JP6778194B2 - 分子診断試験のためのデバイス及び方法 - Google Patents

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ラ ゼルダ，アダム デ
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Description

関連出願の相互参照
[1001] 本出願は、各々の全開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、２０１４年１２月３１日出願の米国仮出願第６２／０９８，７６９号、表題「Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ」、及び２０１５年９月２日出願の米国仮出願第６２／２１３，２９１号、表題「Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｔｅｓｔｉｎｇ」に対する優先権及びそれらの利益を主張するものである。
[1002] 本明細書に記載の実施形態は、分子診断試験のための方法及びデバイスに関する。より具体的には、本明細書に記載の実施形態は、分子診断試験のための使い捨ての自己完結型デバイス及び方法に関する。
[1003] 米国内では毎年１０億を超える感染症が存在し、それらのうちの大半は、不正確な診断結果又は診断結果の遅れのため、誤って治療される。多くの既知のポイントオブケア（ＰＯＣ）試験が乏しい感度（３０〜７０％）を有する一方で、核酸の特異的検出を伴う試験又は病原体標的に関連する分子試験等のより感度の高い試験は、研究室でしか利用可能ではない。従って、現在の分子診断試験のおよそ９０パーセントが集中型研究室で実施されている。しかしながら、研究室に基づく分子診断試験を行うための既知のデバイス及び方法は、訓練された人材、規制されたインフラストラクチャー、及び高価なハイスループット器具類を必要とする。既知の研究室器具類は、多くの場合、消耗試験又はカートリッジの定期供給に加えて資本投資として購入される。既知のハイスループット研究室設備が一般に多く（９６〜３８４以上）の試料を一度に処理するため、集中研究室試験は、数回に分けて行われる。既知の処理方法は、典型的には、１回の大規模稼働である期間（例えば、１日）に収集された全ての試料を処理することを含み、ターンアラウンドタイムは、試料が収集された後の数時間〜数日である。さらに、かかる既知の器具類及び方法は、試薬を添加し、処理を監視し、かつステップ毎に試料を移動させる熟練技術者の指導下である特定の動作を行うように設計されている。従って、既知の研究室試験及び方法が非常に正確であるが、それらは、多くの場合、かなりの時間及びかなりの費用を要する。
[1004] ポイントオブケア（「ＰＯＣ」）又は研究室以外の他の場所で行われる試験に利用可能な試験選択肢が限定されている。既知のＰＯＣ試験選択肢は、分析の質の低い単一分析物試験である傾向がある。これらの試験は、診断の助けとなるように臨床アルゴリズムと一緒に使用されるが、確定診断のためにより質の高い研究室試験によって頻繁に検証されている。従って、消費者も医師も１回の訪問で「試験及び治療」するのに必要な時間枠内で迅速かつ正確な試験結果を達成することができない。結果として、医者及び患者は、多くの場合、診断を把握する前に治療コースを決定する。これは、抗生物質が必要なときに処方されず、結果として感染症をもたらすか、又は抗生物質が必要でないときに処方され、結果として地域社会に新たな抗生物質耐性菌株をもたらすといった多大な悪影響を及ぼす。さらに、既知のシステム及び方法により、Ｈ１Ｎ１豚インフルエンザ等の重度のウイルス感染症の診断が手遅れになってしまうことが多く、封じ込めに対する取り組みを制限する。加えて、患者は、不必要な繰り返しの診察に多くの時間を費やす。
[1005] 従って、分子診断試験のための改善されたデバイス及び方法が必要とされている。具体的には、医療サービス提供者及び患者がより良い医療上の決断を下すことができるように自宅で感染症を正確かつ迅速に診断することを可能にする良心的な価格の使い勝手の良い試験が必要とされている。
[1006] 分子診断試験デバイスは、筐体、増幅モジュール、及び検出モジュールを含む。増幅モジュールは、入力試料を受容するように構成されており、反応体積を規定する。増幅モジュールは、増幅モジュールが入力試料にポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を行うことができるように加熱器を含む。検出モジュールは、増幅モジュールからの出力と、入力試料中の標的アンプリコンの存在を示す信号を生成するように配合された試薬とを受容するように構成されている。増幅モジュール及び検出モジュールは、分子診断試験デバイスが手持ち式デバイスになるように筐体内に一体化される。
一実施形態による分子診断試験デバイスの概略図である。 一実施形態による分子診断試験デバイスの概略図である。 第１構成にある、一実施形態による分子診断試験デバイスの概略図である。 第２構成にある、一実施形態による分子診断試験デバイスの概略図である。 第１構成にある、一実施形態による分子診断試験デバイスの概略図である。 第２構成にある、一実施形態による分子診断試験デバイスの概略図である。 一実施形態による分子診断試験デバイスの概略図である。 比色結果の生成をもたらす、図７のデバイスで行われる一実施形態による酵素結合反応を図解する図である。 一実施形態による分子診断試験デバイスの概略図である。 一実施形態による分子診断試験デバイスの斜視図である。 一実施形態による分子診断試験デバイスの斜視図である。 図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの筐体の上部分の斜視図である。 図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの筐体の底部分の斜視図である。 筐体の上部分が取り外されて内部構成要素を示している状態の、図１０及び１１に示される分子診断試験デバイスの斜視図である。 筐体の上部分、増幅モジュール、及び検出モジュールが取り外されて内部構成要素を示している状態の、図１０、図１１、及び図１４に示される分子診断試験デバイスの斜視図である。 図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの試料入力モジュールの正面斜視図である。 図１６の線Ｘ−Ｘに沿って切り取られた、図１６に示される試料入力モジュールの断面斜視図である。 図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの試料入力モジュールの側面斜視図である。 図１８の線Ｘ−Ｘに沿って切り取られた、図１８に示される試料入力モジュールの断面斜視図である。 図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの試料アクチュエータの側面斜視図である。 作動構成にある、図１０及び図１１に示される試料入力モジュールの側面断面図である。 図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの洗浄モジュールの正面斜視図である。 図２２の線Ｘ−Ｘに沿って切り取られた、図２２に示される洗浄モジュールの断面斜視図である。 図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの洗浄アクチュエータの側面斜視図である。 図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの溶出モジュール及び試薬モジュールの正面斜視図である。 図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの溶出モジュール及び試薬モジュールの後面斜視図である。 上部分が取り外された状態の、図２５及び図２６に示される溶出モジュール及び試薬モジュールの後面斜視図である。 上部分が取り外された状態の、図２５及び図２６に示される溶出モジュール及び試薬モジュールの断面斜視図である。 第１（又は準備）構成にある、図２５及び図２６に示される試薬モジュールの断面斜視図である。 図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの溶出及び試薬アクチュエータの側面斜視図である。 第２（又は作動）構成にある、図２５及び図２６に示される試薬モジュールの断面斜視図である。 第１（準備）構成にある、図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスのフィルタ組立体の正面斜視図である。 図３２及び図３４に示されるフィルタ組立体の前面分解図である。 第２（作動）構成にある、図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスのフィルタ組立体の正面斜視図である。 図３２及び図３４に示されるフィルタ組立体の後面分解図である。 図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの不活性化チャンバの側面斜視図である。 図３６に示される不活性化チャンバの分解図である。 図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの混合組立体の前面分解図である。 図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの混合組立体の後面分解図である。 図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの流体移送モジュールの正面斜視図である。 図４０の線Ｘ−Ｘに沿って切り取られた、図４０に示される流体移送モジュールの断面図である。 図４０に示される流体移送モジュールの分解図である。 図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの増幅モジュールの分解図である。 図４３に示される増幅モジュールの流動部材の上面図である。 図４３に示される増幅モジュール並びに図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの検出モジュールの分解斜視図である。 図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの検出モジュールの分解斜視図である。 図４６に示される検出モジュールの底面斜視図である。 図４６に示される検出モジュールの一部分の側面断面図である。 図４６に示される検出モジュールの一部分の上面図である。 図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの回転弁組立体の正面斜視図である。 図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの回転弁組立体の後面斜視図である。 図５０及び図５１に示される回転弁組立体の前面分解図である。 図５０及び図５１に示される回転弁組立体の後面分解図である。 ８つの異なる動作構成にある、図５０及び図５１に示される回転弁組立体の正面図である。 ８つの異なる動作構成にある、図５０及び図５１に示される回転弁組立体の正面図である。 ８つの異なる動作構成にある、図５０及び図５１に示される回転弁組立体の正面図である。 ８つの異なる動作構成にある、図５０及び図５１に示される回転弁組立体の正面図である。 ８つの異なる動作構成にある、図５０及び図５１に示される回転弁組立体の正面図である。 ８つの異なる動作構成にある、図５０及び図５１に示される回転弁組立体の正面図である。 ８つの異なる動作構成にある、図５０及び図５１に示される回転弁組立体の正面図である。 ８つの異なる動作構成にある、図５０及び図５１に示される回転弁組立体の正面図である。 第１構成にある、図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの試料移送部分、並びに一実施形態による外部移送デバイスの側面断面図である。 第２（試料作動）構成にある、図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの斜視図である。 第３（洗浄作動）構成にある、図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの斜視図である。 第４（溶出及び試薬作動）構成にある、図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの斜視図である。 第５（読み取り）構成にある、図１０及び図１１に示される分子診断試験デバイスの斜視図である。 図１０及び図１１に示されるデバイスを使用して一実施形態による試験プロトコルを行ったときの電力使用及び電力源電圧のグラフである。 一実施形態による診断試験の試験プロセスフローのフローチャートを示す。 一実施形態による診断試験の試験プロセスフローのフローチャートを示す。 一実施形態による診断試験の試験プロセスフローのフローチャートを示す。 一実施形態による診断試験方法のフローチャートを示す。 一実施形態による分子診断試験デバイスの斜視図である。 筐体の上部分が取り外されて内部構成要素を示している状態の、図７０に示される分子診断試験デバイスの斜視図である。 筐体の上部分、増幅モジュール、及び検出モジュールが取り外されて内部構成要素を示している状態の、図７０に示される分子診断試験デバイスの斜視図である。 図７０に示される分子診断試験デバイスの試薬モジュールの斜視図である。 図７０に示される分子診断試験デバイスの試薬モジュールの斜視図である。 一実施形態による診断試験装置の斜視図である。 図７５の装置の上面図である。 図７５の装置の側面図である。 図７５の装置の試料入力ポートの使用の図解である。 図７５の装置のプランジャの使用の図解である。 図７５の装置の引き抜きタブの使用の図解である。 図７５の装置の着脱可能な電池の図解である。 図７５の装置の再充電可能な電池の図解である。 一実施形態による分子診断試験デバイスの上面図である。 パッケージ解除構成にある、図８３に示される分子診断試験デバイスの斜視図である。 様々な動作段階にある、図８３に示される分子診断試験デバイスの様々な図である。 様々な動作段階にある、図８３に示される分子診断試験デバイスの様々な図である。 様々な動作段階にある、図８３に示される分子診断試験デバイスの様々な図である。 第１構成にある、一実施形態による試料移送デバイスの概略図である。 第２構成にある、一実施形態による試料移送デバイスの概略図である。 一実施形態による試料調製モジュールの構成要素の分解斜視図である。 図９０に示される洗浄試薬貯蔵及び分注組立体の概略図である。 図９０に示される溶出試薬貯蔵及び分注組立体の概略図である。 一実施形態による増幅モジュールの斜視図である。 図９３に示される増幅モジュールのヒートシンクの概略図である。 図９３に示される増幅モジュールの構成要素の分解図である。 一実施形態による流体移送モジュールの断面斜視図である。 様々な動作段階にある、図９６に示される流体移送モジュールの断面斜視図である。 様々な動作段階にある、図９６に示される流体移送モジュールの断面斜視図である。 様々な動作段階にある、図９６に示される流体移送モジュールの断面斜視図である。
[1083] いくつかの実施形態では、装置は、使い捨ての持ち運び可能な単回使用の安価な分子診断手段のために構成されている。本装置は、試料調製、核酸増幅（例えば、ポリメラーゼ連鎖反応又はＰＣＲによる）、及び検出を含むが、これらに限定されない質の高い分子診断試験を行うように構成された１つ以上のモジュールを含み得る。いくつかの実施形態では、試料調製は、標的病原体／実体を単離し、望ましくないＰＣＲ阻害物質を除去することによって行われ得る。その後、標的実体が溶解されて、ＰＣＲ増幅のために標的核酸を放出することができる。標的実体中の標的核酸は、温度サイクルを経てポリメラーゼで増幅されて、検出のためにより多数の標的核酸配列コピーを産出することができる。
[1084] 検出は、いくつかの実施形態では、読み取りレーンにおける比色反応によって起こり得る。複数の核酸標的がそのレーンで読み取られ、多重検出／試験を可能にし得る。本装置は、内蔵型試薬貯蔵部、流体ポンプ、弁、及び電子機器も収容し、試験ステップを適切に順序付け、動作を制御することができる。さらに、本装置は、電池により電力供給されて、交流電力なしでの、任意の好適な場所（例えば、研究室以外の場所及び／又は任意の好適な「ポイントオブケア」）での診断試験（複数可）の実行を可能にし得る。
[1085] いくつかの実施形態では、本装置は、Ｃｈｌａｍｙｄｉａ ｔｒａｃｈｏｍａｔｉｓ（ＣＴ）、Ｎｅｉｓｓｅｒｉａ ｇｏｎｏｒｒｈｅａ（ＮＧ）、及びＴｒｉｃｈｏｍｏｎａｓ ｖａｇｉｎａｌｉｓ（ＴＶ）を含むが、これらに限定されない性感染症（ＳＴＩ）に一般に関連する病原体を核酸検出によって検出するように構成され得る。いくつかの実施形態では、本装置は、診断試験（複数可）が適切に機能していることを確実にするために内蔵型陽性対照及び陰性対照を含む。
[1086] いくつかの実施形態では、本装置は、使い捨ての持ち運び可能な動作のために最適化されている。例えば、いくつかの実施形態では、電力モジュールは、小型電池（例えば、９Ｖ電池）によって動作することができ、電力引き込みのタイミング及び／又は規模を制御して電池の容量を適応させるためのコントローラを含み得る。他の実施形態では、本装置は、使用者エラーの可能性を最小限に抑えるように構成された安全係止部等の任意の数の特徴部を含み得る。
[1087] いくつかの実施形態では、手持ち式分子診断試験デバイスは、筐体、増幅（又はＰＣＲ）モジュール、及び検出モジュールを含む。増幅モジュールは、入力試料を受容するように構成されており、反応体積を規定する。増幅モジュールは、増幅モジュールが入力試料にポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を行うことができるように加熱器を含む。検出モジュールは、増幅モジュールからの出力と、入力試料中の標的アンプリコンの存在を示す信号を生成するように配合された試薬とを受容するように構成されている。増幅モジュール及び検出モジュールは筐体内に一体化される。
[1088] いくつかの実施形態では、装置は、筐体、試料調製モジュール、増幅（又はＰＣＲ）モジュール、及び検出モジュールを含む。試料調製モジュールは、筐体内に配置され、入力試料を受容するように構成されている。増幅モジュールは、筐体内に配置され、試料調製モジュールからの出力を受容するように構成されている。増幅モジュールは、流動部材及び加熱器を含み、流動部材が蛇行流路を規定する。加熱器は、流動部材に連結される。増幅モジュールは、試料調製モジュールからの出力にポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を行うように構成されている。検出モジュールは、筐体内に配置され、増幅モジュールからの出力を受容するように構成されている。検出モジュールは、前記入力試料中の標的生物の存在を示す比色信号を生成するように配合された試薬を受容するように構成されている。試料調製モジュール、増幅（又はＰＣＲ）モジュール、及び検出モジュールは、１回使用のために集合的に構成されている。いくつかの実施形態では、本装置は、使用後に標準の廃棄物処理手順により使い捨てである。
[1089] いくつかの実施形態では、装置は、増幅（又はＰＣＲ）モジュール及び検出モジュールを含む。増幅モジュールは、入力試料を受容するように構成されており、反応体積を規定する。増幅モジュールは、増幅モジュールが入力試料にポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を行うことができるように加熱器を含む。検出モジュールは、増幅モジュールからの出力と、入力試料中の標的生物の存在を示す信号を生成するように配合された試薬とを受容するように構成されている。本装置は、約２５分未満の時間以内に信号を生成するように構成されている。
[1090] いくつかの実施形態では、装置は、筐体、増幅（又はＰＣＲ）モジュール、及び検出モジュールを含む。増幅モジュールは、入力試料を受容するように構成されており、反応体積を規定する。増幅モジュールは、増幅モジュールが入力試料にポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を行うことができるように加熱器を含む。検出モジュールは、増幅モジュールからの出力と、入力試料中の標的生物の存在を示す信号を生成するように配合された試薬とを受容するように構成されている。標的生物は疾患に関連している。増幅モジュール及び検出モジュールは、筐体内に一体化され、疾患の検出について少なくとも約９３パーセントの感度及び少なくとも約９５パーセントの特異度を集合的に有する。
[1091] いくつかの実施形態では、装置は、筐体、増幅（又は「ＰＣＲ」）モジュール、試薬モジュール、及び検出モジュールを含む。筐体は、試料入力ポートを含み、検出開口部を規定する。ＰＣＲモジュールは、筐体内に配置され、流動部材及び加熱器を含む。流動部材は、試料入力ポートに流体連通した入口部分を有するＰＣＲ流路を規定する。加熱器は、加熱器とＰＣＲ流路とが複数の位置で交差するように流動部材に固定して連結される。試薬モジュールは、筐体内に配置され、標的アンプリコンに関連するシグナル分子によって光信号の生成を触媒するように配合された基質を収容する。検出モジュールは、ＰＣＲ流路の出口部分及び試薬モジュールに流体連通した検出チャネルを規定する。検出モジュールは、標的アンプリコンを保持するように構成された検出チャネル内に検出表面を含む。検出モジュールは、検出表面が筐体の検出開口部を通じて可視になるように筐体内に配置される。
[1092] いくつかの実施形態では、検出チャネルは、少なくとも約４ｍｍの幅を有する。いくつかの実施形態では、筐体は、検出表面の少なくとも一部分を包囲するように構成された遮蔽部分を含む。遮蔽部分は、検出開口部を通じた検出表面の可視性を高めるように構成され得る。
[1093] いくつかの実施形態では、装置は、筐体、増幅モジュール、試薬モジュール、及び検出モジュールを含む。増幅モジュールは、筐体内に配置され、入力試料を受容するように構成されている。増幅モジュールは、反応体積を規定し、増幅モジュールが入力試料にポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を行うことができるように加熱器を含む。試薬モジュールは、筐体内に配置され、試料洗浄剤、溶出緩衝液、ＰＣＲ試薬、検出試薬、又は基質のうちの少なくとも１つが中に収容される試薬体積を規定する。試薬モジュールは、試薬アクチュエータが第１位置から第２位置に移動すると試薬を体積から運搬するように構成された試薬アクチュエータによって作動する。試薬アクチュエータは、第２位置に係止されたまま留まるように構成されている。検出モジュールは、筐体内に配置され、増幅モジュールからの出力を受容するように構成されている。検出モジュールは、試薬モジュールからの検出試薬を受容するように構成されており、検出試薬は、入力中の標的生物の存在を示す比色信号を生成するように配合されている。
[1094] いくつかの実施形態では、本装置は、筐体内に配置された電力源も含む。いくつかの実施形態では、電力源は、約９Ｖの公称電圧及び約１２００ｍＡｈ未満の容量を有する。いくつかの実施形態では、本装置は、筐体内に配置されたコントローラも含み、コントローラは、メモリ又はプロセッサのうちの少なくとも一方内に実装される。いくつかの実施形態では、コントローラは、熱制御信号を生成して加熱器の出力を調整するように構成された少なくとも１つの熱制御モジュールを含む。
[1095] いくつかの実施形態では、装置は、筐体、増幅モジュール、試薬モジュール、検出モジュール、及び電力源を含む。増幅モジュールは、筐体内に配置され、入力試料を受容するように構成されている。増幅モジュールは、反応体積を規定する流動部材を含む。増幅モジュールは、増幅モジュールが入力試料にポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を行うことができるように流動部材に連結された加熱器を含む。試薬モジュールは、筐体内に配置され、試料洗浄剤、溶出緩衝液、ＰＣＲ試薬、検出試薬、又は基質のうちの少なくとも１つが中に収容される試薬体積を規定する。試薬モジュールは、試薬アクチュエータが第１位置から第２位置に移動すると試薬を体積から運搬するように構成された試薬アクチュエータを含む。検出モジュールは、増幅モジュールからの出力及び検出試薬を受容するように構成されている。検出試薬は、入力試料中の標的アンプリコンの存在を示す信号を生成するように配合されている。検出モジュールは、信号が生成され、かつ検出開口部を通じて可視である検出表面を含む。電力源は、試薬アクチュエータが第１位置にあるときに、プロセッサ又は増幅モジュールのうちの少なくとも一方から電気的に絶縁される。電力源は、試薬アクチュエータが第２位置にあるときに、プロセッサ又は増幅モジュールのうちの少なくとも一方に電気的に連結される。
[1096] いくつかの実施形態では、装置は流動部材及び加熱器組立体を含む。流動部材は、少なくとも３０個の増幅流動チャネルを有する蛇行流路を規定する。加熱器組立体は、流動部材に連結されて、３つの加熱ゾーンを各増幅流動チャネル内に規定する。加熱器組立体及び流動部材は、第１加熱ゾーンに関連付けられた流動部材の第１部分の温度を第１温度で維持するように集合的に構成されている。加熱器組立体及び流動部材は、第２加熱ゾーンに関連付けられた流動部材の第２部分の温度を第２温度で維持するように集合的に構成されている。加熱器組立体及び流動部材は、第３加熱ゾーンに関連付けられた流動部材の第３部分の温度を第１温度で維持するように集合的に構成されている。加熱器組立体は、接着剤接合により流動部材の第１側面に連結される。
[1097] いくつかの実施形態では、方法は、試料を診断デバイスの試料調製モジュール内に運搬することを含む。試料調製モジュールは診断デバイスの筐体内に配置される。本方法は、診断デバイスを作動させて、試料調製モジュール内で標的分子を抽出することも含む。本方法は、診断デバイスを作動させて、標的分子を含有するＰＣＲ溶液をＰＣＲモジュールによって規定されたＰＣＲ流路内に流すことも含み、これにより、ＰＣＲ溶液がＰＣＲモジュールに連結された加熱器によって熱循環されるようになる。本方法は、診断デバイスを作動させて、ＰＣＲ溶液をＰＣＲモジュールの出口から検出モジュールの検出チャネル内に運搬することも含む。検出モジュールは、検出チャネル内に検出表面を含み、検出表面は、標的分子を保持するように構成されている。本方法は、診断デバイスを作動させて、試薬が標的アンプリコンに関連するシグナル分子と反応すると検出表面と関連付けられた可視光信号が生成されるように、試薬を検出チャネル内に運搬することも含む。本方法は、筐体の検出開口部を通じて検出表面を視察することも含む。
[1098] 本明細書で使用される「約」という用語は、参照数値表示に関連して使用されるとき、その参照数値表示の最大±１０％の参照数値表示を意味する。例えば、「約５０」という言語は４５〜５５の範囲を網羅する。
[1099] 本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されるとき、「近位」及び「遠位」という単語は、それぞれ、診断デバイスの操作者により近い方向及び診断デバイスの操作者から離れた方向を指す。従って、例えば、使用者から最も遠くにある使用者によって押圧されるアクチュエータの端がアクチュエータの遠位端であり、遠位端の反対側の端（すなわち、使用者によって操作される端）がアクチュエータの近位端である。
[1100] 本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されるとき、「試薬」という用語は、本明細書に記載の反応のうちのいずれかに関連して使用される任意の物質を含む。例えば、試薬は、溶出緩衝液、ＰＣＲ試薬、酵素、基質、洗浄溶液等を含み得る。試薬は、１つ以上の構成物の混合物を含み得る。試薬は、かかる構成物をそれらの物質の状態（例えば、固体、液体、又は気体）にかかわらず含み得る。さらに、試薬は、混合された状態、混合されていない状態、及び／又は部分的に混合された状態で物質に含まれ得る複数の構成物を含み得る。試薬は、活性構成物及び不活性構成物の両方を含み得る。従って、本明細書で使用されるとき、試薬は、非活性及び／又は不活性構成物、例えば、水、着色剤等を含み得る。
[1101] 「流体密封」という用語は、気密性封止（すなわち、気体不浸透性封止部）、並びに流体不浸透性のみの封止部を包含すると理解される。「実質的に」という用語は、「流体密封」、「気体不浸透性」、及び／又は「流体不浸透性」に関連して使用されるとき、完全な流体不浸透性が望ましい一方で、製造上の公差、又は他の実施上の考慮点（例えば、封止部及び／又は流体に加えられる圧力等）によるいくらかの最小限の漏出が「実質的に流体密封」の封止部でさえも生じ得ることを伝えるよう意図されている。従って、「実質的に流体密封」の封止部は、封止部が、約５ｐｓｉｇ未満、約１０ｐｓｉｇ未満、約２０ｐｓｉｇ未満、約３０ｐｓｉｇ未満、約５０ｐｓｉｇ未満、約７５ｐｓｉｇ未満、約１００ｐｓｉｇ未満、及びこれらの間の全ての値の圧力で維持されたときに、それを通る流体（気体、液体、及び／又はスラリーを含む）の通過を阻止する封止部を含む。「実質的に流体密封」の封止部を規定する構成要素が容器の壁の一部分を越えて移動した後にその壁の一部分に存在し得る任意の残留流体層は、漏出物とは見なされない。
[1102] 「不透明」という用語は、透明ではなく、かつ／若しくは、構造を通じて物体を明瞭に又ははっきりと見せない構造（デバイス筐体の部分等）を含むと理解される。「不透明」又は「実質的に不透明」又は「半不透明」という用語は、本明細書に記載のデバイス筐体又は任意の他の構造の説明に関連して使用されるとき、筐体を通じて物体を明瞭に見ることができないことを伝えるよう意図されている。「不透明」又は「実質的に不透明」又は「半不透明」と説明される筐体（又はその一部）は、遮断色を有し得る構造、又は色を有し得ない構造であるが、さもなければかすんだ、ぼやけた、塗布された、感触加工された構造等を含むと理解される。
[1103] 別途示されない限り、装置、診断装置、診断システム、診断試験、診断試験システム、試験ユニットという用語、及びそれらの変形は、同義に使用され得る。
[1104] 図１は、一実施形態による手持ち式分子診断試験デバイス１０００（「試験デバイス」とも称される）の概略図である。試験デバイス１０００は、筐体１０１０、増幅モジュール１６００、及び検出モジュール１８００を含む。筐体１０１０は、増幅モジュール１６００及び検出モジュール１８００が中に収容されて手持ち式デバイスを形成する任意の構造であり得る。同様に述べられるように、分子診断試験デバイス１０００は、デバイスが使用者の手で運ばれ、握られ、使用され、かつ／又は操作され得るようなサイズ、形状、及び／又は重量を有する。この様式で、使用者は、高価な大型器具を用いることなく、疾患の迅速かつ正確な検出のための分子診断試験を行うことができる。さらに、この配置、疾患の迅速かつ正確な検出のための持ち運び可能な自己完結型分子診断試験。いくつかの実施形態では、試験デバイス１０００（及び本明細書に記載の試験デバイスのうちのいずれか）は、約２６０ｃｍ３（又は約１６立方インチ、例えば、長さ約１０．２ｃｍ、幅約１０．２ｃｍ、及び厚さ約２．５ｃｍ）未満の総体積を有し得る。いくつかの実施形態では、試験デバイス１０００（及び本明細書に記載の試験デバイスのうちのいずれか）は、約２００ｃｍ３（又は約１２．２５立方インチ、例えば、長さ約８．９ｃｍ、幅約８．９ｃｍ、及び厚さ約２．５ｃｍ）未満の総体積を有し得る。いくつかの実施形態では、試験デバイス１０００（及び本明細書に記載の試験デバイスのうちのいずれか）は、約１４７ｃｍ３（又は約９立方インチ、例えば、長さ約７．６ｃｍ、幅約７．６ｃｍ、及び厚さ約２．５ｃｍ）未満の総体積を有し得る。いくつかの実施形態では、試験デバイス１０００（及び本明細書に記載の試験デバイスのうちのいずれか）は、約２０７ｃｍ３（又は約１２．６立方インチ、例えば、長さ約９．０ｃｍ、幅約７．７ｃｍ、及び厚さ約３．０ｃｍ）の総体積を有し得る。
[1105] 増幅モジュール１６００は、疾患状態に関連する標的生物を含有し得る入力試料Ｓ１を受容するように構成されている。試料Ｓ１（及び本明細書に記載の入力試料のうちのいずれか）は、例えば、市販の試料収集キットを使用して集められた血液、尿、男性尿道検体、膣検体、子宮頸部スワブ検体、及び／又は鼻腔スワブ検体であり得る。試料収集キットは、尿収集キット又はスワブ収集キットであり得る。かかる試料収集キットの非限定的な例としては、Ｃｏｐａｎ Ｍｓｗａｂ又はＢＤ ＰｒｏｂｅＴｅｃ Ｕｒｉｎｅ Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｖｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｋｉｔ、カタログ番号４４０９２８、純尿が挙げられる。いくつかの実施形態では、試料Ｓ１は、その源から得られた生試料であり得、その時点で限定された調製（濾過、洗浄等）が行われている。いくつかの実施形態では、例えば、デバイス１０００は、本明細書に示され、かつ記載されている種類の試料入力モジュール及び／又は試料調製モジュールを含み得る。
[1106] 増幅モジュール１６００は、反応体積１６１８を規定し、増幅モジュール１６００が入力試料Ｓ１にポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を行うことができるように加熱器１６３０を含む。いくつかの実施形態では、反応体積１６１８は、加熱器１６３０が試料Ｓ１を一連の温度設定点に繰り返し循環させて標的生物及び／又は標的生物のＤＮＡの一部分を増幅する間に試料Ｓ１が中で維持される中央体積であり得る。他の実施形態では、反応体積１６１８は、試料Ｓ１が貫流され、かつ加熱器１６３０によって異なる温度で維持される様々な部分を有する体積であり得る。この様式で、増幅モジュール１６００は、「貫流」ＰＣＲを行うことができる。いくつかの実施形態では、反応体積は、湾曲形状、「スイッチバック」形状、及び／又は蛇行形状を有し、デバイスの全体サイズを所望の限度内に維持しながら高流動長を可能にし得る。
[1107] 加熱器１６３０は、本明細書に記載の機能を行って試料Ｓ１を増幅することができる任意の好適な加熱器又は一群の加熱器であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、加熱器１６３０は、反応体積１６１８に熱的に連結され、かつ複数の温度設定点（例えば、約６０Ｃ〜約９０Ｃ）を循環し得る単一の加熱器であり得る。他の実施形態では、加熱器１６３０は、各々が反応体積１６１８に熱的に連結され、かつ実質的に一定の設定点で維持される一組の加熱器であり得る。この様式で、加熱器１６３０及び反応体積１６１８は、試料Ｓ１が貫流する複数の温度ゾーンを確立することができ、かつ／又は所望の数の増幅サイクル（例えば、少なくとも３０サイクル、少なくとも３４サイクル、少なくとも３６サイクル、少なくとも３８サイクル、又は少なくとも４０サイクル）を規定して、所望の試験感度を確実にすることができる。加熱器１６３０（及び本明細書に記載の加熱器のうちのいずれか）は、任意の好適な設計のものであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、加熱器１６３０は、抵抗加熱器、熱電デバイス（例えば、ペルチェ素子）等であり得る。
[1108] 検出モジュール１８００は、増幅モジュール１８００からの出力Ｓ７及び試薬Ｒを受容する。試薬Ｒは、入力試料Ｓ１中の標的アンプリコン及び／又は生物の存在を示す信号ＯＰ１を生成するように配合されている。この様式で、独立型デバイス１０００は、ポイントオブケア設定（例えば、医院、薬局等）内又は使用者の自宅で信頼することができる分子診断を提供することができる。信号ＯＰ１は、標的生物が存在するか否かに関して使用者に警告する任意の好適な信号であり得る。同様に述べられるように、信号ＯＰ１は、標的アンプリコン及び／又は生物に関連する疾患を検出するための任意の好適な信号であり得る。信号ＯＰ１は、例えば、視覚信号、可聴信号、高周波信号等であり得る。
[1109] いくつかの実施形態では、信号ＯＰ１は、筐体によって規定された検出開口部（図１には図示せず）を通じて使用者によって視察され得る視覚信号である。視覚信号は、例えば、非蛍光信号であり得る。この配置により、デバイス１０００が光源（例えば、レーザー光線、発光ダイオード等）及び／又は任意の光検出器（光電子増倍管、フォトダイオード、ＣＣＤデバイス等）のないものになり、信号ＯＰ１を検出及び／又は増幅することが可能になる。いくつかの実施形態では、信号ＯＰ１は、標的アンプリコン及び／又は生物の存在と関連付けられた色を特徴とする可視信号である。言い換えれば、いくつかの実施形態では、デバイス１０００は、使用者に可視である比色出力信号を生成することができる。かかる実施形態では、検出モジュール１８００（及び本明細書に記載の検出モジュールのうちのいずれか）は、試薬Ｒ及び／又は任意の他の物質（例えば、信号ＯＰ１の生成を触媒する基質等）の導入によって生じる化学発光信号を生成することができる。いくつかの実施形態では、試薬は、可視信号ＯＰ１が少なくとも約３０分間存在したまま留まるように配合されている。信号ＯＰ１を生成するように配合された試薬Ｒ及び任意の他の組成物は、本明細書に記載の任意の好適な組成物であり得る。いくつかの実施形態では、試薬Ｒは、本明細書に記載の任意の様式で（例えば、密封容器内に、凍結乾燥形態で等）筐体１０１０内に貯蔵され得る。
[1110] いくつかの実施形態では、デバイス１０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、試料Ｓ１が受容されてから約２５分未満の時間以内に信号ＯＰ１を生成するように構成され得る。他の実施形態では、デバイス１０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、試料Ｓ１が入力されてから約２０分未満、試料Ｓ１が入力されてから約１８分未満、試料Ｓ１が入力されてから約１６分未満、試料Ｓ１が入力されてから約１４分未満、及びこれらの間の全ての範囲の時間以内に信号ＯＰ１を生成するように構成され得る。
[1111] 同様に述べられるように、デバイス１０００及びその内部の構成要素は、「迅速な」ＰＣＲ（例えば、少なくとも３０サイクルを約１０分未満以内に完了する）、及び信号ＯＰ１の迅速な生成を行うように構成され得る。同様に述べられるように、デバイス１０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、体積を処理して寸法サイズを有するように構成され得、かつ／又は約１０分未満、約９分未満、約８分未満、約７分未満、約６分未満、又は本明細書に記載のこれらの間の任意の範囲以内の迅速なＰＣＲ又は増幅を容易にする材料から構築され得る。
[1112] いくつかの実施形態では、デバイス１０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、使い捨てであり得、かつ／又は単回使用のために構成され得る。同様に述べられるように、デバイス１０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、１回限りの使用のために構成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、試薬Ｒの量は、１回限りの使用に十分であり得る。他の実施形態では、デバイス１０００は、１回のみの試験に十分な容量を有して存在し得る、増幅モジュール１６００及び／又は任意の試料調製又は流体移送モジュールに電力供給するための内蔵型電力源（例えば、直流電池）（図１には図示せず）を含み得る。いくつかの実施形態では、デバイス１０００は、約１２００ｍＡｈ未満の容量を有する電力源（図１には図示せず）を含み得る。
[1113] 単回使用のために構成されるデバイスの別の例が、一実施形態による分子診断試験デバイス２０００（「試験デバイス」又は「デバイス」とも称される）を示す図２に示される。試験デバイス２０００は、筐体２０１０、試料調製モジュール２２００、増幅モジュール２６００、及び検出モジュール２８００を含む。筐体２０１０は、試料調製モジュール２２００、増幅モジュール２６００、及び検出モジュール２８００が中に収容される任意の構造であり得る。いくつかの実施形態では、試験デバイス２０００は、デバイスが使用者の手で運ばれ、握られ、使用され、かつ／又は操作され得るようなサイズ、形状、及び／又は重量を有する（すなわち、これは、「手持ち式」デバイスであり得る）。他の実施形態では、試験デバイス２０００は、約２６０ｃｍ３（又は約１６立方インチ）を超える総体積を有する自己完結型単回使用デバイスであり得る。いくつかの実施形態では、試験デバイス２０００（及び本明細書に記載の試験デバイスのうちのいずれか）は、約２０７ｃｍ３（又は約１２．６立方インチ、例えば、長さ約９．０ｃｍ、幅約７．７ｃｍ、及び厚さ約３．０ｃｍ）の総体積を有し得る。
[1114] 試料調製モジュール２２００は、筐体２０１０内に配置され、筐体２０１０の入力部分２１６２を通じて入力試料Ｓ１を受容するように構成されている。本明細書に記載されるように、試料調製モジュール２２００は、試料Ｓ１を処理してその中の疾患に関連する生物の検出を容易にするように構成されている。例えば、いくつかの実施形態では、試料調製モジュール２２００は、試料Ｓ１中の細胞を濃縮及び溶解し、それによりその後のＤＮＡ抽出を可能にし、増幅及び／又は検出を容易にするように構成され得る。いくつかの実施形態では、処理／溶解された試料は、試料調製モジュール２２００からデバイス２０００内の他のモジュール（例えば、増幅モジュール２６００、混合モジュール（図示せず）等）に押し込まれ、かつ／又はさもなければ移送される。外部試料調製及び扱いにくい器具の必要性を排除することにより、デバイス２０００は、ポイントオブケア設定（例えば、医院、薬局等）又は使用者の自宅での使用に好適なものになり、任意の好適な試料Ｓ１を受容することができる。試料Ｓ１（及び本明細書に記載の入力試料のうちのいずれか）は、例えば、市販の試料収集キットを使用して集められた血液、尿、男性尿道検体、膣検体、子宮頸部スワブ検体、及び／又は鼻腔スワブ検体であり得る。
[1115] 試料調製モジュール２２００は、試料Ｓ１が「分注」又は「試料作動」動作中に貫流するフィルタ組立体２２３０を含む。図２に示されていないが、いくつかの実施形態では、試料調製モジュール２２００は、濾過動作後の廃棄産物が運搬される廃棄物リザーバを含む。いくつかの実施形態では、試料調製モジュール２２００は、「試料分注」動作の後に洗浄動作を続けるための構成要素及び／又は物質を含む。いくつかの実施形態では、試料調製モジュール２２００は、フィルタ膜から捕捉された粒子を送達し、かつ溶出された体積を（例えば、増幅モジュール２６００に向かって）目標目的地に送達する逆流溶出動作のために構成されている。いくつかの実施形態では、試料調製モジュール２２００は、出力溶液が先の試薬（例えば、試料又は洗浄剤等）で汚染されないように構成されている。
[1116] 増幅モジュール２６００は、流動部材２６１０及び加熱器２６３０を含み、試料調製モジュール２２００から出力された入力試料Ｓ６にポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を行うように構成されている。流動部材２６１０は、調製された試料Ｓ６が貫流する「スイッチバック」又は蛇行流路２６１８を規定する。同様に述べられるように、流動部材２６１０は、流路２６１８が加熱器２６３０と複数の位置で交差するように湾曲した流路２６１８を規定する。この様式で、増幅モジュール２６００は、試料Ｓ６が複数の異なる温度領域を貫流すると「貫流」ＰＣＲを行うことができる。
[1117] 加熱器２６３０は、本明細書に記載の機能を行って試料Ｓ６を増幅することができる任意の好適な加熱器又は一群の加熱器であり得る。具体的には、加熱器２６３０は、試料Ｓ６が貫流する複数の温度ゾーンを確立するように構成された流動部材２６１０に連結され、かつ及び／又は所望の数の増幅サイクル（例えば、少なくとも３０サイクル、少なくとも３４サイクル、少なくとも３６サイクル、少なくとも３８サイクル、又は少なくとも４０サイクル）を規定して、所望の試験感度を確実にすることができる。加熱器２６３０（及び本明細書に記載の加熱器のうちのいずれか）は、任意の好適な設計のものであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、加熱器２６３０は、抵抗加熱器、熱電デバイス（例えば、ペルチェ素子）等であり得る。いくつかの実施形態では、加熱器２６３０は、流路２６１８が加熱器と複数の異なる点で交わるように配置された１つ以上の線形「ストリップ加熱器」であり得る。他の実施形態では、加熱器２６３０は、流路２６１８内に複数の異なる温度ゾーンを生成するために流動部材２６１０の形状に対応する形状を有する１つ以上の湾曲した加熱器であり得る。
[1118] 検出モジュール２８００は、増幅モジュール２８００からの出力Ｓ７及び試薬Ｒを受容する。試薬Ｒは、入力試料Ｓ１中の標的アンプリコン及び／又は生物の存在を示す信号ＯＰ１を生成するように配合されている。この様式で、独立型デバイス２０００は、ポイントオブケア設定（例えば、医院、薬局等）又は使用者の自宅で信頼できる分子診断を提供することができる。信号ＯＰ１は、標的生物が存在するか否かに関して使用者に警告する任意の好適な信号であり得る。同様に述べられるように、信号ＯＰ１は、標的アンプリコン及び／又は生物に関連する疾患を検出するための任意の好適な信号であり得る。信号ＯＰ１は、例えば、視覚信号、可聴信号、高周波信号等であり得る。
[1119] いくつかの実施形態では、信号ＯＰ１は、筐体によって規定された検出開口部（図２には図示せず）を通じて使用者によって視察され得る視覚信号である。視覚信号は、例えば、非蛍光信号であり得る。この配置により、デバイス２０００が光源（例えば、レーザー光線、発光ダイオード等）及び／又は任意の光検出器（光電子増倍管、フォトダイオード、ＣＣＤデバイス等）のないものになり、信号ＯＰ１を検出及び／又は増幅することが可能になる。いくつかの実施形態では、信号ＯＰ１は、標的アンプリコン及び／又は生物の存在と関連付けられた色を特徴とする可視信号である。言い換えれば、いくつかの実施形態では、デバイス２０００は、使用者に可視である比色出力信号を生成することができる。かかる実施形態では、検出モジュール２８００（及び本明細書に記載の検出モジュールのうちのいずれか）は、試薬Ｒ及び／又は任意の他の物質（例えば、信号ＯＰ１の生成を触媒する基質等）の導入によって生じる化学発光信号を生成することができる。いくつかの実施形態では、試薬は、可視信号ＯＰ１が少なくとも約３０分間存在したまま留まるように配合されている。信号ＯＰ１を生成するように配合された試薬Ｒ及び任意の他の組成物は、本明細書に記載の任意の好適な組成物であり得る。いくつかの実施形態では、試薬Ｒは、本明細書に記載の任意の様式で（例えば、密封容器内に、凍結乾燥形態で等）筐体２０１０内に貯蔵され得る。
[1120] いくつかの実施形態では、デバイス２０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、試料Ｓ１が受容されてから約２５分未満の時間以内に信号ＯＰ１を生成するように構成され得る。他の実施形態では、デバイス２０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、試料Ｓ１が入力されてから約２０分未満、試料Ｓ１が入力されてから約１８分未満、試料Ｓ１が入力されてから約１６分未満、試料Ｓ１が入力されてから約１４分未満、及びこれらの間の全ての範囲の時間以内に信号ＯＰ１を生成するように構成され得る。
[1121] 同様に述べられるように、デバイス２０００及びその内部の構成要素は、「迅速な」ＰＣＲ（例えば、少なくとも３０サイクルを約２０分未満以内に完了する）、及び信号ＯＰ１の迅速な生成を行うように構成され得る。同様に述べられるように、デバイス２０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、体積を処理して寸法サイズを有するように構成され得、かつ／又は約１０分未満、約９分未満、約８分未満、約７分未満、約６分未満、又は本明細書に記載のこれらの間の任意の範囲以内の迅速なＰＣＲ又は増幅を容易にする材料から構築され得る。
[1122] 上述のように、デバイス２０００は、ポイントオブケア設定及び／又は使用者の自宅で使用され得る単回使用デバイスとして構成されている。同様に述べられるように、いくつかの実施形態では、デバイス２０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、分散型試験設備での使用のために構成され得る。さらに、いくつかの実施形態では、デバイス２０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、ＣＬＩＡを免除されたデバイスであり得、かつ／又はＣＬＩＡを免除された方法に従って動作し得る。同様に述べられるように、いくつかの実施形態では、デバイス２０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、十分に単純な様式で動作するように構成されており、制限された誤用可能性を提起し、かつ／又は誤って使用された場合に制限された危害リスクを提起するのに十分な正確度で結果を生成することができる。いくつかの実施形態では、デバイス２０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、使用者の判断をほとんど必要としない方法、及び／又はある特定の動作ステップが容易にかつ／又は自動的に制御される方法に従って、最低限の科学的訓練を受けた（又は科学的訓練を受けていない）使用者によって動作され得る。
[1123] 例えば、いくつかの実施形態では、単回使用分子診断試験デバイス２０００の試料調製モジュール２２００は、筐体２０１０内に固定して連結され得る。この様式で、取り外し可能なカートリッジを筐体内に誤って位置付けるリスク（かかるリスクは既知のカートリッジに基づくシステムに存在する）が排除される。より具体的には、いくつかの実施形態では、デバイス２０００は、流体圧力を生み出し、流体流を生み出し、かつ／又はさもなければ試料移送デバイスのモジュールを通じて入力試料Ｓ１を運搬するように構成された試料移送モジュール（図２には図示せず）を含み得る。かかる試料移送モジュールは、試料流と接触し、かつ／又は試料流を受容するように構成された単回使用モジュールであり得る。単回使用配置により、流体移送モジュール及び／又は試料調製モジュール２２００の汚染が先の実行で汚染されるようになり、それにより結果の正確度に悪影響を及ぼすという可能性が排除される。
[1124] 別の例として、いくつかの実施形態では、デバイス２０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、使用者が所望の順序以外の順序である特定の動作ステップを行うのを阻止する様々なロックアウトデバイスを含み得る。さらに、デバイス２０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、初回使用が試行及び／又は完了された後に使用者がデバイスを再使用するのを阻止する様々なロックアウトデバイスを含み得る。この様式で、デバイス２０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、単回使用動作のために特別に構成され得、制限された誤用リスクを提起し得る。例えば、いくつかの実施形態では、デバイス２０００は、試料アクチュエータが筐体２０１０に対して移動するとフィルタ組立体２２３０を通じて入力試料Ｓ１を運搬するための力を生成するように構成された試料アクチュエータ（図２には図示せず）を含み得る。試料アクチュエータは、試料アクチュエータが単回使用後に作動位置に係止されたまま留まるように、突出部、陥凹部、及び／又は他の特徴部とともにさらに構成され得る。
[1125] さらに別の例として、いくつかの実施形態では、デバイスは、内蔵型試薬と、使用者の判断をほとんど必要としない方法に従って、最低限の科学的訓練を受けた（又は科学的訓練を受けていない）使用者によって動作され得る様式で試薬を分注するように構成された単回使用試薬モジュールと、を含み得る。いくつかの実施形態では、試薬モジュールを含むデバイスは、使用者が所望の順序以外の順序でモジュールを作動させるのを阻止し、かつ／又は初回使用が試行及び／又は完了された後に使用者がデバイスを再使用するのを阻止するロックアウトデバイスを含み得る。例えば、図３及び図４は、一実施形態による分子診断試験デバイス３０００（「試験デバイス」又は「デバイス」とも称される）を示す。試験デバイス３０００は、筐体３０１０、試薬モジュール３７００、増幅モジュール３６００、及び検出モジュール３８００を含む。筐体３０１０は、試薬モジュール３７００、増幅モジュール３６００、及び検出モジュール３８００が中に収容される任意の構造であり得る。いくつかの実施形態では、試験デバイス３０００は、デバイスが使用者の手で運ばれ、握られ、使用され、かつ／又は操作され得るようなサイズ、形状、及び／又は重量を有する（すなわち、これは「手持ち式」デバイスであり得る）。他の実施形態では、試験デバイス３０００は、約２６０ｃｍ３（又は約１６立方インチ）を超える総体積を有する自己完結型単回使用デバイスであり得る。いくつかの実施形態では、試験デバイス３０００（及び本明細書に記載の試験デバイスのうちのいずれか）は、約２０７ｃｍ３（又は約１２．６立方インチ、例えば、長さ約９．０ｃｍ、幅約７．７ｃｍ、及び厚さ約３．０ｃｍ）の総体積を有し得る。
[1126] 試薬モジュール３７００は、筐体内３０１０に配置され、少なくとも１つの試薬が中に収容される試薬体積３７１０を規定する。図３及び４が、試薬Ｒ及び試薬Ｒ１を収容し、増幅モジュール３６００及び検出モジュール３８００に流体連結された試薬体積３７１０を示しているが、他の実施形態では、試薬モジュールは、任意の好適な試薬を収容してもよく、デバイス内の任意の好適なモジュールに流体連結されてもよく、かつ／又はかかる試薬をデバイス内の任意の好適なモジュールに運搬してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、試薬体積は、試料洗浄剤、溶出緩衝液、１つ以上のＰＣＲ試薬、検出試薬、及び／又は基質のうちのいずれかを収容し得る。
[1127] 図４の矢印ＡＡによって示されるように、試薬モジュール３７００は、試薬アクチュエータ３０８０によって作動して、試薬体積３７１０からの試薬（試薬Ｒ及び試薬Ｒ１として示される）を運搬する。具体的には、試薬アクチュエータ３０８０は、第１位置（図３）から第２位置（図４）に移動して、試薬体積３７１０からの試薬（複数可）を運搬する。試薬アクチュエータ３０８０は、デバイス３０００の再使用を阻止するために第２位置に係止されたまま留まるように構成されている。いくつかの実施形態では、試薬アクチュエータ３０８０は、筐体３０１０及び／又はデバイスの他の部分とインターフェースをとって、アクチュエータ３０８０を第２位置に維持する突出部、陥凹部、及び／又は他の特徴部を含み得る。同様に述べられるように、試薬アクチュエータ３０８０は、試薬モジュール３７００をその第２（又は作動）構成に維持する任意の好適な構造を含み得る。この様式で、デバイス３０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、単回使用動作のために特別に構成され得、制限された誤用リスクを提起し得る。
[1128] 試薬アクチュエータ３０８０が直線方向に移動して試薬を運搬すると示されているが、他の実施形態では、試薬アクチュエータ３０８０は、回転して試薬（複数可）の圧力及び／又は流動を発展させるように構成されていてもよい。さらに、いくつかの実施形態では、試薬アクチュエータ３０８０（及び本明細書に記載の試薬アクチュエータのうちのいずれか）は、自動アクチュエータ（すなわち、電子アクチュエータ、限定された人的相互作用で移動及び／若しくは作動するアクチュエータ、並びに／又は直接の人的相互作用なしで移動及び／若しくは作動するアクチュエータ）であり得る。他の実施形態では、試薬アクチュエータ３０８０（及び本明細書に記載の試薬アクチュエータのうちのいずれか）は、手動アクチュエータ（例えば、使用者によって直接操作される非電子アクチュエータ）であり得る。この配置により、試薬アクチュエータ３０８０が電力を必要とすることなく、かつ／又はデバイス３０００が電源オンにされる前に作動することが可能になる。いくつかの実施形態では、アクチュエータ３０８０の動きは、デバイス３０００の電源オン順序も初期化し得る。この様式で、デバイスは、試験開始前に任意の電力使用を制限し、それにより誤用及び／又は不正確な試験の可能性（例えば、予期せぬ電池切れのため）を制限することができる。
[1129] 増幅モジュール３６００は、反応体積３６１８を規定し、入力試料Ｓ１にポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を行うように構成された加熱器３６３０を含む。入力試料Ｓ１は、本明細書に記載の任意の好適な試料であり得、筐体３０１０の入力部分３１６２を通じて増幅モジュールに運搬され得る。いくつかの実施形態では、反応体積３６１８は、加熱器３６３０が試料Ｓ１を一連の温度設定点に繰り返し循環させて標的生物及び／又は生物のＤＮＡの一部分を増幅する間に試料Ｓ１が中で維持される中央体積であり得る。他の実施形態では、反応体積３６１８は、試料Ｓ１が貫流され、かつ加熱器３６３０によって異なる温度で維持される様々な部分を有する体積であり得る。この様式で、増幅モジュール３６００は、「貫流」ＰＣＲを行うことができる。いくつかの実施形態では、反応体積は、湾曲形状、「スイッチバック」形状、及び／又は蛇行形状を有し、デバイスの全体サイズを所望の限度内に維持しながら高流動長を可能にし得る。
[1130] 加熱器３６３０は、本明細書に記載の機能を行って試料Ｓ１を増幅することができる任意の好適な加熱器又は一群の加熱器であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、加熱器３６３０は、反応体積３６１８に熱的に連結され、かつ複数の温度設定点（例えば、約６０Ｃ〜約９０Ｃ）を循環し得る単一の加熱器であり得る。他の実施形態では、加熱器３６３０は、各々が反応体積３６１８に熱的に連結され、かつ実質的に一定の設定点で維持される一組の加熱器であり得る。この様式で、加熱器３６３０及び反応体積３６１８は、試料Ｓ１が貫流する複数の温度ゾーンを確立することができ、かつ／又は所望の数の増幅サイクル（例えば、少なくとも３０サイクル、少なくとも３４サイクル、少なくとも３６サイクル、少なくとも３８サイクル、又は少なくとも４０サイクル）を規定して、所望の試験感度を確実にすることができる。加熱器３６３０（及び本明細書に記載の加熱器のうちのいずれか）は、任意の好適な設計のものであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、加熱器３６３０は、抵抗加熱器、熱電デバイス（例えば、ペルチェ素子）等であり得る。
[1131] 図４に示されるように、検出モジュール３８００は、増幅モジュール３８００から出力Ｓ７を受容し、試薬モジュール３７００から試薬Ｒを受容する。試薬Ｒは、入力試料Ｓ１中の標的アンプリコン及び／又は生物の存在を示す信号ＯＰ１を生成し、かつ／又はその信号ＯＰ１の生成を触媒するように配合された検出試薬である。この様式で、独立型デバイス３０００は、ポイントオブケア設定（例えば、医院、薬局等）又は使用者の自宅で信頼できる分子診断を提供することができる。信号ＯＰ１は、標的生物が存在するか否かに関して使用者に警告する任意の好適な信号であり得る。同様に述べられるように、信号ＯＰ１は、標的アンプリコン及び／又は生物に関連する疾患を検出するための任意の好適な信号であり得る。信号ＯＰ１は、例えば、視覚信号、可聴信号、高周波信号等であり得る。
[1132] いくつかの実施形態では、信号ＯＰ１は、筐体によって規定された検出開口部（図３及び図４には図示せず）を通じて使用者によって視察され得る視覚信号である。視覚信号は、例えば、非蛍光信号であり得る。この配置により、デバイス３０００が光源（例えば、レーザー光線、発光ダイオード等）及び／又は任意の光検出器（光電子増倍管、フォトダイオード、ＣＣＤデバイス等）のないものになり、信号ＯＰ１を検出及び／又は増幅することが可能になる。いくつかの実施形態では、信号ＯＰ１は、標的アンプリコン及び／又は生物の存在と関連付けられた色を特徴とする可視信号である。言い換えれば、いくつかの実施形態では、デバイス３０００は、使用者に可視である比色出力信号を生成することができる。かかる実施形態では、検出モジュール３８００（及び本明細書に記載の検出モジュールのうちのいずれか）は、試薬Ｒ及び／又は任意の他の物質（例えば、信号ＯＰ１の生成を触媒する基質等）の導入によって生じる化学発光信号を生成することができる。いくつかの実施形態では、試薬は、可視信号ＯＰ１が少なくとも約３０分間存在したまま留まるように配合されている。信号ＯＰ１を生成するように配合された試薬Ｒ及び任意の他の組成物は、本明細書に記載の任意の好適な組成物であり得る。いくつかの実施形態では、試薬Ｒは、本明細書に記載の任意の様式で（例えば、密封容器内に、凍結乾燥形態で等）筐体３０１０内に貯蔵され得る。
[1133] いくつかの実施形態では、デバイス３０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、試料Ｓ１が受容されてから約２５分未満の時間以内に信号ＯＰ１を生成するように構成され得る。他の実施形態では、デバイス３０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、試料Ｓ１が入力されてから約２０分未満、試料Ｓ１が入力されてから約１８分未満、試料Ｓ１が入力されてから約１６分未満、試料Ｓ１が入力されてから約１４分未満、及びこれらの間の全ての範囲の時間以内に信号ＯＰ１を生成するように構成され得る。
[1134] 同様に述べられるように、デバイス３０００及びその内部の構成要素は、「迅速な」ＰＣＲ（例えば、少なくとも３０サイクルを約１０分未満以内に完了する）、及び信号ＯＰ１の迅速な生成を行うように構成され得る。同様に述べられるように、デバイス３０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、体積を処理して寸法サイズを有するように構成され得、かつ／又は約１０分未満、約９分未満、約８分未満、約７分未満、約６分未満、又は本明細書に記載のこれらの間の任意の範囲以内の迅速なＰＣＲの完了又は増幅を容易にする材料から構築され得る。
[1135] 上述のように、デバイス３０００は、ポイントオブケア設定及び／又は使用者の自宅で使用され得る単回使用デバイスとして構成されている。同様に述べられるように、いくつかの実施形態では、デバイス３０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、分散型試験設備での使用のために構成され得る。さらに、いくつかの実施形態では、デバイス３０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、ＣＬＩＡを免除されたデバイスであり得、かつ／又はＣＬＩＡを免除された方法に従って動作し得る。同様に述べられるように、いくつかの実施形態では、デバイス３０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、十分に単純な様式で動作するように構成されており、制限された誤用可能性を提起し、かつ／又は誤って使用された場合に制限された危害リスクを提起するのに十分な正確度で結果を生成することができる。いくつかの実施形態では、デバイス３０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、使用者の判断をほとんど必要としない方法、及び／又はある特定の動作ステップが容易にかつ／又は自動的に制御される方法に従って、最低限の科学的訓練を受けた（又は科学的訓練を受けていない）使用者によって動作され得る。
[1136] 例えば、いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイス３０００の試薬モジュール３７００は、試薬体積３７１０が、試薬（複数可）が貯蔵される密封された試薬体積になるように封止部を含み得る。かかる実施形態では、試薬アクチュエータ３０８０は、移動すると試薬体積３７１０を流体隔離する封止部を穿孔するように構成されている。この様式で、分子診断試験デバイス３０００は、制限された誤用可能性（試薬（複数可）の仕損、試薬（複数可）の期限切れ、試薬（複数可）の漏出等）を提起する様式で長期貯蔵のために構成され得る。いくつかの実施形態では、試薬モジュール３７００及び／又はそれと流体流通している任意の領域（又は本明細書に記載の任意の他の試薬モジュール）は、乾燥剤、封止部、又は長期貯蔵のために安全性を維持するための他の組成物若しくは構成要素を含み得る。いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイス３０００は、最大約３６ヶ月間、最大約３２ヶ月間、最大約２６ヶ月間、最大約２４ヶ月間、最大約２０ヶ月間、最大約１８ヶ月間、又はこれらの間の任意の値の期間貯蔵されるように構成されている。
[1137] いくつかの実施形態では、デバイス３０００（又は本明細書に示されるデバイスのうちのいずれか）は、増幅モジュール３６００及び／又は存在し得る任意の試料調製若しくは流体移送モジュール（図３及び図４には図示せず）に電力供給するための内蔵型電力源（例えば、直流電池、キャパシタ等）を含み得る。さらに、電力源は、１回のみの試験に十分な容量を有し得る。この様式でデバイスの誤用の可能性が制限される。さらに、制限された容量を有する電力源を含むことにより、（例えば、間違った「電源オン」イベント後の）再使用又は不適切な使用のリスクが制限又は低減される。いくつかの実施形態では、デバイス３０００は、約１２００ｍＡｈ未満の容量を有する電力源（図１には図示せず）を含み得る。いくつかの実施形態では、デバイス３０００（又は本明細書に示され、かつ記載されている任意の他のデバイス）は、プロセッサ、増幅モジュール、又は任意の他のモジュールへの電力源の電気的連結を容易にするスイッチ、絶縁部材等（図３及び４には図示せず）をデバイス３０００内に含み、試料調製モジュール、試薬モジュール等を作動させることができる。
[1138] 例えば、図５及び図６は、電力源４９０５を含む一実施形態による分子診断試験デバイス４０００（「試験デバイス」又は「デバイス」とも称される）を示す。試験デバイス４０００は、筐体４０１０、試薬モジュール４７００、増幅モジュール４６００、及び検出モジュール４８００も含む。筐体４０１０は、試薬モジュール４７００、増幅モジュール４６００、検出モジュール４８００、及び電力源４９０５が中に収容される任意の構造であり得る。いくつかの実施形態では、試験デバイス４０００は、デバイスが使用者の手で運ばれ、握られ、使用され、かつ／又は操作され得るようなサイズ、形状、及び／又は重量を有する（すなわち、これは、「手持ち式」デバイスであり得る）。他の実施形態では、試験デバイス４０００は、約２６０ｃｍ３（又は約４６立方インチ）を超える総体積を有する自己完結型単回使用デバイスであり得る。いくつかの実施形態では、試験デバイス４０００（及び本明細書に記載の試験デバイスのうちのいずれか）は、約２０７ｃｍ３（又は約１２．６立方インチ、例えば、長さ約９．０ｃｍ、幅約７．７ｃｍ、及び厚さ約３．０ｃｍ）の総体積を有し得る。
[1139] 試薬モジュール４７００は、筐体４０１０内に配置され、少なくとも１つの試薬が中に収容される試薬体積４７１０を規定する。図５及び図６が、試薬Ｒ及び試薬Ｒ１を収容し、増幅モジュール４６００及び検出モジュール４８００に流体連結された試薬体積４７１０を示しているが、他の実施形態では、試薬モジュールは、任意の好適な試薬を収容してもよく、デバイス内の任意の好適なモジュールに流体連結されてもよく、かつ／又はかかる試薬デバイス内の任意の好適なモジュールに運搬してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、試薬体積は、試料洗浄剤、溶出緩衝液、１つ以上のＰＣＲ試薬、検出試薬、及び／又は基質のうちのいずれかを収容し得る。
[1140] 図６の矢印ＢＢによって示されるように、試薬モジュール４７００は、試薬アクチュエータ４０８０によって作動して、試薬体積４７１０からの試薬（試薬Ｒ及び試薬Ｒ１として示される）を運搬する。具体的には、試薬アクチュエータ４０８０は、第１位置（図４）から第２位置（図４）に移動して、試薬体積４７１０からの試薬（複数可）を運搬する。試薬アクチュエータ４０８０が直線方向に移動して試薬を運搬すると示されているが、他の実施形態では、試薬アクチュエータ４０８０は、回転して試薬（複数可）の圧力及び／又は流動を発展させるように構成されていてもよい。さらに、試薬アクチュエータ４０８０は、手動アクチュエータ（例えば、使用者によって直接操作される非電子アクチュエータ）である。この配置により、試薬アクチュエータ４０８０が電力を必要とすることなく、かつ／又はデバイス４０００が電源オンにされる前に作動することが可能になる。さらに、以下により詳細に記載されるように、アクチュエータ４０８０の動きは、デバイス４０００の電源オン順序も初期化し得る。この様式で、デバイス４０００は、試験開始前に任意の電力使用を制限し、それにより誤用及び／又は不正確な試験の可能性（例えば、予期せぬ電池切れのため）を制限することができる。
[1141] 増幅モジュール４６００は、反応体積４６１８を規定し、入力試料Ｓ１にポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を行うように構成された加熱器４６３０及び流動部材４６１０を含む。入力試料Ｓ１は、本明細書に記載の任意の好適な試料であり得、筐体４０１０の入力部分４１６２を通じて増幅モジュールに運搬され得る。いくつかの実施形態では、反応体積４６１８は、加熱器４６３０が試料Ｓ１を一連の温度設定点に繰り返し循環させて標的生物及び／又は生物のＤＮＡの一部分を増幅する間に試料Ｓ１が中で維持される中央体積であり得る。他の実施形態では、反応体積４６１８は、試料Ｓ１が貫流され、かつ加熱器４６３０によって異なる温度で維持される様々な部分を有する体積であり得る。この様式で、増幅モジュール４６００は、「貫流」ＰＣＲを行うことができる。いくつかの実施形態では、反応体積は、湾曲形状、「スイッチバック」形状、及び／又は蛇行形状を有し、デバイスの全体サイズを所望の限度内に維持しながら高流動長を可能にし得る。
[1142] 加熱器４６３０は、本明細書に記載の機能を行って試料Ｓ１を増幅することができる任意の好適な加熱器又は一群の加熱器であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、加熱器４６３０は、反応体積４６１８に熱的に連結され、かつ複数の温度設定点（例えば、約６０Ｃ〜約９０Ｃ）を循環し得る単一の加熱器であり得る。他の実施形態では、加熱器４６３０は、各々が反応体積４６１８に熱的に連結され、かつ実質的に一定の設定点で維持される一組の加熱器であり得る。この様式で、加熱器４６３０及び反応体積４６１８は、試料Ｓ１が貫流する複数の温度ゾーンを確立することができ、かつ／又は所望の数の増幅サイクル（例えば、少なくとも３０サイクル、少なくとも３４サイクル、少なくとも３６サイクル、少なくとも３８サイクル、又は少なくとも４０サイクル）を規定して、所望の試験感度を確実にすることができる。加熱器４６３０（及び本明細書に記載の加熱器のうちのいずれか）は、任意の好適な設計のものであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、加熱器４６３０は、抵抗加熱器、熱電デバイス（例えば、ペルチェ素子）等であり得る。
[1143] 図６に示されるように、検出モジュール４８００は、増幅モジュール４８００からの出力Ｓ７及び試薬モジュール４７００からの試薬Ｒを受容する。試薬Ｒは、入力試料Ｓ１中の標的アンプリコン及び／又は生物の存在を示す信号ＯＰ１を生成し、かつ／又はその信号ＯＰ１の生成を触媒するように配合された検出試薬である。この様式で、デバイス４０００は、ポイントオブケア設定（例えば、医院、薬局等）又は使用者の自宅で信頼できる分子診断を提供することができる。信号ＯＰ１は、標的生物が存在するか否かに関して使用者に警告する任意の好適な信号であり得る。同様に述べられるように、信号ＯＰ１は、標的アンプリコン及び／又は生物に関連する疾患を検出するための任意の好適な信号であり得る。信号ＯＰ１は、例えば、視覚信号、可聴信号、高周波信号等であり得る。
[1144] いくつかの実施形態では、信号ＯＰ１は、筐体によって規定された検出開口部（図５及び図６には図示せず）を通じて使用者によって視察され得る視覚信号である。視覚信号は、例えば、非蛍光信号であり得る。この配置により、デバイス４０００が光源（例えば、レーザー光線、発光ダイオード等）及び／又は任意の光検出器（光電子増倍管、フォトダイオード、ＣＣＤデバイス等）のないものになり、信号ＯＰ１を検出及び／又は増幅することが可能になる。いくつかの実施形態では、信号ＯＰ１は、標的アンプリコン及び／又は生物の存在と関連付けられた色を特徴とする可視信号である。言い換えれば、いくつかの実施形態では、デバイス４０００は、使用者に可視である比色出力信号を生成することができる。かかる実施形態では、検出モジュール４８００（及び本明細書に記載の検出モジュールのうちのいずれか）は、試薬Ｒ及び／又は任意の他の物質（例えば、信号ＯＰ１の生成を触媒する基質等）の導入によって生じる化学発光信号を生成することができる。いくつかの実施形態では、試薬は、可視信号ＯＰ１が少なくとも約３０分間存在したまま留まるように配合されている。信号ＯＰ１を生成するように配合された試薬Ｒ及び任意の他の組成物は、本明細書に記載の任意の好適な組成物であり得る。いくつかの実施形態では、試薬Ｒは、本明細書に記載の任意の様式で（例えば、密封容器内に凍結乾燥形態で等）筐体４０１０内に貯蔵され得る。
[1145] デバイス４０００は、少なくともプロセッサ４９５０及び電力源４９０５を含む電子回路システムを含む。図５及び図６に示されていないが、電子回路システム（及び本明細書に記載の電子回路システムのうちのいずれか）は、デバイス４０００の動作を制御する様式で配置された任意の好適な電子構成要素、例えば、プリント回路基板、スイッチ、レジスタ、キャパシタ、ダイオード、メモリチップ等を含み得る。プロセッサ４９５０（及び本明細書に示されるプロセッサのうちのいずれか）は、１つ以上の特定のタスクの実行専用の市販の処理デバイスであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、マイクロプロセッサ４９５０は、８ビットＰＩＣマイクロコントローラ等の市販のマイクロプロセッサであり得る。あるいは、プロセッサ４９５０は、１つ以上の特定の機能を行うように設計された特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）又はＡＳＩＣの組み合わせであり得、さらに他の実施形態では、プロセッサ４９５０は、アナログ若しくはデジタル回路、又は複数の回路の組み合わせであり得る。
[1146] 電力源４９０５は、電子回路システム（プロセッサ４９５０等）及びデバイス４０００内のモジュールのうちのいずれかに電力を供給する任意の好適な電力源であり得る。具体的には、電力源４９０５は、増幅モジュール４６００及び／又は加熱器４６３０に電力を供給して、入力試料Ｓ１へのＰＣＲの完了を容易にし得る。いくつかの実施形態では、電力源４９０５は、１つ以上の直流電池、例えば、複数の１．５ＶＤＣセル（例えば、ＡＡＡ又はＡＡアルカリ電池）等であり得る。他の実施形態では、電力源４９０５は、約１２００ｍＡｈ未満の容量を有する９ＶＤＣ電池であり得る。他の実施形態では、電力源４９０５は、任意の好適なエネルギー貯蔵／変換部材、例えば、キャパシタ、磁気貯蔵システム、燃料電池等であり得る。
[1147] 図５に示されるように、電力源４９０５は、試薬アクチュエータ４０８０が第１位置にあるときに、プロセッサ４９５０及び／又は増幅モジュール４６００から電気的に絶縁される。この様式で、「電力アップ」イベントは、試薬アクチュエータ４０８０の動きに連動している。この配置により、貯蔵中の電力源４９０５からの早まった電力流出の可能性が制限される。図６に示されるように、電力源４９０５は、試薬アクチュエータ４０８０が第２位置にあるときに、プロセッサ４９５０及び／又は増幅モジュール４６００に電気的に連結される。この配置により、デバイス４０００が十分に単純な様式で動作することが可能になり、動作時の使用者の判断が軽減される。具体的には、デバイス４０００を電力アップするタイミングに関する判断は必要とされず、使用者がデバイス４０００を電力アップし、その後、（貯蔵されたエネルギーを消耗させ得る）デバイス４０００のその後の動作を遅延させる可能性が制限及び／又は排除される。
[1148] 試薬アクチュエータ４０８０は、任意の好適な様式で電力源１９０５を作動させ、かつ／又は電力源４９０５をプロセッサ４９５０及び／又は増幅モジュール４６００と電気接続させ得る。例えば、いくつかの実施形態では、試薬アクチュエータ４０８０は、試薬アクチュエータ４０８０が第１位置から第２位置に移動したときに、スイッチを作動させて電力源４９０５をプロセッサ４９５０及び／又は増幅モジュール４６００と電気接続させる突出部（図示せず）を含み得る。他の実施形態では、試薬アクチュエータ４０８０は、試薬アクチュエータ４０８０が第１位置から第２位置に移動したときに、取り外されると電力源４９０５をプロセッサ４９５０及び／又は増幅モジュール４６００と電気接続させる絶縁部材を含み、かつ／又は絶縁部材に連結され得る。
[1149] いくつかの実施形態では、デバイス４０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、試料Ｓ１が受容されてから約２５分未満の時間以内に信号ＯＰ１を生成するように構成され得る。他の実施形態では、デバイス４０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、試料Ｓ１が入力されてから約２０分未満、試料Ｓ１が入力されてから約１８分未満、試料Ｓ１が入力されてから約１６分未満、試料Ｓ１が入力されてから約１４分未満、及びこれらの間の全ての範囲の時間以内に信号ＯＰ１を生成するように構成され得る。
[1150] 同様に述べられるように、デバイス４０００及びその内部の構成要素は、「迅速な」ＰＣＲ（例えば、少なくとも４０サイクルを約１０分未満以内に完了する）、及び信号ＯＰ１の迅速な生成を行うように構成され得る。同様に述べられるように、デバイス４０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、体積を処理して寸法サイズを有するように構成され得、かつ／又は約１０分未満、約９分未満、約８分未満、約７分未満、約６分未満、又は本明細書に記載のこれらの間の任意の範囲以内の迅速なＰＣＲの完了又は増幅を容易にする材料から構築され得る。
[1151] いくつかの実施形態では、試薬アクチュエータ４０８０は、デバイス４０００の再使用を阻止するために第２位置に係止されたまま留まるように構成されている。この様式で、デバイス４０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、単回使用動作のために特別に構成され得、制限された誤用リスクを提起し得る。例えば、いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイス４０００の試薬モジュール４７００は、試薬体積４７１０が、試薬（複数可）が中に貯蔵される密封された試薬体積になるように封止部を含み得る。かかる実施形態では、試薬アクチュエータ４０８０は、移動すると試薬体積４７１０を流体隔離する封止部を穿孔するように構成されている。この様式で、分子診断試験デバイス４０００は、制限された誤用可能性（試薬（複数可）の仕損、試薬（複数可）の期限切れ、試薬（複数可）の漏出等）を提起する様式で長期貯蔵のために構成され得る。いくつかの実施形態では、試薬モジュール４７００及び／又はそれと流体流通している任意の領域（又は本明細書に記載の任意の他の試薬モジュール）は、乾燥剤、封止部、又は長期貯蔵のために安全性を維持するための他の組成物若しくは構成要素を含み得る。いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイス４０００は、最大約４６ヶ月間、最大約４２ヶ月間、最大約２６ヶ月間、最大約２４ヶ月間、最大約２０ヶ月間、最大約１８ヶ月間、又はこれらの間の任意の値の期間貯蔵されるように構成されている。
[1152] いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイスは、入力試料を受容し、かつ試料が疾患に関連する生物を含有するかを示す信号を送達することができる一体化された試験デバイスを生成する一組のモジュールを含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイスは、試料入力及び／又は調製モジュール、溶出モジュール、増幅モジュール、１つ以上の試薬モジュール、並びに検出モジュールを含み得る。かかるデバイスは、例えば、ポイントオブケア設定及び／又は使用者の自宅で使用され得る単回使用デバイスであり得る。さらに、いくつかの実施形態では、かかるデバイスは、ＣＬＩＡを免除されたデバイスであり得、かつ／又はＣＬＩＡを免除された方法に従って動作し得る。
[1153] 図７に示される一体化された試験デバイスの一例は、一実施形態による分子診断システム５０００（「システム」又は「試験ユニット」とも称される）の概略ブロック図である。試験ユニット５０００は、本明細書に記載の方法のうちのいずれかに従って試料を操作して標的細胞と関連付けられた光指示を生成するように構成されている。いくつかの実施形態では、試験ユニット５０００は、試験ユニット５０００を操作するか、又はさもなければ条件付けるために任意の追加の器具を必要とすることなく光出力を提供し得る使い捨ての単回使用デバイスであり得る。言い換えれば、試験ユニット５０００は、一体化されたカートリッジ／器具であり、診断アッセイを行うために全ユニットが使用され、その後、処分され得る。試験ユニット５０００は、試料移送デバイス５１００、試料調製モジュール５２００、不活性化チャンバ５３００、流体駆動モジュール５４００、混合チャンバ５５００、増幅モジュール５６００、試薬貯蔵モジュール５７００、検出モジュール５８００、電力／電子機器モジュール５９００、及び制御モジュール５９５０を含む。試験ユニット５０００の主要なサブシステムの簡単な説明が以下に提供される。
[1154] 試料移送デバイス５１００は、試料、例えば、市販の試料収集キットを使用して集められた血液、尿、男性尿道検体、膣検体、子宮頸部スワブ検体、及び／又は鼻腔スワブ検体試料等を試料調製モジュール５２００に輸送するように構成されている。試料収集キットは、尿収集キット又はスワブ収集キットであり得る。かかる試料収集キットの非限定的な例としては、Ｃｏｐａｎ Ｍｓｗａｂ又はＢＤ ＰｒｏｂｅＴｅｃ Ｕｒｉｎｅ Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｖｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｋｉｔ、カタログ番号４４０９２８、純尿が挙げられる。試料移送デバイス５１００は、入力ポート（図示せず）を通じてある量の試料又は試料／媒体を試料調製モジュール５２００に分注及び／又はさもなければ移送する。その後、入力ポートがキャップされ得る。いくつかの実施形態では、試料移送デバイス５１００は、分注動作の一環として試料調製モジュール５２００に係止され得、かつ／又はそれに固定して連結され得る。この様式で、試料移送デバイス５１００と試料調製モジュール５２００との間のインターフェースは、試験ユニット５０００の再使用、さらなる試料の移送等を阻止するように構成され得る。試料移送デバイス５１００を含むと示されているが、他の実施形態では、試験ユニット５０００は試料移送デバイスを含む必要はない。
[1155] いくつかの実施形態では、一連の使用者の行為により、又は自動／半自動で、試料調製モジュール５２００は、試料を処理するように構成されている。例えば、試料調製モジュール５２００は、試料中の細胞を濃縮及び溶解し、それによりその後のＤＮＡ抽出を可能にするように構成され得る。いくつかの実施形態では、処理／溶解された試料は、試料調製モジュール５２００から、溶解された試料中で溶解中に使用されるタンパク質を不活性化するように構成された不活性化チャンバ５３００に押し込まれ、かつ／又はさもなければ移送される。いくつかの実施形態では、流体駆動モジュール５４００は、試料を不活性化チャンバ５３００から吸引するように構成されており、試料を増幅モジュール５６００に運搬するようにさらに構成されている。流体駆動モジュール５４００は、試料及び／又は（例えば、試薬貯蔵モジュール５７００からの）試薬を運搬して、本明細書に記載の診断試験方法のうちのいずれかを行うようにも構成されている。同様に述べられるように、流体駆動モジュール５４００は、流体圧力を生み出し、流体流を生み出し、かつ／又はさもなければデバイスのモジュールを通じて入力試料Ｓ１を運搬するように構成されている。いくつかの実施形態では、流体駆動モジュール５４００は、試料流と接触し、かつ／又はそれを受容するように構成された単回使用モジュールであり得る。単回使用配置により、流体駆動モジュール５４００が流体連結される流体移送モジュール及び／又は他のモジュールの汚染が先の実行で汚染されるようになり、それにより結果の正確度に悪影響を及ぼすという可能性が排除される。
[1156] 混合チャンバ５５００は、不活性化チャンバ５３００の出力を、ＰＣＲ反応を行うのに必要な試薬と混合する。いくつかの実施形態では、混合チャンバ５５００は、ＰＣＲに必要なプライマー及び酵素を含有する１つ以上の凍結乾燥試薬ビーズの形態でＰＣＲ試薬を収容し得る。かかる実施形態では、混合チャンバ５５００は、凍結乾燥ビーズを所与の入力体積で水和及び／又は再構成すると同時に、体積全体としての試薬の均等な局所濃度を確実にするように構成され得る。混合チャンバ５５００は、所望の溶液を生成するための任意の好適な機構、例えば、連続流混合チャネル、能動混合要素（例えば、撹拌棒）、及び／又は振動混合要素等を含み得る。その後、混合された試料は、増幅モジュール５６００（例えば、流体駆動モジュール５４００によって）に運搬される。
[1157] 増幅モジュール５６００は、本明細書に記載の任意の様式で試料にポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を行い、増幅試料を生成するように構成されている。ＰＣＲ後、増幅試料は、検出モジュール５８００にさらに押し込まれるか、移送されるか、又は運搬される。いくつかの実施形態では、検出モジュール５８００は、増幅試料に比色酵素反応を行い、かつ／又はそれを容易にするように構成されている。具体的には、試薬貯蔵モジュール５７００からの一連の試薬が流体駆動モジュール５４００によって運搬されて、試験からの光出力を容易にし得る。いくつかの実施形態では、主要な試験ユニット５０００の様々なモジュール／サブシステムは全て、電力／電子機器モジュール５９００及び制御モジュール５９５０によって制御及び／又は電力供給される。
[1158] いくつかの実施形態では、制御モジュール５９５０は、１つ以上のモジュールを含み得、試験ユニット５０００の弁、ポンプ、電力供給構成要素、及び／又は任意の他の構成要素を自動的に制御して、本明細書に記載の分子試験を容易にし得る。制御モジュール５９５０は、メモリ、プロセッサ、入力／出力モジュール（又はインターフェース）、及び任意の他の好適なモジュール又はソフトウェアを含み、本明細書に記載の機能を行うことができる。
[1159] 図８は、検出モジュール５８００、又は本明細書に記載の任意の他の検出モジュール（例えば、以下に記載の検出モジュール６８００）によって、又はその内部で行われ得る一実施形態による酵素反応に関連する動作及び／又は特徴の一部分を図解する。いくつかの実施形態では、酵素反応は、デバイス５０００、デバイス６０００、又は本明細書に記載の任意の他のデバイス若しくはシステムを使用した分子診断試験結果の視覚検出を容易にするために実行され得る。試験ユニット５０００内の反応、検出モジュール５８００、及び／又は残りの構成要素は、試験ユニット５０００がポイントオブケア設定及び／又は使用者の自宅で使用され得る単回使用デバイスになるように集合的に構成され得る。同様に述べられるように、いくつかの実施形態では、試験ユニット５０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、分散型試験設備での使用のために構成され得る。さらに、いくつかの実施形態では、図８に示される反応は、試験ユニット５０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）がＣＬＩＡを免除されたデバイスになるように十分な簡潔度及び正確度で動作することを容易にし得る。同様に述べられるように、いくつかの実施形態では、図８に示される反応は、制限された誤用可能性を提起し、かつ／又は誤って使用された場合に制限された危害リスクを提起する様式で出力信号ＯＰ１を提供し得る。いくつかの実施形態では、反応は、使用者の判断をほとんど必要としない方法、及び／又はある特定の動作ステップが容易にかつ／又は自動的に制御される方法に従って、最低限の科学的訓練を受けた（又は科学的訓練を受けていない）使用者によって作動させられたときに、試験ユニット５０００（又は本明細書に記載の任意の他のデバイス）内での完了に成功し得る。
[1160] 示されるように、検出モジュール５８００は、読み取りレーン又は流動チャネル内に検出表面５８２１を含む。検出表面５８２１は、オリゴヌクレオチド等の特異的ハイブリダイズプローブ５８７０でスポット付けされ、かつ／又はそれに共有結合する。いくつかの実施形態では、ハイブリダイズプローブ５８７０は、標的生物及び／又はアンプリコンに特異的である。ハイブリダイズプローブ５８７０の検出表面５８２１への結合は、任意の好適な手順又は機構を使用して行われ得る。例えば、いくつかの実施形態では、ハイブリダイズプローブ５８７０は、検出表面５８２１に共有結合し得る。参照Ｓ７は、例えば、図７の増幅モジュール５６００（又は本明細書に記載の任意の他の増幅モジュール）等によってＰＣＲ増幅ステップから生成されたビオチン化アンプリコンを図解する。ビオチンは、任意の好適な様式で増幅動作に、かつ／又は増幅モジュール５６００内に組み込まれ得る。矢印ＸＸによって示されるように、ビオチン化アンプリコンＳ７を含む増幅モジュールからの出力は、読み取りレーン内に、かつ検出表面５８２１にわたって運搬される。ハイブリダイズプローブ５８７０は、流動チャネル内に、かつ／又は検出表面５８２１に近接して存在し得る標的アンプリコンＳ７にハイブリダイズするように配合されている。検出モジュール５８００及び／又は検出表面５８２１が加熱されて、ハイブリダイズプローブ５８７０の存在下で読み取りレーン内のビオチン化アンプリコンＳ７を数分間インキュベートして、結合を生じさせる。この様式で、標的アンプリコンＳ７は、示されるように、検出表面５８２１に捕捉及び／又は添着される。いくつかの実施形態では、第１洗浄溶液（図８には図示せず）が検出表面５８２１にわたって、かつ／又は流動チャネル内に運搬されて、結合していないＰＣＲ産物及び／又は任意の残りの溶液を除去することができる。
[1161] 矢印ＹＹによって示されるように、検出試薬Ｒ４は、読み取りレーン内に、かつ検出表面５８２１にわたって運搬される。検出試薬Ｒ４は、例えば、ストレプトアビジンリンカーを有する西洋ワサビペルオキシダーゼ（ＨＲＰ）酵素（「酵素」）であり得る。いくつかの実施形態では、ストレプトアビジン及びＨＲＰが架橋して、二機能性を提供する。示されるように、検出試薬は、捕捉されたアンプリコンＳ７に結合する。検出モジュール５８００及び／又は検出表面５８２１が加熱されて、ビオチン化アンプリコンＳ７の存在下で読み取りレーン内の検出試薬Ｒ４を数分間インキュベートして、結合を容易にする。いくつかの実施形態では、第２洗浄溶液（図８には図示せず）が検出表面５８２１にわたって、かつ／又は流動チャネル内に運搬されて、結合していない検出試薬Ｒ４を除去することができる。
[1162] 矢印ＺＺによって示されるように、検出試薬Ｒ６は、検出表面５８２１にわたって読み取りレーン内に運搬される。検出試薬Ｒ４は、例えば、検出試薬Ｒ４からの信号ＯＰ１の生成を強化、触媒、及び／又は促進するように配合された基質であり得る。具体的には、基質は、検出試薬Ｒ４（ＨＲＰ／ストレプトアビジン）との接触時に、ＨＲＰがアンプリコンに結合する比色出力信号ＯＰ１が発生されるように配合されている。出力信号ＯＰ１の色は、結合したアンプリコンの存在を示し、標的病原体、標的アンプリコン、及び／又は標的生物が存在する場合、色生成物が形成され、標的病原体、標的アンプリコン、及び／又は標的生物が存在しない場合、色生成物は生じない。
[1163] 同様に述べられるように、反応の完了時に、標的病原体、標的アンプリコン、及び／又は標的生物が存在する場合、検出モジュールは、信号ＯＰ１を生成する。図８に記載の反応に従って、信号ＯＰ１は、（例えば、デバイス筐体によって規定された検出開口部又は窓を通じて）使用者によって視察され得る非蛍光視覚信号である。この配置により、デバイスが光源（例えば、レーザー光線、発光ダイオード等）及び／又は任意の光検出器（光電子増倍管、フォトダイオード、ＣＣＤデバイス等）のないものになり、信号ＯＰ１を検出及び／又は増幅することが可能になる。
[1164] 言い換えれば、反応は、使用者に可視であり、科学的訓練をほとんど又は全く必要とせず、かつ／又は標的生物が存在するかを判定するための判断を把握するのにほとんど必要としない比色出力信号を生成する。いくつかの実施形態では、試薬Ｒ４、Ｒ６は、可視信号ＯＰ１が少なくとも約３０分間存在したまま留まるように配合されている。いくつかの実施形態では、試薬Ｒ４、Ｒ６は、本明細書に記載の任意の様式で（例えば、密封容器内に凍結乾燥形態等で）筐体（図８には図示せず）内に貯蔵され得る。
[1165] 図９は、一実施形態による分子診断試験デバイス６０００（「試験デバイス」又は「デバイス」とも称される）の概略図である。この概略図は、図１０〜図６６に示される試験デバイス６０００の主要な構成要素を説明する。以下に記載されるように、試験デバイス６０００は、ポイントオブケア設定（例えば、医院、薬局等）、分散型試験設備又は使用者の自宅での使用に好適な一体化されたデバイスである（すなわち、モジュールが単一の筐体内に収容される）。いくつかの実施形態では、デバイス６０００は、デバイス６０００が使用者の手で運ばれ、握られ、使用され、かつ／又は操作され得るようなサイズ、形状、及び／又は重量を有し得る（すなわち、これは、「手持ち式」デバイスであり得る）。他の実施形態では、試験デバイス６０００は、自己完結型単回使用デバイスであり得る。同様に述べられるように、いくつかの実施形態では、試験デバイス６０００は、デバイスの再使用又はデバイスの再使用の試行を阻止するためにロックアウト又は他の機構で構成され得る。
[1166] さらに、いくつかの実施形態では、デバイス６０００は、ＣＬＩＡを免除されたデバイスであり得、かつ／又はＣＬＩＡを免除された方法に従って動作し得る。同様に述べられるように、いくつかの実施形態では、デバイス６０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、十分に単純な様式で動作するように構成されており、制限された誤用可能性を提起し、かつ／又は誤って使用された場合に制限された危害リスクを提起するのに十分な正確度で結果を生成することができる。いくつかの実施形態では、デバイス６０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、使用者の判断をほとんど必要としない方法、及び／又はある特定の動作ステップが容易にかつ／又は自動的に制御される方法に従って、最低限の科学的訓練を受けた（又は科学的訓練を受けていない）使用者によって動作され得る。いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイス６０００は、制限された誤用可能性（試薬（複数可）の仕損、試薬（複数可）の期限切れ、試薬（複数可）の漏出等）を提起する様式で長期貯蔵のために構成され得る。いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイス６０００は、最大約３６ヶ月間、最大約３２ヶ月間、最大約２６ヶ月間、最大約２４ヶ月間、最大約２０ヶ月間、最大約１８ヶ月間、又はこれらの間の任意の値の期間貯蔵されるように構成されている。
[1167] 試験デバイス６０００は、本明細書に記載の方法（例えば、図８に関して上述の酵素反応を含む）のうちのいずれかに従って入力試料Ｓ１を操作して標的細胞と関連付けられた１つ以上の出力信号ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３（図６６を参照のこと）を生成するように構成されている。図１０及び図１１は、分子診断試験デバイス６０００の斜視図を示す。診断試験デバイス６０００は、様々なモジュールが中に収容される筐体（上部分６０１０及び底部分６０３０を含む）を含む。具体的には、デバイス６０００は、試料調製モジュール６２００、不活性化モジュール６３００、流体駆動（又は流体移送）モジュール６４００、混合チャンバ６５００、増幅モジュール６６００、検出モジュール６８００、試薬貯蔵モジュール６７００、回転通気弁６３４０、並びに電力及び制御モジュール６９００を含む。各モジュール及び／又はサブシステムの説明が以下に続く。
[1168] 図１４は、モジュールの設置を見ることができるように上筐体６０１０が取り外された状態のデバイス６０００を示す。図１５は、内在するモジュールを見ることができるように上筐体６０１０、作動ボタン、増幅モジュール６６００、及び検出モジュール６８００が取り外れた状態のデバイス６０００を示す。図１２及び図１３に示されるように、デバイス６０００は、上筐体６０１０、下筐体６０３０、及び底板６０３１を含む。上筐体６０１０は、下筐体６０３０によって規定された切り込み、スロット及び／又は開口部に対応する接続突出部６０１８、６０１９を含み、筐体及び／又はデバイスの組み立てを容易にする。上筐体は、使用者がデバイス６０００によって生成される出力信号（複数可）を視覚的に検査することを可能にする一連の検出（又は「状態」）開口部をさらに規定する。具体的には、上筐体６０１０は、第１検出開口部６０１１、第２検出開口部６０１２、第３検出開口部６０１３、第４検出開口部６０１４、及び第５検出開口部６０１５を規定する。上筐体６０１０が下筐体６０３０に連結されると、検出開口部は、各検出表面によって及び／又はその上に生成された信号が対応する検出開口部を通じて可視になるように、検出モジュール６８００の対応する検出表面に整列する。具体的には、第１検出開口部６０１１は第１検出表面６８２１（図４９を参照のこと）に対応し、第２検出開口部６０１２は第２検出表面６８２２に対応し、第３検出開口部６０１３は第３検出表面６８２３に対応し、第４検出開口部６０１４は第４検出表面６８２４に対応し、第５検出開口部６０１５は第５検出表面６８２５に対応する。
[1169] いくつかの実施形態では、上筐体６０１０及び／又は検出開口部を包囲する上筐体６０１０の部分は、不透明（又は半不透明）であり、それにより検出開口部を「枠付け」又は際立たせる。いくつかの実施形態では、例えば、上筐体６０１０は、検出開口部を強調するためにマーキング（例えば、太線、色等）を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、上筐体６０１０は、検出開口部を特定の疾患（例えば、Ｃｈｌａｍｙｄｉａ ｔｒａｃｈｏｍａｔｉｓ（ＣＴ）、Ｎｅｉｓｓｅｒｉａ ｇｏｎｏｒｒｈｅａ（ＮＧ）、及びＴｒｉｃｈｏｍｏｎａｓ ｖａｇｉｎａｌｉｓ（ＴＶ））又は対照に特定する印を含み得る。他の実施形態では、上筐体６０１０は、信号ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３、対照１、及び／又は対照２によって生成された可能性のある種々の色と関連付けられた種々の色を有する一連の色スポットを含み、使用者が試験結果を判定する助けとなり得る。この様式で、筐体設計は、試験を正確に読み取るのに必要な使用者の判断の軽減に寄与し得る。
[1170] 下筐体６０３０は、デバイス６０００のモジュール及び／又は構成要素が中に配置される体積６０３２を規定する。図１３に示されるように、下筐体６０３０は、試料入力部分６１６０、試料調製部分６０２３、洗浄部分６０２５、及び溶出／試薬部分６０２９を含む。図６２に示されるように、試料入力部分６１６０は、受容体積６１６４を規定し、移動可能なキャップ６１５２及び入力部材６１６２を含む。移動可能なキャップ６１５２は、下筐体６０３０を中心として回転して、入力部材６１６２及び／又は受容体積６１６４へのアクセスを提供することができる。キャップ６１５２は、輸送中、試料の送達後等に、キャップ６１５２が下筐体６０３０にしっかりと締着され、かつ／又は閉鎖されるように、封止部又は他の係止部材を含み得る。いくつかの実施形態では、入力ポートキャップ６１５２は、デバイス６０００の再使用及び／又は補足試料流体の添加を阻止するための不可逆係止部を含み得る。この様式で、デバイス６０００は、訓練されていない個人によって好適に使用され得る。
[1171] 入力部材６１６２は、試料が受容体積６１６４内に運搬される通路を規定する。示されるように、入力部材６１６２は、漏斗形状を有し、試料を移送デバイス６１１０（以下に記載）から受容体積６１６４内に移送するときに飛び散りを最小限に抑えるように構成されている。いくつかの実施形態では、試料入力部材６１６２は、フィルタ、スクリーン等を含み得る。
[1172] 試料調製部分６０２３は、試料入力モジュール６１７０の少なくとも一部分を受容する。本明細書により詳細に記載されるように、試料入力モジュール６１７０は、試料アクチュエータ（又はボタン）６０５０によって作動する。試料調製部分６０２３は、アクチュエータ６０５０が移動して試料調製動作を開始した後に試料アクチュエータ６０５０の係止タブ６０５７を受容する切り込み又は開口部６０３３を規定する（例えば、図２０及び図２１を参照のこと）。この様式で、試料アクチュエータ６０５０は、初回使用が試行及び／又は完了された後に使用者がデバイスを再使用するのを阻止するように構成されている。
[1173] 洗浄部分６０２５は、洗浄モジュール６２１０の少なくとも一部分を受容する。洗浄モジュール６２１０は、洗浄アクチュエータ（又はボタン）６０６０によって作動する。洗浄部分６０２５は、アクチュエータ６０６０が移動して洗浄動作を開始した後に洗浄アクチュエータ６０６０の係止タブ６０６７を受容する切り込み又は開口部６０３５を規定する（例えば、図６４を参照のこと）。この様式で、洗浄アクチュエータ６０６０は、初回使用が試行及び／又は完了された後に使用者がデバイスを再使用するのを阻止するように構成されている。
[1174] 溶出／試薬部分６０２９は、溶出モジュール６２６０の少なくとも一部分及び試薬モジュール６７００の一部分を受容する。溶出／試薬部分６０２９は、アクチュエータ６０８０が移動して溶出及び／又は試薬開放動作を開始した後に試薬アクチュエータ６０８０の係止タブ６０８７を受容する切り込み又は開口部６０３９を規定する（例えば、図６５を参照のこと）。この様式で、試薬アクチュエータ６０８０は、初回使用が試行及び／又は完了された後に使用者がデバイスを再使用するのを阻止するように構成されている。かかるロックアウト機構を含むことにより、デバイス６０００は、単回使用動作のために特別に構成され、制限された誤用リスクを提起する。
[1175] デバイス６０００の下筐体６０３０は、その内部に配置されたモジュールを保持するために装着構造及び特徴部を含む。例えば、下筐体６０３０は、流体移送モジュール６４００を保持するための装着構造６０４６を含む。下筐体６０３０は、廃棄産物及び／又は廃棄物流が中に貯蔵される廃棄物リザーバ６２０５も含む。
試料移送デバイス
[1176] いくつかの実施形態では、診断試験デバイス６０００は、試料をデバイス６０００及び／又は試料調製モジュール６２００内に提供するように構成された試料輸送デバイス６１１０（図６２を参照のこと）を含み得、かつ／又はそれとともにパッケージされ得る。図６２に示されるように、試料移送デバイス６１１０は、遠位端部分６１１２及び近位端部分６１１３を含み、それを使用して、試料を試料カップ、容器等から吸引又は引き出し、その後、所望の量の試料をデバイス６０００の入力部分６１６０に送達することができる。具体的には、遠位端部分６１１２は、所望の体積を有するリザーバ６１１５を規定する浸漬管部分を含む。近位端部分６１１３は、使用者によって試料をリザーバ６１１５内に引き込むように操作され得るアクチュエータ６１１７又は圧搾バルブを含む。試料輸送デバイス６１１０は、吸引ステップ中に過剰な試料流を受容する溢流リザーバ６１１６を含む。溢流リザーバ６１１６は、アクチュエータ６１１７が試料をデバイス６０００の入力部分６１６０内に沈殿させるように操作されたときに溢流量が移送デバイス６１１０から運搬されるのを阻止する弁部材を含む。この配置により、所望の試料体積がデバイス６０００に送達されることが確実になる。さらに、「弁付き」溢流リザーバ６１１６を含むことにより、試料入力中の誤用可能性が制限される。この配置により、科学的訓練も最低限しか（又は全く）必要とされず、かつ／又は試料をデバイス内に適切に送達する使用者の判断もほとんど必要とされない。
[1177] いくつかの実施形態では、試料移送デバイス６１１０、又は本明細書における任意の他の試料移送デバイスを使用して、流体を、デバイス６０００が中に含まれるキットの一部としても含まれる移送管又はカップから吸引することができる。いくつかの実施形態では、試料移送デバイス６１１０は、任意の好適な市販の輸送ピペットであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、試料移送デバイス６１１０は、２５０μＬ＋／−１０％の試料体積を移送するＡｌｐｈａ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（ＵＫ）の２５０μＬ Ｄｕａｌ Ｂｕｌｂ Ｐａｓｔｅｔｔｅ ＬＷ４７９０（Ｐａｓｔｅｕｒ Ｐｉｐｅｔｔｅ）を含み得る。試験システム６０００は、ピペット採取された体積におけるかかる偏差（例えば、＋／−１０％）を適応させるように構成されている。５００μＬ及び１０００μＬを保持及び／又は送達する移送ピペットは、デバイス６０００とともに使用することもできる。いくつかの実施形態では、試料移送デバイス６１１０（又は本明細書に記載の試料移送デバイスのうちのいずれか）は約２５０〜約５００μＬの試料体積を送達することができる。
[1178] いくつかの実施形態では、試料移送デバイス６１１０は、使用者が適切な体積が吸引されたかを視覚的に確認することができる状態窓又は開口部を含み得る。
[1179] 外部試料移送デバイス（すなわち、試料移送デバイス６１１０）とともに使用され、かつ／又はそれとパッケージされると示されているが、他の実施形態では、デバイス６０００は、一体化された試料移送部分又はデバイスを含んでもよい。
試料調製モジュール
[1180] 試料調製モジュール６２００は、下筐体６０３０の試料調製部分６０２３内に少なくとも部分的に配置され、試料入力部分６１６０の受容体積６１６４からの入力試料Ｓ１を受容するように構成されている。本明細書に記載されるように、試料調製モジュール６２００は、試料Ｓ１を処理してその中の疾患に関連する生物の検出を容易にするように構成されている。外部試料調製及び扱いにくい器具の必要性を排除することにより、デバイス６０００は、ポイントオブケア設定（例えば、医院、薬局等）又は使用者の自宅での使用に好適なものになり、任意の好適な試料Ｓ１を受容することができる。試料Ｓ１（及び本明細書に記載の入力試料のうちのいずれか）は、例えば、市販の試料収集キットを使用して集められた血液、尿、男性尿道検体、膣検体、子宮頸部スワブ検体、及び／又は鼻腔スワブ検体であり得る。
[1181] いくつかの実施形態では、試料調製モジュール６２００は、試料入力部分６１６０からのある体積の液体を受け取り、かつその流出防止による封じ込めを可能にするように構成されている。以下に記載されるように、試料調製モジュール６２００は、洗浄溶液、溶出溶液、及び／又は陽性対照（例えば、Ａｌｉｉｖｉｂｒｉｏ ｆｉｓｃｈｅｒｉ、Ｎ．ｓｕｂｆｌａｖａ、又は任意の他の好適な生物）の内蔵貯蔵のために構成されている。陽性対照は、洗浄溶液中に液体形態で貯蔵され得るか、又は洗浄溶液によってその後に水和される凍結乾燥ビーズとして貯蔵され得る。いくつかの実施形態では、試料調製モジュール６２００は、フィルタを通じて試料液体の大半（例えば、約８０％）を分注し、生成された廃棄物を安全な様式で（すなわち、廃棄物リザーバ６２０５内に）貯蔵するように構成されている。いくつかの実施形態では、試料調製モジュール６２００は、試料分注動作後に洗浄剤分注動作を続け、それにより貯蔵液体の大半（例えば、約８０％）を分注するように構成されている。いくつかの実施形態では、試料調製モジュール６２００は、逆流溶出が生じて所望の標的粒子をフィルタ膜から除去し、溶出体積の大半（例えば、約８０％）を目標目的地（例えば、不活性化モジュール６３００、増幅モジュール６６００等）に送達するように構成されている。いくつかの実施形態では、試料調製モジュール６２００は、出力溶液が先の試薬（例えば、試料又は洗浄剤等）で汚染されないように構成されている。いくつかの実施形態では、試料調製モジュール６２００は、横になった状態の使用者による動作の容易さのために構成されており、わずかな単純な非経験的ステップ及びわずかな作動力しか必要としない。
[1182] 試料調製モジュール６２００は、試料入力モジュール６１７０（図１６〜図２１）、洗浄モジュール６２１０（図２２〜図２４）、溶出モジュール６２６０（図２５〜図２８）、フィルタ組立体６２３０（図３２〜図３５）、及び様々な構成要素を接続する様々な流体導管（例えば、管、ライン、弁等）を含む。図１６〜図２１を参照すると、試料入力モジュール６１７０は、試料体積６１７４を規定する筐体６１７２と、試料体積６１７４内に移動可能に配置されたピストン６１８０と、を含む。筐体６１７２は、試料入力ポート６１７５、試料出力ポート６１７７、及び洗浄剤入力ポート６１７６をさらに規定する。使用中、入力試料は、試料入力ポート６１７５を通じて試料入力部分６１６０から試料体積６１７４内に運搬される。試料は、重力送り又は任意の他の好適な機構によって運搬され得る。示されるように、試料入力ポート６１７５は、ピストン６１８０が下方に移動して試料を移動させた後に試料入力ポート６１７５が遮断されて、試料入力部分６１６０に向かって戻り、かつ／又は試料入力部分６１６０内に戻る試料の逆流を阻止するように、試料体積６１７４の上に向かって配置される。他の実施形態では、試料入力ポート６１７５は、任意の好適な流れ制御デバイス、例えば、逆止弁、ダックビル弁等を含み得る。
[1183] 図２１に示されるように、ピストン６１８０が試料体積６１７４内下方に移動すると、試料体積６１７４中の試料は、試料出力ポート６１７７を通じてフィルタ組立体６２３０に向かって運搬される。フィルタ組立体６２３０に向かう入力試料の流れは、図９の矢印Ｓ２によって示される。試料出力ポート６１７７は、任意の好適な流れ制御デバイス、例えば、逆止弁、ダックビル弁等を含み、試料体積６１７４内に戻り、かつ／又は試料体積６１７４に向かうフィルタからの流れを阻止することができる。
[1184] 試料入力モジュール６１７０は、試料アクチュエータ（又はボタン）６０５０によって作動する。試料アクチュエータ６０５０は、筐体６０３０の試料調製部分６０２３に移動可能に連結され、試料入力モジュール６１７０の一部分を受容し得る内側体積６０５５を規定する側壁６０５４を含む。試料アクチュエータ６０５０は、ピストン６１８０に整列し、かつ試料入力モジュール６１７０が作動するとピストン６１８０を移動させることができる突出部６０５６を含む。試料アクチュエータ６０５０は、上述のように試料アクチュエータ６０５０をその第２又は「作動」位置に固定するために切り込み又は開口部６０３３内に固定して受容される係止タブ６０５７をさらに含む。
[1185] 使用中、入力試料Ｓ１が試料入力部分６１６０内に設置され、試料の所望の部分が体積６１７４内に運搬された後に、下筐体６０３０に対する試料アクチュエータ６０５０の下方への動きによって試料入力動作が開始され得る（これは図６３の矢印ＰＰによって示されており、図２１も参照されたい）。体積６１７４内でのピストン６１８０の動きにより内圧が増加し、それ故にその内部の試料をフィルタ組立体６２３０に向かって出力ポート６１７７に貫流させる。試料アクチュエータ６０５０は、係止タブ６０５７と切り込み６０３３との間のインターフェースにより、その第２又は「作動」位置に係止されたまま留まる。試料アクチュエータ６０５０が係止位置にあるとき、ピストン６１８０は、試料体積６１７４を規定する底表面から離間し、洗浄剤組成物が貫流し得るいくらかの量の「死体積」を許容する。
[1186] 図２２〜図２３を参照すると、洗浄モジュール６２１０は、ピストン６２２０と、洗浄剤体積６２１４を規定する筐体６２１２と、を含む。図２３の破線によって示されるように、洗浄剤体積６２１４は、第１洗浄剤組成物Ｗ１及び第２洗浄剤組成物Ｗ２を収容する。より具体的には、第１洗浄剤組成物Ｗ１は、気体（例えば、窒素、空気、又は別の不活性気体）であり、第２洗浄剤組成物Ｗ２は、液体洗浄剤である。この様式で、洗浄動作は、本明細書により詳細に記載されるようにフィルタ組立体６２３０の「空気パージ」を含み得る。
[1187] ピストン６２２０は、洗浄剤出力ポート６２１６を規定する試料洗浄剤体積６２１４内に移動可能に配置される。洗浄剤出力ポート６２１６は、試料入力モジュール６１７０の洗浄剤入力ポート６１７６に流体連結される。さらに、洗浄剤出力ポート６２１６は、逆止弁、ダックビル弁等の任意の好適な流れ制御デバイスを含み、洗浄剤体積６２１４に向かい、かつ／又はその内部への逆流を阻止することができる。洗浄剤出力ポート６２１６の配置により、洗浄アクチュエータ６０６０が作動すると洗浄剤組成物（例えば、Ｗ１及びＷ２）が洗浄剤体積６１７４から試料体積６１７４の残りの「死体積」内に、かつフィルタ組立体６２３０に向かって運搬されることが可能になる。より具体的には、洗浄剤出力ポート６２１６をピストン６２２０上に含むことにより、ピストン６２２０の下方への動きは、第１洗浄剤組成物Ｗ１に続く第２洗浄剤組成物Ｗ２の連続流を生成する。最初に気体（又は空気）洗浄剤（第１洗浄剤組成物Ｗ１）を含むことにより、（図９の流れＳ２によって示される）フィルタ組立体６２３０に運搬された入力試料液体構成物の量が低減され得る。言い換えれば、試料入力モジュール６１７０の作動によるフィルタ組立体６２３０への入力試料の送達後に、フィルタ組立体６２３０は、所望の試料細胞及びいくらかの量の残留液体を保持する。第１気体洗浄剤組成物Ｗ１をフィルタ（すなわち、「空気洗浄」）に通すことにより、残留液体の量が最小限に抑えられ得る。この配置により、試料粒子を十分に調製するのに必要な液体洗浄剤（例えば、第２洗浄剤組成物Ｗ２）の量が低減され得る。液体体積の低減により、デバイス６０００のサイズの縮小がもたらされ、液体洗浄剤Ｗ２がフィルタ組立体を貫流するときに潜在的に有害なせん断応力の可能性も低減される。
[1188] 洗浄モジュール６２１０は、洗浄アクチュエータ（又はボタン）６０６０によって作動する。洗浄アクチュエータ６０６０は、洗浄モジュール６２１０の一部分を受容し得る内側体積６０６５を規定する側壁６０６４を含む下筐体６０３０の洗浄部分６０２５に移動可能に連結される。洗浄アクチュエータ６０６０は、ピストン６２２０に整列し、かつ洗浄モジュール６２１０が作動するとピストン６２２０を移動させることができる突出部６０６６を含む。洗浄アクチュエータ６０６０は、上述のように洗浄アクチュエータ６０６０をその第２又は「作動」位置に固定するために切り込み又は開口部６０３５内に固定して受容される係止タブ６０６７をさらに含む。
[1189] 使用中、入力試料Ｓ１が試料入力モジュール６１７０からフィルタ組立体に（矢印Ｓ２によって示される）運搬された後に、下筐体６０３０に対する洗浄アクチュエータ６０６０の下方への動きによって洗浄動作が開始され得る（これは図６４の矢印ＱＱによって示される）。体積６２１４内でのピストン６２２０の動きにより内圧が増加し、それ故に、図９の矢印Ｓ３によって示されるように、第１洗浄剤組成物Ｗ１及び第２洗浄剤組成物Ｗ２を試料入力モジュール６１７０に向かって出力ポート６２１６に貫流させる。洗浄アクチュエータ６０６０は、係止タブ６０６７と切り込み６０３５との間のインターフェースにより、その第２又は「作動」位置に係止されたまま留まる。
[1190] 上述のように、ピストン６２２０が下方に移動すると、第１洗浄剤組成物Ｗ１（すなわち、空気洗浄剤）が試料出力ポート６１７７を通じて、かつフィルタ組立体６２３０に向かって試料入力モジュール６１７０内の残りの「死体積」に貫流する。その後、第２洗浄剤組成物Ｗ２（すなわち、液体洗浄剤）が試料出力ポート６１７７を通じて、かつフィルタ組立体６２３０に向かって試料入力モジュール６１７０内の残りの「死体積」に貫流する。第１洗浄剤及び第２洗浄剤の流れは、フィルタ組立体６２３０を通じて示される図９の矢印Ｓ３によって示される。フィルタ組立体６２３０を通過する第１洗浄剤組成物Ｗ１、第２洗浄剤組成物Ｗ２、及び任意の他の廃棄産物は、廃棄物リザーバ６２０５に運搬される。以下により詳細に記載されるように、フィルタ組立体６２３０は、フィルタ組立体６２３０を通る試料及び洗浄剤の流れを制御する弁６２８０を含む。
[1191] いくつかの実施形態では、洗浄アクチュエータ６０６０及び／又は試料アクチュエータ６０５０は、相互接続され得るか、又はさもなければ順序外のアクチュエータの動きを制限する係止特徴部を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、試料アクチュエータ６０５０は、洗浄アクチュエータ６０６０の係止突出部６０６７の一部分と接触し、それにより試料アクチュエータ６０５０がその第１位置にあるときに係止アクチュエータ６０６０の動きを阻止する突出部を含み得る。この様式で、アクチュエータは、順序外で作動する可能性を低減するように構成され得る。
[1192] 第１洗浄剤組成物Ｗ１（すなわち、気体）及び第２洗浄剤組成物Ｗ２（すなわち、液体）を含むように示され、かつ記載されているが、他の実施形態では、洗浄モジュール６２１０は、単一の洗浄剤組成物のみを含み得る。
[1193] フィルタ組立体６２３０が図１４、図１５及び図３２〜図３５に示される。フィルタ組立体６２３０は、フィルタ筐体組立体６２５０、第１弁板６２３３、第２弁板６２４３、及び弁本体６２９０を含む。本明細書に記載されるように、フィルタ組立体６２３０は、入力試料を（試料入力動作及び試料洗浄動作により）濾過及び調製し、かつフィルタ膜６２５４から捕捉された粒子を送達し、溶出された体積を（例えば、増幅モジュール６６００に向かって）目標目的地に送達する流溶出動作を可能にするように構成されている。
[1194] フィルタ筐体組立体６２５０は、第１板６２５１、第２板６２５２、及びフィルタ膜６２５４を含む。第１板６２５１は、試料及び洗浄溶液が図３２の矢印ＥＥによって示されるように（廃棄物リザーバ６２０５に向かって）貫流し、かつ溶出溶液及び試料粒子が図３４の矢印ＦＦによって示されるように（不活性化チャンバ６３００に向かって）貫流する入力／出力ポート６２５５を規定する。入力／出力ポート６２５５は、弁開口部６２３７及び６２３８に選択的に流体連通され、それを通る流れを制御する。第２板６２５２は、試料及び洗浄溶液が図３２の矢印ＥＥによって示されるように（廃棄物リザーバ６２０５に向かって）貫流し、かつ溶出溶液及び試料粒子が図３４の矢印ＦＦによって示されるように（不活性化チャンバ６３００に向かって）貫流する入力／出力ポート６２５６を規定する。入力／出力ポート６２５６は、弁開口部６２４７及び６２４８に選択的に流体連通され、それを通る流れを制御する。
[1195] フィルタ膜６２５４は、標的生物／実体を捕捉すると同時に、試料中の液体、第１洗浄剤組成物Ｗ１、及び第２洗浄剤組成物Ｗ２の大半が廃棄物槽６２３０内に貫流することを可能にする。フィルタ膜６２５４（及び本明細書に記載のフィルタ膜のうちのいずれか）は、任意の好適な膜及び／又は膜の組み合わせであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、フィルタ膜６２５４は、最小限の死体積しか存在しないように第１板６２５１と第２板６２５２との間に封入された約１μｍ（例えば、０．８μｍ、１．０μｍ、１．２μｍ）の細孔径を有する織ナイロンフィルタ膜である。かかる実施形態では、粒子捕捉は、主に結合事象により達成され得る。かかる細孔径及びフィルタ構築により、試料送達、洗浄、及び溶出動作中の流体圧力の低減がもたらされ得る。しかしながら、かかる設計により、標的生物がフィルタ膜６２５４を貫流することも可能になり、捕捉の効率がより低くなる可能性もあり得る。さらに、結合の性質により、標的生物の溶出ステップ（例えば、逆洗）での除去がより難しくなり得る。しかしながら、より大半の望ましくない材料がフィルタ膜６２５４を通じて洗い流されるため、結果として生じる溶出剤溶液は、「より混じりけのない」ものになる。従って、フィルタ部材６２５４及びそのサイズは、標的生物に相補的であり、かつ／又はそれと一致するように選択され得る。例えば、フィルタ膜６２５４は、サイズ排除（標的生物よりも小さいいずれのものも膜を貫流することができる）、又は化学的相互作用により標的をフィルタ膜に結合させる（かつ後に溶出溶液を用いて標的を膜から除去する）ことのいずれかにより標的検体を捕捉するように構築及び／又は配合され得る。
[1196] 例えば、いくつかの実施形態では、フィルタ膜６２５４は、およそ０．３５μｍの細孔径を有する酢酸セルロースフィルタであり得、サイズ排除によって粒子捕捉を達成するように構築され得る。しかしながら、かかるフィルタ構築は、より容易に詰まり、それ故に試料送達、洗浄、及び溶出動作中により高い圧力を生み出す傾向があり得る。いくつかの実施形態では、内圧は、フィルタ膜６２５４の直径を変化させ、かつ／又はフィルタ組立体６２３０を通じて運搬される試料の総体積を減少させることによって低減され得る。
[1197] 第１弁板６２３３は、入力／出力ポート６２５５に流体連通した弁スロット６２３４を規定する。従って、第１弁板６２３３は、（弁本体６２９０を経る）フィルタ膜６２５４への流体アクセスを提供する。第２弁板６２４３は、入力／出力ポート６２５６に流体連通した弁スロット６２４４を規定する。従って、第２弁板６２４４は、（弁本体６２９０を経る）フィルタ膜６２５４への流体アクセスを提供する。
[1198] 弁本体６２９０は、作動部分６２９１、第１弁脚部６２３２、及び第２弁脚部６２４２を含む。第１弁脚部６２３２及び第２弁脚部６２４２は、作動部分６２９１の摺動動きにより第１弁脚部６２３２がスロット６２４３内に摺動され、第２弁脚部６２４２がスロット６２４４内に摺動されるように作動部分６２９１に連結される。第１弁脚部６２３２は、弁開口部６２３７及び６２３８、並びにそれらの開口部の各々を封止包囲する一対のＯリング（図示せず）を含む。第２弁脚部６２４２は、弁開口部６２４７及び６２４８、並びにそれらの開口部の各々を封止包囲する一対のＯリング６２５３を含む。従って、スロット６２３４、６２４４内の弁本体６２９０の位置に応じて、一対の開口部は、第２板６２５１の開口部６２５５及び第２板６２５２の開口部６２５６に選択的に整列して、特定の流路を遮断するか、又はそれを通る流体流の通過を可能にするかのいずれかを行い得る。この様式で、弁組立体６２３０は、試料流、洗浄流、及び溶出流動作中に流体流を制御し得る。
[1199] 図３２は、第１（又は「試料洗浄」）構成にあるフィルタ組立体６２３０を示す。第１構成にあるとき、弁開口部６２３７も弁開口部６２４７もいずれも、入力／出力ポート６２５５及び入力／出力ポート６２５６に整列する。弁開口部６２３７は、試料出力ポート６１７７からの試料の流れを受容し、弁開口部６２４７は、廃棄物リザーバ６２０５に流体連結される。従って、フィルタ組立体６２３０がその第１構成にあるとき、試料Ｓ２は、矢印ＥＥによって示されるように、フィルタ膜６２５４を通じて運搬され得る（廃棄物部分が廃棄物リザーバ６２０５に進む）。さらに、洗浄剤組成物Ｓ３は、矢印ＥＥによって示されるように、フィルタ膜６２５４を通じて運搬され得る（廃棄物部分が廃棄物リザーバ６２０５に進む）。さらに、試料流及び／又は洗浄流（それぞれ、Ｓ２及びＳ３）は、弁開口部６２４８が第２弁脚部６２４２で密封されるため、フィルタ膜６２５４を通り溶出モジュール６２６０に向かう流れを阻止される。これは、図３２の矢印ＦＦによって描写されている。試料流及び／又は洗浄流（それぞれ、Ｓ２及びＳ３）は、弁開口部６２３８が第１弁脚部６２３２で密封されるため、フィルタ膜６２５４の迂回及び不活性化チャンバ６３００に向かう流れからも阻止される。
[1200] 図３４は、第２（又は「溶出」）構成にあるフィルタ組立体６２３０を示す。第２構成にあるとき、弁開口部６２３８も弁開口部６２４８もいずれも、入力／出力ポート６２５５及び入力／出力ポート６２５６と整列する。弁開口部６２４８は、溶出モジュール６２６０からの溶出流を受容し（以下に記載されるように）、弁開口部６２３８は、不活性化チャンバ６３００に流体連結される。従って、フィルタ組立体６２３０がその第２構成にあるとき、溶出流（図９の矢印Ｓ４によって示される）は、矢印ＦＦによって示されるように、フィルタ膜６２５４を通じて戻し運搬され得る。さらに、溶出流Ｓ４は、弁開口部６２３７が第１弁脚部６２３２で密封されるため、フィルタ膜６２５４を通り試料入力モジュール６１７０に向かう流れを阻止される。これは、図３４の矢印ＥＥによって描写されている。溶出流Ｓ４は、弁開口部６２４７が第２弁脚部６２４２で密封されるため、フィルタ膜６２５４の迂回及び廃棄物リザーバ６２０５に向かう流れによっても阻止される。
[1201] 以下に記載されるように、弁本体６２９０は、試薬アクチュエータ６０８０の動きによって作動する。具体的には、試薬アクチュエータ６０８０の突出部６０８６によって規定された傾斜部６０８８は、作動部分６２９１に接触し、図３４の矢印ＧＧによって示されるように弁本体６２９０を内方に移動させて、フィルタ組立体６２３０をその第１構成（図３２）からその第２構成（図３４）に移動させる。
[1202] 試料調製モジュール６２００の溶出モジュール（又は組立体）６２６０は、図２５〜図２８に示されている。溶出モジュール６２６０は、試薬モジュール６７００とともに筐体の試薬部分６０２９内に収容される。さらに、溶出モジュール６２６０も試薬モジュール６７００の初期作動もいずれも、単一の手動アクチュエータ（試薬アクチュエータ６０８０）の動きによって作動する。溶出モジュール６２６０については直下に記載されており、試薬モジュール６７００についてはより下でより詳細に記載されている。
[1203] 溶出モジュール６２６０は、ピストン６２７０（図２８を参照のこと）を含む試薬筐体６７４０（「槽本体」又は「試薬本体」とも称される）内に収容される。試薬筐体６７４０は、溶出組成物が中に貯蔵される溶出体積６２６４を規定する。溶出組成物は、フィルタ膜６２５４からの任意の結合していない細胞及び／又はＤＮＡの放出を可能にするプロテイナーゼＫを含み得る。試薬筐体６７４０は、入力（又は充填）ポート６２６５及び溶出出力ポート６２６６をさらに規定する。溶出出力ポート６２６６は、第２弁脚部６２４２の弁開口部６２４８に流体連結され、上述のようにフィルタ組立体６２３０に選択的に流体連通され得る。溶出出力ポート６２６６は、逆止弁、ダックビル弁等の任意の好適な流れ制御デバイスを含み、溶出体積６２６４に向かい、かつ／又はその内部への逆流を阻止することができる。
[1204] 溶出モジュール６２１０は、試薬アクチュエータ（又はボタン）６０８０（図３０を参照のこと）によって作動する。試薬アクチュエータ６０８０は、下筐体６０３０の試薬部分６０２９に移動可能に連結され、溶出モジュール６２６０の一部分を受容し得る内側体積６０６５を規定する側壁６０８４を含む。内側体積６０６５は、ピストン６２７０に整列し、かつ試薬アクチュエータ６０８０が移動するとピストン６２７０を移動させることができる突出部を含む、試薬モジュール６７００の上部材６７３５も受容する。試薬アクチュエータ６０８０は、上述のように試薬アクチュエータ６０８０をその第２又は「作動」位置に固定するために切り込み又は開口部６０３９内に固定して受容される係止タブ６０８７をさらに含む。
[1205] 使用中、フィルタ組立体６２３０は、所与の出発体積からある特定の効率で標的生物を回収する。その後、洗浄動作により、（フィルタ膜６２５４上に存在したままの）標的生物を除去することなく望ましくない材料が除去される。その後、溶出動作により、フィルタ膜６２５４から標的生物が除去され、捕捉された生物の総量を溶出溶液の体積中に希釈し、それ故に溶出剤を含む。溶出剤の総出力体積を変更することにより、より高い又はより低い濃度の標的生物及び任意の潜在的な阻害物質の両方が達成され得る。いくつかの実施形態では、所望の場合、初期試料調製後に溶出剤溶液を別の試薬と混合することにより、さらなる希釈が達成され得る。既知の溶出剤体積及び既知の希釈剤体積を考慮して、正しい希釈係数が達成され得、本システムの信頼性を維持することにより、非常に高い希釈係数が回避される。
試薬モジュール
[1206] 本明細書に記載されるように、検出方法は、デバイス６０００内での検出試薬（試薬Ｒ３〜Ｒ６）及び他の物質の連続送達を含む。さらに、デバイス６０００は、ポイントオブケア場所（又は他の分散型場所）での使用のための「在庫」製品であるように構成されており、それ故に長期貯蔵のために構成される。いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイス６０００は、最大約３６ヶ月間、最大約３２ヶ月間、最大約２６ヶ月間、最大約２４ヶ月間、最大約２０ヶ月間、最大約１８ヶ月間、又はこれらの間の任意の値の期間貯蔵されるように構成されている。従って、試薬貯蔵モジュール６７００は、それらの長期貯蔵容器から試薬を除去する使用者の単純な非経験的ステップのために、かつ単回の使用者行為を使用してそれらの貯蔵容器から全ての試薬を除去するように構成されている。いくつかの実施形態では、試薬貯蔵モジュール６７００及び回転選択弁６３４０（以下に記載）は、使用者の介入なしに検出モジュール６８００内で試薬を１つずつ使用することを可能にするように構成されている。
[1207] 具体的には、デバイス６０００は、初期使用者動作の最終ステップ（すなわち、試薬アクチュエータ６０８０の押圧）が貯蔵された試薬の分注をもたらすように構成されている。以下に記載されるように、この行為により、本組立体内に存在する密封された試薬容器が押し潰されかつ／開放され、送達のために液体が再設置される。回転通気選択弁６３４０（図５０〜図６２を参照のこと）により、このステップにおける試薬モジュール６７００の全ての通気が可能になり、それ故に試薬容器の開放が可能になるが、このプロセスが終了すると槽への通気を閉鎖する。試薬は、検出モジュール６８００で必要になるまで試薬モジュール６７００内に留まる。特定の試薬が必要とされると、回転弁６３４０が試薬モジュール６７００への適切な通気路を開放し、流体駆動モジュール６４００が、（検出モジュール６８００を経て）試薬モジュール６７００の出力ポートに真空を加え、それ故に試薬モジュール６７００から試薬を運搬する。
[1208] 図９（概略的に）及び図２５〜図３１に図解されるように、試薬貯蔵モジュール６７００は、本明細書で試薬Ｒ３（第１洗浄溶液）、試薬Ｒ４（酵素試薬）、試薬Ｒ５（第２洗浄溶液）、及び試薬Ｒ６（基質）と特定されるパッケージされた試薬を貯蔵し、検出モジュール６８００での容易なパッケージ解除及びこれらの試薬の使用を可能にする。図１５〜図１７に示されるように、試薬貯蔵モジュール６７００は、第１試薬キャニスタ６７０１（第１試薬Ｒ３を収容する）、第２試薬キャニスタ６７０２（第２試薬Ｒ４を収容する）、及び第４試薬キャニスタ６７０４（第４試薬Ｒ６を収容する）、試薬筐体（又は槽）６７４０、上部材（又は蓋）６７３５、及び底（又は出口）部材６７８０を含む。上述のように、試薬筐体６７４０は、溶出モジュール６２６０の一部分も収容及び／又は形成する。
[1209] 試薬キャニスタは各々、その上端及び下端に壊れやすい封止部を含み、物質の長期貯蔵に好適な密封容器をその内部に規定する。例えば、図２９を参照すると、第２試薬キャニスタ６７０２は、第１（又は上の）壊れやすい封止部６７１８及び第２（又は下の）壊れやすい封止部６７１７を含む。以下に記載されるように、壊れやすい封止部は、試薬モジュール６７００の作動時に穿孔されて、各キャニスタ内の試薬を構成するか、又は検出モジュール６８００内での使用に「準備される」。壊れやすい封止部は、例えば、ヒートシールＢＯＰＰフィルム（又は任意の他の好適な熱可塑性フィルム）であり得る。かかるフィルムは、キャニスタ内の流体と外部湿気との間の相互作用を阻止する優れた障壁特性を有するが、軟弱構造特性も有し、フィルムが必要なときに容易に破壊されることを可能にする。試薬キャニスタが押し潰し特徴部又は穿孔器内に押し込まれると、以下に記載されるように、ＢＯＰＰフィルムが破壊し、通気するとキャニスタ内の液体が流れることを可能にする。試薬キャニスタは各々、キャニスタを流体隔離する２つのＯリング封止部も試薬筐体６７４０のその孔内に含む。例えば、図２９に示されるように、第２試薬キャニスタ６７０２は、第１（又は上の）Ｏリング６７１６及び第２（又は下の）Ｏリング６７１９を含む。これらのＯリングは、試薬筐体６７４０の孔６７４６内の第２試薬キャニスタ６７０２を封止する。
[1210] 試薬筐体６７４０は、対応する試薬キャニスタが中に移動可能に収容される一組の円筒孔を規定する。図２７に示されるように、第１孔が第１試薬キャニスタ６７０１を収容し、第２孔（図２９で孔６７４６と特定される）が第２試薬キャニスタ６７０２を収容し、第３孔が第３試薬キャニスタ６７０３を収容し、第４孔が第４試薬キャニスタ６７０４を収容する。試薬筐体６７４０は、キャニスタが試薬筐体６７４０内で下方に移動するとそれぞれのキャニスタの第２壊れやすい封止部を貫通するように構成された穿孔器を各孔の底部分に含む。同様に述べられるように、試薬筐体６７４０は、試薬モジュール６７００が作動すると各々が対応する壊れやすい封止部を貫通して試薬キャニスタを開放する一組の穿孔器を含む。さらに、各穿孔器は、壊れやすい封止部が穿孔された後に試薬キャニスタの内部体積を試薬モジュール６７００の出口ポートに流体連通させる流路を規定する。例えば、図２９及び図３１を参照すると、第２孔６７４６は、穿孔器流路６７４８を規定する穿孔器６７４７を含む。穿孔器流路６７４８は、通路６７８２を通じて第２出口ポート６７９２に流体連通している。
[1211] 試薬筐体６７４０は、溶出体積６２６４（上述のもの）及びガイド孔６７０６も規定する。ガイド孔６７０６は、上部材６７３５の対応するピン又は突出部６７３７を受容して、試薬筐体６７４０に対する上部材６７３５の動きを誘導する。
[1212] 底部材６７８０は、試薬筐体６７４０の底部分に連結され、試薬孔の各々に流体連通した試薬出口ポートを規定する。具体的には、底部材６７８０は、第１孔に流体連通しており、かつ第１試薬Ｒ３が貫流し得る第１出口ポート６７９１を規定する。底部材６７８０は、第２孔６７４６に流体連通しており、かつ第２試薬Ｒ４が（図２９に示されるように穿孔器流路６７４８及び通路６７８２を通じて）貫流し得る第２出口ポート６７９２を規定する。底部材６７８０は、第３孔に流体連通しており、かつ第３試薬Ｒ５が貫流し得る第３出口ポート６７９３を規定する。底部材６７８０は、第４孔に流体連通しており、かつ第４試薬Ｒ６が貫流し得る第４出口ポート６７９４を規定する。
[1213] 上部材６７３５は、試薬モジュール６７００が作動すると試薬筐体６７４０に対して移動するように構成されている。上部材６７３５は、各々が穿孔器を含み、かつ各々が試薬キャニスタのうちの１つに対応する一組の段部を含む。同様に述べられるように、上部材６７３５は、各々が穿孔器を含み、かつ各々が試薬筐体６７４０によって規定された対応する孔に整列し、かつその内部で少なくとも部分的に移動するように構成された一組の段部を含む。図２９及び図３１を参照すると、例えば、上部材６７３５は、第１試薬キャニスタ６７０１（及び第１孔）に対応する第１段部６７６２と、第２試薬キャニスタ６７０２（及び第２孔６７４６）に対応する第２段部６７６７と、を含む。第１段部６７６２は第１穿孔器６７６１を含み、第２段部６７６７は第２穿孔器６７６６を含む。さらに、上部材６７３５の各穿孔器は、上の壊れやすい封止部が穿孔されると試薬キャニスタの内部体積を試薬モジュール６７００の通気ポートに流体連通させる流路を規定する。例えば、図２９及び図３１を参照すると、通気ポート６７３２（図２６の出口通気ポートを参照のこと）としての機能を果たす穿孔器流路６７３２を規定する第２穿孔器６７６６。具体的には、第１キャニスタ６７０１及び／又は第１孔が第１通気ポート６７３１を通じて通気され、第２キャニスタ６７０２及び／又は第２孔６７４６が第２通気ポート６７３２を通じて通気され、第３キャニスタ６７０３及び／又は第３孔が第３通気ポート６７３３を通じて通気され、第４キャニスタ６７０４及び／又は第４孔が第４通気ポート６７３４を通じて通気される。以下に記載されるように、通気ポートは各々、回転弁６３４０に流体連結されて、各キャニスタの選択的かつ／又は連続通気を可能にし、検出モジュール６８００への試薬の流れを制御する。
[1214] 上部材６７３５の通気部分６７３６は、スイッチ６９０６と係合して、試薬モジュール６７００（及び溶出モジュール６２６０）が作動すると電力及び制御モジュール６９００を作動させるようにも構成されている。上部材６７３５は、使用中に試薬筐体６７４０のガイド孔６７０６内で移動するガイドピン（又は突出部）６７３７をさらに含む。
[1215] 試薬モジュール６７００がその第１（又は貯蔵）構成（例えば、図２９）にあるとき、壊れやすい封止部６７１７、６７１８は、第２キャニスタ６７０２の内部体積を流体隔離し、それ故に試薬Ｒ２を貯蔵条件下で維持する。上部材６７３５がその第１位置（図２９）からその第２位置（図３１）に下方に移動すると、試薬モジュール６７００が作動する。具体的には、試薬モジュール６７００は、試薬アクチュエータ（又はボタン）６０８０（図３０を参照のこと）によって溶出モジュール６２１０とともに作動する。試薬アクチュエータ６０８０は、使用者がアクチュエータ６０８０を下方（図６５の矢印ＲＲを参照のこと）に押圧することによって本システムを手動で作動させることを可能にする。
[1216] 試薬アクチュエータ６０８０及び上部材６７３５が試薬筐体６７４０に対して下方に移動すると、上穿孔器が試薬容器の各々の壊れやすい上封止部を貫通する。具体的には、図３１に示されるように、第２穿孔器６７６８が壊れやすい上封止部６７１８を貫通し、それにより第２試薬キャニスタ６７０２の内部体積を通気ポート６７３２に流体連通させる。上部材６７３５のさらに下方への動きにより、上部材６７３５の段部が各それぞれのキャニスタと係合し、キャニスタがそのそれぞれの孔内で下方に移動するようになる。これにより、（試薬筐体６７４０の）下穿孔器が壊れやすい下封止部に貫通するようになる。具体的には、図３１に示されるように、段部６７６７は、孔６７４６内で第２キャニスタ６７０２を下方に押し込み、それ故に穿孔器６７４７を壊れやすい下封止部６７１７に貫通させる。これにより、第２試薬キャニスタ６７０２の内部体積が出口ポート６７９２に流体連通するようになる。
[1217] 試薬モジュール６７００が第２構成にあるとき、試薬は、使用に「準備される」（すなわち、それらは密封キャニスタから放出される）。しかしながら、試薬は、それらが、通気ポート６７３１、６７３２、６７３３、及び６７３４を選択的に開放して試薬が出口ポート６７９１、６７９２、６７９３、及び６７９４を通じて試薬組立体６７００から流れることを可能にする回転弁組立体６３４０の動作によって作動する期間、それらのそれぞれのキャニスタ及び／又は孔内に留まる。
[1218] 試薬モジュール６７００及び回転弁６３４０は、判断をほとんど必要としない方法に従って、単純な様式で、かつ最低限の科学的訓練を受けた（又は科学的訓練を受けていない）使用者によって、試薬が調製され、かつ検出モジュール６８００内に連続して運搬されることを可能にする。より具体的には、試薬の調製は、ボタン（試薬アクチュエータ６０８０）の手動押圧のみを必要とする。試薬の連続添加は、回転弁６３４０によって自動的に制御される。この配置により、デバイス６０００がＣＬＩＡを免除されたデバイスになり、かつ／又はＣＬＩＡを免除された方法に従って動作可能になる。
不活性化チャンバ
[1219] 図９の矢印Ｓ４によって示されるように、溶出溶液並びに捕捉された細胞及び／又は生物は、溶出動作中に、フィルタ組立体６２３０を通じて戻し、かつ不活性化モジュール（又は「チャンバ」）６３００に運搬される。不活性化モジュール６３００は、試料調製モジュール６２００に流体連結され、試料調製モジュール６２００から溶出された試料Ｓ４を受容するように構成されている。いくつかの実施形態では、不活性化モジュール６３００は、受容された入力流体を溶解させるように構成されている。いくつかの実施形態では、不活性化モジュール６３００は、溶解が生じた後に入力流体中に存在する酵素を非活性化するように構成されている。いくつかの実施形態では、不活性化モジュール６３００は、出力流体と入力流体との間の交差汚染を阻止するように構成されている。
[1220] 図３６及び図３７を参照すると、不活性化モジュール６２８０は、筐体６３１０、蓋６３１８、加熱器６３３０、並びに他のモジュールへの流体及び電気相互接続部（図示せず）を含む。筐体６３１０は、不活性化チャンバ６３１１、入力ポート６２１２、出力ポート６３１３、及び通気孔６３１４を規定する。図３７に示されるように、不活性化チャンバ６３１１は、試料調製モジュール６２００からの試料での充填を可能にし、その後、受容された液体の全体を加熱するように構築されている。これは、入力ポート６２１２及び出力ポート６３１３が通気ポート６３１４の流路よりも困難かつ／又は曲がりくねった流路を有することによって達成される。この様式で、液体が操作されるか、又は液体が加熱により膨張すると、液体の流れは、入力ポート６２１２及び／又は出力ポート６３１３に接続された導管のうちのいずれか内ではなく、通気ポート６３２１４に向かって、又は通気ポート６３２１４から離れてのいずれかで進む。
[1221] 図３７に示されるように、蓋６３１８（又はカバー）は、接着剤層６３１９によって筐体６３１０に連結される。他の実施形態では、不活性化モジュール６３００は、任意の好適な機構を使用して構築され得る。
[1222] 加熱器組立体６３３０は、任意の好適な加熱器構築体であり得、加熱器６３３０をコントローラ６９５０、電力供給部６９０５等に電気的に連結する電気接続部６３３２を含み得る。いくつかの実施形態では、加熱器６３３０は、単純な熱拡散器及び抵抗加熱器層を一体化された温度センサ（図示せず）と一体化させ得る。筐体６３１０の蓋６３１８は、薄いプラスチック膜で構築されており、加熱器組立体６３３０は、任意の好適な機構によってそれに取り付けられ得る。この直接連結配置により、加熱器組立体６３３０から不活性化チャンバ６３１１内部の液体内への良好な熱伝導が可能になる。加熱器６３３０は、電子機器モジュール（例えば、電子コントローラ６９５０、又は任意の他の好適なコントローラ）によって制御されて、加熱器６３３０をある特定の温度で制御及び／又は維持する。モジュールの特徴付けにより、この制御温度からの補正値が不活性化チャンバ６３１１内部の液体の温度に発展する。
[1223] 使用中、試料は、矢印ＨＨによって示されるように、不活性化チャンバ６３１１内に沈殿し、入力ポート６３１２を通じて試料調製モジュール６２００から不活性化チャンバ６３１１に移送される。いくつかの実施形態では、恒久的に開いた疎水性通気ポート６３１４により、不活性化チャンバ６３１１の受動的な充填が可能になり、すなわち、使用者（例えば、手動動作）又は制御モジュール（例えば、付加ピストンポンプを稼働する）の介入を必要としない。充填が完了し、不活性化モジュール６３００が電源オンにされると、加熱器組立体６３３０は、不活性化チャンバ６３１１内の液体を加温して、溶出剤中に含有された溶解試薬がピーク効率で機能することを可能にする。このプロセスにより、試料調製モジュール６２００内に捕捉された標的生物細胞が溶解され、標的中に存在するＤＮＡが放出される。いくつかの実施形態では、試料は、約５６Ｃに約１分間加熱され得る。割り当てられた時間後、加熱器６３３０は、液体を高温に加熱して、溶解酵素、並びに存在する任意の他の酵素を非活性化する。いくつかの実施形態では、試料は、約９５Ｃに約３分間加熱される。その後、液体は、流体駆動モジュール６４００によって移動させられるまで不活性化チャンバ６３１１内に保持される。
混合モジュール
[1224] 図９（概略的に）、図３８及び図３９に図解されるように、混合モジュール（単に混合チャンバとも称される）６５００は、不活性化モジュール６３００の出力を試薬（例えば、Ｒ１及びＲ２）と混合して、功を奏するＰＣＲ反応を行う。同様に述べられるように、混合モジュール６５００は、これらの２つの試薬Ｒ１及びＲ２を所与の入力体積で再構成すると同時に、体積全体としての試薬の均等な局所濃度を確実にするように構成されている。いくつかの実施形態では、混合チャンバモジュール６５００は、検出モジュール６８００に十分な体積を出力するために増幅モジュール６６００に十分な液体体積を生成及び／又は運搬するように構成されている。
[1225] 混合モジュール６５００は、第１筐体６５２０、第２筐体（又はカバー）６５７０、並びに２つの試薬（試薬Ｒ１及びＲ２と特定される）を含有する凍結乾燥試薬ビーズを含む。混合モジュール６５００は、混合モジュール６５００を、不活性化チャンバ６３００、流体駆動モジュール６４００、及び回転弁組立体６３４０に連結する管類、相互接続部、及び他の構成要素も含む。第１筐体６５２０は、混合リザーバ６５３０、入口ポート６５４０、出口ポート６５５０、及び通気ポート６５５６を規定する。第１筐体６５２０は、第１筐体６５２０を第２筐体６５７０に連結するための接合ピン６５２２が中に配置され得る開口部６５２３も規定する。
[1226] 入力（又は充填）ポート６５４０は、不活性化モジュール６３００の出口ポート６３１３に流体連結され、図３８の矢印ＪＪによって示される不活性化モジュール６３００からの流れを受容するように構成されている。出口ポート６５５０は、図３８の矢印ＫＫによって示される流体駆動モジュール６４００（及び増幅モジュール６６００）への流れを生成するように構成された流体移送モジュール６４００に流体連結される。入力ポート６５４０及び出口ポート６５５０は、逆止弁、ダックビル弁等の任意の好適な流れ制御デバイスを含み、混合リザーバ６５３０内への流入及び／又は混合リザーバ６５３０からの流出を制御することができる。混合モジュール６５００が流体移送モジュール６４００の上流に配置されると示されているが、他の実施形態では、混合モジュール６５００は、流体移送モジュール６４００と増幅モジュール６５００との間に配置されてもよい（すなわち、混合モジュール６５００は流体移送モジュール６４００の上流であってもよい）。
[1227] 第２筐体６５７０は、混合リザーバ６５３０の一部分を規定し、ピン６５２２及び任意の他の封止機構（積層体６５２４等）によって第１筐体６５２０に連結される。従って、本明細書に記載されるように、第１筐体６５２０及び第２筐体６５７０が一緒になって所望の形状を有する混合リザーバ６５３０を規定して、流体混合を促進する。具体的には、混合リザーバ６５３０及び／又は混合モジュール６５００の他の部分は、試薬の低局所濃度及び高局所濃度の領域を有する液体区分間の総接触面積を増加させることによって液体の拡散効果を高めるように構成されている。これは、チャンバに入る液体の初期部分が液体及び／又は構造の他の部分の後部と接触することを可能にし、その後、濃度を均等にするのに十分な拡散時間液体を混合リザーバ６５３０内に維持することによって達成される。いくつかの実施形態では、第１筐体６５２０及び／又は第２筐体６５７０は、混合リザーバ６５２０内の流体流に影響を与え、それに影響を及ぼし、かつ／又はそれを変化させるように構成された１つ以上の流れ構造、羽根等（図示せず）を含み得る。かかる流れ構造は、再循環領域、乱流領域等を生成する。
[1228] 混合モジュール６５００が受動的モジュールである（すなわち、所望の混合及び拡散を達成するために流体流のみに依存する）と示されているが、他の実施形態では、混合モジュールは、能動的混合手段を含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態では、混合モジュールは、撹拌棒又は振動混合器を含み得る。
[1229] 使用中、流体が（流体移送モジュール６４００の作動の結果として）不活性化チャンバ６３００から流れると、混合リザーバ６５３０内に引き込まれた液体の初期（又は第１部分）は、凍結乾燥ビーズＲ１、Ｒ２を再構成して、混合リザーバ６５３０の総体積にする。いくつかの実施形態では、混合リザーバは、それが完全に充填されるまで混合リザーバ６５３０からの流体流をある期間制限する構造を含み得る。この様式で、試料が増幅モジュール６６００に運搬される前に全体濃度が達成及び／又は維持され得る。流体移送モジュール６４００からの制御された停止／開始流を組み合わせられた混合リザーバ６５３０の構造的特徴により、液体が混合チャンバから増幅モジュール６６００内に流れる前に正しい局所濃度が達成されることが可能になる。
[1230] 試薬Ｒ１及びＲ２は各々、実質的に半球形状を有する凍結乾燥ペレットであり、混合リザーバ６５３０の球状部分内に一緒に配置される。この配置により、不活性化チャンバ６３００からの溶液の流れが混合リザーバ６５３０内に受容されるとこれらの２つのペレットが一緒に及び／又は実質的に同時に水和されることが可能になる。同様に述べられるように、これらの２つの凍結乾燥ペレットは、混合リザーバ６５３０内に一緒に嵌合適合するように成形される。しかしながら、他の実施形態では、これらの２つの凍結乾燥ペレットは各々、球状に成形されてもよく、混合リザーバ６５３０内に設置されてもよい。
[1231] 混合モジュール６５００は、再構成及び混合されるとその後の増幅ステップのためにマスターミックスを形成するこれらの２つの凍結乾燥ビーズＲ１、Ｒ２の貯蔵場所でもある。試薬Ｒ１及びＲ２は、プライマー、ヌクレオチド（例えば、ｄＮＴＰ）、及びＤＮＡポリメラーゼ等の任意の好適なＰＣＲ試薬であり得る。いくつかの実施形態では、試薬Ｒ１及び／又は試薬Ｒ２は、ホットスタート機能を含むＫＡＰＡ２Ｇ Ｆａｓｔ ＤＮＡポリメラーゼを含み得る。この配置により、非常に迅速な熱循環及び非常に少ないプライマー二量体形成が可能になる。いくつかの実施形態では、試薬Ｒ１及び／又は試薬Ｒ２は、Ｃｈｌａｍｙｄｉａ ｔｒａｃｈｏｍａｔｉｓ（ＣＴ）、Ｎｅｉｓｓｅｒｉａ ｇｏｎｏｒｒｈｅａ（ＮＧ）、及びＴｒｉｃｈｏｍｏｎａｓ ｖａｇｉｎａｌｉｓ（ＴＶ）を標的とするように設計されたＰＣＲプライマーを含み得る。加えて、試薬Ｒ１及び／又は試薬Ｒ２は、非標的グラム陰性生物（Ａｌｉｉｖｉｂｒｉｏ ｆｉｓｃｈｅｒｉ）のプライマーセットを含み、陽性対照生物の役割を果たすことができる。これらのプライマーは全て、およそ６０℃のＴｍ値で設計される。この様式で、本デバイスによって行われるＰＣＲ反応は、４つのプライマーセットを全て含有する多重反応である。具体的には、いくつかの実施形態では、Ｃ．ｔｒａｃｈｏｍａｔｉｓのプライマーセットは、７．５ｋｂの内因性プラスミドを標的とし、１０１ｂｐのアンプリコンを生成する。いくつかの実施形態では、Ｎ．ｇｏｎｏｒｒｈｏｅａｅのプライマーセットは、ｏｐａ遺伝子を標的とし、７０ｂｐのアンプリコンを生成する。いくつかの実施形態では、Ｔ．ｖａｇｉｎａｌｉｓのプライマーセットは、ゲノム中の反復ＤＮＡ断片を標的とし、６５ｂｐのアンプリコンを生成する。いくつかの実施形態では、Ａ．ｆｉｓｃｈｅｒｉのプライマーセットは、ｈｖｎＣ遺伝子座を標的とし、１０７ｂｐのアンプリコンを生成する。
[1232] いくつかの実施形態では、試薬Ｒ１は、反応のためにプライマー及び生塩基対を含有し、試薬Ｒ２は、ＰＣＲ増幅に必要な酵素を含み得る。さらに、デバイス６０００がポイントオブケア設定での単回使用のために構成され得るため、試薬Ｒ１及びＲ２は、長期貯蔵を高めるように配合され、かつ／又は混合モジュール６５００内にパッケージされ得る。従って、いくつかの実施形態では、試薬Ｒ１及びＲ２並びに／又はデバイス６０００は、最大約３６ヶ月間、最大約３２ヶ月間、最大約２６ヶ月間、最大約２４ヶ月間、最大約２０ヶ月間、最大約１８ヶ月間、又はこれらの間の任意の値の貯蔵期間を有するように構成され得る。
[1233] 例えば、マスターミックス溶液の２つの主要な構成物（プライマー及び酵素）を分離することにより、長期の貯蔵期間及び試薬安定性が達成され得る。しかしながら、他の実施形態では、混合モジュール６５００は、各々がＰＣＲ反応のために任意の好適な試薬を含有する任意の数の凍結乾燥ペレット又はビーズを含み得る。加えて、第１筐体は、デバイスの乾燥領域に流体連結され、かつ回転弁組立体６３４０の通気ライン６３５６に連結された通気ポート６５５６を規定する。この様式で、貯蔵及び輸送中に湿気が試薬Ｒ１、Ｒ２から引き離され得る。具体的には、以下により詳細に記載されるように、回転弁組立体６３４０が「輸送」状態にあるとき、通気ポート６５５６は、大気に開放されおり、乾燥剤は、通気ポート６５５６と弁組立体６３４０との間でインライン状態である。使用中、弁組立体６３４０は、上述のように、通気ポート６５５６を閉鎖して、正しい流体流及び混合を確実にする。
流体駆動モジュール
[1234] 図４０〜図４２は、流体駆動モジュール６４００（流体移送モジュール６４００とも称される）を示す。流体移送モジュール６４００は、デバイス６０００内で試料を操作するための任意の好適なモジュールであり得る。同様に述べられるように、流体移送モジュール６４００は、流体圧力を生み出し、流体流を生み出し、かつ／又はさもなければ入力試料Ｓ１を運搬するように構成されており、試薬は全てデバイス６０００の様々なモジュールを通る。以下に記載されるように、流体移送モジュール６４００は、試料流と接触し、かつ／又はその内部に試料流を受容するように構成されている。従って、いくつかの実施形態では、デバイス６０００は、単回使用のために特別に構成されており、流体移送モジュール６４００及び／又は試料調製モジュール６２００の汚染が先の実行で汚染されるようになり、それにより結果の正確度に悪影響を及ぼすという可能性が排除される。
[1235] 本明細書に記載されるように、流体移送モジュール６４００は、小型で軽量の簡単に構築され、安価で製造された形式で、極めて高い正確度及び精密度で一定の速度にて吸引及び分注するように構成されている。さらに、流体移送モジュール６４００は、単回使用後に廃棄されるように設計されており、構成要素が全て使用後の特別な処理のために特定の構成要素の分解及び取り外しを必要とすることなく全世界を通じて通常の廃棄物流中に処分されることを可能にする。この基本的な設計は、各々がプランジャ及びバレル組立体を有し、フレーム、モータ、及び送りネジから成る共通アクチュエータによって駆動されて、流体を診断試験カートリッジ内の異なるモジュール内に移動させる一連の個別のピストンポンプを採用する。吸引か分注かにかかわらず、フラッパ型、アンブレラ型、又はダックビル型の逆止弁等の受動的弁要素の目標とされた位置付けと組み合わせられた各ストロークは、アクチュエータのいずれの運動も役に立たなくならないように流体を移動させる。
[1236] 特定の流体路を選択的に通気させることにより、電力ストローク中の全ての流体動きの全制御が達成される。複数のピストンの使用によりもたらされる利点としては、広範囲の流体体積に対処する能力、広範囲の流体体積を運搬するための単一のストローク長さの使用、複数のピストンを駆動するための単一のアクチュエータの使用、複数の流体路を通る流れを同時に提供する能力、流体路間の弁の減少、単一の流体回路内で複雑な差圧及び調節可能な圧力勾配を生成する能力（例えば、複数のピストンを各回路と流体連通させることにより）が挙げられる。
[1237] 図１４に図解されるように、流体移送モジュール６４００は、筐体６０３０内に配置され、本明細書に記載されるように、試料及び本明細書に記載の試薬のうちのいずれかを操作して、デバイス６０００内で流体を運搬し、混合し、さもなければ移送するように構成されている。図４０を参照すると、流体移送モジュール６４００は、第１バレル部分６４１０及び第２バレル部分６４４０を含む筐体６４０５を含む。流体移送モジュール６４００は、これらのバレル部分の両方を作動させるように構成された単一の駆動モータ６９１０及び送りネジ６４８０も含む。流体移送モジュール６４００は、流体移送モジュール６４００を、混合モジュール６５００、増幅モジュール６６００、検出モジュール６８００、及びデバイス６０００内の任意の他の構成要素に接続する様々な流体導管（例えば、管類、ライン、弁等）も含む。
[1238] 筐体６４０５は、流体移送モジュール６４００の全体的なフレームとしての機能を果たし、その内部の構成要素を全て筐体６０３０に係留する。筐体６４０５（又はフレーム）の設計は、「Ｕ」字形であり、第２バレル部分６４４０から離間して配置された第１バレル部分６４１０を含み、駆動モータ６９１０がそれらの間に位置する。筐体６４０５は、軸受組立体（図示せず）を着座させるための適応部及び駆動モータ６９１０の装着のための一組の装着穴を含む装着部分６４０６を「Ｕ」字形の中央に含む。装着部分６４０６は、送りネジ６４８０の通過をもたらす開口部も規定する。筐体６４０５は、可撓性及び順応性を提供する一方で、密な公差を保持し、かつ剛性を維持することができる材料から構築され得る。さらに、筐体６４０５が、移送中に試料が中に収容される少なくとも１つの孔（例えば、内腔６４４１を規定するため、筐体６４０５は、生体適合性材料からも構築されている。例えば、いくつかの実施形態では、筐体６４０５は、ポリカーボネート、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、又はある特定の等級のポリプロピレンから構築され得る。
[1239] 第１バレル部分６４１０（第１バレル組立体とも称される）は、第１端部分６４１３及び第２端部分６４１４を含み、その内部に内腔６４１１（又は孔）を規定する。孔６４１１は、規定された長さ及び規定された直径の内表面を有し、それ故に試料及び／又は試薬の流れを制御するために「行程体積」を規定することができる。孔６４１１の第２端部分６４１４は、低減された直径部分を有し、入口ポート６４２０及び出口ポート６４３０と流体連通している。孔６４１１の反対側の端は、第１ピストンプランジャ６４１５の封止部分６４１７を受容する。第１ピストンプランジャ６４１５がこの円筒内に挿入されると、以下の式に従う可変体積の内側チャンバが形成される。
Ｖ（ｚ）＝πｒ２ｚ
式中、ｚは、第１ピストンプランジャ６４１５が移動する直線距離であり、ｒは孔６４１１の半径である。
[1240] 第１バレル部分６４１０の第２端部分６４１４は、入口ポート６４２０及び出口ポート６４３０を含む。入口ポート６４２０は、フィッティング６４２２、弁６４２４、及びＯリング又は封止部を含む。入口ポート６４２０は、図４０の矢印ＬＬによって示されるように（例えば、混合モジュール６５００からの）孔６４１１内への流体流を受容するように構成されている。弁６４２４は、第１ピストンプランジャ６４１５が孔６４１１から出る（負圧サイクル、図４０に示される）と入口流を可能にするが、第１ピストンプランジャ６４１５が孔６４１１内に入る（正圧サイクル）と流体が外に流れるのを阻止する任意の好適な弁（例えば、ダックビル弁、逆止弁等）であり得る。出口ポート６４３０は、フィッティング６４３２、弁６４３４、及びＯリング又は封止部を含む。出口ポート６４３０は、図４０の矢印ＭＭによって示されるように流体流を孔６４１１から（例えば、増幅モジュール６６００に）運搬するように構成されている（増幅モジュール６６００への流れを示す図９の矢印ＣＣも参照のこと）。弁６４３４は、第１ピストンプランジャ６４１５が孔６４１１から出る（負圧サイクル、図４０に示される）と任意の入口（又は逆）流を阻止するが、第１ピストンプランジャ６４１５が孔６４１１内に入る（正圧サイクル）と流体流が外に流れるのを可能にする任意の好適な弁（例えば、ダックビル弁、逆止弁等）であり得る。
[1241] 入力ポート及び出力ポートが２つの別個のポートであると示されているが、他の実施形態では、第１バレル組立体６４１０には一体化された流れ制御モジュールが装備されていてもよい。別個のポート（図示される）か一体化されたユニットかにかかわらず、流れ制御（例えば、入口ポート６４２０及び出口ポート６４３０）は、負圧サイクル又は正圧サイクル中に流体流の方向を誘導及び／又は制御するように構成される。入口ポート６４２０及び出口ポート６４３０の二次機能は、捕捉された空気を減少させることによって死体積を制限することである。弁要素の片側への圧力が反対側に対して上昇されるか低下されるかのいずれかが行われると、流体は、要素を通過させられるか、又は要素の特定の側に留められる。弁要素の配向及び入口ポート６４２０又は出口ポート６４３０内でのその位置に応じて、これは、圧力ストローク中の流れ停止弁又は通過開孔部のいずれかの役割を果たし得る。
[1242] 第１バレル部分６４１０は、孔６４１１内に移動可能に配置された第１ピストンプランジャ６４１５を含む。第１ピストンプランジャ６４１５は、長円筒形状を有し、第１端部分（又は「頭部」）６４１６、中央部分（又は「柄」）、及び第２端部分（又は「封止先端」）６４１７を含む。この基本的な本体構造は、プラスチック又は金属等の適切な剛性を有する任意の形成可能な材料から作製され得る。第１端部分６４１６は、駆動板６４７２に連結され、これは、次いで、送りネジ６４８０に取り付けられ、かつ／又はそれによって駆動される。いくつかの実施形態では、第１端部分６４１６は、柄及び第２端部分６４１７の直径よりも大きい直径を有する。柄の直径は、封止先端の直径よりも小さく、柄の寸法は、孔６４１１の内径よりも小さく、無制限の通過を可能にする。柄径のピストンバレルへの適合は、動作中にプランジャ組立体を適切に誘導するための重要なパラメータである。封止先端６４１７は、頭部６４１６の反対側に位置し、孔６４１１のわずかに牽引された内径を滑らかに横断しながら、封止部を維持することに関与する。その完全ストロークにわたって負圧状態及び正圧状態の両方に耐えることができる。封止先端６４１７は、エラストマー材料を含み、孔６４１１の内径と接触して封止部を形成する１つ以上の表面を有する。封止先端６４１７の形状は、第１バレル組立体６４１０の内表面と嵌合してストロークの最後に最小限の死体積しか提供しない設計である。
[1243] 第２バレル部分６４４０（第２バレル組立体とも称される）は、第１端部分６４４３及び第２端部分６４４４を含み、その内部に内腔６４４１（又は孔）を規定する。孔６４４１は、規定された長さ及び規定された直径の内表面を有し、それ故に空気、試料、及び／又は試薬の流れを制御するために「行程体積」を規定することができる。孔６４４１の第２端部分６４４４は、低減された直径部分を有し、流動ポート６４５０と流体連通している。孔６４４１の反対側の端は、第２ピストンプランジャ６４４５の封止部分６４４７を受容する。第２ピストンプランジャ６４４５が孔６４４１内に挿入されると、以下の式に従う可変体積の内側チャンバが形成される。
Ｖ（ｚ）＝πｒ２ｚ
式中、ｚは、第２ピストンプランジャ６４４５が移動する直線距離であり、ｒは、孔６４４１の半径である。
[1244] 第２バレル部分６４４０の第２端部分６４４４は、流動ポート６４５０を含む。流動ポート６４５０は、フィッティング６４５２及びＯリング又は封止部を含み、孔６４４１内に入る流体流を受容し、かつ孔６４４１から流体流を運搬する（例えば、検出モジュール６８００内に真空を生成する）ように構成されている。いくつかの実施形態では、流動ポート６４５０は、第２ピストンプランジャ６４４５が孔６４４１から出る（負圧サイクル、図４０に示される）と入口流を制御し、第２ピストンプランジャ６４４５が孔６４４１内に入る（正圧サイクル）と出口流体が外に流れるのを制御する任意の好適な弁（例えば、ダックビル弁、逆止弁等）を含み得る。
[1245] 加えて、入口流は、以下に記載されるように、回転弁組立体６３４０を通じて大気に選択的に流体連通させられ得る通気ライン６３５５によって制御される。具体的には、通気孔６３５５が開放され、それにより、孔６４４１内の任意の空気又は流体が、検出モジュール６８００を貫流するのではなく、正圧サイクル中に大気に排気されることを可能にし得る。通気孔６３５５は、負圧サイクル中に閉鎖されて、図９の矢印ＤＤによって示されるように検出モジュール６８００を通じて真空を引き得る。
[1246] 第２バレル部分６４４０は、孔６４４１内に移動可能に配置された第２ピストンプランジャ６４４５を含む。第２ピストンプランジャ６４４５は、長円筒形状を有し、第１端部分（又は「頭部」）６４４６、中央部分（又は「柄」）、及び第２端部分（又は「封止先端」）６４４７を含む。この基本的な本体構造は、プラスチック又は金属等の適切な剛性を有する任意の形成可能な材料から作製され得る。第１端部分６４４６は、駆動板６４７２に連結され、これは、次いで、送りネジ６４８０に取り付けられ、かつ／又はそれによって駆動される。いくつかの実施形態では、第１端部分６４４６は、柄及び第２端部分６４４７の直径よりも大きい直径を有する。柄の直径は、封止先端の直径よりも小さく、柄の寸法は、孔６４４１の内径よりも小さく、無制限の通過を可能にする。柄径のピストンバレルへの適合は、動作中にプランジャ組立体を適切に誘導するための重要なパラメータである。封止先端６４４７は、頭部６４４６の反対側に位置し、孔６４４１のわずかに牽引された内径を滑らかに横断しながら、封止部を維持することに関与する。その完全ストロークにわたって負圧状態及び正圧状態の両方に耐えることができる。封止先端６４４７は、エラストマー材料を含み、孔６４４１の内径と接触して封止部を形成する１つ以上の表面を有する。封止先端６４４７の形状は、第１バレル組立体６４４０の内表面と嵌合してストロークの最後に最小限の死体積しか提供しない設計である。
[1247] 駆動板６４７２は、送りネジ６４８０を第１ピストンプランジャ６４１５及び第２ピストンプランジャ６４４５に連結する。いくつかの実施形態では、駆動板６５７２は、送りネジ６４８０と係合したネジ山孔又は拘束駆動ナット（図示せず）を含み得る。この様式で、ネジ山孔又は拘束駆動ナットは、送りネジ６４８０の回転運動を直線運動に変換することができる。駆動板６４７２及びその内部の任意のネジ山部分又は駆動ナットは、その通行中に摩擦及び結合を最小限に抑える材料から構築され得、かつ／又はそれらを最小限に抑える方式で公差に機械加工され得る。いくつかの実施形態では、拘束駆動ナット（図示せず）は、いくらかの回転（又は非軸方向）運動のために構成されており、動作中にこれらの２つのピストンの不均等な負荷から生じる非対称力下で結合する傾向を打開し得る。
[1248] 送りネジ６４８０は、必要とされる推力を提供して駆動板６４７２を平行移動させ、第１ピストンプランジャ６４１５及び第２ピストンプランジャ６４４５を変位させる。送りネジは、モータ６９１０に固着されるか、又はその一部である。いくつかの実施形態では、送りネジ６４８０の遠位端は、送りネジ６４８０の長手方向軸と同心の嵌合特徴部を含み得、軸方向及び半径方向の両方への制約をもたらすように設計され得る。送りネジ上のかかる嵌合特徴部は、軸受組立体（図示せず）と協働的に機能し得る。様々な材料を使用して、プラスチック及び軸受特性を変化させるための充填材料を有するプラスチック、並びに様々な金属を含む送りネジを作製することができる。ネジ山ピッチは既定されており、流体移送モジュール６４００の流体流量を設定する。
[1249] いくつかの実施形態では、流体移送モジュール６４００は、複数の部分を含む所定のプロトコルに従ってデバイス６０００全体を通じて流体を運搬する。開始されると、プロトコルの第１部分（「混合方法」）がモータ６９１０に信号伝達して、それを第１方向に移動させ、第１バレル組立体６４１０に入口ポート６４２０内に負圧を生み出させ、それにより大気圧下で不活性化チャンバ６３００から混合モジュール６５００に向かって流体を引き込む。混合モジュール６５００内での試料の流量及び／又は滞留時間は、モータ６９１０の回転速度を変化させ、かつ／又はモータ６９１０が動いている間の滞留期間を含むことによって制御され得る。この様式で、混合モジュール６５００内での所望の流体流特性が確立又は維持されて、所望の混合を確実にすることができる。混合方法は、モータ６９１０の第１方向への継続的動きを含み、それにより流体を混合モジュール６５００から入口ポート６４２０を通じて第１バレル組立体６４１０の孔６４１１内に引き込む。流体運搬は、それが所定通りに充填されるまで孔６４１１内に続く。充填されると、制御モジュール６９５０がモータ６９１０に信号伝達して、回転方向を逆転させ、孔６４１１内に正圧を生み出させる（「流体送達方法」）。正圧が弁６４２４に作用して、入口ポート６４２０を効果的に閉鎖する。正圧が高まるにつれて、流体は、出口ポート６４３０を通り、管類を通り、その後、増幅モジュール６６００に進んで流れる。これは、図９の矢印ＣＣによって概略的に示されている。モータ６９１０の第２方向への継続的動きにより、試料が所望の流量で増幅モジュール６６００を通じて検出モジュール６８００内に押し込まれる。プロトコルのこの第１部分（すなわち、混合方法及び流体送達方法）中、第２バレル組立体６４４０内の孔６４４１が通気ライン６３５５を通じて大気圧で維持され、これは、制御モジュール６９５０によって開始され、かつ回転通気弁６３４０によって行われる一連の通気作用によって制御される。
[1250] 流体移送プロトコルの第２部分（「検出方法」）は、第１バレル組立体６４１０から第２バレル組立体６４４０への流体動きの制御を効果的に交換する回転通気弁６３４０の前進によって開始される。「検出方法」プロトコルは、２回目のモータ方向の逆転を行う（すなわち、モータ６９１０は、第１方向に回転し始める）。これにより、駆動板６４７２、ひいては第２ピストンプランジャ６４４５が後退させられ、第２バレル組立体６４４０のチャンバ内に負圧を生み出す（通気ライン６３５５が閉鎖されているため）。検出モジュール６８００と孔６４４１との間に作り出される圧力降下により、検出モジュール６８００の出口側よりも検出モジュール６８００の入口側により高い圧力がもたらされ、第２バレル組立体６４４０の孔６４４１内への好ましい流れ方向が作り出される。これは、図９の矢印ＤＤによって概略的に示されている。試料が増幅モジュール６６００から検出モジュール６８００を通じて運搬された後、第２ピストンプランジャ６４４５の継続的後退を弁組立体６３４０とともに使用して、検出試薬を検出モジュール６８００に連続して貫流させることができる。弁組立体６３４０の動作は、以下に記載される。
[1251] モータ６９１０は、送りネジ６４８０を駆動するのに適切なトルクで流体移送モジュール６４００に電力を供給するための任意の好適な可変方向モータであり得る。送りネジ６４８０のピッチも、所望の正確度及び流量を提供するために決定される。伸長サイクル及び圧縮サイクル中の平衡負荷を維持し、かつ所望の精密度及び正確度を維持するための考慮及び制御を必要とする多数の要因及びパラメータが存在する。流体が回路の要素を貫流するときに頭部圧力（正圧又は負圧）の変化により負荷が継続的に変化するため、駆動伝達装置周囲の平衡負荷は、単一の駆動モータ（例えば、モータ６９１０）を有する多重ピストンシステムの重大な課題を提示する。負荷平衡を達成するために、ピストンバレル内での封止先端の圧縮が、圧縮によりバレルと接触する表面積の量とともに制御されなければならない。加えて、小直径及び大直径の封止部が圧縮上昇及び圧縮低下条件下で異なって挙動するため、ピストンバレルの製造時の牽引又は先細の量が考慮されなければならない。負荷平衡の問題を考慮しなければ、不均一な流体速度プロファイルがもたらされ、次いで、増幅中に非効率及び検出中に不一致がもたらされる。
[1252] 流量制御のための構成要素のサイズ決め及び二重ピストン流体移送モジュールシステム内のチャンバ体積が、以下の表１〜５に示される。表における計算から、モータの仕様及びモータ６９１０の制御要件が決定される。例えば、いくつかの実施形態では、第１バレル組立体６４１０（以下の表１で「増幅ピストン」とも称される）が、０．３μＬ／秒〜０．５μＬ／秒の速度で流体を送達するための要件を有すると見なす。第１孔６４１１の公称直径４．６５ｍｍ、完全ストローク６０ｍｍ、及び送りネジピッチ０．５ｍｍ／回転を前提として、モータ６９１０は、約２．１２ｒｐｍ〜約６．５３ｒｐｍの十分なトルクで動作するよう要求される。第２バレル組立体６４４０（以下の表１で「検出ピストン」とも称される）は、１５μＬ／秒〜６０μＬ／秒の速度で流体を送達するための要件を有する。第２孔６４４１の公称直径８．５ｍｍ、完全ストローク６０ｍｍ、及び送りネジピッチ０．５ｍｍ／回転を前提として、モータ６９１０は、約６１．７ｒｐｍ〜約６３．４４ｒｐｍの十分なトルクで動作するよう要求される。従って、特定された要件を満たすモータ６９１０の速度の全範囲は、流体からの背圧及びピストン封止部による引きずりの両方を打開するのに十分なトルクで、約２ｒｐｍ〜約６４ｒｐｍである。
[1253] 必要とされる流量を達成するのに十分なトルクの量は、以下の表２〜表４に示されるように、第１ピストンプランジャ６４１５及び第２ピストンプランジャ６４４５を圧縮及び伸長するのに必要な直線力の反復測定中に表にしたデータの評価によって決定され得る。


[1254] 送りネジ６４８０に連結されたシステムにおいて特定の直線駆動力を達成するのに必要なモータトルクは、送りネジピッチ及び送りネジ効率を含むパラメータの関数である。送りネジ効率は、それ自体が、駆動板６４７２のネジ山部分（及びその内部の任意の駆動ナット）及び送りネジ６４８０の両方の回転速度及び材料選択を含む多くの要因の関数である。必要とされるモータトルクは、以下の式を使用して表され得る。
τ（Ｆ）＝Ｆ（ｐ／２πη）
式中、τ（Ｆ）は、力の関数としてのトルクであり、Ｆは、測定された力であり、ｐは、送りネジピッチであり、πは、定数「ｐｉ」であり、ηは、送りネジ効率である。表にしたデータから、流体移送機能を行うのに必要な最大トルクが決定され得る。加えて、これらの計算値を使用してモータ６９１０の仕様を定め、これにより、流体移送モジュール６４００の圧縮ストローク中にも伸長ストローク中にもいずれにも経験される負荷に必要な最大トルクに対処することができるようになる。例えば、流体移送中に経験される最大トルクは、組み合わせ二重ピストンの圧縮ストローク中に生じ、その値は、０．２１１オンスインチである（表５に示される）。
[1255] 任意の好適なモータを使用して流体移送モジュールを駆動し、本明細書に記載の所望の流量及び電力消費目標を達成することができる。例えば、このアッセイの最大及び最小流量に基づいて、送りネジ６４８０ピッチを選択することができ、必要とされる最大トルクが計算される。実施形態では、モータ６９１０は、Ｐｏｌｏｌｕ品目番号１５９６（情報源：ｈｔｔｐｓ：／ｗｗｗ．ｐｏｌｏｌｕ．ｃｏｍ／ｃａｔｅｇｏｒｙ／６０／ｍｉｃｒｏ−ｍｅｔａｌ−ｇｅａｒｍｏｔｏｒｓ）であり得る。このモータ６９１０は、所望の性能（１４ＲＰＭ、７０オンスインチのストールトルク、ギア比９８６．４１：１）を実現することができる。
増幅モジュール
[1256] 図９（概略的に）及び図４３〜図４５に図解されるように、増幅モジュール６６００は、（上述の混合モジュール６５００からの）必要な試薬と混合された標的ＤＮＡの入力にＰＣＲ反応を行うように構成されている。いくつかの実施形態では、増幅モジュール６６００は、入力標的の迅速なＰＣＲ増幅を行うように構成されている。いくつかの実施形態では、増幅モジュール６６００は、検出モジュール６８００の感度の閾値に到達するか、又はそれを超過する出力コピー数を生み出すように構成されている。
[1257] 増幅モジュール６６００は、流動部材６６１０、基板６６１４、及び蓋（又はカバー）６６１５を含む。図４５に示されるように、増幅モジュールは、加熱器組立体６６３０及び増幅モジュール６６００を周囲のモジュールに接続する電気相互接続部（図示せず）も含む。増幅モジュール６６００の構成要素は、任意の好適な様式、例えば、締着具、ネジ、接着剤等によって一緒に連結され得る。いくつかの実施形態では、流動部材６６１０は、加熱器組立体６６３０に固定して連結される。言い換えれば、いくつかの実施形態では、流動部材６６１０は、通常の使用中に加熱器組立体６６３０から取り外され、かつ／又は脱連結されるようには設計されていない。例えば、いくつかの実施形態では、加熱器組立体６６３０は、一連の締着具、締結具、及び注封材料によって流動部材６６１０に連結される。他の実施形態では、加熱器組立体６６３０は、接着剤接合によって流動部材６６１０に連結される。この配置により、使い捨ての単回使用デバイス６０００が容易になる。
[1258] 流動部材６６１０は、入口ポート６６１１、及び出口ポート６６１２を含み、増幅流路（又はチャネル）６６１８を規定する。示されるように、増幅流路は、湾曲パターン、スイッチバックパターン、又は蛇行パターンを有する。より具体的には、流動部材（又はチップ）６６１０は、その内部に金型成形された２つの蛇行パターン、増幅パターン及びホットスタートパターン６６２１を有する。増幅パターンは、ホットスタートパターン６６２１がＰＣＲ酵素のホットスタート条件を適応させている間にＰＣＲが生じることを可能にする。
[1259] 蛇行配置により、高流動長が提供されると同時にデバイスの全体サイズが所望の範囲内に維持される。さらに、蛇行形状により、流路６６１８が加熱器組立体６６３０と複数の位置で交差することが可能になる。この配置により、流路６６１８全体を通じて明白な「加熱ゾーン」が生成され得、これにより、試料が複数の異なる温度領域を貫流すると増幅モジュール６６００が「貫流」ＰＣＲを行うことができるようになる。具体的には、図４４に示されるように、加熱器組立体６６３０が流動部材６６１０に連結されて、破線によって特定される３つの温度ゾーン、第１温度ゾーン６６２２、第２（又は中央）温度ゾーン６６２３、及び第３温度ゾーン６６２４を確立する。使用中、第１温度ゾーン６６２２及び第３温度ゾーン６６２４は、摂氏約６０度の温度で（及び／又はそれを貫流する流体が摂氏約６０度の温度に到達するように表面温度で）維持され得る。第２温度ゾーン６６２３は、摂氏約９０度の温度で（及び／又はそれを貫流する流体が摂氏約９０度の温度に到達するように表面温度で）維持され得る。
[1260] 示されるように、蛇行パターンは、４０の異なる「冷−温−冷」ゾーン又は４０の増幅サイクルを確立する。しかしながら、他の実施形態では、流動部材６６１０（又は本明細書に記載の他の流動部材のうちのいずれか）は、任意の好適な数のスイッチバック又は増幅サイクルを規定して、所望の試験感度を確実にすることができる。いくつかの実施形態では、流動部材は、少なくとも３０サイクル、少なくとも３４サイクル、少なくとも３６サイクル、少なくとも３８サイクル、又は少なくとも４０サイクルを規定し得る。
[1261] 流動部材６６１０内の流動チャネル６６１８の寸法により、ＰＣＲの温度条件が決定され、チップの全体寸法が指示され、それ故に全体電力消費に影響が及ぼされる。例えば、より深くてより狭いチャネルは、蓋６６１５に最も近い側から底までのより大きい温度勾配を生み出す（結果的により低いＰＣＲ効率をもたらす）。しかしながら、この配置は、チャネルが加熱器組立体６６３０に面する全体表面積をほとんど占有しない（それ故に加熱により少ないエネルギーしか必要としない）ため、より小さい全体空間しか必要としない。反対のことが広くて浅いチャネルに当てはまる。いくつかの実施形態では、流動チャネル６６１８の深さは、約０．１５ｍｍであり、流動チャネル６６１８の幅は、約１．１ｍｍ〜約１．３ｍｍである。より具体的には、いくつかの実施形態では、流動チャネル６６１８は、「狭い」区分（第１温度ゾーン６６２２及び第３温度ゾーン６６２４内である）で約１．１ｍｍの幅を有し、「広い」区分（第２温度ゾーン６６２３内に収まる）で約１．３ｍｍの幅を有する。いくつかの実施形態では、全体路長は、約９６０ｍｍである（増幅部分及びホットスタート部分６６２１の両方を含む）。かかる実施形態では、増幅部分の全体路長は約９００ｍｍである。これにより、約１６０μＬ（ホットスタート部分６６２１を含む）及び約１５０μＬ（ホットスタート部分６６２１を含まない）の流動チャネル６６１８の総体積が生成される。いくつかの実施形態では、各平行路間の間隔は約０．４ｍｍ〜約０．６ｍｍである。
[1262] 流体が蛇行流動チャネル６６１８を通過すると、これは、このパターンの「Ｕターン」のため生得的に混合される。チャネル６６１８の壁の外側近くの溶液が長い移動経路をたどる一方で、Ｕターン内部の液体は、より短い経路をたどる。流れがチャネル６６１８の直線区分に向かって移動すると、これまで隣接していなかった２つの液体領域が混合されるようになり得る。これにより、試薬の局所枯渇が阻止され、標的ＤＮＡの濃度も均質化される。完全に管理されないまま放置されると、この効果により、液体の一部が短縮された冷滞留時間を有するようになり、より短い経路上の液体が冷ゾーンで同等の時間を費やさなくなる。
[1263] 内部路でさえも最小冷滞留を維持することを可能にする冷ゾーン滞留を作り出すことが、この問題に対する解決策の１つである。他の解決策は、全ての液体に同じ移動距離を有させ、それ故に全ての液体に同じ冷滞留時間を有させるためにターン領域を「ピンチする」ことである。
[1264] 流動部材６６１０は、任意の好適な材料から構築され得、任意の好適な厚さを有し得る。例えば、いくつかの実施形態では、流動部材６６１０（及び本明細書に記載の流動部材のうちのいずれか）は、生得の障壁特性及び低い化学的相互作用性を有するＣＯＣ（環状オレフィンコポリマー）プラスチックから金型成形され得る。他の実施形態では、流動部材６６１０（及び本明細書に記載の流動部材のうちのいずれか）は、（改善された熱特性のために）グラファイト系材料から構築され得る。流動部材６６１０の全体厚さは、約０．５ｍｍ未満、約０．４ｍｍ未満、約０．３ｍｍ未満、又は約０．２ｍｍ未満であり得る。
[1265] 流動部材６６１０には薄いプラスチック蓋６６１５及び基板６６１４で蓋がされており、これらは、感圧接着剤（図には特定されていない）で取り付けられる。蓋６６１５により、加熱器組立体６６３０からの熱エネルギーの流れが容易になる。いくつかの実施形態では、流動部材６６１０は、組立体の他の部分（例えば、加熱器組立体６６３０）が流動部材６６１０上の特徴部に正しく整列することを可能にする特徴部、並びに流体接続部が正しく接合されることを可能にする特徴部も収容する。蓋６６１５を取り付けるために使用される接着剤は、「ＰＣＲに安全なもの」であるように選択され、ＰＣＲ反応時に試薬又は標的生物濃度を枯渇させないように配合されている。
[1266] いくつかの実施形態では、増幅モジュール６６００からの出力体積は、検出モジュール６８００内の検出チャンバを完全に充填するのに十分である。
[1267] 加熱器６６３０（及び本明細書に記載の加熱器のうちのいずれか）は、任意の好適な設計のものであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、加熱器６６３０は、抵抗加熱器、熱電デバイス（例えば、ペルチェ素子）等であり得る。いくつかの実施形態では、加熱器組立体６６３０は、上述のように流路６６１８が加熱器と複数の異なる点で交わって温度ゾーンを規定するように配置された１つ以上の線形「ストリップ加熱器」を含み得る。
[1268] いくつかの実施形態では、加熱器組立体６６３０は、複数の異なる加熱器／センサ／熱拡散器構築物（図示せず）を含み得る。これらの構成及び嵌合整列により、流動部材６６１０上の温度ゾーン６６２２、６６２３、及び６６２４の領域が決定される。個々の加熱器構築物（又はストリップ加熱器）は、電子機器モジュール１９５０によって既定の設定点に制御され得る。いくつかの実施形態では、各構築物は、電子機器モジュール１９５０に接続されると取り付けられた熱拡散器の温度が正しい設定点になるように調節されることを可能にする一体化センサ素子を有する抵抗加熱器を含み得る。
[1269] いくつかの実施形態では、増幅モジュール６８００は、最小限の電力しか消費しないように構成されており、それ故にデバイス６０００が電力源６９０５（例えば、９Ｖ電池）によって電池に電力供給されることを可能にする。いくつかの実施形態では、例えば、電力源６９０５は、約９ＶＤＣの公称電圧及び約１２００ｍＡｈ未満の容量を有する電池である。
[1270] 使用中、流体は、上述のように流体移送モジュール６４００によって増幅モジュール６６００内に運搬される。増幅は、加熱器組立体６６３０と接触した状態で保持されている間にチップ内部の流体が交互に入れ替わる温度ゾーンを通過する蛇行流路６６１８を通る流体の動きによって達成される。これらのゾーンの流量及び温度、並びに増幅流路６６１８のレイアウトにより、様々な温度条件の強度及び持続期間、並びにＰＣＲサイクルの総数が決定され得る。流路６６１８に液体が充填されると、出力側から出現する任意の液体は、ＰＣＲを経ている（出力から収集された液体の総体積が「出力」体積以下である限り）。モジュールの出力は、検出モジュール６８００内に直接流れる。いくつかの実施形態では、例えば、増幅路６６１８を通る流量は、約０．３５μＬ／秒であり、温度ゾーンは、温度を約９５Ｃ〜約６０Ｃで変動させる。長さ及び／又は流動領域は、試料が約９５Ｃで約１．５秒間維持され、かつ約６０Ｃで約７秒間維持され得るようなものであり得る。他の実施形態では、増幅路６６１８を通る流量は、少なくとも０．１μＬ／秒であり得る。さらに他の実施形態では、増幅路６６１８を通る流量は、少なくとも０．２μＬ／秒であり得る。
検出モジュール
[1271] 図９（概略的に）及び図４６〜図４９に図解されるように、検出モジュール６８００は、増幅モジュール６６００からの出力及び試薬モジュール６７００からの試薬を受容して、初期入力試料中の標的生物の存在又は不在を示すための比色変化を生成するように構成されている。検出モジュール６８００は、試験の一般的な正しい動作（陽性対照及び陰性対照）を示すための比色信号も生成する。本明細書に記載されるように、検出モジュール６８００は、検出チャンバ内で比色変化をもたらす酵素連結検出反応のために構成されている。従って、出力（例えば、図６６に示されるＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３）は、非蛍光信号である。この配置により、デバイス６０００が光源（例えば、レーザー光線、発光ダイオード等）及び／又は任意の光検出器（光電子増倍管、フォトダイオード、ＣＣＤデバイス等）のないものになり、検出モジュールによって生成された出力を検出及び／又は増幅することが可能になる。いくつかの実施形態では、反応によって誘発された色変化は、読み取りが容易な二進法であり、陰影又は色相の解釈は必要ではない。
[1272] いくつかの実施形態では、検出モジュール６８００の読み出しは、読み取りが容易であり、十分な時間その状態のまま留まる。例えば、いくつかの実施形態では、図６６に示される出力信号ＯＰ１、ＯＰ２、及び／又はＯＰ３は、少なくとも約３０分間存在したまま留まり得る。さらに、いくつかの実施形態では、デバイス６０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、試料Ｓ１が受容されてから約２５分未満の時間以内に信号ＯＰ１、ＯＰ２、及び／又はＯＰ３を生成するように構成され得る。他の実施形態では、デバイス６０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、試料Ｓ１が入力されてから約２０分未満、試料Ｓ１が入力されてから約１８分未満、試料Ｓ１が入力されてから約１６分未満、試料Ｓ１が入力されてから約１４分未満、及びこれらの間の全ての範囲の時間以内に信号ＯＰ１、ＯＰ２、及び／又はＯＰ３を生成するように構成され得る。
[1273] 検出モジュール６６００は、検出フローセル（又は「筐体」）６８１０、視察窓（又は蓋）６８０２、加熱器／センサ組立体６８４０、並びに流体及び電気相互接続部（図示せず）を含む。検出フローセル６８１０は、第１入口部分６８１３、第２入口部分６８１７、検出部分６８２０、及び出口部分６８２８を有する検出チャンバ／チャネル６８１２を規定する。第１入口部分６８１３は、第１入口ポート６８１４、第２入口ポート６８１５、及び第３入口ポート６８１５を含む。第１入口ポート６８１４は、増幅モジュール６６００の出口に流体連結され、増幅試料を受容する（図４７の矢印Ｓ７によって示される）。第２入口ポート６８１５は、試薬モジュール６７００に流体連結され、第１洗浄剤である第１試薬を受容する（図４７の矢印Ｒ３によって示される）。第３入口ポート６８１６は、試薬モジュール６７００に流体連結され、例えばストレプトアビジンリンカーを有する西洋ワサビペルオキシダーゼ（ＨＲＰ）酵素であり得る第２試薬を受容する（図４７の矢印Ｒ４によって示される）。
[1274] 第２入口部分６８１７は、第４入口ポート６８１８及び第５入口ポート６８１９を含む。第４入口ポート６８１８は、試薬モジュール６７００に流体連結され、第２洗浄剤である第３試薬を受容する（図４７の矢印Ｒ５によって示される）。第５入口ポート６８１９は、試薬モジュール６７００に流体連結され、例えば検出試薬Ｒ４からの信号の生成を強化、触媒、及び／又は促進するように配合された基質であり得る第４試薬を受容する（図４７の矢印Ｒ６によって示される）。いくつかの実施形態では、例えば、試薬Ｒ４は、テトラメチルベンジジン（ＴＭＢ）基質であり得る。第２入口部分６８１７は、第１入口部分６８１３とは別個であり、基質（試薬Ｒ６）が流入する路６８１０内の任意の下流領域が酵素（試薬Ｒ４）で完全に洗浄されたことを確実にする。同様に述べられるように、第２入口部分６８１７は、第１入口部分６８１３とは別個であり、基質と酵素との間の相互作用を最小限に抑える。望ましくない相互作用は、色変化、潜在的には偽陽性結果をもたらし得る。
[1275] 検出チャネル６８１２の検出部分（又は「読み取りレーン」）６８２０は、少なくとも部分的に検出表面によって規定され、かつ／又は検出表面を含む。具体的には、検出部分６８２０は、第１検出表面（又はスポット）６８２１、第２検出表面（又はスポット）６８２２、第３検出表面（又はスポット）６８２３、第４検出表面（又はスポット）６８２４、及び第５検出表面（又はスポット）６８２５を含む。検出表面は各々、ハイブリダイゼーションプローブ（すなわち、標的核酸の相補鎖を捕捉する一本鎖核酸配列）を含有して増幅核酸の相補鎖を捕捉するように化学修飾される。第１検出表面６８２１は、Ｎｅｉｓｓｅｒｉａ ｇｏｎｏｒｒｈｅａ（ＮＧ）に特異的なハイブリダイゼーションプローブを含む。第２検出表面６８２２は、Ｃｈｌａｍｙｄｉａ ｔｒａｃｈｏｍａｔｉｓ（ＣＴ）に特異的なハイブリダイゼーションプローブを含む。第３検出表面６８２３は、Ｔｒｉｃｈｏｍｏｎａｓ ｖａｇｉｎａｌｉｓ（ＴＶ）に特異的なハイブリダイゼーションプローブを含む。第４検出表面６８２４は、陽性対照（Ａ．ｆｉｓｃｈｅｒｉ、Ｎ．ｓｕｂｆｌａｖａ等）のハイブリダイゼーションプローブを含む。第５検出表面６８２５は陰性対照の非標的プローブを含む。
[1276] 陽性対照表面６８２４は、例えば、Ａｌｉｉｖｉｂｒｉｏ ｆｉｓｃｈｅｒｉ等の任意の好適な生物を含む。この生物は、グラム陰性であり、非病原性であり、バイオセーフティーレベル１であり、環境に優しく、ヒトで見られる可能性が非常に低いため、好適である。陽性対照表面６８２４は、対照生物（例えば、Ａ．ｆｉｓｃｈｅｒｉ）及び標的生物の各々の両方の捕捉プローブを含有する。この配置により、デバイスが正しく機能する場合に陽性対照表面６８２４が色を常に生成することが確実になる。対照生物のみが存在する場合、標的生物のうちの１つの非常に強い陽性が、ＰＣＲ中の対照生物の増幅を「圧倒する」又は「打ち負かす」ことができるであろう。かかる状況下で、陽性対照スポットは、使用者を混乱させるであろう色変化を生成しない。この配置により、検出方法及びデバイス６０００が判断をほとんど必要としない方法に従って、最低限の科学的訓練を受けた（又は科学的訓練を受けていない）使用者によって動作されることが容易になる。
[1277] アッセイの陽性対照部分は、阻害に感受性を示すように設計されている。より具体的には、これは、（例えば、凍結乾燥試薬又は他の好適な送達ビヒクルによって）本システムに添加される対照生物の数、並びに対照生物を増幅するために使用されるプライマーの濃度を最適化することによって達成される。この様式で、標的生物の増幅を阻止するのに十分なＰＣＲ阻害が存在する場合、対照生物が増幅されるべきではない。標的生物のうちの１つに対する弱い陽性信号が阻害された場合、本システムは、偽陰性として読み取られるのではなく、「無効な」実行（陽性対照スポットからの信号がないため）を記録すべきである。捕捉プローブ表面の順序付けにより、標的スポットが最初に同じ試薬に曝されなければならないため、陽性対照信号が有効であることが確実になる。
[1278] 陰性対照表面６８２５は、非標的プローブを含み、常に白色（色なし）で出現すべきである。この配置が、試薬体積、流体動き、及び洗浄ステップが適切に機能しているかを示すため、陰性対照表面６８２５を最後のスポットとして設置することが好ましい。
[1279] 検出表面上のスポットの領域（ひいては流動チャネル６８１２内の検出表面の幅）は、領域がスポットの可視性にほとんど影響を及ぼさない（スポットを作り出すことが問題になるある特定の下限まで）ため、操作の容易さに基づいて選択される。しかしながら、スポットの上の液体の体積（すなわち、流動チャネル６８１２の深さ）は、生み出された色の強度に影響を及ぼす。より大きい体積（又は深さ）はより濃い色を生み出す一方で、より小さい体積はより淡い色を生み出す。試料及び試薬が流れた後、拡散が起こり、スポットからの色が指定スポットの外側の領域内に移動し得る。１つのスポットからの色が移動し、かつ隣接するスポットを陽性に見せるのに必要な総時間は、試験の最大読み取り期間に影響を及ぼす。より強烈な色を有するより大きい体積のフローセルも色移動をより強烈にする。より大きい体積が増幅モジュールそのプロセスを完了するのにより多くの時間もかけさせるため、より小さい体積の流動チャネルが好ましい。いくつかの実施形態では、検出部分６８２０の深さは約０．１３５ｍｍ〜約０．１６５ｍｍである。
[1280] 蓋（又は「視察窓」）６８０２は、流動チャネル６８１２内のスポット位置がデバイス６０００の主要筐体６０１０を通じて見られることを可能にする。具体的には、図６６に示されるように、検出表面は各々、上筐体部材６０１０によって規定された対応する検出開口部に整列し、かつ／又はそれを通じて視察可能である。視察窓６８０２は、プラスチックの単純な色付けされた部品であり、検出表面上のスポット位置との対比を提供し、検出チャネル６８１２内の任意の非スポット位置をあいまいにする。視察窓６８２０は、視察者が任意の角度からスポットを見ることを可能にし、かつ結果の読み取りをより容易にするために単純な金型成形プラスチック光学素子を有し得る。
[1281] フローセル６８１０は、任意の好適な材料から構築され得る。例えば、いくつかの実施形態では、フローセル６８１０は、ＣＯＣプラスチック内に金型成形され、その後、蓋６８０２に連結されて、流動チャネル６８１２を形成することができる。ＣＯＣプラスチックは、その障壁特性及び化学的特性のため、検出フローセルの構築のために使用される。障壁特性は、その部分の表面上に蓄えられる化学反応を長期にわたって維持するのに必要である。ＣＯＣプラスチックは、検出ゾーンをスポット付けするのに必要な化学修飾を受け入れるのに十分に化学的に活性であるが、試薬の非特異的結合を誘導するには十分に活性ではない。いくつかの実施形態では、金型成形されたフローセル６８１０は、フラッシュ室又は他の幾何学的構築物を含み、フローセル６８１０への蓋６８０２の装着を容易にし得る（例えば、図４８を参照のこと）。さらに、検出チャネル６８１２は、液体がチャンバに導入されたときに液体が気泡を形成することなくそれを均等に充填することを可能にするように成形される。
[1282] 加熱器構築物６８４０は、一体化センサを有する抵抗加熱器である。加熱器６８４０は、検出フローセル６８１０に取り付けられて、チャネル６８１２内に収容された流体への熱エネルギーの容易な流れを可能にする。加熱器６８４０は、電子機器モジュールに電気的に接続されて、それが所望の設定温度になるように制御することを可能にする。
[1283] 使用中、増幅後溶液は、増幅モジュール６６００から検出フローセル６８１０内に流される。試料がフローセル６８１０内に入った後、増幅後溶液中のＤＮＡ鎖は、検出表面６８２１、６８２２、６８２３、６８２４、及び６８２５上の相補的スポット付け後ゾーンに結合する。スポット付け後ゾーンは、ゾーンが表す標的生物に基づいてゾーン毎に異なるそれらの特異的ＤＮＡ標的にのみ結合するように構成及び／又は配合されている。十分な時間が経過すると、アンプリコン溶液にフローセル６８１０からの洗浄溶液（試薬Ｒ３）が流され、酵素溶液（試薬Ｒ４）が流動チャネル６８１２内に流され、その内部で維持される。滞留時間中、酵素は、フローセル内に依然として残存している任意のＤＮＡ鎖に結合する（それらは、特異的検出表面６８２１、６８２２、６８２３、６８２４、及び６８２５に結合することになる）。酵素結合が生じた後、フローセル６８１０に第２洗浄剤（試薬Ｒ５）が流され、その後、基質溶液（試薬Ｒ６）が再充填される。酵素（特異的検出表面６８２１、６８２２、６８２３、６８２４、及び６８２５にも結合している）が基質と相互作用して、基質の色を変化させる。酵素がいくつかの領域のみに局所的に結合しているため、色の変化も特異的検出表面６８２１、６８２２、６８２３、６８２４、及び６８２５に局所化される。視察窓６８０２及び／又は上筐体６０１０の検出開口部は、試験の結果を強調する特異的検出表面６８２１、６８２２、６８２３、６８２４、及び６８２５のみを示すように使用者の視察を制限する。加熱器構築物６８４０は、フローセル内の温度を媒介して、より高い酵素活性レベル、ひいてはより少ない必須滞留時間を可能にする。
回転弁
[1284] 本明細書に記載されるように、検出方法は、デバイス６０００内での検出試薬（試薬Ｒ３〜Ｒ６）及び他の物質の連続送達を含む。さらに、デバイス６０００は、ポイントオブケア場所（又は他の分散型場所）での使用のための「在庫」製品であるように構成されており、それ故に長期貯蔵のために構成される。いくつかの実施形態では、分子診断試験デバイス６０００は、最大約３６ヶ月間、最大約３２ヶ月間、最大約２６ヶ月間、最大約２４ヶ月間、最大約２０ヶ月間、最大約１８ヶ月間、又はこれらの間の任意の値の期間貯蔵されるように構成されている。従って、試薬貯蔵モジュール６７００は、それらの長期貯蔵容器から試薬を除去する使用者の単純な非経験的ステップのために、かつ単回の使用者行為を使用してそれらの貯蔵容器から全ての試薬を除去するように構成されている。いくつかの実施形態では、試薬貯蔵モジュール６７００は、使用者の介入なしに検出モジュール内で試薬を１つずつ使用することを可能にするように構成されている。
[1285] 検出試薬及び／又は洗浄剤の連続添加（各それぞれの試薬の量及び各試薬の添加のタイミングを含む）は、回転通気弁６３４０によって自動的に制御される。この様式で、検出方法及びデバイス６０００は、判断をほとんど必要としない方法に従って、最低限の科学的訓練を受けた（又は科学的訓練を受けていない）使用者によって動作され得る。
[1286] 回転通気弁６３４０が図９（概略的に）及び図５０〜図５３に示される。図５４〜図６１は、８つの異なる動作構成の各々の回転通気弁６３４０を示す。回転通気弁６３４０は、通気筐体６３４２、弁本体（又はディスク）６３４３、駆動部材６３４４、リテーナ６３４５、及びモータ６９３０を含む。通気筐体６３４２は、弁ディスク６３４３が中に回転配置される弁ポケット６３５８を規定する。通気筐体６３４２は、７つの通気流路を規定する流路部分６３６０を含む。流路部分６３６０は、通気路を各々容易に見ることができるようにエンドカバーが取り外された状態で示されている。各通気路の説明は以下の通りである。通気路６３５７は、大気に流体連結される）。通気路６３５６は、混合モジュール６５００の通気ポート６５５６に流体連結される。通気路６３５５は、検出モジュール６８００の出口ポート６８２８及び／又は流体移送モジュール６４００の出口ポート６４５０に流体連結される。通気路６３５４は、第４試薬Ｒ６と関連付けられ、試薬モジュール６７００の試薬通気ポート６７３４に流体連結される。通気路６３５３は、第３試薬Ｒ５と関連付けられ、試薬モジュール６７００の試薬通気ポート６７３３に流体連結される。通気路６３５２は、第２試薬Ｒ４と関連付けられ、試薬モジュール６７００の試薬通気ポート６７３２に流体連結される。通気路６３５１は、第１試薬Ｒ３と関連付けられ、試薬モジュール６７００の試薬通気ポート６７３１に流体連結される。図５１に示されるように、通気筐体６３４２は、通気路が各々管類、相互接続部等（図示せず）によりそれぞれのモジュールに連結され得る接続部分を含む流路部分６３５０を含む。
[1287] 図５３に示されるように、上述の通気ポートは各々、弁ポケット６３５８に開口している。具体的には、通気ポートは各々、弁ポケット６３５８の中央から特定の半径だけ異なる角度位置でも離間した開口部を弁ポケット６３５８内に有する。具体的には、（大気への）通気路６３５７は、中央に位置する。この様式で、弁本体６３４３が弁ポケット６３５８の中央を中心として回転すると（矢印ＮＮによって示されるように）、弁本体６３４３のスロットチャネル６３７０は、大気通気路６３５７である中央ポートをそれらの半径方向位置及び角度位置に応じて他のポートに接続し得る。複数の半径を使用することにより、その構成に応じて単一のポートのみならず複数のポートも同時に通気されることが可能になる。
[1288] 弁本体６３４３は、スロットチャネル６３７０及び一連の封止部６３７２を含む。スロットチャネル６３７０は先細になっており、それ故に広角公差を有し、弁が低精密度組織で動作するのを可能にする。封止部６３７２は、弁ポケット６３５８内の通気路開口部と整列して、それらの通気が選択されないときに封止部を維持する。弁本体６３４３は、リテーナ６３４６によって弁ポケット６３５８内に圧入され、一連の脚部６３４５を含む駆動部材６３４４によって駆動モータ６９３０に連結される。
[1289] 弁組立体６３４０は、弁ポケット６３５８内の弁本体６３４３の角度位置に応じて８つの異なる構成間で移動し得る。図５４は、第１構成にある組立体を示す（弁本体６３４３が「位置０」にある）。第０の構成では、いずれの通気も開放しておらず、弁本体６３４３が硬停止部に対して静置されている。第０の構成は、弁を収容するためにのみ使用される。図５５は、第１構成にある組立体を示す（弁本体６３４３が「位置１」にある）。第１構成では、全ての通気が開放しており、それ故に試薬アクチュエータ６０８０が手動で押圧されて、上述のように試薬キャニスタが穿孔されることを可能にする。第１構成は、乾式試薬（例えば、混合チャンバ６５００内の試薬Ｒ１及びＲ２）が適切に乾燥保存されることも可能にする。第１構成は、「輸送」及び貯蔵構成である。
[1290] 試薬アクチュエータ６０８０が押圧されるとデバイス６０００がスイッチ６９０６の作動によって「電源オン」にされた後、電力及び制御モジュール６９００が弁本体６３４３を徐々に移動させ得る。図５６は、第２構成にある組立体を示す（弁本体６３４３が「位置２」にある）。第２構成では、（検出モジュール６８００の出口ポート６８２８及び／又は流体移送モジュール６４００の出口ポート６４５０への）通気孔６３５５が開放している。さらに、混合モジュール６５００への通気孔６３５６が閉鎖されている。従って、不活性化チャンバ６３１１及び混合モジュール６５００が空にされ、上述のように充填され得る。試料は、流体移送モジュール６４００を通じてＰＣＲモジュール６６００内にも運搬され得る。図５７は、第３構成にある組立体を示す（弁本体６３４３が「位置３」にある）。第３構成では、（第１試薬Ｒ３への）通気孔６３５１が開放している。従って、組立体が第３構成にあるとき、流体移送モジュール６４００が検出モジュール６８００を通じて真空を生成すると、第１試薬Ｒ３（洗浄剤）が検出モジュール６８００を通じて自由に移動することができる。弁組立体６３４０が第３構成にあるとき、他の試薬通気ポートが密封されているため、残りの試薬Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６は、検出モジュール６８００を通じて運搬されない。
[1291] 図５８は、第４構成にある組立体を示す（弁本体６３４３が「位置４」にある）。第４構成では、（第２試薬Ｒ４への）通気孔６３５２が開放している。従って、組立体が第４構成にあるとき、流体移送モジュール６４００が検出モジュール６８００を通じて真空を生成すると、第２試薬Ｒ４（酵素）が検出モジュール６８００を通じて自由に移動することができる。弁組立体６３４０が第４構成にあるとき、他の試薬通気ポートが密封されているため、残りの試薬Ｒ３、Ｒ５、及びＲ６は、検出モジュール６８００を通じて運搬されない。
[1292] 図５９は、第５構成にある組立体を示す（弁本体６３４３が「位置５」にある）。第５構成では、（第３試薬Ｒ５への）通気孔６３５２が開放している。従って、組立体が第５構成にあるとき、流体移送モジュール６４００が検出モジュール６８００を通じて真空を生成すると、第３試薬Ｒ５（第２洗浄剤）が検出モジュール６８００を通じて自由に移動することができる。弁組立体６３４０が第５構成にあるとき、他の試薬通気ポートが密封されているため、残りの試薬Ｒ３、Ｒ４、及びＲ６は、検出モジュール６８００を通じて運搬されない。
[1293] 図６０は、第６構成にある組立体を示す（弁本体６３４３が「位置６」にある）。第６構成では、（第４試薬Ｒ６への）通気孔６３５２が開放している。従って、組立体が第６構成にあるとき、流体移送モジュール６４００が検出モジュール６８００を通じて真空を生成すると、第４試薬Ｒ６（基質）が検出モジュール６８００を通じて自由に移動することができる。弁組立体６３４０が第６構成にあるとき、他の試薬通気ポートが密封されているため、残りの試薬Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５は、検出モジュール６８００を通じて運搬されない。
[1294] 図６１は、第７構成にある組立体を示す（弁本体６３４３が「位置７」にある）。第７構成では、全ての通気が閉鎖されている。これは、処分構成である。
[1295] 試薬の流れを制御するための通気弁を含むことにより、移動する部分の数が最小限に抑えられ、それ故にデバイス６０００の簡潔さが改善される。さらに、流体が弁を通過せず、空気のみが通過するため、この手段により弁汚染の可能性が排除される。
電力管理及び制御
[1296] システム６０００（又は本明細書に示され、かつ記載されている任意の他のシステム）は、電力源６９０５、プロセッサ（上に示され、かつ記載されているプロセッサ４９５０と同様であり得る）、及び電子回路システムを含む制御モジュール６９００を含む。電子回路システム（図示せず）は、本明細書に記載されるように、デバイス６０００の動作を制御する様式で配置された任意の好適な電子構成要素、例えば、プリント回路基板、スイッチ、レジスタ、キャパシタ、ダイオード、メモリチップ等を含み得る。
[1297] 電力源６９０５は、電子回路システム（プロセッサ等）及びデバイス６０００内のモジュール（例えば、加熱器、モータ等）のうちのいずれかに電力を供給する任意の好適な電力源であり得る。具体的には、電力源６９０５は、増幅モジュール６６００及び／又は加熱器６６３０に電力を供給して、入力試料Ｓ１へのＰＣＲの完了を容易にし得る。いくつかの実施形態では、電力源６９０５は、１つ以上の直流電池、例えば、複数の１．５ＶＤＣセル（例えば、ＡＡＡ又はＡＡアルカリ電池）等であり得る。他の実施形態では、電力源６９０５は、約１２００ｍＡｈ未満の容量を有する９ＶＤＣ電池であり得る。いくつかの実施形態では、電力源６９０５は、安価で高エネルギー密度を呈するアルカリ電池（例えば、９ＶＤＣアルカリ電池）であり得る。この配置により、デバイス６０００が手持ち式で使い捨ての単回使用診断試験になることが容易になる。これらのエネルギー源は、端子電圧が共通の論理レベル電圧である５Ｖを下回ると、消耗したと見なされる。デジタルコントローラ信号を電池から直接調節することにより、電池の全寿命期間を通じて安定した制御電圧が可能になる。
[1298] システム６０００における電力を主に消費するものは、上に示され、かつ記載されている（例えば、不活性化モジュール６３００、増幅モジュール６６００、及び検出モジュール６８００用の）抵抗加熱器である。不活性化加熱器及び検出加熱器の抵抗が必要な電力密度をほぼ消耗した電池から得ることができるのに十分低くなるように仕様を定めることにより、これらの加熱器は、調節されていない電池源から電力供給され得る。
[1299] デバイス６０００を制御するために使用されるプロセッサ（及び本明細書に示されるプロセッサのうちのいずれか）は、１つ以上の特定のタスクの実行専用の市販の処理デバイスであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、デバイス６０００は、本システムの様々な構成要素に送達される電力を制御する８ビットＰＩＣマイクロコントローラを含み得、それによって制御され得る。このマイクロコントローラは、電池の所要瞬時電力を最小限に抑えるためのコードも収容し得、かつ／又はそれを最小限に抑えるように構成され得る。増幅加熱器６６３０、不活性化加熱器６３３０、及び検出加熱器６８４０の温度が上昇されると、最も高い電力消費が生じる。低電力消費期間中のこれらの予熱時間をスケジュールすることにより、エネルギー消費の増加を犠牲にして電池６９０５の所要電力が減少する。アルカリ電池の高エネルギー密度のため、これは好ましい代償である。複数の負荷が電力を同時に必要とする場合、コントローラは、各負荷が必要な平均電力を受け取る一方で、複数の負荷が同時に電力供給される時間を最小限に抑えることを確実にするためのコードを収容し、かつ／又はそれを確実にするように構成されている。これは、両方の信号がオン状態にある期間が最小限に抑えられるようにＰＷＭ信号を各負荷にインターリーブすることによって達成される。
[1300] 例えば、いくつかの実施形態では、制御及び電力モジュール６９００は、デバイス６０００内のモジュールを調節して、デバイスが電力源６９０５（約１２００ｍＡｈの容量を有する９ＶＤＣ電池である）によって電力供給されることが可能になるのに十分な電力予算内で機能することができる。図６７は、一実施形態による試験プロトコルを行うデバイス６０００の経過時間の関数としての電力予算のグラフを示す。示されるように、６９９０と特定されたラインは、電力源６９０５（すなわち、９ＶＤＣ電池）の電力出力（ｍＷ）を示す。６９９１と特定されたラインは、電池６９０５の最低許容電圧（ｍＶ）の閾値を示す。６９９２と特定されたラインは、３つの試験実行中の引き込み電圧（ｍＶ）を示す。示されるように、引き込み電圧が最低許容電圧（ライン６９９１）を下回らないため、９ＶＤＣ電池を電力源６９０５として使用した試験の完了に成功した。
[1301] いくつかの実施形態では、１動作サイクルによって消費される総電荷は、約５５０ｍＡｈであり得る。かかる実施形態では、デバイス６０００は、約６５０ｍＡｈの安全域を可能にし得る約１２００ｍＡｈ未満の容量を有する９ＶＤＣ電池を電力源６９０５として含み得る。具体的には、表６は、検出プロセスにおける各主要動作のおよその電荷消費を列記する。
[1302] システム６０００が、９ボルトのアルカリ電池６９０５を含むと示され、かつ記載されているが、他の実施形態では、デバイス６０００は、複数の電力源及び／又はエネルギー貯蔵デバイスを含んでもよい。例えば、電力及び制御モジュール６９００は、電池６９０５と並行してスーパーキャパシタを含み、追加の電力を送達することができる。かかる実施形態では、スーパーキャパシタは、低電力消費期間中に連続して帯電しており、全実行を通じて電力を送達する際に電池６９０５を支援する。このキャパシタンスを増加させることにより、貯蔵されたエネルギーが増加し、ひいてはシステムが上昇した電力レベルで動作する時間も増加する。スーパーキャパシタは、大突入電流を必要とし、これにより、スーパーキャパシタが帯電している間にスーパーキャパシタが電流制限されて電池電圧が所要論理レベル電圧を下回ることを阻止し、マイクロコントローラのリセットをもたらすようになる。
[1303] 上述のように、システム６０００は、ブラシ付き直流モータ６９１０及び６９３０の制御を必要とし、これは、いくつかの実施形態では回転エンコーダ（図示せず）を使用して達成され得る。他の実施形態では、プロセッサは、モータ６９１０及び６９３０の電流引き込みを監視することによってモータ位置を追跡する閉ループ法を実施するためのコードを含み得、かつ／又はそれを実施するように構成され得る。より具体的には、モータコイルの反応性質のため、ブラシ付き直流モータによる電流引き込みは一定していない。低インピーダンス分路レジスタを通る電流を監視することによって、プロセッサは、交流成分と重ね合わされた直流成分を検出することができる。直流成分は、モータをその電流負荷下で作動させるのに必要な電力を表し、交流成分は、各モータコイルの自己インダクタンス、モータ間の相互インダクタンス、及びブラシが回転中に電機子巻線にわたって移動すると変化する回転子巻線の抵抗に起因する。この変化する抵抗は、この交流電流に主に寄与するものであり、モータの角度位置に直接関連している。
[1304] いくつかの実施形態では、電子回路システム及び／又はプロセッサは、この小さい交流成分を決定及び単離し、この成分を濾過し、その後、これを論理レベル信号に増幅することができる。プロセッサは、各パルス間の時間を追跡するモータ制御モジュールを含み得る。これらの時間値は、（例えば、単極ＩＩＲデジタルフィルタを使用して）フィルタリングされ、その後、モータ制御モジュール内のＰＩＤコントローラの入力として使用され得る。ＰＩＤコントローラは、モータへの入力電力を制御し、モータパルス間の時間が所望の流量に基づいて既定の値を維持するように電力を調節する。このフィードバック回路からのパルスの数を計数することにより、ブラシ付き直流モータは、駆動シリンジから既知の体積を吸引若しくは分注するか、又は回転弁を既知の位置に移動させることができる。
[1305] 本明細書に記載されるように、デバイス６０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、試料Ｓ１が受容されてから約２５分未満の時間以内に信号ＯＰ１、ＯＰ２、及び／又はＯＰ３を生成するように構成され得る。他の実施形態では、デバイス６０００（及び本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、試料Ｓ１が入力されてから約２０分未満、試料Ｓ１が入力されてから約１８分未満、試料Ｓ１が入力されてから約１６分未満、試料Ｓ１が入力されてから約１４分未満、及びこれらの間の全ての範囲の時間以内に信号ＯＰ１、ＯＰ２、及び／又はＯＰ３を生成するように構成され得る。
[1306] より具体的には、デバイス６０００、制御モジュール６９００、及びデバイス６０００内の他のモジュールは、本明細書に記載の電力消費及び送達時間仕様を達成する量及び様式で試料流量及び全体試料体積を生成するように集合的に構成されている。この様式で、デバイス６０００は、十分に単純な様式で動作し得、制限された誤用可能性を提起し、かつ／又は誤って使用された場合に制限された危害リスクを提起するのに十分な正確度で結果を生成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、デバイス６０００は、以下の表６に記載の各動作で全体試料体積を生成するように構成されている。各動作の公称時間も表７に含まれる。
使用方法
[1307] 図６８Ａ〜図６８Ｃは、診断試験デバイス６０００（又は本明細書に記載の任意の他のシステム）によって遂行／実行される試験等の一実施形態による診断試験の方法６０００’の詳細なプロセスフローチャートを図解する。ステップ６０１０’で、方法６０００’は、試料を試験システムの入力ポート内に分注することを含む。ステップ６０２０’で、入力ポートはキャップされ、試料はフィルタ通じて押し込まれ、その後、緩衝液で洗浄される。いくつかの実施形態では、ステップ６０３０’で、最後の行為としてのこのボタンは、弁を開放してフィルタからの試料の溶出を可能にする。ステップ６０４０’で、溶出溶解緩衝液がフィルタを通じて押し込まれ、内容物を逆流させてフィルタから取り除き、不活性化チャンバを充填する。いくつかの実施形態では、方法６０００’は、ステップ６０４０’で、本方法でのその後の使用のために一連の試薬槽を開放することをさらに含む。ステップ６０５０’で、本方法は、例えば、操作者が電池パックを試験システムに取り付けること等によって、試験システム内に収容された電子機器及び加熱器を電源オンにする／稼働させることを含む。いくつかの実施形態では、電源オン動作は、自動的にかつ／又は試薬開放ステップ（例えば、動作６０４０’）とともに行われ得る。あるいは、電池がカートリッジ／システム内に貯蔵される場合、いくつかの実施形態では、操作者は、電源ボタン押して試験システム内に収容された電子機器及び加熱器を起動させることができる。いくつかの実施形態では、試験システム上での光インジケータが光を発して、試験が動作していることを操作者に知らせる。
[1308] ステップ６０６０Ａ’で、試験が電源オンにされると、不活性化及び／又は溶解加熱器が電力供給され、その設定点温度まで上昇させられる。この加熱器は、ステップ６０７０’で、デジタル回路（例えば、上述の電子制御モジュール６９００と同様）によって制御されて、設定点温度（複数可）が公差内に維持されることを確実にする。実質的に同時に、ステップ６０６０Ｂ’で、制御電子機器は、試験システムを継続的に監視して、故障状態が生じていないことを確実にする。故障状態は、例えば、温度範囲外状態、電圧範囲外状態、圧力範囲外状態等を含み得る。故障状態がステップ６０８０’で検出された場合、いくつかの実施形態では、インジケータ光が状態を変化させて操作者に知らせ、方法は、ステップ６３００’（以下に記載される）に進む。いくつかの実施形態では、故障状態の存在は、デバイスを動作不能な状態にし（例えば、カートリッジ／システムの動作停止を引き起こし）、それにより使用者が不正確な結果を受け取るリスクを最小限に抑える。
[1309] 不活性化チャンバの温度設定点（複数可）が達成されると、ステップ６０９０’で、細胞溶解を経た溶出溶解体積はインキュベートされて、ＰＫ酵素／溶解試薬を不活性化する。このインキュベーション時間は、いくつかの実施形態では、約５分前後であり得る。このインキュベーションが完了すると、６１００’で、不活性化加熱器がオフにされ、６１１０’で、シリンジポンプが稼働して溶出剤を吸引し、混合チャンバへの分注の準備をする。ステップ６１２０’で、回転弁が作動して、ＰＣＲ流体回路及び検出流動チャネルを通気する。この様式で、以下に記載されるように、流体経路が調製されて、そこを通る所望の流体の移送を可能にする。ステップ６１３０Ａ’で、シリンジポンプが方向を逆転させて、溶出剤を混合チャンバ内に分注し、混合チャンバ内で、溶出剤がＰＣＲに必要なプライマー及び酵素を保持する凍結乾燥ペレット／ビーズを水和する。いくつかの実施形態では、この水和は、約２分間にわたって生じて、試薬の完全な混合を可能にする。いくつかの実施形態では、混合動作は、シリンジポンプの前及び／又はシリンジポンプの上流で生じ得る。
[1310] ステップ６１３０Ｂ’で、ＰＣＲ加熱器がオンにされ、それらの設定点温度に上昇される。いくつかの実施形態では、ＰＣＲ加熱器は、シリンジポンプが溶出剤を混合チャンバ内に分注するのと実質的に同時に稼働し得る。ステップ６１４０’で、制御電子機器は、ＰＣＲ加熱器がそれらの設定点公差内で制御されることを確実にする。ステップ６１５０Ａ’及び６１６０’で、検出加熱器がオンにされ、その後の使用のために加温される。実質的に同時に、ステップ６１５０Ｂ’で、シリンジポンプは、流体を混合チャンバからＰＣＲ流体回路に押し込み続け、ＰＣＲ流体回路で混合された溶解試料及びポリメラーゼが摂氏約５９度〜摂氏約９５度で４０サイクル熱循環される。所望の増幅体積が生成されると、ステップ６１７０で、加熱器がオフにされて、電力を節約する。シリンジポンプは、流体をＰＣＲモジュールから検出モジュールに押し込み続ける。ステップ６１８０’で、アンプリコンは、流動チャネル内で約６〜５分間インキュベートされて、アンプリコンハイブリダイゼーションを行う。このインキュベーションステップのために流動チャネルが摂氏約６５度に加熱される。ステップ６１９０’で、検出加熱器がオフにされる。
[1311] ステップ６２００’で、試験システムの回転弁が第１洗浄位置に作動する。回転弁は、本明細書に記載の回転弁等の任意の好適な回転弁であり得る。シリンジポンプが方向を逆転させ、真空が洗浄試薬上に引かれ、ステップ６２１０’で、結合していないアンプリコンがチャネルから洗浄され、その後、空気体積で洗浄される。ステップ６２２０’で、回転弁がＨＲＰ酵素位置に作動する。ステップ６２３０’で、ＨＲＰ酵素が流動チャネル内で運搬され、ステップ６２４０で、６〜５分間インキュベートされる。酵素が除去され、その後、空気スラグが除去される。ステップ６２５０’で、回転弁が洗浄２位置に作動する。ステップ６２６０’で、洗浄緩衝液が流動チャネルにわたって引かれ、結合していない酵素を洗い流し、その後、空気体積で洗い流す。ステップ６２７０’で、回転弁が基質位置に作動する。ステップ６２８０’で、基質が流動チャネル内に引かれ、留置される。ステップ６２９０’で、回転弁が「全ポート閉鎖」位置に作動する。いくつかの実施形態では、光インジケータが点灯されて、試験結果が準備されたことを操作者に知らせる。ステップ６３００’で、全ての加熱器及びモータが停止及び／又はシャットダウンされる。
[1312] ステップ６３１０’で、例えば、ステップ６０８０’で故障が起こったか等のエラーが検出されたかが判定される。故障が検出された場合、６３２０’で、適切なエラーコードが試験システムのエラーＬＥＤ上に示される。エラーが検出されなかった場合、ステップ６３３０で、読み取りフレームの期限がおよそ２０分後に切れたときに、「試験準備」光インジケータがオフにされて、読み取りフレームが経過し、かつステップ６３４０’で試験が完了したことを示す。
[1313] 上述の動作は、診断試験システム６０００（又は本明細書に記載の任意の他のシステム）によって行われ得る。いくつかの実施形態では、試験システム（又はユニット）は、他のモジュールと相互作用して試料を操作し、診断試験を生成するように構成された一連のモジュールを含み得る。
[1314] 図６９は、一実施形態による分子診断試験の方法１０のフローチャートである。方法１０は、デバイス６０００若しくは本明細書に示され、かつ記載されている任意の他のデバイス及び／又はシステムで行われ得る。本方法は、１２で、試料を診断デバイスの筐体内に配置された試料調製モジュール内に運搬することを含む。試料は、本明細書に記載の任意の試料であり得、本明細書に記載の任意の方法を使用して（例えば、デバイス６１００等の移送デバイスを使用して）デバイス内に運搬され得る。その後、本方法は、１４で、デバイスを作動させて、Ａ）試料調製モジュール内で標的分子を抽出すること（１５）と、Ｂ）標的分子を含有する溶液が増幅モジュールに連結された加熱器によって熱循環されるように、溶液を増幅モジュールによって規定された増幅流路内に流すこと（１６）と、Ｃ）溶液を増幅モジュールの出口から検出モジュールの検出チャネルまで運搬すること（検出モジュールが検出チャネル内に検出表面を含み、検出表面が標的分子を保持するように構成されている）（１７）と、Ｄ）試薬が標的アンプリコンに関連するシグナル分子と反応すると検出表面と関連付けられた可視光信号が生成されるように、試薬を検出チャネル内に運搬すること（１８）と、を含む。本方法は、１９で、筐体の検出開口部を通じて検出表面を視察することを含む。
適用
[1315] 診断試験／試験システム６０００（並びに本明細書に記載の全ての他のデバイス及びシステム）は、生体液からの感染性疾患の検出の基盤である。いくつかの実施形態では、本診断システムは、消耗基盤内部のプライマーの種類を変化させて目的とする所望の核酸配列を増幅及び検出することによって、標的とされる感染性作用物質（例えば、細菌及びウイルス）を検出する。診断システム６０００が尿又はスワブ試料のいずれかの試料収集及び四重ＳＴＩパネル（すなわち、三重＋陽性対照）の検出ために設計されているが、他の実施形態では、診断システム６０００（又は本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、他の診断パネルに容易に拡張され得る。例えば、Ｅ．ｃｏｌｉ、Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ｓａｐｒｏｐｈｙｔｉｃｕｓ、Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ ｆａｅｃａｌｉｓ、Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ、Ｐｒｏｔｅｕｓ、及びＰ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａの検出を可能にする尿路感染パネルを考慮されたい。試料調製モジュールは、所望の病原体を単離し、試薬（例えば、リゾチーム及びプロテイナーゼＫ）の添加及び熱によりこれらの生物を溶解することが示されている。その後に、病原体特異的プライマーは、これらの標的病原体の遺伝子配列の増幅を可能にするように混合チャンバに添加されなければならない。最後に、検出モジュール内の読み取りレーンに結合したハイブリダイズプローブは、これらの新たな特異的増幅標的に結合するように変化しなければならない。試験カートリッジの全ての他の態様は、変化しないまま留まり得る。
[1316] いくつかの実施形態では、デバイス（デバイス６０００等、又は本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、ユニバーサル試薬免疫吸収アッセイ（ＵＲＩ）を検出するように構成され得る。いくつかの実施形態では、デバイス（デバイス６０００等、又は本明細書に示され、かつ記載されている他のデバイスのうちのいずれか）は、赤血球凝集抑制試験（ＨＡＩ）を検出するように構成され得る。
[1317] ウイルス標的の場合、試料調製モジュール６２００（及び本明細書に記載の試料調製モジュールのうちのいずれか）は、任意の好適な様式で改変され得る。例えば、いくつかの実施形態では、試料調製モジュールは、ウイルス粒子の流動及び捕捉を助長する細孔径を有する特定の化学吸着材料のフィルタ等の固相材料を使用してウイルスを生体液から単離するように構成され得る。捕捉されたウイルス粒子は、洗浄され、フィルタから溶出されて加熱されたチャンバ内に入れられ、そこでウイルス粒子が溶解され、任意のＰＣＲ阻害物質が中和される。病原体特異的プライマー及びマスターミックスが増幅のためにウイルス核酸に添加される。ウイルスＲＮＡ標的の場合、ＰＣＲ前に逆転写が加熱チャンバ内で起こる）。ＰＣＲ増幅後、アンプリコンは、検出のために読み取りレーン内の配列特異的ハイブリダイズプローブによって捕捉される。
[1318] 分子診断システム６０００が、筐体内に配置されたある特定のモジュールを特定の配置で含むと上に示され、かつ記載されているが、他の実施形態では、デバイスは、デバイス６０００内に特定されたモジュールを全て含む必要はない。さらに、いくつかの実施形態では、２つのモジュールによって行われると記載されている機能は、単一のデバイス及び／又は構造によって行われてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、デバイスは、別個の混合モジュールを含む必要はないが、代わりに、混合モジュール６５００に関して上述される混合動作を別のモジュール（不活性化モジュール又は流体移送モジュール等）内で行ってもよい。さらに、他の実施形態では、デバイスは、筐体内に配置されたモジュールを任意の好適な配置で含み得る。例えば、図７０〜図７２は、一実施形態による分子診断試験デバイス７０００の斜視図を示す。診断試験デバイス７０００は、様々なモジュールが中に収容される筐体（上部分７０１０及び底部分７０３０を含む）を含む。具体的には、デバイス７０００は、試料調製モジュール７２００、不活性化モジュール７３００、流体駆動（又は流体移送）モジュール７４００、混合チャンバ７５００、増幅モジュール７６００、検出モジュール７８００、試薬貯蔵モジュール７７００、回転通気弁７３４０、並びに電力及び制御モジュール７９００を含む。デバイス７０００は、デバイス６０００と同様であり得、それ故に内部構成要素及び機能性は本明細書には詳述されていない。
[1319] 図７１は、モジュールの設置を見ることができるように上筐体７０１０が取り外された状態のデバイス７０００を示す。図７２は、内在するモジュールを見ることができるように上筐体７０１０、作動ボタン、増幅モジュール７６００、及び検出モジュール７８００が取り外された状態のデバイス７０００を示す。示されるように、デバイス７０００は上筐体７０１０及び下筐体７０３０を含む。上筐体７０１０は、使用者がデバイス７０００によって生成された出力信号（複数可）を視覚的に検査することを可能にする検出（又は「状態」）開口部７０１１を規定する。上筐体７０１０が下筐体７０３０に連結されると、検出開口部７０１１は、各検出表面によって及び／又はその上に生成された信号が対応する検出開口部を通じて可視になるように、検出モジュール７８００の対応する検出表面と整列する。
[1320] いくつかの実施形態では、上筐体７０１０及び／又は検出開口部７０１１を包囲する上筐体７０１０の部分は、不透明（又は半不透明）であり、それにより検出開口部を「枠付け」又は際立たせる。いくつかの実施形態では、例えば、上筐体７０１０は、検出開口部を強調するためにマーキング（例えば、太線、色等）を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、上筐体７０１０は、検出開口部を特定の疾患（例えば、Ｃｈｌａｍｙｄｉａ ｔｒａｃｈｏｍａｔｉｓ（ＣＴ）、Ｎｅｉｓｓｅｒｉａ ｇｏｎｏｒｒｈｅａ（ＮＧ）、及びＴｒｉｃｈｏｍｏｎａｓ ｖａｇｉｎａｌｉｓ（ＴＶ））又は対照に特定する印を含み得る。
[1321] 下筐体７０３０は、デバイス７０００のモジュール及び／又は構成要素が中に配置される体積を規定する。例えば、試料調製部分は、試料入力モジュール７１７０の少なくとも一部分を受容する。試料入力モジュール７１７０は、試料アクチュエータ（又はボタン）７０５０によって作動する。筐体は、アクチュエータ７０５０が移動して試料調製動作を開始した後に試料アクチュエータ７０５０の係止タブ７０５７を受容する切り込み又は開口部７０３３を規定する。この様式で、試料アクチュエータ７０５０は、初回使用が試行及び／又は完了された後に使用者がデバイスを再使用するのを阻止するように構成されている。
[1322] 筐体の洗浄部分は、洗浄モジュール７２１０の少なくとも一部分を受容する。洗浄モジュール７２１０は、洗浄アクチュエータ（又はボタン）７０６０によって作動する。筐体は、アクチュエータ７０６０が移動して洗浄動作を開始した後に洗浄アクチュエータ７０６０の係止タブ７０６７を受容する切り込み又は開口部７０３５を規定する。この様式で、洗浄アクチュエータ７０６０は、初回使用が試行及び／又は完了された後に使用者がデバイスを再使用するのを阻止するように構成されている。
[1323] 筐体の溶出部分は、溶出モジュール７２６０の少なくとも一部分を受容する。溶出モジュール７２６０は、溶出アクチュエータ（又はボタン）７０７０によって作動する。筐体は、アクチュエータ７０７０が移動して洗浄動作を開始した後に溶出アクチュエータ７０７０の係止タブ７０７７を受容する切り込み又は開口部７０３７を規定する。この様式で、溶出アクチュエータ７０７０は、初回使用が試行及び／又は完了された後に使用者がデバイスを再使用するのを阻止するように構成されている。
[1324] 筐体の試薬部分は、試薬モジュール７７００の少なくとも一部分を受容する。筐体は、アクチュエータ７０８０が移動して試薬開放動作を開始した後に試薬アクチュエータ７０８０の係止タブ７０８７を受容する切り込み又は開口部７０３９を規定する。この様式で、試薬アクチュエータ７０８０は、初回使用が試行及び／又は完了された後に使用者がデバイスを再使用するのを阻止するように構成されている。かかるロックアウト機構を含むことにより、デバイス７０００は、単回使用動作のために特別に構成され、制限された誤用リスクを提起する。
[1325] 図７３及び図７４に示されるように、試薬モジュール７７００は、試薬キャニスタが中に貯蔵される一連の孔７７４１を規定し、かつ作動時に試薬が流れる一連の保持リザーバ７７６１も規定する保持槽７７４０を含み得る。試薬モジュールは、試薬モジュール６７００に関して上述される通気ポートと同様に機能する一連の通気ポートを含む上部材７７３５を含む。
[1326] 図７５〜図８２は、装置６０００及び／又は装置７０００と構造的及び／又は機能的に同様であり得る診断試験のための装置８０００の一実施形態を図解する。図７５に最良に図解されるように、装置８０００は、筐体８０１０、試料入力ポート８０２０（キャップを含む）、３つのプランジャ８０３０／４０４０／４０５０、プルタブ８０６０、状態インジケータ／光８０７０、読み取りレーン（及び／又は検出開口部）８０８０、電池筐体８０９０、並びにラベル８１１０を含む。
[1327] 図７６に図解されるように、いくつかの実施形態では、正面図の装置８０００の全体寸法は、約１０１ｍｍ（寸法Ａ’）×約７３ｍｍ（寸法Ｂ’）、又は任意の好適に定寸された値であり得る。プランジャ８０３０、８０４０、８０５０、及びタブ８０６０の一寸法は、約２２ｍｍ（寸法Ｃ’）、又は装置８０００の残り部分に対して任意の好適に定寸された値であり得る。図７７に最良に図解されるように、いくつかの実施形態では、側面図の装置８０００の寸法は、約８２ｍｍ（寸法Ｄ’）×約２６ｍｍ（寸法Ｅ’）、又は任意の好適に定寸された値であり得る。いくつかの実施形態では、筐体８０１０は、使用者による視察を容易にするために透明な上表面を含む。いくつかの実施形態では（図示せず）、筐体８０１０は、調製モジュール及び読み取りモジュールを含み得る。調製モジュール（図示せず）が、分析／試験用の試料を調製する際に使用者を直感的に誘導するように構成されている一方で、読み取りモジュール（図示せず）は、試験結果を読み出す際に使用者を直感的に誘導するように構成されている。
[1328] いくつかの実施形態では、図解されるように、入力ポート８０２０、プランジャ８０３０／４０４０／４０５０、及びプルタブ８０６０は、装置８０００の使用のための正しいステップ順に使用者を誘導するためのインジケータ「１」、「２」等を有する。いくつかの実施形態では、使用中、試料入力ポート８０２０は、患者試料等の試料を受容するように構成されている（図７８を参照のこと）。いくつかの実施形態では、キャップは、装置８０００のポート及び／又は任意の他の部分に繋留されて、その誤設置を阻止する。いくつかの実施形態では、ポート８０２０は、標準のピペットとの使用のために構成されている。いくつかの実施形態では、ポート８０２０は、最大約７００μＬの試料を保持することができる。いくつかの実施形態では、ポート及びキャップ構造は、最大５０ｐｓｉの圧力に耐えることができる。いくつかの実施形態では（図示せず）、ポート８０２０は、正しい体積が分注されたことを検証するために１つ以上の視覚インジケータ（例えば、ＬＥＤ）を含む。
[1329] いくつかの実施形態では、図７９に最良に図解されるように、プランジャ８０３０は、上述の試料調製モジュール６２００の動作と同様に、フィルタを通じて試料をポート８０２０内に押し込むように構成されている。プランジャ８０３０は、空気体積を運搬し、その後、フィルタを通じて緩衝液で洗浄するようにも構成されている。いくつかの実施形態では、プランジャ８０３０は、使用者がそれを実質的に完全に押圧すると所定の位置に係止される。いくつかの実施形態では、プランジャ８０３０の係止は、不可逆的である。
[1330] いくつかの実施形態では、プランジャ８０４０は、上述の試料調製モジュール１２００の動作と同様に、フィルタに溶出剤を流すように構成されている。プランジャ８０４０は、溶出剤を不活性化チャンバ内に押し込むようにも構成されている。いくつかの実施形態では、プランジャ８０４０は、使用者がそれを実質的に完全に押圧すると所定の位置に係止される。いくつかの実施形態では、プランジャ８０４０の係止は不可逆的である。
[1331] いくつかの実施形態では、プランジャ８０５０は、上述の試薬モジュール６７００の動作と同様に、試薬槽を「破裂させる」か、又は試薬槽から試薬を放出する。いくつかの実施形態では、プランジャ８０５０は、使用者がそれを実質的に完全に押圧すると所定の位置に係止される。いくつかの実施形態では、プランジャ８０６０の係止は不可逆的である。
[1332] いくつかの実施形態では、図８０に最良に図解されるように、タブ８０６０は、使用者によって引っ張られると内部電気回路が完成され、これにより、例えば、（増幅モジュール６６００と同様であり得る）増幅モジュールの動作を開始すること等によって、試料に１つ以上の診断試験を開始するように構成されている。いくつかの実施形態では、タブ８０６０は、装置８０００から取り外された後に使用者がタブ８０６０を配置することができるように着脱可能かつ配置可能である。
[1333] いくつかの実施形態では、入力ポート８０２０、プランジャ８０３０／４０４０／４０５０、及びプルタブ８０６０は、不可逆動作のために構成されている。言い換えれば、これらの要素は各々、使用者によって適切に配備されると逆転を「係止」及び／又は不能にするように構成されている。この様式で、使用者は、デバイスの誤用を阻止される。いくつかの実施形態では、入力ポート８０２０、プランジャ８０３０／４０４０／４０５０、及びプルタブ８０６０は、使用者が順序外でステップを完了し／装置８０００を使用するのを阻止するための１つ以上のロックアウト機構を含む。
[1334] いくつかの実施形態では、タブ８０６０が取り外されたとき、診断試験が処理されたとき（タブ８０６０が引っ張られた後）、診断試験が使用者の審査のために準備されたとき、エラー状態が存在するとき等を含むが、これらに限定されない、装置８０００の１つ以上の状態に関するフィードバックを使用者に提供するように構成された状態光８０７０は、ＬＥＤ光等の視覚インジケータである。例えば、いくつかの実施形態では、点灯ＬＥＤの数、ＬＥＤの点灯パターン、ＬＥＤの点灯持続期間、及び／又は点灯ＬＥＤの色のいくらかの変動を用いて、装置８０００の各状態を表すことができる。
[1335] いくつかの実施形態では、読み取りレーン及び／又は検出開口部８０８０は、使用者による試験結果の解釈を許可するように構成されている。いくつかの実施形態では、読み取りレーン８０８０は、本明細書に記載の方法（例えば、図８を参照して上述される酵素反応）に従って色インジケータを生成する基質を含む。他の実施形態では、読み取りレーン８０８０は、標的と関連付けられた比色出力を生成するように構成された色条片又は吸収紙を含む。いくつかの実施形態では、筐体８０１０は、読み取りレーン８０８０を部分的に遮蔽する。この様式で、筐体８０１０は、使用者の利便性のためにラベル付けされ得る。いくつかの実施形態では、図７５に見られるように、読み取りレーン８０８０は、１つ以上のドット又は「スポット」を含み得る。いくつかの実施形態では、いくつかのドットが試験結果を示すように構成されている一方で、いくつかのドットは、対照結果を示すように構成されている。図７５は、使用者分析のための、３つのドットが試験パネルであり、２つのドットが対照パネルであるシナリオの一例を図解する。
[1336] 図７５及び図８１に最良に図解されるように、電池筐体８０９０は、例えば９Ｖ電池等の電池源を保持して装置８０００に電力供給するように構成されている。ボタン８１００は、例えば交換及び／又は処分等のために使用者が取り付けられた電池を取り外し可能に着脱することを許可するように構成されている。図８２に最良に図解されるように、いくつかの実施形態では、本装置８０００は、再充電可能な電池ユニット８１２０とともに使用するように構成され得る。この様式で、使用後に全装置８０００を処分する代わりに、使用者は、再充電及び新たなカートリッジでの再使用のために電池ユニット８１２０を保管する（すなわち、ここで、「カートリッジ」とは、この例示の実施形態の目的のために電池ユニット８１２０を有しない装置８０００である）。
[1337] 他の実施形態では、本明細書に示され、かつ記載されているデバイスのうちのいずれかの電力源は、任意の好適なエネルギー貯蔵／変換部材、例えば、キャパシタ、磁気記憶システム、燃料電池等であり得る。さらに他の実施形態では、デバイス６０００を含む、本明細書に示され、かつ記載されているデバイスのうちのいずれかは、交流電力で動作するように構成され得る。従って、いくつかの実施形態では、デバイスは、交流出口内に配置されるように構成されたプラグを含み得る。かかる実施形態では、電力及び制御モジュール（例えば、モジュール６９００）は、適切な電力を内部のモジュールの各々に供給するために必要な電圧及び／又は電力変換器を含み得る。いくつかの実施形態では、交流プラグは、使用中にデバイスが適切に（例えば、水平かつ平らな配向に）配向していることを確実にするための機構としての機能も果たし得る。
[1338] デバイス６０００が別個の流体移送デバイス６１１０を含むと示されているが、他の実施形態では、デバイスは、全筐体と係合し、かつ／又はそれに取り外し可能に連結された試料移送デバイスを含んでもよい。例えば、図８３〜図８７は、一実施形態による分子診断試験デバイス９０００を示す。診断試験デバイス９０００は、筐体９０１０とともに収容され、様々なモジュールを含む。具体的には、デバイス９０００は、試料調製モジュール（試料調製モジュール６２００と同様）、不活性化モジュール（不活性化モジュール６３００と同様）、流体駆動（又は流体移送）モジュール（流体移送モジュール６４００と同様）、混合チャンバ（混合モジュール６５００と同様）、増幅モジュール（増幅モジュール６６００と同様）、検出モジュール（検出モジュール６８００と同様）、試薬貯蔵モジュール（試薬モジュール６７００と同様）、弁モジュール（弁モジュール６３４０と同様）、並びに電力及び制御モジュール（電力及び制御モジュール６９００と同様）を含む。デバイス９０００は、デバイス６０００と同様であり得、それ故に内部構成要素及び機能性は本明細書には詳述されていない。しかしながら、デバイス９０００は、デバイス９０００が以下に記載の相互係止移送部材９１１０を含むという点でデバイス６０００とは異なる。
[1339] 図８３は、デバイス９０００の上面図を示し、筐体９０１０と、筐体９０１０に連結され、かつ／又は筐体９０１０内に配置された試料移送デバイス９１１０とを図解する。筐体９０１０は、使用者がデバイス９０００によって生成された出力信号（複数可）を視覚的に検査することを可能にする検出（又は「状態」）開口部９０１１を規定する。開口部９０１１は、中に収容された検出モジュールの５つの検出表面に整列し、それらの視察を可能にする。具体的には、開口部９０１１は、第１検出表面９８２１、第２検出表面９８２２、第３検出表面９８２３、第４検出表面９８２４、及び第５検出表面９８２５によって生成された信号の視察を可能にする。これらの検出表面は、検出モジュール６８００に関して上述される様式と同様の様式で疾患を検出するための信号を生成することができる。
[1340] 筐体９０１０及び／又は検出開口部９０１１を包囲する筐体９０１０の部分は、不透明（又は半不透明）、それにより検出開口部を「枠付け」又は際立たせる。いくつかの実施形態では、筐体９０１０は、検出開口部を強調するためにマーキング（例えば、太線、色等）を含み得る。加えて、筐体９０１０は、検出開口部を特定の疾患（例えば、Ｃｈｌａｍｙｄｉａ ｔｒａｃｈｏｍａｔｉｓ（ＣＴ）、Ｎｅｉｓｓｅｒｉａ ｇｏｎｏｒｒｈｅａ（ＮＧ）、及びＴｒｉｃｈｏｍｏｎａｓ ｖａｇｉｎａｌｉｓ（ＴＶ））又は対照に特定する印９０１７を含み得る。筐体９０１０は、バーコード９０１７’も含む。
[1341] デバイス９０００は、試料Ｓ１をデバイス９０００及び／又はその中の試料調製モジュール内に運搬するように構成された試料輸送デバイス９１１０とともにパッケージされ得、かつ／又はそれを含む。図８４に示されるように、試料移送デバイス９１１０は、遠位端部分９１１２及び近位端部分９１１３を含み、それを使用して、試料Ｓ１を試料カップ９１０１から吸引又は引き出すことができる。その後、試料移送デバイス９１１０は、試料Ｓ１の所望の量をデバイス９０００の入力部分９１６０に送達する。具体的には、遠位端部分９１１２は、浸漬管部分を含み、いくつかの実施形態では、所望の及び／又は既定の体積を有するリザーバを規定し得る。
[1342] 近位端部分９１１３は、筐体９１３０及びアクチュエータ９１１７を含む。アクチュエータ９１１７は、使用者によって試料を遠位端部分９１１２内に引き込むように操作され得る。筐体９１３０は、使用者が適切な体積が吸引されたかを視覚的に確認することができる状態窓９１３１又は開口部を含む。いくつかの実施形態では、試料輸送デバイス９１１０は、吸引ステップ中に過剰な試料流を受容する溢流リザーバを含む。溢流リザーバは、アクチュエータ９１１７が試料をデバイス９０００の入力部分９１６０内に沈殿させるように操作されたときに溢流量が移送デバイス９１１０から運搬されるのを阻止する弁部材を含む。この配置により、所望の試料体積がデバイス９０００に送達されることが確実になる。さらに、「弁付き」試料移送デバイス９１１０を含むことにより、試料入力中の誤用可能性が制限される。この配置により、科学的訓練も最低限しか（又は全く）必要とされず、かつ／又は試料をデバイス内に適切に送達する使用者の判断もほとんど必要とされない。
[1343] 使用中、試料移送デバイス９１１０が筐体９０１０から取り外され、遠位端部分９１１２が試料カップ９１０１内に配置される。アクチュエータ９１１７は、試料Ｓ１の一部分を試料移送デバイス９１１０内に引き込むように操作される。使用中、操作者は、状態窓９１３１を検査して、試料Ｓ１が可視であることを確実にすることができ、それにより試料吸引動作が成功したことを示す。図８６に示されるように、その後、試料移送デバイス９１１０は、矢印ＳＳによって示されるように、筐体９０１０の受容部分９１６０内に設置される。いくつかの実施形態では、試料移送デバイス９１１０、筐体９１３０、及び／又は筐体９０１０は、試料移送デバイス９１１０が所定の位置に係止された後にその取り外しを阻止する係止機構、例えば、嵌合突出部、陥凹部等を含み得る。
[1344] 試験を開始するために、アクチュエータ９１１７が、図８７の矢印ＴＴによって示されるように移動して、試料をデバイス９０００の試料調製モジュール内に押し込む。
[1345] デバイス６０００が筐体内に含まれ、かつ試料移送デバイス６１１０とは別個の洗浄モジュール６２１０を含むと示されているが、他の実施形態では、デバイスは、洗浄剤を中に含む試料移送デバイスを含んでもよい。かかる実施形態では、試料を送達する（例えば、デバイス内のフィルタを通じて試料を運搬する）ためのアクチュエータの動きを使用して、フィルタを通じて試料移送デバイス内に収容される洗浄溶液（空気洗浄剤を含む）を運搬することもできる。例えば、図８８及び図８９は、一実施形態による試料移送デバイス９１１０’の概略図である。試料移送デバイス９１１０’は、本明細書に示され、かつ記載されている分子診断試験デバイスのうちのいずれかとともに使用され得る。
[1346] 試料移送デバイス９１１０’は、遠位端部分及び近位端部分を有する筐体９１３０’を含み、それを使用して、試料を試料カップ（図示せず）から吸引又は引き出すことができる。その後、試料移送デバイス９１１０’は、試料の所望の量を、本明細書に示され、かつ記載されている種類の分子診断試験デバイスの入力部分に送達する。筐体９１３０’は、（試料を受容するための）試料リザーバ９１１５’、及び（洗浄溶液を収容する）洗浄剤リザーバ９２１４’を規定する。試料リザーバ９１１５’及び洗浄剤リザーバ９２１４’は、隔壁（又はエラストマー止め具）９１３２’によって分離される（かつ／又はそれによって互いに流体隔離される）。
[1347] 筐体の遠位端部分は、浸漬管９１１２’を含む。筐体の近位端部分は、アクチュエータ９１１７’を含む。使用中、アクチュエータ９１１７’が使用者によって移動及び／又は操作されて、浸漬管９１１２’を通じて試料リザーバ９１１５’内に試料を引き込む。試料をデバイス（図示せず）に移送するために、浸漬管９１１２’及び／又は筐体９１３０’の一部分がデバイス内にかつ／又はデバイスに隣接して設置され、アクチュエータ９１１７’が遠位に移動する（図８９の矢印によって示されるように）。アクチュエータ９１１７’の動きにより、試料が浸漬管９１１２’から押し出され、隔壁９１３２’も穿孔９１３３’に向かって下に移動する。試料が分注された後、穿孔９１３３’が隔壁９１３２’を貫通し、それにより洗浄溶液が洗浄剤リザーバ９２１４’から試料リザーバ９１１５’に、かつ／又は浸漬管９１１２’から出て流れることが可能になる。
[1348] デバイス６０００が溶出モジュール６２６０とは別個の（及び／又は異なる筐体形態の）洗浄モジュール６２１０を含むと示され、かつ記載されているが、他の実施形態では、本明細書に記載の試料移送モジュール、試料入力モジュール、洗浄モジュール、及び／又は溶出モジュールのうちのいずれかが一体ユニットとして一緒に構築されてもよく、又は異なる構成要素として維持されてもよい。同様に述べられるように、本明細書に記載の試料調製モジュールのうちのいずれか内の構成要素のうちのいずれかは、任意の好適な形態であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、個々の構成要素は、修正及び変更を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、試料調製モジュールは、共通の筐体内に試料送達部分、洗浄部分、溶出部分、及びフィルタ部分ｅ（流弁組立体等）を含み得る。図９０〜図９２は、一実施形態による試料調製モジュール１０２００を示す。図９０に図解されるように、試料調製モジュール１０２００は、任意の好適なデバイス（診断試験デバイス６０００、７０００、８０００、９０００、又は本明細書に示され、かつ記載されている任意の他のデバイス等）に関連して入力試料を受容し、かつその後のモジュールでの使用のために試料を処理するように構成されている。試料調製モジュール１０２００は、試料を受容及び収容するためのリザーバ１０２１０、フィルタ組立体１０２２０、廃棄物槽１０２３０、常閉弁１０２４０、２つの貯蔵及び分注組立体（それぞれ、１０２５０及び１０２６０、図９１及び図９２も参照のこと）、並びに様々な構成要素を接続する様々な流体導管（例えば、出力導管１０２４１）を含む。
[1349] いくつかの実施形態では、試料調製モジュール１０２００は、試料移送モジュール（図示せず）からのある体積の液体を受け取り、かつその流出防止による封じ込めを可能にするように構成されている。いくつかの実施形態では、試料調製モジュール１０２００は、洗浄溶液、溶出溶液、及び陽性対照の内蔵貯蔵のために構成されている。陽性対照は、洗浄溶液中に液体形態で貯蔵され得るか、又は洗浄溶液によってその後に水和される凍結乾燥ビーズとして貯蔵され得る。いくつかの実施形態では、試料調製モジュール１０２００は、フィルタを通じて試料液体の大半（約８０％）を分注する一方で、生成された廃棄物を安全な様式で貯蔵するように構成されている。いくつかの実施形態では、試料調製モジュール１０２００は、試料分注後に洗浄剤分注を続け、それにより貯蔵液体の大半（例えば、約８０％）を分注するように構成されている。いくつかの実施形態では、試料調製モジュール１０２００は、逆流溶出がフィルタ膜から生じ、溶出体積の大半（例えば、約８０％）を目標目的地に送達するように構成されている。いくつかの実施形態では、試料調製モジュール１０２００は、出力溶液が先の試薬（例えば、試料又は洗浄剤等）で汚染されないように構成されている。いくつかの実施形態では、試料調製モジュール１０２００は、横になった状態の使用者による動作の容易さのために構成されており、わずかな単純な非経験的ステップ及びわずかな作動力しか必要としない。
[1350] 試料調製モジュール１０２００は、入力ポート１０２１１を通じて入力試料を最初に受け取る。試料入力ポートキャップ１０２１２は、入力ポート１０２１１にわたって設置されて試料をそのリザーバ１０２１０内に収容し、流出不能にし、正確な操作を可能にする。いくつかの実施形態では、入力ポートキャップ１０２１２は、デバイスの再使用及び／又は補足試料流体の添加を阻止するために不可逆係止部を含み得る。この様式で、試料調製モジュール１０２００及び／又は試料調製モジュール１０２００が中に含まれるデバイスは、訓練されていない個人によって好適に使用され得る。
[1351] 試料調製モジュール１０２００を作動させるために、末端使用者は、洗浄試薬貯蔵及び分注組立体１０２５０の一部分であるハンドル１０２５１を押し下げる。組立体１０２５０は、全プランジャ組立体を試料リザーバ１０２１０の底に向かって移動させ、それ故に一連の導管を通じて試料をフィルタ組立体１０２２０内に入らせる。フィルタ膜１０２２１は、標的生物／実体を捕捉しながら、残りの液体が貫流して廃棄物槽１０２３０内に入るのを可能にする。試料の実質的に全てが試料リザーバ１０２１０から出されると、洗浄溶液は、貯蔵及び分注組立体１０２５０の継続運動によってフィルタ組立体１０２２０を貫流する。洗浄溶液がフィルタ膜１０２２１から残りの非標的材料を可能な限り除去し、廃棄物槽１０２３０内に流れる。洗浄が完了した後、押し込み弁１０２４０が作動して出力導管１０２４１を開放する。その後、ハンドル１０２６１を使用して第２貯蔵及び分注組立体１０２６０が作動する。初期運動により、フィルタ組立体１０２２０を廃棄物槽１０２３０に接続する導管が閉鎖され、継続運動により、溶出溶液がフィルタ１０２２０を貫流し、フィルタ膜１０２２１から標的生物が除去され、溶液がその後のモジュール（例えば、不活性化モジュール（図示せず））に接続された出力導管１０２４１内に出力される。
[1352] 図９０及び図９１を参照すると、いくつかの実施形態では、洗浄試薬貯蔵及び分注組立体１０２５０は、円筒孔１０２５２内に収容されて密封リザーバを形成する２つの封止ディスク１０２５３（上封止ディスク）、１０２５４（底封止ディスク）を含む。これらの２つの封止部間の孔の側面に充填ポート１０２５５として形成された開口部は、リザーバが充填されることを可能にする。リザーバが充填された後、開口部／ポート１０２５５は、ヒートシールフィルム（図示せず）で密封される。封止ディスク１０２５３、１０２５４の下位に出力ポート１０２５７として形成される別の開口部は、貯蔵された試薬の出力としての機能を果たす。ハンドル１０２５１は、ハンドル１０２５１が下方に作動すると、封止部１０２５３、１０２５４の両方（及びそれらの間に閉じ込められた液体）が、液体の非圧縮性のため、孔１０２５２内の下方に移動するように、上封止ディスク１０２５３の上に設置される。しかしながら、底封止ディスク１０２５４が出力ポート１０２５７を越えて移動すると、液体用の新たな脱出経路が開放され、全組立体が下方に移動する代わりに、上封止ディスク１０２５３が移動し、それ故に液体リザーバを圧縮し、液体を出力ポート１０２５７内に入れる。
[1353] 図９０及び図９２を参照すると、溶出剤試薬貯蔵及び分注組立体１０２６０は、洗浄試薬貯蔵及び分注組立体１０２５０と同じであるが、組立体１０２６０が溶出剤試薬をフィルタ組立体１０２２０の下流に貯蔵するという意味で少なくとも異なる構成要素のうちの少なくともいくつかを収容する。組立体１０２６０の溶出側の下ディスク封止部（１０２５４’は、廃棄物流体導管へのフィルタの常開弁の役割も果たす。この下封止部がその孔１０２５２’内で出力ポート１０２４１’を越えて移動すると、それは、出力導管と廃棄物位置との間の流体路を孔内でさらに分ける働きをする。
[1354] ディスク封止部（１０２５３’、１０２５４’）の初期開始位置の操作により、試薬リザーバの各々の総体積が修正され得る。試薬の各々の充填体積及び試料調製モジュールによって移送された体積の操作により、リザーバ内の空気体積の最小化又は最大化のいずれかも可能にし得る。動作中のモジュールの配向と組み合わせて、これを使用して、任意の所望のステップでフィルタ１０２２１の「空気パージ」を作り出すか、又は空気とフィルタ１０２２１との相互作用を実質的に排除することができる。
[1355] いくつかの実施形態では、モジュール１０２００は、上方を向く充填開口部／試料入力ポート１０２１１とともに動作し、これにより、モジュールが動作すると試料入力リザーバ１０２１０内に残っている任意の空気が入力空洞の上部に閉じ込められるようになり得る。貯蔵リザーバ内に分注された試薬の体積が較正されて、それらのチャンバ内に可能な限り少ない空気体積しか残さないようにすることができる。この様式で、試料調製モジュール１０２００は、空気体積を最小限に抑える様式で使用され得る。
[1356] 他の実施形態（例えば、空気体積の最大化を対象とする実施形態）では、モジュール１０２００は、上方を向く動作ハンドル１０２５１とともに使用され得る（試料は依然として任意の配向から入力され得る）。これらの体積が関与して、これは、空気を試薬リザーバの各々の上部に入れさせ、それ故に空気スラグが押し通される前に試薬の実質的に全てが最初に分注されることを可能にする。貯蔵された試薬の場合、充填体積は、適切な量の空気体積をリザーバ内に残すように調整される。
[1357] 図９０を参照すると、フィルタ組立体１０２２０は、任意の好適な膜１０２２１を含む。膜は、任意の好適な膜材料であり得、本明細書に記載の任意の様式で構築され得る。いくつかの実施形態では、筐体１０２２２、１０２２３は、一緒に超音波溶接されて、フィルタ膜１０２２１に正しく張力付与することができる。筐体１０２２２、１０２２３は、液体が中央を通って直接貫流するのを可能にするのではなく、フィルタ膜１０２２１の全領域にわたって液体を拡散するようにも構成されている。上筐体１０２２３は、フィルタ膜１０２２１を通過すると液体を下筐体の平面に戻すための導管（図示せず）を含む。
[1358] 増幅モジュール６６００の加熱器組立体６６３０が単一の部材又は構築物（上述の所望の加熱ゾーンを生成する任意の数の加熱素子を含み得る）を含むと上述されているが、他の実施形態では、加熱器組立体は、複数の加熱器、締着具、熱拡散器、締結具等で構築されていてもよい。例えば、図９３〜図９５は、一実施形態による増幅モジュール１０６００を示す。増幅モジュール１０６００は、任意の好適なデバイス（診断試験デバイス６０００、７０００、８０００、９０００、又は本明細書に示され、かつ記載されている任意の他のデバイス等）に関連して入力試料を受容し、その後のモジュールで使用するために試料を増幅し得る。
[1359] 図９３〜図９５に図解されるように、増幅モジュール１０６００は、必要な試薬と混合された標的ＤＮＡの入力にＰＣＲ反応を行うように構成されている。増幅モジュール１０６００は、蛇行パターン流体チップ１０６１０、熱板構築物１０６２０、ヒートシンク構築物１０６３０、全ての構成要素を装着するための支持及び締着構造１０６４０、並びに周囲のモジュールに接続するための流体及び電気相互接続部（図示せず）を含む。
[1360] いくつかの実施形態では、増幅モジュール１０６００は、入力標的の迅速なＰＣＲ増幅を行うように構成されている。いくつかの実施形態では、増幅モジュール１０５００は、本明細書に記載されるように、検出モジュール１０６００の感度の閾値に到達するか、又はそれを超過する出力コピー数を生み出すように構成されている。いくつかの実施形態では、出力体積は、検出モジュール１０６００内の検出チャンバを完全に充填するのに十分である。いくつかの実施形態では、増幅モジュール１０６００は、一定設定点制御スキームを用い、例えば、加熱器が電源オンにされて設定点に制御され、設定点はプロセスを通じて変化しない。増幅は、試薬が存在し、かつ入力流量が正しい限り行われる。いくつかの実施形態では、増幅モジュール１０６００は、最小限の電力しか消費せず、上述のデバイス６０００と同様に、全体デバイス１００００が（例えば、９Ｖ電池によって）電池電力供給されることを可能にする。
[1361] 使用中、増幅は、熱板構築物１０６２０と接触した状態で保持されている間にチップ内部の流体が交互に入れ替わる温度ゾーンを通過する蛇行流体チップ１０６１０を通る流体の動きによって達成される。いくつかの実施形態では、蛇行流体チップ１０６１０が熱板構築物１０６２０との固定接触状態にある一方で、他の実施形態では、蛇行流体チップ１０６１０は、熱板構築物１０６２０との取り外し可能な接触状態にある。
[1362] 熱板構築物１０６２０は、ゾーンを正しい温度まで加熱し、ヒートシンク構築物１０６３０は、熱エネルギーを熱ゾーンの隣の領域から引き、それ故に退出時に液体の冷却を可能にする。チップ１０６１０に液体が充填されると、出力側から出現する任意の液体は、ＰＣＲを経ている（出力から収集された液体の総体積が「出力」体積以下である限り）。モジュールの出力は、検出モジュール（例えば、上述の検出モジュール６８００）内に直接流れる。
[1363] 流動部材６６１０について上述されるように、蛇行流体チップ１０６１０は、その内部に金型形成された２つの蛇行パターン、増幅パターン及びホットスタートパターンを有する。チップ１０６１０には薄いプラスチック蓋１０６１３（「蛇行チップ蓋」）で蓋がされており、これは、感圧接着剤（図には特定されていない）で取り付けられる。蓋１０６１３により、熱板１０６２０からの熱エネルギーの容易な流れが可能になる。チップ１０６１０は、組立体の他の部分（例えば、熱板等）がチップ上の特徴部と正しく整列することを可能にする特徴部、並びに流体接続部が正しく接合されることを可能にする特徴部も収容する。
[1364] 熱板組立体１０６２０は、４つの異なる加熱器／センサ／熱拡散器構築物１０６２１（１つの構築物）、１０６２２（１つの構築物）、１０６２３（２つの構築物）から作製される。これらの構成及び嵌合整列により、流体チップ１０６１０上の温度ゾーンの領域が決定される。個々の加熱器構築物は、電子機器モジュールによって既定の設定点に制御される。各構築物は、電子機器モジュールに接続されると取り付けられた熱拡散器の温度が正しい設定点になるように調節されることを可能にする一体化センサ素子を有する抵抗加熱器を有する。２つの「熱」構築物、ホットスタートゾーン構築物１０６２１及び中央ゾーン構築物１０６２２と、２つの「冷」構築物、２つの同一側面ゾーン構築物１０６２３が存在する。
[1365] ヒートシンク構築物１０６３０は、熱板の反対側の蛇行チップの側面に接合された導電材料の断片を含む。図９４の概略図に最良に図解されるように、これらは、液体が中央熱ゾーンから運ぶ熱エネルギーのいくらかが消散されることを可能にし、それ故に「側面冷」ゾーン内の温度の調節が可能になる。
[1366] 流体移送モジュール６４００が一体となって構築された筐体内に２つのバレル部分を含むと上に示され、かつ記載されているが、他の実施形態では、流体移送モジュールは、フレーム部材によって一緒に連結された２つの別個に構築されたバレル組立体を含み得る。さらに他の実施形態では、流体移送モジュールは、単一のバレルが混合及び増幅モジュールを通じて試料を移動させるように機能し、かつ検出モジュールを通じて真空を引く（上述のように）ようにも機能する単一のバレル設計を含み得る。例えば、図９６〜図９９は、一実施形態による流体移送モジュール１１４００を示す。流体移送モジュール１１４００は、流体試料を吸引し、加熱インキュベーション期間中に流体を貯蔵し、残留気体をシリンジバレルから除去し、その後、流体を変動頭部圧力に対して一定の速度で（例えば、増幅モジュールに）分注するように動作する。
[1367] 使用中、線形アクチュエータは、プランジャ１１４１５又はフランジ１１４６２に接続されて、「ピストン」をバレル１１４１０内外に駆動する。本デバイスを使用するための行為の順序は、以下の通りである。最初に、ピストン１１４１５がシリンジバレル１１４１０内に配置される。ピストン１１４１５が後退すると、シリンジバレル１１４１０内部に真空が作り出されて、試料入口ポート１１４２０を通じて混合チャンバ、不活性化チャンバ、フィルタ、又は試料調製モジュールの任意の他の上流部分から流体を入れる。ピストン１１４１５が完全に後退し（図９８を参照のこと）、かつバレル１１４１０に試料が充填されると、運動が停止する。いくつかの実施形態では、チャンバ加熱器１１４９５は、試料を９５Ｃにして、溶解酵素を効果的に不活性化する。インキュベーション後、熱をオフにし、線形アクチュエータ（図示せず）が方向を変え、ピストン１１４１５が移動してシリンジバレル１１４１０内に戻る。プランジャ頭部１１４１７が流体をバレル１１４１０内に押し込み、その中の任意の閉じ込められた気体が低亀裂圧のフラッパ型逆止弁１１４９１に通され、フィルタ弁筐体１１４６４内に装着された疎水性通気フィルタ１１４９２を通じて出る。流体がフィルタ１１４９２に入るとすぐに、材料の疎水性性質により、液体の通過が阻止され、効果的に遮断されるようになる。ピストン１１４１５がバレル１１４１０内にさらに駆動されると（図９９を参照のこと）、試料中の全ての気体が押し出され、液体試料がプランジャ頭部１１４１７内部に装着されたより高い亀裂圧のダックビル逆止弁１１４２４に通されるようになり、シリンジを、中空ピストン駆動シャフト１１４１５を通じてＰＣＲ管接続部１１４３０内に、その後、増幅モジュール（図示せず）に出す。
[1368] ＰＣＲ分注サイクル後、流体移送モジュール１１４００が再使用されて、上述の様式と同様の様式で検出モジュール（図示せず）を通じて流体を移動させることを目的とする真空を生成する。真空を検出モジュールに再方向付けするために、常閉ドッグボーン摺動弁１１４５４が真空入口ポート１１４５０で開放される。このポートは試験の残りの期間開いたままである。上述のように、弁システム（例えば、弁システム６３４０）は、真空を試薬に連続して加えて、検出モジュールを通る所望の流れを生成することができる。
[1369] 様々な実施形態が上述されているが、それらがほんの一例として提示されており、限定するものではないことを理解されたい。上述の方法及び／又は概略図がある特定の順序で起こるある特定の事象及び／又は流れパターンを示す場合、ある特定の事象及び／又は流れパターンは修正され得る。実施形態が具体的に示され、記載されているが、形態及び詳細に様々な変更が加えられてもよいことを理解されたい。
[1370] 本明細書に記載のデバイス及び方法は、ヒト試料での分子診断試験の実施に限定されていない。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のデバイス及び方法のうちのいずれかは、家畜試料、食品試料、及び／又は環境試料で使用されてもよい。
[1371] 流体移送組立体ピストンポンプ（又はシリンジ）を含むと本明細書に示され、かつ記載されているが、他の実施形態では、任意の好適なポンプが使用されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、本明細書に記載の流体移送組立体のうちのいずれかは、任意の好適な容積式流体移送デバイス、例えば、ギアポンプ、羽根ポンプ等を含み得る。
[1372] フィルタ組立体６２３０が一体制御弁（例えば、弁アーム６２９０等）を含むと上に示され、かつ記載されているが、他の実施形態では、デバイスは、別個に構築され、かつ／又は離間されたフィルタ組立体及び弁組立体を含んでもよい。
[1373] 本明細書に記載のいくつかの実施形態は、様々なコンピュータ実装動作を行うための命令又はコンピュータコードを有する非一時的コンピュータ可読媒体（非一時的プロセッサ可読媒体とも称され得る）を有するコンピュータ記憶装置製品に関する。コンピュータ可読媒体（又はプロセッサ可読媒体）は、それ自体が一時的伝搬信号（例えば、スペース又はケーブル等の伝送媒体に情報を伝達する伝搬電磁波）を含まないという意味で非一時的である。媒体及びコンピュータコード（コードとも称され得る）は、特定の目的（複数可）のために設計及び構築されたものであり得る。非一時的コンピュータ可読媒体の例としては、磁気記憶媒体、例えば、ハードディスク、フロッピーディスク、及び磁気テープ；光学記憶媒体、例えば、コンパクトディスク／デジタルビデオディスク（ＣＤ／ＤＶＤ）、コンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、及びホログラフィックデバイス；磁気光学記憶媒体、例えば、光学ディスク；搬送波信号処理モジュール；及びプログラムコードを記憶及び実行するように特別に構成されたハードウェアデバイス、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）デバイスが挙げられるが、これらに限定されない。
[1374] コンピュータコードの例としては、マイクロコード又はマイクロ命令、機械命令（例えば、コンパイラによって生成されたもの）、ウェブサービスを生成するために使用されたコード、及びインタープリターを使用してコンピュータによって実行されるより高レベルの命令を含むファイルが挙げられるが、これらに限定されない。例えば、実施形態は、命令型プログラミング言語（例えば、Ｃ、Ｆｏｒｔｒａｎ等）、関数型プログラミング言語（Ｈａｓｋｅｌｌ、Ｅｒｌａｎｇ等）、論理型プログラミング言語（例えば、Ｐｒｏｌｏｇ）、オブジェクト指向型プログラミング言語（例えば、Ｊａｖａ、Ｃ＋＋等）、又は他の好適なプログラミング言語及び／又は開発ツールを使用して実装され得る。コンピュータコードのさらなる例としては、制御信号、暗号化コード、及び圧縮コードが挙げられるが、これらに限定されない。
[1375] 陽性対照生物は、本明細書に示され、かつ記載されているデバイスのうちのいずれかの任意の好適な部分内に貯蔵される。例えば、デバイス６０００を参照すると、いくつかの実施形態では、陽性対照生物は、試料体積６１７４内に位置し、かつ試料が添加されると再水和される凍結乾燥ビーズであり得る。かかる実施形態では、対照生物は、試料適性を検証するために使用されない。むしろ、試料適性は、上述のように、移送ピペット１１１０内の試料の体積を検証する使用者によって視覚的に確認される。他の実施形態では、陽性対照生物ペレットは、特定の位置で試料体積６１７４から導き出される流体路内に位置し得る。かかる実施形態では、所望の量（例えば、約３００μＬ）を超える試料が存在する場合、試料の一部が対照ペレットを適切に再水和する。しかしながら、所望の量（例えば、約３００μＬ）未満の試料しか存在しない場合、対照ペレットは再水和されず、実行終了後に無効信号（陽性対照スポットに色なし）がもたらされる（標的生物のうちの１つも検出されない場合）。この様式で、対照生物の位置により、試料体積適性が検証され得る。さらに他の実施形態では、対照生物ペレットは、所望の量（例えば、約３００μＬ）未満の試料が移送された場合、ペレットは十分に再水和されない様式又は位置で、試料移送デバイス（例えば、デバイス１１００）内に位置し得る。この配置も、実行終了後に無効信号（陽性対照スポットに色なし）をもたらす（標的生物のうちの１つも検出されない場合）。
[1376] 様々な実施形態が特定の特徴部及び／又は構成要素の組み合わせを有すると記載されているが、上述の実施形態のうちのいずれかの任意の特徴部及び／又は構成要素の組み合わせを有する他の実施形態も可能である。
[1377] 例えば、本明細書に示され、かつ記載されているデバイスのうちのいずれかは、プロセッサ（上に示され、かつ記載されているプロセッサ４９５０等）を含んでもよく、情報、例えば、一連の命令、プロセッサ可読コード、デジタル化信号等を受信及び記憶するように構成されたメモリデバイスを含んでもよい。メモリデバイスは、１つ以上の種類のメモリを含み得る。例えば、メモリデバイスは、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）構成要素及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）構成要素を含み得る。メモリデバイスは、プロセッサによって取り出し可能な形態でのデータの記憶に好適な他の種類のメモリ、例えば、電子的にプログラム可能な読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、消去可能かつ電子的にプログラム可能な読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、又はフラッシュメモリも含み得る。
[1378] 別の例として、本明細書に示され、かつ記載されているデバイスのうちのいずれかは、デバイス８０００に関して上に示され、かつ記載されているＬＥＤインジケータ光等のインジケータ光を含み得る。光インジケータとしては、様々な動作、例えば、「電源オン」イベントの成功、試験が進行中であるという通知、試験が完了したという通知、及び／若しくはデバイスを読み取ることができるという通知、並びに／又はエラーメッセージ等を示すために点灯する２つのＬＥＤ（緑色及び赤色）が挙げられる。

Claims (13)

  1. いかなる外部器具も用いることなく独立型分子診断試験デバイスを使用して標的核酸分子を検出する方法であって、
    試料調製モジュールから増幅モジュールに入力試料を運搬するステップであって、前記試料調製モジュール及び前記増幅モジュールが各々、前記独立型分子診断試験デバイスの筐体内に固定して連結され、前記増幅モジュールは、反応体積を規定し、かつ、加熱器を含む、ステップと、
    前記加熱器を介して前記反応体積の少なくとも一部内で前記入力試料を加熱して、前記入力試料内で前記標的核酸分子を増幅し、それによって、標的アンプリコンを含む出力溶液を生成するステップであって、前記加熱は、前記独立型分子診断試験デバイスの前記筐体内のプロセッサ又はメモリのうちの少なくとも１つに実装された制御モジュールによって制御される、生成するステップと、
    前記筐体内の検出モジュール内で、Ａ）前記出力溶液及びＢ）前記出力溶液内の前記標的アンプリコンの存在を示す信号を生成するために配合された試薬の各々を反応させるステップであって、前記検出モジュールは、前記標的アンプリコンを捕捉して前記信号を生成するように構成された検出表面を含む、ステップと、
    前記信号に関連する結果を読み取るステップと、
    前記読み取るステップの後、前記独立型分子診断試験デバイスを廃棄するステップと、を含む方法。
  2. 前記反応体積内で前記入力試料を加熱するステップは、１０分未満の時間内に少なくとも３０回の熱循環を通じて前記入力試料を加熱するステップを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記反応体積は、蛇行流路を形成するように蛇行形状を有しており、前記加熱器は第１加熱器であり、前記入力試料を加熱するステップは、前記第１加熱器を介して前記蛇行流路の第１部分内に第１温度ゾーンを生成するステップと、第２加熱器を介して前記蛇行流路の第２部分内に第２温度ゾーンを生成するステップと、を含み、前記方法は、
    前記蛇行流路内に、前記第１温度ゾーン及び前記第２温度ゾーンを繰り返し通る少なくとも０．２μｌ／秒の前記入力試料の流れを生成して、少なくとも３０サイクルにわたって前記入力試料を加熱するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  4. 前記試料調製モジュールから前記増幅モジュールに前記入力試料を運搬するステップは、前記筐体内に力を生成して前記入力試料を運搬するように構成された流体ポンプによって実行される、請求項１に記載の方法。
  5. 前記出力溶液及び前記試薬の各々を前記検出モジュール内に運搬するステップは前記流体ポンプによって実行される、請求項４に記載の方法。
  6. 前記標的アンプリコンは、ｃｈｌａｍｙｄｉａ ｔｒａｃｈｏｍａｔｉｓ、ｎｅｉｓｓｅｒｉａ ｇｏｎｏｒｒｈｅａ、ｔｒｉｃｈｏｍｏｎａｓ ｖａｇｉｎａｌｉｓ、Ｅ．ｃｏｌｉ、Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ｓａｐｒｏｐｈｙｔｉｃｕｓ、Ｅｎｔｅｒｏｃｏｃｃｕｓ ｆａｅｃａｌｉｓ、Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ、Ｐｒｏｔｅｕｓ又はＰ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａのうちの少なくとも１つに関連する、請求項１に記載の方法。
  7. 前記独立型分子診断試験デバイスは、前記入力試料が前記試料調製モジュールから運搬された後、約２５分未満で前記信号を生成する、請求項１に記載の方法。
  8. 前記試料調製モジュール内に生体試料を運搬するステップと、
    前記試料調製モジュール内で前記生体試料を加熱して前記入力試料を生成するステップであって、前記独立型分子診断試験デバイスは、前記生体試料が前記試料調製モジュール内に運搬された後、約２５分未満で前記信号を生成する、ステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  9. 前記読み取るステップが、前記独立型分子診断試験デバイスの前記筐体によって規定された検出窓を介して実行される、請求項１に記載の方法。
  10. 前記生体試料が、血液、尿、男性の尿道検体、膣検体、子宮頸部スワブ検体、又は鼻腔スワブ検体のうちのいずれか１つを含む、請求項８に記載の方法。
  11. 前記独立型分子診断試験デバイスのプラグを電源出力に差し込むステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  12. 前記信号が生成された後少なくとも約３０分間、前記筐体によって規定された検出窓を介して可視のまま留まる非蛍光可視信号であるように、前記試薬は配合される、請求項１に記載の方法。
  13. 前記反応体積が、蛇行流路を形成するように蛇行形状を有しており、前記加熱器が第１加熱器であり、前記入力試料を加熱するステップは、前記第１加熱器を介して前記蛇行流路の第１部分内に第１温度ゾーンを生成するステップと、第２加熱器を介して前記蛇行流路の第２部分内に第２温度ゾーンを生成するステップと、を含み、前記方法はさらに、
    少なくとも３０サイクルにわたって前記入力試料を加熱するために前記第１温度ゾーン及び前記第２温度ゾーンを繰り返し通る前記入力試料の流れを前記蛇行流路内に生成するステップを含み、前記蛇行流路内で前記入力試料の流れを生成するステップは前記筐体内の流体ポンプによって実行され、前記流体ポンプは、前記独立型分子診断試験デバイスの前記筐体内の前記プロセッサ又は前記メモリのうちの少なくとも１つに実装された前記制御モジュールによって制御される、請求項１に記載の方法。
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