JP4138250B2 - 容器を操作する方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
（発明の分野）
本発明の分野は診断である。
【０００２】
（発明の背景）
最近数十年間、現代化学の進歩及びより精巧な機器により多数の臨床試験が開発された。しかしながら、前記試験を実施するために器具及び熟練者が必要なためにコストも高くなっている。臨床診断に関わるコストを削減するために、多くの医者は大抵血液や他の検体の検査を外部の集中または専門の検査所に発注している。しかしながら、外部で臨床検査するために試料採取から試験結果の獲得までの時間がしばしば長くなる。試験結果を得る際の遅れは、心臓発作、毒物中毒または卒中発作を治療する場合のように鑑別診断において時間が重要なファクターであるときには特に不利である。更に、試験結果を得る際の遅れのために全コストが高くなる。
【０００３】
試料採取から試験結果の獲得までの時間間隔は臨床診断のみならず、他の各種分野において非常に重要である。そのような分野として、汚染源を検出するための環境化学、毒ガスを検出するための軍事、痕跡量の化学マーカーを発見するための犯罪研究の分野が例示される。時間的制約及び試料採取場所で診断試験を実施する必要性から、コンパクトな内蔵試験システムが開発されるようになった。前記した内蔵試験システムは２種のカテゴリーに分類され得る。
【０００４】
第１のカテゴリーは定性試験システムにより特徴づけられる。多くの定性試験システムでは必要な試薬をすべて用意し、機器を更に用いることなく試料を分析することができる。例えば、米国特許第３，７２６，６４５号明細書（Ｋａｃｚｍａｒｅｋら）、同第３，７１３，７７９号明細書（Ｓｉｒａｇｏら）及び同第３，６８９，２２４号明細書（Ａｇｎｅｗら）には、手で握れる程に小さくて平らな試験キットが記載されており、ここでは液体または気体試料を試験キットに含まれる試薬と反応させている。インジケータの色の変化によりアナライトの存在が示される。これらの試験キットでは、試薬及び試料を移動、混合するために通常手で圧力を加えている。米国特許第４，８０６，３１６号明細書（Ｊｏｈｎｓｏｎら）に記載されているような他の試験システムでは、試料を重力または圧力差により動かしている。この場合も、色の変化によりアナライトの存在が示される。更なる例として、米国特許第４，８５９，４２１号明細書（Ａｐｉｃｅｌｌａ）には、試験キット中に追加の素子、例えば試薬を一方向にのみ流し得る逆止め弁を存在させることが記載されている。更には、ポジティブ及びネガティブコントロールのための追加の試薬も用意され得る。
【０００５】
第２のカテゴリーは定量試験システムにより特徴づけられる。一般的に、定量試験システムは特殊な器具、通常は光度計または蛍光計を必要とする。前記定量試験システムでは、各種の検出方法を用い、各種方法で試料を試験デバイス内を移動させている。例えば、米国特許４，９６３，４９８号明細書（Ｈｉｌｌｍａｎｔら）には、血液試料を試薬と混合した後毛細管作用により流路に抜取る試験システムが記載されている。試薬と試料の相互作用により、流速が変化する。流速をフォトセルを用いて測定し、流速の変化をアナライトの濃度に相関させている。別の例として、米国特許３，７９９，７４２号明細書（Ｃｏｌｅｍａｎ）には試料を小さな試験容器に入れる試験システムが記載されている。次いで、試料をフィルターユニットを介して発色反応が起こるキュベットに圧送させる。その後、小さな試験容器を読取りデバイスに挿入し、アナライトの濃度を比色法で測定している。米国特許４，６７３，６５７号明細書（Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ）では、試料をアッセイカードに入れ、棒状ローラーにより検出ゾーンに押し込んでいる。パルス真空により試料を検出ゾーンに繰り返し移動させ得る。検出ゾーンは最高２５０個のアナライトを特異的に結合し得、その後アナライトは光学または磁気検出器により自動的に検出、定量され得る。
【０００６】
多種多様の定性及び定量試験システムが当業界で公知であるが、殆どすべてのシステムは複数の欠点を有する。典型的には、前記システムで実施されるアッセイは１ステップアッセイである。すなわち、１個の試料を１試薬または１組の試薬と混合した後反応の結果を測定する。しかしながら、多くの現在の診断反応は検出反応の前に、例えばジスルフィド結合チオールを遊離するために試料を還元したり、信号増幅のためにアナライトまたは２次反応を間接的に測定するために酵素反応を組合わせるなどの複数のステップを用いる。
【０００７】
多くの定性及び定量試験システムの別の欠点は、試料と基質との反応及びアナライトの検出が同一場所で行われることである。このことは、試薬を試料に添加後に別の処理ステップを必要とする場合にはしばしば問題となる。試料を試験システム内のある場所から別の場所へ移動させるとなると、再現性のある試験条件を達成することは難しい。
【０００８】
公知の定性及び定量試験システムの更に別の欠点は、その多くが試薬溶液を貯蔵及び分配するためにスクィーズ容器を使用していることである。スクィーズ容器の操作は簡単であるが、スクィーズ容器から正確な量の試薬を分配することはしばしば問題である。更に、試薬を正確な流量で流す必要がある場合、スクィーズ容器では不正確で再現不能な結果が生ずる恐れがある。
【０００９】
多くの試験システムには適当量の試薬が一緒に供給されており、通常比較的簡単なプロトコルに従って実施されるが、試験結果の正確さ及び精度は使用者、すなわち技術依存性となるという問題がしばしば残っている。従って、前記測定はしばしばエラーになりやすい。
【００１０】
要するに、試料中のアナライトの存在を定性的及び定量的に測定するために多くの試験システムが当業界で公知である。しかしながら、現在の試験システムはアナライトを測定し得る反応シーケンスの複雑さを制限する傾向にある。驚くことに、新規で有用な診断システムの数は増えつつあるが、精巧な器具を使用せずに複雑な試験手順を要する試料中のアナライトを比較的迅速且つ簡単に検出し得る試験システムはまだない。よって、上記制限を解消する方法及び試験システムがなお要望されている。
【００１１】
（発明の要旨）
本発明は自動試料分析のための方法及び装置を提供し、複数のアクチュエータが１つのコンパートメントから別のコンパートメントに試料が移動するのに関与しており、適当な反応物質が１つ以上のコンパートメントにおいて試料と組み合わされている。
【００１２】
好ましくは、アクチュエータは検出器、データ処理能及びプリンターをも備えたデバイスに収容されている。意図される信号検出器には、光電子増倍管、フォトダイオード及び電荷結合デバイスが含まれる。
【００１３】
自動的に実施するために考えられるステップには、試料の分取、試料の希釈、試料の少なくとも一部とアナライトに対して実質的に選択的な結合親和性を有する試薬、緩衝液、酸、塩基または洗浄液との接触が含まれる。意図される反応物質には、センス及びアンチセンス核酸、抗体、固相基質、発色団及び増幅因子が含まれる。
【００１４】
本発明の各種目的、特徴、態様及び作用効果は、本発明の好ましい実施態様に関する添付図面を参照しながらの以下の詳細な説明からより明らかとなるであろう。なお、添付図面において同一部品には同一番号が付されている。
【００１５】
（図面の簡単な説明）
図１は、本発明の使い捨て診断容器の平面図である。
図２は、本発明の別の使い捨て診断容器の平面図である。
図３は、本発明の更に別の使い捨て診断容器の平面図である。
図４は、本発明の更に別の使い捨て診断容器の平面図である
図５は、試料中のアナライトを測定するために図１〜４の容器と共働するアナライザーの斜視図である。
図６は、試料中のアナライトを測定するために図１〜４の容器と共に使用され得るアクチュエータの概略図である。
【００１６】
（詳細説明）
図１は本発明の使い捨て診断容器１０の平面図であり、通常試料入口１２、複数のコンパートメント１３，２２，２６，２８，３０，３２及び入口１２とつなが通路１６を有するパウチからなり、コンパートメント１３とポータル２４，３４，３６，３８，４０は複数のコンパートメントと相互連結している。
【００１７】
容器１０は、約８．５ｃｍ×約１９ｃｍ、厚さ約１ｍｍの比較的平らなラミネートプラスチックパウチであり、その中にコンパートメント、入口、通路及びポータルがすべてヒートシールにより規定されている。勿論、容器の種類及び寸法、コンパートメント及び相互連結部の配置及びコンパートメントの内容は具体例毎に異なり、当業者ならば図１の具体例が多数の可能性ある容器の１例に過ぎないことが分かるであろう。
【００１８】
例えば、容器の大きさは収容すべき反応物質の容積に大きく依存するが、実際容器は通常５０μｌ〜約５ｍｌの範囲の容積を有するような大きさに作られると考えられる。好適な容器は、容器の少なくとも一辺が複数のアクチュエータと接することができる限り任意の形状を有し得る。好ましい形状は平らな封筒形であるが、箱形、丸形、半球形、球形さえも考えられる。
【００１９】
容器１０を形成する対向する頂部及び底部シートは、有利にはポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン及びポリウレタンのような熱可塑性材料から形成され得る。前記シートは約０．０５ｍｍ〜約２ｍｍの範囲の比較的均一の厚さを有すると考えられる。対向する２枚のシートを同一材料から作成する必要はない。例えば、一方のシートを反射性ホイルから構成し、他方のシートを透明もしくは半透明プラスチックから構成してもよい。ホイルを使用すると、温度安定性の向上に役立ち、追加の防湿及び酸素バリヤーとして機能し得る。また、ホイルは熱源から試料または試薬への熱伝達を高めることもできる。
【００２０】
好ましい容器は、その全部もしくは一部が可撓性である。本発明において可撓性とは、構造または材料にダメージを与えることなく一時的に変形させることにより穏当な力に降伏する能力を指す。本明細書で使用する穏当な力とは、典型的には５ｌｂ／ｉｎ２以下の圧力である。例えば、好ましい平らな封筒形容器は容器が破けたり避けたりすることなく直径１インチの円筒状対象物に巻き付けるのに十分に可撓性である。別の例では、容器の一部が該部分内に保持されている容積が外壁を破断することなく移動させるのに十分に可撓性であることが有利であり得る。更に、容器は複数の開口部を有し得る。開口部の数は少なくとも１個から１２個以上の間のかなり広範囲であり得る。前記開口部は開閉機構を有するか、密封可能であるかまたは永久的に開放されて得る。更に、幾つかの開口部は相互に液体連絡性であっても、ベントまたはオーバーフローとして使用してもよい。容器の更なる特徴は複数のコンパートメントを有することである。
【００２１】
容器１０は、アラナイザー４００の整合ポスト上に載置するための取付けホール４２をも含む。別の取付けデバイスまたは方法、例えばフック、ループや適当な位置で容器１０に連結するための別の載置アタッチメントも考えられる。更には、容器１０から載置部品をなくすことも考えられる。
【００２２】
また、１つ以上のラベル（図示せず）を容器１０に貼付してもよい。ラベルには、識別マーク、実施する診断試験の種類に関する情報、患者の情報、試験結果データまたは他の情報が記されている。ラベルは任意に取り外し可能であり、例えば容器１０から患者のカルテに移し替えることができ、これにより誤記を生む可能性のあるデータの転記の必要がなくなる。
【００２３】
入口１２は試料または他の材料を受容するための入口部分として機能する。多くの構成が考えられるが、入口をある種の一般的接続機構を使用することが好ましい。例えば、図１の入口１２はルアーロック機構の雌部である。別の入口はより単純であってもより複雑であってもよく、また針を穿刺または穿孔することができるパッドを含んでいてもよい。
【００２４】
入口を容器の図１に図示する以外の場所に配置することもできる。例えば、固体材料用の好適な入口は容器の頂部または底部を形成するシートの一方に簡単なスロットとして形成され得る。前記入口は比較的硬い試験片、例えば組織または無機質試料を受容するのに非常に適していてもよく、フラップまたはテーブ機構によりシールされ得る。
【００２５】
コンパートメント１３，２２，２６，２８，３０，３２は、少なくとも或る時間の間容器の他の部分から流動的に分離される容器１０の一部である。通常、これらのコンパートメントは容器の壁の少なくとも１つと接する少なくとも１つの連続素子を用いて互いに分離されている。例えば、容器が円筒状ならば、連続素子は、円筒の軸線に対してほぼ垂直であり、円筒の内周面と接する仕切であり得る。容器が平らな袋ならば、連続素子は有利には所定空間を包囲する形態の対向辺間のヒートシールからなり得る。
【００２６】
好ましいコンパートメントの容積は有利には容器の総容積の約３〜約９０％であり得る。前記コンパートメントには試料、試薬または空気が充填され得るが、コンパートメントに空隙が実質的になくてもよい。例えば、コンパートメント２２は約１ｍｌの結合試薬を収容するように設計され得、洗浄コンパートメント２８は最高約５ｍｌの溶媒溶液を保持するように設計され得る。
【００２７】
有利には、コンパートメントの少なくとも一部は透明部分からなり、この透明部分を介して信号が検出され得るかまたは反応の進行をモニターし得る。場合により、対向面が信号の検出を改善するための反射面であることも有利であり得る。コンパートメントを例えば熱、光または他の放射線から遮蔽してもよい。
【００２８】
コンパートメントは、例えばポータル３４，３６，３８，４０にあるように１つ以上の開口部を有し得る。前記開口部は、例えばコンパートメントを包囲する不連続壁により容器の残りと永久的に液体と連絡していてもよい。また、開口部は一時的に閉鎖されていてもよい。例えば、開口部を破損可能なシールで形成してもよく、開放力がシールを破損しない限りこのシールにより当該コンパートメントが容器の残りの部分と分離される。通常、破損可能なシールは約５〜１５ｐｓｉで流体を通過させ得る山形破断点である。別の例では、開口部は逆止め弁からなり、これにより弁の端部間に圧力差が生じたときに材料は一方向にのみ流れ得る。更に別の例では、開口部は閉鎖力により一時的に閉鎖され得る。典型的には、閉鎖力は容器の外部から圧縮パッドを介して伝達され、これによりコンパートメントが容器の残りの部分から一時的に物理的に分離される。
【００２９】
通路１６及びポータル３４，３６，３８，４０は、複数のコンパートメント及び容器内の他のスペースを外部環境と流動的に接続するように機能する。用語「流動的に接続」とは、具体的に液体、気体または流動化固体に関わらず流動性組成物の移動を含む。多くの場合、流体は一方向にのみ移動すると意図されているが、他の場合には流体の少なくとも一部を前進及び後退の両方向に移動させることが有利であり得る。
【００３０】
場合により、コンパートメントまたは他のスペースは或る時間バリヤーにより分離され得、バリヤーを或る時点で破断することが考えられる。場合により、分離されているコンパートメントまたは他のスペースは流動的に接続可能であると見做される。
【００３１】
図２は別の構成を示し、ここでは容器１００は入口の代わりに入口スロット１２Ａを有している。好ましくは、スロット１２Ａは容器１００内に入っている液体試料が漏れ出さないようにシール可能である。入口スロット１２Ａがプラスチックまたは他のリング１５内に配置されていることが有利であり得る。リング１５は容器１００に取り付けられ得、入口スロット１２Ａに導入した液体が容器から漏れ出さないように着脱自在のカバー（図示せず）を被せることができる。
【００３２】
図３は別の構成を示し、ここでは容器２００はコンパートメント１８に流動的に連結されているかもしくは連結可能であるオーバーフローコンパートメントを含んでいる。コンパートメント１８は、診断試験で使用すべき所定容積を規定するように外部と仕切られ得る容積測定ゾーン１４をも含む。例えば、所定容積が約１００μｌであると仮定すると、流体受容部分１８は約１００μｌよりも多い供給容積（例えば、１５０μｌ）を受容することができる。この場合、１５０μｌの試料を受容後、容積測定ゾーン１４は所定容積の約１００μｌが規定され、その後診断試験のために使用され、過剰容積の約５０μｌがオーバーフロー部分２０に移動するように外部と仕切られ得る。通常所定容積の試料のみが診断試験を実施するために使用されるので、オーバーフロー部分に移動した過剰容積は診断試験に使用されない。この外部と仕切られ得る容積測定ゾーン１４により、試料を定量分析するための手段が提供される。
【００３３】
容積測定ゾーン１４の仕切りは２ステップを含む。第１ステップでは、オーバーフロー部分２０への流体連結を与えるエリアを除く所定容積を規定する領域の周りのエリアのすべてに対して圧力を加えるように少なくとも１つの可動性物体（例えば、圧縮パッド）を用いる。これにより、所定容積を規定する領域が部分的に包囲され、過剰容積はオーバーフロー部分２０に移動し得る。第２ステップでは、過剰容積が所定容積から分離するように少なくとも１つの可動性物体（例えば、仕切エッジ）を用いる。これにより、所定容積を規定する領域は完全に包囲される。圧縮パッド及び仕切エッジは、所定容積が規定されるならば任意の材料から作成され得る。可動性物体の仕切は加えた圧力が特定容積を所定容積として規定し得るように調節され得ると認められる。
【００３４】
図４は別の構成を示し、ここでは容器３００は更にコンパートメント１０２，１０４，１０６，１０８を有する。図４に示すオーバーフローコンパートメント２０は、線Ｂ−Ｂに沿ってシールされたなら図３に示したと同一の構成を有する。この具体例では、コンパートメント１０２，１０４，１０６，１０８はそれぞれ試薬コンパートメント２２、反応コンパートメント２６、基質コンパートメント３０及び洗浄コンパートメント２８からなる部分を有する。線Ｂ−Ｂに沿ってシールされたなら、これらのコンパートメント部分は図３に示す試薬コンパートメント２２、反応コンパートメント２６、基質コンパートメント３０及び洗浄コンパートメント２８になり得る。更に、コンパートメント１０２，１０４，１０６，１０８はそれぞれ取外し自在のデリバリー部分１１０，１１２，１１４，１１６を有する。更に、コンパートメント１０２，１０４，１０６，１０８はそれぞれ流体入口１１８，１２０，１２２，１２４を有する。従って、コンパートメント１０２は結合試薬コンパートメント２２に相当する部分、取外し自在のデリバリー部分１１０及び流体入口１１８を有する。コンパートメント１０４は反応コンパートメント２６に相当する部分、取外し自在のデリバリー部分１１２及び流体入口１２０を有する。以下同様である。
【００３５】
容器３００は次のようにして作成され得る。図４を参照すると、適当な流体は各コンパートメントの流体入口を介して取外し自在のデリバリー部分に導入される。例えば、イムノアッセイでは、少なくとも１つの結合対メンバーを含む流体をコンパートメント１０２の取外し自在のデリバリー部分１１０に挿入され得る。固体物質を含む流体はコンパートメント１０４の取外し自在のデリバリー部分１１２に挿入され得る。基質を含む流体はコンパートメント１０６の取外し自在のデリバリー部分１１４に挿入され得る。洗浄液はコンパートメント１０８の取外し自在のデリバリー部分１１６に挿入され得る。適当な流体を各取外し自在部分に挿入したら、各コンパートメントの入口は挿入した流体が該コンパートメント内に留まるようにシールされ得る。これは、線Ａ−Ａをヒートシールすることにより実施され得る。各コンパートメントに同伴される泡の数を最小限とするために、流体入口をシールする前に各コンパートメントのコンパートメント部分近くに各流体を配置し得る。こうするために、重力により各流体が各コンパートメント部分に押しやられるように容器は配置され得る。
【００３６】
流体入口をシールした後、各流体の少なくとも一部は各コンパートメントの取外し自在のデリバリー部分から各コンパートメントのコンパートメント部分に移動し得る。再び、各コンパーンメントに同伴される泡の数を最小限とするために、各流体を移動させる前に該流体は各コンパートメントのコンパーンメント部分の近くに配置され得る。流体をデリバリー部分からコンパートメント部分へ移動させるためには任意の方法が使用され得る。例えば、重力及び／または圧力を使用して各コンパートメントのコンパートメント部分に流体を移動させることができる。一旦各流体の少なくとも一部をコンパートメントのコンパートメント部分に移動させたら、そのコンパートメント部分内の流体が該部分に留まるように前記部分は各コンパートメントのデリバリー部分からシールされ得る。例えば、線Ｂ−Ｂに沿ってシールされ得る。次いで、各コンパートメントのデリバリー部分は任意の適当な手段により、例えば線Ｂ−Ｂに沿って切断することにより、容器から切り離され得る。この場合、各コンパートメントのデリバリー部分を切り離すと図３に示す診断デバイスとなる。
【００３７】
図５において、アナライザー４００は通常、整合ポスト４１４を含む容器受容ゾーン４１２を有する主要区画４１０、ドア４２０、複数のアクチュエーター４３０、検出器４４０、プリンター４５０及びインターフェース４６０を含む。アナライザー４００には例として処理容器２００が共に図示されている。
【００３８】
主要区画４１０には、予定する試験を完了するために必要な実質的にすべての電子部品または他の回路部品が収容されている。勿論、主要区画４１０は適当な形状及び寸法を用いて設計され得、プラスチック、金属または任意の他の好適材料から形成され得る。
【００３９】
受容ゾーン４１２は予定する試験を実施している間容器１０を受容するためにドア４２０と協働している。別の具体例では、ドアは必ずしも必要でなく、その代わりに容器はアクセススロットに挿入され得る。整合ポスト４１４は適当な様式で構成され、全く排除してもよい。
【００４０】
アクチュエータグループ４１２は、容器１０により幾つかの材料に影響を及ぼす目的で１つ以上の力を容器１０に加えるために使用される。前記グループ４１２の一部をなし得るアクチュエータの例は圧縮パッド、棒状ローラーまたはホイールである。考えられるアクチュエータは１つ以上の追加の機能、例えば加熱、冷却及び磁力の負荷をも有し得る。例えば、アクチュエータは酵素を熱不活化したり、反応を所望温度に加温したりし得る。別の具体例では、アクチュエータは磁気ビースの表面に結合することによりアナライトを濃縮するために使用され得る。アクチュエータは流体、固体または空気が占める容積を変更するためにも使用され得る。流体の例には、緩衝液、試料、反応混合物、試薬溶液等が含まれ得る。固体には常磁性ビーズが含まれ、気体には保護剤としての窒素またはアルゴン、化学反応の副生成物としてのＣＯ２が含まれ得る。
【００４１】
アクチュエータが圧縮パッドからなる場合には、前記パッドは容器の一部に適当な力を加えるのに適当な材料から適当なパターンで作成され得る。典型的には、圧縮パッドは実質的に平らな面であり、コンパートメントまたは通路の形に対応する形を有する。仕切をシールするためにアクチュエータを使用する場合には、仕切エッジは好ましくは楔または突出部を有する圧縮パッドの形態で用意され得る。
【００４２】
検出器４４０は本質的に１個、または容器を使用して発生した信号を検出するために使用される信号検出器の組合せである。意図される信号検出器には、光電子増倍管、フォトダイオード及び電荷結合デバイスが含まれる。任意に、検出器４４０をアナライザー４００に含める。
【００４３】
プリンター４５０は、情報を人または機械が読取り可能なフォーマット上に印刷するために使用され、例えば紙ラベルまたはシート上に印刷される。任意に、プリンターはアナライザー４００に含める。
【００４４】
インターフェース４６０は任意のタイプの電子機器または情報を他のデバイスで交換する他の手段であり得る。典型的なインターフェースは共通のＲＳ２３２（シリアル）データポートである。
【００４５】
バーコードまたはラベル上に手または機械で書き込んだ他の情報を検出し得るスキャナを含めたアナライザー４００に対する他の構成は図示されていない。
【００４６】
図６に、図５に図示し、図３の容器２００と協働するアクチュエータグループ４１２を更に詳細に示す。しかしながら、アクチュエータグループ４１２は特定構成を有する容器２００以外の多くの異なる容器と一緒に使用することができ、一般的なアクチュエータグループは非常に多数の容器及び対応する試験プロトコルと共に使用され得ることを理解すべきである。
【００４７】
図６を参照すると、アクチュエータ４１２は診断デバイス、例えば図３に図示したデバイス２００の複数のコンパートメントに対応する一連の圧縮パッドを有する。各圧縮パッドは、流体が移動するようにデバイスの特定区域に外力を加えるために機能し得る。例えば、圧縮パッドはコンパートメント内の山形破断点に５〜５０ｐｓｉの流体圧力を加えるために使用され得る。典型的には、２つの圧縮パッドは山形破断点を有する各コンパートメントに対応する。１つの圧縮パッドは流体を山形破断点に向かって移動させるために使用され、他方の圧縮パッドは流体を山形破断点を介して移動させるために力を加えるべく使用される。加えて、山形破断点に近い圧縮パッドは所要によりコンパートメント間を流体が移動するのを防止するために使用され得る。
【００４８】
図６を参照すると、アクチュエータ４１２は結合試薬コンパートメント圧縮パッドＶ０１，Ｖ０３を有する。結合試薬コンパートメント圧縮パッドＶ０１を圧縮後結合試薬コンパートメント圧縮パッドＶ０３を圧縮すると、デバイス２００の結合試薬コンパートメント２２内の流体はデバイス２００の山形破断点２４を通過し得る。更に、結合試薬コンパートメント圧縮パッドＶ０３はコンパートメント間を流体が移動するのを防ぐために機能し得る。
【００４９】
アクチュエータ４１２は容積測定ゾーン圧縮パッドＶ０３，Ｖ０４，Ｖ０７，Ｖ１０をも有する。容積測定ゾーン圧縮パッドＶ０３，Ｖ０４，Ｖ０７は所定容積の試料を規定するエリアを部分的に包囲するように機能し得る。容積測定ゾーン圧縮パッドＶ１０は流体が１つのコンパートメントから他のコンパートメントに移動するように機能し得る。更に、アクチュエータ４１２は、所定容積を規定するように機能し得る仕切エッジＶ０８を有する。仕切エッジＶ０８により、流体が例えば流体受容部分１８とデバイス２００のオーバーフロー２０の間を移動するのが防止され得る。
【００５０】
アクチュエータ４１２は反応コンパートメント圧縮パッドＶ０９をも含む。流体を反応コンパートメントから移動させ得る以外に、反応コンパートメント圧縮パッドＶ０９は常磁性磁石Ｖ１５より生ずる磁力をも回転するように回転し得る。可動性磁力は、アッセイの反応速度が上昇するように反応コンパートメント内で常磁性粒子を移動させるために使用され得る。更に、常磁性または電気磁石により生ずる磁力は常磁性粒子を特定位置に保持するために使用され得る。
【００５１】
更に、アクチュエータ４１２は基質コンパートメント圧縮パッドＶ０６，Ｖ１１、洗浄コンパートメント圧縮パッドＶ０５，Ｖ１２及び廃液受容コンパートメント仕切エッジＶ０２を有する。前記圧縮パッドは流体を移動させるために使用され得、廃液受容コンパートメント仕切エッジＶ０２は流体が例えばデバイス２００の反応コンパートメント２６と排液受容コンパートメントコンパートメント３２の間を移動するのを防止するために使用され得る。
【００５２】
アナライザー装置は任意のタイプの信号検出機構を有し得、この機構には非限定的に光電子増倍管、フォトダイオード及び電荷結合デバイスが含まれる。図５を参照すると、アナライザー装置４００は光電子増倍管４１４を有する。更に、シャッター４１６が光電子増倍管４１４を保護するために使用され得る。
【００５３】
アナライザーは、圧縮パッド及び仕切エッジが診断試験の間の特定時間に特定の外力を加えるようにプログラム可能であり得る。更に、アナライザー装置は診断デバイスを位置づけるための整合手段（例えば、複数のピン）を有し得る。更に、アナライザーは各圧縮パッド及び仕切エッジの各側上に圧縮センサーを有し得る。これらのセンサーは加えた圧力の量を測定し、調節するために使用され得る。加えて、これらのセンサーは各圧縮パッド及び仕切パッドが操作中正しく働いているかを調べるために使用され得る。
【００５４】
以下の方法は試験中の操作の例である。これらの方法では、図６に示すアクチュエータ構成部品を参照してデバイス２００を使用している。０はオフ、すなわち外圧を加えていないことを意味し、１はオン、すなわち外力を加えたことを意味する。
【００５５】
【表１】
Figure 0004138250
【００５６】
使用方法
通常、試料を加圧下で入口１２に導入し、試料コンパートメント１３に移動させる。コンパートメント１３の能力を超えた過剰試料は溢出コンパートメント２０に溢れ出、この溢出コンパートメント２０はコンパートメント１３中の試料の量を分取するように機能する。コンパートメント２２からの第１反応物質を試料に添加し、適切にインキュベートした後試料を反応コンパートメント２６に進入させる。反応チャンバ２６は追加の反応物質を含んでいてもよく、基質または他の反応物質コンパートメント３０から更なる反応物質を添加することもできる。処理段階の１つ以上の時点で、試料を洗浄コンパートメント２８からの洗浄液により洗浄し得る。廃棄材料は廃棄コンパートメント３２に押し込む。これらの処理中、試料内のアラナイトに関して各種反応が起こり、色または他の検出可能な信号がアナライトの量または存在に対応して発生する。信号はコンパートメント２６の１つの側壁を介して読みとられる。
【００５７】
本明細書中、用語「試料」は、アナライトについて試験され得る部分を少なくとも含む任意の固体、流体または気体状物質を指す。意図される固体試料には有機物質、無機物質、または有機／無機物質の混合物が含まれる。意図される有機物質には高分子物質、高分子物質の類似体、細胞及び組織が含まれる。例えば、薬物、ウイルス、細菌または真核細胞及び脊椎動物組織である。意図される無機物質には塩、その複合体または混合物、例えば無機塩及び無機組成物が含まれる。好ましい液体試料には水または化学的に均質な流体が含まれるが、各種液体と他の液体もしくは成分（例えば、水、石油またはコーヒー）との混合物も含まれ得る。本発明で特に考えられる液体は液相と溶解もしくは未溶解固体の複合混合物からなる。その例は体液、排水、飲料等である。気体試料には比較的純粋な気体が含まれるが、比較的純粋な気体と他の気体または蒸気との複合混合物が含まれ得る。その例は周囲空気、及び各種有機汚染物質（例えば、ＮＯ２、ＣＯ、ベンゼン等）を含む空気である。
【００５８】
本明細書中、用語「アナライト」は分析すべき試料中の任意成分を指す。アナライトは通常、溶媒中に少なくとも部分的に可溶性であるかまたは流体に少なくとも混和性である。アナライトは有機、有機金属、無機またはその適当な組合せであり得る。意図される有機化合物は複雑な化合物から非常に単純な化合物までである。例えば、興味深いアナライトにはタンパク質、成長因子、ホルモン、伝達物質、酵素、血餅形成因子、ＩＧＦ−１、細菌、ウイルス、酵母、アセチルコリン、カフェイン、ベンゾピレン、ダイオキシン、薬物、カルモジュリン、Ｐｂ−テトラエチル、アルカリ金属及びアルカリ土類金属イオン（例えば、Ｋ＋、Ｎａ＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋）及び塩が含まれる。
【００５９】
本明細書中、用語「反応物質」は測定を実施する際に試料の成分または他の反応物質と反応し得る任意の物質を指す。この中には、結合試薬、固相、溶媒、洗浄組成物、信号発生物質等が含まれる。一般的に、検査室ベンチ試験で実際に使用可能な反応物質も本発明の容器及びデバイスと共に使用され得る。反応物質は所与の試験プロトコルのために適宜複数のコンパートメント中に別個にまたは一緒に収容され得る。
【００６０】
特に使用可能な反応物質の１つのクラスには試験試薬が含まれる。例えば、反応物質コンパートメント２２は少なくとも１つの結合対メンバーを含む流体を収容し得る。結合対メンバーは別の分子と特異的に結合して結合対を形成する分子であり得、例えば抗体または該抗体と特異的に結合する抗原である。他の考えられる結合対メンバーには特異的抗原結合能を有する抗体断片、レセプター及びリガンド、センス及びアンチセンス核酸、金属イオン、キレート化剤及びアプタマーが含まれる。
【００６１】
多くの試験において、コンパートメント２２のような試薬コンパートメントは実施する試験に対する試薬を１つ以上収容し、結合が関与するアッセイの場合には前記試薬は大抵１つ以上の結合対メンバーを含む。例えば、試薬コンパートメント２２はそれぞれ検出すべきアナライト上に存在する異なるエピトープに対して特異性を有する第１結合対メンバー及び第２結合対メンバーを収容することが有利である。更に、第１結合対メンバーはアナライトを検出し得る分子にコンジュゲートされ得、第２結合対メンバーはアナライト−多結合対メンバー複合体が捕捉され得るように別の結合対メンバーにコンジュゲートされ得る。例えば、試薬コンパートメント２２内の流体はそれぞれ試料中に存在するアナライトＸを結合する２つの異なる抗体を含み得る。第１抗体は、酵素活性の量がアナライトＸの量に相関し得るように酵素にコンジュゲートされ得る。第２抗体はアナライトＸを含有する複合体及び抗体がストレプトアビジンにより捕捉されるようにビオチンにコンジュゲートされ得る。結合対メンバーの任意の特定組合せを特定の診断試験を実施するために使用され得ると理解されたい。別の実施態様では、標識抗原を例えば競合アッセイにおいて使用され得る。
【００６２】
考えられる反応物質の別のクラスにはアナライトを検出し得る標識が含まれる。本発明の他の態様のように、実際ベンチ試験で使用可能な任意の標識を本発明の教示に従って使用し得る。例えば、標識にはアクリジニウムエステル、イソルミノール誘導体、発蛍光団、酵素及びその組合せが含まれ得る。アルカリホスファターゼ、ペルオキシダーゼ、キサンチンオキシダーゼ及びグルコースオキシダーゼのような酵素をアナライトの存在を検出するために結合対メンバーに結合させ得る。
【００６３】
他の使用可能な反応物質のクラスには、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリウレタン、ナイロン、スチレン、ガラス繊維や熱可塑性物質のような固相物質が含まれる。前記固相は、通常の検査室で使用されているのと実質的に同一の方法で使用され得る。幾つかのクラスの試験では、例えば固相はストレプトアビジンのような診断上有用な化合物を結合するために使用され得る。特に興味深いものは各種ビーズまたは他の粒子、特に常磁性粒子であり、これらの粒子が標的物質を結合するために結合メンバーでコートされていることが有利である。その後、常磁性粒子は、結合した標的物質を試料の残りから分離するために磁力の影響下で移動され得る。常磁性粒子の特に有用な用途には、血漿の全血からの分離が含まれる。典型的な方法では、全血を赤血球表面抗原に対して高い特異性を有する第１抗体と結合し得、その後第２抗体が結合している常磁性ビーズと結合し得る。第２抗体は第１抗体と結合し、赤血球は磁場の影響下で残りの血漿からゆっくりと離され得る。
【００６４】
固相は１つのコンパートメントから別のコンパートメントに移動され得ると特に考えられる。ビーズは、コンパートメント内またはその間の流体流れを変更するパックのように移動され得る。
【００６５】
反応物質は、溶媒または他の単純な流体からなり得る。前記流体は、反応物質の安定性の維持、そうでなければ固体状態にある物質の流動化または洗浄液としての使用を含めた複数の目的のために使用され得る。これらの目的のために意図される流体には保存剤、洗浄剤（例えば、ＣＨＡＰＳ、ツイーン２０，トリトンＸ−１００、コール酸及びＳＤＳ）、蛋白質（例えば、ＢＳＡ）、食塩液、リン酸緩衝食塩液、トリス緩衝食塩液、相容性水性有機溶媒が含まれる。
【００６６】
特に使用可能な反応物質のクラスは濾過物質である。ニトロセルロース、スチールウール等を含めた公知の濾過物質のすべてが意図される。
【００６７】
非常に多数の試験プロトコルが本明細書の教示に従って実施され得る。本明細書に記載した試験に加えて、複数の反応チャンバに分取することにより複数の試験を一個の試料で実施することができ、追加のコンパートメントを追加の試薬を収容するために追加することもできる。撹拌、加熱及び他の操作は適当なアクチュエータを用いてなされ得、１秒以下から１分以上までの時間遅れが適応され得る。従って、本明細書の教示内容は特定のアッセイまたはプロトコル、或いは特定の容器または検出器への適用に限定されると解釈されるべきではない。
【００６８】
実施例：診断アッセイ
図１を参照すると、使用者は適切な試験のための容器１０アダプターを選択し、１００μｌの試料（カリブレータ、コントロールまたは患者試料）を入口１２に導入する。試料は加圧下でコンパートメント１３に移動する。
【００６９】
次いで、容器１０をアナライザー４００に置き、各種アクチュエータを用いてアナライザー４００は試験プロトコールをコントロールする。まず、通路１６を、好ましくは容器１０の対向する頂部及び底部シートを適所で圧縮する封止アクチュエータによりシールする。次いで、コンパートメント１８を絞って、特定の所望容積の試料を分取し、過剰の試料はコンパートメント２０に流す。次いで、コンパートメント１８と２０の間の連結をアクチュエータでシールする。
【００７０】
別のアクチュエータを使用して、ビオチニル化モノクローナル抗−ＰＳＡ抗体及びポリクローナルホスファターゼ標識抗体を含む抗体溶液１００μｌをコンパートメント２２からコンパートメント１４に流す。抗体溶液を添加後、試料を３７℃で５分間インキュベートする。
【００７１】
別のアクチュエータを使用して、試料をストレプトアビジンをコートした常磁性粒子２５〜１００μｌが貯蔵されているコンパートメント２６に流す。１つ以上のアクチュエータを使用して、振盪または振動を試料に与え、更にインキュベーションを例えば３７℃で２分間実施する。
【００７２】
他のアクチュエータを使用して、洗浄液約１．０ｍｌを洗浄コンパートメント２８からコンパートメント２６に移動させて試料を洗浄する。更にインキュベートし、この間に常磁性粒子は沈降する。常磁性磁石からの磁力を用いて沈降を強化させてもよい。
【００７３】
他のアクチュエータを用いて、発化学発光基質（ＩｍｍｕＧｌｏｗ）約５０〜１００μｌをコンパートメント３０からコンパートメント２６に添加する。
【００７４】
他のアクチュエータを用いて、洗浄液約１００〜３００μｌをコンパートメント３１からコンパートメント２６中の試料に添加し、数秒間撹拌する。洗浄サイクルは３〜４回繰り返される。
【００７５】
基質を添加してから特定時間後、例えば１５秒後間化学発光を測定する。未知物質の測定は標準の用量応答曲線を用いてコンピュータで計算される。試験に応じて、追加の測定を適当な間隔で、例えば１分以上の間隔で実施し得る。
【００７６】
試験を実施するための方法及び装置の特定実施態様及び適用を記載してきたが、本明細書に記載した以外の多くの改変を本発明の概念を逸脱することなくなし得ることは当業者に自明である。従って、本発明の要旨は添付の請求の範囲にのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の使い捨て診断容器の平面図である。
【図２】 本発明の別の使い捨て診断容器の平面図である。
【図３】 本発明の更に別の使い捨て診断容器の平面図である。
【図４】 本発明の更に別の使い捨て診断容器の平面図である
【図５】 試料中のアナライトを測定するために図１〜４の容器と共働するアナライザーの斜視図である。
【図６】 試料中のアナライトを測定するために図１〜４の容器と共に使用され得るアクチュエータの概略図である。
【図７】 本発明における流体圧と時間との関係を示す。

Claims (5)

  1. 試料受容コンパートメント及び反応コンパートメントを含み、且つ、コンパートメントの少なくとも１つが試薬を含有している、流動的に結合された複数のコンパートメントを有する容器を用意し、試料を試料受容コンパートメントに導入し、容器の表面の第１の部分を、独立に操作可能な複数のアクチュエータと接触させ、ここでアクチュエータの少なくとも１つは、容器の一部分を圧縮して試料の少なくとも一部を反応コンパートメントに移動させるものであり、容器の表面の他の第２の部分をアクチュエータの他の１つと接触させて、容器の一部分を圧縮して複数のコンパートメントの少なくとも二つの間で試料及び試薬の少なくとも一部の移動を防止し、及び、試料の一部を複数のアクチュエータを用いて、試料受容コンパートメント及び反応コンパートメントの間で一方向移動及び両方向移動の少なくとも１つで移動させることを含む、容器を操作する方法であり、各々のアクチュエータが、接触しているコンパートメントの形に対応する形を有する圧縮パッドよりなる前記方法。
  2. 容器が可撓性の頂部シート及び底部シートを有し、コンパートメントの少なくとも１つが可撓性の頂部シート及び底部シートにより形成されている、請求項１に記載の方法。
  3. 試料を分取することを更に含む、請求項２に記載の方法。
  4. 反応コンパートメントで信号を検出することを更に含む、請求項１に記載の方法。
  5. 信号検出器を備えたデバイスを用意し、信号検出器を用いて信号を検出することを更に含む、請求項１に記載の方法。
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