JP3309123B2 - 粒子の採取・移送装置並びにその製造方法 - Google Patents

粒子の採取・移送装置並びにその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 背景 本発明は、細胞等の微粒子を流体媒体から採取して、
顕微鏡用スライドグラス等の受容体に移送するための装
置に関する。本発明の装置は、細胞を所望の空間分布で
採取して、その空間分布を保ったまま、受容体に細胞を
移送することを可能にしたものである。
本発明の採取・移送装置は、検査対象となる検体細胞
を含む溶液から細胞を採取して、顕微鏡スライド等の観
察・評価用受容体上に移送する、というような細胞学的
操作に有用である。
細胞学的な検査では、通常、顕微鏡用スライド上の検
体細胞が、単一の層に分布し、且つ、互いに分離・分散
していることが要求される。また、検査によっては、細
胞の数を数え、既知量の細胞を試験することが必要にな
る。
細胞を分散して単層分布で採取し、これを検査目的で
顕微鏡用スライドに移すために用いられる装置は、従
来、管体の一端に表面採取フィルターを備えて、構成さ
れている。管体のフィルターを取り付けた一端を、検査
対象の細胞が含まれた液体に浸し、管体を減圧にして、
液体をフィルターを通して吸引し、管体内に液体を吸引
して流すことにより、フィルターの外側に細胞を集め
る。フィルター上に集められた個々の細胞は、フィルタ
ーを通ってそれ以上液体が流れるのを妨害するため、フ
ィルター上に集められた細胞は、通常、分散した単層の
空間分布を有する。次に、フィルターを顕微鏡用スライ
ドに押しつけることにより、採取された細胞を、その空
間分布を保ったまま、スライドに移す。この場合、わず
かな流体圧をフィルター内部にかけることにより、細胞
をスライド上にスムーズに移すことができる。この移送
プロセスにより、フィルター上に集められた粒子を観察
用スライド上に「プリント」することができる。また、
このようなフィルター装置を、一回使用するごとに廃棄
し、サンプル間の汚染を防ぐようにすることが望まし
い。このため、比較的低コストで大量生産可能なフィル
ター装置を用いることが必要となる。
現在係属中で、共に譲渡された米国特許出願第487,63
7号「フィルター装置を用いた粒子の制御計測法並びに
装置」に、所望の空間分布でサンプル溶液から細胞を採
取するための、上記特徴を有するフィルター装置が開示
されている。また、上記特許出願、並びに、現在係属中
で、共に譲渡された米国特許出願第550,142号「試験用
細胞サンプル作成方法並びに装置」に、フィルター装置
を用いて細胞の採取を行い、所望の分散空間分布を保っ
たまま、顕微鏡用スライドに採取した細胞を移すための
装置並びに方法が開示されている。これらの特許出願で
は、表面採取フィルターを「スクリーン・フィルター」
と称しているが、その開示内容は、本発明に組み込まれ
る。
上述の型の周知のフィルター装置を用いた場合、採取
した細胞を完全に観察用スライドに移すことができず、
また、用いられるフィルター装置ごとに、採取された細
胞の移される割合が異なる。即ち、このような細胞の損
失、更に、移される細胞の割合が異なる、という問題が
あった。移される細胞の損失により、検査に用いること
のできる細胞の数が減り、この結果、未知量の細胞がス
ライドグラスに移されることになる。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
のであり、細胞等の粒子を、所定の分散空間分布で、流
体媒体から採取して、採取した細胞を、スライドグラス
等の受容体に、粒子を殆ど損失することなく、移すため
の装置を提供することを目的とする。本発明は、更に、
採取した粒子の空間分布を忠実に保ったまま粒子を移送
することのできる装置を提供することを目的とする。
本発明の更に別の目的は、採取した粒子を、受容体
に、終始一貫して均一に移すことのできる装置の構造と
製造方法を提供することにある。
本発明は、また、直線及び回転軸に対して所定の方向
及び位置に自動的に配置され、流体導管と取り外し可能
・交換可能に接続される粒子採取・移送装置を提供する
ことを目的とする。
本発明の更に他の目的は、比較的低コストで製造可能
な上記の特徴を有する粒子採取・移送装置を提供し、更
に、比較的低コストで使用可能な上記装置を製造する方
法を提供することにある。
本発明の他の目的は自明であり、あるいは以下の説明
から明らかにされるであろう。
発明の概要 本発明に従う粒子採取・移送装置は、採取された細胞
の空間分布を忠実に再現するように、採取された細胞の
殆ど全てをスライドグラス等の受容体に移すことを可能
にしたものである。本発明の装置は、表面採取型のフィ
ルターを非常に高い平面幾何配置で支持体に配設するこ
とにより、これらの目的を達成している。用いられるフ
ィルターは、対象となる粒子をその外側面に採取する。
フィルターが平面に配置されていることにより、顕微鏡
用スライド等の受容体に、フィルターが完全且つ均一に
接するため、採取した粒子を首尾一貫して、非常に高い
割合で受容体に移すことができる。また、移送前のフィ
ルター上における空間分布を保ったまま、粒子を移すこ
とが可能である。
本発明は、従来用いられている周知のフィルター装置
の構造において、表面採取フィルターが完全に平らでは
ないこと、更に、装置ごとにフィルターの平面度が異な
っている、という発見に基づいて、なされたものであ
る。
本発明は、細胞等の粒子を流体サンプルから集める装
置の新規の構造を提供するものである。この新しい構造
を有する粒子採取装置を用いれば、集められた粒子のほ
ぼ全部を、採取装置上における細胞の空間分布をほぼ正
確に再現するように、顕微鏡用スライドに移すことが可
能になる。
本発明の装置の新規な構造は、支持体の一端に位置す
る平面管状リム上にシート様フィルター、例えば、多孔
膜フィルターを配置させる、ことを特徴とする。フィル
ターは、管状リムによって規定される正確な平面度を有
する。このフィルターは、支持体上でリムの下に位置す
る内側に窪んだ環状面で、支持体に固定される。また、
フィルターは、熱接合、超音波溶着、溶媒接合等の低コ
ストの接着技術を用いて、支持体に取り付けられる。接
着により生じた取り付け構造のゆがみは、取り付け面内
に限定されるため、フィルター位置決めリムの有する所
望の正確な平面度に影響を与えることはない。
本発明のフィルター装置は、望ましくは、更に、フィ
ルター位置決めリムと取り付け面との間に障壁を備え
る。この障壁は、接着過程で生じ、望ましくない幾何学
的ゆがみを起こす可能性のある熱等の接着因子がリムに
影響を与えないように、リムを保護するものである。ま
た、前記障壁は、接着工程で生じる余分な、あるいは、
流動してきた材料を収容するように配置されているた
め、リム上におけるフィルターの正確な配置にこのよう
な材料が影響を与えることがない。このような障壁構造
体として、例えば、支持体上で位置決めリムと取り付け
面との間に配置される環状トラフを用いることができ
る。トラフは、取り付け面で発生した熱と位置決めリム
との間の伝導路の距離を増加させるような奥行きを有す
るように、幾何学的に配置される。
以上のように、本発明は、支持体上に平面に配置され
た表面採取フィルターを備える粒子採取・移送装置を提
供することを、特徴とする。支持体は、望ましくは、そ
の一端に位置する平面リム上にフィルターを取り付けた
管状体である。管状体は、リムの放射方向外側に、ま
た、リムから管状体上軸方向内側に位置する環状取り付
け面を備える。この場合、前記環状取り付け面は、リム
に平行であることが望ましい。
本発明の装置は、更に、管状体上に掛けられ、リムに
よって規定される平面に配置されるようにリム上に取り
付けられた第一部分を有する表面採取型のフィルターを
備える、ことを特徴とする。フィルターの第一部分と
は、即ち、管状体の外側に面する外側面であり、流体に
担持される微粒子がこの外側面に集められ、また、この
面に集められた粒子が、顕微鏡用スライド等の受容体に
移される。受容体を、フィルターの第一部分である粒子
を保持した外側面と接触させることにより、集められた
粒子が受容体上に移される。
本発明の採取・移送装置は、更に、フィルターの第一
部分の周囲に位置し、フィルターを支持体に取り付ける
ために、環状取り付け面に固定されるフィルターの取り
付け部を備える、ことを特徴とする。
フィルターの取り付け部は、望ましくは、管状体材料
とフィルター材料とを接着させることにより、固定され
る。この場合、超音波溶着、熱接合、溶媒接合等の技術
を用いて、実質的に固体の材料接着流を形成することに
より、接着を行う。
本発明の採取・移送装置は、更に、平面リムと取り付
け面との間にゆがみ障壁を設ける、ことを特徴とする。
前記障壁は、フィルターが取り付け面に取り付けられる
際に生じる材料のゆがみから、リムを守る役割を果た
す。望ましくは、障壁は、支持体上でリムと取り付け面
との間に形成され、管状体の軸の長手方向に伸張する奥
行きを有する環状トラフとして構成される。
管状支持体は、二つの軸端部、即ち、開放されている
第一軸端部と閉鎖されている第二軸端部とを有する。上
述の平面リムは、開放軸端部に配置され、フィルターの
平面配置を支持する。環状取り付け面は、両軸端部の間
で、管状支持体の周辺に設けられ、フィルターが管状支
持体に固定されるように、フィルターの一部を保持す
る。
本発明の装置は、更に、両軸端部の間に、圧力制御源
と着脱可能・交換可能に接続される流体継ぎ手を備え
る。この構成により、粒子を懸濁した流体をフィルター
を通して、管状支持体内部に吸引して、フィルターの外
側面に粒子をトラップすることができる。また、圧力制
御源と同一直線上に継ぎ手手段を接続するための配向手
段を備える。
装置をこのように構成することにより、本発明の粒子
採取・移送装置と共に用いられる粒子処理器具における
サンプル間の汚染を効果的に防ぐことができる。即ち、
管状支持体の一方の軸端部が閉鎖されているため、支持
体内に吸引される粒子懸濁液、即ちろ液が粒子処理器具
に触れることがない。更に、採取した細胞を表面採取フ
ィルターから移した後、ろ液をフィルターを通して管状
支持体の外に排出することができる。この結果、本発明
の粒子採取・移送装置と共に用いられる粒子処理器具に
廃液処理回路を設ける必要がなくなる。
本発明の、非常に平面精度の高い表面採取フィルター
を用いることにより、流体から粒子を採取し、顕微鏡用
スライド等の受容体に精度よく均一に接触させて、採取
した細胞のほぼ全部を、常に、フィルター上での粒子の
空間分布を実質的に保ったまま、受容体上に、容易に移
すことができる。
また、本発明の装置は、比較的低コストで大量生産可
能である。これにより、処理される処理サンプルごとに
新しい装置を用い、サンプル間の汚染を効果的に防ぐこ
とができる。
本発明の製造方法は、管状体の環状取り付け面に膜フ
ィルターの熱接着させる、ことを特徴とする。例えば、
熱した器具を用いて、膜フィルターを熱可塑性環状取り
付け面に押しつけ、取り付け面を充分に溶融させて、膜
フィルターを埋め込む。その後、取り付け面を構成する
熱可塑性材料を冷却することにより、膜フィルターが管
状体に、物理的に接着固定される。
また、ここで用いられる膜フィルターは、充分に引っ
張られており、シワやヒダがなく、たわみがないもので
なければならない。フィルターの支持体への接着と同時
に、あるいは、接着後に、所望の張力を有するように膜
材を引っ張る。特に、所望の引っ張り力が得られるよう
に熱で収縮する熱収縮可能な材料を、膜フィルターの材
料として用いることが望ましい。熱接合とそれに続く熱
収縮ステップを連続的に行うためには、ポリカーボネー
ト製のフィルターとポリスチレン製の管状体を用いるこ
とが望ましい。
本発明の構成、特徴、構成要素の組み合わせや配列等
をより一層明確にするため、以下の好適な実施例に基づ
き、本発明を詳述する。
図面の簡単な説明 以下の図面に基づく発明の詳細な説明により、本発明
の性質と目的が更によく理解されよう。
図１は、本発明に従う一実施例である採取・移送装置
の斜視図である。
図２は、図１に示す装置の部分断面側面図である。
図３は、観察用スライドを取り外した状態における、
図２の部分拡大図である。
図４は、本発明に従う別の実施例である採取・移送装
置の部分側面図である。
図５は、本発明に従う更に別の実施例である採取・移
送装置の斜視図である。
図5Aは、図５に示す装置の変形例を示すＡ−Ａ断面図
である。
図６は、図５の６−６断面図である。
図７は、図６の７−７断面図である。
図7Aは、図５に示す装置の他の変形例を示す概略図で
ある。
図８は、図５の装置と共に用いられる器具を示す概略
図である。
図９及び図10は、熱接合及び熱収縮操作を連続的に行
って、本発明の特徴に従う装置を組み立てるプロセスを
示す概略図である。
実施例の説明 図１並びに図２に、本発明に従う粒子採取・移送装置
10を示す。粒子採取・移送装置10は、管状体14上に載置
された表面採取フィルター12を備える。本実施例におい
て用いられるフィルターは、周知の多孔膜構造を有す
る。管状体14の一端に設けられたリム16は、フィルター
の中心部12aに対して平面配置をとり、即ち平面的に配
置され、フィルターの周辺部12bは、管状体14において
リムより内側に窪んでいる取り付け面18に固定される。
管状体へのフィルターの取り付け位置から、即ち、取
り付け面18からリム16が離れているため、フィルターの
位置を精度よく決めることができる。更に、フィルター
を取り付けることにより取り付け面にゆがみが生じる
が、上記の構造を有しているため、リム16の正確な幾何
学的配置に影響を与えることはない。この結果、フィル
ターの中心部12Aは、正確な平面配置を維持することが
できる。図２に示すように顕微鏡用スライドグラス22を
フィルターの中心部12aに接触させた場合、フィルター
中心部のほぼ全部が顕微鏡用スライドに接する。このよ
うにほぼ均一に接触させることにより、フィルターの中
心部の面全体に分散して配置されている採取粒子を、直
接顕微鏡用スライドに移すことができる。即ち、フィル
ター上に粒子が残るというようなロスがなく、フィルタ
ー上での空間分布を保ったまま粒子を移すことができ
る。
更に詳しく構造を説明すると、管状体14は、軸26に沿
って伸張する円筒形の壁24を有している。位置決めリム
16は、円筒壁24の内側面の一方の軸端部に位置する。こ
の一方の軸端部における円筒壁24の環状端面28は、放射
状内側で位置決めリム16を形成し、更に、位置決めリム
16の放射状外側の位置で軸方向に窪み、取り付け面18を
形成する。即ち、取り付け面18は、環状位置決めリム16
と同心円上の環状面を構成し、管状体14上で軸方向にリ
ムから距離をおいて配置される。
図１、図２、更に詳しくは図３に示されるように、装
置10は、好ましくは、管状体14上で位置決めリム16と取
り付け面18との間に位置する障壁30を備える。障壁30
は、環状トラフ34を備え、環状トラフ34は、その奥行き
がリム16と取り付け面18との間の軸方向の距離に対して
長手方向に伸張するように配向される。また、障壁トラ
フ34は、その幅方向には、放射状に伸張し、障壁から放
射方向内側に位置するリム16と、障壁から放射方向外側
に位置する取り付け面18との間に配置される。
障壁30は、更に、管状体14上で位置決めリム16と取り
付け面18との間に配置され、軸方向に伸張するカラー壁
32を備える。
障壁30、特にトラフ34は、フィルターを取り付け面18
に取り付ける際に取り付け面18上で生じる熱をトラップ
する熱伝導長路を形成し、ゆがみ等の幾何学的な変形か
ら位置決めリム16を守る役割を果たす。この長路は、ま
た、溶媒接合を行う際には、溶媒がリム16に作用して、
ゆがみを生じさせたりすることのないように、リム16を
溶媒から保護する。更に、障壁トラフ34により形成され
るボイドは、フィルターの周辺部12bを取り付け面18に
接着させたり取り付けたりする際に生じるゴミや過剰な
流動材料をトラップして、収容する容器としての役割も
果たす。このように、障壁30は、ゆがみや材料のゴミか
ら位置決めリムを守り、位置決めリムが規定する非常に
高い平面精度に影響を与えたり、これを低下させたりす
ることがないように作用する。
本実施例の装置10は、また、もう一方の軸端部に隣接
して、トラフ通路40に連結されるカバープレート38を着
脱可能・交換可能に封入する台座36を備える。カバープ
レートは、台座36の円筒壁24にはめ込まれ、通路40が形
成する孔を除いて、管状体14のもう一方の端部を液密封
印する。
図１及び図２に示すように、装置10は、更に、管状体
14の封印端部に隣接して配置され、外側に突出する駆動
ハブ42を備える。上記の共に係属中の特許出願に詳述さ
れているように、装置10は、位置決めハブ42により所定
の器具内に取り付け可能であり、また、ハブ42に係合す
る中間ローラーにより回転可能に構成されている。更
に、通路40とフィルターの中心部12aのみを開口部とす
るように、カバープレート38を用いて、装置10を器具内
に封入することができる。装置を図１及び図２に示され
る位置とは逆向きにして、その場合に下に位置するフィ
ルター支持端部を、粒子を含む液体サンプルに浸し、通
路40を介して減圧にして、管状体14の内部に液体を吸引
し、その過程で、フィルターの中心部12aの外側面上
に、液体に担持される粒子を集める。
上記の共に係属中の特許出願に詳述されているよう
に、フィルター中心部12aの外側表面上に粒子が採取さ
れた装置10を、粒子を含む液体から取り出し、図３に示
されているように、顕微鏡用スライド22に接触させる。
これにより、フィルター上に集められた細胞等の粒子
は、スライドグラスに移される。この際、フィルター部
12aの内側を加圧することにより、粒子がフィルターか
ら顕微鏡用スライドに移る。
更に図１、図２、図３に示されるように、フィルター
12は、周辺部12bを取り付け面18に取り付けることによ
り、管状体14に固定される。望ましくは、取り付け面18
において、管状体を構成する材料にフィルターの周辺部
を熱接合させる。後の製造工程で詳述するように、管状
体14の円筒壁24のリム16上にフィルター12を位置させた
後、熱したラムをフィルターの周辺部12bと所定の圧力
かで接触させ、取り付け面18に押しつける。ラムから放
射した熱により、管状体14の材料が流動して、フィルタ
ーの周辺部を取り付け面に接着させる。この結果生じ
た、図３に示す接合部44は、流動材料の固化にともな
い、物理的結合並びに分子間結合を形成することが望ま
しい。
あるいは、周知の超音波溶着や溶媒接合技術により、
フィルター12を取り付け面18に固定させてもよい。
本実施例において、管状支持体14の円筒壁24は、（ダ
ウケミカル社から市販されている）商品名スチロン685D
のポリスチレン樹脂から成形されている。フィルター12
は、親水性膜として市販されている、湿潤剤により処理
されたポリカーボネート膜であり、後述されるように、
管状体14に熱接合される。但し、前述したように、フィ
ルター12を管状体14に超音波溶着させるようにしてもよ
い。例えば、マサチューセッツ02370ロックランドのポ
リフィルトニクス社の超音波溶着プロセスに従って行う
のが望ましい。この場合、フィルター12を形成する多孔
質膜は、カリフォルニア94550リバーモアのポアティッ
クス社あるいはカリフォルニア94566プリゾントンのヌ
クレポア社から市販されている７ミクロンの厚さのもの
を用いることが望ましい。
前述したように、トラフ34を含む障壁30の働きによ
り、フィルターの周辺部を取り付け面に固定する際に取
り付け面18に生じる熱や溶媒作用等のゆがみ効果から、
位置決めリム16を守ることができる。取り付け過程で流
動化する、あるいは移動する材料、例えば、フィルター
及び／あるいは管状体の円筒壁の材料は、環状取り付け
面18上で放射状内側に移動して、障壁トラフ34にトラッ
プされる。このように、トラフは、流動材料が位置決め
リム16上に蓄積したり、位置決めリム16にゆがみや変形
を生じさせたりしないように作用する。即ち、障壁30の
働きにより、リム16は、所望の形状あるいは外形、例え
ば、平面にフィルター中心部12aを配置させることがで
きる。
図４は、本発明に従う、フィルター54を備える他の装
置50を示す。この装置50のフィルター54は、その卵形部
分52に粒子を採取し、観察用スライド等の受容体に粒子
を移す。装置50は、軸58に沿って伸びる管状支持体56
と、楕円形のフィルター位置決めリム60を備える。リム
は、平ら、即ち平面状であり、管状体56の円形断面を斜
めに横切って伸張する平面内に位置する。
管状体56上でリム60から軸方向内側に距離をあけて、
管状体56の管状外壁から放射状外側に突出する取り付け
ショルダー62が設けられる。ショルダーは、環状取り付
け面を形成し、フィルター54の周辺部64がこの環状取り
付け面に取り付けられることにより、フィルターが管状
体に固定される。この実施例において、取り付け面は、
卵形、即ち楕円形で、位置決めリム60に対して平行であ
ることが望ましい。
装置50は、更に、ショルダー62により形成される取り
付け面を軸方向に窪ませた障壁トラフ66を備える。トラ
フは、ショルダーの放射方向内側、また、管状体56の管
状壁に接して設けられる。
フィルター54は、ショルダー62により形成される取り
付け面に周辺部64を固定することにより、管状体56に取
り付けられる。固定方法としては、超音波溶着、熱接
合、溶媒接合等の技術が用いられる。装置50の更に詳し
い構造並びに製造方法に関しては、図１ないし図３に示
す第一実施例の装置10と同様であり、ここでは省略す
る。
図５ないし図７は、本発明に従う更に別の装置60を示
す。装置60は、管状体64上に設けられた表面採取フィル
ター62を備える。図１ないし図４に示された上記実施例
と同様に、管状体64の開放端に位置するリム66により、
フィルターの中心部62aが平面配置をとるように位置決
めされる。フィルター62は、その周辺部62bで、管状体6
4上リム66から内側に窪んだ取り付け面68に固定され
る。装置60は、更に、管状体64上位置決めリム66と取り
付け面68との間に障壁70を備える。障壁70の特徴並び利
点に関しては、上述した装置10の障壁30と同様であり、
ここでは説明を省略する。
この実施例では、図６に示すように、上述の実施例と
は異なり、管状体64のリム66とは反対側の軸端部80が閉
鎖されている。更に、管状体64は、粒子の採取及び移送
のためにフィルター62に圧力を掛けることができるよう
に、流体継ぎ手82を備える。
中空の円筒体64を備える本実施例において、継ぎ手82
は、封入面84と、一つ以上の孔を有する。また、封入面
は、支持体64の外壁上に配置される平らな面、即ち、平
面である。
但し、封入面84は、円錐形、球形等、液密封入に適し
た形ならばいかなる形でもよい。孔86及び88は、封入面
84から管状体64の壁を通って伸張し、（図示しない）外
部圧力源の流体継ぎ手が、封入面84に着脱可能・交換可
能に接し、孔86、88により形成されるそれぞれの通路に
より、流体圧力を管状体64の内部に連結できるように構
成されている。望ましくは、孔86、88の内何れかが、圧
力制御ポートとして働き、もう一つが、圧力モニターポ
ートとして作用する。
しかし、前述したように、継ぎ手82が二つの孔86、88
を備えていることが必ずしも必要ではなく、図5Aに示す
ように、たった一つの孔86Aしか持たない継ぎ手82Aを用
いて、装置60Aを構成してもよい。この場合には、以下
に詳述されるように、粒子処理器具の継ぎ手ブロック96
Aが、継ぎ手82Aと相互に作用しあい、（図示しない）圧
力モニター・制御源を孔86Aと流体接続させる。
何れの構成においても、封入面84は、圧力制御並びに
モニター源と液密接続される。従って、本発明の上述し
た実施例の粒子採取及び移送の基本概念を、装置60にも
適用可能である。
装置60は、閉鎖軸端部60と、途中に設けられた圧力源
継ぎ手82とにより特徴づけられる。これらの特徴によ
り、装置と共に用いられる粒子処理器具におけるサンプ
ル間の汚染を少なくすることができる。即ち、装置10あ
るいは50で必要とされたような（図２に示す）カバープ
レート38が必要ではなくなるため、サンプル間の汚染の
危険性が減少する。装置60は、完全に独立した自己完結
型の装置である。
更に、本実施例の構成では、採取した細胞を表面採取
フィルターから移した後、管状体に吸引された液体、即
ち、ろ液をフィルターを通して、管状支持体の外側に戻
すことができる。このように、細胞の採取・移送後、ろ
液を元の検体容器に戻すことができるため、粒子採取・
移送装置60と共に用いられる粒子処理器具に、廃液処理
回路を設ける必要はない。
装置60の更に別の特徴は、継ぎ手82が、上述した粒子
採取・移送操作に従って管状体64に吸引される液体の最
大深さよりも大きな距離だけ、管状体64の両方の軸端部
から離れた位置に設けられる、ことである。従って、装
置の鉛直方向の配列に関わらず、即ち、粒子採取のため
に軸端部80が上にある場合でも、あるいは、図５及び図
６に示すように粒子移送のためにフィルターが上に向け
られている場合でも、継ぎ手82は、管状体64内の液体よ
りも鉛直方向上に位置することになる。この結果、継ぎ
手82に対する圧力源の接続を、液体サンプルから離すこ
とができ、個々のサンプルの汚染を防ぐことができる。
図５、図６、図７に示すように、装置60は、更に、管
状体の外壁上に、閉鎖された軸端部80に隣接して、配向
キー90と、角度を付けた戻り止め面92を有する保持凹部
とを備える。図示されている実施例では、保持凹部が、
外部締め付け部材を取り外し可能に係合して、装置60を
軸方向に保持するための、角度を付けた戻り止め面92を
形成しているが、この戻り止め面92は必ずしも必要では
ない。キー90は、継ぎ手82に対して周上に並置され、あ
るいはその他の選択的な配置をとり、粒子処理器具が、
長手方向の軸を中心として、選択的に管状体64を回転さ
せ、27の水平面において、継ぎ手82が、外部圧力制御及
びモニター源と接続するように、構成されている。
図7Aに示されるフィルター装置150は、通常上に位置
する閉鎖した軸端部と、通常下に位置する軸端部を横切
って掛けられているスクリーンフィルター152とを有す
る中空の円筒体151を備える。スクリーンフィルター
は、対象となる細胞及び細胞様粒子をブロックして、そ
れより小さな粒子を通過させるように、所定の大きさの
多くの孔を有する。配向タブ151aが、閉鎖軸端部に隣接
するように、円筒体151上に形成された平面から放射方
向に突出する。ここで、タブ151aは、円筒体151の円筒
形の外側面から突出しないように形成されていることが
望ましい。円筒体151の壁を通って放射状に伸張する通
路151bが、タブ151aと軸方向同一直線上に、且つ、両方
の軸端から充分な距離をおいて、円筒体の真ん中あたり
に形成される。円筒体の円筒形外側面は、通路151bのと
ころで平らになっており、通路は、円筒体外壁に形成さ
れた平らな凹部の中心から伸張する。
この実施例のフィルター装置150の更に別の特徴は、
軸方向、配向タブ151aと通路151bとの間に位置し、非円
形断面を有する締め付け部である。実施例において、非
円形締め付け部は、円筒体151の円周回りに均一な間隔
をおいて配置される３つの締め付け平面151cにより形成
されている。これらの締め付け面は、タブ151a及び通路
151bに対して、所定の円周方向の配置及び軸方向の配置
を有する。
継ぎ手82、配向キー90、及び保持凹部92の働きによ
り、図８に示すように、装置60を粒子の自動採取・移送
に用いることができる。自動化された器具94は、圧力導
管98に連結する継ぎ手ブロック96と、回転可能なガイド
100と、保持用指状突起102と、を備える。使用時には、
装置60を閉鎖端部80がいちばん上にくるように取り付
け、矢印106に沿って軸方向に持ち上げて、キー90をガ
イド100にはめ込むことにより、矢印104に沿って装置を
回転可能なように固定する。装置を更に上方向に持ち上
げることにより、指状突起102を保持凹部92にパチッと
はめ込み、装置60を鉛直方向に固定する。装置60を固定
するためのその他の手段は、当業者に周知のものを用い
ればよい。キー90をガイド100にはめ込んで装置の方向
を固定することにより、器具94は、継ぎ手82の位置を
「知る」ことができる。器具は、その後、リスト103を
用いて装置60を操作し、器具のアーム等に取り付けられ
た継ぎ手ブロック96と同一直線上にくるように継ぎ手82
を配置して、矢印108に沿って継ぎ手ブロック96を移動
させ、導管98が、孔86・88と選択的に液密係合される、
あるいは、係合解除される、ように構成されている。
フィルターの取付は、例えば、フィルターを支持体の
リムに熱で接合する第一熱接合ステップと、フィルター
を熱収縮させて、フィルターに適度な張りを与え、均一
な平面を形成させる第二ステップと、に従い行われる。
図９は、熱接合プロセスにより、表面採取フィルター
202を管状体204に取り値ける際に用いられる組立装置を
示す。まず、表面採取フィルター202を、管状体204の一
端に位置するリム206上に配置させる。ここで用いられ
る熱接合組立装置は、加熱したラム208を用いたアーバ
・プレスである。管状体204のリム206とほぼ同じ直径を
有するホーンあるいは中空管の形状をしたラムの先端21
0を、直接、フィルター202に押しつけ、フィルター202
を管状体204のリム206に接合するのに充分な温度に保
つ。この場合、例えば、デジタルコントロールを用い
て、ラム先端の温度を±１゜Fの精度で制御することが
望ましい。
本実施例においては、圧力ベース214上に取り付けら
れた空気シリンダー212上に管状体204を保持することに
より、ラム先端210、フィルター202、リム206間の接触
圧が調整される。圧力ラム208が係止点まで押し下げら
れると、ベース上の空気シリンダー212が負荷を与え
る。この負荷の大きさは、空気シリンダー212への圧力
を変えることにより設定される。接合ステップの保持時
間、即ち、ラム先端210がフィルター202並びにリム206
に押しつけられている時間は、空気シリンダー212の方
向を合わせたり、あるいは、逆向きにして、リム206及
びフィルター202にかかる負荷と熱を取り除くことによ
り調節される。例えば、（図示しない）リミットスイッ
チを用いて、アーバラムが係止点に達したときにタイマ
ーを駆動し、ラム先端210をフィルター202及びリム206
に押しつける時間を求めてもよい。
同様に、図９に示される制御装置215を用いて、ラム
先端の温度、圧縮力及び持続時間を調整することもでき
る。この場合、制御装置は、空気シリンダー212内の圧
力検知装置と、ラム先端210内の温度検知装置と、ラム2
08が係止点に係合することにより駆動されるマイクロス
イッチと、に接続されるマイクロプロセッサーにより駆
動されるように構成することが望ましい。このような制
御装置215は、当業者に周知の技術を用いて、構成され
る。
ラム208が押し下げられて係止点に係合すると、制御
装置215が、空気シリンダー212に連結されている空気ポ
ンプ等の圧縮空気源を起動する。また、制御装置は、ラ
ム先端がフィルター及び管状体に接触した場合に所望の
圧縮力が得られるように、空気シリンダーにかかる圧力
をモニター・調節する。この接触持続時間は、ラムの係
止点への接触に基づき、あるいは、空気シリンダー212
内の圧力が所定圧力値に達した時点に基づき、求められ
る。所定の持続時間が終了すると、制御装置は空気シリ
ンダー212内の圧力を放出し、管状体とフィルターをリ
ム先端から引き離す。
制御装置は、ラム208及びラム先端210の温度を検出
し、ラム先端の温度が所望の温度±１゜Fに保たれるよ
うに調節する。
熱接合ステップにおいては、温度、持続時間、並びに
接着力あるいは圧力を操作条件として決定する必要があ
る。例えば、ラムの温度を上げた場合には、持続時間や
圧縮力を減少させる、また、その逆の場合は増加させ
る、等の調節を行う。シリンダーの溶融が最小限に押さ
えられ、リムとフィルターの境界面のヌレが等しく、管
状体204に接着されるフィルター202の機械的強度が高い
ようなプロセスが最適であると考えられる。温度、持続
時間、及び負荷力パラメータが大きすぎると、リム206
を変形させてしまうことになるし、逆に、これらのパラ
メータが小さすぎると、接着が弱く、フィルターは管状
体206から容易にはずれてしまう。このようなプロセス
条件を決めるために特に有効な試験方法として、粒子採
取・移送装置を用いてフィルターからサンプルを移して
作成されたスライドの質を見る、という方法が挙げられ
る。
フィルター202を管状体204に取り付けた後、フィルタ
ー202の周囲をトリミングして、管状体204の直径にほぼ
等しくする。即ち、粒子採取・移送工程でじゃまになる
可能性のある余分なフィルター材を取り除く。
実施例の熱接合組立法に適したフィルター材料は、例
えば、ポリカーボネートであり、管状体に適した材料
は、ポリスチレンである。図９に示す装置を用いて、上
記の方法で、ポリカーボネート製のフィルターをポリス
チレン製のリムに物理的に接着させるためのプロセスパ
ラメータを以下に挙げる。
ラム先端温度 :275−350゜F 圧縮力 :20−60lbs 持続時間 :0.75−2.0秒 ラム先端部の構造：外径1.0インチ 内径0.89インチ ポリカーボネートの融点はポリスチレンの融点よりも
高いため、上記の条件下では、ラム先端からフィルター
を通して伝えられる熱により、リム106が溶けて、ポリ
カーボネート製のフィルターと物理的に接着する。熱に
よって、フィルターを管状体に物理的に接着させる際に
特に適したパラメータは、以下の通りである。
ラム先端温度 :350゜F 圧縮力 :40lbs 持続時間 :0.75秒 更に、望ましくは、フィルターを管状体に熱接合させ
た後、フィルター収縮を行うことにより、採取フィルタ
ーから顕微鏡用スライドに粒子をスムーズに移すことが
できる。フィルター収縮ステップは、フィルターに均一
な張りを与え、フィルターを管状体206上に、平らで、
且つ、しわのない状態で配置させるためのステップであ
る。図10に、フィルター収縮ステップに用いられる装置
の一例を示す。この装置は、温度調整可能な熱空気源23
0と、熱空気流224を管状体206上に固定されたフィルタ
ー202に向けるための流れ方向そらせ板220と、を備え
る。フィルター202が熱接合された管状体206を、熱空気
源の流れ方向そらせ板220の下を、所定の最低間隔226を
介して、所定の速度で通過させる。ここで、熱空気の温
度は、フィルター202が収縮して、全ての方向にほぼ均
一に引っ張られるように設定・維持する。管状体204が
熱流224の間を通過する速度を変えることにより、熱が
かかる持続時間を調節することができる。熱に曝される
持続時間は、管状体が熱流の間を通り過ぎる速度に反比
例する。
実施例の熱収縮ステップにおける処理パラメータは、
以下の通りである。
空気温度 :250−400゜F 加熱持続時間:0.5−2.0インチ／秒 （シリンダーの移動速度で表現） 例えば、熱空気源として、温度調節可能なホットエア
・ガン（Master Appliance,VariTemp Heat Gun VT 752
C）を、また、そらせ板として、８インチ×0.2インチの
出力寸法を有する流れ方向そらせ板を用いる。空気の温
度を400゜Fに保ち、管状体104を1.3インチ／秒の速度で
熱した空気流の間を通過させる。また、管状体104がな
がれ方向外らし板220の真下にある場合に、両者の距離
が約0.5インチになるように設定する。但し、これ以外
のパラメータの組み合わせも当然のことながら可能であ
る。
以上詳述したように、本発明は、上述した目的を効果
的に達成するものである。上記のプロセス及び装置は、
本発明の要旨から逸脱しない範囲で様々に変更可能であ
り、上述の実施例並びに図面は、何ら本発明を限定する
ものではない。
以下のクレームは、本発明の一般的並びに特異的な特
徴全てをカバーするものであり、本発明の要旨は、以下
のクレームに帰するものである。
以下が、本発明の特許請求の範囲である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バータニアン ヒュー アメリカ合衆国 01844 マサチューセ ッツ州 メスエン リバービューブルバ ード 47 (72)発明者 ブラウン フィリップ ピー. アメリカ合衆国 01866 マサチューセ ッツ州 ウェストフォード ウッズポン ドドライブ 11 (72)発明者 スローン ウオーカー エム． アイア イアイ アメリカ合衆国 01503 マサチューセ ッツ州 ベルリン コバーンロード 44 (56)参考文献 特開 平４−329335（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 63/08

Claims (42)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】粒子の採取・移送を行う装置において、 第二軸端部に対向して間隔をおいた第一軸端部を有する
    管状支持体と、 平面を有するリムであって、前記支持体の前記第一軸端
    部に位置したリムと、 第一軸端部に位置すると共に、前記リムに対して放射状
    に位置した環状取り付け面と、 フィルター部と取り付け部とを備えたフィルター手段で
    あって、前記取り付け部が前記フィルター部の周囲に配
    設されると共に前記管状支持体の環状取り付け面に固定
    され、且つ前記フィルター部が前記支持体の前記第一軸
    端部上に掛けられると共に、前記リムにこのフィルター
    手段の平面配置で接する、フィルター手段と、 前記管状支持体の前記第二端部を閉じる手段と、 前記管状支持体の前記二つの軸端部の間に配設されて、
    圧力源に対して、着脱可能・交換可能に流体接続される
    流体接合手段と、 を備えることを特徴とする粒子採取・移送装置
  2. 【請求項２】前記フィルター手段の前記取り付け部が、
    前記支持体の材料と前記フィルター手段の材料とを固体
    接合することにより、前記環状取り付け面に固定され
    る、ことを特徴とする請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】前記リムと前記環状取り付け手段との間に
    放射状に配設される障壁手段で、前記フィルター手段の
    前記取り付け部を前記環状取り付け面に固定する際に発
    生するゆがみから前記リムを保護する、ことを特徴とす
    る請求項１記載の装置。
  4. 【請求項４】前記障壁手段が、前記フィルター手段の前
    記取り付け部を前記環状取り付け面に接着させる過程で
    発生するゴミを収容する手段を備える、ことを特徴とす
    る請求項３記載の装置。
  5. 【請求項５】前記障壁手段が、前記リムと前記環状取り
    付け面との間に配置されたトラフを規定する前記管状支
    持体の一部分を包含し、前記トラフが、前記管状支持体
    の長手方向軸と平行に延伸する深さを含む、ことを特徴
    とする請求項３記載の装置。
  6. 【請求項６】前記環状取り付け面が、前記リムとほぼ平
    行に配置されること、を特徴とする請求項１に記載の装
    置。
  7. 【請求項７】前記前記フィルター手段の前記取り付け部
    が、前記環状取り付け面に、熱により接合される、こと
    を特徴とする請求項１記載の装置。
  8. 【請求項８】前記前記フィルター手段の前記取り付け部
    が、前記環状取り付け面に、超音波溶着される、ことを
    特徴とする請求項１記載の装置。
  9. 【請求項９】前記流体結合手段が前記圧力源と一直線上
    に配置されるように、前記流体結合手段の方向を決め
    る、前記支持体に対して固定された配向手段を、更に備
    える、ことを特徴とする請求項１記載の装置。
  10. 【請求項１０】前記流体結合手段が、圧力モニター源と
    流体接続されうる、ことを特徴とする請求項１記載の装
    置。
  11. 【請求項１１】前記管状支持体の前記第二軸端部の近傍
    に締め付け力を受ける手段を更に備える、ことを特徴と
    する請求項１記載の装置。
  12. 【請求項１２】前記管状支持体上に設けられ、前記装置
    を軸方向に保持する外部締め付け部材を解放可能に係合
    する少なくとも一つの保持凹部を更に備える、ことを特
    徴とする請求項１記載の装置。
  13. 【請求項１３】前記第一結合手段が、前記管状支持体の
    前記閉鎖軸端部並びに前記開放軸端部のそれぞれから、
    粒子の採取・移送の間に前記管状支持体内に注入される
    流体の最大深さよりも大きな距離だけ離れて配置され
    る、ことを特徴とする請求項１記載の装置。
  14. 【請求項１４】粒子採取装置の製造方法で、 A. 第二軸端部に対向して間隔をおいた第一軸端部を有
    する本体を形成し、 B. 前記第一軸端部にリムを形成し、前記本体上の前記
    第一軸端部と前記第二軸端部との軸方向の中間に環状取
    り付け面を形成し、 C. 粒子採取部を備えたフィルター要素を前記リム上に
    配置させ、 D. 前記フィルター要素の固定用周辺部を前記環状取り
    付け面に固定して、前記フィルター要素を前記本体に取
    り付け、 E. 前記フィルター要素の前記粒子採取部が均一に引っ
    張られるように、前記フィルター要素を収縮させる、 ステップを備えることを特徴とする粒子採取装置の製造
    方法。
  15. 【請求項１５】前記収縮ステップが、フィルター要素を
    加熱することを含む、ことを特徴とする請求項14記載の
    粒子採取装置の製造方法。
  16. 【請求項１６】前記流体結合手段が、封入面を備える、
    ことを特徴とする請求項１記載の粒子採取装置の製造方
    法。
  17. 【請求項１７】前記流体結合手段が、少なくとも一つの
    開口部を規定する、ことを特徴とする請求項１記載の粒
    子採取装置の製造方法。
  18. 【請求項１８】前記管状支持体が、高分子材料を含む、
    ことを特徴とする請求項１記載の粒子採取装置の製造方
    法。
  19. 【請求項１９】前記フィルター要素が、高分子材料を含
    む、ことを特徴とする請求項１記載の粒子採取装置の製
    造方法。
  20. 【請求項２０】前記少なくとも一つの保持凹部が、角度
    を付けた戻り止め面を備える、ことを特徴とする請求項
    12記載の粒子採取装置の製造方法。
  21. 【請求項２１】粒子の採取・移送を行う方法で、 A. 第二軸端部に対向して間隔をおいた第一軸端部を含
    んだ本体と、 第一軸端部に位置する取り付け面と、 フィルター部とこのフィルター部の周囲に位置した取り
    付け部とを備えたフィルター要素であって、前記周囲取
    り付け部が前記第一軸端部の前記取り付け面に固定され
    て、このフィルター要素を前記本体に取り付ける、フィ
    ルター要素と、 前記本体の前記二つの軸端部の間に配設されて、圧力源
    に対して、着脱可能・交換可能に流体接続される流体接
    合手段と、を包含した装置を提供するステップと、 B. 粒子を含んだ流体を前記本体中に注入するステップ
    と、 C. 前記フィルター要素から採取した粒子を移送するス
    テップと、 D. 濾過液を前記本体から除去するステップと、を包含
    した粒子の採取・移送方法。
  22. 【請求項２２】前記除去するステップが、濾過液を前記
    フィルター要素を介して前記本体から吹き出すことを包
    含する、ことを特徴とする請求項21記載の粒子の採取・
    移送方法。
  23. 【請求項２３】前記移送するステップが、前記フィルタ
    ー要素を平面状受容体に接触させてそこへ粒子を移すこ
    とを包含する、ことを特徴とする請求項21記載の粒子の
    採取・移送方法。
  24. 【請求項２４】粒子の採取・移送を行う装置で、 閉鎖第二軸端部に対向して間隔をおいた第一軸端部を含
    んだ本体と、 第一軸端部に位置する取り付け面と、 フィルター部とこのフィルター部の周囲に位置した取り
    付け部とを備えたフィルター要素であって、前記周囲取
    り付け部が前記本体の前記取り付け面に固定される、フ
    ィルター要素と、 前記本体の前記二つの軸端部の間に配設されて、圧力源
    に対して、着脱可能・交換可能に流体接続される流体接
    合手段と、を包含した粒子の採取・移送装置。
  25. 【請求項２５】前記フィルター要素の前記取り付け部
    が、前記本体の材料と前記フィルター要素の前記材料と
    の間の概ね固体接合によって、前記本体の前記取り付け
    面に固定される、ことを特徴とする請求項24記載の粒子
    の採取・移送装置。
  26. 【請求項２６】前記本体の前記第一軸端部に位置したリ
    ムを更に備える、ことを特徴とする請求項24記載の粒子
    の採取・移送装置。
  27. 【請求項２７】前記本体の前記リムと前記取り付け面と
    の間に放射状に配設される障壁手段で、前記フィルター
    の前記取り付け部を前記本体の前記取り付け面に固定す
    る際に発生するゆがみから前記リムを隔離する、障壁手
    段を更に有する、ことを特徴とする請求項26記載の粒子
    の採取・移送装置。
  28. 【請求項２８】前記障壁手段が、前記フィルターの前記
    取り付け部を前記本体の前記取り付け面に固定する際に
    発生するゴミを収容する手段を含んだ、ことを特徴とす
    る請求項27記載の粒子の採取・移送装置。
  29. 【請求項２９】前記障壁手段が、前記リムと前記環状取
    り付け面との間に配置されたトラフを規定する前記本体
    の一部分を包含し、前記トラフが、前記本体の長手方向
    軸と平行に延伸する深さを含む、ことを特徴とする請求
    項27記載の粒子の採取・移送装置。
  30. 【請求項３０】前記本体の前記取り付け面が、前記リム
    とほぼ平行に配置される、ことを特徴とする請求項26記
    載の粒子の採取・移送装置。
  31. 【請求項３１】前記フィルター要素の前記取り付け部
    が、前記本体の前記取り付け面に、熱により接合され
    る、ことを特徴とする請求項24記載の粒子の採取・移送
    装置。
  32. 【請求項３２】前記フィルター要素の前記取り付け部
    が、前記本体の前記取り付け面に超音波溶着される、こ
    とを特徴とする請求項24記載の粒子の採取・移送装置。
  33. 【請求項３３】前記本体に対して固定された配向キーで
    あって、前記流体結合手段が前記圧力源と一直線上に配
    置されるように前記流体結合手段の方向を決める配向キ
    ーを更に備える、ことを特徴とする請求項24記載の粒子
    の採取・移送装置。
  34. 【請求項３４】前記流体結合手段が、更に圧力モニター
    源と流体接続されうる、ことを特徴とする請求項24記載
    の粒子の採取・移送装置。
  35. 【請求項３５】前記本体の前記第二軸端部の近傍に締め
    付け力を受ける手段を、更に備える、を特徴とする請求
    項24記載の粒子の採取・移送装置。
  36. 【請求項３６】前記本体上に設けられ、前記装置を鉛直
    方向に保持する外部締め付け部材を解放可能に係合する
    少なくとも一つの保持凹部を更に備える、ことを特徴と
    する請求項24記載の粒子の採取・移送装置。
  37. 【請求項３７】前記第一結合手段が、前記本体の前記２
    つの軸端部のそれぞれから、粒子の採取・移送の間に前
    記本体内に注入される流体の最大深さよりも大きな距離
    だけ離れて配置される、ことを特徴とする請求項24記載
    の粒子の採取・移送装置。
  38. 【請求項３８】前記流体結合手段が、封入面を備える、
    ことを特徴とする請求項24記載の粒子の採取・移送装
    置。
  39. 【請求項３９】前記流体結合手段が、少なくとも一つの
    開口部を規定する、ことを特等とする請求項24記載の粒
    子の採取・移送装置。
  40. 【請求項４０】前記本体が、高分子材料を含む、ことを
    特徴とする請求項24記載の粒子の採取・移送装置。
  41. 【請求項４１】前記フィルター要素が、高分子材料を含
    む、ことを特徴とする請求項24記載の粒子の採取・移送
    装置。
  42. 【請求項４２】前記少なくとも一つの保持凹部が、角度
    を付けた戻り止め面を備える、ことを特徴とする請求項
    24記載の粒子の採取・移送装置。
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