JPH10150975A

JPH10150975A - サンプル液に対する生物学的又は化学的プロセスを行う装置、同方法、及び核酸アッセイを行うための装置セット

Info

Publication number: JPH10150975A
Application number: JP27805897A
Authority: JP
Inventors: Nathan P Lawrence; ネイサン・ピー・ローレンス
Original assignee: Becton Dickinson and Co
Current assignee: Becton Dickinson and Co
Priority date: 1996-09-26
Filing date: 1997-09-25
Publication date: 1998-06-09
Also published as: CA2215561A1; AU3927597A; BR9704709A; MX9706649A

Abstract

(57)【要約】【課題】サンプル液の蒸発損失を減らすかなくすこと
ができる核酸アッセイ又は免疫検定のような生物学的又
は化学的プロセスを行うための装置を提供する。【解決手段】このサンプル容器は、使い捨てピペット
チップの先端部が嵌合されるに十分な寸法の制限開口を
有する蓋を備えている。ピペットチップがまず開口に挿
入されてサンプル液をサンプル容器内に導入し、サンプ
ルがサンプル容器内に含まれる試薬と反応する間、ピペ
ットチップが該開口内に保持されるので、サンプルの蒸
発による損失を減少させ、また、隣接するサンプル容器
に含まれるサンプルとの間の互いの汚染を避けることが
できる。これらのサンプル容器を、生物学的又は化学的
プロセスにおける異なった機能を発揮する異なった材料
で形成し、又はこれらの材料を含むように構成すると、
異なったアッセイ方式に対するサンプル容器の異なった
グループの組合せが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サンプル液に対し
て〔核酸アッセイ(nucleic acid assay)又は免疫検定の
ような〕生物学的又は化学的プロセスを行うためのサン
プル容器の改良に関する。さらに詳細には、本発明は、
ロボットピペット装置と関連して用いられるときにサン
プルの蒸発を減少させかつ異なったサンプル間の互いの
汚染を避けることができる蓋付きサンプル容器であっ
て、生物学的又は化学的プロセスの、異なった態様に利
用できるように異なった材料から形成され又は異なった
材料が塗布されてプレート状のセットに組み込まれて用
いられるようなサンプル容器に関する。本発明の関連内
容が、１９９５年６月６日にHugh V. Cottingham等によ
って提出された「核酸を増幅する方法と装置」と題する
米国同時係属出願第０８／４７０，３２６号、１９９５
年３月２４日にMichael L. Lamos等によって提出された
「ピペットチップ」と題する米国同時係属出願第０８／
４１０，２４５号、１９９５年３月２４日にAllen S. R
eichler 等によって提出された「核酸を主とする診断ア
ッセイのためのシステム」と題する米国同時係属出願第
０８／４０９，８２１号、１９９５年３月２４日にAlle
n S. Reichler 等によって提出された「核酸を増幅する
方法と装置」と題する米国同時係属出願第０８／４０
９，４０５号、および１９９４年３月１４日にHugh V.
Cottingham等によって提出された「核酸を増幅する方法
と装置」と題する米国同時係属出願第０８／２１３，３
０４号に開示されかつクレームされている。なお、前記
出願の全ての開示内容は引用により本明細書の内容の一
部とされる。

【０００２】

【従来の技術】生物学的プロセスは、臨床診断アッセイ
において頻繁に利用されている。しかし、このプロセス
の各工程は検査室の異なった場所及び、又は異なった容
器内で行われることが多く、生物学的サンプルと試薬を
移送する必要があり、他の臨床用サンプルとの間で汚染
を生じるおそれがある。

【０００３】プロセスが、核酸（対象核酸）の単一鎖を
百万個の複製（アンプリコン）に増殖させることが可能
な、ＤＮＡ鎖置換増幅（ＳＤＡ）、好熱性ＤＮＡ鎖置換
増幅（ｔＳＤＡ）又はポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）
のような核酸増幅反応を含む場合、上記の汚染は特に問
題となる。臨床診断検査室における膨大な数の実験にお
いて、核酸増幅反応がそれ以前の増幅反応による増幅生
成物（アンプリコン）によって容易に汚染される可能性
は大きい。次いで、このような汚染性アンプリコンは研
究室に移送された新規のサンプルを汚染し、汚染された
サンプルに基づく疑似の検出値（例えば、誤った診断）
をもたらす。アンプリコンの汚染の問題に対処するた
め、多くの汚染除去技術が開発されている。これらの汚
染除去技術は概して、汚染除去を効果的に行うために、
増幅工程の前にプロセスの汚染除去工程を行って、それ
によって、汚染性アンプリコンが増幅工程中対象となる
核酸として認識される可能性を大きく減少させている。

【０００４】汚染除去試薬および増幅試薬は、互いに相
溶性がない場合が多く、それら自身の反応条件を必要と
する。汚染除去試薬が増幅試薬と結合されると、それら
は互いに不活性になる場合もある。

【０００５】１９９４年３月１４日にHugh V. Cottingh
am等によって提出された「核酸を増幅する方法と装置」
と題する（本出願人に譲渡された）米国同時係属出願第
０８／２１３，３０４号において、汚染除去と増幅を単
一モジュールの各密閉区域内で行うことによってこれら
の問題を減らすかなくすことができる装置が記載されて
いる。ここに開示されたモジュールは概略的に生物学的
サンプル液が出し入れされるサンプル容器と、サンプル
容器と流体的に連通する少なくとも１つの反応室と、反
応室およびサンプル容器と空圧的に連通する空圧室と、
装置を空気吸込・分配手段と接続する空圧室に設けられ
た空気口を備えている。空気吸込・分配手段の作動によ
って、生物学的サンプル液は、サンプル容器と反応室間
を制御されて流通することが可能になる。好適な実施形
態において、そのモジュールは、サンプル容器と、両端
の空気口、その間に反応室が配置された、略細長状に形
成されている。汚染除去反応および増幅反応に必要な試
薬は、反応室内の別々の離れた場所に設けられ、生物学
的サンプル液が空気吸込・分配手段の作動によってこれ
らの場所の間で移動される。

【０００６】上記の米国特許出願第０８／２１３，３０
４号に記載されたモジュールは、特に、必要な液体の移
送とサンプルの移動がロボットピペットシステムによっ
て自動的になされる自動化処理装置に対して好適に用い
られる。ロボットピペットシステムとしては、増幅を行
うためにモジュールの空気口において空気の吸込・分配
を可能とする専用の空圧式ピペットチップの設置が必要
ではあるが、従来式のものを用いることができる。この
ような自動化処理装置の一例が、１９９５年３月２４日
にAllen S. Reichler 等によって提出された「核酸を主
とする診断アッセイのためのシステム」と題する（本出
願人に譲渡された）米国同時係属出願第０８／４０９，
８２１号に開示されている。

【０００７】上記の米国特許出願第０８／２１３，３０
４号に記載されたモジュールにおいて、微小溝の形態を
有する液体流量制御手段は、サンプル容器と反応室間、
および１つ以上の反応室が設けられている場合は、その
反応室間における生物学的サンプル液の流量を制御する
ために用いられる。望ましい液体流量の制御機能に加え
て、微小溝は汚染除去工程および増幅工程中に生じるモ
ジュールからの生物学的サンプル液の蒸発を減少させる
働きがある。比較的なわずかな量の生物学的サンプル液
（典型的には、約５５μＬ）が用いられるとき、プロセ
スのある段階における比較的高い温度（８０℃以下）お
よび汚染除去反応と増幅反応を完了させるのに必要な時
間（それぞれ、略１時間、略２時間）によって、サンプ
ルが蒸発するという大きな問題が生じる。極端な場合、
蒸発によって、汚染除去工程および増幅工程の後、残留
している生物学的サンプル液の量が回収・アッセイされ
るには不十分となることがある。しかし、適切な寸法の
微小溝(microchannels) を用いることによって、蒸発損
失を抑制するこができる。

【０００８】このような利点にもかかわらず、微小溝
は、正確な寸法公差を必要とするので製造が困難であ
る。米国同時係属出願第０８／２１３，３０４号に開示
されているように、連続する反応室間の流量制御は、生
物学的サンプル液をモジュール内に単一の未分割量（一
回投与分）として流通させることによって微小溝を用い
なくても行うことができる。しかし、微小溝は、サンプ
ル容器と空気口を介する蒸発損失を減少させるために、
装置の両端に依然として設けられている。

【０００９】上記のモジュールの多くの改良が、１９９
５年３月２４日にAllen S. Reichler 等によって提出さ
れた「核酸増幅の方法と装置」と題する（本出願人に譲
渡された）同時係属米国特許出願第０８／４０９，８０
５号に記載されている。これらの改良の１つとして、サ
ンプル口を介する生物学的サンプル液の蒸発を減少させ
るさせるために設けられたモジュールのサンプル受容区
域と流体的に連通するサンプルタワー、およびモジュー
ルの両端の空気口を介する生物学的サンプル液の蒸発を
減少させるために設けられた空気圧タワーを用いる改良
が挙げられる。サンプルタワーおよび空気圧タワーは、
モジュール内での汚染除去および増幅中に生じる生物学
的サンプル液の蒸気を捕捉し、モジュールからの蒸発損
失率を減少させる湿度勾配を生成する働きがある。ま
た、これらのタワーは、モジュールのいずれかの端部に
おいて大気流から開口を遮蔽し、サンプル液の蒸気を凝
縮された小滴としてモジュールに復元させる凝縮面を与
える働きもある。このようなサンプルタワーおよび空気
圧タワーによって、蒸発損失を制御するための微小溝を
装置内に設ける必要性を減らすことができる。

【００１０】しかし、これらの改良にもかかわらず、米
国同時係属出願第０８／４０９，８０５号に記載のモジ
ュールは多くの欠点と制限事項を有している。例えば、
サンプルタワーおよび空気圧タワーは生物学的サンプル
液の蒸発損失を減少させるのに有効ではあるが、汚染除
去反応と増幅反応が生じている間、サンプル口と空気口
は開いているので、それらがサンプル液の蒸気の逸出路
になり、従って、ある程度の損失が生じる。また、この
問題と関連して、自動化ピペット装置の作動中に、モジ
ュールからサンプル液のエアロゾルが放散するという問
題もある。米国同時係属出願第０８／４０９，８２１号
に開示されている形式の自動化処理装置において、多く
のモジュールが互いに近接して処理されると、エアロゾ
ルが形成されることによって、異なるサンプル同士間に
汚染が生じる可能性がある。上記の米国特許出願第０８
／４０９，８０５号に記載のモジュールの他の欠点は、
（特別仕様の構成を有する）そのモジュールの製造が困
難であり、また、モジュールの反応区域内で望ましい一
回分のサンプル液を移動させるために、そのモジュール
の寸法、幾何学的条件および材料を注意深く選択しなけ
ればならないという点にある。さらに、モジュール内に
おけるサンプルの移動を制御するための空気吸込・分配
手段を用いる点も、そのモジュールが用いられる自動化
処理装置に付加的な要件を強いることになるので、好ま
しくない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、サンプル液の蒸発損失による問題を減らすか又はな
くすことができる、核酸アッセイ又は免疫検定のような
生物学的又は化学的プロセスを行うための装置を提供す
ることにある。

【００１２】また、本発明の他の目的は、特にサンプル
が自動化処理装置内で互いに近接して同時に処理される
場合に、異なったサンプル液間の互いの汚染の可能性を
減らすか又はなくすことができる、核酸アッセイ又は免
疫検定のような生物学的又は化学的プロセスを行うため
の装置を提供することにある。

【００１３】さらに、本発明の他の目的は、簡単にかつ
安価に製造され、幾何学的条件、寸法又は材料選定に関
して制約されない、生物学的又は化学的プロセスを行う
ための装置を提供することにある。

【００１４】また、本発明の他の目的は、既存の生物学
的および化学的サンプル容器と類似の構成を有し、従っ
て、既存の方法と類似の方法で製造できる、核酸アッセ
イ又は免疫検定のような生物学的又は化学的プロセスを
行うための装置を提供することにある。

【００１５】さらに、本発明の他の目的は、従来のロボ
ットピペットシステムと互換性があり、サンプル液を１
つの反応位置から他の反応位置に移動させるために専用
の空圧式吸入および投入装置を必要としない、核酸アッ
セイ又は免疫検定のような生物学的又は化学的プロセス
を行うための装置を提供することにある。

【００１６】また、本発明の他の目的は、ユーザにアッ
セイ構成又はセット化において種々のオプションを与え
ることができるように異なった構成で組み立てられる、
異なった機能の異なった容器を有する、核酸アッセイ又
は免疫検定のような生物学的又は化学的プロセスを行う
ための装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、前記の
欠点および制限事項は、使い捨てピペットチップの先端
部が嵌合されるに十分な寸法の制限開口(restricted ap
erture) を有する蓋付きサンプル容器内で、核酸アッセ
イ又は免疫検定のような生物学的又は化学的プロセスを
行うことによって、解決される。具体的には、ピペット
チップがまず開口に挿入されてサンプル液をサンプル容
器内に導入し、サンプルがサンプル容器内に含まれる試
薬と反応する間、ピペットチップはその開口内に保持さ
れる。このように、反応が生じている間、ピペットチッ
プは効果的にサンプル容器を密閉しているので、サンプ
ルの蒸発による損失を減少させ、また、隣接するサンプ
ル容器に含まれるサンプルとの間の互いの汚染を避ける
ことができる。

【００１８】本発明の１つの態様によれば、サンプル液
に対する生物学的又は化学的プロセスを行う装置が提供
される。この装置は、内部およびその内部と連通する上
側開口を有する、サンプル液を受容するためのサンプル
容器を備えている。蓋はサンプル容器の上側開口に嵌合
可能であり、また、蓋はサンプル容器の内部と連通する
ための上側開口よりも小さい制限開口を有している。さ
らに、サンプル液と反応する試薬がサンプル容器の内部
に付加される。本発明の好適な実施態様において、試薬
は、核酸アッセイに好適に用いられる試薬の１つであ
り、例えば、乾燥された核酸汚染除去試薬、乾燥された
核酸増幅試薬、又は固定された(immobilized) 核酸検出
試薬の１つであればよい。また、他の好適な実施態様に
おいて、試薬は、免疫検定に好適に用いられる試薬の１
つであり、又は他の所望の生物学的又は化学的プロセス
に用いられる試薬の１つであればよい。

【００１９】本発明の他の態様によれば、サンプル液に
対して生物学的又は化学的プロセスを行う方法が提供さ
れる。この方法は、サンプル液をピペットチップに引き
込む段階と、ピペットチップの先端部をサンプル容器内
にそのサンプル容器の制限開口を介して導入する段階
と、サンプル液をピペットチップからサンプル容器に移
す段階と、ピペットチップの先端部を制限開口内に保持
しながら、サンプル容器内のサンプル液に対して反応を
生じさせる段階とによって構成される。好ましくは、ピ
ペットチップの外面は、ピペットチップが反応中に制限
開口を密閉するように、制限開口の縁に対して十分に近
接されるとよい。また、反応が完了した後にサンプル液
がピペットチップに引き戻されるように、ピペットチッ
プの先端部はサンプル容器の底に近接されるのが好まし
い。

【００２０】さらに、本発明の他の態様によれば、生物
学的サンプル液に対して核酸アッセイを行うための装置
セットが提供される。この装置セットは、乾燥された核
酸汚染除去試薬を含む第１の複数のサンプル容器と、乾
燥された核酸増幅試薬を含む第２の複数のサンプル容器
と、固定された核酸検出試薬を含む第３の複数のサンプ
ル容器を備えている。この装置はさらに、少なくとも第
１の複数のサンプル容器の１つと、少なくとも第２の複
数のサンプル容器の１つと、少なくとも第３の複数のサ
ンプル容器の１つとを保持するホルダーを備えている。
好ましくは、第１の複数のサンプル容器の内の異なった
サンプル容器は異なった乾燥核酸汚染除去試薬を含み、
第２の複数のサンプル容器の内の異なったサンプル容器
は異なった乾燥核酸増幅試薬を含み、第３の複数のサン
プル容器の内の異なったサンプル容器は異なった固定さ
れた核酸検出試薬を含むとよい。この構成によって、ユ
ーザは特定の核酸アッセイに必要な特定のサンプル容器
を選択し、選択されたサンプル容器をホルダーを用いて
必要な順序に組み立て、そのホルダーを自動化処理装置
に搭載して所定のアッセイを行うことができる。好適な
実施態様によれば、第１、第２および第３の複数のサン
プル容器の各サンプル容器は、実質的に同一の互いに接
続された一連のサンプル容器の１つからなり、ホルダー
は第１、第２および第３の複数のサンプル容器のそれぞ
れにおけるすべての接続されたサンプル容器を保持する
ように構成されるとよい。この構成によって、異なった
生物学的サンプル液に対して多くの核酸アッセイを同時
に行うことが可能になる。

【００２１】本発明の種々の目的、利点および新規の特
徴は、添付の図面に基づく以下の詳細な説明によって、
さらに容易に理解されるだろう。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する、なお、図面において、同一の参照
番号は同様の部品および構成要素を示す。

【００２３】本発明の好適な実施形態による多重サンプ
ル容器組立体２０が図１ないし図３に例示されている。
この組立体は、略長方形のホルダー（又はトレイ）２２
と、互いに連結されたサンプル容器２６から成る、複数
の細長条２４を備えている。好適な実施形態において、
各細長条２４は、１２個のサンプル容器２６を備え、そ
れらは、各々が３個のサンプル容器２６からなる４つの
グループ２８に分けられている。サンプル容器の細長条
およびグループについて、勿論、他の構成も可能であ
る。図示されるように、各グループ２８は、サンプル容
器を有する各細長条２４の交互の側面に設けられた破断
可能なタブ３０によって、互いに接続されている。ユー
ザは、１つ以上のタブ３０を破断することによって、各
細長条２４におけるサンプル容器２６の数を（３の倍数
分だけ）減らして、実施されるアッセイの要求に適合さ
せることができる。各グループ２８において、サンプル
容器２６は上部水平フランジ３２と各垂直ウエブ（図１
ないし図３においては見えない）によって互いに接続さ
れている。垂直ウエブは、フランジ３２の真下で互いに
隣接する容器間に形成されている。サンプル容器２６
は、平らな底面を有し、上方が開放された円筒状に形成
されている。サンプル容器２６の各細長条２４は、好ま
しくは、適当なプラスチック材料、例えば、ポリスチレ
ンから、一体に成形されるとよい。ただし、必要なら、
他の材料を用いてもよい。前述したように、サンプル容
器２６の細長条２４の構成は、既出の米国同時継続出願
番号第０８／４０９、８２１号における自動化された核
酸アッセイの検出工程に用いられる容器の構成と基本的
に同じである。

【００２４】ホルダー２２には、サンプル容器２６の複
数の細長条２４を受容するための長方形のグリッドすな
わち格子３４が設けられている。格子３４における長方
形の各開口３６は、隣接する細長条２４の、２つの隣接
するサンプル容器２６の円筒状の底部３８を自在に摩擦
させて受容・保持するような寸法を有している。これら
の格子における長方形の開口は、ホルダー２２の長さ方
向に延びている下に沈んだ壁３９によって二つに分割さ
れている。図３に示されるように、これらの壁３９に
は、ある程度の弾性が得られるように、４５°傾斜した
間隙４０がホルダー２２の長さ方向において交互に逆向
きになるように設けられている。この間隙４０によっ
て、各壁３９は互いに独立して逆方法に屈曲可能な２つ
の部分に分割される。従って、これらの壁３９は、ホル
ダー２２内において、サンプル容器２６の各細長条２４
に、その細長条２４に対して隣接する細長条２４が存在
しても存在しなくても、独立した把持力を与えることが
できる。この好適な実施形態において、ホルダー２２
は、サンプル容器２６の８つの細長条２４を受容してい
る。従って、ホルダー２２が完全に細長条２４で満たさ
れている場合には、ホルダー２２は総計９６個のサンプ
ル容器２６を搭載することになる。この、９６個の容器
を搭載する方式は、標準的な、９６個の容器からなるマ
イクロタイタープレート(microtiter plate)と対応する
ので好ましいが、必要に応じて、他の構成が用いられて
もよい。このホルダー２２は、好ましくは、適当なプラ
スチック材料、例えば、ポリスチレンから一体に成形又
は機械加工して作るとよい。ただし、特定の用途の必要
条件に合わせて、ホルダー２２を他の材料から形成する
こともできる。具体的には、もしサンプル容器内で行わ
れるプロセスが熱を必要とするなら、ホルダー２２は、
デュポン社から市販されているＧ．Ｅ．ＵＬＴＥＭ（ポ
リエチレンイミド、商標名）又はＤＥＬＲＩＮ（商標
名）のような耐熱性プラスチック等から形成されるとよ
い。あるいは、熱をホルダーを介してサンプル容器に伝
達させる熱板(heating platens) を、ホルダーの加熱面
積を制限するように設計することによって、耐熱性プラ
スチック以外の適当なプラスチック材料を用いることも
できる。

【００２５】単に例示であって限定はされないが、ホル
ダー２２は、略５．０インチの長さ、略３．３インチの
幅、および略０．５インチの高さを有するとよい。格子
の開口３６は、略０．３インチ×０．７インチの寸法を
有する長方形であり、一辺約０．３インチの寸法を有す
る２つの正方形に、沈んだ壁３９によって分割される。
サンプル容器２６の各細長条２４は、略０．３６インチ
の幅（フランジ３２の外縁間の距離）と略０．５インチ
の高さとを有する。各サンプル容器２６は、上側から下
側に向かって約２°の勾配で僅かに内側に傾斜した略円
筒形状を有する。サンプル容器２６の上側開口４２の直
径は略０．２６インチであり、サンプル容器２６の内部
容積は略４．２５マイクロリットル（μＬ）である。

【００２６】本発明の重要な１つの態様によれば、サン
プル容器が核酸アッセイ、免疫検定、又は他の生物学的
あるいは化学的プロセスにおいて用いられるときにサン
プルの蒸発損失やサンプル同士の混入汚染を減少させる
ために、サンプル容器２６を覆う手段が設けられる。好
適な実施形態において、この手段は、各サンプル容器２
６に対応する柔軟性プラスチック又はゴム製の蓋４６の
細長条４４からなる。隣接する各蓋４６間の中心間距離
は、各サンプル容器２６の上側開口４２間の中心間距離
に等しい。各蓋４６は円筒形状又は円板形状を有し、破
断可能なタブ４８によって隣接する蓋に接続されてい
る。従って、蓋４６の細長条４４は、サンプル容器２６
の細長条２４の場合と同様に、ユーザによって破断、す
なわち、二次的に分割されることが可能である。各蓋４
６の下側に、円筒形状の弾性ストッパ部５２が一体的に
形成されている。このストッパ部５２は、蓋４６がサン
プル容器２６に被せられたときに、ストッパ部５２が、
対応するサンプル容器２６の上側開口４２内に密着に嵌
合されるような寸法を有している。サンプル容器組立体
２０が通常的に用いられる間、図１に例示されるよう
に、ホルダー２２内のサンプル容器２６のすべての上側
開口内に蓋４６が嵌合されている。

【００２７】図１および図２から明らかなように、各蓋
４６には、垂直軸心を有する円孔すなわち開口５４が、
蓋の中心又はその近傍に予め形成されている。蓋４６
が、対応するサンプル容器２６に被せられたとき、開口
５４はサンプル容器２６内に連通して、サンプル液が後
述する手動又は自動ピペット装置によってサンプル容器
２６内に導入（およびそこから導出）されるアクセス口
を構成する。好適な実施形態において、開口５４の直径
は、標準的な（円錐形状の）使い捨てピペットチップの
先端部から上方に略０．４７インチ離間された点の直径
に対応して、略０．０９インチに設定されている。

【００２８】図４は、核酸アッセイにおける各サンプル
容器２６の使用方法を例示する、図１の線４−４に沿っ
た断面図である。８つのサンプル容器２６Ａないし２７
Ｈが図４に示されている。これらの８つのサンプル容器
は、それぞれ、図１および図２における異なった、サン
プル容器の細長条２４の一部である。典型的な一つの用
途例において、図１および図２における、サンプル容器
２６の細長条２４は、それぞれ、核酸アッセイの異なっ
た工程を行うのに用いられ、手動又は自動ピペット装置
はサンプル液を所定の１つの細長条の各容器から隣接す
る細長条の、対応する容器に移すのに用いられる。この
ように、図１および図２の９６個の容器の配置によれ
ば、１２種のサンプル（１つのサンプルは所定の１つの
細長条２４の１つの容器に位置する）に対して、核酸ア
ッセイを同時に行うことができ、各サンプルに対して、
アッセイの各工程が（ホルダー２２に収容されている細
長条２４の数に対応する）８つの異なったサンプル容器
内で行われる。図４はまた、核酸アッセイが行われてい
るときに、自動処理装置内で作動される種々の熱板と光
学的検出器を示している。これらの構成要素の操作につ
いては、後述の説明で明らかになるであろう。

【００２９】さらに図４を参照して、第１サンプル容器
２６Ａは、核酸アッセイにおいて、「ヒートスパイク」
容器（“heat spike well"）として用いられるとよい。
従って、ホルダー２２が内蔵されている自動処理装置に
は、サンプル容器２６Ａの下方に位置する熱板５６が設
けられる。熱板５６は、初期ヒートスパイク工程中にサ
ンプル容器２６Ａ内のサンプル液の温度を略８０℃に上
昇させるように作用させられる。ある種のプラスチック
材料（例えば、ポリスチレン）はこの温度において軟化
又は溶融させられるので、サンプル容器２６Ａは、必要
に応じて、セラミック材料又は他の耐熱材料によって形
成されるとよい。なお、このことは、図４に示される、
容器２６Ａを一部として有する細長条２４における他の
サンプル容器の全てに当て嵌まる。

【００３０】図４における第２サンプル容器２６Ｂは、
例えば、核酸アッセイにおいて汚染除去容器として用い
られる。汚染除去工程の目的は、対象とする望ましい核
酸配列のみが増幅されるように、増幅工程が行われる前
にサンプル液中の汚染されているアンプリコン（増幅生
成物）を不活性化させることにある。好ましくは、汚染
除去反応に必要な汚染除去用試薬が、サンプル容器２６
Ｂの底に付着させられた乾燥点滴(dried spot)５８の形
態で設けられるとよい。マイクロタイター容器に点滴を
形成するための従来機器を用いて、製造プロセスにおい
て、（ホルダー中のサンプル容器の全細長条における場
合を含み）複数のサンプル容器の細長条２４に点滴５８
が形成される。その点滴５８は、制御された温度および
湿度の条件下において対流式乾燥オーブンで乾燥される
か、又は凍結乾燥される。なお、汚染除去用試薬５８を
乾燥する好適な方法として、引用によりこの明細書の一
部を成す、Quadrant Bioresources, Ltd. に所有された
米国特許第４，８９１，３１９号およびＰＣＴ特許出願
公開明細書第ＷＯ８７／００１９６号における、トレハ
ロースの存在下で試薬を乾燥させる技術が用いられる。
簡単に述べると、その好適な乾燥技術は、乾燥中に生物
学的材料が変成されるのを防ぐことを目的として、その
生物学的材料を含む水性系(aqueous system)に、水性系
の全重量に対して０．０５ないし２０重量％の範囲のト
レハロースを存在させて、凍結点以上の温度を与える工
程によって構成されている。トレハロースは、α−Ｄ−
グルコピラノシル−α−Ｄ−グルコピラノシドとして知
られている、天然に存在する非還元性のジサッカライド
である。トレハロースの存在下における乾燥は、好まし
くは大気圧での、簡単な空気乾燥でよい。このようなト
レハロースを用いるすぐれた乾燥技術は、本発明におけ
る汚染除去用試薬５８の乾燥に用いられるとよい。汚染
除去試薬は、任意の適当な形態、例えば、（単なる例示
にすぎず、これらに限定するものではないが）、乾燥フ
ィルム、凍結ペレットのような固形物、又は試薬の含浸
された紙の形態でも、用いられる。

【００３１】汚染除去工程は、約４１℃又はそれ以上の
温度で行われるので、自動処理装置において、熱板６２
が汚染除去容器２６Ｂの下方に位置して設けられる。こ
の熱板６２は熱板５６と分離されているのが好ましい。
なぜなら、後者の熱板は、より高い温度で働くからであ
る。熱板５６と６２とを分離することによって、汚染除
去容器２６Ｂはヒートスパイク容器２６Ａに付加され
る、より高い温度環境から隔離され、従って、容器２６
Ｂは耐熱材料によって形成する必要がない。

【００３２】図４に示される第３サンプル容器２６Ｃ
は、例えば、核酸アッセイ中に増幅容器として用いられ
る。この目的のために、図示されるように、適当な核酸
増幅試薬を含む乾燥点滴６０がサンプル容器２６Ｃの底
に付着させられている。汚染除去試薬５８の乾燥に用い
られたトレハロース技術によって、この増幅試薬６０を
乾燥するのが好ましい。汚染除去試薬の場合におけるよ
うに、増幅試薬６０は、任意の適当な形態、例えば、
（単なる例示にすぎないが）、乾燥フィルム、凍結ペレ
ットのような固形物、又は試薬の含浸された紙の形態
で、用いられる。本発明の好適な実施形態において用い
られる増幅方法は、好熱性鎖置換増幅法を含む鎖置換増
幅法である。ただし、他の増幅方法として、ポリメラー
ゼ連鎖反応法（ＰＣＲ）、リガーゼ鎖反応法（ＬＣ
Ｒ）、転写式増幅法、自己持続配列レプリカ法（self-s
ustained sequence replication,３ＳＲ）、Ｑβレプリ
カーゼ法(Qβreplicase system)、核酸配列系増幅法
（ＮＡＳＢＡ）、修復鎖反応法（repairchain reactio
n,ＲＣＲ）、およびブーメランＤＮＡ増幅法（ＢＤＡ）
を用いることもできる。

【００３３】例えば、ＳＤＡの増幅工程中に、サンプル
液は、約４１℃の温度で略２時間保温される。このサン
プル液を所定の温度に加熱するために、図示されるよう
に、熱板６４が自動処理装置内において増幅容器２６Ｃ
の下方に位置して設けられる。保温期間の終りに、サン
プルの温度を略５分間、約８０℃に上昇させるように熱
板６４を作用させることによって、増幅反応が停止され
る。この増幅容器２６Ｃは、このような温度に耐える必
要があるので、セラミック又は他の耐熱材料によって形
成されるとよい。熱板６４は、前述した熱板の場合にお
けるように、隣接する熱板に関連するサンプル容器が高
温度に耐える必要がないように、その隣接する熱板から
物理的に分離させるのが好ましい。

【００３４】さらに図４を参照して、次のサンプル容器
２６Ｄ、２６Ｅおよび２６Ｆは、典型的には、核酸アッ
セイの最後にＤＮＡ目標配列検出工程を行うのに用いら
れる。ここで用いられる検出容器の数は、行われるアッ
セイの種類および用いられる検出方法に依存する。本例
では、増幅されたサンプル中の結核菌のＤＮＡ配列を検
出するためにアッセイが行われると仮定する。この場
合、サンプル容器２６Ｄ、２６Ｅおよび２６Ｆ内で３つ
の別々の検出反応がそれぞれ行われるのが好ましい。サ
ンプル容器２６Ｄ内で行われる第１の検出反応は、核酸
増幅がサンプル液内で生じたかどうかを決定する内部増
幅制御反応である。サンプル容器２６Ｅ内で行われる第
２の検出反応は、抗酸菌のＤＮＡ配列が増幅されたかど
うかを検出するための「属（種の上位概念）」を判別す
る反応である。サンプル容器２６Ｆ内で行われる第３の
検出反応は、増幅されたサンプル内の結核菌のＤＮＡ配
列を検出する「種」を判別する反応である。典型的に
は、増幅されたサンプルは増幅容器２６Ｃから取り出さ
れて自動ピペット装置によって３つの等しい部分（アリ
コート）に分割され、各アリコートは検出容器２６Ｄ、
２６Ｅおよび２６Ｆの１つにそれぞれ投入される。サン
プル容器２６Ｄ、２６Ｅおよび２６Ｆのそれぞれが十分
な容量の液体で満たされるように、増幅容器２６Ｃから
取り出された増幅サンプルは、検出容器２６Ｄ、２６Ｅ
および２６Ｆに分割されてから、〔生理的食塩水(salin
e solution) のような〕不活性液と混合されるとよい。

【００３５】検出容器２６Ｄ、２６Ｅおよび２６Ｆは、
数種類の異なった対象ＤＮＡ配列に対して包括的である
か又は１つの特殊な種類のＤＮＡ配列に対して特定的で
あるかのいずれかである。包括的な容器を形成するに
は、検出容器２６Ｄ、２６Ｅおよび２６Ｆの内壁は製作
中に、乾燥された捕捉試薬〔例えば、ビオチン化ＢＳＡ
／ストレプトアビジン(biotinilated BSA/Streptavidi
n)]で被覆され、特定の捕捉プローブおよび検出プロー
ブが、アッセイ中に液状態で手動又は自動ピペット装置
を用いてサンプル容器内に導入される。もし、特定的な
容器が必要なら、捕捉プローブおよび検出プローブは、
製作プロセス中にサンプル容器の内壁に設けられた皮膜
の中に含められる。

【００３６】核酸アッセイの検出工程中、サンプル容器
２６Ｄ、２６Ｅおよび２６Ｆ内のサンプル液は、捕捉プ
ローブと検出プローブが付加された後、約３５℃の温度
で略１時間保温される。サンプル液を所定の温度に加熱
するために、熱板６６が自動処理装置内においてサンプ
ル容器２６Ｄ、２６Ｅおよび２６Ｆの下方に位置するよ
うに設けられる。サンプル容器２６Ｄ、２６Ｅおよび２
６Ｆは同じ温度に加熱されるので共用の熱板６６を用い
ることが可能になるが、もし、所定の１つのアッセイに
おいてそれらのサンプル容器が同じ温度に加熱されない
なら、互いに分離された熱板を用いてもよい。検出プロ
セスの最終工程として、典型的には、液状の化学発光試
薬が検出容器２６Ｄ、２６Ｅおよび２６Ｆに添加され
る。この工程はまた、定温工程（３７℃で略３０分）を
含み、化学発光試薬が検出容器２６Ｄ、２６Ｅおよび２
６Ｆの内壁と結合させられた、ハイブリッド形成された
増幅材料と反応してそれらの微小容器内で発光する。対
象となる核酸配列が検出されたことを示すこの発光は、
ホルダー２２を自動化処理装置から取り出して従来の光
量計(luminometer) 内に置くことによって感知される。
又は、検出容器２６Ｄ、２６Ｅおよび２６Ｆにおける発
光の検出は、図４に示されるように、自動化処理装置内
において行ってもよい。そして、この目的のために、検
出容器２６Ｄ、２６Ｅおよび２６Ｆは、各容器内の発光
が外部から検出できるように、透明なプラスチック材料
で形成される（蓋４６も、必要条件ではないが、透明な
プラスチック材料で形成することができる）。光ファイ
バー６８、７０および７２が、熱板６６に形成された孔
を通されて、サンプル容器２６Ｄ、２６Ｅおよび２６Ｆ
の底部に面している。光ファイバー６８、７０および７
２の反対側の端部は、検出容器２６Ｄ、２６Ｅおよび２
６Ｆの各々の発光の存在を検出してユーザに適当な表示
又は読出しデータを与える光電検出システム７４に接続
されている。

【００３７】最後の２つのサンプル容器２６Ｇおよび２
６Ｈは、例示された実施例においては使用されないが、
付加的な液体移送工程及び、又は付加的な試薬を必要と
する他の形式の核酸アッセイ又は免疫検定に適応させる
ために設けられている。熱板７６および７８は、サンプ
ル容器２６Ｇおよび２６Ｈ内で行われる反応がサンプル
液の、高められた温度の保持を必要とする場合に、これ
らのサンプル容器のために設けられるとよい。その他の
場合、熱板７６および７８は省略することができる。

【００３８】図５は、図４におけるホルダー２２の下方
の熱板の好適な配置を例示する上面図である。この好適
な配置において、熱板５６、６２、６４、６６、７６、
および７８は、それぞれ、略長方形であり、その長さは
サンプル容器２６の細長条２５の長さに略等しく、その
幅はサンプル容器２６の底部３８の直径に略等しい（な
お、熱板６６の場合、サンプル容器２６の、複数の細長
条２４の底部３８を横切るに十分な幅を有している）。
他の熱板構成も可能である。例えば、サンプル容器ごと
に円形の熱板を設けてもよい。また、異なる温度に加熱
可能でかつサンプル容器の、異なる細長条の下方に配置
可能な可動性の熱板を設けてもよい。光ファイバー６
８、７０および７２は熱板６６の開口を貫通するが、こ
れらの開口は１つの細長条２４に沿うサンプル容器２６
間の中心間距離と等しい中心間距離を有している。各検
出容器用細長条２４における１２個のサンプル容器２６
の全てについて発光を検出するために、熱板６６は１２
本の光ファイバー６８、１２本の光ファイバー７０、お
よび１２本の光ファイバー７２を備えている。

【００３９】図６ないし図１１は、本発明による改良サ
ンプル容器構成を用いて、核酸アッセイを行う方法を例
示する逐次工程図である。これらの図において、ホルダ
ー１２と各サンプル容器２６は、図４に基づいてすでに
説明された形式の自動化処理装置に入れられるものとす
る。前述の熱板および光学的検出システムに加えて、自
動化処理装置は、例えば、プログラムに基づき液を投与
および移送することが可能なロボットピペットシステム
を備えている。好適なロボットピペットシステムとし
て、ＴＥＣＡＮＡＧ（スイス、Hombrechtikon 在) に
よって製造されているＴＥＣＡＮモデルＲＳＰ９６８２
自動化ピペット装置が挙げられる。該ピペットシステム
のロボットアームは、使い捨てプラスチックピペットチ
ップ８０を保持するエジェクター組立体を備えている。
使い捨てピペットチップ８０（その中間部は図６ないし
図１１において破断されている）は、近位端８２の外径
約０．２８インチから先端部８４の外径約０．０３イン
チに傾斜した略円錐形状を有している。好ましくは、ピ
ペットチップ８０は、３００マイクロリットル（μＬ）
の最大容積を有するように高圧ポリプロピレン(autocla
vable polypropylene)によって形成され、近位端８２の
近傍にフィルタ材の内部プラグ（すなわち挿入口）８６
が設けられるとよい。フィルター材は、液がピペットチ
ップ８０の先端部８４の開口内に吸い込まれるように
（およびそこから投与されるように）空気を流入させる
が、液を通過させない機能を有している。このフィルタ
ー材は、Michael L. Lamos等によって１９９５年３月２
４日に出願された「ピペットチップ」と題する米国同時
係属出願第０８／４１０，２４５号に詳細に記載されて
いる。

【００４０】図６において、アッセイ対象の生物学的サ
ンプル液８８が、サンプルコンテナ（図示せず）からヒ
ートスパイク容器２６Ａに移送されている。この移送に
おいて、ロボットピペット装置は、ピペットチップ８０
の先端部８４をヒートスパイク容器２６Ａの蓋４６内の
開口５４を通して貫入させ、続いて、ピペットチップ８
０を、先端部８４が容器の内部底面の真上に達するま
で、容器２６Ａ内に降下させる。開口５４の直径は、ピ
ペットチップ８０が前記位置に達したときに、開口５４
がピペットチップ８０によって実質的に密閉又は閉塞さ
れるように、選択される。従って、サンプル液８８が導
入された後、ピペットチップ８０は（蓋４６と共に）、
事実上、容器２６Ａの栓或はシールとしての役割を果た
す。ピペットチップ８０は、ヒートスパイクが行われて
いる間（その間、熱板５６はサンプル液８８の温度を略
８０℃に上昇させるように働かされる）、図６に示され
る位置に留められ、従って、この期間中のサンプルの蒸
発損失を減らすか又はなくすことができる。容器２６Ａ
内で形成されるどのようなサンプル液のエーロゾルもピ
ペットチップ８０によって容器２６Ａから外部に逸散す
ることが防がれ、従って、自動化処理装置によって処理
されている他のサンプル液との互いの汚染を避けること
ができる。ヒートスパイク期間が終了すると、サンプル
液はロボットピペット装置によってピペットチップ８０
内に吸い上げられ、次の汚染除去用サンプル容器２６Ｂ
に移送される。このサンプルの移送に、新しいピペット
チップを用いてもよい。

【００４１】図７において、生物学的サンプル液８８
は、自動化ピペット装置によって汚染除去用容器２６Ｂ
内に移送されている。図６に基づいてすでに述べたよう
に、ピペットチップ８０の先端部８４は容器２６Ｂの蓋
４６の開口５４を通して貫入させられ、容器２６Ｂの内
部底面にほぼ接触しかかっている。この状態において、
ピペットチップ８０は汚染除去用容器２６Ｂを大気から
効果的に遮断している。サンプル液８８は、ピペットチ
ップ８０によって汚染除去容器２６Ｂ内に導入される
と、乾燥されたスポット状の汚染除去試薬５８と混合さ
れて同試薬を再水和する。熱板６２は、サンプル液８８
を略４１℃に上昇させるように働かされ、この温度は略
５０分の保温期間の間、保持される。この期間中、使い
捨てピペットチップ８０は、サンプル８８の蒸発損失を
最小化し汚染除去用容器２６Ｂからのエーロゾルの逸散
を防止するために、図７に示される位置に保持される。
汚染除去反応が完了すると、熱板６４の作用は停止させ
られ、サンプル液８８はピペットチップ８０内に吸い上
げられる。

【００４２】図８において、サンプル液はピペットチッ
プ８０によって、汚染除去容器２６Ｂから増幅容器２６
Ｃに移送されている。サンプル液８８は、増幅容器２６
Ｃに導入されると、スポット状の乾燥された増幅試薬６
０と混合されて同試薬を再水和する。熱板６４は、サン
プル液を約４２℃に上昇するように働かされ、この温度
は略２時間の保温期間の間、保持される。この期間中、
ピペットチップ８０は、サンプルの蒸発損失を減少させ
他のサンプルとの互いの汚染を防止するために、図８に
示される位置にとどまることが許される。増幅反応は、
サンプル液の温度を８０℃に上昇させ、この温度を約５
分間保つように熱板６４を作用させることによって停止
させられる。５分間のヒートスパイク（この間、ピペッ
トチップ８０は図示される位置に保持されている）の
後、熱板６４の作用が停止させられ、サンプル液８８は
ピペットチップ８０に吸い上げられる。増幅反応を終了
させるヒートスパイクは、必要に応じて、増幅容器２６
Ｃよりも耐熱特性のすぐれた別のサンプル容器内で行う
こともできる。

【００４３】検出容器２６Ｄ、２６Ｅ、および２６Ｆを
含む、核酸アッセイの検出部が図９ないし図１１に示さ
れている。図９において、サンプル液８８の全て又はそ
の一部（この一部の液に、十分なサンプル体積を確保す
るために生理的食塩水又は他の不活性な液が添加され
る）が第１検出容器２６Ｄに導入されている。なお、こ
の第１検出容器２６Ｄの内壁には乾燥された捕捉試薬が
塗布されている。〔必要に応じて、このとき、「アリコ
ート法」によって、サンプル８８の一部（すなわちアリ
コート）をサンプル容器２６Ｅおよび２６Ｆに導入して
もよい。あるいは、検出反応は互いに独立しているか
ら、検出工程中にサンプル８８の全体を１つのサンプル
容器から次のサンプル容器に移送してもよい。〕適切な
（液状の）捕捉プローブおよび検出プローブが、ピペッ
トチップ８０によって、外部の試薬コンテナからサンプ
ル液８８に添加される。なお、試薬コンテナの汚染を防
止するために、各プローブが添加される前に、新しいピ
ペットチップが必要とされる。捕捉プローブおよび検出
プローブが添加された後、サンプル液の温度を約３３℃
に上昇させるように熱板６６が働かされ、この温度は約
１時間の保温期間の間、維持される。この期間中、ピペ
ットチップ８０は、検出容器２６Ｄを密封するため、図
９に示される位置に保持される。この保温期間の後、熱
板６６の作用が停止させられ、サンプル液８８はピペッ
トチップ８０によって検出容器２６Ｄから取り出され、
廃棄されるか（アリコート法の場合）又は次の検出容器
２６Ｅに移送される。次いで、検出容器２６Ｄから残留
しているサンプル及び試薬を除去するために、水洗工程
が（ピペットチップ８０又は別の水洗ヘッドによって）
行われるとよい。このことによって、容器２６Ｄの内壁
に結合された反応材料のみが容器２６Ｄ内に残される。
この後、ピペットチップ８０は、一定量の化学発光試薬
を外部試薬コンテナから取り出し、検出容器２６Ｄ内に
導入する（典型的には、化学発光試薬の体積は、サンプ
ル容器内に存在するアリコートの体積の約３倍であ
る）。熱板６６を作用させて、検出容器２６Ｄ内の化学
発光試薬を３７℃で略３０分間、保温する。この期間中
に、化学発光試薬は、検出容器２６Ｄの内壁と結合させ
られた、ハイブリッド形成された増幅材料と反応する。
対象となる核酸配列が存在することを示すこの発光は、
光ファイバー６８を介して、図４に示される検出システ
ム７４によって検出される。化学発光のための保温の
間、必要に応じて、ピペットチップ８０は図９に示され
る位置に保留されるとよい。ただし、この工程では蒸発
損失やサンプル液同士の汚染は重要な問題ではないの
で、ピペットチップ８０による容器の密封は重要ではな
い。

【００４４】本発明の好適な実施例において、検出容器
２６Ｄ内で行われる検出反応は、核酸増幅がサンプル液
８８内で生じたかどうかを示す内部増幅制御反応であ
る。この検出反応の後に、検出容器２６Ｅにおける「属
（genus)」反応と、最後の検出容器２６Ｆにおける「種
（species)」反応が続く。これらの反応は、それぞれ、
図１０および図１１に例示されている。属反応中および
種反応中に行われる一連の操作は、異なった捕捉および
検出プローブが用いられる点を除けば、図９に基づいて
すでに説明された操作と同じである。

【００４５】図６ないし図１１に基づく前述の説明にお
いて、検出容器２６Ｄ、２６Ｅおよび２６Ｆは、外部の
試薬コンテナから供給される特定の捕捉および検出プロ
ーブを必要とする「包括的」なタイプのものとされてい
た。しかし、ロボットピペット装置によって行う液移送
回数を可能な限り少なくするために、捕捉および検出プ
ローブは、乾燥された捕捉試薬と共に、検出容器２６
Ｄ、２６Ｅおよび２６Ｆの内壁の被覆の一部として提供
されてもよい。他の実施形態において、多くの対象物の
捕捉および検出が、異なる対象物を個別に検出する別々
のシステムを用いて、単一の容器内で同時に行われても
よい。

【００４６】ピペットチップ８０をサンプル容器２６Ａ
ないし２６Ｆのそれぞれに導入する場合に、ロボットピ
ペット装置は、使い捨てピペットチップ８０の先端部８
４をサンプル容器に導入し、液が容器に投与される前に
サンプル容器の底面の真上の所定の点で停止し、後続の
保温すなわち反応期間の間その位置に保留してサンプル
容器を密封する。しかし、これ以外のモードによる操作
も可能である。例えば、最初、サンプル液がサンプル容
器内に導入されている間は、ピペットチップ８０の先端
部８４とサンプル容器の底との間にいくらか大きい間隙
を持たせるとよい。このことによって、ピペットチップ
の先の開口がサンプル容器の底面で閉塞されるのを防
ぎ、また、ピペットチップと開口５４の周縁との間に生
じるわずかの環状隙間によって、サンプル液が投与され
る間にサンプル容器から空気を効果的に逃がすことがで
きる。サンプル液の投与が終了すると、ピペットチップ
８０の先端部８４はサンプル容器の底面に近接する（又
は接触する）点にまで降下させられてもよい。この位置
において、ピペットチップの外面は開口５４の周縁と近
接し（又は接触し）、従って、後続の保温すなわち反応
期間中、サンプル容器を有効に密封することができる。
サンプル液がサンプル容器から引き出されるとき、サン
プル液がピペットチップの開口内に自由に流入できるよ
うに、またサンプル容器２６の通気を可能にするため
に、ピペットチップ８０の先端部８４をサンプル容器の
底面からわずかに引き上げてもよい。

【００４７】図１２は、サンプル容器２６と共に用いら
れる蓋構造の変形例を例示している。図１２の、相互に
接続された蓋４６′は、予め形成された開口５４が用い
られていない点を除けば、図２に基づいてすでに説明し
た蓋４６と類似している。図１２の例では、各蓋の上側
中心部８８がゴム又はプラスチック膜からなる薄い弾性
膜又は隔膜の形態で設けられ、２つ以上の交差スリット
９０および９２が互いに交差して完全に膜を貫通するよ
うにして形成されている。ピペットチップ８０が存在し
ないとき、スリット付き膜は中実の蓋（又は覆い）とし
て機能するが、サンプル液を容器２６内に導入するか又
はその容器２６から、すでに導入されたサンプル液を吸
い上げるとき、ピペットチップ８０の先端部８４によっ
て容易に貫通される。スリット付き膜８８は、ピペット
チップ８０の外面との間で、場合によっては、図２に示
される予め形成された開口５４の場合よりもさらに効果
的な密封性を得ることができる。

【００４８】サンプル容器２６に用いられる蓋構造のさ
らに他の変形例が図１３に例示されている。この変形例
において、個別的に形成された蓋４６又は４６′はアセ
タート、ゴム又はスチレンシート又はフィルムのような
可撓性材料からなる実質的に平らな連続細長条９４によ
って置き換えられている。この細長条９４はサンプル容
器２６の上側開口４２に接着材によって固着される。接
着材は細長条９４の下面に塗布するか、又はサンプル容
器２６の上面に塗布されるとよい。刻み線９６および９
８（図示されるように交差パターンが好ましい）が細長
条９４の上面に、ピペットチップ８０の先端部８４が細
長条を貫通するのを助長するように、部分的に貫通する
ように形成されるとよい。細長条９４の長さは、その細
長条９４が対応する細長条２４のすべてのサンプル容器
２６を十分覆うように設定される。ただし、対応する細
長条２４が有する容器２６の内、実際にはすべての容器
が使用されないなら、細長条９４は切断又は小さく分割
されてもよい。

【００４９】図１４および図１５は、サンプル容器２６
の底構成の２つの変形例を例示している。図１４に示さ
れるサンプル容器２６′の底１００は球状に丸められ、
図１５に示されるサンプル容器２６″の側壁１０２は円
錐形である。これらの変形例の各底構成は、（特に、試
薬がサンプル容器の内壁に付着される場合に）サンプル
容器内の有効面積をより大きくするという利点と、ま
た、ピペットチップ８０から投与されるサンプル液とサ
ンプル容器内に備えられている試薬との混合をより促進
するという利点がある。

【００５０】図１６は、サンプル容器２６とホルダー２
２をエンドユーザに、そのユーザが手動又は自動化処理
装置によって行われる（数種類のオプションから選択さ
れる）特殊な形式の核酸アッセイを設計できるようなセ
ットとして、提供するための方法を例示している。この
例において、セットは異なった種類の汚染除去容器２４
−１、２４−２および２４−３を有する３つの細長条を
含んでいる。一例として、汚染除去容器の細長条２４−
１は、標準ウラシルＤＮＡグリコシラーゼ（uracil DNA
glycosylase, ＵＤＧ）汚染除去反応用試薬を含み、汚
染除去容器の細長条２４−２は、耐熱性汚染除去反応用
試薬を含み、汚染除去容器の細長条２４−３は、化学的
汚染除去反応用試薬を含む。これらの細長条の１つは、
製造業者又はユーザによって対象となる特殊なアッセイ
用に選択され、ホルダー２２の汚染除去容器の細長条用
の位置に配置される。同様に、増幅容器の２つの細長条
２４−４および２４−５がセットに設けられる。第１細
長条２４−４の容器には結核菌からの対象ＤＮＡ配列の
増幅に適した試薬が備えられ、第２細長条２４−５には
クラミジア菌のような他の細菌からの対象ＤＮＡ配列の
検出に適した試薬が備えられる。アッセイされる特定の
病原菌に応じて、細長条２４−４と２４−５の１つがユ
ーザによって選択され、ホルダー２２の増幅細長条用の
位置に配置される。さらに、セットは検出容器を有する
６つの細長条２４−６ないし２４−１１を備えている。
これらの細長条の１つ以上がユーザによって選択され、
ホルダー２２の検出細長条用の位置に配置される。例示
された例において、検出容器用細長条２４−６、２４−
７および２４−８は、結核菌からの対象ＤＮＡ配列のた
めの識別特性、属、および種を検出する試薬をそれぞれ
含む。残りの検出容器用細長条２４−９、２４−１０お
よび２４−１１もクラミジア菌、淋菌、あるいは他の病
原菌を検出する同様の試薬を含む。

【００５１】通常、本発明に用いられるサンプル液は、
対象核酸［すなわち、リボ核酸（ＲＮＡ）又はデオキシ
リボ核酸（ＤＮＡ）］および汚染性アンプリコン（増幅
生成物）を含む水性調合剤である。ここで、対象核酸お
よびアンプリコンのいずれか（又は両方）は単鎖形態で
ある。例えば、対象核酸は、遺伝因子の完全な組を有す
る不規則に剪断されたＤＮＡ片である。この調合剤は、
公知の技術によって、核酸増幅手順に用いられるに適し
た形態とされる。

【００５２】対象核酸配列を含むサンプル内の汚染性ア
ンプリコン（増幅生成物）は、米国特許第５，０３５，
９９６号又は公開された欧州特許出願第０４１５７５５
Ａ２号（いずれも本明細書で引用されている）によって
教示される技術に含まれる適当な手段によって除去され
る。なお、これらの公開特許は、Life TechnologiesIn
c.によって所有されるもので、増幅手順にデオキシウリ
ジン（ｄＵＴＰ）が用いられる場合の汚染除去技術につ
いて記載している。そして、増幅のあと、他のサンプル
を汚染する可能性のあるアンプリコンはウラシルグリコ
シラーゼ（ＵＤＧ）を用いる酵素処理が施され、ｄＵＴ
Ｐを含むアンプリコンを実質的に増幅不能とする。

【００５３】選択された、すなわち、対象となる核酸配
列の増幅は、任意の適当な手段によって行うことができ
る。一般的な増幅に関しては、D. Kwoh およびT. Kwoh
による“Am. Biotechnol. Lab. 8, 14-25 (1990)”を参
照するとよい。適当な増幅技術としては、例えば（それ
らに限定されないが）、以下の技術が挙げられる。すな
わち、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）、リガーゼ鎖反
応（ＬＣＲ）、ｔＳＤＡを含むＤＮＡ鎖置換増幅（ＳＤ
Ａ）、転写系増幅（D. Kwoh 等：Proc. natl.Acad. Sc
i. USA 86, 1173-1177 (1989) を参照）、自己持続配列
レプリカ（３ＳＲ）（J. Guatelli 等：Proc. Natl. Ac
ad. Sci. USA 87, 1874-1878 (1990) を参照）、Ｑβレ
プリカーゼ法（P. Lizardi等：Bio Technology 6, 1197
-1202 (1988)を参照）、核酸配列系増幅（ＮＡＳＢＡ）
（R. Lewis：Genetic Engineering News 12(9), 1 (199
2)を参照）、修復鎖反応（ＲＣＲ）（R. Lewisによる上
記の文献を参照）、およびブーメランＤＮＡ増幅（ＢＤ
Ａ）（R. Lewisによる上記の文献を参照）などの増幅技
術である。特に、好熱性ＤＮＡ鎖置換増幅（ｔＳＤＡ）
を含むＤＮＡ鎖置換増幅（ＳＤＡ）が好ましい。

【００５４】ＤＮＡ鎖置換増幅（ＳＤＡ）又はｔＳＤＡ
は、公知の技術に準じて行うことができる。一般的な技
術として、G. Walker 等：Proc. Natl. Acad. Sci. USA
89,392-396 (1992) 、G. Walker 等：Nucleic Acids R
es. 20, 1691-1696 (1992)、および、米国特許第５，４
５５，１６６号、第５，２７０，１８４号、および第
５，４２２，２５２号を参照するとよい。なお、これら
の文献は引用によりすべて本明細書の一部とされてい
る。

【００５５】以上、本発明の実施例を具体的に説明した
が、それらは単なる例示にすぎず、本発明をなんら限定
するものではなく、当業者にとっては、本発明の装置と
方法に基づく種々の変形例が可能であることは自明のこ
とであろう。例えば、本発明の範囲内において、蓋４６
をサンプル容器２６と一体に形成したり、又は、蓋４６
の開口５４を使い捨てピペットチップ以外の装置又は構
造物によって密閉することも可能である。さらに、本発
明の範囲内において、さらに蒸発損失およびサンプル同
士の汚染を減少させる目的で、１つのサンプル容器２６
内で反応が生じている間にサンプル液８８のすべて又は
その一部をピペットチップに吸い上げることも可能であ
る。また、本発明は主に核酸アッセイに関して記載され
たが、サンプル液に対して行われる免疫検定および他の
生物学的・化学的プロセスにも適用される。従って、本
発明は請求の範囲によって限定され、請求の範囲の均等
物及び均等方法を含むものである。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、本発明のサンプル容器に
よれば、反応が生じている間、ピペットチップが効果的
にサンプル容器を密閉しているので、サンプルの蒸発に
よる損失を減少させ、また、隣接するサンプル容器に含
まれるサンプルとの間の互いの汚染を避けることができ
る。また、本発明の核酸アッセイを行うための装置セッ
トによれば、ユーザは特定の核酸アッセイに必要な特定
のサンプル容器を選択し、選択されたサンプル容器をホ
ルダーを用いて必要な順序に組み立て、そのホルダーを
自動化処理装置に搭載して所定のアッセイを行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例に基づいて構成された、
自動処理装置に好適に用いられるように細長条として互
いに接続されかつホルダーで保持されている蓋付きサン
プル容器の配置を示す斜視図である。

【図２】ホルダーから取り外された互いに接続されたサ
ンプル容器の１つの細長条とその細長条のサンプル容器
から取り外された蓋を示す、図１と同様の斜視図であ
る。

【図３】すべてのサンプル容器を取り外して空のホルダ
ーの構成を示す、図１および図２と同様の斜視図であ
る。

【図４】サンプル容器の内部の詳細と、サンプル容器及
びホルダーと共に用いられる自動化処理装置の或る特徴
を示す、図１の線４−４に沿った断面図である。

【図５】サンプル容器内のサンプル液を加熱するために
用いられる熱板の構成を示す、サンプル容器が搭載され
た自動化処理装置の一部の上面図である。

【図６】本発明のサンプル容器を用いて行う核酸アッセ
イの方法を例示する逐次工程図である。

【図７】本発明のサンプル容器を用いて行う核酸アッセ
イの方法を例示する逐次工程図である。

【図８】本発明のサンプル容器を用いて行う核酸アッセ
イの方法を例示する逐次工程図である。

【図９】本発明のサンプル容器を用いて行う核酸アッセ
イの方法を例示する逐次工程図である。

【図１０】本発明のサンプル容器を用いて行う核酸アッ
セイの方法を例示する逐次工程図である。

【図１１】本発明のサンプル容器を用いて行う核酸アッ
セイの方法を例示する逐次工程図である。

【図１２】蓋構造の異なる、本発明によるサンプル容器
の変形例を例示する図である。

【図１３】蓋構造の異なる、本発明によるサンプル容器
の変形例を例示する図である。

【図１４】底形状の異なる、本発明によるサンプル容器
の変形例を例示する図である。

【図１５】底形状の異なる、本発明によるサンプル容器
の変形例を例示する図である。

【図１６】本発明のサンプル容器を、ユーザが一つの自
動処理装置においてサンプル液に対して特定のプロセス
を選択できるセットとして提供する方法を例示する図で
ある。

【符号の説明】

２０サンプル容器組立体２２ホルダー２４サンプル容器の細長条２６サンプル容器２８サンプル容器のグループ４２サンプル容器の上側開口４４蓋の細長条４６蓋５４蓋の開口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０１Ｎ 33/50 Ｇ０１Ｎ 33/50 Ｐ 33/53 33/53 Ｔ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】サンプル液に対する生物学的又は化学的
プロセスを行う装置であって、内部およびその内部と連通する上側開口を有する、前記
サンプル液を受容するためのサンプル容器と、前記サンプル容器の内部と連通するための前記上側開口
よりも小さい制限開口を有して、前記上側開口に嵌合可
能な蓋と、前記サンプル容器の内部に付加されて、前記サンプル液
と反応する試薬とから成ることを特徴とする装置。
【請求項２】前記制限開口が、実質的に円形であり、
円錐状の使い捨てピペットチップの少なくとも先端部が
嵌入されるに十分な直径を有することを特徴とする請求
項１に記載の装置。
【請求項３】前記制限開口の直径が、前記の円錐形状
の使い捨てピペットチップの、長さ方向の一点における
直径と実質的に等しいことを特徴とする請求項２に記載
の装置。
【請求項４】前記試薬が、前記サンプル容器の内壁に
付着させられた、乾燥された核酸汚染除去試薬、乾燥さ
れた核酸増幅試薬、及び、又は固定された核酸検出試薬
から成ることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】前記サンプル容器が、実質的に同一の、
複数の、互いに接続されたサンプル容器の１つであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】前記蓋が、実質的に同一の、複数の、互
いに接続された蓋の１つであることを特徴とする請求項
５に記載の装置。
【請求項７】前記複数のサンプル容器が、実質的に線
状の第１細長条として互いに接続され、前記複数の蓋
が、実質的に線状の第２細長条として互いに接続されて
いることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】サンプル液に対して生物学的又は化学的
プロセスを行う方法であって、前記サンプル液をピペットチップに引き込む段階と、前記ピペットチップの先端部をサンプル容器内にそのサ
ンプル容器の制限開口を介して導入する段階と、前記サンプル液を前記ピペットチップから前記サンプル
容器に移す段階と、前記ピペットチップの先端部を前記制限開口内に保持し
ながら、前記サンプル容器内の前記サンプル液に対して
反応を生じさせる段階とによって構成されることを特徴
とする方法。
【請求項９】前記ピペットチップの外面が、前記ピペ
ットチップが前記反応中に前記制限開口を密閉するよう
に、前記制限開口の縁に対して十分に近接させられるこ
とを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】前記ピペットチップの先端部が前記サ
ンプル容器の底に近接させられ、前記方法が、前記反応
が完了した後に前記サンプル液を前記ピペットチップに
引き戻す段階を更に有することを特徴とする請求項９に
記載の方法。
【請求項１１】前記サンプル容器内の前記サンプル液
に対して反応を生じさせる前記段階が、前記サンプル液
を前記サンプル容器の内部にある試薬と接触させる段階
を有することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】前記制限開口が、前記ピペットチップ
の先端部を前記サンプル容器内に導入する前記段階にお
いて、前記ピペットチップを前記サンプル容器の、貫通
可能な部分に貫通させることによって形成されることを
特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１３】乾燥された核酸汚染除去試薬を内蔵す
る第１の複数のサンプル容器と、乾燥された核酸増幅試薬を内蔵する第２の複数のサンプ
ル容器と、固定された核酸検出試薬を内蔵する第３の複数のサンプ
ル容器と、少なくとも前記第１の複数のサンプル容器の１つ、少な
くとも前記第２の複数のサンプル容器の１つ、及び、少
なくとも前記第３の複数のサンプル容器の１つを保持す
るホルダーとを備えたことを特徴とする、生物学的サン
プル液に対して核酸アッセイを行うための装置セット。
【請求項１４】前記第１、第２および第３の複数のサ
ンプル容器の各サンプル容器が、実質的に同一の互いに
接続された一連のサンプル容器の１つから成り、前記ホ
ルダーが、前記第１、第２および第３の複数のサンプル
容器のそれぞれにおけるすべての接続されたサンプル容
器を保持することを特徴とする請求項１３に記載の装置
セット。