JP2020500505A - バルク液体中の物質を隔離するためのシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・ 「分析物の免疫学的測定のための方法(METHOD FOR THE IMMUNOLOGICAL DETERMINATION OF AN ANALYTE)」というタイトルで2002年11月12日に発行のベルント・ドレメル(Bernd Dremel)の米国特許6,479,302 B1、
・ 「細胞及びその他の粒子の磁気的富化のためのデバイス及び方法(DEVICES AND METHODS FOR MAGNETIC ENRICHMENT OF CELLS AND OTHER PARTICLES)」というタイトルで2006年10月5日に公開のバーバー(Barber)らの米国特許出願公開2006/0223178 A1、
・ 「磁性粒子及び非磁性粒子を使用する多重アッセイ(MULTIPLEX ASSAYS USING MAGNETIC AND NON-MAGNETIC PARTICLES)」というタイトルで2007年7月19日に公開のマーク・エヌ・ボブロウ(Mark N. Bobrow)の米国特許出願公開2007/0166835 A1、
・ 「分析物の操作及び検出(ANALYTE MANIPULATION AND DETECTION)」というタイトルで2010年2月25日に公開のバロー(Barrault)らの米国特許出願公開2010/0047766 A1、
・ 「分析物の操作及び検出(ANALYTE MANIPULATION AND DETECTION)」というタイトルで2010年9月16日に公開のバロー(Barrault)らの米国特許出願公開2010/0233675 A1、
・ 「生体物質の磁気的分離のためのシステム及び方法(SYSTEMS AND METHODS FOR MAGNETIC SEPARATION OF BIOLOGICAL MATERIALS)」というタイトルで2012年5月31日に公開のマーティー(Murthy)らの米国特許出願公開2012/0132593 A1、
・ 「生体液由来の粒子の自動処理のためのマイクロ流体システム及び方法(MICROFLUIDIC SYSTEM AND METHOD FOR AUTOMATED PROCESSING OF PARTICLES FROM BIOLOGICAL FLUID)」というタイトルで2012年10月25日に公開のアクロル(Achrol)らの米国特許出願公開2012/0270331 A1、並びに
・ 「磁気的分離のための新たなプロセス及びシステム(NEW PROCESS AND SYSTEM FOR MAGNETIC SEPARATION)」というタイトルで2016年6月30日に公開のオスカルソン(Oscarsson)らの米国特許出願公開2016/0184737 A1。
前述の方法論は一般に有効であるにもかかわらず、多くの場合、対象の標的分析物は、試料中に存在しているにもかかわらず、そのような先行技術の技法を使用して検出するには量が少なすぎる。この点では、そのような方法は、試料中に存在する可能性のある希少成分の分析を可能にするのに十分に、試料を濃縮又は富化することができないことが多い。加えて、そのような方法論は、対象の生物学的粒子の非効率的な分離又は分解を通じて生じうるような、希少成分の受け入れがたい損失をもたらす可能性がある。希少かつ同定困難な分析物を見つけることに関連した、恐らくは広く知られかつ典型的な弱点は、ウィキペディア・ウェブサイト上のhttps://en.wikipedia.org/wiki/Circulating_tumor_cellにおいてより詳細に説明されているような、循環腫瘍細胞(CTC)の同定である。
磁気的分離技法に関連した欠点に関しては、図2〜図5に、そのような磁気的分離技法が対象とする標的の生物学的粒子/巨大分子を効率的に取り出して単離するためにいかに無力であるかが示されている。上記に参照されるように、常磁性粒子を対象の標的分析物に連結する手段は当分野においてよく知られており、また図2に示されるように、多数の分析物22及び標的分析物結合性の常磁性粒子24を含有するバルク液体検体が入ったコンテナ20が描かれている。磁場の印加により常磁性粒子を誘引し、したがってそのような粒子と共に結合した対象の分析物を分離するための基盤としての役割を果たす能力に基づいているが、しかしながら先行技術によるそのようなシステムへの磁場の印加は、最適なものではない。
60mLの検体チャンバアセンブリは、58mLの内部容積を有するバルク検体チャンバ102と、2mLの内部容積を有する頂点部120との間の相互接続によって提供される。
ここでは345mLのバルク検体リザーバ容積及び5mLの頂点部容積を有している350mLの検体チャンバアセンブリに言及する。そのような体積の検体を収集して試験する能力を促進するために、上記に描写された設計及び当業者には容易に理解されるであろう該設計の他の変形形態に加えて、さらなる例示の実施形態が図13及び図14に示されることが企図される。図13の分解図に示されるように、システム構成要素であるバルク検体リザーバ102、頂点部120及び磁気カプセル130が提供されてかつ作動可能に相互接続されうるとともに、バルク検体リザーバ102の先端部108が頂点部120の先端部124とねじ込み式に相互接続されうるようになっている。上記に議論された他の実施形態のように、頂点部120とバルク検体リザーバ102との間の相互接続は、そのような部品が相互接続されている図14の断面図に示されるように、検体チャンバアセンブリを画定するように協働する。略球形状を有しているバルク検体リザーバの本体のおかげで、その結果としてバルク検体リザーバ102は、上記に議論されるような例えば血液検査に関連するものなどの少量の試料とは全く異なり、尿のような検体には理想的であろう、より大きな試料体積を収容することができる。
尿検体200からの標的細胞の取り出しに続いて、性感染微生物の検出用に同じ検体からDNAを隔離することが望ましい。
Claims (24)
- バルク液体検体の中に存在すると考えられる標的分析物を隔離するためのシステムであって、
a. 前記標的分析物を含有していると疑われる前記バルク液体検体を受け入れるための第1の内部容積を画定するバルク検体リザーバと、
b. 前記バルク液体検体の中に存在していると疑われる前記標的分析物に特異的に結合するように働く複数の常磁性粒子と、
c. 第2の内部容積を画定する少なくとも1つの頂点部であって、前記頂点部の内部及び前記バルク検体リザーバの内部が協働して検体チャンバアセンブリを画定するように前記バルク検体リザーバと着脱可能に相互接続されうる少なくとも1つの頂点部と、
d. 前記少なくとも1つの頂点部のうち専用のものに解放可能に係合されうる少なくとも1つの磁気カプセルであって、前記少なくとも1つの頂点部の第2の内部の中に磁場を印加するように、かつ対象の前記標的分析物を含有した前記バルク液体試料の中に分布する前記常磁性粒子の一部を磁気的に隔離するように働く少なくとも1つの磁気カプセルと
を具備している、システム。 - 前記バルク検体リザーバの容積は、前記少なくとも1つの頂点部の内部の容積よりも大きい、請求項1に記載のシステム。
- 前記システムは、前記バルク検体リザーバと作動可能に相互接続されうる単一の頂点部と、前記頂点部に解放可能に係合されうる単一の磁気カプセルとを備えている、請求項2に記載のシステム。
- 対象の前記標的分析物は生物学的粒子である、請求項2に記載のシステム。
- 前記生物学的粒子は、巨大分子、タンパク質、ペプチド、細胞内構造物、及び特定種類の細胞からなる群から選択される、請求項4に記載のシステム。
- 前記細胞はがん細胞を含んでなる、請求項5に記載のシステム。
- 前記常磁性粒子は、対象の前記標的分析物との複合体を形成するように働くリガンド、レセプタ、キレート、及び結合パートナーからなる群から選択される結合メカニズムを備えている、請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの頂点部の各々は略管状の形状を有するように形成され、前記少なくとも1つの磁気カプセルの各々は、前記管状の構造の周りに径方向に磁場を印加するように働く、請求項1に記載のシステム。
- 前記単一の頂点部は略管状の形状を有するように形成され、前記単一の磁気カプセルは、前記管状の構造の周りに径方向に磁場を印加するように働く、請求項3に記載のシステム。
- バルク液体検体の中に存在すると考えられる対象の標的分析物を隔離するためのシステムであって、前記バルク液体検体は、対象の前記標的分析物に前記標的分析物が存在する範囲で結合するように働く常磁性粒子を含んでおり、
a. 第1の内部を画定する頂点部と、
b. 第2の内部を画定し、かつ前記バルク液体試料を受け入れるように働くバルク検体リザーバであって、相互接続されたときに前記頂点部の内部が前記バルク検体リザーバの内部と組み合わさって検体チャンバアセンブリを画定するように前記頂点部が前記バルク検体リザーバと着脱可能に相互接続されうる、バルク検体リザーバと、
c. 前記頂点部と作動可能に相互接続されうるとともに、前記頂点部の内部に磁場を印加するように働く磁気カプセルであって、前記磁気カプセルによって印加される前記磁場は、前記バルク流体検体の中に存在する前記常磁性粒子の一部を前記頂点部の内部の中に保持するように十分に強い、磁気カプセルと
を具備している、システム。 - 前記バルク液体検体が前記バルク検体リザーバ内に入れられて、かつ前記少なくとも1つの頂点部が前記バルク液体リザーバ検体と相互接続されたとき、前記バルク液体検体は、前記検体チャンバアセンブリの全容積の50%〜90%を占める、請求項3に記載のシステム。
- 前記バルク液体検体が前記バルク検体リザーバ内に入れられて、かつ前記頂点部が前記バルク液体リザーバ検体と相互接続されたとき、前記バルク液体検体は、前記検体チャンバアセンブリの全容積の40%〜80%を占める、請求項3に記載のシステム。
- 前記バルク液体検体が前記バルク検体リザーバ内に入れられて、かつ前記頂点部が前記バルク液体リザーバ検体と相互接続されたとき、前記バルク液体検体は、前記検体チャンバアセンブリの全容積の65%〜75%を占める、請求項3に記載のシステム。
- 前記バルク液体検体が前記バルク検体リザーバ内に入れられて、かつ前記頂点部が前記バルク液体リザーバ検体と相互接続されたとき、前記バルク液体検体は、前記検体チャンバアセンブリの全容積の65%〜75%を占める、請求項10に記載のシステム。
- バルク液体検体の中に存在すると考えられる標的分析物を隔離するための方法であって、
a. 前記バルク液体検体を受け入れるための内部を画定するバルク検体リザーバを提供し、かつ前記バルク液体検体を前記バルク検体リザーバの前記内部の中に入れるステップと、
b. 前記バルク液体検体を複数の磁性粒子と接触させるステップであって、その複数の磁性粒子は、対象の前記分析物が存在する範囲で対象の前記標的分析物に選択的に結合するように働く、ステップと、
c. 内部容積を有する頂点部を提供するステップであって、前記頂点部は、複数の常磁性粒子及びそれに結合した対象の分析物を含んだ前記バルク液体検体が少なくとも1つの頂点部の内部の中を流れて循環するように働くよう、ステップb)において前記常磁性粒子及び前記バルク液体検体を含有した前記バルク検体リザーバと着脱可能に相互接続されうる、ステップと、
d. 前記頂点部がステップc)において前記バルク検体リザーバと相互接続されているときに前記頂点部と着脱可能に相互接続されうる磁気カプセルを提供するステップであって、前記磁気カプセルは、前記頂点部の内部の中に磁場を印加するために前記頂点部と相互接続されている、ステップと、
e. 前記常磁性粒子及びそれに結合した対象の分析物を含んだ前記バルク液体検体を前記頂点部の内部の中に十分に循環させる一方で、前記常磁性粒子の大多数を前記頂点部の内部の中に保持するのに十分な期間にわたって前記磁気カプセルを前記頂点部に結合させるステップと、
f. ステップe)に続いて前記バルク検体リザーバから前記頂点部を取り外すステップと、
g. ステップf)で取り外された前記頂点部から前記磁気カプセルを解放するステップと、
h. 対象の前記標的分析物の存在を判定するために、前記頂点部の中に保持された前記常磁性粒子を分析するステップと
を含んでなる方法。 - 対象の前記分析物は生物学的粒子である、請求項15に記載の方法。
- 前記生物学的粒子は、巨大分子、タンパク質、ペプチド、細胞内構造物、及び特定種類の細胞からなる群から選択される、請求項16に記載の方法。
- 前記細胞はがん細胞である、請求項17に記載の方法。
- 前記複数の常磁性粒子を含む前記バルク液体検体は、揺動、振盪、回転及び圧縮からなる群から選択される方法で循環せしめられる、請求項17に記載の方法。
- 前記複数の常磁性粒子を含有した前記バルク液体検体はさらに、存在する場合には対象の前記標的分析物への常磁性粒子の結合と前記頂点部の内部の中への前記常磁性粒子の保持とを促進するべく電磁エネルギーに曝され、前記電磁エネルギーは、紫外線、赤外線、及びマイクロ波からなる群から選択される、請求項17に記載の方法。
- 前記複数の常磁性粒子を含有した前記バルク液体検体は、存在する場合には対象の前記標的分析物への常磁性粒子の結合と前記頂点部の内部の中への前記常磁性粒子の保持とを促進するべく加熱される、請求項17に記載の方法。
- 前記複数の常磁性粒子を含有した前記バルク液体検体は、存在する場合には対象の前記標的分析物への常磁性粒子の結合と前記頂点部の内部の中への前記常磁性粒子の保持とを促進するべく冷却される、請求項17に記載の方法。
- 前記複数の常磁性粒子を含有した前記バルク液体検体は、存在する場合には対象の前記標的分析物への常磁性粒子の結合と前記頂点部の内部の中への前記常磁性粒子の保持とを促進するべく機械的エネルギーに曝される、請求項17に記載の方法。
- 前記機械的エネルギーは超音波である、請求項23に記載の方法。
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