JP2020525022A - 粒子、細胞、または液滴の分散体をインキュベートおよび/または分析するためのサンプルカートリッジ - Google Patents
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Abstract
Description
変形可能透過性管(110)であって、
2つの対向して位置する開放端部(111、112)であって、それぞれ、入口および出口としての役割を果たす、2つの対向して位置する開放端部(111、112)
を有する、変形可能透過性管(110)
を備え、
該管は、粒子、細胞、または液滴の分散体、特に、粒子または細胞の懸濁液、または液滴のエマルションを受容するように適合され、該管の内部空間(113)内で、該内部空間は、該管のうちの1つの壁(114’’’)またはいくつかの壁(114、114’、114’’)によって裏打ちされ、管は、該管の内部空間が、該懸濁液またはエマルションまたは分散体を受容しているとき、円形または長円形断面を有し、内部空間が、管が表面に対して押圧されると、平坦な非円形断面を有するように構成され、
該カートリッジはさらに、該変形可能透過性管内で該粒子、細胞、または液滴を抑留するための手段(120)を備え、該粒子を抑留するための該手段は、該管のうちの一方または両方の端部に位置し、該抑留するための手段は、好ましくは、フィルタ、膜、グリッド、メッシュ、篩、またはこれを通した液体の通過を可能にしながら該粒子を留保する他の構造である。
粒子、細胞、または液滴の分散体、特に、粒子または細胞の懸濁液、および随意に、1つまたはいくつかの付加的試薬を該管の中に充填するステップと、
随意に、単層において該粒子、細胞、または液滴を配列するステップと、
該管内で生化学反応を実施するステップおよび/または1つまたはいくつかの定義された反応条件、特に、1つまたはいくつかの温度条件において該管をインキュベートするステップと、
そのような生化学反応および/またはそのようなインキュベーションの結果を分析するステップと、
を含む。
粒子、細胞、または液滴の分散体を該管の中に充填するステップであって、該分散体は、第1の液体、好ましくは、第1の水性液体を含む、ステップと、
該管内の該粒子、細胞、または液滴から該第1の液体を、該粒子、細胞、または液滴が該抑留するための手段によって抑留されている間に、例えば、該第1の液体が該抑留するための手段を通過することを可能にすることによって、例えば、遠心分離、重力、または吸引によって除去するステップと、
分析物を含有する、第2の液体、好ましくは、第2の水性液体を該管に添加するステップと、
該第2の液体中で該粒子、細胞、または液滴をインキュベートし、該粒子、細胞、または液滴への該分析物の結合を可能にする、または促進するステップと、
該管内の該粒子、細胞、または液滴から該第2の液体を、該粒子、細胞、または液滴が該抑留するための手段によって抑留されている間に、例えば、該第2の液体が該抑留するための手段を通過することを可能にすることによって、例えば、遠心分離、重力、または吸引によって除去し、随意に、該粒子、細胞、または液滴から任意の未結合分析物および未結合物質を除去するために、該粒子、細胞、または液滴を洗浄するステップと、
第3の液体、好ましくは、非水性液体中で粒子を、そのような第3の液体を該管に添加することによって再懸濁するステップと、
随意に、単層において該粒子、細胞、または液滴を配列するステップと、
該管内で生化学反応を実施するステップおよび/または1つまたはいくつかの定義された反応条件、特に、1つまたはいくつかの温度条件において該管をインキュベートするステップと、
そのような生化学反応および/またはそのようなインキュベーションの結果を分析するステップと、
を含む。
上記に定義されるような本発明によるサンプルカートリッジ(100)と、
温度制御面(311)を有し、該温度制御面を介して加熱および/または冷却するように適合される、温度制御ユニット(310)と、
を備え、
本デバイスは、該サンプルカートリッジの該管、特に、該管の中心部分(115)が、該側方側(141、142)のうちの一方を用いて該温度制御面(311)と接触させられ得る、または接触し、該温度制御面(311)によって、またはそれに対して押圧され得る、または押圧されるように構成され、それによって、該管は、該温度制御面によって、またはそれに対して押圧されると、変形され、該押圧された管の該内部空間(113)は、平坦な非円形断面を有する。
該対向ユニット(320)上、好ましくは、該対向面(321)上、または該温度制御ユニット(310)上、好ましくは、該温度制御面(311)上に位置する、1つまたはいくつかのスペーサ(330、330’)を備え、該スペーサ(330、330’)は、以下の公式によって表される高さを有し、
HS=2×T+HCS
式中、HS=スペーサの高さであり、T=変形可能透過性管の壁厚さであり、HCS=平坦な非円形断面を有するときの管の内部空間の高さであり、いくつかのスペーサ(330、330’)が存在する場合、各スペーサの高さは、同一のHSであり、好ましくは、HSは、7μm〜2,500μmの範囲内である。
粒子、細胞、または液滴の分散体、特に、粒子または細胞の懸濁液、および随意に、1つまたはいくつかの付加的試薬を該管の中に充填するステップと、
該管内で生化学反応を実施するステップおよび/または1つまたはいくつかの定義された反応条件、特に、1つまたはいくつかの温度条件において該管をインキュベートするステップと、
そのような生化学反応および/またはそのようなインキュベーションの結果を分析するステップと、
を含む。
粒子、細胞、または液滴の分散体を該管の中に充填するステップであって、該分散体は、第1の液体、好ましくは、第1の水性液体を含む、ステップと、
該管内の該粒子、細胞、または液滴から該第1の液体を、該粒子、細胞、または液滴が該抑留するための手段によって抑留されている間に、例えば、該第1の液体が該抑留するための手段を通過することを可能にすることによって、例えば、遠心分離、重力、または吸引によって除去するステップと、
分析物を含有する、第2の液体、好ましくは、第2の水性液体を該管に添加するステップと、
該第2の液体中で該粒子、細胞、または液滴をインキュベートし、該粒子、細胞、または液滴への該分析物の結合を可能にする、または促進するステップと、
該管内の該粒子、細胞、または液滴から該第2の液体を、該粒子、細胞、または液滴が該抑留するための手段によって抑留されている間に、例えば、該第2の液体が該抑留するための手段を通過することを可能にすることによって、例えば、遠心分離、重力、または吸引によって除去し、随意に、該粒子、細胞、または液滴から任意の未結合分析物および未結合物質を除去するために、該粒子、細胞、または液滴を洗浄するステップと、
第3の液体、好ましくは、非水性液体中で該粒子を、そのような第3の液体を該管に添加することによって再懸濁するステップと、
該管内で生化学反応を実施するステップおよび/または1つまたはいくつかの定義された反応条件、特に、1つまたはいくつかの温度条件において該管をインキュベートするステップと、
そのような生化学反応および/またはそのようなインキュベーションの結果を分析するステップと、
を含む。
上記に定義されるようなサンプルカートリッジと、
温度制御面を有し、該温度制御面を介して加熱または冷却するように適合される、温度制御ユニットと、
を備え、
本デバイスは、該サンプルカートリッジの該管、特に、該管の中心部分が、該デバイスの該温度制御面と接触させられ得る、または接触し、該温度制御面によって、またはそれに対して押圧され得る、または押圧されるように構成され、それによって、該管は、該温度制御面によって、またはそれに対して押圧されると、変形され、該押圧された管の該内部空間は、平坦な非円形断面を有する。
該対向ユニット上、好ましくは、該対向面上、または該温度制御ユニット上、好ましくは、該温度制御面上、または該対向ユニットおよび該温度制御ユニットの両方の上に位置する、1つまたはいくつかのスペーサを備え、好ましくは、該スペーサは、以下の公式によって表される高さを有し、
HS=2×T+HCS
式中、HS=スペーサの高さであり、T=変形可能透過性管の壁厚さであり、HCS=平坦な非円形断面を有するときの管の内部空間の高さであり、いくつかのスペーサが存在する場合、各スペーサの高さは、同一のHSであり、好ましくは、HSは、7μm〜2,500μm、好ましくは、10μm〜1,000μm、より好ましくは、50μm〜500μm、より好ましくは、100μm〜300μmの範囲内である。例えば、50μmの平均直径を伴う粒子の単分散懸濁液および70μmの壁厚さを伴う管類が使用される場合、約190μmのスペーサ高さが、適切である。
100 サンプルカートリッジ
110 変形可能透過性管
111/112 管の2つの対向して位置する端部
113 管の内部空間
114/114’/114’’ 管の1つまたはいくつかの壁
114’’’ 管の単一の壁
115 管の中心部分
116 管の縦方向軸
120 抑留するための手段
130 管を可逆的に閉鎖およびシールするための手段
140 搭載フレーム
141/142 搭載フレームの第1および第2の側方側
143 搭載フレームの縦方向軸
144/145 搭載フレームの2つの対向して位置する縦方向端部
146/147 それぞれ、縦方向端部144/145に位置するオリフィス
148/148’ それぞれ、オリフィス146/147を可逆的に閉鎖およびシールするための手段
149 搭載フレームによって包含される空間
200 粒子、細胞、または液滴の分散体
210 粒子または細胞の懸濁液
220 液滴のエマルション
300 インキュベートするためのデバイス
310 温度制御ユニット
311 温度制御面
312 管の受容部分
320 対向ユニット
321 対向面
330/330’ 1つまたはいくつかのスペーサ
340 光学検出手段
Claims (21)
- 粒子、細胞、または液滴の分散体(200)、特に、粒子または細胞の懸濁液(210)、または液滴のエマルション(220)をインキュベートおよび/または分析するための、および/またはそのような分散体との、またはその中の生化学反応を実施するためのサンプルカートリッジ(100)であって、前記カートリッジは、
変形可能透過性管(110)であって、
2つの対向して位置する開放端部(111、112)であって、前記2つの対向して位置する開放端部は、それぞれ、入口および出口としての役割を果たす、2つの対向して位置する開放端部(111、112)
を有する、変形可能透過性管(110)
を備え、
前記管は、粒子、細胞、または液滴の分散体、特に、粒子または細胞の懸濁液、または液滴のエマルションを受容するように適合され、前記管の内部空間(113)内で、前記内部空間は、前記管のうちの1つの壁(114’’’)またはいくつかの壁(114、114’、114’’)によって裏打ちされ、前記管は、前記管の内部空間が、前記懸濁液またはエマルションまたは分散体を受容しているとき、円形または長円形断面を有し、前記内部空間が、前記管が表面に対して押圧されると、平坦な非円形断面を有するように構成され、
前記カートリッジはさらに、前記変形可能透過性管内で前記粒子、細胞、または液滴を抑留するための手段(120)を備え、前記粒子を抑留するための前記手段は、前記管のうちの一方または両方の端部に位置し、前記抑留するための手段は、好ましくは、フィルタ、膜、グリッド、メッシュ、篩、またはこれを通した液体の通過を可能にしながら前記粒子を留保する他の構造である、カートリッジ。 - 前記変形可能透過性管は、単一の壁(114’’’)を有し、前記内部空間(113)は、前記単一の壁によって裏打ちされる、請求項1に記載のサンプルカートリッジ。
- 前記対向して位置する端部(111、112)のうちの一方または両方において前記変形可能透過性管を可逆的に閉鎖およびシールするための手段(130)をさらに備え、好ましくは、前記可逆的にシールするための手段は、クランプ、または両方の端部にシールする場合では、前記対向する端部に位置するクランプの対である、請求項1−2のいずれかに記載のサンプルカートリッジ。
- 前記管の前記対向して位置する端部において前記管に接続され、それを保持し、入口としての役割を果たす前記端部のうちの一方を介した前記管の前記内部空間への物質、例えば、液体または固体またはそれらの混合物の添加および/または出口としての役割を果たす前記端部のうちの一方を介した前記管の前記内部空間からの物質、例えば、液体または固体またはそれらの混合物の除去を可能にするように構成される、搭載フレーム(140)をさらに備える、請求項1−3のいずれかに記載のサンプルカートリッジ。
- 前記搭載フレーム(140)は、相互に対向して位置する第1および第2の側方側(141、142)を有し、前記側方側のうちの一方は、好ましくは、それに対して前記管が押圧され得る対向面(321)として作用するように構成される透過性平面基板によって形成され、前記搭載フレームは、前記搭載フレームの前記側方側のうちの他方が、前記対向して位置する側方側のうちの前記他方を通した前記管の中心部分への温度制御デバイスの物理的接触を可能にし、前記対向して位置する側方側のうちの前記他方を通した前記管の前記中心部分への、好ましくは、前記透過性平面基板の前記対向面に対する前記温度制御デバイスによる圧力の付与を可能にすることによって、前記温度制御デバイスへの前記管の中心部分(115)の暴露を可能にするように構成される、請求項4に記載のサンプルカートリッジ。
- 前記搭載フレーム(140)はさらに、好ましくは、前記搭載フレームの前記側方側のうちの一方を通して、より好ましくは、請求項5に定義されるような前記透過性平面基板によって形成される前記側方側を通して、光学検出手段による前記管の中心部分(115)の分析を可能にするように構成される、請求項4−5のいずれかに記載のサンプルカートリッジ。
- 前記管の前記中心部分(115)は、前記変形可能透過性管を可逆的に閉鎖およびシールするための前記手段(130)によって閉鎖およびシールされている部分である、請求項5−6のいずれかに記載のサンプルカートリッジ。
- 前記搭載フレームは、前記管の縦方向軸(116)と整合される縦方向軸(143)を有し、前記搭載フレームは、2つの対向して位置する縦方向端部(144、145)を備え、そのような対向して位置する縦方向端部の各々は、それぞれ、前記管の入口および出口としての役割を果たす、それぞれ、前記管の前記対向して位置する端部(111、112)と流体接続するオリフィス(146、147)を有し、前記オリフィスの各々は、シール可能であり、好ましくは、キャップ、タップ、プラグ、ストッパ、またはねじキャップ等のそのようなオリフィスを可逆的に閉鎖およびシールするための手段(148、148’)を備える、請求項4−7のいずれかに記載のサンプルカートリッジ。
- 前記管(110)は、前記管の前記対向して位置する開放端部が前記搭載フレームの前記対向して位置する縦方向端部に取り付けられる、または接触するように前記搭載フレーム(140)内に搭載され、前記搭載フレームは、それを通して前記管が延在する空間(149)を包含し、そのような空間は、温度制御デバイスへの前記管の中心部分(115)の暴露または接触を可能にする、および/または光学検出手段による前記管の中心部分の分析を可能にするように構成される、請求項8に記載のサンプルカートリッジ。
- 前記管の前記壁(114、114’、114’’)、好ましくは、前記単一の壁(114’’’)は、1μm〜1,000μm、好ましくは、20μm〜200μm、より好ましくは、50μm〜150μmの範囲内の厚さを有する、および/または前記内部空間の直径は、円形または長円形断面を有するとき、0.1cm〜5cmの範囲内である、および/または前記管の前記内部空間の高さは、平坦な非円形断面を有するとき、5μm〜500μm、好ましくは、5μm〜200μm、より好ましくは、10μm〜150μmの範囲内であり、好ましくは、前記変形可能透過性管は、250nm〜950nmの範囲内で透過性であり、好ましくは、400nm〜600nmの範囲内、および/または450nm〜650nmの範囲内、および/または500nm〜700nmの範囲内、および/または550nm〜750nmの範囲内、および/または600nm〜800nmの範囲内で透過性であり、存在する場合、光学分光法および/または撮像を用いて前記管の前記内部空間内の任意の含有物の分析を可能にする材料から作製され、好ましくは、前記材料は、スチレン−ブタジエンゴム、シリコーンゴム、ポリビニルブチラール、ポリウレタン、ポリイソブチレン、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリエーテルブロックアミド、ゴム、アラビアガム、イソプレンゴム、フッ素ゴム、エチレン酢酸ビニルコポリマー、エチレン−プロピレンジエン−ゴムコポリマー、エチレン−エチルアクリレートコポリマー、クロロプレンゴム、エチルゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリル−メチルメタクリレートコポリマー、アクリロニトリル−クロリネート−ポリエチレン−スチレンコポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン−アクリレートコポリマー、ポリエステル(PES)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン(PE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、低密度ポリエチレン(LDPE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)、ポリアミド(PA)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリエチレン/アクリロニトリルブタジエンスチレン(PE/ABS)、ポリカーボネート(PC)、ポリカーボネート/アクリロニトリルブタジエンスチレン(PC/ABS)、ポリウレタン(PU)、および任意の前述の組み合わせまたはそのコポリマーから選択される、前述の請求項のいずれかに記載のサンプルカートリッジ。
- 粒子、細胞、または液滴の分散体、特に、粒子または細胞の懸濁液、または液滴のエマルションを生成および/または処理するための、請求項1−10のいずれかに記載のサンプルカートリッジの使用。
- 前記処理は、前記粒子、細胞、または液滴の分散体をインキュベートするという活動、前記粒子、細胞、または液滴の分散体との生化学反応を実施するという活動、1つまたはいくつかの分析物を前記粒子、細胞、または液滴に結合し、その後、前記粒子、細胞、または液滴から任意の未結合分析物および他の未結合物質を除去するという活動、前記分散体の液相を交換するという活動、および前記粒子、細胞、または液滴の分散体を分析するという活動のうちの1つまたはいくつかである、請求項11に記載の使用。
- 前記使用は、
粒子、細胞、または液滴の分散体、特に、粒子または細胞の懸濁液、および随意に、1つまたはいくつかの付加的試薬を前記管の中に充填するステップと、
随意に、単層において前記粒子、細胞、または液滴を配列するステップと、
前記管内で生化学反応を実施するステップおよび/または1つまたはいくつかの定義された反応条件、特に、1つまたはいくつかの温度条件において前記管をインキュベートするステップと、
そのような生化学反応および/またはそのようなインキュベーションの結果を分析するステップと、
を含む、請求項11−12のいずれかに記載の使用。 - 前記使用は、
粒子、細胞、または液滴の分散体を前記管の中に充填するステップであって、前記分散体は、第1の液体、好ましくは、第1の水性液体を含む、ステップと、
前記管内の前記粒子、細胞、または液滴から前記第1の液体を、前記粒子、細胞、または液滴が前記抑留するための手段によって抑留されている間に、例えば、前記第1の液体が前記抑留するための手段を通過することを可能にすることによって、例えば、遠心分離、重力、または吸引によって除去するステップと、
分析物を含有する、第2の液体、好ましくは、第2の水性液体を前記管に添加するステップと、
前記第2の液体中で前記粒子、細胞、または液滴をインキュベートし、前記粒子、細胞、または液滴への前記分析物の結合を可能にする、または促進するステップと、
前記管内の前記粒子、細胞、または液滴から前記第2の液体を、前記粒子、細胞、または液滴が前記抑留するための手段によって抑留されている間に、例えば、前記第2の液体が前記抑留するための手段を通過することを可能にすることによって、例えば、遠心分離、重力、または吸引によって除去し、随意に、前記粒子、細胞、または液滴から任意の未結合分析物および未結合物質を除去するために、前記粒子、細胞、または液滴を洗浄するステップと、
第3の液体、好ましくは、非水性液体中で粒子を、そのような第3の液体を前記管に添加することによって再懸濁するステップと、
随意に、単層において前記粒子、細胞、または液滴を配列するステップと、
前記管内で生化学反応を実施するステップおよび/または1つまたはいくつかの定義された反応条件、特に、1つまたはいくつかの温度条件において前記管をインキュベートするステップと、
そのような生化学反応および/またはそのようなインキュベーションの結果を分析するステップと、
を含む、請求項11−13のいずれかに記載の使用。 - 液滴の分散体、特に、液滴のエマルションを生成する方法であって、前記方法は、請求項1−10のいずれかに記載のカートリッジを提供するステップと、前記カートリッジの管内で、水相および油性液相を混合するステップと、したがって、分散体、特に、液滴のエマルションを生成するステップとを含む、方法。
- 固体または半固体、例えば、ゲル粒子の分散体を生成する方法であって、前記方法は、請求項1−10のいずれかに記載のカートリッジを提供するステップと、前記カートリッジの管内で、水相および油性液相を混合するステップと、したがって、分散体、特に、液滴のエマルションを生成するステップとを含み、前記相のうちの1つは、加えて、成分の周囲の少なくとも1つの環境条件を変化させることに応じて、ゲルまたは固体を形成することが可能な固体粒子または1つまたはいくつかの成分のいずれかを含有し、前記相のうちの1つが、加えて、ゲルまたは固体を形成することが可能な1つまたはいくつかの成分を含有する場合、前記方法は、加えて、前記成分の周囲の前記少なくとも1つの環境条件を変化させ、それによって、前記液滴を粒子に変換し、前記管内に粒子の分散体を生成することによって、ゲルまたは固体の形成を誘発するステップを含み、好ましくは、前記少なくとも1つの環境条件は、温度、pH、圧力、定義された波長範囲の光、超音波、および重合誘発化学物質の存在から選択される、方法。
- 粒子、細胞、または液滴の分散体、特に、粒子または細胞の懸濁液、または液滴のエマルションをインキュベートするための、および/またはそれとの生化学反応を実施するためのデバイス(300)であって、前記デバイスは、
請求項1−10のいずれかに記載のサンプルカートリッジ(100)と、
温度制御面(311)を有し、前記温度制御面を介して加熱および/または冷却するように適合される、温度制御ユニット(310)と
を備え、
前記デバイスは、前記サンプルカートリッジの前記管、特に、前記管の中心部分(115)が、側方側(141、142)のうちの一方を用いて前記温度制御面(311)と接触させられ得る、または接触し、前記温度制御面(311)によって、またはそれに対して押圧され得る、または押圧されるように構成され、それによって、前記管は、前記温度制御面によって、またはそれに対して押圧されると、変形され、前記押圧された管の前記内部空間(113)は、平坦な非円形断面を有する、デバイス。 - 対向ユニット(320)をさらに備え、前記対向ユニット(320)は、前記温度制御ユニット(310)に対向して、それからある距離において位置し、前記温度制御面(311)に面する対向面(321)を有し、前記対向ユニットは、前記カートリッジ内に存在する場合、前記カートリッジの前記側方側(141、142)のうちの一方を形成し、それに対して前記管が押圧され得る対向面(321)として作用するように構成される、前記透過性平面基板であるか、または前記対向ユニット(320)は、前記カートリッジの一部を形成せず、前記カートリッジと別個に前記デバイス(300)内に提供される、別個の構成要素であるかのいずれかであり、前記別個の構成要素は、好ましくは、前記温度制御面(311)と接触する前記管上の前記対向面(321)を介して圧力を付与するように動作可能であるように構成される、または前記サンプルカートリッジ(109)に対して定義された距離に位置付けられるように動作可能である、請求項17に記載のデバイス。
- 前記温度制御面または前記対向面の一方または両方は、好ましくは、250nm〜950nmの範囲内で透過性であり、好ましくは、400nm〜600nmの範囲内、および/または450nm〜650nmの範囲内、および/または500nm〜700nmの範囲内、および/または550nm〜750nmの範囲内、および/または600nm〜800nmの範囲内で透過性である、請求項18に記載のデバイス。
- 光学検出手段(340)をさらに備え、前記光学検出手段は、光学分光法および/または撮像を用いて前記管の前記内部空間(113)の内容物を検出および/または分析することが可能であるように構成され、好ましくは、そのような検出および/または分析は、前記管の中心部分(115)および前記温度制御面(311)または前記対向面(321)の一方または両方を通して進むビーム経路を用いて実施される、請求項17−19のいずれかに記載のデバイス。
- 粒子、細胞、または液滴の分散体、特に、粒子または細胞の懸濁液、または液滴のエマルションを生成および/または処理するための、請求項17−20のいずれかに記載のデバイスの使用であって、請求項1−10のいずれかに記載のサンプルカートリッジを伴い、請求項11−14のいずれかに定義されるように実施される、使用。
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