KR20220111688A - 추출 입자 캐리오버를 방지하기 위한 자석 조립체 - Google Patents

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KR20220111688A
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에드워드 커리스
알렉산더 대비엣
로히니 라오
알리샤 세드로스키
벤 호프우드
드와이트 리빙스턴
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벡톤 디킨슨 앤드 컴퍼니
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Abstract

생물학적 샘플로부터 폴리뉴클레오티드 추출을 수행하고 폴리뉴클레오티드를 증폭-준비 형태로 준비하기 위한 자동화된 플랫폼으로 구현될 수 있는 고정 자석 조립체의 실시예가 본원에 개시된다. 고정 자석 조립체는, 반응 혼합물로부터 자성 입자(magnetic particle)들의 분리를 야기하기 위하여, 자성 입자들 및 폴리뉴클레오티드의 반응 혼합물을 함유하는 용기에 자기 에너지를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 이는 준비된 증폭-준비 샘플에서 자성 입자 캐리오버(carryover)를 방지하거나 또는 감소시켜 PCR 결과들을 개선할 수 있다.

Description

추출 입자 캐리오버를 방지하기 위한 자석 조립체
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은 2019년 12월 13일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 제62/948,003호에 대한 이익을 주장하며, 이로써 이러한 출원은 그 전체가 참조로서 포함된다.
기술분야
본 개시는 전반적으로 생물학적 샘플로부터 폴리뉴클레오티드 추출을 수행하고 폴리뉴클레오티드를 PCR-준비 형태로 준비하기 위한 자동화된 플랫폼에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는, 반응 혼합물로부터 자성 입자의 분리를 야기하기 위하여, 자성 입자들 및 폴리뉴클레오티드의 반응 혼합물을 함유하는 용기에 자기 에너지를 제공하기 위해, 이러한 자동화된 플랫폼과 함께 사용할 수 있는 고정 자석(fixed magnet) 조립체에 관한 것이다.
의료 진단 산업은 오늘날 의료 인프라스트럭처의 중요한 요소이다. 그러나, 현재로서는, 진단 분석들이 아무리 일상적이더라도 환자 치료에 있어서 병목 현상이 되었다. 여기에는 몇 가지 이유가 있다. 첫째, 다수의 진단 분석들은, 비용이 많이 들고 숙련된 임상의만이 조작할 수 있는 고도의 전문 장비로만 수행될 수 있다. 이러한 장비는 주어진 도시 영역에서 단지 몇 군데에서 - 흔히 한 군데에서만 발견된다. 이는, 대부분의 병원들이 이러한 위치들로 분석을 위해 샘플을 발송할 것을 요구하며 그에 따라 운송 비용과 운송 지연이 발생하고, 어쩌면 심지어 샘플 손실이나 취급 부주의가 발생할 수 있다. 둘째, 해당 장비는 전형적으로 '온-디맨드(on-demand)'로 이용할 수 없으며 그 대신 배치(batch)들로 실행되므로 다수의 샘플들이 실행될 수 있기 이전에 기계가 채워질 때까지 기다려야 하므로 다수의 샘플들에 대한 프로세싱 시간을 지연시킨다.
샘플 흐름이 여러 가지 주요 단계로 나뉘는 것을 이해하면, 가능한 한 많은 것을 자동화하는 방법을 고려하는 것이 바람직할 것이다. 예를 들어, 환자로부터 일단 추출된 생물학적 샘플은, 관심있는 벡터를 증폭하기 위해, 비제한적으로 폴리머라제 연쇄 반응(polymerase chain reaction; PCR), TMA, SDA, NASBA, LCR, 및 롤링-사이클 증폭을 포함하는 증폭 방법을 사용하는 것을 전형적으로 포함하는 프로세싱 체제에 적합한 형태가 되어야 한다. 일단 증폭되면, 샘플로부터 관심있는 뉴클레오티드의 존재가 명확하게 결정되어야 한다. PCR을 위한 샘플을 준비하는 것은 현재 전문적 기술을 필요로 하는 것은 아니지만 시간이 많이 걸리고 노동력이 많이 드는 단계이며, 유용하게 자동화될 수 있다. 대조적으로, PCR 및 뉴클레오티드 검출과 같은 단계들은 일반적으로 전문 장비에 접근할 수 있는 특별히 훈련된 개인의 범위 내에서만 이루어졌다.
부분적으로 대부분의 샘플들이 하나 이상의 스테이지들에서 가열되어야 하기 때문에, 그리고 부분적으로 표적 폴리뉴클레오티드가 전형적으로 이후에 주위 환경으로부터 효과적으로 격리되어야 하는 일종의 보유 부재(retention member)에 의해 포획되기 때문에 샘플 준비는 노동 집약적이다. 따라서, 다양한 액체 전달 동작들이 최적화될 수 있고, 심지어 자동화될 수 있는 경우에도, 열의 제어된 인가, 및 추출된 폴리뉴클레오티드의 효율적인 인 시츄(in situ) 포획이 여전히 필요하다.
본 명세서의 배경에 대한 논의는 본 명세서에 기재된 발명들의 맥락을 설명하기 위해 포함된다. 이는 언급된 자료 중 어떤 것이 청구범위의 우선일 당시에 공표되었거나, 공지되었거나, 또는 일반적인 지식의 일부라는 것을 인정하는 것으로 간주되어서는 안된다.
본 명세서의 설명 및 청구범위에 전체에 걸쳐서, "포함하는" 및 "포함한다"와 같은 단어 "포함한다" 및 그 변형어들은 다른 첨가제들, 성분들, 정수들 또는 단계들을 배제하도록 의도되지 않는다.
본원에서 설명되는 시스템들, 방법들, 및 디바이스들은 각기 몇몇 측면들을 가지며, 이들 중 어떠한 것도 단독으로 그것의 바람직한 속성들을 담당하지 않는다. 본 개시의 범위를 제한하지 않으면서, 몇몇 비제한적인 특징들이 이제 간략하게 논의될 것이다.
생물학적 샘플로부터 폴리뉴클레오티드 추출을 수행하고 폴리뉴클레오티드를 PCR-준비 형태로 준비하기 위한 자동화된 플랫폼 내에 구현될 수 있는 고정 자석 조립체의 실시예가 본원에 개시된다. 고정 자석 조립체는, 반응 혼합물로부터 자성 입자(magnetic particle)들의 분리를 야기하기 위하여, 자성 입자들 및 폴리뉴클레오티드의 반응 혼합물을 함유하는 용기에 자기 에너지를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 이는 준비된 PCR-준비 샘플에서 자성 입자 캐리오버(carryover)를 방지하거나 또는 감소시켜 PCR 결과들을 개선할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 핵산들을 분석하기 위한 시스템이 고려되며, 시스템은, 용해 축을 따라 정렬된 복수의 용해 튜브들 및 용해 축에 전반적으로 평행한 혼합 축을 따라 정렬된 복수의 혼합 튜브들을 수용하도록 구성된 수용 베이(bay)를 포함할 수 있다. 수용 베이는: 제1 자석 축(전반적으로 정렬 축 및 혼합 축에 평행함)을 따라 정렬된 하나 이상의 제1 자석들 및 제2 자석 축(전반적으로 제1 자석 축에 평행함)을 따라 정렬된 하나 이상의 제2 자석들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 제1 자석들은, 복수의 용해 튜브들이 수용 베이에 수용될 때 복수의 용해 튜브들 아래의 위치와 복수의 용해 튜브들에 인접한 위치 사이에서 이동하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 제1 자석들은, 복수의 용해 튜브들이 수용 베이에 수용되고 하나 이상의 제1 자석들이 복수의 용해 튜브들에 인접하게 위치될 때 복수의 용해 튜브들의 내용물들에 제1 자기력을 인가하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 제2 자석들은 복수의 혼합 튜브들이 수용 베이에 수용될 때 정지 상태로 남아 있도록 구성될 수 있으며, 하나 이상의 제2 자석들은 복수의 혼합 튜브들이 수용 베이에 수용될 때 복수의 혼합 튜브들의 내용물들에 제2 자기력을 인가하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 제2 자석들은 고정 자석 조립체 내에 포함되며, 고정 자석 조립체는 장착 플레이트, 장착 플레이트에 대해 소정의 높이를 갖는 지지 플레이트, 및 지지 플레이트를 장착 플레이트에 기계적으로 결합하는 제1 복수의 체결구들을 포함할 수 있다. 제1 복수의 체결구들은 장착 플레이트에 대한 지지 플레이트의 높이가 사용자-조정가능하게 되도록 할 수 있다. 일부 경우들에서, 제1 복수의 체결구들의 각각은 잭 스크루(jack screw)를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 용해 튜브들 및 복수의 혼합 튜브들이 수용 베이에 수용될 때, 제1 자기력은 용해 축에 전반적으로 수직인 방향을 따라 복수의 용해 튜브들의 각각의 내용물에 인가되고, 제2 자기력은 혼합 축에 전반적으로 평행한 방향을 따라 복수의 혼합 튜브들의 각각의 내용물에 인가된다. 일부 실시예들에서, 복수의 용해 튜브들 및 복수의 혼합 튜브들이 수용 베이에 수용될 때, 제1 자기력은 용해 축에 전반적으로 수직인 방향을 따라 복수의 용해 튜브들의 각각의 내용물에 인가되고, 제2 자기력은 혼합 축에 전반적으로 수직인 방향을 따라 복수의 혼합 튜브들의 각각의 내용물에 인가된다. 일부 실시예들에서, 수용 베이는 복수의 용해 튜브들 및 복수의 혼합 튜브들을 포함하는 프로세싱 디바이스를 수용하도록 추가로 구성된다. 일부 실시예들에서, 제1 자석 축은, 복수의 혼합 튜브들이 수용 베이에 수용될 때 하나 이상의 제1 자석들이 복수의 혼합 튜브들의 내용물에 제1 자기력을 가하지 않고, 복수의 용해 튜브들이 수용 베이에 수용될 때 하나 이상의 제2 자석들이 복수의 용해 튜브들의 내용물에 제2 자기력을 가하지 않도록 하는 거리만큼 제2 자석 축으로부터 공간적으로 분리된다.
일부 실시예들에서, 시스템은 제2 자석 축을 따라 정렬된 복수의 하우징들 내에 둘러싸인(enclosed) 복수의 제2 자석들을 더 포함할 수 있고, 여기서 복수의 하우징들의 각각의 하우징은 복수의 제2 자석들 중 2개를 둘러싼다. 일부 실시예들에서, 복수의 혼합 튜브들이 수용 베이 내에 수용될 때, 각각의 하우징 내의 2개의 자석들 중 제1 자석은 제1 혼합 튜브의 제1 위치에서 제1 혼합 튜브의 내용물에 제2 자기력을 인가하도록 구성되고, 여기서 각각의 하우징 내의 2개의 자석들 중 제2 자석은 제1 혼합 튜브에 인접한 제2 혼합 튜브의 내용물에 제2 자기력을 인가하도록 구성되며, 2개의 자석들 중 제2 자석은 제2 혼합 튜브의 제1 위치로부터 약 180도 또는 180도 미만인 제2 혼합 튜브의 제2 위치에서 제2 자기력을 인가하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 복수의 혼합 튜브들이 수용 베이 내에 수용될 때, 혼합 튜브들 대 하우징들의 비율은 2 대 1이다.
일부 실시예들에서, 시스템은 제1 자석 축을 따라 정렬된 복수의 제1 자석들을 더 포함할 수 있고, 복수의 용해 튜브들이 수용 베이 내에 수용될 때, 용해 튜브들 대 제1 자석들의 비율은 1 대 1이다. 일부 실시예들에서, 각각의 하우징은 제2 자석 축에 대해 상이한 각도로 각각 각진 2개의 면(face)들을 포함할 수 있으며, (하우징 내에 둘러싸인) 2개의 제2 자석들의 각각은 하우징의 하나의 각진 면의 내부 벽에 인접하게 위치된다.
일부 실시예들에서, 시스템은 복수의 하우징들을 포함하는 단일 구조체를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 하우징들은 복수의 커넥터들에 의해 분리된다.
일부 실시예들에서, 시스템은 자성 재료로 형성된 하나의 제2 자석을 포함할 수 있으며, 여기서 제2 자석은 제2 자석 축을 따라 정렬된 복수의 자석 구조체들을 포함한다. 각각의 자석 구조체는 제2 자석 축에 대해 상이한 각도로 각각 각진 2개의 각진 자석 면을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 혼합 튜브들이 수용 베이 내에 수용될 때, 각각의 자석 구조체의 제1 각진 자석 면은 제1 혼합 튜브의 제1 위치에서 제1 혼합 튜브의 내용물에 제2 자기력을 인가하도록 구성되고, 각각의 자석 구조체의 제2 각진 자석 면은 제1 혼합 튜브에 인접한 제2 혼합 튜브의 내용물에 제2 자기력을 인가하도록 구성된다. 제2 각진 자석 면은, 제2 혼합 튜브의 제1 위치로부터 약 180도 또는 180도 미만인 제2 혼합 튜브의 제2 위치에서 제2 자기력을 인가하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 혼합 튜브들이 수용 베이 내에 수용될 때, 혼합 튜브들 대 자석 구조체들의 비율은 2 대 1이다. 일부 실시예들에서, 시스템은 제1 자석 축을 따라 정렬된 복수의 제1 자석들을 더 포함할 수 있고, 복수의 용해 튜브들이 수용 베이 내에 수용될 때, 용해 튜브들 대 제1 자석들의 비율은 1 대 1이다. 일부 실시예들에서, 수용 베이는 하나 이상의 제2 자석들과 수용 베이의 커버 사이에 위치된 지지 플레이트를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 지지 플레이트는 복수의 혼합 튜브들이 수용 베이 내에 수용될 때 하나의 혼합 튜브의 하단 부분을 수용하도록 각각 구성된 복수의 리세스(recess)들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 시스템은 제2 자석 축을 따라 정렬된 복수의 하우징들 내에 둘러싸인 복수의 제2 자석을 더 포함할 수 있으며, 복수의 혼합 튜브들이 수용 베이 내에 수용되지 않을 때 복수의 하우징들은 지지 플레이트에 대해 이동가능하다. 일부 실시예들에서, 시스템은 수용 베이 내에 수용된 복수의 용해 튜브들 및 복수의 혼합 튜브들을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 핵산을 분석하기 위한 시스템이 고려되며, 시스템은: 복수의 평행한 프로세싱 축들의 각각을 따라 정렬된 용해 튜브 및 혼합 튜브를 갖는 디바이스를 수용하도록 구성된 수용 베이를 포함할 수 있다. 수용 베이는 복수의 프로세싱 축들에 전반적으로 수직인 제1 자석 축을 따라 정렬된 하나 이상의 제1 자석들을 포함할 수 있고, 또한 제1 자석 축에 전반적으로 수직인 제2 자석 축을 따라 정렬된 하나 이상의 제2 자석들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 제1 자석들은, 디바이스가 수용 베이에 수용될 때 복수의 용해 튜브들 아래의 위치와 복수의 용해 튜브들에 인접한 위치 사이에서 이동하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 제1 자석들은, 디바이스가 수용 베이에 수용되고 하나 이상의 제1 자석들이 복수의 용해 튜브들에 인접하게 위치될 때 복수의 용해 튜브들의 내용물에 제1 자기력을 인가하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 제2 자석들은 복수의 혼합 튜브들이 수용 베이 내에 수용될 때 정지 상태로 남아 있도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 제2 자석들은 디바이스가 수용 베이에 수용될 때 복수의 혼합 튜브들의 내용물에 제2 자기력을 인가하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 디바이스가 수용 베이에 수용될 때, 제1 자기력은 복수의 용해 튜브들의 각각의 개별적인 프로세싱 축을 따라 인가되고, 제2 자기력은 복수의 혼합 튜브들의 각각의 개별적인 프로세싱 축으로부터 오프셋된 지점에서 인가된다. 일부 실시예들에서, 디바이스가 수용 베이 내에 수용될 때, 제1 자기력은 복수의 용해 튜브들의 각각의 개별적인 프로세싱 축을 따라 인가되고, 제2 자기력은 복수의 혼합 튜브들의 각각의 개별적인 프로세싱 축을 따라 인가된다.
일부 실시예들에서, 제1 자석 축은, 디바이스가 수용 베이에 수용될 때 하나 이상의 제1 자석들이 복수의 혼합 튜브들의 내용물에 제1 자기력을 가하지 않고, 디바이스가 수용 베이에 수용될 때 하나 이상의 제2 자석들이 복수의 용해 튜브들의 내용물에 제2 자기력을 가하지 않도록 하는 거리만큼 제2 자석 축으로부터 공간적으로 분리된다.
일부 실시예들에서, 시스템은 제2 자석 축을 따라 정렬된 복수의 하우징들 내에 둘러싸인 복수의 제2 자석들을 더 포함할 수 있고, 복수의 하우징들의 각각의 하우징은 복수의 제2 자석들 중 2개를 둘러싼다. 일부 실시예들에서, 디바이스가 수용 베이 내에 수용될 때, 각각의 하우징 내의 2개의 자석 중 제1 자석은 제1 혼합 튜브의 제1 위치에서 제1 혼합 튜브의 내용물에 제2 자기력을 인가하도록 구성된다. 각각의 하우징 내의 2개의 자석들 중 제2 자석은 제1 혼합 튜브에 인접한 제2 혼합 튜브의 내용물에 제2 자기력을 인가하도록 구성될 수 있으며, 2개의 자석들 중 제2 자석이 또한 제2 혼합 튜브의 제1 위치로부터 약 180도 또는 180도 미만인 제2 혼합 튜브의 제2 위치에서 제2 자기력을 인가하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 디바이스가 수용 베이 내에 수용될 때, 혼합 튜브들 대 하우징들의 비율은 2 대 1이다. 일부 실시예들에서, 시스템은 제1 자석 축을 따라 정렬된 복수의 제1 자석들을 더 포함할 수 있고, 디바이스가 수용 베이 내에 수용될 때, 용해 튜브들 대 제1 자석들의 비율은 1 대 1이다. 일부 실시예들에서, 각각의 하우징은 인접한 프로세싱 축에 대해 각각 각진 2개의 면들을 포함하고, 2개의 제2 자석들의 각각은 하나의 각진 면의 내부 벽에 인접하게 위치된다.
일부 실시예들에서, 시스템은 복수의 하우징들을 포함하는 단일 구조체를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 수용 베이는 하나 이상의 제2 자석들과 수용 베이의 커버 사이에 위치된 지지 플레이트를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 지지 플레이트는 디바이스가 수용 베이 내에 수용될 때 하나의 혼합 튜브의 하단 부분을 수용하도록 각각 구성된 복수의 리세스들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 시스템은 제2 자석 축을 따라 정렬된 복수의 하우징들 내에 둘러싸인 복수의 제2 자석을 더 포함할 수 있으며, 디바이스가 수용 베이 내에 수용되기 이전에 복수의 하우징들은 지지 플레이트에 대해 이동가능하다. 일부 실시예들에서, 시스템은 수용 베이에 수용된 디바이스를 더 포함할 수 있다.
본 개시내용의 추가적인 실시예들은, 본 개시내용의 추가적인 요약으로서 기능할 수 있는 첨부된 청구항들을 참조하여 아래에서 설명된다.
도 1a는 본 명세서에 개시된 실시예에 따른, 캐리 오버된 자성 추출 입자들에 의해 기계적으로 막히는 PCR 증폭을 위한 디바이스(예를 들어, 미세유체(microfluidics) 카트리지)의 이미지를 도시한다.
도 1b는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 다수의 샘플들에 대해 자동화된 샘플 준비를 병렬로 수행하기 위한 자동화된 진단 또는 준비 장치의 개략적인 개요를 도시한다.
도 2a는 본 명세서에 개시된 실시예에 따른 예시적인 시약 홀더의 등각도를 도시한다.
도 2b는 본 명세서에 개시된 실시예에 따른 예시적인 시약 홀더의 측면 프로파일 도면을 도시한다.
도 2c는 본 명세서에 개시된 실시예에 따른 예시적인 시약 홀더의 평면도(top-down view)를 도시한다.
도 2d는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른 예시적인 시약 홀더의 측면 프로파일 도면을 도시한다.
도 2e는 본 명세서에 개시된 실시예에 따른 예시적인 시약 홀더의 평면도를 도시한다.
도 3a는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 예시적인 히터 조립체 및 자기 분리기(magnetic separator)의 등각도를 도시한다.
도 3b는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 히터 조립체의 독립적으로-제어가능한 히터 유닛의 등각 및 측면 프로파일 도면을 도시한다.
도 3c는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 자기 분리기 및 히터 조립체의 독립적으로-제어가능한 히터 유닛의 측면 프로파일 도면을 도시하며, 이러한 도면은 자기 분리기와 히터 유닛 사이의 상호 작용을 도시한다.
도 4a는 본 명세서에 개시된 실시예에 따른 시약 홀더를 유지하기 위한 랙(rack)의 사시도를 도시한다.
도 4b는 본 명세서에 개시된 실시예에 따른, 시약 홀더를 유지하기 위한 랙의 등각도를 도시한다.
도 5a는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 자동화된 진단 또는 준비 장치의 빈 로딩(loading) 베이(또는 수용 베이)의 등각도를 도시한다.
도 5b는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 대응하는 샘플 랙들로 점유된 2개의 로딩 베이들을 갖는 예시적인 자동화된 진단 장치의 정면 사시도를 도시한다.
도 6a는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 진단 또는 준비 장치의 로딩 베이 또는 수용 베이 내의 시약 홀더들의 세트의 평면 개념도를 도시한다.
도 6b는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 진단 또는 준비 장치 내의 자석들에 대한 도 6a의 시약 홀더들의 특정 구성 요소들의 위치들의 평면 개념도를 도시한다.
도 6c는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 진단 또는 준비 장치의 로딩 베이 또는 수용 베이 내의 시약 홀더들의 다른 세트의 평면 개념도를 도시한다.
도 6d는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 진단 또는 준비 장치 내의 자석들에 대한 도 6c의 시약 홀더들의 특정 구성요소들의 위치들의 평면 개념도를 도시한다.
도 6e는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 진단 또는 준비 장치 내의 자석들에 대한 시약 홀더의 특정 구성요소들의 위치들의 측면 프로파일 개념도를 도시한다.
도 7a 내지 도 7b는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 자동화된 진단 또는 준비 장치 내에 구현될 수 있는 고정 자석 조립체의 실시예의 사시도를 도시한다.
도 7c는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 시약 홀더의 특정 구성요소들 사이에 위치된 고정 자석 조립체의 실시예의 치수들의 측면 프로파일 도면을 도시한다.
도 8a는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 자동화된 진단 또는 준비 장치 내에 구현될 수 있는 고정 자석 조립체의 실시예의 등각도를 도시한다.
도 8b는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 자동화된 진단 또는 준비 장치의 커버에 부착된 고정된 자석 조립체의 실시예의 등각도를 도시한다.
도 9는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 자동화된 진단 또는 준비 장치 내에 구현될 수 있는 고정 자석 조립체의 실시예의 등각도를 도시한다.
도 10a는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 진단 및 준비 장치 내에 구현될 수 있는 고정 자석 조립체의 실시예의 등각도를 도시한다.
도 10b는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 고정 자석 조립체의 실시예와 상호작용하는 시약 홀더의 투명 사시도를 도시한다.
도 11은 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 자동화된 진단 또는 준비 장치의 일부 실시예들의 내부들의 등각도를 도시한다.
도 12a는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 진단 또는 준비 장치의 일부 실시예들에서 사용되는 프로세싱 플레이트의 등각도를 도시한다.
도 12b는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 진단 또는 준비 장치의 일부 실시예들의 수용 베이에 수용되는 2개의 프로세싱 플레이트들의 배열의 평면도를 도시한다.
도 13a는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 진단 또는 준비 장치의 일부 실시예들의 내부들의 등각도를 도시한다.
도 13b는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 진단 또는 준비 장치의 일부 실시예들의 내부들 및 프로세싱 플레이트의 측면 프로파일 도면을 예시한다.
도 14a는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 진단 또는 준비 장치의 일부 실시예들에서 사용되는 프로세싱 플레이트의 평면 개념도를 도시한다.
도 14b는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 진단 또는 준비 장치의 일부 실시예들에서 자석들에 대한 프로세싱 플레이트의 특정 구성요소들의 위치들의 평면 개념도를 도시한다.
도 14c는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 진단 또는 준비 장치의 일부 실시예들에서 자석들에 대한 프로세싱 플레이트의 특정 구성요소들의 위치들의 측면 프로파일 개념도를 도시한다.
도 15a 내지 도 15d는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 진단 또는 준비 장치의 일부 실시예들에 사용되는 고정 자석 조립체의 등각도들을 도시한다.
도 16a 내지 도 16c는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 자동화된 진단 또는 준비 장치와 함께 사용되는 고정 자석 조립체의 실시예의 등각도를 도시한다.
도 16d는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 고정 자석 조립체의 실시예에서 사용되는 체결 메커니즘의 사시도를 도시한다.
도 16e는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 고정 자석 조립체의 실시예에서 사용되는 체결 메커니즘의 측면 절개 도면을 도시한다.
도 16f는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 자동화된 진단 또는 준비 장치의 커버에 부착된 고정 자석 조립체의 실시예의 등각도를 도시한다.
도 17a 내지 도 17d는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 자동화된 진단 또는 준비 장치 내에 고정 자석 조립체를 설치하기 위한 브리지(bridge)의 실시예의 등각도들을 도시한다.
자동화된 플랫폼(대안적으로 자동화된 진단 또는 준비 장치로 지칭될 수 있음)은 진단 또는 준비 목적을 위하여 생물학적 샘플을 프로세싱하기 위해 존재한다. 예를 들어, 이러한 자동화된 플랫폼은 생물학적 샘플들로부터 폴리뉴클레오티드 추출을 수행하고 PCR-준비 형태로 폴리뉴클레오티드를 준비하기 위해 사용될 수 있다.
이러한 자동화된 플랫폼의 일부 실시예들은, 생물학적 샘플들의 세포들을 프로세싱 튜브 내의 용해 시약과 혼합하고, 프로세싱 튜브를 가열함으로써 폴리뉴클레오티드 추출 및 준비를 수행하며, 이는 세포를 용해하고 세포 내에 함유된 폴리뉴클레오티드를 방출한다. 폴리뉴클레오티드를 혼합물의 나머지로부터 분리하기 위해, 폴리뉴클레오티드에 결합하도록 구성된 자성 추출 입자들(예를 들어, 표면-개질된 자성 비드(bead)들)이 혼합물에 첨가될 수 있다. 자성 추출 입자들은 또한 본원에서 자성 기질(substrate)들 또는 자성 결합 입자들로서 지칭된다. 자성 추출 입자는, 예를 들어, PAMAM으로 개질된 비드들, 수지상 폴리아민, 폴리(알릴아민)(poly(allylamine); PAA), 폴리프로필렌이민 테트라민 덴드리머(polypropylenimine tetramine dendrimer; DABAM), 또는 임의의 다른 적합한 물질을 포함할 수 있다. 일단 폴리뉴클레오티드가 자성 추출 입자에 결합하면, 자석들은 자성 추출 입자들을 제 위치에 유지하고 혼합물의 나머지로부터 이들을 분리하기 위하여 자기력을 인가하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 자동화된 플랫폼의 일부 실시예들은, 혼합물의 나머지로부터 자성 추출 입자들을 상승시키고 혼합물의 나머지를 제거하기 위해, 프로세스 튜브에 대해 위아래로 이동될 수 있는 자기 분리기를 가질 수 있다.
일단 자성 추출 입자가 프로세스 튜브에서 분리되면, 폴리뉴클레오티드들을 자성 추출 입자들로부터 분리하기 위해 화학적 용리제가 프로세스 튜브에 첨가될 수 있다. 자동화된 플랫폼의 일부 실시예들은, 폴리뉴클레오티드들이 프로세스 튜브로부터 추출되고 별도의 혼합 튜브로 전달되는 동안 자성 추출 입자들을 제 위치에 포획하고 홀딩하기 위해 다시 자기 분리기를 사용할 수 있다. 그런 다음, 폴리뉴클레오티드들은 PCR 증폭에서 사용되는 프라이머(primer)들 및 프로브들의 혼합물에 첨가될 수 있으며, 이는 그런 다음 PCR 증폭을 위한 디바이스(예를 들어, 미세유체 카트리지) 내로 로딩될 수 있다.
그러나, 샘플의 세포 매트릭스(cellular matrix) 또는 샘플 수집 동안 존재하는 다른 물질 중 어느 하나에 일부 화학 성분이 존재할 수 있으며, 이는 프로세스 튜브에서 내용물의 나머지로부터 이들을 분리하기 위한 자성 추출 입자들의 충분한 자기 포획을 방해할 수 있다. 샘플 수집 동안 존재하는 물질들의 일부 예들은, 의료용 윤활제, 항진균 크림들, 항균 크림들, 피임 겔들 및 폼들, 질 보습 크림들 등을 포함할 수 있다. 존재하는 임의의 화학적 성분은 자성 추출 입자들, 세포 매트릭스들, 포획된 폴리뉴클레오티드들, 또는 이들의 임의의 조합의 개질된 표면들과 상호작용할 수 있고, 자성 추출 입자들의 자기 포획을 차단할 수 있다. 결과적으로, 폴리뉴클레오티드들이 프로세스 튜브로부터 추출되고 혼합 튜브로 전달될 때, 혼합 튜브로 캐리 오버되고 그 곳으로부터 PCR 증폭에 사용되는 디바이스(예를 들어, 미세유체 카트리지)에서 종결되는 자성 추출 입자들이 존재할 수 있다. 이러한 자성 추출 입자 "캐리오버"는 비-보고가능(non-reportable; NR)과 같은 분석(assay) 실패를 유발하는 PCR 증폭의 기계적 또는 화학적 실패를 야기할 수 있다. 기계적으로, 캐리오버 입자들은 PCR 증폭 디바이스(예를 들면, 미세유체 카트리지) 내의 로딩 포트 또는 미세유체를 막을 수 있다. 이의 일 예가 도 1a에 도시되어 있으며, 이러한 도면은 캐리-오버된 자성 추출 입자들에 의해 기계적으로 막힌 PCR 증폭을 위한 디바이스(예를 들어, 미세유체 카트리지)의 이미지를 예시한다. 화학적으로, 캐리-오버된 자성 추출 입자들에 결합하는 세포 매트릭스 또는 다른 간섭 물질의 문제적 성분들은 PCR 반응 및 증폭 산물들의 후속 검출을 방해하거나 또는 억제할 수 있다.
이러한 바람직하지 않은 자성 추출 입자 캐리오버를 감소시키고 방지하기 위해, 이러한 자동화된 플랫폼들과 함께 구현될 수 있는 고정 자석 조립체의 다양한 실시예들이 본원에서 고려되고 개시된다. 일부 실시예들에서, 고정 자석 조립체는 혼합 튜브들에 매우 근접하게 위치된 하우징 내에 각진 자석들의 세트를 포함할 수 있다. 이러한 실시예들 중 일부에서, 개별 자석들은 1.77 lbs의 당김력(pull force) 및 3032 가우스의 필드 강도를 갖는 0.25 x 0.25 x .0625" NdFeB, 등급 N52 정사각형 자석들일 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에 대해, 혼합 튜브들에 의한 자석들의 위치설정과 결합된 선택된 자석 구성이 자석들이 혼합 튜브들로 캐리 오버된 자성 추출 입자들의 일부 또는 전부를 포획할 수 있게 하는 한, 적합한 자석들은 다양한 상이한 재료들, 크기들, 및/또는 강도들의 자석들을 포함할 수 있다. 자석들은 혼합 튜브들 내에, 특히 혼합 튜브의 내부 벽에 대해 캐리 오버된 자성 추출 입자들을 유지하거나 또는 "트랩(trap)"하기에 충분한 강도의 자기장을 생성하도록 혼합 튜브들에 충분히 가깝게 위치될 수 있다. 따라서, 개시된 기술의 고정된 자석 조립체는, 이러한 자성 추출 입자들이 PCR 증폭 디바이스로 캐리 오버되는 것을 방지하기 위해, 혼합 튜브로 캐리 오버되는 임의의 바람직하지 않은 자성 추출 입자들(예를 들어, 워크플로우의 이전 단계들 동안 포획되지 않은 추출 입자들)에 대한 2차 자기 포획을 제공하기 위해 혼합 튜브들 근처의 고정된 위치들에 위치될 수 있는 자석들의 2차 세트를 (자기 분리기 내의 자석들의 제1 세트에 추가로) 제공할 수 있다.
개시된 기술의 실시예들은 유리하게는 홀더의 용기 내에서 자석 기판들을 프로세싱하고 조작하기 위해 홀더를 수용하는 임의의 장치에서 구현될 수 있다. 개시된 기술에 따른 고정 자석 조립체의 구현예들은, 수용 베이의 커버와 베이 내에 수용된 프로세싱 디바이스 사이에 존재하는 매우 작은 미리 정의된 체적 또는 엔벨로프(envelope)에 위치될 수 있다. 결과적으로, 특정 프로세싱 디바이스를 수용하도록 구성된 특정 수용 베이를 갖는 기존의 진단 또는 준비 장치는, (시약 홀더 또는 프로세싱 플레이트와 같은) 프로세싱 디바이스 또는 디바이스에 스냅-인(snap-in)하는 (시약 튜브들 또는 용기들과 같은) 구성요소들을 다시 설계할 필요 없이, 고정 자석 조립체를 가지고 개장(retrofit)될 수 있다. 다수의 사이트(site)들에 걸쳐 구현되고 구성요소들의 일부 변화를 갖는 장치를 가지고 개장됨에도 불구하고, 고정 자석 조립체의 자석들은 여전히 효과적이고 이러한 필드-배치형 시스템에 의해 수용된 프로세싱 디바이스들의 내용물에 일관되게 자기력을 인가한다. 개시된 기술의 추가적인 중요한 이점은, 이것이 장치를 이용하는 고객 또는 실험실에 대한 최소 가동 중단 시간과 함께 매우 신속하게 필드-배치형 시스템들에서 구현될 수 있다는 것이다.
개시된 기술에 따른 고정 자석 조립체의 설치는 사이트-특정 특성들 및 제약들에 대해 조정될 수 있다. 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 고정 자석 조립체는 조립체와 수용 베이의 커버 사이에 심(shim)을 가지고 설치될 수 있으며, 여기서 심의 높이는 사이트-특정 고려 사항들에 기초하여 선택된다. 이는, 고정 자석 조립체가 필드에서 기존의 준비 및 진단 장치들 내에 개장될 때, 장치들에서 구현되는 수용 베이 및 프로세싱 디바이스들과 관련된 치수들 및 엄격한 공차들의 매우 작은 차이를 고려하여 특히 유리할 수 있다.
개시된 기술의 유리한 조정능력 및 다용성의 다른 예로서, 고정 자석 조립체의 일부 실시예들은, 수용 베이의 커버에 고정되는 장착 플레이트에 대해 z-방향으로 이동가능한 스프링-장착형 지지 플레이트를 포함한다. 장착 플레이트는, 비제한적으로 나사들 또는 접착 테이프들(양면 테이프 포함)을 포함하는 임의의 적합한 메커니즘을 사용하여 고정될 수 있다. 지지 플레이트는 수용 베이 내의 프로세싱 디바이스의 삽입 이전 및 삽입 동안에 수용 베이에서 z-방향으로 상향 또는 하향 이동할 수 있다. 이러한 특징은, (예를 들어, 매우 엄격한 공차를 갖는 고정 자석 조립체를 설계하고, 구축하며 및 위치 설정하는 것을 통해) 정확한 자석 위치 설정이 고정 자석 조립체가 설치되는 복수의 장치들의 각각에 걸쳐 정확하고 일관되게 재현될 것을 요구하지 않고, 프로세싱 디바이스의 튜브들 또는 용기들이 고정 자석 조립체 내의 자석들에 대해 정확하고 일관되게 위치되는 것을 가능하게 할 수 있다.
개시된 기술의 유리한 조정능력 및 다용성의 또 다른 예로서, 고정 자석 조립체의 일부 실시예들은 복수의 조정가능 체결구들을 사용하여 장착 플레이트에 기계적으로 결합되는 지지 플레이트를 포함하며, 이는 체결구들을 조정함으로써 지지 플레이트가 장착 플레이트에 대해 z-방향으로 이동가능하게 되는 것을 허용한다. 지지 플레이트는, 지지 플레이트와 장착 플레이트 사이의 거리를 수정하도록 조정될 수 있는 임의의 적절한 체결구를 사용하여 장착 플레이트에 기계적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 지지 플레이트는 지지 플레이트와 장착 플레이트 사이의 거리를 각각 증가시키거나 또는 감소시키기 위해(예를 들어, z-방향으로 지지 플레이트의 높이를 상승시키거나 또는 하강시키기 위해) 시계 방향 또는 반시계 방향으로 나사 결합될 수 있는 복수의 잭 스크루들을 가지고 장착 플레이트에 기계적으로 결합될 수 있다. 장착 플레이트는 비제한적으로 나사들 또는 접착 테이프들(양면 테이프 포함함)을 포함하는 임의의 적합한 메커니즘을 사용하여 수용 베이의 커버에 고정될 수 있다. 이러한 특징은 고정 자석 조립체의 설치자(예를 들어, 비제한적으로 시스템의 사용자를 포함함)가 고정 자석 조립체가 설치되는 특정 장치에 기초하여 지지 플레이트의 높이를 수동으로 조정하는 것을 가능하게 할 수 있으며, 그 결과 고정 자석 조립체가 (예를 들어, 매우 엄격한 공차를 갖는 고정 자석 조립체의 설계하고, 구축하며 및 위치 설정하는 것을 통해) 정확한 자석 위치 설정으로 미리 구성될 것을 요구하지 않으면서, 프로세싱 디바이스의 튜브들 또는 용기들이 고정 자석 조립체의 자석에 대해 정확하고 일관되게 위치되며, 그럼으로써 고정 자석 조립체가 일관성이 없는 치수들을 가질 수 있는 다양한 장치들과 함께 사용될 수 있게 한다.
개시된 기술에 따른 고정 자석 조립체들의 실시예들은 복수의 자석 하우징들 또는 구조체들을 포함할 수 있다. 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 자석 하우징들 및 구조체들은 유리하게는, 튜브가 수용 베이 내로 삽입될 때 튜브(또는 튜브를 둘러싸는 특징부)와의 간섭을 회피하면서 자기 구조체들을 수용하는 튜브 또는 용기와 매우 근접하게(예를 들어, 1-2 mm 내에서) 정렬하도록 배향되는 면들을 포함할 수 있다. 면들은 튜브에 매우 근접하게 여전히 유지되면서, 튜브가 놓여 있는 프로세싱 축에 대해 각을 이룰 수 있다. 자석 하우징들의 경우에, 면들의 내부 벽들에 결합되는 자석들이 유리하게 배향될 수 있다. 자성 재료로 형성된 자석 구조체들의 경우에, 각진 면들이 유리하게 배향될 수 있다. 자석 하우징들/구조체들의 형상 및 치수들 및 자석 하우징들/구조체들을 연결하는 연결 구조체들의 형상 및 치수들은 유리하게 조정될 수 있으며, 그 결과 이들은 스냅-인 시약 튜브 또는 용기를 수용하는 프로세싱 디바이스의 밑면 상의 스커트 또는 플랜지(flange)와 간섭하지 않는다. 자석 하우징/구조물은 따라서, 여전히 자석 기판을 포함하는 튜브에 물리적으로 매우 근접하게 자석을 위치시키면서 자석 기판을 포함하는 튜브뿐만 아니라 자석 기판을 포함하지 않는 근처의 튜브와의 바람직하지 않은 물리적 간섭을 피할 수 있다.
개시된 기술에 따른 고정 자석 조립체들의 실시예들은, 평행한 프로세싱 축들 상에 배열되는 2개의 상이한 튜브들 또는 용기들에 자기력을 동시에 인가하도록 구성되는 자석 하우징들/구조체들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 2개의 자석을 둘러싸는 자석 하우징의 경우에, 자석 하우징에 하우징된 하나의 자석은 프로세싱 디바이스의 제1 용기의 일 측면에 자기력을 인가할 수 있고, 자석 하우징에 하우징된 다른 자석은 프로세싱 디바이스의 제2 용기의 대향되는 측면에 자기력을 인가할 수 있으며, 여기서 제1 및 제2 용기는 평행한 프로세싱 축들 상에 위치된다. 다시 말해서, 자석 하우징 내의 자석들은 인접한 프로세싱 축들의 용기들의 대향되는 측면들에 자기력을 인가할 수 있다. 시약 홀더들이 수용 베이 내로 삽입된 랙 내에 수용되는 비-제한적인 예에서, 단일 자석 하우징 내의 자석은 인접한 시약 홀더들의 스냅-인 용기들의 대향되는 측면들에 자기력을 인가할 수 있다. 어떤 자석이 스냅-인 용기들에 매우 근접하여 있는지에 따라 스냅-인 용기들의 서로 다른 측면에 자기력이 인가되지만, 자성 추출 입자 캐리-오버의 문제는 시약 홀더들의 각각에 대해 효과적이고 일관되게 처리된다. 유리하게는, 이러한 구현예는 자석들을 (예를 들어, 자성 입자들을 포함하는 스냅-인 용기와 동일한 프로세싱 축을 따라 정렬된 다른 스냅-인 용기 사이의) 매우 타이트한 공간에 배치해야 하는 것을 피할 수 있다. 대신에, 개시된 기술의 자석들은 유리하게는 프로세싱 축 상에 배열되는 것이 아니라, 각각의 시약 홀더의 프로세싱 축에 대해 비스듬한 각도로 배열될 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 고정 자석 조립체는 장치에 대한 어떠한 하드웨어 수정 없이 심지어 기존의 자동화된 진단 또는 준비 장치들 내에 빠르고 효율적으로 구현되도록 설계될 수 있다. 개시된 기술의 고정 자석 조립체의 상이한 실시예들은 자동화된 진단 또는 준비 장치의 특정 실시예와 함께 사용하기 위해 설계되고, 구성되며, 맞춰질 수 있다. 고정 자석 조립체의 다양한 실시예들의 일부 특정 예들이 본원에서 도시되고 논의된다.
예를 들어, 도 1b, 도 2a 내지 도 2e, 도 3a 내지 도 3c, 도 4a 내지 도 4b, 도 5a 내지 도 5b는 자동화된 진단 또는 준비 장치의 제1 실시예에 대한 컨텍스트(context)를 제공한다. 도 6a 내지 도 6c는, 자성 추출 입자 캐리오버를 감소시키거나 방지하기 위해, 자동화된 진단 또는 준비 장치의 이러한 제1 실시예에 대해 고정 자석 조립체가 구성되고, 위치되며, 구현되는 방법의 개념적인 개요를 제공한다. 도 7a 내지 도 7b, 도 8a 내지 도 8b, 도 9, 도 10a 내지 도 10b, 및 도 16a 내지 도 16f는 도 6a 내지 도 6c와 관련하여 개괄된 추가적인 특징들 및 개념들을 나타내는 고정 자석 조립체의 다양한 상이한 실시예들을 도시한다. 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 설명된 예시적인 고정된 자석 조립체들은 자성 추출 입자 캐리오버를 방지하기 위해 자동화된 진단 또는 준비 장치의 제1 실시예에서 구현될 수 있다. 이들이 비-일시적 예들이고 다른 적합한 구성들 및 구현예들이 또한 개시된 기술과 일치한다는 것이 이해될 것이다.
또한, 도 11, 도 12a 내지 도 12b 및 도 13a 내지 도 13b는 개시된 기술의 고정된 자석 조립체가 구현될 수 있는 자동화된 진단 또는 준비 장치의 제2 실시예에 대한 컨텍스트를 제공한다. 도 14a 내지 도 14c는, 자성 추출 입자 캐리오버를 방지하기 위해, 자동화된 진단 또는 준비 장치의 이러한 제2 실시예에 대해 고정 자석 조립체가 구성되고, 위치되며, 구현되는 방법의 개념적인 개요를 제공한다. 도 15a 내지 도 15d는 도 14a 내지 도 14c와 관련하여 개괄된 추가적인 특징들 및 개념들을 보여주는 고정 자석 조립체의 실시예를 도시한다. 도 15a 내지 도 15d를 참조하여 설명된 예시적인 고정된 자석 조립체들은 자성 추출 입자 캐리오버를 방지하기 위해 자동화된 진단 또는 준비 장치의 제2 실시예를 가지고 구현될 수 있다. 이들이 비-일시적 예들이고 다른 적합한 구성들 및 구현예들이 또한 개시된 기술과 일치한다는 것이 이해될 것이다.
개시된 기술의 예시적인 자동화된 장치, 시약 홀더, 및 랙
도 1b는 본 명세서의 다른 곳에 예시된 단계들에 따라, 다수의 샘플들에 대해 자동화된 샘플 준비를 병렬로 수행하기 위한 장치(181)의 개략적인 개요를 예시한다. 시스템(181)의 구성요소들의 기하학적 배열은 예시적이며, 제한적으로 의도되지 않는다. 장치는 (도 1b에 도시되지 않은) 디바이스를 수용 베이에 추가로 포함할 수 있고, 예를 들어 카트리지 내의 증폭된 폴리뉴클레오티드의 존재를 검출함으로써 샘플에 대해 진단 테스트를 수행하도록 구성된다. 장치는, 예를 들어, PCR-준비 형태로 위치된 폴리뉴클레오티드를 수용하도록 구성된 미세유체 카트리지를 포함할 수 있다. 이러한 추가적인 특징들은 또한 2008년 07월 14일자로 (그리고, Williams, 등의 명의로 "Integrated Apparatus for Performing Nucleic Acid Extraction and Diagnostic Testing on Multiple Biological Samples"라는 명칭으로) 출원된 미국 특허 출원 일련번호 제12/173,023호에서 설명된다. 특별하게 반대되는 것이 명백하지 않은 한, 용어 PCR이 본원에서 사용될 때, 비제한적으로, 실시간 및 정량적, 및 임의의 다른 형태의 폴리뉴클레오티드 증폭을 포함하는 PCR의 임의의 변형예가 포함되도록 의도된다.
마이크로프로세서와 같은 프로세서(180)는 도시된 바와 같이 시스템의 다양한 구성요소들의 기능을 제어하도록 구성되고, 그럼으로써 제어를 필요로 하는 각각의 이러한 구성요소와 통신한다. 다수의 이러한 제어 기능들은 선택적으로 프로세서의 제어 하에 수행되지 않고 수동으로 수행될 수 있음이 이해되어야 한다. 또한, 다양한 기능들이 아래에서 설명되는 순서는, 장치가 동작하고 있을 때 프로세서가 명령어들을 실행하는 순서로 한정되지 않는다. 따라서, 프로세서(180)는 예를 들어, 바코드 판독기, 광학적 문자 판독기, 또는 RFID 스캐너(무선 주파수 태그 판독기)일 수 있는 샘플 판독기(190)로부터 분석될 샘플에 관한 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다.
프로세서(180)는 입력 디바이스(184)로부터 사용자 명령어들을 받아들이도록 구성될 수 있으며, 여기서 이러한 명령어들은 샘플의 분석을 시작하기 위한 명령어들 및 동작 조건들의 선택들을 포함할 수 있다. 프로세서(180)는 또한, 예를 들어, 분석에 관한 정보가 디스플레이로 전송되고 그럼으로써 시스템의 사용자에게 통신되도록, 디스플레이(182)와 통신하도록 구성될 수 있다. 이러한 정보는 비제한적으로: 장치의 현재 상태; PCR 열사이클링의 진행; 및 시스템 또는 카트리지의 오작동 시의 경고 메시지를 포함한다. 추가적으로, 프로세서(180)는, 이에 응답하여 입력을 제공하도록 사용자를 프롬프트(prompt)하는 디스플레이(182)에 디스플레이될 하나 이상의 질문들을 전송할 수 있다. 따라서, 특정 실시예들에서, 입력(184) 및 디스플레이(182)는 서로 통합된다. 프로세서(180)는 프린터, 시각적 디스플레이, 홀로그래픽 투영을 이용하는 디스플레이, 또는 스피커, 또는 이들의 조합과 같은 출력 디바이스(186)에 분석의 결과들을 전송하도록 선택적으로 추가로 구성될 수 있다. 프로세서(180)는 또한 추가로 네트워크 인터페이스와 같은 통신 인터페이스를 통해 컴퓨터 네트워크(188)에 선택적으로 연결될 수 있다.
프로세서(180)는, 다음의 개요와 같이, 샘플 준비 및 진단의 다양한 측면들을 제어하도록 추가로 구성될 수 있다. 도 1b에서, 장치(181)는 상보적인 랙(170)과 함께 동작하도록 구성된다. 장치(181)는 1개, 2개, 3개, 4개 또는 6개의 랙들과 같은 다수의 랙들을 수용할 수 있다.
랙(170)의 실시예들은 2008년 07월 14일자로 (그리고, Williams, 등의 명의로 "Integrated Apparatus for Performing Nucleic Acid Extraction and Diagnostic Testing on Multiple Biological Samples"라는 명칭으로) 출원된 미국 특허 출원 일련번호 제12/173,023호 및 2008년 07월 23일자로 (그리고 Duffy 등의 명의로 "Rack For Sample Tubes And Reagent Holders"라는 명칭으로) 출원된 미국 특허 출원 일련번호 제12/178,584호에서 추가로 설명되며, 이러한 출원들 둘 모두는 그 전체가 본원에 참조로서 포함된다. 랙(170)은 그 자체로 다양한 시약들, 피펫 팁(pipette tip)들 및 리셉터클(receptacle)들을 구비한, 예를 들어 도 2a 내지 도 2c와 관련하여 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같은, 워크-업(work-up) 및 진단 분석에 적합한 형태로 다수의 생물학적 샘플들(196) 및 다수의 홀더들(172)을 수용하도록 구성된다. 랙은, 샘플 워크-업 동안, 샘플들이 개별적인 홀더들에서 프로세싱되도록 구성되며, 프로세싱은 히터 조립체(177)를 통해 개별적으로 가열 및 냉각되는 것을 포함한다.
히터 조립체(177)의 가열 기능들은 프로세서(180)에 의해 제어될 수 있다. 히터 조립체(177)는, 자성 입자들과 같은 입자들이 존재하는 홀더들(172)과 연관된 하나 이상의 프로세싱 챔버들 내부 및 외부로 매우 근접하게 이동하도록 프로세서(180)에 의해 또한 제어될 수 있는 자기 분리기(magnetic separator)와 같은 분리기(178)와 함께 동작한다. 조립체(177) 및 분리기(178)가 본 명세서에 추가로 설명된다.
유사하게 프로세서(180)에 의해 제어될 수 있는 액체 디스펜서(dispenser)(176)는 샘플들로부터 핵산의 추출을 달성하기 위해 홀더들(172) 내의 개별적인 샘플, 유체들 및 시약들에 대해 다양한 흡입 및 분배 동작들을 수행하도록 구성된다. 액체 디스펜서(176)는 다수의 홀더에 대해 이러한 동작들을 동시에 수행할 수 있다.
샘플 판독기(190)는 샘플에 대한 식별 표시, 및 일부 경우에 홀더 내의 식별 표시를 프로세서(180)로 전송하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 샘플 판독기는 액체 디스펜서에 부착되며, 그럼으로써 그 위에 액체 디스펜서가 위치되는 샘플에 대한 표시를 판독할 수 있다. 다른 실시예들에서, 샘플 판독기는 액체 디스펜서에 부착되지 않으며, 프로세서의 제어 하에 독립적으로 이동가능하다. 액체 디스펜서(176)는 또한, 하나 이상의 샘플들로부터 추출된 핵산을 함유하는 유체의 분취량(aliquot)을 취하고 이들을 냉각기일 수 있는 저장 영역(174)으로 보내도록 구성된다. 저장 영역(174)은, 예를 들면, 각 샘플에 대응하는 PCR 튜브를 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 액체 디스펜서(126)는 하나 이상의 샘플들로부터 추출된 핵산을 포함하는 유체의 분취량을 취하여 이들을 핵산을 수용하고 증폭하도록 구성된 장치로 보내도록 구성될 수 있다. 장치는, 예를 들어, 장치(181)의 수용 베이 내에 수용된 미세유체 카트리지(미도시)를 포함할 수 있다.
도 1b의 개요에 도시된 장치의 실시예들은, 본 명세서에 기술된 다른 예시적인 실시예들과 마찬가지로, 이들이 시약들의 저장을 위해 적절하게 구성된 장치 내의 위치들을 필요로 하지 않기 때문에 유리하다. 따라서, 도 1b의 장치는 자급식이고 홀더들(172)와 함께 동작하며, 여기서 홀더들은 예컨대 시약 저장에 전용되는 이것 내의 위치들에서 시약들을 가지고 사전-패키징된다.
도 1b의 장치는 실험실 세팅과 같은 단일 위치에서 동작을 수행하도록 구성될 수 있거나, 또는 상이한 위치들에서 환자를 방문할 수 있는, 예를 들어, 의사 또는 다른 의료 전문가와 동반할 수 있도록 휴대용일 수 있다. 장치에는 전형적으로, 이들이 메인 공급 장치 또는 발전기로부터의 AC 전력을 받아들일 수 있도록 전원 코드가 제공된다. 장치는 또한 하나 이상의 배터리를 사용함으로써 동작하도록 구성될 수 있으며, 따라서 배터리 충전 시스템, 및 배터리 전력이 신뢰성 있게 진단 분석을 개시하거나 또는 완료하기 위해 너무 낮아지는 경우 사용자에게 경고하는 다양한 경고 장치가 또한 전형적으로 구비된다.
도 1b의 장치는, 다른 실시예들에서, 샘플들의 다수의 배치들의 멀티플렉싱된 샘플 분석 및/또는 분석을 위해 추가로 구성될 수 있고, 여기서, 예를 들어, 단일 랙은 샘플들의 단일 배치를 홀딩한다. 따라서, 도 1b에 도시된 각각의 구성요소는 샘플들의 배치들이 존재하는 횟수만큼 존재할 수 있지만, 다양한 구성요소들은 공통 하우징에 구성될 수 있다.
본원에서 설명되는 바와 같은 장치들은, 비제한적으로 유전자 테스트 및 인간에서의 다양한 감염성 질환에 대한 임상 테스트를 포함하는 임의의 목적을 위해 임의의 핵산 함유 샘플을 분석하는 것에 대한 애플리케이션을 발견한다.
본 명세서에서의 장치는 실험실 벤치탑(benchtop) 또는 유사한 환경에서 실행되도록 구성될 수 있고, 정상 근무일 동안 지속적으로 실행될 때 시간당 약 45개의 샘플을 테스트할 수 있다. 개별적인 미가공(raw) 샘플들로부터의 결과들은 전형적으로 1시간 이내에 입수가능하다.
도 2a는 본 명세서에 설명된 예시적인 홀더(예를 들어, 도 1b에 도시된 홀더(172))의 등각도를 도시한다. 본원에서 설명되는 홀더는, 비제한적으로 임상적 맥락에서 샘플 준비를 포함하는 다양한 목적들을 위해 시약을 홀딩하고 전달하기 위한 그리고 본원에서 설명되는 랙에 의해 수용되도록 구성된 시약 홀더들이다. 시약 홀더들은 또한 전형적으로, 다양한 시약들이 서로 및/또는 샘플과 혼합될 수 있는 용기를 제공한다. 홀더들은, 2개 이상의 홀더들의 샘플에 대해 샘플 준비를 동시에 수행할 수 있는 자동화된 장치에서 사용하기 위해 구성된다.
이러한 예시적인 홀더, 뿐만 아니라 특정 실시예들로서 도시되지 않았지만 본 명세서에서 기록된 설명과 일치하는 다른 것들이 이제 설명된다. 시약 홀더들의 추가적인 세부사항들은, 본원에 참조로서 포함된, ("Reagent Tube, Reagent Holder, and Kits Containing Same"이라는 명칭의) Wilson 등의 명의로 2008년 07월 14일자로 출원된 미국 특허 출원 일련번호 제12/218,416호에서 발견될 수 있다.
도 2a의 예시적인 홀더(200)는 다음과 같은 하나 이상의 특성을 갖는 연결 부재(210)를 포함한다. 연결 부재(210)는 홀더의 다양한 구성요소들을 서로 연결하는 역할을 한다. 연결 부재(210)는 상부 측면(212)을 가지며, 상부 측면에 대향되는, 밑면(미도시)을 갖는다.
개시된 기술의 특정 특징들을 예시하기 위해 시약 홀더(200)가 이제 설명될 것이고, 개시된 기술은 자성 결합 입자들과 같은 자성 기질들을 수용하는 임의의 적합한 홀더를 가지고 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이러한 특히 비제한적인 실시예의 도 2a의 시약 홀더(200)는 연결 부재 내에 위치된 개구(222)를 갖는 프로세스 튜브(220); 연결 부재의 밑면 상에 배치된 2개 이상의 시약 튜브들(240)로서, 시약 튜브들 각각은 연결 부재 내에 위치된 입구 개구(242)를 갖는, 2개 이상의 시약 튜브들; 및 연결 부재 내에 위치된 하나 이상의 리셉터클(250)을 포함하며, 여기서 하나 이상의 리셉터클들(250)은 각각 연결 부재의 상부 측면(212)으로부터 삽입된 시약 튜브와 같은 상보적인 용기(254)를 수용하도록 구성된다. 도 2a 내지 도 2c의 도시된 실시예에서, 시약 홀더(200)는 각각 스냅-인 용기(254)를 수용하도록 구성된 4개의 리셉터클들(250)을 포함한다. 도 2d 및 도 2e를 참조하여 아래에서 설명되는 또 다른 비제한적인 실시예에서, 시약 홀더는 각각 스냅-인 용기(254)를 수용하도록 구성된 3개의 리셉터클들(250)을 포함한다. 개시된 기술의 구현예들은 임의의 적절한 수의 리셉터클들을 갖는 홀더들뿐만 아니라 연결 부재 내로 스냅되는 것이 아니라 이와 일체로 형성된 용기들(254)을 갖는 홀더들에서 구현될 수 있다. 시약 홀더(200)는 선택적으로 연결 부재에 위치된 적어도 하나의 소켓으로서, 일회용 피펫 팁을 수용하도록 구성된, 소켓, 및 적어도 하나의 피펫 쉬스(sheath)를 포함할 수 있다.　 이러한 비제한적인 실시예에 있어서, 시약 홀더는 4개의 소켓들 및 4개의 피펫 쉬스들을 포함한다. 본 명세서에서 설명되는 랙의 레인(lane)들은 주어진 시약 홀더의 다양한 시약 튜브들, 리셉터클들, 프로세스 튜브, 및 피펫 쉬스를 수용하고, 프로세스 튜브를 히터/분리기 유닛과 연통되게 위치시키기에 충분한 깊이 및 폭을 갖도록 설계된다.
용기들(254)은 대응하는 리셉터클들(250) 내로 삽입되었다. 하나 이상의 리셉터클들(250)은 홀더와 관련된 샘플로부터 핵산의 추출을 수행하기 위한 하나 이상의 시약들의 양을 포함하는 시약 튜브들을 수용하도록 구성된다. 시약들은 고체 형태, 예컨대 동결 건조된 형태일 수 있다. 리셉터클들은 모두 동일한 크기 및 형상일 수 있거나, 또는 서로 상이한 크기 및 형상일 수 있다. 리셉터클(250)은 개방된 하단들을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 이러한 토폴로지로 제한되지 않으며, 연결 부재(210)의 상부 측면에서 입구(252) 이외에는 폐쇄될 수 있다. 바람직하게는 리셉터클들(250)은 실험실 분석 분야에서 통상적으로 사용되는 용기들, 또는 본 명세서에서 홀더와 함께 사용하기에 적합하게 구성된 용기들을 수용하도록 구성된다. 예를 들어, 용기들(254)는 0.3 ml 튜브들일 수 있다.
시약 홀더(200)의 실시예는 연결 부재(210)의 상부 측면에 입구 개구(262)를 갖는 폐기물 챔버(260)를 가지고 구성되는 것으로 도시되어 있다. 폐기물 챔버(260)는 선택적이며, 이것이 존재하는 실시예들에서, 소비된 액체 시약들을 수용하도록 구성된다. 이것이 존재하지 않는 다른 실시예들에서, 소비된 액체 시약은, 예를 들어, 이것의 내용물이 분석되는 원래 샘플을 함유한 샘플 튜브와 같은 홀더 외부의 위치에 전달되고 폐기될 수 있다.
프로세스 튜브(220)는 용기들(254)과 유사하게 스냅-인 튜브로서 구성될 수 있거나, 또는 이것은 연결 부재(210)에 일체로 형성될 수 있다. 프로세스 튜브(220)는 샘플 준비 동안 발생하는 다양한 혼합 및 반응 프로세스들에 대해 사용될 수 있다. 예를 들어, 세포 용해는 환자의 DNA 또는 RNA 및 병원체의 DNA 또는 RNA와 같은 핵산의 추출과 같이 프로세스 튜브(220)에서 발생할 수 있다. 프로세스 튜브(220)는 유리하게는 프로세스 튜브(220)로 액체를 전달하는 데 수반되는 전체 피펫 헤드 이동 동작들을 최소화하는 위치에 위치될 수 있다. 프로세스 튜브(220)는 또한, 홀더가 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이 랙에 삽입될 때, 이러한 위치에서 홀더 내에 위치되며, 프로세스 튜브는 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이 히터 및 분리기에 노출되고 접근가능하다.
홀더에 포함된 시약들의 일부는 액체로서 제공되고, 다른 일부는 고체로서 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 고체를 저장하는 것들과는 상이한 유형의 용기 또는 튜브가 액체를 저장하기 위해 사용된다.
시약 웰(well)들(240)은 전형적으로 웰당 하나씩 액체 시약들을 홀딩하도록 구성된다. 예를 들어, 시약 홀더 실시예(200)에서, 각각 세척 완충액, 방출 완충액, 및 중화 완충액을 함유하는 3개의 시약 웰들이 도시되어 있고, 이들의 각각은 샘플 준비 프로토콜에서 사용된다. 시약 웰들의 다른 수 및 구성들은 개시된 기술의 실시예들에서 적절하게 구현될 수 있다.
시약 홀더(200)는, 적어도 하나의 소켓, 하나 이상의 리셉터클들, 및 프로세스 튜브의 개별적인 개구들, 및 2개 이상의 시약 튜브들이 서로에 대해 모두 선형으로 배열되도록(즉, 이들의 중간점이 동일한 축에 놓이도록) 구성된 연결 부재를 갖는다. 도 6a 내지 도 6b를 참조하여 아래에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 이러한 축은 홀더의 특징부들이 정렬되는 프로세싱 축일 수 있다. 개시된 기술의 실시예들에서, 홀더의 특징부들은 실질적으로 선형 배열로 정렬될 수 있어서, 특징부들의 중간점들은 공통 프로세싱 축 상에 정확하게 놓이지 않는다는 것이 이해될 것이다. 추가로, 본원에서 홀더들은 리셉터클들, 프로세스 튜브, 소켓들, 시약 튜브들, 및 존재하는 경우 폐기물 챔버의 특정 구성들로 제한되지 않는다. 예를 들어, 일부 개구들이 서로에 대해 엇갈리고 '축-외(off-axis)' 위치를 차지하는 경우, 홀더는 더 짧게 만들어질 수 있다. 다양한 리셉터클들 등은 또한 도 2a에 도시된 것들과 동일한 서로에 대한 위치들을 점유할 필요가 없다.
홀더(200)의 다양한 부분들의 대안적인 구성들은 단지 형태의 변형들을 야기하고, 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이, 비제한적으로 액체 분배 피펫 헤드, 히터 조립체, 및 자기 분리기에 대한 대안적인 명령어 세트들을 포함하는, 설명된 바와 같은 장치의 다른 변형들 내에 수용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 시약 홀더의 각각의 이러한 구성은, 하나 이상의 이러한 홀더들을 수용하는 본 명세서에서 설명된 랙 형태의 대응하는 변형에 의해 수용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 홀더(200)는 기계식 키와 같은 정합 부재를 포함한다. 전형적으로 이러한 키는 연결 부재(210)의 부분이다. 기계적 키는, 홀더가, 예를 들어, 본 명세서에 설명된 바와 같은 지지 랙(예를 들어, 도 1b의 랙(170)) 또는 홀더 내의 시약들에 대한 피펫팅 동작을 제어하는 장치의 수용 베이 내의 상보적인 부재에 의해 수용되는 것을 보장한다. 따라서, 실시예(200)는, 연결 부재의 일 단부 상에 직사각형 형상의 컷-아웃(cut-out)들의 쌍을 포함하는 기계적 키(292)를 갖는다. 도시된 바와 같은 이러한 특징은, 랙 또는 다른 장치에 홀더를 삽입하고 제거할 때 사용자가 이에 의해 적절한 지레 작용(purchase)을 획득할 수 있는 탭을 추가로 제공한다. 홀더(200)의 예시된 실시예는 또한 연결 부재(210)의 다른 단부에 기계적 키(290)를 갖는다. 키(290)는, 홀더를 수용하도록 구성된 리세스된 영역에서 상보적인 각진 컷 아웃과 접할 때 그 내부의 양호한 정합을 보장할 뿐만 아니라 랙 내로의 홀더의 삽입을 용이하게 하는 각진 컷 아웃이다.
본 명세서에 설명된 바와 같은 랙과 함께 사용하기 위한 시약 홀더는 전형적으로 폴리프로필렌과 같은 플라스틱으로 제조된다. 플라스틱은, 본 명세서에 추가로 설명되는 바와 같이, 랙 내로의 배치를 용이하게 하기 위해 이것이 약간의 가요성을 가지도록 한다. 그러나, 플라스틱은 전형적으로 충분히 단단하며, 그 결과 홀더가 그 자체의 중량에 따라 현저하게 처지거나 또는 휘어지지 않을 것이고, 일상적인 취급 및 이송 동안 쉽게 변형되지 않을 것이며, 따라서 시약이 이로부터 유출되는 것을 허용하지 않을 것이다.
홀더(200)는 전형적으로, 연결 부재(210), 프로세스 튜브(220), 2개 이상의 시약 튜브들(240) 및 폐기물 챔버(260)(존재하는 경우)가 폴리프로필렌과 같은 재료로 제조된 단일 피스로 제조되도록 하는 것이다. 홀더(200)의 다른 구성들이 개시된 기술에서 적절하게 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
시약 홀더(200)의 예시된 실시예는 4개의 리셉터클들(250) 및 대응하는 용기들(254)을 갖는다. 도 2b는 시약 홀더(200)의 이러한 실시예의 측면 프로파일 도면을 예시하고, 도 2c는 시약 홀더(200)의 이러한 실시예의 평면도를 예시한다. 4개의 리셉터클들(250)(예를 들어, 리셉터클들(250-1, 250-2, 250-3, 및 250-4))은 대응하는 용기들(254)(예를 들어, 용기들(254-1, 254-2, 254-3, 254-4))을 수용하도록 구성되는 것이 확인될 수 있다. 용기들(254)의 일부는, 홀더와 관련된 샘플로부터 핵산의 추출을 수행하기 위해 전형적으로 동결 건조된 형태와 같은 고체 형태의 하나 이상의 시약들의 양을 포함할 수 있다.
도 2d 및 도 2e에 도시된 홀더(202)의 실시예와 같은 다른 실시예들에서, 상이한 수의 리셉터클들(250) 및 용기들(254)이 존재할 수 있다. 예를 들어, 도 2d는 홀더(202)의 실시예의 측면 프로파일 도면을 예시하고, 도 2e는 홀더(202)의 실시예의 대응하는 평면도를 예시한다. 시약 홀더(202)의 이러한 실시예에서, 대응하는 용기들(254)(예를 들어, 용기들(254-1, 250-2, 250-3))을 수용하도록 구성되는 3개의 리셉터클들(250)(예를 들어, 리셉터클들(250-1, 250-2, 250-3))이 존재한다. 용기들(254)의 일부는, 홀더와 관련된 샘플로부터 핵산의 추출을 수행하기 위해 전형적으로 동결 건조된 형태와 같은 고체 형태의 하나 이상의 시약들의 양을 포함할 수 있다. 예시적인 홀더들(200 및 202)이 샘플로부터 핵산의 추출을 수행하기 위한 시약들을 포함하는 것으로 설명되지만, 개시된 기술은 이러한 시약들을 포함하는 홀더들로 제한되지 않고, 용액 중의 자성 결합 입자들과 같은 자기 기질들이 조작되거나 또는 프로세싱되는 임의의 홀더들 상에 적절히 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
복수의 홀더들의 프로세스 튜브에 열 및 자기 에너지를 인가할 수 있는 예시적인 히터 및 자기 분리기 조립체들이 이제 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 설명될 것이다. 개시된 기술의 실시예들은 다른 히터 및 자기 분리기 조립체들에서 적절하게 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 도 3a는 독립적으로 제어가능한 히터 유닛들 및 자기 분리기(370)를 갖는 예시적인 히터 조립체(300)의 등각도를 도시한다. 도 3b는 이러한 독립적으로-제어가능한 히터 유닛들(301) 중 하나의 등각도와 측면 프로파일 도면을 제공한다. 도 3c는 자기 분리기(370)와 히터 조립체(300)의 독립적으로-제어가능한 히터 유닛들의 상호작용의 측면 프로파일 도면을 제공한다.
보다 구체적으로, 도 3a에 도시된 히터 조립체(300)는 하나 이상의 독립적으로-제어가능한 히터 유닛들(301)을 포함할 수 있고, 이들의 각각은 열 블록(303)을 포함한다. 각각의 열 블록(303)은 프로세스 튜브(302)와 정렬되고 이로 열을 전달하도록 구성된다. 각각의 열 블록(303)은 선택적으로 하나 이상의 나사들(307) 또는 다른 접착제 디바이스(들)와 같은 하나 이상의 체결구들을 사용하여 장치의 나머지에 고정되고 연결될 수 있다. 이러한 고정 메커니즘은 이러한 구성에 한정되지 않는다.
특정 실시예들에서, 히터 조립체(300) 내에 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 8개, 10개, 12개, 16개, 20개, 24개, 25개, 30개, 32개, 36개, 40개, 48개, 또는 50개의 히터 유닛들이 존재한다. 6 내지 100 사이의 임의의 수와 같은 히터 유닛의 또 다른 수가 본 명세서의 설명과 일치한다. 하나 이상의 열 블록들(303)은 금속 또는 다른 재료의 단일 피스로 만들어질 수 있거나, 또는 서로 별도로 제조되고 서로 독립적으로 장착되거나 또는 어떤 방식으로 서로 연결될 수 있다. 따라서, 용어 히터 조립체는 히터 유닛들의 집합을 포함하지만, 히터 유닛들 또는 그들의 각각의 열 블록들이 서로 직접 또는 간접적으로 부착될 것을 요구하지 않는다. 히터 조립체(300)는, 예를 들어, 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이, 하나 이상의 열 블록들의 각각이 독립적으로 제어가능하도록 허용함으로써, 각각의 히터 유닛(301)이 하나 이상의 프로세스 튜브들(302)(예를 들어, 도 2a에 도시된 홀더(200)의 프로세스 튜브(220)와 같은 시약 홀더의 프로세스 튜브)의 각각을 독립적으로 가열하도록 구성될 수 있다.
특정 실시예들에서, 자기 분리기(370)가 존재할 수 있다. 자기 분리기(370)는 하나 이상의 프로세스 튜브들(302)에 대해 하나 이상의 자석들(304)을 이동시키고 프로세스 튜브들(302) 내의 자성 입자들을 분리하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 자석들(304)은 프로세스 튜브들(302)에 아주 근접하게 이동될 수 있다(예를 들어, 여기서 각각의 자석(304)은 프로세스 튜브(302)와 접촉하지 않고 대응하는 프로세스 튜브(302)의 외부 표면으로부터 2 mm 미만, 2 mm 내지 1 mm 사이, 또는 1 mm 미만만큼 떨어진 면을 갖는다). 자기 분리기(370)의 자석들(304)은 공통 축 상에 정렬될 수 있다(예를 들어, 공통 축은 자석들(304) 각각의 중간점들을 통과할 수 있다). 이러한 공통 축은 프로세스 튜브들(302) 뒤에 위치되고 프로세스 튜브들(302)에 평행하게 진행할 수 있다(보다 구체적으로, 프로세스 튜브들이 열 블록들(303) 내에 배치될 때 모든 프로세스 튜브들(302)을 통과하는 공통 축에 평행하게 진행할 수 있다). 일부 경우들에서, 자기 분리기(370)의 자석들(304)을 통과하는 이러한 공통 축은 도 3b에 도시된 제 1 자석 축(380)의 예와 같이 제 1 자석 축으로서 지칭될 수 있다. 자성 입자들은 하나 이상의 생체분자들, 예컨대 폴리뉴클레오티드에 결합할 수 있고, 일반적으로 유지 부재들로서 이용가능한 미세입자들, 비드들, 또는 미소구체들일 수 있다. 용액 중에 있는 동안, 입자들을 분리하는 것은, 전형적으로, 입자들을 하나 이상의 프로세스 튜브들(302)의 내부의 하나의 위치로 모으는 것, 집중시키는 것 또는 수집하는 것을 포함한다.
구조적으로, 자기 분리기(370)는 다음을 포함할 수 있다: 지지 부재에 부착된 하나 이상의 자석들(304); 하나 이상의 자석들이 고정된 축을 따라 후방으로 그리고 전방으로 이동하며, 모션의 적어도 일 부분 동안, 하나 이상의 자석들이 용액 내에 상기 자성 입자들을 포함하는 하나 이상의 리셉터클들에 매우 근접하여 유지되는 방식으로 지지 부재를 이동시키도록 구성된 동력형(motorized) 메커니즘; 및 동력형 메커니즘을 제어하기 위한 제어 회로. 지지 부재 및 동력형 메커니즘은 도 3a에 도시되지 않았지만, 도 3c와 관련하여 더 상세히 설명된다.
자기 분리기(370)는 가열 또는 분리를 수행하기 위해 액체 재료들 또는 프로세스 튜브들을 상이한 위치로 이송하지 않고 하나 이상의 프로세스 튜브들 내의 액체 재료들에 대해 연속적인 가열 및 분리 동작들이 수행되는 것을 허용하기 위해 히터 조립체(300)와 함께 동작할 수 있다. 이러한 동작은 또한, 서로 독립적이지만, 둘 모두가 샘플 준비에서 활용되는 가열 및 분리 기능들이 콤팩트하고 효율적인 장치로 수행될 수 있다는 것을 의미하기 때문에 유리하다.
일부 실시예들에서, 히터 조립체(300) 및 자기 분리기(370)는 예컨대 인쇄 회로 보드(309) 상의 전자 회로에 의해 제어될 수 있다. 전자 회로는, 히터 조립체(300)가 가열 및 감지 비용을 최소화하기 위해 프로세스 튜브들(302)에 독립적으로 열을 인가하게 하도록 구성될 수 있다. 이는 또한, 자기 분리기(370)가 프로세스 튜브들(302)에 대해 반복적으로 이동하게 하도록 구성될 수 있다. 전자 회로는 단일 인쇄 회로 보드(printed circuit board; PCB) 내에 통합될 수 있다.
일부 경우들에서, 자기 분리기(370)는 히터 조립체(300)와 통합될 수 있고, 이들은 집합적으로 통합된 자기 분리기 및 히터 조립체로 지칭될 수 있다. 따라서, 통합된 자기 분리기 및 히터는 다음을 포함할 수 있다: 히터 조립체로서, 히터 조립체는 복수의 독립적으로-제어가능한 히터 유닛들을 포함하고, 히터 유닛들의 각각은 복수의 프로세스 튜브 중 하나를 수용하고 가열하도록 구성된 열 블록을 갖는, 히터 조립체; 지지 부재에 부착된 하나 이상의 자석들; 하나 이상의 자석들이 고정된 축을 따라 후방으로 그리고 전방으로 이동하며, 모션의 적어도 일 부분 동안, 하나 이상의 자석들이 용액 내에 상기 자성 입자들을 포함하는 하나 이상의 리셉터클들에 매우 근접하여 유지되는 방식으로 지지 부재를 이동시키도록 구성된 동력형 메커니즘으로서, 여기서 하나 이상의 프로세스 튜브들은 자성 입자들을 포함하는, 동력형 메커니즘; 및 동력형 메커니즘을 제어하고 히터 유닛들의 가열을 제어하기 위한 제어 회로.
도 3a에 도시되지 않았지만, 인클로저(enclosure)는 하부 서브-조립체들 및 미관을 보호하기 위해 자기 분리기(370) 및 히터 조립체(300)를 커버할 수 있다. 인클로저는 또한 가열 및 냉각의 효율을 보장하기 위해 열 블록들(303)을 서로 이격된 상태로 유지하도록 설계될 수 있다. 인클로저는, 냉각의 속도를 상당히 억제하지 않도록 프로세스 튜브들 (302) 주위에서 충분한 공기 흐름을 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 인클로저는 냉각을 용이하게 하기 위해 인클로저와 열 블록들(303) 사이에 갭을 가질 수 있다. 자기 분리기(370) 및 히터 조립체(300)는, 대안적으로, 별개의 인클로저들에 의해 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 히터 조립체(300)는 히터 유닛들(301) 및 열 블록들(303)을 둘러싸는 인클로저 내에 선택적으로 포함될 수 있다. 하나 이상의 인클로저들은 플라스틱으로 제조될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 하나 이상의 인클로저들은 사용자에게 미적으로 보이도록 구성될 수 있다.
도 3a에 도시된 특정 구성에서, 히터 조립체(300)는 서로 평행하게 정렬된 12개의 열 블록들(303)을 포함한다. 각각의 열 블록(303)은 알루미늄으로 만들어지고, 프로세스 튜브(302)를 수용하기 위한 U-형 입구를 갖는 L-형 구성을 갖는다.　 자기 분리기(370)는 서로 평행하게 정렬된 12개의 자석들(304)을 포함한다. 각각의 자석(304)은 각각의 열 블록(304) 뒤에 배치되고 지지 부재 상에 장착되는 네오디뮴(또는 자기장을 갖는 다른 영구 희토류 재료들)의 직사각형 블록일 수 있다. 자석(304)은 히터 조립체(300) 내의 프로세스 튜브들(302)에 대해 상하로 이동하도록 구성될 수 있다. 이러한 메커니즘은 도 3c와 관련하여 더 상세히 설명된다.
본 명세서에 설명된 자동화된 진단 또는 준비 장치의 특정 실시예들은 본 명세서에 추가로 설명되는 바와 같이 단일 히터 조립체(300) 내에 하나 이상의 독립적으로-제어되는 히터 유닛(301)을 갖는다. 예를 들어, 단일 히터 조립체(300)는 6개 또는 12개의 프로세스 튜브들을 독립적으로 가열하도록 구성될 수 있고, 장치는 2개 또는 4개의 이러한 히터 조립체들(300)로 구성될 수 있다. 개시된 기술의 실시예들은, 각각의 프로세스 튜브를 독립적으로 가열하지 않거나 또는 히터 조립체에 수용된 복수의 프로세스 튜브들의 서브세트에 열을 인가하는 히터 조립체에서 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
하나의 열 블록(303)의 단면도가 도 3b의 우측 패널에 도시되어 있지만, 이는 서로 평행하게 정렬된 다수의 열 블록을 갖는 것과 일치하고, 이들의 기하학적 중간점들이 (예를 들어, 도 3a에서와 같이) 단일 선형 축 상에 모두 놓이도록 하는 것과 일치하지만, 구성적으로 그렇게 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 하나 이상의 열 블록들은 그룹들로, 또는 교번적으로, 개별적으로 서로 상이한 높이들에 위치될 수 있거나, 또는 그룹들로 또는 교번적으로, 또는 개별적으로 좌측으로부터 우측으로 서로에 대해 엇갈릴 수 있다. 추가로, 그리고 다른 실시예들에서, 열 블록들은 서로 평행하게 정렬되지 않고, 서로에 대해 각도들로 배치되며, 각도들은 180°가 아니다. 또한, 도 3b에 도시된 열 블록(303)은 크기가 동일한 여러 개의 열 블록 중 하나일 수 있지만, 하나 이상의 열 블록들이 상이한 크기의 프로세스 튜브들을 수용하고 가열하도록 구성될 수 있다는 것이 본원의 기술과 일치한다.
도 3b의 예시적인 열 블록(303)(우측 패널)은 프로세스 튜브(302)의 하부 부분을 부분적으로 둘러싸는 내부 캐비티를 갖도록 구성된다. 열 블록(303)에서, 내부 캐비티는 (자석(304)으로부터 멀어지게 향하는) 전방 측면이 아니고 (자석(304)에 인접한) 후방 측면이 아닌 2개의 측면들 상에서 프로세스 튜브(302)의 하부 부분을 둘러싼다. 다른 실시예들에서, 열 블록(303)은, 전방 측면을 포함하는 3개의 측면들 상에서 프로세스 튜브(302)의 하단을 둘러싸도록 구성된다. 프로세스 튜브(302)의 내용물의 신속하고 균일한 가열을 달성하는 목표와 일치하는 열 블록(303)의 또 다른 구성들이 가능하다. 특정 실시예들에서, 열 블록은 프로세스 튜브의 가열 동안 프로세스 튜브와 접촉하는 열 블록의 표면적을 증가시키기 위해 프로세스 튜브(302)의 형상에 밀접하게 부합하도록 성형된다. 따라서, 예시적인 열 블록(303)이 상보적 프로세스 튜브가 안착되는 원뿔형, 곡선-하단형 캐비티를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 열 블록(303)의 다른 실시예들은 예를 들어, 평평한 하단을 갖는 원통형 캐비티를 갖는다. 열 블록(303)의 또 다른 실시예들은 큐벳(cuvette)을 수용하는 것과 같은 직선형 내부 캐비티를 가질 수 있다.
또한, 열 블록(303)이, 가열 요소(351)로부터의 열의 전달을 돕고 하나 이상의 열 블록들을 장치의 나머지 부분에 고정하는 것을 돕는 도 3b에서 L-형상으로 도시되어 있지만, 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이, 그래야 할 필요는 없다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 가열 요소(351)는 프로세스 튜브(302) 바로 아래에 위치될 수 있다.
일 실시예에서, 열 블록(303)은 ~10 그램의 질량을 가지며, 1.2 ml 내지 10 μl의 부피를 갖는 액체 샘플을 가열하도록 구성된다. 1 ml의 생물학적 샘플에 대해 실온으로부터 65°C로 가열하는 것은 3분 미만 내에 달성될 수 있으며, 10 μl의 수성 액체, 예컨대 방출 완충액을 (50°C로부터) 최대 85°C(50°C)까지 가열하는 것은 2분 미만 내에 달성될 수 있다. 열 블록(303)은 3분 이내에 85°C로부터 50°C로 냉각될 수 있다. 열 블록(303)은 1 ml의 샘플을 가열하기 위해 65±4°C의 온도 균일성 및 10 μl의 방출 완충액을 가열하기 위해 85±3°C의 온도 균일성을 갖도록 구성될 수 있다. 이러한 범위는 예시적이며, 열 블록은 설명된 것보다 더 느리고 더 빠른 속도로 액체의 다른 부피들을 가열하도록 적절하게 스케일링될 수 있다. 본 기술의 이러한 측면은, 본 명세서 및 다른 곳, 예컨대 둘 모두가 본원에 참조로서 포함되는 미국 특허 출원 일련 번호 제12/172,208호 및 제12/172,214호에서 추가로 설명되는 바와 같이, 액체 프로세싱 단계들, 용해를 위한 급속 가열, DNA 포획 및 방출 및 자기 분리의 조합에 의해 다수의 샘플들의 급속 핵산 추출을 달성하는 데 기여하는 하나의 측면이다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 독립적으로-제어기 히터 유닛(301)은 또한 하나 이상의 가열 요소들(예를 들어, 전력 저항기)(351)를 포함할 수 있고, 이들의 각각은 열 블록(303)에 열적으로 인터페이스되고 이것에 열을 발산하도록 구성된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 전력 저항기는 최대 25 와트의 전력을 소산할 수 있다. 가열 요소(351)가 열 블록(303)의 하단에 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 다른 구성들이 본 명세서에 설명된 조립체와 일치한다는 것이 이해될 것이다: 예를 들어, 가열 요소(351)는 각각의 열 블록(303)의 상단 또는 측면에, 또는 프로세스 튜브(302) 바로 아래에 배치될 수 있다. 다른 실시예들에서, 가열 요소는 다른 형상들을 가지며, 단면이 직사각형이 아니라 구형 또는 타원형과 같이 만곡될 수 있다. 추가로, 가열 요소는, 이것이 프로세스 튜브의 하단의 형상에 근접하게 또는 대략 일치하도록 몰딩되거나 또는 성형될 수 있다.
도 3b에 도시된 실시예에서, 독립적으로-제어되는 히터 유닛(301)은 각각의 열 블록(303)의 각각의 온도를 감지하기 위해, 저항성 온도 검출기와 같은 하나 이상의 온도 센서들(352)을 더 포함할 수 있다. 온도 센서(352)가 열 블록(303)의 하단에 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 다른 구성들이 본원에 설명된 조립체와 일치하는 것으로 이해될 것이다: 예를 들어, 온도 센서는 각각의 열 블록(303)의 상단 또는 측면에, 또는 프로세스 튜브(302)의 하단에 더 가깝지만 균일한 가열을 방해할 정도로 가깝지는 않게 위치될 수 있다.
또한, 적절한 지시들의 수신 시에 히터 조립체(300)가 각각의 프로세스 튜브(302)에 독립적으로 열을 인가하는 것을 가능하게 하는 인쇄 회로 보드(PCB)(309)가 도시되어 있다.
도 3c는, 히터 조립체(300)의 독립적으로-제어가능한 히터 유닛들과 자기 분리기(370)의 상호 작용을 보여주기 위해, 독립적으로-제어가능한 히터 유닛(301) 및 자기 분리기(370)의 자석(304)의 절개 프로파일 도면을 제공한다.
도 3c에 도시된 자석(304)은 직사각형 블록으로서 도시되지만, 형상이 그렇게 한정되지 않는다. 또한, 도 3c의 구성은 히터 조립체(300) 내의 모든 열 블록(303)에 걸쳐 연장되는 단일 자석을 갖는 것, 또는 협동하여 작동하고 열 블록들(303)의 서브세트에 걸치도록, 예를 들어 지지 부재 상에 동일선상으로 정렬되는 다수의 자석들을 갖는 것과 일치한다. 자석(304)은 네오디뮴으로 제조될 수 있고, 5,000 내지 15,000 가우스(Brmax)의 자기 강도를 가질 수 있다. 예시적인 자석은 K &J Magnetics, Inc.로부터의 자석이다. 다른 적절한 자석이 구현될 수 있다. 자석들(304)의 극들은, 하나의 극이 열 블록들(303)을 향하고 다른 극이 열 블록들(303)로부터 멀어지게 향하도록 배열될 수 있다.
자석(304)은 동력형 샤프트(305)를 사용하여 고정 축을 따라 위아래로 상승될 수 있는 지지 부재(372) 상에 장착된다. 고정 축은 수직일 수 있다. 자기 분리기(370)는, 모터(375)로부터의 회전 에너지를 전달하여 동력형 샤프트(304)가 열 블록에 대해 자석(304)을 상승시키고 하강시키게 하는 기어들(306)을 가질 수 있다. 이러한 기어형 배열은, 모터(375)가 샤프트(305)에 수직으로 배치되어 자기 분리기(370)가 위치되는 장치 내의 공간을 절약하는 것을 가능하게 할 수 있다. 다른 실시예에서, 모터(375)는 샤프트(305) 아래에 배치된다. 다른 구성들은, 비제한적으로 자석(304)을 좌우로 이동시키거나 또는 자석(304)을 위로부터 아래로 이동시키는 것을 포함하는 프로세스 튜브들(302)에 대한 자석(304)의 이동과 일치한다는 것이 이해될 것이다.
모터(375)는 특정 속도; 예를 들어, 1 내지 20 mm/s 범위의 자석(304)의 수직 운동으로 이어지는 회전 속도로 구동하도록 컴퓨터 제어될 수 있다. 따라서, 자기 분리기(370)는 동일한 축을 따라 여러 번 반복적으로, 예를 들어, 상하로, 좌우로, 또는 후방 및 전방으로 이동하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 동력형 제어 하에서 작동하는 2개 이상의 샤프트(305)가 존재한다. 적어도 제2샤프트의 존재는, 분리기(370)의 운동을 보다 원활하게 만들고 가이드 부재로서 작용하는 효과를 갖는다. 일부 실시예들에서, 지지 부재(372)는, 지지 부재(372)가 이동하는 동안 (축을 따라 제어된 모션 이외의) 예를 들어, 팁(tip)하지 않거나, 트위스트하지 않거나, 또는 요(yaw)하지 않거나 또는 다른 내부 모션을 겪지 않고 그럼으로써 분리의 효율을 감소시키지 않는다는 것을 보장하기 위해 하나 이상의 가이딩 부재들 상에 라이딩한다.
지지 부재(372)는 또한 (예를 들어, 도 3c의 좌측에서와 같이) 프로세스 튜브들(302)로부터 멀리 위치된 제1 위치와 (예를 들어, 도 3c의 우측에서와 같이) 프로세스 튜브들(302)에 매우 근접하게 위치된 제2 위치 사이에서 자석들(304)을 이동시키도록 구성될 수 있고, 제2 위치에 대해 소정의 크기(amplitude)로 이동하도록 추가로 구성될 수 있으며, 여기서 해당 크기는 샤프트(305)를 따라 측정된 바와 같은 제1 위치와 제2 위치 사이의 거리보다 더 작다.
도 4a 및 도 4b는, 랙이 본 명세서에 설명된 자동화된 진단 또는 준비 장치 내로 로딩될 때 시약 홀더들의 프로세스 튜브들(예를 들어, 도 2a에 도시된 홀더(200)의 프로세스 튜브(220))이 히터 조립체의 히터 블록들(예를 들어, 도 3a에 도시된 히터 조립체(300)의 히터 블록들(303)) 내에 정확하게 배치되는 것을 보장하기 위해 미리-정의된 위치들에서 다수의 시약 홀더들(예를 들어, 도 2a에 도시된 홀더(200))을 홀딩할 수 있는 랙의 다양한 도면들을 도시한다. 보다 구체적으로, 도 4a는 랙의 후면의 사시도를 도시하고, 도 4b는 랙의 등각도를 도시한다. 도 4a 및 도 4b가 함께 설명된다.
본원에서 설명된 자동화된 진단 장치 또는 자동화된 준비 장치와 같은 자동화된 장치의 로딩 베이(또는, 수용 베이)에 삽입가능하고 이로부터 제거가능하게 구성되는 랙(400)의 일 실시예가 도시된다. 자동화된 장치의 로딩 베이의 일 예가 도 5a에 도시되어 있다. 이러한 장치의 추가적인 세부사항들은, (Williams 등의 명의로, "Integrated Apparatus for Performing Nucleic Acid Extraction and Diagnostic Testing on Multiple Biological Samples"라는 명칭으로) 2008년 07월 14일자로 출원되고 본원에 참조로서 통합된 미국 특허 출원 일련번호 제12/173,023호에서 제공된다. 자동화된 장치는 다수의 로딩 베이들을 가질 수 있고, 이는 동시에 다수의 랙들에서의 샘플들의 프로세싱을 허용한다.
각각의 랙은 복수의 시약 홀더들을 수용하도록 구성될 수 있다. 몇몇 예들에서, 랙은 또한 복수의 샘플 튜브들을 수용하도록 구성된다. 장치는, 시약 홀더들이 샘플 튜브들과 일대일로 대응되도록 복수의 시약 홀더들 및 복수의 샘플 튜브들을 수용하도록 구성되고, 여기서 시약 홀더들 각각은 샘플로부터 폴리뉴클레오티드를 추출하고 폴리뉴클레오티드를 PCR-준비 형태로 위치시키기에 충분한 시약들을 포함한다. 랙이 복수의 샘플 튜브들을 수용하는 구현예들에서, 랙은 샘플들을 포함하는 임의의 수의 샘플 튜브들(예를 들어, 2개, 4개, 6개, 8개, 10개, 12개, 16개, 또는 20개의 샘플 튜브)들 및 대응하는 수의 시약 홀더들을 수용할 수 있다. 랙은 시약 홀더를 제 위치에 홀딩하도록 구성될 수 있으며, 홀더들에 저장된 시약에 대한 실험실 벤치탑(laboratory benchtop) 상의 액세스를 허용하거나, 또는 장치의 전용 영역에 위치된 홀더들이 자동 피펫팅(pipetting), 프로세스 튜브들의 가열, 및 친화성 비드들의 자기 분리(magnetic separating)와 같은 장치의 하나 이상의 다른 기능들에 의해 액세스되는 것을 허용한다. 시약 홀더들은 적어도 하나의 프로세스 튜브 및 시약들에 대한 하나 이상의 용기들을 가질 수 있다. 시약 홀더들은 본 명세서에서 (예를 들어, 도 2a 내지 도 2e와 관련하여) 추가로 상세히 설명되며, 시약 홀더에 대한 추가적인 세부사항들은 (Wilson 등의 명의의 "Reagent Tube, Reagent Holder, and Kits Containing Same"라는 명칭으로) 2008년 07월 14일자로 출원되고 본원에 참조로서 포함되는 미국 특허 출원 일련번호 제12/218,416호에 추가로 제공된다.
예를 들어, 도 4a 및 도 4b에 도시된 실시예에서, 랙(400)은 12개의 레인들(402)에서 12개의 샘플 튜브들(416) 및 12개의 대응하는 시약 홀더들(404)을 수용하도록 구성된다. 랙(400)과 관련하여 본 명세서에서 사용되는 레인(402)은 샘플 튜브 및 대응하는 시약 홀더(404)를 수용하도록 설계된 랙(400)의 전용 영역이다. 일부 경우들에서, 시약 홀더들(404)은, 일 단부에 프로세스 튜브(220)를 갖는 도 2a에 도시된 시약 홀더들(200)일 수 있다. 랙(400)의 레인들(402)은 특정 배향으로 시약 홀더들(404)을 수용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 시약 홀더(404)를 레인(402) 내로 슬라이드시키기 위해, 프로세스 튜브를 갖는 시약 홀더(404)의 단부는 레인(402)을 향해 지향되어야 할 수 있다.
예를 들어, 여기에 도시된 실시예에서, 적어도 제1 레인 및 제2 레인은 서로 평행하고, 이는 피펫팅 효율을 증가시키는 구성이다. 전형적으로, 서로 평행할 때, 인접한 샘플 레인들(402)의 쌍은 그들 각각의 중간점에서 24 mm만큼 분리된다. 18 mm 간격, 또는 27 mm 간격과 같은 다른 거리들이 가능하다. 중간점들 사이의 거리는, 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이 액체 분배 헤드 내의 노즐들의 피치에 의존한다. 간격을 9 mm 의 배수로 유지하는 것은 랙으로부터 96 웰 플레이트(전형적으로 웰은 9 mm만큼 이격되어 있음)로 쉽게 로딩하는 것을 가능하게 한다. 전형적으로, 또한, 랙은, 복수의 레인들 내의 복수의 시약 홀더들이 서로에 대해 동일한 높이로 유지되도록 한다.
랙(400)의 레인(402)은 시약 홀더(404)가 제 위치에 가역적으로 스냅되거나 또는 잠기도록 하는 방식으로 주어진 시약 홀더(404)를 수용하도록 구성될 수 있고, 그럼으로써 시약이 그 안에서 액세스되는 동안, 그리고 랙(400)이 하나의 장소로부터 다른 장소로 운반되는 동안, 또는 진단 또는 준비 장치 내로 삽입되거나 또는 이로부터 제거되는 동안, 시약 홀더가 안정되게 남아 있는다. 랙(400)의 레인(402)은, 시약 홀더(404)가 랙(400) 내에 위치될 때 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이 액체 디스펜서를 사용하여 적절한 피펫 팁 픽업을 위해 정렬되도록 구성될 수 있다. 또한, 시약 홀더가 하나 이상의 피펫 팁들을 수용하는 예들에서, 각 레인의 제2 위치는 피펫 팁 쉬스 내에 포함되는 것과 같은 하나 이상의 피펫 팁들을 수용하기에 충분히 깊을 수 있다.
랙(400)은, 각 레인(402)에 대해 하나씩, 다수의 샘플 튜브들(416)을 수용하도록 구성된 샘플 튜브 홀더(410)를 포함할 수 있다. 따라서, 도 4a 및 도 4b에 도시된 실시예에서, 샘플 튜브 홀더(410)는 최대 12개의 샘플 튜브들(416)을 수용하도록 구성될 수 있다. 샘플 튜브 홀더(410)가 홀딩하도록 구성된 각각의 샘플 튜브(416)에 대해, 샘플 튜브 홀더(410)는 샘플 튜브(416)가 이를 통해 삽입되는 제1 슬롯(412) 및 제2 슬롯(414)을 가질 수 있다. 각각의 제1 슬롯(412)은 대응하는 제2 슬롯(414)을 가질 수 있고, 각각의 제1 슬롯(412) 및 이것의 대응하는 제2 슬롯(414)은, (예를 들어, 레인(402)과 동일한 축에서, 해당 레인(402)에 삽입된 홀더(404)가 샘플 튜브(416)와 정렬되도록) 레인들(402) 중 하나에 인접한 위치에서 샘플 튜브(416)를 수용하고 홀딩하도록 위치될 수 있다. 개시된 기술의 구현예들은 도 4a 내지 도 4b에 도시된 바와 같이 샘플 튜브 홀더들(410)을 포함하는 랙으로 한정되지 않으며, 개시된 기술의 구현예들은 샘플 튜브 홀더(410)를 포함하지 않고 샘플 튜브들(416)을 수용하지 않는 랙들을 가지고 적절하게 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 5a는 자동화된 진단 또는 준비 장치의 빈 로딩 베이(500)(또는 수용 베이)의 등각도를 도시한다.
로딩 베이(500)는 도 4a 및 도 4b의 예시적인 랙(400)과 같은 랙을 수용하도록 구성된 장치의 리세스된 영역일 수 있다. 장치는 대응하는 수의 랙들(400)을 수용하기 위한 임의의 수의 로딩 베이들(500)을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 5a는, 2개의 별개의 랙들(400)이 동시에 로딩되는 것을 허용하는, 나란히 위치된 2개의 로딩 베이들(500)을 갖는 장치의 일 실시예를 도시한다. 또한, 자기 분리기의 자석들이 정렬되는 공통 축(예를 들어, 자기 분리기의 자석들을 통과하는 공통 축)일 수 있는 제1 자석 축(580)이 도 5a에 예시된다. 이러한 제1 자석 축(580)(도 3b에 도시된 제1 자석 축(380)과 유사함)은, 랙(400)이 로딩 베이(500) 내로 삽입되고 이러한 프로세스 튜브들과 평행하게(보다 구체적으로, 프로세스 튜브들을 통과하는 공통 축과 평행하게) 이어질 때 랙(400) 내의 시약 홀더들의 프로세스 튜브들 뒤에 위치될 수 있다.
도 5b는 대응하는 샘플 랙들(400)로 점유된 2개의 로딩 베이들(500)을 갖는 예시적인 자동화된 진단 장치의 정면 사시도를 도시한다. 이러한 로딩 베이(500)는, (Williams 등의 명의로, "Integrated Apparatus for Performing Nucleic Acid Extraction and Diagnostic Testing on Multiple Biological Samples"라는 명칭으로) 2008년 07월 14일자로 출원된 미국 특허 출원 일련번호 제12/173,023호에 추가로 설명된 바와 같이 적절하게 준비된 샘플에 대해 증폭을 수행하도록 구성될 수 있는 2개의 미세유체 카트리지들(510)과 관련하여 도시된다. 기능이 아니라, 형상, 외관 및 형태가 상이한 다른 랙들을 수용하기 위한 다른 적합하게 구성된 리세스된 영역들은 본 명세서의 설명과 일치한다.
액체 프로세싱 동작들을 수행하기 위해 사용되는 자동화된 피펫 헤드일 수 있는 액체 분배 헤드(520)가 또한 도시되어 있다. 예시적인 자동화된 피펫 헤드는 (Williams, 등의 명의의 "Integrated Apparatus for Performing Nucleic Acid Extraction and Diagnostic Testing on Multiple Biological Samples"라는 명칭으로) 2008년 07월 14일자로 출원된 미국 특허 출원 일련번호 제12/173,023호에서 설명된다.
액체 분배 헤드(520)는 (예를 들어, 랙들(400) 내의 시약 홀더들(404) 중 하나와 같은 시약 홀더 내의 하나 이상의 소켓들로부터) 피펫 팁들을 픽업하고 피펫 팁들을 (예를 들어, 사용 후에 시약 홀더 내의 이러한 소켓들로) 복귀시킬 수 있고; 사용 후에 또는 오류가 발생했을 때 피펫 헤드로부터 피펫 팁을 폐기할 수 있으며; 그리고, 예를 들어, 액체 시약들이 용액들을 만들기 위해 위치되고 고체 시약에 첨가되며, 다양한 액체 시약들이 샘플 준비 프로토콜 동안 서로 혼합될 수 있도록 피펫 팁을 주어진 홀더의 하나의 위치로부터 다른 위치로 정밀하게 이동시킬 수 있다. 또한, 이러한 액체 분배 헤드(520)는 랙(400) 내의 몇 개의(예를 들어, 2개의, 3개의, 4개의, 또는 6개의) 홀더들 상에서 동시에 동작할 수 있고, 그럼으로써 병렬로 특정 동작들을 수행할 수 있는 것이 바람직하다. 액체 분배 헤드(520)는 3 자유도로 이동할 수 있다.
개시된 기술에 따른 예시적인 고정 자석 조립체들
도 6a 내지 도 6e는 개시된 기술에 따른 추출 입자 캐리오버를 방지하기 위한 고정 자석 조립체를 구현하는 것과 관련된 다양한 개념도들을 도시한다. 이러한 개념도들은, 개시된 기술의 구현예들에서 고정 자석 조립체의 추가가 추출 입자 캐리오버를 어떻게 방지하는지를 이해하는 데 유용한 문맥상 세부 사항들을 제공한다.
도 6a는 진단 또는 준비 장치의 로딩 베이 또는 수용 베이(600) 내의 3개의 시약 홀더들(602)의 세트의 평면 개념도이다. 도 6a는, 시약 홀더(602)가 (예를 들어, 자기 분리기의) 제1 자석 축(612) 및 (개시된 기술에 따른 고정 자석 조립체의) 제2 자석 축(614)에 대해 어떻게 배열되는지를 도시한다. 아래에서 설명될 바와 같이, 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 위에서 설명된 자기 분리기의 하나 또는 복수의 자석들은 제1 자석 축(612)을 따라 정렬될 수 있다. 시약 홀더들(602)과 관련된 3개의 샘플 튜브들(604)의 세트가 또한 시약 홀더들(602)에 인접하여 도시되어 있다. 실제로, 수용 베이(600) 내에 4개 이상의 시약 홀더들(602)(및 4개 이상의 대응하는 샘플 튜브들(604))이 있을 수 있으며, 예컨대, 12개의 시약 홀더들이 랙(400)에 홀딩된다. 각각의 시약 홀더(602)에 대해, 프로세스 튜브(606)(예를 들어, 도 2a에 도시된 프로세스 튜브(220)) 및 용기들(608)(예를 들어, 도 2a에 도시된 용기들(254))의 세트를 포함하는 이것의 관련된 구성요소들 중 일부가 도시되어 있다. 각각의 시약 홀더(602) 및 이것의 대응하는 샘플 튜브(604)는 프로세싱 축(610)을 따라 정렬될 수 있고, 여기서 진단 또는 준비 장치는 각각의 프로세싱 축(610)을 따라 프로세싱 및 동작들(예를 들어, 액체들의 이송)을 수행하도록 구성된다. 따라서, 각각의 시약 홀더(602) 및 이것의 대응하는 샘플 튜브(604)에 대해 하나씩 - 총 n개의 프로세싱 축들(610)이 개념화될 수 있다.
일부 실시예들에서, (예를 들어, 샘플 튜브(604)가 시약 홀더(602)와 연관되지 않은 장치의 상이한 부분에 수용되는 경우) 프로세싱 축들(610)은 샘플 튜브(604)를 포함하지 않는다는 것이 이해될 것이다. 이러한 예에서, 프로세싱 축(610)은, 프로세스 튜브(606)의 위치 및 제2 자석 축(614)을 따라 정렬된 자석들로부터 자기 에너지를 수신하는 용기(예시된 실시예에서, 용기(608-3))의 위치에 의해 정의될 수 있다.
일부 실시예들에서, 시약 홀더들(602)의 각각은 도 2a 내지 도 2c에 도시된 시약 홀더(200)와 유사할 수 있다. 다시 말해서, 시약 홀더들(602)은 용기들(608-1, 608-2, 608-3, 및 608-4)(프로세스 튜브(606)로부터 가장 가까이에 있는 것으로부터 가장 멀리에 있는 것까지 순서로 번호가 매겨짐)을 포함하는 4개의 스냅-인 용기들(608)(예를 들어, 도 2a의 용기들(254))을 갖는 실시예일 수 있다. 이러한 경우에, 프로세스 튜브(606)는 대안적으로 반응 튜브 또는 용해 튜브로 지칭될 수 있고, 용기(608-1)는 대안적으로 추출 튜브로 지칭될 수 있으며, 용기(608-3)는 대안적으로 혼합 튜브로 지칭될 수 있다. 대안적인 시약 홀더들(602)이 개시된 기술의 실시예들에서 구현될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 복수의 시약 홀더들(602은, 수용 베이에 수용되도록 구성되는 단일의 모놀리식 프로세싱 디바이스로서 결합되거나 또는 형성될 수 있다. 다른 예에 대하여, 복수의 시약 홀더들(602)을 포함하는 단일 디바이스가 수용 베이에 수용될 수 있다.
제 1 자석 축(612)은 시약 홀더들(602)의 프로세스 튜브들(606) 뒤에서 수평으로 이어질 수 있다. 제 1 자석 축(612)은 자기 분리기의 자석들(예를 들어, 도 3a 및 도 3c에 도시된 자기 분리기(370)의 자석들(304))이 존재하는 축일 수 있다. 제1 자석 축(612)은, 자기 분리기가 상승될 때, 자기 분리기의 자석들이 프로세스 튜브들(606)과 매우 근접하게 되도록(예를 들어, 프로세스 튜브들(606)의 2 mm 내에) 위치될 수 있다.
개시된 기술의 고정 자석 조립체의 실시예들에 따르면, 제2 자석 축(614)은 시약 홀더들(602)의 용기들(608-3)을 통해 수평으로 이어질 수 있다. 대안적으로, 제2 자석 축(614)은, 어느 경우이든 용기(608-3)의 내용물들에 자기력을 부여하기에 충분히 근접하여 용기들(608-3)의 후방 또는 전방으로 이어질 수 있다. 제2 자석 축(614)은, 고정 자석 조립체의 자석들이 존재하는 축일 수 있다. 제2 자석 축(614)은, 고정 자석 조립체의 자석들이 용기들(608-3)의 내용물에 자기력을 부여하기 위해 시약 홀더들(602)의 용기들(608-3)(예를 들어, 혼합 튜브들)에 충분히 근접하여 존재하도록 위치될 수 있다. 자기력은 예를 들어, 용액이 피펫팅 동작 동안 용기(608-3) 밖으로 이송되는 동안 용기(608-3)의 내벽에 대해 용기(608-3) 내의 용액 내에 자성 결합 입자를 홀딩하기에 충분한 강도일 수 있다. 추가적으로, 제2 자석 축(614)은, 고정 자석 조립체의 자석들이 자기 분리기의 자석과 간섭하지 않도록 제1 자석 축(612)으로부터 충분히 멀리 이격될 수 있다. 예를 들어, 제1 자석 축(612)을 따라 정렬된 하나 이상의 자석들이 용기들(608-3)의 내용물 상에 자기력을 가하지 않고, 제2 자석 축(614)을 따라 정렬된 하나 이상의 자석들이 프로세스 튜브들(606)의 내용물 상에 자기력을 가하지 않도록, 제1 자석 축(612)은 거리 "D"만큼 제2 자석 축(614)으로부터 공간적으로 분리될 수 있다.
제1 자석 축(612) 및 제2 자석 축(614)은 도 6b에 추가로 도시되며, 이러한 도면은 제1 자석 축(612) 상의 자석들 및 제2 자석 축(614) 상의 자석들에 대한 시약 홀더들(602)의 특정 구성요소들의 위치설정의 평면 개념도이다.
보다 구체적으로, 도 6b는, 프로세스 튜브(606), 스냅-인 용기(608-3), 및 각각의 시약 홀더와 연관된 프로세싱 축(610)의 위치들을 포함하는 4개의 시약 홀더들을 도시한다. 자기 분리기(620)는 제1 자석 축(612) 상에 정렬된 다수의 자석들(622)을 포함하고, 각각의 자석(622)은 시약 홀더의 프로세스 튜브(606)에 인접하게 위치된다는 것을 알 수 있다. 이러한 예시적인 구현예에서, 자석들(622)은 프로세스 튜브들(606)과 일대일로 대응된다. 실제로, 자석들(622)을 프로세스 튜브들(606)에 매우 근접하게 하기 위해 자기 분리기(620)가 상승될 때, 자석들(622)은 프로세스 튜브들(606)의 내용물들에 자기력(도 6b에서 수직 벡터들로서 도시됨)을 가한다.
또한, 개시된 기술에 따른 고정 자석 조립체의 자석들(632)이 도 6b에 도시된다. 이러한 예시적인 구현예에서, 단일 자석(632)은 2개의 용기들(608-3) 상에 자기력을 가하여, 자석들(632)이 용기들(608-3)과 일대일로 대응하지 않도록 한다. 일부 실시예들에서, 고정 자석 조립체의 자석들(632)은 쌍들로 배열될 수 있다. 자석들(632)의 각각의 쌍은 하우징 또는 구조체(630) 내에 위치될 수 있다. 고정 자석 조립체는 다수의 하우징들(630)을 포함할 수 있다. 하나의 비제한적인 실시예에서, 복수의 하우징들(630)은 단일 구조로 형성되고, 각각의 하우징은 2개의 자석들(632)을 하우징하거나 또는 둘러싸도록 구성된다. 다른 비제한적인 실시예에서, 고정 자석 조립체는 자성 재료로 형성된 단일 구조체를 포함하고, 단일 구조체는 용기들(608-3)에 자기력을 가하도록 구성된 복수의 자석 구조체들(630)을 포함한다. 자석들(632)의 쌍들은 진단 또는 준비 장치 내에 위치될 수 있어서, 시약 홀더들이 진단 또는 준비 장치의 수용 베이에 있을 때 (도면에 도시된 방식으로) 자석들(632)의 각각의 쌍이 2개의 인접한 시약 홀더들의 용기들(608-3) 사이에 위치된다. 각각의 시약 홀더에 대한 자석(632)이 존재할 수 있고, 시약 홀더들이 진단 또는 준비 장치의 수용 베이에 있을 때, 각각의 자석(632)은 시약 홀더의 용기(608-3)에 매우 근접할 수 있다. 고정 자석 조립체의 모든 자석들(632)은 제2 자석 축(612) 상에 정렬(또는 실질적으로 정렬)될 수 있다. 자석들(632)의 각각은 인접한 용기들(608-3)의 내용물 상에 자기력(도 6b에서 수평 벡터로 도시됨)을 가할 수 있다.
개시된 기술에 따른 고정 자석 조립체들의 구현예들은 임의의 적합하게 구성된 자석을 포함할 수 있다. 하나의 비제한적인 예에서, 개별 자석들(632)은, 1.77 lbs의 당김력 및 3032 가우스의 필드 강도를 갖는 0.25 x 0.25 x .0625" NdFeB, 등급 N52 정사각형 자석들이다. 재료, 치수들 및 당김력은 개시된 기술의 이러한 특정 예에 한정되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 적절한 자석들은, 혼합 튜브들에 의한 자석들의 위치설정과 결합된 선택된 자석 구성이 자석들이 혼합 튜브들 내의 자성 추출 입자들을 충분히 포획할 수 있게 하는 한, 다양한 상이한 재료들, 크기들, 및/또는 강도들의 자석들을 포함할 수 있다.
도 6c는 진단 또는 준비 장치의 로딩 베이 또는 수용 베이(600) 내의 3개의 시약 홀더들(602)의 세트의 평면 개념도를 도시한다는 점에서, 도 6c는 도 6a와 유사하다. 그러나, 도 6c에 도시된 실시예에서, 제2 자석 축(614)은 시약 홀더들(602)의 각각의 용기들(608-3)의 중간점들을 통해 이어지지 않는다. 대신에, 제2 자석 축(614)은 각각의 용기들(608-3)의 중심을 벗어난 코드(chord) 상에 놓인다. 이는, 예를 들어, 도 6d에 도시된 실시예와 대응할 수 있다.
도 6d가 제1 자석 축(612) 상의 자석들 및 제2 자석 축(614) 상의 자석들에 대한 시약 홀더들(602)의 특정 구성요소들의 위치들의 평면 개념도를 도시한다는 점에서, 도 6d는 도 6b와 유사하다. 그러나, 도 6d에 도시된 실시예에서, 제2 자석 축(614)은 시약 홀더들(602)의 각각의 용기들(608-3)의 중간점들을 통해 이어지지 않는다. 이러한 2 자석 축(614)은 시약 홀더들(602)의 각각의 용기들(608-3)의 중간점들을 통과하는 혼합 축(616)과 구별된다. 자석들(632)은, 전반적으로 제1 자석 축(612)에 평행하고 또한 전반적으로 혼합 축(616)에 평행한 (그러나 혼합 축(616)과 일치하지 않는) 제2 자석 축(614)을 따라 정렬된다. 그러나, 제2 자석 축(614)은 혼합 축(616)에 충분히 가까울 수 있으며, 그 결과 (제2 자석 축(614) 상에 존재하는) 자석들(632)은 혼합 축(616)에 전반적으로 평행한 방향을 따라 용기들(608-3)의 각각의 내용물에 자기력을 인가하는 것으로 간주될 수 있다. 자기 분리기(620)의 자석들(622) 및 고정 자석 조립체의 자석들(632)의 기능들은, 시약 홀더(602) 및 대응하는 샘플 튜브(604)가 진단 또는 준비 장치의 수용 베이 내에 있을 때, (예를 들어, 자기 분리기로부터의) 제1 자석(622) 및 (예를 들어, 고정 자석 조립체로부터의) 제2 자석(632)에 관하여 시약 홀더(602) 및 대응하는 샘플 튜브(604)의 위치를 예시하는 측면 프로파일 개념도인, 도 6e에 의해 제공되는 추가적인 문맥에 의해 더 잘 이해될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 6e는 프로세스 튜브(606), 4개의 스냅-인 용기들(608)(예를 들어, 용기들(608-1, 608-2, 608-3, 608-4))의 세트, 시약 튜브들(예를 들어, 시약 튜브들(640, 642, 644))의 세트, 폐기물 챔버(646), 및 피펫 쉬스들 내에 배치된 피펫 팁들(예를 들어, 피펫 팁들(648, 650, 652, 654))의 세트를 갖는 시약 홀더(602)를 도시한다. 시약 홀더(602)의 예시된 실시예가 4개의 스냅-인 용기들(608)을 갖지만, 개시된 기술의 실시예들은 도 2d 내지 도 2e를 참조하여 설명된 (예를 들어, 용기(608-4)가 없는) 3개의 스냅-인 용기들(608)을 갖는 시약 홀더들을 가지고 적절하게 구현될 수 있다는 것에 유의해야 한다.
프로세스 튜브(606)(도 2a에 도시된 프로세스 튜브(220)와 유사함)는 전형적으로 세포의 용해 및, 환자의 DNA 또는 RNA, 및 병원체의 DNA 또는 RNA와 같은 핵산의 추출을 위한 샘플 준비 동안 사용될 수 있다. 프로세스 튜브(606)는, 시약 홀더(602)가 진단 또는 준비 장치의 수용 베이에 있을 때 프로세스 튜브(606)에 액체를 전달하는 것과 관련된 전체 피펫 헤드 이동 동작들을 최소화하는 위치에서 시약 홀더(602)의 원위 단부에 위치될 수 있다. 프로세스 튜브(606)는 또한, 시약 홀더(602)가 진단 또는 준비 장치의 수용 베이에 있을 때 (예를 들어, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이) 프로세스 튜브(606)가 히터 조립체의 히터 블록(660) 내에 배치되도록 하는 위치에 위치된다. 자기 분리기의 제1 자석(622)은 프로세스 튜브(606)의 내용물에 자기력을 가하기 위해 프로세스 튜브(606)에 매우 근접하게 상승될 수 있다.
용기들(608) 중 일부는, 유체가 첨가될 수 있는 동결 건조된 시약들(예를 들어, 건조 시약들)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 용기(608-1)는 대안적으로 추출 튜브로 지칭될 수 있다. 일부 실시예들에서, 용기(608-3)는 대안적으로 혼합 튜브로 지칭될 수 있다. 일부 실시예들에서, 용기들(608-2 및 608-4)은 대안적으로 마스터 믹스(mix) 튜브로 지칭될 수 있다. 시약 튜브들(640, 642, 및 644)은 튜브당 하나씩, 액체 시약들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 시약 튜브(640)는 세척 완충액을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 시약 튜브(642)는 용출 완충액을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 시약 튜브(644)는 중화 완충액을 포함할 수 있다. 세척 완충액, 방출 완충액 및 중화 완충액은 각각 샘플 준비 프로토콜에 사용될 수 있다. 소비된 액체 시약들은 폐기물 챔버(646)로 이송될 수 있고, 여기서 이들은 이후에 폐기될 수 있다.
4개의 피펫 팁들(예를 들어, 피펫 팁들(648, 650, 652, 654))의 세트는 피펫 쉬스들 내에 배치될 수 있다. 피펫 팁들은 프로세싱 및 동작들(예를 들어, 액체들의 이송)을 수행하기 위해 진단 또는 준비 장치에 의해(예를 들어, 액체 분배 헤드(520)를 통해) 사용될 수 있다. 피펫 쉬스들은 사용된 피펫 팁으로부터 방울들을 캐치하도록 역할 할 수 있으며, 그럼으로써 하나의 홀더의 사용으로부터 유사한 위치의 다른 홀더로의, 및/또는 홀더가 위치되는 임의의 지지 랙으로의 교차-샘플 오염을 방지한다. 피펫 쉬스들은 시약 홀더(602)에 영구적으로 또는 제거가능하게 부착될 수 있거나, 또는 홀더(602)에 대한 단일 피스 조립체의 부분으로서 형성, 예를 들어 몰딩될 수 있다.
추가적인 고정 자석 조립체를 이용한 샘플의 준비는 다음과 같이 진행될 수 있다. 예시적인 워크플로우의 다음의 설명은 고정 자석 조립체의 역할을 이해하기 위한 컨텍스트를 제공하기 위해 제공되고, 단계들은 상이한 프로세스 단계들 또는 동작들의 순서를 갖는 다른 워크플로우들을 사용할 수 있는 모든 분석들에 적용가능하지 않다는 것에 유의해야 한다. 일부 실시예들에서, 진단 또는 준비 장치의 액체 분배 헤드는 제1 피펫 팁(648)을 먼저 픽업하고 이를 사용하여, 용기(608-1), 폐기물 챔버(646), 및 시약 튜브들(640, 642, 및 644)(각각 세척 완충액, 방출 완충액, 및 중화 완충액을 포함함)을 포함하는 시약 홀더(602)의 다양한 구성요소들을 관통(예를 들어, 접근을 획득)할 수 있다.
진단 또는 준비 장치의 액체 분배 헤드는 제1 피펫 팁(648)을 사용하여 샘플 튜브(604)로부터 일부 미가공 샘플을 이송하고 이를 프로세스 튜브(606)에 첨가할 수 있다. 전달되는 미가공 샘플의 양은 분석 또는 절차의 유형에 의존할 수 있다. 샘플 중 일부(예를 들어, 프로세스 튜브(606) 내로 전달되지 않은 샘플의 나머지)는 용기(608-1)(예를 들어, 추출 튜브)에 첨가될 수 있고, 이는 자성 입자(예를 들어, 비드), 동결 건조된 추출 시약(예를 들어, 건조 용해 시약), 및 내부 대조군들을 포함할 수 있다. 자성 입자들은 샘플 내의 특정 분자들(예를 들어, DNA/RNA)과 결합하도록 구성될 수 있다. 용기(608-1)의 내용물은 첨가된 샘플을 사용하여 재수화되고, 용액에 용해될 시간이 주어진다. 그 후, 액체 분배 헤드는, 용기(608-1)의 내용물을 프로세싱 튜브(606)(샘플 튜브(604)로부터 전달된 샘플의 나머지를 포함함)로 이송하고 프로세싱 튜브(606)의 내용물을 혼합하기 위해 제1 피펫 팁(648)을 사용할 수 있다. 그 후, 액체 분배 헤드는 제1 피펫 팁(648)을 이것의 피펫 쉬스로 복귀시킬 수 있다.
진단 또는 준비 장치의 히터 조립체의 히터 유닛의 히터 블록(660)에 배치되는 프로세스 튜브(606)(예를 들어, 프로세스 튜브(606)가 히터 블록(660) 내에 수용됨)의 내용물은 히터 블록(660)에 의해 가열된다. 가열의 온도 및 지속 기간은 분석 또는 절차의 유형에 의해 결정된다. 가열 및 용해 시약은 샘플로부터의 세포들이 파괴(break)되어 개방되게 하고, 세포들 및 내부 대조군들에 포함된 표적 핵산(예를 들어, DNA 또는 RNA)의 일부는 자성 입자(예를 들어, 자성 결합 입자들 또는 비드들)에 부착하거나 또는 결합할 수 있다.
자기 분리기의 제1 자석(622)은 프로세스 튜브(606)에 매우 근접할 때까지 상승될 수 있다. 자석(622)은 프로세스 튜브(606) 내의 자성 입자들에 자기력을 가하여 자성 입자들 및 부착된 핵산을 프로세스 튜브(606)의 측면으로 끌어당길 수 있다. 자석(622)이 여전히 자성 입자들 및 부착된 핵산을 프로세스 튜브(606)의 측면으로 끌어당기고 있는 동안, 액체 분배 헤드는 제1 피펫 팁(648)을 사용하여 프로세스 튜브(606)로부터 액체를 추출할 수 있다. 이상적으로 정상 동작 하에서, 이러한 액체는, 액체가 추출될 때 프로세스 튜브(606)의 내부 측벽에 대해 홀딩되는 자성 입자들 및 부착된 핵산을 포함하지 않아야 한다. 액체 분배 헤드는 추출된 액체를 폐기물 챔버(646)에 분배하고 제1 피펫 팁(648)을 이것의 피펫 쉬스로 복귀시킬 수 있다.
자기 분리기의 제1 자석(622)은 하강되어 자성 입자들 및 부착된 핵산을 프로세스 튜브(606)의 측면에 홀딩하는 자기력을 제거할 수 있다. 액체 분배 헤드는 제2 피펫 팁(648)을 사용하여 세척 완충액을 시약 튜브(640)로부터 프로세스 튜브(606)로 전달할 수 있다. 제2 피펫 팁(650)은 또한 첨가된 세척 완충액을 프로세스 튜브(606) 내의 핵산에 결합된 자성 입자들과 혼합하기 위해 사용될 수 있다. 그 후에, 자기 분리기의 제1 자석(622)은 프로세스 튜브(606)에 매우 근접할 때까지 다시 상승될 수 있다. 자석(622)은 프로세스 튜브(606) 내의 자성 입자들에 자기력을 가하여 자성 입자들 및 부착된 핵산을 프로세스 튜브(606)의 측면으로 다시 끌어당길 수 있다.
자성 입자들이 프로세스 튜브(606)의 측면으로 이동된 상태에서, 액체 분배 헤드는 제2 피펫 팁(650)을 사용하여 프로세스 튜브(606)의 액체 내용물(예를 들어, 주로 첨가된 세척 완충액)을 추출하고 액체를 폐기물 챔버(646)로 전달할 수 있다. 이상적으로 정상 동작 조건들 하에서, 이러한 액체는, 액체가 추출될 때 프로세스 튜브(606)의 내부 측벽에 대해 홀딩되는 자성 입자들 및 부착된 핵산을 포함하지 않아야 한다. 그 후, 액체 분배 헤드는 제2 피펫 팁(650)을 다시 피펫 쉬스로 복귀시킬 수 있고, 자기 분리기의 제1 자석(622)이 하강되어 자성 입자들 및 부착된 핵산을 프로세스 튜브(606)의 측면에 홀딩하는 자기력을 제거할 수 있다.
그런 다음, 액체 분배 헤드는 제3 피펫 팁(652)을 사용하여 시약 튜브(642)로부터 방출 완충액을 자성 입자들 및 부착된 핵산을 포함하는 프로세스 튜브(606)로 전달할 수 있다. 방출 완충액은 자성 입자들이 핵산 및 내부 대조군으로부터 분리되게 할 수 있다. 그런 다음, 액체 분배 헤드는 제3 피펫 팁(652)을 사용하여 중화 완충액을 시약 튜브(644)로부터 스냅-인 용기(608-3)(예를 들어, 혼합 튜브)로 전달할 수 있으며, 이는 이 시점에서 비어 있다. 그 후에, 액체 분배 헤드는 제3 피펫 팁(652)을 이것의 피펫 쉬스로 다시 복귀시킬 수 있다. 이러한 시점에서, 프로세스 튜브(606)는 자성 입자들, 추출된 핵산(예를 들어, 세포들로부터 추출되고 자성 입자들에 부착된 DNA/RNA), 및 내부 대조군들을 함유할 것이다. 스냅-인 용기(608-3)(예를 들어, 혼합 튜브)는 중화 완충액을 포함한다.
히터 블록(660)은 프로세스 튜브(606)의 내용물을 가열하기 위해 두 번째로 활성화된다. 가열의 온도 및 지속기간은 수행되는 분석 또는 절차에 의존할 것이다. 자기 분리기의 제1 자석(622)은 프로세스 튜브(606)에 매우 근접할 때까지 또 다시 상승될 수 있다. 자석(622)은 프로세스 튜브(606) 내의 자성 입자들에 자기력을 가하여, 자성 입자들(그러나, 더 이상 자성 입자들에 부착되지 않는 핵산, 예를 들어 DNA/RNA 분자는 아님)을 프로세스 튜브(606)의 내부 측벽에 끌어당길 수 있다. 자성 입자들이 자석(622)에 의해 프로세스 튜브(606)의 내부 측벽으로 끌어당겨지고 이에 대해 홀딩되는 동안, 액체 분배 헤드는 제3 피펫 팁(652)을 사용하여 자성 입자들을 추출하지 않으면서 프로세스 튜브(606)로부터 액체 내용물(예를 들어, 핵산 혼합물)을 추출할 수 있다. 핵산 혼합물은 이제 중화 완충액을 포함하는 용기(608-3)(예를 들어, 혼합 튜브)로 전달될 수 있다. 중화 완충액은 핵산 혼합물의 pH를 중성 pH로 낮추도록 구성된다. 제3 피펫 팁(652)은 이것의 피펫 쉬스로 복귀될 수 있고, 자기 분리기의 제1 자석(622)이 하강될 수 있다.
이러한 시점에서, 4개의 스냅-인 용기들(608)를 갖는 시약 홀더(602)의 실시예에 대해, 액체 분배 헤드는 제4 피펫 팁(654)을 사용하여 용기(608-2) 및/또는 용기(608-4)를 천공(예를 들어, 접근을 획득)할 수 있다. 용기들(608-2 및 608-4)은 대안적으로 마스터 믹스 튜브로 지칭될 수 있고, 이러한 용기들 중 어느 것이 사용되는지는 수행되는 분석 또는 절차에 의존할 수 있다. 제1 마스터 믹스 튜브(예를 들어, 용기(608-2))는 제1 관심 분석물에 대해 테스트하기 위한 프라이머 및 프로브를 포함할 수 있고, 제2 마스터 믹스 튜브(예를 들어, 용기(608-4))는 제2 관심 분석물에 대해 테스트하기 위한 프라이머 및 프로브를 포함할 수 있다.
매우 구체적인 예로서, 일부 실시예들에서, 시약 홀더(602)는 장내 박테리아의 분석을 수행하기 위해 사용될 수 있고, 용기(608-2) 및 용기(608-4) 둘 모두가 사용될 수 있다. 이러한 경우들에서, 용기(608-2)는 장내 박테리아의 하나의 세트 또는 패널을 식별하기 위한 장내 박테리아 패널 마스터 믹스를 포함하는 장내 박테리아 패널 마스터 믹스 튜브로 지칭될 수 있고, 용기(608-4)는 장내 박테리아의 제2 세트 또는 패널을 식별하기 위한 연장된 박테리아 패널 마스터 믹스를 포함하는 연장된 박테리아 패널 마스터 믹스 튜브로 지칭될 수 있다. 따라서, 용기(608-3)로부터의 중화된 DNA/RNA 혼합물의 일부는 마스터 믹스 튜브들 둘 모두로 전달될 수 있다.
일부 실시예들에서, 시약 홀더(602)는 샘플로부터 폴리뉴클레오티드(예를 들어, DNA 또는 RNA)를 추출하고 폴리뉴클레오티드를 PCR-준비 형태로 위치시키기 위해 사용될 수 있다. 이러한 경우들에서, 스냅-인 용기(608-4) 또는 스냅-인 용기(608-2) 중 어느 하나는 PCR 마스터 믹스(예를 들어, 프라이머, 프로브 및 PCR 반응을 위한 다른 PCR 시약들)를 포함하는 PCR 마스터 믹스 튜브로서 역할할 수 있다. 예를 들어, 스냅-인 용기(608-2)가 PCR 마스터 믹스를 포함하는 PCR 마스터 믹스 튜브인 경우, 액체 분배 헤드는 먼저 제4 피펫 팁(654)을 사용하여 용기(608-2)를 천공(예를 들어, 이에 대한 접근을 획득)할 수 있다. 그런 다음, 액체 분배 헤드는 용기(608-3)(예를 들어, 혼합 튜브)에서 중화된 핵산 혼합물을 추출하고 이를 용기(608-2)에 전달할 수 있다. 이러한 용기(608-3)는, 시약 홀더(602)가 진단 또는 준비 장치에 의한 프로세싱을 위해 삽입될 때 (예를 들어, 고정 자석 조립체의) 제2 자석(632)과 매우 근접할 수 있다. 제2 자석(632)의 가능한 위치들 및 배향들에 대한 추가적인 컨텍스트가 도 6b에 제공된다. 액체 분배 헤드가 용기(608-3)로부터 중화된 핵산 혼합물을 추출함에 따라 제2 자석(632)은 용기(608-3)의 내용물에 자기력을 가할 수 있다. 특히, (예를 들어, 프로세스 튜브(606) 내에 자성 입자들을 유지하기 위해 제1 자석(622)을 사용하여) 이것이 발생하는 것을 방지하기 위한 노력에도 불구하고 프로세스 튜브(606)로부터 용기(608-3) 내로 전달된 일부 자성 입자들(예를 들어, 비드)이 존재할 수 있다. 제2 자석(632)은, 중화된 핵산 혼합물이 용기(608-3)로부터 추출될 때 중화된 핵산 혼합물로부터 프로세스 튜브(606)로부터 캐리 오버되는 임의의 잔류 자성 입자들(예를 들어, "캐리오버" 자성 입자들)을 제거하기 위한 추가적인 필터링 단계의 일부로서 사용될 수 있다.
그런 다음, 추출된 중화된 핵산 혼합물은 용기(608-2)(예를 들어, PCR 마스터 믹스 튜브)로 전달된다. 일부 실시예들에서, 용기(608-2) 내의 PCR 마스터 믹스는 동결 건조된 펠릿의 형태일 수 있다. 중화된 RNA/DNA 혼합물을 첨가하는 것은 PCR 마스터 믹스 펠릿을 용해시킬 수 있다. PCR 마스터 믹스 펠릿은 용해되도록 허용될 수 있고, 액체 분배 헤드는 제4 피펫 팁(654)을 사용하여 용기(608-2)의 내용물들을 함께 혼합할 수 있다. 그런 다음, 액체 분배 헤드는 제4 피펫 팁(654)을 사용하여 혼합된 용액(이제 증폭-준비 샘플)을 용기(608-2)로부터 회수하고, 샘플이 저장되는 저장 디바이스 또는 샘플이 증폭되는 미세유체 카트리지(예를 들어, 도 5b에 도시된 미세유체 카트리지(510))를 포함하는 디바이스로 이것을 전달할 수 있다.
PCR-준비 형태로 폴리뉴클레오티드를 추출하고 준비하기 위한 이러한 샘플 준비 프로세스는 단지 3개의 스냅-인 용기들만을 갖는 시약 홀더(예를 들어, 도 2d 및 도 2e에 도시된 시약 홀더(202)와 유사함)와 같은 시약 홀더의 다른 실시예와 함께 사용될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 이용가능한 제4 스냅-인 용기(예를 들어, 용기(608-4))가 없으면, 제2 스냅-인 용기(예를 들어, 용기(608-2))가 마스터 믹스 튜브로서 사용되며, 이는 저장 디바이스 또는 미세유체 카트리지로 전달될 준비된 PCR-준비 용액을 홀딩할 것이다.
도 7a 및 도 7b는 자동화된 진단 또는 준비 장치 내에 구현될 수 있는 개시된 기술에 따른 고정 자석 조립체의 일 실시예의 2개의 사시도들을 도시한다. 도 7c는 진단 또는 준비 장치에 수용된 시약 홀더의 스냅-인 용기들의 치수들에 대한 도 7a 내지 도 7b의 고정 자석 조립체(700)의 치수들의 측면 프로파일 도면을 도시한다.
특히, 고정 자석 조립체(700)의 자석들(732)은 진단 또는 준비 장치에 수용된 시약 홀더의 제3 스냅-인 용기(708-3)(예를 들어, 도 6a 내지 도 6e의 용기(608-3)와 같은 제3 스냅-인 용기)에 매우 근접하게 위치되는 것으로 도시되어 있다. 이러한 비제한적인 예에서, 각각의 시약 홀더에 대해, 자석(732)은 제3 스냅-인 용기(708-3) 뒤에(예를 들어, 도시된 경우, 제3 스냅-인 용기(708-3)와 제2 스냅-인 용기가 존재할 곳 사이에) 위치된다. 또한, 고정 자석 조립체(700)의 이러한 실시예에서, 자석들(732)은, 자석들을 스냅-인 용기(708-3)의 경사진 벽에 평행하게 만드는 각도로 배향된다(예를 들어, 이는 경사진 벽에 수직인 자기력을 야기한다).
도 7a에 도시된 바와 같이, 고정 자석 조립체(700)(및 이것의 자석들(732))는, 일단 고정 자석 조립체(700)가 설치되고 로딩된 시약 홀더들을 갖는 랙이 진단 또는 준비 장치의 수용 베이에 수용되면 제2 스냅-인 용기(미도시)와 제3 스냅-인 용기 사이에(예를 들어, 도 6e의 용기들(608-3 및 608-2) 사이에) 끼워지도록 구성될 수 있다. 고정 자석 조립체(700)는, 진단 또는 준비 장치에 걸친 치수들의 변화들 및 진단 또는 준비 장치의 수용 베이 내의 각각의 고정 자석 조립체(700)의 정확한 배치의 차이들에도 불구하고 스냅-인 용기들 사이의 매우 작은 체적에 끼워지도록 구성될 수 있다. 비제한적인 일 예에서, 고정 자석 조립체(700)는, 자석들이 용기들의 경사진 벽으로부터 0.01 인치 거리만큼 작게 떨어지도록 위치될 수 있고, 고정 자석 조립체(700)는 용기들 사이의 공간에 이것이 위치되는 것을 가능하게 하는 치수들을 가질 수 있다. 예를 들어, 고정 자석 조립체(700)는 0.15 내지 0.3 인치 사이의 범위의 폭 및 0.4 인치 미만의 높이를 가질 수 있다. 고정 자석 조립체(700)를 이러한 작은 체적에 끼워 넣는 능력은 유리하게는 기존의 진단 또는 준비 장치가 시약 홀더 또는 스냅-인 용기를 재설계할 필요 없이 고정 자석 조립체(700)를 가지고 개장되는 것을 허용할 수 있는 한편, 또한 고정 자석 조립체(700)의 자석들(732)이 스냅-인 용기들(708-3)에 자기력을 효과적이고 일관되게 인가하는 것을 가능하게 한다.
고정 자석 조립체(700)의 이러한 유리한 측면은, 제3 스냅-인 용기(708-3)와 제2 스냅-인 용기(708-2) 사이에 위치된 고정 자석 조립체(700)의 측면 프로파일을 도시하는 도 7c에서 더 양호하게 시각화된다. 일부 실시예들에서, 제3 스냅-인 용기(708-3)의 경사진 벽과 고정 자석 조립체(700)의 자석(732) 사이의 거리(750)는 0.011 인치 이하일 수 있고, 시약 스트립의 제2 스냅-인 용기(708-2)와 제3 스냅-인 용기(708-3)의 벽들 사이의 수평 거리(752)는 0.152 인치 이하일 수 있고, 스냅-인 용기들 중 하나의 경사진 벽의 길이(754)는 대략 0.407 인치일 수 있다. 고정 자석 조립체(700)는, 시약 스트립이 진단 또는 준비 장치의 수용 베이에 수용된 랙 내로 로딩될 때 시약 스트립의 제3 스냅-인 용기(708-3)와 제2 스냅-인 용기(708-2) 사이의 이러한 공간 내에 끼워지도록 크기가 결정되고 성형될 수 있다.
도 7a 및 도 7b의 예시적인 고정 자석 조립체(700)가 제3 스냅-인 용기 상에 자기력을 인가하도록 구성되는 것으로 도시되어 있지만, 구현되는 특정 분석 또는 프로세스 및 어느 용기가 캐리오버 입자를 포함할 가능성이 있는지에 의존하여, 이들은 임의의 다른 스냅-인 용기 상에 자기력을 인가하도록 적절하게 위치될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 고정 자석 조립체(700)의 실시예의 자석들(732)은 단일 선형 축(예를 들어, 시약 홀더들의 길이 방향 축에 수직일 뿐만 아니라 시약 홀더들의 프로세싱 축에 수직인 축)을 따라 배열된 것으로 생각될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 따라서, 고정 자석 조립체(700)의 자석들(732)이 도 6b에 도시된 자석들(632)과 상이한 방식으로 배열됨에도 불구하고, 도 6a 및 도 6b에 도시된 제2 자석 축(614)은, 제2 및 제3 스냅-인 용기들 사이에서 이어지도록 조정되는 경우 여전히 적용가능할 것이다(자석들(732)은 제1 자석 축(612) 상의 자석들(622)과 유사하게 해당 축 상에 존재할 것이고, 도 6b에서 수직 벡터로서 가장 잘 표현될 수 있는 제3 스냅-인 용기들에 자기력을 가할 것이다).
도 8a는, 자동화된 진단 또는 준비 장치 내에 개시된 기술에 따라 구현될 수 있는 고정 자석 조립체의 실시예의 등각도를 도시한다. 보다 구체적으로, 도 8a는 진단 또는 준비 장치 내에 구현될 때 고정된 높이를 갖는 고정 자석 조립체(800)의 일 실시예를 도시한다. 도 8b는, 도 8a의 고정 자석 조립체가 도 5a 내지 도 5b를 참조하여 설명된 수용 베이(500) 내와 같이 진단 또는 준비 장치의 수용 베이에서 구현되는 것을 도시한다.
고정 자석 조립체(800)는, 고정 자석 조립체(800)가 구현되는 특정 진단 또는 준비 장치에 적절한 치수를 가질 수 있는 지지 플레이트(802)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 지지 플레이트(802)는 기계가공된 알루미늄 플레이트일 수 있다. 지지 플레이트(802)는 리세스들 또는 홀들(806)의 세트를 포함할 수 있고, 이들의 각각은 도 7a 내지 도 7b에 도시된 용기(708-3) 또는 도 6a 내지 도 6e에 도시된 용기(608-3)와 같은 용기(예를 들어, 혼합 튜브)의 하단 단부를 수용하도록 구성된다. 예를 들어, 도 6b의 개념도에 도시된 용기들(608-3)의 표시된 위치들은 지지 플레이트(802) 상의 홀들(806)의 위치들과 일치할 수 있다.
고정 자석 조립체(800)는 또한, 고정 자석 조립체(800)가 구현되는 특정 진단 또는 준비 장치에 유사하게 적절한 치수들을 가질 수 있는 자석 홀더(804)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 자석 홀더(804)는 세정제들에 대해 화학적으로 내성이 있는 재료로 제조될 수 있다. 자석 홀더(804)는 자석 하우징들(812) 및 커넥터들(814)의 세트를 포함할 수 있다. 자석 하우징들(812) 및 커넥터들(814)은 단일의 모놀리식 피스로서 일체로 형성될 수 있다. 다른 예에서, 자석 하우징들(812) 및 커넥터들(814)은 자석 홀더(804)를 형성하도록 결합된다. 다른 구성들이 적절하게 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 자석 하우징(812)은 하향식으로 볼 때 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 이러한 예에서, 각각의 자석 하우징(812)은, 자석 하우징(812)의 제1 면(820) 및 제2 면(822)에 각각 인접하게 위치되는 2개의 자석들(미도시)을 하우징한다. 이러한 배열은, 도 6b가 자석들(632)의 쌍이 하우징(630) 내에 배열되는 것을 도시하는 방법과 유사할 수 있다.
하나의 비제한적인 예에서, 고정 자석 조립체(800)는, 커넥터들(814)에 의해 분리된 복수의 자석 하우징들(812)을 포함하는 단일의 모놀리식 피스이다. 일부 경우들에서, 고정 자석 조립체는 복수의 자석 하우징들(812)을 포함하는 단일 구조체이다. 단일 고정 자석 조립체(800)는, 예를 들어, 자성 재료로 형성될 수 있다. 다른 비제한적인 예에서, 단일 고정 자석 조립체(800)는 하나 이상의 비자성 재료들로 형성되고, 자성 재료는 각각의 자석 하우징(812)의 제1 면(820) 및 제2 면(822)에 인접한 하우징의 내부 벽들에 결합된다. 다른 구성들이 가능하다.
자석 홀더(804)는 자석 홀더(804)를 지지 플레이트(802)에 부착하기 위한 (예를 들어, 커넥터들(814) 내의) 장착 홀들(816)을 가질 수 있다. 예를 들어, 체결구들(예를 들어, 나사들)은 자석 홀더(804)를 지지 플레이트(802)에 부착하고 고정 자석 조립체(800)를 형성하기 위해 장착 홀들(816) 내로 삽입될 수 있다. 그런 다음, 고정 자석 조립체(800)의 지지 플레이트(802)는 임의의 적절한 메커니즘을 사용하여 진단 또는 준비 장치에 설치(예를 들어, 부착)될 수 있다. 일부 실시예들에서, 자석 홀더(804)와 지지 플레이트(802) 사이에 z-방향에서 측정된 희망되는 높이의 심(shim)을 추가함으로써, 지지 플레이트(802) 및 진단 또는 준비 장치의 나머지에 대한 자석 홀더(804)의 고정된 높이(예를 들어, 업/다운 위치)가 조정될 수 있다. 고정 자석 조립체(800)의 설치는, 설치 키트로부터 상이한 높이들의 복수의 심들 중 하나를 선택하는 단계, 선택된 심을 수용 베이에 설치하는 단계, 및 z-방향으로 심 위에 고정 자석 조립체(800)를 설치하는 단계를 포함할 수 있다. 이는, 고정 자석 조립체가 필드에서 기존의 준비 및 진단 장치들 내로 개장될 때, 장치들에서 구현되는 수용 베이들 및 랙들과 관련된 치수들 및 엄격한 공차들의 매우 작은 차이들을 고려하여 특히 유리할 수 있다.
따라서, 시약 홀더의 혼합 튜브들(예를 들어, 용기(608-3) 또는 용기(708-3))은 지지 플레이트(802)의 홀들(806) 내에 수용될 수 있고, 그 결과 각각의 혼합 튜브는 인접한 자석 하우징(812) 내의 자석(예를 들어, 인접한 자석 하우징(812)의 제1 면(820) 또는 제2 면(822) 중 어느 하나의 뒤에 위치된 자석)과 매우 근접한다. 일부 실시예들에서, 각각의 자석 하우징(812)의 제1 면(820) 및 제2 면(822)은, 혼합 튜브가 홀들(806) 내에 배치될 때 이들을 혼합 튜브들(예를 들어, 용기(608-3) 또는 용기(708-3))의 경사진 벽과 평행하게 만드는 각도로 배향될 수 있다. 따라서, 자석 하우징들(812)의 각각의 제1 면(820) 또는 제2 면(822) 뒤에 위치된 자석은 또한 인접한 혼합 튜브의 경사진 벽과 평행하도록 배향될 수 있으며, 이는 혼합 튜브의 경사진 벽과 수직인 자기력들을 야기한다.
자석 하우징(812)들의 형상 및 치수들 및 자석 하우징들(812)을 연결하는 커넥터들(814)의 형상 및 치수들은 유리하게는, 고정 자석 조립체(800)가 진단 또는 준비 장치에 설치되고 시약 홀더를 포함하는 랙이 진단 또는 준비 장치의 수용 베이 내로 로딩될 때, 이들이 제2 스냅-인 용기 또는 제3 스냅-인 용기(예를 들어, 용기들(608-2 및 608-3) 각각)를 수용하는 시약 홀더의 리셉터클들(예를 들어, 리셉터클들(250))의 스커트 또는 플랜지와 간섭하지 않도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 커넥터들(814)은 홀들(806) 근처의 부분들에서 선택된 깊이(y-방향으로 측정됨) 및 높이(z-방향으로 측정됨)를 가질 수 있으며, 그 결과 커넥터들(814)은 수용 베이 내로 삽입된 랙에 하우징된 시약 홀더의 제2 스냅-인 용기와 제3 스냅-인 용기 사이의 매우 작은 공간 사이에 끼워진다. 이는, 자석 하우징들(812) 및 커넥터들(814)의 치수가 적절하게 구성되지 않은 경우, 시약 홀더를 하우징하는 랙이 수용 베이 내에 삽입될 때, 그렇지 않았다면 이것의 리셉터클을 통해 그리고 시약 홀더의 상단 밖으로 밀려났을, 제2 스냅-인 용기와 물리적으로 간섭하지 않고 자석 하우징들(812)에 의해 자기력이 제3 스냅-인 용기에 인가되는 것을 가능하게 한다.
도시된 실시예에서와 같이, 고정 자석 조립체(800)는 유리하게는 (예를 들어, 도 6b의 자석 하우징(630)에서와 같이) 2개의 상이한 시약 홀더들의 스냅-인 용기들에 동시에 자기력을 인가하도록 구성되는 자석 하우징들(812)을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 고정 자석 조립체(800)의 자석 하우징(812)은 2개의 자석들(도시되지 않음)을 포함할 수 있고, 이들 중 하나는 시약 홀더의 스냅-인 용기의 일 측면에 자기력을 인가할 수 있으며, 다른 하나는 상이한 시약 홀더의 다른 스냅-인 용기의 대향되는 측면에 자기력을 인가할 수 있다. 다시 말해서, 자석 하우징(812) 내의 자석들은 인접한 시약 홀더들의 스냅-인 튜브들의 대향되는 측면들에 자기력을 인가할 수 있으며; 고정 자석 조립체(800) 내의 인접한 자석들은 인접한 시약 홀더들의 스냅-인 튜브들의 대향되는 측면들에 자기력을 인가한다. (도 6b에 도시된 바와 같이) 어떤 자석이 스냅-인 용기들에 매우 근접하여 있는지에 따라 스냅-인 용기들의 서로 다른 측면에 자기력이 인가되지만, 자성 추출 입자 캐리-오버의 문제는 시약 홀더들의 각각에 대해 효과적이고 일관되게 처리된다. 이러한 구현예는, 자석들을 (예를 들어, 도 7a 내지 도 7b의 예에서와 같이, 시약 홀더의 제3 스냅-인 용기와 제2 스냅-인 용기 사이의) 매우 타이트한 공간에 배치해야 하는 것을 피할 수 있다. 대신에, 자석들은 프로세싱 축 상에 배열되는 것이 아니라, 각각의 시약 홀더의 프로세싱 축에 대해 비스듬한 각도로 배열될 수 있다. 이의 일 예는 도 6b에 도시된 자석 하우징들(630) 내의 자석들(632)의 각각의 쌍의 배열에 의해 도시된다.
일부 실시예들에서, 고정 자석 조립체(800)는 베리 하이 본드(very high bond) 테이프를 사용하는 것과 같이 체결구를 사용하여 지지 플레이트(802)를 장치의 커버(850)에 부착함으로써 특정 진단 또는 준비 장치에서 구현될 수 있다. 이러한 접근법은, 고정 자석 조립체(800)가 현장에서(예를 들어, 진단 또는 준비 장치의 위치에서) 특정 장치 내에 저렴하고 신속하게 구현되는 것을 가능하게 할 수 있지만, 상이한 장치들 사이에 미지의 구성요소 변동 및 또한 고정 자석 조립체(800)를 상이한 장치들 내에 설치하는 모든 잠재적 요원 사이에 변동이 있을 수 있다. 도 8b는, 진단 또는 준비 장치의 커버(850)에 부착된 (지지 플레이트(802) 및 자석 홀더(804)를 포함하는) 도 8a에 도시된 동일한 고정 자석 조립체(800)를 도시한다.
보다 구체적으로, 도 8b는, 고정 자석 조립체(800)가 도 5a 내지 도 5b에 도시된 진단 또는 준비 장치의 수용 베이(500)와 같은 진단 또는 준비 장치의 수용 베이 내에서 구현되어, 그 결과, 수용 베이가 랙에 삽입된 시약 홀더를 갖는 랙을 수용할 때, 이러한 시약 홀더들의 프로세스 튜브들은 고정 자석 조립체(800)의 지지 플레이트(802)의 홀들(806)에 수용되는 방식을 도시한다. 또한, 자기 분리기(이러한 도면에는 도시되지 않지만 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 위에서 설명됨)의 하나 이상의 이동가능 자석들이 랙 내의 시약 홀더들의 각각의 프로세스 튜브에 자기력을 인가할 수 있다. 또한, 이러한 위치에 고정 자석 조립체(800)가 설치되면, 고정 자석 조립체(800)의 자석들(예를 들어, 자석 하우징들(812) 내의 자석들)로부터의 일정하고 일관된 자기력이 또한 랙 내의 시약 홀더들의 각각의 제3 스냅-인 용기에 인가된다.
도 9는, 자동화된 진단 또는 준비 장치 내에 구현될 수 있는 개시된 기술에 따른 고정 자석 조립체의 실시예의 등각도를 도시한다. 보다 구체적으로, 도 9는 z-방향으로 순응하는(예를 들어, 진단 또는 준비 장치의 수용 베이에서 구현될 때 z-방향으로 위쪽으로 또는 아래쪽으로 이동할 수 있는) 고정 자석 조립체(900)의 일 실시예를 도시한다.
고정 자석 조립체(900)는, 고정 자석 조립체(900)가 구현되는 특정 진단 또는 준비 장치에 적절한 치수를 가질 수 있는 지지 플레이트(902)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 지지 플레이트(902)는 기계가공된 알루미늄 플레이트일 수 있다. 지지 플레이트(902)는 리세스들 또는 홀들(908)의 세트를 포함할 수 있고, 이들의 각각은 도 7a 내지 도 7b에 도시된 용기(708-3) 또는 도 6a 내지 도 6e에 도시된 용기(608-3)와 같은 용기(예를 들어, 혼합 튜브)의 하단 단부를 수용하도록 구성된다. 예를 들어, 도 6b의 개념도에 도시된 용기들(608-3)의 표시된 위치들은 지지 플레이트(902) 상의 홀들(908)의 위치들과 일치할 수 있다.
고정 자석 조립체(900)는 또한, 고정 자석 조립체(900)가 구현되는 특정 진단 또는 준비 장치에 유사하게 적절한 치수들을 가질 수 있는 자석 홀더(904)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 자석 홀더(904)는 세정제들에 대해 화학적으로 내성이 있는 재료로 제조될 수 있다. 자석 홀더(904)는 자석 하우징들(912) 및 커넥터들(914)의 세트를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 자석 하우징(912)은 하향식으로 볼 때 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 이러한 예에서, 각각의 자석 하우징(912)은, 자석 하우징(912)의 제1 면(920) 및 제2 면(922)에 각각 인접하게 위치되는 2개의 자석들(미도시)을 하우징한다. 이러한 배열은, 도 6b가 자석들(632)의 쌍이 하우징(630) 내에 배열되는 것을 도시하는 방법과 유사할 수 있다.
고정 자석 조립체(900)는 지지 플레이트(902) 아래에 위치된 장착 플레이트(906)를 포함한다. 고정 자석 조립체는 스프링들(924)의 세트(이 도면에서는 보이지 않음)를 포함하며, 여기서 각각의 스프링의 일 단부는 장착 플레이트(906)에 부착되고, 각각의 스프링의 대향되는 단부는 자석 홀더(904) 및/또는 지지 플레이트(902)에 부착된다. 스프링(924)에 추가하여 또는 이에 대한 대안적으로 다른 편향 메커니즘들이 적합하게 구현될 수 있다. 스프링들(924)은, 스프링들이 비압축 상태에 있을 때 장착 플레이트(906)와 지지 플레이트(902) 사이에 희망되는 간격을 생성하기 위해 지지 플레이트(902)에 대해 편향력을 가한다. 이러한 비제한적인 실시예의 고정 자석 조립체(900)를 조립하기 위해, 자석 홀더(904)는 지지 플레이트(902)에 부착된다. 일부 실시예들에서, 자석 홀더(904)는, 자석 홀더(904)의 장착 홀들(918) 및 지지 플레이트(902)의 대응하는 장착 홀들(미도시) 내에 수용될 수 있는 체결구들(919)을 사용하여 지지 플레이트(902)에 기계적으로 결합될 수 있다. 다음으로, 지지 플레이트(902)는 장착 플레이트(906)에 부착된다. 지지 플레이트(902)는 지지 플레이트(902) 및 장착 플레이트(906)에 결합되는 스프링들(924)을 사용하여 부착될 수 있고, 이는 (예를 들어, 스프링(924)을 압축하거나 또는 압축 해제함으로써) 지지 플레이트(902)가 장착 플레이트(906)에 대해 z-축으로 상하로 이동할 수 있게 한다. 일부 실시예들에서, 지지 플레이트(902)는 추가로 체결구들(919)을 통해 장착 플레이트(906)에 기계적으로 결합될 수 있다. 체결구들(919)은, 지지 플레이트(902)를 장착 플레이트(906)에 부착하기 위해, 자석 홀더(904)의 장착 홀들(예를 들어, 장착 홀들(918)) 및 지지 플레이트(902)의 대응하는 장착 홀들(미도시)을 통해 삽입될 수 있다. 일부 실시예들에서, 체결구들(919)는 나사 또는 숄더(shoulder) 볼트일 수 있고, 이들은 장착 플레이트(906)와 지지 플레이트(902) 사이의 최대 간격을 제한할 수 있다. 체결구들(919)은 장착 플레이트(906)로부터 멀어지는 z-방향으로의 지지 플레이트(902)의 상향 이동에 상향 제한을 둘 수 있지만, 장착 플레이트(906)를 향한 z-방향으로의 지지 플레이트(902)의 하향 이동을 제한하지 않는다. 일부 실시예들에서, 체결구들(919)은 x-축 및 y-축으로의 지지 플레이트(902)의 이동을 추가로 제한할 수 있다. 그런 다음, 고정 자석 조립체(900)는, 장착 플레이트(906)에 수용된 베리 하이 본드 테이프 또는 체결구들과 같은 체결구들을 사용하여 예컨대 장착 플레이트(906)를 진단 및 준비 장치의 커버에 부착함으로써 진단 또는 준비 장치의 수용 베이에 부착될 수 있다. 다른 체결구들이 개시된 기술에 따라 적합하게 구현될 수 있다.
유리하게는, 설치된 고정 자석 조립체(900)의 지지 플레이트(902)는, 스프링(924)들이 커버에 고정된 장착 플레이트(906)에 대해 z-방향으로 지지 플레이트(902)의 이동을 허용하기 때문에, 수용 베이에 랙의 삽입 이전 및 삽입 동안 수용 베이에서 z-방향으로 상향 또는 하향 이동할 수 있다. 이러한 특징은, (예를 들어, 매우 엄격한 공차들로 고정 자석 조립체를 설계하고, 구축하며, 위치설정하는 것을 통해) 정확한 자석 위치설정이 고정 자석 조립체가 설치되는 복수의 장치들의 각각에 걸쳐 정확하고 일관되게 재현될 것을 요구하지 않고, 시약 홀더들의 혼합 튜브들(예를 들어, 용기(608-3) 또는 용기(708-3))이 자석 홀더(904) 내의 자석들에 대해 적절하게 위치되는 것을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 랙이 수용 베이 내로 삽입됨에 따라, 랙의 하단 표면은 자석 홀더(904)의 상단 표면과 접촉할 수 있다. 하나의 비제한적인 예에서, 이러한 접촉은 랙의 하단 표면과 하나 이상의 자석 하우징들(912)의 상부 표면 사이에서 일어난다. 이러한 접촉은, 자석 홀더(904) 및 지지 플레이트(902)가 z-방향으로 하강하게 할 수 있고, 그럼으로써 지지 플레이트(902)와 장착 플레이트(906) 사이에 위치된 스프링들(924)을 압축한다. 랙이 수용 베이 내로 계속 삽입됨에 따라, 자석 홀더(904) 및 지지 플레이트(902)는, 이들이 시약 홀더들의 혼합 튜브들에 대해 자석 하우징들(912)을 정확하게 위치시키는 위치뿐만 아니라 시약 홀더들의 혼합 튜브들을 지지 플레이트(902)의 홀들(908) 내에 정확하게 위치시키는 위치에 도달할 때까지 z-방향으로 계속해서 하강된다. 비제한적인 일 실시예에서, 스프링들(924)이 압축됨에 따라, 지지 플레이트(902)는, 이것이 랙이 수용 베이 내의 이것의 최하부 위치에 도달하는 지점에 도달할 때까지 장착 플레이트(906)에 대해 하강하고, 이 지점에서 시약 홀더들의 혼합 튜브들의 하단 부분들은 지지 플레이트(902)의 홀들(908) 내에 신뢰할 수 있게 그리고 정확하게 배치될 것이다. 이러한 배열은, 각각의 혼합 튜브가, 수용 베이 내로 홀더들을 삽입하기 위해 사용되는 랙 내의 특정 치수 변동들과 무관하게 그리고 홀더들을 수용하는 수용 베이의 특정 치수 변동들과 무관하게, 인접한 자석 하우징(912)의 자석에 매우 근접하게(예를 들어, 인접한 자석 하우징(912)의 제1 면(920) 또는 제2 면(922) 중 하나의 뒤에) 있는 것을 야기한다. 따라서, z-방향으로 조정가능한 지지 플레이트(902)를 사용하여 복수의 홀더들의 혼합 튜브에 자기 에너지를 제공하기 위한 이러한 배열은 장치의 수용 베이와 랙 사이의 치수들 및 공차들의 변동들과 무관하게 다수의 상이한 장치들에 걸쳐 신뢰할 수 있게 그리고 정확하게 재현될 수 있다.
일부 실시예들에서, 각각의 자석 하우징(912)의 제1 면(920) 및 제2 면(922)은, 혼합 튜브들이 홀들(908) 내에 배치될 때 이들을 혼합 튜브들(예를 들어, 용기(608-3) 또는 용기(708-3))의 경사진 벽과 평행하게 만드는 각도로 배향될 수 있다. 따라서, 자석 하우징들(812) 내부의 제1 면(920) 또는 제2 면(922) 각각에 인접하게 위치된 자석은 또한 인접한 혼합 튜브의 경사진 벽과 평행하도록 배향될 수 있으며, 이는 혼합 튜브의 경사진 벽과 수직인 자기력들을 야기한다.
유리하게는, 개시된 기술에 따른 고정 자석 조립체(900)의 실시예들은, 고정 자석 조립체(900)가 공칭 자석 위치설정을 사용하여 현장에서(예를 들어, 진단 및 준비 장치의 위치에서) 특정 진단 및 준비 장치 내에 구현되는 것을 가능하게 할 수 있다.
도 10a는, 자동화된 진단 또는 준비 장치 내에 개시된 기술에 따라 구현될 수 있는 고정 자석 조립체의 실시예의 등각도를 도시한다. 보다 구체적으로, 도 10a는 z-방향으로 순응하는(예를 들어, 진단 또는 준비 장치의 수용 베이에서 구현될 때 z-방향으로 위쪽으로 또는 아래쪽으로 이동할 수 있는) 고정 자석 조립체(1000)의 일 실시예를 도시한다. 도 10b는, 일단 고정 자석 조립체(1000)가 설치되고 시약 홀더를 포함하는 랙이 진단 또는 준비 장치의 수용 베이 내로 로딩되면, 시약 홀더의 제3 스냅-인 용기(1030)가 고정 자석 조립체(1000)의 지지 플레이트(1002)의 홀(1008)에 어떻게 안착될 수 있는지를 설명하기 위해, 도 10a의 고정 자석 조립체(1000)와 상호작용하는 시약 홀더의 투명 사시도를 도시한다.
고정 자석 조립체(1000)는, 고정 자석 조립체(1000)가 구현되는 특정 진단 또는 준비 장치에 적절한 치수를 가질 수 있는 지지 플레이트(1002)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 지지 플레이트(1002)는 기계가공된 알루미늄 플레이트일 수 있다. 지지 플레이트(1002)는 리세스들 또는 홀들(1008)의 세트를 포함할 수 있고, 이들의 각각은 도 7a 내지 도 7b에 도시된 용기(708-3) 또는 도 6a 내지 도 6e에 도시된 용기(608-3)와 같은 용기(예를 들어, 혼합 튜브)의 하단 단부를 수용하도록 구성된다. 예를 들어, 도 6b의 개념도에 도시된 용기들(608-3)의 표시된 위치들은 지지 플레이트(1002) 상의 홀들(1008)의 위치와 일치할 수 있다.
고정 자석 조립체(1000)는 또한 자석 하우징들(1012)의 세트를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 자석 하우징들(1012)은 세정제들에 대해 화학적으로 내성이 있는 재료로 제조될 수 있다. 자석 하우징들(1012)은 하향식으로 볼 때 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 이러한 예에서, 각각의 자석 하우징(1012)은 자석 하우징(1012)의 제1 면(1020) 및 제2 면(1022)에 각각 인접하게 위치되는 2개의 자석들(도 10a에 도시되지 않았지만 도 10b에서 볼 수 있음)을 수용한다. 이러한 배열은, 도 6b가 자석들(632)의 쌍이 하우징(630) 내에 배열되는 것을 도시하는 방법과 유사할 수 있다.
고정 자석 조립체(1000)는 지지 플레이트(1002) 아래에 위치된 장착 플레이트(1006)를 포함한다. 고정 자석 조립체(1000)는 스프링들(1024)의 세트를 포함하고, 여기서 각각의 스프링의 일 단부는 장착 플레이트(1006)에 부착되고, 각각의 스프링의 대향되는 단부는 자석 하우징들(1012) 및/또는 지지 플레이트(1002)에 부착된다. 스프링(1024)에 추가하여 또는 이에 대한 대안적으로 다른 편향 메커니즘들이 적합하게 구현될 수 있다. 스프링들(1024)이 압축되지 않은 상태에 있을 때, 지지 플레이트(1002)와 장착 플레이트(1006) 사이에 간격이 있을 수 있다.
스프링들(1024)은, 스프링들이 비압축 상태에 있을 때 장착 플레이트(1006)와 지지 플레이트(1002) 사이에 희망되는 간격을 생성하기 위해 지지 플레이트(1002)에 대해 편향력을 가한다. 일부 실시예들에서, 지지 플레이트(1002)는 추가로 체결구들(1019)을 통해 장착 플레이트(1006)에 기계적으로 결합될 수 있다. 장착 플레이트(1006)와 지지 플레이트(1002) 사이의 최대 간격은 지지 플레이트(1002) 내의 장착 홀들(1018)을 통해 삽입되는 체결구들(1019)(예를 들어, 나사들 또는 숄더 볼트들)에 의해 제한될 수 있다. 이러한 체결구들(1019)은 고정 자석 조립체(1000)를 형성하기 위해 지지 플레이트(1002)를 장착 플레이트(1006)에 부착하기 위해 장착 홀들(1018) 내로 삽입된다. 이러한 예에서, 장착 홀들(1018)을 통해 삽입된 체결구들(1019)은 장착 플레이트(1006)로부터 멀어지는 z-방향으로의 지지 플레이트(1002)의 상향 이동에 상향 제한을 둘 수 있지만, 장착 플레이트(1006)를 향한 z-방향으로의 지지 플레이트(1002)의 하향 이동을 제한하지 않는다. 일부 실시예들에서, 체결구들(1019)은 x-축 및 y-축에서의 지지 플레이트(1002)의 이동을 추가로 제한할 수 있다. 그런 다음, 고정 자석 조립체(1000)는 베리 하이 본드 테이프 또는 다른 적절한 체결구와 같은 체결구를 사용하여 장착 플레이트(1006)를 진단 및 준비 장치의 커버에 부착함으로써 진단 또는 준비 장치에 부착될 수 있다.
유리하게는, 설치된 고정 자석 조립체(1000)의 스프링-장착형 지지 플레이트(1002)는, 스프링(1024)들이 커버에 고정된 장착 플레이트(1006)에 대해 z-방향으로 지지 플레이트(1002)의 이동을 허용하기 때문에, 수용 베이에 랙의 삽입 이전 및 삽입 동안 수용 베이에서 z-방향으로 상향 또는 하향 이동할 수 있다. 이러한 특징은, 고정 자석 조립체가 설치되는 복수의 장치들의 각각에 걸쳐 정확한 자석 위치설정이 정확하고 일관되게 재현될 것을 요구하지 않고, 시약 홀더들의 혼합 튜브들(예를 들어, 용기(608-3) 또는 용기(708-3))이 자석 하우징들(1012) 내의 자석들에 대해 정확하고 일관되게 위치되게 하는 것을 허용할 수 있다. 예를 들어, 시약 홀더들의 혼합 튜브들은 지지 플레이트(1002)의 홀들(1008) 내에 수용될 수 있고, 혼합 튜브들(또는 불만(complaint) 지지 플레이트(1002)와 접촉하는 랙의 다른 부분)은 지지 플레이트(1002) 상에서 z-방향으로 아래로 눌려서, 지지 플레이트(1002)와 장착 플레이트(1006) 사이에 위치된 스프링들(1024)을 압축할 수 있다. 스프링들(1024)이 압축됨에 따라, 지지 플레이트(1002)는, 이것이 랙이 수용 베이 내의 이것의 최하부 위치에 도달하는 지점에 도달할 때까지 장착 플레이트(1006)에 대해 하강하고, 이 지점에서 시약 홀더들의 혼합 튜브들의 하단 부분들은 지지 플레이트(1002)의 홀들(1008) 내에 신뢰할 수 있게 그리고 정확하게 배치될 것이다. 이러한 배열은, 각각의 혼합 튜브가, 수용 베이 내로 홀더들을 삽입하기 위해 사용되는 랙 내의 특정 치수 변동들과 무관하게 그리고 홀더들을 수용하는 수용 베이의 특정 치수 변동들과 무관하게, 인접한 자석 하우징(1012)의 자석에 매우 근접하게(예를 들어, 인접한 자석 하우징(1012)의 제1 면(1020) 또는 제2 면(1022) 중 하나의 뒤에) 있는 것을 야기한다. 따라서, z-방향으로 조정가능한 지지 플레이트(1002)를 사용하여 복수의 홀더들의 혼합 튜브에 자기 에너지를 제공하기 위한 이러한 배열은 장치의 수용 베이와 랙 사이의 치수들 및 공차들의 변동들과 무관하게 다수의 상이한 장치들에 걸쳐 신뢰할 수 있게 그리고 정확하게 재현될 수 있다.
일부 실시예들에서, 각각의 자석 하우징(1012)의 제1 면(1020) 및 제2 면(1022)은, 혼합 튜브들이 홀들(1008) 내에 배치될 때 이들을 혼합 튜브들(예를 들어, 용기(608-3) 또는 용기(708-3))의 경사진 벽과 평행하게 만드는 각도로 배향될 수 있다. 따라서, 자석 하우징들(1012) 내부의 제1 면(1020) 또는 제2 면(1022) 각각에 인접하게 위치된 자석은 또한 인접한 혼합 튜브의 경사진 벽과 평행하도록 배향될 수 있으며, 이는 혼합 튜브의 경사진 벽과 수직인 자기력들을 야기한다.
이는, 개시된 기술의 특징들을 보다 쉽게 설명하기 위해 고정 자석 조립체(1000)의 투명도를 도시하는 도 10b로부터 보다 쉽게 이해될 수 있다. 고정 자석 조립체, 혼합 튜브, 및 홀더의 실시예들은 투명할 필요는 없다. 고정 자석 조립체(1000)의 홀들(1008)에 안착된 홀더의 혼합 튜브(1030)(예를 들어, 홀더의 원위 단부에서 프로세스 튜브로부터 제3 위치에 있는 용기)가 도시되어 있다. 이러한 위치에서, 혼합 튜브(1030)는 제1 면(1020) 및 제2 면(1022)을 갖는 자석 하우징(1012)에 매우 근접하게 위치된다. 자석(1040)은 제1 면(1020) 뒤에 위치되고 자석(1042)은 제2 면(1022) 뒤에 위치되는 것이 도 10b로부터 확인될 수 있다. 자석(1042)은 혼합 튜브(1030)가 고정 자석 조립체(1000)의 홀(1008)에 안착될 때 혼합 튜브(1030)에 매우 근접하고(약 2 mm 이내), 자석(1042)이 혼합 튜브(1030)의 경사진 벽과 일치하는 각도로 경사진 배향을 갖는다는 것이 확인될 수 있다.
유리하게는, 자석 하우징(1012)은, 이것이 시약 홀더의 제2 스냅-인 용기(도시되지 않았지만, 도 6e에 도시된 용기(608-2)와 유사함)와 간섭하지 않도록 치수가 정해진다. 또한, 자석 하우징(1012)은 또한 유리하게는, 각각 제2 스냅-인 용기 또는 제3 스냅-인 용기(1030)를 수용하는 제2 또는 제3 리셉터클 중 어느 하나의 스커트 또는 플랜지와 간섭하지 않도록 치수가 결정될 수 있다.
개시된 기술의 실시예들이 도 2a 내지 도 10b를 참조하여 위에서 설명된 같은 홀더에 고정 자기력을 인가하는 것에 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 유사하게, 개시된 기술의 실시예들은 도 1b를 참조하여 위에서 논의된 자동화된 진단 또는 준비 장치 내의 홀더에 고정된 자기력을 인가하는 것에 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 개시된 기술은 유리하게는 홀더의 용기 내에서 자석 기판들을 프로세싱하고 조작하기 위해 홀더를 수용하는 임의의 장치에서 구현될 수 있다. 개시된 기술에 따른 비제한적인 예시적인 홀더에 고정 자기력을 인가하도록 구성된 비제한적인 예시적인 자동화된 장치가 이제 개시된 기술의 특정 유리한 특징들을 더 예시하기 위해 도 11 내지 도 15d를 참조하여 설명될 것이다. 도 11은 진단 또는 준비 장치의 일부 실시예들의 내부들(1100)의 등각도이다.
진단 또는 준비 장치의 이러한 예시된 실시예는 샘플들로부터 폴리뉴클레오티드를 추출하고 이들을 PCR-준비 형태로 준비하기 위해 유사하게 사용될 수 있다. 이러한 진단 또는 준비 장치는 ("Automated Diagnostic Analyzer and Method for its Operation"이라는 명칭으로) 2017년 02월 17일자로 출원된 PCT 출원 번호 제WO2017/184244호에 개시된 것과 유사할 수 있으며, 이로써 이러한 출원의 개시내용은 그 전체가 본원에 참조로서 포함된다.
특히, 진단 또는 준비 장치의 이러한 실시예는, 샘플 준비에 사용되는 미리 패키징된 시약들을 포함하는 시약 홀더들, 예컨대 진단 또는 준비 장치에 의해 수용될 랙에 로딩되는 도 2a 내지 도 2c에 도시된 형태의 시약 홀더들을 사용하지 않을 수 있다. 대신에, 이러한 진단 또는 준비 장치는 미리 패키징된 시약들을 포함하지 않는 프로세싱 플레이트들(1140)을 수용할 수 있고, 샘플 준비를 위한 시약들은 프로세싱 데크(1116) 상의 상이한 위치에 개별적으로 저장될 수 있다. 프로세싱 플레이트들 (1140) 은 도 12a 내지 도 12b를 참조하여 더 상세히 설명된다.
예를 들어, 건조 시약 구획(compartment)들의 각각 위에 배치된 관통가능 막에 의해 밀봉되는 복수의 건조 시약 구획들을 포함하는 건조 시약 플레이트(1150)가 존재할 수 있다. 일부 실시예들에서, 건조 시약 플레이트 (1150)에는 총 96개의 건조 시약 구획들이 존재할 수 있고, 동일한 플레이트 (1150) 내의 각각의 시약 구획에는 동일한 시약이 로딩되어 시약 플레이트가 분석 특이적이다. 그러나, 다수의 건조 시약 플레이트들(1150)이 분석 또는 절차에 따라 사용될 수 있고, 각각 해당 분석에 특이적인 시약들을 갖는 별개의 시약 플레이트들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 샘플을 PCR-준비 형태로 준비하기 위해, 용해 완충액 및 자성 입자들(예를 들어, 추출 비드들)을 포함하는 제1 건조 시약 플레이트(예를 들어, 추출 시약 플레이트) 및 마스터 믹스 시약을 포함하는 제2 건조 시약 플레이트(예를 들어, 증폭 시약 플레이트)가 존재할 수 있다. 다른 실시예들에서, 상이한 시약들은 단일 건조 시약 플레이트 (1150) 상에 조합될 수 있다 (예를 들어, 추출 시약 플레이트 및 증폭 시약 플레이트가 조합될 수 있다).
장치는 또한 액체 시약 플레이트(1160)를 포함할 수 있다. 액체 시약 플레이트(1160)는 4개의 프로세싱 로우(row)로 구성된 복수의 시약 구획들을 포함할 수 있고, 각각의 프로세싱 로우는 각각의 구획이 샘플 프로세싱 단계에 대한 시약을 홀딩하는 4개의 구획들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 프로세싱 로우는 재구성 완충액에 대한 제1 구획, 세척 완충액에 대한 제2 구획, 용출 완충액에 대한 제3 구획, 및 중화 완충액에 대한 제4 구획을 포함할 수 있다. 이러한 구획들은 사용되는 순서대로 배열될 수 있다. 그러나, 이들은 다른 배열들로 존재할 수 있다. 이에 더하여, 각각의 구획은 샘플들의 전체 배치, 예를 들어 총 24개의 샘플들의 배치를 프로세싱하기에 충분한 시약을 홀딩한다. 관통가능 막(미도시)이 이러한 구획들의 각각 위에 배치되고, 액체 시약 플레이트(1160)에 밀봉되어, 막이 하나의 구획에 접근하기 위해 관통되는 경우, 나머지 구획들은 밀봉된 상태로 남아 있는다. 이는, 액체 시약 플레이트(1160)가 샘플들의 다른 배치에 대해 필요할 때까지 저장될 수 있게 한다.
일부 실시예들에서, 프로세싱 플레이트들(1140)은 피펫 팁들이 파킹될 수 있는 홀들을 가질 수 있고, 프로세싱 플레이트(2040)에 파킹된 재사용가능 피펫 팁들이 이를 통해 연장되는 것을 가능하게 하는 세장형 개구부들(1117)이 프로세싱 데크 상에 존재할 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세싱 데크(1116)는 피펫 팁 슈트(chute)(1135)를 포함할 수 있고, 여기서 사용된 피펫 팁들은 폐기될 수 있다. 일부 실시예들에서, 진단 또는 준비 장치의 내부들(1100)은, 미세유체 채널들 및 프로세싱된 샘플의 증폭을 수행하기 위한 증폭 챔버를 포함하는 증폭 카트리지(1170)를 수용하도록 구성된 베이를 포함할 수 있다.
도 12a는 도 11을 참조하여 설명된 진단 또는 준비 장치의 일부 실시예들에서 사용되는 예시적인 프로세싱 플레이트(1240)의 등각도이다. 도 12b는 진단 또는 준비 장치의 일부 실시예들의 수용 베이에 사용하기 위해 삽입될 때 2개의 프로세싱 플레이트들(1240)의 배열의 평면도이다. 2개의 프로세싱 플레이트들(1240)의 이러한 배열은 24개의 샘플들(각각의 프로세싱 플레이트(1240)로부터의 12개)이 프로세싱되는 것을 가능하게 할 수 있다. 도 12a 및 도 12b가 함께 설명된다. 프로세싱 플레이트(1240)는 도 11을 참조하여 이상에서 설명된 프로세싱 플레이트(1140)와 동일하거나 또는 실질적으로 유사할 수 있다. 개시된 기술이 예시적인 프로세싱 플레이트 (1240)의 특정 특징들에 제한되지 않고, 다른 적합하게 구성된 프로세싱 플레이트들이 개시된 기술에서 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
프로세싱 플레이트(1240)는, 복수의 프로세스 튜브들(1244), 혼합 튜브들(1246), 및 피펫 팁 홀딩 스테이션들(1247)을 부분적으로 획정할 수 있는 플레이트 본체(1241)를 포함할 수 있다. 플레이트 본체(1241)는, 프로세스 튜브들(1244), 혼합 튜브들(1246), 및 피펫 팁 홀딩 스테이션들(1247)의 각각에 대한 원형 개구부를 가질 수 있다. 프로세스 튜브들(1244)은 플레이트 본체(1241)의 하단으로부터 연장되는 튜브 본체(1245)를 가질 수 있고, 튜브 본체(1245)는 원뿔형 회전 표면을 가질 수 있다. 혼합 튜브들(1246)은 또한 플레이트 본체(1241)의 하단으로부터 연장되는 튜브 본체(도시되지 않았지만, 도 13b에서 볼 수 있음)를 가질 수 있으며, 이는 또한 원뿔형 회전 표면을 가질 수 있다. 피펫 팁 홀딩 스테이션들(1247)은 플레이트 본체(1241)의 하단으로부터 연장되는 슬리브(sleeve)(도시되지 않았지만, 도 13b에서 볼 수 있음)를 가질 수 있다. 슬리브는, 프로세싱 플레이트(1240)가 이동되더라도, 그 안에 배치될 때 피펫 팁을 피펫 팁 홀딩 스테이션(1247)에 파킹된 채로 유지할 수 있다.
일부 실시예들에서, 프로세스 튜브들(1244)은 대안적으로 추출 튜브들 또는 용해 튜브들로 지칭될 수 있다. 일부 실시예들에서, 혼합 튜브들(1246)은 대안적으로 혼합 웰(well)들로서 지칭될 수 있다. 프로세스 튜브들(1244)은 혼합 튜브들(1246)보다 플레이트 본체(1241)의 중간에 더 가깝게 위치될 수 있고, 혼합 튜브들(1246)은 피펫 팁 홀딩 스테이션들(1247)보다 플레이트 본체(1241)의 중간에 더 가깝게 위치될 수 있다. 다른 구성들이 개시된 기술에서 적절히 구현될 수 있다.
일부 실시예들에서, 프로세싱 플레이트(1240)는, 서로 평행하게 배열된 프로세스 튜브(1244)들, 혼합 튜브들(1246), 및 피펫 팁 홀더들(1247)의 2개의 로우들을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 프로세싱 플레이트(1240)는 6개의 프로세스 튜브들(1244)의 2개의 로우들, 6개의 혼합 튜브들(1246)의 2개의 로우들, 및 6개의 피펫 팁 홀딩 스테이션들(1247)의 2개의 로우들을 포함한다. 그러나, 더 많거나 또는 더 적은 것이 고려된다(예를 들어, 프로세싱 플레이트(1240)는 12개의 프로세스 튜브들(1244), 혼합 튜브들(1246) 및 피펫 팁 홀딩 스테이션들(1247)의 2개의 로우들 또는 심지어 이러한 것들의 단일 로우를 포함할 수 있다). 단일 샘플의 프로세싱은, 프로세싱 튜브들(1244) 중 하나 및 동일한 컬럼에서 이와 정렬되는 이것의 대응하는 혼합 튜브(1246) 및 피펫 팁 홀딩 스테이션(1247)을 수반할 수 있다. 따라서, 단일 프로세싱 플레이트 (1240)는 12개의 샘플들이 그 안에서 프로세싱되는 것을 가능하게 할 수 있다.
일부 실시예들에서, 프로세싱 플레이트(1240)는 프로세싱 플레이트(1240)의 상단 표면 상에 맞물림 부재들(1249)을 포함할 수 있다. 맞물림 부재들(1249)은 맞물림 노치(notch)들(1242)을 포함할 수 있다. 맞물림 부재들(1249) 및 맞물림 노치들(1242)은, 프로세싱 플레이트(1240)가 샘플 프로세싱을 위한 진단 또는 준비 장치의 특징부들(예를 들어, 로봇 암)에 의해 파지되고 이동되는 것을 가능하게 할 수 있다.
도 13a는 진단 또는 준비 장치의 일부 실시예들의 내부들의 등각도이다. 도 13b는 샘플 프로세싱을 위해 제 위치에 프로세싱 플레이트를 갖는, 진단 또는 준비 장치의 일부 실시예들의 내부들의 측면 프로파일 도면이다. 도 13a 및 도 13b는 함께 설명된다.
도 13a에서 알 수 있는 바와 같이, 제1 추출기(1340) 및 제2 추출기(1350)는, 다른 것들 중에서도, 하우징(1342), 인쇄 회로 보드들(1347)("PCB"), 모터(1344), 다수의 히터 조립체들(1348), 및 다수의 자기 분리기들(1341)를 포함할 수 있는 단일 조립체의 일부로서 보인다. 임의의 수의 가열 조립체들(1348) 및 자기 분리기들(1341)이 존재할 수 있다. 일부 실시예들에서, 히터 조립체들(1348) 및 자기 분리기들(1341)은 (예를 들어, 히터 조립체들(1348)이 프로세싱 플레이트(들)의 프로세스 튜브들에 독립적으로 열을 인가하게 하기 위해) 예컨대 PCB들(1347) 상의 전자 회로에 의해 제어될 수 있다. 이는 또한, 자기 분리기들(1341)이 프로세싱 플레이트(들)의 프로세스 튜브들에 대해 위로 그리고 아래로 이동하게 하도록 구성될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c에 도시된 히터 조립체(300)와 유사하게, 히터 조립체(1348)는 하나 이상의 독립적으로-제어가능한 히터 유닛들을 포함할 수 있고, 이들의 각각은 열 블록(1349)을 포함한다. 열 블록들(1349)은 금속 또는 다른 재료의 단일 피스로 만들어질 수 있거나, 또는 서로 별도로 제조되고 서로 독립적으로 장착되거나 또는 어떤 방식으로 서로 연결될 수 있다. 따라서, 히터 조립체(1348)는 히터 유닛들의 집합을 포함하지만, 히터 유닛들 또는 그들의 각각의 열 블록들(1349)이 서로 직접 또는 간접적으로 부착될 것을 요구하지 않는다. 열 블록들(1349)의 각각은 (도 12a에 도시된 프로세싱 플레이트(1240)의 프로세스 튜브(1244)와 유사한) 프로세싱 플레이트(1310)의 프로세스 튜브(1314)와 정렬되고 이에 열을 전달하도록 구성될 수 있고, 히터 조립체(1348)는, 예를 들어, 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이, 하나 이상의 열 블록들(1349)의 각각이 독립적으로 제어가능하게 함으로써, 각각의 히터 유닛이 프로세싱 플레이트(1310)의 하나 이상의 프로세스 튜브들(1314)의 각각을 독립적으로 가열하도록 구성될 수 있다. 히터 조립체들(1348) 중 하나에는 임의의 수의 독립적으로-제어가능한 히터 유닛들이 존재할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 히터 조립체(1348) 내에 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 8개, 10개, 12개, 16개, 20개, 24개, 25개, 30개, 32개, 36개, 40개, 48개, 또는 50개의 독립적으로-제어가능한 히터 유닛들이 존재한다. 진단 또는 준비 장치에서 사용되는 임의의 수의 가열 조립체들(1348)이 존재할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c에 도시된 자기 분리기(370)와 유사하게, 자기 분리기(1341)는 (프로세싱 플레이트(1240)의 프로세스 튜브들(1244)과 유사한) 프로세싱 플레이트(1310)의 하나 이상의 프로세스 튜브들(1314)에 대해 하나 이상의 자석들(1354)을 이동시키도록 구성될 수 있다. 자기 분리기(1341)는 프로세스 튜브들에서 자성 입자들을 분리하기 위해 프로세스 튜브들(1314)에 매우 근접하게 자석들(13541350)을 이동시킬 수 있다(예를 들어, 여기서 자기 분리기(1341)의 각각의 자석(1354)은 프로세스 튜브와 접촉하지 않고 인접한 프로세스 튜브의 외부 표면으로부터 2 mm 미만, 2 mm 내지 1 mm 사이, 또는 1 mm 미만만큼 떨어진 면을 갖는다).
구조적으로, 자기 분리기(1341)는 다음을 포함할 수 있다: 지지 부재(1352)에 부착된 하나 이상의 자석들(1354); 하나 이상의 자석들(1354)이 고정된 축을 따라 후방으로 그리고 전방으로 이동하며, 모션의 적어도 일 부분 동안, 하나 이상의 자석들(1354)이 용액 내에 상기 자성 입자들을 포함하는 하나 이상의 프로세스 튜브들(1314)들에 매우 근접하여 유지되는 방식으로 지지 부재(1352)를 이동시키도록 구성된 동력형 메커니즘(예를 들어, 모터(1344) 참조); 및 동력형 메커니즘을 제어하기 위한 제어 회로(예를 들어, PCB(1347)). 자기 분리기(1341)는 가열 또는 분리를 수행하기 위해 액체 재료들 또는 프로세스 튜브들을 상이한 위치로 이송하지 않고 하나 이상의 프로세스 튜브들(1314) 내의 액체 재료들에 대해 연속적인 가열 및 분리 동작들이 수행되는 것을 허용하기 위해 히터 조립체들(1348)와 함께 동작할 수 있다. 이러한 동작은 또한, 서로 독립적이지만, 둘 모두가 샘플 준비에서 활용되는 가열 및 분리 기능들이 콤팩트하고 효율적인 장치로 수행될 수 있다는 것을 의미하기 때문에 유리하다.
도시된 실시예에서, 4개의 가열 조립체들(1348)이 존재하며, 각각의 가열 조립체(1348)는 각기 히터 블록(1349)을 포함하는 6개의 독립적으로-제어가능한 히터 유닛들을 갖는다. 최대 2개의 프로세싱 플레이트들(1310)이 한번에 사용될 수 있고, 각각의 프로세싱 플레이트(1310)는 2개의 가열 조립체들(1348) 사이에 자기 분리기(1341)를 갖는 2개의 가열 조립체들(1348)의 사용을 수반한다. 자기 분리기(1341)는, 자기 분리기(1341)에 걸쳐 있는 2개의 가열 조립체들(1348)을 향하는 인접 자석들의 6개의 쌍들을 형성하기 위해, 6개의 자석의 2개의 로우들(예를 들어, 자기 분리기(1341)의 각각의 측면 상의 6개의 자석의 로우)을 가질 수 있다. 자석들의 이러한 나란한 페어링은, 단일 자석에 비해 프로세싱 플레이트(1310)의 프로세스 튜브(1314) 내의 자성 추출 입자들의 자기 인력을 향상시킬 수 있다. 자기 분리기(1341) 내의 각각의 자석은, 자기 분리기(1341)가 상승된 위치에 있을 때 2개의 가열 조립체들(1348) 중 하나의 열 블록(1349)에 인접하게 위치될 수 있다. 이러한 2개의 가열 조립체(1348) 중 12개의 열 블록들(1349)의 각각은 특히 프로세싱 플레이트(1310)의 12개의 프로세스 튜브들(1314) 중 하나(예를 들어, 도 12a에 도시된 6개의 프로세스 튜브들(1244)의 2개의 로우들)를 수용하도록 위치될 수 있다. 모터(1344)가 작동될 때, 자기 분리기(1341) 내의 자석들의 로우들은, 그 안에 배치된 프로세스 튜브들(1314)에 매우 근접하도록 열 블록들(1349)의 2개의 로우들 사이의 공간 내로 위로 이동될 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 일부 경우들에서, 자기 분리기들(1341)은 히터 조립체들(1348)(예를 들어, 자기 분리기들(1341) 중 하나 및 이에 걸쳐 있는 2개의 가열 조립체들(1348))와 통합될 수 있고, 이들은 집합적으로 통합된 자기 분리기 및 히터 조립체로 지칭될 수 있다. 또한, 도 13a 및 도 13b에 도시되지 않았지만, 인클로저는 서브-조립체들 및 미관의 보호를 위해 진단 또는 준비 장치(자기 분리기들(1341) 및 히터 조립체들(1348)을 포함함)의 내부를 커버할 수 있다.
도 14a는 진단 또는 준비 장치의 일부 실시예들에서 사용되는 프로세싱 플레이트의 평면 개념도를 도시한다. 보다 구체적으로, 도 14a는 자동화된 진단 또는 준비 장치(예를 들어, 도 11, 도 13a 및 도 13b에 설명된 것들)의 일부 실시예들과 함께 사용될 수 있는 예시적인 프로세싱 플레이트(1400)(도 12a 및 도 12b에 도시된 프로세싱 플레이트(1240)와 유사함)를 도시한다. 프로세싱 플레이트(1400)는 프로세스 튜브들(1442)의 2개의 로우들, 혼합 튜브들(1444)의 2개의 로우들, 및 피펫 팁 홀딩 스테이션들(1446)의 2개의 로우들을 가질 수 있다.
각각의 프로세싱 튜브(1442)는 혼합 튜브(1444) 및 피펫 팁 홀딩 스테이션(1446)과 관련될 수 있고, 이들은 프로세싱 축(1410)을 따라 정렬될 수 있으며, 여기서 진단 또는 준비 장치는 각각의 프로세싱 축(1410)을 따라 프로세싱 및 동작들(예를 들어, 액체들의 이송)을 수행하도록 구성된다. 따라서, 프로세싱 플레이트(1400) 내의 각각의 프로세싱 튜브(1442)에 대해 하나씩 - 총 n개의 프로세싱 축들(1410)이 개념화될 수 있다.
프로세싱 플레이트(1400)가 자동화된 진단 또는 준비 장치에 의해 사용될 때, 자석들의 2개의 로우들을 갖는 자기 분리기(예를 들어, 자기 분리기(1341))가 프로세스 튜브들(1442)의 2개의 로우들 사이에 위치될 수 있다. 이는 도 13b에서 보일 수 있다. 자기 분리기의 자석들의 각각의 로우는, 제1 자석 축으로 지칭될 수 있는 공통 축(예를 들어, 해당 로우의 자석들의 중간점을 통과하는 공통 축) 상에 정렬될 수 있다. 따라서, 자석들의 2개의 로우들을 갖는 자기 분리기는 2개의 로우들의 각각에 대해 제1 자석 축을 가질 수 있고, 이들은 도 14a에서 제1 자석 축들(1412)에 의해 표현된다. 각각의 제1 자석 축(1412)은 프로세스 튜브들(1442)의 인접한 로우에 평행하게 수평으로 이어질 수 있다. 각각의 제1 자석 축(1412)은, 자기 분리기가 상승될 때, 해당 제1 자석 축(1412) 상에 정렬된 자기 분리기의 자석들이 프로세스 튜브들(1442)의 인접한 로우 내의 프로세스 튜브들(1442)과 매우 근접하게 되도록(예를 들어, 로우 내의 각각의 프로세스 튜브(1442)의 2 ㎜ 내로) 위치될 수 있다.
일부 실시예들에서, 2개의 별개의 고정 자석 조립체들이 자동화된 진단 또는 준비 장치 내에 구현될 수 있다. 각각의 고정 자석 조립체는, 공통 축(예를 들어, 모든 자석들의 중간점을 통과하는 공통 축) 상에 정렬될 수 있는, 로우 내의 자석들의 세트를 포함할 수 있다. 고정 자석 조립체와 연관된 이러한 공통 축은 제 2 자석 축으로서 지칭될 수 있다. 2개의 고정 자석 조립체들에 대한 제 2 자석 축들은 도 14a의 자석 축들(1414)에 의해 표현된다. 2개의 고정 자석 조립체들은, 제2 자석 축들(1414)의 각각이 혼합 튜브(1444)의 2개의 로우들 중 하나에 근접하도록 위치될 수 있으며, 그 결과 고정 자석 조립체의 자석들은 혼합 튜브들(1444)의 인접한 로우에 충분히 근접하여 이러한 혼합 튜브들(1444)에 포함된 임의의 자성 추출 입자에 자기력을 가한다. 자기력은, 예를 들어 용액이 피펫팅 동작 동안에 혼합 튜브들(1444) 밖으로 이송되는 동안 혼합 튜브들(1444)의 내부 벽에 대해 혼합 튜브들(1444) 내의 용액 내에 자성 추출 입자를 홀딩하기에 충분한 강도일 수 있다. 2개의 별개의 고정 자석 조립체들을 가지면, 각각의 제2 자석 축(1414)은 혼합 튜브들(1444)의 2개의 로우들 중 하나를 통해 수평으로 이어질 수 있다. 대안적으로, 제2 자석 축(1414)은, 어느 경우이든, 혼합 튜브들(1444)의 내용물에 자기력을 부여하고 그 안에 포함된 임의의 자성 추출 입자들을 포획하기에 충분히 근접하여 혼합 튜브들(1444)의 로우의 후방 또는 전방으로 이어질 수 있다. 추가적으로, 각각의 제2 자석 축(1414)은, 고정 자석 조립체의 자석들이 자기 분리기의 자석들과 간섭하지 않도록 가장 가까운 제1 자석 축(1414)으로부터 충분히 멀리 이격될 수 있다. 예를 들어, 각각의 제1 자석 축(1412)은 대응하는 제2 자석 축(1414)으로부터 거리 "D"만큼 공간적으로 분리될 수 있으며, 그 결과 제1 자석 축(1412)을 따라 정렬된 하나 이상의 자석들은 혼합 튜브들(1444)의 내용물 상에 자기력을 가하지 않고, 제2 자석 축(1414)을 따라 정렬된 하나 이상의 자석들이 프로세스 튜브들(1442)의 내용물 상에 자기력을 가하지 않는다.
제1 자석 축들(1412) 및 제2 자석 축들(1414)은 도 14b에 추가로 도시되며, 이러한 도면은 제1 자석 축들(1412) 및 제2 자석 축들(1414)을 이해하기 위한 추가적인 컨텍스트를 제공할 수 있다. 도 14b는 고장 자석 조립체의 일 구성에 따른, 진단 또는 준비 장치의 일부 실시예들에서 자석들에 대한 프로세싱 플레이트의 특정 구성요소들의 위치들의 평면 개념도를 도시한다.
보다 구체적으로, 도 14b는 프로세스 튜브들(1442)의 각각과 연관된 프로세싱 축(1410)과 함께, 프로세싱 플레이트의 프로세싱 튜브들(1442) 및 혼합 튜브들(1444)의 2개의 로우들의 위치들을 도시한다. 자석들(1422)의 2개의 로우들을 갖는 자기 분리기(1420)는 프로세스 튜브들(1442)의 2개의 로우들 사이에 위치된다. 자기 분리기(1420)의 자석들(1422)의 2개의 로우들의 각각에 대응하는 2개의 상이한 제1 자석 축들(1412)이 존재함을 알 수 있다. 이러한 예시적인 구현예에서, 자석들(1422)은 프로세스 튜브들(1442)과 일대일로 대응된다. 실제로, 자석들(1422)을 프로세스 튜브들(1422)에 매우 근접하게 하기 위해 자기 분리기(1420)가 상승될 때, 자석들(1422)은 프로세스 튜브들(1442)의 내용물들에 자기력(도 14b에서 수직 벡터들로서 도시됨)을 가한다.
또한, 개시된 기술에 따른 2개의 별개의 고정 자석 조립체들의 자석들(1432)이 도 14b에 도시된다. 일부 실시예들에서, 고정 자석 조립체의 자석들(1432)은 쌍들로 배열될 수 있다. 자석들(1432)의 각각의 쌍은 하우징(1430) 내에 위치될 수 있다. 고정 자석 조립체는 다수의 하우징들(1430)을 포함할 수 있다. 자석들(1432)의 쌍들은 진단 또는 준비 장치 내에 위치될 수 있어서, 프로세싱 플레이트가 진단 또는 준비 장치의 수용 베이에 있을 때 (도면에 도시된 방식으로) 자석들(1432)의 각각의 쌍이 프로세싱 플레이트의 2개의 인접한 혼합 튜브들(1444) 사이에 위치된다. 프로세싱 플레이트 내의 각각의 혼합 튜브(1444)에 대한 자석(1432)이 존재할 수 있으며, 프로세싱 플레이트가 진단 또는 준비 장치의 수용 베이 내에 있을 때, 각각의 자석(1432)은 인접한 혼합 튜브(1444)에 매우 근접할 수 있다. 고정 자석 조립체의 모든 자석들(1432)은 제2 자석 축(1414 상에 정렬(또는 실질적으로 정렬)될 수 있다. 2개의 별개의 고정 자석 조립체들을 가지면, 2개의 별개의 제2 자석 축들(1414)이 존재하고, 이들의 각각은 2개의 고정 자석 조립체들 중 하나에서의 자석들(1432)의 로우에 대응한다. 이러한 예시적인 구현예에서, 자석들(1432)은 혼합 튜브들(1444)과 일대일로 대응하며, 자석들(1432)의 각각은 인접한 혼합 튜브(1444)의 내용물들에 자기력(도 14b에서 수평 벡터들로서 도시됨)을 가할 수 있다.
도 14c는 본 명세서에 개시된 실시예들에 따른, 진단 또는 준비 장치의 일부 실시예들에서 자석들에 대한 프로세싱 플레이트의 특정 구성요소들의 위치들의 측면 프로파일 개념도를 도시한다.
보다 구체적으로, 도 14c는 프로세싱 플레이트(1400)의 하나의 프로세싱 축(1410)과 관련된 프로세싱 튜브(1442), 혼합 튜브(1444), 및 피펫 팁 홀딩 스테이션(1446)을 도시한다. 프로세스 튜브(1442)는 세포 용해 및, 환자의 DNA 또는 RNA, 및 병원체의 DNA 또는 RNA와 같은 핵산의 추출을 위한 샘플 준비 동안 사용될 수 있다. 프로세스 튜브(1442)는, 프로세싱 플레이트(1400)가 진단 또는 준비 장치의 수용 베이에 있을 때 프로세스 튜브(1442)가 히터 조립체(예를 들어, 도 13a에 도시된 히터 조립체(1348))의 히터 블록(1460) 내에 배치되도록 하는 위치에 위치될 수 있다. 자기 분리기의 제1 자석(1422)은 프로세스 튜브(14442)의 내용물 상에 자기력을 가하기 위해 프로세스 튜브(1442)에 매우 근접하게 상승될 수 있다. 혼합 튜브(1444)는 고정 자석 조립체의 제2 자석(1432)에 근접하게 위치된 위치에 위치될 수 있으며, 그 결과 제2 자석(1432)은 혼합 튜브(1444)의 내용물에 자기력을 가한다.
이러한 고정 자석 조립체를 이용한 샘플의 준비는 다음과 같이 진행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 진단 또는 준비 장치는 자성 추출 입자들, 동결 건조된 추출 시약(예를 들어, 건조된 용해 시약) 및 내부 대조군들을 포함할 수 있는 추출 시약을 포함하는 추출 플레이트의 추출 튜브(예를 들어, 건조 시약 플레이트(1150)의 밀봉된 건조 시약 구획)를 천공할 수 있다. 자성 입자들은 샘플 내의 특정 분자들(예를 들어, DNA/RNA)과 결합하도록 구성될 수 있다. 진단 또는 준비 장치는 또한 액체 시약 플레이트(1160)의 관련 시약 구획들을 관통할 수 있다. 그런 다음, 진단 또는 준비 장치는 일부 미가공 샘플을 프로세스 튜브(1442) 내로 전달할 수 있다. 전달되는 미가공 샘플의 양은 분석 또는 절차의 유형에 의존할 수 있다. 진단 또는 준비 장치는 추출 시약의 일부(예를 들어, 추출 완충액)를 추출 플레이트의 추출 튜브로부터 프로세스 튜브(1442) 내로 이동시킬 수 있다.
그런 다음, 히터 유닛의 히터 블록(1460) 내에 배치되는 프로세스 튜브(1442)의 내용물이 히터 블록(1460)에 의해 가열된다. 가열의 온도 및 지속 기간은 분석 또는 절차의 유형에 의해 결정된다. 가열 및 용해 시약은 샘플로부터의 세포들이 파괴되어 개방되게 하고, 세포들 및 내부 대조군들에 포함된 표적 핵산(예를 들어, DNA 또는 RNA)의 일부는 자성 입자(예를 들어, 자성 결합 입자들 또는 비드들)에 부착하거나 또는 결합할 수 있다.
자기 분리기의 제1 자석(1422)은 프로세스 튜브(1442)에 매우 근접할 때까지 상승될 수 있다. 자석(1422)은 프로세스 튜브(1442) 내의 자성 입자들에 자기력을 가하여 자성 입자들 및 부착된 핵산을 프로세스 튜브(1442)의 측면으로 끌어당길 수 있다. 자석(1422)이 여전히 자성 입자들 및 부착된 핵산을 프로세스 튜브(1442)의 측면으로 끌어당기고 있는 동안, 진단 또는 준비 장치는 프로세스 튜브(1442)로부터 액체를 추출할 수 있다. 이상적으로 정상 동작 하에서, 이러한 액체는, 액체가 추출될 때 프로세스 튜브(1442)의 내부 측벽에 대해 홀딩되는 자성 입자들 및 부착된 핵산을 포함하지 않아야 한다. 진단 또는 준비 장치는 추출된 액체를 분배할 수 있다.
자기 분리기의 제1 자석(1422)은 하강되어 자성 입자들 및 부착된 핵산을 프로세스 튜브(1442)의 측면에 홀딩하는 자기력을 제거할 수 있다. 진단 또는 준비 장치는 프로세스 튜브(1442) 내의 핵산에 결합된 자성 입자들과 혼합될 세척 완충액을 (예를 들어, 액체 시약 플레이트(1160)의 시약 구획으로부터) 프로세스 튜브(1442) 내로 전달할 수 있다. 그 후에, 자기 분리기의 제1 자석(1422)은 프로세스 튜브(1442)에 매우 근접할 때까지 다시 상승될 수 있다. 자석(1422)은 프로세스 튜브(1442) 내의 자성 입자들에 자기력을 가하여 자성 입자들 및 부착된 핵산을 프로세스 튜브(1442)의 측면으로 다시 끌어당길 수 있다.
자성 입자가 프로세스 튜브(1442)의 측면으로 이동함에 따라, 액체 내용물(예를 들어, 주로 첨가된 세척 완충액)이 프로세스 튜브(1442)로부터 추출되어 폐기될 수 있다. 이상적으로 정상 동작 조건들 하에서, 이러한 액체는, 액체가 추출될 때 프로세스 튜브(1442)의 내부 측벽에 대해 홀딩되는 자성 입자들 및 부착된 핵산을 포함하지 않아야 한다. 그 후에, 자기 분리기의 제1 자석(1422)은 하강되어 자성 입자들 및 부착된 핵산을 프로세스 튜브(1442)의 측면에 홀딩하는 자기력을 제거할 수 있다.
(예를 들어, 액체 시약 플레이트(1160)의 시약 구획으로부터의) 용출 또는 방출 완충액은 자성 입자들 및 부착된 핵산을 포함하는 프로세스 튜브(1442)에 첨가될 수 있다. 방출 완충액은 자성 입자들이 핵산 및 내부 대조군으로부터 분리되게 할 수 있다. 진단 또는 준비 장치는 중화 완충액을 (예를 들어, 액체 시약 플레이트(1160)의 시약 구획으로부터) 이러한 시점까지 비어 있는 혼합 튜브(1444)로 전달할 수 있다. 이러한 시점에서, 프로세스 튜브(1442)는 자성 입자들, 분리된 핵산(예를 들어, DNA/RNA), 및 내부 대조군들을 포함할 것이다. 혼합 튜브(1444)는 중화 완충액을 포함한다.
히터 블록(1460)은 프로세스 튜브(1442)의 내용물을 가열하기 위해 두 번째로 활성화된다. 가열의 온도 및 지속기간은 수행되는 분석 또는 절차에 의존할 것이다. 자기 분리기의 제1 자석(1422)은 프로세스 튜브(1442)에 매우 근접할 때까지 또 다시 상승될 수 있다. 자석(1422)은 프로세스 튜브(1442) 내의 자성 입자들에 자기력을 가하여, 자성 입자들(그러나, 더 이상 자성 입자들에 부착되지 않는 핵산, 예를 들어 DNA/RNA 분자는 아님)을 프로세스 튜브(1442)의 내부 측벽에 끌어당길 수 있다. 자성 입자들이 제1 자석(1422)에 의해 프로세스 튜브(1442)의 내부 측벽으로 끌어당겨지고 이에 대해 홀딩되는 동안, 액체 내용물(예를 들어, 첨가된 방출 완충액을 갖는 핵산 혼합물)은 자성 입자들을 추출하지 않으면서 프로세스 튜브(1442)로부터 추출된다. 핵산 혼합물은 중화 완충액을 포함하는 혼합 튜브(1444)로 전달될 수 있다. 중화 완충액은 핵산 혼합물의 pH를 중성 pH로 낮추도록 구성된다. 자석 분리기의 제1 자석(1422)이 하강될 수 있다.
일부 실시예들에서, PCR 증폭에 사용되는 프로브들 및 프라이머들을 포함하는 PCR 마스터 믹스 시약을 포함하는 증폭 시약 플레이트의 건조 시약 구획이 접근될 수 있다. PCR 마스터 믹스 시약은 동결 건조된 비드의 형태일 수 있다. 진단 또는 준비 장치는 혼합 튜브(1444)의 내용물을 PCR 마스터 믹스 시약을 포함하는 증폭 시약 플레이트의 구획으로 전달할 수 있고, 혼합 튜브(1444)로부터의 중화된 핵산 혼합물은 PCR 마스터 믹스 펠릿을 용해시킬 수 있다. 그러나, 내용물이 혼합 튜브(1444)로부터 추출됨에 따라, 고정 자석 조립체의 제2 자석(1432)은 혼합 튜브(1444)의 내용물에 자기력을 가할 수 있다. 특히, (예를 들어, 프로세스 튜브(1422) 내에 자성 입자들을 유지하기 위해 제1 자석(1422)을 사용하여) 이것이 발생하는 것을 방지하기 위한 노력에도 불구하고 프로세스 튜브(1442)로부터 혼합 튜브(1444) 내로 전달된 일부 자성 입자들(예를 들어, 비드들)이 존재할 수 있다. 제2 자석(1432)은, 중화된 핵산 혼합물이 혼합 튜브(1444)로부터 추출될 때 중화된 핵산 혼합물로부터 프로세스 튜브(1422)로부터 캐리 오버되는 임의의 잔류 자성 입자들(예를 들어, "캐리오버" 자성 입자들)을 제거하기 위한 추가적인 필터링 단계의 일부로서 사용될 수 있다.
재수화된 PCR 마스터 믹스 시약 및 중화된 핵산 혼합물을 포함하는, 증폭 시약 플레이트의 건조 시약 구획 내의 결과적인 혼합된 용액은, 샘플이 저장되는 저장 디바이스 또는 샘플이 증폭되는 미세유체 카트리지(예를 들어, 도 11에 도시된 미세유체 카트리지(1170))를 포함하는 디바이스로 전달될 수 있다.
도 15a 내지 도 15d는 진단 또는 준비 장치의 일부 실시예들에서 사용되는 개시된 기술에 따른 고정 자석 조립체의 등각도들을 도시한다.
도 11, 도 13 내지 도 13b, 및 도 14a 내지 도 14c에 도시되고 설명된 진단 또는 준비 장치의 실시예들에 대해 구현될 수 있는 고정 자석 조립체(1500)의 일 실시예가 도시된다. 4개의 별개의 고정 자석 조립체들(1500)이 도시된 바와 같이 설치될 수 있고, 이들의 각각은, 고정 자석 조립체(1500)가 구현되는 특정 진단 또는 준비 장치에 적절한 치수들을 가질 수 있는 지지 플레이트(1502)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 지지 플레이트(1502)는 기계가공된 알루미늄 플레이트일 수 있다. 지지 플레이트(1502)는 리세스들 또는 홀들(1508)의 세트를 포함할 수 있고, 이들의 각각은 프로세싱 플레이트(1540)의 혼합 튜브(1546)(도 13b에 도시된 혼합 튜브(1316) 또는 도 14a 내지 도 14c에 도시된 혼합 튜브(1444)와 유사함)의 하단 단부를 수용하도록 구성된다.
고정 자석 조립체(1500)는 또한 자석 하우징들(1512)의 세트를 포함할 수 있다. 자석 하우징들(1512)은 단일의 모놀리식 피스로서 일체로 형성될 수 있다. 자석 홀더(1500)는 자석 하우징들(1512) 및 커넥터들(1514)의 세트를 포함할 수 있다. 자석 하우징들(1512) 및 커넥터들(1514)은 단일의 모놀리식 피스로서 일체로 형성될 수 있다. 다른 예에서, 자석 하우징들(1512) 및 커넥터들(1514)은 자석 홀더(1500)를 형성하도록 결합된다. 다른 구성들이 적절하게 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 자석 하우징(1512)은 하향식으로 볼 때 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 이러한 예에서, 각각의 자석 하우징(1512)은, 자석 하우징(1512)의 제1 면(1520) 및 제2 면(1522)에 각각 인접하게 위치되는 2개의 자석들(미도시)을 하우징한다. 이러한 배열은, 도 14b가 자석들(1432)의 쌍이 하우징(1430) 내에 배열되는 것을 도시하는 방법과 유사할 수 있다. 고정 자석 조립체(1500)는 자석 하우징(1512)을 지지 플레이트(1502)에 부착하기 위한 장착 홀들(1518)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 체결구들(예를 들어, 나사들)은 자석 하우징들(1512)을 지지 플레이트(1502)에 부착하고 고정 자석 조립체(1500)를 형성하기 위해 장착 홀들(1518) 내로 삽입될 수 있다. 그런 다음, 고정 자석 조립체(1500)의 지지 플레이트(1502)는 임의의 적절한 메커니즘을 사용하여 진단 또는 준비 장치에 설치(예를 들어, 부착)될 수 있다.
하나의 비제한적인 예에서, 고정 자석 조립체(1500)는, 커넥터들(1514)에 의해 분리된 복수의 자석 하우징들(1512)을 포함하는 단일의 모놀리식 피스이다. 일부 경우들에서, 고정 자석 조립체는 복수의 자석 하우징들(1512)을 포함하는 단일 구조체이다. 단일 고정 자석 조립체(1500)는, 예를 들어, 자성 재료로 형성될 수 있다. 다른 비제한적인 예에서, 단일 고정 자석 조립체(1500)는 하나 이상의 비자성 재료들로 형성되고, 자성 재료는 각각의 자석 하우징(1512)의 제1 면(1520) 및 제2 면(1522)에 인접한 하우징의 내부 벽들에 결합된다. 다른 구성들이 가능하다.
일부 실시예들에서, 각각의 고정 자석 조립체(1500)의 자석 하우징(1512)은 지지 플레이트(1502) 및 진단 또는 준비 장치의 나머지에 대해 고정된 높이(예를 들어, 업/다운 위치)를 가질 수 있다. 이러한 고정된 높이는 자석 하우징(1512)과 지지 플레이트(1502) 사이에 z-방향으로 측정된 희망되는 높이의 심을 추가함으로써 조정될 수 있다. 고정 자석 조립체(1500)의 설치는, 설치 키트로부터 상이한 높이들의 복수의 심들 중 하나를 선택하는 단계, 선택된 심을 수용 베이에 설치하는 단계, 및 z-방향으로 심 위에 고정 자석 조립체(1500)를 설치하는 단계를 포함할 수 있다. 이는, 고정 자석 조립체가 필드에서 기존의 준비 및 진단 장치들 내로 개장될 때, 장치들에서 구현되는 수용 베이들 및 랙들과 관련된 치수들 및 엄격한 공차들의 매우 작은 차이들을 고려하여 특히 유리할 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 도 9 및 도 10a 내지 도 10b에 도시된 스프링-기반 메커니즘은, 설치된 고정 자석 조립체(1500)의 지지 플레이트(1502)가 z-방향으로 상향 또는 하향으로 이동하는 것을 가능하게 하기 위해 고정 자석 조립체(1500)에 대해 사용될 수 있다.
따라서, 프로세싱 플레이트(1540)의 혼합 튜브들(1546)은 지지 플레이트(1502)의 홀들(1508) 내에 수용될 수 있고, 그 결과 각각의 혼합 튜브(1546)는 인접한 자석 하우징(1512) 내의 자석(예를 들어, 인접한 자석 하우징(1512)의 제1 면(1520) 또는 제2 면(1522) 중 어느 하나의 뒤에 위치된 자석)과 매우 근접한다. 일부 실시예들에서, 각각의 자석 하우징(1512)의 제1 면(1520) 및 제2 면(1522)은, 혼합 튜브들이 홀들(1508) 내에 배치될 때 이들을 혼합 튜브들(1546)의 경사진 벽과 평행하게 만드는 각도로 배향될 수 있다.
도 16a 내지 도 16b는, 자동화된 진단 또는 준비 장치 내에 개시된 기술에 따라 구현될 수 있는 다른 고정 자석 조립체의 실시예의 등각도를 도시한다. 보다 구체적으로, 도 16a 내지 도 16b는 사용자-조정가능 높이를 갖는 고정 자석 조립체(1600)의 실시예를 도시한다. 도 16c는, 자석 하우징(1612) 및 커넥터(1614)이 단지 예시적인 목적으로 생략된 상태의 도 16a 내지 도 16b의 고정 자석 조립체를 도시한다. 도 16d는 도 16a 내지 도 16c의 고정 자석 조립체에 의해 구현되는 체결 메커니즘의 사시도를 도시하고, 도 16e는 해당 체결 메커니즘의 측면 절개도를 도시한다. 도 16f는, 진단 또는 준비 장치의 수용 베이 내에, 예컨대 도 5a 내지 도 5b를 참조하여 설명된 수용 베이(500) 내에 구현된 도 16a 내지 도 16c의 고정 자석 조립체의 등각도를 도시한다.
고정 자석 조립체(1600)는 장착 플레이트(1602), 지지 플레이트(1606), 및 자석 홀더(1604)를 포함할 수 있다. 장착 플레이트(1602)는 고정 자석 조립체(1600)가 구현되는 특정 진단 또는 준비 장치에 적절한 치수들을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 장착 플레이트(1602)는 기계가공된 알루미늄 플레이트일 수 있다. 일부 실시예들에서, 장착 플레이트(1602)는 일 측면 상에 복수의 장착 브래킷(bracket)들(1640)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도면들에 도시된 실시예에서, 장착 플레이트(1602)의 전방 측면 상에 배치된 2개의 장착 브래킷들(1640)이 있으며, 이러한 장착 브래킷들은 장착 플레이트(1602)로부터 (예를 들어, z-축으로) 상향으로 연장된다. 각각의 장착 브래킷(1640)은, 이를 통해 체결구(1642)가 배치될 수 있는 수직 슬롯(1644)을 가질 수 있다. 체결구(1642)는 수직 슬롯(1644)을 통해 그리고 체결구(1642)를 수용하도록 구성되는 지지 플레이트(1606) 내의 대응하는 리세스(미도시) 내에 배치될 수 있다. 일부 경우들에서, 체결구들(1642)은 나사들 일 수 있으며, 체결구들(1642)을 조이는 것은 체결구들(1642)과 지지 플레이트(1606) 사이에 장착 브래킷(1640)을 샌드위치할 수 있고, 그럼으로써 지지 플레이트(1606)의 재-위치설정에 저항하기 위해 지지 플레이트(1606)를 장착 브래킷들(1640)에 장착한다. 일부 실시예들에서, 장착 플레이트(1602)는 또한 체결구 하우징들(1630)을 포함할 수 있고, 체결구(1632)는 각각의 체결구 하우징(1630)에 배치될 수 있다. 도면들에 도시된 실시예에서, 3개의 체결구 하우징(1630)이 장착 플레이트(1602)의 길이를 따라 이격되고, 여기서 2개의 체결구 하우징들(1630)은 장착 플레이트(1602)의 각각의 길이 방향 단부에 있다. 체결구 하우징들(1630)의 다른 수들, 간격들 및 구성들이 가능하다는 것이 이해될 것이다. 각각의 체결구(1632)는 체결구 하우징(1630) 내의 리세스를 통해 배치될 수 있고, 또한 지지 플레이트(1606) 내의 대응하는 리세스를 통해 배치될 수 있다(도 16e에 도시된 바와 같음). 일부 경우들에서, 체결구들(1632)은 나사일 수 있으며, 체결구들(1632)을 조이는 것은 지지 플레이트(1606)를 장착 플레이트(1602)에 대해 상승시키기 위해 이들을 지지 플레이트(1606)의 이러한 리세스들을 통해 더 깊게 나사결합할 수 있다.
본 명세서에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 장착 브래킷(1640)(및 그들의 수직 슬롯(1644)), 체결구들(1642), 체결구 하우징들(1630), 및 체결구들(1632)은, 사용자가 (장착 플레이트(1602)에 대해) 고정 자석 조립체(1600)의 자석 홀더(1604) 및/또는 지지 플레이트(1606)의 높이를 조정할 수 있게 하기 위해 함께 작동하도록 구성되는 구성 요소들 중 일부일 수 있다. 일단 장착 플레이트(1602)가 제 위치에 고정되면, 지지 플레이트(1606) 및/또는 자석 홀더(1604)는 사용자-조정가능 높이 특징부를 통해, 고정식 장착 플레이트(1602)에 대해 제한된 범위 내에서 (예를 들어, z-축을 따라) 위로 그리고 아래로 이동할 수 있다. 일부 실시예들에서, 지지 플레이트(1606)는, 체결구들(1632)(체결구 하우징들(1630) 내에 배치됨)이 시계 방향 및/또는 반시계 방향으로 회전될 때와 같이, 사용자-조정가능 높이 특징부를 사용할 때 장착 플레이트(1602)에 대해 (예를 들어, z-축을 따라) 위로 그리고 아래로 이동하는 구성요소일 수 있다.
지지 플레이트(1606)는 장착 플레이트(1602)와 자석 홀더(1604) 사이에 샌드위치된 장착 플레이트(1602)의 상단 상에 안착될 수 있다. 자석 홀더(1604)는 자석 하우징들(1612) 및 커넥터들(1614)의 세트를 포함할 수 있다. 자석 하우징들(1612) 및 커넥터들(1614)은 단일의 모놀리식 피스로서 일체로 형성될 수 있거나, 또는 자석 하우징들(1612) 및 커넥터들(1614)은 자석 홀더(1604)를 형성하도록 결합될 수 있다. 다른 구성들이 적절하게 구현될 수 있다. 지지 플레이트(1606) 및 자석 홀더(1604)의 치수들은, 고정 자석 조립체(1600)가 구현되는 특정 진단 또는 준비 장치에 적합할 수 있다. 일부 실시예들에서, 자석 홀더(1604)는 세정제들에 대해 화학적으로 내성이 있는 재료로 제조될 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 자석 하우징(1612)은 하향식으로 볼 때 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 이러한 예에서, 각각의 자석 하우징(1612)은, 자석 하우징(1612)의 제1 면(1620) 및 제2 면(1622)에 각각 인접하게 위치되는 2개의 자석들(미도시)을 하우징할 수 있다. 이러한 배열은, 도 6b가 자석들(632)의 쌍이 하우징(630) 내에 배열되는 것을 도시하는 방법과 유사할 수 있다.
하나의 비제한적인 예에서, 고정 자석 조립체(1600)는, 커넥터들(1614)에 의해 분리된 복수의 자석 하우징들(1612)을 포함하는 단일의 모놀리식 피스이다. 일부 경우들에서, 고정 자석 조립체는 복수의 자석 하우징들(1612)을 포함하는 단일 구조체이다. 단일 고정 자석 조립체(1600)는, 예를 들어, 자성 재료로 형성될 수 있다. 다른 비제한적인 예에서, 단일 고정 자석 조립체(1600)는 하나 이상의 비자성 재료들로 형성되고, 자성 재료는 각각의 자석 하우징(1612)의 제1 면(1620) 및 제2 면(1622)에 인접한 자석 하우징들(1612)의 내부 벽들에 결합된다. 다른 구성들이 가능하다.
자석 홀더(1604)는 자석 홀더(1604)를 장착 플레이트(1602)에 기계적으로 결합하기 위한 (예를 들어, 커넥터들(1614) 내의) 장착 홀들(1616)을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 체결구들(1617)(예를 들어, 나사들 또는 숄더 볼트들)은 자석 홀더(1604)를 지지 플레이트(1606) 및/또는 장착 플레이트(1602)에 기계적으로 결합하기 위해 장착 홀(1616) 내로 (그리고 또한 도시되지 않은 지지 플레이트(1606) 내의 대응하는 장착 홀을 통해) 삽입될 수 있다. 일부 실시예들에서, 체결구들(1617)은 지지 플레이트(1606)와 장착 플레이트(1602) 사이의 최대 간격을 제한할 수 있다. 체결구들(1617)은 장착 플레이트(1602)로부터 멀어지는 z-방향으로의 지지 플레이트(1606)의 상향 이동에 상향 제한을 둘 수 있지만, 장착 플레이트(1602)를 향한 z-방향으로의 지지 플레이트(1606)의 하향 이동을 제한하지 않는다. 일부 실시예들에서, 체결구들(1617)은 x-축 및 y-축에서의 지지 플레이트(1606)의 이동을 추가로 제한할 수 있다. 이러한 체결구들(1617)이 제 위치에 있는 상태에서, 자석 홀더(1604)는 지지 플레이트(1606)에 부착될 수 있어서, 2개가 단일 유닛으로서 함께 이동할 수 있다. 장착 홀(1616)을 통해 삽입된 이러한 체결구들(1617)은, 상이한 목적을 제공할 수 있는(예를 들어, 사용자가 고정 자석 조립체(1600)의 높이, 예컨대, z-축 상의 장착 플레이트(1602)에 대한 자석 홀더(1604) 및 지지 플레이트(1606)의 위치를 조정할 수 있게 하는) 체결구 하우징들(1630) 내에 배치된 체결구들(1632)과 오인되지 않아야 한다. 자석 홀더(1604), 지지 플레이트(1606), 및 장착 플레이트(1602)가 함께 기계적으로 결합된 상태에서, 고정 자석 조립체(1600)의 장착 플레이트(1602)는 임의의 적절한 메커니즘을 사용하여 진단 또는 준비 장치에 설치(예를 들어, 부착)될 수 있다. 일부 실시예들에서, 고정 자석 조립체(1600)는 베리 하이 본드 테이프를 사용하는 것과 같이 체결구를 사용하여 지지 플레이트(1602)를 장치의 커버(1650)에 부착함으로써 특정 진단 또는 준비 장치에서 구현될 수 있다.
일부 실시예들에서, 장착 플레이트(1602) 및 진단 또는 준비 장치의 나머지에 대한 자석 홀더(1604) 및/또는 지지 플레이트(1606)의 고정된 높이(예를 들어, 업/다운 위치)는 예를 들어, 다음의 기술 또는 절차를 사용함으로써 사용자에 의해 조정될 수 있다. 먼저, 장착 브래킷들(1640) 내의 체결구들(1642)은 (예를 들어, 체결구들(1642)을 반시계 방향으로 회전시킴으로써) 느슨해 질 수 있다. 체결구들(1642)은 일단 정확한 높이가 결정되면(예를 들어, 자석 홀더(1604)를 장착 브래킷들(1640)에 단단히 체결함으로써) 높이를 잠그는 역할을 할 수 있다; 체결구들(1642)을 느슨하게 하는 것은 높이가 조정될 수 있게 한다. 체결구들(1642)은 높이 조정 동안 느슨하게 남아 있을 수 있으며, 그 후 이들은, 지지 플레이트(1606)가 정확한 위치에 남아 있는다는 것을 보장하기 위해 조여질 수 있다.
체결구들(1642)을 느슨하게 한 후, 체결구 하우징들(130) 내의 체결구들(1632)은 지지 플레이트(1606)의 높이를 조정하기 위해 개별적으로 조정되거나 또는 동조로 조정될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우들에서, 체결구들(1632)의 각각은, 체결구 하우징(1630)의 리세스를 통해 배치되고 지지 플레이트(1606)의 리세스를 통해 나사결합되는 잭 스크루일 수 있다. 따라서, 지지 플레이트(1606)는, 이에 상응하여, 잭 스크루가 지지 플레이트(1606) 내로 또는 그 밖으로 추가로 나사 결합됨에 따라, 위로 그리고 아래로 이동할 수 있다. 예를 들어, 잭 스크루를 시계 방향으로 돌리는 것은 잭 스크루를 지지 플레이트(1606) 내로 더 나사 결합하고 지지 플레이트(1606)의 해당 부분을 체결구 하우징(130)을 향해 가져옴으로써, 지지 플레이트(1606)의 해당 부분을 상승시킬 수 있다. 잭 스크루를 반시계 방향으로 돌리는 것은 잭 스크루를 지지 플레이트(1606)로부터 빠져나오도록 나사 결합하고 지지 플레이트(1606)의 해당 부분이 체결구 하우징(130)으로부터 멀어지도록 이격시킴으로써, 지지 플레이트(1606)의 해당 부분을 하강시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 고정 자석 조립체(1600)를 특정 진단 또는 준비 장치에 설치하고 높이 조정을 수행할 때, 랙이 장치의 수용 베이에 위치될 때 랙의 용기들이 점유할 동일한 홀들에 로딩될 수 있는 정렬 고정구(예를 들어, 도면들에 도시되지 않은 별개의 디바이스)가 존재할 수 있다. 정렬 고정구는, 지지 플레이트(1606) 및/또는 자석 홀더(1604)가 해당 특정 진단 또는 준비 장치에 대해 정확한 높이에 있을 때를 결정하기 위해 높이 조정 동안 가이드로서 사용될 수 있다. 유익하게는, 이상에서 설명된 높이 조정은 한번 수행되는 일회성 높이 조정일 수 있고, 일단 시스템이 다시 작동 사용 상태로 다시 위치되면 반복되지 않는다.
일단 지지 플레이트(1606) 및/또는 자석 홀더(1604)가 희망되는 높이들에 있도록 조정되면, 체결구들(1642)은 이러한 높이들을 유지하기 위해 조여질 수 있다. 일부 실시예들에서, 지지 플레이트(1606) 및/또는 자석 홀더(1604)의 조정된 높이가 이들이 예상되는 공칭 위치의 +/- 1mm 내에 있는지를 확인하기 위해 체크될 수 있게 하는 추가적인 고정구(예를 들어, 도면들에 도시되지 않은 다른 별개의 디바이스)가 존재할 수 있으며, 이는 높이가 이러한 설치 절차 동안 재조정될 필요가 있는지를 여부를 통지할 수 있다. 고정 자석 조립체(1600)의 이러한 특정 구성은, 상이한 장치들 사이에 존재할 수 있는 임의의 알려지지 않은 구성요소 변동에도 불구하고, 고정 자석 조립체(1600)가 현장에서(예를 들어, 진단 또는 준비 장치의 위치에서) 특정 장치 내에 저렴하고 신속하게 구현되는 것을 가능하게 할 수 있다. 도 16f는, 진단 또는 준비 장치의 커버(1650)에 부착된 (장착 플레이트(1602) 및 자석 홀더(1604)를 포함하는) 도 16a 내지 도 16c에 도시된 동일한 고정 자석 조립체(1600)를 도시한다.
보다 구체적으로, 도 16f는, 고정 자석 조립체(1600)가 도 5a 내지 도 5b에 도시된 진단 또는 준비 장치의 수용 베이(500)와 같은 진단 또는 준비 장치의 수용 베이 내에서 구현되며, 그 결과, 수용 베이가 랙에 삽입된 시약 홀더들을 갖는 랙을 수용할 때, 이러한 시약 홀더들의 프로세스 튜브들이 자석 홀더(1604) 내의 자석들 옆의 고정 자석 조립체(1600)의 장착 플레이트(1602) 상에 놓이는 방식을 도시한다. 또한, 자기 분리기(이러한 도면에는 도시되지 않지만 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 위에서 설명됨)의 하나 이상의 이동가능 자석들이 랙 내의 시약 홀더들의 각각의 프로세스 튜브에 자기력을 인가할 수 있다. 또한, 이러한 위치에 고정 자석 조립체(1600)가 설치되면, 고정 자석 조립체(1600)의 자석들(예를 들어, 자석 홀더(1604) 내의 자석들)로부터의 일정하고 일관된 자기력이 또한 랙 내의 시약 홀더들의 각각의 제3 스냅-인 용기에 인가된다.
도 17a 내지 도 17d는 자동화된 진단 또는 준비 장치 내에 고정 자석 조립체를 설치하고 구현하기 위한 예시적인 구조체의 등각도들을 도시한다. 보다 구체적으로, 도 17a는 고정 자석 조립체(1710)를 지지하기 위해 사용되는 브리지(1700)의 일 실시예를 도시한다. 도 17b 내지 도 17d는 도 17a의 브리지(1700) 및 고정 자석 조립체(1710)가 이러한 비제한적인 실시예에 따라 자동화된 진단 또는 준비 장치의 수용 베이 내에 설치되고 구현될 수 있는 방식을 도시한다. 본 개시가 본 실시예에 따른 고정 자석 조립체의 설치에 한정되지 않으며, 다른 구조체들도 적절하게 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
하나의 비제한적인 예에서, 브리지(1700)는 고정 자석 조립체(1710)를 지지하기 위해 사용될 수 있는 제1 브리지 부분(1702) 및 제2 브리지 부분(1706)과 같은 다수의 부분들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 브리지 부분(1702)은 고정 자석 조립체(1710)의 제1 단부를 지지하도록 구성될 수 있고, 제2 브리지 부분(1706)은 고정 자석 조립체(1710)의 대향되는 제2 단부를 지지하도록 구성될 수 있으며, 그럼으로써 브리지를 형성한다.
일부 실시예들에서, 브리지(1700)는 거울 대칭인 제1 브리지 부분(1702) 및 제2 브리지 부분(1706)을 가질 수 있다. 제1 브리지 부분(1702) 및 제2 브리지 부분(1706)은 자동화된 진단 또는 준비 장치의 수용 베이 내의 커버(1720)의 대향되는 측면들 상의 슬롯들과 맞물리도록 구성될 수 있고, 이는 브리지(1700)가 도 17b에 도시된 바와 같이 커버(1720)에 걸쳐지는 것을 야기한다.
이는, 커버(1720)의 일 단부에 설치된 제1 브리지 부분(1702)을 도시하는 도 17c 및 도 17d에서 더 잘 확인될 수 있다. 제2 브리지 부분(1706)은 도시되지 않았지만, 제2 브리지 부분은 커버(1720)의 대향되는 단부 상에 있을 것이다. 고정 자석 조립체(1710)의 대향되는 단부들은 제1 브리지 부분(1702) 및 제2 브리지 부분(1706) 상에 각각 안착될 수 있으며, 이는 수용 베이에 배치된 랙의 대응하는 튜브들 내에 존재하는 자성 입자들에 자기력을 정밀하게 가하기 위해 고정 자석 조립체(1710)를 커버(1720) 위에 홀딩하고 고정 자석 조립체(1710)를 적절한 위치에 위치시킨다.
일부 실시예들에서, 제1 브리지 부분(1702) 및 제2 브리지 부분(1706)은, 제1 브리지 부분(1702) 및 제2 브리지 부분(1706)이 커버(1720) 아래에 존재할 수 있는 진단 또는 준비 장치의 임의의 구성요소들을 방해하지 않고 커버(1720)의 단부들 상에 말끔하게 끼워지는 것을 가능하게 하는 리세스를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 17c 및 도 17d는 진단 또는 준비 장치의 구성요소들(예를 들어, 인쇄 회로 보드들)을 수용하도록 성형되고 크기가 결정된 리세스(1704)를 갖는 제1 브리지 부분(1702)을 도시한다.
다수의 변형들 및 수정들이 위에서 설명된 실시예들에 대해 이루어질 수 있으며, 이들의 요소들은 다른 허용가능한 예들 중에 있는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 모든 수정들 및 변형들은 본 개시의 범위 내에서 본원에 포함되도록 의도된다. 전술한 설명은 특정 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 전술한 것이 텍스트에서 아무리 상세화되더라도, 시스템들 및 방법들은 다수의 방식들로 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, 위에서 언급된 바와 같이, 시스템들 및 방법들의 특정 특징들 또는 측면들을 설명할 때 특정 용어의 사용은, 해당 용어와 연관된 시스템들 및 방법들의 특징들 또는 측면들의 임의의 특정 특성들을 포함하는 것으로 제한되도록 용어가 본원에서 재-정의되는 것을 의미하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것을 유의해야 한다.
다른 것들 중에서도, "~할 수 있다", "~할 수 있는", "~일 수 있다", "~일 수 있는"과 같은 조건부 언어는, 구체적으로 달리 언급되거나 또는 사용되는 문맥에서 달리 이해되지 않는 한, 일반적으로, 특정 실시예들이 특정 특징들, 요소들 및/또는 단계들을 포함하지만 반면 다른 실시예들은 특정 특징들, 요소들 및/또는 단계들을 포함하지 않는다는 것을 전달하도록 의도된다. 따라서, 이러한 조건부 언어는 일반적으로 특징들, 요소들 및/또는 단계들이 하나 이상의 실시예들에 대해 임의의 방식으로 요구된다는 것 또는 하나 이상의 실시예들이 반드시 사용자 입력 또는 프롬프팅이 있거나 없이, 이러한 특징들, 요소들 및/또는 단계들이 임의의 특정 실시예에서 포함되는지 또는 수행될 것인지를 결정하기 위한 로직을 포함한다는 것을 의미하도록 의도되지 않는다.
"실질적으로"라는 용어는 "실시간"이라는 용어와 함께 사용될 때 당업자에게 용이하게 이해될 수 있는 구를 형성한다. 예를 들어, 이러한 언어는 지연 또는 대기가 전혀 또는 거의 식별되지 않는 속도들을 포함할 것이거나, 또는 이러한 지연이 사용자에게 방해가 되지 않도록, 자극이 되지 않도록, 또는 달리 불쾌해지지 않도록 충분히 짧은 속도들을 포함할 것임이 용이하게 이해될 것이다.
"X, Y, 및 Z 중 적어도 하나" 또는 "X, Y, 또는 Z 중 적어도 하나"와 같은 연결어는, 특별히 달리 명시되지 않는 한, 항목, 용어 등이 X, Y, 또는 Z, 또는 이들의 조합일 수 있음을 전달하기 위해 일반적으로 사용되는 문맥과 함께 이해되어야 한다. 예를 들어, "또는"이라는 용어는 (배타적인 의미가 아니라) 포괄적인 의미로 사용되며, 예를 들어, 요소들의 목록을 연결하기 위해 사용될 때, "또는"이라는 용어는 목록의 요소들 중 하나, 일부 또는 전부를 의미한다. 따라서, 그러한 접속 언어는 일반적으로, 특정 실시예가 각각 존재하기 위해 X 중 적어도 하나, Y 중 적어도 하나, 및 Z 중 적어도 하나가 필요하다는 것을 의미하도록 의도되지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 "일(a)"이라는 용어는 배타적이 아니라 포괄적으로 해석되어야 한다.　예를 들어, 특별히 언급되지 않는 한, "일"이라는 용어는 "정확히 하나" 또는 "단 하나"를 의미하는 것으로 이해되어서는 안된다; 대신, "일"은 청구항들 또는 명세서의 다른 곳에서 사용되든 그리고 청구항들 또는 명세서의 다른 곳에서 "적어도 하나", "하나 이상" 또는 "복수"와 같은 수량사(quantifier)들의 사용과 무관하게 "하나 이상" 또는 "적어도 하나"를 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "포함하는(comprising)"은 배타적이 아니라 포괄적으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서들을 포함하는 범용 컴퓨터는 다른 컴퓨터 구성요소들을 배제하는 것으로 해석되어서는 안되며, 아마도, 다른 것들 중에서도, 메모리, 입력/출력 디바이스들, 및/또는 네트워크 인터페이스들과 같은 이러한 구성요소들을 포함할 수도 있다.
이상의 상세한 설명이 다양한 실시예들에 적용되는 바와 같은 새로운 특징들을 보여주고, 설명하며, 지적하였지만, 예시된 디바이스들 또는 프로세스들의 형태 및 세부사항들의 다양한 생략, 치환, 및 변경들이 본 개시의 사상으로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 이해될 수 있다. 인식될 수 있는 바와 같이, 본 명세서에 설명된 본 발명들의 특정 실시예들은, 일부 특징들이 다른 특징들과는 별도로 사용되거나 실시될 수 있기 때문에, 본 명세서에 설명된 특징들 및 이점들 모두를 제공하지 않는 형태 내에서 구현될 수 있다. 본원에 개시된 특정 발명들의 범위는 전술한 설명이 아니라 첨부된 청구항들에 의해 표시된다. 청구항의 의미 및 동등성의 범위 내에서 오는 모든 변경들은 그들의 범위 내에 포함되어야 한다.

Claims (38)

  1. 핵산들을 분석하기 위한 시스템으로서,
    용해 축을 따라 정렬된 복수의 용해 튜브들 및 용해 축에 전반적으로 평행한 혼합 축을 따라 정렬된 복수의 혼합 튜브들을 수용하도록 구성된 수용 베이를 포함하며, 상기 수용 베이는,
    상기 용해 축 및 혼합 축에 전반적으로 평행한 제1 자석 축을 따라 정렬된 하나 이상의 제1 자석들로서, 상기 하나 이상의 제1 자석들은 상기 복수의 용해 튜브들이 상기 수용 베이에 수용될 때 상기 복수의 용해 튜브들 아래의 위치와 상기 복수의 용해 튜브들에 인접한 위치 사이에서 이동하도록 구성되며, 상기 하나 이상의 제1 자석들은 상기 복수의 용해 튜브들이 상기 수용 베이에 수용되고 상기 하나 이상의 제1 자석들이 상기 복수의 용해 튜브들에 인접하게 위치될 때 상기 복수의 용해 튜브들의 내용물에 제1 자기력을 인가하도록 구성되는, 상기 하나 이상의 제1 자석들, 및
    상기 제1 자석 축에 전반적으로 평행한 제2 자석 축을 따라 정렬된 하나 이상의 제2 자석들로서, 상기 하나 이상의 제2 자석들은 상기 복수의 혼합 튜브들이 상기 수용 베이에 수용될 때 정지 상태로 남아 있도록 구성되며, 상기 하나 이상의 제2 자석들은 상기 복수의 혼합 튜브들이 상기 수용 베이에 수용될 때 상기 복수의 혼합 튜브들의 내용물에 제2 자기력을 인가하도록 구성되는, 상기 하나 이상의 제2 자석들을 포함하는, 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 제2 자석들은 고정 자석 조립체에 포함되며, 상기 고정 자석 조립체는,
    장착 플레이트;
    상기 장착 플레이트에 대한 높이를 갖는 지지 플레이트; 및
    상기 지지 플레이트를 상기 장착 플레이트에 기계적으로 결합하는 제1 복수의 체결구들로서, 상기 제1 복수의 체결구들은 상기 장착 플레이트에 대한 상기 지지 플레이트의 높이가 사용자-조정가능하게 되는 것을 가능하게 하는, 상기 제1 복수의 체결구들을 포함하는, 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 복수의 체결구들의 각각은 잭 스크루(jack screw)를 포함하는, 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 용해 튜브들 및 상기 복수의 혼합 튜브들이 상기 수용 베이에 수용될 때, 상기 제1 자기력은 상기 용해 축에 전반적으로 수직인 방향을 따라 상기 복수의 용해 튜브들의 각각의 내용물에 인가되고, 상기 제2 자기력은 상기 혼합 축에 전반적으로 평행한 방향을 따라 상기 복수의 혼합 튜브들의 각각의 내용물에 인가되는, 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 용해 튜브들 및 상기 복수의 혼합 튜브들이 상기 수용 베이에 수용될 때, 상기 제1 자기력은 상기 용해 축에 전반적으로 수직인 방향을 따라 상기 복수의 용해 튜브들의 각각의 내용물에 인가되고, 상기 제2 자기력은 상기 혼합 축에 전반적으로 수직인 방향을 따라 상기 복수의 혼합 튜브들의 각각의 내용물에 인가되는, 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 수용 베이는 상기 복수의 용해 튜브들 및 상기 복수의 혼합 튜브들을 포함하는 프로세싱 디바이스를 수용하도록 더 구성되는, 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 자석 축은, 상기 복수의 혼합 튜브들이 상기 수용 베이에 수용될 때 상기 하나 이상의 제1 자석들이 상기 복수의 혼합 튜브들의 내용물에 상기 제1 자기력을 가하지 않고, 상기 복수의 용해 튜브들이 상기 수용 베이에 수용될 때 상기 하나 이상의 제2 자석들이 상기 복수의 용해 튜브들의 내용물에 상기 제2 자기력을 가하지 않도록 하는 거리만큼 상기 제2 자석 축으로부터 공간적으로 분리되는, 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 시스템은 상기 제2 자석 축을 따라 정렬된 복수의 하우징들 내에 둘러싸인 복수의 제2 자석들을 포함하며, 상기 복수의 하우징들의 각각의 하우징은 상기 복수의 제2 자석들 중 2개를 둘러싸는, 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 복수의 혼합 튜브들이 상기 수용 베이에 수용될 때, 각각의 하우징 내의 2개의 자석들 중 제1 자석은 제1 혼합 튜브의 제1 위치에서 상기 제1 혼합 튜브의 내용물에 상기 제2 자기력을 인가하도록 구성되고, 각각의 하우징 내의 상기 2개의 자석들 중 제2 자석은 상기 제1 혼합 튜브에 인접한 제2 혼합 튜브의 내용물에 상기 제2 자기력을 인가하도록 구성되며, 상기 2개의 자석들 중 상기 제2 자석은 상기 제2 혼합 튜브의 제1 위치로부터 약 180° 또는 180° 미만인 상기 제2 혼합 튜브의 제2 위치에서 상기 제2 자기력을 인가하도록 구성되는, 시스템.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 복수의 혼합 튜브들이 상기 수용 베이에 수용될 때, 혼합 튜브들 대 하우징들의 비율은 2 대 1인, 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 시스템은 상기 제1 자석 축을 따라 정렬된 복수의 제1 자석들을 포함하며, 상기 복수의 용해 튜브들이 상기 수용 베이에 수용될 때, 용해 튜브들 대 제1 자석들의 비율은 1 대 1인, 시스템.
  12. 청구항 8에 있어서,
    각각의 하우징은 상기 제2 자석 축에 대해 상이한 각도로 각각 각진 2개의 면들을 포함하며, 2개의 제2 자석들의 각각은 하나의 각진 면의 내부 벽에 인접하게 위치되는, 시스템.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 시스템은 상기 복수의 하우징들을 포함하는 단일 구조체를 포함하는, 시스템.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 복수의 하우징들은 복수의 커넥터들에 의해 분리되는, 시스템.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 시스템은 자성 재료로 형성된 하나의 제2 자석을 포함하며, 상기 제2 자석은 상기 제2 자석 축을 따라 정렬된 복수의 자석 구조체들을 포함하고, 각각의 자석 구조체는 상기 제2 자석 축에 대해 상이한 각도로 각각 각진 2개의 각진 자석 면들을 포함하는, 시스템.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 복수의 혼합 튜브들이 상기 수용 베이에 수용될 때, 각각의 자석 구조체의 제1 각진 자석 면은 제1 혼합 튜브의 제1 위치에서 상기 제1 혼합 튜브의 내용물에 상기 제2 자기력을 인가하도록 구성되고, 각각의 자석 구조체의 제2 각진 자석 면은 상기 제1 혼합 튜브에 인접한 제2 혼합 튜브의 내용물에 상기 제2 자기력을 인가하도록 구성되며, 상기 제2 각진 자석 면은 상기 제2 혼합 튜브의 제1 위치로부터 약 180° 또는 180° 미만인 상기 제2 혼합 튜브의 제2 위치에서 상기 제2 자기력을 인가하도록 구성되는, 시스템.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 복수의 혼합 튜브들이 상기 수용 베이에 수용될 때, 혼합 튜브들 대 자석 구조체들의 비율은 2 대 1인, 시스템.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 시스템은 상기 제1 자석 축을 따라 정렬된 복수의 제1 자석들을 포함하며, 상기 복수의 용해 튜브들이 수용 베이에 수용될 때, 용해 튜브들 대 제1 자석들의 비율은 1 대 1인, 시스템.
  19. 청구항 1에 있어서,
    상기 수용 베이는 상기 하나 이상의 제2 자석들과 상기 수용 베이의 커버 사이에 위치된 지지 플레이트를 더 포함하는, 시스템.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 지지 플레이트는 상기 복수의 혼합 튜브들이 상기 수용 베이에 수용될 때 하나의 혼합 튜브의 하단 부분을 수용하도록 각각 구성된 복수의 리세스들을 포함하는, 시스템.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 시스템은 상기 제2 자석 축을 따라 정렬된 복수의 하우징들 내에 둘러싸인 복수의 제2 자석들을 포함하며, 상기 복수의 혼합 튜브들이 상기 수용 베이에 수용되지 않을 때 상기 복수의 하우징들은 상기 지지 플레이트에 대해 이동가능한, 시스템.
  22. 청구항 1에 있어서,
    상기 시스템은 상기 수용 베이에 수용된 상기 복수의 용해 튜브들 및 상기 복수의 혼합 튜브들을 더 포함하는, 시스템.
  23. 청구항 1에 있어서,
    상기 수용 베이는 상기 하나 이상의 제2 자석들과 상기 수용 베이의 커버 사이에 위치된 지지 플레이트를 더 포함하는, 시스템.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 지지 플레이트는 상기 디바이스가 상기 수용 베이에 수용될 때 하나의 혼합 튜브의 하단 부분을 수용하도록 각각 구성된 복수의 리세스들을 포함하는, 시스템.
  25. 청구항 23에 있어서,
    상기 시스템은 상기 제2 자석 축을 따라 정렬된 복수의 하우징들 내에 둘러싸인 복수의 제2 자석들을 포함하며, 상기 디바이스가 상기 수용 베이에 수용되기 이전에 상기 복수의 하우징들은 상기 지지 플레이트에 대해 이동가능한, 시스템.
  26. 핵산들을 분석하기 위한 시스템으로서,
    복수의 평행한 프로세싱 축들의 각각을 따라 정렬된 용해 튜브 및 혼합 튜브를 포함하는 디바이스를 수용하도록 구성된 수용 베이를 포함하며, 상기 수용 베이는,
    상기 복수의 프로세싱 축들에 전반적으로 수직인 제1 자석 축을 따라 정렬된 하나 이상의 제1 자석들로서, 상기 하나 이상의 제1 자석들은 상기 디바이스가 상기 수용 베이에 수용될 때 복수의 용해 튜브들 아래의 위치와 상기 복수의 용해 튜브들에 인접한 위치 사이에서 이동하도록 구성되며, 상기 하나 이상의 제1 자석들은 상기 디바이스가 상기 수용 베이에 수용되고 상기 하나 이상의 제1 자석들이 상기 복수의 용해 튜브들에 인접하게 위치될 때 상기 복수의 용해 튜브들의 내용물에 제1 자기력을 인가하도록 구성되는, 상기 하나 이상의 제1 자석들, 및
    상기 제1 자석 축에 전반적으로 수직인 제2 자석 축을 따라 정렬된 하나 이상의 제2 자석들로서, 상기 하나 이상의 제2 자석들은 복수의 혼합 튜브들이 상기 수용 베이에 수용될 때 정지 상태로 남아 있도록 구성되며, 상기 하나 이상의 제2 자석들은 상기 디바이스가 상기 수용 베이에 수용될 때 상기 복수의 혼합 튜브들의 내용물에 제2 자기력을 인가하도록 구성되는, 상기 하나 이상의 제2 자석들을 포함하는, 시스템.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 하나 이상의 제2 자석들은 고정 자석 조립체에 포함되며, 상기 고정 자석 조립체는,
    장착 플레이트;
    상기 장착 플레이트에 대한 높이를 갖는 지지 플레이트; 및
    상기 지지 플레이트를 상기 장착 플레이트에 기계적으로 결합하는 제1 복수의 체결구들로서, 상기 제1 복수의 체결구들은 상기 장착 플레이트에 대한 상기 지지 플레이트의 높이가 사용자-조정가능하게 되는 것을 가능하게 하는, 상기 제1 복수의 체결구들을 포함하는, 시스템.
  28. 청구항 27에 있어서,
    상기 제1 복수의 체결구들의 각각은 잭 스크루를 포함하는, 시스템.
  29. 청구항 26에 있어서,
    상기 디바이스가 상기 수용 베이에 수용될 때, 상기 제1 자기력은 상기 복수의 용해 튜브들의 각각의 개별적인 프로세싱 축을 따라 인가되고, 상기 제2 자기력은 상기 복수의 혼합 튜브들의 각각의 개별적인 프로세싱 축으로부터 오프셋된 지점에서 인가되는, 시스템.
  30. 청구항 26에 있어서,
    상기 디바이스가 상기 수용 베이에 수용될 때, 상기 제1 자기력은 상기 복수의 용해 튜브들의 각각의 개별적인 프로세싱 축을 따라 인가되고, 상기 제2 자기력은 상기 복수의 혼합 튜브들의 각각의 개별적인 프로세싱 축을 따라 인가되는, 시스템.
  31. 청구항 26에 있어서,
    상기 제1 자석 축은, 상기 디바이스가 상기 수용 베이에 수용될 때 상기 하나 이상의 제1 자석들이 상기 복수의 혼합 튜브들의 내용물에 상기 제1 자기력을 가하지 않고, 상기 디바이스가 상기 수용 베이에 수용될 때 상기 하나 이상의 제2 자석들이 상기 복수의 용해 튜브들의 내용물에 상기 제2 자기력을 가하지 않도록 하는 거리만큼 상기 제2 자석 축으로부터 공간적으로 분리되는, 시스템.
  32. 청구항 26에 있어서,
    상기 시스템은 상기 제2 자석 축을 따라 정렬된 복수의 하우징들 내에 둘러싸인 복수의 제2 자석들을 포함하며, 상기 복수의 하우징들의 각각의 하우징은 상기 복수의 제2 자석들 중 2개를 둘러싸는, 시스템.
  33. 청구항 32에 있어서,
    상기 디바이스가 상기 수용 베이에 수용될 때, 각각의 하우징 내의 2개의 자석들 중 제1 자석은 제1 혼합 튜브의 제1 위치에서 상기 제1 혼합 튜브의 내용물에 상기 제2 자기력을 인가하도록 구성되고, 각각의 하우징 내의 상기 2개의 자석들 중 제2 자석은 상기 제1 혼합 튜브에 인접한 제2 혼합 튜브의 내용물에 상기 제2 자기력을 인가하도록 구성되며, 상기 2개의 자석들 중 상기 제2 자석은 상기 제2 혼합 튜브의 제1 위치로부터 약 180° 또는 180° 미만인 상기 제2 혼합 튜브의 제2 위치에서 상기 제2 자기력을 인가하도록 구성되는, 시스템.
  34. 청구항 32에 있어서,
    상기 디바이스가 상기 수용 베이에 수용될 때, 혼합 튜브들 대 하우징들의 비율은 2 대 1인, 시스템.
  35. 청구항 34에 있어서,
    상기 시스템은 상기 제1 자석 축을 따라 정렬된 복수의 제1 자석들을 포함하며, 상기 디바이스가 상기 수용 베이에 수용될 때, 용해 튜브들 대 제1 자석들의 비율은 1 대 1인, 시스템.
  36. 청구항 32에 있어서,
    각각의 하우징은 인접한 프로세싱 축에 대해 각각 각진 2개의 면들을 포함하고, 상기 2개의 제2 자석들의 각각은 하나의 각진 면의 내부 벽에 인접하게 위치되는, 시스템.
  37. 청구항 32에 있어서,
    상기 시스템은 상기 복수의 하우징들을 포함하는 단일 구조체를 포함하는, 시스템.
  38. 청구항 26에 있어서,
    상기 시스템은 상기 수용 베이에 수용된 상기 디바이스를 더 포함하는, 시스템.
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