JPH07502207A - アッセイカートリッジ - 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】 アッセイカートリッジ 発明の分野 本発明は、一般に、固相が液相から分離されることとなっている診断試験を実施 するための反応容器として有用な、複数の整列された隣接したウェルを存するア ッセイカートリッジに関し、特に、圧力差によって該ウェルの下側の開口にある フィルター膜を通して吸引することによって固相から液相が分離されるのに適合 させた、アッセイカートリッジに向けられている。

発明の背景 サンプルについての診断的アッセイを実施するための複数のウェルを含むアッセ イカートリッジが知られている。本発明は、ジョリーへの米国特許第４．７０４ ．２５５号に一般的に記載されている、ある種類のカートリッジに関する。これ らのカートリッジは、やはりジョリーへの米国特許第４．６５２．５３３号に記 載されているタイプのアッセイを実施するよう設計されている。（開示の目的で 、これら上記の特許の双方が、参照によりここに導入されこの一部とされる。） そのようなアッセイを実施するためには、サンプルは、カートリッジのウェルの １つ又はより多くに添加される。関係分析物に結合する能力によって選択された 免疫反応体が、試薬溶液中において懸濁状態に維持された複数の水不溶性粒子に 取り付けられる。サンプルウェル中へ該懸濁粒子及び液体を導入するとき、該免 疫反応体は選択的に及び／又は競合的にサンプル中の分析物に結合する。各ウェ ルの底は、液体が通過することを許容しつつ懸濁粒子を保持するよう設計された フィルター膜によって、覆われている。該粒子及びいかなる結合した基質もミク ロ濾過によって、すなわち、圧力差によって該膜を通して該カートリッジの一体 となった一部として成形された廃液溜め内へと液体を吸引することによって、濃 縮される。

免疫反応体及び／又は分析物に選択的に結合するルミネセント標識された材料が 、分析物が存在するか否かを決定するために使用される。

米国特許番号４．６５２．５３３号に記載されたアッセイカートリッジがこのタ イプのアッセイを実施するために使用されてきたが、その製造及び使用に関連し て幾つかの欠点がある。第１に、中に該液体が吸引される廃液溜めが、成形され たカートリッジの一体となった一部を形成していることから、カートリッジの成 形が困難で且つ比較的高価であり、機械設置及び相当量を製造するのに比較的大 きな投資を要する。成形工程の複雑さはまた、不適切に形成された部品及び過度 のパリのために、生産ロスを増大する傾向がある。更には、該カートリッジの種 々の側部品が不均一に冷却することが知られており、これは「そり」をもたらす 。最も重大なケースでは、「そり」は、ウェルからの液体の除去を妨げ又は阻止 することすらあり、それによって、診断的アッセイを実施するに際して該カート リッジの性能に有害な影響を与える。最後に、廃液溜めがカートリッジと一体成 形されていることから、ウェルの下の均一な真空吸引を得ることが困難であった 。これが、今度は、濃縮段階の間に液体が吸引される効率におけるウェル間変動 をもたらす。更には、これは、アッセイ結果に変動性及び不正確さを導入する可 能性を有している。

これらの問題点は、正確さと感度とがより一層重大である、所謂プローブに基づ く核酸ハイブリダイゼーションに依存するアッセイにカートリッジが使用される ときには悪化する。

従って、単純な設計であり製造が比較的容易である、改良されたアッセイカート リッジに対する需要が存在する。ウェルの下に有意に一層均一な真空吸引を創り 出すことができ、それによってその中で行われるアッセイの信頼性及び正確さを 改善するように設計されたアッセイカートリッジに対する需要も、また存在する 。最後に、核酸ハイブリダイゼーションに依存するアッセイを実施するに際して そのようなアッセイカートリッジと組み合わせて使用されるのに適合させた装置 に対する需要が存在する。

発明の要約 従って、単純な設計であり製造が比較的容易であるアッセイカートリッジを提供 することが、本発明の一目的である。

比較的容易に且つ高価でなく成形できるが現行のカートリッジに較へて成形材料 の一部少ない量を利用するものである、アッセイカートリッジを提供することが 、本発明の更なる一目的である。

一体の廃液溜めを有しないアッセイカートリッジであって、ウェルの下に実質的 に均一の真空吸引を創り出すことができるものであるアッセイカートリッジを提 供することが、本発明の更なる一目的である。

診断的アッセイに際してカートリッジウェルから液体を均一に吸引するよう設計 されているアッセイカートリッジと共に使用するための関連装置を提供すること が、本発明の更なる一目的である。

せたアッセイカートリッジ及び関連装置を提供することが、本発明の更なる一目 的である。

これらの及び他の目的は、診断的アッセイの間に分析サンプルを保持するための 、上側に複数のウェルを存するパネルを含んでなるカートリッジを提供すること によって、達成される。それらのウェルは、上側開口及び下側開口を有し、そし て該下側開口はパネルの下側へ延びている。これらのウェル内に含まれた液体が フィルターを通して吸引され、それによって該ウェルの下側開口の付近に懸濁さ れた固体を濃縮するよう、ウェルの下側開口を横切ってフィルタ一手段が延びて いる。該パネルは、一体でない外部表面上に該パネルを支持するための支持手段 を含み、該外部表面は該パネルの一部を形成していない。ある表面上に置かれた とき、該パネルの下側、該サポート部材及び該表面は、それによって実質的に囲 い込まれたパネル下領域を規定する。負の圧力差がこのパネル下領域内に創り出 されると、該パネルの上側からウェルを通って空気が引かれ、それによって、ウ ェルからこのパネル下領域内へと液体を引く。好ましい一具体例においては、該 パネルを支持している表面は、診断的アッセイの種々の段階を増幅された又は無 増幅の核酸標的について逐次的に実施するよう設計された自動化された又は半自 動化された装置の一部である。この具体例においては、該パネルは、該支持表面 に除去可能に取り付けられており、該支持表面は、試薬の添加、ウェルからの液 体の除去その他のために該装置内の種々の位置へと移動させることができる。

本発明の上記の特徴及び利点は、以下の詳細な記述を添付の図面と合わせて考慮 するとき、一層容易に理解されよう。

図面の簡単な記述 図１は、本発明によって作られたアッセイカートリッジ及び関連装置の分解透視 図であり、 図２は、組み立てた形におけるアッセイカートリッジと関連装置の断面図であり 、 図３は、カートリッジ位置決め特徴部を含んだ、組み立てた形におけるアッセイ カートリッジと関連装置の上面図であり、図４は、本発明のカートリッジと共に アッセイを実施するのに使用することのできる装置の切り欠き図であり、そして 図５は、装置内に装填された直後のカートリッジを示している、本発明のカート リッジと共にアッセイを実施するために使用できる装置の正面の透視図である。

詳細な記述 図１及び２は、本発明に従って作られたアッセイカートリッジ１０の一般的な配 列を示す。この明細書は、本発明の好ましい形態を記述し、それにおいてはアッ セイカートリッジは、診断的アッセイ、特にプローブに基づくアッセイを実施す るための自動化された又は半自動化された装置と組み合わせて使用される。その ような装置においては、該カートリッジの移動、該カートリッジの適当なウェル への試薬の添加、並びに種々の洗浄段階は、該装置によって自動的に実施される 。しかしながら、本発明のカートリッジ及び関連装置が、そのようなアッセイを 手で行うためにもまた使用できるということは、理解されるであろう。

図１に最もよ（見られるように、一般的に、本発明は、カートリッジのウェル１ ４の底にある下側開口を通して液体試薬を吸引するための関連装置と共に、パネ ル１２の形のアッセイカートリッジを含む。診断的アッセイそして特に核酸ハイ ブリダイゼーションを利用するアッセイに際しては、カートリッジ１２内のウェ ル１４に種々の液体試薬及び洗浄溶液が添加される。ここに記述した該カートリ ッジ及び関連装置を用いて、過剰の試薬及び洗浄溶液を、ウェルから容易且つ効 率的に除去することができる。この装置は、中に真空ウェル１７をか形成されて いる真空プレート１６及び、カートリッジ１２と真空プレート１６との間に気密 的シールを維持するよう適合させた、ゴムのガスケット１８を含む。真空プレー ト１６は、今度は底板１９に固定されている。底板１９は、通路２０及びそれに 形成された真空開口２２を有する。この真空開口２２は、真空プレート１６中の 対応する開口２４と整列させである。通路２０内に除圧を作り出すことによって 、真空ウェル１７内にもまた負の圧力差が作りだされ、それによってカートリッ ジウェル１４内の液体が圧力差によって真空ウェル内へ、そして通路２０を通っ て引かれる。該カートリッジは、好ましくは、使用後には捨てることができるよ う高価でないように製造される。

該カートリッジ及び関連装置の構成及び作動が、今や一層詳細に記述されよう。

この記述の目的のために、ともにジョリーへのものである米国特許第４．６５２ ．５３３号及び第４．７０４．２５５号の全開示を参照によりここに導入し、こ の一部とする。

図２及び３を同時に参照して、本発明のアッセイカートリッジは、上側、下側及 びそれに形成された複数のウェル１４を有するプレート又はパネル１２である。

図解されているカートリッジは、寛容の全体として長方形のマイクロタイタープ レートの一般的形をとっており、好ましくは９６個（１２個の８列）又は４８個 （６個の８列）のつエルのいずれかを有する。各ウェル１４は、上側開口及び、 該パネル１２の下側まで延びている下側開口を有する。図解されているこの具体 例においては、各ウェル１４は、カートリッジ１２に形成された全体として円筒 形の窪みの形をとり、そしてその下側末端において下側開口２６へ向けて先細っ ている。代わりとして、ウェルは形状において全体として放物面又は円錐である ことができるが、下側開口を形成するためにそれらの下側末端において切断され ている。各下側開口２６は、今度は、多孔性のマイクロフィルター膜２８て覆わ れており、それは望まれない液体及び試薬が通過することを許容しつつ懸濁され た固体を濾過して保持するよう設計されている。この記述の目的のため、ウェル のサイズ、形状、構造、及び製造方法、並びにマイクロフィルターのそれらは、 米国特許第４．７０４．２５５号に記述されているようなものであってよいとい うことは、理解されなければならない。

図２に最もよく見られるように、支持壁３０の形である支持手段が、カートリッ ジの周囲に隣接してその下側に形成されており、カートリッジの輪郭の周りに突 出している。この支持壁３０は、カートリッジか平らな平面上に置かれたとき、 ウェルの下側開口が該表面より高いレベルに持ち上げられているように、ウェル １４の深さくフィルター膜２８の深さを含む）より大きい高さを有する。好まし い一形態においては、支持壁３０はまた、実質的に平らな下側の表面をも有し、 それはその壁の長さに沿った実質的に全ての点において平らな表面と係合するの に適合させである。図２において、支持壁３０は、カートリッジの周囲縁に隣接 した位置においてカートリッジの下側から垂直に延びる全体として長方形の、連 続的な壁として図解されている。壁３０はまた、平らなガスケット１８と密封的 に係合するのに適合させた実質的に平らな下側表面をも有する。しかしながら、 液体をウェルから吸引するために除圧が内部に創り出されるようパネル下領域５ ０が実質的に囲い込まれる限りは、壁が、いかなる方法で形成されてもよいこと は理解されよう。

図面に図解された本発明の目下好ましい形態において、該カートリッジは、パネ ル下領域５０においては、ウェルの下側開口の下では一般に開放している（図２ を参照）。該領域はここに「パネル下」領域と呼ばれるが、例えばもしも該パネ ルが水平な面上に支持されていないならば、それがパネルの下に位置している必 要のないことは理解されよう。このように、この術語は、支持表面のいかなる可 能な配向をも包含することを意図している。）すなわち、ウェルの下側開口の下 且つ支持壁３０の内部のパネル下領域５０は、その下側において実質的に覆われ ていない。このようにして、相当量の空気がパネルの上側からそしてウェルの上 側開口を通してのみパネル下領域に入ることができるように、該カートリッジは パネル下領域を実質的に囲い込むために一般に水平な表面上に置かれることがで きる。以下に記述したように、ウェルからフィルター膜を通してパネル下領域内 へと液体を抜き取るため、除圧をこの囲い込まれたパネル下領域内に作り出すた めに、次いで手段が備えられる。

ある状況にあっては該パネルの底を部分的に覆うことが望ましいてあろう、とい うこともまた理解されよう。例えば、液体がウェルから抜き取られた後に、液体 の残りがしばしばパネルの下側に付着している。オペレーターがこの液体に触れ るのを回避するために、パネルの底が何らかの仕方で、例えばλ１ｙｌａｒ＠そ の他の適当な材料で作られ、該支持壁の下側表面に固定された可撓性のシートに よって、覆われていることが時には好ましい。勿論、このカバーは１、パネル下 領域に除圧が創り出されるよう、該カートリッジが真空プレート上に置かれると きには何らかの仕方で典型的には部分的に破られる。しかしながら、そのような カバーは、パネルの下側に付着しているいかなる残液への接触も最小限にするこ とに役立つであろう。

本カートリッジの更なる特徴は、図１及び２を同時に参照して今や記述されよう 。好ましい一形態においては、パネル１２は、支持壁３０から外方へ突出した一 対の、一体のだな３２．３３（図１には３２のみが見える）を含む。もしもパネ ル１２が、図１及び２に図解されているように全体として長方形であるなら、た な３２．３３は、好ましくは、カートリッジの短い側に配置され、該たなの下側 表面は支持壁３゜の下側表面と実質的に同一平面である。一対の７字形の窪み３ ４がたな３２に形成されており、以下に一層詳細に記述されるように、カートリ ッジが関連装置に一旦取り付けられるとカートリッジの位置を固定するのを助け る働きをする。図１に最もよく見られるように、支持壁の外側表面はまた、好ま しくは、裏に接着剤のついたバーコードラベル３６を受けるための一般に平滑な 領域（窪んでいてもよい）を含む。ラベル３６は、パネル自体を又は、もしカー トリッジが臨床の場において使用されているなら、該カートリッジにおいて試験 されている標本の採取された患者を、同定するために使用される。

該カートリッジは、米国特許第４．７０４．２５５号に記述されている仕方でそ れを射出成形することによって製造できる。本発明のカートリッジは、しかしな がら、この゛２５５特許に開示されているものとは、取り分は中間部及び一体の 廃液溜めを欠いている点において異なっている。その結果、該カートリッジは、 単一の、一体の片として成形でき、それによって金型の複雑さとコスト並びに必 要な成形材料の量を大きく低減させる。

カートリッジを成形するために如何なる数の異なった材料を使用することもでき るが、選択された材料は、最近の診断操作において直面する種々の温度サイクル に耐えることができなければならない。カートリッジはまた、以下に一層詳細に 記述するように、除圧下にウェルが吸引されるときの相当なそりに耐えるに十分 剛直でなければならない。カートリッジを成形するのに使用できる目下好ましい 材料には、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリカーボネート、ＡＢＳ、ポリテト ラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）　、及びポリプロピレンが含まれる。今日まで 、テキサス州Ｄｅｅｒ　ＰａｒｋのＰｉｎａによって製造されている８３５０品 番を有するブタジェンポリスチレンによって成功が得られてきた。該カートリッ ジが他の材料（金属を含む）から、そし他の製造方法（成形、スタンピングその 他）を使用して、製造できるということもまた理解されるであろう。

フィルタ一部材２８の形のフィルタ一手段は、シートとして形成されそして、米 国特許第４．７０４．２５５号に記述されているいがなる方法によっても、ウェ ルの下側開口を横切りこれに対して広がるように配置してよい。好ましいフィル ター材料には、酢酸セルロース、ポリプロピレン、ＰＴＦＥ、及びポリカーボネ ートが含まれる。今日まて、ニューヨーク州Ｌｏｎｇ　ｌ５ｌａｎｄ、　Ｂｏｈ ｅｍｉａの５ａｒｔｏｒｉｕｓによって製造されている酢酸セルロースで作られ たフィルター膜によって成功が得られてきた。好ましい一形態においては、一枚 のシート状のフィルター膜が、該層によってこれらの開口が完全に覆われ液体が 該層の周囲から漏出できずウェルから液体が強制的に排除されるときに該層を通 過しなければならないように、挿入成形によってウェル１４の下側開口２６を取 り囲んでいるウェルの下側縁に合わせられ又は取り付けられる。

特に該カートリッジがプローブに基づくアッセイのために使用される場合には、 独特の且つ新規な組成を有するフィルター膜を本発明のカートリッジを製造する ために使用してよいということもまた見出されている。これらの膜は、一体の膜 を形成するための種々の方法で一つに組み立てられている、親水性の材料及び疎 水性の材料の双方で構成されている。例えば、該層は、「サンドイッチ」を形成 するよう一つに融着されたフィルター材料の親水性の層及び疎水性の層から構成 されている。同様に、該層は、親水性及び疎水性のフィルター材料の交替する「 帯」を存する単一の層であってもよい。他の代わりの構成としては、該層は、そ れぞれ疎水性又は親水性の挿入物（例えば円形の挿入物）を有する、親水性又は 疎水性のいずれかの材料から構成されていることもできる。これらの挿入物は、 該膜全体にわたって実質的に均一に分散されることができる。

他の代わりの製造方法には、疎水性材料及び親水性材料を一緒に製造すること、 ２つのタイプの材料を一つに編むこと、並びにこれら２つのタイプの材料をキャ スティング又はラミネーティングすることが含まれる。そのような膜を形成する ために使用することのできる具体的な親水性材料及び疎水性材料は、一般に当業 者に知られている。

そのような改良された膜が機能する仕方は完全には理解されていないが、それら は液体をウェルの下方へ分散しそれによって液体の除去における変動を減少しそ れによってそこにおいて実施されるアッセイの一貫性と信頼性を改善するよう機 能すると信じられている。そのような膜は、膜を横切って他のウェル内へと液体 が移行するのを阻止することによってウェル間の交差汚染を防止すると信じられ ている。

再び図１を参照して、関連吸引装置と組合わさって該カートリッジ１０が働く仕 方が今や一層詳細に記述されよう。本発明のカートリッジが、該パネル自体とは 一体でない外部表面上に除去可能に支持されるよう設計されているということは 理解されなければならない。すなわち、該支持表面は、カートリッジに取り付け られているのでも又はその一部でもなく、該カートリッジと協力して、包み込ま れたパネル下領域を規定している。典型的には、この支持表面は、そこにおいて 該パネルが使用されるものである別個の装置の一部であろう。本発明の好ましい 一形態においては、パネル１２の支持壁３゜の下側表面は、望まれない液体がパ ネル下領域の負の空気圧によってウェル１４から除去されるように、真空プレー ト１６上に載っているガスケット１８と密封的に係合している。これを達成する ために、ガスケット１８の形のシール手段が、カートリッジ１０と真空プレート １６との間に挿入されており、下方圧力がカートリッジ１０に加えられる。図１ に記述された具体例においては、ガスケット１８は実質的には長方形であり、ウ ェル１４の下に位置する領域においては開放しており、そして、支持壁３０の底 面がその長さに沿った実質上全ての点において該ガスケットと完全に係合するに 十分に広い。好ましくは、該ガスケットは、今や記述されるようにカートリッジ １２と真空プレート１６との間に実質的に気密的なシールを提供するよう、ゴム 又は他の、周知のポリマー又はモノマーのような圧縮可能な材料で作られている 。

本発明の目下好ましい一形態において、ガスケットは、適当な接着剤によって真 空プレート１６の表面に固定されている。しかしながら、該ガスケットが該真空 プレートの一部として成形（例えば挿入成形）されることができ（該真空プレー トが成形される場合）、又は別個の部品として成形されることができるというこ とは理解されよう。同様に、該ガスケットは真空プレート中に適切に形作った凹 み内に締まり嵌め関係において挿入されることもでき、又は、該真空プレートの 表面上のリップの周りに張られることもできる。

支持壁３０の底面は好ましくは実質的に平滑で比較的平らであることから、カー トリッジ１２に加わる下方圧力はガスケット１８を圧縮し、締まり嵌め関係にお いて支持壁３０の底面をそれと実質的に密封的に係合させる。該シール手段は図 １においてガスケット１８として図解されているが、支持壁３０の外面と密封的 に係合するのに適合させた、真空ウェル１７の内壁にその周囲を巡って固定され たＯ−リング；支持壁３０を密封的保合関係において密封的に受け入れるのに適 合させた真空ウェル１７の周囲を巡る溝：カートリッジ自体の外側繰上の可撓性 の０−リングのようなシール性突起；又は他の類似の形状のような、多くの他の 形状をとることもできるということは理解されよう。

真空プレート１６は、好ましくは、アルミニウム又は強化プラスチックのような 適当な剛直な材料で形成されており、そして好ましくは、該プレートの表面に形 成された、パネル１２の下側に面した真空ウェル１７を含む。しかしながら、該 プレートは、繰り返しの使用に耐えるに十分耐久性である限り、いかなる適した 材料で形成されていてもよい。図１において、真空ウェル１７は、真空プレート １６中の全体的に楔形の窪みとして図解されており、それは機械工作によって作 られている。しかしながら、該ウェルはいかなる多くの形状をもとることができ 、キャスティング、モールディングその他の周知の方法で成形できるということ は理解されよう。

真空ウェル１７を貫通する開口２４が、ドリル穿孔、成形、切削、キャスティン グその他のような適当な方法によって真空プレート１６に形成されている。好ま しくは、開口２４は、液体がウェル１７からの圧力の下で吸引されるところであ る該開口へ液体が集まるのを重力が助けるよう、ウェル１７の最も深い領域に配 置されている。この開口は、以下に記述するように、パネル下領域に負の差圧を 作り出すのに使用される。しかしながら、パネル下領域にそれが連通している限 り、該開口がまた、パネル自体に配置されていてもよいことは理解されよう。

スポンジその他の吸収材又は吸収性材料（図示せず）を真空ウェル１７内に配置 することができる、ということが理解されよう。そのような材料の使用は、ウェ ル１４からの液体の効果的な吸引の、及びカートリッジの下側への液体の蓄積（ これは典型的に望ましくない）の防止の、助けとなる。

代わりとして、ウェルは、織られた内部表面を以て、又はパネル近くの、パネル から液体を導き去ることによって該液体の蓄積を防止するよう同様に設計された 一体の若しくは一体でないマニフォールドを以て形成されることができる。

真空プレート１６は、今度は、基盤１９にある対応するネジ山付き窪み４２内へ とねじ込まれるネジ４０のような適当な手段によって、基盤１９に剛直に取り付 けられる。基盤は、真空プレートと同じ材料から同じ仕方で形成されることがで きる。しかしながら典型的には、基盤は、アルミニウムのような適当な金属又は 強化プラスチックで形成されることができる。以下に記述される本発明の好まし い一形態においては、基盤１９は、関連した自動化された又は半自動の装置（そ れは診断操作において通常用いられるウェルへの試薬の添加、インキュベーショ ン、洗浄その他の工程のためにプレートを種々のステーションへと移動させるた めの装置を含む）の一部を形成する。

真空プレート１６は基ｆ１９と一体に成形されるよりも基盤から除去可能に取り 付けられるのが好ましい。尤も、前者もまた許容できる形態である。種々のサイ ズ又は形状のカートリッジを受け入れるためにサイズを与えられた別のものと真 空プレート１９を取り替えることができるように、除去可能な真空プレートのほ うが好ましい。これは、現在利用可能な及び将来開発されるかも知れない種々の カートリッジカートリッジを受け入れるのに最大の柔軟性を備えた形態を提供す る。

機械加工、キャスティング、モールディングその他によって、通路２０及び真空 開口２２か、基盤１９に形成されている。真空開口２２は、真空プレートＩ６が 基盤１９に固く取り付けられたとき、真空プレート１６にある開口２４と実質的 に整列し又は一致させられるように配置される。位置的公差その他による空気漏 出を実質的に防止するために、整列した開口２４及び真空開口２２とを取り囲む 領域に、基盤１９にある円形の溝（示さず）内に挿入されたＯ−リング４４のよ うなシール手段が、真空プレート１６と基盤１９との間に配置されている。通路 ２０は、真空開口２２と連通しているが、基９１９中に形成されている。通路２ ０を適当な継ぎ手を介して適当な真空ポンプに接続することにより、通路２０内 に、そして真空開口２２及び開口２４を介してカートリッジウェル１４の下の真 空ウェル１７内に、そして究極的にパネル下領域に、除圧が創り出される。

カートリッジ１２は、次の仕方で真空プレート１６に組み立てられる。図３及び ４を同時に参照して、パネルＩ２上の一体のたな３３がラッチ３８の下に配置さ れている。ラッチ３８は、パネル１２の隣接する縁においてたな３３と係合する よう形状が与えられて配置されている。（たな３３は、窪み３４を備える必要の ないことを除きパネル１２の他端にあるたな３２と類似である。）パネル１２は 、次いで側方の配置案内の間に置かれるが、それらは、パネル１２の長い縁に隣 接し且つ実質的にそれらの長さの中間において真空プレート１６に剛直に取り付 けられた一対の仕切り捧４６ａ　、４６ｂの形をとることができる。仕切り捧４ ６ａ　、４６ｂは、たな３２にあるＶ字形の窪み３４が、ラッチ３８の反対のカ ートリッジ１２の短い方の縁に隣接して真空プレート１６に剛直に取り付けられ ている、位置決め案内４８ａ　、４８ｂとの受容的な係合へと導かれるように、 パネル１２を所定位置に案内する助けとなる。

そのような位置決め手段のおかげで、カートリッジは、真空プレート１６及び基 盤１９に対して正確に位置決めされる。この点、ウェルの中心が０．００１イン チ以内に、好ましくは、約０．００５インチ以内に位置決めされるように、該プ レートが十分な精密さをもって位置決めされることが好ましい。これは、適当な 試薬及び洗浄溶液がカートリッジの正しいウェル内に配付できるよう適当なステ ーションへとカートリッジを移動させるためには、カートリッジの位置（及び従 ってウェルの位置）が相当に正確な限界内で知りうるように固定されていなけれ ばならないことから、カートリッジが、自動化された又は半自動の装置と共に使 用されるときには特に重要である。

図４に最もよく見られるように、ラッチ３８は、下方へ移動できるように好まし くは基盤１９にスライド可能に取り付けられている。こうして、ラッチ３８は、 支持壁３９の下側表面をガスケット１８と締まり嵌め関係に押し、それによって ガスケットを圧縮して実質的に気密的シールを形成するために、真空プレート１ ６の方へと機械的に（例えば空気的に又はソレノイドによって）駆動することが できる。同様に、可動の又は固定された、類似のラッチ（示さず）を、カートリ ッジの反対のたな３２（図１を参照）に係合するようカートリッジの反対の端に 備え、それによってカートリッジの他方の側をガスケツ１〜１８に対して均一に 保持してもよい。

組み立てられた状態におけるパネル１２を示している図２を再び参照して、ガス ケット１８のおかげで、パネルと真空プレート１６との間において、パネル１２ の全外周縁の周りにシールが創り出されていることが分かるであろう。これが、 今度は、ウェル１４及び膜２８の下のパネル下領域５０とそして支持壁３０の内 部とからなる実質的な囲い込まれたパネル下容積Ｖを、真空ウェル１７と共に創 り出す。関連した真空ポンプＰが通路２０及び整列した真空開口２２及び開口２ ４を介して容積■に接続できることから、これは本発明の有意な一特徴である。

ポンプＰが作動すると、実質的に均一の陽圧がウェル１４の下の容の他であって よい。モーター６４ａ　、６４ｂは、今度は、装置のすペレ積ｖ内に創り出され る。ウェル間で有意に変動しないそのような均一の又は−貫した圧をウェルの下 に創り出すことにより、上述の不均一な真空吸引は有意に減少され、こうしてカ ートリッジ中で実施されるアッセイの一貫性及び正確さが改善される。（上述の ように、陽圧はまた、パネル自体にある、パネル下領域と連通した開口を通して も創り出すことができる。しかし、ポンプＰとパネルとの特別の接続が、これを 達成するためには必要であろう。）ウェル内のウェルの底部開口付近に残存する 固体を効果的に濃縮するためには、ポンプＰが効率的に且つ実質的に液体をパネ ルウェル１４から除去する圧において作動されなければならないということは理 解されよう。そのような圧は、当業者により全システムの形態に応じて容易に選 択され最適化されることができるが、多くの適用においては、そのような圧は約 ２２インチ水銀又はこれより高いものであろう。

図４及び５は、診断的アッセイを実施する過程において試薬の配付等のためにウ ェルを種々のステーショからステーションへと移動させるためのカートリッジを 機械的に操作するために使用できる装置を模式的に図解している。図４に最もよ く見られるように、装置６０は、基盤１９を、取り付けられた真空プレーＨ６及 びパネル１２と共に、基盤１９、真空プレート１６及びパネルＩ２の平面と平行 であるが該装置の面には垂直である平面内の、実質的にあらゆる位置へと移動さ せるための手段を含む。

これは、一対の親ネジ６２ａ　、６２ｂによって達成され、それは基盤１９に剛 直に取り付けられておりモーター６４ａ　、６４ｂによって駆動される。これら のモーターは、ステッパモーター、サーボモーターそ令に応答して、モーター６ ４ａ　、　６４ｂが基ｆｆ１９及び取り付けられた真−ターからの入力並びに他 の内部入力に応答して親ネジ６２ａ　、６２ｂを駆動するためにモーターを作動 させそれによって該カートリッジを装置内の所望の位置に配置するものである、 中央処理装置（示さず）のコントロール下にある。親ネジ６２ａは基盤１９を第 １の即ち［空プレー［６を図５に示されている一般的位置に配置するために作動 される。オペレーターは次いて、上述のように、真空プレート１６上の位置決め 案内に案内されながら、正しい配置にあるガスケットと密封的に係合させて、パ ネル１２を真空プレートＩ６に取り付ける。

パネル１２の取付けの前に、１つ又はより多くのウェル１４が、適当なサンプル 例えば核酸増幅に付された又は付されない体液サンプルを添加される。

モーター６４ａ　、６４ｂは、次いでカートリッジを装置６０の本体内に取り込 むために、及び適当なウェルを種々の配付又はインキュベーションステーション （そこで適当な検出又は洗浄試薬がウェルに配付される）と整列させるよう移動 させるために、作動される。工程の間の適切な時に、ウェル１４の下のパネル下 領域に陽圧を作り出すために、ポンプＰ（図２を参照）が作動される。この負の 圧力差はウェル１４内の液体を真空ウェルＩ７内へそして開口２４及び真空開口 ２２を通して外へと均一に吸引する。この点において、該液体は、基盤１９中の 通路２０を通して、そして好ましくは安全な廃棄のために廃液容器（示さず）内 へと吸引される。ウェル１４の下側末端にある膜の上に濃縮された固体は、蛍光 光度法、分光光度法、放射測定その他のような周知の検出方法によって分析され ることができる。（例えば、米国特許第４．６５２．５３３号に記述された検出 方法を参照のこと。

本発明は特定の目下好ましい構成要素及び配列との関連において記述されている が、当業者は、本発明の原理から逸脱することなく本発明の実施において使用で きる、構造、配列、部分、要素、材料、段階及び構成成分に対する多くの修正を 認識するであろう。

フロントページの続き （７２）発明者　ゴッジー、ジエイムスアメリカ合衆国９５６３０カリフォルニ ア、フォルサム、サマーシエイドコート１０１

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．診断的アッセイに際して分析サンプルを保持するためのカートリッジであっ て、 上側及び下側を有するパネルであって、その上側に複数のウェルを有し、各ウェ ルが上側開口と該パネルの下側に延びている下側開口とを有するものであるパネ ルと、 該ウェルの該下側開口を横切って延びているフィルター手段と、を含んでなり、 そして 支持手段であって、当該表面上に該パネルが置かれたとき該パネルの下側、該支 持手段及び該表面が実質的に囲い込まれたパネル下領域を規定するようにして、 該パネルを該パネルと一体でない外部の表面上に支持するための支持手段を該パ ネルが更に含んでおり、該パネル下領域に負の圧力差が創り出されたとき空気が ウェルを通して該パネルの上側から吸引され、それによって該ウェル内の液体を 該パネル下領域内へ吸引するよう、該パネルが該表面と密封的に係合するのに適 合させてあるものである、カートリッジ。
2. ２．該支持手段が、該パネルの周囲に隣接した連続的な壁であって、一般に平ら な表面に係合するのに適合させた実質的に平らな下側表面を有するものである壁 を含んでなるものである、請求項１のカートリッジ。
3. ３．該パネルが形状において全体として長方形であり、該連続的な壁が該パネル の下側から実質的に垂直に突出しているものである、請求項２のカートリッジ。
4. ４．該フィルター手段が、該パネルの下側に固定された実質的に平たいシートを 含んでなるものである、請求項１のカートリッジ。
5. ５．診断的アッセイに際して分析サンプルを保持するためのカートリッジであっ て、 上側及び下側を有する全体として長方形のパネルであって、その上側に複数のウ ェルを有し、各ウェルが上側開口と該パネルの下側に延びている下側開口とを有 するものであるパネルと、該ウェルの該下側開口を横切って延びているフィルタ ー手段と、を含んでなり、そして 該パネルが、該パネルの周囲に隣接しそして外パネルの下側から実質的に垂直に 突出した、実質的に連続的な支持壁であって、該パネルが当該表面上に置かれた とき、該フィルター手段、該支持部材及び該表面が実質的に囲い込まれたパネル 下領域を規定するようにして該パネルを一般的に平らな表面上に支持するための ものである支持壁を更に含んでおり、そして負の圧力差が該パネル下領域内に創 り出されたとき空気が該ウェルを通って該パネルの上側から吸引され、それによ って該ウェル内の液体が該パネル下領域内に吸引されそれによって該ウェル内の 液体が該パネル下領域内へ吸引されるようにして、該表面に該パネルが密封的に 係合するのに適合させてあるものである、カートリッジ。
6. ６．診断的アッセイに際して分析サンプルを保持しそして処理するための装置で あって、 支持表面と、 該支持表面上に除去可能に支持されたカートリッジであって、（ａ）上側及び下 側を有するパネルであって、その上側に複数のウェルを有し、各ウェルが上側開 口と該パネルの下側まで延びている下側開口を有するものであるパネルと、（ｂ ）該ウェルの該下側開口を横切って延びているフィルター手段とを含んでなり、 そして （ｃ）該パネルが該パネルを該支持表面上に支持するための支持手段を更に含ん でおり、 該フィルター手段、該支持手段及び該支持表面が、実質的に囲い込まれたパネル 下領域を規定するものであるカートリッジと、そして 実質的に気密のシールを該支持体と該支持表面の間に実現するために、該支持手 段と該支持表面との間に挿入されたシール手段と、を含んでなる装置。
7. ７．該支持手段が、該パネルの周囲に隣接した連続的な壁であって、一般的に平 らな表面に係合するのに適合させた実質的に平らな下側表面を有する壁を含んで なるものである、請求項６の装置。
8. ８．該パネルが形状において全体として長方形であり、該連続的な壁が該パネル の下側から実質的に垂直に突出しているものである、請求項７の装置。
9. ９．該フィルター手段が該パネルの下側に固定された実質的に平たいシートを含 んでなるものである、請求項６の装置。
10. １０．該パネル下領域内の圧力を低下させるためのポンプ手段であって、該支持 表面内に形成された開口を介して該パネル下領域と連通しており、該パネル下領 域の圧力を低下させることによって該フィルター手段を通して該ウェル中の液体 を吸引するのに適合させたものであるポンプ手段を更に含んでなる、請求項６の 装置。
11. １１．該支持表面上において該パネルの配置を固定するための該支持表面上に位 置決め手段を更に含んでなる、請求項６の装置。