KR100883817B1 - 액상 시료로부터 입자 물질을 혼합 및 분리하기 위한 방법및 장치 - Google Patents

액상 시료로부터 입자 물질을 혼합 및 분리하기 위한 방법및 장치 Download PDF

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Abstract

유체로부터 입자 물질을 분리하기 위한 본 발명의 장치는 수집 용기, 하우징 내에 위치하며 수집 영역 상의 액체내 입자 물질을 수집하기에 적합한 다공성 배열 및 펌프를 포함한다. 본 발명의 장치는 생물학적 유체로부터 세포를 단층으로 수집하는데 사용되며, 특히, 세포학용으로 유용하다.

Description

액상 시료로부터 입자 물질을 혼합 및 분리하기 위한 방법 및 장치{Method and apparatus for mixing and separating particulate matter from a liquid specimen}
본 발명은 입자 물질을 균일한 단층으로 수집하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 세포학 프로토콜에서 사용하기 위하여 생물학적 유체로부터 세포를 균일한 단층으로 수집하고, 세포의 단층을 제조하기 위한 장치, 및 수동 또는 반자동 방법에 관한 것이다.
매우 다양한 기술분야에 있어서, 유체로부터 물질, 일반적으로 입자 물질을 분리하기 위한 능력 및/또는 용이성은 유체 내에 물질의 존재여부를 시험하는 성능에 매우 중요한 요소이다. 샘플 제조에서 발생되는 장애는 표적 세포를 불명료하게 하여 공정의 신뢰성을 떨어뜨리고, 비경제적으로 만든다.
이러한 시나리오는 예를 들면, 환경 시험, 방사능 연구, 종양 확인, 세포학적 검사, 미생물학적 시험 및 위험한 폐기물 오염을 포함하는 검출 및/또는 진단을 포함하는 많은 다른 분야에서도 적용된다.
이러한 모든 노력에 있어서, 샘플 제조 프로토콜의 제한 요소는 유체 캐리어(예를 들어, 생리학적 유체, 생물학적 유체, 및 환경학적 유체)로부터 입자 물질을 적절하게 분리하는 것 및 용이하게 현미경 검사를 할 수 있는 형태로 입자 물질을 쉽고 효과적으로 수집, 농축하는 것을 포함한다.
세포학적 검사의 경우에 있어서, 세포 샘플은 환자로부터 얻는다. 일반적으로 경부 샘플의 경우는 그 부분을 문지르고 닦는 방법에 의해, 흉강(chest cavity), 방광 또는 척주관(spinal canal)으로부터 샘플을 얻는 경우는 체액을 수집하는 방법에 의해 또는 미세 바늘 흡인술(fine needle aspiration)에 의해 세포 샘플이 수득된다. 통상적인 수동 세포학적 검사에 있어서, 유체 내의 세포와 파편을 포함하는 입자 물질은 도포에 의해 슬라이드 글라스로 옮겨지고 이어서 공기에 의해 건조된다. 도포하는 방법은 불균일한 밀도, 및 세포와 파편의 불균일한 분포를 초래하여 종종 표적 세포를 불명료하게 한다. 공기로 건조하는 것은 세포를 왜곡시키고, 더우기 정확한 검사를 방해한다.
뇨를 신속하게 처리하여 신선한 세포를 얻으면 정량적 배양 결과, 검뇨 및 현미경 검사의 정확성이 보증되는 것은 알려져 있다. 신선한 세포는 보존된 뇨로부터의 세포보다 훨씬 더 슬라이드 글라스에 고정되는 경향이 있어서, 세포가 보다 부드럽게 바디 글라스로 퍼지는 것을 가능하게 한다. 처리를 지연하는 것, 입원 환자 또는 외래 환자를 준비시킴에 있어서 부주의 및 결함이 있는 냉장처리는 슬라이드 준비에 있어서 최적화를 방해한다. 지연의 문제에 대한 알려진 해결책 중 하나는 뇨에 화학 보존제를 사용하는 것이다. 그러나, 뇨 표본에 있어서 액상 보존제의 존재는 표본의 비중을 측정할 수 없게 만들고, 슬라이드 현미경 검사와 같은 다양한 형태의 전통적인 정량 분석법의 뇨에 대한 잠재적 유용성을 제한한다.
진단 미생물학 및/또는 세포학, 특히 임상 병리학에 있어서의 진단 미생물학 및/또는 세포학은 세포의 현미경 검사 및 다른 현미경 분석방법에 기초한다. 일반적으로 진단의 정확성 및 해석가능한 최적의 표본 제조는 적절한 샘플 제조에 달려있다. 면역세포화학(immunocytochemistry) 및 영상 분석과 같은 신규한 방법에서는 반복가능하고, 빠르며, 생물학적 유해성이 없고, 경제적인 제조방법이 요구된다. 통상적인 세포 제조기술로는 세포 밀도의 불균일성, 분포의 불균일성 및 제조물의 공기 건조의 문제를 적절하게 해결할 수 없다.
통상적으로, 세포학적 검사를 위해 수집되는 체액 샘플은, 수집실에서 세포학 실험실로 이동하는 동안 세포 표본을 보존하기 위하여 보존제 용액을 함유한 용기를 사용하여 수집된다. 더우기, 스왑(swab), 스미어(smear), 플러쉬(flush) 및 브러쉬(brush)를 사용하여 체강(body cavities)으로부터 수집되는 세포학 표본 역시 염색 또는 검사를 위해 세포를 슬라이드 또는 막으로 옮기기 전에 고정제(예를 들어, 알코올 또는 아세톤 고정제)를 함유하는 용기에서 보존된다.
뇨 또는 생물학적 유체 용기의 마개를 제거하지 않고도 생물학적 액상 표본을 시험할 수 있게 하는 뇨 또는 다른 생물학적 유체 표본 용기를 제공하는 것이 바람직하다. 그러나, 샘플에 장치의 일부를 담그지 않고도 검사용 슬라이드에 세포가 단층이 되도록 옮기는 문제(및 오염의 위험도를 증가시키는 문제), 현미경 슬라이드에 양질의 단층을 지속적이고 반복적으로 형성하는 문제 및 수집된 세포의 유체가 보존될 수 있도록 샘플을 처리하는 문제를 해결한 종래기술은 전혀 없다.
유체에 세포를 분산시키기 위한 많은 방법, 장치 및 구조가 알려져 있다. 예를 들어, 미국특허 제5,143627호에는 샘플 용기를 열어서 현탁액 내로 분산 인자를 넣고, 수 분동안 분산 요소를 회전시키는 내용이 개시되어 있다. 다른 예에서는 소위 "사코만노 방법(Saccomanno method)"이라 불리는 방법을 타액 처리에 사용하였는데, 이 방법은 시간이 오래 걸리고 다수의 처리 단계를 포함하고 있다. 다른 예에 있어서, 공개된 유럽 출원 제 0 418 026호에 개시되어 있는 시약을 함유하는 다수의 샘플 각각의 혼합은, 샘플을 혼합하는 중간에 노즐을 린싱하고 파이핑(piping)하면서 공기-액체 공급-배출 노즐을 통해 연속적으로 이루어 진다.
통상적인 방법과는 달리, 본 발명의 고형 물질 제조 방법은 밀도의 불균일성, 분포의 불일치성 및 샘플 제조에 많은 단계가 포함됨으로써 발생하는 샘플 손실과 오염의 문제를 해결할 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따라 샘플을 제조하면 고체의 분포가 일정해져 형택학적으로 뛰어나며, 관찰하기가 용이해지고, 본 발명에 따른 샘플의 제조는 쉽게 정위치시킬 수 있어서 더 이상의 조작이 필요없는 광흡수 분석 또는 샘플 제조에 유용하다.
발명의 개요
본 발명은 검출, 분석, 정량 및/또는 가시화를 위해 물질을 수집하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 장치 및 방법은 생물학적, 생리학적 및 환경학적 유체로부터 입자 물질을 분리하여 개선된 방법으로 세포학적 검사에 제공하는데 특히 적절하다.
본 발명의 바람직한 실시예는 세포학 수집 장치 및 분석 모듈에 있어서 뇨 또는 다른 생리학적 유체로부터 세포를 균일층으로 수집하기 위한 장치 및 방법, 그리고 슬라이드에 입자 물질을 균일층이 되도록 옮기기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 장치 및 방법은 수동으로 조작되는 시스템 또는 구조이거나 부분적으로 자동화된 시스템 또는 구조로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 이러한 장치는, 용액으로부터 입자를 분리하고, 단층으로 세포의 기지양에 근접하도록 수집하며, 현미경 슬라이드에 수집된 세포를 이송하는 상대적으로 단순한 구조와 작동 기전을 제공하여 세포학적 검사를 위해 세포와 다른 입자를 수집하기 위한 통상적인 장치에 관련된 문제를 극복할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는 장치의 구성요소들이 액체 샘플 내에 위치하지 않아 샘플의 불필요한 오염을 방지할 수 있다. 더우기, 본 발명의 다른 실시예에서는 세포를 수집하고 옮기는 동안에 샘플을 담는 용기를 열지 않아도 되므로 시험하는 동안 샘플 오염의 가능성을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 모든 실시예에 있어서, 예를 들어 세포와 같은 샘플 내의 입자 물질의 단층은 필터를 통과하는, 그리고 필터를 우회하는 두개의 가지로 유체가 흐르게 되어 필터상에수집된다. 이러한 필터는 미국특허 제 5,301,685호 및 5,471,994호에 개시되어 있다.
샘플 수집을 다루는 환자 또는 의료인은 분리 용기를 밀봉할 수 있다. 본 발명에 따른 세포 수집방법은 보존제, 작업자 및 외부 물질에 의한 세포의 오염없이 균일한 세포 슬라이드를 얻을 수 있게 한다. 수집된 표본을 붓거나 피펫을 이용하지 않고도 수집 용기로부터 세포학 수집 장치로 옮기는 것이 가능하다.
본 발명은 현미경 검사를 위한 장치로부터 슬라이드로의 직접적인 세포 이송이 가능하도록 분해될 수 있는 세포 수집 및 분배 장치에 관한 것이다. 본 발명은 현미경 슬라이드에 이송가능하도록 세포를 단층으로 수집하기 위한 개량된 장치 및 방법을 제공한다. 단층의 세포를 필터로부터 현미경 슬라이드로 이송하는 것은 세포의 손실이 없어서 매우 유용한 것으로 판명되었다. 현미경 검사에 의해, 필터와 슬라이드에서의 세포 분포가 동일한 것으로 확인되었다.
본 발명의 장치를 사용하는데 있어서 샘플 물질을 적절하게 제조할 수 있도록 훈련된 기술자일 필요가 없다. 따라서, 샘플 제조 프로토콜에서 중요한 요소인 시간, 비용 및 전문성이 필요없거나 줄어든다.
또한, 본 발명의 장치 및 방법은 신선하고 처리되지 않은 세포, 변형되지 않은 세포를 사용하기에 적절하고, 특히 얇은 단층의 고형 물질(약 40 마이크론 또는 그 이상이내)을 제공할 수 있도록 고안되었기 때문에 샘플 제조에 있어서 많은 장점들을 제공한다. 특히, 본 발명은 팝 스미어(Pap smear)를 위한 세포 수집에 유용하다.
본 발명의 장치 및 방법은 전통적인 미생물학 및 혈액학을 위해 많은 장점들을 가지고 있다. 수집된 세포는 방사 광원 및 흡수 파장대로 쉽게 접근할 수 있는 소정의 영역에 존재한다. 세포가 단층에 집중되어 있기 때문에 세포는 거의 하나의 초점면에 항상 존재한다. 그러므로, 다른 입자에 의한 방해가 제거되거나 감소되며, 적절한 학식을 가지기 위한 기술습득 시간 및 전문성이 실질적으로 요구되지 않는다. 본 발명에 의해서는 최소의 물질만이 겹쳐지게 되므로 겹쳐지는 고형 물질 또는 파편의 덩어리에 의해 중요한 고형 물질이 불명하게 되는 가능성 거의 없도록 모든 물질은 쉽게 검사될 수 있다. 어떤 실시예에서는 본 발명의 장치가 기지의 집단 에서 임의의 고형 물질을 검출 및 분석하기 위한 다른 자동 장치와 함께을 사용될 수 있다. 또한, 그것들은 물질의 화학 조성을 상세하게 분석할 수 있다.
또한, 본 발명은 특정 물질을 함유하는 유체를 처리하기 위한 개량된 장치 및 방법을 포함한다. 이러한 장치 및 방법은 샘플내에 입자 물질을 분산시키는 것, 바람직하게는 고정된 교반기 주위로 샘플 용기를 회전시켜서 또는 고정된 샘플 용기 내부에서 교반기를 회전시켜서 분산시키는 것을 포함한다. 본 발명은 용기 내부에서 샘플을 교반시켜, 예를 들어 타액 샘플의 경우에서 점액체와 같은 큰 입자 물질의 파괴 및 유체 전체에 세포가 균일하게 분포시키는 것이 가능하다. 샘플 용기의 구성성분 사이의 상대적인 동작, 샘플 용기의 불규칙한 동작 및/또는 용기에 의해 샘플에 부여되는 관성 반응력의 결과로 교반이 이루어 진다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예에서는 용기에 관련된 교반기 및/또는 용기내의 샘플를 회전시키기 위한 구조 및 수단이 제공된다. 이하에서 더욱 상세하게 설명되는 것과 같이, 본 발명에 따른 바람직한 실시예는 덮개 내부에 다른 덮개를 포함할 수 있는데, 교반기는 자유로이 회전할 수 있는 외부 덮개에 장착되고, 내부 덮개는 고정된 샘플 용기에 단단하게 고정된다. 이러한 상대적인 동작은 샘플에 대해 교반기를 움직여서 유체내 입자 물질을 분산시킨다.
더우기, 회전가능한 부분을 구비하는 용기 덮개가 제공됨에 따라 샘플내로 교반 메카니즘의 삽입없이 입자 물질을 교반 또는 분산시킬 수 있어서, 현재 상업적으로 사용되고 있는 금속판 장치과 같은 오염원을 제거할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 용기로부터 샘플을 추출해낼 수 있도록 샘플 용기의 덮개는 회 전가능한 분산 요소를 구비하거나 구비하지않은 중공형 튜브를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 덮개는 용기에 고정되어 장착된 제1 부분과 용기에 대해 회전가능한 제2 부분을 포함한다. 본 명세서에 사용되고 있는 용기에 대해 회전가능한이라는 것은 제1 부분과 제2 부분의 상대적인 움직임을 언급한 것으로서, 제1 부분은 고정되어 있고 제2 부분이 움직일 수 있거나 제1 부분은 움직일 수 있고 제2 부분이 고정되어 있을 수 있다. 가장 바람직한 실시예에서는 덮개의 제2 또는 내부 부분이 고정되어 있고 제1 또는 외부 부분은 회전가능하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 교반기는 덮개의 제2 부분에 의해 연결되어 있거나 고정되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치는 샘플이 본 발명에 따라 혼합되도록 수집 용기의 일부를 지지, 연결 및 회전시킬 수 있는 구조로 설계될 수 있다. 예를 들어, 수집 용기는 표본 샘플을 수집 및 저장하기에 적합한 용기 또는 컵, 용기와 연결되어 회전하지 않는 제1 부분과 용기와 연결되어 회전가능한 제2 부분을 구비한 캡 및 덮개의 일부에 의해 연결되거나 고정되어 용기 내부로 뻗은 교반기를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되고 있는 지지, 연결 및 회전시킬 수 있는 구조라는 것은 특정 기능을 수행하기에 적합한 다양한 구조를 의미한다. 예를 들어, 본 발명에 따른 장치는 하나 이상의 샘플 용기를 위치시키고 용기를 개별적으로 회전시킬 수 있는 용기 지지부 및 교반 요소와 소통되는 캡의 일부를 연결하거나 고장할 수 있는 슬리브 또는 클램프를 포함할 수 있다. 다른 방법으로는, 지지부가 고정된 위치로 용기를 지탱하고, 풀리, 슬리브 또는 클램프가 교반기에 고정된 캡의 일부와 연결되어 회전시킬 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 슬리브는 캡의 내부 부분을 연결하고, 캡의 외부 부분에 대하여 고정된 상태의 캡의 내부 부분을 지탱할 수 있다.
일반적으로, 캡의 일부 또는 용기를 연결하는 형상 또는 구조는 캡의 일부 또는 용기를 위치시키고, 고정 및/또는 이동시킬 수 있는 임의의 부재를 포함한다. 예를 들어, 이러한 부재는 한정되지는 않으나, 슬리브, 하나 이상의 벨트, 하나 이상의 풀리, 하나 이상의 탄성 밴드 등을 포함한다.
또한, 본 발명은 일반적으로 유체로부터 입자 물질을 제거하여 유체를 하나 이상의 성분으로 처리할 수 있는 장치이다. 본 발명은 생물학적, 생리학적 또는 환경학적 유체와 같은 유체를 수집하고, 원심분리하지 않고 유체로부터 입자 물질을 제거하고, 물질을 진단 및 시험하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 입자 물질은 단층으로 및 소정의 공간 배열을 갖도록 수집된다.
본 발명에 따른 세포학적 수집 장치가 임의의 생물학적 유체용으로 사용될 수 있지만, 특히 뇨와 팝 스미어를 위해 관련된 세포로부터 시험용 샘플을 제조하는데 유용하다. 본 발명에 있어서 처리되는 물질의 형태는 특별히 제한되지 않는다. 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 있어서, 유체는 뇨이고 입자 물질은 세포이다. 또한, 본 발명의 입자 물질 처리 장치는 적절한 완충액으로 세포를 용혈시킨 즉시 DNA 탐침 및 염색체 분석을 실시할 수 있도록 생물학적 유체로부터 신선한 세포 및 미생물의 분리 및 수집이 가능하다.
경부 검사의 경우에 있어서, 손잡이가 긴 솔 또는 비로 경부를 문지른다. 이어서, 예를 들어 손잡이를 절단하거나 접이식으로된 손잡이를 접어서 손잡이를 짧게하고 솔을 표본 용기에 넣는다. 통상적으로, 시험할 때 솔을 제거하기 위해 용기를 열어야 한다. 이러한 처리 과정은 샘플 용기의 덮개를 열어야 하고, 세포 수집 직후에 시험할 수 없다면 일반적으로 세포는 솔에 남아 있으며, 조작자가 샘플과 접촉해야 하기 때문에 처리 공정 전반에 걸쳐 오염을 증가시킨다.
본 발명의 바람직한 실시예에서는 솔이 수집 용기에 보관되지 않을 뿐만 아니라 교반 동안에 수집된 세포를 분산시키기 위해 사용될 수 있는 시스템을 제공하므로 상술한 문제의 발생을 피할 수 있다. 또한, 본 발명의 장치는 폐쇄 시스템이며, 즉 장치가 일단 폐쇄되면 솔에 수집된 세포를 처리하기 위해 개방할 필요가 없다.
더우기, 회전가능한 부분을 구비한 용기 덮개를 제공함에 따라 샘플 내로 교반 메카니즘을 삽입할 필요없이 입자 물질의 교반 및 분산이 가능하여 현재 상업적으로 사용되고는 금속판 장치와 같은 오염원을 사용하지 않아도 된다.
또한, 본 발명은 하기와 같은 세포학 수집 장치, 대체가능 필터, 대체가능 일회용 물품, 및/또는 다른 구성성분, 고정제 조성물의 성분을 포함하는 세포학 수집 및 시험용 키트에 관한 것이다. 또한, 세포학 수집 키트는 대체가능 필터, 대체가능 일회용 물품, 및/또는 다른 구성성분, 일반적으로 세포학적 검사 동안에 사용되는 성분 또는 용액을 포함한다. 또한, 이러한 키트는 솔 또는 비, 및 솔 상의 입자 물질이 필터 조립체를 통해 처리될 수 있을 때가지 사용된 솔을 보관하기 적절한 유체를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 물질 수집 장치는 유체를 처리하는 동안에 제거할 수 있거나 통합되어 있는 부가적인 모듈 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 유체는 파편 제거 모듈, 크로마토그래피 모듈 및 분석 모듈, 또는 이와 같은 모듈과 다른 장치의 조합과 함께, 물질 수집 모듈로 처리될 수 있다. 이와 같은 모듈과 다른 장치 또는 처리 프로토콜은 본 발명에 따른 샘플 처리 장치와 통합되기 적절한 형상으로 제공된다.
본 발명의 장치 및 방법은 통상적인 세포학을 위해 많은 장점을 가지고 있다. 세포는 슬라이드를 스크리닝할 때 상당한 시간 절약이 가능하게 하는 소정의 영역에 존재한다. 슬라이드 덮개 외부 또는 서리가 낀 단부에 세포가 놓이는 것과 같은 문제는 해결된다. 세포가 단층으로 존재하기 때문에, 저 전력 슬라이드 스크리닝을 위해 가장 자주 사용되는 10배 대물렌즈를 사용하는 경우에 세포는 거의 항상 하나의 초첨면 에 위치한다. 40배 대물렌즈를 사용하는 경우에도 대부분의 세포는 초점면에 존재한다. 이것은 여러번 다시 초점을 맞추어야 하는 문제를 제거하여 시간을 절약할 수 있게 한다.
본 발명의 목적은 개개의 샘플들이 각각의 입자 물질을 함유하는 유체를 포함하는 상당히 많은 수의 샘플들을 동시에 처리할 수 있는 장치에 의해 달성될 수 있다. 이러한 장치는 각각의 샘플을 저장하기에 적합한 샘플의 수에 상응하는 다수의 용기; 각각의 유체와 각각의 용기를 소통시키기에 적합한 샘플 수에 상응하는 다수의 펌프; 필터가 각각의 펌프와 그에 대한 각각의 용기 사이에 위치하며, 각각의 입자 물질을 수집하기에 적합한 샘플 수에 상응하는 다수의 필터; 상기 개개의 용기를 지지하며, 적어도 샘플의 수에 상응하는 다수의 제1 리시버(receiver)를 구비하고, 각각의 제1 리시버에 의해 개개의 용기가 인접하여 맞물리도록하는 제1 맞물림 요소; 및 상기 개개의 펌프를 보유하며, 제1 리서버의 수에 상응하는 다수의 제2 리시버를 구비하고 각각의 제2 리시버에 의해 개개의 펌프가 인접하여 맞물리도록하는 제2 맞물림 요소를 포함한다. 각각의 제1 리시버와 각각의 제2 리시버의 상대적 운동에 의해 개개의 유체 내의 개개의 입자 물질이 분산된다.
또한, 본 발명의 목적은 개개의 샘플이 개개의 용기에 저장되며, 각각의 입자 물질을 함유하는 각각의 유체를 포함하는 다수의 샘플을 동시에 처리할 수 있는방법에 의해 달성된다. 이러한 방법은 각각의 용기와 각각의 펌프 사이에 위치하며각각의 입자 물질을 수집하기 적합한 각각의 필터를 포함하는 개개의 펌프로 개개의 용기를 덮는 단계; 적어도 샘플의 수에 상응하는 다수의 제1 리시버를 구비하며, 개개의 용기가 각각의 제1 리시버에 의해 인접하여 맞물리도록하는 제1 맞물림 요소상에 개개의 용기를 지지하는 단계; 제1 리시버의 수에 상응하는 다수의 제2 리시버를 구비하며, 개개의 펌프가 각각의 제2 리시버에 의해 인접하여 맞물리도록하는 제2 맞물림 요소상에 펌프들을 지지하는 단계; 및 상기 각각의 제2 리시버에 대하여 각각의 제1 리시버를 서로 상대적으로 운동시켜 각각의 유체내의 각각의 입자 물질을 분산시키는 단계를 포함한다.
첨부되는 도면은 본 발명의 실시예들을 도시한 것으로서 이를 통해 본 발명의 목적, 신규한 형상 및 장점이 쉽게 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 바람직한 실시예의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 입자 물질 분리 챔버의 단면도이다.
도 3은 입자 물질 분리 챔버를 통한 유체의 통로에 대한 단면도이다.
도 4a는 입자 물질 분리 챔버의 바닥을 형성하는 베이스와 벽 조립체에 대한 평면도이다.
도 4b는 입자 물질 분리 챔버의 바닥에 대한 평면도로서, 벽의 시계면(clock face) 표면 변형을 설명하기 위한 것이다.
도 4c는 입자 물질 분리 하우징에 대한 평면도로서, 벽의 크로스해칭면 표면 변형을 설명하기 위한 것이다.
도 5는 분해된 베이스, 중공형 튜브 및 용기의 단면도이다.
도 6은 입자 물질 분리 하우징의 상부 부분에 대한 저면도이다.
도 7은 입자 물질 분리 하우징의 바닥 부분에 대한 단면도로서, 선택적인 채널과 선택적 플랩을 보여준다.
도 8은 입자 물질 분리 하우징의 바닥 부분에 대한 단면도로서, 선택적 채널과 선택적 O-링을 보여준다.
도 9는 입자 물질 분리 하우징의 바닥 부분에 대한 단면도로서, 선택적인 채널과 선택적 플랩을 보여준다.
도 10은 본 발명의 바람직한 제2 실시예의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 제3 실시예의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필터 배열에 대한 저면도 및 측면 도를 함께 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 반자동화 방법에 사용되는 장치의 단면도이다.
도 14는 제1 위치에 있어서 도 13에 도시된 장치의 설명을 위한 개략도이다.
도 15는 제2 위치에 있어서 도 13에 도시된 장치의 설명을 위한 개략도이다.
도 16은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 반 자동화 방법에 사용되는 장치를 도시한 것이다. 혼합 장치의 상부 플랫폼의 상부 또는 개방 형태를 도시하고 있다.
도 17은 도 16에 도시된 혼합 장치를 도시한 것으로, 그것의 하부 또는 폐쇄 형태의 상부 플랫폼을 도시하고 있다.
도 18은 도 16에 도시된 혼합 장치의 평면도이다.
도 19는 도 16에 도시된 혼합 장치의 측면도이다.
도 20은 도 16에 도시된 혼합 장치의 저면도로서 운전 메카니즘의 예를 도시하고 있다.
본 발명은 표본 용기와 유체 소통되는 입자 물질 분리 챔버 또는 모듈을 포함하는 표본 용기에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 일반적으로 유체로부터 입자 물질을 제거하여 유체를 하나 이상의 구성성분으로 처리하기 위한 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 생물학적, 생리학적 또는 환경학적 유체와 같은 유체를 수집 하여, 원심분리없이 유체로부터 원하는 입자 물질을 제거하고, 입자 물질을 진단 및 검사하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 입자 물질은 수집 영역에 수집된다. 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 있어서, 입자 물질은 단층으로 수집되고 소정의 공간 배열을 갖도록 수집된다.
또한, 본 발명은 입자 물질을 함유하는 유체를 처리하기 위한 개량된 장치 및 방법을 포함한다. 이러한 장치 및 방법은 다공성 필터를 배열하기 위한 시트를 구비하는 입자 물질 분리 챔버를 통해 유체를 통과시키는 단계를 포함하는데, 상기 시트는 소정의 공간 배열을 갖도록 수집된 입자 물질을 정렬시킬수 있는 구조, 입자 물질 분리 챔버를 통한 유체의 흐름을 촉진시킬 수 있는 구조, 및/또는 입자 물질 분리 챔버에 구비된 다공성 필터 배열의 다공성 및/또는 압축을 촉진 또는 보유하는 구조를 포함한다.
또한, 본 발명은 일반적으로 생물학적 유체인 처리되는 유체를 수집하기 위한 개량된 장치에 관한 것이다. 이러한 장치는, 수집 영역; 유체로부터 입자 물질을 분리하기 위한 막과 다공성 지지 프리트(frit)를 포함하며, 입자 물질 분리 챔버를 통한 두개 이상의 유체 흐름 통로를 확립하는 다공성 필터 배열; 수집된 입자 물질이 소정의 공간 배열을 갖도록 하는 챔버 시트; 동심 채널을 구비한 입자 물질 분리 챔버; 하나 이상의 탄성 부재를 구비한 채널; 하나 이상의 탄성 부재를 구비한 챔버 시트; 포스트를 구비한 챔버 시트 또는 베이스; 하나 이상의 변형된 소정의 표면을 구비한 챔버 시트; 수집 영역의 입자 물질이 소정의 공간 배열을 갖도록 촉진하는 하나 이상의 요소를 구비한 챔버 시트; 및 입자 물질 분리 챔버를 통한 유체의 흐름 을 촉진하는 구조를 하나 이상 구비한 입자 물질 분리 챔버를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 장치는 표본 용기에 수집된 표본을 혼합하기 위해 형성된 및/또는 혼합하기에 적합한 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 구조는 상대적으로 회전가능한 캡 또는 캡의 일부; 표본 용기에 대하여 이동가능한 캡 또는 캡 부분; 및 표본 용기내로 뻗어 있는 튜브 등을 구비한 표본 용기를 포함한다. 상기 튜브는 표본을 교반하기 위한 하나 이상의 요소를 포함한다. 또한, 상기 캡은 입자 물질 분리 챔버용 덮개의 일부에 단단히 맞물리도록 장착되어 액체 밀봉 상태가 되게 하는 부분을 포함할 수 있다. 또한, 상기 캡은 액체 밀봉이지만 유체 밀봉은 아닌 상태로 덥개의 일부와 단단하게 맞물리는 부분을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 장치는 펌프 또는 시린지를 포함할 수 있다. 상기 펌프 또는 시린지는 일정량의 유체를 통과할 수 있게 하는 하나 이상의 요소를 선택적으로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 장치를 사용하여 유체를 처리하고, 이 장치의 수집 영역에서 입자 물질을 수집하여 현미경 검사용 표본을 제조하는 것을 포함한다.
또한, 본 발명은 챔버에서 유체를 수집하는 단계, 수집 영역에서 입자 물질을 수집하는 단계 및 수집 영역에 수집된 입자 물질을 현미경 슬라이드 등으로 이송시키는 단계 등을 포함하는 물질의 분석방법을 포함한다. 상기 두 개의 수집단계가 챔버 내에서 수행되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 장치는 하나 이상의 분리가능한 요소를 포함할 수 있 다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 장치는 분리가능한 입자 물질 분리 챔버를 포함한다. 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 있어서, 장치는 적어도 일부가 챔버의 상부에 위치하는 다공성 필터 배열을 포함한다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 입자 물질 수집 요소, 유체 표본 용기 및 표본 용기로부터 분석 모듈을 통한 유체의 흐름을 유도하기 위한 펌프를 포함하는 분석 모듈을 구비한 키트를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 용기 내 유체 표본은, 유체내 입자 물질 분리하고 분리된 입자 물질을 수집 영역에서 수집하기 위한 입자 물질 분리 챔버 또는 모듈과 유체 소통한다. 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 있어서, 분리된 입자 물질은 수집 영역에서 단층으로 수집된다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에는 표본 용기와 입자 물질 분리 챔버를 유체 소통시키는 중공형 튜브를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 중공형 튜브는 표본의 교반 및/또는 표본 내 입자 물질의 분산을 위한 수단을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 장치는 상술한 바와 같은 표본 용기 및 입자 물질 분리 챔버, 펌프, 시린지 또는 그 유사물을 포함한다. 이 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 다양한 구조는 표본 용기로부터 입자 물질 분리 챔버를 통해 펌프 또는 시린지내로의 유체 흐름 통로를 제공한다.
본 명세서에서 사용되는, "샘플" 또는 "표본"이라는 용어는 입자 물질과 같은 고형 물질을 포함하고 있는 임의의 유체를 의미하며, 샘플 내 입자 물질의 동일성 및 존재여부를 확인하기 위하여 샘플로부터 입자 성분이 수집될 필요성이 있을 수 있다. 일반적으로, 샘플 중 유체 성분은 액체일 것이다. 그러나, 유체는 공기 또는 가스일 수도 있다. 예를 들면, 뇨와 같은 생물학적 유체내에서 종양 세포 또는 특정 단백질의 존재를 결정할 필요성이 있을 수 있다. 다른 예를 들면, 전자 산업분야에서 사용되는 초순수내에 분자 오염원과 같은 천연 오염원을 평가하여야 필요성이 있을 수도 있다. 다른 예로 유체는 혈액, 척수액 또는 양수와 같은 체액; 기관지 세척액; 타액; 미세 바늘 흡인액; 지하수; 산업 처리유체; 및 전자 또는 의학 투석유체를 포함하나, 제한되지는 않는다. 본 발명에서는 처리되는 유체의 타입은 제한되지 않는다.
본 명세서에 사용되는 "유체"라는 용어는 샘플 내 입자 물질의 동일성 및 존재여부를 확인하기 위하여 샘플로부터 입자 성분이 수집될 필요성이 있는 임의의 유체를 의미한다. 일반적으로, 유체 내 성분은 입자 물질과 같은 고형 물질일 것이다. 예를 들어, 유체는 공기 또는 가스, 또는 뇨와 같은 생물학적 유체일 수 있으며, 생물학적 유체내에서 종양 세포 또는 특정 단백질의 존재를 결정할 필요성이 있을 수 있다. 다른 예를 들면, 전자 산업분야에서 사용되는 초순수내에 분자 오염원과 같은 천연 오염원을 평가하여야 필요성이 있을 수도 있다. 다른 예로 유체는 혈액, 척수액 또는 양수와 같은 체액; 기관지 세척액; 타액; 미세 바늘 흡인액; 지하수; 산업 처리유체; 및 전자 또는 의학 투석유체를 포함하나, 제한되지는 않는다. 본 발명에서는 처리되는 유체의 타입은 제한되지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 "입자 물질"이라는 수집 및 평가, 바람직하게 세포학적 검사에 의한 평가가 가능한 유체 내 임의의 물질을 의미한다. 예를 들어, 입자 물질은 세포 단편, 단백질, 분자, 폴리머, 고무, 안정화제, 항산화제, 촉진제, 실리콘, 알키드, 티오콜, 파라핀, 열가소성플라스틱, 박테리아, 살충제 및 제초제를 포함하나, 이에 한정되지는 않는다. 구체적인 예로 폴리머 물질은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐클로라이드, 폴리스티렌, 폴리설파이드, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 비스페놀 A(통상적인 환경 오염원), 에틸 셀룰로오스, 니트로세룰로오스, 폴리우레탄 및 나일론을 포함하나, 이에 한정되지는 않는다. 구체적인 예로 생물학적 물질은 전이 또는 통상 종양 세포를 구별하는 것을 포함하여 종양 세포, 단백질, 핵산, 항체 등을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "소통하기 적합한", "소통하는" 또는 유사한 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려진 것과 같은 시스템을 통한 유체의 흐름을 확보하기 위한 임의의 수단, 구조, 또는 방법을 의미한다. 구조의 예는 도면에 도시되어 있다. 예를 들어, 도관은 다른 도관상의 짝을 이룬 연결구에 수용되거나 연결하기에 적합한 연결구를 구비할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "연결구"라는 용어는 조인트를 형성하기 위해 또는 다른 부품에 그 자체가 연결되는데 사용되는 임의의 구조를 의미한다. 이러한 연결구 또는 연결은 장치, 조립체 또는 시스템의 다양한 요소들을 통한 유체 흐름의 통로를 형성한다. 일반적으로 연결은 루어-형(Luer-type), 스크류-형, 프릭션-형 또는 서로 연결되는 연결구와 같은 짝을 이룬 연결을 포함하나, 이에 한정되지는 않는다.
본 명세서에 사용되는 "맞물리기에 적합한", "맞물림", "맞물리는" 또는 이와 유사한 용어는 상대방 근처에, 마주하여 또는 그안에 정열되고, 엉키고, 결합되거나 지탱되는 상보적 구조를 의미한다. 이러한 구조의 예는 상술한 바와 같은 연결구를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 장치(10)는 도 1에 도시되어 있는데, 이는 유체 표본(23)이 저장되는 표본 용기(20), 다공성 필터 배열, 펌프(40)을 구비하는 입자 물질 분리 챔버(30) 및 펌프(40)를 포함한다. 또한, 도 1에는 분산 요소(51)를 포함하는 중공형 튜브(50)가 되시되어 있다.
이하, 이러한 요소들 각각에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.
수집 용기
본 발명에 있어서, 표본 용기(20)는 유체(23), 바람직하게는 생물학적 유체를 저장하기에 적합한 임의의 용기를 포함한다. 이 전형적인 용기는 조합되어 표본(23)을 저장하는 측벽(21)과 기저면(22)을 포함한다. 또한, 표본 용기(20)는 유체(23)를 수집, 보관, 저장하기 위한 개방 단부(24)를 구비한다. 일반적으로, 유체는 체액과 같은 생물학적 유체, 폐수 등을 포함하나, 이에 한정되지는 않는다. 일반적으로, 생물학적 유체는 뇨, 또는 혈액, 뇌척수액(CSF), 기관지 세척액, 타액 또는 미세 바늘 흡인액과 같은 다른 생물학적 유체를 포함한다.
용기(및 본 발명에 따른 장치에 포함되는 임의의 요소)를 형성하는데 사용되는 형상 또는 물질은 임의의 다양한 물질, 형태 및 크기일 수 있다. 예를 들어, 컵은 처리되는 유체와 양립할 수 있는 임의의 물질로 형성될 수 있다. 용기 및 측벽과 기저면의 조립체는 임의의 통상적인 조립체일 수 있다는 것은 자명할 것이다. 본 발 명의 바람직한 실시예에 있어서, 기저면(22)은 도 1에 도시된 바와 같이 원추형 부재이다. 선택적으로, 기저면(22, 또는 측면(21)은 용기(20) 내부로 뻗은 핀 또는 그 유사물(미도시 됨)을 하나 이상 포함할 수 있다. 뒤에서 보다 상세하게 설명되겠지만, 이러한 핀은 용기내 샘플이 용기의 회전에 의해 교반되는 경우에 사용되는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 장치는 캡(31)을 포함할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 캡(31)은 입자 물질 분리 챔버(30)의 하부(32)를 수용하도록 형성되거나 수용하기에 적합한 구조이다. 캡(31)은 원하는 기능을 달성할 수 있는 다양한 형상을 가질 수 있다. 바람직한 실시예는 도 2에 도시되어 있다. 캡(31)은 용기(20)의 측벽(21)과 연결될 수 있도록 형성된 아래로 뻗은 부재(51)를 포함할 수 있다. 캡(31)은 용기(20)의 개방 단부(24)를 폐쇄하거나 밀봉하는 임의의 형상 또는 모양일 수 있다.
또한, 캡은 입자 물질 분리 챔버(30)의 하부(32)를 수용하기에 적합한 구멍(53)을 구비하는 부분(52)을 포함한다. 캡 부분(52)과 하부(32) 사이의 다양한 연결이 형성될 수 있지만, 하부(32)는 캡 부분(52)로부터의 프로젝션(54)를 수용하기에 적합한 홈(53)을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 형상은 액체가 통과되지 않는 것이 바람직하며, 본 발명의 가장 바람직한 실시예의 경우에는 액체는 통과되지 않으나 기체(예를 들어, 공기)는 통과하도록 밀봉된다.
캡(31)에 대한 바람직한 형상은 도 13을 통하여 설명할 것이다. 캡(31)은 원하는 기능을 달성할 수 있도록 다양한 형상을 가질 수 있다. 본 발명의 이 실시예에 따른 캡(31)은 외부 캡(71)이 내부 캡(72)에 대해 움직이는 것이 가능한 구조와 수단을 포함한다. 외부 캡(71)은 튜브(50)에 및/또는 유체 소통하도록 고정되는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 외부 캡(71)과 튜브(50)는, 내부 캡(72)이 용기(23)에 고정되어 있을 경우에 내부 캡(72)에 대해 상대적으로 회전가능하다. 외부 캡(71)과 내부 캡(72) 사이의 이러한 상대적인 동작은 교반기(58A)(도 1), 솔(58B)(도 10) 또는 비(58C)(도 11)에 대하여 용기(23)내 샘플을 움직인다.
내부 캡과 외부 캡을 포함하는 본 발명의 실시예에 있어서, 내부 캡과 외부 캡은, 용기에서 캡이 최종적으로 폐쇄될 때 까지 각각의 캡들이 회전하지 않도록 서로 연결되어 있는 것이 바람직하다. 적어도 초기에는 각각의 캡들이 일체형 캡처럼 움직이도록 의도된다. 그러나, 캡 유니트가 소정의 영역에 고정된 후에는 내부 캡과 외부 캡이 서로에 대해 자유스럽게 회전할 수 있도록 외부 캡(71)에 관련된 위치에 내부 캡(72)를 고정시키는 구조가 깨지거나 풀리도록 의도된다. 예를 들어, 내부 캡(72)은 용기를 밀봉하는데 사용될 수 있고, 외부 캡(71)은 내부 캡(72)에 걸쳐 꼭 맞게 스냅(snap)될 수 있다. 본 발명의 이 실시예에 있어서, 외부 캡(71) 내부의 탭 또는 그 유사물이, 각각의 캡이 제1 위치에 있을 경우에는 내부 캡과 외부 캡 사이의 상대적인 움직임을 막는다. 제2 위치에서 외부 캡(71)의 움직임, 예를 들어 탭의 파괴에 의해 내부 캡(72)에 대해 외부 캡(71)의 회전이 가능하게 한다. 다른 방법으로는, 초기에는 일시적인 스페이서(미도시)로 축방향으로 이격된 위치에 내부 캡과 외부 캡을 유지시키는 것을 생각할 수 있다. 용기(20)에 내부 캡(72)가 고정된 후에는 스페이스서는 제거되고 외부 캡(71)은 내부 캡(72)에 대해 자유스럽게 회전할 수 있는 부분에서 내부 캡(72)를 따라 축방향으로 미끄러지게 된다.
본 발명의 실시예에 있어서, 다른 또는 부가적인 구조는 입자 물질 분리 챔버(30)의 부분(45)를 연결하거나 지지하는 유연한 벽(55)을 구비한 덮개, 바람직하게 원형 또는 타원형인 덮개를 포함한다. 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 있어서, 벽(55)은 하나 이상의 이격된 노치(notch)(미도시)를 포함한다. 이러한 노치는 벽에 다소의 유연성을 제공하여, 필요하면 입자 물질 분리 챔버(30)의 하부가 캡(31)으로부터 떨어질 수 있게 한다(예를 들어, 도 5를 참조).
또한, 도 5는 교반기(58A) 또는 비(58C)가 용기(20) 내부에 위치할 수 있게 하는 슬롯(slot)을 구비한 캡(31)과 관련된 본 발명에 다른 실시예를 도시한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 캡(31)의 슬롯 또는 구멍은 용기(20)가 사용될 때까지 오염으로부터 용기(20)를 보호하기 위한 제가가능한 및/또는 관통가능한 덮개로 덮혀있을 수 있다. 예를 들어, 솔(58B) 또는 그 유사물을 사용하여 경부 샘플을 수집한 다음 캡(31)으로부터 상기 덮개를 제거하고, 솔(58B)을 용기(20)에 넣을 수 있다.
다른 바람직한 배열에 따라서, 내부 캡(71)은 튜브(50)를 공축방향으로 감싸고 용기(20)내로 부분적으로 뻗은 칼라(collar)(미도시)를 구비할 수 있다. 이러한 칼라는, 소용돌이 교반 동안에 발생하는 것과 같이 교반 동안에 용기(20)내 표본(23)을 후하방으로 위치시킨다. 이것은 칼라가 내부 캡(71)과 외부 캡(72) 사이의 상대적 회전운동에 거의 저항을 부가하지 않는 한도에서 장점이 있다. 또한, 튜브(50)을 부착하기 위한 연결 니플(nipple)이 외부 캡(72)상에 형성되어 있는 것도 생각해 볼 수 있다. 연결 니플은 외부 캡(72)상에 형성되어 공축방향으로 칼라내로 뻗을 수 있다. 이러한 방법에 있어서, 표본을 수집할 수 있도록 접이식 또는 파괴가능한 튜브(50)는 늘어난 형상으로 사용되고, 다음으로 줄어든 형상으로 되돌아가며 연결 니플에 부착될 수 있다. 이 실시예에 따른 이러한 배열은, 샘플이 수집되는 시간과 검사되는 시간 사이의 표본에 대한 조작을 최소화하여 샘플 오염의 가능성을 더욱 줄인다.
입자 물질 분리 하우징
본 발명에 있어서, 본 발명에 따른 장치는 다양한 형상을 가질 수 있는 입자 물질 분리 하우징을 포함한다. 그 형상의 일례는 도 2에 도시되어 있다. 입자 물질 수집 조립체(33)를 수용하기에 적합한 임의의 하우징(30)이 사용될 수 있다.
도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 입자 물질 분리 챔버(30)는 상부 부분(41)과 베이스 부분(32)에 의해 형성된 2 조각의 하우징인 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상부 부분(41)은 베이스 부분(32)에 릴리스하게 연결되고; 다공성 필터 배열(35)에 통로를 제공하는 다른 챔버 형상 또는 조립체가 적합하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 베이스 부분(32)은 측벽(44)과 상부 부분(41)의 시트(22)를 연결 또는 소통하는 톱니모양 부분(63)(도 4a에 도시됨)을 선택적으로 포함하는 측벽(47), 바람직하게는 원형인 측벽을 포함한다. 하부 부분(32)의 선택적인 톱니모양 부분(63)은 상부 부분(41)으로부터 하부 부분(32)을 분리시킨다는 것을 알 수 있었다. 상부 부분(41)과 베이스 부분(32)은 예를 들어, 루어-형(나사선이 형성되거나 형성되지 않은), 스크류 실-형, 프릭션-형, 테이핑된 짝 연결구 또는 스냅 피트(설명한 바와 같은)와 같이 액체 또는 유체가 통과되지 않는 피트를 제공하는 짝 연결구 또는 수단에 의해 서로 연결되거나 고정될 수 있다.
베이스 부분(32)은 입자 물질 필터 조립체(33)를 앉히기에 적합한 측벽과 바닥을 포함한다. 또한, 베이스 부분(32)은 중공형 튜브(50)와 소통하는 중심부 구멍 또는 구멍(34)를 포함할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 중공형 튜브(50)는 표본 용기(20)내로 뻗어 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 베이스 부분(32)은 캡(31)의 관점에서 회전할 수 있는 분리된 구조일 수 있다. 액체 밀봉 조립체가 유지되는 동안에 원심 회전이 용이하게 달성되도록, 베이스 부분(32)은 슴베 및 홈 배열을 통해 베이스(31)에 연결될 수 있다(도 2를 참조하시오).
본 발명의 실시예에 있어서, 입자 물질 분리 챔버(30) 하우징의 베이스 부분(32)은 기저면 또는 시트(39)를 포함한다. 도 4a 내지 4c에 도시된 바와 같이, 시트(39)는 하나 이상의 이격된 리브 또는 프로젝션(60)을 포함할 수 있다. 프로젝션(60)은 다공성 배열(35)과 시트(39)가 접촉되는 것을 충분히 방지할 수 있는 형상, 크기, 모양을 갖는 것이 바람직한다. 도 4a에 도시된 실시예에 있어서, 프로젝션(60)은 동심링이다.
다른 형상에 대해서는 이하에서 상세히 설명한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 프로젝션(60)은 다음과 같은 방식의 기능을 하나 이상 갖는다: 프로젝션(60)은 사용되는 동안 다공성 필터 배열(35)와 시트(39) 사이의 표면 장력을 파괴할 수 있다; 다공성 필터 배열(35)이 시트(39)로부터 당겨질 때 제1 다공성 매체(36)는 시트(39)에 접촉된 채로 남아 있지 않다; 프로젝션(60)은 입자 물질 분 리 챔버(30)에서 다공성 필터 배열에 가해지는 압력을 균일하게 분산시킬 수 있다; 프로젝션(60)은 다공성 필터 배열이 압축되는 것을 막거나 억제할 수 있다; 및 프로젝션(60)은 수집된 입자 물질을 소정의 구조 또는 공간 분포를 갖도록 분포시킬 수 있게 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 시트(39)의 표면은 시트(39)로부터 방출되는 다공성 필터 배열(35)의 능력을 향상시킬 수 있는, 수집 영역에서 입자 물질의 소정의 공간 분포를 향상시킬 수 있는 및/또는 다공성 필터 배열(35)의 압축을 막거나 방지할 수 있는 구조, 형상 또는 표면 조직을 하나 이상 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예는 상술한 프로젝션(60)과 같은 동심적 프로젝션을 포함한다. 다른 형상은 그리드, 크로스-해칭 또는 그 유사체, 동심적 정사각형 또는 직사각형, 또는 일련의 연속적 또는 분리된 구조, 너브(nub), 융기물, 과립 등을 포함하나, 이에 한정되지는 않는다(도 4b 및 4c 참조). 상술한 기능을 달성할 수 있도록 시트(39)의 표면상의 조직을 제공하는 임의의 요소, 구조 또는 화학 물질이라면 본 발명에서 사용하기 적합하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 시트의 표면은 크로스 해칭으로 형성되어 있다(도 4c 참조). 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 시트의 표면은 해시계 또는 시계 면 구조내로 형성될 수 있다(도 4b 참조). 본 명세서에서 개시하는 다른 표면 형상뿐만 아니라 양 실시예의 경우는 입자 물질이 수집 영역에서 소정의 공간 배열을 갖도록 수집되는 것을 촉진한다. 시트의 표면 처리 자국이 현미경 슬라이드에 옮겨질 수 있으며 동일한 시스템을 사용하여 종양 세포와 같은 특정 입자 물 질을 찾아내고 확인할 수 있어서, 도 4b 및 도 4c에 도시되어 있는 이러한 형상이 특히 바람직하다. 입자 물질의 대부분이 시트의 영역(75)과 일치하는 또는 반대하는 수집 영역에서 수집된다는 것을 알 수 있었다. 반대로, 상위 스팟(76)은 보다 작은 양의 입자 물질이 수집되는 수집 표면상의 영역에 상응하는 영역이다. 이러한 영역들은 수집 표면이 슬라이드와 접촉되게 놓여질 때 현미경 슬라이드에 새겨진다.
예를 들어, 본 발명에 따른 슬라이드를 해독하는 기술자는 도 4b에 도시된 시계 면 형상 중 2시와 상응하는 각을 가진 영역에서 특정 세포를 찾을 수 있다는 것을 알고 있으면 원하는 세포를 확인하고 찾아낼 수 있다. 이러한 방식으로 현미경 슬라이드에 새기는 것은 슬라이드를 빠르게 검토할 수 있으며, 관심있는 확인된 물질을 미리 찾아낼 수 있는 기술자의 능력을 향상시킨다. 본 발명은 입자 물질이 수집 영역에 수집되고 현미경 슬라이드에 옮겨질 때 입자 물질이 긍정적인 방향성을 갖도록 하는 시트 표면상의 구조를 하나 이상 포함한다. 예를 들어, 적합한 것으로 확인된 구조는 도 4b에 도시된 바와 같은 화살표(71) 또는 그와 유사한 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 시트(39) 및/또는 하부 부분(32)은 예를 들어, 도 4b, 4c 및 7-9에 도시된 것과 같은 채널(70) 또는 그와 유사한 것을 선택적으로 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 시트(39)는 채널(70)을 향하여 바깥 방향으로 약간 경사져 있다. 시트(39)와 채널(70)의 미 경사는 입자 물질 분리 챔버(30)를 통한 유체의 흐름을 촉진하고, 필터 배열(35)에서 시트(39)의 표면 장력을 감소시키며, 입자 물질 분리 챔버(30)의 하부 부분(32)로부터 다공성 필터 배열(35)이 분리되는 것을 촉진한다. 본 발명의 이러한 측면은 다공성 배열의 분리를 촉진하는 다른 구조(들)이다.
도 7-9에 도시된 부가적 구조는 입자 물질 분리 챔버(30)를 통한 유체의 흐름을 촉진하는데 관련되며, 또한 하부 부분(35)로부터 다공성 필터 배열(35)이 분리되는 것에 관련된다. 도 7에는 시트(39)의 가장자리로부터 채널(70)내로 하방으로 뻗은 플랩(72)이 도시되어 있다. 도 8에는 채널(70)에 위치하는, 바람직하게는 시트(39)의 평면보다 상부 표면이 약간 올라와 있는 O-링(73) 또는 그와 유사한 것이 도시되어 있다. 이것은 O-링(73)이 다공성 필터 배열(35)이 하부 부분에 위치할 때 다공성 필터 배열의 일부를 연결하는 것을 보장한다. 도 9에는 시트(39)의 바깥 부분으로부터 상방으로 뻗은 플랩(74)이 도시되어 있으며, 이는 다공성 필터 배열(35)이 하부 부분에 위치할 때 다공성 필터 배열의 일부를 연결하는 것을 보장한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 플랩(72), O-링(73) 및 플랩(74)은 탄성 물질로 이루어져 있다. 바람직한 형상은 도 9에 도시되어 있다.
본 발명에 있어서, 입자 물질 분리 챔버(30)는, 입자 물질을 함유하는 유체가 챔버(30)를 통과할 때 입자 물질을 수집하기에 적합한 입자 물질 수집 영역(36)을 구비하는 다공성 배열(35)을 받아들일 수 있게 형성되어 있다.
물질을 수집하기 적합한 수집 영역(36)을 구비하는 다공성 배열(35)는 유체 흐름 통로를 가로질러 위치하고 있으며, 수집 영역(36)은 중공형 튜브(50)과 소통한다. 물질 분리 챔버 내 다공성 배열(35)이 제1 및 제2 가지를 구비하는 유체 흐름 통로를 한정하기에 적합한 것이 바람직하며, 제1 가지(61)는 수집 영역(36)을 통해 뻗어 있고 제2 가지(62)는 수집 영역(36)을 우회하여 있다(예를 들어, 도 3 참조).
바람직한 실시예에 있어서, 본 발명은 제1 다공성 매체(37)와 제2 다공성 매체(38)을 구비하는 다공성 필터 배열(35)을 포함하는데, 이 제1 다공성 매체는 입자 물질이 통과하는 것을 막는데 적합하고, 이 제2 다공성 매체는 유체가 통과하기 적합하다. 제2 다공성 매체(38)는 유체(23)로부터 입자 물질을 제거할 수 있거나 제거할 수 없는데, 이는 특정 장치의 필요성에 따라 선택된다. 바람직한 실시예에 있어서, 제1 다공성 매체(37)는 입자 물질을 포획 또는 수집하기에 적합하며, 더욱 바람직하게는 균일하거나 단일한 층으로 입자물질을 포획 또는 수집하는데 적합하다. 또한, 바람직한 실시예는 제1 다공성 매체(37)에 대한 지지체로서 적합한 제2 다공성 매체(38)을 포함한다.
다공성 매체를 만드는데 사용되는 물질의 특성, 각각의 다공성 매체용으로 선택된 물질의 양립성 및 처리되는 액체와의 양립성이 다공성 매체용으로 사용할 특정 물질을 선택하는데 고려하여야 할 모든 요소이다.
다공성 필터 배열(35)은 세포의 통과를 막기에 적절한 밀도 및/또는 공극 크기를 갖는 제1 다공성 매체(37)와 유체를 통과시키는데 적절한 밀도 및/또는 공극 크기를 갖는 제2 다공성 매체(38)을 구비하는 일체형 구조를 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 다공성 필터 배열(35)는 입자 물질의 통과를 막기에 적합한 다공성 폴이카보네이트 막을 포함하는 제1 다공성 매체(37)을 포함한다. 다공성 필터 배열(35)은 뎁쓰(depth) 필터 또는 프리트를 포함하는 제2 다공성 매체(38)을 더 포함한다. 뎁쓰 필터는 폴리프로필렌 또는 등록상표 POREX인 고밀도 폴리에틸렌 다공성 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 제2 다공성 매체(38)는 톱니 모양 또는 톱-이빨 하부 부분(64)를 포함하는데, 그 예는 도 2에 도시되어 있다. 부분(64)는 입자 물질 분리 하우징(30)에 다공성 필터 배열(35)이 위치할 때 다공성 필터 배열에 가해지는 압축을 줄이거나 경감시키기는 구조 및 형상이다.
본 발명의 실시예에 예시되어 있는 다공성 필터 배열(35)의 다양한 형태는 상호교환해서 사용할 수 있다는 것에 주목해야 한다. 폴리카보네이트 막(37)은 본 발명에 따른 세포학 수집 장치에 사용하기 특히 적합하다. 다공성 막의 예는 본 바발명이 속하는 기술분야에 잘 알려져 있으며, 미국특허 제5,471,994호 및 제5,301,685호에 개시되어 있다.
다공성 막(37)의 공극 크기가 약 0.22마이크론 내지 약 8마이크론인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 약 1마이크론 내지 약 6마이크론, 가장 바람직하게는 약 2마이크론인데, 이는 예를 들어 세포와 같이 크기가 3마이크론 이상인 입자 물질을 포획할 수 있다. 상기 막은 입자 물질의 통과는 막는 반면, 유체는 통과시킨다. 제2 다공성 매체(38)는 유체를 통과시키기에 적합하며, 또한 유체(23)로부터 입자 물질을 제거할 수 있다. 제2 다공성 매체(38)의 공극 크기는 약 5마이크론 내지 약 60마이크론이며, 바람직하게는 약 15마이크론 내지 45마이크론, 가장 바람직하게는 약 35마이크론이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 수집되는 입자 물질의 형태 및/또는 크기를 고려하여 다공성 막(37) 및 다공성 뎁쓰 필터(38)의 공 극 크기를 조절하여 수집 영역에 입자 물질이 수집되게 할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 입자 물질이 수집 영역에서 균일한 층, 바람직하게는 단층으로 형성되게 공극 크기가 선택된다. 예를 들어, 약 3㎛ 내지 약 40㎛ 이상일 때 효과적인 것으로 나타났으나, 본 발명은 공극 크기를 특정 범위로 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 가장 바람직한 실시예에 있어서, 제1 다공성 매체(37)는 액체에 용해되는 접착제를 사용하여 제2 다공성 매체(38)에 부착된다. 이러한 가용성 접착제는 슈가 조성물, 겔 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 다공성 매체(37) 및 제2 다공성 매체(38)는 본 명세서에서 설명하는 바와 같은 기능을 가지도록 임의의 양식으로 위치할 수 있다. 다공성 필터 배열(35)이 특정 결과의 달성에 요구되는 바에 따라 다양하게 형성되고 위치될 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 인식할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 다공성 매체는 분리되어 이격된 별개의 매체일 수 있다; 2개의 매체가 서로 라미네이트될 수 있다; 제1 매체와 제2 다공성 매체가 통합되거나 제거가능하도록 연결될 수 있다; 또는 수집 요소가 상술한 바와 같은 제1 다공성 매체의 기능을 모사하는 고밀도 영역, 및 상술한 바와 같은 제2 다공성 매체의 기능을 모사하는 저밀도 영역을 포함할 수 있다. 본 발명이 속하는 기술분야의 종사자라면 이러한 다양한 형태 중에서 적절한 것을 선택할 수 있다. 다공성 배열의 구조 및 조합에 대한 변형은 이하에서 더욱 자세하게 설명할 것이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 구멍(73), 바람직하게는 다공성 지지 체(38)의 원주 주변에 위치한 구멍을 구비하는 다공성 지지체(38)는, 입자 물질 분리 챔버(30)가 추가적 처리를 위해 막(37)에 노출되도록 열릴 때 필터 막(37)이 다공성 지지체(38)를 보유하도록 흡인용 직접 도관을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 하부 부분(32), 튜브(50) 및 핀(58)은 통합된 유니트로 형성되고, 용기(20)으로부터 통합 구조를 제거하기 용이하게 캡(31)으로부터 분리될 수 있다. 본 발명의 이 실시예의 구조에 대한 예는 도 5에 도시되어 있다.
펌프
본 발명에 있어서, 표본 용기(10)는 펌프(40)를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 펌프(40)는 유체가 입자 물질 분리 챔버(30)를 통해 표본 용기(30)로부터 배수될 수 있도록 장치내 압력을 다양하게 변화시키기 위한 시린지 또는 그 유사물이다.
본 발명에 있어서, 펌프(40)는 다양한 형태일 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 펌프(40)는 입자 물질 분리 챔버(30)의 덮개 부분(41)을 형성하는 단부를 포함한다. 덮개 부분(41)은 다공성 필터 배열(35)의 하부 부분에 연결되도록 형성된 시트(42) 또는 그 유사체를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 시트(42)는 다공성 필터 배열(35)이 사용되는 동안 움직이지 않도록 덮개에서 다공성 필터 배열(35)을 위치시킨다. 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 있어서, 시트(42)는, 입자 물질 분리 챔버(30)에서 다공성 필터 배열(35)을 위치시킬 수 있고, 다공성 필터 배열(35)에 대한 실질적으로 균일한 압력 분포를 촉진할 수 있고, 다공성 필터 매체(35)를 통한 유체 흐름을 방해할 수 있는 다공성 필터 배열(35)의 압축을 줄이거나 막을 수 있는 크기, 형상, 수가 되도록 다수의 프로젝션 또는 포스트(43)을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 덮개 부분(41)은 입자 물질 분리 챔버(30)을 형성하기 위해 기저부(32)를 분리가능하도록 연결한다. 덮개 부분(41)은 기저부(32)를 분리가능한 임의의 방식 및 구조로 연결될 수 있다. 도 2에 도시되어 있는 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 덮개 부분(41)은 기저부(32)에서 쇼울더(46) 또는 그 유사물을 분리가능하게 및/또는 탄성적으로 연결하기에 적합한 플랜지(45) 또는 그 유사물을 구비하는 하방으로 뻗은 측벽(44)를 포함한다.
수집 장치를 통한 유체의 움직임은 유체의 공급원과 도착지 사이의 압력을 차이를 유지함에 의해 이루어 진다. 이러한 압력의 차이를 유지할 수 있는 방법의 예는 입자 물질 분리 챔버(30)의 입구 측에서 시스템의 임의의 부분(예를 들어, 표본 용기(20))에 압력을 가함에 의해; 하우징의 출구 측에서 시스템의 임의의 부분(예를 들어, 시린지(40))에 진공을 걸어서; 또는 오토비알 스펀글라스 필터(제넥스 사에 의해 제조된)와 같은 임의의 형태의 펌프; 중력 헤드; 또는 유체를 입자 수집 장치를 통해 시린지내로 강제로 짜낼 수 있는 예를 들어, 표본 용기와 같은 유연하고 수축가능한 용기이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 시린지는 수집 컵으로부터 하우징을 통해 유체를 흘려보낸다.
중공형 튜브
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 표본 용기(20)는 입자 물질 분리 챔버(30)내로 유체(23)을 흘려보내기 위한 튜브(50) 또는 그 유사물을 포함한다. 일반적으로, 튜브(50)는 중공형 및 양쪽 단부가 열린 또는 열 수 있는 형태일 것이다. 튜브(50)는 수집 챔버(23)의 바닥 근처의 개방 단부(51)를 포함하고, 튜브(50)내에는 하나 이상의 구멍(52)이 포함될 수 있다. 개방 단부(51) 및/또는 구멍(52)은 유체가 입자 물질 분리 챔버(30)내로 흐를 때 침전물뿐만 아니라 다른 유체층을 동시에 검사할 수 있게 해준다.
본 발명의 개량된 다른 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이 중공형 튜브(50)는 하나 이상의 프로젝션, 핀(58A) 또는 이들의 유사물을 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 중공형 튜브(50)는 회전가능하며, 핀(58A)은 액체 표본을 교반하고, 가장 바람직한 실시예에 있어서는 세포 및/또는 입자 물질을 분산 및/또는 점액체와 같은 커다란 입자 물질을 분쇄시킨다. 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 있어서, 중공형 튜브(50)과 하부 부분(32)은 일체형 구조이며, 하부 부분(32), 튜브(50) 및 핀(58A)은 표본 용기(20)에 대하여 움직일 수 있다. 예를 들어, 용기가 회전하면, 용기의 측벽 및/또는 바닥의 선택적인 핀은 용기내의 샘플에 동심적 움직임을 만들 수 있으며, 이러한 움직임은 핀(58A)의 존재에 의해 방해된다. 다른 방법으로는, 하부 부분(32), 튜브(50) 및 핀(58A)이 고정된 용기 내에서 회전할 수 있다.
도 10 및 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 다른 실시예에 있어서, 교반기(58)는 섬유, 솔, 스왑, 비 또는 이들의 유사물을 포함할 수 있다. 이러한 섬유 또는 솔은 샘플이 교반기, 솔 또는 비에 의해 소용돌이 칠 때 용기 내 입자 물질 을 분산시키기에 적합한 것이 바람직하다. 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 있어서, 솔 또는 비는 예를 들어, 경부용 솔, 비 또는 그 유사물과 같이 환자로부터 입자 물질을 수집하는데 사용하기 적합한 것이다. 솔은 캡(31)의 일부에 고정될 수 있고, 또는 캡(31)은 솔의 반대쪽 말단에서 손잡이 부분을 연결하기 위한 슬롯, 칼라 또는 그 유사물을 포함할 수 있다.
혼합기
도 13 내지 15는 본 발명의 첫 번째 바람직한 실시예를 반자동화된 방법에 사용하기 위한 장치를 도시한 것이다. 특히, 도 13 내지 15는 용기와 내부 캡(72)을 위치시키고 회전시키기 위한 지지 슬리브(A)를 포함하는 가장 바람직한 실시예를 도시한 것이다. 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 있어서, 내부 캡(72)과 용기(20)가 회전하는 동안에. 외부 캡(71)은 느슨한 또는 제1 영역(도 14)에서 외부 캡(71)을 연결하지 않고, 단단한 또는 제2 영역(도 15)에서 외부 캡(71)을 연결하는 하나 이상의 탄성 밴드(B)에 의해 연결된다. 다른 실시예에 있어서, 벨트(B)는 하나의 유니트로서 용기(20) 및 내부 캡(72)에 대해서 외부 캡(71), 튜브(50) 및 교반기(58)를 회전시키는 드라이브 벨트일 수 있다.
본 발명의 두 번째 바람직한 실시예에 있어서, 표본 용기 및 처리 조립체(10)는 도 16-20에서 100으로 나타낸 일반적인 처리 장치와 함께 사용하기 적합할 수 있다. 처리 장치(100)는 표본 용기(20)의 바닥 부분을 수용하기에 적합한 하나 이상, 바람직하게는 복수 개의 소켓(102)을 구비한 하부 플랫폼(101)을 포함한다. 표본 용기(20)는 소켓(102)에 아늑하게 고정될 수 있으며, 또는 소켓(102)은 제 위치에서 표본 용기를 위치시키고 고정시키는 다양한 임의의 탄성 부재를 포함할 수 있다. 탄성 부재의 예에는 O-링 또는 고무 가스켓이 포함된다.
또한, 처리 장치(100)는 펌프(40)의 상부 부분, 바람직하게는 플런저(plunger)(104)의 상부 부분을 수용하기에 적합한 상부 플랫폼(103)을 포함한다. 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 있어서, 상부 플랫폼(103)은 플런저(104)의 상부 부분을 수용하기에 적합한 리세스, 슬롯, 노치 또는 구멍을 포함한다.
상부 플랫폼(103)은 플랫폼(101)과 관련해서 상승하거나 하강할 수 있는, 일반적으로 실린더 또는 그 유사물인 움직일 수 있는 베이스(105)에 의해 지지된다.
하부 플랫폼(101)은 하우징(106)의 일부에 기초를 두거나 일부를 형성한다. 하우징(106)은 동심적으로 위치한 드라이브 또는 선 기어(120)을 수반한다. 드라이브 기어(120)는 소켓(102) 또는 용기(20)와 소통하거나 상응하기에 적합한 복수의 플래넷 기어(121)을 연걸하기 적합하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 선 기어의 회전 운동은 개개의 유성 기어를 돌리고, 이는 교대로 핀(53)에 대하여 용기(20)을 회전시킨다. 다른 방법으로는, 유성 기어(121)는 핀(53)을 연결 및 회전시키는 요소를 포함할 수 있다.
공정을 살펴보면, 실험 수행자는 용기(20)에 액체 샘플을 넣거나 수집하며, 덮개(31)/펌프(40) 조립체로 용기를 닫는다. 이어서, 용기(20)의 바닥 부분을 소켓(102)에 위치시키고, 플런저(104)의 상부 부분을 상부 플랫폼(103)내 슬롯에 위치시킨다. 다음으로, 실험 수행자는 선 기어(120)을 회전시키는 모터 또는 그 유사물을 작동시킬 수 있는데, 이에 의해 순차적으로 유성 기어(121)이 회전되고 축을 따라 용기(20)가 회전된다. 혼합이 완료되었을 때, 상부 플랫폼(103)은 상승되고, 플런저(104)는 펌프 몸체 밖으로 인출된다. 플런저의 움직임은 입자 물질 분리 하우징을 통해 용기(20) 내의 샘플을 인출하고, 이어서 다공성 배열을 통해 펌프(40)에서 챔버 내로 샘플을 인출한다. 각각의 이러한 단계는 원하는 만큼 반복될 수 있다.
키트
또한, 본 발명은 통합된 유니트로서 수집 장치(10)을 포함하는 입자 물질 수집 및 시험 키트에 관한 것이다. 키트는 하나 이상의 표본 용기(20), 하나 이상의 입자 물질 분리 챔버(30), 하나 이상의 다공성 필터 배열(35)을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 키트는 예를 들어 세포학적 검사와 같은 입자 물질을 시험 또는 검사하는 동안에 일반적으로 사용되는 대체 필터, 대체 처리장치 및/또는 다른 성분 또는 용액을 포함할 수 있다.
방법
또한, 본 발명은 유체로부터 입자물질을 제거하는 방법 및 세포와 같은 입자 물질을 현미경 슬라이드에 옮기는 방법을 포함한다. 현재 이용가능한 방법과 대조할 때, 막 여과 방법을 사용함으로써 최소한의 세포만 겹치도록 현미경 슬라이드에 균일하게 세포를 위치시키는 방법이 제공된다. 이것은 명확한 관찰 및 최적으로 정확한 진단을 할 수 있게 한다.
본 발명의 방법은 수집 용기(20)에서 입자 물질을 포함하는 유체 샘플을 수집하는 단계를 포함한다. 다음으로 용기(20)는 캡(31), 입자 물질 분리 챔버(30) 및 펌프(40)를 하나 이상 포함하는 조립체에 의해 캡핑된다. 그리고 나서, 펌프(40)는, 예를 들어 시린지에서 피스톤을 후퇴시키는 것과 같은 방법에 의해 용기(20)로부터 입자 물질 분리 챔버(30)을 통해 유체를 펌프(40)내로 끌어 들인다.
유체가 용기(20)으로부터 펌프(40)내로 끌려 들어왔을 때, 유체는 도 3에 도시된 바와 같이 다공성 필터 배열(35) 통해 흐르게 되어 수집 영역(37)에 입자 물질이 단층으로 형성된다. 세포가 일단 단층으로 형성되면, 다공성 필터 배열(35)의 중앙을 통한 유체의 흐름은 감소되고, 가장자리를 통한 흐름은 증가된다. 이것은 다공성 필터의 표면에 세포가 단층으로 형성되어 수집된 세포에 의해 유체의 흐름이 차단되기 때문이다. 세포의 단층으로 다공성 배열의 표면(45)이 거의 덮혔을 때, 유체는 제1 다공성 매체(37)를 우회하여, 제2 다공성 매체(38)의 확장된 측면 영역을 통과한다. 그러므로, 말단 벽 또는 상부 부분의 자락을 넘어 뻗은 제2 다공성 매체의 영역은 세포가 단층 이상으로 쌓이거나 수집되는 것을 막는 벤트(저항이 작은)의 역할을 한다. 유체는 원하는 만큼 여러번 다공성 필터 배열을 통해 통과될 수 있다.
다음으로, 펌프(40)는 베이스(31)로부터 분리되어 다공성 필터 배열(35)가 노출시킨다. 다공성 필터 배열(35)이 하부 부분(32)으로부터 제거되면 제1 다공성 매체(37)에 접근하기 용이해 진다. 다른 방법으로는, 하부 부분(32)으로부터 펌프(40)의 상부 부분(41)을 분리시킴으로서 벽(32)로부터 다공성 배열(35)가 제거될 수 있다.
이어서, 수집 영역에 수집된 입자 물질이 수집된 상태로 슬라이드에 옮겨지도록 제1 다공성 매체(37)을 현미경 슬라이드에 대고 누른다. 이것은 막의 공극에 의 한 방해 및 요구되는 차후의 처리공정에 의한 지연없이 세포학적 검사를 실시할 수 있게 한다.
세포에 대한 상세한 조사는 고정(fixation)에 달려있기 때문에, 슬라이드상에 위치한 세포를 즉시 고정시키는 것이 바람직하다. 준비와 고정 사이의 시간 너무 지연되면 세포가 노출되어 건조되고, 이에 의해 세포의 구조가 변형될 수 있다. 더우기, 공기-건조 제조물은 이후의 염색 결과에 악영향을 미친다. 세포를 라이트-짐사(Wright-Giemsa) 방법으로 염색하는 경우에는 고정 방법으로서 공기-건조를 사용하는 것은 제외된다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 단층의 세포는 수집 영역에서 곧바로 고정된다. 이것은 먼저 상술한 바와 같은 세포학 수집 장치의 수집 영역에 세포를 단층으로 위치시키고, 이어서 세포학 수집 장치를 통해 알코올 또는 아세톤과 같은 고정제를 함유하는 용액을 통과시키는 것에 의해 이루어질 수 있다.
다른 구조
상술한 바와 같은 물질 수집 장치 또는 모듈은 다른 적절한 여과 또는 처리 장치와 조합되어 사용될 수 있다. 이러한 장치의 예에는 하우징(10)에 부착될 수 있는 다른 파쇄 및/또는 분석 장치 또는 모듈이 포함된다. 일반적으로, 이러한 부가 모듈은 입구와 출구를 구비한 하우징, 하우징에서 유체 흐름 통로를 가로질러 위치하는 여과, 분석, 또는 검출 요소를 포함할 것이다. 예를 들어, 이 장치는, 입구와 출구 상의 유체 통로를 한정하는 입구 및 출구 포트를 구비한 하우징; 유체 통로를 가로질러 위치하는 필터; 및 필터의 출구 쪽에 위치하는 기질 비드(substrate bead)와 같은 자유스럽게 이동가능한 크로마토그래피/분석 요소를을 포함할 수 있다. 크로마토그래피/분석 요소는 유체내 물질로 자유스럽게 혼합될 수 있으며, 물질을 포확할 수 있으며, 또한 물질의 존재여부를 분석할 수 있다. 적절한 장치에는 미국특허 제4,953,561호; 제5,224,489호; 제5,016,644호; 제5,139,031호; 제5,301,685호; 제5,042,502호 및 제5,137,031호에 개시되어 있는 장치가 포함된다.
하나의 환자 샘플로부터 하나의 슬라이드를 생산하는 것, 하나의 환자 샘플로부터 다수의 슬라이드를 생산하는 것 또는 다수의 환자 샘플로부터 다수의 슬라이들 생산하는 것은 본 발명의 범위에 포함된다. 하나의 환자 샘플은 하나의 슛(shot), 뱃치 또는 연속적 방법으로 처리될 수 있다. 다른 염색 방법을 위한 추가 슬라이드는 쉽게 제조될 수 있다. 예를 들어, 면역화학 또는 원위치에서 혼성(in-siut hybridzation)과 같은 새로운 방법에 의한 인간 파필로마(papilloma) 바이러스 검사는 추가 슬라이드에서 실시될 수 있다. 종양 유전자 산물 및 다른 면역화학 시험이 진행된다면 더 많은 슬라이드가 필요할 수 있다. 이러한 시험에서 요구되는 다른 고정은 제조에 단지 하나의 방법에 의한 고정된 슬라이드가 요구되지 않기 때문에 상기 과정 내로 쉽게 통합될 수 있다.
세포학에서 세포 변화를 가시화하기 위해 가장 널리 사용되는 염색법은 파파니콜라우(Papanicolaou) 염색법이다. 부인과 및 비-부인과용 모두에 사용될 수 있는 이 염색법은 핵을 파란색으로, 세포질을 오렌지, 빨강 및 녹색으로 염색하는 것을 기본적으로 포함한다. 핵 염색은 정상 및 비정상 세포와 관련된 색체 패턴을 증명하 기 위한 것이며, 세포질 염색은 세포 기원을 확인하는데 도움이 된다. 이러한 과정의 성공 여부는 핵에 대한 상세한 것 및 세포 분화를 정의하는 것을 포함하여 다수의 인자를 관찰하는 능력에 달려있을 수 있다. 또한 이러한 염색법에 의해 눈을 매우 즐겁게 해 주며, 눈의 긴장을 줄일 수 있도록 다색채 슬라이드가 제조될 수 있다. 이와 같은 슬라이드 제조방법은 모든 형태의 세포학에서 실제적으로 사용될 수 있다.
더우기, 함유된 처리 성분의 완전한 사용은 생물학적 위험에 대한 걱정을 해결하였다. 궁극적으로, 향상된 세포학적 해석을 가능하게 하는 이 개량된 세포 프리젠테이션은 더욱 일관성 있고 신뢰성 있는 진단을 제공하여 세포학의 역할을 넓힐 수 있다.
또한 포획된 미생물은 배양 매체에서 배양될 수 있다. 세포가 단층으로 세포학 수집 장치에서 수집된 후에 유체는 수집 영역의 역-세척에 사용하여 수집된 미생물을 수집영역으로부터 제거할 수 있다.
박테리아 시험에 있어서, 제1 다공성 매체는 특정 박테리아 콜로니의 존재여부를 확인하기 위하여 퀄쳐(Qualture) 장치(미도시)로 배양하는데 사용될 수 있다. 이 퀄쳐 장치는 필터 막 및 탈수된 선택매체의 4개의 영양 패드를 플라스틱 갭슐이다.
퀄쳐 방법은 아가 플레이트 방법보다 더욱 민감하며, 추측된 진단을 확정하는데 더욱 빠르다. 이 장치는 4 내지 6시간 내에 진단 박테리아를 하나의 단계로 분리한다, 시험에 의해 유체 50ml로부터 회수가 우수하고 민감한 것으로 판명되었다.
본 발명이 특정 바람직한 실시예를 통해 설명되었지만, 이 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야, 특히 전술한 바와 같은 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명에 여전히 포함되는 다른 실시예, 예 및 변형이 가능하다.

Claims (17)

  1. 각각의 샘플을 저장하는 샘플의 수에 상응하는 다수의 용기(20);
    각각의 유체와 각각의 용기를 소통시키는 샘플 수에 상응하는 다수의 펌프(40);
    각각의 펌프(40)와 그에 대한 각각의 용기(20) 사이에 위치하며 각각의 입자 물질을 수집하는 샘플 수에 상응하는 다수의 필터(35);
    상기 개개의 용기(20)를 지지하며, 적어도 샘플의 수에 상응하는 다수의 제1 리시버(102)를 구비하고, 각각의 제1 리시버에 의해 개개의 용기가 인접하여 맞물리도록 하는 제1 맞물림 요소(101); 및
    상기 개개의 펌프(40)를 보유하며, 제1 리시버(102)의 수에 상응하는 다수의 제2 리시버(107)를 구비하고, 각각의 제2 리시버(107)에 의해 개개의 펌프(40)가 인접하여 맞물리도록 하는 제2 맞물림 요소(103)를 포함하며,
    각각의 상기 제1 리시버(102) 및 제2 리시버(107) 사이의 상대적 움직임에 의해 각각의 유체에서 각각의 입자 물질이 분산되는 것을 특징으로 하는, 개개의 샘플이 각각의 입자 물질을 함유하는 유체를 포함하는 상당히 많은 수의 샘플을 동시에 처리하기 위한 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 개개의 용기(20)들이 상기 개개의 샘플들을 저장하고, 상기 개개의 펌프(40)들과 상기 개개의 필터(35)들이 각각 상기 개개의 용기와 연결되어 있고, 상기 개개의 제1 리시버(102)들이 상기 개개의 용기와 인접하여 맞물려 있고, 상기 개개의 제2 리시버(107)들이 상기 개개의 펌프(104)와 인접하여 맞물려 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 제1 리시버(102)들이 상기 제2 리시버(107)에 대해서 상대적으로 회전가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1항 또는 2항에 있어서, 각각의 용기(20)와 각각의 펌프 사이(40)에서 각각의 유체를 소통시키기 위한 상기 개개의 펌프(40)를 각각 작동시킬 수 있도록 상기 제1 맞물림 요소(101)가 상기 제2 맞물림 요소(103)에 대해 왕복운동하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 제1 리시버(102)가 상기 제1 맞물림 요소(101)에 대해 상기 각각의 용기를 회전시키는 드라이버(121)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    다수의 샘플에 상응하는 다수의 교반기(58)를 더 포함하며, 개개의 교반기가 각각의 펌프(40)에 대하여 고정되어 있고 각각의 샘플 내로 뻗어 있고;
    상기 제1 맞물림 요소(101)와 제2 맞물림 요소(103) 사이의 상기 상대적인 움직임에 의해 상기 교반기(58)가 각각의 유체에서 각각의 입자 물질을 분산시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 제2 맞물림 요소(103)가 상기 펌프를 마찰에 의해 맞물리게 하는 탄성 밴드(B)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 드라이버(121)가 일반적으로 주 드라이버(120)에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. (a) 각각의 용기(20)와 각각의 펌프 사이(40)에 위치하며 각각의 입자 물질을 수집하는 각각의 필터(35)를 포함하는 개개의 펌프(40)로 개개의 용기를 덮는 단계;
    (b) 적어도 샘플의 수에 상응하는 다수의 제1 리시버(102)를 구비하며, 개개의 용기가 각각의 제1 리시버(102)에 의해 인접하여 맞물리도록 하는 제1 맞물림 요소(101)상에 개개의 용기(20)를 지지하는 단계;
    (c) 제1 리시버(102)의 수에 상응하는 다수의 제2 리시버(107)를 구비하며, 개개의 펌프(40)가 각각의 제2 리시버(107)에 의해 인접하여 맞물리도록하는 제2 맞물림 요소(103)상에 펌프(40)들을 보유하는 단계; 및
    (d) 상기 각각의 제2 리시버(107)에 대해 각각의 제1 리시버(102)를 서로 상대적으로 운동시켜 각각의 유체내의 각각의 입자 물질을 분산시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 개개의 용기(20)에 저장되며 각각의 입자 물질을 함유하는 각각의 유체를 포함하는 다수의 샘플을 동시에 처리할 수 있는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 개개의 용기(20)들이 상기 개개의 샘플들을 저장하고, 상기 개개의 펌프(40)들과 상기 개개의 필터(35)들이 각각 상기 개개의 용기(20)와 연결되어 있고, 상기 개개의 제1 리시버(102)들이 상기 개개의 용기(20)와 인접하여 맞물려 있고, 상기 개개의 제2 리시버(107)들이 상기 개개의 펌프(40)와 인접하여 맞물려 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9항 또는 10항에 있어서, 상기 단계 (d)가 상기 제1 리시버(102)들과 상기 제2 리시버(107)들 사이의 상대적인 회전운동을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 9항 또는 10항에 있어서, 상기 단계 (d) 이후에,
    각각의 용기(20)와 각각의 펌프(40) 사이에서 각각의 유체를 소통시키기 위한 상기 개개의 펌프(40)를 각각 작동시킬 수 있도록 상기 제2 맞물림 요소(103)에 대해 상기 제1 맞물림 요소(101)가 왕복운동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 9항 또는 10항에 있어서, 상기 단계 (d)가
    각각의 샘플내로 뻗은 상기 각각의 펌프(40)들로부터의 각각의 프로젝션(58)으로 샘플을 교반하여, 상기 제2 맞물림 요소(103)에 대하여 상기 제1 맞물림 요소(101)를 움직임으로써 각각의 유체에서 각각의 입자 물질을 분산시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 9항 또는 10항에 있어서, 상기 단계 (d)가 통상의 드라이버(120)로 상기 제1 리시버(102)를 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 10항에 있어서, 상기 제1 맞물림 요소(101)에 대해 마찰 저항 회전시키기 위한 탄성 밴드(B)를 제2 맞물림 요소(103)에 결합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 삭제
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