JP7131863B2 - 液体採取装置 - Google Patents

Description

本発明は概ね、分析のための液体試料の採取に係り、より詳しくは、同時の又はその後の診断のために患者から血液又は別の液体試料を採取するための微少流体装置に関する。１つ以上の実施形態において、本発明は、ピン刺し血斑からの血液微少試料の採取に対する用途を有するペン型液体採取装置を提供する。

患者から診断用の血液試料を得る従来の方法は医療専門家を必然的に含んでおり、医療専門家は、皮下注射器を使用するか又は患者の腕に一時的なカニューレを装着し、そして各々が１つ以上の特定の分析に典型的に貢献する一連の別々の試料を個別のバイアル内に抽出する。より少ない量の試料への趨勢に伴い、多数の微少流体臨床診断装置が分析目的の範囲ために開発されてきた。殆どのその様な装置は、比較的費用を要し且つ操作が複雑であり、そして実験室における分析のために血液試料を移送する必要性を回避するが、依然として熟練した医療スタッフによる操作を必要とする。微少流体血液試料を比較的訓練されていない人員によるか又は患者自身によってさえも採取することが可能であるならば、医療の提供にとって有利であろう。血糖値及び自宅内妊娠キットの自己テスト用装置は、訓練されていない個人が自分自身で診断テストを実施可能な成功した製品の例であり、一方の場合においては、指を突き刺すことによる血斑が利用され、もう一方の場合においては尿採取により実施される。

ラボチップ（Lab Chip）2014,14,957の「ラボインアペン（Lab-in-a-pen）；低資源設定のための、患者によく知られている診断フォーマット」というタイトルの論文において、ゴング（Gong）等は、指で作動可能なランセットと、ランセットブレードに隣接する採取パッドを用いたろ紙分析法とを組み込んだペン型装置を開示する。展開の前後に、端部キャップは、露出したランセットブレード及び採取パッドを覆う。

米国特許第4,360,016号は、胎児の血液試料採取の特定の目的のための、異なるタイプではないペン型採血装置を開示する。指で作動可能なランセットは、胎児の頭部の皮膚を突き刺し、血液は、隣接する毛細管に採取される。この管は、固定位置にクリップにより取り外し可能に取り付けられており、前記固定位置は展開時にランセットブレードの下に管の開放端部を配置する。

本発明の目的は、前述の装置に対して１つ以上の利点を提供するペン型液体採取装置を提供することである。

本明細書中の任意の先行技術への言及は、この先行技術が任意の管轄において共通の一般知識の一部を形成することを承認又は示唆するものではなく、あるいはこの先行技術が、当業者により別の先行技術の別の部分と合理的に組み合わされることが合理的に予想可能であるということを承認又は示唆するものではない。

上述のようなもの等の従来の提案された装置は、著しい制限、とりわけ潜在的な汚染に対する採血要素の曝露を有することが認識されてきた。また、装置のランセット構成要素からの針刺し傷害の可能性が存在する。

第１の形態において、本発明は、ペン型液体採取装置を提供しており、ペン型液体採取装置は、手で保持可能であって且つ一方の端部に開口部を有する細長い略管状のハウジングと；開口部において突出するように配置されるか又は配置可能であるように、ハウジング内に取り付けられた少なくとも１つの液体回収要素であって、液体の体積と接触し、それにより分析されるべき液体の試料を回収するように、ハウジングの手動操作により更に配置可能である少なくとも１つの液体回収要素と；を具備する。少なくとも１つの保持要素は、ハウジング内に支持される。少なくとも１つの液体回収要素及び少なくとも１つの保持要素は、それらが接触するように相対的に移動可能に配置されており、少なくとも１つの保持要素は、接触すると試料を回収し、原位置での分析又はその後の回収のために、ハウジング内で保護された状態で試料又はそれの成分を保持するように適合されている。

一つの実施形態において、少なくとも１つの保持要素は、少なくとも１つの保持要素を少なくとも１つの液体回収要素と接触させるための滑動移動のためにハウジング内に取り付けられる支持体において支持される。支持体は、試料又はそれの成分のその後の分析のためにハウジングから回収可能なカートリッジであってよい。

装置は、少なくとも１つの液体回収要素の突出部分の周りに取外し可能なカバーを更に具備してよい。カバーは、装置を表面上に直立状態で支持するための基部も提供してよい。

一つの実施形態において、カバーは、装置の再使用を防止するために、試料が回収された後にカバーをハウジングに係止するための相互係合可能な構成を具備する。

好ましくは、少なくとも１つの液体回収要素及び少なくとも１つの保持要素は、それらが手動操作により接触するように相対的に移動可能に配置される。

一つの実施形態において、液体回収要素は、それぞれの第１及び第２の移動のために取り付けられており、第１の移動はハウジング内の第１の後退状態から開口部における伸張状態までであり、第１の移動において、液体回収要素がハウジングの手動操作により、液体の体積と接触してそれにより分析されるべき液体の試料を回収するように配置可能であり、第２の移動は、伸長状態から、少なくとも１つの保持要素と接触するハウジング内の第２の後退状態までである。それぞれの第１及び第２の後退状態は一致し得る。

一つの実施形態において、少なくとも１つの液体回収要素は、液体の体積との接触において液体の試料を吸収するように選択された材料の吸収体であってよい。

別の実施形態において、少なくとも１つの液体回収要素は、動作中に液体の体積に接触する第１の端部又は遠位端部において開口し、及び動作中に少なくとも１つの保持要素に接触する第２の端部又は近位端部において開口した毛細管である。

少なくとも１つの保持要素は、少なくとも１つの液体回収要素から、２つが接触したとき、試料の全体を吸収するように選択された吸収体であることが好ましい。

試料は、予め定められた又は所定の体積であってよい。

一つの実施形態において、ハウジング内においてハウジングを巡って等角度で配置された例えば３つ以上の複数の液体回収要素が存在する。複数の保持要素は、それぞれの液体回収要素と接触可能であってよい。

第２の形態において、本発明は、ペン型液体採取装置を提供しており、ペン型液体採取装置は、手で保持可能であって且つ一方の端部において開口部を有する細長い略管状のハウジングと、前記ハウジング内の複数の毛細管液体回収要素であって、液体の体積と接触してそれにより分析されるべき液体の試料の所定の全体積を回収するためにハウジングの手動操作により配置可能なそれぞれの毛細管を具備する複数の毛細管液体回収要素と、を具備しており、そこでは毛細管液体回収要素は、毛細管作用により、試料のそれぞれの所定の体積部分を回収するように、且つ重力にも係わらずそれぞれの要素の任意の方向において前記体積部分を保持するように構成される。少なくとも１つの保持要素は、毛細管回収要素と接触するように配置可能なハウジング内に支持されており、接触すると試料を回収して、原位置分析又はその後の回収のために、ハウジング内において保護された状態で試料又はそれの成分を保持するように適合されている。

少なくとも１つの保持要素は、少なくとも１つの保持要素を複数の毛細管液体回収要素に接触させるように、滑動移動のためにハウジングに取り付けられる支持体において支持されてよい。支持体は、試料又はそれの成分のその後の分析のためにハウジングから回収可能なカートリッジであってよい。

各毛細管液体回収要素は、動作中に液体の体積に接触する第１の端部又は遠位端部において、及び動作中に前記少なくとも１つの保持要素に接触する第２の端部又は近位端部において好ましく開口する。

本発明の別の形態において、毛細管液体回収要素は各々、１～１０μＬの範囲、例えば２～５μＬの範囲の液体採取容積を有してよい。

第３の形態において、本発明は、ペン型液体採取装置を提供しており、ペン型液体採取装置は、手で保持可能であって且つ一方の端部に開口部を有する細長い略管状のハウジングと、それぞれの第１及び第２の移動のために取り付けられた液体回収要素であって、第１の移動はハウジング内の第１の後退状態から前記開口部における伸張状態までであり、第１の移動において、液体回収要素がハウジングの手動操作により液体の体積と接触してそれにより分析されるべき液体の試料を回収するように配置可能であり、第２の移動は、伸張状態から、回収された試料が、ハウジング内において汚染から保護されながら、原位置分析又はその後の回収のために保持されるハウジング内の第２の後退状態までである、液体回収要素と、第１及び第２の移動を実施するための手動操作可能なアクチュエータと、を具備する。

一つの実施形態において、液体回収要素は、液体の体積との接触において液体の試料、好適にはそれの前述の体積を吸収するように選択された材料の吸収体である。血液採取等の用途に好適な別の実施形態において、液体回収要素は、遠位端部において開口する毛細管であり、その伸張状態において液体の体積に接触し且つその第２の後退状態においてそれぞれの吸収体に接触するように配置されており、吸収体は、管が第２の後退状態にあるときに、毛細管から試料の全体を吸収するように選択されたものである。この構成により、所定の試料体積は、毛細管の保持容積により回収され決定される。

それぞれの第１及び第２の後退状態は、好ましく一致する。

好ましくは、ハウジングを巡って等角度で配置された例えば３つ以上の複数の液体回収要素がハウジング内に存在する。各要素のための個別のアクチュエータ又は各要素に対応するそれぞれの選択可能な設定を有する単一のアクチュエータ機構が存在してよい。

本発明の有利な実施形態において、任意のその形態において、ペン型液体採取装置は、ハウジングの一方の端部の開口部から突出可能なブレードを具備するランセット機構を更に具備する。この様に構成された装置は、指刺しを実行して、ハウジング内に設けられた液体回収要素の数に対応する複数の血液試料を直ちに採取するように使用されるか、又は異なる場所から又は異なる時間において別々の血液試料を採取するように代替的に使用されてよい。

装置は、血液試料が、指定された工具を使用する指定された人によってのみ回収可能であるように構成されることが有利である。好ましくは、複数の液体回収毛細管を含む装置において、吸収体は、それらが試料の回収及びそれの分析のために取り外し可能な別々のサブハウジング内に含まれる。この目的のために、ハウジングは、複数の別個の部分からなり、吸収体サブハウジングを滑動可能に受容する。

本発明はまた、第１と第２と第３の形態の組み合わせ、又はそれらの最適且つ好適な形態の任意の組み合わせにも及ぶ。

本明細書において使用される際に、分脈がそうではないことを必要とする場合を除いて、用語「具備する」、及び「具備すること」と「具備する」と「具備される」等の前記用語の変形は、別の追加物、構成要素、整数又は手順を排除することを意図しない。

本発明はここで、添付の図面を参照して、例としてのみ更に説明される。

図１は、本発明の第１の実施形態によるペン型血液採取装置の軸方向断面図であって、ピン刺し血液体積から血液試料を回収するように、展開前、展開中及び展開後の状態が示される。 図２は、４つの別個の血液試料を回収して更に保持することができる本発明の第２の実施形態によるペン型血液採取装置の斜視図である。 図３Ａは、図２に示す装置の分解図である。 図３Ｂは、図２に示す装置の分解図である。 図４は、図２、図３Ａ及び図３Ｂに示された装置の部分的な断面図であり、展開前及び展開中の状態を示す。 図５は、血液のピン刺し体積を得るためのランセットを組み込んだ本発明の第３の実施形態によるペン型血液採取装置の斜視図である。 図６は、図５に示された装置の分解図である。 図７は、本発明の第４の実施形態によるペン型血液採取装置の斜視図であり、二重目的のカバーと、支持基部と、一つ以上の収容された血液試料の分析のための使用及び戻りの地点に装置を送達するための関連する包装と共に示される。 図８は、図７の実施形態及び二重目的のカバー及び支持基部との係合のそのモードを示す。 図９は、図７及び図８の装置の軸方向断面図である。 図１０は、毛細管サブアセンブリの三次元構成要素図である。 図１１は、吸収パッドを含むカートリッジの三次元構成要素図である。 図１２は、一体的なばね構造の三次元構成要素図である。 図１３は、図９の領域Ａの部分的な拡大図である。

図１に示されるペン型血液採取装置１０は、所定の微少体積の単一の血液試料を、例えば５～３０μＬの範囲で回収して保持するように設計される。例えば、１５μＬの体積が、必要量として通常受け入れられるが、乾燥血斑分析には十分である。本実施形態は本質的には、１５μＬの血液を吸収するように実態及び寸法の両方について選択された吸収材料の円筒体を具備する液体回収要素の形態の液体回収要素によってインクボールを置き換えることにより修正されたボールペンである。適切なその様な材料は、多孔質ポリマー基材、親水性セルロース紙、モノリスポリマー、又は任意の同等に機能する不活性多孔質材料である。

吸収性液体回収要素３０を除くと、装置１０は、ペン機構の通常の形態を具備しており、ペン機構は略管状のハウジング又は胴部１２を具備しており、ハウジング又は胴部１２は、その後端部において実質的に均一な直径からなり、中央端部開口部１５を有する円錐状先端部まで、その前端部において緩やかに先細りする。この機構は、同軸プランジャ１６（ペン内においてインク含有管としても機能する）と、ハウジング１２及びプランジャ１６上のそれぞれの肩部１９ａ及び１９ｂの間の圧縮された戻しばね１９と、押しボタン機構２２とを具備する。機構２２は、内部カム装置２６を有しており、これにより、押し棒２３が指又は親指で押されると、プランジャ１６が伸長位置に押し込まれて保持され、押し棒２３が再び押されると、この位置は掛け金解除されて、ばね１９がプランジャをその後退位置に押し戻す。

プランジャ１６の前端部は、液体回収要素３０を形成するために液体吸収材によって封止されかつ液体吸収材が取り付けられ、前記液体回収要素３０は開口部１５から後方に延びる相補的な半径の孔２８により滑動可能に滑らかに案内される。プランジャ１６及び従って液体回収要素３０の後退位置において、液体回収要素３０は、図１（ａ）に示されるように配設されており、それは開口部１５の後の孔２８に沿って窪むその前部先端部を有することにより使用前の汚染から保護される。

指又は親指８０又は個人の皮膚表面上の任意の別の適切な場所から血液試料を採取する時に、適切なランセット（図示せず）を用いて皮膚を突き刺してピン刺し傷８２を形成し、そこから少量の血液８４が皮膚８１上に溜まる（図１（ｂ））。採取装置１０は、押し棒２３を押し下げて液体回収要素３０を前方に移動させて、それが開口部１５においてその伸長状態に達して開口部１５から突出することにより、血液試料を回収するように準備される。装置１０のハウジングは、ここで、溜められた血液８４の体積に要素１５を接触させるように操作され、その際要素の吸収性材料は、そこから血液の試料を回収する（図１（ｂ））。適切な時間の後に、装置は撤収され、押し棒２３が押されて、液体回収要素３０及びその同伴血液試料を開口部１５の後ろのハウジング１２内に引き込む。この後退状態（図１（ｃ）において、要素３０はここで、後の回収及び分析にために収集された血液試料をその間に汚染から保護された状態で保持する保持要素又は吸収要素として働く。

図１の実施形態は、より定性的な用途、例えば、血液試料が特定のウイルス又は別のマーカーを含むか含まないかについての分析には満足できるものである。より定量的な分析、例えば、既知量の血液が必要とされるヘモグロビンA1c（HbA1c）等のタンパク質マーカーの検出に対する図１の実施形態の適用は、所定量の血液を一貫して回収する回収又は吸収要素３０に依存することになる。一部の製造業者が、これがそうであると主張しているが、液体吸収材料により回収される実際の体積は、広い正常範囲内において個人間でかなり異なる血液のヘマトクリットに依存することが実際に分かっている。図２～４の実施形態１１０は、ガラス毛細管としての回収要素を提供すること、及び別個の構成要素として吸収性保持要素を提供することによりこの不確実性に対処する。この実施形態はまた、４つの別個の試料を回収して保持することが可能であるより複雑な装置を明らかにする。

ペン型を続けると、図２～図４の４つの試料装置１１０は、４色ボールペンから発展した構造を有する。図２～図４において、図１の実施形態に関連する対応する要素は、「１」が先行して付された同様の参照番号で表示される。

装置１１０は、主部分１１３を有する「丸みを帯びた正方形」断面の略管状のハウジング又は胴部１１２と、別個のノズルキャップ１１４とを具備する。ノズルキャップ１１４は、それがハウジング１１２の主部分１１３の端部内に嵌合するわずかなテーパ及び後方スカート１１４ａを有する。ハウジング１１２の先端部１４に比べてやや尖っていないノズルキャップ１１４は、その中にガラス毛細管台１４０及び吸取紙支持体１６０を保持する。全体構造は、別々の血液試料を回収して保持するように、四分の一毎に同一の別々の機構を有する四方向の角度対称性を有する。

この目的のために、ガラス毛細管台１４０は、基部壁１４１と、４つの長手方向に延びる区画１４３を画定する十字形仕切り構造１４２とを有する成形された単一部品である。各区画１４３は、内側及び外側孔を有する扇形ブロック１４４を滑動可能に搭載する。内側孔は、所望の血液量、例えば１５μＬ、に等しい内部容積のガラス毛細管１３０の形態の開放端部付きの液体回収要素を受容してそれに固定される。このガラス毛細管１３０は、端部壁１４１からわずかに後方に突出する。

扇形ブロック１４４の外側孔は、その後部における盲孔であり、ガラス毛細管１３０の軸方向外側に位置する。この盲孔は、プランジャ１１６の前端部を受容してそれに固定されており、プランジャ１１６は、扇形ブロック１４４移動させ、従ってガラス毛細管１３０をチャンバ１４３内において前後方向に移動させるように滑動可能である。

吸取紙支持体又はカートリッジ１６０は、ノズルキャップ１１４のスカート１１４ａが当接するその後部に周縁リム１６１を有する丸みを帯びた四角形の一体の板である。吸取紙支持体１６０は、４つの等角の離間した内孔１６２を有しており、前記４つの内孔１６２は、円筒状の保持要素、即ち吸収性本体１３０ａを装備し、ガラス毛細管１３０が最後部又は後退位置にある時にそれらガラス毛細管１３０の後部開放端部が接触するように整列される。この場合において、吸収性保持要素１３０ａは、血液試料を吸収して保持するように選択された吸取紙である。支持体１６０内の４つの外側孔１６３は、プランジャ１１６を滑動可能に受容する。

吸取紙支持体１６０の後面は、血液試料が装置内の原位置にある間に血液試料を乾燥させるために及び乾燥した血斑分析のために血液試料を準備するために、吸取紙吸収性保持要素１３０ａ上の血液試料から水分を吸収するための親水性シリカゲルカプセル１６５を装備する。

ガラス毛細管１３０を選択的に移動させるためのそれぞれのプランジャ機構は、標準的な４色ボールペンにおけるものと同様であり、各ガラス毛細管１３０の周りの収縮したばね１１９と、ハウジング１１２の側部スロット１２３ａ内のそれぞれの押しクリップ１２３とを具備する。プランジャ１１６は、ハウジング内の中央プランジャガイド１２５により位置決めされてそれにより案内される。この機構は、押しクリップ１２３の間にカム相互作用部１２３ｂを更に具備しており、それにより、押し下げられたものは解放されて、既に伸長していたプランジャの後退がそれぞれのばね１１９の作用の下で引き起こされる。

図４ａは、展開の準備ができている完全に後退した状態の図２及び図３の装置を示す。血液試料を採取することが所望される場合に、選択されたクリップ１２３が押し下げられ更に前方に押され、これにより対応するプランジャ１１６及び扇形ブロック１４４を押して、関連するガラス毛細管１３０をそのばね１１９に対して、ノズルキャップ１１４の鈍い先端部のそれぞれの開口部１１５を通して移動させる。ガラス毛細管はここで、開口部１１５においてその伸長状態にあり、ハウジング１１２の手動操作により、ピン刺しにより得られた所定量の血液に接触して、毛細管作用により、その開放前端部を介して血液試料を回収するように配置可能である。試料は、毛細管を満たし、その毛細管により決定される一定且つ予測可能な体積からなる。

異なる押しクリップ１２３が押されると、突き出したプランジャは、解放され、更にガラス毛細管は、そのばね１１９により伸長状態からその後退状態に引っ込められ、前記後退状態ではガラス毛細管の開放後端部がそれぞれの吸取紙吸収要素１３０ａに接触し、吸取紙吸収要素１３０ａは全血液試料を迅速に採取してガラス毛細管を空にする。これにより、血液試料は、その後の回収のためにハウジング内に保持される一方でその間汚染から保護される。ノズルキャップ１１４は、少なくとも部分的に透明であり、毛細管の充填及び全排出を明確に観察することを可能にする。

図示された実施形態において、少なくとも１から４つまでの所望の数の血液試料が採取された時に、その装置は許可された人により現場で開放可能であるか、又は開放のために別の場所に送られる。典型的に、これは、適切な環境におけるノズルキャップ１１４の除去と、吸取紙支持体１６０の回収と、既知の手段による吸取紙吸収要素１３０ａの抜き取り又は押し出しを必要とする。ハウジングを閉じるためのノズルキャップ１１４の係合は、望ましくは、血液を当初に採取していた人が容易に入手できない特殊な工具の使用を必要としてもよい。

図５及び図６は、毛細管２３０により回収されるべきピン刺し血液体積を得るための中央ランセット装置２７０を具備するペン型液体採取装置２１０の第３の実施形態を示す。これらの図において、第１と第２の実施形態に関する同様の部分は、「２」が先行して付された同様の参照番号により示される。機構の詳細は完全に図示されないが、しかしこの実施形態は、回転可能なランセット深さ調整ダイアル２７２と、主ハウジング２１２の側部のランセットアクチュエータボタン２７４とを具備することが注目される。第２の実施形態におけるように別個の押しクリップ１２３を有するのではなく、ハウジングの後部にはアクチュエータボタン２２３が取り付けられており、前記アクチュエータボタン２２３は、ガラス毛細管を選択するように回転可能であって、次に、ランセット装置２７０により抽出された体積から血液を回収するために、選択されたガラス毛細管２３０をその伸長又は展開位置に移動させるように押し込まれる。前述の実施形態のように、液体吸収性保持要素は、別個の支持体構成要素２６０に保持された吸取紙要素２３０ａの形態である。

装置１０，１１０又は２１０は、１回より多い液体回収要素３０、１３０，２３０の展開を防止する特徴を好ましく具備する。

図７～図１３は、４本の血液毛細管の内容物を４つの独立した吸収パッドに同時に移すための単一の機構を使用するペン型液体採取装置３１０の第４の実施形態を示す。この実施形態において、先に説明した実施形態に関する同様の部分は、「３」が先行して付された同様の参照番号により示される。ペン３１０は、非係合位置にあるカバー／基部４００内に配置され、シール蓋３１１ａを具備するプラスチックパッケージ３１１内で運ばれる。ペン及び基部は、接着パッチ４０２を使用して共に所定の位置に保持される。一旦ペンがパッケージ３１１から取り出されると、ペンは直立状態で基部４００上に設置される（図８）。

この実施形態は、吸取紙支持体又はカートリッジ３６０及びガラス毛細管３３０が、吸収性保持要素３３０ａをガラス毛細管３３０の内側端部と接触させるように相対的に移動可能であるという点で前の実施形態とは異なっている。前の実施形態においては、吸収性保持要素は所定の位置に固定されて、毛細管は長手方向に個別に移動可能であるので。

装置３１０は、手による把持を容易にするように、対向する側部平坦部３１２ａを有する略管状のハウジング又は胴部３１２を具備する。ハウジングは、２つの部分、即ち、丸く閉じた後端部３１３ｅを有する主部分３１３と、前部キャップ部分３１４の円筒状スカート３１４ａを受容する開いた前部リム（縁部）３１３ａとを具備する。ハウジング部分３１３、３１４のそれぞれの周縁肩部３６１ａ、３６１ｂの間の係合（図１３）は、力でぱっと分離される場合を除いて、それらの分離を防止するが２つの部分は、より明確になる目的のために互いに向って入れ子式に動くことができる。

この場合において、ガラス毛細管３３０の形態の４つの液体回収要素は、毛細管サブアセンブリ３３５を形成するように、図１０において最も良く分かるガラス毛細管台３４０により支持される。台３４０は、前部圧入ノッチ３４０ａと後側の適切に穴あけされた一体型ホルダー３４０ｂとにおいてガラス毛細管を後方に広げた状態で保持する４つの周縁で離間した同一の要素部分を有する。ガラス毛細管台は、ハウジングキャップ部分３１４の開いた首部分３１４ｃ内にしっかりと保持され、この実施形態において、４本の管が、それらの先端部３３０ｄにおいて近接して離間する四角形列を形成するように、ハウジングの前部首部分開口部３１５から突出する。

吸取紙支持体又はカートリッジ３６０は、第２の実施形態のものと概略同様、即ち４つの角度的に離間した管状カップ支持体３６２ａを有する丸みを帯びた四角形の一体の板３６１である。これらの支持体は、長手方向のリブ３６３ｃで裏打ちされた孔３６２ｂを画定し、リブ３６３ｃは、先に検討した材料又は別の適切な材料の内の１つの円板状の液体吸収性保持要素又はパッド３３０ａ用の座部を画定する。リブ３６２ｃは、フレア状に拡げられて、支持体３６０がその最前の位置にある時に、ガラス毛細管３３０の後部開放端部を受容するように整列される。この場合もやはり、保持要素又はパッド３３０ａは、血液試料を吸収し保持するように選択された吸取紙であり得る。

リブ構造は、異なる時にパッドを管３３０に接触させる異なる整列を補償するように、孔に沿ってパッド３３０ａを幾らか調整することを可能にする。別の構成は、カップ支持体３６２ａに荷重を作用させるか又はそれらを対でクロスバランシングさせる個別のばねを提供することを含んでよい。

吸取紙支持体又はカートリッジ３６０は、複雑なばね構造３８０の前部円形パッド３８４上で、対向する弾性撓み可能なフック３８２により取り外し可能に保持される。ばね構造３８０は、図１２に示される形態の一体型成形部品であり、ハウジング部分３１３のリブ３１３ｄにより画定された棚上に設置される後端部板３８６を有しており、また親水性シリカゲル乾燥剤カプセル３６５を保持するための中央チャンバ３８８を画定する箱状ペデスタル３８７も有する。このカプセルは、血液試料が装置内の原位置にある間に血液試料を乾燥させるために、及び乾燥した血斑分析のために血液試料を準備するために、吸取紙保持要素３３０ａ上の血液試料から水分を吸収するためのものである。端部板３８６の後のハウジング部分３１３の内部は、例えば、装置の時間及び日付スタンプ使用のための任意の所望の制御又は記録電子装置のための適切なチャンバ３８５である。

ばね構造３８０は、カートリッジ３６０を円滑に付勢して毛細管３３０と接触させる３つの弾性要素を有するとともに、吸取紙と毛細管の内側端部との相対位置の変更も可能にする。これらの特徴部は、ペデスタルとパッド３８４を一体的に接続するペデスタル３８７の上のジグザグ状の中央ウェブ構造３８３と、各側面の実質的に正弦波状のフィラメント要素３８９とを具備する。

装置３１０は、パッケージ３１１内で汚染から保護されて配送される。それは、パッケージからの取り出しにより使用が準備され、接着パッチ４０２により保持された二重目的のカバー／基部４００上で直立位置に設置される。このカバー／基部４００は、ハウジング部分３１３の張り出しリム３１３ａと係合し、毛細管３３０の突出端部の周りで延びてそれを保護する。

血液等の液体試料は、ペン型装置３１０をその基部４００から取り出して、その毛細管３３０をピン刺し血液滴に接触させることにより採取される。一旦毛細管が満たされると、ペンは、基部４００内の所定の位置に戻され、ハウジング３１２を押し下げることにより基部内に押し込まれる。押し込む力は、ハウジング３１２を基部３９０に係止状態で係合させるように、固定特徴部３９０（図８）に係合させて、支持体３６０の吸取紙を毛細管３３０の内側開放端部としっかりと弾性的に支持された状態で接触させるようにハウジング部分３１３、３１４を一緒に入れ子式に動かす。管は、孔３６２ｂ内に受容されて吸取紙パッド３３０ａと係合する。ばね構造３８０は、管又はパッドへの損傷のリスクを最小にするために、適切であるが穏やかで且つ横方向に可変の応答性の付勢を提供する。

一旦管とパッドとの間の接触が行われると、管内の液体の全体が吸取紙パッド内に吸い取られ、即ち吸取紙パッド内に流入して回収され、そこで、液体はその後の回収及び分析のために安全に保持される。

一旦このようにしてそのカバー／基部内に係止状態で再係合されると、装置３１０は、再使用可能ではなく、典型的には血液採取場所において基部から回収不能である。それは、特別な工具が固定特徴部３９０を係合解除してハウジング内からのカートリッジ３６０の回収を可能にするように使用される分析場所に送達されなければならない。好適な構成において、吸収パッドの配列は、１つ以上の標準的な分析機器において自動的に受容可能であるように寸法決めされる。別の構成において、カートリッジ３６０は、パッド３３０ａの排出を可能にするように穴を具備するか、又は分析プロセスにおいて試料穴として機能するように構成されるか、又は電気機械的要素を具備してもよい。

本発明の特定の用途において、毛細管は、純粋な毛細管作用により標的液体を回収し、その後の移動又は輸送中に液体を重力の影響にも係わらず保持するように設計され得る。毛細管力を使用して毛細管内を移動する液体の高さは、毛細管の表面と関与する液体と空気との間の界面張力と、液体の密度と、重力とを含む多くのパラメータにより支配されることが知られている。採取されるべき液体（血液等）の所定の体積に関して、毛細管力が重力により打ち負かされる毛細管の寸法が存在することが、それにより示され得る。例えば、３μＬ又は５μＬの血液体積に関して、毛細管容積の任意の寸法構成は、毛細管力を維持するであろうが、しかしながら１０μＬ又は２０μＬ等のより大きな体積については、毛細管力が重力により打ち負かされる特定の毛細管寸法が存在し、またそうではない別のものが存在する。

この観察の結果は、例えば１０～３０μＬの範囲の、通常求められる試料微少体積は、例えば、毛細管吸引作用がより予測可能で且つ制御可能である３μＬ又は５μＬの所望の液体体積の一部分に毛細管が寄与する装置３１０等の装置を使用して採取可能であることである。最終的用途に応じて、所望の体積の一部分は、別々に採取可能であるか、あるいは別の実施形態において、吸取紙支持体３６０は、単一の吸取紙上の液体部分の全てか又は２枚の吸取紙上の対の４つの部分を採取するように変更されてよい。

この様にして、複数の毛細管サブアセンブリは、正確で精密なより大きな体積の液体を採取するための良好な細い経路であり得る。例えば、単一のホウケイ酸ガラス毛細管本体は、各々３μＬの１０個の孔を含み得る。これらの毛細管内の血液の吸引は、必要であれば、１０個の孔が完全に充填されるまで、毛細管作用のみにより発生可能であり、３０μＬの液体の採取という結果になる。実際には、直立姿勢における装置の使用が推奨されるであろう。３μＬ孔の使用は、多くの利点を有しており：即ち、毛細管力が唯一の吸引機構であるので、装置は、任意の傾きで使用可能であり、そしてもし直立して使用されるならば液体採取中における気泡形成の危険性が存在しない。装置が激しく動かされたとき、毛細管孔から外への液体の流出は起こらない。

より一般的には、毛細管の一方の端部内への吸引、及びもう一方の端部における液体吸収紙等の接触保持要素への分配は、非常に少量の液体の分析において精密性と正確性を達成する特に有効な方法であることが分ってきた。これは、高い表面張力を有する血液等の液体に関して一層そうである。ピペットで発生するような同じ端部からの吸引及び分配は、オリフィスの外側に保持された微小な液滴から生じる精度の欠如のリスクを与え、吸上げ材料との接触は、分配オリフィスにおけるこの不正確性の原因を取り除く。

別の変更例では、任意の上記の実施形態は、原位置分析要素、例えば マーカー応答性細片又は光学分析器と、分析結果に先行するための表示器とを具備してよい。例えば、液体吸収要素（３０、１３０、２３０ａ；３３０ａ）は、バイオセンサ要素であってもよい。この文脈において特に興味のある分析は、診断データ基部に対して、糖尿病診断のための米国糖尿病学会（ＡＤＡ）と、国際糖尿病連合（ＩＤＦ）と、欧州糖尿病学会（ＥＡＳＤ）とにより現在公式に承認されたタンパク質マーカーヘモグロビンA1c [HbA1c]である。別の例は、以下のもの、即ち：
米国特許出願第20140127669号に記載されるような生物学的試料の貯蔵のための修正された多孔性基材と；
米国特許出願第20150211967A1号に記載されているような全血からの血漿の分離を可能にする修正された多孔質基材と；
血漿分離を行うための要素の液体吸収要素の一部としての組み込み、例えば、躍動的な血漿分離膜（ポール（Pall）社から入手可能）と；
糖尿病等の病気を監視するための血液又は血漿の採取量における適切な濃度において検体を検出するためのセンサの組み込みと；を含む。
適切なセンサの例は、以下の通りである。
・Delaney等により開示されたグルコースセンサ、Anal Chem.2011、83、1300-1306
・AbD Serotecにより提供されるもののような抗体を使用してHbA1cを監視するための免疫学的センサ（http//www.abdserotec.com/hbalc-hemaglobin-alc-antibody.html）
・Francios等、2013、Optics Express 21.（19）.22566-22577により開示されるような「ウィスパリングギャラリーモード」検出のための適切な微小球を備える修正された光ファイバ等のバイオセンサ

本発明は、分析のための広範囲の液体の精密で正確な非常に小さい（例えば、微小）体積の採取に適用可能であることが理解されよう。本発明は、特に第３又は第４の実施形態の形で血液試料を採取することに特に有用である。この装置は、熟練した医療関係者のどんな存在もなしに試料を採取するために、個人により彼ら自身から、又はより一般的には比較的未熟な人員により血液試料を採取するように使用可能であることが更に理解されるであろう。液体回収要素は、保護された位置に展開前に保持され、そして試料はその後、分析のための採取と回収との間の汚染からそれを保護する様態で保持される。

Claims (32)

1. 分析用の液体の試料を採取するためのペン型液体採取装置であって、
   手で保持可能であって且つ一方の端部に開口部を有する細長い管状のハウジングと、
   前記ハウジング内に取り付けられた毛細管を含み、分析されるべき前記液体の体積と接触するように前記ハウジングの手動操作により配置可能な少なくとも１つの液体回収要素と、
   前記ハウジング内に支持された少なくとも１つの保持要素と、を具備するペン型液体採取装置において、
   前記毛細管は、その内部寸法によって定められる所定の液体採取容積を画定するように寸法的に構成され、それにより前記毛細管は、毛細管作用により、前記所定の液体採取容積の試料を回収して前記毛細管を充填し、且つ重力にも係わらず前記毛細管の任意の方向において前記試料を保持するように構成されており、
   少なくとも１つの前記毛細管及び前記少なくとも１つの保持要素は、それらが接触するように相対的に移動可能に配置されており、
   前記少なくとも１つの保持要素は、前記接触をすると前記所定の液体採取容積の試料を回収し、原位置での分析又はその後の回収のために、前記試料又はそれの成分を前記ハウジング内で保護された状態で保持するように適合されており、
   前記保持要素による前記所定の液体採取容積の試料の回収は、前記毛細管の充填を条件とする、
   ペン型液体採取装置。
2. 前記少なくとも１つの保持要素は、前記試料又はそれの成分のその後の分析のために、前記ハウジングから回収可能なカートリッジを具備する支持体において支持され、
   前記支持体は、前記少なくとも１つの保持要素を前記少なくとも１つの液体回収要素と接触させるための滑動移動のために前記ハウジング内に取り付けられる、請求項１に記載のペン型液体採取装置。
3. 前記少なくとも１つの液体回収要素の端部の周りに取外し可能なカバーを具備する、請求項１に記載のペン型液体採取装置。
4. 前記カバーは、前記装置を表面上に直立状態で支持するための基部も提供する、請求項３に記載のペン型液体採取装置。
5. 前記カバー及び前記ハウジングは、前記装置の再使用を防止するために、前記試料が回収された後に該カバーを前記ハウジングに係止するための相互係合可能な構成を具備する、請求項３に記載のペン型液体採取装置。
6. 前記少なくとも１つの毛細管及び前記少なくとも１つの保持要素は、それらが手動操作により接触するように相対的に移動可能に配置される、請求項１に記載のペン型液体採取装置。
7. 前記毛細管は、それぞれの第１及び第２の移動のために取り付けられており、
   前記第１の移動は、前記ハウジング内の第１の後退状態から前記開口部における伸長状態までであり、該第１の移動において、前記毛細管が、前記ハウジングの手動操作により前記液体の体積と接触して、それにより分析されるべき前記所定の液体採取容積の試料を回収するように配置可能であり、
   前記第２の移動は、前記伸長状態から、前記少なくとも１つの保持要素と接触する前記ハウジング内の第２の後退状態までである、請求項１に記載のペン型液体採取装置。
8. 前記それぞれの第１及び第２の後退状態は一致する、請求項７に記載のペン型液体採取装置。
9. 前記毛細管は、動作中に前記液体の体積に接触する第１の端部又は遠位端部において開口し、及び動作中に前記少なくとも１つの保持要素に接触する第２の端部又は近位端部において開口する、請求項１に記載のペン型液体採取装置。
10. 前記少なくとも１つの液体回収要素の前記毛細管は、１～１０μＬの範囲の液体採取容積を有する、請求項９に記載のペン型液体採取装置。
11. 前記少なくとも１つの液体回収要素の前記毛細管は、２～５μＬの範囲の液体採取容積を有する、請求項９に記載のペン型液体採取装置。
12. 前記少なくとも１つの保持要素は、前記少なくとも１つの毛細管から、前記少なくとも１つの保持要素と前記少なくとも１つの毛細管が接触したとき、前記試料の全体を吸収するように選択された吸収体である、請求項１に記載のペン型液体採取装置。
13. 前記ハウジング内において、複数の前記毛細管が存在する、請求項１に記載のペン型液体採取装置。
14. 複数の保持要素があり、前記複数の保持要素の各々は、前記複数の毛細管のそれぞれの一つと接触可能である、請求項１３に記載のペン型液体採取装置。
15. ペン型液体採取装置であって、
    手で保持可能であって且つ一方の端部において開口部を有する細長い管状のハウジングと、
    前記ハウジング内の複数の毛細管液体回収要素であって、液体の体積と接触してそれにより分析されるべき液体の試料の所定の全体積を回収するために前記ハウジングの手動操作により配置可能なそれぞれの毛細管を具備する複数の毛細管液体回収要素と、
    前記毛細管と接触するように配置可能な、前記ハウジング内に支持される少なくとも１つの保持要素と、を具備するペン型液体採取装置において、
    前記複数の毛細管の各々は、その内部寸法によって定められる所定の液体採取容積を画定するように寸法的に構成され、それにより前記毛細管は、毛細管作用により、前記所定の液体採取容積のそれぞれの試料部分を回収して前記毛細管を充填し、且つ重力にも係わらず前記それぞれの毛細管の任意の方向において前記試料部分を保持するように構成され、複数の前記毛細管は、前記試料の所定の全体積をまとめて回収し、
    前記少なくとも１つの保持要素は、前記接触をすると前記毛細管から前記試料の所定の全体積を回収して、原位置分析又はその後の回収のために、前記試料の所定の全体積又はそれの成分を前記ハウジング内において保護された状態で保持するように適合されており、前記少なくとも１つの保持要素による前記試料の所定の全体積の回収は、前記毛細管の充填を条件とする、ペン型液体採取装置。
16. 前記毛細管は各々、１～１０μＬの範囲の液体採取容積を有する、請求項１５に記載のペン型液体採取装置。
17. 前記毛細管は各々、２～５μＬの範囲の液体採取容積を有する、請求項１５に記載のペン型液体採取装置。
18. 前記少なくとも１つの保持要素は、前記試料又はそれの成分のその後の分析のために前記ハウジングから回収可能なカートリッジを具備する支持体において支持される、請求項１５に記載のペン型液体採取装置。
19. 前記支持体は、前記少なくとも１つの保持要素を前記複数の毛細管に接触させる滑動移動のために前記ハウジングに取り付けられる、請求項１８に記載のペン型液体採取装置。
20. 前記各毛細管は、それぞれの第１及び第２の移動のために取り付けられており、
    前記第１の移動は、前記ハウジング内の第１の後退状態から前記開口部における伸長状態までであり、該第１の移動において、前記毛細管が、前記ハウジングの手動操作により前記液体の体積と接触してそれにより分析されるべき前記液体の前記試料を回収するように配置可能であり、
    前記第２の移動は、前記伸長状態から、前記少なくとも１つの保持要素と接触する前記ハウジング内の第２の後退状態までである、請求項１５に記載のペン型液体採取装置。
21. 各毛細管は、動作中に前記液体の体積に接触する第１の端部又は遠位端部、及び動作中に前記少なくとも１つの保持要素に接触する第２の端部又は近位端部において開口する、請求項１５に記載のペン型液体採取装置。
22. 前記少なくとも１つの保持要素又はその各々は、前記毛細管から、前記少なくとも１つの保持要素と前記毛細管が接触したとき、前記試料の全体を吸収するように選択された吸収体である、請求項１５に記載のペン型液体採取装置。
23. 前記複数の毛細管は、単一のガラス毛細管本体内において複数の毛細孔を具備する、請求項１５に記載のペン型液体採取装置。
24. 前記複数の液体回収要素は、前記開口部において突出するように配置されるか配置可能である遠位端部において近接して離間する列を形成する、請求項１３に記載のペン型液体採取装置。
25. 前記複数の液体回収要素は、前記ハウジングを巡って広げた状態で等角度で配置されている、請求項２４に記載のペン型液体採取装置。
26. 前記複数の液体回収要素は、ピン刺し血液滴に同時に接触可能である、請求項２５に記載のペン型液体採取装置。
27. 前記複数の液体回収要素に接触可能な単一の保持要素がある、請求項１３に記載のペン型液体採取装置。
28. 前記少なくとも一つの液体回収要素が、複数の毛管孔を備える単一のガラス毛細管を具備する、請求項１に記載のペン型液体採取装置。
29. 分析されるべき前記試料の所定の全体積が１０～３０μＬの範囲にあって、前記毛細管の各々が、前記所定の全体積の一部を提供し、該一部は３μＬ又は５μＬである、請求項１５に記載のペン型液体採取装置。
30. 前記毛細管の各々は、純粋な毛細管作用によって前記試料を回収するように構築されている、請求項１５に記載のペン型液体採取装置。
31. 前記毛細管は、毛細管作用により、前記試料の所定の体積部分を回収するように、且つ重力にも係わらず前記毛細管の任意の方向において前記体積部分を保持するように寸法的に構成されている、請求項１に記載のペン型液体採取装置。
32. 前記試料の前記所定の体積部分が前記毛細管を満たす、請求項１に記載のペン型液体採取装置。

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