JP2004508541A - 試薬送出装置及び使用方法 - Google Patents

Abstract

試薬送出装置は、可撓性の側壁（１２ｃ）を備えたリザーバ本体（１２）と、試薬含有マトリクス（１８）及びフィルタ（１６）を保持するキャップ（１４）と、を含む。試料はリザーバ本体（１２）の中に入れられ、キャップ（１４）が取り付けられる。可撓性の側壁（１２ｃ）を圧縮し、容器（２０ａ）を破裂させて、内容物を試料と混合させる。混合物はフィルタ（１６）によって濾過され、試薬は試薬マトリクス（１８）から拡散して試薬・試料混合物を形成する。

Description

【０００１】
（背景技術）
本発明は、生物学的に得られた試料を濾過し、かつ、試料を試料中の分析物の分析用試薬と混合するための方法及び装置に関する。一旦、試料が濾過され、そして、試薬と混合されると、試料は在来の分析技術を使用して分析することができる。試料は、典型的には、生物学的に得られた液体試料中に、結合可能な目標物質の形態の分析物を有し、試料は、目標を含有していると疑われる。多くの異なる形態の分析装置が、濾過され、かつ、試薬と混合された分析物の分析に使用することができる。例えば、かかる装置は、ここに援用する米国特許第５８８５５２６号に記載されている。多くのかかる装置は、目標物質に特異的に結合することのできる受容体が固定される反応膜を用いる。典型的には、検査すべき試料は反応膜に滴状に加えられる。もしも目標物質が試料中に存在するならば、目標物質は固定された受容体に結合する。種々の方法が、目標物質が受容体に結合したか否かを決定するのに使用され、かくして、試料中の目標物質の存在を示す。普通に使用される或る方法では、検出可能な標識に付けられ、目標物質を特異的に結合させることのできる免疫学的反応性結合剤を反応膜に塗る。前述の特許の装置では、試料が、反応膜の上面に加えられ、そして、反応膜を通して、反応膜の下の吸収物質へ流れ、吸収物質は試料を、反応膜を通して引く。
【０００２】
血液試料溶液の検査では、ＷＢＴ（商標名）の名前でＥＹラボラトリーズ社（ＥＹ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ， Ｉｎｃ．）によって販売されている既知の装置が、ほぼ円筒形のリザーバ本体を備えた流体容器を有し、取り外し可能なクロージャと合う一つの開口端が流体の通路を形成する。クロージャは、円錐形のノーズ部分の形態である。フィルタが流体通路を横切ってノーズ部分の中に配置される。血液は、クロージャで密封されたリザーバ本体の中へ入れられる。流体試薬をリザーバに加えることができる。リザーバ本体は可撓性であるので、リザーバ本体の圧縮によって、血液はフィルタを通して、円錐形の出口から滴として押し出される。次いで、前述のタイプの濾過装置が、濾過され血液試料を上記の膜装置のような分析装置に供給するのに使用される。反応面に保持された標識のような、分析を形成するのに使用される試薬は、試料が膜の中を流れた後、別のステップで膜に加えられる。この別のステップは、検定に時間を加え、技術者の誤りの可能性を減ずる。
【０００３】
（発明の概要）
本発明によれば、生物学的に得られた試料を濾過し、試料を試薬と混合するための装置を提供する。この装置はリザーバ区画を構成し、かつ、容器出口を有する流体容器と、フィルタと、リザーバ区画と容器出口との間の流路内に配置された流体流通マトリクスと、を有する。水溶性の乾燥試薬がマトリクスに保持される。リザーバ区画内の水性液体中の試料を、フィルタ及びマトリクスを通して、容器出口から押し出すための手段が提供される。
【０００４】
本発明の別の側面では、少なくとも一つの分析物を含む生物学的に得られた試料を濾過し、試料を分析物の分析用試薬と混合するための方法を提供する。この方法は、容器のリザーバ区画内の水性液体中の試料に圧力を付与して、試料を、水性液体中で容器内のフィルタ及びマトリクスに流通させることを含む。マトリクスは、水溶性の乾燥試薬を支持し、試薬は溶解されて、試薬と試料の濾過された水性液体混合物を作り出す。濾過された混合物は容器から流出し、その結果、濾過された混合物中の一つ以上の分析物を分析することができる。
【０００５】
（発明の詳細な説明）
本発明は、生物学的に得られた試料を濾過し、かつ、試料を、試料の分析を大変簡単化する試薬と混合するための装置を提供する。生物学的に得られた試料は、既知の分析法を使用して分析される。かかる試料は、全血、血清、血漿、尿、唾液等の体液を含む。さらに、試料は、例えば、便サンプルからの抽出液、大腸菌の培養菌、チキンの表面等のような、食品の安全性のための表面からの懸濁液、種々の目的で検査される下水からの流体、及び、破裂して重大な分析物を放出する種々の細胞、細菌及びウイルスを含む。
【０００６】
米国特許第５００６４６４号に挙げられたような様々なタンパク質を含む分析物は、普通、免疫学的検定法で、並びに、既知の結合対の反応を用いる免疫学的検定法として類別されない他の検定方法で分析される。さらに、その検定方法は、免疫学的検定法として類別されない検定方法の分析、例えば、未知のＤＮＡ塩基配列の決定に適用できる。米国特許第５００６４６４号の検定装置、他の流通検定装置は、本発明の目的に特に有効である。
【０００７】
図１を参照すると、濾過及び混合装置の一つの実施形態が本発明に従って図示されている。濾過及び混合装置は、最下端に本体開口１２ａを構成し、かつ、内部リザーバ１２ｂを構成するリザーバ本体を有する容器を含む。リザーバ本体１２は、好ましくは、プラスチックのような可撓性の材料で作られた、ほぼ円筒形の側壁１２ｃを有し、その側壁１２ｃは、下で説明するように、圧迫されて、容器内の流体をマトリクス（ｍａｔｒｉｘ）に流通させ、容器から流出させる。適当なプラスチック材料は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）又はポリエチレン又はポリエステルである。
【０００８】
リザーバ本体１２の下壁は、取り外し可能なクロージャ１４と合い、かつ、これとシールを形成する。図示したように、リザーバ本体１２とクロージャ１４は分離される。クロージャ１４は、リザーバ本体１２の隣接した側壁と、液漏れを密封する圧力嵌めシールを形成するように寸法決めされた上方に延びる円筒形側壁１４ａを有する。ねじ山のような他のシール手段を使用することができる。クロージャ１４はまた、その上端に開口１４ｂを有し、該開口は、リザーバ本体１２の開口と共に、容器１０の内部液体通路を形成する。クロージャ１４は、その上端がほぼ円筒形であり、その下端がほぼ円錐形であり、そして、出口開口１４ｃを構成し、出口開口１４ｃは、可撓性の側壁を圧迫して、内部リザーバ１２ｂ内の液体を、下記のフィルタ及びマトリクスを通して、開口１４ｃから流出させるときに、液体を一滴ずつ容器１０から流出させるように寸法決めされる。
【０００９】
リザーバ区画内の水性液体を押してフィルタに通す他の方法を、可撓性の側壁１２を使用する代わりに採用してもよい。例えば、ピストンを、容器の頂に使用してもよい。
【００１０】
円形円盤の形態が相応しいフィルタ１６が、リザーバ本体１２と出口開口１４ｃとの間の流路に配置されているので、リザーバ１２ｂ内の液体は、フィルタの中を流れて液体中の屑を保持し、さもないと、屑は析評価と干渉することがある。例えば、血液の分析のために、粒状物質をフィルタによって濾過することができる。適当なフィルタは、紙裏打ちニトロセルロース、ポリカーボン（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎ）、ナイロン、ポリエステル又は他の多孔質高分子又は他の材料で作られた膜を含む。血液に適当なフィルタの多孔度は約０．２乃至１．０ミクロンである。試料及び試薬に応じて、他の多孔度を採用してもよい。フィルタの厚さは、典型的には、約０．５ｍｍ乃至１．５ｍｍ又はそれ以下であり、製造者仕様で決まる。血液を濾過するためのＷＢＴ装置に使用される適当なフィルタを本発明の目的のために採用するのがよい（例えば、シュライヒャーアンドシュエル（Ｓｃｈｌｅｉｃｈｅｒ ＆ Ｓｃｈｕｅｌｌ）製のもの、即ち、ミリポア（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）又はＭＤＩ）。図示するように、クロージャ１４は、フィルタ１６の外周のための支持体を形成するためにクロージャの内方に突出した肩１４ｄを有する。
【００１１】
容器が、全血液又は血清、血漿、尿、唾液、又は、粒状物質を有する他の分泌液に使用されるとき、フィルタは、試料中の屑、埃、赤血球又は白血球の血球影、沈降物等を濾過するように選択される。
【００１２】
図１の実施形態では、マトリクス１８がフィルタ１６からクロージャ１４の出口側に示されている。試料分析物の引き続く分析に使用される水溶性の乾燥試薬はマトリクス上に固定される。乾燥試薬は、好ましくは、リザーバ本体１２の可撓性の壁に圧力を付与することによって、マトリクスに押し通された液体によって溶解される。
【００１３】
マトリクス１８は、容器内に配置することができ、かつ、水性液体がマトリクスの中を通る時に、乾燥試薬を引き続く溶解のために固定することができるどんな材料で形成されてもよい。マトリクス１８は、過度の圧力低下なしに液体を流通させるのに十分な多孔度を有する。適当なマトリクス材料は、フィルタガラス、流通スクリーン、ニトロセルロース若しくは被覆ニトロセルロースのような多孔質膜、又は、多孔質フリットのような粒子床を保持する手段を有する充填粒子床を含む。
【００１４】
一つ以上の乾燥試薬がマトリクス材料に固定される。ある実施形態では、試薬は、生物学的分子に結合することのできる化学的成分に結合される、凍結乾燥コロイド金、蛍光標識、酵素等のような検出可能な標識である。適当な凍結乾燥金の結合体は、カタログに挙げられているように、ＥＹラボラトリーズ社（ＥＹ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ， Ｉｎｃ．）によって販売される。標識は、周知の技術によって、競合結合測定法又はサンドイッチ結合測定方におけるように、試料中の分析物に直接的又は間接的に結合することのできるどんな材料とも結合することができる。特に、標識の生物学的結合部分は、典型的には、反応面２４に固定された捕捉試薬２２に結合する。適当な化学的成分は、特に、抗体、抗原、ＤＮＡ、ＲＮＡ、レクチン、ビオチン、ビオチン化特異的タンパク質、ビオチン化炭水化物、及びビオチン化ポリヌクレオチド、アビジン、アンチセンスタンパク質等を含むタンパク質、炭水化物及びポリヌクレオチドを含む。標識に結合しない他の乾燥試薬をマトリクス１８に保持させてもよい。例えば、かかる他の標識は、酵素、蛍光色素、生物発光又は化学的発光化合物、又は、色素若しくは木炭を収容する微小球のようなカプセル色素又は微小球に結合した酵素若しくは色素若しくはコロイド金を含む。蔗糖、麦芽糖、メリビオース、ポリエチレングリコール若しくはウシ血清アルブミン若しくは生理的食塩水、又は、その組み合わせのような安定化剤を、マトリクス１８上の試薬に加えてもよい。
【００１５】
一つの固定方法では、既知のＦＩＴＣ標識抗体の濃縮物のような試薬が、（例えば、ガラスファイバの形態の）マトリクスに付着され、そして、マトリクスに吸収される。次いで、試薬をマトリクス上で風乾させ、マトリクス円盤を切り抜いて、装置で使用するために、クロージャ１４の中へ置く。同じ手順が、コロイド金、酵素、ビオチン、アビジン等で標識付けされた生物学的結合体のような他の試薬について当てはまる。
【００１６】
試薬をマトリクス１８に固定するためのもう一つの手順は、乾燥冷凍による。ここでは、マトリクス（例えば、ガラスファイバー）を、試薬の溶液に浸し、そのマトリクスを、アルコール及びドライアイスの溶液、又は液体窒素の中へ沈めることによって急速冷凍する。装置中へ置かれるべき円盤の形態での凍結膜を、凍結乾燥装置内へ置き、既知の技術によって乾燥凍結する。
【００１７】
再び図１を参照すると、水性キャリヤー液体２０ａを入れたオプションのポーチ２０がリザーバ本体１２内に配置されている。ポーチ２０はポリ塩化ビニルのような容易に破れる材料で形成されているので、側壁１２ｃが圧迫されるとき、ポーチが破れる。かかる破裂可能なポーチは商業的に入手できる。典型的には、水性キャリヤー液体２０ａは、試料と混合する水性緩衝溶液であり、水性緩衝溶液は、フィルタ及びマトリクスの中を流れて、出口開口１４ｃから流出する。液体緩衝剤は、試料分析物の引き続く分析用に知られた普通のタイプのものである。水性緩衝溶液はまた、引き続く分析用のマトリクス１８上の乾燥試薬を再構成するのに役立つ。適当な水性緩衝溶液は、リン酸塩、ホウ酸塩又は重炭酸塩のような普通の成分を含む。また、界面活性剤又は洗剤を、粘度を減少させ、潤滑効果及びミセル形成を与える目的で添加してもよい。液体は、好ましくは、試薬の安定性及び結合対に最適な条件で決まる約７．０乃至８又はそれより高低のｐＨである。
【００１８】
図１に示す別の実施形態では、オプションのフィルタ２２を、フィルタ１６より上に（内部リザーバ１２ｂとフィルタ１６との間に）挿入して、追加の濾過能力を与えてもよい。この例では、フィルタ２２は、マトリクス又はフィルタについて説明したのと同じタイプのものであるのがよい。これは、濾過すべき大量の物質を含む尿素のような試料にとって望ましい。
【００１９】
図１に示す更に別の実施形態では、マトリクス１８を、フィルタをマトリクス１８の出口側に配置されるフィルタのリザーバ区画側に配置してもよい。この構成の一つの利点は溶解した試薬と試料とを完全に混合することである。図示するように、フィルタ１６及び２２はマトリクス１８より上に配置され、追加のフィルタ２４がマトリクス１８より下に配置される。マトリクス１８と出口開口１４ｃとの間に配置されたフィルタ２４のような層は、膜２２上の捕捉試薬２４による捕捉に先立って、試薬を試料溶液と更に混合するのに役立ち得る。全てのフィルタ１６，２２及び２４、又は、それらの一つ以上を使用してもよく、適用で決まる。
【００２０】
図示しない別の実施形態では、装置は、破裂可能なポーチ２０を含まない。この例では、試料は、追加のキャリヤー液体がリザーバ区画１２ｂに加えられない血液のような液体であるのがよい。変形例として、試料をリザーバ区画１２ｂ内へ充填してもよく、また、リザーバ本体１２でクロージャ１４の密封に先立って、同じ水性緩衝溶液のようなキャリヤー液体を試料と混合してもよい。
【００２１】
図示しない別の実施形態では、試料を、リザーバ区画１２ｂの出口端で表面に塗ることによって付着させてもよい。この例では、付着させた試料は液体形態ではない。かくして、緩衝溶液のようなキャリヤー液体をリザーバ区画１２ｂに加えなければならない。上記のように、キャリヤー液体はポーチ２０内にあってもよいし、或いは、リザーバ内に入れられるだけでもよい。図示した実施形態では、容器を充填するのに先立って、試料をフィルタ１６に付着させる。リザーバ本体１２を圧迫することによって、キャリヤー液体が、付着した試料中の分析物を懸濁させ或いは溶解させて、フィルタ１６及びマトリクス１８を通して出口開口１４ｃから流出させる。
【００２２】
図１を再び参照すると、試料及び試薬は出口開口１４ｃから流出して、在来の装置３２の反応面３０に差し向けられる。一つのかかる反応面は、反応面３０を形成する露出した膜を含み、プラスチックハウジング内に収容された膜の下に吸収剤物質を有する。免疫学的検定法におけるような試料分析物と相互作用する捕捉試薬３４は反応面３０に固定される。適当な捕捉試薬は抗体又は抗原又は他の結合試薬（例えば、分析物を捕捉するのに知られているもの）である。液体は、吸収剤物質によって、膜を通して引かれる。このタイプの適当な装置は、ここに援用される米国特許第５８８５５２６号に記載されている。
【００２３】
分析方法は、可溶性にされた試薬を出口開口１４ｃから反応面上へ流出させることによって単一ステップで行われるのがよい。変形例として、所望ならば、洗浄溶液のような、容器１０からでない追加の試薬を反応面に添加してもよい。在来のように、試料の分析物は、例えば、免疫学的反応対によって、即ち、生体系のＤＮＡハイブリダイゼーション対、レクチン、炭水化物対又は生物系の他の分子、又は、二重螺旋ＲＮＡを結合するように設計された分子によって、反応面に直接的に又は間接的に結合する。
【００２４】
図２を参照すると、破裂可能なポーチの代替物を含む、本発明の実施形態が示されている。図１及び図２について、同様の部分が同様の番号で指定される。図２に示すように、ポーチは、本体開口１２ａに面して開口する出口ドロッパ２０ｂを有し、出口ドロッパは圧力嵌めの可撓性のキャップ２０ｃのような取り外し可能なクロージャを備える。使用時に、キャップ２０ｃは外され、クロージャ１４がリザーバ本体１２で密封される。ポーチ内の液体は、検査時に圧迫されて、リザーバ本体１２内へ入る。
【００２５】
以下の実施例は、本発明を説明するのに提供される。
【００２６】
（実施例１）
以下の手順を使用して、図１の試薬固定化膜１８を作る。グラスファイバー円盤（直径３／８”）を試薬（タンパク質Ａコロイド金標識結合体）に浸す。標識は、ここに援用する米国特許第５５４１０５９号の手順によって作られる。この例では、試薬溶液は、１％のＢＳＡを含有するｐＨ７．４の２０ｎＭリン酸緩衝溶液中の２０ｎＭ　ＯＤ^５２０（波長５２０ｎｍ）コロイド金標識タンパク質Ａ（又は特定の免疫グロブリン）結合体溶液である。試薬溶液の５０μｌが膜の上に加えられ、そして吸収される。円盤を凍結乾燥機の中へ入れて、凍結乾燥させる。
【００２７】
（実施例２）
実施例では、容器１０がプラスチックで作られ、リザーバ本体の可撓性の壁を備えているので、ＷＢＴ装置を使用する。フィルタは、紙裏打ちニトロセルロースタイプのものである。図１に構成された試薬固定化マトリクスの円盤をフィルタ１６と出口開口１４ｃとの間でクロージャ１４内に置く。
【００２８】
内部リザーバ１２ｂに血液を部分的に入れる。リン酸緩衝食塩水を、破裂可能なポーチ２０の中へ入れる。検査を行うことが望まれるとき、側壁１２ｃを圧迫してポーチ２０を破裂させ、その結果、緩衝溶液が血液と混合し、フィルタ１６によって濾過され、マトリクス１８を通過してコロイド金標識試薬を溶解する。水溶液中の試料と試薬の混合物は、（米国特許第５８８５５２６号に記載されているように）捕捉試薬３４との反応のために、反応面３０（紙裏打ちニトロセルロース）への付着滴として出口開口１４ｃを通過する。
【００２９】
（実施例３）
この例では、固体試料を微生物について検査する。綿棒を使用して、ニワトリの皮からの試料をかき集める。次いで、随意に、試料を、微生物を通すのに十分な多孔度のフィルタ１６に付着させることによって濃縮させる。ポーチ内の溶液を放出して、微生物を、フィルタ及び、凍結乾燥したコロイド金標識した抗大腸菌０１５７．Ｈ７特異性抗体とを含むマトリクスの中を運ばせる。引き続く分析における赤色は正の反応を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】
リザーバ本体とクロージャとが分離され、かつ、反応面を示す、本発明の混合及び濾過装置の概略断面図である。
【図２】
リザーバ本体とクロージャとが分離され、かつ、反応面を示す、本発明の混合及び濾過装置の概略断面図である。

Claims (22)

1. 生物学的に得られた試料を濾過し、かつ、前記試料を試薬と混合するための装置であって、
   リザーバ区画を構成し、かつ、容器出口を有する流体容器と、
   前記リザーバ区画と前記容器出口との間の流路内に配置されたフィルタ及び流体流通マトリクスと、
   前記マトリクスに保持された水溶性の乾燥試薬と、
   前記リザーバ区画内の水性液体中の試料を、前記フィルタ及びマトリクスを通して、前記容器出口から押し出すための手段と、
   を有する装置。
2. 前記押す手段は前記リザーバ区画に隣接した前記容器の可撓性の壁部分からなる、請求項１の装置。
3. 前記容器は、開口を構成するリザーバ本体を有し、前記容器は取り外し可能なクロージャを更に有し、クロージャは、一端に、前記容器出口を構成し、他端に、リザーバ開口と合って、間に流通路を構成する開口を構成し、前記フィルタ及びマトリクスは前記クロージャ内に配置される、請求項１の装置。
4. 前記リザーバ区画内に配置された流体含有ポーチを更に有する、請求項１の装置。
5. 前記ポーチは、出口開口及び取り外し可能なキャップを有する、請求項４の方法。
6. 前記マトリクスは、フィルタガラス、多孔質膜、充填粒子床又はスクリーンである、請求項１の装置
7. 前記試薬は検出可能な標識を含む、請求項１の装置。
8. 前記検出可能な標識は生物学的分子に結合することのできる化学的成分に結合される、請求項６の装置。
9. 前記フィルタは前記マトリクスの前記リザーバ区画側にある、請求項１の装置。
10. 前記溶解した試薬と試料を混合するために、前記マトリクスと容器出口との間に多孔質材料を更に有する、請求項９の装置。
11. 前記マトリクスは前記フィルタのリザーバ区画側にある、請求項１の装置。
12. 少なくとも一つの分析物を含む生物学的に得られた試料を濾過し、かつ、前記試料を前記分析物の分析用試薬と混合するための方法であって、
    （ａ）容器のリザーバ区画内の水性液体中の前記試料に圧力を付与して、前記試料を、前記水性液体中で、前記容器内のフィルタ、及び、乾燥水溶性の試薬を支持する流体流通マトリクスに流通させ、それによって、前記試薬を溶解し、前記試薬と試料の濾過された水性液体混合物を生成するステップと、
    （ｂ）前記濾過された水性液体混合物を、前記分析物の引き続く分析のために、前記容器から流出させるステップと、
    を含む方法。
13. 前記試料は全血、血清、血漿、尿又は唾液を含む、請求項１２の方法。
14. 前記マトリクスは、フィルタガラス、浸透膜、充填粒子床又はスクリーンである、請求項１２の方法。
15. 前記容器は、前記リザーバ区画に隣接した可撓性の壁部分を有し、前記圧力は、前記壁部分を圧迫することによって付与される、請求項１２の方法。
16. 前記試料は、水性キャリヤー液体中で、前記フィルタの中を流れる請求項１２の方法。
17. 前記水性キャリヤー液体は、前記付与された圧力で破裂される破裂可能なポーチで、前記容器に供給される、請求項１６の方法。
18. 前記試料は前記容器内の表面に付着され、かつ、前記フィルタの中を流れる前に、前記水性キャリヤー液体に少なくとも部分的に溶解される、請求項１７の方法。
19. 前記試料は、前記マトリクスの中を流れる前に、前記フィルタの中を流れる、請求項１２の方法。
20. 前記試料は、前記フィルタの中を流れる前に、前記マトリクスの中を流れる、請求項１２の方法。
21. 前記試薬は検出可能な標識からなる、請求項１２の方法。
22. 前記検出可能な標識は、生物学的分子に結合することのできる化学的成分に結合される、請求項１２の方法。