JP2019506615A - 試料の精製および分析のためのカートリッジ - Google Patents

試料の精製および分析のためのカートリッジ Download PDF

Info

Publication number
JP2019506615A
JP2019506615A JP2018544553A JP2018544553A JP2019506615A JP 2019506615 A JP2019506615 A JP 2019506615A JP 2018544553 A JP2018544553 A JP 2018544553A JP 2018544553 A JP2018544553 A JP 2018544553A JP 2019506615 A JP2019506615 A JP 2019506615A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
sample
cartridge
reagent
present disclosure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018544553A
Other languages
English (en)
Inventor
ムラッカプラース ナラヤナン マノジュ
ムラッカプラース ナラヤナン マノジュ
バスカラン ナイール チャンドラセカール
バスカラン ナイール チャンドラセカール
クリシュナン パディンハレ プライル ディーパック
クリシュナン パディンハレ プライル ディーパック
プシィーイェダス チャンドラン ジャヤクリシュナン
プシィーイェダス チャンドラン ジャヤクリシュナン
ヴィスワナータン サスヤディープ
ヴィスワナータン サスヤディープ
ナムブーリ アキル
ナムブーリ アキル
ラマナブヒラマン ヴィナーヤ
ラマナブヒラマン ヴィナーヤ
クマール マンハット アジャイ
クマール マンハット アジャイ
クリシュナ クマール キショア
クリシュナ クマール キショア
カリヤンシェリル ポール ジャスティン
カリヤンシェリル ポール ジャスティン
レディー ジャンゴル シヴァクマール
レディー ジャンゴル シヴァクマール
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bigtec Pvt Ltd
Original Assignee
Bigtec Pvt Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bigtec Pvt Ltd filed Critical Bigtec Pvt Ltd
Publication of JP2019506615A publication Critical patent/JP2019506615A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/34Purifying; Cleaning
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06Fluid handling related problems
    • B01L2200/0605Metering of fluids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/06Fluid handling related problems
    • B01L2200/0631Purification arrangements, e.g. solid phase extraction [SPE]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/10Integrating sample preparation and analysis in single entity, e.g. lab-on-a-chip concept
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/16Reagents, handling or storing thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/04Closures and closing means
    • B01L2300/046Function or devices integrated in the closure
    • B01L2300/047Additional chamber, reservoir
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/06Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0681Filter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0832Geometry, shape and general structure cylindrical, tube shaped
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0832Geometry, shape and general structure cylindrical, tube shaped
    • B01L2300/0841Drums
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0867Multiple inlets and one sample wells, e.g. mixing, dilution
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/08Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0861Configuration of multiple channels and/or chambers in a single devices
    • B01L2300/0877Flow chambers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/18Means for temperature control
    • B01L2300/1805Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks
    • B01L2300/1827Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks using resistive heater
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0457Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces passive flow or gravitation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0475Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure
    • B01L2400/0487Moving fluids with specific forces or mechanical means specific mechanical means and fluid pressure fluid pressure, pneumatics

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本開示は、試料を精製するためのカートリッジを開示する。上記カートリッジは、試料および少なくとも1つの試薬を収容するための複数の隔室を有し、上記試料と上記少なくとも1つの試薬を混合する第1のチャンバを備える。上記第1のチャンバと流体連通する第2のチャンバが、少なくとも1つの検体をマトリックス処理するためのマトリックス部材を有するように構成される。上記第2のチャンバと流体連通する第3のチャンバが、上記第2のチャンバでマトリックス処理された廃液を収容するための廃液回収室を有するように構成される。上記第3のチャンバと流体連通する第4のチャンバが、上記第2のチャンバから上記第3のチャンバを介して上記少なくとも1つの検体を受け、収容するように構成された少なくとも1つのチューブを含む。上記カートリッジにより、1サイクルで複数の試料の精製が可能になる。

Description

相互参照
本願は、2016年2月23日に出願されたインド特許出願第201641006193号の優先権を主張する。
本明細書の開示は、一般に、生体医工学の分野に関する。詳細には、本明細書の開示は試料の精製および分析に使用される装置に関する。本明細書の開示の実施形態は、試料の精製および分析のためのカートリッジに関する。
従来、結核やマラリアなどの様々な感染症を引き起こす検体または生物学的実体の検出のために、生物学的試料および非生物学的試料が様々なタイプの分析にかけられる。こういった分析は、化学的、物理的および酵素的な技術を含むがこれらに限定されない技術によって、定性的または定量的に実施される。生物学的試料および非生物学的試料を分析および試験するためのシステムがいくつか開発されている。
こういったシステムは場合により、液体試料を収容または保持するためのチューブの形になっていたり、あるいは試料を保持するためのカードもしくはカートリッジになっていたりする。システムによっては、微鏡検査に適したスライドガラス上に、試料を配置してもよい。こういった試料を適切な試薬で処理して、検体の存在または非存在を検出する。試験結果は、技術者によって手動で、または適切な装置を用いて自動で読み取られる。
生物学的試料は、被験体から収集され、様々な処理および分析にかけられる。従来のシステムでは、複数のステップが行われ、通常は時間と手間がかかる。さらに、試料の従来の処理および分析は、試料および試薬に好都合な制御された環境条件を有する高度な実験室で行われる。また、生物学的試料の処理および分析に使用される従来のシステムは、かさばって高価で複雑であり、処理を実行するために無停電電源装置を必要とする。
上記の問題のいくつかを軽減するために、試料を処理し分析するための自動化されたカートリッジタイプのシステムが開発され、使用されている。このカートリッジタイプのシステムでは、生物学的試料の分析に関係する処理を制御するためのロボット組立体を使用する。こういったロボットは一般に、試料の処理/分析に特化された座標によってプログラムされる。したがって、システムを運搬している間のロボット座標の変動が、試料の特性に影響を与える。
本明細書の開示は、上記の1つまたは複数の制約を克服することを目的とする。
本明細書の背景技術で開示した情報は、本発明の一般的な背景の理解を深めるためのものであり、その情報が当業者に既に知られている従来技術を形成していることの肯定または何らかの形の示唆と解釈されるべきではない。
本開示における特許請求の範囲に記載された組立体を提供することによって、従来の組立体の1つまたは複数の欠点が克服され、追加の利点が提供される。本開示の技術によって、追加の特徴および利点が実現される。本開示の他の実施形態および態様は、本明細書に詳細に記載されており、特許請求の範囲に記載の開示の一部分とみなされる。
本開示の非限定的な一実施形態では、試料を精製するためのカートリッジが開示される。上記カートリッジは、試料および少なくとも1つの試薬を収容するための複数の隔室を有する第1のチャンバを備え、上記第1のチャンバは、上記試料と上記少なくとも1つの試薬を混合するように構成される。上記第1のチャンバと流体連通する第2のチャンバが、マトリックス部材を有するように構成され、上記マトリックス部材は、少なくとも1つの検体に結合するために、上記試料と上記少なくとも1つの試薬との上記混合物を受ける。上記第2のチャンバと流体連通する第3のチャンバが、上記第2のチャンバでマトリックス処理された廃液を収容するための廃液回収室を有するように構成される。上記第3のチャンバと流体連通する第4のチャンバが、上記第2のチャンバから上記第3のチャンバを介して上記少なくとも1つの検体を受け、収容するように構成された少なくとも1つのチューブを含む。
一実施形態では、上記複数の隔室が、上記試料を処理するための試料室と、上記少なくとも1つの反応物を収容するための少なくとも1つの反応物室を含む。
一実施形態では、上記第1のチャンバが、上記複数の隔室と流体連通している、上記試料と上記少なくとも1つの試薬を混合するための反応室を備える。
一実施形態では、上記第1のチャンバが、上記試料および上記少なくとも1つの試薬を加熱するための加熱要素を含む。
一実施形態では、上記マトリックス部材が、綿マトリックスおよびセルロースマトリックスのうちの少なくとも1つである。
一実施形態では、上記試料が、生物学的試料および非生物学的試料のうちの少なくとも1つである。
一実施形態では、上記第3のチャンバが、上記第2のチャンバおよび上記少なくとも1つのチューブと流体連通している、上記少なくとも1つの検体を送るための導管を含む。
上述した開示の態様および実施形態は、互いに任意に組み合わせて使用してもよいことを理解されたい。いくつかの態様および実施形態を互いに組み合わせて、本開示の他の実施形態を形成することもできる。
前述の概要は例示的なものに過ぎず、限定することを意図するものではない。上記の例示的な態様、実施形態、および特徴に加えて、さらなる態様、実施形態、および特徴が、図面および以下の詳細な説明を参照することによって、明らかになるであろう。
この説明には、本開示の新規な特徴および特性が記載されている。しかしながら、この開示自体、ならびにその好ましい使用形態、その他の目的および利点については、以下の例示的な実施形態の説明を、添付の図面と併せて参照することによって、最もよく理解されよう。次に、1つまたは複数の実施形態を、単なる一例として、添付の図面を参照して説明するが、同じ参照番号は同じ要素を表す。
本開示の一実施形態による、試料の精製およびその分析のためのカートリッジの分解図である。 図1aのカートリッジの別の実施形態の図である。 本開示の一実施形態による、図1aのカートリッジの組立体の断面図である。 本開示の一実施形態による、上記カートリッジの第1のチャンバの分解図である。 本開示の一実施形態による、上記カートリッジの第1のチャンバの組立図である。 本開示の一実施形態による、上記カートリッジの第1のチャンバの上面図である。 本開示の一実施形態による、上記カートリッジの第2のチャンバの分解図である。 本開示の一実施形態による、上記カートリッジの第2のチャンバの組立図である。 本開示の一実施形態による、上記カートリッジの第3のチャンバの分解図である。 本開示の一実施形態による、上記カートリッジの第3のチャンバの断面図である。 本開示の一実施形態による、上記カートリッジの第4のチャンバの分解図である。 本開示の一実施形態による、上記カートリッジの第4のチャンバの組立図である。 本開示の一実施形態による、上記カートリッジによって試料を精製するためのプロセス・フローチャートである。
上記の図は、例示のみの目的で本開示の実施形態を示す。当業者であれば、以下の説明から、本明細書に記載された組立体、構造および方法の代替実施形態を、本明細書に記載の開示の原理から逸脱することなく使用してもよいことを容易に理解するであろう。
本開示の実施形態は、様々な改変形態および代替形態が可能であるが、その特定の実施形態を例として図面に示しており、それについて以下で説明する。ただし、本開示を、開示した特定の形態に限定することは意図しておらず、本開示は、その範囲内に入る全ての改変物、均等物および代替物を包含するものであることを理解されたい。
尚、当業者は、試料の精製およびその分析のためのカートリッジの本開示から刺激を受け、そのカートリッジをその構成に基づいて変更してもよい。ただし、かかる変更は、本開示の範囲内にあると解釈されるべきである。したがって、図面は、本明細書の説明の恩恵を受ける当業者には容易に明らかであろう細部によってその開示が不明瞭にならないように、本開示の実施形態の理解に関係する特定の詳細のみを示す。
本開示において使用される用語「含む(comprises)」、「含む(comprising)」、「含む(includes)」またはその他の任意の変化形は、非排他的な包含を対象とすることを意図しており、構成部品の一覧を含む組立体は、それらの構成部品だけを含むのではなく、明示的に一覧されていない、あるいはかかるシステム、組立体、または装置に固有の他の構成部品を含みうる。つまり、「〜を含む」で示された組立体内の1つまたは複数の要素は、他に制約を受けることがなければ、そのシステムまたは装置内の他の要素または追加要素の存在を排除しない。
本開示の実施形態は、試料の精製および分析のためのカートリッジに関する。上記カートリッジはまた、同じ試料から複数の検体を分析するように構成される。一実施形態では、上記カートリッジは、精製および分析のための少なくとも1つの試料を受けるように構成される。上記カートリッジは、試料および少なくとも1つの試薬を収容するための複数の隔室を有する第1のチャンバを備える。上記第1のチャンバは、上記試料と上記少なくとも1つの試薬を混合し、それによって精製プロセスを開始するように構成される。上記第1のチャンバと流体連通する第2のチャンバが、マトリックス部材を有するように構成される。上記マトリックス部材は、少なくとも1つの検体に結合するために、上記試料と上記少なくとも1つの試薬との上記混合物を受ける。上記第2のチャンバと流体連通する第3のチャンバが、上記プロセスで生成された廃液を収容するための廃液回収室を有するように構成される。上記第3のチャンバと流体連通する第4のチャンバが、上記第2のチャンバから上記第3のチャンバを介して上記少なくとも1つの検体を受け、分析するように構成された少なくとも1つのチューブを含む。
以下の段落では、図1〜6を参照して本開示について説明する。各図では、同様の機能を有する同じ1つまたは複数の要素は、同じ参照符号で示されている。
図1a〜1cは本開示の例示的な実施形態であり、試料を精製するためのカートリッジ(100)の分解図、組立図、断面図である。カートリッジ(100)は、互いに流体連通する複数のチャンバ、すなわち第1のチャンバ(10)、第2のチャンバ(20)、第3のチャンバ(30)および第4のチャンバ(40)を備える。複数のチャンバ(10、20、30、および40)は、複数のチャンバ(10、20、30および40)それぞれの間の接触箇所に設けられた接続部材(50)によって、互いに接続される[図1bに示す]。
一実施形態では、接続部材(50)は、複数のチャンバ(10、20、30および40)のそれぞれをロックするためのロック箇所、部分または突起を有する板状構造体にしうる[図1bに示す]。別の実施形態では、接続部材(50)は、複数のチャンバ(10、20、30および40)をそれぞれ固定するように構成された、ねじにしうる[図1cに示す]。別の実施形態では、回転動作を可能にするために、スロット(50a)が複数のチャンバ(10、20、30および40)のそれぞれに設けられる。これによって、複数のチャンバ(10、20、30および40)のそれぞれのねじ接続が容易になる。接続部材(50)により、チャンバ間の漏れ防止接続が確保されて、動作中における複数のチャンバ(10、20、30および40)間の流体の漏れが防止される。一実施形態では、接続部材(50)の材料は、ゴム、シリコーン、グリース、シリコーンオイル、フルオロカーボンなどのポリマー材料およびエラストマー材料の群から選択される。接続部材(50)により、複数のチャンバ(10、20、30および40)のそれぞれの間における減摩擦性の回転動作が確保される。
本開示の一実施形態では、複数のチャンバ(10、20、30および40)の材料は、例えばポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスチレン、スチレン、アクリル、ゴム、シリコーンなどの、ポリマーおよびプラスチックの群から選択されうるが、これらに限定されない。材料の選択は、設計の実現可能性と要件に基づいている。
図2a〜2cは本開示の例示的な実施形態であり、それぞれカートリッジ(100)の第1のチャンバ(10)の分解図、組立図、上面図である。第1のチャンバ(10)は、試料および少なくとも1つの試薬を受けるための入口ポート(12)を有する。第1のチャンバ(10)は、入口ポート(12)から受けた試料および少なくとも1つの第1の試薬を収容するための複数の隔室(18)を有する。複数の隔室(18)は、試料を収容するための試料室(18a)と、少なくとも1つの試薬を収容するための試薬室(18b)とに分類されうる[図2cに示す]。反応室(18c)が、第1のチャンバ(10)に設けられ、試料室(18a)および試薬室(18b)と流体連通している。反応室(18c)が試料および少なくとも1つの試薬を各室(18aおよび18b)から受け取ると、化学反応が引き起こされる。この反応室(18c)内で所定の温度を維持するための少なくとも1つの加熱要素(16)が第1のチャンバ(10)に設けられ、混合物の温度が所定の温度範囲に維持される。この温度によって、試料と少なくとも1つの試薬との間の最適速度の化学反応が可能になる。本開示の一実施形態では、加熱要素(16)は、反応室(18c)の内部に延びる伝導型、抵抗型または誘導型の抵抗コイルである。一実施形態では、加熱要素(16)は、第1のチャンバ(10)のヒータスリーブ[図示せず]に構成可能な管状の構造体である。一実施形態では、加熱要素(16)は、試料室(18a)と反応室(18c)とに設けられる。反応室(18c)は、その反応室(18c)が受け取った試料と少なくとも1つの試薬を混合するように構成されたミキサ(19)を含む。一実施形態では、ミキサ(19)は、マグネチックスターラやメカニカルスターラなどのうちの少なくとも1つから選択される。
図2cを参照すると、少なくとも1つの隔離室(18d)が、熱伝達のための断熱体として、試料室(18a)と試薬室(18b)の間に設けられる。この構成により、反応室(18c)に入る試料および少なくとも1つの試薬が、最適な温度状態になることが可能になる。試料と少なくとも1つの試薬との混合物を第2のチャンバ(20)に放出するための出口ポート(14)が、第1のチャンバ(10)に設けられる。
図3aおよび3bは本開示の例示的な実施形態であり、カートリッジ(100)の第2のチャンバ(20)の分解図および断面図である。第2のチャンバ(20)は、第1のチャンバ(10)と流体連通して配設され、第1のチャンバ(10)から試料と少なくとも1つの試薬との混合物を受けるように構成される。第2のチャンバ(20)の受け入れポートまたは入口ポート(図示せず)は、第1のチャンバ(10)の出口ポート(14)と流体接続される。
図3bを参照すると、第2のチャンバ(20)は、試料と少なくとも1つの試薬との混合物から少なくとも1つの検体[核酸、タンパク質および細胞を含みうる]を得るために、その試料の所定の一成分に結合するように構成されたマトリックス部材(22)を備える。一実施形態では、マトリックス部材(22)は、そのマトリックス部材(22)から分離後の廃液の流れを実現可能なものとするために、テーパ状に構成される。マトリックス処理された少なくとも1つの検体は、マトリックス部材(22)に結合されうる。マトリックス処理された少なくとも1つの検体は、導管(24)を介して第3のチャンバ(30)に流れる。一実施形態では、マトリックス部材(22)は、綿またはセルロースベースのマトリックスにしうる。別の実施形態では、マトリックス部材(22)は、試料と少なくとも1つの試薬との混合物のうちの少なくとも1つの検体に結合するという要件を満たす他の任意の材料にしうる。一実施形態では、接続部材(50)を受けるための案内穴(26)が、第2のチャンバ(20)に設けられる。
図4aおよび4bは本開示の例示的な実施形態であり、カートリッジ(100)の第3のチャンバ(30)の分解図および断面図である。第3のチャンバ(30)は、第2のチャンバ(20)と流体連通している。第3のチャンバ(30)は、第2のチャンバ(20)から受けた流体を分配する分配チャンバである。したがって、第3のチャンバ(30)は、少なくとも1つの検体を分配し、その少なくとも1つの検体の第4のチャンバ(40)への流れを可能にする。廃液は、第3のチャンバ(30)の廃液回収室(30a)に収容される。したがって、廃液は環境に露出されず、廃液回収室(30a)から安全に処分される。
第3のチャンバ(30)は流路(30b)を備える。この流路(30b)は導管(24)と流体連通しており、第2のチャンバ(20)から第3のチャンバ(30)を通って第4のチャンバ(40)に入る少なくとも1つの検体の計量された流れを可能にする。第4のチャンバ(40)に入る少なくとも1つの検体の計量された流れを可能にするために、少なくとも1つの計量ユニット(図示せず)が設けられうる。一実施形態では、第3のチャンバ(30)は、第4のチャンバ(40)に入る少なくとも1つの検体の計量流制御ユニット(図示せず)と、インタフェースで接続されうる。
図5aおよび5bは、本開示の例示的な実施形態であり、カートリッジ(100)の第4のチャンバ(40)の分解図および組立図である。第4のチャンバ(40)は、第3のチャンバ(30)と流体連通している。第4のチャンバ(40)は、少なくとも1つの検体を受け、それを分析するための、流路(30b)と流体連通する少なくとも1つのチューブ(42)を含む。この少なくとも1つのチューブ(42)は、その中にある少なくとも1つの検体の分析が、カートリッジ(100)を検体検出装置に組み込むとその検体検出装置で可能になりうるように設けられる。
本開示の一実施形態では、カートリッジ(100)内の試料の流れは、重力または駆動装置からの空気圧によって実現されうる。代替実施形態では、ポンプなどの流れ補助手段が、カートリッジ(100)内の流体流を助けるために取り付けられうる。
一実施形態では、複数の隔室(18)は、予め充填された液体および固体の試薬を収容できる。別の実施形態では、複数の隔室(18)は、使用者が使用前に追加する少なくとも1つの試薬を受けうる。
本開示の一実施形態では、複数のチャンバ(10、20、30、および40)は、それらが所定の順序で上下に積み重ねられるように、端から端まで連続的に接続される。
一実施形態では、チャンバ(10、20、30、および40)は、形状を円筒形にしうる。別の実施形態では、チャンバ(10、20、30、および40)の断面は、実現可能性と要件に基づいて、正方形、長方形などの幾何学的形状のいずれかから選択されうる。
一実施形態では、チャンバ(10、20、30および40)はそれぞれ、実現可能性と要件に基づいて、所定の容量を有するように構成される。一実施形態では、試料室(18a)は3.0mlを受けるように構成される。一実施形態では、少なくとも1つの試薬室(18b)は容量1.45mlを有するように構成される。一実施形態では、第2のチャンバ(20)内のマトリックス部材(22)には、マトリックス材料20mgが充填される。一実施形態では、廃液回収室(30a)は、容量17.3mlを有するように構成される。一実施形態では、少なくとも1つのチューブ(42)はそれぞれ、8μL〜15μLの範囲の容量を有するように構成される。
図6は、カートリッジ(100)によって試料を精製するためのプロセス・フローチャートを示す。
ステップ601で、試料が、カートリッジ(100)に入口ポート(12)を介して注入され、試料収集室(18a)に収容される。一実施形態では、各試料は、別々の試料収集室(18a)に、それぞれ対応する入口ポート(12)を介して注入される。
ステップ602で、上記試料と上記少なくとも1つの反応物が、混合と、細胞溶解および変性を伴う化学反応を行うために、反応室(18c)に注入される。この状態で、加熱要素(16)が作動し、化学反応のために、反応室(18c)内の温度を維持する。一実施形態では、反応室(18c)に送られる少なくとも1つの反応物は、試料から不純物を洗浄するための、バッファー溶液などの洗浄溶液にしうる。
ステップ603で、洗浄または混合済みの上記試料および上記少なくとも1つの試薬が、第2のチャンバ(20)に放出される。マトリックス部材(22)がこの混合物を受け、少なくとも1つの検体と上記混合物の残りの廃液とを分離する。分離された上記少なくとも1つの検体は、導管(24)を通って第3のチャンバ(30)に流れる。
ステップ604で、廃液は、第3のチャンバ(30)の廃液回収室(30a)に放出される。したがって、これによって廃液と環境との接触が防止される。第4のチャンバ(40)の少なくとも1つのチューブ(42)への上記少なくとも1つの検体の流入を容易にするために、流路(30b)が上記導管(24)の出口と上記少なくとも1つのチューブ(42)を接続している。第3のチャンバ(30)に設けられた計量ユニットが、上記少なくとも1つのチューブ(42)に流入する上記少なくとも1つの検体の量を計測する。廃液回収室(30a)は、廃液を吸収する吸収剤を有しうる。
ステップ605で、上記試料をポリメラーゼ連鎖反応[PCR]分析するために、上記少なくとも1つのチューブ(42)で回収された上記少なくとも1つの検体を、試料分析装置が受け取る。一実施形態では、少なくとも1つのチューブ(42)はそれぞれ、PCR分析に必要な、事前収容された乾燥安定化試薬を有するように構成される。一実施形態では、少なくとも1つのチューブ(42)はそれぞれ、上記試料の1〜4回のPCR分析用に構成される。
カートリッジ(100)に注入する血液試料の入力ボリュームが250μL、検体または溶出ボリュームが100μLの実施例において。以下の表1は、サルモネラ属菌を検出するためのPCR結果である。検体(ターゲット)および内部陽性対照(IC)に対してPCRを実施した。ICを、マトリックス室の試料と同時処理して、精製プロセスを検証した。このプロセスのサイクル条件は、下記の表2に記載されている。
Figure 2019506615
Figure 2019506615
上記の表1から、カートリッジにより検出されたサルモネラ核酸の濃度は、市販の標準(Qiagen、キアゲン)と同等であることが明らかである。
試料の入力ボリュームが0.5mL、細胞溶解バッファーが2.5mL、溶出ボリュームが100μLの実施例において。以下の表3は、結核菌(MTB)を検出するためのPCR結果である。このプロセスのサイクル条件は、下記の表4に記載されている。
Figure 2019506615
Figure 2019506615
上記の表2から、検体DNA(MTB、ターゲット)の濃度は、承認キットを用いて行った対照抽出と同等であることが明らかである。
利点
一実施形態では、本開示は、1つの試料を精製し、複数の検体を一度に分析可能なカートリッジを提供する。
本開示は、複数の検体の自動ハンズフリー検出を実現する。
一実施形態では、本開示は廃液を含むカートリッジを提供し、それによって環境への廃液の露出を防止する。したがって、カートリッジの使用および処分が生物学的に安全なものになる。
一実施形態では、本開示は、検体の精製および検出に必要な全ての試薬を統合し内蔵するカートリッジを提供する。
一実施形態では、本開示は、リソースが限られた状況での容易な輸送、保管および使用を目的として、室温に対して安定化された形で全ての必要な試薬を収容するカートリッジを提供する。
一実施形態では、本開示は、ポータブル機器においてポイントオブケアで使用されうるカートリッジを提供する。
均等物:
本明細書の実施形態およびその様々な特徴および有利な細部については、前述の説明の非限定的な実施形態を参照して説明される。周知の構成要素および処理技術の説明は、本明細書の実施形態を不必要に不明瞭にしないように省略されている。本明細書で使用される実施例は、本明細書の実施形態が実施されうる方法の理解を容易にし、さらに当業者が本明細書の実施形態を実施可能にするよう意図したものである。したがって、そういった実施例は、本明細書の実施形態の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
前述の特定の実施形態の説明により、本明細書の実施形態の一般的性質が完全に明らかになるため、他者が、現行の知識を適用することによって、かかる特定の実施形態を、上位概念から逸脱することなく様々な用途のために容易に変更および/または改善できる。したがって、かかる適合および変更は、開示した実施形態の均等物の意味および範囲内に包含されるべきであり、かつ包含されることが意図される。本明細書で使用される表現または用語は、説明のためであって限定のためではないことを理解されたい。したがって、本明細書における実施形態は好ましい実施形態に関して記載されているが、当業者であれば、本明細書の実施形態が、本明細書に記載された実施形態の趣旨および範囲内の変更を含むように実施されうることを認識するであろう。
本明細書を通じて「含む(comprise)」という語、または「含む(comprises)」や「含む(comprising)」などの変化形は、記載された要素、完全体またはステップ、あるいは要素、完全体またはステップの群の包含を意味するが、他の要素、完全体またはステップ、あるいは要素、完全体またはステップの群の除外を意味するものではないと理解されよう。
「少なくとも」または「少なくとも1つの」という表現の使用は、本開示の実施形態において1つまたは複数の所望の目的または結果を達成するためになされうることから、1つまたは複数の要素または成分または量の使用を示唆する。
本明細書に含まれている文書、行為、材料、装置、物品などについての議論は、本開示の文脈を提供することだけを目的としている。この議論を、上記事項のいずれかまたは全てが、本願の優先日前に如何なる場所に存在していたとしても、先行技術基準の一部分をなすと、あるいは本開示に関連する分野において共通の一般的知識であったと認めるものであるとは解釈すべきではない。
様々な物理的パラメータ、寸法または量について言及された数値は概算値に過ぎず、それらのパラメータ、寸法または量に割り当てられた数値よりも高い/低い値は、本明細書にそれとは逆の明確な記載がない限り、その開示の範囲内にあることが想定される。
本明細書では、その開示の特定の特徴に重点を置いているが、本開示の原理から逸脱することなく、好ましい実施形態において様々な改変および多くの変更を行いうることが理解されよう。本開示または好ましい実施形態の性質におけるこういった改変およびその他の改変は、本開示から当業者には明らかであり、よって、前述の説明的な事項は単に本開示の例示と解釈されるべきであり、限定的なものではないと明確に理解されるべきである。
100 カートリッジ
10 第1のチャンバ
12 入口ポート
14 出口ポート
16 加熱要素
18 複数の隔室
18a 試料室
18b 少なくとも1つの反応物室
18c 反応室
18d 隔離室
19 ミキサ
20 第2のチャンバ
22 マトリックス部材
24 導管
30 第3のチャンバ
30a 廃液回収室
30b 流路
40 第4のチャンバ
42 少なくとも1つのチューブ
50 接続要素
50a スロット
601〜605 処理ステップ

Claims (8)

  1. 試料を精製し、複数の検体を検出するためのカートリッジ(100)であって、
    前記試料および少なくとも1つの試薬を装填するための複数の隔室(18)を有する第1のチャンバ(10)において、前記試料と前記少なくとも1つの試薬を混合するように構成された第1のチャンバ(10)と、
    前記第1のチャンバ(10)と流体連通する第2のチャンバ(20)において、前記第2のチャンバ(20)がマトリックス部材(22)を有するように構成され、前記マトリックス部材(22)が、前記試料と前記少なくとも1つの試薬との前記混合物のうちの少なくとも1つの検体に結合するために、前記試料と前記少なくとも1つの試薬の前記混合物を受ける、第2のチャンバ(20)と、
    前記第2のチャンバ(20)と流体連通する第3のチャンバ(30)において、前記第2のチャンバ(20)から放出された廃液を収容するための廃液回収室(30a)を有するように構成される、第3のチャンバ(30)と、
    前記第3のチャンバ(30)と流体連通する第4のチャンバ(40)において、前記第2のチャンバ(20)から前記第3のチャンバ(30)を介して前記少なくとも1つの検体を受けるように構成された少なくとも1つのチューブ(42)を含む、第4のチャンバ(40)と、を備えるカートリッジ(100)。
  2. 前記複数の隔室(18)が、前記試料を装填するための試料室(18a)と、前記少なくとも1つの反応物を装填するための少なくとも1つの反応物室(18b)を含む、請求項1に記載のカートリッジ(100)。
  3. 前記第1のチャンバ(10)が、前記複数の隔室(18)と流体連通している、前記試料と前記少なくとも1つの試薬を混合するための反応室(18c)を備える、請求項1に記載のカートリッジ(100)。
  4. 前記第1のチャンバ(10)が、前記試料および前記少なくとも1つの試薬を加熱するための加熱要素(16)を含む、請求項1に記載のカートリッジ(100)。
  5. 前記マトリックス部材(22)が綿マトリックスである、請求項1に記載のカートリッジ(100)。
  6. 前記試料が、生物学的試料および非生物学的試料のうちの少なくとも1つである、請求項1に記載のカートリッジ(100)。
  7. 前記第3のチャンバ(30)が、前記第2のチャンバ(20)および前記少なくとも1つのチューブ(42)と流体連通している、前記少なくとも1つの検体を送るための流路(30b)を含む、請求項1に記載のカートリッジ(100)。
  8. 請求項1に記載のカートリッジ(100)を備える生物学的試料を精製するための装置。
JP2018544553A 2016-02-23 2017-02-23 試料の精製および分析のためのカートリッジ Pending JP2019506615A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN201641006193 2016-02-23
IN201641006193 2016-02-23
PCT/IB2017/051030 WO2017145080A1 (en) 2016-02-23 2017-02-23 A cartridge for purifying a sample and analysis

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019506615A true JP2019506615A (ja) 2019-03-07

Family

ID=58398214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018544553A Pending JP2019506615A (ja) 2016-02-23 2017-02-23 試料の精製および分析のためのカートリッジ

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20190046972A1 (ja)
EP (1) EP3419758A1 (ja)
JP (1) JP2019506615A (ja)
KR (1) KR20180125972A (ja)
CN (1) CN109070081A (ja)
BR (1) BR112018017304A2 (ja)
SG (2) SG10202008016YA (ja)
WO (1) WO2017145080A1 (ja)
ZA (1) ZA201805749B (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102028953B1 (ko) * 2019-02-01 2019-10-07 비아로지스 주식회사 생체 원료 제조 장치 및 그의 구동 방법
EP4085134A4 (en) * 2019-12-30 2024-01-03 Abbott Diagnostics Scarborough, Inc. SAMPLE PREPARATION APPARATUS AND METHOD FOR USING THE SAME
KR20220102059A (ko) * 2021-01-12 2022-07-19 (주)오상헬스케어 회전형 카트리지를 이용하는 분자 진단 장치
WO2023120765A1 (ko) * 2021-12-21 2023-06-29 (주)오상헬스케어 적혈구 용적률을 고려한 체외진단 현장형 카트리지, 측정장치 및 그 측정방법
WO2023214843A1 (ko) * 2022-05-06 2023-11-09 주식회사 씨젠 핵산 검출 카트리지

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013516186A (ja) * 2010-01-07 2013-05-13 ビッグテック プライベート リミテッド 核酸の単離方法およびそのキット
JP2014025931A (ja) * 2012-07-26 2014-02-06 Ge Aviation Systems Llc 飛行プランを表示する方法
JP2014507937A (ja) * 2011-01-06 2014-04-03 メソ スケール テクノロジーズ エルエルシー アッセイカートリッジ及びその使用方法
WO2014111064A1 (en) * 2013-01-18 2014-07-24 Wolf & Danniel S.R.O. Method of manipulation with samples of biological material and a device for such manipulation

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2634892B1 (fr) * 1988-07-28 1990-09-14 Guigan Jean Dispositif pour la realisation d'analyses biologiques par detection immuno-enzymatique d'anticorps ou d'antigenes dans un serum
WO2002063042A1 (en) * 2001-02-03 2002-08-15 Bionex, Inc. Apparatus for isolating nucleic acid or biological material
WO2004005553A1 (en) * 2002-07-10 2004-01-15 Massachusetts Institute Of Technology Apparatus and method for isolating a nucleic acid from a sample
TWI296713B (en) * 2006-08-02 2008-05-11 Ind Tech Res Inst Magnetic beads-based sample separating device
WO2008055257A2 (en) * 2006-11-02 2008-05-08 Vectrant Technologies Inc. Cartridge for conducting diagnostic assays
EP2315848B1 (en) * 2008-07-18 2014-12-10 Canon U.S. Life Sciences, Inc. Methods and systems for microfluidic dna sample preparation
EP2705130B1 (en) * 2011-05-04 2016-07-06 Luminex Corporation Apparatus and methods for integrated sample preparation, reaction and detection
EP2870391B1 (en) * 2012-07-05 2019-03-27 Meso Scale Technologies, LLC Assay cartridge valve system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013516186A (ja) * 2010-01-07 2013-05-13 ビッグテック プライベート リミテッド 核酸の単離方法およびそのキット
JP2014507937A (ja) * 2011-01-06 2014-04-03 メソ スケール テクノロジーズ エルエルシー アッセイカートリッジ及びその使用方法
JP2014025931A (ja) * 2012-07-26 2014-02-06 Ge Aviation Systems Llc 飛行プランを表示する方法
WO2014111064A1 (en) * 2013-01-18 2014-07-24 Wolf & Danniel S.R.O. Method of manipulation with samples of biological material and a device for such manipulation

Also Published As

Publication number Publication date
ZA201805749B (en) 2019-08-28
KR20180125972A (ko) 2018-11-26
SG11201807144YA (en) 2018-09-27
US20190046972A1 (en) 2019-02-14
CN109070081A (zh) 2018-12-21
SG10202008016YA (en) 2020-09-29
WO2017145080A4 (en) 2017-10-19
WO2017145080A1 (en) 2017-08-31
BR112018017304A2 (pt) 2019-01-02
EP3419758A1 (en) 2019-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2019506615A (ja) 試料の精製および分析のためのカートリッジ
US8771609B2 (en) Module for processing a biological sample, biochip kit, and use of the module
JP2023078403A (ja) 複雑な試料処理の為の自動ポイント・オブ・ケア装置及びその使用方法
US20090035746A1 (en) Device and Method for Preparing a Sample for an Analysis and Device and Method for Analyzing a Sample
CN111841677A (zh) 用于收集核酸样本的系统和方法
US20110207619A1 (en) Arrangement for processing a plurality of samples for analysis
US10876939B2 (en) Apparatus for automated analysis
CN108136390B (zh) 用于执行试验的流体系统
JP2020524789A (ja) サンプルを前処理するための圧縮可能抽出器具
US9063037B2 (en) Swab elution chamber in a test cartridge
JP2019510225A (ja) 液体ハンドラーのチップにおけるビーズの操作方法および装置
US20060110295A1 (en) Closed well plate surface sorption extraction
US20200094165A1 (en) Rapid solid phase extraction device and methods
EP2742354A1 (en) Method and apparatus for automated analysis
JP2010533298A (ja) サンプル調製装置
US20100062521A1 (en) Packaging device for biological analysis
JP7234393B2 (ja) 容器および検査キット
JP2006121935A (ja) 前処理手段および廃液貯留部を有する生体物質検査用マイクロリアクタ
US8808643B1 (en) Fluidics platform and method for sample preparation and analysis
CN110777060A (zh) 反应管、反应管阵列、控制参与反应的样品体积的方法及其应用
AU2019327425B2 (en) Sample-to-answer microfluidic system and method including vertical microfluidic device and automated actuation mechanisms
US20210063291A1 (en) Filter instrument, kit and method for pretreating a sample
US20160354774A1 (en) Centrifugal flow channel device and centrifugal flow channel body
US20240052431A1 (en) Apparatus and method for quantifying environmental dna with no sample preparation
EP2535712A1 (en) Analytical system for the preparation of biological material

Legal Events

Date Code Title Description
A524 Written submission of copy of amendment under article 19 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A525

Effective date: 20181023

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210126

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210127

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20210423

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210531

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20211130