JP5750462B2 - 試薬カートリッジ混合管 - Google Patents

Description

本発明は、臨床計測器分析システムに関し、具体的には、試薬カートリッジ混合管に関する。

分離、単離、及び濃縮は、化学分析に共通する処理ステップである。多くの場合に、これらのステップは、妨害物質を除去して続く化学分析を実施できるようにするために行われる。この分離過程は、溶媒抽出、溶媒蒸発、及び樹脂交換を含むいくつかの方法で実施することができる。妨害物質を除去するための別の技法である磁気分離は、分離し、単離し、及び濃縮する処理であり、そこでは求められている物質が磁性粒子に付着又は結合する。磁性粒子は、速さ、利便性、及び低いエネルギー入力を含む操作上の利点を提供する。磁性粒子は特に、少量の試料を操作するのに適している。

磁気分離を実行するには、計測対象の溶液中に閾値数の磁性粒子が存在する必要がある。しかしながら、磁性粒子は、それらが混合される溶液中の他の多くの粒子と比べて密度が高い。従って、磁性粒子はその保持容器の底面に堆積し得る。これまでの磁性粒子溶液又は懸濁液を保持するための試薬カートリッジは、連続的な混合を用いることで、適切な濃度の磁性粒子が確実に磁性溶液全体に行き渡るようにしている。しかしながら、連続混合は高価で効率が悪く、且つ機械故障が起こり易い可能性がある。本発明は、こうした先行技術の磁性粒子混合管の欠点に対処する。

上述の、及び他の必要性に応え、本教示は、磁性粒子を懸濁するためのシステムに関する。

本システムは、複数の管を保持するための試薬ホルダを含む試薬カートリッジを含む。複数の管は、粒子を保持するための混合管を含み得る。混合管はホルダに回転自在に装着され得る。混合管は、下部と、内表面と、外表面と、第１の撹拌部材と、第２の撹拌部材とを含み得る。第１の撹拌部材及び第２の撹拌部材は、混合管の内表面からルーメンまで延在する。第１の撹拌部材の寸法及び位置は、混合管の外表面にある第１の長手方向溝に対応する。第２の撹拌部材の寸法及び位置は、混合管の外側にある第２の長手方向溝に対応する。混合管は、前記混合管の下部に配置された、少なくとも１本のスロットと長手方向に配置された円筒形部材とをさらに含む。本システムは、スロット及び円筒形部材と作動的に連結可能なモータをさらに含み得る。モータは、混合管の下部でスロット及び円筒形部材を一組のピンを介して係合するためのリニアアクチュエータを有し得る。リニアアクチュエータが回転すると撹拌部材が作動し、それによって粒子が懸濁され得る。

一実施形態において、粒子は磁化可能である。

一実施形態において、第１の撹拌部材は第２の撹拌部材の反対側にある。別の実施形態において、混合管は３つの撹拌部材を有する。第１の撹拌部材及び前記第２の撹拌部材は、断面が実質的に三角形、半円形、又は矩形であり得る。別の実施形態において、第１の撹拌部材及び第２の撹拌部材はブレードである。

一実施形態において、リニアアクチュエータは第３のピンを含み、混合管はリニアアクチュエータの第３のピンと係合するための第２のスロットを含む。

混合管は、円筒形であっても、円錐台形であっても、密封されていても、ホルダと着脱可能であっても、及び／又は押出し成形されてもよい。

一実施形態において、本システムは複数の試薬管を含む。試薬管はホルダと着脱可能であってもよく、及び／又は断面が実質的に矩形か、又は円筒形であってもよい。

本教示の別の態様は、粒子を溶液中に懸濁する方法に関し、これは、第１の撹拌部材及び第２の撹拌部材を有する円筒体を備える混合管に、粒子溶液を分注することと、混合管をモータと係合することと、混合プロトコルに従いモータによって混合管を回転させることと、モータを混合管から取り外すこととを含む。

混合プロトコルは、混合管を第１の時間周期にわたって第１の方向に回転させ、次に、混合管を第２の時間周期にわたって第２の方向に回転させることを含み得る。別の実施形態において、混合プロトコルは２つの段階、すなわち、第１の段階と第２の段階とを含み得る。第１の段階は、混合管を第１の方向及び第２の方向の双方に、完全に１回転するように回転させることを含み得る。第２の段階は、回転方向を１５回切り替えることを含み得る。

本発明の別の態様は、混合管の製造方法に関し、これは、粒子を保持するための、ホルダに回転自在に装着される混合管を成形することを含む。混合管は、上端と、上端と反対側の端部に配置される下部と、内表面と、外表面と、第１の撹拌部材と、第２の撹拌部材とを含む。第１の撹拌部材及び第２の撹拌部材は、混合管の内表面からルーメンまで延在する。第１の撹拌部材の寸法及び位置は、混合管の外表面にある第１の長手方向溝に対応する。第２の撹拌部材の寸法及び位置は、前記混合管の外側にある第２の長手方向溝に対応する。混合管は、混合管の下部に長手方向に配置された少なくとも１本のスロットと円筒形部材とをさらに含む。一実施形態において、混合管は押出し成形される。

本発明のこれらの実施形態及び他の態様は、以下の詳細な説明及び添付の図面から容易に明らかとなるであろう。それらは例示であり、本発明を限定する意図はない。

本発明の例示的実施形態に係る臨床計測器分析システムの上面図である。 本発明の例示的実施形態に係る試薬ステーションの斜視図である。 本発明の例示的実施形態に係る試薬カートリッジの斜視図である。 本発明の例示的実施形態に係る、穴開けキャップアセンブリ及びホルダのない試薬カートリッジの斜視図である。 本発明の例示的実施形態に係る穴開けキャップアセンブリの斜視図である。 本発明の例示的実施形態に係る穴開けキャップの斜視図である。 本発明の例示的実施形態に係る試薬カートリッジホルダの斜視図である。 本発明の例示的実施形態に係るアクセススライドの斜視図である。 本発明の例示的実施形態に係る、図３Ｃに示される混合管を３Ａ−３Ａで切った断面を示す。 本発明の例示的実施形態に係る外表面の側面斜視図である。 本発明の例示的実施形態に係る混合管の別の側面斜視図である。 本発明の例示的実施形態に係る混合管の別の側面斜視図である。 本発明の例示的実施形態に係る混合管の別の側面斜視図である。 本発明の例示的実施形態に係る混合管の別の側面斜視図である。 本発明の例示的実施形態に係る混合管の上面図である。 本発明の例示的実施形態に係る混合管の底面図である。 本発明の例示的実施形態に係るモータ及び試薬カートリッジの斜視図である。

本発明は、添付の図面と併せて読まれるべき以下の説明を通じてより完全に理解されるであろう。この説明では、同様の符号は、本発明の様々な実施形態の中の同様の要素を指す。この説明においては、特許請求される本発明が実施形態に関連して説明されることになる。当業者は、本明細書に記載される方法及びシステムがあくまでも例示に過ぎず、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく変更を加え得ることを容易に理解するであろう。

本発明の実施形態は、患者試料を自動的に分析するための臨床計測器分析システムに関する。一実施形態において、この分析器は、体液試料、例えば、血液、血漿、血清、尿、又は脳脊髄液中の標的生体分子を分析するために用いられ得る。本発明に係る臨床計測器分析システムは、例えば、患者試料中の標的生体分子を検出するための免疫化学分析を自動化する。標的生体分子を検出するため、標的生体分子に特異的な第１の抗体が、発光測定用マーカーで標識される。発光測定用マーカーは、発光測定装置で検出可能な物質である。標的生体分子に特異的な第２の抗体は、磁性粒子に付着する。磁性粒子に付着した抗体及び発光測定用マーカーに付着した抗体は、免疫化学反応において標的生体分子を認識し、それらと結合する。結果として、磁性粒子、発光測定用マーカー、及び標的生体分子からなる特異的複合体が形成される。次に、こうした特異的複合体が、発光測定装置で検査される。

本発明の実施形態はまた、患者試料を保持するバイアルに一定分量の磁性粒子溶液を吸引する前に、混合管において磁性粒子を溶液中に一様に懸濁するための装置及び方法にも関する。続いて、診断分析において標的生体分子の存在及び／又は量が確定される。磁性粒子は、その重量に起因して、時間が経つと混合管の底面に堆積する傾向を有する。本明細書で使用されるように、混合管中の磁性粒子を懸濁するとは、混合管の底面から粒子を取り除き、磁性粒子を混合管の溶液中に懸濁することを指す。磁性粒子が溶液中に一様に分散することは、臨床分析において重要であり、これは、溶液中の磁性粒子の分布におけるいかなる偏りも、診断分析の精度に影響を及ぼし得るためである。

図１Ａは、本発明の実施形態に係る臨床計測器分析システムの上面図である。例示される臨床計測器分析システム２０は、バイアル（図１には図示せず）に入った患者試料を処理及び分析するための１つ又は複数のステーション又はモジュールを含む。バイアルは、試料を保持するのに好適なキュベット、管又は任意の他の容器であり得る（図１には図示せず）。一実施形態において、臨床計測器分析システム２０は、少なくとも以下のもの、すなわち、バイアルローダ２２と、バイアルに試料を添加するための試料ステーション（図示せず）と、バイアルに１種又は複数の試薬を添加するための試薬ステーション２３と、バイアルに洗浄液及びリンス液を提供するための複数のピペット２４と、バイアルローダから１つ又は複数のバイアルを受け取って、そのバイアルを配給するためのカルーセル２８と、磁気洗浄モジュール３０と、発光測定装置３２と、バイアルを培養するための加熱器モジュール２５とを含む。

一実施形態において、バイアルローダ２２は複数のバイアルを保持する。バイアルローダ２２は、例えば、同時出願の「Apparatus and Methods for Dispensing Sample Holders」と題される米国特許出願（代理人整理番号第ＩＮＬ−０９８号）に記載されるとおり、バイアルをカルーセル２８に装填する。ある実施形態において、バイアルローダ２２は、バイアルの積層列を保持するための垂直方向スロットを有する回転可能なカルーセルを備える。バイアルは、例えばスリーブ内に積み重ねられてもよく、このスリーブはバイアルローダ２２に挿入され得る。バイアルローダ２２は、バイアルをスリーブからカルーセル２８に追い出す。

引き続き図１Ａを参照すると、一実施形態においてカルーセル２８は、複数のバイアルを保持し、及び／又はそれらを臨床計測器分析システム２０内の様々なステーション又はモジュール、例えば、試料ステーション、試薬ステーション２３、磁気洗浄モジュール３０、加熱器モジュール、又は発光測定装置３２などに配給する。例示的カルーセル２８は、例えば、モータと動作可能に連結され、回転する。カルーセル２８内のバイアルは、それに近接する複数のステーション又はモジュールのいずれか１つに引き渡され得る。一実施形態では、移送アーム（図示せず）が、カルーセル２８から臨床計測器分析システム２０の様々なステーション又はモジュールへのバイアルの移動を可能にする。

一実施形態では、試料添加ステーション（図示せず）が選択された試料をバイアルに添加する。

引き続き図１Ａを参照すると、磁気洗浄モジュール３０は、バイアル中に存在する磁性粒子を洗浄することができるように構成される。磁気洗浄モジュール３０は、磁気アレイを含む１つ又は複数の磁石ステーションを含む。バイアル中の粒子の磁気洗浄は、バイアルを磁気アレイに近接して固定することによって実施され得る。磁石ステーション内の磁石アレイの磁界がバイアルの壁を貫通し、特異的複合体中に存在する磁性粒子を１つ又は複数の磁気アレイの方に引き付ける。ひいては、特異的複合体がバイアル壁のうち磁石アレイに近接した壁に一塊に集合し、特異的複合体のペレットを形成する。粒子が磁気アレイに引き付けられている間に、１本又は複数のピペットの使用を介して、洗浄溶液又はリンス溶液がバイアルに注入及び／又は吸引され、それによりバイアル中の特異的複合体を除く複合体化しなかった粒子及び溶液が濯ぎ流され、除去される。特異的複合体のペレットは、発光測定装置３２で発光の大きさについて分析される。発光の大きさは、患者試料中の標的分子の濃度の指標となる。

引き続き図１Ａを参照すると、患者試料に関して行われる分析、及びどの標的生体分子が分析されるかに応じて、試薬ステーション２３は、例えば、リンス液、標的生体分子に対する１つ又は複数の抗体、化学発光反応を誘発するための試薬、緩衝液、他の試薬、ルミノゲン（luminogen）を含む発光測定用マーカー物質、及び／又は磁化可能粒子を添加する。

ある実施形態において、磁化可能粒子は、鉄又は任意の他の磁性材料若しくは磁化可能材料で作製される。特定の実施形態において、磁性粒子は常磁性であり、従って磁石が取り除かれると、粒子はゼロ磁化状態を呈する。磁性粒子は実質的に一様な直径であってもよく、例えば１〜１０μｍの範囲、好ましくは１．０μｍ、８．０μｍ、又は４．７μｍの粒径を有してもよい。一実施形態において、例えば、磁化可能粒子の外側は、標的生体分子に対する特異的抗体を含有するラテックス層で被膜される。磁化可能粒子は、以下でさらに詳細に記載される試薬混合管内の溶液中に保持される。この溶液は、水、リンス液、又は分析に必要な任意の他の液体を含有し得る。

図１Ｂは、本発明の例示的実施形態に係る試薬ステーション２３の斜視図であり、この試薬ステーション２３は、試薬ステーションハウジング３３と、バーコードスキャナ３７と、１つ又は複数の試薬カートリッジ７５とを含み、各試薬カートリッジはバーコード８２を有する。試薬ステーションハウジング３３は、例えば、鋳造金属又はプラスチックで作製されたボウル形状の容器であってもよい。１つ又は複数の試薬カートリッジ７５が試薬ステーションボウル３３内に保管される。例えば、試薬カートリッジ７５は、ボウル形状ハウジング３３の中心から半径方向に配分され得る。一実施形態において、試薬カートリッジ７５は、試薬ステーションハウジング３３に配置された回転カルーセル（図示せず）に挿入される。試薬ステーションハウジング３３は温度及び／又は湿度が制御され得る。

試薬カートリッジ７５には、バイアルに注入される１種又は複数の試薬が入っている。一実施形態において、試薬カートリッジ７５は、複数の試薬カートリッジ７５がボウル形状の試薬ステーションハウジング３３に収まり得るような楔形状又は扇形状である。例えば、試薬ステーションハウジング３３のサイズに応じて、５〜３５個の試薬カートリッジ７５、又はより具体的には、１０、２０若しくは３０個、又はそれ以上の試薬カートリッジ７５を、一度に試薬ステーションハウジング３３に置くことができる。

引き続き図１Ｂを参照すると、バーコードスキャナ３７によって使用者は、試薬ステーションハウジング３３内の様々な試薬カートリッジ７５にインデックスを付し、追跡することができる。バーコードスキャナ３７は、試薬カートリッジ７５のなかでバーコードスキャナ３７と向かい合う側面に付されたバーコード８２を読み取り得る。バーコードの読み取り値はコンピュータプロセッサに送られ、そのコンピュータプロセッサが臨床計測器分析システム２０（図示せず）の使用者に、試薬ステーションハウジング３３内の様々な試薬カートリッジ７５の位置について警告する。加えて、バーコードスキャナ３７によって使用者は、患者試料中の所望の標的生体分子分析に対し、様々な試薬カートリッジ７５及びそこに入っている試薬を電子的に選択することができる。使用者は特定の試薬を要求でき、バーコードスキャナ３７がその試薬の入った対応する試薬カートリッジ７５を特定する。このように、バーコードラベル８２は試薬カートリッジ７５内の種々の試薬を識別するために用いることができ、使用者が試薬ステーション２３内にある特定の試薬の位置を判断するのを補助し得る。

ここで、試薬カートリッジについて、図２Ａ〜２Ｃを参照してさらに詳細に説明される。図２Ａは、本発明の実施形態に係る試薬カートリッジの斜視図である。例示される試薬カートリッジ７５は、例えば、チャンネル６８と、ホルダ７６と、基材７７と、混合管７８と、１本又は複数の試薬管８０と、バーコードラベル８２と、穴開けキャップアセンブリ８４とを含む。穴開けキャップアセンブリ８４は、スライドキャップ６９と、穴開けキャップ７１と、スプリング７０、蒸発防止カバー８１（図示せず）、脚部７９を含むアクセススライド７２とを含む。穴開けキャップアセンブリ８４及びその構成要素は、以下でより詳細に考察される。ある実施形態において、試薬カートリッジ７５は、溶液中に試薬又は磁性粒子を保持する１本又は複数本、好ましくは４本の密封管を有する使い捨てパッケージである。試薬カートリッジ７５が試薬ステーション２３（図示せず）内に置かれると、試薬カートリッジ７５は、例えば、約４〜８℃の範囲の温度、より詳細には摂氏約６度まで冷却され得る。試薬カートリッジ７５を低温にすると、試薬の有効期間が延長され得る。

図２Ｂは、本発明の実施形態に係る試薬カートリッジ７５の斜視図であり、基材７７、混合管７８及び試薬管８０を例示する。

図２Ｂを参照すると、試薬管８０は底端で閉鎖され、上面が開放されていて密封可能であり、特定の臨床分析を実施するのに必要な試薬が入っている。試薬管８０の短軸を通る断面形状は、矩形、正方形、円形、楕円形、又は略円形など、試薬を保管し易い任意の形状であってよい。試薬管８０は、試薬ステーション２３内の試薬カートリッジ７５に収まるサイズとされる（図１を参照）。試薬管８０は、試薬を保管するうえで比較的不活性な任意の物質、例えば、成形ポリプロピレン、プラスチック、金属、又はセラミックで作製され得る。試薬管８０の容積は、そのサイズによって異なるが、約１ミリリットル〜約１００ミリリットルの範囲であり得る。一実施形態において、適切な試薬が試薬管８０に導入されると、試薬管８０の上面は、例えば、アルミニウム・ポリエステル膜によって密封される。図２Ｂに示される試薬管８０は密封されている。このシールは易破断性であってもよい。以下で説明される穴開けキャップアセンブリ８４の複数の突起８５（図２Ｃを参照）が穴開けキャップアセンブリ８４に配置されることにより、使用者は必要に応じてこのシールを破ることができる。

引き続き図２Ｂを参照すると、試薬管８０及び混合管７８は、試薬が管に添加される前か、又は添加された後に、基材７７に挿入される。基材７７は、所要の試薬管８０を保持するサイズの成形プラスチック、例えば、ＡＢＳであり得る。一実施形態において、試薬管８０及び混合管７８の基部を基材７７に係合するサイズ及び形状の窪み又は凹部６７が、試薬管８０及び混合管７８を基材７７に保持する。試薬管８０は基材７７に固定され得る。この固定は、例えばスナップロックであり得る。試薬管８０及び混合管７８はまた、基材７７と着脱可能であってもよい。

さらに図２Ｂを参照すると、本発明に係る一実施形態において、混合管７８には磁性粒子溶液が入っている。以下でさらに詳細に考察される混合管７８は、試薬管８０と同様のサイズ及び材料製であり得る。或いは、混合管７８の作製には他の材料が使用されてもよい。磁性粒子溶液は、混合管が試薬カートリッジ７５の基材７７に挿入される前か、又は挿入された後に、混合管７８に導入される。混合管７８中の磁性粒子溶液が十分な量に達すると、次に混合管７８の上面が密封され得る。図２Ｂに示される混合管７８は密封されている。このシールは易破断性であってもよい。以下で説明される穴開けキャップアセンブリ８４の複数の突起８５（図２Ｃを参照）がシールを破り得る。一実施形態において、このシールはアルミニウム・ポリエステル膜である。

混合管７８は回転自在に装着されてもよく、すなわち、混合管７８は基材７７に取り付けられた状態で、窪み又は凹部において回転し得る。一実施形態において、混合管７８は、モータと動作可能に連結された回転可能部材と動作可能に連結される。回転可能部材は混合管７８を時計回り又は反時計回りに回転させ、それによって磁性粒子を溶液中に懸濁する。

図２Ｃは、穴開けキャップアセンブリ８４の上面斜視図である。上述のとおり、穴開けキャップアセンブリ８４は、穴開けキャップ７１と、スライドキャップ６９と、アクセススライド７２とを含み、アクセススライド７２は、蒸発防止カバー８１と、スプリング７０と、脚部７９とを含む。アクセススライド７２は、穴開けキャップ７１とスライドキャップ６９との間に挟まれる。スライドキャップ６９は平坦なプラスチック片であり、使用者が混合管７８及び試薬管８０にアクセスできるようにするためのアクセスホールを有する。スライドキャップ６９は、例えば超音波溶接又はヒートステーキングを介し、穴開けキャップ７１上に固定的に嵌まるサイズとされる。ヒートステーキングは、一方の構成要素から突出し、第２の構成要素の穴に嵌まり込むプラスチックスタッドを使用して別個の構成要素を連結する方法である。次にスタッドは、プラスチックを軟化させることによって変形され、それにより形成されたヘッドが、２つの構成要素を共に機械的に固定する。

蒸発防止カバー８１、スプリング７０、及び脚部７９を含むアクセススライド７２は、穴開けキャップ７１上で摺動し、それによって混合管７８及び試薬管８０（図示せず）へのアクセスを可能とする。蒸発防止カバー８１は平坦な矩形のプラスチック片であり、混合管７８及び試薬管８０に選択的にアクセスできるようにするためのアクセスホールを有する。蒸発防止カバー８１が第１の位置にあり、そのホールが、混合管７８及び試薬管８０並びにスライドキャップ６９のアクセスホールに対して整列しているとき、蒸発防止カバー８１によって使用者は、混合管７８及び試薬管８０にアクセスすることができる。蒸発防止カバー８１が第２の位置にあるとき、蒸発防止カバー８１のアクセスホールは混合管７８及び試薬管８０と整列せず、従って混合管７８及び試薬管８０を外気から遮断し、混合管７８に入っている溶液及び試薬管８０中の試薬の蒸発を防ぐ。

図２Ｄは、穴開けキャップ７１の底面の斜視図である。穴開けキャップ７１は、混合管７８及び試薬管８０が収まるサイズのプラスチックキャップであり、蓋８３と、第１のノッチ７３及び第２のノッチ７３Ａと、１つ又は複数の突起８５とを含む。突起８５は、穴開けキャップ７１の蓋８３から下方に延在し、試薬管８０及び混合管７８（図示せず）に入り込み得る。突起８５は、斜角が付けられた自由端６６を有する中空円筒体であってもよく、この自由端６６により混合管７８又は試薬管８０の易破断性シールを破裂させることができる。

図２Ｅは、ホルダ７６の斜視図である。ホルダ７６はプラスチックで構成され、ホルダ７６の内側に、穴開けキャップ（図示せず）と係合するための第１の溝７４と第２の溝（図示せず）とを有する。第１の溝７４は穴開けキャップの第１のノッチ７３（図示せず）に対応し、第２の溝（図示せず）は穴開けキャップの第２のノッチ７３Ａ（図示せず）に対応する。第１のノッチ７３及び第２のノッチ７３Ａの第１の溝７４及び第２の溝との相互作用は、以下でより詳細に考察される。

再び図２Ａを参照すると、典型的な動作において、穴開けキャップアセンブリ８４は試薬管８０及び混合管７８の上部に被せて配置される。一実施形態において、穴開けキャップアセンブリ８４はホルダ７６と連結される。穴開けキャップアセンブリ８４は、スプリング７０の脚部７９を基材７７の前面のチャンネル６８にフック留めすることにより基材７７に装着され得る。次に脚部７９をチャンネル６８内で摺動させると、アクセススライド７２を動かすことができ、混合管７８及び試薬管８０にアクセスすることが可能となる。或いは、穴開けキャップアセンブリ８４はホルダ７６と分離可能であってもよい。

図２Ｄを参照すると、穴開けキャップアセンブリ８４の突起８５は中空であってもよく、又は穴開けキャップアセンブリ８４が１つ又は複数の貫通孔を含んでもよく、それにより穴開けキャップアセンブリ８４を取り外す必要なしに、ピペットを突起８５に挿通して試薬管８０（図示せず）及び混合管７８（図示せず）から試薬及び磁性粒子溶液を吸引することができる。例えば使用者が押圧すると、穴開けキャップアセンブリ８４の突起８５によって試薬管８０及び混合管７８のシールが破裂する。穴開けキャップ７１は、穴開けキャップ７１に位置する第１のノッチ７３及び第２のノッチ７３Ａが、ホルダ７６（図２Ｅに図示される）に位置する第１の溝７４及び第２の溝（図示せず）と嵌合することによって、押圧されたままとなる。破裂すると、１つ又は複数の突起８５を通じて様々なピペットが挿入され、試薬管８０から試薬を、及び混合管７８から磁性粒子溶液を吸引することができる。

図２Ｆは、穴開けキャップアセンブリのアクセススライドの斜視図であり、これはプラスチックで構成される。アクセススライド７２のスプリング７０は、例えばリーフスプリングであり、使用されていないとき、付勢されることで試薬カートリッジ７５を閉鎖状態に保つ。このアクセススライド７２の付勢による閉鎖により、蒸発及び汚染が最小限に抑えられる。従って、穴開けキャップの突起８５が試薬管８０及び混合管７８を破裂させた後は、試薬カートリッジ７５をアクセススライド７２の蒸発防止カバー８１で遮断することによって、試薬及び混合管溶液の蒸発を防止できる。

図２Ａに示されるとおり、試薬カートリッジ７５を開くには、付属のステッピングモータ（図示せず）によってスプリング７０を偏向させ得る。次に、アクセススライド７２の脚部７９を基材７７のチャンネル６８内で摺動させると、それにより蒸発防止カバー８１（図示せず）が摺動して開き、使用者は試薬管８０及び混合管７８にアクセスできるようになる。

図３Ａ〜３Ｆは、本発明の実施形態に係る混合管７８をより詳細に図示する。図３Ａ〜３Ｆを参照すると、ある実施形態において、混合管７８はほぼ円筒体であり、壁９８と、内表面９５と、上端９２の開口と、下部９６と、上部８７と、床面９４と、基端８９とを含む。上部８７は、混合管７８の上端９２から床面９４まで延在する。下部９６は、床面９４から、管７８のなかで上端９２と反対側の端部にある基端８９まで延在する。

図３Ｃに示される平面３Ａ−３Ａ’を通る混合管の断面である図３Ａを参照すると、管床面９４は混合管７８のなかで最も深い部分であり、磁性粒子溶液を保持する。管床面９４は、例えば、平坦であっても、凸面状であっても、又は凹面状であってもよい。

混合管７８の下部９６は、図３Ａ、３Ｃ、及び３Ｅに示されるとおり、混合管７８のうち管床面９４と基端８９との間にある部分である。図３Ｅを参照すると、混合管７８の下部９６は、長手方向に配置された円筒形部材９９と、第１のスロット１００と、第２のスロット１０１と、第１のフランジ１０２と、第２のフランジ１０３とを含む。下部９６は、管床面９４を約５〜２５ミリメートル越えて延在し得る。一実施形態において、回転可能部材が下部９６に係合し、混合管７８を回転させ得る。

引き続き図３Ａ〜Ｆを参照すると、混合管７８の壁９８は、成形ポリプロピレン、プラスチック、セラミック、金属又は磁性粒子を含む溶液を保管することが可能な任意の他の不活性材料からなり得る。混合管７８の容積はそのサイズによって異なるが、約１ミリリットル〜約１００ミリリットルの範囲であり得る。壁９８の短軸方向の断面形状は円形であり得る。一実施形態において、混合管７８は、混合管７８の開口９２から基端８９まで一定の直径又は幅を有する。特定の実施形態において、混合管は円錐台形であり、すなわち、開口９２が基端８９より大きい直径を有するものである。

図３Ａ〜Ｆを参照すると、混合管７８の基端８９は略平坦であり、混合及び保管中の混合管７８の不要な動揺が防止される。

図３Ａを参照すると、第１の撹拌部材８６と第２の撹拌部材８８とを含む例示的混合管７８の、図３Ｃに示される平面３Ａ−３Ａ’を通る混合管の断面が例示される。第１の撹拌部材８６及び第２の撹拌部材８８は、混合管７８において磁性粒子を溶液中に撹拌する。第１の撹拌部材８６及び第２の撹拌部材８８は混合管７８のルーメン９７内に突出しており、混合管の床面９４から混合管の上端９２まで延在し得る。或いは、第１の撹拌部材８６及び第２の撹拌部材８８は、混合管の床面９４から混合管の上端９２より下の任意の位置まで延在し得る。

図３Ａを参照すると、第１の撹拌部材８６及び第２の撹拌部材８８の形状は、混合管７８が回転すると混合管７８のルーメン９７に乱流を生じさせ得る当業者に公知の任意の形状であってよい。例えば、第１の撹拌部材８６及び第２の撹拌部材８８の断面は、三角形、円形、略円形、矩形、正方形、又は混合管７８の内部に保持される溶液中に乱流を生じさせ得る任意の他の断面形状であってもよい。例示的第１の撹拌部材８６及び例示的第２の撹拌部材８８は平坦か、又はブレード状であり得る。第１の撹拌部材８６及び第２の撹拌部材８８のみが示されるが、多数の撹拌部材、例えば、３、４、５個、又はそれ以上が用いられてもよく、本発明は例示される実施形態に限定されるものではない。

ある実施形態において、第１の撹拌部材８６及び第２の撹拌部材８８は、混合管７８の壁９８の内側表面９５を成形することにより形成され得る。本明細書で使用されるように、壁９８の内側表面９５を成形することにより形成されるとは、第１の撹拌部材８６及び第２の撹拌部材８８が管７８に固着されるのではなく、混合管７８の壁９８が成形されるときに、例えば押出し成形によって形成されることを意味する。

混合管７８が成形加工によって製作されるとき、第１の撹拌部材８６及び第２の撹拌部材８８は、外壁の特定の部分で、混合管７８の内側の壁９５をルーメン９７内に押し込むことによって形成される。混合管７８の外側から見たとき、内壁９５のうちルーメン９７内に延在する部分は、外壁９８にある溝のように見える。第１の溝９０及び第２の溝９１は、図３Ｂ、３Ｃ、３Ｅ及び３Ｆに図示される。第１の溝９０及び第２の溝９１は、ルーメン９７から見たときの第１の撹拌部材８６及び第２の撹拌部材８８に対応する。第１の撹拌部材８６及び第２の撹拌部材８８を形成するために混合管７８に追加的な材料が加えられることがないため、壁９８は混合管７８の長さに沿って一定の厚さを有し、すなわち壁９８は、第１の撹拌部材８６及び第２の撹拌部材８８が位置するところでも厚くなることはない。一定の厚さにより、製造中の均等な冷却及び付形が確保される。

或いは、混合管７８は、第１の溝９０及び第２の溝９１なしに形成されてもよい（図示せず）。この実施形態において、第１の撹拌部材８６及び第２の撹拌部材８８は、例えば、接着剤、熱ボンド、又はスナップロック継手などの機械的係止機構によって壁９８の内表面９５に取り付けられる。

図３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｅ、及び３Ｆを参照すると、一実施形態において、第１の溝９０及び第２の溝９１は、それぞれ図３Ｅ及び３Ｆに示されるとおり、混合管７８の下部９６にある第１のスロット１００及び第２のスロット１０１として混合管７８の基端８９を起点とし、混合管７８の長さに沿って上端９２又はその近傍まで延在する。一実施形態において、第１の溝９０及び第２の溝９１は、混合管７８の基端８９から上端９２に向かって、混合管７８の長さの約３分の２に延在する。

図４は、本発明の実施形態に係る混合管の上面図である。この図は、混合管のルーメン９７内に突出する第１の撹拌部材８６及び第２の撹拌部材８８を示す。

図５は、本発明の実施形態に係る混合管の底面図である。下部９６の壁９８は、１つの連続した部分ではないこともある。むしろ、一実施形態において、壁９８は１本又は複数のスロット、例えば、第１のスロット１００と第２のスロット１０１とを有し、ひいてはこれらが第１の溝９０及び第２の溝９１（図３Ｅ及び３Ｆに図示される）を形成し得る。図５はまた、長手方向に配置された円筒形部材９９、第１のフランジ１０２、及び第２のフランジ１０３も図示する。長手方向に配置された円筒形部材９９、第１のフランジ１０２、及び第２のフランジ１０３は、モータによる混合管７８の係合を補助し得る。付属モータによる混合管７８の回転は、以下でより詳細に考察される。

別の態様において、本発明は、上記の本発明に係る混合管７８において磁性粒子を溶液中に一様に懸濁する方法に関する。本発明の方法の一実施形態に従えば、試料プローブが混合管７８から磁性粒子溶液を吸引して試料バイアルに入れる前に、磁性粒子は混合管７８内で懸濁される。磁性粒子は、第１の撹拌部材８６及び第２の撹拌部材８８が回転又は振動して溶液中に乱流を生じさせることによって懸濁される。乱流によって磁性粒子は撹拌され、溶液中に懸濁される。

図６に示されるとおり、混合管７８を回転又は振動させて乱流を生じさせるため、モータ１０５が使用され得る。モータ１０５は、回転用のステッピングモータ１０７と、モータに対し、図６で点線によって示されるＺ方向に動かすためのリニアアクチュエータ１０４とを組み合わせてもよい。リニアアクチュエータ１０４は、例えば１０〜２５ｍｍの範囲、例えば、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ又は２５ｍｍのＺ方向行程が可能であり得る。特定の実施形態において、ステッピングモータ１０７は両方向に回転し得る。

作動中、リニアアクチュエータ１０４はまず初めに上昇して混合管７８と係合する。次に、ステッピングモータ１０７が混合プロトコル、すなわち磁性粒子を懸濁するために用いられる一連の回転に従い混合管を回転させ、次に回転可能部材が降下して混合管７８を切り離す。

図６を参照すると、本発明の一実施形態に従えば、リニアアクチュエータ１０４は１つ又は複数のピン、例えば、第１のピン１０６と第２のピン１０８とを有する。第２のピン１０８は、矢印１１０によって示されるとおり、混合管７８の第１のスロット１００に係合する。第１のピン１０６は、混合管７８の下部９６に位置する円筒形部材９９に係合し得る。

別の実施形態（図示せず）において、混合管９８の下部９６は複数の長手方向に配置された円筒形部材９９を含み得る。次に追加的なピン（図示せず）が、別個の各円筒形部材と係合し、混合管を時計回り及び反時計回りに、振動方式で回転させ得る。さらに別の実施形態（図示せず）において、歯車が混合管７８の基端８９に固定されてもよい。次に回転可能部材がこの歯車と係合し、混合管７８を時計回り及び反時計回りの両方向に回転させ得る。

本発明の方法の一実施形態に従えば、混合管７８は１つ又は複数の方向に回転して磁性粒子を撹拌する。特定の実施形態において、混合管７８はまず初めに、第１の時間周期にわたってある方向、例えば時計回りに回転し、次に第２の時間周期にわたって反対方向、例えば反時計回りに回転する。別の実施形態において、混合には別個の段階、例えば、２段階、３段階、４段階又はそれ以上の段階が関わり得る。各段階は、一方向への所定数の完全な、又は部分的な回転のある回転と、それに続く所定数の完全な、又は部分的な回転の別の方向へのある回転からなる。一連の回転は数回繰り返される。従って、混合プロセスに関連する変数としては、（１）回転方向、（２）回転の振幅又は回転の度数／角度、及び（３）回転の回数が挙げられる。第１の段階と第２の段階とは異なる回転角で混合管７８を回転させ、及び混合管７８は、各段階について異なる回数を回転する。

例えば、例示的混合プロトコルにおいて、第１の段階は、各方向につき完全な一回転を１周と、その後の１５回の回転方向の切り替えを含み得る。第１の混合段階は最高約６．８秒間続き、約０．４５２秒間の振動時間を含み得る。第２の段階は、各方向につき完全な一回転を４周と、３回の回転方向の切り替えを含み得る。第２の混合段階は約３．０秒間までであってもよく、振動時間は約１．０１秒間であり得る。双方の段階の総混合時間は、回転可能部材の上昇及び下降、並びに第１の段階及び第２の段階の双方における混合を含め、約１０．６秒であり得る。所要の混合レベルに応じて、混合プロトコルを、２、３回又はそれ以上繰り返し、磁性粒子の所望の懸濁を得てもよい。さらに、上述される手順を、計測器の１サイクルにつき２回繰り返し、所望の程度の磁性粒子再懸濁を達成してもよい。磁性粒子の混合及び懸濁のプロセス及び方法は、本明細書に開示される例に限定されず、確実に磁性粒子溶液を一様に懸濁し得る任意の混合プロトコルを用いて達成することができる。

本教示の別の態様は、混合管７８の製造方法に関する。混合管は、成形、例えば押出し成形又は射出成形によって製造され得る。射出成形は、当業者に公知のとおり、溶融材料を成形型に注入して所望の形状を形成することを含む。押出し成形は、当業者に公知のとおり、溶融材料をダイに押し通して所望の形状を形成することを含む。押出し成形による製造方法では、混合管７８を円錐台形状に製造すると、混合管７８の成形したダイからの離型が容易なため有利である。

当業者には、本明細書に記載されるものの変形例、修正例、及び他の実施態様が、特許請求されるとおりの本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく想起されるであろう。従って、本発明は先述の例示的説明によって定義されるのではなく、以下の特許請求の範囲の趣旨及び範囲によって定義される。

以下のとおり特許請求される。

Claims (27)

1. 粒子を懸濁するためのシステムであって、
   当該システムは、複数の管を保持するための試薬ホルダを備える試薬カートリッジを備え、
   前記複数の管が、粒子を保持するための混合管であって、上端から、前記上端と反対側の端部に位置する下部まで延びる長さを備える混合管を備え、
   前記下部は、少なくとも１つのスロットを備える基端を備え、前記少なくとも１つのスロットは前記混合管の前記下部の前記基端に位置し、前記スロットは、前記下部の前記基端から前記混合管の前記上端に向かって前記混合管の前記長さに沿って延びる溝を備え、前記スロットは、時計回り又は反時計回りに前記試薬ホルダ内で前記混合管を回転させるためのモータに作動的に連結可能である、システム。
2. 第１及び第２の攪拌部材をさらに備え、前記第１の攪拌部材は前記第２の攪拌部材の反対側にある、請求項１に記載のシステム。
3. 第３の攪拌部材をさらに備える、請求項２に記載のシステム。
4. 前記第１の攪拌部材及び前記第２の攪拌部材の断面が略三角形である、請求項２に記載のシステム。
5. 前記第１の攪拌部材及び前記第２の攪拌部材の断面が略半円形である、請求項２に記載のシステム。
6. 前記第１の攪拌部材及び前記第２の攪拌部材の断面が略矩形である、請求項２に記載のシステム。
7. 前記第１の攪拌部材及び前記第２の攪拌部材はブレードである、請求項２に記載のシステム。
8. 前記モータは、前記スロットに係合する１つ又は複数のピンを備えるリニアアクチュエータをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
9. 前記混合管が円筒形である、請求項１に記載のシステム。
10. 前記混合管が円錐台形である、請求項１に記載のシステム。
11. 前記混合管が密封される、請求項１に記載のシステム。
12. 前記混合管が押出し成形されたものである、請求項１に記載のシステム。
13. 前記混合管が前記試薬ホルダから着脱可能である、請求項１に記載のシステム。
14. 複数の試薬管をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
15. 前記複数の試薬管の少なくとも１つが前記試薬ホルダから着脱可能である、請求項１４に記載のシステム。
16. 前記複数の試薬管の少なくとも１つの断面が略矩形である、請求項１４に記載のシステム。
17. 前記複数の試薬管の少なくとも１つの断面が略円筒形である、請求項１４に記載のシステム。
18. 前記試薬ホルダ内で使用するための穴開けキャップアセンブリをさらに備え、前記穴開けキャップアセンブリが、
    １つ又は複数の穴開けキャップホールを備える穴開けキャップと、
    スライドキャップと、
    前記穴開けキャップと前記スライドキャップとの間に挟まれ、蒸発防止カバーを備えるアクセススライドであって、前記蒸発防止カバーは１つ又は複数のアクセスホールを有し、前記１つ又は複数のアクセスホールは、前記１つ又は複数の穴開けキャップホールに対して整列しているときにユーザプローブが前記１つ又は複数のアクセスホールを通ってアクセスできるようにする、アクセススライドと、を備える、請求項１に記載のシステム。
19. 前記粒子が磁化可能である、請求項１に記載のシステム。
20. 前記混合管が一様な厚さの壁を備える、請求項１に記載のシステム。
21. 前記リニアアクチュエータが前記混合管の前記同一の広がりを有する下部に位置する前記スロットと係合する、請求項８に記載のシステム。
22. 粒子を溶液中に懸濁する方法であって、
    混合管内に磁性粒子溶液を分注することであって、前記混合管は、上端から、前記上端と反対側の端部に位置する下部まで延びる長さを備える円筒体と、第１の撹拌部材と、第２の撹拌部材と、を備え、前記下部が、少なくとも１つのスロットを備える基端を備え、前記少なくとも１つのスロットが前記混合管の前記下部の前記基端に位置し、前記スロットの一端が溝を備え、前記溝が、前記下部の前記基端から前記混合管の前記上端に向かって前記混合管の前記長さに沿って延びる、混合管内に磁性粒子溶液を分注することと、
    前記混合管の前記下部をモータと係合させることと、
    混合プロトコルに従い前記混合管を前記モータによって回転させることと、
    前記モータを前記混合管から切り離すことと、を含む、方法。
23. 前記混合プロトコルが、
    前記混合管を第１の時間周期にわたって第１の方向に回転させることと、
    前記混合管を第２の時間周期にわたって第２の方向に回転させることと、を含む、請求項２２に記載の方法。
24. 前記混合プロトコルが、第１の段階と第２の段階とを含む、請求項２２に記載の方法。
25. 前記第１の段階が、前記混合管を第１の方向及び第２の方向の双方に、完全に１回転するように回転させることを含む、請求項２４に記載の方法。
26. 前記第２の段階が、回転方向を１５回切り替えることを含む、請求項２４に記載の方法。
27. 前記混合管が、前記リニアアクチュエータの前記１つ又は複数のピンと係合する第２のスロットをさらに備える、請求項８に記載のシステム。

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