JP2014515108A - 液体試料の採取、保存、輸送および送達用器具 - Google Patents
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Abstract
Description
繊維であっても、または内部チャンネルを有する押出しプラスチック、または金属であってもよい。具体的実施形態では、多孔質プラスチックは、焼結多孔質プラスチックである。一実施形態では、多孔質部材は、ニブの形である。別の実施形態では、ニブは、ニブ先端に連結されたニブチップおよびニブステムを含む。一実施形態では、多孔質プラスチックニブは、脱着可能なようにステムに連結されている。このような脱着可能な連結は、ステムからニブチップの分離を容易にする。例えば、ニブチップは、充分な力で表面に押しつけられ、ステムからニブチップを分離させることができる。具体的実施形態では、ニブは、鋭くとがった先端を有する。ニブは、所望形状に成形または研磨加工できる。
った先端を有する。ニブは、所望形状に成形されても、研磨で加工されてもよい。
本明細書記載の実施形態で使用するニブは、いくつかのタイプの材料から作ることができ、また、様々な形状を持つことができる。例えば、これらは、高分子、プラスチック、天然高分子、金属、セラミック、ガラス、または繊維ニブであってもよい。これらの例は、下記でさらに説明される。材料は、試料材料を吸収、保持および/または保存できる多孔質構造を作るために焼結できる。使用される材料のタイプにかかわらず、ニブは、また、それらの中に組み込まれた機能的添加剤を持つことができる。このような添加剤は、標的分子の固定化を強化できる。ニブを器具中に直接挿入するように設計することが可能である。このようなニブの例を、図1に示す。また、ニブをニブステムに連結して使用し、それにより、ニブがニブチップを形成し、ステムがニブステムを形成することも可能である。このようなニブの例は、図2に示されている。
(1)高分子ニブ
高分子ニブは、種々の方法および種々の材料で作ることができる。高分子ニブは下記を含む。
(1−1)プラスチックニブ
プラスチックニブは、ポリエチレン等の種々のプラスチックから作ることができる。採用できるポリエチレンには、限定されないが、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)および超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)が含まれる。ニブは、また、ポリプロピレン(PP)、フッ化ポリビニリデン(PVDF)、ポリアミド、ポリアクリラート、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル(PAN)、エチレン酢酸ビニール(EVA)、ポリエステル、ポリカーボネート、またはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)からも作ることができる。プラスチックニブは、また、上述のプラスチックの2つ以上から作ることができる。一実施形態では、プラスチックニブは、約30%のPPおよび約70%のPE(wt:wt%)から作られる。他の実施形態では、PPおよ
びPEが組み合わされる場合、PPは約100%〜約0%の範囲で存在してよく、また、PEは約0〜約100%(100%〜0%:0%〜100%wt:wt%)の範囲で存在してよい。PEが他のポリマーと組み合わされる場合、PEは、少なくとも約50%(wt%)で存在する。
別の実施形態では、プラスチック多孔質ニブは、また、エラストマー粒子を含んでもよい。エラストマー粒子には、限定されないが、エチレン−スチレン−ブタジエン−エチレン共重合体、ポリエチレン−ポリプロピレン共重合体、天然ゴム、ポリアクリロニトリル、および加硫ゴムが含まれる。
、SKYPEL(登録商標)、SKYTHANE(登録商標)、SYNPRENE(登録商標)、RIMFLEX(登録商標)、Elexar、FLEXALLOY(登録商標)、TEKRON(登録商標)、DEXFLEX(登録商標)、Typlax、Uceflex、ENGAGE(登録商標)、HERCUPRENE(登録商標)、Hi−fax、Novalene、Kraton、Muti−Flex、EVOPRENE(登録商標)、HYTREL(登録商標)、NORDEL(登録商標)、VITON(登録商標)、Vector、SILASTIC(登録商標)、Santoprene、Elasmax、Affinity、ATTANE(登録商標)、SARLINK(登録商標)、等が含まれる。
本出願のニブは、また、天然高分子、例えば、セルロースおよびセルロース誘導体から作ることができる。別の実施形態では、ニブは、また、天然高分子、例えば、セルロースおよびセルロース誘導体を1つまたは複数のプラスチックと組み合わせて作ることができる。
別の実施形態では、ニブは、金属、例えば、焼結多孔質金属、金属チューブまたはボールから作られる。金属ニブは、種々の金属、例えば、スチール、ステンレス鋼、銅、チタン、ニッケルおよびそれらの合金から作られる。
別の実施形態では、ニブは、セラミック、例えば、焼結多孔質セラミック、セラミックチューブまたはボールから作ることができる。セラミックニブは、種々のセラミック、例えば、アルミナ、ベリリヤ、セリア、ジルコニア、カーバイド、ボライド、ナイトライド、またはシリサイドから作ることができる。
本発明の別の実施形態では、ニブは、ガラス、例えば、焼結多孔質ガラス、ガラスチューブまたはボールから作ることができる。ガラスニブは、種々のガラス、例えば、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、ボロシリケートガラス、アルミノシリケートガラス、溶融石英ガラスおよびバイオガラスから作ることができる。
別の実施形態では、ニブは、種々のプラスチック繊維、例えば、連続繊維または短繊維から作られる。連続繊維および短繊維は、単成分繊維および/または2成分繊維であってよい。単成分繊維の例には、限定されないが、ガラス、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリアクリラート、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリアミド(ナイロン)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリブチレンテレフタラート(PBT)、コポリエステル(CoPET)が含まれる。プラスチック繊維ニブには、セルロースベース繊維、例えば、綿、レーヨンおよびテンセルをさらに含んでもよい。適切な2成分繊維の例には、限定されないが、PE/PET、PP/PET、CoPET/PET、PE/ナイロン、PP/ナイロン、およびナイロン−6,6/ナイロン−6が含まれる。プラスチック繊維ニブには、セルロースベース繊維、例えば、綿、レーヨンおよびテンセルをさらに含んでもよい。
本発明具体的実施形態では、吸収される試料の量は、ニブのサイズと気孔体積により制御される。一具体的実施形態では、試料体積は、ニブの親水性の領域のサイズと空隙により制御される。器具中のニブを使って、いずれの所望の表面上にも試料を置くことができる。
多孔質ニブは、限定されないが、下記等の機能的添加剤を含んでもよい:ポリ電解質、C−18、C−8またはC−4変性シリカ、シリカゲル、イオン交換材料、気孔制御ガラス(CPG)、固相抽出(SPE)媒体、細胞溶解試薬、タンパク質変性添加剤、タンパク
質を変性または不活化する、および/または細胞を溶解する化学薬品、抗酸化剤、試料中の測定される分析物を保存する化学薬品、酵素阻害剤、抗菌剤、および変色指示薬、等。
、エチレンオキシドガス、乾性温熱または湿性温熱を使って実施できる。
他の実施形態で、チップがニブステム無しで器具に挿入される場合もあるが、一実施形態では、筆記用具様器具またはペン様器具、等の器具に挿入される多孔質ニブは、通常、2つの成分、ニブチップおよびニブステムから構成される。ニブチップは、試料と接触し、ニブステムは、ニブを器具中に挿入するためのものである。一実施形態では、ニブは、プラスチック粒子を所望形状の型中に置き、その後、圧力および熱を使って成形品を焼結してニブを形成する成形プロセスにより作られる。
異なるニブチップおよびニブステム組成を有する2成分ニブを作る代表的な方法は以下の通り。方法は、通常、(a)多孔質ニブを形成すること、および(b)多孔質ニブをペン様ハウジングに固定すること、を含む。また、それは、多孔質ニブの形成が、ニブチップおよびニブステムを有する多孔質ニブを形成すること、およびニブステムをペン様ハウジングの開口部へ挿入することを含む方法を含んでもよい。
ニブチップ(ステムに結合されていても、そうでなくてもよい)が試料と接触して置かれる。試料は、ニブチップ内へ吸収される。試料は、ニブチップを通して、結合したステムに流れる(ステムがあれば)。
、タンパク質またはペプチドが、ELISAまたはRIAでの分析で使用可能となる。別の実施形態では、ステムは、別のタイプの生物学的分子、例えば、脂質、核酸(例えば、DNAまたはRNA)、または神経伝達物質(例えば、カテコールアミン、インドールアミン、アセチルコリン)もしくはそれらの代謝物を含んでもよい。
<ハウジング>
多孔質ニブは、通常、ハウジング中に収容されるか、または別の方法で固定される。一実施形態では、ハウジングは、ペンの形に類似のバレル形である。一実施形態では、ハウジングは、電気伝導を持つ。ハウジングは、通常、内側バレル、リザーバー、または中空部分ならびに使用時にニブを受けるように設計された少なくとも1つの末端を有する。内側バレルは、所望に応じ、別々のリザーバー構造を受けることができる。図7に示すように、ハウジングは、本体、リザーバー、およびキャップで構成することができる。リザーバーは、別々の要素として提供でき、またはリザーバーは、ペン本体に組み込むこともできる。本発明中の用語の「ペン」の使用は、筆記用具として表面上にインクを適用する器具のことを意図するのではなく、ペンのように保持でき、試料採取器具として使用される器具を意味する。代表的なペンは、図7、9〜10、および17に示される。
ブ(またはニブステム)上の外側ベースを提供するものである。ペン器具とニブおよび/またはニブステムの間の多くの追加の連結システムが可能で、本発明の範囲内で勘案され、ニブをハウジング中に挿入し、ペンの形状を作る多くの方法があることは理解されたい。上記の例は、例示的なものに過ぎず、多少なりとも限定する意図はない。
部の実施形態では、目的の試料および分析物に応じて、ニブは、湿潤状態で維持できる。キャップには、任意選択で、試料保存のための乾燥剤、脱酸素剤または他の材料を含めてもよい。試料は、所望の場合の追加の分析用に保存または輸送できる。さらなる分析が必要な場合は、この器具を使用する多くの方法がある。1つのオプションは、追加の精製、抽出および分析用に、ニブチップをペンから別の容器中へ切断することである。別のオプションは、追加の精製、抽出および分析用に、全体ニブを別の容器中に放出することである。別の実施形態では、ニブ上で、例えば、質量分析計(MS)による分析のために、標的分子をイオン化およびエアロゾル化により、分析が直接行われる。この構成は、ステムのないニブに対しても同様に使用できる。さらに別の実施形態では、特に、ハウジングが電気伝導性である場合、電圧または電流をハウジングに加えることができ、それにより、標的分子が、質量分析計(MS)による分析のために、ハウジング内のニブから放出できる。一実施形態では、質量分析計への送達のための荷電分子のエアロゾル化を補助するために、電圧の印加と組み合わせて、空気またはキャリアガスを焼結多孔質プラスチックニブに通過させることができる。レーザーエネルギーもまた、例えば、マトリックス支援レーザー脱離/イオン化(MALDI)を採用する方法のように、検出される分子のエアロゾル化に適用できる。MALDI法は、飛行時間型(TOF)質量分析計に使用可能である。
等のであってもよい。別の実施形態では、リザーバーは、切り離し可能な、化学薬品を含むチャンバーである。必要に応じ、機械的な嵌合によるニブ、例えば、チャンバーの末端で切り離すニブのステムを有するチャンバーを切り離し、チャンネルを通ってニブ中に、または直接ニブ中に、液体が流れるのを可能とすることにより、一実施形態では、ボタンを押すことにより、化学薬品は、ニブ中に放出される。
試料は、限定されないが、生体液および非生体液を含む。生体液には、限定されないが、体液、例えば、血液、血漿、尿、腹水、肺液、心膜液、涙、唾液、脳脊髄液、リンパ液、胃腸液、糞便、生殖器系液体、および羊水が含まれる。他の生体液には、限定されないが、細胞または組織培地、等の培地が含まれる。非生体液には、淡水、海水、および廃水試料等の水試料、有機溶液試料、無機溶液試料、石油化学産業由来試料、例えば、油田由来試料、環境試料および食物試料が含まれる。
器具を使用するいくつかの方法がある。例えば、器具は、多孔質ニブを収集される液体試料に接触させ、液体試料の多孔質ニブ中への吸収を可能にすることにより使用できる。試料は、多孔質ニブ上で乾燥させるか、または液体の形態のままで残すことができる。試料が集められるとすぐに、ニブと器具にキャップをするか、ニブを器具中に格納するか、または両方が可能である。一実施形態では、器具は、皮膚に穴をあけるためにランセットを備えている。この例では、使用方法のステップは:(a)動物または哺乳動物の皮膚にランセットを使って穴をあけ、出血させること;(b)血液を多孔質ニブに接触させること;(c)血液を多孔質ニブに吸収させること;(d)血液を多孔質ニブ上で乾燥させること;および、(e)器具ハウジング中の多孔質ニブにキャップをすること、を含む。他の使用方法は、多孔質ニブを容器に入れること;溶媒または溶液を使ってニブから分析物を抽出すること;および選択された分析物の分析のために抽出された溶液から検出すること、を含む。さらなる方法は、抽出溶液中の標的分析物を検出するための質量分析の使用を含む。試料が乾燥している場合には、方法は:(a)乾燥した試料を含む多孔質ニブを溶液で湿潤させること;(b)湿潤多孔質ニブに電位を付加すること;および(c)湿潤多孔質ニブから放出されたイオン化分析物を質量分析計を使って検出すること、を含んでもよい。あるいは、方法は、(a)乾燥試料を含む多孔質ニブを溶液で湿潤させること;(b)湿潤多孔質ニブから表面に試料を移すために、湿潤多孔質ニブを表面につけること;(c)その表面を質量分析計中に導入すること、および(d)表面から放出されたイオン化分析物を質量分析計を使って検出すること、を含んでもよい。
子から構成され、その中で、3種の最もよく使われるものは、3,5−ジメトキシ−4−ヒドロキシケイ皮酸(シナピン酸)、α−シアノ−4−ヒドロキシケイ皮酸(α−シアノまたはα−マトリックス)および2,5−ジヒドロキシ安息香酸(DHB)である。高度に精製された水および有機溶媒(通常、アセトニトリル(ACN)またはエタノール)の混合物中でこれらの分子の内の1つの溶液が作られる場合が多い。また、トリフルオロ酢酸(TFA)を添加してもよい。マトリックス溶液の一例は、ACN:水:TFA(50:50:0.1)中の20mg/mLのシナピン酸である。次に、ニブ中のマトリックス溶液は、MALDIプレートに塗布される。その後、プレートは乾燥され、MALDI TOF MS分析の準備完了となる。
<焼結ポリエチレンニブを備えた試料採取、保存、輸送および送達器具>
ペン形の器具は、尖端を有する錐体形焼結多孔質ポリエチレンニブを含む。ポリエチレン多孔質ニブは、25μmの平均孔径、および約40%の気孔率を有する。ニブは、25μlの液体を取り込むように設計されている。ニブは、純粋なポリエチレン製であり、この後のアッセイに影響する可能性のある添加物を含まない。ニブは、親水性改善のためにプラズマ処理されるのが好ましい。
<焼結ポリエチレンニブを備えた試料採取、保存、輸送および送達器具>
ペン形の器具は、尖端を有する錐体形焼結多孔質ポリエチレンニブを含む。ポリエチレン多孔質ニブは、25μmの平均孔径、および約40%の気孔率を有する。ニブは、25μlの液体を取り込むように設計されている。ポリエチレンの他に、ニブは、また、試料保存のために、EDTA、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)および尿酸を含む。
中に放出される。元の血液試料を含む乾燥ニブは、この時点で、さらなる試験のための準備ができている。器具は、正確な試料採取(標本数は、ニブサイズにより決定される)および使用の容易さを提供する。また、器具は、汚染を防ぎ、生物試料を採取し、保存し、さらに輸送する安定した方法を提供する。
<焼結ポリプロピレンニブを備えた試料採取、保存、輸送および送達器具>
ペン形の器具は、尖端を有する錐体形焼結多孔質ポリプロピレンニブを含む。ポリプロピレン多孔質ニブは、90μmの平均孔径、および約40%の気孔率を有する。ニブは、50μlの液体を取り込むように設計されている。ニブは、親水性改善のためにプラズマ処理されるのが好ましい。
<焼結ポリ(フッ化ビニリデン)ニブを備えた試料採取、保存、輸送および送達器具>
ペン形の器具は、尖端を有する長三角形焼結多孔質ポリ(フッ化ビニリデン)(PVDF)ニブを含む。PVDF多孔質ニブは、30μmの平均孔径、および約50%の気孔率を有する。ニブは、25μlの液体を取り込むように設計されている。ニブは、純粋なPVDF製であり、アッセイに影響する可能性のある添加物を含まない。ニブは、親水性改善のためにプラズマ処理されるのが好ましい。
<焼結ポリアミド(ナイロン)ニブを備えた試料採取、保存、輸送および送達器具>
ペン形の器具は、尖端を有する長三角形焼結多孔質ポリアミド(ナイロン)ニブを含む。ナイロン多孔質ニブは、20μmの平均孔径、および約40%の気孔率を有する。ニブは、25μlの液体を取り込むように設計されている。ニブは、純粋なナイロン製であり、アッセイに影響する可能性のある添加物を含まない。ニブは、親水性改善のためにプラズ
マ処理されるのが好ましい。
<焼結ポリ(テトラフルオロエチレン)ニブを備えた試料採取、保存、輸送および送達器具>
ペン形の器具は、尖端を有する長三角形焼結多孔質ポリ(テトラフルオロエチレン)(PTFE)ニブを含む。PVDF多孔質ニブは、35μmの平均孔径、および約50%の気孔率を有する。ニブは、25μlの液体を取り込むように設計されている。ニブは、親水性改善のために界面活性剤を含んでもよい。
<ポリアクリル酸繊維ニブを備えた試料採取、保存、輸送および送達器具>
ペン形の器具は、尖端を有する長三角形焼結多孔質ポリアクリル酸繊維ニブを含む。ポリアクリル酸繊維ニブは、60%を超える平均気孔率を有する。ニブは、50μlの液体を取り込むように設計されている。
生物試料を採取し、保存し、さらに輸送する安定した方法を提供する。
<焼結ステンレス鋼ニブを備えた試料採取、保存、輸送および送達器具>
ペン形の器具は、尖端を有する長三角形焼結多孔質ステンレス鋼ニブを含む。ステンレス鋼多孔質ニブは、20μmの平均孔径、および約40%の気孔率を有する。ニブは、25μlの液体を取り込むように設計されている。ニブは、純粋なステンレス鋼製であり、アッセイに影響する可能性のある添加物を含まない。
<焼結セラミックニブを備えた試料採取、保存、輸送および送達器具>
ペン形の器具は、尖端を有する長三角形焼結多孔質セラミックニブを含む。セラミック多孔質ニブは、10μmの平均孔径、および約40%の気孔率を有する。ニブは、25μlの液体を取り込むように設計されている。ニブは、純粋なセラミック製であり、以降のアッセイに影響する可能性のある添加物を含まない。
<チップおよびステム構造を有する焼結ポリエチレンニブを備えた試料採取、保存、輸送および送達器具>
ペン形の器具は、尖端を有する長三角形焼結多孔質ポリエチレンニブを含む。ポリエチレン多孔質ニブは、20μmの平均孔径、および約40%の気孔率を有する。ニブチップは、25μlの液体を取り込むように設計され、ニブステムは、50μlの液体を保持するように設計されている。ニブは、純粋なポリエチレン製であり、以降のアッセイに影響する可能性のある添加物を含まない。ニブは、親水性改善のためにプラズマ処理されるのが好ましい。血液試料は、ラットから採取される。ペンを使って、血液と接触させるためにニブを前進させる。ニブの先端が血液に接触し、ニブが満杯になるまで毛細管作用でニブ
中に吸収される。ニブが満たされると、ニブチップは、25μlのラット血液試料を含み、ステムは50μlのラット血液試料を含む。試料が乾燥するまで、ニブを解放したまま放置し、その後、保存および予想される送達のためにキャップをする。試料を試験する必要がある場合は、キャップが取り外され、ニブチップがペンから容器中に放出される。元の25μlの血液試料を含む乾燥ニブは、この時点で、さらなる試験のための準備ができている。ステム中の50μlの血液試料は、後で行われる試験のために保持される。ステムには、別の分析用に後で行われるステム断片への分割のために、明瞭なマークをつけてもよい。器具は、正確な試料採取(標本数は、ニブサイズにより決定される)および使用の容易さを提供する。また、器具は、汚染を防ぎ、生物試料を採取し、保存し、さらに輸送する安定した方法を提供する。
<C−18シリカを含む焼結ポリエチレンニブを備えた試料採取、保存、輸送および送達器具>
ペン形の器具は、尖端を有する円錐形焼結多孔質ポリエチレンニブを含む。ポリエチレン多孔質ニブは、20μmの平均孔径、および約40%の気孔率を有する。ポリエチレンの他に、ニブは、また、40%のC−18シリカ粒子から構成される。ニブは、100μlの液体を取り込むように設計されている。ニブは、また、親水性改善のために少量の界面活性剤を含む。ペンを使って、液体と接触させるためにニブを前進させる。ニブの先端が液体に接触し、ニブが満杯になるまで毛細管作用でニブ中に吸収される。ニブが満たされると、ニブチップは、100μlのラット液体試料を含む。試料が乾燥するまで、ニブを解放したまま放置し、その後、保存および予想される送達のためにキャップをする。試料を試験する必要がある場合は、キャップが取り外され、ニブチップがペンから容器中に放出される。器具は、正確な試料採取(標本数は、ニブサイズにより決定される)および使用の容易さを提供する。また、器具は、汚染を防ぎ、液体試料、例えば、生物試料を採取し、保存し、さらに輸送する安定した方法を提供する。
<C−18シリカを含む焼結ポリエチレンニブおよびドライリザーバーを備えた試料採取および精製器具>
ペン形の器具は、尖端を有する円錐形焼結多孔質ポリエチレンニブを含む。ポリエチレン多孔質ニブは、20μmの平均孔径、および約40%の気孔率を有する。ポリエチレンの他に、ニブは、また、40%のC−18シリカ粒子から構成される。ニブは、100μlの液体を取り込むように設計されている。ニブは、また、親水性改善のために少量の界面活性剤を含む。ペンを使って、液体と接触させるためにニブを前進させる。ニブの先端が液体に接触し、ニブが満杯になるまで毛細管作用でニブ中に吸収される。ニブが満たされると、ニブは、100μlの液体試料を含む。試料が採取された後で、ドライリザーバーがニブに連結され、ペンニブは、洗浄溶液中に浸漬され、溶液がニブを通して連続的にしみ込み、リザーバーに到達する。望ましくない物質は、リザーバー中に洗い流されるが、一方、濃縮され、精製された標的分析物は、ニブ中に残る。その後、精製された試料を含むニブは、この時点で、その後の試験のための準備ができている。この器具は、液体試料を採取し、精製するための簡単な方法を提供する。
<気孔制御ガラス(CPG)を含む焼結ポリエチレンニブおよびドライリザーバーを備えた試料採取および精製器具>
ペン形の器具は、尖端を有する円錐形焼結多孔質ポリエチレンニブを含む。ポリエチレン多孔質ニブは、20μmの平均孔径、および約40%の気孔率を有する。ポリエチレンの他に、ニブは、また、30%のCPG粒子から構成される。ニブは、100μlの液体を取り込むように設計されている。ニブは、また、親水性改善のために少量の界面活性剤を
含む。ペンを使って、液体と接触させるためにニブを前進させる。ニブの先端が液体に接触し、ニブが満杯になるまで毛細管作用でニブ中に吸収される。ニブが満たされると、ニブは、100μlの液体試料を含む。試料が採取された後で、ドライリザーバーがニブに連結され、ペンニブは、洗浄溶液中に浸漬され、溶液がニブを通して連続的にしみ込み、リザーバーに到達する。望ましくない物質は、リザーバー中に洗い流されるが、一方、濃縮され、精製された標的分析物は、ニブ中に残る。精製された試料を含むニブは、この時点で、その後の試験のための準備ができている。この器具は、液体試料を採取し、精製するための簡単な方法を提供する。
<イオン交換樹脂粒子を含む焼結ポリエチレンを含むニブおよびドライリザーバーを備えた試料採取および精製器具>
ペン形の器具は、尖端を有する円錐形焼結多孔質ポリエチレンニブを含む。ポリエチレン多孔質ニブは、40μmの平均孔径、および約40%の気孔率を有する。ポリエチレンの他に、ニブは、また、イオン交換樹脂粒子から構成される。ニブは、100μlの液体を取り込むように設計されている。ニブは、また、親水性改善のために少量の界面活性剤を含む。ペンを使って、液体と接触させるためにニブを前進させる。ニブの先端が液体に接触し、ニブが満杯になるまで毛細管作用でニブ中に吸収される。ニブが満たされると、ニブは、100μlの液体試料を含む。試料が採取された後で、ドライリザーバーがニブに連結され、ペンニブは、洗浄溶液中に浸漬され、溶液がニブを通して連続的にしみ込み、リザーバーに到達する。望ましくない物質は、リザーバー中に洗い流されるが、一方、濃縮され、精製された標的分析物は、ニブ中に残る。その後、精製された試料を含むニブは、この時点で、その後の試験のための準備ができている。この器具は、液体試料を採取し、精製するための簡単な方法を提供する。
<C−18シリカを含む焼結ポリエチレンニブおよびウエットリザーバーを備えた試料採取、保存、輸送および送達器具>
ペン形の器具は、尖端を有する円錐形焼結多孔質ポリエチレンニブを含む。ポリエチレン多孔質ニブは、20μmの平均孔径、および約40%の気孔率を有する。ポリエチレンの他に、ニブは、また、40%C−18シリカ粒子から構成される。ニブは、100μlの液体を取り込むように設計されている。ニブは、また、親水性改善のために少量の界面活性剤を含む。ペンを使って、液体と接触させるためにニブを前進させる。ニブの先端が液体に接触し、ニブが満杯になるまで毛細管作用でニブ中に吸収される。ニブが満たされると、ニブチップは、100μlの液体試料を含む。ニブを乾燥するまで解放したままにし、その後、保存および予想される送達のためにキャップをする。試料を試験する必要がある場合は、キャップを取り外し、ウエットリザーバーをニブに連結する。ウエットリザーバー内の溶液は、リザーバーから放出され、多孔質ニブを通って移動し、ニブ中の溶液を含む試料を運ぶ。溶液の標的分子の試験が行われる。器具は、正確な試料採取(標本数は、ニブサイズにより決定される)および使用の容易さを提供する。また、器具は、汚染を防ぎ、液体試料、例えば、生物試料を採取し、保存し、さらに輸送する安定した方法を提供する。
<焼結多孔質球状ニブを備えた試料採取、保存、輸送および送達器具>
ペン形の器具は、球形焼結多孔質ポリエチレン(30%)およびポリプロピレン(70%)ニブ(wt%)を含む。焼結多孔質ニブは、75μmの平均孔径、および約40%の気孔率を有する。ニブは、25μlの液体を取り込むように設計されている。ニブは、親水性改善のためにプラズマ処理されるのが好ましい。
<焼結多孔質長いロッド形ニブを備えた試料採取、保存、輸送および送達器具>
ペン形の器具は、2mm幅および10cmの長いロッド形焼結多孔質ポリエチレンニブを含む。焼結多孔質ニブは、25μmの平均孔径、および約60%の気孔率を有する。ロッド形ニブは、5mmの長さで10μlの液体を取り込むように設計されている。ニブは、親水性改善のためにプラズマ処理されるのが好ましい。ペンを使って、血液と接触させるために長いロッド形ニブを前進させる。ニブが血液に接触し、ニブが満杯になるまで毛細管作用でニブ中に吸収される。ニブが満たされると、ニブは、合計200μlの血液を含む。長いロッド形ニブを乾燥するまで解放したままにし、その後、ペン中に格納され、保存および予想される送達のためにキャップをする。試料を試験する必要がある場合は、キャップを取り外し、ニブがペンから容器中に放出される。長いロッド形ニブは、5mm長さ毎の破断点で事前マークされる。長いロッド形ニブは、複数のアッセイ用として、異なる容器中に入れられる断片に分割できる。元の血液試料を含むドライニブは、現時点で、さらなる試験の準備ができている。器具は、正確な試料採取(標本数は、ニブサイズにより決定される)および使用の容易さを提供する。また、器具は、汚染を防ぎ、生物試料を採取し、保存し、さらに輸送する安定した方法を提供する。
<質量分析計への試料送達器具>
実施例1〜16のいずれか1つに記載の器具は、質量分析計に搭載される。ニブは、NH4OHまたはギ酸のいずれかを含む50%水と50%アセトニトリル(ACN)の溶液で飽和される。ペンを経由してニブに電位を付加し、キャリーガスによりニブを通って運ばれる。このプロセスは、ニブ中に保存された試料の直接質量分析測定用の微細荷電エアロゾルを生成する。このプロセスは、質量分析用試料調製の複雑さを大きく低減する。
<質量分析計および他のアッセイ設備に対する試料採取および試料送達に使用する器具>尖端を有する錐体形ニブおよび脱着可能なように結合されたステムを含むペン形の器具が、本実施例中で血液採取に使用される。150gのラットに、薬剤を注射し、血液を経時的に採取し、薬物動態学的プロファイルを確立するために薬剤およびその代謝物の濃度を調査する。ラットを麻酔し、尾静脈を使って25μlの血液試料を採取する。ペンを使って、血液と接触させるためにニブを前進させる。ニブの先端が血液に接触し、毛細管作用でニブ中に、次に、ステム中に吸収される。ステムが満杯になると、ニブチップを使った容器に対し押しつけ、ニブチップを質量分析計に導入する。次に、ニブチップの先端が電子スプレーに曝されて、血液試料がイオン化され、このイオンが質量分析計中に導入されて、分析される。薬剤およびその代謝物が測定される。
ンおよび副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)の分析のために、ステムを試験チューブ中に入れる。このホルモン分析は、当業者に既知の技術、例えば、ELISAまたはラジオイムノアッセイを使って行われる。
<焼結多孔質試料採取ニブ>
約150μmの平均粒径の粉末ポリエチレンをアルミニウム型のキャビティに振動を加えながら充填後、350°Fで約3分間加熱し、続けて、約5分かけて室温に冷却した。焼結多孔質ポリエチレンニブは、約30μmの平均孔径および約40%の気孔体積であった。
<焼結多孔質試料採取ニブ>
約30μmの平均粒径の粉末UHMWPEポリエチレンをアルミニウム型のキャビティに振動を加えながら充填後、350°Fで約3分間加熱し、続けて、約5分かけて室温に冷却した。焼結多孔質UHMWPEポリエチレン試料採取ニブは、約10μmの平均孔径および約40%の気孔体積であった。
<焼結多孔質試料採取ニブ>
約300μmの平均粒径の粉末高密度ポリエチレンをアルミニウム型のキャビティに振動を加えながら充填後、350°Fで約3分間加熱し、続けて、約5分かけて室温に冷却した。焼結多孔質高密度ポリエチレン試料採取ニブは、約80μmの平均孔径および約40%の気孔体積であった。
<焼結多孔質試料採取ニブ>
約180μmの平均粒径の粉末ポリスチレンをアルミニウム型のキャビティに振動を加えながら充填後、370°Fで約3分間加熱し、続けて、約5分かけて室温に冷却した。焼結多孔質ポリスチレン試料採取ニブは、約45μmの平均孔径および約40%の気孔体積であった。
<親水性焼結多孔質試料採取ニブ>
実施例20〜23由来の焼結多孔質試料採取ニブを低圧プラズマで処理した。100ミリトール(mtorr)の酸素プラズマを使い、100ワット(W)で10分間、プラズマ装置(Europlasma、Oudenaards、Belgium)で試料ニブを処理した。ニブは、親水性になり、20μlの脱イオン水をピペットでニブの先端に置いた場合、20μlの脱イオン水を3秒未満の時間で吸着した。
<親水性の焼結多孔質試料採取ニブ>
実施例20〜23由来の焼結多孔質試料採取ニブを、界面活性剤で処理した。試料ニブを79%脱イオン水、20%イソプロピルアルコールおよび1%ツイーン(登録商標)20を含む溶液中に、室温で12時間浸漬し、70°Fで8時間、炉中で乾燥した。ニブは、親水性になり、20μlの脱イオン水をピペットでニブの先端に置いた場合、20μlの
脱イオン水を3秒未満の時間で吸着した。
<無水陰イオン界面活性剤を含む焼結親水性多孔質試料採取ニブ>
99.7%のポリエチレン粉末(約160μmの平均粒径)および0.3%のナトリウムN−メチル−オレオイルタウラート(wt%)を含む粉末混合物を、アルミニウム型のキャビティに振動を加えながら充填後、350°Fで約3分間加熱し、続けて、約5分かけて室温に冷却した。焼結多孔質ポリエチレン試料採取ニブは、約30μmの平均孔径および約40%の気孔体積であった。ニブは、親水性で、20μlの脱イオン水をピペットでニブの先端に置いた場合、20μlの脱イオン水を3秒未満の時間で吸着した。
<無水陰イオン界面活性剤を含む焼結親水性多孔質試料採取ニブ>
99.5%のUHMWPEポリエチレン(約30μmの平均粒径)および0.5%のドデシル硫酸ナトリウム(SDS)粉末を含む粉末混合物を、アルミニウム型のキャビティに充填後、350°Fで約3分間加熱し、続けて、約5分かけて室温に冷却する。焼結多孔質UHMWPEポリエチレン試料採取ニブは、約10μmの平均孔径および約40%の気孔体積である。ニブは、親水性で、20μlの脱イオン水をピペットでニブの先端に置いた場合、20μlの脱イオン水を3秒未満の時間で吸着する。
<無水陽イオン界面活性剤を含む焼結親水性多孔質試料採取ニブ>
99%のポリエチレン粉末(約150μmの平均粒径)および1%の臭化セチル三メチルアンモニウム(CTAB)を含む粉末混合物を、アルミニウム型のキャビティに充填後、350°Fで約3分間加熱し、続けて、約5分かけて室温に冷却する。焼結多孔質ポリエチレン試料採取ニブは、約30μmの平均孔径および約40%の気孔体積である。ニブは、親水性で、20μlの脱イオン水をピペットでニブの先端に置いた場合、20μlの脱イオン水を3秒未満の時間で吸着する。
<無水陽イオン界面活性剤を含む焼結親水性の多孔質試料採取ニブ>
99%のUHMWPEポリエチレン(約30μmの平均粒径)および1%の臭化セチル三メチルアンモニウム(CTAB)を含む粉末混合物を、アルミニウム型のキャビティに充填後、350°Fで約3分間加熱し、続けて、約5分かけて室温に冷却する。焼結多孔質UHMWPEポリエチレン試料採取ニブは、約10μmの平均孔径および約40%の気孔体積である。ニブは、親水性で、20μlの脱イオン水をピペットでニブの先端に置いた場合、20μlの脱イオン水を3秒未満の時間で吸着する。
<多層高分子電解質コーティングを有する親水性焼結多孔質試料採取ニブ>
実施例24由来の焼結多孔質試料採取ニブを、高分子電解質溶液でさらに処理し、親水性の安定性を改善した。新しくプラズマ処理した試料ニブを、室温で10分間、0.25%ポリエチレンイミン(750KDa)の水−アルコール溶液(80%脱イオン水および20%イソプロピルアルコール)中に浸漬し、50°Fの炉中で10分間乾燥した後、室温で10分間、0.25%ポリアクリル酸(250KDa)の水−アルコール溶液(80%脱イオン水および20%イソプロピルアルコール)中に浸漬し、50°Fで10分間乾燥した。ニブは、親水性で、20μlの脱イオン水をピペットでニブの先端に置いた場合、20μlの脱イオン水を3秒未満の時間で吸着した。
<高分子電解質および界面活性剤コーティングを含む親水性焼結多孔質試料採取ニブ>
実施例24由来の焼結多孔質試料採取ニブを、高分子電解質溶液でさらに処理し、親水性の安定性を改善した。新しくプラズマ処理した試料ニブを、室温で10分間、0.25%ポリエチレンイミン(750KDa)の水−アルコール溶液(80%脱イオン水および20%イソプロピルアルコール)中に浸漬し、50°Fの炉中で10分間乾燥した後、室温で10分間、0.1%Zonyl(登録商標)FSKの水−アルコール溶液(80%脱イオン水および20%イソプロピルアルコール)中に浸漬し、50°Fで10分間乾燥した。ニブは、親水性で、20μlの脱イオン水をピペットでニブの先端に置いた場合、20μlの脱イオン水を3秒未満の時間で吸着した。
<ヘパリンを含む親水性焼結多孔質試料採取ニブ>
実施例20〜23由来の焼結多孔質試料採取ニブを界面活性剤およびヘパリンで処理する。試料ニブを、1%ツイーン(登録商標)20および0.5%ヘパリンナトリウム塩を含む水−イソプロピルアルコール溶液(80:20)中に室温で12時間浸漬し、70°Fで8時間、炉中で乾燥する。ニブは、親水性になり、20μlの脱イオン水をピペットでニブの先端に置いた場合、20μlの脱イオン水を3秒未満の時間で吸着する。
<高分子電解質およびヘパリンコーティングを含む親水性焼結多孔質試料採取ニブ>
実施例24由来の焼結多孔質試料採取ニブを、高分子電解質溶液およびヘパリン溶液でさらに処理し、血液適合性を改善する。新しくプラズマ処理した試料ニブを、室温で10分間、0.25%ポリエチレンイミン(750KDa)の水−アルコール溶液(80%脱イオン水および20%イソプロピルアルコール)中に浸漬し、50°Fの炉中で10分間乾燥した後、室温で10分間、0.1%ヘパリンナトリウム塩水溶液中に浸漬し、50°Fで10分間乾燥する。ニブは、親水性で、20μlの脱イオン水をピペットでニブの先端に置いた場合、20μlの脱イオン水を3秒未満の時間で吸着する。
<C−18シリカゲルを含む焼結親水性の多孔質試料採取ニブ>
70%のUHMWPEポリエチレン(約30μmの平均粒径)および30%のC−18シリカゲル(約30μmの平均粒径)を含む粉末混合物を、アルミニウム型のキャビティに充填後、350°Fで約3分間加熱し、続けて、約5分かけて室温に冷却する。焼結多孔質複合材ニブは、約10μmの平均孔径および約40%の気孔体積である。ニブを、界面活性剤溶液でさらに処理し親水性を付与してもよい。
<イオン交換樹脂を含む焼結親水性多孔質試料採取ニブ>
70%のUHMWPEポリエチレン(約30μmの平均粒径)および30%のDowex(登録商標)50WX2ファインメッシュ樹脂(200〜400メッシュ)(50μmの平均粒径)を含む粉末混合物を、アルミニウム型のキャビティに充填後、350°Fで約3分間加熱し、続けて、約5分かけて室温に冷却する。焼結多孔質複合材ニブは、約12μmの平均孔径および約40%の気孔体積である。ニブを界面活性剤溶液でさらに処理し親水性を付与してもよい。
<キレート化剤を含む焼結親水性の多孔質試料採取ニブ>
95%のUHMWPEポリエチレン(約30μmの平均粒径)および5%のエチレンジアミン四酢酸(EDTA)粉末(50μmの平均粒径)を含む粉末混合物を、アルミニウム型のキャビティに充填後、350°Fで約3分間加熱し、続けて、約5分かけて室温に冷
却する。焼結多孔質複合材ニブは、約10μmの平均孔径および約40%の気孔体積である。ニブを界面活性剤溶液でさらに処理して親水性を付与してもよい。
<DNA安定化剤を含む焼結親水性多孔質試料採取ニブ>
98%のUHMWPEポリエチレン(約30μmの平均粒径)および2%の尿酸粉末(50μmの平均粒径)を含む粉末混合物を、アルミニウム型のキャビティに充填後、350°Fで約3分間加熱し、続けて、約5分かけて室温に冷却する。焼結多孔質複合材ニブは、約10μmの平均孔径および約40%の気孔体積である。ニブを界面活性剤溶液でさらに処理して親水性を付与してもよい。
<カオトロピック剤を含む焼結親水性多孔質試料採取ニブ>
98%のUHMWPEポリエチレン(約30μmの平均粒径)および2%のグアニジニウム塩化物粉末(50μmの平均粒径)を含む粉末混合物を、アルミニウム型のキャビティに充填後、350°Fで約3分間加熱し、続けて、約5分かけて室温に冷却する。焼結多孔質複合材ニブは、約10μmの平均孔径および約40%の気孔体積である。ニブを界面活性剤溶液でさらに処理して親水性を付与してもよい。
<複数の血液保存用添加物を含む焼結親水性多孔質試料採取ニブ>
90%のUHMWPEポリエチレン(約30μmの平均粒径)、2%の尿酸粉末(50μmの平均粒径)、2%のグアニジニウム塩化物粉末(50μmの平均粒径)、5%のエチレンジアミン四酢酸(EDTA)粉末(50μmの平均粒径)、および1%のドデシル硫酸ナトリウム(SDS)粉末を含む粉末混合物を、アルミニウム型のキャビティに充填後、350°Fで約3分間加熱し、続けて、約5分かけて室温に冷却する。焼結多孔質複合材ニブは、約12μmの平均孔径および約40%の気孔体積である。ニブは、親水性で、20μlの脱イオン水をピペットでニブの先端に置いた場合、20μlの脱イオン水を3秒未満の時間で吸着する。
<焼結親水性のニブからカフェインの回収>
40μmの平均孔径および38%の気孔体積を有するPorex親水性焼結ポリエチレンペンニブを試料採取特性の試験用に選択した。人工血漿をリン酸塩緩衝液、赤の食物染料、ウシ血清アルブミンおよびナトリウムアジ化物で処方した。異なる容量(10μl、20μl、40μl、および100μl)の人工血漿を異なる多孔質ニブに吸収させた。これらの異なるニブは、染色の程度により示される、明白に見てわかる試料の量の差があった。
アル中の試料を1mlの脱イオン水で2時間抽出した。
Claims (27)
- 液体試料採取用の器具であって、
液体試料を収集するように構成された多孔質ニブ;および、
多孔質ニブを支持するように構成されたハウジング、
を含む器具。 - ハウジングが、ハウジングの開口部を通して多孔質ニブの前進と格納を行うシステムを含む請求項1に記載の器具。
- キャップをさらに含む請求項1または2に記載の器具。
- 多孔質ニブが、ニブチップおよびニブステムを含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の器具。
- 多孔質ニブが、プラスチック、金属、ガラス、またはセラミックを含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の器具。
- 多孔質プラスチックニブが、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ化ポリビニリデン、ポリアミド、ポリアクリラート、ポリアクリロニトリル、エチレン酢酸ビニール、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、もしくはセルロース、またはこれらの組み合わせを含む請求項5に記載の器具。
- 多孔質プラスチックニブがポリエチレンであり、そのポリエチレンが、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、もしくは超高分子量ポリエチレン、またはこれらの組み合わせを含む請求項6に記載の器具。
- ペン形である請求項1〜7のいずれか1項に記載の器具。
- 多孔質ニブが、多孔質ニブの断片への切断を可能にする1つまたは複数のプリセットマーカーを含む請求項1〜8のいずれか1項に記載の器具。
- ハウジングがリザーバーをさらに含む請求項1〜9のいずれか1項に記載の器具。
- 質量分析計の試料受け入れチャンバーの近くに多孔質ニブが配置されるように質量分析計に連結可能な請求項1に記載の器具。
- 試料を容器に保存、輸送、または送達する請求項1〜11のいずれか1項に記載の器具。
- 多孔質ニブが焼結されている請求項1〜12のいずれか1項に記載の器具。
- 多孔質ニブが焼結多孔質プラスチックを含む請求項13に記載の器具。
- 多孔質ニブが、機能性添加剤をさらに含む請求項1〜14のいずれか1項に記載の器具。
- ハウジングが電気伝導性である請求項1〜15のいずれか1項に記載の器具。
- 請求項1に記載の器具を作る方法であって、
(a)多孔質ニブの形成;および、
(b)多孔質ニブのペン様ハウジングへの固定、
を含む方法。 - (a)多孔質ニブの形成が、ニブチップおよびニブステムを有する多孔質ニブの形成を含み;さらに
(b)その多孔質ニブのペン様ハウジングへの固定が、ニブステムのペン様ハウジングの開口部への挿入を含む、
請求項17に記載の器具を作る方法。 - (a)収集される液体試料に多孔質ニブを接触させること;および、
(b)液体試料を多孔質ニブに吸収させること、
を含む請求項1に記載の器具の使用方法。 - 試料を多孔質ニブ上で乾燥させることをさらに含む請求項19に記載の方法。
- ニブにキャップをすること、ニブを器具中に格納すること、またはこれらの両方をさらに含む請求項19または20に記載の方法。
- (a)多孔質ニブを容器中に放出させること;
(b)溶媒または溶液を使ってニブから分析物を抽出すること;および、
(c)抽出した溶液中の分析物を検出すること、
をさらに含む請求項20に記載の方法。 - 抽出した溶液中の分析物の検出を、質量分析計を使って行う請求項22に記載の方法。
- (a)乾燥試料を含む多孔質ニブを溶液で湿潤させること;
(b)湿潤多孔質ニブに電位を付加すること;および、
(c)湿潤多孔質ニブから放出されるイオン化分析物を、質量分析計を使って検出すること、
をさらに含む請求項20に記載の方法。 - (a)乾燥試料を含む多孔質ニブを溶液で湿潤させること;および
(b)湿潤多孔質ニブを表面につけて、湿潤多孔質ニブから表面に試料を移すこと;
(c)その表面を質量分析計中に導入すること;ならびに、
(d)ニブから放出されるイオン化分析物を、質量分析計を使って検出すること、
をさらに含む請求項20に記載の方法。 - 皮膚を穿孔するためのランセットをさらに含む請求項1に記載の器具。
- (a)出血させるためにランセットを使って動物の皮膚を穿孔すること;
(b)血液を多孔質ニブに接触させること;
(c)血液を多孔質ニブ中に吸収させること;
(d)血液を多孔質ニブ上で乾燥させること;および、
(e)器具ハウジング中の多孔質ニブにキャップをすること、
を含む請求項26に記載の器具を使う方法。
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