JP5619720B2 - サンプリングおよび分注装置 - Google Patents

Description

本発明はサンプルを分注するための装置および分析されるべきサンプルを分注するための方法に関する。本発明はまた、所定の濃度に希釈されたサンプルの容量的（volumetric）分注に加えて、サンプル、試薬および密封チャンバ中に貯蔵された液体を混合する手段をも提供する。

利用可能な先行技術では、液体被検物（specimen）の採取、希釈および分注といった可変な技術的特徴を有するいくつかの装置および方法が認識されている。さらに先行技術には、スワブ（swab）サンプリング用の、複数のチャンバを備えるサンプリング装置であって、チャンバ間の膜または同様のものを穿孔するための多様な技術的解決手段を含む多くの装置も認められる。

米国特許第３，２３３，７８５号明細書には、血液サンプルが毛細管作用により毛細管の上方へと流れ、毛細管通路よりも実質上広い直径を備えるチャンバに到達すると自動的に停止する、大変基本的かつ単純なリンスピペットが記載されている。

米国特許第３，４５３，９４１号明細書には、採取手段、容器中における試薬のアベイラビリティー、混合手段およびサンプルを目視プレートに正確に置くための手段を含む、被検物の血液型を測定するための装置が開示されている。

複数の生物学的液体サンプルを受けるための装置が、米国特許第３，８４８，５８１号明細書に記載されている。この文献では、適切な試薬を含有し得る個別の試験管へと分岐するメイン通路の中を、血液サンプルが移動する装置が開示されている。

所定量のサンプル液を吸引し、その後所定量の希釈剤と共にサンプルを排出するために提供される希釈器が、米国特許第３，８６９，０６８号明細書に開示されている。

米国特許第４，００３，２６２号明細書には、液体サンプルの正確なマイクロ量を測定するための装置であって、自己充填毛細管が、シールドの閉鎖端にある開口部を通して大気に開いている装置が開示されている。

液体が吸い込まれる際に空気を排出する開口通路を有する、加圧されていない液体を採取、分離および分注するための装置が、米国特許第４，１３６，０３６号明細書に教示されている。

米国特許第４，３９６，０２４号明細書には、毛細管血液を抽出する装置、この装置に一体的に接続されるホルダーおよび毛細管の後端にある閉鎖ピンを開示されている。

別の種類のサンプリング装置は、米国特許第４，５８９，４２１号明細書に開示されており、この発明は機械的な運動なしにサンプリングを行い、機械的な運動によってサンプルの正確な量を分注することを可能にしている。米国特許第４，５８９，４２１号明細書に開示されているようなサンプリング装置は、検査装置の不可欠な部分にもなり得る。

さらに、米国特許第４，６９０，００５号明細書には、サンプルを液体から抜き出し、例えば試薬などの希釈液に正確な割合で該サンプルを混合し、該混合物を例えば試験管または測定容器などの他の容器へ適量に分ける（dose）ことを可能とする投与装置が開示されている。

米国特許第５，８３３，６３０号明細書に記載の発明は、毛細管血液を採取するためのサンプル採取装置に関する。この発明において、サンプルはホルダーに位置づけられた毛細管の毛細管作用によって吸収され、このホルダーは分析のためにサンプルが移送される試薬液含有キュベットの閉鎖手段（closure means）を生成する。保護および圧力キャップは毛細管の自由端に適用され得る。圧力キャップの下方向への動きが、サンプルをキュベット中へと放出し、サンプルはその後分析器へと運ばれる。

分析検査のために、液体被検物のサンプルを採取する方法およびキットを開示するさらなる発明が、米国特許第５，９３５，８６４号明細書に開示されており、この方法はサンプル容器および試薬バイアルを含む。サンプルと試薬バイアル中の試薬とが、毛細管作用によって検査ストリップを含むチャンバへと導かれる。

米国特許第５，９３５，８６４号明細書と同様の原理を開示する、サンプル液を検査するためのサンプル手段およびシステムは、米国特許出願公開第２００５／０１４５０４６号明細書に開示される。この米国出願は、希釈液および／または反応液のための貯蔵槽を備えるサンプリング手段を提供する。この方法は、サンプル液ならびに希釈液および／または反応液の運搬を、連続的または同時に行うことを可能にし、とりわけサンプリング手段の単一作動によって行うことを可能にする。

米国特許第６，８０３，０２１号明細書の発明は、所定量の液体を受け取り、そして排出する装置に関する。サンプルは毛細管現象によって求められるが、一方で空気は開口部を通して逃げる。液体を排出するために開口部は閉鎖され、柔軟な蛇腹に圧力がかけられる。米国特許第６，８０３，０２１号明細書はさらに、試験管中で効率的に液体と試薬を攪拌するフックのような継ぎ足し部分を含む攪拌手段を開示する。

国際公開第２００５／０７１３８８号パンフレットは、スワブサンプリングのための複数チャンバによるアッセイ形式を含むサンプリングおよびアッセイ装置を開示し、この装置では、必要とされる試薬および液体の媒介物はアッセイ装置の該チャンバにおいて使用可能である。チャンバは、サンプリングスワブまたは穿孔手段のいずれかにより穿孔される膜によって互いに分離される。穿孔手段を適用する場合、膜はアッセイ装置の少なくとも二ヵ所の相対運動によって破られる。

したがって、本発明の目的は、さらなる分析的な検査のために、液体の容量的採取、容量的希釈、混合および分注のためのサンプリング装置および方法を提供することである。より詳細には、本発明は容量的サンプルを、所定の容量の例えば１つ以上の試薬を含む緩衝剤もしくは液体、または他の任意の液体で容量的に希釈し、その後容量的希釈および分注のレベルがあらかじめ定められた該サンプル−希釈液組成物を容量的に分注および混合することを提供する。例えばフランジおよびフルークなどの嵌合手段を固定所定位置に置くことで、容量的に希釈および分注されるべき容量が調節される。

本発明によれば、サンプルを採取および分注するための装置であって、
少なくとも１面に貫通可能部材が結合し、液体が入っている密封チャンバを含む容器、
両端が開放された通路を定めるサンプラー
を含み、第１端部から延びる前記通路の少なくとも一部が毛細管作用によりサンプルを引き込める毛細管通路を含み、該サンプラーが、前記貫通可能部材が一旦貫通されると前記通路が前記密封チャンバと連通するように該貫通可能部材を貫通するよう構成された貫通手段を含んでおり、前記貫通可能部材が、前記サンプルと前記液体を混合させ、該混合されたサンプルと液体とを前記毛細管通路を経由して前記装置から分注させるピストンとして操作可能である装置が提供される。

その容器はいかなる形状のものでもよいが、好ましくは円筒形状であって、大きさは臨床または衛生検査を意図されたものがよい。本明細書において、容器という用語は、例えば試験管やバイアルなどのあらゆる管（vessel）を含むものと規定される。

毛細管通路は、毛細管作用によってサンプルを毛細管通路へ導くように作用する。一旦サンプルが採取されると、貫通手段は貫通可能部材を貫通できる。サンプラーが密封チャンバの中に進むにつれて、密封チャンバの内容物は密封チャンバからサンプラーへと分配される。同時にサンプルはサンプラーの外に分配され、その後密封チャンバ中に最初から貯蔵されている任意の液体と混合される。大変効果的な混合は、サンプリング装置から分注される液体中に形成される強力な渦によってなされる。

したがって本発明は、貫通可能部材がピストンとして作動する場合に通路の内容物を排出する装置、方法およびキットを含む。貫通可能部材は、通路の内容物を密封チャンバの中に排出するか、または密封チャンバの内容物を通路を通して外へと排出する。さらに通路は、通路の第１端部を通して通路の内容物を排出することで空にされる。

本発明の実施態様によれば、貫通可能部材は穿孔可能部材であって、貫通手段は穿孔手段を含む。ゆえに、使用者が密封チャンバの内容物に到達（access）したい場合には、穿孔可能部材が穿孔手段によって穿孔される。本発明の別の実施態様によれば、貫通可能部材は開口部を備える部材を含み、貫通手段はその開口部を封じるように配置されるプラグを含む。使用者が密封チャンバの内容物に到達したい場合には、プラグを含む貫通手段が開口部を通して押され、これにより通路は密封チャンバの液体と接触する。本発明のさらに他の実施態様によれば、貫通可能部材は開口部を備える部材を含み、装置は開口部を封じるように配置されたプラグをさらに含む。ゆえに貫通手段は密封チャンバの内容物へと到達するために、開口部を通してプラグを押す。

サンプラーは容器の内部でスライドするように構成でき、容器の壁に対して接触し、サンプラーの容器への侵入を制限する突出部を含んでもよい。サンプラーが容器内部へとさらに侵入すると、突出部は容器に対して接触し、更なる侵入を妨げる。突出部は、好適にはサンプラーの第１端部またはその付近に配置されるので、付加的にサンプルが分注される補助管を支持するため、またはもたせかけるために使用され得る。

サンプラーの第１端部は、補助管の内部にあり閉鎖系を形成する。これは、潜在的な感染性の物質が装置から放出されることを防ぐ。サンプラーの第１端部は、装置または補助管のいずれからの漏洩も防ぐために、反応管の開口部にしっかりと密着するように設計され得る。補助管は、これらに限定される訳ではないが試験管、キュベット、カセットなどの形状を有し、側方流動またはアッセイ装置を通した流動などの機能を有する。

都合のよいことに、採取されるサンプルの容量は毛細管通路の容量によって制御され得る。毛細管通路の端には、中空通路の直径が段階的に増加する段階区域が存在し、直径の大きさは１．５ｍｍ以上で、通常１〜６ｍｍであり、好適には２〜３ｍｍである。ゆえに導かれる液体の容量は、毛細管通路の容量によって制限される。毛細管通路から通じる通路のもう一方の端では、通路の直径は好適には毛細管通路よりも広い。代替的には、毛細管上の標線が毛細管に導かれるサンプルの容量を示すために用いられ得る。

サンプラーは、サンプラーの第２端部から離れて置かれ、貫通可能部材を貫通した後に貫通可能部材と嵌合するように構成される嵌合手段を含む場合もある。貫通可能部材は可動性であり、嵌合手段は貫通可能部材をピストンまたはプランジャーとして操作するために設定され得る。ゆえに貫通可能部材は、サンプラーが容器中をさらに侵入するにつれて、サンプラーと同時に移動する。このため密封チャンバの容量は減少し、含有される液体は全て分注される。貫通可能部材とサンプラーとの間の密封度を高めるために、貫通可能部材は好適には弾性である。

サンプルが簡単にサンプラーへと導かれるように、少なくとも１つの通気開口部が容器の内側と外側との間に設けられ、通気開口部は密封チャンバの外側に設置される。通気手段は、貫通可能部材を貫通した後に貫通可能部材と嵌合するように構成されたフランジ中に好都合に設置され得る。フランジは、通気のための開口部を少なくとも１つは含む。フランジが複数の開口部を含む場合は、それらはフランジを通して一様に、または不規則に分散される。開口部はいかなる形状および大きさでもよい。最も好適には、開口部は円形であって、０．１〜１．５ｍｍ、好適には０．２〜０．３ｍｍの直径を有する。開口部がフランジの端に位置する場合には、開口部は半円形または同様の形状であり得る。

容器はさらに、少なくとも１面が第２の貫通可能部材に接する第２の密封チャンバを含む場合もある。貫通手段は、最初に第１の貫通可能部材を貫通し、第１の密封チャンバ中に含有される液体が分注される。貫通手段が容器中にさらに挿入され、第２の貫通可能部材が貫通される場合には、第２の密封チャンバに含有される液体が分注される。

サンプラーは、通路中に乾燥試薬を貯蔵するように構成され得る。乾燥試薬は、好ましくは通路中の非毛細管部分内に貯蔵される。密封チャンバからの液体が分注されると液体は自動的に乾燥試薬と混合し、要求されるアッセイを形成する。

本発明は、前述した貫通可能部材、ならびに貫通手段、少なくとも１つのフランジおよび／または少なくとも１つのフルークおよびその対応部分（counterpart）を含むサンプラーに依存する。本発明は、円筒形状であって、容器の壁に対して接触するストッパーに相当し、その壁と接触する液密かつ気密な摩擦（friction）を有する貫通可能部材に関する。貫通手段を含むサンプラー手段が貫通可能部材の弾性膜を貫通すると、フランジおよびフルークが、ピストンまたはプランジャーとなる該貫通可能部材とサンプラーを結合させ、ここでサンプラーはピストンのシャフトまたはロッドを含む。このピストンは、容器内部で前後に動くことができ、液体含有チャンバ中で正または負の圧力をかけることを可能にする。液体は、通路が開いている際に通路を通ることができる。

本発明のさらなる側面によれば、少なくとも１面に貫通可能部材が結合する密封チャンバを備える容器を含む装置を用いてサンプルを採取および分注する方法であって、該密封チャンバは液体が入っており、そして前記装置は両端が開放している通路を規定するサンプラーを含んでおり、第１端部から伸びる前記通路の少なくとも一部分は毛細管通路を含んでおり、前記サンプラーは、第２端部に貫通手段を備えており、
毛細管作用により毛細管通路内に液体サンプルを抜き取る工程、および
前記通路が前記密封チャンバと連通するように前記貫通可能部材を貫通するために前記貫通可能部材を貫通する工程、および前記サンプルと前記液体を混合し、前記混合されたサンプルと液体を前記毛細管通路を通して前記装置から分注するために、該貫通可能部材をピストンとして操作する工程を含む。

本発明の利点は、毛細管サンプラーと１つ以上の密封チャンバにおいて提供される１つ以上の付加的な試薬とを、簡単に操作できる１つのユニットへと結合することである。これらの付加的な試薬は、固体、液体および気体の形状である。

分析される被検物の例としては、ヒトまたは動物由来の血液、血清、血漿、唾液、尿、痰、汗、涙、脳脊髄液および他の体液などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。一般的な被検物は、特に指の穿刺部からの血液の滴、口からの唾液、眼からの涙などの開口部、および試験管などのオープンラボラトリの容器から得られるサンプルである。サンプルと混合される液体は、通常アッセイに必要な緩衝剤である。本発明は、化学的、生化学的または生物医学的な定性または定量アッセイのさらなる性能のために、サンプルとアッセイ試薬との単純な混合を可能にする。また、工業用水の処理過程、乳製品、飲料、化粧品を衛生サンプリングする装置、ならびに実験室および手術室などの衛生状態を測定する装置を用いることも可能である。

本発明のさらなる側面によれば、
少なくとも１面が貫通可能部材と接する密封チャンバを含む容器、および
両端が開いた通路であって、第１端部から伸びる通路の少なくとも一部分が毛細管通路を含む通路を定めるサンプラー
を含む部品のキットであって、サンプラーは、貫通可能部材が貫通されると通路が密封チャンバと接触するように、該貫通可能部材を貫通するように構成された貫通手段を含むキットを提供する。

本発明によれば、キット装置の貫通可能部材および貫通手段はそれぞれ、穿孔可能部材および穿孔手段を含む。また、この貫通可能部材はさらに開口部およびプラグを備える部材を含んでもよい。プラグは穿孔手段の部分を形成する場合もあれば形成しない場合もあり、開口部に配置される。キットの部品はさらに補助管を含み得る。

本発明は、これより添付の非制限的な図面を参照して説明される。

サンプラー、および内部に１つの液体試薬チャンバを備え、側壁に通気のための開口部を備える容器を含む好ましい分注装置の概略的な断面図である。 容器の内部に液体試薬チャンバを備え、サンプラーの軸性フランジ手段に通気のための開口部を備える好ましい分注装置の概略的な断面図である。 容器の内部に２つの液体試薬チャンバを備え、容器の側壁に通気のための開口部を備える好ましい分注装置の概略的な断面図である。 容器の内部に２つの液体試薬チャンバを備え、サンプラーの軸性フランジ手段に通気のための開口部を備える好ましい分注装置の概略的な断面図である。 指先から血液サンプルを採取するための図２の分注装置の使用法を説明する。 図５の分注装置と補助反応管との組み合わせを説明する。 血液サンプルおよび乾燥試薬を、図６の分注装置の試薬チャンバからの液体試薬と図６の補助反応管に混合、分注することを説明する。 指先から血液サンプルを採取するための図４のサンプラー・分注装置の使用法を説明する。 図８の分注装置および補助管の組み合わせを説明する。 血液サンプルおよび乾燥試薬を、図９の分注装置の第１試薬チャンバからの液体試薬と図９の補助管に混合、分注することを説明する。 図１０の分注装置の第２試薬チャンバからの付加的な試薬を、図１０の補助管に混合、分注することを説明する。 指先から血液サンプルを採取するための図２の分注装置の使用法を説明する。 サンプルで満たされた毛細管部分および貫通手段を含み、貫通手段が第１の貫通可能部材を貫通し、第１の液体含有密封チャンバへと入る図１２の分注装置を説明する。 密封チャンバの内部で負圧を生じさせ、サンプルをサンプラーの毛細管部分から第１密封チャンバへと移動させるために、サンプリング装置のサンプラーと容器との間で逆方向の力が加えられ、移動が行われることを説明する。 サンプルおよび試薬を含む分注装置の密封チャンバを説明する。 特に弾性材料を穿孔するように設計されるサンプラーの一端の１つの代替的な形状の一例を説明する。 特に弾性材料を穿孔するように設計されるサンプラーの一端の別の代替的な形状の一例を説明する。 第１の貫通可能な弾性部材の１つの代替的な形状の断面図の一例を説明する。 第２の貫通可能な弾性部材の１つの代替的な形状の断面図の一例を説明する。 容器、円筒状の貫通可能な弾性部材および分析アッセイにおいて必要とされる気体または液体試薬を含む１つの密封チャンバの組み合わせを含むパッケージを説明する。任意に、１つより多くの密封チャンバが存在する場合もある。 サンプラーを含む乾燥パッケージを説明する。 貫通可能部材が開口部を備える代替的な分注装置の概略的な断面図である。サンプラーの第２端部は貫通可能部材の開口部内部に設置された液密プラグを含む。 図２２の分注手段の操作を説明する。

本発明は、例えば血液、血清、血漿、唾液、尿、痰、汗、涙、脳脊髄液または他の体液、また蓋の開いた容器中の液体または任意の衛生サンプルなどの正確な容量的液体サンプルを採取し、これらのサンプルを希釈し補助試薬と混合して、最終的に、分析検査を行うために得られた混合物をそれぞれ分注するように設計される。

図１〜４に示されるように、本発明による分注装置は複数の部品を含む。

１つ目の機械部品はサンプル採取および両端が開いた通路を規定する分注手段を構成するサンプラーであって、通路は通路部分に沿って伸びる毛細管すなわち通路２７を含む。毛細管通路は、容量的毛細管通路を毛細管開口部５と段階区域６の間にのみ存在させることが可能な単一中空手段である。液体の容量的サンプリングは毛細管作用によって行われ、液体および気体の分注はどちらも、正の圧力、好ましくは手動の圧力を用いることで行われる。段階区域６は気体および液体の通過を両方の方向に許容するが、段階区域６は、中空構造の内径の０．１ｍｍが２．０ｍｍ以上まで拡大すると、例えば毛細管が明確な段７まで拡大すると、液体の毛細管作用を中止する。さらに、寸法的に１．５ｍｍ以上（１〜６ｍｍ）のサンプラーの端部は、図１６および１７にそれぞれ記載されるような単一の開口部８または複数の開口部を備える貫通手段９を含む。この実施態様では、貫通手段は鋭い端部すなわち穿孔手段９を形成する。図１６は、穿孔手段がサンプラーの通路の縁によって形成される貫通手段を描く。この穿孔手段９はとりわけ、弾性材料を効果的に穿孔しつつも、気体または液体のために通路を開いた状態で維持するように設計される。また、１．５ｍｍ以上（１〜６ｍｍ）の幅の中空構造１０を有するサンプラー１は、直前の狭い中空構造（毛細管作用を可能とする）よりも相当に広く、気体および液体が通ることを可能にする。この幅広の中空構造１０はとりわけ、アッセイに必要とされる考えられる付加的な乾燥試薬１３の貯蔵場所となるように設計される。この幅広の中空構造１０は、段階区域６と開口部８との間に位置づけられる。フランジ１１は、嵌合手段を形成してサンプラー１の動きを誘導し、サンプラー１が容器２の内部で移動したり位置を変えたりするための嵌合手段として作用する。フランジ１１は、好ましくは円形または扇形であって、他のあらゆる形状でもよい。サンプラー１のフルーク３１およびその対応部分３２は、サンプラー１を貫通可能部材３と共に受け止めるように設計されているので、１つの結合した移動ユニット１、３を形成する。サンプラー１および貫通可能部材３および４は、フルーク３１およびその対応部分３２をさらに含む嵌合手段によって受け止められる。この嵌合手段は、貫通可能部材を押し引きすることによって、貫通可能部材をピストンとして操作するように構成される。貫通可能部材は容器中でスライドできるので、結合した移動ユニットはピストンとして作動し、チャンバ中の内容物を通路へと排出する。フランジ１１は、サンプリングおよび貫通可能部材３、４の貫通の際に、空気または気体を逃がすために必要な通気穴１４を含む。フランジ１１は、サンプリングおよび分注の動作の際に、容器２内部のサンプラー１の動きを誘導し、支持する。フランジ１１は、サンプルの端部から離して配置される。

フルーク３１およびその対応部分は、ロッキング（locking）機構を形成してもよく、ここでサンプラー１は、サンプラー１を一方向へねじることによって貫通可能部材から解除され得る。

容器２は気密および液密の円筒を形成し、その中で１つ以上の貫通可能部材を含む。本発明の貫通可能部材３、４はストッパーとして作動する弾性部材である。貫通可能部材３は好適には円筒形状であり、貫通可能部材の壁が容器２の壁に接し、貫通可能部材の一端は貫通可能な弾性膜を含んでおり、もう一端は開放している。この開放端はシャフトに固定される貫通手段の鋭い端部を隠し、ここで貫通手段およびシャフトは、シャフトを円筒状の貫通可能部材に受け止めさせるために、少なくとも１つのフランジおよび少なくとも１つのフルークを含む。貫通可能部材は、貫通手段を含むシャフトまたはロッドが貫通可能部材で受け止められるとピストンになる。受け止められると、前後の動きが貫通可能部材を含む管において正または負の圧力を発生させることを可能にする。

液体または気体の通路を与えるために、貫通手段は中空であって、通路部分を形成する。

容器２は円筒を構成し、円筒は第１端部（近位）２６で開放し、第２端部（遠位）１７で閉鎖する。容器は、好適には均一の断面を有するが、円形の断面を有する円筒に制限されるものではない。容器２の壁にある少なくとも１つの開口部１４は、容器２の外側および内側の空間の間の空気または気体の通気、排出および入れ替えを目的とする１つの選択肢である。前述のように、通気のための他の選択肢は、サンプラー１のフランジ１１にある通気穴１４である。容器２は１つ以上のチャンバ１５、１６（密封チャンバとしても既知）を含有し、それらはそれぞれ分析アッセイに必要となる気体または液体の試薬１５ａおよび１６ａを貯蔵するための容量的区画を形成する。これらのチャンバは容器２の壁、容器２の閉鎖された第２端部１７および第１の貫通可能部材３（図１）または第１および第２の穿孔可能部材４（図３）のいずれかによって制限される。貫通可能部材はサンプラーの鋭い端部９によって穿孔可能であって、一度穿孔されると密封チャンバは通路と連通する。上記の非制限的な実施例は、１つのチャンバ１５または２つのチャンバ１５および１６を開示する。これは一例にすぎず、本発明の精神および範囲は、同様の操作原理によって設計される複数のチャンバを含む装置も含むことを理解されたい。

貫通可能部材３、４は鋭い端部９によって穿孔可能な弾性部材を形成する。一例として、貫通可能部材４およびその使用法は、図３、４、８、９、１０および１１にそれぞれ記載される。一旦鋭い端部９によって穿孔され、フランジ１１、フルーク３１およびその対応部分３２と接触すると、弾性部材はピストン、ストッパーまたはプランジャーとして作動し得る。穿孔された後、穿孔可能部材は好適にはサンプラーの鋭い端部９と共に封を形成する。

しかしながら上記のような貫通可能部材は、上記の実施態様に制限されるものではない。部材が密封され、プラグの使用により漏出を防ぐような、開口部を備える部材も含まれる。開口部を備える部材の利点は、鈍い貫通手段の利用を可能にすることである。さらに、部材は貫通時に伸張しないので、開口部を備える部材を通してチャンバに入ることがより簡単である。したがって穿孔手段は鋭い端を含む必要はなく、形状は、程度の差はあれども鈍いものでもよい。

本発明の付加的な実施態様は、図２２および２３に詳細に記載される。この実施態様ではプラグ３３が貫通手段を形成し、貫通可能な弾性部材３は、プラグ３３によって液密および密封に栓をされる隙間または開口部を含む。この適用において、閉鎖された容量的チャンバ１５の液体または気体の試薬１５ａは、サンプラー１の側壁に位置づけられる開口部５２を通って通路を通る。プラグ３３が、容器２およびサンプラーの反対の動きによって液体試薬または気体１５ａのいずれかを含有する容量的チャンバ１５へと押されると、通路は密封チャンバと流体連通する。

この付加的な実施態様において、サンプラーは、サンプラーの第１端部および第２端部の間に通路を規定するように、サンプラーの第２端部に少なくとも１つの開口部５２を含む。プラグ３３は、貫通可能部材３との摩擦接触によって密着および密封する。容器２がサンプラーに向かって下方向に押されると、プラグは開口部を通して押され、チャンバへの通路は開口部５２を通して開かれる。

多少の修正を伴って記載される２つ目の実施態様も、１つ以上のチャンバを含むサンプル採取および分注装置に適用できる。この修正は、例えば本発明の技能（learning）を利用することで達成でき、例えば付加的な貫通可能部材の開口部に付加的なプラグを設置することによって達成される。

また、さらなる実施態様では、プラグは貫通手段の部分を形成しない。プラグは貫通可能部材の開口部に設置され、貫通手段は開口部を通してプラグを押すために用いられる。容器２およびサンプラー１が反対方向に動かされると、貫通手段の端部はプラグ３３をチャンバ１５へと押す。プラグ３３の密度はチャンバ１５中の液体１５ａの密度よりも小さくなるように選択され、プラグ３３が開口部８から流れることを可能にするので、サンプラーの通路は密封チャンバと流体連通することができる。

貫通可能部材３および４は、互いに関係し、容器２の壁および閉鎖された第２（遠位）端部１７と結合するチャンバ１５および１６の容量を制限し、決定する。貫通可能部材３および４は、チャンバにおいて試薬含有媒体、気体または液体を貯蔵する間、固定ストッパーとして作用する。サンプラー１の鋭い端部９の遠位端２８は、空間１９において貫通可能部材３の内部で止まり、とりわけサンプリング中にサンプラー１の毛細管２７から空気または気体を自由に排出するように設計される。しかしながら、外力が容器にかけられる場合には、サンプラー１の鋭い端部９の遠位端２８は貫通可能部材３および４を貫通し、それらをプランジャー／ピストン３および４として作動させる。サンプラー１の鋭い端部９の遠位端２８により貫通可能部材３および４を貫通することに加えて、フルーク３１はその対応部分３２を受け止め、フランジ１１は貫通可能部材３と嵌合してサンプラー１の嵌合手段を形成する。サンプラー１に圧力がかけられ、この動きは、チャンバ１５および１６から試薬媒体、気体および／または液体を容量的に排出する。装置から分注されるこの気体または液体の正確な容量は、容器２の所定のチャンバ１５および１６内部での貫通可能部材３および４の動きの長さで定められる。ゆえに、容器２のチャンバ１５および１６を試薬で満たし、例えばストッパー１２の位置によって制御される試薬のより少ない正確な所定量を分注することが可能である。これは、試薬の長期の貯蔵の間に容器２のチャンバ１５および１６からの気体および液体の考えられる蒸発を制御するのに有効であり、またチャンバ１５および１６への試薬の正確な必要量の投与においても有効である。負の力および圧力をかけるならば、流れを反対にすることも可能である。

本発明の装置は、容量的サンプルが、サンプリングのための開放端５を備える毛細管および毛細管よりも広い直径を有する段階区域６を含むもう一方の端を含むサンプラーから得られるという特徴を有する。毛細管作用はサンプルが段階区域に到達すると終了する。

サンプルの容量的希釈および分注は、サンプルを所定容量の液体で希釈することおよび所定容量のサンプル−液体組成物を分注することに依存する。本発明の装置は、本明細書中の他の箇所で詳細に開示される。装置はサンプラー１、好適には中央の通路を含む１つの開放端および１つの閉鎖端を備える円筒形状のストッパーである少なくとも１つの貫通可能部材３、１つ以上の突出フランジ１１、通路に位置づけられる１つ以上のフルーク３１および貫通可能部材の開放端の内壁におけるフルークの対応部分３２を含む。

サンプラー１は、貫通手段９を備える中空構造１０を含む通路を規定する。フルークおよびそれらの対応部分、フランジ、ストッパーは、容量的希釈および容量的分注を可能にする実施態様である。フルークおよび／またはフランジおよび／またはストッパーの適切な配置を選択することによって、サンプルの希釈は必要に応じて所定の希釈液の容量と同量に調節される。同様に、分注される容量は同様の特徴、つまりフルーク、フランジおよびストッパーの適切な位置を選択することで調節でき、結果的にそれらが受け止める場所となる。有利な点として、この適切な位置は必要に応じて固定され得る。

調節された希釈の利点は、貯蔵の間の蒸発による希釈剤の損失がアッセイを不可能にすることを避けるために、チャンバを希釈剤で過充填できることである。この特徴は、装置の保存寿命を延ばす。

サンプルおよび試薬の効果的な混合は、サンプルをチャンバ中へ通すために負の圧力を用いることでも行われ得る。この操作の後、サンプルおよび試薬の混合物をサンプラーを通して装置外へと押す正の圧力が用いられる。また、異なる反応組成物の混合を容易にするために、液体の数回の前後運動を使用することができる。

図５〜７は、サンプル２１、１つまたは複数の乾燥試薬１３および液体試薬１５ａをサンプリング、希釈、混合および分注する手順を、断面図で概略的に示す。試薬は、１つまたは複数の試薬を含む場合や試薬を含有しない緩衝剤である場合がある。本発明によれば、この手順は、１つの容量的チャンバ１５を含有する容器を用いる単純かつ連続的な２つの工程のみで達成できる。第１の工程は、サンプラー１の開口部５および段階区域６の間の毛細管作用を用いることによって、全血２１の滴から容量的サンプルを採取する。毛細管中の液体移動は段階区域６で止められるので、正確な容量的サンプリングを可能にする。用いられる一般的なサンプル量は０．１〜１００μｌであって、最も一般的には５〜２０μｌである。サンプル採取および分注手段１の開口部５および段階区域６の間にある毛細管部分の典型的な内径は０．１ｍｍ≧２．０ｍｍであって、好ましくは０．１ｍｍ〜２ｍｍである。毛細管手段の直後の段階区域の内径は、毛細管手段の外径のおよそ０．３〜３ｍｍほどである。毛細管手段の長さは、サンプルの所定容量および毛細管手段の内径に依存する。サンプラーの外側および内側環境間の空気圧は、毛細管作用が終了する位置である段階区域６にサンプラー２１が開口部５から移動する時に、通気開口部１４を通して空気をサンプラーと貫通可能部材の間から逃がすことで、平衡に保たれる。毛細管の配置が、図５のように、非常に正確かつ再現可能なサンプル容量を生じさせる。

容器２は、サンプラーが円筒状の容器の中で簡単にスライドできるように構成される。サンプラーは、サンプラーの容器への貫通を制限するために、容器に対して接触する突出部すなわちストッパー１２を含む場合がある。ストッパー１２は好適には円形または扇形であるが、これらの形状に限定されない。図６では第２の工程が示されており、ここでは容器２が下方向に押される一方で、サンプル採取および分注手段１のストッパー１２は補助反応管２２の上部に留まる。補助管２２は、これらに限定されるわけではないが試験管、キュベット、カセットなどの形状、または側方流動もしくはアッセイ装置を通る流動などの機能を有する。補助管２２は、サンプラー１のストッパー１２に接触して留まる。サンプラー１の開口部５は、補助管２２の内側空間２３に位置づけられる。容器２の閉鎖端１７に加えられる下方向に向いた機械的な力は、サンプラー１の鋭い端部９の遠位端２８による貫通可能部材３の貫通を引き起こす。貫通可能部材３を伴うサンプラー１の受け止めは貫通を通して行われるので、中空接続ロッドを備えるプランジャーユニットを形成する。貫通可能部材３の穿孔は、液体試薬チャンバ１５から鋭い端部９にある開口部８および乾燥試薬１３を含有する幅広の中空手段１０を通って、さらに段階区域６を通り、最終的に毛細管２７および開口部５を通って反応管２２の内側部分２３への通過を達成する。

図７は、さらなる力が容器２の閉鎖（遠位）端１７に加えられた場合に達成される完全な分注を説明する。容器２、結合したサンプラー１（フルーク３１および貫通可能部材３のその対応部分３２によって受け止められている）および貫通可能部材３は、反対方向での互いの摩擦接触において動き、ストッパー１２が容器２の開放端２６に接触すると止まる。この作用は、形成された開放通路を通して液体試薬１５ａをチャンバ１５から出させるので、幅広の中空構造１０からの乾燥試薬１３を流して、混合する。この作用はさらに、毛細管サンプリングチャネル２７を通してサンプルを出し、補助管２２の内側部分２３へと移動させる。最終的な測定の準備が整った混合物２４はサンプル２１、乾燥試薬１３および試薬液１５ａを含む。

図８〜１１は、サンプル２１、乾燥試薬１３および２つの液体試薬１５ａおよび１６ａを、希釈、混合および分注する手順を断面図で説明する。第１の試薬は密封チャンバ１５に貯蔵され、第２の試薬は、別の弾性部材と結合し、第１の密封チャンバに連続して配置される第２の密封チャンバ１６に貯蔵される。手順は、２つの別個の密封チャンバ１５、１６を含む装置を用いる３つの連続的な工程で行われる。第１の工程は、サンプラー１の開口部５と段階区域６の間の毛細管作用を用いることで、全血２１の滴から容量的サンプルを採取する。毛細管における液体の動きは段階区域６で止められるので、正確な容量的サンプリングを可能にする。用いられる一般的なサンプル容量は、０．１〜１００μｌであって、最も一般的には５〜２０μｌである。サンプル採取および分注手段１の開口部５と段階区域６の間にある毛細管部分の典型的な内径は、０．１ｍｍ＞２ｍｍである。サンプリング分注装置の外側および内側環境間の空気圧は、毛細管作用が終了する位置である段階区域６にサンプル２１が開口部５から移動する時に、通気開口部１４を通して空気を逃がすことで、平衡に保たれる。毛細管の配置が、図８のように、非常に正確かつ再現可能なサンプル容量を生じさせる。

図９では第２の工程が示され、ここでは容器２が下方向に押される一方で、サンプル採取および分注手段１のストッパー１２は、補助反応管２３の上部に留まる。サンプラー１の開口部５は、反応管２２の内側部分２３に位置づけられる。容器２の閉鎖端１７にかけられる下方向に向いた機械的な力は、サンプラー１の鋭い端部９にある遠位端２８による貫通可能部材３の貫通を引き起こす。フルーク３１によるサンプラー１および貫通可能部材３の受け止め（catching）は貫通の間に行われるので、中空接続ロッドを備えるプランジャーユニットを形成する。貫通可能部材３の貫通は、液体試薬チャンバ１５から鋭い端部９にある開口部８および乾燥試薬１３を含有する幅広の中空手段１０を通って、さらに段階区域６を通り、最終的に毛細管２７および開口部５を通って反応管２２の内側部分２３への通過を達成する。さらなる力が容器２の閉鎖端１７に加えられる場合、容器２およびサンプラー１は貫通可能部材３に受け止められ、それらは反対方向に向かって互いに摩擦接触して動き、形成された開放通路を通してチャンバ１５から液体試薬１５ａを出させる。それゆえ幅広の中空構造１０から乾燥試薬１３を流して混合し、毛細管２７を通してサンプル２１を補助管２２の内側空間２３へと移動させる。この動きは、サンプラー１の鋭い端部９の遠位端２８が、第２の貫通可能部材４に接触するまで続く（図１０）。下方向への拡大したさらなる力は、サンプラー１の鋭い端部９の遠位端２８に、第２の貫通可能部材４を貫通させる。

サンプラー１は、サンプラー１のより遠位な端部にある少なくとも１つの付加的なフルーク、および第２の貫通可能部材４にあるその対応部分によって第２の貫通可能部材４を係合する（catch）ことができる。サンプラー１の付加的なフルーク３１および第２の貫通可能部材４のその対応部分３２は、第１のフルーク３１およびその対応部分３２とは異なる角度位置を有する。連続するフルークおよびその対応部分を異なる角度に配置することにより、付加的な密封チャンバが容器２に導入される場合に利用することができる。また、フルークおよびその対応部分の大きさおよび形状を他のフルークと対応部分の対のものと変えることによって、いつどのフルークとその対応部分の対が互いを受け止めるべきかを決定できる。さらに、サンプラー１の付加的なフルークを軸性に配置することは、第２の貫通可能部材４が第１の貫通可能部材３に接近してまたは離れてのいずれかで存在し得るということである。したがって、各々の付加的な貫通可能部材の厳密な位置は調整され得る。しかしながら、通常第１の貫通可能部材は１つのフルークによって受け止められ、これは本発明にしたがってピストンとして作動するという機能を遂行するのに充分であって、付加的な貫通可能部材はサンプラー１により受け止められない。したがって、付加的な貫通可能部材が貫通される場合、該部材はサンプラー１により容器２中で上方へと押され、容器２の遠位の端部に到達し、ここで摩擦接触によって容器２の閉鎖端１７に接着する。

図１１はさらに、どのようにしてサンプラー１と容器２内部のストッパー／プランジャー／ピストン手段３および４の下方向に向いた反対の動きが、液体試薬１６ａを形成された開いた通路を通してチャンバ１６から外へ移動させるかを示す。チャンバ１６からの液体試薬１６ａは、反応管２２の内側部分２３において、第１のチャンバ１５からもたらされる液体試薬１５ａ、幅広の中空構造１０からもたらされる乾燥試薬１３、および毛細サンプリング管からもたらされるサンプル２１と混合される。サンプラー１、貫通可能部材３および４ならびに容器２の反対方向への動きは、容器２の開放端２６がストッパー１２に接触し、サンプルおよび試薬の流出および混合を停止させるまで続く。最終的な測定の準備が整った混合物２４は、サンプル２１、乾燥試薬１３および試薬液１５ａおよび１６ａを含む。

図２０は容器２、貫通可能部材３、および図２１に示されるサンプラー１に後に結合されるパッケージにおいて、分析アッセイで必要とされる気体または液体試薬１５ａを含有する１つの容量的チャンバ１５ａの組み合わせを説明する。任意に、装置の容器２は２つ以上のチャンバを有していてもよい。

図２１は、容器２、貫通可能部材３、および分析アッセイに必要とされる気体または液体試薬１５ａおよび／または１６ａを含有する１つ以上のチャンバ１５および／または１６を含む図２０記載の装置に、後に結合されるシリカゲルのような乾燥剤３０を備える乾燥したパッケージ２９において、乾燥試薬１３と共に最適に配置された状態のサンプラー１を説明する。

前述のように、図２０および２１にそれぞれ記載される２つの明確に異なる装置の部品は、本発明にしたがって１つの機能的なユニットへと結合され、すでに記したようなサンプリング、希釈、混合および分注を可能にする。

Claims (24)

1. 少なくとも１面に貫通可能部材が結合し、液体が入っている密封チャンバを含む容器、
   両端が開放している通路を規定するサンプラー
   を含むサンプルを採取および分注するための装置であって、
   第１端部から伸びる前記通路の少なくとも一部分は毛細管作用によりサンプルを引き込める毛細管通路を含み、該サンプラーが、前記貫通可能部材が一旦貫通されると前記通路が前記密封チャンバと連通するように該貫通可能部材を貫通するよう構成された貫通手段を含んでおり、前記貫通可能部材が、前記サンプルと前記液体を混合させ、該混合されたサンプルと液体とを前記毛細管通路を経由して前記装置から分注させるピストンとして操作可能である、サンプルを採取および分注する装置。
2. 前記貫通可能部材が穿孔可能部材を含み、前記貫通手段が、該穿孔可能部材を穿孔するように構成された穿孔手段を含む請求項１記載の装置。
3. 前記貫通可能部材が開口部を有する部材を含み、前記装置がさらに該開口部を封止するように設置されたプラグを含む請求項１記載の装置。
4. 前記サンプラーが、前記容器の内部をスライドするように構成される請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
5. 前記サンプラーが、シャフトを含む請求項４記載の装置。
6. 前記サンプラーが、前記容器に対して接するように構成されかつ該サンプラーを該容器中に移動させた後に、該容器中での該サンプラーの動きを制限するように設置される突出部を含む請求項５記載の装置。
7. 前記容器が、前記貫通可能部材が中でスライドできる円筒であって、前記サンプラーが、前記貫通手段が前記貫通可能部材を貫通した後に該貫通可能部材をピストンとして操作するように、該貫通可能部材と嵌合するよう構成される嵌合手段を含む請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
8. 前記嵌合手段が、前記液体と前記通路内の前記サンプルの混合のために前記密封チャンバから前記通路内への前記液体の排出をするために、および前記混合された液体とサンプルを前記装置から前記毛細管通路を通って分注するために、前記貫通可能部材を押すことによって、該貫通可能部材をピストンとして操作するように構成される請求項７記載の装置。
9. 前記嵌合手段が、前記貫通可能部材を受け止めるように構成される受け止め手段を含み、前記液体と前記密封チャンバ内の前記サンプルの混合のために前記サンプラーから前記密封チャンバ内へ前記サンプルを排出するために、前記貫通可能部材を引くことによって、該貫通可能部材をピストンとして操作するように構成される請求項７または８記載の装置。
10. 前記嵌合手段がまた、前記混合された液体とサンプルを前記密封チャンバから前記毛細管通路を通って分注するために、前記貫通可能部材を押すことによって、該貫通可能部材をピストンとして引き続き操作するように構成される請求項９記載の装置。
11. 前記通路の第２端部から伸びる該通路の一部分の直径が、前記毛細管通路の直径よりも大きい請求項１〜１０のいずれかに記載の装置。
12. 前記貫通可能部材が弾性であって、前記サンプラーの前記第２端部が、該貫通可能部材を貫通した後に該貫通可能部材を封止するように構成される請求項１〜１１のいずれかに記載の装置。
13. 少なくとも１面に、前記貫通手段により貫通されるように構成される少なくとも１つの第２貫通可能部材が結合し、前記密封チャンバと連続して設置される第２密封チャンバをさらに含む請求項１〜１２のいずれかに記載の装置。
14. 前記サンプラーが、前記通路中に乾燥試薬を貯蔵する請求項１〜１３のいずれかに記載の装置。
15. 前記液体が少なくとも１つの試薬を含む請求項１〜１４のいずれかに記載の装置。
16. 前記サンプルが内部に分注され得る補助管をさらに含む請求項１〜１５のいずれかに記載の装置。
17. 少なくとも１面に貫通可能部材が結合する密封チャンバを備えた容器を含む装置を用いてサンプルを採取および分注する方法であって、前記密封チャンバには液体が入っており、前記装置は両端が開放している通路を規定するサンプラーを含んでおり、第１端部から伸びる前記通路の少なくとも一部分は毛細管通路を含んでおり、前記サンプラーは、第２端部に貫通手段を備えており、
    毛細管作用により前記毛細管通路内に液体サンプルを抜き取る工程、および
    前記通路が前記密封チャンバと連通するように前記貫通可能部材を貫通する工程、および
    前記サンプルと前記液体を混合し、前記混合されたサンプルと液体とを前記毛細管通路を通して前記装置から分注するために、該貫通可能部材をピストンとして操作する工程
    を含む方法。
18. 前記貫通可能部材が穿孔可能部材を含み、前記貫通手段が、該穿孔可能部材を穿孔する穿孔手段を含む請求項１７記載の方法。
19. 前記貫通可能部材が開口部を有する部材を含み、前記装置がさらに該開口部を封止するように設置されたプラグを含み、前記貫通手段が該開口部を通して該プラグを押す請求項１７記載の方法。
20. 前記サンプルが体液を含む請求項１７〜１９のいずれかに記載の方法。
21. 前記サンプルが衛生サンプルを含む請求項１７〜２０のいずれかに記載の方法。
22. 前記貫通可能部材が、押すことによってピストンとして操作される請求項１７〜２１のいずれかに記載の方法。
23. 前記貫通可能部材が、前記サンプルと前記密封チャンバ内の前記液体を混合するために前記密封チャンバ内へ前記サンプルの排出をするために引くことによって、および前記混合されたサンプルおよび液体を前記毛細管通路を通して排出するために引き続いて押すことによって、ピストンとして操作される請求項１７〜２１のいずれかに記載の方法。
24. 前記混合されたサンプルおよび液体が補助管へと排出される請求項２３記載の方法。

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