JP6301264B2 - 生物学的サンプルを処理するためのデバイス、装置、キット、および方法 - Google Patents

Description

本発明は、サンプルを処理するための中空デバイス、被覆デバイス、装置、キット、および方法に関する。

生物学的サンプルは、特定種類の粒子（通常、細胞）を単離するために、種々の方法によって処理されることが知られている。

これに関連する例として、（ＤＥＰＡｒｒａｙ^ＴＭシステムに対する）特許文献１，２に記載されている装置および方法が挙げられる。

通常、前述した処理の最後に、粒子が液体成分内に低濃度で含まれたサンプルが得られる。これに関して、液体成分は、通常、後続の分析ステップにおいて用いることができない緩衝液であること、およびサンプルの容積は、通常、多すぎることに留意されたい。例えば、ＤＥＰＡｒｒａｙ^ＴＭシステムの使用に従って得られたサンプルは、略３８μＬの容積を有しており、その一方、（ＷＧＡ−全ゲノム増幅のような）後続のステップは、１μＬ未満の容積を必要としている。

従って、サンプルは、高速の遠心分離によって処理されねばならなく、オペレータは、ピペットを用いて、（かつサンプルを含む試験管を傾斜させて）、手動によって過剰の液体を極めて注意深く取り出さねばならない。この手順に関連して、以下に述べるような多くの問題が生じる。
・操作の成功は、オペレータの能力に大きく依存し、もしオペレータが正確に操作しないなら、過剰な液体と一緒に粒子を除去するおそれが高くなる。手順の成功率は、信頼性がなく、常に再現することができず、用いる緩衝液の種類に依存する。
・操作が比較的遅い。
・手順は、オペレータによる取扱中にサンプルが汚染するおそれを軽減するために、特別の注意、例えば、専用のピペットおよび二重フィルターが付いた汚染のないピペット先端の使用を必要とする。
・前述したように比較的高速で行われ（従って、比較的高応力を粒子に与える）遠心分離によって、粒子が損傷するおそれが比較的高くなる。

国際特許出願第ＰＣＴ／ＩＢ２０１０／０００６１５号パンフレット 国際特許出願第ＰＣＴ／ＩＢ２０１０／０００５８０号パンフレット

本発明の目的は、周知の技術の欠点を少なくとも部分的に解消し、可能であれば、同時に製造が容易でかつ安価である中空デバイス、被覆デバイス、装置、キット、および方法を提供することにある。

本発明によれば、以下の独立請求項および、好ましくは、独立請求項に直接的または間接的に従属する請求項のいずれか１つに記載されているような中空デバイス、被覆デバイス、装置、キット、および方法が提供されている。

以下、本発明のいくつかの非制限的な実施形態を示す添付の図面を参照して、本発明を説明する。

本発明によって作製された装置の側面図である。 図１の装置の側断面図である。 異なる操作形態にある図１の装置の図である。 図１の装置の斜視図である。 図３の横断面図である。 本発明によって作製された装置のさらなる実施形態の側面図である。 図６の装置の側断面図である。 異なる操作形態にある図６の装置の図である。 図６の装置の斜視図である。 本発明による図１のデバイスおよび装置の一部を用いる種々のステップを概略的に示す図である。 図１４の細部の拡大図である。

図１−５および図１０−１４において、番号１は、（生物学的）サンプルＡを処理するための装置を全体的に示している（特に、図１３，１４参照）。

装置１は、例えば、装置１が挿入されるＰＣＲマシン（周知のものであり、図示されていない）を用いて、サンプルＡに含まれているＤＮＡ／ＲＮＡ（の一部）を（例えば、ＰＣＲ／ＲＴ−ＰＣＲによって）増幅するために、用いられる。

本発明の一態様によれば、中空デバイス２が提供されている。中空デバイス２は、（生物学的）サンプルＢの処理および／または前述のサンプルＡの処理に適している。

特に、サンプルＢ（図１０，１１）は、少なくとも１つの粒子（有利には、少なくとも１つの細胞）Ｃおよび液体成分Ｄ（さらに厳密には、細胞が浸漬している緩衝液）を含んでいる。サンプルＡ（特に、図１３，１４）は、サンプルＢの濃縮によって得られるものである。従って、サンプルＡは、少なくとも粒子Ｃを含んでいる。

本明細書において、「粒子」という用語は、１０００μｍ未満（有利には、１００μｍ未満）の最大寸法を有する小体を意味している。粒子の非制限的な例として、細胞、細胞破片（特に、細胞片）、細胞集塊（例えば、神経球または腫瘍球のような幹細胞から生じた細胞の小塊、バクテリア、リポスフィア、（ポリスチレンおよび／または磁性体の）小球、および細胞に結合した小球が挙げられる。有利には、粒子は、細胞である。

いくつかの実施形態によれば、粒子は、１μｍを超える最小寸法を有している。

本明細書において、「粒子の寸法」という用語は、粒子の長さ、幅、および厚みを意味している。

装置１は、中空デバイス２を備えている（特に、図５および図１３−１５参照）。中空デバイス２は、内側チャンバ３，内側チャンバ３の境界を定める壁４、および内側チャンバ３と外部環境との間に連通をもたらす開口５を有している。内側チャンバ３は、前述のサンプルＡ（および／またはサンプルＢ）を収容するのに適している。

中空デバイス２は、装置１の一部として用いられるのに加えて、粒子Ｃと液体成分Ｄとを互いに分離するために用いられることに留意されたい（図１０−１２）。これによって、（サンプルＢが濃縮された−図１２）サンプルＡが得られ、このサンプルＡは、装置１によって実処理されることになる（図１３，１４）。

特に、中空デバイス２は、細長（円筒）形状、開口５が配置されている領域の端６、および（端６と反対側の）閉端７を有している。さらに厳密には、中空デバイス２は、（一端が閉じた）実質的に管形状を有している。内側チャンバ３は、実質的に円形の横断面を有している。

有利には、中空デバイス２は、（端７に向かって）テーパが付された（中空の）少なくとも一部８を備えている。さらに厳密には、部分８は、実質的に切頭円錐形状を有している。同様に、内側チャンバ３は、（端７に向かって）テーパが付された少なくとも一部を備えている。さらに厳密には、内側チャンバ３は、（部分８の領域において）実質的に切頭円錐形状を有している。また、端７は、部分８の端でもある。

いくつかの実施形態によれば、中空デバイス２は、部分８’を備えている。部分８’は、部分８と一体であり（さらに厳密には、部分８と１つに形成されており）、実質的に管状（円筒状）であり、実質的に一定の横断面を有しているか（または部分８のテーパよりも小さいテーパを有している）。端６は、部分８’の端でもある。

図示されていない代替的実施形態によれば、中空デバイス２は、部分８’を備えていない（換言すれば、中空デバイス２は、部分８からなっている）。このような場合、部分８’は、サンプルＡ（および／またはＢ）の処理のいくつかのステップにおいて、中空デバイス２に追加可能な別のデバイスである。例えば、部分８’は、中空デバイス２が装置１の一部であるとき、（例えば、図１４に示されているように）中空デバイス２を実質的に定位置に維持するために、（例えば、ＰＣＲによる）遺伝子増幅のステップ中に追加可能になっていてもよい。

内側チャンバ３は、実質的に円形の横断面を有している。

内側チャンバ３は、１０ｍｍ^２から８０ｍｍ^２（特に、２０ｍｍ^２から３５ｍｍ^２）の面積を備える横断面を有している。

中空デバイス２は、フィルター９も備えている。フィルター９は、端７の領域に配置されており、内側チャンバ３を外部環境から分離している。フィルター９は、多孔を有しており、該多孔を介して、使用時に、サンプルＢの液体成分Ｄの少なくとも一部が（内側チャンバ３から出て）フィルター９を通過することができ、粒子Ｃがフィルター９を通過することができないようになっている。有利には、フィルター９は、ＤＮＡ／ＲＮＡ断片が実質的に通過することができないようになっている。

フィルター９は、１μｍ以下の直径を備える細孔を有しており、具体的には、フィルター９は、１μｍを超える直径を備える細孔を有していない。有利には、フィルター９は、６００ｎｍ以下の直径を備える細孔を有しており、具体的には、フィルター９は、６００ｎｍを超える直径を備える細孔を有していない。有利には、フィルター９は、５００ｎｍ以下の直径を備える細孔を有しており、具体的には、フィルター９は、５００ｎｍを超える直径を備える細孔を有していない。有利には、フィルター９は、４５０ｎｍ以下の直径を備える細孔を有しており、具体的には、フィルター９は、４５０ｎｍを超える直径を備える細孔を有していない。

特に、フィルター９は、少なくとも２ｎｍ（さらに厳密には、少なくとも１５ｎｍ）の直径を備える細孔を有しており、具体的には、フィルター９の細孔の大部分は、少なくとも２ｎｍ（さらに厳密には、少なくとも１５ｎｍ）の直径を有している。有利には、フィルター９は、少なくとも１００ｎｍ（さらに厳密には、少なくとも２５０ｎｍ）の直径を備える細孔を有しており、具体的には、フィルター９の細孔の大部分は、少なくとも１００ｎｍ（さらに厳密には、少なくとも２５０ｎｍ）の直径を有している。有利には、フィルター９は、少なくとも３００ｎｍの直径を備える細孔を有しており、具体的には、フィルター９の細孔の大部分は、少なくとも３００ｎｍの直径を有している。さらに有利には、フィルター９は、少なくとも３５０ｎｍの直径を備える細孔を有しており、具体的には、フィルター９の細孔の大部分は、少なくとも３５０ｎｍの直径を有している。

いくつかの実施形態によれば、フィルター９は、２ｎｍ未満（さらに厳密には、１５ｎｍ未満、有利には、１００ｎｍ未満、特に、２５０ｎｍ未満、さらに有利には、３００ｎｍ未満、特に３５０ｎｍ未満）の直径を備える細孔を有していない。

例示された寸法よりも小さい寸法を備える細孔の場合、液体の通過が過度に少なくなることが、実験的に観察されている。合理的な時間内に液体を流出させるために、圧力を加える必要があるが、これによって、粒子Ｃを損傷させる可能性がある。

例示された寸法よりも大きい寸法を備える細孔の場合、粒子Ｃがフィルター９を通って消失するおそれがあることも観察されている。従って、細孔の寸法は、好ましくは、空洞内に保持されるべき粒子の寸法よりも小さくなっていなければならない。さらに、あまりに大きい細孔の場合、後続の（例えば、ＰＣＲによる）分析ステップにおいて、関心のある生物学的材料（例えば、遺伝子材料）が逸失する可能性がある。

本明細書において、別段の定めがない限り、「細孔の直径」という用語は、制限直径、すなわち、細孔の最小（横）断面と同じ面積を有する円の直径を意味している。

特に、制限直径は、ＡＳＴＭ Ｆ３１６−０３（２０１１）（沸点による薄膜フィルターの細孔サイズ特性のための標準試験方法および平均流細孔試験）に記載されている方法によって、決定されるようになっている。

有利には、フィルター９は、５００μｍ未満の厚みを有している。いくつかの実施形態によれば、フィルター９は、２５０μｍ未満（有利には、１００μｍ未満、特に、５０μｍ未満、さらに厳密には、４０μｍ未満）の厚みを有している。これによって、とりわけ、フィルター９の通過が比較的容易になり、比較的小さい材料がフィルター９の内側にとどまることになる。

有利には、フィルター９は、１μｍを超える（特に、１０μｍを超える、さらに厳密には、１５μｍを超える）厚みを有している。これによって、とりわけ、フィルター９は、十分な機械的強度を有し、正確に作動することができる。

有利には、フィルター９は、２μＬ未満（有利には、１μＬ未満）のホールドアップ容積、すなわち、フィルター９の内側に含まれ得る液体の容積を有している。

これに関して、所望の核酸分析手順（例えば、ＤＮＡまたはＲＮＡ）に対して特定された元の容積よりも大きいホールドアップ容積の場合、厳密には、少なくとも手順の第１のステップにおいて、活性助剤の濃縮を維持するために、反応容積を減少させねばならないことに留意されたい。これによって、反応が不十分になることがある。

特に、ホールドアップ容積は、以下のように、すなわち、最初の既知容積の溶液を中空デバイス２内に注入し、中空デバイス２を（図１０−１２に図示され、かつ説明される）排出要素２２内に配置し、内側チャンバ３内に溶液が存在しなくなるまで、（略２０００ｒｐｍで２分間）遠心分離し、収集した液体の容積を測定し、測定した容積を最初の容積から減算することによって、測定されるようになっている。

フィルター９は、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ナイロン、ケイ素、ＳｉＯ_２、窒化ケイ素、ファイバーガラス、またはその組合せからなる群から選択された材料を含んでいる（特に、該材料から構成されている）。

いくつかの実施形態によれば、フィルター９は、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ナイロン、ケイ素、ＳｉＯ_２、窒化ケイ素、ファイバーガラス、またはそれらの組合せからなる群から選択された材料を含んでいる（特に、該材料から構成されている）。

いくつかの実施形態によれば、フィルター９は、有機ポリマーを含んでいる（特に、有機ポリマーから構成されている）。

有利には、フィルター９は、ＤＮＡ（またはＲＮＡ）が付着しない材料から作製されている。特に、フィルター９は、酸化アルミニウムを含んでいない。

有利には、フィルター９は、ＰＣ、ＰＥＳからなる群から選択された材料を含んでいる（特に、該材料から構成されている）。特に、フィルター９は、ＰＣを含んでいる（特に、ＰＣから構成されている）。

いくつかの特定の実施形態によれば、フィルター９は、Nuclepore^ＴＭ（ポリカーボネート薄膜）および／またはSupor^{（登録商標）}（ＰＥＳ薄膜）を含んでいる（特に、該薄膜から構成されている。

内側チャンバ３は、２ｍＬ以下（有利には、１ｍＬ以下、特に、０．５ｍＬ以下、さらに厳密には、０．２ｍＬ以下）の容積を有している。有利には、内側チャンバ３は、少なくとも４０μＬ（特に、少なくとも５０μＬ、さらに厳密には、少なくとも６０μＬ）の容積を有している。

開口５は、少なくとも９ｍｍ^２（有利には、少なくとも１２ｍｍ^２，特に、少なくとも１８ｍｍ^２）の面積を有している。いくつかの実施形態では、開口５は、８０ｍｍ^２以下（有利には、７０ｍｍ^２以下、特に、１８ｍｍ^２以下）の面積を有している。

壁４は、端７に対応して配置されたさらなる開口１０を有している。特に、開口１０は、開口５と対向している。開口１０は、少なくとも０．２ｍｍ^２（有利には、少なくとも０．７ｍｍ^２、特に、少なくとも２．５ｍｍ^２）の面積を有している。開口１０は、１３ｍｍ^２以下（特に、７ｍｍ^２以下）の面積を有している。

フィルター９は、開口１０を実質的に完全に覆うように配置されている。有利には、フィルター９は、１２．６ｍｍ^２以下（特に、１０ｍｍ^２以下）の（内側チャンバ３と向き合う）面積Ｓを有している（図１５）．これは、中空デバイス２がＰＣＲのステップに用いられるとき、特に有利である。これらのステップでは、溶液の容積が比較的小さいので、フィルター９の面積Ｓが大きいと、表面Ｓにおける容積の過度の拡がりをもたらすことになるだろう。これは、ＰＣＲの効率を低下させることになる。

場合によっては、面積Ｓは、少なくとも０．１ｍｍ^２（有利には、少なくとも０．７ｍｍ^２、特に、少なくとも１．２ｍｍ^２）である。

本明細書において例示されている寸法は、プロフィロメータによって測定することができる。

有利には、フィルター９は、壁４に固定して接続されている。特に、フィルター９と壁４との接続は、以下の技術、すなわち、熱接合、溶媒接合、超音波接合、レーザー接合、接着、機械的連結、またはそれらの組合せの１つによって行われるようになっている。

有利には、壁４は、少なくとも０．０８Ｗ／ｍＫ（特に、少なくとも０．１２Ｗ／ｍＫ）の熱伝導率を有している。これらの制限値を超える伝導率は、熱の生成を伴うサンプルＡの処理ステップ（例えば、ＰＣＲ）を正確に行うのに有益である。

いくつかの実施形態によれば、壁４は、０．７Ｗ／ｍＫ以下（特に、０．２Ｗ／ｍＫ以下）の熱伝導率を有している。

熱伝導率は、一般的な規格に準じて測定されるようになっている。特に、熱伝導率は、ＩＳＯ２２００７に規定されている手順に準じて測定されるようになっている。この規格に準じて行われる測定は、ＡＳＴＭ１２２５−０９に準じて行われる測定と実質的に同等であることに留意されたい。

有利には、壁４は、７００μｍ以下（特に、６００μｍ以下）の厚みを有している。さらに厳密には、壁４は、５２０μｍ以下（特に、４５０μｍ以下）の厚みを有している。これらの制限値未満の厚みは、熱の生成を伴うサンプルＡの処理ステップ（例えば、ＰＣＲ）を正確に行うのに有益である。

いくつかの実施形態によれば、壁４は、少なくとも４０μｍ（特に、少なくとも１７０μｍ）の厚みを有している。さらに厳密には、壁４は、少なくとも２００μｍ（特に、少なくとも２５０μｍ）の厚みを有している。

有利には、中空デバイス２は、標準的なＰＣＲマシンに用いられるのに（寸法的および構造的に）適していることを強調することが重要である。

これに関して、有利には、材料および粗さは、ＤＮＡ／ＲＮＡ断片の吸着を避けるように選択されることが強調されるべきである。材料は、ＷＧＡプロセスを妨げないように選択されている。材料は、（１００°を超える）高温、例えば、ＰＣＲ熱サイクル中に達する温度に耐えるように選択されている。

特に、中空デバイス２は、ＰＣＲ用の試験管の上部および試験管の先端を切断（および除去）することによって得ることができることに留意されたい。先端に対応して得られる孔（開口４）は、熱接合によって試験管に接続された（フィルター９として作用する）薄膜によって閉鎖されることになる。

図６−９は、装置１および中空デバイス２の代替的実施形態を示している。さらに厳密には、（図６−９の）中空デバイス２は、図１−４および図１０−１４を参照して前述した中空デバイス２と実質的に同じであり、部分８の形状のみが異なっている。部分８は、（端７に対応して配置された）縮小断面を有する端部分８ａを有している。

本発明の一態様によれば、被覆デバイス１１が提供されている。

特に図１−４を参照すると、装置１は、被覆デバイス１１をさらに備えている。被覆デバイス１１は、中空デバイス２からの液体の流出を防ぐのに適している。特に、被覆デバイス１１は、開口１０を通る液体の通過を防ぐのに適している。さらに厳密には、被覆デバイス１１は、端７に液密連結されるのに適している。

被覆デバイス１１は、（それ故）、フィルター９を実質的に塞ぐように中空デバイス２に連結されるのに適している。これによって、内側チャンバ３から外側に向かってフィルター９を通る材料（特に、ＤＮＡ／ＲＮＡ断片のような生物学的材料）の通過が、実質的に防がれることになる。

図面から分かるように、被覆デバイス１１は、装置１が得られるように中空デバイス２と組合せ可能になっており（図１，２，４）、または中空デバイス２から分離可能になっている（図３，５）。

さらに厳密には、被覆デバイス１１は、開口１３（特に開端）を備える空洞１２を有している。空洞１２は、中空デバイス２の少なくとも一部（場合によっては、全て）を収容するのに適するように形作られている。特に、空洞１２は、中空デバイス２の外形と実質的に相補的な形状を有している。

被覆デバイス１１は、空洞１２の境界を定める外壁１４も備えている。

さらに厳密には、空洞１２は、（中空デバイス２が空洞１２内に収容されたとき）、壁１４が中空デバイス２（特に、壁４，８）と（実質的に完全に）接触するように、形作られている。

有利には、壁１４は、少なくとも０．０８Ｗ／ｍＫ（特に、少なくとも０．１２Ｗ／ｍＫ）の熱伝導率を有している。これらの制限値を超える伝導率は、熱の生成を伴うサンプルＡの処理ステップ（例えば、ＰＣＲ）を正確に行うのに有益である。

いくつかの実施形態では、壁１４は、０．７Ｗ／ｍＫ以下（特に、０．２Ｗ／ｍＫ以下）の熱伝導率を有している。

有利には、壁１４は、７００μｍ以下（特に、６００μｍ以下）の厚みを有している。さらに厳密には、壁１４は、５２０μｍ以下（特に、４５０μｍ以下）の厚みを有している。これらの制限値未満の厚みは、熱の生成を伴うサンプルＡの処理ステップ（例えば、ＰＣＲ）を正確に行うのに有益である。

いくつかの実施形態では、壁１４は、少なくとも４０μｍ（特に、少なくとも１７０μｍ）の厚みを有している。さらに厳密に、壁１４は、少なくとも２００μｍ（特に、少なくとも２５０μｍ）の厚みを有している。

有利には、被覆デバイス１１が標準的なＰＣＲマシンに用いられるのに（寸法的および構造的に）適していることを強調することが重要である。

空洞１２は、２ｍＬ以下（有利には、１ｍＬ以下、特に、０．５ｍＬ以下、さらに厳密には、０．２ｍＬ以下）の容積を有している。有利には、空洞１２は、少なくとも４０μＬ（特に、少なくとも５０μＬ、さらに厳密には、少なくとも６０μＬ）の容積を有している。

図１−６の実施形態において、空洞１２は、収容に適しており（図３，５）、中空デバイス２の全体を収容するようになっている（図１，２，４）。この場合、中空デバイス２は、掴みデバイス１５（特に、空洞１２内への挿入および／または空洞１２からの引出しを容易にするのに適するタブ）を備えている。

図６−９に示されている実施形態によれば、空洞１２は、収容に適しており（図８）、中空デバイスの一部（特に、部分８Ａ）のみを収容するようになっている（図６，７，９）。

使用時に、開口１３を通して、中空デバイス２（またはその一部）が、空洞１２内に挿入されるようになっている。開口１３は、被覆デバイス１１の一端１６に対応して配置されている。

特に、被覆デバイス１１は、細長（円筒）形状および（端１６と反対側の）閉端１７を有している。中空デバイス２の少なくとも一部が空洞１２内に挿入されたとき、端７は、端１７に対応して配置されることになる。

さらに厳密には、被覆デバイス１１は、（一端が閉じた）実質的に管形状を有している。空洞１２は、実質的に円形の横断面を有している。

有利には、被覆デバイス１１は、（端１７に向かって）テーパが付された（中空の）少なくとも１つの部分１８を有している。

さらに厳密には、部分１８は、実質的に切頭円錐形状を有している。同様に、空洞１２は、（端１７に向かって）テーパが付された少なくとも一部を備えている。さらに厳密には、空洞１２は、（部分１８に対応する）実質的に切頭円錐形状を有している。端１７は、部分１８の端でもある。

有利には、被覆デバイス１１は、少なくとも１つの調整要素１９も備えている。

調整要素１９は、空洞１２内に配置されている。調整要素１９は、（とりわけ）、中空デバイスと連結デバイスとの間の空気の存在を低減させるために、空洞１２の形状を中空デバイス２の形状に適合させるようにその形状を変化させるのに適している。これによって、外側からの熱の伝達および外側への熱の伝達が、改良される。これは、温度を上昇させるサイクルを含む遺伝子増幅を行うときに、特に有益である。

特に、調整要素１９は、端１７に対応して配置されており、（従って、端７の形状に適合するようにその形状を変化させるのに適している）。

調整要素１９は、フィルター９（または開口１０）を通る液体の通過を防ぐのにも適している。さらに厳密には、調整要素１９は、フィルター９（または開口１０）と液密連結するのに適している。

有利には、調整要素１９は、少なくとも０．０８ｗ／ｍＫ（特に、少なくとも０．１２Ｗ／ｍＫ）の熱伝導率を有している。これらの制限値を超える伝導率は、熱の生成を伴うサンプルＡの処理ステップ（例えば、ＰＣＲ）を正確に行うのに有益である。

いくつかの実施形態によれば、調整要素１９は、０．７Ｗ／ｍＫ以下（特に、０．２Ｗ／ｍＫ以下）の熱伝導率を有している。

有利には、調整要素１９は、弾性材料、弾塑性材料、および液体材料からなる群から選択された材料を含んでいる（特に、該材料から構成されている）。

いくつかの実施形態によれば、調整要素１９は、シリコーン、ゴム（天然）、ポリマー（合成）、潤滑剤、油、またはそれらの組合せからからなる群から選択された材料を含んでいる（特に、該材料から構成されている）。場合によっては、調整要素１９は、シリコーンおよび油からなる群から選択された材料を含んでいる（特に、該材料から構成されている）。

特に、シリコーン（ゴムおよびポリマー）は、少なくとも１０（さらに厳密には、少なくとも１５）のショアＡ硬度を有している。シリコーン（ゴムおよびポリマー）は、８０以下（さらに厳密には、少なくとも７０）の硬度を有している。油（および潤滑剤）は、１ｍＰａ・ｓから１００００Ｐａ・ｓの粘度を有している。

硬度は、一般的な規格に準じて測定されるようになっている。特に、硬度は、ＩＳＯ８６８に規定された方法に準じて測定されるようになっている。

粘度は、一般的な規格に準じて測定されるようになっている。特に、粘度は、ＩＳＯ３１０４に規定された方法に準じて測定されるようになっている、この規格に準じて行われる測定は、ＡＳＴＭ Ｄ４４５に準じて行われる測定と実質的に同等であることに留意されたい。

場合によっては、油（および潤滑剤）は、０．０５ｇ／ｍＬから１０ｇ／ｍＬの密度を有している。さらに厳密には、「油」という用語は、（特にＰＣＲ用の油の場合）、鉱油を意味している。

図６−９に示されている実施形態によれば、調整要素の機能は、中空デバイス２（さらに厳密には、部分８および関連部分８ａ）に適合するように形作られた壁１４によって、直接もたらされるようになっている。

図１３，１４を特に参照すると、被覆デバイス１１は、中空デバイス２を空洞１２の内側の適所に保持するための少なくとも１つの保持要素２０を備えていることに留意されたい。

保持要素２０は、壁１４から（空洞１２の内側に向かって）突出し、壁４と接触するのに適する１つまたは複数の突起を備えている。

いくつかの実施形態によれば、壁４は、保持要素２０の突起と係合するのに適する１つまたは複数の凹部を有している。代替的または付加的に、壁４は、壁１４（特に、保持要素２０）と連結するのに適する（図示されていない）突起を有している。これによって、中空デバイス２は、空洞１２の内側にしっかりと係止されることになる。

本発明のさらなる態様によれば、中空デバイス２および被覆デバイス１１を備えるキットが提供されている。

有利には、キットは、アダプター２１（図１０−１２）も備えている。アダプター２１は、中空デバイス２を排出要素２２（特に、比較的大きい試験管）の内側の適所に保持するのに適している。アダプター２１は、管形状（特に、環形状）および中空デバイス２の一部を受けるのに適する内側開口２３を有している。

特に、アダプター２１は、壁４に連結されて壁４との接触によって係止されるのに適している。また、アダプターは、排出要素２２内に挿入され、前記要素２２の内面と接触して係止されるのに適している。

有利には、キットは、排出要素２２も備えている。

要素２２は、開端２４、閉端２５、および（中空デバイス２およびアダプター２１のための）ハウジング２６を備える実質的に管形状を有している。

本発明のさらなる態様によれば、（特に、少なくとも１つの粒子Ｃおよび液体成分Ｄを備える）（生物学的）サンプルＢを処理するための方法が提供されている。サンプルＢは、装置１および中空デバイス２に関する上記の記載によって規定されている。

この方法は、注入ステップを含んでおり、該ステップ中に、サンプルＢが中空デバイス２内に注入されるようになっている。図１０，１１の実例によれば、注入ステップ中、中空デバイス２は、排出要素２２の内側に配置されている。

図示されていない実施形態によれば、中空デバイス２は、注入テップ中、要素２２の外に配置されている。この場合、注入ステップの後、中空デバイス２は、（図１１に示されているように）、要素２２の内側に位置決めされることになる。

この方法は、濃縮ステップ（図１１，１２）も含んでおり、該ステップ中に、（矢印Ｆの方向における）力が、中空デバイス２内にフィルター９に向かって注入されたサンプルＢに加えられ、その結果、液体成分Ｄの少なくとも一部がフィルター９を通過し、粒子Ｃが内側チャンバ３内に残留し、これによって、（濃縮された）サンプルＡが得られることになる。フィルター９を通過した液体成分Ｄの一部が、端２５に対応する領域に溜まっている。

いくつかの実施形態によれば、濃縮ステップは、サンプルＢに遠心力を加えることによって行われるようになっている。この場合、中空デバイス２（および要素２２）は、（中空デバイス２の長軸と直交する）軸を中心として回転されることになる。

加えられる力が比較的小さいことに留意されたい。従って、粒子Ｃを損傷させるおそれが低い。特に、中空デバイスを略３００ｇ（２０００ｒｐｍ）で回転させれば、十分である。

濃縮ステップの後、中空デバイス２は、要素２２から取り出され、次いで、前記フィルター９を実質的に塞ぎ、内側チャンバ３から外側に向かってフィルター９を通る材料（特に、ＤＮＡ／ＲＮＡの断片）の通過を防ぐために、被覆デバイス１１に連結される（具体的には、被覆デバイス１１内に挿入される）。これによって、装置１が得られることになる。

この時点で、サンプルＡのさらなる処理ステップが行われ、さらに厳密には、粒子Ｃに対して、（例えば、ＰＣＲによる）遺伝子増幅を得るのに必要な処理が施されることになる。特に、第１のさらなるステップとして、目的に適する緩衝液Ｔが、中空デバイス１１内に注入されるようになっている（図１４）。

本明細書に開示されている情報は、生物学的材料のさまざまの処理、例えば、
・ＤＥＰＡｒｒａｙ^ＴＭによる選別
・他の種類の選別プロセス（顕微操作、光ピンセット、レーザー顕微切除、など）
・蛍光活性化細胞選別−ＦＡＣＳ
・ピペットによる分注
・注射器による分注
の下流において用いることができる。

さらに、本明細書に開示されている情報は、さまざまの処理、例えば、
・全ゲノム増幅（ＷＧＡ）
・全トランスクリプトーム増幅−ＷＴＡ
・ポリメラーゼ連鎖反応−ＰＣＲ
・（細胞の）固定、透過、および染色、またはそれらの組合せ
の上流において用いることができる。

本明細書の内容が最新技術に関して著しい利点をもたらすことを強調することが重要である。これらの利点として、以下のものが挙げられる。
・操作が極めて迅速かつ簡単である（これによって、とりわけ、汚染のおそれも低減される）。
・中空デバイス２が常に用いられ、その結果、（サンプルを損傷または逸失させる危険および汚染の危険を伴う）サンプルの危険な移送を行う必要がない。
・得られる結果が再現可能である（すなわち、得られる結果は、オペレータの能力に依存しない）。
・操作に無理がない。すなわち、サンプル（特に、細胞）は、大きな力を加えることなく、繊細に取り扱われる。

別段の定めがない限り、本明細書に引用されている参考文献（論文、書籍、特許出願、など）の内容は、その全てが本明細書に参照されるものとする。特に、前述の参考文献は、参照することによって、本明細書に含まれるものとする。

２つの単なる例示的な非制限的な実施例の以下の記載において、本発明のさらなる特性について説明する。

［実施例１］
図１０に示されている構造と同様の構造を得るために、略１５０μＬ中間デバイス２をアダプター２１を備える２ｍＬ試験管（エッペンドルフ）に挿入した。緩衝液および細胞を含む３８μＬサンプルを中空デバイス２内に注入した。（実質的に図１１，１２に示されているように）、試験管を閉鎖し、２０００ｒｐｍで２分間遠心分離を行った。

中空デバイス２を引き出し、ＰＣＲ用の数μＬの油を含む被覆デバイス１１（さらに厳密には、ＰＣＲ用の２００μＬ試験管）内に挿入した。２ｍＬ試験管（エッペンドルフ）を廃棄した。

この時点で、デバイスの内容物に対して、Ａｍｐｌｉ１^ＴＭ ＷＧＡキット（シリコンバイオシステムズ社）による全ゲノム増幅およびＳＴＲ（縦列型反復配列）分析を行った。

手順を１０回繰返し、全ての場合に、対立遺伝子のコールレートが９０％を超える結果が得られた。

周知の手順も行った。この手順において、前述したのと同様に１０個のサンプル（各々が緩衝液および細胞を含む３８μＬサンプル）を高速の遠心分離によって処理し、熟練のオペレータが、ピペットを用いて、（かつサンプルを含む試験管を傾斜させて）、手動によって注意深く過剰の液体を取り出した。この場合、行われた１０回の試験の内、９回の試験においてのみ、対立遺伝子のコールレートが９０％を超える結果が得られた。また、これらの場合に掛かった時間は、中空デバイス２を用いた場合に掛かった時間よりも著しく長かった。

Claims (18)

1. 生物学的サンプル（Ａ，Ｂ）を処理するための、少なくとも１つの粒子（Ｃ）と液体（Ｄ）の少なくとも一部とを互いに分離するための中空デバイスであって、２ｍＬ以下の容積を有する内側チャンバ（３）と、第１の端（６）と、前記第１の端（６）の領域に配置されており、外側と前記内側チャンバ（３）との間に連通をもたらすようになっており、少なくとも９ｍｍ^２の面積を有する第１の開口（５）と、第２の端（７）と、を備えている、中空デバイス（２）において、
   前記中空デバイス（３）は、フィルター（９）を備えており、前記フィルター（９）は、前記第２の端（７）の領域に配置されており、前記内側チャンバ（３）を外部から分離しており、および２ｎｍから１μｍの範囲内の直径を有する細孔、前記内側チャンバ（３）と向き合う１２．６ｍｍ^２以下の面積（Ｓ）、および２５０μｍ以下の厚みを有し、
   前記中空デバイス（３）は、壁（４）を備えており、前記壁（４）は、０．０８Ｗ／ｍＫから０．７Ｗ／ｍＫの熱伝導率および７００μｍ以下の厚みを有することを特徴とする、中空デバイス。
2. 前記フィルター（９）は、２μＬ未満のホールドアップ容積および前記内側チャンバ（３）と向き合う少なくとも０．１ｍｍ^２の面積（Ｓ）を有している、請求項１に記載の中空デバイス。
3. 前記中空デバイス（２）は、前記壁（４）は、前記内側チャンバ（３）の境界を定めており、前記第１の開口（５）と反対側の第２の開口（１０）を有しており、前記第２の開口（１０）は、０．２ｍｍ^２から１３ｍｍ^２の面積を有しており、前記フィルター（９）は、１μｍから１００μｍ以下の厚みを有しており、前記第２の開口（１０）を実質的に完全に覆っており、前記内側チャンバ（３）は、１０ｍｍ^２から８０ｍｍ^２の面積を備える横断面を有しており、前記フィルター（９）は、２５０ｎｍから６００ｎｍの範囲内の直径を備える細孔を有している、請求項１または２に記載の中空デバイス。
4. 前記中空デバイス（２）は、実質的に管形状および少なくとも部分的に切頭円錐形状を有しており、前記フィルター（９）は、５０μｍ以下の厚みを有している、請求項１−３のいずれか１つに記載の中空デバイス。
5. 前記内側チャンバ（３）は、実質的に円形の横断面を有している、請求項１〜４のいずれかに記載の中空デバイス。
6. サンプル（Ａ）を処理するためにＰＣＲを行うための装置であって、請求項１−４の１つに記載の中空デバイス（２）と、前記フィルター（９）を実質的に塞ぎ、材料が前記内側チャンバ（３）から外側に向かって前記フィルター（９）を通過するのを防ぐために、前記中空デバイス（２）に外部から連結された被覆デバイス（１１）と、を備えており、前記被覆デバイス（１１）は、開端（１６）および閉端（１７）を備える空洞（１２）を有しており、前記中空デバイス（２）は、少なくとも部分的に前記空洞（１２）の内側に配置されており、前記第２の端（７）は、前記閉端（１７）の領域に配置されている、装置。
7. 前記被覆デバイス（１１）は、外壁（１４）を備えており、前記中空デバイス（２）は、前記外壁（１４）と接触して配置されている、請求項６に記載の装置。
   
8. 前記フィルター（９）を実質的に塞ぎ、前記材料が前記内側チャンバ（３）から外側に向かって前記フィルター（９）を通過するのを防ぐために、先行する請求項の１つに記載の中空デバイス（２）に外部から連結されるのに適する被覆デバイス（１１）であって、空洞（１２）であって、前記中空デバイス（２）を前記空洞（１２）内に挿入することを可能にするのに適する開端（１６）と、閉端（１７）とを備えている、空洞（１２）と、調整手段（１９）であって、それらの形状を変化させ、これによって、前記中空デバイス（２）の形状にそれらを調整するのに適するようになっている、調整手段（１９）とを有している被覆デバイス（１１）であって、
   被覆デバイス（１１）は、請求項１〜５のいずれかに記載の前記中空デバイス（２）に外部から連結されていることを特徴とする請求項６または７に記載の装置。
9. 前記空洞（１２）は、前記中空デバイス（２）の少なくとも一部を収容するように形作られており、前記調整手段（１９）は、前記閉端（１７）の領域に配置されており、前記中空デバイス（２）と前記被覆デバイス（１１）との間の空気の存在を減少させるように、それらの形状を変化させるのに適するようになっている、請求項８に記載の装置。
10. 前記調整手段（１９）は、弾性材料、弾塑性材料、および液体材料からなる群から選択された材料から構成されている、請求項８または９に記載の装置。
11. 前記調整手段（１９）は、シリコーン、天然ゴム、合成ポリマー、潤滑剤、油、およびそれらの組合せからなる群から選択された材料から構成されており、前記シリコーン、ゴム、およびポリマーは、１０から８０ショアＡの範囲内の硬度を有しており、前記油および潤滑剤は、０．０５ｇ／ｍＬから５ｇ／ｍＬの範囲内の密度および１ｍＰａｓから１００００Ｐａｓの範囲内の粘度を有している、請求項１０に記載の装置。
12. 前記被覆デバイスは、少なくとも外壁（１４）を備えており、前記外壁（１４）は、少なくとも部分的に前記空洞（１２）の境界を定めており、０．０８Ｗ／ｍＫから０．７Ｗ／ｍＫの熱伝導率および４０μｍから７００μｍの厚みを有している、請求項８−１１のいずれか１つに記載の装置。
13. 少なくとも１つの粒子（Ｃ）および液体成分（Ｄ）を含むサンプル（Ｂ）を処理するための方法であって、
    注入ステップであって、前記ステップ中に、前記サンプル（Ｂ）が請求項１〜５の１つに記載の中空デバイス（２）の内側に注入されるようになっている、注入ステップと、
    濃縮ステップであって、前記ステップ中に、前記中空体（２）内に前記フィルター（９）に向かって注入された前記サンプル（Ｂ）に力が加えられ、これによって、前記液体成分（Ｄ）の少なくとも一部が前記フィルター（９）を通過し、前記粒子（Ｃ）が前記内側チャンバ（３）内に残留するようになっている、濃縮ステップと、
    を含んでいる、方法。
14. 前記濃縮ステップの後に行われる連結ステップであって、前記ステップ中に、前記フィルター（９）を実質的に塞ぎ、材料が前記内側チャンバ（３）から外側に前記フィルター（９）を通過するのを防ぎ、ＰＣＲを行うための装置（１）を得るために、被覆デバイス（１１）が前記中空デバイス（２）に連結されるようになっている、連結ステップを含んでおり、前記被覆デバイス（１１）は、空洞（１２）を有しており、前記空洞（１２）は、開端（１６）であって、前記開端（１６）を通って、前記中空デバイス（２）の少なくとも一部が前記空洞（１２）内に挿入されるようになっている、開口（１６）と、閉端（１７）とを備えており、前記第２の端（６）は、前記閉端（１７）の領域に配置されている、請求項１３に記載の方法。
15. 前記装置（１）は、請求項８−１２の１つに記載されているものである、請求項１４に記載の方法。
16. 前記連結ステップの後に行われる遺伝子増幅ステップであって、前記ステップ中に、前記粒子（Ｃ）の核酸の少なくとも一部が増幅されるようになっている、遺伝子増幅ステップを含んでいる、請求項１３−１５の１つに記載の方法。
17. 請求項１−５の１つに記載の中空デバイス（２）と、前記フィルター（９）を実質的に塞ぎ、材料が前記内側チャンバ（３）から外側に向かって前記フィルター（９）を通過するのを防ぐために、前記中空デバイス（２）に外部から連結されるように適する被覆デバイス（１１）と、を備えているキットであって、前記被覆デバイス（１１）は、空洞（１２）を有しており、前記空洞（１２）は、開端（１６）であって、使用中に、前記開端（１６）を通って、前記中空デバイス（２）の少なくとも一部が前記空洞（１２）内に挿入されるようになっている、開端（１６）と、閉端（１７）とを備えており、前記空洞（１２）は、前記中空デバイス（２）の少なくとも一部を収容するのに適するように形作られている、キット。
18. 請求項８−１２のいずれか１つに記載されているＰＣＲを行うための装置（１）を得るために、前記被覆デバイス（１１）が前記中空デバイス（２）に連結されるようになっている、請求項１７に記載のキット。

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