JPWO2013042435A1

JPWO2013042435A1 - 試薬容器

Info

Publication number: JPWO2013042435A1
Application number: JP2013534626A
Authority: JP
Inventors: 井上　雅偉; 雅偉井上; 麻生川　稔; 稔麻生川; 喜典三品
Original assignee: NEC Corp; Fujibo Holdins Inc
Current assignee: NEC Corp; Fujibo Holdins Inc
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2012-07-10
Publication date: 2015-03-26
Anticipated expiration: 2032-07-10
Also published as: EP2759837A1; EP2759837A4; US20140234185A1; US9221053B2; WO2013042435A1; JP6096665B2

Abstract

底部の突起片を押圧することで排出口が形成され、内容物を排出可能な試薬容器に関し、簡単かつ確実に内容物を排出することが可能な試薬容器の提供を目的とする。当該試薬容器は、底部と、該底部周縁から立設された周壁部と、上方に開口し、深さが深くなるに従い内周壁の内径が小さくなるように形成された収容部と、該収容部の開口を封止するフィルムと、該収容部内底面より容器本体の底部に貫通形成された排出路と、該排出路出口を封鎖するように底部より下方に突出して形成された突起部とを有する試薬容器であって、前記突起部の周縁には厚膜部と該厚膜部より肉薄に形成された薄膜部よりなる破断部が形成され、該突起部を容器外より押圧することにより該破断部が破断し、突起部が排出路内へ挿入され該出口の封鎖状態が開放されることを特徴とする試薬容器である。

Description

本発明は、液体・粉体・気体状の試薬等を封入する容器に関し、更に詳細には、底部の突起片を押圧することで排出口が開封され、内容物を確実に排出可能な試薬容器に関する。

近年、１枚のマイクロチップ上に充填容器や微細流路を設け、サンプルや液体試料を制御して送液・反応させ、遺伝子分析、血液検査などを行う種々の送液機構や方法が研究されている。

かかる分析・検査においては、サンプルや試料のコンタミネーションや、試料注入ミス、試薬量ミスなどの人為的ミスを防ぐことが重要であり、とりわけ、ＤＮＡ鑑定などに使用される場合においては、試料を分析機器に注入することの正確性・確実性が要求される。かかる課題を解決するために、特許文献１では試料をマイクロチップに注入するための試料充填装置が開示されている。このものは、試料が充填された試料室を有する試料パッケージを試料充填装置に装着し、試料室に設けられた突起部に外力を加えることにより、底部の一部が開放されて試料が排出されるというものである。

この試料充填装置は、試料のコンタミネーションや、試料注入ミス、試薬量ミスなどの人為的ミスを防ぐという点において効果が認められるものであるが、試料の排出という点において下記の課題を有するものであった。

すなわち、このタイプの試薬容器においては、特許文献１の図４（ｃ）に示すように、圧縮空気により被膜を膨らませて試料を外部へ排出する作業の際に、無理な延伸により被膜の一部が破断することがあり、試料を十分に外部に排出できないおそれがあった。

更に、分析に使用する試薬量が少量の場合には、試料室内のとりわけ側壁と底部との入れ角部分に試薬液が残留する場合があり、分析や検査結果に影響を及ぼすおそれがある。そこで、少量の試薬でも確実に排出することができ、容器内に試薬が残留しない試薬容器が望まれていた。

再表２００９／０３５０６２

そこで本発明は、従来の試料容器のかかる欠点を克服し、少量の試薬を正確かつ確実に排出することが可能な試薬容器の提供をその課題とするものである。

本発明は、上記課題を解決するものであり、底部と、該底部周縁から立設された周壁部と、上方に開口し、深さが深くなるに従い内周壁の内径が小さくなるように形成された収容部と、該収容部の開口を封止するフィルムと、該収容部内底面より容器本体の底部に貫通形成された排出路と、該排出路出口を封鎖するように底部より下方に突出して形成された突起部とを有する試薬容器であって、前記突起部の周縁には厚膜部と該厚膜部より肉薄に形成された薄膜部よりなる破断部が形成され、該突起部を容器外より押圧することにより該破断部が破断し、突起部が排出路内へ挿入され該出口の封鎖状態が開放されることを特徴とする試薬容器である。

本発明にかかる試薬容器は、試薬の排出口が確実に開封されるとともに、試薬収容部をすり鉢状に形成することで少量の試薬であっても正確に排出することができ、容器内の試薬の残留が生じるおそれがない。さらに、収容部内の試薬を押し出す際のフィルムの破断を防ぐことができる。

本発明の試薬容器の側面図。本発明の試薬容器の底面図。本発明の試薬容器のＡ−Ａ断面図。本発明の試薬容器のＢ−Ｂ断面図。（ａ）本発明の試薬容器の使用態様を表す模式図。（ｂ）本発明の試薬容器の使用態様を表す模式図。（ａ）本発明の試薬容器の薄膜部と厚膜部の異なる態様を表す模式図。（ｂ）本発明の試薬容器の薄膜部と厚膜部の異なる態様を表す模式図。（ｃ）本発明の試薬容器の薄膜部と厚膜部の異なる態様を表す模式図。（ｄ）本発明の試薬容器の薄膜部と厚膜部の異なる態様を表す模式図。（ｅ）本発明の試薬容器の薄膜部と厚膜部の異なる態様を表す模式図。

以下、本発明の試薬容器の実施態様を、図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明はこれら実施態様に何ら制約されるものではない。

図１は本発明の試薬容器の側面図、図２は本発明の試薬容器の底面図、図３は本発明の試薬容器のＡ−Ａ断面図、図４は同Ｂ−Ｂ断面図である。図中、１は容器本体、２は突起部、３はフランジ片、４はフィルム、１１は底部、１２は周壁部、１３は収容部、１４は排出路、１５は上部内壁、１６は下部内壁、１７は排出路出口、２１は薄膜部、２２は薄膜部、２３は厚膜部、３１は環状凸部をそれぞれ示す。

各図に示すように、本発明の試薬容器は、板状のフランジ片３より下方に突設された容器本体１を有し、その容器本体１内には、試薬等を収容可能に形成された収容部１３と、収容部１３より容器底部１１へ貫通形成された排出路１４とを備えている。そして、内容物の収容時には、収容部１３の上部開口がフィルム４によって封止されるとともに、排出路１４出口は突起部２によって封鎖されている。以下、本実施態様の試薬容器の具体的構成について詳述する。

本実施態様の試薬容器の容器本体１は、底部１１と、底部１１の周縁から立設された周壁部１２により、ほぼ円柱状に近い逆円錐台形状に形成されており、周壁部１２の上端からは、１枚の板状のフランジ片３が水平方向に延設されている。容器本体１内に設けられた収容部１３は、上方に開口し、深さが深くなるに従い内壁の内径が小さくなるように、いわゆるすり鉢状に形成されている。かかる収容部１３の深さは、容器本体１の高さに対し、およそ１／２程度になるよう形成されている。このとき、収容部１３の深さに対する内径の小さくなる割合、すなわち、深さに対する内径収縮率は一定としても良いが、本実施態様のように収容部１３のおよそ上半分と下半分とでその収縮率を変化させ、上部内壁１５に対し、下部内壁１６の内径収縮率が大きくなるように形成してよい。このように、収容部１３の上半分に対し下半分の収縮率を大きくすることで、後述する内容物の排出方法においてフィルム４が内壁に沿って無理なく延伸するため、その破断を防ぐことができ、さらに収容部１３内に試薬が残留しにくくなるため、好ましい。また、本実施態様のように、内壁の上部と下部とで内径収縮率を二分するのではなく、内壁の上部から下部にかけて連続的に内径収縮率が大きくなるような、いわゆるお椀状としてもよい。

容器本体１の下部半分には筒状の排出路１４が縦に貫通形成されており、その入口は収容部１３内の底面、いわゆるすり鉢状の底に当たる部分の中央に設けられ、その出口は容器本体１の底部１１の中央に設けられている。したがって、本発明の試薬容器の試薬を収容、排出する部分は、すり鉢状に形成された収容部１３とその下部に設けられ排出路１４により、いわゆる漏斗状を呈している。そして、排出路出口１７には、その出口を封鎖するように突起部２が設けられている。かかる排出路１４の内径について特に制限はないが、本実施態様では容器本体１の外径のおよそ１／３程度に形成されている。このように、排出路１４の内径を容器本体１に対して１／３程度とすることにより、排出路１４の周囲が肉厚となり、突起部２を下方から押圧したときに、容器本体１や容器本体底部１１が撓むことがなく、よって、破断部に集中すべき応力も分散しないため好ましい。

突起部２は、容器本体１の底部１１より下方に突出する、先端が丸みを帯びた円錐台形状に形成されており、その周縁には、薄膜部２１、２２と厚膜部２３よりなる破断部が形成され、かかる破断部により周囲の底部１１と接合されている。図２の底面図において、厚膜部２３は突起部２の上下および左の周縁に計３箇所設けられている。そして、薄膜部２２は上下の厚膜部２３と左の厚膜部２３の間に２箇所設けられ、また、薄膜部２１は上下の厚膜部２３より右側の周縁に１箇所設けられており、薄膜部で計３箇所設けられている。薄膜部２１、２２は厚膜部２３に対して肉薄になるよう形成され、とりわけ薄膜部２１は薄膜部２２よりも長く、突起部２の全周縁のおよそ１／２に連続して形成されているため、破断部の中では最も破れやすくなっている。薄膜部２１、２２の厚さｔ１と厚膜部２３の厚さｔ２は、突起部２を下方より押圧したときに薄膜部より破断を開始する厚さであれば特に制限はないが、破断しやすさとシール性を考慮し、薄膜部が０．０３＜ｔ１＜０．１ｍｍ、厚膜部が０．０６＜ｔ２＜０．２ｍｍの範囲であって、ｔ１＜ｔ２となるように形成するのが好ましい。また、薄膜部２１、２２と厚膜部２３の幅は、ともに０＜ｗ≦１ｍｍの範囲であることが好ましい。なお、薄膜部２１、２２と厚膜部２３のそれぞれの長さは、薄膜部２１が最初に破断し始めれば特に制限はないが、突起部２の全周縁の長さに対し、薄膜部２１が連続して１／４以上を占めるように形成すれば、薄膜部２１より無理なく破断するため、好ましい。それに対し、厚膜部２３の長さＬは、０．０６＜Ｌｍｍであることが好ましい。

薄膜部と厚膜部の数および位置は特に制限はないが、本実施態様のように薄膜部と厚膜部をそれぞれ３箇所ずつ設け、そのうち１箇所の薄膜部を、突起部２の全周縁長さに対して連続して１／４以上を占めるよう形成することにより、排出路出口１７の開封しやすさと突起部２によるシール性が両立するため好ましい。また、薄膜部と厚膜部の数および位置の異なる実施態様としては、図６（ａ）〜（ｅ）に示すように、１ないし４箇所の厚膜部２３を突起部２の周縁に設け、薄膜部２１が突起部２の全周縁の長さに対し連続して１／４以上を占めるように形成してもよい。

突起部２は、その突出高さの最も高くなる部分が、容器本体１の底部１１中心部になるように配置されており、かかる構成により、突起部２を下方より押圧したときにその応力が突起部２周縁に均等に分散し、確実に薄膜部２１部分から破断する。また、突起部２は、本実施態様では先端が丸みを帯びた円錐台形状に形成されているが、形状はこれに限らず、底面視で楕円を含む円形、三角形、台形を含む四角形などとしてもよい。

突起部２は、周囲の破断部が完全に破断されると排出路１４内に押し込まれることになる。このように、突起部２が排出路１４内に挿入されることにより、排出路出口１７の封鎖状態が開放され、試薬の排出が可能となる。また、挿入された突起部２は排出路１４内に留置するので、試薬の排出作業中に元の位置に戻ることにより出口を塞いで排出を妨げることもなく、また、フィルム４の収容部１３内の延伸を阻害することもない。なお、本実施態様では、排出路１４は容器本体１の中心軸に位置するように形成されているが、必ずしもこの位置に限定されず、中心軸より周壁側のいずれかの方向に偏芯させて形成してもよい。このように、あえて排出路１４を容器本体１の中心に形成しない利点は以下の通りである。すなわち、本容器より試薬を排出する際、図５（ｂ）に示すように、フィルム４の上から空気圧をかけてフィルム４を収容部１３内に膨張させ、内容物を強制的に排出させる作業を行うが、空気圧とフィルム４の延伸性の関係により、収容部１３内に膨張したフィルム４が更に排出路１４内にまで入り込んで膨張することがある。このとき、既に収容部１３内で延伸しているフィルム４は、収容部１３の底面の中央において最も伸びきった状態となっているため、これ以上の延伸によりフィルム自体が破断するおそれがある。その点、排出路１４を容器本体１の中心よりずらして形成しておけば、フィルム４のまだ伸びきっていない部分に排出路１４の入口が位置するため、さらに排出路１４内にまでフィルム４が膨張することがあっても破断のおそれがない。よって、排出作業中のフィルムの破断という事象を防ぐことができる。

容器の材質については、試薬を保存するに必要十分なシール性と、破断部が容易に破断されうる程度の硬度のものであれば特に制限はされないが、これらの条件を満たすものとして、ＥＶＡ樹脂、低密度ＰＥ等を好適に使用することができる。

また、収容部１３の開口を封止するフィルム４については、酵素やアルコールなどの特定の薬剤に対するバリア性を有し、ある程度の延伸性を有するものが好ましく、具体的には、ＥＶＯＨフィルム、ＰＥフィルム、ＬＬＤＰＥフィルムなどを好適に使用することができる。また、さらにガスバリア性を向上させる場合は、上記フィルムにバリア機能を有するフィルムを剥離可能に貼り合わせて、使用時に剥がしてもよい。こうしたバリア機能を有するフィルムとしては、たとえば、アルミフィルムなどを好適に使用することができる。

図５は、本発明の試薬容器の使用状態の態様を表したものである。本発明の試薬容器は、試薬Ｘを充填した状態でマイクロチップ等分析用のカートリッジ５に装填される。カートリッジ５には、試薬容器を装填することができる凹部５１が形成されており、凹部５１の底部より試薬を送液するための流路５３が延設されている。かかる凹部５１は、容基本体１の周壁部１２の高さと同一か、もしくはほぼ同一の深さに形成されている。以下に、試薬容器の装填作業の一連の流れを説明する。

まず始めに、容器本体１をそのまま、あるいは、フィルム４にバリア機能を有するフィルムが貼付されている場合は、そのバリア性フィルムを剥がして底部１１側より凹部５１内に挿入する。このとき、突起部２の先端が凹部５１の底部に当接するため、容器本体１は完全に挿入されず、図５（ａ）に示すように、底部１１と凹部５１との間に空隙が生じる。次に、上部よりカバー部材等を被せて試薬容器に対して下方向の圧力をかける。かかる押圧により、凹部５１の底部に当接している突起部２に上方向の応力が働き、周縁に形成された破断部のうち、まず、薄膜部２１が破断を開始する。そのまま押圧を続けると、続けて薄膜部２２が破断し、最終的に厚膜部２３が破断することにより破断部の破断が完了し、突起部２は底部１１より切り離されて、排出路１４内に挿入される。そして、容器本体１は凹部５１内に更に深く挿入し、図５（ｂ）示すように、環状凸部３１がカートリッジ５の上面５２に接した時点で装填作業は完了する。本実施態様では、破断部が完全に破断することにより突起部２は底部１１より切り離され排出路１４内にほぼそのままの姿勢を保って挿入されるが、たとえば、破断部の中で一部の厚膜部のみ残して破断し、かかる厚膜部を支点として突起部２を排出路１４内に傾けながら挿入して排出路出口を確保してもよい。

このように、試薬容器の分析機器への装填時に破断部が破断することにより、突起部２による排出路出口１７の封鎖状態が解除され、図の矢印のように、排出路１４と突起部２との隙間を通って、内容物の試薬が容器外へと排出される。なお、内容物の排出は自然の流出に任せてもよいが、収容部１３に試薬を残留させずにより効果的に排出するために、図５（ｂ）示すように、フィルム４の上から空気圧をかけてフィルム４を収容部１３内に膨張させ、内容物を強制的に排出させることが好ましい。空気圧をかけられたフィルム４は、収容部１３内の形状に沿う形で膨張するが、このようにフィルム４が無理なく延伸するため、膨張時に破断することを防ぐことが出来るとともに、収容部１３内の試薬を余すことなく排出することができる。

また、本実施態様の試薬容器には、フランジ片３の下面に周壁部１２を二重に囲む形で環状凸部３１が形成されている。この環状凸部３１は試薬容器を凹部５１内に挿入したときにその頂部がカートリッジ５の天面５２に当接するように形成されている。かかる環状凸部３１により、周壁部１２と凹部５１の間の空隙から内容物が滲出しても、この部分においてシールされるため、Ｏリングなどのシール部材を用いることなく試薬のコンタミネーション等を効果的に防ぐことができる。さらに、かかるシール効果をより高めるために、カートリッジ５の天面にシリコンフィルム等の弾性素材からなるフィルム（図示せず）を貼付してもよい。かかる弾性フィルムを貼付することにより、試薬容器１をカートリッジ５に装填した際、環状凸部３１の頂部が弾性フィルムに食い込んで、環状凸部３１の密閉性を更に向上させることができる。また、環状凸部３１とは別に、また、環状凸部３１と併せて、試薬容器１の周壁部１２の外周面に外方向に突出する環状凸部（図示せず）を設けてもよい。かかる環状凸部が凹部５１の内周壁に当接することにより、試薬容器１と凹部５１の間のわずかな空隙から内容物が滲出してもこの部分においてシールされるため、好ましい。

本発明の試薬容器１は、複数の容器１を連続して設けたものとしてもよく、その場合は、フランジ片３によって隣接する容器と連続させればよい。たとえば、８連容器とする場合、８つの試薬容器１が１枚のフランジ片３によって結合する構成とし、あらかじめその中の７つの容器には試薬を充填し、残りのひとつには、採取したサンプルを充填するなどして使用することができる。

試薬Ｘが液体状の内容物である場合、試薬Ｘと、突起部２と凹部５１の底部と底部１１と周壁部１２の各々の表面部分との濡れ性を制御することにより、試薬Ｘの吐出時に発生する空気泡の局在を制御することができる。例えば、突起部２と凹部５１底部と底部１１のそれぞれの表面を、試薬Ｘに対する濡れ性を良好な状態に保つことにより、吐出された試薬Ｘが、突起部２と凹部５１底部と底部１１の表面を接触角が小さな状態で展開する。これによって、突起部２と凹部５１底部と底部１１によって構成される間隙に空気泡が発生すること無く試薬Ｘを充填することができる。その結果、空気泡を発生させることなく流路５３を通過せしめることより、試薬Ｘを次の試薬槽に送液が可能となる。

本発明の試薬容器は、液体状の内容物にもっとも好適に利用可能であるが、内容物が液体以外のもの、たとえば、粉体状、気体状のものに利用することも可能である。さらに、外部からの押圧によって確実に内容物を排出できる特性を利用できる用途であれば、分析・検査機器への試薬の注入に限らず幅広く使用することができる。

１ … … 容器本体
２ … … 突起部
３ … … フランジ片
４ … … フィルム
５ … … カートリッジ
１１ … … 底部
１２ … … 周壁部
１３ … … 収容部
１４ … … 排出路
１５ … … 上部内壁
１６ … … 下部内壁
１７ … … 排出路出口
２１ … … 薄膜部
２２ … … 薄膜部
２３ … … 厚膜部
３１ … … 環状凸部
５１ … … 凹部
５２ … … 天面
５３ … … 流路
Ｘ … … 試薬

Claims

底部と、該底部周縁から立設された周壁部と、上方に開口し、深さが深くなるに従い内周壁の内径が小さくなるように形成された収容部と、該収容部の開口を封止するフィルムと、該収容部内底面より容器本体の底部に貫通形成された排出路と、該排出路出口を封鎖するように底部より下方に突出して形成された突起部とを有する試薬容器であって、前記突起部の周縁には厚膜部と該厚膜部より肉薄に形成された薄膜部よりなる破断部が形成され、該突起部を容器外より押圧することにより該破断部が破断し、突起部が排出路内へ挿入され該出口の封鎖状態が開放されることを特徴とする試薬容器。
前記薄膜部が、前記突起部の全周縁の長さに対し、連続して１／４以上の長さになるよう形成されていることを特徴とする請求項１に記載の試薬容器。
前記薄膜部は前記突起部の周縁に複数箇所設けられ、そのうちの少なくとも１つが突起部の全周縁の長さに対し連続して１／４以上の長さになるよう形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の試薬容器。
前記収容部の内壁下部における内径収縮率が、内壁上部における内径収縮率に対して大きくなるよう形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の試薬容器。
前記薄膜部の厚さが０．０３＜ｔ１＜０．１ｍｍの範囲に形成され、厚膜部の厚さが０．０６＜ｔ２＜０．２ｍｍの範囲に形成されているとともに、薄膜部と厚膜部の幅が０＜ｗ≦１ｍｍの範囲に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の試薬容器。
前記排出路が容器本体の中心軸より周壁側のいずれかの方向に偏芯させて形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の試薬容器。
前記周壁部の上端にはフランジ片が突出して形成され、該フランジ片の上面に延伸性を有するフィルムを貼付することにより容器開口部を封止し、該フィルムを外部より加圧することによりフィルムが収納部内に膨張して内容物を排出せしめることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の試薬容器。
前記周壁周囲のフランジ片の下面に環状凸部を設けたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の試薬容器。