JP4074058B2 - 流体試料と粒子物質を混合および流体試料から粒子物質を分離をする方法、およびその装置 - Google Patents
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Description
発明の属する技術分野
本発明は、粒子物質(particulate matter)の均一単層を収集する装置および方法に関する。詳細には、本発明は、生物学的流体から均一な細胞単層を収集し、そして、細胞学的プロトコルでの使用のために細胞単層を準備する装置および手動または半自動の方法に関する。
【0002】
発明の背景
様々な技術において、流体から、通常は粒子物質である物質を分離する能力および/または設備は、流体内の物質の存在を試験で検出する能力において重要要因である。あまりにもしばしば、標本準備に関連する干渉は、プロセスが充分な信頼性を有しないか、または、コストが大きすぎるために、標的細胞を検出困難にする。
【0003】
このようなシナリオは、例えば、環境的試験、放射線研究、癌スクリーニング、細胞学的検査、微生物学的試験、および危険な廃棄物質汚染などの、検出および/または診断を含む他の多くの分野に当てはまる。
【0004】
これらの試みの全てにおいて、標本準備プロトコルにおける制約要因は、粒子を、その流体担体(例えば生理流体、生物学的流体および環境的流体)から適切に分離することと、顕微鏡検査のために容易に入手可能な形で粒子物質を、容易かつ効率的に収集および濃縮することを含む。
【0005】
細胞学的検査の場合、細胞標本は、患者から得られる。通常、これは、頸管標本の場合のように領域を掻爬して切屑を得ることまたは綿棒で集めてスワブを得ることにより行われるか、または胸腔、膀胱、または脊柱管から得られる標本の場合のように体液を収集することにより行われるか、または、微小針吸引法により行われる。従来の手動による細胞学的検査では、流体内の細胞および挫滅組織片を含む粒子物質は、スミア(塗抹)によりガラススライド上に移行され、次いで、空気乾燥される。スミアリングに起因して、濃度は非均一になり、細胞および挫滅組織片の分布は、非一様になり、これにより、標的細胞は検出困難になる。空気乾燥に起因して、細胞は歪み、正確な検査が、さらに困難になる。
【0006】
新鮮な細胞を得るために尿を迅速に処すると、量的培養結果、尿検査および顕微鏡検査の正確さを保証する。新鮮な細胞は、保存尿からの細胞に比して、ガラススライドにより良好に付着する傾向を有し、これにより、細胞は、ガラスボディ上に、より滑らかに広げられる。処理における遅延、入院患者または外来患者の環境における怠慢な看護、冷却の欠如により、スライド準備は、非最適となる。遅延問題に対する1つの解決法は、尿における化学的保存薬の使用である。しかし、尿試料内の保存薬の存在により、試料の比重は、測定不可能なレベルまで上昇し、例えばスライド顕微鏡検査法などの様々なタイプの従来の量的分析のために尿を使用することの潜在的な有用性が、制限されることもある。
【0007】
医療的病理学の領域内における、診断的微生物学および/または細胞学は、診断の基礎を、細胞の顕微鏡検査および他の顕微鏡的分析に置く。診断の正確さと、最適に解釈可能な標本の準備とは、通常、適切な標本準備に依存する。免疫細胞化学および画像解析などの最新の方法は、再現可能で、迅速で、生物学的危険無しで、安価である準備を必要とする。従来の細胞準備技術は、細胞濃度の非均一性、細胞分布の非一様性および空気乾燥アーチファクトの問題を適切に対処していない。
【0008】
従来、体液標本は、収集場所から細胞学的実験室への輸送の間に、細胞学的標本を保存するための保存薬溶液を含む容器を使用して、細胞学的検査のために収集される。さらに、スワブ、スミア、フラッシュまたはブラシを使用して、体腔から収集された細胞学的標本も、染色または検査のためにスライドまたは膜上に細胞を移行する前に、定着薬(例えばアルコールまたはアセトン定着薬)内で保存される。
【0009】
流体状生物学的試料が、尿または生物学的流体の容器の蓋を除去することなしに、尿または他の生物学的流体標本が試験されることを可能にする尿または他の生物学的流体試料容器を提供することが望ましい。しかし、従来技術のいずれも、標本内に装置の一部を浸漬させる(ひいては汚染のリスクを増加させる)ことなしに検査のためにスライドに単層細胞を移行させる問題、顕微鏡スライド上の高品質単層を一貫してかつ繰り返し形成する問題、細胞を採集した流体が保存されるように標本を処理する問題を解決していない。
【0010】
流体内の細胞を拡散させる多数の方法、装置、および構造が公知である。例えば米国特許第5143627号明細書では、標本容器が開かれ、拡散部材が懸濁液内に挿入され、拡散部材が、数分間にわたり回転される。別の1つの例では、いわゆるサコマノ式(saccomanno method)が、痰を処理するのに使用され、このプロセスは、時間がかかり、多数の処理ステップを含む。発行済み欧州特許出願第0418026号に開示されている別の実施例では、複数の試薬付き標本のそれぞれの混合は、気液供給放出ノズルを用いて連続的に実行され、標本の混合中にノズルおよびこれに対応するパイプをゆすぐ。混合は、標本および試薬を標本管から回収して貯蔵容器に届け、標本管に戻すことにより効果がもたらされる。このサイクルは、次の標本に進む前により効果的な混合を繰り返す。
【0011】
従来技術と異なり、本発明の固体物質準備技術は、非均一の物質濃度、非一様の物質分布、および、標本準備に関与するステップの数に起因する標本の損失および汚染の問題に対処する。このようにして、本発明による準備により、より優れた形態学的特性、改善された視覚化を有し、さらに操作したり標本を準備したりする必要なしに、位置決めされ、光吸収分析のために利用可能である抗体の一様な分布が得られる。
【0012】
発明の概要
本発明は、検出、分析、量子化、および/または視覚化のために物質を収集する装置および方法に関する。本発明の装置および方法は、特に、生物学的、生理学的、または環境的流体から、粒子物質を分離することと、細胞学的検査のために、改善された方法で粒子物質を提供することに適する。
【0013】
本発明の1つの好ましい実施例は、細胞学的収集装置またはアッシーモジュール内で尿または他の生物学的流体試料から、腺性の均一単層を収集し、スライドに粒子物質の均一層を移行させる装置および方法に関する。
【0014】
本発明の装置および方法は、手で持つ手動システムまたは構造、または部分的に自動化されたシステムまたは構造内に組込まれることが可能である。
【0015】
本発明によるこのような装置は、液体溶液から粒子を分離し、単層でほぼ既知量の細胞を収集し、収集細胞を顕微鏡スライドへ移行する、比較的単純な構造および操作のメカニズムを提供することにより、細胞学のために細胞および他の粒子を収集するための従来の装置に関連する問題を克服する。本発明のいくつかの実施例では、本発明のいかなる部材も、液体標本内に挿入されず、このようにして、標本の不要な汚染を阻止する。さらに、本発明のいくつかの実施例では、標本を保持する容器は、細胞を収集および移行する経過中に開かれず、このようにして、試験中に標本が汚染される可能性を除去する。
【0016】
本発明のすべての実施例において、標本内の例えば細胞などの粒子物質の単層が、フィルターを通過させるとともにその周りを通らせて流体流の2つの分岐を流すことにより、フィルター上に収集される。このようなフィルターは、米国特許第5301685号明細書および米国特許第5471994号明細書から公知である。
【0017】
収集を取扱う患者または医療関係者は、別個の容器を密封することもある。本発明による細胞の収集により、均一な細胞スライドが、保存薬、作業員または外部物質による細胞の汚染なしに、得られることが可能となる。収集容器から細胞学的収集装置への移行は、収集試料を流すまたはピペットで採集することなしに、実施されることが可能である。
【0018】
本発明は、顕微鏡検査のために装置からスライドへ細胞を差し向かいで移行することを可能にするために解体されることが可能である細胞収集および配分装置に関する。本発明は、顕微鏡スライドへ移行されることが可能である細胞単層を収集するための、改善された装置および方法を提供する。フィルターから顕微鏡スライドへの単層細胞の移行の効率は、顕著な細胞損失なしに、非常に高かった。顕微鏡検査は、細胞分布が、フィルター上におけるのと同一であることを示した。
【0019】
本発明の装置は、標本基質を適切に準備する熟練技術者の必要性を除去する。このようにして、時間、費用、および専門的技術が、標本準備プロトコル内で重要要因であることは、除去されるか軽減される。
【0020】
本発明による装置および方法は、標本準備における利点も提供する、何故ならばそれらは、新鮮な未処理の細胞、改変されない細胞での使用に適し、特に、(約40ミクロン以上までの)固体物質の薄い均一層を提供する。本発明は、特に、パプスミア(塗抹標本)のために細胞を収集するのに適する。
【0021】
本発明による装置および方法は、従来の微生物学および血液学にとって、多数の利点を有する。収集細胞は、放射光源および波長吸収計にとって、容易に接近可能である。細胞は、単層内に集中されているので、細胞は、ほぼ常に、1つの集束面内にあり、このようにして、他の粒子による干渉を除去または低減し、適切な測定値の読み取りにおける技術者の必要時間および専門的技術および知識をほぼ除去する。本発明により達成される最初の物質重畳は、クリティカルな固体を重畳固体または挫滅組織片の塊により検出することが困難になる可能性が僅かな状態で、全ての物質が容易に検査されることが可能である。本発明の装置のある実施例は、所与の個体数での任意の物質を検出および分析するために、他の自動化装置と組み合せて、使用されることも可能である。
【0022】
本発明は、粒子物質を含む流体を処理する、改善された装置および方法にも関する。この装置および方法は、好ましくは、固定撹拌器の周りを標本容器を回転させることにより、または、固定標本容器内の撹拌器を回転させることにより、標本内の粒子物質を拡散させることを含む。本発明は、例えば痰標本の場合の粘液様体などの大きい粒子物質の分解、および、流体全体にわたる細胞の一様部分を保証するために、容器内の標本を撹拌する。攪拌は、標本容器の構成要素、標本容器の非一様な運動、および/または容器により標本に印加される慣性反力の間の相対運動の結果として発生することもある。
【0023】
本発明の1つの好ましい実施例では、容器および/または容器内の標本に対して撹拌器を回転させる構造および手段が、提供される。以下に詳細に説明されるように、本発明による1つの好ましい実施例は、カバー内のカバーを含み、撹拌器は、自由回転可能な外側カバーに固定され、内側カバーは、定置標本容器に対して固定されている。このような相対運動は、標本に対して撹拌器を動かし、流体内の粒子物質を拡散させる。
【0024】
さらに、回転可能な部分を有するカバーを有する容器カバーを提供することにより、攪拌機構が標本内に挿入することなしに、粒子物質が攪拌または拡散されることが可能となり、このようにして、現在市販の装置を悩ます汚染源を除去する。本発明の好ましい実施例では、標本容器上のカバリングは、容器から標本を引っ込めるための、回転可能拡散部材を有するまたは無しの、中空管を含む。
【0025】
本発明の1つの好ましい実施例では、カバーは、容器に固定係合する第1の部分と、容器に対して回転可能である第2の部分とを含む。本明細書において、容器に対して回転可能とは、第1の部分と第2の部分との相対運動を意味する。第1の部分は、固定され、第2の部分は、可動であるか、または第1の部分は可動であり、第2の部分は固定されている。1つの最も好ましい実施例では、カバーの第2のすなわち内側の部分は、定置であり、第1のすなわち外側の部分は、回転可能である。本発明の1つの好ましい実施例では、撹拌器は、カバーの第2の部分により係合されているかまたは第2の部分に固定されている。
【0026】
本発明の1つの好ましい実施例による装置は、標本が本発明により混合されるように、収集容器の一部を支持、係合、および回転する。1つの例示的な収集容器は、試料標本を収集および保持するのに適する容器またはカップ、容器に対して回転不可能である第1の部分と、容器に対して回転可能である第2の部分とを有するキャップ、および、カバーの一部により係合されまたはに固定され、容器内に延びる撹拌器を有する。本明細書において「支持、係合、回転するための形成」とは、特定の機能を実行するのに適する種々の外形を意味する。例えば、本発明による装置は、少なくとも1つの標本容器を位置決めし、容器自体を回転する容器支持部材、および、攪拌部材と連通するキャップの一部を係合および固定するススリーブまたはクランプを含むこともある。代替的に、支持部材は、容器を固定位置に保持し、プーリ、スリーブ、またはクランプが、撹拌器に対して固定されている、キャップの一部を係合および回転することもある。本発明の1つの好ましい実施例では、スリーブが、キャップの内側部分と係合し、キャップの外側部分に対して定置位置にキャップの内側部分を保持する。
【0027】
キャップまたは容器の一部と係合する形態または構造は、キャップまたは容器のその部分を位置決めする、固定するおよび/または動かす任意の部材を含む。例示的な部材は、スリーブ、1つ以上のベルト、1つ以上のプーリ、1つ以上の弾性バンドなどを含むが、これらに制限されない。
【0028】
本発明は、通常、流体から粒子物質を除去することにより、1つ以上の成分に流体を処理分離する装置も含む。本発明は、例えば、生物学的、生理学的、または環境的流体などの流体を収集し、遠心分離無しに流体から粒子物質を除去し、物質を診断および試験する装置および方法に関する。本発明の1つの好ましい実施例では、粒子物質は、収集場所上に収集される。本発明の1つの最も好ましい実施例では、粒子物質は、単層で、所定の空間配置で収集される。
【0029】
本発明による細胞学的収集装置は、任意の生物学的流体に使用されることが可能であるが、特に、パプスミア(パプ塗抹標本)のために、尿およびその関連細胞から試験標本を準備するのに有用である。本発明の1つの最も好ましい実施例では、流体は、尿であり、粒子物質は、細胞である。本発明の粒子物質処理装置により、生物学的流体から新鮮な細胞および/または微生物を分離および収集して、いったん適切な緩衝剤が細胞を溶血させると、DNAプローブおよび染色体分析を行うことが可能となる。
【0030】
頸管検査の場合、頸管の掻爬切屑は、長柄ブラシまたは箒により採集される。次いで、柄は、破断またはテレスコピック的運動により短縮され、ブラシは、標本容器内に挿入される。通常、容器は、試験時にブラシを除去するために開かれなければならない。このようなプロセスは、汚染の確率を増加させる、何故ならば標本容器のカバーが、開かれなければならず、ブラシは、通常、試験が、細胞収集後すぐに行われない場合、細胞を保持し、操作員は、標本と接触しなければならないからである。
【0031】
本発明の1つの好ましい実施例では、これらの問題は、ブラシが、収集容器内に残るだけでなく、攪拌の間に収集細胞を拡散させるのに使用されることが可能であるシステムを提供することにより回避される。さらに、本発明の装置は、閉形システムである。すなわち、いったん装置が閉じられると、装置は、ブラシ上に収集された任意の細胞を処理するために開かれる必要がない。
【0032】
さらに、回転可能である部分を有する容器を提供することにより、粒子物質が、攪拌機構を標本内に挿入することなしに、攪拌または拡散されることが可能であり、このようにして、現在市販の装置を悩ます汚染源を除去する。
【0033】
本発明は、後述のように細胞学的収集装置、交換フィルター、交換使い捨て用品、および/または他の構成要素、定着剤組成の成分を含む細胞学的収集および試験キットにも関する。細胞学的収集キットは、洗浄溶液、定着剤溶液、および/または緩衝剤溶液を含むこともある。頸管キットは、ブラシまたは箒、ブラシ上の粒子物質がフィルター組立により処理されるまで使用ブラシを保管するのに適する流体を含むこともある。
【0034】
本発明の別の1つの形態では、物質収集装置は、流体を処理するための、取外し可能または内蔵の付加的モジュールも含むこともある。例えば、流体は、挫滅組織片除去モジュール、クロマトグラフィーモジュール、およびアッシーモジュールと組み合せて、物質収集モジュールにより処理されることもある。これらのおよび他のモジュールプロトコルは、本発明による標本準備装置内に組込むことが望ましい特徴を提供する。
【0035】
本発明の装置および方法は、従来の細胞学にとって多数の利点を有する。細胞は、所定領域内にあり、これにより、スライドをスクリーニングする際、大幅に時間が節約される。細胞がカバースリップの外部または凍結端部の上にあるような問題は、除去される。細胞は単層で存在するので、細胞は、スライドの低倍率スクリーニングに最も頻繁に使用される10倍対物レンズを使用する場合、ほとんど常に、1つの集束面内に存在する。40倍対物レンズの場合でさえも、大部分の細胞は、集束面内に存在する。これにより、頻繁に再集束することが不要となり、時間が節約される。
【0036】
本発明の目的は、標本のそれぞれが、1つのそれぞれの粒子物質を含む流体を含む、自然数の標本を同時に処理する装置により達成される。本装置は、標本の数に対応する複数の容器であって、容器のそれぞれは、それぞれの標本を保持することができる容器と、標本の数に対応する複数のポンプであって、ポンプのそれぞれは、それぞれの流体を、それぞれの容器と連通させるポンプと、標本の数に対応する複数のフィルターであって、フィルターのそれぞれは、それぞれのポンプと、そのそれぞれの容器との間に配置され、それぞれの粒子物質を収集するフィルターと、容器のそれぞれを支持する第1の係合部材であって、第1の係合部材は、少なくとも標本の数に対応する複数の第1の受容部材を有し、容器のそれぞれは、それぞれの第1の受容部材により連続的に係合されている第1の係合部材と、ポンプを係止する第2の係合部材であって、第2の係合部材は、第1の受容部材の前記数に対応する複数の第2の受容部材を有し、ポンプのそれぞれは、それぞれの第2の受容部材により連続的に係合されている第2の係合部材とを含む。第1の受容部材のそれぞれのと、第2の受容部材のそれぞれと間の相対運動は、それぞれの流体内のそれぞれの物質を拡散させる。
【0037】
本発明の目的は、複数の標本を同時に処理する方法であって、標本のそれぞれは、それぞれの容器内に保持され、それぞれの粒子物質を含むそれぞれの流体を含む方法によっても達成される。本方法は、それぞれのポンプにより、容器のそれぞれを閉鎖し、各ポンプは、それぞれ1つのフィルターを含み、フィルターは、そのそれぞれの容器と、そのそれぞれのポンプとの間に配置され、そのそれぞれの粒子物質を収集することと、第1の係合部材上で、容器のそれぞれを支持し、第1の係合部材は、標本の数に対応する複数の第1の受容部材を有し、容器のそれぞれは、それぞれ1つの第1の受容部材により連続的に係合されていることと、第2の係合部材上で、ポンプを支持し、第2の係合部材は、第1の受容部材の数に対応する複数の受容部材を有し、ポンプのそれぞれは、それぞれの受容部材により連続的に係合されていることと、第2の受容部材のそれぞれに対して、第1の受容部材のそれぞれを動かして、そのそれぞれの流体内のそのそれぞれの粒子物質を拡散させることを含む。
【0038】
添付図面は、前述の目的および他の目的、新規の特徴および利点を容易に理解させる、本発明の例示的な実施例を示す。
【0039】
発明の詳細な説明
本発明は、試料容器と流体連通する粒子物質分離チャンバまたはモジュールを含む試料容器である。
【0040】
本発明は、通常、流体から粒子物質を除去することにより、1つ以上の成分に流体を処理分離する装置でもある。
【0041】
本発明は、例えば生物学的、生理学的、または環境的流体などの流体を収集し、遠心分離無しに流体から所望の粒子物質を除去し、粒子物質を診断および試験する装置および方法も含む。本発明の1つの好ましい実施例では、粒子物質は、収集場所上に収集される。本発明の1つの最も好ましい実施例では、粒子物質は、単層で、所定の空間配置で収集される。
【0042】
本発明は、粒子物質を含む流体を処理する、改善された装置および方法も含む。本装置および方法は、多孔フィルター装置のためのシートを有する粒子物質分離チャンバを通過させて流体を流すことを含み、シートは、所定の空間配置で収集粒子物質を位置合せする構造、粒子物質分離チャンバを通過する流体流を増加させる構造、および/または、粒子物質分離チャンバ内に収容されている多孔フィルター装置の多孔性および/または圧縮を促進または保留する構造を含む。
【0043】
本発明は、通常は生物学的流体である流体を収集および処理する、改善された装置でもある。本装置は、次のもののうちの1つ以上を有する粒子物質分離チャンバを含む。すなわち、収集場所、流体から粒子物質を分離する膜と、多孔性支持フリットとを含む多孔フィルター装置、粒子物質分離チャンバを通過させて少なくとも2つの流体流経路を形成する多孔フィルター装置、所定の空間配置に収集粒子物質を形成するチャンバシート、同心チャンネルを有する粒子物質分離チャンバ、1つ以上の弾性部材を有するチャンネル、柱を有するチャンバシートまたはベース、1つ以上の所定の表面改変を有するチャンバシート、収集場所上の粒子物質の所定空間配置を促進する1つ以上の部材を有するチャンバシート、および、粒子物質分離チャンバを通過する流体流を増加させる構造である。
【0044】
本発明による装置は、試料容器内に収集された試料を混合することを可能にする構造も含むこともある。例示的な構造は、相対的に回転可能であるキャップまたはキャップの一部を有する試料、試料容器に対して可動であるキャップまたはキャップの一部、試料容器内に延びる管などを含むが、これらに制限されていない。管は、試料を撹拌する1つ以上の部材を含むこともある。キャップは、流体密の密封で、粒子物質分離チャンバのためのカバーの一部を、遊び無しに係合する部分も含むこともある。キャップは、液体密であるが流体密ではなく、カバーの一部に遊び無しに係合する部分も含むこともある。
【0045】
本発明による装置は、ポンプまたは注射器も含むこともある。ポンプまたは注射器は、ポンプまたは注射器内に所定量の流体を流入させることを可能にする1つ以上の構成部材を選択的に含む。
【0046】
本発明は、本発明による装置を使用して、流体を処理し、本装置内の収集場所上に粒子物質を収集することにより、顕微鏡検査のための試料を準備することも含む。
【0047】
本発明は、チャンバ内に流体を収集し、収集場所上に粒子物質を収集し、収集場所上の収集粒子物質を顕微鏡スライドなどに移行させることを含む、物質を分析する方法も含む。好ましくは、双方の収集ステップは、チャンバ内で行われる。
【0048】
本発明による装置は、1つ以上の分離可能な構成要素を含むこともある。本発明の1つの好ましい実施例では、本装置は、分離可能な粒子物質分離チャンバを含む。本発明の1つの最も好ましい実施例では、本装置は、少なくとも部分に、チャンバの上面部分内に保留されている多孔フィルター装置を含む。
【0049】
本発明は、本発明による粒子物質収集部材、流体試料容器、および、流体流を試料容器から、アッシーモジュールを通過させるように誘導するポンプを含むアッシーモジュールを有するキットも含む。
【0050】
本発明の1つの好ましい実施例では、容器内の流体試料は、流体内の粒子物質を分離し、分離された粒子物質を収集場所内に収集するために、粒子物質分離チャンバと流体連通している。本発明の1つの最も好ましい実施例では、分離された粒子物質は、収集場所上に単層で収集される。本発明の1つの好ましい実施例は、試料容器と、粒子物質分離チャンバとの間の流体連通を提供する中空管も含む。より好ましくは、中空管は、試料を撹拌するおよび/または試料内の粒子物質を拡散させる手段を含む。
【0051】
本発明の別の1つの実施例では、本装置は、前述のように、試料容器および粒子物質分離チャンバ、および、ポンプ、注射器などを含む。本発明のこの実施例では、様々な構造が、試料容器から、粒子物質を通過して、ポンプまたは注射器内に入る様々な流体流経路を提供する。
【0052】
本明細書において、「標本」または「試料」とは、例えば粒子物質などの固体物質と組み合せての任意の流体であって、この流体から粒子成分を収集して、この標本内のそのアイデンティティーおよび存在を検出することが望ましいこともある流体のことである。通常、標本の流体成分は、液体である。しかし、流体は、空気またはガスであることもある。一例として、尿などの生物学的流体内の癌細胞またはある特定の蛋白質の素材を検出することが望ましいこともある。別の1つの例として、電子工業で使用される超純水内の、例えば分子汚染などの汚染の性質を評価することが望ましいこともある。他の例示的な流体は、例えば、血液、脊髄液、または羊水などの体液、気管支洗浄液、痰、微小針吸引、地下水、工業処理流体、および電子的または医学的な透析などを含むが、これらに制限されない。本発明は、処理される流体のタイプに限定されない。
【0053】
本明細書において、「流体」とは、流体の成分を収集して、流体内のそのアイデンティティーまたは存在を同定することが望ましいこともある任意の流体のことである。通常、流体内の成分は、例えば粒子物質などの固体物質である。例えば、流体は空気またはガス、または、尿などの生物学的流体であり、生物学的流体内の癌細胞またはある特定の蛋白質の存在を検出することが望ましいこともある。別の1つの例として、電子工業で使用される超純水内の、例えば分子汚染などの汚染の性質を評価することが望ましいこともある。他の例示的な流体は、例えば、血液、脊髄液、または羊水などの体液、気管支洗浄液、痰、微小針吸引、地下水、工業処理流体、電子的または医学的透析などを含むが、これらに制限されない。処理される流体のタイプは、本発明を制限しない。
【0054】
本明細書において「粒子物質」とは、好ましくは、細胞学的検査により、収集および評価が可能である流体内の任意の物質のことである。例示的な物質は、細胞または細胞断片、蛋白質、分子、重合体、ゴム、安定剤、抗酸化剤、促進剤、シリコーン類、アルキル類、チオコール、パラフィン、熱可塑性物質、バクテリア、殺虫剤、除草剤などを含むが、これらに制限されない。特定の例示的な重合体物質は、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルクロリド、ポリスチレンン、多硫化物、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ビスフェノールA(広く検出される環境汚染物質)、エチルセルロース、ニトロセルロース、ポリウレタン、およびナイロンを含むが、これらに制限されない。特定の例示的な生物学的物質は、転移性細胞と通常の細胞との間の区別を含む癌細胞、蛋白質、核酸、抗体などを含む。
【0055】
本明細書において「連通」とは、当業者には自明なように流体流がシステムを通過することを意味する。例示的な連通を実現する構造が、図に示されている。例えば、導管は、相手方コネクタまたは別の導管を受容するまたは接続するコネクタを有することもある。本明細書において「コネクタ」とは、接合部を形成するかまたは別の部品に接合するのに使用される任意の構造のことである。コネクタまたはコネクションは、装置、組立、またはシステムの様々な構成要素を通過する流体流を実現する。典型的なコネクションは、例えばルーアータイプ、ねじタイプ、摩擦タイプなどのかみ合いコネクション、またはボンドされるコネクタを含むが、これらに制限されない。
【0056】
本明細書において「係合する」とは、互いの知覚に、互いに対してまたは互いの中に位置合せされる、かみ合せられる、または静止することである。例示的な係合させる構造は、前述のコネクタを含む。
【0057】
図1に示されている本発明の1つの例示的な実施例による、装置10は、流体試料23を保持する試料容器20、多孔フィルター装置を有する粒子物質分離チャンバ30、およびポンプ40を含む。図1は、拡散部材51を含む中空管50も示す。
【0058】
これらエレメントのそれぞれをより詳細に説明する。
【0059】
収集容器
本発明では、試料容器20は、流体23好ましくは生物学的流体を保持するに適する任意の容器を含む。典型的な容器は、側壁21および底部壁22を含み、これらは、組合せ状態で、試料23を包含する。試料容器20は、流体23を収集、保持、または貯蔵するための開放端24も有する。典型的な流体は、体液などの生物学的流体、排水液などを含むが、これらに制限されない。典型的な体液は、尿または、血液、脳脊髄液(CSF)などの他の生物学的流体、気管支洗浄液、痰または微小針吸引液を含む。
【0060】
容器(および本発明による装置を形成する構成要素の任意のもの)を形成するのに使用される形態および材料は、様々な材料、形状、およびサイズの任意のものでよい。例えば、カップは、処理される流体と相容性の任意の材料から成ることが可能である。容器および側壁から底部壁までの組立は、任意の従来の組立でよい。本発明の1つの好ましい実施例では、底部壁22は、図1に示されているように、円錐部材である。選択的に、底部壁22または側壁21は、容器20の内側に延びる(図示されていない)1つ以上のフィンを含むこともある。このようなフィンは、容器内の標本が、容器の回転により撹拌される、以下に詳細に説明される本発明の1つの実施例では望ましい。
【0061】
図1および2に示されているように、本発明による装置は、キャップ31も含む。本発明の1つの好ましい実施例では、キャップ31は、粒子物質分離チャンバ30の下部部分32を重要である下部部分32を受容することが可能である。キャップ31は、所望の機能を達成するように、様々に形成されている。1つの好ましい実施例が、図2に示されている。キャップ31は、容器20の側壁21と係合することが可能である、下方へ延びる部材51を含むこともある。キャップ31は、容器20の開放端24を閉鎖するまたは密封する任意の形態または形状でよい。
【0062】
キャップは、粒子物質分離チャンバ30の下部部分32を受容することが可能である開口53を有する部分52も含む。キャップ部分52と下部部分32との間の係合は、様々に形成されることが可能であるが、下部部分32は、好ましくは、キャップ部分52からの突出部54を受容することが可能である溝53を含む。本発明の1つの最も好ましい実施例では、係合は、スナップばめであり、下部部分32と突出部52との間の係合により、下部部分32は、キャップ部分52に対して回転することが可能となる。この形態は、好ましくは、液密であるが、ガス密(例えば空気密)ではない。
【0063】
キャップ31のための1つの好ましい実施例が、図13を参照して以下に説明される。キャップ31は、所望の機能を達成するために、様々に形成される。本発明のこの実施例では、キャップ31は、外側キャップ71が、内側キャップ50に対して動くようにする構造および手段を含む。外側キャップ71は、好ましくは、管50に固定されているおよび/または流体連通されている。本発明の1つの好ましい実施例では、外側キャップ71および管50は、内側キャップ72が容器23上に締付け固定されると、内側キャップ72に対して相対的に回転可能である。外側キャップ71と内側キャップ72との間のこのような相対運動は、撹拌器58A(図1)、ブラシ(58B(図10)または箒58C(図11)に対して、容器23内の標本を動かす。
【0064】
内側キャップおよび外側キャップを含む本発明の実施例では、内側キャップおよび外側キャップが、互いに係合することが可能であり、それぞれのキャップが、容器上のキャップが最終的に閉鎖するまで、回転しないことが好ましい。少なくとも初めは、それぞれのキャップが、単体キャップとして動作する。キャップユニットが、所定位置に締付け固定されると、しかし、外側キャップ71に対して適所にある内側キャップ72を保持する任意の構造は、破断および解放され、これにより、内側キャップおよび外側キャップは、互いに対して自由に回転する。例えば、内側キャップ72は、容器を密封するのに使用され、外側キャップ71は、内側キャップ72の周りをスナップばめされる。本発明のこの実施例では、外側キャップ71上のタブなどが、それぞれのキャップが第1の位置にある場合、内側キャップと外側キャップとの間の相対運動を阻止する。外側キャップ71を第2の位置へ動かすと、すなわち例えば、タブを破断すると、外側キャップ71は、内側キャップ72に対して回転する。代替的に、一時的スペーサー(図示せず)が、初めは、内側キャップおよび外側キャップを、軸線方向で互いに間隔を置いて配置されている位置に維持する。内側キャップ72を容器20に締付け固定した後、スペーサーは除去され、外側キャップ71は、軸線方向で内側キャップ71の周りをスライドして、内側キャップ72に対して自由回転可能である位置に到達する。
【0065】
好ましくは円形または楕円形の可撓性壁55を有する壁を含む、本発明の本実施例における1つの代替的または付加的な構造は、粒子物質分離チャンバ30の部分45と係合または支持する。本発明の1つの最も好ましい実施例では、壁55は、1つ以上の互いに間隔を置いて配置されているノッチ(図示せず)を含む。これらのノッチは、壁内にある程度の可撓性を提供し、これにより、所望の場合、粒子物質分離チャンバの下部部分は、キャップ31から係合解除されることが可能である(例えば図5参照)。
【0066】
図5には、撹拌器58Aまたは箒58Cが容器20内に位置決めされるのに使用されるスロットを有するキャップ31に関する本発明の別の1つの実施例が示されている。本発明の1つの好ましい実施例では、キャップ31内のスロットまたは開口は、容器20が使用のために準備完了となるまで、汚染から容器20の内部を保護する取外し可能および/または貫通可能なカバリングにより覆われていることが可能である。例えば、ブラシ58Bなどが、頸管標本を収集するのに使用されることが可能であり、次いで、カバリングは、カバー31から除去され、ブラシBは、容器20内に配置されていることが可能である。
【0067】
別の1つの好ましい配置では、内側キャップ71は、同軸で管50を包囲し、部分的に、容器20内に延びるカラー(図示せず)を有する。このようなカラーは、渦攪拌の間に発生するよに、攪拌の間に容器20内に、試料23を下方へ動かして戻すように再案内する。これは、カラーが、内側キャップ71と外側キャップ72との間の相対運動に対して殆どまたは全く抵抗を印加しないので、好適である。さらに、外側キャップ72が、その表面に、管50を取り付けるためのかみ合いニップルを形成することも可能である。かみ合いニップルは、外側キャップ72上に形成され、これにより、同軸でカラー内で延びる。このようにして、テレスコピック的または破断可能なく管50が、その延長された形態で使用されて、試料を収集し、次いで、その縮まり形態にされて、かみ合いニップルに取り付けられることが可能である。この実施例によるこのような配置は、さらに、標本が収集される時間と、標本が検査される時間との間の試料取扱い時間を最小化することにより、標本汚染の可能性を低減する。
【0068】
粒子物質分離ハウジング
本発明では、本発明による装置は、様々に形成されることが可能である粒子物質分離ハウジングを含む。1つの例示的な形態が、図2に示されている。粒子物質収集組立33を受容可能な任意のハウジング30を使用することが可能である。
【0069】
図1および2に示されているように、粒子物質分離チャンバ30は、好ましくは、上面部分41および底部部分32により形成されているツーピースハウジングである。本発明の1つの好ましい実施例では、上面部分41は、底部部分32に取外し可能に係合する。しかし、多孔フィルター装置35への接近性を提供する、任意の代替的チャンバ形態または組立が、適切である。本発明の1つの好ましい実施例では、底部部分32は、側壁44および上面部分41のシート42と係合するまたは連通する(図4Aに示されている)畝状部分63を選択的に含む、通常は円形の側壁47を含む。下部部分32の選択的な畝状部分63は、上面部分41から下部部分32を係合解除するのを容易にすることが分かった。上面部分41および底部部分32は、例えば(ねじ付きまたはねじ無しの)ルーアータイプ、ねじタイプ、摩擦タイプ、先細りかみ合いコネクション、または(図示のように)スナップばめなどの、液体密または流体密のはめあいを提供する任意のかみ合いコネクションまたは手段により、互いに接続されているまたは締付け固定されていることが可能である。
【0070】
底部部分32は、粒子物質フィルター組立体33を座するのに適する側壁および底部壁を含む。底部部分32は、中空管50と連通する中央孔または開口34も含む。本発明の1つの好ましい実施例では、底部部分32は、キャップ31に対して回転可能である別個の構造である。液密組立を維持しつつ、遠心回転の容易性を達成するために、底部部分32は、トングおよび溝機構により底部31とかみ合い係合することが可能である(図2参照)。
【0071】
本発明の1つの実施例では、粒子物質分離チャンバ30ハウジングの底部部分32は、底部壁またはシート39を含む。図4A乃至図4Cに示されているように、シート39は、1つ以上の互いに間隔を置いて位置するリブすなわち突出部60を含む。突出部60は、好ましくは、多孔装置35がシートとじかに接触することを阻止するのに充分な形態、サイズ、および形状を有する。
【0072】
代替的形態が、以下により詳細に説明される。本発明の1つの好ましい実施例では、突出部60は、次の方法のうちの1つ以上の方法で機能する。突出部60は、使用中、多孔フィルター装置35とシート39取扱いの表面緊張を中断する。多孔フィルター装置35が、シート39から引き離されると、第1の多孔性媒体36は、シート39ともはや接触しない。突出部60は、粒子物質分離チャンバ30内の多孔フィルター装置の圧力を一様に分布させる。突出部60は、多孔フィルター装置の圧縮を阻止または抑圧する。突出部60は、所定の形態または空間分布で任意の収集粒子物質を分布させることが可能である。
【0073】
本発明では、シート39の表面は、シート39から解放するために多孔フィルター装置35の能力を促進し、収集場所上の粒子物質の所定の空間分布を促進し、および/または、多孔フィルター装置35の圧縮を阻止または抑圧する1つ以上の構造、形態、または表面テクスチャーを含むこともある。本発明の1つの実施例は、例えば前述の突出部60などの同心の突出部を含む。他の形態は、グリッド、網状線など、同心の正方形または方形、または、一連の連続的または分離された構造、ハブ、隆起部、顆粒などを含むが、これらに制限されない(図4Bおよび4C参照)。前述の機能を達成するためにシート39の表面にテキスチャーをテキスチャー任意の構成要素、構造、または化学が、本発明での使用に適する。
【0074】
本発明の1つの好ましい実施例では、シートの表面は、網状線模様に形成されている(図4C参照)。本発明の別の1つの好ましい実施例では、シートの表面は、日時計または時計の文字盤構造に形成されている(図4B参照)。これらの実施例は双方とも、そして、本明細書に開示されている他の表面形態も、所定の空間配置で収集場所上に粒子物質が収集されるのを促進する。図4Bおよび4Cの形態は、特に望ましい、何故ならばシートの表面処理の模様が、顕微鏡スライドに移行され、座標系を使用して、例えば癌細胞などの特定の粒子物質を位置検出および同定するのに使用されることが可能であるからである。粒子物質の大部分が、シートの領域75に対応するまたは対向して位置する、収集場所上の領域内に収集されることが分かった。逆に、高いスポット76は、収集表面上の小量の流量物質が収集される領域に対応する領域である。これらの領域は、収集表面がスライドと接触される際、顕微鏡スライド上に刻印される。
【0075】
例えば、本発明による顕微鏡スライドを読み取る技術者は、特定細胞が、図4Bの時計文字盤形態上の2時に対応する角度位置で発見されることが可能であることが分かることにより、関心細胞を同定および位置検出することが可能である。このような方法で顕微鏡スライドに模様を刻印すると、スライドを検討する速度が大幅に増加し、前に同定された関心物質を発見する、技術者の能力が大幅に改善される。本発明では、粒子物質が、収集場所上に収集され、顕微鏡スライドに移行される際、粒子物質の正の配向を提供する、シート表面上の1つ以上の構造が設けられている。例えば、適切な座標同定構造は、図4Bの矢印71などである。
【0076】
本発明の別の1つの実施例では、シート39および/または下部部分32は、選択的に、チャンネル70などを含み、その例が、図4B、4Cおよび図7乃至図9に示されている。1つの好ましい実施例では、シート39は、チャンネル70へ向かって外方へ僅かに傾斜している。シート39およびチャンネル70の僅かな傾斜は、粒子物質分離チャンバ30を通過する流体流を促進し、フィルター装置35上のシート39の表面緊張を低減し、これら双方により、粒子物質分離チャンバ30の下部部分32から係合解除する、多孔フィルター装置35の能力が促進される。本発明のこの形態は、多孔装置の解放を促進する別の構造である。
【0077】
粒子物質分離チャンバ30を通過する流体流を促進することに対処または関与し、下部部分32から多孔フィルター装置35を解放することにも関与する、付加的な構造が、図7乃至図9に示されている。図7は、シート39のリップからチャンネル70内に下方へ延びるフラップ72を示す。図8は、好ましくは、Oリング73の上面がシート39の平面より僅かに上方に位置するように、チャンネル70内に配置されているOリング73などを示す。これにより、Oリング73が、下部部分32内に位置決めされると、多孔フィルター装置35の一部と係合することが保証される。図9は、シート39の外側部分から上方へ延びるフラップ74を示し、これにより、フラップ74が、下部部分32内に位置決めされると、多孔フィルター装置35の一部と係合することが保証される。本発明の1つの好ましい実施例では、フラップ72、Oリング73、およびフラップ74は、弾性材料から成る。好ましい形態は、図9に示されている。
【0078】
本発明では、粒子物質分離チャンバ30は、粒子物質を含む流体がチャンバ30を通過する際、粒子物質を収集することが可能である粒子物質収集場所36を有する多孔装置35を受容することが可能である。
【0079】
粒子物質を収集することが可能である収集場所36を有する多孔装置35は、流体流経路にわたり配置されることも可能であり、収集場所36は、中空管50と連通する。粒子物質分離チャンバ内の多孔装置35は、好ましくは、第1の分岐および第2の分岐を有する少なくとも1つの流体流経路を形成することが可能であり、第1の分岐61は、収集場所36を通過して延び、第2の分岐62は、収集場所36を迂回する(図3参照)。
【0080】
1つの好ましい実施例では、本発明は、粒子物質が第1の多孔媒体37を通過するのを阻止するのに適する第1の多孔媒体37と、流体が第2の多孔媒体38を通過するのを可能にするのに適する第2の多孔媒体38とを有する多孔フィルター装置35を含む。第2の多孔媒体38は、特定装置の要求に対応する設計選択に依存して、流体23から粒子物質を除去することが可能であることもあり、可能でないこともある。1つの好ましい実施例では、第1の多孔媒体37は、粒子物質を捕捉するまたは収集するのに適し、より好ましくは、均一層または単層内の粒子物質を捕捉するまたは収集するのに適する。1つの好ましい実施例は、第1の多孔媒体37として適する第2の多孔媒体38も含む。
【0081】
多孔媒体を形成するのに使用される物質の性質、多孔媒体のために選択された物質相互間の相容性、および、前記物質と処理する流体との間の相容性はすべて、所与の用途のために多孔媒体のための特定の物質を選択する際に考慮すべき要因である。
【0082】
多孔フィルター装置35は、細胞が第1の多孔媒体37を通過するのを阻止するのに適する密度および/または孔径の第1の多孔媒体37と、流体が第2の多孔媒体38を通過するのに適する密度および/または孔径の第2の多孔媒体38とを有する単体構造を含むこともある。
【0083】
1つの好ましい実施例では、多孔フィルター装置35は、粒子物質が第1の多孔媒体37を通過するのを阻止するのに適する、多孔性ポリカーボネート膜から成る第1の多孔媒体37を含む。多孔フィルター装置37は、さらに、深さフィルターまたはフリットを含む第2の多孔媒体38を含む。深さフィルターは、ポリプロピレンまたは高密度ポリエチレンPOREX(登録商標)多孔プラスチック製である。本発明の1つの好ましい実施例では、第2の多孔媒体38は、畝状または鋸歯状下流部分64を含み、その一例が、図2に示されている。下流部分64は、多孔フィルター装置35が粒子物質分離ハウジング30内に配置される際、多孔フィルター装置35の圧縮を低減または軽減する構造および形態である。
【0084】
多孔フィルター装置35の様々なタイプが、本実施例のものと相互交換可能に使用されることが可能である。ポリカーボネート37は、特に、本発明の細胞学的収集装置での使用に適するが、他の多孔膜も、適する。例示的な多孔膜は、当業者に良く知られており、米国特許第5471994号明細書および米国特許第5301685号明細書に開示されている。
【0085】
多孔膜37は、好ましくは、約0.22ミクロン乃至約8ミクロンの孔径を有し、より好ましくは、約1ミクロン乃至約6ミクロンであり、最も好ましくは、約2ミクロンであり、これにより多孔膜は、3ミクロンのサイズより大きい例えば細胞などの粒子物質を捕捉することが可能となる。多孔膜は、流体流がこの膜を通過するのを可能にし、他方、粒子物質が通過するのを阻止するのに適する。第2の多孔媒体38、流体が第2の多孔媒体38を通過するのに適し、流体23から粒子物質を除去することも可能であることもある。第2の多孔媒体38の孔径は、約5ミクロン乃至約60ミクロンであり、好ましくは、約15ミクロン乃至約45ミクロンであり、最も好ましくは、約35ミクロンである。
【0086】
当業者には自明なように、収集する粒子物質のタイプおよび/またはサイズに応じて、多孔膜37および多孔性深さフィルター38の孔径を調整すると、収集場所上に粒子物質を収集することが可能となる。本発明の1つの好ましい実施例では、孔径は、粒子物質の均一層、好ましくは粒子物質の単層が、収集場所上に形成されるように選択される。例えば、約3μm乃至約40μm以上が、効率的であることが分かったが、本発明は、ある特定の領域の孔径に制限されない。
【0087】
本発明の1つの最も好ましい実施例では、第1の多孔媒体37は、液体に溶解可能な接着剤を使用して、第2の多孔媒体38に取り付けられる。このような溶解可能な接着剤は、糖質組成、ゲルなどを含むが、これらに制限されない。
【0088】
第1の多孔媒体37および第2の多孔媒体38は、本明細書に記載のように機能する任意の方法で位置決めされることが可能である。当業者には自明なように、多孔フィルター装置35は、特定の結果を達成するために、様々に形成および位置決めされることが可能である。例えば、第1および第2の多孔媒体は、別個の、互いに間隔を置いて位置する媒体であることもある。2つの媒体は、積層されて一体的にされることも可能であり、第1の媒体は、第2の多孔媒体と一体的であるかまたは取外し可能に係合されることが可能である。または、収集部材は、前述のように第1の多孔媒体の機能を模倣する高密度のゾーンと、前述のように第2の多孔媒体の機能を模倣する低密度のゾーンを含むこともある。これらの様々な形態の選択は、当業者には自明である。多孔装置の構造および構成の変形が、以下により詳細に説明される。
【0089】
図12に示されているように、好ましくは、多孔性支持部材38の周りの近傍に配置されている孔である少なくとも1つの貫通孔73を有する多孔性支持部材38は、吸込みのための直接的導管を提供し、これにより、フィルター膜37は、粒子物質分離チャンバ30が、処理のために膜37を露出させるために開かれると、多孔性支持部材38上に係止される。
【0090】
本発明の別の1つの実施例では、下部部分32、管50、およびフィン58は、一体的ユニットを形成し、キャップ31から分離されて、容器20から前記一体的構造を取外すのを容易にする。本発明のこの実施例の1つの例示的な構造が、図5に示されている。
【0091】
ポンプ
本発明では、試料容器10は、ポンプ40を含む。本発明の1つの好ましい実施例では、ポンプ40は、本装置内の差圧を変化させるための注射器などであり、これにより、流体は、粒子物質分離チャンバ30を通過して、試料容器20から引出されることが可能である。
【0092】
本発明では、ポンプ40は、様々に形成されることが可能である。本発明の1つの好ましい実施例では、ポンプ40は、粒子物質分離チャンバ30のカバー部分41を形成する一端を含む。カバー部分41は、多孔フィルター装置35の下流部分と係合することが可能であるシート42などを含む。本発明の1つの好ましい実施例では、シート42は、カバー内の多孔フィルター装置35を位置決めし、これにより、多孔フィルター装置35は、使用中、動かない。本発明の1つの最も好ましい実施例では、シート42は、粒子物質分離チャンバ30内の多孔フィルター装置35を位置決めし、多孔フィルター装置35に対して圧力がほぼ一様に分布されることを促進し、多孔フィルター装置35を通過する流体流を邪魔することもある、多孔フィルター装置35の圧縮を低減するまたは阻止するのに適するサイズ、形状、および数の複数の突出部すなわち柱43を含む。
【0093】
本発明の1つの好ましい実施例では、カバー部分よりは、粒子物質分離チャンバ30を形成するために、底部部分32と取外し可能に係合する。カバー部分41は、カバー部分41が底部部分32から係合解除することを可能にする任意の構造を有する底部部分32と、任意の方法で係合することが可能である。図2の本発明の1つの好ましい実施例では、カバー部分41は、底部部分32上の肩部46などと取外し可能におよび/または弾性的に係合することが可能であるフランジ45などを有する、下方へ延びる側壁44を含む。
【0094】
収集装置を通過する際の流体の運動は、流体源と、流体の目的場所との間に圧力差を維持することにより、実現されることが可能である。この圧力差を形成する例示的な手段は、粒子物質分離チャンバ30の入口側における、システムの任意の部品(例えば試料容器20)に圧力を印加することにより、ハウジングの出口側における、システムの任意の部品(例えば注射器40)に真空を印加することにより、または(ジェネックス社(Genex Corporation)により製造される)オートバイアル(autovial)スパンガラスフィルターなどの任意の形のポンプ、または、重力ヘッド、または、流体を粒子物質収集装置を強制的に通過させて注射器内に流入させるために絞られることが可能である、例えば試料容器などの可撓性コラプシブル容器である。本発明の1つの好ましい実施例では、注射器は、ハウジングを通過させて収集カップから流体を引出す。
【0095】
中空管
本発明の1つの好ましい実施例では、試料容器20は、粒子物質分離チャンバ30内に流体23を引込むための管50などを含む。通常、管50は、中空であり、両端で開放されているか開放可能である。管50は、収集チャンバ23の底部の近傍に開放端51を含み、管50内へ通じる1つ以上のアパーチュア52を含むこともある。開放端51および/またはアパーチュア52により、異なる流体層および沈澱物が、流体が、粒子物質分離チャンバ30内に引き込まれる際、同時に試験されることが可能となる。
【0096】
改善された本発明の1つの実施例では、中空管50は、図1に示されているように、少なくとも1つの突出部すなわちフィン58Aを含む。本発明の1つの好ましい実施例では、中空管50は、回転可能であり、フィン58Aは、液体試料を攪拌し、1つの最も好ましい実施例では、細胞および/または粒子物質を拡散し、および/または、例えば粘液様体などの任意の大きい粒子物質を破砕する。本発明の別の1つの好ましい実施例では、中空管50および下部部分32は、単体構造であり、下部部分32、管50、およびフィン58Aは、試料容器に対して可動である。例えば、容器が回転されると、容器の側壁および/または底部壁内の選択的なフィンが、容器内の標本の同心の運動を形成し、この運動は、フィン58Aにより中断される。代替的に、下部部分32、管50、およびフィン58Aは、定置容器内で回転されることも可能である。
【0097】
図10および図11に示されているように、本発明の1つの代替実施例として、撹拌器58は、ファイバ、ブラシ、スワブ、または箒などを含む。好ましくは、ファイバまたはブラシも、標本が、撹拌器、ブラシ、または箒に対して渦形成されると、容器内の粒子物質を拡散するのに適する。本発明の1つの最も好ましい実施例では、ブラシまたは箒も、患者から粒子物質を収集するのに使用されるのに適する、すなわち例えば、頸管ブラシまたは箒などである。ブラシは、キャップ31の一部に固定されることが可能であるか、または、キャップ31は、ブラシの反対側端部におけるハンドルの一部とかみ合い係合するためのスロット、カラーなどを含むこともある。
【0098】
ミキサ
図13乃至図15は、本発明の第1の好ましい実施例による半自動的方法のための装置を示す。図13乃至図15は、容器および内側キャップ72を位置決めし回転させるための支持スリーブAを含む1つの最も好ましい実施例を示す。本発明のこの最も好ましい実施例では、外側キャップ71は、締付け解除状態すなわち第1の位置(図14参照)では外側キャップ71と係合せず、締付け状態すなわち第2の位置(図15参照)では、内側キャップ72および容器20が回転しているのに対して外側キャップ71を係合および保持する1つ以上の弾性バンドBにより係合されている。1つの代替実施例では、ベルトBは、容器20および内側キャップ72に対して、外側キャップ71、管50および撹拌器58をユニットとして回転させる駆動ベルトである。
【0099】
本発明の第2の好ましい実施例では、試料収集および処理組立10は、図16〜図20に符号100として一般的に示されている処理装置で使用されることが可能である。処理装置100は、試料容器20の底部部分を受容することが可能である少なくとも1つの、好ましくは複数のソケット102を有する下部プラットフォーム101を含む。試料容器20は、ソケット102内にぴたりとはまることが可能であるか、または、ソケット102は、試料容器を適所に位置決めおよび保持する様々な弾性部材のうちの任意のものを含むこともある。1つの例示的な弾性部材は、Oリングまたはゴムガスケットである。
【0100】
処理装置100は、ポンプ40の上面部分、好ましくはプランジャ104の上面部分を受容することが可能である上部プラットフォーム103も含む。本発明の1つの最も好ましい実施例では、上部プラットフォーム103は、リセス、スロット、ノッチ、または、プランジャ104の上面部分を受容することが可能である開口107を含む。
【0101】
上部プラットフォーム103は、プラットフォーム101に対して上昇および下降されることが可能である、通常はシリンダーなどの可動ベース105、により支持される。上部プラットフォーム103の運動は、ポンプ40に対して、プランジャ104を上昇および下降する。
【0102】
下部プラットフォーム101は、ハウジング106の一部上に載置するかまたはこの一部を形成する。ハウジング106は、中央に配置されている駆動歯車すなわち太陽歯車120を包囲する。駆動歯車120は、ソケット102または容器20と連通または対応することが可能である複数の遊星歯車121と係合することが可能である。本発明の1つの好ましい実施例では、太陽歯車の回転運動は、遊星歯車のそれぞれを回転させ、これにより、遊星歯車は、フィン53に対して、容器20を回転させる。代替的に、遊星歯車121は、フィン53と係合して回転させる部材を含むこともある。
【0103】
操作時、技術者は、容器20内に流体を置くか収集し、カバー31・ポンプ40組立により、容器を閉じる。次いで、容器20の底部部分が、ソケット102内に位置決めされ、プランジャ104の上面部分が、上部プラットフォーム103内のスロット内に位置決めされる。次いで、技術者は、太陽歯車120を駆動する電動機などを作動し、これにより、太陽歯車120は、遊星歯車121を回転させ、これにより、遊星歯車121は、軸線を中心として容器20を回転させる。混合が完了すると、上部プラットフォーム103は、上昇され、これにより、プランジャ104は、ポンプボディから外部へ引出される。プランジャの運動は、容器20内の標本を引張って、粒子物質分離ハウジングを通過させ、多孔装置を通過させ、ポンプ40内のチャンバ内に入れる。これらのステップのそれぞれは、所望の数だけ繰り返されることが可能である。
【0104】
キット
本発明は、一体的ユニットとして、収集装置10を含む粒子物質収集および試験キットにも関する。キットは、少なくとも1つの試料容器20、少なくとも1つの粒子物質分離チャンバ30、少なくとも1つのポンプ40、および少なくとも1つの多孔フィルター装置35を含む。本発明によるキットは、交換フィルター、交換使い捨て用品および/または、例えば細胞学的検査などの粒子物質試験または検査プロシージャの間に通常使用される他の構成要素もしくは溶液も含む。
【0105】
方法
本発明は、流体から粒子物質を除去し、例えば細胞などの粒子物質を顕微鏡スライドに移行する方法も含む。現在市販の方法と異なり、膜濾過の使用は、最小の重畳で顕微鏡スライド上に細胞を一様に配分する方法を提供する。これにより、明瞭な観察および最適な診断精度が可能となる。
【0106】
1つの方法は、収集容器20内に、粒子物質を含む流体標本を収集することを含む。次いで、容器20は、キャップ31、粒子物質分離チャンバ30、またはポンプ40のうちの1つ以上を含む組立体にキャップされる。次いで、ポンプ40は、例えば注射器内のピストンを引っ込めることにより、流体を引張って、容器20から出し、粒子物質分離チャンバ20を通過させ、ポンプ40内に入れる。
【0107】
流体が引かれて容器20から出され、ポンプ40に到達すると、流体は、図3に示されているように、多孔フィルター装置35を通過し、これにより、粒子物質の単層が、収集場所37上に形成される。いったん細胞単層が、形成されると、流体流は、多孔フィルター装置35の中央では減少され、多孔フィルター装置35のエッジへ向かって増加する。これは、収集細胞により流体流が遮断されることに起因する、何故ならば収集細胞は、多孔フィルター装置35の表面上に単層を形成するからである。単層が、多孔装置の表面45の大部分をカバーされると、流体流は、第1の多孔媒体37を迂回し、第2の多孔媒体の延長側方領域を通過する。このようにして、端部壁または上面部分の周辺を越えて延びる第2の多孔媒体38の領域は、細胞が2つ以上の多層で堆積するまたは収集されることを阻止する(流れに対して小さい抵抗を有する)ベントとして動作する。流体は、所望の数だけ、多孔装置を通過して往復運動できる。
【0108】
次いで、ポンプ40が、ベース31から接続解除され、これにより、多孔フィルター装置35が露出される。いったん多孔フィルター装置35が、下部部分32から除去されると、第1の多孔媒体37への容易な接近性が得られる。代替的に、下部部分32からポンプ40の上面部分41を係合解除すると、多孔装置35が、ウエル32から除去される。
【0109】
次いで、第1の多孔媒体37が、顕微鏡スライドに押付けられ、これにより、収集場所上に収集された粒子物質が、収集された状態のままで、スライド上に移行される。これにより、細胞学的検査が、膜内の孔の邪魔無しで、または、処理要求に起因する遅延無しで、実施者により、細胞上で行われることが可能となる。
【0110】
細胞の詳細は、固定に依存するので、細胞は、スライド上に置かれた後ただちに固定されることが好ましい。準備と固定との間の遅延が長すぎると、細胞が乾燥され、これは、細胞構造にとって悪影響である。さらに、空気乾燥アーチファクトが、構造の染色結果に悪影響を及ぼす。例外は、空気乾燥が固定ステップとして使用されるライトギエムザ染色法により細胞が染色される場合である。
【0111】
本発明の別の1つの実施例では、細胞単層は、収集場所上に直接に固定される。これは、まず初めに、前述のように、細胞学的収集装置の収集場所上に細胞単層を置き、次いで、例えばアルコールまたはアセトンなどの接着剤を含む溶液を、細胞学的収集装置を通過させることにより行われる。
【0112】
代替的形態
前述の粒子物質収集装置は、他の適当な濾過装置または処理装置と組み合せて使用されることが可能である。例示的な装置は、ハウジング10に取り付けられることが可能である挫滅組織片および/またはアッシー装置を含む。
【0113】
通常、これらの付加的モジュールは、出口および入口を有するハウジングを含み、ハウジング内の流体流経路を横断して配置されている濾過、アッシー、または検出要素を含む。例えば、本装置は、入口と出口との間の流路を形成する入口ポートおよび出口ポートを含むハウジング、流路を横断して配置されているフィルター、および、フィルターの出口側に配置されている、例えば基質ビードなどの自由に可動のクロマトグラフィー/アッシー要素を含む。クロマトグラフィー/アッシー要素は、流体内の粒子物質と自由に混合して、粒子物質を捕捉することが可能であり、これにより、アッシーにより粒子物質の存在を求めることが可能である。適切な装置は、米国特許第4953561号明細書、米国特許第5224489号明細書、米国特許第5016644号明細書、米国特許第5139031号明細書、米国特許第5139685号明細書、米国特許第5042502号明細書および米国特許第5137031号明細書に開示されているものを含む。
【0114】
本発明の範囲内には、患者標本から単一スライドを形成すること、単一患者サンプルから複数のスライドを形成すること、または、複数の患者標本から複数のスライドを形成することを含む。患者標本は、単一のショット、バッチ、または連続的方法で処理されることが可能である。他の染色用途のための付加的なスライドは、容易に準備されることが可能である。例えば免疫細胞化学またはインシトゥーハイブリッド形成などの新規の方法による、ヒト乳頭腫ウイルス試験は、付加的なスライド上で行われることが可能である。オンコジーン産物または他の免疫細胞化学試験が開発されると、より多くのスライドが、必要となることもある。これらの試験が必要とすることもある異なる固定は、プロシージャ内に容易に組込まれることが可能である、何故ならば準備は、スライドがただ1つの方法で固定されることを必要としないからである。
【0115】
細胞学での細胞変化の視覚化のための、最も広く使用されている染色は、パパニコロー染色プロシージャである。婦人科学および非婦人科学双方のために使用されるこの染色法は、基本的に、青色核とオレンジ色、赤色または緑色細胞質の対比染色から成る。核染色は、正常細胞および異常細胞に関連する染色パターンを示し、細胞質染色は、核詳細および細胞分化を含む多数の要因を観察する能力に帰せられる。この染色プロシージャにより、多色プレパラートが得られ、これは、肉眼に快適であり、眼の緊張を緩和することもある。このスライド準備プロシージャは、ほぼ全ての形の細胞学に使用されることが可能である。
【0116】
さらに、完全に収容されている使い捨て用品の使用は、生物学的危険の心配に対処する。最後に、細胞学的解釈の改善をもたらす細胞の向上された提示は、より一貫性があり、より信頼性が高い患者診断を提供することにより、細胞学の役割を広げる。
【0117】
捕捉された微生物は、培養基内で培養されることが可能である。細胞単層が、細胞学的収集装置内に収集された後、流体は、収集場所を逆流洗浄するのに使用されることが可能であり、これにより、任意の収集微生物を、収集場所から移行させる。
【0118】
バクテリア試験において、第1の多孔媒体が、クアルチャー(Qualture)装置(図示せず)により培養するのに使用されて、特定のバクテリアコロニーの存在を検出する。クアルチャー装置は、1つのフィルター膜と、脱水された選択的な媒体の4つの栄養パッドを含むプラスチックカプセルである。
【0119】
クアルチャー技術は、寒天プレート法に比してより感度が高く、予定運命診断を決定するのにより迅速である。本装置は、最も頻繁には4乃至6時間で、1つのステップで、バクテリア分離集団をスクリーニングし、分離し、予定運命的に診断する。試験は、50ミリリットルの流体からの回収が、優れており、感度が高いことを示した。
【0120】
本発明は、特定の好ましい実施例で説明されたが、これらの実施例に制限されない。本発明に含まれる代替的実施例、例および改変は、特に、前述の教示を斟酌して、当業者により形成されることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の好ましい実施例の断面図である。
【図2】 本発明による粒子物質分離チャンバの断面図である。
【図3】 粒子物質分離チャンバを通過する流体流経路の断面図である。
【図4A】 粒子物質分離チャンバの底部を形成する、ベースおよびウエル組立体の平面図である。
【図4B】 粒子物質分離チャンバの底部の平面図であり、ウエルの時計文字盤表面の改変を示す。
【図4C】 粒子物質分離ハウジングの底部の平面図であり、ウエルの網状線表面の改変を示す。
【図5】 解体されたベース、中空管、および容器の断面図である。
【図6】 粒子物質分離ハウジングの上部の底面図である。
【図7】 粒子物質分離ハウジングの底部の断面図であり、選択的なチャンネルおよび選択的なフラップを示す。
【図8】 粒子物質分離ハウジングの底部の断面図であり、選択的なチャネルおよび選択的なOリングを示す。
【図9】 粒子物質分離ハウジングの底部の断面図であり、選択的なチャンネルおよび選択的なフラップを示す。
【図10】 本発明の第2の好ましい実施例の断面図である。
【図11】 本発明の第3の実施例の断面図である。
【図12】 本発明の1つの好ましい実施例によるフィルター装置の底面図および側面図の組合せである。
【図13】 本発明の第1の好ましい実施例による半自動的方法で使用される装置の断面図である。
【図14】 第1の位置での図13の装置の概略図である。
【図15】 第2の位置での図13の装置の概略図である。
【図16】 本発明の第2の好ましい実施例による半自動的方法で使用される混合装置の図であり、混合装置の上部プラットフォームは、その上部すなわち開形形態で示されている。
【図17】 上部プラットフォームをその下部すなわち閉形形態で示す、図16の混合装置の図である。
【図18】 図16の混合装置の平面図である。
【図19】 図16の混合装置の側面図である。
【図20】 例示的な駆動機構を示す、図16の混合装置の底面図である。
Claims (13)
- 複数の標本を同時に処理するための装置であって、上記標本のそれぞれは、それぞれの粒子物質を含む流体を含み、
上記装置は、上記標本の数に対応する数であってそれぞれの標本を保持する容器(20)と、上記標本の数に対応する数であってそれぞれの流体をそれぞれの上記容器(20)と連通させるポンプ(40)と、上記標本の数に対応する数であってそれぞれの上記ポンプ(40)とそのそれぞれの上記容器(20)との間に配置され、それぞれの粒子物質を収集するフィルター(35)と、上記容器(20)のそれぞれを支持し、少なくとも上記標本の数に対応する数の第1の受容部材(102)を有し、それぞれの該第1の受容部材(102)により上記容器(20)のそれぞれを連続的に係合する第1の係合部材(101)と、上記ポンプを係止し、上記第1の受容部材(102)の数に対応する数の第2の受容部材(107)を有し、それぞれの該第2の受容部材(107)により上記ポンプ(40)のそれぞれを連続的に係合し、上記それぞれの第1受容部材(102)および第2受容部材(107)を互いに対して相対的に回動可能にする第2の係合部材(103)と、攪拌器(58)と、を備え、上記攪拌器(58)の数が上記標本の数に対応し、上記攪拌器(58)はそれぞれの標本内部に延在し、前記それぞれの第1受容部材および前記それぞれの第2受容部材のうちの一つに対して相対的に取付けられており、
上記第1の受容部材(102)のそれぞれと上記第2の受容部材(107)のそれぞれとの間の相対回動運動は、前記それぞれの攪拌器(58)にそれぞれの流体内のそれぞれの粒子物質を拡散させている、装置。 - 上記容器(20)の中の1つが上記標本の中の1つを保持し、上記ポンプ(40)の中の1つと上記フィルター(35)の中の1つとがそれぞれ、上記1つの容器(20)に対応し、上記第1の受容部材(102)の中の1つが、上記1つの容器(20)に連続的に係合し、上記第2の受容部材(107)の中の1つが、上記1つのポンプ(40)に連続的に係合している、請求項1に記載の装置。
- 上記第1の係合部材(101)は、上記第2の係合部材(103)に対して往復運動するもので、応答的に上記ポンプ(40)のそれぞれを作動して、そのそれぞれの容器(20)とそのそれぞれのポンプ(40)との間でそれぞれの流体を連通させている、請求項1又は2のいずれか1項に記載の装置。
- 上記第1の受容部材(102)は、上記第1の係合部材(101)に対して、上記それぞれの容器(20)を回転させる駆動装置(121)を含んでいる、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の装置。
- 上記第2の係合部材(103)に対して上記第1の係合部材(101)を動かすことにより、そのそれぞれの流体内の上記それぞれの物質を拡散させている、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の装置。
- 上記第2の係合部材(103)は、上記ポンプと摩擦結合する弾性バンド(B)を備えている、請求項2に記載の装置。
- 上記駆動装置(121)は、1つの主駆動装置(120)により共通して回転されることとなる、請求項4に記載の装置。
- 複数の標本を同時に処理する方法であって、上記標本のそれぞれは、それぞれの容器(20)内に保持され、それぞれの粒子物質を含むそれぞれの流体を含み、
上記方法は、それぞれのポンプ(40)により、上記容器(20)のそれぞれを閉鎖し 、それぞれの攪拌器(58)をそれぞれの容器(20)内の標本内部で延在させており、各ポンプ(40)は、それぞれ1つのフィルター(35)を含み、上記フィルター(35)は、そのそれぞれの容器(20)とそのそれぞれのポンプ(40)との間に配置され、そのそれぞれの粒子物質を収集することと、第1の係合部材(101)上で上記容器のそれぞれを支持し、該第1の係合部材(101)は、上記標本の数に対応する数の第1の受容部材(102)を有し、上記容器(20)のそれぞれは、それぞれ1つの第1の受容部材(102)により連続的に係合されていることと、第2の係合部材(103)上で上記ポンプ(40)を支持し、該第2の係合部材(103)は、上記第1の受容部材(102)の数に対応する数の第2の受容部材(107)を有し、上記ポンプ(40)のそれぞれは、それぞれの第2の受容部材(107)により連続的に係合されて、前記それぞれの第1受容部材(102)および前記それぞれの第2受容部材(107)がお互いに対して相対的に回動可能となっていることと、
上記第1の受容部材(102)および上記第2受容部材(107)のそれぞれを互いに対して相対的に回動させて、上記攪拌器(58)にそのそれぞれの流体内のそのそれぞれの粒子物質を拡散させることを含む、方法。 - 上記容器(20)の中の1つが上記標本の中の1つを保持し、上記ポンプ(40)の中の1つと上記フィルター(35)の中の1つとが、それぞれ上記1つの容器(20)に対応され、上記第1の受容部材(102)の中の1つが、上記1つの容器(20)に連続的に係合し、上記第2の受容部材(107)の中の1つが、上記1つのポンプ(40)に連続的に係合する、請求項8に記載の方法。
- 上記第2の係合部材(103)に対して上記第1の係合部材(101)を往復運動させて、応答的に上記ポンプ(40)のそれぞれを作動して、そのそれぞれの容器(20)とそのそれぞれのポンプ(40)との間でそれぞれの流体を連通させる、請求項8又は9のいずれか1項に記載の方法。
- 上記第2の係合部材(103)に対して上記第1の係合部材(101)を動かすことにより、それぞれの流体内の上記それぞれの物質が拡散されることをさらに含む、請求項8乃至10のいずれか1項に記載の方法。
- 1つの共通の駆動装置(120)により、上記第1の受容部材(102)のそれぞれを回転させることをさらに含む、請求項8乃至11のいずれか1項に記載の方法。
- 上記第1の係合部材(101)に対して摩擦抵抗によって回動させるために、弾性バンド(B)によって上記第2の係合部材(103)を係合させていることをさらに含む、請求項9に記載の方法。
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