JP5683767B2 - 少なくとも1種の生物学的要素を含む試料を処理する方法 - Google Patents
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Description
本件は、1998年10月14日出願の仮出願第60/104191号の変更である、1999年10月11日出願の米国特許出願第415796号の一部継続出願である。
以下の記述は一般に、試料中の関心のある項目を測定するための構造体および方法に関する。以下の記述は詳細には、例えばDNA、RNA、断片、補体、ペプチド、ポリペプチド、酵素、プリオン、タンパク質、メッセンジャーRNA、トランスファーRNA、ミトコンドリアRNA、ミトコンドリアDNA、抗体、抗原、アレルゲン、生物学的実体(細胞、ビリオンなど)の部分、表面タンパク質、上記の機能等価物などの特定の領域の全体または部分であり、あるいはこれらを含むことができる、関心のある項目を測定することに関する。
本明細書に記載する実施形態は、少なくとも1種の生物学的要素を含む試料を処理する方法を提供する。1つの方法は、前記試料中に第1の導体および第2の導体を導入するステップを含む。前記第1の導体と前記第2の導体の間に電圧を印加する。前記電圧を調整して、前記少なくとも1種の生物学的要素の、PCR反応プロセスにおいて増幅されまたは検出される能力を低減させる。
本明細書に記載する実施形態は、試料中の関心のある項目を測定するための方法および構造体に関する。関心のある項目は例えば、DNAまたはRNAの特定の1つまたは複数の領域、あるいは断片、補体、ペプチド、ポリペプチド、酵素、プリオン、タンパク質、メッセンジャーRNA、トランスファーRNA、ミトコンドリアRNA、ミトコンドリアDNA、抗体、抗原、アレルゲン、生物学的実体(細胞、ビリオンなど)の部分、表面タンパク質、これらの機能等価物、これらの濃縮物、または試料の他の所望の要素である。例示的な一実施形態では、関心のある項目が、それだけには限らないが、特定のDNA領域、RNA領域、抗体、または、それだけには限らないが、CT、CT/GC、MT、HCV、HBV、HPV、HIV、CMV、HLA、HTLVを含む抗原、および、それだけには限らないが、感染症、遺伝マーカ、癌、心臓血管系項目、薬理遺伝学項目などに関係したその他の項目から選択される。いくつかの実施形態では関心のある項目が、それだけには限らないが、HCVに対する抗体、HIV 1/HIV 2に対する抗体、B型肝炎コア抗原に対する抗体(HBcAb)、癌胎児抗原(CEA)、癌抗原19−9(CA19−9)、B型肝炎表面抗原(HBsAg)、B型肝炎表面抗原に対する抗体(HBsAb)、α−フェトプロテイン(AFP)、全前立腺特異抗原(全PSA)、遊離PSA、甲状腺刺激ホルモン(TSH)、黄体化ホルモン(LH)、卵胞刺激ホルモン(FSH)、β−ヒト絨毛膜性生殖腺刺激ホルモン(β−hCG)、遊離チロキシン(遊離T4)、遊離トリヨードサイロニン(遊離T3)、全T4、全T3、プロゲステロン、テストステロン、エストラジオール、プロラクチン、ビタミンB12(B12)、葉酸塩、グリケート化されたヘモグロビン、およびフェリチンから選択される。要するに、ほとんど任意のものが関心のある項目となりうる。
0秒−
位置0:
機器が、第1のプロセス経路11上に第1の容器1をロードする。
位置1:
ピペッタ19が、使い捨てのピペットチップ28と係合し、試薬貯蔵領域18の容器31から磁気感応性微粒子を吸引し(約0.1ml)、この微粒子を、位置1で第1の容器1に分配する。使い捨てピペットチップ28が洗浄カップ23の中の流体で洗浄される。ピペッタ19が、試薬ハンドリング領域13に位置する容器から内部対照などの別の試薬を吸引し(約0.05ml)、その試薬を第1の容器1に分配し、使い捨てピペットチップ28が洗浄カップ23の中の流体で再び洗浄される。容器8に入れられた試料(約1ml)がピペッタ19によって吸引され、第1の容器1に分配される。使い捨てピペットチップ28がピペッタ19から取り外され、チップ廃棄場所24に捨てられる。あるいは、微粒子を分配した後に実行するピペッタ洗浄を排除することができる。この場合、微粒子および内部対照が実質的に同時にまたは順番に吸引され、第1の容器1に分配される。あるいは、液体洗浄の一部または全部を排除することができる。この場合には、微粒子、内部対照および試料が吸引され、同時にかつ/または順番に第1の容器1に分配される。
位置2:
第1のプロセス経路11に結合された分配ノズルが、溶解溶液を含む図5Bおよび19に示した試薬ボトル32などの試薬容器に流体接続される。室温または摂氏約37度の溶解溶液約6mlが第1の容器1に分配される。
位置3:
第1の容器1の内容物がミキサ5で混合される。第1の容器1の内容物が摂氏約37度で培養される。
位置4から35:
摂氏約37度で約19.8分間、培養を継続する。648秒および約1224秒の時点に第1の容器1の内容物が混合される。第1の容器1の内容物の定期的な混合は反応を高める。
位置36:
微粒子に結合した関心のある項目が、磁石4によって第1の容器1の側壁上に捕獲される。
位置37:
洗浄ゾーン50を構成する要素が、本明細書で説明した、磁気分離ならびにプローブ49を用いた流体の吸引および分配を含む洗浄機能を実行する。具体的には、磁石4によって微粒子が第1の容器1の残りの内容物から分離され、プローブ49が、分離されずに残った第1の容器1の内容物を取り除く。プローブ49から第1の容器1に洗浄溶液(緩衝液)が分配される。プローブ49が洗浄される。あるいは、例えば位置36および37で別々に実行される洗浄機能を、第1のプロセス経路11上の1つの位置での洗浄に結合することもできる。
位置38:
プローブ49が洗浄および分配機能を実行する。ミキサ5が、第1の容器1の中の微粒子を流体、具体的にはこの例では洗浄液#1に再懸濁させる。微粒子の再懸濁はあるいは、図17に関して先に説明したように第1の容器1に流体を適切に分配することによって実施することもできる。あるいは、位置36、37および/または38で実行される機能を第1のプロセス経路11上の1つの位置で結合することもできる。
位置39:
微粒子に結合した関心のある項目が、磁石4によって第1の容器1の側壁上に捕獲される。洗浄ゾーン50を構成する要素が、本明細書で説明した、磁気分離ならびにプローブ49を用いた流体の吸引および分配を含む洗浄機能を実行する。具体的には、磁石4によって微粒子が第1の容器1の残りの内容物から分離され、プローブ49が、分離されずに残った第1の容器1の内容物を取り除く。プローブ49が洗浄される。あるいは、例えば位置36および37で別々に実行される洗浄機能を、第1のプロセス経路11上の1つの位置での洗浄に結合することもできる。
位置40:
プローブ49が洗浄および分配機能を実行する。ミキサ5が、第1の容器1の中の微粒子を流体に再懸濁させる。微粒子の再懸濁はあるいは、図17に関して先に説明したように第1の容器1に流体を適切に分配することによって実施することもできる。位置36、37および/または38で実行される機能を第1のプロセス経路11上の1つの位置で結合することもできる。
位置41:
微粒子に結合した関心のある項目が、磁石4によって第1の容器1の側壁上に捕獲される。洗浄ゾーン50を構成する要素が、本明細書で説明した、磁気分離ならびにプローブ49を用いた流体の吸引および分配を含む洗浄機能を実行する。具体的には、磁石4によって微粒子が第1の容器1の残りの内容物から分離され、プローブ49が、分離されずに残った第1の容器1の内容物を取り除く。プローブ49から第1の容器1に洗浄溶液(緩衝液)が分配される。プローブ49が洗浄される。あるいは、例えば位置36および37で別々に実行される洗浄機能を、第1のプロセス経路11上の1つの位置での洗浄に結合することもできる。
位置42:
プローブ49が洗浄および分配機能を実行する。ミキサが、第1の容器1の中の微粒子を流体、具体的にはこの例では洗浄液#2に再懸濁させる。微粒子の再懸濁はあるいは、図17に関して先に説明したように第1の容器1に流体を適切に分配することによって実施することもできる。位置36、37および/または38で実行される機能を第1のプロセス経路11上の1つの位置で結合することもできる。
位置43:
微粒子に結合した関心のある項目が、磁石4によって第1の容器1の側壁上に捕獲される。洗浄ゾーン50を構成する要素が、本明細書で説明した、磁気分離ならびにプローブ49を用いた流体の吸引および分配を含む洗浄機能を実行する。具体的には、磁石4によって微粒子が第1の容器1の残りの内容物から分離され、プローブ49が、分離されずに残った第1の容器1の内容物を取り除く。プローブ49から第1の容器1に洗浄溶液(緩衝液)が分配される。プローブ49が洗浄される。あるいは、例えば位置36および37で別々に実行される洗浄機能を、第1のプロセス経路11上の1つの位置での洗浄に結合することもできる。
位置44:
プローブ49が洗浄および分配機能を実行する。ミキサ5が、第1の容器1の中の微粒子を流体、具体的にはこの例では洗浄液#2に再懸濁させる。微粒子の再懸濁はあるいは、図17に関して先に説明したように第1の容器1に流体を適切に分配することによって実施することもできる。
位置45:
微粒子に結合した関心のある項目が、磁石4によって第1の容器1の側壁上に捕獲される。洗浄ゾーン50を構成する要素が、本明細書で説明した、磁気分離ならびにプローブ49を用いた流体の吸引および分配を含む洗浄機能を実行する。具体的には、磁石4によって微粒子が第1の容器1の残りの内容物から分離され、プローブ49が、分離されずに残った第1の容器1の内容物を取り除く。プローブ49が洗浄される。あるいは、例えば位置36および37で別々に実行される洗浄機能を、第1のプロセス経路11上の1つの位置での洗浄に結合することもできる。
位置46:
第1のプロセス経路11に動作可能に関連づけられ、分配ノズルに流体接続され、第1のプロセス経路11ならびに図5Eおよび19に示した容器29などの試薬容器に流体結合されたポンプが、溶離試薬などの流体を第1の容器1に分配する。一実施形態では、周囲温度の、あるいは摂氏約70度の溶離試薬約80μlが分配される。
位置47〜76:
第1の容器1の内容物が約19.8分間、この例では摂氏約37度、あるいは実質的に摂氏約50度から約70度の範囲の温度で培養される。定期的な混合は、第1の容器1の内容物の要素間の反応を高める。溶離試薬は微粒子から関心のある項目を解放する。
2845〜2880秒−
位置77:
位置76で、ピペッタ12が、使い捨てピペットチップ28と係合し、試薬貯蔵領域13の容器から第1の試薬を吸引し、この試薬を、容器プロセッサライン15a上の第2の容器15に分配する。使い捨てピペットチップ28が洗浄カップ24の中の流体で洗浄される。ピペッタ12が、試薬ハンドリング領域13内の容器から第2の試薬を吸引し、この第2の試薬を第2の容器15に分配し、使い捨てピペットチップ28が洗浄カップ24の中の流体で洗浄される。試薬ハンドリング領域13の容器からピペットチップ28に第3の試薬が吸引され、関心のある項目を含む第1の容器1の内容物約50μlが、第1のプロセス経路11の位置77にある第1の容器1からピペットチップ28に吸引される。第3の試薬および吸引された第1の容器1の内容物が、ピペットチップ28から第2の容器15に分配され、ピペッタ12は、使い捨てのピペットチップ28をチップ廃棄場所24に排出する。あるいは第3の試薬を、ピペッタ12または第1のプロセス経路11上の別の分配ノズルによって、第1のプロセス経路11上の位置76の第1の容器1に分配することができる。他の実施形態では、第1の試薬および第2の試薬の吸引を、吸引と吸引の間にピペッタ12を洗浄しないで完了することができ、これらの試薬を実質的に同時に第2の容器15に分配することができる。これらの3つの試薬の体積はそれぞれ、実質的に約10μlから約50μlの範囲とすることができる。所与の試料中の2つ以上の関心のある項目を検出したい場合には、第1の容器1の内容物の部分を、対応する数の容器15に移すことができる。第1の容器1の内容物のこれらの多重移送は、位置77から実施することができ、あるいは、位置77およびそれ以降の位置から実施することができる。比較的に多くの関心のある項目、例えば約15の項目を1つの試料から測定する場合には、ピペッタ19および/または12によって容器8および/または第1の容器1から複数の吸引および分配を実施することができる。
容器プロセッサライン15a上で第2の容器15がシーラ21に輸送され、そこで第2の容器15が密封される。密封された第2の容器15はスピナ22へ輸送され、そこで、第2の容器15の上部の内容物が第2の容器15の下部に移動される。
ロボットが第2の容器15と係合し、第2の容器15を熱伝達/検出モジュール16aの中に置き、そこで、第2の容器15が熱サイクルに曝露され、第2の容器15の中の関心のある項目が検出される。
特定検定向け熱サイクルプロトコル(Assay Specific Thermal Cycling Protocols):
第2の容器15は、指定された熱サイクルプロトコルを受ける。以下に、このようなプロトコルの例をいくつか示す。
1.摂氏約59度で約30分。1サイクル。
2.摂氏約95度で約30秒、摂氏約54度で約30秒、摂氏約72度で約30秒。4サイクル。
3.摂氏約90度で約30秒、摂氏約59度で約30秒、摂氏約72度で約30秒。46サイクル。
4.摂氏約94度で約5分、摂氏約45度で約15分、摂氏約25度で約10分。1サイクル。
1.摂氏約94度で約10分。1サイクル。
2.摂氏約94度で約1分、摂氏約58度で約1分。45サイクル。
3.摂氏約58度で約10分、摂氏約94度で約5分、摂氏約55度で約15分、摂氏約25度に維持。
1.摂氏約95度で約9.5分。1サイクル。
2.摂氏約95度で約30秒、摂氏約59度で約1分。41サイクル。
3.摂氏約95度で約3分、摂氏約25度で約10分。1サイクル。
選択した特定の熱サイクルプロトコルの完了後、第2の容器15中の関心のある項目が検出され、第2の容器15が廃棄される。以上のステップの結果が報告される。
Claims (4)
- 少なくとも1種の生物学的要素を含む試料からのピペッタの汚染の可能性を低減する方法であって、
(a)洗浄または緩衝流体を含む容器中に第1の導体および第2の導体を導入するステップであって、第1の導体または第2の導体がピペッタである、第1の導体および第2の導体を導入するステップと、
(b)前記第1の導体と前記第2の導体の間に、2ボルトから100ボルトの範囲の電圧を印加するステップと、
(c)前記第1の導体と前記第2の導体の間に2ボルトから100ボルトの前記範囲内のパルス電圧を印加することによって前記電圧を調整して、容器内の任意の生物学的要素の、後続のPCR反応プロセスにおいて増幅されまたは検出される能力を低減させるステップと、
(d)後続のPCR反応プロセスの実施において流体を移すためにピペッタを使用するステップと
を含む方法。 - 生物学的要素がDNAである、請求項1に記載の方法。
- パルス電圧が、0.5ミリ秒から1000ミリ秒の範囲の電圧パルス時間を有する、請求項1に記載の方法。
- パルス電圧が、1秒から300秒の範囲のパルス列持続期間を有する、請求項1に記載の方法。
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