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

Description

【０００１】
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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 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。
13. 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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