JP4761622B2 - 磁気分離技術を使用するアッセイにおける、磁化可能粒子の洗浄、再懸濁、再回収および局在化のための方法ならびに装置 - Google Patents

Description

【０００１】
（関連出願）
本出願は、１９９６年５月１０日に出願された米国特許出願第０８／６４４，９０９号の一部継続出願である。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、一般的に、磁気分離技術を用いる生物医学的なアッセイの分野に関し、そして具体的には、このようなアッセイにおける分離および洗浄の間に磁化可能粒子（ｍａｇｎｅｔｉｚａｂｌｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ）を集束または局在化させるための方法および装置に関する。
【０００３】
（発明の背景）
異種のイムノアッセイは、代表的には、アッセイの非結合成分または遊離成分から成分選択的な粒子に結合する探索成分の分離を必要とする。この分離の効率を高めるために、多数のアッセイは、初期の分離（液相の除去または吸引）の後に、このアッセイの固相（結合成分）を洗浄する。いくつかの化学発光イムノアッセイは、磁気分離を使用して、存在する結合成分の量を示す化学発光または検出可能なシグナルを生じる際、使用される試薬の添加の前に、反応容器から非結合アッセイ成分を除去する。これは、常磁性粒子、超常磁性粒子、強磁性粒子およびフェリ磁性粒子を含むがこれらに限定されない磁化可能粒子を使用することによって達成される。アッセイの経過の間に磁化可能粒子上の成分特異的部位（ｃｉｔｅ）に試験済み（ｔｅｓｔｅｄ−ｆｏｒ）のアッセイ成分を結合させる。会合した磁化可能粒子は、非結合成分を含む液相が反応容器から吸引される間、この反応容器において保持のために磁石に引きつけられる。
【０００４】
最初の分離後に固相を洗浄する工程は、この磁化可能粒子が磁石に引きつけられる間に、洗浄溶液（例えば、脱イオン水または洗浄緩衝液）を分配し、次いで吸引することによって達成される。
【０００５】
洗浄の際のより高い効率は、磁化可能粒子を洗浄溶液の分配の間に再懸濁することを可能にする、洗浄位置に近接するアレイ（ａｒｒａｙ）構造においてギャップを有する磁石アレイに沿って、反応容器を移動させることによって達成される。これは再懸濁洗浄として知られている。アレイにおいて引き続く位置は、洗浄溶液の吸引および試薬の導入の前に、磁石アレイの端を越えて磁化可能粒子を再回収することを可能にする、磁石を含む。
【０００６】
先行技術の洗浄ブロック配置は、洗浄位置での磁石アレイのギャップにおいて、鉄ベースの挿入物または非鉄ベースの挿入物を用いていた。この挿入物は、再懸濁位置から磁石を単純に除去するよりもむしろ、再懸濁洗浄の非存在下において磁性粒子の蓄積を維持すること、そして再懸濁洗浄が用いられる場合、全体を通しての再懸濁のためにこれらの粒子を配向させることが意図される。さらに、この挿入物は、反応容器を磁石アレイにおいて調整不良になることおよび妨害されることを防ぐ。再懸濁洗浄を用いるアッセイに対して適切に機能する間、洗浄位置での磁石の代わりのこのような挿入物の供給は、洗浄の際に再懸濁を使用しないが、再懸濁せずに洗浄位置を介して前進するアッセイに逆に影響する。非鉄ベースの挿入物（例えば、アルミニウムまたはセラミック）とともに、最初の分離の間に、通常、磁石アレイを通過するように反応容器の内部に沿って形成される磁化可能粒子の単一バンドは、再懸濁位置および洗浄位置で挿入物のいずれかの側において、磁石による引きつけに起因して、反応容器のいずれかの側において２つのより小さなバンドに分割される。これは、磁場パターンにおけるこの挿入物による最小の効果に起因する。試薬は、分割前に回収される磁化可能粒子に関する流動において反応容器に導入されるために、磁化可能粒子のバンド形成における分割は、磁化粒子の主要な集結を欠いている流動を生じる。再懸濁洗浄の間および酸試薬の添加時の磁化可能粒子の不十分な再懸濁は、化学発光シグナル結果の生成において結合成分試薬を調整するために使用した。
【０００７】
同様に、鉄ベースの挿入物の使用（例えば、鋼ベース挿入物の使用）は、磁化可能粒子の分割バンド形成を生じ得るが、さらに、この挿入物に近接するキュベット壁の中央において粒子のバンドを誘導し得る。これは、鉄ベースの挿入物の磁場を閉じる傾向に起因する。キュベット壁の中央において粒子のバンドまたはペレットの形成が所望されるが、単一の鉄ベースの挿入物配置について変動するアッセイを越えるこの応答の再現性はなさそうである。これは、界面活性物質およびこの粒子質量の集結を含む、このアッセイの変動する特徴に起因する。
【０００８】
再懸濁洗浄を容易にする他の先行技術アプローチは、近接する磁石から広がる磁場が位置において磁化可能粒子を保持する意図で、幅を狭くした挿入物を用いた。しかし、このアプローチもまた、粒子の分割バンド形成を生じた。
【０００９】
従って、先行技術は、磁気分離アッセイの洗浄段階の間に、再懸濁洗浄を用いない逆に影響するアッセイなしに、磁化可能粒子の効率的な洗浄を可能にする洗浄領域を提供しない。
【００１０】
（発明の要旨）
本発明の目的は、磁気分離技術を使用するアッセイにおいて増強したシグナルを生成するために、分離および洗浄の間、磁化可能粒子を集束させるかまたは局在化するための方法および装置を提供することである。本発明のさらなる目的は、再懸濁洗浄を受けるか否かにかかわらず、サンプルに対して固相成分の増強した懸濁を可能にする洗浄領域を提供することである。
【００１１】
これらの目的は、アレイにおける洗浄位置で、分離磁石の代わりに軟磁性物質の挿入物（ここで、この挿入物はそれによって通過される反応容器の幅よりも大きい幅を有する）を用いることによって達成される。さらに、洗浄位置の上流および下流の両方のアレイの磁石は、この試薬によって磁化可能粒子の改良された懸濁を生じる試薬の流動路において、磁化可能粒子の増強した集束のための反応容器の中間の位置で終結する。従って、再懸濁洗浄効率を増強し、そして磁化可能粒子の集束を増加させ、このアッセイのシグナル生成部分のためにより効率的な磁化可能粒子再懸濁を導く。
【００１２】
磁石アレイの末端において、容器の幅よりも小さい表面積を有する集束磁石は、化学発光を導く反応を開始するために用いられる注入された酸の流動の経路にある前に、磁化可能性粒子をより完全に局在化するアレイで用いられる。
【００１３】
再懸濁洗浄を用いないアッセイについては、軟磁性挿入物の供給は、磁化可能粒子の分割バンド形成の回避を生じるが、磁化可能粒子の集束は、改良された化学発光反応を生じる。
【００１４】
再懸濁洗浄を用いるアッセイについては、軟磁性挿入物は、洗浄位置に近接する磁石の影響のために、磁化可能粒子の早期の回収および分割を回避する間に、再懸濁洗浄を可能にする。再懸濁洗浄を用いないアッセイでは、磁化可能粒子の集束は、改良された化学発光反応を生じる。
【００１５】
本発明のさらなる目的は、その領域で再懸濁洗浄を実行するか否かにかかわらず、磁化可能粒子の正確かつ予測可能な回収を可能にする洗浄領域を提供することである。
【００１６】
この目的は、代替の実施態様において、洗浄位置で、アレイ中の他の磁石に関して減少した強さの磁石の供給を介して達成される。例えば、好ましい実施態様では、減少した強さの磁石は、それぞれの反応容器位置において、他の磁石によって提供される磁場の半分を提供する。この減少した強さの磁石は、それ自体全く磁場を提供しない上記の軟磁性挿入物のための置換えとして作用する。さらに、アレイの磁石は、洗浄位置が正しい位置をとる前および後に、反応容器位置に配置されるが、代わりにそれぞれの反応容器の位置の全範囲にわたって伸展する。アレイにおける最後の反応容器位置において、それぞれの磁石は、時々最終試薬の流動における不完全な再懸濁を生じる回収された粒子において、高密度なパッキングを回避するために、全ての以前の磁石側と反対の反応容器側に配置される。この代替の実施態様のさらなる特性は、それに近接する減少した強さの磁石を有する反応容器位置の直後の反応容器の位置で、アレイの磁石によって生成される、磁場の焦点を低下させる工程を含む。
【００１７】
（発明の詳細な説明）
イムノアッセイにおいて遊離成分からの結合成分の分離の効率を上げるため、多数のアッセイは、最初の分離（液相および非結合成分の除去）の後に、このアッセイの固相（結合成分）を洗浄する。本発明は、反応容器（例えば、キュベット）から非結合アッセイ成分を除去する磁気分離を使用する既知の型の化学発光イムノアッセイの状況で作動する。
【００１８】
現在開示される方法および装置は、改良された洗浄効率を有する磁化可能粒子の再懸濁洗浄を可能にし、そしてバンドから小さな領域またはドットへと磁化可能粒子を集束させ、このアッセイのシグナル生成部分について、磁化可能粒子のより効率的な再懸濁を可能にする。
【００１９】
全ての以下の考察において、この反応容器が、規則的な時間間隔で、固定された磁石アレイを通過して図面の左側から右側へと進行することが想定されるが、連続的な動作は除外されない。この反応容器の外側の並進を与えるための手段は、図２に関しては、引き続いて記載される。例示的な実施態様において、このような間隔は、約１５秒である。さらに、この記載の全体にわたって、吸引機能および分配機能は、示されている十分な詳説なしに、当該分野で公知である手段を介して実行される。
【００２０】
図１Ａおよび図１Ｂの磁石アレイは、キュベット１２のような反応容器の連続物を含み、各々は、最初はそれぞれのキュベット１２の中で自由に分配された状態であるアッセイ成分および磁化可能粒子１４を含む。位置Ｂのキュベットの中の遊離懸濁液に残っているアッセイの固相（結合成分）の濃度は、位置Ｂのアレイ１６の磁石に近接する固相の最初の回収のために、位置Ａの第１のキュベット１２の濃度よりも低い。位置Ｃのキュベット１２において、この効果は、より明らかである。キュベットが、位置Ｄに進行した時間までに、大部分の固相１４は、アレイ１６の近接するそれぞれの磁石を回収した。
【００２１】
それぞれの位置に隣接する「磁石」の参照は、それぞれのキュベット位置に近接する他のよりも上の、相反する配向の極性の一対の隣接する磁石を参照することで理解される。磁化可能粒子１４のバンドは、磁気勾配が最大であるこれらの２つの磁石の接合部に沿って形成する。
【００２２】
非再懸濁洗浄は、図１Ａに図示される実施態様において、位置Ｆ、Ｇ、およびＭで、ならびに図１Ｂの実施態様において、位置ＦおよびＭで提供される。これらの位置で、液相は、チューブ（図１Ａにおける１５、１７、１９、および図１Ｂにおける１５、１９）を介してキュベット１２から吸引され、そして洗浄溶液は、ノズル（図１Ａにおける３０、３２，３４、および図１Ｂにおける３０、３４）を介して再び導入される。図１Ａおよび図１Ｂに見えるそれぞれのチューブの前にノズルを配置する。特に、このノズルは、アレイ１６のそれぞれの磁石で回収された固相１４のペレットを分散することを回避するため、それぞれのキュベット１２（図１Ａおよび図１Ｂの頁外）の前方に傾けられる。
【００２３】
図１Ａおよび図１Ｂの位置Ｎのチューブ２１は、ノズル３６を介する試薬の、位置Ｐでの導入の前に、それぞれのキュベット１２から液相を吸引するために用いられ、この試薬は、ルミノメーターの中でその後の化学発光反応を容易にする。非再懸濁洗浄ノズル（図１Ａにおける３０、３２、３４、および図１Ｂにおける３０、３４）とは対照的に、ノズル３６を分配するこの試薬は、それを完全に分散させるために、固相１４のペレットの方に傾けられる。
【００２４】
先行技術の磁石アレイにおいて、液相の一部は、位置Ｐでの試薬の導入の前に、繰り返される非再懸濁洗浄の後でさえも、例えば、図１Ａにおける位置Ｆ、Ｇ、およびＭ、ならびに図１Ｂにおける位置ＦおよびＭで、固相１４の中で捕捉されたままであり得た。この捕捉された液相は、このアッセイの正確さを制限する。
【００２５】
図１Ａの位置Ｋにおいて、キュベット１２に近接するアレイ１６の磁石は、より低い位置に配置される。これは、位置Ｐでのアッセイ試薬の導入の前に、より低い位置で再回収する時間が経つにつれて固相ペレット１４を提供する。従って、試薬が、ノズル３６によって位置Ｐにおけるペレット１４に指向される場合、固相１４は、位置Ｐでこの酸が適用される場合、反応容器１２の中央に局在される。しかし、ペレットのこのような再配置は、捕捉された液相の固相１４を自由にする非再懸濁洗浄の能力を必ずしも増強するとは限らない。
【００２６】
図１Ａにおいて、再懸濁洗浄は用いられず、そして例えばそれ自体集束されたかまたは局在化された固相は、キュベット１２が洗浄ブロックを介して進行するように、それぞれの磁石１６に近接するままである。
【００２７】
対照的に、図１Ｂの磁石アレイは、再懸濁洗浄を用いる。固相の再懸濁洗浄は、チューブ１７を介する位置Ｇのキュベット１２からのアッセイの非結合成分を含む液体相の吸引を含むが、この結合成分は、アレイ１６においてそれぞれの磁石によって適所に保持される。これは、この磁石１６に近接するキュベット１２の後ろで回収された固相ペレット１４に傾けられたディスペンスノズル３２による位置Ｈでのキュベット１２への洗浄溶液の再導入に続く。
【００２８】
位置Ｈにおいて、アレイ１６の磁石は、軟磁性挿入物２０によって置換されている。アレイ１６において、磁石の非存在下で、ノズル３２を介して磁化可能粒子に洗浄溶液を分配することによって、この磁化可能粒子は再懸濁され、さらに表面積を曝露し、そして最初の磁化可能粒子の回収の間に捕捉された液相を自由にしている。この固相が再懸濁された後、洗浄溶液の吸引および位置Ｐでの酸性試薬の導入の前に、以下参照の位置Ｉでのアレイ１６においてその後の一連の磁石によって再回収される。それらの図示される段階に加えて、他の洗浄段階が可能である。
【００２９】
図１Ａおよび図１Ｂの洗浄ブロックは、位置Ｈでの磁石アレイにおいて大きなギャップとともに提供され、従って、再懸濁洗浄を増強する。先行技術の磁石アレイは、より狭いギャップを用いており、狭いギャップのいずれかの側においてアレイ磁石の誘引力のために、磁化可能粒子の分割バンドを生じる。
【００３０】
本発明は、部分的に、より小さいバンドまたはドット２４に固相１４の収束を提供することによって、キュベット１２の反対側で固相物質がバンドに分割することを回避する。再懸濁洗浄位置のこのギャップは、低炭素鋼のような軟磁性物質から作製された挿入物２０で充填される。さらに、位置Ｈの再懸濁洗浄位置のいずれかの側における位置Ｇおよび位置Ｉのアレイ１６の磁石は、磁石１６のアレイにおけるギャップおよびこの挿入物２０が、この再懸濁洗浄位置に隣接する固相バンド１４によって予め占有される反応容器１２の近接する領域を伸展するようにトリムされる。
【００３１】
結果として、もはやアレイ１６の磁石に直接的に整列化されていないが、以前の位置においてこの磁石によって直線的に縛られた磁化可能粒子は、反応容器１２壁に沿ってトリムされた磁石１６に近接する反応容器内部の部位の方に移動する。例えば、位置Ｇにおいて、この磁石１６は右側にトリムされる。トリムされた領域において以前に整列化された磁化可能粒子は、今や、トリムされた磁石１６を越えて容器１２の中央に移動する。
【００３２】
再懸濁洗浄位置（位置Ｈ）のこの反応容器の磁化可能粒子バンド形成パターンは、再懸濁洗浄の非存在下では変化しないままである（図１Ａ）。再懸濁洗浄を用いて（図１Ｂ）、この大きい軟磁性挿入物２０は、位置Ｇおよび位置Ｉの磁石の影響がない固相１４の完全な再懸濁を可能にする。また、再懸濁洗浄位置（位置Ｈ）の下流の位置Ｉの左側にトリムされた磁石の供給は、さらに図１Ｂにおける再懸濁洗浄の間に、磁化可能粒子に影響することを回避するために役立つ。
【００３３】
再懸濁洗浄位置（位置Ｈ）の下流の位置Ｉのアレイ１６磁石、および軟磁性挿入物２０はまた、図１Ａにおけるその左側にトリムされる。これは、再懸濁洗浄位置（位置Ｈ）の下流の固相１４を集束するために役立つ。反応容器１２の左側における磁化可能粒子は、もはや位置Ｉの磁石１６と直接的に整列化される。むしろ、それは、容器１２の中央に右に移動する。正味の効果は、１４からより緻密な中央に位置するバンド２６への広いバンドへの磁化可能粒子の変換である。
【００３４】
図１Ａの実施態様について、位置Ｈの単一の磁化可能粒子バンドは、先行技術のように２つのバンドに分割しない。なぜならば、軟磁性挿入物２０は、再懸濁洗浄位置（位置Ｈ）において場の勾配強度を省略するか、あるいは最小化するために作用し、そして位置Ｇおよび位置Ｉにおけるアレイ１６の磁石をトリムすることは、同じ位置から再懸濁位置Ｈへの場の範囲を減少するからである。
【００３５】
位置Ｍにおいて、トリムされた磁石２７は、回収された磁化可能粒子のバンドをさらに狭くするために提供される。さらなる実施態様において、磁石を集束するより小さい磁石２８でさえも、位置Ｎにおいてこの磁化可能粒子をなおより小さい領域に集束させるために用いられ、従って、試薬の分散の際により効率的な再懸濁のために位置Ｐにおける固相２４のより小さい標的を供給する。より小さい、集束する磁石２８は、固相の最初の回収のために好ましい実施態様において使用されない。なぜならば、とりわけ、この磁石表面積を広くするにつけ、この磁化可能粒子の回収がより速くなるからである。
【００３６】
代替の実施態様において、洗浄ブロックの長さに沿うアレイ１６における全ての磁石は、磁石２８を集束させるように提供されるが、再懸濁洗浄位置（位置Ｈ）は、図１Ａおよび図１Ｂの軟磁性ブロック２０によって提供されるようにギャップを伴って提供され続ける。しかし、このような実施態様は、このような実施態様におけるより小さいサイズの磁石に起因して、同程度の捕捉能力を提供するアレイにおいて磁石２８に近接している各反応容器１２に対してさらに時間を必要とする。
【００３７】
本発明のなお別の実施態様において、位置Ｎの集束する磁石２８の前に、磁石アレイ１６における別のギャップを用いることによって、磁化可能粒子のさらなる集束を可能にすることが、あり得る。例えば、このようなギャップは、位置Ｌにおいて用いられ得る。ここで、この磁化可能粒子１４は、この反応容器１２の内壁において既に生成されている。位置Ｌのギャップは、この磁化可能粒子が内壁から放出されることを可能にするが、それらは一般に、局在化したままである。従って、その後に磁石３８を集束させることによる再誘引は、過量の時間を必要としない。
【００３８】
例示的には、図２に図示される第１の実施態様において、懸濁された固体相１４を含む反応容器１２は、反応容器貯蔵体４２の系列からなる連結されたコンベヤベルト４０によってこの磁石アレイ１６に沿って側方に動かされる。自由に回転可能なローラー４４の配列は、コンベヤベルト４０の支持を提供するために用いられる。少なくとも１つのこのようなローラー４６は、モーター４８に機械的に接続され、ここでこのモーター４８は、このローラー４６を回転させ、次に磁石アレイ１６に比例して動かすためにそこに配置されるコンベヤベルト４０および反応容器１２を生じる。
【００３９】
図３における磁石アレイの背面図は、磁石アレイ１６支持構造５０の第１の実施態様を図示する。図３の磁石アレイ１６は、図１Ａおよび図１Ｂの磁石アレイ１６の反対側から見た図である。このアレイの磁石は、反応容器１２に向かって磁場を集束するために、伝導性材料（例えば、高鉄（ｈｉｇｈ−ｉｒｏｎ）、低炭素鋼）によって裏打ちされる。磁石裏打ち材料に付着する支持構造５０は好ましくは、この反応容器内の確立された磁場において要求されない妨害を回避するために磁気的に非反応性の材料（例えば、アルミニウムまたはその合金の１つ）から提供される。アレイ１６の磁石および裏打ち材料は、接着性ファスナーまたは機械的なファスナーの使用を含む種々の方法において支持構造５０に固定される。この支持構造５０は、接着性ファスナー、機械的なファスナー、またはそのいくつかの組み合わせのいずれかによって、囲い（図示せず）の壁に機械的に取り付けられていることにより、それ自体吊るされる。
【００４０】
図３の支持構造の図示された実施態様において、この要素は、３つの部分に分割される：図３の右には、最初の部分、左には、中央部分、および小さい最終部分。この後者は、集束する磁石２４の支持体を提供する。代替の実施態様において、この中央部分およびこの最終部分は、この支持構造が２つの部位から形成されるように組み合わされる。
【００４１】
図３はまた、軟磁性挿入物２０の背面図を図示する。この囲いの壁に挿入物２０を固定する際に用いられるネジのように、機械的なファスナー５２の断面は、その中央位置に配置される。代替の実施態様において、この軟磁性挿入物は、支柱のようなそれぞれの支持要素によってか、またはこのアレイ磁石支持要素５０の伸展によって支持される。後者の代替において、この支持要素５０は次いで、この最終部分および中央部分が連続的である場合、１つの連続的な要素であり、あるいは集束する磁石２４が独立的に支持される場合、２つの要素である。
【００４２】
前述の磁石アレイ１６に沿って用いられるような洗浄溶液のノズルの配向は、図４Ａおよび図４Ｂにおいて図示される。特に、図１Ａまたは図１Ｂにおいて位置Ｆの洗浄溶液の再導入に使用されるようなノズル３０は、図４Ａにおける断面図において示される。固相１４は、反応容器１２の背面において近接する磁石アレイ１６（支持要素５０によって支持される）を回収した。ノズル３０は、反応容器１２に関して、ポンプ６４を介して、洗浄溶液貯蔵体６２から、この反応容器１２の前方内部表面に、洗浄溶液の流動６０を提供するために配向される。これは、容器１２の背面で回収された固相を妨害することを回避する。
【００４３】
図４Ｂにおいて、図１Ｂにおける位置Ｈで再懸濁洗浄のために使用されるようなノズル３２の配向は、図４Ｂにおいて図示される。ポンプ６４を介する貯蔵体６２からの洗浄溶液の流動６６は、アレイ１６において近接する磁石を予め回収された固相において配向するが、今や、軟磁性挿入物２０に近接する。従って、この固相は、磁石により保持されておらず、ノズル３２からの洗浄溶液の流動６６による懸濁に戻すことで容易に洗浄される。
【００４４】
本発明の好ましい実施態様に記載されていることにおいて、この概念を取り込む他の実施態様が使用され得ることは、当業者に明らかである。
【００４５】
例えば、本発明は、化学発光イムノアッセイの状況で記載されているが、磁気分離によって、結合成分および非結合成分の分離が必要とされる他のアッセイ環境に適用され得る。さらに、磁石１６に曝露される磁化可能粒子の位置の正確な数は、所望される分離の正確な性質、磁石１６の配置、磁化可能粒子の特徴および会合する結合成分などに依存する。
【００４６】
ノズル３２は、図１Ａおよび図１Ｂの２つの位置において、具体的には図１Ａの位置Ｈおよび図１Ｂの位置Ｉに示されている。両方の図において、同類参照識別子を伴う1つのノズルが提供されるが、図１Ａおよび図１Ｂの各実施態様は、非再懸濁洗浄のために位置Ｇのノズルを伴って、そして再懸濁洗浄を用いる実施態様における使用のために位置Ｈの別のノズルを伴って提供され得る。従って、同じアレイ配置が再懸濁洗浄を用いるおよび用いない両方のアッセイについて使用され得る。
【００４７】
図示される図２の実施態様に加えて、コンベヤベルトを動かすための他の手段が、１つ以上の位置におけるコンベヤのいずれかの側に配置される摩擦駆動として想定される。
【００４８】
本発明のなお別の実施態様において、反応容器１２は、この容器の上端に近いそれぞれの反応容器に接続されるそれぞれの反応容器のヨーク（図示せず）の連続を介して磁石アレイ１６に沿って動かされる。
【００４９】
図４Ａおよび図４Ｂにおける要素の整列は、要素の間の一般化した関係図であり、好ましい配置を表すことを意図していない。例えば、図４Ａおよび図４Ｂにおけるノズル３０、３２はまた、それぞれの反応容器１２よりも上の同じ相対位置に局在され得るが、それぞれ流動６０、６６を適当に配向するために反対方向に角度付けられる。さらに、このポンプおよび貯蔵体が、当業者に公知であるような種々の方法において提供され得る。
【００５０】
前述の実施態様は、反応容器の近傍の磁場における変化に応答して反応容器の壁内および壁に沿って容易に再局在する、粒子および粒子混合物に最も適している。「粒子混合物」とは、磁性粒子、このサンプル、最初の試薬、付属的な試薬および洗浄溶液を含む混合物を意味する。このような容易に再局在し得る混合物は、一貫した形態のペレットおよび正確に位置するペレットを形成する。適用された磁場に対する混合物の応答性に寄与する因子は、磁性粒子のサイズ、反応混合物中の物質の「固着」、反応混合物中の「不安定な」界面活性物質の封入などを含む。
【００５１】
動いている磁場に応答して、容易にまたは一貫して再局在しないアッセイ混合物は、予測不可能な位置（特に、図１Ａおよび図１Ｂの位置Ｎ、Ｏ、およびＰ）において変動可能な形状のペレットを形成する傾向がある。この不一致は、粒子塊を整形するおよび配置する利点を減少させる。なぜならばそれは、最終試薬が導入される再懸濁工程における変動性を導入するからである。さらに、いくつかのアッセイ混合物は、磁力がそれらの整形および位置付けするように、より高密度に粒子の凝集を充填する傾向がある。従ってこれは、さもなければ所望される反応に不適切に影響し得る非結合標識を除去するために必要とされる努力を阻止する。
【００５２】
一般に、分離プロセスおよび洗浄プロセスにおいて、異なる洗浄工程の数を最小化することが所望される；さらなるプロセス工程は、変動性を導入するための能力を有する。しかし、特定のアッセイにおいて、さらなる洗浄工程は、磁性粒子を反応容器の側面の壁の上のバンドに局在化させるために必要である。いくつかのアッセイは、再懸濁洗浄工程から有意に恩恵を受ける。粒子凝集物において、再懸濁洗浄を使用して、捕捉され得る任意の非結合標識を洗浄するが、さもなければ、これは、アッセイ読み取り工程において、非特異的シグナルを真のシグナルに寄与する。従って、上記の実施態様において提供されるように、さらなる実施態様は、選択的に再懸濁洗浄を用いる能力を提供するが、粒子凝集物の不必要な操作を最小化する際の重要性を伴う。
【００５３】
図５Ａは、一連の継続性の反応容器の位置に近接する連続的な磁石アレイを有するシステムの図示である。このアレイは、各々の反応容器の位置においてこの磁石によって生成される磁性勾配が、この２つの磁石の交差点に近接する水平方向の最大値を有するように配列された、１つが他よりも上方にある、垂直に配向した磁石の対１１６からなる。前述の実施態様のように、各反応容器、すなわちキュベット１１２は、初期に、それぞれのキュベット１１２（例えば、位置Ａ）内において自由な分布状態にあるアッセイ成分および磁化可能粒子１１４を含む。非結合固相の濃度は、各キュベットが磁石アレイを横切るので減少する（図５Ａおよび図５Ｂにおいて左から右）。
【００５４】
参照の容易さのために、反応容器の位置ＢからＧは、固相が、それぞれの磁石１１６に近接するキュベットの内壁に対して初期に回収される、最初の分離段階を参照にする。１つ以上の非再懸濁洗浄（以下に考察される）は、最初の分離段階内に提供され得る。位置Ｈは、再懸濁洗浄が各アッセイの必要性に従って生じえる再懸濁洗浄位置として、参照される。たとえ全く再懸濁洗浄が存在せず、そして最初の分離段階において開始される分離が単に連続される、図５Ａの場合であっても、位置ＩからＭは、その後の洗浄段階を参照にする。しかし、図５Ｂの場合、その後の分離段階は、磁石アレイに最も近接するキュベット内壁に対して磁化可能粒子をペレットに分離するために利用される。１つ以上の非再懸濁洗浄は、その後の洗浄段階内に生じ得る（以下に考察される）。位置Ｎは、最終試薬の再懸濁の前にキュベットから液相が除去される、最終吸引段階として参照される。位置Ｏは、任意の静止段階である。位置Ｐは、先に回収されたペレット１１４がキュベット壁を洗浄し、そして試薬溶液内に自由に懸濁されるような角度でキュベットに最終試薬が導入される、最終再懸濁段階として参照される。
【００５５】
図１Ａのように、任意の非再懸濁洗浄の位置は、位置Ｆ、ＧおよびＭにおいて提供される。ここで、キュベット１１２からチューブ１１５、１１７、１１９を介して液相を吸引し、そしてノズル１３０、１３２、１３４を介して洗浄溶液を導入する。これらのノズルは、図中で「洗浄緩衝液」と表示されるが、所望される任意の洗浄溶液は、ノズルから分配され得ることが理解される。これらの位置での洗浄の各々は、任意である。前述の実施態様のように、それぞれの磁石１１６において回収される固相１１４のペレットを取り除くことを回避するために種々の方法において、このノズルを配向し得る；この目標は、回収された粒子を妨害することなしに、液相を除去すること、次いで再び満たすことである。
【００５６】
図５Ａにおいて、再懸濁洗浄が使用されない分離プロセスおよび洗浄プロセスが図示される。代表的には、このアッセイは、位置ＦまたはＧのいずれかに加えられた洗浄溶液で満たされている反応容器とともに、再懸濁洗浄の位置（図の位置Ｈ）を通過する。位置ＧおよびＩにおいて、「十分な幅」の磁石、または反応容器の位置の全体範囲を越えて伸展する磁石を提供することによって、左または右に粒子バンドを分割する傾向が減少される。磁場操作に対する特定の試薬混合物の応答に依存して、この傾向は、前述の実施態様のトリムされた磁石で明白であり得る。
【００５７】
例えば、特定の「粘着性」混合物は、磁石に最も近接するキュベット壁の左側に蓄積することによって、図１Ａの位置Ｇにおけるトリムされた磁石に反応する（図１Ａに表示される）。この蓄積は、位置Ｈを介して維持される。ついで、位置Ｉのトリムされた磁石を用いて、磁化可能粒子の部分は、前述の蓄積の遊離を破壊し、そして右側に集めるが、この蓄積の別の部分は、キュベット壁の左側に残る。位置Ｐで最終試薬を分配するノズル１３６は、優先的に、この磁石に最も近接するキュベット壁の中央をねらうので、この粒子の分割バンドは、最終試薬の流動によって直接的に衝突されず、そして不完全な懸濁が達成される。
【００５８】
しかし、図５Ａおよび図５Ｂの実施態様において、位置Ｇおよび位置Ｉの十分な幅の磁石は、この分割バンド形成を回避し、そして結果として、位置Ｐにおいて最終反応混合物中のより完全な再懸濁を生じる。
【００５９】
位置Ｈにおける再懸濁洗浄なしに、位置Ｈの減少した強さの磁石は、予め回収された粒子バンド１１４を保持するのに十分強く、そしてこの粒子が、近傍の位置（位置ＧおよびＩ）において、より強い磁力にひきつけられることを予防するが、そうでなければ分割バンド形成を生じる。
【００６０】
この減少した強さの磁石は、このアレイの残存する磁石の寸法と同様の寸法を有するが、より弱い磁場を提供する磁石として提供され得る。あるいは、この磁石を配置することによって、さらにそれぞれの反応容器の位置から配置されるのみである、このアレイの残存する磁石に同一である磁石を提供することが好ましくあり得、従って、キュベットにおいてより弱い効果の磁場を生じる。位置Ｈのへこんだ磁石の例示については図６を参照のこと。また、この磁石の後ろまたは周囲の物質は、洗浄の間に、それらをこの溶液から分離し、そしてそれらをキュベット壁に保持するようにこの粒子に作用する効果的な磁場の強さを詰め込むために利用され得る。さらに、全ての残存する反応容器の位置は、相反する極性の２つの磁石を用いるが、この減少した強さの磁石は、このアレイの全ての他の磁石と同じ強さの単一磁石をへこませることによって実行され得る。従って、図５Ａおよび図５Ｂにおいて、位置Ｈのこの磁石は、残存する位置の磁石対に関して、半分の高さのようである。
【００６１】
図５Ｂにおいて、即時配置における再懸濁洗浄の使用が図示される。ここで、洗浄液体は、位置Ｇでキュベットから吸引されるが、そこで置換されない。むしろ、このキュベットは、このキュベットにおける任意の液相なしで、再懸濁洗浄位置（位置Ｈ）に動かされる。この再懸濁洗浄ノズル１３３は、この磁石に最も近接する、キュベットの「後ろ」の壁上の粒子凝集物をねらう。この位置の壁に対して粒子を保持するこの磁力は、減少した強さなので、再懸濁洗浄の流動力は、多数の粒子凝集物を再懸濁し得る。しかし、この粒子は、即座に再回収を開始し、そして以下の下がった磁石の位置（すなわち、位置Ｉ、Ｊ、Ｋ、．．．）で、回収し続ける。凝集物に捕捉された任意の非特異的標識は、今や洗浄溶液に開放され、そして洗浄位置Ｍおよび／またはＮのいずれかにおいて、反応容器から吸引される。
【００６２】
いずれかの場合、図５Ａおよび図５Ｂの磁石アレイは、代表的には、アッセイ混合物の内容の特徴にかかわらず、限界最終再懸濁位置（位置Ｐ）のそれぞれのキュベット内で一貫した形状および位置の粒子凝集を提供する。
【００６３】
図５Ａおよび図５Ｂの位置Ｎのチューブ１２１は、ノズル１３６を介する最終試薬の導入（位置Ｐ）の前に、それぞれのキュベット１１２から液相を吸引するために用いられる。この試薬は、ルミノメーターでのその後の化学発光反応を容易にする。位置Ｐにノズル１３６を分配するこの試薬は、優先的に、蓄積された粒子の最大分散のためにペレット１１４の方へ角度付けられる。
【００６４】
位置Ｐの最終試薬の流動においてペレット１１４の完全な分散を促進するために、「再回収」磁石として参照され得る、その反応容器の位置に対するそれぞれの磁石は、図６の上端図に示されるように、全ての他の反応容器の位置に関してこのキュベットの反対側に優先的に配置される。この「再回収」磁石は、図５Ａおよび図５Ｂに示されない。なぜならば、そのようにしないと位置Ｐのキュベット１１２の部分が不明瞭だからである。この様式でこの磁石を配置する目的は、このキュベットの壁からペレットを放出する際、試薬の流動を補助すること、および最終試薬混合物中の磁化可能粒子を完全に再懸濁する際、援助することである。このキュベットは、この磁性粒子が任意の有意な範囲までこの最後の反対に位置する磁石に近接する再蓄積を開始するのに十分なほど長く位置Ｐに残っていない。これは、特に、試薬が、この位置にとどまる時間の大部分についてキュベットに導入されているからである。
【００６５】
図１Ａおよび図１Ｂに図示される系では対照的に、反応容器の位置Ｉおよび続く位置の磁石は、位置ＡからＧの磁石よりも低く配置される。分離の開始（最初の分離段階）における磁石は、このキュベットの高さに関して配置され、広範な最初の反応容量に適応する。例えば、キュベット内に高容量の液相が存在する場合、図５Ａおよび図５Ｂの実施態様によって提供されるような磁力は、磁性中心線の上および下の両方の反応液体において最も遠位から粒子を回収するために十分である。しかし、一旦、そのように回収されると、この凝集物が最終再懸濁液体の容量の液体レベルよりも下に配置されるように、このキュベット内でこの粒子凝集物をより低く移動させることが所望される。この減少後のより低い磁石は、特定の反応混合物についての前述の実施態様よりも完全に再配置する所望の凝集物を達成する。この再懸濁洗浄の容量は、最終反応（位置Ｎの最後で回収される）に関与しないので、それはより低いセットの磁石が、再懸濁洗浄容量の上方部分の粒子を含む、全ての粒子を再回収し得ることから選択され得る。
【００６６】
この粒子塊の再配置を阻止するアッセイ混合物は、１つの位置により長く維持されると、より低い反応性になる傾向がある。従って、図１Ａおよび図１Ｂの位置Ｋでのように、この減少を、その後の分離段階内での後の反応容器の位置まで遅らせることは、この凝集物を正確な位置にすることをより困難にする傾向があるのみである。この再懸濁洗浄の位置の直後に、この減少を配置することは、この困難を回避する。
【００６７】
上記の本発明のこれらおよび他の実施例は、例示を目的としており、そして本発明の実際の範囲は、上記の請求の範囲から決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
本発明は、特に添付の請求の範囲で指示される。上記の利点およびさらなる利点は、上記の記載および添付した図面を参照することによって、さらに完全に理解され得る：
【図１Ａ】 図１Ａは、本発明に従う磁石アレイおよびそれらを介して通過する反応容器系列の正面図である。
【図１Ｂ】 図１Ｂは、再懸濁洗浄が実行される図１Ａの磁石アレイの正面図である。
【図２】 図２は、反応容器輸送機構を図示する図１Ａの磁石アレイの正面図である。
【図３】 図３は、磁石アレイ支持構造を図示する図１Ａの磁石アレイの背面図である。
【図４Ａ】 図４Ａは、図１Ａの磁石アレイにおける使用のための反応容器に近接して配向される非再懸濁洗浄ノズルの側面図である。
【図４Ｂ】 図４Ｂは、図１Ｂの磁石アレイにおける使用のための反応容器に近接して配向される再懸濁洗浄ノズルの側面図である。
【図５Ａ】 図５Ａは、本発明のさらなる実施態様に従う磁石アレイおよびそれらを介して通過する反応容器系列の正面図である。
【図５Ｂ】 図５Ｂは、再懸濁洗浄が実行される図５Ａの磁石アレイの正面図である。
【図６】 図６は、図５Ａの磁石アレイの上面図である。

Claims (6)

1. 反応容器（１１２）において磁気粒子（１１４）の分離および洗浄を可能にするための、アッセイ装置における使用のためのシステムであって、該磁気粒子（１１４）はそれに結合するサンプル成分を有し、該システムは以下：
   複数の連続的な反応容器位置（Ａ〜Ｐ）のアレイであって、各反応容器位置を該反応容器が次々に通過して移動し、該アレイは以下：
   第１の連続的な複数の該反応容器位置（Ｂ〜Ｇ）から構成される最初の分離ステージ、
   該最初の分離ステージに隣接する、該反応容器位置の１つ（Ｈ）から構成される、再懸濁洗浄位置（Ｈ）、
   該再懸濁洗浄位置（Ｈ）に直接隣接する、第２の連続的な複数の該反応容器位置（Ｉ〜Ｍ）から構成される二次分離ステージ、
   該二次分離ステージに隣接する、該反応容器位置の１つ（Ｎ）から構成される最終吸引位置、および
   該最終吸引位置に隣接する、該反応容器位置の１つ（Ｐ）から構成される最終再懸濁位置、
   を含むアレイ；
   該最初の分離ステージの該反応容器位置（Ｂ〜Ｇ）の第１の反応容器位置（Ｆ）に隣接し、該最初の分離ステージで該反応容器（１１２）から選択的に液相を吸引するために適合される最初の吸引要素（１１５）；
   該再懸濁洗浄位置（Ｈ）に隣接し、該再懸濁洗浄位置（Ｈ）で該反応容器（１１２）内へ選択的に再懸濁洗浄溶液を分配するために適合される再懸濁洗浄分配要素（１３３）； 該最終吸引位置に隣接し、該最終吸引位置で該反応容器（１１２）から選択的に液相を吸引するために適合される最終吸引要素（１２１）；ならびに
   該最終再懸濁位置（Ｐ）に隣接し、該最終再懸濁位置（Ｐ）で該反応容器（１１２）内へ選択的に試薬を分配し、該試薬中で該磁気粒子（１１４）を再懸濁するために適合される試薬分配要素（１３６）、を含むシステムであって、
   ここで該アレイは、該反応容器（１１２）が、逐次順に、該最初の分離ステージ（Ａ〜Ｇ）、該再懸濁洗浄位置（Ｈ）、該二次分離ステージ（Ｉ〜Ｍ）、該最終吸引位置（Ｎ）、および該最終再懸濁位置（Ｐ）を移動するように配置され、
   該反応容器位置（Ａ〜Ｐ）の各々が、それに隣接して少なくとも１つのそれぞれの磁石（１１６）を有し、
   ここで、該再懸濁洗浄位置（Ｈ）に隣接する該少なくとも１つのそれぞれの磁石（１２０）が、第１および第２の複数の連続的な反応容器位置（Ａ〜ＧおよびＩ〜Ｐ）に隣接する全ての該少なくとも１つのそれぞれの磁石（１１６）と比較して、磁気の強度を減じたものであり、
   磁気の強度を減じた該磁石（１２０）は、該磁気粒子（１１４）が該再懸濁洗浄位置（Ｈ）近傍の反応容器位置（ＧおよびＩ）の該少なくとも１つのそれぞれの磁石（１１６）にひきつけられることを予防するのに十分強いことを特徴とする、
   システム。
2. 請求項１に記載のシステムであって、ここで前記最初の分離ステージ（Ａ〜Ｇ）、前記二次分離ステージ（Ｉ〜Ｍ）、および前記最終吸引位置（Ｎ）の各々に隣接する前記少なくとも１つのそれぞれの磁石（１１６）が、該少なくとも１つのそれぞれの磁石（１１６）が最も近接する前記反応容器（１１２）の内壁上で、前記磁気粒子（１１４）を実質的に水平なクラスターへと誘引する磁場を提供する、システム。
3. 請求項２に記載のシステムであって、ここで前記二次分離ステージ（Ｉ〜Ｍ）および前記最終吸引位置（Ｎ）に隣接する前記少なくとも１つのそれぞれの磁石（１１６）が、該少なくとも１つのそれぞれの磁石（１１６）が最も近接する前記反応容器（１１２）の前記内壁上であって、前記実質的に水平なクラスターが前記最初の分離ステージ（Ａ〜Ｇ）で発生するポイントの下のポイントで該実質的に水平なクラスターが発生するように配置される、システム。
4. 請求項１に記載のシステムであって、前記最終吸引位置と前記最終再懸濁位置との中間にある少なくとも１つの休止位置をさらに含み、これらの位置を通過して前記反応容器（１１２）が次々に移動する、システム。
5. 反応容器（１１２）内で磁気粒子（１１４）を分離し、そして選択的に洗浄する方法であって、該磁気粒子（１１４）はそれに結合するサンプル成分を有し、該方法は、以下の工程：
   請求項１〜４に記載のシステムのアッセイ装置の反応容器位置（Ａ〜Ｐ）のアレイを通して該反応容器（１１２）を通過させる工程、
   を包含し、さらに：
   第１の反応容器位置（Ｆ）で該反応容器（１１２）から選択的に液相を吸引する工程； 前記再懸濁洗浄位置（Ｈ）で該反応容器（１１２）内へ選択的に再懸濁洗浄溶液を分配する工程；
   前記二次分離ステージ（Ｉ〜Ｍ）の前記最終吸引位置（Ｎ）で該反応容器から選択的にある量の液相を吸引する工程であって、前記二次分離ステージ（Ｉ〜Ｍ）が前記再懸濁洗浄位置（Ｈ）の直後である、工程；ならびに
   前記最終再懸濁位置（Ｐ）で該反応容器（１１２）内へ選択的に試薬を分配し、該試薬中で該磁気粒子を再懸濁する工程、
   を包含し、ここで：
   前記少なくとも１つのそれぞれの磁石（１１６）の各々が、磁場の強度を有すること
   を包含する、
   方法。
6. 請求項１に記載のシステムであって、
   前記第１の複数の連続的な反応容器位置（Ｂ〜Ｇ）に隣接する第１の複数の前記少なくとも１つのそれぞれの磁石（１１６）が、前記反応容器（１１２）内で、前記磁気粒子（１１４）を第１の高さに誘引するような構造および配置であり；そして
   前記第２の複数の連続的な反応容器位置（Ｉ〜Ｍ）に隣接する第２の複数の前記少なくとも１つのそれぞれの磁石（１１６）が、該反応容器（１１２）内で、該磁気粒子（１１４）を該第１の高さよりも低い第２の高さに誘引するような構造および配置である、
   システム。

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