JP2010518400A - 磁性粒子洗浄ステーション - Google Patents

Abstract

本発明の実施形態は、患者試料を自動的に分析するための臨床計測器分析システムに関する。一実施形態において、この分析器を使用して、体液試料、例えば、血液、血漿、血清、尿又は脳脊髄液が分析され得る。本発明の実施形態は、標的分子を磁界中で分離して取り出し、次にそれらの標的分子を発光測定装置で分析するための装置及び方法、例えば免疫測定法に関する。

Description

本発明は、臨床計測器分析システムに関し、具体的には、磁性粒子洗浄ステーションに関する。

分離、単離、及び濃縮は、化学分析に共通する処理ステップである。多くの場合に、これらのステップは、妨害物質を除去して続く化学分析を実施できるようにするために行われる。この分離過程は、溶媒抽出、溶媒蒸発、及び樹脂交換を含むいくつかの方法で実施することができる。妨害物質を除去するための別の技法である磁気分離は、分離し、単離し、及び濃縮する処理であり、そこでは求められている物質が磁性粒子に付着又は結合する。磁性粒子は、速さ、利便性、及び低いエネルギー入力を含む操作上の利点を提供する。磁性粒子の使用は、少量の試料の操作に特に好適である。

これまでの磁気分離技法は、試料物質を一連の磁石中に通すことを含んでいる。この技法は、効果的ではあるが、煩雑で、機械故障が起こり易い。加えて、分離プロセス中、試料は一連の磁石の中を通って動くため、試料を完全には密閉できず、試料を取り囲む環境の制御が困難である。従って、一連の磁石をなくし、試料を数個の磁石中に通過させなくとも分離プロセスが完了される磁気分離技法を提供することが望ましいといえる。

上述の、及び他の必要性に応え、本教示は、バイアル中の磁性粒子を操作するための装置に関し、これは、１本又は複数のピペットと、磁性粒子の入ったバイアルを保持するための支持部材と、バイアル中の磁性粒子を単離するための磁石アレイとを備える。ある実施形態において、磁石アレイは、上部水平面を有する第１の磁石であって、そのＮ極が支持部材に配置されたバイアルと向かい合うように配置される第１の磁石と、上部水平面を有するスペーサであって、第１の磁石の上部水平面上に配置されるスペーサと、上部水平面を有する第２の磁石であって、スペーサの上部水平面上に配置され、そのＮ極がバイアルと向かい合うように配置される第２の磁石と、第２の磁石の上部水平面上に配置される第３の磁石であって、そのＳ極がバイアルと向かい合うように配置される第３の磁石とを備え、前記磁石アレイは、バイアル中の磁性粒子を操作するための磁界を生成する。

一実施形態において、スペーサは、以下の材料、すなわち、アルミニウム、炭素繊維、ポリマー、他の非磁性材料、及びこれらの組み合わせのいずれかで製造される。一実施形態において、磁石アレイは固定位置にある。別の実施形態において、磁石アレイは可動式である。ある実施形態において、磁石アレイは、典型的にはネオジムとして知られるネオジム−鉄−ホウ素（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）、サマリウム−コバルト（Ｓｍ−Ｃｏ）、アルニコ、又はハードフェライト（セラミック）を含む材料を備える。一実施形態において、本システムは、さらに以下のもの、すなわち、湿度検出器、湿度調節器、スプリング指、湿度調節式バイアルチャンバ、温度調節器、吸引ピペット、又は注入ピペットのなかのいずれか１つを備える。ある実施形態において、湿度及び／又は温度は調節される。ある実施形態において、磁石アレイのバイアル支持部材との比は１：１である。特定の実施形態において、第１の磁石及び第２の磁石の水平面は、これらの磁石の垂直面より大きい。ある実施形態において、第１の磁石及び第２の磁石のＳ極がバイアルと向かい合い、且つ第３の磁石のＮ極がバイアルと向かい合う。

本教示の別の実施形態は、バイアル中の磁性粒子を洗浄するための磁気洗浄モジュールに関し、これは、１本又は複数のピペットと、１つ又は複数の磁石と、支持部材と、磁気洗浄モジュール内の湿度を測定するための湿度検出器とを備える。

本教示の別の態様は、診断分析における磁性粒子の凝集を緩和するための方法に関し、これは、１本又は複数のピペットと、１つ又は複数の磁石と、バイアルチャンバとを備える磁気洗浄モジュールを提供することと；磁性粒子の入ったバイアルを磁気洗浄モジュールのバイアルチャンバに導入することと；バイアルチャンバの湿度を緩和して所定の相対湿度を提供することとを含む。一実施形態において、湿度は、バイアルへの流体の注入速度を制御することによって調節される。別の実施形態において、湿度は、吸引速度を制御することによって調節される。別の実施形態において、磁気洗浄モジュールは湿度検出器をさらに備える。

別の実施形態は、バイアル中の磁性粒子を洗浄するための磁気洗浄モジュールに関し、これは、１本又は複数のピペットと、１つ又は複数の磁石と、湿度検出器とを備える。

別の実施形態は、発光分析方法に関し、ここで試料バイアルは、患者の試料と、試料中の標的分子に結合する磁性粒子とを含み、本方法は、試料バイアルを磁気洗浄モジュールに搬送することと、標的構成成分及び磁性粒子の入った試料バイアルに、磁気アレイによって試料バイアルの１つの壁を通じて磁界を印加することと、試料バイアル内で洗浄液を注入及び吸引して磁性粒子を洗浄することと、試料バイアルを磁気洗浄モジュールから発光測定装置に搬送することとを含む。

本発明のこれらの実施形態及び他の態様は、以下の詳細な説明及び添付の図面から容易に明らかとなるであろう。それらは例示であり、本発明を限定する意図はない。

本発明の例示的実施形態に係る臨床計測器分析システムの上面図である。 本発明の例示的実施形態に係る磁気洗浄モジュールの斜視図である。 本発明の例示的実施形態に係る磁気洗浄モジュールのバイアル装置にあるバイアルの斜視図である。 本発明の例示的実施形態に係る磁石洗浄ステーションに固定されたバイアルを図示したものである。 本発明の例示的実施形態に係る磁石の一構成を図示したものである。 本発明の例示的実施形態に係る磁石の別の構成を図示したものである。 本発明の例示的実施形態に係る２個の磁石構成を図示したものである。 本発明の例示的実施形態に係る磁気洗浄プロセス中の磁石ステーションにあるバイアルを図示したものである。 本発明の例示的実施形態に係る、バイアルに回収された磁性粒子ペレットを図示したものである。 本発明の例示的実施形態に係る、バイアルに回収された磁性粒子ペレットを図示したものである。

本発明は、添付の図面と併せて読まれるべき以下の説明を通じてより完全に理解されるであろう。この説明では、同様の符号は、本発明の様々な実施形態の中の同様の要素を指す。この説明においては、特許請求される本発明が実施形態に関連して説明されることになる。当業者は、本明細書に記載される方法及びシステムがあくまでも例示に過ぎず、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく変更を加え得ることを容易に理解するであろう。

本発明の実施形態は、患者試料を自動的に分析するための臨床計測器分析システムに関する。一実施形態において、この分析器を使用して、体液試料、例えば、血液、血漿、血清、尿又は脳脊髄液が分析され得る。本発明の実施形態は、磁界中で標的分子を分離して取り出し、次にそれらの標的分子を発光測定装置で分析するための装置及び方法、例えば免疫測定法に関する。

図１は、本発明の実施形態に係る臨床計測器分析システムの上面図である。例示される臨床計測器分析システム２０は、バイアル４６に入った患者試料を処理及び分析するための１つ又は複数のステーション又はモジュールを含む。バイアル４６は、試料を保持するのに好適なキュベット、管又は任意の他の容器であり得る（図１には図示せず）。バイアル４６は、キュベット、試験管、又は試料を保持するための任意の他の容器であり得る。一実施形態において、臨床計測器分析システム２０は、少なくとも以下のもの、すなわち、バイアルローダ２２と、試料ステーション（図示せず）と、試薬ステーション（図示せず）と、カルーセル２８と、磁気洗浄モジュール３０と、複数のピペット２４と、発光測定装置３２と、湿度調節器（図示せず）と、試料バイアル４６を培養するための加熱器又は温度調節器（図示せず）とを含む。

一実施形態において、バイアルローダ２２は複数のバイアル４６を保持する。バイアルローダ２２は、例えば、同時出願の「Apparatus and Methods for Dispensing Sample Holders」と題される米国特許出願（代理人整理番号第ＩＮＬ−０９８号）に記載されるとおり、バイアル４６をカルーセル２８に装填する。ある実施形態において、バイアルローダ２２は、バイアル４６の積層列を保持するための垂直方向のスロットを有する回転可能なバイアルローダカルーセルを備える。バイアル４６はスリーブ内に積み重ねられ、そのスリーブはバイアルローダ２２に挿入され得る。バイアルローダ２２は、スリーブからバイアル４６を追い出してカルーセル２８に装填する。

引き続き図１を参照すると、一実施形態において、カルーセル２８は複数のバイアル４６を保持し、それらを臨床計測器分析システム２０内の様々なステーション又はモジュールに配給する。例示的カルーセル２８は付属のモータによって回転し、カルーセル２８に近接する複数の分析ステーションのいずれか１つに向かう。一実施形態では、移送アーム（図示せず）が、バイアル４６をカルーセル２８から臨床計測器分析システム２０の様々な分析ステーションに移す。

複数の分析ステーションとしては、例えば、試薬ステーション（図示せず）、磁気洗浄モジュール３０、試料添加ステーション（図示せず）及びインキュベーションステーション（図示せず）が挙げられる。試料を処理するための他のステーションもまた利用することができ、本発明はこれらのステーションに限定されるものではない。

試料は、試料添加ステーションでバイアル４６に導入される。次に、一実施形態において、試薬ステーション（図示せず）が所要の試薬をバイアル４６に添加し、そのバイアル４６上で所望の分析が実施され得る。

一実施形態において、試薬ステーションは複数の試薬容器を含む。試薬容器には１種又は複数の試薬が入っており、この試薬は試薬容器からバイアル４６に注入され得る。試料に関して行われる分析、及びどの標的分子が分析されるかに応じて、試薬ステーションは、リンス液、試料物質に対する抗体、ルミノゲン（luminogen）を含有するマーカー物質、及び／又は磁化可能な担体粒子のうち１つ又は複数を提供し得る。一実施形態において、マーカー物質は、試料中の標的分子に対する特異的抗体に付着する。ある実施形態において、磁化可能な担体粒子（磁性粒子）は、鉄又は任意の他の磁性材料若しくは磁化可能材料で作製される。特定の実施形態において、磁化可能粒子は常磁性である。磁化可能粒子は、例えば、約０．５〜６．０μｍ、好ましくは、例えば、０．９〜１．３μｍ、２．６〜３．０μｍ又は４．５〜５．０μｍの範囲の粒径を有し得る。さらに別の実施形態において、磁化可能粒子の外側は、標的分子に対する特異的抗体を含有するラテックス層で被膜される。磁性粒子に付着した抗体及びマーカー物質に付着した抗体は、免疫化学反応により標的分子を認識し、それらと結合する。結果として、磁性粒子と、マーカーと、標的分子との特異的複合体が形成される。こうした特異的複合体は、次に発光測定装置で検査され得る。

本発明の一実施形態に係る臨床計測器分析システム２０は、図１に示されるとおり複数のピペット２４を含む。一実施形態において、１本又は複数のピペット２４が、例えば、試料液、試薬、水、又は洗浄液を含む流体を、例えば、試薬容器とバイアル４６との間、試料容器とバイアル４６との間、洗浄液容器とバイアル４６との間で、又はバイアル４６から使用済み洗浄液用の洗浄液入れに移し替える。

引き続き図１を参照すると、発光測定装置３２は、発光、例えば、特異的複合体中の発光マーカーの発光を測定する任意の機器であり得る。発光の強度が、流体試料中の標的分子の存在又は不在の指標として機能する。発光放射はバイアル４６を通り抜け、例えば、発光測定装置３２の光検出器によって検出することができる。測定結果が歪曲されることのないよう、試料分子に結合していない遊離ルミノゲンは、発光測定前に除去される。一実施形態において、結合しなかったルミノゲンは、以下に記載されるとおりの磁気洗浄ステーションにおける一連の洗浄サイクルを通じて除去される。試料について発光が測定されると、標的分子の濃度についての較正関係及び較正測定値を考慮に入れて発光の強度が評価される。

図２は、本発明の実施形態に係る磁気洗浄モジュール３０の斜視図である。例示的磁気洗浄モジュール３０は、以下のもの、すなわち、基台３８と、１つ又は複数の磁石ステーション３５、例えば、８個の磁石ステーションと、１つ又は複数の支持部材４２を含むバイアル装置４１とを含む。本発明の一実施形態に従えば、各磁石ステーション３５は、磁石アレイ３４と、磁石ホルダ３６と、スプリング指４０とを備える。磁気洗浄モジュール３０当たりのステーション３５の数は例示される数に限定されず、任意の数であってよい。例えば、２、３、４、５、６、８個又はそれ以上の磁石ステーション３５が、磁気洗浄モジュール３０に配置され得る（図示せず）。

引き続き図２を参照すると、例示的磁石ホルダ３６は磁石アレイ３４を保持する。磁石ステーション３５の磁石ホルダ３６は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、他の金属、プラスチック、又はセラミックで作製され得る。一実施形態において、磁石ホルダ３６はＬ字形状であり、磁石アレイ３４はＬの垂直部分の内表面に固着される。

引き続き図２を参照すると、磁石ステーション３５の基台３８は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、他の金属、プラスチック、又はセラミックで作製され得る。磁石ステーション３５は、基台３８に取り外し可能に取り付けられてもよく、又は磁石ステーション３５は基台３８に固定されてもよい。

引き続き図２を参照すると、スプリング指４０は、磁石ホルダ３６のＬの水平部分の端部に、スプリング機構（図示せず）を介して取り付けられ得る。スプリング機構により、磁石ホルダ３６はバイアル４６を磁石アレイ３４に対して固定的に保持することができる。一実施形態において、スプリング指４０はプラスチックで構成されるが、その組成はプラスチックに限定されず、任意のポリマー、セラミック、又は金属を含み得る。別の実施形態において、スプリング指４０は磁石アレイ３４に向かって付勢される。バイアル４６が磁石ホルダ３５に導入されると、スプリング指４０は磁石アレイ３４から離れるように動き、バイアル４６を受け入れる。

図３は、本発明の実施形態に係る、磁気洗浄モジュール３０のバイアル装置４１にあるバイアル４６の斜視図である。バイアル装置４１は、チャンファ４７を有する支持部材４２と、１本又は複数の吸引ピペット４４と、バイアルカバー４８と、１つ又は複数のスペーサ５０と、注入プレート５２と、１本又は複数の注入ピペット５４とを含む。バイアル装置４１は、磁石ステーション３５の上方に配置される。例示的バイアル装置４１は、移送アーム（図示せず）を介してバイアル４６をカルーセル２８から受け取る。

引き続き図３を参照すると、一実施形態において、支持部材４２は、バイアル４６が磁気洗浄ステーション３０で処理される間に、バイアル４６を所定位置に保持する。支持部材４２は、バイアルが収まるサイズ及び形状とされる。例えば、バイアル支持部材４２は、形状が矩形、正方形、円形、又は半円形であってもよく、同じような、又は類似した形状のバイアル４６を受け入れる入口４５を有する。支持部材４２は、例えば、プラスチック、セラミック又は金属からなり得る。バイアル４６は、例えば、支持部材４２の入口４５にあるチャンファ４７、すなわち細い溝又はチャンネルによって、支持部材４２の適所まで案内され得る。移送アーム（図示せず）は、それがバイアル４６を使用可能な各支持部材４２に送り込んだことを、例えば近接センサを使用して確認する。一実施形態において、支持部材４２の数は、支持部材４２にあるバイアル４６と磁石ステーション３５との比が１対１となるような数である。

引き続き図３を参照すると、各バイアル４６は、吸引ピペット４４及び注入ピペット５４の下に置かれ得る。吸引ピペット４４は、例えば、過剰な、又は残留しているガス、空気、及び／又は流体をバイアル４６から移し替える。注入ピペット５４は、例えば、液体洗浄溶液をバイアル４６に供給する。一実施形態において、吸引ピペット４４及び注入ピペット５４の双方は注入プレート５２を貫通してバイアル４６に至る。一実施形態において、吸引ピペット４４及び注入ピペット５４は、磁気洗浄プロセスの間、磁性粒子を湿潤状態に保つのを補助する。一連の洗浄及び吸引により、例えば、磁性粒子に薄い液層が堆積され、磁性粒子及び特異的複合体が凝集して乾燥することが防止される。ある実施形態では、支持部材４２と注入プレート５２との間にプレートスペーサ５０が位置する。プレートスペーサ５０及び注入プレート５２は、例えば、プラスチック、セラミック、又は金属からなり得る。

戻って図２を参照すると、基台３８上のバイアル装置４１及び磁石ステーション３５は各々、バイアル４６を磁石ステーション３５に係合するため、他方に対して動くことができる。一実施形態では、基台３８は、磁気アレイ３４を含めて固定され、バイアル装置４１が基台３８に対して、例えば下方に動く。別の実施形態では、バイアル装置４１が固定され、磁気アレイ３４を含む基台３８がバイアル装置４１のバイアル４６に対し、例えば上方に動く。基台３８は、例えば、バイアル装置４１に対し、第１の位置と第２の位置との間を動き得る。第１の位置は、磁石ステーション３５とバイアル装置４１とが所定の距離だけ隔てられている位置であり得る。第２の位置は、磁石ステーション３５がバイアル装置４１に十分に近づいたことで、磁石ステーション３５がバイアル装置４１のバイアル４６と係合することができる位置であり得る。さらに別の実施形態では、バイアル装置４１及び基台３８の双方が動く。

図４は、本発明の実施形態に係る磁石ステーション３５に固定されたバイアル４６を図示する。例示的実施形態において、バイアル４６が磁石ステーション３５に固定されると、磁石アレイ３４に近接したバイアル４６の壁７３が磁石アレイ３４とぴったりと重なる（すなわち同一平面となる）。バイアル４６が磁石ステーション３５に係合するとき、バイアル４６はスプリング指４０に内蔵されたスプリング（図示せず）と係合及び圧縮し、スプリング指４０を磁石アレイ３４から押し退ける。スプリング指４０のスプリングの張力が、磁石ステーション３５内の適所にバイアル４６を保持する。

図５及び６は、磁石アレイ３４の構成の２つの実施形態の概略図である。磁石は、例えば、典型的にはネオジムとして知られるネオジム−鉄−ホウ素（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）、サマリウム−コバルト（Ｓｍ−Ｃｏ）、アルニコ、又はハードフェライト（セラミック）からなり得る。

図５は、３個の磁石を含む磁石アレイ３４の構成の一実施形態を図示する。この実施形態は、第１の磁石５６と、第２の磁石６０と、第３の磁石６２と、スペーサ５８とで構成される。第１の磁石５６は最下層に配置される。第３の磁石は最上層に配置され、第２の磁石６０は第１の磁石５６と第３の磁石６２との間に配置される。

引き続き図５を参照すると、磁石アレイ３４のうちバイアル４６と向かい合う側面が図示される。一実施形態において、３個の磁石のうち最も大きい第１の磁石５６は上部水平面を有し、そのＮ極がバイアル４６（図示せず）と向かい合うように配置される。上部水平面を有するスペーサ５８が、第１の磁石５６の上部水平面上、第１の磁石５６と第２の磁石６０との間に配置される。スペーサ５８の上部水平面上に配置される第２の磁石６０は上部水平面を有し、そのＮ極は第１の磁石５６と同じ向き、すなわち、バイアル４６と向かい合う向きとされる。第３の磁石６２は第２の磁石６０の上部水平面上にあり、そのＳ極は第２の磁石６０及び第１の磁石５６と逆方向、すなわち、バイアルと向かい合う向きとされる。別の実施形態において、磁石は、第１の磁石５６のＳ極及び第２の磁石６０のＳ極がバイアル４６と向かい合い、第３の磁石６２のＮ極がバイアル４６と向かい合うように配置される。換言すれば、第３の磁石６２の磁極の向きは、第１の磁石５６及び第２の磁石６０の磁極の向きと逆にされる。

一実施形態において、引き続き図５を参照すると、第２の磁石６０及び第３の磁石６２は、各磁石の水平軸が磁石の垂直軸を上回るように構成される。この磁石の向きにより、他の磁石ステーション３５（図示せず）の磁石との相互作用はほとんど生じない。従って、磁気洗浄モジュール３０に配置されるとき、磁石アレイ３４は全て、例えば、同じ向きを有し得る。しかしながら、磁石アレイ３４は様々な向きで配置されてもよく、向きは例示されるものに限定されない。

図６は、磁石アレイ３４の構成の別の実施形態を図示する。例示される実施形態は、垂直方向の構成の個々の磁石を含み、第１の垂直方向の磁石６４と、第２の垂直方向の磁石６５と、第３の垂直方向の磁石６７と、第１のスペーサ６６と、第４の垂直方向の磁石６８と、第２のスペーサ７０と、第５の垂直方向の磁石７２とを含む。一実施形態において、第１の垂直方向の磁石６４、第２の垂直方向の磁石６５、第３の垂直方向の磁石６７、第４の垂直方向の磁石６８、及び第５の垂直方向の磁石７２は、各々、垂直軸が水平軸より長い。

引き続き図６を参照すると、第１の垂直方向の磁石６４、第２の垂直方向の磁石６５、及び第３の垂直方向の磁石６７は、ハルバッハ配列で並べられる。ハルバッハ配列は、磁界が配列の一方の側面、バイアル４６（図示せず）と向かい合う側面では増幅され、配列の反対側の側面ではほぼゼロとなり得る磁石の構成である。図６に例示される一実施形態において、この配列は、第１の磁石６４のＳ極がバイアル４６と向かい合い、第１の磁石６３に隣接する第２の磁石６５は、Ｎ極もＳ極もバイアル４６とは向かい合わず、第２の磁石６５に隣接するが、第１の磁石６３には隣接しない第３の磁石６７は、そのＮ極がバイアル４６と向かい合うように配置され得る。第１の垂直方向の磁石６４、第２の垂直方向の磁石６５、及び第３の垂直方向の磁石６７は、配列のうちバイアル４６と向かい合う側面に磁界を生じ、反対側の側面では磁界がほぼゼロとなる任意の他の構成で並べられてもよい。さらに、本教示において配列の最下層の磁石は、３個に限定されない。磁界がバイアル４６と向かい合う側面で増幅され、反対側の側面ではほぼゼロとなる限り、例えば、４、５、６個、又はそれ以上で実施されてもよい。

引き続き図６を参照すると、一実施形態において、第１のスペーサ６６は、第１の垂直方向の磁石６４、第２の垂直方向の磁石６５、及び第３の垂直方向の磁石６７の上部水平面に配置される。第１のスペーサ６６の上面には、バイアル４６と向かい合うＮ極を含む第４の垂直方向の磁石６８と、バイアル４６と向かい合うＳ極を含む第５の垂直方向の磁石７２と、第４の垂直方向の磁石６８と第５の垂直方向の磁石７２との間に配置された第２のスペーサ７０とが配置される。磁石アレイ３４の構成のこの実施形態は、この構成のいくつかの磁石アレイ３４が互いに近接している場合に干渉効果を引き起こし得る。従って、図７に示されるとおり、この構成の磁石アレイ３４は、１つの磁石アレイ３４が隣接する磁石アレイ３４の鏡像となるような鏡像構成で用いなければならない。

図５及び６を参照すると、スペーサ５８、６６、及び７０は、例えば、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲の幅のサイズとされる。スペーサ５８、６６、及び７０は、例えば、アルミニウム、プラスチック、セラミック、炭素繊維、ポリマー、前述のものの組み合わせ、又は任意の他の非磁性材料からなる。

図８は、本発明の一実施形態に係る磁気洗浄プロセス中、磁石ステーション３５に配置されているバイアル４６を図示する。バイアル４６が磁石ステーション３５によって係合されると、磁石アレイ３４によって生成される磁界が、磁性粒子、マーカー、及び標的分子の特異的複合体４３を引き付ける。従って、バイアル４６中の特異的複合体４３は、磁石アレイ３４に近接したバイアル４６の内壁７３に保持される。磁界の印加を伴う吸引ピペット４４及び注入ピペット５４による一連の洗浄及び吸引により、バイアル中に、例えば図９及び１０に示されるような特異的複合体４３のペレット７４が生成される。ペレット７４の生成を促進するため、磁石アレイ３４及びバイアル４６を互いに動かしてもよい。例えば、バイアル４６が静止している場合、磁石アレイ３４を上下に動かすことでペレット７４が生じ易くなり得る。

図９は、図５の磁石アレイを使用することにより形成された例示的ペレット７４を図示する。図１０は、図６に図示される第２の磁石アレイ３４を使用することにより形成された例示的ペレット７４を図示する。ペレット７４は、いずれの例示的磁気アレイ３４（図示せず）を使用しても、同じ場所に形成される。ペレット７４は、磁気アレイ３４からの磁界線を、バイアル壁７３のうちペレット７４が形成される場所に集中させることによって形成される。磁界線が高度に集中するため、特異的複合体４３（磁性粒子、標的分子及びマーカーを含有する）が壁７３の当該領域に引き付けられ、凝集し、最終的にはペレット７４が形成される。ペレット７４は、バイアル４６から回収し、発光測定装置３２で分析すれば、発光測定装置３２（図示せず）における標的分子の分析を促進し得る。

別の実施形態において（図示せず）、磁気洗浄モジュール３０はバイアルチャンバを備え、これは湿度調節され得る。バイアルチャンバは、例えば、磁気洗浄モジュール３０を取り囲む矩形の箱である。バイアルチャンバは、バイアル４６がバイアル支持部材４２に置かれた後、密閉されてもよい。密閉されたバイアルチャンバは、チャンバ内の空気の出入りを不可能にする。或いは、臨床計測器分析システム２０がハウジング内で管理され、そのハウジングの内部湿度が調節される。

一実施形態において、バイアルチャンバは、例えば、バイアル４６が周囲空気と接触するのを防止し、バイアル４６内の湿度の緩和を可能にすることで所定の相対湿度を提供する。湿度の調節又は緩和により、磁気洗浄ステーション３５の磁界の作用により特異的複合体のペレット７４として所望の凝集が引き起こされる前に不要な粒子が凝集することが防止され得る。バイアル４６を外気から遮断すると、例えば、バイアル４６を直接取り囲む空気の湿度を監視することが可能となる。湿度のレベルは、磁気洗浄モジュール３０の性能に影響する。特定の実施形態において、湿度検出器が、バイアルチャンバ内部の湿度を測定する。湿度検出器によって湿度が測定されると、例えば、バイアル４６への注入ピペット５４による流体の注入速度又は吸引ピペット４４による吸引速度を制御することによって、バイアルチャンバの湿度が変更及び調節され得る。

ある実施形態において、吸引ピペット４４及び注入ピペット５４は、磁界の印加前に粒子が完全に乾燥したり、又は凝集したりすることを確実になくすために使用される。一実施形態において、吸引後、注入ピペット４４は、１５〜２０μｌの範囲の少量の液体をバイアル４６に分注する。

別の実施形態において、吸引ピペット４４を使用して湿度が調節される。例えば、吸引ピペット４４は、バイアル４６の中に入っている液体に沈められる。吸引ピペット４４の深さは、例えば、バイアルの中に入っている液体の表面のすぐ下から、バイアル底面から約０．５ｍｍのところまでの範囲である。吸引ピペット４４を沈めたら、吸引ピペット４４でバイアル４６から液体を取り出す。吸引ピペット４４を通じる液体の流れは、例えば、０．５秒間に液体４００ｍｌ〜５秒間に４００μｌ、或いは５ｍＬ／分〜２０ｍＬ／分の範囲、好ましくは１０ｍＬ／分である。この低速の緩慢な流速は、例えば、真空ポンプ又は蠕動ポンプを使用することによって達成され得る。

ある実施形態において、吸引ピペット４４又は注入ピペット５４には、洗浄溶液が入っている。さらに洗浄溶液が、例えば界面活性剤を含有し、それによって溶液の表面張力が低減されるため、粒子の凝集が抑制される。

湿度制御は、これらの例に限定されず、チャンバに加湿空気及び／又は乾燥空気を注入したり、チャンバに水のミストを噴霧したり、及び様々な他の方法など、任意の公知の湿度調節手段によって制御され得る。流体はチャンバに、注入器の直径に応じて２５ｍＬ／分又は６０ｍＬ／分、又は好ましくは２０ｍＬ／分〜１００ｍＬ／分の範囲の速度で注入され得る。

別の実施形態において、磁気洗浄モジュール３０は温度調節器（図示せず）を備える。温度調節器は、バイアルチャンバの温度が確実に所定の、一定の、及び所望のレベルに保たれるようにする。

別の態様において、本発明は、臨床計測器分析システム２０によって実行される診断分析で使用される磁性粒子の洗浄方法に関する。本発明の方法に従えば、バイアルローダ２２と、試料ステーション（図示せず）と、試薬ステーション（図示せず）と、カルーセル２８と、磁気洗浄モジュール３０と、複数のピペット２４と、発光測定装置３２と、加熱器とを含む自動臨床計測器分析システム２０が提供される。例えば、バイアルローダ２２はバイアル４６をカルーセル２８に装填する。バイアル４６は、バイアルローダ２２からカルーセル２８を介して試料ステーションへと運ばれる。ある実施形態において、湿度が調節される。

試料ステーションでは、分析される標的分子を含む患者の試料がバイアル４６に導入される。試薬ステーションでは、標的分子に対する抗体、例えばルミノゲンを含有するマーカー物質、及び磁化可能粒子がバイアル４６に導入される。マーカー物質及び磁性粒子は、標的物質に特異的な抗体で被膜される。免疫化学反応により、抗体は患者の試料中の標的分子を認識し、それと結合する。結果として、磁性粒子、マーカー、及び標的分子の特異的複合体４３が形成される。バイアル４６は、分析の要件に従い所定の時間及び温度で培養される。

バイアル４６のインキュベーション後、次にカルーセル２８はバイアル４６を磁気洗浄モジュール３０に搬送する。バイアル４６は、降下又は上昇させることができるバイアルホルダ４２に配置され、磁界が印加される。磁石ステーション３５の磁石アレイ３４の磁界が、磁石アレイ３４に近接したバイアル４６の内壁７３に特異的複合体４３を引き付ける。次にバイアル４６は、１回又は複数回、吸引ピペット４４及び注入ピペット５４によって洗浄液を注入及び吸引される。バイアル４６は、１回又は複数回、注入又は吸引によって濯ぎ流され、特異的複合体４３に複合体化した粒子を除く残りの全ての粒子が除去される。

バイアル４６が数回洗浄された後、磁石ステーション３５、若しくはバイアル４６を動かすか、又は磁石ステーション３５及びバイアル４６を動かすことによって磁界が取り除かれる。次に、カルーセル２２がバイアル４６を発光測定装置３２に搬送する。発光測定装置３２は、特異的複合体４３についてバイアル試料を分析する。特異的複合体４３においては患者試料中の標的分子にルミノゲンが付着しているため、使用者は、ペレット７４の発光に基づき、試料中の標的分子の量を容易に確定することができる。

当業者には、本明細書に記載されるものの変形例、修正例、及び他の実施態様が、特許請求されるとおりの本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく想起されるであろう。従って、本発明は先述の例示的説明によって定義されるのではなく、以下の特許請求の範囲の趣旨及び範囲によって定義される。

以下のとおり特許請求される。

Claims (20)

1. バイアル中の磁性粒子を操作するためのシステムであって、
   １本又は複数のピペットと、
   磁性粒子の入った前記バイアルを保持するための支持部材と、
   磁石アレイであって、
   上部水平面を有する第１の磁石であって、そのＮ極が前記支持部材に配置された前記バイアルと向かい合うように配置される、第１の磁石と、
   上部水平面を有するスペーサであって、前記第１の磁石の前記上部水平面上に配置されるスペーサと、
   上部水平面を有する第２の磁石であって、前記スペーサの前記上部水平面上に配置され、そのＮ極が前記バイアルと向かい合うように配置される、第２の磁石と、
   前記第２の磁石の前記上部水平面上に配置される第３の磁石であって、そのＳ極が前記バイアルと向かい合うように配置される、第３の磁石と、
   を備え、前記バイアル内の前記磁性粒子を操作するための磁界を生成する磁石アレイと、
   を備える、システム。
2. 前記スペーサが、アルミニウム、プラスチック、炭素繊維、ポリマー、他の非磁性材料、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される材料で製造される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記磁石アレイが所定位置に固定される、請求項１に記載のシステム。
4. 前記磁石アレイが可動式である、請求項１に記載のシステム。
5. 前記磁石が、ネオジム−鉄−ホウ素、サマリウム−コバルト、アルニコ、及びハードフェライトからなる群から選択される材料を備える、請求項１に記載のシステム。
6. 湿度調節器をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
7. 温度調節器を備える、請求項１に記載のシステム。
8. 吸引ピペット及び注入ピペットを備える、請求項１に記載のシステム。
9. 前記磁石アレイの前記バイアル支持部材との比が１：１である、請求項１に記載のシステム。
10. 前記第２の磁石及び前記第３の磁石の各々について、水平軸が垂直軸より長い、請求項１に記載のシステム。
11. 前記第１の磁石及び前記第２の磁石のＳ極が前記バイアルと向かい合い、且つ前記第３の磁石のＮ極が前記バイアルと向かい合う、請求項１に記載のシステム。
12. スプリング指をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
13. 湿度調節式バイアルチャンバをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
14. バイアル中の磁性粒子を洗浄するための磁気洗浄モジュールであって、
    １本又は複数のピペットと、
    １つ又は複数の磁石と、
    支持部材と、
    前記磁気洗浄モジュール内の湿度を測定するための湿度検出器と、
    を備える、磁気洗浄モジュール。
15. 磁性粒子の凝集を緩和するための方法であって、
    １本又は複数のピペットと、１つ又は複数の磁石と、バイアルチャンバとを備える磁気洗浄モジュールを提供することと、
    磁性粒子の入ったバイアルを前記磁気洗浄モジュールの前記バイアルチャンバに導入することと、
    前記バイアルチャンバに所定の相対湿度を提供するように湿度を緩和することと、
    を含む、方法。
16. 前記バイアルへの流体の注入速度を制御することによって湿度が緩和される、請求項１５に記載の方法。
17. 前記バイアル中の流体の吸引速度を制御することによって湿度が緩和される、請求項１５に記載の方法。
18. 前記磁気洗浄モジュールが、湿度検出器をさらに備える、請求項１５に記載の方法。
19. バイアル中の磁性粒子を洗浄するための磁気洗浄モジュールであって、
    １本又は複数のピペットと、
    １つ又は複数の磁石と、
    湿度検出器と、
    を備える、磁気洗浄モジュール。
20. 発光分析方法であって、試料バイアルには、標的分子と前記標的分子を結合する磁性粒子とを含む患者の試料が入っており、
    前記試料バイアルを磁気洗浄モジュールに搬送することと、
    前記標的分子及び前記磁性粒子の入った前記試料バイアルに、前記試料バイアルの１つの壁を通じて、前記試料バイアルの前記壁の同じ側面に配置された磁気アレイによって磁界を印加することと、
    前記試料バイアル内で洗浄液を注入及び吸引して前記磁性粒子を洗浄することと、
    前記試料バイアルを前記磁気洗浄モジュールから発光測定装置に搬送することと、
    を含む、方法。

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