駆動シャフトに取り付けられる。例示的駆動シャフト、駆動ヘッド、ポンプ、ドライバ、およびプランジャは、それぞれ参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、米国特許第６，９３２，２４２号および第５，５４５，１４０号に提供される。
【００５１】
さらなる場合において、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットは、チャネルが円筒または他の断面（例えば、正方形、長方形、半円形、三角形等の断面）を有する、（例えば、第１の基板の第１の表面の上方に配置される）チャネルの内部に配置されることができる。１つまたはそれを上回る抵抗ユニットは、チャネルを通って進行する１つまたはそれを上回る押動ユニット（例えば、１つまたはそれを上回るプランジャ）によって作動されることができる。
【００５２】
システムは、１つまたはそれを上回る押動ユニットを備えることができる。いくつかの非限定的実施例では、複数の動作（例えば、処理、分析、混合、反応、培養、濾過、抽出、および／または検出）が異なる時点で起動されるために、複数の押動ユニットが好ましくてもよい。例えば、第１の押動ユニットは、特定の第１の試薬を提供する、１つまたはそれを上回る第１の抵抗ユニットと相互作用することができ、第２の押動ユニットは、他の試薬を提供する、１つまたはそれを上回る第２の抵抗ユニットと相互作用することができる。さらに、第１の抵抗ユニットの構成は、１つまたはそれを上回る試薬を添加する際の第１の相対的タイミングを提供することができ、本構成は、第２の抵抗ユニットの構成と明確に異なり得る。さらに別の実施例では、第１の押動ユニットは、プロセス（例えば、核酸抽出）のために構成される第１の抵抗ユニットのアレイ（例えば、サンプル調製のための１つまたはそれを上回る試薬を含む）と相互作用することができ、次いで、第１の押動ユニットが第２の押動ユニットを起動する。次いで、第２の押動ユニットは、別のプロセス（例えば、サンプルからの標的核酸を増幅および／または検出する）のために構成される第２の抵抗ユニットのアレイ（例えば、サンプル検出および／または分析のための１つまたはそれを上回る試薬を含む）と相互作用することができる。このように、種々のプロセス、例えば、サンプルからの標的核酸の調製および分析の間に、時間遅延を追加することができる。付加的押動ユニットおよび／または抵抗ユニット（そのような抵抗ユニットのアレイを含む）は、システムまたはデバイスの特定の目的または用途のために構成されることができる。
【００５３】
押動ユニットは、抵抗ユニットおよび／または障壁ユニットに対する押動を可能にする、任意の有用な幾何学形状を有することができる（例えば、図４Ａ−Ｄ参照）。例えば、押動ユニットは、第１の表面に沿って摺動可能に係合するように構成されることができる。押動ユニットは、線形に４３０（例えば、図４Ｂ、図４Ｄ）、または回転して５３０（例えば、図５Ａ）移動することができる。一非限定的実施例では、第１の基板４０１は、半円形断面を有するチャネルを含む、第１の表面４０２を備えることができ、押動ユニット４１０は、チャネルと摺動可能に係合するように幾何学的に構成される（例えば、図４Ａ参照）。別の非限定的実施例では、本システムは、各押動ユニットが同一または異なる幾何学形状を有し得る、２つまたはそれを上回る押動ユニットを含む。さらに別の実施例では、本システムは、各押動ユニットが同一または異なる幾何学形状を有し得る、２つまたはそれを上回る押動ユニット４１０、４１１を含むことができ（例えば、図４Ｃ参照）、図４Ｃから分かり得るように、２つの押動ユニットが存在し、両方のユニットが、第１の基板４０１の第１の表面４０２と摺動可能に係合するように構成される一方で、各押動ユニットの実際の構成は異なる。使用時、押動ユニットは、同一の流体／試薬を複数回押し出すため、および／または別の押動ユニットとの抵抗を起動させながら、ある押動ユニットによって抵抗ユニットを迂回するために、使用することができる。
【００５４】
押動ユニットおよび抵抗ユニットは、相互（ならびに第１の表面）と相互作用して、直接的または間接的接触を可能にするように構成されることができる。非限定的実施例では、押動ユニット４１０および抵抗ユニット４２１は、押動ユニットの第１の相対運動４３０が基板の第１の表面と平行な方向へ起こるときに接触するように構成されることができる（例えば、図４Ｂ参照）。別の非限定的実施例では、２つまたはそれを上回る押動ユニット４１０、４１１および２つまたはそれを上回る抵抗ユニット４２１、４２２は、第１の相対運動４３０と接触するように構成される（例えば、図４Ｄ参照）。例えば、本システムは、各ユニットが同一または異なる構成を有し得る、２つまたはそれを上回る押動ユニットを含むことができる。さらに別の場合において、本システムは、各ユニットが同一または異なる構成を有し得る、２つまたはそれを上回る抵抗ユニットを含むことができる。図４Ｄから分かり得るように、異なる構成の２つの押動ユニット４１０、４１１は、第１の表面と摺動可能に係合し、第１の基板４０１の第１の表面４０２と平行な方向への相対運動４３０に遭遇する。２つの抵抗ユニットは、異なって構成され、第１の抵抗ユニット４１１は、第２の抵抗ユニット４１０より小さい断面寸法を有する。これらの異なる構成は、第１の押動ユニット４１１が第１の抵抗ユニット４２１を迂回し、第２の抵抗ユニット４２２と相互作用することを可能にする（図４Ｄ参照）。第２の抵抗ユニット４１０は、それが第１の抵抗ユニット４２１および第２の４２２抵抗ユニットの両方と相互作用することを可能にする、広い断面を有する。同様に、当業者は、流体または試薬を分注し、および／または時間依存性様式において遅延を導入するように、押動ユニットおよび抵抗ユニットの構成を適合させることが可能であろう。
【００５５】
抵抗および障壁ユニット
【００５６】
抵抗ユニットは、押動ユニットを停止または減速するように、ある抵抗を提供することができる。障壁ユニットは、ある条件で押動ユニットの移動を停止または減速することができ、かつある条件で押動ユニットが通過することを可能にすることができる。抵抗ユニットは、変形可能材料、ブリスタ、ブリスタパック、ゲル、圧縮性液体または気体、スポンジ、ばね、チャネル、チャンバ、およびそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない、種々の材料および幾何学形状を含むことができる。ある場合には、異なる幾何学形状のチャネルまたは複数のチャネルが、抵抗ユニットの内容物のための流体経路を提供するために使用されることができる。ある場合には、チャネルは、終端充填構造を有することができる。抵抗はまた、フィルタ（例えば、核酸の固相抽出のためのフィルタ）、膜（例えば、血液成分の分離のための膜）、またはチャネル等の付加的構造によって提供されることもできる。さらに、抵抗は、チャネルおよびフィルタと組み合わせたブリスタパックの使用等によって、構造の任意の有用な組み合わせによって提供されることができる。
【００５７】
押動ユニットは、直接的または間接的に抵抗ユニットに接触することができる。間接的接触に関して、押動ユニットと抵抗ユニットとの間に、障壁ユニットまたはある体積の流体（例えば、空気）等の構造または構成要素が、含まれることができる。
【００５８】
チャネル２０２の中で基板２０１の上方に位置する抵抗ユニット２２０および押動ユニット２１０に加えて、障壁ユニット２３０をさらに含む、別の非限定的実施例が、図２に提供される。障壁ユニットは、ある条件で押動ユニットの移動を停止または減速することができ、かつある条件で押動ユニットが通過することを可能にすることができる。これは、最大約１μｍ、１０μｍ、１００μｍ、１ｍｍ、１０ｍｍ、１００ｍｍ、１ｃｍ、または１０ｃｍ等のある距離を移動されることができる。これは、最大約１°、５°、１０°、２０°、６０°、９０°、１８０°、２７０°、または３６０°等のある角度で回転させることができる。障壁ユニットは、随意である。ある場合には、障壁ユニットは、抵抗ユニットとともにブリスタパック等の単一の構成に組み合わせられることができる。障壁ユニットは、押動ユニットが障壁ユニットを克服できるようになる前に、押動ユニットが到達するためのある力または圧力を必要とし得る。いくつかの実施例では、押動ユニットは、ばねによって駆動することができ、ばねは、ばね力が押動ユニットを克服するために十分になるまで、機構によって巻装されることができる。
【００５９】
一実施例では、ブリスタパックを備える抵抗ユニットは、押動ユニットの移動を遮断する。押動ユニットは、ブリスタパックに対して押動し、力を印加し、ブリスタパックの内側の圧力を上昇させる。ある圧力において、チャネルからブリスタパックを分離するシールが破裂し、流体または試薬がチャネルを通ってチャンバに流入し始める。チャネルの幾何学形状および流体または試薬の粘度は、抵抗ユニットの抵抗に寄与する。いったん十分な体積の流体または試薬が抵抗ユニットからチャンバの中へ排出されると、抵抗ユニットは、もはや押動ユニットを遮断しなくなり、押動ユニットは、第２の抵抗ユニットへ進む。流体または試薬の体積、シール破裂圧力、およびチャネル幾何学形状は、所望の流体または試薬分注時間を提供するように最適化されることができる。
【００６０】
抵抗ユニットは、試薬または他の流体を備えることができ、かつサンプルの特定の検定、反応、または分析のために構成されることができる（例えば、図６）。抵抗ユニットおよび障壁ユニットは、それぞれ、本明細書に説明されるように、任意の有用な流体または試薬を備えることができる。例えば、流体または試薬は、任意の検定、試験、診断、または他の動作がデバイスによって実行されるために有用であり得る。
【００６１】
抵抗ユニット（例えば、ブリスタまたはブリスタパック）は、抵抗ユニットからチャンバ、チャネル、または構造の中への流体または試薬流を可能することができる、１つまたはそれを上回る破裂可能シールを含むことができる。例示的で非限定的シールは、弁、脆弱化した熱シール、圧力シール、およびそれらの組み合わせを含む。抵抗ユニットは、例えば、毛細管圧または表面張力によって、シールを用いることなく流体または試薬を留保することができる。
【００６２】
抵抗ユニット内のある量の流体または試薬は（例えば、押動ユニットを用いた起動または作動によって）、分注されることができる。分注される流体または試薬の量は、抵抗ユニット内の流体の少なくとも約１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または１００％であり得る。分注される流体または試薬の量は、抵抗ユニット内の流体の最大でも約１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または１００％であり得る。分注される流体または試薬の量は、抵抗ユニット内の流体の約１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または１００％であり得る。
【００６３】
抵抗ユニット内の流体または試薬を、ある圧力で分注されることができる。流体または試薬は、少なくとも約１パスカル（Ｐａ）、１０Ｐａ、１００Ｐａ、１キロパスカル（ｋＰａ）、１０ｋＰａ、１００ｋＰａ、１メガパスカル（ＭＰａ）、１０ＭＰａ、１００ＭＰａ、または１ギガパスカル（ＧＰａ）の圧力で抵抗ユニットから分注されることができる。流体または試薬は、最大でも約１パスカル（Ｐａ）、１０Ｐａ、１００Ｐａ、１キロパスカル（ｋＰａ）、１０ｋＰａ、１００ｋＰａ、１メガパスカル（ＭＰａ）、１０ＭＰａ、１００ＭＰａ、または１ギガパスカル（ＧＰａ）の圧力で抵抗ユニットから分注されることができる。流体または試薬は、約１パスカル（Ｐａ）、１０Ｐａ、１００Ｐａ、１キロパスカル（ｋＰａ）、１０ｋＰａ、１００ｋＰａ、１メガパスカル（ＭＰａ）、１０ＭＰａ、１００ＭＰａ、または１ギガパスカル（ＧＰａ）の圧力で抵抗ユニットから分注されることができる。
【００６４】
１つまたはそれを上回る抵抗または障壁ユニットは、単一の基板（例えば、一様な基板）内に含まれることができる。ある場合には、抵抗ユニットは、単一の基板内にアレイとして提供されることができる。さらなる場合において、アレイの幾何学的構成は、１つまたはそれを上回る流体または試薬を添加する際の相対的タイミングを制御することを可能にすることができる。
【００６５】
抵抗ユニットまたは障壁ユニットは、タイミング制御を支援する１つまたはそれを上回る物質を備えることができる。１つまたはそれを上回る抵抗ユニットは、１つまたはそれを上回る流体または試薬を添加する際の相対的タイミングを制御するように、もしくは１つまたはそれを上回る流体または試薬の順次添加を制御するように構成されることができる。ある場合には、これらのユニットは、さらに抵抗を押動に提供する、固形物質（例えば、ろうまたは本明細書に説明される任意の他の相変化材料等の相変化材料）を含むことができる。ある場合には、これらのユニットは、例えば、水溶液中の塩障壁の溶解等の化学反応または相変化のための物質または試薬を備えることができる。一非限定的実施例では、抵抗または障壁ユニットは、特定の融点温度Ｔｍを有する、固体状態物質を含むことができ、Ｔｍに達すると、物質が融解し、減少した抵抗を押動ユニットに提供し、このように、押動ユニットは、続けて、デバイス、抵抗ユニット、および／または障壁ユニットを横断して、所望の方向へ、および／または所望の速度で進行することができる。そのようなアプローチによって提供されるタイミングは、物質の組成、物質の量、物質の形状または幾何学形状、物質に印加される加熱プロファイル、またはそれらの任意の組み合わせによって制御することができる。本実施例は、限定ではないが、デバイスと統合される加熱器の稼動状態を確認するため、または培養時間もしくは反応速度に影響を及ぼし得る温度の環境的変動を補償するために、有用であり得る。同様に、障壁ユニットは、障壁ユニットが温度Ｔｍに加熱されるまで押動ユニットを遮断する、固体状態物質（例えば、ろうまたは本明細書に説明される任意の他の相変化材料等の相変化材料）を備えることができる。これらの実施例のうちのいずれかでは、抵抗ユニットおよび／または障壁ユニットは、基板（例えば、層、フィルム、または変形可能層）内に提供されることができる。いくつかの実施例では、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットまたは障壁ユニットを含む基板は、固体状態物質（例えば、相変化材料）を含有する役割を果たす。
【００６６】
抵抗ユニットからの抵抗は、経時的、線形、または非線形に変化することができる。抵抗の変化率はまた、（例えば、フィードバックが抵抗ユニットと押動ユニットとの間で生じるように）押動ユニットからの力に依存し得る。いくつかの非限定的実施例では、フィードバックは、押動ユニットと、流体粘度が印加された剪断速度に依存している、非ニュートン流体を備える抵抗ユニット等、またはチャネルのサイズが印加された力に依存している、変形可能材料で作製されたチャネルを備える抵抗ユニット等の抵抗ユニットとの間の相互作用（例えば、物理的相互作用）から生じる。ある場合には、抵抗ユニットは、温度に応答することができる。温度の変化は、抵抗を増加または減少させるために使用されることができる。例えば、抵抗ユニット（例えば、ブリスタパック）内の流体の粘度は、温度が高くなるにつれて減少されることができ、これは、抵抗ユニットから流体を変位させる時間を短縮することもできる。
【００６７】
ある場合には、抵抗ユニットの物理および／または化学変化が、混合、溶解、または洗浄等の種々の用途に適用されることができる。一非限定的実施例では、多重空洞ブリスタパックが、抵抗ユニットとして使用されることができ、液体、気体、または固体等の異なる内容物が、空洞内にあり得、ブリスタパックの変形は、多重空洞ブリスタパック内で混合および／または反応を導入することができる。
【００６８】
使用時、押動ユニットは、第１の基板の第１の表面上の１つまたはそれを上回る抵抗ユニットと相互作用することができる。例えば、（例えば、第１の表面と平行、略平行、または約９０°未満の方向への）押動ユニットの相対運動は、１つまたはそれを上回る抵抗ユニット内の流体または試薬を第１のチャンバ（例えば、プロセスチャンバ）に進入させることができる。流体は、サンプルに添加される試薬流体であり得るか、またはサンプルと相互作用しない犠牲流体であり得る。例えば、限定ではないが、３つの抵抗ユニット５２１、５２２、５２３（例えば、図５Ｂ）を有するシステムでは、第１の抵抗ユニット５２１は、第１の流体を含むことができ、第２の抵抗ユニット５２２は、犠牲流体を含むことができ、第３の抵抗ユニット５２３は、第２の流体を含むことができる。押動ユニット５１１が第１の抵抗ユニットに接触するとき、第１の流体は、プロセスチャンバ５５０に進入することができる。第１の抵抗ユニット５２１を過ぎて押動すると、押動ユニットは、犠牲流体を有する第２の抵抗ユニット５２２に接近することができる。プロセスチャンバから離して犠牲流体を方向転換するために、第２の抵抗ユニットは、犠牲流体が別のチャンバに進入するように構成されることができる。
【００６９】
例えば、図６に示されるように、弁６７０が、抵抗ユニット６２１、６２２、６２３とチャンバ６０３、６０４との間の流体連通を制御するために使用されることができる。基板６０１の上方でチャネル６０２の中に位置する押動ユニット６１０は、第１の抵抗ユニット６２１に接触することができる（例えば、図６Ａ）。押動ユニットは、第１の抵抗ユニットからフィルタ６６０を通して流体を押動することができ、かつ弁６７０によって第１のチャンバ６０３の中へ指向されることができる。いったん流体が分注されると、押動ユニットは、第１の抵抗ユニットを通過することができ、かつ第２の抵抗ユニット６２２に接触することができる（例えば、図６Ｂ）。同様に、押動ユニットは、第２の抵抗ユニットからフィルタを通して第１のチャンバの中へ流体を押動することができ、いったん流体が分注されると、押動ユニットは、第３の抵抗ユニット６２３に接触することができる（例えば、図６Ｃ）。弁は、第２のチャンバ６０４の中へ流動を指向するために使用されることができ、押動ユニットは、第３の抵抗ユニットからフィルタを通して第２のチャンバの中へ流体を押動することができる（例えば、図６Ｄ）。このように、２つの要因が、制御されることができる。第１に、第２の抵抗ユニット６２２からの第２の流体または試薬に先立って、第１の抵抗ユニット６２１からの第１の流体または試薬が第１のチャンバ６０３に添加される、添加の順序が制御されることができ、第２に、第１および第２の流体または試薬の添加の間の時間が、制御されることができる。例えば、第１および第２の抵抗ユニットの間の距離が、添加の間の時間を制御するために使用されることができる。別の場合において、押動ユニット６１０を移動させる速度が、本時間を制御するために使用されることができる。例えば、本速度は、モータの速度または押動ユニットに取り付けられたばねの巻解／巻装を変化させることによって、制御されることができる。別の実施例では、抵抗ユニットと押動ユニットとの間にフィードバックがあり得、押動ユニットは、抵抗ユニットによって提供される抵抗に遭遇する、一定の力で進行する。さらに別の場合において、抵抗ユニットの内側の流体または試薬の粘度は、押動ユニットの加速または減速をもたらし得る。
【００７０】
本システムおよび方法は、押動ユニット、随意の障壁ユニット、および抵抗ユニットの相対位置の種々の幾何学形状を含有することができる。ある場合には、障壁ユニットおよび抵抗ユニットを１つのユニットに統合されることができる。障壁ユニットは、規定された時間周期にわたって抵抗ユニットによって提供される抵抗により、押動ユニットが特定の方向へ移動することを止めることができる。障壁ユニットは、押動ユニットの移動を完全に停止するか、または押動ユニットの移動の速度を低減させることができる。抵抗ユニットからの抵抗は、経時的に変化することができ、障壁ユニットの位置は、それに応じて変化することができる。規定された時間周期後に、障壁ユニットは、もはや押動ユニットを停止／保留することができなくなり、押動ユニットは、前方に移動することができる。時間周期は、反応、培養、混合、加熱、冷却、溶解、沈殿、結晶化、細胞成長、濾過、溶出、または本明細書に説明される任意の他の動作を含むが、それらに限定されない、動作、反応、または他の用途を行う所望の時間であり得る。規定された時間周期は、少なくとも約１ミリ秒、１０ミリ秒、１００ミリ秒、１秒、１０秒、１分、２分、３分、４分、５分、６分、７分、８分、９分、１０分、２０分、３０分、４０分、５０分、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、７時間、８時間、９時間、１０時間、１１時間、１２時間、１日、５日、１０日、または１ヶ月であり得る。規定された時間周期は、最大でも約１ミリ秒、１０ミリ秒、１００ミリ秒、１秒、１０秒、１分、２分、３分、４分、５分、６分、７分、８分、９分、１０分、２０分、３０分、４０分、５０分、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、７時間、８時間、９時間、１０時間、１１時間、１２時間、１日、５日、１０日、または１ヶ月であり得る。規定された時間周期は、約１ミリ秒、１０ミリ秒、１００ミリ秒、１秒、１０秒、１分、２分、３分、４分、５分、６分、７分、８分、９分、１０分、２０分、３０分、４０分、５０分、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、７時間、８時間、９時間、１０時間、１１時間、１２時間、１日、５日、１０日、または１ヶ月であり得る。
【００７１】
ある場合には、異なる抵抗ユニットおよび障壁ユニットの組み合わせが、適用されることができ、合計時間周期が、十分に制御されることができる。一連のブリスタパックは、同一または異なる形状、体積、および内容物を有することができる。１つまたはそれを上回る押動ユニットが、使用されることができ、抵抗ユニットおよび／または障壁ユニットは、押動ユニットと相互作用するように構成される。
ブリスタパック
【００７２】
抵抗ユニットまたは障壁ユニットは、ブリスタまたはブリスタパックを備えることができる。ブリスタパックは、金属、プラスチック、熱可塑性物質、エラストマー、紙、箔、フィルム、膜、およびそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない、種々の材料を含むことができる。ブリスタパックは、１つまたはそれを上回る空洞またはポケットを備えることができる。ブリスタパックは、少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個の空洞またはポケットを含有することができる。ブリスタパック内の空洞またはポケットは、気体、液体、固体、またはそれらの組み合わせを含む、種々の物質を備えることができる。
【００７３】
ブリスタまたはブリスタパック等の抵抗ユニットは、流体または試薬を分注するように起動されることができる。流体または試薬は、流体導管（例えば、チャネル）の中に導入されることができる。流体または試薬分注は、試薬の反応、検定、混合、培養、洗浄、加熱、溶解、再水和、および再構成を含むが、それらに限定されない、種々の用途に使用されることができる。流体または試薬が分注される、および／またはチャネルを通って進行するための時間は、流動抵抗、チャネル長、断面寸法、表面性質、およびチャネル中に存在する流体、ならびに分注されている流体または試薬の性質（例えば、粘度）によって判定されることができる。
【００７４】
ブリスタまたはブリスタパックは、１つまたはそれを上回るフィルム、シート、基板、または層の積層、折畳、送給、および／または切断を含むが、それらに限定されない、任意の有用な方法を使用して形成されることができる。ある場合には、ブリスタパックは、上部フィルムと、底部フィルムとを含むことができ、上部および底部フィルムは、１つまたはそれを上回る所定の容積を封入する。他の場合では、ブリスタパックは、半剛性材料（例えば、段ボール、プラスチック、または同等物等の半剛性材料のシート）と、半剛性材料に取り付けられた複数のブリスタを有する物品受容部材（例えば、複数のブリスタを有する、ポリスチレン、酢酸塩、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、または同等物等のある好適なプラスチック材料のシート）とを含むことができる。ブリスタパックは、随意に、（例えば、好適な金型を用いてシートを圧痕することによって）半剛性材料内に複数の離間窓を含むことができ、離間窓およびブリスタが整合され、次いで、半剛性材料および物品受容部材がともに固着される。例示的ブリスタパックは、それぞれ参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、米国特許第３，８５６，１４４号および第３，３９９，７６３号に提供される。
【００７５】
使用時、所定の容積を封入する空洞は、押動ユニットが空洞に接触するときに破裂することができる。空洞が破裂する時間は、押動ユニットによって及ぼされる力、ならびに（部分的に）空洞によって提供される抵抗に依存し得る。本抵抗は、空洞の幾何学的構造、ならびにブリスタパックを形成するために使用される材料に依存し得る。
【００７６】
ブリスタパックは、相対運動によって流体的に接続され得る、複数の空洞を含むことができる。例えば、ブリスタパックは、押動ユニットがユニット５２５によって提供される抵抗を克服するときに流体的に接続されるようになる、図５Ｂに示されるような抵抗ユニット５２５および５２６を含むことができる。このように、試薬が、（例えば、抵抗ユニット５２６におけるように）乾燥状態で貯蔵され、次いで、押動ユニットを起動するときのみ再構成されることができる。乾燥状態での貯蔵は、特定の試薬（例えば、１つまたはそれを上回る緩衝剤、タンパク質、試薬等）の保存期間を延長するために所望され得る。そのような複数の空洞はまた、サンプルの導入前に特定の試薬を事前に活性化させなければならない場合に有用であり得る。例えば、試薬が１つまたはそれを上回る保護基を含むとき、脱保護剤を用いた試薬の事前活性化が要求され得る。したがって、試薬は、抵抗ユニット５２６の中に貯蔵されることができ、次いで、脱保護剤は、抵抗ユニット５２５の中に貯蔵されることができる。押動ユニットの起動に応じて、脱保護剤は、抵抗ユニット５２６に進入し、それによって、試薬を活性化し、次いで、活性化された試薬は、プロセスチャンバ５５０内のサンプルに導入されることができる。
タイミング制御
【００７７】
システム、ならびに押動ユニット、抵抗ユニット、障壁ユニット、駆動力、関連チャネル、およびその他を含む、その構成要素の種々の属性は、動作（例えば、流体分注）のため、または動作の間、具体的に制御された時間をもたらすように設計されることができる。
【００７８】
抵抗ユニットまたは障壁ユニット内の流体または試薬の体積は、動作時間を制御するように設計または選択されることができる。例えば、より大きい流体または試薬体積は、抵抗ユニットまたは障壁ユニットから分注するためにより多くの時間を要し得、したがって、より長い時間量にわたって押動ユニットが進むことを妨げ得る。他方で、より小さい流体または試薬体積は、抵抗ユニットまたは障壁ユニットから分注するためにより少ない時間を要し得、したがって、より短い時間量にわたって押動ユニットが進むことを妨げ得る。抵抗ユニットまたは障壁ユニット内の流体または試薬体積は、約１フェムトリットル（ｆＬ）、１０ｆＬ、１００ｆＬ、１ピコリットル（ｐＬ）、１０ｐＬ、１００ｐＬ、１ナノリットル（ｎＬ）、１０ｎＬ、１００ｎＬ、１マイクロリットル（μＬ）、１０μＬ、１００μＬ、１ミリリットル（ｍＬ）、１０ｍＬ、または１００ｍＬであり得る。抵抗ユニットまたは障壁ユニット内の流体または試薬体積は、少なくとも約１フェムトリットル（ｆＬ）、１０ｆＬ、１００ｆＬ、１ピコリットル（ｐＬ）、１０ｐＬ、１００ｐＬ、１ナノリットル（ｎＬ）、１０ｎＬ、１００ｎＬ、１マイクロリットル（μＬ）、１０μＬ、１００μＬ、１ミリリットル（ｍＬ）、１０ｍＬ、または１００ｍＬであり得る。抵抗ユニットまたは障壁ユニット内の流体または試薬体積は、最大でも約１フェムトリットル（ｆＬ）、１０ｆＬ、１００ｆＬ、１ピコリットル（ｐＬ）、１０ｐＬ、１００ｐＬ、１ナノリットル（ｎＬ）、１０ｎＬ、１００ｎＬ、１マイクロリットル（μＬ）、１０μＬ、１００μＬ、１ミリリットル（ｍＬ）、１０ｍＬ、または１００ｍＬであり得る。異なる抵抗ユニットまたは障壁ユニットは、同一の体積の流体または試薬、もしくは異なる体積の流体または試薬を備えることができる。
【００７９】
抵抗ユニットまたは障壁ユニット内の流体の粘度は、動作時間を制御するように設計または選択されることができる。例えば、より高い粘度を伴う流体は、抵抗ユニットまたは障壁ユニットから分注するためにより多くの時間を要し得、したがって、より長い時間量にわたって押動ユニットが進むことを妨げ得る。他方で、より低い粘度を伴う流体は、抵抗ユニットまたは障壁ユニットから分注するためにより少ない時間を要し得、したがって、より短い時間量にわたって押動ユニットが進むことを妨げ得る。抵抗ユニットまたは障壁ユニット内の流体の粘度は、約１マイクロパスカル秒（μＰａ・ｓ）、１０μＰａ・ｓ、２０μＰａ・ｓ、３０μＰａ・ｓ、４０μＰａ・ｓ、５０μＰａ・ｓ、６０μＰａ・ｓ、７０μＰａ・ｓ、８０μＰａ・ｓ、９０μＰａ・ｓ、１００μＰａ・ｓ、２００μＰａ・ｓ、３００μＰａ・ｓ、４００μＰａ・ｓ、５００μＰａ・ｓ、６００μＰａ・ｓ、７００μＰａ・ｓ、８００μＰａ・ｓ、９００μＰａ・ｓ、１ミリパスカル秒（ｍＰａ・ｓ）、２ｍＰａ・ｓ、３ｍＰａ・ｓ、４ｍＰａ・ｓ、５ｍＰａ・ｓ、６ｍＰａ・ｓ、７ｍＰａ・ｓ、８ｍＰａ・ｓ、９ｍＰａ・ｓ、１０ｍＰａ・ｓ、２０ｍＰａ・ｓ、３０ｍＰａ・ｓ、４０ｍＰａ・ｓ、５０ｍＰａ・ｓ、６０ｍＰａ・ｓ、７０ｍＰａ・ｓ、８０ｍＰａ・ｓ、９０ｍＰａ・ｓ、１００ｍＰａ・ｓ、２００ｍＰａ・ｓ、３００ｍＰａ・ｓ、４００ｍＰａ・ｓ、５００ｍＰａ・ｓ、６００ｍＰａ・ｓ、７００ｍＰａ・ｓ、８００ｍＰａ・ｓ、９００ｍＰａ・ｓ、１パスカル秒（Ｐａ・ｓ）、２Ｐａ・ｓ、３Ｐａ・ｓ、４Ｐａ・ｓ、５Ｐａ・ｓ、６Ｐａ・ｓ、７Ｐａ・ｓ、８Ｐａ・ｓ、９Ｐａ・ｓ、１０Ｐａ・ｓ、２０Ｐａ・ｓ、３０Ｐａ・ｓ、４０Ｐａ・ｓ、５０Ｐａ・ｓ、６０Ｐａ・ｓ、７０Ｐａ・ｓ、８０Ｐａ・ｓ、９０Ｐａ・ｓ、または１００Ｐａ・ｓであり得る。抵抗ユニットまたは障壁ユニット内の流体の粘度は、少なくとも約１マイクロパスカル秒（μＰａ・ｓ）、１０μＰａ・ｓ、２０μＰａ・ｓ、３０μＰａ・ｓ、４０μＰａ・ｓ、５０μＰａ・ｓ、６０μＰａ・ｓ、７０μＰａ・ｓ、８０μＰａ・ｓ、９０μＰａ・ｓ、１００μＰａ・ｓ、２００μＰａ・ｓ、３００μＰａ・ｓ、４００μＰａ・ｓ、５００μＰａ・ｓ、６００μＰａ・ｓ、７００μＰａ・ｓ、８００μＰａ・ｓ、９００μＰａ・ｓ、１ミリパスカル秒（ｍＰａ・ｓ）、２ｍＰａ・ｓ、３ｍＰａ・ｓ、４ｍＰａ・ｓ、５ｍＰａ・ｓ、６ｍＰａ・ｓ、７ｍＰａ・ｓ、８ｍＰａ・ｓ、９ｍＰａ・ｓ、１０ｍＰａ・ｓ、２０ｍＰａ・ｓ、３０ｍＰａ・ｓ、４０ｍＰａ・ｓ、５０ｍＰａ・ｓ、６０ｍＰａ・ｓ、７０ｍＰａ・ｓ、８０ｍＰａ・ｓ、９０ｍＰａ・ｓ、１００ｍＰａ・ｓ、２００ｍＰａ・ｓ、３００ｍＰａ・ｓ、４００ｍＰａ・ｓ、５００ｍＰａ・ｓ、６００ｍＰａ・ｓ、７００ｍＰａ・ｓ、８００ｍＰａ・ｓ、９００ｍＰａ・ｓ、１パスカル秒（Ｐａ・ｓ）、２Ｐａ・ｓ、３Ｐａ・ｓ、４Ｐａ・ｓ、５Ｐａ・ｓ、６Ｐａ・ｓ、７Ｐａ・ｓ、８Ｐａ・ｓ、９Ｐａ・ｓ、１０Ｐａ・ｓ、２０Ｐａ・ｓ、３０Ｐａ・ｓ、４０Ｐａ・ｓ、５０Ｐａ・ｓ、６０Ｐａ・ｓ、７０Ｐａ・ｓ、８０Ｐａ・ｓ、９０Ｐａ・ｓ、または１００Ｐａ・ｓであり得る。抵抗ユニットまたは障壁ユニット内の流体の粘��は、最大でも約１マイクロパスカル秒（μＰａ・ｓ）、１０μＰａ・ｓ、２０μＰａ・ｓ、３０μＰａ・ｓ、４０μＰａ・ｓ、５０μＰａ・ｓ、６０μＰａ・ｓ、７０μＰａ・ｓ、８０μＰａ・ｓ、９０μＰａ・ｓ、１００μＰａ・ｓ、２００μＰａ・ｓ、３００μＰａ・ｓ、４００μＰａ・ｓ、５００μＰａ・ｓ、６００μＰａ・ｓ、７００μＰａ・ｓ、８００μＰａ・ｓ、９００μＰａ・ｓ、１ミリパスカル秒（ｍＰａ・ｓ）、２ｍＰａ・ｓ、３ｍＰａ・ｓ、４ｍＰａ・ｓ、５ｍＰａ・ｓ、６ｍＰａ・ｓ、７ｍＰａ・ｓ、８ｍＰａ・ｓ、９ｍＰａ・ｓ、１０ｍＰａ・ｓ、２０ｍＰａ・ｓ、３０ｍＰａ・ｓ、４０ｍＰａ・ｓ、５０ｍＰａ・ｓ、６０ｍＰａ・ｓ、７０ｍＰａ・ｓ、８０ｍＰａ・ｓ、９０ｍＰａ・ｓ、１００ｍＰａ・ｓ、２００ｍＰａ・ｓ、３００ｍＰａ・ｓ、４００ｍＰａ・ｓ、５００ｍＰａ・ｓ、６００ｍＰａ・ｓ、７００ｍＰａ・ｓ、８００ｍＰａ・ｓ、９００ｍＰａ・ｓ、１パスカル秒（Ｐａ・ｓ）、２Ｐａ・ｓ、３Ｐａ・ｓ、４Ｐａ・ｓ、５Ｐａ・ｓ、６Ｐａ・ｓ、７Ｐａ・ｓ、８Ｐａ・ｓ、９Ｐａ・ｓ、１０Ｐａ・ｓ、２０Ｐａ・ｓ、３０Ｐａ・ｓ、４０Ｐａ・ｓ、５０Ｐａ・ｓ、６０Ｐａ・ｓ、７０Ｐａ・ｓ、８０Ｐａ・ｓ、９０Ｐａ・ｓ、または１００Ｐａ・ｓであり得る。異なる抵抗ユニットまたは障壁ユニットは、同一の粘度の流体、または異なる粘度の流体を備えることができる。
【００８０】
抵抗ユニットまたは障壁ユニット内の流体の粘度の温度依存性は、動作時間を制御するために使用されることができる。例えば、多くの流体は、温度が上昇するとともに、減少する粘度を示す。流体は、それぞれ、その粘度を減少または増加させるように加熱または冷却されることができる。より高い粘度を伴う流体は、抵抗ユニットまたは障壁ユニットから分注するためにより多くの時間を要し得、したがって、より長い時間量にわたって押動ユニットが進むことを妨げ得る一方で、より低い粘度を伴う流体は、抵抗ユニットまたは障壁ユニットから分注するためにより少ない時間を要し得、したがって、より短い時間量にわたって押動ユニットが進むことを妨げ得る。具体的温度が、流体のための具体的粘度を生成するように設定することができる。
【００８１】
抵抗ユニットまたは障壁ユニットは、所与の融点を伴う固体を備えることができる。抵抗ユニットまたは障壁ユニットは、所望または具体的時間量まで、押動ユニットが進むことを防止することができる。いったん所望または具体的時間が経過すると、固体を液体に溶融するように加熱されることができる。結果として生じる液体は、次いで、抵抗ユニットまたは障壁ユニットから流出されることができ、押動ユニットは、進ませられることができる。固体は、約０℃、５℃、１０℃、１５℃、２０℃、２５℃、３０℃、３５℃、４０℃、４５℃、５０℃、５５℃、６０℃、６５℃、７０℃、７５℃、８０℃、８５℃、９０℃、９５℃、１００℃、１０５℃、１１０℃、１１５℃、１２０℃、１２５℃、１３０℃、１３５℃、１４０℃、１４５℃、１５０℃、１５５℃、１６０℃、１６５℃、１７０℃、１７５℃、１８０℃、１８５℃、１９０℃、１９５℃、または２００℃の融点を有することができる。固体は、少なくとも約０℃、５℃、１０℃、１５℃、２０℃、２５℃、３０℃、３５℃、４０℃、４５℃、５０℃、５５℃、６０℃、６５℃、７０℃、７５℃、８０℃、８５℃、９０℃、９５℃、１００℃、１０５℃、１１０℃、１１５℃、１２０℃、１２５℃、１３０℃、１３５℃、１４０℃、１４５℃、１５０℃、１５５℃、１６０℃、１６５℃、１７０℃、１７５℃、１８０℃、１８５℃、１９０℃、１９５℃、または２００℃の融点を有することができる。固体は、最大でも約０℃、５℃、１０℃、１５℃、２０℃、２５℃、３０℃、３５℃、４０℃、４５℃、５０℃、５５℃、６０℃、６５℃、７０℃、７５℃、８０℃、８５℃、９０℃、９５℃、１００℃、１０５℃、１１０℃、１１５℃、１２０℃、１２５℃、１３０℃、１３５℃、１４０℃、１４５℃、１５０℃、１５５℃、１６０℃、１６５℃、１７０℃、１７５℃、１８０℃、１８５℃、１９０℃、１９５℃、または２００℃の融点を有することができる。
【００８２】
抵抗ユニットまたは障壁ユニットは、犠牲流体、つまり、サンプル調製または反応の試薬、緩衝剤、または他の構成要素として使用されない流体を備えることができる。犠牲流体を備える抵抗ユニットまたは障壁ユニットは、手順のステップの間、例えば、流体分注ステップの間のタイミング制御を提供するために使用することができる。犠牲流体は、抵抗ユニットまたは障壁ユニットから、チャンバ、ウェル、通気孔、廃棄物ポート、外部環境、または他の目的地へ流出されることができる。犠牲流体は、チャネルまたは他の導管を通して流動されることができる。犠牲流体は、体積、粘度、および融点を含むが、それらに限定されない、本明細書に説明される流体の属性のうちのいずれかによって特徴付けられることができる。
【００８３】
抵抗ユニットまたは障壁ユニットの間の距離または分離は、動作時間を制御するように設計または選択されることができる。例えば、抵抗ユニットまたは障壁ユニットの間のより長い距離は、押動ユニットが抵抗ユニットに遭遇するため、または１つの抵抗ユニットから後続の抵抗ユニットまたは障壁へ移動するための時間量を増加させることができる。他方で、抵抗ユニットまたは障壁ユニットの間のより短い距離は、押動ユニットが抵抗ユニットまたは障壁ユニットに遭遇するため、または１つの抵抗ユニットから後続の抵抗ユニットまたは障壁へ移動するための時間量を減少させることができる。抵抗ユニットまたは障壁ユニットの間の距離は、約１マイクロメートル（μｍ）、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ、１ミリメートル（ｍｍ）、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍ、７０ｍｍ、８０ｍｍ、９０ｍｍ、または１００ｍｍであり得る。抵抗ユニットまたは障壁ユニットの間の距離は、少なくとも約１マイクロメートル（μｍ）、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ、１ミリメートル（ｍｍ）、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍ、７０ｍｍ、８０ｍｍ、９０ｍｍ、または１００ｍｍであり得る。抵抗ユニットまたは障壁ユニットの間の距離は、最大でも約１マイクロメートル（μｍ）、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ、１ミリメートル（ｍｍ）、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍ、７０ｍｍ、８０ｍｍ、９０ｍｍ、または１００ｍｍであり得る。抵抗ユニットまたは障壁ユニットの間の距離は、同一の距離であり得るか、または異なる距離であり得る。
【００８４】
抵抗ユニットまたは障壁ユニットからの流体または試薬は、チャネルまたは他の導管を通して流動されるか、またはそれを介して分注されることができる。チャネルの幾何学的パラメータ（例えば、長さ、幅、高さ、直径）は、動作時間を制御するように設計されることができる。例えば、より長いチャネルまたはより狭いチャネルは、より大きい流体力学的抵抗によって特徴付けられることができ、流体または試薬が抵抗ユニットまたは障壁ユニットから分注するための時間量を増加させることができ、したがって、より長い時間量にわたって押動ユニットが進むことを防止することができる。他方で、より短いチャネルまたはより広いチャネルは、より小さい流体力学的抵抗によって特徴付けられることができ、流体または試薬が抵抗ユニットまたは障壁ユニットから分注するための時間量を減少させることができ、したがって、より短い時間量にわたって押動ユニットが進むことを防止することができる。それを通って流体または試薬が流動するチャネルまたは他の導管の長さは、約１マイクロメートル（μｍ）、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ、１ミリメートル（ｍｍ）、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍ、７０ｍｍ、８０ｍｍ、９０ｍｍ、または１００ｍｍであり得る。それを通って流体または試薬が流動するチャネルまたは他の導管の長さは、少なくとも約１マイクロメートル（μｍ）、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ、１ミリメートル（ｍｍ）、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍ、７０ｍｍ、８０ｍｍ、９０ｍｍ、または１００ｍｍであり得る。それを通って流体または試薬が流動するチャネルまたは他の導管の長さは、最大でも約１マイクロメートル（μｍ）、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ、１ミリメートル（ｍｍ）、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍ、７０ｍｍ、８０ｍｍ、９０ｍｍ、または１００ｍｍであり得る。それを通って流体または試薬が流動するチャネルまたは他の導管の高さ、幅、または直径は、約１マイクロメートル（μｍ）、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、��０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ、１ミリメートル（ｍｍ）、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、または１０ｍｍであり得る。それを通って流体または試薬が流動するチャネルまたは他の導管の高さ、幅、または直径は、少なくとも約１マイクロメートル（μｍ）、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ、１ミリメートル（ｍｍ）、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、または１０ｍｍであり得る。それを通って流体または試薬が流動するチャネルまたは他の導管の高さ、幅、または直径は、最大でも約１マイクロメートル（μｍ）、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ、１ミリメートル（ｍｍ）、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、または１０ｍｍであり得る。異なるチャネルまたは他の導管の幾何学的パラメータは、同一であり得るか、または異なり得る。
【００８５】
チャネルまたは他の導管は、異なる表面特性を備えることができる。チャネルまたは他の導管の表面特性は、湿潤性または疎水性、結合親和性、または電荷を含むことができるが、それらに限定されない。チャネルまたは導管表面特性は、動作時間を制御するために設計されることができる。例えば、疎水性チャネルは、流動に対する増加した抵抗を水性流体または試薬に提供することができ、そのような流体または試薬が抵抗ユニットまたは障壁ユニットから分注するための時間量を増加させることができる。他方では、親水性チャネルは、流動に対する減少した抵抗を水性流体または試薬に提供することができ、そのような流体または試薬が抵抗ユニットまたは障壁ユニットから分注するための時間量を減少させることができる。
【００８６】
本明細書に説明されるシステムおよびデバイスは、フィルタ、膜、ゲル、および他の分離材料を備えることができる。チャネル、導管、および他の流動導管内の分離材料の存在は、その流動導管を通る流動に対する抵抗を増加させることができる。分離材料のパラメータは、具体的抵抗を提供して動作時間を制御するように選定されることができる。分離材料のパラメータは、材料の厚さ、多孔性、細孔径、湿潤性または疎水性、結合親和性、または電荷を含むことができる。例えば、より大きい厚さまたはより小さい細孔径を伴う分離材料は、流動に対するより大きい抵抗によって特徴付けられることができ、流体または試薬が抵抗ユニットまたは障壁ユニットから分注するための時間量を増加させることができ、したがって、より長い時間量にわたって押動ユニットが進むことを防止することができる。他方で、より小さい厚さまたはより大きい細孔径を伴う分離材料は、流動に対するより小さい抵抗によって特徴付けられることができ、流体または試薬が抵抗ユニットまたは障壁ユニットから分注するための時間量を減少させることができ、したがって、より短い時間量にわたって押動ユニットが進むことを防止することができる。
【００８７】
システム、ならびに押動ユニット、抵抗ユニット、障壁ユニット、駆動力、関連チャネル、およびその他を含む、その構成要素の種々の属性は、動作（例えば、流体または試薬分注）のため、または動作の間、差動的に制御された時間をもたらすように設計されることができる。規定された時間周期は、少なくとも約１ミリ秒、１０ミリ秒、１００ミリ秒、１秒、１０秒、１分、２分、３分、４分、５分、６分、７分、８分、９分、１０分、２０分、３０分、４０分、５０分、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、７時間、８時間、９時間、１０時間、１１時間、１２時間、１日、５日、１０日、または１ヶ月であり得る。規定された時間周期は、最大でも約１ミリ秒、１０ミリ秒、１００ミリ秒、１秒、１０秒、１分、２分、３分、４分、５分、６分、７分、８分、９分、１０分、２０分、３０分、４０分、５０分、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、７時間、８時間、９時間、１０時間、１１時間、１２時間、１日、５日、１０日、または１ヶ月であり得る。規定された時間周期は、約１ミリ秒、１０ミリ秒、１００ミリ秒、１秒、１０秒、１分、２分、３分、４分、５分、６分、７分、８分、９分、１０分、２０分、３０分、４０分、５０分、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、７時間、８時間、９時間、１０時間、１１時間、１２時間、１８時間、１日、５日、１０日、１５日、２０日、２５日または１ヶ月であり得る。
抵抗ユニットおよび／または障壁ユニットを起動する際の時間制御
【００８８】
説明されるデバイスおよび方法の用途は、例えば、タイミング制御から、温度制御から、または複数の試薬の取扱から利益を得る、プロセスを含む。実施例は、核酸を単離または富化するためのサンプルの処理、全血の成分の分離、核酸、細胞、タンパク質を含む被分析物の検出を行うこと、被分析物の定量化反応を行うこと、ならびに本明細書に説明される任意のその他を含む。
【００８９】
ある場合には、本システムおよび方法は、連続的、同時、または組み合わせ等の特定／所望の順序で、抵抗ユニット／障壁ユニットの起動／流体または試薬の分注を可能にすることができる。押動ユニットは、複雑な形状を有し、並行して、または連続的に、複数の抵抗ユニット／障壁ユニットを起動することができる。障壁ユニットは、連続的に、同時に、または組み合わせて、押動ユニットが複数の障壁ユニットを起動することを可能にする、種々の形状または幾何学形状を有することができる。いくつかの実施例では、抵抗ユニットは、連続的に、同時に、または組み合わせて、押動ユニットが複数の障壁ユニットを起動することを可能にする、種々の形状または幾何学形状を有することができる。一非限定的実施例では、１つの押動ユニットを伴う多層デバイスの一部が、図５Ａ−Ｂに示されるような所定のシーケンスで、（例えば、ブリスタパックにおけるように）いくつかの障壁および／または抵抗ユニットを起動することができる。
【００９０】
図５（デバイスおよび流体分注システムの上面図）から分かり得るように、押動ユニット５１０は、種々の抵抗ユニット（すなわち、５２１、５２２、５２３、５２４、５２５、５２６）との直接接触を提供するように構成されることができる。例えば、押動ユニットは、押動ユニットが移動させられるときに抵抗ユニットに接触するように設計される、突出５１１および５１２を含むことができる。任意の有用な物理的特徴または構造が、押動ユニットを構成するために使用されることができる。例えば、押動ユニットは、ローラ、またはローラの回転を可能にするように主要中心車軸を有するドラムを含むことができ、車軸はさらに、ローラの位置を維持するようにロッドに取り付けされることができる。このように、１つより多くのローラが、ロッド上に搭載されることができ、それによって、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットおよび／または障壁ユニット、もしくはそのようなユニットの１つまたはそれを上回るアレイと相互作用するために使用されることができる、構成を提供する。別の実施例では、押動ユニットは、任意の有用な組み合わせで、１つまたはそれを上回る突出、ローラ、ドラム、プランジャ、返し、ばね等を含むことができる。押動ユニットは、任意の有用な相対運動５３０、５３１を提供するように構成されることができる。例えば、相対運動は、デバイスの第１の表面および／または１つまたはそれを上回る抵抗ユニットの表面を横断する（例えば、抵抗ユニットが第２の基板に存在するときには、本第２の基板の表面を横断する）回転５３０（例えば、図５Ａのような）および／または平行移動５３１（例えば、図５Ｂのような）を含むことができる。
【００９１】
押動ユニットの相対運動は、１つまたはそれを上回る流体および／または試薬を第１のチャンバ５０２（例えば、チャネル、リザーバ等）に進入させることができる。図５Ａ−Ｂでは、これらのチャンバは、点線５０２として示されている。図５Ａから分かり得るように、押動ユニットの相対運動は、抵抗ユニット５２１内の流体／試薬をチャンバに進入させ、抵抗ユニット５２４内の流体／試薬を別のチャンバに進入させる。押動ユニットのさらなる漸進は、抵抗ユニット５２２および５２５との本押動ユニットの相互作用を引き起こす。分かり得るように、相対運動に応じて、抵抗ユニット５２２および５２５内の流体／試薬は、共通チャンバに進入する。抵抗ユニット内の流体／試薬の相対的タイミングおよび／または添加は、抵抗ユニット（例えば、これらのユニットの幾何学的配列）によって制御される。例えば、抵抗ユニット５２１および５２２の間の距離は、これらの抵抗ユニット内に試薬を分注するタイミングを制御する。ユニット５２１内およびユニット５２２内の試薬の添加の間の時間を増加させるために、ユニット５２１および５２２の間の距離を増加させることができる。当然ながら、さらなる時間遅延が、押動ユニットの速力または速度を低減させることによって追加することができる。流体／試薬の相対的タイミングおよび／または添加はまた、抵抗ユニットの内容物によって制御されることもできる。例えば、図５Ｂに示されるように、抵抗ユニット５２１および５２３は、プロセスチャンバ５５０に添加される流体／試薬を含む。対照的に、抵抗ユニット５２２は、プロセスチャンバ５５０に接続しないチャンバに流体的に接続される、犠牲流体（例えば、潤滑剤または油等の不混和性流体）を含む。抵抗ユニット５２２内の流体がプロセスチャンバに含まれないため、抵抗ユニット５２１内および抵抗ユニット５２３内に流体／試薬を添加する際に、部分的に抵抗ユニット５２１および５２３の間の距離によって判定されることができる、時間遅延がある。そのような時間遅延は、抵抗ユニット５２２によって提供される抵抗に遭遇するときに、押動ユニットの低減した速度によって引き起こされ得る。したがって、時間遅延は、押動ユニットおよび／または抵抗ユニットの間の速力および／または速度にフィードバックが存在する程度、ならびに存在する場合、１つまたはそれを上回る障壁ユニットを克服するために必要とされ得る付加的時間等の付加的要因を含んでもよい。
【００９２】
（例えば、プロセスチャンバ５５０の中への）流体の分注は、（部分的に）抵抗ユニットおよび／または障壁ユニットによって判定され得る、任意の有用な順序で起こることができる。図５Ｂから分かり得るように、抵抗ユニットの２つのセットまたはアレイが提供される（すなわち、１つのアレイの中に５２１、５２２、５２３、および別のアレイの中に５２４、５２５、５２６）。本構成では、抵抗ユニット５２１および５２４内の流体／試薬は、同時に、プロセスチャンバ５５０に添加される。付加的時間遅延が、５２１を５５０に接続するか、または５２４を５５０に接続するチャネル等の１つまたはそれを上回る抵抗ユニットへの任意の有用な変更によって、含まれることができる。例えば、５２１を５５０に接続するチャネルは、（例えば、本チャネルの断面寸法を減少させることによって）さらに狭くされることができ、したがって、押動ユニットによって遭遇される抵抗を増加させる。別の場合において、５２１内の内容物は、抵抗を増加させるように、粘性作用物質（例えば、ポリエチレングリコール）と事前混合されることができる。別の実施例では、５２２は、（例えば、本明細書に説明されるような）犠牲流体を含むことができるか、または５２１および５２３内に流体／試薬を添加する際に時間遅延を導入するように、終端チャネルに接続されることができる。さらに別の実施例では、１つの抵抗ユニットは、別の抵抗ユニットに流体的に接続されることができ、それによって、第１の抵抗ユニット内の流体が第２の抵抗ユニット内の試薬を再構成または水和することを可能にする。一非限定的実施例として図５Ｂに提供されるように、相対運動は、抵抗ユニット５２５内の流体を、乾燥試薬を含有する抵抗ユニット５２６に進入させる。押動ユニットによる水和および押動後に、組み合わせられた流体は、プロセスチャンバ５５０の中に導入される。
【００９３】
本節は、抵抗ユニットを用いた時間制御を説明するが、抵抗ユニットを設計および適用するときにも、同一の考慮点が、適用されることができる。さらに、任意の押動ユニットと抵抗ユニットとの間に、流体の分注および／または時間制御（例えば、１つまたはそれを上回る流体を添加する際の相対的タイミングおよび／または１つまたはそれを上回る流体の順次添加を制御する）を促進するように、障壁ユニットが存在し得る。
【００９４】
時間制御は、必ずしも、流体分注を要求しない。例えば、押動ユニットは、押動ユニットが抵抗ユニットを克服するためにある時間を要求するように、ばねまたは任意の他の変形可能材料である、抵抗ユニットと相互作用することができる。これは、ある時間パルスを導入するように適用されることができ、かつ（溶解におけるサンプル調製のため等の）培養、再水和、（増幅のため等の）反応、および他の動作に使用されることができる。
自律コントローラ
【００９５】
自律コントローラが、システム内に存在し得る。例えば、流体分注システム、押動ユニット、デバイス、デバイスの１つまたはそれを上回る基板または層、もしくは１つまたはそれを上回るデバイス構成要素の相対運動が、任意の有用な自律コントローラによって達成されることができる。自律コントローラは、本明細書に説明される任意の機構またはアセンブリを含むことができる。自律コントローラは、ＳｌｉｐＣｈｉｐ、薄膜ＳｌｉｐＣｈｉｐ、または別のデバイスの動作を制御するために有用であり得る。種々の機能は、訓練を受けていないユーザのための不干渉インターフェースを提供するコントローラの設計の一部であり得る。これらは、（１）１つまたはそれを上回る押動ユニットを採用して流体を圧送または分注すること、（２）滑動、および／または（３）最初の２つの動作およびデバイスの動作のうちのいずれかのタイミング制御を含むが、それらに限定されない。例えば、タイミング制御を使用することによって、多段階圧送、分注、および滑動が、プログラムされることができる。これらの動作はまた、例えば、ＳｌｉｐＣｈｉｐデバイスに貯蔵されたエネルギー源（例えば、バッテリ等）を必要とすることなく行われることもできる。自律コントローラは、デバイスに統合されることができるか、またはデバイスをそれに連結することが可能なベースステーションまたは基礎ユニットの中に位置することができる。
【００９６】
ある場合には、自律コントローラは、ユーザ入力を伴わずに、１つまたはそれを上回るプロセス（例えば、分注、分析、または本明細書に説明されるいずれか）を制御することを可能にすることができる。例えば、そのような制御は、自律コントローラを起動する、スイッチをオンにすることによって達成されることができる。ある場合には、コントローラは、ハンドヘルドまたは携帯用使用を可能にする、１つまたはそれを上回る要素を含むことができる。例えば、本明細書の構成要素のうちのいずれか（例えば、電力要素、調整要素、タイミング要素、移動要素、伝達要素、スイッチ、および／または連鎖部）は、最小限の電力を使用するか、外部電源を使用しない、小型形式に提供されることができる。
【００９７】
自律コントローラは、機械、空気圧、流体、電気機械、または電子機構、もしくはそれらの組み合わせを備えることができる。非限定的で例示的コントローラは、電力要素、随意であって、電源のために比較的一定の割合を維持する役割を果たす、調整要素、デバイスの相対運動の速度を判定するタイミング要素、押動ユニット、デバイス、デバイスの基板、またはデバイスの層の相対運動を助長する、移動要素、電源の力を移動要素および／またはタイミング要素に伝達する、伝達要素、および／または随意であって、直接的または間接的のいずれかで電力要素を移動要素に接続する役割を果たす、スイッチを含み、これらの要素はそれぞれ、直接的または間接的のいずれかで（例えば、本明細書に説明されるいずれか等の連鎖部によって）相互接続されることができる。
【００９８】
電力要素は、相対運動（例えば、押動ユニット、デバイス、デバイスの基板、またはデバイスの層の相対運動等の本明細書に説明される任意の相対運動）を駆動する、機械、電気、電気機械、空気圧、または流体源を含む、任意の電源であってもよい。電力要素の実施例は、巻取機、ばね（例えば、主ばね、螺旋ねじりばね、半逆ねじりばね、または逆ねじりばね）、ゴムバンド、ハンドクランク、回転子機構（例えば、ユーザの運動によって生成される運動エネルギーによって移動可能である、回転振り子およびピニオンを有し、ピニオンは発電機に連結され、エネルギーはコンデンサまたはバッテリに貯蔵される）、太陽光電池、バッテリ、太陽電池、発電機（例えば、ダイナモ等の発電機、電磁流体力学的発電機、誘導発電機、単極発電機、または励起発電機）、交流発電機、および／またはコンデンサを含むが、それらに限定されない。電力要素は、移動要素と直接的に、または移動要素と間接的に（例えば、１つまたはそれを上回る伝達要素または連鎖部を通して）相互接続することができる。
【００９９】
電力要素は、電源のために比較的一定の割合を維持することができる、１つまたはそれを上回る随意の調整要素に接続されることができる。例えば、機械力要素では、調整要素は、振り子、平衡車輪、スタックフリード（例えば、電力要素の車軸上に搭載され、ばね荷重ローラを含む、ばね荷重カム）、カム、歯止め、フュージ（例えば、鎖または別の有用な連鎖部によって電力要素に取り付けられた円錐形の滑車システム）、ストップワーク、ルモントワール（例えば、脱進機に給電する二次ばねまたは重り）、ゴーイングバレル（例えば、張力を受ける機械力要素を含有し、一定のトルクを提供するように機械力要素の使用を可能にする構造）、モータバレル、またはピニオン（例えば、ゴーイングバレル等のバレルに係合する安全ピニオン）、ならびにそれらの組み合わせから選択されることができる。例えば、電力要素では、調整要素は、コネクタ、コイル、ヒューズ、抵抗器、変圧器、サーミスタ、コンデンサ、および／またはダイオードから選択されることができる。
【０１００】
一非限定的実施例では、アセンブリは、電力要素としてのばねと、１つまたはそれを上回る調整要素とを含む。ある場合には、アセンブリは、ばねと、ばねのための車軸としての役割を果たすアーバと、ばねの巻解を防止するようにアーバに移動可能に接続された歯止めと、歯車の歯を有し、ばねを含有するゴーイングバレルと、ゴーイングバレルの歯車の歯に移動可能に接続されたピニオン（例えば、中心車輪ピニオン）とを含み、歯車が、随意に、直接的または間接的に伝達要素（例えば、歯車列または本明細書に説明されるいずれか）に接続される。
【０１０１】
アセンブリは、相対運動の速度を判定するタイミング要素を含むことができる。タイミング要素は、平衡車輪（例えば、螺旋ばねまたは釣り合いばねを含む加重車輪）、振り子、音叉、同期モータ、同期化モータ、直接同期化振動システム、ステッピングモータ、電気機械ステッピングモータ、または水晶発振器（例えば、石英発振器）を含むことができる。タイミング要素は、電子タイマまたは集積回路を備えることができる。タイミング要素は、特定の反応時間（例えば、サンプル培養、反応、保存、貯蔵、処理、または分析のための時間周期を含む）を達成するように設計されることができる。タイミング要素（例えば、平衡車輪または振り子）は、随意に、電源の力をタイミング要素に伝達し、タイミング要素における振動の数を監視し、タイミング要素の振動に相応する相対運動を達成するために（例えば、１つまたはそれを上回る連鎖部、もしくは１つまたはそれを上回る伝達要素を通して）移動要素に接続する、脱進機構を含むことができる。例示的で非限定的脱進機は、バージ脱進機、アンカ脱進機（例えば、デッドビート脱進機）、着脱脱進機（例えば、戻り止め脱進機または同軸脱進機）、クロスビート脱進機、シリンダ脱進機、二重脱進機、レバー脱進機、グラスホッパ脱進機、重力脱進機、または電磁脱進機（例えば、スイッチ、またはタイミング要素に連結された電磁石を含む光電管）、ならびに本明細書に説明されるいずれかを含む。タイミング要素（例えば、モータシステムまたは水晶発振器）は、随意に、振動モニタ、振動分割器（例えば、水晶発振器の出力に接続される周波数分割器）、蓄積回路（例えば、周波数分割器の出力に接続される双安定マルチバイブレータ）、（例えば、蓄積回路の出力に接続される）切替回路、および／または（例えば、切替回路の出力に接続される）電子平衡車輪システムを含むことができる。例示的タイミング要素は、それぞれその全体として本明細書に組み込まれる、米国特許第３４４，９２２号、第１，４８９，７６２号、第４，０３６，００６号、第７，３５２６，５５号、第８，３０８，３４６号、および第８，２６３，８８３号に提供される。
【０１０２】
本システムおよび／またはデバイスにおいて相対運動を達成するために、アセンブリは、移動要素を含むことができる。移動要素は、（例えば、本明細書に説明されるような）任意の有用な連鎖部または伝達要素を使用して、デバイスまたはその一部（例えば、回転移動のための中心車軸を通して等、１つまたはそれを上回る層）に直接的または間接的に接続されることができる。例示的移動要素は、歯車、ばね、フライホイール、振り子、および／またはモータのうちの１つまたはそれを上回るものを含む。特定の実施例では、移動要素は、相対運動が特定の速度で起こることを確実にするように、タイミング要素に接続される。さらなる実施例では、移動要素とタイミング要素との間の本接続は、脱進機構（例えば、本明細書に説明されるいずれか）である。
【０１０３】
電力をタイミング要素および／または移動要素に伝達するために、アセンブリは、１つまたはそれを上回る伝達要素を含むことができる。例示的伝達要素は、歯車列（例えば、１つまたはそれを上回る車輪および１つまたはそれを上回るピニオンを含む）、車輪、ピニオン、歯車、プレート、バー、カム、歯止め、レバー、脱進機、ケーブル、および／または滑車のうちの１つまたはそれを上回るものを含む。
【０１０４】
アセンブリは、随意に、電力要素と移動要素との間の接続を制御する、スイッチを含むことができる。例示的スイッチは、トグルスイッチ、瞬時スイッチ、ロッカースイッチ、回転スイッチ、付勢スイッチ（例えば、押しボタンスイッチ）、フロートスイッチ、リミットスイッチ（または回転移動によって模倣されるマイクロスイッチ）、リードスイッチ、キースイッチ、制御スイッチ、セイルスイッチ、圧力スイッチ、傾転スイッチ、ナイフスイッチ、電子スイッチ（例えば、アナログスイッチ等の継電器）、膜スイッチ、圧電スイッチ、またはタッチスイッチ（例えば、静電容量タッチスイッチ、抵抗タッチスイッチ、または圧電タッチスイッチ）、ならびにそれぞれ参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、米国特許第４，００１，５２７号、第４，０２１，６２６号、第４，９１２，３７６号、第５，１６０，８５３号、第６，８６１，６０１号、第７，２５１，１４２号、第７，５７９，５６５号、および第８，２６３，８８３号に説明されるものを含む。
【０１０５】
例示的機械的機構は、移動要素としてのばねに機械的に接続される電力要素としての可動巻取機、入力歯車、出力歯車、および中間歯車を含む歯車列、出力歯車によって駆動される脱進機、および本歯車列とともに移動するために歯車列に連結される連鎖部を含むことができる。非限定的機構が、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、米国特許第５，９２６，６６０号の図２３−３１に提供される。
【０１０６】
別の例示的機械的機構は、ばねの機械力をデバイスの１つまたはそれを上回る層に伝達し、それによって、これらの層の運動を達成するように、回転シャフトを通してばね（移動要素）に固定されるノブ（電力要素）と、シャフト（伝達要素）によって移動可能な接触部材とを含むことができる。非限定的機構が、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、米国特許第７，５７９，５６５号に提供される。
【０１０７】
別の例示的機構は、ばね（移動要素）を支承する回転可能シャフトに固定される、巻取機（電力要素）を含むことができる。シャフトは、１つまたはそれを上回るカムもしくは随意に歯車付きの車輪を介して、１つまたはそれを上回る可動層と相互接続することができる、歯車機構および成形カムから成る伝達要素と相互接続することができる。非限定的で例示的機構は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、米国特許第２，８９５，５４７号の図３−６に提供される。
【０１０８】
別の例示的機構は、歯車および／または成形カム（伝達要素）を通して可動層に相互接続されるフライホイール（移動要素）を含んでもよい。フライホイールは、外部電力要素によって運動を設定され、かつ回転可能に搭載され、遠心的に移動可能であり、遠心移動に対して定位置で座屈可能に保持される部材を有する要素から本質的に成ることが可能である。非限定的機構が、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、米国特許第１，９２６，２７６号に提供される。
【０１０９】
別の例示的機構は、流体（電力要素）のための入力、本流体を貯蔵するための１つまたはそれを上回るリザーバ、タイマ弁、１つまたはそれを上回る時間セレクタ弁、および直接的に、または歯車列もしくは可動層を伴う滑車を通してのいずれかで相互接続されるピストン（移動要素）等の出力を含んでもよい。入力は、タイマ弁を通して、出力および１つまたはそれを上回るセレクタ弁の両方に接続される。セレクタ弁はそれぞれ、次いで、流体を貯蔵するための別個のリザーバに個別に接続される。タイマ弁は、時間セレクタ弁が開放している、全てのリザーバ内で閾値圧力に到達すると、流体流をリザーバに供給することから出力を供給することに切り替えるように従事する。非限定的実施例が、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、米国特許第６，０７０，６１０号に提供される。
【０１１０】
別の例示的機構は、バッテリ等の電力要素、モータに連結される電気タイマ等の移動要素、および少なくとも可動層の移動を達成するモータのシャフトを含む伝達要素を含む。電気タイマは、モータ、プログラム可能なスケジュールおよび１つまたはそれを上回るコントローラ設定を記憶するための少なくとも１つのメモリ、プログラム可能なスケジュールに従ってモータへの電力の切替を制御するためにメモリに連結されるコントローラ、ディスプレイおよび少なくとも１つのボタンを含むユーザインターフェースを含む。コントローラは、ユーザが、少なくとも１つのボタンと相互作用することによって、プログラム可能なスケジュールおよび１つまたはそれを上回るコントローラをプログラムすることができるようにプログラムされる。コントローラは、少なくとも１つのボタンと相互作用することによってトグルされることができる、動作モードおよび設定モードを有する。非限定的実施例が、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、米国特許第８，３１４，５１７号に提供される。
【０１１１】
例えば、その変形状態においてポテンシャルエネルギーを貯蔵することができる標準機械的構造を使用することによって、滑動、圧送、およびタイミング制御を含み得る、種々の操作のためのエネルギー源が作成されてもよい。一非限定的実施例では、自律動作を達成するためのエネルギーおよび一定の力を提供するために、定荷重ばねが使用されてもよい。ある場合には、単一の単純な巻装操作が、（機械的タイマを使用することと同様に）ＳｌｉｐＣｈｉｐの動作を開始するためにエンドユーザが行う必要がある唯一の要求動作である。本実施例では、いったんポテンシャルエネルギーが変形したばねに貯蔵され、ユーザがコントローラを始動すると、貯蔵されたポテンシャルエネルギーは、ある時点で、分注、圧送、および滑動する（またはデバイスの層を相対的に移動させる）ようにＳｌｉｐＣｈｉｐを駆動するためのアーキテクチャの位置を制御する、一定の速度における機械力を形成するように放出されるであろう。
【０１１２】
いくつかの実施例では、連続放出ポテンシャルエネルギーは、一定の速度で巻解構造を回転させる。ある場合には、回転アーキテクチャが、本巻解構造に取り付けられ、時限回転移動を辿ってもよい。この場合、各動作を完了するための機械力は、変形したばねから生成される巻解力によって提供される。本概念を使用することによって、分注、圧送、および滑動ステップを含む、複数の動作が、達成されることができる。付加的例示的コントローラ機構は、ある時点で複数の弁またはスイッチを制御するためのもの、およびそれぞれ参照することによって本明細書に組み込まれる、米国特許第６，３２５，１７２号、第６，３５４，１７２号、第５，５９０，６８７号、および第８，２６３，８８３号に説明されるいずれか等の任意の有用な機械的システムを含む。
【０１１３】
別の実施例では、自律コントローラの設計概念は、機械的タイマの標準設計に類似する。これは、例えば、エネルギー源を提供する主ばねと、タイミング制御を提供するバージおよび雁木車（または類似設計）（例えば、それぞれ参照することによって本明細書に組み込まれる、Ｇｌａｓｇｏｗ，  Ｄａｖｉｄ  （１８８５）．  Ｗａｔｃｈ  ａｎｄ  Ｃｌｏｃｋ  Ｍａｋｉｎｇ．  Ｌｏｎｄｏｎ：  Ｃａｓｓｅｌ  ＆  Ｃｏ．、Ｍｉｌｈａｍ，  Ｗｉｌｌｉｓ  Ｉ．  （１９４５）．  Ｔｉｍｅ  ａｎｄ  Ｔｉｍｅｋｅｅｐｅｒｓ．  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ：  ＭａｃＭｉｌｌａｎ．  ＩＳＢＮ  ０−７８０８−０００８−７、およびＢｒｉｔｔｅｎ，  Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｊ．  （１８８１）．  Ｔｈｅ  Ｗａｔｃｈ  ａｎｄ  Ｃｌｏｃｋｍａｋｅｒ’ｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ，  ４ｔｈ  Ｅｄ．  Ｌｏｎｄｏｎ：  Ｗ．  Ｋｅｎｔ  ＆  Ｃｏ．，  ｐ．  ５６−５８に説明されるいずれか）とを含有してもよい。（例えば、１分から数分の）デバイスの合計動作時間を最適化するために、所望に応じて、通常の機械的タイミングシステムの複雑な歯車列が、最小限にされることができる。
【０１１４】
ある場合には、タイミングシステムは、コントローラ上の３つの構成要素によって達成される。ここでは、これは、（１）定荷重ばねによって作製される少なくとも１つの主ばね、（２）少なくとも１つのタイミングばね、および（３）逃げリングを含むことができる。この場合、主ばねは、コントローラの基部上に固定され、ラッチシステムの一部に接続される。この場合、ラッチシステムは、巻解操作が未制御動作を開始しない、またはデバイス（例えば、ＳｌｉｐＣｈｉｐデバイス）に導入しない方法で設計されている。この場合、いったんこれが巻解され（ｔ＝０）、次いで、解放されると、同時にラッチシステムの第２の部分を回転させながら、青色ラッチシステム上に一定の巻装力を提供する。タイミング制御は、例えば、タイミングばねおよびタイミング歯を使用することによって作成されてもよい。この特定の場合では、ラッチシステムが回転している間に、タイミングばねは、タイミング歯の設計された局所構造に対して移動し、逃げリングは、変形をタイミングばねに導入する方法で設計されている。本機構は、定荷重ばねからの巻装力に対して周期的抵抗力を生成する。これは、例えば、巻装運動を減速し、ラッチシステムへの時限回転運動を生成することができる。本時限回転運動は、デバイス動作のタイミングを統制するための種々のオプションのうちの１つである。本反復において、制御ピンが、ラッチシステムに取り付けられ、複数の圧送および滑動ステップを連続的に開始しながら、ラッチシステムとともに移動されることができる。
【０１１５】
他の場合では、自律コントローラは、（１）主ばね、（２）雁木車、および（３）バージを含む。標準機械的クロッキングシステムの逃げ脱進機設計と同様に、バージは、非共振型振動質量としての役割を果たし、雁木車の回転と相互作用する。主ばねがその元の形状に巻き戻り、雁木車を回転させると、楔が、例えば、回転に干渉し、回転速度を減速するように周期的に振動してもよい。制御ピンが、雁木車に取り付けられ、複数の分注、圧送、および滑動ステップを連続的に開始しながら、ラッチシステムとともに移動されることができる。
【０１１６】
一非限定的実施例では、レールシステムを使用することによって、圧送および滑動を含むが、それらに限定されない、種々の機能の制御が、達成されることができる。一実施例では、圧送方法は、デバイス（例えば、薄膜ＳｌｉｐＣｈｉｐ）の上方の密閉空洞内で陽圧を生成することに基づく。一非限定的実施例では、キャップは、キャップを閉鎖するときに自律コントローラに接続される。最初に、ユーザは、例えば、定荷重ばねにエネルギーを貯蔵するために、キャップを回してもよく、次いで、ユーザは、ＳｌｉｐＣｈｉｐアセンブリ全体を解放してもよく、定荷重ばねが反動し、自律的にＳｌｉｐＣｈｉｐデバイスを操作する。一非限定的配列では、キャップおよびＳｌｉｐＣｈｉｐを保持するアーキテクチャが、次いで、相互に対して自動的に回転させられ、したがって、ＳｌｉｐＣｈｉｐデバイスにおいて一連の順次回転を開始する。他の配列では、本システムは、少なくとも２つの薄膜ＳｌｉｐＣｈｉｐ層が上部クランプと底部クランプとの間で挟持される、自律コントローラの構成要素を保持するための基部を含む。この場合、薄膜ＳｌｉｐＣｈｉｐの間の小間隙は、上部クランプおよび底部クランプ上に締め付け力を提供する、２つのクランプによって維持される。滑動コントローラが、薄膜ＳｌｉｐＣｈｉｐと上部クランプとの間に配置される。本非限定的実施例では、滑動コントローラは、例えば、機械的タイマに取り付けられた回転ピンによって滑動されることができる、上層に滑動を導入するためのアーキテクチャとしての役割を果たす。一非限定的実施例では、制御ピンがＣクランプ上に設計されるレールシステムに沿って回転することを可能にすることによって、自律動作が達成される。さらなる非限定的実施例では、キャップをタイミングシステムに接続することによって、回転移動が導入される。
サンプル調製のための他のデバイスとの統合
【０１１７】
流体分注デバイスおよびシステムは、多段階プロセスを可能にするように他のデバイスと統合されることができる。例えば、サンプル調製モジュールは、貯蔵前にサンプルを調製するために、ＳｌｉｐＣｈｉｐデバイスのモジュール性を活用することによってデバイスに含まれることができる。実施例は、核酸抽出のための多段階プロセスのためのデバイス、ならびに膜および／またはデバイス内の幾何学的特徴等の統合濾過要素（例えば、制約またはプレート間の間隙）を使用して、全血から血漿を分離する濾過要素を含むが、それらに限定されない。
【０１１８】
例えば、本発明のシステムまたはデバイスは、障壁層、相互に対して摺動するように構成されるブロック、サンプル計量チャネル、カバープレート、サンプル液体中の血液成分を分離するためのセパレータ、排出デバイス、進入ポート、伸長分離チャンバ、１つまたはそれを上回る粒子、１つまたはそれを上回る毛細管経路、１つまたはそれを上回る分離手段と組み合わせた１つまたはそれを上回る流動チャネル、装填チャンバ、分離チャンバ、廃棄物チャンバ、１つまたはそれを上回る材料分離領域、１つまたはそれを上回る分注器、半透過性障壁を含む１つまたはそれを上回る多孔質膜、１つまたはそれを上回る電荷切替ヌクレオチドプローブ、富化媒体を含む１つまたはそれを上回る富化チャネル、１つまたはそれを上回る貯蔵コンパートメント、１つまたはそれを上回るシール、１つまたはそれを上回る反応領域を有する１つまたはそれを上回る反応層、１つまたはそれを上回る溶解チャンバ、１つまたはそれを上回る混合器、１つまたはそれを上回るリザーバ、１つまたはそれを上回る反応チャンバ、１つまたはそれを上回る排気チャンバ、１つまたはそれを上回る富化カラム、１つまたはそれを上回るリザーバ、１つまたはそれを上回るダイヤフラム弁、１つまたはそれを上回る流体輸送装置、１つまたはそれを上回る流動起動装置、１つまたはそれを上回るアクチュエータ、１つまたはそれを上回る真空チャンバ、１つまたはそれを上回る弁、１つまたはそれを上回る気体充填リザーバ、１つまたはそれを上回る回転可能筐体部材、１つまたはそれを上回る分離手段、１つまたはそれを上回る温度ゾーン、１つまたはそれを上回るカートリッジ、１つまたはそれを上回る処理チャンバ、１つまたはそれを上回る密閉装置、１つまたはそれを上回るスライダ、１つまたはそれを上回る弁、および／または１つまたはそれを上回る微小毛細管を有する、デバイスのうちの１つまたはそれを上回るものと統合されることができ、例えば、以下の特許および出願、すなわち、それぞれ参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、米国特許第４，９７８，５０２号、第５，３１０，５２３号、第５，９２２，６０４号、第５，９３５，８５８号、第５，９２２，２８８号、第６，１４３，４９６号、第６，３９１，５５９号、第６，４５３，９２８号、第６，４８８，８９６号、第６，６１３，５２５号、第６，７０２，２５６号、第６，８１２，０３８号、第６，８７５，４０３号、第６，９８９，１２８号、第７，００４，１８４号、第７，０７７，１７５号、第７，０９４，３５４号、第７，１１８，９０７号、第７，２７０，７８６号、第７，２７９，１３４号、第７，３２９，３９１号、第７，４４５，７５４号、第７，４５９，３１５号、第７，７３２，１３６号、第７，７３６，９０７号、第７，８１１，４５２号、第７，９１４，９９４号、第７，９２７，７９８号、第７，９７２，７７８号、第７，９９８，４３７号、第８，００８，０８０号、第８，０６７，１５９号、第８，１７８，３５２号、第８，１８２，７６５号、第８，２０２，４９２号、第８，２４７，１７６号、第８，２５２，１６０号、第８，２５７，９２５号、および第８，２７８，０７１、ならびに米国公開第２００７−０２９５３７２号、第２００８−０１７１３２５号、第２０１０−００２８２０４号、第２０１０−０１２９８２７号、第２０１１−０１７２５１０号、第２０１１−０２４４４６６号、第２０１１−０３１８７２８号、第２０１２−００５８５１９号、第２０１２−０１４２０７０号、第２０１２−０１５６７５０号、第２０１２−０１８１４６０号、第２０１２−０２６１０１３号、第２０１２−０２７７６２９号、第２０１２−０２７７６９６号、第２０１２−０２９５２６９号、および第２０１３−００３４８６９の請求項に記載されるデバイスのうちのありとあらゆるものを含む、デバイスを参照されたい。
【０１１９】
例えば、図７は、溶解抵抗ユニット７０１、第１の空気抵抗ユニット７０２、洗浄抵抗ユニット７０３、第２の空気抵抗ユニット７０４、および溶出抵抗ユニット７０５を含む、線形構成における抵抗ユニット（例えば、ブリスタまたはブリスタパック）と、障壁ユニット（例えば、ブリスタアクチュエータ）７１１と、キャップ７２１を伴うサンプルウェル７２０と、弁７３１、７３２と、マトリクスおよび筐体７４０と、溶出出口７３３とを備える、デバイスの概略図を示す。図７Ａは、そのような例示的デバイスの斜め前から見た図を示し、図７Ｂは、そのような例示的デバイスの上面図を示し、図７Ｃは、サンプル、試薬、および他の流体の移動に使用されることができるチャネル７５０を伴う、そのような例示的デバイスの底面図を示す。図７Ｄは、サンプルウェル上のキャップロック７２２の図とともに、側面図を示す。図７Ｅは、抵抗ユニットを保持または固着することが可能なブリスタクランプ層７６０、上層７７０、密閉層７８０、および流体チャネル７５０を備える底層７９０を伴う、そのような例示的デバイスの分解図を示す。図７Ｆは、カバープレート７４１と、シリコーンシール７４２と、フィルタクランププレート７４３と、フィルタ上部ガスケット７４４と、フィルタまたはマトリクス７４５とを含む、マトリクスおよび筐体７４０の分解図を示す。図７Ｇは、上層７７０および底層７９０の分解図を示す。図７Ｈは、開放した（左）、閉鎖した（中央）、およびキャップロック７２２で係止された（右）サンプルウェル７２０およびキャップ７２１を示す。
【０１２０】
図８は、斜め前（上）、上部（中央）、および底部（下）視点からの図とともに、図７に示されるもののようなデバイスを使用して行われる、例示的サンプル調製動作を示す。図８Ａは、押動ユニット（例えば、カム）８１１の運動を誘導することができるレール８０１を備える、デバイス８００を示す。押動ユニットは、弁８２１、８３１を押動することが可能な特徴８０２を備えることができる。押動ユニットがレールに沿って前進するにつれて、障壁ユニットおよび／または抵抗ユニットを押動し、それによって、流体分注プロトコルを行うことができる。図８Ｂは、溶解緩衝剤を含有する第１の抵抗ユニットが起動されており、溶解緩衝剤８０３がサンプルウェルに進入する、第２の位置８１２まで前進させられた押動ユニットを示す。図８Ｃは、第１の弁をその第２の位置８２２まで移動させている、第３の位置８１３まで前進させられた押動ユニットを示す。押動ユニットはまた、第１の空気抵抗ユニットも起動しており、サンプルウェルを加圧し、核酸サンプル調製マトリクス８０５を通して溶解サンプルを駆動し、廃棄物が廃棄口８０６を通って退出する。図８Ｄは、第１の弁をその第３の位置８２３まで移動させている、第４の位置８１４まで前進させられた押動ユニットを示す。押動ユニットはまた、洗浄抵抗ユニットも起動しており、核酸サンプル調製マトリクス８０５を通して洗浄緩衝剤を駆動し、廃棄物が廃棄口８０６を通って退出する。図８Ｅは、第２の空気抵抗ユニットを起動し、マトリクス８０５を乾燥させるように空気流を駆動している、第５の位置８１５まで移動させられた押動ユニットを示す。図８Ｆは、第２の弁をその第２の位置８３２まで移動させている、第６の位置８１６まで前進させられた押動ユニットを示す。押動ユニットはまた、溶出抵抗ユニットも起動し、マトリクス８０５を通して溶出ウェル８５０に溶出緩衝剤を押し込んでいる。
【０１２１】
図９Ａおよび図９Ｂは、図７および図８に示されるものに類似する例示的サンプル調製デバイスを示す。本実施例では、抵抗ユニット９０１、９０２、９０３、９０４、９０５は、それぞれ独自の押動ユニット（例えば、プランジャ）とともに、シリンジを備える。本デバイスはさらに、サンプルウェル９２０と、弁９３１、９３２と、フィルタまたはマトリクス９４０とを備える。抵抗ユニット９０１は、溶解緩衝剤を備え、抵抗ユニット９０２は、空気を備え、抵抗ユニット９０３は、洗浄緩衝剤を備え、抵抗ユニット９０４は、空気または第２の洗浄緩衝剤を備え、抵抗ユニット９０５は、溶出緩衝剤を備える。
【０１２２】
図１１は、図７および図８に示されるものに類似する例示的サンプル調製デバイスの写真を示す。本デバイスは、押動ユニット（例えば、カム）１１１０と、抵抗ユニット（例えば、ブリスタまたはブリスタパック）１１０１、１１０２、１１０３、１１０４、１１０５と、障壁ユニット（例えば、ブリスタアクチュエータ）１１１１、１１１２、１１１３、１１１４、１１１５とを備える。本デバイスはさらに、サンプルウェル１１２０およびサンプルウェルキャップ１１２１と、弁１１３１、１１３２と、マトリクスまたはフィルタ１１４０と、溶出または収集ウェルまたは出口１１５０とを備える。
【０１２３】
スナップ嵌合が、起動された後に定位置で障壁ユニット（例えば、ブリスタアクチュエータ）を保持するために使用されることができる（例えば、図１４）。抵抗ユニット（例えば、ブリスタまたはブリスタパック）１４０１は、障壁ユニット（例えば、ブリスタアクチュエータ）１４０２と整合されることができる（例えば、図１４Ａ）。障壁ユニットは、押動ユニットによって押動されることができ、それによって、抵抗ユニット１４０３を起動することができる（例えば、図１４Ｂ）。障壁ユニットは、スナップ嵌合、タブ、または他の構造１４０４によって定位置に保持されることができ（例えば、図１４Ｃ）、それによって、抵抗ユニットの起動を維持し（例えば、ブリスタの圧縮または変形を維持し）、抵抗ユニットの内側の流体が分注されることを可能にする。
【０１２４】
気泡が、流体の混合に使用されることができる。例えば、図１５Ａは、流体ラインの上方に位置する溶解入口１５０１、ウェルの底部に位置する混合空気入口１５０２、通気口１５０３、およびサンプル出口１５０４を伴う、サンプルウェルを示す。サンプルおよび溶解緩衝剤が、サンプルウェルの中へ添加されることができ、空気抵抗ユニットの作動が、混合空気入口を通して１つまたはそれを上回る気泡を生成し、溶解緩衝剤およびサンプルを混合することができる複数の混合空気入口１５１１もまた。図１５Ｂに示されるように、使用されることができる。ある場合には、サンプルチャンバは、混合中に大気に通気されることができる。ある場合には、サンプルチャンバは、混合中に大気から密閉されることができ、チャンバが加圧されるとともに混合されることを可能にする。加圧は、サンプルチャンバからサンプルの後続の流出を可能することができる。
【０１２５】
抵抗ユニットを伴うデバイスが、手動で、または誘導押動ユニットを用いて、起動されることができる。例えば、図１６Ａは、抵抗ユニットおよび弁が手動動作のためにアクセス可能である、抵抗ユニット１６０１、１６０２、１６０３、弁１６１０、サンプルウェル１６２０、および溶出ウェル１６３０を伴うデバイスを示す。別の実施例では、図１６Ｂは、抵抗ユニットと関連付けられる障壁ユニット１６１１、１６１２、１６１３を伴い、かつ抵抗ユニットの作動のために位置付けられた押動ユニット（例えば、カム）１６１０を伴う、デバイスを示す。デバイスは、例えば、図１７Ａに示されるように、構成要素１７１１、１７１２、１７１３、１７１４を伴う、回転弁を備えることができる。デバイスは、例えば、図１７Ｂに示されるように、キャップ１７７１を伴うサンプルウェル１７２１を備えることができる。いくつかの実施例では、弁は、サンプル調製のためのマトリクスまたはフィルタ１７１４を含有することができる。サンプル調製マトリクスまたはフィルタは、弁内の流体経路の一部であり得る。異なる溶液または気体が、弁が異なる流体経路を接続または断絶している間に、マトリクスまたはフィルタを通して駆動されることができる。例えば、サンプル調製マトリクスまたはフィルタ１７１４は、図１７Ａに実証されるように、弁構成要素に内蔵されることができる。回転弁は、マトリクスまたはフィルタを異なる流体経路に接続することができ、サンプル調製溶液は、駆動力として抵抗ユニット（例えば、ブリスタまたはブリスタパック）を押し下げながら、マトリクスまたはフィルタを通して送達されることができる。押動ユニット（例えば、カム）は、抵抗ユニット（例えば、ブリスタまたはブリスタパック）を作動させるため、および回転弁を設計された位置まで滑動させるための両方に使用することができる。
【０１２６】
抵抗ユニットを伴うデバイスはまた、例えば、図１８に示されるように、回転動作のために構成されることもできる。図１８Ａは、基部１８０２の上の回転キャップ１８０１を示す。図１８Ｂは、抵抗ユニット（例えば、ブリスタまたはブリスタパック）１８１２を覆って位置付けられた障壁ユニット（例えば、ブリスタアクチュエータ）１８１１を示す。図１８Ｃは、障壁ユニット１８１１および抵抗ユニット１８１２を押動し始める、押動ユニット１８１３を示す。図１８Ｄは、さらに回転させられたキャップと、障壁ユニットおよび抵抗ユニットをさらに押動する押動ユニットとを示す。図１８Ｅは、さらに回転させられたキャップと、障壁ユニットおよび抵抗ユニットを完全に押下している押動ユニットとを示す。
【０１２７】
回転デバイスはまた、キャップが回転させられるにつれて、デバイス内の圧力を上昇させるように構成されることもできる。例えば、図１９は、各回転ステップ１９０１、１９０２、１９０３、１９０４、１９０５によって付加的圧力を追加するように設計されるキャップを示す。本圧力は、キャップが基部に向かって下がるにつれて、デバイスの減少する内部容積によって生成されることができる。そのようなデバイスは、ねじ山を伴う中柱２００１（例えば、図２０）を備えることができ、回転とともにキャップが支柱上に螺合し、ねじを締めることを可能にする。キャップによって生成される圧力は、デバイス内で流体流を駆動するために使用されることができる。例えば、溶液が、マトリクスもしくはフィルタを通してを流動されることができ、または空気が、マトリクスもしくはフィルタを乾燥させるように駆動されることができる。圧力の段階的印加はまた、圧力の急激な印加と比較して、漏出の危険性を低減させることもできる。
【０１２８】
段階的に上昇する圧力を用いた回転デバイスの例示的用途が、図２１に示されている。キャップ２１０１を伴うデバイス２１００は、ユーザ２１２０によってサンプル２１１０を装填することができる（例えば、図２１Ａ）。製造中に、または使用に先立って、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、および溶出緩衝剤等の試薬が、デバイス上に事前装填されることができる。キャップは、デバイス上に配置されることができる（例えば、図２１Ｂ）。キャップは、溶解緩衝剤抵抗ユニットの起動のために定位置まで回転されることができ（例えば、図２１Ｃ）、キャップによって生成される陽圧は、マトリクスを通して溶解サンプルを駆動することができ、その後に、乾燥のためのマトリクスを通る空気流が続く。キャップは、洗浄緩衝剤抵抗ユニットの起動のために定位置まで回転されることができ（例えば、図２１Ｄ）、キャップによって生成される陽圧は、マトリクスを通して洗浄緩衝剤を駆動することができ、その後に、乾燥のためのマトリクスを通る空気流が続く。キャップは、溶出緩衝剤抵抗ユニットの起動のために定位置まで回転されることができ（例えば、図２１Ｅ）、陽圧は、サンプル（例えば、核酸）を溶出するように、マトリクスを通して溶出緩衝剤を駆動することができる。溶出サンプル（例えば、精製された核酸）は、収集ウェル２１０２から収集されることができる（例えば、図２１Ｆ）。
【０１２９】
サンプル調製デバイス２２００は、例えば、図２２Ａに示されるように、キャップ２２１０と、圧迫ディスクまたは圧迫リング層２２２０と、抵抗ユニット（例えば、ブリスタまたはブリスタパック）を備える試薬層２２３０とを備えることができる。キャップ２２１０は、例えば、図２２Ｂに示されるように、圧迫ディスクに係合するキー溝２２１１を備えることができる。圧迫ディスクはまた、例えば、図２２Ｃに示されるように、キャップに係合するキー溝２２２１、ならびにディスクを引き下げるように試薬層と係合し、抵抗ユニット（例えば、ブリスタまたはブリスタパック）が押動および起動されることを可能にすることができる、ねじ山２２２２を備えることもできる。試薬層２２３０は、例えば、図２２Ｄに示されるように、圧迫ディスクと係合し得る、ねじ山２２３１を備えることができる。試薬層は、特定の直径２２３２を有することができる。試薬層２２３０は、例えば、図２２Ｅに示されるように、抵抗ユニット（例えば、ブリスタパック）２２３４が搭載され得る、成形基板２２３３を備えることができる。基板はまた、サンプル入口２２３５と、分注ノズルまたは他の出口２２３６とを備えることもできる。成形基板は、抵抗ユニットが押圧され得る、剛性表面を提供することができる。サンプル調製デバイスの例示的動作が図２２Ｆに示され、第１に、キャップがデバイス上に配置され２２４１、第２に、キャップが圧迫ディスクに係合し、ディスクを下向きに駆動するように回転を開始し２２４２、第３に、キャップが回転され続け、ブリスタが圧搾され、分注ノズルが混合を助長し２２４３、第４に、完全回転後にブリスタが完全に圧搾され、キャップの回転が停止される２２４４。本デバイスは、それを通してサンプル材料が濾過され得る、フィルタまたはマトリクス層を備えることができる。フィルタまたはマトリクス層は、試薬層に隣接して、またはそれと流体連通して配置されることができ、フィルタへの試薬、緩衝剤、または他の流体の適用を可能にする。フィルタおよびマトリクスが、本明細書でさらに議論される。
【０１３０】
中柱またはねじが、例えば、図２３に示されるように、デバイスの回転に使用されることができる。中柱またはねじは、雌ねじ２３０１を備えることができる。キャップは、中柱の雌ねじに係合することができ、キャップは、例えば、図２３Ａに示されるように、圧迫ディスク２３０３に係合することができる雄ねじ２３０２を備えることができる。キャップは、回転することができるが、圧迫ディスクは、例えば、図２３Ｂに示されるように、キャップの回転が雄ねじを圧迫ディスクに螺入するように、固定されることができ、回転することができない。雌ねじは、雄ねじと異なるピッチを有することができる（例えば、雌ねじは３ｍｍ／回転、雄ねじは８ｍｍ／回転）。ねじ山ピッチの差異は、例えば、図２３Ｃに示されるように、キャップ回転中に試薬層２３０４に向かって圧迫ディスクを下方に移動させることができる。さらなる回転（例えば、１回の全回転）後に、圧迫ディスク上の試薬ユニット（例えば、ブリスタまたはブリスタパック）は、例えば、図２３Ｄに示されるように、完全に押動または圧搾されることができる。デバイス内の抵抗ユニット（例えば、ブリスタまたはブリスタパック）は、同時または連続的に、押動、起動、または圧搾されることができる。例えば、キー溝２４０１は、キャップが圧迫ディスク２４０２に係合することを可能にし、図２４Ａに示されるように、キャップおよび圧迫ディスクの回転を相互に固定することができる。キャップ２４０３の回転は、例えば、図２４Ｂに示されるように、圧迫ディスクを回転させ、抵抗ユニットを連続的に押動または圧搾することができる。変形可能層２４１０が、例えば、図２４Ｃに示されるように、試薬層とフィルタ層との間の良好な密閉を提供するように、フィルタ層の上に適用されることができる。変形可能層は、例えば、柔軟ゴムコーティング等のプラスチックまたはゴムを含むことができる。潤滑剤層が、フィルタ層と接触層との間の摩擦を低減させるように、を変形可能層上に適用されることができる。変形可能層は、シリコーンおよびポリウレタン等のエラストマーを含むが、それらに限定されない、好適な材料を含むことができる。
【０１３１】
本デバイスは、分注された流体の混合を助長するように、ノズルまたは他の構造を備えることができる。例えば、図２５Ａは、サンプル２５０１を伴うチャンバの実施例を示す。図２５Ｂは、混合されていないサンプル２５０１および試薬（例えば、溶解緩衝剤）２５０２を伴うチャンバの実施例を示す。図２５Ｃは、混合されたサンプルおよび試薬２５０３を伴うチャンバの実施例を示す。デバイス内の抵抗ユニットは、種々の構造を備えることができる。例えば、試薬層２６０１と係合された圧迫ディスク（例えば、図２６Ａ）は、丸みを帯びた抵抗ユニット（例えば、ブリスタ）２６０２（例えば、図２６Ｂ）を備えることができる。
【０１３２】
抵抗ユニットは、例えば、図２６Ｃ、図２６Ｄ、および図２６Ｅに示されるように、複数の層を備えることができる。ある場合には、複数の層またはコンパートメントを伴う抵抗ユニット（例えば、ブリスタまたはブリスタパック）が、プログラム可能なワークフローにおいて流体または試薬を送達するために使用されることができる。例えば、抵抗ユニットの第１の層またはコンパートメント２６１１は、第１の流体２６１２を貯蔵することができ、第２の層またはコンパートメント２６１３は、第２の流体２６１４を貯蔵することができ、穿刺構造２６２０は、例えば、図２６Ｃに示されるように、第１の層を穿刺して第１の流体２６２１を分注し、次いで、第２の層を穿刺して第２の流体２６２２を分注することができる。複数の流体または試薬が、プログラム可能なワークフローにおいて送達されることができる。別の実施例では、抵抗ユニットは、第１の流体２６１２および第２の流体２６１４を貯蔵する複数のコンパートメントを含有することができ、複数の穿刺構造２６２０が、例えば、図２６Ｄに示されるように、穿刺し、両方の流体を並行して分注することができる２６２３。別の実施例では、流体は、並行して、または連続して分注されることができ、抵抗ユニットは、第１の流体２６１１と、第２の流体２６１３と、第３の流体２６１５とを備えることができ、穿刺構造２６２０は、穿刺し、並行して第１および第２の流体を分注することができ２６２４、その後に続いて穿刺し、第３の流体２６２５を分注する。
【０１３３】
抵抗ユニットはまた、卵形または楕円形を備えることもできる。抵抗ユニットは、例えば、図２７に示されるように、ウェルまたはチャンバを備えることができる。ウェルの底部孔２７０１は、図２７Ａに示されるように、例えば、箔で密閉されることができる。試薬および他の流体２７０２は、図２７Ｂに示されるように、ウェルに添加されることができる。ウェルの上部孔は、図２７Ｃに示されるように、例えば、箔で密閉されることができる２７０３。ある場合には、デバイスの使用に先立って、ユーザ２８０１は、例えば、図２８Ａに示されるように、デバイス２８０２から上部および底部シールを除去することができる。シール２８０３の除去は、例えば、図２８Ｂに示されるように、デバイスで使用するために流体体積２８０４を利用可能にさせることができる。
【０１３４】
ある場合には、デバイスは、図２９Ａおよび２９Ｂに示されるように、ロックリングおよびボアシール２９０１と、穿刺リング２９０２と、抵抗ユニットパックまたは試薬パック２９０３と、第２の層２９０４とを備えることができる。第２の層３００４は、例えば、図３０Ａに示されるように、抵抗ユニットパックまたは試薬パック３００３上の底部シールを穿刺することができる。ロックリングおよびボアシール３００１は、例えば、図３０Ｂに示されるように、上部シールを穿刺するように穿刺リング３００２を押動し、流体分注３００５を可能にすることができる。
【０１３５】
精密な体積定量化のための構成要素が、本発明のデバイス、方法、またはシステムと組み合わせられることができる。総収集体積は、充填されているウェルの数を数えることによって、デジタル的に定量化されることができる。本明細書に説明されるような順次充填が、ウェルが１つずつ充填されることを確実にするために使用されることができ、したがって、定量化が自明になる。
【０１３６】
血漿分離構成要素が、本発明のデバイス、方法、またはシステムと容易に統合されることができる。血漿分離のための膜が、本明細書に説明される任意のデバイスのための上層として統合されることができる。いくつかの実施例では、膜を通して全血を濾過するために必要とされる圧力（約１０〜５０ｍｍＨｇ）は、デバイスを装填するために十分である。予備データは、単一の圧力源を用いて血漿分離およびデバイス充填が、同時に達成されることができることを示す。本圧力源は、外部デバイス（例えば、ピペッタまたは接着シリンジ）であり得るか、またはデバイス自体に統合されることができる。
【０１３７】
これらのシステムおよびデバイスのうちのいくつかは、多重化多目的安定化を可能にすることができる。各サンプルは、異なる被分析物（例えば、タンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡを含むが、それらに限定されない、）を貯蔵するために、複数の部分に分裂または分割され、乾燥保存されることができる。デジタル化された体積のための乾燥時間は、バルク溶液のためのものより大幅に短く、したがって、本技術は、非常に脆弱なバイオマーカー（例えば、ＨＣＶウイルスＲＮＡ）の安定化を可能にすることができる。同一のサンプルまたは被分析物のための複数の保存マトリクス（例えば、本明細書に説明されるいずれか）も使用されることができる（例えば、ＲＮＡおよびタンパク質を保存するための異なる化学性質、または異なる方法でＲＮＡを保存するためだけの異なる化学性質）。
【０１３８】
これらのシステムおよびデバイスのうちのいくつかは、同一のデバイス内のいくつかのサンプルの収集を可能にすることができる。同時に、いくつかの独立サンプルの並行収集が、相応する入口のアレイを使用することによって、達成されることができる。異なる時点におけるサンプルの汚染を含まない収集が、不整合入口を使用することによって、達成することができる。
【０１３９】
本明細書のデバイスまたはシステムのうちのいずれかに関して、サンプル回収構成要素が、含まれることができる。回収は、再水和によって達成されることができ、溶液（例えば、水または緩衝剤）が、デバイスに注入され、乾燥サンプルを再分散させるために使用されることができる。最初に、不混和性流体（例えば、油、潤滑剤、または不混和性水溶液等）が、チャンバに注入されてもよく、そうでなくてもよく、その後に（保存された溶液の開始体積と同一であり得る）既知の水体積が続く。回収は、サンプルを再水和するように溶液（例えば、水または緩衝剤）を再注入することによって可能であり得る。外部圧力を印加すること、外部低真空を印加すること、または毛細管圧を活用することにより、デバイスからの液体の抽出を可能にすることができる。回収は、本明細書に説明されるように、完全または部分回収を含むことができる。
【０１４０】
本明細書のデバイスまたはシステムのうちのいずれかに関して、サンプル分析は、現場で（例えば、ＳｌｉｐＣｈｉｐ検出モジュールを使用して）、または現場から離れて（例えば、中心施設で）のいずれかで行われることができる。現場分析に関して、部分回収が十分であり得（例えば、数μＬの総体積）、サンプルは、デジタル核酸またはタンパク質検出等の目的で検出モジュールに直接移送されることができる。中心施設における分析に関して、完全回収（例えば、１０〜５０μＬ）が必要であり得る。この場合、保存されたサンプルを含有する全てのチャンバが、同時に再水和されることができ、総回収体積は、さらなる分析のために収集されることができる。
統合のためのデバイス
【０１４１】
本流体分注システムおよび方法は、任意の有用なデバイスと統合されることができる。本デバイスは、複数の基板または層を含むことができる。本システムは、（本明細書に説明されるような）ＳｌｉｐＣｈｉｐデバイスと、または任意の有用な構造を有する任意のタイプのデバイスと統合されることができる。本流体分注システムは、本システムの構成要素（すなわち、１つまたはそれを上回る抵抗ユニット、押動ユニット、および存在する場合は障壁ユニット）の間の流体接続をデバイス内のチャンバに提供することによって、任意のデバイスと統合されることができる。
【０１４２】
本デバイスは、任意の有用な寸法を有する、１つまたはそれを上回る基板、層、チャンバ、捕捉領域、または他の構造を含むことができる。有用な寸法は、任意の有用な軸に沿って一様または多様であり得る、任意の長さ、幅、または深度を含む。任意の有用な軸における（例えば、流体流動の軸と垂直な）例示的寸法は、約５０ｍｍ未満（例えば、約４０ｍｍ、２０ｍｍ、１５ｍｍ、１０ｍｍ、５ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、５００μｍ、２００μｍ、６０μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、１５μｍ、１０μｍ、３μｍ、１μｍ、３００ｎｍ、１００ｎｍ、５０ｎｍ、３０ｎｍ、または１０ｎｍ未満）、または約１０ｎｍ〜約５０ｍｍ（例えば、１０ｎｍ〜４０ｍｍ、１０ｎｍ〜２０ｍｍ、１０ｎｍ〜１５ｍｍ、１０ｎｍ〜１０ｍｍ、１０ｎｍ〜５ｍｍ、１０ｎｍ〜２ｍｍ、１０ｎｍ〜１ｍｍ、１０ｎｍ〜５００μｍ、１０ｎｍ〜２００μｍ、１０ｎｍ〜６０μｍ、１０ｎｍ〜５０μｍ、１０ｎｍ〜４０μｍ、１０ｎｍ〜３０μｍ、１０ｎｍ〜１５μｍ、１０ｎｍ〜１０μｍ、１０ｎｍ〜３μｍ、１０ｎｍ〜１μｍ、１００ｎｍ〜５０ｍｍ、１００ｎｍ〜４０ｍｍ、１００ｎｍ〜２０ｍｍ、１００ｎｍ〜１５ｍｍ、１００ｎｍ〜１０ｍｍ、１００ｎｍ〜５ｍｍ、１００ｎｍ〜２ｍｍ、１００ｎｍ〜１ｍｍ、１００ｎｍ〜５００μｍ、１００ｎｍ〜２００μｍ、１００ｎｍ〜６０μｍ、１００ｎｍ〜５０μｍ、１００ｎｍ〜４０μｍ、１００ｎｍ〜３０μｍ、１００ｎｍ〜１５μｍ、１００ｎｍ〜１０μｍ、１００ｎｍ〜３μｍ、１００ｎｍ〜１μｍ、１μｍ〜５０ｍｍ、１μｍ〜４０ｍｍ、１μｍ〜２０ｍｍ、１μｍ〜１５ｍｍ、１μｍ〜１０ｍｍ、１μｍ〜５ｍｍ、１μｍ〜２ｍｍ、１μｍ〜１ｍｍ、１μｍ〜５００μｍ、１μｍ〜２００μｍ、１μｍ〜６０μｍ、１μｍ〜５０μｍ、１μｍ〜４０μｍ、１μｍ〜３０μｍ、１μｍ〜１５μｍ、１μｍ〜１０μｍ、１μｍ〜３μｍ、１０μｍ〜５０ｍｍ、１０μｍ〜４０ｍｍ、１０μｍ〜２０ｍｍ、１０μｍ〜１５ｍｍ、１０μｍ〜１０ｍｍ、１０μｍ〜５ｍｍ、１０μｍ〜２ｍｍ、１０μｍ〜１ｍｍ、１０μｍ〜５００μｍ、１０μｍ〜２００μｍ、１０μｍ〜６０μｍ、１０μｍ〜５０μｍ、１０μｍ〜４０μｍ、１０μｍ〜３０μｍ、１０μｍ〜１５μｍ、５０μｍ〜５０ｍｍ、５０μｍ〜４０ｍｍ、５０μｍ〜２０ｍｍ、５０μｍ〜１５ｍｍ、５０μｍ〜１０ｍｍ、５０μｍ〜５ｍｍ、５０μｍ〜２ｍｍ、５０μｍ〜１ｍｍ、５０μｍ〜５００μｍ、５０μｍ〜２００μｍ、５０μｍ〜６０μｍ、１００μｍ〜５０ｍｍ、１００μｍ〜４０ｍｍ、１００μｍ〜２０ｍｍ、１００μｍ〜１５ｍｍ、１００μｍ〜１０ｍｍ、１００μｍ〜５ｍｍ、１００μｍ〜２ｍｍ、１００μｍ〜１ｍｍ、１００μｍ〜５００μｍ、または１００μｍ〜２００μｍ）を含む。
【０１４３】
任意の構造（例えば、１つまたはそれを上回るチャンバ）の寸法は、デバイスの中の流体の特定の体積または線形流速を維持するように選定されることができる。例えば、そのような寸法は、領域および／または捕捉領域を通る特定の流体もしくはそのような流体の流速を用いて、デバイスの充填を制御するために有用であり得る。
【０１４４】
基板、層、チャンバ、捕捉領域、または他の構造は、任意の有用な断面を含むことができる。断面は、任意の構造の軸に沿って随意に変動し得る、任意の有用な形状（例えば、長方形、正方形、円形、楕円形、不整形、または三角形の断面）であることができる。例えば、構造がチャネルであるとき、流体流動の軸に沿ったチャネルの断面は、円形から長方形の断面等、１つの断面形状から別の断面形状に変化することができる。別の場合では、断面の寸法は、一様であることができる、または流体流動の軸に沿って先細になるか、もしくは拡張するチャネル等、任意の軸に沿って変動することができる。
平面性
【０１４５】
基板、層、チャンバ、捕捉領域、または他の構造は、任意の有用な平面性を含むことができる。ある場合には、第１および第２の層の表面は、これらの層の移動を促進するように実質的に平面的である。そのような基板または層はさらに、高さ、幅、および／または深度等の他の特性において一様または非一様であり得る。
【０１４６】
代替として、構造の表面は、移動を可能にするように非平面かつ実質的に相補的であり得る。例えば、１つまたはそれを上回る層は、円筒の表面、凹面、または凸面等の曲面を含むことができる。一実施例では、第１の層は、第１の円筒面を含むことができ、第２の層は、開口部、内側円筒面、および外側円筒面を有する、環状円筒を含む。第１の層が第２の層の開口部に挿入されるとき、第１の円筒面および第２の層の内側円筒面は、相補的であり、それによって、第１の層が第２の層内で移動することを可能にする。したがって、層は、同心球、円錐、円筒等の任意の有用な相補的表面を含むことができる。
【０１４７】
さらに、本デバイスは、任意の有用な平面性を有する付加的層を含むことができ、各層は、類似する、異なる、または相補的な構造特性（例えば、平面性）を有することができる。また、一様な圧力が第１および第２の領域または層にわたって印加されることを確実にするために、表面は、圧力がデバイスに沿った離散場所に印加されるときに、一様な圧力を印加され得ることを確実にするように変動し得る。例えば、２つの表面が円錐形であるとき、２つの表面を密接に接触させるように圧力が印加されてもよい。例示的デバイスおよびそれらの特性は、それぞれ参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、米国公開第２０１２−００２８３４２号、米国公開第２０１２−０２６４１３２号、米国公開第２０１２−０３２９０３８号、国際公開第ＷＯ  ２０１０／１１１２６５号、ならびに２００９年３月２４日に出願された米国仮出願第６１／１６２，９２２号、２００９年１１月１８日に出願された第６１／２６２，３７５号、２０１０年３月２２日に出願された第６１／３４０，８７２号、２０１１年４月５日に出願された第６１／５１６，６２８号、および２０１１年５月９日に出願された第６１／５１８，６０１号に説明されている。
表面特性
【０１４８】
基板、層、チャンバ、捕捉領域、または他の構造は、任意の有用な表面特性を含むことができる。例示的表面特性は、特異的湿潤（例えば、疎水性、疎油性、親フッ素性、または親水性）、平滑性、または多孔性を含む。各層は、実質的に同一または異なる表面特性を有することができる。例えば、第１および第２の層は両方とも、実質的に疎水性であり得る、または第１の層は、実質的に疎水性であり得、第２の層は、実質的に親水性であり得る。同様に、第１の層の第１のチャンバはそれぞれ、実質的に同一または異なる表面特性を有することができる。一実施例では、第１のチャンバの全ては、実質的に親水性であり、第１の層の残りの部分は、疎水性であり、それによって、第１の層の他の部分と比較して、第１のチャンバ内の水性試薬の優先的湿潤を可能にする。別の実施例では、第１のチャンバを含む、第１の層全体は、実質的に親フッ素性であり、捕捉領域は、実質的に親水性である。このように、水性試薬および／またはサンプルは、第１の層の中に残ることと比較して、捕捉領域を通って優先的に流動するであろう。さらに、潤滑剤がフルオラス液体である場合には、この流体は、捕捉領域と比較して、第１のチャンバを優先的に湿潤させるであろう。分かり得るように、表面特性を制御することによって、流体流動および／または区画化が、制御されることができる。例えば、開放チャンバ（例えば、開放ウェル）が使用される場合、流体は、特に、開放チャンバが流体の優先的湿潤を可能にする表面特性を有する場合、表面張力（すなわち、凹状または凸状メニスカス）を使用して開放チャンバ内に保持され得る。
【０１４９】
表面特性は、任意の有用な材料または表面修飾プロセスを使用することによって得られることができる。例えば、１つまたはそれを上回るチャンバは、多孔質材料、例えば、多孔質ガラス、酸化アルミニウム、またはセルロースマトリクスを含むことができる。そのようなチャンバは、マトリクスを領域の中へ堆積させることによって、多孔質層をパターン化することによって、および／または領域の周囲で多孔質層を充填または被覆することによって、作製されてもよい。例示的セルロースパターン化プロセスは、Ｍａｒｔｉｎｅｚ  ｅｔ  ａｌ．，  Ａｎａｌ．  Ｃｈｅｍ．  ８０：３６９９−３７０７  （２００８）、Ｍａｒｔｉｎｅｚ  ｅｔ  ａｌ．，  Ａｎｇｅｗ．  Ｃｈｅｍｉｅ  Ｉｎｔ．  Ｅｄ．  ４６：１３１８−１３２０  （２００７）、Ｍａｒｔｉｎｅｚ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｌａｂ  Ｃｈｉｐ  ８：２１４６−２１５０  （２００８）、およびＭａｃｅｋ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｒｅｖ．  １５：１−２８  （１９７１）に説明され、他の材料は、ＰＬＧＡ足場に関してはＶｏｚｚｉ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ  ２４：２５３３−２５４０  （２００３）、多孔質シリコン膜に関してはＤｅｓａｉ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｂｉｏｓｅｎｓ．  Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｎ．  １５：  ４５３−４６２  （２０００）、Ｐｉｃｈｏｎａｔ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊ．  Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈ．  Ｍｉｃｒｏｅｎｇ．  １５：Ｓ１７９−Ｓ１８４  （２００５）、Ｃｏｈｅｎ  ｅｔ  ａｌ．、Ｂｉｏｍｅｄ．  Ｍｉｃｒｏｄｅｖｉｃｅｓ  ５：２５３−２５９  （２００３）、Ｏｈｊｉ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｐｒｏｃ．  ＳＰＩＥ  Ｉｎｔ’ｌ  Ｓｏｃ．  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｎｇ．  ３２２３：１８９−１９７  （１９９７）、および  Ｃｈｕ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊ．  Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈ．  Ｓｙｓ．  １５：  ６７１−６７７  （２００６）、薄型デバイスに関してはＤｅ  Ｊｏｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｌａｂ  Ｃｈｉｐ  ５：  １２４０−１２４７  （２００５）、シリコン基板に関してはＰｅｔｒｏｎｉｓ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊ．  Ｂｉｏｍｅｄ．  Ｍａｔｅｒ．  Ｒｅｓ．  ６６：７０７−７２１  （２００３）、および水素感知用のパラジウム銀薄膜に関してはＷａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｓｅｎｓ．  Ａｃｔｕａｔ．  Ｂ  １２３：１０１−１０６  （２００７）に説明される方法によって、パターン化されてもよく、それぞれ参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる。
【０１５０】
基板、層、チャンバ、捕捉領域、または他の構造は、任意の有用な材料から形成されることができる。本発明のデバイスを形成するために使用される材料は、デバイスの適切な機能に望ましい物理的および化学的特性に関して選択される。好適な非限定的材料は、シリコーンポリマー（例えば、ポリジメチルシロキサンおよびエポキシポリマー）、ポリイミド（例えば、市販のＫａｐｔｏｎ(R)（ＤｕＰｏｎｔ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  Ｄｅｌ．）からのポリ（４，４′−オキシジフェニレン−ピロメリトイミド）およびＵｐｉｌｅｘＴＭ（Ｕｂｅ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，  Ｌｔｄ．（Ｊａｐａｎ）からのポリ（ジフェニルテトラカルボン酸二無水物））、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリフルオロカーボン、フッ素化ポリマー（例えば、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシポリマー、フッ素化エチレンプロピレン、ポリエチレンテトラフルオロエチレン、ポリエチレンクロロトリフルオロエチレン、パーフルオロポリエーテル、ペルフルオロスルホン酸、パーフルオロポリオキセタン、ＦＦＰＭ／ＦＦＫＭ（過フッ素化エラストマー［パーフルオロエラストマー］）、ＦＰＭ／ＦＫＭ（フルオロカーボン［フッ化物クロロトリフルオロエチレンビニリデン］）、ならびにその共重合体）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスチレン、ポリ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）（ＡＢＳ）、ポリメチルメタクリレート等のアクリレートおよびアクリル酸ポリマー、ならびに他の置換および非置換ポリオレフィン（例えば、シクロオレフィンポリマー、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリエチレン（ＰＥ、例えば、架橋ＰＥ、高密度ＰＥ、中密度ＰＥ、直鎖状低密度ＰＥ、低密度ＰＥ、または超高分子量ＰＥ）、ポリメチルペンテン、ポリブテン−１、ポリイソブチレン、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンモノマー（Ｍクラス）ゴム）、およびそれらの共重合体（例えば、シクロオレフィン共重合体）、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、および同等物等のセラミック、シリコン、ガリウムヒ素、および同等物等の半導体、ガラス、金属、ならびにコーティングされた組み合わせ、複合材料（例えば、ブロック複合材料、例えば、本明細書に説明される任意の材料のＡ−Ｂ−Ａブロック複合材料、Ａ−Ｂ−Ｃブロック複合材料、または同等物）、およびそれらの積層（例えば、ポリマー積層またはポリマー金属積層、例えば、銅でコーティングされたポリマー、金属内セラミックまたは金属内ポリマー材料等の同一または異なる材料のいくつかの異なる結合層から形成された複合材料）等のポリマー材料を含む。
【０１５１】
本デバイスは、成形（例えば、射出成形、真空成形、または外側被覆）、機械加工（例えば、穿孔、フライス加工、または研磨）、およびエッチング（例えば、深部反応性イオンエッチング、ＫＯＨエッチング、またはＨＦエッチング）を含むが、それらに限定されない、任意の有用なップロセスによって形成されることができる。マイクロ流体用途では、層は、微細加工技法（例えば、所望の小型表面特徴を有するためのドライエッチング、ウェットエッチング、レーザエッチング、レーザアブレーション、成形、エンボス加工、または同等物）を使用することによって等、高分解能特徴（例えば、ミリメートル、ミクロン、またはサブミクロン寸法である、マイクロチャネル、チャンバ、混合特徴、および同等物）の形成を可能にする材料から加工されることができる。さらに、材料は、随意に、（例えば、トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル−１−トリクロロシランを用いたシラン処理によって）化学的不活性表面、（例えば、ウシ血清アルブミンを用いた処置によって）生体適合性表面、および／または（例えば、広範な架橋結合によって）物理的に安定した材料を提供するように処置されることができる。
【０１５２】
基板または層は、任意の有用な材料を含むことができる。例えば、層の一部は、膜を含むことができる、または層全体が、連続膜またはパターン化膜を含むことができる。さらに、そのような膜は、１つまたはそれを上回るチャンバおよび／または入口を有する、１つまたはそれを上回る層と（例えば、外側被覆または積層によって）統合されることができる。代替として、そのような膜は、別個の層の中に存在することができる。例示的膜は、ＰＴＦＥ（例えば、Ｔｅｆｌｏｎ(R)）膜、ポリカーボネート膜、セルロース膜、ニトロセルロース膜、ナイロン膜、紙膜、または当技術分野で公知である他の膜を含む。
【０１５３】
本デバイスはまた、１つまたはそれを上回る変形可能層を含むことができる。そのような変形可能層は、局所圧力をデバイスの表面にわたる一様な圧力に再分配するため、および／または層もしくはチャンバの間の接続もしくは断絶を制御するため等に、圧力が印加されるにつれて変形するように設計されることができる。
【０１５４】
さらに、１つまたはそれを上回る基板、１つまたはそれを上回る層、および／またはチャンバは、随意に、コーティングされることができる。特定の場合では、コーティングが、層の間の二次汚染を最小限にするために使用されることができ、層の間の相対運動が、層の間に形成される試薬の薄膜をもたらすことができる。コーティングは、（例えば、水との接触角を約１５４°まで増加させることによって）表面化学を制御するために使用されることができる。特定の場合では、１つまたはそれを上回る層および／またはチャンバは、フッ素重合体でコーティングされる。例示的フッ素重合体は、フッ素化エチレンプロピレン樹脂（例えば、Ｔｅｆｌｏｎ(R)  ＦＥＰ  ＴＥ−９５６８、ＦＥＰ固体の重量に基づく、（総重量あたり）約５４％の負の電荷を持つ疎水性コロイドフッ素重合体樹脂（水中に懸濁された０．１〜０．３０μｍＦＥＰ粒子）、ならびに（ＦＥＰ樹脂の重量あたり）約６％の非イオン性湿潤剤および安定剤から成る分散液）、ペルフルオロアルコキシ共重合体樹脂（例えば、Ｔｅｆｌｏｎ(R)  ＰＦＡ  ＴＥ−７２２４、ＰＦＡ固体の重量に基づいて、水中に分散された（総重量あたり）約６０％のＰＦＡ樹脂（０．０５〜０．５μｍ粒子）ならびに約５重量％の非イオン性湿潤剤および安定剤から成る分散液、またはＴｅｆｌｏｎ(R)  ＰＦＡＤ  ３３５Ｄ、ＰＦＡ固体の重量に基づいて、水中に分散された（総重量あたり）約６０％のＰＦＡ樹脂（０．２０μｍ平均直径粒子）および約６重量％の非イオン性界面活性剤から成る分散液）、ポリテトラフルオロエチレン（例えば、Ｔｅｆｌｏｎ(R)  ＰＴＦＥ  ＤＩＳＰ  ３０、ＰＴＦＥ固体の重量に基づいて、水中に分散された（総重量あたり）約６０％のＰＴＦＥ樹脂（０．２２０μｍ平均直径粒子）および約６重量％の非イオン性界面活性剤から成る分散液）、またはテトラフルオロエチレンおよびエチレンの共重合体（例えば、０．０００５、０．００１０、０．００２０、０．００５０、０．００７５、０．０１００、または０．０２００インチの厚さを有する、５０、１００、２００、５００、７５０、１０００、または２０００の公称ゲージで入手可能なＴｅｆｚｅｌ(R)タイプＬＺ、ＣＬＺ、ＣＬＺ−２０）を含む。
【０１５５】
本デバイスは、多重サンプル処理、調製、および／または分析に適応させるための複数の層の基板を含むことができる。特定の実施例では、層は、上層、底層、および複数の中間層を有する、積み重ね構成として提供される。中間層は、種々のチャンバおよび／または捕捉領域が相対運動によって接続され得るように、１つまたはそれを上回る開口部および／または捕捉領域を有することができる。層はそれぞれ、スタック内の他の層と別個に接続および断絶されることができる。このように、層の間の接続および断絶は、所望の反応または多重分析を行うように制御されることができる。
【０１５６】
基板または層は、各チャンバが同一または異なり得る、複数のチャンバを含むことができる。さらに、そのようなチャンバの複数のアレイが、１つまたはそれを上回る層の中に存在することができる（例えば、連続的または順次に接続されることができるアレイ）。そのようなチャンバは、任意の容積構造を含むことができる。層またはアレイの中の各チャンバは、同一の表面寸法、断面、平面性、または表面特性を有してもよい。代替として、層またはアレイ内の各チャンバは、異なる表面寸法、断面、平面性、または表面特性を有してもよい。例示的チャンバは、開放溝または堀、閉鎖チャネル、開放または閉鎖ウェル等を含む。そのようなチャンバは、１つまたはそれを上回る試薬、サンプル、または流体（例えば、潤滑剤）を保持または輸送するために有用である。
【０１５７】
一例示的チャンバは、同一の層の中の２つの他のチャンバ、またはそれぞれ別個の層の中の２つの他のチャンバを接続することを可能にすることができる、ブリッジである。ブリッジの表面寸法、断面、平面性、または表面特性は、サンプル貯蔵または保存のためのデバイスの中等で、急速な蒸気拡散または流体連通を助長するように最適化されることができる。例えば、ブリッジ構造が、サンプルを乾燥させるために使用されることができる。ある場合には、ブリッジは、デバイス使用条件下で、液体水によって優先的に湿潤させられない（例えば、ブリッジの表面は、実質的に疎水性であり、および／またはブリッジは、気体で充填される）。ある場合には、２つのチャンバの間のブリッジおよび距離は、約５００μｍ未満（例えば、約３００μｍ、１００μｍ、５０μｍ、または２０μｍ未満）である。
捕捉領域
【０１５８】
本発明のシステムおよびデバイスは、１つまたはそれを上回る捕捉領域を含むことができる。捕捉領域は、１つまたはそれを上回る標的または被分析物（例えば、核酸または本明細書に説明されるいずれか）を捕捉するように、任意の有用な材料を含むことができる。
【０１５９】
捕捉領域は、１つまたはそれを上回る被分析物を捕捉するための任意の有用な材料を含むことができる。例示的材料は、フィルタ、マトリクス、ポリマー、電荷切替材料、ゲル、および膜（例えば、本明細書に説明されるいずれかを含む、シリカ膜、ガラス繊維膜、セルロース膜、ニトロセルロース膜、ポリスルホン膜、ナイロン膜、ポリフッ化ビニリデン膜、ビニル共重合体膜、またはイオン交換膜）、繊維（例えば、ガラス繊維）、または粒子（例えば、シリカ粒子、ビーズ、親和性樹脂、またはイオン交換樹脂）を含む。
【０１６０】
捕捉領域は、任意の有用な寸法を含むことができる。いくつかの特定の実施例では、捕捉領域は、約１，０００μｍ未満である、１つまたはそれを上回る寸法を有する。ある場合には、捕捉領域は、最大でも約９００μｍ、８００μｍ、７００μｍ、６００μｍ、５００μｍ、４００μｍ、３００μｍ、２００μｍ、１００μｍ、９０μｍ、８０μｍ、７０μｍ、６０μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、２０μｍ、１０μｍ、９μｍ、８μｍ、７μｍ、６μｍ、５μｍ、４μｍ、３μｍ、２μｍ、１μｍ、９００ｎｍ、８００ｎｍ、７００ｎｍ、６００ｎｍ、または５００ｎｍの最大横寸法を有する。
【０１６１】
いくつかの実施例では、捕捉領域は、周囲条件に基づいて電荷を変化させるイオン化基を有する、電荷切替材料を含む。そのような電荷切替材料は、低ｐＨ（例えば、ｐＨ＜６．０または６．５、もしくはイオン化基のｐＫａより低いまたはそれと等しいｐＨ）において正の電荷を有する電荷切替材料を用いて標的（例えば、核酸等の負の電荷を持つ標的）を捕捉する交換手順のために、有用であり得る。次いで、標的は、上昇したｐＨ（例えば、ｐＨ≧８．５、またはイオン化基のｐＫａより高いｐＨ）における溶出等によって、電荷切替材料から解放することによって、溶出されることができる。例示的電荷切替材料は、生物学的緩衝剤から選択されるイオン化基（例えば、−２−アセトアミド−２−アミノエタンスルホン酸（ＡＣＥＳ）、Ｎ−２−アセトアミド−２−イミノ二酢酸（ＡＤＡ）、アミノメチルプロパンジオール（ＡＭＰ）、３−１，１−ジメチル−２−ヒドロキシエチルアミノ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳＯ）、Ｎ，Ｎ−ビス２−ヒドロキシエチル−２−アミノエタンスルホン酸（ＢＥＳ）、Ｎ，Ｎ−ビス−２−ヒドロキシエチルグリシン（ＢＩＣＩＮＥ）、ビス−２−ヒドロキシエチルイミノトリスヒドロキシメチルメタン（ビス−トリス）、１，３−ビストリスヒドロキシメチルメチルアミノプロパン（ビス−トリスプロパン）、４−シクロヘキシルアミノ−１−ブタンスルホン酸（ＣＡＢＳ）、３−シクロヘキシルアミノ−１−プロパンスルホン酸（ＣＡＰＳ）、３−シクロヘキシルアミノ−２−ヒドロキシ−１−プロパンスルホン酸（ＣＡＰＳＯ）、２−Ｎ−シクロヘキシルアミノエタンスルホン酸（ＣＨＥＳ）、３−Ｎ，Ｎ−ビス−２−ヒドロキシエチルアミノ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＤＩＰＳＯ）、−２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ−３−プロパンスルホン酸（ＥＰＰＳ）、−２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ−４−ブタンスルホン酸（ＨＥＰＢＳ）、−２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ−２−エタンスルホン酸（ＨＥＰＥＳ）、−２−ヒドロキシエチルピペラジン−Ｎ−２−プロパンスルホン酸（ＨＥＰＰＳＯ）、２−Ｎ−モルホリノエタンスルホン酸（ＭＥＳ）、４−Ｎ−モルホリノブタンスルホン酸（ＭＯＢＳ）、３−Ｎ−モルホリノプロパンスルホン酸（ＭＯＰＳ）、３−Ｎ−モルホリノ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＭＯＰＳＯ）、ピペラジン−Ｎ−Ｎ−ビス−２−エタンスルホン酸（ＰＩＰＥＳ）、ピペラジン−Ｎ−Ｎ−ビス−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＰＯＰＳＯ）、Ｎ−トリスヒドロキシメチル−メチル−４−アミノブタンスルホン酸（ＴＡＢＳ）、Ｎ−トリスヒドロキシメチル−メチル−３−アミノプロパンスルホン酸（ＴＡＰＳ）、３−Ｎ−トリスヒドロキシメチル−メチルアミノ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＴＡＰＳＯ）、Ｎ−トリスヒドロキシメチル−メチル−２−アミノエタンスルホン酸（ＴＥＳ）、Ｎ−トリスヒドロキシメチルメチルグリシン（ＴＲＩＣＩＮＥ）、トリスヒドロキシメチルアミノメタン（トリス）、ポリ水酸化イミダゾール、トリエタノールアミン二量体およびポリマー、ならびにジ／トリ／オリゴアミノ酸、例えば、Ｇｌｙ−Ｇｌｙ、Ｓｅｒ−Ｓｅｒ、Ｇｌｙ−Ｇｌｙ−Ｇｌｙ、およびＳｅｒ−Ｇｌｙ）、ポリ水酸化アミン（例えば、トリスまたはビス−トリス）、イミダゾール、ヒスチジン、およびポリヒスチジンを伴うものを含む。ある場合には、電荷切替材料は、ビス−トリス、（例えば、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）骨格へのビス−トリス単量体の付着によって形成される）ビス−トリスポリマー、ＰＡＡ、またはビス−トリスおよびＰＡＡの組み合わせ（例えば、ビス−トリスおよびＰＡＡが多量体型であり、共重合体として、または交互のビス−トリスおよびＰＡＡ層を含む層として形成することができる）を含むことができる。他の場合では、電荷切替材料は、酸性ｐＨにおいてカチオン電荷を有するが、塩基性ｐＨにおいて中性電荷を有する、弱塩基性ポリマーである。そのような材料は、ポリ［Ｎ−（３−イミダロリルプロピル）メタクリルアミド塩酸塩−コ−アクリルアミド］、ポリ［Ｎ−（３−イミダロリルプロピル）メタクリルアミド塩酸塩−コ−２−ヒドロキシエチルメタクリレート］、ポリ（１−ビニルイミダゾール）、ポリ（２−アミノエチルメタクリレート塩酸塩−コ−２−ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリ（１−ビニルイミダゾール−コ−２−ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリ［Ｎ−（１，１−ジメチル−３−イミダロリルプロピル）アクリルアミド］、またはポリ（Ｎ−２−メチル−１−ビニルイミダゾールを含む。付加的電荷切替材料は、ｐＨ感受性であるものを含むが、標的は電荷を変化させる。さらなる電荷切替材料は、それぞれ参照することによって本明細書に組み込まれる、米国特許第５，５８２，９８８号、第６，９１４，１３７号、および第７，３１９，００４号に説明されている。
【０１６２】
そのような材料および手順は、（ＣｈａｒｇｅＳｗｉｔｃｈ(R)コーティング膜、磁気ビーズ、またはウェルプレートの中等、Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ  Ｃｏｒｐ．またはＬｉｆｅ  ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓＴＭ  Ｃｏｒｐ．（Ｃａｒｌｓｂａｄ，  ＣＡ）から多数の形式で入手可能な）ＣｈａｒｇｅＳｗｉｔｃｈ(R)技術等において、市販されている。さらなる電荷切替材料および／またはイオン交換プロセスは、それぞれ参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、米国特許第５，２３４，８０９号、第６，７１８，７４２号、第６，９１４，１３７号、および第７，３１９，００４号、米国公開第２００３／０００８３２０号、第２００５／００５３９４１号、第２００３／００５４３９５号、第２００３／０１７３２８４号、第２００３／０１３０４９９号、第２００５／００５３９４１号、第２００６／０１５４２４７号、第２００６／０２６３７８０号、第２００７／０１２２８０９号、第２００６／００２４７１２号、第２０１２／０１９６９４４号、および第２０１２／０１９７００９号、ならびに国際公開第ＷＯ  ０２／４８１６４号、第  ＷＯ  ９９／２９７０３号、第ＷＯ  ０１／８８１８５号、第ＷＯ  ０１／０３１４９号、第ＷＯ  ０３／１０１４９４号、第ＷＯ  ０３／０４６１７７号、第ＷＯ  ２００５／０１２５２１号、および第ＷＯ  ２００６／００４６１１号に説明されている。
【０１６３】
電荷切替材料は、任意の有用な形式と組み合わせられることができる。ある場合には、電荷切替材料は、任意の有用な材料から形成される（例えば、磁鉄鉱、イオン酸化物、遷移金属酸化物、強磁性材料、または常磁性材料から形成される）（例えば、２０μｍ〜１ｍｍの直径を有する）磁気粒子と組み合わせられる。例示的電荷切替材料は、ポリメタクリル酸カルボキシイオン交換体、負の電荷でコーティングされたシリカ粒子、リン酸または硫酸基を伴うセルロースまたはアガロース、もしくは任意の負の電荷を持つ種を含む。例示的磁気粒子は、参照することによって本明細書に組み込まれる、米国特許第６，７１８，７４２号に説明されている。
【０１６４】
さらに、捕捉領域は、１つまたはそれを上回る被分析物を捕捉するための任意の有用な物質を含むことができる。例示的物質は、阻害物質、オスモライト、トレハロース、オリゴ糖（スクロース、マルトース等）、Ｎ−オキシド、リポ多糖、アルコール（例えば、沈殿のためのエタノールまたはイソプロパノール）、カオトロピック物質（例えば、（イソ）チオシアン酸グアニジン、チオシアン酸グアニジン、またはグアニジンＨＣｌ等のグアニジン塩、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、過塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ４）、ヨウ化カリウム、臭化カリウム、チオシアン酸ナトリウム、または尿素）、有機試薬、その断片を含む抗体、タンパク質（例えば、ウシ血清アルブミン、オボアルブミン、β−ラクトグロブリン、α−ラクトアルブミン、ミオグロビン、ラクトフェリン、リボヌクレアーゼＡ、またはシトクロムＣ）、疎水性または親水性表面、リガンド（例えば、ビオチン、または任意の他の有用なリガンド）等のうちの１つまたはそれを上回るものを含む。捕捉領域は、１つまたはそれを上回る粒子（例えば、シリカ粒子、ガラス粒子、または珪藻等の本明細書に説明されるいずれか）とのカオトロピック物質の組み合わせ等の物質（例えば、本明細書に説明されるいずれか）の任意の有用な組み合わせを含むことができる。
デバイスとの統合
【０１６５】
本システムおよび方法は、マイクロ流体デバイスまたはマクロ流体デバイス（すなわち、任意のマイクロ流体特徴が欠けているデバイス）等の任意の有用なデバイスとともに使用されることができる。本発明のデバイスは、基板、層、チャンバ（例えば、ウェル、チャネル、孔、ブリッジ、または空洞、もしくは本明細書に説明されるいずれか）、または捕捉領域等の１つまたはそれを上回る構造特徴を含むことができる。具体的には、チャンバは、完成されるか、（例えば、封入チャネルの中等で）または部分的に封入されるか、もしくは（ウェルの中等で）開放されることができる。本明細書に説明される種々の構造は、任意の有用な寸法、断面、平面性、または表面特性を有することができる。本明細書に説明されるデバイスのいずれも、個々に、またはデバイスと、もしくは例えば、米国公開第２００６−０００３４３９号、第２００７−０１７２９５４号、第２０１０−００７８０７７号、第２０１０−０２３３０２６号、第２０１１−０１１２５０３号、第２０１１−０１４２７３４号、第２０１１−０１６５０３７号、第２０１１−０１７６９６６号、第２０１１−０１７７５８６号、および第２０１２−０３２９１７１号、米国特許第７，１２９，０９１号、第７，６５５，４７０号、第７，９０１，９３９号、第８，３０４，１９３号、第８，２７３，５７３号、および第８，３２９，４０７号、２０１２年１０月１０日に出願された米国特許出願第１３／６４８，９２２号、国際公開第ＷＯ  ２００４／０３８３６３号、第ＷＯ  ２００９／１４９２５７号、第ＷＯ  ２００８／０７９２７４号、および第ＷＯ  ２００６／１０１８５１号、ならびに米国仮特許出願第６０／３７９，９２７号、第６０／３９４，５４４号、第６０／５８５，８０１号、第６０／６２３，２６１号、第６０／７６３，５７４号、第６０／８７５，８５６号、第６０／８８１，０１２号、第６０／８９９，４４９号、第６０／９３０，３１６号、第６０／９３６，６０６号、第６０／９６２，４２６号、第６１／１３０，９３０号、および第６１／３３５，５７０号に説明される、デバイスの１つまたはそれを上回る特徴と組み合わせて、使用されることができる。さらに、これらのデバイスのうちのいずれも、本明細書に説明される任意の方法、ならびに参照することによって本明細書に組み込まれる、上記の米国特許番号、米国公開番号、米国特許出願番号、国際公開番号、および米国仮特許出願番号に説明されるこれらの方法において使用されることができる。
【０１６６】
さらに、本明細書のデバイスのうちのいずれか１つは、別のデバイスと統合されることができる。例えば、本システムは、核酸サンプル調製のための第１のデバイスと、増幅のための第２のデバイスとを含むことができ、第１のデバイスは、第２のデバイスに流体的に接続され、流体分注システムは、第１のデバイスおよび／または第２のデバイスに流体的に接続される。さらに別の実施例では、２つまたはそれを上回るデバイスにおいて果たされ得る機能性は、単一の多重構造デバイス（例えば、各機能性が別個の基板において起こる、複数の基板を有するデバイス、または各機能性が別個の区分において起こる、複数の区分を有するデバイス）に内蔵されることができる。
ＳｌｉｐＣｈｉｐデバイスとの統合
【０１６７】
ある場合には、これらのアプローチは、ＳｌｉｐＣｈｉｐ型デバイスの構成要素の移動を制御するために使用される。例えば、押動ユニットの移動は、直接的に、または適切な機械的連結機構を介して間接的にのいずれかにおいて、ＳｌｉｐＣｈｉｐのプレートの移動を駆動するために使用されてもよい。ある場合には、１つの押動ユニットの移動が、別の押動ユニットの移動を開始または停止するために使用されてもよい。
【０１６８】
本システムがＳｌｉｐＣｈｉｐを含む場合、押動ユニットの第１の相対運動は、ＳｌｉｐＣｈｉｐ内の基板の間の滑動を誘発するように、１つまたはそれを上回る構成要素と統合されることができる。
【０１６９】
ＳｌｉｐＣｈｉｐデバイスは、相対運動によって１つまたはそれを上回るチャンバの接続および断絶を可能にする、１つまたはそれを上回る層を備えることができる。例えば、第１の位置では、第１のチャンバは、第２のチャンバに接続されていない（すなわち、第１のチャンバは、第２のチャンバと流体的に連通しない）。第２のチャンバに対して第１のチャンバを移動させることにより、接続が形成される。この運動は、第２の層に対して第１のチャンバを有する第１の層を移動させることによって達成されることができる。代替として、この運動は、第２の層に対して第２のチャンバを有する第２の層を移動させることを含むことができる。チャンバ間の接続はまた、捕捉領域、ブリッジ、膜、または第１および第２のチャンバの間の流体連通を提供するように説明される任意の他の構造を介しても起こり得る。
【０１７０】
ＳｌｉｐＣｈｉｐは、さらなる構成要素を含むことができる。例えば、平行移動ＳｌｉｐＣｈｉｐ設計では、膜マトリクスが、１つまたはそれを上回る層に含まれることができる。層はさらに、１つまたはそれを上回る溶解ステップ、１つまたはそれを上回る洗浄ステップ、および１つまたはそれを上回る溶出ステップを可能にする、１つまたはそれを上回る流体接続を含むことができる。膜マトリクス、フィルタ、または任意の他のマトリクスは、デバイスの単一の基板内に統合される、デバイスの複数の基板内に統合される、またはデバイスの空洞内に挿入されることができる。加えて、ＳｌｉｐＣｈｉｐデバイスは、陽圧を提供し、デバイス内の１つまたはそれを上回る層を回転させ、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットを１つまたはそれを上回るチャンバと整合させ、および／または１つまたはそれを上回るフィルタを１つまたはそれを上回るチャンバと整合させるように緊締され得る、キャッピングシステムと統合されることができる。
【０１７１】
本ＳｌｉｐＣｈｉｐプラットフォームは、ガラスおよびプラスチック等の種々の材料から加工されることができる。我々は、以前に、３Ｄ印刷を使用することによって、使いやすい特徴を伴うプラスチックの回転ＳｌｉｐＣｈｉｐを実証している。ユーザは、単純に、サンプルチャンバの中へサンプルを装填し、陰圧を印加するように蓋を閉鎖し、底部ディスクを保持し、サンプル調製を行うように上部分を回転させる。
【０１７２】
ＳｌｉｐＣｈｉｐプラットフォームは、例えば、カオトロピック物質および粒子の組み合わせ（例えば、Ｂｏｏｍ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊ．  Ｃｌｉｎ．  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．  ２８：４９５−５０３  （１９９０）に説明されるように、サイズ分画ＳｉＯ２粒子を伴う、または珪藻シリカ（例えば、Ｃｅｌｉｔｅ(R)）とのチオシアン酸グアニジンの組み合わせ等の本明細書に説明されるいずれか）、ＣｈａｒｇｅＳｗｉｔｃｈ(R)、およびＦＴＡ（Ｗｈａｔｍａｎ，  ＧＥ）Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ等の大規模な種々の核酸サンプル調製方法と互換性があり得る。例えば、ＣｈａｒｇｅＳｗｉｔｃｈ(R)膜を伴うＳｌｉｐＣｈｉｐプラットフォームは、市販の核酸調製方法に匹敵する効率で、添加ヒト血漿サンプルからのＨＩＶウイルスＲＮＡの抽出により正当性が立証されている（本明細書の実施例参照）。
【０１７３】
ＳｌｉｐＣｈｉｐデバイスは、原出願に説明されるように、固・液および液・固相遷移中に温度が一定に維持される、単純相遷移に基づく温度制御方法等の核酸抽出のためのサンプル溶解に好適な温度制御方法を統合することができる。別の実施例として、ＳｌｉｐＣｈｉｐは、滑動および混合による開始等の温度制御のためのオンチップ開始機構と統合されることができる。
【０１７４】
（例えば、１つまたはそれを上回る押動ユニットのための）システムおよび／または（例えば、１つまたはそれを上回る基板または層のための）デバイスの運動は、任意の有用な相対運動であり得る。例えば、そのような運動は、同一の軸上のデバイス内の２つまたはそれを上回る層の軸方向回転、または異なる軸上の２つまたはそれを上回る層の回転を含むことができる。例えば、本デバイスは、円筒形の略平面をそれぞれ有する、３つの層を含むことができる。相対運動は、他の相に対する１つまたはそれを上回る層の軸方向平行移動、および／または２つまたはそれを上回る層の間の縦方向平行移動を含むことができる。さらに別の場合では、運動は、軸方向回転および縦方向平行移動の組み合わせであり得る。
【０１７５】
したがって、相対運動は、線形、回転、または両方の組み合わせであってもよい。ある場合には、２次元運動（例えば、Ｘ−Ｙ運動）が、線形および／または回転運動の組み合わせを通して達成されてもよい。例えば、摺動および回転手段が、線形および回転摺動運動を達成するために採用されてもよい。加えて、相対的摺動運動を生成するためのそのような手段は、例えば、モータ、レバー、滑車、歯車、水力学、空気力学、それらの組み合わせ、または当業者に公知である他の電気機械または機械的手段から構築されてもよい。別の部品に対する１つの部品の運動を制御する方法の他の実施例は、それぞれ参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、摺動ガイド、ラックアンドピニオンシステム（米国特許第７，１３６，６８８号）、回転板（米国特許第７，００３，１０４号）、スライダアセンブリ（米国公開第２００７−０１５５４５１号および第２００８−００５８０３９号）、ガイド溝（米国特許第５，８０５，９４７号および第５，０２６，１１３号）、圧電アクチュエータ（米国公開第２００５−０００９５８２号）、玉軸受および切り込み（米国特許第２，５４１，４１３号）、および駆動ケーブル（米国特許第５，１１４，２０８号）を含むが、それらに限定されない。また、相互に対する層の運動は、典型的には、単独で、または電気コネクタと組み合わせて使用されるような、例えば、切り込み、保持器、および／または孔および噛合ピンのシステムによって、制約されてもよい。また、相互に対する層の運動は、ケース、支柱、溝および隆起、歯車、または例えば、回転運動の場合は中心軸によって、制約されてもよい。ある場合では、本デバイスは、ロボットによって操作されるように構成される。
【０１７６】
本明細書に説明される層のうちのいずれかに関して、層間の距離は、基板のタイプに応じて変動し得る。ある実施例では、距離は、例えば、設計または表面粗度に起因して、異なるデバイス位置で変動し得る。一般的に言えば、間隙は、０．２ナノメートル〜２０マイクロメートルに及び得る。特定の実施例では、層間の間隙は、本明細書に説明されるもの等の任意の有用な潤滑剤で充填される。
【０１７７】
デバイスおよび／または層内の構造は、行われる相対運動に適応させるように設計されることができる。例えば、回転運動は、層を切断または断絶するために使用され、次いで、層内の構造要素（例えば、チャンバまたはチャネル）は、半径方向または螺旋パターンに配列されることができる。
【０１７８】
例えば、デバイスまたは押動ユニット等の流体分注システムの構成要素のための）相対運動は、任意の有用なアセンブリによって達成されることができる。回転のための例示的アセンブリは、回転継手機構、回転作動機構（例えば、回転作動のために引張紐を採用する）、および回転シャフトアセンブリを含む。回転運動は、モータ、ばね、例えば、クロックスプリング、引張紐、軸受、カム、回転可能ハブ、ケーブル要素、歯車、および／またはアクチュエータを含む、標準機構によって達成されてもよい。これらの機構は、回転の数、力、および／または速度を制御するように設計されることができる。本デバイスは、１度だけ起動されるように設計されてもよく、または無限に使用されてもよい。本デバイスは、使用に先立つ作動を防止する１つまたはそれを上回るスイッチを含んでもよい。スイッチは、これらの構造の間で適切な接触を確実にするように、デバイスの表面、キャップ、または蓋の上に配置されてもよい。層間の平行移動は、相対運動の方向および量を制限するために、誘導／追跡構成、または層に摺動して係合するように構成される玉軸受によって誘導されてもよい。加えて、層間の相対運動は、（例えば、本明細書に説明されるもの等の任意の有用な機構を使用して）自動化されてもよい。
【０１７９】
一例示的回転継手機構では、回転可能層が、固定層と接続される。回転を達成するために、回転可能層は、外側軸受（例えば、外側リング軸受）を含むことができ、固定層は、内側軸受（例えば、内側リング軸受）を含むことができ、これらの軸受は、外側軸受が内側軸受に対して回転することを可能にする。そのような軸受は、少なくとも１つのモータを含むか、または（例えば、ケーブル要素、歯車機構等を通して）それに連結されることができる。別の例示的アセンブリは、固定層に含まれる基部に相互接続される、静止シャフトと、静止シャフトに回転可能に相互接続されるハブを含む、回転可能層とを含む。ハブは、軸受（例えば、油または空気充填軸受）によって、軸方向および半径方向に支持されることができる。回転可能層は、少なくとも１つのモータを含むか、または（例えば、ケーブル要素、歯車機構等を通して）それに連結されることができる。モータは、任意のタイプのアクチュエータ、例えば、電気モータ、電気活性ポリマー、検流計アクチュエータ、油圧ピストン、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）アクチュエータ、圧電アクチュエータ、継電器、またはステッピングモータであり得る。
システムまたはデバイスの付加的構成要素
【０１８０】
本開示の流体分注システム、統合デバイス、他の側面は、通気口、電気回路、加圧装置、装填装置、注入ポート、加熱要素、冷却要素、溶解構成要素、検出器、電極、マーカー、および他の要素を含むが、それらに限定されない、他の有用な構成要素を採用することができる。
【０１８１】
流体計量構造が、システムまたはデバイス内に存在し得る。例えば、抵抗ユニット（例えば、ブリスタまたはブリスタパック）からの流体は、図３１Ａに示されるように、入口３１０１を通して分注されることができる。計量された体積３１０２を伴う内側ウェルまたはチャンバは、図３１Ｂに示されるように、流体で充填されることができる。過剰な流体は、例えば、図３１Ｃに示されるように、外側溢流ウェルまたはチャンバ３１０３の中へ溢流することができ、計量された流体体積のみが後続の動作で使用されることを可能にする。
【０１８２】
通気口が、システムまたはデバイス内に存在し得る。例えば、特定の検定が加熱を要求するとき、開放システムを有することは、圧力蓄積を防止するために有用であり得る。したがって、１つまたはそれを上回る通気口が、環境へのアクセスを可能にするデバイス内のチャンバ（例えば、１つまたはそれを上回るプロセスチャンバ）に流体的に接続されることができる。ある場合には、通気口はさらに、弁を含み、それによって、弁は、通気口をチャンバに流体的に接続するように開放されることができる。弁は、手動で、または自動的に制御されることができる。弁は、試薬が、貯蔵、乾燥、または非活性化状態でデバイス内に提供されるときに有用であり得る。
【０１８３】
１つまたはそれを上回る弁システムが、システムまたはデバイス内に存在し得る。例えば、１つまたはそれを上回る弁が、チャンバの間、またはチャンバと抵抗ユニットとの間の流体連通を制御するようにデバイスに含まれることができる。１つまたはそれを上回る弁が、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットの間、または抵抗ユニットとチャンバとの間の流体接続を制御するために使用されることができる。弁は、手動で、または自動的に制御されることができる。
【０１８４】
電気回路が、システムまたはデバイス内に存在し得る。例えば、回路は、流体分注システム、デバイス、または両方の基礎となってもよい。ある場合には、回路は、１つまたはそれを上回る伝導性材料と可逆的に接触されることができる接合点を有する、１つまたはそれを上回る伝導性構造を含むことができ、そのような伝導性材料は、（例えば、本明細書に説明されるような）１つまたはそれを上回る抵抗ユニットから時間依存的に分注されることができる。電気回路は、冷却器、加熱器、弁、スイッチ、押動ユニット、抵抗ユニット、障壁ユニット、電源（例えば、バッテリ）、センサ、検出器、通信機器、および他の構成要素を含むが、それらに限定されない、１つまたはそれを上回る構成要素を接続するために使用されることができる。
【０１８５】
本明細書のデバイスまたはシステムのうちのいずれかは、導電性材料（例えば、それらのアレイを含む、１つまたはそれを上回る電極）を含むことができる。そのような電極およびアレイは、検出、分離（例えば、電気泳動分離）、輸送、および／または合成のための電気化学反応を行うために有用であり得る。ある場合には、１つまたはそれを上回る電極は、層の相対運動に応じて、接続または断絶を可能にするよう配列される。
【０１８６】
検出器が、システムまたはデバイス内に存在し得る。例えば、撮像またはセンサ構成要素が、光学検出、Ｘ線検出、吸光分析、マトリクス支援レーザ脱離イオン化（ＭＡＬＤＩ）、質量分析、ラマン分光測定、蛍光相関分光法（ＦＣＳ）、蛍光偏光／蛍光相関分光法（ＦＰ／ＦＣＳ）、蛍光検出、比色検出、化学発光、生物発光、散乱、表面プラズモン共鳴、電気化学検出、電気泳動、レーザ、または蛍光イメージングプレートリーダ（ＦＬＩＰＲ(R)，  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）検定を含むが、それらに限定されない、技法によって、デバイス内で反応を記録または測定するため使用されることができる。そのような検出器および撮像デバイスの実施例は、両方とも参照することによって本明細書に組み込まれる、米国公開第２００９−００１０８０４号および国際公開第ＷＯ  ２００８／００２２６７号で見出すことができる。検出器は、デバイスから信号を検出するために好適な任意の検出器を備えることができ、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、国際公開第ＷＯ  ２００８／００２２６７号に説明されるように、ウェブカメラ、デジタルカメラ、携帯電話内のデジタルカメラ、およびビデオカメラから成る群から選択されることができる。検出器は、参照することによってその全体として組み込まれる、米国公開第２００９−００１０８０４号に説明されるように、デバイスによって生成される個々の信号を空間的に分解するための適正な照明および分解能を有する、カメラまたは撮像デバイスを備えることができる。検出器は、電荷結合素子（ＣＣＤ）、電荷注入デバイス（ＣＩＤ）、フォトダイオードアレイ（ＰＤＡ）、または相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）を含む、任意のソリッドステート画像センサを備えることができる。検出器は、光電子増倍管（ＰＭＴ）を備えることができる。
【０１８７】
ダクトおよび／またはチャンバ内の線、ドット、または可視物質等のマーカーが、システムまたはデバイス内に存在し得る。マーカーは、位置合わせまたは分析を可能にするために使用されることができる。位置合わせマークが、光学収差の自動補正、または写真が撮影された角度および配向に対する画像の調節を可能にするようデバイス上に含まれてもよい。蛍光出力を検出するために、チャープ励起／読出が、使用されることができる。例えば、デバイスが、例えば、数ナノ秒にわたって青色励起光に暴露され、次いで、オフにされることができ、例えば、蛍光が、１ナノ秒後に検出されてもよい。次いで、例えば、１０ナノ秒後に、別の画像が、減算のための背景強度画像を生成するように、（初期励起フラッシュを用いることなく）収集される。このように、検出器は、蛍光が、日中でさえも分析されることができる。安全のために、例えば、デバイスに向けられたときのみ検出器が励起光を生成するように、デバイスが認識可能なパターンを含む場合、デバイスを自動的に認識するように設計されることができる（雑音を低減させるためにパルス変調を使用することを含む、多重流体デバイス内の信号を検出するための付加的手段を説明する、参照することによって本明細書に組み込まれる、Ｓｉａ  ｅｔ  ａｌ．，  Ａｎｇｅｗａｎｄｔｅ  Ｃｈｅｍｉｅ  Ｉｎｔ．  Ｅｄ．  ４３：４９８−５０２  （２００４）を参照）。検出はまた、当業者に公知であるように、励起／放射光の偏光を使用することによって向上されることもできる。
【０１８８】
本明細書のデバイスまたはシステムのうちのいずれかは、加圧装置（例えば、本明細書に説明されるいずれか）、装填装置（例えば、本明細書に説明されるいずれか）、チャンバの連続および／または順次充填のための注入ポート、加熱要素、オンチップ溶解構成要素、または分子認識モジュールと統合されることができる。例えば、本デバイスは、原出願に説明されるように、固・液および液・固相遷移中に温度が一定に維持される、単純相遷移に基づく温度制御方法等の核酸抽出のためのサンプル溶解に好適な統合温度制御方法であり得る。別の実施例として、本デバイスは、相対運動（例えば、滑動）および混合による開始等の温度制御のためのオンチップ開始機構と統合されることができる。
【０１８９】
圧力を生成する蓋またはキャップが、システムまたはデバイス内に存在し得る。システムまたはデバイスのための筐体は、貫通孔を有する蓋を含むことができる。開放または部分的開放システムでは、関連容積は、Ｖ＝Ｖ０＝Ｖ１＋ΔＶであり、式中、ΔＶは、完全閉鎖システム（蓋の完全閉鎖）と（蓋がない）開放システムまたは部分的開放システム（蓋の部分的閉鎖）との間の任意の容積差を包含する。完全閉鎖システムでは、関連容積は、Ｖ＝Ｖ１であり、式中、Ｖ１は、完全に封入されたときの空洞の容積である。生成される圧力Ｐは、容積Ｖおよび閉鎖中に印加される力のこれらの変化に相応する。開放または部分的開放システムでは、生成される圧力は、Ｐ＝Ｐ０であり、デバイスの中へサンプルを駆動するために十分ではない。閉鎖システムでは、生成される圧力は、Ｐ＝Ｐ０＋ΔＰであり、式中、ΔＰ＝Ｐ０＊ΔＶ／Ｖ１である。したがって、蓋を閉鎖することによって誘発される容積差は、デバイスを充填するために使用されることができる付加的圧力を生成する。陽圧が、オンチップリザーバまたは筐体システムに剛性キャップまたは蓋を押し付けることによって生成されることができる。キャップまたは蓋は、「半分オン」になり得ないが、「完全オフ」または「完全オン」のみであり得るように設計されることができる。キャップを取り付けることにより、約５０ｍＢａｒの陽圧をウェルに印加することができ、その圧力は、ウェル内の気体（例えば、空気）を圧縮することによって生成されることができる。ウェルを極めて大型にし、随意に、形状を円錐にすることにより、装填される容積の変動に起因して生成される圧力への影響を低減させることができる。
【０１９０】
本発明のデバイス、方法、およびシステムは、使用前に無菌であること（例えば、デバイスが、滅菌環境内で組み立てられ、次いで、サンプル収集まで密閉コンテナに包装されることができる）、最終分析まで干渉および汚染物質に耐性がある（例えば、潤滑剤が、層の間に提供されることができ、汚染を防止し、貯蔵サンプル中に存在する潜在的に危険な被分析物の漏出を回避するように、サンプルと外界との間の障壁として作用することができる）、デバイスまたはシステムが流体取扱（自律的生物検体収集）または乾燥（加熱または通気の必要がない）のために電力を要求し得ない、無電力使用が可能であること、容易なデジタル化貯蔵および再水和のために適合可能であること（例えば、デバイスが並行して多くの体積の正確な操作を可能にし、サンプルを小さい体積またはアリコートに分割または区分化し、デジタル化形式で保存されることができ、オンチップまたはオフチップ分析のために、そのようなサンプルを選択的、完全、または部分的に回収することができる）、製造することが容易である（例えば、安価な材料および加工技法を使用した大量生産を受け入れやすい）、モジュール式および再構成可能である（例えば、これらのデバイスのうちのいくつかが、完全なデバイスを生産するように組み合わせられることができる、別個のモジュールの開発を可能にし、したがって、各モジュールは、別個に開発され、次いで、プラットフォームに統合されることができる）、使用することが容易である（例えば、サンプルは、最小限の訓練を伴って、いかなる外部機器も用いることなく、ユーザによって収集されることができ、生物試料収集からサンプル保存までの必要なステップは、自律的であり得るか、またはユーザから最小限の動作（例えば、プレートを滑動させること、またはボタンを押すこと）を要求し得るかのいずれかである）、種々のサンプルサイズのために適合可能である（例えば、これらのデバイスのうちのいくつかが、限定リソース設定において典型的な体積の生物試料収集（例えば、指穿刺から採取される血液の量）を含む、広範囲内の体積（１ｎＬ〜１ｍＬ）の容易な操作を可能にする）、市販の乾燥保存マトリクスまたは乾燥剤と互換性がある（多重標的または多重被分析物安定化が、例えば、貯蔵デバイスの異なる部分で異なるマトリクスを使用することによって、（ＤＮＡ、ＲＮＡ、および／またはタンパク質のためを含め）達成されることができる）、異なるマトリクスまたは乾燥剤を用いてアップグレード可能である（例えば、新しいマトリクス、乾燥剤、または乾燥作用物質が、プラットフォームに容易に組み込まれ、マトリクス調合における新しい開発の統合に適応させることができる）、急速乾燥が可能である（例えば、小寸法における作業から生じ、劣化に敏感なサンプルを保存する際に重要な問題であり得る、１０分未満の乾燥）、ならびにサンプル再収集および下流分析のために適合可能である（例えば、再水和が、保存されたサンプルを回収するために、チップ上で容易に達成されることができる）を含むが、それらに限定されない、任意の数の特性、要素、修正、または利益を含むことができる。
検定および動作
検定
【０１９１】
本開示は、検定、反応、および他の動作を行うためのシステム、デバイス、および方法を提供する。検定、反応、および他の動作は、サンプル調製、サンプル精製、サンプル富化、検出、高スループットスクリーニング、多重検定、核酸増幅（例えば、ＰＣＲ、波及増幅（ＲＡＭ））、ＴａｑＭａｎ検定、免疫検定、サンドイッチ免疫検定、ＥＬＩＳＡ、走化性、および合成反応（例えば、触媒、多段階反応、固定化多段階合成（例えば、小分子、ペプチド、および核酸合成）、固体状態合成、または放射性同位体合成）を含むが、それらに限定されない。検定、反応、および他の動作はまた、市販の原試薬を使用する、デジタルＰＣＲまたはデジタル等温リコンビナーゼ・ポリメラーゼ増幅（ＲＰＡ）増幅技法を含むこともできる。（干渉の存在下でさえも）被分析物の定量化のために、ループ媒介等温増幅（ＬＡＭＰ）および核酸配列ベースの増幅（ＮＡＳＢＡ）を含むが、それらに限定されない、多くの他の等温技法が、行われることができる。
【０１９２】
システム、デバイス、および方法はまた、肺炎に関与する病原体および／またはウイルス量の定量化を含む、被分析物を検出して定量化するために使用されることもできる。ある場合には、抵抗ユニットは、ＲＮＡウイルスの検出のための随意の付加的逆転写ステップを用いた、種々の病原体、細菌、またはウイルス（例えば、ＣＭＶ、ＨＲＶ、ＨＩＶ、Ｃ型肝炎ウイルス、クラミジア菌、淋菌、肺炎レンサ球菌、ＨＩＶ、ヒト型結核菌、またはｂ型インフルエンザ菌）に対する等温増幅化学のための事前装填された試薬を含有することができる。結核の診断は、ヒト型結核菌の生理学的応答を増幅し、薬剤耐性の急速な検出および表現型検査を可能にするために使用され得る、デバイス上の確率的閉じ込めによって行われることができる。例えば、ＨＩＶ／ＡＩＤＳ患者における（例えば、ＰＣＲを使用した）ＣＤ４数の定量化は、多重体積の確率的閉じ込めを使用して効率的に行われることができる。
サンプルおよび試薬
【０１９３】
本明細書に説明されるシステム、デバイス、および方法は、任意の有用なサンプルおよび／または試薬とともに使用されることができる。具体的には、（例えば、１つまたはそれを上回る抵抗ユニット内の）システムおよび／またはデバイスは、任意の有用な試薬（例えば、乾燥剤、マトリクス、または本明細書に説明されるいずれか）で事前装填されることができ、または本デバイスは、デバイスおよび１つまたはそれを上回る有用試薬を含むキットの一部として提供されることができる。
【０１９４】
サンプルは、対象（例えば、ヒト対象、動物対象、植物対象）、食品サンプル（例えば、微生物を含む）、または環境サンプル（例えば、１つまたはそれを上回る微生物を含む）から得られることができる。例示的で非限定的サンプルは、血液、血漿、血清、痰、尿、糞便物質（例えば、糞便サンプル）、綿棒、汗、髄液、羊水、間質液、涙液、骨髄、組織サンプル（例えば、皮膚サンプルまたは生検サンプル）、口内洗浄液サンプル、エアロゾル（例えば、咳によって産生される）、核酸、細胞（例えば、腫瘍細胞、血液中の胎児細胞、幹細胞、細菌および真菌細胞、Ｔ細胞、またはＢ細胞）、タンパク質、酵素、土、水、堆肥の山、肥料の山、堆積物（例えば、海底または淡水堆積物）、水サンプル、空気サンプル、岩、植物サンプル、食品サンプル、または消化管サンプルを含む。サンプルは、検出、濾過、濃縮、および／または処理される任意の有用な標的または被分析物を含むことができる。
【０１９５】
任意の着目被分析物が、サンプル中に存在し得る。そのような被分析物は、さらなる分析、処置、反応、および／または検出のために、処理、捕捉、保存、および／または除去されることができる。例示的被分析物は、試験サンプル中に存在するもの（例えば、本明細書に説明されるいずれか）等の本明細書に説明されるもの、ならびにタンパク質（例えば、エプスタインバーウイルス（ＥＢＶ）抗体、肝炎抗原／抗体（例えば、Ａ、Ｂ、またはＣ型肝炎）、またはＨＩＶ抗体等の１つまたはそれを上回る抗体、Ｃ反応性タンパク質（ＣＲＰ）、アポリポタンパク質（例えば、Ａ−ＩまたはＢ）、ＩＧＦＢＰ−２、ＩＧＦＢ−３、トランスフェリン受容体、リポタンパク質（例えば、（ａ）、Ｂ／Ａ−１、またはβ）、チログロブリン、またはヘモグロビン（例えば、グリコシル化ヘモグロビンまたはＨｂＡ１ｃを含む））、核酸（例えば、ＲＮＡまたはＤＮＡ）、細胞（例えば、ＣＤ４＋リンパ球）、ウイルス（例えば、ＨＩＶ、ＣＭＶ、Ｃ型肝炎ウイルス、Ｂ型肝炎ウイルス、Ａ型肝炎ウイルス、または単純ヘルペスウイルスを含む、ウイルス全体）、寄生虫（例えば、トキソプラズマ原虫、熱帯熱マラリア原虫、クルーズ・トリパノソーマ、ランブル鞭毛虫、リーシュマニア属、単包条虫、ビルハルツ住血吸虫、またはマレー糸状虫）、細菌（例えば、クラミジア菌、淋菌、ハンセン菌、ヘリコバクター・ピロリ、ブルセラ菌、または梅毒トレポネーマ）、サイトカイン（例えば、ＩＬ−１、ＩＬ−１ｂ、ＩＬ−２、ＩＬ−６、ＩＬ−７、ＩＬ−１０、ＩＬ−１３、ＩＬ−１７、ＩＦＮ、ＩＦＮｇ、ＴＮＦ、またはＴＮＦ−ベータ）、抗体（例えば、任意のヘパリン）、ホルモン（例えば、エストラジオール、プロゲステロン、プロラクチン、コルチゾール、デヒドロエピアンドロステロン（ＤＨＥＡ、その硫酸エステル、ＤＨＥＡ−Ｓを含む）、卵胞刺激ホルモン（ＦＳＨ）、チロトロピン（ＴＳＨ）、チロキシン（Ｔ４）、トリヨードチロニン（Ｔ３）、黄体形成ホルモン（ＬＨ）、インスリン、レプチン、性ホルモン結合グロブリン（ＳＨＢＧ）、ソマトメジン−Ｃ（ＩＧＦ−１）、テストステロン、またはアンドロステンジオン）、アミノ酸（例えば、アルギニン、ヒスチジン／ウロカニン酸、ホモシステイン、フェニルアラニン／チロシン、および／またはトリプトファン）、薬剤（候補薬剤または臨床試験用の研究新薬を含む）、小分子（例えば、ペプチドまたはペプトイド、葉酸、もしくはグルコース）、汚染物質（例えば、Ｈｇ、Ｈ２Ｓ、硫黄酸化物等）、気体または蒸気（例えば、酸素、ＣＯ、ＣＯ２、または本明細書に説明されるいずれか）、揮発性成分（例えば、揮発性有機化合物）、酵素（例えば、プロテイナーゼ、アミラーゼ、プロテアーゼ、グルカナーゼ、リパーゼ、ラクターゼ、アミログルコシダーゼ、グルコアミラーゼ、プロテアーゼ、イソメラーゼ、セルラーゼ、リグニナーゼ、キシラナーゼ、カタラーゼ、ポリメラーゼ、トリプシン、前立腺特異抗原（ＰＳＡ）、イズロニダーゼ、酸α−グルコセレブロシダーゼ（ＡＢＧ）、酸α−ガラクトシダーゼＡ（ＧＬＡ）、リソソーム酸α−グルコシダーゼ（ＧＡＡ）、ガラクトセレブロシドα−ガラクトシダーゼ（ＧＡＬＣ）、または酸スフィン��ミエリナーゼ（ＡＳＭ））、ステロール（例えば、コレステロール（例えば、総コレステロールまたは高密度リポタンパク質コレステロール（ＨＤＬを含む））、またはトリグリセリド）のうちの１つまたはそれを上回るものを含む。
【０１９６】
そのような被分析物は、（例えば、１つまたはそれを上回る膜および／またはブリッジを有するもの等の本明細書の任意のデバイスを使用して）保存され、（例えば、１つまたはそれを上回る捕捉領域を有するもの等の本明細書の任意のデバイスを使用して）分析され、または（例えば、１つまたはそれを上回る膜、ブリッジ、および／または捕捉領域を有するもの等の本明細書の任意のデバイスを使用して）保存および分析されることができる。
【０１９７】
（例えば、１つまたはそれを上回る抵抗ユニット内の）本システムおよび／またはデバイスは、任意の有用な試薬で、使用に先立って事前装填されるか、または後に使用中に装填されることができる。これらの試薬はまた、１つまたはそれを上回るチャンバ、層（例えば、１つまたはそれを上回るチャンバが欠けている層の部分等のその複数部分を含む）、捕捉領域、ブリッジ、および／または膜等のデバイスの任意の特徴に含まれることもできる。さらに、そのような試薬は、気体、液体、または固体形態で、ならびに１つまたはそれを上回る特徴上のコーティング内で、もしくは１つまたはそれを上回る特徴内の１つまたはそれを上回る固体支持体（例えば、ビーズ、粒子等）上のコーティング内で使用されることができ、そのような特徴は、例えば、１つまたはそれを上回るチャンバ、層（例えば、１つまたはそれを上回るチャンバが欠けている層の部分等のその複数部分を含む）、捕捉領域、ブリッジ、および／または膜を含む。
【０１９８】
例示的試薬は、乾燥剤（例えば、本明細書に説明されるいずれか）、マトリクス（例えば、本明細書に説明されるいずれか等の安定化マトリクス）、有機または無機化学物質、化合物、混合物、溶液、乳液、分散液、懸濁液、分子、イオン、二量体、ポリマーまたはタンパク質等の巨大分子、核酸、生体分子、オリゴ糖（例えば、トレハロース、スクロース、またはマルトース）、抗凝固剤（例えば、ヘパリン、ＥＤＴＡ、クエン酸塩、またはシュウ酸塩）、（例えば、キレート剤（例えば、本明細書に説明されるいずれか）、抗生物質、フッ素化ポリマー、ＰＥＧ、アルブミン、生体適合性コーティング（例えば、ＰＤＭＳ）、防汚剤（例えば、トリブチルスズ）、または殺生物剤等の等の１つまたはそれを上回る細菌および／または他の微生物の成長を阻害する）阻害剤、沈殿物、結晶、化学部分または基、粒子、ナノ子、反応生成物、溶剤、緩衝剤（例えば、洗浄緩衝剤（例えば、トリス／ＥＤＴＡ、７０％エタノール、ＳＴＥＴ（生理食塩水／トリス／ＥＤＴＡ／トリトン＊Ｘ−１００溶液）、生理食塩水・クエン酸ナトリウム（ＳＳＣ）緩衝剤、ＳＳＰＥ（０．２Ｍリン酸緩衝剤、ｐＨ約７．４、２．９８Ｍ  ＮａＣｌおよび０．０２Ｍ  ＥＤＴＡを含有する）、ＦＴＡ精製試薬、および同等物）または溶出緩衝剤（例えば、ＴＲＩＳ／ＥＤＴＡ、ＴＲＩＳ／酢酸塩／ＥＤＴＡ、例えば、４ｍＭトリス酢酸塩（ｐＨ７．８）、０．１ｍＭ  ＥＤＴＡ、および５０ｍＭ  ＮａＣｌ、ＴＲＩＳ／ホウ酸塩、ＴＲＩＳ／ホウ酸塩／ＥＤＴＡ、リン酸カルシウム／ＤＭＳＯ／グリセロール、ＮａＣｌ／ＴＲＩＳ／ＥＤＴＡ、ＮａＣｌ／ＴＲＩＳ／ＥＤＴＡ／ＴＷＥＥＮ、ＴＲＩＳ／ＮａＣｌ／ＴＷＥＥＮ、リン酸緩衝剤、ＴＲＩＳ緩衝剤、ＨＥＰＥＳ緩衝剤、核酸増幅緩衝剤、または核酸ハイブリダイゼーション緩衝剤））、溶解剤（例えば、酵素（例えば、リゾチーム、トリプシン、プロテイナーゼＫ、または他のプロテアーゼ）、洗剤（例えば、トリトンＸ−１００（ポリエチレングリコールｐ−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）−フェニルエーテル）またはドデシル硫酸ナトリウム）、または本明細書に説明されるいずれか等のカオトロピック物質）、キレート剤（例えば、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ），エチレングリコール四酢酸（ＥＧＴＡ）、トランス−１，２−ジアミノシクロヘキサン−Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−四酢酸（ＣＤＴＡ）、１，２−ビス（２−アミノフェノキシ）エタン−Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−ｔ四酢酸（ＢＡＰＴＡ）、１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７，１０−四酢酸（ＤＯＴＡ）、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−三酢酸、またはニトリロ三酢酸（ＮＴＡ））、還元剤（例えば、２−メルカプトエタノール、チオ硫酸塩、ＴＣＥＰ（トリス−（２−カルボキシエチル）ホスフィン）、ジチオスレイトール、またはジチオエリトリトール）、染料、安定剤、マーカー、塩（例えば、尿酸塩）、界面活性剤（例えば、ドデシル硫酸ナトリウム等のアニオン性界面活性剤またはカチオン性界面活性剤）、塩基（例えば、トリスヒドロキシメチルメタン等の弱い塩基）、フルオロフォア、また���流体を含み、そのいずれか１つは、固体、液体、または気体状態で存在し得る。さらに、これらの試薬のうちのいずれかは、フィルタ、膜、または粒子等の本明細書に説明される任意の他の有用な構造または固体支持体、もしくは捕捉領域について説明されるいずれかと組み合わせられることができる。加えて、１つまたはそれを上回る試薬は、任意の有用な様式において組み合わせられることができる。
【０１９９】
具体的には、１つまたはそれを上回る乾燥剤は、サンプルを貯蔵、保存、処置、および／または調製するときに有用であり得る。例示的乾燥剤は、無水硫酸カルシウム（Ｄｒｉｅｒｉｔｅ(R)（４、６、８、１０〜２０、または２０〜４０の粒径（メッシュ））等の石膏）、アルミナ（例えば、酸化アルミニウムまたはＡｌ２Ｏ３等の活性アルミナ）、ガラス、シリカ（例えば、ＳｉＯ２（例えば、約２μｍ〜約１０μｍの直径を有するもの等のサイズ分画ＳｉＯ２粒子）、シリカゲル、Ａｓｃａｒｉｔｅ  ＩＩ(R)吸収剤（例えば、水酸化ナトリウムでコーティングしたシリカを含む、二酸化炭素吸収剤）、または珪藻類シリカ（例えば、Ｃｅｌｉｔｅ(R)、Ｃｅｌａｔｏｍ(R)、ＣＡＦＡ（Ｃｅｌｉｔｅ(R)  Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ａｉｄ）））、吸湿性ポリマーおよび／または塩（例えば、限定されないが、ＣａＣｌ２、ＣａＯ、ＺｎＣｌ２、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＣａＨ２、ＣａＳＯ４、およびＮａ２ＳＯ４を含む）、分子篩（または結晶金属アルミノケイ酸塩、例えば、粉末またはビーズ形態の３Ａ、４Ａ、５Ａ、または１３Ｘ型）、活性炭（例えば、粒状または粉末形態の褐炭）、モンモリロナイト（例えば、（Ａｌ２Ｏ３・４ＳｉＯ２・ｘＨ２Ｏ））、または乾燥作用物質（例えば、酸化バリウム、酸化ホウ素、カルシウム塩（例えば、塩化カルシウムまたは水素化カルシウム）、硫酸銅（ＩＩ）、水素化アルミニウムリチウム、酸化マグネシウム、過塩素酸マグネシウム、硫化マグネシウム、五酸化リン、水酸化カリウム、ナトリウム、水酸化ナトリウム、またはナトリウム・カリウム合金（例えば、２２％ナトリウムまたは４４％ナトリウム））を含む。
潤滑剤
【０２００】
本システム、デバイス、および方法は、任意の有用な潤滑剤を含むことができる。いくつかの実施例では、潤滑剤は、（例えば、本明細書に説明されるような）犠牲流体として使用され、第１、第２、および／または中間基板もしくは層の移動を促進し、および／またはこれらの層もしくは基板内の第１、第２、および／または中間層もしくはチャンバの間の汚染を最小限にする。
【０２０１】
加えて、潤滑剤は、デバイスと接触する、および／またはデバイスを通して輸送されるであろう、物質（例えば、試薬および／またはサンプル）に関して実質的に不活性であるように選択されることができる。例えば、潤滑剤は、随意に、試薬および／またはサンプルと実質的に不混和性である、流体であり得る。潤滑剤は、随意に、試薬および／またはサンプルの区画化を助長する物理的特性を有するように選択されることができる。例えば、層および／またはチャンバは、親フッ素性であり得、潤滑剤は、フルオラス液体であり得る。本実施例では、区画化は、張力が、試薬および／またはサンプル流体を潤滑剤によってカプセル化された別個の栓または液滴に分離させる、競合表面特性によって起こる。
【０２０２】
例示的潤滑剤は、炭化水素、フルオラス物質、イオン液体、非ニュートン流体、または潤滑粉末もしくはビーズを含む。例示的炭化水素は、アルカン、パラフィン油、ヘキサン、ヘキサデカン、シリコン油、グリース（例えば、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ高真空グリース、Ｆｏｍｂｌｉｎ真空グリース、Ｋｒｙｔｏｘグリース）、鉱油、および他の有機材料またはポリマー、ならびにそれらの混合物を含む。例示的フルオラス物質は、フッ化炭素（過フッ素化および半フッ素化アルカン、例えば、オクタデカフルオロ−デカヒドロナフタレンおよびペルフルオロオクチルエタンを含む）、アルキルおよびアリルフッ化炭素、ハロフッ化炭素（例えば、臭化ペルフルオロオクチル）、フッ素化アルコール（例えば、１−（１，２，２，３，３，４，４，５，５，６，６−ウンデカ−フルオロシクロヘキシル）エタノールまたはＣ６Ｆ１１Ｃ２Ｈ４ＯＨ）、フッ素化油、液体フッ素重合体（例えば、ペルフルオロポリエーテル）、Ｆｌｕｏｒｉｎｅｒｔ（３Ｍ）、Ｋｒｙｔｏｘ油、Ｆｏｍｂｌｉｎ油、およびＤｅｍｎｕｍ油を含む。
【０２０３】
イオン液体は、塩を形成し、かつ液体状態である、カチオンおよびアニオンを含む。例示的カチオンは、コリン、随意に置換されたイミダゾリウム系カチオン等のイミダゾリウム系カチオン（例えば、１−Ｃ１−１０アルキル−３−メチル−イミダゾリウム、（３−メチルイミダゾリウム−１イル）−Ｃ１−１０アルカノール、または１−Ｃ１−１０アルキル−２，３−ジメチルイミダゾリウム等の、１−Ｃ１−１０アルキル−３−Ｃ１−１０アルキル−イミダゾリウム、（３−Ｃ１−１０アルキル−イミダゾリウム−１−イル−ｌ）−Ｃ１−１０アルカノール、または１−Ｃ１−１０アルキル−２，３−ジ−Ｃ１−１０アルキル−イミダゾリウム）、または二環式イミダゾリウム系カチオン（例えば、１−アルキル−２，３−トリメチレンイミダゾリウムまたは１−アルキル−２，３−テトラメチレンイミダゾリウム等の随意に置換された２，３−（ＣＨ２）２−６−イミダゾリウム）、１−Ｃ１−１０アルキル−ピリジニウム等のピリジニウム系カチオン、Ｒ１およびＲ２のそれぞれが、独立して、Ｃ１−１０アルキルである、１−Ｒ１−１−Ｒ２−ピロリジニウム等のピロリジニウム系カチオン、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４のそれぞれが、独立して、Ｃ１−１０アルキルである、ＮＲ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４等のアンモニア系カチオン、ならびに、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４のそれぞれが、独立して、Ｃ１−１０アルキルである、ＰＲ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４等のホスホニウム系カチオンを含む。例示的アニオン（例えば、本明細書に説明される任意のイオン液体用のＸ等）は、ハロゲン（例えば、フッ化物、臭化物、塩化物、またはヨウ化物）、リン酸アニオン（例えば、ヘキサフルオロリン酸［ＰＦ６］、リン酸二水素［ｄｈｐ］、またはトリス（ペンタフルオロエチル）トリフルオロホスファート［ＦＡＰ］）、ホウ酸アニオン（例えば、テトラシアノボレート［ＴＣＢ］、テトラフルオロボレート［ＢＦ４］、またはビス（オキサラト）ボレート［ＢＯＢ］）、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（Ｎ（ＳＯ２ＣＦ３）２または［ＴＦＳＩ］）、またはビス（ペルフルオロエタンスルホニル）イミド（Ｎ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２、［ＢＥＴＩ］または［ＰＦＳＩ］）等の、ｎおよびｍのそれぞれが、独立して、１〜１０の整数であり、随意に、ｎ＝ｍである、スルホニルイミドアニオンＮ（ＳＯ２ＣｎＦ２ｎ＋１）（ＳＯ２ＣｍＦ２ｍ＋１）、スルホン酸アニオン（例えば、トリフラート［ＳＯ３ＣＦ３］、メシラート［ＳＯ３ＣＨ３］または、トシラート［ＳＯ３Ｃ６Ｈ４ＣＨ３］）、アルキル硫酸アニオン（例えば、Ｃ１−１０アルキル−ＯＳＯ３）、シアンイミドアニオン（例えば、［（ＣＮ）２Ｎ］）、またはカルボン酸アニオン（例えば、ギ酸塩、酢酸塩、乳酸塩、シュウ酸塩、クエン酸塩、リンゴ酸塩、グリコール酸塩、またはサッカリン酸塩）を含む。
【０２０４】
例示的イオン液体は、コリンイオン液体（例えば、コリンリン酸二水素（コリンｄｈｐ）またはコリンサッカリン酸塩）、１−アルキル−３−メチルイミダゾリウム［Ｒ−ｍｉｍ］イオン液体（例えば、１，３−ヨウ化ジメチルイミダゾリウムヨージド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムブロミド、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウムブロミド、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウムクロリド、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウムビス（ペルフルオロエタンスルホニル）イミド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムブロミド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムクロリド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムビス（ペルフルオロエタンスルホニル）イミド、１−ペンチル−３−メチルイミダゾリウムブロミド、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムブロミド、１−ヘプチル−３−メチルイミダゾリウムブロミド、１−オクチル−３−メチルイミダゾリウムブロミド、または１−ノニル−３−メチルイミダゾリウムブロミドを含む、１−アルキル−３−メチルイミダゾリウムアニオン［Ｒ−ｍｉｍ］［Ｘ］イオン液体等）、（３−メチルイミダゾリウム−１−イル）アルカノール［ＲＯＨ−ｍｉｍ］イオン液体（例えば、３−（３−メチルイミダゾイル−３−イウム−１−イル）プロパン−１−オールブロミド、３−（３−メチルイミダゾイル−３−イウム−１−イル）プロパン−１−オールクロリド、４−（３−メチルイミダゾイル−３−イウム−１−イル）ブタン−１−オールブロミド、５−（３−メチルイミダゾイル−３−イウム−１−イル）ペンタン−１−オールブロミド、または６−（３−メチルイミダゾイル−３−イウム−１−イル）ヘキサン−１−オールブロミドを含む、（３−メチルイミダゾリウム−１−イル）アルカノールアニオン［ＲＯＨ−ｍｉｍ］［Ｘ］イオン液体等）、１−アルキル−２，３−ジメチルイミダゾリウム［Ｒ−ｄｍｉｍ］イオン液体（例えば、１，２，３−トリメチルイミダゾリウムヨージド、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロミド、１−プロピル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロミド、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロミド、１−ペンチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロミド、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロミド、１−ヘプチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロミド、１−オクチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロミド、または１−ノニル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロミドを含む、１−アルキル−２，３−ジメチルイミダゾリウムアニオン［Ｒ−ｄｍｉｍ］［Ｘ］イオン液体等）、１−アルキル−２，３−トリメチレンイミダゾリウム［Ｒ−３Ｃ−ｉｍ］イオン液体（例えば、１−メチル−２，３−トリメチレンイミダゾリウムヨージド、１−エチル−２，３−ジメチレンイミダゾリウムブロミド、１−プロピル−２，３−ジメチレンイミダゾリウムブロミド、１−ブチル−２，３−ジメチレンイミダゾリウムブロミド、１−ペンチル−２，３−ジメチレンイミダゾリウムブロミド、または１−ヘキシル−２，３−ジメチレンイミダゾリウムブロミドを含む、１−アルキル−２，３−トリメチレンイミダゾリウムアニオン［Ｒ−３Ｃ−ｉｍ］［Ｘ］イオン液体等）、１−アルキル−２，３−テトラメチレンイミダゾリウム［Ｒ−４Ｃ−ｉｍ］イオン液体（例えば、１−メチル−２，３−テトラメチレンイミダゾリウムヨージド、１−エチレン−２，３−テトラメチレンイミダゾリウムブロミド、１−プロピル−２，３−テトラメチレンイミダゾリウムブロミド、１−ブチル−２，３−テトラメチレンイミダゾリウムブロミド、１−ペンチル−２，３−テトラメチレンイミダゾリウムブロミド、または１−ヘキシル−２，３−テトラメチレンイミダゾリウムブロミドを含む、１−アルキル−２，３−テトラメチレンイミダゾリウムアニオン［Ｒ−４Ｃ−ｉｍ］［Ｘ］イオン液体等）、および１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム［Ｂｍｉｍ］イオン液体（例えば、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート（Ｂｍｉｍ  ＰＦ６）または１−ブチル３−メチルイミダゾリウムラクテート（Ｂｍｉｍラクテート）を含む、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムアニオン［Ｂｍｉｍ］［Ｘ］イオン液体等）を含む。
【０２０５】
特定の実施例では、以下のイオン液体、すなわち、１−アルキル−３−メチルイミダゾリウム［Ｒ−ｍｉｍ］イオン液体（例えば、［Ｒ−ｍｉｍ］［Ｘ］イオン液体または本明細書に説明されるいずれか等）、（３−メチルイミダゾリウム−１−イル）アルカノール［ＲＯＨ−ｍｉｍ］イオン液体（例えば、［ＲＯＨ−ｍｉｍ］［Ｘ］イオン液体または本明細書に説明されるいずれか等）、１−アルキル−２，３−ジメチルイミダゾリウム［Ｒ−ｄｍｉｍ］イオン液体（例えば、［Ｒ−ｄｍｉｍ］［Ｘ］イオン液体または本明細書に説明されるいずれか等）、［Ｒ−３Ｃ−ｉｍ］イオン液体（例えば、［Ｒ−３Ｃ−ｉｍ］［Ｘ］イオン液体または本明細書に説明されるいずれか等）、［Ｒ−４Ｃ−ｉｍ］イオン液体（例えば、［Ｒ−４Ｃ−ｉｍ］［Ｘ］イオン液体または本明細書に説明されるいずれか等）、または［Ｂｍｉｍ］イオン液体（例えば、［Ｂｍｉｍ］［Ｘ］イオン液体または本明細書に説明されるいずれか）は、核酸（例えば、ＤＮＡおよび／またはＲＮＡ）と組み合わせて使用されることができる。さらなるイオン液体は、それぞれ参照することによって本明細書に組み込まれる、Ｓｈｉ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｃｈｅｍ．  Ｃｏｍｍｕｎ．  ４８：５３２５−５３２７  （２０１２）、Ｗａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，  Ａｎａｌ．  Ｃｈｅｍ．  ７９：６２０−６２５  （２００７）、およびＦｕｋａｙａ  ｅｔ  ａｌ．，  ＡＥ１−Ｆｏｕｒｔｅｅｎｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｍｏｌｔｅｎ  Ｓａｌｔｓ  Ｊｏｉｎｔ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｍｅｅｔｉｎｇ，  Ｏｃｔ．  ３−Ｏｃｔ．  ８，  ２００４，  “Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  ｓｅｒｉｅｓ  ｏｆ  ｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍ  ｂａｓｅｄ  ｉｏｎｉｃ  ｌｉｑｕｉｄｓ  ａｓ  ｓｏｌｖｅｎｔｓ  ｆｏｒ  ｎｕｃｌｅｉｃ  ａｃｉｄｓ，”  Ａｂｓｔｒａｃｔ  ２４３７に説明されている。
【０２０６】
例示的非ニュートン流体は、剪断増粘流体、ヒドロゲルを含むゲル、ならびに脂質立方相または他の脂質中間相を含む、炭水化物が豊富または脂質が豊富な相を含む。ある場合には、気体に対する透過性が、例えば、デバイスの内側で生細胞および組織を使用するいくつかの用途において、望ましくあり得る。例示的潤滑粉末またはビーズは、種々のＴｅｆｌｏｎ(R)ビーズまたは粉末（例えば、ＰＴＦＥ（ポリ（１，１，２，２−テトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ共重合体樹脂）、またはＦＥＰ（フッ素化エチレンプロピレン樹脂）から成る）、黒鉛、二硫化モリブデン、または二硫化タングステンを含む。これらの潤滑剤のうちのいずれかは、随意に、例えば、表面凝集を引き起こすか、または防止するように、および／または物質の安定性に影響を及ぼすように、１つまたはそれを上回る表面活性剤を含むことができる。
不混和流体
【０２０７】
本システム、デバイス、および方法は、任意の有用な不混和流体を含むことができる。いくつかの実施例では、不混和流体は、（例えば、本明細書に説明されるような）犠牲流体として使用され、および／または１つまたはそれを上回る第１、第２、および／または中間層もしくはこれらの層内のチャンバの中で、１つまたはそれを上回る物質（例えば、本明細書に説明されるようなサンプル、試薬、または任意の他の有用な物質）の区画化を促進する。他の実施例では、不混和流体は、（例えば、本明細書に説明されるような）１つまたはそれを上回る捕捉領域を通る流動を促進する。
【０２０８】
不混和流体は、サンプルを貯蔵、保存、処理、または分析するために有用な温度、圧力、および組成のある範囲で、第２の流体のうちの１つまたはそれを上回るものと不混和性である流体（例えば、気体または液体）である。ある場合には、第２の流体は、水溶液、貯蔵、保存、処理、または分析用のサンプル、および／またはサンプルを貯蔵、保存、処理、または分析するための試薬である。他の場合では、流体は、水または水溶液と不混和性である。
【０２０９】
混和性が、温度、圧力、および組成に有用な条件下で任意の有用な方法を用いて、試験されることができる。概して、これらの有用な条件は、サンプル貯蔵、保存、処理、または分析に有用なものに類似するであろう。有用な温度および圧力条件は、試験される所望のサンプルおよび／またはこのサンプルとともに使用するための試薬の安定性を維持するための条件（例えば、約−８０℃〜約１５０℃ならびにその中の任意の範囲の温度、および概して約１ａｔｍの圧力）、ならびに本明細書に説明される貯蔵、保存、処理、または分析方法を行うための条件を含む。例えば、サンプルがヒト血液サンプルであるとき、このサンプルは、約３７℃の生理的温度またはそれを下回って維持されるべきである。したがって、有用な不混和流体は、約−８０℃から約４０℃の範囲で試験されることができる。さらに、ヒト血液サンプルが、（例えば、＞９０℃の上昇温度で熱サイクリングを要求するＰＣＲによる）付加的分析を要求する１つまたはそれを上回る核酸を含む場合、有用な不混和流体は、約−８０℃〜約１００℃の範囲で試験されることができる。有用な組成物は、サンプル貯蔵、保存、処理、または分析のためにデバイス内で使用される比等、試験サンプル、試薬、または物質との混合物の中の不混和性に対して試験される流体の種々の比を含む。
【０２１０】
混和性を試験するための方法は、単一の相が混合物に存在する（混和性を示す）か、または複数の相が混合物に存在する（不混和性を示す）かどうかを判定するように、光散乱、Ｘ線散乱、および／または中性子散乱を含むが、それらに限定されない。
【０２１１】
例示的不混和流体は、イオン流体、含水水性不混和流体、油、フッ化炭素等、ならびに本明細書に説明される任意の潤滑剤を含む。
【０２１２】
不混和流体は、本明細書に説明される任意の流体、溶液、または緩衝剤の成分として使用されることができる。例えば、不混和流体は、潤滑剤、洗浄緩衝剤、および／または溶出緩衝剤のうちの１つまたはそれを上回るものに含まれることができる。ある場合には、（例えば、サンプル調製のため等の本明細書に説明されるような）溶出緩衝剤は、１つまたはそれを上回る不混和流体を含む。例えば、不混和流体は、チャンバまたは捕捉領域から、少量（例えば、本明細書に説明されるように、これらの値の任意の範囲を含む、約７５０μＬ、５００μＬ、２５０μＬ、１００μＬ、５０μＬ、１０μＬ、５μＬ、１μＬ、７５０ｎＬ、５００ｎＬ、２５０ｎＬ、１００ｎＬ、５０ｎＬ、１０ｎＬ、５ｎＬ、１ｎＬ、７５０ｐＬ、５００ｐＬ、２５０ｐＬ、１００ｐＬ、５０ｐＬ、１０ｐＬ、５ｐＬ、１ｐＬ、７５０ｆＬ、５００ｆＬ、２５０ｆＬ、１００ｆＬ、５０ｆＬ、１０ｆＬ、５ｆＬ、１ｆＬ、７５０ａＬ、５００ａＬ、２５０ａＬ、１００ａＬ、５０ａＬ、１０ａＬ、５ａＬ、または１ａＬ）を溶出するために使用されることができる。一非限定的実施例では、１つまたはそれを上回る不混和流体（例えば、本明細書に説明されるいずれか等の１つまたはそれを上回るイオン流体）を含む、溶出緩衝剤は、捕捉領域を通過する物質から水を除去する。例えば、本方法は、溶出緩衝剤（例えば、イオン液体等の１つまたはそれを上回る不混和流体を含む）を１つまたはそれを上回る捕捉領域に充填または添加し、それによって、溶出緩衝剤（例えば、不混和流体）を用いて溶離物（例えば、水、標的、被分析物、核酸、サンプル、不純物等）を除去および／または捕捉するステップを含む。さらに他の非限定的実施例では、１つまたはそれを上回る不混和流体（例えば、本明細書に説明されるいずれか等の１つまたはそれを上回るイオン流体）を含む、溶出緩衝剤は、被分析物（例えば、核酸、標的、タンパク質、不純物、またはサンプルの任意の有用な成分）を抽出する。
温度制御
【０２１３】
本開示に説明されるシステム、デバイス、および方法は、温度コントローラを備えることができる。温度コントローラは、制御された様式において、熱を生成するか、または冷却を提供することができる。
【０２１４】
温度コントローラは、加熱器／冷却器ユニットを備えることができる。加熱器／冷却器ユニットは、化学反応（例えば、吸熱または発熱化学反応）、電気的加熱／冷却（例えば、抵抗加熱、ペルチェデバイス）、光学的加熱／冷却、（例えば、相遷移、希釈、混合、溶解、核形成、結晶化のため等の）物理的機構、および機械的機構（例えば、例示的摩擦）を含むが、それらに限定されない、１つの機構によって、または機構の組み合わせによって、熱を生成するか、または熱を消費することができる。例えば、化学反応は、サンプルのため等の吸熱／発熱化学反応、酸・塩基反応、反応緩衝剤とのＭｇ／Ｆｅ合金の反応、または水緩衝剤とのＣａＯの反応のうちの１つまたは組み合わせを含むことができる。温度制御のための試薬、緩衝剤、および他の構成要素は、抵抗ユニットの中に貯蔵されることができ、ブリスタ、ブリスタパック、箔パック、カプセル、膜、ゲル、流体、気体、および本明細書に説明される任意の他のコンパートメントまたはチャンバ等の方法によって物理的に分離されることができる。
【０２１５】
温度コントローラは、温度制御領域中の温度を制御することができる。温度制御領域は、例えば、反応領域、混合領域、撮像領域、または培養領域等の温度制御を必要とする１つの領域または複数の領域を備えることができる。温度勾配は、上記の複数の要素の組み合わせを使用することによって生成されることができる。これらの温度勾配は、例えば、連続流ＰＣＲに使用されることができる。加えて、相対運動または滑動が、経時的に温度を変化させるように適用されることができる。温度コントローラは、急速な熱伝導を提供することができる。温度コントローラは、約１０分、５分、２分、１分、もしくは１０秒未満またはそれと等しい設定点温度に達することができる。温度コントローラは、約１００℃／秒、９０℃／秒、８０℃／秒、７０℃／秒、６０℃／秒、５０℃／秒、４０℃／秒、３０℃／秒、２０℃／秒、１０℃／秒、９℃／秒、８℃／秒、７℃／秒、６℃／秒、５℃／秒、４℃／秒、３℃／秒、２℃／秒、もしくは１℃／秒を上回るまたはそれと等しい速度で、温度制御領域中の温度を変化させることができる。温度コントローラは、例えば、６℃、５℃、４℃、３℃、２℃、１℃、０．９℃、０．８℃、０．７℃、０．６℃、０．５℃、０．４℃、０．３℃、０．２℃、または０．１℃未満の設定点の周囲の温度変動を伴って、十分に制御された温度を提供することができる。
【０２１６】
温度コントローラは、温度センサを備えることができる。温度コントローラは、電子温度調整器を備えることができる。電子温度調整器は、温度センサから温度情報を受信することができる。電子温度調整器は、所望の温度または温度範囲を達成または維持するために、温度センサからの温度情報に応答して、温度コントローラによって提供される加熱または冷却を調節することができる。電子温度調整器は、例えば、比例（Ｐ）コントローラ、積分コントローラ（Ｉ）、微分コントローラ（Ｄ）、ＰＩコントローラ、ＰＤコントローラ、ＰＩＤコントローラ、または閉ループ伝達関数コントローラを備えることができる。
【０２１７】
温度コントローラは、相変化材料（ＰＣＭ）（例えば、所望の温度で沸騰する流体、所望の温度で融解する固体）を含むことができる。相変化材料は、温度制御領域と加熱器／冷却器ユニットとの間に配置されることができる。相変化材料は、温度制御領域内に配置されることができる。ある場合には、相変化材料の量は、（例えば、発熱化学試薬混合物によって生成される発熱化学反応によって加熱されたときに、その固体形態からその液体形態に少なくとも部分的に変換されることによる、１つまたはそれを上回る生化学、化学、または生物学的反応を含む）検定のために、制御された実質的に一定の温度をプロセスチャンバに提供するように構成される。相変化材料は、限定ではないが、パラフィン、ろう、ポリマー、含水塩、非パラフィン有機物、金属、無機化合物、または無機共晶混合物を含む。
【０２１８】
加熱は、例えば、発熱化学反応を誘発するように、加熱媒体（例えば、流体、または本明細書に説明される任意の発熱化学試薬もしくは混合物）を分注することによって生成されることができる。化学的加熱器の実施例は、それぞれ参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、２０１３年４月３０日の特許出願日である、特許第ＵＳ  ８，４３１，３８７号「Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ」、第ＵＳ  ２０１２−００３１３９０号、第ＷＯ２００９００６５２１Ａ２号、および第ＷＯ１９８９００５９４８Ａ１号に提供される。例示的化学的加熱器は、発熱化学試薬混合物、およびプロセスチャンバと発熱化学試薬混合物との間に配置されるか、またはプロセスチャンバ内に配置される相変化材料を含む。発熱化学試薬は、限定ではないが、鉄粉末、鉄粉末および酸化剤（例えば、酸化剤が塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウム、塩素酸リチウム、ならびに過塩素酸ナトリウム、カリウム、およびリチウム、または他の無機塩素酸塩、過塩素酸塩、もしくは超酸化物であり得る、錆の発生、すなわち、４Ｆｅ＋３Ｏ２＋Ｈ２Ｏ→２Ｆｅ２Ｏ３・Ｈ２Ｏをもたらす）、鉄粉末および炭素粉末（例えば、活性炭、不活性炭、およびそれらの混合物）、マグネシウムを用いた銅の還元（例えば、以下の発熱反応、すなわち、Ｍｇ（ｓ）＋ＣｕＳＯ（ｓ）→ＭｇＳＯ（ｓ）＋Ｃｕ（ｓ）をもたらす、水の存在下で等しいモル比における乾燥マグネシウム粉末および乾燥硫酸銅を用いる）、酸化カルシウム水和（例えば、酸化カルシウムを用いる、随意に、以下の発熱反応、すなわち、ＣａＯ＋２ＨＣｌ＋Ｈ２Ｏ→ＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏをもたらす、１Ｍ  ＨＣｌの存在下で錠剤に詰められた５〜１０％トレハロースを用いる）、過冷却溶液（例えば、酢酸ナトリウムの小結晶、機械的摩擦、または衝撃を播種されたときに、以下の発熱反応、すなわち、ＣＨ３ＣＯＯＮａ（ｌ）→ＣＨ３ＣＯＯＮａ（ｓ）をもたらす、酢酸ナトリウムの過冷却溶液）、酸および塩基（例えば、Ｈ３Ｏ＋＋ＯＨ−→Ｈ２Ｏ）、マグネシウム酸化反応（例えば、乾燥マグネシウム粉末およびＨＣｌを用いる、Ｍｇ＋２ＨＣｌ→ＭｇＣｌ２＋Ｈ２）、または酸化還元反応（例えば、アルミニウム金属（例えば、Ａｌ、Ａｌ２Ｏ３、またはＡｌＣｌ３）と、塩化銅、好ましくは、塩化銅水和物ＣｕＣｌ２・Ｈ２Ｏ、銅酢酸塩Ｃｕ（Ｃ２Ｈ３Ｏ２）２、ギ酸銅Ｃｕ（ＣＨＯ２）２、および乳酸銅Ｃｕ（Ｃ３Ｈ５Ｏ３）２等の無水または水和のいずれか等の水溶性ハロゲン化銅との間）を含むことができる。
【０２１９】
温度コントローラは、熱伝達器を備えることができる。熱伝達器は、高い熱伝導率を伴う１つの材料または材料の組み合わせを通して、加熱器から、または冷却器へ、もしくは着目領域（例えば、サンプル、反応チャンバ）へ熱を伝導することができる。高熱伝導性材料は、金属（例えば、アルミニウム、銅）、液体、固形物、結晶、セラミック、グラフェン、黒鉛材料、シリコーン、ポリマー、およびナノ材料を含むことができるが、それらに限定されない。熱伝達器は、例えば、相変化材料（ＰＣＭ）等の温度を制御する材料を含む、温度制御材料と熱的に接触し得る。
【０２２０】
温度コントローラは、温度コントローラ、熱伝達器、温度制御領域、および加熱器／冷却器ユニットの異なる幾何学形状また配置を含むことができる。例えば、温度コントローラが、温度制御領域の温度を変調し、熱伝達器を通して熱を直接伝導することができる一方で、温度コントローラは、熱伝達器と接触しているが、温度コントローラを通した直接熱伝導を要求しない。温度コントローラは、温度制御領域と熱的に接触する必要がない。熱伝達器は、箱、指、支柱、ワイヤ、メッシュ、リング、ドーナツ形状、またはカップを含むが、それらに限定されない、異なる幾何学形状を含むことができる。例えば、支柱、ワイヤ、指、またはメッシュは、熱伝達器および温度コントローラの接触領域を増大させるために使用されることができる。図３２Ａは、例えば、加熱器／冷却器ユニット３２１１、熱伝達器３２１２、温度コントローラ３２１３、および温度制御領域３２１４の構成を示す。図３２Ｂは、別の実施例における、加熱器／冷却器ユニット３２２１、支柱状熱伝達器３２２２、温度コントローラ３２２３、および温度制御領域３２２４を伴う構成を示す。図３２Ｃは、別の実施例における、加熱器／冷却器ユニット３２３１、メッシュ状熱伝達器３２３２、温度コントローラ３２３３、および温度制御領域３２３４を伴う構成を示す。熱伝達器３２４１の一部または全体は、例えば、図３２Ｄに示されるように、温度制御領域３２４２に挿入されることができる。
【０２２１】
例えば、混合または他の流動が、熱伝達器または温度コントローラの一部または全体等の加熱要素によって、導入されることができる。例えば、対流が、熱伝達器の幾何学形状の選択によって、生成および制御されることができる。加熱要素は、例えば、熱伝達要素を挿入することによって等、直接的に、または間接的に、サンプルに接触することができる。熱伝達要素は、温度勾配によって対流を生成するように、サンプルまたは温度制御領域の中心または中心外に接触することができる。混合を助長するために、温度制御領域は、対称または非対称であり得、熱伝達器も、対称または非対称であり得る。熱伝達器の全体または一部は、ねじ形状、螺旋形状、捻転形状、コイル状形状、曲線状形状、先細形状、または渦形状等の種々の幾何学形状または相対位置を含むことができる。
【０２２２】
いくつかの実施例では、熱源は、絶縁材料によって加熱される領域から分離され、熱伝達は、十分な熱伝導率を伴う材料を通して行われる。いくつかの実施例では、熱伝導性材料の一部が、熱を調整するように相変化材料に埋め込まれてもよい。本相変化材料は、例えば、パラフィンろう、金属合金、または本開示の他の場所で議論されるような他の材料もしくは材料の組み合わせ等の多くの異なる組成物であってもよい。いくつかの実施例では、加熱材料は、水と接触しているときに、例えば、ＣａＣｌ２塩の溶解またはＣａＯの反応等の発熱反応を受ける化合物を含んでもよい。加熱される領域から熱源を分離する絶縁材料は、例えば、異なるタイプの発泡体、静止空気、真空圧送された隙間、または種々のセラミック等の種々の調合物であってもよい。いくつかの実施例では、加熱される領域は、周辺環境から絶縁される。いくつかの実施例では、熱源は、種々の熱伝導性シートおよび絶縁材料を使用して、加熱される領域から分離される。これらのシートは、連続的または不連続的であり得る。シートの１つまたは多くの異なる点もまた、相変化材料と接触してもよい。例えば、図３２Ｅは、熱源が絶縁３２５５によって温度制御領域から分離されている間に、温度コントローラ３２５３および熱源３２５４と接触している、熱伝達器３２５２と接触している温度制御領域３２５１を示す。
【０２２３】
相変化材料は、所望の範囲内で温度を制御するために使用されることができる。熱は、例えば、発熱反応（例えば、反応緩衝剤とのＭｇ／Ｆｅ合金、水緩衝剤とのＣａＯ）により、加熱器／冷却器ユニットによって生成されることができる。試薬および緩衝剤は、例えば、ブリスタ、ブリスタパック、ウェル、またはスポンジ等の抵抗ユニット内に貯蔵されることができる。抵抗ユニットの起動に応じて、試薬は、混合して、発熱反応することができる。相変化材料は、次いで、相変化材料が、材料の相遷移周期中、比較的安定した温度を維持することができるため、所望の範囲内で温度を制御するために使用されることができる。相変化材料は、所望の温度範囲に基づいて選択されることができる。いくつかの実施例では、相変化材料、熱伝達器、または加熱器／冷却器ユニットは、絶縁層によって巻装されることができ、温度制御領域のより効率的な加熱を可能にする。
【０２２４】
高速熱伝達を有するために、１つまたは複数の熱伝達器が、温度制御領域と直接または間接的に接触して使用されることができる。例えば、図３３Ａは、相変化材料３３０３と熱的に接触している発熱試薬３２０２の隣に位置付けられた反応緩衝剤３３０１を含有する、モジュールを伴う温度コントローラを示し、相変化材料は、温度制御領域３３０５と接触している１本の指部を備える、熱伝達器３３０４と接触している。別の実施例では、図３３Ｂは、複数の指部を備える熱伝達器を伴う温度コントローラを示す。いくつかの用途に関して、コーティングが、非特異的吸着を低減させるように熱伝達器の上に適用されることができる。いくつかの用途では、間接的加熱が好ましくあり得る。例えば、図３３Ｃは、部分的に温度制御領域を通って位置する指部を伴う熱伝達器を示す。別の実施例では、図３３Ｄは、完全に温度制御領域を通って位置する指部を伴う熱伝達器を示す。温度制御領域は、リング構造に配置されることができ、熱伝達器は、中心から加熱することができる。例えば、図３３Ｅは、リング構造を伴う温度制御領域を通って位置する指部を伴う熱伝達器を示す。
【０２２５】
熱伝達器は、支柱またはワイヤを備えることができ、かつ相変化材料、加熱器／冷却器ユニット、または両方に埋め込まれることができる。この位置付けは、熱伝達率を増加させることができる。支柱またはワイヤは、直接的に、または他の高熱伝導性材料を通してのいずれかにおいて、熱伝達器の残りの部分と接触して保たれることができる。（例えば、発熱反応によって）加熱が開始された後、ワイヤまたは支柱は、熱を熱伝達器の残りの部分に迅速に伝達し、温度制御領域を加熱することができる。より多くの熱が生成され、温度が上昇し続けるにつれて、ワイヤまたは支柱が、周辺相変化材料を融解させることができる一方で、熱伝達器の残りの部分は、依然として所望の温度を維持することができる。例えば、図３３Ｆは、相変化材料に埋め込まれた支柱３３０６を伴う温度コントローラを示す。別の実施例では、図３３Ｇは、相変化材料および加熱器／冷却器ユニットに埋め込まれた支柱を伴う温度コントローラを示す。別の実施例では、図３３Ｈは、相変化材料に埋め込まれたワイヤ３３０７を伴う温度コントローラを示す。別の実施例では、図３３Ｉは、相変化材料および加熱器／冷却器ユニットに埋め込まれたワイヤを伴う温度コントローラを示す。
【０２２６】
ある場合には、熱伝達器は、熱指部を備えず、むしろ、高い熱伝導率を伴う支柱、ワイヤ、またはメッシュが、直接的に高速熱伝達のために使用されることができる。例えば、図３３Ｊは、支柱が温度制御領域と直接熱的に接触している、相変化材料に埋め込まれた支柱を伴う温度コントローラを示す。別の実施例では、図３３Ｋは、支柱が温度制御領域と直接熱的に接触している、相変化材料および加熱器／冷却器ユニットに埋め込まれた支柱を伴う温度コントローラを示す。別の実施例では、図３３Ｌは、ワイヤが温度制御領域と直接熱的に接触している、相変化材料に埋め込まれたワイヤを伴う温度コントローラを示す。別の実施例では、図３３Ｍは、ワイヤが温度制御領域と直接熱的に接触している、相変化材料および加熱器／冷却器ユニットに埋め込まれたワイヤを伴う温度コントローラを示す。これは、周辺相変化材料の性質によって設定される、所望の温度を維持しながら、高速加熱（例えば、支柱またはワイヤからの高速熱伝達）で温度制御領域全体を加熱するために使用されることができる。
【０２２７】
使用される相変化材料の量は、大きい熱質量を提供し、過熱を防止するように、大きくあり得る。例えば、図３３Ｎは、相変化材料３３１１によって囲繞され、温度制御領域３３１３と熱的に接触している熱伝達器３３１２と接触している、加熱器／冷却器ユニット３３１０を示し、加熱器／冷却器ユニットと温度制御領域との間の間隙３３１３は細い。熱伝達は、対流混合を生成することができる。
【０２２８】
加熱器／冷却器ユニット、相変化材料、または両方は、熱伝達器内に位置することができる。例えば、図３３Ｏは、熱伝達器３３１２内に位置する加熱器／冷却器ユニット（例えば、反応緩衝剤３３１５および発熱試薬３３１６）および相変化材料３３１１を示し、熱伝達器は、温度制御領域３３１３と熱的に接触している。
【０２２９】
いくつかの実施例では、反応チャンバ（例えば、等温増幅モジュール）の中等で、撮像のための窓を伴う加熱器が、使用されることができる。例えば、箔加熱器が、チャンバの側壁と接触して配置されることができ、チャンバの底部は、例えば、蛍光検出、比色検出、濁度検出等の撮像に使用されることができる。別の実施例では、加熱器は、反応チャンバの底部（例えば、増幅モジュール）と接触して配置されることができ、検出および撮像は、チャンバの側面を通して達成されることができる。いくつかの実施例では、透明加熱器が、統合ＳｌｉｐＣｈｉｐデバイスの撮像等の加熱および撮像の両方のために適用されることができる。加熱器は、導電性コーティングを伴う透明プラスチックを含むことができる。別の実施例では、透明加熱器は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）から作製されることができる。いくつかの実施例では、電気加熱器が、増幅ウェル等のチャンバの中または上に直接印刷されることができる。付加的コーティングが、反応の妨害を防止するように印刷された加熱器の上に適用されることができる。
【０２３０】
我々は、本明細書に記載されるものを含むが、それらに限定されない、用途のために、個々に、または種々の組み合わせで使用され得る、いくつかのデバイスおよび方法を本開示に説明する。さらに、それらは、以前に説明された用途のために、以前に開示されたデバイスおよび方法とともに種々の組み合わせで使用されることができる。本願は、あらゆる目的のために、参照することによってその全体として、以下の出願、すなわち、２０１１年４月５日に出願された米国出願第６１／５１６，６２８号「Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ  Ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ｖｉａ  Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｓｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ  （ＲＰＡ）  Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｓｌｉｐ  Ｃｈｉｐ」、また、２０１１年５月９日に出願された米国出願第６１／５１８，６０１号「Ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ｗｉｔｈ  Ｌａｒｇｅ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｇｅ  Ｕｓｉｎｇ  Ｍｕｌｔｉｖｏｌｕｍｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｒｅｖｅｒｓｅ  Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  ＰＣＲ  （ＲＴ−ＰＣＲ）  Ｏｎ  Ａ  Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ  Ｓｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｔｅｓｔｅｄ  Ｗｉｔｈ  Ｖｉｒａｌ  Ｌｏａｄ」、２０１１年９月２０日に出願された米国出願第１３／２５７，８１１号「ＳｌｉｐＣｈｉｐ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」を組み込む。その米国出願は、２０１０年３月２３日に出願された国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２８３６１号「ＳｌｉｐＣｈｉｐ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」の国内段階登録であり、その国際出願は、２００９年１１月１８日に出願された米国出願第６１／２６２，３７５号「ＳｌｉｐＣｈｉｐ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」、２００９年３月２４日に出願された米国出願第６１／１６２，９２２号「Ｓｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」、２０１０年３月２２日に出願された米国出願第６１／３４０，８７２号「ＳｌｉｐＣｈｉｐ  Ｄｅｖｉｃｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」、２０１２年４月５日に出願された米国出願第１３／４４０，３７１号「Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，  Ｋｉｔｓ，  Ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｆｏｒ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  Ａｎａｌｙｔｅｓ」、および２０１２年５月９日に出願された米国出願第１３／４６７，４８２号「Ｍｕｌｔｉｖｏｌｕｍｅ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，  Ｋｉｔｓ，  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  Ａｎａｌｙｔｅｓ」に対する優先権を請求したものである。さらに、本願は、あらゆる目的のために、参照することによってその全体として、以下の出願、すなわち、２０１３年４月３０日の特許出願日である、特許第ＵＳ  ８，４３１，３８７号「Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ」を組み込む。
電気伝導
【０２３１】
抵抗ユニットは、本明細書に説明される、任意の相変化材料、金属、金属粉末、電解質、ポリマー、またはそれらの組み合わせ等の１つまたはそれを上回る伝導性材料を含むことができる。具体的には、伝導性材料は、伝導性材料と伝導性構造（例えば、電源を加熱要素等の別のデバイス構成要素に接続するもの等の電気回路）との間の電気接触を提供するために使用されてもよい。本電気接触は、電気回路内の電流および／または電圧に影響を及ぼし得る。さらに、伝導性材料の分注が、開回路を閉鎖するために用されてもよく、それによって、デバイス構成要素（そのような構成要素は、加熱器、混合器、冷却器等を含む）を時間依存的に起動または動作停止するように、ある温度に達するときのみ融解する、分注された伝導性材料が、１つまたはそれを上回るチャンバを遮断し、それによって、温度スイッチとして作用することができる、抵抗ユニットとして作用するように、および／または押動ユニットが電源および／または加熱要素に接続されることができる、デバイスまたはシステムの一部を押動ユニットと電気的に接触させるように、スイッチとして機能する。
【０２３２】
いくつかの実施例では、電気接触は、デバイスプレートまたはディスクの滑動等のデバイスの相対運動（例えば、回転または直線運動）によって、接続または断絶されることができる。電気接触は、オンチップ温度制御のための供給源を提供することができる。例えば、電気接触は、短絡または他の電気接続を生成することができる、これは、デバイス上の加熱源として使用されることができる。加えて、滑動によって生成されるこの熱は、抵抗または障壁ユニット内の材料の粘度または相を変化させること等、デバイス動作のための自律制御のための方法であり得る。
サンプル装填
【０２３３】
物質の装填が、本明細書に説明されるようないくつかの方法によって行われてもよい。装填は、例えば、物質が出口に到達するときに流動抵抗を増加させるように出口を設計することによって、デバイスのダクトまたは他の領域を充填するように行われることができる。本アプローチはは、体積が限定されたサンプルのために、または随意に物質から被分析物を捕捉しながら、出口を通して過剰な体積を流動させるために有益であり得る。被分析物は、マイクロスケールまたはマクロスケールシステムを通して流動され得る、本質的に任意の離散材料であることができる。被分析物捕捉は、例えば、領域中に閉じ込められる捕捉要素で（磁力を介して、または幾何学形状によって領域内で保持される粒子、ビーズ、またはゲル等、または相対的サイズのビーズおよびダクトで、もしくは膜で）デバイスの領域を事前装填することによって達成されてもよく、したがって、これらのビーズまたはゲルを吸収する、吸着する、またはそれらと反応する、あらゆるものも閉じ込められる。これらの領域は、次いで、それらが暴露される物質の量または成分または被分析物を留保するであろう。サンプルの留保はまた、領域の表面の機能化、領域上の材料の堆積、重合反応（ペプチドまたはＤＮＡ合成等）における単量体を領域に付着させること等によって、達成されることもできる。
【０２３４】
ある場合には、装填装置は、陽圧または陰圧のいずれかを生成するように、外部構成要素を使用すること、または１つもしくは複数のオンチップ構成要素を組み合わせることによって、デバイスの中へ試薬、サンプル、または流体を装填する。そのような圧力は、単層または多層デバイスの中へ１つまたは複数の試薬、サンプル、または流体を圧送するように、圧力勾配をもたらし得る。装填装置は、デバイスの中へ試薬、サンプル、または流体を装填するための圧力勾配を生成し得る、任意の有用なオンチップ、オフチップ、またはオンチップおよびオフチップ装置の組み合わせを含むことができる。開示される装置は、剛性構造、可撓性構造、または多孔質構造、ならびにデバイス内で圧力勾配を生成することができる他の構成要素を含むことができる。装填装置は、ピペット、シリンジ、または他の流体取扱デバイスを備えることができる。
【０２３５】
装填装置は、流体流を駆動するように陽圧および／または陰圧を生成することができる。したがって、任意の有用な圧力勾配を生成するためのデバイス内の別個の位置で陽圧および陰圧を生成するように、装置を組み合わせられることができる。そのような装置は、陽圧または陰圧の規模、もしくは圧力勾配の規模を制御することができる。
【０２３６】
一非限定的実施例では、本デバイスは、存在する場合、第１のおよび／または第２のチャンバ内の反応流体および／または潤滑剤の体積を制御するための受容チャンバを含む。さらなる実施例では、装填装置は、陽圧を生成するように剛性構造を含む。適切に剛性構造を設計することによって、本陽圧の規模が、制御されることができる。本方法では、修正ピペット先端およびストッパが、デバイスを装填するために使用される。先端が装填される溶液に浸漬されるとき、ストッパを引くことにより、溶液を先端に押し込んだ瞬間真空を生成した。毛細管圧に起因して、ある量の溶液が先端に含有され、次いで、入口に挿入された。最初に、ストッパの中に押し返すことにより、ピペット先端を閉鎖し、次いで、陽圧が、接続された流体経路の中へ溶液を駆動し、終端充填によってチップを装填するように生成された。（例えば、単純に、ストッパを押し込むことができる深度を増加させることによって）生成される圧力を上昇させることにより、装填速度を増加させる。ストッパは、制御された体積が圧縮されるように設計され、装填は、漏出を伴わずに、１分以内に終了されることができる。色変化反応が、訓練を受けていない個人によって５分以内に行われることができる。随意に、気泡の閉じ込めを回避するために、入口における雌ルアーロックが、入口オリフィスを被覆する潤滑油を含有するように組み込まれてもよい。随意に、本デバイスは、磁石でともに圧着されることができる。磁力は、磁石のサイズならびにそれらのグレードに比例する。サイズが１／８インチ（Ｄ）×１／４インチ（Ｗ）×１／２インチである、Ｎ４２磁石の２つのセットが、溶液装填中に漏出を引き起こさず、密接に接触してチップ（１．５インチ（Ｗ）×２インチ（Ｌ））を保持するために十分な力を提供した。磁石は、反応ウェルの視界を遮断しないように、チップの幅に沿って縁に配置されることができる。他の場合では、修正シリンジが、デバイスの中へ溶液を装填するために使用されることができる。制御された陽圧が、シリンジ内の閉鎖空洞中の容積を減少させることによって、生成されることができる。所定のストロークまでプランジャを押し下げることによって、所定の陽圧が、生成され、装填を開始することができる。
【０２３７】
ある場合には、終端充填が、サンプル装填に採用されることができる。終端充填では、２つの層の間の間隙が、主要充填チャネルまたはチャンバを出口に接続する。このように、充填液体（例えば、サンプル、試薬、または本明細書に説明される任意の物質）が、チャネルまたはチャンバの中に閉じ込められる一方で、不混和性相（例えば、本明細書に説明されるような潤滑剤または油）が、間隙を通してチャネルから出口へ排出されることができる。具体的には、圧力および充填を制御するようにここで提示されるデバイスおよび方法は、チャネルを充填することのみ以外に他の用途でも使用されることができる。これらのデバイスおよび方法は、圧力を制御して弁（例えば、毛細管弁または疎水性弁、もしくは本明細書に説明されるいずれか）を開放および閉鎖するために使用されることができる。例示的弁は、水性流体流を防止または妨害する構造（例えば、疎水性チャネル断面の縮小）を有する疎水性弁、流体流を防止または妨害するように毛細管圧障壁を及ぼす構造（例えば、チャネル断面の増大）を有する毛細管弁を含む。本明細書に説明されるデバイスおよび方法はまた、デバイス内の印加された圧力および流動抵抗の両方を考慮すること等によって、流速を制御するために使用されることもできる。
【０２３８】
そのようなデバイスを装填することは、任意の有用な方法を使用して達成されることができる。正確な定量化が、チャンバの順次充填によって、達成されることができる。チップ幾何学形状の具体的設計が、順次充填を可能にするために使用されることができる。チャンバは、１つずつ充填されることができ、各チャンバは、次のチャンバが充填を開始する前に完全に充填されるであろう。このように、制御された体積が、いくつのウェル／チャネルが充填されたかを数えることによって、容易に定量化されることができる。（収集において充填されたチャンバのみからの）部分的回収は、着目標的分子の精密な定量化を可能にする。順次充填は、断面を縮小することによって（例えば、一方または両方の寸法を変化させ、「頸部」を作成するようにより狭いまたは浅いチャネルを生成することによって）チャネル幾何学形状を変化させること、毛細管抵抗を増加させるようにチャンバ幾何学形状を次第に変化させること（例えば、分岐／収束幾何学形状を伴うチャネルを作成すること）、およびチャンバ（例えば、マイクロチャネル）の局所湿潤性質を変化させることを含むが、それらに限定されない、受動的方略を使用して得られることができる。
【０２３９】
装填は、連続的に、または並行して起こり得る。一非限定的実施例に関して連続的に装填するために、１つの入口が、デバイスを装填するために使用され、本デバイスは、断絶が別個のアリコートを生成する、順次充填のための流体経路を含む。一非限定的実施例に関して、並行して装填するために、１つの入口が、サンプルを装填するために使用され、本デバイスは、同時に充填される分岐経路を含む。一非限定的実施例に関して、異なる装填速度が、チャンバのアレイに使用されることができる。一非限定的実施例に関して、異なるサンプルが、同時にデバイスに装填されることができる。これらの装填方略のそれぞれに関して、各チャンバが次を充填する前に完全に充填されるか、または特定の速度で充填されるように、条件が、制御されることができる。この制御された装填を達成するための例示的方略は、（例えば、充填を遅延させる頸部を作成するように）チャンバ幾何学形状を調節すること、（例えば、空気、油等を使用することによって等）チャンバ中に本来存在する流体の排出速度を制御すること、流体がより高いまたは低い流体抵抗を伴って排出されるように、幾何学形状を調節すること（例えば、サンプルチャンバからの異なる距離における排出チャネル）、（例えば、本明細書に説明されるような）終端充填を使用すること、または順次充填を達成するために多孔質材料を使用することを含む。
【０２４０】
（例えば、本明細書に説明されるような蓋またはキャップによる）装填は、（例えば、輸送中に蓋を定位置で保持するように、およびユーザが装填後に蓋を非意図的に開放することを防止するように）蓋を主要デバイスに不可逆的にクリップで留める特徴を組み込むことができる。そのような特徴は、外部に（例えば、本明細書に説明されるような筐体に）、またはデバイス自体に追加されることができる。随意に、蓋は、存在する場合、任意の過剰なサンプルを乾燥させるように、１つまたはそれを上回る乾燥剤および／またはマトリクスを含んでもよい。
【０２４１】
非限定的実施例では、装填装置は、規模が制御された陽圧を生成するように可撓性造を含む。陽圧は、バックルポンプとしての役割を果たす薄いプラスチックフィルムを使用すること等、可撓性構造を使用することによって、生成されることができる。湾曲した薄いプラスチックフィルムを使用することによって、湾曲３Ｄ構造が、湾曲の中心に向かって機械的に不安定になる。座屈運動が、指先またはレバー等の外力を印加することによって、容易に生成されることができる。密閉空洞が、デバイス（例えば、ＳｌｉｐＣｈｉｐデバイス）の上にバックルポンプを配置することによって、生成されることができる。陽圧が、バックルポンプに力を印加することによって、空洞の内側に生成されることができる。本概念は、薄膜デバイスと組み合わせて薄膜バックルポンプを使用することによって検証された。例えば、陽圧が、薄膜バックルポンプを変形させるために指先を使用し、したがって、薄膜バックルポンプとＳｌｉｐＣｈｉｐとの間に密閉空洞を生成することによって、生成されることができる。可撓性構造の幾何学形状は、湾曲構造に限定されず、変形を導入することによって類似ポンプ機構を作成することができる、平坦な薄いプラスチックフィルムを含む、全ての変形可能構造が含まれるべきである。
【０２４２】
別の非限定的実施例では、装填装置は、規模が制御された陽圧を生成するように剛性構造および可撓性構造を含む。制御された規模の陽圧が、剛性構造に対して可撓性構造を組み合わせることによって、生成されることができる。可撓性構造は、最初に、剛性構造とデバイスとの間に密閉空洞を生成するように、剛性構造を移動させることによって、変形されることができる。剛性構造を移動させることによるさらなる変形は、密閉空洞内の容積を減少させ続け、したがって、デバイスの中へサンプルを圧送するための陽圧を生成することができる。可撓性構造は、剛性構造に、またはデバイス（例えば、ＳｌｉｐＣｈｉｐデバイス）上に取り付けられることができる。別の例示的構造は、ポンプカップであり、密閉空洞が、デバイスに対する変形したポンプカップによって生成され、陽圧が、ポンプカップのさらなる変形によって生成される。
【０２４３】
一非限定的実施例では、装填装置は、規模が制御された陰圧を生成するように剛性構造を含む。気体不透過性シーラントが、潤滑剤のための密閉空洞を生成するように、デバイスの層の間に適用される。陰圧が、密閉空洞の容積を増加させることによって、生成されることができる。このように、陰圧が油潤滑層に印加され、したがって、装填装置とチャンバとの間でデバイス内の圧力勾配を生成する。円形チャネルが、ガスケットとしての役割を果たすようにシリコーングリースを適用することによって、チャンバの周囲に設計された。したがって、閉鎖油空洞が、層の間に生成され、外界への唯一の接続は、溶液リザーバおよび陰圧源である。いったん陰圧が（例えば、事前定義されたストロークによりプランジャを引くことによって）修正シリンジから提供されると、溶液がデバイス内のチャンバに引き込まれるであろう。本装置は、最初に、装填前にデバイスの層の間の間隙を縮小させ、その後に続いて、生成された真空を用いてチャンバに溶液を引き込むことによって稼動する。
【０２４４】
別の非限定的実施例では、装填装置は、規模が制御された陰圧を生成するように可撓性構造を含む。本明細書に説明される可撓性構造は、陽圧を生成することに限定されない。例えば、バックルポンプが、デバイスに接続され、外力を印加することによって変形されることができる。いったん外力を解放すると、陰圧が、可撓性バックルポンプがその元の形状に復元するときに生成されることができる。このように、圧力勾配が、溶液リザーバからデバイスにサンプル、試薬、または流体を引き込むように、生成されることができる。
【０２４５】
一非限定的実施例では、装填装置は、規模が制御された陰圧を生成するように剛性構造および可撓性構造を含む。例えば、ポンプカップは、陰圧を生成するように吸引カップとしての役割を果たすことができる。（例えば、単純に、デバイスからキャップを上方に回転させることによって）剛性キャップとデバイスとの間の密閉空洞内の空洞を増大させることによって、陰圧が、デバイスに印加されることができる。
【０２４６】
一非限定的実施例では、装填装置は、規模が制御された陰圧を生成するように多孔質構造を含む。陰圧が、多孔質材料をデバイスの層の間の潤滑剤に適用または接続することによって、生成されることができる。多孔質材料は、潤滑剤のための吸収剤としての役割を果たし、溶液リザーバからデバイス内の圧力勾配を生成することができる。本充填装置は、層の間の密閉空洞から潤滑剤を引き離すことによって、陰圧（吸引）が生成されるという点で、以前に説明された装置と区別される。陰圧の規模は、デバイスに溶液を引き込むために必要な圧力と等しいか、またはそれより高いが、溶液の漏出を防止するための密閉圧力より小さく制御される。陰圧は、ＳｌｉｐＣｈｉｐの中へ水溶液流を押し進める、スポンジの内側の潤滑剤吸い上げによって、吸引が生成される、親油性多孔質材料（例えば、スポンジ）によって、または多孔質材料内の細孔の容積の増加によって吸引が導入される、弾性多孔質材料によって、直接生成されることができる。
サンプル保存
【０２４７】
本発明のシステム、方法、およびデバイスは、分子（例えば、タンパク質、核酸）および細胞ならびに複数の生物検体（例えば、血液および血漿等の生物学的流体およびヒト生物学的流体）を含む、液体状態または乾燥状態でのサンプル貯蔵および安定化等によって、サンプル（例えば、生物検体）保存を行うために有用であり得る。システムおよびデバイスは、随意の収集および／または随意のサンプル調製能力を含んでもよい。一般に、本デバイスは、サンプルを装填すること、随意に、サンプルをマトリクスと組み合わせること、結果として生じたサンプルを液体または乾燥状態で所望の時間にわたって貯蔵すること、次いで、サンプルを回収することを可能にする。マトリクス（例えば、安定化マトリクス）は、液体または固体であり得、随意に、デバイスに事前に装填され、装填に先立ってサンプルと混合され、またはサンプルと同時に、もしくは異なる時間にデバイスに装填されることができる。
【０２４８】
現在、分析のために輸送され、長期使用のために貯蔵または保管される必要がある、生物学的サンプルを取り扱う２つの主要な方法、すなわち、凍結および乾燥がある（凍結乾燥は、その２つの組み合わせである）。凍結および凍結乾燥の不利点は、エネルギー消費、リソースが限定された地域にとってのアクセス不可能性、および停電がある場合の不具合の起こりやすさである。
【０２４９】
（例えば、ＳｌｉｐＣｈｉｐデバイスを使用して）本発明のシステム上に、生物学的サンプル、例えば、血液サンプルを乾燥させて貯蔵することは、いくつかの利点を提供することができる。そのような利点は、いかなる外部電源も伴わずに数分以内に乾燥させること、（例えば、滑動による）単一の相対運動後にサンプルが収集された後に輸送する準備ができていること、単一のデバイス上のサンプル収集、乾燥、貯蔵、および分析の統合、および／または小型、高速、デジタル、および高スループット分析を提供する（例えば、マイクロ流体デバイスのような）マイクロ流体特徴の適用を含んでもよい。
【０２５０】
乾燥は、任意の数の方法で、本デバイスにおいて行われることができる。ある場合には、高度活性および大容量乾燥剤が、デバイスの中に事前装填されることができる。本デバイスは、サンプルが装填される前に乾燥剤が周囲湿度を吸収することを防止するように（例えば、弁を閉鎖することによる本明細書に説明される方法等の任意の有用な方法によって）密閉される。サンプルチャンバは、随意に、乾燥および貯蔵中のサンプルの劣化を回避するように、防腐剤マトリクスで事前にコーティングされることができる。例えば、１０μＬサンプルが、高速乾燥およびデジタル分析の両方を可能にするように、数１００のアリコートにデジタル化または分割されることができる。
【０２５１】
本明細書に説明されるマトリクス（例えば、安定化マトリクス）は、室温で液体サンプル保存または乾燥サンプル保存を可能にすることができる。例示的マトリクスは、液体または乾燥であり得、Ｂｉｏｍａｔｒｉｃａ、ＩｎｔｅｇｅｎＸ／Ｇｅｎｖａｕｌｔ、Ｑｉａｇｅｎ、およびＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃを含むが、それらに限定されない、供給業者から入手可能である。例示的市販の安定化マトリクスは、Ｂｉｏｍａｔｒｉｃａ、ＤＮＡｓｔａｂｌｅ(R)／ＤＮＡｓｔａｂｌｅ(R)  ＬＤ、ＤＮＡｓｔａｂｌｅ(R)  Ｂｌｏｏｄ、ＤＮＡｇａｒｄ(R)  Ｂｌｏｏｄ、ＤＮＡｇａｒｄ(R)  Ｓａｌｉｖａ、ＤＮＡｇａｒｄ(R)  Ｔｉｓｓｕｅ、ＲＮＡｓｔａｂｌｅ(R)、ＲＮＡｇａｒｄ(R)、Ｃｌｏｎｅｓｔａｂｌｅ(R)、ＩｎｔｅｇｅｎＸ／Ｇｅｎｖａｕｌｔ、ＧｅｎＴｅｇｒａ  ＤＮＡ、ＧｅｎＴｅｇｒａ  ＲＮＡ、ＧｅｎＰｌａｔｅ、Ｌｕｎａ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ、Ｑｉａｇｅｎ、Ａｌｌｐｒｏｔｅｃｔ組織試薬、ＲＮＡｌａｔｅｒ(R)ＲＮＡ安定化試薬、ＧＥ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ／Ｗｈａｔｍａｎ  ｐｌｃ、およびＦＴＡ紙を含む。付加的マトリクスは、乾燥剤（例えば、本明細書に説明されるいずれか）、弱塩基、キレート剤、アニオン性界面活性剤または洗剤、尿酸、塩（例えば、単独であるか、またはヌクレアーゼを不活性化するようにセルロース系マトリクス（濾紙）に添加されるかのいずれかである尿酸塩、または硫酸アンモニウム、重硫酸アンモニウム、硫酸セシウム、硫酸カドミウム、硫酸セシウム鉄（ＩＩ）、硫酸クロム（ＩＩＩ）、硫酸コバルト（ＩＩ）、硫酸銅（ＩＩ）、硫酸リチウム、硫酸マグネシウム、硫酸マンガン、硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、または硫酸亜鉛等の硫酸塩）、および／またはオリゴ糖（例えば、無水生活、凍結乾燥、ガラス化、および／または室温空気乾燥のためにＤＮＡ、ＲＮＡ、またはタンパク質を安定化させるトレハロース、スクロース、マルトース等）を有するものを含む。特定の実施例では、マトリクスは、硫酸塩（例えば、溶液中の最終塩濃度を含む硫酸アンモニウムは、１０ｇ／１００ｍｌから飽和濃度（例えば、１００ｇ／１００ｍＬ）の間である）、随意のキレート剤（ＥＤＴＡ）、緩衝剤（例えば、４から８の間のｐＨを有する）、または沈殿剤（例えば、エタノール、メタノール、アセトン、トリクロロ酢酸、１−プロパノール、２−プロパノール、ポリエチレングリコール、または酢酸）を含む。他の実施形態では、マトリクスは、（ｉ）１−メチル−３−カルボキシエチル−イミダゾリウムブロミド、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムブロミド、１−デシル−３−メチルイミダゾリウムブロミド、１−（２−ヒドロキシエチル）−３−メチルイミダゾリウムブロミド、または１−ベンジル−３−ヘキシルイミダゾリウムブロミド、および（ｉｉ）沈殿剤（例えば、５−（４−ジメチル）アミノベンジリデンロダニン、スルホサリチル酸、塩化リチウム、または水酸化リチウム）、低級アルコール（例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、またはイソブタノール（２−メチルプロパン−１−０１））、またはカオトロピック物質（例えば、本明細書に説明されるいずれか）のうちの１つまた��それを上回るものを含む。そのようなマトリクスはまた、随意のキレート剤（例えば、本明細書に説明されるいずれか）、随意の還元剤（例えば、本明細書に説明されるいずれか）、随意のｐＨ緩衝剤（例えば、本明細書に説明されるいずれか）、および随意に水を含むこともできる。いくつかの実施例では、マトリクスは、（ｉ）ホウ酸塩組成物（例えば、ホウ酸、ホウ酸無水物、ホウ酸二水素、ホウ酸水素、二ホウ酸塩、三ホウ酸塩、四ホウ酸塩、メタホウ酸塩、ヒドロキソホウ酸塩（ホウ砂）、ホウ酸塩、ホウ酸グリセロール、ホウ酸−１，３プロパンジオール）、および（ｂ）少なくとも１つの安定剤（例えば、ヒドロキシエクトイン、エクトイン、ホモエクトイン、ベタイン、Ｌ−カルニチン、サルコシン、Ｎ，Ｎ−ジメチルグリシン、酢酸トリエチルアンモニウム、リン酸グリセロール、Ｎ−（２−ヒドロキシ−１，１−ビス（ヒドロキシメチル）エチル）グリシン（トリシン）、３−（Ｎ−モルホリノ）−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＭＯＰＳＯ）、ペンタエリトリトール、Ｎ−エチル−Ｎ，Ｎ−ビス−（２−ヒドロキシエチル）アンモニウム−Ｎ−４−スルホン酸ブチル、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、２−ヒドロキシ酪酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−アミノ−３−ヒドロキシ酪酸、ピリジン２，５−ジカルボン酸、３−（１−アゾニアビシクロ［２．２．２］オクト−１−イル）プロパン−１−スルホネート、１−（２−カルボキシラトエチル）−１−アザビシクロ［２．２．２］オクタン−１−イウム、または４−［ベンジル（２−ヒドロキシエチル）メチルアザニウムイル］ブタン−１−スルホネート）を含む。さらに他の実施例では、マトリクスは、（ｉ）液体または乾燥材料（例えば、ポリビニルアルコール）、および（ｉｉ）安定剤（例えば、トレハラーゼ安定剤、グリコシダーゼ阻害剤、トレハラーゼ阻害剤（例えば、スイダトレスチン、バリダマイシンＡ、バリドキシルアミンＡ、ＭＤＬ２６５３７、トレハゾリン、サルボスタチン、またはカジュアリン−６−Ｏ−アルファ−Ｄ−グルコピラノシド）、キチナーゼ阻害剤、アルファグルコシダーゼ阻害剤、グリコーゲンホスホリラーゼ阻害剤、ノイラミニダーゼ阻害剤、セラミドグルコシルトランスフェラーゼ阻害剤、ベータフルクトフラノシダーゼ阻害剤（例えば、アルファメチルグルコシド、セロビオース、Ｄ−フルクトース、Ｄ−グルコース、フルクトース、ガラクトース、グルコース、ラクトース、マルトース、メレジトース、メリビオース、スクロース、トレハロース、またはツラノース）、またはリソソームグリコシダーゼ阻害剤を含む、本明細書に説明されるいずれか）を含む。他の実施例では、マトリクスは、（ｉ）液体または乾燥材料（例えば、ポリビニルアルコール）、および（ｉｉ）安定剤（例えば、本明細書に説明されるいずれか等のトレハロースおよびトレハラーゼ阻害剤の組み合わせを含む、本明細書に説明されるいずれか）を含む。さらなるマトリクスは、それぞれ参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、米国特許第６，５２８，６４１号または５，２５６，５７１号、ならびに米国公開第２００５−０２７６７２８号、第２００６−００９９５６７号、第２００８−��１７６２０９号、第２００８−０２６８５１４号、第２０１１−００８１３６３号、および第２０１２−００５２５７２号に提供されている。
【０２５２】
処理または分析前または後のいずれかのサンプル、ならびに本明細書に説明される任意の物質（例えば、試薬、緩衝剤等）は、乾燥状態または液体状態のいずれかで保存または貯蔵されることができる。ある場合には、サンプルは、液体サンプルであり、液体状態での保存が好ましくあり得る。他の場合では、サンプルは、長期貯蔵（例えば、６ヶ月を上回る）のために、および／または高温（例えば、約４℃を上回る）での貯蔵のために意図された液体サンプルであり、乾燥状態での保存が好ましくあり得る。さらに他の場合では、サンプルは、乾燥液体サンプル（例えば、ＤＮＡ分析、臨床試験、または本明細書に説明される任意の分析のため等の乾燥血斑）である。
【０２５３】
液体サンプル貯蔵および保存が、本システムおよび／またはデバイスを使用して、行われることができる。液体サンプル（血液、唾液、尿、血漿、血清、精製タンパク質または核酸溶液、細胞培地、環境サンプル等、または本明細書に説明される任意のその他等）が、デバイスに装填されることができる。乾燥保存および貯蔵が、余分な乾燥ステップを追加することによって、行われることができる。サンプルの乾燥は、乾燥剤およびブリッジを含むデバイス、乾燥剤および多孔質膜を含むデバイス、多孔質材料を有する第１のモジュールおよび乾燥剤を有する第２のモジュールを含むデバイス、または周囲条件下で乾燥を可能にする多孔質材料を含む、モジュールを含むデバイスを使用すること等によって、いくつかの方略で行われることができる。そのようなデバイスは、本明細書に説明され、外部周囲条件（湿度等）に依存していない乾燥方略を可能にする。乾燥剤は、例えば、本明細書に説明される、任意の有用な乾燥剤であり得る。さらに、乾燥プロセスは、気体（例えば、空気）、液体（例えば、潤滑剤または油等の不混和流体）、または固体（例えば、ＧｏｒｅＴｅｘ、およびＰＥ、ＰＰ、ＰＴＦＥ、ＰＥＳ、ＰＣで作製された多孔質膜（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅおよび  Ｗｈａｔｍａｎ／Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃｓから市販されている）、ならびに本明細書に説明されるいずれかを含むことができるが、それらに限定されない、多孔質膜）を通して起こる水の輸送から生じ得る。
【０２５４】
特定の実施例では、サンプル（例えば、そのようなサンプルのアリコート）を（例えば、乾燥状態で、または液体状態で）保存するため、およびサンプルを装填するための時間的尺度が、制御されることができる。ある場合には、これら２つのプロセスは、同時に実行することができる。例えば、本デバイスは、並列に、または直列に装填されることができる。マトリクスは、デバイスに事前充填されるか、またはサンプルと事前混合されることができる。装填および乾燥は、同時に達成されることができ、体積が、充填速度および／または蒸発速度を制御することによって制御されることができる、。そのようなアプローチは、装填および乾燥の時間的尺度が同程度である場合に、チャンバの実際の容積よりも大きいサンプル体積を貯蔵することを可能にすることができる。
【０２５５】
種々の方略が、サンプルを（例えば、乾燥状態で、または液体状態で）保存するために実装されることができる。一実施例では、蒸気接触が、サンプルおよび乾燥剤チャンバを接続する浅い空のブリッジを通して達成されることができる。この方略では、保存されるサンプルは、多数のチャンバ（例えば、約１０〜１００ｎＬの容積）の中でデジタル化される。乾燥中、各サンプルチャンバは、ダクト（「ブリッジ」）を通して乾燥剤（例えば、固形乾燥剤塩）を含有する、別のチャンバに接続される。特定の場合では、ブリッジは、２つのチャンバの液体および／または内容物の間の任意の物理的接触を防止しながら、蒸気核酸を可能にするように十分に浅い。
【０２５６】
一実施例では、本デバイスは、乾燥剤と、ブリッジとを含む（図１）。この乾燥方略を実装するために、潤滑剤が層の間の間隙の中に存在する非常に粘性の材料（例えば、粘度＞＞１０，０００ｃｓｔ）である、「乾燥チップ構成」が、適用されることができる。これらの材料の実施例は、シリコーングリース、フッ素化グリース（ＤｕＰｏｎｔ  Ｋｒｙｔｏｘ等）、高分子量ポリマー（ＰＤＭＳ等）、および部分的に硬化したエラストマーを含むが、それらに限定されない。サンプルは、本明細書に説明されるいずれか等の任意の有用な方法によって、サンプルチャンバに装填されることができる。蒸気接触は、可逆的であり、相対運動によって（例えば、滑動によって）開始されることができる。サンプルと乾燥剤との間の直接接触は、浅いブリッジを使用することによって防止され、液体は、表面張力によってサンプルチャンバに閉じ込められる。乾燥剤は、デバイスを組み立てる前に事前装填されることができる。乾燥剤が液体である場合、また、デバイスを組み立てた後にも装填されることもできる。代替として、本デバイスは、空気弁等の異なるブリッジ様方略を使用して生産されることができる。予備試験は、この構成が、１０分未満で１０ｎＬチャンバに貯蔵された溶液を乾燥させるために好適であることを示した。（例えば、滑動による）別の相対運動は、所望の時間に脱水サンプルを再水和させるために、水が注入されたチャンバと脱水サンプルを接触させる。再水和に関するさらなる詳細が、本明細書に提供される。
【０２５７】
別の実施例では、本デバイスは、多孔質膜と、乾燥剤とを含む（図２）。このアプローチでは、本デバイスは、サンプル乾燥のための少なくとも１つのチャンバ（「サンプルチャンバ」）を含み、チャンバのうちの少なくとも１つは、ポリマー膜等の疎水性多孔質材料を含む。本デバイスはまた、乾燥剤を含有する、少なくとも１つのチャンバ（「乾燥剤チャンバ」）も含む。サンプルは、任意の有用な装填方略、例えば、本明細書に説明されるいずれかを使用して、デバイスに注入されることができる。蒸気接触は、可逆的であり、相対運動によって（例えば、滑動によって）開始されることができる。乾燥剤は、デバイスを組み立てる前に事前装填されることができる。
【０２５８】
さらに別の実施例では、本デバイスは、多孔質材料を含む第１のモジュールと、乾燥剤を含有する第２のモジュールとを含む。このアプローチでは、モジュール（「貯蔵モジュール」）は、サンプル乾燥用の少なくとも１つのチャンバ（「サンプルチャンバ」）を含み、チャンバのうちの少なくとも１つは、ポリマー膜等の疎水性多孔質材料を含む。サンプルを装填した後、貯蔵モジュールは、乾燥剤を含有する少なくとも１つのチャンバを含む、第２のモジュール（「乾燥モジュール」）と組み合わせられることができる。その２つを組み合わせることにより、乾燥剤とサンプルチャンバとの間の流体連通（例えば、蒸気接触）をもたらし、それによって、乾燥を開始し得る。
【０２５９】
別の実施例では、本デバイスは、周囲条件下で乾燥を可能にする、多孔質材料を含む、モジュールを含む。このアプローチでは、モジュール（「貯蔵モジュール」）は、サンプル乾燥用の少なくとも１つのチャンバ（「サンプルウェル」）を含み、チャンバのうちの少なくとも１つは、ポリマー膜等の疎水性多孔質材料を含む。装填後、乾燥が、周囲雰囲気または制御された環境（乾燥キャビネット、層流フード、または乾燥剤を含有する閉鎖コンテナ等）等の外部雰囲気にモジュールを暴露させることによって、自動的に達成される。
【０２６０】
一実施例では、本デバイスは、デバイス内の層として膜を含む。膜の細孔が小さすぎて水溶液が浸透できないため、蒸気拡散が、チャンバの間で可能にされる。さらに、そのような多孔質材料は、乾燥マトリクスおよび／またはサンプルを支持するために使用されてもよい。膜の使用は、乾燥時間を減少させることができる。例えば、そのような膜は、ブリッジを含む構造と比較して、サンプルと乾燥剤との間の有効相互作用領域を最大限にすることができる。実施例として、５０μＬの総体積が、低濃度（１０００〜１００コピー／μＬ）でさえもＲＮＡの後続の回収を可能にしながら、１０分未満で容易に乾燥されることができる。ゲル実験が、検出可能な枯渇を伴わない濃縮ＲＮＡの回収を示した一方で、ｑＰＣＲ結果は、１００コピー／μＬほども希薄なサンプルを検出する能力を確認した。加えて、「乾燥チップ構成」は、この方略、すなわち、本デバイスの層の間で潤滑剤を使用する必要なく、間隙を充填してチャンバを単離するために粘性流体を使用することに匹敵し得る。
【０２６１】
サンプル貯蔵は、安定化マトリクスとの混合を含むことができる。いくつかのマトリクスが、（例えば、本明細書に説明されるように）市販されており、種々の液体サンプル（血液、唾液、尿、血漿、血清、細胞培地、環境胞サンプル等）中の被分析物（タンパク質、ＲＮＡ、ＤＮＡ、細胞、ウイルス等）の安定化を可能にする。マトリクスは、装填に先立ってサンプルを混合すること、サンプルを導入することに先立ってデバイスに事前装填すること、またはサンプルを導入した後にデバイスにマトリクスを装填すること等によって、任意の有用な様式でサンプルに導入されることができる。特定の実施例では、マトリクスは、液体または固体状態でＳｌｉｐＣｈｉｐデバイスに事前装填され、次いで、サンプルと混合されることができる。混合に先立って、装填されたサンプルは、アリコートに分割されることができ、相対運動が、各アリコートを適切な量のマトリクスと混合させるために使用されることができる。さらに、デバイスの異なる領域またはチャンバが、多重安定化を可能にするように、異なる安定化マトリクスで装填されることができる。
【０２６２】
多層デバイスもまた、貯蔵されたサンプルの量を増加させるために、使用されることができる。ある場合には、アーキテクチャは、（乾燥が蒸気拡散のための有効表面に依存するため）総乾燥時間が保存されるか、または増加させられさえする（例えば、乾燥剤の複数の層によって各サンプルを乾燥させることができる）ように、いくつかの層を積み重ねることによって、数回、再現されてもよい。乾燥剤は、随意に、加工を容易にするためにマトリクスに埋め込まれることができる。多層デバイス用の例示的マトリクスは、本明細書に説明されるもの等の紙、ヒドロゲル、または任意の多孔質親水性媒体を含むが、それらに限定されない。本デバイスは、（例えば、単層デバイスについて説明される弁システム等の方略を使用することによって）各層を独立デバイスとして使用することができるように、いくつかの層の積層によって、および／または本明細書に説明されるような１つより多くのサンプルモジュールおよび乾燥モジュールを含むことによって、生産されることができる。
【０２６３】
デバイスはまた、同時装填および乾燥を用いた自動区画化を含むこともできる。乾燥速度が、サンプルが全てのチャネル長の中で分配されるように、制御されることができる。回収が、次いで、例えば、外部弁システムを使用して、チャネルの複数部分の中でのみ達成されることができる。選択的再水和が、独立して開放され得る異なる入口孔を使用すること（例えば、本明細書に説明されるように、層の中の整合／不整合入口を使用すること、および／または外部弁を制御すること）を含むが、それに限定されない方略によって、達成されることができる。溝または他の幾何学的特徴が、注入された液体が、再水和されるべきではないラインの中で拡散することを防止する、「毛細管弁」を作成するように、チャネルに含まれることができる。そのような技法はまた、多層デバイスに含まれることもできる。多層加工技法は、デバイス内の膜の統合を可能にする。膜と乾燥と剤との間の可逆的蒸気接触が、膜が中心層に埋め込まれ、部分的回収を達成され得る、提案された幾何学形状を用いて、達成されることができる。外部弁システムが、ＳｌｉｐＣｈｉｐデバイスを使用することなく（例えば、入口を閉鎖するために蓋またはキャップを使用することによって）、達成されてもよい。
【０２６４】
本明細書に説明されるデバイスのうちのいずれかに関して、膜が、任意の有用な方法を使用して、デバイスに統合されることができる。例示的方法は、糊または接着剤を使用した結合、接着テープを使用した結合、熱可塑性材料に一般的に使用されている技法をした結合（溶媒結合、熱結合等）、硬化する前に硬化性材料に膜を埋め込むこと（実施例は、エポキシ樹脂、チオレン系光学接着剤、熱硬化性材料、および光硬化性材料を含むが、それらに限定されない、）、および熱伝達によって細孔に埋め込むことができる粘性材料の堆積を含むが、それらに限定されない。
【０２６５】
本明細書のデバイスのいずれかでは、サンプル、被分析物、または溶液が、チャンバまたは一連のチャンバを入口／出口孔に接続し、次いで、サンプル、被分析物、または溶液をデバイスから押し出すように、チャンバに不混和流体（例えば、空気、気体、鉱油、潤滑油等）を注入することによって、デバイスから取り出されることができる。代替として、サンプル、被分析物、または溶液は、（例えば、ピペッタまたは低真空源を使用して）ビアホールを通した吸引によって回収されることができる。
【０２６６】
本明細書のデバイスのいずれかでは、サンプルは、デバイスに溶媒（例えば、水）を注入することによって、再水和されることができ、回収は、全ての貯蔵されたサンプルで、または特定のチャンバもしくはチャンバの一部に貯蔵されたサンプルのみで行われることができる。さらに、１つまたはそれを上回る流体（例えば、サンプル、試薬、潤滑剤、またはマトリクス）が、任意の有用な装填方略、例えば、本明細書に説明されるいずれかを使用して、デバイスに注入されることができる。代替として、いくつかの流体が、そのような流体を一式のチャンバの中に（例えば、液滴または微小液滴として）堆積させることによって、組立前にデバイスに事前装填されることができる。本発明のデバイスはまた、１つの体積をさらなるアリコートに分裂させること、異なる溶液から数組のアリコートを作成すること、溶液Ａの各アリコートを溶液Ｂのアリコートと混合させることによって２組のアリコートを組み合わせること、および／または各アリコートを異なるウェルに含有される一連の溶液と後に混合させること等、他の流体動作に使用されることもできる。サンプル回収は、残りのサンプルの貯蔵とともに、完全回収および再収集、または部分的回収および再収集を含むことができる。完全回収に関して、貯蔵されたサンプルの全てが再水和させられ、同時にデバイスから再収集される。例えば、１つの入口および１つの出口に接続される単一の経路を形成するように、チャンバを再整合させることによって、デバイスから被分析物を回収するように、単一の経路が溶媒（例えば、水または緩衝剤）で充填される。最終経路は、装填に使用される同一のものであり得る。特定の回収に関して、チャンバの一部が、いくつかの経路を形成するために、整合されることができる。各経路は、１つの入口および１つの出口に接続されることができ、かつ個々に対処されることができる。回収は、したがって、チャンバの所望の一部で行われることができる一方で、残りのチャンバは、以降の回収のために保存される。いくつかの実施例では、各チャンバは、１つの入口および１つの出口に接続されることができ、回収は、単一のチャンバの中で行われることができる。
【０２６７】
本明細書のデバイスのいずれかでは、サンプルの区画化または分割は、任意の有用な方法を含むことができる。例えば、区画化は、受動または能動方略によって液体層の分解を誘発することによって、達成されることができる。受動方略は、チャネル幾何学形状を変化させること、チャネル湿潤性質を変化させること、および／または乾燥プロセス中に液体分解を誘発するように具体的チャネルネットワークを作成すること（デバイス装填中に水で充填されないであろうチャネル、例えば、終端チャネルまたはバイパスチャネルを含むが、それらに限定されない、）を含むが、それらに限定されない。能動方略は、（例えば、チャンバを切断または断絶するように１つまたはそれを上回る層を滑動させることによる）相対運動の使用、および／またはデバイスの異なる部分を分離する標準弁システム（例えば、空気圧または電子弁）の使用を含むが、それらに限定されない。区画化および回収は、マイクロ流体デバイスを弁システムと組み合わせて得られることができる。ある場合には、本デバイスは、複数の層を含み、層のうちのいくつかは、ともに結合されてもよい（すなわち、滑動可能ではない）。
サンプル濃縮
【０２６８】
本発明のシステム、方法、およびデバイスは、１つまたはそれを上回るサンプルを濃縮するために有用であり得る。サンプルおよび／またはサンプル内の１つまたはそれを上回る被分析物は、任意の有用な方法、例えば、蒸発によって濃縮されることができる。一非限定的実施例では、サンプルは、デバイスに注入され、次いで、多孔質材料（例えば、膜）を介して乾燥剤または外部雰囲気に暴露させられる。ここで、サンプルの溶媒が除去され、したがって、被分析物の濃度を増加させるであろう。さらなる実施例では、例えば、それぞれ参照することによってその全体として組み込まれる、Ｒａｎｄａｌｌ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｐｒｏｃ．  Ｎａｔｌ．  Ａｃａｄ．  Ｓｃｉ．  １０２：１０８１３−１０８１８  （２００５）およびＭｅｒｌｉｎｅ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｓｏｆｔ  Ｍａｔｔｅｒ  ８：３５２６−３５３７  （２０１２）に提供される原理等を使用して、デバイス内で流動を開始するために蒸発が使用される。
【０２６９】
蒸発は、任意の有用なデバイスまたは方法によって、制御されることができる。一非限定的実施例では、蒸発は、サンプルの完全乾燥をもたらす。例えば、サンプル用の溶媒は、完全に除去され、結果として生じた被分析物は、既知の体積の溶液（例えば、水、緩衝剤、または本明細書に説明される任意の流体）を用いて溶出される。例えば、濃縮係数が、１つまたはそれを上回るチャンバおよび／または捕捉領域の幾何学形状を制御することによって、制御されることができる。別の非限定的実施例では、蒸発は、サンプルの部分的乾燥をもたらす。例えば、蒸発は、所与の時間にわたってデバイスの制御された領域中で起こる。次いで、結果として生じた濃縮溶液は、さらなる処理に使用されることができる。例えば、濃縮係数は、１つまたはそれを上回るチャンバおよび／または捕捉領域の幾何学形状、総蒸発面積（例えば、サンプルに暴露された膜の総面積）、および／または蒸発時間を制御することによって、制御されることができる。
【０２７０】
完全乾燥および部分的乾燥アプローチのうちのいずれかに関して、一連のアリコートが、異なる方法で処理されることができ、パラメータが、異なる濃縮係数を達成するように調節され得る、多重体積実験が、行われることができる。そのような方法は、分析のダイナミックレンジを増加させることができる。さらに、これらの方法は、濃縮係数を最大限化するように、同時装填および乾燥を可能にすることができる。例えば、デバイス装填速度が、溶媒が蒸発によって除去される速度と合致させられる場合、定常状態流が、被分析物を濃縮する程度を最大限化するように、生成されることができる。
【０２７１】
随意に、蒸発は、任意の有用な構造を使用することによって、デバイスにおいて自動的に制御されることができる。一非限定的実施例では、本デバイスは、水で充填されたリザーバを含み、リザーバの一部は、多孔質材料（例えば、多孔質膜等）を含む。ここで、蒸発は、サンプルが多孔質壁と依然として接触している限り起こり、蒸発速度は、サンプルがリザーバの封入末端に到達するとすぐに減少するであろう。蒸発速度は、例えば、液体がリザーバの封入末端に到達した後に、露出液体界面を最小限にするために収縮を使用することにより、幾何学形状を調節することによって、低減または抑制されることができる。この時点で、蒸発速度は、減少し、定義された体積の濃縮サンプルが、重力によって（その場合、本デバイスは、垂直位置で保たれる必要があり得る、またはその必要がない場合がある）、毛細管作用によって（その場合、本デバイスは、収縮を含んでもよく、または含まなくてもよい）、または任意の他の方法によって、定位置に保たれるであろう。
【０２７２】
上記の方略は全て、例えば、（例えば、本明細書で使用されるような）膜を含むデバイスを使用して、ならびに流体の取扱および／またはサンプルの保存の制御された起動／動作停止のための本明細書に説明される方法のうちのいずれかを使用して、実装されることができる。
【０２７３】
いくつかの実施例では、保存されたサンプルの再水和は、流体で充填されるチャンバの容積より小さい流体（例えば、水、緩衝剤、または本明細書に説明される任意の液体）の体積を使用することを含む。このように、最終被分析物濃度は、元のサンプル中の被分析物の濃度より高くなるであろう。より少ない体積を用いて再水和を達成する方略は、保存の前または後のいずれかでサンプルを分割すること等による、栓ベースのマイクロ流体の使用を含む。ある場合には、１つまたはそれを上回るチャンバは、不混和流体（例えば、油、潤滑剤、または本明細書に説明されるものを含む任意の不混和流体）で装填されることができる。次いで、流体（例えば、水、緩衝剤、または本明細書に説明される任意の液体等の液体）の液滴（例えば、微小液滴または栓）が、チャンバの中の保存されたサンプル（例えば、固体または液体状態の完全または部分的に乾燥したサンプル）を回収するために、使用されることができる。例示的方法およびデバイスは、それぞれ参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、米国特許第８，３０４，１９３号、第８，３２９，４０７号、第８，２７３，５７３号、第７，９０１，９３９号、第７，１２９，０９１号、および第７，６５５，４７０号に説明されている。
【０２７４】
サンプル保存は、本明細書に説明される任意のサンプル処置、サンプル分析、またはサンプル濃縮方法と組み合わせられることができる。例えば、サンプル保存は、新生児検診、薬物検査、創薬、臨床試験、遠隔臨床試験、サンプル輸送、輸送、バイオバンキング、バイオマーカー発見、（例えば、個別患者の病理歴を追跡するための）アーカイビング、長期貯蔵、遠隔分析、診療地点（ＰＯＣ）または有限リソース設定（ＬＲＳ）試験に対する付随分析、ＰＯＣまたはＬＲＳ試験後の追跡分析、核酸試験、タンパク質試験、血清学、サンプル処理、未加工サンプルにおける被分析物の安定化、精製サンプルにおける被分析物の安定化、ならびに本明細書に説明される任意の付加的サンプル処置、サンプル分析、またはサンプル濃縮方法のうちの１つまたはそれを上回るものと組み合わせられることができる。
サンプル処置
【０２７５】
本発明のシステム、方法、およびデバイスは、サンプル処置を行うために（例えば、サンプルを解毒する、サンプルを保存する、サンプルを分析する、またはサンプルの反応進行を判定するために）有用であり得る。特定の実施例では、サンプル処置のためのデバイスは、サンプルを保存または貯蔵するための本明細書に説明されるいずれかである（例えば、１つまたはそれを上回る膜および／またはブリッジを含む）。特定の実施例では、サンプル処置のためのデバイスは、サンプルを処理または分析するための本明細書に説明されるいずれかである（例えば、１つまたはそれを上回る捕捉領域を含む）。
【０２７６】
いくつかの実施例では、本デバイス（例えば、本明細書に説明されるように１つまたはそれを上回る膜および／またはブリッジを含む）は、サンプルから蒸気または気体を除去および／または回収するために有用である。特定の場合では、本デバイスは、マトリクスへのサンプルの暴露が、着目蒸気または気体の除去および／または収集をもたらす、マトリクス（例えば、着目蒸気または気体に対する適切な選択性を伴う収集マトリクス、または本明細書に説明されるいずれか）を含む。例示的蒸気および気体は、Ｈ２Ｓ、酸素（例えば、Ｏ２ならびに活性酸素種）、ＣＯ、ＣＯ２、メタン、硫黄酸化物、水銀蒸気、揮発性有機化合物の蒸気、カルボン酸、アミン、アルデヒド、臭気物質等を含む。他の実施例では、本デバイスは、マトリクスへのサンプルの暴露が、所望の物理的または化学的性質を有する、着目被分析物の除去および／または収集をもたらす、マトリクス（例えば、極性、サイズ、電荷、密度、酸性、塩基性、疎水性、親油性、または本明細書に説明されるいずれか等の１つまたはそれを上回る物理的または化学的性質に対する適切な選択性を伴う収集マトリクス）を含む。
【０２７７】
例示的収集マトリクスは、中空繊維膜（例えば、ポリ２，６−ジメチル−１，４−フェニレンオキシド）（ＰＰＯ）および軸節型ポリイミド（ＰＩ）中空繊維膜）、ナイロン膜（例えば、ナイロン６またはナイロン６．６（ポリイミド））、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）膜、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）膜、ポリウレタン（ＰＵ）膜、ポリウレタン尿素（ＰＵＵ）膜、酢酸セルロース（ＣＡ）膜、イオン液体、ゲル（例えば、天然ガスからの重質（極性）炭化水素の吸収のため等のシリカゲル）、（例えば、ガス貯蔵、水銀蒸気または他の臭気物質を閉じ込めるため等の）活性炭／木炭、ならびに本明細書に説明されるいずれかを含む。
【０２７８】
いくつかの実施例では、マトリクスは、（例えば、交換プロセスが起こるように、標的蒸気、気体、または被分析物の存在に応答して）特定の物質を放出するように設計されてもよい。これは、標的蒸気、気体、または被分析物が、特定の物質（例えば、不活性蒸気、保存蒸気、反応蒸気、可溶化剤、試薬、緩衝剤、または本明細書に説明される任意の有用な物質）で補完されることから利益を享受するであろうときに、望ましくあり得る。例えば、そのような交換を介して、サンプル（例えば、生物学的サンプル）が、保護、保存、および／または安定化させられてもよい。
【０２７９】
種々のタイプのサンプルが、サンプル処置に使用されることができる。例示的サンプルは、（例えば、揮発性化合物の除去のための）液体サンプル、または（例えば、気体混合物からのいくつかの化合物の除去のための）気体サンプル、もしくは本明細書に説明されるいずれかを含む。例示的サンプル処置ステップは、（例えば、デバイスの中のサンプル分析に先立って、またはデバイスの中のサンプル安定化または保存に先立って）例えば、１つまたはそれを上回る毒性成分、干渉成分、または揮発性成分等の１つまたはそれを上回る汚染物質を除去すること、そのようなサンプルの保存を増進するための物質（例えば、酸素）を除去すること、および／または１つまたはそれを上回る着目被分析物を捕捉することを含む。これらの場合のうちのいずれかでは、マトリクスは、デバイスからマトリクスを除去することによって、または１つまたはそれを上回る溶出緩衝剤にマトリクスを暴露させ、結果として生じた溶離剤を分析すること等によって、さらに分析されることができる。特定の非限定的場合では、本デバイスは、収集されている蒸気に透過性ではない、または最小限に透過性である材料から作製される。実質的な専門知識が、当業界に、例えば、酸素および水蒸気の透過性を低減させるプラスチックフィルムに存在する。例えば、環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）および環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）の透過性は、概して、ポリカーボネート（ＰＣ）の透過性より低い。例示的ＣＯＣおよびＣＯＰは、エチレン・ノルボルネン共重合体を含有するＴＯＰＡＳ(R)  ＣＯＣ（例えば、ＴＯＰＡＳ−８００７（Ｔｇ＝７８℃）、ＴＯＰＡＳ−５０１３（Ｔｇ＝１３０℃）、ＴＯＰＡＳ−６０１５（Ｔｇ＝１６０℃）、およびＴＯＰＡＳ  ６０１７（Ｔｇ＝１３０℃））を含む、（例えば、エテンまたはエチレンとともに）ノルボルネンを含む共重合体、（例えば、エテンまたはエチレンとともに）テトラシクロドデセンを含む共重合体、ならびに本明細書に説明されるいずれかを含む。
サンプル調製
【０２８０】
本発明のシステム、方法、およびデバイスは、サンプル（例えば、本明細書に説明されるいずれか）を処理、調製、および／または分析する方法に有用である。そのような方法は、相対運動によって接続または断絶されることが可能な１つまたはそれを上回る層、１つまたはそれを上回るチャンバ、および／または１つまたはそれを上回る捕捉領域を含む、本発明のデバイスから利益を享受する。具体的には、これらの方法の各ステップは、そのような相対運動を制御することによって、達成されることができ、複雑または反復ステップにさえも、相対運動を制御することによって、および適切な層を設計することによって、適応されることができる、。例えば、異なる層の中の試薬とサンプルとの間の特定の相対的ステップが、所望の試薬およびサンプルを含有するチャンバを接続するように、デバイスの層を相対的に移動させることによって、開始されることができる。
【０２８１】
本方法はさらに、（例えば、約１ｍＬより大きい体積を有する）試験サンプルを別個のアリコート（例えば、それぞれ約１ｍＬ未満の体積を有する、複数の液滴または複数の微小液滴）に分割するステップ、（例えば、本明細書に説明されるような１つまたはそれを上回る乾燥剤を使用して）アリコートのうちの１つまたはそれを上回るものを乾燥させるステップ、および／または（例えば、本明細書に説明されるように、水、緩衝剤、または有機溶媒等の１つまたはそれを上回る溶媒を使用して）アリコートのうちの１つまたはそれを上回るものを回収するステップを含むことができる。各アリコートの体積は、適切なサイズのチャンバによって制御されることができる。さらに、そのようなアリコートはさらに、液滴または微小液滴内にアリコートをカプセル化するように、潤滑剤の使用によって区画化されることができる。特定の場合では、体積は、約１ｍＬ、７５０μＬ、５００μＬ、２５０μＬ、１００μＬ、５０μＬ、１０μＬ、５μＬ、１μＬ、７５０ｎＬ、５００ｎＬ、２５０ｎＬ、１００ｎＬ、５０ｎＬ、１０ｎＬ、５ｎＬ、１ｎＬ、７５０ｐＬ、５００ｐＬ、２５０ｐＬ、１００ｐＬ、５０ｐＬ、１０ｐＬ、５ｐＬ、１ｐＬ、７５０ｆＬ、５００ｆＬ、２５０ｆＬ、１００ｆＬ、５０ｆＬ、１０ｆＬ、５ｆＬ、１ｆＬ、７５０ａＬ、５００ａＬ、２５０ａＬ、１００ａＬ、５０ａＬ、１０ａＬ、５ａＬ、または１ａＬ未満である。他の場合では、体積は、約１ａＬ〜約１ｍＬ（例えば、１ａＬ〜７５０μＬ、１ａＬ〜５００μＬ、１ａＬ〜２５０μＬ、１ａＬ〜１００μＬ、１ａＬ〜５０μＬ、１ａＬ〜１０μＬ，１ａＬ〜５μＬ、１ａＬ〜１μＬ、１ａＬ〜７５０ｎＬ、１ａＬ〜５００ｎＬ、１ａＬ〜２５０ｎＬ、１ａＬ〜１００ｎＬ、１ａＬ〜５０ｎＬ、１ａＬ〜１０ｎＬ、１ａＬ〜５ｎＬ、１ａＬ〜１ｎＬ、１ａＬ〜７５０ｐＬ、１ａＬ〜５００ｐＬ、１ａＬ〜２５０ｐＬ、１ａＬ〜１００ｐＬ、１ａＬ〜５０ｐＬ、１ａＬ〜１０ｐＬ、１ａＬ〜５ｐＬ、１ａＬ〜１ｐＬ、１ａＬ〜７５０ｆＬ、５ａＬ〜１ｍＬ、５ａＬ〜７５０μＬ、５ａＬ〜５００μＬ、５ａＬ〜２５０μＬ、５ａＬ〜１００μＬ、５ａＬ〜５０μＬ、５ａＬ〜１０μＬ、５ａＬ〜５μＬ、５ａＬ〜１μＬ、５ａＬ〜７５０ｎＬ、５ａＬ〜５００ｎＬ、５ａＬ〜２５０ｎＬ、５ａＬ〜１００ｎＬ、５ａＬ〜５０ｎＬ、５ａＬ〜１０ｎＬ、５ａＬ〜５ｎＬ、５ａＬ〜１ｎＬ、５ａＬ〜７５０ｐＬ、５ａＬ〜５００ｐＬ、５ａＬ〜２５０ｐＬ、５ａＬ〜１００ｐＬ、５ａＬ〜５０ｐＬ、５ａＬ〜１０ｐＬ、５ａＬ〜５ｐＬ、５ａＬ〜１ｐＬ、５ａＬ〜７５０ｆＬ、１ｆＬ〜１ｍＬ、１ｆＬ〜７５０μＬ、１ｆＬ〜５００μＬ、１ｆＬ〜２５０μＬ、１ｆＬ〜１００μＬ、１ｆＬ〜５０μＬ、１ｆＬ〜１０μＬ、１ｆＬ〜５μＬ、１ｆＬ〜１μＬ、１ｆＬ〜７５０ｎＬ、１ｆＬ〜５００ｎＬ、１ｆＬ〜２５０ｎＬ、１ｆＬ〜１００ｎＬ、１ｆＬ〜５０ｎＬ、１ｆＬ〜１０ｎＬ、１μＬ〜５ｎＬ、１ｆＬ〜１ｎＬ、１ｆＬ〜７５０ｐＬ、１ｆＬ〜５００ｐＬ、１ｆＬ〜２５０ｐＬ、１ｆＬ〜１００ｐＬ、１ｆＬ〜５０ｐＬ、１ｆＬ〜１０ｐＬ、１ｐＬ〜５ｐＬ、１ｆＬ〜１ｐＬ、１ｆＬ〜７５０ｆＬ、１ｐＬ〜１ｍＬ、１ｐＬ〜７５０μＬ、１ｐＬ〜５００μＬ、１ｐＬ��２５０μＬ、１ｐＬ〜１００μＬ、１ｐＬ〜５０μＬ、１ｐＬ〜１０μＬ、１ｐＬ〜５μＬ、１ｐＬ〜１μＬ、１ｐＬ〜７５０ｎＬ、１ｐＬ〜５００ｎＬ、１ｐＬ〜２５０ｎＬ、１μＬ〜１００ｎＬ、１ｐＬ〜５０ｎＬ、１ｐＬ〜１０ｎＬ、１ｐＬ〜５ｎＬ、１ｐＬ〜１ｎＬ、１ｐＬ〜７５０ｐＬ、１ｐＬ〜５００ｐＬ、１ｐＬ〜２５０ｐＬ、１ｐＬ〜１００ｐＬ、１ｐＬ〜５０ｐＬ、１ｐＬ〜１０ｐＬ、１ｐＬ〜５ｐＬ、１ｎＬ〜１ｍＬ、１ｎＬ〜７５０μＬ、１ｎＬ〜５００μＬ、１ｎＬ〜２５０μＬ、１ｎＬ〜１００μＬ、１ｎＬ〜５０μＬ、１ｎＬ〜１０μＬ、１ｎＬ〜５μＬ、１ｎＬ〜１μＬ、１ｎＬ〜７５０ｎＬ、１ｎＬ〜５００ｎＬ、１ｎＬ〜２５０ｎＬ、１ｎＬ〜１００ｎＬ、１ｎＬ〜５０ｎＬ、１ｎＬ〜１０ｎＬ、または１ｎＬ〜５ｎＬ）である。
【０２８２】
種々のタイプのサンプル調製および分析が、本発明のデバイスで行われることができる。例示的サンプル調製および分析は、核酸抽出、核酸精製、核酸富化、核酸濃縮、タンパク質抽出、タンパク質精製、タンパク質富化、タンパク質濃縮、細胞分離、サンプル富化、核酸増幅、核酸検出、タンパク質検出、濾過、溶解、脱水、再水和、結合反応、洗浄ステップ、溶出、検定反応、および／または１つまたはそれを上回るサンプルもしくはサンプル内の１つまたはそれを上回る被分析物の検出を含む。
【０２８３】
具体的には、本明細書に説明される方法は、低濃度の被分析物を伴うサンプル、例えば、希薄サンプル、希核酸、タンパク質、マーカー、および遺伝子または感染疾患のバイオマーカー、環境汚染物質、循環癌細胞、幹細胞、または出生前診断用の母体血中の胎児細胞等の希細胞、感染症の高速早期診断のための血液、痰、骨髄吸引物、ならびに尿および脳髄液等の他の体液中の微生物細胞、サンプル中の（例えば、クラミジア、淋病、および／またはＨＩＶを有する、または有する疑いがある対象からのサンプル中の）（例えば、ＨＩＶおよび／またはＨＣＶの）ウイルス量、酵素アッセイ、細胞生存、細胞付着、細胞結合等を判定するため等の細胞アッセイ、触媒活性、選択性、または貯蔵能力もしくは隔離（気体の吸収または毒性化合物の捕捉等）に対する生物学または化学スクリーン、または電気、磁気、光学等の種々の性質の分析試験を分析するときに、有益であり得る。例えば、参照することによって本明細書に組み込まれる、米国公開第２００５／０００３３９９号および国際公開第ＷＯ２００９／０４８６７３号を参照されたい。具体的には、低濃度の被分析物（例えば、単一の分子または単一の細菌）を検出することは、食品、医療、および安全業界で課題のままである。本発明のデバイスは、そのようなサンプルを濃縮し、分析を行うために有用であり得る。一実施例では、本発明のデバイスは、バルク溶液用の希釈濃度中にのみ存在するであろう、高局所濃度の被分析物を（例えば、チャンバおよび／または液滴内の区画化によって、または捕捉領域を使用することにより濃縮することによって）生成するために有用であり得る。別の実施例では、本発明のデバイスは、ＤＮＡサンプルを用いたＰＣＲまたは細菌サンプルを用いた定足数感知等によって、さらに増幅され得る、高局所濃度の被分析物を生成することができる。したがって、本発明のデバイスは、任意の有用なＰＣＲ技法と組み合わせて使用されることができる。例示的ＰＣＲ技法は、それぞれ参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、以下の公開、すなわち、米国公開第２００８／０１６６７９３号、国際公開第ＷＯ  ０８／０６９８８４号、米国公開第ＵＳ  ２００５／００１９７９２号、国際公開第ＷＯ  ０７／０８１３８６号、国際公開第ＷＯ  ０７／０８１３８７号、国際公開第ＷＯ  ０７／１３３７１０号、国際公開第ＷＯ  ０７／０８１３８５号、国際公開第ＷＯ  ０８／０６３２２７号、米国公開第ＵＳ  ２００７／０１９５１２７号、国際公開第ＷＯ  ０７／０８９５４１号、国際公開第ＷＯ  ０７／０３０５０１号、米国公開第２００７／００５２７８１号、国際公開第０６／０９６５７１号、米国公開第２００６／００７８８９３号、米国公開第２００６／００７８８８８号、米国公開第２００７／０１８４４８９号、米国公開第２００７／００９２９１４号、米国公開第２００５／０２２１３３９号、米国公開第２００７／０００３４４２号、米国公開第２００６／０１６３３８５号、米国公開第２００５／０１７２４７６号、米国公開第２００８／０００３１４２号、および米国公開第２００８／００１４５８９号に開示されている。ＰＣＲを伴う具体的用途とともに、少数のアイテムが領域に組み込���れているか、またはいかなるアイテムも組み込まれていない、わずかな体積の領域を作製することによって、細胞および／または化学物質を濃縮するための方法を説明する、以下の論説、すなわち、Ｋｏｈ  ｅｔ  ａｌ．，  Ａｎａｌ．  Ｃｈｅｍ．  ７５：４５９１−４５９８  （２００３）、Ｇｕｌｌｉｋｓｅｎ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｌａｂ  Ｃｈｉｐ．  ５：４１６−４２０  （２００５）、Ａｂｒａｍｓ  ｅｔ  ａｌ．，  Ａｎｎ  Ｎ  Ｙ  Ａｃａｄ．  Ｓｃｉ．  １０９８：３７５−３８８  （２００７）、Ｃａｄｙ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｐｒｏｃ．  ＩＥＥＥ  Ｓｅｎｓｏｒｓ，  ２４−２７  Ｏｃｔ．  ２００４  ３：１１９１−１１９４  （２００４）、Ｏｔｔｅｓｅｎ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ３１４：１４６４−１４６７  （２００６）、Ｇｏｖｉｎｄ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ  ２７：３７５３−３７６３  （２００６）、Ｌａｐｉｚｃｏ−Ｅｎｃｉｎａｓ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊ．  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ６２：３１７−３２６  （２００５）、Ｗｏｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，  Ａｎａｌ．  Ｃｈｅｍ．  ７６：６９０８−６９１４  （２００４）、Ｙａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｌａｂ  Ｃｈｉｐ  ２：１７９−１８７  （２００２）、Ｄｕ  ｅｔ  ａｌ．，  Ａｎａｌ．  Ｃｈｅｍ．  ７７：１３３０−１３３７  （２００５）、Ｈｕａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ３１５：８１−８４  （２００４）、Ｈｏｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｎａｔ．  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．  ２２：４３５−４３９  （２００４）、Ｌｉｕ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ  ２３：１５３１−１５３６  （２００３）、Ｍａｔｓｕｂａｒａ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｂｉｏｓｅｎｓ．  Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｎ．  ２０：１４８２−１４９０  （２００５）、およびＬｅａｍｏｎ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｎａｔ．  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ３：５４１−５４３  （２００６）が、参照することによって本明細書に組み込まれる。
【０２８４】
本発明のシステム、方法、およびデバイスは、凝固または凝血検定、タンパク質凝集、タンパク質結晶化（脂質立方相の使用を含む）、小分子、巨大分子、および粒子の結晶化および分析、多形体の結晶化および分析、医薬品、薬剤、および薬剤の結晶化、バイオミネラル化、ナノ粒子形成、（水性および空気サンプリングを介した）環境、培養条件（例えば、確率的閉じ込め、細胞の溶解等）、薬剤感受性、薬剤相互作用、高スループットスクリーニング（例えば、多くの異なる第２の物質を伴う１つの第１の物質、または多くの異なる第２の物質を伴う多くの異なる第１の物質）、多重アッセイ（例えば、ＰＣＲ、Ｔａｑｍａｎ、免疫検定（例えば、ＥＬＩＳＡ、ＦＩＳＨ等））、増幅（例えば、ＰＣＲ、リガーゼ連鎖反応（ＬＣＲ）、転写媒介増幅（ＴＭＡ）、逆転写酵素開始ＰＣＲ、ＤＮＡまたはＲＮＡハイブリダイゼーション技法、配列決定、および同等物）、サンドイッチ免疫検定、走化性検定、分岐増幅（ＲＡＭ）等を研究して行うために使用されることができる。血液検定、結晶化検定、タンパク質凝集検定、培養検定のための例示的技法は、それぞれ参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、米国特許第７，１２９，０９１号、第６，９４９，５７５号、第５，６８８，６５１号、第７，３２９，４８５号、第６，９４９，５７５号、第５，６８８，６５１号、第７，３２９，４８５号、および第７，３７５，１９０号、米国公開第２００７／０１７２９５４号、第２００６／０００３４３９号、第２００３／００２２２４３号、および第２００５／００８７１２２号、国際公開第ＷＯ  ２００７／０８９７７７号、および第ＷＯ  ２００９／０１５３９０号に説明されている。本発明のデバイスは、触媒、多段階反応、固定化多段階合成（例えば、小分子、ペプチド、および核酸合成）、固相合成、放射性同位体合成等を含む、種々の合成に使用されることができる。最終的に、本発明のデバイスは、サンプルの精製および富化に使用されることができる。
【０２８５】
いくつかの実施例では、本デバイスは、陽性対照（例えば、チャンバに事前装填された被分析物）および／または陰性対照（例えば、チャンバに事前装填された緩衝剤）として使用されるチャンバを含有することができる。
【０２８６】
本発明のシステム、デバイス、および方法は、任意の有用な反応を行うために使用されることができる。例示的非限定的反応は、光化学および電気化学反応、増幅反応（例えば、核酸の増幅）、合成反応（例えば、放射性同位体の合成）、中和反応、分解反応、変位反応、還元酸化反応、沈殿、結晶化（例えば、自由界面拡散および／または蒸気拡散によるタンパク質結晶化）、燃焼反応、および重合反応等の化学反応、ならびに共有および非共有結合、相変化、色変化、相形成、溶解、発光、光吸収または放射性質の変化、温度変化もしくは熱吸収または放射、立体構造変化、およびタンパク質等の巨大分子の折り畳みまたは展開を含む。多段階反応は、デバイスの各後続の相対運動時に条件を制御することによって行われてもよい。
【０２８７】
本発明のシステム、方法、およびデバイスは、容易かつ経済的に異なる物質で複数の領域を装填するように設計されることができる。例えば、本デバイスは、サンプル１、２、および３を保存および分析するための複数のチャンバを含むように製造される。さらに、各層は、特定の機能を果たすように設計されることができる。例えば、第１の層は、（例えば、本明細書に説明されるいずれか等の１つまたはそれを上回る乾燥剤を含むことによって）サンプル調製を可能にし、第２の層は、（例えば、本明細書に説明されるいずれか等の１つまたはそれを上回る捕捉領域の使用によって）サンプル精製を可能にし、第３の層は、サンプル収集（例えば、本明細書に説明される任意の有用なサンプル）を可能にする。
【０２８８】
他の実施例では、本デバイスは、標準多重ウェルプレートと同一の場所に構成される、または半径方向に構成される、複数のチャンバを含有することができる。各層は、例えば、６、２４、９６、３８４、１５３６、３４５６、または９６００個のチャンバを含有することができる。他の実施例では、本デバイスは、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、２０、２４、３０、４０、４８、５０、６０、７０、８０、９０、９６、１００、２００、３００、３８４、４００、５００、５１２、１０００、１５００、１５３６、２０００、２５００、３０００、３４５６、３５００、４０００、４５００、５０００、６０００、７０００、８０００、９０００、９６００、１００００、１５００、２０００、２５００、３０００、４０００、５０００、６０００、７０００、８０００、９０００、１００００、２００００、３００００、４００００、５００００、６００００、７００００、８００００、９００００、１０００００、２０００００、２０００００、４０００００、５０００００、６０００００、７０００００、８０００００、９０００００、１００００００個またはそれを上回るチャンバを含有することができる。
【０２８９】
本発明のシステムおよびデバイスは、濾過によってサンプル調製を行うことができ、同一のアプローチはまた、標的富化に使用されることもできる。濾過膜、ゲル、および貫通孔／細孔等のマトリクスが、例えば、ＳｌｉｐＣｈｉｐデバイス内の第２および／または第３の層に対して第１の層を滑動させることによって、収集されたサンプルと接触されることができる。陽圧、陰圧、または勾配等の駆動力を用いて、マトリクス細孔径より小さいサイズを伴うサンプル層の中の粒子および分子のみ（すなわち、粒子）が、第２の層の中のマトリクスを通過し、第３の層の中の受容ウェルに進入することができる。より大きい粒子は、サンプルウェルの中にとどまるか、またはマトリクスの中に捕捉されるであろう。ある場合には、サイズ選択マトリクスを通過する材料は、免疫検定等の下流分析、または核酸抽出等のさらなるサンプル操作に使用されることができる。ある場合には、細孔サイズより大きい粒子（すなわち、粒子）は、マトリクス上で富化されることができ、例えば、細胞計数、細胞溶解、および核酸抽出等のさらなる分析が、マトリクス上で直接適用されることができる。
【０２９０】
代替として、マトリクスは、標的分子を濃縮／富化するように、アプタマーおよびＣｈａｒｇｅＳｗｉｔｃｈ(R)材料等の捕捉分子を含有してもよい。他の場合では、マトリクスは、サンプル溶液から阻害剤等の標的分子または被分析物を除去するように、捕捉分子を含有してもよい。
【０２９１】
例えば、この一般的方法は、全血からの血漿分離のために適用されることができる。我々は、マトリクスとしてＰａｌｌ(R)鮮明血漿分離膜を用いて、血漿分離モジュールを設計および最適化した。周囲陽圧の約１／５０が、血漿濾過の速度を増加させるように印加される。この血漿調製デバイスは、６０秒以内に１００μＬのヒト全血から約１０〜２０μＬの無細胞血漿を調製することが可能であった。自由流血漿が、デバイスの底部から収集されることができる。調製された血漿からの血液細胞は、立体鏡の使用では観察されなかった。
【０２９２】
代替として、本デバイス（例えば、ＳｌｉｐＣｈｉｐデバイス）は、白血球細胞富化のために適用されることができる。白血球細胞単離（ｌｅｕｋｏｓｏｒｂ）媒体の膜が、マトリクスとしてデバイスに統合されることができる。全血が、圧力または重力によってマトリクスを通して、駆動されることができ、白血球細胞が、下流分析のために、マトリクスに閉じ込められることができる。
【０２９３】
本デバイスは、弁、プランジャ、または他の流体制御方法を使用する代わりに、終端充填方法によって、分離マトリクスを通過する全体積を制御することができる。サンプル調製中の総通過体積は、受容チャンバの容積によって画定される。したがって、プロセス圧力が漏出圧力より小さい限り、水性流体が、毛細管力による漏出を伴わずに、含有されるであろう。この終端充填特徴は、本デバイスが、並行して複数のサンプルを処理し、複数のステップ手順で単一または複数のサンプルを操作し、複数の体積中のサンプルを処理することを可能にする。本方法はまた、受容ウェルの容積によって画定される、ロバストで正確な体積制御も可能にする。
【０２９４】
サンプル調製は、核酸増幅および免疫検定等の下流反応および分析を可能にすることができる。現在のサンプル調製方法は、概して、診療地点および限定リソース設定ではあまり好ましくない、複数の器具、プラグイン電力供給、および訓練を受けた職員を要求する。本発明のデバイスは、ポンプ、弁、シリンジバレル等の複雑な流体操作システムを伴わずに、サンプル調製を行うことができる。そのようなデバイスは、サンプル溶液、ならびに洗浄および溶出緩衝剤等の異なる試薬を、サンプル調製マトリクスと接触させる、または接触から外れるように、層の相対運動によって、サンプル調製を行うことができる。異なるプレート／層の相対運動は、平行移動、回転、または両方の組み合わせであり得る。
【０２９５】
（例えば、ＳｌｉｐＣｈｉｐデバイスまたは本明細書に説明される任意のデバイスを使用した）多層アプローチが、種々の機能を伴うモジュールの統合等のデバイスの能力をさらに拡張するために、使用されることができる。各層は、他の層に対して自由に移動する（例えば、滑動する）ように設計されることができる。例えば、サンプル調製では、分離マトリクスまたは核酸抽出マトリクスは、中間層に埋め込まれることができ、試薬チャンバは、上層の中に提供され、受容チャンバは、底層の中に提供される。中間層を滑動させることによって、捕捉領域またはマトリクスは、それぞれ、各組の試薬チャンバおよび受容チャンバと整合させられる。終端充填設計を伴う受容チャンバは、マトリクスを通過する溶液体積を精密に制御するために使用されることができる。油または潤滑剤変位の速度は、間隙または界面化学によって制御されることができる。
【０２９６】
ある他の実施例では、本システム、方法、またはデバイスは、（例えば、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、米国特許第８，２４７，１７６号および第６，６４５，７１７号に説明されるように）加熱すること、および／または乾燥剤で湿気を吸収することによって、膜、マトリクス、またはフィルタ上のサンプルを乾燥させながら、サンプル中の細胞、胞子、または微生物を溶解させるための少なくとも１つの物質で含浸され得る、膜、マトリクス、またはフィルタを含む。放出された核酸または他のバイオマーカーは、膜マトリクスまたはフィルタに結合することができ、さらなる洗浄および溶出が、適用されることができる。
体積定量化
【０２９７】
本発明のデバイス、方法、およびシステムは、サンプル、試薬、または任意の有用な物質（例えば、本明細書に説明されるいずれか）の体積を定量化するために使用されることができる。具体的には、体積の定量化は、サンプル保存、サンプル処置、サンプル調製、および／またはサンプル分析等のため、本明細書に説明される他のデバイスおよび方法のうちのいずれかと組み合わせて使用されることができる。具体的には、そのような体積定量化技法は、特別な集団のスクリーニングのために（新生児、幼児、または小型動物等、例えば、ファブリ、ゴーシェ、クラッベ、ニーマンピックＡ／Ｂ、およびポンペ病等の遺伝性代謝疾患またはリソソーム蓄積症を検査するため、ＨＩＶまたはＣＭＶ等のウイルス感染症を検査するため、または新生児または幼児においてＩ型チロシン血症（ＴＹＲ  １）を検出するように、スクシニルアセトン、アシルカルニチン、アミノ酸のスクリーニング等の有用な診断マーカーを使用して他の疾患を検査するために）、（例えば、本明細書に説明されるような１つまたはそれを上回るサンプル保存および／または貯蔵デバイスおよび方法と組み合わせて）乾燥血斑（ＤＢＳ）サンプルとともに使用するために、代謝産物を検査するために（例えば、薬物動態、薬力学、毒物動態、または他の薬物監視査定のために）、臨床試験で使用するために（例えば、臨床試験での治験薬の薬物動態または薬力学査定のために）、および特定の薬剤との付着を判定するために（例えば、薬物動態、薬力学、毒物動態、または他の薬物監視査定のために）有用であり得る。特定の場合では、試験サンプルは、乾燥血斑サンプルである。一非限定的実施例では、コレクタを伴って、またはコレクタを伴わずにのいずれかにおいて、膜、ブリッジ、マトリクス、捕捉領域、および／または乾燥剤のうちの１つまたはそれを上回るものを含む、デバイス（例えば、膜、ブリッジ、および／または乾燥剤のうちの１つまたはそれを上回るものを含む、サンプル保存のためのデバイス）が使用され、血液サンプルが、デバイスに導入される。次に、血液サンプルは、（例えば、本明細書に説明されるように、部分的または完全のいずれかで）乾燥させられる。ある場合には、血液サンプルは、随意に乾燥剤と流体連通しているセルロース膜上で乾燥させられる。したがって、乾燥血液サンプルは、１つまたはそれを上回る有用な物質または試薬を使用して、処理および／または分析される。例示的物質または試薬は、増幅（例えば、ＰＣＲ）、ウイルス、細菌、原生動物、および／または寄生蠕虫（例えば、ＨＩＶ、Ｃ型肝炎ウイルス、Ｂ型肝炎ウイルス、Ａ型肝炎ウイルス、単純ヘルペスウイルス、風疹、麻疹、ＭＭＲ（麻疹、おたふく風邪、および風疹）、ジフテリア、デング熱、破傷風抗毒素、サイトメガロウイルス、ヒトＴ細胞白血病／リンパ腫ウイルスＩまたはＩＩ、ハンセン菌、ヘリコバクター・ピロリ、ブルセラ菌、梅毒トレポネーマ、トキソプラズマ原虫、熱帯熱マラリア原虫、クルーズ・トリパノソーマ、ランブル鞭毛虫、リーシュマニア属、単包条虫、ビルハルツ住血吸虫、またはマレー糸状虫）の検出、１つまたはそれを上回る代謝産物（例えば、薬剤代謝産物）の検出、１つまたはそれを上回る被���析物（例えば、本明細書に説明されるいずれか、およびアンドロステンジオン、アミノ酸（例えば、アルギニン（クレブス回路）、ヒスチジン／ウロカニン酸、ホモシステイン、フェニルアラニン／チロシン、および／またはトリプトファン）、アポリポタンパク質（例えば、Ａ−ＩまたはＢ）、コルチゾール、ＣＤ４＋リンパ球、コレステロール（例えば、総コレステロールまたは高密度リポタンパク質コレステロール（ＨＤＬ）を含む）、Ｃ反応性タンパク質（ＣＲＰ）、デヒドロエピアンドロステロン（その硫酸エステル、ＤＨＥＡ−Ｓを含む、ＤＨＥＡ）、エプスタインバーウイルス（ＥＢＶ）抗体、エストラジオール、葉酸塩、卵胞刺激ホルモン（ＦＳＨ）、グルコース、ヘモグロビン（例えば、グリコシル化ヘモグロビンまたはＨｂＡ１ｃを含む）、肝炎抗原／抗体（例えば、Ａ、Ｂ、またはＣ型肝炎）、ＨＩＶ抗体、ホモシステイン、ＩＦＮｇ、ＩＧＦ−Ｉ、ＩＧＦＢＰ−２、ＩＧＦＢ−３、ＩＬ−１ｂ、ＩＬ−６、インスリン、レプチン、黄体形成ホルモン（ＬＨ）、リポタンパク質（例えば、（ａ）、Ｂ／Ａ−１、またはβ）、前立腺特異抗原（ＰＳＡ）、プロゲステロン、プロラクチン、レチノール、性ホルモン結合グロブリン（ＳＨＢＧ）、ソマトメジン−Ｃ、テストステロン、トランスフェリン受容体、サイロトロピン（ＴＳＨ）、チロキシン（Ｔ４）、チログロブリン、トリグリセリド、トリヨードチロニン（Ｔ３）、またはＴＮＦ（例えば、ＴＮＦａ）を含む）の検出、リソソーム蓄積症（例えば、ポンペ、ムコ多糖症（例えば、Ｉ型）、ファブリ、ゴーシェ、クラッベ、またはニーマンピックＡ／Ｂ病）を診断するためのリソソーム代謝に関与する、新生児、生後２８日未満の新生児、または幼児等の特別な集団に対する１つまたはそれを上回る診断マーカーの検出（例えば、感染症を診断するためのＩｇＧ抗体の検出、Ｉ型チロシン血症（ＴＹＲ  １）を診断するためのスクシニルアセトン、アシルカルニチン、およびアミノ酸の検出、ＭＣＡＤ欠乏症を診断するための中位鎖アシルＣｏＡデヒドロゲナーゼの検出、ダウン症候群を診断するためのヒト絨毛性ゴナドトロピン（ｈＣＧ）の検出、インスリン依存性糖尿病を診断するための糖化ヘモグロビンの検出、嚢胞性線維症を診断するためのトリプシンの検出、ＰＣＲと組み合わせたＨＩＶ特異的抗体および／またはＨＩＶウイルスの検出、先天性甲状腺機能低下症を診断するためのチロキシン（Ｔ４）およびサイロトロピン（ＴＳＨ）の検出、１つまたはそれを上回る酵素（例えば、酸α−グルコセレブロシダーゼ（ＡＢＧ）、酸α−ガラクトシダーゼＡ（ＧＬＡ）、リソソーム酸α−グルコシダーゼ（ＧＡＡ）、ガラクトセレブロシドα−ガラクトシダーゼ（ＧＡＬＣ）、または酸スフィンゴミエリナーゼ（ＡＳＭ）の検出）を含む、ＤＢＳ技術におけるスクリーニングのために、ＰＣＲ分析と組み合わせたＤＮＡ分析のために（例えば、アセチル化多型、アルコールデヒドロゲナーゼ、アルファ１−抗トリプシン、嚢胞性線維症、デュシェンヌ／ベッカー型筋ジストロフィー、グルコース−６−リン酸デヒドロゲナーゼ、Ａ型異常ヘモグロビン症、Ｓ型異常ヘモグロビン症、Ｃ型異常ヘモグロビン症、Ｅ型異常ヘモグロビン症、Ｄパンジャブ���ベータサラセミア、Ｂ型肝炎ウイルス、ＨＣＭＶ、ＨＩＶ−１、ＨＴＬＶ−１、レーベル遺伝性視神経症、ＭＣＡＤ、ＰＫＵ、三日熱マラリア原虫、性分化、または２１−デオキシコルチゾールを検出または診断するために）、ある抗原（例えば、Ｂ型肝炎ウイルスまたはＨＩＶ−１）を検出するために、ある抗体（例えば、アデノウイルス、抗核抗体、抗ゼータ抗体、アルボウイルス、オーエスキー病ウイルス、デング熱ウイルス、メジナ虫、単包条虫、赤痢アメーバ、エンテロウイルス、ランブル鞭毛虫、ヘリコバクター・ピロリ、Ｂ型肝炎ウイルス、ヘルペスウイルス、ＨＩＶ−１、ＩｇＥ（アトピー性疾患）、インフルエンザウイルス、ドノバン・リーシュマニア、レプトスピラ、麻疹／おたふく風邪／風疹、ハンセン菌、肺炎マイコプラズマ、回旋糸状虫、パラインフルエンザウイルス、熱帯熱マラリア原虫、ポリオウイルス、緑膿菌、呼吸器合胞体ウイルス、リケッチア（ツツガムシ病）、マンソン住血吸虫、トキソプラズマ原虫、梅毒トレポネーマ、クルーズ／ランゲル・トリパノソーマ水胞病ウイルス、バンクロフト糸状虫、または黄熱病ウイルス）を検出するために、または１つまたはそれを上回る薬物代謝産物または薬物被分析物のスクリーニングのために（例えば、臨床試験で、臨床監視で、または特定の薬剤との付着を判定する際に、薬物動態、薬力学、毒物動態、または他の薬物監視査定のために、例示的薬剤は、エベロリムスまたはタクロリムス等の抗癌薬、アセトアミノフェン、研究新薬、またはその他を含む）使用されるもの等の緩衝剤（例えば、洗浄緩衝剤または溶出緩衝剤、例えば、０．０５％Ｔｗｅｅｎ  ８０および０．００５％アジ化ナトリウムを含有するＰＢＳ、または本明細書に説明されるいずれか）を含む。さらなる被分析物、ＤＢＳ検定、および方法は、それぞれ参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、ＭｃＤａｄｅ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｄｅｍｏｇｒａｐｈｙ  ４４：８９９−９２５  （２００７）、Ｃａｓｓｏｌ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊ．  Ｃｌｉｎ．  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．  ２９：６６７−６７１  （１９９１）、Ｂｅｌｌｉｓａｒｏ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｃｌｉｎ．  Ｃｈｅｍ．  ４６：１４２２−１４２４  （２０００）、Ｗｉｌｌｉａｍｓ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊ．  Ｇｅｒｏｎｔｏｌ．  Ｂ  Ｐｓｙｃｈｏｌ．  Ｓｃｉ．  Ｓｏｃ．  Ｓｃｉ．  ６４Ｂ（ｓｕｐｐｌ-１）：ｉ１３１−（２００９）、Ｐａｒｋｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊ．  Ｃｌｉｎ．  Ｐａｔｈｏｌ．  ５２：６３３−６３９  （１９９９）、Ｌｉ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｂｉｏｍｅｄ．  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈ．  ２４：４９−６５  （２０１０）  、およびＤｅ  Ｊｅｓｕｓ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｃｌｉｎ．  Ｃｈｅｍ．  ５５：１５８−１６４  （２００９）に説明されている。
複合サンプル保存、サンプル処置、サンプル調製、および／または体積定量化
【０２９８】
本明細書のシステム、デバイス、および／または方法のいずれかは、多重サンプル貯蔵、サンプル保存、および／または分析を達成するように、組み合わせられることができる。例えば、（例えば、１つまたはそれを上回る膜、ブリッジ、および／または乾燥剤を含む）サンプル保存および／または体積定量化のための本明細書のデバイスは、（例えば、１つまたはそれを上回る捕捉領域を含む）サンプル処置および／またはサンプル分析のための本明細書のデバイスのために提供される、１つまたはそれを上回る特徴と組み合わせられることができる。したがって、本発明のデバイスは、複数の層を有するものを包含し、少なくとも１つの層は、複数の第１のチャンバを含み、少なくとも１つの層は、１つまたはそれを上回る捕捉領域を含み、少なくとも１つまたはそれを上回る層は、膜または１つまたはそれを上回るブリッジを含み、複数の第１のチャンバのうちの少なくとも１つ、１つまたはそれを上回る捕捉領域のうちの少なくとも１つ、および膜または１つまたはそれを上回るブリッジのうちの少なくとも１つは、相対運動によって接続されることができる。さらなる実施例では、本デバイスは、少なくとも１つの第２のチャンバ（例えば、複数の第２のチャンバ）を有する層を含み、複数の第１のチャンバのうちの少なくとも１つ、１つまたはそれを上回る捕捉領域のうちの少なくとも１つ、または膜もしくは１つまたはそれを上回るブリッジのうちの少なくとも１つは、相対運動によって少なくとも１つの第２のチャンバに接続されることができる。同様に、そのようなデバイスは、付加的層（例えば、１つまたはそれを上回る中間層、変形可能層、および／または膜を含む、本明細書に説明されるいずれか）、ならびに任意の構成要素（例えば、本明細書に説明されるいずれかの自律コントローラ、筐体、キャップ、システム、または蓋）、または本明細書に説明される任意の修正（例えば、１つまたはそれを上回るコーティング）を有することができる。さらに、本デバイスは、任意の有用な試薬、物質、またはサンプル（例えば、１つまたはそれを上回る乾燥剤、マトリクス、膜、または本明細書に説明されるようないずれか）、および（例えば、本明細書に説明されるような）任意の有用な方法のデバイスの使用を含むことができる。
動作パラメータ
【０２９９】
本明細書に説明されるようなシステム、デバイス、または方法によって行われる検定および他の動作（例えば、検定、サンプル装填、サンプル保存、サンプル濃縮、サンプル処置、サンプル調製、体積定量化、またはそれらの組み合わせ）は、ある時間量で完了することができる。ある場合には、検定または他の動作を完了する時間量は、約６０分、５５分、５０分、４５分、４０分、３５分、３０分、２５分、２０分、１５分、１０分、９分、８分、７分、６分、５分、４．５分、４分、３．５分、３分、２．５分、２分、１．５分、１分、４５秒、３０秒、または１５秒であり得る。ある場合には、検定または他の動作を完了する時間量は、約６０分、５５分、５０分、４５分、４０分、３５分、３０分、２５分、２０分、１５分、１０分、９分、８分、７分、６分、５分、４．５分、４分、３．５分、３分、２．５分、２分、１．５分、１分、４５秒、３０秒、もしくは１５秒未満またはそれと等しくあり得る。例えば、サンプル装填からサンプル調製（例えば、核酸抽出および精製）の完了までに経過する時間は、約１０分、９分、８分、７分、６分、５分、４．５分、４分、３．５分、３分、２．５分、２分、１．５分、１分、４５秒、３０秒、もしくは１５秒未満またはそれと等しくあり得る。別の実施例では、サンプル装填から検定結果の提示までに経過する時間は、約６０分、５５分、５０分、４５分、４０分、３５分、３０分、２５分、２０分、１５分、１０分、９分、８分、７分、６分、５分、４．５分、４分、３．５分、３分、２．５分、２分、１．５分、１分、４５秒、３０秒、もしくは１５秒未満またはそれと等しくあり得る。
【０３００】
本明細書に説明されるようなシステム、デバイス、または方法によって行われるサンプル調製または精製動作は、ある純度の調製、抽出、または精製されたサンプル（例えば、被分析物、分子、生体分子、細胞、核酸、タンパク質）を提供することができる。調製、抽出、または精製されたサンプルは、約４５％純度、５０％純度、５５％純度、６０％純度、６５％純度、７０％純度、７５％純度、８０％純度、８５％純度、９０％純度、９５％純度、９６％純度、９７％純度、９８％純度、９９％純度、または１００％純度であり得る。調製、抽出、または精製されたサンプルは、少なくとも約４５％純度、５０％純度、５５％純度、６０％純度、６５％純度、７０％純度、７５％純度、８０％純度、８５％純度、９０％純度、９５％純度、９６％純度、９７％純度、９８％純度、９９％純度、または１００％純度であり得る。
【０３０１】
本明細書に説明されるようなシステム、デバイス、または方法によって行われるサンプル調製または精製動作は、ある回収率または効率において、調製、抽出、または精製されたサンプル（例えば、被分析物、分子、生体分子、細胞、核酸、タンパク質）を提供することができる。被分析物または他のサンプル材料の回収は、約５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または１００％であり得る。被分析物または他のサンプル材料の回収は、少なくとも約５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または１００％であり得る。一実施例では、サンプル（例えば、血漿または尿）が、サンプル調製デバイス上に装填され、サンプル中の被分析物（例えば、ウイルスＲＮＡ、細菌ＲＮＡ、または細菌ＤＮＡ）の５０％超が、調製されたサンプル出力において回収される。
【０３０２】
本明細書に説明されるようなシステム、デバイス、または方法によって行われるサンプル調製または精製動作は、ある濃縮係数において、調製、抽出、または精製されたサンプル（例えば、被分析物、分子、生体分子、細胞、核酸、タンパク質）を提供することができる。濃縮係数は、約１．１倍、１．２倍、１．３倍、１．４倍、１．５倍、１．６倍、１．７倍、１．８倍、１．９倍、２倍、２．５倍、３倍、３．５倍、４倍、４．５倍、５倍、５．５倍、６倍、６．５倍、７倍、７．５倍、８倍、８．５倍、９倍、９．５倍、１０倍、１１倍、１２倍、１３倍、１４倍、１５倍、１６倍、１７倍、１８倍、１９倍、２０倍、２１倍、２２倍、２３倍、２４倍、２５倍、２６倍、２７倍、２８倍、２９倍、３０倍、３１倍、３２倍、３３倍、３４倍、３５倍、３６倍、３７倍、３８倍、３９倍、４０倍、４１倍、４２倍、４３倍、４４倍、４５倍、４６倍、４７倍、４８倍、４９倍、５０倍、５１倍、５２倍、５３倍、５４倍、５５倍、５６倍、５７倍、５８倍、５９倍、６０倍、６１倍、６２倍、６３倍、６４倍、６５倍、６６倍、６７倍、６８倍、６９倍、７０倍、７１倍、７２倍、７３倍、７４倍、７５倍、７６倍、７７倍、７８倍、７９倍、８０倍、８１倍、８２倍、８３倍、８４倍、８５倍、８６倍、８７倍、８８倍、８９倍、９０倍、９１倍、９２倍、９３倍、９４倍、９５倍、９６倍、９７倍、９８倍、９９倍、１００倍、２００倍、３００倍、４００倍、５００倍、６００倍、７００倍、８００倍、９００倍、または１０００倍であり得る。濃縮係数は、少なくとも約１．１倍、１．２倍、１．３倍、１．４倍、１．５倍、１．６倍、１．７倍、１．８倍、１．９倍、２倍、２．５倍、３倍、３．５倍、４倍、４．５倍、５倍、５．５倍、６倍、６．５倍、７倍、７．５倍、８倍、８．５倍、９倍、９．５倍、１０倍、１１倍、１２倍、１３倍、１４倍、１５倍、１６倍、１７倍、１８倍、１９倍、２０倍、２１倍、２２倍、２３倍、２４倍、２５倍、２６倍、２７倍、２８倍、２９倍、３０倍、３１倍、３２倍、３３倍、３４倍、３５倍、３６倍、３７倍、３８倍、３９倍、４０倍、４１倍、４２倍、４３倍、４４倍、４５倍、４６倍、４７倍、４８倍、４９倍、５０倍、５１倍、５２倍、５３倍、５４倍、５５倍、５６倍、５７倍、５８倍、５９倍、６０倍、６１倍、６２倍、６３倍、６４倍、６５倍、６６倍、６７倍、６８倍、６９倍、７０倍、７１倍、７２倍、７３倍、７４倍、７５倍、７６倍、７７倍、７８倍、７９倍、８０倍、８１倍、８２倍、８３倍、８４倍、８５倍、８６倍、８７倍、８８倍、８９倍、９０倍、９１倍、９２倍、９３倍、９４倍、９５倍、９６倍、９７倍、９８倍、９９倍、１００倍、２００倍、３００倍、４００倍、５００倍、６００倍、７００倍、８００倍、９００倍、または１０００倍であり得る。
【０３０３】
本明細書に説明されるようなシステム、デバイス、または方法によって行われるサンプル調製または精製動作は、ある減容係数において、調製、抽出、または精製されたサンプル（例えば、被分析物、分子、生体分子、細胞、核酸、タンパク質）を提供することができる。つまり、本デバイスによって生成されるか、または本デバイスから回収される、調製されたサンプルの体積は、デバイスの中へ装填されるサンプルの体積より小さくあり得る。ある場合には、これは、サンプルまたは被分析物の濃度をもたらし得る。減容係数は、約１．１倍、１．２倍、１．３倍、１．４倍、１．５倍、１．６倍、１．７倍、１．８倍、１．９倍、２倍、２．５倍、３倍、３．５倍、４倍、４．５倍、５倍、５．５倍、６倍、６．５倍、７倍、７．５倍、８倍、８．５倍、９倍、９．５倍、１０倍、１１倍、１２倍、１３倍、１４倍、１５倍、１６倍、１７倍、１８倍、１９倍、２０倍、２１倍、２２倍、２３倍、２４倍、２５倍、２６倍、２７倍、２８倍、２９倍、３０倍、３１倍、３２倍、３３倍、３４倍、３５倍、３６倍、３７倍、３８倍、３９倍、４０倍、４１倍、４２倍、４３倍、４４倍、４５倍、４６倍、４７倍、４８倍、４９倍、５０倍、５１倍、５２倍、５３倍、５４倍、５５倍、５６倍、５７倍、５８倍、５９倍、６０倍、６１倍、６２倍、６３倍、６４倍、６５倍、６６倍、６７倍、６８倍、６９倍、７０倍、７１倍、７２倍、７３倍、７４倍、７５倍、７６倍、７７倍、７８倍、７９倍、８０倍、８１倍、８２倍、８３倍、８４倍、８５倍、８６倍、８７倍、８８倍、８９倍、９０倍、９１倍、９２倍、９３倍、９４倍、９５倍、９６倍、９７倍、９８倍、９９倍、１００倍、２００倍、３００倍、４００倍、５００倍、６００倍、７００倍、８００倍、９００倍、または１０００倍であり得る。減容係数は、少なくとも約１．１倍、１．２倍、１．３倍、１．４倍、１．５倍、１．６倍、１．７倍、１．８倍、１．９倍、２倍、２．５倍、３倍、３．５倍、４倍、４．５倍、５倍、５．５倍、６倍、６．５倍、７倍、７．５倍、８倍、８．５倍、９倍、９．５倍、１０倍、１１倍、１２倍、１３倍、１４倍、１５倍、１６倍、１７倍、１８倍、１９倍、２０倍、２１倍、２２倍、２３倍、２４倍、２５倍、２６倍、２７倍、２８倍、２９倍、３０倍、３１倍、３２倍、３３倍、３４倍、３５倍、３６倍、３７倍、３８倍、３９倍、４０倍、４１倍、４２倍、４３倍、４４倍、４５倍、４６倍、４７倍、４８倍、４９倍、５０倍、５１倍、５２倍、５３倍、５４倍、５５倍、５６倍、５７倍、５８倍、５９倍、６０倍、６１倍、６２倍、６３倍、６４倍、６５倍、６６倍、６７倍、６８倍、６９倍、７０倍、７１倍、７２倍、７３倍、７４倍、７５倍、７６倍、７７倍、７８倍、７９倍、８０倍、８１倍、８２倍、８３倍、８４倍、８５倍、８６倍、８７倍、８８倍、８９倍、９０倍、９１倍、９２倍、９３倍、９４倍、９５倍、９６倍、９７倍、９８倍、９９倍、１００倍、２００倍、３００倍、４００倍、５００倍、６００倍、７００倍、８００倍、９００倍、または１０００倍であり得る。一実施例では、０．５ｍＬのサンプル（例えば、尿または血漿）が、サンプル上に装填され、調製されたサンプルの溶出体積は、５０μＬであり、体積の１０倍低減および被分析物中の対応する濃度をもたらす。別の実施例では、１．０ｍＬのサンプル（例えば、尿または血漿）が、サンプル上に装填され、調製されたサンプルの溶出体積は、２０μＬであり、体積の５０倍低減および被分析物中の対応する濃度をもたらす。
【０３０４】
本明細書に説明されるようなシステム、デバイス、または方法によって行われるサンプル調製または精製動作は、低減した濃度または数の阻害剤を用いて、調製、抽出、または精製されたサンプル（例えば、被分析物、分子、生体分子、細胞、核酸、タンパク質）を提供することができる。阻害剤は、増幅反応（例えば、ＰＣＲ、波及増幅（ＲＡＭ）、デジタルＰＣＲ、デジタル等温リコンビナーゼ・ポリメラーゼ増幅（ＲＰＡ）、ループ媒介等温増幅（ＬＡＭＰ）、核酸配列ベースの増幅（ＮＡＳＢＡ））、ＴａｑＭａｎ検定、免疫検定、サンドイッチ免疫検定、ＥＬＩＳＡ、走化性、および合成反応（例えば、触媒、多段階反応、固定化多段階合成（例えば、小分子、ペプチド、および核酸合成）、固体状態合成、または放射性同位体合成）を含むが、それらに限定されない、本明細書に説明されるいずれか等の反応の阻害剤であり得る。阻害剤の濃度または数は、約５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、９９．９％、９９．９９％、または１００％低減させることができる。阻害剤の濃度または数は、少なくとも約５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、９９．９％、９９．９９％、または１００％低減させることができる。一実施例では、サンプル（例えば、血漿または尿）が、サンプル調製デバイス上に装填され、サンプル中の増幅阻害剤の７５％超が除去され、調製されたサンプル出力に存在しない。
【０３０５】
本明細書に説明されるようなシステム、デバイス、または方法によって行われる検定および他の分析動作は、ある感度において、被分析物または他のサンプル材料を検出することができる。ある場合には、検定または他の分析動作の感度は、約１モル（Ｍ）、１００ミリモル（ｍＭ）、１０ｍＭ、１ｍＭ、１００ナノモル（ｎＭ）、１０ｎｍ、１ｎｍ、１００ピコモル（ｐＭ）、１０ｐＭ、１ｐＭ、１００フェムトモル（ｆＭ）、１０ｆＭ、１ｆＭ、１００アトモル（ａＭ）、１０ａＭ、１ａＭ、１００ゼプトモル（ｚＭ）、１０ｚＭ、または１ｚＭであり得る。ある場合には、検定または他の分析動作の感度は、少なくとも約１モル（Ｍ）、１００ミリモル（ｍＭ）、１０ｍＭ、１ｍＭ、１００ナノモル（ｎＭ）、１０ｎｍ、１ｎｍ、１００ピコモル（ｐＭ）、１０ｐＭ、１ｐＭ、１００フェムトモル（ｆＭ）、１０ｆＭ、１ｆＭ、１００アトモル（ａＭ）、１０ａＭ、１ａＭ、１００ゼプトモル（ｚＭ）、１０ｚＭ、または１ｚＭであり得る。ある場合には、検定または他の分析動作の感度は、単一の被分析物（例えば、分子、細胞、ウイルス、核酸、タンパク質）を検出することができる。ある場合には、検定または他の分析動作の感度は、少なくとも約２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、または１００個の被分析物を検出することができる。ある場合には、検定または他の分析動作の感度は、約１千分率、１００百万分率（ｐｐｍ）、１０ｐｐｍ、１ｐｐｍ、１００十億分率（ｐｐｂ）、１０ｐｐｂ、１ｐｐｂ、１００一兆分率（ｐｐｔ）、１０ｐｐｔ、１ｐｐｔ、１００千兆分率、１０千兆分率、１千兆分率、１００百京分率、１０百京分率、１百京分率、１００十垓分率、１０十垓分率、または１十垓分率未満の濃度を検出することができる。
【０３０６】
本明細書に説明されるようなシステム、デバイス、または方法によって行われる検定および他の分析動作は、ある正確度において、被分析物または他のサンプル材料を検出することができる。ある場合には、検定または他の分析動作の偽陽性率は、約２０％、１５％、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、０．５％、０．１％、０．０５％、または０．０１％であり得る。ある場合には、検定または他の分析動作の偽陽性率は、約２０％、１５％、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、０．５％、０．１％、０．０５％、もしくは０．０１％未満またはそれと等しくあり得る。ある場合には、検定または他の分析動作の偽陰性率は、約２０％、１５％、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、０．５％、０．１％、０．０５％、または０．０１％であり得る。ある場合には、検定または他の分析動作の偽陰性率は、約２０％、１５％、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、０．５％、０．１％、０．０５％、もしくは０．０１％未満またはそれと等しくあり得る。
【０３０７】
流体分注システム、サンプル調製デバイス、統合デバイス、ならびに他のデバイスおよびシステムは、特定の重量を有することができる。デバイスまたはシステムの重量は、約３０ポンド、２０ポンド、１０ポンド、９ポンド、８ポンド、７ポンド、６ポンド、５ポンド、４ポンド、３ポンド、２ポンド、１ポンド、１５オンス、１４オンス、１３オンス、１２オンス、１１オンス、１０オンス、９オンス、８オンス、７オンス、６オンス、５オンス、４オンス、３オンス、２オンス、または１オンス未満であり得る。デバイスまたはシステムの重量は、約３０ポンド、２０ポンド、１０ポンド、９ポンド、８ポンド、７ポンド、６ポンド、５ポンド、４ポンド、３ポンド、２ポンド、１ポンド、１５オンス、１４オンス、１３オンス、１２オンス、１１オンス、１０オンス、９オンス、８オンス、７オンス、６オンス、５オンス、４オンス、３オンス、２オンス、または１オンスであり得る。
【０３０８】
サンプル保存、サンプル処置、サンプル調製、および／または体積定量化のためのキット
【０３０９】
本明細書のシステム、デバイス、および／または方法のうちのいずれかは、サンプル貯蔵、サンプル保存、および／または分析を促進するように、付加的構成要素が提供されることができる。さらなる例示的構成要素は、（例えば、ランセット（例えば、ＳＡＲＳＴＥＤＴ（Ｎuｍｂｒｅｃｈｔ，  Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能なＳａｆｅｔｙ−Ｌａｎｃｅｔ）、毛細管（例えば、ＳＡＲＳＴＥＤＴから入手可能なＭｉｃｒｏｖｅｔｔｅ(R)毛細管またはＭｕｌｔｉｖｅｔｔｅ(R)毛細管）、針（例えば、ＳＡＲＳＴＥＤＴから入手可能なＳ−Ｍｏｎｏｖｅｔｔｅ(R)システム等のシリンジと組み合わせた安全針）、シリンジ、綿棒、サンプル管（例えば、ＳＡＲＳＴＥＤＴから入手可能なＭｏｎｏｖｅｔｔｅ(R)管）、またはマイクロチューブ等の流体サンプル（例えば、血液、唾液、尿、痰、糞便、または組織、もしくは本明細書に説明されるいずれか）を収集するための）コレクタ、１つまたはそれを上回る試薬（例えば、ヘパリン、クエン酸塩、ゲル（例えば、ポリアクリル酸エステルゲル）、凝固活性化因子（例えば、ケイ酸塩粒子等の粒子）、またはＥＤＴＡ等の血液サンプルを収集および／または保存するために有用なもの、および本明細書に説明されるいずれか等の１つまたはそれを上回る着目被分析物を結合し、反応させ、または保存するために有用なものを含む、本明細書に説明されるいずれか）、および／または１つまたはそれを上回る対照（例えば、着目被分析物に対する１つ異常の標準対照および／または緩衝剤等の１つまたはそれを上回る陰性対照）を含む。キットは、随意に、本明細書に説明される任意の方法のための段階的な指示表示等を提供する、使用説明書を含むことができる。
システムおよび／またはデバイスを用いた自動分析
【０３１０】
本発明はさらに、デバイスを囲繞する筐体システムを含むことができ、筐体システムは、サンプルを挿入するためのアクセスポートと、筐体システムを封入するためのキャプまたは蓋とを含む。本明細書に説明されるように、キャップを閉鎖することにより、サンプルをデバイスに導入させる。自動化を達成するために、キャップまたは筐体システムは、キャップを閉鎖すると、第１、第２、および／または中間層の相対運動を生じるように、１つまたはそれを上回るアセンブリ（例えば、本明細書に説明されるいずれか等の自律コントローラ）を含むことができる。そのような例示的アセンブリは、本明細書に説明され、線形または回転作動機構を含むことができる。自動化は、サンプル調製用の層の相対運動をもたらす、デバイスを巻き上げるキャップを使用することによって、実現されることができる。さらなる自律コントローラが、本明細書に説明される。
ベースステーション
【０３１１】
本明細書に説明されるデバイスおよびシステムは、ベースステーションを備えるか、またはベースステーションと併せて使用されることができる。ベースステーションは、デバイスまたはシステム、温度制御、検出、電源、および通信機器の自動化または動作を含むが、それらに限定されない、種々の機能のための機器または構成要素を備えることができる。例えば、図３４Ａは、モータおよび関連歯車３４０３ともに、上筐体３４０１および下筐体３４０２を備える、ベースステーション３４００を示す。ベースステーションは、自律コントローラ、または電力要素、調整要素、タイミング要素、移動要素、伝達要素、スイッチ、および連鎖部を含む、本明細書で議論されるような自律コントローラの要素のうちのいずれかを備えることができる。
【０３１２】
ベースステーションは、モータを備えることができる。モータは、例えば、図３４Ｂに示されるように、９０度低減モータ３４１１または標準低減モータ３４１２等の低減モータを備えることができる。
【０３１３】
ベースステーションは、ばねを備えることができる。ばねは、例えば、図３４Ｃに示されるように、バンド３４２２を伴う巻き上げばね３４２１を備えることができる。バンドは、ステップ３４２３、スロット３４２４、平面３４２５、伸長孔３４２６、アンダーカット３４２７、またはタン３４２８を含むが、それらに限定されない、種々の方法または構成を用いて、巻き上げばねドラムに接続されることができる。
【０３１４】
ベースステーションは、位置センサを備えることができる。位置センサは、例えば、図３４Ｄに示されるように、ホイールエンコーダ３４３１等のエンコーダを備えることができる。ホイールエンコーダは、ＧＭ３モータと互換性があり得る。位置センサは、例えば、図３４Ｄに示されるように、光学センサ（例えば、光学中断スイッチ）３４３２を備えることができる。
【０３１５】
ベースステーションは、温度コントローラ、または本明細書に説明されるような温度コントローラの要素のうちのいずれかを備えることができる。温度コントローラは、１つまたは複数の特定の領域中の温度を制御するように、加熱または冷却を提供することができる。温度コントローラは、デバイスに連結するための熱伝導性材料を含むことができる。
【０３１６】
ベースステーションは、検出器を備えることができる。検出器は、１つまたはそれを上回る画像センサを備えることができる。画像センサは、光学検出が可能であり得る。画像センサは、冷却ＣＣＤを含む、電荷結合素子（ＣＣＤ）センサを備えることができる。画像センサは、ＣＭＯＳまたはＮＭＯＳセンサ等のアクティブピクセルセンサ（ＡＰＳ）を備えることができる。検出器は、アバランシェフォトダイオード等のフォトダイオードを備えることができる。検出器は、光電子増倍管（ＰＭＴ）を備えることができる。検出器は、レーザセンサを備えることができる。センサは、単一のセンサ、または同一のタイプもしくは異なるタイプの複数のセンサを備えることができる。検出器は、光源を備えることができる。光源は、白熱、ハロゲン、蛍光、ガス放電、アーク、またはＬＥＤランプ等のランプを備えることができる。光源は、レーザを備えることができる。光源は、具体的波長または波長の範囲（例えば、紫外線）を生成することができる。光源は、１つまたは複数の出力波長を制御するためのフィルタを備えることができる。光源は、別個に、または組み合わせて使用され得る、同一または異なるタイプの複数の光源を備えることができる。検出器は、波長フィルタ（例えば、色フィルタ、ＵＶフィルタ、ＩＲフィルタ）、二色性フィルタ、および偏光を含むが、それらに限定されない、１つまたは複数のフィルタを備えることができる。フィルタは、別個に、または組み合わせて使用され得る、同一または異なるタイプの複数のフィルタを備えることができる。検出器は、１つまたは複数のレンズを備えることができる。レンズは、マクロまたは「クローズアップ」レンズであり得る。レンズは、ズームレンズであり得る。レンズは、赤外レンズであり得る。レンズは、紫外線レンズであり得る。レンズは、広角レンズ、超広角レンズ、および魚眼レンズを含むが、それらに限定されない、広角レンズであり得る。レンズは、別個に、または組み合わせて使用され得る、同一または異なるタイプの複数のレンズを備えることができる。
【０３１７】
ベースステーションは、電源を備えることができる。電源は、バッテリまたはバッテリパックを備えることができる。電源は、巻取機、ばね（例えば、主ばね、螺旋ねじりばね、半逆ねじりばね、または逆ねじりばね）、ハンドクランク、回転子機構（例えば、ユーザの運動によって生成される運動エネルギーによって移動可能である、回転振り子およびピニオンを有し、ピニオンは発電機に連結され、エネルギーはコンデンサまたはバッテリに貯蔵される）、太陽光電池、バッテリ、太陽電池、発電機（例えば、ダイナモ等の発電機、電磁流体力学的発電機、誘導発電機、単極発電機、または励起発電機）、交流発電機、および／またはコンデンサを含むが、それらに限定されない、本開示に説明される任意の電源またはエネルギー源を備えることができる。電源は、ベースステーション筐体の外部にあるか、またはベースステーション筐体内に統合されることができる。電源は、外部電源に接続するためのアダプタを備えることができる。外部電源は、住居用、商業用、または工業用建物電力、ソーラパネル、およびバッテリ、または他のエネルギー貯蔵デバイスを含むことができるが、それらに限定されない。電源は、例えば、バッテリ、および外部電源への接続等の異なる電源の組み合わせを備えることができる。
【０３１８】
ベースステーションは、通信機器を備えることができる。通信機器は、無線用の機器を備えることができる。通信機器は、可視光または赤外線（ＩＲ）通信等の自由空間光（ＦＳＯ）通信用の機器を備えることができる。通信機器は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、光ファイバ、周辺構成要素相互接続（ＰＣＩ）、ＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓ（ＰＣＩｅ）、またはＴｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔを含むが、それらに限定されない、有線通信用の機器を備えることができる。通信機器は、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、またはｎ  Ｗｉ−Ｆｉ等のＷｉ−Ｆｉ用の機器を備えることができる。通信機器は、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ、ＧＰＲＳ、３Ｇ（例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＥＤＧＥ、ＣＤＭＡ２０００）、または４Ｇ（例えば、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）、モバイルＷｉＭＡＸ）等のセルラーデータサービス用の機器を備えることができる。通信機器は、モバイル衛星通信用の機器を備えることができる。通信機器は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信用の機器を備えることができる。通信機器は、ＵＳＢおよびＷｉ−Ｆｉ、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）およびＷｉ−Ｆｉ等の複数のタイプの通信機器を備えることができる。通信機器は、検出器によって記録された画像等の検出器からの情報を伝送することができる。通信機器は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートフォンデバイス、またはサーバ等の遠隔コンピュータシステムと通信することができる。通信機器は、ハンドヘルド表示デバイス等の表示デバイスと通信することができる。通信機器は、画像等の情報を、別個の場所または施設におけるユーザまたは受信者に伝送することができる。
【０３１９】
ベースステーションは、プラスチックおよび金属を含むが、それらに限定されない、種々の材料で作製されることができる。ベースステーションは、再利用可能であり得る。ベースステーションは、使い捨てであり得る。
携帯電話検出
【０３２０】
本発明のシステムはさらに、分析の結果を検出および／または中継するための検出システムを含むことができる。携帯電話（または同等のハンドヘルドカメラ）が、デバイス（例えば、ＳｌｉｐＣｈｉｐデバイス）上のドットのパターンを撮像するため、分析のために写真を自動的に処理するため、および結果を自律的に送受信するために、使用されることができる。高レベルの医療を可能にするために、ユーザの努力を伴わずに、結果が、参照研究所または遠隔の医師に伝送されることができる。ある場合には、本デバイスおよび携帯電話が、当技術分野での最大効用のために、ともに提供されることができる。
【実施例】
【０３２１】
（実施例１）
本発明のシステムは、流体／試薬を分注する、および／またはサンプルとの反応時間を制御するために有用であり得る。具体的には、本システムは、流体分注システムをデバイスと統合し、単純化されたアーキテクチャを可能にする。本デバイス（例えば、多層デバイス）は、サンプルを導入および／または貯蔵する、反応を制御する、および／または流体を輸送するために有用な１つまたはそれを上回るチャンバを含むことができる。
【０３２２】
一非限定的実施例では、押動ユニットは、デバイスの表面の周囲で、またはそれに沿って移動する、ばね荷重プッシャである。流体分注システムが起動されるとき、プッシャは、ブリスタパックの上を転がり、ブリスタパックの空洞から流体を絞り出す。ブリスタパックの各空洞は、流体（例えば、試薬、緩衝剤、犠牲流体、不混和流体等）を含むことができる。ある場合には、プッシャは、流体を完全に分注しなければならず、第１の空洞を過ぎて次の空洞まで移動することはできない。これは、流体が順番に分注されることを確実にする。加えて、（例えば、５分またはそれを上回る等の培養のための）一時停止が、潤滑剤（例えば、油）で充填されたダミーブリスタパックまたは空洞の上でプッシャを走らせることによって導入されることができ、潤滑剤は、ダミーの狭いチャネルの中へ分注される（例えば、したがって、潤滑剤を押し出すために要求される遅延時間を要する）。このように、任意の有用なプロセスの開始が、制御されることができる。例えば、限定ではないが、加熱が、デバイスのチャンバ内で加熱反応を開始するように、ブリスタパックからデバイスの中へ流体を分注することによって、適切な時間に開始されることができる。
【０３２３】
随意に、本システムは、ＳｌｉｐＣｈｉｐデバイスと統合されることができる。そのようなデバイスが使用されるとき、プッシャの運動が、ＳｌｉｐＣｈｉｐ層を滑動させるために、使用されることができる。流体分注システムのそのような移動をデバイスと協調させることによって、所望の検定が、完全な事前プログラムされた動作のために１回のタッチのみが要求される、完全自動デバイスにおいて、行われることができる。例えば、ユーザが、サンプルを装填し、デバイスを起動し、それによって、残りの検定ステップが、ユーザからのさらなる入力を伴わずに、行われる。
（実施例２）
【０３２４】
本システムおよび方法は、任意の有用な検定またはプロセスを行うデバイスを用いて実装されることができる。一非限定的実施例では、検定またはプロセスは、ＥＬＩＳＡ検定、サンプル調製デバイス（例えば、本明細書に説明されるような１つまたはそれを上回る捕捉剤または捕捉領域を含む）、核酸検定、農業ＧＭＯ検定、または診断検定から選択される。別の非限定的実施例では、本システムは、所望のアレイまたはプロセスを行うように、１つまたはそれを上回る流体または試薬を含む、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットを含む。例えば、ＥＬＩＳＡ検定に関して、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットは、１つまたはそれを上回るビーズ、１つまたはそれを上回る捕捉抗体、１つまたはそれを上回る検出抗体、１つまたはそれを上回る酵素標識抗体、１つまたはそれを上回る染料、１つまたはそれを上回る検出剤、１つまたはそれを上回る洗剤、１つまたはそれを上回る遮断薬（例えば、ウシ血清アルブミン）、１つまたはそれを上回る洗浄剤、および１つまたはそれを上回る緩衝剤のうちの１つまたはそれを上回るものを含むことができる。
【０３２５】
サンプル調製デバイスに関して、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットは、１つまたはそれを上回る捕捉剤、１つまたはそれを上回る溶出緩衝剤、１つまたはそれを上回る洗浄緩衝剤、１つまたはそれを上回るカオトロピック剤、１つまたはそれを上回る溶解剤、１つまたはそれを上回る乾燥剤、１つまたはそれを上回る安定剤、１つまたはそれを上回るフィルタ、１つまたはそれを上回る膜、および１つまたはそれを上回るマーカーのうちの１つまたはそれを上回るものを含むことができる。
【０３２６】
核酸検定に関して、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットは、１つまたはそれを上回る対照核酸、１つまたはそれを上回る溶解剤、１つまたはそれを上回るフィルタ、１つまたはそれを上回る膜、１つまたはそれを上回る捕捉剤、１つまたはそれを上回る安定剤、１つまたはそれを上回る溶出緩衝剤、１つまたはそれを上回る洗浄緩衝剤、１つまたはそれを上回るプライマー（例えば、各プライマーは、例えば、厳しい条件下で、標的と交雑するための１つまたはそれを上回る配列を含む）、１つまたはそれを上回る遮断薬（例えば、ウシ血清アルブミン）、１つまたはそれを上回るデオキシヌクレオシド三リン酸、１つまたはそれを上回るポリメラーゼ（例えば、Ｔ７  ＤＮＡポリメラーゼ、Ｔａｑポリメラーゼ、ＨｏｔＳｔａｒＴａｑ  Ｐｌｕｓ  ＤＮＡポリメラーゼ等）、１つまたはそれを上回る染料、１つまたはそれを上回る塩（例えば、ＭｇＣｌ２および／または  ＭｎＣｌ２等の二価塩、および／またはＫＣｌ等の一価塩）、１つまたはそれを上回る逆転写酵素、および／または１つまたはそれを上回るテンプレート（例えば、ＤＮＡおよび／またはＲＮＡテンプレート）のうちの１つまたはそれを上回るものを含むことができる。
【０３２７】
農業ＧＭＯ検定に関して、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットは、核酸検定について上記に説明されるもののうちの１つまたはそれを上回るもの、ならびにＲｏｕｎｄｕｐ  Ｒｅａｄｙダイズ、Ｒｏｕｎｄｕｐ  Ｒｅａｄｙキャノーラ、ＭＯＮ  ８１０トウモロコシ、Ｂｔ１７６トウモロコシ、Ｂｔ１１トウモロコシ、ＳｔａｒＬｉｎｋトウモロコシ、ＧＡ２１トウモロコシ、Ｔ２５トウモロコシ、ＮＫ６０３トウモロコシ、ＣＧＨ３５１トウモロコシ、ＭＯＮ８９７８８ダイズ、Ｈ７−１サトウダイコン、ＧＴ７３セイヨウアブラナ、カリフラワーモザイクウイルス（ＣａＭＶ）調整要素（例えば、ＣａＭＶ  Ｐ３５Ｓ）、ゴマノハグサモザイクウイルス（ＦＭＶ）調整要素（例えば、ＦＭＶ  Ｐ３４Ｓ）、アグロバクテリウム調整要素（例えば、ＴＮＯＳ  Ａ．  ｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ）、サルモネラ、リステリア、カンピロバクター、シゲラ、アリサイクロバチルス、および／または大腸菌のＤＮＡから選択される標的と交雑するための配列を含む、１つまたはそれを上回るプライマーを含むことができる。
【０３２８】
診断検定に関して、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットは、標的と交雑するための配列を含む、１つまたはそれを上回るプライマー、標的と交雑する１つまたはそれを上回るプローブ、１つまたはそれを上回る捕捉抗体、１つまたはそれを上回る検出抗体、１つまたはそれを上回る酵素標識抗体、１つまたはそれを上回る染料、および１つまたはそれを上回る検出剤のうちの１つまたはそれを上回るものを含むことができ、標的は、随意に、ＨＩＶ、Ｃ型肝炎ウイルス、Ｂ型肝炎ウイルス、クラミジア、淋菌、ヒトパピローマウイルス、ヒト型結核菌、ガルドネレラ、トリコモナス、バジナリスおよびカンジダ属、レジオネラ・ニューモフィラ、ＭＲＳＡ、黄色ブドウ球菌、Ｂ群レンサ球菌、マイコプラズマ肺炎、および／または肺炎から選択されることができる。
【０３２９】
これらの実施例のうちのいずれかでは、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットは、連続基板内に提供されることができ、各抵抗ユニットは、デバイス（例えば、多層デバイス）またはその中のチャンバとの統合を可能にするか、またはそれらに流体的に接続するように、連続基板の特定の場所に提供される。
（実施例３）
【０３３０】
本システムおよび方法は、制御された様式において１つまたはそれを上回る流体／試薬を分注するデバイスを用いて実装されることができる。非限定的実施例が、図６Ａ−Ｄに提供される。
【０３３１】
図６Ａから分かるように、流体分注システムは、チャネル６０２の中に押動ユニット６１０および抵抗ユニット６２１、６２２、６２３を含み、第１の抵抗ユニット６２１は、溶解剤およびサンプルを含み、第２の抵抗ユニット６２２は、洗浄緩衝剤を含み、第３の抵抗ユニット６２３は、溶出緩衝剤を含む。
【０３３２】
また、図６Ａから分かるように、本デバイスは、サンプルチャンバ６０３および溶出チャンバ６０４を含む、複数のチャンバを有する、単一の基板６０１を含む。本デバイスはまた、抵抗ユニットをサンプルおよび溶出チャンバに流体的に接続するように、複数のチャネルも含む。これらの複数のチャネルは、捕捉剤（「マトリクス」）６６０に接続し、これは、次いで、主要チャネルに接続する。流体接続を制御するために、本デバイスはまた、主要チャネルをサンプルチャンバ６０３または溶出チャンバ６０４のいずれかに可逆的に接続するように弁６７０も含む。
【０３３３】
使用時、相対運動が、押動ユニットを前進させ、押動ユニットを第１の抵抗ユニットと接触せさせる（図６Ａ）ために使用され、これは、本抵抗ユニットの内容物をチャネルに進入させる（図６Ｂ）。弁が第１の抵抗ユニットからサンプルチャンバへの流体連通を提供するように位置付けられるにつれて、溶解剤およびサンプルが、本チャンバに送達される。次に、別の相対運動（または継続相対運動）が、押動ユニットを第２の抵抗ユニットに接触させる（図６Ｃ）。第１および第２の抵抗ユニットに接触することの間の経過時間は、第１および第２の抵抗ユニットの流体を添加する際の時間遅延を提供する。所望に応じて、１つまたはそれを上回る抵抗ユニットが、サンプル装填／溶解ステップと洗浄ステップとの間に時間遅延をさらに含むように、第１および第２の抵抗ユニットの間に含まれることができる。次いで、別の相対運動（または継続相対運動）が、押動ユニットを第３の抵抗ユニットに接触させ（図６Ｄ）、それによって、本抵抗ユニットの内容物を主要チャネルの中へ放出する。分かり得るように、弁は、第３の抵抗ユニットと溶出チャンバとの間の流体連通を提供するように位置付けられることができる。
【０３３４】
デバイスおよび流体分注システムは、所望の検定またはプロセスを行うための必要なステップを実行するように構成されることができる。図６Ｂに提供される構成では、サンプルが溶解され、（存在する場合）サンプルからの標的がマトリクス上で捕捉されるであろう。本ステップを達成するために、本システムは、第１の抵抗ユニットに溶解ステップを行うための必要な作用物質を含有させるように、かつ溶解サンプルをマトリクスに送達させるように構成されることができる。図６Ｃでは、マトリクスが、非結合材料を除去するように洗浄される。本ステップに関して、本システムは、第２の抵抗ユニット内に洗浄緩衝剤を提供するように、かつ押動ユニットの速度および抵抗ユニットの抵抗（例えば、任意の他のチャンバからの抵抗を含む）が十分な洗浄時間を可能にすることを確実にするように構成される。図６Ｄでは、捕捉された標的が、マトリクスから溶出され、溶出チャンバに輸送される。本溶出ステップに関して、本システムは、第３の抵抗ユニット内に溶出緩衝剤を提供するように、押動ユニットおよび抵抗ユニットが十分な溶出時間ならびに溶出緩衝剤の流速を可能にすることを確実にするように、かつ溶出サンプルを別個のコンパートメントに送達する弁を提供するように構成される。これらの構成ならびにそれらの適合は、本明細書の任意のシステム、デバイス、または方法に含まれることができる。
（実施例４）
ブリスタおよびカムを伴うデバイス上のサンプル調製
【０３３５】
図８Ａ−８Ｆおよび図１１は、本開示に提供されるデバイスを使用して、核酸を含むサンプルを調製するための例示的方法を示す。最初に、５×１０５コピー／ｍＬの濃度においてＨＩＶウイルス粒子を含む、２００μＬの血漿サンプルが、サンプルウェル１１２０の中へ装填される。サンプルウェルキャップ１１２１が、次いで、閉鎖され、ロック位置まで回転させられる（図１１）。サンプル装填後、押動ユニット（例えば、カム）８１１が、レール８０１と接触させられ、位置１  ８２１における弁−１が、サンプルウェルを通気口８０４に接続し、位置１  ８３１における弁−２が、フィルタを廃棄口８０６に接続する（図８Ａ）。押動ユニットが、次いで、溶解アクチュエータ１１１１を下方に押動し、溶解ブリスタ１１０１を押下するように前方に移動させられる。溶解緩衝剤は、サンプルウェル８０３に進入し、その中のサンプルと混合する（図８Ｂ）。ウイルス粒子が、溶解の効果により分解され、ウイルス核酸を放出する。核酸の放出に続いて、カムが、２回目として、前方に移動させられ、弁−１を、サンプルウェルをフィルタ８０５に接続する位置２  ８２２に設定し、弁−２は、位置１  ８３１にとどまり、フィルタを廃棄口８０６に接続する。押動ユニットは、次いで、空気ブリスタ１１０２を押下し、空気陽圧でサンプルウェルを加圧するように空気を変位させることができる空気アクチュエータ１１１２を下方に押動するように、３回目として、前方に移動される。溶解サンプルが、フィルタを通して押動され、廃棄口から退出する一方で、核酸は、マトリクス８０５上に捕捉され、付加的空気が、マトリクスを乾燥させるために使用されることができる（図８Ｃ）。カムは、４回目として、次の位置まで前方に移動され、弁−１を位置３  ８２３まで移動させ、弁−２を位置１  ８３１で保ち、それぞれ、洗浄チャネルをフィルタに、フィルタを廃棄口に接続する。その後、カムは、第１の洗浄ブリスタ１１０３を押下し、洗浄緩衝剤を変位させることができる洗浄−１アクチュエータ１１１３を下方に押動するように、５回目として、前方に移動される。洗浄緩衝剤が、マトリクスを通過させられ、下流増幅のための阻害剤を除去する（図８Ｄ）。次に、カムは、６回目として、前方に移動させられ、弁−１を位置３  ８２３で保ち、そこで洗浄チャネルをフィルタに接続し、弁−２を位置１  ８３１で保ち、そこでフィルタを廃棄口に接続する。次いで、カムは、第２の洗浄ブリスタ１１０４を押下し、マトリクスを乾燥させるようにマトリクスを通して空気を駆動することができる、洗浄−２アクチュエータ１１１４を下方に押動するように、７回目として、前方に移動される（図８Ｅ）。その後、カムは、８回目として、前方に移動され、弁−１が位置３  ８２３にとどまり、洗浄チャネルをフィルタに接続し、弁−２が位置２  ８３２まで移動させられ、フィルタを溶出ウェル１１３３に接続する。最終的に、カムは、溶出ブリスタ１１０５を押下し、マトリクスを通して溶出緩衝剤（例えば、水）を駆動し、マトリクスから溶出出口１１５０の中へ核酸を溶出するように、９回目として、前方に移動される（図８Ｆ）。
【０３３６】
図１２Ａは、本実施例において上記に説明されるように、標準遠心分離プロトコル１２０１によって、およびサンプル調製デバイス１２０２によって精製されたＨＩＶウイルスＲＮＡ間のリアルタイムＰＣＲ定量化サイクル（Ｃｑ）の比較を示す。図１２Ｂは、本実施例において上記に説明されるように、それぞれ、第１および第２の実験において、標準遠心分離プロトコル１２２１、１２３１によって、およびサンプル調製デバイス１２２２、１２３２によって精製されたＨＩＶウイルスＲＮＡ間のリアルタイムＰＣＲ定量化サイクル（Ｃｑ）の比較を示す。
（実施例５）
シリンジを伴うデバイス上のサンプル精製
【０３３７】
核酸サンプルを精製するために使用することができる例示的デバイスが、図９に描写されている。図９Ａは、写真を示し、図９Ｂは、概略図を示す。試薬を備える、１つまたはそれを上回るシリンジ９０１、９０２、９０３、９０４、９０５が、デバイス内の抵抗ユニットとして使用されることができる。試薬は、シリンジの中に貯蔵され、押動ユニット（例えば、プランジャ）を押動することによって変位されることができる。図９では、９０１、９０２、９０３、９０４、９０５は、サンプル精製のための異なるタイプの試薬を装填されたシリンジである。詳細には、シリンジ−１  ９０１は、６００μＬの溶解緩衝剤を備える。シリンジ−２  ９０２は、サンプルウェルを加圧し、マトリクスを通して溶液を駆動するため、ならびにサンプルがマトリクスを通過した後にマトリクスを乾燥させるために使用される、約１．８ｍＬの空気を備える。シリンジ−３  ９０３は、５００μＬの洗浄緩衝剤を備える。シリンジ−４  ９０４は、マトリクス９４０を乾燥させるために使用される、５００μＬの空気を備える。シリンジ−５  ９０５は、溶出緩衝剤として５０Ｌの水を備える。
【０３３８】
デバイス上にシリンジを配置した後、５×１０５コピー／ｍＬの濃度においてＨＩＶウイルス粒子を含む、２００μＬの血漿サンプルが、サンプルウェル９２０の中へ装填される。弁−１  ９３１が、位置１に設定され、サンプルウェルを通気口に接続し、弁−２  ９３２が、位置１に設定され、フィルタを廃棄口に接続する。サンプルキャップ９２１が、サンプルウェル上に配置され、係止される。いったんサンプルが装填されると、シリンジ−１  ９０１のプランジャが、チャネルを通して、溶解緩衝剤およびサンプルが混合させられるサンプルウェルの中へ、溶解緩衝剤を変位させるように、下方に押動される。ウイルス粒子が、溶解緩衝剤の存在により分解され、ウイルス核酸が放出される。弁−１が、位置２に設定され、サンプルウェルをフィルタに接続し、弁−２が、位置１に設定され、フィルタを廃棄出口に接続する。次に、シリンジ−２  ９０２のプランジャが、空気を変位させ、空気陽圧でサンプルウェルを加圧するように、下方に押動される。溶解サンプルは、フィルタを通して押動され、廃棄口から退出する。核酸が、マトリクス９４０上に捕捉される。付加的空気が、マトリクスを乾燥させるために、使用されることができる。弁−１が、位置３に設定され、洗浄チャネルをフィルタに接続し、弁−２が、位置１に設定され、フィルタを廃棄出口に接続する。次いで、シリンジ−３  ９０３のプランジャが、洗浄緩衝剤を変位させるように、下方に押動される。洗浄緩衝剤は、マトリクスを通過し、下流増幅のための阻害剤を除去する。弁−１が、位置３に設定され、洗浄チャネルをフィルタに接続し、弁−２が、位置１に設定され、フィルタを廃棄出口に接続する。その後、シリンジ−４  ９０４のプランジャが、マトリクスを通して空気を駆動し、マトリクスを乾燥させるように、下方に押動される。弁−１が、位置３に設定され、洗浄チャネルをフィルタに接続し、弁−２が、位置２に設定され、フィルタを溶出ウェルに接続する。最後に、シリンジ−５  ９０５のプランジャが、マトリクスを通して水（溶出緩衝剤）を駆動し、マトリクスから溶出または収集出口９５０の中へ核酸を溶出するように、下方に押動される。
【０３３９】
図１０は、本実施例において上記に説明されるように、それぞれ、第１および第２の実験において、標準遠心分離プロトコル１００１、１０１１によって、およびサンプル調製デバイス１００２、１０１２によって精製されたＨＩＶウイルスＲＮＡ間のリアルタイムＰＣＲ定量化サイクル（Ｃｑ）の比較を示す。
（実施例６）
定荷重ばねを伴う線形デバイス
【０３４０】
押動ユニット（例えば、カム）、ならびに抵抗ユニットおよび障壁ユニットの線形配列を伴う、例示的サンプル調製デバイスが、図１３に示されている。図１３Ａは、押動ユニット（例えば、カム）１３０１、押動ユニットを駆動する定荷重ばね１３０２、抵抗ユニットおよび障壁ユニット、ならびに弁１３０３を伴う、以前に説明されたもの（例えば、実施例４）等の線形サンプル調製デバイスの概略図を示す。図１３Ｂは、そのようなデバイスの写真を示す。図１３Ｃは、ばねによって駆動されており、抵抗ユニットおよび障壁ユニットに遭遇している、押動ユニットの写真を示し、左では、第１の抵抗ユニットが押動されており、中央では、第２、第３、および第４の抵抗ユニットが押動され、弁が移動させられており、右では、最後の抵抗ユニットが押動されており、サンプル調製が完了している。図１３Ｄは、押動ユニットがばねによって端まで完全に駆動されている、サンプル調製の動作および完了後のデバイスの写真を示す。
（実施例７）
デバイス上のサンプル調製
【０３４１】
段階的加圧機構を利用して、デバイス上で核酸含有サンプルを調製するための例示的方法が、図２０および図２１Ａ−２１Ｆに図示されている。最初に（図２１Ａ）、ピペットまたは他のサンプル取扱ツール２１１０を使用して、核酸含有サンプルが、ユーザ２１２０によってデバイス２１００の中へ装填される。本デバイスは、溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、および溶出緩衝剤を含む、全ての試薬を事前装填されて提供される。サンプル装填の完了後に、デバイスのキャップ２１０１が閉鎖および係止される（図２１Ｂ）。次に、キャップはさらに、溶解位置まで回転させられる（図２１Ｃ）。キャップを回転させることによって、中柱／ねじ２００１がキャップを引き下げ、陽圧を印加することができる（図２０）。次いで、サンプルは、核酸を放出するように溶解緩衝剤によって分解される。陽圧は、マトリクスを通して溶解サンプルを駆動し、次いで、空気は、マトリクスを乾燥させるようにマトリクスを通過することができる。サンプル溶解後に、キャップは、次の位置（すなわち、洗浄位置）まで回転させられ、マトリクスは、洗浄緩衝剤ウェルと整合させられる（図２１Ｄ）。中柱／ねじは、キャップをさらに引き下げ、陽圧を印加することができる。陽圧は、マトリクスを通して洗浄緩衝剤を駆動し、空気は、マトリクスを乾燥させるようにマトリクスを通過することができる。その後、キャップはさらに、デバイスをその次の位置、すなわち、溶出位置に駆動するように回転させられる（図２１Ｅ）。溶出緩衝剤が放出され、マトリクスから核酸を溶出する。最終的に（図２１Ｆ）、精製された核酸が溶出され、収集ウェル２１０２の中で収集される。
（実施例８）
回転デバイスの自律制御
【０３４２】
図３５は、デバイスの動作および操作の自律制御のために内部ばねによって駆動された例示的回転デバイス３５００を示す。本設計は、デバイス動作のロバスト性を向上させることができ、本デバイスが正確な位置まで手動で回転させられるように要求されないため、容易なユーザ体験を提供することができる。ばねが、自動回転のための力を提供するように、デバイスの中心に配置される。溝が、所望の位置まで回転を誘導するように設計されている。本デバイスは、使用前に、巻き上げるか、または巻き上げた状態で格納されることができる。
【０３４３】
側面３５０１上のボタンまたはピンを押動することによって、デバイスのフィルタ層は、上層上の試薬ウェルおよび底層上の受容ウェルと整合するように、毎回、３０度回転する。開始位置（例えば、図３５Ａ）では、上層上のマーカーＷ３  ３５０２は、底層上のマーカーＦ３５０３と整合させられる。ボタンが押されるとき、デバイス内の内力は、数秒以内に底層に対して３０度時計回りに上層３０を自動的に回転させる３５０５（例えば、図３５Ｂ）。回転後、上層上のマーカーＷ４  ３５０４は、底層上のマーカーＦ  ３５０３と整合させられる（例えば、図３５Ｃ）。回転の速度は、ばね力を増加または減少させることによって、もしくは回転プレート間の摩擦を制御することによって、制御されることができる。同時に、回転は、本明細書に開示されるように、マトリクスを通して溶液を駆動する空気圧を追加するように、キャップを引き下げることができる。
【０３４４】
図３５Ｄは、デバイス内のディスク３５１０の概略図を示す。図３５Ｅは、デバイス内の別のディスク３５２０の概略図を示す。図３５Ｆは、デバイスの自動作動を開始するように押すことができる、ボタンまたはピン３５０１を伴うデバイス底層３５３０の概略図を示す。
（実施例９）
デバイスを用いた制御されたサンプル調製および結果出力
【０３４５】
図３７は、短い時間周期内にデバイスを使用してサンプルを調製するための例示的方法を示す。溶解緩衝剤、洗浄緩衝剤、溶出緩衝剤等のサンプル調製のために必要な試薬とともに、クラミジア・トラコマチスを含有する０．５ｍＬの尿サンプルが、ピペットを用いてデバイス３７００の中に装填される（図３７Ａ）。いったんサンプルおよび試薬が装填されると、デバイスのキャップ３７０が、時間００：００：００（時間：分：秒）でユーザ３７２０によって閉鎖され、ロック位置まで回転させられる。次に、キャップは、溶解緩衝剤を放出し、反応を開始するように、次の位置（すなわち、溶解位置）まで回転させられる（図３７Ｂ）。サンプルは、溶解緩衝剤の存在により核酸を放出するように溶解される。キャップはさらに、洗浄緩衝剤を変位させるように時間００：０１：００で第３の位置（または洗浄位置）まで回転させられる。洗浄緩衝剤は、マトリクスを通過し、溶解サンプルから阻害剤を除去する。キャップは、時間００：０２：００で、溶出のための次の位置まで回転させられる（図３７Ｄ）。溶出緩衝剤が放出され、マトリクスから核酸を溶出する。このステップ後に、時間００：０２：３０で、サンプル調製が完了する（図３７Ｅ）。次いで、精製された核酸は、精製されたサンプルの増幅反応を行うように、デバイス内で培養することができる（図３７Ｆ）。増幅反応は、時間００：３５：００で完了し、（例えば、蛍光信号によって）結果が観察され、撮像されることができる。（図３７Ｇ）。本デバイスは、サンプル３７０２からの信号、ならびに陰性対照３７０３からの信号、および陽性対照３７０４からの信号を提供することができる。これらの信号は、サンプル中の標的被分析物（例えば、クラミジア・トラコマチス）の存在を示すことができる。デバイスの回転、培養、および撮像はまた、自動ベースステーションによって行われることもできる。
【０３４６】
異なる濃度のクラミジア・トラコマチス基本小体（ＥＢ）を伴う増幅されたサンプルが、図３８Ａおよび図３８Ｂに示されるように、デバイス３８００において特性評価され、陰性対照３８０１と比較された。対照サンプルのための蛍光の検出可能な信号がない一方で、２０ＥＢ／ｍＬ３８０２および５０ＥＢ／ｍＬ３８０３のクラミジア・トラコマチスを含有するサンプルに関して、信号は、４０回の反応サイクル後も、極めて識別可能である。
【０３４７】
いったん結果が得られると、即時に出力され、受信者に提供されることができる。電子デバイスを介して結果を提供する例示的方法が、図３６に示されている。サンプル３６０１、陰性対照３６０２、および陽性対照３６０３からの信号を伴うデバイス３６００が、モバイルデバイス（例えば、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標））３６１０を用いて撮像される。サンプル３６１２、陰性対照３６１３、および陽性対照３６１４の結果を伝える信号を伴うデバイス３６１１の画像が撮影され、受信者に送信されることができる。
（実施例１０）
統合デバイス
【０３４８】
本開示に提供されるデバイスは、異なるベンダおよび製造業者からの種々のサンプル調製方法と高度に互換性があり、それらを統合することができる。２つの例示的統合デバイスが、図３９Ａおよび３９Ｂに示されている。図３９Ａでは、デバイス３９００は、バッテリ式であり、デバイスを加熱および撮像することが可能である、ベースステーション３９１０の中に搭載される。このタイプのデバイスは、種々の分野および用途、例えば、診療地点（ＰＯＣ）または限定リソース設定において有用になり得る。図３９Ｂで描写されるような別の例示的統合デバイスは、ベースステーションの代わりに、使い捨て基層３９２０を有する。このバッテリを含まない使い捨て基層は、（例えば、ばね力によって）デバイスを操作し、（例えば、化学反応によって）加熱することが可能である。結果の撮像および検出は、携帯電話、無線デバイス、または他のモバイル電子デバイス等の別個のデバイスを使用して行われることができる。いったん反応がデバイス内で行われると、結果は、撮像され、例えば、携帯電話を介して受信者に出力されることができる。使い捨て層を具備した統合デバイスは、病原体検出（血液および尿）、汎発性応答（例えば、図４０Ｂ）、デジタルＰＣＲ（例えば、図４０Ｃ）、ウイルス負荷、遺伝子型決定、および抗生物質感受性（例えば、図４０Ｄ）等の用途で利用されることができる。
（実施例１１）
温度制御
【０３４９】
図４１は、統合電気温度制御モジュールを伴う回転サンプル調製デバイス４１００の実施例を示す（例えば、図４１Ａ）。温度制御モジュールは、熱伝導性ポリカーボネートから構築され、ウェルの外壁上に配置された箔加熱器および制御サーミスタを伴う、ウェル４１０１を備える（例えば、図４１Ｂ）。ウェルは、回転サンプル調製デバイスの試薬層上に直接取り付けられる。温度制御モジュールは、電子制御ユニット４１１０によって制御され、性能は、試験溶液によって囲繞されるウェルの中に直接配置される、温度プローブ（Ｔｈｏｒｌａｂｓ）４１０２を用いて測定される。データは、１秒間隔で、Ｔｈｏｒｌａｂｓ温度センサプローブＴＳＰ０１ソフトウェアを使用することによって記録される。
【０３５０】
第１に、本デバイスは、室温で４．５８ボルトの電圧におけるプラグイン電力供給部とともに、８００μＬの水を用いて評価された（所望の温度は６３±２℃である）。本デバイスは、３回試験され、試験周期中に０．３℃未満の標準偏差を伴って、溶液を１４０秒以内に所望の温度まで加熱することができた（例えば、図４２Ａ）。表１は、３回の試験実行からの結果を示す。
【表１】
2016532075.tif 000003
【０３５１】
第２に、本デバイスは、室温で電力供給部として４つの単３電池を使用して、８００μＬの水を用いて評価された（所望の温度は６３±２℃である）。本デバイスは、３回試験され、試験周期中に０．１℃未満の標準偏差を伴って、溶液を１５０秒以内に所望の温度まで加熱することができた（例えば、図４２Ｂ）。表２は、３回の試験実行からの結果を示す。
【表２】
2016532075.tif 000004
【０３５２】
第３に、本デバイスは、室温で４．５８ボルトの電圧におけるプラグイン電力供給部とともに、２００μＬのヒト血漿および（例えば、ＺｙｍｏウイルスＲＮＡキットからの）６００μＬの溶解緩衝剤を用いて評価された（所望の温度は６３±２℃である）。溶解サンプルの熱的性質は、水と異なり得る。本デバイスは、３回試験され、試験周期中に０．３℃未満の標準偏差を伴って、溶液を１８０秒以内に所望の温度まで加熱することができた（例えば、図４２Ｃ）。表３は、３回の試験実行からの結果を示す。
【表３】
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【０３５３】
第４に、本デバイスは、室温で電力供給部として４つの単３電池を使用して、２００μＬのヒト血漿および（例えば、ＺｙｍｏウイルスＲＮＡキットからの）６００μＬの溶解緩衝剤を用いて評価された（所望の温度は６３±２℃である）。本デバイスは、３回試験され、試験周期中に０．１２℃未満の標準偏差を伴って、溶液を１３０秒以内に所望の温度まで加熱することができた（例えば、図４２Ｄ）。表４は、３回の試験実行からの結果を示す。
【表４−１】
2016532075.tif 000006
【表４−２】
2016532075.tif 000007
【０３５４】
これは、統合電気温度制御モジュールを伴うデバイスが、プラグイン電力供給部（４．５８Ｖ）または単３電池のいずれかによって、水溶液またはサンプル（血漿および溶解緩衝剤）を室温から６３±２℃の所望の温度まで加熱できることを実証する。モジュールの性能は、高度に再現可能であり、温度の変動を培養周期にわたって緊密に制御されることができる。
定義
【０３５５】
本明細書で使用されるように、「約」は、記載された値の＋／−１０％を意味する。
【０３５６】
本明細書で使用されるように、「または」は、「および／または」を含む。
【０３５７】
「上方」とは、第１の構造が第２の構造より高い位置にある、相対位置を意味する。例えば、第１の基板と、第１の基板の上方の第２の基板と、第２の基板の上方の第３の基板とを含む、デバイスでは、「上方」という用語は、第１、第２、および第３の基板の相対位置関係を提供し、第３の基板が必ずデバイス内の上部または最上基板でなければならないことをいかようにも表すものではない。例えば、デバイスが反転させられた場合には、第３の基板がデバイス内の最下基板になるであろう。したがって、本明細書に説明される全ての相対位置（例えば、上方、下、間等）は、使用時、動作時、または製造時のデバイスの異なる配向を包含することを意図していることが理解される。
【０３５８】
「下」とは、第１の構造が第２の構造より低い位置にある、相対位置を意味する。例えば、第１の基板と、第１の基板の下の第２の基板と、第２の基板の下の第３の基板とを含む、デバイスでは、「下」という用語は、第１、第２、および第３の基板の相対位置関係を提供し、第１の基板が必ずデバイス内の上部または最上基板でなければならないことをいかようにも表すものではない。
【０３５９】
「間」とは、中間構造が第１および第２の構造を分離する、相対位置を意味する。例えば、第１および第２の基板の間に配置された中間基板を含む、デバイスでは、「間」という用語は、第１、第２、および中間基板の相対位置関係を提供し、第１の基板が必ずデバイス内の上部または最上基板でなければならないことをいかようにも表すものではない。
【０３６０】
「チャンバ」とは、１つまたはそれを上回る物質、例えば、試薬、サンプル、不混和流体、および／または潤滑剤を含有することが可能な基板の容積部分を意味する。そのようなチャンバは、任意の有用な断面または寸法を有する、ウェル、チャネル（例えば、マイクロチャネル）、孔、ダクト、ブリッジ、または空洞等の任意の有用な構造を有することができる。
【０３６１】
「接続する」とは、２つまたはそれを上回る構造の間の流体連通を可能にすることを意味する。そのような流体連通は、２つまたはそれを上回る類似構造の間（例えば、２つまたはそれを上回る基板の間、もしくは２つまたはそれを上回るチャンバの間）、もしくは２つまたはそれを上回る異なる構造の間（例えば、１つまたはそれを上回る基板の間、もしくは１つまたはそれを上回るチャンバの間）にあり得る。
【０３６２】
「接触する」とは、２つの構成要素または構造の間の物理的相互作用を意味する。本物理的相互作用は、直接的（すなわち、第１の構成要素が第２の構成要素と相互作用する）または間接的（すなわち、第１の構成要素が交互配置構成要素と相互作用し、これが順に、第２の構成要素と相互作用する）であり得る。
【０３６３】
「流体連通」または「流体的に接続される」とは、実質的に制約されていないチャンバ中で液体または気体を通過させることが可能である状態を意味する。流体連通は、膜を横断する拡散、能動輸送、または受動輸送を含む、任意の物理的プロセスによって起こり得る。流体連通は、基板を構成するバルク材料の中への物質（例えば、本明細書に説明されるような試薬、サンプル、または流体）の限定された拡散を含まない。
【０３６４】
「不混和性流体」とは、概して、第２の流体と比較して、温度、圧力、および組成のある範囲にわたって異なる相を形成する、第１の流体（例えば、気体または液体）を意味する。ある場合には、第２の流体は、水溶液、貯蔵、保存、処理、もしくは分析のためのサンプル、および／またはサンプルを貯蔵、保存、処理、もしくは分析するための試薬であり、第１の流体は、サンプルを貯蔵、保存、処理、または分析するために有用な温度、圧力、および組成のある範囲において第２の流体のうちの１つまたはそれを上回るものと不混和性である流体である。
【０３６５】
「マイクロ流体」構造とは、少なくとも１つの寸法が１，０００μｍまたはそれを下回る、少なくとも１つの特徴を有する特徴を意味する。例示的特徴は、基板（例えば、基板の厚さ、または基板内に埋め込まれた構成要素の長さ、幅、もしくは高さ）、チャンバ（例えば、ウェル、チャネル、孔、ダクト、ブリッジ、または空洞）、膜（例えば、膜の厚さ、または膜内に埋め込まれた構成要素（例えば、１つまたはそれを上回る細孔もしくは他の物理的構造）の長さ、幅、もしくは高さ）、または捕捉領域を含む。ある場合には、構造は、少なくとも１つの寸法（例えば、高さ、幅、奥行き、または厚さ）が１，０００μｍまたはそれを下回る、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、２０個より多い、またはそれを上回る特徴を含む。
【０３６６】
「プロセスチャンバ」とは、１つまたはそれを上回る流体および／または１つまたはそれを上回る試薬を組み合わせるため、１つまたはそれを上回る流体および／または１つまたはそれを上回る試薬を接触させるため、１つまたはそれを上回る流体および／または１つまたはそれを上回る試薬を反応させるため、１つまたはそれを上回る流体および／または１つまたはそれを上回る試薬を処理するため、および／または１つまたはそれを上回る流体および／または１つまたはそれを上回る試薬を分析するための本明細書に説明されるようなチャンバを意味する。いくつかの実施例では、プロセスチャンバは、１つまたはそれを上回る流体および／または１つまたはそれを上回る試薬と組み合わせられる、サンプルを含む。他の実施例では、プロセスチャンバは、１つまたはそれを上回る流体および／または１つまたはそれを上回る試薬と反応させられる（例えば、溶解反応等）サンプルを含む。さらに他の実施例では、プロセスチャンバは、（例えば、濾過および／または抽出を含む、本明細書に説明されるような捕捉領域および／または捕捉剤を使用して）処理されるサンプルを含む。特定の場合では、プロセスチャンバは、サンプルおよび／またはサンプルをプロセスチャンバに進入させる相対運動を含む。デバイスは、任意の数の有用なプロセスチャンバ（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５、２０個、またはそれを上回るプロセスチャンバ）を含むことができる。
【０３６７】
本発明の好ましい実施形態が本明細書で示され、説明されているが、そのような実施形態は、一例のみとして提供されることが当業者に明白となるであろう。多数の変形例、変更、および代用が、本発明から逸脱することなく、当業者に想起されるであろう。本明細書に説明される本発明の実施形態の種々の代替案が、本発明を実践する際に採用され得ることを理解されたい。以下の請求項が本発明の範囲を定義し、それによって、これらの請求項およびそれらの均等物の範囲内の方法および構造が網羅されることが意図される。
【図１】
2016532075.tif 000008
【図３ａ）】
2016532075.tif 000009
【図３ｂ）】
2016532075.tif 000010
【図４ａ）】
2016532075.tif 000011
【図４ｂ）】
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【図４ｃ）】
2016532075.tif 000013
【図４ｄ）】
2016532075.tif 000014
【図５Ｂ】
2016532075.tif 000015
【図７Ａ】
2016532075.tif 000016
【図７Ｂ】
2016532075.tif 000017
【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
2016532075.tif 000019
【図７Ｅ】
2016532075.tif 000020
【図７Ｆ】
2016532075.tif 000021
【図７Ｇ】
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【図７Ｈ】
2016532075.tif 000023
【図８Ａ】
2016532075.tif 000024
【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図１１】
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【図１４ａ）】
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【図１４ｂ）】
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【図１４ｃ）】
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【図１６ａ）】
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【図１６ｂ）】
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【図１７ａ）】
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【図１７ｂ）】
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【図１８】
2016532075.tif 000038
【図１９】
2016532075.tif 000039
【図２０】
2016532075.tif 000040
【図２１Ａ】
2016532075.tif 000041
【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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【図２１Ｅ】
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【図２１Ｆ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
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【図２２Ｅ】
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【図２２Ｆ】
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【図２３】
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【図２４−１】
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【図２４−２】
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【図２５ａ）】
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【図２５ｂ）】
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【図２５ｃ）】
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【図２６−１】
2016532075.tif 000059
【図２６−２】
2016532075.tif 000060
【図２７ａ）】
2016532075.tif 000061
【図２７ｂ）】
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【図２７ｃ）】
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【図２８ａ）】
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【図２８ｂ）】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
2016532075.tif 000069
【図３１ａ）】
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【図３１ｂ）】
2016532075.tif 000071
【図３１ｃ）】
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【図３３−１】
2016532075.tif 000073
【図３３−２】
2016532075.tif 000074
【図３３−３】
2016532075.tif 000075
【図３３−４】
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【図３３−５】
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【図３４Ａ】
2016532075.tif 000078
【図３４Ｂ】
2016532075.tif 000079
【図３４Ｄ】
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【図３９ａ）】
2016532075.tif 000081
【図３９ｂ）】
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【図４０ａ）】
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【図４０ｂ）】
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【図４０ｃ）】
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【図４０ｄ）】
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【図４１ａ）】
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【図４１ｂ）】
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【図２】
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【図５Ａ】
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【図６】
2016532075.tif 000091
【図９】
2016532075.tif 000092
【図１０】
2016532075.tif 000093
【図１２Ａ】
2016532075.tif 000094
【図１２Ｂ】
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【図１３】
2016532075.tif 000096
【図１５】
2016532075.tif 000097
【図３２−１】
2016532075.tif 000098
【図３２−２】
2016532075.tif 000099
【図３４Ｃ】
2016532075.tif 000100
【図３５】
2016532075.tif 000101
【図３６】
2016532075.tif 000102
【図３７】
2016532075.tif 000103
【図３８】
2016532075.tif 000104
【図４２Ａ】
2016532075.tif 000105
【図４２Ｂ】
2016532075.tif 000106
【図４２Ｃ】
2016532075.tif 000107
【図４２Ｄ】
2016532075.tif 000108
【国際調査報告】
2016532075.tif 000109
2016532075.tif 000110
2016532075.tif 000111