(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱サイクルデバイスの検出ユニットにおける、複数のサンプル検出チャンバを有する基板を位置決めするための装置であって、該装置は、以下：
基板が該フレームアセンブリ中に位置決めされ得るように構成される、フレームアセンブリであって、該フレームアセンブリは、該基板を加熱および冷却するための温度制御を有する熱サイクルデバイスにおいて位置決めされ得る、フレームアセンブリ；
プレートを含むレンズアセンブリであって、該プレートは、
複数のレンズ；
該基板との複数の接触部であって、該複数の接触部は、該基板にわたり均一な圧力を提供するように、該プレートの下面に配置される、接触部；および
複数のスルーホールであって、該複数のスルーホールは、光が該基板の各々のサンプル検出チャンバに向けおよびそこから該検出単位へ通過することを可能にする、スルーホール、含む、レンズアセンブリ、
を含む、装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、ここで、前記レンズアセンブリが、前記レンズプレートの各々のレンズに対応する複数の孔を有する頂部プレートを含む、装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置であって、ここで、前記レンズアセンブリが中間プレートをさらに含み、該中間プレートが、前記レンズプレートの各々のレンズのための支持を提供し、該中間プレートが、前記頂部プレートおよび該レンズプレートの底部表面に対して加圧される、装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置であって、ここで、前記中間プレートが、前記レンズプレートに向かって各々のレンズを付勢することによって、該レンズプレートの各々のレンズのための支持を提供するための複数の可撓性バイアス部材を含む、装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装置であって、ここで、各々の可撓性バイアス部材が、前記レンズプレートの各々のレンズと整列される、前記中間プレート内の孔の周りに位置付けられる半径方向に伸長するアームを備える、装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置であって、ここで、前記レンズプレートが、該レンズプレートの前記底部表面上に、前記基板を係合するための密封要素を備える、装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置であって、ここで、前記密封要素が、内部空洞を有する伸長部材を含む、装置。
【請求項８】
請求項１に記載の装置であって、ここで、前記フレームアセンブリが、前記基板が置かれ得る上部表面、および該基板の側方の移動を限定するために該基板を係合するための、該上部表面の辺縁の周囲の少なくとも１つの隆起した表面、を有する支持プレートを含む、装置。
【請求項９】
請求項８に記載の装置であって、ここで、前記基板が前記フレームアセンブリ中に位置付けられる場合、前記少なくとも１つの隆起した表面が、該基板の外側端を係合するように構成される、装置。
【請求項１０】
熱サイクルデバイスのサンプル検出器械中に少なくとも１つのサンプル検出チャンバを有する基板を位置付けする方法であって、該方法は、以下の工程：
該サンプル検出器械を開放する工程；
該熱サイクルデバイスの該サンプル検出器械上に支持フレームを置く工程；
少なくとも１つのサンプル検出チャンバを有する基板を、該支持フレーム中に挿入する工程；
該基板および支持フレームにわたって、複数のレンズを有するレンズプレートを置く工程、および、該基板の該サンプル検出チャンバに対して、該レンズプレート中の少なくとも１つの孔を整列する工程；
該サンプル検出器械を閉鎖する工程；および
該熱サイクルデバイスによる温度制御を用いて該基板を加熱および冷却することによって、該加熱および冷却のサイクルを該基板に供させる工程、
を包含する、方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、ここで、該基板にわたってレンズプレートを置く前記工程が、前記少なくとも１つのサンプル検出チャンバの頂部表面に対して該レンズプレートの一部を係合する工程を包含する、方法。
【請求項１２】
前記複数の接触部は、前記基板の前記底面における熱転移に対して、前記基板と前記プレートとの間の実質的な熱転移を提供しない、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記装置は、マイクロカードを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
検出単位における複数のサンプル検出チャンバを有する基板を位置決めするための装置であって、該装置は：
該基板を加熱および冷却するための温度制御を有する熱サイクルデバイスであって、該熱サイクルデバイスは、検出ユニットを備える、熱サイクルデバイス；
フレームアセンブリであって、該フレームアセンブリは、該基板が該フレームアセンブリに位置決めされ得るように構成され、該熱サイクルデバイスに位置決めされ得る、フレームアセンブリ；および
プレートを備えるレンズアセンブリであって、該プレートは、複数のレンズおよび複数のスルーホールを備え、該複数のスルーホールは、光が該基板の各々の該サンプル検出チャンバに向けおよびそこから該検出単位へ通過することを可能にする、スルーホール、
を備える、装置。
【請求項１５】
前記基板は、マイクロカードを備える、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
検出ユニットおよび熱サイクルデバイスにおいて複数のサンプル検出チャンバを位置決めするための装置であって、該装置は：
該基板を加熱および冷却するための温度制御を有する熱サイクルデバイスに位置決めされ得る基板であって、該基板は、複数のサンプル検出チャンバを備え、該熱サイクルデバイスは、該基板が過熱および冷却のサイクルに供されるように構成され、そして該検出ユニットは、該サンプル検出チャンバにおける核酸増幅をモニタするように構成される、基板；および
プレートであって、該プレートは：
該基板との複数の接触部であって、該複数の接触部は、該基板にわたり均一な圧力を提供するように、該プレートの下面に配置される、接触部；および
複数のスルーホールであって、該複数のスルーホールは、光が該基板の各々の該サンプル検出チャンバに向けおよびそこから該検出単位へ通過することを可能にする、スルーホールであって、該スルーホールは、該サンプル検出チャンバと該検出ユニットとの間で整列される、スルーホール、
を備える、プレート、
を備える、装置。
【請求項１７】
前記複数の接触部は、前記基板の前記底面における熱転移に対して、前記基板と前記プレートとの間の実質的な熱転移を提供しない、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記装置は、マイクロカードを備える、請求項１６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
（発明の分野）
本発明は、１つの局面において、容器の液体装填に関する。特定の実施形態では、本発明は、少なくとも一つのチャンバを有する基板に、液体サンプルを充填するためのシステム（例えば、複数のサンプル検出チャンバを有するカード様部材に、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）プロセスのサーマルサイクリングの間にサンプル検出チャンバ内に配置された試薬と反応するための液体サンプルを、充填するためのシステム）に関する。別の局面では、本発明は、基板を検出ユニット内に位置付けるための装置に関する。
【０００２】
（関連技術の説明）
生物学的試験は、疾患を検出し、そしてモニターする際に重要なツールとなった。この分野における最近の発展により、行なわれる試験の数における増加に拍車がかかっている。膨大な数のこれらの試験を行うことは、経費および時間の浪費になり得る。経費を最少にする１つの方法は、試験されるサンプルのサイズを減らし、そしてサーマルサイクリングユニットまたは他の類似のデバイスの各ランの間に試験され得るサンプルの数を増加させることである。従って、小さいサンプルサイズを有する多数のサンプルを試験することが、しばしば所望される。小さいサンプルサイズおよび多数の検出チャンバを有する、多数の分析物を同時に試験するための基板は、ＷＯ９７／３６６８１（本出願の出願人に譲渡された）に記載され、その内容は、本明細書中に参考として本明細書により援用される。
【０００３】
多数の小さな検出チャンバを有する基板を、安全で、確実な、そして迅速な手法で充填するためのシステムを提供することが、所望される。先行の方法は、面倒な工程を必要とし、そしてこれらの工程を実行する操作者を試薬に曝し得る。さらに、先行の方法は、検出チャンバの間の過度の汚染を容認し得、そして検出チャンバ内に気泡が存在する傾向があり得る。前述の点を考慮して、先行の方法の不都合を克服する、システムおよび方法の必要が存在する。
【０００４】
（発明の要旨）
本発明の利点および目的は、一部が以下の説明において示され、そして一部はその説明から明らかであるか、または本発明の実施により理解され得る。本発明の利点および目的は、添付の特許請求の範囲に特に示される、要素および組合せの手段により十分に理解され、達成される。
【０００５】
１つの局面では、本発明は、少なくとも１つのチャンバを有する基板に液体サンプルを充填するためのシステムを含む。１つの実施形態におけるシステムは、液体サンプルのための少なくとも一つのチャンバを含む通路のネットワーク、およびアダプターを規定する基板を含む。このアダプターは、液体サンプルのための充填リザーバー、真空供給源への装着のための真空ポート、および少なくとも２つのチャネルを含む。１つのチャネルにより真空がネットワークに伝達し得、そして他のチャネルにより液体サンプルがネットワークに導入され得る。このシステムはまた、少なくとも１つのチャネルを連続的に閉じて開ける機構を含み、その結果、真空が、液体サンプルを充填リザーバーから基板内に流れるように推進することを可能にするために、真空は最初に基板に導入され得、そしてその後、液体サンプルが基板に導入され得る。この連続的閉開の機構は、少なくとも１つのアダプターおよび基板を保持するフレームを備え、そしてまたアダプターのチャネルを、連続的に密閉するように係合し、離脱するバルブ機構を備える。
【０００６】
別の局面では、本発明は、液体サンプルのための少なくとも１つのチャンバを有する基板への接続のために形成された基板充填部材を含む。１つの実施形態におけるこの基板充填部材は、基底部、液体サンプルを受容するように形成された基底部上のリザーバー、真空供給源への装着のために形成された基底部上の真空ポート、および基底部内の複数の流体チャネルを含む。この複数の流体チャネルは、真空が、第一の設定で、基板および充填部材の少なくとも１つの流体チャネルに伝達されることを可能にするための、第１の流体チャネルを含む。複数の流体チャネルは、第二の設定で、充填リザーバーからの液体サンプルが、基板の少なくとも１つのチャンバに流入することを可能にする。
【０００７】
本発明のさらなる局面において、本発明は、少なくとも１つのチャンバを有する基板の液体サンプルでの充填を制御するための、充填ステーションを含む。１つの実施形態では、充填ステーションは、基板およびアダプターを受容する基底部分を含む。このアダプターは、充填リザーバー、真空ポート、および複数の流路を含む。充填ステーションはまた、アクチュエータが予め決められた位置にある場合に、液体サンプルを、基板の少なくとも一つのサンプルチャンバへ選択的に導くアクチュエータを含む。このアクチュエータは、予め決められた手順に従って、アダプター上の流路を選択的に開閉するための、複数のバルブ構造を含む。
【０００８】
本発明のさらなる局面において、本発明は基板の少なくとも１つのチャンバに、液体サンプルを充填する方法を含む。この方法は、液体サンプルを内包するための少なくとも１つのチャンバ、およびこのチャンバに出入りするための少なくとも１つの経路を有する基板を提供する工程を包含する。この方法は、基板への接続のためのアダプター（このアダプターは、液体サンプルのための充填リザーバーを有する）、真空ポート、および複数のチャネルを提供する工程をさらに包含する。次に、制御装置が閉じられ、その結果、基板およびアダプターがその中に固定され、そして液体サンプルはアダプターの充填リザーバー内に挿入される。次いで真空が、基板のチャンバおよび経路内に導入される。制御装置は、充填リザーバー内の液体サンプルを真空に曝すために作動され、その結果、液体サンプルは、基板のチャンバに向かって推進される。
【０００９】
本発明の別の局面において、本発明は、複数のサンプル検出チャンバを有する基板を、検出ユニット内に位置付けるための装置を含む。この装置は、フレームアセンブリおよびレンズアセンブリを含む。このフレームアセンブリは、基板がこのフレームアセンブリ中に位置付けられ得るように形成される。レンズアセンブリは、複数のプレートを含む。これらのプレートの１つは、レンズプレートを含み、このレンズプレートにおいて、少なくとも１つのレンズが、そのレンズを通る光の焦点を合わせるために配置される。
【００１０】
さらなる局面において、本発明は、少なくとも１つのサンプル検出チャンバを有する基板を、サンプル検出機器内に位置付ける方法である。この方法は、サンプル検出機器を開く工程、支持フレームをサンプル検出機器上に配置する工程、および少なくとも１つのサンプル検出チャンバを有する基板を支持フレーム内に挿入する工程を包含する。この方法はまた、レンズプレートを、基板および支持フレーム上に配置する工程、およびレンズプレート内の少なくとも１つの孔を基板のサンプル検出チャンバに対して整列する工程を包含する。次いで、サンプル検出機器は、閉じられる。
【００１１】
上記の一般的な記述および以下の詳細な説明の両方は、例示的および説明的であるのみであり、特許請求されるものとして、本発明を限定するものではないことが理解されるべきである。
【００１２】
（好ましい実施形態の説明）
ここで、本発明のこの好ましい実施形態に、詳細な言及がなされ、その例は、添付の図面に例示される。可能である限り、同じ参照番号は、同じかまたは類似の部分を言及するために、図面を通して使用される。
【００１３】
本発明に従って、少なくとも１つのチャンバを有する基板（例えば、ミクロカード）に、液体サンプルを充填するためのシステムが、提供される。各チャンバは、好ましくは分析物−特異的試薬を内包し、この試薬は、液体サンプル中に存在し得る、選択された分析物と反応する。本発明の１つの実施形態では、このシステムは、液体サンプルのための少なくとも１つのチャンバを含む通路のネットワークを規定する基板を含み、そして代表的なミクロカードでは、通路のネットワークによって接続される９６個のチャンバが、提供される。本明細書中に具体化され、そして図１〜２５に示されるように、液体サンプルを基板に充填するためのシステム１０は、基板１２；アダプター１４；および充填ステーション１６を備える。
【００１４】
このシステム１０は、図２〜５に最も良く示されるように、通路のネットワーク１７を有する基板を備える。基板１２は、クレジットカードの一般的な形状で、一般的に長方形であるように示され、従って、この基板は、しばしばミクロカードといわれる。基板は、図面中に示される実施形態と比較して、種々の他の形状およびサイズであり得る。単に例として、１つの実施形態では、基板は、およそ７ｃｍ×１１ｃｍ×０．２ｃｍである。基板１２は、複数のサンプル検出チャンバ１８を含む通路のネットワーク１７を規定する。各サンプル検出チャンバは、予め規定された体積の液体サンプルを保持し得る。本発明の１つの実施形態では、各サンプル検出チャンバは、約１μｌの体積を有する。この体積は、特定の適用に従って変化し得る。より少ない体積のサンプルチャンバを利用することにより、消費される試薬および分析物の量が減少し、経費節減を生じる。さらに、所定の基板上でより多くのサンプルが試験され得、それによって、実行されることが必要な試験の全回数が減少する。図面は、９６個のサンプル検出チャンバ１８を示す例示的な実施形態を例示するが、チャンバの数および配置は、変更され得る。例えば、３８４個のサンプル検出チャンバ、および他の数のチャンバを有する基板もまた、本発明に一致する。
【００１５】
本明細書中に具体化され、そして例えば図２〜５に示されるように、基板１２は、液体サンプルの通路のネットワーク１７への流入のための、サンプル入口ポート２０を備える。サンプル入口ポート２０は、１つのプレート（例えば、基板１２の頂部プレート３２）における、成形された装着用の特徴（例えば、装着／ブラダー溝２２）の、例えば好ましくは中心に、適切に配置され、装着／ブラダー溝２２を通って延びる。装着／ブラダー溝２２は、サンプル検出チャンバ１８の外側の領域において、基板プレート３２の頂面の幅の一部を横切って延びる。この装着／ブラダー溝２２は、頂部表面および側部表面により規定される。装着／ブラダー溝２２の頂部表面は、装着／ブラダー溝に隣接する頂部プレート３２の頂部表面から少し窪んでいる。
【００１６】
装着／ブラダー溝２２は、いくつかの機能に役立つ。第一に、装着ピン２３が、装着／ブラダー溝の各端に提供される。アダプター１４の基板１２への装着の間、これらの円筒形の装着ピン２３は、アダプター１４を基板１２上に整列させる際に補助するために、アダプターの装着突出物１３２の内側に位置付けられる。アダプターと基板との間の接続は、装着ピン２３および装着突出物１３２の供給により、より確実にされる。第二に、装着／ブラダー溝２２は、通路のネットワークにおける液体サンプルのための空気ポケットを提供する。基板が液体サンプルで充填され、そして密閉された後、以下で考察するように、通路のネットワーク１７中の液体サンプルは、特に基板がサーマルサイクリング操作のために使用される場合、温度変動を受け得る。サンプルの温度が上昇するにつれて、通路のネットワーク１７中の液体サンプルは、膨張する。装着／ブラダー溝２２は、サンプルが基板上で圧力を有意に上昇することなく膨張し得るように、通路のネットワーク１７上に空気のポケットを提供する。シールの潜在的な破断に起因する基板における漏出から保護するために、このポケットは有用である。液体サンプルは、サンプルポート２０を通って、装着／ブラダー溝２２に流入し得る。１つの実施形態では、装着／ブラダー溝２２の空気ポケットは、通路のネットワーク１７の上でかつこのネットワーク１７から遠位に配置され、その結果、装着／ブラダー溝２２中の空気が、液体サンプルと混合するのを実質的に防止する。
【００１７】
図４に最も良く示されるように、基板の通路のネットワーク１７は、頂部プレート３２の底部表面の縁上に少なくとも１つのサンプル入口送達通路２４；サンプル入口送達通路２４から延びる４つの長手方向送達通路２６（図４に最も良く示される）；終端通路２８；およびサンプル検出チャンバ１８を含む。本発明の１つの実施形態では、長手方向送達通路２６は、サンプル入り口送達通路２４から垂直方向に延びる。このサンプル入口送達通路２４は、装着／ブラダー溝２２と平行な方向であるが、頂部プレート３２の底面３８の縁上へ延びる。平行な長手方向送達通路２６は、示されるように、基板１２に沿って位置付けられる。終端流体通路または接続部２８の複数の対は、各長手方向送達通路２６から分岐する。終端流体通路２８は、サンプル検出チャンバ１８を、長手方向送達通路２６に接続する。サンプル検出チャンバ１８の各対は、長手方向送達通路２６の両側に配置される。一つの実施形態では、各長手方向通路２６は、そこから延びる２４個のサンプル検出チャンバを有し、これらは、１２個の対として整列される。従って、１つの実施形態の基板は、９６個のサンプル検出チャンバを含む。この数ならびに適切なミクロカードを構成する整列およびネットワーク接続のパターンは、明らかに変更され得る。
【００１８】
図４に示されるように、各長手方向送達通路２６の末端は、終端３０である。図に示される、長手方向送達通路、終端流体接続点、およびサンプル検出チャンバの特定の整列は、例としてのみである。これらの通路、接続点、およびチャンバは、任意の適切な様式で整列され得る。単に例として、全てのチャンバは、長手方向送達通路の一方の側に配置され得る。あるいは、通路および溝の数、ならびにそれらの相対的な位置は、大いに変更され得る。本発明の充填システムは、任意の多種多様な異なる基板デザインを用いて利用され得、そして図に示される特定のデザインに限定されない。
【００１９】
本明細書中に具体化されそして図２〜５に示されるように、基板１２は、好ましくは頂部プレート３２および底部プレート３４から構成される。図２〜５に最も良く示されるように、頂部プレート３２は、隆起した表面４０を含む上部表面３６を有する。隆起した表面４０は、各サンプル検出チャンバ１８の頂部を規定する。頂部プレート３２は、Ｖ−形状リッジ４２（エネルギーディレクターとも呼ばれる）を含み、このリッジは、頂部プレートの下部表面３８から少し隆起している。底部プレート３４が、実質的に平滑な頂部表面を有して平坦であるため、頂部プレート３２および底部プレート３４は、図５に最も良く示されるように、組立てられた場合にリッジ４２に沿ってのみ接触する。従ってリッジ４２は、基板について通路のネットワーク１７を規定する。例えば、図５では、リッジ４２、頂部プレート３２の底部表面、および底部プレート３４の頂部表面は、長手方向送達通路２６を規定する。図５の断面はまた、リッジ４２、頂部プレート３２の底部表面および底部プレート３４の頂部表面により規定される、終端流体通路２８およびサンプル検出チャンバ１８を示す。図５はまた、頂部プレート３２の底部表面と底部プレート３４の頂部表面との間の、サンプル送達通路２４を示す。
【００２０】
図は、頂部プレートから突出するリッジにより規定される通路のネットワークを示すが、通路のネットワークは、任意の数の他の様式で規定され得る。例えば、１つの代替の実施形態では、リッジは底部プレートから突出し得、頂部プレートは実質的に平滑である。別の代替の実施形態では、頂部プレートおよび底部プレートのいずれかまたは両方が、通路のネットワークを規定する刻み目を備え得る。この実施形態では、リッジは必要無い。十分な真空を維持し得、そして液体サンプルで充填され得る通路のネットワークを規定するための、他の適切な方法は、本発明において受容可能であり得る。
【００２１】
頂部プレート３２および底部プレート３４は、種々の方法により互いに接合され得る。頂部プレートおよび底部プレートは、真空供給源が基板に適用された場合に、通路のネットワークが真空下になり得るように、密閉するように接合されるべきである。さらに、これらのプレート３２および３４は、液体サンプルが基板から漏出しないように接合されるべきである。接合の方法はまた、サーマルサイクリングの間に起こり得る温度変動に耐え得るべきである。好ましい実施形態では、頂部プレートおよび底部プレートは、超音波溶接を使用して互いに接合される。代表的な超音波溶接手順の間、大きな重量が２つのプレート上にかかり、強制的に振動させられる。この振動は、プレートが互いに接触している部分で、すなわち底部プレート３４の平滑な頂部表面と接触しているリッジ４２の部分に沿って、プラスチックを溶融させる。超音波溶接技術は、リッジ（エネルギーディレクター）が、底部プレート３４の平滑な頂部表面に部分的に溶着される場合に、完了する。例えば、本発明の１つの適用では、プレートは、所定のパーセント（例えば８０％）のリッジが溶融されるまで、超音波溶接される。しかし、リッジの溶融の所望の量がこの値より有意に低くともなお適切なシールを提供し得る。この手順のこの時点において、リッジ４２は、通路のネットワークを形成し、サンプル入口孔２０は開いたまま、システムの通路を密閉した。上記の実施形態は超音波溶接を使用してプレート３２と３４とを接続するが、他の適切な方法（例えば、接着剤の使用、加圧密封、または熱硬化）もまた使用され得る。さらに別のアプローチでは、接合は、２つの基板プレートの間に配置される接着剤ガスケット層を使用して達成される。
【００２２】
頂部プレート３２および底部プレート３４は、任意の適切な材料から作製され得、この材料は、必要とされる仕様に従って製造され得、後に起こり得る（すなわちサーマルサイクリングまたは基板上に行なわれる他の操作の間に）任意の温度変動に耐え得、そして適切に接合され得る。さらに、基板が後に光学的検出のために使用される場合は、各サンプル検出チャンバ１８の頂部は、反応の検出のために光学的に透明でなければならない。この目的のために、例えば、シリカ−ベースガラス、石英、ポリカーボネート、または任意の光学的に透明なプラスチック層が、使用され得る。基板がＰＣＲ反応で使用される場合、材料はＰＣＲ適合性であるべきであり、そして材料は好ましくは実質的に蛍光を示さないべきである。１つの実施形態では、頂部プレートのための材料は、「ＢＡＹＥＲ」（登録商標）により製造されるポリカーボネート（ＦＣＲ  ２４５８−１１１２と呼ばれる）であり、そして底部プレートのための材料は、「ＢＡＹＥＲ」（登録商標）により製造される厚さ０．０１５インチのポリカーボネート（Ｍａｋｒｏｆｏｌ  ＤＥ１−１Ｄと呼ばれる）である。基板プレートは、当該分野で公知の種々の方法により形成され得る。例えば、頂部プレート３２は、射出成形され得、一方底部プレート３４は、ダイ−カット（ｄｉｅ−ｃｕｔ）され得る。プレートを製造する任意の他の適切な方法はまた、受容可能である。
【００２３】
頂部プレート３２および底部プレート３４の組立ての前に、分析物特異的試薬が、代表的には各検出チャンバ１８に配置される。１つ以上の検出チャンバは、コントロールとして機能するために空のままにされ得る。検出チャンバ内のこれらの分析物特異的試薬は、液体サンプル中の多様な分析物クラス（単に例として、ポリヌクレオチド、ポリぺプチド、多糖類、および小分子分析物が挙げられる）を検出するように適合され得る。ポリヌクレオチド分析物は、任意の適切な方法（例えば、ポリメラーゼ連鎖反応、リガーゼ連鎖反応、オリゴヌクレオチド連結アッセイ、またはハイブリダイゼーションアッセイ）により検出される。ポリヌクレオチド検出の好ましい方法は、「ＴＡＱＭＡＮ」（登録商標）と呼ばれるエキソヌクレアーゼアッセイである。非ポリゴヌクレオチド分析物はまた、抗体／抗原結合のような任意の適切な方法により検出され得る。上記の検出方法は、当該分野で周知である。これらは、以下の文献および特許に詳細に記載される：Ｇｅｌｆａｎｄらの米国特許第５，２１０，０１５号；Ｌｉｖａｋらの米国特許第５，５３８，８４８号；Ｂａｒａｎｙらの１９９１年１１月１４日に公開されたＷＯ９１／１７２３９；ＬａｎｄｅｇｒｅｎらによるＳｃｉｅｎｃｅ  ２４１：１０７７−９０（１９８８）に公開された「Ａ  Ｌｉｇａｓｅ−Ｍｅｄｉａｔｅｄ  Ｇｅｎｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ」；Ｇｒｏｓｓｍａｎらによる「Ｈｉｇｈ−ｄｅｎｓｉｔｙ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｎｕｃｌｅｉｃ  ａｃｉｄ  ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ：ｏｌｉｇｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ  ｌｉｇａｔｉｏｎ  ａｓｓａｙ  ａｎｄ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ−ｃｏｄｅｄ  ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ」（Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ２２：４５２７−３４（１９９４）に公開される）；およびＮｉｃｋｅｒｓｏｎらによる「Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  ＤＮＡ  ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ  ｕｓｉｎｇ  ａｎ  ＥＬＩＳＡ−ｂａｓｅｄ  ｏｌｉｇｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ  ｌｉｇａｔｉｏｎ  ａｓｓａｙ」（Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ  ８７：８９２３−２７（１９９０）に公開される）。
【００２４】
さらに本発明に従って、システムはまた、基板に液体サンプルを充填する際に補助するためのアダプターを充填ステーションに備える。本明細書中に具体化され、図６〜１２に示されるように、アダプター１４は、好ましくは頂部プレート６２および底部プレート６４のような２つのプレートを含む。頂部プレート６２は、ピペットまたは他の調剤装置からの液体サンプルを受容するための充填リザーバー７０、および真空が、基板１２の通路のネットワーク１７に伝達されることを可能にするための真空ポート７２を含む。充填リザーバー７０および真空ポート７２は、図６〜８に示されるように、頂部プレート６２の頂部表面６６上に配置される。
【００２５】
図に示される１つの実施形態では、充填リザーバー７０は、頂部の四角い開口部および頂部プレート６２の頂部表面６６に延びるテーパ状側壁７１を有する、四角い漏斗である。バットレスの形状の構造支持体７３は、テーパ状側壁を支持する。充填リザーバーは、図に示されている形状の他にも、任意の種々の都合の良い形状（例えば、円筒形、円錐形、長方形）であり得る。充填リザーバーは、種々の自動または手動のプロセスにより充填され得る。代表的な実施形態では、液体サンプルは、手で保持されるピペットにより、充填リザーバー内に導入される。充填リザーバー７０は、サンプル検出チャンバ１８を含む、通路のネットワーク１７全体が、以下に記載するような充填ステーション１６の操作で充填され得るように、十分な体積を有する。９６個のチャンバ基板を用いる本発明の１つの実施形態に従って、充填リザーバーは、代表的には少なくとも３００μｌの液体サンプルを保持するように設計される。充填リザーバーのサイズは、サンプル検出チャンバ１８ならびに通路２４、２６および２８のサイズと相関関係にあり、従って、変化し得る。液体サンプルは、充填リザーバー７０から、頂部プレート６２を通過する開口部７４を通って、底部表面６８まで流れる。以下に記載されるように、液体サンプルは、頂部プレート６２と底部プレート６４との間に位置する充填チャネルに流入する。この実施形態のフィリリザーバーは、単に例として示される。充填リザーバーは、頂部プレートと一体化している必要は無いが、その代りにアダプターに装着される別々の部材であり得る。
【００２６】
真空ポート７２は、頂部プレート６２の頂部表面６６から延びる円筒形の突出物の形状で示される。この真空ポート７２は、（以下に記載される）充填ステーション上の真空接続のために適切な任意の形状を有し得る。図７〜９に最も良く示されるように、真空ポート孔７６は、真空ポート７２の中央に提供される。真空ポート孔７６は、頂部プレート６２を通って底部表面６８に達する。代替の設計では、充填ステーションの設計を仮定すると、真空ポートは、底部プレート上に設けられる。より詳細に考察されるように、真空ポートの供給は、真空が、基板の通路のネットワークに適用されるのを可能にする。真空の範囲は典型的に真空ポンプにより適用される。本発明では、理想的な実行のための真空の範囲は、およそ０〜５００ミクロンである。本発明の１つの実施形態の代表的な操作では、５０〜１５０ミクロンの範囲の真空が所望される。
【００２７】
以下に記載されるように、アダプターの頂部プレート６２は、底部プレート６４の頂部表面８２のリッジ８０と嵌合するための、その底部表面６８上に、窪みまたは溝７８をさらに含む。アダプターの底部プレート６４の頂部表面８２は、それぞれのリッジの間に、チャネル表面８４を有する。このチャネル表面８４は、底部プレート６４の主要な頂部表面８２から少し低くなっている。頂部プレート６２および底部プレート６４が装着される場合、底部プレート６４のリッジ８０は、頂部プレート６２の窪みまたは溝７８と嵌合して、流体チャネル８６を形成する。
【００２８】
嵌合リッジ８０および溝７８は、真空、液体サンプル、および周囲の空気のための、複数の流体チャネル８６を規定する。図１０〜１１に示されるように、真空チャネル９４は、真空ポート孔７６のすぐ下の真空チャネルへの入口９２から、垂直に延びる出口ポートチャネル９８を有する接合点９６へ延びる。出口ポートチャネル９８は、その中心に小さな円形の開口部９０を有する出口ポート８８に至る。充填チャネル１００は、充填リザーバー７０のすぐ下の充填チャネルへの入口１０２から、出口ポートチャネル９８を有する接合点９６へ延びる。充填チャネル１０２の垂直に折れる部分を、接合点１０４という。ブラダー接続チャネル１０５は、充填チャネル接合点１０４とブラダーチャネル１０６との間に配置される。ブラダー接続チャネル１０５は、真空チャネル９４および充填チャネル１００と同じ幅を有する。主要なブラダーチャネル１０６は、充填チャネル接合点１０４から周囲の空気まで延びる。主要なブラダーチャネル１０６は、以下で考察するプライミング機能を実行するために、他のチャネルより大きな幅を有する。頂部プレートおよび底部プレートにより形成されるこれらのチャネルは、空気を基板から流出させ、そして液体サンプルを基板に流入させることを可能にするために役立つ。
【００２９】
アダプター１４の頂部プレート６２および底部プレート６４は、バルブ機構でチャネルを押圧することによりチャネルが開閉され得るように、好ましくはエラストマー材料から作製される。多くの他の材料も本発明に適切であるが、本発明で使用されるために適切な材料の１つは、「ＤＵＰＯＮＴ」（登録商標）ＥＬＶＡＸ  １５０である。頂部プレート６２および底部プレート６４は、種々の方法により互いに装着され得る。好ましい方法では、紫外線（ＵＶ）活性化接着剤が、２つのプレートを接合するために使用される。頂部プレート６２をひっくり返した後、頂部プレート６２の窪み７８は、連続的なビーズのＵＶ活性化接着剤で充填され、そして底部プレート６４は、頂部プレート６２上に置かれ、その結果、リッジ８０は、頂部プレートの窪み７８に適合する。次いで、これらのプレートは、接着剤を硬化させるためにＵＶ光の下に置かれ、そしてそれによって頂部プレートおよび底部プレートが共に接合される。真空が真空チャネル内で形成され得、それによって液体サンプルが全く漏出しないように、プレートが、適切に共に密封されることが、重要である。
【００３０】
別の実施形態では、アダプターの頂部プレートおよび底部プレートは、頂部プレートがリッジ８０を含み、そして底部プレートが窪み７８を含むように改変され得る。この代替の構成では、接着剤が、底部プレート６４の頂部表面内の窪み７８に注入され得、そして次いで頂部プレート６２は、底部プレートの頂部に適合され得、その結果リッジが窪みに嵌合する。
【００３１】
さらなる実施形態では、流体チャネル８６は、頂部プレートおよび底部プレート内のリッジまたは窪みではなく、その中に形成されるチャネルを有する１つ以上の薄い接着プレートにより形成される。これらの薄い接着プレートは、頂部プレートの実質的に平滑な底部表面と底部プレートの実質的に平滑な頂部表面との間に配置され得る。この接着剤の中間層を設けることにより、頂部プレートおよび底部プレートのための注入式塑造が、単純化され得る。さらに、窪みに接着剤を挿入する別の工程は、もはや必要でない。別の実施形態では、熱密閉が、流体チャネル８６を規定する、局所的な範囲を加熱し、そして密閉するために使用され得る。この方法では、接着剤は必要とされない。
【００３２】
別の実施形態では、可撓性管材料が流体「チャネル」を形成するために利用され得る。この管材料は、係合構造が管材料に対して移動し得るように、プレート上に配置され得る。管は、プライミング機能（後述）が実行され得るように、ブラダーチャネル部分でより大きな直径を有し得る。明らかに、上記の実施形態は、例示のみであり、他の変形もまた、アダプタ中の流体チャネル８６を規定するために使用され得る。
【００３３】
アダプタの頂部プレート６２および底部プレート６４は、個々の整列孔１２０および１２２を含む。頂部プレート６２の２つの整列孔１２０は、底部プレートの２つの整列孔１２２と嵌合するために配置される。アダプター１４および基板１２の充填ステーション１６への挿入の間に、充填ステーションの底部から突出する２つの整列ピン１５９は、整列孔１２０および１２２を通過し、充填ステーション内のアダプターの正しい整列を確実にする。充填ステーション内のアダプターを整列する他の方法（例えば、充填ステーション内で孔に嵌合するために、アダプター上にピンを有すること）もまた考慮され得る。
【００３４】
図９に最も良く示されるように、アダプターの頂部プレート６２は、頂部プレートの底部表面６８の周囲に沿って配置される周囲窪みまたは溝１２４をさらに含む。この周囲溝１２４は、底部プレートの頂部表面８２の周囲に沿って配置される周囲リッジ１２６と嵌合する。以前に記載されたように、上記の頂部プレートおよび底部プレートの装着方法の間に、周囲窪み１２４は、他方の窪み７８と同じ接着剤で充填され、頂部プレートと底部プレートとの間にさらなる接合を提供する。
【００３５】
液体サンプルは、アダプター１４から出口ポート８８内の小さな円形開口部９０を通って流れ得る。図１２（上下逆の位置で基板を示す）に最も良く示されるように、出口ポート８８は、底部プレート６４の底部表面１３０から突出する円筒形突出物１２８を含む。この円筒形突出物１２８は、液体サンプルが流出する小さな円形開口部９０を含む。円筒形突出物１２８は、サンプル入口孔２０と嵌合するように設計され、その結果アダプター１４と基板１２との間に緊密な流体連通が生じる。底部プレート６４の底部表面１３０はまた、装着突出物１３２を含む。この装着突出物１３２は、基板の装着ピン２３と嵌合するために内部に開口部を有する中空の円筒である。円筒内の開口部は、基板の装着ピン２３と厳密に適合するように寸法決めされる。円筒形突出物１２８および装着突出物１３２は、組立ての間に、基板の装着／ブラダー溝２２内に延びる。
【００３６】
図１３に示されるように、基板の頂部表面の縁上にアダプターを配置することにより、基板に装着され、それによって装着ピン２３を装着突出物１３２内に挿入する。アダプターの基板への装着の間、アダプターの円筒形突出部２８は、サンプル入口孔２０と整列する。円筒形突出物２８の末端は、装着／ブラダー溝２２の頂部に接触し、それらとシールを形成する。接着剤の帯状小片（示されていない）はまた、アダプター１４と基板１２との間の重なる範囲に設けられ得る。この接着剤帯状片は、アダプターが基板にしっかりと接続され、シールを形成するのを確実にするために補助する。接着剤帯状片のために使用される材料は、基板に対して行なわれる操作に依存する。液体サンプルがＰＣＲ操作に使用される場合、アダプターおよび基板の材料に確実に接着し得ることに加えて、ＰＣＲ適合性の接着剤を有することが望ましい。２重コーティングされたポリエステル接着剤帯状片（例えば、０．００３４インチの厚さの「３Ｍ」Ｐａｒｔ  １５１３）は、１つの実施形態における本発明に適切である。円筒形突出物１２８が、サンプル入口ポート２０の孔または出口ポート８８の孔９０を妨げる任意の接着剤を用いることなく、サンプル入口ポート２０と嵌合し得るように、孔が接着剤の帯状片に設けられる。一旦アダプターおよび基板が互いに適切に接続されると、それらは充填ステーション内に配置される。
【００３７】
本発明に従って、システムは、アダプターの少なくとも１つのチャネルを連続的に閉開するためのバルブまたは機構をさらに含む。本明細書中に包含され、図１、および図１４〜２４に示されるように、充填ステーション１６は、基板の充填を制御するために設けられる。図に示される実施形態では、充填ステーションは、基底プレート１５０、中間プレート１５２、およびカバープレート１５４を含む。
【００３８】
基底プレート１５０は、溝１５５を含み、この窪み内に、基板１２（その一部に装着されるアダプターを有する）が配置される。溝１５５は、好ましくは基板がその中にしっかりと位置決めされ得るように、成形される。図１７に最も良く示されるように、２つの整列ピン１５９は、アダプターの頂部プレート６２および底部プレート６４内の整列孔１２０、１２２を通って突出するために、溝１５５に隣接して代表的に位置決めされる。基底プレートは、底部表面上に、充填ステーションをテーブルのような表面上に支持する脚部１５７を含む。
【００３９】
充填ステーション１６は、カバープレート１５４をさらに含む。本明細書中に包含され、図１、および図１４〜１５に示されるように、カバープレート１５４は、基底プレート上のヒンジ１５６で、基底プレートに対して旋回される。カバープレート１５４は、カバープレートが、オペレーターにより開閉され得るように、ハンドル１５８を含む。カバープレート１５４は、アダプターの充填リザーバー７０が、接近し得、そしてアクチュエータ（後述）および基板の部分が視覚的に調べられ得るように、貫通孔１６０をさらに含む。真空ノズル１６２は、カバープレートの頂部表面１６４に装着される。真空ホース１６６は、真空ノズル１６２に装着される。真空ホースの末端は代表的には、ホースが真空ノズルを覆う場所内にロックされる場合にクリック止めされるクイック−リリース（ｑｕｉｃｋ−ｒｅｌｅａｓｅ）バルブを含む。真空ノズルは、カバープレート１５４の底部表面１７０から突出する真空接管１６８を含む。この接管１６８は、中間プレート１５２内の真空孔１７２内に、きちんと適合する（以下に説明する）。
【００４０】
充填ステーション１６は、中間プレート１５２をさらに含む。図１７に最も良く示されるように、中間プレート１５２は、基底プレートのヒンジ１５９で、基底プレートに対して旋回する。中間プレートのためのヒンジ１５９は、好ましくはカバープレートのためのヒンジ１５６の少し下に配置される。中間プレート１５２は、オーバーセンター（ｏｖｅｒｃｅｎｔｅｒ）連動機構１８０によりカバープレート１５４に接続される。このオーバーセンター連動機構１８０は、カバープレート１５４および中間プレート１５２が、カバープレートがオペレーターにより閉じられた場合に、アダプターおよび基板に強く押圧されることを確実にする。オペレーターが、ヒンジ１５６に対する旋回によりカバープレートを閉じるにつれて、カバープレートは、抵抗力がさらに旋回を増加させる角度に到達する。この点（「センター」点という）を克服する際に、オーバーセンター連動機構は、オペレーターがカバープレートを閉じる際に補助し、中間プレートをアダプターに対して固く押圧する。オーバーセンター連動機構１８０はまた、オーバーセンター連動機構の付勢力を克服するのに必要な力のために、充填ステーションが不注意で開かないことを確実にするために補助する。
【００４１】
中間プレート１５２は、基板を見るための少なくとの１つの貫通孔１８４をさらに含む。中間プレートはアダプター上の真空ポート７２と緊密に嵌合するための真空孔１８６をさらに含む。中間プレートは、充填リザーバー７０が、図１４に示すように中間プレートを突出し得るように、充填リザーバー貫通孔１８８をさらに含む。
【００４２】
中間プレート１５４、アダプターの流体チャネルを開閉するための弁機構をさらに含む。弁機構は、ホイール（チャネルを押したり「ピンチオフ」したりするために、流体チャネルの頂部を係合し得る）のセットを交換するための、アクチュエータノブ２００およびアクチュエータシャフト２０２を含む。アクチュエータシャフト２０２は、中間プレート中の開孔２０４を通って延び、ホイールの軸方向移動をもたらす。ノブおよびシャフトに加えて、他の構成がまた使用され得る。例えば、弁機構は、アダプターの流体チャネルを開閉するための空気式および／またはソレノイドのような自動化された機構を含み得る。流体チャネルを開閉するための任意の適切な装置は、手動でか、または自動でかのいずれかで、利用され得る。
【００４３】
本明細書中で具体化され、そして図１８〜２４に詳細に示されるように、弁機構はさらに、アクチュエータノブの交換による流体チャネルの開閉のための係合構造を提供するための、ホイールアセンブリ２０６を含む。好ましい実施形態において、ホイールアセンブリ２０６は、図１８〜２４において最も良く示されるように、次のように識別され得る３つのホイールを含む：真空ホイール２１０、フィルホイール２１２およびブラダーホイール２１４。真空ホイール２１０およびフィルホイール２１２は、同一の幅を有するが、ブラダーホイール２１４は、例えば図２０に示されるように、より大きな幅を有する。ブラダーホイール２１４は、図面に示されるように、より広い主要ブラダーチャネル１０６を仕切るために、この大きな幅を有する。ホイールの大きさおよび形状は、変更され得る。さらに、ホイールは、任意の他種の係合構造（例えば、カムまたは他の適切な表面）により置き換えられ得る。主要な必要条件は、ホイールまたは他の弁の表面が、アダプター中の流体チャネル８６を仕切るために十分な力を伝動することができることである。アダプターの頂部プレートおよび底部プレート、ならびにその上のリッジ１２６は、可撓性材料で作製され、その結果、ホイールまたは他の弁の表面は、アダプターの頂部プレート６２を下に押し得、そして対応する流体チャネルを仕切り得る。
【００４４】
ホイールは、記載されるように、主要ホイールハウジング２１６上に取り付けられる。各ホイールは、個々のホイールハウジング２１８において、回転可能に取り付けられる。固定ネジ２２０は、主要ホイールハウジング２１６の頂部の長手軸開孔２２２を貫通する。各固定ネジ２２０の末端は、個々のホイールハウジング２１８の各々の頂部の上の、平面構造２２６上の孔２２４に通される。少なくとも１つのバネ２２８は、固定ネジ２２０のヘッド２３０と主要ホイールハウジング２１６の頂部との間に配置される。好ましい実施形態において、バネ２２８はｂｅｌｌｅｖｉｌｅワッシャーであり、通された固定ネジ２２０は、ｂｅｌｌｅｖｉｌｅワッシャー中の開孔を通過する。バネの第２のセットは、主要ホイールハウジング２１６の底部表面と個々のホイールハウジング２１８の頂部表面２２６との間に配置される。好ましい実施形態において、バネ２４０の第２のセットは、ｂｅｌｌｅｖｉｌｅワッシャーである。図面において示されるように、好ましい実施形態において、真空ホイール２１０に対応する固定ネジは、底部表面の下に配置された２つのｂｅｌｌｅｖｉｌｅワッシャー２４０、および主要ホイールハウジング２１６の頂部に配置された１つのｂｅｌｌｅｖｉｌｅワッシャー２２８を有する。フィルホイール２１２およびブラダーホイール２１４に、それぞれ対応する固定ネジは、底部表面の下に配置される３つのｂｅｌｌｅｖｉｌｅワッシャー２４０、および主要ホイールハウジング２１６の頂部に配置された１つのｂｅｌｌｅｖｉｌｅワッシャー２２８を有する。ｂｅｌｌｅｖｉｌｅワッシャーは、ホイールおよび固定ネジが、主要ホイールハウジングに関してわずかな役割を有することを可能にする。ホイールは、アダプターの頂部の表面における変化に適応するために、アダプター表面に垂直な方向に移動し得る。ネジの供給は、ホイールが充填ステーションの性能を最適化するために適応されることを可能にする。
【００４５】
弁機構はさらに、充填ステーションを閉鎖する際にアクチュエータを第１の位置に保持し、次いで（アクチュエータノブ２００が基材を充填するために引き寄せられ、そしてオペレーターがカバープレートを開けた後）、アクチュエータを第１の位置に戻すために、伸縮バネ機構２４２を含む。本明細書中で具体化され、そして図２３〜２４において示されるように、伸縮バネ２４４は、伸縮バネシャフト２４６の周りに設けられる。伸縮ネジ２４４は、アクチュエータを第１の位置へ偏倚する。第１の位置はまた、「アクチュエータ  イン」位置といわれ、アクチュエータノブが中間プレート中に、または中間プレート方向に押し出される位置に一致する。第２の位置はまた、「アクチュエータ  アウト」位置といわれ、アクチュエータノブが中間プレートから引き出される位置に一致する。
【００４６】
充填ステーションは、充填リザーバー中の液体サンプルが、望ましい様式で基材に全て移されることを可能にする。アクチュエータが第１の位置にある場合、アダプターに関連したホイールの位置により、基材は排除され得る。すなわち、アクチュエータハンドルが押し込まれている第１の位置において、真空ホイール２１０は、（図１１に示されるように）真空チャネル９４の右側に配置される。従って、第１の位置で、フィルホイール２１２は、出口ポートチャネル９８への接合点９６とフィルチャネル１００の垂直部分への接合点１０４との間で、フィルチャネル１００の部分の上に配置され、そしてフィルチャネルの部分を押す。この第１の位置で、ブラダーホイール２１４は、図１１に示されるように、主要ブラダーチャネル１０６の上に配置され、そして主要ブラダーチャネルを押す。ブラダーホイール２１４は、図１１に示されるように、ブラダー接続チャネル１０５にできる限り接近して位置するが、それでも主要ブラダーチャネル１０６の上にとどまることが好ましい。従って、第１の位置においては、真空ポート７２、真空チャネル９４への入口９２、真空チャネル９４、出口ポートチャネル９８と出口ポートチャネル８８との間に自由な連絡がある。従って、アクチュエータがこの第１の位置にある場合、真空ソースにより基材に真空が適用され得る。この第１の位置において、流体の流れはフィルホイール２１２およびブラダーホイール２１４により阻害されるので、サンプル流体は充填リザーバー７０中にとどまる。
【００４７】
アクチュエータが第２の位置、または「アクチュエータ  アウト位置」に移動される場合、真空チャネル９４は真空ホイール２１０によりブロックされ、それにより真空ソースを仕切る。充填リザーバー７０とフィルホイール２１２との間にトラップされたいくらかの空気は、ブラダーチャネル１０６およびブラダー接続チャネル１０５に押し出される。このプライミング作用は、入口からのこのトラップされた空気が、基材中のサンプル検出チャンバに入るのを防ぐ。フィルホイール２１２は、図１１において左へ（図１１中で「２」と記された位置へ）移動し、その結果、充填リザーバー７０は、アダプターの出口ポート８８と自由に連絡し得る。従って、液体サンプルは、充填リザーバー７０からフィルチャネルの入口１０２へ流れ得、フィルチャネル１００を通って、出口ポートチャネル９８へ、そして出口ポート８８を通って、そして出口ポート開孔９０へ流れ得る。それにより、アクチュエータがこの第２の位置にある場合、基材の通路のネットワークは充填され得る。
【００４８】
言い換えると、弁機構のチャネルおよびホイール（または他の係合表面）の相対的な配置および間隔は、系が、まずマイクロカードを排出するために真空を適用し、次いで系から空気を除去し、次いで、液体サンプルがカードに装填されるのを可能にするために、充填リザーバーを排出されたマイクロカードに対して開放するように計画されているようなものである。
【００４９】
図面に示される充填ステーションは、例示の目的のみである。充填ステーションは、種々の他の設計からなる。例えば、プレートは、互いに関して旋回可能である代わりに、一方が他方の上に重ねられ、そして互いに対して移動可能であり、その空間を調節し得る。この代替の設計において、プレートは、充填ステーションに基材およびアダプターを挿入するために互いに平行に間隔が空けられ、次いでプレートが閉鎖された位置で互いに対して（そしてアダプターおよび基材に対して）押され合うように移動される。閉鎖された位置にある場合、好ましい実施形態について記載されたものと同様のアクチュエータは、流体チャネルを開閉し、基材の通路のネットワークを充填するために使用され得る。
【００５０】
さらに、アダプターおよび充填ステーションは、任意の型の適切な基材またはカードを充填するために改変され得る。本発明は、図面に示される特定の基材に限定されず、事実上、液体サンプルを保持し得る任意の装置と共に使用可能であり得る。例えば、管が、基材と連絡するために出口ポート８８に接続され得る。
【００５１】
ここで、系全体の操作が、より完全に以下に記載される。まず、基材およびアダプターからなる基材アセンブリが提供される。基材は、少なくとも１つのサンプル検出チャンバを含む、通路のネットワークを有する。サンプル検出チャンバ１８には、液体サンプル中に存在し得る選択された検体と反応するために有効な、検体特異的試薬が各々に提供される。これらの試薬は代表的に、サンプル検出チャンバにおいて乾燥形態で提供されるプライマー／プローブセットを含む。
【００５２】
試薬は、種々の任意の方法により、サンプル検出チャンバに導入され得る。１つの好ましい方法において、基材の頂部プレート３２および底部プレート３４の組み立ての前に、プライマー／プローブセットが溶液中に溶解される。頂部プレート３２は、逆さまに配置され、次いで等量の溶液が、任意の公知の自動プロセスまたは手動プロセスにより、頂部プレートのサンプル検出チャンバ１８のウェルの各々に配置される。好ましい方法において、溶液をサンプル検出チャンバの各々に自動的に（ｒｏｂｏｔｉｃａｌｌｙ）送達するために、９６ウェルレプリケーターが使用される。溶液はまた、特定の化学物質を（代表的にはゲルの形態で）含み得、その結果プライマー／プローブはウェルに接着する。次いで、逆さまの頂部プレート３２は、清潔なフードの中に配置され、そこで自然な空気流は溶液を蒸発させ、試薬をサンプル検出チャンバ中に「乾燥（ｄｒｙ  ｄｏｗｎ）」させる。試薬の模範型は、ＷＯ９７／３６６８１（本明細書中で参考として援用される）において、完全に詳細に記載される。後に、基材上で熱サイクルが行われる場合、充填リザーバーからの試薬と液体サンプルとの間の反応は、選択された検体が存在することを示す検出可能なシグナルの生成を生じる。
【００５３】
基材アセンブリは、充填ステーション１６の基底プレート１５０の、溝１５５内に配置される。アダプター１４は、基底プレートのアラインメントピン１５９が、頂部プレートおよび底部プレートのアラインメント孔１２０および１２２を通って突き出るように整列される。従って、装着された基材１２は、基材の底部プレート３４の底部表面が、溝１５５の頂部表面上に平らに位置するように配置される。ここで、充填ステーション１６は、カバープレートハンドル１５８を握り、そしてカバープレート１５４をヒンジ１５６に関して旋回することにより閉鎖される。中間プレート１５２は、基底プレートのヒンジ１５９に関して旋回し、オーバーセンター位置を通過し、その結果、中間プレートは基底プレート１５０の頂部表面に対して静止し、一方カバープレート１５４は中間プレート１５２の頂部表面に対して静止する。オーバーセンター連結機構１８０は、充填ステーションが不注意に開かれないことを保証する。
【００５４】
閉鎖された位置において、真空ポート７２は、中間プレートの真空孔１８６内に密閉されて配置される。真空ニップル１６８はまた、真空孔１８６内に配置され、その結果、系は真空ホース１６６の使用によって真空を維持し得る。真空ホースは、真空ポンプ（示されない）への接続のための真空ノズル１６２に接続される。
【００５５】
閉鎖された位置において、ホイールアセンブリ２０６のホイールは、アダプターに対して強く押し付けられる。アクチュエータは、始めは第１の位置、または「アクチュエータ  イン」位置に保持されるべきである。伸縮バネ機構２４２は、アクチュエータが自動的にこの第１の位置を認識（ａｓｓｕｍｅ）することを保証する。この第１の位置において、真空ホイール２１０は（図１１に示されるように）真空チャネル９４の右側に配置され、一方、充填ホイール２１２は、接合点１０４の右側でフィルチャネル１００を仕切る。フィルホイール２１２は、頂部プレート６２に押し付け、そしてフィルチャネルを閉鎖するように頂部プレートを変形することにより、フィルチャネル１００を遮断する。従って、第１の位置において、出口ポート８８と真空ポート７２との間に自由な連絡はない。
【００５６】
真空ホース１６６は、真空ノズル１６２に接続される。真空ホース１６６は、代表的に、真空ポンプに装着される。真空ポンプは、真空ホース中の空気の排気を開始するために、真空ホース１６６が真空ノズル１６２に装着される前に作動され得る。ホースのノズルへの接続の際、基材１２の通路ネットワーク、およびアダプター１４の真空チャネル９４の中の空気は排気される。好ましくは、ホース上の真空計（示されない）は、ホース内の圧力を示す。真空計が所定の真空圧（例えば、５０ミクロン）に達した場合、検体を含む液体サンプルが充填リザーバー７２（図１４に示されるように、中間プレート１５２の孔１８８を通って充填リザーバーを突出する）に導入され得る。液体サンプルは、任意の従来的な（例えば、ハンドヘルドピペットの使用による）方法により、充填リザーバーに導入され得る。他の手動的または自動的方法もまた使用され得る。ここで、基材１２は、液体サンプルを充填される状態にある。
【００５７】
オペレーターは、このアクチュエータを第２の位置または「アクチュエータのアウト（ａｃｔｕａｔｏｒ  ｏｕｔ）」位置へ動かすようにアクチュエータノブを引っ張ることにより、基板を充填し得る。アクチュエータノブ２００が引き出される場合、ホイール２１０、２１２および２１４は、アダプター１４のメイン長手チャネルに沿って第２の位置へ動く。第２の位置で、このホイールは、充填リザーバ７０中の液体サンプルが基板１２へ流れることを可能にする。真空ホイール２１０は、図１１において最良に示されるように、出口ポートチャネル９８と真空チャネル９４との間の第２の位置に動いた。この真空ホイール２１０は、それによって、真空ポート７２と出口ポート８８との間の連絡を遮断する。充填ホイール２１２は、充填チャネル接合点１０４を横切り、それによって、充填リザーバを基板中で真空に曝す。通路ネットワークおよび出口ポートチャネルにおける圧力が低下したために、周辺気と異なるこの圧力が、液体サンプルを充填チャネル１００を通して出口ポートチャネル９８および基板中の通路ネットワークへ押しやる。次いで、この液体サンプルは、通路ネットワーク（サンプル検出チャンバ１８を含む）におけるすべての空きスペースを充填する。この基板を充填するプロセスは、典型的な操作で約１〜２秒で達成され得、この操作は、真空のレベル、デバイスの寸法およびサンプル溶液の粘度のような多くの因子に依存する。
【００５８】
本発明の充填プロセスは、システムに入る空気の存在を最小にするように役立つ「プライミング」配置を備える。このアクチュエータが第１の位置から第２の位置まで動かされる場合、ブラダーホイール２１４および充填ホイール２１２は、図１１中の左へ動かされる。充填ホイール２１２が充填チャネル１００の垂直な位置に到達するにつれて、このブラダーホイール２１４は、メインブラダーチャネル１０６に沿って、充填ホイール２１２と同じ距離を動く。ブラダーチャネル１０６が充填チャネルよりも広いために、ブラダーホイールと充填ホイールとの間の領域中の空気の体積は、増加する。このことは、空気圧の減少を生じる。従って、充填リザーバ７０より下の空気は、減圧を有する。このシステムは、この充填リザーバより下の圧力が、液体サンプルの周辺気圧より小さくなるように設計される。従って、このプロセスにおいて、液体サンプルの一部が充填チャネル１００およびブラダー接続チャネル１０５へ流れ、液体サンプルから空気を取り除く。それ故に、充填ホイール２１２が、接合点１０４に隣接した垂直な充填チャネルを横切る場合、充填チャネルの入口１０２と出口ポート８８との間の充填チャネル１００中には、空気がほとんどまたは全く存在しなくなる。ここで、充填リザーバ７０が、基板中で真空に曝され、そして結果的に基板の通路ネットワークを充填する。
【００５９】
基板が充填された後、アクチュエータがなお「アウト」の位置のままで、真空ポンプが止められ得る。ここで、充填ステーションが、即座に開けられる。カバープレート１５４および中間プレート１５２を開く工程の間、アクチュエータは、伸縮バネ２４４の力によって、第１の位置へ自動的に戻る。ここで、基板アセンブリ（アダプターおよび基板）は、ベースプレート１５０中の溝１５５から取り外され得る。次いで、アダプター１４が、アダプターと基板との間に位置する接着剤のストリップ（示されない）に沿って、基板１２から剥がされ得る。
【００６０】
ここで、通路ネットワーク１７における液体サンプルの混入を避けるため、かつ液体サンプルの漏出を防止するために、装着／ブラダー溝２２およびサンプル注入口ポート２０をできるだけ早く封鎖することが望ましい。図２５中に示される１つの実施形態において、封鎖テープ２６０は、装着／ブラダー溝２２およびサンプル注入口ポート２０を覆いそして封鎖するために提供される。装着／ブラダー溝２２を覆う封鎖テープ２６０の配置は、以前に議論したように装着／ブラダー溝の空気ポケットを定着させる。
【００６１】
１つの実施形態において、封鎖テープは、複数の孔２６２を備える。各々の孔２６２は、サンプル検出チャンバ１８の高くされた部分４０と同じサイズであるように作製され、その結果、封鎖テープは、サンプル検出チャンバと干渉しない。例示の実施形態において、封鎖テープ２６０は、１８個の孔を備えるが、任意の適切な数の孔が、提供され得る。この封鎖テープ２６０は、基板の頂部表面に十分に接着するように、その下部表面上に接着剤を有する。
【００６２】
封鎖テープ２６０は、基板の意図された使用に適合し得る任意の適切な材料から作製される。例えば、熱サイクリングおよび／またはＰＣＲを含む適用のためには、この封鎖テープは、温度変化に耐え得、そしてＰＣＲ反応に干渉しない。ＰＣＲ熱サイクリングにおいて使用される基板に特に適した接着テープの例は、０．００２インチ厚の「ＤＵＰＯＮＴ」TM「Ｄ」ポリエステル積層接着剤（３Ｍ  Ｐａｒｔ  Ｎｏ．８１４２）である。封鎖テープ２６０はまた、好ましくは透明であり、その結果、基板が、より容易に、より視覚的に視察され得る。
【００６３】
本発明によるシステムおよび方法は、当該分野で公知の、より大きいサンプルウェル設計と比較して、使用される試薬の量を減少する。充填ステーション配置は、オペレーターが、ミクロカードまたは充填リザーバにほとんど接触しないで、基板を充填するのを可能にする。この手順は、速くそして妥当な値段である。この手順はまた、気泡がサンプル検出チャンバで生じることを妨げる、液体からの空気のゆっくりとしたプライミングを可能にする。気泡が、ＰＣＲ熱サイクルの間ウェル中に残存する場合、気泡は、広がり得、そして試薬をサンプル検出チャンバから排出させ得る。本発明のシステムおよび方法は、これらの問題の多くを実質的に除去する。
【００６４】
種々の改変および変形が、本発明の範囲または精神から逸脱することなく、液体サンプルで基板を充填するための装置および方法、本発明の装置の用途、ならびにこの装置の構築においてなされ得ることが、当業者に明らかである。例えば、このシステムは、同時に多重の基板を充填するように設計され得る。種々の他の型の液体サンプルが、試薬を含むサンプルに加えて使用され得る。
【００６５】
別の局面において、本発明は、複数の光線を複数のサンプルチャンバ（例えば、上で議論された基板１２中のチャンバ１８）へ集束させるための装置および方法を含む。１つの適用において、この装置は、各々の問い合わせ（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｎｇ）光線の焦点が、各々の複数のサンプルチャンバ中で蛍光シグナルを検出するために最適化されるように、蛍光検出器の光学を適合させるように使用され得る。本発明の１つの利点によれば、この装置は、多重サンプル蛍光検出機器から容易に取り外し可能であり、それによって、種々の多重サンプルチャンバの配置を有する機器の使用を可能にする。本発明が使用され得る適切な機器の例としては、ＰＥ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ  ７７００  Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  ＰＣＲ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、および米国特許第５，９２８，９０７号に記載された装置（これは、本明細書中で参考として援用される）が挙げられる。ここで、図２６Ａ〜図２９Ｄが参照される。これは、本発明に従って模範的な集束装置の種々の特徴および構成要素を図示する。
【００６６】
図２６Ａは、集束アセンブリ３００の分解組立て斜視図を示し、これは、支持プレート３２０、上で議論された多重チャンバ基板１２および多重レンズ集束プレート４００を含む。支持プレート３２０は、上部表面３２２を含み、これは、この表面上で基板１２を位置決めするための、表面３２２のすべてまたは選択された部分の少なくとも一部を囲むガイドバー３２４によって縁づけされる。支持プレート３２０は、さらに、角ガイドバー３２６（これは基板１２の斜角の端２５に幾何学的に相補的である）を含み得、この基板が、この支持プレートに対して、かつアセンブリが分析のために配置される機器の光学的構成要素に対して、一貫した配向を有することを確実にする。代表的に、このガイドバーは、この基板とぴったりとした一致を提供するように、この支持プレート上に配置される。図２６Ａは、この基板の厚さにほとんど等しい高さを有するガイドバー３２４を示すが、このガイドバーは、このアセンブリの使用と適合し得る任意の他の高さを有し得る。この支持プレートは、良好な熱伝導性を有する任意の適切な材料で形成され得る。このような材料はまた、シグナル測定のために測定される波長に対して低い固有の蛍光性を有する。この支持プレートを形成するための模範的な材料としては、ステンレス鋼、チタン、銅、銀、およびアルミニウムが挙げられる。
【００６７】
多重レンズ集束プレート４００は、一般的に、基板１２におけるサンプルチャンバ１８と、そしてまた検出機器における１以上の検出エレメント（示されていない）と位置合わせ可能である、複数のレンズ４０２を備える。都合の良いことに、レンズ４０２は、直交性のＸ−Ｙアレイパターン（このパターンは、サンプルの参照およびデータの収集について容易に指標され得る）で提供されるが、任意の他の適切なパターンもまた、使用され得る。
【００６８】
このレンズは、１以上の層を含むプレートによって保持され得、またはこのプレートの中に埋め込まれ得る。図２７および２８Ａ〜２８Ｃは、集束プレート４００が、下部サンドイッチプレート４１０、レンズ保持ガスケット４５０および上部サンドイッチプレート４７０を備える実施形態を図示する。下部サンドイッチプレート４１０は、複数の環状レンズウェル４１２を備え、このレンズウェル４１２の各々は、（ｉ）各々のレンズ４０２の外側の直径にほとんど等しい直径を有しそしてプレート４１０の上部表面４１６からほぼプレート４１０の下部表面４１８まで伸長するカウンターボーア（ｃｏｕｎｔｅｒ−ｂｏｒｅ）、および（ｉｉ）各々のレンズウェルの底部から、そして下部表面４１８を抜けて通る、カウンターボーアより小さい直径を有する同心のスルーホール（ｔｈｒｏｕｇｈ−ｈｏｌｅｓ）によって定義される底部リム４１４を有する。このスルーホールおよびカウンタボーアは、光が下部サンドイッチプレートを通過しそしてサンプルチャンバの中へおよびその外へ向うことを可能にし、一方、各々のレンズの底部を支持するのに十分な環状の寸法を有するリム４１４を提供する。
【００６９】
図に示される模範的な構成において、各々のレンズ４０２は、リム４１４上に置かれる平らな下部表面、円柱状の側面、およびレンズを通過する光の焦点の望ましい変化を提供するように選択された半径を有する凸状上部表面を有する。例えば、ＰＥ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ  ７７００  Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  ＰＣＲ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔを用いた使用に関して、各々のレンズは、２．５ｍｍの高さ（底部〜凸状上部表面の最高点）、約４．７ｍｍの幅、および約４．７ｍｍの半径を有する凸状表面湾曲を有し得る。このようなレンズは、７７００機器によって生成される光線を集中させることおよび基板の平面部より約０．５インチ下から０まで焦点の長さを短くすることの両方のために有用であり、それによってシグナルの感度を有意に改善する。このレンズは、好ましくは、例えば、４８８ｎｍのアルゴンレーザーによる励起について５００〜７００ｎｍの範囲にある、最小量の固有蛍光を有する材料で形成される。模範的な材料は、５８７．５ｎｍで約１．７８の指数および８０〜５０の表面品質を有するガラスである。ポリカーボネートのような他の材料もまた、このレンズに適切である。さらに、任意の他の適切なレンズ構成が、所望の集束を達成するために使用され得ることが理解される。
【００７０】
下部サンドイッチプレート４１０の下部表面４１８は、基板１２を横切る均一な圧力を提供するように構成される。また、基板上の温度制御を改善するために、プレート４１０と基板１２との間の接触は、その間の熱移動を減少するように最小にされる。図２８Ａおよび２８Ｂにおいて、ウェル４１２のスルーホールの直径は、基板１２上の高くされた表面４０の直径よりも小さいように選択され、その結果、各々のスルーホールは、各々の高くされた表面４０の半球形の部分に接して置かれ、その結果、プレート４１０と基板１２との間の接触は、各々の高くされた表面４０の頂部付近での複数の環状の接触に限定される。従って、この限定された接触は、支持プレート３２０の底部から加熱および冷却するためのより注意深い制御を可能とする。下部サンドイッチプレート４１０は、この下部サンドイッチプレート４１０をガスケット４５０および上部サンドイッチプレート４７０に接合するピンまたはネジを受け入れるためのスルーホール４２０をさらに備える。プレート４１０について模範的な寸法は、以下の通りである：４．５インチ×３．０インチ（長さ×幅）、０．１２インチ（厚さ）、カウンターボーア直径０．１９インチ、スルーホール直径０．１４インチ、およびカウンターボーア深さ０．０７０インチ。これらの寸法は、例示のみの目的であり、このプレートは、特定の適用に依存して、より小さくまたはより大きく作製され得る。このプレートは、任意の適切な材料（例えば、ポリカーボネート、アルミニウムなど）から作製され得る。
【００７１】
図２８Ａおよび２８Ｂに関して、下部サンドイッチプレート４１０は、所望される場合、温度サイクリングの間、基板１２の装着／ブラダー溝２２を覆いそして封鎖するために、下部表面４１８に装着された封鎖エレメント４３０をさらに備える。模範的封鎖エレメントのさらなる詳細は、図２９Ａ〜２９Ｄ中に見出され得る。図中に示されるように、封鎖エレメント４３０は、平らな裏面４３２を有する細長い形状、封鎖エレメントの外周全体に沿って配置された外部リッジ４３４、およびリッジ４３４の内側の内部キャビティ４３６を有する。キャビティ４３６は、剛性および外部リッジ４３４の反対側の分離を維持するための複数のリブ４３８をさらに備える。下部サンドイッチプレートの下部表面が、基板１２の上部表面に対して配置される場合、封鎖エレメント４３０は、溝２２および上で議論されたように溝２２を覆う封鎖テープ２６０を覆うぴったりとした封鎖を形成する。従って、封鎖エレメント４３０は、基板１２の上部表面に対して密接にテープ２６０を保持し、そして温度操作の間、液体サンプルが溝２２から漏れないことをさらに確実にする。好ましくは、エレメント４３０は、高温（例えば、１００℃）に対して安定であり、そして高圧（例えば、１００ｌｂｓ）でその形状を保持するシリコーン材料の圧縮成形によって形成されるが、任意のほかの適切な材料が使用され得る。この封鎖エレメントは、多くの因子（たとえば、装着／ブラダー溝２２のサイズおよび基板の全体サイズ）に依存して、種々のサイズおよび形状を有し得る。例えば、この封鎖エレメントは、約１．８インチ×０．２０インチの寸法を有し得る。
【００７２】
図２７に戻って、多重レンズ集束プレート４００は、レンズ保持ガスケット４５０をさらに含み、このガスケット４５０は、各々のレンズウェル４１２の底部に対してレンズ４０２を保持するための各々のレンズの上の複数のアームを提供することについて有用である。従って、ガスケット４５０は、基板１２の高くされた表面４０の外側の直径よりわずかに大きい直径を有する環状ホール４５２のアレイを含む。各々のホール４５２は、各々のホールの外周に関してお互い約９０℃で配置され、そして半径方向に内向きに伸長する４つのアーム４５４をさらに含む。ガスケット４５０と下部サンドイッチプレート４１０との接触は、レンズの上部凸表面をホール４５２の平面部を通してわずかに突出させ、アームを上方へ押し上げ、それによって、このレンズに対してわずかな圧力を誘導し、そしてしかるべき位置にきちんとレンズを保持する。このガスケットは、任意の適切な曲げやすい材料（例えば、ダイカット鋼）で作製され得る。ガスケット４５０の模範的な寸法は、１１２×７６ｍｍ（長さ×幅）、０．１３ｍｍ厚さ、ホール直径６．４ｍｍ、アーム長さ１．７ｍｍ、アーム幅１ｍｍである。ガスケット４５０はまた、このガスケットの上部サンドイッチプレートおよび下部サンドイッチプレートへの装着を容易にするためのスルーホール４５６を含み得る。
【００７３】
上部サンドイッチプレート４７０は、上部表面４７２および下部表面４７４のそれぞれを備え、そしてガスケット４５０におけるホール４５２および下部サンドイッチプレート４１０におけるホール４１２のそれぞれと位置合わせされるホール４７６のアレイを備える。プレート４７０は、プレートアセンブリの取り扱いを容易にするように、タブ４７８ａおよび４７８ｂによって境を成された湾入をさらに含み得る。示される実施形態において、タブ４７８ａは、プレートアセンブリの動きをさらに制限するために、検出機器（示されていない）に位置する対応するネジ釘との位置合わせのための環状位置決めホール４８０、および検出機器における第２のネジ釘との位置合わせのための位置合わせスロット４８２を備える。上部表面４７２は、高くされた内部表面領域４９０をさらに備える。基板１２がわずかに湾曲した形状（基板の中央が、このプレートの１対の対向する端部に対してわずかに上昇している）を有するように調製される場合、領域４９０は、多重レンズ集束プレート４００の頂部から基板１２の中央まで圧力を移転するために有用であり、それによって基板１２の下部表面全体および支持プレート３２０の上部表面に沿った良好な接触を確実にする。これは、支持プレート３２０を介する均一な温度制御を容易にすることを補助する。スルーホール４８４がまた、上部サンドイッチプレート４７０において提供され得、プレート４７０、ガスケット４５０およびプレート４１０が一緒に固定されることを可能にする。プレート４７０は、任意の適切な材料（例えば、ポリカーボネート、アルミニウムなど）で作製される。模範的な寸法は、４．５×３．６インチ（プレートの長さ×幅）、２．８３×１．４２インチ（高くされた内部表面領域４９０の長さ×幅）、０．１０５インチ（領域４９０を囲むプレートの厚さ）、０．０１５インチ（領域４９０の厚さ）および０．２５インチ（ホール４７６の半径）である。
【００７４】
実際には、図２６Ａおよび２６Ｂのプレートアセンブリは以下のように利用され得る。サンプルが基板１２へロードされた後、アダプター１４は取り外され、そして溝２２は上で議論されたように封鎖テープ２６０で覆われる。次いで、この封鎖された基板は、支持体３２０（既に、検出機器中に配置されていてもよい）の平らな表面上に配置される。次いで、多重レンズ集束プレート４００は、環状位置決めホール４８０が、検出機器（示されていない）中に位置した対応するネジ釘と位置合わせされて、そして位置合わせスロット４８２が、検出機器（示されていない）における第２のネジ釘と位置合わせされて、この基板を覆って配置される。次いで、検出機器（例えば、ＰＥ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ  ７７００  Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  ＰＣＲ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）の覆いが、アセンブリ全体を一緒に押し付けるようにプレート４００の上部表面と接触させられる。図２６Ｂは、生じた操作的な構成の集束アセンブリ３００を示す。次いで、この機器は、基板を選択した数の加熱および冷却のサイクルにかけるようにプログラムされ得、標的核酸の増幅または他のプロセスを達成し、この時間の間、サンプルチャンバは、例えば、増幅の過程を評価するためにモニターされ得る。経時的に測定されたシグナルの時間プロットが、選択された分析物の存在または非存在を確認するために使用され得る。次いで、この基板は、捨てられ得るが、このアセンブリの他のエレメントは、所望される場合、再利用され得る。本発明のさらなる特徴は、以下の実施例によってさらに例示される。
【００７５】
（実施例）
次の「ＴＡＱＭＡＮ」TMＰＣＲプロトコルを、実質的に上記のように、基板１２およびアセンブリ３００を用いて実行した。「ＴＡＱＭＡＮ」TMＰＣＲの原理は、ＡＢＩ  Ｐｒｉｓｍ  ７７００  Ｕｓｅｒ’ｓ  Ｍａｎｕａｌ、改訂Ａ、１９８８年１月（ＰＥ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ（Ｆｏｓｔｅｒ  Ｃｉｔｙ，ＣＡ，ｐａｒｔ＃９０４９８９）から入手可能）（これは本明細書中で参考として援用される）中に説明される。各々のサンプル検出チャンバにおいて２つの異なる標的配列の増幅を導くのに有効なプローブセットを含む基板を、調製した。言いかえると、各々のサンプル検出チャンバは、コントロール標的配列を増幅するための第１プローブセット（全てのサンプル検出チャンバについて同じ）および各々のチャンバにおいて異なる標的配列を増幅するための第２プローブセットを含んだ。各々のプローブセットを、約１００塩基対の平均の長さを有する特定のｃＤＮＡ領域を増幅するように選択した。この共通プローブセットは、それぞれ０．２フェムトモルの順方向プライマー、逆方向プライマーおよび「ＴＡＱＭＡＮ」TMプローブからなった。各々の異なる配列のプローブセットは、１．８フェムトモルの順方向プライマー、１．８フェムトモルの逆方向プライマー、および０．２フェムトモルの標的特異的「ＴＡＱＭＡＮ」TMプローブからなった。
【００７６】
基板１２へロードされたサンプルは、２００ナノグラムのｃＤＮＡおよび１５０μＬの「ＴＡＱＭＡＮ」TMＵｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍａｓｔｅｒ  Ｍｉｘ（ＰＥ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍ，ｐａｒｔ＃４３０４４３７）を含む混合物（１５０μＬ）であった。このｃＤＮＡを「ＴＡＱＭＡＮ」TMＧｏｌｄ  ＲＴ−ＰＣＲキット（ＰＥ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ，ｐａｒｔ＃Ｎ８０８−０２３３）を用いて生成した。このキットは、必要な試薬およびプロトコルを含み、この後者は、本明細書中で参考として援用される。生じた３００μＬのサンプル溶液は、プライマーおよびプローブを除き、「ＴＡＱＭＡＮ」TMＰＣＲに必要なすべての材料を含んだ。
【００７７】
このサンプル溶液を、上記のように充填ステーション１６を用いて基板１２へロードした。この基板を、充填ステーションの基底プレート１５０の溝１５５中に配置し、そして装着された充填アダプター１４を、溝の右の方にある位置合わせピン１５９の上に位置合わせホール１２０および１２２を配置することによって、位置合わせした。オーバーセンターヒンジ１８０がぱちっと音を立てて閉まり、基板アセンブリ上に中央プレート１５２を押し下げるように、カバープレート１５４を閉じた。真空ポンプをオンにした。真空を、真空ホースを通って充填アダプター／基板アセンブリへ移動させた。ホースおよび通路ネットワーク１７中の圧力が、約５００ミクロン未満に下がった後（インラインの真空ゲージを用いて測定される）、サンプル溶液（２５０μＬ）を充填リザーバー７０へピペットで移した。次いで、アクチュエータノブ２００を第２の位置へ引き、サンプルを基板の流体チャネルおよびサンプル検出チャンバ１８へ流動させた。次いで、この真空ポンプをオフにし、そしてカバープレート１５４を引き開けた。アダプター１４を位置合わせピン１５９から取り外し、そして基板／アダプターアセンブリを充填ステーションから取り外した。
【００７８】
このアダプターを、この２つを一緒に連結した接着剤と共に、基板から取り外し、そしてアダプターおよび接着剤を捨てた。次いで、封鎖テープ２６０を溝２２の上に配置し、基板内の液体サンプル溶液を封鎖した。
【００７９】
次いで、このカードを、以下のように集束アセンブリ３００を用いてＡＢＩ  Ｐｒｉｓｍ  ７７００  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔの中に配置した。第１に、支持プレート３２０を７７００  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔの熱サイクラーブロック上へ配置した。次いで、この基板１２を支持プレート上にロードし、続いて、この基板の頂部上へ多重レンズ集束プレート４００を配置した。多重レンズアセンブリの２つの位置合わせホールを、７７００  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔの一致する位置合わせピンの上に配置した。最後に、７７００  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔのカバーを閉め、そしてアセンブリ３００を覆って固く締めた。このことは、基板および支持プレート上に圧力を印加した。
【００８０】
このシステムを以下のプログラム化された熱サイクリングプロトコルにかけた：
（１）サンプル溶液中の酵素を活性化するために５０℃で２分、次いで９９℃で１０分。
（２）サンプル溶液中のｃＤＮＡが指数関数的に増幅するように、９９℃で１５秒間、次いで６０℃で１分を３５サイクル。
【００８１】
７７００から収集されたリアルタイムのデータは、４つの独自の標的配列について予測された増幅を示し、そしてサンプル中に存在しないと予測された標的物についてのプローブセットを含む反応チャンバに対して増幅を示さなかった。また、各々のウェルに共通のコントロールアッセイは、約１０サイクルの平均の検出可能な闘値を示した。この４つの好結果の増幅反応は、約２５〜３０サイクルの検出可能な闘値を示した。
【００８２】
種々の改変および変形が、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、検出ユニットにおいて複数のサンプル検出チャンバを有する基板を位置決めするための装置および方法において、本発明の装置の使用において、ならびにこの装置の構築において、なされ得ることは、当業者に明らかである。
【００８３】
本発明の他の実施形態は、明細書の考慮および本明細書中で開示された発明の実施から当業者に明らかである。明細書および実施例は模範としてのみ考慮されることが意図され、本発明の真の範囲および精神は以下の特許請求の範囲によって示される。
【図面の簡単な説明】
本明細書中に組み込まれ、そして本明細書の一部を構成する、添付の図面は、本発明のいくつかの実施形態を例示し、そして明細書とともに本発明の本質を説明するために役立つ。
【図１】  図１は、開いた位置で、充填ステーションを有する、本発明に従う、基板に液体サンプルを充填するためのシステムの斜視図を示す。
【図２】  図２は、図１のシステムのミクロカードの斜視図を示す。
【図３】  図３は、図２のミクロカードの詳細斜視図を示す。
【図４】  図４は、図２のミクロカードの底面図を示す。
【図５】  図５は、図４の線Ｖ−Ｖに沿ったミクロカードの断面図を示す。
【図６】  図６は、図１のシステムのアダプターアセンブリの斜視図である。
【図７】  図７は、図６のアダプターアセンブリの頂部プレートの上面図を示す。
【図８】  図８は、図７の頂部プレートの頂部表面の斜視図を示す。
【図９】  図９は、図８の頂部プレートの底部表面の斜視図を示す。
【図１０】  図１０は、図６のアダプターアセンブリの底部プレートの上面図を示す。
【図１１】  図１１は、図１０の底部プレートの上面図を示すが、第１および第２の位置におけるホイールアセンブリの相対的な位置を示す。
【図１２】  図１２は、図６のアダプターアセンブリの底部斜視図を示す。
【図１３】  図１３は、ミクロカードに接続されたアダプターアセンブリの斜視図を示す。
【図１４】  図１４は、閉じた位置で、充填ステーションを有する、図１のシステムの斜視図を示す。
【図１５】  図１５は、図１のシステムの上面図を示す。
【図１６】  図１６は、図１の充填ステーションの底部斜視図を示す。
【図１７】  図１７は、図１の充填ステーションの、組み立てられていない中間プレートおよび基底プレートの斜視図を示す。
【図１８】  図１８は、図１の充填ステーションの組立てられていないホイールアセンブリの斜視図を示す。
【図１９】  図１９は、図１８の組立てられていないホイールアセンブリの測面図を示す。
【図２０】  図２０は、図１８のホイールアセンブリの底面図を示す。
【図２１】  図２１は、図１８のホイールアセンブリの底部斜視図を示す。
【図２２】  図２２は、図１８の組み立てられたホイールアセンブリの頂部斜視図を示す。
【図２３】  図２３は、第１の位置での、図１のシステムのアクチュエータの側断面図を示す。
【図２４】  図２４は、第２の位置での、図２２のアクチュエータの側断面図を示す。
【図２５】  図２５は、接着シールテープを有する、図２のミクロカードの斜視図を示す。
【図２６Ａ】  図２６Ａは、支持プレート、多重−チャンバ基板、および多重−レンズ焦点調節プレートを含むアセンブリの分解斜視図を示す。
【図２６Ｂ】  図２６Ｂは、支持プレート、多重−チャンバ基板、および多重−レンズ焦点調節プレートを含むアセンブリの使用中の図を示す。
【図２７】  図２７は、図２６Ａおよび２６Ｂの多重−レンズ焦点調節プレートの分解斜視図を示し、これは、下部挟着プレート、レンズ−保持ガスケット、および上部挟着プレートを含む。
【図２８Ａ】  図２８Ａは、図２６Ａおよび２６Ｂの多重−レンズ焦点調節プレートの下部表面の頭上図を示す。
【図２８Ｂ】  図２８Ｂは、図２６Ａおよび２６Ｂの多重−レンズ焦点調節プレートの下部表面の斜視図を示す。
【図２８Ｃ】  図２８Ｃは、多重−レンズ焦点調節プレートの上部表面の斜視図を示す。
【図２９Ａ】  図２９Ａは、多重−レンズ焦点調節プレートの下部表面上に含まれ得るシールガスケットの頭上図を示す。
【図２９Ｂ】  図２９Ｂは、多重−レンズ焦点調節プレートの下部表面上に含まれ得るシールガスケットの、図２９Ａの線Ａ−Ａに沿った断面図を示す。
【図２９Ｃ】  図２９Ｃは、多重−レンズ焦点調節プレートの下部表面上に含まれ得るシールガスケットの、図２９Ａの線Ｃ−Ｃに沿った断面図を示す。
【図２９Ｄ】  図２９Ｄは、多重−レンズ焦点調節プレートの下部表面上に含まれ得るシールガスケットの下側の、斜視図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２７】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２８Ｃ】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図２９Ｃ】
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【図２９Ｄ】
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