JP6191841B2 - 宇宙空間に適した、生化学分析の実施方法、および装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前段に従った、特に宇宙空間における、生化学分析の実施方法に関する。

試料中の検体の定性的及び／又は定量的検出のためによく使用される生化学分析方法は、イムノアッセイと呼ばれる方法から形成されている。イムノアッセイは、捕捉抗体（ｃａｐｔｕｒｅ−ａｎｔｉｂｏｄｙ、ｃＡＢ）と検出抗体（ｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｔｉｂｏｄｙ、ｄＡＢ）との検体固有のペアによる、試料中の検体の選択的結合の機能原理に基づいており、その際検出抗体は自身にマーカー物質を結合して持っているか、又は方法の過程においてマーカー物質との結合を企図している。捕捉抗体は、検体を固定的な位置に、例えば捕捉抗体が結合される表面に、又は捕捉抗体のための担体粒子に固定することが企図されている。検出抗体は選択的に検体又は捕捉抗体に結合する。マーカー物質により、検体、捕捉抗体及び検出抗体から発生した検体複合体の検出を可能にすることを企図している測定可能な信号が生成される。いわゆる酵素免疫検定法（ＥＬＩＳＡ）と呼ばれるイムノアッセイでは、検体はマーカー物質として酵素を使ってマーキングされ、この酵素は検出抗体に固定されて存在するか又は別の反応段階で検出抗体と結合され、その際以下では酵素触媒反応が発色化合物又は発光化合物、例えば化学発光性、電気発光性、生物発光性又は蛍光性の化合物が、追加で加えられた基質から生成され、この化合物は光学的方法によって検知可能である。発色化合物又は発光化合物の信号飽和を防止するため、あらかじめ決められた期間の後で酵素触媒反応を中断するためのストッパー手段が加えられる。ストッパー手段は、例えばｐＨ値を変えることで中断を引き起こすことができ、その際ｐＨ値の変更によってしばしば基質の反応から生じた生成物が酵素を使ってｐＨ指示薬の形で可視化される。いわゆるラジオイムノアッセイ（ＲＩＡ）の場合、放射性物質が検出抗体に結合されたマーカー物質として使用され、その際検体の定量的評価が放射能の測定によって行なわれる。特に正確な検体の定量的評価を行なうためには、試料、捕捉抗体、検出抗体及びマーカー物質を入念に混合することが必要である。地球上でイムノアッセイを適用する場合、十分に混合するには重力の効果による拡散的な物質移動で足りるか、又は反応容器が機械的に動かされ、例えば揺動される。

本発明は、特に宇宙空間における生化学分析の実施方法に関し、この分析では少なくとも１つの検体が試料中で定性的及び／又は定量的に、検体に固定される結合物質と検出物質から成る検体固有のペアの選択的結合によって特定され、この検出物質は、検体の定量化のために検体がマーカー物質を自身に結合して持っているか又は自身に結合し、及びその際手順工程において試料、結合物質、検出物質及びマーカー物質の混合が反応容器中で行なわれる。基本的に試料、結合物質、検出物質及びマーカー物質を反応容器内で混合する場合に、溶媒及び別の補助物質が反応容器内に入っていてよい。そのような生化学分析はイムノアッセイと呼ばれる。「宇宙空間での実施」とは特に生化学分析を地球の外で、例えば地球軌道内又はラグランジュ点にある宇宙船内で、宇宙飛行中又は他の惑星又は月の周りを公転している時又は人工衛星、月、小惑星の上、又は地球以外の惑星上で実施することであると理解されることとする。特に宇宙では、重力を低減した状態で実施することができる。「重力を低減した状態」とは特に重力効果が最大０．９ｇ、有利には最大１＊１０^−３ｇ、好ましくは最大１＊１０^−６ｇ及び特に好ましくは最大１＊１０^−８ｇが有効である条件と理解されることとする。「ｇ」は地球上の重力加速度で、９．８１ｍ／ｓ^２である。

「生化学分析」とは特に検体に関して生化学的物質混合を定性的及び／又は定量的に分析することであると理解されることとする。「検体」とは特に、物質混合中で定性的に、つまり単に存在するかどうかを、及び／又は定量的に、つまり濃度及び／又は量を検査されるべき、化学元素又は化学物質、例えば分子クラス又は特殊な分子又はタンパク質のような高分子であると理解されることとする。「試料」とは特に、分析するべき物質混合、好ましくは生物学的複合基質、例えば血液、血漿又は血清、尿、唾液又は他の溶液である理解されることとする。「結合物質」とは特に、検体を自身に結合する物質である理解されることとする。特に、結合物質は好ましくは抗体から構成されているタンパク質であり得る。「検出物質」とは特に、検体又は結合物質に結合することができ、及び自身に結合されたマーカー物質を持っている、又はマーカー物質を自身に結合することを企図している物質と理解されることとする。特に検出物質は、タンパク質、好ましくは抗体から構成され得る。「マーカー物質」とは特に、検出物質に結合されるか又は結合でき、及び検体を定量化するための信号及び検体複合体を検出するための信号を、検体、結合物質及び検出物質から生成するために企図されている物質と理解されることとする。マーカー物質は、例えば色素として又は発蛍光団として、又は信号を生成する反応、例えば基質開裂による変色に触媒作用を及ぼす酵素として形成され得る。「結合物質及び検出物質から成る検体固有のペア」とは特に、結合物質が特別に検体に結合するために企図され、及び検出物質が特別に検体に又は結合物質に結合するために特に企図され、及び結合物質及び検出物質では好ましくは他の物質との、特に場合によって物質混合内に存在し得る別の検体との結合能力が小さいことであると理解されることとする。「反応容器」とは特に、分析の実施のために特別に企図された、その中で反応が起こる作業容量を備えている容器であると理解されることとする。

本発明は、混合が混合体を使って引き起こされることを提示する。「混合体」とは特に少なくとも２つの異なった物質及び／又は物質混合が、共同の物質混合を引き起こすために特別に企図された物体であると理解されることとする。特に混合体は内部の運動装置によって、又は外部の力によって動かされ、混合体の運動によって異なった物質及び／又は物質混合が混合される。特に有利には、迅速に高い信頼性で実施可能な混合及び速いプロセス順序を備えた方法が達成され得る。さらに、特に迅速な混合は、拡散的な物質移動が非常に緩慢に進行する、重力が低下した状況下でも、例えば宇宙空間でも達成され得る。

さらに本発明は、磁力によって動かす混合体によって混合が引き起こされることを提示する。「磁力によって動かす混合体」とは特に、作用している磁界、好ましくは交番磁界によって運動、特に平行移動又は回転運動するようにされ得る、混合体であると理解されることとする。好ましくは混合は磁性不活性体を使用して引き起こされる。「磁性不活性体」とは特に、試料、結合物質、検出物質及びマーカー物質中の物質と結合する能力がないように特別に形成された、磁性粒子又は磁化可能な粒子であると理解されることとする。特に磁性不活性体には、自身に結合された検体固有の結合物質又は検体固有の検出物質はない。特に少ない装置で混合を実現することができる。

さらに本発明は、混合が磁性担体を使用して検体固有の結合物質又は検体固有の検出物質のために引き起こされることを提示する。「磁性担体」とは特に、検体固有の結合物質及び／又は検出物質を、例えば共有結合又は吸着結合によって自身に結合して持っている、磁性の又は磁化可能な粒子であると理解されることとする。特に磁性担体は、分析の化学反応の終了後に読み取りのために磁界を使って位置決めされることが企図される。特に有利には機能統合が達成され得る。

さらに本発明は、結合物質及び／又は検出物質が少なくとも１つの手順工程で、少なくとも十分に無水の形で使用されることを提示する。「少なくとも十分に無水の形」とは特に、その中に結合物質及び／又は検出物質が固形物質として存在し、その際固形物質内で結合物質及び／又は検出物質の機能の損傷を阻止するために、十分な比率の水及び／又はそのために適した添加剤を含んだ状態であり得る形と理解されることとする。特に結合物質及び／又は検出物質は、別の手順工程で溶液中に入れられ得る。特に結合物質及び／又は検出物質の簡単で場所を取らない保管を可能にし得る。

さらに本発明は、結合物質及び／又は検出物質が少なくとも１つの別の手順工程で溶液にされることを提示する。特に結合物質及び検出物質は別々のチャンバー内に保管され及び溶媒がさらに流れることで互いに接触させられ、反応容器内に運ばれ得る。別法として、結合物質及び検出物質は、同じチャンバー内に保管され、同時に溶液にされ得る。特に有利に混合が達成され得る。

さらに本発明は、反応容器の空間的にあらかじめ設定された箇所に不分離に固定された結合物質を使用することを提示する。「不分離に固定された」は、特に、生化学分析中に結合物質に別の物質を加える際に、特に試料及び検出物質並びに溶媒を加える際に、及び別の物質を混合する際に、空間的にあらかじめ設定された箇所に固定されたままであると理解されることとする。特に結合物質は、検体を定量化するためにマーカー物質によって生成された信号を読み取るために有利な位置に配置されている。特に簡単に実施できる読み取りが実現され得る。

さらに本発明は、混合が重力が低下した状況下で実施されることを提示する。特に保管された物質の重力に起因する沈殿又は物質混合中での物質の相分離のような障害条件が低減され得る。

さらに本発明は、磁石ユニットを使用して読み取りのために担体が位置決めされることを提示する。「読み取り」とは特に、マーカー物質によって生成される少なくとも１つの信号の検出及び定量的評価が、検体の定量的検出であると理解されることとする。加えて読み取りは、例えば空間分解能によって又は検出空間全体の測定整数値として行なわれ得、及び／又は画像処理と連携され得る。「読み取りのために位置決めされる」とは特に、担体が磁石ユニットを使用した読み取り、好ましくは光学的方法を使用した読み取りのために、読み取りが高い精度で可能なように、反応容器内で位置決めされると理解されることとする。特に担体はこのために、検出空間内で平らに位置決めされ、その結果好ましくは薄い層が形成される。特に装置の観点から簡単に実現される読み取りが達成される。

さらに本発明は、読み取りのための混合体の位置決めが人工的に作られた重力によって引き起こされることを提示する。特に混合は遠心分離又は揺動及びそれに続く混合体の沈殿によって引き起こされる。特に装置の観点から簡単に実現される位置決めが達成される。

さらに本発明は、少なくとも１つの、別の検体の特定のために企図された、結合物質及び検出物質の第二の検体固有のペアを提示する。基本的に、他の検体を特定するための結合物質及び検出物質の検体固有のペアは、任意の大きな数使用することができる。検出物質は、同じマーカー物質を、又は異なったマーカー物質を自身に結合して持つことができる。１つの反応内で複数の検体を特定することができ、それによって時間と追加の機器使用が節約される。

さらに本発明は、異なった検体固有の結合物質のための、又は異なった検体固有の検出物質のための磁性担体が、読み取りの際に互いに識別可能に形成されることを提示する。「読み取りの際に互いに識別可能に形成される」とは特に、異なった検体固有の結合物質のための、又は異なった検体固有の検出物質のための担体が測定信号を発信し、この信号が互いに異なっており、及びマーカー物質の信号とは異なり、その結果信号は読み取りの際に互いに及びマーカー物質の信号から互いに識別されることが可能であると理解されることとする。例えば担体は、第一の検体の結合物質のための担体が光の照射後に蛍光信号を発信し、その波長は第二の検体の結合物質のための担体の蛍光信号及びマーカー物質の蛍光信号の波長とは異なるように形成され得、その結果結合物質の担体とマーカー物質の測定された蛍光信号から、読み取り時に第一と第二の検体の定量的評価が可能である。別法として、担体は例えば直径が異なるなどの形状的に異なった特性に基づいても、読み取り時に互いに識別可能に形成され得る。特に個々の読み取り段階で複数の検体の定量的評価を行なうことができ、時間と追加の機器使用が節約される。

さらに本発明は、試料、結合物質及び検出物質の混合のために企図された混合体を備えた装置を提示する。それによって特に確実な混合を、特に微小重力条件下で達成し得る。

さらに本発明は、混合体を磁力によって動かし得る混合体として形成することを提示する。それによって特に少ない装置で、及び構造上少ない費用で、確実な混合を達成し得る。

さらに本発明は、混合体を磁性不活性体として形成することを提示する。これにより、生化学分析を実施するための、一般的に使用可能な及び特殊ではない装置が実現可能である。

さらに本発明は、混合体が検体固有の結合物質のための、又は検体固有の検出物質のための磁性担体として形成されることを提示する。特に有利には機能統合が達成され得る。

その他の利点は、以下の図面の説明によって開示される。図面では、本発明の５つの実施例が示される。図面、説明、請求項中には、多数の特徴が組み合わされて含まれている。当業者はこれらの特徴を目的に合わせて個別としても見なし、有意義な別の組み合わせにまとめる。

磁性不活性体を使用して混合が引き起こされる、生化学分析を実施するための方法の第一の実施例の図である。 試料中の２つの検体が特定され、及び検出物質のための磁性担体を使用して混合が引き起こされる、生化学分析を実施するための方法の別の一実施例の図である。 結合物質のための磁性担体を使用して混合が引き起こされる、図２に類似した別の実施例の図である。 ２つの、場所に固定された結合物質が１つの反応容器内で使用され、及び磁性不活性体を使用して混合が引き起こされる、生化学分析を実施するための方法の別の実施例の図である。 追加の配合容器が使用される、図３に類似した別の実施例の図である。

図１は、宇宙空間において生化学分析を実施する方法の第一の実施形態を示しており、この分析では検体が試料１２ａ中で定性的及び定量的に、検体に固定される結合物質１４ａと、検体のマーキングのためのマーカー物質を自身に結合して持っている検出物質２０ａとの検体固有のペアの選択的結合が用いられ、その際１つの手順工程で試料１２ａ、結合物質１４ａ、検出物質２０ａ及びマーカー物質の混合が反応容器２６ａで行なわれる。この方法はイムノアッセイとして形成されているため、結合物質１４ａは捕捉抗体として、検出物質２０ａは検出抗体として形成されている。イムノアッセイはさらに酵素免疫検定法（ＥＬＩＳＡ）として形成されているため、マーカー物質は酵素として、方法の過程で加えられる基質の開裂のために形成され、この基質は開裂後に視認可能な変色が生じる。あるいは別法の実施形態として、マーカー物質は例えば蛍光信号の生成のために基質を開裂する酵素として、又は発蛍光団として、又は他の適切な、信号を発信可能な物質として形成されていてよく、及び追加的にマーカー物質が別途反応容器２６ａに入れられてよく、及び方法の最初に検出物質２０ａに結合されている代わりに方法の経過で初めて検出物質２０ａに結合されてよい。この方法は、反応容器２６ａ及び磁石ユニット２４ａを含んでいる装置１０ａ内で実施される。反応容器２６ａは、有利には非特異的結合能力が小さい、透明な環状オレフィンコポリマーから作られている。別法として反応容器２６ａは他のプラスチック、例えばポリスチレンから製造されていてもよい。プラスチックが好ましくは透明に仕上げられ、その結果マーキングされた検体の読み取りが光学的方法によって実施可能である。別法として、検体固有の検出物質２０ａに結合されるマーカー物質を適切に選択することにより、放射測定法による読み取りが可能になる。装置１０ａはさらに、磁性不活性体１８ａから形成されている、磁力によって動かす混合体を含む。磁性不活性体１８ａは、非特異的結合能力をわずかにしか有していない、特に試料１２ａ、結合物質１４ａ、検出物質２０ａ及びマーカー物質中の検体との結合能力がわずかである、磁気的に分極可能な材料から構成されている。

第一の手順工程では、反応容器２６ａは完全に空である。次の手順工程では、同時に磁性不活性体１８ａ、試料１２ａ並びに結合物質１４ａ、検出物質２０ａ及びマーカー物質が一緒に、溶液中の別の補助物質と共に反応容器２６ａに入れられる。別法の実施形態では、磁性不活性体１８ａ、試料１２ａ並びに結合物質１４ａ、検出物質２０ａ及び補助物質が複数の部分工程で徐々に反応容器２６ａに入れられ得る。混合は磁力によって動かされる混合体を用いて引き起こされる。混合体は磁性不活性体１８ａから形成されている。磁石ユニット２４ａは、ソレノイドとして形成され、このソレノイドは交番磁界によって磁性不活性体１８ａを動かし、それによって試料１２ａ、結合物質１４ａ及び検出物質２０ａの混合が引き起こされる。別法として、磁石ユニット２４ａは可動に支承された永久磁石として形成されていてもよく、この永久磁石は場所及び時間で変動する磁界を獲得するために、自身を反応容器２６ａ内で動かす。方法の実施及び特に混合は、宇宙で重力が低下した状況下で行なわれる。しかしこの方法は、例えば小惑星、月又は他の惑星上でも、地球軌道上又はラグランジュ点に滞在する宇宙船の船内でも、及び基本的に地球上でも、実施され得る。混合中及び混合後、結合物質１４ａと検出物質２０ａはそれに結合されたマーカー物質と共に試料１２ａからの検体と結合し、検体と共に検体複合体３４ａを形成する。混合後、ＥＬＩＳＡとして形成されて示された方法において、基質が信号発信のために反応容器２６ａに入れられ、マーカー物質によって変色のために開裂される。試料１２ａ、結合物質１４ａ及び検出物質２０ａの混合後、検出が必要な検体及びマーカー物質に依存する規定の期間の後に、ストッパー手段が反応容器２６ａに入れられ、これによって、信号飽和を回避するために、基質の転換がマーカー物質によって止められ、及び／又は開裂された基質の反応生成物の変色が止められる。読み取りのために、磁性不活性体１８ａは、磁石ユニット２４ａを使用して反応容器２６ａのコーナーに集められ、そのことにより検出範囲から遠ざかって、光学的方法を使った読み取りがしやすくなる。別法の一実施形態では、磁性不活性体１８ａは磁石ユニット２４ａを使用して完全に反応容器２６ａから遠ざけられ得る。その他の別法の実施形態では、磁性不活性体１８ａとして形成された混合体の読み取りのための位置決めは、人工の、例えば遠心分離を使用して生成された重力によって引き起こされ得る。読み取りのために、光学的方法を使用して変色の程度が反応容器２６ａ内の検出範囲内で特定され、基準測定と比較され、検体が定量的に判定される。

図２〜図５では、本発明の４つの別の実施例が示される。以下の記述及び図は、実質的に実施例の間の相違に限定され、その際同じ名称の構成部品、特に同じ符号の付いた構成部品に関しては、基本的に他の実施例、特に図１の実施例に使用されている図面上及び／又は説明も参照される。実施例を区別するため、図１の実施例では符号の後ろにアルファベットａが付けられている。図２〜図５の実施例では、アルファベットａの代わりにアルファベットｂ〜ｅが使用される。

図２には、試料１２ｂ中の２つの異なった検体が特定される生化学分析を実施する方法が示されている。それぞれ試料１２ｂ中の少なくとも２つの異なった検体を特定することを企図されている、結合物質１４ｂ、１６ｂ及び検出物質２０ｂ、２２ｂの第一の及び第二の検体固有のペアが使用される。検出物質２０ｂ、２２ｂは、それぞれ１つの同じマーカー物質を自身に結合しているが、基本的に検出物質２０ｂ、２２ｂは異なったマーカー物質を自身に結合して持つこともできる。検体固有の結合物質１４ｂ、１６ｂは、第一の手順工程で少なくとも十分に無水の形であり、その形では結合物質１４ｂ、１６ｂ中に生物学的機能を維持するための十分な残留水分が含まれており、磁性担体３０ｂ、３２ｂに結合して反応容器２６ｂ内に含まれる。別の一手順工程では、溶液の形で試料１２ｂ、検出物質２０ｂ、２２ｂがマーカー物質及び別の補助物質と共に加えられ、それによって結合物質１４ｂ、１６ｂが担体３０ｂ、３２ｂで溶解され、検体との混合及び反応のために提供される。

別の一手順工程では、検体固有の結合物質１４ｂ、１６ｂのために磁性担体３０ｂ、３２ｂとして形成されている混合体を使用して混合が引き起こされる。これに関して、磁性担体３０ｂ、３２ｂが磁石ユニット２４ｂを使用してすでに図１で説明されている方法で動かされる。混合が完了し、検体に依存した、規定された期間が経過した後、検体固有の結合物質１４ｂ、１６ｂ及び検出物質２０ｂ、２２ｂはマーカー物質と共に、試料１２ｂの検体を含む検体複合体３４ｂ、３６ｂを形成する。信号生成は、前述の例のようにマーカー物質によって行なわれる。光学的読み取りを簡便にするため、検体複合体３４ｂ、３６ｂを持つ磁性担体３０ｂ、３２ｂは磁石ユニット２４ｂを使用して反応容器２６ｂの端部にある検出範囲に位置決めされる。その他の別法の実施形態では、検体複合体３４ｂ、３６ｂを持つ磁性担体３０ｂ、３２ｂを読み取るための位置決めは、人工の、例えば遠心分離によって生成される重力によって引き起こされ得る。検体固有の結合物質１４ｂ、１６ｂのための磁性担体３０ｂ、３２ｂは、読み取りの際に互いに識別可能に形成されており、その結果検出範囲の読み取りによって、基本的に既知の光学的方法を使用して、２つの検体を定性的及び定量的に特定することができる。別法の一実施形態では、磁性担体３０ｂ、３２ｂは検出物質２０ｂ、２２ｂを自身に結合して持っている。

別の一実施例では（図３）、第一の手順工程で２つの検体固有の検出物質２０ｃ、２２ｃが十分に無水の形で、反応容器２６ｃの表面に結合されている。別の一手順工程では、試料１２ｃ並びに磁性担体３０ｃ、３２ｃに結合された結合物質１４ｃ、１６ｃ、マーカー物質及び検出物質２０ｃ、２２ｃ用の溶媒のような別の補助物質は、溶液として、反応容器２６ｃに入れられる。溶媒を使用して、検出物質２０ｃ、２２ｃが溶解され、それによって検出物質は反応容器２６ｃの表面からはがれ、検体固有の検出物質２０ｃ、２２ｃはそれぞれ異なった検体と結合し、検体側ではマーカー物質と結合が可能である。磁石ユニット２４ｃによって動かされる磁性担体３０ｃ、３２ｃを使用して混合が引き起こされる。結合物質１４ｃ、１６ｃ、マーカー物質を持つ検出物質２０ｃ、２２ｃ並びに試料１２ｃの検体は、２種類の検体複合体３４ｃ、３６ｃを形成し、これら検体複合体は光学的方法を使用して検出される。読み取りを簡便にするため、検体複合体３４ｃ、３６ｃを持つ担体３０ｃ、３２ｃは、反応容器２６ｃの端部にある検出範囲に集められる。その他の別法の実施形態では、検体複合体３４ｃ、３６ｃを持つ磁性担体３０ｃ、３２ｃを読み取るための位置決めは、人工の、例えば遠心分離によって生成される重力によって引き起こされ得る。

別の一実施例では（図４）、反応容器２６ｄの空間的にあらかじめ設定された箇所に不分離に固定された結合物質１４ｄ、１６ｄが使用され、この結合物質は特に加えられた物質によってはがされることはできない。生化学分析を実施するために、試料１２ｄ、検出物質２０ｄ、２２ｄ及びそれらに結合されたマーカー物質及び別の補助物質が溶液の形で、並びに磁性不活性体１８ｄが、反応容器２６ｄに入れられる。反応容器２６ｄ内で、試料１２ｄ、検出物質２０ｄ、２２ｄとマーカー物質との混合は、磁石ユニット２４ｄによって動かされる磁性不活性体１８ｄを使用して行なわれる。試料１２ｄ及び検出物質２０ｄ、２２ｄとマーカー物質との混合の間及び混合の後、試料１２ｄ中の検体は検体固有の結合物質１４ｄ、１６ｄ又は検体固有の検出物質２０ｄ、２２ｄにおいてそれに結合されているマーカー物質と結合し、及び検体複合体３４ｄ、３６ｄを、検体固有の結合物質１４ｄ、１６ｄ、検体固有の検出物質２０ｄ、２２ｄとそれに結合されているマーカー物質及びそれぞれの検体から形成し、これら検体は不分離に固定された結合物質１４ｄ、１６ｄが理由で、反応容器２６ｄの空間的にあらかじめ設定された箇所に固定的に結合されている。結合物質１４ｄ、１６ｄ及び検体複合体３４ｄ、３６ｄはその際、反応容器２６ｄの空間的に互いに分離した箇所に固定され、その結果読み取り及び検体の識別は相互に簡便になる。読み取りをさらに簡便にするため、磁石ユニット２４ｄを使用して磁性不活性体１８ｄが反応容器２６ｄ内で検体複合体３４ｄ、３６ｄとは別の箇所に位置決めされ、その結果磁性不活性体は読み取りを妨げない。その他の別法の実施形態では、磁性不活性体１８ｄとして形成された混合体の読み取りのための位置決めは、人工の、例えば遠心分離を使用して生成された重力によって引き起こされ得る。

別の一実施例では（図５）、生化学分析を実施するための装置１０ｅは、空間的にあらかじめ設定された箇所に不分離に固定された結合物質１４ｅ、１６ｅが配置されている反応容器２６ｅ及び磁石ユニット２４ｅの他に配合容器２８ｅを含んでおり、その配合容器内で、装置１０ｅの保管期間中に２つの検体固有の検出物質２０ｅ、２２ｅがそれと結合したマーカー物質と共に十分に無水の形で表面に結合されている。生化学分析を実施するための方法を適用する際、一手順工程で試料１２ｅが別の補助物質と溶液の形で、並びに磁性不活性体１８ｅが配合容器２８ｅに入れられ、それによって検出物質２０ｅ、２２ｅがそれに結合されたマーカー物質と共に溶解される。検出物質２０ｅ、２２ｅ、試料１２ｅ及び磁性不活性体１８ｅから成る溶液は、別の一手順工程で反応容器２６ｅへ送られ、検出物質２０ｅ、２２ｅ、試料１２ｅ及び結合物質１４ｅ、１６ｅの混合が、磁石ユニット２４ｅを介して磁性不活性体１８ｅを使用して行なわれる。検体複合体３４ｅ、３６ｅの形成は、図４に従った実施例の形成と同様である。読み取りは図４に開示された実施例と同じ方法で行なわれる。その他の別法の実施形態では、磁性不活性体１８ｅとして形成された混合体の読み取りのための位置決めは、人工の、例えば遠心分離を使用して生成された重力によって引き起こされ得る。

図２〜図５では、それぞれ２つの異なった検体固有の結合物質１４ｂ〜ｅ、１６ｂ〜ｅ及び検出物質２０ｂ〜ｅ、２２ｂ〜ｅが使用され、これらはそれぞれ少なくとも２つの異なった、試料１２ｂ〜ｅの検体を特定することが企図されている。挙げられた方法は別の検体固有の結合物質及び検出物質を使用することで、より大きな数の試料中の検体の分析のために使用される。図１〜図５では、生化学分析の実施方法は、宇宙空間において、宇宙船の船内で重力が低下した状況下で実施されたが、基本的にこの方法は地球軌道内、小惑星、月又は地球外の惑星上で、又は地球上で標準重力下でも実施することができる。

１０ 装置
１２ 試料
１４ 結合物質
１６ 結合物質
１８ 不活性体
２０ 検出物質
２２ 検出物質
２４ 磁石ユニット
２６ 反応容器
２８ 配合容器
３０ 担体
３２ 担体
３４ 検体複合体
３６ 検体複合体

Claims (6)

1. 拡散的な物質移動が非常に緩慢に進行する宇宙空間に適した生化学分析の実施方法であって、
   試料（１２ａ〜ｅ）中の少なくとも１つの検体が、前記検体に結合される結合物質（１４ａ〜ｅ、１６ｂ〜ｅ）、および前記検体に結合され、前記検体のマーキングのためのマーカー物質を自身に結合して持っているか又は自身に結合する検出物質（２０ａ〜ｅ、２２ｂ〜ｅ）との検体固有のペアの選択的結合を用いて定性的及び／又は定量的に特定され、
   前記方法の１つの手順工程で、前記試料（１２ａ〜ｅ）、前記結合物質（１４ａ〜ｅ、１６ｂ〜ｅ）、前記検出物質（２０ａ〜ｅ、２２ｂ〜ｅ）及び前記マーカー物質の混合が反応容器（２６ａ〜ｅ）中で実施され、
   前記方法は反応容器（２６ａ〜ｃ）と磁石ユニット（２４ａ〜ｅ）を備える装置の中で実行され、前記混合は混合体（１８ａ；１８ｄ；１８ｅ、３０ｂ〜ｃ、３２ｂ〜ｃ）によって引き起こされ、
   前記結合物質（１４ｄ〜ｅ、１６ｄ〜ｅ）は、前記反応容器の空間的にあらかじめ設定された、マーカー物質によって生成された信号を読み取るために有利な箇所に不分離に固定されており、
   前記混合体（１８ａ；１８ｄ；１８ｅ、３０ｂ〜ｃ、３２ｂ〜ｃ）は、前記試料（１２ａ〜ｅ）、前記結合物質（１４ａ〜ｅ、１６ｂ〜ｅ）、および前記検出物質（２０ａ〜ｅ、２２ｂ〜ｅ）を混合するために備えられ、
   前記混合体（１８ａ；１８ｄ；１８ｅ、３０ｂ〜ｃ、３２ｂ〜ｃ）は内部の運動装置又は外力によって動かされ、前記混合体の運動によって前記試料（１２ａ〜ｅ）、前記結合物質（１４ａ〜ｅ、１６ｂ〜ｅ）、および前記検出物質（２０ａ〜ｅ、２２ｂ〜ｅ）は混合され、前記混合方法を用いることによって、宇宙を含む、重力が低下し拡散的な物質移動が非常に緩慢に進行する条件下においても迅速な混合を可能とし、
   前記混合は磁力によって動かし得る混合体（１８ａ；１８ｄ；１８ｅ、３０ｂ〜ｃ、３２ｂ〜ｃ）によって行われ、前記混合体（１８ａ；１８ｄ；１８ｅ、３０ｂ〜ｃ、３２ｂ〜ｃ）は磁性不活性体として形成されており、
   前記磁性不活性体は、試料中の物質と結合する能力を持たず、また、検体と特異的結合する検出物質、または検体と特異的結合する結合物質を自身に含まないように形成されている、ことを特徴とする方法。
2. 前記試料（１２ａ〜ｅ）、前記結合物質（１４ａ〜ｅ、１６ｂ〜ｅ）、前記検出物質（２０ａ〜ｅ、２２ｂ〜ｅ）及び前記マーカー物質の混合が反応容器（２６ａ〜ｅ）中で実施される手順工程の前に、前記結合物質（１４ａ〜ｅ、１６ｂ〜ｅ）及び／又は前記検出物質（２０ａ〜ｅ、２２ｂ〜ｅ）が、少なくとも１つの別の手順工程として溶解されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記混合が、重力が低下した状況下で行なわれることを特徴とする、請求項１から２のうちのいずれか一項に記載の方法。
4. 読み取りのための前記磁性不活性体（１８ａ）の位置決めが、遠心分離による重力を含む、人工的に生成された重力によって引き起こされ、
   前記磁性不活性体（１８ａ）は、光学的手段による読み取りを容易にするために、前記反応容器のコーナーに集められ、検出範囲から取り除かれることを特徴とする、請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の方法。
5. 少なくとも１つの第二の、結合物質（１４ｂ〜ｅ、１６ｂ〜ｅ）及び検出物質（２０ａ〜ｅ、２２ｂ〜ｅ）の検体固有のペアが別の検体の特定のために備えられていることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 前記反応容器（２６ａ）、前記磁石ユニット（２４ａ）、および前記結合物質（１４ｄ〜ｅ、１６ｄ〜ｅ）を備える、請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の方法を実施するための装置であって、
   前記混合体（１８ａ；１８ｄ；１８ｅ、３０ｂ〜ｃ、３２ｂ〜ｃ）は磁性不活性体として形成されており、前記磁性不活性体は、サンプル中の物質と結合する能力を持たず、また、検体と特異的結合する検出物質、または検体と特異的結合する結合物質を自身に含まないように形成されており、
   前記混合体（１８ａ；１８ｄ；１８ｅ、３０ｂ〜ｃ、３２ｂ〜ｃ）は、前記試料（１２ａ〜ｅ）、前記結合物質（１４ａ〜ｅ、１６ｂ〜ｅ）、及び前記検出物質（２０ａ〜ｅ、２２ｂ〜ｅ）を混合するためのものである、ことを特徴とする装置。

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