JP5716088B2 - バイオアフィニティアッセイ用反応キュベットのシール - Google Patents
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Description
多種多様な方法および機器が、臨床試料のインビトロ免疫診断(IVD)検査用として市販されている。ELISAイムノアッセイ検査のような、従来のIVD検査は、複雑な検査手法を特徴とする。検査は、いくつかのステップにおいて追加の試薬およびいくつかのステップにおいて洗浄を必要とすることがある。このため、テストを行うのに多くの労力を要する。こうした必要とされる労力を減らすために、自動分析器が開発されてきた。この分析器は、ランダム「アクセスモード」または「バッチモード」のいずれかで稼動することができる。この自動分析器は、1時間あたり最大数百の検査を実行することができる。典型的には、分析器が大型になるほど、検査能力は高くなる。自動ランダムアクセス分析器の検査メニューは、最大50の、またはもっと多くの異なる検体の検査を含むことができる。スケールメリットにより、大型の分析器では、小型の分析器よりも結果が安価に得られる。このことが、IVD検査を、大型の集中型検査室へと推し進めてきた。
抗体、抗原、酵素のようなバイオアフィニティ試薬は乾燥した状態で生物学的活性を非常に良く維持することが広く知られている。乾燥状態において、試薬は通常、室温でも保管するのに安定している。したがって、試薬供給のロジスティクスにおいて、厳密なコールドチェーンを維持する必要がない。このことにより、輸送および保管のコストが低減する。乾燥試薬によって、ポイントオブケアに使用するための、よりシンプルな検査機器の設計が可能にもなる。
上述した問題を解決するために、キュベットは、再シールの穿刺可能なカバーでシールできる。多くの種類の再シールカバーが、この技術分野において知られている。これらのカバーは、プラスチックフィルム製であってよいし、または、ゴム、シリコン、その他のエラストマーのような柔軟な材料からできていてもよい。そのようなカバーは、たとえば、熱循環PCR反応のような、核酸増幅反応の反応バイアルをカバーするために幅広く応用されている。これらにおいて、このシールは、典型的には、液体を吸引するサイクルの後に穿孔される。これらのカバーは、しかしながら、384ウェル形式の微量滴定ウェル(マイクロタイトレーションウェル)のような小型の反応キュベットには、まず応用できない。そのようなエラストマーカバーでの大きな支障となることの1つとして、分注によるキュベット内の空気圧の上昇がある。圧力の上昇を避けるためには、同量の空気が、キュベットから流出する必要がある。ゴムまたはシリコンカバーの場合、分注針は穿孔された開口内に密に据えられ、空気を流出させない。圧力の上昇は、分注の正確性を損なうか、または、分注を完全に失敗させる恐れがある。結論として、成形されたゴム、シリコン、または他の弾力性/弾性(resilient/elastic)バルク材からなる穿刺可能なカバーは、小さい容積の反応キュベットを覆うのにあまり好適ではない。
(i)保管中、密封性がある、
(ii)穿孔針での正確な分注を可能にする、
(iii)分注の間、空気の流出を可能にする、
(iv)溢出や蒸発を避けるために、穿孔された開口が、復帰可能に閉鎖される、という基準を満たさない。
a)カバーは少なくとも第一層、すなわち最上層と、第二層、すなわち中間層と、第三層、すなわち最下層と、穿孔用の1つの箇所または複数の箇所とを備え、
b)カバーによりカートリッジが覆われているときに、第三層がカートリッジに接し、穿孔用の1つの箇所または複数の箇所が、1つの反応チャンバの1つの開口部、または複数の反応チャンバの複数の開口部に位置し、
c)穿孔用の1つまたは複数の箇所において、カバーが、第一層と第三層との間に空洞スペースを有する、すなわち、第二層が第二層を貫通して伸びる穴を有している、ということである。
(i)乾燥状態のバイオアフィニティ試薬を含む。
(ii)保管中、密封閉止状態を維持する。
(iii)穿孔針によるチャンバへの正確な分注を可能にする。
(iv)分注の間、チャンバからの空気の自由な流出を可能にする。
(v)針が引き抜かれると、針痕が復帰可能に閉鎖する。
(vi)時折の溢出に起因するクロスコンタミネーションをなくす。
(i)シールが、弾性材料からなる、事前切り込みされた最下層を有し、
(ii)シールが密封性のある最上層を有し、
(iii)シールが、空洞がある、または十分なスペースがある中間層を有している。
本出願において使用される用語は、以下のように定義できる。
本発明の典型的な実施形態は、少なくとも1つの反応チャンバを備えたバイオアッセイカートリッジ用の穿孔可能な密封カバーを備え、
a)このカバーは少なくとも第一層、すなわち最上層と、第二層、すなわち中間層と、第三層、すなわち最下層と、穿孔用の1つまたは複数の箇所とを備え、
b)カバーによりカートリッジが覆われているとき、第三層がカートリッジに接し、1つまたは複数の穿孔用の箇所が1つの反応チャンバの1つの開口部、または複数の反応チャンバの複数の開口部に位置し、
c)穿孔用の1つのまたは複数の箇所において、このカバーが第一層と第三層との間に空洞スペースを有する、すなわち、第二層が第二層を貫通して伸びる穴を有している。
i)針により穿孔されたとき、穿孔ジョイントが気密ではなく、反応チャンバから気体の自由な流出を可能にし、
ii)この層によって、針が引き抜かれると針痕が密に閉鎖する。
単一ウェル反応チャンバ
図1は、三層8、10、12のカバー2によりシールされる、単一のウェル反応チャンバ6を備えたバイオアッセイカートリッジ4を示している。カバー2の最下層12は厚さ3mmのシリコン製であり、予定される穿孔ポイントにおいて、事前切り込み(X字状)されている。中間層10の空洞スペース18は、直径10mm、深さ10mmの円筒状である。最上層8および最下層12を結合する、最下層10、すなわち、空洞スペース18の周囲の骨格部は、独立気泡ポリエチレン発泡体でできている。最上層8は密封性があり、金属箔でできており、厚さが80μmである。管4には、乾燥試薬が入っている。試薬カートリッジ4は、分析用に使用されるまで、金属箔パウチ内に保管される。
マルチウェルカートリッジ、12反応ウェル
図2は、三層8、10、12のカバー2によりシールされる、配列された12個の反応ウェル6からなるマルチウェルカートリッジ4を備えたシステム20を示している。カバー2の最下層12は、2mmの独立気泡ネオプレン発泡体でできており、予定される穿孔ポイントにおいて、事前切り込み(Y字状)されている。中間層10の空洞スペース18は、直方体形状(6mm×6mm)で、深さは2mmである。最上層8および最下層12を結合する中間層10、すなわち空洞スペース18の周囲の骨格部は、独立気泡ゴム発泡体でできている。最上層8は密封性があり、厚さ120μmのプラスチックが積層された金属(二重層)でできている。反応チャンバ6には、乾燥試薬が入っている。
マルチウェルカートリッジ、96反応ウェル
図3は、カートリッジ4が三層8、10、12のカバー2によりシールされる、標準的な96ウェルプレート20でできた、96反応ウェル6からなるマルチウェルカートリッジ4を備えたシステム20を示している。カバー2の最下層12は、厚さ100μmのビニル製であり、予定される穿孔ポイントにおいて、事前切り込み(I字状)されている。中間層10の空洞スペース18は、直径5mm、深さ1mmの円錐状である。中間層10、すなわち、空洞スペース18の周囲の骨格部は、ポリウレタンでできている。最上層8は密封性があり、厚さ15μmの金属箔でできている。カートリッジシステム20には、乾燥試薬が入っている。試薬カートリッジシステム20は、分析用に使用されるまで、金属箔パウチ内に保管される。
マルチウェルカートリッジ、384個別反応ウェル
図4は、三層8、10、12のカバー2によりシールされる、標準的な384ウェルプレート4でできた、384の個別反応チャンバ6からなるマルチウェルカートリッジシステム20を示している。カバー2の最下層12は、密封性があり、厚さ50μmの金属箔でできており、ポリウレタン気泡発泡体でできた最上層8は、予定される穿孔ポイント14において、事前切り込み(+状)され、厚さは0.5mmである。金属層12は事前切り込みされていない。中間層10の空洞スペース18は、直径2mm、深さ0.5mmの円筒状である。中間層10、すなわち、空洞スペース18の周囲の骨格部は、独立気泡発泡体でできている。システム20には、乾燥試薬が入っている。
マルチウェルカートリッジ、384個別反応ウェル
図5は、三層8、10、12のカバー2によりシールされる、標準的な384ウェルプレート4でできた、384の個別反応チャンバ6からなるマルチウェルカートリッジシステム20を示している。カバー2の最下層12は、300μmの独立気泡ポリウレタン発泡体とポリエチレンとの二重層でできており、予定される穿孔ポイントにおいて、事前切り込み(+状)されている。中間層10の空洞スペース18は、直径3mm、深さ2mmの円筒状である。中間層10、すなわち、空洞スペース18の周囲の骨格部は、独立気泡発泡体でできている。最上層8は、気密性があり、厚さ30μmのアルミニウム箔でできている。システム20には、乾燥試薬が入っている。
マルチウェルカートリッジ、384個別反応ウェル
図6は、最上層8上に、中間層10に類似した追加の層22を有するが、その他は実施例5と同一のマルチウェルカートリッジシステム20を示している。いくつかの実施形態において、追加の層22は、穿孔用の箇所をより効率的に分離することにより、性能を向上させる。したがって、ある穿孔箇所において溢出がある場合、この溢出が他の穿孔箇所へ持ち越される(キャリーオーバー)リスクは、大きく減少する。
マルチウェルカートリッジ、384個別反応ウェル
図7は、金属箔8とプラスチックの二重層12からなる標準的なカバー2’材料によりシールされる、標準的な384ウェルプレート4でできた、384の個別反応チャンバ6からなる従来技術のマルチウェルカートリッジシステム20’を示している。プラスチック層12(底部)は、予定される穿孔ポイントにおいて、事前切り込み(+状)されている。最上層8は密封性があり、金属箔でできている。反応チャンバ6には、乾燥試薬が入っている。
Claims (18)
- 乾燥状態のバイオアフィニティ試薬が収容される少なくとも1つの反応チャンバ(6)を備えたバイオアッセイカートリッジ(4)と、穿孔可能な密封カバー(2)とを備えたシステム(20)であって、前記カバー(2)が、穿孔される前は、前記カバー(2)を通した、前記反応チャンバ(6)へのまたは前記反応チャンバ(6)からのどのような物質の流出または拡散をもさせず、
a)前記カバー(2)は少なくとも第一層(8)、すなわち最上層(8)と、第二層(10)、すなわち中間層(10)と、第三層(12)、すなわち最下層(12)と、穿孔用の1つの箇所または複数の箇所(14)とを備え、
b)前記カバー(2)により前記カートリッジ(4)が覆われているとき、前記第三層(12)が前記カートリッジ(4)に接し、前記穿孔用の1つの箇所または複数の箇所(14)が1つの前記反応チャンバ(6)の1つの開口部(16)、または複数の前記反応チャンバ(6)の複数の開口部(16)に位置し、
c)前記穿孔用の1つの箇所または複数の箇所(14)において、前記カバー(2)が前記第一層(8)と前記第三層(12)との間に空洞スペース(18)を有する、すなわち、前記第二層(10)が前記第二層(10)を貫通して延びる穴(18)を有し、前記空洞スペース(18)が、針の穿孔による前記第一層(8)と前記第三層(12)の自由な動作を可能にするように形成され、
d)前記カバー(2)の、前記第一層(8)または前記第三層(12)のいずれかが、穿孔されるまで密封性があり;前記第三層(12)または前記第一層(8)のいずれかそれぞれが、
i)針により穿孔されるとき、穿孔ジョイントが気密ではなく、前記反応チャンバ(6)から気体の自由な流出を可能にし、
ii)前記針が引き抜かれると、前記層によって、針痕が密に閉鎖される
ように事前切り込みされていることを特徴とするシステム(20)。 - 前記カバー(2)の前記第一層(8)が、穿孔されるまで密封性があり;前記第三層(12)が、
i)針により穿孔されるとき、穿孔ジョイントが気密ではなく、前記反応チャンバ(6)から気体の自由な流出を可能にし、
ii)前記針が引き抜かれると、前記層によって、針痕が密に閉鎖される
ように事前切り込みされていることを特徴とする請求項1記載のシステム(20)。 - それぞれの穿孔箇所(14)において、それぞれの空洞スペース(18)の容積が、前記カートリッジ(4)の対応する前記反応チャンバ(6)の容積の5%から10倍であることを特徴とする請求項1または2記載のシステム(20)。
- それぞれの穿孔箇所(14)において、それぞれの空洞スペース(18)の容積が、前記カートリッジ(4)の対応する前記反応チャンバ(6)の容積の15%から3倍であることを特徴とする請求項1または2記載のシステム(20)。
- それぞれの穿孔箇所(14)において、それぞれの空洞スペース(18)の容積が、前記カートリッジ(4)の対応する前記反応チャンバ(6)の容積の50%から2倍であることを特徴とする請求項1または2記載のシステム(20)。
- 前記空洞スペース(18)の厚さ、すなわち前記空洞スペース(18)を横切る前記第一層(8)と前記第三層(12)との間の距離が、0.1mmから20mmであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のシステム(20)。
- 前記空洞スペース(18)の厚さ、すなわち前記空洞スペース(18)を横切る前記第一層(8)と前記第三層(12)との間の距離が、0.3mmから10mmであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のシステム(20)。
- 前記空洞スペース(18)の厚さ、すなわち前記空洞スペース(18)を横切る前記第一層(8)と前記第三層(12)との間の距離が、1mmから5mmであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のシステム(20)。
- 所期の穿孔の軸に対してほぼ垂直に計測された、前記穿孔箇所(14)における前記空洞スペース(18)の幅が、1.5mmから前記カバー(2)により覆われた前記反応チャンバ(6)の前記開口部の幅の2倍であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のシステム(20)。
- 所期の穿孔の軸に対してほぼ垂直に計測された、前記穿孔箇所(14)における前記空洞スペース(18)の幅が、2mmから前記カバー(2)により覆われた前記反応チャンバ(6)の前記開口部の幅の1.5倍であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のシステム(20)。
- 所期の穿孔の軸に対してほぼ垂直に計測された、前記穿孔箇所(14)における前記空洞スペース(18)の幅が、2.5mmから前記カバー(2)により覆われた前記反応チャンバ(6)の前記開口部の幅の1倍であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のシステム(20)。
- 針により穿孔されるとき、気密ではなく、気体が前記チャンバから自由に流出することを可能にする穿孔ジョイントを有する前記第一層または前記第三層のいずれかの層が、事前切り込みされ、事前切り込みは、+形状、X字形状、Y字形状またはI字形状であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載のシステム(20)。
- 針により穿孔されるとき、気密ではなく、気体が前記チャンバから自由に流出することを可能にする穿孔ジョイントを有する前記第三層が、事前切り込みされ、事前切り込みは、+形状、X字形状、Y字形状またはI字形状であることを特徴とする請求項2〜11のいずれか1項に記載のシステム(20)。
- 前記カバー(2)が、前記第一層(8)、前記第二層(10)および/または前記第三層(12)の上方、間または下方に少なくとも1つの追加の層(22)を備えることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載のシステム(20)。
- 前記カバー(2)が、前記第一層(8)の上、すなわち上部に、1つの追加の層(22)を備え、前記穿孔用の1つの箇所または複数の箇所(16)において、前記追加の層(22)が、空洞スペース(24)を有することを特徴とする請求項14記載のシステム(20)。
- 前記バイオアッセイカートリッジ(4)の前記反応チャンバ(6)の容積が、5μl〜500μlであることを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載のシステム(20)。
- 前記バイオアッセイカートリッジ(4)の前記反応チャンバ(6)の容積が、5μl〜50μlまたは50μl〜500μlであることを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載のシステム(20)。
- 前記バイオアッセイカートリッジ(4)の前記反応チャンバ(6)の容積が、10μl〜30μlであることを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載のシステム(20)。
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