JPH02105058A - 試薬を多孔質の支持体上に被覆する方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は多孔質の支持体上に被覆されたｌ又は２以上の
試薬を有する診断装置を製造するための装置及び方法に
関する。より具体的には、本発明は多孔質の支持体上に
１又は２以上の試薬を正確に位置決めするためのシステ
ム及び方法に関する。

（従来の技術及びその課題） 最近、それほど熟練していない者が使用するための多数
の診断装置が導入されている。かかる装置の一つが１９
８７年ｌＯ月８日付けにて出願された米国特許出願第１
０６，７５７号に記載されている。この特許出願に記載
されたシステムは多孔質の支持体及び吸収層を有する７
０−スルー装置である。結合剤が多孔質の支持体の試験
領域上に固定されている。

使用時、試料及び分析試薬は多孔質の支持体を通って吸
収層まで流動することが出来る。試験領域上に可視信号
が存在するか否かにより試料中に分析物質が存在するか
否かを知ることが出来る。

図示された好適な装置は多孔質の支持体の背景領域にて
囲繞された三角形の試験領域を有している。

背景領域を提供することは、試験領域上の可視信号が反
応しない背景領域とは著しく異なるようにするために望
ましい。

試薬が円形ドツト、「陰性」の標識を真似た棒、及び「
陽性」の標識を真似た十字形のようなパターンにて被覆
された装置も導入されている。多数の試薬が支持体上に
固定された装置もある。例えば、一部の装置は正制御、
負制御機構の一方又はその両方を備えている。

これらの装置は全て表面付近に１又は２以上の試薬か固
定された支持体を有する点で共通している。この試薬を
担持する表面は装置内に組み立てられ、分析中、流体試
薬及び分析試薬が被覆された表面上に付着するようにす
る。これら装置の多くは、１又は２以上の試薬が異なる
パターンにて被覆されている。各場合共、固定された試
薬を担持する支持体部分は試験装置内の特定の位置を占
めている。多数の試薬が固定された装置の場合、試薬は
互いに及び装置に対して異なるパターンにて正確に位置
決めされている。

試薬を支持体上に正確な位置及び形状にて位置決めする
ことはコスト的にを利な方法にて行うことは困難である
。手操作で位置決めすることは時間がかかり、労力を必
要とする。試薬を手操作で位置決めする場合、位置決め
する箇所、密度及び形状の点で許容し得ない程にバラツ
キが生ずるため、棄却率は通常大さくなる。装置は分析
品質の均一さを確保するためには互いに同等でなければ
ならない。このことは、ウィルス性抗原又はＨＩＶのよ
うなウィルス性抗体を検出する装置の場合、特に重要な
ことである。

試薬を正確に位置決めし易くするシステムが１９８７年
１０月８日に出願された米国特許出願第１０６．０７５
号に記載されている。このシステムにおいて、結合剤は
マーカと混合され、制御試薬を位置決めしかつ支持体を
装置内に組み立てるときに結合剤の位置を検出すること
が出来る。好適な装置は最終的に組み立てる前に装置の
分析品質の制御を可能にし、よって、無駄を軽減するた
めの蛍光染料を内蔵している。

試薬を被覆する場合の問題点の別の提案された解決手段
は米国特許第４，７４８，０４２号に記載されている。

このシステムは抗体溶液を蛋白質結合膜に移送するため
の「移送可能なパターンを形成する手段」を使用する。

上述した特別の手段は発泡パッドである。この米国特許
によると、へ・ンドに送出される流体の量は各膜上にお
ける標識の質を観測することにより経験的に求めること
が出来る。

品質が所定の程度まで劣化した場合、新しい流体がヘッ
ド内に注入される。この特許は分析技師が膜を検査し得
るよう染料を内蔵することを推奨している。この特許の
明細書のコラム３．５５−６２行及びコラム４．２７−
３３行の説明を参照するとよい。この構成は移送面が流
体を減損させるため、流体密度にバラツキが生ずるとい
う固有の問題点がある。この特許の構成に伴うもう一つ
の問題点は移送面が膜に接触する圧力を制御する点にあ
る。この米国特許は傷付き易い膜は頂傷されるため、か
かる膜は診断装置に有用ではないという問題点を強調し
ている。しかしながら、移送面は抗体溶液を移送するの
に十分な大きい圧力にて膜に接触しなければならない。

移送面が摩耗し移送面上における流体の容積が変動する
場合、移送面の圧力を制御することは困難となる。

従って、正確に測定された量の１又は２以上の試薬を支
持体上に位置決めすると共に、固定された試薬を組み立
てられた装置内に正確に位置決めするための紙庫でかつ
自動的なシステムの開発が要望されている。

（課題を解決するための手段） 本発明はｌ又は２以上の試薬を多孔質の支持体上に正確
に位置決めするための再現可能な方法を提供することに
より、支持体上に試薬を被覆する際の問題点を解決する
ものである。この方法において、多孔質の支持体の上面
は孔を有するカバーに固着される。このカバーは被覆部
位内に位置決めされ、分配組立体と流体集めヘッド間に
形成された孔を有している。分配組立体は分配カニユー
レを有している。流体集めヘッドが多孔質の支持体の下
面に接触し、分配カニユーレが多孔質の支持体の上面に
十分に接近し、分配カニユーレを通じて分配された流体
が孔内の面積部内の支持体に接触するまで、この分配組
立体と流体集めヘッド間の距離を短縮する。背景領域Ｉ
こで囲繞された特別のパターンを有する箇所が望まれる
場合、分配組立体は支持体の上面に係合するテンプレー
トを備えている。真空が支持体の下面に適用され、圧力
を十分に低下させ、支持体を通じて液体を吸引する間に
試薬を分配し、試薬は支持体上に残留する。

このようにして、均一な被覆が支持体上に付着する。分
配される流体の容積を制御して被覆される試薬の量が装
置間にて等しいようにすることが出来る。テンプレート
が使用されるとき、被覆はテンプレートに画成された凹
凸のない端縁を存している。試薬の位置は位置決め段階
によりカバーの孔に対して正確に位置決めされる。固着
された支持体と共にカバーを使用し、分配組立体と流体
集めヘッド間の距離を短縮させることにより、被覆中、
多孔質の支持体には最小限の力しが作用しないようにす
る。このことは、多孔質の支持体が傷付き易い場合に特
に有利である。カバー及びその試薬を担持する多孔質の
支持体は組み立てて試験装置にし、カバーが装置のカバ
ーとして機能するようにすることが出来る。

本発明により被覆することの出来る試薬は診断装置の多
孔質の支持体上に被覆するのに有用であろう。抗原及び
抗体のような捕集分子、正制御溶液、負制御溶液、遮断
溶液及び緩衝液は全て本発明により効果的に被覆される
。試薬は支持体の結合特性又はその前に被覆された他の
試薬の結合特性を利用して支持体上に固着することが出
来る。

例えば、蛋白質抗原及び抗体は蛋白質結合膜ｌこより結
合される。炭水化物制御抗原が望まれる場合、該抗原は
多孔質の支持体上に予め被覆された抗体に結合される。

本発明の被覆ンステムは、被覆部位において、カバーを
供給しかつ位置決めするための案内通路を備えている。

この被覆部位は、多孔質の支持体及び分配組立体を通じ
て流体を吸引し得るように位置決めされた流体集めヘッ
ドを備えている。この流体集めヘッドは多孔質の支持体
を通じて流体を吸引するのに十分に低い圧力を提供し得
る真空源を備えている。分配組立体は分配カニユーレを
有し、選択随意のテンプレートを備えている。このシス
テムは、分配組立体と流体集めヘッド間の距離を短縮す
るための往復運動手段を有し、分配組立体と流体集めヘ
ッド間に位置決めされた多孔質の支持体の下面が流体集
めヘッドに接触する一方、その上面は分配カニユーレに
十分に接近し、孔により画成された領域内にて分配カニ
ユーレから分配された試薬をその上面にて受け取る。テ
ンプレートか使用される場合、該往復運動手段は支持体
の上面がテングレートに接触するまで、流体集めヘッド
と分配組立体間の距離を短縮させる。

この往復運動手段は２つの空気圧シリンダを備えること
が望ましい。一方のシリンダは流体集めヘッドを分配組
立体の方向に向けて被覆する一方、支持体が被覆されＩ
；後、流体集めヘッドを多孔質の支持体から除去する働
きをする。もう一方のシリンダは分配組立体を多孔質の
支持体に向けると共に試薬を被覆した後、分配組立体を
除去する働きをする。

単一の被覆部位内にて複数の分配カニユーレを組み合わ
せることにより、又は複数の被覆部位を利用することに
より、複数の試薬を被覆することが出来る。追加的な試
薬は最初の試薬とは異なる支持体上の位置にて被覆され
又は該最初の試薬の上に（部分的又は全体に）重ね合わ
せることが出来る。試薬が互いに遠方に位置決めされた
場合、これら試薬は同時に被覆することが出来る。試薬
が部分的に又は全体的に重ね合わされる場合、被覆段階
は逐次的に実施すると便宜である。

このシステムはカッにを開始位置から、被覆部位、任意
の追加的な被覆部位、最後に仕上げ位置まで動かずため
の割り出し手段を内蔵することにより、容易に自動化す
ることが出来る。より望ましくは、このンステムは積み
重ね体からカバーを取り出し、このカバーを案内通路に
供給するための割り出し手段を備えている。好適な割り
出し手段は複数のカバーを案内通路に逐次的に供給する
ための割り出しアームである。

当業者には容易に理解されるように、このンカテムは被
覆された試薬を強制空気、真空、又は凍結乾燥法により
乾燥させる乾燥部位を備えることが出来る。テンプレー
トは希望する任意のパターンにて形成することが出来る
。テンプレートは必要なときには交換可能であるように
脱着可能に取り付けることが望ましい。

（実施例） 添付図面を参照すると、本発明の好適なシステムハツカ
シン１２内に装填したカバー１１の積立体１０を有して
いる。各カバー１１は孔１３、及び案内壁１４とするこ
とが都合良い案内手段を有している。多孔質の支持体１
５がカバーの下側に固着されている。

この多孔質の支持体は被覆しようとする試薬と適合し得
ると共に、完成装置にて行う診断方法に望まれる流動特
性を備えるものを選択する。診断支持体に適した材料は
診断分析装置の分野の当業者に周知の硝酸セルロース、
ナイロン及びその他の膜である。多孔質の支持体は任意
の適当な手段によりカバーに固着することが出来る。例
えば、多孔質の支持体は熱密封、ソリューション溶接、
超音波溶接又は結合剤にて固着することが出来る。

マガジン１２がカバーの積み重ね体を保持し、はね偏倚
された保持プレート１８に供給される。

この保持プレート１８は貫通する孔１９を有している。

この孔１９はカバーと整合されたとき、最低部のカバー
１１がそこを通って伸長し得るように寸法法めされてい
る。保持プレート１８の下方には、割り出しアーム１７
が位置している。割り出しアームと保持プレート間の隙
間は一つのカバーを保持するのに十分な寸法とする。

作動中、割り出しアーム１７は曲進して、案内通路２０
内にてカバーを押し出す。これと同時ｔこ、保持プレー
ト１８が前進し、孔１９はマガジン１２内の最低部のカ
バーに整合される。この最低部のカバーは孔を通じて落
下し、割り出しアーム１７上に静止する。割り出しアー
ム及び保持プレートの１ストロークを完了したならば、
これらは後退し、このため、割り出しアーム１７上に静
止したカバーは案内通路内に落下する。保持プレートが
後退することにより、孔１９はマガジン内のカバーとの
整合状態を脱し、このため、割り出しアーム１７及び保
持プレートの次のストローク時まで、落下するものはな
い。割り出しアームの動作により、案内通路内に位置決
めされた各カバーを割り出して次の部位に移す。

案内痛路２０の上面には、はカバー１１の案内壁を受け
入れ得る寸法としたスロット２１が形成されている。こ
の構造によりカバー１１は案内通路２０内にて正確に方
向決めすることが出来る。

案内通路２０は下方スロット２２がその全長に互って伸
長する状態に図示されている。当業者は案内通路２０の
下面は被覆部位の流体集めヘッドがそこを通って伸長す
るための穴を有する連続的なテーブルとして構成するこ
とが出来よう。

被覆部位３０．３０Ａは分配組立体３１．３１Ａ及び流
体集めヘッド４０を有している。分配組立体は被覆しよ
うとする試薬をそれぞれのリザーバ（図示せず）から、
それぞれのりザーバヵニューレに各々流体連通する分配
カニユーレ３３．３３Ａに供給する。

部位３０の分配組立体は独特な三角形のパターンにて図
示されている。このパターンは分配組立体内にテンプレ
ート３５を内蔵することにより実現することが出来る。

部位３０Ａの分配組立体は正制御試薬の非常に小さいド
ツト３７を被覆するものが図示されている。

流体集めヘッド４０は真空ボート４１及びフリット４２
を有している。この真空ポート４１は７リット４２下方
の圧力を、多孔質の支持体を通じて液体を吸引するのに
十分な程度にまで低下させる。７リツト４２はカバーの
孔よりも若干大きい寸法とすることが望ましい。この構
造により７リツト４２を通じて作用される吸引力が孔に
より画成された領域内にて多孔質の支持体の全部の表面
積を通じて吸引作用を果たすことが出来る。多孔質の支
持体が比較的脆弱な膜（例えば、硝酸セルロース）であ
る場合、孔の表面よりも僅かに大きい表面積を有するフ
リットを使用することは、被覆中、多孔質の支持体の損
傷を防止するために特に効果的である。この特徴は多孔
質の支持体を通る流量は装置の効率にとって重要である
ため、完成診断装置に伴う性能上の問題点を回避するた
めに重要である。流体集めｌ＼ンドはフリット４２の下
方にて圧縮可能な座金を備え、フリットがカバーの下面
及び多孔質の支持体Ｉこ接触するときに該フリットを緩
衝するようにすることが望ましい。

この緩衝作用により、多孔質の支持体の肉厚か許容公差
内にて変動を許容することが出来る。

各被覆部位に対する往復運動手段は被覆部位３０に対す
る２つの空気圧シリンダ３４．４３及び被覆部位３０Ａ
に対するシリンダ３４Ａ、４３Ａとして図示されている
。これらシリンダ３４．３４Ａは分配カニユーレを動か
して、多孔質の支持体の下面に対して接触・離反させる
。

往復運動シリンダ３４、分配カニユーレ３３及びテング
レート３５は被覆部位組立体から容易に脱着可能である
副組立体として形成することが望ましい。又、往復運動
シリンダ３４Ａ及び分配カニユーレ３３Ａの構造は単一
の副組立体として形成することが望ましい。かる構造に
より、副組立体を迅速に交換し、被覆しようとする試薬
、パターン又はその両方が希望の時に交換可能であるよ
うにすることが望ましい。

使用時、カバーは上述のように案内通路に供給される。

割り出しアーム１７はカバー１１を付勢して案内通路２
０に沿いかつ該案内通路２０内に入れる。割り出しアー
ム１７の１ストロークにより案内通路２０内の各カバー
１１が１部位だけ前進されるようにすることが望ましい
。カバーの孔１３が被覆部位に達すると、分配組立体が
シリンダ３４に伸長により下降するのに伴い、シリンダ
４３が伸長し、カバー及びその多孔質の支持体を支持す
る。シリンダ４３の伸長と同時に、又は、その後、シリ
ンダ３４が下降し、テンプレート３５が多孔質の支持体
に接触し、分配カニユーレ３３は多孔の支持体に近接す
る。２つの往復運動シリンダ３４．４３が完全に伸長し
たならば、リザーバカニユーレ３２内の流体は分配カニ
ユーレ３３内に流動し、ここから多孔質の支持体１５ま
で流動する。流体集めヘッド４０内の低減された圧力は
多孔質の支持体を通じて流体を吸引し、試薬がこの多孔
の支持体に固着された流体内に残留するようにする。

試薬が部位３０にて被覆されたならば、シリンダ３４．
４１が後退して、割り出しアーム１７が案内通路内にて
第１カバーを押し、この第１カツく−は案内通路内の他
のカバーを前進させ、部位３０にて丁度被覆されたカバ
ーが部位３０Ａに押し出され、この部位３０Ａにて別の
試薬を被覆することが出来る。容易に理解され得るよう
に、任意の数の被覆部位を単一のシステム内にて組み合
わせることが出来る。又、各分配組立体は任意の数の分
配カニユーレを内蔵することが出来る。かくて、単一の
試薬を複数のカニユーレから被覆し、又は多数の試薬を
多数のカニユーレを使用して同一の部位にて被覆するこ
とが出来る。同様にして、テンプレートは単一のパター
ンまたは複数のパターンを有することが出来る。本発明
は分配副組立体を交換し、多数の被覆部位との直列線の
形態が形成されるようにするだけで被覆パターンの多数
の変形例に対応させることが可能であるため、この発明
のシステムは特に有用である。

【図面の簡単な説明】

第１因は本発明のシステムの平面図、第２図は第１図の
線２−２に沿ったシステムの断面図、第３図は第１の線
３−３に沿ったシステムの断面図、第４図は分配シリン
ダ、分配カニユーレ及び第２図に図示した被覆部位に包
含されるテンプレートの端面図である。 ｌＯ二カバーの積重体 １１＋カバー　　　　１２：マガジン １３：孔　　　　　　１４：案内壁 １５：多孔質の支持体 １７：割り出しアーム １８：保持プレート　１９：孔 ２０：案内通路　　　２１ニスロツト ３０．３０Ａ：被覆部位 ３２．３２Ａ：リザーバカニユーレ ３３．３３Ａ：分配カニユーレ ３４．４３Ａ：ソリンダ ３７：ドツト ４０．４０Ａ、流体集めヘッド： ４１：真空ポート　　４２．フリット。 蒙 代　　理　　人　　弁　理　士　　　湯　　浅　　恭　
　三　　。 （外４名） 〜−−コ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１つの試薬を多孔質の支持体上に被覆す
   る方法にして、 上側、下側、及び貫通する孔を有するカバーであって、
   その下側に多孔質の支持体の上面が固着され、該多孔質
   の支持体がカバーの下側にて孔を覆うようにした前記カ
   バーを提供する段階と、カバーをその孔が該カバー上方
   の分配カニューレを有する分配組立体とカバーの下方に
   ある流体集めヘッドとの間にあるように前記カバーを被
   覆部位に位置決めする段階と、 分配カニューレを介して分配された流体が孔により画成
   された領域内の多孔質の支持体に接触できるように、流
   体集めヘッドが多孔質の支持体の下面に接触しかつ分配
   カニューレが多孔質の支持体に十分に接近するまで分配
   組立体と流体集めヘッド間の距離を短縮する段階と、 試薬内の流体が多孔質の支持体を通じて吸引されるよう
   に、流体集めヘッド内の圧力を低減させるとともに、試
   薬を分配カニューレから分配する段階とを備えることを
   特徴とする方法。 ２、分配組立体がテンプレートを備え、前記テンプレー
   トが該孔を通じて多孔質の支持体の上面ら接触し、分配
   カニューレから分配された試薬がテンプレートにより画
   成された独特のパターンにて多孔質の支持体を被覆する
   まで、分配組立体と流体集めヘッド間の距離を短縮させ
   ることを特徴とする請求項１記載の方法。 ３、請求項２に記載の方法にして、第２被覆部位内のカ
   バーを第２分配カニューレを有する第２分配組立体と第
   ２流体集めヘッド間に位置決めする段階と、 第２流体集めヘッドが多孔質の支持体の下面に接触し、
   第２分配カニューレが多孔質の支持体に十分に接近し、
   第２分配カニューレを通じて分配された試薬が孔により
   画成された領域内にて支持体に接触するまで、第２分配
   組立体と第２流体集めヘッド間の距離を短縮させる段階
   と、 試薬内の流体が多孔質の支持体を通じて吸引されるよう
   に流体集めヘッド内の圧力を低減させる間に第２分配カ
   ニューレから試薬を分配する段階とにより、追加的な試
   薬を被覆する段階をさらに備えることを特徴とする方法
   。 ４　それぞれ分配組立体及び流体集めヘッドに接続され
   た第１及び第２往復運動シリンダを伸長させることによ
   り、分配組立体と流体集めヘッド間の距離を短縮させる
   ことを特徴とする請求項１記載の方法。 ５、関係する案内手段及び多孔質の支持体により覆われ
   る孔を有するカバーの下側に固着された多孔質の支持体
   上に少なくとも１つの試薬を被覆する装置にして、 上面及び下面を有するスロット付きの案内通路であって
   、前記上面がカバーの案内手段を受け入れ得る寸法とし
   たその長さに沿って伸びるスロットを有する一方、前記
   下面が貫通する穴を有する前記スロット付きの案内通路
   と、 分配組立体及び流体集めヘッドを有する被覆部位であっ
   て、分配組立体かスロットの上方にあり、流体集めヘッ
   ドか通路内の穴の下方にあるように位置決めされた前記
   被覆部位と、を備え、 前記分配組立体が分配カニューレを有し、 前記流体集めヘッドが案内通路内に位置決めされた多孔
   質の支持体を通じて、分配カニューレから分配された試
   薬内の流体を吸引するための真空手段を有しており、更
   に、 分配組立体と流体集めヘッド間にて案内通路内に位置決
   めされた多孔質の支持体及びそのカバーがその下面にて
   流体集めヘッドに接触し、分配カニューレに十分に接近
   し、分配カニューレから分配された試薬がカバーの孔に
   より画成された領域内にて多孔質の支持体に接触するま
   で、分配組立体と流体集めヘッド間の距離を短縮させる
   往復運動手段と、を備えることを特徴とするシステム。 ６、前記往復運動手段がそれぞれ分配組立体及び流体集
   めヘッドに接続された第１及び第２シリンダから成るこ
   とを特徴とする請求項５記載の装置。 ７、第１及び第２シリンダが空気圧シリンダであること
   を特徴とする請求項６記載の装置。 ８、分配組立体がテンプレートを備えると共に、往復運
   動手段が前記テンプレートがカバーの孔を通じてその上
   面にて多孔質の支持体に接触するまで、分配組立体と流
   体集めヘッド間の距離を短縮させることを特徴とする請
   求項５又は６に記載の装置。 ９、第２シリンダが案内通路の下面の穴を通じて流体集
   めヘッドを伸長させ、流体集めヘッドが多孔質の支持体
   の下面に接触するようにし、第１シリンダが伸長して分
   配カニューレを多孔質の支持体に近接させる間にカバー
   及び多孔質の支持体を支持するよにしたことを特徴とす
   る請求項６又は８に記載の装置。 １０、複数のカバーを保持するマガジンと、及びカバー
   をマガジンから案内通路まで供給すると共に、該カバー
   を被覆部位内に位置決めする割り出し手段とをさらに備
   えることを特徴とする請求項５、８又９よりの何れかに
   記載の装置。 １１、第２被覆部位をさらに備えることを特徴とする請
   求項９又は１１に記載の装置。 １２、分配組立体内に複数の分配カニューレをさらに備
   えることを特徴とする請求項６記載の装置。