JP2010512511A - 試料調製装置 - Google Patents

Abstract

試料調製装置は、下部開口を備えた下端を有する容器、たとえば試料管を含む。下部開口を通って容器から外に出る液体の流量を制御するための弁が容器の下端に位置している。弁は、その常時閉状態にあるとき下部開口を閉じるための、下部開口に対して配置された可撓膜を含む。弁が開状態にあるとき、膜は下部開口から離れる方向に撓んで、容器中の液体が下部開口を通って弁の出口まで流れて、適当な収集容器の中に小出しされるようにする。

Description

本発明は、生物学的試料を単離し、精製し、その生物学的試料を試験するために、容器から液体を取り除くための装置及び方法に関する。特に、本発明は、生物学的試料に含まれる核酸を単離し、精製し、その生物学的試料をたとえばポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）試験法によって試験することに関する。より具体的には、本発明は、吸引装置を使わず、それにより、吸引装置からのキャリーオーバの可能性を排除する、容器から液体を取り除くための装置及び方法に関する。

ＰＣＲ試験法は核酸の単離／精製を要する。このプロセスで、生物学的試料からの核酸固体は、磁気的に捕獲されたのち、溶離緩衝溶液中に懸濁される。そして、精製された最終生成物がＰＣＲ試験用の多容器型サーマルサイクラに移される。単離／精製プロセス中、生物学的材料からの核酸は磁性粒子に結合する。このプロセスは何回かの磁性粒子洗浄サイクルを要し、洗浄サイクルごとに洗浄液は捨てられる。その後、磁性粒子＋核酸の複合体が水性緩衝液で溶離される。溶離液はＰＣＲ試験容器に移される。

洗浄された磁性粒子の回収は、通常は吸引プローブを用いて洗浄容器から洗浄液を取り除くことによって達成することができる。吸引プローブが、他の洗浄容器から他の洗浄液を吸引するために使用されるならば、一つの洗浄容器から別の洗浄容器へのキャリーオーバ及びおそらくは洗浄された磁性粒子へのそのようなキャリーオーバ物質の吸着の危険性がある。

このキャリーオーバ問題を扱う一つの方法は、試料管又は他の液体保持容器から試料又は他の液体成分を吸引するごとに吸引プローブを交換することである。吸引を実施するたびにプローブを交換することは、高価であり、時間のかかるプロセスになりかねない。

キャリーオーバ問題を扱うもう一つの方法は、吸引ののち、同じプローブを別の試料管又は液体保持容器に導入する前にそのプローブから残渣を洗い落とすことである。この洗浄プロセスもまた、時間がかかり、高価である。

したがって、液体保持容器中の液体と物理的に接触する吸引装置を使用することなく、試料管又は他の容器から液体を取り除くことが望ましい。また、異なる試料管又は液体保持容器における共通の吸引プローブの使用に起因しうるキャリーオーバを実質的に排除することが望ましい。

キャリーオーバなしで希釈溶液をＰＣＲ試験容器に移すことが本発明の重要な特徴である。

本発明の一つの実施態様を加圧装置と組み合わせて含む試料調製管の略断面図である。 制御弁が閉状態にある、その拡大部分断面図である。 図２の３−３線から見た断面図である。 一部を断面で示す、その拡大部分斜視図である。 制御弁が開状態にある、図２に類似したその断面図である。 一部を断面で示す、その拡大部分分解図である。 漏斗装置と組み合わせた、図５に類似したその断面図である。

いくつかの図面を通じて、対応する参照番号が対応する部品を示す。

発明の詳細な説明
図面を参照すると、本発明の好ましい実施態様が図１の試料調製装置１０によって示されている。

試料調製装置１０は、開口した上端１６（図１）、下端２２及び上端１６と下端２２との間に延びる容器壁２４を有するほぼ管状の容器部分１４を含む。上端１６と下端２２との間に液受け空間３０が画定されている。下端２２は実質的に半球形である。

容器部分１４は、適当な材料、たとえばプラスチック、好ましくはポリスチレンのような透明なプラスチックで形成されていることができる。

容器部分１４の下端２２は、容器部分１４の中央軸３４（図７）と実質的に同軸である開口３２を含む。容器部分１４の下端２２には、容器壁２４の延長部として環状カラー３８が形成されている。

環状カラー３８は、第一の円柱面部分４０及び第一の円柱面部分４０よりも大きい直径の第二の円柱面部分４６を含む段付きの内面を有する。円柱面部分４０及び４６は容器壁２４と実質的に同心である。環状の段４８が第一の円柱面部分４０と第二の円柱面部分４６との間に延び、円柱面部分４０及び４６に対して垂直である。

容器部分４０の下端２２には、環状カラー３８の範囲内に、液受け空間３０内の液体、たとえば液体５５の、下部開口３２を通過する流量を制御するための弁５４（図４及び６）が設けられている。

弁５４は、ほぼ円柱形の非可動部材５６及び可撓膜６２を含む。可撓膜６２は、適当な圧縮性かつ可撓性の材料、たとえばDupont製のViton（登録商標）フルオロエラストマーで形成されている。可撓膜６２は、容器部分１４の下端２２と非可動部材５６の上端６４（図４及び６）との間に配置されている。

非可動部材５６は、ポリスチレンのような適当なプラスチックで形成されることができ、容器部分１４に対して非可動性であり、ほぼ切頭円錐形の凹部７０（図４及び６）を上端６４に有する。四つの通路７４、７６、７８及び８０（図３及び６）が非可動部材５６の上端６４に形成され、非可動部材５６の外側円柱面８６（図４及び６）から切頭円錐形凹部７０の中へと半径方向に延びている。通路７４、７６、７８及び８０と切頭円錐形凹部７０とは共通の床面８８を有する。したがって、非可動部材５６の上端６４は、四つのセグメント表面部分９４、９６、９８及び１００（図３、４及び６）に分割されている。

切頭円錐形凹部７０と通路７４、７６、７８及び８０との交差が切頭円錐形のセグメント１０６、１０８、１１０及び１１２（図６）を画定する。

非可動部材５６中、容器部分１４の下部開口３２と同軸に、弁開口１１６が形成されている。弁開口１１６は床面８８から非可動部材５６の下面１１８まで延びている。

弁開口１１６は床面８８に穴あけされており、非可動部材５６の下面１１８の環状通路１２４によって包囲されている。環状通路１２４は、切頭円錐形の側壁１２６（図５）及び非可動部材５６の外側円柱面８６（図４）と同心であるほぼ円柱形の側壁１３２（図５）を含む。

非可動部材５６のセグメント面部分９４、９６、９８及び１００の上に支持された膜６２（図３及び６）は、等しい長さの対辺１３６、１３８及び１４０、１４２ならびに面取りされた角１４８を有するほぼ正方形の外周を有する。

膜６２の直径方向に対向する角１４８どうしの間の距離は、セグメント面部分９４、９６、９８及び１００の上で膜６２がどのような向きにあっても膜６２のほぼ正方形の外周と第一の円柱面部分４０との間に隙間を提供するよう、環状カラー３８の第一の円柱面部分４０の直径よりも小さい。

非可動部材５６の外側円柱面８６の直径は、環状カラー３８の第二の円柱面部分４６の直径よりもわずかに小さいが、環状カラー３８の第一の円柱面部分４０の直径よりも大きい。

したがって、非可動部材５６は、上端６４が環状の段４８に当接するように環状カラー３８の中に受けられることができる。

弁５４は、容器部分１４を上下逆にし、はじめに膜６２を第一の円柱面部分４０の範囲内に配置することにより、環状カラー３８の中に設置することができる。角１４８が、膜を第一の円柱面部分４０の範囲内で自動センタリングさせるのに役立つ。そして、セグメント面部分９４、９６、９８及び１００が環状の段４８に当接するまで非可動部材５６を環状カラー３８の中に押し込む。

望むならば、適当な公知のＵＶ硬化性接着剤のような接着剤を使用して、非可動部材５６の外側円柱面８６を第二の円柱面部分４６に結合することもできる。

この構成では、可撓膜６２は、非可動部材５６のセグメント表面部分９４、９６、９８及び１００の上で、開口３２に押し当てられた状態で支持される。したがって、膜６２は開口３２を閉じて、閉弁状態とも呼ばれる弁５４の閉状態を特徴づける。

膜６２による下部開口３２のこのような閉止は、膜６２をセグメント表面部分９４、９６、９８及び１００と容器１４の一番下の部分１５０（図６）との間の距離よりも厚くすることによって達成される。容器１４の一番下の部分１５０は下部開口３２の穴あけ部分１５２（図６）を包囲する。たとえば、セグメント表面部分９４、９６、９８及び１００と容器１４の一番下の部分１５０との間の距離は約０．１７mmであることができ、膜６２の厚さは約０．５mmであることができる。

図１を参照すると、容器部分１４の開口端１６に加圧装置１６０が設けられている。この加圧装置１６０は、適当な公知の圧力源（図示せず）から延びる圧力管１６８を含む。圧力管１６８の一端１７０が、容器部分１４の開口端１６に対して公知のやり方で保持されて開口端１６の周囲に漏れ止めシールを形成するキャップ状の封止装置１７６の中に配置されている。

所定の期間、公知のやり方で圧力が圧力管１６８に加えられて、容器部分１４の液受け空間３０中の液体５５に対して所定の圧力を加える。

加圧装置１６０によって液体５５に加えられる圧力が液体５５をして下部開口３２を介して膜６２に圧力を加える。膜６２にかかる圧力が膜６２を下部開口３２から離れる方向に撓ませる。膜６２が撓んで下部開口３２から離れると、液受け空間３０内の液体５５が下部開口３２から外に流れることができる。このように、膜６２は開口３２の覆いを外して、開弁状態とも呼ばれる弁５４の開状態を特徴づける。

図５で非常に明確に示されるように、下部開口３２から外に流れる液体５５は、膜６２の上面１５４に沿って矢印１７２の経路をたどって第一の円柱面部分４０に向かい、膜６２の側縁１３６、１３８、１４０、１４２及び角１４８を取り巻く。液体５５はまた、図５の矢印１７４によって示されるように、通路７４、７６、７８及び８０ならびに切頭円錐形の凹部７０に流れ込む（図３）。このように、液体５５は、膜６２の下面１５６の下を流れ、試料調製装置１０の出口として働く弁開口１１６に流れ込む。

弁開口１１６から外に流れる液体５５は、収集カップ１８０（図５）又は他の適当な液体収集装置中に集めることができる。

圧力管１６８中の圧力が、膜６２が下部開口３２に対してその非撓み又は閉止位置を再びとることを可能にする所定のレベルまで下がると、弁５４はその閉弁状態に復帰する。このように、弁５４がその閉弁位置にくると、液体５５は、容器部分１４の下部開口３２から外に流れることはできない。

この構成では、いかなる液体除去装置をも容器部分１４の液受け空間３０の中に導入することなく、液体５５は容器部分１４から収集カップ１８０の中に小出し又は排出される。液体除去装置と容器部分１４中の液体５５との間に物理的接触がないため、試料調製装置１０が出口１１６を介して液体５５を小出しするとき、液体キャリーオーバの問題は実質的に起こらない。

小出しされた液体５５を受けるための収集容器１８０のサイズは、通常、開弁サイクル中に容器１４から排出される液体５５の量に基づく。

本発明の好ましい実施態様は試料調製装置であるが、本発明は、液体除去装置と小出しされる液体との間の物理的接触なしで液体を取り除くことが望ましいかもしれない、液受け空間を有する他のタイプの容器にも適用可能である。

本発明の範囲を逸することなく上記構造及び方法に様々な変更を加えることができるため、上記明細書に記載され、添付図面に示されたすべての内容は、限定的な意味のものではなく、例示的なものとして解釈されるべきである。

Claims (20)

1. （ａ）液受け空間及び液受け空間の下部分を画定する下端を有する容器を含み、
   （ｂ）容器の下端が下部開口を有し、
   （ｃ）前記液受け空間中のいかなる液体でも、前記下部開口を通って前記液受け空間から出る流量を制御するための、容器の下端の前記下部開口にある弁であって、下部開口と連絡することができる出口を有して、下部開口を通って流れるいかなる液体でも前記出口まで流れることを可能にする弁を含み、
   （ｄ）前記弁が、前記容器中のいかなる液体も前記下部開口を通って前記液受け空間の外に流れることを防ぐために常時閉状態にあり、
   （ｅ）前記弁が、前記弁がその常時閉状態にあるとき前記下部開口を閉じるための、前記下部開口に対して配置された可撓膜を有し、前記弁が前記開状態にあるとき、前記膜が前記下部開口から離れる方向に撓んで、前記液受け空間中のいかなる液体でも前記下部開口を通って前記出口まで流れることを可能にするものである試料調製装置。
2. 前記弁がその常時閉状態にあるとき、可撓膜が前記下部開口に対して前記液受け空間の外側に配置されている、請求項１記載の試料調製装置。
3. 弁が、前記液受け空間の外側で前記容器の下端に設けられた、容器に対して非可動性の部材を含み、前記可撓膜が、前記非可動部材と前記容器の下端との間に位置している、請求項１記載の試料調製装置。
4. 非可動部材が、弁が前記開状態にあるとき膜が撓んで入り込む凹部を含む、請求項３記載の試料調製装置。
5. 前記弁が前記開状態にあるとき、凹部が前記下部開口及び前記出口と連通して、前記容器中の液体が前記下部開口から前記凹部に流れ込み、前記凹部から前記出口に流れ込むことを可能にする、請求項４記載の試料調製装置。
6. 非可動部材が、前記下部開口及び前記凹部と連通した少なくとも一つの通路を含み、前記弁が前記開状態にあるとき前記下部開口を通って流れる前記容器中のいかなる液体も前記一つの通路を通って前記凹部に流れ込み、前記出口を通過することができるようになっている、請求項４記載の試料調製装置。
7. 前記非可動部材が、前記弁が前記閉状態にあるとき前記可撓膜を前記下部開口に対して支持して前記下部開口を閉じるための、前記凹部との境界を形成する支持面を有する、請求項４記載の試料調製装置。
8. 非可動部材が、前記弁が前記閉状態にあるとき前記可撓膜を前記下部開口に対して支持して前記下部開口を閉じるための支持面を有し、前記弁が前記開状態にあるとき、前記下部開口と連通するための少なくとも一つの通路が前記支持面中に形成されて、前記弁が前記開状態にあるとき前記下部開口を通って流れる前記容器中のいかなる液体も前記一つの通路を通って前記凹部に流れ込み、前記出口を通過することができるようになっている、請求項３記載の試料調製装置。
9. 前記弁を収容するための、容器の下端を超えて延びるカラー部分をさらに含む、請求項１記載の試料調製装置。
10. 弁が、前記容器の下端で前記液受け空間の外側に設けられ、前記カラー部分内に非可動的に保持された、容器に対して非可動性の部材を含む、請求項９記載の試料調製装置。
11. 可撓膜が非可動部材と下部開口との間に配置されている、請求項１０記載の試料調製装置。
12. 非可動部材が、弁が前記開状態にあるとき膜が撓んで入り込む凹部を含む、請求項１１記載の試料調製装置。
13. 前記弁が前記開状態にあるとき、凹部が前記下部開口及び前記出口と連通して、前記容器中のいかなる液体も前記下部開口から前記凹部に流れ込み、前記凹部から前記出口に流れ込むことを可能にする、請求項１２記載の試料調製装置。
14. 非可動部材が、前記下部開口及び前記凹部と連通した少なくとも一つの通路を含み、前記弁が前記開状態にあるとき前記下部開口を通って流れる前記容器中のいかなる液体も前記一つの通路を通って前記凹部に流れ込み、前記出口を通過することができるようになっている、請求項１２記載の試料調製装置。
15. 前記非可動部材が、前記弁が前記閉状態にあるとき前記可撓膜を前記下部開口に対して支持して前記下部開口を閉じるための、前記凹部との境界を形成する支持面を有する、請求項１２記載の試料調製装置。
16. 非可動部材が、前記弁が前記閉状態にあるとき前記可撓膜を前記下部開口に対して支持して前記下部開口を閉じるための支持面を有し、前記弁が前記開状態にあるとき、前記下部開口と連通するための少なくとも一つの通路が前記支持面中に形成されて、前記弁が前記開状態にあるとき前記下部開口を通って流れる前記容器中のいかなる液体も前記一つの通路を通って前記凹部に流れ込み、前記出口を通過することができるようになっている、請求項１０記載の試料調製装置。
17. 前記カラーが、第一の直径方向の大きさ部分を有する内面を有し、前記通路が少なくとも前記カラーの内面まで延び、前記可撓膜が前記カラーの第一の直径方向大きさ部分内に位置し、前記可撓膜が、前記カラーの第一の直径方向大きさ部分よりも所定の量だけ小さい最大直径方向大きさを有して、前記弁が前記開状態にあるとき、液体が前記膜の縁と前記カラーの内面との間を流れて前記通路に入り、前記凹部に入り、前記出口を通過することを可能にする、請求項１６記載の試料調製装置。
18. 容器が管状である、請求項１記載の試料調製装置。
19. （ａ）液受け空間及び液受け空間の下部分を画定する下端を有する容器を提供すること、
    （ｂ）容器の下端に下部開口を設けること、
    （ｃ）液受け空間から下部開口を通過するいかなる液体の流量も制御するための弁を容器の下端の前記下部開口に配置して、弁が開状態にあるときには液体が容器から流れて下部開口を通過することができ、弁が閉状態にあるときには液体が容器から流れて下部開口を通過することができないようにすること、
    （ｄ）下部開口と連絡可能な出口を弁に設けて、下部開口を通って流れるいかなる液体も前記出口まで流れることができるようにすること、
    （ｅ）可撓膜を、弁の中に、弁が閉状態にあるときには膜が下部開口に対して常時閉位置を有して下部開口を閉じるように配置すること、
    （ｆ）弁が開状態に配されているとき、液受け空間及び下部開口を介して可撓膜に圧力を加えて膜を下部開口から離れる方向に撓ませること
    を含む、容器から液体を小出しする方法。
20. 膜が撓んで弁を開状態に配するとき、下部開口から膜を取り巻いて出口に入る液体流路が確立されるようにする、請求項１８記載の方法。

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