JP5742225B2 - 生物材料のなかでも特にｄｎａを収容および保存するための容器 - Google Patents

Description

本発明は、生物材料のなかでも特にＤＮＡの収容および保存を目的とする容器に関する。

ＤＮＡは研究分野だけでなく、バイオテクノロジー、保健衛生、環境、農産物加工業、鑑識、司法、犯罪科学などの多くの分野でもきわめて長期間の保存を必要としており、たとえば特に、生物試料バンクまたはバイオバンクの作成には不可欠である。

生物材料はヒト、動物または植物由来のもので、特に、組織、細胞のほか、細菌、菌類、単細胞藻類などの微生物、ウイルス、蛋白質、およびＤＮＡやＲＮＡなどの核酸を含むものである。

課題は、空気中の酸素、水、光が劣化要素となるこの生物材料を保存できるようにすることである。また、この生物材料をあらゆる汚染要素から保護することも必要である。

ＤＮＡを耐食性および気密性のある金属製カプセルに長期間保存する方法を想定している特許ＥＰ１０７５５１５が知られており、この実施形態では、このカプセルは２つの半球で構成されている。

このＤＮＡは、冷凍手段は利用せずに、室温で保存するためにきわめて低湿度の中性雰囲気下でカプセル封止されている。

このカプセル形状の保存手段が満足のいくものであっても、なかなか工業化することができない。

実際には、カプセル内のＤＮＡを容易に再利用でき、そのうえ、それを何度も再利用できる必要がある。

このほか、生物学分野では、多種多様な試料を作成するのにアリコートを採取する工程を想定する必要がある。

すなわち、２つの半球からなるタイプのカプセルは、最適な手段ではない。このような理由から、本発明は、生物材料のなかでも特にＤＮＡを収容するための容器を提案しており、この容器は、完全に密閉するように栓をすることができ、その中身を損傷することなく開封することができ、復元したＤＮＡを何度も連続して再利用することができるものである。そのうえ、各カプセルを識別できるようにする必要があり、この識別は前記容器を開封したあとも含めて永続的なものでなければならない。

次に、本発明による容器を好適だが非限定的な実施形態、および本発明を説明する添付の図に沿って詳細に記載する。以下、種々の図面を説明する。

使用前の容器の斜視図である。 使用中で溶接前の組み立てた容器の斜視図である。 使用中で溶接後の組み立てた容器の斜視図である。 標識付けしたあとの容器の下部の図である。 再利用のために開封したあとの容器とその閉塞部品の斜視図である。

図１は、好適な実施形態に使用する、直径７ｍｍ、高さ１８ｍｍ、壁厚１０分の数ミリメートル程度の筒状の容器１０を示す。

この容器は、端部で閉鎖するカバー１２を構成要素とし、ガス不透過性で耐食性があり、防水できるように密閉できるような材料で作製される。

この場合、材料は、前述の端部で閉鎖する筒状の容器を作製するために、変形性およびそれに伴う展性によって生じる余分な応力に対応できるものでなければならない。

実際に、このカバーの作製には、後述するように、必要な寸法規格を順守するとともに、大量生産の利用に適したコスト条件を維持するためには、深い型打ちが工業的に最も適した方法である。

実質的には、本発明によるカバーの作製に適した好適なステンレス鋼の色相には、商品番号３０４Ｌの色相、またはさらに金属工学的にはＺ２ＣＮ１８−１０の色相が商業的に知られている。

容器１０は、同じく筒状のインサート１４とセットになっており、これがカバー１２に軽く触れて中に納まるようになっている。

このインサートは、生物材料の保存に対する適性と安定性の点から、ガラスで作製するのが有利である。

図のように、インサートはカバーよりも短くなっている。

容器１０は、筒状カバーの開放している端部に押し込んで嵌合するようになっている栓１６も備えている。

この栓１６も同じく筒状であり、その外径は、筒状カバーの中に押し込んで入るのに必要な摩擦が生じる程度の長さである。

栓は、同じ理由により、カバーのような型打ちタイプの機械による変形加工で得られることが有利である。

この筒状の栓の高さはわずかで、約数ミリメートルであり、この場合は３ｍｍであるのに対し、筒状カバーは約１８ｍｍである。栓の壁厚も同じく１０分の数ミリメートルで、カバーの壁厚と同一または近似値であることが好ましく、この場合は０．２５ｍｍであり、これは、後述するように、溶接のパラメータの理由によるものである。

栓は、カバーと同じ材料で作製し、単一材料からなる一体型の容器のカバーを最後に被せる。

図２のように、栓をしたあとのカバーは、カバーおよび栓の開口した周縁が並置するような構造となることがわかる。

カバーと栓とも端部に周型の隅切り面または面取りを有していることが有利であり、これによって型打ちによる変形が生じるが、カバーに栓を完全に挿入することができる。

本発明の改良例では、挿入後に動かないような方法でやや円錐形の栓を備えることもできる。

図２は、インサート１４内に入れた生物材料１８を図解で示したものであり、この生物材料は脱水した状態である。

前記生物材料を内包して保存するための閉鎖した容器に調節雰囲気を導入することを想定することが有利である。

図３は、密閉するように最終的に閉じた容器を示す。

これに用いた方法は、栓とカバーの溶接２０である。

この点が、本発明による容器のもうひとつの利点である。実際には、この生物材料は、損傷したり破壊されたりすることが一切ないように、溶接を実施する前に挿入され、あらゆる加熱は制限のみならず回避することが必至である。

実質的には、本発明による構成では、カバーと栓との両方の縁に周に沿う形で施すレーザー溶接を想定している。

このような溶接であれば金属フィラーを必要とせず、初期の特性をすべて保有している材料の構造が変わることがない。

２つの材料を同一または近似の壁厚にすることも、均一な溶接を実現するのに有利な点である。

この溶接は、非常に薄い壁厚に対しては微力なレーザー放射しか必要としないため、壁および／またはボックス内に重大な温度上昇は生じず、どのような場合であっても全体として生物材料の変質および／または損傷を招くことがない。

パルスＹＡＧタイプのレーザーを用いるのが有利であるため、温度上昇を考慮しなくてよいことは明らかである。

また、この溶接は、密閉する役割、および栓をカバー内で動かないように固定する役割のみを果たすものであり、力学的な接着強度にそれほどの適性は必要ではないことにが重要な点である。

図４は、トレーサビリティの方法を順守するために、一般に生物材料を挿入する前に実施する標識付けを示す。

さらに、この標識付けは容器と同じように永続性のあるものであければならないため、塗料による標識付け、タグ、印刷など、あとから付け足してすぐに容易に損傷するおそれのある要素は避けざるをえなくなる。

本発明による容器の標識付けは、標識２２を作成することによって実現する。この標識自体には、あらゆるタイプの品番、文字またはバーコード、あるいはデータマトリックスタイプのマトリックスコードを含めることができる。

標識付けは、使用するレーザー光線によって素材表面の状態を変化させることによって実現することが有利である。この場合、素材は凹状に彫りこまれることはないが、標識付けは永続性のあるものである。

ここでもまた、レーザー光線による標識付けによって容器に対するエネルギーの浪費が生じることは、容器の底に標識付けを施す場合も含めて全体的に考慮する必要がないことは明らかである。

もうひとつの方法は、ＲＦＩＤタイプのタグを付け足す方法、すなわち、電波を利用した識別タグである。この場合、タグは容器の壁に張り付いてアンテナを機械的に保持することを役割とし、このアンテナが能動素子となる。タグ自体に印刷はされず、本発明ではこのような方法が永続性のあるものと考えている。タグの表面へのあらゆる損傷が識別の能動素子にまで及ぶことはまったくない。

図５を参照すると、この容器が生物材料の収容および保存に利用できることがわかる。

このように、容器は通路用の窓２４を設けるようになっており、さらに詳細には、たとえば剣バイトの形状をした押し抜き具などの道具を用いて栓の底に穴を開けることによって設ける。この剣バイトは、目打ちによって中央に位置決めする。

栓の底厚は薄いため、押す力はごくわずかでよい。

このほか、押し抜きによって一箇所の切り込みで複数のフラップができ、このフラップが材料の形状記憶効果により巻き込まれて縁の滑らかな窓ができるため、この窓から挿入する器具が入りやすくなるだけでなく、特に引き抜くことが容易になることがわかる。すなわち、ピペットおよびその他のチューブは、フラップの母線によってできる母線に支持されることになる。

これは加工ではなく単に材料の型打ちによって切り込んでいるにすぎないため、特に生物材料が金属粒子に汚染されることがない。

同じくインサートは、周囲に位置しているため、作業する際に機械的に損傷することがないこと重要な点である。

容器は機械的な作業の対象とはならず、栓の底のみが亀甲型の剣バイトによる押し抜き作業の対象となるため、標識の操作および判読にも何ら影響はない。

このように、この窓２４によってピペット、注入器または類似の器具を挿入して、脱水した生物材料を溶液化するのにふさわしいあらゆる液体を注入することができる。

したがって、懸濁液化したこの生物材料は、同じタイプの器具を用いて必要に応じて全体または部分的に取り出すことができる。

当然のことだが、この開封は最終的なものであり、その容器はもはや長期にわたる保存に使用することはできない。

反対に生物材料は、部分的のみであっても使用することができ、たとえばさまざまな操作をする場合などは、数日間保存する必要がある。

この場合、容器は、中性のエラストマーなどを材料とする閉塞部品２６を容器に慎重に被せて、再度溶液化した生物材料を保存するのに使用することができる。

この閉塞部品は、図５に示すようなキャップ形状か、栓の内部にそのまま納まり、放射状の弾性力によって保持される円錐台形である。

ここで重要なことは、標識付けは最終的なかたちで容器と一体化するものであり、開封したあとに再度使用する目的で開封したままの容器に施す目打ちが、何ら過失を招くものではないということである。

また、筒状の容器も、生物学分野でよく使用されるマイクロプレートを備えたラック（特に登録商標である周知のＳＢＳ規格のラック）に配置されるように、自動機械の操作に完全に適合されていることも明らかである。

同じように、刻印された標識は肉眼できわめてはっきりと判読できるものであり、あとから付け足したタグの場合に起こりうるような、この標識の損傷が原因で誤読を招くということはない。

したがって、生物試料のトレーサビリティは、本発明による容器を用いて構築することができる。

この容器によって室温での保存に関連するあらゆる利点を享受することができ、特に、分析器の変更および実験室の変更が容易になり、バイオバンクの作成が可能になるが、そのほかにも、生物材料をこの容器内に挿入するための自動機械の利用が可能になる。

以上の工程には、少なくとも脱水、調節雰囲気の導入、溶接による密封、および標識付けの作業が含まれる。

押し抜きによる開封も、押し抜き具を備えた装置を用いて行うことができるため、機械の往復運動を調節して正確な誘導を確実に行うことができる。

自動分析器は、既存の自動機械も含め、押し抜きによって開封するこのような装置を備えることができ、人間が一切介入しないようにすることができる。

インサートは、ここではガラス製のものを挙げたが、代わりにセラミック製またはその他のあらゆる不活性材料で作製され、生物材料を保存する適性のあるインサートでもよく、周知のものであっても今後作製されるものであってもよい。

同じくインサートは、特定の用途では、生物材料に対して不活性の材料で作製され、あらかじめこの生物材料を吸着させたボールに代替することもできる。

容器は、生物材料を室温で保存することを想定しているが、生物材料のなかには必ず−２０^０Ｃまたはそれ以下の温度で保存する必要があるものもあり、本発明による容器内での保存温度は、数度の正の温度にまで下げてもよいことは明らかである。

Claims (8)

1. 調節雰囲気下で脱水した生物材料であるＤＮＡを室温で保存することを目的とする、ガス気密性の材料でできたカバー（１２）を有する容器であって、前記カバー（１２）が、金属材料製で一端が閉鎖された筒状であり、密閉するように前記カバーと結合する栓（１６）を有し，前記カバー（１２）および前記栓（１６）のそれぞれが一体型で機械的に変形されたものであり、
   前記栓（１６）は、金属材料製で一端が閉鎖された筒状であり、筒状の前記カバー（１２）に嵌合され、前記栓（１６）と前記カバー（１２）は、開口の周縁が同じ高さで結合されていることを特徴とする容器（１０）。
2. 前記カバー（１２）および前記栓（１６）の周縁が溶接手段（２０）によって固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の容器（１０）。
3. 前記溶接（２０）は、レーザー光線によって行うことを特徴とする、請求項２に記載の容器（１０）。
4. 容器は、ウェルプレートのウェルに収容できるように、直径７ｍｍ、高さ１８ｍｍ、および壁厚が１００分の数ミリメートルであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の容器（１０）。
5. 前記金属材料は、ステンレス鋼Ｚ２ＣＮ１８−１０であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の容器（１０）。
6. 前記生物材料であるＤＮＡを収容するために、前記カバー（１２）内に配置されるインサート（１４）を収容することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の容器（１０）。
7. 前記栓（１６）は、押し抜きによって開封されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の容器（１０）。
8. 前記容器の前記栓を開封したあとに前記カバーを閉鎖するための閉塞部品（２６）を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の容器（１０）。

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