(57)【要約】生体学的試験試料を調製するための器具及びプロセスに関する。本器具は、試料を捕捉するための、そして追加のチューブを必要とすることなく試料を取り扱うためのフィルター捕捉ユニットと、それと共に閉じられた超音波処理チューブに接続するための接続機構を有する使い捨て器具である。本器具及び／又は方法おいては、閉じられた超音波処理チューブ中で試料が超音波処理されることにより、エアロゾル汚染を防ぐ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下を含む、溶液前処理用使い捨て器具：
試料溶液をその中に貯蔵するための、一端で閉じられ、そして他端で密封できるチューブ；及び
以下を含むユニット：
チューブを受け取るための、そしてチューブの閉じられた端部の壁を貫通して、チューブ及び基本部材の間で液体を連通させるための貫通部材を有する基本部材；
チューブを受け取る場所の反対の基本部材の端部に供される吸収部材、ここで吸収部材は試料溶液中の物質を吸収するものである；及び
吸収部材を通して液体を基本部材と連通させるために、チューブが受け取られる場所から離れた端部で、基本部材に取り付けられる液体連通部材。
【請求項２】
チューブが、チューブ上を密封する空気制御機構を有し；そしてチューブが超音波処理のための超音波発生装置に受け取られるように構成される超音波処理チューブである、請求項１に記載の器具。
【請求項３】
液体連通部材が、吸収部材を通して、基本部材及びチューブ内に液体を吸い込むための、又は基本部材及びチューブから液体を排出するための先細のチューブである、請求項１に記載の器具。
【請求項４】
空気制御機構が、チューブを密封するためのキャップを有するプランジャーであり、該プランジャーが、基本部材の貫通部材がチューブの壁を貫通した後、基本部材及びチューブ内に液体を、調節自在に吸い込む、又はそれらから液体を排出する、請求項２に記載の器具。
【請求項５】
チューブが、チューブ内にプランジャー用スペースを設けるよう位置されたスペーサーを有する、請求項４に記載の器具。
【請求項６】
貫通部材が、中空部を有する、針又は尖った棒である、請求項１に記載の器具。
【請求項７】
基本部材が、チューブを受け取るように構成され、そして、基本部材及びチューブの間で液体を連通させるために、基本部材がチューブを受け取るとき、チューブを貫通するように、貫通部材が基本部材内に配置される、請求項１に記載の器具。
【請求項８】
基本部材が、基本部材内部で一体化させた、チューブの壁を貫通するための貫通部材を有するチューブ状形体を有する、請求項１に記載の器具。
【請求項９】
吸収部材が、核酸に親和性を有する膜である、請求項１に記載の器具。
【請求項１０】
装置が、核酸の抽出用又は精製用である、請求項１に記載の器具。
【請求項１１】
以下を含む、自動試料溶液処理システム：
内部の試料溶液を密封するために、各々が空気制御機構を有する、一方の端部で閉じられ、そして他方の端部で密封できる、一つ又はそれ以上のチューブ；
チューブを輸送するためのロボットアーム；
チューブを超音波処理するためにチューブを受け入れるためのソニケーターホーン；
各々が貫通部材を有する一つ又はそれ以上のユニット、ここで各貫通部材が、各々液体連通部材を有して、チューブを受け取るためのスペース中にあり、ここで各液体連通部材は、チューブを受け取る場所の反対側の端部にあり、該ユニットは試料溶液中の物質と結合するための吸収部材をそれぞれ有する；
各ユニットの貫通部材がチューブの閉じられた端部の壁を貫通し、そしてそのことによってチューブと各ユニットが一体化して単一の使い捨てチューブ器具を形成するためにロボットアームによってチューブが各ユニット内へ確実に押されるような、チューブを掴むためのロボットアームに取り付けられたグリップ機構、ここで各使い捨てチューブ器具に対して、チューブ及びユニットの液体連通部材の間の液体連通が吸収部材を通してなされる；
ロボットアームが使い捨てチューブ器具をバイアル及び／又はウエル上方に位置するための、緩衝液及び試薬を含有するバイアル及び／又はウエル；及び
液体連通部材から及び吸収部材を通して緩衝液又は試薬を吸い込むために、又は各器具の内部の液体を、吸収部材を通して及び液体連通部材を通して外へ排出するために、各使い捨てチューブ器具の空気制御機構を作動させるための空気制御アクチュエータ。
【請求項１２】
空気制御機構が、チューブが密封され、そして超音波処理のためにソニケーターホーン中に受け入れられるべく構成されるようなプランジャーであり、そして各チューブのプランジャーが、超音波処理中にエアロゾル汚染を避けるため、試料をチューブ内に密封するためのキャップを有する、請求項１１に記載の自動試料溶液処理システム。
【請求項１３】
更に以下を含む、請求項１１に記載の自動試料溶液処理システム：
複数のチューブを受け入れるための第一ラック；
複数のユニットを受け入れるための第二ラック；及び
バイアルを保持しそしてウエルを供するための第三ラック。
【請求項１４】
液体連通部材が先細のチューブである、請求項１１に記載の自動試料溶液処理システム。
【請求項１５】
以下を含む試料溶液の処理方法：
アッセイ用の一つ又はそれ以上の試料溶液を各チューブ内に供すること；
空気制御機構を用いて各チューブを密封すること； 
チューブを超音波発生装置にかけること；
各々がチューブを受け取るためのスペースを有し、且つ、チューブを受け取る側の反対側に、液体を吸い込むための又は排出するための液体連通部材を有する各ユニットと、チューブとを係合させるために、超音波発生装置からチューブを輸送すること、ここで各ユニットは、チューブを受け取るためのスペースに貫通部材を有する；
単一使い捨てチューブ器具を形成するために、チューブをユニットのスペースに各々係合させること；
チューブ及び各ユニットの間で液体を連通させるために、ユニットの貫通部材によってチューブを各々貫通すること；
緩衝液及び試薬のウエル及び／又はバイアルを有するラック上に使い捨てチューブ器具を位置させること； 
器具に対して器具の空気制御機構を作動させ、液体を吸い込む又は液体を排出すること；
試料を吸収部材に強制的に通すために、空気制御機構を作動させることによって器具の吸収部材に試料中の物質を吸収すること；
ウエル及び／又はバイアルから溶出緩衝液を吸い込むことによって、吸収された物質を吸収部材から溶出すること；及び
試薬を有するウエル及び／又はバイアル上方に器具を位置させること、そして溶出緩衝液中の物質をウエル及び／又はバイアルに排出すること。
【請求項１６】
空気制御機構がプランジャーであり、そしてロボットアーム及びグリップ機構が、使い捨てチューブ器具を一斉に輸送するために用いられ、且つ、液体を吸い込む又は液体を排出することを目的として、器具のプランジャーを器具に対して動かすために用いられる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
液体連通部材が先細のチューブである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
以下を含む、試料溶液の処理方法： 
アッセイ用の一つ又はそれ以上の試料溶液を各チューブ内に供すること；
空気制御機構を用いて各チューブを密封すること； 
各々がチューブを受け取るためのスペースを有し、且つ、チューブを受け取る側の反対側に、液体を吸い込むための又は排出するための液体連通部材を有する各ユニットと、チューブとを係合させるために、チューブを輸送すること、ここで各ユニットは、チューブを受け取るためのスペースに貫通部材を有する；
単一使い捨てチューブ器具を形成するために、チューブをユニットのスペースに各々係合させること；
使い捨てチューブ器具を超音波発生装置にかけること；
チューブ及び各ユニットの間で液体を連通させるために、ユニットの貫通部材によってチューブを各々貫通すること；
緩衝液及び試薬のウエル及び／又はバイアルを有するラック上に使い捨てチューブ器具を位置させること； 
液体を吸い込むため又は液体を排出するため、器具に対して器具の空気制御機構を作動させること；
試料を吸収部材に強制的に通すため、プランジャーを動かすことによって器具の吸収部材に試料中の物質を吸収すること；
ウエル及び／又はバイアルから溶出緩衝液を吸い込むことによって、吸収された物質を吸収部材から溶出すること；及び
試薬を有するウエル及び／又はバイアル上に器具を位置させること、そして溶出緩衝液中の物質をウエル及び／又はバイアルに排出すること。
【請求項１９】
ロボットアーム及びグリップ機構が、使い捨てチューブ器具を一斉に輸送するために用いられ、且つ、液体を吸い込む又は液体を排出することを目的として、器具のプランジャーを器具に対して動かすために用いられる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
液体連通部材が、先細のチューブ又は中空部を有する尖った棒である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
以下を含む、溶液を処理する使い捨てチューブ器具であって：
第一チューブの内径と一致するフィルター、フィルターの下方に液体を含有するためのチャンバー、及び物質を捕捉するためのチャンバーの下方の吸収部材を有する第一チューブ； 
液体を吸い込む又は排出するために第一チューブの頂部に取り付けられた空気圧をかけるための空気制御機構；
それを通して液体を排出するため又は吸い込むための第一チューブ内の吸収部材の下方の第一チューブに取り付けられた先細の端部；
第一チューブが液体をそこから吸い込むための又はそこへ液体を排出するための、試料溶液及び試薬含有用の第二チューブのセット；及びその中に液体を密封するための頂部上にカバーを有する各第二チューブ；
ここでカバーが、液体をそこから吸い込むための、又はそこへ排出するための第一チューブの細長の端部によって、取り外し可能に貫通されるように構成される器具。
【請求項２２】
空気制御機構が、プランジャー又は、陽圧又は陰圧をかけるために電気モーターを有するピペットアクチュエータである、請求項２１に記載の器具。
【請求項２３】
第一チューブ及び第二組のチューブが、溶液が自動試料調製システムに従って処理できるように、自動試料調製システム中に置かれて構成される、請求項２１に記載の器具。
【請求項２４】
以下を含む自動試料溶液処理システム： 
内部の試料を密封するために、各々が空気制御機構を有する一つ又はそれ以上のチューブ、ここで各第一チューブは、第一チューブの内径と一致するフィルター、フィルターの下方に液体を含有するためのチャンバー、物質を捕捉するためのチャンバーの下方の吸収部材、並びに第一チューブ及び第二チューブ間で液体を連通させるための、吸収部材の下方の貫通部材を各々有する；
各第一チューブが液体をそこから吸い込むための、又はそこへ排出するための、溶液及び試薬含有用の第二チューブのセット；そしてその中に液体を密封するための頂部上にカバーを有する各第二チューブ、ここでカバーは、液体をそこから吸い込むための、又はそこへ排出するための第一チューブの貫通部材によって、取り外し可能に貫通されるように構成される；
第一チューブを輸送するためのロボットアーム；
第二チューブを超音波処理するために第二チューブを受け入れるためのソニケーターホーン；
第一チューブの貫通部材が第二チューブのカバーを取り外し可能なように貫通し、そしてそのことによって第一チューブ及び第二チューブの間の液体連通を達成させるため、ロボットアームによって第一チューブが第二チューブ内へ確実に押されるような、第一チューブを掴むためのロボットアームに取り付けられたグリップ機構；及び
貫通部材を通して及び吸収部材を通して、緩衝液又は試薬を吸い込むために、又は、吸収部材を通して、そして貫通部材を通して、各第一チューブの内部の液体を外へ排出するために、各第一チューブの空気制御機構を作動させる、空気制御アクチュエータ。
【請求項２５】
空気制御機構が、第一チューブがプランジャーによって頂部上に密封され、そして吸収部材、貫通部材及びカバーを通して第二チューブのセットと連通するべく開放されるように構成されるプランジャーである、請求項２４に記載の自動試料溶液処理システム。
【請求項２６】
空気制御機構が、空気の陽圧又は陰圧をかけるためのモーターである空気制御アクチュエータを有するピペット機構である、請求項２４に記載の自動試料溶液処理システム。
【請求項２７】
更に以下を含む、請求項２４に記載の自動試料溶液処理システム：
一つ又はそれ以上の第一チューブを受け入れるための第一ラック；及び
第二チューブのセットを受け入れるための第二ラック。
【請求項２８】
貫通部材が、中空部を有する、針又は尖った棒である、請求項１１に記載の自動試料溶液処理システム。
【請求項２９】
以下を含む、試料溶液の処理方法： 
その中に液体を含有する一つ又はそれ以上の第一チューブを供すること、ここで、各第一チューブは、第一チューブの内径と一致するフィルター、フィルターの下方に液体を含有するためのチャンバー、物質を捕捉するためのチャンバーの下方の吸収部材、並びに第一チューブ及び第二チューブ間で液体を連通させるための、吸収部材の下方の貫通部材を各々有する；
空気制御機構を用いて各第一チューブを密封すること； 
一つ又はそれ以上のアッセイのための試料溶液を第二チューブのセットに供すること、ここで第二チューブの各セットはその中の試料を密封するためのカバーを頂部上に有する；
第二チューブを超音波発生装置にかけること；
第二チューブのカバーを取り外し可能なように貫通して液体の連通を達成するために、貫通部材によって第一チューブを各第二チューブ内に押すこと；
超音波処理された試料溶液を吸収部材に強制的に通すために空気制御機構を作動させることによって、第一チューブの吸収部材に超音波処理された試料溶液中の物質を吸収させることを目的として、液体を吸い込む又は液体を排出するために、第一チューブの空気制御機構を作動させること；
第一チューブを緩衝液及び試薬を含有する第三チューブの組の上に位置させること、ここで各第三チューブは、その中に含有される液体を密封するために、頂部上にカバーを有する；及び
第三チューブから溶出緩衝液を吸い込むことによって、吸収された物質を吸収部材から溶出すること。
【請求項３０】
空気制御機構がプランジャーであり、そしてロボットアーム及びグリップ機構が、第一チューブを一斉に輸送するために用いられ、そして、液体を吸い込む又は液体を排出することを目的として器具のプランジャーを器具に対して動かすために用いられる、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
空気制御機構が、空気の陽圧又は陰圧をかけるためのピペット機構であり、そして第一チューブを一斉に輸送するために、ロボットアーム及びグリップ機構が使用される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
貫通部材が先細のチューブ、又は中空部を有する尖った棒である、請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
カバーが隔膜である、請求項２９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
生物学的試料を前処理するための器具、その器具のためのシステム及びその器具の処理方法が提供される。本器具及び／又は方法を用いて、密封された超音波処理チューブ内で試料が超音波処理され、これにより、試料溶液の超音波処理によって引き起こされる空気（空中浮遊）汚染を防ぐ。
【背景技術】
【０００２】
通常、生物学的試料を調製する手順を用いると、試料からの空気（空中浮遊）汚染に関する懸案が常にあった。本発明は、空気（空中浮遊）汚染の問題に対処し、且つ、チューブ器具を使用して試料内の生物学的物質を精製するプロセスを自動化する、密封式使い捨てチューブ器具を供する。
【発明の概要】
【０００３】
アッセイのための生物学的試験試料を前処理するための器具、その器具のためのシステム及びその器具の処理方法が提供される。
【０００４】
溶液を処理する使い捨て器具は、試料溶液をその中に貯蔵するための、密封できるチューブ；及び以下を含むユニットを含む：一端でチューブを受け取るための、そしてチューブの（底及び／又は側部）壁を貫通して、チューブ及びユニットの基本部材の間で液体を連通させるための貫通部材を有する基本部材；その反対側にチューブを受け取る場所から離れた端部に供される吸収部材、ここで吸収部材は試料溶液中の物質を吸収させる；及び、吸収部材を通して液体を基本部材と連通させるために、チューブが接続される側と反対側の端部で、基本部材に取り付けられる液体連通部材。本明細書において、用語「吸収」は一般に、「吸着」及び他のタイプの収着プロセスの意味を含むものとする。
【０００５】
自動試料溶液処理システムは、内部の試料溶液を密封するために、各々がスライドできるプランジャーを有する複数のチューブ；チューブを輸送するためのロボットアーム；チューブを超音波処理するためにチューブを受け入れるためのソニケーターホーン；各々が貫通部材を有する複数のユニット、ここで各貫通部材が、各々液体連通部材を有して、チューブを受け取るためのスペース中にあり、ここで各液体連通部材は、チューブを受け取る（接続する）場所の反対側の端部にあり、その各々が試料溶液中の物質と結合するための吸収部材を有する；各ユニットの貫通部材がチューブの底及び／又は側部壁を貫通してチューブ及び各ユニットを組合せ、単一の使い捨てチューブ器具とするために、チューブを各ユニット内へ確実に押しこむことができるような、チューブをつかむためのロボットアームに取り付けられたグリップ機構、ここで各使い捨てチューブ器具に対して、チューブ及びユニットの液体連通部材の間の液体連通が吸収部材を通してなされる；ロボットアームが使い捨てチューブ器具をバイアルの上方に位置させる、緩衝液及び試薬を含有するバイアル；及び液体連通部材から吸収部材を通して緩衝液又は試薬を吸い込むために、又は各器具の内部の試料溶液、緩衝液及び試薬等の液体を、吸収部材、液体連通部材を通して外へ排出するために、各使い捨てチューブ器具のプランジャーを動かすプランジャーアクチュエータを含む。
【０００６】
試料溶液の処理方法は、アッセイ用の複数試料溶液を各チューブ内に供すること；空気制御機構を用いて各チューブを密封すること； チューブを超音波発生装置にかけること；各々がチューブを受け取るためのスペースを有し、且つ、チューブを接続する側の反対側に、試料溶液、緩衝液及び試薬等の液体を吸い込むための又は排出するための液体連通部材を有する各ユニットと、チューブとを係合させるために超音波発生装置からチューブを輸送すること、ここで各ユニットは、チューブを接続するためのスペースに貫通部材を有する；単一使い捨てチューブ器具を形成するために、チューブをユニットのスペースに各々係合させること；チューブ及び各ユニットの間で液体を連通させるために、ユニットの貫通部材によってチューブを各々貫通すること；緩衝液及び試薬のウエル及び／又はバイアルを有するラック上方に使い捨てチューブ器具を位置させる（位置合わせさせる）こと； 液体を吸い込むため又は液体を排出するため、器具に対して装置の空気制御機構を作動させること；試料を吸収部材に強制的に通す（押し通す）ために、プランジャーを動かして器具の吸収部材に試料中の物質を吸収させること；ウエル及び／又はバイアルから溶出緩衝液を吸い込むことによって、吸収された物質を吸収部材から溶出させること；及び試薬を有するウエル及び／又はバイアル上方に器具を位置させること、そして溶出緩衝液中の物質をウエル及び／又はバイアルに排出させることを含む。
【０００７】
試料溶液の別の処理方法は、 アッセイ用の複数の試料溶液を各チューブ内に供すること；空気制御機構を用いて各チューブを密封すること； 各々がチューブを受け取るためのスペースを有し、且つ、チューブを受け取る側の反対側に、試料溶液、緩衝液及び試薬等の液体を吸い込むための又は排出するための液体連通部材を有する各ユニットと、チューブとを係合させるためにチューブを輸送すること、ここで各ユニットは、チューブを受け取るためのスペースに貫通部材を有する；単一使い捨てチューブ器具を形成するために、チューブをユニットのスペースに各々係合させること；使い捨てチューブ器具を超音波発生装置にかけること；チューブ及び各ユニットの間で液体を連通させるために、ユニットの貫通部材によってチューブを各々貫通すること；緩衝液及び試薬のウエル及び／又はバイアルを有するラック上方に使い捨てチューブ器具を位置させること； 液体を吸い込むため又は液体を排出するため、器具に対して装置の空気制御機構を作動させること；試料を吸収部材に強制的に通すために、プランジャーを動かして器具の吸収部材に試料中の物質を吸収させること；ウエル及び／又はバイアルから溶出緩衝液を吸い込むことによって、吸収された物質を吸収部材から溶出すること；及び試薬を有するウエル及び／又はバイアル上方に器具を位置させること、そして溶出緩衝液中の物質をウエル及び／又はバイアルに排出することを含む。
【０００８】
先の一般記述及び以下の詳細な記述の両方共、単に代表的で、そして典型的なものであり、請求項に記載された通りの本発明を限定するものではない。
【０００９】
この明細書に組み込まれている、そしてその一部を構成する添付図面は、本発明の幾つかの実施態様を説明し、そしてその記述とともに本発明の原理を説明するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明に記載の使い捨てチューブ器具の実施態様を示す。
【図２】図２Ａから２Ｍは、本発明に記載の使い捨てチューブ器具の処理方法の実施態様を示す。
【図３】図３は、本発明に記載の使い捨てチューブ器具の処理システムの実施態様を示す。
【図４】図４は、本発明に記載の緩衝液及び試薬の配列の実施態様を示す。
【図５】図５Ａから５Ｃは、本発明に記載の使い捨てチューブ器具の別の実施態様を示す。
【図６】図６Ａから６Ｄは、本発明に記載の使い捨てチューブ器具の別の実施態様を示す。
【図７】図７Ａから７Ｅは、発明に記載のロボットアームの実施態様を示す。
【図８】図８は、本発明に記載の一つ又はそれ以上の使い捨てチューブ器具を処理するシステムの模式図を示す。
【図９】図９は、ロボットアームの動きを供するベース機構の例を示す。
【図１０】図１０Ａ及び１０Ｂは、本発明に記載のラック中の試薬位置のプロトコールの例及び代表的ダイアグラムをそれぞれ示す。
【図１１】図１１Ａ及び１１Ｂは、更に本発明の別の実施態様を示す。
【図１２】図１２は、本発明のパラメータ設定画面例を示す。
【図１３】図１３Ａ及び１３Ｂは、本発明の例の結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ここで本発明の代表的実施態様を詳細に記述し、それらの例は添付図面で説明される。可能な場合、同じ又は類似の部品を参照するために、全図面を通して同じ参照符号が使用される。
【００１２】
以下に使い捨てチューブ器具の実施態様を述べる。使い捨てチューブ器具は一つ又はそれ以上の成分で構成され得るが、二成分システムの例について以下で述べる。図１に示される通り、使い捨てチューブ器具１００は二つの部品、超音波処理チューブ１１０及びフィルターユニット１２０から成る。
【００１３】
図１に示されるように、超音波処理チューブ１１０は、試料が超音波処理される超音波発生装置（図では示されていない）内にしっかりとそれが挿入されるように構成されている。超音波処理チューブ１１０の一端で、超音波処理中にプランジャーに対するストッパー又はスペーサーとして作用するプランジャースペーサー１１４と共にプランジャー１１２を受け入れるように設計されている。キャップ１１６を有するプランジャー１１２はシングルキャップユニット１１８を形成するために、事前に組立てられている。超音波処理チューブ１１０はキャップユニット１１８でキャップされている。キャップユニット１１８はチューブ１１０と共に密封状態を形成する。キャップユニット１１８は、チューブ１１０と共に一回使用の使い捨て部品である。超音波処理チューブ１１０の別の端部は、針、又は尖ったプラスチック棒（中空針）等の尖った棒などの鋭い物体で貫通され得、又は突き破られることができる。
【００１４】
また、図１に示されるように、フィルターユニット１２０は、超音波処理チューブ１１０を受け取るために一端が開放されているチューブである。ユニット１２０の内部には、針、又は尖ったプラスチック棒、又は他の鋭い物体である貫通部材１２２が存在する。そして、該貫通部材１２２は、一旦、超音波処理チューブがユニット内に完全に挿入されると、プランジャーが位置する反対側の端部で超音波処理チューブ１１０を貫通する。ユニット１２０の他端には、液体連通部材として、貫通部材１２２を通して超音波処理チューブ１１０が連通するための先細のチューブ１２４がある。先細のチューブ１２４と貫通部材１２６の間には、例えば、核酸（ＮＡ）結合材料（例えば、ＤＮＡ又はＲＮＡ結合材料）でできた膜１２６がある。従って、使い捨てチューブ器具１００は、超音波処理チューブ１１０及び先細のチューブ１２４の間を液体が移動するときに、液体が膜１２６を通過するように構成されている。試料溶液、試薬又は緩衝液等の液体は先細のチューブ１２４に吸い込まれ又はそれを通して排出することができる。試料溶液は、ＤＮＡ、ＲＮＡ、蛋白質又は精製を目的とする他の分子等の物質を含む。部品の全ては、プラスチックで作ることができるが、金属又はプラスチックで作ることができる貫通部材１２２、及び核酸等の結合物質又はそれに結合した物質用の膜１２６は除外される場合がある。貫通部材１２６は、核酸精製のために使用される核酸又は他の固体媒体を捕捉するための超薄膜等の如何なるフィルターであってもよい。異なるタイプの物質に対しては、異なる吸収材料を適宜選択することができ、例えば、溶液中の標的物質を捕らえるためには、カラムマトリックス又は樹脂が使用される。粒子上に標的物質を捕らえるためには、例えば、鉄のコアを有してシリコーンによって包み込まれた粒子を溶液中に供し、そして該粒子に担持された標的物質を磁気により分離すればよい。また、単純なガラス繊維膜は、運ばれてくるＤＮＡが結合した大きな粒子を濾過して取り除くために使用することができ、又は、ＤＮＡと直接結合するために使用することができる。
【００１５】
膜１２６がＮＡ結合のための材料でできている場合、上記使い捨てチューブ器具のための緩衝液及び試薬は、その目的のために適宜選択されればよい。
【００１６】
精製された核酸等の試験試料を調製するために、どのように使い捨てチューブ器具１００が係合されるかの実施態様について以下で述べる。以下の記述では一つの使い捨てチューブ器具１００に関して説明されるが、同時に処理される器具が一つより多くのものであってもよい。以下の手順は図２Ａから２Ｌを参照して説明する。
【００１７】
超音波処理チューブ１１０中に投入される試料溶液の量は、例えば、１００μｌ〜１ｍｌであればよい。例えば、溶出緩衝液を用いることによる、試料溶液から抽出された精製核酸溶液の吐出量は、約２５〜５０μｌ（例えば、ＰＣＲ試薬を含む）であればよい。合計調製時間は２０分以内である。
【００１８】
超音波処理チューブ１１０は試料溶液を処理するために使用される。試料溶液は、超音波処理チューブ１１０内に供される前に前処理してもよい。試料溶液を含む超音波処理チューブ１１０は試料ラック上に載せられる。投入される試料溶液の量は、試料が膜１２６のＮＡ結合能力の負荷を超えないように、制限されなければならない。
【００１９】
試料溶液が超音波処理チューブ１１０内に挿入された後、キャップユニット１１８を有するプランジャー１１２及びスペーサー１１４がチューブに供され、密封状態を形成する（図２Ａ）。
【００２０】
次いで、溶解された細胞から核酸材料が溶液中に放出されるように、超音波処理チューブ１１０を、試料溶液中の細胞（例えば、大腸菌細胞）溶解のための超音波発生装置１１１にかける（図２Ｂ）。細胞溶解を促進するべく超音波処理力に加えて機械的な力を供するために、ガラスビーズを試料溶液内に供してもよい。
【００２１】
次いで、超音波処理チューブ１１０は超音波発生装置から外へ移される。ここで超音波処理チューブ１１０はフィルターユニット１２０に接続される準備ができたことになる。
【００２２】
超音波処理チューブ１１０はフィルターユニット１２０の上方に位置され、次いで押されてフィルターユニット内にロックされる（図２Ｃ）。更に、チューブ１１０をフィルターユニット１２０内に更に押し込むことによって、キャップユニット１１８に対向するチューブ１１０の端部が貫通部材１２２によって貫通され、超音波処理チューブ１１０及びフィルターユニット１２０の間が連通する（図２Ｄ）。プランジャー１１２が超音波処理チューブ１１０内を上下に動くようにするため、プランジャースペーサー１１４は除かれる（図２Ｅ）。自動化運転においても、超音波処理チューブ１１０を超音波発生装置中に置いた後、早めにプランジャースペーサー１１４は除かれる。チューブが貫通されている間の如何なる液漏れも防ぐため、プランジャーアクチュエータ２７０（部分図に対しては図３を参照；アクチュエータの３Ｄ描画に対しては図７Ａから７Ｅにおける７４０を参照）によってプランジャー１１２を吸い上げて、超音波処理チューブ１１０内に負圧をかけてもよい。超音波処理チューブ１１０とフィルターユニット１２０は、使い捨てチューブ器具１００である単一ユニットを形成する。
【００２３】
使い捨てチューブ器具１００は、核酸結合溶液のバイアル及び／又はウエルの上方に位置される。プランジャーを引き戻すことによって、器具が結合溶液を吸い込み、そして該溶液を、溶解細胞を含む溶液と混合する（超音波処理された試料溶液）（図２Ｆ）。該混合液を、一回又はそれ以上の回数、核酸結合溶液のバイアル及び／又はウエルへ排出して戻すことにより、及び、器具内に液体を吸い戻すことにより、更に混合してもよい。図２Ｆでは、例えば、結合緩衝液バイアル、廃棄バイアル、洗浄バイアル、溶出バイアル及びＰＣＲ試薬バイアルの組合せである、試料調製試薬カートリッジ１３０を更に示す。分離されるべき標的物質により、他のタイプの緩衝液及び試薬を使用してもよい。カートリッジには、単一の試料調製操作のために、測定試料調製用試薬が事前に充填される。バイアルは、貯蔵中に液体の蒸発を防ぐ膜を頂部上に用いて密封することができる。
【００２４】
次いで、器具１００は廃棄バイアルの上方に再度位置され、プランジャー１１２は押し下げられ、液体が膜１２６を通して廃棄バイアル内へと強制的に押し込まれる（図２Ｇ）。この際、細胞溶解溶液中の核酸はＮＡ結合のため、設計された膜１２６によって捕捉される。
【００２５】
フィルターユニット１２０は、超音波処理中に発生するエアロゾルによる空気汚染の如何なる可能性をも排除するために機能する。その濾過機能によって、超音波処理プロセスの後に生き残っている如何なる病原性バクテリアも捕捉できる。
【００２６】
使い捨てチューブ器具１００は、洗浄緩衝液を吸い込むために洗浄バイアル上方に位置され（図２Ｈ）、そして次に器具から洗浄溶液を排出するために廃棄バイアルの上方に位置される（図２Ｉ）。このプロセスは一回又はそれ以上繰り返され得る。
【００２７】
次いで、使い捨てチューブ器具１００は、溶出緩衝液を吸い込むために溶出緩衝液バイアル上方に位置され（図２Ｊ）、そして次に、精製された核酸溶液をＰＣＲ試薬内に溶出するために、ＰＣＲ試薬バイアル上方に位置され（図２Ｋ）、そして次に、核酸／ＰＣＲ試薬混合物が吸い上げられる（図２Ｌ）。ここで、核酸／ＰＣＲ試薬混合物は、例えば、ＰＣＲアッセイのためのＰＣＲチップ２００中のウエルに送達される準備ができたことになる（図２Ｍ）。ここでの例は核酸の調製について触れたが、器具はこれに限定されるものではない。もし、単離された物質が核酸でなければ、単離された物質の解析に適する他のタイプのアッセイを続けて行ってもよい。
【００２８】
上記例は、一個の使い捨てチューブ器具が処理されたシステムを述べているが、以下は一個より多くの使い捨てチューブ器具１００を同時に処理するシステムを述べる。
【００２９】
図３に、複数の超音波処理チューブ１１０を受け入れるための第一ラック２１０；超音波処理チューブ１１０を全部一緒に輸送するためのロボットアーム２２０；チューブを超音波処理するために超音波処理チューブ１１０を受け入れるためのソニケーターホーン２３０；一致する複数のフィルターユニット１２０を含むための第二ラック２４０；貫通部材１２２（図１を参照）が超音波処理チューブ１１０の底又は側壁を貫通し、そして超音波処理チューブ１１０及びフィルターユニット１２０を組合せて単一の使い捨てチューブ器具１００を形成するために、チューブが、ロボットアーム２２０によって、第二ラック２４０中に供される一致するフィルターユニット１２０内にしっかりと押されるような、ロボットアーム２２０に取り付けられた、超音波処理チューブ１１０を掴むためのグリップ機構２５０；ロボットアーム２２０が使い捨てチューブ器具１００を適当なバイアル及び／又はウエルの上方に再度位置することができるように、種々のバイアルを保持し及び／又は緩衝液及び試薬を含有するウエルを供するための第三ラック２６０；及び使い捨てチューブ器具１００の先細のチューブ１２４（図１を参照）を通して緩衝液及び／又は試薬を吸い込むため、又は器具１００内の液体を排出するためのプランジャーアクチュエータ２７０を含む代表的システム２００が示されている。
【００３０】
以下は、アッセイ用試料を調製するために、どのようにシステム２００が働くかの一つの実施態様である。図３は同時に処理される４つの使い捨てチューブ器具１００を示すが、この数は単に代表的なものであり、そして４つに限定されるものではない。本システムは複数の使い捨てチューブ器具を処理するために設計できる。図３における使い捨てチューブ器具の各々は、図２Ａから２Ｋに述べられているものと同じ方法で処理されるので、図３に示されていない如何なる要素も図２Ａから２Ｋに示される。
【００３１】
第一ラック２１０は、超音波処理チューブ１１０中に供される大腸菌の細胞を含有する溶液等の試料溶液を受け入れるために設計されている。試料溶液は、超音波処理チューブ１１０内に供される前に前処理してもよい。試料溶液が超音波処理チューブ１１０内に挿入された後、キャップユニット１１８が各チューブに供され、気密密封を形成する。試料溶液を含有する超音波処理チューブ１１０は第一ラック２１０上に載せられる。
【００３２】
次いで、ロボットアーム２２０は第一ラック２１０から超音波処理チューブ１１０を輸送し、次に超音波処理チューブ１１０をソニケーターホーン２３０に輸送し、試料溶液中の細胞を超音波処理によって溶解させ、それにより溶解した細胞から核酸構成成分を試料溶液中に放出させるため、超音波処理チューブをソニケーターホーンの中に置く。細胞溶解を促進させるべく超音波処理力に加えて機械的な力を供するために、試料溶液内にガラスビーズを供してもよい。ソニケーターホーン２３０は、超音波処理チューブ１１０を確実に受け入れるウエルを有し、超音波の力を伝えるための液体を使用しない乾燥したブロックである。操作中にチューブ１１０内の試料と直接的に接触するために、超音波処理プローブは全く必要としない。また、操作ノイズを低減するために遮音器を供してもよい。
【００３３】
次いで、ロボットアーム２２０は、グリップ機構２５０によって超音波処理チューブ１１０を掴み、そして超音波処理チューブ１１０をソニケーターホーン２３０の外に輸送する。ここで超音波処理チューブ１１０は、フィルターユニット１２０に接続される準備ができたことになる。
【００３４】
ロボットアーム２２０は、第二ラック２４０中に供される各フィルターユニット１２０の上方に超音波処理チューブ１１０を置き、そして超音波処理チューブ１１０を押して、各フィルターユニット内にロックさせる。キャップユニット１１８が置かれる反対側のチューブ１１０の端部が、フィルターユニット１２０中の貫通部材１２２によって貫通され、超音波処理チューブ１１０及びフィルターユニット１２０の各組の間が連通する。プランジャー１１２がプランジャーアクチュエータ２７０によって超音波処理チューブ１１０内を上下に動くようにするため、プランジャースペーサー１１４は除去される。チューブが貫通されている間、如何なる液漏れも防ぐため、アクチュエータ２７０によってプランジャー１１２を吸い上げることよって、超音波処理チューブ１１０内に負圧をかけてもよい。超音波処理チューブ１１０とフィルターユニット１２０は、使い捨てチューブ器具１００である単一ユニットを形成する。
【００３５】
次いで、ロボットアーム２２０は、第三ラック２６０中に供される各核酸結合溶液のバイアル及び／又はウエルの上方に使い捨てチューブ器具１００を輸送する。プランジャーアクチュエータ２７０はプランジャー１１２を引き戻し、そのことによって結合溶液が吸い込まれ、そしてそれが、溶解された細胞を含有する超音波処理された試料溶液と混合される。該混合液を、一回又はそれ以上の回数、核酸結合溶液のバイアル及び／又はウエルへ排出して戻すことにより、及び、液体を器具内に吸い戻すことにより、更に混合してもよい。次いで、ロボットアーム２２０は使い捨てチューブ器具１００を、第三ラック２６０中に供される各廃棄バイアル及び／又はウエルの上方に再度置き、プランジャーアクチュエータ２７０はプランジャー１１２を押し下げ、フィルターユニット１２０中の各膜１２６を通して液体を強制的に廃棄バイアル及び／又はウエル内に押し込む。細胞溶解溶液（超音波処理された試料溶液）中の核酸は、ＮＡ結合のために設計された膜１２６によって捕捉される。
【００３６】
フィルターユニット１２０は、使い捨てチューブ器具が密封されるので、超音波処理中に発生するエアロゾルによる空気（空中浮遊）汚染の如何なる可能性をも排除するために機能する。その濾過機能によって、超音波処理プロセスの後に生き残っている如何なる病原性バクテリアも捕捉できる。
【００３７】
次いで、ロボットアーム２２０は、洗浄緩衝液を吸い上げるために、第三ラック２６０中に供された各洗浄緩衝液のバイアル及び／又はウエルの上方に使い捨てチューブ器具１００を位置させ、そして次に、器具１１０から洗浄溶液を排出するために、廃棄バイアル及び／又はウエルの上方に器具１００を位置させる。このプロセスは一回又はそれ以上繰り返してもよい。
【００３８】
次いで、ロボットアーム２２０は、溶出緩衝液を吸い込むために、第三ラック２６０中の各溶出緩衝液のバイアル及び／又はウエルの上方に使い捨てチューブ器具１００を位置させ、そして次いで、ロボットアーム２２０は、精製された核酸溶液をＰＣＲ試薬内に溶出するために、第三ラック２６０中の各ＰＣＲ試薬バイアル及び／又はウエルの上に器具１００を位置させる。これに続いて、核酸／ＰＣＲ試薬混合物を作るために、試薬が吸い込まれる。ここで、核酸／ＰＣＲ試薬混合物は、ＰＣＲアッセイのためのＰＣＲチップ内に送達される準備ができたことになる。
【００３９】
各超音波処理チューブ１１０内の投入された試料溶液の量は、例えば、１００μｌ〜１ｍｌであればよい。各試料溶液から抽出された精製核酸溶液の吐出量は、約２５〜５０μｌ（例えば、ＰＣＲ試薬を含む）であればよい。合計準備時間は２０分より短くできる。
【００４０】
第一、第二及び第三ラック２１０、２４０及び２６０は、グループで組合せて（例えば、第一ラックが単独で、そして第二及び第三ラックが一緒に）別々に配列してもよく、又はシステム設計に従って一列になって一緒に構成してもよい。使い捨てチューブ器具１００の多数の同時処理を容易にするための例として、図４は、ソニケーターホーン４００、超音波処理チューブ４１０を受け入れるため適切な数のウエルを有する超音波処理チューブ４１０の列、フィルターユニット４２０の列、及び試薬カートリッジ４３０の列を示す。尚、システム２００はこれらの列構成に限定されるものではない。例えば、試薬カートリッジ（結合緩衝液、廃棄緩衝液、洗浄緩衝液及びＰＣＲ試薬）４３０の列は環状に構成してもよく、ロボットアーム２２０は試薬カートリッジの環状列に対応できる構成としてもよい。
【００４１】
図５Ａは、使い捨てチューブ器具の別の実施態様を示す。シリンジ５１０、返しアダプター５２０、貫通部材５３０、底部分５４０、Ｏ−リング５５０、フィルター５６０、及び先端５７０を有する使い捨てチューブ器具５００の断面が示されている。シリンジ５１０は上記プランジャー（図では示されていない）を有し、そして返しアダプター５２０に接続され、次いでそれが、その底又はその近くに貫通できる膜を有する底部分５４０に接続される。貫通できる膜は隔膜であってもよい。試料溶液は、上記の使い捨てチューブ器具５００の上半分内に含有される。貫通部材５３０はチャンバー５５５の上方に位置する。チャンバー５５５の下方に配列されて、結合物質に対する吸収部材であるフィルター５６０がある。単純なガラス繊維膜がフィルター５６０として使用できる。先細のチューブである先端５７０が、フィルター５６０をその間に挟まれたチャンバー５５５に取り付けられる。この構成は使い捨てチューブ器具５００の底部半分である。Ｏ−リング５５０は、頂部半分及び底部半分が接合されるときに、気密接続を確保する。上記の試料溶液において、標的物質を吸収するために、試薬を添加することができる。代表的な試薬としては、特開２００６−８７３９４及び特開１９９４−２０５６７６に開示されているようなカオトロピック剤及びアルコールが挙げられる。尚、これらの公報の記載は、参照として本明細書に組み込まれているものとする。
【００４２】
図５Ｂ及び５Ｃは、頂部半分（超音波処理チューブ）及び底半分（フィルターユニット）を別々に（図５Ｂ）又は一緒に（図５Ｃ）示す。これらの図に見られる如く、環状フランジ６００が使い捨てチューブ器具５００のシリンジ５１０中に備えられている。ここで示されるように、プランジャー６１０はキャップ６１５を有する。本例は環状フランジ６００を示すものの、この構成はこれに限定されるものではない。例えば、突起が、反対方向に突き出ている二つの分離されたフランジ内に構成されるものであってもよい。下記の代表的なシステムにおいて、環状フランジ６００は、使い捨てチューブ器具５００がロボットアームによって握られるために使用される。
【００４３】
図６Ａから６Ｃは、超音波処理チューブの別の実施態様を示す。図６Ａの断面図において、プランジャーセクション６２０は、この構成に限定されるものではないが、試料溶液を含有する試料セクション６４０内にねじ込まれる。試料セクション６４０は容積にして約１ｍｌを保持し得る。容積にして約５ｍｌを保持し得るプランジャーセクション６２０は、位置調節用の第一フィン６３０を有する。試料セクション６４０の底部分６５０は、貫通部材６６０によって貫通される。試料セクション６４０は、第一フィン６３０と一直線になる第二フィン６７０を有する。フィン６３０及びフィン６７０が整列されるとき、気密密封が達成される。容積にして約３ｍｌを保持し得るチューブセクションン６９０は、貫通部材６６０に対する基本支持部を供する。吸収部材６８０はチューブセクションン６９０の底に設置される。図６Ｂは、超音波処理チューブ６９５の状態を示し、ここでプランジャーセクション６２０は試料セクション６４０に取り付けられているが、底部分６５０を貫通してはいない。試料セクション６４０は、プランジャーセクション６２０を取り付ける前に超音波処理してもよい。超音波処理チューブ６９５の全長は約１２５ミリメーターであればよく、そしてプランジャーセクション６２０の最上基部は直径が約３０ミリメーターであればよい。
【００４４】
図６Ｃは、プランジャーセクション６２０を介してチューブセクションン６９０内に試料セクション６４０を押し込むことにより貫通部材６６０が如何にして底部分６５０を貫通するかを示した断面図である。フックを有するロック機構６９９は、一旦、試料セクション６４０がチューブセクションン６９０内に押されてその中でロックされると、貫通部材６６０が試料セクション６４０の底部分６５０を確実に貫通する。図６Ｄは、第一フィン６３０及び第二フィン６７０が整列している超音波処理チューブ器具の斜視図を示す。プランジャーセクション６２０の試料セクション６４０への取り付け以外、ロボットアームを介して試験用試料を調製するプロセスは前述のものと同じである。つまり、プランジャーセクション６２０及び試料セクション６４０が組み合わされた後であっても、底部分６５０が貫通される前であれば、超音波処理を行うことができる。
【００４５】
ロボットアーム組立品７００の実施態様が図７Ａから７Ｅに説明されており（使い捨てチューブ器具に対して図５Ａから５Ｃ及び図６Ａから６Ｄを参照）、それは、使い捨てチューブ器具５００を保持するためのグリップ機構であるＵ形状の切り抜き部７５５を有する二つのサイドイッチプレート７１０；器具がＵ形状の切り抜き部７５５中に配列されたときに、二つのサイドイッチプレート７１０を一緒に保持するための、そして使い捨てチューブ器具５００の環状フランジ６００をしっかりと締めつけるためのスプリング７２０；及びプランジャーアクチュエータ７４０に取り付けられたプランジャーホルダー７３０；を含む。ロボットアーム組立品７００は、使い捨てチューブ器具を自由に輸送するために、右又は左、上又は下そして前方又は後方にアクチュエータを動かすように設計されている。プランジャーアクチュエータ７４０は、アクチュアータによるプランジャーホルダーの動きがプランジャー６１０を、使い捨てチューブ器具５００に対して上下に滑らせるように、プランジャーホルダー７３０をサイドイッチプレート７１０に対して垂直に動かす。ここで述べられたグリップ機構は、一つの実施態様であり、これに限定されるものではない。この図はまた、緩衝液／試薬ラック７６０も示し、ここでロボットアーム組立品７００は使い捨てチューブ器具５００に溶液を抜き取らせることができる。グリップ機構は、使い捨てチューブ器具が如何に配置されるかに協調して構成されればよい。例えば、使い捨てチューブ器具は、使い捨てチューブ器具がその処理中にしっかりと取り付けられるように、グリップ機構の上にラッチする（掛けがねとなる）ためのラッチ機構を有してもよい。
【００４６】
図７Ａは更に、チューブをしっかりと保持するラック７８０の後方で、溝７１５を介して超音波処理チューブ７７０と係合するために、後退又は伸長することもできるソニケーターホーン７５０を示す。超音波処理が実施されると、ソニケーターホーン７５０は後退することができ、そしてロボットアーム組立品７００は、図７Ｂに示される如く、超音波処理チューブ７７０を抜き取ることができる。図７Ｃに示される如く、使い捨てチューブ器具７９５を形成するために、超音波処理チューブ７７０がフィルターユニット７９０に接合された後、ロボットアーム組立品７００は使い捨てチューブ器具を緩衝液／試薬ラックの上方に再度位置を合わせる。
【００４７】
図７Ｄは、ロボットアーム組立品７００のより詳細な斜視図を示す。プランジャーホルダー７３０はプランジャー６１０のキャップ６１５を引っかけるために設計され、一方、環状フランジ６００はサイドイッチプレート７１０によって保持されている。図７Ｅに示される如く、使い捨てチューブ器具５００を受け入れるために、サイドイッチプレート７１０がＵ形状の切り抜き部７５５内に前進するとき、サンドイッチプレート７１０を構成するトッププレートは、ボールヘッドセットスクリュ７９０にその周縁を押されることで、ボトムプレートから引き離されながら進む。環状フランジ６００はサイドイッチプレート７１０の間を滑らされ、一方、使い捨てチューブ器具５００は、Ｕ形状の切り抜き部７５５内にすくい上げられ、そしてサイドイッチプレート７１０がボールバンプから後退した後、スプリング７２０によってしっかりと締めつけられる。プランジャーホルダー７３０の動きを制限するためにリミットセンサー７４５も備えられている。
【００４８】
図８は、使い捨てチューブ器具を処理するための、本発明の代表的なシステムの８００を示す。ロボットアーム組立品８１０はコンピュータ／インターフェイス８２０及びモーター制御器８３０によって制御される。コンピュータ／インターフェイス８２０はロボットアーム８１０を制御するためのモーター制御器８２０に対する内部プログラムを作るために使用してもよい。アクチュエータ８４０及び８５０は、使い捨てチューブ器具のプランジャー（図では示されていない）を含むロボットアーム８１０を駆動するためのモーター制御器８３０の制御下にあるモーターである。モーター制御器８３０は、ロボットアームに上下、左右、前方及び後方の動きを与えるためにモーターを駆動させてもよい。図９では、ロボットアーム８１０の代表的なベース機構９００の動きが如何にしてなされるかを説明している。図８に戻って参照すると、超音波処理されることになる試料溶液をロボットアーム８１０が動かすことができるように、超音波発生器具８６０がシステム８００に備えられている。ロボットアームの駆動を管理するためのコンピュータ／インターフェイス８２０によってアッセイプロトコールが作られてもよく、そしてこの一例が図１０Ａ及び１０Ｂに示されている。図１０Ａは、工程分類、詳細、プランジャー位置及び秒単位の継続時間を有するアッセイスクリプトを示す。図１０Ｂは、アッセイプロトコールを動かすアッセイスクリプトに従って制御されるロボットアームによって接近されるラックにおける試薬の同定及び配置を示す。
【００４９】
上述の使い捨てチューブ器具の各々において、プランジャーは超音波処理チューブ上に供されているが、使い捨てチューブ器具はこの構成に限定されるものではない。例えば、それは、プランジャーの代わりに器具上で気密密閉を形成する、独立した取り外し可能な機構に接続しうる。器具内への液の吸引又は器具から外への分注は、例えば、チューブの頂部上に密封して置かれ、且つ、空気の流入又は流出を正確に制御できるモーターに取り付けられる、柔軟チューブ等のピペット機構（空気制御機構）によって制御してもよい。
【００５０】
使い捨てチューブ器具の別の実施態様は、図１１Ａに示されるように構成してもよい。使い捨て器具９００は、器具の頂部上にシールされるピペット機構９１０、及び溶液を吸い込むための又は排出するための反対側の端部での細長の端部９２０を有する。ピペット機構９１０は前述の如く、プランジャー又はピペットアクチュエータであってもよい。二つの端部の間に、細長の端部９２０の頂部上に第二フィルター９３０、及びこの膜の上方で約３ｍｌの溶液を保持する容量を有するチャンバー９４０がある。上記で説明した通り、第二フィルターは、試料溶液中の標的物質を捕捉するために機能する。第二フィルターとしては、単純なガラス繊維膜が好ましく使用できる。器具９００の内径と一致し、そしてチャンバー９４０の上方に設置される第一フィルター９５０もある。第一フィルターは、乾燥空気を通過させるが、汚染防止のために試料溶液、緩衝液又は試薬を通過させないことによって、オーバフローを防ぐための応急措置として機能しうる。図１１Ｂに示されるように、この構成において、使い捨て器具９００は、細胞又は他の物質がチューブ９６０中で超音波処理された後、試料溶液を超音波処理チューブ９６０中に吸い込むために隔膜（隔壁）９７０を貫通することによって、隔膜９７０を有する超音波処理チューブ９６０と脱着できるように係合する。隔膜９７０は、試料溶液を超音波処理チューブ９６０中に吸い込むため、細長の端部９２０によって脱着できるように貫通できる隔膜以外の密閉可能な部品であってもよい。チューブ９６０をそれ自身超音波処理する代わりに、超音波処理チューブ９６０と係合中に、使い捨て器具９００を超音波処理することも可能である。上記試料溶液において、試薬は第二フィルターによる標的物質の吸収を助けるために添加できる。代表的な試薬としては、特開２００６−８７３９４及び特開１９９４−２０５６７６に開示されている通りのカオトロピック剤及びアルコールが挙げられる。
【００５１】
次いで、溶液を有する器具９００は、ロボットアーム組立品によって、隔膜でキャップされた別のチューブへと動かすことができる。プロセスの次の工程に対して適切な試薬を有するこのチューブは、溶液を吸い込むために又は排出するために、細長の端部９２０によってその隔膜を通して貫通できる。図１１Ｂに示されるように、試薬を有する他のチューブを用いて、ＤＮＡの精製等のプロセスが完了するまで、このプロセスを繰り返すことができる。器具９００内に溶液を吸い込むこと又はそこから排出することを助けるために自動化されているロボットアーム組立品は、ピペット機構のタイプが如何なるものであれ、それを収容するように構成できる。例えば、もしピペット機構がプランジャーであれば、ロボット組立品は図７Ａ及び７Ｂに述べられたもののようであってよい。もしピペット機構がピペットアクチュエータであれば、適切な溶液を吸い上げるために又は排出するために、陽圧又は印圧を適切な時間器具９００にかけることができるように、アクチュエータはロボットアームの動きを用いてコンピュータ制御できる。
【００５２】
次いで、上に説明したシステム８００に関して、自動化されたゲノムＤＮＡ調製の例を述べる。システム８００を用いて、２×１０５、２×１０４及び２×１０３の新鮮な大腸菌を各々含有する３つの別々の１ｍｌ試料溶液を超音波処理し、そして富士フィルム社のＱｕｉｃｋＧｅｎｅ（登録商標）ＤＮＡ  Ｗｈｏｌｅ  Ｂｌｏｏｄキットからの試薬を有する試料溶液で大腸菌溶解物からＤＮＡを自動的に精製した。三つの試料溶液全ては、以下に述べるように、同時ではあるが別々に処理した。
【００５３】
各組が溶解緩衝液、エタノール、洗浄緩衝液及び溶出緩衝液で各々満たされた三組の試薬カートリッジを調製した。次に、カートリッジを、図７Ａで示されるように、ロボットアーム組立品８１０中に備えられている試薬ブロック７６０中の対応する位置に置いた。使い捨てチューブ器具のフィルターユニット（貫通部／先端部）は、ロボットアーム組立品８１０中に備えられているそれらの対応するラック７８０上に置いた。２×１０５、２×１０４及び２×１０３の新鮮な大腸菌の培養試料については、各溶解緩衝液（ＬＢ）媒体中で別々に希釈した。各希釈されたバクテリア培養試料溶液約１ｍｌを３ｍｌの超音波処理チューブ内に吸い込んだ。各超音波処理チューブ中のプランジャーの位置は、液体の上方に０．５ｃｍのエアギャップがあるように調節された。超音波処理チューブは組立品８００の試料ラック７８０上に置かれ、そして自動超音波処理シーケンスを実施し、９５０Ｊで約４７．５Ｗの出力パワーを用いて２０秒間超音波処理を行った。超音波処理の後、放出されたゲノムＤＮＡが、この明細書において先に記述された通りの方法で、システム８００によって精製された。本精製方法では、フィルターユニットにおける膜へのＤＮＡの初期の結合の後、３回の洗浄を行った。精製されたＤＮＡは１００μｌの溶出緩衝液を用いて膜から溶出された。
【００５４】
超音波処理／精製法がその一例が図１２に示されているコンピュータインターフェイス８２０を通して実施された。図１２のインターフェイスは三つの大まかな制御セクションを示す：超音波処理、突刺し、及び分注ハンドリング。超音波処理セクションにおいて、超音波処理試料溶液に対する超音波処理継続時間、冷却継続時間及び繰り返しサイクルは、適切な数字をインターフェイスに入力することによってコントロールされた。突刺しセクションにおいて、使用者は、０回又は１回の突刺しを選ぶための選択肢を与えられた。突刺しプロセスでは、使い捨てチューブ器具をその貫通された隔膜と一緒にして単一の接続されたユニットとする。分注ハンドリングセクションにおいては、ソフトウェア側から要求された試薬／緩衝液の順番を制御した。上記で述べられた如く、プランジャーの位置もインターフェイスによって設定された。インターフェイスは本明細書で示された例に限定されるものではなく、他の種々のパラメーターがインターフェイスによって制御することができ、そして制御される。
【００５５】
次いで、サーモサイクラー（Ｓｍａｒｔ  Ｃｙｃｌｅｒ（登録商標））上で定量的ＰＣＲを実施するために、１μｌの溶出液を使用した。対象は大腸菌１６ＳリボソームＲＮＡ遺伝子配列、３８１−ｂｐであった。フォワードＰＣＲプライマーはＡＡＣＴＧＧＡＧＧＡＡＧＧＴＧＧＧＧＡＴを、そしてリバースＰＣＲプライマーはＡＧＧＡＧＧＴＧＡＴＣＣＡＡＣＣＧＣＡを用いた。ＰＣＲにおいては、以下の溶液(全量が約２５μｌ)及び条件を使用した：１×Ｔａｑポリメラーゼ緩衝液（１０ｍＭのＴｒｉｓ  ｐＨ８．８、５０ｍＭのＫＣＩ、０．０８％のＮｏｎｉｄａｔ  Ｐ４０）；０．４ｍＭのｄＮＴＰ；３ｍＭのＭｇＣＩ２；５００／５００ｎＭのフォワードプライマー／リバースプライマー；１００μｇ／ｍｌのＢＳＡ；１×ＥｖａＧｒｅｅｎ；１μｌの試料；１ＵのＦｅｒｍｅｎｔａｓ  Ｔａｑ  ＤＮＡポリメラーゼ；及び９５０Ｃ（１０ｓ）−５８°Ｃ（１５ｓ）−７２°Ｃ（１０ｓ）、４０ｘ。
【００５６】
ＰＣＲサイクルが終了した後、ＤＮＡキットを用いて、１μｌの反応溶液をバイオアナライザー（bioanalyzer）で分析した。他の二つの試料に対してもこの分析を繰り返された。三つの試料に対して図１３Ａ（定量的ＰＣＲ成長曲線）及び図１３Ｂ（バイオアナライザーの電気泳動図）に示されているように、その結果は濃度依存性の成長曲線を示した。ＰＣＲ生成物の収率は、大腸菌が２×１０５、２×１０４及び２×１０３の各出発試料に対して、それぞれ２３．８、１３．４及び３．１ｎｇ／μｌであった。自動ゲノムＤＮＡプロセスは、大腸菌の元の濃度をＰＣＲ精製物の最終収率と相関付けする際に正常に機能した。    
【００５７】
本発明のその他の実施態様は、本明細書に開示された本発明の明細書及び実行（practice）を考慮すれば、当業者にとって明白になる。明細書及び実施例は単に代表例と考えられるべきものと意図している。
【図１】
2012501177.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
2012501177.tif 000009
【図２Ｇ】
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【図２Ｈ】
2012501177.tif 000011
【図２Ｉ】
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【図２Ｊ】
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【図２Ｋ】
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【図２Ｌ】
2012501177.tif 000015
【図２Ｍ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
2012501177.tif 000019
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2012501177.tif 000023
【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【国際調査報告】
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