JP2012506995A - 生物学的サンプルの処理装置および処理方法 - Google Patents

生物学的サンプルの処理装置および処理方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、自動化されたバイオプロセシングのためのシステム、デバイス、装置および方法を提供する。本発明のために好適なプロトコルおよびバイオプロセシング手順の例には、免疫沈殿、クロマチンの免疫沈殿、組換えタンパク質の単離、核酸の分離および単離、タンパク質の標識化、分離および単離、細胞の分離および単離、食品の安全性分析、ならびに、ビーズに基づく自動分離が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、本発明は、ウエスタンブロット処理の自動化されたシステム、自動化されたデバイス、自動化されたカートリッジおよび自動化された方法を提供する。他の実施形態には、核酸（例えば、プラスミドＤＮＡ、ゲノムＤＮＡ、細菌ＤＮＡ、ウイルスＤＮＡおよび何らかの他のＤＮＡを含めて、ＤＮＡまたはＲＮＡまたはそれらのフラグメントなど）の分離、調製および精製のための自動化されたシステム、自動化されたデバイス、自動化されたカートリッジおよび自動化された方法、ならびに、タンパク質およびペプチドなどの処理、分離および精製のための自動化されたシステム、自動化されたデバイス、自動化されたカートリッジおよび自動化された方法が含まれる。
【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、生体分子を処理するための装置および方法に関連し、より具体的には、生体分子を処理するための自動化された方法および装置に関連する。
いくつかの実験室手順は依然として、当該手順を行う科学者または研究室技術者によって個人の注意を必要とする非効率的な手作業方法を使用して大部分が行われるままである。これらの手順の多くが自動化からの利益を受けると考えられる。例えば、核酸の精製、例えば、プラスミドの調製などは現在、未だに自動化が行われていない、時間のかかる非効率的な仕事である。徐々に進む様々な改善により、例えば、沈殿化フィルターの導入などにより、要求される手作業時間が削減されている。しかしながら、最も進んだ核酸精製キットでさえ、依然として数時間の時間および個人の注意を必要とする。同様に、ウエスタンブロット分析のための処理は、このプロセスの期間中は実験台に拘束されることを科学者または研究室技術者に要求する労働集約的なプロセスであり得る。加えて、そのようなプロセスは、手作業集約的手順に固有的な人為的エラーおよび再現性の欠如に悩まされる。必要とされるもの、および、本明細書中において提供されるものが、１つには、使用の増大した利便性、低下した作業時間、低下したエラー、および、増大した再現性を有する、固体支持体上で行われる反応、プロテオミクス前のサンプル調製、核酸適用および細胞分離適用のための、小さくて、価格が手頃であり、使用者に優しい、融通のきく器具である。
いくつかの実施形態において、本発明は、自動化されたバイオプロセシングのためのシステム、デバイス、装置および方法を提供する。本発明のために好適なプロトコルおよびバイオプロセシング手順の例には、免疫沈殿、クロマチンの免疫沈殿、組換えタンパク質の単離、核酸の分離および単離、タンパク質の標識化、分離および単離、細胞の分離および単離、ならびに、ビーズに基づく自動分離が含まれるが、これらに限定されない。具体的な実施形態において、本発明は、ウエスタンブロット処理の自動化されたシステム、自動化されたデバイス、自動化されたカートリッジおよび自動化された方法を提供する。他の実施形態には、核酸（例えば、プラスミドＤＮＡ、ゲノムＤＮＡ、細菌ＤＮＡ、ウイルスＤＮＡおよび何らかの他のＤＮＡを含めて、ＤＮＡまたはＲＮＡまたはそれらのフラグメントなど）の分離、調製および精製のための自動化されたシステム、自動化されたデバイス、自動化されたカートリッジおよび自動化された方法、ならびに、タンパク質およびペプチドなどの処理、分離および精製のための自動化されたシステム、自動化されたデバイス、自動化されたカートリッジおよび自動化された方法が含まれる。
いくつかの実施形態において、自動化されたバイオプロセシングシステムは、バイオプロセシングデバイス、少なくとも１つのバイオプロセシングカートリッジ、流体供給、および、バイオプロセシングカートリッジを使用するバイオプロセシングに関連する少なくとも１つのパラメーターを制御するためのコンピューター制御システムを含む。いくつかの実施形態において、自動化されたバイオプロセシングシステムは、多数のバイオプロセシングカートリッジを含むことができる。
いくつかの実施形態において、自動化されたバイオプロセシングデバイスは、バイオプロセシングカートリッジを収容するためにそれぞれが構成される１つまたは複数のカートリッジスロットと、バイオプロセシング期間中における使用のための流体容器を保持するために構成される多数の流体容器ホルダーを含む取り外し可能な流体容器トレーと、１つまたは複数のバイオプロセシングカートリッジにおけるバイオプロセシングに関連する少なくとも１つのパラメーターを制御するために構成されるコンピューター制御システムとを含む。
いくつかの実施形態において、自動化されたバイオプロセシングデバイスは、流体容器ホルダー内の１つまたは複数の流体容器を１つまたは複数のプロセス流体コネクターと流体接続するために構成される流体マニホールドを含む。いくつかの実施形態において、自動化されたバイオプロセシングデバイスは、バイオプロセシングカートリッジにおける１つまたは複数の制御流体コネクターを１つまたは複数の制御流体供給に接続するために構成される流体マニホールドを含むことができる。
いくつかの実施形態において、自動化されたバイオプロセシングカートリッジは、固体支持体を含有するために構成される少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーを含み、この場合、カートリッジはさらに、少なくとも１つのポンプを介してバイオプロセシングチャンバーと流体連結している複数のメソスケールおよび／またはミクロスケールの流体流れ通路を含む。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングの自動化された方法は、固体支持体を含有する少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバー、ならびに、バイオプロセシングチャンバーと流体連結している複数のメソスケールおよび／またはミクロスケールの流体流れ通路を含むバイオプロセシングカートリッジを提供すること、そして、少なくとも１つのプロセシング流体を、複数のメソスケールまたはミクロスケールの流体流れ通路の少なくとも１つを介してバイオプロセシングチャンバーの中にポンプ送出することを含む。
いくつかの実施形態において、本明細書中に提供されるものが、ブロッティングメンブランを含有するために構成される少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバー、バイオプロセシングチャンバーと流体連結している複数のメソスケールおよび／またはミクロスケールのプロセス流体通路、ならびに、流体を、プロセス流体通路を介してポンプ送出するために構成される複数の組み込まれたポンプを含むバイオプロセシングカートリッジである。プロセス流体通路の直径は約１０ｕｍ〜約１０ｍｍの間の範囲であり得るか、または、約１００ｕｍ〜約５ｍｍの間の範囲であり得るか、または、約２５０ｕｍ〜約２．５ｍｍの間の範囲であり得るか、または、約５００ｕｍ〜約２ｍｍの間の範囲であり得るか、または、直径が約１ｍｍであり得る。カートリッジはプラスチック製カートリッジであり得る。カートリッジはさらに、非柔軟性の配管を含むことができる。いくつかの実施形態において、カートリッジは、少なくとも１つのアクセスバルブを、複数のプロセス流体通路の少なくとも１つによって規定される流路の内部に含むことができる。少なくとも１つのアクセスバルブのそれぞれを、少なくとも１つのプロセス流体コネクターと、複数のプロセス流体通路の少なくとも１つとの間の流路の内部に設けることができ、この場合、それぞれのプロセス流体コネクターが、カートリッジを１つまたは複数の流体容器に流体接続するために構成される。いくつかの実施形態において、カートリッジは２つ以上のアクセスバルブを含むことができ、この場合、それぞれのアクセスバルブを、独立したプロセス流体コネクターと、複数のプロセス流体通路の１つとの間の流路の内部に置くことができ、それぞれの独立したプロセス流体コネクターが、カートリッジを１つまたは複数の流体容器に流体接続するために構成される。そのようなプロセス流体コネクターは複数のコネクターであり得る（例えば、２本〜２０本の吸引チューブおよび／または吐出チューブ、２本〜１０本の吸引チューブおよび／または吐出チューブ、あるいは、４本〜８本の吸引チューブおよび／または吐出チューブなど）。いくつかの実施形態において、カートリッジは、アクセスバルブを、プロセス流体コネクターのそれぞれと、複数のプロセス流体通路のそれぞれとの間の流路のそれぞれの内部に含むことができる。いくつかの実施形態において、カートリッジは、アクセスバルブを、プロセス流体コネクターのそれぞれと、複数のプロセス流体通路のそれぞれとの間の流路のそれぞれの内部に含むことができる。いくつかの実施形態において、カートリッジはブロッティングメンブランをバイオプロセシングチャンバーの内部に含むことができる。ブロッティングメンブランはウエスタンブロッティング用のメンブランであり得る。カートリッジの形状は変化し得る。カートリッジのいくつかの実施形態において、深さが約２ｍｍから約５ｃｍまでの間の範囲であり得るか、または、約４ｍｍから約４ｃｍまでの間の範囲であり得るか、または、約５ｍｍから約２ｃｍまでの間の範囲であり得るか、または、約８ｍｍから約１．５ｃｍまでの間の範囲であり得るか、または、約９ｍｍから約１．２ｃｍまでの間の範囲であり得るか、または、約１ｃｍであり得るか、または、１ｃｍであり得る。カートリッジの高さが約１０ｃｍ〜約２５ｃｍの間の範囲であり得るか、または、約１２ｃｍ〜約２０ｃｍの間の範囲であり得るか、または、約１４ｃｍ〜約１８ｃｍの間の範囲であり得るか、または、約１５ｃｍ〜約１７ｃｍの間の範囲であり得るか、または、約１６ｃｍであり得るか、または、１６ｃｍであり得る。カートリッジの幅がその最大で、約１０ｃｍ〜約２５ｃｍの間の範囲であり得るか、または、約１２ｃｍ〜約２２ｃｍの間の範囲であり得るか、または、約１６ｃｍ〜約２０ｃｍの間の範囲であり得るか、または、約１７ｃｍ〜約１９ｃｍの間の範囲であり得るか、または、約１８ｃｍであり得るか、または、１８ｃｍであり得るか、または、約１８．２ｃｍであり得るか、または、１８．２ｃｍであり得る。いくつかの実施形態において、カートリッジは長方形形状または正方形形状を有することができる。プロセス流体コネクターは直径が約１０ｕｍ〜約１０ｍｍの間の範囲であり得るか、または、直径が約１００ｕｍ〜約５ｍｍの間の範囲であり得るか、または、直径が約２５０ｕｍ〜約２．５ｍｍの間の範囲であり得るか、または、直径が約５００ｕｍ〜約２ｍｍの間の範囲であり得るか、または、直径が約１ｍｍであり得る。いくつかの実施形態におけるカートリッジはパッケージによって包まれ得る。いくつかの実施形態において、少なくとも１つのプロセス流体コネクターは、その遠位端においてより小さい内径に先細りする直径を有することができる。いくつかの実施形態において、プロセス流体通路に最も近い（近位）部分におけるそのような少なくとも１つのプロセス流体コネクターの内径が約０．５ｍｍ〜約１５ｍｍであり、または、約１ｍｍ〜約１０ｍｍであり、または、約２ｍｍ〜約６ｍｍであり、または、約４ｍｍであり、または、４ｍｍであり、かつ、プロセス流体通路から最も遠い（遠位）部分におけるそのような少なくとも１つのプロセス流体コネクターの終端の内径が約１０μｍ〜約１０ｍｍの間の内径を有し、または、約１００μｍ〜約５ｍｍの間の内径を有し、または、約２５０μｍ〜約２．５ｍｍの間の内径を有し、または、直径が約５００μｍ〜約２．０ｍｍの間の内径を有し、または、直径が約１ｍｍである。カートリッジは、本明細書において提供されるような要素のどのような組合せでも含むことができる。
本明細書中に提供されるものが、いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジを収容するためにそれぞれが構成される１つまたは複数のカートリッジスロットと、バイオプロセシングカートリッジ内のブロッティングメンブランをブロティングプロトコルで処理することに関連する少なくとも１つの工程を制御するために構成される自動化された制御システムとを含む自動化されたブロット処理デバイスである。いくつかの実施形態において、デバイスは約１個から約８個までの間のカートリッジスロットを含むことができ、または、約２個から約６個までの間のカートリッジスロットを含むことができ、または、約３個から約５個までの間のカートリッジスロットを含むことができ、または、約４個のカートリッジスロットを含むことができる。いくつかの実施形態において、デバイスはさらに、バイオプロセシングカートリッジを含むことができる。バイオプロセシングカートリッジはブロットを含むことができ、この場合、ブロットはウエスタンブロットであり、ブロッティングプロトコルはウエスタンブロット処理プロトコルである。いくつかの実施形態において、ブロット処理デバイスはさらに、ブロッティングメンブランをバイオプロセシングカートリッジの内部に含むことができる。自動化された制御システムは、ブロット処理プロトコル（例えば、ウエスタンブロット処理プロトコルなど）のほとんどの工程、全工程、あるいは、１つの工程を除く全工程、２つの工程を除く全工程、３つの工程を除く全工程、または、４つの工程を除く全工程を自動的に制御するために構成され得る。いくつかの実施形態において、自動化されたブロット処理デバイスは、ブロット処理プロトコル（例えば、ウエスタンブロット処理プロトコルなど）の全工程、１つの工程を除く全工程、２つの工程を除く全工程、または、３つの工程を除く全工程についての必要性を排除するために構成される自動化された制御システムを含むことができる。自動化されたブロット処理デバイスは、本明細書中に提供されるデバイスの実施形態のいずれかに従うどのようなデバイスであってもよい。自動化されたブロット処理デバイスでは、本明細書においてこの場合に記載されるどのようなバイオプロセシングカートリッジも使用することができる。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングの自動化された方法は、ａ）少なくとも１つのバイオプロセシングカートリッジを自動化されたバイオプロセシングデバイスの中に挿入すること（ただし、前記バイオプロセシングカートリッジは、ｉ）固体支持体をその中に含有する少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバー、および、ｉｉ）前記バイオプロセシングチャンバーと流体連結している複数のメソスケールおよび／またはミクロスケールの通路を含む）、および、ｂ）バイオプロセシングプロトコルを前記バイオプロセシングデバイスに対して開始すること（ただし、前記プロトコルは下記の１つまたは複数を含む：ｉ）前記バイオプロセシングカートリッジにおけるポンプおよびバルブを、試薬および／またはサンプルを１つまたは複数の容器から少なくとも１つのバイオプロセシングカートリッジのそれぞれの少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーに供給するために制御すること、ｉｉ）前記バイオプロセシングカートリッジにおけるポンプおよびバルブを、試薬および／またはサンプルを少なくとも１つのバイオプロセシングカートリッジのそれぞれの少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーを通り抜けるように再循環するために制御すること、ならびに／あるいは、ｉｉｉ）前記バイオプロセシングカートリッジにおけるポンプおよびバルブを、試薬および／またはサンプルを少なくとも１つのバイオプロセシングカートリッジのそれぞれの少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーから除くために制御すること）を含む。
いくつかの実施形態において、上記方法は、ａ）少なくとも１つのバイオプロセシングカートリッジを自動化されたバイオプロセシングデバイスの中に挿入すること（ただし、前記バイオプロセシングカートリッジは、ｉ）固体支持体をその中に含有する少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバー、および、ｉｉ）前記少なくとも１つバイオプロセシングチャンバーと流体連結している複数のメソスケールおよび／またはミクロスケールの通路を含む）、ｂ）ポンプ作動シーケンスを前記カートリッジに対して行うこと（ただし、前記ポンプ作動シーケンスは、流体が１つまたは複数の容器から複数のメソスケールおよび／またはミクロスケールの通路の少なくとも１つを通って少なくとも１つのチャンバーの中にポンプ送出される１回または複数回の流体添加サイクルを含む）を含む、１つまたは複数の流体を固体支持体に適用する方法を含む。
本明細書中に提供されるものが、ａ）本明細書中に記載されるバイオプロセシングカートリッジのいずれかの実施形態に従うバイオプロセシングカートリッジを提供すること（ただし、前記バイオプロセシングカートリッジはブロッティングメンブランを含有する）、および、少なくとも１つのプロセス流体をポンプ送出して、前記複数のプロセス流体通路の少なくとも１つを介して前記バイオプロセシングカートリッジの中に入れることを含む、ブロットを処理する自動化された方法である。いくつかの実施形態において、本方法は、本明細書中に記載されるバイオプロセシングデバイスのいずれかに従うデバイスによって行うことができる。本方法は、そのようなデバイスによってブロッティングメンブランに対して行われるブロッティングプロトコルの工程のすべて、１つの工程を除くすべて、２つの工程を除くすべて、または、３つの工程を除くすべてを含むことができる。
いくつかの実施形態において、自動化されたバイオプロセシングシステム、自動化されたバイオプロセシングデバイス、自動化されたバイオプロセシングカートリッジおよび自動化されたバイオプロセシング方法は、ウエスタンブロット処理システム、ウエスタンブロット処理デバイス、ウエスタンブロット処理カートリッジおよびウエスタンブロット処理方法を含む。
いくつかの実施形態において、自動化されたバイオプロセシングシステム、自動化されたバイオプロセシングデバイス、自動化されたバイオプロセシングカートリッジおよび自動化されたバイオプロセシング方法は、核酸の分離、精製および／または回収のためのシステム、核酸の分離、精製および／または回収のためのデバイス、核酸の分離、精製および／または回収のためのカートリッジ、ならびに、核酸の分離、精製および／または回収のための方法を含む。
さらに本明細書中に提供されるものが、本明細書中に記載されるバイオプロセシングカートリッジのいずれかを含むキットである。本キットはさらに、１つまたは複数のチューブ、容器または任意の他の好適な流体リザーバーを含むことができる。
本明細書中に提供されるものが、固体支持体を含有するために構成される少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバー、および、少なくとも１つのポンプを介して前記バイオプロセシングチャンバーと流体連結している複数のメソスケールおよび／またはミクロスケールのプロセス流体通路（ただし、前記少なくとも１つのポンプはバイオプロセシングカートリッジの中または表面に含まれる）を含むバイオプロセシングカートリッジである。いくつかの実施形態において、カートリッジは、少なくとも１つのアクセスバルブを複数のプロセス流体通路の少なくとも１つによって規定される流路の内部に含むことができる。前記少なくとも１つのアクセスバルブのそれぞれを、プロセス流体コネクターと、複数のプロセス流体通路の少なくとも１つとの間における流路の内部に設けることができ、ただし、それぞれのプロセス流体コネクターが、カートリッジを１つまたは複数の流体容器に流体接続するために構成される。いくつかの実施形態において、カートリッジは２つ以上のアクセスバルブを含むことができ、ただし、それぞれのアクセスバルブが、独立したプロセス流体コネクターと、複数のプロセス流体通路の１つとの間における流路の内部に置かれ、それぞれの独立したプロセス流体コネクターが、カートリッジを１つまたは複数の流体容器に流体接続するために構成される。いくつかの実施形態において、プロセス流体コネクターが、マニホールドを経由して前記流体容器に接続するために構成され得る。いくつかの実施形態において、プロセス流体コネクターが、吸引チューブおよび／または吐出チューブを経由して前記流体容器に接続するために構成される。いくつかの実施形態において、プロセス流体コネクターが吸引チューブおよび／または吐出チューブであり得る。いくつかの実施形態において、カートリッジは、アクセスバルブを、プロセス流体コネクターのそれぞれと、複数のプロセス流体通路のそれぞれとの間における流路のそれぞれの内部に含むことができる。固体支持体が、ブロッティングメンブラン、フィルターカセット、フィルターメンブラン、ろ紙、固相抽出カセット、固相抽出ディスク、複数のビーズ（磁気ビーズを含む）、および、それらの組合せからなる群から選択され得る。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは、少なくとも１つのプロセスバルブ、または、少なくとも２つのプロセスバルブ、または、少なくとも３つのプロセスバルブを、ポンプと、チャンバーとの間における流路において含むことができる。いくつかの実施形態において、前記プロセスバルブまたは前記アクセスバルブの少なくとも１つが、バルブを閉じるための、および／または、バルブを開けるための作動装置を含む。いくつかの実施形態において、前記プロセスバルブおよび／または前記アクセスバルブの少なくとも１つはチェックバルブを含むことができる。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは２つ以上のバイオプロセシングチャンバーを含むことができ、または、３つ以上のバイオプロセシングチャンバーを含むことができる。いくつかの実施形態において、カートリッジはさらに、複数の制御流体通路を含むことができる。いくつかの実施形態において、カートリッジはさらに、前記複数の制御流体通路のそれぞれにつながる制御流体コネクターを含むことができ、ただし、それぞれの制御流体コネクターが、カートリッジを１つまたは複数の自動化された制御システムに流体接続するために構成される。いくつかの実施形態において、自動化された制御システムはプロセスバルブおよびアクセスバルブの開閉を制御し、かつ、少なくとも１つのポンプを制御する。いくつかの実施形態において、カートリッジは、少なくとも１つのプロセス流体通路と流体連結している色素チャンバーを含むことができ、ただし、前記色素チャンバーの内部の物質は、流体と接触したとき、色が変わる。いくつかの実施形態において、カートリッジは多回使用カートリッジを含むことができる。処理チャンバーは、いくつかの実施形態において、使用者による処理チャンバーへのアクセスを提供するために構成され得る。いくつかの実施形態において、本カートリッジは単回使用カートリッジである。
さらに本明細書中に提供されるものが、バイオプロセシングカートリッジを収容するためにそれぞれが構成される１つまたは複数のカートリッジスロットと、バイオプロセシング期間中における使用のための容器を保持するために構成される少なくとも１つの流体容器ホルダーを含む取り外し可能な流体容器トレーと、１つまたは複数のバイオプロセシングカートリッジにおけるバイオプロセシングに関連する少なくとも１つのパラメーターを制御するために構成される自動化された制御システムとを含む自動化されたバイオプロセシングデバイスである。デバイスは２個〜８個のカートリッジスロットを含むことができ、または、２個〜４個のカートリッジスロットを含むことができる。いくつかの実施形態において、カートリッジスロットはさらに、流体容器ホルダー内の１つまたは複数の流体容器を１つまたは複数のプロセス流体コネクターと流体接続するために構成される流体マニホールド、および／あるいは、１つまたは複数の制御流体コネクターを１つまたは複数の自動化された制御システムに接続するために構成される制御流体マニホールドを含むことができる。マニホールドは、１つまたは複数の制御流体コネクターを１つまたは複数の自動化された制御システムに接続するために構成され得る。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の自動化された制御システムは真空供給および空気圧供給を含む。真空供給および／または空気圧供給をデバイス内に含むことができる。代替として、真空供給および／または前記空気圧供給はデバイスの外部であってもよい。いくつかの実施形態において、真空供給は真空ポンプを含むことができる。いくつかの実施形態において、空気圧供給はコンプレッサーを含むことができる。いくつかの実施形態において、カートリッジスロットは、カートリッジにおける吸引チューブおよび／または吐出チューブを受け取り、かつ、その吸引チューブおよび／または吐出チューブを流体容器ホルダーにおける流体容器の中に導くための多数の開口部またはガイド機構を含むことができる。デバイスのいくつかの実施形態において、デバイスは、試薬および／またはサンプルをそれぞれのカートリッジスロットの中のそれぞれのバイオプロセシングカートリッジに供給するために構成される１組の流体容器ホルダーまたはリザーバーを含む少なくとも１つの取り外し可能な流体容器トレーを含むことができる。１組の流体容器ホルダーはさらに、流体を多数のバイオプロセシングカートリッジのそれぞれから受け取るために、または、流体を多数のバイオプロセシングカートリッジのそれぞれに供給するために構成される容器を含む。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングデバイスはＧＵＩを含むことができる。いくつかの実施形態において、自動化された制御システムは独立して、カートリッジスロットのそれぞれの中のバイオプロセシングカートリッジにおけるポンプおよびバルブの制御を備えることができる。いくつかの実施形態において、自動化された制御システムは、１つまたは複数の制御パラメーターの使用者入力、事前にプログラムされたプロトコルの使用者選択、および／あるいは、使用者によるプロトコルの作製および保管を備えることができる。
さらに本明細書中に提供されるものが、固体支持体をその中に含有する少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバー、および、前記バイオプロセシングチャンバーと流体連結している複数のメソスケールおよび／またはミクロスケールのプロセス流体通路を含むバイオプロセシングカートリッジを提供すること、そして、少なくとも１つのプロセス流体を、前記複数のプロセス流体通路の少なくとも１つを介して前記バイオプロセシングチャンバーの中にポンプ送出することを含むバイオプロセシングの自動化された方法を使用する方法である。いくつかの実施形態において、ポンプ送出することは、１つまたは複数の試薬および／またはサンプルを前記セシングチャンバーの中にポンプ送出し、固体支持体と接触させることを含むことができる。加えて、ポンプ送出することは、前記試薬の少なくとも１つを、前記チャンバーの上部部分につながる通路から、前記カートリッジにおけるポンプを介して、前記チャンバーの底部部分につながる通路の中に循環することを含むことができる。本方法のいくつかの実施形態において、ポンプ送出することは、少なくとも１つのプロセス流体をポンプ送出して、前記少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーにおいて、フィルターまたはメンブランを通過または横切るようにすることを含む。いくつかの実施形態において、フィルターまたはメンブランはブロットメンブランを含むことができる。いくつかの実施形態において、ブロットメンブランはバイオプロセシングチャンバー内のブロットメンブランホルダーによって保持され得る。いくつかの実施形態において、フィルターまたはメンブランはウエスタンブロットメンブランを含むことができる。いくつかの実施形態において、フィルターまたはメンブランは細胞分離メンブランを含むことができる。いくつかの実施形態において、フィルターまたはメンブランは溶解物フィルターを含むことができる。いくつかの実施形態において、少なくとも１つのプロセス流体は、少なくとも１つのブロッキング緩衝液を含むことができる。少なくとも１つのプロセス流体は、少なくとも１つの抗体および／または少なくとも１つの洗浄流体を含むことができる。本方法のいくつかの実施形態において、ポンプ送出することは、ａ）ブロッキング緩衝液をバイオプロセシングチャンバーに加えること、ｂ）前記ブロッキング緩衝液を、ブロットメンブランを通り抜けるように再循環して、ブロッキング処理されたブロットメンブランを形成すること、ｃ）少なくとも１つの抗体溶液をバイオプロセシングチャンバーに加えること、および、ｄ）前記少なくとも１つの抗体溶液を、前記ブロッキング処理されたブロットメンブランを通り抜けるように再循環することを含むことができる。少なくとも１つの抗体液を、前記ブロッキング処理されたブロットメンブランを通り抜けるように再循環することは、ａ）一次抗体溶液を、前記ブロッキング処理されたブロットメンブランを通り抜けるように再循環すること、ｂ）ブロットメンブランを洗浄すること、ｃ）二次抗体溶液をバイオプロセシングチャンバーに加えること、および、ｄ）二次抗体溶液を、洗浄されたブロットメンブランを通り抜けるように再循環することを含むことができる。本方法のいくつかの実施形態において、ポンプ送出することは、少なくとも１つのプロセス流体をポンプ送出して、少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーにおいて、少なくとも１つの固相抽出メンブラン、少なくとも１つの固相抽出カセットまたは少なくとも１つの固相抽出ディスクに通すことを含むことができる。本方法のいくつかの実施形態において、固相抽出メンブラン、固相抽出カセットまたは固相抽出ディスクは、シリカの可逆的結合性リガンドを含むことができる。いくつかの実施形態において、ポンプ送出することは、細胞培養培地を、細胞分離フィルターを通り抜けるようにポンプ送出して、細胞を細胞培養培地から分離することを含むことができ、この場合、前記細胞がフィルターに捕獲される。いくつかの実施形態において、ポンプ送出することはさらに、ａ）捕獲された細胞を再懸濁緩衝液に再懸濁すること、ｂ）細胞を溶解溶液において溶解して、溶解物を形成すること、ｃ）溶解液を中和すること、および、ｄ）溶解液を清澄化することを含むことができる。細胞を再懸濁し、ポンプ送出して、バイオプロセシングチャンバーから出して、溶解溶液を含有する容器の中に入れることができる。いくつかの実施形態において、溶解物を清澄化することは、望まれない細胞分子を除くために、溶解物をポンプ送出してフィルターまたはメンブランに通すことを含むことができる。本方法のいくつかの実施形態において、ポンプ送出することはさらに、ａ）少なくとも１つの生体分子を、結合性メンブランを含有するバイオプロセシングチャンバーにおいて抽出すること、ｂ）結合性メンブランを洗浄すること、ｃ）生体分子を結合性メンブランから溶出することを含むことができる。本方法のいくつかの実施形態において、ポンプ送出することはさらに、生体分子を、沈殿化フィルターを含有するバイオプロセシングチャンバーにおいて沈殿させることを含むことができる。本方法のいくつかの実施形態において、本方法はさらに、サンプルをポンプ送出の前に前処理することを含むことができる。いくつかの実施形態において、前処理することは、塩溶液をサンプルに加えることを含むことができる。いくつかの実施形態において、塩溶液はＮａＣｌであり得る。
さらに本明細書中に提供されるものが、下記のａ）およびｂ）を含む、バイオプロセシングの自動化された方法である：ａ）少なくとも１つのバイオプロセシングカートリッジをバイオプロセシングデバイスの中に挿入すること（ただし、前記バイオプロセシングカートリッジは、ｉ）固体支持体をその中に含有する少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバー、および、ｉｉ）前記バイオプロセシングチャンバーと流体連結している複数のメソスケールおよび／またはミクロスケールの通路を含む）、ｂ）バイオプロセシングプロトコルを前記バイオプロセシングデバイスに対して開始すること（ただし、前記プロトコルは下記の１つまたは複数を含む：ｉ）前記バイオプロセシングカートリッジにおけるポンプおよびバルブを、試薬および／またはサンプルを１つまたは複数の容器から少なくとも１つのバイオプロセシングカートリッジのそれぞれの少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーに供給するために制御すること、ｉｉ）前記バイオプロセシングカートリッジにおけるポンプおよびバルブを、試薬および／またはサンプルを少なくとも１つのバイオプロセシングカートリッジのそれぞれの少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーを通り抜けるように再循環するために制御すること、ならびに／あるいは、ｉｉｉ）前記バイオプロセシングカートリッジにおけるポンプおよびバルブを、試薬および／またはサンプルを少なくとも１つのバイオプロセシングカートリッジのそれぞれの少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーから除くために制御すること）。
本明細書中に提供されるものが、１つまたは複数の流体を固体支持体に適用する方法であり、この方法は、ａ）少なくとも１つのバイオプロセシングカートリッジをバイオプロセシングデバイスの中に挿入する工程（ただし、前記バイオプロセシングカートリッジは、ｉ）固体支持体をその中に含有する少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバー、および、ｉｉ）前記バイオプロセシングチャンバーと流体連結している複数のメソスケールおよび／またはミクロスケールの通路を含む）、ｂ）ポンプ作動シーケンスを前記カートリッジに対して行う工程（ただし、前記ポンプ作動シーケンスは、流体が１つまたは複数の容器から流体流れ通路の１つを介してチャンバーの中にポンプ送出される１つまたは複数の流体添加サイクルに入ることを含む）を含み、ただし、前記流体添加サイクルのいずれかで添加される流体は、流体添加サイクルのいずれか他で添加される流体と同じまたは異なる。いくつかの実施形態において、ポンプ作動シーケンスはさらに、チャンバー内の流体を指定された廃液容器の中にポンプ送出することを含む、それぞれの流体添加サイクルの後でのパージ処理サイクルに入ることを含むことができる。本方法のいくつかの実施形態において、ポンプ作動シーケンスはさらに、流体添加サイクルのいずれかの後での循環サイクルに入ることを含み、この場合、前記循環サイクルは、チャンバーの底部に接続される流体流れ通路におけるバルブを開けること、および、流体をポンプ送出して、チャンバーの底部部分から１つまたは複数の流体流れ通路に通してチャンバーの上部部分の中に入れることを含む。本方法のいくつかの実施形態において、本方法はさらに、ポンプ作動シーケンスを、プログラム可能なコントローラーを使用して開始および停止することを含むことができる。いくつかの実施形態において、本方法はさらに、流体流れ通路に入る流体の量または流体流れ通路から出る流体の量を選択的に制御するために、プロセス流体コネクターのそれぞれにおけるバルブを独立して開閉することを含むことができる。いくつかの実施形態において、本方法はさらに、多数のカートリッジをカートリッジスロットの中に挿入すること、および、ポンプ作動シーケンスをカートリッジのそれぞれに対して行うことを含むことができ、この場合、それぞれのカートリッジに対して行われるポンプ作動シーケンスは、いずれかの他のカートリッジに対して行われるポンプ作動シーケンスと同じまたは異なる。カートリッジのそれぞれに対して行われるポンプ作動シーケンスは同時に行うことができる。いくつかの実施形態において、本方法はさらに、カートリッジのそれぞれに対するポンプ作動シーケンスを、プログラム可能なコントローラーを使用して開始および停止することを含むことができる。いくつかの実施形態において、コントローラーは、コンピューターの中央処理ユニットであり得る。いくつかの実施形態において、本方法はさらに、１つまたは複数の選択可能なプログラムを前記コントローラーに記憶させることを含むことができる。いくつかの実施形態において、本方法はさらに、指定されたポンプ作動シーケンスを、前記コントローターに記憶されるプログラムを選択することによって開始することを含むことができる。いくつかの実施形態において、本方法はさらに、１つまたは複数の選択可能なプログラムをＧＵＩに表示することを含むことができる。
さらに本明細書中に提供されるものが、下記のａ）およびｂ）を含む自動化されたバイオプロセシングシステムである：ａ）ｉ）バイオプロセシングカートリッジを収容するためにそれぞれが構成される１つまたは複数のカートリッジスロット、および、ｉｉ）１つまたは複数のバイオプロセシングカートリッジにおけるバイオプロセシングに関連する少なくとも１つのパラメーターを制御するために構成される自動化された制御システムを含むバイオプロセシングデバイス、および、ｂ）ｉ）固体支持体を含有するために構成される少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバー、ｉｉ）少なくとも１つのポンプを介してバイオプロセシングチャンバーと流体連結している複数のメソスケールおよび／またはミクロスケールのプロセス流体通路（ただし、前記少なくとも１つのポンプはバイオプロセシングカートリッジの中または表面に含まれる）を含む１つまたは複数のバイオプロセシングカートリッジ。
本明細書中で使用される場合、カード、カートリッジ、バイオプロセシングカードおよびバイオプロセシングカートリッジは、相互に交換可能であることが意図される。さらに本明細書中に提供されるものが、ブロットがタンパク質または核酸を含む、本明細書中に記載される先行技術実施形態のいずれかのカートリッジ、デバイスまたは方法である。
本発明の新規な特徴が、添付された請求項において具体的に示される。本発明の特徴および利点のより良好な理解が、本発明の原理が利用される例示的な実施形態を示す下記の詳細な説明、および、添付された図面を参照することによって得られる。
バイオプロセシングデバイスの代替実施形態を示す。 バイオプロセシングデバイスの代替実施形態を示す。 バイオプロセシングデバイスの代替実施形態を示す。 バイオプロセシングデバイスの代替実施形態を示す。 バイオプロセシングデバイスの代替背面図を示す。 バイオプロセシングデバイスの代替背面図を示す。 バイオプロセシングデバイスの代替背面図を示す。 グラフィカル・ユーザー・インターフェース（ＧＵＩ）の実施形態を示す。 グラフィカル・ユーザー・インターフェース（ＧＵＩ）の実施形態を示す。 バイオプロセシングデバイスの１つの実施形態の分解図を示す。 外側の筺体が除かれたバイオプロセシングデバイスの１つの実施形態を示す。 取り外し可能な流体容器トレーの１つの実施形態の分解図を示す。 流体容器ホルダーの１つの実施形態の分解図を示す。 試薬トレーおよび試薬リザーバーの様々な図および実施形態を示す。 試薬トレーおよび試薬リザーバーの様々な図および実施形態を示す。 試薬トレーおよび試薬リザーバーの様々な図および実施形態を示す。 試薬トレーおよび試薬リザーバーの様々な図および実施形態を示す。 試薬トレーおよび試薬リザーバーの様々な図および実施形態を示す。 試薬トレーおよび試薬リザーバーの様々な図および実施形態を示す。 トレーの底から見たときの試薬リザーバートレーの１つの実施形態を示す。 カートリッジホルダーの１つの実施形態の透視図を示す。 カートリッジホルダーの１つの実施形態の透視図を示す。 カートリッジホルダーの１つの実施形態の側面図を示す。 カートリッジホルダーの１つの実施形態の側面図を示す。 カートリッジホルダーの１つの実施形態の断面図を示す。 カートリッジホルダーの１つの実施形態の断面図を示す。 バイオプロセシングカートリッジの１つの実施形態の分解図を示す。 バイオプロセシングカートリッジの１つの実施形態の正面図および背面図を示す。 バイオプロセシングカートリッジの１つの実施形態の正面図および背面図を示す。 正面層および背面層を示すバイオプロセシングカートリッジの１つの実施形態の透視図を示す。 プロセス流体コネクターと、吸引／吐出チューブとの間における接続の１つの実施形態の詳細図を示す。 バイオプロセシングカートリッジの１つの実施形態の分解図を示す。 図１６Ａに示されるバイオプロセシングカートリッジの様々な部分の拡大図を示す。 図１６Ａに示されるバイオプロセシングカートリッジの様々な部分の拡大図を示す。 図１６Ａに示されるバイオプロセシングカートリッジの様々な部分の拡大図を示す。 バイオプロセシングカートリッジの１つの実施形態の正面層図および背面層図を示す。 バイオプロセシングカートリッジの１つの実施形態の正面層図および背面層図を示す。 バイオプロセシングカートリッジの１つの実施形態の正面図および背面図を示す。 バイオプロセシングカートリッジの１つの実施形態の正面図および背面図を示す。 バイオプロセシングカートリッジの１つの実施形態の内面図および外面図をそれぞれ示す。 バイオプロセシングカートリッジの１つの実施形態の内面図および外面図をそれぞれ示す。 バイオプロセシングカートリッジの代替実施形態を示す。 バイオプロセシングカートリッジの代替実施形態を示す。 バイオプロセシングカートリッジの様々な実施形態の中に挿入され得るブロットメンブランホルダーの詳細図を示す。 バイオプロセシングカートリッジの様々な実施形態の中に挿入され得るブロットメンブランホルダーの詳細図を示す。 ブロットメンブランホルダーの代替実施形態を示す。 ブロットメンブランホルダーの代替実施形態を示す。 バイオプロセシングデバイスの１つの実施形態を操作するための基本的なユーザーインターフェースの高水準フローチャートを示す。 実施例１および実施例２に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例１および実施例２に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例３および実施例４に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例３および実施例４に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例５、実施例６、実施例７、実施例８および実施例９に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例５、実施例６、実施例７、実施例８および実施例９に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例５、実施例６、実施例７、実施例８および実施例９に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例５、実施例６、実施例７、実施例８および実施例９に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例５、実施例６、実施例７、実施例８および実施例９に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例１０Ａおよび実施例１０Ｂならびに実施例１１Ａおよび実施例１１Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例１０Ａおよび実施例１０Ｂならびに実施例１１Ａおよび実施例１１Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例１０Ａおよび実施例１０Ｂならびに実施例１１Ａおよび実施例１１Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例１０Ａおよび実施例１０Ｂならびに実施例１１Ａおよび実施例１１Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例１２Ａおよび実施例１２Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例１２Ａおよび実施例１２Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例１３Ａおよび実施例１３Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例１３Ａおよび実施例１３Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例１４Ａおよび実施例１４Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例１４Ａおよび実施例１４Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例１６Ａおよび実施例１６Ｂならびに実施例１５Ａおよび実施例１５Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例１６Ａおよび実施例１６Ｂならびに実施例１５Ａおよび実施例１５Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例１６Ａおよび実施例１６Ｂならびに実施例１５Ａおよび実施例１５Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例１６Ａおよび実施例１６Ｂならびに実施例１５Ａおよび実施例１５Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例１８Ａおよび実施例１８Ｂならびに実施例１７Ａおよび実施例１７Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例１８Ａおよび実施例１８Ｂならびに実施例１７Ａおよび実施例１７Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例１８Ａおよび実施例１８Ｂならびに実施例１７Ａおよび実施例１７Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例１８Ａおよび実施例１８Ｂならびに実施例１７Ａおよび実施例１７Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例１９Ａおよび実施例１９Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例１９Ａおよび実施例１９Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例２０Ａおよび実施例２０Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例２０Ａおよび実施例２０Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例２１Ａおよび実施例２１Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例２１Ａおよび実施例２１Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例２２Ａおよび実施例２２Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例２２Ａおよび実施例２２Ｂに記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例２３に記載されるように行われる核酸精製の結果を示す。 実施例２４に記載されるように行われる核酸精製の結果を示す。 実施例２５に記載されるように行われる核酸精製の結果を示す。 実施例２６に記載されるように行われる核酸精製の結果を示す。 実施例２７に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例２７に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例２７に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例２７に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例２７に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例２７に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例２７に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例２７に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例２７に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例２７に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例２７に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例２７に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例２７に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例２７に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例２７に記載されるように行われるウエスタンブロットの結果を示す。 実施例３０に記載されるように行われる核酸精製の結果を示す。 実施例３０に記載されるように行われる核酸精製の結果を示す。 実施例３１に記載されるように行われる核酸精製の結果を示す。 実施例３１に記載されるように行われる核酸精製の結果を示す。 実施例３２に記載されるように行われる核酸精製の結果を示す。
本明細書中に開示される自動化されたバイオプロセシングシステム、自動化されたバイオプロセシングデバイス、自動化されたバイオプロセシングカートリッジおよび自動化されたバイオプロセシング方法は、生体分子を処理するための１つまたは複数のプロトコルを行うための自動化されたバイオプロセシングシステム、自動化されたバイオプロセシングデバイス、自動化されたバイオプロセシングカートリッジおよび自動化されたバイオプロセシング方法を含み、例えば、免疫沈殿、クロマチンの免疫沈殿、組換えタンパク質の単離、核酸の分離および単離、タンパク質の標識化、分離および単離、細胞の分離および単離、食品の安全性分析、ならびに、ビーズに基づく自動分離（磁気ビーズに基づく自動分離を含む）から選択されるバイオプロセシング手順を行うためなどの自動化されたバイオプロセシングシステム、自動化されたバイオプロセシングデバイス、自動化されたバイオプロセシングカートリッジおよび自動化されたバイオプロセシング方法を含む。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングシステムは、標識された分子の使用を含むことができ、この場合、標識には、例えば、Ｑｄｏｔ（登録商標）ナノ結晶またはＡｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ（登録商標）色素を含めて、様々な免疫蛍光標識または蛍光標識が含まれる。いくつかの実施形態において、生体分子を処理するためのプロトコルは、固体支持体に固定化される生体分子を処理するためのプロトコルであり、例えば、結合した生体分子を有するブロッティングメンブランなどを処理するためのプロトコルである。そのようなものとして、プロトコルは、ウエスタンブロット（すなわち、免疫ブロット）、ノーザンブロットまたはサザンブロットを処理するためのプロトコルが可能である。本明細書中に開示される自動化されたバイオプロセシングシステム、自動化されたバイオプロセシングデバイス、自動化されたバイオプロセシングカートリッジおよび自動化されたバイオプロセシング方法は、プロトコルがバイオプロセシングデバイスに対して開始されると、自動化された「手を触れない」バイオプロセシングを提供し、一方で、類似する手作業処理よりも良好でないとしても、類似する手作業処理と少なくとも同じくらい良好であり、および／または、混入／クリーンアップを最小限に抑え、および／または、効率かつ柔軟性を増大させる履行をもたらす。
Ｉ．バイオプロセシングデバイス
いくつかの実施形態において、本明細書中に提供される自動化されたバイオプロセシングデバイスは、生体分子を処理するための１つまたは複数のプロトコルを行うための自動化されたデバイスを含む。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングデバイスは、免疫沈殿、クロマチンの免疫沈殿、組換えタンパク質の単離、核酸の分離および単離、タンパク質の標識化、分離および単離、細胞の分離および単離、食品の安全性分析、ならびに、ビーズに基づく自動分離（磁気ビーズに基づく自動分離を含む）から選択されるプロトコルおよびバイオプロセシング手順を行うために構成され得る。
いくつかの実施形態において、自動化されたバイオプロセシングデバイスは、バイオプロセシングカートリッジを収容するための１つまたは複数のスロット（例えば、２つ以上、３つ以上、４つ以上、５つ以上または６つ以上のスロット）を含む。それぞれのスロットが独立して、バイオプロセシングカートリッジをデバイス内に収容および／または支持するために、また、デバイスとともに使用され得る１つまたは複数の流体容器へのカートリッジの流体接続を備えるために構成され得る。それぞれのスロットはさらに、カートリッジホルダーを含むことができる。いくつかの実施形態において、スロットはそれぞれが、バイオプロセシングカートリッジを１つまたは複数のプロセス流体供給に接続するための流体マニホールドを含む。いくつかの実施形態において、スロットは、カートリッジを収容するための開口部を含み、そして、１つまたは複数の吸引／吐出チューブを１つまたは複数のプロセス流体容器（例えば、デバイス内に置かれるか、または、デバイス内に含まれる１つまたは複数のプロセス流体容器など）の中に導くことができる。いくつかの実施形態において、スロットのそれぞれが、少なくとも１つのガイド（例えば、スロットの片側または両側における突出または溝など）を含むただ１つだけの開口部、ならびに／あるいは、１つまたは複数の吸引／吐出チューブを１つまたは複数のプロセス流体容器（例えば、デバイス内に置かれるか、または、デバイス内に含まれる１つまたは複数のプロセス流体容器など）の中に導くカートリッジホルダーを含む。いくつかの実施形態において、吸引／吐出チューブはバイオプロセシングカートリッジに一体化されているか、または、バイオプロセシングカートリッジにおける流体コネクターに取り付けることができる。それぞれの吸引／吐出チューブが、デバイスに対する中央処理ユニットに含まれるバイオプロセシングプロトコルに従って、または、使用者が選択したプロトコルに従って吸引／吐出チューブがそれに関して特定される機能を果たすために適切なサイズを有し得る。吸引／吐出チューブは互いに関して、同じ長さであり得るか、または、長さが異なり得る。
いくつかの実施形態において、スロットのそれぞれが、スロット内に置かれるバイオプロセシングカートリッジに対する１つまたは複数の制御流体供給の接続を備える。そのような接続は、例えば、それぞれのスロットに挿入されるカートリッジに対する制御流体マニホールドの接続を含むことができる。いくつかの実施形態において、制御流体マニホールドは、スロット内のバイオプロセシングカートリッジにおける制御流体コネクターとの封止接続を形成するために構成される。いくつかの実施形態において、制御流体マニホールドは、一部にはガスケットまたはＯ−リングあるいは他の好適な封止機構を使用することによって、バイオプロセシングカートリッジに接続されるか、または、バイオプロセシングカートリッジに対して封止される。制御流体マニホールドは、バイオプロセシングカートリッジにおける制御流体コネクターのそれぞれと相互作用するための個々の供給コネクターを含むことができる。いくつかの実施形態において、制御流体マニホールドは、バイオプロセシングカートリッジにおける制御流体コネクターの代替形態を備えるために再構成可能であり、および／または、取り外し可能であり、および／または、取り換え可能である。いくつかの実施形態において、制御流体マニホールドは、膨張したとき、供給コネクターがバイオプロセシングカートリッジにおける制御流体コネクターに向かって移動し、その制御流体コネクターに接続される（例えば、封止可能に接続される）ことを生じさせる加圧可能な膨張し得る柔軟な容器（例えば、サックまたは袋状物など）を使用して、バイオプロセシングカートリッジにおける制御流体コネクターにまで進まされ得るか、または、バイオプロセシングカートリッジにおける制御流体コネクターに接続され得る。いくつかの実施形態において、様々な機械的機構を使用して、例えば、バネ式機構、あるいは、自動的ロック機構または手動式ロック機構などを使用して、制御流体マニホールドを制御流体コネクターに接続することができる。
いくつかの実施形態において、制御流体マニホールドが、制御流体（例えば、空気圧、真空、または、加圧された液体など）を、個々の供給コネクターとの併用で制御流体コネクターを介してバイオプロセシングカートリッジにおける様々な制御通路に供給するために使用される。いくつかの実施形態において、制御流体が、バイオプロセシングカートリッジにおけるポンプメンブランまたはバルブメンブランの非接触面（すなわち、プロセス流体と接触しないメンブラン面）に対する圧力および／または真空を提供して、ポンプまたはバルブを作動させるために使用される。この作動は、バルブを開閉させるために、および／または、ポンプに、バイオプロセシングカートリッジにおけるプロセス流体通路を通って流体を送出させるために役立ち得る。自動化された制御システムに含まれる特定の規定されたプロトコルを使用することによって、ポンプおよびバルブは、様々なバルブまたはポンプの作動を特定の順序で、あるいは、１つまたは複数のバイオプロセスをバイオプロセシングカートリッジに対して行うための特定の命令に従って制御するために、圧力および／または真空をポンプおよびバルブに供給することによって制御され得る。
本適用の残り全体を通して、供給される制御流体は具体的には、空気圧および真空として示され得るが、他の制御流体が、他のガス状制御流体（例えば、窒素または酸素または濃縮空気など）および他の液体制御流体の両方を含めて、個々の制御工程を行うために使用され得ることを理解しなければならない。加えて、いくつかの実施形態において、制御流体の１つまたは複数を、バイオプロセシングカートリッジおよび／または制御流体マニホールドに入る前に処理することができる。そのような処理には、効率的なプロセス処理を助けるための精製（例えば、ろ過を介する精製など）、濃縮、圧力調節、除湿および加湿などが含まれ得る。
個々の供給コネクターのそれぞれが、圧力源および／または真空源と流体連結していることができる。圧力源および／または真空源は外部の圧力源または真空源を含むことができる（例えば、「施設の」空気圧供給および／または「施設の」真空供給など）。いくつかの実施形態において、デバイスは真空ポンプおよび／またはコンプレッサーを含み、真空および空気圧の一方または両方を、外部供給を使用することなく、バイオプロセシングカートリッジに供給することができる。デバイスはまた、供給コネクターのそれぞれに供給される圧力の量を制御することを助けるために、従って、通路、ならびに、バルブおよびポンプを制御するために、適切な圧力計および圧力調節器を含むことができ、また、いくつかの実施形態では、デバイスは、カートリッジに供給されるべき圧力および真空を貯蔵するために、また、圧力または真空の供給における遅れ（例えば、コンプレッサーおよび／または真空ポンプの応答時間によって引き起こされる遅れなど）によって引き起こされる圧力または真空の不足または遅延を制限または回避するためにリザーバーを含む。
代替として、制御流体マニホールドの代わりに、いくつかの実施形態では、バイオプロセシングカートリッジにおける制御流体コネクターの一部またはすべてを真空源および圧力源に個々に接続することができる。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングデバイスにおけるスロットは、バイオプロセシングカートリッジの種々の形態、サイズまたはタイプに備えるために、再構成可能、取り外し可能および／または取り換え可能であり得る。スロットは、バイオプロセシングカートリッジが、所望されるバイオプロセスを行うための正しい高さおよび配向でスロットに保持され得ることを保証するために、様々なガイド、穴、ホルダーまたはそれらの任意の組合せを含むことができる。いくつかの実施形態において、カートリッジは、プロセス流体が一般には上向き方向でカートリッジの中に引き寄せられ、そして、一般には下向き方向でカートリッジから出るように垂直に配向にすることができる。この垂直配向は、空間を保つために役立つことができ、また、バイオプロセシングチャンバーの１つまたは複数からの効率的な流体除去を助けることができる。いくつかの実施形態において、カートリッジは、一般には垂直配向でバイオプロセシングカートリッジに入らない、および／または、一般には垂直配向でバイオプロセシングカートリッジから出ない１つまたは複数のプロセス流体供給を有することができる。いくつかの実施形態において、カートリッジは、流体がポンプ送出されて、水平方向でカートリッジに入り、そして、カートリッジから出ることができるように水平に配向にすることができる。流体は、流体の喪失またはこぼれが、例えば、流体を容器から噴出するために、または、容器内に入る流体を受け取るために変形することが可能であり得る閉じた体積容器に流体を含有することによって防止されるように含有され得る。流体はポンプによりカートリッジのバイオプロセシングチャンバーの中に入れることができ、その後、吸引または真空圧力を使用してカートリッジのバイオプロセシングチャンバーから吸引することができる。流体は、カートリッジ面と同じ水平面に、または、カートリッジ（１つまたは複数）の面に平行な水平面に置くことができる。いくつかの実施形態において、流体および流体容器をカートリッジ（１つまたは複数）に関して垂直配向で配向させることができ、この場合、カートリッジ（１つまたは複数）は、垂直の流体容器を水平のカートリッジ（１つまたは複数）と接続する配管を介して流体容器と流体連結している。
いくつかの実施形態において、デバイスは、流体容器をバイオプロセシング期間中における使用のために保持することができる１組または多数組の流体容器ホルダーを含む取り外し可能な流体容器トレーを含むことができる。流体容器ホルダーの組の数は、そのための容器が使用されているプロトコルに従って任意の好適な数であり得る。いくつかの実施形態において、流体容器ホルダーの組の数はデバイス内のスロットの数と同数以下であり得る。いくつかの実施形態において、流体容器ホルダーの組の数はデバイス内のスロットの数よりも多くすることができる。いくつかの実施形態において、例えば、装置におけるスロットの数よりも少ないバイオプロセシングカートリッジが使用されている実施形態などでは、空の流体容器ホルダーを、空いているスロットの下に提供することができる。
流体容器ホルダーは、廃液容器、試薬容器および／またはサンプル容器を、行われることになるバイオプロセスに従って、適切なサイズおよび数で収容するために構成され得る。例えば、いくつかの実施形態において、流体容器ホルダーが、少なくとも１つのサンプル容器、少なくとも１つの試薬容器および／または少なくとも１つの廃液容器を含む１組の流体容器を収容するために提供される。いくつかの実施形態において、流体容器ホルダーが、それぞれがそれらの機能に従う異なるサイズの容器を収容するために構成され得る。例えば、いくつかの実施形態において、サンプル容器は、試薬容器の１つまたは複数と異なるサイズであり、廃液容器はまた、試薬容器およびサンプル容器のどちらかまたは両方と異なるサイズにすることができ、試薬容器はそれぞれが同じサイズを有することができる。このようにして、１組の流体容器ホルダーが、異なるサイズの多数のホルダーを異なるサイズの容器のために含み得ることを理解しなければならない。いくつかの実施形態において、流体容器ホルダーの組は個々に、空の試薬容器または事前に充填された試薬容器のどちらか、および、利用可能な廃液容器が事前に詰められ、そして、流体容器ホルダーのそのような組を、所定のプロトコルに従って操作者によって適切な利用可能な流体容器ホルダーに加えられるサンプル容器とともに、取り外し可能な流体容器トレーに置くことができる。いくつかの実施形態において、多数組の流体容器ホルダーには、取り外し可能な流体容器トレー全体に合わせるために、空の試薬容器または事前に充填された試薬容器のどちらか、および、利用可能な廃液容器を一緒に事前に詰めることができ、あるいは、多数組の流体容器ホルダーは、取り外し可能な流体容器トレーとともに供給することができる。いくつかの実施形態において、流体容器ホルダーは、１つまたは複数の容器を共有するために構成される。例えば、流体容器ホルダーが、廃液容器または試薬容器を共有するために構成され得る。いくつかの実施形態において、流体容器ホルダーおよび／または取り外し可能な流体容器トレーは多回使用または単回使用である。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングデバイスはまた、バイオプロセシング手順またはバイオプロセシングプロトコルに関連する少なくとも１つのパラメーターを制御するために構成されるコンピューター制御システムを含む自動化された制御システムを含む。いくつかの実施形態において、コンピューター制御システムは、パラメーターの下記の限定されない例の１つまたは複数を制御するために構成され得る：バイオプロセシングカートリッジにおける１つまたは複数のアクセスバルブの作動；バイオプロセシングカートリッジにおける１つまたは複数のポンプの作動；１つまたは複数のバイオプロセシングカートリッジに供給される１つまたは複数のプロセス流体の量；１つまたは複数のプロセス流体の混合；１つまたは複数のプロセス流体に対する１つまたは複数の固体支持体の暴露時間、１つまたは複数のプロセス流体のポンプ送出および流路、１つまたは複数のプロセス流体の循環；ポンプ送出速度、ポンプ作動シーケンス、ポンプ作動遅延、そして、プロセス流体添加の体積、および／あるいは、１つまたは複数のバイオプロセシングカートリッジからのパージ処理体積、ならびに、１つまたは複数のバイオプロセシングカートリッジに供給される圧力および／または真空、例えば、バイオプロセシングカートリッジにおける１つまたは複数の制御流体通路などに供給される圧力および／または真空。
いくつかの実施形態において、自動化された制御システムは下記の１つまたは複数を含む：中央処理ユニットを含むコンピューター制御システム、グラフィカル・ユーザー・インターフェース（「ＧＵＩ」）、および、操作者入力システム。中央処理ユニットはメモリーおよび１つまたは複数のマイクロコントローラーを含むことができる。操作において、使用者は、１つまたは複数の保管されたプロトコルを選択するために、あるいは、デバイスの１つまたは複数のスロットにおける１つまたは複数のバイオプロセシングカートリッジに対する一連のバルブおよびポンプの作動を開始することを１つまたは複数のマイクロコントローラーに命令する１つまたは複数の使用者作製プロトコルを入力するためにそのどちらかで、操作者入力システムを、ＧＵＩおよびコンピューター制御システムに搭載されるソフトウエアまたはファームウエアと併せて使用することができる。バルブおよびポンプの作動を、圧力供給および真空供給を使用して制御することができる。バルブおよびポンプのこれらの作動は、流体容器ホルダーにおける容器からの試薬およびサンプルを含めて、プロセス流体をバイオプロセシングカートリッジのプロセス流体通路およびバイオプロセシングチャンバーの中に、そして、バイオプロセシングカートリッジから１つまたは複数の流体容器の中にポンプ送出するために、また、サンプルを、選択されたプロトコルに従って処理するために役立ち得る。いくつかの実施形態において、自動化された制御システムは、同じタイプまたは異なるタイプの複数組の流体容器ホルダー、容器、試薬およびサンプルをそれぞれのプロトコルのために使用して、同じプロトコルまたは異なるプロトコルをデバイスにおける多数のバイオプロセシングカートリッジに対して行うことができる。プロセス処理の期間中、ＧＵＩは、使用者が、バイオプロセシングカートリッジに対して行われている１つまたは複数のプロトコルの進捗を観察することを提供することができ、また、コンピューター制御システムは、プロセス処理の完了、あるいは、プロセス処理の期間中に生じ得るエラーまたは他の問題を示すためのアラームを備えることができる。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングデバイスおよび／またはコンピューター制御システムはまた、デバイスが１つまたは複数の非安全状態または不意の状態にあるならば、例えば、限定されない例として、容器トレーがデバイスの中に完全に挿入されない場合、１つまたは複数のバイオプロセシングカートリッジがスロットの中に正しく挿入されないか、あるいは、空気供給および／または真空供給に正しく接続されない場合、空気供給または真空供給が不十分である場合、空気供給または真空供給が安全限界を超える場合、ならびに／あるいは、電気供給が不十分であるか、または、安全限界を越える場合には、デバイスがプロトコルを作動することを防止する安全保護装置を含むことができる。
操作者入力システムは、任意の適切な入力システムを含むことができる（例えば、コンピューターシステムと対話するために、また、ソフトウエアまたはファームウエアを動かすために使用者によって使用されるキーボード、キーパッド、マウス、タッチスクリーンまたは任意の他の好適なデバイスなど）。バイオプロセシングデバイスにおいて使用されるソフトウエアまたはファームウエアは用途特異的であり得るか、または、市販されている既製のソフトウエアであり得る。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングデバイスは、デバイスに対して作動している１つまたは複数のプロトコルの進捗をモニターするためのセンサーを含むことができる。例えば、デバイスは、プロトコルの様々な工程の期間中に供給される圧力および真空を測定するための圧力センサーおよび真空センサー、流速センサー、温度センサー、時間経過センサー、デバイスに対して行われるプロセスの１つまたは複数の工程に関連する何らかのパラメーターを測定するためのセンサーを含むことができる。これらのセンサーは、制御システムにおいて記録され得る様々なパラメーターの受動的な測定を提供することができ、または、プロセスの進捗および実行の制御のために使用され得る能動的な測定を提供することができる。そのような制御は、比例制御、積分制御、比例・積分制御または比例・積分・微分制御（これらに限定されない）を含めて、任意の好適な制御手順を使用して行うことができる。
いくつかの実施形態において、コンピューター制御システムはさらに、デバイスの遠隔制御のためのデバイスおよび／または機構、ならびに／あるいは、情報をコンピューター制御システムにアップロードするためのデバイスおよび／または機構（例えば、ソフトウエアまたはファームウエアの更新などのために）、ならびに、デバイスに対して行われる１回またはそれ以上の運転に関連する情報をダウンロードおよび／または保管するためのデバイスおよび／または機構を含む。例えば、デバイスは、直接の接続（例えば、イーサーネットポート、パーソナル・コンピューター・メモリー・カード国際協会（ＰＣＭＣＩＡ）スロットまたはユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）ポートなど）を介して、無線接続を介して、携帯可能な記憶媒体（例えば、フラッシュドライブもしくはサムドライブ、書き込み可能なＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤなど）を介して、デバイスへの情報のアップロード、または、直接的にコンピューターに対する何らかの運転のために使用されるプロセスパラメーターのダウンロードを備えることができ、あるいは、デバイスは、ネットワーク（例えば、ＬＡＮまたはＷＡＮなど）に接続することができ、または、インターネットに基づくアプリケーションに接続することができる。加えて、デバイスはプロセスパラメーターの確実な記録を備えることができ、これにより、運転が行われた後での実際の運転パラメーターの変更がないことを防止または保証することができ、また、運転の日時の検証を提供することができる。いくつかの実施形態において、ソフトウエアまたはファームウエアは、電子手帳プログラム（例えば、プロセスパラメーターおよび運転データを直接にプログラムにダウンロードするための、安全を保証する電子手帳プログラムなど）とインターフェース接続するために構成される。
いくつかの実施形態において、デバイスは、典型的な実験台の上での使用または化学フード内での使用を可能にするサイズであり、また、様々な温度（例えば、室温など）で、または、低温室において使用することができる。
使用において、自動化された制御システムは、バイオプロセシングカートリッジがデバイスの中に正しく挿入されることを確認し、その後、使用者が選択したプロトコル（事前に搭載されたプロトコルまたは使用者が作製したプロトコルのどちらか）を受け入れることができる。バイオプロセシングデバイスは、所定のプロトコル（例えば、ウエスタンプロトコルまたは核酸精製プロトコルまたはサザンプロトコルなど）により事前にプログラムすることができる。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングデバイスは、さらなるプロトコルを保管することができる。デバイスは、使用者が、存在するプロトコルのリストから選択することを可能にし得るか、または、使用者が定義したプロトコル（例えば、使用者が定義したウエスタンプロトコルまたは拡散精製プロトコルなど）を作製および保存することができる。いくつかの実施形態において、デバイスはさらに、より一貫的かつ再現性のある運転間の実験を可能にし得る。デバイスはまた、再度の最適化を運転の間において必要とすることなく、所定のプロトコルによりプログラムすることができる。プロトコルが選択された後、自動化された制御システムは、所望されるバイオプロセシングをカートリッジに対して行うために、バルブおよびポンプを選択されたプロトコルに従って作動させて、流体を流体容器からバイオプロセシングカートリッジおよびその中のバイオプロセシングチャンバーの中にポンプ送出する。
ＩＩ．バイオプロセシングカートリッジ
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは、１つまたは複数の基体層から形成されているメソ流体回路またはミクロ流体回路を含むことができる。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは１つまたは複数のさらなる層または要素を１つまたは複数の基体層の間に含むことができる。１つまたは複数のさらなる層または要素を含むいくつかの実施形態において、さらなる層または要素の少なくとも１つが、基体と併せて使用され得る１つまたは複数のメンブランまたはメンブラン層、および、少なくとも１つのバルブまたはポンプとしての圧力源または真空源を含むことができる。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは、固体支持体を含有するために構成される少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバー、ならびに、少なくとも１つのポンプ（例えば、カートリッジ、または、カートリッジが構築される１つもしくは複数の層に、または、その内部に、または、その表面に一体化されているか、あるいは、含まれるポンプなど）を介してバイオプロセシングチャンバーと直接的または間接的に流体連結している複数のメソスケールおよび／またはミクロスケールの流体流れ通路を含むことができる。いくつかの実施形態において、流体流れ通路はプロセス流体通路および／または制御流体通路を含むことができる。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは２つ以上の流体層を含むことができる。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジはプロセス流体層および制御流体層を少なくとも含むことができる。いくつかの実施形態において、プロセス流体層と、制御流体層との間における連絡が、直接的または間接的のどちらかで存在し得る。いくつかの実施形態において、プロセス流体層は、プロセス流体通路の大部分が存在する層を含むことができ、一方で、制御流体層は、制御流体通路の大部分が存在する層を含むことができる。
本明細書中で使用される場合、用語「ミクロスケール」は、少なくとも１つの断面大きさが約０．１μｍ〜約１０００μｍ未満の程度（例えば、約０．１μｍ〜約５００μｍ、約１０μｍ〜約２５０μｍ、または、約１００μｍ〜約２５０μｍなど）である流れ通路または他の構造的要素を示し、用語「メソスケール」は、少なくとも１つの断面大きさが約１０００μｍ〜約４ｍｍの程度（例えば、約１０００μｍ〜約３．５ｍｍ、約１０００μｍ〜約２．５ｍｍ、約１０００μｍ〜約１．５ｍｍなど）であるか、あるいは、約１０００μｍを越える、または、約１１００μｍを越える、または、約１２５０μｍを越える、または、約１５００μｍを越える流れ通路または他の構造的要素を示す。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは複数のメソスケールおよび／またはミクロスケールのプロセス流体流れ通路を含むことができる。いくつかの実施形態において、プロセス流体流れ通路は、流体接続を、バイオプロセシングカートリッジにおけるプロセス流体コネクターと、バイオプロセシングカートリッジにおける１つまたは複数のポンプ、アクセスバルブおよび／またはプロセスバルブとの間において提供することができる。いくつかの実施形態において、プロセス流体流れ通路は、プロセス流体（例えば、試薬および／またはサンプルなど）を、バイオプロセシングカートリッジにおける様々なバルブおよびポンプを介して、バイオプロセシングカートリッジにおける１つまたは複数のバイオプロセシングチャンバーのいずれかの中に供給するために使用することができる。一般に、プロセス流体通路は、プロセス流体のいずれかを、例えば、バイオプロセシングカートリッジに対して行われる実際のプロセスで使用される試薬および／またはサンプルなどを、適切な時間で、適切な場所に導くことができる。いくつかの実施形態において、プロセス流体流れ通路の１つまたは複数を、制御流体流れ通路と異なる流体層に提供することができる。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは複数のメソスケールおよび／またはミクロスケールの制御流体流れ通路を含むことができる。いくつかの実施形態において、制御流体流れ通路はミクロスケールである。いくつかの実施形態において、制御流体流れ通路はメソスケールである。いくつかの実施形態において、制御流体流れ通路は、流体連結を、バイオプロセシングカートリッジにおける制御流体コネクターと、バイオプロセシングカートリッジにおける１つまたは複数のポンプ、アクセスバルブおよび／またはプロセスバルブとの間において提供することができる。いくつかの実施形態において、制御流体流れ通路は、圧力または真空をバイオプロセシングカートリッジにおけるバルブおよびポンプのメンブランに個々に供給して、ポンプを作動させるために、または、バルブを開閉するために使用することができる。いくつかの実施形態において、制御流体流れ通路は、プロセス流体通路と異なるバイオプロセシングカートリッジの流体層に存在させることができる。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは使い捨て型カートリッジであり得る。使い捨て型カートリッジは運転間の相互汚染の危険性を低下させることができる。カートリッジは、一貫した量の溶液または試薬が、再現性を増大させるためにカートリッジに送達され得るように構成され得る。
いくつかの実施形態において、制御流体コネクターは、複数の制御流体流れ通路を自動化された制御システムに接続するために構成され得る。いくつかの実施形態において、制御流体流れ通路のそれぞれが、独立した制御流体コネクターと流体連結していることができる。いくつかの実施形態において、制御流体コネクターは、制御流体マニホールドを介して、自動化された制御システムと連絡しているために構成され得る。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは、制御流体マニホールドと流体連結しているバイオプロセシングデバイスにおける供給コネクターとの流体連結を制御流体コネクターに促すバイオプロセシングデバイスのカートリッジホルダーに保持されるために構成され得る。いくつかの実施形態において、促すことが、供給コネクターとの流体連結を制御流体コネクター促すための膨張する袋状物もしくはサック、機械的もしくは手動式の掛け金機構、または、電子的な掛け金機構もしくは接続機構、あるいは、任意の他の好適な機構を使用して達成される。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは、１つのバイオプロセシングチャンバー、２つのバイオプロセシングチャンバー、２つ以上のバイオプロセシングチャンバー、３つのバイオプロセシングチャンバー、３つ以上のバイオプロセシングチャンバー、４つのバイオプロセシングチャンバー、４つ以上のバイオプロセシングチャンバー、５つのバイオプロセシングチャンバーまたは５つ以上のバイオプロセシングチャンバー、あるいは、任意の好適な数のバイオプロセシングチャンバー（これらに限定されない）を含めて、１つまたは多数のバイオプロセシングチャンバーを含むことができる。バイオプロセシングチャンバーは、例えば、ガスケット、Ｏ−リング、溶着およびクランプなどの使用を含めて、いずれかの好適な封止手段によるなどして閉じることができ、または、封止することができ、あるいは、いくつかの実施形態において、１つまたは複数のバイオプロセシングチャンバーが操作者または使用者によって利用可能であり得る。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングチャンバーは入口および出口をバイオプロセシングカートリッジの異なる流体層に有することができ、一方で、他の実施形態において、バイオプロセシングチャンバーは入口および出口を同じ流体層に有することができる。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングチャンバーの体積は、流体がその中の固体支持体を通り抜けて自由に流れることを可能にするために、または、その中の固体支持体の表面を通り抜けて自由に流れることを可能にするために好適でなければならない。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングチャンバーは、固体支持体が存在する場合、または、固体支持体が存在しない場合、約１μｌ〜約１００ｍｌの間の流体体積を有することができ、例えば、約１０μｌ〜約１００ｍｌの間の流体体積、約２０μｌ〜約１００ｍｌの間の流体体積、約５０μｌ〜約１００ｍｌの間の流体体積、約１００μｌ〜約１００ｍｌの間の流体体積、約１５０μｌ〜約１００ｍｌの間の流体体積、約２００μｌ〜約１００ｍｌの間の流体体積、約２５０μｌ〜約１００ｍｌの間の流体体積、約３００μｌ〜約１００ｍｌの間の流体体積、約５００μｌ〜約１００ｍｌの間の流体体積、約７５０μｌ〜約１００ｍｌの間の流体体積、約１ｍｌ〜約１００ｍｌの間の流体体積、約２ｍｌ〜約７５ｍｌの間の流体体積、約３ｍμｌ〜約６０ｍｌの間の流体体積、約４ｍｌ〜約５０ｍｌの間の流体体積、約４ｍｌ〜約４５ｍｌの間の流体体積、約４ｍｌ〜約４０ｍｌの間の流体体積、約４ｍｌ〜約３５ｍｌの間の流体体積、約５ｍｌ〜約３０ｍｌの間の流体体積、約１０ｍｌ〜約２５ｍｌの間の流体体積、または、約１５ｍｌ〜約２０ｍｌの間の流体体積などを有することができる。
バイオプロセシングチャンバーは流体混合チャンバーを含むことができ、および／あるいは、１つまたは複数のサンプルを処理するための固体支持体を含有することができる。固体支持体は、ろ過すること、洗浄すること、染色すること、溶出すること、回収すること、処理すること、または、化学反応もしくはバイオプロセシングを行うことのための任意の支持体が可能である。いくつかの実施形態において、固体支持体を下記の１つまたは複数から選択することができる：フィルターカセット、ろ紙、沈殿化メンブラン、沈殿化フィルター、固相抽出カラム、固相抽出カセット、固相抽出ディスク、樹脂、メンブラン（例えば、ブロッティングメンブラン、フィルターメンブラン、ＰＶＤＦメンブラン、ナイロンメンブラン、正荷電ナイロンメンブランおよびニトロセルロースメンブランなど）、反応ビーズ（例えば、ガラスビーズおよび磁気ビーズなど）、生体分子のアレイ（例えば、核酸マイクロアレイ、タンパク質アレイおよび組織アレイなど）を含有する堅い平面状固体支持体、顕微鏡スライドガラス、および、それらの組合せ。
いくつかの実施形態において、１つまたは複数のバイオプロセシングチャンバーにおける固体支持体は、ろ紙、フィルターまたはフィルターカセットを含むことができる。ろ紙、フィルターまたはフィルターカセットは、意図された使用のための適切な化学的性質、細孔サイズ、形状および三次元形態（例えば、「Ｖ字型」またはロート形状の細孔形態を含めて、対称的または非対称的な三次元形態など）ならびに表面積を有する任意の好適なタイプのフィルターを含むことができ、また、フロースルー、クロスフロー、タンジェンシャルフローまたはそれらの任意の組合せのために構築することができる。ろ紙、フィルターまたはカセットは任意の好適な材料を含むことができる（例えば、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、セルロース、セルローストリアセタート、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ガラス繊維、シリカ、ポリスルホンおよびＰＶＤＦなど）。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の処理チャンバーにおける固体支持体は沈殿化メンブランまたは沈殿化フィルターを含むことができる。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の処理チャンバーにおける固体支持体は、固相抽出カラム、固相抽出カセットまたは固相抽出ディスクを含むことができる。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の処理チャンバーにおける固体支持体はブロッティングメンブランを含むことができる。フィルター、ろ紙またはフィルターカセットは単層フィルターまたは多層フィルターであり得る。いくつかの実施形態において、１つまたは複数のバイオプロセシングチャンバーにおける固体支持体は複数のビーズ（例えば、被覆ビーズ、被覆ガラスビーズ、ガラスビーズ、磁気ビーズまたは被覆磁気ビーズなど）を含むことができる。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングチャンバーは開いており、使用者へのアクセスを固体支持体の挿入のために提供する。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングチャンバーは開いており、ブロットメンブランを、ブロットメンブランホルダーを伴って、または、ブロットメンブランホルダーを伴うことなく収容するために構成される。ブロットメンブランホルダーは、ブロットメンブランがバイオプロセシングチャンバーの表面の１つに接触または付着することを防止するために使用することができ、かた、様々なプロセス流体の流れをブロットメンブランの表面の周りで、また、ブロットメンブランの表面の至るところで容易にするために使用することができる。加えて、いくつかの実施形態において、バイオプロセシングチャンバーは、サンプルの処理期間中における泡立ちに順応するためのさらなる空間を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態において、バイオプロセシングチャンバーが開いており、ブロットメンブランが、ブロットメンブランホルダーを伴って、または、ブロットメンブランホルダーを伴うことなく、使用者によって挿入される場合、バイオプロセシングチャンバーは、バイオプロセシングの期間中に形成され得る泡の流出を防止するために、さらなる空間をチャンバーの上部に提供するためのサイズを有することができる。加えて、バイオプロセシングチャンバーは、チャンバーが底部よりも上部で広くなるように上部が構成され得る。上部におけるこの増大した幅は、泡形成が存在するならば、泡形成に順応するためのさらなる体積を提供する。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは１つまたは複数の流れ制御要素を含むことができる。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の流れ制御要素を、ポンプ、プロセスバルブ、チェックバルブ、アクセスバルブ、層パススルーおよび／またはパススルーバルブから選択することができる。いくつかの実施形態において、流れ制御要素の１つまたは複数を、バイオプロセシングカートリッジにおける複数の流体流れ通路の１つまたは複数によって規定される流路の内部に置くことができる。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは約１個〜約１０個のポンプを含むことができる（例えば、約１個〜約８個のポンプ、約１個〜約６個のポンプ、約１個〜約５個のポンプ、または、約１個〜約４個のポンプなど）。ポンプを、バイオプロセシングカートリッジまたはバイオプロセシングカートリッジの少なくとも１つの層に、また、その内部に、または、その表面に含むことができ、あるいは、バイオプロセシングカートリッジまたはバイオプロセシングカートリッジの少なくとも１つの層に一体化することができる。ポンプを、プロセス流体をポンプにより、カートリッジにおける複数のプロセス流体通路を介して、プロセス流体容器からカートリッジの中に入れるために、または、カートリッジから出すために使用することができる。いくつかの実施形態において、圧力および／または真空を、ポンプに関連するプロセス流体通路と異なる流体層におけるポンプに関連する制御流体通路を使用してポンプのメンブランに提供することによって、ポンプを作動させることができる。この様式では、ポンプは、ダイアフラムポンプと類似するメンブランポンプを含むことができる。いくつかの実施形態において、ポンプは、作動時、プロセス通路における流体流れが乱流であることを生じさせることができ、一方で、他の実施形態において、通路における流体流れは層流または遷移流であり得る。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは約１個〜約２０個のアクセスバルブを含むことができる（例えば、約２個〜約１８個のアクセスバルブ、約３個〜約１６個のアクセスバルブ、約４個〜約１４個のアクセスバルブ、約５個〜約１３個のアクセスバルブ、約６個〜約１２個のアクセスバルブ、または、約７個〜約１０個のアクセスバルブなど）。いくつかの実施形態において、アクセスバルブは、バイオプロセシングカートリッジへのプロセス流体およびバイオプロセシングカートリッジからのプロセス流体の出入りを制御し、一般には、バイオプロセシングカートリッジにおける１つまたは複数のプロセス流体コネクターと直接に流体連結している。いくつかの実施形態において、圧力または真空を、バルブに関連するプロセス流体通路と異なる流体層におけるアクセスバルブに関連する制御流体通路を使用してアクセスバルブのメンブランに提供することによって開閉するために、アクセスバルブを作動させることができ、それにより、バイオプロセシングカートリッジにおける少なくとも１つのプイロセス流体通路と、バイオプロセシングカートリッジにおけるプロセス流体コネクターとの間における流体連結を開閉することができる。閉じられるとき、アクセスバルブは、プロセス流体がバイオプロセシングカートリッジの中に流れること、または、プロセス流体がバイオプロセシングカートリッジから出ることを防止することができる。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは、アクセスバルブを、プロセス流体コネクターと、複数の流体流れ通路のそれぞれとの間における流路のそれぞれの内部に含むことができる。いくつかの実施形態において、複数のプロセス流体コネクターの少なくとも２つがアクセスバルブを共有する。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは約１個〜約２５個のプロセスバルブを含むことができる（例えば、約１個〜約２２個のプロセスバルブ、約１個〜約２０個のプロセスバルブ、約１個〜約１８個のプロセスバルブ、約２個〜約１６個のプロセスバルブ、約２個〜約１４個のプロセスバルブ、約３個〜約１２個のプロセスバルブ、約３個〜約１０個のプロセスバルブ、または、約３個〜約８個のプロセスバルブなど）。プロセスバルブは、個々のプロセスに依存して、開けるために作動させることができるか、または、閉じるために作動させることができるかのどちらかである。いくつかの実施形態において、供給されている圧力または真空を、プロセスバルブに関連するプロセス流体通路と異なる流体層における制御流体通路を介してプロセスバルブのメンブランに提供することによって、プロセスバルブを作動させることができる。プロセスバルブは、流体が１つまたは複数のアクセスバルブを介してバイオプロセシングカートリッジに入った後の適切な時間でプロトコルに従って、バイオプロセシングカートリッジにおける適切なところに流体を送るために使用することができる。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは、少なくとも１つのプロセスバルブを、ポンプと、バイオプロセシングチャンバーとの間における流路に含む。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジはチェックバルブを含むことができる。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは少なくとも１つのチェックバルブを含むことができる。いくつかの実施形態において、チェックバルブ（１つまたは複数）は、層間における流れを含めて、一方向でバルブを通過する流れを可能にし得るだけであり、また、制御流体通路を経由してバルブメンブランに供給される圧力を介して、または、流れ通路において正しい方向で流れるプロセス流体に関連する圧力を介してその方向での流れのために開くために作動させることができる。いくつかの実施形態において、チェックバルブを、制御流体をバイオプロセシングカートリッジの２つの異なる層の間において供給するために提供することができる。いくつかの実施形態において、制御流体を、プロセス流体として働かせるために供給することができ、例えば、フィルターまたはメンブランを乾燥させるための空気圧を提供するために、あるいは、ポンプ、通路またはバイオプロセシングチャンバーにおける残留流体を排出するために供給することができる。いくつかの実施形態において、チェックバルブは、流体がチェックバルブを越えて一方向で流れること、および、流体が層間におけるチェックバルブを越えて一方向で流れることを可能にし得る。いくつかの実施形態において、チェックバルブを越えて両方向で流れることを可能にするが、チェックバルブを越えて、一方向のみで、例えば、バイオプロセシングカートリッジにおけるプロセス流体層から制御流体層へ、または、制御流体層からプロセス流体層へのどちらかで一方向で流れることを可能にするチェックバルブが提供される。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは、プロセスバルブまたはアクセスバルブである少なくとも１つのチェックバルブを含む。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは少なくとも１つの層パススルーまたはパススルーバルブを含むことができる。層パススルーまたはパススルーバルブは、バイオプロセシングカートリッジにおける異なる流体層の間でのプロセス流体の流れを提供することができる。例えば、バイオプロセシングチャンバーへの入口が、チャンバーのために意図される流体に関連する所与の流れ通路と異なる流体層にある場合、流れ通路は流体を層パススルーまたはパススルーバルブに向けることができ、この場合、層パススルーまたはパススルーバルブにおいて、流体が、一方の流体層から、プロセシングチャンバーへの入口に関連する流体層に移され、その後、流体は、他方の流体層におけるプロセス流体通路を介してプロセシングチャンバーの中に進むことができる。層パススルーは一般に、流体層の間における能動的な流体接続であり、一方で、パススルーバルブは、流体通路自体における圧力によるか、または、制御流体を使用する作動によるかのどちらかで開放または閉鎖のどちらかを行うために作動を要求することによって、１つの層から別の層への流体の流れを制御することができる。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは１つまたは複数のプロセス流体コネクターを含む。いくつかの実施形態において、プロセス流体コネクターは、カートリッジを１つまたは複数の外部の（すなわち、バイオプロセシングカートリッジ上にない）流体容器に流体接続するために構成されるチューブまたはチューブ様構造体を含むことができる。流体を、プロセス流体コネクターを介してカートリッジの中に導入することができ、または、カートリッジから取り出すことができ、また、１つまたは複数の流体容器から取り出すことができ、あるいは、１つまたは複数の流体容器の中に取り出すことができ、その後、流体流れ通路を介してバイオプロセシングカートリッジの様々な部分に輸送することができる。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは約３個〜約３０個の間のプロセス流体コネクターを含むことができ、例えば、約４個〜約１８個のプロセス流体コネクター、約５個〜約１６個のプロセス流体コネクター、約６個〜約１４個のプロセス流体コネクター、または、約８個〜約１２個のプロセス流体コネクター、あるいは、約３個以上のプロセス流体コネクター、約４個以上のプロセス流体コネクター、約５個以上のプロセス流体コネクター、または、約６個以上のプロセス流体コネクターを含むことができる。いくつかの実施形態において、プロセス流体コネクターはバイオプロセシングデバイスにおけるプロセス流体マニホールドに接続され、このプロセス流体マニホールドを介して、様々なプロセス流体を、複数の流れ通路の１つまたは複数を介してバイオプロセシングカートリッジに供給することができ、または、バイオプロセシングカートリッジから除くことができる。いくつかの実施形態において、プロセス流体コネクターのそれぞれが流体を独立した流体容器から受け取る。この場合、それぞれの容器が、別の容器と同じ流体または異なる流体を含有することができる。
いくつかの実施形態において、プロセス流体コネクターは、プロセス流体コネクターと流体連結していることができる吸引／吐出チューブを介してプロセス流体リザーバーを流体連結していることができ、または、プロセス流体コネクターは吸引／吐出チューブであり得る。バイオプロセシングデバイスのスロットに置かれるとき、吸引／吐出チューブはカートリッジから流体リザーバーの中に延びることができる。１つの実施形態において、吸引／吐出チューブは、カートリッジがカートリッジスロットの中に挿入されるとき、カートリッジスロットの下方に配置されるリザーバーの中に延びることができる。リザーバーは、流体を保持することができる任意のチューブ、ビン、バイアルまたは類似するリザーバーであり得る。いくつかの実施形態において、リザーバーは、吸引／吐出チューブの先端がリザーバーの中に進入することを可能にし得るが、リザーバーに入るからの外部物質の危険性を低下させることができるか、あるいは、リザーバーからの試薬または流体の喪失を低下させることができる封止層を含むことができる。吸引／吐出チューブは、リザーバー（１つまたは複数）のサイズおよび／または形状に依存して、互いに関して同じ長さまたは異なる長さを有することができる。吸引／吐出チューブを、プロセス流体をリザーバーからカートリッジの中に輸送するために使用することができるが、吸引／吐出チューブはまた、廃液としての流体をカートリッジからリザーバーの１つまたは複数の中に排出するために使用することができる。
加えて、いくつかの実施形態において、吸引／吐出チューブおよびバイオプロセシングカートリッジ（１つまたは複数）との併用での容器は、バイオプロセシング期間中におけるプロセス流体のための１つまたは複数の容器または混合容器を収容するために使用することができる。例えば、いくつかの実施形態において、流体を１つのプロセス流体容器から取り出してバイオプロセシングカートリッジの中に入れることができ、その後、バイオプロセシングカートリッジから出して異なる容器の中に入れることができる。この様式において、流体はポンプにより、流体の混合を提供するためにバイオプロセシングカートリッジを使用して、容器の間を行ったり戻ったりすることができる。代替として、いくつかの実施形態において、流体の混合を、何らかの他の流体と一緒にすることなく提供するために、流体を同じ容器から取り出し、同じ容器に戻すことができる。さらに、いくつかの実施形態において、容器の１つまたは複数および容器ホルダー（１つまたは複数）、容器トレー、ならびに、バイオプロセシングデバイスは、容器における流体の撹拌を提供するために、例えば、流体を容器において撹拌またはかき混ぜするための磁石撹拌ロッドまたは任意の他の好適な撹拌機構などを提供するために構成され得る。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは、事前に搭載されたか、または、内蔵された１つまたは複数のプロセス流体またはプロセス試薬を含むことができる。そのような実施形態において、プロセス流体またはプロセス試薬はカートリッジにおける別個のリザーバーまたはチャンバーに含まれ得るか、あるいは、カートリッジにおける１つまたは複数のポンプまたは通路に含まれ得る。いくつかの実施形態において、事前に搭載されたか、または、内蔵されたプロセス流体またはプロセス試薬は、プロセス流体またはプロセス流体の成分を含むことができる。いくつかの実施形態において、事前に搭載されたか、または、内蔵されたプロセス流体またはプロセス試薬は、プロセス流体にさらされた後でプロセス流体に溶解されるプロセス試薬を含むことができる。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは多回使用のために設計され得る。いくつかの実施形態において、カートリッジは使い捨て型であってもよく、および／あるいは、特定の使用回数または限定された使用回数のために、例えば、約２０回以下の使用、約１５回以下の使用、約１０回以下の使用、約９回以下の使用、約７回以下の使用、約５回以下の使用、または、約３回以下の使用のために設計され得る。いくつかの実施形態において、プロトコルが、多回使用カートリッジの清浄化を再使用の前に備えるために、自動化された制御システムにおいて提供され得る。従って、いくつかの実施形態において、カートリッジは消耗製品であり得る。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは単回使用カートリッジであり得る。いくつかの実施形態において、カートリッジは、カートリッジが使用済みおよび／または未使用であるときをシグナルにより知らせるために構成されるインジケーターを含むことができる。いくつかの実施形態において、インジケーターは、カートリッジが使用済みおよび／または未使用であるときを示すための任意の好適なインジケーターであり得る。いくつかの実施形態において、インジケーターは、好適な場所においてカードに位置するカラーインジケーター（例えば、カラーインジケーターチャンバーなどにおけるカラーインジケーター）であり得る。そのようなカラーインジケーターは、カートリッジが使用済みであることを示すために、バイオプロセシング期間中において色を永続的に変化させることができる。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングデバイスの自動化された制御システムは、色の変化を検出し、かつ、使用されたカードがスロットに置かれるときの操作を防止するために構成され得る。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングデバイスの自動化された制御システムは、インジケーターの色を、色が変化する前と、色が変化した後との両方で検出するために構成されてもよく、また、これらの色の一方または両方が異なる時間で観測されないときには操作を防止または停止することができる。
いくつかの実施形態において、インジケーターは吸湿性マトリックスを含むことができる（例えば、白色の吸湿性マトリックスなど、例えば、片側が赤色の色素により含浸され、一方で、反対側が白色であり、その結果、マトリックスが濡れたとき、色素がマトリックス全体に拡散し、白色であった面を赤色の色に変えるようにする紙テープなど）。いくつかの実施形態において、白色面が最初、デバイスの検出器に表示される。その後、検出器は、カートリッジが使用されたときには白色から赤色へのインジケーターにおける変化を見ることができる。いくつかの実施形態において、色の変化が、バイオプロセシングデバイスで使用される液体の一部を、１片のカラーインジケーターテープを含有する別個のチャンバーに向けることによって生じ得る。テープは、テープチャンバー内への流体の流れを可能にするが、流体が色素と相互作用した後では、流体がプロセス流体通路に戻ることを防止するチェックバルブを含むことによって湿ったままであり得る。加えて、インジケーター材料が湿らされ、色素がマトリックス全体に再分布し、それにより、白色面を赤色にすると、マトリックスが乾燥した後でさえ、色がマトリックスに留まっている。好適なカラーインジケーターテープの一例が米国特許第７，１０５，２２５号に記載される（その内容全体が本明細書により参照によって組み込まれる）。加えて、好適なインジケーターテープは水接触インジケーター（例えば、３Ｍ（登録商標）Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｔａｐｅ５５５７、同５５５８または同５５５９など）を含むことができる。
いくつかの実施形態において、水感受性の紙またはテープは、バイオプロセシングカートリッジの２つの層の間において、かつ、カードが装置から出されるときには顧客によって、また、カートリッジが装置内に挿入されている間は電子的な色センサーによって明瞭に見られることを可能にするチャンバーの中に配置される小さい丸い１片の紙またはテープ（およそ５ｍｍ〜１５ｍｍ、例えば、直径が８ｍｍ）を含むことができる。カートリッジが運転期間中に使用されるとき、カートリッジに入る第１の液体の少量部分が、そのような紙またはテープを含有するチャンバーに入り、これにより、色の変化を生じさせる。この変化が、運転時間の約２０秒未満の後で生じ得る。電子的な色センサー（例えば、組み込まれたＬＥＤ照明を伴う色センサーなど）をバイオプロセシングデバイスに埋め込むことができ、例えば、カートリッジスロットに埋め込むことができる。プロトコルを行っているとき、「Ｒｕｎ（運転）」ボタンが使用者によって押された後で、色センサーはそのような紙またはテープの色を検出し、そして、正しくない色が検出されるならば、入力を、新しいカードを挿入することを使用者に指示するＧＵＩに送ることができる。いくつかの実施形態において、システムはまた、第２の色検出を運転期間中に可能にし得る。いくつかの実施形態において、第２の色検出を下記のように行うことができる：紙またはテープが変色しているかを明らかにするために、設定された長さの運転時間が行われた後で再び、例えば、約１分〜約１０分の間（例えば、約２分以上、約３分以上、約４分以上または約５分以上など）で再び、ＧＵＩがセンサーに質問する。紙またはテープが変色していないならば、エラーメッセージが表示され、プロトコルが停止される。
いくつかの実施形態において、色センサーは色の変化を下記のように決定することができる。校正時、それぞれのセンサーは、標準的な赤色カードおよび標準的な白色カードに応答してシグナルを出力することができる。それらのシグナル（ｋＨｚ）の間における中間点が、赤色（使用済み）と見なされることと、白色（未使用）と見なされることとの間の分割点であると決定される。この情報が装置のメモリーに永続的に保存され得る。使用者による操作において、この情報が、上記で記載されるような第１の色検出のために使用される。第２の試験のために、別の照合が、設定された期間の後で、例えば、運転に入って２分後などで行われ、戻された値が最初の値と比較される。１ｋＨｚ以上の変化があるならば、カードは、不正な操作が行われていないことが明らかにされ、運転が継続する。この変化が検出されないならば、運転を停止させることができ、使用者には、新しいカートリッジ（１つまたは複数）を挿入することが指示される。
いくつかの実施形態において、色センサーは色の変化を下記のように決定することができる。校正期間の期間中、一連の測定が、ベースラインの色レベルを確定するために、設定された時間間隔で行われる。校正期間の後、色の測定が、設定された時点で行われる。それぞれの測定がベースラインレベルに対して比較される。ベースラインの色レベルから約２標準偏差を越える色レベル、ベースラインの色レベルから約３標準偏差を越える色レベル、ベースラインの色レベルから約４標準偏差を越える色レベル、または、ベースラインの色レベルから約５標準偏差を越える色レベルが検出されると、色の変化が起こっていると見なされ、カードは、不正な操作が行われていないと見なされ、運転が継続する。標準偏差の適切な数字によって決定されるような色の変化が起こっていないならば、運転を停止させることができ、使用者には、新しいカートリッジ（１つまたは複数）を挿入することが指示される。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは、カートリッジに一体化されている１つまたは複数のポンプ、バルブ、プロセス流体通路および／または制御流体通路を含むことができ、例えば、カートリッジの１つまたは複数の層に含まれる１つまたは複数のポンプ、バルブ、プロセス流体通路および／または制御流体通路を含むことができる。いくつかの実施形態において、プロセス流体通路および／または制御流体通路は、堅い流れ通路であり、あるいは、１つまたは複数の堅い壁を有する。通路は任意の好適な断面形状であり得る。そのような断面形状には、円形、楕円形、正方形、長方形、Ｄ形状および任意の他の好適な多角形断面が含まれる。いくつかの実施形態において、通路の１つまたは複数は、Ｄ形状の断面、あるいは、正方形または長方形の断面を有することができ、この場合、（Ｄ形状の断面については）通路の実質的に半円形部分、または、（正方形または長方形の断面については）通路の３つの面が、堅い壁を有し、そして、通路の平坦部分（Ｄ形状）または通路の第４の面が、堅い壁と同じ材料または異なる材料であってもよいフィルムで、柔軟であってもよく、または、堅い壁のために使用される材料よりも堅くなくてもよく、または、堅い壁のために使用される材料よりも堅くてもよいフィルムから形成される。いくつかの実施形態において、柔軟な材料、または、それほど堅くない材料は、柔軟な材料、または、それほど堅くない材料の固有的な材料特性の結果としてではなく、むしろ、その厚さの結果として、柔軟であり、または、それほど堅くない。例えば、いくつかの実施形態において、プロセス流体通路または制御流体通路の１つまたは複数は、Ｄ形状または正方形または長方形の断面を有することができ、この場合、通路の１つまたは複数の平坦な面（Ｄ形状の断面）または面の１つ（正方形または長方形の断面）が金属またはプラスチックのフィルムまたはホイルを含み、１つまたは複数の通路の他の面がプラスチックを含む。いくつかの実施形態において、プロセス流体通路および／または制御流体通路は柔軟な配管でない。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは、規則的な形状（例えば、長方形、正方形、あるいは、一般には長方形、または、一般には正方形）を有することができ、一方で、他の実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは、より複雑な多角形形状を有することができ、または、形状が一般に多角形であり得るか、または、不規則な形状であり得る。いくつかの実施形態において、カートリッジは、突出部（これには、プロセス流体コネクター、制御流体コネクターおよび吸引／吐出チューブなどの突出部が含まれるが、これらに限定されない）の結果としての、バイオプロセシングカートリッジの大きさに対する何らかの増加を除いて、約５ｃｍよりも長い少なくとも１つの大きさを有することができ、例えば、約６ｃｍ〜約４０ｃｍの間である少なくとも１つの大きさ、例えば、約７ｃｍ〜約３７ｃｍの間、約８ｃｍ〜約３５ｃｍの間、約９ｃｍ〜約３０ｃｍの間、約１０ｃｍ〜約２５ｃｍの間、約１１ｃｍ〜約２２ｃｍの間、約１２ｃｍ〜約２１．５ｃｍの間、約１２ｃｍ〜約２０ｃｍの間、約１２ｃｍ〜約１８．５ｃｍの間、約１４ｃｍ〜約１８．５ｃｍの間などである少なくとも１つの大きさを有することができる。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは一般に平坦であってもよく、この場合、他の大きさの１つまたは両方よりも実質的に短い少なくとも１つの大きさ（「深さ」）を有する。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは、上記で測定されるような最長大きさの約５０％未満である深さを有し、例えば、最長大きさの約４０％未満、最長大きさの約３０％未満、最長大きさの約２５％未満、最長大きさの約２０％未満、最長大きさの約１５％未満、最長大きさの約１０％未満、または、最長大きさの約７．５％未満などである深さを有する。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは、カートリッジが正しい配向でカートリッジスロットの中に挿入されることを保証するための１つまたは複数のカートリッジアラインメントガイドを含むことができる。いくつかの実施形態において、カートリッジアラインメントガイドは、カートリッジがカートリッジスロットの中に挿入される際にカートリッジスロットにおける対応する開口部の中に嵌るタブ（１つまたは複数）または突出（１つまたは複数）あるいは溝（１つまたは複数）であり得る。
ＩＩＩ．バイオプロセシングの方法
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングの方法は、固体支持体を含有する少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバー、および、バイオプロセシングチャンバーと流体連結している複数のメソスケールおよび／またはミクロスケールの流体流れ通路を含むバイオプロセシングカートリッジを提供すること、そして、少なくとも１つのプロセス流体を、複数の通路の少なくとも１つを介して少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーの中にポンプ送出することを含む。いくつかの実施形態において、ポンプ送出することは、１つまたは複数のプロセス流体および／またはサンプルを前記プロセシングチャンバーの中にポンプ送出し、固体支持体と接触させることを含む。カートリッジにおいて固体支持体に送達されるプロセス流体は、化学反応のために使用される液体試薬、洗浄のために使用される溶媒または溶液、抗体溶液、緩衝剤溶液、ブロッキング緩衝剤溶液、および、蛍光性の標識化試薬を含有する溶液（これらに限定されない）を含めて、所望されるバイオプロセスにおける使用のための任意の好適な溶媒、溶液または試薬であり得る。プロセス流体はまた、処理されるべきサンプル（例えば、タンパク質、核酸および他の高分子、細胞、細胞溶解物、ならびに、これらの組合せなど）を含むことができる。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの処理用流体は少なくとも１つのブロッキング緩衝剤を含む。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの処理用流体は少なくとも１つの抗体を含む。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの処理用流体は少なくとも１つの洗浄流体を含む。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングの方法は、細胞をポンプ送出の前に前処理することを含むことができる。いくつかの実施形態において、細胞を前処理することは、塩を細胞に加えることを含むことができる（例えば、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２およびＮＨ４Ｃｌなど）。細胞を、プラスミド収量を増大させるために細胞を前処理するための任意の好適な方法を使用して前処理することができる。いくつかの実施形態において、塩溶液の濃度は、収量を改善するための任意の好適な濃度であり得る（例えば、約０．１Ｍ〜約０．５Ｍの間の濃度、約０．２Ｍ〜約０．５Ｍの間の濃度）。いくつかの実施形態において、塩濃度は、プラスミド収量を少なくとも２０％増大させるための、プラスミド収量を少なくとも３０％増大させるための、プラスミド収量を少なくとも４０％増大させるための、プラスミド収量を少なくとも５０％増大させるための、プラスミド収量を少なくとも５５％増大させるための、プラスミド収量を少なくとも６５％増大させるための任意の好適な濃度であり得る。
いくつかの実施形態において、少なくとも１つのプロセス流体を、複数の通路の少なくとも１つを介して少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーの中にポンプ送出することは、少なくとも１つのプロセス流体を、チャンバーの底部部分につながる流れ通路を介してポンプ送出することを含む。いくつかの実施形態において、少なくとも１つのプロセス流体を、複数の通路の少なくとも１つを介して少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーの中にポンプ送出することは、少なくとも１つのプロセス流体を、チャンバーの上部部分につながる流れ通路を介してポンプ送出することを含む。いくつかの実施形態において、少なくとも１つのプロセス流体を、複数の通路の少なくとも１つを介して少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーの中にポンプ送出することは、チャンバーの側面部分につながる流れ通路を介してポンプ送出することを含む。
いくつかの実施形態において、少なくとも１つのプロセス流体を、複数の通路の少なくとも１つを介して少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーの中にポンプ送出することは、少なくとも１つのプロセス流体を、チャンバーの底部部分につながる流体流れ通路を介してバイオプロセシングチャンバーから、チャンバーの上部部分につながる流体流れ通路を介してチャンバーの中に戻して循環することを含む。
いくつかの実施形態において、少なくとも１つのプロセス流体を、複数の通路の少なくとも１つを介して少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーの中にポンプ送出することは、少なくとも１つのプロセス流体を、チャンバーの上部部分につながる流体流れ通路を介してバイオプロセシングチャンバーから、チャンバーの底部部分につながる流体流れ通路を介してチャンバーの中に戻して循環することを含む。
いくつかの実施形態において、少なくとも１つのプロセス流体を、複数の通路の少なくとも１つを介して少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーの中にポンプ送出することは、少なくとも１つのプロセス流体を、チャンバーの側面部分につながる流体流れ通路を介してバイオプロセシングチャンバーから、チャンバーの底部部分につながる流体流れ通路を介してチャンバーの中に戻して循環することを含む。
いくつかの実施形態において、少なくとも１つのプロセス流体を、複数の通路の少なくとも１つを介して少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーの中にポンプ送出することは、少なくとも１つのプロセス流体をポンプ送出して、少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーにおいてフィルターまたはフィルターメンブランに通すことを含む。いくつかの実施形態において、フィルターメンブランはブロットメンブランを含む。いくつかの実施形態において、フィルターメンブランはウエスタンブロットメンブランを含む。いくつかの実施形態において、フィルターは細胞分離メンブランまたは細胞捕獲メンブランを含む。いくつかの実施形態において、フィルターは溶解物清澄化フィルターを含む。いくつかの実施形態において、フィルターは核酸沈殿化フィルターを含む。いくつかの実施形態において、フィルターは核酸精製フィルターを含む。いくつかの実施形態において、フィルターメンブランの１つまたは複数、あるいは、フィルターメンブランの１つまたは複数の層は、約０．２μｍ〜約３μｍの間、約０．４５μｍ〜約２．５μｍの間、約０．５μｍ〜約２．４μｍの間、約０．６５μｍ〜約２．２μｍの間、約０．８μｍ〜約２．０μｍの間、約１．０μｍ〜約１．５μｍの間、または、約１．２μｍ〜約１．５μｍの間である少なくとも１つの細孔サイズを有する。いくつかの実施形態において、フィルターメンブランは、２つの層を有する細胞分離フィルターまたは細胞捕獲フィルターを含み、この場合、１つの層が約１．０μｍ〜約１．５μｍの間（例えば、約１．２μｍなど）の細孔サイズを有し、１つの層が約０．５μｍ〜約０．８μｍの間（例えば、約０．６５μｍなど）の細孔サイズを有する。いくつかの実施形態において、フィルターメンブランは、２つの層を有する核酸沈殿化フィルターを含むことができ、この場合、１つの層が約１．０μｍ〜約１．５μｍの間（例えば、約１．２μｍなど）の細孔サイズを有し、１つの層が約０．５μｍ〜約０．８μｍの間（例えば、約０．６５μｍなど）の細孔サイズを有する。いくつかの実施形態において、フィルターメンブランは、約０．６５μｍから約２μｍにまで及ぶ細孔サイズを有する非対称的なフィルターを含むことができる細胞分離フィルターまたは細胞捕獲フィルターあるいは核酸沈殿化フィルターを含むことができる。いくつかの実施形態において、フィルターは、約０．８μｍ〜約１．５μｍの間（例えば、約１．０μｍなど）の細孔サイズを有するガラス繊維の溶解物清澄化フィルターを含むことができる。
いくつかの実施形態において、少なくとも１つのプロセス流体を、複数の通路の少なくとも１つを介して少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーの中にポンプ送出することは、ブロッキング緩衝液をバイオプロセシングチャンバーに加えること、前記ブロッキング緩衝液を、ブロットメンブランの表面を横切って再循環して、ブロッキング処理されたブロットメンブランを形成すること、少なくとも１つの抗体溶液をバイオプロセシングチャンバーに加えること、および、前記少なくとも１つの抗体溶液を、前記ブロッキング処理されたブロットメンブランの表面を横切って再循環することを含む。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの抗体溶液を、前記ブロッキング処理されたブロットメンブランの表面を横切って再循環することは、一次抗体溶液を、前記ブロッキング処理されたブロットメンブランの表面を横切って再循環すること、ブロットメンブランを洗浄すること、二次抗体溶液をバイオプロセシングチャンバーに加えること、および、前記二次抗体溶液を、前記洗浄されたブロットメンブランの表面を横切って再循環することを含むことができる。
いくつかの実施形態において、ポンプ送出するという作用は、バイオプロセシングチャンバーの内部におけるさらなる混合を提供することができる。例えば、いくつかの実施形態において、プロセス流体が、チャンバーの上部部分または側面部分につながる流体流れ通路を介して循環または再循環され、チャンバーの底部部分につながる流体流れ通路を介してチャンバーの中に戻される場合、チャンバーに入るか、または、チャンバーの中に戻るポンプ作動作用に伴う圧力が、バイオプロセシングチャンバーを通り抜けるプロセス流体の流れおよびチャンバーの内部におけるプロセス流体の混合を促進させる局所的な渦形成または乱流領域の形成を生じさせることができる。いくつかの実施形態において、そのようなポンプ作動方法が、ブロットメンブランホルダーを伴って、または、ブロットメンブランホルダーを伴うことなく、ブロットメンブランの存在下で使用されるとき、ポンプ作動作用は、ブロットメンブランをそれぞれのポンプ作動サイクルによりバイオプロセシングチャンバーの内部においてわずかに移動させるために役立ち得る。このことは、ブロットメンブランが実質的に均一な様式でプロセス流体にすべての面でさらされることを保証するために、また、ブロットメンブランがバイオプロセシングチャンバーまたはブロットメンブランホルダーの表面に付着することを防止するために役立つ。
いくつかの実施形態において、少なくとも１つのプロセス流体を、複数の通路の少なくとも１つを介して少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーの中にポンプ送出することは、少なくとも１つの処理用流体をポンプ送出して、少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーにおいて、少なくとも１つの固相抽出カラム、少なくとも１つの固相抽出メンブラン、少なくとも１つの固相抽出カセットまたは少なくとも１つの固相抽出ディスクに通すことを含む。いくつかの実施形態において、固相抽出カラム、固相抽出メンブラン、固相抽出カセットまたは固相抽出ディスクは、可逆的なシリカ結合性リガンド、または、電荷交換（ｃｈａｒｇｅ−ｓｗｉｔｃｈ）結合性リガンドを含む。
いくつかの実施形態において、少なくとも１つのプロセス流体を、複数の通路の少なくとも１つを介して少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーの中にポンプ送出することは、細胞培養培地、または、溶液に懸濁される細胞を、細胞分離フィルターを通り抜けるようにポンプ送出して、細胞を細胞培養培地から分離することを含み、この場合、細胞がフィルターに捕獲される。いくつかの実施形態において、ポンプ送出することはさらに、捕獲された細胞を溶解溶液に再懸濁して、溶解物を形成すること、溶解物を中和すること、および、溶解物を清澄化することを含むことができる。細胞を溶解溶液に再懸濁し、チャンバーにおいて溶解することができ、あるいは、溶解溶液または別の溶液を使用して、細胞を再懸濁し、細胞をポンプにより、細胞が溶解され得る容器（例えば、溶解溶液を含有する試薬容器など）の中に入れることができる。いくつかの実施形態において、溶解物は、望まれない細胞分子および細胞破片を除くために、溶解物をポンプによりフィルターメンブランに通すことによって清澄化することができる。
いくつかの実施形態において、少なくとも１つの処理用流体を、複数の通路の少なくとも１つを介して少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーの中にポンプ送出することはさらに、少なくとも１つの生体分子をバイオプロセシングチャンバーにおいて固相抽出用のメンブランまたはディスクまたはカセットに抽出すること、固相に結合する物質を洗浄すること、および、生体分子を固相から溶出することを含むことができる。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの処理用流体を、複数の通路の少なくとも１つを介して少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーの中にポンプ送出することはさらに、生体分子を、沈殿化フィルターを含有するバイオプロセシングチャンバーにおいて沈殿させ、回収することを含む。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングの方法は、ａ）少なくとも１つのバイオプロセシングカートリッジをバイオプロセシングデバイスの中に挿入すること（ただし、バイオプロセシングカートリッジは、ｉ）固体支持体をその中に含有する少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバー、および、ｉｉ）バイオプロセシングチャンバーと流体連結している複数のメソスケールおよび／またはミクロスケールの通路を含む）、ｂ）バイオプロセシングプロトコルをバイオプロセシングデバイスに対して開始すること（ただし、プロトコルは下記の１つまたは複数を含む：ｉ）バイオプロセシングカートリッジにおけるポンプおよびバルブを、試薬および／またはサンプルを１つまたは複数の容器から少なくとも１つのバイオプロセシングカートリッジのそれぞれの少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーに供給するために制御すること、ｉｉ）バイオプロセシングカートリッジにおけるポンプおよびバルブを、試薬および／またはサンプルを少なくとも１つのバイオプロセシングカートリッジのそれぞれの少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーを通り抜けるように再循環するために制御すること、ならびに／あるいは、ｉｉｉ）バイオプロセシングカートリッジにおけるポンプおよびバルブを、試薬および／またはサンプルを少なくとも１つのバイオプロセシングカートリッジのそれぞれの少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーから除くために制御すること）を含むことができる。
いくつかの実施形態において、１つまたは複数の流体を固体支持体に適用する方法は、ａ）少なくとも１つのバイオプロセシングカートリッジをバイオプロセシングデバイスの中に挿入すること（ただし、バイオプロセシングカートリッジは、ｉ）固体支持体をその中に含有する少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバー、および、ｉｉ）前記バイオプロセシングチャンバーと流体連結している複数のメソスケールおよび／またはミクロスケールの通路を含む）、および、ｂ）ポンプ作動シーケンスをカートリッジに対して行うこと（ただし、ポンプ作動シーケンスは、流体がバイオプロセシングデバイス内の１つまたは複数の容器から流体流れ通路の１つを介してチャンバーの中にポンプ送出される１回または複数回の流体添加サイクルに入ることを含む）を含むことができる。
いくつかの実施形態において、ポンプ作動シーケンスはさらに、バイオプロセシングチャンバー内の流体を指定された廃液容器の中にポンプ送出することを含む、それぞれの流体添加サイクルの後でのパージ処理サイクルに入ることを含むことができる。いくつかの実施形態において、ポンプ作動シーケンスはさらに、流体添加サイクルのいずれかの後での循環サイクルに入ることを含むことができ、この場合、循環サイクルは、バイオプロセシングチャンバーの底部に接続される流体流れ通路におけるバルブを開けること、および、流体をポンプにより、チャンバーの底部部分から、１つまたは複数の流体流れ通路に通し、チャンバーの上部部分の中に入れることを含む。いくつかの実施形態において、ポンプ作動シーケンスを、プログラム可能なコントローラーを使用して開始および停止させることができる。
いくつかの実施形態において、ポンプ作動シーケンスが、１回または複数回の流体添加サイクルに入ることを含めて行われ、この場合、流体が、プロセス流体コネクターの１つと流体連結している容器からチャンバーの中にポンプ送出される。容器のいずれかにおける流体、または、流体添加サイクルのいずれかの期間中に添加される流体は、それ以外の容器のいずれかにおける流体、または、流体添加サイクルのいずれかの他の期間中に添加される流体と同じまたは異なることが可能である。ポンプ作動シーケンスはさらに、流体添加サイクルのいずれかの後でのパージ処理サイクルを行うことを含むことができ、この場合、チャンバー内の流体がポンプにより、チャンバーから出され、廃液容器の中に、または、廃液流体を集めるために指定される容器の中に入れられる。いくつかの実施形態において、多数のリザーバーからの流体を同じ流体添加サイクルの期間中に加えることができ、または、その後の流体添加サイクルが、パージ処理サイクルを行うことなく行われ、その結果、２つ以上の流体を同時にチャンバーに対して導入することができる（だが、添加された流体の総体積はチャンバー内の利用可能な体積を越えることができない）。ポンプ作動シーケンスはさらに、流体添加サイクルのいずれかの後での循環サイクルに入ることを含むことができ、この場合、チャンバー内の流体がポンプにより、チャンバーから、カートリッジの１つまたは複数のプロセス流体通路を通り、チャンバーの中に戻される。
いくつかの実施形態において、流体添加サイクルを、事前に決定された量の時間経過の後で、または、事前に決定された体積の流体が添加された後で停止させることができる。同様に、パージ処理サイクルおよび循環サイクルを、事前に決定された時間経過の後で停止させることができる。経過した時間の量、および／または、添加された流体の量は、バイオプロセシングの選択されたプロトコルまたはタイプに依存して変化し得る。いくつかの実施形態において、プロトコルは少なくとも１つの循環サイクルまたはインキュベーションサイクルを含むことができ、この場合、固体支持体が、流体を循環することを伴う選択された期間にわたって、または、流体を循環することを伴わない保持期間にわたってそのどちらかで１つまたは複数のプロセス流体にさらされる。
いくつかの実施形態において、ポンプ作動シーケンスが、ウエスタンブロット分析のための免疫標識化、リンス洗浄およびインキュベーションのために設計され得る。そのような実施形態において、分離されたタンパク質を含有するブロットメンブラン（例えば、例として、ニトロセルロースメンブランまたはポリビニリデンフルオリド（ＰＶＤＦ）メンブランなど）が、メンブランをチャンバーの壁のいずれにも付着させることなく、チャンバーおよびメンブランを通り抜ける流体の流れを提供するメンブランホルダーを使用してカートリッジチャンバーに置かれ、カートリッジがバイオプロセシングデバイスに置かれる。抗体溶液を、適切なブロッキング溶液および洗浄溶液と同様に、バイオプロセシングデバイスにおける流体容器から、カートリッジ、および、メンブランを含有するチャンバーに加えることができる。ポンプ作動シーケンス、継続期間、および、使用される溶液が、具体的な分析および関与するタンパク質に依存して選択され、また、それらは使用者によって変更することができる。
いくつかの実施形態において、ポンプ作動シーケンスが、分子を、標識またはタグ（例えば、蛍光性タグ、例えば、量子ドットまたは蛍光色素（例えば、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ（登録商標）色素など）など）を使用してウエスタンブロット分析のために標識することのために設計され得る。標識を含有する溶液をバイオプロセシングデバイスにおける流体容器からカートリッジに加えることができる。ポンプ作動シーケンス、継続期間、および、使用される溶液が、具体的な分析および関与するタンパク質に依存して選択され、また、それらは使用者によって変更することができる。
別の実施形態において、ポンプ作動シーケンスが、トランスフェクション品位のプラスミド調製のために設計され得る。溶液または細胞培養培地における細菌細胞が、適切なバイオプロセシングカートリッジを含有するバイオプロセシングデバイスにおいてサンプル容器に置かれる。細胞が、デバイスを使用して、細胞をポンプにより、カートリッジチャンバーにおいてフィルターを通過することによってフィルターに捕獲される。細胞が再懸濁され、溶解溶液（例えば、１つまたは複数のアルカリ溶液など）を使用して溶解され、溶解物が、溶解物をポンプにより、異なるカートリッジチャンバーにおいて別のフィルターに通すことによって清澄化される。清澄化された溶解物が固相抽出ディスクに通され、その後、廃液容器に至る。固相抽出ディスクは少なくとも１回洗浄され、その後、結合した生体分子が固相抽出ディスクから溶出される。溶出された生体分子が沈殿化フィルターに捕獲され、少なくとも１回洗浄され、その時点で、沈殿した生体分子が、適切な緩衝液に溶解され、バイオプロセシングデバイスにおける最終的な生成物容器の中にポンプ送出される。
別の実施形態において、ポンプ作動シーケンスが、食品の安全性分析のために設計され得る。サンプルを、適切なバイオプロセシングカートリッジを含有するバイオプロセシングデバイスにおいてサンプル容器に置くことができる。細菌細胞をより大きな破片から分離することができ、細菌細胞が、デバイスを使用して、ポンプにより、カートリッジチャンバーにおいてフィルターに通すことによってフィルターに捕獲される。細菌を、溶解溶液を使用して溶解することができ、溶解物を、溶解物をポンプにより、異なるカートリッジチャンバーにおいて別のフィルターに通すことによって清澄化することができる。清澄化された溶解物を固相抽出ディスクに通すことができ、その後、廃液容器に送ることができる。固相抽出ディスクは少なくとも１回洗浄することができ、その後、結合したＤＮＡが固相抽出ディスクから溶出され、バイオプロセシングデバイスにおける最終的な生成物容器の中にポンプ送出される。
いくつかの実施形態において、１つまたは複数の流体を固体支持体に適用する方法はさらに、流体流れ通路に入る流体の量、または、流体流れ通路から出る流体の量を選択的に制御するために、プロセス流体コネクターにつながるアクセスバルブを独立して開閉することを含むことができる。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の流体を固体支持体に適用する方法はさらに、多数のカートリッジをカートリッジスロットの中に挿入すること、および、ポンプ作動シーケンスをカートリッジのそれぞれに対して行うことを含み、この場合、それぞれのカートリッジに対して行われるポンプ作動シーケンスは、いずれか他のカートリッジに対して行われるポンプ作動シーケンスと同じまたは異なる。いくつかの実施形態において、カートリッジのそれぞれに対して行われるポンプ作動シーケンスが同時に行われる。
いくつかの実施形態において、本明細書中に記載されるバイオプロセシングの方法のいずれかを、バイオプロセシングデバイスに対する完全なバイオプロセシングプロトコルの一部として、または、バイオプロセシングデバイスに対する完全なバイオプロセシングプロトコルとして保管することができる。いくつかの実施形態において、保管されたプロトコルはさらに、バイオプロセシングカートリッジに対する各工程ならびにバルブの開閉シーケンスおよびポンプのポンプ作動シーケンスのための時間設定を表す詳細を含むことができる。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングデバイスおよびバイオプロセシングカートリッジは下記のように使用することができる：バイオプロセシングデバイスを作動させ、そして、圧力および真空の様々な接続および供給を調べることができ、分析またはバイオプロセシングされるための１つまたは複数のサンプルが、必要に応じて試薬容器および廃液容器における試薬と一緒に、１つまたは複数の流体容器ホルダーの中に挿入される。１つまたは複数の流体容器ホルダーは、取り外し可能な流体容器トレーに置かれ、トレーがバイオプロセシングデバイスの中に押し込まれる。１つまたは複数のバイオプロセシングカートリッジがバイオプロセシングデバイスのスロットの中に挿入され、流体容器ホルダーにおける流体容器との流体連結の状態に置かれる。この流体連結は、それぞれのスロットにおける流体マニホールドを介して達成することができ、または、それぞれのバイオプロセシングカートリッジに接続される吸引／吐出チューブを流体容器の中に挿入することによって達成することができる。スロットはカートリッジを所定位置に保持し、そして、制御流体マニホールドが、カートリッジにおける制御流体コネクターをかみ合わせることをマニホールドにおける供給コネクターに促すスロット内の袋状物を膨張させることによってカートリッジに接続される。デバイスは、安全性の問題または接続エラーが全くないことを確認するためにシステムチェックを行う。ＧＵＩおよび入力システムを使用して、操作者はバイオプロセシングプロトコルを保管されているプロトコルのメニューから選択し、または、プロトコルをデバイスの自動化された制御システムに入力することができる。選択または入力されたプロトコルは、１つまたは複数のバイオプロセシング手順の工程を行うためにバイオプロセシングカートリッジにおけるポンプおよびバルブを制御するための命令を含む。手順が完了した後、デバイスは、手順が完了していることを操作者に知らせるためのアラームまたはシグナルを提供することができる。カートリッジをデバイスから取り出し、廃棄することができ、そして、流体容器および流体容器ホルダーを取り外し可能な流体トレーとともに取り出し、必要に応じて、清浄化および／または廃棄することができる。
上記プロセスは、本明細書中に記載される方法の範囲から逸脱することなく、１つまたは複数の工程が除かれ、または、加えられること、あるいは、１つまたは複数の工程の順序が変えられることを含めて、改変され得ることを理解しなければならない。
図１Ａを参照して、いくつかの実施形態において、バイオプロセシングデバイス１００は、任意の好適な材料（例えば、プラスチック、金属、複合材料またはそれらの任意の組合せなど）から組み立てることができる筺体１０を有しており、筺体１０は、デバイスの様々な構成成分を収容するために設計される。いくつかの実施形態において、筺体１０は、プラスチック被覆により覆われるシート金属シャシを含むことができる。シート金属シャシは、構造的一体性を装置に提供することができ、かつ、ＥＭＩ放射を制限することができ、そして、電源のためのヒートシンクとして働くことができる任意の好適なシート金属であり得る（例えば、アルミニウムシートシャシなど）。プラスチック被覆を任意の好適なプラスチック（例えば、ウレタンなど）から組み立てることができ、プラスチック被覆は、内部の構成成分のための基礎的保護、および、掃除が容易な表面を提供することができる。筺体１０は開口部１７をデバイス内のスロット１３へのアクセスのために含む。
図１Ａに示されるように、いくつかの実施形態において、バイオプロセシングデバイス１００は、カートリッジ１２がそれぞれのスロット１３の中に挿入されている２つのスロット１３を有する。一般に、バイオプロセシングデバイスは任意の好適な数のスロット有することができ、例えば、約１個〜約２０個のスロット、例えば、約２個〜約１５個のスロット、約３個〜約１２個のスロット、約４個〜約１０個のスロット、約６個〜約８個のスロットを有することができる。いくつかの実施形態において、１つのカード１２および１つのスロット１３のみを運転の期間中に使用することができる。いくつかの実施形態において、どのスロット１３も、運転期間中、カートリッジ１２とともに使用することができる。一般に、操作者は、キーパッド１８を使用して、デバイスを作動させることができ、また、デバイスと対話して、例えば、デバイスに含まれるコンピューター制御システムまたは中央処理ユニットなどと対話して、状態情報、指示情報、プロトコル選択情報、プロトコル作製情報、プロトコル保管情報および任意の他の好適な情報を操作者に提供することができるグラフィカル・ユーザー・インターフェース（ＧＵＩ）１５との併用で、様々な選択肢を選択し、かつ、様々な機能を行い、あるいは、命令もしくは質問を提供し、および／または、命令もしくは質問に応答することができる。加えて、ＧＵＩは、必要とされるならば、プロトコルを運転前または運転期間中に無効にするために使用することができる。ＧＵＩ１５は任意の好適な表示デバイスであり得る（例えば、液晶ディスプレー（ＬＣＤ）タッチスクリーン、発光ダイオード（ＬＥＤ）またはブラウン管（ＣＲＴ）など）。
図１Ｂは、正面から見たときの、バイオプロセシングデバイス１００の代替実施形態を示す。バイオプロセシングデバイス１００は、スロット１１２の中に挿入されるバイオプロセシングカートリッジ１０２を有する。図１Ｂに示されるように、バイオプロセシングデバイス１００はまた、ＧＵＩ１０４、キーパッド１０６、取っ手１０８を有する引出し１１４を含み、これらのそれぞれがシャシ１１０に組み込まれ得るか、または、シャシ１１０によって囲まれ得る。
図１Ｃは、使用者への情報（例えば、プロトコル情報または状態、運転情報、プロトコル詳細、プロトコル選択および他の選択肢など）を表示するためのＧＵＩ１０４を含むバイオプロセシングデバイス１００の代替実施形態を示す。いくつかの実施形態において、デバイス１００は、１つ、２つ、３つ、４つまたは５つ以上のスロット１１２（これらにはすべて、装着することができ、および／または、これらはすべて、同じときに、すなわち、同時に使用することができる）を伴って構成され得る。バイオプロセシングデバイス１００はまた、デバイスに対する選択肢を入力および選択するためのＧＵＩ１０４におけるキーパッド１０６と、取っ手１０８を有する引出し１１４とを含むことができ、これらのそれぞれがシャシ１１０に組み込まれ得るか、または、シャシ１１０によって囲まれ得る。図１Ｄは、キーパッド１０６を伴うＧＵＩ１０４、引出し１１４、取っ手１０８、および、取り囲むシャシ１１０を有する、正面から見たときの図１Ｃのバイオプロセシングデバイス１００を示す。
図２Ａは、カートリッジ２１０がその中に挿入されているバイオプロセシングデバイス２００の１つの実施形態の背面図を示す。バイオプロセシングデバイス２００は、デバイスからの情報（例えば、プロトコルの運転情報、あるいは、デバイスにインストールされ得る自己診断用のソフトウエアまたはファームウエアからのデバイスサービス情報など）を適合し得る記憶デバイスにダウンロードするために操作者または技術者によって使用され得るユニバーサル・サービス・バス（ＵＳＢ）ポート２２０を有する。代替として、ＵＳＢポート２２０は、ソフトウエアまたはファームウエアの更新およびパッチ、あるいは、さらなるプロトコルをデバイス内のコンピューター制御システムに対してアップロードするために使用することができる。バイオプロセシングデバイス２００はまた、デバイスを外部の空気供給に接続するための屋内空気コネクターまたは補助空気コネクター２２５、および、デバイスを電力源（例えば、ＤＣ電源またはＡＣ電源）に接続するための電力接続部２３０を含むことができる。デバイス２００のいくつかの実施形態において、コンプレッサーおよび真空ポンプをデバイス内に含むのではなく、屋内空気および／または屋内真空を使用することができる。
カートリッジ２１０がスロット２１２の中に挿入されるデバイスの代替実施形態の背面透視図が図２Ｂに示される。図２Ｂに示されるデバイスはまた、電源スイッチ２１８、電源コードスロット２３５、ならびに、空気、真空および／または他のユーティリティーをバイオプロセシングデバイス２００に供給するために使用され得るユーティリティー接続部２１６を示す。図２Ｃは、ＵＳＢポート２１６、電源コードスロット２３５、および、必要に応じて使用されるリザーバー排液接続部２１２を有するバイオプロセシングデバイス２００の代替背面図を示す。
図３Ａは、プロセスのプロトコル選択工程３３０におけるバイオプロセシングデバイスの１つの実施形態のキーパッド３１０およびＧＵＩ３２０の１つの実施形態の図を示す。示されるように、使用者は、システムに事前に搭載された多数のプロトコルの１つを選択することを選ぶことができる。１つまたはそれ以上のプロトコル、２つ以上のプロトコル、３つ以上のプロトコル、５つ以上のプロトコル、１０以上のプロトコル、あるいは、ＧＵＩ３２０のメモリーに搭載され得る任意の他の好適な数のプロトコルを含めて、任意の数の事前に搭載されたプロトコルをデバイスとともに含むことができ、ＧＵＩ３２０に表示することができる。いくつかの実施形態において、事前に搭載されたプロトコルが使用者によって編集または変更され得る。加えて、使用者が定義するパラメーターを有するプロトコルをＧＵＩ３２０に入力することができる。システムはまた、タイムスタンプ３２５を含むことができる。キーパッド３１０は、ＧＵＩ３２０において指図するための、また、ＧＵＩ３２０における異なるウィンドウに指図するための方向ボタン３３５、ならびに、利用可能なウインドウおよび命令／機能に依存する様々な選択肢を選択するための選択ボタン３４０を提供する。
図３Ｂは、バイオプロセシングプロトコルの運転が進行中である間におけるバイオプロセシングデバイスの１つの実施形態のキーパッド３１０およびＧＵＩ３２０の１つの実施形態の図を示す。示されるように、Ｗｅｓｔｅｒｎ Ｂｒｅｅｚｅプロトコル３３５が選択されており、ブロッキング工程３３７が完了し、３０分の一次抗体工程３３８が進行中である。行われる予定であるさらなる工程３４１が、それぞれのさらなる工程について設定される運転時間３４３とともに表示され得る。また、このスクリーンにおいて作動中であるものが、プロセスの一時停止または停止をそれぞれ行うための選択ボタン３４２および選択ボタン３４４である。さらなる選択ボタン３４３を、図３Ｂに示されるように提供することができ、これらは、工程のパラメーターを変更するために、または、現在の工程のための運転時間が完了する前に次の工程に進めるために、または、工程を取り消すために、または、運転を取り消すために使用することができ、あるいは、任意の他の好適な機能のために使用することができる。プロトコル全体のための継続時間３５０、プロトコルにおける工程の数３６０、および、現在のプロトコルに対する残り時間または経過時間３５５もまた、ＧＵＩ３２０のスクリーンに示すことができる。自動化された制御システムは、バイオプロセシングデバイスおよびそれに挿入されるカートリッジに対する任意の好適なプロトコルを入力し、運転させ、制御し、かつ、記録するために、工程継続期間、工程のシーケンス、工程のタイプ、工程の数、表示選択肢、アラーム選択肢および任意の他の好適なパラメーターのいずれかを変更することを備えることができる。
図４は、バイオプロセシングデバイス４００の１つの実施形態および関連する構成成分の部分分解図を例示する。２つのスロット４１２を有し、２つのカートリッジ４１４が、デバイスのスロット４１２の中に配置される状態にあるデバイス４００が示される。２つのカートリッジは、少なくとも１つ、少なくとも２つ、少なくとも３つまたは少なくとも４つの処理チャンバー４４０を、プロトコル運転の様々な工程を行うために含むことができる。カートリッジ４１２はさらに、デバイス４００の流体リザーバー４４４と連絡（好ましくは、流体連結）しているシッパー（ｓｉｐｐｅｒ）４４２を含むことができる。デバイス４００の引出し４１８は取っ手４１６を含むことができ、開けられた位置で示される。引出しスライド４５６を、引出し４１８の開閉を容易にするために使用することができる。いくつかの実施形態において、スライド４５６を引出しの底部に沿って置くことができ、または、代替として、引出しの側面に沿って置くことができる。引出しは、カートリッジ４１４におけるシッパー４４２による正しいアラインメントのために、装置において流体リザーバートレー４４６および廃液容器４４８をアラインメントするための支持体４５４を有することができる。引出しは、いくつかの実施形態では、少なくとも１つの流体リザーバートレー４４６および廃液容器４４８を収容することができる。サンプル容器４５０を廃液容器４４８の中に挿入することができる。流体リザーバートレー４４６はまた、廃液容器４４８において配置することができ、また、少なくとも１つの試薬を含有し、閉じ込めるための少なくとも１つの試薬リザーバー４４７を含むことができる。流体リザーバートレー４４６はさらに、精製されたサンプルがその中に回収され得る回収チューブ４５２を保持するために構成され得る。
図５は、外側の筺体が取り外されたバイオプロセシングデバイス５００の１つの実施形態を示す。バイオプロセシングデバイス５００は、処理期間中に必要とされるような真空または吸引を、吸引／吐出チューブ５１７をスロット５２０およびカートリッジホルダー５２５に有するバイオプロセシングカートリッジ５１５に供給するために、少なくとも１つの真空リザーバー５０５および／または少なくとも１つの真空ポンプ５１０を含むことができる。同様に、バイオプロセシングデバイス５００は、空気圧を処理期間中にバイオプロセシングカートリッジ５１５に供給するために、少なくとも１つの圧力リザーバー５３０および／または少なくとも１つのコンプレッサー５３５を含む。いくつかの実施形態において、真空リザーバー５０５、真空ポンプ５１０、圧力リザーバー５５０およびコンプレッサー５３５のうちの少なくとも１つが、配管あるいは他の好適な真空コネクターまたは圧力コネクターを使用してカートリッジ５１５と流体連結している。いくつかの実施形態において、ディフューザーが、カートリッジに送達されている圧力／吸引のレベルを自己調節するために、真空コネクターまたは圧力コネクターと連絡していることができる。カートリッジに供給される圧力または真空は、バイオプロセシングカートリッジの構成に従って制御することができ、または、一定の事前に設定された圧力（５０ｐｓｉに至るまでの圧力）および真空（Ｈｇにおいて２０に至るまでの真空）であり得る。具体的な一例において、バイオプロセシングデバイスのポンプ作動機構は、２０ｍｓの空気圧バルブ応答時間、３７．７ｉｎ３の空気リザーバー容量（真空および圧力の両方）、５０％負荷のエアーコンプレッサーポンプ負荷サイクル（真空および圧力の両方）、および、８０ＰＳＩのエアーコンプレッサーポンプ圧力を有する。
示されるように、取り外し可能な流体容器トレー５４０は、トレー５４０がバイオプロセシングデバイス５００の中に入れられる際、および、トレー５４０がバイオプロセシングデバイス５００から出される際にトレー５４０を誘導することを助けることができるトレースライド５４５と可動的にかみ合うことができる。トレー５４０は流体容器ホルダー５５０を収容することができ、この場合、流体容器ホルダー５５０は、示される実施形態では、廃液リザーバー５５５、容器置場５６０および容器保持プレート５６２を含むことができる。示されるように、例えば、過剰な試薬または廃液を流体容器ホルダー５５０から抜き出すときには、容器５６５を容器置場５６０における適切なサイズの容器スロット５７０の中に挿入することができ、また、容器保持プレート５６２を、容器５６５を所定位置において固定するために容器５６５の一部またはすべての上に置くことができる。容器置場５６０はまた、廃液リザーバーアクセス貫通部５７５を含み、これは、容器保持プレート５６２における廃液吸引／吐出チューブ貫通部５８０とともにアラインメントされたとき、デバイスの中に挿入されている１つまたは複数のバイオプロセシングカートリッジ５１５における吸引／吐出チューブに対する廃液リザーバー５５５へのアクセスを提供する。いくつかの実施形態において、流体容器ホルダー５５０は、所望されるバイオプロセシングプロトコルを運転することを可能にするために、１つまたは複数のバイオプロセシングカートリッジにおける吸引／吐出チューブが流体容器ホルダー５５０における適切な容器または置場に関してアラインメントするように構成される。代替として、いくつかの実施形態において、流体容器ホルダー５５０は、所望されるバイオプロセシングプロトコルを運転することを可能にするために、バイオプロセシングデバイス５００における流体マニホールドが流体容器ホルダー５５０における適切な容器または置場とアクセスし得るように構成される。
特定の形態を有することが示されるが、流体容器ホルダーは任意の好適な形態を有し得ること、そして、容器５６５の多数の異なるタイプ、サイズおよび形状、ならびに、容器置場５６０の多数の異なる形態が、バイオプロセシングデバイスを使用して行われるプロトコルの個々の工程のために要求される流体のタイプおよび体積に依存して使用され得ることを理解しなければならない。例えば、試薬およびサンプルを収容するためのスロットを提供するだた１つだけの一体化された流体容器ホルダーを含むことの代わりに、多数の個々の流体容器ホルダーを使用し、取り外し可能な流体容器トレーに置くことができ、または、ただ１つだけのスロットのための流体容器のすべてについてのサイズを有する流体容器ホルダーを使用することができる。同様に、流体容器ホルダーを、流体容器を伴って、または、流体容器を伴うことなく供給することができ、流体容器を伴って供給されるとき、流体容器の１つまたは複数あるいはすべてを、空で、無菌で、清浄で、事前に充填されて、および／または、エンドトキシン非含有で供給することができる。加えて、いくつかの実施形態において、流体容器ホルダー、ならびに、試薬容器および廃液容器の一部またはすべてを、事前に充填されたキットの一部として供給することができ、この場合、使用者は、サンプルがプロトコルにおいて備えられる場合にはサンプルを供給するか、あるいは、必要に応じて試薬の１つまたは複数を供給することが必要とされ得るだけである。
流体容器ホルダー６００および取り外し可能な流体容器引出し６１２および流体容器トレー６１０の１つの実施形態の分解図を示す図６を参照して、いくつかの実施形態において、流体容器ホルダー６００は、廃液リザーバー６１５と、容器ホルダー底部６２０および容器ホルダー上部６２５を含み、かつ、容器６３５がその中に挿入され得る容器スロット６３０を有する容器置場６１７とを含むことができる。廃液リザーバー６１５は、バイオプロセシングデバイス内の自動化された制御システムにフィードバックを提供し得る廃液レベルセンサー６１６を含むことができ、自動化された制御システムは通知をＧＵＩに表示することができ、および／または、音響アラームを備えることができる。廃液リザーバー６１５はまた、バイオプロセシングデバイスの筺体における貫通部を介して嵌ることができ、かつ、適切な排出置場または他の廃液流体置場に接続することができる流体排出ノズルを含むことができる。容器置場６１７は、廃液リザーバー６１５と流体連結しているバイオプロセシングカートリッジおよび／または流体マニホールドからの１つまたは複数の廃液ラインを設置するための廃液リザーバーアクセス貫通部６１８を含むことができる。流体容器ホルダー６００はまた、容器保持プレート６４０を含むことができる。示されるように、流体容器ホルダー６００は、所望されるバイオプロセシングプロトコルのために必要となるような適切な容器ならびに試薬およびサンプルとともに組み立てられたとき、引出しのように動かしてバイオプロセシングデバイスの中に入れることができ、また、バイオプロセシングデバイスから出すことができる取り外し可能な流体容器トレー６１０に置くことができる。
図７を参照して、いくつかの実施形態において、廃液リザーバーとしてもまた役立ち得る容器置場７００と、サンプル容器ふた７２０を含み得るサンプル容器７１３と、事前に充填されたキットの一部として試薬を含有するための多数の試薬リザーバー７３０を含み得るか、あるいは、試薬を含有するための１つまたは複数の空の試薬容器または空の試薬置場を含み得る試薬容器トレー７２５とを含む流体容器ホルダー７００を提供することができる。いくつかの実施形態において、試薬リザーバーの一部またはすべてが事前に充填される場合、試薬トレーは全体または一部が、アルミニウム、プラスチックまたは任意の他の好適なフィルムにより覆われ得る。そのような場合、これらは、トレーがデバイスの中に挿入される前、または、トレーがデバイスにおいて配置された後のどちらかで使用の前に破ることができる。試薬（１つまたは複数）は、緩衝液（洗浄緩衝液、溶解緩衝液、中和緩衝液、再懸濁緩衝液、沈殿化緩衝液または任意の他の好適な緩衝液（これらに限定されない）を含む）、または、他の好適な試薬（例えば、抗体、標準物、ブロッキング溶液、脱イオン水など）であり得る。いくつかの実施形態において、試薬は、ＥＴＯＨ（例えば、７０％ＥＴＯＨ（３０％ＮａｎｏＰｕｒｅ水を含む７０％ＥＴＯＨ））、イソプロパノール、Ｇｅｎｏｍｅｄ洗浄溶液、Ｇｅｎｏｍｅｄ溶出溶液、Ｒｎａｓｅまたは任意の他の好適な試薬、ウサギ抗体、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）、標準物（例えば、ＭａｇｉｃＭａｒｋ（商標）標準物など）、ならびに、化学発光性の抗抗体（例えば、Ｗｅｓｔｅｒｎ Ｂｒｅｅｚｅ（登録商標）化学発光キット−抗ウサギなど）であり得る。システムは、発色免疫検出、化学発光免疫検出および蛍光免疫検出のすべての試薬およびプロトコルとの使用のためのために好適であり得る。いくつかの実施形態において、試薬が、適切なサイズの試薬バイアルおよび試薬ビンにおける事前に充填された試薬として供給され得る。いくつかの実施形態において、試薬を、デバイスの試薬トレーに置かれる供給された試薬ビンおよび／または試薬バイアルに加えることができる。流体容器ふた７２０は、サンプルをサンプル容器７１５の中に置くこと、および、サンプルをバイオプロセシングカートリッジで処理することを可能にするためのアクセス貫通部を含むことができる。いくつかの実施形態において、流体容器ホルダー７００は、所望されるバイオプロセシングプロトコルを運転することを可能にするために、１つまたは複数のバイオプロセシングカートリッジにおける吸引／吐出チューブが流体容器ホルダー７００における適切な容器または置場に関してアラインメントするように構成される。代替として、いくつかの実施形態において、流体容器ホルダー７００は、所望されるバイオプロセシングプロトコルを運転することを可能にするために、バイオプロセシングカートリッジにおける流体マニホールドが流体容器ホルダー７００における適切な容器または置場とアクセスし得るように構成される。
図８Ａは、試薬リザーバートレー８２５の１つの実施形態を示す。試薬リザーバートレー８２５は、約１個〜約１５個の間、約１個〜約１０個の間、約１個〜約７個の間、約１個〜約５個の間、約１個〜約３個の間の試薬リザーバー８３０を有することができる。いくつかの実施形態において、試薬リザーバートレー８２５は、少なくとも１個の試薬リザーバー、少なくとも２個の試薬リザーバー、少なくとも５個の試薬リザーバー、または、少なくとも１２個の試薬リザーバーを含むことができる。試薬リザーバー８３０の形状は、所望される量の試薬を含有するために、好適な体積の試薬を含有するための円形、正方形、多角形または任意の他の好適な形状であり得る。いくつかの実施形態において、試薬リザーバートレー８２５はさらに、精製されたサンプルを回収するための回収チューブまたは回収容器がその中に挿入され得る少なくとも１つのチューブホルダー８３５を含むことができる。チューブホルダー８３５は、回収チューブが挿入され得る穴であり得るか、または、その中に挿入される回収チューブを収容および支持するための構造物であり得る。いくつかの実施形態において、試薬リザーバートレーは２つ以上のチューブホルダーを含むことができる。いくつかの実施形態において、チューブホルダー８３５は、約１００ｕＬ、約１ｍＬ、約２ｍＬ、約５ｍＬまたは約１０ｍＬのチューブの体積を有する回収チューブを保持するために構成され得る。試薬リザーバー８３０はさらに、バイオプロセシングカートリッジの一部分と好ましくは流体連結している試薬リザーバーにおける少なくとも１つのシッパー８４０を含むことができる。シッパー８４０は、試薬リザーバーにおける試薬がシッパー８４０に集まることを可能にし、それにより、試薬の実質的な一部分がバイオプロセシングカートリッジの中に導入されることを可能にし、同時に、バイオプロセシングカートリッジに入ることから生じる気泡を減らすための任意の好適な形態で構成され得る。いくつかの実施形態において、試薬リザーバートレー８２５は、廃液トレーに対する流体連結を提供するための開口部８３１を含むことができる。
試薬リザーバー８３０の代替実施形態／形態を有する試薬リザーバートレー８２５の代替実施形態の透視図が図８Ｂに示される。いくつかの実施形態において、試薬リザーバートレー８２５は、試薬リザーバートレー８２５を引出しおよび／または廃液トレーにおいて支持および／または配置するための柱８２７を含むことができる。試薬リザーバートレー８２５は、図８Ｃに示されるように、試薬を含有し、閉じ込めるための少なくとも１つの試薬リザーバー８３０と、少なくとも１つのチューブホルダー８３５と、廃棄するための少なくとも１つの開口部８３１とを含むことができる。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの試薬リザーバー８３０はさらに、バイオプロセシングカートリッジと、試薬リザーバートレー８２５の個々の試薬リザーバー８３０との間における試薬の移動を容易にするために構成されるシッパー８４０を含むことができる。図８Ｄは、試薬リザーバー８３０、チューブホルダー８３５およびシッパー８４０を示す試薬リザーバートレー８２５の側面図である。試薬リザーバー８３０は互いに関して実質的に同じ深さであり得るか、または、互いに関して異なり得る。いくつかの実施形態において、個々の試薬リザーバー８３０の深さはカートリッジの吸引／吐出チューブの長さに依存し得る。図８Ｅは、チューブホルダー８３５、試薬リザーバー８３０、および、それぞれのリザーバー８３０の底部に位置するシッパー８４０を示す試薬リザーバートレー８２５の断面図である。図８Ｆは、２つの異なる試薬容器８３０の底部に位置するシッパー８４５の拡大図である。図８Ｇは、トレーの底から見たときの試薬リザーバートレーの１つの実施形態（シッパー８４０がそれぞれの試薬リザーバー８３０の底部から延びる）を例示し、また、廃棄するための開口部８３１を例示する。試薬リザーバートレーは、好適な数および／または量の試薬を保持するために構成され得る。例えば、例示目的のためだけであるが、試薬リザーバートレー８２５は、１つの回収チューブスロットまたはチューブホルダー、ＴＥ緩衝液リザーバー、ならびに、７０％エタノールリザーバー、イソプロピルリザーバー、溶出緩衝液リザーバー、再懸濁緩衝液リザーバーおよび洗浄緩衝液リザーバーのうちの少なくとも１つを含むことができる。
図９Ａおよび図９Ｂは、バイオプロセシングカートリッジ９０５がその中に挿入されているカートリッジホルダー９００の１つの実施形態の向かい合った側面透視図を示す。示されるように、カートリッジホルダー９００は、支持プレート（９２５および９３０）との相互作用を介する向かい合うホルダー面（９１５および９２０）の接続を備えるバネ式の筺体ボルト９１０を含む。支持プレート９３０は、（図９Ｂに示されるような）個々の供給コネクター９３２を、制御流体をバイオプロセシングカートリッジに供給するためのマニホールドの一部として含むことができる。個々の供給コネクター９３２は、バイオプロセシングカートリッジ９０５における制御流体コネクターへの制御流体マニホールドの接続を提供することができる。カートリッジホルダー９００はまた、袋状物の膨張／収縮ライン９５０を介して圧力源に接続され得る膨張可能な袋状物またはサック９４５を含むことができる。カートリッジホルダー９００はまた、バイオプロセシングデバイスのスロットにおけるホルダー９００の取り付けを備え得る取り付けスロット９５５を含むことができる。
図１０Ａおよび図１０Ｂは、バイオプロセシングデバイスのカートリッジホルダー１０００の側面図を示す。示されるように、カートリッジホルダー１０００は、支持プレート１０３０を支持プレート１０２５から離れさせ、一方で、向かい合うホルダー面（１０１５および１０２０）を一体化させるためのバネ１０１２を含むバネ式の筺体ボルト１０１０を含む。図１０Ａにおいてまた示されるものが、膨張した状態にある膨張可能な袋状物またはサック１０４５である。袋状物１０４５が膨張すると、カートリッジホルダーが、図１０Ｂに示されるように現れる、図１０Ｂは、膨張した袋状物１０５０が、２つの向かい合うホルダー面（１０１５および１０２０）にユニットとして支持プレート１０３０に向かうことを促し、それにより、バネ１０１２を押しつけていることを示す。この様式において、支持プレート１０２５を動かないように保持することによって、向かい合うホルダー面（１０１５および１０２０）の筺体およびその中に保持されるバイオプロセシングカートリッジが支持プレート１０３０に向かって動かされ得る。この様式において（また、より良好な詳細では図１１Ａおよび図１１Ｂに示されるように）、バイオプロセシングカートリッジの制御流体コネクターには、支持プレート１０３０における供給コネクターと流体連結することを促すことができ、また、供給コネクターを制御流体コネクターに接続することができる。いくつかの実施形態において、圧力および真空をバイオプロセシングカートリッジに提供して、バルブの開閉を制御し、かつ、ポンプの作動を制御し、それにより、バイオプロセシングカートリッジにおける通路全体にわたる流体の流れを制御することができる。制御流体コネクターと、供給コネクターとの間における接続を達成する他の機構が、手動式掛け金、鍵掛け掛け金、および、機械的または電気的に駆動する接続などを含めて、使用され得ることを理解しなければならない。
図１１Ａおよび図１１Ｂは、図１０Ａおよび図１０Ｂに示されるカートリッジホルダー１０００の実施形態の断面図を示す。図１１Ａおよび図１１Ｂに示されるように、袋状物１１４５が、図１１Ａに示されるように、膨張した状態にあるとき、バイオプロセシングカートリッジ１０１５における制御流体コネクター１１６０は支持プレート１１３０における供給コネクター１１３２とかみ合っていない。袋状物１１４５が膨張して、膨張した袋状物１１５０を形成すると、向かい合うホルダー面（１１１５および１１２０）と、その中に保持されるバイオプロセシングカートリッジ１０１５とが、支持プレート１１３０および供給コネクター１１３２に向かって動かされ、これにより、ガスケット１１７０を押しつけ、供給コネクター１１３２、ガスケット１１７０および制御流体コネクター１１６０の間におけるシール１１７５を形成し、供給コネクター１１３２を制御流体コネクター１１６０との流体接続状態に置く。
図１２は、バイオプロセシングカートリッジ１２００の１つの実施形態の分解図を示す。カートリッジ１２００は、カートリッジ１２００のプロセス流体層１２０６の外側面および制御層１２０８の外側面に対して封止され得る（例えば、ヒートシールされ得る）２つのフィルム層またはホイル層（１２０２および１２０４）を有する。フィルム層（１２０２、１２０４）は、任意の好適なプラスチックフィルム（例えば、被覆されたプラスチックフィルムなど）または好適な金属フィルム（例えば、アルミニウムホイルを含めて、金属ホイルまたは被覆された金属ホイルなど）を含むことができ、また、フィルムには、任意の適切な被覆物および／または接着剤（例えば、ヒートシール接着剤など）を被覆することができる。いくつかの実施形態において、フィルムは、プロセス流体層１２０６または制御層１２０８と接触している面でヒートシール接着剤により被覆されるＰＥタイ（ｔｉｅ）層を伴うＰＥＴフィルムであり得る。他の実施形態において、フィルム層は、プロセス流体層１２０６または制御層１２０８と接触している面でヒートシール接着剤により被覆されるアルミニウムホイルを含むことができる。フィルム層は、制御流体コネクターのための貫通部１２１０、プロセス流体層１２０６および制御層１２０８をアラインメントするためのアラインメントガイド１２１４のための貫通部１２１２を含むことができる。いくつかの実施形態において、カードは、カラーインジケーターチャンバーへの目視アクセスを提供するための貫通部を含むことができる。カートリッジ１２００の関連する表面に対して封止されるとき、フィルム層（１２０２および１２０４）は、流体層１２０６におけるプロセス流体通路１２２０および制御層１２０８における制御流体通路１２２０のための最終的な壁を形成することができる。
カートリッジ１２００は、多数のプロセス流体通路１２２０と、制御流体コネクターがそれを通して設置され得る多数の貫通部１２２２とを有するプロセス流体層１２０６、および、アラインメントガイドのための多数の貫通部１２２４を含むことができる。プロセス流体通路１２２０はプロセス流体層１２０６の全体に及ぶことができる。代替として、プロセス流体通路は、層の後表面または内側表面においてではなく、層の前表面または外側表面において開いていてもよい。この様式において、プロセス流体通路１２２０は、層パススルーまたはパススルーバルブが提供される場合、および、プロセス流体層１２０６に加えられるとき、フィルム層１２０２がプロセス流体通路１２２０の壁を完成し得る場合を除いて、制御流体層１２０８から隔てられ得る。加えて、プロセス流体層１２０６は、アクセスバルブ区画１２２６、プロセスバルブ区画１２２７、ポンプ区画２２８、支持リブ１２３１を有するバイオプロセシング区画１２３０、カラーインジケーター区画１２３２、チェックバルブ区画１２３３、プロセス流体コネクター１２３４および把持部１２３６を含むことができる。
カートリッジ１２００はまた、制御流体通路１２４０および制御流体コネクター１２４２を有する制御流体層１２０８を含むことができる。制御流体通路１２４０は制御流体層１２０８の全体に及ぶことができ、あるいは、代替として、代わりに、層の前表面または内側表面においてではなく、層の後表面または外側表面において開いていてもよい。この様式において、制御流体通路１２４０は、層パススルーまたはパススルーバルブが提供される場合、および、いくつかの実施形態では、制御流体層１２０８に加えられるとき、フィルム層１２０４が制御流体通路１２４０の壁を完成し得る場合を除いて、プロセス流体層１２０６から隔てられ得る。加えて、制御流体層は、アクセスバルブ区画１２４６、プロセスバルブ区画１２４７、ポンプ区画１２４８、バイオプロセシング区画１２５０、カラーインジケーター区画１２５２、チェックバルブ区画１２５３および把持部１２５６のうちの少なくとも１つを含むことができる。
カートリッジ１２００はまた、アクセスバルブメンブラン１２６０、プロセスバルブメンブラン１２６１、ポンプメンブラン１２６２、ならびに、プロセス流体層１２０６および制御流体層１２０８の内側面の間におけるガスケット１２６４を含むことができる。いくつかの実施形態において、カートリッジ１２００は少なくとも１つのチェックバルブメンブラン１２６３を含むことができる。示された実施形態において、吸引／吐出チューブ１２６６もまた、カートリッジ１２００の一部として含まれる。組み立てられるとき、アクセスバルブメンブラン１２６０が、プロセス流体層１２０６および制御流体層１２０８におけるアクセスバルブ区画（１２２６および１２４６）によって形成される区画の中にかみ合って、これら２つの層の間のメンブランを挟むことによって封止されるアクセスバルブを形成する。流体が、バルブメンブランのプロセス流体側に接続されるプロセス流体通路１２２０を介してバルブの中に流入することができ、また、バルブが、バルブメンブランの制御流体側の制御流体通路１２４０を使用して供給される圧力または真空を使用して開閉され得る。この様式において、プロセスバルブが、プロセスバルブメンブラン１２６１を、プロセスバルブ区画（１２２７および１２４７）により形成される区画の中にはめ込むことによって形成され得る；ポンプが、ポンプメンブラン１２６２をポンプ区画（１２２８および１２４８）の中にはめ込むことによって形成され得る；バイオプロセシングチャンバーが、バイオプロセシング区画（１２３０および１２５０）をアラインメントすることによって形成され得る；カラーインジケーターチャンバーが、カラーインジケーター区画（１２３２および１２５２）をアラインメントすることによって形成され得る；チェックバルブが存在するならば、チェックバルブが、チェックバルブメンブラン１２６３をチェックバルブ区画（１２３３および１２５３）の中にはめ込むことによって形成され得る；また、制御流体コネクター１２４２には、封止用ガスケットが、ガスケットを制御流体コネクター１２４２の上に置き、制御流体層１２０６における制御流体コネクター貫通部１２２２のより小さい開口部がガスケットを所定位置に保持することを可能にすることによって提供され得る。示されるように、この実施形態では、バイオプロセシング区画（１２３０および１２５０）によって形成されるバイオプロセシングチャンバーは、使用者によるアクセスのために上部が開いていてもよい。加えて、フィルム（１２０４および１２０４）が、流体通路（１２２０および１２４０）を封止し、かつ、通路のための１つの壁を形成する、プロセス流体層１２０６および制御層１２０８の外側表面に対して封止され得る。
組み立てられるとき、図１３のバイオプロセシングカートリッジが、示されるように現れ得る。正面図および背面図が図１３Ａおよび図１３Ｂにそれぞれ示される。示されるように、カートリッジ１３００の見える部分は、組み立てられるとき、把持部１３０５、支持リブ１３１２を有するバイオプロセシングチャンバー１３１０、フィルム層（１３１５および１３２０）、カラーインジケーターチャンバー１３２５、プロセス流体コネクター１３２７、制御流体コネクター１３３０、吸引／吐出チューブ１３３５およびスロットアラインメントガイド１３４０を含むことができる。
加えて、図１３の組み立てられたバイオプロセシングカートリッジの透視図が図１４に示される。示されるように、バイオプロセシングカートリッジ１４００が、プロセス流体層の表面におけるフィルム層１４０５から眺められる。この図は正面から層のそれぞれを通って広がる。図１４は、プロセス流体層におけるプロセス流体通路１４１０、アクセスバルブ１４１５、制御流体コネクター１４２０、チェックバルブ１４３０、カラーインジケーターチャンバー１４３５、プロセスバルブ１４４０、ポンプ１４４５、アラインメントガイド１４５０、スロットアラインメントガイド１４５５、支持リブ１４６２を有するバイオプロセシングチャンバー１４６０、把持部１４６５、制御流体層における制御流体通路１４７０、および、吸引／吐出チューブ１４７５を示す。
図１５は、吸引／吐出チューブ１５０５と、バイオプロセシングカートリッジ１５１５におけるプロセス流体コネクター１５１０との間における接続１５００の１つの実施形態の詳細図を示す。示されるように、プロセス流体コネクター１５１０には、吸引／吐出チューブ１５０５の内側壁における対応する保持溝１５２５とのすきまばめを提供し得る１つまたは複数の保持リング１５２０が提供され得る。プロセス流体コネクター１５１０は、吸引／吐出チューブ１５０５の内側壁における封止用リング１５３５とのしまりばめを提供し得る１つまたは複数の封止用の溝１５３０を含む。この様式において、保持リング１５２０は吸引／吐出チューブ１５０５をプロセス流体コネクター１５１０に対して固定することができ、一方で、封止用リング１５３５はプロセス流体コネクター１５１０に対する吸引／吐出チューブ１５０５の封止を備えることができる。多くの代替接続が、カートリッジに接続される吸引／吐出チューブを提供するために使用され得ること、そして、チューブはまた、カートリッジと一体的に形成され得ることを理解しなければならない。
図１６Ａは、バイオプロセシングカートリッジ１６００の１つの実施形態の分解図を示す。カートリッジ１６００は、カートリッジ１６００のプロセス流体層１６０６の外側面および制御層または空気圧層１６０８の外側面に対して封止され得る（例えば、ヒートシールまたは接着剤シールされ得る）２つのフィルム層またはホイル層（１６０２および１６０４）を有する。フィルム層（１６０２、１６０４）は、任意の好適なプラスチックフィルム（例えば、被覆されたプラスチックフィルムなど）または好適な金属フィルム（例えば、アルミニウムホイルを含めて、金属ホイルまたは被覆された金属ホイルなど）を含むことができ、また、フィルムは、任意の適切な被覆物および／または接着剤（例えば、ヒートシール接着剤など）により被覆され得る。いくつかの実施形態において、フィルムは、プロセス流体層１６０６または空気圧層１６０８と接触している面でヒートシール接着剤により被覆されるＰＥタイ層を伴うＰＥＴフィルムであり得る。他の実施形態において、フィルム層は、プロセス流体層１６０６または空気圧層１６０８と接触している面でヒートシール接着剤により被覆されるアルミニウムホイルを含むことができる。フィルム層は、制御流体コネクター１６４２のための貫通部１６０３、アラインメントガイド１６１１のための貫通部１６０５、および、いくつかの実施形態では、存在するならば、カラーインジケーターチャンバーへの目視アクセスを提供するための貫通部を含むことができる。カートリッジ１６００の関連する表面に対して封止されるとき、フィルム層（１６０２および１６０４）は、流体層１６０６におけるプロセス流体通路１６２０および空気圧層１６０８における空気圧通路１６４０のための最終的な壁を形成することができる。
カートリッジ１６００は、多数のプロセス流体通路１６２０を有するプロセス流体層１６０６を含むことができる。プロセス流体通路１６２０はプロセス流体層１６０６の全体に及ぶことができ、あるいは、代替として、層の後表面または内側表面においてではなく、層の前表面または外側表面において開いていてもよい。この様式において、プロセス流体通路１６２０は、層パススルーまたはパススルーバルブが提供される場合、および、プロセス流体層１６０６に加えられるとき、フィルム層１６０２がプロセス流体通路１６２０の壁を完成し得る場合を除いて、制御流体層１６０８から隔てられ得る。
カートリッジ１６００はまた、空気圧通路１６４０および空気圧コネクター１６４２を有する空気圧層１６０８を含むことができる。空気圧通路１６４０は空気圧層１６０８の全体に及ぶことができ、あるいは、代替として、代わりに、層の前表面または内側表面においてではなく、層の後表面または外側表面において開いていてもよい。この様式において、空気圧通路１６４０は、層パススルーまたはパススルーバルブが提供される場合、および、いくつかの実施形態では、空気圧層１６０８に加えられるとき、フィルム層１６０４が空気圧通路１６４０の壁を完成し得る場合を除いて、プロセス流体層１６０６から隔てられ得る。
示されるように、空気圧層または制御層１６０８およびプロセス流体層１６１０のそれぞれが、バイオプロセシングチャンバー区画（１６０３、１６０５、１６０７および１６０９）、ポンプ区画１６１０およびバルブ１６５４、ならびに、アクセスバルブ区画１６１８およびアクセスバルブ１６５０、プロセスバルブ区画１６４４およびプロセスバルブ１６５２、ならびに、いくつかの実施形態では、チェックバルブ区画１６４６およびチェックバルブ１６５６を含む。いくつかの実施形態において、カートリッジ１６００はパススルー貫通部１６７３を含むことができる。制御層１６０８はまた、ガスケットとともに含み得る制御流体コネクター１６４２を含むことができる。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングチャンバーは、バイオプロセシングカートリッジ１６００の分解図において示されるように、フィルター（１６６２、１６６４、１６６６および１６６８）、Ｏ−リング１６８４およびガスケット（１６８５、１６８７）を含むことができる。いくつかの実施形態において、フィルターは、Ｂｌａ０６５メンブラン、ニトロセルロースメンブラン、ガラス繊維メンブラン、Ｘｔｈｉｃｋメンブラン、ＰＰＴＲメンブラン、アニオン交換メンブランまたは任意の他の好適なフィルターであり得る。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングチャンバーのフィルターは、固体支持体またはフリット（１６８６、１６８８）によって支持され得る。フィルターは単層フィルターまたは多層フィルターであってもよく、また、例えば、バイオプロセシングチャンバー１６０７において示されるように、１つまたは２つ以上の固体支持体によって支持され得る。カートリッジのこれら２つの層、および、間に見出される構成成分は、例えば、超音波溶着または他の溶着によって、あるいは、これら２つのプラスチック層を、バイオプロセシングカートリッジの１つの実施形態を形成するために接合するための接着剤、掛け金、留め金または任意の他の機構を使用して、封止可能に接合され得る。いくつかの実施形態において、バイオプロセシング区画の１つまたは複数が、１つまたは複数のＯ−リング、ならびに／または、封止を助けるためのトング区画および溝区画を含む。加えて、いくつかの実施形態において、制御層１６０８およびプロセス流体層１６０６の一方または両方におけるバイオプロセシングチャンバー区画の１つまたは複数が、フィルターまたは固体支持体と、バイオプロセシングチャンバーの壁との相互作用を防止または制限するために、それらの内壁の一方または両方に沿って、あるいは、それらの内壁の一方または両方において構造物（例えば、突出部など）を含む。いくつかの実施形態において、リベット１６９２が、メンブランをさらに支持するために、また、バイオプロセシングチャンバーを封止するために使用され得る。
図１６Ｂは、空気圧層１６０８に位置する制御流体コネクター１６４２の拡大図である。いくつかの実施形態において、制御流体コネクター１６４２はさらに、制御流体コネクターに対するさらなる支持をカードへの供給チューブの取り付け期間中に提供する支持体１６９３を含む。図１６Ｃは、ガスケット１６８５、Ｏ−リング（１６８４、１６８６）およびリベット（１６９２、１６９４、１６９４）を示すバイオプロセシングチャンバー１６０３の一方の半分の横断面図である。図１６Ｄは、空気圧層１６０８および流体層１６０６の側面図を示し、フィルター１６８３、Ｏ−リング１６８４およびリベット１６９２により、さらなる支持がもたらされ、ならびに／または、空気圧層１６０８および流体層１６０６が一緒に接続される。
図１７Ａおよび図１７Ｂは、バイオプロセシングカートリッジ１７００の１つの実施形態の制御層１７０１およびプロセス流体層１７０２の内側の図を示す。示されるように、図１７Ａの制御層１７０１および図１７Ｂのプロセス流体層１７０２のそれぞれが、バイオプロセシングチャンバー区画（１７０３、１７０４、１７０６および１７０８）、ポンプ区画（１７１０、１７１２、１７１４および１７１６）、アクセスバルブ区画（１７１８、１７２０、１７２２、１７２４、１７２６、１７２８、１７３０、１７３２、１７３４、１７３６、１７３８および１７３９）、プロセスバルブ区画（１７４０、１７４２、１７４４、１７４６、１７４８、１７５０、１７５２、１７５４、１７５６、１７５８、１７６０および１７６２）、チェックバルブ区画（１７６４、１７６６、１７６８）、パススルーチェックバルブ区画１７７０およびパススルー貫通部（１７７２、１７７３および１７７４）を含む。制御層１７０１はまた、制御流体コネクター１７７６、制御流体通路１７９４およびスロットアラインメントガイド１７９６を含むことができる。プロセス流体層１７０２はまた、制御流体コネクター貫通部１７７７、プロセス流体コネクター（１７７８、１７７９、１７８０、１７８１、１７８２、１７８３、１７８４、１７８５、１７８６、１７８７、１７８８および１７８９）およびプロセス流体通路１７９２を含む。
制御層１７０１および／またはプロセス流体層１７０２は、ポンプメンブラン、バルブメンブラン、Ｏ−リング、および、関連する区画の内部に置かれる固体支持体を有することができ、その場合、２つの層が、例えば、超音波溶着または他の溶着によって、あるいは、これら２つのプラスチック層を、バイオプロセシングカートリッジの１つの実施形態を形成するために接合するための接着剤、掛け金、留め金、クランプまたは任意の他の機構を使用して、封止可能に接合され得る。いくつかの実施形態において、バイオプロセシング区画の１つまたは複数が、１つまたは複数のＯ−リング、ならびに／または、封止を助けるためのトング区画および溝区画を含む。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングチャンバー区画（１７０３、１７０４および１７０８）のそれぞれがＯ−リングを含む。加えて、いくつかの実施形態において、制御層１７０１およびプロセス流体層１７０２の一方または両方におけるバイオプロセシングチャンバー区画の１つまたは複数が、フィルターまたは固体支持体と、バイオプロセシングチャンバーの壁との相互作用を防止または制限するために、それらの内壁の一方または両方に沿って、あるいは、それらの内壁の一方または両方において構造物（例えば、突出部など）を含む。
図１８Ａおよび図１８Ｂは、組み立てられたバイオプロセシングカートリッジの１つの実施形態の正面図および背面図（１８０１および１８０２）をそれぞれ示す。示されるように、バイオプロセシングカートリッジは、バイオプロセシングチャンバー（１８０３、１８０４、１８０６および１８０８）、ポンプ（１８１０、１８１２、１８１４および１８１６）、アクセスバルブ（１８１８、１８２０、１８２２、１８２４、１８２６、１８２８、１８３０、１８３２、１８３４、１８３６、１８３８および１８３９）、プロセスバルブ（１８４０、１８４２、１８４４、１８４６、１８４８、１８５０、１８５２、１８５４、１８５６、１８５８、１８６０および１８６２）、チェックバルブ（１８６４、１８６６、１８６８）、パススルーチェックバルブ１７７０、パススルー（１８７２、１８７３および１８７４）、制御流体コネクター１８７６、プロセス流体コネクター（１８７８、１８７９、１８８０、１８８１、１８８２、１８８３、１８８４、１８８５、１８８６、１８８７、１８８８および１８８９）、制御流体ガスケット（１８９０および１８９１）、プロセス流体通路１８９２、制御流体通路１８９４およびスロットアラインメントガイド１８９６を含む。
バイオプロセシングチャンバー（１８０３、１８０４、１８０６および１８０８）のそれぞれが固体支持体を含むことができる。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジが核酸（例えば、ＤＮＡ（全細胞からのプラスミドまたはプラスミドＤＮＡを含む）など）の精製および回収のために使用される場合、バイオプロセシングチャンバー１８０３は、全細胞を細胞培養培地から分離するための細胞分離フィルターを含むことができ、バイオプロセシングチャンバー１８０４は、溶解物内の細胞破片および他の破片をろ過して除くことによって溶解物を清澄化するための細胞溶解物清澄化フィルターを含むことができ、バイオプロセシングチャンバー１８０６は、細胞溶解物から核酸と可逆的に結合するための固相抽出ディスク、固相抽出カセットまたは固相抽出フィルターを含むことができ、バイオプロセシングチャンバー１８０８は、固相抽出ディスク、固相抽出カセットまたは固相抽出フィルターから溶出されたＤＮＡを捕獲するための沈殿化フィルターを含むことができる。いくつかの実施形態において、これらのバイオプロセシングチャンバーの１つまたは複数が１つまたは複数のＯ−リングならびに／あるいはトングシールおよび溝シールを含む。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングチャンバー（１８０３、１８０４および１８０８）のそれぞれがＯ−リングまたはガスケットを含むことができる。加えて、いくつかの実施形態において、これらのバイオプロセシングチャンバーの１つまたは複数が、フィルターまたは固体支持体と、バイオプロセシングチャンバーの壁との相互作用を防止または制限するために、それらの内壁の一方または両方に沿って、あるいは、それらの内壁の一方または両方において構造物（例えば、突出部など）を含む。
アクセスバルブ（１８１８〜１８３９）、プロセスバルブ（１８４０〜１８６２）およびチェックバルブ（１８６４〜１８６８）のそれぞれが、挟まれたメンブランを、他のバイオプロセシングカートリッジに対して本明細書中のどこか他のところで記載されるような接合された区画の内部に有することができ、また、プロセス流体通路１８９２および制御流体通路１８９４が、そのような通路に対して本明細書中のどこか他のところで記載されるような流体通路であってもよく、また、プロセス流体コネクター（１８７８〜１８８９）が、本明細書中のどこか他のところで記載されるようなプロセス流体コネクターであってもよい。制御流体コネクター１８７６は、本明細書中のどこか他のところで記載される通りであってもよく、ただし、いくつかの実施形態では、ただ１つだけの制御流体ガスケット（１８９０および／または１８９１）が複数の制御流体コネクターを覆って提供され、また、制御流体ガスケット（１８９０および１８９１）が、バイオプロセシングカートリッジに対して、内部ではなく、むしろ、外部に提供され得る。パススルーチェックバルブ１８７０は、層間における一方向のみでの流れを可能にすることによって、バイオプロセシングカートリッジ１８００におけるプロセス流体層と、制御流体層との間における能動的に制御された流体流れを提供することができる。いくつかの実施形態において、パススルーチェックバルブ１８７０はプロセス流体層から制御流体層への流れを提供することができ、一方で、他の実施形態において、パススルーチェックバルブ１８７０はバイオプロセシングカートリッジ１８００の制御流体層からプロセス流体層への流れを提供することができる。パススルーは、バイオプロセシングカートリッジ１８００におけるプロセス流体層と、制御流体層との間における流体連結を両方向で提供することができる。
バイオプロセシングカートリッジのプロセス流体層および制御流体層および吸引／吐出チューブは任意の好適な材料から作製することができ、例えば、プラスチック（例えば、ＡＢＳ、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネートなど）などから作製することができ、また、射出成形することができ、または、そうでない場合には、例えば、エッチングなどによって形成することができる。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは射出成形することができ、メソスケールの流体通路を有することができる。他の実施形態において、バイオプロセシングカートリッジはミクロスケールの通路を有することができる。バルブメンブランおよびポンプメンブランを同じ材料または異なる材料から作製することができ、また、バイオプロセシング期間中の圧力および真空の適用に耐えるために十分に柔軟な任意の材料から作製することができる。いくつかの好適な材料の例には、熱可塑性プラスチックおよび熱可塑性エラストマー（例えば、ＳＡＮＴＯＰＲＥＮＥ（商標）など）、ならびに、シリコーンが含まれる。加えて、メンブランは、メンブランが、材料の相対的な一般的剛性にもかかわらず、柔軟であるために好適に薄いときには、従来の硬質材料から作製することができる。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングチャンバーの内側表面の１つまたは複数は突出部を含むことができ、あるいは、チャンバー内の固体支持体と、内側表面の１つまたは複数との間における望ましくない相互作用を制限または防止するために艶消しすることができ、または、そうでない場合には表面改変することができる。加えて、カートリッジを組み立てるとき、さらなる封止用の表面または成分が、カートリッジの個々の部分またはカートリッジの周辺部を封止することを助けるために、層表面または層間のどちらかで提供され得る。例えば、いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは、１つまたは複数のＯ−リングシールおよび／またはトングを溝において含むことができ、あるいは、他の封止機構を、カートリッジの周辺部のすべてまたは一部分の周りにおいて、あるいは、１つまたは複数のバイオプロセシングチャンバーの周辺部のすべてまたは一部分の周りにおいて、あるいは、１つまたは複数のバルブまたはポンプの周辺部のすべてまたは一部分の周りにおいて層に含むことができる。カートリッジの層のさらなる封止を、層を接着剤により一緒に封止することによって、あるいは、層を一緒に封止するための超音波溶着もしくは溶媒溶着または他の好適な機構を使用することによって達成することができる。加えて、本明細書中に記載されるバイオプロセシングカートリッジは、２つの層を有するとして記載されているが、バイオプロセシングカートリッジは、使用されるバイオプロセシングプロトコルに依存して、任意の好適な数の層を有し得ることを理解しなければならない。例えば、バイオプロセシングカートリッジは、多数のプロセス流体層、多数の制御流体層、または、カートリッジの一部分の温度が制御されるか、もしくは、カートリッジの全体が制御される温度制御層を含むことができる。その上、ポンプおよびバルブのための個々のメンブランを提供することの代わりに、いくつかの実施形態では、様々な区画のそれぞれにわたって広がり、それにより、カートリッジにおけるただ１つだけの層として区画のための個々のメンブランを提供するただ１つだけのメンブラン層が提供され得る。
図１９Ａおよび図１９Ｂは、バイオプロセシングカートリッジの代替実施形態を示す。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングカートリッジは、バイオプロセシングチャンバーのためのフィルターカバーを含み得る少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーを含むことができる。例えば、例示目的のためだけであるが、図１９Ａに示されるように、バイオプロセシングチャンバーの少なくともいくつか（１９０３および１９０４）がさらに、フィルターカバー（１９０５、１９０６）をそれぞれ含むことができる。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングチャンバー（１９０３、１９０４、１９０７、１９０８）のすべてがフィルターカバーを含むことができる。いくつかの実施形態において、少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバー、または、少なくとも２つのバイオプロセシングチャンバー、少なくとも３つのバイオプロセシングチャンバー、あるいは、４つ以上のバイオプロセシングチャンバーがフィルターカバーを含む。フィルターまたはメンブランを、図１９Ａに示されるように、バイオプロセシングカートリッジの流体側１９０１において配置することができ、これらは、バイオプロセシングチャンバーを封止するために役立ち得る。いくつかの実施形態において、フィルターをカードの空気圧側に配置することができ、フィルターカバーを個々のバイオプロセシングチャンバーを覆って配置することができる。その後、空気圧側１９０１および流体側１９０２が、図１９Ｂに示されるように、アラインメントされ、一緒に組み立てられ得る。その後、流体側１９０２および空気圧側１９０１が任意の好適な機構によって一緒に組み立てられ得る。
いくつかの実施形態において、バイオプロセシングチャンバーの少なくとも１つが、図２０Ａおよび図２０Ｂに示されるようにモジュラー式であり得る。図２０Ａは、２つのバイオプロセシングチャンバー（２００３および２００４）がカートリッジ２０００の本体２００１に取り付けられ得るバイオプロセシングカートリッジ２０００を示す。このバイオプロセシングカートリッジのいくつかの実施形態において、少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーがモジュラー式であり、バイオプロセシングカートリッジに取り付けることができる。図２０Ａは、細胞分離フィルターを含むモジュラー式バイオプロセシングチャンバー２００３と、細胞溶解物清澄化フィルターを含むモジュラー式バイオプロセシングチャンバー２００４とを有するバイオプロセシングカートリッジ２０００を示す。いくつかの実施形態において、バイオプロセシングチャンバー（２００３および２０２０４）が、図２０Ａに示されるように、バイオプロセシングカートリッジ２０００の相対する側に、例えば、例示目的のためであるが、固相抽出ディスク２００６の相対する側に位置し得る。いくつかの実施形態において、モジュラー式バイオプロセシングチャンバー（２００３、２００４）は、モジュラー式バイオプロセシングチャンバー（２００３、２００４）が互いに連続して接続され、その結果、第１のモジュラー式バイオプロセシングチャンバーがカートリッジの本体に接続され、その後、第２のモジュラー式バイオプロセシングチャンバーが第１のモジュラー式バイオプロセシングチャンバーに接続されるようにバイオプロセシングカートリッジ２０００に接続することができる。いくつかの実施形態において、カートリッジの少なくとも１つの構成成分が、または、カートリッジの少なくとも２つの構成成分が、または、カートリッジの少なくとも３つの構成成分が、または、カートリッジの４つ以上の構成成分がモジュラー式であり得る。モジュラー式構成成分は、コネクター（２０１１、２０１３、２０１５および２１１７）、例えば、カートリッジの本体２００１に位置するコネクターとインターフェース接続する図２０Ａに示されるようなＭ型末端コネクターを含むことができる。図２０Ｂは、バイオプロセシングカードに接続される１つのバイオプロセシングチャンバー２００３の拡大図を示す。図２０Ｂは、カートリッジの本体２００１に接続されるバイオプロセシングチャンバー２００３を示す。図２０Ｂに示されるように、いくつかの実施形態において、バイオプロセシングチャンバー２００３は、バイオプロセシングカートリッジの本体２００１に位置するＦ型コネクター（２０１９、２０２１）と相互作用するモジュラー式バイオプロセシングチャンバー２００３のＭ型コネクター（２０１１、２０１３）を含むことができる。いくつかの実施形態において、Ｍ型コネクターがバイオプロセシングカートリッジの本体に位置し、Ｆ型コネクターがバイオプロセシングチャンバーモジュールに位置する。
図２１Ａおよび図２１Ｂは、バイオプロセシングカートリッジのいくつかの実施形態に挿入され得るメンブランホルダー（例えば、ブロットメンブランホルダーなど）の詳細図を示す。図２１Ａに示されるように、メンブランホルダー２１００は、メンブランホルダー２１００の半分部分（２１１２および２１１４）をつなぐヒンジ２１１０を含むことができ、このヒンジ２１１０は、半分部分（２１１２および２１１４）が開閉されることを可能にし、その結果、メンブラン２１１６がホルダーの中に挿入され得るようにする。半分部分（２１１２および２１１４）は、ホルダーの構造を支え、一方で、メンブラン２１１６の両側の周りでのプロセス流体の自由な流れを可能し、かつ、メンブラン２１１６と、バイオプロセシングカートリッジにおけるバイオプロセシングチャンバーの壁との間での相互作用を防止または制限するためにリブ（例えば、対角リブ２１１８）を含むことができる。図２１Ｂは代替メンブランホルダー２１２０を示す。いくつかの実施形態において、ヒンジの代わりに、ホルダーは、ホルダーの２つの部分（２１２１および２１２３）を形成するために折り目２１２２に沿って折り畳むことができる。メンブランホルダー２１２０は、バイオプロセシングカートリッジにおける流れ通路からのホルダー２１２０におけるメンブランに対する非干渉接近を提供するための流体流れ切欠き２１２４を含む。メンブランホルダー２１２０は、例えば、ホルダーに対する支持を提供し、一方で、メンブランの両側の周りでのプロセス流体の自由な流れを可能にし、また、一方で、バイオプロセシングチャンバーの壁と、ホルダー２１２０内のメンブランとの間での相互作用を制限または防止するために垂直配向で配向する支持リブ２１２８を含むことができる。メンブランホルダーは、プラスチック（例えば、ＰＶＣ、ＨＤＰＥ、ポリエステルおよびＡＰＥＴなど）を含めて、任意の好適な材料から構築することができ、また、射出成形することができ、または、射出成形品から組み立てることができ、または、打ち抜くことができる。いくつかの実施形態において、メンブランホルダーは、バイオプロセシングチャンバーにおけるメンブランの両側の周りでのプロセス流体の層流を提供すること、および、メンブランがバイオプロセシングチャンバーの１つまたは複数の壁に付着しないこと、あるいは、メンブランがバイオプロセシングチャンバーの１つまたは複数の壁と接触しないことを助ける。
図２２Ａは、図２１Ｂに示されるブロットメンブランホルダー２１２０に類似するブロットメンブランホルダー２２００の代替実施形態を示す。ブロットメンブランホルダー２２００は、ホルダー２２００が、ブロットメンブランをその間に置くことができるホルダー２２００の２つの部分（部分２２２１および部分２２２３）を形成するために折り目２２２２に沿って折り畳まれるという点で、ブロットメンブランホルダー２１２０に類似して折り畳まれる。ホルダー２１２０とは異なり、ホルダー２２００は、側面の流体流れ切欠き２２２４に加えて、折り目２２２２に沿った底部の流体流れ切欠き２２２７を、ホルダー２２００におけるブロットメンブランの周り、および、バイオプロセシングカートリッジにおけるバイオプロセシングチャンバーと、流体流れ通路との間における流体流れを容易にするために含む。ブロットメンブランホルダー２１２０と同様に、ホルダー２２００は、ホルダーに対する支持を提供し、一方で、メンブランの両側の周りでのプロセス流体の自由な流れを可能し、また、一方で、バイオプロセシングチャンバーの壁と、ホルダー２２００内のメンブラン２１１６との間での相互作用を防止または制限するために、図において垂直配向で示される支持リブ２２２８を含む。ブロットメンブランホルダー２２００は、本明細書中に記載される他のブロットメンブランホルダーが構築される同じ材料または類似する材料から構築することができる。
図２２Ｂは、図２２Ａに示されるブロットメンブランホルダー２２００に類似するブロットメンブランホルダー２２５０の代替実施形態を示す。ブロットメンブランホルダー２２５０は、ホルダー２２５０が、ブロットメンブランをその間に置くことができるホルダー２２５０の２つの部分（第１の部分２２５１および第２の部分２２５３）を形成するために折り目２２５２に沿って折り畳まれるという点で、ブロットメンブランホルダー２２００に類似して折り畳まれる。加えて、ホルダー２２００と同様に、ホルダー２２５０は、側面の流体流れ切欠き２２５４に加えて、折り目２２５２に沿った底部の流体流れ切欠き２２５７を、ホルダー２２５０におけるブロットメンブランの周り、および、バイオプロセシングカートリッジにおけるバイオプロセシングチャンバーと、流体流れ通路との間における流体流れを容易にするために含む。ホルダー２２００とは異なり、ブロットメンブランホルダー２２５０は側面の流体流れ切欠きを部分２２５１にだけ含み、部分２２５３には含まず、また、ブロットメンブランホルダー２２５０はまた、２つの部分（２２５１および２２５３）の分離を容易にし、かつ、ブロットメンブランを処理するためのより一致した面積を提供する隆起部または尖端２２６０を含む。ブロットメンブランホルダー２２００と類似して、ホルダー２２５０は、ホルダーに対する支持を提供し、一方で、メンブランの両側の周りでのプロセス流体の自由な流れを可能し、また、一方で、バイオプロセシングチャンバーの壁と、ホルダー２２５０内のメンブラン２１１６との間での相互作用を制限または防止するために、図において垂直配向で示される支持リブ２２５８を含む。ブロットメンブランホルダー２２５０は、本明細書中に記載される他のブロットメンブランホルダーが構築される同じ材料または類似する材料から構築することができる。
図２３は、本明細書中に提供されるバイオプロセシングデバイスのいくつかの実施形態に対する自動化された制御システムを使用してバイオプロセシングプロトコルを行う際に含まれ得る工程の一部を行うために方法の１つの実施形態の基本的フローチャート２３００を示す。これらの工程は、例としてであることが意図されるだけであり、いくつかの実施形態では、さらなる工程、工程の異なる順序を含むことができ、また、示される工程の一部を省略することができる。示されるように、デバイスは初期化することができ（２３１０）、デバイスのカートリッジスロットの中に挿入されるカートリッジのタイプおよび／または数を確認することができ（２３２０）、バイオプロセシングプロトコルを、利用可能な１組の事前に搭載されたプロトコルから選択することができ（２３３０）、あるいは、既存のプロトコルを編集することによるか、または、新しいプロトコルをデバイスに入力することによるか、または、プロトコルをデバイスにアップロードすることによるかのいずれかによってデバイスに対して使用者により作製することができる。プロトコルの選択（２３３０）の後、デバイスは、プロトコル２３３５に関連する個々のパラメーターの承認および訂正を確認することを使用者に促すことができ、その後、プロトコルが、所望されるカートリッジに対してデバイスによって実行され得る（２３４０）。いくつかの実施形態において、多数のプロトコル、プロトコルの多数のタイプ、および／または、カートリッジの多数のタイプが、同時に、または、様々なシーケンスで、デバイスに対して使用され得る。
例として、図１２〜図１４に関して開示されるようなバイオプロセシングカートリッジの実施形態を、タンパク質がブロットメンブランに転写された後のウエスタンブロットのブロッキング工程、洗浄工程、抗体結合工程および／または検出工程のいずれかまたはすべてを行うために、本明細書中に記載されるバイオプロセシングデバイスと併せて使用することができる。そのようなプロセスがどのように実行されるかの１つの実施形態の一例を下記に示す。下記の手順は例として提供されるだけであること、そして、工程の１つまたは複数が改変および／または省略され得ること、そして、他のタイプのバイオプロセシングが、本発明のバイオプロセシングデバイスおよびバイオプロセシングカートリッジおよび他のプロトコル、ならびに、同じまたは異なるバイオプロセシングカートリッジ形態を使用して行われ得ることを理解しなければならない。
１）バイオプロセシングデバイスが、流体容器ホルダーを取り外し可能な流体ホルダートレーの中に挿入し、スライドさせてバイオプロセシングデバイスの中に入れることによって処理のために準備される。流体容器ホルダーは、処理されるそれぞれのブロットメンブランのために、適量のブロッキング緩衝液を含有する容器、適量の洗浄緩衝液を含有する容器、適量の一次抗体を含有する容器、適量の二次抗体を含有する容器、および、適量の水を含有する容器を含む。流体容器ホルダーが、これらの容器の１つまたは複数（これらは、事前に充填されて供給され得るか、または、使用によって充填され得る）とともに使用者に供給され得ることを理解しなければならない。いくつかの実施形態において、これらの容器の少なくとも１つが事前に充填され、一方で、他の実施形態において、これらの容器のすべてが事前に充填され、または、これらの容器はどれも事前に充填されない。
２）検出されるタンパク質が転写されているブロットメンブランがブロットメンブランホルダーの中に挿入され、そして、図１２〜図１４に記載されるように構成されるバイオプロセシングカートリッジのバイオプロセシングチャンバーの中に、バイオプロセシングチャンバーの開いている上部からに挿入される。多数のカートリッジを使用することができ、この場合、それぞれが、それ自身のブロットメンブラン、ブロットメンブランホルダー、および、流体容器ホルダーにおける流体容器を有する。
３）バイオプロセシングカートリッジがバイオプロセシングデバイスのスロットの中に挿入され、カートリッジホルダーに固定される。それぞれのカートリッジのための流体マニホールドが、それぞれのカートリッジホルダーに関連する袋状物を膨張させることによってカートリッジの制御流体コネクターに取り付けられる。操作者は、吸引／吐出チューブが流体容器ホルダーにおける適切な容器の内部に置かれることを確実にする。
４）バイオプロセシングデバイスは、トレーおよびカートリッジが正しく挿入されていること、また、カートリッジが以前に使用されていないことを確認することができる。
５）操作者が、自動化された制御システムにおける所望されるプロトコルをカートリッジのために選択し、プロトコルを開始させる。アクセスバルブのすべてが、それらの作動状態を確認することによってこの時点では閉じていることが確保される。
この例示的手順の残りが、ただ１つだけのカートリッジに関して記載される。この例示的手順の残りは、プロトコルが選択されると、自動的に、また、手作業を伴うことなく行われる。
６）自動化された制御システムは、適切な制御流体通路からの圧力および／または真空を使用することにより、ブロッキング緩衝液容器に関連するアクセスバルブのメンブランを作動させて開き、また、カートリッジにおけるバイオプロセシングチャンバーの下側中心部分に接続する流れ通路に関連するポンプおよびプロセス流体バルブ（「中心バルブ」）を作動させ、ブロッキング緩衝液をブロッキング緩衝液容器からバイオプロセシングチャンバーの中にポンプ送出する。ブロッキング緩衝液がバイオプロセシングチャンバーの中にポンプ送出された後、ブロッキング緩衝液アクセスバルブが閉鎖位置に作動させられる。
７）ブロッキング緩衝液が、緩衝液を、ポンプを作動させることにより、バイオプロセシングチャンバーの側面に入る流れ通路に関連するプロセス流体バルブの１つ（「側方バルブ」）を介して引き抜き、その後、引き抜かれた流体を、ポンプにより、中心バルブを介してバイオプロセシングチャンバーの中に戻すことによってバイオプロセシングチャンバーおよびブロットメンブランを通って再循環させられる。どちらかの側方バルブが、ブロットメンブランのサイズに依存して使用され得る。再循環を下記のように行うことができる。側方バルブが開けられ、緩衝液がポンプにより、側方バルブおよび関連する流れ通路を介してポンプの中に入れられる。側方バルブが閉じられ、中心バルブが開けられる。ポンプを作動させて、ブロッキング緩衝液がポンプにより、ポンプから、中心バルブを介してバイオプロセシングチャンバーの中に入れられ、中心バルブが閉じられる。この手順が、プロトコルにおける選択された回数について繰り返される。バイオプロセシングチャンバーへの流体のそれぞれの戻りは、ブロットメンブランがわずかに動くことを生じさせることができ、また、ブロッキング緩衝液に対するブロットメンブランの表面の良好な暴露または実質的に均一な暴露を確実にする局所的な渦形成または乱流の形成を生じさせることができる。
８）ブロッキングが完了すると、交互に、中心バルブを開け、流体をポンプによりポンプに入れ、中心バルブを閉じ、廃液容器アクセスバルブを開け、流体をポンプにより廃液容器の中に入れることによって、緩衝液がポンプにより、チャンバーから、中心バルブを介して、流体容器ホルダーにおける廃液容器の中に入れられる。
９）この様式において、ブロットメンブランを洗浄することができ、一次抗体をメンブランとインキュベーションすることができ、メンブランを再び洗浄することができ、二次抗体をメンブランとインキュベーションすることができ、メンブランをさらに洗浄し、すすぎ洗浄することができ、これらはすべてが、使用者との対話を何ら必要とすることなく、自動化されたプロトコルに従って行われる。上記工程のいずれかまたはすべてが、上記で記載されるプロセス流体の再循環を含むことができる。最後のすすぎ洗浄の後、デバイスは、完了したことをシグナルにより知らせるためのアラームを提供することができ、そして、カートリッジをデバイスから取り出すことができ、ブロットメンブランを、さらなる処理（例えば、タンパク質の検出および分析など）のためにカートリッジから取り出すことができる。
抗体、ブロッキング緩衝液、洗浄緩衝液および発色／検出溶液は、制限されることなく、免疫ブロッティング手順における使用のための任意の好適な組成を含むことができる。抗体、ブロッキング緩衝液および洗浄緩衝液が、単独で、または、キットの成分として、そのどちらかで商業的に供給され得るか、あるいは、最終使用者によって調製され得る。限定されない例として、現時点で記載される実施形態に従って使用される抗体には、１つまたは複数の一次抗体、１つまたは複数の二次抗体、あるいは、１つまたは複数の二次抗体との組合せでの１つまたは複数の一次抗体が含まれ得る。
好適な一次抗体には、現時点で記載されるシステムとの使用のために使用者によって選択される任意の抗体が含まれ得る。いくつかの実施形態において、一次抗体は、使用者が規定する抗原に対するものであり得る。いくつかの実施形態において、一次抗体は、複数の抗原を認識する抗体の完全な混合物であり得る。一次抗体を商業的に購入することができ、または、使用者が作製することができる。
一次抗体はポリクローナル抗体またはモノクローナル抗体であり得る。モノクローナル抗体をマウスまたはラットにおいて惹起させることができる。モノクローナル抗体は、ＩｇＧ（ＩｇＧ１、ＩｇＧ２ａ、ＩｇＧ２ｂ、ＩｇＧ３）、ＩｇＭ、ＩｇＡ、ＩｇＤおよびＩｇＥの各サブクラスであり得る。ポリクローナル抗体を、ウサギ、マウス、ラット、ハムスター、ヒツジ、ヤギ、ウマ、ロバまたはニワトリにおいて惹起させることができる。１つの実施形態において、抗体がヒト血清に由来し得る。ヒト抗体は少なくとも部分精製され得るか、または、完全精製され得る。抗体の調製方法および精製方法がこの分野では広く知られている。様々な抗体調製物の製造、精製および使用の一般的な指針が、例えば、下記の参考書籍において見出され得る：Ｈａｒｌｏｗ他、１９８９、Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ：Ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ、Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ；Ｈａｒｌｏｗ他、１９９９、Ｕｓｉｎｇ Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ：Ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ、Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｐｒｅｓｓ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ；および、Ｈａｒｌｏｗ他、１９８９、Ａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ、Ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ、Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉｎｇ Ｈａｒｂｏｒ、ＮＹ（これらのすべてが、本明細書により、それらの全体において参照によって特に組み込まれる）。
いくつかの実施形態において、一次抗体は「負荷用コントロール抗体」であり得る。負荷用コントロール抗体が使用者によって提供され得るか、または、現時点で記載されるシステムの一部として商業的に提供され得る。現時点で記載されるシステムおよび方法とともに使用または供給され得る、例示的な、だが、限定されない負荷用コントロール抗体には、アクチン、チューブリン、ヒストン、ビメンチン、ラミン、ＧＡＰＤＨ、ＶＤＡＣ１、ＣＯＸＩＶ、ｈｓｐ−７０、ｈｓｐ−９０またはＴＢＰに対する抗体が含まれ得る。
免疫ブロッティング緩衝液における一次抗体の濃度は、当然のことではあるが、使用されている具体的な一次抗体、抗体が使用されている状況、および、抗体において固有的な様々な他の特性に依存して変化する。いずれかの所与の実験状況で使用するための適切な一次抗体濃度の決定は、十分に当業者の技術レベルの範囲内である。典型的には、一次抗体の濃度は、１：１０〜１：２０，０００、１：１００〜１：１５，０００、１：１，０００〜１：１０，０００、または、１：１，５００〜１：５，０００である。
現時点で記載されるシステムおよび方法に従った使用のための好適な二次抗体には、一次抗体を認識し、かつ、それに結合することができる任意の抗体が含まれる。二次抗体は必要な場合には、１つまたは複数の検出手段にカップリングすることができる。好適な二次抗体を構成するものが、当然のことではあるが、二次抗体と併せて使用される１つまたは複数の一次抗体の正体に依存して変化することが、当業者には容易に明らかである。一般に、二次抗体は、使用されている一次抗体の少なくとも一部分に結合するように選択される。適切な二次抗体の選択はさらに、シグナルを後の工程で検出するために使用される方法に依存する。最終使用者が、分析物を検出するために化学発光技術を使用しているならば、好適な二次抗体は、例えば、ペルオキシダーゼ酵素にカップリングされ得る。研究者が、分析物を検出するために比色法技術を使用しているならば、好適な二次抗体は、例えば、アルカリホスファターゼ酵素にカップリングされ得る。研究者が、分析物を検出するために蛍光測定法技術を使用しているならば、好適な二次抗体は、蛍光団（ＦＩＴＣ試薬、ＴＲＩＴＣ試薬、Ｔｅｘａｓ−Ｒｅｄ試薬、Ａｌｅｘａ−Ｆｌｕｏｒ試薬、量子ドット、半導体ナノ結晶など（これらに限定されない）を含む）にカップリングされ得る。必要な場合には、二次抗体は１つまたは複数のビオチン成分にカップリングすることができ、検出分子（例えば、ペルオキシダーゼ、ホスファート、蛍光団など）をアビジンまたはストレプトアビジンにカップリングすることができる。そのようなビオチン／アビジン系を使用することにより、一部の場合には、弱いシグナルが増幅され得る。典型的には、二次抗体の濃度は、１：１０〜１：２０，０００、１：１００〜１：１５，０００、１：１，０００〜１：１０，０００、または、１：１，５００〜１：５，０００である。
現時点で記載されるシステムおよび方法との使用のための好適な二次抗体を、例えば、ウサギ、マウス、ラット、ハムスター、ブタ、ヒツジ、ヤギ、ウマ、ロバ、七面鳥またはニワトリにおいて惹起させることができる。二次抗体は典型的には、一次抗体が惹起された生物種とは異なる生物種において惹起される。二次抗体は、二次抗体が一次抗体の一部分を認識し、かつ、それに結合するように作製される。二次抗体は、少なくとも部分的にアフィニティー精製され得る。二次抗体は、マウスＩｇＧ、マウスＩｇＡ、マウスＩｇＭ、ラットＩｇＧ、ラットＩｇＡ、ラットＩｇＭ、ウサギＩｇＧ、ウサギＩｇＡ、ウサギＩｇＭ、ハムスターＩｇＧ、ハムスターＩｇＡ、ハムスターＩｇＭ、ヤギＩｇＧ、ヤギＩｇＡ、ヤギＩｇＭ、ウマＩｇＧ、ウマＩｇＡ、ウマＩｇＭ、ヒツジＩｇＧ、ヒツジＩｇＡ、ヒツジＩｇＭ、ロバＩｇＧ、ロバＩｇＡ、ロバＩｇＭ、ニワトリＩｇＧ、ニワトリＩｇＡ、ニワトリＩｇＭ、ニワトリＩｇＹ、ヒトＩｇＧ、ヒトＩｇＡまたはヒトＩｇＭに対するものであり得る。二次抗体は１つまたは複数の検出分子にカップリングすることができ、例えば、例として、アルカリホスファターゼ、ペルオキシダーゼ、ビオチン、蛍光団または量子ドットまたは半導体ナノ結晶などにカップリングすることができる。
ブロッキング緩衝液は、希釈剤に溶解または分散される適切なブロッキング試薬を含むことができる。好適なブロッキング試薬には、限定されない例として、全血清、分画化血清、ウシ血清アルブミン、カゼイン、ダイズタンパク質、脱脂乳、ゼラチン、魚類血清、ヤギ免疫グロブリン、ウサギ免疫グロブリン、マウス免疫グロブリン、ラット免疫グロブリン、ウマ免疫グロブリン、ヒト免疫グロブリン、ブタ免疫グロブリン、ニワトリ免疫グロブリン、または、合成ブロッキング試薬（例えば、ＢｉｏＦＸ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、Ｋｅｍ−Ｅｎ−Ｔｅｃ ＤｉａｇｎｏｓｔｉｃｓまたはＧｅｎｅＷａｙ Ｂｉｏｔｅｃｈから商業的に得ることができる合成ブロッキング試薬など）が含まれ得る。様々な市販されている事前に調製されたブロッキング試薬が利用可能であり、それらのすべてが、本明細書中に記載されるようなキットとともに供給され得る。そのような市販されているブロッキング試薬には、例えば、ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ、Ｉ−ＢＬＯＣＫ、ＢｌｏｃｋＩｔ、ＰｅｒｆｅｃｔＢｌｏｃｋ、合成ブロッキング緩衝液（ＢｉｏＦＸ Ｌａｂｓ）、Ｇｅｌａｎｔｉｓ ＢｅｔｔｅｒＢｌｏｃｋ、ＳｅａＢｌｏｃｋ、Ｓｔａｒｔｉｎｇ Ｂｌｏｃｋおよびタンパク質非含有ブロッキング緩衝液（Ｐｉｅｒｃｅ）が含まれるが、これらに限定されない。ブロッキング試薬が、希釈剤に溶解または分散されて供給される実施形態において、存在するブロッキング試薬の量は、約０．１ｗｔ．％〜約５０ｗｔ．％、約１ｗｔ．％〜約４０ｗｔ．％、約２．５ｗｔ．％〜約２５ｗｔ．％、約５ｗｔ．％〜約１５ｗｔ．％または約１０ｗｔ．％の範囲であり得る。１つの実施形態において、免疫ブロッティング緩衝液に存在するブロッキング試薬の量は、約７５ｍｇ／ｍｌまで、約５０ｍｇ／ｍｌまで、約４０ｍｇ／ｍｌまで、約３０ｍｇ／ｍｌまで、約２０ｍｇ／ｍｌまで、約１５ｍｇ／ｍｌまで、約１０ｍｇ／ｍｌまで、約５ｍｇ／ｍｌまで、約２．５ｍｇ／ｍｌまで、約１ｍｇ／ｍｌまで、約０．５ｍｇ／ｍｌまで、約０．２５ｍｇ／ｍｌまで、または、約０．１ｍｇ／ｍｌまでであり得る。ブロッキング試薬のためのキャリア媒体として使用され得る好適な希釈剤には、実質的に生理学的なｐＨおよびイオン強度を有する任意の水性緩衝液が含まれる。例示的な、だが、限定されない希釈剤には、リン酸塩イオン、重炭酸塩、ＴＡＰＳ、Ｂｉｃｉｎｅ、Ｔｒｉｓ、Ｂｉｓ−Ｔｒｉｓ、Ｔｒｉｃｉｎｅ、ＨＥＰＥＳ、ＴＥＳ、ＭＯＰＳ、ＰＩＰＥＳ、カコジル酸塩、ＭＥＳ、酢酸塩、ＡＤＡ、ＡＣＥＳ、コラミン、ＢＥＳ、アセトアミドグリシンまたはそれに存在するグリシナイド（ｇｌｙｃｉｎａｉｄｅ）を含有する任意の緩衝液が含まれ得る。希釈剤としての使用のために好適である例示的な緩衝液には、例えば、ＰＢＳ、ハンクス溶液、ＴＢＳ、ＴＥまたはＴＥＮなどが含まれるが、これらに限定されない。必要な場合には、希釈剤は界面活性剤を含むことができる。好適な界面活性剤には、非イオン性の、変性作用のない界面活性剤、例えば、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１００、Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１４４、ＮＰ−４０、Ｂｒｉｊ−３５、Ｂｒｉｊ５８、Ｔｗｅｅｎ−２０、Ｔｗｅｅｎ−８０、オクチルグルコシドおよびオクチルチオグルコシドなど、ならびに、スルファベタインなどの界面活性剤（これには、ＳＢ−１２、ＳＢ−１４およびＳＢ−１６が含まれる）が含まれ得る。希釈剤は、約０．０１ｖｏｌ．％〜約５ｖｏｌ．％の界面活性剤、約０．０５ｖｏｌ．％〜約２ｖｏｌ．％の界面活性剤、約０．１ｖｏｌ．％〜約１．５ｖｏｌ．％の界面活性剤、または、約０．５ｖｏｌ．％〜約１ｖｏｌ．％の界面活性剤を含有することができる。
いくつかの実施形態において、好適な洗浄緩衝液は、上記で記載されるように、ブロッキング試薬が分散される希釈剤と同じであり得る。いくつかの実施形態において、洗浄緩衝液は、ブロッキング試薬を含まない希釈剤であり得る。
いくつかの実施形態において、洗浄緩衝液または希釈剤は完全強度（すなわち、１Ｘ強度）で供給され得るか、あるいは、その貯蔵および輸送を容易にする高濃度溶液として供給され得る。高濃度の洗浄緩衝液または希釈剤は、例えば、脱イオン水、無菌水または任意の他の好適な希釈剤を使用して、使用者によって希釈され得る。高濃度の洗浄緩衝液／希釈剤は、約５０Ｘ強度までとして、または、約２５Ｘ強度までとして、または、約２０Ｘ強度までとして、または、約１０Ｘ強度までとして、または、約５Ｘ強度までとして、または、約２Ｘ強度までとして供給され得る。
いくつかの実施形態において、洗浄緩衝液／希釈剤は、キットとともに供給される１つまたは複数のプラスチックビンまたはガラスビンで使用者に供給され得る。それぞれのキットが、洗浄緩衝液の１本〜１０本の間のビン、洗浄緩衝液の１本〜５本の間のビン、または、洗浄緩衝液の１本〜２本の間のビンを含むことができる。希釈剤のそれぞれのビンが、５Ｌまでの希釈剤、４Ｌまでの希釈剤、３Ｌまでの希釈剤、２Ｌまでの希釈剤、１Ｌまでの希釈剤、５００ｍＬまでの希釈剤、または、１００ｍＬまでの希釈剤を含有することができる。
例として、図１６〜図１８に関して記載されるようなバイオプロセシングカートリッジの実施形態が、核酸（例えば、プラスミドＤＮＡ、ゲノムＤＮＡ、ウイルスＤＮＡおよび細菌ＤＮＡまたは上記のいずれかのフラグメントを含めて、ＤＮＡまたはそのフラグメントなど）の回収のための処理を含めて、核酸処理の細胞分離工程、溶解工程、清澄化工程、結合工程、洗浄工程、溶出工程、沈殿化工程および／または回収工程を行うために、本明細書中に記載されるバイオプロセシングデバイスと併せて使用され得る。そのようなプロセスがどのように実行され得るかの１つの実施形態の一例を下記に示す。下記の手順は例として提供されるだけであること、そして、工程の１つまたは複数が改変および／または省略され得ること、そして、他のタイプのバイオプロセシングが、本発明のバイオプロセシングデバイスおよびバイオプロセシングカートリッジおよび他のプロトコル、ならびに、同じまたは異なるバイオプロセシングカートリッジ形態を使用して行われ得ることを理解しなければならない。
１）バイオプロセシングデバイスが、処理されるべきそれぞれのサンプルのための流体リザーバーホルダーを取り外し可能な流体ホルダートレーの中に挿入し、スライドさせてバイオプロセシングデバイスの中に入れることによって処理のために準備される。それぞれの流体リザーバーホルダーは、サンプルが挿入されるサンプル容器、廃液容器、ＲＮａｓｅリザーバー、再懸濁緩衝液リザーバー、溶解緩衝液リザーバー、中和緩衝液リザーバー、洗浄溶液リザーバー、溶出溶液リザーバー、イソプロパノールリザーバー、エタノールリザーバー、回収緩衝液リザーバーおよび回収リザーバーを含み、それぞれのリザーバーが適量の関連する溶液を含有する（または、例えば、廃液容器および回収容器などについては空である）。流体リザーバーホルダーは、空のリザーバーとともに、または、事前に充填されたリザーバーとともに供給することができ、サンプルを加えることのみが必要とされる。いくつかの実施形態において、これらのリザーバーの１つまたは複数が事前に充填されることがあり、一方で、これらのリザーバーの１つまたは複数が使用者によって充填されることがある。いくつかの実施形態において、流体リザーバーホルダーが、事前に充填された少なくとも１つのリザーバーとともに供給され、一方で、他の実施形態において、流体リザーバーホルダーが、リザーバーを何ら伴うことなく供給され、および／または、１つまたは複数のリザーバーが空で供給される。
２）それぞれのサンプルが処理されるために、バイオプロセシングカートリッジがバイオプロセシングデバイスのスロットの中に挿入され、カートリッジホルダーに固定される。それぞれのカートリッジのための流体マニホールドが、カートリッジホルダーに関連する袋状物を膨張させることによってカートリッジの制御流体コネクターに取り付けられる。操作者は、カートリッジをスロットおよびカートリッジホルダーの中に挿入するとき、吸引／吐出チューブが流体容器ホルダーにおける適切な容器の内部に置かれることを確実にする。
３）バイオプロセシングデバイスは、トレーおよびカートリッジが正しく挿入されていることを確認することができる。
４）操作者が、デバイスに事前にプログラムされ得る所望のプロトコル、または、自動化された制御システムに使用者により定義され得る所望のプロトコルをカートリッジのために選択し、プロトコルを開始させる。アクセスバルブのすべてが、それらの作動状態を確認することによってこの時点では閉じていることが確保される。
この例示的手順の残りが、図１８Ａ〜図１８Ｂにおける参照数字を参照してただ１つだけのカートリッジに関して記載される。この例示的手順の残りは、プロトコルが選択されると、自動的に、また、手作業を伴うことなく行われる。
６）自動化された制御システムは、適切な制御流体通路からの圧力および／または真空を使用することにより、サンプルに関連するメンブランアクセスバルブ１８１８を開け、ポンプ１８１０を作動させ、サンプルをポンプにより、カートリッジにおける細胞分離バイオプロセシングチャンバー１８０３の上部側中心部分で入口に接続するプロセス流体通路に関連するプロセス流体バルブ（１８４６および１８５２）に通し、チャンバー１８０３におけるフィルターメンブランに通し、背後におけるチャンバーの底部側中心部分でのチャンバー１８０３の出口またはカートリッジの制御流体層を介してチャンバーから出し、パススルー１８７２に通して、カートリッジのプロセス流体層に戻し、アクセスバルブ１８２０を介して出し、流体容器ホルダーにおける廃液容器の中に入れる。この際、適切なポンプが、流体が正しい流体通路を通って流れることを可能にするために、また、流体が、誤った時間に誤った流体通路を流れることを防止するために必要とされるように開閉されるように作動させられる。サンプルにおける細胞がチャンバー１８０２においてフィルターに捕獲される。
７）チャンバー１８０３、および、チャンバー１８０３に至るプロセス流体通路、および、ポンプ１８１０に残留する媒体が、制御流体層からのおよそ３０ｐｓｉ〜４０ｐｓｉでの空気（例えば、空気のパルスまたは空気の連続流など）を、プロセス流体層へのチェックバルブ１８６８に通し、ポンプ１８１０、プロセスバルブ（１８４６および１８５２）に通し、バイオプロセシングチャンバー１８０３におけるフィルターを通り抜け、背後におけるチャンバー１８０３の底部側中心部分でのチャンバー１８０３の出口またはカートリッジの制御流体層を介してチャンバー１８０３から出し、パススルー１８７２に通して、カートリッジのプロセス流体層に戻し、アクセスバルブ１８２０を介して出し、流体容器ホルダーにおける廃液容器の中に入れることによって除かれる。
８）ポンプ１８１０を使用して、ＲＮａｓｅがポンプにより、ＲＮａｓｅリザーバーから、アクセスバルブ１８２２を通ってポンプ１８１０の中に、そして、アクセスバルブ１８２４を通り、再懸濁緩衝液リザーバーの中に入れられる。
９）チャンバー１８０３におけるフィルターメンブラン上の細胞が、ポンプ１８１０を使用することにより、再懸濁緩衝液（ＲＮａｓｅを含む）をポンプにより、アクセスバルブ１８２４に通し、ポンプ１８１０に通し、（再懸濁緩衝液が制御流体層に移動させられる場合は）プロセスバルブ１８４０およびパルスルー１８７２に通し、背後におけるチャンバー１８０３の底部側中心部分での（今回は入口として使用される）出口またはカートリッジの制御流体層に通し、チャンバー１８０３の中に入れ、そして、（工程６〜工程７における細胞分離とは逆方向で）フィルターを通り抜け、チャンバー１８０２から出し、細胞分離バイプロセシングチャンバー１８０３の上部側中心部分での（今回は出口として使用される）入口に通し、プロセスバルブ１８５２およびアクセスバルブ１８２６に通し、溶解緩衝液リザーバーの中に入れることによって再懸濁される。
１０）チャンバー１８０３、および、チャンバー１８０３から溶解リザーバーに至るプロセス流体通路における何らかの残留する細胞が、制御流体層からのおよそ３０ｐｓｉ〜４０ｐｓｉでの空気（例えば、空気のパルスまたは空気の連続流など）を、プロセス流体層へのチェックバルブ１８６８に通し、空気が制御流体層に移動させられる場合はプロセスバルブ１８４０およびパルスルー１８７２に通し、背後におけるチャンバー１８０３の底部側中心部分での（今回は入口として使用される）出口またはカートリッジの制御流体層に通し、チャンバー１８０３の中に入れ、そして、（工程６〜工程７における細胞分離とは逆方向で）フィルターを通り抜け、チャンバー１８０３から出し、細胞分離バイプロセシングチャンバー１８０３の上部側中心部分での（今回は出口として使用される）入口に通し、プロセスバルブ１８５２およびアクセスバルブ１８２６に通し、溶解緩衝液リザーバーの中に入れることによって除かれる。
１１）細胞が、溶液を、ポンプ１８１０を使用して、溶解緩衝液リザーバーから、アクセスバルブ１８２６に通し、プロセスバルブ１８４６に通し、ポンプ１８１０に通し、アクセスバルブ１８２４に通し、再懸濁緩衝液リザーバーの中に入れ、そして、再び戻すことにより、溶液を、溶解緩衝液リザーバーと、再懸濁リザーバーとの間で往復させて溶解緩衝液リザーバーにおいて穏やかに混合することによって溶解される。この往復を、細胞を溶解するために必要なほど行うことができる。溶液は最終的にはこれらのリザーバーのどちらかに達し得る。
１２）溶解された細胞が再懸濁緩衝液リザーバーにあると仮定した場合、中和緩衝液が、ポンプ１８１０を使用して、中和緩衝液リザーバーから、アクセスバルブ１８２８に通し、プロセスバルブ１８４６に通し、ポンプ１８１０に通し、アクセスバルブ１８２４に通し、再懸濁緩衝液リザーバーの中に入れられる。溶液は、ポンプによりこの経路を介して往復させることによって混合することができ、最終的には、形成される層を分離することができるどちらかのリザーバーに達し得る。
１３）溶解および中和された細胞が再懸濁緩衝液にあると仮定した場合、溶解物が、ポンプ１８１０を使用して、溶解物を、アクセスバルブ１８２４に通し、ポンプ１８１０に通し、プロセスバルブ１８４８に通し、チャンバーの上部側中心部分での入口を介してバイオプロセシングチャンバー１８０４の中に入れ、細胞破片および他の破片が除かれるチャンバー１８０４内の清澄化フィルターに通し、制御流体層におけるチャンバーの底部側中心部分での出口を介してチャンバー１８０４から出し、プロセス流体層へのパススルーチェックバルブ１８７０に通し、制御流体層にまで通過することがバルブによって防止されている間はアクセスチャックバルブ１８６６を通り抜け、制御流体層に戻るパススルー１８７４に通し、底部側中心部分を介してバイオプロセシングチャンバー１８０６の中に入れ、ＤＮＡ結合性の固相抽出用のフィルター、メンブラン、ディスクまたはカセットを通り抜け、プロセス流体層におけるチャンバー１８０６の上部側中心部分での出口を介してバイオプロセシングチャンバー１８０６から出し、プロセスバルブ１８５８およびアクセスバルブ１８１８に通し、サンプル容器（これは今回、廃液容器として働く）の中にポンプに入れることによって清澄化され得る。
１４）固相抽出用のフィルター、メンブラン、ディスクまたはカセットが、洗浄溶液容器からの洗浄溶液を、ポンプ１８１２を使用して、アクセスバルブ１８３０に通し、ポンプ１８１２に通し、プロセスバルブ１８５０に通し、それらを通過することが防止されている間はチェックバルブ（１８７０および１８６６）を通り抜け、制御流体層へのパススルー１８７４に通し、底部中心入口を介してバイオプロセシングチャンバー１８０６の中に入れ、ＤＮＡ結合性の固相抽出用のフィルター、メンブラン、ディスクまたはカセットを通り抜け、プロセス流体層におけるチャンバー１８０６の上部側中心部分での出口を介してバイオプロセシングチャンバー１８０６から出し、プロセスバルブ１８５８およびアクセスバルブ１８１８に通し、サンプル（廃液）容器の中に入れることによって洗浄される。
１５）洗浄工程の後、何らかの残留する洗浄溶液が、制御流体層からのおよそ３０ＰＳＩ〜４０ＰＳＩでの空気（例えば、空気のパルスまたは空気の連続流など）を、プロセス流体層へのチェックバルブ１８６６に通し、空気が制御流体層に移動させられる場合はパルスルー１８７４に通し、チャンバー１８０６の底部側中心部分での入口に通し、フィルターを通り抜け、バイオプロセシングチャンバー１８０６の上部側中心部分での出口を介してチャンバー１８０６から出し、プロセスバルブ１８５８に通し、アクセスバルブ１８１８に通し、サンプル（廃液）容器の中に入れることによって、バイオプロセシングチャンバー１８０６から除かれる。
１６）結合したＤＮＡが、ポンプ１８１２を使用して、溶出溶液リザーバーからの溶出溶液を、アクセスバルブ１８３２に通し、ポンプ１８１２に通し、アクセスバルブ１８５０に通し、それらを通過することが防止されている間はチェックバルブ（１８７０および１８６６）を通り抜け、制御流体層へのパススルー１８７４に通し、底部中心入口を介してバイオプロセシングチャンバー１８０６の中に入れ、ＤＮＡ結合性の固相抽出用のフィルター、メンブラン、ディスクまたはカセットを通り抜け、プロセス流体層におけるチャンバー１８０６の上部側中心部分での出口を介してバイオプロセシングチャンバー１８０６から出し、アクセスバルブ１８６０に通し、ポンプ１８１４に通し、アクセスバルブ１８３４に通し、イソプロパノールレザーバーの中に入れることによって、固相抽出用のフィルター、メンブラン、ディスクまたはカセットから溶出される。
１７）イソプロパノール容器における溶液が、溶液を、ポンプ（１８１４および１８１２）を使用して、イソプロパノール容器から、アクセスバルブ１８３４に通し、ポンプ１８１４に通し、プロセスバルブ１８５４に通し、ポンプ１８１２に通し、アクセスバルブ１８３２に通し、溶出溶液容器の中に入れ、そして、再び戻すことにより、溶液を、イソプロパノール容器と、溶出溶液容器との間で往復させてイソプロパノール容器において穏やかに混合することによって混合される。この往復を、これらの溶液を混合するために必要なほど行うことができる。溶液は最終的にはイソプロパノール容器に達するにちがいない。
１８）ＤＮＡが、ポンプ１８１４を使用して、イソプロパノール容器における溶液を、アクセスバルブ１８３４に通し、ポンプ１８１４に通し、アクセスバルブ１８５６に通し、バイオプロセシングチャンバー１８０８の上部部分での入口に通し、チャンバー１８０８の中に入れ、チャンバー１８０８内の沈降分離器フィルターを通り抜け、制御流体層におけるチャンバー１８０８の底部部分での出口から出し、パススルー１８７３に通し、プロセスバルブ１８６３およびアクセスバルブ１８１８に通し、サンプル（廃液）容器の中に入れることによって、バイオプロセシングチャンバー１８０８において沈降分離器で捕獲される。
１９）沈降分離器が、エタノール容器からのエタノールを、ポンプ１８１４を使用して、アクセスバルブ１８３６に通し、ポンプ１８１４に通し、アクセスバルブ１８５６に通し、バイオプロセシングチャンバー１８０８の上部部分での入口に通し、チャンバー１８０８の中に入れ、チャンバー１８０８内の沈降分離器フィルターを通り抜け、制御流体層におけるチャンバー１８０８の底部部分での出口から出し、パススルー１８７３に通し、プロセスバルブ１８６３およびアクセスバルブ１８１８に通し、サンプル（廃液）容器の中にポンプに入れることによって、エタノールにより洗浄される。
２０）沈降分離器が、制御流体層からのおよそ３０ＰＳＩ〜４０ＰＳＩでの空気（例えば、空気のパルスまたは空気の連続流など）を、プロセス流体層へのチェックバルブ１８６４に通して、プロセスバルブ１８６２に通し、バイオプロセシングチャンバー１８０８の上部部分での入口に通し、チャンバー１８０８の中に入れ、チャンバー１８０８内の沈降分離器フィルターを通り抜け、制御流体層におけるチャンバー１８０８の底部部分での出口から出し、パルスルー１８７３に通し、プロセスバルブ１８６３およびアクセスバルブ１８１８に通し、サンプル（廃液）容器の中に入れることによって乾燥される。
２１）沈降分離器におけるＤＮＡが、回収緩衝液容器からの回収緩衝液を、ポンプ１８１６を使用して、アクセスバルブ１８３８に通し、ポンプ１８１６に通し、それを通過することが防止されている間はチェックバルブ１８６４を通り抜け、プロセスバルブ１８６２に通し、バイオプロセシングチャンバー１８０８の上部部分での入口に通し、チャンバー１８０８の中に入れ、チャンバー１８０８内の沈降分離器フィルターを通り抜け、制御流体層におけるチャンバー１８０８の底部部分での出口から出し、パススルー１８７３に通し、アクセスバルブ１８３８に通し、回収容器の中に入れることによって、回収容器の中に溶出される。
この手順は例としてであるだけであり、いかなる点でも限定であると見なしてはならないことを理解しなければならない。多くの異なる手順を、図１８Ａ〜図１８Ｂのカートリッジとともに使用することができ、また、カートリッジは、さらなるバイオプロセシングチャンバーまたはより少ないバイオプロセシングチャンバー、バイオプロセシングチャンバーのいずれかの異なる空間配向、バイオプロセシングチャンバーへの入口および出口、異なる流れ通路形態、ポンプおよびバルブの異なる数、タイプおよび空間的配向、容器およびプロセス溶液の異なる数およびタイプ、ならびに、処理のためのサンプルの異なるタイプを有することを含めて、異なるプロトコルに従って異なる様式で構成され得る。
任意の好適な緩衝液、洗浄溶液、再懸濁緩衝液、溶解緩衝液、中和緩衝液、ＲＮａｓｅ、溶出／回収緩衝液または沈殿化緩衝液を、行われているプロトコルに依存して、何らかのさらなる好適な試薬を伴って、または、さらなる試薬を伴うことなく使用することができる。好適な緩衝液、ならびに、それらの組成および使用方法が、下記の米国特許参考文献において開示される：米国特許第６，９１４，１３７号、米国特許出願公開第２００６／０１５４２４７号、米国特許出願公開第２００７／０１１７９７２号、米国特許第６，２４２，２２０号、米国特許第５，９９０，３０１号、米国特許第７，２１４，５０８号、米国特許第７，１０９，３２２号および米国特許第６，２９７，３７１号（これらのすべてが、全体が本明細書中に示されるかのように、本明細書により参照によって組み込まれる）。
約３．５〜約９の間のｐＨ、約５〜約８の間のｐＨ、約６．５〜約７．５の間のｐＨを有する任意の好適な生物学的に許容され得る緩衝液（例えば、Ｔｒｉｓ、ＴＡＰＳ、Ｂｉｃｉｎｅ、Ｔｒｉｃｉｎｅ、ＨＥＰＥＳ、ＴＥＳ、ＭＯＰＳ、ＰＩＰＥＳ、カコジル酸塩、ＭＥＳまたは酢酸塩など）が、現時点で記載されるシステムおよび方法に従った再懸濁緩衝液の調製における使用のために好適である。いくつかの実施形態において、再懸濁緩衝液は、１ｍＭ〜１００ｍＭの間、５ｍＭ〜５０ｍＭの間、または、１０ｍＭ〜２０ｍＭの間のキレート化剤（例えば、ＥＤＴＡ、ＥＧＴＡ、ＡＬＡ、ＢＡＰＴＡ、デファラシロクス（ｄｅｆａｒａｓｉｒｏｘ）、デフェリプロン（ｄｅｆｅｒｉｐｒｏｎｅ）、デフェロキサミン（ｄｅｆｅｒｏｘａｍｉｎｅ）、ＤＴＰＡ、ジメルカプロール、ＤＭＰＳまたはＤＭＳＡなど）を含むことができる。いくつかの実施形態において、再懸濁緩衝液は必要な場合には、ＲＮａｓｅ（例えば、エンドリボヌクレアーゼおよびエキソリボヌクレアーゼなど）を含むことができ、これらには、ＲＮａｓｅ Ａ、ＲＮａｓｅ Ｈ、ＲＮａｓｅ Ｉ、ＲＮａｓｅ ＩＩＩ、ＲＮａｓｅ Ｌ、ＲＮａｓｅ Ｐ、ＲＮａｓｅ ＰｈｙＭ、ＲＮａｓｅ Ｔ１、ＲＮａｓｅ Ｔ２、ＲＮａｓｅ Ｕ２、ＲＮａｓｅ Ｖ１、ＲＮａｓｅ Ｖ、ＰＮＰａｓｅ、ＲＮａｓｅ ＰＨ、ＲＮａｓｅ ＩＩ、ＲＮａｓｅ Ｒ、ＲＮａｓｅ Ｄ、ＲＮａｓｅ Ｔ、エキソリボヌクレアーゼＩおよびエキソリボヌクレアーゼＩＩなどが含まれる。いくつかの実施形態において、ＲＮａｓｅ Ａの配合物は、２．４ｍｇ／ｍｌのＲＮａｓｅ Ａ、５０ｍＭのＴｒｉｓ−ＨＣＬ（ｐＨ８．０）、および、１０ｍＭのＥＤＴＡを含むことができる。いくつかの実施形態において、再懸濁緩衝液は必要な場合には、リゾチームを含むことができる。いくつかの実施形態において、再懸濁緩衝液は必要な場合には、約１ｍＭ〜約５００ｍＭの間、約１０ｍＭ〜約２００ｍＭの間、約２０ｍＭ〜約１００ｍＭの間、約３０ｍＭ〜約７５ｍＭの間の炭水化物（例えば、糖など）を含むことができる。例示的な糖には、グルコース、フルクトース、ガラクトース、マンノース、マルトースおよびラクトースなどが含まれる。例示的な再懸濁緩衝液には、５０ｍＭのＴｒｉｓ（ｐＨ７．４）、１００μｇ／ｍｌのＲＮａｓｅ Ａ１、１０ｍＭのＥＤＴＡおよび５ｍＭのグルコースを含有する水溶液が含まれ得る。いくつかの実施形態において、再懸濁緩衝液には、５０ｍＭのＴｒｉｓ（ｐＨ８．０）および１０ｍＭのＥＤＴＡを含有する水溶液が含まれ得る。
好適な溶解溶液または溶解緩衝液は、水性キャリア媒体において、１つまたは複数の変性剤を１つまたは複数の脂質破壊剤との組合せで含むことができる。変性剤は核酸変性剤（例えば、アルカリ塩など）であり得る。好適なアルカリ塩には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化カルシウムなどが含まれ得る。好適な脂質破壊剤には、イオン性界面活性剤が含まれ得る。例示的なイオン性界面活性剤には、コール酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）、デオキシコール酸ナトリウム（ＤＯＣ）、Ｎ−ラウロイルサルコシン塩、セチルトリメチルアンモニウム臭化物（ＣＴＡＢ）およびビス（２−エチルヘキシル）スルホスクシナート塩などが含まれる。いくつかの実施形態において、溶解緩衝液は、１％のＳＤＳおよび２００ｍＭの水酸化ナトリウムを含む配合物であり得る。
例示的な溶解溶液には、約１０ｍＭ〜約５００ｍＭの間、約５０ｍＭ〜約２５０ｍＭの間、または、約１００ｍＭ〜約２００ｍＭの間のＮａＯＨを、約１０％までのＳＤＳ、約５％までのＳＤＳ、または、約１％までのＳＤＳとの組合せで含有する水溶液が含まれ得る。さらなる薬剤を、当業者には容易に明らかであるように、溶解緩衝液に存在させることができる。
好適な中和溶液は、適切な水性キャリア媒体において、溶解溶液に存在する界面活性剤／アルカリ溶液を中和することができる１つまたは複数の薬剤を含むことができる。いくつかの実施形態において、中和溶液は、ｐＨが４を越える約０．５Ｍ〜約５Ｍの間の適切な酢酸塩を含むことができる。例示的な中和溶液には、約３Ｍカリウムの水溶液（ｐＨ≒５）が含まれ得る。
好適な洗浄緩衝液は、適切な水性キャリア媒体において、０．１ｍＭ〜約１００ｍＭの間の塩、洗浄緩衝液のｐＨが少なくとも約６．０またはそれ以上であるような約０．５ｍＭ〜約５００ｍＭの間の適切な生物学的緩衝液、および、少なくとも５ｖｏｌ．％、少なくとも１０ｖｏｌ．％または少なくとも１５ｖｏｌ．％の適切なアルコール（例えば、エタノールまたはイソプロピルアルコールなど）を含むことができる。必要な場合には、洗浄緩衝液は、約０．０１ｖｏｌ．％から約１０ｖｏｌ．％に至るまでの間の好適な非イオン性界面活性剤（例えば、ＴＲＩＴＯＮ（登録商標）Ｘ−１００、ＣＨＡＰＳまたはＮＰ−４０など）を含むことができる。そのような界面活性剤の添加は、いくつかの実施形態において、調製物からの望まれないエンドトキシンの除去を高めることができる。例示的な洗浄緩衝液は、１ＭのＮａＣｌ、５０ｍＭのＭＯＰＳ（ｐＨ＞８．０）、１５ｖｏｌ．％のイソプロピルアルコールおよび０．５ｖｏｌ．％のＴＲＩＴＯＮ（登録商標）Ｘ−１００を含むことができる。いくつかの実施形態において、洗浄緩衝液には、８００ｍＭのＮａＣｌおよび１００ｍＭの酢酸ナトリウム三水和物を含む水溶液で、ｐＨが５．０である水溶液が含まれ得る。いくつかの実施形態において、洗浄緩衝液は、例えば、１．５ＮａＣｌ、１００ｍｍの酢酸ナトリウム三水和物を５．０のｐＨで含む配合物であり得る。
好適な回収／溶出緩衝液は、適切な水性キャリア媒体において、５．０＜ｐＨ＜９．０を有する約５０ｍＭまでの適切な生物学的緩衝液と、約１０ｍＭまでの適切なキレート化剤とを含むことができる。例示的な回収／溶出緩衝液は、ｐＨが８．０である１０ｍＭのＴｒｉｓ ＨＣＬを１ｍＭのＥＤＴＡとの組合せで含むことができる。
いくつかの実施形態において、平衡化緩衝液を、必要な場合には、固相抽出マトリックスにその使用の前に通すことができる。平衡化緩衝液は、１Ｍまでの塩、５．０＜ｐＨ＜９．０を有する５００ｍＭまでの適切な生物学的緩衝液、約１０ｖｏｌ．％までの適切な非イオン性界面活性剤、および、約２０ｖｏｌ．％までのアルコールを含むことができる。例示的な平衡化緩衝液は、例えば、７５０ｍＭのＮａＣｌ、５０ｍＭのＭＯＰＳ（ｐＨ７．０）、１５ｖｏｌ．％のイソプロピルアルコールおよび約０．１５ｖｏｌ．％のＴＲＩＴＯＮ（登録商標）Ｘ−１００を含むことができる。
いくつかの実施形態において、沈殿化緩衝液を、必要な場合には、固相抽出マトリックスにその使用の前に通すことができる。沈殿化緩衝液は、５Ｍまでの酢酸カリウム、５．０＜ｐＨ＜９．０を有する５００ｍＭまでの適切な生物学的緩衝液を含むことができる。例示的な沈殿化緩衝液は、例えば、ｐＨが５．５である３．１Ｍの酢酸カリウムを含むことができる。
本明細書中においてさらに提供されるものが、下記の１つまたは複数を含むバイオプロセシングデバイスの１つの実施形態を使用して核酸を精製する代替方法である：使用されるカートリッジの数を選択すること；カートリッジをバイオプロセシングデバイスの中に挿入すること；カートリッジをさらに安定化するために袋状物を膨張させること；サンプル容器からの細胞をポンプにより、細胞を捕捉するためにポンプ間の７００ｍｓのポンプ遅延を用いて２１００秒間、バイオプロセシングチャンバーに通して廃液容器の中に入れること；カートリッジ内の圧力を１秒間放出すること；Ｒｎａｓｅを、ポンプをポンプ拍動の間における８００ｍｓの遅延とともに使用して４秒間、カートリッジの中に吸引すること；再懸濁緩衝液を、再懸濁緩衝液をポンプにより、ポンプ拍動の間における８００ｍｓの遅延を使用して５０秒間、溶解緩衝液リザーバーの中に入れることによって溶解緩衝液と混合すること；再懸濁緩衝液／溶解緩衝液の混合物をポンプにより、ポンプをポンプ拍動の間における８００ｍｓの遅延とともに使用して８０間、再懸濁緩衝液リザーバーに戻すこと；再懸濁緩衝液／溶解緩衝液の混合物をポンプにより、ポンプをポンプ拍動の間における８００ｍｓの遅延とともに使用して１５０秒間、捕獲細胞を有するバイオプロセシングチャンバーに通して、細胞を再懸濁すること；バルブを１秒間プリセットする；溶解／再懸濁緩衝液溶液を、ポンプ拍動の間における１２００ｍｓのポンプ遅延を使用して１００秒間、細胞と混合すること；中和混合物をポンプにより、ポンプ拍動の間における１２００ｍｓのポンプ遅延を使用して６０秒間、再懸濁された細胞および溶解／再懸濁緩衝液溶液を含有するリザーバーの中に入れること；中和混合物を、ポンプ拍動の間における２５００ｍｓのポンプ遅延を使用して２７０秒間、再懸濁／溶解緩衝液の混合物と混合する；Ｇｅｎｏｍｅｄ廃液を１秒間、システムからパージする；制御流体コネクターの１つを３秒間開ける；細胞を有する溶解／再懸濁／中和緩衝液をポンプにより、２５００ｍｓのポンプ遅延を使用して４００秒間、第２のバイオプロセシングチャンバーに通して、ＤＮＡを細胞破片から清澄化し、ＤＮＡを別のバイオプロセシングチャンバーにおいて結合させる；その後、Ｇｅｎｏｍｅｄフィルターが、８００ｍｓのポンプ遅延を使用して１０秒間洗浄される；その後、バルブが１秒間プリセットされ、Ｇｅｎｏｍｅｄフィルターが、２秒間、風乾させられる；その後、溶出緩衝液がポンプにより、２０秒間、１１００ｍｓのポンプ遅延を使用してメンブランに通され、その後、溶出された溶液が、８００ｍｓのポンプ遅延を使用して２０秒間、２回、イソプロピルアルコールと混合される；その後、ラインが、廃液するために１秒間パージされる；その後、プロセスバルブが３秒間開けられる；その後、カートリッジにおける圧力が１秒間放出される；沈殿したＤＮＡ混合物がポンプにより、１１００ｍｓのポンプ遅延を使用して６０秒間、ＰＰＴＲメンブランを有する別のバイオプロセシングチャンバーに通されて、ＤＮＡを捕獲する；その後、７０％ＥＴＯＨがポンプにより、１１００ｍｓのポンプ遅延を使用して２０秒間、バイオプロセシングチャンバーに通される；その後、残留するＥＴＯＨが、廃液するために１秒間パージされる；その後、ＰＰＴＲメンブランが９０秒間乾燥される；その後、圧力が、１秒間、バイオプロセシングチャンバーから放出される；その後、最終的な溶出溶液がポンプにより、３０００のポンプ遅延を使用して１２０秒間、ＰＰＴＲメンブランに通されて、回収チューブの中に入れられる；運転が完了すると、袋状物が２０秒間収縮させられ、その結果、カートリッジが取り出され得る。プロトコル全体が、運転するために約３６９０秒を要する。
さらなる実施形態、装置、方法およびカートリッジが下記に記載される。下記のカートリッジについて提供される大きさにおいて、高さが上下でのＹ軸であり、幅が左から右までのＸ軸であり、深さが、図１３Ａに示されるように見たときのバイオプロセシングカートリッジの１つの実施形態の頁に入るＺ軸（または最小寸法）である。
実施例において別途言及されない限り、ウエスタンブロットの自動化された処理が、バイオプロセシングカードにおける上部プロセス通路およびバルブを使用して行われた。この通路は一般に、図１２においてプロセスバルブ１２２７に関連する通路である。
Ａ．実施例１および実施例２
ウエスタンブロットを、図１Ｃおよび図１Ｄに示されるような自動化された処理デバイスの実施形態と、図１２、図１３Ａ〜図１３Ｂおよび図１４に示されるようなバイオプロセシングカートリッジの実施形態とを使用して下記のように行い、その結果（図２４Ａ）を手作業方法（図２４Ｂ）と比較した。
試薬および設備
ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）ＬＤＳサンプル緩衝液（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＮＰ０００７）
ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）ＭＥＳ ＳＤＳ泳動緩衝液（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＮＰ０００２）
ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）還元剤（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＮＰ０００４）
ＳｅｅＢｌｕｅ（登録商標）Ｐｌｕｓ２事前染色標準物（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＬＣ５９２５）
ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）酸化防止剤（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＮＰ０００５）
ゲル＝ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）４−１２％ ＢＴ ＩＰＧウエル（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＮＰ０３３０ＢＯＸ）
ｉＢｌｏｔゲル転写デバイス（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＩＢ１００１）
ｉＢｌｏｔ Ｒｅｇｕｌａｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｔａｃｋ−Ｍｉｎｉ（ニトロセルロース）（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＩＢ３０１０−０２）
ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）発色キット−抗ウサギ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＷＢ７１０５）
ウサギ抗大腸菌抗体（Ｄａｋｏカタログ番号Ｂ０３５７）
プロトコル
１．ウエスタンブロット調製：４μｇの大腸菌溶解物を、ＮｕＰＡＧＥ ＬＤＳサンプル緩衝液において調製し、５μｌのＳｅｅＢｌｕｅ（登録商標）Ｐｌｕｓ２標準物を、ＮｕＰＡＧＥ ４−１２％ ＢＴ ＩＰＧウエル形式のゲルに負荷し、２００Ｖで３４分間泳動した。その後、ゲル上のタンパク質を、デバイスとともに提供される使用者マニュアルにおける指示に従ってｉＢｌｏｔゲル転写デバイスを使用してニトロセルロースメンブラン（ｉＢｌｏｔ Ｒｅｇｕｌａｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｔａｃｋ）に転写した。
２．免疫検出試薬調製：ブロッキング剤、洗浄緩衝液および一次抗体希釈剤を、キットとともに提供される使用者マニュアルに記載されるように、ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）発色キットに含有される試薬を使用して調製した。Ｄａｋｏ抗大腸菌一次抗体を一次抗体希釈剤において１：１０００で希釈した。使用された二次抗体は、ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）発色キットに含有される直ちに使用できるアルカリホスファターゼコンジュゲート化ヤギ抗ウサギ抗体であった。十分な試薬を、自動化された装置により処理されるブロットと、手作業方法を使用して処理されるブロットとの両方を処理するために一括して調製した（下記参照）。
３．ブロット処理：本プロトコルのセクション１に記載されるニトロセルロースメンブラン（転写後）を２つに切断し、一方の半分を、自動化された装置で行われる免疫検出のために使用し、もう一方の半分を、キットとともに提供されるＦａｌｃｏｎディッシュにおいて、ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）発色キットの使用者マニュアルに記載されるような標準的な手作業手順を使用して処理した。
４．自動化された装置：下記の試薬を、図６に示されるような自動化された装置のトレーの実施形態に搭載した：ブロッキング剤、すすぎ洗浄液（水）、一次抗体、洗浄液（ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）洗浄緩衝液）、二次抗体、洗浄液（ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）洗浄緩衝液−第２のアリコート）、すすぎ洗浄液（水−第２のアリコート）。バイオプロセシングカートリッジを装置のスロットの中に挿入し、ブロットメンブランの半分を、（打ち抜かれたＰＶＣフィルムから作製される）図２１Ａに示されるようなブロットホルダーの実施形態に装着し、装置におけるバイオプロセシングカートリッジのバイオプロセシングチャンバーの中に挿入した。
５．自動化されたプロトコル：ブロットをバイオプロセシングカートリッジの中に挿入した後、プロトコルを装置に対して開始した。この場合、プロトコルは下記の工程からなり、それぞれの反復／工程が、ヒトとのさらなる対話を何ら必要とすることなく自動的に行われた。だが、各工程の進捗およびプロトコルの進捗がＧＵＩに示された。
ａ．ブロック：１×３０分−ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）ブロッキング剤
ｂ．すすぎ洗浄：２×５分−水
ｃ．一次抗体：１×６０分−抗体希釈剤における１：１０００のウサギ抗大腸菌抗体
ｄ．洗浄：４×５分−ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）洗浄緩衝液
ｅ．二次抗体：１×３０分−ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）ヤギ抗ウサギＡＰコンジュゲート
ｆ．洗浄：４×５分−ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）洗浄緩衝液
ｇ．すすぎ洗浄：３×２分−水
上記工程のそれぞれの反復について、示される時間は、関連する試薬によるチャンバーの充填時間を含まなかった。示される時間は、チャンバーを通過する試薬の再循環時間を表すだけである。これらの工程のそれぞれの各反復が終了したとき、チャンバーを、その次の反復／工程を開始する前に排液した。排出時間もまた、示されている時間に含まれない。この充填／排出時間は比較的短く、これらの工程または反復のすべてについて約１分程度であった。本明細書中および実施例全体を通して使用される場合、時間が続く「×」を従える数字は、示された時間にわたって行われるその工程の反復回数を表すことが意図される。したがって、上記で示されるように、「すすぎ洗浄：２×５分」は、水によるチャンバーの充填、水の５分間の再循環および水の排出からなる２回の反復、または、言い換えれば、水によるチャンバーの充填、水の５分間の再循環および水の排出（１回目の反復）、その後、水によるチャンバーの充填、水の５分間の再循環および水の排出（２回目の反復）を意味する。
手作業方法では、それぞれの工程について、自動化された方法と同じ長さの時間および回数の反復が使用されたが、それぞれの反復／工程が手作業によって行われた。手作業方法の概要は下記の通りである：手作業処理のためのブロットの半分を最初、ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）発色キットとともに供給されるＦａｌｃｏｎディッシュに置き、ブロッキング剤をディッシュに注ぎ、ディッシュを回転器の台に３０分間置いた。３０分後、ブロッキング剤を手によって捨て、すすぎ洗浄水を手によって加えた。試薬を手作業により加えること、設定された時間にわたる回転／インキュベーション、排水、その後、次回の試薬を加えることからなるこの方法を、手作業により行われた場合を除き、自動化された装置について上記で列挙されたそれぞれの工程のそれぞれの反復のために繰り返した。
６．可視化：上記のインキュベーション工程が完了した後、両方のブロット半分を水によりすすぎ洗浄し、発色基質（ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）発色キットから得られる）において２０分間インキュベーションした。結果が図２４Ａおよび図２４Ｂに示される。
Ｂ．実施例３および実施例４
ウエスタンブロットを、図１Ｃおよび図１Ｄに示されるような自動化された処理デバイスの実施形態と、図１２、図１３Ａ〜図１３Ｂおよび図１４に示されるようなバイオプロセシングカートリッジの実施形態とを使用して下記のように行い、その結果（図２５Ａ）を手作業方法（図２５Ｂ）と比較した。
試薬および設備
ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）ＬＤＳサンプル緩衝液（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＮＰ０００７）
ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）ＭＥＳ ＳＤＳ泳動緩衝液（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＮＰ０００２）
ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）還元剤（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＮＰ０００４）
ＳｅｅＢｌｕｅ（登録商標）Ｐｌｕｓ２事前染色標準物（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＬＣ５９２５）
ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）酸化防止剤（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＮＰ０００５）
ゲル＝ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）４−１２％ ＢＴ ＩＰＧウエル（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＮＰ０３３０ＢＯＸ）
ｉＢｌｏｔゲル転写デバイス（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＩＢ１００１）
ｉＢｌｏｔ Ｒｅｇｕｌａｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｔａｃｋ−Ｍｉｎｉ（ＰＶＤＦ）（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＩＢ４０１０−０２）
ＢｕｐＨ（商標）リン酸塩緩衝化生理的食塩水（Ｐｉｅｒｃｅカタログ番号２８３７２）
Ｓｕｒｆａｃｔ−ＡＭＰｓ（登録商標）２０（Ｐｉｅｒｃｅカタログ番号２８３２０）
脱脂乾燥乳（Ｃａｒｎａｔｉｏｎ）
ヤギ抗ウサギＩｇＧ ＨＲＰコンジュゲート（Ｊａｃｋｓｏｎカタログ番号１１１−０３５−００３）
ウサギ抗大腸菌抗体（Ｄａｋｏカタログ番号Ｂ０３５７）
ＥＣＬ ＨＲＰウエスタンブロッティング基質（Ｐｉｅｒｃｅカタログ番号３２２０９）
コピー機用の透明フィルム（３Ｍ ＰＰ２５００）
Ｆｕｊｉルミノメーター（Ｆｕｊｉ ＬＡＳ−１０００）
プロトコル
１．ウエスタンブロット調製：４μｇの大腸菌溶解物をＮｕＰＡＧＥ（登録商標）ＬＤＳサンプル緩衝液において調製し、５μｌのＳｅｅＢｌｕｅ（登録商標）Ｐｌｕｓ２標準物を、ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）４−１２％ ＢＴ ＩＰＧウエル形式のゲルに負荷し、２００Ｖで３４分間泳動した。その後、ゲル上のタンパク質を、ｉＢｌｏｔゲル転写デバイスを使用してＰＤＶＦメンブラン（ｉＢｌｏｔ Ｒｅｇｕｌａｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｔａｃｋ）に転写した。
２．免疫検出試薬調製：
ａ．ＰＢＳＴ＝２袋のＢｕｐＨ Ｔｒｉｓ緩衝化生理的食塩水＋１０ｍｌのＴｗｅｅｎ２０（１バイアルのＳｕｒｆａｃｔ−Ａｍｐｓ２０）を一緒にし、脱イオン水により１Ｌに希釈した。
ｂ．ブロッキング剤＝１．２５ｇの脱脂乾燥乳（ＮＦＤＭ）をＰＢＳＴにより２５ｍｌに溶解／希釈した。
ｃ．洗浄緩衝液＝ＰＢＳＴ
ｄ．一次抗体溶液＝２５ｍｌのＰＢＳＴを２５μｌのＤａｋｏ抗大腸菌一次抗体と一緒にした。
ｅ．二次２°Ａｂ溶液＝２５ｍｌのＰＢＳＴを、５μｌのＪａｃｋｓｏｎ ＨＲＰコンジュゲート化ヤギ抗ウサギＩｇＧ抗体と一緒にした。
３．ブロット処理：本プロトコルのセクション１に記載されるＰＤＶＦメンブラン（転写後）を２つに切断し、一方の半分を、自動化された装置で行われる免疫検出のために使用し、もう一方の半分を、Ｆａｌｃｏｎディッシュ（例えば、ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ免疫検出キットにおいて提供されるＦａｌｃｏｎディッシュなど）において、記載されるような標準的な手作業手順を使用して処理した。
４．自動化された装置：試薬を、図６に示されるような装置トレーの実施形態に搭載し、バイオプロセシングカートリッジを装置の中に挿入し、ＰＶＤＦメンブランの半分を、図２１Ａに示されるようなブロットホルダーの実施形態に装着し、装置におけるバイオプロセシングカートリッジのバイオプロセシングチャンバーの中に挿入した。
５．自動化されたプロトコル：下記の工程を、自動化された装置を使用して、また、実質的には、より詳しくは上記の実施例１〜実施例２に記載されるように手作業によって行った：
ａ．ブロック：１×３０分−ＰＢＳＴにおける５％ＮＦＤＭ
ｂ．すすぎ洗浄：２×５分−水
ｃ．一次抗体：１×６０分−ＰＢＳＴにおける１：１０００のウサギ抗大腸菌抗体
ｄ．洗浄：４×５分−ＰＢＳＴ
ｅ．二次抗体：１×３０分−ＰＢＳＴにおける１：５０００のヤギ抗ウサギＨＲＰコンジュゲート
ｆ．洗浄：４×５分−ＰＢＳＴ
ｇ．すすぎ洗浄：３×２分−水
６．可視化：上記のインキュベーション工程が完了した後、両方のメンブラン半分を水によりすすぎ洗浄し、１枚のプラスチック製のコピー機用透明フィルムに並べて置いた。ＥＣＬ ＨＲＰ基質を両方の半分にピペットで加え、放置し、１分間インキュベーションした。過剰な基質を捨て、もう１枚の透明フィルムをメンブランの上に置き、取り扱いが容易であり、かつ、ブロットを画像化期間中に湿ったままで保つサンドイッチを作製した。このブロットサンドイッチを、３分間、Ｆｕｊｉ ＬＡＳ−１０００ルミノメーターにより画像化した。結果が図２５Ａおよび図２５Ｂに示される。
Ｃ．実施例５〜実施例９
４つのウエスタンブロットを、図１Ｃおよび図１Ｄに示されるような自動化された処理デバイスの実施形態と、図１２、図１３Ａ〜図１３Ｂおよび図１４に示されるようなバイオプロセシングカートリッジの実施形態とを使用して下記のように行い、結果（図２６Ｂ〜図２６Ｅ）を手作業方法（図２６Ａ）と比較した。
試薬および設備
ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）ＬＤＳサンプル緩衝液（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＮＰ０００７）
ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）ＭＥＳ ＳＤＳ泳動緩衝液（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＮＰ０００２）
ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）還元剤（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＮＰ０００４）
ＳｅｅＢｌｕｅ（登録商標）Ｐｌｕｓ２事前染色標準物（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＬＣ５９２５）
ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）酸化防止剤（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＮＰ０００５）
ゲル＝ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）４−１２％ ＢＴ ＩＰＧウエル（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＮＰ０３３０ＢＯＸ）
ｉＢｌｏｔゲル転写デバイス（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＩＢ１００１）
ｉＢｌｏｔ Ｒｅｇｕｌａｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｔａｃｋ−Ｍｉｎｉ（ニトロセルロース）（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＩＢ３０１０−０２）
ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）発色キット−抗ウサギ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＷＢ７１０５）
ウサギ抗大腸菌抗体（Ｄａｋｏカタログ番号Ｂ０３５７）
プロトコル
１．ウエスタンブロット調製：５つのブロットを下記のように調製した：４μｇの大腸菌溶解物をＮｕＰＡＧＥ（登録商標）ＬＤＳサンプル緩衝液において調製し、５μｌのＳｅｅＢｌｕｅ（登録商標）Ｐｌｕｓ２標準物を、ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）４−１２％ ＢＴ ＩＰＧウエル形式のゲルに負荷し、２００Ｖで３４分間泳動した。その後、ゲル上のタンパク質を、ｉＢｌｏｔゲル転写デバイスを使用してニトロセルロースメンブラン（ｉＢｌｏｔ Ｒｅｇｕｌａｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｔａｃｋ）に転写した。
２．免疫検出試薬調製：ブロッキング剤、洗浄緩衝液および一次抗体希釈剤を、キットとともに提供される使用者マニュアルに記載されるように、ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）発色キットに含有される試薬を使用して調製した。Ｄａｋｏ抗大腸菌一次抗体を一次抗体希釈剤において１：１０００で希釈した。使用された二次抗体は、ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）発色キットに含有される直ちに使用できるアルカリホスファターゼコンジュゲート化ヤギ抗ウサギ抗体であった。十分な試薬を、５つのブロット、すなわち、自動化された装置を使用する４つのブロットと、手作業方法を使用する１つのブロットとを処理するために一括して調製した。
３．自動化された装置：４組の下記試薬を、図６に示されるような自動化された装置のトレーの実施形態に搭載した：ブロッキング剤、すすぎ洗浄液（水）、一次抗体、洗浄液（ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）洗浄緩衝液）、二次抗体、洗浄液（ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）洗浄緩衝液−第２のアリコート）、すすぎ洗浄液（水−第２のアリコート）。４つのバイオプロセシングカートリッジを装置における個々のスロットの中に挿入した。上記の工程１から得られた４つのブロットを個々に、図２１Ａに示されるようなブロットホルダーの実施形態に従う別個のブロットホルダーに装着し、装置内のバイオプロセシングカートリッジの中に挿入した。装置に事前にプログラムされるＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）インキュベーションプロトコルをこれらのブロットの処理のために使用した。装置における４つすべてのブロットを、事前にプログラムされたＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）プロトコルを使用して同時に装置によって処理した。
４．自動化されたプロトコル：下記の工程を、自動化された装置を使用して、また、実質的には、より詳しくは上記の実施例１〜実施例２に記載されるように手作業によって行った：
ａ．ブロック：１×３０分−ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）ブロッキング剤
ｂ．すすぎ洗浄：２×５分−水
ｃ．一次抗体：１×６０分−一次抗体希釈剤における１：１０００のウサギ抗大腸菌抗体
ｄ．洗浄：４×５分−ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）洗浄緩衝液
ｅ．二次抗体：１×３０分−ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）ヤギ抗ウサギＡＰコンジュゲート
ｆ．洗浄：４×５分−ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）洗浄緩衝液
ｇ．すすぎ洗浄：３×２分−水
５．可視化：上記のインキュベーション工程が完了した後、両方のブロット半分を水によりすすぎ洗浄し、発色基質（ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅキットから得られる）において２０分間インキュベーションし、Ｆｕｊｉルミノメーターにおいて画像化した（３分間の露光）。結果が図２６Ａ〜図２６Ｂに示される。
Ｄ．実施例１０Ａ〜実施例１０Ｂおよび実施例１１Ａ〜実施例１１Ｂ
ウエスタンブロットを、図１Ｃおよび図１Ｄに示されるような自動化された処理デバイスの実施形態と、図１２、図１３Ａ〜図１３Ｂおよび図１４に示されるようなバイオプロセシングカートリッジの実施形態とを使用して下記のように行い、その結果（図２７Ａおよび図２７Ｃ）を手作業方法（図２７Ｂおよび図２７Ｄ）と比較した。
試薬および設備
ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）ＬＤＳサンプル緩衝液（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＮＰ０００７）
ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）ＭＥＳ ＳＤＳ泳動緩衝液（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＮＰ０００２）
ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）還元剤（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＮＰ０００４）
ＳｅｅＢｌｕｅ（登録商標）Ｐｌｕｓ２事前染色標準物（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＬＣ５９２５）
ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）酸化防止剤（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＮＰ０００５）
ゲル＝ＮｕＰＡＧＥ（登録商標）４−１２％ ＢＴ ＩＰＧウエル（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＮＰ０３３０ＢＯＸ）
ｉＢｌｏｔ転写デバイス（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＩＢ１００１）
ｉＢｌｏｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｔａｃｋ−Ｍｉｎｉ（ニトロセルロース）（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＩＢ３０１０−０２）
Ｎｏｖｅｘ（登録商標）ＥＣＬ化学発光基質試薬キット（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＷＰ２００００５）
ウサギ抗大腸菌抗体（Ｄａｋｏカタログ番号Ｂ０３５７）
ヤギ抗ウサギＩｇＧ−ＨＲＰコンジュゲート（Ｊａｃｋｓｏｎ Ｌａｂｓカタログ番号１１１−０３５−００３）
Ｐｉｅｒｃｅ ＥＣＬ（Ｔｈｅｒｍｏ ３２１０９）
プロトコル
１．ウエスタンブロット調製：４μｇの大腸菌溶解物を、ＮｕＰＡＧＥ ＬＤＳサンプル緩衝液において調製し、３μｌのＳｅｅＢｌｕｅ（登録商標）Ｐｌｕｓ２標準物を、ＮｕＰＡＧＥ ４−１２％ ＢＴ ＺＯＯＭ ＩＰＧウエル形式のゲルに負荷し、２００Ｖで３４分間泳動した。その後、タンパク質を、デバイスとともに提供される使用者マニュアルにおける指示に従ってｉＢｌｏｔゲル転写デバイスを使用して、ｉＢｌｏｔ Ｒｅｇｕｌａｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｔａｃｋから、０．２μｍのニトロセルロースメンブラン（図２７Ａおよび図２７Ｂ）または０．２μｍのＰＶＤＦメンブラン（図２７Ｃおよび図２７Ｄ）に転写した。
２．免疫検出試薬調製：下記の試薬を使用した：
ａ．ブロッキング剤＝０．１％のＴｗｅｅｎ２０を含むリン酸塩緩衝化生理的食塩水（ＰＢＳＴ）における５％脱脂乾燥乳（ＮＦＤＭ）。
ｂ．洗浄緩衝液＝ＰＢＳＴ
ｃ．一次抗体溶液＝ＰＢＳＴにおける１：１０００希釈のＤａｋｏ抗大腸菌一次抗体
ｄ．二次２°Ａｂ溶液＝ＰＢＳＴにおける１：５０００希釈の、Ｊａｃｋｓｏｎ ＨＲＰコンジュゲート化ヤギ抗ウサギＩｇＧ抗体
３．ブロット処理：上記のセクション１に記載されるメンブラン（転写後）を２つに切断し、それぞれの一方の半分を、自動化された装置で行われる免疫検出のために使用し、それぞれのもう一方の半分を、キットとともに提供されるＦａｌｃｏｎディッシュにおいて、ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）発色キットに記載されるような標準的な手作業手順を使用して処理した。
４．自動化された装置：下記の試薬を、図６に示されるような自動化された装置のトレーの実施形態に搭載した：ブロッキング剤、すすぎ洗浄液（水）、一次抗体、洗浄液（洗浄緩衝液）、二次抗体、洗浄液（洗浄緩衝液−第２のアリコート）、すすぎ洗浄液（水−第２のアリコート）。メンブランの個々の半分を下記のように別々に処理した：バイオプロセシングカートリッジを装置のスロットの中に挿入し、ブロットメンブランの半分を、（打ち抜かれたＰＶＣフィルムから作製される）図２１Ｂに示されるようなブロットホルダーの実施形態に装着し、装置におけるバイオプロセシングカートリッジのバイオプロセシングチャンバーの中に挿入した。
５．自動化されたプロトコル：下記の工程を、自動化された装置（図２７Ａおよび図２７Ｃ）を使用して、また、実質的には、より詳しくは上記の実施例１〜実施例２に記載されるように手作業（図２７Ｂおよび図２７Ｄ）によって行った：
ａ．ブロック：１×３０分
ｂ．すすぎ洗浄：２×５分
ｃ．一次抗体：１×６０分
ｄ．洗浄：４×５分
ｅ．二次抗体：１×３０分
ｆ．洗浄：４×５分
ｇ．すすぎ洗浄：３×２分
６．可視化：可視化を、実質的には、上記の実施例３〜実施例４に記載されるように行った。結果が図２７Ａ〜図２７Ｄに示される。
Ｅ．実施例１２Ａおよび実施例１２Ｂ
２つのウエスタンブロットを、図１Ｃおよび図１Ｄに示されるような自動化された処理デバイスの実施形態と、図１２、図１３Ａ〜図１３Ｂおよび図１４に示されるようなバイオプロセシングカートリッジの実施形態とを使用して行った。
１．ウエスタンブロット調製：２つのブロットを下記のように調製した：４μｇの大腸菌溶解物を、ＮｕＰＡＧＥ ＬＤＳサンプル緩衝液において調製し、３μｌのＳｅｅＢｌｕｅ（登録商標）Ｐｌｕｓ２標準物を、ＮｕＰＡＧＥ ４−１２％ ＢＴ ＺＯＯＭ ＩＰＧウエル形式のゲルに負荷し、２００Ｖで３４分間泳動した。その後、タンパク質を、デバイスとともに提供される使用者マニュアルにおける指示に従ってｉＢｌｏｔゲル転写デバイスを使用して、ｉＢｌｏｔ Ｒｅｇｕｌａｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｔａｃｋから、０．２μｍのＰＶＤＦメンブランに転写した。
２．免疫検出試薬調製：ブロッキング剤、洗浄緩衝液および一次抗体希釈剤を、キットとともに提供される使用者マニュアルに記載されるように、ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）発色キットに含有される試薬を使用して調製した。Ｄａｋｏ抗大腸菌一次抗体を一次抗体希釈剤において１：１０００で希釈した。使用された二次抗体は、ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）発色キットに含有される直ちに使用できるアルカリホスファターゼコンジュゲート化ヤギ抗ウサギ抗体であった。十分な試薬を、両方のブロットを処理するために一括して調製した。
３．自動化された装置：２組の下記試薬を、図６に示されるような自動化された装置のトレーの実施形態に搭載した：ブロッキング剤、すすぎ洗浄液（水）、一次抗体、洗浄液（ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）洗浄緩衝液）、二次抗体、洗浄液（ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）洗浄緩衝液−第２のアリコート）、すすぎ洗浄液（水−第２のアリコート）。２つのブロットメンブランを、図２２Ｂに示されるようなブロットホルダーの実施形態に従う別々のブロットホルダーに挿入し、装置におけるバイオプロセシングカートリッジのバイオプロセシングチャンバーの中に挿入した。
４．両方のブロットを、下記のプロトコルを使用して、実質的には、より詳しくは上記の実施例１〜実施例２に記載されるように、自動化された装置を使用して処理した：
ａ．ブロック：１×１０分−ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）ブロッキング剤
ｂ．一次抗体：１×３０分−抗体希釈剤における１：１０００のウサギ抗大腸菌抗体
ｃ．洗浄：２×１分および２×５分−ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）洗浄緩衝液
ｄ．二次抗体：１×３０分−ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）ヤギ抗ウサギＡＰコンジュゲート
ｅ．洗浄：２×５分−ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）洗浄緩衝液
ｆ．すすぎ洗浄：３×１分−水
５．可視化：上記のインキュベーション工程が完了した後、両方のブロットを水によりすすぎ洗浄し、化学発光基質においてインキュベーションし、Ｆｕｊｉルミノメーターにおいて画像化した（３分間の露光）。結果が図２８Ａ〜図２８Ｄに示される。
Ｆ．実施例１３Ａおよび実施例１３Ｂ
２つのウエスタンブロットを、図１Ｃおよび図１Ｄに示されるような自動化された処理デバイスの実施形態と、図１２、図１３Ａ〜図１３Ｂおよび図１４に示されるようなバイオプロセシングカートリッジの実施形態とを使用して行った。
１．ウエスタンブロット調製：２つのブロットを下記のように調製した：４μｇの大腸菌溶解物を、ＮｕＰＡＧＥ ＬＤＳサンプル緩衝液において調製し、３μｌのＳｅｅＢｌｕｅ（登録商標）Ｐｌｕｓ２標準物を、ＮｕＰＡＧＥ ４−１２％ ＢＴ ＺＯＯＭ ＩＰＧウエル形式のゲルに負荷し、２００Ｖで３４分間泳動した。その後、タンパク質を、１０％のメタノールおよび１：１０００希釈の酸化防止剤を使用する、ＮｕＰＡＧＥ Ｂｉ−Ｔｒｉｓゲル取扱説明書に記載される方法を使用して、０．４５μｍのニトロセルロースメンブラン（実施例１３Ａ）または０．４５μｍのＰＶＤＦメンブラン（実施例１３Ｂ）に転写した。
２．免疫検出試薬調製：下記の試薬を使用した：
ａ．ブロッキング剤＝０．１％のＴｗｅｅｎ２０を含むＴｒｉｓ緩衝化生理的食塩水（Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）（ＴＢＳＴ）における５％脱脂乾燥乳（ＮＦＤＭ）
ｂ．洗浄緩衝液＝ＴＢＳＴ
ｃ．一次抗体溶液＝ＴＢＳＴにおける１：１０００希釈のＤａｋｏ抗大腸菌一次抗体
ｄ．二次２°Ａｂ溶液＝ＴＢＳＴにおける１：５０００希釈の、Ｊａｃｋｓｏｎ ＨＲＰコンジュゲート化ヤギ抗ウサギＩｇＧ抗体
３．自動化された装置：２組の試薬を、図６に示されるような自動化された装置のトレーの実施形態に搭載した。２つのブロットメンブランカートリッジを、図２２Ｂに示されるようなブロットホルダーの実施形態に従う別々のブロットホルダーに装着し、装置におけるバイオプロセシングカートリッジのバイオプロセシングチャンバーの中に挿入した。
４．自動化されたプロトコル：両方のブロットを、下記のプロトコルを使用して、実質的には、より詳しくは上記の実施例１〜実施例２に記載されるように、自動化された装置を使用して処理した：
ａ．ブロック：１×６０分
ｂ．洗浄：２×１分
ｃ．一次抗体：１×６０分
ｄ．洗浄：２×１分、１×１５分および２×５分
ｅ．二次抗体：１×６０分
ｆ．洗浄：２×１分、１×１５分および２×５分
５．可視化：可視化を、実質的には、上記の実施例３〜実施例４に記載されるように行った。結果が図２９Ａおよび図２９Ｄに示される。
Ｇ．実施例１４Ａおよび実施例１４Ｂ
２つのウエスタンブロットを、図１Ｃおよび図１Ｄに示されるような自動化された処理デバイスの実施形態と、図１２、図１３Ａ〜図１３Ｂおよび図１４に示されるようなバイオプロセシングカートリッジの実施形態とを使用して行った。
１．ウエスタンブロット調製：２つのブロットを下記のように調製した：４μｇの大腸菌溶解物を、ＮｕＰＡＧＥ ＬＤＳサンプル緩衝液において調製し、３μｌのＳｅｅＢｌｕｅ（登録商標）Ｐｌｕｓ２標準物を、ＮｕＰＡＧＥ ４−１２％ ＢＴ ＺＯＯＭ ＩＰＧウエル形式のゲルに負荷し、２００Ｖで３４分間泳動した。その後、タンパク質を、デバイスとともに提供される使用者マニュアルにおける指示に従ってｉＢｌｏｔゲル転写デバイスを使用して、ｉＢｌｏｔ Ｒｅｇｕｌａｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｔａｃｋから、０．２μｍのニトロセルロースメンブラン（実施例１４Ａ）および０．２μｍのＰＶＤＦメンブラン（実施例１４Ｂ）に転写した。
２．免疫検出試薬調製：ブロッキング剤、洗浄緩衝液および一次抗体希釈剤を、キットとともに提供される使用者マニュアルに記載されるように、ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）発色キットに含有される試薬を使用して調製した。Ｄａｋｏ抗大腸菌一次抗体を一次抗体希釈剤において１：１０００で希釈した。使用された二次抗体は、ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）発色キットに含有される直ちに使用できるアルカリホスファターゼコンジュゲート化ヤギ抗ウサギ抗体であった。十分な試薬を、両方のブロットを処理するために一括して調製した。
３．自動化された装置：２組の下記試薬を、図６に示されるような自動化された装置のトレーの実施形態に搭載した：ブロッキング剤、すすぎ洗浄液（水）、一次抗体、洗浄液（ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）洗浄緩衝液）、二次抗体、洗浄液（ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）洗浄緩衝液−第２のアリコート）、すすぎ洗浄液（水−第２のアリコート）。２つのブロットメンブランを、図２２Ｂに示されるようなブロットホルダーの実施形態に従う別々のブロットホルダーに挿入し、装置におけるバイオプロセシングカートリッジのバイオプロセシングチャンバーの中に挿入した。
４．自動化されたプロトコル：両方のブロットを、下記のプロトコルを使用して、実質的には、より詳しくは上記の実施例１〜実施例２に記載されるように、自動化された装置を使用して処理した：
ａ．ブロック：１×１０分−ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）ブロッキング剤
ｂ．一次抗体：１×３０分−抗体希釈剤における１：１０００のウサギ抗大腸菌抗体
ｃ．洗浄：２×１分および２×５分−ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）洗浄緩衝液
ｄ．二次抗体：１×３０分−ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）ヤギ抗ウサギＡＰコンジュゲート
ｅ．洗浄：２×５分−ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）洗浄緩衝液
ｆ．すすぎ洗浄：３×１分−水
５．可視化：上記のインキュベーション工程が完了した後、両方のブロットを水によりすすぎ洗浄し、化学発光基質において５分間インキュベーションし、Ｆｕｊｉルミノメーターにおいて画像化した（３分間の露光）。結果が図３０Ａおよび図３０Ｂ示される。
Ｈ．実施例１５Ａ〜実施例１５Ｂおよび実施例１６Ａ〜実施例１６Ｂ
ウエスタンブロットを、図１Ｃおよび図１Ｄに示されるような自動化された処理デバイスの実施形態と、図１２、図１３Ａ〜図１３Ｂおよび図１４に示されるようなバイオプロセシングカートリッジの実施形態とを使用して下記のように行い、その結果（図３１Ａおよび図３１Ｃ）を下記のように手作業方法（図３１Ｂおよび図３１Ｄ）と比較した。
１．ウエスタンブロット調製：２つのブロットを下記のように調製した：４μｇの大腸菌溶解物を、ＮｕＰＡＧＥ ＬＤＳサンプル緩衝液において調製し、３μｌのＳｅｅＢｌｕｅ（登録商標）Ｐｌｕｓ２標準物を、ＮｕＰＡＧＥ ４−１２％ ＢＴ ＺＯＯＭ ＩＰＧウエル形式のゲルに負荷し、２００Ｖで３４分間泳動した。その後、タンパク質を、デバイスとともに提供される使用者マニュアルにおける指示に従ってｉＢｌｏｔゲル転写デバイスを使用して、ｉＢｌｏｔ Ｒｅｇｕｌａｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｔａｃｋから、０．２μｍのニトロセルロースメンブラン（実施例３１Ｃおよび実施例３１Ｄまたは０．２μｍのＰＶＤＦメンブラン（実施例３１Ａおよび実施例３１Ｂ）に転写した。
２．免疫検出試薬調製：ブロッキング剤、洗浄緩衝液および一次抗体希釈剤を、キットとともに提供される使用者マニュアルに記載されるように、ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）発色キットに含有される試薬を使用して調製した。Ｄａｋｏ抗大腸菌一次抗体を一次抗体希釈剤において１：１０００で希釈した。使用された二次抗体は、ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）発色キットに含有される直ちに使用できるアルカリホスファターゼコンジュゲート化ヤギ抗ウサギ抗体であった。十分な試薬を、自動化された装置により処理されるブロットと、手作業方法（下記参照）を使用して処理されるブロットとの両方を処理するために一括して調製した。
３．ブロット処理：本実施例のセクション１に記載されるメンブラン（転写後）を２つに切断し、それぞれの一方の半分を、自動化された装置で行われる免疫検出のために使用し、それぞれのもう一方の半分を、キットとともに提供されるＦａｌｃｏｎディッシュにおいて、ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）発色キットの使用者マニュアルに記載されるような標準的な手作業手順を使用して処理した。
４．自動化された装置：それぞれの自動化された処理のために、下記の試薬を、図６に示されるような自動化された装置のトレーの実施形態に搭載した：ブロッキング剤、すすぎ洗浄液（水）、一次抗体、洗浄液（ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）洗浄緩衝液）、二次抗体、洗浄液（ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）洗浄緩衝液−第２のアリコート）、すすぎ洗浄液（水−第２のアリコート）。バイオプロセシングカートリッジを装置のスロットの中に挿入し、関連するブロットメンブランの半分を、図２２Ｂに示されるようなブロットホルダーの実施形態に装着し、装置におけるバイオプロセシングカートリッジのバイオプロセシングチャンバーの中に挿入した。
５．自動化されたプロトコル：下記の工程を、自動化された装置を使用して行い（その結果が図３１Ａおよび図３１Ｃに示される）、また、手作業によって行った（その結果が図３１Ｂおよび図３１Ｄに示される）。自動化された処理のために、試薬を、下記のプロトコルを使用して、図１４におけるプロセスバルブ１４４０に関連する通路を使用するバイオプロセシングカートリッジのバイオプロセシングチャンバーにおいて再循環した：
ａ．ブロック：１×３０分
ｂ．すすぎ洗浄：２×５分
ｃ．一次抗体：１×６０分
ｄ．洗浄：４×５分
ｅ．二次抗体：１×３０分
ｆ．洗浄：４×５分
ｇ．すすぎ洗浄：３×２分
６．可視化：上記のインキュベーション工程が完了した後、ブロットを水によりすすぎ洗浄し、化学発光基質において５分間インキュベーションし、Ｆｕｊｉルミノメーターにおいて画像化した（３分間の露光）。結果が図３１Ａ〜図３１Ｄに示される。
Ｉ．実施例１７Ａ〜実施例１７Ｂおよび実施例１８Ａ〜実施例１８Ｂ
ウエスタンブロットを、図１Ｃおよび図１Ｄに示されるような自動化された処理デバイスの実施形態と、図１２、図１３Ａ〜図１３Ｂおよび図１４に示されるようなバイオプロセシングカートリッジの実施形態とを使用して下記のように行った。
１．ウエスタンブロット調製：２つのブロットを下記のように調製した：４μｇの大腸菌溶解物を、ＮｕＰＡＧＥ ＬＤＳサンプル緩衝液において調製し、３μｌのＳｅｅＢｌｕｅ（登録商標）Ｐｌｕｓ２標準物を、ＮｕＰＡＧＥ ４−１２％ ＢＴ ＺＯＯＭ ＩＰＧウエル形式のゲルに負荷し、２００Ｖで３４分間泳動した。その後、タンパク質を、デバイスとともに提供される使用者マニュアルにおける指示に従ってｉＢｌｏｔゲル転写デバイスを使用して、ｉＢｌｏｔ Ｒｅｇｕｌａｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｔａｃｋから、０．２μｍのＰＶＤＦメンブランに転写した。
２．ブロット処理：本実施例のセクション１に記載されるメンブラン（転写後）を２つに切断し、それぞれの一方の半分を、実施例１３Ａ〜実施例１３Ｂに記載されるＮＦＤＭ／ＴＢＳＴ試薬（図３２Ｃおよび図３２Ｄ）、または、実施例１０Ａ〜実施例１０Ｂおよび実施例１１Ａ〜実施例１１Ｂに記載されるＮＦＤＭ／ＰＢＳＴ試薬（図３２Ａおよび図３２Ｂ）を使用して、自動化された装置で行われる免疫検出のために使用し（その結果が図３２Ａおよび図３２Ｃに示される）、また、手作業により行われる免疫検出のために使用した（その結果が図３２Ｂおよび図３２Ｄに示される）。
３．自動化された装置：それぞれの自動化された処理のために、試薬を、図６に示されるような自動化された装置のトレーの実施形態に搭載した。バイオプロセシングカートリッジを装置のスロットの中に挿入し、関連するブロットメンブランの半分を、図２２Ｂに示されるようなブロットホルダーの実施形態に装着し、装置におけるバイオプロセシングカートリッジのバイオプロセシングチャンバーの中に挿入した。
４．自動化されたプロトコル：下記の工程を、自動化された装置を使用して行い（その結果が図３２Ｃおよび図３２Ｄに示される）、また、手作業によって行った（その結果が図３２Ａおよび図３２Ｂに示される）。自動化された処理のために、試薬を、下記のプロトコルを使用して、図１４におけるプロセスバルブ１４４０に関連する通路を使用するバイオプロセシングカートリッジのバイオプロセシングチャンバーにおいて再循環した：
ａ．ブロック：１×３０分
ｂ．すすぎ洗浄：２×５分
ｃ．一次抗体：１×６０分
ｄ．洗浄：４×５分
ｅ．二次抗体：１×３０分
ｆ．洗浄：４×５分
ｇ．すすぎ洗浄：３×２分
５．可視化：可視化を、実質的には、実施例３〜実施例４に記載されるように行った。結果が図３２Ａ〜図３２Ｄに示される。
実施例Ｊ〜実施例Ｍのそれぞれについて、下記のウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）サンプルを（それぞれの実施例について別々に）調製し、ＮｕＰａｇｅ ４−１２％ ＢＴ１０ミニウエルミニゲルにＢＳＡブロットのために負荷し、２００Ｖでおよそ３４分間泳動した：
５μｌのＳｈａｒｐ事前染色標準物（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＬＣ５８００）
８μｌのＭａｇｉｃマーカーＸＰウエスタンタンパク質標準物（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎカタログ番号ＬＣ５６０２）
５０ｎｇのＢＳＡ（１０ｎｇ／μｌのＢＳＡの５μｌ）（ＢＳＡ−Ｓｉｇｍａカタログ番号Ａ−３０５９）
２５ｎｇのＢＳＡ（５ｎｇ／μｌのＢＳＡの５μｌ）
１０ｎｇのＢＳＡ（２ｎｇ／μｌのＢＳＡの５μｌ）
Ｊ．実施例１９Ａおよび実施例１９Ｂ
２つのウエスタンブロットを、図１Ｃおよび図１Ｄに示されるような自動化された処理デバイスの実施形態と、図１２、図１３Ａ〜図１３Ｂおよび図１４に示されるようなバイオプロセシングカートリッジの実施形態とを使用して下記のように行い、その結果（図３３Ｂ）を手作業方法の結果（図３３Ａ）と比較した。
１．ウエスタンブロット調製：上記で記載されるような１組のＢＳＡサンプルを、上記で記載されるように負荷し、調製した。その後、タンパク質を、デバイスとともに提供される使用者マニュアルにおける指示に従ってｉＢｌｏｔゲル転写デバイスを使用して、ｉＢｌｏｔ Ｒｅｇｕｌａｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｔａｃｋから、０．２μｍのニトロセルロースメンブランに転写した。
２．免疫検出試薬調製：ブロッキング剤、洗浄緩衝液および一次抗体希釈剤を、キットとともに提供される使用者マニュアルに記載されるように、ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）発色キットに含有される試薬を使用して調製した。Ｄａｋｏ抗大腸菌一次抗体を一次抗体希釈剤において１：１０００で希釈した。使用された二次抗体は、ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）発色キットに含有される直ちに使用できるアルカリホスファターゼコンジュゲート化ヤギ抗ウサギ抗体であった。十分な試薬を、両方のブロットを処理するために一括して調製した。
３．ブロット処理：上記のセクション１に記載されるメンブラン（転写後）を２つに切断し、それぞれの一方の半分を、自動化された装置で行われる免疫検出のために使用し（これは、図３３Ｂに示される通りである）、それぞれのもう一方の半分を、キットとともに提供されるＦａｌｃｏｎディッシュにおいて、ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）発色キットの使用者マニュアルに記載されるような標準的な手作業手順を使用して処理した（これは、図３３Ａに示される通りである）。
４．自動化された装置：自動化された処理のために、下記の試薬を、図６に示されるような自動化された装置のトレーの実施形態に搭載した：ブロッキング剤、すすぎ洗浄液（水）、一次抗体、洗浄液（ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）洗浄緩衝液）、二次抗体、洗浄液（ＷｅｓｔｅｒｎＢｒｅｅｚｅ（登録商標）洗浄緩衝液−第２のアリコート）、すすぎ洗浄液（水−第２のアリコート）。バイオプロセシングカートリッジを装置のスロットの中に挿入し、ブロットメンブランの半分を、図２２Ｂに示されるようなブロットホルダーの実施形態に装着し、装置におけるバイオプロセシングカートリッジのバイオプロセシングチャンバーの中に挿入した。
５．自動化されたプロトコル：下記の工程を、下記のプロトコルを使用して、自動化された装置を使用して行った（その結果が図３３Ｂに示される）：
ａ．ブロック：１×３０分
ｂ．すすぎ洗浄：２×５分
ｃ．一次抗体：１×６０分
ｄ．洗浄：４×５分
ｅ．二次抗体：１×３０分
ｆ．洗浄：４×５分
ｇ．すすぎ洗浄：３×２分
６．可視化：上記のインキュベーション工程が完了した後、両方のブロットを水によりすすぎ洗浄し、化学発光基質においてインキュベーションし、Ｆｕｊｉルミノメーターにおいて画像化した（３分間の露光）。その後、ブロットをすすぎ洗浄し、その後、発色基質と２０分間インキュベーションし、すすぎ洗浄し、少し乾燥させ、その後、Ｅｐｓｏｎ４９９０スキャナーを使用して画像化した。発色画像化についての結果が図３３Ａおよび図３３Ｂに示される。負荷物が、左から右に、５μｌのＳｈａｒｐ事前染色マーカー、８μｌの１：１０希釈のＭａｇｉｃＭａｒｋ、ＢＳＡ（５０ｎｇ、２５ｎｇ、１０ｎｇ）である。
Ｋ．実施例２０Ａおよび実施例２０Ｂ
２つのウエスタンブロットを、図１Ｃおよび図１Ｄに示されるような自動化された処理デバイスの実施形態と、図１２、図１３Ａ〜図１３Ｂおよび図１４に示されるようなバイオプロセシングカートリッジの実施形態とを使用して行い（その結果が図３４Ｂに示される）、また、手作業により行った（その結果が図３４Ａに示される）。これらは、タンパク質が０．２μｍのＰＶＤＦメンブランに転写されたことを除いて、実施例１９Ａ〜実施例１９Ｂの場合と実質的に同じであった。発色画像化についての結果が図３４Ａおよび図３４Ｂに示される。負荷物が、左から右に、５μｌのＳｈａｒｐ事前染色マーカー、８μｌの１：１０希釈のＭａｇｉｃＭａｒｋ、ＢＳＡ（５０ｎｇ、２５ｎｇ、１０ｎｇ）である。
Ｌ．実施例２１Ａおよび実施例２１Ｂ
２つのウエスタンブロットを、図１Ｃおよび図１Ｄに示されるような自動化された処理デバイスの実施形態と、図１２、図１３Ａ〜図１３Ｂおよび図１４に示されるようなバイオプロセシングカートリッジの実施形態とを使用して行い、その結果（図３５Ａ）を、手作業方法を使用して得られた結果（図３５Ｂ）と比較した。
１．ウエスタンブロット調製：上記で記載されるような１組のＢＳＡサンプルを、上記で記載されるように負荷し、調製した。その後、タンパク質を、デバイスとともに提供される使用者マニュアルにおける指示に従ってｉＢｌｏｔゲル転写デバイスを使用して、ｉＢｌｏｔ Ｒｅｇｕｌａｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｓｔａｃｋから、０．２μｍのニトロセルロースメンブランに転写した。
２．ブロット処理：本実施例のセクション１に記載されるメンブラン（転写後）を２つに切断し、ブロットの一方の半分を、実施例１３Ａ〜実施例１３Ｂに記載されるＮＦＤＭ／ＴＢＳＴ試薬を使用して、自動化された装置で行われる免疫検出のために使用し（図３５Ａに示されように使用された）、手作業により処理した（図３５Ｂに示されように使用された）。
３．自動化された装置：自動化された処理のために、試薬を、図６に示されるような自動化された装置のトレーの実施形態に搭載した。バイオプロセシングカートリッジを装置のスロットの中に挿入し、ブロットメンブランの半分を、図２２Ｂに示されるようなブロットホルダーの実施形態に装着し、装置におけるバイオプロセシングカートリッジのバイオプロセシングチャンバーの中に挿入した。
４．自動化されたプロトコル：下記の工程を、自動化された装置を使用して行い（結果が図３５Ｂに示される）、また、手作業により行った（結果が図３５Ａに示される）：
ａ．ブロック：１×６０分
ｂ．すすぎ洗浄：２×１分
ｃ．一次抗体：１×６０分
ｄ．洗浄：２×１分、１×１５分および２×５分
ｅ．二次抗体：１×６０分
ｆ．洗浄：２×１分、１×１５分および２×５分
５．可視化：上記のインキュベーション工程が完了した後、両方のブロットを水によりすすぎ洗浄し、ＨＲＰ化学発光基質においてインキュベーションし、Ｆｕｊｉルミノメーターにおいて画像化した（３分間の露光）。その後、ブロットをすすぎ洗浄し、その後、ＴＭＢ ＨＲＰ発色基質と２０分間インキュベーションし、すすぎ洗浄し、少し乾燥させ、その後、Ｅｐｓｏｎ４９９０スキャナーを使用して画像化した。発色画像化についての結果が図３３に示される。負荷物が、左から右に、５μｌのＳｈａｒｐ事前染色マーカー、８μｌの１：１０希釈のＭａｇｉｃＭａｒｋ、ＢＳＡ（５０ｎｇ、２５ｎｇ、１０ｎｇ）である。
Ｍ．実施例２２Ａおよび実施例２２Ｂ
２つのウエスタンブロットを、図１Ｃおよび図１Ｄに示されるような自動化された処理デバイスの実施形態と、図１２、図１３Ａ〜図１３Ｂおよび図１４に示されるようなバイオプロセシングカートリッジの実施形態とを使用して行い、その結果（図３６Ａ）を、手作業方法を使用して得られた結果（図３６Ｂ）と比較した。これらは、自動化された処理のために、試薬が、図１４におけるプロセスバルブ１４４０に関連する通路を使用してバイオプロセシングカートリッジのバイオプロセシングチャンバーにおいて再循環されたことを除いて、実施例１９Ａ〜実施例１９Ｂの場合と実質的に同じであった。発色画像化についての結果が図３４に示される。負荷物が、左から右に、５μｌのＳｈａｒｐ事前染色マーカー、８μｌの１：１０希釈のＭａｇｉｃＭａｒｋ、ＢＳＡ（５０ｎｇ、２５ｎｇ、１０ｎｇ）である。
実施例において明示的に記されない限り、実施例Ｎ〜実施例Ｗについては、実施例の流体、溶液、試薬、混合物、廃液または任意の他の流体産物が、流体を、カードに置かれる吸引／吐出チューブ、アクセスバルブおよびポンプを使用してカートリッジに引き込むことによって、カートリッジを使用してポンプ送出／移動された。加えて、実施例のいくつかの工程の期間中において、流体は、カートリッジに引き込まれた後、カートリッジから排出される前に、カートリッジに置かれるメンブラン／バイオプロセシングチャンバーに通すことができる。
Ｎ．実施例２３
核酸精製を、図１Ａおよび図１Ｂに示される自動化された処理デバイス、および、図１６〜図１７に示されるカートリッジを使用して行った。その結果が図３７に示される。記載されたプロトコルを使用して回収されるゲノムＤＮＡの量が、流れディフューザーがデバイスに組み込まれたかどうかに依存して変化した。ゲノムＤＮＡの量が、溶解された細胞混合物を細胞の再懸濁および溶解の期間中に溶解緩衝液リザーバーから再懸濁緩衝液／ＲｎａｓｅＡ緩衝液混合物リザーバーにポンプ送出している間に流れディフューザーを使用することによって低下した。流れディフューザーを組み込むシステムを使用して検出されるゲノムＤＮＡ３７１０の量が、流れディフューザーを有しないシステムを使用して検出されるゲノムＤＮＡ３７２０の量よりも少なかった。しかしながら、両方のデバイスを使用して検出されるプラスミドＤＮＡ（３７３０、３７４０）の量は、同程度の量のままであった。
１．細胞捕獲：２５０ｍＬの大腸菌含有培地を、バイオプロセシングカートリッジの中に、バイオプロセシングカートリッジの外側に位置するサンプルリザーバーから吸引し、Ｂｌａ０６５メンブランを含有するバイオプロセシングチャンバーに通した。細胞を培地からろ過し、清澄化された培地をカートリッジから出し、廃液リザーバーの中に入れた。その後、２０ＰＳＩの空気圧力をＢｌａ０６５細胞捕獲メンブランの入口側に加えて、残留培地をメンブランから除き、カートリッジから出して廃液リザーバーの中に入れた。
２．細胞の再懸濁および溶解：ＲｎａｓｅＡ溶液を外側の試薬リザーバーからカートリッジの中に吸引し、ポンプによりカートリッジから出し、再懸濁緩衝液を含有する試薬リザーバーの中に入れ、ＲｎａｓｅＡおよび再懸濁緩衝液をカートリッジによって一緒に混合した。その後、再懸濁緩衝液／ＲｎａｓｅＡの混合物を、捕獲メンブランによって捕獲された細胞を除くために、メンブランを介してカートリッジの中に吸引した。細胞を捕獲メンブランから除き、カートリッジから出し、溶解緩衝液を含有する試薬リザーバーの中に入れた。その後、溶解された細胞混合物のおよそ１／３の量をポンプにより、溶解緩衝液リザーバーから再懸濁／ＲｎａｓｅＡ緩衝液混合物リザーバーに戻した。その後、３２ＰＳＩの空気圧を、細胞捕獲メンブランの出口側を介して、残留する捕捉された細胞を溶解緩衝液リザーバーに除いた。その後、残留する捕捉された細胞をポンプにより、溶解緩衝液リザーバーから再懸濁／ＲｎａｓｅＡ緩衝液リザーバーに送った。
３．中和−その後、中和緩衝液をポンプにより、中和緩衝液リザーバーから、溶解された細胞を含有するリザーバーに送った。その後、溶解細胞／中和緩衝液溶液をポンプにより、溶解緩衝液リザーバーの中に戻した。その後、デバイスを３分間中断させて、細胞破片層および透明な溶解物相の層を分離させた。
４．清澄化／結合−その後、細胞破片を、細胞破片層をポンプにより、リザーバーからカートリッジの中に入れ、Ｅｘｔｒａ−Ｔｈｉｃｋ（Ｘｔｈｉｃｋ）ガラス繊維清澄化メンブランおよびアニオン交換ＤＮＡ結合性メンブランに通して、カートリッジから出し、廃液リザーバーの中に入れることによって清澄化した。その後、アニオン交換洗浄緩衝液をポンプにより、アニオン交換洗浄緩衝液リザーバーからカートリッジの中に入れ、メンブランに通して、廃液リザーバーに出した。その後、３２ＰＳＩの空気圧力を、アニオン交換メンブランを介して加えて、すべての廃液がメンブランから廃液リザーバーの中に集められたことを確保した。その後、アニオン交換溶出緩衝液をポンプにより、アニオン交換溶出緩衝液からカートリッジの中に入れ、メンブランに通して、バイオプロセシングカートリッジから出し、イソプロピルアルコールを含有する試薬リザーバーの中に入れて、ｐＤＮＡを沈殿させた。その後、溶出緩衝液／イソプロピルアルコール緩衝液溶液を、混合物をポンプにより、アニオン交換溶出緩衝液リザーバーの中に戻すことによって混合した。その後、溶出緩衝液／イソプロピルアルコール緩衝液溶液を、混合物をポンプによりアニオン交換溶出緩衝液リザーバーからイソプロピルアルコールリザーバーの中に戻すことによってもう一度混合した。その後、溶出緩衝液／イソプロピルアルコール混合物をＰＰＴＲメンブラン（Ｂｌａ０６５）に通して、沈殿したｐＤＮＡを捕獲した。その後、混合物の残りをカートリッジから出して、廃液リザーバーの中に入れた。その後、７０％ＥＴＯＨをポンプにより、ＥＴＯＨ試薬リザーバーからカートリッジの中に入れ、ＰＰＴＲメンブランに通して、廃液リザーバーに出した。その後、メンブランを、３２ＰＳＩの空気を１．５分間メンブランに通すことによって風乾し、メンブランから出てきた何らかの廃液を廃液リザーバーによって集めた。その後、最後のＴＥ溶出緩衝液をポンプにより、ＴＥ溶出緩衝液リザーバーからＰＰＲＴメンブランに通し、回収チューブに出した。ディフューザーを有するデバイスを使用して検出されるゲノムＤＮＡの量が、図３７に示されるように、ディフューザーを使用しないデバイスに対して比較される。
Ｏ．実施例２４
核酸を、図１Ａおよび図１Ｂに記載されるバイオプロセシングシステムおよび下記のプロトコルを使用して精製および捕獲することができる。実施例２３とは対照的に、実施例２４は、部分流れ拡散のポンプ作用ステムと、溶解緩衝液および再懸濁緩衝液を細胞再懸濁の前に予備混合することを含む。
１．細胞捕獲−２５０ｍＬの大腸菌含有培地を、バイオプロセシングカートリッジの中に、バイオプロセシングカートリッジの外側に位置する使い捨て型の細胞ライナーリザーバーから吸引し、Ｂｌａ０６５メンブランを含有するバイオプロセシングチャンバーに通した。細胞を培地からろ過し、清澄化された培地をカートリッジから出し、廃液リザーバーの中に入れた。
２．細胞の再懸濁および溶解−ＲｎａｓｅＡ溶液を試薬リザーバーからカートリッジの中に吸引し、カートリッジから出し、再懸濁緩衝液を含有する試薬リザーバーの中に入れた。その後、溶解緩衝液をポンプにより、溶解緩衝液リザーバーから、再懸濁緩衝液およびＲｎａｓｅＡを含有するリザーバーの中に入れた。その後、溶解／再懸濁／ＲｎａｓｅＡ混合物を、メンブランを介してカートリッジの中に吸引して、細胞を、外部のリザーバーの中に回収される前に細胞捕獲メンブランから除き、溶解した。その後、残留する細胞をポンプにより、外部から、第２のリザーバーの中に入れる。
３．中和−中和緩衝液をポンプにより中和緩衝液リザーバーから別個のリザーバーに送った。その後、上記で記載される第２のリザーバーからの細胞をポンプにより、中和緩衝液を含有するリザーバーの中に入れる。自動化されたシステムを３分間中断させて、細胞破片相および透明な溶解物相を分離させた。
４．清澄化／結合−その後、細胞破片を、ディフューザーポンプを使用して、中和された細胞物をポンプにより、リザーバーから、Ｅｘｔｒａ−Ｔｈｉｃｋガラス繊維清澄化メンブランおよびアニオン交換ＤＮＡ結合性メンブランに通して、廃液リザーバーに出すことによって清澄化した。その後、アニオン交換洗浄緩衝液をポンプにより、アニオン交換洗浄緩衝液リザーバーからメンブランに通して、廃液リザーバーに出した。その後、３２ＰＳＩの空気を、アニオン交換メンブランを介して加え、廃液リザーバーに出した。その後、アニオン交換溶出緩衝液をポンプにより、アニオン交換溶出緩衝液リザーバーからメンブランに通して、イソプロピルアルコールを含有するリザーバーに出す。このリザーバーにおいて、ｐＤＮＡが沈殿させられる。その後、溶出緩衝液およびイソプロピルアルコールが、混合物をイソプロピルアルコールリザーバーから第２のリザーバーに移し、その後、イソプロピルアルコールリザーバーに戻して、カートリッジによって混合された。その後、沈殿したｐＤＮＡを含有する溶出緩衝液／イソプロピルアルコール混合物をポンプにより、ＰＰＴＲメンブランを含有するバイオプロセシングチャンバーに通して、ＤＮＡを捕獲した。培地の残りが廃液に移される。その後、７０％ＥＴＯＨをポンプにより、ＥＴＯＨリザーバーからＰＰＴＲメンブランに通して、廃液リザーバーに出した。その後、メンブランを、３２ＰＳＩの空気により１．５にわたって風乾し、ＰＰＴＲメンブランからの何らかの流出物を廃液リザーバーに集めた。その後、最後のＴＥ溶出緩衝液をポンプにより、ＴＥ溶出緩衝液リザーバーからＰＰＲＴメンブランに通して、回収チューブにおいて集めた。回収されたＤＮＡが図３８に示される。検出されたゲノムＤＮＡ３８１０およびプラスミドＤＮＡ３８２０の量が示される。
Ｐ．実施例２５
核酸を、図１Ａおよび図１Ｂに記載されるバイオプロセシングシステムと、図１６〜図１８に示されるバイオプロセシングカートリッジとを使用して精製および捕獲することができ、この場合、自動化されたシステムは、様々なポンプ速度および工程時間設定を伴って構成される。
１．細胞捕獲−２５０ｍＬの大腸菌含有培地を、バイオプロセシングカートリッジの中に、バイオプロセシングカートリッジの外側に位置する使い捨て型の細胞ライナーリザーバーから吸引し、Ｂｌａ０６５メンブランを含有するバイオプロセシングチャンバーに通した。細胞を培地からろ過し、清澄化された培地をカートリッジから出し、廃液リザーバーの中に入れた。システムが、２１分の捕獲時間のためにポンプのそれぞれの拍動の間における８００ｍｓのポンプ遅延により作動する。
２．細胞の再懸濁および溶解−ＲｎａｓｅＡ溶液をポンプにより、それぞれのポンプ拍動の間における８００ｍｓのポンプ遅延を５秒間使用して、ＲｎａｓｅＡ溶液リザーバーから再懸濁緩衝液リザーバーの中に入れる。その後、再懸濁緩衝液およびＲｎａｓｅＡをポンプにより、それぞれのポンプ拍動の間における８００ｍｓのポンプ遅延を２秒間使用してＲｎａｓｅＡ溶液リザーバーの中に戻し、その後、再懸濁緩衝液リザーバーに戻す。その後、再懸濁／ＲｎａｓｅＡ緩衝液をポンプにより、それぞれのポンプ拍動の間における８００ｍｓのポンプ遅延を１分間使用してカートリッジに通し、溶解緩衝液リザーバーの中に入れる。その後、ＲｎａｓｅＡ／再懸濁／溶解緩衝液を、溶液を、それぞれのポンプ拍動の間における８００ｍｓのポンプ遅延を１分間使用してカードに通し、溶解緩衝液リザーバーから再懸濁／ＲｎａｓｅＡ緩衝液リザーバーの中に輸送することによって混合する。その後、溶解／再懸濁／ＲｎａｓｅＡ混合物をポンプによりメンブランに通す。この場合、細胞捕獲メンブランに捕獲された細胞がメンブランから除かれ、溶解され、その後、溶解／再懸濁／ＲｎａｓｅＡ試薬リザーバーに輸送される。ポンプ作動が、それぞれのポンプ拍動の間における８００ｍｓのポンプ遅延を１分間４５秒間使用して行われる。その後、溶解された細胞を伴う溶解混合物をポンプにより、それぞれのポンプ拍動の間における１１００ｍｓのポンプ遅延を１分４５秒間使用して溶解緩衝液試薬リザーバーに送る。
３．中和−その後、溶解された細胞をポンプにより、それぞれのポンプ拍動の間における１１００ｍｓのポンプ遅延を１分４５秒間使用して溶解緩衝液試薬リザーバーから中和緩衝液試薬リザーバーに送る。その後、溶液をポンプにより、ディフューザーを使用して、それぞれのポンプ拍動の間における２５００ｍｓのポンプ遅延を４分半使用して中和リザーバーから溶解混合物リザーバーに送る。その後、デバイスを４分間中断させて、細胞破片相および透明な溶解物相を分離させる。
４．清澄化／結合−その後、細胞破片を、ディフューザーポンプを使用して、細胞破片相および透明な溶解物相をポンプにより、それぞれのポンプ拍動の間における２５００ｍｓの遅延を５分３０秒間使用してＥｘｔｒａ−Ｔｈｉｃｋガラス繊維清澄化メンブランに通し、その後、アニオン交換ＤＮＡ結合性メンブランに通し、その後、廃液リザーバーに送った。その後、アニオン交換洗浄緩衝液溶液をポンプにより、それぞれのポンプ拍動の間における１１００ｍｓの遅延を３０秒間使用してアニオン交換洗浄緩衝液リザーバーからアニオン交換メンブランに通し、廃液リザーバーに出した。その後、３２ＰＳＩの空気圧を、アニオン交換メンブランを介して加えて、破片をメンブランから廃液リザーバーの中に入れた。空気圧の適用を止めた２秒後、その後、アニオン交換溶出緩衝液をポンプにより、ポンプをそれぞれのポンプ拍動の間において１１００ｍｓの遅延により３０秒間使用してメンブランに通し、イソプロピルアルコール試薬リザーバーに出した。その後、溶出緩衝液およびイソプロピルアルコール緩衝液を、混合物を、それぞれのポンプ拍動の間における１１００ｍｓの遅延を４５秒間使用して第２のリザーバーに移し、その後、イソプロピルアルコール緩衝液リザーバーに戻すことによって混合した。その後、廃液ラインを、３２ＰＳＩの空気圧を使用してパージし、廃液ラインにおける何らかの廃液を廃液リザーバーに出した。空気圧の適用を止めた２秒後、バルブを開けて、圧力を放出した。その後、システムを１分間中断させて、沈殿化を行った。その後、沈殿したｐＤＮＡを含有する溶出緩衝液／イソプロピルアルコール混合物を、それぞれのポンプ拍動の間における１１００ｍｓの遅延を１分間使用してＰＰＴＲメンブラン（ｂｌａ０６５）に通して、ｐＤＮＡを捕獲し、混合物の残りを廃液リザーバーに出した。その後、７０％ＥＴＯＨを、ポンプをそれぞれのポンプ拍動の間における１１００ｍｓの遅延により２５秒間使用してＥＴＯＨ試薬リザーバーからカートリッジの中に吸引し、ＰＰＴＲメンブランに通し、その後、廃液に出した。残留ＥＴＯＨを、３２ＰＳＩの空気圧をメンブランに加えることによってラインから除いた。システムを１秒間中断させた。その後、メンブランを、３２ＰＳＩの空気圧を、１．５分間、チェックバルブを介して、廃液に出すことによって風乾した。その後、ＴＥ溶出緩衝液を、それぞれのポンプ拍動の間における２０００ｍｓの遅延を５分間使用して、ＰＰＴＲに通して加えて、ｐＤＮＡを回収チューブの中に溶出した。検出されたゲノムＤＮＡ（ｇＤＮＡ）（３９１０、３９２０）の量、および、検出されたプラスミドＤＮＡ（ｐＤＮＡ）（３９３０、３９４０）の量が、図３９に示される。
Ｑ．実施例２６
核酸を、図１Ａおよび図１Ｂに記載されるバイオプロセシングシステムと、図１６〜図１８に示されるバイオプロセシングカートリッジとを使用して精製および捕獲することができ、この場合、自動化されたシステムは、様々なポンプ速度および工程時間設定を伴って構成される。核酸精製では、部分流れ拡散のポンプ作動工程が使用され、この場合、空気圧の適用、溶解と、再懸濁緩衝液との予備混合が除かれている。本実施例ではまた、図８Ｂ〜図８Ｆに示されるような試薬リザーバートレーが使用された。プロトコルのこの変更により、ゲノムＤＮＡ（ｇＤＮＡ）混入の除去が完成した。
１．細胞捕獲−１２５ｍＬの大腸含有培地をカートリッジの中に使い捨て型の細胞ライナーリザーバーから吸引し、カートリッジのバイオプロセシングチャンバーの１つのＢｌａ０６５メンブランに通して、細胞を培地からろ過した。清澄化された培地をポンプにより、１５分の捕獲時間によりポンプ拍動の間における７００ｍｓのポンプ遅延を使用してカートリッジから出し、廃液リザーバーの中に入れた。その後、圧力を放出し、システムを１秒間中断させた。
２．細胞の再懸濁および溶解−ＲｎａｓｅＡ溶液をポンプにより、ポンプ拍動の間における８００ｍｓのポンプ遅延を４秒間使用してカートリッジに通し、ＲｎａｓｅＡ試薬リザーバーから再懸濁緩衝液リザーバーに送った。その後、再懸濁緩衝液／ＲｎａｓｅＡ緩衝液混合物をポンプにより、ポンプ拍動の間における８００ｍｓのポンプ遅延を４５秒間使用して溶解緩衝液リザーバーに送った。その後、溶解／再懸濁／ＲｎａｓｅＡ混合物をカートリッジの中に吸引し、細胞捕獲メンブランに通した。その後、捕獲された細胞をメンブランから除き、溶解し、溶解された細胞をポンプにより、ポンプ拍動の間における８００ｍｓのポンプ遅延を１分２０秒間使用して再懸濁／ＲｎａｓｅＡ緩衝液混合物リザーバーの中に入れた。
３．中和−溶解された細胞混合物をポンプにより、ディフューザーを使用して、ポンプ拍動の間における２５００ｍｓのポンプ遅延を３分半使用して第２のリザーバーに送り、そして、最初のリザーバーに戻した。その後、廃液ラインを、カートリッジにおいて３２ＰＳＩ未満の空気圧力にチェックバルブを２秒間使用してパージした。その後、システムを３０秒間中断させて、細胞破片相および透明な溶解物相を分離させた。
４．清澄化／結合−細胞破片を、ディフューザーポンプを使用して、細胞破片をポンプにより、ポンプ拍動の間における２５００ｍｓの遅延を８分半使用して、１つのバイオプロセシングチャンバーにおいてＥｘｔｒａ−Ｔｈｉｃｋガラス繊維清澄化メンブランに通し、その後、ポンプにより、別のバイオプロセシングチャンバーにおいてアニオン交換ＤＮＡ結合性メンブランに通し、その後、最終的にはポンプにより、廃液リザーバーの中に入れた。その後、残留する破片および緩衝液溶液をポンプにより、ポンプ拍動の間における２５００ｍｓの遅延を３０秒間使用して廃液容器に送る。その後、溶解緩衝液リザーバーにおける何らかの残留する混合物をポンプにより、ポンプ拍動の間における２５００ｍｓの遅延を３０秒間使用して廃液容器に送る。アニオン交換洗浄緩衝液をポンプにより、ポンプ拍動の間における８００ｍｓの遅延を１５秒間使用してアニオン交換洗浄緩衝液試薬リザーバーからアニオン交換メンブランに通して、望まれない物質を除いて、廃液リザーバーに出す。その後、アニオン交換溶出緩衝液をポンプにより、ポンプ拍動の間における１１００ｍｓの遅延を３０秒間使用してメンブランに通して、捕獲されたＤＮＡ物質を溶出して、イソプロピルアルコール試薬リザーバーに出した。その後、溶出緩衝液およびイソプロピルアルコール緩衝液を、混合物を、ポンプ拍動の間における８００ｍｓの遅延を３０秒間使用して第２の試薬リザーバーに移し、その後、イソプロピルアルコール試薬リザーバーに戻すことによって混合する。その後、廃液ラインを、３２ＰＳＩの空気圧力を使用してパージし、これにより、廃液を廃液リザーバーに１秒間パージした。その後、圧力を、廃液ラインに沿って位置するいくつかのバルブを開けることによって放出した。その後、システムを２分間中断させて、混合物中のｐＤＮＡを沈殿させた。その後、沈殿したＤＮＡを有する溶出緩衝液／イソプロピルアルコール緩衝液混合物をポンプにより、ポンプ拍動の間における１１００ｍｓの遅延を１分間使用してＰＰＴＲメンブラン（ｂｌａ０６５）に通して、沈殿したＤＮＡを捕獲した。その間、混合物の残りが廃液に流れ出る。その後、７０％ＥＴＯＨをポンプにより、ＥＴＯＨ試薬リザーバーからＰＰＴＲメンブランに通し、廃液に出した。その後、残留ＥＴＯＨを、３２ＰＳＩを、ラインを介して１秒間加えることによってラインから除いて、廃液に出した。その後、メンブランを、３２ＰＳＩの空気を、チェックバルブを介してメンブランに通し、廃液リザーバーの中に入れることによって風乾した。最後のＴＥ溶出緩衝液を、３０００ｍｓの遅延を１分２０秒間使用して、ＰＰＴＲメンブランを介して加えて、沈殿したＤＮＡを溶出した。検出されたプラスミドＤＮＡ４０１０の量が図４０に示される。
Ｒ．実施例２７
タンパク質発現を、図１Ｃおよび図１Ｄに示されるバイオプロセシングシステムと、図１２〜図１４に示されるバイオプロセシングカートリッジとを使用して確認することができる。いくつかの実施形態において、ニトロセルロースメンブランを本システムとともに使用することができる（例えば、Ｈｙｂｏｎｄニトロセルロースメンブランなど）。だが、任意の好適なメンブランを本システムとともに使用することができる。
１．サンプル：３Ｔ３−Ｌ１始原細胞株を脂肪細胞に分化させた。その後、インスリンを、ｐＡＫＴ発現を刺激するためにサンプルの一部に加えた。それぞれのサンプルが１０ｕｇの分化した３Ｔ３−Ｌ１脂肪細胞溶解物を含有した。
２．プロトコル：サンプルをブロッキング剤（例えば、ＳｅａＢｌｏｃｋ／ＴＢＳ／０．５％Ｔｗｅｅｎ２０）において６０分間ブロッキング処理した。任意の好適なブロッキング剤を使用することができ、これには、ＭＩＬＫ、ＢＳＡ、他の血清、ＩＶＧなどが含まれる。その後、サンプルを、洗浄緩衝液（例えば、ＴＢＳ／０．０５％Ｔｗｅｅｎ２０）を使用して１分間、２回洗浄した。任意の好適な洗浄緩衝液を使用することができ、これには、ＰＢＳが含まれる。加えて、洗浄緩衝液における成分の割合を変化させることができる。その後、サンプルを、少なくとも９００分間または一晩、ＳｅａＢｌｏｃｋ／ＴＢＳ／０．０５％Ｔｗｅｅｎ２０ブロッキング剤において、１／１０００のＡＫＴ（ウサギ）およびｐＡＫＴ（マウス）の各一次抗体、または、Ｇｌｕｔ−４（ウサギ）およびＧＡＤＰＨ（マウス）の各一次抗体のどれかにおいて共インキュベーションした。その後、サンプルを、ＴＢＳ／０．０５％Ｔｗｅｅｎ２０洗浄緩衝液において５分間、３回洗浄した。その後、サンプルを、０．０１％のＳＤＳを含有するブロッキング剤において、１ｎＭのＧＡＲ−ＱＤａｏｔ６２５およびＧＡＭ−Ｑｄｏｔ８００の各二次コンジュゲート、または、１ｕｇ／ｍＬのＧＡＲ−ＡｌｅｘａＦｌｕｏｒ７９０（ＡＦ７９０）およびＧＡＭ−ＡｌｅｘａＦｌｕｏｒ６８０（ＡＦ６８０）の各二次コンジュゲートのどちらかにおいて６０分間共インキュベーションした。任意の好適な標識を使用することができ、これには、量子ドット（Ｑｄｏｔ）ナノ結晶（ＱＤｏｔ６２５、同６０５、同６５５、同５６５、同５８５、同７０５、同８００および同５２５を含む）およびミクロスフェアが含まれる。いくつかの実施形態において、一次コンジュゲートはヤギ抗マウスＩｇＧ（ＧＡＭ）、ヤギ抗ウサギＩｇＧ（ＧＡＲ）またはストレプトアビジンであり得る。いくつかの実施形態において、サンプルはＣｌｉｃｋ−ｉＴ（登録商標）標識／画像化キットにコンジュゲート化することができる。いくつかの実施形態において、二次抗体は、ＧＡＭ、ＧＡＲまたはストレプトアビジンであり得る。その後、サンプルを、ＴＢＳ／０．０５％Ｔｗｅｅｎ２０洗浄緩衝液において５分間、３回洗浄した。その後、サンプルを、５分間、２回、水においてすすぎ洗浄した。
３．結果：Ｑ−Ｄｏｔ（登録商標）ナノ結晶を、本明細書中に記載されるデバイスとともに使用することの結果が、図４１Ａ〜図４１Ｆ、図４２Ａ〜図４２Ｃ、および、図４３Ａ〜図４３Ｆに示される。図４１Ａ〜図４１Ｆは、図１Ｃおよび図１Ｄに記載されるデバイスを使用して得られる結果を示す。図４１Ａ〜図４１Ｃは、ゲルが実験台で処理された場合に得られる結果を例示し、これに対して、図４１Ｄ〜図４１Ｆは、本明細書中に記載されるデバイスを使用して得られた結果を示す。図４１Ａおよび図４１Ｄは、ＧＡＲ−Ｑｄｏｔ６２５により標識されるＡＫＴ（ウサギ）の存在を確認する処理された２つのゲルを例示し、図４１Ｂおよび図４１Ｅは、ｐＡＫＴ（マウス）＋ＧＡＭ−Ｑｄｏｔ８００の存在する検出する処理された２つのゲルを例示し、図４１Ｃおよび図４１Ｆは、図４１Ａおよび図４１Ｂおよび図４１Ｄおよび図４１Ｅに示されるゲルを一緒にした結果をそれぞれ例示する。矢印は、ＡＫＴおよびｐＡＫＴの両方が検出されたレーンを示した。
図４２Ａ〜図４２Ｃは、図１Ｃおよび図１Ｄに記載されるデバイスを使用して得られる結果を示す。図４２ＡはＡＫＴ（ウサギ）の存在を示し、この場合、ＡＫＴがＧＡＲ−ＡｌｅｘａＦｌｕｏｒ７９０により標識されている。図４２ＢはｐＡＫＴ（マウス）の存在を示し、この場合、ｐＡＫＴがＧＡＭ−ＡＦ６８０により標識されている。図４２Ｃは、図４２Ａおよび図４２Ｂに示されるゲルの画像を示す。矢印は、ＡＫＴおよびｐＡＫＴの両方が検出されたレーンを示した。
図４３Ａ〜図４３Ｆは、脂肪細胞における種々のタンパク質の存在を示し、より具体的には、ゲル全体における同じ量のタンパク質の存在を示す。図４３Ａ〜図４３Ｆの結果を使用して、どのくらいのサンプルが、Ｑｄｏｔ色素またはＡｌｅｘａＦｌｕｏｒ色素のどちらかを使用してゲルにおいてそれぞれのウエルに負荷されたかを比較することができる。図４３Ａは、ＧＡＲ−Ｑｄｏｔ６２５により標識されるＧｌｕｔ−４（ウサギ）の存在を示す。図４３Ｂは、ＧＡＭ−Ｑｄｏｔ８００により標識されるＧＡＤＰＨ（マウス）の存在を示す。図４３Ｃは、図４３Ａおよび図４３Ｂを一緒にした画像を示す。図４３Ｄは、ＧＡＲ−ＡＦ７９０により標識されるＧｌｕｔ−４（ウサギ）の存在を示す。図４３Ｅは、ＧＡＭ−ＡＦ６８０により標識されるＧＡＤＰＨ（マウス）の存在を示す。図４３Ｆは、図４３Ｄおよび図４３Ｅを一緒にした画像を示す
Ｓ．実施例２８
食品安全性分析を、実施例１６〜実施例１８に記載されるバイオプロセシングシステムを使用して行うことができる。病原性微生物による食品の汚染は食品産業における重要な関心事の１つである。食品安全性の病原体検出のための従来の培養法は時間がかかり、また、開始から終了まで、行うために２４時間以上を要し得る。食品安全性試験における現在の要求では、８時間未満での少ない数の細菌（典型的には、２５グラムの食品サンプルあたり１立方フィート）の迅速な検出が指定される。これらの要求は、成長が遅い細菌の迅速な検出を困難なものにしている。これは、短い（６時間までの）事前の増菌工程の後で培養物に存在し得る細菌の数が少ないからである。食品における細菌病原体の検出および同定をＤＮＡ分析により行うことができる。しかしながら、大きいサンプル体積からの細菌ＤＮＡの十分な量の抽出、精製および回収は、これらのアッセイにおける非常に重要な要因であり得る。８時間の増菌の後でさえ、培養物における病原性細菌の数が比較的少ないこと（典型的には０．１ｃｆｕ／ｍＬ〜１０ｃｆｕ／ｍＬ）のために、下流のＰＣＲを成功させるための十分な量の細菌ＤＮＡを回収することが不可欠である。ＰＣＲ反応におけるＤＮＡ標的の不十分な数は、高いＣｔ値または陽性シグナルの非存在を引き起こし得る。従来の濃縮技術には、培養物に典型的に存在する細菌、食品サンプル微粒子および他の阻害剤を共沈させる技術（例えば、大きいサンプル体積（１ｍｌ以上）の遠心分離など）が含まれる。従って、ＰＣＲまたは他の分子技術が使用され得る前にロバストなＤＮＡ抽出プロトコルを使用しなければならない。しかしながら、病原性細菌が増やされた大量の培養物の遠心分離には、容器を損なう危険性、ならびに、結果として、設備および作業領域の重大な汚染が伴う。本明細書中において図１Ａおよび図１Ｂに提供されるデバイス、および、図１６〜図１８に示されるバイオプロセシングカートリッジを使用する場合、ＤＮＡを、自動化された方法およびデバイスを使用して、大きいサンプル体積から調製および抽出することができる。
１．サンプル調製：食品マトリックス培養物（１０ｍＬ〜５０ｍＬ）がプレフィルター（Ｐ）に加えられる。プレフィルターは、大きいサイズの微粒子を保持し、細菌がフィルターを素通りすることを可能にする。その後、細菌をほとんど含有する素通りが第２のフィルターに導かれ、その場合、細菌がフィルターによって捕獲され、素通りが廃液に捨てられる。その後、第２のフィルターによって捕獲された細菌が、溶解溶液（例えば、ＰｒｅｐＳｅｑ溶解溶液）を使用して第２のフィルターの上で溶解され、溶解物がシリカメンブランに導かれる。溶解された細菌からのＤＮＡがシリカメンブランによって捕獲され、素通りが廃液リザーバーに捨てられる。その後、シリカメンブランが、ＰＣＲ阻害剤を除くためにＰｒｅｐＳｅｑ洗浄溶液により洗浄される。
２．ＤＮＡ回収：その後、溶出緩衝液（例えば、ＰｒｅｐＳｅｑ溶出緩衝液）がポンプにより、シリカメンブランに通されて、ＤＮＡをシリカメンブランから溶出させる。メンブランから溶出されるＤＮＡの量が４０ｕＬ〜１１５ｕＬの間であり得る。
３．結果：本明細書中のバイオプロセシングデバイスを使用することにより、非常に大きい体積（＞１０ｍＬ）の複雑な食品サンプル培養物を比較的短い時間量で処理することが可能になる。自動化されたサンプル処理工程は、食品微粒子をサンプルマトリックスから除去すること、および、細菌ＤＮＡ抽出物を、シリカメンブランを使用して捕獲することを可能にする。
Ｔ．実施例２９
核酸を、図１Ａおよび図１Ｂに記載されるバイオプロセシングシステムと、図１６〜図１８に示されるバイオプロセシングカートリッジとを使用して精製および捕獲することができ、この場合、自動化されたシステムは、様々なポンプ速度および工程時間設定を伴って構成される。核酸精製では、部分流れ拡散のポンプ作動工程が使用され、この場合、空気圧の適用、溶解と、再懸濁緩衝液との予備混合が除かれている。本実施例ではまた、図８Ｂ〜図８Ｆに示されるような試薬リザーバートレーが使用された。プロトコルのこの変更により、ゲノムＤＮＡ（ｇＤＮＡ）混入の除去が最適化された。
１．細胞捕獲：１２５ｍＬの大腸菌含有培地を、バイオプロセシングカートリッジの中に、バイオプロセシングカートリッジの外部に置かれるサンプルリザーバー（使い捨て型の細胞ライナーリザーバー）から吸引し、Ｂｌａ０６５メンブランを含有するバイオプロセシングチャンバーに通して、細胞を培地からろ過した。細胞から分離された清澄化培地をポンプにより、カートリッジから出し、廃液リザーバーの中に入れた。その後、サンプルをポンプにより、７００ｍｓのポンプ遅延を１５分の捕獲時間にわたって使用してバイオプロセシングチャンバーに通した。カートリッジに残留する圧力を１秒間放出した。
２．細胞の再懸濁および溶解：ＲｎａｓｅＡ溶液を外部の試薬リザーバーからカートリッジの中に吸引し、その後、ポンプにより、カートリッジから出し、再懸濁緩衝液を含有する試薬リザーバーの中に入れた。ＲｎａｓｅＡ溶液を、８００ｍｓのポンプ遅延を４秒間使用してポンプ送出した。その後、再懸濁／ＲｎａｓｅＡ緩衝液混合物を一緒に混合した。その後、再懸濁／ＲｎａｓｅＡ緩衝液混合物をポンプにより緩衝液リザーバーから溶解緩衝液リザーバーに送った。混合物を、８００ｍｓのポンプ遅延を４５秒間使用してポンプ送出した。その後、溶解緩衝液／再懸濁／ＲｎａｓｅＡ混合物をポンプにより、溶解緩衝液リザーバーからメンブランの出口側に通して、同時に細胞を細胞捕獲メンブランから除き、溶解した。混合物をポンプによりメンブランの出口側に通すことにより、残留する捕獲された細胞を除くために空気を使用する必要性がなくなった。混合物を、８００ｍｓのポンプ遅延を１分２０秒間使用してポンプ送出した。拡散された溶解緩衝液／再懸濁／ＲｎａｓｅＡ混合物をポンプにより、２５００ｍｓのポンプ遅延を３分３０秒間使用して再懸濁／ＲｎａｓｅＡ緩衝液混合物リザーバーに送った。
３．中和：溶解された細胞をポンプにより、それぞれのポンプ拍動の間における２５００ｍｓのポンプ遅延を３分３０秒間使用して第１のリザーバーから第２のリザーバーに送った。その後、混合物をディフューザーポンプにより、それぞれのポンプ拍動の間における２５００ｍｓのポンプ遅延を６分４０秒間使用して第２のリザーバーから第３のリザーバーに送った。その後、混合物をディフューザーポンプにより、２５００ｍｓのポンプ遅延を５分間使用して第３のリザーバーから第２のリザーバーに戻した。その後、第３のリザーバーにおける混合物の残りをディフューザーポンプにより、２５００ｍｓのポンプ遅延を５分間使用して第３のリザーバーから第２のリザーバーに戻した。その後、廃液ラインを、３２ＰＳＩの空気を加えるためにチェックバルブを使用して２秒間パージした。その後、デバイスを５分間中断させて、細胞破片相および透明な溶解物相を分離させた。
４．清澄化／アニオン交換結合：その後、細胞破片を、ディフューザーポンプを使用して、細胞破片相および透明な溶解物相をポンプにより、２５００ｍｓの遅延を１０分３０秒間使用してＥｘｔｒａ−Ｔｈｉｃｋガラス繊維清澄化メンブランに通し、その後、アニオン交換ＤＮＡ結合性メンブランに通し、その後、廃液リザーバーに送った。その後、残留する破片および緩衝液を、２５００ｍｓの遅延を１分間使用して除いた。その後、アニオン交換洗浄緩衝液をポンプにより、２５００ｍｓの遅延を４０秒間使用してアニオン交換メンブランに通して、廃液リザーバーに出した。
５．アニオン交換溶出および沈殿化：アニオン交換溶出緩衝液をポンプにより、１１００ｍｓのポンプ遅延を１分３０秒間使用して緩衝液リザーバーからアニオン交換メンブランに通し、イソプロピルアルコールを含有するリザーバーに出した。その後、溶出緩衝液およびイソプロピルアルコールの緩衝液混合物を、混合物をポンプにより、８００ｍｓの遅延を２０秒間使用してイソプロピルリザーバーから溶出緩衝液リザーバーに送り、その後、８００ｍｓのポンプ遅延を３０秒間使用してイソプロピルアルコールリザーバーに戻すことによって混合した。その後、廃液ラインを、３２ＰＳＩの空気圧を１秒間使用して廃液にパージした。その後、圧力を、バルブを開けることによって放出した。その後、システムを２分間中断させて、沈殿化を行わせた。
６．沈殿分離器メンブランにおけるｐＤＮＡの捕獲：沈殿したｐＤＮＡを含有する溶出緩衝液／ＩＰＡ混合物をディフューザーポンプにより、ＰＰＴＲメンブラン（ｂｌａ０６５）に通して、ＤＮＡを捕獲した。ろ過された緩衝液をポンプにより、２５００ｍｓのポンプ遅延を４分間使用して廃液に出した。その後、７０％ＥＴＯＨをディフューザーポンプにより、ポンプをポンプ拍動の間における２５００ｍｓの遅延により３０秒間使用してＥＴＯＨリザーバーからＰＰＴＲメンブランに通し、廃液に出した。残留ＥＴＯＨを、３２ＰＳＩの空気圧を、バルブを介して１秒間加えることによってラインから除いて、廃液に出した。その後、メンブランを、１．５分間、３２ＰＳＩの空気を、チェックバルブを介して加え、廃液に出すことによって風乾した。
７．回収チューブ内への最終溶出：その後、ＴＥ溶出緩衝液を、ポンプ拍動の間における３０００ｍｓの遅延を５分間使用して、ＰＰＴＲメンブランを介して加えて、ｐＤＮＡを回収チューブの中に溶出した。
Ｕ．実施例３０
細胞凝集、および、細胞凝集を軽減するためにＮａＣｌを加えることの影響を、上記の実施例２９に記載されるプロトコルを使用して調べた。プロトコルを、図１Ａおよび図１Ｂに記載されるバイオプロセシングシステムと、図１６〜図１８に示されるバイオプロセシングカートリッジとを使用して行った。
上記の実施例２９に記載されるプロトコルを使用して、２５０ｍＭのＮａＣｌを、試薬トレーに置かれる１２５ｍＬの細胞に加えた。一晩培養物を、１００ｕｇ／ｍｌのアンピシリンを含有する１Ｌの新鮮なＬＢ培地への５０ｕＬのＴＯＰ１０／ＤＨ１０Ｂ−Ｔ１Ｒグリセロールストック溶液の添加によって調製した。１２５ｍＬの細菌培養物を試薬リザーバーの中に注いだ。ＮａＣｌ（５Ｍ）を、所望されるＮａＣｌ濃度を達成するためにデバイスを使用して、運転を開始する前にリザーバーに加えた。
ＤＨ１０Ｂ−Ｔ１Ｒ細胞の捕獲の前において、０．５ＭのＮａＣｌ溶液に対して０．２ＭのＮａＣｌ溶液を使用して細胞を処理することの影響を比較した。比較の結果が図４４Ａに示される。図４４Ａに示されるように、プラスミド収量における小さい増大が、コントロールと比較した場合、０．２ＭのＮａＣｌ溶液を使用したときに認められ、一方で、０．５ＭのＮａＣｌ溶液は、プラスミド収量に対する有害な影響を有するようであった。
Ｔｏｐ１０細胞の捕獲の前において、３００ｍＭのＮａＣｌ溶液を使用することに対して２５０ｍＭのＮａＣｌ溶液を使用して細胞を処理することの影響を比較した。比較の結果が図４４Ｂに示される。図４４Ｂに示されるように、両方の濃度のＮａＣｌは、コントロールと比較した場合、Ｔｏｐ１０細胞から得られるプラスミド収量を増大させ、２５０ｍＭのＮａＣｌ濃度を使用したときに捕獲されるプラスミド収量が５５％増大し、３００ｍＭのＮａＣｌ濃度を使用したときに捕獲されるプラスミド収量が４０％増大した。
Ｖ．実施例３１
細胞凝集、および、細胞凝集を軽減するためにＮａＣｌを加えることの影響を、上記の実施例２９に記載されるプロトコルを使用して調べた。プロトコルを、図１Ｃおよび図１Ｄに記載されるバイオプロセシングシステムと、図１６〜図１８に示されるバイオプロセシングカートリッジとを使用して行った。
細胞のＮａＣｌ前処理：６．５ｍＬの５Ｍ ＮａＣｌを、試薬トレーに置かれる１２５ｍＬの細菌培養物に加えた。塩の前処理を伴わない細胞（コントロール）からのプラスミド収量を、２５０ｍＭのＮａＣｌで前処理された細胞から得られるプラスミド収量と比較した。
図４５Ａは、低い光学密度（ＯＤ）のＴＯＰ１０細胞（平均密度が１．８５である細胞）および大きい光学密度のＴＯＰ１０細胞（平均密度が２．４〜２．５である細胞）から得られるプラスミド収量を、ＴＯＰ１０コントロール（塩処理なし）から得られるプラスミド収量と比較して示す。図４５Ａに示されるように、すべてのＴＯＰ１０細胞についての回収されたプラスミド収量が、コントロールと比較した場合、２５０ｍＭのＮａＣｌの処理により増大した。実験後に回収された最終サンプルの体積は、図４５Ｂに示されるように、塩の前処理によって影響されないままであった。
Ｗ．実施例３２
細胞凝集、および、細胞凝集を軽減するためにＮａＣｌを加えることの影響を、上記の実施例２９に記載されるプロトコルを使用して調べた。プロトコルを、図１Ｃおよび図１Ｄに記載されるバイオプロセシングシステムと、図１６〜図１８に示されるバイオプロセシングカートリッジとを使用して行った。
細胞のＮａＣｌ前処理：６．５ｍＬの５Ｍ ＮａＣｌを、試薬トレーに置かれる１２５ｍＬの細菌培養物に加えた。塩の前処理を伴わない細胞（コントロール）からのプラスミド収量を、２５０ｍＭのＮａＣｌで前処理された細胞から得られるプラスミド収量と比較した。
図４６は、２５０ｍＭのＮａＣｌで前処理されたＤＨ１０Ｂ−Ｔ１Ｒ細胞から得られるプラスミド収量を、塩の前処理を伴わない細胞と比較して示す。図４６に示されるように、ＤＨ１０Ｂ−Ｔ１Ｒ細胞から得られるプラスミド収量が、コントロール細胞に対して、２５０ｍＭのＮａＣｌで前処理された細胞については増大した。
本明細書中で用いられている用語および表現は、限定の用語としてではなく、説明の用語として使用され、また、そのような用語および表現の使用においては、示される特徴および記載される特徴またはそれらの一部の何らかの均等物を除外することが何ら意図されず、しかし、様々な改変が、主張される発明の範囲の範囲内において可能であることが認識される。従って、本発明が、一部は好ましい実施形態、例示的な実施形態および選択可能な特徴によって、具体的に開示されているが、本明細書中に開示される概念の改変および変化が当業者によって用いられ得ること、また、そのような改変および変化は、添付されている請求項によって定義されるような本発明の範囲の範囲内であると見なされることを理解しなければならない。本明細書中に提供される具体的な実施形態は本発明の有用な実施形態の例であり、したがって、本発明が、本説明において示されるデバイス、デバイス構成成分および方法工程の非常に多数の変化を使用して実施され得ることが当業者には明らかである。
本出願において引用されるすべての参考文献は、それらが本出願における開示と矛盾していないという範囲で、本明細書により参照によってそれらの全体において組み込まれる。本明細書中に具体的に記載されるものと異なる方法、デバイス、デバイス構成要素、材料、手順および技術が、過度な実験に頼ることなく、本明細書中に広く開示されるような本発明の実施に適用され得ることが当業者には明らかである。本明細書中に具体的に記載される方法、デバイス、デバイス構成要素、材料、手順および技術の、当分野で公知である機能的なすべての均等物が、本発明によって包含されることが意図される。
一群の材料、組成物、成分または化合物が本明細書中に開示されるとき、それらの群およびそれらのすべての部分群のすべての個々の群構成要素が別個に開示されることが理解される。マーカッシュ群または他のグループ分けが本明細書中で使用されるとき、その群のすべての個々の群構成要素、ならびに、その群の可能なすべての組合せおよび部分組合せが、本開示において個々に含まれることが意図される。本明細書中に記載または例示される構成成分の定型化または組合せはどれも、別途述べられない限り、本発明を実施するために使用することができる。範囲（例えば、温度範囲、時間範囲または組成範囲）が本明細書において与えられるときは常に、与えられた範囲に含まれるすべての中間範囲および部分範囲、同様にまた、与えられた範囲に含まれるすべての個々の値が、本開示において含まれることが意図される。

Claims (30)

  1. ａ）固体支持体を含有するために構成される少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバー、
    ｂ）少なくとも１つのポンプを介して前記バイオプロセシングチャンバーと流体連結している複数のメソスケールおよび／またはミクロスケールのプロセス流体通路（ただし、前記少なくとも１つのポンプはバイオプロセシングカートリッジの中または表面に含まれる）
    を含むバイオプロセシングカートリッジ。
  2. 少なくとも１つのアクセスバルブを、前記複数のプロセス流体通路の少なくとも１つによって規定される流路の内部に含む、請求項１に記載のカートリッジ。
  3. 前記少なくとも１つのアクセスバルブのそれぞれが、プロセス流体コネクターと、前記複数のプロセス流体通路の少なくとも１つとの間における流路の内部に位置し、ただし、それぞれのプロセス流体コネクターが、カートリッジを１つまたは複数の流体容器に流体接続するために構成される、請求項２に記載のカートリッジ。
  4. ２つ以上のアクセスバルブを含み、ただし、それぞれのアクセスバルブが、独立したプロセス流体コネクターと、前記複数のプロセス流体通路の１つとの間における流路の内部に置かれ、それぞれの独立したプロセス流体コネクターが、カートリッジを１つまたは複数の流体容器に流体接続するために構成される、請求項３に記載のカートリッジ。
  5. 前記プロセス流体コネクターが、マニホールドを経由して前記流体容器に接続するために構成される、請求項３に記載のカートリッジ。
  6. 前記プロセス流体コネクターが、吸引チューブおよび／または吐出チューブを経由して前記流体容器に接続するために構成される、請求項３に記載のカートリッジ。
  7. 前記プロセス流体コネクターが吸引チューブおよび／または吐出チューブである、請求項３に記載のカートリッジ。
  8. アクセスバルブを、前記プロセス流体コネクターのそれぞれと、前記複数のプロセス流体通路のそれぞれとの間における流路のそれぞれの内部に含む、請求項２に記載のカートリッジ。
  9. 少なくとも１つのプロセスバルブを、前記ポンプと、前記チャンバーとの間における流路においてさらに含む、請求項１に記載のカートリッジ。
  10. ２つ以上のバイオプロセシングチャンバーを含む、請求項１に記載のカートリッジ。
  11. 複数の制御流体通路をさらに含む、請求項１に記載のカートリッジ。
  12. 前記複数の制御流体通路のそれぞれにつながる制御流体コネクターをさらに含み、ただし、それぞれの制御流体コネクターが、カートリッジを１つまたは複数の自動化された制御システムに流体接続するために構成される、請求項１１に記載のカートリッジ。
  13. 少なくとも１つのプロセス流体通路と流体連結している色素チャンバーを含み、ただし、前記色素チャンバーの内部の物質は、流体と接触したとき、色が変わる、請求項１に記載のカートリッジ。
  14. ａ）バイオプロセシングカートリッジを収容するためにそれぞれが構成される１つまたは複数のカートリッジスロット、
    ｂ）バイオプロセシング期間中における使用のための容器を保持するために構成される少なくとも１つの流体容器ホルダーを含む取り外し可能な流体容器トレー、および
    ｃ）１つまたは複数のバイオプロセシングカートリッジにおけるバイオプロセシングに関連する少なくとも１つのパラメーターを制御するために構成される自動化された制御システム
    を含む自動化されたバイオプロセシングデバイス。
  15. ２個〜８個のカートリッジスロットを含む、請求項１４に記載のデバイス。
  16. 前記カートリッジスロットがさらに、前記流体容器ホルダーの内部の１つまたは複数の流体容器を１つまたは複数のプロセス流体コネクターと流体接続するために構成される流体マニホールド、ならびに／あるいは、１つまたは複数の制御流体コネクターを１つまたは複数の自動化された制御システムに接続するために構成される制御流体マニホールドを含む、請求項１４に記載のデバイス。
  17. 前記カートリッジスロットが、カートリッジにおける吸引チューブおよび／または吐出チューブを受け取り、かつ、該吸引チューブおよび／または吐出チューブを前記流体容器ホルダーにおける流体容器の中に導くための多数の開口部またはガイド機構を含む、請求項１４に記載のデバイス。
  18. 前記自動化された制御システムが独立して、前記カートリッジスロットのそれぞれの中のバイオプロセシングカートリッジにおける前記ポンプおよび前記バルブを制御する、請求項１４に記載のデバイス。
  19. ａ）ｉ）固体支持体をその中に含有する少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバー、および
    ｉｉ）前記バイオプロセシングチャンバーと流体連結している複数のメソスケールおよび／またはミクロスケールのプロセス流体通路
    を含むバイオプロセシングカートリッジを提供すること；および
    ｂ）少なくとも１つのプロセス流体を、前記複数のプロセス流体通路の少なくとも１つを介して前記バイオプロセシングチャンバーの中にポンプ送出すること
    を含む、バイオプロセシングの自動化された方法。
  20. 前記ポンプ送出することが、１つまたは複数の試薬および／またはサンプルを前記プロセシングチャンバーの中にポンプ送出し、前記支持体と接触させることを含む、請求項１９に記載の方法。
  21. 前記ポンプ送出することが、前記試薬の少なくとも１つを、前記チャンバーの上部部分につながる通路から、前記カートリッジにおけるポンプを介して、前記チャンバーの底部部分につながる通路の中に循環することを含む、請求項２０に記載の方法。
  22. 前記ポンプ送出することが、少なくとも１つのプロセス流体をポンプ送出して、前記少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバーにおいて、フィルターまたはメンブランを通過またはその表面を横切るようにすることを含む、請求項１９に記載の方法。
  23. 自動化されたウエスタンブロット処理方法を含む、請求項１９に記載の方法。
  24. 核酸の分離、精製および／または回収の自動化された方法を含む、請求項１９に記載の方法。
  25. １つまたは複数の流体を固体支持体に適用する方法であって、下記の工程：
    ａ）少なくとも１つのバイオプロセシングカートリッジをバイオプロセシングデバイスの中に挿入する工程であって、前記バイオプロセシングカートリッジが、
    ｉ）固体支持体をその中に含有する少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバー、および
    ｉｉ）前記バイオプロセシングチャンバーと流体連結している複数のメソスケールおよび／またはミクロスケールの通路
    を含む、工程、
    ｂ）ポンプ作動シーケンスを前記カートリッジに対して行う工程であって、前記ポンプ作動シーケンスが、流体が１つまたは複数の容器から流体流れ通路の１つを介して前記チャンバーの中にポンプ送出される１つまたは複数の流体添加サイクルに入ることを含む、工程
    を含み、
    ただし、前記流体添加サイクルのいずれかで添加される流体が、前記流体添加サイクルのいずれか他で添加される流体と同じまたは異なる、上記方法。
  26. 前記ポンプ作動シーケンスがさらに、前記チャンバー内の流体を指定された廃液容器の中にポンプ送出することを含む、それぞれの流体添加サイクルの後でのパージ処理サイクルに入ることを含む、請求項２５に記載の方法。
  27. 前記ポンプ作動シーケンスがさらに、前記流体添加サイクルのいずれかの後での循環サイクルに入ることを含み、ただし、前記循環サイクルは、前記チャンバーの底部に接続される流体流れ通路におけるバルブを開けること、および、流体をポンプ送出して、前記チャンバーの底部部分から１つまたは複数の流体流れ通路を介して前記チャンバーの上部部分の中に入れることを含む、請求項２５に記載の方法。
  28. 前記パージ処理シーケンスを、プログラム可能なコントローラーを使用して開始および停止することをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
  29. 前記カートリッジのそれぞれに対して行われる前記ポンプ作動シーケンスが同時に行われる、請求項２５に記載の方法。
  30. ａ）ｉ）バイオプロセシングカートリッジを収容するためにそれぞれが構成される１つまたは複数のカートリッジスロット、および
    ｉｉ）１つまたは複数のバイオプロセシングカートリッジにおけるバイオプロセシングに関連する少なくとも１つのパラメーターを制御するために構成される自動化された制御システム
    を含むバイオプロセシングデバイスと、
    ｂ）ｉ）固体支持体を含有するために構成される少なくとも１つのバイオプロセシングチャンバー、
    ｉｉ）少なくとも１つのポンプを介して前記バイオプロセシングチャンバーと流体連結している複数のメソスケールおよび／またはミクロスケールのプロセス流体通路（ただし、前記少なくとも１つのポンプはバイオプロセシングカートリッジの中または表面に含まれる）
    を含む１つまたは複数のバイオプロセシングカートリッジと
    を含む自動化されたバイオプロセシングシステム。
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