(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有し、試料支持器が該開口部を覆うように該試料支持器を支持するように構成された試料ステージと、
第１の軸に沿って移動するように構成された第１のステージと、
前記第１の軸に直交する第２の軸に沿って、前記開口部に対して交互に接近移動及び離遠移動するように構成されるとともに、前記第１のステージに結合され、前記第１の軸に沿って前記第１のステージとともに移動可能である、第２のステージと、
前記第２のステージ上に配置され、前記第１の軸及び前記第２の軸に直交する第３の軸に沿って直線状に位置決めされた複数のヒータ素子と、
前記第２のステージ上に配置され、前記第３の軸に沿って直線状に位置決めされた複数の磁石と、
を備え、
前記磁石は、各磁石が前記第１の軸に沿って前記ヒータ素子のそれぞれから隔置されるように前記ヒータ素子に隣接して位置決めされ、
前記第１のステージは、前記ヒータ素子及び前記磁石を前記第１の軸に沿って複数の列位置に順次移動させるように構成され、各列位置において、少なくとも前記ヒータ素子又は前記磁石は、前記試料支持器が前記試料ステージに取り付けられているとき、前記試料支持器の試料容器の列と位置合わせされ、該列は、前記第３の軸に沿って配列されており、
前記第２のステージは、各列位置において、前記試料支持器が前記試料ステージに取り付けられているときに前記ヒータ素子及び前記磁石が前記試料支持器に近接する上側位置と、前記ヒータ素子及び前記磁石が前記試料支持器から遠隔にある下側位置との間で前記ヒータ素子及び前記磁石を移動させるように構成されている、試料処理装置。
【請求項２】
前記ヒータ素子は、ヒータ間ピッチによって互いに隔置され、
前記磁石は、前記ヒータ間ピッチに等しい磁石間ピッチによって互いに隔置され、
各磁石は、前記ヒータ間ピッチに等しい磁石ヒータ間ピッチによって前記第１の軸に沿って前記ヒータ素子のそれぞれから隔置され、
各列位置において、前記第１のステージは、前記試料支持器が前記試料ステージに取り付けられているとき、少なくとも前記ヒータ素子又は前記磁石を前記試料支持器のそれぞれの試料容器と位置合わせするように構成されている、請求項１に記載の試料処理装置。
【請求項３】
前記複数の列位置は、前記試料支持器が前記試料ステージに取り付けられているとき、前記ヒータ素子が前記試料支持器の第１列の試料容器と位置合わせされる少なくとも１つの列位置を含み、前記磁石は、前記第１列に隣接する第２列の試料容器と同時に位置合わせされる、請求項１に記載の試料処理装置。
【請求項４】
前記試料ステージは、前記試料支持器が前記試料ステージに取り付けられているとき、前記試料支持器をシェークするように構成されている、請求項１に記載の試料処理装置。
【請求項５】
前記試料ステージは、前記開口部を部分的に画定する端部領域及び側部領域を備え、前記端部領域に結合された駆動結合部と、前記側部領域に結合されたガイド結合部とを更に備え、前記駆動結合部は、前記ガイド結合部の動きを誘発し、前記試料ステージをシェークするように構成されている、請求項４に記載の試料処理装置。
【請求項６】
前記試料ステージは、前記試料支持器をオービタル運動でシェークするように構成されている、請求項４に記載の試料処理装置。
【請求項７】
前記上側位置において、前記ヒータ素子及び前記磁石は、前記開口部内にあるか、又は、前記開口部を通って延在する、請求項１に記載の試料処理装置。
【請求項８】
複数の列及び複数の行のアレイとして配列された複数の試料容器を備える試料支持器を準備することであって、前記複数の列は、少なくとも第１列と該第１列に隣接する第２列とを含み、前記第１列は、該第１列の１つ以上のそれぞれの試料容器に１つ以上の試料を含み、前記第２列は、該第２列の１つ以上のそれぞれの試料容器に１つ以上の試料を含むことと、
前記試料支持器が試料ステージの開口部を覆うように該試料ステージに前記試料支持器を取り付けることであって、前記開口部は、該開口部を通して前記試料容器を露出することを可能にする面積を有することと、
複数の磁石を移動させて、前記第１列の前記試料容器の底部と近接させることと、
前記磁石によって生成された磁場を前記第１列の前記試料容器に印加して、前記第１列の前記１つ以上の試料を前記磁場のうちの１つ以上に曝露することと、
前記試料支持器が前記試料ステージに取り付けられた状態を維持しつつ、前記複数の磁石を移動させて、前記第２列の前記試料容器の底部と近接させることと、
複数のヒータ素子を移動させて、前記第１列の前記試料容器の前記底部と近接させることと、
前記ヒータ素子から放出される熱エネルギーを前記第１列の前記試料容器に印加して、前記第１列の前記１つ以上の試料を前記熱エネルギーに曝露することと、
を含む、試料を処理する方法であって、
前記列は、第１の軸に沿って互いに隣接し、
前記ヒータ素子及び前記磁石は、第１の軸に沿って移動するように構成された第１のステージと、前記第１の軸に直交する第２の軸に沿って移動するように構成された第２のステージとを備えるステージングシステムに取り付けられ、前記第２のステージは、該第２のステージが前記第１の軸に沿って前記第１のステージとともに移動可能であるように前記第１のステージに結合され、前記ヒータ素子及び前記磁石は、前記第２のステージ上に位置決めされ、
前記複数の磁石を移動させて前記第１列の前記試料容器の前記底部と近接させることは、前記第２のステージを前記第２の軸に沿って前記試料支持器に向けて移動させることを含み、
前記複数の磁石を移動させて前記第２列の前記試料容器の前記底部と近接させることと、前記複数のヒータ素子を移動させて前記第１列の前記試料容器の前記底部と近接させることとは、
前記第２のステージを前記第２の軸に沿って前記試料支持器から離遠移動させることと、
前記第１のステージを前記第１の軸に沿って第１列位置から第２列位置に移動させることと、
前記第２列位置にいる間に、前記第２のステージを前記第２の軸に沿って前記試料支持器に向けて移動させることと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、加熱、シェーク、及び磁石ベースの分離によって液体内にある生物試料又は化学試料等の試料を処理することに関する。特に、本発明は、加熱、オービタルシェーク、及び磁性体ビーズ分離を統合する装置に関する。
【０００２】
［関連出願］
本出願は、２０１７年８月３日に出願された「SAMPLE PROCESSING APPARATUS WITH INTEGRATED HEATER, SHAKER AND MAGNET」という発明の名称の米国特許出願第１５／６６８，０３９号の利益を主張する。この米国特許出願の内容は、その全体が、引用することによって本明細書の一部をなすものとする。
【背景技術】
【０００３】
試料を処理及び分析する多くの方法は、試料から目標化合物の抽出等を行うために、試料を加熱するステップ、試料をシェークするステップ、及び試料に磁場を印加するステップを伴う。従来、加熱、シェーク、及び磁場印加の３つのステップは、例えば、シェーカ、磁性体分離デバイス、及びヒータを利用する３つの独立した別々のステーションにおいて行われる。
【０００４】
１つの例は、血液試料からＤＮＡのハイブリダイゼーション及び精製を実施する方法の部類である。液体バッファ（liquid buffer：緩衝液）で運ばれるＤＮＡからなる試料は、試料容器内に提供される。磁性体ビーズが容器に加えられる。これらの磁性体ビーズは、ＤＮＡ分子がビーズに結合することを可能にするために必要に応じて官能化させることができる。次に、容器は、オービタルシェーカ等のシェーカに取り付けられる。シェーカは、磁性体ビーズと試料との均質な混合物を得るために試料を撹拌し、磁性体ビーズに結合されるＤＮＡの収率を高める。シェーク後、試料は、シェーカから取り除かれ、磁性体分離デバイスに移送される。試料は管内に投与され、この管は、磁性体分離デバイスの管ホルダに取り付けられる。磁性体分離デバイスは、管の側部の近くに位置決めされた永久磁石を備える。これらの永久磁石は、磁性体ビーズを管の側部に引き寄せ、それによって、磁性体ビーズを管内の１つの領域に凝集する。次に、バッファが管から取り除かれ、洗浄ステップとしてエタノールと置き換えられる。次に、試料がシェーカに戻され、シェーカは再度作動され、管内にエタノール及び磁性体ビーズが分散される。次に、試料は、磁性体分離デバイスに戻され、磁性体ビーズが再度凝集される。上記シェーク及び磁性体ビーズ分離のステップは、１回以上繰り返される場合がある。次に、試料は、磁性体分離デバイスから取り除かれ、ヒータブロックに移送される。ヒータブロックによる加熱によって、エタノールを蒸発させ、磁性体ビーズを空気乾燥させることが可能になる。次に、適した溶媒洗浄ステップによって、磁性体ビーズからＤＮＡを溶離することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
加熱、シェーク、及び磁場印加の従来のプロセスは不利である。加熱、シェーク、及び磁石ベースの分離に必要とされる３つのステーションが別々に存在すると、作業台に過度の空間が消費される。３つの別々のステーションを使用すると、ステーション間で試料を手動で操作及び移送する必要があり、これは、多くの時間を要し、試料の汚染の可能性を生み出す。したがって、これらの問題に対処する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の必要性に完全に若しくは部分的に対処するために、及び／又は当業者には見て取ることができる他の必要性に対処するために、本開示は、例として後述の実施態様に記載されるような方法、プロセス、システム、装置、機器及び／又はデバイスを提供する。
【０００７】
１つの実施形態によれば、試料処理装置は、開口部を有し、試料支持器が該開口部を覆うように該試料支持器を支持するように構成された試料ステージと、第１の軸に沿って移動するように構成された第１のステージと、前記第１の軸に直交する第２の軸に沿って、前記開口部に対して交互に接近移動及び離遠移動するように構成されるとともに、前記第１のステージに結合され、前記第１の軸に沿って前記第１のステージとともに移動可能である、第２のステージと、前記第２のステージ上に配置され、前記第１の軸及び前記第２の軸に直交する第３の軸に沿って直線状に位置決めされた複数のヒータ素子（heater elements：加熱要素）と、前記第２のステージ上に配置され、前記第３の軸に沿って直線状に位置決めされた複数の磁石とを備え、前記磁石は、各磁石が前記第１の軸に沿って前記ヒータ素子のそれぞれから隔置されるように前記ヒータ素子に隣接して位置決めされ、前記第１のステージは、前記ヒータ素子及び前記磁石を前記第１の軸に沿って複数の列位置に順次移動させるように構成され、各列位置において、少なくとも前記ヒータ素子又は前記磁石は、前記試料支持器が前記試料ステージに取り付けられているとき、前記試料支持器の試料容器の列と位置合わせされ、該列は、前記第３の軸に沿って配列されており、前記第２のステージは、各列位置において、前記試料支持器が前記試料ステージに取り付けられているときに前記ヒータ素子及び前記磁石が前記試料支持器に近接する上側位置と、前記ヒータ素子及び前記磁石が前記試料支持器から遠隔にある下側位置との間で前記ヒータ素子及び前記磁石を移動させるように構成されている。
【０００８】
一実施形態では、前記試料処理装置は、前記第１のステージ及び前記第２のステージの移動を制御するように構成されたコントローラを備える。
【０００９】
別の実施形態によれば、試料を処理する方法は、複数の列及び複数の行のアレイとして配列された複数の試料容器を備える試料支持器を準備することであって、前記複数の列は、少なくとも第１列と該第１列に隣接する第２列とを含み、前記第１列は、該第１列の１つ以上のそれぞれの試料容器に１つ以上の試料を含み、前記第２列は、該第２列の１つ以上のそれぞれの試料容器に１つ以上の試料を含むことと、前記試料支持器が試料ステージの開口部を覆うように該試料ステージに前記試料支持器を取り付けることであって、前記開口部は、該開口部を通して前記試料容器を露出することを可能にする面積を有することと、複数の磁石を移動させて、前記第１列の前記試料容器の底部と近接させることと、前記磁石によって生成された磁場を前記第１列の前記試料容器に印加して、前記第１列の前記１つ以上の試料を前記磁場のうちの１つ以上に曝露することと、前記試料支持器が前記試料ステージに取り付けられた状態を維持しつつ、前記複数の磁石を移動させて、前記第２列の前記試料容器の底部と近接させることと、複数のヒータ素子を移動させて、前記第１列の前記試料容器の前記底部と近接させることと、前記ヒータ素子から放出される熱エネルギーを前記第１列の前記試料容器に印加して、前記第１列の前記１つ以上の試料を前記熱エネルギーに曝露することとを含む。
【００１０】
一実施形態では、前記試料容器は、容器間ピッチによって互いに隔置され、前記ヒータ素子は、前記容器間ピッチに等しいヒータ間ピッチによって互いに隔置され、前記磁石は、前記容器間ピッチに等しい磁石間ピッチによって互いに隔置され、各磁石は、前記容器間ピッチに等しい磁石ヒータ間ピッチによって前記ヒータ素子のそれぞれから隔置されている。
【００１１】
本発明の他のデバイス、装置、システム、方法、特徴、及び利点は、添付図面及び以下の詳細な記載を検討することで、当業者には明らかである又は明らかになるであろう。全てのそのような更なるシステム、方法、特徴、及び利点は、本明細書内に含まれ、本発明の範囲内にあり、添付の特許請求の範囲によって保護されることが意図される。
【００１２】
本発明は、添付図面を参照することによってよりよく理解することができる。図中の構成要素は、必ずしも縮尺どおりでなく、本発明の原理を例示するにあたり、代わって強調されている。図において、同様の参照符号は、異なる図にわたって対応する部分を示している。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態による試料処理装置の一例の斜視図である。
【図２】図１に示す斜視図の反対側からの試料処理装置の別の斜視図である。
【図３】一実施形態による、図１に示す試料処理装置とともに利用することができる試料支持器の一例の斜視図である。
【図４】図１に示す試料処理装置の上面図である。
【図５】主としてシェーカ及びフレームを示すために様々な構成要素が除去された、図１に示す試料処理装置の側面図である。
【図６】一実施形態による偏心駆動結合部の一例の平面図である。
【図７】一実施形態による偏心ガイド結合部の一例の平面図である。
【図８】一実施形態による上側第１列位置におけるヒータ及び磁石アセンブリを示す、図１に示す試料処理装置の上側部分の側面図である。
【図９】一実施形態による下側第１列位置におけるヒータ及び磁石アセンブリを示す、図１に示す試料処理装置の上側部分の側面図である。
【図１０】一実施形態による下側第２列位置におけるヒータ及び磁石アセンブリを示す、図１に示す試料処理装置の上側部分の側面図である。
【図１１】一実施形態による上側第２列位置におけるヒータ及び磁石アセンブリを示す、図１に示す試料処理装置の上側部分の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書において用いられるような用語「流体」は、導管を通る流動性のある任意の物質を指す一般的な意味で用いられる。したがって、用語「流体」は、別段の指定がない限り又は文脈上別段の指示がない限り、一般に液体又は気体のいずれかを指すことができる。
【００１５】
本明細書において用いられるような用語「液体」は、一般に流動性物質を指す。液体は、例えば、（生）化学化合物、ビーズ、又は他の粒子等の材料も含む混合物の一部とすることができる。そのような場合には、液体を、その材料を含むもの又は含有するものとして特徴付けることもできるし、材料を、液体内にあるものとして特徴付けることもできるし、液体内に又は液体によって保持されるものとして特徴付けることもできる。材料は、任意のメカニズムによって液体内に「保持」することができる。例として、液体及び材料の混合物は、溶液、懸濁液、コロイド、又はエマルジョンの場合がある。固体粒子及び／又は気泡が液体内に存在する場合がある。
【００１６】
本明細書において用いられるような用語「（生）化学化合物」は、化学化合物及び生物化合物を包含する。化学化合物は、例えば、小分子の場合もあるし、高分子量分子（例えば、ポリマ）の場合もある。生物化合物は、例えば、バイオポリマの場合がある。
【００１７】
用語「核酸」及び「ポリヌクレオチド」は、本明細書においては、任意の長さのポリマ、例えば、デオキシリボヌクレオチド又はリボヌクレオチドといったヌクレオチドからなる塩基が、例えば、約２塩基よりも長いもの、約１０塩基よりも長いもの、約１００塩基よりも長いもの、約５００塩基よりも長いもの、１０００塩基よりも長いもの、又は約１００００以上の塩基までのものを示すものとして区別なく用いられ、酵素処理又は合成（例えば、米国特許第５，９４８，９０２号及びこの特許において引用されている文献に記載されているようなＰＮＡ）によって生成することができ、また、２つの天然に存在する核酸の方法と類似の配列固有の方法で天然に存在する核酸とハイブリダイズすることができ、例えば、ワトソン−クリック（Watson-Crick）塩基ペアリング相互作用に関与することができる。用語「核酸」及び「ポリヌクレオチド」は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）及びリボ核酸（ＲＮＡ）に加えて、ペプチド核酸（ＰＮＡ）、ロックド核酸（ＬＮＡ）、及び非構造化核酸（ＵＮＡ）も包含することができる。
【００１８】
図１は、一実施形態による試料処理装置１００の一例の斜視図である。図２は、図１に示す斜視図の反対側からの試料処理装置１００の別の斜視図である。説明の便宜上、図１及び図２（及び他の図面）は、デカルト座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）基準系を含み、その原点は、図示した装置１００に対して任意に配置されている。通常、Ｘ軸及びＹ軸は水平面に存在し、Ｚ軸が垂直方向に向くようになっている。これらの軸は、別称として方向と呼ばれる。説明の便宜上、Ｘ軸、Ｚ軸、及びＹ軸は、別称として、それぞれ第１の軸又は第１の方向、第２の軸又は第２の方向、及び第３の軸又は第３の方向と呼ばれる。
【００１９】
装置１００は、以下で更に説明するように、試料の加熱、シェーク（撹拌）、及び磁性体ビーズ分離（磁性体ビーズを用いた分析物の分離）を行うように構成されている。これらの機能を実施するために、装置１００は、一般に、ヒータ１０４、磁石アセンブリ１０８、及びシェーカ１１２を備える。装置１００は、一般に、ヒータ１０４、磁石アセンブリ１０８、シェーカ１１２、及び装置１００の他の様々な構成要素を支持するフレーム１１６も備える。フレーム１１６は、下側プレート又は基部１２０、上側プレート１２４、及び基部１２０と上側プレート１２４との間に（通常は垂直に）延在する１つ以上の側壁（又はビーム）１２８等の１つ以上の構造物を備えることができる。
【００２０】
装置１００は、加熱、シェーク、及び磁性体ビーズ分離の動作を統合するスタンドアローン装置とすることができる。装置１００は、ハウジング（図示せず）内に密閉することができる。ハウジング（設けられる場合）は、装置１００によって処理されている試料を含む装置１００を周囲環境から隔離するように構成することができる。ハウジングは、実質的に埃のない環境を提供するように構成することができる。ハウジングは、例えば、温度、圧力、湿度等に関する環境制御を提供するように構成することができる。装置１００は、関連システムの一部（例えば、関連システムの内部にあるもの、関連システムに接続されたもの、又は関連システムに近接したもの）とすることができる。このため、基部１２０は、ベンチ若しくはテーブル等の適した表面上、又は、それ自体がベンチ若しくはテーブル等の適した表面上に配置されたハウジング若しくは関連システムの表面上に配置することができる。関連システム（設けられる場合）は、試料の準備、処理、及び／又は分析に関する機能を実行するように構成された任意の装置又はシステムとすることができる。例として、関連システムは、実験器具のハンドリング（例えば、ロボットによる把持及び移送）、液体のハンドリング（例えば、ピペッタ並びに関連したポンプ、弁、及び管類等を用いた試料、溶液、溶媒、試薬、染料等の標識等の吸引、移送、及び投与）、試料の準備（例えば、試薬、バッファ、希釈液等の液体の追加）、試料の検出又は測定（例えば、蛍光発光、ルミネセンス、吸光、顕微鏡検査等に基づく光学ベースの検出／測定又は撮像）、バーコード又は試料若しくは試料容器を一意に識別する他のインディシアの光学読み取り等を行うように構成することができる。
【００２１】
装置１００は、１つ以上の試料を処理するように構成することができるとともに、複数の試料を同時に処理するように構成することができる。試料（及び／又は試料が存在する液体）のうちの１つ以上は互いに異なるものとすることもできるし、全ての試料が同じものとすることもできる。１つ以上の試料は、１つ以上のそれぞれの試料容器において支持することができる。シェーカ１１２は、当該シェーカ１１２によって生成されるシェーク動作を容器（複数の場合もある）に効果的に伝達するとともに、シェーク中にシェーカ１１２に対する容器（複数の場合もある）の固定が維持される方法で、１つ以上の試料容器を受容するように構成されている。したがって、シェーカ１１２は、取り付けられた容器（複数の場合もある）がシェーク動作に従って動作するように構成されている。幾つかの実施形態では、シェーカ１１２は、取り付けられた容器（複数の場合もある）がシェーカ１１２のシェーク（動作）構成要素とともに動作するが、シェーク構成要素に対しては動作しないように更に構成されている。
【００２２】
図３は、一実施形態による、装置１００とともに利用することができる試料支持器３００の一例の斜視図である。この実施形態では、試料支持器３００は、個々の試料をそれぞれ受容することができる複数の個々の試料容器３３６（チャンバ、ウェル等）を画定又は支持するように構成された支持構造物３３２を備える。図示した実施形態では、試料支持器３００は、２次元アレイのウェル（試料容器３３６）を備えるマルチウェルマイクロタイタプレート、又はマイクロプレートである。通常の実施形態では、２次元アレイは、ウェルの２：３方形マトリックスである。本実施形態では、試料支持器３００は、８行１２列のウェルを備え、全部で９６個のウェルを備える。図示した例では、各列における試料容器３３６は、Ｙ軸（第３の軸又は第３の方向）に沿って直線状に位置決めされるとともに互いに隔置され、これらの列は、Ｘ軸（第１の軸又は第１の方向）に沿って互いに隣接し、各行における試料容器３３６は、Ｘ軸に沿って直線状に位置決めされるとともに互いに隔置され、これらの行は、Ｙ軸に沿って互いに隣接している。ウェルのアレイの構成は、本開示の出願時において最新の米国規格協会／ラボラトリオートメーションスクリーニング協会（ＡＮＳＩ／ＳＬＡＳ）のマルチウェルプレート規格等の標準フォーマットに従ったものとすることができる。ウェル（又は他のタイプの試料容器３３６）のピッチ、例えば、２つの隣接するウェルの中心間の距離は、本明細書ではウェル間ピッチＰと呼ばれるが、アレイ全体にわたって均一とすることができる。例えば、ウェル間ピッチＰは、ANSI/SLAS 4−2004 (R2012):Microplates - Well Positionsによって指定されているようにすることができる。したがって、１つの非限定的な例では、ウェル間ピッチＰは、９６ウェルフォーマットの場合には９．０ｍｍであり、ANSI/SLAS 4−2004によって指定された位置公差を考慮すると約９．０ｍｍである。
【００２３】
他の実施形態では、列の数は、１２列よりも多くすることもできるし、少なくすることもでき、行の数は、８行よりも多くすることもできるし、少なくすることもできる。ＸＹ平面におけるウェル（又は他のタイプの試料容器３３６）の断面は、円形（図示のとおり）又は多角形とすることができる。ウェルの深さ（Ｚ軸）に沿ったウェルの側方断面は、まっすぐなもの又は先細なものとすることができ、断面が感知できるほどに削減される（段階的に減少される）１つ以上の遷移部を有することができる。試料支持器３００の全て又は一部（例えば、試料容器３３６の底部）は、光学読み取りを可能にするために光学的に透明なものとすることができる。他の実施形態では、試料容器３３６は、支持構造物３３２から取り外し可能とすることができる。例えば、支持構造物３３２は、ラック等とすることができ、試料容器３３６は、このラックによって支持されるバイアル等とすることができる。
【００２４】
図１、図２、及び図４〜図７は、シェーカ１１２の構成要素を示している。図４は、装置１００の上面図である。図５は、主としてシェーカ１１２及びフレーム１１６を示すために様々な構成要素が除去された装置１００の側面図である。シェーカ１１２は、試料支持器（例えば、図３に示す試料支持器３００）が取り付けられる試料（又はシェーカ）ステージ（又はプラットフォーム）１４０を備える。試料ステージ１４０は、シェーク動作を行うように可動式である。試料ステージ１４０は、任意の適した構成の取り付け特徴部１４４を備えることができる。この取り付け特徴部は、試料支持器３００の相補取り付け特徴部（図示せず）又は試料支持器３００と係合する相補取り付け特徴部（図示せず）に結合し、それによって、試料支持器３００を試料ステージ１４０に固定して取り付けることを可能にする。図５に最もよく示されているように、シェーカ１１２は、モータ５４８（例えば、ブラシレスＤＣモータ等のＤＣモータ）を更に備え、このモータ５４８は、当該モータ５４８によって回転される出力シャフト５５２を有する。モータ５４８は、回転出力シャフト５５２と、この出力シャフト５５２と試料ステージ１４０との間に結合された、適した伝動リンク機構とを介して、試料ステージ１４０の動きを駆動する（それによって、試料支持器３００と、試料支持器３００によって受容された試料（複数の場合もある）とをシェークする）。
【００２５】
本実施形態では、シェーカ１１２は、オービタルシェーカとして構成される。すなわち、シェーカ１１２は、オービタル運動を試料ステージ１４０に与え、その結果、試料ステージ１４０に取り付けられた試料支持器３００に与えるように構成されている。この実施形態では、シェーカ１１２は、試料ステージ１４０に取り付けられた偏心駆動結合部１５６及び１つ以上の偏心ガイド結合部１６０を備える。図示した実施形態は、４つの偏心ガイド結合部１６０を備えるが、設けられる結合部は、５つ以上とすることもできるし、３つ以下とすることもできる。偏心駆動結合部１５６及び偏心ガイド結合部１６０の位置は、試料支持器３００に与えられるシェーク力を分散させるために、試料ステージ１４０の占有面積全体にわたって分散させることができる。シャフトカプラ５６４は、モータ５４８と偏心駆動結合部１５６とを（出力シャフト５５２を介して）相互結合する。したがって、モータ５４８は、偏心駆動結合部１５６のオービタル運動を能動的に駆動し、これに応じて、偏心ガイド結合部１６０は、能動的に駆動されたオービタル運動に受動的に追従する。
【００２６】
図６は、偏心駆動結合部１５６の平面図である。偏心駆動結合部１５６は、駆動シャフト６６８と同心のベアリング６７６を通じて駆動偏心６７２に取り付けられた駆動シャフト６６８を備える。駆動シャフト６６８は、その中心軸と同軸に回転する。一方、駆動シャフト６６８の回転に応答して、偏心成形された駆動偏心器６７２は、駆動シャフト６６８の中心軸の回りを旋回し、それによって、当業者によって理解されるように、オービタルシェーク運動を試料ステージ１４０に与える。駆動シャフト６６８の中心軸に対する軌道の径方向の範囲は、オフセット６８０によって規定され、このオフセットは、例えば、１ミリメートル又は数ミリメートルとすることができる。
【００２７】
図７は、偏心ガイド結合部１６０のうちの１つの平面図である。偏心ガイド結合部１６０は、偏心駆動結合部１５６と同様に構造化され、動作する。したがって、偏心ガイド結合部１６０は、ガイドシャフト７６８と同心のベアリング７７６を通じてガイド偏心器７７２に取り付けられたガイドシャフト７６８を備える。ガイドシャフト７６８は、その中心軸と同軸に回転する一方、ガイド偏心器７７２は、偏心駆動結合部１５６のオフセット６８０と同じ値を有するオフセット７８０を有してガイドシャフト７６８の中心軸の回りを旋回する。ガイドシャフト７６８は、能動的に駆動されず、逆に、モータ５４８によって直接駆動される駆動シャフト６６８の回転と、その結果としてもたらされる試料ステージ１４０及びガイド偏心器７７２のオービタル運動とに応答して回転する。
【００２８】
図４を参照すると、ヒータ１０４は、１つ以上のヒータ素子１８４を備えることができる。これらのヒータ素子は、試料ステージ１４０の下方に位置決めされ、したがって、試料支持器３００（図３）が試料ステージ１４０に取り付けられているときは試料支持器３００の下方に位置決めされている。マルチ容器試料支持器３００を利用する本実施形態では、ヒータ１０４は、線形アレイのヒータ素子１８４を備える。試料支持器３００の列と同様に、ヒータ素子１８４も、Ｙ軸（第３の軸又は第３の方向）に沿って直線状に位置決めされるとともに互いに隔置されている。ヒータ素子１８４の数は、試料支持器３００の各列に設けられた試料容器３３６の数（本実施形態では８個）と同じである。ヒータ素子１８４は、試料容器３３６のウェル間ピッチＰ（図３）と同じピッチであるヒータ間ピッチを有する。したがって、ヒータ素子１８４が、試料容器３３６の任意の所与の列の下方に位置決めされると、各ヒータ素子１８４を試料容器３３６のうちの対応する１つに関連付けることができる。その上、ヒータ素子１８４の中心を、ＸＹ平面において試料容器３３６のそれぞれの中心と位置合わせすることができる。ヒータ素子１８４は、円柱形とすることもできるし、円柱形部分を有することもできる。一実施形態では、ヒータ１０４は抵抗加熱デバイスであり、この場合、ヒータ素子１８４は、金属組成（金属又は金属合金）等の良好な熱伝導率を有する材料から構成することができ、電気抵抗材料のストリップと熱的（通常は物理的）に接触したものとすることができる。この場合、電気抵抗材料に電流を通電することによってヒータ素子１８４を加熱することができ、それによって、電気抵抗材料から放出された熱エネルギーは、熱伝導によってヒータ素子１８４に伝達される。その結果、熱エネルギーがヒータ素子１８４から放出され、対流によって試料容器３３６に伝達される。
【００２９】
また、本実施形態では、ヒータ素子１８４は、列単位で指定することができるように移動可能である。すなわち、ヒータ素子１８４は、試料支持器３００の試料容器３３６の各列と順次位置合わせすることができるように移動可能である。これを行うために、ヒータ素子１８４は、ＸＹ平面において少なくとも１つの水平方向（第１の方向）において（本実施形態では、Ｘ軸に沿って）移動可能（並進可能）である。特に、この第１の方向は、列が互いに隣接する方向であり、それによって、ヒータ素子１８４は、各列に連続して対処することが可能になる。また、ヒータ素子１８４を試料容器３３６に対して接離移動（上昇及び下降）させ、それによって、熱エネルギーを試料容器３３６に選択的に印加することを可能にするために、ヒータ素子１８４を垂直方向（第２の方向）に（Ｚ軸に沿って）移動可能（並進可能）とすることもできる。
【００３０】
図２に最もよく示されているように、装置１００は、ステージングアセンブリ１３４を備える。ステージングアセンブリ１３４は、ヒータ素子１８４の移動を行う第１のステージ１８８及び第２のステージ１９２を備える。第１のステージ１８８は、第１の軸（Ｘ軸）に沿って移動するように構成され、第２のステージ１９２は、第２の軸（Ｚ軸）に沿って移動するように構成されている。第１のステージ１８８は、図示する歯付きベルトプーリ装置等の適した伝動リンク機構２０６を介して第１のステージ１８８に結合された第１のステージモータ１９６（例えば、双方向ステッパモータ）によって駆動される。第１のステージ１８８の移動は、１つ以上の第１の直線ガイド１１０によってガイドすることができる。第２のステージ１９２は、ラックピニオン装置、スクリュードライブ等の適した伝動リンク機構２１８を介して第２のステージ１９２に結合された第２のステージモータ２１４（例えば、双方向ステッパモータ）によって駆動される。第２のステージ１９２の移動は、１つ以上の第２の直線ガイド１２２によってガイドすることができる。本実施形態では、第２の直線ガイド１２２は、第１のステージ１８８に取り付けられ、第２のステージ１９２は、第１のステージ１８８と試料ステージ１４０との間に位置決めされている。加えて、ヒータ素子１８４は、第２のステージ１９２に取り付けられている。この構成によって、第２のステージ１９２（したがって、ヒータ素子１８４）は、第１のステージ１８８を基準にして相対的に試料ステージ１４０（したがって、試料ステージ１４０上に取り付けられた試料支持器３００）に対して接離移動する。その上、第１のステージ１８８は、第２のステージ１９２（したがって、ヒータ素子１８４）を第１の方向（Ｘ方向）に移動させ、試料支持器３００の列に順次対処する。
【００３１】
図４を参照すると、磁石アセンブリ１０８は、１つ以上の磁石１２６を備えることができる。これらの磁石は、試料ステージ１４０の下方に位置決めされ、したがって、試料支持器３００（図３）が試料ステージ１４０に取り付けられているときは試料支持器３００の下方に位置決めされている。マルチ容器試料支持器３００を利用する本実施形態では、磁石アセンブリ１０８は、線形アレイの磁石１２６を備える。試料支持器３００及びヒータ素子１８４の列と同様に、磁石１２６は、Ｙ軸（第３の軸又は第３の方向）に沿って直線状に位置決めされるとともに互いに隔置されている。磁石１２６の数は、試料支持器３００の各列に設けられた試料容器３３６の数（本実施形態では８個）と同じである。磁石１２６は、試料容器３３６のウェル間ピッチＰ（図３）と同じピッチである磁石間ピッチを有する。したがって、磁石１２６が、試料容器３３６の任意の所与の列の下方に位置決めされると、各磁石１２６を試料容器３３６のうちの対応する１つに関連付けることができる。その上、磁石１２６の中心を、ＸＹ平面において試料容器３３６のそれぞれの中心と位置合わせすることができる。磁石１２６は、円柱形（又はリング形状）とすることができる。磁石１２６は、永久磁石（例えば、ネオジム）とすることもできるし、電磁石とすることもできる。
【００３２】
本実施形態におけるヒータ素子１８４と同様に、磁石１２６は、試料支持器３００の試料容器３３６の各列と順次位置合わせすることができ、それによって、各列に連続して対処することができるように、少なくとも第１の方向（Ｘ方向）に移動可能である。また、磁石１２６を試料容器３３６に対して接離移動させ、それによって、それぞれの磁石１２６によって生成された局在化した磁場を試料容器３３６に選択的に印加することを可能にするために、磁石１２６を第２の方向（Ｚ方向）にも移動可能とすることができる。磁石１２６は、このように、Ｘステージ及びＺステージによって移動させることができる。本実施形態では、磁石１２６は、ヒータ素子１８４と同じステージングアセンブリ１３４に取り付けられ、したがって、ステージングアセンブリ１３４は、ヒータ／磁石ステージングアセンブリ１３４とも呼ばれる場合がある。磁石１２６は、第２のステージ１９２に取り付けられ、したがって、ヒータ素子１８４及び磁石１２６の双方を移動させるのに、同じ第１のステージ１８８及び第２のステージ１９２が利用される。この構成によって、必要とされるモータ付きステージの数が削減され、線形アレイの磁石１２６を線形アレイのヒータ素子１８４に隣接して位置決めすることが可能になる。ヒータ素子１８４及び磁石１２６は、各ヒータ素子１８４と、第１の方向（Ｘ方向）に沿ってそのヒータ素子１８４に隣接した対応する磁石１２６との間のピッチである磁石ヒータ間ピッチを有する。図４から明らかなように、磁石ヒータ間ピッチは、試料容器３３６のウェル間ピッチＰ（図３）と同じとすることができる。したがって、磁石１２６を１つの列のそれぞれの試料容器３３６と位置合わせして、それらの試料容器に磁場を印加することができるとともに、ヒータ素子１８４を隣接する列のそれぞれの試料容器３３６と位置合わせして、それらの試料容器に熱エネルギーを印加することができる。
【００３３】
図４に最もよく示されているように、試料ステージ１４０は、一般に、対向する２つの端部領域４３８と、これらの端部領域に隣接した対向する２つの側部領域４４２と、端部領域４３８の内側エッジ及び側部領域４４２の内側エッジによって画定された、試料ステージ１４０の厚さを貫通する開口部１３０とを有する。開口部１３０は、試料支持器３００が試料ステージ１４０上に取り付けられたときに、その試料容器３３６のアレイ全体の面積にわたる十分な大きさを有する。したがって、開口部１３０は、試料支持器３００の底部側において全ての試料容器３３６を露出し、ヒータ素子１８４及び磁石１２６が全ての試料容器３３６にアクセスすることを可能にする。すなわち、ヒータ素子１８４及び磁石１２６を第２の方向（Ｚ方向）に沿って移動させて試料容器３３６の底部に近接させ、熱エネルギー及び磁場を印加することを可能にする。その上、偏心駆動結合部１５６は、端部領域４３８のうちの１つに位置決めされ、偏心ガイド結合部１６０は、側部領域４４２に位置決めされ、これによって、ヒータ素子１８４及び磁石１２６による試料容器３３６の底部へのアクセスが容易になる。
【００３４】
一実施形態では、装置１００は、第２のステージ１９２のホーム位置、したがって、ヒータ素子１８４及び磁石１２６のホーム位置を決定するように構成されたホーム位置決めデバイス（図示せず）を更に備えることができる。このホーム位置は、ヒータ素子１８４又は磁石１２６が試料容器３３６の所与の列と位置合わせされる（又はＺ軸に対して同軸となる）ように決定された位置とすることができる。位置合わせ不良が見つかった場合、第１のステージ１８８を調整して、位置合わせ不良を訂正することができる。これを行うために、ホーム位置決めデバイスは、当業者によって理解されるように、ステージングアセンブリ１３４の動作を制御する装置１００のシステムコントローラと通信する（システムコントローラにフィードバック信号を提供する）ことができる。非限定的な例として、ホーム位置決めデバイスは、当業者によって理解されるように、フォトインタラプタ、光学エンコーダ、リレースイッチ、又は他の適切なセンサとすることができる。
【００３５】
図８〜図１１は、ヒータ１０４及び磁石アセンブリ１０８の動作（特に移動）を示している。具体的には、図８〜図１１は、ステージングアセンブリ１３４によって実施されるヒータ１０４及び磁石アセンブリ１０８の移動シーケンスを示す、装置１００の上側部分の側面図である。図８〜図１０は、試料ステージ１４０上に取り付けられた試料支持器３００を更に示している。試料支持器３００は、試料容器３３６が見えるように断面で示されている。試料容器３３６の最初の３つの列には、それぞれＣ１、Ｃ２、及びＣ３のラベルが付けられ、最後の列にはＣ１２のラベルが付けられている。この例では、第１列Ｃ１は、図８〜図１１の観点から最も左の列となるように任意に選択されたものである。したがって、第１の方向（Ｘ方向）（又は列間方向）におけるヒータ１０４及び磁石アセンブリ１０８の移動の進行は、図８〜図１１の観点からは左から右となる。
【００３６】
図８は、列に対する初期位置又は第１列位置におけるヒータ１０４及び磁石アセンブリ１０８を示している。磁石アセンブリ１０８は、列間（column-to-column）方向とも呼ばれる場合がある第１の方向（Ｘ方向）においてヒータ１０４に先行している。したがって、第１列位置では、磁石１２６は、（第２の方向（Ｚ方向）において垂直に）第１列Ｃ１と位置合わせされる一方、ヒータ素子１８４は、試料容器３３６のアレイの占有面積の外部（試料支持器３００の左端部の下）に位置し、したがって、列のいずれとも位置合わせされていない。第１列位置では、ヒータ素子１８４が熱エネルギーを能動的に放出しないように、ヒータ１０４はＯＦＦ（又は非アクティブ）とすることができる。第１列位置及び全ての後続の列の位置において、ヒータ１０４及び磁石アセンブリ１０８は、第２の方向（Ｚ方向）に関して上方（又は上昇）位置と下方（又は下降）位置との間で移動可能とすることができる。
【００３７】
図８は、磁石１２６が第１列Ｃ１の試料容器３３６に近接している上側第１列位置を示している。この上側第１列位置では、第１列Ｃ１の試料容器３３６に含まれる試料は、磁石１２６によって生成されたそれぞれの磁場又は少なくとも磁場の強い領域に浸漬される。言い換えれば、上側第１列位置では、磁石１２６は、試料容器３３６に印加される磁場が、それらの使用目的（例えば、試料容器３３６の底部に磁性体ビーズを引っ張る等）に効果的である、試料容器３３６の底部から近距離に隔置される。比較として、図９は、ヒータ素子１８４及び磁石１２６が試料容器３３６からより遠隔に隔置された下側第１列位置を示している。下側第１列位置では、試料容器３３６は、もはや磁場に浸漬されないか、又は、少なくとも磁場の強い領域には浸漬されない。言い換えれば、下側第１列位置では、磁石１２６は、試料容器３３６に印加される磁場がそれらの使用目的に効果的でない、試料容器３３６の底部から遠隔の距離に隔置される。下側列位置のいずれにおいても、ヒータ１０４は、ＯＦＦとすることもできるし、少なくとも、試料容器３３６内に堆積する熱エネルギー量が僅かとなるように試料容器３３６から十分離れた距離とすることもできる。同様に、上側列の位置のいずれにおいても、ヒータ１０４は、ヒータ素子１８４の上方の試料容器３３６の列を加熱するのに利用されていない場合にはＯＦＦとすることができる。
【００３８】
ヒータ１０４及び磁石アセンブリ１０８は、実施されている試料処理のタイプに応じて、任意の所望の期間の間、図８に示す上側第１列位置に保持することができる。次に、ヒータ１０４及び磁石アセンブリ１０８を以下の方法で第２列位置に指定することができる。まず、ヒータ１０４及び磁石アセンブリ１０８は、図８に下向き矢印によって示すように、図８に示す上側第１列位置から図９に示す下側第１列位置に下降される。ヒータ１０４及び磁石アセンブリ１０８は、上述したように、第２のステージ１９２を下方に並進させることによって下降される。下側第１列位置では、磁石１２６は、第１列Ｃ１と引き続き位置合わせされ、ヒータ素子１８４は、試料容器３３６のアレイの占有面積の外部に引き続き位置するが、ヒータ素子１８４及び磁石１２６は、この時、試料容器３３６から遠隔に位置決めされている。
【００３９】
次に、ヒータ１０４及び磁石アセンブリ１０８が、引き続き下側第１列位置にいるとき、ヒータ１０４及び磁石アセンブリ１０８は、図８に右向き矢印によって示すように、下側第１列位置から図１０に示す下側第２列位置に１ステップ前方に並進される。下側第２列位置では、磁石１２６は、第２列Ｃ２と位置合わせされ（ただし、第２列Ｃ２から隔置されている）、ヒータ素子１８４は、第１列Ｃ１と位置合わせされる（ただし、第１列Ｃ１から隔置されている）。ヒータ１０４及び磁石アセンブリ１０８は、上述したように第１のステージ１８８を前方に並進させることによって１ステップ前方に並進される。
【００４０】
次に、ヒータ１０４及び磁石アセンブリ１０８が、引き続き下側第２列位置にいるとき、ヒータ１０４及び磁石アセンブリ１０８は、下側第２列位置から図１１に示す上側第２列位置に上昇される（図８における上向き矢印参照）。ヒータ１０４及び磁石アセンブリ１０８は、上述したように第２のステージ１９２を上方に並進させることによって上昇される。上側第２列位置では、ヒータ１０４がＯＮである場合、第１列Ｃ１の試料容器３３６に含まれる試料は、ヒータ素子１８４から放出された熱エネルギーに曝露される。また、上側第２列位置では、第２列Ｃ２の試料容器３３６に含まれる試料は、磁石１２６によって生成されたそれぞれの磁場又は少なくとも磁場の強い領域に浸漬される。この構成によって、磁場及び熱エネルギーを、第１列Ｃ１及びその後は試料容器３３６のアレイの連続する各列に（正：applied to）順次印加することができる。
【００４１】
ヒータ１０４及び磁石アセンブリ１０８は、実施されている試料処理のタイプに応じて、任意の所望の期間の間、図１１に示す上側第２列位置に保持することができる。次に、ヒータ１０４及び磁石アセンブリ１０８を次の列位置（第３列位置）に指定することができる。この列位置では、磁石１２６は第３列Ｃ３と位置合わせされ、ヒータ素子１８４は第２列Ｃ２と位置合わせされる。図８〜図１１に示すとともに図８における矢印によって更に示す移動シーケンスは、試料支持器３００の試料容器３３６の全ての列が処理されるまで、すなわち、磁場及び熱エネルギーを受けるまで繰り返すことができる。幾つかの実施形態では、最後の列位置は、ヒータ素子１８４が最後の列Ｃ１２（本例では第１２列）と位置合わせされていることと、磁石１２６が試料容器３３６のアレイの占有面積の外部（試料支持器３００の右端部の下）に位置し、列のいずれとも位置合わせされていないこととに対応することができる。
【００４２】
したがって、装置１００は、磁場を複数の試料（同じ列の試料容器３３６における試料等）に同時に印加し、その後、熱エネルギーを同じ組の試料に同時に印加することを可能にする。加えて、実行されている方法によって指示された任意の時点にシェーカ１１２を動作させることができる。必要な場合には、ヒータ１０４及び磁石アセンブリ１０８を下側位置に下降させ、シェーカ１１２が動作するためのクリアランスを設けることができる。このように、装置１００によって、加熱、シェーク、及び磁場印加の組み合わせを利用して多種多様な試料処理プロトコルを実施することが可能になる。装置１００は、単一ステーション、すなわち、装置１００において、加熱、シェーク、及び磁場印加の３つの全ての動作を統合する。したがって、加熱、シェーク、及び磁場印加にそれぞれ専用化された従来の別々のステーションは必要とされない。この統合された構成によって、加熱、シェーク、及び磁場印加を行うのに必要とされるハードウェアの全体的な占有面積が削減される。統合された構成によって、ステーション間での試料の移送の必要もなくなり、それによって、処理スループットが向上する（処理時間が削減される）とともに、試料の汚染のリスクが低減される。
【００４３】
一般に、磁石アセンブリ１０８は、試料への磁場の印加を伴う任意のプロトコルに利用することができる。１つの非限定的な例として、磁石アセンブリ１０８は、磁性体ビーズ分離に利用することができる。磁性体ビーズ分離では、磁性体ビーズが試料に加えられ、磁性体ビーズが試料の液相全体にわたって分散された懸濁液が形成される。ビーズのサイズは、ナノメートル程度（例えば、約１０００ｎｍ、すなわち約１マイクロメートル（μｍ）まで）、又はマイクロメートル程度（例えば、約１μｍ〜約１０００μｍ）とすることができる。ビーズは、当業者によって理解されるように、シリカ又は他の適した材料から構成することができる。ビーズは、酸化鉄又は他の適した磁性体材料で被覆されることによって磁化される（磁場に応答する）。磁性体材料は、永久磁性体材料とすることもできるし、磁場によって永久的又は一時的に磁化される材料とすることもできる。本開示では便宜上、用語「磁性体」は、そのような全ての材料を包含する。ビーズは、試料から分離及び隔離したい試料の分析物（すなわち、対象となる目標化合物）に特に結合する組成物を有するプローブ又はリガンドを用いて官能化することもできる。分析物は、核酸等の生物化合物とすることができ、これらの核酸は、ハイブリダイズされた核酸とすることができる。或いは、分析物は化学化合物とすることができる。磁性体ビーズが、試料支持器３００の試料容器３３６のうちの１つにあるような試料に加えられた後、試料内の分析物は、磁性体ビーズ（又は実施形態に応じて磁性体ビーズのプローブ若しくはリガンド）に結合する（磁性体ビーズによって捕捉される）。次に、磁石アセンブリ１０８が、磁石１２６のうちの１つが対応する試料容器３３６の底部に近接する上側位置に移動され、それによって、本明細書において説明したように、磁石１２６によって生成された磁場に試料が浸漬される。これに応答して、分析物を保持した磁性体ビーズが磁石１２６に引き寄せられ、したがって、試料容器３３６の底部に引動され、それによって、捕捉された分析物は試料容器３３６の底部に凝集される。その後、試料の液相を吸引（例えば、ピペット操作）及び／又は蒸発によって除去することができる。次に、適した溶媒内で磁性体粒子を洗浄して、磁性体粒子から分析物を解放することができる。次に、分析物を含有する溶媒を試料容器３３６から吸引することができる。次に、実施されている特定のプロトコルによって必要に応じて、分析物を更に処理又は分析することができる。
【００４４】
一般に、ヒータ１０４は、温度調節若しくは温度プログラミング又は試料の揮発性液相の蒸発等の試料の加熱を伴う任意のプロトコルに利用することができる。１つの非限定的な例として、プロトコル（例えば、磁石ベースの分離に関連するもの）は、アルコール（例えば、エタノール、イソプロパノール等）等の揮発性溶媒を試料容器３３６に加えることを伴うことができる。ヒータ１０４は、磁性体ビーズが試料容器３３６の底部に引動された後等に、試料容器３３６内の溶媒を蒸発させるのに利用することができる。
【００４５】
一般に、シェーカ１１２は、試料のシェーク又は撹拌を伴う任意のプロトコルに利用することができる。例として、１つ以上の試料容器３３６内の試料（複数の場合もある）のシェークは、試料の２つ以上の成分間の混合、均質化、化学反応の増強又は他の相互作用、試料内の磁性体ビーズの分散又は再懸濁等を行うために実施することができる。
【００４６】
次に、一例として、試料を処理する方法を説明する。本方法は、本明細書において説明したようなヒータ１０４、磁石アセンブリ１０８、及びシェーカ１１２を備える装置１００を用いて実行することができる。試料支持器が提供される。この試料支持器は、複数の列及び複数の行のアレイとして配列された複数の試料容器を備える。複数の列は、第１列と、この第１列に隣接する第２列とを少なくとも含む。第１列は、当該第１列の１つ以上のそれぞれの試料容器内に１つ以上の試料を含み、第２列は、当該第２列の１つ以上のそれぞれの試料容器内に１つ以上の試料を含む。試料支持器は、試料ステージの開口部を覆うように試料ステージに取り付けられる。この開口部は、当該開口部を通して試料容器を露出させることを可能にする面積（サイズ）を有する。複数の磁石が移動され、第１列の試料容器の底部と近接される。磁石によって生成された磁場が第１列の試料容器に印加され、第１列の１つ以上の試料がこれらの磁場のうちの１つ以上に曝露される。試料支持器が試料ステージに取り付けられた状態を維持しつつ、複数の磁石は移動されて、第２列の試料容器の底部と近接される。複数のヒータ素子が移動され、第１列の試料容器の底部と近接される。これらのヒータ素子から放出される熱エネルギーが第１列の試料容器に印加され、第１列の１つ以上の試料が熱エネルギーに曝露される。
【００４７】
複数の列は、１つ以上の追加の列を含む。磁場及び熱エネルギーが、第１列、第２列、及び追加の列のうちの少なくとも１つの追加の列の試料容器に連続的に印加されるまで、ヒータ素子及び磁石を列単位で順次移動させることができ、磁場を印加するステップ及び熱エネルギーを印加するステップを１回以上繰り返すことができる。
【００４８】
本方法は、本明細書において説明した装置１００を用いて試料をシェークすることも含むことができる。例えば、試料への磁場の印加及び熱エネルギーの印加の１つ以上の反復の間で試料をシェークすることができる。
【００４９】
次に、別の例として、ＤＮＡ等の核酸を含有する試料を処理する方法を説明する。本方法は、本明細書において説明したようなヒータ１０４、磁石アセンブリ１０８、及びシェーカ１１２を備える装置１００を用いて実行することができる。ステップは、以下のとおりである。
【００５０】
１）ＤＮＡを保持する液体バッファが、マイクロプレートのウェル等の、試料支持器によって提供される試料容器のアレイの１つ以上の列内に分配される。
【００５１】
２）磁性体ビーズが試料容器に加えられ、均質な混合を得て、ＤＮＡと磁性体ビーズとの結合を可能にするために、シェーカが始動される。
【００５２】
３）シェーカがオフにされ、磁石が、ＤＮＡを含む試料容器の１つの列に移動され、それによって、磁性体ビーズは、磁場によって試料容器の底部に引動される。
【００５３】
４）磁性体ビーズの全てが容器の底部に沈殿した後、バッファが試料容器から吸引され、廃棄される。
【００５４】
５）次に、洗浄ステップとして、エタノールが試料容器に加えられる。
【００５５】
６）シェーカが再始動され、試料容器内でエタノール及び磁性体ビーズを分散させる。
【００５６】
７）シェーカがオフにされ、磁性体ビーズが磁石によって引動される。ステップ６のシェークの準備において、磁石を試料容器から遠ざけて、シェーク動作用のクリアランスを設けておくことができ、この場合、シェーカがステップ７においてオフにされた後に、磁石は試料容器に再び移動される。
【００５７】
８）磁性体ビーズの全てが容器の底部に沈殿した後、エタノールが試料容器から吸引される。
【００５８】
９）ステップ５〜８が、１つ以上のサイクル、例えば２つのサイクルの間繰り返される。
【００５９】
１０）次に、ヒータ素子が列に移動され、エタノールを蒸発させるように起動され、磁性体ビーズの空気乾燥が可能になる。
【００６０】
１１）適した溶媒が試料容器内に投与され、その結果、ＤＮＡは磁性体ビーズから溶離する。
【００６１】
１２）次に、磁石（必要な場合には、適切に再位置決めされる）が利用され、磁性体ビーズを容器の底部に沈殿させる。
【００６２】
１３）ＤＮＡをこの時点で保持している溶媒が試料容器から吸引され、装置１００とは別の器具等によってＤＮＡを更に処理又は解析することが可能にされる。
【００６３】
上記ステップは、試料容器アレイの１つ以上の他の列について繰り返すことができる。
【００６４】
図１及び図２を参照すると、装置１００は、システムコントローラ（例えば、コンピュータ又はコンピューティングデバイス）１４６も備えることができる。システムコントローラ１４６は、例えば、ヒータ１０４、磁石アセンブリ１０８、シェーカ１１２、第１のステージ１８８（例えば、第１のステージ１８８に結合されたモータ、又はこのモータと通信するモータコントローラ）、第２のステージ１９２（例えば、第２のステージ１９２に結合されたモータ、又はこのモータと通信するモータコントローラ）、ホーム位置決めデバイス等の動作等の装置１００の様々な機能面を制御、監視及び／又はタイミング調節するように構成された１つ以上のモジュール（又はユニット若しくは構成要素）を概略的に表すことができる。１つ以上のモジュールは、例えば、コンピュータワークステーション若しくはデスクトップコンピュータ、又は、ラップトップコンピュータ、ポータブルコンピュータ、タブレットコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、スマートフォン等のモバイルコンピューティングデバイスとすることもできるし、これらに組み込むこともできる。システムコントローラ１４６は、試料支持器３００のマップ、装置１００のデータ及び制御パラメータを入力するフィールド等の、ユーザがインタラクトすることができるオブジェクト又はデータの画面表示を提供するユーザインタフェースを提供及び制御するように構成することもできる。システムコントローラ１４６は、本明細書に開示された方法のうちの任意のものの全て又は一部を実行する命令を含む非一時的（有形）コンピュータ可読（機械可読）媒体を搭載又は装填することができる１つ以上の読み取りデバイスを備えることができる。そのような全ての目的のために、システムコントローラ１４６は、有線通信リンク又は無線通信リンクを介して装置１００の様々な構成要素と信号通信することができる。また、これらの目的のために、システムコントローラ１４６は、１つ以上のタイプのハードウェア、ファームウェア、他のタイプの電子機器、及び／又はソフトウェア、並びに、１つ以上のメモリ、データベース、ユーザ入力デバイス、及びユーザ出力デバイスを備えることができる。ユーザ入力デバイスの例としては、キーボード、キーパッド、タッチ画面、マウス、ジョイスティック、トラックボール、ライトペン、他のポインティングデバイス、マイクロフォン等があるが、これらに限定されるものではない。ユーザ出力デバイスの例としては、ディスプレイ画面、プリンタ、ランプ又は発光ダイオード（ＬＥＤ）等の視覚インジケータ、ラウドスピーカ等の可聴インジケータ等があるが、これらに限定されるものではない。
【００６５】
本明細書において説明されたプロセス、サブプロセス及びプロセスステップの１つ以上は、１つ以上の電子デバイス又はデジタル制御デバイス上で、ハードウェア、ファームウェア、他のタイプの電子機器、ソフトウェア又は上記のものの２つ以上の組み合わせによって実行される場合があることは理解されよう。ソフトウェアは、例えば、図１に概略的に示されるシステムコントローラ１４６等の適切な電子処理構成要素又はシステム内のソフトウェアメモリ（図示せず）内に存在することができる。ソフトウェアメモリは、論理機能（すなわち、デジタル回路又はソースコード等のデジタル形式で実施することができる「ロジック」、又はアナログ電気信号、音響信号若しくはビデオ信号等のアナログ信号源等のアナログ形式で実施することができる「ロジック」）を実施するための非一時的実行可能命令の順序付きリストを含むことができる。命令は、例えば、１つ以上のマイクロプロセッサ、汎用プロセッサ、プロセッサの組み合わせ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等を含む、処理モジュール内で実行することができる。さらに、概略図は、機能のアーキテクチャ又は物理的レイアウトによって制限されない物理的（ハードウェア及び／又はソフトウェア）実施態様を有する論理的機能分割を説明する。本明細書において説明されたシステムの例は、様々な構成において実現することができ、単一のハードウェア／ソフトウェアユニット、又は別々のハードウェア／ソフトウェアユニット内のハードウェア／ソフトウェア構成要素として動作することができる。
【００６６】
実行可能命令は、電子システムの処理モジュール（例えば、図１のシステムコントローラ１４６）によって実行されるときに、電子システムに命令を実行するように指示する、命令を記憶しているコンピュータプログラム製品として実現することができる。コンピュータプログラム製品は、電子コンピュータベースシステム、プロセッサを含むシステム、又は命令実行システム、装置若しくはデバイスから命令を選択的にフェッチし、命令を実行することができる他のシステム等の、命令実行システム、装置若しくはデバイスによって、又はそれらに関連して使用するための任意の非一時的コンピュータ可読記憶媒体において選択的に具現化することができる。本開示の文脈において、コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置若しくはデバイスによって、又はそれらに関連して使用するためのプログラムを記憶することができる任意の非一時的手段である。非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、選択的に、例えば、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線又は半導体システム、装置若しくはデバイスとすることができる。非一時的コンピュータ可読媒体のより具体的な例の網羅的でないリストは、１つ以上の導線を有する電気的接続（電子）、ポータブルコンピュータディスケット（磁気）、ランダムアクセスメモリ（電子）、リードオンリメモリ（電子）、例えば、フラッシュメモリ等の消去可能プログラム可能リードオンリメモリ（電子）、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のコンパクトディスクメモリ（光学）、及びデジタルバーサタイルディスクメモリ、すなわち、ＤＶＤ（光学）を含む。例えば、紙又は他の媒体の光学走査を介してプログラムを電子的に取り込むことができ、その後、必要に応じて、コンパイルするか、解釈するか、又は別の方法で適切に処理し、その後、コンピュータメモリ又はマシンメモリ内に記憶することができるので、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、プログラムが印刷された紙又は別の適切な媒体であってもよいことに留意されたい。
【００６７】
また、本明細書において使用されるときに、「信号通信する」又は「電気通信する」という用語は、２つ以上のシステム、デバイス、構成要素、モジュール又はサブモジュールが、何らかのタイプの信号経路にわたって進行する信号によって互いに通信できることを意味することは理解されよう。信号は、第１のシステム、デバイス、構成要素、モジュール又はサブモジュールと第２のシステム、デバイス、構成要素、モジュール又はサブモジュールとの間の信号経路に沿って、第１のシステム、デバイス、構成要素、モジュール又はサブモジュールから第２のシステム、デバイス、構成要素、モジュール又はサブモジュールに情報、電力又はエネルギーを伝達することができる通信信号、電力信号、データ信号又はエネルギー信号とすることができる。信号経路は、物理的接続、電気的接続、磁気的接続、電磁的接続、電気化学的接続、光学的接続、有線接続又はワイヤレス接続を含むことができる。また、信号経路は、第１のシステム、デバイス、構成要素、モジュール又はサブモジュールと第２のシステム、デバイス、構成要素、モジュール又はサブモジュールとの間に、更なるシステム、デバイス、構成要素、モジュール又はサブモジュールを含むこともできる。
【００６８】
より一般的には、「通信（連通）する（communicate）」及び「通信（連通）している（in communication with）」（例えば、第１の構成要素が第２の構成要素と「通信（連通）する」又は「通信（連通）している」）等の用語は、２つ以上の構成要素又は要素間の構造的、機能的、機械的、電気的、信号、光学的、磁気的、電磁的、イオン又は流体的な関係性を示すために本明細書において使用される。その場合に、１つの構成要素が第２の構成要素と通信（連通）すると言われることは、更なる構成要素が、第１の構成要素と第２の構成要素との間に存在する場合があり、及び／又は第１の構成要素及び第２の構成要素と動作可能に関連付けられるか、又は関与する場合があるという可能性を除外することを意図するものではない。
【００６９】
本発明の種々の態様又は詳細は、本発明の範囲から逸脱することなく変更することができることが理解されよう。さらに、上述の記載は、単に例示目的のものであり、限定する目的はない。本発明は、特許請求の範囲によって規定される。
出願当初の特許請求の範囲に記載された各請求項の記載は、以下の通りであった。
請求項１：
開口部を有し、試料支持器が該開口部を覆うように該試料支持器を支持するように構成された試料ステージと、
第１の軸に沿って移動するように構成された第１のステージと、
前記第１の軸に直交する第２の軸に沿って、前記開口部に対して交互に接近移動及び離遠移動するように構成されるとともに、前記第１のステージに結合され、前記第１の軸に沿って前記第１のステージとともに移動可能である、第２のステージと、
前記第２のステージ上に配置され、前記第１の軸及び前記第２の軸に直交する第３の軸に沿って直線状に位置決めされた複数のヒータ素子と、
前記第２のステージ上に配置され、前記第３の軸に沿って直線状に位置決めされた複数の磁石と、
を備え、
前記磁石は、各磁石が前記第１の軸に沿って前記ヒータ素子のそれぞれから隔置されるように前記ヒータ素子に隣接して位置決めされ、
前記第１のステージは、前記ヒータ素子及び前記磁石を前記第１の軸に沿って複数の列位置に順次移動させるように構成され、各列位置において、少なくとも前記ヒータ素子又は前記磁石は、前記試料支持器が前記試料ステージに取り付けられているとき、前記試料支持器の試料容器の列と位置合わせされ、該列は、前記第３の軸に沿って配列されており、
前記第２のステージは、各列位置において、前記試料支持器が前記試料ステージに取り付けられているときに前記ヒータ素子及び前記磁石が前記試料支持器に近接する上側位置と、前記ヒータ素子及び前記磁石が前記試料支持器から遠隔にある下側位置との間で前記ヒータ素子及び前記磁石を移動させるように構成されている、試料処理装置。
請求項２：
前記ヒータ素子は、ヒータ間ピッチによって互いに隔置され、
前記磁石は、前記ヒータ間ピッチに等しい磁石間ピッチによって互いに隔置され、
各磁石は、前記ヒータ間ピッチに等しい磁石ヒータ間ピッチによって前記第１の軸に沿って前記ヒータ素子のそれぞれから隔置され、
各列位置において、前記第１のステージは、前記試料支持器が前記試料ステージに取り付けられているとき、少なくとも前記ヒータ素子又は前記磁石を前記試料支持器のそれぞれの試料容器と位置合わせするように構成されている、請求項１に記載の試料処理装置。
請求項３：
前記複数の列位置は、前記試料支持器が前記試料ステージに取り付けられているとき、前記ヒータ素子が前記試料支持器の第１列の試料容器と位置合わせされる少なくとも１つの列位置を含み、前記磁石は、前記第１列に隣接する第２列の試料容器と同時に位置合わせされる、請求項１に記載の試料処理装置。
請求項４：
前記試料ステージは、前記試料支持器が前記試料ステージに取り付けられているとき、前記試料支持器をシェークするように構成されている、請求項１に記載の試料処理装置。
請求項５：
前記試料ステージは、前記開口部を部分的に画定する端部領域及び側部領域を備え、前記端部領域に結合された駆動結合部と、前記側部領域に結合されたガイド結合部とを更に備え、前記駆動結合部は、前記ガイド結合部の動きを誘発し、前記試料ステージをシェークするように構成されている、請求項４に記載の試料処理装置。
請求項６：
前記試料ステージは、前記試料支持器をオービタル運動でシェークするように構成されている、請求項４に記載の試料処理装置。
請求項７：
前記上側位置において、前記ヒータ素子及び前記磁石は、前記開口部内にあるか、又は、前記開口部を通って延在する、請求項１に記載の試料処理装置。
請求項８：
複数の列及び複数の行のアレイとして配列された複数の試料容器を備える試料支持器を準備することであって、前記複数の列は、少なくとも第１列と該第１列に隣接する第２列とを含み、前記第１列は、該第１列の１つ以上のそれぞれの試料容器に１つ以上の試料を含み、前記第２列は、該第２列の１つ以上のそれぞれの試料容器に１つ以上の試料を含むことと、
前記試料支持器が試料ステージの開口部を覆うように該試料ステージに前記試料支持器を取り付けることであって、前記開口部は、該開口部を通して前記試料容器を露出することを可能にする面積を有することと、
複数の磁石を移動させて、前記第１列の前記試料容器の底部と近接させることと、
前記磁石によって生成された磁場を前記第１列の前記試料容器に印加して、前記第１列の前記１つ以上の試料を前記磁場のうちの１つ以上に曝露することと、
前記試料支持器が前記試料ステージに取り付けられた状態を維持しつつ、前記複数の磁石を移動させて、前記第２列の前記試料容器の底部と近接させることと、
複数のヒータ素子を移動させて、前記第１列の前記試料容器の前記底部と近接させることと、
前記ヒータ素子から放出される熱エネルギーを前記第１列の前記試料容器に印加して、前記第１列の前記１つ以上の試料を前記熱エネルギーに曝露することと、
を含む、試料を処理する方法。
請求項９：
前記磁場を前記第２列の前記試料容器に印加することを含む、請求項８に記載の方法。
請求項１０：
前記ヒータ素子を移動させて、前記第２列の前記試料容器の前記底部と近接させることと、前記第２列の前記試料容器に熱エネルギーを印加することとを含む、請求項９に記載の方法。
請求項１１：
前記複数の列は、１つ以上の追加の列を含み、前記方法は、前記磁場及び前記熱エネルギーが、前記第１列、前記第２列、及び前記追加の列のうちの少なくとも１つの追加の列の前記試料容器に連続的に印加されるまで、前記ヒータ素子及び前記磁石を前記追加の列のうちの１つ以上に順次移動させることと、前記磁場を印加するステップ及び前記熱エネルギーを印加するステップを１回以上繰り返すこととを更に含む、請求項８に記載の方法。
請求項１２：
前記試料のうちの少なくとも１つは、液体と、該液体に加えられた複数の磁性体ビーズとを含み、前記少なくとも１つの試料を含む前記試料容器に前記磁場を印加することは、前記磁性体ビーズを前記試料容器の底部に引動する、請求項８に記載の方法。
請求項１３：
前記少なくとも１つの試料は、前記磁性体ビーズが前記液体に加えられた後に前記磁性体ビーズに結合する複数の目標化合物を含み、前記少なくとも１つの試料を含む前記試料容器に前記磁場を印加することは、前記目標化合物を前記試料容器の前記底部に凝集させる、請求項１２に記載の方法。
請求項１４：
前記試料のうちの少なくとも１つは液体を含み、前記少なくとも１つの試料を含む前記試料容器に前記熱エネルギーを印加することは、前記液体を蒸発させる、請求項８に記載の方法。
請求項１５：
前記試料ステージをシェークして前記試料を撹拌することを含む、請求項８に記載の方法。
請求項１６：
前記第１列の前記試料容器に前記磁場を印加する前と、
前記第１列の前記試料容器に前記磁場を印加した後であって、前記第１列の前記試料容器に熱エネルギーを印加する前と、
前記２つのものの双方と、
からなる群から選択された期間中に前記試料ステージをシェークすることを含む、請求項１５に記載の方法。
請求項１７：
各列に設けられた前記試料容器の数は、前記磁石の数と、前記ヒータ素子の数と、前記２つの数の双方とからなる群から選択された数に等しい、請求項８に記載の方法。
請求項１８：
前記複数の磁石を移動させて前記第２列の前記試料容器の底部と近接させることと、前記複数のヒータ素子を移動させて前記第１列の前記試料容器の前記底部と近接させることとは、同時に実行される、請求項８に記載の方法。
請求項１９：
前記列は、第１の軸に沿って互いに隣接し、
前記ヒータ素子及び前記磁石は、ヒータ／磁石ステージに取り付けられ、
複数の磁石を移動させて前記第１列の前記試料容器の前記底部と近接させることと、前記複数の磁石を移動させて前記第２列の前記試料容器の前記底部と近接させることとは、前記ヒータ／磁石ステージを前記第１の軸に沿って第１列位置から第２列位置に移動させることによって実行される、請求項８に記載の方法。
請求項２０：
前記列は、第１の軸に沿って互いに隣接し、
前記ヒータ素子及び前記磁石は、第１の軸に沿って移動するように構成された第１のステージと、前記第１の軸に直交する第２の軸に沿って移動するように構成された第２のステージとを備えるステージングシステムに取り付けられ、前記第２のステージは、該第２のステージが前記第１の軸に沿って前記第１のステージとともに移動可能であるように前記第１のステージに結合され、前記ヒータ素子及び前記磁石は、前記第２のステージ上に位置決めされ、
前記複数の磁石を移動させて前記第１列の前記試料容器の前記底部と近接させることは、前記第２のステージを前記第２の軸に沿って前記試料支持器に向けて移動させることを含み、
前記複数の磁石を移動させて前記第２列の前記試料容器の前記底部と近接させることと、前記複数のヒータ素子を移動させて前記第１列の前記試料容器の前記底部と近接させることとは、
前記第２のステージを前記第２の軸に沿って前記試料支持器から離遠移動させることと、
前記第１のステージを前記第１の軸に沿って第１列位置から第２列位置に移動させることと、
前記第２列位置にいる間に、前記第２のステージを前記第２の軸に沿って前記試料支持器に向けて移動させることと、
を含む、請求項８に記載の方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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