JPH10511862A - 生物学的物質のような液状媒体試料を処理する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 液状媒体内の試料を処理するための装置であって、注目している所定成分からなる断片を解放するために試料を溶解するための第１の部屋（１）と、該所定の断片を分離するための第２の部屋（２）とを具備する。各部屋は、機械的強度の高い材料、特に、金属よりなり、各部材の胴体に直接熱源を形成するように抵抗的に熱を放散可能なダクト部材（３，４）を具備している。前記装置は、周囲から密封され、かつ、その内部の回路内部を完全に焼却するように設けられた、本質的に静的な、永久的なアクティブモジュール（Ａ）と、該アクティブモジュール（Ａ）に接続可能な、使い捨て可能な外部試料容器（Ｂ）と、使い捨て可能な外部解析容器（Ｃ）とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】 生物学的物質のような液状媒体試料を処理する装置 この発明は、概括的に、液状媒体、特に、水性媒体内における試料内の注目し ている所定断片を解放および分離するための前記試料の処理に関するものである 。特に、しかし、単に限定しない例として、この発明は、処理される試料、例え ば、核酸片または蛋白質片の亜細胞または細胞内の素質の成分または所定断片を 解放および分離するための、生物学的物質、例えば、細胞物質の処理に関するも のである。この発明の導入のために、そして、それを説明するために、解析、検 知、その同定および定量のための、生物学的試料、例えば、前記目的とする核酸 片を包含する細胞物質内の核酸片の濃縮または分離を参照して、以下に説明され かつ定義される。 この発明の主題は、試料を処理するための装置にある。該装置は、滅菌可能で あり、かつ、一方では、異なる種類の前処理に起因する解析されるべき成分また は所定の断片のいかなる汚染をも回避することができ、他方では、特に、その後 に解析を無駄にすることとなる種々の外部汚染源によるいかなる汚染をも回避す ることができる。 核酸片または成分の処理に関して、この種の目的は特に重要である。実際に、 核酸物質の多くの解析は、一方では、前に処理された試料の残存物または残留物 により、他方では解析装置の直近の核酸の“汚染物質”の存在によって、同じ解 析装置を用いたときに妨げられまたは無効にされるということは知られている。 核酸片または成分の解析は、したがって、解析される成分または断片のいかなる 寄生的な汚染をも回避するために、特に厳重な条件下における特定の操作におい て、制限を強いられる。 この発明は、これらの欠点を克服することを可能とするものである。この発明 に係る処理装置は、一方では、本質的に静的であり、外部から遮断され、かつ、 処理回路において、処理される試料の主入口と同じ試料の所定断片または成分の 主出口との間に直列に結合された永久的なアクティブモジュール(active module )であって、 − 所定のそして目的の断片または成分を解放するために、処理される試料を 分離するための、特に生物学的物質の溶解のための第１のダクト部材を具備する 第１の部屋と、 − この所定の断片を分離するための、第２のダクト部材を具備する第２の部 屋と、 − 前記処理回路の種々の部材または構成要素間を連結するための種々のダク トと、 − それぞれ、種々の液状または気状の処理薬品および／または液状または気 状の排出物のための２次入口および／または２次出口と、 − 回路内を循環する液状または気状の流体を制御するためのバルブとを具備 し、 − 第１および第２のダクト部材を含む回路の全ての構成要素が、機械的強度 の高い材料、特に、直接それら自体で熱源を構成するようにオーム効果による熱 を放散することができる金属材料により構成され、 − 前記回路の構成材料に電流を流すだけで、第１および第２のダクト部材を 通して、該ダクト部材の胴体に直接熱源を発生させる電流を制御された様式で流 すように、その全体が回路内部を十分に焼却するように設計された第１および第 ２のダクト部材を含む前記構成要素に接続された電源を具備し、そして、 他方では、処理回路の主入口に接続され得る解析される試料のための使い捨て 可能な外部容器と、所定のそして目的とする断片または成分の解析のための使い 捨て可能な外部容器、特に、処理回路の主出口に接続され得るカードであって、 所定の断片の解析のための種々の試薬および手段を備えたカードとを具備し、前 記使い捨て可能な外部容器と使い捨て可能な外部カードとが、それ自体使い捨て 可能な単一の構成部品または装置として結合されている。 処理回路の少なくとも複数の調節バルブは、試料の液体および／または処理回 路内を循環している他の任意の液体薬品の凍結を含む静的なバルブとして言及さ れるバルブであることが好ましい。各バルブは、この目的のために、その流通断 面に液状媒体を受け入れるように設計されその壁が熱伝導性のあるダクト部材と 、該ダクト部材と熱的な接触、特に熱交換するように設けられたヒートシンクと 、前記流通断面内の液状媒体を凍結するように調整された熱源および冷却源とを 具備している。前記ダクト部材は、前記ヒートシンクとそこを通した電流の通過 により発生される前記熱源との関係で、迅速に、例えば、１０秒以下の最初の時 間内に、液状媒体が凍結により、例えば、少なくとも５０バールに等しく、特に 、１５０バールの相対的な高圧に抗することを含めて、該ダクト部材を通した通 路を密閉することができる低温状態から、液状媒体が液化され、前記通路を自由 に流通する高温状態まで変化するように寸法を決められている。 この発明は、自動化可能な、そして、“傷付き易い”試料または物質、すなわ ち、汚染され得るものまたは近くの環境、例えば、解析作業者を汚染可能なもの の解析前に通常遭遇するものよりも厳重ではない条件下または環境に装備され得 る処理装置またはシステムを提供する。 この発明は、添付図面を参照して、細胞物質の核酸片のその後の解析のための 生物学的試料の処理に関して説明される。 − 図１は、この発明に係る解析装置を概略的に示した図である。 − 図２は、図１の解析装置に属する静的な凍結バルブを概略的に示している 。 この発明に係る処理装置は、主として次の３つの部分からなっている。 − 以下に示される処理回路６を組み込んだ部屋２６によって外部から遮断さ れた、本質的に静的な永久的なアクティブモジュールＡ、 − 処理される試料、例えば、細胞培養の接種物のための、処理回路６の主入 口７に接続され得る、使い捨て可能な外部容器Ｂ、 − 処理回路６内に得られる核酸片を解析するための、以下では説明を省略す る従来の方法で、前記処理回路の主出口に接続され得るもう一つの外部容器Ｃで あって、核酸片を解析するための種々の試薬および手段、例えば、特定の核酸片 を増幅しかつ／または検知するための手段を備えた外部容器Ｃである。 主入口７と主出口８との間において、処理回路６は、以下のものに結合してい る。 − 処理される生物学的物質、この場合は、解析される細胞培養物を分離また は溶解するための第１の部屋１を形成する第１のダクト３と、 − 解析される核酸片を分離するための第２の部屋２を形成する第２のダクト ４、 − 第１のダクト３と第２のダクト４との間の一のダクト９お第２のダクト２ と主出口８との間の他のダクト９′を含む種々の接続ダクトと、 − それぞれ種々の液状および／またはガス状の処理薬品および／または液状 またはガス状の排出物のための種々の２次入口１１〜１３および／または２次出 口１４，３９、 − 処理回路内を循環している液体またはガスの流れを制御するためのバルブ １５〜２５，２７である。制御バルブ１５，１６，１７，１８，２１，２２，２ ３，２４，２５は、以下に説明されるようにいわゆる静的な凍結バルブであり、 バルブ２７は、機械的なまたは従来のバルブまたは静的な凍結バルブのいずれか であることが好ましく、後者の場合、添付の図１には示されていない液体供給手 段を設ける必要がある。 第１および第２の部屋１，２の第１および第２のダクト部材３，４を含む処理 回路６の全ての構成要素は、それぞれ、機械的に強度の高い材料、特に金属材料 よりなっており、それら自体が直接熱源を構成するようにオーム効果による熱を 放散することができる。この目的のために、参照符号５により概括的に表された 電源が、第１および第２の部屋１，２の第１および第２のダクト部材３，４を含 むこれら全ての構成要素に、それぞれ接続されており、それらを通して、熱源を 発生する電流を制御された様式で流す。 図２に詳しく示されているように、上記において明らかにされた各静的な凍結 バルブは、処理される試料の液状媒体、かつ／または、処理回路６内を循環して いる他の液状薬品の凍結のために、 − 液状媒体をその流通断面２９ａ内に受け入れるように設計され、その壁面 が熱伝導性を有するダクト部材２９と、 − 該ダクト部材２９と熱的な接触、特に、熱交換するように設けられた、そ の熱源および冷却源が、前記流通断面２９ａ内の液状媒体を凍結するように調整 されている、概略的に表された図１と共通のヒートシンク２８とを具備し、 − 前記ダクト部材２９は、前記ヒートシンク２８および前記電源５による電 流出力をそこに流通させることにより発生される熱源との関係で、例えば、最初 の１０秒以下の時間内に、液状媒体を凍結することにより、例えば、少なくとも ５０バール、特に１５０バールに等しい比較的高い圧力に抗することを含め前記 ダクト部材を通る通路を密閉することができる低温状態から、液状媒体が液化さ れ、前記通路を解放する高温状態まで、迅速に変化するように寸法が決められて いる。 その結果、上記説明から明らかなように、事実上、全ての処理回路６および結 果としてアクティブモジュールＡが、前記回路の構成材料を通して電流を流すだ けで、完全に内部焼却するように設計されている。 前記液体の第１の部屋１または第１のダクト部材３内部における循環は、それ ぞれダクト部材３の入口１ａおよび出口１ｂにおいて、静的な凍結バルブ１６， １７により調節される。第２の部屋２内の液体の循環は、第２のダクト部材４の 入口２ａおよび出口２ｂにおいて、それぞれ、静的なバルブ２２，２３により調 節される。 ３つの洗浄液３０〜３２、すなわち、それぞれ、チオシアン酸グアニジウム、 エタノールおよびアセトンのための３つの２次入口１１〜１３は、第１の部屋の 出口１ｂと第２の部屋の入口２ａとの間における処理回路６に、設けられている 。 溶出液３４のための２次入口３は、第１の部屋の出口１ｂと第２の部屋２の入 口２ａとの間において、２次入口１１〜１３の下流に配される処理回路に設けら れている。 ２次入口１１〜１３，３３は、それぞれバルブ１８〜２１により調節され、こ れらのバルブは静的な凍結バルブである。 処理回路６において、第２の部屋２の出口２ｂは、凍結バルブ２４を介して、 液体排出物を収集するための容器３５に連通している。 処理回路６において、第１の部屋１の入口１ａは、静的な凍結バルブ１５を介 して、水性媒体のための容器３６に連通している。同じ容器３６は、静的な凍結 バルブ２４により調節されるダクト部材１０を介して、前記収集容器３５に連通 している。 中間貯留容器３７が、第２の部屋２の出口２ｂと主出口８との間において、前 記処理回路６に設けられている。随意に液相および／または気相のための、処理 回路６を減圧しかつ／またはこの同じ回路をガスで洗い流すための２つの２次出 口３８，３９は、前記第２の部屋２の出口２ｂの下流において、回路６に連通し ている。２次出口３８は、排出物を収集するために容器３５に設けられ、２次出 口３９は、中間貯留容器３７の上方に設けられているとともに、静的な凍結バル ブ２７によって調節されている。 水性媒体のための容器３６、洗浄液を貯留するための容器３０〜３２、溶出液 を貯留するための容器３４、液体排出物を収集するための容器３５は、処理回路 ６を完全に包含する部屋２６の外部に設けられている。 容器Ｂ内の培養試料内に含まれている細胞の核酸片または成分を解析するため に、上述した解析装置を用いて、以下の操作プロトコルが用いられる。 以下の説明のために、静的な凍結バルブ１６，１７の閉鎖または開放は、それ ぞれ、ヒートシンク２８による流通断面内の液状媒体の凍結、および、この同じ 液状媒体を加熱しかつ流動化させそれによって前記ダクト部材内の通路を解放す るためのダクト部材本体を通した通電を示している。 任意の好適な手段を用いて、例えば、容器Ｂ内の液体試料の吸引により、処理 される試料が第１の部屋１へ移送され、バルブ１６が開かれ、かつ、最初に開か れていたバルブ１７が、液体試料との接触による凍結によって閉じられる。部屋 １の内部は、バルブ１ａを閉じることにより、孤立化され、処理される試料で満 たされる。第１のダクト部材３を通して電流を流し、バルブ１６，１７を閉じた ままとすることにより、液状媒体が、一方では、蒸発されかつダクト部材３内部 のその媒体の圧力がかなり高く上昇させられ、他方では、それによって、他の残 留片、特に、その同じ細胞物質から生ずる蛋白質片との混合ではあるけれども、 処理される核酸片を解放して、細胞物質が溶解される。 第２の部屋には、第２のダクト部材４内に配され、かつ、例えば、吸着性物質 、特に、シリカよりなり、目的の核酸片を固定または保持することを可能とする 手段が設けられている。 バルブ１７，２２を開き、バルブ２３を閉じたままとすることにより、注目し ている核酸片と残留片とからなる溶解された試料が、例えば、吸引により、第２ のダクト部材２へ移送される。注目している核酸片は、前記第２の部屋２の吸着 性物質により吸着される。 次に、バルブ１８〜２０およびバルブ２２，２３，２４を逐次開くことにより 、例えば、吸引によって、溶出された試料の残留断片が収集容器３５に移送され る。ここで、バルブ２５は閉じている。 第２の部屋は、このように、濯ぎ液によってそれぞれ濯がれ、排出物は収集容 器３５へ放出される。このようにして、核酸片以外の断片は、第２の部屋から取 り除かれる。 バルブ２４を閉め、バルブ２１，２２，２３，２５を逐次開くことにより、容 器３７の吸引によって、溶出液３４が第２の部屋２内を循環される。この液体は 、とりわけ、そして、単独で、第２の部屋を通過するときに、中間貯留容器３７ 内に浮遊している核酸片を随伴していく。この溶出断片は、その後、例えば、再 度吸引により、外部容器または解析のためのカードＣへ、主出口８を介して移送 される。実際にこのカードにおいて、この発明の部分を形成しない好適な手段を 用いて、例えば、既に有用なまたは外部の解析容器Ｃに添加された試薬を用いた 増幅および／または検知により、核酸片に特有の解析が実施される。 バルブ２７が任意の好適な手段により開かれると、吸引または吐出のいずれか により、滅菌した空気が処理回路全体を通して循環され、２次出口３８，３９を 通して放出される。 随意に、そして、必要があれば、溶出液が、同様の手段を用いて同様の方法に より、第２の部屋２および容器３７を通して、外部解析容器Ｃに移送される。 バルブ１５，２４を開き、バルブ２５を閉じたままとすることにより、さらに 、吸引により、処理回路６全体が、水性媒体３６を用いて洗浄される。２次出口 ３８，３９により、処理回路全体が開放され、乾燥空気が回路内を流通させられ る。処理回路６全体を通して電流を流すことにより、それらの全ての内面が、有 機物または生物学的物質を完全に焼却できる温度まで加熱され、該回路が完全に 除染されることになる。容器３７は、任意の好適な熱的手段（図示せず）により 除染される。処理装置の完全な除染の後に、ダクト部材１０を通して水性媒体３ ６を供給することにより、バルブ２５が凍結により閉鎖される。 最後に、乾燥空気によって既に実施されたように、この同じ回路６を通して冷 却空気が循環される。アクティブモジュールＡは、その後、容器Ｂ内の新たな試 料に基づき、かつ、新たな外部解析容器Ｃとともに、新たな解析のために準備さ れる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ (72)発明者 イムボー，ピエール フランス国 69480 ポミエ モンテ デ サルメント （番地なし)

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 水性媒体のような液状媒体内の生物学的物質のような試料を処理する装置 であって、所定断片または注目している成分を解放するために前記生物学的物質 の溶解のような前記試料の分離のための第１の部屋（１）と、前記所定断片を分 離するための第２の部屋（２）とを具備し、前記各部屋が、その胴体に直接熱源 を構成するようにオーム効果により熱を放散し得る金属材料のような機械的強度 の高い材料からなり、前記熱源を発生する電流を制御された様式で前記ダクト部 材にそれぞれ流すように、前記第１の部屋（１）および第２の部屋（２）の前記 第１および第２のダクト部材（３，４）にそれぞれ接続された少なくとも１つの 電源（５）を具備する装置において、 一方では、外部から遮断され、かつ、処理回路（６）において、処理される試 料の主入口（７）と前記所定断片の主出口（８）との間に直列に、第１のダクト （３）および第２のダクト（４）、種々の接続ダクト（９，９′）、種々の液状 または気状の処理試薬および／または液状または気状の排出物のための種々の２ 次入口（１１〜１３，３３）および／または２次出口（１４，３９）および前記 回路内を循環する液体の流れを制御するためのバルブ（１５〜２５，２７）がそ れぞれ結合され、前記回路（６）の全ての構成要素、さらに、第１のダクト部材 （３）および第２のダクト部材（４）までが、それらの胴体に直接熱源を構成す るようにオーム効果によって熱を放散することができる金属材料のような機械的 強度の高い材料よりなり、かつ、前記電源（５）が、熱源を発生する電流を制御 された様式で前記構成要素に流すように該構成要素に接続され、その全てが、前 記回路の構成材料に電流を流すだけで前記回路の十分な内部焼却を実施するよう に設計された、実質的に静的なアクティブモジュール（Ａ）と、他方では、前記 処理回路の主入口（７）に接続され得る、処理される試料のための使い捨て可能 な外部容器（Ｂ）と、前記処理回路の前記主出口（８）に接続され得る、解析の ための他の使い捨て可能な外部容器（Ｃ）とを備えることを特徴とする装置。 ２． 少なくとも複数の調節バルブ（１５，１６，１７，１８，２１，２２，２ ３，２４，２５）が、それぞれ、前記試料および／または処理回路を循環する任 意の他の液体試薬のような液状媒体の凍結を行う静的なバルブであり、かつ、そ れぞれがこの目的のために、熱伝導体よりなる壁を有し流通断面（２９ａ）に液 状媒体を受け入れるように設計されたダクト部材（２９）と、該ダクト部材と、 熱交換のような熱的な接触を行うように設けられたヒートシンク（２８）と、前 記流通断面内の液状媒体を凍結するように調整された熱源および冷却源とを具備 し、前記ダクト部材（２９）が、前記ヒートシンク（２８）およびそこに電流を 流すことにより発生する熱源との関係で、例えば１０秒より短い時間内のように 迅速に、例えば少なくとも５０バール、特に１５０バールのような比較的高い圧 力に抗して液状媒体が凍結により前記ダクト部材の通路を密閉する低温状態から 、液状媒体が流動化され、前記通路を解放する高温状態まで変化するように、寸 法を決められていることを特徴とする請求項１記載の装置。 ３． 洗浄液（３０，３２）のための少なくとも１つの２次入口（１１，１３） が、前記処理回路（６）の、第１の部屋（１）の出口（１ｂ）と第２の部屋（２ ）の入口（２ａ）との間に設けられていることを特徴とする請求項１記載の装置 。 ４． 排出液（３４）のための２次入口（３３）が、前記処理回路（６）の前記 第１の部屋（１）の出口（１ｂ）と前記第２の部屋（２）の入口（２ａ）との間 に設けられていることを特徴とする請求項１記載の装置。 ５． 前記処理回路（６）内において、前記第２の部屋の出口（２ｂ）が、前記 液状排出物を収集するための容器（３５）に連通していることを特徴とする請求 項１記載の装置。 ６． 前記処理回路（６）内において、前記第１の部屋（１）の入口（１ａ）が 、水性溶媒のための容器（３６）に連通していることを特徴とする請求項１記載 の装置。 ７． 水性媒体のための容器（３６）が、ダクト部材（９′）を介して収集容器 （３５）に連通していることを特徴とする請求項１記載の装置。 ８． 中間貯留容器（３７）が、前記処理回路（６）の前記第２の部屋（２）の 出口（２ｂ）と主出口（８）との間に設けられていることを特徴とする請求項１ 記載の装置。 ９． 液相および／または気相のため、処理回路（６）の減圧および／または前 記回路のガスによる洗浄のための２次出口（３８，３９）が、前記第２の部屋（ ２）の出口（２ｂ）の下流において、前記回路に連通していることを特徴とする 請求項１記載の装置。 １０． 前記気相のための２次出口（３８）が、液状排出物を収集するための容 器（３５）に連通していることを特徴とする請求項５または請求項９記載の装置 。 １１． 前記気相のための２次出口（３９）が、中間貯留容器（３７）に連通し ていることを特徴とする請求項８または請求項９記載の装置。