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密閉型サンプル保存エレメントシステムおよび方法
説明

密閉型サンプル保存エレメントシステムおよび方法

本開示により作動するシステムおよび方法は、乾燥媒体上に保存された生物材料、非生物材料、および化学材料の個別サンプルの保存と回収を容易にする。サンプルは多孔質または固体サンプル保存媒体(110)上または内部に配置され、たとえば、ロボット装置またはその他の自動化装置を使用して、マルチウェルプレート(120)などの保存エレメントに保管され、そこから回収される。開示されるシステムおよび方法は、封着された保存エレメントからマルチウェル娘プレート(120)の特定のウェル(121)、または特定のキュベット、試験管または類似の容器へのサンプルの排出を可能にする。いくつかの実施形態では、保存媒体(110)を含むサンプルキャリアは、保存エレメント(120)の第二シールを通して挿入された廃棄可能な穿孔チップなどの装置または手段で、保存エレメントの第一シールを通して穿孔または排出される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、以下の非仮出願に関連する:出願番号第10/252,352号、2002年9月20日出願、「保存エレメントを保存回収するシステムおよび方法」;出願番号第10/150,770号、2002年5月17日出願、「サンプルキャリア容器」;出願番号第10/150,771号、2002年5月17日出願、「サンプルキャリアシステム」;出願番号第10/005,529号、2001年11月7日出願、「サンプルの保管および回収装置、システム、および方法」;出願番号第10/005,415号、2001年11月7日出願、「保管および分析システムおよび方法」;および出願番号第10/007,355号、2001年11月7日出願、「サンプルキャリア」である。上記出願のすべての開示が参考として援用される。
【0002】
(発明の分野)
本発明の特徴は一般に、サンプルの保管および回収に関し、さらに詳細には、封着される保存エレメントに個体媒体を保存し、それを除去するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0003】
(関連技術の説明)
たとえば、医薬および医学研究、法律の施行、および軍事用の識別などの多くの用途では、数多くの生物サンプルを利用できることがしばしば望ましい。従来の生物保存容器またはその他のサンプル保存設備では一般に、サンプル保存に液体またはその他の極低温システムが利用される。これらの極低温システムは製造かつ維持するには高価である。さらに、現在の技術では一般に、複雑かつ労働集約型のメンテナンスおよび管理責任を有するシステムオペレーターが提起される。
【0004】
具体的に、極低温システムが複雑であることにより一般に、技術者、研究者、およびシステムオペレーターは、全血から数千ものデオキシリボ核酸(DNA)サンプルを回収かつ調製する連係作業に何週間も従事しなければならない。従って、極低温状態のDNAを保管するための従来方法は基本的に、サンプル大量処理の高スループットに対応できないほど不完全なものである。現在の研究傾向では、1日あたり数千ものサンプルを処理できる、生物サンプルと非生物サンプルを保管および回収するシステムおよび方法に関連した利点が認識されている。しかし、現在の極低温技術では、このレベルのスループットに達するには不完全である。実際、極低温保存設備では、数万もの保管サンプルから1日あたり100個以上のサンプルの処理スループットに対応できない。
【0005】
一部の低スループットの液状DNAおよび血液保管技術は過去有用ではあったが、現在の方法では、高度化するゲノム技術が研究・診断ツールとしてさらに有力なものになるにつれて、上昇しつつある所望保存率および回収率をサポートできない。従来の極低温ベースの保管フォーマットは、自動化するには困難で高価なため、既存技術を基礎としたシステムでは一般に、市場の高スループット要求に適さない。
【0006】
最近、乾燥形態で血液サンプルの保管かつ回収を組み込んだ生物研究の研究所システムが提案されている。従来技術を採用した代表システムは一般に、濾紙などの適切な基板にDNAまたはその他の有機サンプルを保存するための周知技術の変更に基づいている。生物サンプルと非生物サンプルの自動保管かつ回収を組み込んだ改良システムおよび方法は、上記した同時係属中の関連出願に開示されている。
【0007】
特に、サンプル保管システムでの保存処理と回収処理の完全自動化では、大量保存室内に個別保存エレメントの識別、回収、および置換を行うよう繰り返し動作するロボットやその他の機械類が使用されている。
【0008】
保存および回収システムでは、保存密度、すなわち、単位量、所望面積、またはコスト当たり保存されるアイテム量を最大限にすることが経済的理由にとって通常重要である。従来実用化されている保存および回収システムは一般に、個別保存エレメントを回収し、それをロボットやオペレーターがサンプルを選択する位置に配置する何らかの機構を有する一連の容器、シェルフ、または規則的なアレイに取り付けられたトレイからなる。共通の自動実施形態では以下が含まれる:
保存エレメントの行または列がループ状に接続され、ウィンドウを通り過ぎて回転する円形コンベヤーと、
保存エレメントがラックに位置する除去可能単位に実施され、エレベーター機構がラックから選択単位を除去し、それを固定ウィンドウに移して使用する上下リフトと、
一般に平面配列のスロットからなり、各々が1つのアイテムまたは保存エレメントを保存する小仕切りである。
【0009】
小仕切りシステムは、保存される複数のアイテムの各々が大きさと形状が同一である状態で最も一般的に使用される。この場合、デカルトマニピュレーターは配列を横断し、小仕切り間のアイテムと固定アクセスポイントを移動させる。一般に、対向する一対の書棚に類似した2つのスロット平面がある。
【0010】
かかる保存システムの従来の実用化バージョンは、一定最小ピッチまたは保存エレメント間の間隔にて供給される。最小ピッチ以下の厚さを持つアイテムを保存する場合、保存密度は保存エレメント間の無駄なスペースのため減少される。顕著に向上した保管および回収システムおよび方法は、同時係属中の出願番号第10/252,352号、2002年9月20日出願、「保存エレメントを保存回収するシステムおよび方法」に開示されている。これらのシステムおよび方法により、研究所の保存エレメントやその他の標準形状の物体を保存するための利用可能量をより多く活用できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
種々の設計構成を有し、動作特性が異なる数多くの研究所および保管設備に関連する使用のために構成され動作する密閉保存エレメントシステムおよび方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【0012】
(要旨)
本発明の実施形態は、従来技術の前記およびその他の種々の欠点を解決するものであり、封着される保存エレメントに対するサンプルキャリアの保存と除去を容易にする。
【0013】
以下に詳述するように、封着される保存エレメントのいくつかの実施形態では一般に、サンプルキャリアを受けるよう構成されかつ有効な受容開口部と、サンプルキャリアの排出を可能にするよう構成されかつ有効な排出開口部とを有する容器からなる。かかる保存エレメントはさらに、保存エレメントの第一表面に適用され排出開口部を封着する第一フィルムからなる。システム要求により、第一フィルムは高周波透過性または光学透過性である。
【0014】
さらに、保存エレメントは、保存エレメントの第二表面に適用され受容開口部を封着する第二フィルムからなる。第一フィルムのように、第二フィルムは高周波透過性または光学透過性である。
【0015】
保存エレメントのいくつかの実施形態では、第一フィルムと第二フィルムのうち少なくとも1つがポリマーである。あるいは、第一フィルムと第二フィルムのうち少なくとも1つが金属である。保存エレメントは一般に、容器がマルチウェルプレートのウェルであるよう構成され、さらに識別指標からなる。いくつかの実施形態では、指標はバーコードからなる。
【0016】
一例示的実施形態によると、ここに図示かつ説明される保存エレメントは一般に、複数の容器からなる。複数の容器の各々は、サンプルキャリアを受けるよう構成されかつ有効な受容開口部と、サンプルキャリアの排出を可能にするよう構成されかつ有効な排出開口部とを有する。複数の容器は、所定間隔関係にて配置される。保存エレメントは一般に、複数の容器の各々がマルチウェルプレートのウェルであるよう構成され、さらに識別指標からなる。識別指標は、たとえばバーコードからなる。
【0017】
下記に述べるように、保存容器のかかる実施形態はさらに、保存エレメントの第一表面に適用され複数の容器のうち選択された容器の排出開口部を封着する第一フィルムからなる。さらに、保存エレメントは保存エレメントの第二表面に適用され複数の容器のうち選択された容器の受容開口部を封着する第二フィルムからなる。
【0018】
第一フィルムと第二フィルムのうち少なくとも1つが高周波透過性である。あるいは、第一フィルムと第二フィルムのうち少なくとも1つが光学透過性である。一部の例示的実施形態により、第一フィルムと第二フィルムのうち少なくとも1つがポリマーまたは金属である。
【0019】
以下に詳述する一実施形態により、サンプルを保管する方法は、サンプルキャリアを受けるよう構成されかつ有効な受容開口部と、サンプルキャリアの排出を可能にするよう構成されかつ有効な排出開口部とを有する容器からなる保存エレメントを供給することと、排出開口部を封着することと、受容開口部を通してサンプルキャリアを容器に挿入することと、容器のサンプルキャリアに維持されるサンプルを保管することとからなる。
【0020】
かかる保管方法は、挿入に続いて受容開口部を封着することからなる。いくつかの実施形態では、保管方法はさらに、サンプルキャリアにサンプルを充填することからなる。充填はサンプルを受容開口部を通して容器に供給することからなる。同様に、この方法はさらに、保存剤を受容開口部を通して容器に供給することからなる。
【0021】
ここに詳述されるように、排出開口部を封着することは、第一フィルムを保存エレメントの第一表面に適用することからなる。いくつかの実施形態では、かかる適用することは、排出開口部の外周に第一フィルムを接着させることからなる。同様に、受容開口部を封着することは一般に、第二フィルムを保存エレメントの第二表面に適用することからなる。この場合、かかる適用することは、受容開口部の外周に第二フィルムを接着させることからなる。
【0022】
さらに、本開示による保管方法は、挿入に続いてサンプルキャリアを選択的に方向づけることからなる。この方向づけることは、サンプルキャリアに磁力を作用させることからなる。この作用させることは、保存エレメントに磁場を印加することからなる。
【0023】
以下に詳述する追加実施形態により、サンプルキャリアを保存エレメントに挿入する方法は一般に、サンプルキャリアを受けるよう構成されかつ有効な受容開口部と、サンプルキャリアの排出を可能にするよう構成されかつ有効な排出開口部とを有する容器からなる保存エレメントを供給することと、サンプル保存媒体からなる基板を供給することと、サンプルキャリアを基板から選択的に切断することと、サンプルキャリアを受容開口部を通して容器に挿入することとからなる。
【0024】
いくつかの実施形態では、この方法はさらに、挿入に先立って排出開口部を封着することからなる。あるいは、この方法はさらに、挿入に続いて受容開口部を封着することからなる。
【0025】
以下の詳細な説明で述べるように、選択的に切断することは、サンプルキャリアの寸法に影響する切断テンプレートを利用することからなる。さらに、挿入は受容開口部と切断テンプレートにより寸法を決める保持テンプレートを利用することからなる。挿入はさらに、保持テンプレートと受容開口部を通してサンプルキャリアを前進させるプランジャーを利用することからなる。
【0026】
さらに、サンプルキャリアを保存エレメントに挿入する方法は、挿入に続いてサンプルをサンプルキャリアに充填することからなる。いくつかの実施形態では、充填はサンプルを受容開口部を通して容器に供給することからなる。
【0027】
以下に述べるように、基板が濾紙などのセルロースサンプル支持媒体からなる方法を開示する。基板がポリウレタンなどのポリマーサンプル支持媒体からなる追加方法を開示する。
【0028】
排出開口部を封着することは、第一フィルムを保存エレメントの第一表面に適用することからなり、受容開口部を封着することは、第二フィルムを保存エレメントの第二表面に適用することからなる。
【0029】
サンプルキャリアを保管することと同様に、サンプルキャリアを保存エレメントに挿入する方法はさらに、挿入に続いてサンプルキャリアを選択的に方向づけることからなる。選択的に方向づけることがサンプルキャリアに磁力を作用させることからなる実施形態を開示する。この作用させることは、磁場を保存エレメントに印加することからなる。
【0030】
以下に図示かつ詳述するように、サンプルキャリアを封着保存エレメントから排出する方法は、サンプルキャリアを受けるよう構成されかつ有効な受容開口部と、サンプルキャリアの排出を可能にするよう構成されかつ有効な排出開口部とを有する容器からなる保存エレメントを供給することと、イジェクターを容器に整合させることと、イジェクターを受容開口部を通して挿入することと、容器から排出開口部を通してサンプルキャリアを排出することとからなる。
【0031】
保存エレメントが複数の容器からなる以上の方法の実施形態を開示し、この方法はさらに保存エレメントの標的サンプルキャリアの位置を識別することからなる。識別と整合はさらに、標的サンプルキャリアと同じ場所に配置されたトランシーバから受信した信号を利用することからなる。一部の例示方法により、トランシーバは高周波エネルギーまたは光学エネルギーによって起動する。
【0032】
上記実施形態のように、封着される保存エレメントからサンプルキャリアを排出する方法はさらに、標的サンプルキャリアを選択的に方向づけることからなる。この方向づけることは利用に先立って起こる。選択的に方向づけることは、標的サンプルキャリアに磁力を作用させることからなる。
【0033】
一部の開示方法では、挿入は受容開口部を封着するフィルムを穿孔することからなり、排出は排出開口部を封着するフィルムを穿孔することからなる。さらに、ドータープレートを供給し排出に応じてサンプルキャリアを受けることからなる方法を開示する。
【0034】
いくつかの実施形態により、ここに図示かつ説明した保管システムは一般に、支持面を有する容器と、支持面に二次元構成で配置される複数の保存エレメントと、複数の保存エレメントの各々は、サンプルキャリアを受けるよう構成されかつ有効な受容開口部と、サンプルキャリアの排出を可能にするよう構成されかつ有効な排出開口部とを有する容器からなり、およびイジェクター装置とからなる。イジェクター装置は、イジェクターを複数の保存エレメントのうち選択された保存エレメントの対象容器に整合させ、イジェクターを受容開口部を通して対象容器に挿入し、サンプルキャリアを対象容器から排出開口部を通して排出するよう動作する。
【0035】
保管システムはさらに、複数の保存エレメントのうちの標的保存エレメントに係合するよう選択的に動作する運搬装置からなる。一部の保管システムでは、複数の保存エレメントの各々は、端部に方向づけされる。複数の保存エレメントの各々が受容開口部と排出開口部で封着される、かかる保管システムの実施形態を開示する。
【0036】
本発明の種々の実施形態の上記およびその他の特徴は、添付図面に関連して以下の詳細な説明の検討を通じて明らかとなる。
【0037】
(詳細な説明)
本開示により動作するシステムおよび方法は、固体または多孔質のいずれかである乾燥媒体上に保存された生物材料、非生物材料、および化学材料の個別サンプルの保存および回収を容易にする。いくつかの実施形態では、サンプルは多孔質または固体(すなわち、無孔質)サンプル保存媒体上または内部に配置され、たとえば、ロボット装置またはその他の自動装置を使用して、マルチウェルプレートなどの保存エレメントに保管され、そこから回収される。保存媒体は、封着保存エレメントから、たとえば、ドータープレートの選択ウェル、またはサンプルの回収が望まれる際の別の適切な容器に、汚染なしで選択的に移される。
【0038】
その点に関して、開示装置およびシステムは、封着される保存エレメントからのマルチウェルドータープレートの特定ウェル、または特定キュベット、試験管または類似の容器へのサンプルの排出を可能にする。いくつかの実施形態では、保存媒体からなるサンプルキャリアは、保存エレメントの第二シールを通して挿入される、たとえば、廃棄可能な穿孔チップなどの装置または手段で保存エレメントの第一シールを通して穿孔または排出される。
【0039】
従って、サンプル保存エレメントは、プレートの各ウェルまたは容器が個別サンプルを含むよう構成されかつ有効な底のないマルチウェルプレートからなる。第一シールフィルムは、保存エレメントの、たとえば、底面などの第一表面を封着する。個別サンプル(たとえば、下記に示すような個別サンプルノードのサンプル保存媒体上に配置されるか、またはそれによって搬送される)は、保存エレメントの各容器に導入される。第二シールフィルムは、たとえば、保存エレメントの上部などの第二表面を封着し、汚染や劣化からサンプルを保護する。
【0040】
半剛性ロッド、ワイヤ、または類似の細長い部材は、選択的にフィルムを穿孔し、保存エレメントの特定対象容器またはウェルに配置されたサンプルキャリアを排出する。イジェクター用に選択される材料は一般に、シールフィルムを穿孔するのに十分な剛性であり、鋭いバイアスカットを可能にするのに十分な柔らかさである。いくつかの実施形態では、イジェクターは低コストで構成され、プラスチックまたはその他のポリマーなどの廃棄可能な材料から構成される。
【0041】
図面を参照すると、図1Aはサンプルキャリアの一実施形態を示す簡略図である。図1Aに示すように、サンプルキャリア110は一般に、個別サンプルを搬送するよう動作するサンプルノード111と、ノード111で搬送される個別サンプルに関連した情報を提供するよう動作するサンプル識別子119とからなる。
【0042】
図1Aに示すように、キャリア110は、識別を支持するよう構成されかつ有効なステム112と、識別子119が取り付けられる運搬構造113などの1つ以上の物理構造を含む。なお、キャリア110の図示は代表として示したもので、特に、ステム112と識別構造113の特徴化は限定的な意味で解釈されない。具体的に、図2A〜2Fを参照して下記に詳述するように、サンプルキャリア110の構成要素の構造配置は、中でも、構成要素を製造する材料、キャリア110が使用される自動運搬機構の機能性、および以下に詳述するようにキャリア110が係合する保存エレメントの構造的特徴に従って種々に変更される。
【0043】
その点に関して、ステム112と識別構造113の相対比、大きさ、長さ、直径、およびその他の物理的特徴は、キャリア110の使用目的に従って選択される。いくつかの実施形態では、たとえば、キャリア110は、ロボット把持機構、真空または磁気チャック、またはその他の自動装置によって把持、搬送、または操作される。従って、識別構造113とステム112は適切な材料からなり、識別構造113の自動運搬または把持装置により作用される外力に耐えるよう十分な剛性と構造的一体性を供するよう寸法が決められる。同様に、ここに述べるように、キャリア110は、使用時保存エレメント(たとえば、図1Bの参照符号120で示される)に係合するよう構成されかつ作用する。従って、ステム112の長さと識別構造113の直径と厚さは、かかる保存エレメントとのキャリア110の共同利用を容易にするよう適切に寸法が決められる。
【0044】
キャリア110の構成要素は、上記したロボットまたはその他の自動機構によりキャリア110の操作と搬送を可能にするような十分な剛性を持つ材料から構成される。サンプルノード111を含むキャリア110の構成要素は、たとえば、一体化単位として成形されることが分かる。いくつかの実施形態では、キャリア110は、たとえば当該分野で一般に知られている射出成形技術を使用して製造される。あるいは、構成要素の一部あるいは全部が個別に製造され、キャリア110の単一化構造を形成するよう取り付け、接着、融着、接合、または一体化される。サンプルノード111、ステム112、および識別構造113は、キャリア110を不必要に重くせず、キャリア110の全体構造が適切な剛性を与えられるようなポリスチレンまたは種々のプラスチックから製造される。当該分野で一般に知られている種々の製造技術は、キャリア110と図1Aに示す各種の構成要素を構成するよう使用されることが分かる。本開示はキャリア110の製造に対して使用される特別な材料や構成方法に限定されない。
【0045】
一般に上記したように、キャリア110の例示的実施形態は一般に、個別サンプルを搬送するよう動作するサンプルノード111と、ノード111で搬送される個別サンプルに関連した情報を提供するよう動作する識別子119とからなる。図示した配置のように、識別子119はそれが識別するサンプルと同じ場所に配置される。
【0046】
ここでは、「同じ場所に配置される」なる用語は一般に、サンプルとサンプルに関連した識別またはその他の情報の両方の位置をいう。識別子119は、たとえば、ステム112と識別構造113などの適切な構成要素を介して上記したノード111に取り付け、接着、融着、連結、または接続される。あるいは、図2A〜2Cを参照して下記に詳述するように、支持または取り付け構造が省略されるよう、識別子119はノード111自体の構造と一体化またはそれに内蔵される。
【0047】
その点に関して、識別子119とノード111は、物理的取り付け(図1A)やノード111との識別子119の一体化(図2A〜2C)を介して「永久に」同じ場所に配置される。従って、一意識別情報とその他のデータは、サンプルキャリア110の有効寿命(すなわち、サンプルが実験またはその他の使用のためノード111から除去または抽出されるまで)を通じてノード111で搬送されるサンプルと同じ場所に配置される。
【0048】
概ねここに述べたように、永久に同じ場所に配置されるノード111と識別子119は、特定個別サンプルに関連した情報が常にそのサンプルの位置で利用可能であることを保証する。従って、ノード111のサンプルが識別子119を参照して識別され、また識別子119はノード111と一体化または接続されるため、エラー運搬(たとえば、ノード111の置き違えで起こる)は最小化または排除される。
【0049】
サンプルノード111は、図1Aに示すように実質的に球形であることが分かる。あるいは、ノード111は数多くの形状や大きさのいずれかで形成される。一例として、いくつかの可能性が図2A〜2Fに図示される。いくつかの多角形、多面体、角錐や三角形、円盤型または長円形の実施形態が検討され、所望のノードの大きさおよび密度などの種々の要因、サンプルノード111で使用される材料の飽和限度、サンプルキャリア110を操作するのに使用される装置の精度などに基づいて選択されることが当業者に理解される。本開示は、サンプルノード111の形状、大きさ、または寸法特性により限定されない。
【0050】
サンプルノード111は、サンプルを直接的または間接的に結合する。その点に関して、例示ノード111は一般に、全体がサンプル支持媒体からなる。いくつかの実施形態では、たとえば、ノード111は単に選択されたサンプル支持媒体で被覆され、ノード111はサンプルを間接的に結合する。あるいは、ノード111の全体構造はサンプル支持媒体から製造され(すなわち、サンプル支持媒体はノード111の構造を構成する)、サンプルを直接的に結合する。本発明の一特徴に従って、サンプルノード111で使用するサンプル支持媒体は紙またはセルロース、ポリスチレンやキトサンなどのポリマー、プラスチック、セラミック、あるいは生物材料またはその他のサンプルのための長期保存機構としての役目をするよう構成されかつ有効なその他の適切な支持材料に実施される。固体、液体、または気体状のサンプルは、サンプル支持媒体に接触され、個別サンプルノード111でサンプルとして保存される。
【0051】
いくつかの実施形態では、たとえば、かかるサンプル支持媒体は、蛋白質と同様にリボ核酸(RNA)とデオキシリボ核酸(DNA)などのポリヌクレオチドを含む生物ポリマーのサンプルだけでなく、または過フッ化炭化水素またはクロロフルオロカーボン(CFC)、環境汚染物、および合成化学化合物を含む非生物サンプルを維持する。上記したように、濾紙基板の実施形態は、当該分野で現在知られている。たとえば、米国特許第6,294,203号では、サンプルキャリア110に導入されるのに適したサンプル保存用の乾燥固体媒体が開示されている。この米国特許の開示は、その全体が参考までにここに盛り込まれている。
【0052】
本開示は、ノード111で使用される特定サンプル支持媒体に対して限定されない。従って、サンプルノード111での実施に適した支持媒体は一般に、当該分野で知られているか、または周知の原理に従って開発または動作する適切な材料からなり、搬送かつ維持されるサンプルの種類の機能として結合特性に従って選択される。
【0053】
その点に関して、適切なサンプル支持媒体は、たとえば、一部がノード111でサンプルとして保存されるサンプルの種類に従って固体または多孔質である。あるいは、サンプル支持媒体は、1つ以上の化学化合物で処理されるかまたは誘導され、たとえば、サンプルとの接触に先立って種々の結合特性を操作する。サンプルノード111の正または負の電荷、化学組成、結合特性、抗体、レクチン、多孔率、およびその他の動作要因は、実施されるサンプル支持媒体の種類と実行される処理の種類または性質に従って選択される。
【0054】
生物サンプルと非生物サンプルは、制御された環境で保存される。その点に関して、湿度、温度、およびその他の環境要因は、防火ボールトまたは保管として使用されるその他の構造で制御される。いくつかの実施形態では、環境条件は、たとえば、サンプルの性質、サンプルノード111で使用されるサンプル支持媒体の組成、またはその両方に従って選択的に変更され、数十年間サンプルの寿命を保つ。生物ポリマー(ポリヌクレオチドなどの)保管の実施形態では、たとえば、サンプル支持媒体は化学処理された表面や構造を含み、特定サンプル細胞を溶解し、ポリヌクレオチド構造を個別サンプルノード111でサンプル支持媒体または基板に固定する。あるいは、保存剤はサンプル支持媒体に塗布、埋め込み、含浸、または導入される。かかる保存剤では、数十年間ポリヌクレオチド構造の安定性と忠実度が保証される。サンプルノード111は、図1Aで示される個別ペレットや球体によって特徴付けられ、図1Bに示すマルチウェルプレートに配置された特定ウェルに選択的に蒸着される。特定ウェルに蒸着されたサンプルは、次の処理(たとえば、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)分析など)に選択される。
【0055】
相互汚染はノード111のサンプルを保存することにより実質上排除される。一部の例では、機械サンプル除去装置を包含する機械接触は、回収、抽出、精製、包装、および出荷時最小化されるか全体的に排除される。さらに、キャリア110または運搬および識別構造113が標準ロボット操作に従うため、保管設備全体が容易に自動化され高スループット率に達する(たとえば、1日あたり100個のサンプルより多く)。
【0056】
上記したように、サンプルキャリア110を使用して保管かつ回収されたDNAやRNAなどのポリヌクレオチドは、大規模の遺伝子分析に十分適合し、薬理遺伝学またはその他の種類の遺伝子発見分析のために優れた(従来の液体相または極低温技術に対して)サンプルを産出する。具体的に、サンプルノード111の実施では、サンプル支持媒体とPCR防止剤を減少させる役目をする埋め込まれた化学薬品の固有の充填特性のためポリヌクレオチド保存量および質を自動的に標準化する。従って、従来のポリヌクレオチド抽出での精製後の定量化手順の要求と複雑さが簡略化、減少、または完全に排除される。また、乾燥保管サンプルは、極低温システムで共通しているように、繰り返し行われる冷凍および解凍サイクル時連続して劣化されない。
【0057】
動作時、識別子119は一般に、ノード111で搬送される個別サンプルに関連した情報を維持または提供する。いくつかの実施形態では、識別子119はかかる情報へのアクセスを可能にし、サンプルに関連した一意コード、シリアル番号、またはその他の識別指標を維持または提供する。かかる実施形態では、データベースまたはその他のレコード保存は、識別子119により表示または提供されるコードまたは信号を使用してサンプルに関連した情報に対して問い合わせる。
【0058】
従って、ここでは、さらなる説明を簡単にするため、サンプルに関連した情報を「提供する」ことをいう識別子119の機能性が、一般に制限なく以下を包含することが分かる:識別子119でのかかる情報の全部または一部を維持または保存すること; 識別子119からかかる情報の全部または一部を通信、送信、または搬送すること;およびサンプルを識別しかかる情報へのアクセスを可能にするよう動作する一意コード、信号、データストリーム、またはその他の指標を反映、信号化、送信、または通信することである。
【0059】
図1Aの実施形態では、たとえば、識別子119は一般に、ノード111で搬送されるサンプルが一意に識別される指標を識別することからなる。その点に関して、識別子119は、当該分野で一般に知られている幅と離隔距離を変える明暗領域を有する一次元または二次元バーコードからなる。あるいは、識別子119は、シリアル番号、ロット番号、英数字コード、またはノード111で搬送されるサンプルを識別または区別するのに適したその他の記号表示からなる。かかるバーコードまたはその他の識別指標は、種々の機械視覚技術または当該分野で一般に知られているその他の光学センサまたは読取装置のいずれかによりスキャンされる。これらの実施形態では、識別子119は、バーコードまたは識別指標で暗号化される一意のサンプル識別を維持または供する。従って、ノード111のサンプルに関連した情報は、標識で暗号化された一意の識別データまたは記号表示を使用して取得またはアクセスされる。
【0060】
いくつかの実施形態では、たとえば、光学読取装置は一般に、電磁スペクトルの種々の部分を感知する機器または受信器を使用して、識別子119のバーコードまたはその他の標識で表現される要素を識別または位置づけることができる機械視覚技術、ビデオカメラ、またはその他の光学センサからなる。本実施形態では、光学情報(スペクトルの可視部分からの)またはその他の電磁情報(たとえば、マイクロ波、赤外線、または高周波などの)が、ノード111で搬送される同じ場所に配置されたサンプルの同一性、性質、および一般構成を確実にするよう使用される。
【0061】
特に、識別子119は、たとえば光起動の小型トランスポンダーまたはトランシーバに実施される。当該分野で一般に知られているように、たとえば、レーザーなどの適切な光源により送出される選択波長と周波数の可視光、蛍光、干渉性光、またはその他の適切な光学エネルギーは、識別子119に内蔵された光電池にエネルギーを供給する。本実施形態では、かかる電池で受けた光学エネルギーは、マイクロ制御装置またはマイクロチップ、付加回路、関連電子メモリ、および送信器を起動する。あるいは、高周波(RF)エネルギーは、識別子119でトランシーバを起動するのに使用される。
【0062】
当該分野で一般に知られているように、識別子119のマイクロチップは、メモリにアクセスし、ノード111で搬送される同じ場所に配置されたサンプルに関連した情報を検索し、送信器の動作に影響し、サンプルに関連した情報を示す信号の送信を可能にする。あるいは、送信器はノード111で同じ場所に配置されたサンプルに関連した別個のまたは一意識別子コードまたは信号を送信する。ノード111で搬送されるサンプルに関するデータレコードまたはその他の情報は、たとえば、送信器により送信される識別信号に従って遠隔地で別の装置によりアクセスされる。
【0063】
識別子119により維持かつ供されるサンプル識別とその他の情報は一般に以下を含むが、これに限定されない:サンプルの正確な識別と追跡を可能にする別個の識別子コードまたはその他の標識;サンプルの性質または種類(たとえば、血液、DNA、RNA、蛋白質、環境粒子、または汚染物);サンプルの出所(たとえば、ヒトの年齢、性別、および病歴、または環境サンプルが収集された位置と状況);サンプルが収集または保管された時間と日付などである。この情報を示すデータレコードまたはその他の構造は、たとえば、識別子119自体に暗号化されるか、データベースまたはその他のデータ保存構造または設備で維持される。
【0064】
一部の実施では、サンプルキャリア110は、標準または変更されたマルチウェルプレートのウェルなどのサンプル容器に係合するよう設計または構成される。キャリア110が容器または保存エレメントに係合する際、ノード111はウェルのサンプルに接触される。あるいは、キャリア110はクリーンまたは未使用のウェル(すなわち、サンプルを含まないものや微量の汚染物を含むもの)に係合し、ノード111のサンプルが保存され、個別サンプルノードで搬送されたサンプル間の相互汚染が防止される。
【0065】
図1Bは保存エレメントの一実施形態を示す簡略図である。例示的実施形態では、保存エレメント120は一般に、縦軸199に対して所定方向づけで配置された複数のサンプル容器またはウェル121からなる。各ウェル121はサンプルキャリア110、特に概ね上記したサンプルノード111を受けるよう構成されかつ作用する。
【0066】
保存エレメント120の図1Bの実施形態は一例として図示しただけで、限定されないということが当業者により理解される。保存エレメント120の種々の形状とウェル121の構成は、本開示の範囲および考慮にある。たとえば、長方形の構成がここに図示かつ説明されるが、たとえば、保存エレメント120は、保存エレメント120が利用される研究所または保管設備の要求または構成に従って、平面図として一般に円形、四角形または多角形である。
【0067】
例示した長方形実施形態では、保存エレメント120は一般に、縦側面122A、122Bと横側面123A、123Bとからなる。科学的なサンプル保存および実験システムが研究所またはサンプル保管設備でマルチウェルプレートを把持、移送、または操作するためのロボット機構を使用することが当業者に理解される。従って、側面122A、122B、123A、123Bは、適切な把持または運搬機構(手動か自動)が適切または所望の操作のため保存エレメント120に係合するような形状、寸法となる。
【0068】
その点に関して、保存エレメント120は一般に、かかる自動またはロボットシステムにより作用される力に耐えるのに十分な剛性と強度を供する適切な材料から製造される。また、ウェル121に含まれるサンプルを汚染しない材料の保存エレメント120を構成することが望ましい。各種プラスチック、セラミック、ポリスチレン、およびポリマー、またはマルチウェルプレートを構成するための当該分野で一般に知られているその他の材料は、ウェル121と保存エレメント120のその他の構成要素に適切である。
【0069】
保存エレメント120はたとえば単体として製造されるか、または一般に個別に製造され、接合、接着、または接続される2つ以上の部品からなる。その点に関して、保存エレメント120のいくつかの実施形態は一般に、ウェルの個別行(たとえば、126や127)を受けるよう構成されかつ有効な枠構造(図示せず)からなる。この特徴に従って、行126や127は当該分野で一般に知られているように個別に製造され、独立して使用される。
【0070】
さらに、保存エレメント120は保存エレメント120に一意であるラベル、タグ、転写またはその他の識別指標129を支持するよう構成されかつ作用する。当該分野で一般に知られているように、識別指標129は、たとえば、バーコード(たとえば、一次元または二次元のいずれか)、シリアル番号、またはその他の英数字または記号表示を含み、保管または研究所の設備で維持される他のものから各々の特別な保存エレメント120を区別する。かかる実施形態では、標識129は選択側面122A、122B、123A、123Bで配置または方向づけられ、標識129は保存エレメント120を運搬するよう設計されたロボットまたはその他の機構により不明瞭にされず、または損なわれることはない。
【0071】
ここで図1Aと図1Bの両方を参照すると、キャリア110と保存エレメント120は、サンプルノード111がサンプルをノード111に「充填する」ための各容器(ウェル121Cなどの)に含まれるサンプルに対する所定間隔関係にて支持されるよう構成され寸法が決められることがすぐに分かる。一例として、サンプルノード111はウェル121Cのサンプルに接触する位置で配置される。また、キャリア110は(ウェル121Cなどの)各容器に蒸着され保存される。図3Aと図3Bを参照して下記に詳述するように、キャリア110はクリーンまたは無菌ウェル121Cに配置または蒸着され、その中で封着され保管される。その点に関して、保存エレメント120は複数のサンプルキャリア110を互いに分離し、外部汚染物から各サンプルキャリア110を封着するよう構成されかつ作用する。
【0072】
いくつかの実施形態により、保存エレメント120の各ウェル121またはサンプル容器は一般に、サンプルキャリア110を受けるよう構成されかつ有効な受容開口部と、サンプルキャリア110の排出を可能にするよう構成され選択的に動作する排出開口部とからなる。この排出は、(下記の)イジェクターと協働して実行される。かかる配置で、保存エレメント120は下記に詳述するように、第一表面124と第二表面125上の両方で封着される。
【0073】
保存エレメント120がマルチウェルプレートに関連して一般に使用される蓋(図示せず)を含み、または収容するよう構成されることが当業者に理解される。いくつかの実施形態では、標識129が保存エレメント120に動作的に係合する際、蓋は標識129を不明瞭にしないよう配置または方向づけられる。あるいは、保存エレメント120で使用される蓋は標識129を不明瞭にしないよう変更されるか、または特別に構成される。シールフィルム(たとえば、第二表面125を封着する)、またはウェル121の汚染を防止するその他の構成要素からなる保存エレメント120の実施形態では、蓋はサンプル一体性を保証にするには不要である。
【0074】
図2A〜2Fは、サンプルキャリアの実施形態を示す簡略図である。図2A〜2Fに示すサンプルキャリア110の実施形態は一般に、図1Aと図1Bを参照して上記したものに相当し、上記に詳述した構成要素と機能特性の一部または全部が含まれる。
【0075】
図2Aでは、たとえば、ノード111は一般に、上記に詳述したものに相当する。識別子119はノード111に含まれる。例示した図2Aの実施形態では、識別子119はたとえば、高周波(RF)起動の小型のトランスポンダーまたはトランシーバからなる。当該分野で一般に知られているように、たとえば、アンテナなどの適切な源により送出される選択波長および周波数のRFエネルギーは、適切なアンテナにより受けられ、識別子119に内蔵または動作的に結合されたRF電池にエネルギーを供給する。本実施形態では、かかるアンテナで捉えられ、電池で受けたRFエネルギーは、マイクロ制御装置またはマイクロチップ、付加回路、および関連した電子メモリ、および図1Aを参照して実質的に上記した送信器を起動する。
【0076】
上記したように、マイクロチップはメモリをアクセスし、ノード111で搬送した同じ場所に配置されたサンプルに関連した情報を検索し、サンプルに関連した情報を示す信号の送信を容易にする。いくつかの実施形態では、送信器はノード111の同じ場所に配置されたサンプルに関連した個別または一意の識別子コードまたは信号を送信する。従って、ノード111で搬送されたサンプルに関するデータレコードとその他の情報は、たとえば、送信機で送信される識別信号に応じて遠隔地の別の装置によりアクセスされる。
【0077】
図2Bを参照すると、識別子119は一般に、上記したものに相当する。具体的に、識別子119はRF起動トランシーバからなる。例示した図2Bの実施形態では、識別子119はノード111の構造に内蔵されるか、または一体化される。
【0078】
上記した実施と同様に、印加電磁エネルギーは適切な受信アンテナと同調コンデンサー(図示せず)からなるトランシーバを起動する。コンデンサーは送信機を含む電子機器を駆動し、ノード111で搬送される同じ位置に配置されたサンプルを識別する個別または一意RF信号またはコードを送信する。
【0079】
上記実施形態で、トランシーバはノード111のサンプル支持媒体に埋め込まれる。あるいは、ノード111は少なくとも識別子119の一部を囲むよう構成されかつ有効なシースまたはスリーブとして製造または構成される。いくつかの実施形態では、たとえば、ノード111は識別子119を囲む範囲を制限することが望ましい。ノード111が識別子119の一部またはトランシーバのハウジング(参照符号117により示される)に限定される場合、サンプルキャリア110は、運搬装置または把持装置がノード111で搬送されたサンプルに接触かつ汚染する危険性なしに、ハウジング117の端部で機械的にまたは非機械的に操作される。
【0080】
図2Bで示されたサンプルキャリア110は、保存エレメント120のウェル121に係合させるよう寸法が決められる。キャリア110はさらに、かかるウェル121に係合するよう動作するガスケットまたはその他の構造(図示せず)からなり、同時に、ノード111を液体サンプルと接触させる位置でキャリア110を支持し、キャリア110が保存エレメント120に係合する際、ウェル121への粒子の導入を排除することにより汚染を防止する。あるいは、サンプルキャリア110の図2Bの実施形態では、保存エレメント120の適切な容器内で全体的に適合するよう適切に寸法が決められる。
【0081】
図2Cは上記したRF起動のトランシーバの実施形態に関連する使用のため構成され動作するサンプルキャリアの別の実施形態を示す簡略図である。例示した図2Cの配置では、ノード111は一般に、サンプル支持媒体の第一層114と第二層115とからなる。一般に上記したようなトランシーバからなる識別子119は、層114と115の間に挿入される。いくつかの実施形態では、層114、115は濾紙または上記参考までに盛り込まれた米国特許第6,294,203号に開示した支持媒体などの別の適切な基板から製造される。
【0082】
上記したように、層114、115は濾紙またはその他の多孔質材料に実施される。しかし、層114、115はサンプル支持媒体として使用されるのに適した固体または無孔質材料から構成されることが分かる。その点に関して、上記した種々のサンプル支持媒体のいずれも層114、115に適しており、製造技術またはサンプルキャリア110が使用される自動運搬機構の動作特性などのその他の要因に従って選択される。
【0083】
一部の実施では、たとえば、ロボットまたはその他の運搬機構による操作に耐えるのに十分な剛性を持つ層114、115を供することが望ましい。しかし、かかる機械把持装置は、ノード111で搬送されるサンプルに汚染が入り込む恐れがある。あるいは、トランシーバを収容またはそれからなる識別子119は、かかる把持/運搬装置に適応するのに十分な厚さを持ち、層114、115は装置運搬キャリア110のいかなる部分によっても接触されない。
【0084】
図1Aを参照して上記に詳述したように、トランシーバからなる識別子119は、識別構造113に内蔵、取り付け、接着されるか、または固定される。または、識別子119は、図2A〜2Cに示すように、ノード111の構造と一体化される。光学エネルギーに反して、RF信号に応じるトランシーバの実施ではさらに、たとえば、図2A〜2Cに示された実施形態を容易にする。RF起動のトランシーバのマイクロチップとその他の構成要素は、たとえば、動作電力の光学エネルギーに従っていないため、かかるトランシーバからなる識別子119はノード111の構造内に全部が一体化されるかまたは含まれる。従って、図2A〜2Cの例示的実施形態では、ノード111に取り付けられた、またはその外部の構成要素(たとえば、ステムまたは識別構造などの)が含まれない。
【0085】
さらに、1つ以上の付加識別子119は、たとえば、トランシーバの高度化または機能特性、キャリア110が使用されるシステムの動作要求、またはその両方の組み合わせに従ってキャリア110に関連して実施されることが分かる。具体的に、たとえば、図2A〜2Fを参照して図示かつ説明された実施形態のいずれもが、図1Aを参照して図示かつ上記した構成要素とサンプル識別方法を含む。開示された実施形態のいずれの数の特徴も、とりわけ、キャリア110の所望の機能性、保存エレメント120の構造的特徴またはキャリア110が実施される自動装置の機能面、ノード111で搬送されたサンプルの性質と化学特性などに従って迅速に結合されるか交換されることが当業者に理解される。
【0086】
なお、上記したものなどのトランスポンダーまたはトランシーバの種々の種類が現在知られており、広い用途で使用される。たとえば、識別子119に内蔵されていると説明されたものなどの数多くのトランスポンダーは現在動物に埋め込まれ、行方不明のペットを識別するのに使用される。また、種々のマイクロトランシーバシステムは研究者によって開発され、有効な薬物送達技術での使用に提案されている。上記したようなマイクロトランシーバまたはトランスポンダーは一般に、たとえば、全方向性のRF信号を送信するよう動作し、受信器が関連した署名信号周波数、送信パターン、またはその他の情報を使用してノード111で搬送したサンプルを位置づけ、識別できる。従って、識別子119に内蔵されたトランシーバにより送信された一意信号は、ロボット器機またはサンプル運搬装置の位置づけを指示するのに使用される。
【0087】
図2Dはサンプルキャリアの別の実施形態を示す簡略図である。サンプルキャリア110は一般に、個別サンプルを搬送するよう動作するサンプルノード111からなる。その点に関して、ノード111は適切なサンプル支持媒体からなる。上記したように、ノード111は選択されたサンプル支持媒体で被覆され、ノード111は間接的にサンプルを結合する。あるいは、ノード111の全体構造は、サンプル支持媒体から製造され(すなわち、サンプル支持媒体はノード111の構造を構成する)、サンプルを直接結合する。
【0088】
上記したように、サンプルノード111で使用されるサンプル支持媒体は一般に、キトサン、プラスチック、セラミック、ポリスチレンまたはその他のポリマー、または生物サンプルまたはその他のサンプルの長期保存機構となるよう構成されかつ有効なその他の適切なサンプルに実施される。図2Dの実施形態では、ノード111はかかるサンプル支持媒体に実施され、一般に紙またはセルロース、またはたとえば、高多孔率と10〜100ミクロンの範囲の細孔を有する発泡ポリウレタンなどのポリマーから構成される。
【0089】
固体、液体、または気体状の検体は、サンプル支持媒体と接触され、個別サンプルノード111でサンプルとして保存される。図2Dの例示的実施形態では、サンプルがノード111のサンプル支持媒体により吸収される時、ノード111は膨張する(破線で示すように)。
【0090】
図2Dの実施形態に関連して使用されるのに適切なサンプル支持媒体の多くの例が製品化されている。たとえば、高多孔率と10〜100ミクロンの範囲(たとえば、30ミクロン)の細孔を有する連続気泡発泡ポリウレタンが一般に利用可能であり、包装、小型部品や装置の詰め物、ケガの順向抑制包装材料、および鋳型で使用される前駆基板として現在使用されている。
【0091】
図2Dの実施形態で使用されるサンプル支持媒体は、以下の特性を表示する:圧縮性(たとえば、多孔質構造からのサンプルの除去を容易にする);リバウンド性(すなわち、圧縮力が解除された時、ノード111が元の形状にすばやく戻る);開口および多孔質下部構造; 水や水性緩衝剤を吸収する能力;およびキャリア110が使用される保存エレメント120の容器に適合するよう鋳造または切断される能力である。また、キャリア110のサンプル支持媒体は、低レベルの生物材料に不活性な低レベルの浸出材料と表面を含む。一般に、ノード111で使用されるポリマー材料は、サンプルが生物材料、非生物材料、または化学材料であろうと、サンプルを収集、安定化、および保存するのに使用される試薬と互換される。サンプル支持媒体はまた、低レベルの微粒子と湿潤状態と乾燥状態で低破砕性を示す。
【0092】
図2Dで示されたノード111の形状が例示のためだけに供されていることが分かる。ノード111が一般に円形で示されている場合、四角形や、長方形、およびその他の多角形などのその他の形状もまた検討される。ノード111の全体形状と全寸法は以下の要因の一部または全部により影響される:サンプル支持媒体の密度;搬送されるサンプル量;および保存エレメント120の容器の寸法と容量である。
【0093】
上記詳述したサンプルキャリア110の種々の実施形態を参照すると、磁気粒子、強磁性体またはフェリ磁性体が、サンプルノード111、識別および運搬構造113、またはその両方で実施され、サンプルキャリア110の磁気操作を可能にすることが分かる。いくつかの実施形態では、たとえば、磁気材料はノード111、支持媒体、または識別構造113に埋め込まれるか、または内蔵され、または取り付けられる。
【0094】
その点に関して、図2Eと図2Fは、サンプルキャリアの実施形態を示す簡略図である。キャリア110は一般に、サンプルノード111と、一体化されたまたは一体的に取り付けられた磁気要素116とからなる。図2Fに示すように、キャリア110はまた、上記した識別子119からなる。例示的実施形態では、ノード111に対する特定位置から印加された磁場は、サンプルキャリア110を適切な位置に方向づけ、識別子119の読み取りまたは起動を容易にする(図2Eでは図示せず)。さらに、サンプルキャリア110は、適切な磁場を発生できる磁気チャックまたはその他の装置を使用して運搬、移動、または操作される。
【0095】
たとえば、磁気要素116と相互作用する印加磁場は、所望の方向づけに軸299を中心にサンプルキャリア110をフリップまたは回転させるのに十分な力を作用させる(図2Eの曲線矢印で示したように)、識別子119の動作を可能または容易にする。その点に関して、磁気要素116は適切な磁場に関連して使用され、たとえば、バーコードリーダーまたは光学スキャナーなどの協働器機、または放射光学エネルギー、またはRF電源やアンテナなどとの識別子119の適正な整合を保証する。または、磁気要素116は、キャリア110が所望の方法で位置づけられ、たとえば、サンプル、試薬、保存剤、またはその他の化学薬品の、ノード111で実施されるサンプル支持媒体への付加を可能または容易にする。
【0096】
被覆または未被覆の磁気粒子または材料は、たとえば、キャリア110の製造時、またはサンプル充填後、サンプルノード111またはサンプル支持媒体に内蔵される。かかるいくつかの実施形態では、ノード111は磁場に製造され、内蔵された磁気材料は所望の磁気方向づけまたは分極で配置または整合される。あるいは、かかる磁気材料はサンプル自体に加えられる。サンプルに含まれる磁気材料は、サンプルをノード111に移すのに使用される同一または類似の化学作用を持つサンプルノード111に結合される。
【0097】
ここでは、「磁気」なる用語は一般に、「磁気」材料を予想される方法で外部磁場または電磁場に応じるようにする磁気、強磁性、またはフェリ磁性特性のことをいうことが上記から理解される。従って、いくつかの実施形態では、サンプルキャリア110はまた、個別磁気要素116、ノード111の構造を通じて空間を満たしたその他の磁気材料、またはキャリア110が印加磁場に応じて方向づけられるか操作されるようなその他の構成要素からなる。磁場は、たとえば、個別ウェル、またはサンプルキャリア110が保存される保存エレメント全体に印加される。
【0098】
図3Aは、図1の線3−3に沿った保存エレメントの一実施形態の簡略横断面図である。図1Bを参照して上記したように、保存エレメント120は一般に、1つ以上のサンプル容器121からなり、各々がサンプルキャリア110を受けるよう構成されかつ作用する。図示した長方形の実施形態では、保存エレメント120は一般に平面図として円形または多角形であるが、ウェル121は一般に、縦面122A、122Bと横面123A、123Bとの間に所定の方向づけで配置される。
【0099】
キャリア110と保存エレメント120は、サンプルノードが各容器121に含まれるサンプルに対して所望間隔関係にて支持されるよう構成され寸法が決められる。図3Aに示すように、各キャリア110はサンプル充填に付け加えてか、またはその別法として、各容器121に蒸着され保存される。その点に関して、保存エレメント120はクリーンまたは無菌のウェル121にキャリア110を収容するよう一意に構成され動作し、ノード111に充填するためのサンプルを選択的にまたは任意に受け、キャリア110を封着し保管する。具体的に、図3Aの保存エレメント120は、複数のサンプルキャリア110を互いに分離し、外部汚染物から各サンプルキャリア110を封着するよう構成されかつ作用する。
【0100】
図3Aの実施形態により、保存エレメント120の各ウェル121またはサンプル容器は一般に、サンプルキャリア110を受けるよう構成されかつ有効な受容開口部321Bと、ウェル121からサンプルキャリア110を排出するイジェクター(下記)と協働するよう構成され選択的に動作する排出開口部321Aとからなる。図3Bを参照して下記に詳述するように、保存エレメント120は第一表面124と第二表面125との両方に封着される。
【0101】
図3Bは図1の線3−3に沿った保存エレメントの別の実施形態の簡略横断面図である。図3Bに示すように、保存エレメント120の第一表面124は、シールフィルム351により閉じられるか封着され、保存エレメント120の第二表面125は、シールフィルム352により閉じられるか封着される。従って、保存エレメント120の各容器またはウェル121は、フィルム351と352により排出開口部321Aと受容開口部321Bで封着され、サンプルキャリア110を固定し、汚染物がウェル121に入るのを防止する。
【0102】
上記した要素に加えて、保存エレメント120の図3Bの実施形態はリップまたはスカート328からなる。保管、研究、研究所、またはその他の設備での一般用途において、たとえば、保存エレメントはスタックされ、利用可能な保存スペースを最適化する。保存エレメント120の構造にスカート328を取り付けるか、または内蔵すると、その他の保存エレメントや研究所の作業台などの表面と接触して発生するシールフィルム351、352の不要な摩擦または劣化を防止する。
【0103】
その点に関して、スカート328はシールフィルム351を超えて延長するよう適切に寸法が決められ、スタックの隣接した保存エレメントの面125に係合するよう寸法が決められ構成される一方、その面に取り付けられたシールフィルム352との接触を回避する。スカート328は、縦側面122A、122Bと一体化し、全部またはその一部のみに沿って縦方向に延長する。たとえば、図1Bに示した保存エレメント120の実施形態を参照して、スカート328は縦側面122A、122Bに付け加えて、横側面123A、123Bと一体化またはそれに取り付けられた周方向構成要素として実施される。あるいは、スカート328は、フィルム351を超えて延長し、保存エレメント120の周囲(角、すなわち、縦側面122A、122Bと横側面123A、123Bの接合部)に沿って選択された位置に位置づけられた複数のポスト、ガイドレール、またはその他の突起物として実施される。
【0104】
フィルム351、352は一般に、種々の金属材料、プラスチック、その他のポリマー、またはシール物品で使用される薄い、柔軟性のあるシートやホイルを供するために一般に使用される類似材料からなる。いくつかの実施形態では、フィルム351、352のうち少なくとも1つが誘電物質またはその他のRF透明材料から構成され、上記に詳述したRF起動識別子119を使用するサンプルキャリア110の種々の実施形態のいずれにも適合する。ここでは、「高周波透過性」と「RF的に透明」なる用語は一般に、上記に詳述した1つ以上のRFトランスポンダーの動作を起動かつ可能にするのに十分なRFエネルギーを送信するのに適切な材料と厚さのフィルムのことをいう。
【0105】
さらに、またはあるいは、フィルム351、352のいずれかまたは両方が光学透過性で、可視的または光学装置の使用を通して、ウェル121の内容の検査を可能にする。本実施形態はバーコードまたは光起動識別子119を使用するサンプルキャリア110の使用に適合する。従って、ここでは、「光学透過性」なる用語は一般に、1つ以上の選択波長の十分な光が透過される、すなわち光学透過性なフィルム351、352は、フィルム351、352を通してサンプルキャリア110の可視検査を可能にするか、または上記したようなバーコードリーダーまたは光起動トランスポンダーなどの光学装置のフィルム透過動作を可能にするのに十分な光を送出する、適切な材料と厚さのフィルムのことをいう。
【0106】
フィルム351、352は使用時穿孔され、選択されたサンプルキャリア110が、図6A〜6Cを参照して下記に詳述した特定ウェル121から排出される。従って、たとえば、フィルム351、352の物理的厚さと、そのために選択された材料の具体的な特性はシステム要求に従って選択的に変更される。たとえば、形状、材料強度、柔軟性、および穿孔イジェクター構成要素(下記)により加えられる力は、以下の一部または全部に影響する:フィルム351、352として選択される材料、フィルム351、352の厚さ; フィルム351、352を面124、125に適用するのに使用される技術である。いくつかの実施形態では、以上の要因は、とりわけ、フィルム351、352が選択された排出機構により効果的に穿孔されることを保証するよう調整される。
【0107】
フィルムを表面に適用する種々の方法は、当該分野で一般に知られている。たとえば、多くの接着剤と感温シール技術は、薬剤の包装や収縮包装などの種々の用途で現在使用されている。シールフィルム351、352を面124、125に結合、接着、貼付、融着、または適用するために使用される特定方法は、以下を含む種々の要因により影響されるがこれに限定されない:フィルム351、352の材料選択と厚さ;表面124、125の材料選択、硬度、および表面特性;保存エレメント120またはそれに維持されたサンプルの使用目的;および保存エレメント120のウェル121に保存されるサンプルとの化学相互作用(結合材料または適用技術のため)である。従って、当業者はシールフィルム351を面124に適用するため使用される方法がシール352を面125に適用するため使用される方法と異なることが分かる。
【0108】
本開示は特定の適用または結合技術により限定されないが、当業者はフィルム351、352と面124、125との間の適切な封着がウェル121に配置されるサンプルキャリア110の汚染を防止することが分かる。従って、いくつかの実施形態では、フィルム351、352を適用する方法は、各面124、125の各ウェル121の全周または周囲に完全な結合を保証するよう選択される。言い換えれば、各ウェル121の受容開口部321Bと排出開口部321Aは、隣接ウェル121から独立して封着かつ分離される。別法として、単純な適用技術では、一部のみか、その選択領域(たとえば、保存エレメント120の外周に沿って)フィルム351、352を各面124、125に接着または結合させる。この後者の実施形態では、個別ウェル121は保存エレメント120のその他のウェル121からは分離されない。
【0109】
上記したように、特定種類のシールフィルムを適用するために選択される方法は、保存エレメント120とウェル121に保存されたサンプルの使用目的に従って変更する。さらに、いくつかの実施形態は保存エレメントの選択部分の封着に適合することが分かる。一例として、図1Bに示した保存エレメント120を参照して、各行126、127はウェル121の個別単位として個別的に封着される。
【0110】
図4A〜4Cは、使用時の保存エレメントの一実施形態の一連の簡略横断面図である。図4Aに示すように、実質的に図示し上記に詳述した保存エレメント120は、ポリマーフィルムまたは金属フィルムなどのシールフィルム351を有する第一表面124で封着される。図3Aと3Bを参照して上記したように、フィルム351は一般に、保存エレメント120の各サンプル容器またはウェル121の排出開口部321Aを封着する。図4Aの実施形態では、フィルム351を貼付けるのに使用される適用方法は一般に、面124の各排出開口部321Aの周囲にフィルム351を結合または接着し、各ウェル121を独立容器にする。具体的に、フィルム351は、必要に応じて、面124の大部分に結合される(たとえば、各個別排出開口部321Aの周囲に)、ウェル121間の液体浸出を防止する。上記したように、保存エレメント120の選択部分は、保存されるサンプル数、シールフィルム351を面124に適用するため使用される装置の高度化、およびその他の要因に従って上記方法で封着される。
【0111】
上記したように、各ウェル121はサンプルキャリア110を受けるよう構成されかつ有効な受容開口部321Bを含む。その点に関して、図4Bに示すように、サンプルキャリア110は、保存エレメント120の各ウェル121に蒸着または供給される。いくつかの実施形態では、1つ以上の選択的に構成された磁場または電磁場は保存エレメント120に印加され、たとえば、個別ウェル121に印加され、上記したような磁気要素116を内蔵するサンプルキャリア110の配置または方向づけを容易にする。
【0112】
図4Cに示すように、シールフィルム352は第二表面125に適用され、同時にサンプルキャリア110の損失を防止して、汚染からウェル121を封着する。保存エレメント120自体の使用目的に従って、または保存エレメント120が使用される設備の動作特性に従って、フィルム352は単に面125の選択部分に接着または結合される。あるいは、フィルム352は各受容開口部321Bの外周に面125に接着される。図4Cに示された封着動作に付け加えて、または別法として、図4Bに示された保存エレメント配置は一般に、従来のマルチウェルプレートのために供され、たとえば、汚染物がウェル121に入るのを防ぐ蓋を備える。具体的に、一部の実施では、シールフィルム352の面125への適用は、たとえば、別の手段がキャリア110の損失とウェル121の汚染を防止するために取られるような適切な状況では省略される。
【0113】
フィルム352の適用に先立って、すなわち、面125を封着することに先立って、任意の時間でサンプルキャリア110にサンプルが充填されることが当業者に理解される。いくつかの実施形態では、たとえば、保存エレメント120とその複数のウェル121は、保存のためのサンプル(すなわち、サンプル保存媒体上のサンプルをすでに搬送して)が前もって充填されたサンプルキャリア110を受ける。あるいは、ウェル121は未充填のサンプルキャリア110を受ける。本実施形態では、適切または所望量のサンプルが、サンプルキャリア110が蒸着される前か後のいずれかで、ウェル121に選択的に加えられる。
【0114】
さらに、またはあるいは、種々のプライマー、変性剤、緩衝剤、溶剤、保存剤、またはその他の化学化合物が、シールフィルム352の適用に先立って、必要に応じて、ウェル121に加えられる。液体サンプル、化学試薬、またはその他の流体をウェル121に導入する場合、フィルム352は、必要に応じて、面125の大部分(すなわち、各個別受容開口部321B周囲)に結合または接着され、ウェル121間の零れ、浸出、またはその他の汚染を防止する。
【0115】
図5A〜5Cは、保存エレメントの選択容器にサンプルキャリアを挿入するよう構成されかつ有効なシステムの一実施形態の一連の一部分解簡略横断面図を示す。図5Aに示された保存エレメント120の配置は、図4Bを参照して図示かつ上記したものと類似する。保存エレメント120の第一表面124は、概ね上記した各ウェル121の排出開口部321Aでフィルム351により封着されている。図5A〜5Cに示した実施形態では、システム500は一般に、基板層514、切断プラテンまたはテンプレート599、保持テンプレート598、カッター542などのキャリア切断装置、およびプランジャー541とからなる。システム500の種々の構成要素は、概ね下記するように、保存エレメント120の各ウェル121にサンプルキャリア110を蒸着するよう構成されかつ作用する。
【0116】
上記したように、図5A〜5Cは、より明らかに開示した構成要素のいくつかを示すよう一部分解される。下記に示した動作に関して、いくつかの実施形態では、以下の当初の構成が使用される。保持テンプレート598は一般に、保存エレメント120の表面125と接触して配置され、キャリア開口596はウェル121の受容開口部321Bに整合される。同様に、切断プレート599は保持テンプレート598と接触して配置され、カッター開口597はキャリア開口596に整合される。最後に、基板514は切断プレート599と接触して配置される。
【0117】
上記に詳述するように、サンプルキャリア110が切断される基板514は、種々のセルロースベースの濾紙か、またはサンプルを結合するのに適したポリマー材料(たとえば、ポリエステル、ポリアクリル、または発泡ポリウレタン)のいずれかからなる。上記したように、基板514は切断プレート599上か、それに近接して配置され、保持テンプレート598に係合または突き合わせるよう構成されかつ作用する。テンプレート598、599は、カッター542、プランジャー541、基板514、およびキャリア110、またはその組み合わせにより作用される力に耐えるのに十分な剛性で弾力性のある種々のプラスチック、金属、セラミック、またはその他の材料から構成される。テンプレート598、599は一体化しており、すなわち、各々の構造特徴は単一のテンプレートに内蔵されることが理解される。図5A〜5Cの例示は説明を簡単にするためだけのものであり、限定的な意味で解釈されない。
【0118】
切断テンプレート599は一般に、カッター542、プランジャー541、およびキャリア110が保持テンプレート598に向かって切断テンプレート599を通過させるようにするカッター開口597からなる。動作時、プランジャー541は基板514に接触し、適切な圧縮力を作用させる。この圧縮力により一般に、張力がかかった状態で基板の隣接開口597部分が配置され、切断動作を容易にする。カッター542は基板514に係合して、サンプルキャリア110を切断する。一例として、カッター542は、穴あけ機、目打ち、穿孔ツール、またはその他の種々のツール、装置、または基板514の差し込み、チャド、または押しあけ部分の作成を容易にする機構として実施される。かかる能力を有する多くの機構は、当該分野で一般に知られている。図5Aの実施形態では、カッター542は基板514(キャリア110を作成)と開口597を通って拡張し、クリーンで正確な切断を保証する。従って、保持テンプレート598を使用していない場合、カッター542は保存エレメント120の面125と接触する。
【0119】
図5Aでは、カッター542は開口597と同一の寸法を持つよう構成される。従って、キャリア110は、協働カッター542とテンプレート599の種々の寸法に従って選択された大きさと形状に切断される。いくつかの実施形態では、キャリア110は、ウェル121の受容開口部321Bより大きい寸法を有するよう切断される。図5Bに最も明らかに示されるように、プランジャー541は上記の切断動作後受容開口部321Bに向かってキャリア110を進行し続ける。
【0120】
保持テンプレート598は一般に、プランジャー541とサンプルキャリア110をウェル121の受容開口部321Bを通過させるようにするキャリア開口596からなる。開口596は一般に、保持テンプレート598がキャリア110のウェル121への挿入時作用される力の大部分を担い分配するよう、保存エレメント120に対して適切に寸法が決められ位置づけられる。または、保持テンプレート598は、テンプレート599の開口597を延長するカッター542から面125を保護する。従って、受容開口部321Bの周囲の面125の端部は、図5A〜5Cの実施形態のキャリア110を作成かつ挿入するため使用される装置により発生する亀裂、欠け、くぼみ、または摩擦などの類似の損傷から保護される。その点に関して、保持テンプレート598の使用はまた、キャリア110が受容開口部321Bより大きい直径またはその他の平面寸法を有する場合、保存エレメント120への損傷を防止する。
【0121】
いくつかの実施形態では、たとえば、保持テンプレート598は使用時面125に直接配置され、開口596は受容開口部321Bの大きさと形状に従って正確に寸法が決められる。これらの実施形態では、開口596は一般に、受容開口部321Bと等しいか、それより小さい寸法を持つよう実施され、面125またはウェル121―の損傷を防止する。しかし、一部の場合、開口596は受容開口部321Bより大きい。面125への損傷を防止するよう適切に再構成されたその他の実施形態では、保持テンプレート598は任意である。
【0122】
図5Bと図5Cに示されるように、保持テンプレート598と開口596はキャリア110の折り曲げを容易にし、ウェル121を適合させる。プランジャー541は開口596を進むと、キャリア110の端部または側面は図5Cで示される予想可能な方法で折り曲げられるか、または押圧される。キャリア110がウェル121に挿入されると、プランジャー541は後退し、以上のプロセスが異なるキャリア110と異なるウェル121のために繰り返される。
【0123】
保存エレメント120の正確な寸法、ウェル121の特定寸法、形状、および間隔配置が知られている場合、テンプレート598、599は、保存エレメント120の全面125を横切るよう製造される、すなわち、テンプレート598、599は、保存エレメント120のウェル121(またはそのサブセット)ごとに、保存エレメント120のウェル121の二次元配置と協働するよう特定方法で配置される複数の開口596、597からなる。本実施形態では、サンプルキャリア110を保存エレメント120全体に効率的に充填でき、テンプレート598、599の最小自動運搬またはロボット再配置を要する。たとえば、マルチカッター542とプランジャー541が自動装置またはロボットシステムに関連して適切な配置で供給される場合、保存エレメント120全体またはその大きな部分(たとえば、ウェル121の全体行または列などの)は、同時にまたは単一動作でサンプルキャリア110が充填される。あるいは、テンプレート598、599は、連続して個別ウェル121ごとにサンプルキャリア110を切断するよう実施される。本実施形態では、たとえば、あるウェル121から次のウェルまでのテンプレート598と599の再配置が要求される。
【0124】
図5A〜5Cに示される動作が図4Bで示された段階で発生する(すなわち、第一表面124が封着された後か、第二表面125が封着される前)ということが当業者に理解される。従って、図5Cに示されたサンプルキャリア110のため作成されたカップ形状は、上記したウェル121に液体サンプル、保存剤、またはその他の化学薬品を加えるのに適切である。
【0125】
図6A〜6Cは、保存エレメントからサンプルキャリアを排出するよう構成されかつ有効なシステムの一実施形態の一連の簡略横断面図を示す。例示的実施形態では、システム600は一般に、穿孔チップ691を有するイジェクター690、フィーダー/トリマー装置680、およびデカルト座標制御装置670とからなる。
【0126】
以下の説明でさらに明らかになるように、フィーダー/トリマー680は一般に、イジェクターストックの供給(たとえば、イジェクター690が形成される)を収容または維持するよう動作するハウジング682、ハウジング682からイジェクターストックを進行させるための機構(図示せず)、および所定の位置にイジェクターストックを切断するよう動作するブレード681とからなる。
【0127】
その点に関して、イジェクター690は柔軟性のある、または半剛性ロッド、ワイヤ、または類似の細長いストック材料に実施されるか、または製造される。イジェクターストックとして選択される材料は一般に、シールフィルム351と352を穿孔するのに十分な剛性であるが、いくつかの実施形態では、穿孔チップ691のための鋭いバイアスカットを可能にするのに十分な柔らかさである。イジェクター690とイジェクターストックは、金属(たとえば、アルミワイヤ)、プラスチック、またはその他のポリマーなどの低コストで廃棄可能な材料から構成される。
【0128】
イジェクターストックが、たとえば、柔軟性のあるポリマーコードまたは金属コードまたはワイヤの場合、イジェクター690は、無菌部分698が保持される一方(図6Cに示され、かつ下記に詳述するように)、汚染部分699が除去されるよう切断される。本実施形態では、フィーダー/トリマー装置680は、たとえば、ブレード681が部分698と699を分離するイジェクター690を切断する前か後のいずれかで、イジェクターストックのスプールから無菌部分698を供給する。以上の機能性を実施する種々の機械と方法が一般に知られている。たとえば、回転式芝刈機と手持ち式または自動包装装置が知られているが、フィーダーを使用して、スプールまたはその他の保存機構、および所望の位置でコードを切断するよう動作するカッターから柔軟性のある、または半剛性のコードを供給する。
【0129】
簡略実施形態では、フィーダー/トリマー680は、排出動作ごとに個別または廃棄可能なイジェクター690を供給する。たとえば、ハウジング682は複数のプレカットイジェクター690を保存するよう動作する1つ以上のラック、箙、マガジンからなる。かかる実施形態では、フィーダー/トリマー680は、下記するように使用されるイジェクター690を位置づけ、使用イジェクター690を後退、解除、または廃棄し、後の排出手順で使用される次のイジェクター690を位置づけるよう構成され連続して動作する。イジェクター690ごとに選択された材料は、本実施形態では柔軟性である必要がないことが分かる。
【0130】
動作時、座標制御装置670は、任意の保存エレメントの特定対象ウェル121に対してイジェクター690を位置づける。図1Bに示すように、x座標は保存エレメント120の縦軸199に沿ったウェル121の位置を示し、z座標は縦軸199からのウェル121の距離を示す。制御装置670は、三次元空間でイジェクター690を位置づけるよう構成され正確に動作するセンサ、関節式アーム、直線またはその他のアクチュエーター、サーボ、およびその他のハードウェア要素(機械、電気、または電気機械)などの種々の機械および電子部品を内蔵する。制御装置670に適した種々の運動制御システムと方法は、当該分野で一般に知られている。
【0131】
その点に関して、制御装置670はサンプルまたはウェル121の識別を可能または容易にする電子データまたは指示セットを受けるよう構成されかつ有効な1つ以上のデータ入力ポートまたは通信インターフェース機構を含む。特に、制御装置670は特定サンプルキャリア110の位置に関する座標データまたはその他の情報を受ける。かかるデータは、たとえばバーコードリーダー、光学またはRFトランスポンダー、オペレーター入力、またはその他の手動または自動装置により供給される。上記したように、研究所または実験設備は、たとえば、データベースまたはその他のデータ構造を含む電子システムに関連して自動装置または手動装置を使用して、特定サンプルの同一性と位置に関する情報の目録を作り維持する。利用可能な情報に従って、制御装置670は、装置を位置づけるための当該分野で一般に知られている種々の装置と技術を使用して、保存エレメント120の適切なウェル121のx、z位置でイジェクター690を位置づけるよう動作される。
【0132】
さらに、またはあるいは、保存エレメント120はイジェクター690と対象ウェル121の整合を容易にするよう移動または位置づけられる。たとえば、制御装置670で実施されるハードウェアとは別にまたはそれと協働して動作する、種々の移動可能なステージまたはロボットシステムが検討され、現在利用可能である。本開示はイジェクター690にウェル121を整合させるよう使用される方法または装置により、あるいは座標制御装置670の一般構成と、それに内蔵された構成要素の特定構造配置により限定されない。
【0133】
座標制御装置670は、y方向にイジェクター690を進行かつ後退させるよう選択的に動作する。図6A〜6Cに示すように、イジェクター690は、保存エレメント120の選択対象ウェル121を通ってy方向に進行し、そこから後退する。いくつかの実施形態では、y方向のかかる運動は、たとえば、座標制御装置670の制御下で動作する直線アクチュエーターにより容易にされ、または可能にされる。または、y方向のイジェクター690のかかる運動は、上記したフィーダー/トリマー装置680により供される。
【0134】
図6Aと図6Bに示すイベントのシーケンスにより示されるように、イジェクター690は、フィルム352を穿孔し、サンプルキャリア110に係合し、サンプルキャリア110を、フィルム351を通して、たとえば、ドータープレートまたはその他の保存エレメント120Bの選択ウェル121Bか、ウェル121から排出されるキャリア110を受けるよう位置づけられた特定の試験管、キュベット、またはその他の容器に排出する。
【0135】
図6Cを参照して、イジェクター690の一部(参照符号699で示す)が汚染され、少なくともキャリア110の排出に続いて、汚染として一般に見なされることが分かる。具体的に、キャリア110、フィルム351、352、およびウェル121の内部表面と接触すると、部分699の全部または一部が微量のサンプルまたは化学薬品が蒸着または付着される。従って、イジェクター690の部分699は排出動作後廃棄され、キャリア110間のサンプルの相互汚染を防止する。ここでは、部分699は一般に、キャリア110、ウェル121の表面、フィルム351、352、またはその組み合わせと接触するイジェクター690の長さを示す。具体的に、使用時(特に、図6Bに示される動作時)、フィルム352、面125、またはその他の選択ポイントに延長するか、またはそれを超えて延長するイジェクター690の任意部分は、汚染部分699に含まれる。
【0136】
図6Cの実施形態に示すように、イジェクター690は、部分699の切断とその廃棄に先立って、ウェル121から後退される。別法として、すなわち、イジェクター690が図6Bに示される位置にある時、部分699は後退に先立ってイジェクターストックから切断される。この別法実施形態では、切断がイジェクター690に沿った正しい位置で発生し、汚染部分699の全体が除去されることが保証される。
【0137】
図7は、サンプル保管方法の一実施形態の一般動作を示す簡略フロー図である。図7に示されたシーケンスは一般に、図4A〜4Cを参照して図示かつ上記詳述した動作に相当する。ブロック701で示すように、概ね上記した保存エレメントが供給される。いくつかの実施形態では、保存エレメントは、たとえば、バーコードまたはその他の識別指標を読み取るよう動作する機械視覚技術を使用して、ロボット運搬機構などの自動装置により供給される。あるいは、保存エレメントはユーザーまたはオペレーター入力により供給されるか、または協働する。ここでは、「供給すること」は一般に、標的保存エレメントを識別し、後の動作を容易または実行する構成要素または装置に対して保存エレメントを配置、方向づけ、位置づけ、または選択的に配置することをいう。
【0138】
ブロック702で示すように、保存エレメントの第一表面は、たとえば、実質的に上記したポリマーシールフィルムまたは金属シールフィルムで封着される。特に、かかるフィルムは、各排出開口部の外周に第一表面に結合または接着され、保存エレメントの各サンプル容器またはウェルの排出開口部を封着する。上記したように、保存エレメントの第一表面全体、またはその選択部分のみが上記方法で封着される。
【0139】
ブロック703で示すように、サンプルキャリアは選択的に蒸着され、供給され、または保存エレメントの各ウェルに挿入される。図4Bを参照して図示かつ上記したように、各ウェルまたは容器は、サンプルキャリアを受けるよう構成されかつ有効な受容開口部を含む。いくつかの実施形態では、ブロック703で示す動作は機能性からなり、図5A〜5Cを参照して上記しかつ図8で示された構造構成要素の一部または全部を含む。
【0140】
検体は、ブロック704で示すサンプルキャリアに充填される。例示した図7の実施形態では、サンプルの適切または所望量は、サンプルキャリアを蒸着した後、保存エレメントの1つ以上のウェルに選択的に加えられる。しかし、上記したように、サンプルのサンプルキャリアへのかかる充填は、プロセス中のその他のポイントで発生する。いくつかの実施形態では、たとえば、保存エレメントとその複数のウェルは、サンプルが前もって充填されたサンプルキャリアを受ける。具体的に、ブロック704で示された動作は、ブロック701〜703で示された動作のいずれか1つに先行する。あるいは、サンプルはブロック703でサンプルキャリアの挿入に先立ってウェルに選択的に加えられる。
【0141】
さらに、またはあるいは、所定量の種々のプライマー、変性剤、緩衝剤、溶剤、保存剤、またはその他の化学化合物は、保存エレメントのウェルに選択的に加えられる(ブロック705)。ブロック704で示すキャリア充填と同様に、保存剤またはその他の化学薬品のサンプルキャリアへの供給は、プロセス中の種々のポイントで実行される。たとえば、ブロック705で示す動作は、ブロック703と704で示す1つ以上の動作に先立って発生する。
【0142】
ブロック706で示すように、保存エレメントの第二表面の1つ以上の受容開口部は、たとえば、第二ポリマーシールフィルムまたは金属シールフィルムで封着され、同時にサンプルキャリアの損失とウェルの汚染を防止する。図4Cを参照して上記したように、第二フィルムは第二表面の選択部分にただ接着されるか、または結合され、または保存エレメントのあらゆる受容開口部(またはその選択サブセット)の外周に接着される。液体サンプル、化学試薬、またはその他の流体がウェル(たとえば、ブロック704か705など)に導入された場合、必要に応じて、第二フィルムは、第二表面の大部分に結合または接着され、ウェル間の零れ、浸出、またはその他の汚染を防止する。
【0143】
ブロック706で示す封着動作に加えて、またはその別法として、保存エレメントは、従来のマルチウェルプレートに一般に供される蓋を備えている。一部の実施では、第二シールフィルムの適用が省略される。
【0144】
上記したように、1つ以上の選択的に構成された磁場または電磁場は、保存エレメント、または、1つ以上の個別ウェルに印加される。かかる磁場は、上記した磁気要素を内蔵するサンプルキャリアの配置または方向づけを容易にする適切な力を作用させる。その他の方向づけ技術および装置が検討されることが分かる。たとえば、サンプルキャリアは磁気的よりも機械的にウェル内で方向づけまたは操作される。ブロック708と709で示すように、ここで説明した保存エレメントの保管方法では、保管プロセス中種々のポイントで1つ以上のかかる方向づけ動作が検討される。一例として、追加した方向づけ動作は、ブロック706で示された封着動作に続く。
【0145】
さらに、ブロック706で示された封着動作は、第二表面の仮のシールフィルムの適用となる。たとえば、仮の封着はブロック704の充填またはブロック705の供給に先立ってウェルまたはサンプルキャリアの汚染を防止する。図7の破線矢印で示すように、仮のシールフィルムの適用は、サンプルキャリアの充填(ブロック704)または化学薬品または保存剤のウェルへの供給(ブロック705)に先行する。いくつかの実施形態では、かかる仮の封着は、たとえば、ブロック703から705のいずれかで示される動作のいずれかまたは全部に先立って適用される。仮のシールフィルムは、破砕されまたは除去され、上記したサンプルキャリアの挿入、充填、および保存を可能にすることが分かる。付加または最終的なシールフィルムは、保存エレメントの保存または保管に先立ってブロック706で示すように適用される。
【0146】
図8は、保存エレメントの選択容器にサンプルキャリアを挿入する方法の一実施形態の一般動作を示す簡略フロー図である。図8に示したシーケンスは一般に、機能性からなり、図5A〜5Cを参照して図示かつ上記に詳述した構造構成要素の一部または全部を含む。
【0147】
ブロック801と802に示すように、保存エレメントが供給され、第一表面の1つ以上の排出開口部が概ね上記したように封着される。
【0148】
図5Aと図5Bを参照して上記したように、保持テンプレートは、保持テンプレートのキャリア開口がウェルの受容開口部に整合するよう保存エレメントの第二表面に係合する(すなわち、一般に接触して配置される)(ブロック803)。同様に、切断テンプレートは、切断テンプレートのカッター開口がキャリア開口に整合されるよう保持テンプレートに係合するか、それと接触するよう配置される(ブロック804)。サンプルキャリアが切断され、一般に上記した種々のサンプル支持媒体のいずれかからなる基板は、切断テンプレートと接触して供給される(ブロック805)。
【0149】
保存エレメントの正確な寸法(特に、ウェルの大きさ、形状、および間隔配置)が知られている場合、テンプレートは保存エレメントの第二表面全体を横切るよう構成され動作し、保存エレメント全体への効率的なサンプルキャリアの充填を容易にする。複数のカッターとプランジャーが、たとえば、自動装置またはロボットシステムに関連して適切な配置に供給される場合、保存エレメント全体またはその一部は、同時にまたは単一動作でサンプルキャリアが充填される。すなわち、保存エレメントの各ウェル、またはその選択サブセット用に、ブロック806から809に示され、下記に示す動作の一部または全部が平行して発生する。
【0150】
圧縮力は、たとえば、プランジャー、または、ブロック806で示される類似のツールにより与えられる。たとえば、切断テンプレートにより指示され、または影響される寸法を有するサンプルキャリアは、ブロック807で示される基板から切断される。図5Aの実施形態に示すように、たとえば、カッターは基板と切断開口を通って延長し、クリーンで正確な切断が保証される。ブロック806と807に示される動作順序は、たとえば、選択的に逆になることが分かる。あるいは、圧縮と切断はほぼ同時に発生する。
【0151】
上記したように、サンプルキャリアは、協働カッターと切断テンプレートの種々の寸法に従って選択された大きさと形状に切断される。ブロック808と809に示されるように、プランジャーまたはその他のツールは、上記切断動作後保持テンプレートのキャリア開口を通ってウェルにサンプルキャリアを進行させる。その点に関して、キャリア開口は一般に、保持テンプレートがブロック809でキャリアの挿入時作用される力の大部分を担い分配するよう保存エレメントに対して適切に寸法が決められ位置づけられる。キャリアが挿入されると、プランジャーが後退し、異なるキャリアと異なるウェルのために、以上のプロセスが繰り返される。
【0152】
図9は、保存エレメントからサンプルキャリアを排出する方法の一実施形態の一般動作を示す簡略フロー図である。図9に示される動作順序は一般に、図6A〜6Cを参照して図示かつ上記に詳述したイベントのシーケンスに相当する。
【0153】
標的サンプルが保管される保存エレメントは、ブロック901で示されるように供給される。この供給は、上記に詳述した手動または自動識別、運搬、操作、および配置の種々の形態のいずれかからなる。
【0154】
ブロック902で示すように、保存エレメントに保管または維持される標的サンプルまたはキャリアが識別される。ここでは、標的サンプルまたはキャリアを「識別すること」は一般に、ブロック901で供給される保存エレメント内の標的サンプルまたはキャリアを位置づけること、すなわち、1つ以上の特定ウェルまたはサンプル容器の位置が適切な標的サンプルが保管されることを保証することからなる。一例として、かかる識別は、制限なく以下の一部または全部により容易にされる:サンプル情報からなりデータベースまたはその他のコンピュータが読み取り可能な媒体に維持されるデータレコード;たとえば、バーコードリーダー、光学またはRFトランスポンダー、またはその他の手動または自動装置により提供されるデータ; ユーザーまたはオペレーター入力;または以上の組み合わせである。
【0155】
上記したように、研究所または実験設備では、たとえば、データベースまたはその他のデータ構造を含む電子システムに関連して自動または手動装置を使用して、特定サンプルの同一性と位置に関する情報の目録を作り維持する。ブロック901と902の動作は、かかる装置を拡張的にまたは限定的に使用する。
【0156】
図示かつ上記に詳述したイジェクターは、ブロック902の識別に続いて、またはそれに関連して(すなわち、ほぼ同時に)、標的サンプルを含むウェルに整合される(ブロック903)。ブロック903の整合は、たとえば、一部のシステムで手動で実行されるか、または上記したように、精度ストッパーモーター、関節式アーム、デカルト座標制御装置などの自動装置により容易にされる。
【0157】
図6Aと図6Bを参照して実質的に上記するように、イジェクターは対象ウェルを通って進み、シールフィルムを穿孔し、サンプルキャリアを排出する(ブロック904)。図6Bと図6Cを参照して上記したように、イジェクターは汚染部分の切断と廃棄に先立って、(ブロック906)対象ウェルから後退する(ブロック905)。ブロック906に示すように、新しいイジェクターが供給されるか、またはイジェクターストックの無菌部分が後のサンプルキャリア排出動作のため晒される。
【0158】
決定ブロック911で決定されたようにサンプルがこれ以上所望でない場合、シーケンスが終了し、保存エレメントが研究所設備のサンプル保管またはその他の場所に戻る。1つ以上の付加サンプルを必要とする場合、付加決定が決定ブロック912で実行される。新しい標的サンプルまたはキャリアが使用時すでに保存エレメント内に保管されている場合、動作はブロック902にループバックし、選択サンプルを維持するウェルを識別かつ位置づける。一方、新しい標的サンプルが現在使用時保存エレメント内に保管されない場合、その保存エレメントは保管に戻され、動作制御はブロック901にループバックし、選択標的サンプルを含む保存エレメントを識別かつ供給する。
【0159】
図2A〜2Fを参照して、ノード111として選択されたサンプル支持媒体が、保存されるサンプルの種類と、サンプルが使用される保管または研究所設備の機能性全体により影響されることが分かる。適切なサンプル支持媒体(たとえば、発泡ポリウレタン)が選択された場合、媒体はドデシル硫酸ナトリウム(SDS)、塩酸(HCl)塩などのグアニジニウム塩、尿酸、およびエチレンジアミン四酢酸(EDTA)などの溶液を安定化させるDNAに圧縮かつ晒される。サンプル支持媒体の圧縮かつ液体の多孔質構造(水を吸い込んだスポンジに類似した)への引き上げにより、溶液の吸収が容易になる。あるいは、サンプル支持媒体は乾燥かつ圧縮形態で得られ、液体に浸されて湿ると膨張する。
【0160】
溶液を溶解した試薬に浸した後、サンプル支持媒体は空気乾燥されるか、試薬が十分に高い濃度にある場合、媒体は圧搾乾燥され、空気乾燥される。あるいは、媒体は熱気(オーブンや窯などの)、または真空で乾燥される。乾燥後、媒体は一般に、細胞を溶解するのに十分な試薬の被膜を保持し、核膜を破裂させ、病原体を不活性化し、かつ重要なことに、生物核酸サンプルを保護かつ保管する。上記の調製技術に続いて、媒体はロールまたはシートとして保持されるか、たとえば、適切なサンプル保存に望ましい形状に切断される。媒体はまた、圧縮状態で乾燥され、液体に接して配置されると、液体サンプルを膨張かつ吸収する薄い、水状単位を供給する(たとえば、図2Dに示すように)。
【0161】
サンプルが分析やその他の使用に望ましい場合、図2Dに示したサンプル支持媒体からなるノード111は保存から除去され適切な容器に配置される。ノード111に元々充填されていたサンプルが精製されると、サンプルは容易に回収される。いくつかの実施形態では、ノード111は、たとえば、蒸留水または適切な緩衝剤で再び湿らされる。ノード111は適切な化学薬品または溶液で処理され(たとえば、その他の化学要因に従って適切にまたは必要に応じて加熱される)、ノード111のサンプル支持媒体はサンプルを溶液に開放させる。最後にサンプルを含む溶液は容器から後退する。
【0162】
図2Dの実施形態では、適切な後退方法は、以下の技術の一部または全部を含む:ノード111の保存媒体を圧縮し溶液を圧搾しピペットにより後退させること;スピンバスケットまたはマルチウェルフィルタープレートでノード111の保存媒体に遠心力を作用させ、多孔質構造から液体を押しやること;または流体を柔軟性のある多孔質媒体から分離する利用性を有するその他の周知方法である。
【0163】
ノード111に元々充填されていたサンプルが不純な核酸または生物材料の混合物(たとえば、全血、DNA、細胞培養媒体、血漿など)である場合、更なる精製が望ましい。かかる更なる精製に適合するいくつかの実施形態では、ノード111が水または緩衝剤で洗浄され、精製したサンプルの回収に先立って不純物を除去するよう、いくつかの洗浄ステップが実施される。
【実施例】
【0164】
以下は、上記種々の実施形態の利用性を示す特定の実施例である。
【0165】
(実施例1−血漿の保管)
血漿量(約500マイクロリットル)がサンプルキャリアノードの図2Dの実施形態に加えられる。本実施例では、ノードは直径1cm、厚さ0.1cmである。ノードは平均細孔寸法が30ミクロン、多孔率が92%の発泡ポリウレタンから構成される。ノードは2%のEDTAナトリウム、4%のTRIS、1%の尿酸で前処理され、圧縮状態で乾燥される。液体サンプル(血漿)は、ノードが厚さ0.5cm(直径1cmは変化しないまま)に膨張するに従って、ゆっくりと加えられる。膨張終了後、サンプルノードは40℃の真空オーブンに配置され乾燥される。乾燥ノードは、適切な保存エレメント(たとえば、96ウェルの標準プレートなどの)に移され、加熱されたシールフィルムはプレート開口部(すなわち、本実施例では受容開口部)を封着するよう取り付けられる。保存エレメントは、クリーンかつ乾燥した領域に配置され長期保存される。
【0166】
(実施例2−回収血漿保管サンプルの回収)
サンプルが今後の研究のために必要な場合、実施例1のサンプルノードは、保存から回収され、保存エレメントまたはプレートからドータープレートまたはその他の適切な容器に移される。再構成された血漿が所望生成物である場合、400マイクロリットルの脱イオン化された無菌の濾過水が容器に加えられ、5分間ノードを再び湿らせる。プランジャーまたはロッドは繰り返し使用され、ノードを圧縮し解放する。ノードは10回以上圧縮し解放され、水の良好な混合と保存された生物材料を保証する。最終圧縮後、液体が収集され再構成された血漿として分析のために保存される。あるいは、再び湿らされたノードは、マルチウェルフィルタープレートのうちの1つのウェル、または遠心分離機フィルターのスピンバスケットに配置される。従って、遠心分離機(プランジャー方法ではなく)が液体を回収するのに使用される。
【0167】
(実施例3−全血の保管)
4%のSDSを混合物に加え細胞と核を溶解し、DNAを解放し保存する以外は、実施例1と同様である。
【0168】
(実施例4枚−血液サンプルから回収したDNAの精製)
実施例2と同様だが、ノードはTE緩衝剤で再び浸漬され、液体除去のために類似の技術を使用してTE緩衝剤で二度洗浄する。続いて、ノードは400マイクロリットルの脱イオン化した無菌の濾過水で5分間85℃に加熱される。サンプルの回収は圧縮または遠心分離のいずれか使用して実行される。
【0169】
(実施例5および6−サンプルの自動回収)
マルチウェルプレートがテカンロボット液体運搬装置に配置される以外は、実施例2および4と同様である。テカン装置は、必要に応じて、液体を自動的に加える。また、液体運搬装置は、廃棄可能なプランジャーをピックアップするのに使用され(先端が鋭くない、廃棄可能なピペットチップと類似の)、ノードを圧縮し解放する。遠心分離機に達するロボットアームを付加することによって、処理後第二(収集)プレートにサンプルを回収できる。
【0170】
図を参照すると、図10Aは保管設備での使用に構成され動作するサンプル保存構成要素の一実施形態の簡略斜視図であり、図10Bはサンプル保存構成要素に関連する使用のため構成され動作する容器の一実施形態を示す簡略斜視図である。図10Aに示すように、サンプル保存構成要素1032は一般に、所望の三次元構成で配置された複数の容器1001〜100nからなる。本開示は図10Aに図示された特定配置により限定されるものではない。サンプル保存1032が発明力無しに、x、y、またはz方向のいずれかで付加容器1001〜100nのいずれかの数からなることが当業者に理解される。
【0171】
各容器1001〜100nは、移動可能な引出し、トレイ、シェルフ、ラック、または上記に詳述した1つ以上の保存エレメント(参照符号1020)を支持するまたはそれを含むのに適した同等の構造に実施される。図10Aに示すように、容器1001〜100nは互いに移動可能で、各容器1001〜100nに含まれるか配置される保存エレメント1020へのアクセスを可能にする。とりわけ、サンプル保存1032を実施する保管設備の種々のハードウェアおよびソフトウェア構成要素の高度化に従って、かかるアクセスは手動またはロボット運搬機構(図示せず)を経由とする。
【0172】
たとえば、容器1001から100nは、当該分野で一般に知られているように、ローラー、ベアリング、レール、トラックなどに動作的に係合する。かかる実施形態では、容器1002は、図10Aに示すようにx方向に移され、下記に詳述した1つ以上の保存エレメント1020の配置、回収、またはその他の操作を可能にする。
【0173】
図10Bの実施形態により、容器1002は一般に、保存エレメント1020の1つ以上のスタック(参照符号1021で示される)からなる二次元構成で複数の保存エレメント1020を搬送、支持、または係合するよう動作する支持面1010からなる。従って、保存エレメント1020は、実質的に示される三次元構成で配置される。容器1001から100nに対して上記したように、スタック1021または保存エレメント1020の特定配置、構成、数、間隔相互接続は、ロボット運搬装置またはシステムのシステム要求、能力、制限、保存エレメント1020または容器1002の大きさや形状などに従って変更する。図10Bの長方形の実施形態は一例としてのみ簡略のために図示かつ説明されるものであり、限定するものではない。
【0174】
いくつかの実施形態では、所望数k個の保存エレメント1020はy方向にスタックされる。任意の容器1002の各スタック1021が異なる数の保存エレメント1020を維持することが分かる。任意のスタック1021の各保存エレメント1020は、たとえば、各保存エレメント1020に関連した一連の方向づけポストまたは一体化相互連動機能で所定位置に固定または維持される。たとえば、1つ以上の保存エレメント1020がスタックされる場合、各保存エレメント1020は、隣接した保存エレメント1020の1つ以上の相当スロット、溝、またはノッチに係合するよう設計され動作する1つ以上の整合フォーク、突起物、またはスカートを備える。スタックされた場合のアイテムを安定化するよう動作する連動構造機能を供する種々の方法は、当該分野で一般に知られている。いくつかの実施形態では、たとえば、各保存エレメント1020は、図3Bを参照して上記に詳述した下部保存エレメント1020の上面に係合するよう動作するスカートまたはフランジからなる。具体的に、かかる連動構造機能は一般に、同一スタック1021の他のものに対して任意のスタック1021の1つの保存エレメント1020の移動を防止する。y方向の移動により、連動構造機能が離脱されるようになり、xまたはz方向の保存エレメント1020の次の移動が可能になる。さらに、上記したように、かかる連動構造機能は、保存エレメント1020の表面に蒸着または接着したフィルムの損傷または磨耗を防止する。
【0175】
さらに、またはあるいは、1つ以上のガイドポスト、レール、または支持面1010からy方向に延長する類似の安定化構造は、各スタック1021の安定化を容易にし、互いにまたは支持面1010に対して保存エレメント1020の移動を防止する。いくつかの実施形態では、各保存エレメント1020はかかる安定化構造に係合するよう構成されかつ作用する。図10Bの実施形態では、たとえば、安定化構造1011は支持面1010から延長するポストとして図示されている。動作時、保存エレメント1020は、安定化構造1011に係合または突き合わせるよう寸法が決められるノッチまたはくぼみを含み、スタック1021の保存エレメント1020の相対移動(xまたはz方向のいずれか)を防止する。
【0176】
上記または同様の様式で、任意のスタック1021のk個の保存エレメント1020はすべりから防止され、すなわち、xまたはz方向のいずれかの相対移動を防止する。さらに、かかる実施形態では、スタックされた保存エレメント1020の1つ以上の端部(xまたはz軸に沿って方向づけられた)は、適切な運搬機構でアクセス可能となる。
【0177】
複数のスタック1021は容器1002に保存または維持され、図10Aと図10Bに示すように、一般にm個のスタック(x方向)×n個のスタック(z方向)の最大寸法を有する二次元構造として支持面1010に配置される。支持面1010の種々のスタック間の間隔は一般に、支持面1010からy方向に延長する安定化構造1011(たとえば、ポストまたはガイドレールとして実施される)の寸法とパターンの機能と、容器1002の単一スタック1021を選択かつ係合するようツールまたは運搬装置に必要な間隙になる。従って、例示的実施形態では、スタックされた保存エレメント1020の三次元構成に適合する容器1002は、n×m×k個の保存エレメント1020の最大容量を有する。
【0178】
動作時、容器1002は、支持面1010に配置された構成で各保存エレメント1020にアクセスするよう操作される(たとえば、10Aに示すように)。特に、各スタック1021の各保存エレメント1020は、x、y、およびz座標に関して個別にアドレス可能で、たとえば、あらゆるアドレス可能な保存エレメント1020への容易な識別と直接のアクセスを可能にする。いくつかの実施形態では、保存エレメント1020は、概ね下記に示すように、配置、回収、または操作のためのロボットアームまたはその他の自動運搬装置によりアクセスされる。
【0179】
1つ以上の運搬装置、ロボットアーム、またはその他の機械装置は、容器1002の任意のスタック1021から任意の保存エレメント1020を回収する。図10Bでは、たとえば、標的保存エレメント1099は、目標y座標(y=y目標)のスタック1098(位置x=x、z=z)に配置されるよう図示されている。例示的実施形態では、運搬装置またはロボットアームは、スタック1098から標的保存エレメント1099を抽出する。第一に、運搬装置は、スタック1098の一番上(すなわち、y=y)からy=y目標の標的保存エレメント1099を含む全ての保存エレメントを把持し持ち上げる。保存エレメント1099とスタック1098の上部1097(すなわち、yを経たy=y目標+1で)の両方が、一単位として操作される。かかる実施形態に従って、標的保存エレメント1099とスタック1098の上部1097の保存エレメントは、保管設備の適切な位置に集合的に移される。保存エレメント1099は適切な位置で配置される。たとえば、指定された、所定の、または動的に選択された位置で、スタック1098の上部1097の残りの保存エレメントを保持しながら、運搬装置は標的保存エレメント1099を解除する。
【0180】
を経たy=y目標+1に相当する残りの上部保存エレメントは、元のスタック位置(x=x, z=z)か、容器1002の利用可能なn×m×kボリューム内のその他の都合の良い位置のいずれかで容器1002の構成に戻る。前者の場合、たとえば、x=x,z=zの結果としてのスタックは、このシーケンスに続いてk-1個の保存エレメント1020のみを含む。あるいは、残りの上部保存エレメントは、たとえば、別の容器(図10Aの1001または1003〜40n)に再配置される。
【0181】
以上の保存配置と回収技術は一般に、個別にアドレス可能かつ直接アクセス可能な保存エレメント1020が、保存設備のサンプル保存構成要素1032の大部分の利用可能なボリュームを占める、スペース効率の良い、高密度保存を供する。しかし、サンプル保存1032の各保存エレメント1020の各位置(すなわち、三次元空間の個別アドレス)を示すための適切なデータモデルは、従来システムに関連して使用される一般のデータモデルより複雑である。たとえば、任意のスタック1098内で、除去操作と挿入操作は、標的保存エレメント1099の位置だけでなく、それを超える保存エレメントの全て、すなわち、yを通して位置y=y目標+1の保存エレメントに影響する。
【0182】
図10Aのサンプル保存構成要素1032の適切なデータモデルは、たとえば、上記したデータ保存媒体で維持されるテーブル、データベース、またはその他の適切なデータ構造の1つ以上のレコードとして空き位置を含む各保存位置を示す。いくつかの実施形態では、かかるテーブルまたはデータベースは、各レコードが、とりわけ以下のフィールドを含む各位置の1レコードを含む:
容器識別(たとえば、1002);
行識別(すなわち、x座標);
列識別(すなわち、z座標);
スタック位置識別(すなわち、y座標);
保存エレメント識別(たとえば、1099);および
状態(たとえば、占有、空の、確保された状態)である。
【0183】
容器、行、および列フィールドは、組み合わせで、サンプル保存1032のボリュームの全体内の特定スタック(図10Bの1098など)を指定するか、または一意に識別する。スタック位置フィールドは、対象スタック内の選択保存エレメントの目標の高さまたはy座標の識別を可能にする。あるいは、保存エレメント識別フィールドは、存在する場合、任意の保存位置の特定保存エレメントを示すか、または一意に識別する。さらに、状態フィールドは、特定位置が空か一杯かどうかを示す。
【0184】
従って、各保存エレメント1020は、容器識別と座標軸の適切な参照を使用して三次元空間で個別的にアドレス可能である。たとえば、図10Cを参照して下記に詳述するように、一部の保存方法では、各保存エレメント1020は任意の容器内で二次元座標に関して個別的にアドレス可能である。図10Bの保存方法の実施形態では、3つの座標(正しい容器識別に付け加えて)は、各個別保存エレメント1020の正確なアドレス指定のために要求される。
【0185】
いくつかの実施形態が容器識別とx、y、およびz座標情報で保存エレメント識別フィールドを動的に相互参照する。従って、保存エレメント識別フィールドは、ロボット装置が三次元空間の任意の保存エレメントのアドレスが確実にされ、その特定保存エレメントを回収できるのに十分である。保存エレメント識別フィールドは、たとえば、関連用途で説明されたバーコード識別タグに相当またはそれに関連して動作し、各保存エレメントとそれに含まれるサンプルを一意に識別する。
【0186】
代替的実施形態では、保存エレメント1020またはスタックは、容器1001から100nで「端部に」保存または保管される。たとえば、図10Aと図10Bに示された実施形態では、「端部に」は一般に、保存エレメント1020が支持1010にスタックされないよう、x軸、z軸、またはその両方で、完全に90度を通る回転のことをいう。この別の保存方法は、高い保存密度と保存エレメントへの迅速かつ効率的なアクセスを同時に供することが分かる。
【0187】
図10Cは、サンプル保存構成要素に関連する使用のため構成され動作する容器の別の実施形態を示す簡略斜視図である。上記したように、保存エレメント1020は容器1002の端部に保存される。例示した図10Cの実施形態では、保存エレメント1020は図10Aと図10Bのそれらの方向つげに対してz軸で90度回転している。または、保存エレメント1020は、たとえば、容器1002の大きさと形状、運搬機構の大きさ、一般動作性、および間隙要求などに従ってx軸で回転する。
【0188】
図4Cで示された端部での保存エレメント1020の方向づけは、サンプル損失防止に関連した付加要求を導入することが分かる。従って、図10Cの実施形態の各保存エレメント1020は、たとえば、図4A〜4Cを参照して上記したように封着される。あるいは、保存エレメント1020は、各保存エレメント1020が回転する際所定位置に留まるサンプルのみを含む。
【0189】
保管と回収の図10Cの方法では、特定容器の任意の保存エレメントピッチの優れた保存密度が供される。また、保存エレメント1020はスタック状に配置されないため、あらゆる保存エレメント1020は直接回収され(すなわち、任意の保存アドレスまたは位置が、その他のアドレスに存在する保存エレメント1020を妨害することなくアクセスされる)、簡略データモデルを可能にする。たとえば、標的保存エレメント1099は、xおよびz座標のみを使用して単にアドレス指定される。図10Cに示すように、標的保存エレメント1099はx=x目標とz=zに位置づけられる。容器識別フィールドとともに、これらの二つの座標は、サンプル保存構成要素1032により囲まれる三次元空間全体内で任意の保存エレメント1020を位置づけるのに十分である。
【0190】
図10Aと図10Bに示した実施形態と同様に、あらゆる保存エレメント1020の少なくとも一端部(図10Cのxまたはz軸に沿って方向づけられる)は、図10Cで示した配置に晒される。従って、識別ラベルまたはその他の標識(たとえば、図1Bの参照符号129で示した)は、手動またはロボット運搬機構によりスキャンされる。適切な運搬装置は、選択軸を中心に回転を可能にする適切なヒンジ、ジンバル、またはその他の機構を含むことが分かる。本実施形態では、単一の運搬装置は、異なる容器で使用される異なる保存方法(たとえば、図10Bと図10Cで例示される)に適切である。
【0191】
本発明は、特定の実施形態を参照して詳細に例示かつ記載されてきた。これらの特定の実施形態は、例示のみの目的であり、限定目的ではない。当業者は、これら例示的実施形態の種々の改変が、本開示の範囲および意図の内にあることを理解する。従って、本発明が、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されると考えられることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【0192】
【図1A】図1Aは、保存エレメントに関連する使用のため構成され動作するサンプルキャリアの一実施形態を示す簡略図である。
【図1B】図1Bは、サンプルキャリアに関連する使用のため構成され動作する保存エレメントの一実施形態を示す簡略図である。
【図2】図2A〜2Fは、サンプルキャリアの実施形態を示す簡略図である。
【図3A】図3Aは、図1の線3−3に沿った保存エレメントの一実施形態の簡略横断面図である。
【図3B】図3Bは、図1の線3−3に沿った保存エレメントの別の実施形態の簡略横断面図である。
【図4】図4A〜4Cは、使用時の保存エレメントの一実施形態の一連の簡略横断面図を示す。
【図5】図5A〜5Cは、サンプルキャリアを保存エレメントの選択容器に挿入するよう構成されかつ有効なシステムの一実施形態の一連の一部分解された簡略横断面図を示す。
【図6】図6A〜6Cは、サンプルキャリアを保存エレメントから排出するよう構成されかつ有効なシステムの一実施形態の一連の簡略横断面図を示す。
【図7】図7は、サンプル保管方法の一実施形態の一般動作を示す簡略フロー図である。
【図8】図8は、サンプルキャリアを保存エレメントの選択容器に挿入する方法の一実施形態の一般動作を示す簡略フロー図である。
【図9】図9は、サンプルキャリアを保存エレメントから排出する方法の一実施形態の一般動作を示す簡略フロー図である。
【図10A】図10Aは、保管設備での使用のため構成され動作するサンプル保存構成要素の一実施形態の簡略斜視図である。
【図10B】図10Bは、サンプル保存構成要素に関連する使用のため構成され動作する容器の一実施形態を示す簡略斜視図である。
【図10C】図10Cは、サンプル保存構成要素に関連する使用のため構成され動作する容器の別の実施形態を示す簡略斜視図である。






【特許請求の範囲】
【請求項1】
保存エレメントであって、以下:
サンプルキャリアを受容するように構成されかつ作動する受容開口部と、該サンプルキャリアの排出を可能にするように構成されかつ作動する排出開口部とを有する容器
を備える、保存エレメント。
【請求項2】
請求項1に記載の保存エレメントであって、該保存エレメントの第一表面に適用され、前記排出開口部を封着する第一フィルムをさらに備える、保存エレメント。
【請求項3】
前記第一フィルムは高周波透過性である、請求項2に記載の保存エレメント。
【請求項4】
前記第一フィルムは光学透過性である、請求項2に記載の保存エレメント。
【請求項5】
前記保存エレメントの第二表面に適用され前記受容開口部を封着する第二フィルムをさらに備える、請求項2に記載の保存エレメント。
【請求項6】
前記第二フィルムは、高周波透過性である、請求項5に記載の保存エレメント。
【請求項7】
前記第二フィルムは、光学透過性である、請求項5に記載の保存エレメント。
【請求項8】
前記第一フィルムおよび前記第二フィルムのうちの少なくとも1つが、ポリマー製である、請求項5に記載の保存エレメント。
【請求項9】
前記第一フィルムおよび前記第二フィルムのうちの少なくとも1つが、金属製である、請求項5に記載の保存エレメント。
【請求項10】
前記容器がマルチウェルプレートのウェルである、請求項1に記載の保存エレメント。
【請求項11】
識別指標をさらに備える、請求項1に記載の保存エレメント。
【請求項12】
前記指標はバーコードを含む、請求項11に記載の保存エレメント。
【請求項13】
保存エレメントであって、以下:
複数の容器であって;該複数の容器の各々は、サンプルキャリアを受容するように構成されかつ作動するそれぞれの受容開口部、および該サンプルキャリアの排出を可能にするように構成されかつ作動する排出開口部を有する、複数の容器
を備える、保存エレメント。
【請求項14】
前記複数の容器が、予め決められた空間的関係で配置される、請求項13に記載の保存エレメント。
【請求項15】
前記保存エレメントの第一表面に適用され、前記複数の容器のうちの選択された容器の前記それぞれの排出開口部を封着する第一フィルムをさらに備える、請求項14に記載の保存エレメント。
【請求項16】
前記保存エレメントの第二表面に適用され、前記複数の容器のうちの選択された容器の前記それぞれの受容開口部を封着する第二フィルムをさらに備える、請求項15に記載の保存エレメント。
【請求項17】
前記第一フィルムおよび前記第二フィルムのうちの少なくとも1つが、高周波透過性である、請求項16に記載の保存エレメント。
【請求項18】
前記第一フィルムおよび前記第二フィルムのうちの少なくとも1つが、光学透過性である、請求項16に記載の保存エレメント。
【請求項19】
前記第一フィルムおよび前記第二フィルムのうちの少なくとも1つが、ポリマー製である、請求項16に記載の保存エレメント。
【請求項20】
前記第一フィルムおよび前記第二フィルムのうちの少なくとも1つが、金属製である、請求項16に記載の保存エレメント。
【請求項21】
前記複数の容器の各々が、マルチウェルプレートのウェルである、請求項13に記載の保存エレメント。
【請求項22】
識別指標をさらに備える、請求項13に記載の保存エレメント。
【請求項23】
前記指標は、バーコードを含む、請求項22に記載の保存エレメント。
【請求項24】
サンプルを保管する方法であって、該方法は、以下:
容器を有する保存エレメントを提供する工程であって、該容器は、サンプルキャリアを受容するように構成されかつ作動する受容開口部と、該サンプルキャリアの排出を可能にするように構成されかつ作動する排出開口部とを有する、工程;
該排出開口部を封着する工程;
サンプルキャリアを、該受容開口部を通して該容器に挿入する工程;および
該容器中の該サンプルキャリアにで維持されたサンプル基板を保管する工程
を包含する、方法。
【請求項25】
前記挿入する工程に続いて、前記受容開口部を封着する工程をさらに包含する、請求項24に記載の方法。
【請求項26】
検体とともに前記サンプルキャリアを充填する工程をさらに包含する、請求項24に記載の方法。
【請求項27】
前記充填する工程は、前記受容開口部を通して前記容器に検体を提供することを包含する、請求項26に記載の方法。
【請求項28】
前記受容開口部を通して前記容器に保存剤を提供する工程をさらに包含する、請求項24に記載の方法。
【請求項29】
前記排出開口部を封着する工程は、前記保存エレメントの第一表面に、第一フィルムを適用することを包含する、請求項24に記載の方法。
【請求項30】
前記適用することは、前記第一フィルムを前記排出開口部の周囲に接着させることを包含する、請求項29に記載の方法。
【請求項31】
前記受容開口部を封着する工程は、前記保存エレメントの第二表面に、第二フィルムを適用することを包含する、請求項25に記載の方法。
【請求項32】
前記適用することは、前記受容開口部の周囲に前記第二フィルムを接着させることを包含する、請求項31に記載の方法。
【請求項33】
前記挿入する工程に続いて、前記サンプルキャリアを選択的に方向づける工程を包含する、請求項24に記載の方法。
【請求項34】
前記選択的に方向づける工程は、前記サンプルキャリアに磁力を及ぼすことを包含する、請求項33に記載の方法。
【請求項35】
前記及ぼすことは、前記保存エレメントに磁場を適用することを包含する、請求項34に記載の方法。
【請求項36】
サンプルキャリアを保存エレメントに挿入する方法であって、該方法は、以下:
容器を備える保存エレメントを提供する工程であって、該容器は、サンプルキャリアを受容するように構成されかつ作動する受容開口部と、該サンプルキャリアの排出を可能にするように構成されかつ作動する排出開口部を有する、工程;
サンプル保存媒体を含む基板を提供する工程;
該基板に由来するサンプルキャリアを選択的に切断する工程;および
該受容開口部を通して、該容器に該サンプルキャリアを挿入する工程
を包含する、方法。
【請求項37】
前記挿入する工程の前に、前記排出開口部を封着する工程をさらに包含する、請求項36に記載の方法。
【請求項38】
前記挿入する工程に続いて、前記受容開口部を封着する工程を包含する、請求項36に記載の方法。
【請求項39】
前記選択的に切断する工程は、前記サンプルキャリアの次元に影響を与える切断テンプレートを利用することを包含する、請求項36に記載の方法。
【請求項40】
前記挿入する工程は、前記受容開口部および前記切断テンプレートに従って寸法決めされた保持テンプレートを利用することを包含する、請求項39に記載の方法。
【請求項41】
前記挿入する工程は、前記保持テンプレートおよび前記受容開口部を通して前記サンプルキャリアを前進させるプランジャーを利用することをさらに包含する、請求項40に記載の方法。
【請求項42】
前記挿入する工程に続いて、前記サンプルキャリアを検体とともに充填する工程をさらに包含する、請求項36に記載の方法。
【請求項43】
前記充填する工程は、前記受容開口部を通して前記容器に検体を提供することを包含する、請求項42に記載の方法。
【請求項44】
前記基板は、セルロースサンプル支持媒体を含む、請求項36に記載の方法。
【請求項45】
前記セルロースサンプル支持媒体は、濾紙である、請求項44に記載の方法。
【請求項46】
前記基板は、ポリマーのサンプル支持媒体を含む、請求項36に記載の方法。
【請求項47】
前記ポリマーのサンプル支持媒体は、ポリウレタンである、請求項46に記載の方法。
【請求項48】
前記排出開口部を封着する工程は、前記保存エレメントの第一表面に第一フィルムを適用することを包含する、請求項37に記載の方法。
【請求項49】
前記受容開口部を封着する工程は、前記保存エレメントの第二表面に第二フィルムを適用することを包含する、請求項38に記載の方法。
【請求項50】
前記挿入する工程に続いて、前記サンプルを選択的に方向づける工程をさらに包含する、請求項36に記載の方法。
【請求項51】
前記選択的に方向づける工程は、前記サンプルキャリアに磁力を及ぼすことを包含する、請求項50に記載の方法。
【請求項52】
前記及ぼすことは、前記保存エレメントに磁場を適用することを包含する、請求項51に記載の方法。
【請求項53】
封着した保存エレメントからサンプルキャリアを取り出す方法であって、該方法は:
容器を備える保存エレメントを提供する工程であって、該容器は、サンプルキャリアを受容するように構成されかつ作動する受容開口部と、該サンプルキャリアの排出を可能にするように構成されかつ作動する排出開口部とを有する、工程;
イジェクターと該容器とを整列させる工程;
該受容開口部を通して該イジェクターを挿入する工程;および
該排出開口部を通して該容器から該サンプルキャリアを排出する工程
を包含する、方法。
【請求項54】
請求項53に記載の方法であって、前記保存エレメントは、複数の容器を備え、そして該方法は、前記保存エレメント中の標的サンプルの位置を同定する工程をさらに包含する、方法。
【請求項55】
前記同定する工程および前記整列させる工程は、前記標的サンプルキャリアと同じ場所に配置されたトランシーバから受信される信号を利用することをさらに包含する、請求項54に記載の方法。
【請求項56】
前記トランシーバは、高周波エネルギーによって作動される、請求項55に記載の方法。
【請求項57】
前記トランシーバは、光学エネルギーによって作動される、請求項55に記載の方法。
【請求項58】
前記利用することの前に、前記標的サンプルキャリアを選択的に方向づけることをさらに包含する、請求項55に記載の方法。
【請求項59】
前記選択的に方向づけることは、前記標的サンプルキャリアに磁力を及ぼすことを包含する、請求項58に記載の方法。
【請求項60】
前記挿入する工程が、前記受容開口部を封着しているフィルムに穴を開けることを包含する、請求項53に記載の方法。
【請求項61】
前記排出する工程が、前記排出開口部を封着しているフィルムに穴を開けることを包含する、請求項54に記載の方法。
【請求項62】
前記排出する工程に応じて、前記サンプルキャリアを受容するための娘プレートを提供する工程さらに包含する、請求項53に記載の方法。
【請求項63】
保管システムであって、以下:
支持表面を有する容器;
該支持表面に二次元配置で配置された複数の保存エレメントであって、該複数のエレメントの各々は、容器を有し、該容器は、サンプルキャリアを受容するために構成されかつ作動する受容開口部と、該サンプルキャリアの排出を可能にする排出開口部とを有する、複数の保存エレメント;ならびに
イジェクター装置であって、以下:
該複数の保存エレメントのうちの選択された1つにおいて、イジェクターと標的容器とを整列させ;
該標的容器における前記受容開口部を通して該イジェクターを挿入し;そして
該排出開口部を通して該標的容器から該サンプルキャリアを排出するように作動する、イジェクター装置
を備える、保管システム。
【請求項64】
前記複数の保存エレメントのうちの標的したエレメントを係合するように選択的に作動する取扱装置をさらに備える、請求項63に記載の保管システム。
【請求項65】
前記複数の保存エレメントの各々は、断続的に方向づけられる、請求項63に記載の保管システム。
【請求項66】
前記複数の保存エレメントの各々は、前記受容開口部および前記排出開口部で封着される、請求項65に記載の保管システム。

【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10B】
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【図10C】
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【公表番号】特表2006−507502(P2006−507502A)
【公表日】平成18年3月2日(2006.3.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−555324(P2004−555324)
【出願日】平成15年10月14日(2003.10.14)
【国際出願番号】PCT/US2003/032611
【国際公開番号】WO2004/047672
【国際公開日】平成16年6月10日(2004.6.10)
【出願人】(505187666)ジェンボールト コーポレイション (7)
【Fターム(参考)】