JP6442487B2 - 制御された移送生体試料収集装置及び当該装置を用いる方法 - Google Patents

Description

本発明の分野は、乾燥固体の移送及び蓄積媒体を用いる制御された移送生体収集装置、並びに、例えば遺伝子又はタンパク質の材料などの関心のある生体材料を一時的もしくは長期的な蓄積、及び／又はその後の分析に好適な形態で収集するための方法に関する。具体的には、本発明は、蓄積媒体及び検体収集面を有する可動試料収集部材を保持することによって、蓄積媒体への生体試料の移送を制御する試料採取装置を提供する。

生体試料（血液など）の収集及び試料からの遺伝子解析のためのＤＮＡ抽出は、識別目的のために、父子鑑別のために、新生スクリーニングプログラムの遺伝子診断試験のために、疾病に対する素質の遺伝子分類のために、及び、薬剤感受性についての遺伝子特性評価のために、法医学及び医学界で広く用いられている。

しかし、血液採取の侵襲性性質のために、代替的な非侵襲的方法が好まれるようになっている。現在の方法は、サイトブラシ、綿もしくは人工繊維のスワブ、うがい及びリンス方法、先端発泡体付きスワブ、並びに支持体付きセルロース濾紙収集技術（ボード方法として知られている）などの、多数の異なる装置のうちのいずれかを使用して、口腔内部から細胞粘膜をこすり取ることを含む。これらの方法は、時間のかかる多くの労力を要する抽出方法を必要とする。

処理された蓄積媒体の法医学界への導入は、種々の試料からのＤＮＡの収集及び抽出を著しく合理化した。１つのこのような処理された媒体は、ワットマン社（Ｗｈａｔｍａｎ，Ｉｎｃ．）から商品名ＦＴＡ（登録商標）として市販されており、米国特許第６６２７２２６号、米国特許第６４４７８０４号、米国特許第６２９４２０３号、米国特許第６１６８９２２号、米国特許第５９７６５７２号、米国特許第５９７２３８６号、米国特許第５９３９２５９号、及び米国特許第５７５６１２６号のうちの１以上に記載されている。その媒体は、ワットマン社のＥａｓｉｃｏｌｌｅｃｔ（登録商標）として知られるプラスチック収集装置と共に使用され、米国特許第２０１００１０６０５７号（Ｈａｒｖｅｙ他）に記載されている。この公知の収集装置は、一端に頬面細胞収集器発泡パッドを有するアームを含み、このアームは頬面細胞を収集するように操作され、さらに、回動し、それによってそれらの細胞を発泡体パッドから装置の対向する端部に保持されたＦＴＡ媒体上に移送するように操作される。

この技術は適切なものであるが、頬面細胞を一貫した再現性のある方法で処理された媒体へ移送することは、作業者の技能の問題であり、特に作業者がその装置をめったに使用することがない場合にはそれは理想的ではない。移送工程の正確な圧力及びタイミングが重要であり、移送が行われている間に露出した媒体が汚染されないことが重要である。

装置設計の改良は、国際公開第２０１２／１６３７８８号（ＧＥヘルスケア）に開示されたが、発明者らは、使いやすさ及び汚染の防止の観点からはさらなる改良が可能であることを理解している。

国際公開第２０１２／１６３７８８号

本発明は、乾燥固体の蓄積及び移送媒体を用いる制御された移送生体収集装置、並びに、関心のある生体材料、すなわち試料（遺伝子又はタンパク質の材料であってもよい）を蓄積及び／又はその後の分析に好適な形態で収集するための方法に関する。

第１の態様によれば、本発明は、制御された移送生体試料材料収集装置を提供し、本装置は、関心のある生体試料材料を収集するための試料収集部材を摺動可能に支持する本体を備え、本体は、生体材料の乾燥蓄積のための処理された媒体を収容し、収集部材は、収集した試料の少なくとも一部を生体試料の収集が可能である露出位置から媒体に移送する移送位置へ移動可能であり、本装置は、ハウジングが、媒体に対して収集部材を移送位置に圧入し、収集部材がハウジング内で摺動して移送を行うように動作可能なランプ部分を含むことを特徴とする。

一実施形態では、収集部材は、摺動可能な部分が媒体を運ぶ、ハウジング内で摺動可能な部分を含む。

一実施形態では、収集部材は、摺動可能な部分にヒンジ結合されたアームをさらに含み、アームは試料収集のための弾性パッドを運び、摺動可能な部分及びアームは、本体内を摺動し、互いにランプを横切って摺動して移送を行うように、互いに折り畳み可能である。

一実施形態では、アームはスロットを含み、スロットはランプを受け入れ、それによって移送の後に媒体及びパッドを分離する。

一実施形態では、摺動可能な部分及び媒体は、本体によって実質的に囲まれるように本体内に配置可能であって、その位置にある場合に、アームは露出位置を採ることが可能であり、摺動可能な部分及び媒体は、本体内への一括した再挿入及び移送を行うために、部分的に本体内にあるが、アームと互いに折り畳まれた位置を採り得るように、さらに配置可能である。

一実施形態では、摺動可能な部分の移動の範囲は、本体上又は本体内での停止によって制限される。

一実施形態では、媒体は、移送後に摺動可能な部分から取り外すことができる。

本発明は、特許請求の範囲によってさらに特徴付けられる。

初期位置における特許請求される装置を示す本発明の好ましい実施形態の斜視図である。 図１に示す装置の平面図である。 図１ｂに示す装置の断面図である。 図１ｂに示す装置の断面図である。 異なる位置における図１ａの装置のさらなる図である。 異なる位置における図１ａの装置のさらなる図である。 異なる位置における図１ａの装置のさらなる図である。 異なる位置における図１ａの装置のさらなる図である。 異なる位置における図１ａの装置のさらなる図である。

好ましい実施形態を図１ａに示す。分解可能な生物由来の検体を含む生体試料のための収集装置１０を示しており、それは収集部材２０を摺動可能に保持する本体１２を備える。収集部材は、試料蓄積媒体３０を支持するためのトレイ２２の形態で試料蓄積部分を有する。本発明に適した蓄積媒体材料の例としては、＃９０３（登録商標）ブランド紙（米国ニュージャージー州Ｆｌｏｒｈａｍ Ｐａｒｋのワットマン社）などの未処理の濾紙、或いは処理されたフィルタ紙、ＦＴＡ及びＦＴＡ溶出ブランド紙（米国ニュージャージー州Ｆｌｏｒｈａｍ Ｐａｒｋのワットマン社）などの処理された濾紙が挙げられる。これらの処理された媒体は、上で参照した米国特許に記載されている。このような処理された媒体は、生体試料の収集、輸送及び蓄積のための簡素で安全な方法を提供する。また、それらは血液のような複雑な試料からＤＮＡを分離することを容易にする化学物質を含む。処理された媒体又は未処理の媒体上に収集された試料は、蓄積のために乾燥され、長期間にわたって室温で保存することができる。

収集部材２０は、柔軟に成型されたプラスチックから形成されたヒンジ２６によって、試料蓄積部分にヒンジ結合されたアーム２４をさらに含む。アーム２４の遠位端には、発泡ポリマー材料の弾性パッド２８が固定されており、必要に応じて、試料収集器として働く。

図１ａ及び図１ｂに示す位置では、関心のある領域の上をパッド２８で拭き取る、又は他の方法で接触することにより生体試料を収集するために、例えば被検者の口腔の頬面から頬面細胞を収集するために使用する準備ができている。

図１ｂは、装置１０を示す平面図である。図１ｃは、装置１０の図１ｂの線Ａ−Ａに沿った断面を示し、図１ｄは、線Ｂ−Ｂに沿った断面を示す。図１ｃ及び図１ｄでより詳細に見ることができるように、トレイ２２は、蓄積媒体３０を保持しており、トレイ２２は、媒体３０及びアーム２４と共に本体１２内で摺動可能である。しかし、トレイは、本体１２の開口部１４と協働するトレイ２２上に形成された移動止め２１によって、所定の位置に弾性的に保持される。

試料が収集されると、図２ａに示すように、トレイがさらなる停止部材に接触するまで、収集部材２０が本体１２の外に引き出される。図２ｂ、図２ｃ及び図２ｄに、さらに詳細を示す。その位置では、媒体３０が露出する。

それから、図３ａ、図３ｂ、図３ｃ及び図３ｄに示すように、アーム２４は媒体３０に向かって折り畳まれる。この位置では、パッド２８は、媒体３０に軽く接触して、いくらかの生体試料材料を媒体に移送することができるが、確実ではない。アーム２４が貫通スロット２３を含むことに留意されたいが、その機能については後で詳細に説明する。

それから、図４ａに示すように、ユーザは、アームを折り畳んだままで収集部材２０を本体１２内に押し戻す。移動止め２１が本体１２の端部に接触すると、ユーザは抵抗を感じる。この位置で、本体１２のランプ１６は、パッド２８に隣接したアーム２４の背面を媒体３０に向かって押し付けて、反復可能で一定の接触力を提供し、それによって媒体３０上への生体材料の制御された移送が得られる。

ユーザは、この位置で所定の時間、装置１０を一時停止させる。時間よりもむしろ力が材料移送のより正確な予測因子であり、したがって一時停止時間は重要ではないことが分かっているが、５〜１５秒であればうまくいき、約１０秒がより好ましいことが判明している。

それからユーザは、パッドが媒体３０から持ち上がるまで、トレイ２２を本体１２内に完全に押し込む。貫通スロット２３がランプ１６と一致して、貫通スロットがランプ１６を取り囲む場合に、この持ち上がりが発生する。この位置は、図５ａ、図５ｂ、図５ｃ、及び図５ｄに示してある。この位置では、相補的形状１４及び２１は、もう一度再び位置合わせされる。ユーザは、その後、蓄積したり、蓄積又はさらなる処理のために実験室に移送したりするために、図６ａ、図６ｂ及び図６ｃに示すように、媒体３０を取り外すことができ、或いは、さらに媒体３０を含む装置全体について同じことを行うことができる。

媒体が少なくとも１つの安定化試薬を含むことができるので、試料は輸送又は蓄積のために保存される。好適なこのような試薬としては、弱塩基、キレート剤、及び任意で尿酸もしくは尿酸塩の組合せ、或いは単にカオトロピック塩の単独又は界面活性剤との組合せの添加が挙げられる。組成物の「弱塩基」は、ｐＨが約６〜１０であり、好ましくはｐＨが約８〜９．５であるルイス塩基であってもよい。弱塩基の１つの機能は、例えば、組成物のｐＨを約６〜１０、好ましくは約ｐＨ８．０〜９．５、例えばｐＨ８．６に維持する緩衝液として作用する。したがって、本発明の組成物に適した弱塩基は、組成物の他の成分と併せて、約６〜１０の組成物のｐＨ、好ましくは約ｐＨ８．０〜９．５を提供することができる。本発明による好適な弱塩基としては、有機及び無機塩基が挙げられる。好適な無機弱塩基としては、例えば、アルカリ金属炭酸塩、重炭酸塩、リン酸塩、又はホウ酸塩（例えば、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、又は炭酸カリウム）が挙げられる。好適な有機弱塩基としては、例えば、トリスヒドロキシメチルアミノメタン（トリス）、エタノールアミン、トリエタノールアミン及びグリシン、並びに有機酸のアルカリ塩（例えば、クエン酸３ナトリウム）が挙げられる。好適な有機弱塩基は、弱い１価の有機塩基、例えばトリスである。トリスは遊離塩基であってもよいし、或いは塩、例えば炭酸塩であってもよい。

好適なキレート剤は、強力なキレート剤である。「強力な」キレート剤とは、薬剤が、エチレンジアミン４酢酸（ＥＤＴＡ）と同等又はより良好な親和性をもって、多価金属イオンに結合することを意味する。本発明による好適なキレート剤はＥＤＴＡである。

アニオン性界面活性剤は、本発明において有用な界面活性剤の例である。好適なアニオン性界面活性剤は、強力なアニオン性界面活性剤である。本明細書では、「強力な」アニオン性界面活性剤は、１以上のアニオン基を含有する炭化水素部位、脂肪族、又は芳香族を含む。本発明に適した特に好適なアニオン性界面活性剤としては、ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）、ナトリウムラウリルサルコシネート（ＳＬＳ）が挙げられる。好適な実施形態では、アニオン性界面活性剤は、外膜又はカプシドにタンパク質又は脂質を有する大部分の微生物、例えば真菌、細菌又はウイルスの不活性化を引き起こす。これは、人間に対して病原となる可能性があり、生体試料中に存在する微生物を含んでいる。

また好ましくは、トレイ２２から取り外された場合に、ユーザが装置を参照することなく材料が堆積された場所を知るように、蓄積媒体は、蓄積媒体の移送領域の周囲に配置された視覚描写（図６ａの３２）を有する。

本装置１０は、核酸、タンパク質、及びこれらの各断片などの分解可能な生物由来の検体などの試料を収集するために使用することができる。生体試料は、唾液、血液、血清、リンパ液、口腔細胞、粘膜細胞、脳脊髄液、精液、膣液、便、血漿、尿、細胞懸濁液、或いは細胞及びウイルスの懸濁液からなる群から選択することができる。

好ましくは、本装置は、弾性タブの形態である保持手段によって、トレイ２２が蓄積媒体３０を取り外し可能に保持するように寸法が決められ、構成される。したがって、その後の処理又は蓄積のために、媒体３０を装置１０の残りの部分から分離することができる。タブの張力は、手動又は自動による取り出しを許容するが、媒体３０の偶発的な損失を許容しない。

頬面細胞の収集で使用される場合には、パッド２８は、ヒトの口腔内に適合するように寸法が決められ、構成されるべきである。記録の保持及び追跡可能性のために、本装置は、媒体３０だけでなく本体１２にも識別ラベル（従来のバーコードなど）を備えるべきである。この目的のために、ＲＦＩＤタグを使用することができる。

装置の完全性を保証するために、本発明の装置は、他の装置要素を囲む滅菌外被を備えることもできる。好ましくは、それらの他の要素は、滅菌され、いかなる生体試料検体も含まない（例えば、医療グレードのプラスチックにより作られる）が、これは外被を封止した後に放射線照射などの通常の技術によって行うことができる。

洗浄試薬又は緩衝液など、並びに蓄積システム又は容器などを含む関連する機器又は試薬の任意の組合せと共に、上記装置を組み込んだキットを作ることができる。この点に関して、本発明は、本明細書で定義された装置、並びにその後の試料分析のための洗浄試薬からなる群から選択される１以上の構成要素、緩衝液、蓄積システム及び容器を含むキットをさらに提供する。

装置の使用例：
本装置は、以下の目的の生体試料収集に使用することができる。

すなわち、犯罪データベースのための頬面細胞試料の収集、犯罪現場試料（すなわち、再水和血液、精液、唾液及び同液体試料）の収集、性的暴行試料の収集、集団遺伝学又は薬理ゲノム科学研究のための頬面試料の収集、個人の遺伝子ＩＤアーカイブのための頬面試料の収集、食物由来の細菌又は寄生生物試料の収集、食肉トレーサビリティのための屠殺場における肉からの血液の収集、或いは獣医学的診断のための動物からの生体試料の収集である。

一実施形態のみを図示しているが、変更、変形、追加、及び省略が本明細書で定義される本発明の範囲及び趣旨内において可能であることが、当業者には明らかであろう。

例えば、ランプ１６について説明し図示しているが、任意のランプ状突起、すなわち、収集部材２０の摺動方向とランプ又は突起の表面との間の鋭角を形成する突起を用いることができる。図３ｃの角ｘで示すように、この鋭角は約３０度であることが好ましい。ランプは本体１２上に示しているが、アーム２４にランプを装着させ、本体上に反作用面を有する同様の効果をもつ構成であってもよい。反作用面を越えてアームを摺動させることで、スロット２３がアームを解放するのと同じように、移送位置からアームを解放することができる。「摺動」及び類似の用語は、直線的又は実質的に直線的な移動を意味する。

成型されたプラスチックは、本体１２及び収集部材２０に好適な材料であるが、他の材料、例えば金属、例えばダイカストアルミニウム合金を用いることができる。

１０ 収集装置
１２ 本体
１４ 開口部
１６ ランプ
２０ 収集部材
２１ 移動止め
２２ トレイ
２３ 貫通スロット、保持手段、タブ
２４ アーム
２６ ヒンジ
２８ 弾性パッド
３０ 試料蓄積媒体
３２ 視覚描写

Claims (6)

1. 制御された移送生体試料材料の収集装置（１０）であって、
   本体（１２）と、
   前記本体に対して摺動可能な部分と、前記摺動可能な部分にヒンジ結合されたアーム（２４）と、前記アームに固定された試料収集のためのパッドとを含む収集部材（２０）と
   を備え、
   前記摺動可能な部分が、生体材料の乾燥した蓄積のための試料蓄積媒体（３０）を支持し、
   収集部材（２０）は、生体試料の収集が可能である露出位置から、収集した試料の少なくとも一部の試料蓄積媒体（３０）への移送を行うための移送位置へ、移動可能であり、
   前記収集部材が、前記アームおよび前記摺動可能な部分が互いに折り畳まれた状態で前記移送位置に移動し、
   本体（１２）又は収集部材（２０）が、移送位置に移動した前記収集部材（２０）のアームを前記試料蓄積媒体（３０）に向けて押し付けるランプ状突起であって、収集部材（２０）が本体（１２）内を摺動して前記移送が行われるようにするためのランプ状突起（１６）を含む収集装置（１０）。
2. ランプ状突起（１６）は本体（１２）上に形成され、アーム（２４）はスロット（２３）を含み、スロット（２３）は、ランプ状突起（１６）を受け入れ、それによって移送の後に試料蓄積媒体（３０）及びパッド（２８）を分離する、請求項１記載の収集装置（１０）。
3. 摺動可能な部分及び試料蓄積媒体（３０）は、本体（１２）内への一括した再挿入及び移送を行うために、アーム（２４）と互いに折り畳まれた位置を採り得るように配置可能である、請求項１記載の収集装置（１０）。
4. 摺動可能な部分の移動の範囲は、本体（１２）上の及び摺動可能な部分上の相補的停止形状によって制限される、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の収集装置（１０）。
5. 試料蓄積媒体（３０）は、摺動可能な部分から取り外し可能である、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の収集装置（１０）。
6. ｉ）本体（１２）、及び前記本体に対して摺動可能な部分と、前記摺動可能な部分にヒンジ結合されたアーム（２４）と、前記アームに固定された試料収集のためのパッドとを含む収集部材（２０）を含む装置（１０）であって、前記摺動可能な部分が、生体材料の乾燥した蓄積のための試料蓄積媒体（３０）を支持し、前記収集部材（２０）は、生体試料の収集が可能である露出位置から、収集した試料の少なくとも一部の試料蓄積媒体（３０）への移送を行うための移送位置へ、移動可能であり、前記収集部材が、前記アームおよび前記摺動可能な部分が折り畳まれた状態で前記移送位置に移動し、前記本体（１２）又は前記収集部材（２０）が、前記移送位置に移動した前記収集部材（２０）のアームを前記試料蓄積媒体（３０）に向けて押し付けるランプ状突起を含む装置（１０）を設けるステップと、
   ｉｉ）収集部材（２０）のパッド上において生体試料を収集するステップと、
   ｉｉｉ）収集部材（２０）を、前記露出位置から前記移送位置へ移動させるステップであって、前記ランプ状突起が前記移送位置に移動した前記収集部材（２０）のアームを前記試料蓄積媒体（３０）に向けて押し付けるステップと、
   を含む、方法。