JP6041800B2 - 試薬容器 - Google Patents

Description

本発明は、液体・粉体・気体状の試薬等を封入する容器に関し、更に詳細には、底部の突起部を押圧することで排出口が形成され、内容物を確実に排出可能な試薬容器に関する。

近年、１枚のマイクロチップ上に充填容器や微細流路を設け、サンプルや液体試料を制御して送液・反応させ、遺伝子分析、血液検査などを行う種々の送液機構や方法が研究されている（特許文献１）。

かかる分析・検査においては、サンプルや試料のコンタミネーションや、試料注入ミス、試薬量ミスなどの人為的ミスを防ぐことが重要であり、とりわけ、ＤＮＡ鑑定などに使用される場合においては、試料を分析機器に注入することの確実性が要求される。かかる課題を解決するために、特許文献２では試料をマイクロチップに注入するための試料充填装置が開示されている。このものは、試料が充填された試料室を有する試料パッケージを試料充填装置に装着し、試料室に設けられた突起部に外力を加えることにより、底部の一部が開放されて試料が排出されるというものである。

この試料充填装置は、試料のコンタミネーションや、試料注入ミス、試薬量ミスなどの人為的ミスを防ぐという点において効果が認められるものであるが、試料の排出という点において下記の課題を有するものであった。

すなわち、このように試料室底部の突起部に対して外力を加えて、突起部周辺の被破壊部から破断する場合、可撓性を有する材質で収納室が形成されているため、突起部付近で底部が撓んで一部の被破壊部のみしか破断せず、その他の被破壊部は破断されずに残って試料を排出するための排出口が完全に形成されない可能性があった。また、完全に排出口が形成されても弾性による復元力で突起部が元に戻ろうとして排出口をふさいでしまうおそれもあった。

さらに、排出口を広く確保するためには、突起部を高くして試料室内への押し込みを深くすることが好ましいが、その場合、特許文献２の図４（ｃ）に示すように圧縮空気により被膜を膨らませて試料を外部へ排出する作業の際に、内部に押し込まれた突起部に阻害されて、試料を十分に外部に排出できないおそれがあった。

特開２００７−１０１２００ 再表２００９／０３５０６２

そこで本発明は、従来の試料容器のかかる欠点を克服し、簡単かつ確実に内容物を排出することが可能な試薬容器の提供をその課題とするものである。

本発明は、上記課題を解決するものであり、底部と、該底部周縁から略垂設された周壁と、該底部および周壁により画成された収納部を備えた試薬容器であって、前記底部には、基端が底部に対して折り曲げ自在に形成されるとともに、基端を除く周縁に易破断部を形成した突起部が容器外へ突出するよう設けられ、前記突起部は先端側が底部周縁付近に位置するとともに、底部からの突出高さが最も高くなる部分が底部周縁寄りに位置するように形成され、該突起部を容器外より押圧することにより前記易破断部が破断し、突起部が容器内へ押し込まれて排出口が形成されることを特徴とする試薬容器である。

本発明にかかる試薬容器は、底部に設けられた突起部を外部から押圧することにより易破断部が破断して内容物の排出口が形成されるというものである。このとき、突起部の易破断部は必要最小限の力で確実に破断して排出口を形成し、復元力によって排出口の破断部分が密着して排出を妨げることもなく、さらに、容器内部に突起部が突出することによりフィルムを膨らませて試料を外部へ排出する作業を阻害することもないため、内容物を効果的かつ確実に排出することが可能である。

本発明の試薬容器の側面図 本発明の試薬容器の底面図 本発明の試薬容器のＡ−Ａ断面図 本発明の試薬容器のＢ−Ｂ断面図 本発明の試薬容器のＣ−Ｃ断面図 本発明の試薬容器のＢ−Ｂ断面図 本発明の試薬容器のＣ−Ｃ断面図 本発明の試薬容器の使用状態の一態様を表した図 本発明の試薬容器の異なる実施態様のＡ−Ａ断面図 本発明の試薬容器の異なる実施態様のＢ−Ｂ断面図 本発明の試薬容器の異なる実施態様のＣ−Ｃ断面図

以下、本発明の試薬容器の実施態様を、図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明はこれら実施態様に何ら制約されるものではない。

図１は本発明の試薬容器の側面図、図２は本発明の試薬容器の底面図、図３は本発明の試薬容器のＡ−Ａ断面図、図４は本発明の試薬容器のＢ−Ｂ断面図、図５は本発明の試薬容器のＣ−Ｃ断面図である。図中、１は試薬容器、２は底部、３は周壁、４はフランジ片、５は突起部、６はフィルム、１１は収納部、４１は環状凸部、５１は突起部基端、５２は突起部先端、５３は易破断部、５４は底面、５５は傾斜面、５６は傾斜面、５７は段差部、５８は段差部をそれぞれ示す。

図１ないし図５に示すように、本発明の試薬容器１は、基本的な構成において底部２の周縁から周壁３が略垂設された有底皿状をなし、底部２および周壁３により画成された収納部１１を有する。底部２には、容器外部に突出するように形成された突起部５が設けられ、周壁３の上端より板状のフランジ片４が水平方向に突設されている。そして、フランジ片４の上面には、収納部１１の開口部を封止するフィルム６が貼付されている。

本実施態様の試薬容器１の具体的な構成について以下に詳述する。突起部５は試薬容器１の底部２から下方に突出して設けられており、図２に示すように、その平面形状において、突起部基端５１を下底、突起部先端５２を上底とする略台形に形成されている。そして、突起部基端５１は底部２中央付近に設けられているのに対し、突起部先端５２は底部２周縁付近に近接して設けられている。このように、本実施態様における突起部５は略台形に形成されているが、平面形状はこれに限らず、半楕円を含む半円形、三角形、四角形などでもよい。ただし、台形、三角形、四角形などの角を有する形状は、易破断部５３の破断が確実となるため、より好ましい。

図５に示すように、突起部５は縦断面形状が不等脚台形に形成されている。すなわち、突起部基端５１から突起部先端５２に向かって、底部２からの突出高さが漸次高くなる傾斜面５５が形成され、基端５１から先端５２に向かって約３分の２を過ぎたところで底部２と水平な底面５４を形成し、更に、先端５２付近から先端５２へと傾斜する傾斜面５６を形成している。このように、本実施態様では、突起部５は台形の上底に相当する底面５４が底部２周縁寄りに位置する不等脚台形に形成されているが、断面形状はこれに限らず、たとえば三角形や、角を丸めた山型形状としてもよく、要するに、底部２からの突出高さが最も高くなる部分が底部２周縁寄りに位置するように形成されていればよい。このように、突起部５の基端５１側から高さのもっとも高い部分に向けて漸次高くなるように形成すれば、突起部５全体の剛性が高まり、外部から押圧したときに突起部５自体が撓むことなく、さらに、底面５４が底部２周縁寄りに位置することにより押圧による応力が突起部５の先端５２側に集中し、易破断部５３が確実に破断されるため好ましい。

図３〜図５に示すように、突起部５が形成されている底部２は他の部分よりも一段下がって肉薄に形成されており、かかる部分と他の底部２との間で段差部５７、５８を形成する。それぞれの段差部は周壁に向けて傾斜するように形成されており、かかる傾斜により、突起部５が容器内に押し込まれた後に復元力で元の位置に戻ろうとしても破断箇所が密着することがない。

突起部基端５１を除く突起部５の周縁と、段差部５８および周壁３との間は肉薄に形成されており、外部からの圧力により破断可能な程度の強度を有する易破断部５３が形成されている。また、突起部基端５１と段差部５７の下端の間の厚みも他の底部２と比較すると肉薄に形成されており、突起部５を押圧することにより、破断はされないが底部２に対して折り曲げ可能な程度の強度を有する。

易破断部５３を必要最小限の力で確実に破断させるためには、応力をある特定の部分に集中させることが好ましく、その点、本実施態様のように、平面形状を略台形とし、断面形状が不等脚台形にすると好ましい。すなわち、本発明の通常の使用方法においては、外部からの圧力は、底部２周縁寄りに位置する底面５４から伝わるため、突起部５の先端５２側に応力が集中する。そして、突起部５は略台形の平面形状のため、その力は先端５２の両側の２点の角部に集中し、その点において破断が開始する。その後は押圧に従って易破断部５３が破断していくことになり、結果的に必要最小限の力により、確実に破断せしめることができる。

さらに、かかる効果をより顕著にするために、突起部５や段差部５７、５８の傾斜角、あるいは、易破断部５３の幅を以下の範囲にすることが好ましい。具体的には、図６および図７に示すように、突起部先端５２側の傾斜面５６の傾斜角度θ１は４５°≦θ＜９０°の範囲が好ましい。このように傾斜面５６の傾斜角度θを上記範囲で設定することにより、突起部５を押圧したときに先端側に応力が集中して易破断部５３が破断しやすくなるとともに、突起部５を収納部１１内に押し込む際に、傾斜面５６と周壁３とが互いに干渉することなく好ましい。

また、段差部５７、５８の傾斜角度θ２、θ３については、ともに４５°≦θ＜９０°の範囲が好ましく、かかる段差部の傾斜により、突起部５が収納部１１内に押し込まれた後に復元力で元の位置に戻ろうとしても破断箇所が密着することがない。

易破断部５３における厚みｔは、通常の保管時には容易に破断することなく、突起部５を必要かつ最小限の力で押圧することにより破断可能な程度の強度を実現するために、０．０３＜ｔ≦０．２ｍｍの範囲であることが好ましい。そして、易破断部５３の幅ｗ１、ｗ２については、同様の理由により、ともに０≦ｗ＜１．０ｍｍの範囲であることが好ましい。

容器の材質については、試薬を保存するに必要十分なシール性と、易破断部５３が容易に破断されうる程度の硬度のものであれば特に制限はされないが、これらの条件を満たすものとして、ＥＶＡ樹脂、低密度ＰＥ等を好適に使用することができる。

また、収納部１１の開口を封止するフィルム６については、酵素やアルコールなどの特定の薬剤に対するバリア性を有し、ある程度の伸縮性を有するものが好ましく、具体的には、ＥＶＯＨフィルム、ＰＥフィルム、ＬＬＤＰＥフィルムなどを好適に使用することができる。また、さらにガスバリア性を向上させる場合は、上記フィルムにバリア機能を有するフィルムを剥離可能に貼り合わせて、使用時に剥がしてもよい。こうしたバリア機能を有するフィルムとしては、たとえば、アルミフィルムなどを好適に使用することができる。

図８は、本発明の試薬容器の使用状態の一態様を表したものである。試薬容器１は試薬を充填した状態でマイクロチップ等分析用のカートリッジ７に装填される。カートリッジ７には、試薬容器１を装填することができる凹部７１が形成されており、凹部７１の底部より試薬を送液するための溝部が延設されている（図示せず）。かかる凹部７１は、試薬容器１の周壁３の高さと同一かもしくはほぼ同一の深さに形成されている。以下に、試薬容器１の装填作業の一連の流れを説明する。まず始めに、試薬容器１をそのまま、あるいは、フィルム６にバリア機能を有するフィルムが貼付されている場合は、そのバリア性フィルムを剥がして底部２側より凹部７１内に挿入する。そのとき、突起部５が凹部７１の底部に当接するため完全には挿入されず、試薬容器１の底部２と凹部７１との間に空隙が生じる。次に、上部よりカバー部材等を被せて試薬容器１に対して下方向の圧力をかける。かかる押圧により、凹部７１の底部に当接している突起部５に上方向の応力が働き、周縁に形成された易破断部５３が破断する。その結果、突起部５は収納部１１内に基端５１より折り曲げられて挿入される。そして、試薬容器１は凹部７１内に更に深く挿入し、その底部２が凹部７１の底部に接した時点で装填作業は完了する（図８）。

このように、試薬容器１の分析機器７への装填時に易破断部５３が破断することにより、内容物の試薬を排出するための排出口２１が形成され、溝部から送液される。なお、内容物の排出は自然の流出に任せてもよいが、収納部１１に試薬を残留させずにより効果的に排出するために、フィルム６の上から空気圧をかけてフィルム６を収納部１１内に膨張させ、内容物を強制的に排出させることが好ましい。空気圧をかけられたフィルム６は、収納部１１内の形状にほぼ沿う形で膨張するが（図８点線）、本発明の突起部５は突起部先端５２側が底部２の周縁付近に形成されているため、収納部１１内に折り曲げ挿入されても、膨張を阻害することがなく、内容物をより効果的に排出可能となる。

また、本実施態様の試薬容器１には、フランジ片４の下面に周壁３を二重に囲む形で環状凸部４１が形成されている。この環状凸部４１は試薬容器１を凹部７１に完全に挿入したときに、その頂部がカートリッジ７の天面に当接するように形成されている。かかる環状凸部４１により、仮に試薬容器１と凹部７１の間のわずかな空隙から内容物が滲出しても、この部分においてシールされるため、Ｏリングなどのシール部材を用いることなく試薬のコンタミネーション等を効果的に防ぐことができる。さらに、かかるシール効果をより高めるために、カートリッジ７の天面にシリコンフィルム等の弾性素材からなるフィルム（図示せず）を貼付してもよい。かかる弾性フィルムを貼付することにより、試薬容器１をカートリッジ７に装填した際、環状凸部４１の頂部が弾性フィルムに食い込んで、環状凸部４１の密閉性を更に向上させることができる。また、環状凸部４１とは別に、また、環状凸部４１と併せて、試薬容器１の周壁３の外周面を一周する環状凸部（図示せず）を設けてもよい。かかる環状凸部により、試薬容器１と凹部７１の間のわずかな空隙から内容物が滲出しても、この部分においてシールされるため、好ましい。

本発明の試薬容器１は、複数の容器１を連続して設けたものとしてもよく、その場合は、フランジ片４によって隣接する容器と連続させればよい。たとえば、５連容器とする場合、５つの試薬容器１が１枚のフランジ片４によって結合する構成とし、あらかじめその中の４つの容器には試薬を充填し、残りのひとつには、採取したサンプルを充填するなどして使用することができる。

図９ないし図１１は、本発明に係る試薬容器の異なる実施態様のものである。各図が示すように、本実施態様の試薬容器１は、周壁３と底部２が接する入隅部分に傾斜面のテーパー部３１を設けている。このように周壁３と底部２との入隅部分にテーパー部３１を設けることにより、図８点線のように空気圧をかけられたフィルム６が収納部１１内で膨張した際に収納部１１の内壁面に隙間無く密着し、周壁３と底部２との入隅部分に残留しやすい試薬も残らず排出させることができる。その結果、試薬容器に残留する液量を考慮する必要なく、より正確に液量の調節が行うことができる。

さらに、この実施態様のものは、テーパー部３１を設けることにより底部２全体の剛性が向上するため、突起部５に外部より応力を加えたときに底部２が撓んで応力が分散される可能性が低くなり、易破断部５３に応力を集中させてより確実に破断させることができる。

本発明の試薬容器は、液体状の内容物にもっとも好適に利用可能であるが、内容物が液体以外のもの、たとえば、粉体状、気体状のものに利用することも可能である。さらに、外部からの押圧によって確実に内容物を排出できる特性を利用できる用途であれば、分析・検査機器への試薬の注入に限らず幅広く使用することができる。

１ … … 試薬容器
２ … … 底部
３ … … 周壁
４ … … フランジ部
５ … … 突起部
６ … … フィルム
７ … … 分析用カートリッジ
１１ … … 収納部
２１ … … 排出口
３１ … … テーパー部
４１ … … 環状凸部
５１ … … 基端
５２ … … 先端
５３ … … 易破断部
５４ … … 底面
５５ … … 傾斜面
５６ … … 傾斜面
５７ … … 段差部
５８ … … 段差部
７１ … … 凹部
θ１ … … 傾斜面５６の傾斜角
θ２ … … 段差部５７の傾斜角
θ３ … … 段差部５８の傾斜角
ｔ … … 易破断部厚み
ｗ１ … … 易破断部幅
ｗ２ … … 易破断部幅

Claims (8)

1. 底部と、該底部周縁から略垂設された周壁と、該底部および周壁により画成された収納部を備え、前記周壁の上端にはフランジ片が突出して形成され、該フランジ片の上面にフ ィルムを貼付することにより容器開口部を封止し、該フィルムを外部より加圧することに よりフィルムが収納部内に膨張して内容物を排出せしめる試薬容器であって、前記底部には、基端が底部に対して折り曲げ自在に形成されるとともに、基端を除く周縁に易破断部を形成した突起部が容器外へ突出するよう設けられ、前記突起部は先端側が底部周縁付近に位置するとともに、底部からの突出高さが最も高くなる部分が底部周縁寄りに位置するように、且つ、該突出高さにおいて基端から先端へ向かって漸次高くなるよう形成され、該突起部を容器外より押圧することにより前記易破断部が破断し、突起部が容器内へ押し込まれて排出口が形成され、前記容器の底部において、突起部が形成された部分は他の底 部より肉薄に形成されており、該突起部形成部は他の底部との境界で底部周縁に向けて傾 斜する段差部を形成していることを特徴とする試薬容器。
2. 前記突起部が平面形状において台形、四角形、三角形のいずれかの形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の試薬容器。
3. 前記突起部が中央縦断面形状において不等脚台形に形成されており、該台形の上底に相当する突起部の底面が底部周縁寄りに位置するよう形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の試薬容器。
4. 前記突起部の中央縦断面形状における先端側傾斜面の傾斜角度が４５°≦θ＜９０°に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の試薬容器。
5. 前記段差部の傾斜角度が４５°≦θ＜９０°に形成されていることを特徴とする請求項 １ないし請求項４のいずれか１項に記載の試薬容器。
6. 前記易破断部の幅が０≦ｗ＜１．０ｍｍであるとともに、その厚さが０．０３＜ｔ≦０．２ｍｍに形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の試薬容器。
7. 前記周壁周囲のフランジ片の下面に環状凸部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の試薬容器。
8. 前記底部と前記周壁とが接する入隅部分にテーパー部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の試薬容器。

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