KR20140091607A - 반응 용기 및 상부 흡착성 층과 하부 측면 흐름 층을 포함하는 샘플 매트릭스를 포함하는 어셈블리 - Google Patents

반응 용기 및 상부 흡착성 층과 하부 측면 흐름 층을 포함하는 샘플 매트릭스를 포함하는 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분자 생물학적 분석 및 핵산 증폭 반응에서 사용되는 샘플의 제조 및 처리를 위한 어셈블리 및 그와 연관된 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 어셈블리는, 알려져 있는 샘플 제조 장치 및 방법에 비해 샘플의 처리를 감소시켜 신속하고 용이한 처리를 가능하게 한다. 본 발명에 따른 어셈블리는 반응 용기, 샘플 매트릭스 및 뚜껑을 포함한다. 본 발명은, 샘플 매트릭스가 반응 용기 내로 들어가도록(처리 없이) 샘플 매트릭스 디스크를 펀칭하는, 통합된 펀치를 더 제공하며; 이로써 최종적인 증폭된 핵산 생성물을 생성하는 데 필요한 샘플 처리를 감소시킨다.

Description

반응 용기 및 상부 흡착성 층과 하부 측면 흐름 층을 포함하는 샘플 매트릭스를 포함하는 어셈블리 {ASSEMBLY COMPRISING A REACTION VESSEL AND A SAMPLE MATRIX, SAMPLE MATRIX COMPRISING AN UPPER ADSORBENT LAYER AND A LOWER LATERAL FLOW LAYER}
본 발명은 분자 생물학적 분석 및 반응에서 샘플의 제조 및 처리를 위한 장치에 관한 것으로서, 분자 생물학적 분석 및 반응의 예로는, 중합효소 연쇄 반응(PCR, polymerase chain reaction) 등을 포함하는 핵산 증폭 반응이 있다.
PCR은 생물학적 샘플 내의 특정 표적 핵산 서열을 증폭하는 데 편리한 방법이다. PCR은 종종 법의학적 목적 또는 진단 목적으로 사용되며, 예를 들면, DNA 샘플의 주인을 확인하거나; 또는 특정 병원체가 샘플 내에 존재하는지 여부를 결정하는 데 사용될 수 있는 마커를 검출하기 위해서 사용된다. 그러한 목적을 달성하기 위해서는 상대적으로 신속한 분석법을 확보하는 것이 유용하며, 신속한 분석법은 광범위한 표본의 준비 및 클린업(clean up)이 수행될 수 없다는 것을 의미할 수 있다.
대부분의 임상 샘플은, PCR에 적합한 샘플을 제조하기 위해서 어느 정도 가공되어야 한다. PCR 반응을 위해 저해제를 제거하고 순수한 샘플을 제공하기 위해서 종이-타입의 필터를 사용하는 것이 알려져 있다. 그러나, 통상적으로, 그러한 필터는, 샘플을 필터로부터 PCR 반응기로 전달하고 반응 자체가 수행되도록 하기 위해서, 사용자가 어느 정도 처리하고 개입해야 할 필요성이 여전히 존재한다.
본 발명의 목적 중 하나는 생물학적 분석용 샘플의 샘플 제조를 위한 대안적인 수단을 제공하는 것이며; 바람직한 실시예에서, 사용자에게 신속하고 용이한 처리를 제공하기 위해서, 이것은 분석을 수행하기 위한 반응 용기(reaction vessel)에 통합된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 하기 구성요소를 포함하는 어셈블리(assembly)가 제공된다:
본체와 개구부를 가지며, 분석할 샘플을 수용하기 위한, 반응 용기;
상기 개구부에 인접하여 위치하며, 샘플 매트릭스에 도입되는 샘플을 흡착하기 위한, 샘플 매트릭스; 및
상기 반응 용기의 상기 개구부를 폐쇄하고 상기 샘플 매트릭스를 덮기 위한 뚜껑으로서, 상기 뚜껑은, 상기 샘플 매트릭스의 일 부분을 펀칭(punching)하여 상기 일 부분이 상기 샘플 매트릭스의 나머지 부분으로부터 분리되어 상기 반응 용기의 상기 본체 내로 들어갈 수 있도록 되어 있는 펀치 부재(punch member)를 포함하는, 뚜껑.
따라서, 본 발명은, 샘플 매트릭스에 도입되는 샘플을 처리 또는 제조하는 데 사용될 수 있는 샘플 매트릭스를 포함한다. 펀치 부재는 매트릭스 중 샘플을 담고 있는 부분을 펀칭하여, 그 부분이 반응 용기의 본체 내로 들어가게 하는 데 사용될 수 있다. 그 후 적절한 시약(예를 들면, PCR 시약)이 반응 용기 내에 첨가 되어 원하는 분석법이 수행될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 예를, 첨부된 도면을 참조하여, 단지 예시적으로 기술하고자 한다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 장치의 투시도를 나타내고;
도 2는 도 1의 장치의 부분적인 분해도를 나타내며;
도 3은 도 1의 장치의 추가적인 분해도를 나타내고;
도 4는 도 1의 장치의 완전한 분해도를 나타내며;
도 5는 사용시 도 1의 장치의 상부 부분을 나타내고; 및
도 6은 도 1의 장치의 샘플 매트릭스의 개략도를 나타낸다.
바람직한 실시예에서, 장치는 복수 개의 반응 용기 및 펀치 부재를 포함한다. 펀치 부재는 단일의 공통 뚜껑에 포함될 수도 있고, 또는 복수 개의 독립된 뚜껑들이 존재할 수도 있다.
펀치 부재는 스프링 로드(spring rod)를 포함할 수 있다. 로드는 원통형일 수 있고, 바람직하게는 중공의 원통형 로드일 수 있다. 펀치 부재는 예리한 컷팅 엣지(cutting edge)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서 컷팅 엣지는 예를 들면 V자 형 또는 다른 예리한 형태일 수 있으나, 바람직하게는 일반적으로 원형이다.
펀치 부재는 스프링 로드 및 독립된 컷팅 블레이드(cutting blade)을 포함할 수 있고; 예를 들면, 스프링 로드는 일반적으로 원통형인 컷팅 블레이드의 중심을 관통해 연장될 수 있는데, 이 때 스프링 로드는 컷팅 블레이드가 샘플 매트릭스를 절단하도록 컷팅 블레이드를 전방으로 가압하도록 배치된다. 이러한 구성은, 작동시, 샘플 매트릭스의 절단된 부분이 샘플 매트릭스의 나머지 부분으로부터 떨어져 나가 반응 용기 내로 들어가는 것을 돕기 위해서 스프링 로드가 더 연장되어 배치될 수 있다는 이점이 있다. 일부 실시예에서, 스프링 로드는, 샘플 매트릭스의 절단된 부분을 적어도 일시적으로 보유하도록, 그리고 스프링 로드가 작동될 때 반응 용기 본체의 하부로 연장되도록 배치될 수 있다. 사용시, 이러한 구성으로 인해 샘플 매트릭스의 절단된 부분이 반응 용기 내에 존재하는 임의의 시약에 접촉할 수 있게 된다.
스프링 로드 및 컷팅 블레이드는 바람직하게는 지지 구조물(supporting structure)에 배치된다. 뚜껑은 이러한 지지 구조물을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 뚜껑은 작동 부재(actuating member)를 포함하며, 예를 들면, 사용자에 의한 작동시 펀치 부재가 샘플 매트릭스와 접촉하도록 배치된 버튼을 포함한다.
본 발명의 장치는 샘플 매트릭스를 덮는 분리가능한 덮개를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 덮개는 분리가능한 포일(foil) 또는 랩(wrap) 등일 수 있다. 덮개는 샘플 매트릭스만을 덮도록, 또는 장치 전체를 덮도록, 또는 샘플 매트릭스와 뚜껑을 덮도록, 또는 샘플 매트릭스와 반응 용기를 덮도록 구성될 수 있다. 사용시, 덮개는 샘플 매트릭스 (및/또는 반응용기)가 사용 전에 오염되지 않도록 하기 위한 것이다. 사용 준비가 되면, 사용자는 덮개를 제거하고, 샘플을 샘플 매트릭스에 도입할 수 있다.
샘플 매트릭스는 캐리어 부재(carrier member)에 배치될 수 있고; 예를 들면, 반응 용기의 개구부 내로 수용되는 캐리어 부재에 배치될 수 있다. 캐리어 부재는 반응 용기의 본체 내로 연장될 수 있고, 개구부를 폐쇄하는 작용을 한다. 이것은 샘플 매트릭스가 안전하게 고정되도록 돕고, 반응 용기 내부가 오염되는 것을 방지한다. 샘플 매트릭스는 캐리어 부재에 부착될 수 있고, 예를 들면, 초음파 용접, 열 스태킹(heat staking), 접착제 등에 의해 부착될 수 있다. 캐리어 부재는 바람직하게는 플라스틱 또는 탄성 물질로 되어 있다. 바람직한 실시예에서, 캐리어 부재는 펀치 부재와 인접한 샘플 매트릭스에 접촉하는 두께 감소부(thinner portion)를 포함하며; 이것은, 단단한 표면(solid surface)을 제공하며, 펀치 부재가 샘플 매트릭스를 펀칭할 때 이 단단한 표면에 맞대어 펀칭함으로써 절단 신뢰도를 개선할 수 있다. 이러한 두께 감소부를 사용한다는 것은, 샘플 매트릭스가 반응 용기의 본체로 들어가도록, 펀치 부재가 샘플 매트릭스뿐만 아니라 캐리어 부재를 관통하여 펀칭할 수 있다는 것을 의미한다. 일부 실시예에서, 캐리어 부재의 두께 감소부는 자기-봉합(self-sealing)될 수 있으며; 예를 들면, 캐리어 부재는, 펀치 부재가 작동된 후에 반응 용기를 재봉합할 수 있도록, 탄성 물질로 만들어질 수 있다.
샘플 매트릭스는, 언제 및/또는 어디서 샘플이 샘플 매트릭스에 도입되었는지 나타내기 위해서 변색 시약(colour change reagent)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 이 시약은 습윤 시 및/또는 건조 후에 변색될 수 있다. 샘플 매트릭스는 샘플이 도입될 지점을 표시하기 위한 표지를 포함할 수 있고; 예를 들면, 인쇄된 마킹을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 샘플 매트릭스는 원하는 반응을 수행하기 위해서 하나 또는 그 이상의 시약을 더 포함할 수 있고; 예를 들면, 샘플 매트릭스는 동결건조된(lyophilised) PCR 시약 및/또는 동결건조된 효소를 포함할 수 있다. 이들 시약은, 샘플 매트릭스가 반응 용기 내에서 액체와 접촉할 때 재구성될 것이다. 이러한 방식으로, 시약은 반응이 수행되도록 활성화될 준비가 될 때까지 서로 분리된 상태를 유지할 수 있다. 샘플 매트릭스는 복수 개의 시약을 포함할 수 있으며; 이들은 샘플 매트릭스와 결합하거나, 또는 분리된 상태를 유지할 수 있고, 예를 들면, 복합 매트릭스(composite matrix)의 서로 분리된 층 내로 도입될 수 있다. 시약은 복합 매트릭스의 추가적인 층에 도입될 수 있다.
장치는, 작동시 펀치 부재에 의해 관통(piercing)되도록 배치되는 캡슐을 더 포함할 수 있다. 캡슐은, 예를 들면, 버퍼 용액, 반응 용액 등의 시약을 함유할 수 있고, 또는 물을 함유할 수 있으며, 이들 물질은 캡슐의 관통시 방출된다. 이러한 방식으로, 캡슐의 함유물은, 샘플 매트릭스의 펀칭 부분과 함께 방출되도록 배치될 수 있고, 이들은 반응 용기의 본체로 함께 들어갈 수 있다.
반응 용기는 동결건조된 시약을 더 함유할 수 있다.
특정 실시예에서, 반응 용기는 겔화된(gelified) 시약을 함유할 수 있다. 예를 들면, 시약은 아가로스 겔(agarose gel) 또는 다른 겔 내에 도입될 수 있다; 겔은, 수행될 분석에서 사용되는 온도보다 낮은 온도에서 용해되도록 선택될 수 있다. 겔화된 시약을 사용하면 시약을 독립적으로 피펫팅(pipetting)할 필요가 없고, 샘플의 제조, 추출 및 PCR 과정 전체를 통합할 수 있다. 사용시, 예를 들면, 겔화된 시약은 샘플의 제조 전에 용해될 수 있고, 이로써 샘플 매트릭스의 펀칭 부분이 액체 또는 반-액체(semi-liquid) 상태의 시약과 접촉할 수 있다.
반응에 사용될 구체적인 시약은 물론 수행될 반응의 특성에 따라 결정될 것이고; 통상의 기술자는 사용될 수 있는 적절한 시약을 알고 있을 것이며, 시약은 용액(예를 들면 캡슐 내의) 또는 겔화된 또는 동결건조된 형태일 수 있다.
샘플 매트릭스는 바람직하게는 복합 매트릭스이며; 더욱 바람직하게는 복합 종이 매트릭스이다. 샘플 매트릭스는 종이 매트릭스일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 샘플 매트릭스는 복합 매트릭스이고, 흡착성 상부 층 및 측면 흐름 층(lateral flow layer)을 포함한다. 매트릭스는 또한 상부 층과 측면 흐름 층 사이에 배치된 반투성 층을 포함한다.
흡착성 상부 층은 여러 가지 최적 특성을 갖는다. 물질은 반드시 친수성이어야 하고, 핵산 및 Whatman FTA 종이에 결합된 핵산과 같은 대체물에 비가역적으로 결합하여서는 안 되며, 결합된 핵산을 제거하기 위해서는 15분 내지 30분의 열처리를 해야 한다. 흡착성 물질은, PCR 저해제를 방출해서는 안 되고, 및/또는, PCR을 방해할 수도 있는, 미백 공정에서 사용되는 물질 또는 킬레이트 시약(chelating reagent)을 방출해서도 안 된다. 흡착성 물질은 바람직하게는 셀룰로오스로 만들어진다(폴리에스테르와 같은 다공성 중합체 역시 동일하게 효과적일 수 있음). 중요한 특성은, 액체 여과 속도(Liquid Filtration Speed) 및 밀도(Density), 연량(Basis Weight) 및 물 흡수도(Water Absorbency)이다. 예를 들면, 바람직한 물질은 Shleicher & Schuell Inc. 903을 포함하고, 대체물은 다음과 같다; Schelicher & Schuell “GB002”, “GB003” 및 “GB004”, Fairfield N.J. “BFC1” 및 Whatmann “3MM”(3MM은 계면활성제 혼합물로 함침시켜야 함).
중요한 특성에 대한 바람직한 수치는 다음과 같다:
액체 여과 속도 덴소미터(densometer) 잔류 침전물
TAPPI T471
u.m. 572
ASTM E832-9.3
(7.3 초)
TAPPI T471
u.m. 572
ASTM 726
(20 초)
ASTM D981-56


(8 내지 30 um 입자)
표면 연량 캘리퍼스(Caliper)
부드럽고, 경화되지 않음 TAPPI T471
u.m. 572
TAPPI T410
ASTM 646
(179 g/m2)
TAPPI T471
u.m. 572
TAPPI T411
ASTM 643
(0.52 mm 두께)
물 흡수도 클램(Klemm) 습윤 강도 - 5 시트
TAPPI T441
ASTM 3285
(4.5g/100cc)
TAPPI T441
ASTM 3285
(34/16 deg/min)
TAPPI T471
ASTM 774
(7.0 psi)
바람직한 상부 층은 이들 값들을 단독으로 또는 임의의 조합으로 갖는다.
측면 흐름 층은 니트로셀룰로오스(nitrocellulose)일 수 있다.
흡착성 층은 바람직하게는 0.5-1 mm의 두께를 가지며; 측면 흐름 층은 0.1-0.2 mm의 두께를 가질 수 있다.
샘플 매트릭스는 지지층(support layer)을 더 포함할 수 있으며; 예를 들면, 측면 흐름 층에 인접하여 배치된, 폴리에스테르와 같은 플라스틱 지지체를 포함할 수 있다. 이것은 측면 흐름 층과 동일하거나 유사한 수준의 두께일 수 있고; 예를 들면, 약 0.1 mm일 수 있다.
종이의 특성은, 액체가 종이에 신속하게 스며들게 하면서 표적 유기체를 표면에 남기며, 표면 위의 세포 물질을 탈수시키고 세포벽을 약화시키며 열에 의해 세포벽이 용해될 수 있게 한다.
본 발명의 추가적인 측면은 하기 구성요소를 포함하는 어셈블리를 제공한다:
샘플 매트릭스에 도입된 샘플을 흡착하기 위한, 샘플 매트릭스; 및
상기 샘플 매트릭스를 덮고 반응 용기를 폐쇄하기 위한 뚜껑으로서, 상기 뚜껑은, 상기 샘플 매트릭스의 일 부분을 펀칭하여 상기 일 부분이 상기 샘플 매트릭스의 나머지 부분으로부터 분리되어 상기 반응 용기의 본체 내로 들어갈 수 있도록 되어 있는 펀치 부재를 포함하는, 뚜껑.
본 발명의 또 다른 추가적인 측면은 샘플 처리 어셈블리를 제공하며, 상기 샘플 처리 어셈블리는,
샘플 매트릭스에 도입된 샘플을 흡착하기 위한, 샘플 매트릭스; 및
상기 샘플 매트릭스의 일 부분을 펀칭하여 상기 일 부분이 상기 샘플 매트릭스의 나머지 부분으로부터 분리되도록 되어 있는 펀치 부재를 포함하며,
상기 샘플 매트릭스는 복합 매트릭스이고, 흡착성 상부 층 및 측면 흐름 층을 포함한다.
상부 층은 셀룰로오스일 수 있고; 및/또는 측면 흐름 층은 니트로셀룰로오스일 수 있다.
본 발명의 추가적인 측면은 분석용 샘플의 제조 방법을 제공하며, 상기 분석용 샘플의 제조 방법은,
반응 용기의 개구부에 인접하게 위치한 샘플 매트릭스를 가지고, 반응 용기 내에 샘플 분석을 위한 시약을 함유하는, 반응 용기를 제공하는 단계;
샘플을 상기 샘플 매트릭스 위에 흡착시키는 단계; 및
상기 샘플 매트릭스의 일 부분을 펀칭하여 상기 샘플 매트릭스가 상기 반응 용기 내로 들어가 상기 시약과 상기 샘플이 접촉하도록 하는 단계를 포함한다.
바람직한 실시예에서, 시약은 겔화된 시약이다. 겔화된 시약을 사용하면 추가적인 시약의 첨가 없이 샘플을 제조할 수 있고, 또는, 예를 들면, 반응을 위한 추가적인 액체 성분을 측정 및 피펫팅할 필요가 없다. 가장 바람직한 실시예에서, 샘플은 추가적인 시약의 첨가 없이 바로 분석을 위한 준비를 마치게 된다. 겔화된 시약은 바람직하게는 원하는 반응이 수행되는 온도와 동일하거나 그보다 낮은 온도의 융점을 가지도록 준비된다.
대안적인 실시예에서, 시약은 동결건조된 것일 수 있으며; 이 경우, 분석용 샘플의 제조 방법은, 그렇게 바람직하지는 않지만, 액체 시약을 반응 용기에 첨가하는 추가적인 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 분석용 샘플의 제조 방법은, 액체 시약을 반응 용기 내로 방출하기 위해서 액체 시약을 함유하는 캡슐을 관통시키는 단계를 포함할 수 있으며; 이것은 추가적인 시약을 피펫팅할 필요가 없게 한다.
특정 실시예에서, 샘플 매트릭스는 원하는 반응을 수행하기 위해서 한 가지 이상의 시약을 더 포함할 수 있으며; 예를 들면, 샘플 매트릭스는 동결건조된 PCR 시약 및/또는 동결건조된 효소를 포함할 수 있다. 이들 시약은, 샘플 매트릭스가 반응 용기 내에서 액체와 접촉할 때 재구성될 것이다. 이러한 방식으로, 시약은 반응이 수행되도록 활성화될 준비가 될 때까지 서로 분리된 상태를 유지할 수 있다. 샘플 매트릭스는 복수 개의 시약을 포함할 수 있으며; 이들은 샘플 매트릭스에 결합되거나, 또는 분리된 상태를 유지할 수 있고, 예를 들면, 복합 매트릭스의 분리된 층 내로 도입될 수 있다. 시약은 복합 매트릭스의 추가적인 층에 도입될 수 있다.
본 발명의 또 다른 추가적인 측면은 샘플 제조를 위한 샘플 매트릭스를 제공하며, 상기 매트릭스는 흡착성 상부 층 및 측면 흐름 층을 포함한다. 흡착성 층은 바람직하게는 셀룰로오스로 만들어진다. 측면 흐름 층은 바람직하게는 니트로셀룰로오스로 만들어진다. 흡착성 층은 샘플을 농축시키는 작용을 하며, 반면 측면 흐름 층은 샘플로부터 액체를 신속하게 스며들게 하여 건조 시간을 단축시킨다. 따라서, 예를 들면, 열을 가하지 않고도 샘플을 신속하게 제조하는 것이 가능하다. 신속한 건조는 또한 세포 내용물의 파괴를 가능하게 하여, 후속의 샘플 분석 단계(예를 들면, PCR)에서 세포 물질이 더욱 용이하게 용해될 수 있게 한다.
샘플 매트릭스의 층들은 접착제에 의해 결합될 수 있다. 적절한 접착제는 통상의 기술자에게 알려져 있을 것이다.
본 발명은 또한 샘플의 제조 방법을 제공하며, 상기 방법은 생물학적 샘플을 샘플 매트릭스에 도입하는 단계를 포함하고, 샘플 매트릭스는 흡착성 상부 층 및 측면 흐름 층을 포함하며, 이로써 측면 흐름 층이 샘플로부터 액체가 스며들게 하고, 샘플로부터 유래한 고체 물질은 상부 층에 흡착된다. 이러한 샘플의 제조 방법을 통해 열을 가하지 않고도 샘플의 신속한 건조 (및 일부 실시예에서는, 농축)가 가능해 진다.
일반적으로 도 1 내지 4에 있어서, PCR용 샘플의 제조에 사용하기 위한 어셈블리(10)는 세 개의 반응 용기(12)를 포함하고, 이들 각각은 PCR 분석을 수행하기 위한 동결건조된 시약을 함유할 수 있다. 반응 용기(12)는 일체형(single piece)으로 성형되며; 다른 실시예에서 반응 용기의 개수는 물론 다양할 수 있다. 반응 용기(12) 각각은 개구부를 가지며, 개구부는 반응 용기의 개구부 내로 연장되는 부분(16)을 갖는 마개(14)에 의해 폐쇄된다. 연장되는 부분(16)은 일반적으로 원통형이고, 반응 용기(12)의 내부와 소통할 수 있도록 하부가 개방되어 있다. 연장되는 부분(16)의 상부는, 마개(14)의 두께 감소부(18)에 의해 폐쇄되며, 이는 리세스(recess)부를 형성한다.
본 실시예에서 마개(14)는, 사용자를 위한 핸들로 작용하는, 측면 연장부(20)를 가진다.
마개(14)의 두께 감소부(18)에 의해 형성된 리세스부는, 복합 종이로 만들어진 샘플 매트릭스(22)를 수용한다. 샘플 매트릭스(22)는, 도 6에 더욱 상세하게 도시되어 있고, 셀룰로오스 섬유로 된 제1 층 및 니트로셀룰로오스 섬유로 된 제2 층을 포함한다. 샘플 매트릭스(22)는 또한 지지층을 포함할 수 있다. 샘플 매트릭스(22)는 초음파 용접에 의해 마개(14)에 고정된다.
반응 용기(12)와 마개(14)는, 측면 연장부(20)의 길이방향을 따라 존재하는 두께 감소부(18)의 하면에 위치한 유지 클립(retaining clip)에 의해 함께 유지된다. 유지 클립은 반응 용기(12)에 맞대어 잠겨지도록 위치한다. 반응 용기(12)와 마개(14)를 함께 고정시킴으로써 장치를 사용하는 동안 이들이 분리되어 반응 용기(12)의 인접 웰(well)과의 교차 오염을 야기하는 것을 방지할 수 있다. 반응 용기(12)와 마개(14)는, 유지 클립의 각 면을 하강시키는 도구를 삽입하여 고정을 해제함으로써 분리될 수 있다. 클립의 대체물이 사용될 수 있으며; 예를 들면, 유지 부재, 잠금 수단 또는 기타 간섭 구조물이 사용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 클립 또는 유지 부재는 반응 용기 상에 위치할 수 있다.
바람직하게는 반응 용기(12)는 폴리카보네이트, 예를 들면 Markrolon®로 만들어진다.
반응 용기(12)의 튜브는, 뚜껑(14)과 함께 고정되었을 때 용기가 가압됨으로써 반응 용기(12)의 튜브 내 임의의 액체가 제자리에 유지되도록 구성되어 있다.
샘플 매트릭스(22) 및 마개(14)는, 오염으로부터 보호하기 위해서, 사용하기 전에 분리가능한 포일 또는 랩(도시되지 않음)으로 싸여있을 수 있다.
어셈블리(10)는 또한 펀치 부재(26)를 포함하는 뚜껑(24)을 포함하며, 펀치 부재(26)는 플런저(plunger)(28), 스프링(30) 및 컷팅 블레이드(32)를 포함한다. 펀치 부재(26)는 샘플 매트릭스(22)와 접촉할 수 있도록 지지물(34)을 관통해 연장된다. 뚜껑(24)은 또한 작동 부재(36)를 포함한다.
어셈블리(10)를 사용하기 위해서, 분리가능한 포일을 샘플 매트릭스(22) 및 마개(14)로부터 제거함으로써 샘플 매트릭스가 노출될 수 있다. 일부 실시예에서, 그 후 동결건조된 시약을 용해시키기 위해서 반응 용기에 멸균수가 첨가된다. 그리고 나서 반응 용기를 마개(14)로 재폐쇄한다.
분석할 샘플(예를 들면, 타액(sputum))을 샘플 매트릭스(22)에 떨어뜨린다. 샘플 매트릭스(22)는 샘플을 떨어뜨려야 할 지점을 표시하기 위한 표지로 표시될 수 있고, 및/또는 샘플이 도입되면 변색되는 시약을 포함할 수 있으며; 예를 들면, 시약은 습윤 시 변색될 수 있다. 복합 종이 샘플 매트릭스는 PCR용 샘플을 제조하는 데 사용된다. 제1 셀룰로오스 층은 흡착 층으로 작용하며, 세포 내용물을 흡착하고, 수직 및 수평 방향의 유체 흐름을 제공한다. 제2 니트로셀룰로오스 층은 측면 흐름을 통해 물이 신속하게 제거되도록 하며, 샘플 매트릭스에 도입된 샘플의 건조 속도를 개선시킨다. 이로 인해 샘플은 수 분 내에 건조되고 후속 분석을 위한 준비상태가 된다. 필요한 경우, 샘플 매트릭스는, 세포를 용해시키고 핵산을 방출시키기 위한 시약으로 함침될 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 샘플 매트릭스는 필요한 반응을 수행하기 위해서 한 가지 이상의 시약을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 샘플 매트릭스는 PCR 반응에 사용하기 위한, 동결건조된 효소 및 뉴클레오티드를 포함할 수 있다.
그런 다음, 뚜껑(24)을 샘플 매트릭스(22)의 위에 놓는다. 작동 부재(36)가 눌려지면, 스프링(30)을 압축하고, 컷팅 부재(32)와 함께 플런저(28)를 캐리어 부재(34)를 관통해 하강시켜 샘플 매트릭스(22)와 접촉시킨다. 지속되는 압력으로 인해 샘플 매트릭스(22)가 컷팅 부재(32)를 가압하며, 마개(14)의 하면에 위치하는 두께 감소부(18)가 샘플 매트릭스로부터 재료를 디스크(disc)로 절단하고 반응 용기의 내부로 접근할 수 있게 한다. 그리고 나서 플런저(28)가 절단된 디스크를 샘플 매트릭스의 나머지 부분으로부터 분리시키고, 그것이 반응 용기 내로 떨어지게 한다. 이러한 공정은 도 5에 더욱 자세히 도시되어 있다. 샘플 매트릭스는, 예를 들면, PCR 분석과 같은 분석을 위해 준비된 샘플 및 시약으로 로딩(laoding)된다. 대안적으로, 일부 실시예에서 플런저(28)는 절단된 디스크를 보유하고 그것을 반응 용기 내로 밀어내기를 계속하여 반응 용기의 본체 내에서 시약(예를 들면, 액체 시약)과 접촉하도록 변형된다.
이를 통해, 신속하고 단순한 작동만으로, 샘플이 신속하게 처리되고, 필요한 시약과 함께 반응 용기 내로 로딩될 수 있다. 전술한 실시예의 변형예에 있어서, 플런저 및 컷팅 부재는 액체 시약을 함유하는 캡슐을 관통하여 시약을 샘플 매트릭스와 함께 반응 용기 내로 방출하도록 구성될 수 있다. 이로써, 동결건조된 시약을 사용하지 않거나; 또는 그러한 시약과 결합하여 사용하는 것이 가능해진다. 대안적으로, 반응 용기는 겔화된 시약을 함유할 수 있다. 그 밖에 다른 변형예들은 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

Claims (35)

  1. 본체와 개구부를 가지며, 분석할 샘플을 수용하기 위한, 반응 용기;
    상기 개구부에 인접하여 위치하며, 샘플 매트릭스에 도입되는 샘플을 흡착하기 위한, 샘플 매트릭스; 및
    상기 반응 용기의 상기 개구부를 폐쇄하고 상기 샘플 매트릭스를 덮기 위한 뚜껑
    을 포함하며,
    상기 뚜껑은, 상기 샘플 매트릭스의 일 부분을 펀칭(punching)하여 상기 일 부분이 상기 샘플 매트릭스의 나머지 부분으로부터 분리되어 상기 반응 용기의 상기 본체 내로 들어갈 수 있도록 되어 있는 펀치 부재(punch member)를 포함하는,
    어셈블리(assembly).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 어셈블리가 복수 개의 상기 반응 용기 및 복수 개의 상기 펀치 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 펀치 부재가 단일의 공통 뚜껑에 포함되는 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펀치 부재가 스프링 로드(spring rod)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스프링 로드가 중공의 원통형 로드인 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펀치 부재가 예리한 컷팅 엣지(cutting edge)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 펀치 부재가 스프링 로드 및 독립된 컷팅 블레이드(cutting blade)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 뚜껑이 작동 부재(actuating member)를 포함하며, 예를 들면, 사용자에 의한 작동시 상기 펀치 부재가 상기 샘플 매트릭스와 접촉하도록 배치된 버튼을 포함하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 뚜껑이 상기 샘플 매트릭스를 덮는 분리가능한 덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 샘플 매트릭스가 캐리어 부재(carrier member)에 배치된 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 캐리어 부재가 상기 반응 용기의 상기 본체 내로 연장되고, 상기 개구부를 폐쇄하는 작용을 하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 샘플 매트릭스가 상기 캐리어 부재에 부착된 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  13. 제10항, 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 캐리어 부재가 상기 펀치 부재와 인접한 상기 샘플 매트릭스에 접촉하는 두께 감소부(thinner portion)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 뚜껑과 상기 반응 용기가, 사용시, 유지 클립(retaining clip), 유지 부재, 잠금 수단 또는 다른 간섭 구조물에 의해 함께 유지되는 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    언제 및/또는 어디서 샘플이 상기 샘플 매트릭스에 도입되었는지 나타내기 위해서, 상기 샘플 매트릭스가 변색 시약(colour change reagent)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어셈블리가 작동시 상기 펀치 부재에 의해 관통되도록 배치되는 캡슐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응 용기가 동결건조된(lyophilised) 시약을 함유하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응 용기가 겔화된(gelified) 시약을 함유하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 샘플 매트릭스가 복합 매트릭스, 바람직하게는 복합 종이 매트릭스인 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 샘플 매트릭스가 흡착성 상부 층 및 측면 흐름 층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  21. 제20항에 있어서, 상기 샘플 매트릭스가 상기 상부 층과 상기 측면 흐름 층 사이에 배치되는 반투성 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서,
    상기 상부 층이 셀룰로오스인 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  23. 제20항, 제21항, 제22항에 있어서,
    상기 측면 흐름 층이 니트로 셀룰로오스인 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  24. 샘플 매트릭스에 도입된 샘플을 흡착하기 위한, 샘플 매트릭스; 및
    상기 샘플 매트릭스를 덮고 반응 용기를 폐쇄하기 위한 뚜껑으로서, 상기 뚜껑은, 상기 샘플 매트릭스의 일 부분을 펀칭하여 상기 일 부분이 상기 샘플 매트릭스의 나머지 부분으로부터 분리되어 상기 반응 용기의 본체 내로 들어갈 수 있도록 되어 있는 펀치 부재를 포함하는, 뚜껑
    을 포함하는, 어셈블리.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 반응 용기와 상기 뚜껑을 함께 유지하기 위한, 유지 클립, 유지 부재, 잠금 수단 또는 다른 간섭 구조물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리.
  26. 샘플 매트릭스에 도입된 샘플을 흡착하기 위한, 샘플 매트릭스; 및
    상기 샘플 매트릭스의 일 부분을 펀칭하여 상기 일 부분이 상기 샘플 매트릭스의 나머지 부분으로부터 분리되도록 되어 있는 펀치 부재
    를 포함하며,
    상기 샘플 매트릭스는 복합 매트릭스이고, 흡착성 상부 층 및 측면 흐름 층을 포함하는,
    샘플 처리 어셈블리.
  27. 반응 용기의 개구부에 인접하게 위치한 샘플 매트릭스를 가지고, 반응 용기 내에 샘플 분석을 위한 시약을 함유하는, 반응 용기를 제공하는 단계;
    샘플을 상기 샘플 매트릭스 위에 흡착시키는 단계; 및
    상기 샘플 매트릭스의 일 부분을 펀칭하여 상기 샘플 매트릭스가 상기 반응 용기 내로 들어가 상기 시약과 상기 샘플이 접촉하도록 하는 단계
    를 포함하는, 분석용 샘플의 제조 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 시약이 겔화된 시약인 것을 특징으로 하는, 분석용 샘플의 제조 방법.
  29. 제27항 또는 제28항에 있어서,
    상기 샘플이 추가적인 시약의 첨가 없이 제조되는 것을 특징으로 하는, 분석용 샘플의 제조 방법.
  30. 제27항에 있어서,
    액체 시약을 상기 반응 용기 내로 방출하기 위해서 상기 액체 시약을 함유하는 캡슐을 관통시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 분석용 샘플의 제조 방법.
  31. 흡착성 상부 층 및 측면 흐름 측을 포함하는, 샘플 제조용 샘플 매트릭스.
  32. 생물학적 샘플을 샘플 매트릭스에 도입하는 단계를 포함하고, 상기 샘플 매트릭스는 흡착성 상부 층 및 측면 흐름 층을 포함하며, 이로써 상기 측면 흐름 층은 상기 샘플로부터 액체가 스며들게 하고, 상기 샘플로부터 유래한 고체 물질은 상기 상부 층에 흡착되는, 샘플의 제조 방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 샘플이 열의 적용 없이 제조되는 것을 특징으로 하는, 샘플의 제조 방법.
  34. 제32항에 있어서,
    상기 샘플 내 세포 물질이 열의 적용 없이 신속하게 건조되는 것을 특징으로 하는, 샘플의 제조 방법.
  35. 제1항 내지 제25항; 제26항 내지 제30항 또는 제32항 내지 제34항; 또는 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 샘플 매트릭스가 한 가지 이상의 동결건조된 시약을 포함하는 것을 특징으로 하는, 어셈블리; 샘플의 제조 방법; 또는 샘플 매트릭스.
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