検体処理のための方法および装置
試料における検体を処理するためのシステムは、器具およびカートリッジを含む。カートリッジは、流体入力部、入力弁および出力弁組立体、処理機器、流体槽、および流体入力部から流体槽に試料を搬送するためのチャネルを含む。弁組立体は、器具の可動ヘッド組立体によって印加される力に応答して、密閉流体チャンバを形成するように適合される弁を含む。各流体槽は、空気変位ポンプ接続部材と嵌合および整列するように適合される。弁組立体は、凹部を包囲する凹部壁と、凹部と凹部壁との両方を包囲する弁組立体壁とを含む。凹部壁および弁組立体壁は、凹部、凹部壁、および弁組立体壁を被覆する可撓性シートに嵌合および密閉するように適合される。カートリッジおよび器具は、器具組立体をカートリッジの部分と精密におよび粗く整列する相補的特徴を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、処理システムにおいて流体試料の流動を制御するための装置および方法に関し、具体的には、流体試料における１つ以上の検体を検出するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物試料または化学試料における検体を検出および／または分析するための処理を自動化するために、多くのシステムが開発されている。しかしながら、これらのシステムの多くは、不正確であり、検体試料を汚染する傾向にあり、メンテナンスや使用が難しい。多くのシステムは、処理機器を出入りする試料を輸送するための構造を含む。これらのシステムは、すぐに汚染され得る。結果として、例えば、各周期後にオートクレーブすることによってシステム全体を滅菌しなければならない。システムによっては、使い捨てカートリッジを使用することによってこの問題を回避している。しかしながら、これらのカートリッジの製造は難しく、費用が掛かる。また、多くの現在のシステムは、蠕動ポンプを使用するが、この蠕動ポンプは、機能中にいくつかの不利点を有する。蠕動管の製造上の公差により、蠕動管は、本機器によって所望の体積流動精度を達成するために一括較正を必要とする。加えて、蠕動管のために構成されるいくつかのシステムは、ユーザによる管の操作を必要とし、これは厄介である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明に従うシステムは、流体試料（生物学的、化学的、または物理的）の正確な分析を提供し、使用およびメンテナンスが容易である。本発明の一部の実施形態は、多種多様の流体処理機能をカートリッジに統合し、蠕動ポンプを空気変位システムに置換する。一部の実施形態は、流体に直接接触せずに流体試料の輸送および処理を管理するために、カートリッジと接続する器具を含む。カートリッジの一部の実施形態は、弁の操作および接続を可能にする特徴を組み込み、この特徴によって、器具は、正確な弁を形成するとともに、カートリッジを介して流体試料をポンプで送出することが可能になる。空気変位システムの一部の実施形態は、カートリッジを介して流体試料を引くかまたは押圧するために、カートリッジと接続する。蠕動管を含まずに消費可能なカートリッジは、正確な機能のために、定期的に較正する必要がない。
【０００４】
本発明は、一側面では、試料を処理するためのカートリッジに関する。カートリッジは、複数の流体入力部を含む。また、カートリッジは、複数の入力弁を有する入力弁組立体も含む。各入力弁は、入口および出口を有し、第１の可動ヘッド組立体によって印加される力に応答して、密閉流体チャンバを形成するように適合される。また、カートリッジは、複数の第１の出力弁および複数の第２の出力弁を含む出力弁組立体も含む。各出力弁は、入口および出口を有し、第２の可動（例えば、独立して整列される）ヘッド組立体によって印加される力に応答して、密閉流体チャンバを形成するように適合される。また、カートリッジは、複数のポンプ接続部材と嵌合および整列するように適合される複数の流体槽も含む。また、カートリッジは、複数の処理機器も含み、その各々は、流体チャンバ、入口、および出口を有する。各処理機器入口は、少なくとも１つの入力弁の出口と流体連通し、各処理機器出口は、第１の出力弁の入口と流体連通する。各第１の出力弁出口は、流体槽および第２の出力弁の入口と流体連通する。また、カートリッジは、複数のチャネルも含む。各チャネルは、入力弁組立体の１つの入力弁を介して、１つの処理機器を介して、出力弁組立体の１つの第１の出力弁を介して１つの流体槽に、および出力弁組立体の１つの第２の出力弁を介して、流体試料を１つの流体入力部から輸送するように適合される。
【０００５】
一部の実施形態では、カートリッジは、空気容積型ポンプの１つ以上の接続部材と嵌合および整列するように適合される流体槽を含む。空気容積型ポンプは、カートリッジ内に、カートリッジを介して、カートリッジから流体試料を引くかまたは押圧することができる。一実施形態では、チャネルは、流体槽に流入する前に、（１）入力弁組立体の入力弁を介して、（２）処理機器を介して、（３）出力弁組立体の第１の出力弁を介して、流体試料を輸送するように適合される。一部の実施形態では、追加のチャネルは、流体槽から、出力弁組立体の第２の出力弁を介して、およびカートリッジから、処理された試料を輸送するように適合される。
【０００６】
カートリッジの別の実施形態では、各入力弁および出力弁は、第１および第２の可動ヘッド組立体のうちの１つの嵌合する表面によって印加される力に応答して、密封流体チャンバを形成するように適合される。一実施形態では、各入力弁および出力弁は、第１および第２の可動ヘッド組立体のうちの１つの対応する可動部材によって印加される力に応答して、入口と出口との間の流体連通を開放および閉鎖するように適合される。
【０００７】
一実施形態では、処理機器は、たわみ板波機器である。別の実施形態では、入力弁は、複数の試薬入力弁および複数の流体入力部（例えば、試料入力）弁を含む。
【０００８】
本発明の別の側面では、カートリッジは、少なくとも１つの位置決め特徴を含む。一実施形態では、位置決め特徴は、検体処理システムの適切な機能のために、器具に対してカートリッジを位置決めする。少なくとも１つの位置決め特徴は、カートリッジの表面によって画定される少なくとも１つの開口部を含むことができる。カートリッジの表面から延出する壁は、少なくとも１つの開口部を囲むことができる。別の実施形態では、少なくとも１つの位置決め特徴は、カートリッジの表面上に配置される少なくとも１つのピンを含む。少なくとも１つのピンは、器具上の対応する開口部と嵌合することができる。一部の実施形態では、少なくとも１つの位置決め特徴は、カートリッジを器具と整列するように適合される。別の実施形態では、少なくとも第２の位置決め特徴は、器具の少なくとも１つの組立体を、カートリッジの少なくとも１つの部分に整列するように適合される。一実施形態では、少なくとも１つの組立体は、第１の可動ヘッド組立体であり、カートリッジの少なくとも１つの部分は、入力弁組立体である。
【０００９】
本発明の一実施形態では、各流体槽は、開口部および壁を有するチャンバを含む。壁は、チャンバの外面から延出し、開口部を囲む。壁は、複数のポンプ接続部材のうちの１つと整列、嵌合、密閉するように適合される。別の実施形態では、壁は、気体透過性で液体不透過性の要素を受容するように適合される。さらに別の実施形態では、壁は、流体槽と接続する空気ポンプシステムに液体または液体蒸気が進入することを防止するように、フィルタまたは膜要素を受容するように適合される。
【００１０】
本発明は、別の側面において、試料を処理するためのカートリッジである。カートリッジは、第１の側面と、第１の側面の反対側の第２の側面とを有する本体を含む。本体の第１の側面は、第１および第２のチャネルを含む。本体の第２の側面は、第１および第２の開口部を有する第１の凹部を含む。第１の凹部は、第１の開口部を介して（１）第１のチャネルと流体連通し、第２の開口部を介して（２）第２のチャネルと流体連通する。カートリッジは、第１の凹部を囲み、かつカートリッジが試料処理システムに取り付けられる場合に、第１の壁および第１の凹部を被覆する可撓性シートに嵌合および密閉するように適合される第１の凹部壁をさらに含む。一実施形態では、第１のチャネルは、第１の流体入力部と流体連通し、第２のチャネルは、処理機器と流体連通する。
【００１１】
別の実施形態では、カートリッジは、第１の凹部と第１の凹部壁との組み合わせを囲む弁組立体壁をさらに含む。弁組立体壁は、可撓性シートに嵌合および密閉するように適合される。
【００１２】
別の実施形態では、カートリッジ本体の第１の側面は、第３のチャネルをさらに含み、カートリッジの第２の側面は、第２の凹部を含む。本実施形態では、第２の凹部は、第２の凹部の第１の開口部を介して（１）第３のチャネルと流体連通し、第２の凹部の第２の開口部を介して（２）第１のチャネルと流体連通する。第２の凹部壁は、第２の凹部を囲む。また、弁組立体壁は、第２の凹部と第２の凹部壁との組み合わせを囲む。第２の凹部壁の表面は、試料処理システムに取り付けられる場合に、第２の凹部壁および第２の凹部を被覆する可撓性シートに嵌合および密閉するように適合される。
【００１３】
カートリッジの別の実施形態では、第１のチャネルは、流体槽と流体連通し、第２のチャネルは、処理機器と流体連通し、第３のチャネルは、廃棄物出力接続部と流体連通する。
【００１４】
一実施形態では、カートリッジは、カートリッジの少なくとも１つの特徴を少なくとも部分的に包囲する本体の第１の側面に付着されるシートを含む。一部の実施形態では、少なくとも１つの特徴は、第１のチャネルおよび流体槽を含む。
【００１５】
本発明は、別の側面において、試料を処理するためのシステムに関する。システムは、複数の流体接続部、弁組立体、複数のチャネル、および複数の流体槽を含むカートリッジを含む。弁組立体は、複数の弁を含み、その各々は、入口および出口を含む。少なくとも１つのチャネルは、少なくとも１つの弁を介して少なくとも１つの流体接続部と少なくとも１つの流体槽との間に流体連通を提供する。また、システムは、可動ヘッド組立体も含む。可動ヘッド組立体は、密閉流体チャンバを複数の弁の各々に形成するために、力を弁組立体に印加するように適合される弁接続組立体を含む。弁接続組立体は、複数の弁の各々の入口と出口との間の流体連通を開放および閉鎖するように適合される複数の可動部材を含む。また、システムは、ポンプも含む。ポンプは、複数のポンプ接続部材を含み、各々は、（１）複数の流体槽のうちの対応するものと嵌合および整列するように、および（２）少なくとも１つのチャネルおよび少なくとも１つの弁を介して、少なくとも１つの流体接続部と少なくとも１つの流体槽との間で試料を移動させるように適合される．一実施形態では、可動部材は、弁の入口と出口との間の流体連通を閉鎖するように弁に力を印加する。別の実施形態では、各可動部材は、ゼロ保持力作動を各対応する弁に提供するように適合される。
【００１６】
本発明は、別の側面において、試料を処理するための器具に関する。器具は、板、可動ヘッド組立体、および板を含む。板は、カートリッジを受容および支持するように適合される。可動ヘッド組立体は、弁組立体における少なくとも１つの弁において密閉流体チャンバを形成するために、カートリッジ上の弁組立体に力を印加するように適合される弁接続組立体を含む。弁接続組立体は、少なくとも１つの弁の入口と出口との間の流体連通を開放および閉鎖するように適合される少なくとも１つの可動部材を含む。ポンプは、カートリッジ上で画定される複数の流体槽と嵌合および整列するように適合される複数のポンプ接続部材を含む。
【００１７】
器具の一実施形態では、可動ヘッド組立体は、カートリッジ上で画定される少なくとも１つの相補的位置決め特徴と嵌合および整列するように適合される少なくとも１つの位置決め特徴を含む。器具の別の実施形態では、弁接続組立体は、カートリッジの弁組立体に関連付けられる少なくとも１つの相補的位置決め特徴と嵌合および整列するように適合される少なくとも１つの位置決め特徴を含む。一部の実施形態では、板は、可動板である。一部の実施形態では、板は、熱的に制御される板である。
【００１８】
本発明は、別の側面において、カートリッジによって試料を処理する方法に関する。方法は、複数の入力弁および複数の出力弁の上に配置される可撓性シートに力を印加して、入力弁および出力弁の各々において密閉チャンバを提供するステップを含む。複数の入力弁は、複数の試薬入力弁および複数の流体入力弁を含む。複数の出力弁は、複数の第１および第２の出力弁を含む。複数の試薬入力弁および複数の第２の出力弁は閉鎖される。また、複数の流体入力弁および複数の第１の出力弁は、開放される。試料は、各流体入力弁を介して、対応する処理機器を介して、および対応する第１の出力弁を介して引き込まれる。試料は、各処理機器によって処理される。試料が処理された後、複数の流体入力弁は、閉鎖され、複数の試薬入力弁は、開放される。試薬は、（１）各試薬入力弁を介して、（２）対応する処理機器を介して、および（３）対応する第１の出力弁を介して引き込まれる。試薬の流動によって、試料の各々は、対応する流体槽に進入する。複数の第１の出力は、閉鎖され、複数の第２の出力弁は、開放される。試料および試薬は、各流体槽から、および各第２の出力弁を介して押圧される。
【００１９】
一部の実施形態では、カートリッジを介して試料および試薬を引き込むステップは、各流体槽から各第２の出力弁を介して試料および試薬を押圧する前に、多数回繰り返される。
【００２０】
本発明は、別の側面において、試料を処理するためのカートリッジを製造する方法に関する。方法は、第１のチャネルおよび第２のチャネルを本体の第１の側面に形成するステップを含む。第１の凹部は、本体の第２の側面に形成される。第１のチャネルと流体連通する第１の開口部は、第１の凹部に形成される。第２のチャネルと流体連通する第２の開口部は、第１の凹部に形成される。第１の凹部を囲む第１の凹部壁が形成される。第１の凹部壁は、カートリッジが試料処理システムに取り付けられる場合に、第１の凹部壁および第１の凹部を被覆する可撓性シートに嵌合および密閉する。
【００２１】
一実施形態では、カートリッジを製造する方法は、（１）第１の凹部と第１の凹部壁との組み合わせを囲み、かつ（２）可撓性シートに嵌合および密閉する弁組立体壁を形成するステップを含む。一部の実施形態では、可撓性シートは、接着剤を使用せずに、弁組立体壁に永久的に密閉する。一部の実施形態では、１つ以上の製造ステップは、まとめて実行される。
【００２２】
別の実施形態では、カートリッジを製造する方法は、第３のチャネルを本体の第１の側面に形成するステップをさらに含む。第２の凹部は、本体の第２の側面に形成される。第３のチャネルと流体連通する第１の開口部は、第２の凹部に形成される。第２のチャネルと流体連通する第２の開口部は、第２の凹部に形成される。第２の凹部を囲み、かつカートリッジが試料処理システムに取り付けられる場合に、第２の凹部壁および第２の凹部を被覆する可撓性シートに嵌合および密閉する第２の凹部壁が形成される。一実施形態では、第１および第２の凹部と第１および第２の凹部壁との組み合わせを囲み、かつ可撓性シートに嵌合および密閉する弁組立体壁が形成される。
【００２３】
１つ以上の例に関する詳細は、添付の図面および以下の説明に記述される。本発明のさらなる特徴、側面、および利点は、説明、図面、および請求項によって明白になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本発明の前述および他の目的、特徴、および利点、ならびに本発明自体は、必ずしも縮尺が一定ではない添付の図面とともに熟読することによって、以下の例示的な説明から、より完全に理解される。
【図１】図１は、本発明の例示的実施形態に従う、試料を処理するためのシステムのブロック図である。
【図２】図２は、本発明の例示的実施形態に従う、試料を処理するためのシステムの斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の例示的実施形態に従う、複数の流体入力部、複数の入力弁および出力弁、複数の処理機器、ならびに複数の槽を有する図２におけるカートリッジの斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａのカートリッジの底面図である。
【図４】図４は、図３Ａおよび図３Ｂのカートリッジの流体入力部の断面側面図である。
【図５】図５は、可撓性シートを含まない図３Ａおよび図３Ｂのカートリッジの出力弁組立体の上面図である
【図６】図６は、図３Ａおよび図３Ｂのカートリッジの出力弁組立体の断面側面図である。
【図７】図７は、図３Ａおよび図３Ｂのカートリッジの槽の断面側面図である。
【図８】図８は、本発明の例示的実施形態に従う、カートリッジとともに使用する可動ヘッド組立体の斜視底面図である。
【図９】図９は、図８の可動ヘッド組立体の弁アクチュエータ組立体の斜視図である。
【図１０】図１０は、図６の出力弁組立体に嵌合する図９の弁アクチュエータ組立体の側面断面図である。
【図１１】図１１は、図２の注射器ポンプ組立体の斜視側面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明の例示的実施形態に従う、検体処理システムに取り付けられる注射器ポンプ接続組立体の斜視上面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２Ａの注射器ポンプ接続組立体の斜視底面図である。
【図１３】図１３は、本発明の例示的実施形態に従う、カートリッジの槽と嵌合する器具のヘッドのポンプ接続部材の断面側面図である。
【図１４】図１４は、本発明の例示的実施形態に従う、注射器ポンプ接続組立体の斜視図である。
【図１５】図１５は、本発明の例示的実施形態に従う、カートリッジの複数の槽と嵌合する器具のヘッドの複数のポンプ接続部材の断面側面図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、本発明の例示的実施形態に従う、カートリッジの容易な装填および板組立体の板の洗浄を容易にするように、システムに近づけておよび離れる方向に移動するように構成される試料を処理するためのシステムの板組立体の斜視図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１６Ａの板組立体の一部分の斜視図である。
【図１７】図１７は、本発明の例示的実施形態に従ってカートリッジを制御する方法のフロー図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、本発明の例示的実施形態に従ってカートリッジを製造するための方法のフロー図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、本発明の別の実施形態に従う、図１８Ａの方法に加えて用いられるカートリッジを製造するための方法のフロー図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、本発明の別の例示的実施形態に従う、前部カバーが除去された弁アクチュエータ組立体の斜視側面図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、図１９Ａの弁アクチュエータ組立体の断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
概して、本発明は、１つ以上の試料を分析するための交換可能流体カートリッジと、カートリッジを操作するための器具とに関する。図１は、本発明のある実施形態に従う、試料を処理するためのシステム１００のブロック図である。システム１００は、カートリッジ１０１および器具１０８を含む。器具１０８は、電子機器１３５および空気制御機器１４０を支持する基部１３０を含む。また、器具１０８は、垂直軸１０６に沿って可動であるヘッド組立体１０２と、可動ヘッド組立体１０２の動きを支持および駆動する昇降組立体１０４とも含む。また、器具１０８は、水平軸１０５に沿って可動であるプラットフォーム１０３も含む。可動ヘッド組立体１０２は、第１の可動ヘッド組立体１１７および第２の可動ヘッド組立体１２７を含む。システム１００を操作するために、ユーザは、カートリッジ１０１をプラットフォーム１０３上に載置し、カートリッジ１０１を含むプラットフォーム１０３をヘッド組立体１０２の下の位置に移動させる。次いで、ユーザは、コマンド信号を電子機器１３５に送信して（例えば、電子機器１３５と通信するコンピュータまたは他のユーザインターフェースを介して）、ヘッド組立体１０２を移動させてカートリッジ１０１に係合する。ヘッド組立体１０２がカートリッジ１０１と係合した後、ユーザは、試料をカートリッジ１０１内に置き、コマンド信号を電子機器１３５に送信して、一連の処理ステップを実行する。次いで、ヘッド組立体１０２は、カートリッジ１０１を操作して、一連の処理ステップに従って、カートリッジ１０１を介して試料を処理する。
【００２６】
カートリッジ１０１は、流体入力部１３２、緩衝剤入力部１０７、入力弁組立体１１０、処理機器１５０、出力弁組立体１２０、流体槽１４２、および廃棄物出力部１０９を含む。入力弁組立体１１０は、流体入力弁１１２を含み、これは、流体入力部１３２から処理機器１５０への試料の流動を制御する。また、入力弁組立体１１０は、試薬入力弁１１１も含み、これは、試薬入力部１０７と処理機器１５０との間の試薬の流動を制御する。各入力弁は、第１の可動ヘッド組立体１１７が力を各入力弁に印加する場合に密閉流体チャンバを形成するように構築される。一実施形態では、処理機器１５０は、試料における検体を検出する。
【００２７】
出力弁組立体１２０は、第１の出力弁１２１を特徴とし、これは、流体槽１４２に向けられる処理機器１５０を出る試料の流動を制御する。また、出力弁組立体１２０は、第２の出力弁１２２も含み、これは、流体槽１４２と廃棄物出力部１０９との間の試料の流動を制御する。各出力弁は、第２の可動ヘッド組立体１２７が力を各入力弁に印加する場合に密閉流体チャンバを形成するように構築される。
【００２８】
ヘッド組立体１０２は、カートリッジ１０１の弁１１１、１１２、１２１、１２２を開閉して、カートリッジ１０１を介する試料または試薬の輸送を制御する複数の弁アクチュエータ組立体１１５、１１６、１２５、１２６を含む。試薬入力弁アクチュエータ組立体１１５は、試薬入力弁１１１を開閉するために、垂直軸１０６の方向に沿ってピン１１３を移動させる。流体入力弁アクチュエータ組立体１１６は、流体入力弁１１２を開閉するために、垂直軸１０６の方向に沿ってピン１１４を移動させる。第１の出力弁アクチュエータ組立体１２５は、第１の出力弁１２１を開閉するために、垂直軸１０６の方向に沿ってピン１２３を移動させる。第２の出力弁アクチュエータ組立体１２６は、第２の出力弁１２２を開閉するために、垂直軸１０６の方向に沿ってピン１２４を移動させる。
【００２９】
また、器具１０８は、流体槽１４２と接続し、かつ空気を使用してカートリッジ１０１を介して流体を押圧するかまたは引く空気ポンプ１４０も含む。管１４８は、空気ポンプ１４０をポンプ接続部材１４６に連結する。ポンプ接続部材１４６は、流体槽１４２に結合する。また、器具１０８は、処理機器接続部１５２も含む。処理機器接続部１５２は、処理機器１５０を電気的に結合する。電子機器１３５は、電子機器１３５と可動ヘッド組立体１０２との間の電気ケーブル１４９を介して、処理機器接続部１５２に電気的に結合される。電子機器１３５は、処理機器１５０を操作し、処理機器接続部１５２を介して処理機器１５０から測定データを入手する。また、電子機器１３５は、電力および制御信号を、昇降組立体１０４、空気ポンプ１４０、カートリッジプラットフォーム１０３、ならびに可動ヘッド組立体１０２の弁アクチュエータ組立体１１７、１１８および処理機器接続部１５２に提供する。器具１０８は、可動ヘッド組立体１０２、昇降組立体１０４、空気ポンプ１４０、および電子機器１３５を包囲および保護するカバー１９０を含み、カートリッジ１００が動作する清潔な環境を提供する。
【００３０】
昇降組立体１０４は、ヘッド組立体１０２を上昇および下降させる昇降機構を含む。一部の実施形態では、昇降組立体１０４は、ヘッド組立体１０２の動きを可能にするため、失速させるため、および終了させるために使用される位置センサも含む。一部の実施形態では、器具１０８は、アクセスドアセンサを含み、これは、器具１０８へのアクセスドア（図示されないが、例えば、カバー１９０の一部分）が開放しているか否かに関する情報を提供する。一実施形態では、情報は、割り込み信号である。ユーザは、位置センサからの情報と、アクセスドアセンサからの情報とを組み合わせる論理によって電子機器１０４をプログラミングして、ユーザへの負傷のリスク（例えば、ヘッド組立体１０２がユーザの手または指を押しつぶす）を低減するために、ヘッド組立体１０２の動きを停止するか、またはヘッド組立体が印加する力を制限し得る。一実施形態では、器具１０８は、力センサを含む。力センサは、ヘッド組立体１０２が印加する力の制御に使用される力情報を提供する。別の実施形態では、器具１０８は、電流センサを含み、これは、ヘッド組立体１０２を移動させる器具１０８のモータに印加される電流を検知する。電流センサからの電流情報を使用して、ヘッド組立体１０２を移動させるモータが印加する力を制御または制限する。
【００３１】
図２は、本発明の別の実施形態に従う、検体試料を処理するためのシステム２００の斜視図である。システム２００は、複数の試料を並行して処理するように構成される。また、システム２００は、８つの試料を同時に処理するようにも構成される。システム２００は、８つの処理チャネルを含むカートリッジ２０１と器具２１０とを含む。システム２００は、可動ヘッド組立体２０２と、可動ヘッド組立体２０２を垂直方向２０６に移動させるための昇降組立体２０４とを含む。また、システム２００は、８つの注射器ポンプを含む注射器ポンプ組立体２４０も含む。注射器ポンプの各々は、複数の管２４８のうちの１つを介して、可動ヘッド組立体２０２上の複数のポンプ接続部材（図示せず）のうちの１つに空気制御を提供する。可動ヘッド組立体２１４は、弁アクチュエータ組立体２１４を含み、これは、カートリッジ２０１上の対応する弁組立体と嵌合する。システム２００は、システムにおける電子機器に電力および制御信号を提供するシステム電子機器２３５を含む。
【００３２】
図３Ａおよび図３Ｂは、図２の検体処理システム２００におけるカートリッジ２０１の詳細を図示する。カートリッジ２０１は、複数の流体入力部３３２ａ〜３３２ｈ（概して、３３２）と、複数の流体入力弁３１２ａ〜３１２ｈ（概して、３１２）を有する入力弁組立体３１０とを含む。また、カートリッジ２０１は、複数の処理機器３５１ａ〜３５１ｈ（概して、３５１）を有するチップ３５０と、複数の第１の出力弁３２１ａ〜３２１ｈ（概して、３２１）を有する複数の流体入力弁３１２ａ〜３１２ｈ（概して、３１２）を有する入力弁組立体３１０とも含む。また、カートリッジ２０１は、複数の流体槽３４２ａ〜３４２ｈ（概して、３４２）と、流体入力部３３２から流体槽３４２に流体試料を輸送するための複数のチャネル３７２ａ〜３７２ｈ、３１３ａ〜３１３ｈ、３８１ａ〜３８１ｈ、および３４２ａ〜３４２ｈも含む。一部の実施形態では、流体槽３４２は、流体を受容および吐出する移行チャンバとしての役割を果たす。カートリッジ２０１が単回使用のみのものである別の実施形態では、流体槽３４２は、流体を受容および保管するだけである。
【００３３】
各流体入力弁３１２は、入口３０３ａ〜３０３ｈおよび出口３０４ａ〜３０４ｈを有し、これらを介して、流体は、流体入力部チャネル３７２から処理機器入力チャネル３１３に流動する。同様に、各試薬入力弁３１１は、入口３０１ａ〜３０１ｈ（概して、３０１）および出口３０２ａ〜３０２ｈを有し、これらを介して、流体は、試薬入力部チャネル３７１ａ〜３７１ｈ（概して、３７１）から処理機器入力チャネル３１３に流動する。カートリッジ２０１の出力側において、各第１の出力弁３２１は、入口３０５ａ〜３０５ｈおよび出口３０６ａ〜３０６ｈを有し、これらを介して、流体は、処理機器出力チャネル３８１から流体槽チャネル３９２に流動する。同様に、各第２の出力弁３２２は、入口３０７ａ〜３０７ｈおよび出口３０８ａ〜３０８ｈを有し、これらを介して、流体は、流体槽チャネル３９２から廃棄物出力部チャネル３８２に流動する。カートリッジは、廃棄物出力接続部３２９、複数の第２の出力弁３２２ａ〜３２２ｈ（概して、３２２）、および流体槽３４２から廃棄物出力接続部３２９に廃液を輸送するための複数の廃棄物出力部チャネル３８２ａ〜３８２ｈ（概して、３８２）をさらに含む。
【００３４】
本実施形態では、廃棄物出力接続部３２９は、管の可撓性部分に結合するための棘部を含む。一実施形態では、管の可撓性部分は、流体槽３４２から廃液を回収するための瓶または他の容器に、廃棄物出力接続部３２９から連結される。また、カートリッジ２０１は、試薬入力接続部３２７も含み、ここを介して、試薬は、試薬入力部チャネル３７１ａ〜３７１ｈ（概して、３７１）を介して流体槽３４２に向かって流動し得る。一実施形態では、管の可撓性部分は、試薬入力接続部３２７を、緩衝液を含有する瓶、脱気袋、または他の容器に連結する。管の可撓性部分は、試薬入力接続部３２７から緩衝液の瓶への逆流を防止するために、逆止弁を有し得る。
【００３５】
処理チップ３５０は、カートリッジ２０１の本体３０９上に配置される。一実施形態では、処理チップ３５０は、接着剤を使用して、カートリッジ２０１の本体３０９の表面に取り付けられる。カートリッジ２０１は、処理機器入口３３１ａ〜３３１ｈ（概して、３３１）および処理機器出口３３３ａ〜３３３ｈ（概して、３３３）を含み、これらは、各処理機器３５１のチャネルと接続する。処理チップ３５０は、カートリッジ２０１の本体３０９上に精密に配置され、各処理機器３５１が、カートリッジ２０１の各処理機器入口３３１ａ〜３３１ｈおよび各処理機器出口３３３と適切に整列するようにする。種々の実施形態では、チップ３５０は、処理機器入口３３１ａ〜３３１ｈおよび出口３３３との適切な整列を確実にするために、カートリッジ２０１が画定する突出面または凹部に装着される。
【００３６】
別の実施形態では、処理チップ３５０は、各処理機器３５１の空洞ならびに各処理機器入口３３１および出口３３３と整列する開口部を有する感圧接着剤で装着および密封される。一部の実施形態では、各処理機器３５１の表面は、感圧接着剤から作製される薄い積層（キャップ３８５）およびアクリル裏当てシートで覆われる。一実施形態では、キャップ３８５は、キャップ３８５と処理機器３５１の表面との間に低プロファイルポケットを形成する。処理機器キャップ３８５は、処理機器３５１の膜が破れた場合に液体汚染から試料処理システム（例えば、図２の試料処理システム２００）を保護する。一部の実施形態では、キャップ３８５は、処理機器接続部（例えば、図１における処理機器接続部１５２）が、処理機器３５１上の接触パッドに電気的にアクセスできるように設計される。キャップ３８５は、処理機器接続部および／または可動ヘッド組立体（例えば、図２の可動ヘッド組立体２０２）が、キャップ３８５と機械的に接続することなく、処理機器接続部の構成要素（例えば、磁石）を、処理機器の表面に可能な限り近接して位置決めできるようにさらに設計される。
【００３７】
一実施形態では、処理機器３５１は、試料における検体を検出するための、または試料の特性を検知するためのセンサである。別の実施形態では、処理機器３５１は、たわみ板波（ＦＰＷ）機器である。一実施形態では、処理機器３５１のチップ３５０は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）チップである。
【００３８】
流体は、ポンプ接続部材３４４ａ〜３４４ｈ（概して、３４４）を介して流体槽３４２と流体連通する空気制御機器を使用して、所定の速度でカートリッジ２０１の構成要素を介して押圧されるかまたは引かれる。一実施形態では、空気制御機器は、空気容積型ポンプである。別の実施形態では、空気制御機器は、標準的な注射器ポンプである。標準的な注射器ポンプは、バレルと、バレルの内部で２方向に移動するプランジャとを含む。モータまたは他の機構は、バレルの内部で２方向にプランジャを駆動し、カートリッジ２０１のチャネルおよび機器（例えば、処理機器３５１および第２の出力弁３２２）を介して、試料および試薬を押圧するかまたは引く。各流体槽３４２は、別々の空気制御機器と流体連通する。別の実施形態では、全ての流体槽３４２は、単一の空気制御機器と流体連通する。流体槽３４２は、流体槽３４２から空気を引くことによって空気制御機器がカートリッジ２０１を介して流体槽３４２内に引き込む試料および試薬を蓄積する。流体槽３４２が既定のレベルに充填されるか、または容量まで充填されると、空気制御機器は、空気を流体槽３４２に押圧して、試料および試薬を流体槽３４２から変位させる。
【００３９】
カートリッジ２０１を使用して試料の分析を実行するために、試料は、流体入力部３３２内に置かれる。ポンプ接続部材３４４を介して流体槽３４２と接続する空気制御機器は、流体入力部チャネル３７２を介して流体入力部３３２から試料を引き込む。次いで、空気制御機器は、入口３０３を介して試料を流体入力弁３１２に引き込む。試料は、出口３０４を介して流体入力弁３１２から、処理機器３５０の入口３３１ａ〜３３１ｈに通じる処理機器入力チャネル３１３ａ〜３１３ｈ内に退出する。試料は、試料を分析する処理機器３５１を通過し、出口３３３を介して処理機器出力チャネル３８１内に退出する。
【００４０】
処理機器出力チャネル３８１は、第１の出力弁３２１の入口３０５ａ〜３０５ｈ（概して、３０５）に通じる。試料は、入口３０５を介して第１の出力弁３２１内を通過し、出口３０６ａ〜３０６ｈ（概して、３０６）を介して流体槽チャネル３９２内に退出し、流体槽３４２に向かって流れる。処理された試料は、処理された試料の既定の体積で槽３４２が充填されるまで流体槽３４２に蓄積する。次いで、空気制御機器は、流体槽３４２の含有物を、第２の出力弁３２２の入口３０７ａ〜３０７ｈ（概して、３０７）に向かって流体槽チャネル３９２内に戻すように押圧する。次いで、処理された試料は、入口３０７を介して第２の出力弁３２２に流入し、第２の出力弁３２２の出口３０８ａ〜３０８ｈ（概して、３０８）を介して廃棄物出力部チャネル３８２内に退出する。廃棄物出力部チャネル３８２における試料は、共通廃棄物出力部チャネル３１９に流入し、廃棄物出力接続部３２９を介してカートリッジ２０１を退出する。
【００４１】
また、空気制御機器は、試薬接続部３２７を介して共通試薬入力部チャネル３１７内に試料を別々に引き込み得る。試薬は、試薬入力弁３１１の入口３０１に向かって、共通試薬入力部チャネル３１７から複数の試薬入力部チャネル３７１に流入する。試薬は、入口３０１を介して試薬入力弁３１１に進入し、処理機器３５０の処理機器入口３３１ａ〜３３１ｈに向かって、出口３０２を介して試薬入力弁３１１から処理機器入力チャネル３１３内に退出する。次いで、試薬は、試料に関して上述した経路と同一の経路を進み得る。試薬は、次の試料の処理実行に備えて、カートリッジのチャネルおよび構成要素を洗浄するための緩衝液を含み得る。
【００４２】
他の実施形態では、流体槽３４２または追加の組の流体槽および空気制御機器に対応する接続部が、カートリッジ２０１の入力部から出力部への流体経路に沿った別の位置に配置される。例えば、一実施形態では、追加の組の流体槽が、共通試薬入力部チャネル３１７からの所定量の試薬と流体入力部３３２からの所定量の試料とを受容および組み合わせるために、入力弁出口３０２、３０４と処理機器３５０の処理機器入口３３１との間に配置されてもよい。本実施形態では、追加の弁が、各追加の流体槽に結合される空気制御機器が印加する圧力から各処理機器３５１への損傷を防止するために、各追加の流体槽と各処理機器入口３３１との間に配置される。本実施形態では、追加の弁が閉鎖した後、各追加の流体槽に結合される各空気制御機器は、流体入力部３３２および共通試薬入力部チャネル３１７から各追加の流体槽内に、別々にまたは同時に流体を引き込む。次いで、追加の弁は、開放し、各空気制御機器は、処理機器３５０の入口３３２に向かって、各追加の流体槽から混合物を吐出させる。
【００４３】
図２および図３Ａを参照すると、カートリッジ２０１は、カートリッジ２０１およびその構成要素に対して可動ヘッド組立体２０２およびその構成要素を適切に位置決めするために、粗い位置決め特徴と精密な位置決め特徴との両方を含むことができる。位置決め特徴は、カートリッジ２０１の本体３０９によって画定される開口部またはカートリッジ２０１の本体３０９上に配置されるピンを含むことができる。一実施形態では、位置決め開口部は、可動ヘッド組立体２０２上に相補的に位置するピンと嵌合する。図３Ａに示すように、カートリッジ２０１は、２つの粗い位置決め部材３６０ａ、３６０ｂを含む。本実施形態では、粗い位置決め部材３６０ａ、３６０ｂは、カートリッジ２０１の表面によって画定される開口部と、開口部を囲み、かつカートリッジ２０１の表面から延出する壁とを含む。粗い位置決め部材３６０ａ、３６０ｂは、カートリッジ２０１の表面に平行する平面において、カートリッジ２０１に対して可動ヘッド組立体２０２を粗雑に整列する。
【００４４】
別の実施形態では、可動ヘッド組立体２０２が、カートリッジ２０１に係合する場合、可動ヘッド組立体２０２の表面は、粗い位置決め部材３６０ａ、３６０ｂの壁の上部分３６２ａ、ｂに存在する。このように、粗い位置決め部材３６０ａ、３６０ｂの壁は、カートリッジ２０１の本体３０９の上面３７０に直角である垂直方向２０６に沿って、カートリッジ２０１に対して可動ヘッド組立体を整列させる。
【００４５】
図３Ａに示すように、カートリッジ２０１は、カートリッジ２０１の本体３０９において画定される入力弁組立体位置決め開口部３１４ａ、３１４ｂおよび出力弁組立体位置決め開口部３２４ａ、３２４ｂも含む。入力弁組立体位置決め開口部３１４ａ、３１４ｂは、カートリッジ２０１の入力弁組立体３１０に対して、可動ヘッド組立体の入力弁組立体接続部を精密に位置決めする。同様に、出力弁組立体位置決め開口部３２４ａ、３２４ｂは、カートリッジ２０１の出力弁組立体３１０に対して、可動ヘッド組立体の出力弁組立体接続部を精密に位置決めする。一部の実施形態では、可動ヘッド組立体の弁組立体接続部は、千分の数インチ以内までカートリッジの弁組立体３１０、３２０と整列できる。
【００４６】
図３Ｂを参照すると、カートリッジ２０１は、カートリッジ２０１の本体３０９の表面によって画定される処理機器位置決め開口部３２６ａ、３２６ｂ、３２８ａ、３２８ｂも含む。処理機器位置決め開口部３２６ａ、３２６ｂは、処理機器３５０に対して、可動ヘッド組立体の処理機器接続部を精密に位置決めするために、処理機器３５０は、適切に機能し、測定信号および制御信号を送受信する。一実施形態では、処理機器位置決め開口部３２８ａ、３２８ｂは、処理機器チップ３５０をカートリッジ２０１の本体３０９に取り付けるため、および組み立て中にキャップ３８５を処理機器チップ３５０の上面に適用するために使用される固定具（相補的なピンを含む）を位置決めする。
【００４７】
種々の実施形態では、カートリッジ２０１の本体３０９は、射出成形によって製作される。一実施形態では、本体３０９は、流体入力部３３２、流体槽３４２の部分、入力弁３１１、３１２および出力弁３２１、３２２の部分（例えば、後述する弁凹部および凹部壁）、ならびにチャネル３１３、３１７、３１９、３７１、３７２、３８１、３８２、３９２を形成するように射出成形される。一実施形態では、カートリッジ２０１は、射出成形されたポリカーボネートから形成され、チャネルは、本体３０９の底側３７５に形成され、流体入力部３３２、流体槽３４２の部分、ならびに入力弁３１１、３１２および出力弁３２１、３２２の部分は、本体３０９の上側３７０に形成される。本体３０９は、他の材料の中でも特にプラスチック、エラストマー、金属、セラミック、または複合物を含む多種多様の材料から形成可能である。一部の実施形態では、ポリマー（例えば、ポリカーボネート）を用いて本体３０９を作製することができる。
【００４８】
カートリッジ２０１を組み立てるために、本体３０９は、約２分から約３０分までの範囲の時間間隔で約５％から約１００％までのエタノールを含有するエタノール溶液に浸漬される。一実施形態では、各カートリッジ２０１チャネルは、本体３０９を通って画定されるトンネルではなく、むしろ、本体３０９の表面を通る延出空洞切断である。チャネル３１３、３７１、３７２、３８１、３８２、３９２が配置および／または切断される本体３０９の表面、例えば、本体３０９の底側３７５の表面は、カートリッジ２０１のチャネルからエタノール溶液が排出可能になるように位置決めされる。一部の実施形態では、本体３０９の底側３７５の表面は、表面、例えば、摩耗防止テッシュ（例えば、Ｋｉｍｗｉｐｅ（登録商標））上に位置決めされる。任意選択によって、任意の粒子が、底側３７５の表面を洗浄することによって、例えば、窒素等の不活性ガスを底側３７５の表面の上に吹き込むことによって、本体３０９の底側３７５の表面から除去される。密封層３９０は、本体３０９の表面の少なくとも一部分に配置される。例えば、密封層３９０は、本体３０９の底側３７５に配置される（図６も参照）。
【００４９】
一部の実施形態では、密封層３９０は、熱転写層である。密封層３９０は、約０．００２５４ｍｍ（０．０００１インチ）から０．２５４ｍｍ（０．０１インチ）の間、または約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）から０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）の間の薄い層であることが可能である。密封層３９０は、流体熱状態調節を可能にする熱界面層を提供する。例えば、洗浄緩衝剤、流体、試料標本、および／または試料の温度を、処理機器３５１による処理の前に制御または調節することができる。より具体的には、密封層３９０が、熱的に制御される表面（例えば、温度制御機器１６０６を有する板１６０４の上面；図１６Ａおよび図１６Ｂ参照）に接触する場合、カートリッジ２０１を流れる液体は、熱的に状態調節される。液体（例えば、洗浄緩衝剤、流体、試料標本、および／または試料）の熱的状態調節は、カートリッジ２０１を流れる液体の粘度、密度、および音速に影響を及ぼす、および／またはそれらを制御する。
【００５０】
一実施形態では、密封層３９０は、本体３０９によって画定される位置決め特徴３１４ａ、３１４ｂ、３２４ａ、３２４ｂ、３２５ａ、３２５ｂ、３２６ａ、３２６ｂ、３６０ａ、３６０ｂと整列する１つ以上の部分３９１を有する。例えば、密封層３９０の一部分は、本体３０９によって画定される位置決め開口部３１４、３２４と整列する開口部３９１を含む。したがって、密封層は、密封層３９０における開口部を、本体３０９において画定される対応する開口部と整列することによって、適切に位置決めされ、本体３０９の底側３７５の表面に取り付けられる。一実施形態では、密封層３９０は、親水性層である。密封層３９０として用いることが可能な適切な材料には、親水性テープまたは親水性シールを有するポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、もしくはポリエーテルイミド等のプラスチックフィルムが含まれる。一実施形態では、密封層３９０は、本体３０９の表面上に配置される湿潤表面を提供する。密封層３９０は、例えば、親水性テープであることが可能である。別の実施形態では、本体３０９の表面は、例えば、化学的に、および／または電荷を本体３０９の表面に導入することによって修正される。例えば、本体３０９の表面は、本体３０９の表面上に疎水性または親水性の特徴をもたらすように、流体で処理可能である。
【００５１】
一実施形態では、密封層３９０は、接着剤を含む親水性テープである。裏当ては、親水性テープから除去され、破棄される。親水性テープの領域は、本体３０９によって画定される位置決め特徴と整列される。親水性テープの接着剤側は、本体３０９の底側３７５の表面上に押し付けられる。一実施形態では、密封層３９０は、ブロック、例えば、プラスチックブロックで擦られ、密封層３９０と本体３０９の底側３７５の表面との間に気泡が存在しないことを確実にする。一実施形態では、本体３０９および密封層３９０は、密封層３９０が本体３０９の底側３７５の表面に密閉されることを確実にするために、加熱表面に載置される。加熱表面は、約５０℃から約１６０℃まで、約８０℃から約１２０℃まで、または約１００℃の範囲内の温度の熱板であることが可能である。密封層３９０および本体３０９は、約２０秒から約１０分まで、約４０秒から約５分まで、または約１分間の範囲内の値を有する時間、加熱表面上に保持可能である。任意選択によって、組立体が加熱表面上にある時間中に、力は、本体３０９および密封層３９０組立体に印加される。
【００５２】
組立体は、加熱表面から除去されるが、依然として熱い間に、密封層３９０と本体３０９との間に位置するいかなる空気ポケットも、例えば、密封層３９０を押し付けるか、または例えば、密封層３９０の上で擦られるブロックによって密封層３９０を擦ることによって除去される。一実施形態では、密封層３９０と本体３０９の底側３７５の表面との間に位置するいかなる空気ポケットも除去される。密封層３９０を本体３０９の底側３７５の表面に追加する前に、カートリッジ２０１の各チャネルは、文字「Ｃ」に実質的に類似する断面形状を有する。密封層３９０を本体３０９の底側３７５の表面に付着させると、各チャネルの断面は、文字「Ｄ」に実質的に類似する形状を有する。
【００５３】
また、カートリッジ２０１は、ユーザが把持することができるタブ３８０も含み、これにより、ユーザは、カートリッジ２０１を器具（例えば、図２の器具）に容易に挿入または除去することが可能になる。
【００５４】
図４は、図３Ａおよび図３Ｂのカートリッジ２０１の流体入力部３３２の断面側面図である。流体入力部３３２は、カートリッジ２０１の本体３０９の上側３７０の表面から延出する壁４０１を有する。一実施形態では、カートリッジ２１０が器具（例えば、図２の器具２１０）に取り付けられる場合、流体入力部３３２は、依然として外部にあり、かつ器具（例えば、図２の器具２１０）を包囲するカバー（例えば、図１のカバー１９０）の付近にある。流体入力部３３２の壁４０１は、カバー（例えば、図１のカバー１９０）から干渉を受けずに、試料移行機器から試料を容易に移行させる能力をユーザに提供するような形状を有し、これは、流体入力部３３２が、器具（例えば、図２の器具２１０）の他の部分によって被い隠されていないからである。本実施形態では、壁４０１は、卵形を有し、ユーザが、システム２００の水平軸に対してある角度でピペットを配置し、かつピペットの先端を壁４０１内に位置決めして、器具（例えば、図２の器具２１０）を包囲するカバー（例えば、図１のカバー１９０）から干渉を受けずに試料を配置することができるようになる。
【００５５】
各流体入力部３３２は、傾斜型底部分４０３および出口４０５を有する。底部分４０３は、出口４０５を介して流体入力部チャネル３１２に試料を向ける。本実施形態では、開口部は、０．０５５８８ｃｍ（０．０２２インチ）の直径を有する。一部の実施形態では、各流体入力部３３２の開口部は、０．０５０８ｃｍ（０．０２０インチ）から０．２５４ｃｍ（０．１インチ）の間の直径を有する。底部分４０３の傾斜により、確実に、システムの使用の完了時に流体入力部３３２に残る試料が可能な限り少なくなる（すなわち、死体積が最小限に抑えられる）。流体入力部３３２の本実施形態は、漏斗のように作用するため、空気をカートリッジに引き込まずに、および気泡をカートリッジに導入せずに、流体入力部３３２から試料の大部分を引き込むことができる。本実施形態では、流体入力部３３２は、約４００マイクロリットルの試料を保持する容量を有する。一実施形態では、カートリッジ２０１の動作中、流体入力部３３２から通じる流体入力部チャネル３１２は、緩衝液によって事前準備される。カートリッジ２０１は、とりわけ、気体スラグおよび気泡を除去するため、ならびにカートリッジを介する湿潤経路を確立および維持するために事前準備される。一実施形態では、流体入力部チャネル３１２は、事前準備される。例えば、緩衝液は、共通試薬入力部チャネル３１７から流体槽３４２内に引き込まれる。次いで、緩衝液は、流体槽３４２から流体入力部チャネル３１２内に押圧される。
【００５６】
図５は、可撓性シートを含まない図３Ａおよび図３Ｂのカートリッジ２０１の出力弁組立体３２０の上面図である。図６は、可撓性シート６０５を含む図３Ａおよび図３Ｂのカートリッジ２０１の出力弁組立体３２０の断面側面図である。出力弁組立体３２０は、第１の出力弁３２１および第２の出力弁３２２を含む。第１の出力弁３２１は、本体３０９の上側３７０上に形成され、第１の凹部５０１と、第１の凹部５０１を囲む第１の凹部壁５０２とを含む。各凹部５０１、５０３は、例えば、深さが０．０５０８ｃｍ（０．０２０インチ）であり、直径が０．２３３６８ｃｍ（０．０９２インチ）であるボウルの形状である。図６を参照すると、一実施形態では、第１の凹部壁５０２は、本体３０９の第１の側面３７０から離れる方向に延出する突起部６０２を形成し、突起部６０２において凹部５０３を形成することによって製作される。第１の凹部壁５０２は、カートリッジ２０１を器具（例えば、図２の器具２１０）内に挿入する場合に、第１の凹部壁５０２および第１の凹部５０１を被覆する可撓性シート６０５に嵌合および密閉するように適合される。
【００５７】
第１の出力弁３２１は、第１の開口部（例えば、図３Ｂの入口３０５）と、第２の開口部（例えば、図３Ｂの出口３０６）とをさらに含む。一部の実施形態では、第１および第２の開口部は、流体が弁を通って流動する方向に依存して、入口または出口のいずれかになる。図６に示すように、第１の凹部５０１は、第１の開口部３０５を通って本体３０９の底側３７５の処理機器出力チャネル３８１と流体連通する。また、第１の凹部５０１は、第２の開口部３０６を通って本体３０９の底側３７５の流体槽チャネル３９２と流体連通する。
【００５８】
出力弁組立体３２０は、弁組立体壁５２０をさらに含む。弁組立体壁５２０は、第１の凹部５０１および第１の凹部壁５０２を囲む。また、弁組立体壁５２０も、可撓性シートと嵌合および密閉するように適合される。本実施形態では、弁組立体壁５２０は、カートリッジ２０１の上側３７０の表面から延出する相補的柱５２２と嵌合するように構成される開口部５２４を含む保持具である。可撓性シート６０５は、カートリッジ２０１の本体３０９の上側３７０から延出する隆起部５２５の間に載置され、弁組立体壁５２０は、相補的柱５２２に熱かしめされる。このように、可撓性シート６０５は、隆起部５２５に押し付けられ、隆起部５２５との外周シールを形成する。
【００５９】
第２の出力弁３２２は、本体３０９の上側３７０上に形成され、第２の凹部５０３と、第２の凹部５０３を囲む第２の凹部壁５０４とを含む。第２の凹部壁５０４は、カートリッジ２０１が試料処理システム２００（図２）内に挿入される場合に、第２の凹部壁５０４および第２の凹部５０３を被覆する可撓性シート（例えば、図６に示す可撓性シート６０５）に嵌合および密閉するように適合される。一実施形態では、可動ヘッド組立体２０２上の表面は、第２の凹部壁５０４が可撓性シートに嵌合および密閉するように、第２の凹部壁５０４および第２の凹部５０３を被覆する可撓性シートに力を印加する。また、弁組立体壁５２０は、第２の凹部５０１および第２の凹部壁５０２を囲む。
【００６０】
第２の出力弁３２２は、第１の開口部（例えば、図３Ｂの入口３０７）と、第２の開口部（例えば、図３Ｂの出口３０８）とをさらに含む。図６に示すように、第２の凹部５０３は、第１の開口部３０７を介して、本体３０９の底側３７５の流体槽チャネル３９２と流体連通する。また、第２の凹部５０３は、第２の開口部３０８を介して、本体３０９の底側３７５の廃棄物出力部チャネル３８２と流体連通する。一実施形態では、第１および第２の凹部壁５０２、５０４は、本体３０９の上側３７０の表面に対して、約０．０２５４ｃｍ（０．０１０インチ）突出する。別の実施形態では、第１および第２の凹部壁５０２、５０４は、第１および第２の凹部壁５０２、５０４にすぐ隣接する表面（例えば、突起部６０２の高さ）の上から０．０７６ｃｍ（０．０３０インチ）突出する。別の実施形態では、第１および第２の凹部壁５０２、５０４は、可動ヘッド組立体２０２が可撓性シートに力を印加する場合に、可撓性シート６０５との密閉を形成するために、０．０３３ｃｍ（０．０１３インチ）の平坦な幅を有する。別の実施形態では、厚さが約０．０３０８ｃｍから０．１２７ｃｍ（０．０２０インチから０．０５０インチ）の可撓性シート６０５は、凹部５０１、５０３および凹部壁５０２、５０４を被覆する。
【００６１】
可動ヘッド組立体２０２が可撓性シート６０５の上面に力を印加する場合、可撓性シート６０５は、凹部壁５０２、５０４の上部と密閉し、各弁３２１、３２２において密閉流体チャンバ６０１、６０３を形成する。一実施形態では、可撓性シート６０５は、シリコーン膜である。別の実施形態では、可撓性シート６０５は、本体３０９の上側３７０の表面上に位置し、伸長され、カートリッジ２０１に熱かしめされる前にクランプで締められる。上述のように、可撓性シート６０５は、弁組立体壁５２０と、カートリッジ２０１の本体３０９から突出し、かつ弁組立体壁５２０と嵌合する柱５２２とを使用して、本体３０９の上側３７０に熱かましされる。さらに別の実施形態では、可動ヘッド組立体２０２は、出力弁３２１、３２２毎に約６．６７Ｎ（１．５ｌｂ）の力を印加して、出力弁３２１、３２２を密閉する。
【００６２】
入力弁組立体３１０は、出力弁組立体３２０に関して上述した方式と同様に設計される。入力弁組立体３１０の試薬入力弁３１１は、本体３０９の上側３７０上に形成され、第１の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）と、第１の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）を囲む第１の凹部壁（例えば、図６の第１の凹部壁５０２）とを含む。一実施形態では、第１の凹部壁（例えば、図６の第１の凹部壁５０２）は、本体３０９の第１の側面３７０から離れる方向に延出する突起部（例えば、図６の突起部６０２）を形成し、突起部（例えば、図６の突起部６０２）において凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）を形成することによって製作される。第１の凹部壁（例えば、図６の第１の凹部壁５０２）は、カートリッジ２０１が試料処理システム２００（図２）内に挿入される場合に、第１の凹部壁（例えば、図６の第１の凹部壁５０２）および第１の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）を被覆する可撓性シート（例えば、図６の可撓性シート６０５）に嵌合および密閉するように適合される。
【００６３】
試薬入力弁３１１は、第１の開口部（例えば、図６の第１の開口部３０５）と、第２の開口部（例えば、図６の第２の開口部３０６）とをさらに含む。第１の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）は、第１の開口部（例えば、図６の第１の開口部３０５）を介して、本体３０９の底側３７５の試薬入力部チャネル３７１と流体連通する。また、第１の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）は、第２の開口部（例えば、図６の第２の開口部３０６）を介して、本体３０９の底側３７５の処理機器入力チャネル３１３と流体連通する。
【００６４】
入力弁組立体３１０は、弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）をさらに含む。弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）は、第１の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）および第１の凹部壁（例えば、図６の第１の凹部壁５０２）を囲む。また、弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）は、可撓性シートに嵌合および密閉するように適合される。本実施形態では、弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）は、カートリッジ２０１の上側３７０の表面から延出する相補的柱（例えば、図６の柱５２２）と嵌合するように構成される開口部（例えば、図６の開口部５２４）を含む。可撓性シートは、カートリッジ２０１の上側３７０の表面と、弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）との間に載置され、弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）は、相補的柱（例えば、図６の柱５２２）に熱かしめされる。このように、可撓性シート（例えば、図６の可撓性シート６０５）は、第１の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）および第１の凹部壁（例えば、図６の第１の凹部壁５０２）の上に熱かしめされる。
【００６５】
流体入力弁３１２は、本体３０９の上側３７０上に形成され、第２の凹部（例えば、図６の第２の凹部５０３）と、第２の凹部（例えば、図６の第２の凹部５０３）を囲む第２の凹部壁（例えば、図６の第２の凹部壁５０４）とを含む。第２の凹部壁（例えば、図６の第２の凹部壁５０４）は、カートリッジ２０１が試料処理システム２００（図２）内に挿入される場合に、第２の凹部壁（例えば、図６の第２の凹部壁５０４）および第２の凹部（例えば、図６の第２の凹部５０３）を被覆する可撓性シート（例えば、図６の可撓性シート６０５）に嵌合および密閉するように適合される。一実施形態では、可動ヘッド組立体２０２上の表面は、第２の凹部壁（例えば、図６の第２の凹部壁５０４）が可撓性シートに嵌合および密閉して、密閉チャンバ（例えば、図６のチャンバ６０３）を形成するように、第２の凹部壁（例えば、図６の第２の凹部壁５０４）および第２の凹部（例えば、図６の第２の凹部５０３）を被覆する可撓性シートに力を印加する。また、弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）は、第２の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）および第２の凹部壁（例えば、図６の第１の凹部壁５０２）を囲む。
【００６６】
流体入力弁３１２は、第１の開口部（例えば、図６の第１の開口部３０７）と、第２の開口部（例えば、図６の第２の開口部３０８）とをさらに含む。第２の凹部（例えば、図６の第２の凹部５０３）は、第１の開口部（例えば、図６の第１の開口部３０７）を介して、本体３０９の底側３７５の流体入力部チャネル３７２と流体連通する。また、第２の凹部（例えば、図６の第２の凹部５０３）は、第２の開口部（例えば、図６の第２の開口部３０８）を介して、本体３０９の底側３７５の処理機器入力チャネル３１３と流体連通する。
【００６７】
一実施形態では、第１および第２の凹部壁（例えば、図６の第１および第２の凹部壁５０２、５０４）は、本体３０９の上側３７０の表面に対して、約０．０２５４ｃｍ（０．０１０インチ）突出する。別の実施形態では、第１および第２の凹部壁５０２、５０４は、第１および第２の凹部壁５０２、５０４にすぐ隣接する表面（例えば、図６の突起部６０２の高さ）の上から０．０７６ｃｍ（０．０３０インチ）突出する。別の実施形態では、第１および第２の凹部壁（例えば、図６の第１および第２の凹部壁５０２、５０４）は、可動ヘッド組立体２０２が可撓性シートに力を印加する場合に、可撓性シートとの密閉を形成するために、０．０２５４ｃｍ（０．０１０インチ）の平坦な幅を有する。別の実施形態では、可動ヘッド組立体２０２表面は、第１および第２の凹部壁（例えば、図６の第１および第２の凹部壁５０２、５０４）ならびに第１および第２の凹部（例えば、図６の第１および第２の凹部５０１、５０３）を被覆する可撓性シートに力を印加し、第１および第２の凹部壁（例えば、図６の第１および第２の凹部壁５０２、５０４）が、可撓性シートに嵌合および密閉するようにする。さらに別の実施形態では、可動ヘッド組立体２０２は、出力弁３２１、３２２毎に約１．５ｌｂ、６．６７Ｎの力を印加して、出力弁３２１、３２２を密閉する。
【００６８】
図７は、図３Ａおよび図３Ｂのカートリッジ２０１の流体槽３４２の断面側面図である。各流体槽３４２は、開口部７０４および第１の壁７０５を有するチャンバ７０３を含む。チャンバは、任意の所定の量の試料を保持するように設計可能である。一実施形態では、チャンバ７０３は、分析評価プロセスの実行に必要な試料の全体積を保持するようなサイズを有する。例えば、チャンバ７０３は、約１．２ｍｌの流体の容量を有し得る。第２の壁７０１は、開口部７０４を囲み、チャンバ７０３の外面から延出する。第２の壁７０１は、本明細書に説明するように、ポンプ接続部材と整列、嵌合、および密閉するように構成される。一実施形態では、第２の壁７０１の内面は、第２の壁７０１内に適合するサイズを有する円柱状ポンプ接続部材の外面と嵌合する。
【００６９】
一部の実施形態では、第２の壁７０１の開放端部における上面７０２は、ポンプ接続部材と整列、嵌合、および密閉する。例えば、図１４を参照すると、上面７０２は、Ｏリング１４４５を介してポンプ接続部材１４４６の上部分１４４４に嵌合および密閉することが可能である。本実施形態では、ポンプ接続部材１４４６の底部分１４４８は、円錐形状を有し、第２の壁７０１の上面７０２は、面取りされる。ポンプ接続部材１４４６の円錐形状と、第２の壁７０１の面取り上面７０２とによって、流体槽３４２がポンプ接続部材１４４６に対して不整列である場合に、ポンプ接続部材１４４６は、第２の壁７０１内に進入可能になる。流体槽３４２がポンプ接続部材１４４６に対して不整列である場合、ポンプ接続部材１４４６が第２の壁７０１内に進入する際、第２の壁７０１の上面７０２は、流体槽３４２およびポンプ接続部材１４６６が相互に整列および嵌合するまで、ポンプ接続部材１４６６の円錐状部分の表面に沿って接触および摺動する。
【００７０】
気体透過性で液体不透過性の要素７０７は、第２の壁７０１内に適合し、開口部７０４の上のチャンバ７０３のその上部外面上に位置する。本実施形態では、要素７０７は、液体および液体蒸気が、流体槽３４２と接続する空気制御機器に進入し、損傷を与えることを防止する。他の実施形態では、要素７０７は、膜またはフィルタ（例えば、マトリクスフィルタ）であり得る。
【００７１】
図８は、カートリッジ（例えば、図３Ａおよび図３Ｂのカートリッジ２０１）とともに使用する可動ヘッド組立体８０２の斜視底面図である。可動ヘッド組立体８０２は、入力弁組立体接続部８１０および出力弁組立体接続部８２０を含む。弁接続部８１０、８２０は、カートリッジ２０１の弁組立体１１０、１２０に力を印加して、弁組立体１１０、１２０（例えば、図１参照）の弁の各々において密閉流体チャンバを形成する。
【００７２】
また、可動ヘッド組立体８０２は、処理機器接続部８５０および空気制御機器接続部８４０も含む。処理機器接続部８５０は、電気的および／または磁気的接続部を処理機器３５０に提供して、処理機器３５０を操作し、処理機器３５０と通信する。ポンプ接続部８４０は流体槽３４２と接続し、空気変位力を提供して、カートリッジ２０１を介して流体を移動させる。
【００７３】
前述のように、カートリッジ２０１は、粗い位置決め部材（例えば、図３Ａの３６０ａ、３６０ｂ）と精密な位置決め開口部（例えば、図３Ａおよび図３Ｂの３１４ａ、３１４ｂ、３２４ａ、３２４ｂ、３２５ａ、３２５ｂ、３２６ａ、３２６ｂ）との両方を含み、カートリッジ２０１およびその構成要素に対して、可動ヘッド組立体２０２およびその構成要素を適切に位置決めする。図８に示すように、可動ヘッド組立体８０２は、可動ヘッド組立体の基部８６５に取り付けられる２つの粗い位置決めピン８６０ａ、８６０ｂを含み、これらは、カートリッジ２０１の２つの粗い位置決め部材３６０ａ、３６０ｂ（図３Ａ）の壁内に適合するように設計される。２つの粗い位置決めピン８６０ａ、８６０ｂは、カートリッジ２０１の２つの対応する粗い位置決め部材３６０ａ、３６０ｂ（図３Ａ）を適切に確実に位置設定するために、円錐状の先端を有する。
【００７４】
可動ヘッド組立体２０２の接続部８１０、８２０、８４０、および８５５の各々は、カートリッジ２０１上の対応する機器との接続部の各々を精密に整列するために、位置決めピンを含む。例えば、入力弁組立体接続部８１０は、位置決めピン８１４ａ、８１４ｂを特徴とし、これらは、カートリッジ２０１の対応する入力弁組立体位置決め開口部３１４ａ、３１４ｂ（図３Ａ）と嵌合および整列する。同様に、出力弁組立体接続部８２０は、位置決めピン８２４ａ、８２４ｂを特徴とし、これらは、カートリッジ２０１の対応する出力弁組立体位置決め開口部３２４ａ、３２４ｂと嵌合および整列する。図８に図示するように、位置決めピン８１４ａ、８１４ｂ、８２４ａ、８２４ｂの先端は、弁組立体接続部８１０、８２０が、確実に、位置決めピン８１４ａ、８１４ｂ、８２４ａ、８２４ｂを、カートリッジ２０１において対応する弁組立体開口部３１４ａ、３１４ｂ、３２４ａ、３２４ｂに適切に位置決めして案内するような形状を有する。また、処理機器接続部８５５も位置決めピン８２５ａ、８２５ｂを含む。処理機器の位置決めピン８２５ａ、８２５ｂは、カートリッジ上の対応する処理機器位置決め開口部（例えば、図３Ｂのカートリッジ２０１上の位置決め開口部３２５ａ、３２５ｂ）と嵌合する。また、処理機器接続部８５５は、処理機器接続部８５５とカートリッジ上の処理機器（例えば、図３Ｂのカートリッジ２０１の処理機器８５０）との間の精密な距離を設定および保持するための位置決め部材８２６も含む。
【００７５】
図９は、図８の可動ヘッド組立体８０２の弁アクチュエータ組立体８２０の一実施形態の斜視図である。弁アクチュエータ組立体８２０は、可動ヘッド組立体がカートリッジと係合するときに、カートリッジ上の弁組立体の可撓性シートに力を印加する面密封要素９０９を含む。印加された力が弁組立体における弁の各々を密閉する。例えば、図６を参照すると、面密封要素９０９は、可動ヘッド組立体８０２がカートリッジ２０１と係合するときに、出力弁組立体３２０の可撓性シート６０５に力を印加して、出力弁１２１、１２２を密閉する。別の実施形態では、弁アクチュエータ組立体８２０は、弁アクチュエータ組立体８２０がモータによって駆動されるときに、別々に可動であり、カートリッジ２０１における弁組立体と係合する。
【００７６】
弁アクチュエータ組立体８２０は、弁アクチュエータ組立体９３１の第１の部分の第１の弁ピン９２１ａ〜９２１ｈ（概して、９２１）の列と、弁アクチュエータ組立体９３１の第２の部分の第２の弁ピン９２２ａ〜９２２ｈ（概して、９２２）の列とを含む。弁ピン９２１、９２２は、面密封部９０９における開口部を介して位置決めされる。一実施形態では、弁ピン９２１、９２２の直径は、約０．１５８７５ｃｍ（０．０６２５インチ）である。各弁ピン９２１は、対応する弁ピンバネ９１３ａ〜９１３ｈによって個々にバネで負荷がかけられる。弁ピンバネ９１３ａ〜９１３ｈは、２．２２Ｎから４．４５Ｎ（０．５Ｉｂから１Ｉｂ）の密閉力を提供するように選択される。図９に示す実施形態では、弁アクチュエータ組立体８２０は、第１の弁ピン９２１を同調して駆動するために、第１のモータ９２７、第１のリンクアーム部９２３、および第１のベルクランク９２５も含む。また、弁アクチュエータ組立体８２０も、第２の弁ピン９２２を駆動するために、第２のモータ９２８、第２のリンクアーム部９２３、および第２のベルクランク９２５を含む。一実施形態では、弁ピンは、ユーザが、カートリッジの異なるチャネルにおいて異なる分析を実行する場合に、同調せずに駆動される。別の実施形態では、弁アクチュエータ組立体８２０は、各々が単一の弁ピン９２１、９２２を駆動する複数のモータを含む。
【００７７】
図１０は、図６の出力弁組立体３２０と嵌合する図９の弁アクチュエータ組立体８２０の断面側面図である。図１０に示すように、弁アクチュエータ組立体８２０は、可撓性シート６０５の中央部分１０１９において力を印加して、例えば、出力弁３２１を密封し、密閉流体チャンバ１００４を形成する。第２の出力弁３２２を閉鎖するコマンド信号に応答して、第２のモータ９２８は、可撓性シート６０５の第１の部分１００１が、第２の出力弁３２２の開口部３０７および開口部３０８を被覆および密閉するように、弁ピン９２２ａを可撓性シート６０５の第１の部分１００１に駆動する。この結果、流体は、第２の弁３２２の開口部３０７と開口部３０８との間で流動不可能になる。
【００７８】
第１の出力弁３２１を開放するコマンド信号に応答して、第１のモータ９２７は、既定の解放位置に移動し（すなわち、第１のモータ９２７がこの位置に到達すると電流を停止することができる）、弁アクチュエータ組立体９３１を引き込み、弁ピンバネの力は、可撓性シート６０５から離れる方向に弁ピン９２１ａを駆動する。この結果、可撓性シート６０５の第２の部分１００２は、開口部３０５、３０６を被覆および密閉せず、流体は、第１の出力弁３２１の開口部３０５、３０６の間で流動し得る。一部の実施形態では、第２のモータ９２８は、第２の出力弁３２２を閉鎖するコマンド信号に応答して既定の係合位置に移動し、弁ピンバネ９１３は、力を印加して、第２の弁ピン９２２を可撓性シート６０５に駆動し、第２の出力弁３２２の開口部３０７および開口部３０８を密閉する。本実施形態では、モータ電流は、モータが既定の係合位置に到達するとともに、弁ピン９２２が係合したままになると停止する。反対に、第２の出力弁３２２を開放するコマンド信号に応答して、第２のモータ９２８は、作動し、第２の弁ピン９２２を引き込む。次いで、シリコーンシート６０５は、凹部からその元々の位置に回復し、開口部３０７と開口部３０８との間の流動が再開する。
【００７９】
本実施形態では、弁ピン９２１ａ、９２１ｂは、円形先端を有する。他の実施形態では、弁ピン９２１ａ、９２１ｂは、異なる形状の先端を有する。一実施形態では、弁ピン９２１ａ、９２１ｂは、円錐状先端を有し、弁凹部（例えば、図５および図６の弁凹部５０２）は、弁ピン９２１ａ、９２１ｂの先端に対して相補的な形状を有するような形状を有する。
【００８０】
図１１は、図２のシステム２００の注射器ポンプ組立体２４０の斜視側面図である。注射器ポンプ組立体２４０は、８つの注射器１１４３ａ〜１１４３ｈ、８つの圧力センサ１１４５ａ〜１１４５ｈ、および８つの管１１４７ａ〜１１４７ｈを有する注射器ポンプ１１４０を含む。本実施形態では、注射器ポンプ１１４０は、Ｔｅｃａｎ Ｃａｖｒｏ ＸＭＰ ６００８の８チャネル型注射器ポンプ（Ｔｅｃａｎ Ｔｒａｄｉｎｇ ＡＧ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）である。他の実施形態では、他の市販の注射器ポンプまたはカスタム製作された注射器ポンプを使用することができる。各圧力センサ１１４５ａ〜１１４５ｈは、各対応する管１１４７ａ〜１１４７ｈにおける圧力を検知して、漏出を検出し、注射器ポンプ１１４０の適切な機能を観測する。本実施形態では、圧力センサは、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ ＳＤＸ０５Ｄ４＋／−５Ｖ非増幅差圧センサ（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｔｏｗｎ，ＮＪ）である。
【００８１】
図１２Ａは、本発明の例示的実施形態に従う、検体処理システムに取り付けられる注射器ポンプ接続組立体１２４０の斜視上面図である。図１２Ｂは、図１２Ａの注射器ポンプ接続組立体１２４０の斜視底面図である。注射器ポンプ（例えば図１１の注射器）上の注射器１１４３ａ〜１１４３ｈからの管１２４７ａ〜１２４７ｈ（概して、１２４７）は、注射器ポンプ接続組立体１２４０の注射器ポンプ接続ブロック１２０１を介して、対応するポンプ接続部材１２４６ａ〜１２４６ｈに連結する。本実施形態では、各ポンプ接続部材１２４６には、Ｏリング１２４５が装備され、これは、ポンプ接続部材１２４６と図１３に示す流体槽３４２の第２の壁７０１の内面との間に密封を提供する。図１３は、本発明の例示的実施形態に従う、カートリッジ２０１の流体槽３４２と嵌合する器具のヘッド（例えば、図２の可動ヘッド組立体２０２）のポンプ接続部材１２４６の断面側面図である。ポンプ接続部材１２４６は、管１２４４と流体連通する開口部１２４９を有する。開口部１２４９は、空気変位力を流体槽３４２へ提供して、カートリッジ２０１を介して流体を引き込みまたは押圧する。
【００８２】
ポンプ接続部材１２４６は、器具のヘッドがカートリッジと係合する場合に、ポンプ接続部材１２４６が流体槽３４２の第２の壁７０１と整列することを容易にするためにバネ負荷型である。具体的には、各ポンプ接続部材１２４６は、バネ１３４２で負荷がかけられ、流体槽３４２の第２の壁７０１と自己整列するための能力が各ポンプ接続部材１２４６に提供される。ポンプ接続部材１２４６および流体槽３４２の実施形態は、空気ポンプ接続部を、多種多様のカートリッジバッチのカートリッジ２０１に確実に密閉するように設計される。
【００８３】
図１４は、ポンプ接続組立体１４００の別の実施形態を示す。ポンプ接続組立体１４００は、複数のポンプ接続組立体部材１４４６を受容するブロック１４０２を含む。各ポンプ接続組立体部材１４４６は、可動ヘッド組立体（例えば、図２の可動ヘッド組立体２０２）がカートリッジ（例えば、図３Ａのカートリッジ２０１）と係合する場合に、Ｏリング１４４５を介して、流体槽（例えば、図３Ａの流体槽３４２）の第２の壁（例えば、図７の第２の壁７０１）の上面（例えば、図７の上面７０２）に嵌合および密閉する。また、ポンプ接続組立体１４００は、ブロック１４０８に取り付けられ、かつ対応するポンプ接続部材１４４６と流体連通する複数の棘部１４０４も含む。空気容積型ポンプは、棘部１４０４に取り付けられる管を介してポンプ接続組立体１４００に連結することができる。
【００８４】
図１５は、本発明の例示的実施形態に従う、カートリッジ１５０１の複数の流体槽１５４２と嵌合する器具（例えば、図２の器具２１０）の複数のポンプ接続部材１５４６の断面側面図である。ポンプ接続部材１５４６は、本体部分１５４５を有する。また、ポンプ接続部材１５４６は、本体部分１５４５の上部から延出する本体部分１５４５よりも小さい直径のヘッド部分１５４１も含む。ヘッド部分１５４１は、壁１５２２の内面を裏当てするスリーブ１５２３と嵌合する。本実施形態では、スリーブは、軟質エラストマー材料から作製される。一部の実施形態では、スリーブは、シリコーン、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）、または熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）（例えば、Ｓａｎｔｒｏｐｒｅｎｅ）から作製される。ポンプ接続部材１５４６は、本体部分１５４５の上面１５６５が壁１５２２の上面１５５２に嵌合するように、十分大きい直径１５５５を有する本体部分１５４５を有する。密閉は、ヘッド部分１５４１の外面と、スリーブ１５２３の内面との間に形成される。本実施形態では、スリーブ１５２３の内面との密閉を形成するヘッド部分１５４１上のリブ１５４３が存在する。
【００８５】
図１６Ａおよび図１６Ｂは、本発明の例示的実施形態に従う、カートリッジの容易な装填および板組立体１６００の板１６０４の洗浄を容易にするように、システムに近づく方向におよび離れる方向に移動するように構成される検体処理システムの板組立体１６００の斜視図である。板組立体１６００は、レール１６０２、板１６０４、温度制御機器１６０６、電子機器１６０８、およびハンドル１６１２を含む。板組立体１６００は、検体処理システムの基部に取り付けられるトラックの上で水平軸１６１０に沿って移動する引き出しのように動作するように設計される。ハンドル１６１２によって、ユーザは、カートリッジ（例えば、図２のカートリッジ２０１）を容易に装填するため、および板１６０４を洗浄するために、可動板組立体１６００を検体処理システムから離れる方向に引くことが可能になる（例えば、図１の１０３、１０５に関して説明したように）。別の実施形態では、モータは、ユーザからのコマンドに応答して、検体処理システムの基部に対して特定の位置に可動板組立体１６００を駆動する。
【００８６】
温度制御機器１６０６は、板１６０４において所定の冷却温度を維持するために、熱電冷却機器およびファンを含む。他の実施形態では、温度制御機器１６０６は、温度を維持または変更するために、加熱および冷却の両方の要素を含む。レール１６０２は、ユーザがカートリッジを手動で取り付ける場合に、カートリッジ（例えば、図２のカートリッジ２０１）を位置に案内する。一実施形態では、カートリッジが板１６０４上の位置に取り付けられると、可動ヘッド組立体（例えば、図２の可動ヘッド組立体２０２）は、カートリッジを自動的に係合する。可動ヘッド組立体は、板１６０４の表面に対してカートリッジを押し付ける。
【００８７】
図１７は、本発明の例示的実施形態に従う、カートリッジを操作する方法を図示するフロー図である。開始１７０１後、多数の試薬入力弁（例えば、図３Ａの試薬入力弁３１１）、流体入力弁（例えば、図３Ａの流体入力弁３１２）、第１の出力弁（例えば、図３Ａの第１の出力弁３２１）、および第２の出力弁（例えば、図３Ａの第２の出力弁３２２）の上に配置される可撓性シート（例えば、図１０の可撓性シート６０５）に力を印加し、入力弁および出力弁の各々において密閉チャンバ（例えば、図１０の密閉流体チャンバ１００４）を提供する１７０２。次に、試薬入力弁（例えば、図３Ａの試薬入力弁３１１）を閉鎖し１７０４、第２の出力弁（例えば、図３Ａの第２の出力弁３２２）を閉鎖する１７０８（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第１の部分１００１内に駆動される）。また、流体入力弁（例えば、図３Ａの流体入力弁３１２）を開放し１７０６、第１の出力弁（例えば、図３Ａの第１の出力弁３２１）を開放する１７１０（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第２の部分１００２から離れる方向に引き込まれる）。次に、試料（例えば、図３Ａの流体入力部３３２からの試料）を、各流体入力弁（例えば、図３Ａの流体入力弁３１２）を介して、対応する処理機器（例えば、図３Ａの処理機器３５１）を介して、および対応する第１の出力弁（例えば、図３Ａの第２の出力弁３２２）を介して引き込む１７１２。次いで、試料を各処理機器（例えば、図３Ａの処理機器３５１）によって処理する１７１４。
【００８８】
試料の処理１７１４の後、流体入力弁（例えば、図３Ａの流体入力弁３１２）を閉鎖し１７１６（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第１の部分１００１内に駆動される）、試薬入力弁を開放する１７１８（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第２の部分１００２から離れる方向に引き込まれる）。次に、試薬を、（１）各試薬入力弁（例えば、図３Ａの試薬入力弁３１１）、（２）対応する処理機器（例えば、図３Ａの処理機器３５１）、および（３）対応する第１の出力弁（例えば、図３Ａの第１の出力弁３２１）を介して引き込む１７２０。試薬の流動によって、試料の各々は、対応する流体槽（例えば、図３Ａの流体槽３４２）に進入する。次に、第１の出力弁（例えば、図３Ａの第１の出力弁３２１）を閉鎖し（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第１の部分１００１内に駆動される）１７２２、第２の出力弁（例えば、図３Ａの第２の出力弁３２２）を開放する（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第２の部分１００２から離れる方向に引き込まれる）１７２４。終了１７２７の前に、各試料は、各流体槽（例えば、図３Ａの流体槽３４２）から各第２の出力弁（例えば、図３Ａの第２の出力弁３２２）を介して押圧される１７２６。別の実施形態では、流体槽（例えば、図３Ａの流体槽３４２）から流体を押圧することに関するステップを実行する前に、カートリッジを介して流体を引き込むことに関するステップを、多数回繰り返してもよい。
【００８９】
別の実施形態では、乾燥カートリッジ（例えば、図３Ａのカートリッジ２０１）を器具（例えば、図２の器具２１０）に取り付ける。最初に、流体入力弁（例えば、図３Ａの流体入力弁３１２）を閉鎖し（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第１の部分１００１内に駆動される）、試薬入力弁を開放する（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第２の部分１００２から離れる方向に引き込まれる）。次に、試薬を、（１）各試薬入力弁（例えば、図３Ａの試薬入力弁３１１）、（２）対応する処理機器（例えば、図３Ａの処理機器３５１）、および（３）対応する第１の出力弁（例えば、図３Ａの第１の出力弁３２１）を介して引き込む。次に、第１の出力弁（例えば、図３Ａの第１の出力弁３２１）を閉鎖し（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第１の部分１００１内に駆動される）、第２の出力弁（例えば、図３Ａの第２の出力弁３２２）を開放する（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第２の部分１００２から離れる方向に引き込まれる）。
【００９０】
次に、流体入力弁（例えば、図３Ａの流体入力弁３１２）を開放し（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第２の部分１００２から離れる方向に引き込まれる）、試薬入力弁を閉鎖し（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第１の部分１００１内に駆動される）、流体入力部（例えば、図３Ａの流体入力部３３２）を試薬（例えば、緩衝液）で充填する。次に、試薬を、（１）各流体入力弁（例えば、図３Ａの流体入力弁３１２）、（２）対応する処理機器（例えば、図３Ａの処理機器３５１）、および（３）対応する第１の出力弁（例えば、図３Ａの第１の出力弁３２１）を介して引き込む。次に、第１の出力弁（例えば、図３Ａの第１の出力弁３２１）を閉鎖し（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第１の部分１００１内に駆動される）、第２の出力弁（例えば、図３Ａの第２の出力弁３２２）を開放する（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第２の部分１００２から離れる方向に引き込まれる）。終了前に、試料は、各流体槽（例えば、図３Ａの流体槽３４２）から各第２の出力弁（例えば、図３Ａの第２の出力弁３２２）を介して押圧される。このように、カートリッジ（例えば、図３Ｂのカートリッジ２０１）の全チャネルは準備される。全てのチャネルが準備されると、流体入力部（例えば、図３Ａの流体入力部３３２）を試料で充填し、プロセス１７００が開始する。
【００９１】
図１８Ａは、一実施形態に従ってカートリッジ（例えば、図６のカートリッジ２０１）の一部分を製造するためのプロセス１８００ａのフロー図である。プロセス１８００ａの開始１８０１の後、第１のチャネル（例えば、図６の処理機器出力チャネル３８１）および第２のチャネル（例えば、図６の流体槽チャネル３９２）を、本体１８０２（例えば、図６の本体３０９）の第１の側面（例えば、図６の第１の側面３７５）に形成する。次に、第１の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）を、本体１８０４（例えば、図６の本体３０９）の第２の側面（例えば、図６の第２の側面３７０）に形成する。次いで、第１のチャネル（例えば、図６の処理機器出力チャネル３８１）と流体連通する第１の開口部（例えば、図６の第１の開口部３０５）を、第１の凹部１８０６（例えば、図６の第１の凹部５０１）に形成する。第１の開口部（例えば、図６の第１の開口部３０５）が形成された後、第２のチャネル（例えば、図６の流体槽チャネル３９２）に連通する第２の開口部（例えば、図６の第２の開口部３０５）を、第１の凹部１８０８（例えば、図６の第１の凹部５０１）に形成する。プロセス１８００ａが終了する前に、第１の凹部壁（例えば、図６の第１の凹部壁５０２）を、第１の凹部１８１０（例えば、図６の第１の凹部５０１）の周囲に形成する。
【００９２】
一実施形態では、第１の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）および第１の凹部壁（例えば、図６の第１の凹部壁５０２）を形成するステップは、本体の第１の側面（例えば、図６の第１の側面３７５）から延出する突起部（例えば、図６の突起部６０２）を形成するステップと、凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）を突起部に形成するステップとを含む。本実施形態では、第１の凹部壁（例えば、図６の第１の凹部壁５０２）は、カートリッジ（例えば、図６のカートリッジ２０１）が試料処理システム（例えば、図２の試料処理システム２００）に取り付けられる場合に、第１の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）および第１の凹部壁（例えば、図６の第１の凹部壁５０２）を被覆する可撓性シート（例えば、図６の可撓性シート６０５）に嵌合および密閉するように形成される。プロセス１８００ａの別の実施形態では、さらなるステップは、弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）が可撓性シート（例えば、図６の可撓性シート６０５）に嵌合および密閉するように、第１の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）と第１の凹部壁との組み合わせの周囲に弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）を形成するステップを含む。一部の実施形態では、上記製造ステップのうちの１つ以上は、まとめて実行される。
【００９３】
図１８Ｂは、本発明の別の実施形態に従う、図１８Ａの方法に後続する、カートリッジ２０１（例えば、図６のカートリッジ２０１）を製造するための方法１８００ｂのフロー図である。方法１８００ｂは、方法１８００ａの終了１８１１後に開始する１８１３。第３のチャネル（例えば、図６の廃棄物出力部チャネル３８２）を、本体１８１２（例えば、図６の本体３０９）の第１の側面（例えば、図６の第１の側面３７５）に形成する。次に、第２の凹部（例えば、図６の第２の凹部５０３）は、本体１８１４（例えば、図６の本体３０９）の第２の側面に形成される。次いで、第３のチャネル（例えば、図６の廃棄物出力部チャネル３８２）と流体連通する第１の開口部（例えば、図６の第２の開口部３０８）を、第２の凹部１８１６（例えば、図６の第２の凹部５０３）に形成し、第２のチャネル（例えば、図６の流体槽チャネル３９２）と流体連通する第２の開口部（例えば、図６の第１の開口部３０７）を、第２の凹部１８１８（例えば、図６の第２の凹部５０３）に形成する。
【００９４】
次に、第２の凹部壁（例えば、図６の第２の凹部壁５０４）を、第２の凹部１８２０（例えば、図６の第２の凹部５０３）の周囲に形成する。第２の凹部壁（例えば、図６の第２の凹部壁５０４）は、カートリッジ（例えば、図６のカートリッジ２０１）が、試料処理システム（例えば、図２の試料処理システム２００）に取り付けられる場合に、第２の凹部（例えば、図６の第２の凹部５０３）および第２の凹部壁（例えば、図６の第２の凹部壁５０４）を被覆する可撓性シート（例えば、図６の可撓性シート６０５）に嵌合および密閉可能である表面とともに形成される。プロセス１８００ｂが終了する１８２３前に、弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）を、第１および第２の凹部（例えば、図６の第１および第２の凹部５０１、５０３）と、第１および第２の凹部壁（例えば、図６の第１および第２の凹部壁５０２、５０４）との組み合わせの周囲に形成する。弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）は、弁組立体壁が可撓性シート（例えば、図６の可撓性シート６０５）に嵌合および密閉するように形成される。一部の実施形態では、弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）は、凹部（例えば、図６の第１および第２の凹部５０１、５０３）および凹部壁（例えば、図６の第１および第２の凹部壁５０２、５０４）を被覆するために、可撓性シート（例えば、図６の可撓性シート６０５）をカートリッジ（例えば、図６のカートリッジ２０１）に取り付ける。
【００９５】
図１９Ａは、前部カバーが除去された可動ヘッド組立体（例えば、図８の可動ヘッド組立体８０２）の弁アクチュエータ組立体１９００の別の実施形態の斜視側面図である。図１９Ｂは、図１９Ａの弁アクチュエータ組立体１９００の断面斜視図である。弁アクチュエータ組立体１９００は、粗い整列位置決めピン１９１１、１９１２と、精密な整列位置決めピン１９１７、１９１８とを含む。精密な整列位置決めピン１９１７、１９１８は、カートリッジの対応する弁組立体の位置決め開口部（例えば、図３Ａのカートリッジ２０１の入力弁組立体位置決め開口部３１４ａ、３１４ｂまたは出力弁組立体位置決め開口部３２４ａ、３２４ｂ）と嵌合および整列する。粗い整列位置決めピン１９１１、１９１２は、弁アクチュエータ組立体ブロック１９０５に取り付けられる。粗い整列位置決めピン１９１１、１９１２は、ヘッド組立体が移動する際に、対応する開口部と嵌合および整列する。
【００９６】
弁アクチュエータ組立体１９００は、バネ１９１３、１９１４を介して弁アクチュエータ組立体ブロック１９０５に結合される面密封要素１９０９であって、粗い整列位置決めピン１９１１、１９１２の上部分を囲む面密封要素１９０９を含む。可動ヘッド組立体がカートリッジと係合する場合、面密封要素１９０９は、カートリッジの弁組立体の可撓性シート（例えば、図６の出力弁組立体３２０の可撓性シート６０５）と嵌合する。可動ヘッド組立体は、カートリッジの弁組立体の弁の各々（例えば、図３Ａの入力弁組立体３１０の入力弁３１１、３１２または出力弁組立体３２０の出力弁３２１、３２２）を密閉するために、バネ１９１３、１９１４を介して、面密封要素１９０９に力を印加する。別の実施形態では、弁アクチュエータ組立体１９００は、垂直軸１９０２に沿って可動ヘッド組立体（例えば、図８の可動ヘッド組立体８０２）に対して別々に可動である。弁アクチュエータ組立体１９００は、弁アクチュエータ組立体１９００がモータによって駆動される場合に、カートリッジの弁組立体（例えば、図３Ａの入力弁組立体３１０）と係合することができる。
【００９７】
弁アクチュエータ組立体１９００は、８つの第１の弁ピン１９２１ａ〜１９２１ｈ（概して、１９２１）の列と、８つの第２の弁ピン１９２２ａ〜１９２２ｈ（概して、１９２２）の平行した列とを含む。第１の弁ピン１９２１は、面密閉１９０９における開口部１９２３ａ〜１９２３ｈ（概して、１９２３）を介して位置決めされる。第２の弁ピン１９２２は、面密閉１９０９における開口部１９２４ａ〜１９２４ｈ（概して、１９２４）を介して位置決めされる。弁アクチュエータ組立体１９００は、８つの弁ピンを上回るまたは下回る第１の弁ピンの列または第２の弁ピンの列を含むことができる。一実施形態では、弁ピン１９２１、１９２２は、直径が約０．１５８７５ｃｍ（０．０６２５インチ）である。各第１の弁ピン１９２１は、対応する第１の弁ピンバネ１９５３ａ〜１９５３ｈ（概して、１９５３）で個々にバネ負荷を受ける。第１の弁ピン１９２１の上部分および対応する第１の弁ピンバネ１９５３は、上部第１の弁ピンバネブロック１９５２ｂにおける開口部と、底部第１の弁ピンバネブロック１９５２ａにおける開口部との内部に位置決めされる。ブロック１９５２ａ、１９５２ｂは、第１の弁ピン１９２１および第１の弁ピンバネ１９５３を適所に保持するために、ナット１９５６ｂをボルト１９５６ａに締結することによって、およびナット１９６６ｂをボルト１９６６ａに締結することによって、まとめて結合される。
【００９８】
各第１の弁ピン１９２２は、対応する第２の弁ピンバネ１９５４ａ〜１９５４ｈ（概して、１９５４）で個々にバネ負荷を受ける。第２の弁ピン１９２２の上部分および対応する第１の弁ピンバネ１９５４は、上部第２の弁ピンバネブロック１９５１ｂにおける開口部と、底部第１の弁ピンバネブロック１９５１ａにおける開口部との内部に位置決めされる。ブロック１９５１ａ、１９５１ｂは、第２の弁ピン１９２２および第２の弁ピンバネ１９５４を適所に保持するために、ナット１９５５ｂをボルト１９５５ａに締結することによって、およびナット１９６５ｂをボルト１９６５ａに締結することによって、まとめて結合される。一実施形態では、弁ピンバネ１９５３、１９５４は、２．２２Ｎから４．４５Ｎ（０．５Ｉｂから１Ｉｂ）の範囲の密封力を提供するように選択される。
【００９９】
弁アクチュエータ組立体１９００は、第１のモータ１９３１、第１のカム軸の第１の部分１９３５ａ、第１のカム軸の第２の部分１９３５ｂ（すなわち、偏心部分）、および第１のスロット付き軸受ブロック１９４１を含む。また、弁アクチュエータ組立体１９００は、第２のモータ１９３２、第２のカム軸の第１の部分１９３６ａ、第２のカム軸の第２の部分１９３６ｂ（すなわち、偏心部分）、およびスロット１９４６を含む第２のスロット付き軸受ブロック１９４２も含む。第２のモータ１９３２は、第２のカム軸１９３６を駆動して、スロット１９４６において第２のカム軸の第２の部分１９３６ｂを回転させ、これによって、第２のスロット付軸受ブロック１９４２は、垂直軸１９０２に沿って上方または下方に移動する。第２のスロット付軸受ブロック１９４２は、平坦で細長い結合要素１９４４を介して第２の弁ピン組立体１９６２に取り付けられる。このように、第２のモータ１９３２は、バネ負荷を受ける第２の弁ピン１９２２を同調して上昇または下降させるために、垂直軸１９０２に沿って第２の弁ピン組立体１９６２を上方または下方に移動することができる。
【０１００】
第２のカム軸の第２の部分１９３６ｂは、垂直軸１９０２に沿って到達可能である最高または最低位置において、またはその付近で停止することが可能である。最高または最低位置において、またはその付近で、カム軸１９４８の第２の部分の長手方向軸は、第２のカム軸１９３６の第１の部分の長手方向軸（すなわち、回転の中心）の真上または真下に、垂直に整列される。したがって、第２の弁ピン組立体１９６２の第２の弁ピンバネ１９５４におけるバネ力は、約ゼロのトルクを第２のカム軸１９３６に及ぼす。第２のモータ１９３２は、遊星ギアヘッド１９７２を含み、遊星ギアヘッドにおける摩擦と組み合わせられたこのほぼゼロのトルクによって、垂直軸１９０２に沿った上昇または下降位置において第２の弁ピン組立体１９６２を保持する力が確実に不必要となるようにする。
第２のモータ１９３２と同様に、第１のモータ１９３１は、第１のカム軸１９３５を駆動して、第１のカム軸の第２の部分１９３５ｂを回転させ、これによって、第１のスロット付軸受ブロック１９４１は、垂直軸１９０２に沿って上方または下方に移動する。第１のスロット付軸受ブロック１９４１は、平坦で細長い結合要素１９４３を介して第１の弁ピン組立体１９６１に取り付けられる。このように、第２のモータ１９３１は、バネ負荷を受ける第１の弁ピン１９２１を同調して上昇または下降させるために、垂直軸１９０２に沿って第２の弁ピン組立体１９６１を上方または下方に移動することができる。
【０１０１】
光センサ１９３７は、第１のカム軸１９３５に結合される半月円板１９３３の存在を検知することによって、第１のカム軸１９３５の長手方向軸に対する第１のカム軸１９３５の半径方向位置を検知する。同様に、光センサ１９３８は、第２のカム軸１９３６に結合される半月円板１９３４の存在を検知することによって、第２のカム軸１９３６の長手方向軸に対する第２のカム軸１９３６の半径方向位置を検知する。操作中、第１のモータ１９３１は、半月円板１９３３が光センサ１９３７を干渉しなくなるまで特定の方向に第１のカム軸の第２の部分１９３５ｂを駆動し、その点において、第１のカム軸の第２の部分１９３５ｂは、垂直軸１９０２に沿って到達可能である最高または最低位置に到達する。同様に、第２のモータ１９３２は、半月円板１９３４が光センサ１９３８を干渉しなくなるまで第２のカム軸の第２の部分１９３６ｂを駆動し、その点において、第１のカム軸の第２の部分１９３６ｂは、垂直軸１９０２に沿って到達可能である最高または最低位置に到達する。
【０１０２】
具体的な実施形態を参照して本発明について具体的に図示および説明したが、添付の請求項が既定する本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形式および詳細に種々の変更を加えてもよいことを当業者により理解されたい。
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、処理システムにおいて流体試料の流動を制御するための装置および方法に関し、具体的には、流体試料における１つ以上の検体を検出するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物試料または化学試料における検体を検出および／または分析するための処理を自動化するために、多くのシステムが開発されている。しかしながら、これらのシステムの多くは、不正確であり、検体試料を汚染する傾向にあり、メンテナンスや使用が難しい。多くのシステムは、処理機器を出入りする試料を輸送するための構造を含む。これらのシステムは、すぐに汚染され得る。結果として、例えば、各周期後にオートクレーブすることによってシステム全体を滅菌しなければならない。システムによっては、使い捨てカートリッジを使用することによってこの問題を回避している。しかしながら、これらのカートリッジの製造は難しく、費用が掛かる。また、多くの現在のシステムは、蠕動ポンプを使用するが、この蠕動ポンプは、機能中にいくつかの不利点を有する。蠕動管の製造上の公差により、蠕動管は、本機器によって所望の体積流動精度を達成するために一括較正を必要とする。加えて、蠕動管のために構成されるいくつかのシステムは、ユーザによる管の操作を必要とし、これは厄介である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明に従うシステムは、流体試料（生物学的、化学的、または物理的）の正確な分析を提供し、使用およびメンテナンスが容易である。本発明の一部の実施形態は、多種多様の流体処理機能をカートリッジに統合し、蠕動ポンプを空気変位システムに置換する。一部の実施形態は、流体に直接接触せずに流体試料の輸送および処理を管理するために、カートリッジと接続する器具を含む。カートリッジの一部の実施形態は、弁の操作および接続を可能にする特徴を組み込み、この特徴によって、器具は、正確な弁を形成するとともに、カートリッジを介して流体試料をポンプで送出することが可能になる。空気変位システムの一部の実施形態は、カートリッジを介して流体試料を引くかまたは押圧するために、カートリッジと接続する。蠕動管を含まずに消費可能なカートリッジは、正確な機能のために、定期的に較正する必要がない。
【０００４】
本発明は、一側面では、試料を処理するためのカートリッジに関する。カートリッジは、複数の流体入力部を含む。また、カートリッジは、複数の入力弁を有する入力弁組立体も含む。各入力弁は、入口および出口を有し、第１の可動ヘッド組立体によって印加される力に応答して、密閉流体チャンバを形成するように適合される。また、カートリッジは、複数の第１の出力弁および複数の第２の出力弁を含む出力弁組立体も含む。各出力弁は、入口および出口を有し、第２の可動（例えば、独立して整列される）ヘッド組立体によって印加される力に応答して、密閉流体チャンバを形成するように適合される。また、カートリッジは、複数のポンプ接続部材と嵌合および整列するように適合される複数の流体槽も含む。また、カートリッジは、複数の処理機器も含み、その各々は、流体チャンバ、入口、および出口を有する。各処理機器入口は、少なくとも１つの入力弁の出口と流体連通し、各処理機器出口は、第１の出力弁の入口と流体連通する。各第１の出力弁出口は、流体槽および第２の出力弁の入口と流体連通する。また、カートリッジは、複数のチャネルも含む。各チャネルは、入力弁組立体の１つの入力弁を介して、１つの処理機器を介して、出力弁組立体の１つの第１の出力弁を介して１つの流体槽に、および出力弁組立体の１つの第２の出力弁を介して、流体試料を１つの流体入力部から輸送するように適合される。
【０００５】
一部の実施形態では、カートリッジは、空気容積型ポンプの１つ以上の接続部材と嵌合および整列するように適合される流体槽を含む。空気容積型ポンプは、カートリッジ内に、カートリッジを介して、カートリッジから流体試料を引くかまたは押圧することができる。一実施形態では、チャネルは、流体槽に流入する前に、（１）入力弁組立体の入力弁を介して、（２）処理機器を介して、（３）出力弁組立体の第１の出力弁を介して、流体試料を輸送するように適合される。一部の実施形態では、追加のチャネルは、流体槽から、出力弁組立体の第２の出力弁を介して、およびカートリッジから、処理された試料を輸送するように適合される。
【０００６】
カートリッジの別の実施形態では、各入力弁および出力弁は、第１および第２の可動ヘッド組立体のうちの１つの嵌合する表面によって印加される力に応答して、密封流体チャンバを形成するように適合される。一実施形態では、各入力弁および出力弁は、第１および第２の可動ヘッド組立体のうちの１つの対応する可動部材によって印加される力に応答して、入口と出口との間の流体連通を開放および閉鎖するように適合される。
【０００７】
一実施形態では、処理機器は、たわみ板波機器である。別の実施形態では、入力弁は、複数の試薬入力弁および複数の流体入力部（例えば、試料入力）弁を含む。
【０００８】
本発明の別の側面では、カートリッジは、少なくとも１つの位置決め特徴を含む。一実施形態では、位置決め特徴は、検体処理システムの適切な機能のために、器具に対してカートリッジを位置決めする。少なくとも１つの位置決め特徴は、カートリッジの表面によって画定される少なくとも１つの開口部を含むことができる。カートリッジの表面から延出する壁は、少なくとも１つの開口部を囲むことができる。別の実施形態では、少なくとも１つの位置決め特徴は、カートリッジの表面上に配置される少なくとも１つのピンを含む。少なくとも１つのピンは、器具上の対応する開口部と嵌合することができる。一部の実施形態では、少なくとも１つの位置決め特徴は、カートリッジを器具と整列するように適合される。別の実施形態では、少なくとも第２の位置決め特徴は、器具の少なくとも１つの組立体を、カートリッジの少なくとも１つの部分に整列するように適合される。一実施形態では、少なくとも１つの組立体は、第１の可動ヘッド組立体であり、カートリッジの少なくとも１つの部分は、入力弁組立体である。
【０００９】
本発明の一実施形態では、各流体槽は、開口部および壁を有するチャンバを含む。壁は、チャンバの外面から延出し、開口部を囲む。壁は、複数のポンプ接続部材のうちの１つと整列、嵌合、密閉するように適合される。別の実施形態では、壁は、気体透過性で液体不透過性の要素を受容するように適合される。さらに別の実施形態では、壁は、流体槽と接続する空気ポンプシステムに液体または液体蒸気が進入することを防止するように、フィルタまたは膜要素を受容するように適合される。
【００１０】
本発明は、別の側面において、試料を処理するためのカートリッジである。カートリッジは、第１の側面と、第１の側面の反対側の第２の側面とを有する本体を含む。本体の第１の側面は、第１および第２のチャネルを含む。本体の第２の側面は、第１および第２の開口部を有する第１の凹部を含む。第１の凹部は、第１の開口部を介して（１）第１のチャネルと流体連通し、第２の開口部を介して（２）第２のチャネルと流体連通する。カートリッジは、第１の凹部を囲み、かつカートリッジが試料処理システムに取り付けられる場合に、第１の壁および第１の凹部を被覆する可撓性シートに嵌合および密閉するように適合される第１の凹部壁をさらに含む。一実施形態では、第１のチャネルは、第１の流体入力部と流体連通し、第２のチャネルは、処理機器と流体連通する。
【００１１】
別の実施形態では、カートリッジは、第１の凹部と第１の凹部壁との組み合わせを囲む弁組立体壁をさらに含む。弁組立体壁は、可撓性シートに嵌合および密閉するように適合される。
【００１２】
別の実施形態では、カートリッジ本体の第１の側面は、第３のチャネルをさらに含み、カートリッジの第２の側面は、第２の凹部を含む。本実施形態では、第２の凹部は、第２の凹部の第１の開口部を介して（１）第３のチャネルと流体連通し、第２の凹部の第２の開口部を介して（２）第１のチャネルと流体連通する。第２の凹部壁は、第２の凹部を囲む。また、弁組立体壁は、第２の凹部と第２の凹部壁との組み合わせを囲む。第２の凹部壁の表面は、試料処理システムに取り付けられる場合に、第２の凹部壁および第２の凹部を被覆する可撓性シートに嵌合および密閉するように適合される。
【００１３】
カートリッジの別の実施形態では、第１のチャネルは、流体槽と流体連通し、第２のチャネルは、処理機器と流体連通し、第３のチャネルは、廃棄物出力接続部と流体連通する。
【００１４】
一実施形態では、カートリッジは、カートリッジの少なくとも１つの特徴を少なくとも部分的に包囲する本体の第１の側面に付着されるシートを含む。一部の実施形態では、少なくとも１つの特徴は、第１のチャネルおよび流体槽を含む。
【００１５】
本発明は、別の側面において、試料を処理するためのシステムに関する。システムは、複数の流体接続部、弁組立体、複数のチャネル、および複数の流体槽を含むカートリッジを含む。弁組立体は、複数の弁を含み、その各々は、入口および出口を含む。少なくとも１つのチャネルは、少なくとも１つの弁を介して少なくとも１つの流体接続部と少なくとも１つの流体槽との間に流体連通を提供する。また、システムは、可動ヘッド組立体も含む。可動ヘッド組立体は、密閉流体チャンバを複数の弁の各々に形成するために、力を弁組立体に印加するように適合される弁接続組立体を含む。弁接続組立体は、複数の弁の各々の入口と出口との間の流体連通を開放および閉鎖するように適合される複数の可動部材を含む。また、システムは、ポンプも含む。ポンプは、複数のポンプ接続部材を含み、各々は、（１）複数の流体槽のうちの対応するものと嵌合および整列するように、および（２）少なくとも１つのチャネルおよび少なくとも１つの弁を介して、少なくとも１つの流体接続部と少なくとも１つの流体槽との間で試料を移動させるように適合される．一実施形態では、可動部材は、弁の入口と出口との間の流体連通を閉鎖するように弁に力を印加する。別の実施形態では、各可動部材は、ゼロ保持力作動を各対応する弁に提供するように適合される。
【００１６】
本発明は、別の側面において、試料を処理するための器具に関する。器具は、板、可動ヘッド組立体、および板を含む。板は、カートリッジを受容および支持するように適合される。可動ヘッド組立体は、弁組立体における少なくとも１つの弁において密閉流体チャンバを形成するために、カートリッジ上の弁組立体に力を印加するように適合される弁接続組立体を含む。弁接続組立体は、少なくとも１つの弁の入口と出口との間の流体連通を開放および閉鎖するように適合される少なくとも１つの可動部材を含む。ポンプは、カートリッジ上で画定される複数の流体槽と嵌合および整列するように適合される複数のポンプ接続部材を含む。
【００１７】
器具の一実施形態では、可動ヘッド組立体は、カートリッジ上で画定される少なくとも１つの相補的位置決め特徴と嵌合および整列するように適合される少なくとも１つの位置決め特徴を含む。器具の別の実施形態では、弁接続組立体は、カートリッジの弁組立体に関連付けられる少なくとも１つの相補的位置決め特徴と嵌合および整列するように適合される少なくとも１つの位置決め特徴を含む。一部の実施形態では、板は、可動板である。一部の実施形態では、板は、熱的に制御される板である。
【００１８】
本発明は、別の側面において、カートリッジによって試料を処理する方法に関する。方法は、複数の入力弁および複数の出力弁の上に配置される可撓性シートに力を印加して、入力弁および出力弁の各々において密閉チャンバを提供するステップを含む。複数の入力弁は、複数の試薬入力弁および複数の流体入力弁を含む。複数の出力弁は、複数の第１および第２の出力弁を含む。複数の試薬入力弁および複数の第２の出力弁は閉鎖される。また、複数の流体入力弁および複数の第１の出力弁は、開放される。試料は、各流体入力弁を介して、対応する処理機器を介して、および対応する第１の出力弁を介して引き込まれる。試料は、各処理機器によって処理される。試料が処理された後、複数の流体入力弁は、閉鎖され、複数の試薬入力弁は、開放される。試薬は、（１）各試薬入力弁を介して、（２）対応する処理機器を介して、および（３）対応する第１の出力弁を介して引き込まれる。試薬の流動によって、試料の各々は、対応する流体槽に進入する。複数の第１の出力は、閉鎖され、複数の第２の出力弁は、開放される。試料および試薬は、各流体槽から、および各第２の出力弁を介して押圧される。
【００１９】
一部の実施形態では、カートリッジを介して試料および試薬を引き込むステップは、各流体槽から各第２の出力弁を介して試料および試薬を押圧する前に、多数回繰り返される。
【００２０】
本発明は、別の側面において、試料を処理するためのカートリッジを製造する方法に関する。方法は、第１のチャネルおよび第２のチャネルを本体の第１の側面に形成するステップを含む。第１の凹部は、本体の第２の側面に形成される。第１のチャネルと流体連通する第１の開口部は、第１の凹部に形成される。第２のチャネルと流体連通する第２の開口部は、第１の凹部に形成される。第１の凹部を囲む第１の凹部壁が形成される。第１の凹部壁は、カートリッジが試料処理システムに取り付けられる場合に、第１の凹部壁および第１の凹部を被覆する可撓性シートに嵌合および密閉する。
【００２１】
一実施形態では、カートリッジを製造する方法は、（１）第１の凹部と第１の凹部壁との組み合わせを囲み、かつ（２）可撓性シートに嵌合および密閉する弁組立体壁を形成するステップを含む。一部の実施形態では、可撓性シートは、接着剤を使用せずに、弁組立体壁に永久的に密閉する。一部の実施形態では、１つ以上の製造ステップは、まとめて実行される。
【００２２】
別の実施形態では、カートリッジを製造する方法は、第３のチャネルを本体の第１の側面に形成するステップをさらに含む。第２の凹部は、本体の第２の側面に形成される。第３のチャネルと流体連通する第１の開口部は、第２の凹部に形成される。第２のチャネルと流体連通する第２の開口部は、第２の凹部に形成される。第２の凹部を囲み、かつカートリッジが試料処理システムに取り付けられる場合に、第２の凹部壁および第２の凹部を被覆する可撓性シートに嵌合および密閉する第２の凹部壁が形成される。一実施形態では、第１および第２の凹部と第１および第２の凹部壁との組み合わせを囲み、かつ可撓性シートに嵌合および密閉する弁組立体壁が形成される。
【００２３】
１つ以上の例に関する詳細は、添付の図面および以下の説明に記述される。本発明のさらなる特徴、側面、および利点は、説明、図面、および請求項によって明白になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本発明の前述および他の目的、特徴、および利点、ならびに本発明自体は、必ずしも縮尺が一定ではない添付の図面とともに熟読することによって、以下の例示的な説明から、より完全に理解される。
【図１】図１は、本発明の例示的実施形態に従う、試料を処理するためのシステムのブロック図である。
【図２】図２は、本発明の例示的実施形態に従う、試料を処理するためのシステムの斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の例示的実施形態に従う、複数の流体入力部、複数の入力弁および出力弁、複数の処理機器、ならびに複数の槽を有する図２におけるカートリッジの斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａのカートリッジの底面図である。
【図４】図４は、図３Ａおよび図３Ｂのカートリッジの流体入力部の断面側面図である。
【図５】図５は、可撓性シートを含まない図３Ａおよび図３Ｂのカートリッジの出力弁組立体の上面図である
【図６】図６は、図３Ａおよび図３Ｂのカートリッジの出力弁組立体の断面側面図である。
【図７】図７は、図３Ａおよび図３Ｂのカートリッジの槽の断面側面図である。
【図８】図８は、本発明の例示的実施形態に従う、カートリッジとともに使用する可動ヘッド組立体の斜視底面図である。
【図９】図９は、図８の可動ヘッド組立体の弁アクチュエータ組立体の斜視図である。
【図１０】図１０は、図６の出力弁組立体に嵌合する図９の弁アクチュエータ組立体の側面断面図である。
【図１１】図１１は、図２の注射器ポンプ組立体の斜視側面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明の例示的実施形態に従う、検体処理システムに取り付けられる注射器ポンプ接続組立体の斜視上面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２Ａの注射器ポンプ接続組立体の斜視底面図である。
【図１３】図１３は、本発明の例示的実施形態に従う、カートリッジの槽と嵌合する器具のヘッドのポンプ接続部材の断面側面図である。
【図１４】図１４は、本発明の例示的実施形態に従う、注射器ポンプ接続組立体の斜視図である。
【図１５】図１５は、本発明の例示的実施形態に従う、カートリッジの複数の槽と嵌合する器具のヘッドの複数のポンプ接続部材の断面側面図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、本発明の例示的実施形態に従う、カートリッジの容易な装填および板組立体の板の洗浄を容易にするように、システムに近づけておよび離れる方向に移動するように構成される試料を処理するためのシステムの板組立体の斜視図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１６Ａの板組立体の一部分の斜視図である。
【図１７】図１７は、本発明の例示的実施形態に従ってカートリッジを制御する方法のフロー図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、本発明の例示的実施形態に従ってカートリッジを製造するための方法のフロー図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、本発明の別の実施形態に従う、図１８Ａの方法に加えて用いられるカートリッジを製造するための方法のフロー図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、本発明の別の例示的実施形態に従う、前部カバーが除去された弁アクチュエータ組立体の斜視側面図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、図１９Ａの弁アクチュエータ組立体の断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
概して、本発明は、１つ以上の試料を分析するための交換可能流体カートリッジと、カートリッジを操作するための器具とに関する。図１は、本発明のある実施形態に従う、試料を処理するためのシステム１００のブロック図である。システム１００は、カートリッジ１０１および器具１０８を含む。器具１０８は、電子機器１３５および空気制御機器１４０を支持する基部１３０を含む。また、器具１０８は、垂直軸１０６に沿って可動であるヘッド組立体１０２と、可動ヘッド組立体１０２の動きを支持および駆動する昇降組立体１０４とも含む。また、器具１０８は、水平軸１０５に沿って可動であるプラットフォーム１０３も含む。可動ヘッド組立体１０２は、第１の可動ヘッド組立体１１７および第２の可動ヘッド組立体１２７を含む。システム１００を操作するために、ユーザは、カートリッジ１０１をプラットフォーム１０３上に載置し、カートリッジ１０１を含むプラットフォーム１０３をヘッド組立体１０２の下の位置に移動させる。次いで、ユーザは、コマンド信号を電子機器１３５に送信して（例えば、電子機器１３５と通信するコンピュータまたは他のユーザインターフェースを介して）、ヘッド組立体１０２を移動させてカートリッジ１０１に係合する。ヘッド組立体１０２がカートリッジ１０１と係合した後、ユーザは、試料をカートリッジ１０１内に置き、コマンド信号を電子機器１３５に送信して、一連の処理ステップを実行する。次いで、ヘッド組立体１０２は、カートリッジ１０１を操作して、一連の処理ステップに従って、カートリッジ１０１を介して試料を処理する。
【００２６】
カートリッジ１０１は、流体入力部１３２、緩衝剤入力部１０７、入力弁組立体１１０、処理機器１５０、出力弁組立体１２０、流体槽１４２、および廃棄物出力部１０９を含む。入力弁組立体１１０は、流体入力弁１１２を含み、これは、流体入力部１３２から処理機器１５０への試料の流動を制御する。また、入力弁組立体１１０は、試薬入力弁１１１も含み、これは、試薬入力部１０７と処理機器１５０との間の試薬の流動を制御する。各入力弁は、第１の可動ヘッド組立体１１７が力を各入力弁に印加する場合に密閉流体チャンバを形成するように構築される。一実施形態では、処理機器１５０は、試料における検体を検出する。
【００２７】
出力弁組立体１２０は、第１の出力弁１２１を特徴とし、これは、流体槽１４２に向けられる処理機器１５０を出る試料の流動を制御する。また、出力弁組立体１２０は、第２の出力弁１２２も含み、これは、流体槽１４２と廃棄物出力部１０９との間の試料の流動を制御する。各出力弁は、第２の可動ヘッド組立体１２７が力を各入力弁に印加する場合に密閉流体チャンバを形成するように構築される。
【００２８】
ヘッド組立体１０２は、カートリッジ１０１の弁１１１、１１２、１２１、１２２を開閉して、カートリッジ１０１を介する試料または試薬の輸送を制御する複数の弁アクチュエータ組立体１１５、１１６、１２５、１２６を含む。試薬入力弁アクチュエータ組立体１１５は、試薬入力弁１１１を開閉するために、垂直軸１０６の方向に沿ってピン１１３を移動させる。流体入力弁アクチュエータ組立体１１６は、流体入力弁１１２を開閉するために、垂直軸１０６の方向に沿ってピン１１４を移動させる。第１の出力弁アクチュエータ組立体１２５は、第１の出力弁１２１を開閉するために、垂直軸１０６の方向に沿ってピン１２３を移動させる。第２の出力弁アクチュエータ組立体１２６は、第２の出力弁１２２を開閉するために、垂直軸１０６の方向に沿ってピン１２４を移動させる。
【００２９】
また、器具１０８は、流体槽１４２と接続し、かつ空気を使用してカートリッジ１０１を介して流体を押圧するかまたは引く空気ポンプ１４０も含む。管１４８は、空気ポンプ１４０をポンプ接続部材１４６に連結する。ポンプ接続部材１４６は、流体槽１４２に結合する。また、器具１０８は、処理機器接続部１５２も含む。処理機器接続部１５２は、処理機器１５０を電気的に結合する。電子機器１３５は、電子機器１３５と可動ヘッド組立体１０２との間の電気ケーブル１４９を介して、処理機器接続部１５２に電気的に結合される。電子機器１３５は、処理機器１５０を操作し、処理機器接続部１５２を介して処理機器１５０から測定データを入手する。また、電子機器１３５は、電力および制御信号を、昇降組立体１０４、空気ポンプ１４０、カートリッジプラットフォーム１０３、ならびに可動ヘッド組立体１０２の弁アクチュエータ組立体１１７、１１８および処理機器接続部１５２に提供する。器具１０８は、可動ヘッド組立体１０２、昇降組立体１０４、空気ポンプ１４０、および電子機器１３５を包囲および保護するカバー１９０を含み、カートリッジ１００が動作する清潔な環境を提供する。
【００３０】
昇降組立体１０４は、ヘッド組立体１０２を上昇および下降させる昇降機構を含む。一部の実施形態では、昇降組立体１０４は、ヘッド組立体１０２の動きを可能にするため、失速させるため、および終了させるために使用される位置センサも含む。一部の実施形態では、器具１０８は、アクセスドアセンサを含み、これは、器具１０８へのアクセスドア（図示されないが、例えば、カバー１９０の一部分）が開放しているか否かに関する情報を提供する。一実施形態では、情報は、割り込み信号である。ユーザは、位置センサからの情報と、アクセスドアセンサからの情報とを組み合わせる論理によって電子機器１０４をプログラミングして、ユーザへの負傷のリスク（例えば、ヘッド組立体１０２がユーザの手または指を押しつぶす）を低減するために、ヘッド組立体１０２の動きを停止するか、またはヘッド組立体が印加する力を制限し得る。一実施形態では、器具１０８は、力センサを含む。力センサは、ヘッド組立体１０２が印加する力の制御に使用される力情報を提供する。別の実施形態では、器具１０８は、電流センサを含み、これは、ヘッド組立体１０２を移動させる器具１０８のモータに印加される電流を検知する。電流センサからの電流情報を使用して、ヘッド組立体１０２を移動させるモータが印加する力を制御または制限する。
【００３１】
図２は、本発明の別の実施形態に従う、検体試料を処理するためのシステム２００の斜視図である。システム２００は、複数の試料を並行して処理するように構成される。また、システム２００は、８つの試料を同時に処理するようにも構成される。システム２００は、８つの処理チャネルを含むカートリッジ２０１と器具２１０とを含む。システム２００は、可動ヘッド組立体２０２と、可動ヘッド組立体２０２を垂直方向２０６に移動させるための昇降組立体２０４とを含む。また、システム２００は、８つの注射器ポンプを含む注射器ポンプ組立体２４０も含む。注射器ポンプの各々は、複数の管２４８のうちの１つを介して、可動ヘッド組立体２０２上の複数のポンプ接続部材（図示せず）のうちの１つに空気制御を提供する。可動ヘッド組立体２１４は、弁アクチュエータ組立体２１４を含み、これは、カートリッジ２０１上の対応する弁組立体と嵌合する。システム２００は、システムにおける電子機器に電力および制御信号を提供するシステム電子機器２３５を含む。
【００３２】
図３Ａおよび図３Ｂは、図２の検体処理システム２００におけるカートリッジ２０１の詳細を図示する。カートリッジ２０１は、複数の流体入力部３３２ａ〜３３２ｈ（概して、３３２）と、複数の流体入力弁３１２ａ〜３１２ｈ（概して、３１２）を有する入力弁組立体３１０とを含む。また、カートリッジ２０１は、複数の処理機器３５１ａ〜３５１ｈ（概して、３５１）を有するチップ３５０と、複数の第１の出力弁３２１ａ〜３２１ｈ（概して、３２１）を有する複数の流体入力弁３１２ａ〜３１２ｈ（概して、３１２）を有する入力弁組立体３１０とも含む。また、カートリッジ２０１は、複数の流体槽３４２ａ〜３４２ｈ（概して、３４２）と、流体入力部３３２から流体槽３４２に流体試料を輸送するための複数のチャネル３７２ａ〜３７２ｈ、３１３ａ〜３１３ｈ、３８１ａ〜３８１ｈ、および３４２ａ〜３４２ｈも含む。一部の実施形態では、流体槽３４２は、流体を受容および吐出する移行チャンバとしての役割を果たす。カートリッジ２０１が単回使用のみのものである別の実施形態では、流体槽３４２は、流体を受容および保管するだけである。
【００３３】
各流体入力弁３１２は、入口３０３ａ〜３０３ｈおよび出口３０４ａ〜３０４ｈを有し、これらを介して、流体は、流体入力部チャネル３７２から処理機器入力チャネル３１３に流動する。同様に、各試薬入力弁３１１は、入口３０１ａ〜３０１ｈ（概して、３０１）および出口３０２ａ〜３０２ｈを有し、これらを介して、流体は、試薬入力部チャネル３７１ａ〜３７１ｈ（概して、３７１）から処理機器入力チャネル３１３に流動する。カートリッジ２０１の出力側において、各第１の出力弁３２１は、入口３０５ａ〜３０５ｈおよび出口３０６ａ〜３０６ｈを有し、これらを介して、流体は、処理機器出力チャネル３８１から流体槽チャネル３９２に流動する。同様に、各第２の出力弁３２２は、入口３０７ａ〜３０７ｈおよび出口３０８ａ〜３０８ｈを有し、これらを介して、流体は、流体槽チャネル３９２から廃棄物出力部チャネル３８２に流動する。カートリッジは、廃棄物出力接続部３２９、複数の第２の出力弁３２２ａ〜３２２ｈ（概して、３２２）、および流体槽３４２から廃棄物出力接続部３２９に廃液を輸送するための複数の廃棄物出力部チャネル３８２ａ〜３８２ｈ（概して、３８２）をさらに含む。
【００３４】
本実施形態では、廃棄物出力接続部３２９は、管の可撓性部分に結合するための棘部を含む。一実施形態では、管の可撓性部分は、流体槽３４２から廃液を回収するための瓶または他の容器に、廃棄物出力接続部３２９から連結される。また、カートリッジ２０１は、試薬入力接続部３２７も含み、ここを介して、試薬は、試薬入力部チャネル３７１ａ〜３７１ｈ（概して、３７１）を介して流体槽３４２に向かって流動し得る。一実施形態では、管の可撓性部分は、試薬入力接続部３２７を、緩衝液を含有する瓶、脱気袋、または他の容器に連結する。管の可撓性部分は、試薬入力接続部３２７から緩衝液の瓶への逆流を防止するために、逆止弁を有し得る。
【００３５】
処理チップ３５０は、カートリッジ２０１の本体３０９上に配置される。一実施形態では、処理チップ３５０は、接着剤を使用して、カートリッジ２０１の本体３０９の表面に取り付けられる。カートリッジ２０１は、処理機器入口３３１ａ〜３３１ｈ（概して、３３１）および処理機器出口３３３ａ〜３３３ｈ（概して、３３３）を含み、これらは、各処理機器３５１のチャネルと接続する。処理チップ３５０は、カートリッジ２０１の本体３０９上に精密に配置され、各処理機器３５１が、カートリッジ２０１の各処理機器入口３３１ａ〜３３１ｈおよび各処理機器出口３３３と適切に整列するようにする。種々の実施形態では、チップ３５０は、処理機器入口３３１ａ〜３３１ｈおよび出口３３３との適切な整列を確実にするために、カートリッジ２０１が画定する突出面または凹部に装着される。
【００３６】
別の実施形態では、処理チップ３５０は、各処理機器３５１の空洞ならびに各処理機器入口３３１および出口３３３と整列する開口部を有する感圧接着剤で装着および密封される。一部の実施形態では、各処理機器３５１の表面は、感圧接着剤から作製される薄い積層（キャップ３８５）およびアクリル裏当てシートで覆われる。一実施形態では、キャップ３８５は、キャップ３８５と処理機器３５１の表面との間に低プロファイルポケットを形成する。処理機器キャップ３８５は、処理機器３５１の膜が破れた場合に液体汚染から試料処理システム（例えば、図２の試料処理システム２００）を保護する。一部の実施形態では、キャップ３８５は、処理機器接続部（例えば、図１における処理機器接続部１５２）が、処理機器３５１上の接触パッドに電気的にアクセスできるように設計される。キャップ３８５は、処理機器接続部および／または可動ヘッド組立体（例えば、図２の可動ヘッド組立体２０２）が、キャップ３８５と機械的に接続することなく、処理機器接続部の構成要素（例えば、磁石）を、処理機器の表面に可能な限り近接して位置決めできるようにさらに設計される。
【００３７】
一実施形態では、処理機器３５１は、試料における検体を検出するための、または試料の特性を検知するためのセンサである。別の実施形態では、処理機器３５１は、たわみ板波（ＦＰＷ）機器である。一実施形態では、処理機器３５１のチップ３５０は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）チップである。
【００３８】
流体は、ポンプ接続部材３４４ａ〜３４４ｈ（概して、３４４）を介して流体槽３４２と流体連通する空気制御機器を使用して、所定の速度でカートリッジ２０１の構成要素を介して押圧されるかまたは引かれる。一実施形態では、空気制御機器は、空気容積型ポンプである。別の実施形態では、空気制御機器は、標準的な注射器ポンプである。標準的な注射器ポンプは、バレルと、バレルの内部で２方向に移動するプランジャとを含む。モータまたは他の機構は、バレルの内部で２方向にプランジャを駆動し、カートリッジ２０１のチャネルおよび機器（例えば、処理機器３５１および第２の出力弁３２２）を介して、試料および試薬を押圧するかまたは引く。各流体槽３４２は、別々の空気制御機器と流体連通する。別の実施形態では、全ての流体槽３４２は、単一の空気制御機器と流体連通する。流体槽３４２は、流体槽３４２から空気を引くことによって空気制御機器がカートリッジ２０１を介して流体槽３４２内に引き込む試料および試薬を蓄積する。流体槽３４２が既定のレベルに充填されるか、または容量まで充填されると、空気制御機器は、空気を流体槽３４２に押圧して、試料および試薬を流体槽３４２から変位させる。
【００３９】
カートリッジ２０１を使用して試料の分析を実行するために、試料は、流体入力部３３２内に置かれる。ポンプ接続部材３４４を介して流体槽３４２と接続する空気制御機器は、流体入力部チャネル３７２を介して流体入力部３３２から試料を引き込む。次いで、空気制御機器は、入口３０３を介して試料を流体入力弁３１２に引き込む。試料は、出口３０４を介して流体入力弁３１２から、処理機器３５０の入口３３１ａ〜３３１ｈに通じる処理機器入力チャネル３１３ａ〜３１３ｈ内に退出する。試料は、試料を分析する処理機器３５１を通過し、出口３３３を介して処理機器出力チャネル３８１内に退出する。
【００４０】
処理機器出力チャネル３８１は、第１の出力弁３２１の入口３０５ａ〜３０５ｈ（概して、３０５）に通じる。試料は、入口３０５を介して第１の出力弁３２１内を通過し、出口３０６ａ〜３０６ｈ（概して、３０６）を介して流体槽チャネル３９２内に退出し、流体槽３４２に向かって流れる。処理された試料は、処理された試料の既定の体積で槽３４２が充填されるまで流体槽３４２に蓄積する。次いで、空気制御機器は、流体槽３４２の含有物を、第２の出力弁３２２の入口３０７ａ〜３０７ｈ（概して、３０７）に向かって流体槽チャネル３９２内に戻すように押圧する。次いで、処理された試料は、入口３０７を介して第２の出力弁３２２に流入し、第２の出力弁３２２の出口３０８ａ〜３０８ｈ（概して、３０８）を介して廃棄物出力部チャネル３８２内に退出する。廃棄物出力部チャネル３８２における試料は、共通廃棄物出力部チャネル３１９に流入し、廃棄物出力接続部３２９を介してカートリッジ２０１を退出する。
【００４１】
また、空気制御機器は、試薬接続部３２７を介して共通試薬入力部チャネル３１７内に試料を別々に引き込み得る。試薬は、試薬入力弁３１１の入口３０１に向かって、共通試薬入力部チャネル３１７から複数の試薬入力部チャネル３７１に流入する。試薬は、入口３０１を介して試薬入力弁３１１に進入し、処理機器３５０の処理機器入口３３１ａ〜３３１ｈに向かって、出口３０２を介して試薬入力弁３１１から処理機器入力チャネル３１３内に退出する。次いで、試薬は、試料に関して上述した経路と同一の経路を進み得る。試薬は、次の試料の処理実行に備えて、カートリッジのチャネルおよび構成要素を洗浄するための緩衝液を含み得る。
【００４２】
他の実施形態では、流体槽３４２または追加の組の流体槽および空気制御機器に対応する接続部が、カートリッジ２０１の入力部から出力部への流体経路に沿った別の位置に配置される。例えば、一実施形態では、追加の組の流体槽が、共通試薬入力部チャネル３１７からの所定量の試薬と流体入力部３３２からの所定量の試料とを受容および組み合わせるために、入力弁出口３０２、３０４と処理機器３５０の処理機器入口３３１との間に配置されてもよい。本実施形態では、追加の弁が、各追加の流体槽に結合される空気制御機器が印加する圧力から各処理機器３５１への損傷を防止するために、各追加の流体槽と各処理機器入口３３１との間に配置される。本実施形態では、追加の弁が閉鎖した後、各追加の流体槽に結合される各空気制御機器は、流体入力部３３２および共通試薬入力部チャネル３１７から各追加の流体槽内に、別々にまたは同時に流体を引き込む。次いで、追加の弁は、開放し、各空気制御機器は、処理機器３５０の入口３３２に向かって、各追加の流体槽から混合物を吐出させる。
【００４３】
図２および図３Ａを参照すると、カートリッジ２０１は、カートリッジ２０１およびその構成要素に対して可動ヘッド組立体２０２およびその構成要素を適切に位置決めするために、粗い位置決め特徴と精密な位置決め特徴との両方を含むことができる。位置決め特徴は、カートリッジ２０１の本体３０９によって画定される開口部またはカートリッジ２０１の本体３０９上に配置されるピンを含むことができる。一実施形態では、位置決め開口部は、可動ヘッド組立体２０２上に相補的に位置するピンと嵌合する。図３Ａに示すように、カートリッジ２０１は、２つの粗い位置決め部材３６０ａ、３６０ｂを含む。本実施形態では、粗い位置決め部材３６０ａ、３６０ｂは、カートリッジ２０１の表面によって画定される開口部と、開口部を囲み、かつカートリッジ２０１の表面から延出する壁とを含む。粗い位置決め部材３６０ａ、３６０ｂは、カートリッジ２０１の表面に平行する平面において、カートリッジ２０１に対して可動ヘッド組立体２０２を粗雑に整列する。
【００４４】
別の実施形態では、可動ヘッド組立体２０２が、カートリッジ２０１に係合する場合、可動ヘッド組立体２０２の表面は、粗い位置決め部材３６０ａ、３６０ｂの壁の上部分３６２ａ、ｂに存在する。このように、粗い位置決め部材３６０ａ、３６０ｂの壁は、カートリッジ２０１の本体３０９の上面３７０に直角である垂直方向２０６に沿って、カートリッジ２０１に対して可動ヘッド組立体を整列させる。
【００４５】
図３Ａに示すように、カートリッジ２０１は、カートリッジ２０１の本体３０９において画定される入力弁組立体位置決め開口部３１４ａ、３１４ｂおよび出力弁組立体位置決め開口部３２４ａ、３２４ｂも含む。入力弁組立体位置決め開口部３１４ａ、３１４ｂは、カートリッジ２０１の入力弁組立体３１０に対して、可動ヘッド組立体の入力弁組立体接続部を精密に位置決めする。同様に、出力弁組立体位置決め開口部３２４ａ、３２４ｂは、カートリッジ２０１の出力弁組立体３１０に対して、可動ヘッド組立体の出力弁組立体接続部を精密に位置決めする。一部の実施形態では、可動ヘッド組立体の弁組立体接続部は、千分の数インチ以内までカートリッジの弁組立体３１０、３２０と整列できる。
【００４６】
図３Ｂを参照すると、カートリッジ２０１は、カートリッジ２０１の本体３０９の表面によって画定される処理機器位置決め開口部３２６ａ、３２６ｂ、３２８ａ、３２８ｂも含む。処理機器位置決め開口部３２６ａ、３２６ｂは、処理機器３５０に対して、可動ヘッド組立体の処理機器接続部を精密に位置決めするために、処理機器３５０は、適切に機能し、測定信号および制御信号を送受信する。一実施形態では、処理機器位置決め開口部３２８ａ、３２８ｂは、処理機器チップ３５０をカートリッジ２０１の本体３０９に取り付けるため、および組み立て中にキャップ３８５を処理機器チップ３５０の上面に適用するために使用される固定具（相補的なピンを含む）を位置決めする。
【００４７】
種々の実施形態では、カートリッジ２０１の本体３０９は、射出成形によって製作される。一実施形態では、本体３０９は、流体入力部３３２、流体槽３４２の部分、入力弁３１１、３１２および出力弁３２１、３２２の部分（例えば、後述する弁凹部および凹部壁）、ならびにチャネル３１３、３１７、３１９、３７１、３７２、３８１、３８２、３９２を形成するように射出成形される。一実施形態では、カートリッジ２０１は、射出成形されたポリカーボネートから形成され、チャネルは、本体３０９の底側３７５に形成され、流体入力部３３２、流体槽３４２の部分、ならびに入力弁３１１、３１２および出力弁３２１、３２２の部分は、本体３０９の上側３７０に形成される。本体３０９は、他の材料の中でも特にプラスチック、エラストマー、金属、セラミック、または複合物を含む多種多様の材料から形成可能である。一部の実施形態では、ポリマー（例えば、ポリカーボネート）を用いて本体３０９を作製することができる。
【００４８】
カートリッジ２０１を組み立てるために、本体３０９は、約２分から約３０分までの範囲の時間間隔で約５％から約１００％までのエタノールを含有するエタノール溶液に浸漬される。一実施形態では、各カートリッジ２０１チャネルは、本体３０９を通って画定されるトンネルではなく、むしろ、本体３０９の表面を通る延出空洞切断である。チャネル３１３、３７１、３７２、３８１、３８２、３９２が配置および／または切断される本体３０９の表面、例えば、本体３０９の底側３７５の表面は、カートリッジ２０１のチャネルからエタノール溶液が排出可能になるように位置決めされる。一部の実施形態では、本体３０９の底側３７５の表面は、表面、例えば、摩耗防止テッシュ（例えば、Ｋｉｍｗｉｐｅ（登録商標））上に位置決めされる。任意選択によって、任意の粒子が、底側３７５の表面を洗浄することによって、例えば、窒素等の不活性ガスを底側３７５の表面の上に吹き込むことによって、本体３０９の底側３７５の表面から除去される。密封層３９０は、本体３０９の表面の少なくとも一部分に配置される。例えば、密封層３９０は、本体３０９の底側３７５に配置される（図６も参照）。
【００４９】
一部の実施形態では、密封層３９０は、熱転写層である。密封層３９０は、約０．００２５４ｍｍ（０．０００１インチ）から０．２５４ｍｍ（０．０１インチ）の間、または約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）から０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）の間の薄い層であることが可能である。密封層３９０は、流体熱状態調節を可能にする熱界面層を提供する。例えば、洗浄緩衝剤、流体、試料標本、および／または試料の温度を、処理機器３５１による処理の前に制御または調節することができる。より具体的には、密封層３９０が、熱的に制御される表面（例えば、温度制御機器１６０６を有する板１６０４の上面；図１６Ａおよび図１６Ｂ参照）に接触する場合、カートリッジ２０１を流れる液体は、熱的に状態調節される。液体（例えば、洗浄緩衝剤、流体、試料標本、および／または試料）の熱的状態調節は、カートリッジ２０１を流れる液体の粘度、密度、および音速に影響を及ぼす、および／またはそれらを制御する。
【００５０】
一実施形態では、密封層３９０は、本体３０９によって画定される位置決め特徴３１４ａ、３１４ｂ、３２４ａ、３２４ｂ、３２５ａ、３２５ｂ、３２６ａ、３２６ｂ、３６０ａ、３６０ｂと整列する１つ以上の部分３９１を有する。例えば、密封層３９０の一部分は、本体３０９によって画定される位置決め開口部３１４、３２４と整列する開口部３９１を含む。したがって、密封層は、密封層３９０における開口部を、本体３０９において画定される対応する開口部と整列することによって、適切に位置決めされ、本体３０９の底側３７５の表面に取り付けられる。一実施形態では、密封層３９０は、親水性層である。密封層３９０として用いることが可能な適切な材料には、親水性テープまたは親水性シールを有するポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、もしくはポリエーテルイミド等のプラスチックフィルムが含まれる。一実施形態では、密封層３９０は、本体３０９の表面上に配置される湿潤表面を提供する。密封層３９０は、例えば、親水性テープであることが可能である。別の実施形態では、本体３０９の表面は、例えば、化学的に、および／または電荷を本体３０９の表面に導入することによって修正される。例えば、本体３０９の表面は、本体３０９の表面上に疎水性または親水性の特徴をもたらすように、流体で処理可能である。
【００５１】
一実施形態では、密封層３９０は、接着剤を含む親水性テープである。裏当ては、親水性テープから除去され、破棄される。親水性テープの領域は、本体３０９によって画定される位置決め特徴と整列される。親水性テープの接着剤側は、本体３０９の底側３７５の表面上に押し付けられる。一実施形態では、密封層３９０は、ブロック、例えば、プラスチックブロックで擦られ、密封層３９０と本体３０９の底側３７５の表面との間に気泡が存在しないことを確実にする。一実施形態では、本体３０９および密封層３９０は、密封層３９０が本体３０９の底側３７５の表面に密閉されることを確実にするために、加熱表面に載置される。加熱表面は、約５０℃から約１６０℃まで、約８０℃から約１２０℃まで、または約１００℃の範囲内の温度の熱板であることが可能である。密封層３９０および本体３０９は、約２０秒から約１０分まで、約４０秒から約５分まで、または約１分間の範囲内の値を有する時間、加熱表面上に保持可能である。任意選択によって、組立体が加熱表面上にある時間中に、力は、本体３０９および密封層３９０組立体に印加される。
【００５２】
組立体は、加熱表面から除去されるが、依然として熱い間に、密封層３９０と本体３０９との間に位置するいかなる空気ポケットも、例えば、密封層３９０を押し付けるか、または例えば、密封層３９０の上で擦られるブロックによって密封層３９０を擦ることによって除去される。一実施形態では、密封層３９０と本体３０９の底側３７５の表面との間に位置するいかなる空気ポケットも除去される。密封層３９０を本体３０９の底側３７５の表面に追加する前に、カートリッジ２０１の各チャネルは、文字「Ｃ」に実質的に類似する断面形状を有する。密封層３９０を本体３０９の底側３７５の表面に付着させると、各チャネルの断面は、文字「Ｄ」に実質的に類似する形状を有する。
【００５３】
また、カートリッジ２０１は、ユーザが把持することができるタブ３８０も含み、これにより、ユーザは、カートリッジ２０１を器具（例えば、図２の器具）に容易に挿入または除去することが可能になる。
【００５４】
図４は、図３Ａおよび図３Ｂのカートリッジ２０１の流体入力部３３２の断面側面図である。流体入力部３３２は、カートリッジ２０１の本体３０９の上側３７０の表面から延出する壁４０１を有する。一実施形態では、カートリッジ２１０が器具（例えば、図２の器具２１０）に取り付けられる場合、流体入力部３３２は、依然として外部にあり、かつ器具（例えば、図２の器具２１０）を包囲するカバー（例えば、図１のカバー１９０）の付近にある。流体入力部３３２の壁４０１は、カバー（例えば、図１のカバー１９０）から干渉を受けずに、試料移行機器から試料を容易に移行させる能力をユーザに提供するような形状を有し、これは、流体入力部３３２が、器具（例えば、図２の器具２１０）の他の部分によって被い隠されていないからである。本実施形態では、壁４０１は、卵形を有し、ユーザが、システム２００の水平軸に対してある角度でピペットを配置し、かつピペットの先端を壁４０１内に位置決めして、器具（例えば、図２の器具２１０）を包囲するカバー（例えば、図１のカバー１９０）から干渉を受けずに試料を配置することができるようになる。
【００５５】
各流体入力部３３２は、傾斜型底部分４０３および出口４０５を有する。底部分４０３は、出口４０５を介して流体入力部チャネル３１２に試料を向ける。本実施形態では、開口部は、０．０５５８８ｃｍ（０．０２２インチ）の直径を有する。一部の実施形態では、各流体入力部３３２の開口部は、０．０５０８ｃｍ（０．０２０インチ）から０．２５４ｃｍ（０．１インチ）の間の直径を有する。底部分４０３の傾斜により、確実に、システムの使用の完了時に流体入力部３３２に残る試料が可能な限り少なくなる（すなわち、死体積が最小限に抑えられる）。流体入力部３３２の本実施形態は、漏斗のように作用するため、空気をカートリッジに引き込まずに、および気泡をカートリッジに導入せずに、流体入力部３３２から試料の大部分を引き込むことができる。本実施形態では、流体入力部３３２は、約４００マイクロリットルの試料を保持する容量を有する。一実施形態では、カートリッジ２０１の動作中、流体入力部３３２から通じる流体入力部チャネル３１２は、緩衝液によって事前準備される。カートリッジ２０１は、とりわけ、気体スラグおよび気泡を除去するため、ならびにカートリッジを介する湿潤経路を確立および維持するために事前準備される。一実施形態では、流体入力部チャネル３１２は、事前準備される。例えば、緩衝液は、共通試薬入力部チャネル３１７から流体槽３４２内に引き込まれる。次いで、緩衝液は、流体槽３４２から流体入力部チャネル３１２内に押圧される。
【００５６】
図５は、可撓性シートを含まない図３Ａおよび図３Ｂのカートリッジ２０１の出力弁組立体３２０の上面図である。図６は、可撓性シート６０５を含む図３Ａおよび図３Ｂのカートリッジ２０１の出力弁組立体３２０の断面側面図である。出力弁組立体３２０は、第１の出力弁３２１および第２の出力弁３２２を含む。第１の出力弁３２１は、本体３０９の上側３７０上に形成され、第１の凹部５０１と、第１の凹部５０１を囲む第１の凹部壁５０２とを含む。各凹部５０１、５０３は、例えば、深さが０．０５０８ｃｍ（０．０２０インチ）であり、直径が０．２３３６８ｃｍ（０．０９２インチ）であるボウルの形状である。図６を参照すると、一実施形態では、第１の凹部壁５０２は、本体３０９の第１の側面３７０から離れる方向に延出する突起部６０２を形成し、突起部６０２において凹部５０３を形成することによって製作される。第１の凹部壁５０２は、カートリッジ２０１を器具（例えば、図２の器具２１０）内に挿入する場合に、第１の凹部壁５０２および第１の凹部５０１を被覆する可撓性シート６０５に嵌合および密閉するように適合される。
【００５７】
第１の出力弁３２１は、第１の開口部（例えば、図３Ｂの入口３０５）と、第２の開口部（例えば、図３Ｂの出口３０６）とをさらに含む。一部の実施形態では、第１および第２の開口部は、流体が弁を通って流動する方向に依存して、入口または出口のいずれかになる。図６に示すように、第１の凹部５０１は、第１の開口部３０５を通って本体３０９の底側３７５の処理機器出力チャネル３８１と流体連通する。また、第１の凹部５０１は、第２の開口部３０６を通って本体３０９の底側３７５の流体槽チャネル３９２と流体連通する。
【００５８】
出力弁組立体３２０は、弁組立体壁５２０をさらに含む。弁組立体壁５２０は、第１の凹部５０１および第１の凹部壁５０２を囲む。また、弁組立体壁５２０も、可撓性シートと嵌合および密閉するように適合される。本実施形態では、弁組立体壁５２０は、カートリッジ２０１の上側３７０の表面から延出する相補的柱５２２と嵌合するように構成される開口部５２４を含む保持具である。可撓性シート６０５は、カートリッジ２０１の本体３０９の上側３７０から延出する隆起部５２５の間に載置され、弁組立体壁５２０は、相補的柱５２２に熱かしめされる。このように、可撓性シート６０５は、隆起部５２５に押し付けられ、隆起部５２５との外周シールを形成する。
【００５９】
第２の出力弁３２２は、本体３０９の上側３７０上に形成され、第２の凹部５０３と、第２の凹部５０３を囲む第２の凹部壁５０４とを含む。第２の凹部壁５０４は、カートリッジ２０１が試料処理システム２００（図２）内に挿入される場合に、第２の凹部壁５０４および第２の凹部５０３を被覆する可撓性シート（例えば、図６に示す可撓性シート６０５）に嵌合および密閉するように適合される。一実施形態では、可動ヘッド組立体２０２上の表面は、第２の凹部壁５０４が可撓性シートに嵌合および密閉するように、第２の凹部壁５０４および第２の凹部５０３を被覆する可撓性シートに力を印加する。また、弁組立体壁５２０は、第２の凹部５０１および第２の凹部壁５０２を囲む。
【００６０】
第２の出力弁３２２は、第１の開口部（例えば、図３Ｂの入口３０７）と、第２の開口部（例えば、図３Ｂの出口３０８）とをさらに含む。図６に示すように、第２の凹部５０３は、第１の開口部３０７を介して、本体３０９の底側３７５の流体槽チャネル３９２と流体連通する。また、第２の凹部５０３は、第２の開口部３０８を介して、本体３０９の底側３７５の廃棄物出力部チャネル３８２と流体連通する。一実施形態では、第１および第２の凹部壁５０２、５０４は、本体３０９の上側３７０の表面に対して、約０．０２５４ｃｍ（０．０１０インチ）突出する。別の実施形態では、第１および第２の凹部壁５０２、５０４は、第１および第２の凹部壁５０２、５０４にすぐ隣接する表面（例えば、突起部６０２の高さ）の上から０．０７６ｃｍ（０．０３０インチ）突出する。別の実施形態では、第１および第２の凹部壁５０２、５０４は、可動ヘッド組立体２０２が可撓性シートに力を印加する場合に、可撓性シート６０５との密閉を形成するために、０．０３３ｃｍ（０．０１３インチ）の平坦な幅を有する。別の実施形態では、厚さが約０．０３０８ｃｍから０．１２７ｃｍ（０．０２０インチから０．０５０インチ）の可撓性シート６０５は、凹部５０１、５０３および凹部壁５０２、５０４を被覆する。
【００６１】
可動ヘッド組立体２０２が可撓性シート６０５の上面に力を印加する場合、可撓性シート６０５は、凹部壁５０２、５０４の上部と密閉し、各弁３２１、３２２において密閉流体チャンバ６０１、６０３を形成する。一実施形態では、可撓性シート６０５は、シリコーン膜である。別の実施形態では、可撓性シート６０５は、本体３０９の上側３７０の表面上に位置し、伸長され、カートリッジ２０１に熱かしめされる前にクランプで締められる。上述のように、可撓性シート６０５は、弁組立体壁５２０と、カートリッジ２０１の本体３０９から突出し、かつ弁組立体壁５２０と嵌合する柱５２２とを使用して、本体３０９の上側３７０に熱かましされる。さらに別の実施形態では、可動ヘッド組立体２０２は、出力弁３２１、３２２毎に約６．６７Ｎ（１．５ｌｂ）の力を印加して、出力弁３２１、３２２を密閉する。
【００６２】
入力弁組立体３１０は、出力弁組立体３２０に関して上述した方式と同様に設計される。入力弁組立体３１０の試薬入力弁３１１は、本体３０９の上側３７０上に形成され、第１の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）と、第１の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）を囲む第１の凹部壁（例えば、図６の第１の凹部壁５０２）とを含む。一実施形態では、第１の凹部壁（例えば、図６の第１の凹部壁５０２）は、本体３０９の第１の側面３７０から離れる方向に延出する突起部（例えば、図６の突起部６０２）を形成し、突起部（例えば、図６の突起部６０２）において凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）を形成することによって製作される。第１の凹部壁（例えば、図６の第１の凹部壁５０２）は、カートリッジ２０１が試料処理システム２００（図２）内に挿入される場合に、第１の凹部壁（例えば、図６の第１の凹部壁５０２）および第１の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）を被覆する可撓性シート（例えば、図６の可撓性シート６０５）に嵌合および密閉するように適合される。
【００６３】
試薬入力弁３１１は、第１の開口部（例えば、図６の第１の開口部３０５）と、第２の開口部（例えば、図６の第２の開口部３０６）とをさらに含む。第１の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）は、第１の開口部（例えば、図６の第１の開口部３０５）を介して、本体３０９の底側３７５の試薬入力部チャネル３７１と流体連通する。また、第１の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）は、第２の開口部（例えば、図６の第２の開口部３０６）を介して、本体３０９の底側３７５の処理機器入力チャネル３１３と流体連通する。
【００６４】
入力弁組立体３１０は、弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）をさらに含む。弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）は、第１の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）および第１の凹部壁（例えば、図６の第１の凹部壁５０２）を囲む。また、弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）は、可撓性シートに嵌合および密閉するように適合される。本実施形態では、弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）は、カートリッジ２０１の上側３７０の表面から延出する相補的柱（例えば、図６の柱５２２）と嵌合するように構成される開口部（例えば、図６の開口部５２４）を含む。可撓性シートは、カートリッジ２０１の上側３７０の表面と、弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）との間に載置され、弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）は、相補的柱（例えば、図６の柱５２２）に熱かしめされる。このように、可撓性シート（例えば、図６の可撓性シート６０５）は、第１の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）および第１の凹部壁（例えば、図６の第１の凹部壁５０２）の上に熱かしめされる。
【００６５】
流体入力弁３１２は、本体３０９の上側３７０上に形成され、第２の凹部（例えば、図６の第２の凹部５０３）と、第２の凹部（例えば、図６の第２の凹部５０３）を囲む第２の凹部壁（例えば、図６の第２の凹部壁５０４）とを含む。第２の凹部壁（例えば、図６の第２の凹部壁５０４）は、カートリッジ２０１が試料処理システム２００（図２）内に挿入される場合に、第２の凹部壁（例えば、図６の第２の凹部壁５０４）および第２の凹部（例えば、図６の第２の凹部５０３）を被覆する可撓性シート（例えば、図６の可撓性シート６０５）に嵌合および密閉するように適合される。一実施形態では、可動ヘッド組立体２０２上の表面は、第２の凹部壁（例えば、図６の第２の凹部壁５０４）が可撓性シートに嵌合および密閉して、密閉チャンバ（例えば、図６のチャンバ６０３）を形成するように、第２の凹部壁（例えば、図６の第２の凹部壁５０４）および第２の凹部（例えば、図６の第２の凹部５０３）を被覆する可撓性シートに力を印加する。また、弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）は、第２の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）および第２の凹部壁（例えば、図６の第１の凹部壁５０２）を囲む。
【００６６】
流体入力弁３１２は、第１の開口部（例えば、図６の第１の開口部３０７）と、第２の開口部（例えば、図６の第２の開口部３０８）とをさらに含む。第２の凹部（例えば、図６の第２の凹部５０３）は、第１の開口部（例えば、図６の第１の開口部３０７）を介して、本体３０９の底側３７５の流体入力部チャネル３７２と流体連通する。また、第２の凹部（例えば、図６の第２の凹部５０３）は、第２の開口部（例えば、図６の第２の開口部３０８）を介して、本体３０９の底側３７５の処理機器入力チャネル３１３と流体連通する。
【００６７】
一実施形態では、第１および第２の凹部壁（例えば、図６の第１および第２の凹部壁５０２、５０４）は、本体３０９の上側３７０の表面に対して、約０．０２５４ｃｍ（０．０１０インチ）突出する。別の実施形態では、第１および第２の凹部壁５０２、５０４は、第１および第２の凹部壁５０２、５０４にすぐ隣接する表面（例えば、図６の突起部６０２の高さ）の上から０．０７６ｃｍ（０．０３０インチ）突出する。別の実施形態では、第１および第２の凹部壁（例えば、図６の第１および第２の凹部壁５０２、５０４）は、可動ヘッド組立体２０２が可撓性シートに力を印加する場合に、可撓性シートとの密閉を形成するために、０．０２５４ｃｍ（０．０１０インチ）の平坦な幅を有する。別の実施形態では、可動ヘッド組立体２０２表面は、第１および第２の凹部壁（例えば、図６の第１および第２の凹部壁５０２、５０４）ならびに第１および第２の凹部（例えば、図６の第１および第２の凹部５０１、５０３）を被覆する可撓性シートに力を印加し、第１および第２の凹部壁（例えば、図６の第１および第２の凹部壁５０２、５０４）が、可撓性シートに嵌合および密閉するようにする。さらに別の実施形態では、可動ヘッド組立体２０２は、出力弁３２１、３２２毎に約１．５ｌｂ、６．６７Ｎの力を印加して、出力弁３２１、３２２を密閉する。
【００６８】
図７は、図３Ａおよび図３Ｂのカートリッジ２０１の流体槽３４２の断面側面図である。各流体槽３４２は、開口部７０４および第１の壁７０５を有するチャンバ７０３を含む。チャンバは、任意の所定の量の試料を保持するように設計可能である。一実施形態では、チャンバ７０３は、分析評価プロセスの実行に必要な試料の全体積を保持するようなサイズを有する。例えば、チャンバ７０３は、約１．２ｍｌの流体の容量を有し得る。第２の壁７０１は、開口部７０４を囲み、チャンバ７０３の外面から延出する。第２の壁７０１は、本明細書に説明するように、ポンプ接続部材と整列、嵌合、および密閉するように構成される。一実施形態では、第２の壁７０１の内面は、第２の壁７０１内に適合するサイズを有する円柱状ポンプ接続部材の外面と嵌合する。
【００６９】
一部の実施形態では、第２の壁７０１の開放端部における上面７０２は、ポンプ接続部材と整列、嵌合、および密閉する。例えば、図１４を参照すると、上面７０２は、Ｏリング１４４５を介してポンプ接続部材１４４６の上部分１４４４に嵌合および密閉することが可能である。本実施形態では、ポンプ接続部材１４４６の底部分１４４８は、円錐形状を有し、第２の壁７０１の上面７０２は、面取りされる。ポンプ接続部材１４４６の円錐形状と、第２の壁７０１の面取り上面７０２とによって、流体槽３４２がポンプ接続部材１４４６に対して不整列である場合に、ポンプ接続部材１４４６は、第２の壁７０１内に進入可能になる。流体槽３４２がポンプ接続部材１４４６に対して不整列である場合、ポンプ接続部材１４４６が第２の壁７０１内に進入する際、第２の壁７０１の上面７０２は、流体槽３４２およびポンプ接続部材１４６６が相互に整列および嵌合するまで、ポンプ接続部材１４６６の円錐状部分の表面に沿って接触および摺動する。
【００７０】
気体透過性で液体不透過性の要素７０７は、第２の壁７０１内に適合し、開口部７０４の上のチャンバ７０３のその上部外面上に位置する。本実施形態では、要素７０７は、液体および液体蒸気が、流体槽３４２と接続する空気制御機器に進入し、損傷を与えることを防止する。他の実施形態では、要素７０７は、膜またはフィルタ（例えば、マトリクスフィルタ）であり得る。
【００７１】
図８は、カートリッジ（例えば、図３Ａおよび図３Ｂのカートリッジ２０１）とともに使用する可動ヘッド組立体８０２の斜視底面図である。可動ヘッド組立体８０２は、入力弁組立体接続部８１０および出力弁組立体接続部８２０を含む。弁接続部８１０、８２０は、カートリッジ２０１の弁組立体１１０、１２０に力を印加して、弁組立体１１０、１２０（例えば、図１参照）の弁の各々において密閉流体チャンバを形成する。
【００７２】
また、可動ヘッド組立体８０２は、処理機器接続部８５０および空気制御機器接続部８４０も含む。処理機器接続部８５０は、電気的および／または磁気的接続部を処理機器３５０に提供して、処理機器３５０を操作し、処理機器３５０と通信する。ポンプ接続部８４０は流体槽３４２と接続し、空気変位力を提供して、カートリッジ２０１を介して流体を移動させる。
【００７３】
前述のように、カートリッジ２０１は、粗い位置決め部材（例えば、図３Ａの３６０ａ、３６０ｂ）と精密な位置決め開口部（例えば、図３Ａおよび図３Ｂの３１４ａ、３１４ｂ、３２４ａ、３２４ｂ、３２５ａ、３２５ｂ、３２６ａ、３２６ｂ）との両方を含み、カートリッジ２０１およびその構成要素に対して、可動ヘッド組立体２０２およびその構成要素を適切に位置決めする。図８に示すように、可動ヘッド組立体８０２は、可動ヘッド組立体の基部８６５に取り付けられる２つの粗い位置決めピン８６０ａ、８６０ｂを含み、これらは、カートリッジ２０１の２つの粗い位置決め部材３６０ａ、３６０ｂ（図３Ａ）の壁内に適合するように設計される。２つの粗い位置決めピン８６０ａ、８６０ｂは、カートリッジ２０１の２つの対応する粗い位置決め部材３６０ａ、３６０ｂ（図３Ａ）を適切に確実に位置設定するために、円錐状の先端を有する。
【００７４】
可動ヘッド組立体２０２の接続部８１０、８２０、８４０、および８５５の各々は、カートリッジ２０１上の対応する機器との接続部の各々を精密に整列するために、位置決めピンを含む。例えば、入力弁組立体接続部８１０は、位置決めピン８１４ａ、８１４ｂを特徴とし、これらは、カートリッジ２０１の対応する入力弁組立体位置決め開口部３１４ａ、３１４ｂ（図３Ａ）と嵌合および整列する。同様に、出力弁組立体接続部８２０は、位置決めピン８２４ａ、８２４ｂを特徴とし、これらは、カートリッジ２０１の対応する出力弁組立体位置決め開口部３２４ａ、３２４ｂと嵌合および整列する。図８に図示するように、位置決めピン８１４ａ、８１４ｂ、８２４ａ、８２４ｂの先端は、弁組立体接続部８１０、８２０が、確実に、位置決めピン８１４ａ、８１４ｂ、８２４ａ、８２４ｂを、カートリッジ２０１において対応する弁組立体開口部３１４ａ、３１４ｂ、３２４ａ、３２４ｂに適切に位置決めして案内するような形状を有する。また、処理機器接続部８５５も位置決めピン８２５ａ、８２５ｂを含む。処理機器の位置決めピン８２５ａ、８２５ｂは、カートリッジ上の対応する処理機器位置決め開口部（例えば、図３Ｂのカートリッジ２０１上の位置決め開口部３２５ａ、３２５ｂ）と嵌合する。また、処理機器接続部８５５は、処理機器接続部８５５とカートリッジ上の処理機器（例えば、図３Ｂのカートリッジ２０１の処理機器８５０）との間の精密な距離を設定および保持するための位置決め部材８２６も含む。
【００７５】
図９は、図８の可動ヘッド組立体８０２の弁アクチュエータ組立体８２０の一実施形態の斜視図である。弁アクチュエータ組立体８２０は、可動ヘッド組立体がカートリッジと係合するときに、カートリッジ上の弁組立体の可撓性シートに力を印加する面密封要素９０９を含む。印加された力が弁組立体における弁の各々を密閉する。例えば、図６を参照すると、面密封要素９０９は、可動ヘッド組立体８０２がカートリッジ２０１と係合するときに、出力弁組立体３２０の可撓性シート６０５に力を印加して、出力弁１２１、１２２を密閉する。別の実施形態では、弁アクチュエータ組立体８２０は、弁アクチュエータ組立体８２０がモータによって駆動されるときに、別々に可動であり、カートリッジ２０１における弁組立体と係合する。
【００７６】
弁アクチュエータ組立体８２０は、弁アクチュエータ組立体９３１の第１の部分の第１の弁ピン９２１ａ〜９２１ｈ（概して、９２１）の列と、弁アクチュエータ組立体９３１の第２の部分の第２の弁ピン９２２ａ〜９２２ｈ（概して、９２２）の列とを含む。弁ピン９２１、９２２は、面密封部９０９における開口部を介して位置決めされる。一実施形態では、弁ピン９２１、９２２の直径は、約０．１５８７５ｃｍ（０．０６２５インチ）である。各弁ピン９２１は、対応する弁ピンバネ９１３ａ〜９１３ｈによって個々にバネで負荷がかけられる。弁ピンバネ９１３ａ〜９１３ｈは、２．２２Ｎから４．４５Ｎ（０．５Ｉｂから１Ｉｂ）の密閉力を提供するように選択される。図９に示す実施形態では、弁アクチュエータ組立体８２０は、第１の弁ピン９２１を同調して駆動するために、第１のモータ９２７、第１のリンクアーム部９２３、および第１のベルクランク９２５も含む。また、弁アクチュエータ組立体８２０も、第２の弁ピン９２２を駆動するために、第２のモータ９２８、第２のリンクアーム部９２３、および第２のベルクランク９２５を含む。一実施形態では、弁ピンは、ユーザが、カートリッジの異なるチャネルにおいて異なる分析を実行する場合に、同調せずに駆動される。別の実施形態では、弁アクチュエータ組立体８２０は、各々が単一の弁ピン９２１、９２２を駆動する複数のモータを含む。
【００７７】
図１０は、図６の出力弁組立体３２０と嵌合する図９の弁アクチュエータ組立体８２０の断面側面図である。図１０に示すように、弁アクチュエータ組立体８２０は、可撓性シート６０５の中央部分１０１９において力を印加して、例えば、出力弁３２１を密封し、密閉流体チャンバ１００４を形成する。第２の出力弁３２２を閉鎖するコマンド信号に応答して、第２のモータ９２８は、可撓性シート６０５の第１の部分１００１が、第２の出力弁３２２の開口部３０７および開口部３０８を被覆および密閉するように、弁ピン９２２ａを可撓性シート６０５の第１の部分１００１に駆動する。この結果、流体は、第２の弁３２２の開口部３０７と開口部３０８との間で流動不可能になる。
【００７８】
第１の出力弁３２１を開放するコマンド信号に応答して、第１のモータ９２７は、既定の解放位置に移動し（すなわち、第１のモータ９２７がこの位置に到達すると電流を停止することができる）、弁アクチュエータ組立体９３１を引き込み、弁ピンバネの力は、可撓性シート６０５から離れる方向に弁ピン９２１ａを駆動する。この結果、可撓性シート６０５の第２の部分１００２は、開口部３０５、３０６を被覆および密閉せず、流体は、第１の出力弁３２１の開口部３０５、３０６の間で流動し得る。一部の実施形態では、第２のモータ９２８は、第２の出力弁３２２を閉鎖するコマンド信号に応答して既定の係合位置に移動し、弁ピンバネ９１３は、力を印加して、第２の弁ピン９２２を可撓性シート６０５に駆動し、第２の出力弁３２２の開口部３０７および開口部３０８を密閉する。本実施形態では、モータ電流は、モータが既定の係合位置に到達するとともに、弁ピン９２２が係合したままになると停止する。反対に、第２の出力弁３２２を開放するコマンド信号に応答して、第２のモータ９２８は、作動し、第２の弁ピン９２２を引き込む。次いで、シリコーンシート６０５は、凹部からその元々の位置に回復し、開口部３０７と開口部３０８との間の流動が再開する。
【００７９】
本実施形態では、弁ピン９２１ａ、９２１ｂは、円形先端を有する。他の実施形態では、弁ピン９２１ａ、９２１ｂは、異なる形状の先端を有する。一実施形態では、弁ピン９２１ａ、９２１ｂは、円錐状先端を有し、弁凹部（例えば、図５および図６の弁凹部５０２）は、弁ピン９２１ａ、９２１ｂの先端に対して相補的な形状を有するような形状を有する。
【００８０】
図１１は、図２のシステム２００の注射器ポンプ組立体２４０の斜視側面図である。注射器ポンプ組立体２４０は、８つの注射器１１４３ａ〜１１４３ｈ、８つの圧力センサ１１４５ａ〜１１４５ｈ、および８つの管１１４７ａ〜１１４７ｈを有する注射器ポンプ１１４０を含む。本実施形態では、注射器ポンプ１１４０は、Ｔｅｃａｎ Ｃａｖｒｏ ＸＭＰ ６００８の８チャネル型注射器ポンプ（Ｔｅｃａｎ Ｔｒａｄｉｎｇ ＡＧ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）である。他の実施形態では、他の市販の注射器ポンプまたはカスタム製作された注射器ポンプを使用することができる。各圧力センサ１１４５ａ〜１１４５ｈは、各対応する管１１４７ａ〜１１４７ｈにおける圧力を検知して、漏出を検出し、注射器ポンプ１１４０の適切な機能を観測する。本実施形態では、圧力センサは、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ ＳＤＸ０５Ｄ４＋／−５Ｖ非増幅差圧センサ（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．，Ｍｏｒｒｉｓｔｏｗｎ，ＮＪ）である。
【００８１】
図１２Ａは、本発明の例示的実施形態に従う、検体処理システムに取り付けられる注射器ポンプ接続組立体１２４０の斜視上面図である。図１２Ｂは、図１２Ａの注射器ポンプ接続組立体１２４０の斜視底面図である。注射器ポンプ（例えば図１１の注射器）上の注射器１１４３ａ〜１１４３ｈからの管１２４７ａ〜１２４７ｈ（概して、１２４７）は、注射器ポンプ接続組立体１２４０の注射器ポンプ接続ブロック１２０１を介して、対応するポンプ接続部材１２４６ａ〜１２４６ｈに連結する。本実施形態では、各ポンプ接続部材１２４６には、Ｏリング１２４５が装備され、これは、ポンプ接続部材１２４６と図１３に示す流体槽３４２の第２の壁７０１の内面との間に密封を提供する。図１３は、本発明の例示的実施形態に従う、カートリッジ２０１の流体槽３４２と嵌合する器具のヘッド（例えば、図２の可動ヘッド組立体２０２）のポンプ接続部材１２４６の断面側面図である。ポンプ接続部材１２４６は、管１２４４と流体連通する開口部１２４９を有する。開口部１２４９は、空気変位力を流体槽３４２へ提供して、カートリッジ２０１を介して流体を引き込みまたは押圧する。
【００８２】
ポンプ接続部材１２４６は、器具のヘッドがカートリッジと係合する場合に、ポンプ接続部材１２４６が流体槽３４２の第２の壁７０１と整列することを容易にするためにバネ負荷型である。具体的には、各ポンプ接続部材１２４６は、バネ１３４２で負荷がかけられ、流体槽３４２の第２の壁７０１と自己整列するための能力が各ポンプ接続部材１２４６に提供される。ポンプ接続部材１２４６および流体槽３４２の実施形態は、空気ポンプ接続部を、多種多様のカートリッジバッチのカートリッジ２０１に確実に密閉するように設計される。
【００８３】
図１４は、ポンプ接続組立体１４００の別の実施形態を示す。ポンプ接続組立体１４００は、複数のポンプ接続組立体部材１４４６を受容するブロック１４０２を含む。各ポンプ接続組立体部材１４４６は、可動ヘッド組立体（例えば、図２の可動ヘッド組立体２０２）がカートリッジ（例えば、図３Ａのカートリッジ２０１）と係合する場合に、Ｏリング１４４５を介して、流体槽（例えば、図３Ａの流体槽３４２）の第２の壁（例えば、図７の第２の壁７０１）の上面（例えば、図７の上面７０２）に嵌合および密閉する。また、ポンプ接続組立体１４００は、ブロック１４０８に取り付けられ、かつ対応するポンプ接続部材１４４６と流体連通する複数の棘部１４０４も含む。空気容積型ポンプは、棘部１４０４に取り付けられる管を介してポンプ接続組立体１４００に連結することができる。
【００８４】
図１５は、本発明の例示的実施形態に従う、カートリッジ１５０１の複数の流体槽１５４２と嵌合する器具（例えば、図２の器具２１０）の複数のポンプ接続部材１５４６の断面側面図である。ポンプ接続部材１５４６は、本体部分１５４５を有する。また、ポンプ接続部材１５４６は、本体部分１５４５の上部から延出する本体部分１５４５よりも小さい直径のヘッド部分１５４１も含む。ヘッド部分１５４１は、壁１５２２の内面を裏当てするスリーブ１５２３と嵌合する。本実施形態では、スリーブは、軟質エラストマー材料から作製される。一部の実施形態では、スリーブは、シリコーン、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）、または熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）（例えば、Ｓａｎｔｒｏｐｒｅｎｅ）から作製される。ポンプ接続部材１５４６は、本体部分１５４５の上面１５６５が壁１５２２の上面１５５２に嵌合するように、十分大きい直径１５５５を有する本体部分１５４５を有する。密閉は、ヘッド部分１５４１の外面と、スリーブ１５２３の内面との間に形成される。本実施形態では、スリーブ１５２３の内面との密閉を形成するヘッド部分１５４１上のリブ１５４３が存在する。
【００８５】
図１６Ａおよび図１６Ｂは、本発明の例示的実施形態に従う、カートリッジの容易な装填および板組立体１６００の板１６０４の洗浄を容易にするように、システムに近づく方向におよび離れる方向に移動するように構成される検体処理システムの板組立体１６００の斜視図である。板組立体１６００は、レール１６０２、板１６０４、温度制御機器１６０６、電子機器１６０８、およびハンドル１６１２を含む。板組立体１６００は、検体処理システムの基部に取り付けられるトラックの上で水平軸１６１０に沿って移動する引き出しのように動作するように設計される。ハンドル１６１２によって、ユーザは、カートリッジ（例えば、図２のカートリッジ２０１）を容易に装填するため、および板１６０４を洗浄するために、可動板組立体１６００を検体処理システムから離れる方向に引くことが可能になる（例えば、図１の１０３、１０５に関して説明したように）。別の実施形態では、モータは、ユーザからのコマンドに応答して、検体処理システムの基部に対して特定の位置に可動板組立体１６００を駆動する。
【００８６】
温度制御機器１６０６は、板１６０４において所定の冷却温度を維持するために、熱電冷却機器およびファンを含む。他の実施形態では、温度制御機器１６０６は、温度を維持または変更するために、加熱および冷却の両方の要素を含む。レール１６０２は、ユーザがカートリッジを手動で取り付ける場合に、カートリッジ（例えば、図２のカートリッジ２０１）を位置に案内する。一実施形態では、カートリッジが板１６０４上の位置に取り付けられると、可動ヘッド組立体（例えば、図２の可動ヘッド組立体２０２）は、カートリッジを自動的に係合する。可動ヘッド組立体は、板１６０４の表面に対してカートリッジを押し付ける。
【００８７】
図１７は、本発明の例示的実施形態に従う、カートリッジを操作する方法を図示するフロー図である。開始１７０１後、多数の試薬入力弁（例えば、図３Ａの試薬入力弁３１１）、流体入力弁（例えば、図３Ａの流体入力弁３１２）、第１の出力弁（例えば、図３Ａの第１の出力弁３２１）、および第２の出力弁（例えば、図３Ａの第２の出力弁３２２）の上に配置される可撓性シート（例えば、図１０の可撓性シート６０５）に力を印加し、入力弁および出力弁の各々において密閉チャンバ（例えば、図１０の密閉流体チャンバ１００４）を提供する１７０２。次に、試薬入力弁（例えば、図３Ａの試薬入力弁３１１）を閉鎖し１７０４、第２の出力弁（例えば、図３Ａの第２の出力弁３２２）を閉鎖する１７０８（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第１の部分１００１内に駆動される）。また、流体入力弁（例えば、図３Ａの流体入力弁３１２）を開放し１７０６、第１の出力弁（例えば、図３Ａの第１の出力弁３２１）を開放する１７１０（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第２の部分１００２から離れる方向に引き込まれる）。次に、試料（例えば、図３Ａの流体入力部３３２からの試料）を、各流体入力弁（例えば、図３Ａの流体入力弁３１２）を介して、対応する処理機器（例えば、図３Ａの処理機器３５１）を介して、および対応する第１の出力弁（例えば、図３Ａの第２の出力弁３２２）を介して引き込む１７１２。次いで、試料を各処理機器（例えば、図３Ａの処理機器３５１）によって処理する１７１４。
【００８８】
試料の処理１７１４の後、流体入力弁（例えば、図３Ａの流体入力弁３１２）を閉鎖し１７１６（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第１の部分１００１内に駆動される）、試薬入力弁を開放する１７１８（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第２の部分１００２から離れる方向に引き込まれる）。次に、試薬を、（１）各試薬入力弁（例えば、図３Ａの試薬入力弁３１１）、（２）対応する処理機器（例えば、図３Ａの処理機器３５１）、および（３）対応する第１の出力弁（例えば、図３Ａの第１の出力弁３２１）を介して引き込む１７２０。試薬の流動によって、試料の各々は、対応する流体槽（例えば、図３Ａの流体槽３４２）に進入する。次に、第１の出力弁（例えば、図３Ａの第１の出力弁３２１）を閉鎖し（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第１の部分１００１内に駆動される）１７２２、第２の出力弁（例えば、図３Ａの第２の出力弁３２２）を開放する（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第２の部分１００２から離れる方向に引き込まれる）１７２４。終了１７２７の前に、各試料は、各流体槽（例えば、図３Ａの流体槽３４２）から各第２の出力弁（例えば、図３Ａの第２の出力弁３２２）を介して押圧される１７２６。別の実施形態では、流体槽（例えば、図３Ａの流体槽３４２）から流体を押圧することに関するステップを実行する前に、カートリッジを介して流体を引き込むことに関するステップを、多数回繰り返してもよい。
【００８９】
別の実施形態では、乾燥カートリッジ（例えば、図３Ａのカートリッジ２０１）を器具（例えば、図２の器具２１０）に取り付ける。最初に、流体入力弁（例えば、図３Ａの流体入力弁３１２）を閉鎖し（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第１の部分１００１内に駆動される）、試薬入力弁を開放する（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第２の部分１００２から離れる方向に引き込まれる）。次に、試薬を、（１）各試薬入力弁（例えば、図３Ａの試薬入力弁３１１）、（２）対応する処理機器（例えば、図３Ａの処理機器３５１）、および（３）対応する第１の出力弁（例えば、図３Ａの第１の出力弁３２１）を介して引き込む。次に、第１の出力弁（例えば、図３Ａの第１の出力弁３２１）を閉鎖し（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第１の部分１００１内に駆動される）、第２の出力弁（例えば、図３Ａの第２の出力弁３２２）を開放する（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第２の部分１００２から離れる方向に引き込まれる）。
【００９０】
次に、流体入力弁（例えば、図３Ａの流体入力弁３１２）を開放し（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第２の部分１００２から離れる方向に引き込まれる）、試薬入力弁を閉鎖し（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第１の部分１００１内に駆動される）、流体入力部（例えば、図３Ａの流体入力部３３２）を試薬（例えば、緩衝液）で充填する。次に、試薬を、（１）各流体入力弁（例えば、図３Ａの流体入力弁３１２）、（２）対応する処理機器（例えば、図３Ａの処理機器３５１）、および（３）対応する第１の出力弁（例えば、図３Ａの第１の出力弁３２１）を介して引き込む。次に、第１の出力弁（例えば、図３Ａの第１の出力弁３２１）を閉鎖し（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第１の部分１００１内に駆動される）、第２の出力弁（例えば、図３Ａの第２の出力弁３２２）を開放する（例えば、弁ピンが、図１０に示すように、可撓性シート６０５の第２の部分１００２から離れる方向に引き込まれる）。終了前に、試料は、各流体槽（例えば、図３Ａの流体槽３４２）から各第２の出力弁（例えば、図３Ａの第２の出力弁３２２）を介して押圧される。このように、カートリッジ（例えば、図３Ｂのカートリッジ２０１）の全チャネルは準備される。全てのチャネルが準備されると、流体入力部（例えば、図３Ａの流体入力部３３２）を試料で充填し、プロセス１７００が開始する。
【００９１】
図１８Ａは、一実施形態に従ってカートリッジ（例えば、図６のカートリッジ２０１）の一部分を製造するためのプロセス１８００ａのフロー図である。プロセス１８００ａの開始１８０１の後、第１のチャネル（例えば、図６の処理機器出力チャネル３８１）および第２のチャネル（例えば、図６の流体槽チャネル３９２）を、本体１８０２（例えば、図６の本体３０９）の第１の側面（例えば、図６の第１の側面３７５）に形成する。次に、第１の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）を、本体１８０４（例えば、図６の本体３０９）の第２の側面（例えば、図６の第２の側面３７０）に形成する。次いで、第１のチャネル（例えば、図６の処理機器出力チャネル３８１）と流体連通する第１の開口部（例えば、図６の第１の開口部３０５）を、第１の凹部１８０６（例えば、図６の第１の凹部５０１）に形成する。第１の開口部（例えば、図６の第１の開口部３０５）が形成された後、第２のチャネル（例えば、図６の流体槽チャネル３９２）に連通する第２の開口部（例えば、図６の第２の開口部３０５）を、第１の凹部１８０８（例えば、図６の第１の凹部５０１）に形成する。プロセス１８００ａが終了する前に、第１の凹部壁（例えば、図６の第１の凹部壁５０２）を、第１の凹部１８１０（例えば、図６の第１の凹部５０１）の周囲に形成する。
【００９２】
一実施形態では、第１の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）および第１の凹部壁（例えば、図６の第１の凹部壁５０２）を形成するステップは、本体の第１の側面（例えば、図６の第１の側面３７５）から延出する突起部（例えば、図６の突起部６０２）を形成するステップと、凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）を突起部に形成するステップとを含む。本実施形態では、第１の凹部壁（例えば、図６の第１の凹部壁５０２）は、カートリッジ（例えば、図６のカートリッジ２０１）が試料処理システム（例えば、図２の試料処理システム２００）に取り付けられる場合に、第１の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）および第１の凹部壁（例えば、図６の第１の凹部壁５０２）を被覆する可撓性シート（例えば、図６の可撓性シート６０５）に嵌合および密閉するように形成される。プロセス１８００ａの別の実施形態では、さらなるステップは、弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）が可撓性シート（例えば、図６の可撓性シート６０５）に嵌合および密閉するように、第１の凹部（例えば、図６の第１の凹部５０１）と第１の凹部壁との組み合わせの周囲に弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）を形成するステップを含む。一部の実施形態では、上記製造ステップのうちの１つ以上は、まとめて実行される。
【００９３】
図１８Ｂは、本発明の別の実施形態に従う、図１８Ａの方法に後続する、カートリッジ２０１（例えば、図６のカートリッジ２０１）を製造するための方法１８００ｂのフロー図である。方法１８００ｂは、方法１８００ａの終了１８１１後に開始する１８１３。第３のチャネル（例えば、図６の廃棄物出力部チャネル３８２）を、本体１８１２（例えば、図６の本体３０９）の第１の側面（例えば、図６の第１の側面３７５）に形成する。次に、第２の凹部（例えば、図６の第２の凹部５０３）は、本体１８１４（例えば、図６の本体３０９）の第２の側面に形成される。次いで、第３のチャネル（例えば、図６の廃棄物出力部チャネル３８２）と流体連通する第１の開口部（例えば、図６の第２の開口部３０８）を、第２の凹部１８１６（例えば、図６の第２の凹部５０３）に形成し、第２のチャネル（例えば、図６の流体槽チャネル３９２）と流体連通する第２の開口部（例えば、図６の第１の開口部３０７）を、第２の凹部１８１８（例えば、図６の第２の凹部５０３）に形成する。
【００９４】
次に、第２の凹部壁（例えば、図６の第２の凹部壁５０４）を、第２の凹部１８２０（例えば、図６の第２の凹部５０３）の周囲に形成する。第２の凹部壁（例えば、図６の第２の凹部壁５０４）は、カートリッジ（例えば、図６のカートリッジ２０１）が、試料処理システム（例えば、図２の試料処理システム２００）に取り付けられる場合に、第２の凹部（例えば、図６の第２の凹部５０３）および第２の凹部壁（例えば、図６の第２の凹部壁５０４）を被覆する可撓性シート（例えば、図６の可撓性シート６０５）に嵌合および密閉可能である表面とともに形成される。プロセス１８００ｂが終了する１８２３前に、弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）を、第１および第２の凹部（例えば、図６の第１および第２の凹部５０１、５０３）と、第１および第２の凹部壁（例えば、図６の第１および第２の凹部壁５０２、５０４）との組み合わせの周囲に形成する。弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）は、弁組立体壁が可撓性シート（例えば、図６の可撓性シート６０５）に嵌合および密閉するように形成される。一部の実施形態では、弁組立体壁（例えば、図６の弁組立体壁５２０）は、凹部（例えば、図６の第１および第２の凹部５０１、５０３）および凹部壁（例えば、図６の第１および第２の凹部壁５０２、５０４）を被覆するために、可撓性シート（例えば、図６の可撓性シート６０５）をカートリッジ（例えば、図６のカートリッジ２０１）に取り付ける。
【００９５】
図１９Ａは、前部カバーが除去された可動ヘッド組立体（例えば、図８の可動ヘッド組立体８０２）の弁アクチュエータ組立体１９００の別の実施形態の斜視側面図である。図１９Ｂは、図１９Ａの弁アクチュエータ組立体１９００の断面斜視図である。弁アクチュエータ組立体１９００は、粗い整列位置決めピン１９１１、１９１２と、精密な整列位置決めピン１９１７、１９１８とを含む。精密な整列位置決めピン１９１７、１９１８は、カートリッジの対応する弁組立体の位置決め開口部（例えば、図３Ａのカートリッジ２０１の入力弁組立体位置決め開口部３１４ａ、３１４ｂまたは出力弁組立体位置決め開口部３２４ａ、３２４ｂ）と嵌合および整列する。粗い整列位置決めピン１９１１、１９１２は、弁アクチュエータ組立体ブロック１９０５に取り付けられる。粗い整列位置決めピン１９１１、１９１２は、ヘッド組立体が移動する際に、対応する開口部と嵌合および整列する。
【００９６】
弁アクチュエータ組立体１９００は、バネ１９１３、１９１４を介して弁アクチュエータ組立体ブロック１９０５に結合される面密封要素１９０９であって、粗い整列位置決めピン１９１１、１９１２の上部分を囲む面密封要素１９０９を含む。可動ヘッド組立体がカートリッジと係合する場合、面密封要素１９０９は、カートリッジの弁組立体の可撓性シート（例えば、図６の出力弁組立体３２０の可撓性シート６０５）と嵌合する。可動ヘッド組立体は、カートリッジの弁組立体の弁の各々（例えば、図３Ａの入力弁組立体３１０の入力弁３１１、３１２または出力弁組立体３２０の出力弁３２１、３２２）を密閉するために、バネ１９１３、１９１４を介して、面密封要素１９０９に力を印加する。別の実施形態では、弁アクチュエータ組立体１９００は、垂直軸１９０２に沿って可動ヘッド組立体（例えば、図８の可動ヘッド組立体８０２）に対して別々に可動である。弁アクチュエータ組立体１９００は、弁アクチュエータ組立体１９００がモータによって駆動される場合に、カートリッジの弁組立体（例えば、図３Ａの入力弁組立体３１０）と係合することができる。
【００９７】
弁アクチュエータ組立体１９００は、８つの第１の弁ピン１９２１ａ〜１９２１ｈ（概して、１９２１）の列と、８つの第２の弁ピン１９２２ａ〜１９２２ｈ（概して、１９２２）の平行した列とを含む。第１の弁ピン１９２１は、面密閉１９０９における開口部１９２３ａ〜１９２３ｈ（概して、１９２３）を介して位置決めされる。第２の弁ピン１９２２は、面密閉１９０９における開口部１９２４ａ〜１９２４ｈ（概して、１９２４）を介して位置決めされる。弁アクチュエータ組立体１９００は、８つの弁ピンを上回るまたは下回る第１の弁ピンの列または第２の弁ピンの列を含むことができる。一実施形態では、弁ピン１９２１、１９２２は、直径が約０．１５８７５ｃｍ（０．０６２５インチ）である。各第１の弁ピン１９２１は、対応する第１の弁ピンバネ１９５３ａ〜１９５３ｈ（概して、１９５３）で個々にバネ負荷を受ける。第１の弁ピン１９２１の上部分および対応する第１の弁ピンバネ１９５３は、上部第１の弁ピンバネブロック１９５２ｂにおける開口部と、底部第１の弁ピンバネブロック１９５２ａにおける開口部との内部に位置決めされる。ブロック１９５２ａ、１９５２ｂは、第１の弁ピン１９２１および第１の弁ピンバネ１９５３を適所に保持するために、ナット１９５６ｂをボルト１９５６ａに締結することによって、およびナット１９６６ｂをボルト１９６６ａに締結することによって、まとめて結合される。
【００９８】
各第１の弁ピン１９２２は、対応する第２の弁ピンバネ１９５４ａ〜１９５４ｈ（概して、１９５４）で個々にバネ負荷を受ける。第２の弁ピン１９２２の上部分および対応する第１の弁ピンバネ１９５４は、上部第２の弁ピンバネブロック１９５１ｂにおける開口部と、底部第１の弁ピンバネブロック１９５１ａにおける開口部との内部に位置決めされる。ブロック１９５１ａ、１９５１ｂは、第２の弁ピン１９２２および第２の弁ピンバネ１９５４を適所に保持するために、ナット１９５５ｂをボルト１９５５ａに締結することによって、およびナット１９６５ｂをボルト１９６５ａに締結することによって、まとめて結合される。一実施形態では、弁ピンバネ１９５３、１９５４は、２．２２Ｎから４．４５Ｎ（０．５Ｉｂから１Ｉｂ）の範囲の密封力を提供するように選択される。
【００９９】
弁アクチュエータ組立体１９００は、第１のモータ１９３１、第１のカム軸の第１の部分１９３５ａ、第１のカム軸の第２の部分１９３５ｂ（すなわち、偏心部分）、および第１のスロット付き軸受ブロック１９４１を含む。また、弁アクチュエータ組立体１９００は、第２のモータ１９３２、第２のカム軸の第１の部分１９３６ａ、第２のカム軸の第２の部分１９３６ｂ（すなわち、偏心部分）、およびスロット１９４６を含む第２のスロット付き軸受ブロック１９４２も含む。第２のモータ１９３２は、第２のカム軸１９３６を駆動して、スロット１９４６において第２のカム軸の第２の部分１９３６ｂを回転させ、これによって、第２のスロット付軸受ブロック１９４２は、垂直軸１９０２に沿って上方または下方に移動する。第２のスロット付軸受ブロック１９４２は、平坦で細長い結合要素１９４４を介して第２の弁ピン組立体１９６２に取り付けられる。このように、第２のモータ１９３２は、バネ負荷を受ける第２の弁ピン１９２２を同調して上昇または下降させるために、垂直軸１９０２に沿って第２の弁ピン組立体１９６２を上方または下方に移動することができる。
【０１００】
第２のカム軸の第２の部分１９３６ｂは、垂直軸１９０２に沿って到達可能である最高または最低位置において、またはその付近で停止することが可能である。最高または最低位置において、またはその付近で、カム軸１９４８の第２の部分の長手方向軸は、第２のカム軸１９３６の第１の部分の長手方向軸（すなわち、回転の中心）の真上または真下に、垂直に整列される。したがって、第２の弁ピン組立体１９６２の第２の弁ピンバネ１９５４におけるバネ力は、約ゼロのトルクを第２のカム軸１９３６に及ぼす。第２のモータ１９３２は、遊星ギアヘッド１９７２を含み、遊星ギアヘッドにおける摩擦と組み合わせられたこのほぼゼロのトルクによって、垂直軸１９０２に沿った上昇または下降位置において第２の弁ピン組立体１９６２を保持する力が確実に不必要となるようにする。
第２のモータ１９３２と同様に、第１のモータ１９３１は、第１のカム軸１９３５を駆動して、第１のカム軸の第２の部分１９３５ｂを回転させ、これによって、第１のスロット付軸受ブロック１９４１は、垂直軸１９０２に沿って上方または下方に移動する。第１のスロット付軸受ブロック１９４１は、平坦で細長い結合要素１９４３を介して第１の弁ピン組立体１９６１に取り付けられる。このように、第２のモータ１９３１は、バネ負荷を受ける第１の弁ピン１９２１を同調して上昇または下降させるために、垂直軸１９０２に沿って第２の弁ピン組立体１９６１を上方または下方に移動することができる。
【０１０１】
光センサ１９３７は、第１のカム軸１９３５に結合される半月円板１９３３の存在を検知することによって、第１のカム軸１９３５の長手方向軸に対する第１のカム軸１９３５の半径方向位置を検知する。同様に、光センサ１９３８は、第２のカム軸１９３６に結合される半月円板１９３４の存在を検知することによって、第２のカム軸１９３６の長手方向軸に対する第２のカム軸１９３６の半径方向位置を検知する。操作中、第１のモータ１９３１は、半月円板１９３３が光センサ１９３７を干渉しなくなるまで特定の方向に第１のカム軸の第２の部分１９３５ｂを駆動し、その点において、第１のカム軸の第２の部分１９３５ｂは、垂直軸１９０２に沿って到達可能である最高または最低位置に到達する。同様に、第２のモータ１９３２は、半月円板１９３４が光センサ１９３８を干渉しなくなるまで第２のカム軸の第２の部分１９３６ｂを駆動し、その点において、第１のカム軸の第２の部分１９３６ｂは、垂直軸１９０２に沿って到達可能である最高または最低位置に到達する。
【０１０２】
具体的な実施形態を参照して本発明について具体的に図示および説明したが、添付の請求項が既定する本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形式および詳細に種々の変更を加えてもよいことを当業者により理解されたい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を処理するためのカートリッジであって、
複数の流体入力部と、
入口および出口を各々が有する複数の入力弁を備える入力弁組立体であって、各入力弁は、第１の可動ヘッド組立体によって印加される力に応答して、密閉流体チャンバを形成するように適合される、入力弁組立体と、
入口および出口を各々が有する複数の第１の出力弁および複数の第２の出力弁を備える出力弁組立体であって、各出力弁は、第２の可動ヘッド組立体によって印加される力に応答して、密閉流体チャンバを形成するように適合される、出力弁組立体と、
複数のポンプ接続部材と嵌合および整列するように適合される複数の流体槽と、
流体チャンバ、入口、および出口を各々が有する複数の処理機器であって、各処理機器入口は、少なくとも１つの入力弁の該出口と流体連通し、各処理機器出口は、１つの第１の出力弁の該入口と流体連通し、各第１の出力弁出口は、１つの流体槽および１つの第２の出力弁の該入口と流体連通する、処理機器と、
複数のチャネルであって、該複数のチャネルは、各々、該入力弁組立体の１つの入力弁を介して、１つの処理機器を介して、該出力弁組立体の１つの第１の出力弁を介して１つの流体槽に、および前記出力弁組立体の１つの第２の出力弁を介して、流体試料を１つの流体入力部から輸送するように適合される、複数のチャネルと
を備える、カートリッジ。
【請求項２】
前記複数の入力弁および出力弁の各々は、前記第１および第２の可動ヘッド組立体のうちの１つの嵌合表面によって印加される力に応答して、密閉流体チャンバを形成するように適合される、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３】
前記複数の入力弁および出力弁の各々は、前記第１および第２の可動ヘッド組立体のうちの１つの対応する可動部材によって印加される力に応答して、前記入口と前記出口との間の流体連通を開放および閉鎖するように適合される、請求項２に記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記複数の処理機器は、たわみ板波機器である、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項５】
前記複数の入力弁は、複数の試薬入力弁および複数の流体入力弁を備える、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項６】
少なくとも１つの位置決め特徴をさらに備える、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項７】
前記少なくとも１つの位置決め特徴は、前記カートリッジの表面によって画定される少なくとも１つの開口部を備える、請求項６に記載のカートリッジ。
【請求項８】
前記少なくとも１つの開口部を囲み、かつ前記カートリッジの前記表面から延出する壁をさらに備える、請求項７に記載のカートリッジ。
【請求項９】
前記少なくとも１つの位置決め特徴は、前記カートリッジの前記表面上に配置される少なくとも１つのピンを備える、請求項６に記載のカートリッジ。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの位置決め特徴は、前記カートリッジを前記器具と整列させるように適合される、請求項６に記載のカートリッジ。
【請求項１１】
少なくとも第２の位置決め特徴は、前記器具の少なくとも１つの組立体を、前記カートリッジの少なくとも１つの部分と整列させるように適合される、請求項１０に記載のカートリッジ。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの組立体は、前記第１の可動ヘッド組立体であり、前記カートリッジの前記少なくとも１つの部分は、前記入力弁組立体である、請求項１１に記載のカートリッジ。
【請求項１３】
各流体槽は、開口部および壁を有するチャンバを備え、該壁は、該開口部を囲み、該チャンバの外面から延出し、該壁は、前記複数のポンプ接続部材のうちの１つと整列、嵌合、密閉するように適合される、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項１４】
前記壁は、気体透過性で液体不透過性の要素を受容するように適合される、請求項１３に記載のカートリッジ。
【請求項１５】
前記要素は、膜またはフィルタである、請求項１４に記載のカートリッジ。
【請求項１６】
試料を処理するためのカートリッジであって、
第１の側面、および該第１の側面の反対側の第２の側面を有する本体と、
該本体の該第１の側面における第１および第２のチャネルと、
第１および第２の開口部を有する該本体の該第２の側面における第１の凹部であって、該第１の開口部を介して（１）該第１のチャネルと流体連通し、該第２の開口部を介して（２）該第２のチャネルと流体連通する、第１の凹部と、
該第１の凹部を囲み第１の凹部壁であって、該第１の凹部壁は、試料処理システムに取り付けられると、該第１の壁および該第１の凹部を被覆する可撓性シートに嵌合および密閉するように適合される、第１の凹部壁と
を備える、カートリッジ。
【請求項１７】
前記第１のチャネルは、第１の流体入力部と流体連通し、前記第２のチャネルは、処理機器と流体連通する、請求項１６に記載のカートリッジ。
【請求項１８】
前記第１の凹部と前記第１の凹部壁との組み合わせを囲む弁組立体壁をさらに備え、該弁組立体壁は、前記可撓性シートに嵌合および密閉するように適合される、請求項１６に記載のカートリッジ。
【請求項１９】
第３のチャネルと、
第１および第２の開口部を有する前記本体の前記第２の側面における第２の凹部であって、該第２の凹部の該第１の開口部を介して（１）該第３のチャネルと流体連通し、該第２の凹部の該第２の開口部を介して（２）前記第１のチャネルと流体連通する、第２の凹部と、
該第２の凹部を囲む第２の凹部壁であって、前記弁組立体壁は、該第２の凹部と該第２の凹部壁との組み合わせをさらに囲み、該第２の凹部壁の表面は、試料処理システムに取り付けられると、該第２の凹部壁および該第２の凹部を被覆する可撓性シートに嵌合および密閉するように適合される、第２の凹部壁と
をさらに備える、請求項１８に記載のカートリッジ。
【請求項２０】
前記第１のチャネルは、流体槽と流体連通し、前記第２のチャネルは、処理機器と流体連通し、前記第３のチャネルは、廃棄物出力接続部と流体連通する、請求項１９に記載のカートリッジ。
【請求項２１】
前記カートリッジの少なくとも１つの特徴を少なくとも部分的に囲む前記本体の前記第１の側面に付着されるシートをさらに備える、請求項２０に記載のカートリッジ。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの特徴は、前記第１のチャネルおよび流体槽を含む、請求項２１に記載のカートリッジ。
【請求項２３】
試料を処理するためのシステムであって、
複数の流体接続部、弁組立体、複数のチャネル、および複数の流体槽を備えるカートリッジであって、該弁組立体は、入口および出口を各々が有する複数の弁を備え、少なくとも１つのチャネルは、少なくとも１つの弁を介して少なくとも１つの流体接続部と少なくとも１つの流体槽との間に流体連通を提供する、カートリッジと、
力を該弁組立体に印加して、密閉流体チャンバを該複数の弁の各々に形成するように適合される弁接続組立体を備える可動ヘッド組立体であって、該弁接続組立体は、該複数の弁の各々の該入口と該出口との間の流体連通を開放および閉鎖するように各々が適合される複数の可動部材を備える、可動ヘッド組立体と、
（１）該複数の流体槽のうちの対応する１つと嵌合および整列するように、および（２）処理機器において少なくとも１つのチャネルおよび少なくとも１つの弁を介して、少なくとも１つの流体接続部と少なくとも１つの流体槽との間で試料を移動させるように各々が適合される複数のポンプ接続部材を備えるポンプと
を備える、システム。
【請求項２４】
各可動部材は、ゼロ保持力作動を各対応する弁に提供するように適合される、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
試料を処理するための器具であって、
カートリッジを受容および支持するように適合される板と、
該カートリッジ上の弁組立体に力を印加して、該弁組立体における少なくとも１つの弁において密閉流体チャンバを形成するように適合される弁接続組立体を備える可動ヘッド組立体であって、該弁接続組立体は、該少なくとも１つの弁の入口と出口との間の流体連通を開放および閉鎖するように適合される少なくとも１つの可動部材を備える、可動ヘッド組立体と、
該カートリッジ上に画定される複数の流体槽と嵌合および整列するように適合される複数のポンプ接続部材を備えるポンプと
を備える、器具。
【請求項２６】
前記可動ヘッド組立体は、前記カートリッジ上に画定される少なくとも１つの相補的位置決め特徴と嵌合および整列するように適合される少なくとも１つの位置決め特徴を備える、請求項２５に記載の器具。
【請求項２７】
前記弁接続組立体は、前記カートリッジの前記弁組立体に関連付けられる少なくとも１つの相補的位置決め特徴と嵌合および整列するように適合される少なくとも１つの位置決め特徴を備える、請求項２６に記載の器具。
【請求項２８】
前記板は、可動板である、請求項２５に記載の器具。
【請求項２９】
前記板は、熱的に制御される板である、請求項２８に記載の器具。
【請求項３０】
カートリッジによって試料を処理する方法であって、
複数の入力弁および複数の出力弁の上に配置される可撓性シートに力を印加して、該入力弁および出力弁の各々において密閉チャンバを提供することであって、該複数の入力弁は、複数の試薬入力弁および複数の流体入力弁を備え、該複数の出力弁は、複数の第１および第２の出力弁を備える、ことと、
該複数の試薬入力弁を閉鎖することと、
該複数の流体入力弁を開放することと、
該複数の第２の出力弁を閉鎖することと、
該複数の第１の出力弁を開放することと、
各流体入力弁を介して、対応する処理機器を介して、および対応する第１の出力弁を介して試料を引き込むことと、
各処理機器によって該試料を処理することと、
該複数の流体入力弁を閉鎖することと、
該複数の試薬入力弁を開放することと、
各試薬入力弁を介して、対応する処理機器を介して、および対応する第１の出力弁を介して試薬を引き込むことであって、該試薬の流動によって、該試料の各々は、対応する流体槽に進入する、ことと、
該複数の第１の出力弁を閉鎖することと、
該複数の第２の出力弁を開放することと、
該試料および該試薬を、各第２の出力弁を介して該流体槽から押圧することと
を含む、方法。
【請求項３１】
試料を処理するためのカートリッジを製造する方法であって、
第１のチャネルおよび第２のチャネルを本体の第１の側面に形成することと、
第１の凹部を該本体の第２の側面に形成することと、
該第１のチャネルと流体連通する第１の開口部を該第１の凹部に形成することと、
該第２のチャネルと連通する第２の開口部を該第１の凹部に形成することと、
該第１の凹部を囲み、かつ試料処理システムに取り付けられると、該第１の凹部壁および該第１の凹部を被覆する可撓性シートに嵌合および密閉する第１の凹部壁を形成することと
を含む、方法。
【請求項３２】
前記第１の凹部と前記第１の凹部壁との組み合わせを囲み、かつ前記可撓性シートに嵌合および密閉する弁組立体壁を形成することをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
１つ以上の製造ステップは、まとめて実行される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
第３のチャネルを前記本体の前記第１の側面に形成することと、
第２の凹部を該本体の前記第２の側面に形成することと、
該第３のチャネルと流体連通する第１の開口部を該第２の凹部に形成することと、
前記第２のチャネルと流体連通する第２の開口部を該第２の凹部に形成することと、
該第２の凹部を囲み、前記可撓性シートに嵌合および密閉する第２の凹部壁を形成することであって、該可撓性シートは、試料処理システムに取り付けられると、該第２の凹部壁および該第２の凹部を被覆する、ことと
を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記第１および第２の凹部と前記第１および第２の凹部壁との組み合わせを囲み、かつ前記可撓性シートに嵌合および密閉する弁組立体壁を形成するこよをさらに含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項１】
試料を処理するためのカートリッジであって、
複数の流体入力部と、
入口および出口を各々が有する複数の入力弁を備える入力弁組立体であって、各入力弁は、第１の可動ヘッド組立体によって印加される力に応答して、密閉流体チャンバを形成するように適合される、入力弁組立体と、
入口および出口を各々が有する複数の第１の出力弁および複数の第２の出力弁を備える出力弁組立体であって、各出力弁は、第２の可動ヘッド組立体によって印加される力に応答して、密閉流体チャンバを形成するように適合される、出力弁組立体と、
複数のポンプ接続部材と嵌合および整列するように適合される複数の流体槽と、
流体チャンバ、入口、および出口を各々が有する複数の処理機器であって、各処理機器入口は、少なくとも１つの入力弁の該出口と流体連通し、各処理機器出口は、１つの第１の出力弁の該入口と流体連通し、各第１の出力弁出口は、１つの流体槽および１つの第２の出力弁の該入口と流体連通する、処理機器と、
複数のチャネルであって、該複数のチャネルは、各々、該入力弁組立体の１つの入力弁を介して、１つの処理機器を介して、該出力弁組立体の１つの第１の出力弁を介して１つの流体槽に、および前記出力弁組立体の１つの第２の出力弁を介して、流体試料を１つの流体入力部から輸送するように適合される、複数のチャネルと
を備える、カートリッジ。
【請求項２】
前記複数の入力弁および出力弁の各々は、前記第１および第２の可動ヘッド組立体のうちの１つの嵌合表面によって印加される力に応答して、密閉流体チャンバを形成するように適合される、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３】
前記複数の入力弁および出力弁の各々は、前記第１および第２の可動ヘッド組立体のうちの１つの対応する可動部材によって印加される力に応答して、前記入口と前記出口との間の流体連通を開放および閉鎖するように適合される、請求項２に記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記複数の処理機器は、たわみ板波機器である、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項５】
前記複数の入力弁は、複数の試薬入力弁および複数の流体入力弁を備える、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項６】
少なくとも１つの位置決め特徴をさらに備える、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項７】
前記少なくとも１つの位置決め特徴は、前記カートリッジの表面によって画定される少なくとも１つの開口部を備える、請求項６に記載のカートリッジ。
【請求項８】
前記少なくとも１つの開口部を囲み、かつ前記カートリッジの前記表面から延出する壁をさらに備える、請求項７に記載のカートリッジ。
【請求項９】
前記少なくとも１つの位置決め特徴は、前記カートリッジの前記表面上に配置される少なくとも１つのピンを備える、請求項６に記載のカートリッジ。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの位置決め特徴は、前記カートリッジを前記器具と整列させるように適合される、請求項６に記載のカートリッジ。
【請求項１１】
少なくとも第２の位置決め特徴は、前記器具の少なくとも１つの組立体を、前記カートリッジの少なくとも１つの部分と整列させるように適合される、請求項１０に記載のカートリッジ。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの組立体は、前記第１の可動ヘッド組立体であり、前記カートリッジの前記少なくとも１つの部分は、前記入力弁組立体である、請求項１１に記載のカートリッジ。
【請求項１３】
各流体槽は、開口部および壁を有するチャンバを備え、該壁は、該開口部を囲み、該チャンバの外面から延出し、該壁は、前記複数のポンプ接続部材のうちの１つと整列、嵌合、密閉するように適合される、請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項１４】
前記壁は、気体透過性で液体不透過性の要素を受容するように適合される、請求項１３に記載のカートリッジ。
【請求項１５】
前記要素は、膜またはフィルタである、請求項１４に記載のカートリッジ。
【請求項１６】
試料を処理するためのカートリッジであって、
第１の側面、および該第１の側面の反対側の第２の側面を有する本体と、
該本体の該第１の側面における第１および第２のチャネルと、
第１および第２の開口部を有する該本体の該第２の側面における第１の凹部であって、該第１の開口部を介して（１）該第１のチャネルと流体連通し、該第２の開口部を介して（２）該第２のチャネルと流体連通する、第１の凹部と、
該第１の凹部を囲み第１の凹部壁であって、該第１の凹部壁は、試料処理システムに取り付けられると、該第１の壁および該第１の凹部を被覆する可撓性シートに嵌合および密閉するように適合される、第１の凹部壁と
を備える、カートリッジ。
【請求項１７】
前記第１のチャネルは、第１の流体入力部と流体連通し、前記第２のチャネルは、処理機器と流体連通する、請求項１６に記載のカートリッジ。
【請求項１８】
前記第１の凹部と前記第１の凹部壁との組み合わせを囲む弁組立体壁をさらに備え、該弁組立体壁は、前記可撓性シートに嵌合および密閉するように適合される、請求項１６に記載のカートリッジ。
【請求項１９】
第３のチャネルと、
第１および第２の開口部を有する前記本体の前記第２の側面における第２の凹部であって、該第２の凹部の該第１の開口部を介して（１）該第３のチャネルと流体連通し、該第２の凹部の該第２の開口部を介して（２）前記第１のチャネルと流体連通する、第２の凹部と、
該第２の凹部を囲む第２の凹部壁であって、前記弁組立体壁は、該第２の凹部と該第２の凹部壁との組み合わせをさらに囲み、該第２の凹部壁の表面は、試料処理システムに取り付けられると、該第２の凹部壁および該第２の凹部を被覆する可撓性シートに嵌合および密閉するように適合される、第２の凹部壁と
をさらに備える、請求項１８に記載のカートリッジ。
【請求項２０】
前記第１のチャネルは、流体槽と流体連通し、前記第２のチャネルは、処理機器と流体連通し、前記第３のチャネルは、廃棄物出力接続部と流体連通する、請求項１９に記載のカートリッジ。
【請求項２１】
前記カートリッジの少なくとも１つの特徴を少なくとも部分的に囲む前記本体の前記第１の側面に付着されるシートをさらに備える、請求項２０に記載のカートリッジ。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの特徴は、前記第１のチャネルおよび流体槽を含む、請求項２１に記載のカートリッジ。
【請求項２３】
試料を処理するためのシステムであって、
複数の流体接続部、弁組立体、複数のチャネル、および複数の流体槽を備えるカートリッジであって、該弁組立体は、入口および出口を各々が有する複数の弁を備え、少なくとも１つのチャネルは、少なくとも１つの弁を介して少なくとも１つの流体接続部と少なくとも１つの流体槽との間に流体連通を提供する、カートリッジと、
力を該弁組立体に印加して、密閉流体チャンバを該複数の弁の各々に形成するように適合される弁接続組立体を備える可動ヘッド組立体であって、該弁接続組立体は、該複数の弁の各々の該入口と該出口との間の流体連通を開放および閉鎖するように各々が適合される複数の可動部材を備える、可動ヘッド組立体と、
（１）該複数の流体槽のうちの対応する１つと嵌合および整列するように、および（２）処理機器において少なくとも１つのチャネルおよび少なくとも１つの弁を介して、少なくとも１つの流体接続部と少なくとも１つの流体槽との間で試料を移動させるように各々が適合される複数のポンプ接続部材を備えるポンプと
を備える、システム。
【請求項２４】
各可動部材は、ゼロ保持力作動を各対応する弁に提供するように適合される、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
試料を処理するための器具であって、
カートリッジを受容および支持するように適合される板と、
該カートリッジ上の弁組立体に力を印加して、該弁組立体における少なくとも１つの弁において密閉流体チャンバを形成するように適合される弁接続組立体を備える可動ヘッド組立体であって、該弁接続組立体は、該少なくとも１つの弁の入口と出口との間の流体連通を開放および閉鎖するように適合される少なくとも１つの可動部材を備える、可動ヘッド組立体と、
該カートリッジ上に画定される複数の流体槽と嵌合および整列するように適合される複数のポンプ接続部材を備えるポンプと
を備える、器具。
【請求項２６】
前記可動ヘッド組立体は、前記カートリッジ上に画定される少なくとも１つの相補的位置決め特徴と嵌合および整列するように適合される少なくとも１つの位置決め特徴を備える、請求項２５に記載の器具。
【請求項２７】
前記弁接続組立体は、前記カートリッジの前記弁組立体に関連付けられる少なくとも１つの相補的位置決め特徴と嵌合および整列するように適合される少なくとも１つの位置決め特徴を備える、請求項２６に記載の器具。
【請求項２８】
前記板は、可動板である、請求項２５に記載の器具。
【請求項２９】
前記板は、熱的に制御される板である、請求項２８に記載の器具。
【請求項３０】
カートリッジによって試料を処理する方法であって、
複数の入力弁および複数の出力弁の上に配置される可撓性シートに力を印加して、該入力弁および出力弁の各々において密閉チャンバを提供することであって、該複数の入力弁は、複数の試薬入力弁および複数の流体入力弁を備え、該複数の出力弁は、複数の第１および第２の出力弁を備える、ことと、
該複数の試薬入力弁を閉鎖することと、
該複数の流体入力弁を開放することと、
該複数の第２の出力弁を閉鎖することと、
該複数の第１の出力弁を開放することと、
各流体入力弁を介して、対応する処理機器を介して、および対応する第１の出力弁を介して試料を引き込むことと、
各処理機器によって該試料を処理することと、
該複数の流体入力弁を閉鎖することと、
該複数の試薬入力弁を開放することと、
各試薬入力弁を介して、対応する処理機器を介して、および対応する第１の出力弁を介して試薬を引き込むことであって、該試薬の流動によって、該試料の各々は、対応する流体槽に進入する、ことと、
該複数の第１の出力弁を閉鎖することと、
該複数の第２の出力弁を開放することと、
該試料および該試薬を、各第２の出力弁を介して該流体槽から押圧することと
を含む、方法。
【請求項３１】
試料を処理するためのカートリッジを製造する方法であって、
第１のチャネルおよび第２のチャネルを本体の第１の側面に形成することと、
第１の凹部を該本体の第２の側面に形成することと、
該第１のチャネルと流体連通する第１の開口部を該第１の凹部に形成することと、
該第２のチャネルと連通する第２の開口部を該第１の凹部に形成することと、
該第１の凹部を囲み、かつ試料処理システムに取り付けられると、該第１の凹部壁および該第１の凹部を被覆する可撓性シートに嵌合および密閉する第１の凹部壁を形成することと
を含む、方法。
【請求項３２】
前記第１の凹部と前記第１の凹部壁との組み合わせを囲み、かつ前記可撓性シートに嵌合および密閉する弁組立体壁を形成することをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
１つ以上の製造ステップは、まとめて実行される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
第３のチャネルを前記本体の前記第１の側面に形成することと、
第２の凹部を該本体の前記第２の側面に形成することと、
該第３のチャネルと流体連通する第１の開口部を該第２の凹部に形成することと、
前記第２のチャネルと流体連通する第２の開口部を該第２の凹部に形成することと、
該第２の凹部を囲み、前記可撓性シートに嵌合および密閉する第２の凹部壁を形成することであって、該可撓性シートは、試料処理システムに取り付けられると、該第２の凹部壁および該第２の凹部を被覆する、ことと
を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記第１および第２の凹部と前記第１および第２の凹部壁との組み合わせを囲み、かつ前記可撓性シートに嵌合および密閉する弁組立体壁を形成するこよをさらに含む、請求項３４に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１９Ａ】
【図１９Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１９Ａ】
【図１９Ｂ】
【公表番号】特表２０１１−５１９０３３（Ｐ２０１１−５１９０３３Ａ）
【公表日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５０６３６０（Ｐ２０１１−５０６３６０）
【出願日】平成２１年４月１５日（２００９．４．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４０７１６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１３１８８３
【国際公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【出願人】（５０８１５３７０７）バイオスケール， インコーポレイテッド (4)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１５日（２００９．４．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４０７１６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１３１８８３
【国際公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【出願人】（５０８１５３７０７）バイオスケール， インコーポレイテッド (4)
【Ｆターム（参考）】
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