KR20070072533A - 구멍이 작은 생물학적 표본 수집 및 전달 장치 - Google Patents

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KR20070072533A
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filter membrane
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엘. 스미스 아서
마크 월드코우스키
알버트 라이트
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사이틱 코포레이션
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Abstract

여과에 기초한 생물학적 표본 수집 및 전달 장치를 제공한다. 여과 및 전달 장치는 2개의 축 말단을 갖는 튜브체, 축 말단의 어느 하나에 위치하는 환형 플랜지 및 환형 플랜지의 외부 표면에 부착된 생물학적 표본 필터를 포함한다. 바람직하게는 환형 플랜지는 그 외부 표면에 높이가 균일하고 평탄한 림(그 위에 필터가 위치)을 형성하는 환형 리지가 위치하고 있다. 임의로, 환형 플랜지는 2개의 탑재 부분을 포함하고 필터는 각각의 탑재 부분에 결합한다.

Description

구멍이 작은 생물학적 표본 수집 및 전달 장치{REDUCED APERTURE BIOLOGICAL SPECIMEN COLLECTION AND TRANSFER DEVICE}
본 발명은 크게 생물학적 표본을 제조하기 위한 미소 입자 수집 및 전달 장치에 관한 것이다.
자궁암 검사를 포함하는 많은 의학적 시험은 의사가 기구를 사용하여 표적 부분에서 피부나 점막을 솔질하거나 문질러서 세포를 수집할 것을 요구한다. 그런 다음 세포는 슬라이드에 도말하여 고정시키고 실험실로 옮겨서 슬라이드를 염색시킨다. 이어서 슬라이드를 세포검사기사 및/또는 병리학자가 현미경으로 검사하여 세포 이상을 확인한다. 평가하는 동안 병리학자는 형성 이상 또는 종양 형성의 존재를 결정하기 위해서 세포의 핵 부분을 염색시킴을 특징으로 하는 다색(polychrome) 기술을 사용할 수 있다. 병리학자는 또한 세포의 세포질을 보기 위해서 대비염색제를 사용할 수 있다. 시료는 찌꺼기, 혈액, 점액 및 다른 방해 인위물질을 포함할 수 있기 때문에 시험은 평가가 어려울 수 있으며 수집된 시료의 정확한 진단 평가를 제공할 수 없을지도 모른다.
액체 방부제 내에 박락된 세포를 수집하는 것에 기초하는 세포학은 세포를 슬라이드에 직접 도말하는 전통적인 방법에 비해 많은 이점을 제공한다. 미국 특허 6,572,824, 6,318,190, 5,772,818, 5,364,597 및 5,143,627호에 기술되어 있는 필터 트랜스퍼 기술을 사용하여 세포 현탁액으로부터 세포로부터 슬라이드를 준비할 수 있다.
필터 트랜스퍼 방법은 통상 액체 속에 현탁되어 있는 세포의 수집으로 시작된다. 이들 세포는 수집하여 액체 방부제 속에 분산시키거나 수집된 생체액에 자연적으로 존재할 수 있다. PreservCytTM 와 같은 메탄올을 함유하는 액체 방부제 속에 분산시키는 것은 관심 세포에 영향을 미침이 없이 점액을 파괴시켜 적혈구 세포와 염증 세포를 용리시킨다. 막의 세공을 통해 흐르는 찌꺼기(예를 들면, 용리된 혈액 세포 및 분산된 점액 등)는 막 위에 수집되지 않고 분산 및 여과의 조합에 의해 크게 줄어든다. 이어서 막 위에 수집된 세포를 슬라이드 위로 옮긴다.
기존 필터 트랜스퍼 방법은 구멍(aperture) 직경이 고정된 필터를 사용한다. 따라서 특정 시험에 대해 더욱 작은 스팟,즉 7mm가 요구되는 경우에도 세포 시료 스팟은 크기가 일정(즉, 21mm)하다.세포의 분산된 단층을 수집하고 검사를 위해 이들을 현미경 슬라이드에 옮기기 위한 선행 기술의 장치는 수집된 세포를 현미경 슬라이드에 옮기기 위한 필터를 수집된 입자의 공간적 분포를 신뢰성 있게 유지시키도록 위치시키기 위해 구조가 고도로 평탄한 필터 정위(positioning) 림을 가진 튜브를 갖는다. 이장치를 제조하고 사용하는 장비는 필터가 고정되는 튜브의 직경을 기준으로 표준화되어 있다.
상기 유형의 공지된 필터 장치의 구멍을 튜브의 직경을 변화시키지 않고 조 정하면 옮길 때 수집된 입자의 공간 분포를 왜곡시키는 마이크로플루이드 다이내믹 효과(microfluid dynamic effect)가 나타난다는 것이 밝혀졌다. 구멍을 조정하는 방법은 필터 하부에 Mylar® 링을 사용하는 것과 개방부와 폐쇄부를 갖는 막을 사용하는 것을 포함한다. 결과적으로 기존 필터 트랜스퍼 방법은 구멍이 일정한 필터를 사용하며 과량의 세포를 옮겨 폐기되도록 할 수 있다. 이러한 과량의 세포는 가외의 시험 시약을 사용하게 하여 비용을 증가시킨다.세포 시료를 형성시키면서 세포의 양을 줄이는 것은 사용되는 시약의 양을 줄일 뿐만 아니라 한 번의 시료 수집 과정 동안 회수되는 세포에 대해 수행될 수 있는 시험의 수를 늘린다. 이는 더욱 많은 확인 시험을 가능하게 하여 수집하기 힘든 세포를 절약하고 환자가 겪는 수집 과정의 수를 줄인다.
본 발명의 하나의 양태에 따라 여과에 기초한 생물학적 시료 수집 및 전달 장치를 제공한다. 여과 및 전달 장치는 2개의 축 말단을 갖는 튜브체(tubular body), 축 말단의 하나에 위치하는 환형 플랜지 및 환형 플랜지의 외부 표면에 고정된 생물학적 시료 필터를 포함한다. 바람직하게는 환형 플랜지는 그 외부 표면에 높이가 균일하고 상부에 필터가 자리하는 평탄한 림을 형성하는 환형 리지가 배치되어 있다.환형 플랜지는 또한 바람직하게는 외부 표면에 필터를 플랜지에 결합시키는데 사용되는 2개의 환형 골(trough)을 갖는다.
임의로, 환형 플랜지는 2개의 탑재부(mounting portion)를 포함하며 필터가 이들 탑재부 각각에 결합된다. 또한 임의로, 필터는 필터부 및 필터부의 외부 방사성 방향의 탑재부를 포함하며 필터부는 환형 플랜지 상의 2개의 탑재부에 결합된다. 여과 및 전달 장치는 임의로 캡을 포함하며 캡은 환형 플랜지가 배치되어 있는 축 말단의 반대쪽의 튜브체의 축 말단을 유동적으로 폐쇄한다. 또한 여과 및 전달 장치는 임의로 공기원 도관(pneumatic source conduit) 및 압력 모니터 도관을 포함하며 이들 도관은 각자 공기원과 압력 모니터에 연결된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라 유체에 딸려온 미소 생물학적 입자를 수집하는 방법을 제공한다. 이 방법은 상기 여과 및 전달 장치를 미소 생물학적 입자를 지닌 유체 속에 위치시키고 진공을 적용하여 유체를 장치 내로 흡인한 후 필터 상에 생물학적 입자를 수집하는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라 여과에 기초한 생물학적 시료 수집 및 전달 장치를 제공한다. 수집 및 전달 시스템은 2개의 축 말단을 갖는 튜브체, 축 말단의 하나에 위치하는 환형 플랜지 및 환형 플랜지의 외부 표면에 고정된 생물학적 시료 필터를 포함한다. 시스템은 추가로 공기원 도관을 통해 튜브체에 연결된 공기원 및 압력 모니터 도관을 통해 튜브체에 연결된 압력 모니터를 포함한다. 바람직하게는 환형 플랜지는 그 외부 표면에 높이가 균일하고 필터가 자리잡는 평탄한 림을 형성하는 환형 리지가 배치되어 있다. 환형 플랜지에는 또한 바람직하게는 그 외부 표면에 필터를 플랜지에 결합시키는데 사용되는 2개의 환형 골이 배치되어 있다.
임의로, 환형 플랜지는 2개의 탑재부(mounting portion)를 포함하며 필터가 이들 탑재부 각각에 결합된다. 또한 임의로, 필터는 필터부 및 필터부의 외부 방사성 방향의 탑재부를 포함하며 필터부는 환형 플랜지 상의 2개의 탑재부에 결합된다. 여과 및 전달 장치는 임의로 캡을 포함하며 캡은 환형 플랜지가 배치되어 있는 축 말단의 반대쪽의 튜브체의 축 말단을 유동적으로 폐쇄한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라 여과에 기초한 생물학적 시료 수집 및 전달 시스템과 함께 사용하기 위한 키트를 제공한다. 키트는 2개의 축 말단을 갖는 제1 튜브체, 제1 개구부를 한정하며 축 말단의 하나에 배치되어 있는 제1 환형 플랜지 및 제1 환형 플랜지의 외부 표면에 고정되어 있는 제1 생물학적 표본 필터를 포함한다. 키트는 추가로 2개의 축 말단을 갖는 제2 튜브체, 제2 개구부를 한정하며 축 말단의 하나에 배치되어 있는 제2 환형 플랜지 및 제2 환형 플랜지의 외부 표면에 고정되어 있는 제2 생물학적 표본 필터를 포함한다. 제1 개구부와 제2 개구부는 구멍 크기가 다르다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라 여과에 기초한 생물학적 표본 수집 및 전달 장치를 제조하는 방법을 제공한다. 방법은 생물학적 표본 필터를 튜브체의 축 말단에 위치하는 환형 플랜지에 결합시키는 단계, 필터를 열 수축시키는 단계 및 필터를 두 번째로 환형 플랜지에 결합시키는 단계를 포함한다. 결합은 바람직하게는 열적으로 또는 초음파적으로 실행된다.
도면은 본 발명의 양태의 디자인과 활용을 예시하며 유사한 요소는 공통 참조 숫자로 표시된다.
도1은 본 발명의 하나의 양태에 따라 만들어진 생물학적 표본 여과 및 전달 장치의 측단면도이다.
도2는 도1의 여과 및 전달 장치의 원근도이다
도3은 도1의 여과 및 전달 장치의 상세 측단면도이다.
도4는 현미경 슬라이드에 근접한 도1의 여과 및 전달 장치의 측단면도이다.
도5는 도1의 여과 및 전달 장치에 사용하도록 된 캡의 원근도이다.
도6은 본 발명의 하나의 양태에 따라 만들어진 생물학적 표본 여과 및 전달 장치의 원근도의 원근도이다.
도7은 본 발명의 하나의 양태에 따른 생물학적 표본 여과 및 전달 장치의 원근도이다.
도8은 본 발명의 하나의 양태에 따른 2개의 생물학적 표본 여과 및 전달 장치의 원근도이다.
도9는 본 발명의 하나의 양태에 따른 생물학적 표본 여과 및 전달 장치를 제작하기 위한 방법의 계통을 나타낸 것이다.
도10은 본 발명의 하나의 양태에 따른 생물학적 표본 여과 및 전달 장치를 제작하기 위한 방법의 계통을 나타낸 것이다.
도1을 보면서 생물학적 표본 필터 장치(100)의 하나의 양태를 기술한다.필터 장치(100)는 여과 기술을 사용하여 생물학적 표본을 시료 수집 컨테이너(168)로부터 생물학적 슬라이드(132-도4에 보임)로 옮기기 위한 생물학적 표본 수집 및 전달 시스템(166-도7)과 함께 사용한다. 이를 위해, 필터 장치(100)는 일반적으로 튜브체(102), 튜브체(102)의 말단의 하나에 배치된 환형 플랜지(104) 및 환형 플랜 지(104)에 고정된 생물학적 표본 필터 막을 포함한다.
튜브체(102)는 세로축(110)을 따라 연장된 원통형 벽(108)으로 이루어진다. 원통형 벽(108)은 완전히 개방된 근접 축 말단(112)에서 및 환형 플랜지(104) 내의 원위 축 말단(114)에서 종결된다. 환형 플랜지(104)는 튜브체(102)에 의해 정해지는 진공 캐비티(111)와 소통되는 중앙 구멍(103)을 정하는 방사상으로 내부로 향하는 표면(101)을 포함한다. 예시된 양태에서 튜브체(102) 및 환형 플랜지(104)는 다우 케미컬 컴파니가 Styron 685D로서 시판하는 폴리스티렌 수지로부터 단일 조각으로서 성형된다. 결과적으로 필터 장치(100)를 사용하는 동안 압력하에서 누출될 수 있는 이들 부품 간의 접합부가 없다. 그러나 다르게는 튜브체(102) 및 환형 플랜지(104)는 처음부터 별개의 조각으로 구성된 다음 함께 결합시킬 수도 있다.
환형 플랜지(104)는 필터 막(106)이 탑재되는 외부 탑재 표면(105)을 포함한다. 환형 플랜지(104)에 탑재시 필터 막(106)은 환형 플랜지(104)와 일치하는 환형 주변부(136), 및 튜브체(102)의 원위 말단(114)에 형성되어 있는 중앙 구멍(103)과 일치하면서 이를 가로질러 걸쳐 있는 중앙 구멍부(126)를 포함한다. 하기 상세히 설명하는 바와 같이 미립자는 중앙 필터 구멍부(126)에서 포착되고 용액은 이를 통해 흐르는 미립자를 함유한다. 이를 위해, 필터 막(106)은 습윤제로 처리된 다공성 폴리카보네이트 막의 형태를 띠는 것으로서 친수성의 시판 제품이 있다. 예시되는 양태에서 필터 막(106)은 두께가 16 미크론급이고 와트만 코포레이션(Whatman Corporation,Stanford,ME)이 시판하고 있다.
필터막(106)은 적합한 방식으로 환형 플랜지(104)의 표면(105)에 탑재될 수 있지만 예시된 양태에서는 하기 설명하는 바와 같이 거기에 열 접합된다. 다르게는 필터막(105)은 또한 환형 플랜지(104)의 탑재 표면(105)에 초음파 접합될 수 있다. 적합한 초음파 접합 방법은 폴리필트로닉스(Polyfiltronics,Inc. of Rockland,Mass.02370)사가 제공하고 있다. 필터막(106)은 또한 환형 플랜지(104)의 탑재 표면(105)에 용매 접합될 수 있다.
따라서, 환형 플랜지(104)는 중앙 필터 구멍부(126)의 직경이 감소되게 하고 튜브체의(102)의 직경은 그대로 유지시킨다는 것을 알 수 있다. 추가로 생물학적 표본 여과 및 전달 키트(200)는 도8에 보이는 상이한 구멍(206/208)을 갖는 2개 이상의 튜브체(202/204)로부터 조립될 수 있다. 튜브체(206/208)는 동일한 캡(142-도5 참조)에 의해 폐쇄되고 생물학적 표본 수집 및 전달 시스템(166-도7 참조)에서 상호 교환적으로 사용되도록 형상화할 수 있다.
도2 및 도3을 보면 환형 플랜지(104)는 여과 장치(100)의 효율을 향상시키는 다수의 특징부를 포함한다. 특히 환형 플랜지(104)는 탑재 표면(116)으로부터 방사상으로 안쪽으로 배치된 환형 리지(120)를 포함한다. 환형 리지(120)는 필터 막이 연장되어 걸쳐져 있는 원위 정위(distal positioing) 림을 특징으로 한다. 그래서 중앙 필터 영역(126)은 고도로 평탄한 형태를 띠며 정위 림(122)은 세로 축(110)에 대해 거의 직각으로 평면(124)에 놓이며, 환형 리지(120)는 높이가 균일하다. 예시된 양태에서 환형 리지(120)는 환형 플랜지(104)의 방사상으로 내부로 면하는 리지 표면(101)과 동일 평면에 위치하는 방사상으로 내부로 면하는 리지 표면(107)을 포함한다. 다르게는 방사상으로 내부로 면하는 리지 표면(107)은 방사상으로 내부로 면하는 리지 표면(101)으로부터 방사상으로 외부로 상쇄될 수 있다.
도3에 보이는 바와 같이 탑재 표면(105)은 내부 환형 탑재 표면(116)과 외부 환형 표면(118)으로 분할되고 이들은 서로 동심 관계이다. 이하 상세히 논의하는 바와 같이 탑재 표면(116/118)의 사용은 증분 단계로 필터 막(106)이 환형 플랜지(104)에 유리하게 탑재될 수 있도록 한다. 환형 플랜지(104)는 추가로 내부 환형 공기 배리어(128)를 포함하며, 배리어(128)는 리지(120)와 내부 탑재 표면(116)과 동심 관계이면서 이들 사이에 방사상으로 개재되어 있다. 예시된 배리어(128)는 내부 환형 골(130) 형태를 띠며,골(130)은 필터 막(106)의 열 결합 동안 탑재 표면(105)에서 발생하는 열을 분리시키는 열 배리어를 제공함으로써 정위 림(122)의 왜곡이나 다른 기하학적 변형을 최소화시킨다. 용매 결합을 사용하여 필터 막(106)을 환형 플랜지(104)에 탑재할 경우 배리어(128)는 또한 림(122)을 변형시키는 용매의 작용을 지연시킨다. 또한 배리어(128)는 내부 탑재 표면(116)에 필터 막(106)을 결합시키거나 달리 부착시키는 동안 발생하는 찌꺼기 및 다른 잉여물 또는 흐르는 물질을 포착하고 달리 수용하기 위한 수용기를 제공한다. 이와 같이 배리어(128)는 사실상 정위 림(122)이 변형되는 것을 방지하고 정위 림(122)이 정하는 바람직한 고도로 평탄한 표면을 변형시키거나 손상시킬 수 있는 물질 찌꺼기를 분리한다.
이와 같이 필터 막(106)의 탑재에 의해 야기되는 탑재 표면(105)의 왜곡은 정위 림(122)의 정확한 정위 형태를 변형시키지 않는다. 결과로서 중앙 필터 영역(126)은 정확한 평탄 배치를 갖는다. 이와 같이 생물학적 표본 슬라이드(132)(예 를 들면 현미경 슬라이드)가 도4에서 보는 바와 같이 중앙 필터 영역(126)과 접촉시 전체 중앙 필터 영역(126)이 동일 평면에서 지지 장치(132)와 접한다. 이러한 사실상 균일한 접촉은 중앙 필터 영역(126)의 전체 표면에 위치하는 수집된 입자가 지지 장치(132)에 직접 전달되도록 한다. 결과적으로 입자는 필터 막(106) 상에서 가졌던 것과 동일한 공간 분포로 표본 슬라이드(132)에 전달되면서도 전달 후에 필터 막(106) 상에서 남는 입자의 양을 최소화한다.
환형 플랜지(104)는 또한 내부 및 외부 탑재 표면(116/118) 사이에 위치한 외부 환형 공기 배리어(109)를 특징으로 한다. 내부 환형 공기 배리어(128)에 대해 상기 기술한 것과 동일하게 외부 환형 배리어(109)는 필터 막(106)을 외부 탑재 표면(118)에 결합하거나 부착하는 동안 찌꺼기 및 다른 과량의 또는 흐르는 물질을 포착 및 달리 수용하기 위한 수용기를 제공하는 환형 골의 형태를 띤다.
위에서 간단히 논의한 바와 같이, 필터 막(106)을 환형 플랜지(104)에 탑재하는 하나의 방법에는 열 결합이 포함된다. 이 방법에서, 필터 막(106)이 열에 의해 플랜지(104) 상의 외부 탑재 표면(118)에 접합되는 제1 열 결합 단계가 처음으로 수행된다. 그런 다음 플랜지 상에서 필터 막(106)의 평탄하고 주름없는 자유로운 배치를 강화하기 위해서 필터 막(106)을 균일하게 긴장시키는 필터 수축 단계가 수행된다. 위에서 기술한 바와 같이 수집 필터 막(106)으로부터 표본 슬라이드(132)로 입자를 전달하는 것은 상기 필터 수축 단계를 바람직하게는 필터 막(106)을 플랜지(104)의 외부 탑재 표면(118)에 열 결합시키는 제1 단계 후에 향상되는 것으로 밝혀졌다. 최종적으로 수력학적 효과가 여과된 입자의 전달을 방해 하는 것을 방지하기 위해 필터 막(106)이 열에 의해 플랜지(104) 상의 내부 탑재 표면(116)에 접합되는 제3 열 결합 단계를 사용한다.
도9는 열 결합 방법을 사용하여 환형 플랜지(104)에 필터 막(106)을 탑재하는데 사용되는 열 결합 장치(170)를 예시한다. 제작 장치(170)는 사실상 램 팁(174)을 갖는 가열된 램(172)을 갖춘 아보 프레스이다. 램 팁(174)은 플랜지(104)의 외부 환형 탑재 표면(118)과 거의 동일한 직경을 갖는 호른 또는 중공 튜브와 같은 형상으로서 필터 막(106)에 대해 직접 압박을 하며 플랜지(104)에 필터 막(106) 및 바람직하게는 필터 막(106)의 주변 영역(136)을 접합할 수 있는 온도에서 유지된다. 램 팁 온도는 ,예를 들면, ±1℉ 정확도를 얻기 위해 디지털 방식으로 제어하는 것이 바람직하다. 램 팁(174), 필터 막(106) 및 플랜지(104) 간의 접촉 압력은 예시된 장비에서 프레스 베이스(178) 상에 탑재된 공기 실린더(176) 상에 튜브체(102)를 지지함으로써 제어한다. 램(172)은 스톱(stop)에 물릴 때 까지 낮춘다. 그러면 베이스(178) 상의 공기 실린더(176)가 부하를 떠맡게 된다. 부하는 공기 실린더(176)에 가하는 압력을 변경함으로써 설정할 수 있다. 결합 단계의 체류 시간,즉 램 팁(174)이 필터 막(106)과 플랜지(104)를 가압하여 유지되는 시간은 플랜지(104) 및 필터 막(106)에 대한 부하와 열을 제거하기 위해 공기 실린더(176)의 방향을 타이밍하고 뒤집음으로써 제어할 수 있다. 예를 들면, 제한 스위치(보이지 않음)는 아보 램(172)이 필터 막(106)과 플랜지(104)에 대한 램 팁(174)의 체류 시간을 측정하기 위해 스톱을 칠 때 타이머를 활성화시킬 수 있다.
장치(170)는 램 팁 온도, 압축력 및 체류 시간의 조절을 가능하게 하는 제어 유니트(180)을 포함한다. 제어 유니트(170)는 마이크로프로세서에 의해 구동되는 것이 바람직한데, 마이크로프로세서는 공기 실린더(176) 내의 압력 감지 유니트, 램 팁(174) 내의 온도 감지 유니트 및 스톱에 물리는 램(172)에 의해 활성화되는 마이크로스위치에 연결되어 있다. 이 목적을 위한 제어 유니트(170)도 제공될 수 있다.
램(170)을 낮추고 스톱을 맞물릴 때, 제어 유니트(180)는 공기 실린더(176)에 연결된 기압식 펌프(pneumatic pump) 또는 압축된 공기원을 활성화시킨다. 제어 유니트(180)는 램 팁(174)이 필터 막(106) 및 플랜지(104)에 의해 접촉시 목적하는 압출력에 맞도록 공기 실린더(176)에 대한 압력을 모니터하고 조정한다. 이 접촉의 체류 시간은 램(172)에 의한 스톱의 접촉에 비례하여 결정하거나 공기 실린더(176) 내의 설정 압력치의 달성에 비례하여 결정한다. 예정된 체류 시간의 끝 무렵에 제어 유니트(180)는 실린더(176) 내의 압력을 해소함으로써 램 팁(174)으로부터 플랜지(104)와 필터 막(106)을 제거한다. 제어 유니트(180)는 램(172) 및 램 팁(174)의 온도를 감지하고 조정하여 목적하는 램 팁의 온도가 ±1℉ 정확도로 유지되게 한다.
열 결합 단계를 위한 작업 조건은 온도, 체류 시간 및 결합력 또는 결합 압력을 결정하는 것이 포함된다. 예를 들면, 램(172)의 온도를 증가시키는 것은 일반적으로 체류 시간 및 압축력을 감소시킴으로써 상쇄시킬 수 있고 그 역도 성립한다. 공정은 플랜지 용융이 최소이고, 플랜지/필터의 접점(interface)이 고르며 플랜지(104)에 결합하는 필터 막(106)의 기계적 강도가 높을 때 최적으로 간주된다. 온도, 체류 시간 및 부하력 패러미터가 지나치게 높으면 결과는 원하지 않는 플랜지(104)의 변형이 될 수 있다. 반대로 이들 패러미터가 지나치게 작으면 결과적인 결합은 약해지고 필터 막(106)이 플랜지(104)로부터 더욱 쉽게 박리된다. 이들 공정 조건에 대한 하나의 특히 유용한 시험은 필터 장치(100)에 의한 필터 막(106)으로부터의 시료 물질의 침착에 의해 나타나는 슬라이드의 품질을 결정함으로써 나온다.
필터 막(106)이 외부 탑재 표면(118)에 부착된 후에 필터 막(106)은 플랜지(104)의 직경에 근사하게 트리밍한다. 이는 입자 수집 및 전달 공정을 방해할 수 있는 과량의 필터 물질을 제거한다. 상기 논의한 바와 같이 필터 막(106)은 폴리카보네이트로 구성되고 튜브체(102) 및 플랜지(104)는 폴리스티렌으로 구성된다. 도9의 장비와 관련하여 위에서 기술한 폴리스티렌 플랜지(104)에 대한 폴리카보네이트(106)의 기계적 결합을 위한 공정 패러미터는 다음과 같다.
램 팁 온도: 275-350℉
압축력: 20-60lbs
체류 시간: 0.75 내지 2.0 sec.
램 팁 형상
외부 직경: 1.0in
내부 직경: 0.89in
폴리카보네이트의 용융점은 폴리스티렌의 용융점보다 높으므로 이들 조건하 에서 필터 막(106)을 통해 전도되는 램 팁(174)으로부터의 열은 외부 탑재 표면(118)을 용융시켜 폴리카보네이트 필터 막(106)과 기계적 결합을 형성시킨다. 플랜지(104)에 대한 필터 막(106)의 열 유도된 기계적 결합을 위한 패러미터의 하나의 구체적인 바람직한 조합은 다음과 같다:
램 팁 온도: 350℉
압축력: 40lbs
체류 시간: 0.75 sec.
도10은 열 수축 단계를 수행하는데 사용할 수 있는 열 수축 장치(182)를 예시한다. 장치(182)는 가변 온도 고온 공기원(184) 및 고온 공기 흐름(188)을 플랜지(104)위에 확보된 필터 막(106)으로 향하게 하는 흐름 지향 배플(186)을 포함한다. 열 결합된 필터 막(106)을 갖는 튜브체(102)는 제어된 속도 및 선택된 최소 간격(190)에서 고온 공기원(184)의 흐름 지향 배플(186) 아래를 통과한다. 고온 공기 온도는 필터 막(106)이 수축하고 모든 방향으로 거의 균일하게 긴장되도록 유지시킨다. 가열 지속 시간을 변경하기 위해서 튜브체(102)가 열류(188)를 통과하는 속도를 달리할 수 있다. 열 노출의 지속 시간은 튜브체(102)가 열류(188)를 통과하는 속도에 반비례한다. 예시된 양태에 의해 수행된 열 수축 단계에 대한 공정 패러미터는 다음과 같다:
공기 온도: 250-400℉
가열 지속 시간(실린더 속도로 표시): 0.5 내지 2.0 in/sec
하나의 구체적인 예시적 실례에서 사용되는 뜨거운 공기원은 가변 온도 고온 에어건(Master Apppliance,VariTemp Heat Gun VT 752C) 및 출력 치수가 8in×0.2in인 흐름 지향 배플이다. 공기 온도는 400℉에서 유지시키고 튜브체(102)는 초당 1.3in의 속도에서 가열된 공기 흐름(326)을 통과시킨다. 튜브체(102)가 흐름 지향 배플 바로 아래에 위치시 이들은 약 0.5in 이격된다.
제2 필터 결합 단계는 하나를 제외하고는 상기 제1 필터 결합 단계에 대해 기술한 바와 같은 방법을 사용하여 내부 환형 결합 표면(116)에 필터 막(106)을 열적으로 결합시킨다. 제2 필터 결합 단계에 사용되는 아보 램(도시되지 않음)은 플랜지(104)의 환형 탑재 표면(116)과 거의 동일한 직경을 갖는 램 팁(도시되지 않음)을 갖는다.
도6에 도시된 바와 같이 필터 장치(100)의 근접 말단(112)은 제거가능한 캡(142)을 빡빡하게 수용하는 형태이다. 도5를 더 살펴보면, 캡(142)은 필터 장치(100) 내로 삽입하기 위한 작은 수(male) 말단(146)을 갖는 중공 실린더(144) 및 진공원(도7에 도시)과 짝을 이루는 확대된 암(female) 말단(148)을 포함한다. 장치(100)와 제거가능한 캡(142)의 유체 방지 부착을 용이하게 하기 위해서 캡(142)은 수 캡 말단(146)의 외부 표면 내에 형성된 환형 리세스(154) 및 환형 리세스(154) 내에 수용되는 2개의 상응하는 O 링(140)을 포함한다. O 링(140)은 고무와 같은 탄성 물질로 이루어져서 리세스(154) 내에 확보될 수 있다. 도1에서 보는 바와 같이 2개의 리세스가 근접 말단(112)에서 튜브체(102)의 내부 표면 내에 형성되 며 캡(142)의 O 링(140)을 빡빡하게 수용하도록 하는 형태를 갖는다.
필터 장치(100)와의 기계적 접촉을 위해서 수집 및 전달 시스템(166)은 필터 장치(100)의 캡(142)와 짝을 이루는 커플링 메카니즘(152)을 포함한다. 수집 및 전달 시스템(166)은 또한 2개의 도관(156 및 160)을 포함하는데 이의 원위 말단은 커플링 메카니즘(152)을 통해 연장되어 필터 장치(100)의 내부와 유체 소통한다. 도관(156 및 160)의 근접 말단은 수집 및 전달 시스템(166)의 공기원(pneumatic)(158) 및 압력 모니터(162)에 각각 연결된다. 이렇게 공기원(158)은 액체 시료(113)로부터 입자를 수집하기 위해 도관(156)을 통해 필터 장치(100)의 내부에 부압 펄스를 가할 수 있다. 공기원(158)은 또한 슬라이드(132) 위로 수집된 입자를 분배하기 위해서 도관(156)을 통해서 시료 수집 장치(12)의 내부에 정압 펄스를 가할 수 있다. 압력 모니터(162)는 수집 및 전달 시스템(166)이 필터 장치(100)내의 압력을 더욱 정확하게 제어하도록 한다.
예시 및 기술의 간편성을 위해서 수집 및 전달 시스템(166)의 커플링 메카니즘(152), 도관(156 및 160), 공기원(158) 및 압력 모니터(162) 만을 도시한다. 이러한 유형의 수집 및 전달 시스템의 구조 및 기능성은 미국 특허 제 6,318,190호 및 제 6,572,824호에 더욱 상세히 기술되어 있다.
상기 특허 문헌에 더 기술되어 있는 바와 같이 중앙 필터 영역(126)의 외부 표면 상에 입자를 갖는 여과 및 전달 장치(100)는, 입자 함유 액체로부터 제거한 후에, 도3에 도시된 바와 같이 현미경 슬라이드와 같은 생물학적 표본 지지 장치(132)와 접하게 위치시킬 수 있다. 필터 막(106) 상에 수집된 세포 또는 다른 입 자는 지지 장치(132)에 전달된다. 필터 막(106)으로부터 지지 장치(132)로의 전달은 중앙 필터 영역(126)의 내면에 더 높은 압력을 가하여 용이하게 할 수 있다.
세포 시료를 형성시키면서 세포의 양을 줄이는 것은 사용되는 시약의 양을 줄일 뿐만 아니라 한 번의 시료 수집 과정 동안 회수되는 세포에 대해 수행될 수 있는 시험의 수를 늘린다. 이는 더욱 많은 확인 시험을 가능하게 하여 수집하기 힘든 세포를 절약하고 환자가 겪는 수집 과정의 수를 줄인다.

Claims (13)

  1. 제1 및 제2 축방향으로 배치된 말단 및 이들 사이에 형성된 진공 캐비티를 갖는 튜브체;
    제1 축 말단에 위치하며 진공 캐비티와 유체 소통하는 구멍을 정하는 탑재 표면을 갖는 환형 플랜지;
    유체에 딸려 온 미소 생물학적 입자를 수집하도록 하는 형태를 가지며 탑재 표면에 부착된 주변 영역 및 구멍에 걸쳐진 중앙 영역을 갖는 생물학적 표본 필터 막을 포함하는 생물학적 표본 필터 장치.
  2. 제1항에 있어서, 탑재 표면으로부터 방사상으로 내부로 외부 플랜지 상에 위치하는 환형 리지 및 환형 리지 상에 배치되어 있으며 상부에 필터 막이 자리하는 평탄한 림을 추가로 포함하는 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 탑재 표면이 외부 표면인 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 환형 플랜지가 환형 리지와 탑재 표면 사이에 있는 환형 공기 경계를 포함하는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 환형 플랜지가 탑재 표면을 동심 내부 및 외부 탑재 표면을 나누는 환형 공기 경계를 포함하는 장치.
  6. 제1항의 장치 및 튜브체의 제2 축 말단 내에 밀폐적으로 삽입되도록 하는 형태를 갖는 캡을 포함하는 생물학적 표본 필터 장치.
  7. 제1 및 제2 축방향으로 배치된 말단 및 이들 사이에 형성된 진공 캐비티를 갖는 튜브체;
    제1 축 말단에 위치하며 진공 캐비티와 유체 소통하는 구멍을 정하는 탑재 표면을 갖는 환형 플랜지;
    유체에 딸려 온 미소 생물학적 입자를 수집하기 위한 탑재 표면에 부착된 생물학적 표본 필터 막 주변
    및 제2 축 말단을 통해 튜브체의 진공 캐비티와 유체 소통하는 공기원을 포함하는 생물학적 표본 수집 및 전달 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 필터 막이 탑재 표면에 부착된 주변 영역 및 구멍에 걸쳐 있는 중앙 영역을 갖는 시스템.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 제2축 말단을 통해 튜브체의 캐비티와 유체 소통하는 압력 모니터를 추가로 포함하는 시스템.
  10. 제7항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 탑재 표면으로부터 방사상으로 내부로 외부 플랜지 상에 위치하는 환형 리지 및 환형 리지 상에 배치되어 있으며 상부에 필터 막이 자리하는 평탄한 림을 추가로 포함하는 시스템.
  11. 제7항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 탑재 표면이 외부 표면인 시스템.
  12. 제10항에 있어서, 환형 플랜지가 환형 리지와 탑재 표면 사이에 있는 환형 공기 경계를 포함하는 시스템.
  13. 제7항에 있어서, 환형 플랜지가 탑재 표면을 동심 내부 및 외부 탑재 표면을 나누는 환형 공기 경계를 포함하는 시스템.
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