JP4117191B2 - マルチウェル濾過装置 - Google Patents

Description

本発明は一般に濾過装置に関し、さらに詳しくは、マルチウェル濾過すなわち固相抽出装置に関する。

マルチウェル濾過／固相抽出アセンブリーは本技術分野においてよく知られており、また体液検体のアッセイに使用されている。従来の濾過アセンブリーは通常、体液検体を受けるための多数のウェルを持つ濾過プレートすなわち分離プレートと、濾液を収集するための複数のウェルを持つ収集トレイとからなる。分離プレートと収集トレイは互いに重ねて配置され、個々の収集ウェルが１つの濾過ウェルと対応するようになされている。通常のマルチウェル濾過プレートは、多数のアッセイを同時に行うために９６個のウェルを備える。各々のウェルは典型的には、分離プレート内に導入された液体から生体成分を分離して、体液の液体部分を収集トレイ内に濾過させるための分離媒体、例えばフィルター部材を含む。

多くの応用において、マルチウェル濾過／固相抽出アセンブリーは液体に分離媒体を通過させるために、真空、正圧、遠心力あるいは他の機械的手段を必要とする。マルチウェル濾過プレートにおいて多数の生体試料を真空処理するために有用な真空ボックスが、両方ともＡｙｓｔａに認可された米国特許第５２０５９８９号および米国特許第５２８３０３９号に開示されている。

しかしＡｙｓｔａの真空ボックスも、また多数の試料を同時に処理するように設計された他の従来の真空アセンブリーもコストが高く、そのため多くのユーザーは試料を処理するために９６ウェル形式の装置を採用することを躊躇してしまう。

本発明は、高価な真空アセンブリーを必要とせずに多数の試料を真空処理することを可能にするために、マルチウェル分離プレートと収集プレートの間の低コストのインターフェースを提供するものである。

本発明が提供するマルチウェル濾過および固相抽出装置は、従来のマルチウェル分離プレートおよび濾液または廃液収集プレートを使用して液体生体試料の真空処理を行う上で有用なものである。本発明の利点は、高価な従来の真空ボックスを必要とせずに多数の体液試料を同時に真空処理するための効果的な手段を提供することである。１つの具体的な実施態様では、本発明の装置は一般に９６ウェル分離プレートと９６ウェル収集プレートに接続され、かつそれらとのインターフェースを行うようになされた独自の真空カラーからなる。

分離プレートは一般に、各々入り口部分と、ノズルのような先端を形成する比較的狭い出口部分とを含む複数の濾過ウェルを有する。濾過ウェルは、分離プレートの厚みを貫通して延びる。濾過ウェルの各々の内部には分離媒体が備えられ、アッセイすべき体液検体を濾過する。同様に収集プレートは複数の収集ウェルを持ち、濾過ウェルのうち対応する１つから排出される濾液すなわち溶出液を受ける。

真空カラー(collar)を分離プレートと収集プレートの間に接続すると、真空カラーはほぼ気密なチャンバーを規定するということが重要である。このチャンバーを、真空ポンプアセンブリーのような安価な真空源に接続する手段が備えられる。例えば、カラーを通って延びて真空ホースに接続されるようになされたホースバーブコネクタが備えられる。更に特定の用途に適応できるように、チャンバー内の差圧を手動で制御することを可能にする手段が備えられる。

真空カラーは好適には、分離ウェルと収集ウェルの間の位置合わせを確実にするために、例えばキー付きの構造のような手段を含む。本発明の別の態様では、各分離ウェルの先端の排出口が各収集ウェル内に所定の距離だけ挿入されて、溶出液または濾液が隣接する収集ウェルを汚染しないように、真空カラーが構成される。真空カラーはまた、装置が使用される度に分離プレートと収集プレートが適切に接続されていることを確認し、それにより溶出液または濾液の移送におけるエラーの可能性を無くすための、他の機能を含むことができる。

本発明の１つの特定の実施態様においては、積み重ねた構成の真空アセンブリーに収集プレートが直接接続されるようになされたマルチウェル濾過装置が提供される。より具体的には、収集手段が積み重ねた関係で真空アセンブリーの上に配置されたとき、真空アセンブリーの空気採り入れ部材を受けるような寸法および構造を持つ排気口を含む手段が、収集プレートに含まれる。

添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読むことにより、本発明はより明確に理解され、その目的と利点はより良く把握されるであろう。

図１〜図３に、本発明によるマルチウェル濾過装置１０を示す。装置１０は一般に流体、例えば血液検体またはその他の体液を受けるようになされた分離プレート１２と、真空カラー１４と、分離プレート１２を通過した体液の成分を捕捉し、かつ収容する収集手段１６とを含む。真空カラー１４を真空源（図示せず）に接続するための、例えばホースバーブコネクタ１８のような手段も備えられる。

図２に最も良く示される分離プレート１２は、従来のマルチウェル分離プレートであってよい。分離プレート１２は、濾過または固相抽出技術によって処理すべき体液の多数の試験検体を受けるために、複数、例えば９６個のウェル２２を含む手段を有する。分離プレートのウェル２２は、ここでは「濾過ウェル」と呼ぶこともある。図示した実施態様１０における分離プレート１２内のウェル２２の数は、分析または研究を行う者の都合によるだけであることが理解されるであろう。分離プレート１２に含まれるウェルの数は１つだけであってもよく、またプレート１２の実際の寸法を定める上で機能的に許容されるだけ多くのウェルを含むこともできる。体液の試験試料は、通常は体積が約５００マイクロリットルよりも小さいことが多く、ウェル２２は概してこのような小体積を収容する寸法とされる。分離プレート１２は、一般に利用可能な任意の弾力があり非反応性の材料で形成できる。

図２の破断部分に示されるように、分離媒体２４が一般に濾過ウェル２２の各々の底部に配置され、体液がウェル２２を通過するときに流体の成分を分離して保持するように機能する。分離媒体２４は、考えている用途に適した１層または多層構造の任意のフィルター、膜、マトリックス等からなる。

ここで特に図４を参照する。分離プレート１２はほぼ一体に成形された構造で、濾過ウェル２２の各々は分離プレート１２の全厚みを貫通して延びる一般に円筒形の開口３４からなる。より具体的には、各濾過ウェル２２は比較的広い受け入れ部３８と比較的小さい出口部３９を含んで、ノズル状の先端部を形成する。フィルター２４は図示するように入り口部３８の底部に配置され、保持リング４２または他の通常の手段によって所定位置に保持することができる。隣接するウェル２２の入り口部３８は、共通の壁４４によって規定することができる。ここで図１〜図３を参照して、分離プレート１２は面４７を持つほぼ長方形の上部４６を含み、面４７内で濾過ウェル２２は図示のようなマトリックス状に配置される。特に図２を参照して、分離プレート１２は更に下部４８を持ち、濾過ウェル２２のノズル状の先端部３９はこの下部４８から垂下する。

ここで図２および図４を参照して、図示の実施態様１０における収集手段１６はマルチウェル収集プレートからなる。収集プレート１６は、濾過ウェル２２の先端出口部３９から排出される体液検体の液体成分、すなわち濾液または溶出液を受けるための手段、例えば複数のウェル５２を含む。収集ウェル５２の各々は液体成分を収容するために、収集プレート１６の面５４（図２参照）内で規定される入り口５３と、閉じた底部（図４参照）を持つ。収集プレート１６には、かかるウェル５２をいくつでも含むことができるが、９６ウェル収集プレートが典型的な例である。隣接する２つの収集ウェル５２は共通の壁５８を共有することができる。

本発明によれば、真空カラー１４は分離プレート１２と収集プレート１６の間のインターフェースとなり、それらを接続するように成されることが重要である。より具体的には図２に示すように、真空カラー１４は一般に中央にあるスペース６４を規定する内壁６２と、外壁６６を含む。スペース６４は分離プレート１２の下部４８と収集プレート１６の面５４を受けるような寸法とされる。

真空カラー１４が分離プレート１２と収集プレート１６の間に接続されると、収集ウェル５２の各々は濾過ウェル２２の対応する１つと位置合わせされる。図示された実施態様では、真空カラー１４は濾過ウェル２２の先端排出口３９の位置が収集ウェル５２内に所定の距離だけ挿入されて、溶出液または濾液が隣接するウェルを汚染しないことを保証するように構成される。

真空に引く対象となるチャンバー６８は分離プレート１２、収集プレート１６および内壁６２の間に規定される：図４参照。ホースバーブ継手１８に加えて、真空カラー１４にはチャンバー６８と連通するバルブ７０を含むことができる。

バルブ７０は必要に応じてシステムから排気口７２を通しての排気のために使用でき、取っ手７６により開閉できる。更にまた図１に戻り、本発明の別の態様において、本発明によるマルチウェル濾過装置１０を複数台直列に接続できるように、バルブ７０に例えば雌型ルアー継手のような第二のポート７８を含めることができる。ポート７８は真空カラー１４を他の真空カラーと接続するための手段として有利に使用できる。かくして、本発明の複数のマルチウェル濾過装置１０は互いに接続され、単独の真空源によって運転することができる。第二のポート７８を使用しない場合にこれを封止するためのキャップ７９を備えることができる。図にはただ１つの配置しか示してないが、本発明によれば安価なバルブおよび／またはホースバーブコネクタ（図示せず）を使用して、システムを真空に引くための多くの様々なバルブ配置が可能であることが理解される。

使用時には、装置１０は図１および４に示すように組み立てられる。試料は通常の方法で濾過ウェル２２内に装填される。そしてホースバーブコネクタ１８に接続された真空源（図示せず）が起動される。バルブ部材７０（図１および３参照）が開放位置に切り替えられる。チャンバー６８内の空気が入れ口７２（図４参照）を介して排出され、チャンバー６８内に部分的な真空状態が作られる。この部分的な真空状態により、各濾過ウェル２２内の体液がフィルター２４または他の分離媒体を通過するのが促進される。濾過された流体または濾液は対応する収集ウェル５２内に滴下する。

図には示してないが、本発明によるカラー１４には特にチャンバー内の差圧を制御するためのバルブを含むことができ、それによりチャンバー６８内の差圧を用途によって低差圧と比較的高い差圧の間で調節することができる。

真空カラー１４は更に、分離プレート１２と収集プレート１６が常に同じ向きに位置合わせされることを保証する手段を含むことができることに注意する。ここで再度図１および３を参照して、分離プレート１２には長方形部分４６の角を取った斜面９５が含まれ、これはキーの付いた区域９６内に正しく置かれたときにのみ真空カラー１４内に嵌合するようになされていることが示されている。同様に、図２に示すように、収集プレート１６にはその長方形部分１６の角を取った斜面９７が含まれ、これは真空カラーのキーの付いた区域９８に正しく取り付けられたときにのみ真空カラー内に嵌合するようになされている。真空カラー１４のこれらキーの付いた区域９６および９８は、分離プレート１２と収集プレート１６を１つの向きでしか受け付けず、それにより分離プレート１２と収集プレート１６が正しく位置合わせされることを保証する。

ここで図５〜図６を参照して、本発明による他のマルチウェル濾過装置１００で上記の装置と類似または同一の機能を持つものを、便宜上類似の参照符を付けて示す。より具体的には、この実施態様１００は一般にマルチウェル分離プレート１２、真空カラー１１４、収集プレート１１６および真空アセンブリー１１８が積み重ねられたものからなる。

真空アセンブリー１１８には、ハウジング１１９、ハウジング１１９内に配置された内部真空メカニズム、より具体的には真空ポンプ１２０、およびハウジング１１９から上に向かって延設された空気採り入れ部材を含むことができる。ハウジング１１９には、収集プレート１１６を図示のごとく収容するように構成された凹部のある上面１２４を含むことができる。真空ポンプ１２０は任意の適切な真空ポンプで、例えばＫＮＦ Ｎｅｕｂｅｒｇｅｒ社から入手できる真空ポンプのようなものであってよい。空気採り入れ部材はハウジングの凹形状の表面から延びる、細長い、または溝のような形状のものであってよい。

収集プレート１１６（図６参照）は、収集プレート１１６が真空ハウジング１１９の凹形状の表面１２４の上に重ねられたときに、空気採り入れ部材を受けるように、例えば排気用開口１２６のような手段を含む。排気用開口１２６は好適には、空気採り入れ部材の寸法に適合し、図示のように収集プレート１１６の幅の大部分にわたって延びる。この設計により、チャンバーの全体にわたってほぼ一様な真空状態が実現できる。

真空カラー１１４は上で説明したカラー１４と同一のものであって良い。ただしこの実施態様１００では、真空カラー１１４は別途真空コネクタ１８あるいはその他の真空用接続またはマニホルドを必要としないことが理解される。空気は真空チャンバー（真空カラー１１４、収集プレート１１６および分離プレート１２の間に規定される）から吸い出され、収集プレート１１６の排気開口１２６内に挿入された空気採り入れ部材を直接通って排気される。

この実施態様１００は、分離プレート１２、収集プレート１１４および真空アセンブリー１１８を塔のように積み重ねた構造を通して、多数の体液検体の真空処理を実現する。本実施態様１００はテーブル上の大きな面積やそれに対向するスペースを必要とせずに操作できることが理解される。

本発明によるマルチウェル濾過装置について説明してきたが、これは本発明を有利に利用できる仕方を例示する目的のためであり、本発明は上記に限定されるものではない。従って当業者であれば考えられるあらゆる改良、変更または同等の構成は本発明の範囲内のものと見なされるべきであり、その範囲は添付の請求項によって規定されるものである。

本発明によるマルチウェル濾過装置の斜視図である。 図１に示したマルチウェル濾過装置の分解図である。 図１に示したマルチウェル濾過装置の上面図である。 図３の４−４断面における装置の横断面図である。 本発明による他のマルチウェル濾過装置の部分破断側面図である。 図５に示したマルチウェル濾過装置の収集プレートを示す。

符号の説明

１０：マルチウェル濾過装置
１２：分離プレート
１４：真空カラー
１８：ホースコネクタ
２２：ウェル

Claims (9)

1. マルチウェル濾過／固相抽出装置であって、
   流体検体を受けて濾過するための多数の分離ウェルを含むとともに、各分離ウェルに入った流体検体を垂下させるための先端排出口を有する分離プレートと、
   前記各分離ウェルから濾液を受けるための多数の収集ウェルを含む収集プレートと、
   前記分離プレートと前記収集プレートとの間に接続されるものであって、前記分離プレートの下部と前記収集プレートの面とを受けるような寸法を有するスペースを規定するための内壁を有し、前記分離プレートと前記収集プレートと前記内壁との間にほぼ気密なチャンバーを規定するための真空カラーと、
   前記チャンバーを真空源に接続して前記収集プレートと前記分離プレートの間を真空に引くために、前記真空カラーに設けられたコネクタとを有してなり、
   前記真空カラーを前記分離プレートと前記収集プレートとの間に接続した状態で、前記濾過ウェルの前記先端排出口の位置が、前記収集ウェル内に所定の距離だけ挿入され、前記分離プレートと前記収集プレートとの間で前記流体検体が水平方向に拡散することが防止されていることを特徴とする、装置。
2. 前記多数の分離プレートが約９６個のウェルを含む、請求項１記載の装置。
3. 前記収集プレート内に規定された前記多数の収集ウェルが約９６個のウェルを含む、請求項２記載の装置。
4. 溶出液または濾液の移送におけるエラーの可能性を低減するために、前記分離プレートと前記収集プレートの間の適切な位置合わせを確保するためのキー付き構造を更に含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記真空カラーと別の真空カラーの間の接続を可能にして、複数のマルチウェル濾過／固相抽出装置を単独の真空源で運転できるようにするために、前記真空カラー上に配置された接続口を更に含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の装置。
6. マルチウェル濾過／固相抽出装置であって、
   流体検体を受けて分離するための多数の分離ウェルを含み、各分離ウェルに入った流体検体を垂下させるための先端排出口を有する分離プレートと、
   前記流体検体の液体成分を受けるための多数の収集ウェルを含み、排気用開口を持つ収集プレートと、
   前記収集プレートと前記分離プレートを、互いにインターフェースする関係に接続するとともに、前記先端排出口の位置を前記収集ウェル内に所定の距離だけ挿入するためのカラーと、
   前記収集プレートと重なり合う関係で収集プレートを受けるのに適したハウジングと、前記収集プレートの前記排気用開口に挿入されるように構成された空気採り入れ部材と、前記収集プレートを積み重ねた構成で真空アセンブリーの上に配置したときに、前記排気用開口と前記空気採り入れ部材を通って空気を抜き出す真空メカニズムとを含み、前記分離プレート内に受け取られた流体検体の真空処理を可能にする真空アセンブリーとを有してなり、
   前記カラーは、前記分離プレートの下部と前記収集プレートの面とを受けるような寸法を有するスペースを規定するための内壁を有し、前記分離プレートと前記収集プレートと前記内壁との間にほぼ気密なチャンバーを規定するものであり、
   前記排気用開口を通して、前記収集プレートと前記分離プレートとの間に真空が引かれるとともに、前記分離プレートと前記収集プレートとの間で前記流体検体が水平方向に拡散することが防止されていることを特徴とする装置。
7. 前記真空メカニズムが前記真空アセンブリーのハウジング内に配置された真空ポンプからなる、請求項６記載の装置。
8. 前記分離プレートが９６ウェル分離プレートからなる、請求項６又は請求項７記載の装置。
9. 前記収集プレートが９６ウェル収集プレートからなる、請求項８記載の装置。

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