KR20200067147A - 샘플의 부피를 줄이기 위한 방법 및 기구 - Google Patents
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Abstract
샘플(2)의 부피를 감소시키기 위한 방법 및 기구로서; 상기 방법은 가속 단계를 포함하고, 가속 단계 동안 샘플(2)을 포함하는 컨테이너(6)는 가속되어 샘플(2)의 액체 성분(3)의 일부분이 컨테이너(6)의 일 단부(8)의 개구부(8') 밖으로 유출되고; 일부 실시 양태에 따라, 컨테이너(6)는 컨테이너(6)를 통과하는 회전축(A) 주위로 회전하도록 만들어지고; 상기 컨테이너(6)는 바깥쪽을 향하여 그 개구부(8')와 함께 회전축(A)에 대해 방사 방향으로 배향된다.
Description
본 출원은 2017년09월21일자로 제출된 이태리 특허 출원번호 NO. 102017000105911호에 우선권을 주장을 주장하며, 그 개시 내용은 참조로 통합된다.
본 발명은 샘플의 부피를 감소시키기 위한 방법 및 기구에 관한 것이다.
생물학적 샘플들은 특별한 유형의 미세 입자(일반적으로 세포)의 분리를 얻기 위해 상이한 방법으로 처리되는 것으로 알려져 있다.
이와 관련한 예는 특허 출원 PCT/IB2010/000615, PCT/IB2010/000580(DEPArrayTM 시스템과 관련된)에 기술된 장치 및 방법이다.
일반적으로, 전술한 처리의 끝에서 미세 입자들이 액체 성분에 삽입된 샘플들이 얻어진다. 상기와 관련하여, 액체 성분은 대개 완충재이며, 이는 후속 분석 단계에서 사용될 수 없으며, 상기 샘플들의 부피가 일반적으로 너무 높다는 것에 유의해야만 한다. 예를 들어, 아래의 DEPArrayTM 시스템을 사용하여 얻은 샘플들은 대략적으로 13μL의 부피를 갖고, 반면에 후속 단계(WGA-전체 게놈 증폭과 같은)는 몇 마이크로리터의 부피, 특히 5μL 미만, 더욱 특별히 1.5μL 미만을 요구한다.
따라서, 샘플들은 고속의 원심 분리에 의해 처리되고, 작업자는 피펫(pipette)을 사용하여 (그리고, 샘플이 들어 있는 시험관을 기울여서) 세심한 주의를 가지고 과량의 액체를 수동으로 수집할 필요가 있다. 이러한 과정은 여러 가지 문제를 수반한다. 이러한 문제는:
■ 작업의 성공은 적절히 훈련되어야 한고, 주기적으로 연습해야만 하는 작업자의 능력에 상당히 의존하고;
■ 작업자가 올바르게 작업하지 않은 경우, 과량 액체와 함께 미세 입자를 제거할 위험이 높고;
■ 절차의 성공 비율이 신뢰할 수 없고, 항상 재현할 수 없으며, 사용되는 완충재의 종류에 의존하고;
■ 작업업 비교적 늦고(96 샘플을 복구하는데 대략 3시간이 요구됨),
■ 상기 절차는 샘플이 작업자에 의해 취급되는 동안 오염되는 위험을 줄이기 위해 전용 피펫과 오염 없는 이중 필터 딥의 사용과 같은 특별한 주의를 요구하고,
■ 미세 입자(들)가, 전술한 바와 같이, 비교적 높은 속도(따라서 미세 입자(들)에 상대적으로 높은 응력을 가하는)에서 수행되는 원심 분리에 인해 손상되는 위험이 비교적 높고;
■ 이러한 절차는 시험관 내 진단(IVD) 응용에 권장되지 않는 다는 것을 포함한다.
특별한 종류의 미세 입자(보통, 세포)의 분리를 얻기 위해 전술한 처리 이전에 생체 샘플을 준비할 필요가 있을 때 유사한 문제에 부딪친다. 이러한 경우, 초기와 최종 부피는 높지만(대표적으로, 각각 약 200μL와 12μL), 종래 기술의 단점(높은 속도의 원심 분리와 이후 작업자의 손에 의한 수집)은 원하는 부피를 얻기 위해 여러 번의 측정이 자주 반복적으로 수행되어야 한다는 사실을 부가하여 전술된 것들이다.
더욱이, 샘플의 부피가 작은(예를 들어, 세포 염색, 세포 세척, 완충재 교환, 세포 고정, 세포 투과성, 및 이들의 조합) 다른 경우에서도 실질적으로 동일한 문제에 부딪친다. 미세 입자(세포)의 숫자가 낮을 때도 상기 문제들이 고조된다.
보다 일반적으로, 작은 치수를 갖는 샘플의 부피를 줄이기 위한 만족 스럽고, 충분히 정확하고, 및/또는 재생 가능한 방법은 지금까지 제안되지 않았다.
본 발명의 목적은 적어도 부분적으로, 종래 기술의 단점을 극복하고, 동시에 가능하면 생산하기에 쉽고 저렴한 샘플의 부피를 줄이기 위한 방법 및 기구를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이하의 독립 청구항, 바람직하게는, 직접적으로 또는 간접적으로 독립항에 종속하는 청구항 중 어느 한 항에서 청구된 바와 같이 샘플의 부피를 줄이는 방법 및 기구가 제공한다.
달리 명시적으로 상술되지 않는 한, 본 명세서에서 다음의 용어는 아래에 표시된 의미를 갖는다.
섹션의 등가 직경은, 섹션과 동일한 면적을 가진 원의 직경을 의미한다.
미세 유체 시스템은 적어도 하나의 미세 유체 채널 및/또는 적어도 하나의 미세 유체 챔버를 포함하는 시스템을 의미한다. 유리하지만 필연적이지 않게, 상기 미세 유체 시스템은 적어도 하나의 펌프(더욱 특별하게 복수의 펌프), 적어도 하나의 밸브(더욱 특별하게 복수의 밸브), 및 필요하다면 적어도 하나의 개스킷(더욱 특별하게 복수의 개스킷)을 포함한다.
특히, 미세 유체 채널은 0.5mm보다 작은 등가 직경을 갖는 섹션을 구비한 채널을 의미한다.
특히, 미세 유체 챔버는 0.5mm보나 낮은 높이를 갖는다. 더욱 특별하게, 미세 유체 챔버는 높이보다 큰 폭과 길이(보다 정확하게는, 높이의 적어도 5배)를 갖는다.
본 명세서에서, 미세 입자는 500μm보다 작은(유리하게 150μm보다 작은) 가장 큰 치수의 혈구를 의미한다. 일부 비-제한적인 실시 예에 따르면, 미세 입자는: 세포, 세포 파편(특히, 세포 조각-예를 들어, DNA 및/또는 RNA), 세포 집합체(예를 들어, 신경구나 맘모스피어와 같은 줄기세포로부터 유래한 작은 세포군 같은), 박테리아, 리포 비드(lipo-bead), 마이크로 비드(폴리스티렌 및/또는 자기 내에서), 나노 비드(예를 들어, 최대 100nm의 나노 비드), 세포에 결합한 마이크로 비드로 형성된 복합체(특히, 자기; 특히 500μm 미만의 가장 큰 치수를 갖는), 자성유체(ferrofluid)에 결합된 순환하는 종양 세포, 엑소좀(exosome), 콜로이드성 현탁액(예를 들어, 자성유체), 리포솜(liposome), 세포핵, 포자, 및 이들의 조합으로부터 선택된다. 유리하지만 필연적이지 않게, 미세 입자는 세포이다.
일부 비-제한적인 실시 양태에 따르면, 미세 입자의 가장 큰 치수(유리하게 세포 및/또는 세포 파편)는 60μm보다 작다.
미세 입자의 치수는 눈금이 매겨진 스케일을 갖는 표준 방식 또는 눈금이 매겨진 스케일을 갖는 슬라이드(미세 입자가 증착된)와 함께 사용되는 일반적인 현미경으로 측정될 수 있다.
본 명세서에서, 미세 입자의 치수는 미세 입자의 길이, 폭, 및 두께를 의미한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 서술되고, 상기 도면은 그 일부 비-제한적인 실시 양태를 도시한다:
- 도 1 및 도 2는 연속적인 작동 단계에서 본 발명에 따른 기구의 개략도 및 사시도이다;
- 도 3은 도 1의 기구의 일부분의 측면 섹션이다;
- 도 4는 도 1의 기구의 정면도이다;
- 도 5는 본 발명에 따른 기구의 추가적인 실시 양태의 정면 개략도로서, 일부 부분은 투명하게 도시된다;
- 도 6은 도 5의 기구의 일부분의 사시도이다;
- 도 7은 도 6의 상기 일부분의 단면도이다;
- 도 8은 명료성을 위해 일부 구성 요소가 제거된 도 6의 상기 부분의 사시도이다;
- 도 9는 본 발명에 따른 기구의 추가적인 실시 양태의 일부분의 개략적인 측면도이다;
- 도 10은 본 발명에 따른 기구의 추가적인 실시 양태의 일부분의 개략도이다;
- 도 11은 본 발명에 따른 기구의 추가적인 실시 양태의 일부분의 개략도이다;
- 도 12는 이전 도면들 중 하나의 기구의 구성 요소의 개략적인 단면도이다;
- 도 13 내지 도 16은 연속적으로 작동하는 단계에서 도 12의 구성 요소의 부가적인 실시 양태를 개략적인 단면으로 도시한다;
- 도 17 및 도 18은 연속적으로 작동하는 단계에서 도 12의 구성 요소의 추가적인 실시 양태를 개략적인 단면으로 도시한다;
- 도 19는 확대된 스케일에서 도 18의 구성 요소의 세부 사항을 도시한다;
- 도 20 내지 도 22는 본 발명에 따른 사용 가능한 용기의 대안적인 실시 양태의 단면도를 도시한다;
- 도 23, 도 24, 도 26, 및 도 27은 본 발명의 구현 중에 존재하는 힘의 일부를 개략적으로 도시한다; X축은 회전축으로부터 거리를 나타내고, Y축은 힘을 나타낸다;
- 도 25는 본 발명의 구현 중에 존재하는 힘의 일부를 개략적으로 도시한다; X축은 용기 단부의 상대적인 거리를 나타내고, Y축은 힘을 나타낸다;
- 도 28 및 29는 본 발명의 구현 동안 존재하는 힘의 일부를 개략적으로 도시한다;
- 도 30은 최신 기술의 방법을 사용하여 획득한 실험 결과를 그래픽으로 표시한 것이다; X축은 테스트를 수행한 작업자의 식별을 나타낸다; Y축은 획득한 샘플의 부피(μL에서)를 나타낸다;
- 도 31은 최신 기술의 방법을 사용하여 획득한 실험 결과를 그래픽으로 표시한 것이다; X축은 획득한 샘플의 부피(μL에서)를 나타낸다; Y축은 상기 부피가 획득된 주파수(시간 수)를 나타낸다;
- 도 32는 도 27에 도시된 것과 유사한 구조를 갖는 본 발명의 발명을 테스트함으로써 획득한 실험 결과를 그래픽으로 표시한 것이다; Y축은 획득한 부피(μL에서)를 나타낸다; X축은 실험에서 사용된 각속도(RPM에서)를 나타낸다;
- 도 33은 본 발명에 따른 방법의 가능한 사용에 대한 흐름도이다.
- 도 1 및 도 2는 연속적인 작동 단계에서 본 발명에 따른 기구의 개략도 및 사시도이다;
- 도 3은 도 1의 기구의 일부분의 측면 섹션이다;
- 도 4는 도 1의 기구의 정면도이다;
- 도 5는 본 발명에 따른 기구의 추가적인 실시 양태의 정면 개략도로서, 일부 부분은 투명하게 도시된다;
- 도 6은 도 5의 기구의 일부분의 사시도이다;
- 도 7은 도 6의 상기 일부분의 단면도이다;
- 도 8은 명료성을 위해 일부 구성 요소가 제거된 도 6의 상기 부분의 사시도이다;
- 도 9는 본 발명에 따른 기구의 추가적인 실시 양태의 일부분의 개략적인 측면도이다;
- 도 10은 본 발명에 따른 기구의 추가적인 실시 양태의 일부분의 개략도이다;
- 도 11은 본 발명에 따른 기구의 추가적인 실시 양태의 일부분의 개략도이다;
- 도 12는 이전 도면들 중 하나의 기구의 구성 요소의 개략적인 단면도이다;
- 도 13 내지 도 16은 연속적으로 작동하는 단계에서 도 12의 구성 요소의 부가적인 실시 양태를 개략적인 단면으로 도시한다;
- 도 17 및 도 18은 연속적으로 작동하는 단계에서 도 12의 구성 요소의 추가적인 실시 양태를 개략적인 단면으로 도시한다;
- 도 19는 확대된 스케일에서 도 18의 구성 요소의 세부 사항을 도시한다;
- 도 20 내지 도 22는 본 발명에 따른 사용 가능한 용기의 대안적인 실시 양태의 단면도를 도시한다;
- 도 23, 도 24, 도 26, 및 도 27은 본 발명의 구현 중에 존재하는 힘의 일부를 개략적으로 도시한다; X축은 회전축으로부터 거리를 나타내고, Y축은 힘을 나타낸다;
- 도 25는 본 발명의 구현 중에 존재하는 힘의 일부를 개략적으로 도시한다; X축은 용기 단부의 상대적인 거리를 나타내고, Y축은 힘을 나타낸다;
- 도 28 및 29는 본 발명의 구현 동안 존재하는 힘의 일부를 개략적으로 도시한다;
- 도 30은 최신 기술의 방법을 사용하여 획득한 실험 결과를 그래픽으로 표시한 것이다; X축은 테스트를 수행한 작업자의 식별을 나타낸다; Y축은 획득한 샘플의 부피(μL에서)를 나타낸다;
- 도 31은 최신 기술의 방법을 사용하여 획득한 실험 결과를 그래픽으로 표시한 것이다; X축은 획득한 샘플의 부피(μL에서)를 나타낸다; Y축은 상기 부피가 획득된 주파수(시간 수)를 나타낸다;
- 도 32는 도 27에 도시된 것과 유사한 구조를 갖는 본 발명의 발명을 테스트함으로써 획득한 실험 결과를 그래픽으로 표시한 것이다; Y축은 획득한 부피(μL에서)를 나타낸다; X축은 실험에서 사용된 각속도(RPM에서)를 나타낸다;
- 도 33은 본 발명에 따른 방법의 가능한 사용에 대한 흐름도이다.
도 1에서, 숫자(1)는 샘플(2)(도 9, 도 10, 및 도 23 내지 도 29)의 적어도 하나의 액체 성분(3)를 포함하는(적어도 부분적으로) 부피를 줄이기 위한 전체 기구를 나타낸다.
기구(1)(특히, 도 1 내지 11)는 내부 공간, 폐쇄 단부(7), 내부와 외부 공간 사이의 접촉을 수립하는 개구부(8')를 제공하는 단부(8) 및 (적어) 하나의 측벽(9)(단부(7, 8)들 사이에서 연장하는)을 갖는 적어도 하나의 컨테이너(6)(도 7, 도 12 및 도 20 내지 도 22)를 지지(적어도 부분적으로)하기 위해 적어도 하나의 시트(5)를 제공하는 조작 조립체(4)를 포함한다. 특히, 내부 공간은 측벽(9)과 폐쇄 단부(7)에 의해 (적어도 부분적으로) 구분된다.
특히, 컨테이너(6)는 조작 조립체(4)에 삽입되고 제거될 수 있다(보다 구체적으로, 상기 시트(5)에 삽입되고 제거될 수 있다). 더욱 특별하게, 기구(1)는 컨테이너(6)를 포함한다.
조작 조립체(4)는 수집 장치(10)(특히, 도 3, 도 4, 도 6, 도 7, 및 도 12 내지 도 19)를 포함하고, 상기 수집 장치는 상기 (적어도 부분적으로) 액체 성분(3)의 제1 부분을 수집하도록 구성되고, 상기 시트(5)의 외부에 배치되고, 상기 시트(5)(영역 내에)에 근접하게 배치된다.
조작 조립체(4)는 특히 시트(5)를 향해 상기 수집 장치(10)에 의해 배향된 가속도(적어도 하나의 구성 요소를 갖는)를 가하기 위해 시트(5)를 움직이도록 구성되어, (적어도 부분적으로) 상기 액체 성분(3)의 제1 부분은 컨테이너(6) 밖으로 유출되고(개구부(8')를 통과하여), 수집 장치(10)에 도달하며, (적어도 부분적으로) 상기 액체 성분(3)의 제2 부분(특히, 실질적으로 규정된 부피를 가진)은 컨테이너(6) 내에, 특히 폐쇄 단부(7)에 남는다.
가속도는 벡터량(벡터)이고, 따라서 계수(강도-크기)와 방향이 제공된다는 것을 주목해야 한다. 특히, 가속도(감속과 반대로)는 양(따라서 양의 계수를 갖는)의 것으로 이해되며, 따라서 속도의 증가를 수반(그 자체 방향에서)한다는 것을 주목해야 한다.
더욱 특별하게, 사용시, 가속도는 상기 샘플(2)의 제1 부분에서 적어도 하나의 제1 관성력과 상기 샘플(2)의 제2 부분에서 적어도 하나의 제2 관성력을 결정한다. 제1 및 제2 관성력은 상기 제1 폐쇄 단부(7)로부터 제2 단부(8)를 향해 상기 개구부(8')에 횡단하여 배향된다(특히, 수직으로). 제1 관성력이 샘플의 제1 부분과 컨테이너(6) 사이에 가해진 제1 보유력보다 커지도록 상기 조작 조립체(4)는 가속도를 조절하도록 구성되고, 제2 관성력은 상시 샘플의 제2 부분과 컨테이너(6) 사이에 가해진 제2 보유력보다 작다.
일부 비-제한적인 실시 양태에 따르면(특히 도 9와 도 25 참조), 조작 조립체(4)는 이동 장치(11)를 포함하고, 상기 이동 장치는 컨테이너(6)가 소정의 방향으로 가속된 실질적으로 선형 이동을 야기하도록 구성되고, 따라서 상기 시트(5)는 소정의 방향에 대해 전방으로 향하고 수집 장치(10)는 소정의 방향에 대해 후방으로 향한다(또는, 보다 정확하게는, 폐쇄 단부(7)는 전방으로 향하고, 단부(8)는 후방으로 향한다). 다시 말해, 수집 장치(10)는 인용된 소정의 방향에서 시트(5)의 하류에 배열된다.
일부 비-제한적인 실시 양태에 따르면(특히, 도 1 내지 11, 도 23, 도 24, 도 26 및 도 27 참조), 조작 조립체(4)는 이동 장치(11)를 포함하고, 상기 이동 장치는 시트(5)를 회전축(A) 주위로 회전하도록 구성되고, 따라서, 원심력은 상기 (적어도 부분적으로) 액체 성분(3)의 상기 제1 부분을 상기 수집 장치(10)(컨테이너(6) 밖으로)로 이동시킨다.
일부 경우에, 회전축(A)은 폐쇄 단부(7)와 단부(8) 사이의 컨테이너(6)를 통해 연장되도록 (시트(5)가 형성된다)(특히, 도 7, 도 11, 도 24 및 도 27에서).
대안적으로, 상기 폐쇄 단부*7)가 회전축(A)과 단부(8) 사이에 배치되도록 ((시트(5)가 형성된다)(특히, 도 10, 도 23 및 도 26에서).
일부 비-제한적 경우에, 상기 수집 장치(10)는 수집 영역을 포함한다
상기(적어도 부분적으로) 액체 성분(3)의 제1 부분(의 적어도 일부분)은 (임의의 추가적인 이후 용도를 위해) 수집된다. 이러한 경우에, 수집 장치(10)는. 예를 들어, 시험관일 수 있다.
유리하지만, 필연적이지 않게(특히, 도 12 내지 도 19 참조), 수집 장치(10)는 상기 (적어도 부분적으로) 액체 성분(3)의 제1 부분(의 적어도 일부분)을 유지하는 유지 시스템(12)을 포함한다.
이러한 방식으로, 상기 (적어도 부분적으로) 액체 성분(3)의 제1 부분의 일부분이 컨테이너(6) 내로 역류하는 위험이 회피된다.
특히, 사용시, 수집 장치(10)(보다 정확하게는, 유지 시스템(12))는 상기 개구부(8')를 향한다.
일부 비-제한적인 실시 양태에 따르면, 상기 보유 시스템(12)은: 흡수 소재(13)(도 12), 모세관 트랩(도 17 내지 도 19), 액체 트랩(도 13 내지 도 16)(및 이들의 조합)으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 요소를 포함한다.
모세관 트랩(도 17 내지 도 19)은 2.0mm보다 작은, 특히 0.9mm보다 작은(더욱 특별하게 0.5mm보다 큰) 폭을 갖는 복수의 그루브(14)(groove)를 포함한다. 이러한 경우에, 컨테이너(6)가 가속되는 동안 액체는 인가되는 힘(특히 원심력)으로 인해 그루브(14)로 들어가고, 모세관 현상에 의해 상기 그로브 내에 유지된다(표면 장력이 중력보다 크기 때문에). 특히, 각각의 그루브(14)는 적어도 2mm(일반적으로, 최대 7mm)의 깊이를 갖는다.
상기 액체 트랩은 입구(16)와 폐쇄 위치(도 13 및 도 16)와 개방 위치(도 14 및 도 15) 사이에서 이동하는 적어도 하나의 이동 가능한 벽(17)(상기 경우에 2개의 이동 가능한 벽(17))을 제공하는 수집 챔버(15)(도 13 내지 16)를 포함하고, 폐쇄 위치에서 상기 수집 챔버는 입구(16)를 통한 액체의 유출을 막고(수집 챔버로부터 그리고 수집 챔버로 액체의 출구와 입구), 개방 위치에서 상기 액체는 입구를 통과할 수 있다. 벽(17)은 사용시 상기 가속도가 가해질 때 개방 위치로 이동하도록 구성된다. 특히, 가속도가 상기 벽(17)(더욱 일반적으로, 벽(17)에 힘이 가해지지 않을 때)에 가해지지 않을 때, 상기 벽(17)은 폐쇄 위치에 있다. 보다 정확하게는, 가속도가 상기 시트(5)에 더 이상 가해지지 않으면, 상기 벽(17)은 폐쇄 위치로 되돌아온다. 특히, 사용시, 상기 수집 장치(10)는 개구부(8')를 향한다.
보다 정확하게는, 사용시, 상기 가속도는 이동 가능한 벽(17)을 상기 개방 위치로 보낸다. 더욱 정확하게는, 사용시, 가속도는 이동 가능한 벽(17)을 이동 벽 상에서 직접적 및/또는 간접적으로 작용하는 개방 위치로 보낸다. 특히, 일부 경우에, 상기 가속도는 적어도 부분적으로 상기 이동 가능한 벽(17)을 미는 액체 성분(3)에서 작용한다.
일부 비-제한적인 실시 예에 따르면, 상기 벽(17)은 (탄성적)이라는 의미에서 이동 가능하고/가능하거나 힌지로 달려 변형 가능(탄성적)하다.
일부 비-제한적 실시 양태에 따르면, 흡수 소재(13)는 압지(blotting paper)(도 12)이다.
유리하지만 필연적이지 않게, 조작 조립체(4)는 복수의 시트(5)를 포함하고(특히, 도 8 내지 도 10), 각 시트는 각각의 컨테이너(6)를 수용하도록 구성된다. 특히, 이러한 경우에, 조작 조립체(4)는 이동 장치(11)를 포함하고, 상기 이동 장치는 모든 상기 시트(5)가 동일한 이동을 야기하도록 구성된다.
일부 비-제한적인 실시 양태에 따르면(예를 들어, 도 8 참조), 상기 시트(5)는 상기 회전축(A)에 실질적으로 평행한 (적어도) 하나의 행을 따라 배열된다.
일부 경우에, 시트(5)는 상기 회전축(A)에 실질적으로 평행한 복수의 행을 따라 배열된다. 이러한 경우, 도 10은 여러번 반복되는 이동 장치(11)의 층을 도시한다. 다시 말해, 각 시트(5)(도 10의)는 시트(5)의 행에 속하는 시트이다(축(A) 주위로 다른 행의 다른 시트(5)와 함께 각 시트는 배열된다).
하나 이상의 가요성 웰-플레이트(well-plate)는 상기 이동 장치(11) 위에 (보다 정확하게는, 상이 이동 장치(11)의 모터 위에), 특히 (굽은) 축(A) 주위로 직접 장착될 수 있다.
일부 바람직하지만 비-제한적인 실시 양태에 따라, 상기 샘플은 적어도 하나의 미세 입자(18)(특히, 복수의 미세 입자(18))를 포함한다는 것을 주목해야 한다.
도 11을 특히 참조하면, 일부 유리하지만 비-제한적인 실시 양태에 따라, 조작 조립체(4)는 복수의 부가적인 주변 시트(19)를 포함하고, 이는 회전축(A) 주위에 배치되고, 상기 (적어도 부분적으로) 액체 성분(3)를 포함하는 부가적인 컨테이너(6)를 수용하도록 구성되고, 회전축(A) 주위로 상기 이동 장치(11)에 의해 회전되고, 따라서, 부가적인 컨테이너(6)에 포함된 상기 (적어도 부분적으로) 액체 성분(3)에 부가적인 컨테이너(6)의 폐쇄 단부(7)를 향해 원심력이 가해진다.
이러한 방식으로, 하나의 단일 이동(축(A) 주위로 회전) 내의 이동 장치(11)는 시트(5)에 배열된 상기 컨테이너(6)에 포함된 샘플(2)의 부피를 줄이고, 주위 시트(19) 내에 배열된 다른 컨테이너(6)(폐쇄 단부(7)에서 미세 입자(18)를 이동하는)에 포함된 샘플(2) 준비를 동시에 할 수 있다.
특히 부가적인 주변 시트(19)는 시트(5) 주위에 배치되고, 특히, 축(A)의 (중앙 위치 내에) 배치된다(보다 정확하게는, 상기 시트(5)에 배치된 컨테이너(6)를 통해 축(A)가 지나가도록).
유리하지만 필연적이지 않게, 조작 조립체(4)는 이동 장치(20)(특히 캠 작동 메카니즘-단지 부분적이고 개략적으로 도시된)를 포함하고, 상기 이동 장치는 주변 시트(8)(실제로 시트(5)가 될)를 그 주변 위치로부터 다른 주변 시트(8)가 배열된 주위 위치로 이동시키고, 그 반대의 경우로도 이동시키도록 구성된다. 도 11에서, 이러한 이동은 화살표(T)로 도시된다.
일부 비-제한적 실시 양태에 따르면, 이동 장치(20)는 주변 시트(19)의 열(실질적으로 축(A)에 평행한)을 이동시키도록 구성된다. 이러한 경우에, 도 11에 도시된 것은 주변 시트(19)의 복수의 열(예를 들어, 동일한 지지부(21)에서 획득된)을 제공하는 층 구조를 나타낸다.
시트(5)(특히, 지지부(21))와 수집 장치(10)는 조작 조립체(4)에 삽입 및 제거될 수 있는(특히, 이동 장치(11)에 삽입 및 제거되는) 카트리지(22)를 함께 구성될 수 있다는 것을 주목해야 한다.
유리하지만 필연적이지 않게, (상이 이동 장치(11) 내에서) 카트리지(22)의 존재(및/또는 정확한 위치)를 검출하기 위해 조작 조립체(4)(특히, 이동 장치(11))는 센서(그 자체로 알려져 있고 도시되지 않는 유형의)를 포함한다.
유리하지만 필연적인 것은 아닌, 카트리지(22)는 재기록 가능한 메모리(그 자체로 알려져 있고 도시되지 않는 유형의-예를 들어, RFID)를 포함하고, 조작 조립체(4)는 상기 재기록 가능한 메모리의 읽기 및/또는 쓰기 장치(그 자체로 알려져 있고 도시되지 않는 유형의)를 포함한다. 일부 비-제한적인 실시 양태에 따르면, 카트리지(22)의 식별 번호, 카트리지를 사용하기 위한 파라미터 및/또는 카트리지(22)가 사용된 횟수와 같은 정보는 카트리지(22)에 대해 재기록 가능한 메모리에 기록될 수 있다. 특히, 사용시, 읽기 및/또는 쓰기 장치는 상대 카트리지(22)가 첫번째 사용될 때 전술한 메모리에 기록하고, 상기 카트리지(22)가 이동 장치(11)에 장착될 때마다 그것이 첫번째 이용이 아닌지를 검출하고 에러 신호를 낸다. 이는 카트리지(22)가 여러번 사용되고 샘플(2)이 오염되는 것을 방지한다.
유리하지만 필연적인 것은 아닌, 조작 조립체(4)는 복수의 시트(5)가 획득되는 지지부(21)를 포함한다. 이러한 경우에, 상기 카트리지(22)는 지지부(21)와 수집 장치(10)를 포함한다.
도 8을 특히 참조하면, 일부 비-제한적인 실시 양태에 따르면, 지지부(21)는 열로 배열된 복수의 시트(5)를 갖는다.
특히(도 6 및 도 7), 수집 장치(10)는 시트(5) 위에 배열되고, 더욱 특별하게 컨테이너(6)의 개구부(8')를 덮는다. 더욱 특별하게, 수집 장치(10)는 지지부(21) 위에 배열된다.
도시되지 않은 일부 비-제한적 실시 양태에 따르면, 조작 조립체(4)는 상기 시트(5)에 배열된 자석(영구 자석 및/또는 전자석)을 포함한다.
일부 경우에, 자석은 상기 수집 장치(10)와 마주 보는 시트(5)의 일 단부에 배열된다. 특히, 자석은 폐쇄 단부(7)에 배열된다. 일부 경우에, 자석은 컨테이너(6)가 사용시 조작 조립체(4)에 의해(특히, 상기 이동 장치(11)에 의해) 가속되는 동안 적어도 하나의 자기 기능화를 포함하는 미세 입자(들)(18)이 컨테이너(6) 밖으로 흐르는 위험을 제거하도록 구성된다.
부가적이거나 대안적으로, 조작 구조체(4)는 수집 장치(10)에 배열된 시트(5), 특히 수집 장치(10)에 위치한 시트(5)의 일 단부에 배열된 (부가적인) 자석(영구 자석 및/또는 전자석)을 포함한다. 더욱 특별하게, 상기 자석은 단부(8), 더욱 특별하게, 개구부(8')의 단부에 배열된다. 이러한 경우에, 상기 자석은 샘플(2)로부터 원하지 않는 (자석의) 구성 요소의 제거를 향상시킨다.
일부 비-제한적 실시 양태에 따르면, 조작 조립체(4)는 또한 공급기(F)(예를 들어, 도 11에 도시된)를 포함하고, 상기 공급기는 컨테이너(6)에, 예를 들어, 반응 및/또는 완충 용액과 같은 물질(특히, 액체)을 공급하도록 구성된다. 샘플(2)에 부가적인 조작의 구현(부피의 단순한 감소를 제외하고)이 요구될 때(예를 들어, 미세 입자(들)(18)의 염색 및/또는 투과성 및/또는 세척 및/또는 고정) 공급기(F)는 특히 유용하다.
도 5를 참조하면, 특히, 이동 장치(11)는 모터(23)와 액추에이터(24)(선형 또는 회전)를 포함한다. 도 1 내지 도 8의 실시 양태에서, 상기 액추에이터(24)는 로터이고 카트리지(22)를 위한 하우징(H)을 갖는다.
유리하지만 필연적이지 않게, 이동 장치(11)는 또한 브레이크(25)를 포함하고, 상기 브레이크는 시트(5)(특히, 액추에이터(24))의 이동을 막도록 구성된다.
특히, 조작 조립체(4)는 또한 제어 유닛(25)(도 5)을 포함하고, 상기 제어 유닛은 모터(23)(및 필요하다면 브레이크(25))의 작동을 제어하도록 구성된다. 보다 상세하게, 제어 유닛(26)은 획득된 샘플의 최종 부피(및/또는 시험관 및/또는 액체의 특성)를 기초로 모터(23)(및 필요하다면 브레이크(25))의 작동을 조절하도록 구성된다.
유리하지만 필연적이지 않게, 제어 유닛(26)은 카트리지(22)의 존재(및/또는 정확한 위치)를 검출하기 위해 전술한 센서에 연결되고, 센서에 의해 검출된 데이터를 기초로 모터(23)(및 필요하다면 브레이브(25))를 제어하도록 구성된다. 보다 상세하게, 센서가 카트리지(22)의 존재를 검출하지 못하거나 카트리지(22)의 잘못된 위치를 검출하는 경우, 모터(23)는 (제어 유닛(26)에 의해) 동작하지 않는다. 유리하지만 필연적이지 않게, 제어 유닛(26)은 또한 공급기(F)의 작동을 제어한다.
유리하지만 필연적이지 않게, 제어 유닛(26)은 전술한 읽기 및/또는 쓰기 장치에 연결되고, 상기 읽기 및/또는 쓰기 장치에 의해 검출된 데이터를 기초로 모터(23)(및 필요하다면 브레이크(25))를 제어하도록 구성된다. 보다 상세하게, 읽기 및/또는 쓰기 장치가 카트리지(22)가 처음 사용되는 것이 아닌 것으로 검출하면, 제어 유닛(26)은 모터(23)를 작동시키지 않는다.
일부 비-제한적인 실시 양태에 따르면, 조작 조립체(4)는 작업자 인터페이스(27)(HMI)를 포함하고, 상기 인터페이스는 예를 들어, 터치 스크린 및/또는 물리적인 푸시-버튼과 함께 제공된다.
유리하지만 필연적이지 않게, 조작 조립체(4)는 또한 커버(28)를 포함하고, 상기 커버는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이를 이동한다.
커버(28)가 개방 위치에 있을 때, 컨테이너(6)(보다 상세하게, 카트리지(22))는 상이 이동 장치(11)에 삽입되고 제거될 수 있다. 다시 말해, 커버(28)가 개방 위치에 있을 때, 전술한 하우징(H)은 외부로부터 접근 가능하다.
커버(28)가 폐쇄 위치에 있을 때, 컨테이너(6)(특히, 카트리지(22))를 삽입 및/또는 제거하는 것은 불가능하다. 다시 말해, 하우징(H)은 외부로부터 접근 할 수 없다.
일부 비-제한적 실시 양태에 따르면(도 1 내지 도 4에 도시된 것 중 하나와 같이), 이동 조립체는 하우징(H)을 포함하고, 상기 하우징은 외부 위치(도 1)와 내부 위치(도 2 및 도 3) 사이를 활주한다.
이러한 경우, 사용시, 컨테이너(6)(보다 상세하게, 카트리지(22))는 외부 위치에 배열된 하우징(H) 내에 삽입된다. 이 시점에서, 하우징(H)은 (컨테이너(6)-보다 상세하게 카트리지(22)와 함께) 내부 위치로 이동된다. 내부 위치에서, 사용시, 상기 하우징은 축(A) 주위로 회전한다.
모터(3)와 브레이크(25)가 상기 액추에이터(24)와 동일한 측면에 있기 때문에(이 경우에 상기 액추에이터는 또한 모터이다-특히 도 3 참조), 도 1 내지 도 4의 실시 양태는 도 5 내지 도 8의 실시 양태와 상이하다.
일부 비-제한적인 실시 양태에 따르면(도 20), 컨테이너(6)는 전통적인 유형의 시험관(예를 들어, PCR 시험관)이다.
유리하지만 필연적이지 않게(도 21), 컨테이너(6)는
감소된 내부 섹션(전통적인 시험관에 비해-특히, 상기 섹션은 0.8mm 미만의 반경을 갖고; 보다 상세하게는, 상기 반경은 대략 0.5mm이다)과 함께 폐쇄 단부(7)에 배열된 부분을 갖고, 실질적으로 원통형 형상을 갖는다. 이러한 유형의 기하학은: 샘플(2)의 더 작은 최종 부피를 획득하는 가능성; 및 부피 감소의 재현성의 추가적인 증가;를 포함하는 다양한 이점을 제공한다.
유리하지만 필연적이지 않게(도 22), 상기 컨테이너(6)는 폐쇄 단부(7) 근처에 내부 협착부(29)를 갖는다. 특히, 협착부(29)와 폐쇄 단부(7) 사이에 배열된 컨테이너(6) 부분의 내부 부피는 샘플(2)의 시작 부피보다 작도 샘플(2)의 획득된 최종 부피보다 크다.
이러한 유형의 기하학은 미세 입자(18)가 컨테이너(6) 밖으로 흐르는 위험을 감소시킨다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 적어도 하나(적어도 부분적으로)의 액체 성분(3)를 포함하고, 최대 10mL의 부피까지 갖는(특히, 최대 2mL) 샘플(2)의 부피를 줄이기 위한 방법이 제공된다.
상기 방법은 전술한 바와 같이 적어도 하나의 컨테이너(6)의 사용을 제공한다.
조작 조립체(4)가 샘플(2)을 포함하는 컨테이너(6)를 움직이는 동안 단부(8)로부터 폐쇄 단부(7)를 향해 배향되고 상기 개구부(8')에 가로지르는(특히, 직각으로) 컨테이너(적어도 하나의 구성 요소를 갖는)를 가속시키기 위해 상기 방법은 가속 단계를 포함하고, 따라서, 상기(적어도 부분적으로) 액체 성분(3)의 제1 부분은 상기 개구부(8')를 통해 컨테이너(6)의 밖으로 유출되고, 상기(적어도 부분적으로) 액체 성분(3)의 제2 부분(특히, 실질적으로 형성된 부피로)은, 특히, 폐쇄 단부(7)에서 컨테이너(6) 내에 남는다.
유리하지만 필연적이지 않게, 상기 방법은 전술한 기구(1)에 의해 구현된다.
유리하지만 필연적이지 않게, 샘플(2)은 적어도 하나의 미세 입자(18)(특히, 복수의 미세 입자(18))를 포함한다. 가속 단계 동안, 조작 조립체(4)는 컨테이너(6)에 가속도를 가하고, 따라서, 미세 입자(18)는 컨테이너 내, 특히 폐쇄 단부(7)에 남는다.
유리하지만 필연적이지 않게, 상기 방법은 전처리 단계를 포함하고, 상기 전처리 단계는 가속 단계 이전에 있고, 컨테이너(6)는 폐쇄 단부(7)로부터 단부(8)(및 가로질러-특히 직각으로-상기 개구부(8')로)를 향해 배향되어 부가적으로 가속되는 샘플(2)을 포함하고, 따라서, 미세 입자(18)는, 특히 컨테이너(6)의 내부 표면(30)과 접하여 폐쇄 단부(7)에 배열된다. 특히, 전처리 단계는 샘플(2)을 포함하는 컨테이너(6)를 원심 분리하는 것을 수반한다.
이러한 방식으로, 가속 단계 동안 미세 입자(18)가 컨테이너(6) 밖으로 흐르는 위험이 추가적으로 감소한다는 것이 실험적으로 관찰되었다.
이와 관련하여, 가속 단계 동안 미세 입자(18)에 가해지는 관성력(Fic)에 대응하는 접착력(Fa)이 미세 입자(18)와 내부 표면(30) 사이에서 생성된다는 점에 주목해야만 한다.
전술한 도 28과 도 29는 실험적으로 관찰된 것을 설명하기 위한 시도를 보여준다. 도 28은 가속 단계가 시작할 때 컨테이너(6)와 샘플(2)을 보여준다. 도 29는 가속 단계가 끝날 때 컨테이너(6)와 샘플(2)을 보여준다.
이러한 도면에서, 샘플(2)에 가해지는 관성력은 샘플(2)의 양에 기초하며, Fc로 표시되고, 샘플의 표면을 그대로 유지하는( 그리고 재생시 표면 장력과 연결된) 유지력은 Fy로 표시된다.
특히, 일부 실시 양태에 따르면, 가속하는 단계 동안, 컨테이너(6)에 가해진 가속의 결과로서, 적어도 하나의 제1 관성력이 샘플(2)의 제1 부분에 가해지고, 적어도 하나의 제2 관성력이 샘플(2)의 제2 부분에 가해진다. 제1 및 제2 관성력은 폐쇄 단부(7)로부터 단부(8)를 향해(가로질러-특히, 직각으로) 개구부(8')로 배향된다. 가속 단계 동안, 제1 관성력은 샘플의 제1 부분과 컨테이너(6) 사이에 가해진 제1 유지력보다 크고, 제2 관성력은 샘플의 제2 부분과 컨테이너(6) 사이에 가해진 제2 유지력보다 작다. 특히, 제1 및 제2 유지력은 (주로) 샘플(2)의 표면 장력과 샘플(2)과 컨테이너(6) 사이(보다 상세하게는, 컨테이너(6)의 측벽(9))의 표면 장력에 의해 정의된다.
이하의 보다 상세한 설명과 도 23 내지 도 29 내에서, 유지력은 Fy로 표시된다.
유리하지만 필연적이지 않게, 가속 단계 동안, 조작 조립체(4)는 동시에 복수의 컨테이너(6)(각각의 샘플(2)을 각각 포함하는)에 전술한 가속도를 가한다. 특히, 조작 조립체(4)는 각각의 컨테이너(6)를 각각 수용하는 복수의 시트(5)를 포함한다.
일부 비-제한적 실시 양태에 따르면, 조작 조립체(4)는 이동 장치(11)를 포함하고,
가속 단계 동안, 상기 이동 장치는 소정의 방향에서 컨테이너(6)에 실질적으로 선형 이동을 전하고, 따라서, 폐쇄 단부(7)는 소정의 방향에 대해 전향으로 향하고, 단부(8)는 소정의 방향에 대해 후방으로 향한다(도 9 및 도 25).
대안적인 실시 양태에 따르면, 조작 조립체(4)는 이동 장치(11)를 포함하고, 가속 단계 동안, 상기 이동 장치는 컨테이너(6)를 회전축(A) 주위로 회전시키고, 따라서, 관성력은 상기 (적어도 부분적으로) 액체 성분(3)의 제1 부분이 개구부(8')를 지나 컨테이너(6) 밖으로 움직이게 한다.
특히, 가속 단계 동안, 컨테이너(6)는 축(A)에 대해 실질적으로 방사 방향으로 배향되고, 따라서 단부(8)는 바깥쪽으로 향한다.
유리하지만 필연적이지 않게, 회전축(A)는 폐쇄 단부(7)와 단부(8) 사이의 컨테이너(6)를 통해 연장된다. 이러한 방식으로, 가속 단계 동안, 컨테이너가 축(A)의 위치에 의해 형성된 한계(다시 말해, 축(A) 아래의)를 넘어서 비워지는 것은 실질적으로 불가능하다. 이러한 경우에, 축(A)이 컨테이너(6)를 통과해 지나가는 위치를 선택함으로써, 컨테이너(6)에 남이 있는 (적어도 부분적으로) 액체 성분(3)의 일부분의 부피를 조절하는 것이 가능하다.
대안적인 비-제한적인 실시 양태에 따르면, 가속 단계 동안, 폐쇄 단부(7)는 회전축(A)과 단부(8) 사이에 배열된다. 이러한 방식으로(이하에서 보다 상세하게 설명함), 가속 단계 동안 액체 성분(3)의 제2 부분의 부피는 컨테이너(6)의 각속도에 기초한다.
일부 비-제한적인 실시 양태에 따르면, 미세 입자(18)는: 세부, 세포 파편(특히, 세포 조각-예를 들어, DNA 및/또는 RNA), 세포 집합체(예를 들어, 신경구나 맘모스피어와 같은 줄기세포로부터 유래한 작은 세포군 같은), 박테리아, 리포 비드, 마이크로 비드(폴리스티렌 및/또는 자기 내에서), 나노 비드(예를 들어, 최대 100nm의 나노 비드), 세포에 결합한 마이크로 비드로 형성된 복합체(특히, 자기; 특히 500μm보다 작은 가장 큰 치수를 갖는), 자성유체에 결합된 순환하는 종양 세포, 엑소좀, 콜로이드성 현탁액(예를 들어, 자성유체), 리포솜, 세포핵, 포자, 및 이들의 조합으로부터 선택된다.
특히, 미세 입자(18)는: 줄기 세포, 적혈구, 영양막(trophoblast), 뉴런 세포, 상피 세포, 종양 세포, 백혈구(WBC), 간질 세포, 정자 세포, 순환 종양 세포(CTC), 태아 세포, 마이크로-비드(특히, 500μm 미만의 가장 큰 치수를 갖는), 콜로이드 현탁액(예를 들어, 자성유체), 세포에 결합된 마이크로-비드로 형성된 복합체(예를 들어, 줄기 세포, 적혈구, 영양막, 신경 세포, 상피 세포, 종양 세포, 백혈구 세포(WBC), 간질 세포, 정자 세포, 순환 종양 세포(CTC), 태아 세포), 적혈구, 자성유체에 결합된 순환 종양 및 이들의 조합으로 구성된 그룹 중에서 선택된다.
유리하지만 필연적이지 않게, 상기 방법은 가속 단계 이전에 계산된 가속도(및/또는 계산된 각속도)가 실질적으로 획득되어 형성된 부피(특히 컨테이너의 기하학 및 상기 측벽과 상기 액체 성분을 구성하는 물질 사이의 상호 작용 상수)에 기초하여 (제어 유닛(6)에 의해) 결정되는 조절 단계를 포함한다. 가속 단계 동안, 조작 조립체(4)가 컨테이너(6)에 가하는 가속도는 계산된 가속(및/또는 조작 조립체(4)가 컨테이너(6)에 가하는 각속도)이다.
실제로, (원 운동의 경우) 관계식(ac=w2 x d)에 의해 묶이기 때문에 각속도와 가속도는 동등하다는 것을 주목해야 하고, 여기서, ac는 원심 가속도, w는 각속도, d는 회전축으로부터 거리이다.
일부 비-제한적 실시 양태에 따르면, 상기 방법은 샘플(2)이 컨테이너(6)에 삽입되는 삽입 단계를 포함한다.
특히, 삽입 단계 동안, 샘플(2)은: 미세 유체 장치(예를 들어, 제트 시스템-특히, 잉크젯 기술로부터 유래된), 피펫팅 도구, 유동 세포측정기(flow cytometer), 미세 조작 장치, 광학 트위저(tweezer)의 그룹으로부터 선택된 도구에 의하여 컨테이너(6) 내에 삽입된다. 일부 비-제한적 실시 양태에 따르면, 미세 유체 장치는 공개 번호 WO2010/106434호와 WO2012/085884호의 특허 출원에서 서술된 유형이다.
유리하지만 필연적이지 않게, 상기 샘플(2)은 이미지, 면역 형광, 임피던스, 치수, 기하학, 형태적 특징 및 이들의 조합을 사용하여 적어도 하나의 미세 입자(18)를 포함하도록 선택된다.
특정한 비-제한적인 실시 양태에 따르면, 미세 유체 장치는 이미지, 면역 형광, 임피던스, 치수, 기하학, 형태적 특징 및 이들의 조합을 사용하여 적어도 하나의 미세 입자(18)(소정의 형태의)를 포함하는 샘플을 선택하기 위해 사용된다.
일부 경우에, 삽입 단계 이후 및 원심 분리 단계 이전에 특히 추가 물질로 상기 샘플이 처리되는 처리 단계를 제공하는 것이 또한 가능하다.
일부 비-제한적 실시 양태에 따르면, 추가 물질은 반응물(예를 들어, 미세 입자(18)를 염색 및/또는 투과성으로 만들기 위한)이고, 상기 반응물은 컨테이너세 삽입된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 상기 반응물은 미세 입자(18)를 고정하기 위한 반응물이다.
세척 단계를 제공하는 것이 또한 가능하며, 상기 세척 단계 동안 세척액(세척 용액 - 세척 완충액)이 컨테이너(6)에 삽입되고, 이후에 가속 단계 동안 제거된다.
특히, 처리 단계는 제1 부가적인 서브-단계 및 제2 부가적인 서브-단계를 포함하고, 상기 제1 부가적인 서브-단계 동안 반응물(특히, 미세 입자(18)를 염색 및/또는 투과성으로 만들기 위한)은 샘플(2)을 포함하는 컨테이너(6)에 삽입되고; 상기 제2 부가적인 서브-단계 동안 세척액이 샘플(2)을 포함하는 컨테이너(6)에 삽입된다. 특히, 상기 제2 서브-단계는 상기 제1 서브-단계에 후속한다.
일부 비-제한적 실시 양태에 따르면, 처리 단계는 제1 부가적인 서브-단계에 후속하고 제2 부가적인 서브-단계 이전에 샘플(2)과 함께 상기 반응물이 컨테이너(6) 내에 유지되는(특히, 최소 및 최대 온도 사이의 제어된 온도에서) 배양 서브-단계를 포함한다.
일부 비-제한적 실시 양태에 따르면, 배양 서브-단계는 10초 내지 24시간의 지속기간을 갖는다.
도 33은 이하의 절차 흐름도를 도시한다. 이러한 경우에, 상기 방법은 전처리 단계(SA)(전술한 바와 같이)와 상기 전처리 단계에 후속하는 가속 단계(SB)를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 가속 단계(SB)에 후속하고 부가적인 서브-단계(SC)와 추가적인 물질이 샘플(2)과 접촉하여 컨테이너(6) 내에 유지되는 일반적인 배양 서브-단계(SD)를 포함하는 처리 단계; 상기 처리 단계(보다 정확하게는, 배양 서브-단계(SD)에 후속하는)에 후속하고 세척 단계 동안 세척액이 컨테이너(6)에 삽입되는 세척 단계(SE)를 제공한다.
이 시점(세척 단계 이후)에서, 제1 옵션에 따르면, 상기 전처리 단계(SA) 재스케줄링 된다(따라서, 연속하여 SB, SC, SD 단계). 제2 옵션에 따르면, 가속 단계(SB)는 재스케줄링 된다(따라서, 연속하여 SC, SD 단계). 상기 절차는 여러 번 실행될 수 있다(일반적으로 SB 단계로 끝남).
유리하지만 필연적이지 않게, 가속 단계 동안 컨테이너(6)의 온도는 미리 정의된 구간 내에서 유지된다. 특히, 조작 조립체(4)는 컨테이너(6)(보다 상세하게는, 시트(2)의)의 온도를 원하는 구간 내에 유지하도록 구성된 온도를 유지하기 위한 시스템을 포함한다. 일부 비-제한적 실시 양태에 따르면, 온도를 유지하기 위한 시스템은 온도 센서와 가열 및/또는 냉각 장치를 포함하고, 상기 시스템은 온도 센서에 의해 검출된 데이터에 기초하여 작동한다.
조절 단계는 미리 획득된 실험 데이터를 사용하여 구현될 수 있다(상기 실험 데이터는, 예를 들어, 소정의 컨테이너(6)와 함께 - 소정의 형상 및 소정의 소재의 - 소정의 액체 성분(3)과 소정의 가속도를 가한 - 및/또는 각속도 - 소정의 최종 부피가 획득되었다는 것을 나타낸다). 액체 성분(3)의 제2 부분의 부피와 각속도를 관련지어 취득된 실험 데이터와 함께 획득된 예시적인 곡선이 도 32에 도시된다.
특히(따라서), 일부 경우에, 조절 단계를 캘리브레이션 단계가 선행하고, 캘리브레이션 단계 동안 상이한 가속도(및/또는 각속도)에서 획득된 상이한 값의 최종 부피가 측정된다. 더 구체적으로, 캘리브레이션 단계 동안 캘리브레이션 곡선(또는 캘리브레이션 함수)이 생성되고, 이후 상기 곡선은 획득된 실질적으로 정의된 부피에 기초하여 계산된 가속도(및/또는 계산된 각속도)를 얻기 위해 조절 단계동안 사용된다.
대안적으로 또는 부가적으로, 조절 단계 동안, 관성력을 가속도에 결합하는 제1 함수는 표면 장력에 의한 힘의 제2 함수와 교차하고, 이러한 2개의 힘이 원하는 (적어도 부분적으로) 액체 성분(3)의 제2 부분의 부피와 동일한 가속도 값(및/또는 각속도)이 추정된다(또한 그래픽적으로). 다시 말해, 조절 단계 동안, 컨테이너(6)에 남겨진 (적어도 부분적으로) 액체 성분(3)의 제2 부분의 부피를 식별한 후, 관성력을 가속도에 연관시키는 제1 함수와 관성력을 폐쇄 단부(7) 또는 축(A)으로부터 거리에 연관 시키는 제2 함수에 기초하여 관성력이 표면 장력에 의한 힘과 동일한 가속도 값(및/또는 각속도)이 추정된다.
가속 단계 동안 조작 조립체는 컨테이너(6)를 상기 값으로 가속시킨다.
폐쇄 단부(7)가 축(A)과 단부(8) 사이에 배열되고, 컨테이너(6)의 섹션이 상수(도 23에 도시된 바와 같이)인 경우, 제1 함수는:
제2 함수는,
여기서, Fc는 관성력(보다 구체적으로 원심력)이고; m은 샘플의 질량이고; w는 각속도이고; d는 축(A)으로부터 거리이고; Fγ는 유지력(표면 장력에 의한)이고; R은 컨테이너(6)의 내부 반경이고 Δγ는 샘플(2)의 유형(보다 정확하게는, 액체 성분(3)의 유형)과 컨테이너(6)가 만들어지는 소재에 따른 파라미터이다. 파라미터(Δγ)는 핸드북에서 표로 찾거나 실험적으로 결정될 수 있다.
이 경우, (적어도 부분적으로) 액체 성분(3)의 제2 부분(즉, 가속 단계 이후 컨테이너 내에 남아 있는 부분)의 부피는 (컨테이너의 내부 둘레, 질량 및 고정된 표면 장력을 유지하며) 각속도에 기초한다(따라서, 각속도를 변화시킴으로써 조절 될 수 있다). 보다 정확하게는, 각속도가 증가할 때, 부피는 감소한다.
축(A)이 컨테이를 통과하여 폐쇄 단부(7)와 단부(8) 사이에 배열되고, 컨테이너(6)의 섹션이 상수(도 24에 도시된 바와 같이)인 경우, 제1 및 제2 함수는 전술한 함수(1), 함수(2)이다. 이전 상태와 다르게, 축(A)와 폐쇄 단부(7) 사이에 배열된 부분이 컨테이너(6) 내부에 (어떤 경우에도) 남아있기 때문에, 이 경우에 (각속도를 증가시킴으로써) 전체 샘플(2)이 유출되는 것은 불가능하다.
컨테이너(6)가 변경 가능한 직격을 갖고, 선형 방식(도 25에 도시된 바와 같이)으로 이동되는 경우, 제2 함수는 함수(2)이고(그러나, 이 경우에, 컨테이너(6)의 내부 둘레는 - 및 따라서 내부 반경(R) - 컨테이너(6)의 길이 방향 연장부를 따라 이동함에 따라 변경되며), 제1 함수는:
여기서, Fc는 관성력; m은 샘플(2)의 질량이고; a는 가속도이고; d는 폐쇄 단부(7)에 대한 거리이고; β는 샘플(2)의 비중(보다 정확하게, 액체 성분(3)의)과 컨테이너(6)의 기하학적 구조(따라서 미리 결정될 수 있음)에 의존하는 비례 계수이다.
폐쇄 단부(7)가 축(A)과 단부(8) 사이에 배열되고, 컨테이너(6)의 섹션이 가변적인 경우(도 26에 도시된 바와 같이), 제2 함수는 함수(2)(그러나, 이 경우에, 컨테이너(6)의 내부 둘레는 - 및 따라서 내부 반경(R) - 컨테이너(6)의 길이 방향 연장부를 따라 이동함에 따라 변경되며), 제1 함수는:
여기서, Fc는 관성력이고; w는 각속도이고; d는 축(A)으로부터 거리이고; β는 샘플(2)의 비중(보다 정확하게, 액체 성분(3)의)과 컨테이너(6)의 기하학적 구조(따라서 미리 결정될 수 있음)에 의존하는 비례 계수이다.
특히, 함수(4)는:
여기서, p는 샘플의 비중이다.
폐쇄 단부(7)가 축(A)과 단부(8) 사이에 배열되고, 컨테이너(6)의 섹션이 (도 27에 도시된 바와 같이) 가변적인 경우, 제2 함수는 함수(2)이고(그러나, 이 경우에, 컨테이너(6)의 내부 둘레는 - 따라서 내부 반경 - 컨테이너(6)의 길이 방향 연장부를 따라 이동함에 따라 변경되며), 제1 함수는 함수(4)이다. 이전 상태와 다르게, 축(A)와 폐쇄 단부(7) 사이에 배열된 부분이 컨테이너(6) 내부에 남아있기 때문에, 이 경우에 (각속도를 증가시킴으로써) 전체 샘플(2)이 유출되는 것은 불가능하다.
위의 관점에서, 제1 함수는 함수(1) 또는 함수(3) 또는 함수(4)이고, 제2 함수는 함수(2)이다. 이것은 폐쇄 단부(7)가 축(A)과 단부(8) 사이에 배열될 때 특히 중요하다.
본 발명이 극단적으로 정확하고 재현 가능한 방법으로 샘플(2)의 감소된 부피를 얻는 것이 가능하다는 것을 놀랍게도 실험적으로 증명한 이후, 함수 (1) 내지 (5)와 도 23 내지 27이 형성된다(관찰된 것을 합리화하고, 일부 실시 양태를 자동화하기 위해).
일부 비-제한적 실시 양태에 따르면, 샘플(2)은 미세 입자(들)(18)와 부가적인 미세 입자들을 포함하는 예비 샘플로부터 획득된다. 특히, 샘플(2)은 부가적인 미세 입자들에 대해 미세 입자(들)(18)를 선택적으로 수신함으로써 획득된다. 이는 유전영동(dielectrophoresis), 광학 트위저, 자기영동(magnetophoresis), 음향영동(acoustophoresis), 이동파, 열 유동, 전기 유체 역학적 힘에 의해 생성된 국소 유체 이동 및 이들의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 시스템을 포함하는 분리 유닛을 사용함으로써 수행된다.
일부 비-제한적 경우에, 분리 유닛은 유전영동, 광학 트위저, 자기영동, 음향영동 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 시스템을 포함한다.
특히, 분리 유닛은 미세 입자(들)(18)에 직접 힘을 가할 수 있는 시스템을 포함한다(특히, 힘이 유체에 가해지지 않고, 상기 이동을 미세 입자(들)(18)에 전달함).
특정한 실시 양태에 따라면, 분리 유닛은 예를 들어, 특히 출원 WO-A-0069565호, WO-A-2007010367호, WO-A-2007049120호 중 적어도 하나에서 서술된 유전유동 유닛(또는 시스템)을 포함한다. 보다 상세하게, 분리 유닛은 공개번호 WO2010/106434호와 WO2012/085884호의 특허 출원에서 서술된 바에 따라 기능한다.
유리하지만 필연적이지 않게, 분리 유닛은 상기 인용된 미세 유체 장치 중 하나의 일부분이며, 특히 공개번호 WO2010/106428호와 WO2010/106426호의 특허 출원에서 서술된 바를 따른다. 상기 미세 유체 시스템은 예비 샘플로부터 샘플(2)을 획득하는데 사용된다.
일부 비-제한적인 실시 양태에 따르면, 가속 단계 동안, 특히 폐쇄 단부(7)(및/또는 측벽(9))를 향해 적어도 하나의 자기 성분에 의해 제공되는 자력이 미세 입자(18)에 가해진다.
대안적으로(또는 부가적으로), 가속 단계 동안, (부가적인) 자력이 개구부(8')를 향해 가해진다. 특히, 상기 자력은 (컨테이너(6)로부터 콜로이드 현탁액의 유출에 유리하도록) 자성유체 콜로이드 현탁액에 가해진다.
본 발명에 따른 상기 방법 및 기구는 또한 유전적 분석을 위한 샘플을 준비하고, 세포 정렬용, 세포 염색용, 세포 세척용 샘플을 준비하는데 유리하게 사용될 수 있다.
달리 명시적으로 특정되지 않는 한, 본 명세서에서 인용된 참고 문헌(기고문, 책, 특허출원 등)은 본 명세서에서 완전히 참조된다. 특히, 언급된 참조 문헌은 참고를 위해 여기에 포함된다.
본 발명의 추가적인 특징은 단지 예시적인 비-제한적인 실시 예에 대한 아래의 설명으로부터 명확해질 것이다.
실시 예 1
이 실시 예는 액체 성분(3) 및 적어도 하나의 미세 입자(18)를 포함하는 샘플(6)의 통상적인 부피 감소 방법으로 수행된 시험을 기술한다. 상기 샘플은 컨테이너(6)의 폐쇄 단부(7)(도 20에 도시된 시험관)에서 미세 입자(18)의 위치하는데 유리하도록 원심분리기로 미리 처리된다.
특히, 약 113μL의 초기 부피를 갖는 샘플(6)로부터 시작하여 1μL의 부피를 얻어야 하는 3개의 상이한 작업자(A, B 및 C)에 의해 전체적으로 260개의 테스트가 수행된다.
각각의 작업자는 피펫을 사용하여(샘플을 포함하는 테스트 튜브를 기울여) 초과 액체를 수집한다.
작업자(A, B)는 각각의 90개의 축소 작업을 수행한다. 작업자(C)는 80개의 축소 작업을 수행한다.
상기 작업을 완료하기 위해, 10시간의 작업이 필요하다(각 작업자의 작업 시간을 모두 합산하여). 전체 결과는 표 1과 도 31에 제공되고(X축은 축소 후에 획득된 샘플의 부피를 나타내고, Y축은 축소된 샘플이 그러한 부피를 제공하는 횟수를 나타낸다), 여기서, 검은색은 미세 입자가 소실될 때 시간을 강조하고, 꺽은선은 (최종 부피에 대하여) 상기 손실이 발생하는 영역을 식별한다.
| 수동 부피 감소: 260 테스트 | |
| 평균 | 1.73 μl |
| 최대 간격 | 4.3 μl |
| 표준 편차 | 1.03 μl |
| 성공률 | 94.7% |
최대 간격은 축소 작업 이후 획득된 최대 부피와 최소 부피 사이의 차이를 의미한다. 평균은 축소 이후 획득된 샘플의 부피의 평균이다. 획득된 결과는 종래의 절차가 신뢰할 수 없고(실패율 - 미세 입자(18)가 소실되는 경우에 비하여 - 무시할 수 없고), 평균 부피는 목표 부피(1μL)보다 상당히 높다는 것으로 보여준다.
작업자 별로 나누어져 획득된 결과는 다음 표(2 내지 4)에 제공된다.
| 작업자 A | |
| 평균 | 2.65 μl |
| 최대 간격 | 3.35 μl |
| 표준 편차 | 0.79 μl |
| 성공률 | 98.9 % |
| 작업자 B | |
| 평균 | 1.16 μl |
| 최대 간격 | 2.60 μl |
| 표준 편차 | 0.51 μl |
| 성공률 | 94.7 % |
| 작업자 C | |
| 평균 | 1.28 μl |
| 최대 간격 | 4.06 μl |
| 표준 편차 | 0.96 μl |
| 성공률 | 89.9 % |
이러한 결과는 절차의 정확성이 작업자와 그/그녀의 수작업 능력에 매우 의존한다는 것을 보여준다.각각의 작업자는 3개의 분리된 세션에서 상기 감소 작업을 수행한다는 것을 주목해야만 한다.
각각의 세션에 대해 각각의 작업자에 의해 획득된 결과는(X축에 표시된) 도 30에 그래픽적으로 도시된다(Y축은 감소 후에 획득된 샘플의 부피를 도시한다).
도시된 바와 같이, 하나의 단일 작업자 조차도 상이한 순간에 상기 결과를 얻는 경향이 있다.
실시 예 2
이 실시 예는 종래의 부피 감소 방법으로 수행된 테스트와 본 발명에 따른 (자동화) 방법 사이의 비교를 설명한다. 테스트는 대략 113μL의 초기 부피로 수행되고, 목표 부피는 1μL이다.
종래 방법은 실시 예 1에서 서술된 바와 같이 구현되었다.
본 발명에 따른 방법을 위해, 도 5 내지 도 8에 도시된 (4200RPM의 속도에서 작동하도록 만들어진) 기구(1)와 도 20의 컨테이너(보다 정확하게는, 각각 0.2mL의 부피를 갖는 PCT 테스트 튜브의 스트립)가 사용된다. 축(A)(컨테이너를 통과하는)과 폐쇄 단부(7) 사이의 거리는 2.22mm이다.
획득된 결과는 표 5에 제공된다.
| 수동 | 자동 | |
| 감소된 샘플 수 | 360 | 180 |
| 평균 | 1.66 μL | 1.22 μL |
| 최대 간격 | 4.34 μL | 1.05 μL |
| IQR | 1.31 μL | 0.30 μL |
| 표준 편차 | 0.95 μL | 0.25 μL |
| 성공률 | 92.8% | 99.4% |
| 10 개의 샘플마다 1 개의 입자 손실 | 180 개의 샘플마다 1 개의 입자 손실 |
위에서 나타난 데이터로부터, 본 발명은 기록된 각각의 실시 형태에서 현저하고 예상하지 못한 개선을 나타낸다.
아래의 표 6은 종래의 방법과 본 발명에 따른 방법으로 수행된 동일한 수의 테스트를 비교한다.
| 수동 | 자동 | |
| 감소된 샘플 수 | 96 | 96 |
| 소유 시간 | 220분 | 15분 |
| 평균 | 1.66 μL | 1.21 μL |
| 표준 편차 | 0.95 μL | 0.25 μL |
| 성공률 | 92% | 98% |
감소된 부피를 갖는 샘플을 획득하기 위해 필요한 시간은 본 발명의 방법을 구현함으로써 현저히 감소되는 것을 즉시 관찰할 수 있다.
Claims (32)
- 적어도 부분적으로 액체인 성분(3)을 적어도 하나 포함하고, 최대 10mL의 부피를 갖는 샘플(2)의 부피를 감소시키기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은 내부 공간, 제1 폐쇄 단부(7), 내부 공간과 외부 사이의 연결을 형성하는 하나의 개구부(8')와 함께 제공되는 제2 단부(8), 및 적어도 하나의 측벽(9)을 갖는 적어도 하나의 컨테이너(6)를 사용하는 단계를 포함하고;
상기 방법은 가속 단계를 포함하고, 가속 단계 동안 조작 조립체(4)는 상기 샘플(2)을 포함하는 상기 컨테이너(6)를 이동시켜 그것에 가속도를 가하고, 상기 컨테이너는 상기 제2 단부(8)로부터 상기 제1 폐쇄 단부(7)를 향해 배향되고 상기 개구부(8')에 가로지르는(특히, 직각으로) 적어도 하나의 구성 요소를 구비하여, 상기 적어도 부분적으로 액체인 성분(3)의 제1 부분은 상기 개구부(8')를 통해 흘러 상기 컨테이너(6) 밖으로 유출되고, 상기 적어도 부분적으로 액체인 성분(3)의 제2 부분은 실질적으로 규정된 부피로 상기 컨테이너(6) 내에, 특히 상기 제1 폐쇄 단부(7)에 남는 것을 특징으로 하는,
방법. - 제1항에 있어서,
상기 샘플(2)은 적어도 하나의 미세 입자(18)를 포함하고; 상기 가속 단계 동안, 상기 조작 조립체(4)는 상기 컨테이너(6)에 가속도를 가하여, 상기 미세 입자(18)가 상기 컨테이너(6) 내에, 특히 상기 제1 폐쇄 단부(3) 영역에 남는,
방법. - 제2항에 있어서,
전처리 단계를 포함하고, 상기 전처리 단계는 상기 가속 단계 이전에 있으며, 상기 전처리 단계 동안, 상기 제1 폐쇄 단부(7)로부터 상기 제2 단부(8)를 향해 배향되고 상기 개구부(8')에 (특히, 직각으로) 가로지르는 적어도 하나의 구성 요소를 갖고 상기 샘플(2)을 포함하는 상기 컨테이너(6)에 추가적인 가속도가 가해지고, 상기 미세 입자(18)는 상기 제1 폐쇄 단부 영역(3)에 배열되는,
방법. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가속 단계 동안, 상기 컨테이너(6)에 인가된 상기 가속도의 결과로서, 적어도 하나의 제1 관성력이 상기 샘플(2)의 제1 부분에 가해지고, 적어도 하나의 제2 관성력이 상기 샘플(2)의 제2 부분에 가해지고; 상기 제1 및 상기 제2 관성력은 상기 제1 폐쇄 단부(7)로부터 제2 단부(8)를 향해 상기 개구부(8')에 대해 횡(특히, 수직) 방향으로 배향되고; 상기 가속 단계 동안, 상기 제1 관성력은 상기 샘플의 제1 부분과 상기 컨테이너(6) 사이에 가해진 제1 유지력보다 크고, 상기 제2 관성력은 상기 샘플의 제2 부분과 상기 컨테이너(6) 사이에 가해진 제2 유지력보다 작은,
방법. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
조절 단계를 포함하고, 상기 조절 단계는 상기 가속 단계 이전에 있으며, 조절 단계 동안 계산된 가속도 및/또는 계산된 각속도는 획득될 실질적으로 규정된 부피에 기초하여 결정되고; 상기 가속 단계 동안, 상기 조작 조립체(4)가 상기 컨테이너(6)에 가하는 가속도는 상기 계산된 가속도이고 그리고/또는 상기 조작 조립체(4)가 상기 컨테이너(6)에 가하는 상기 각속도는 상기 계산된 각속도인,
방법. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조작 조립체(4)는, 상기 가속 단계 동안, 복수의 컨테이너(6)에 상기 가속도를 동시에 가하고; 특히, 상기 조작 조립체(4)는 각각의 컨테이너(6)를 각각 수용하는 복수의 시트(5)를 포함하는,
방법. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조작 조립체(4)는 이동 장치(11)를 포함하고, 상기 이동 장치는 상기 가속 단계 동안 상기 컨테이너(6)에 소정의 방향에서 실질적으로 선형 이동을 야기하여, 상기 제1 폐쇄 단부(7)는 상기 소정의 방향에 대해 전방으로 향하고(face), 상기 제2 단부(8)는 상기 소정의 방향에 대해 후방으로 향하는,
방법. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조작 조립체(4)는 이동 장치(11)를 포함하고, 상기 이동 장치는 상기 가속 단계 동안 회전축(A) 주위로 상기 컨테이너(6)를 회전시켜, 그 원심력은 상기 적어도 부분적으로 액체인 성분(3)의 상기 제1 부분이 상기 개구부(8')를 통과해 상기 컨테이너(6) 밖으로의 유출을 야기하는,
방법. - 제8항에 있어서,
상기 가속 단계 동안, 상기 회전축(A)은 상기 제1 폐쇄 단부(7)와 상기 제2 단부(8) 사이의 상기 컨테이너(6)를 통해 연장되는,
방법. - 제8항에 있어서,
상기 가속 단계 동안, 상기 제1 폐쇄 단부(7)는 상기 회전축(A)과 상기 제2 단부(8) 사이에 배열되는,
방법. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 미세 입자(18)는: 세포, 세포 파편(특히, 세포 조각-예를 들어, DNA 및/또는 RNA), 세포 집합체(예를 들어, 신경구나 맘모스피어와 같은 줄기세포로부터 유래한 작은 세포군 같은), 박테리아, 리포 비드, (폴리스티렌 및/또는 자성) 마이크로 비드, 나노 비드(예를 들어, 최대 100nm의 나노 비드), 세포에 결합한 마이크로 비드로 형성된 어셈블리(특히, 자성; 특히 500μm보다 작은 최대 치수를 갖는), 자성유체에 결합된 순환하는 종양 세포, 엑소좀, 콜로이드성 현탁액(예를 들어, 자성유체), 리포솜, 세포핵, 포자, 및 이들의 조합으로 구성된 그룹에서 선택되고; 특히, 상기 미세 입자(18)는; 줄기 세포, 적혈구, 영양막(trophoblast), 뉴런 세포, 상피 세포, 종양 세포, 백혈구(WBC), 기질 세포(stromal cell), 정자 세포, 순환 종양 세포(CTC), 태아 세포, 마이크로-비드(특히, 500μm 미만의 최대 치수를 갖는), 콜로이드 현탁액(예를 들어, 자성유체), 세포에 결합된 마이크로-비드로 형성된 어셈블리(예를 들어, 줄기 세포, 적혈구, 영양막, 신경 세포, 상피 세포, 종양 세포, 백혈구 세포(WBC), 기질 세포, 정자 세포, 순환 종양 세포(CTC), 태아 세포), 적혈구, 자성유체에 결합된 순환 종양 세포 및 이들의 조합으로 구성된 그룹에서 선택되는,
방법. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
삽입 단계 및 상기 삽입 단계에 후속하고 상기 가속 단계에 선행하는 처리 단계를 포함하고, 상기 삽입 단계 동안 상기 샘플(2)은 상기 컨테이너(6)에 삽입되고, 상기 처리 단계 동안 상기 샘플(2)은 특히 추가적인 물질과 함께 처리되는,
방법. - 제12항에 있어서,
상기 처리 단계는 제1 부가적인 서브-단계 및 상기 제1 부가적인 서브-단계에 후속하는 제2 부가적인 서브-단계를 포함하고, 상기 제1 부가적인 서브-단계 동안, 반응물(특히, 미세 입자(18)를 염색하기 위한 반응물 및/또는 미세 입자(18)를 투과성으로 만들기 위한 반응물 및/또는 미세 입자(18)를 고정하기 위한 반응물)은 상기 샘플(2)을 포함하는 상기 컨테이너(6)에 삽입되고, 상기 제2 부가적인 서브-단계 동안 세척 액이 상기 샘플(2)을 포함하는 상기 컨테이너(6)에 삽입되고; 특히, 상기 처리 단계는 상기 제1 부가적인 서브-단계에 후속하고 상기 제2 부가적인 서브-단계에 선행하는 배양 서브-단계를 포함하고, 상기 배양 서브-단계 동안 (특히, 최소 온도와 최대 온도 사이 범위의 제어된 온도에서) 상기 반응물은 상기 샘플(2)과 함께 남겨지는,
방법. - 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가속 단계 동안, 적어도 부분적으로 액체인 성분(3)의 상기 제1 부분을 수집하는 수집 장치(10)는 상기 컨테이너(6) 밖의 개구부(8') 영역에 배열되는,
방법. - 제14항에 있어서,
상기 수집 장치(10)는 상기 적어도 부분적으로 액체인 성분(3)의 제1 부분의 적어도 일부를 저지하기 위한 유지 시스템(12)을 포함하고;
특히, 상기 유지 시스템(12)은: 흡수 소재(13), 모세관 트랩, 액체 트랩, 및 이들의 조합으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 하나의 요소를 포함하고; 상기 모세관 트랩은 2.0mm보다 작은 폭, 특히 0.9mm보다 작은 폭을 갖는 복수의 그루브(groove)를 포함하고; 상기 액체 트랩은 입구(16)가 제공되는 수집 챔버(15)와 폐쇄 위치와 개방 위치 사이를 이동 가능한 적어도 하나의 이동 가능한 벽(17)을 포함하고, 상기 폐쇄 위치에서 상기 적어도 하나의 이동 가능한 벽(17)은 액체가 상기 입구(16)를 통해 유출되는 것을 막고, 상기 개방 위치에서 상기 액체는 상기 입구(16)를 통해 유출될 수 있고; 상기 가속 단계 동안, (특히, 상기 적어도 부분적으로 액체인 성분(3)에 의하여 직접 및/또는 간접적인) 상기 가속도는 상기 이동 가능한 벽(17)을 상기 개방 위치로 이동시키고; 상기 가속도가 상기 컨테이너(6), 특히 상기 유지 시스템에 더 이상 인가되지 않으면, 상기 이동 가능한 벽(17)이 상기 폐쇄 위치로 다시 이동하는,
방법. - 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가속 단계 동안, 상기 컨테이너(6)의 온도는 미리 정의된 온도 간격 내에서 유지되는,
방법. - 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
삽입 단계를 포함하고, 상기 삽입 단계 동안 상기 샘플(2)은: 미세 유체 장치, 피펫팅 도구, 유동 세포측정기(flow cytometer), 미세 조작 장치, 광학 트위저(tweezer)로 구성된 그룹에서 선택되는 도구에 의해 상기 컨테이너에 삽입되고; 특히 상기 샘플(2)은: 이미지, 면역 형광, 임피던스, 치수, 기하학, 형태적 특징 및 이들의 조합을 사용하여 적어도 하나의 미세 입자(18)를 포함하기 위해 선택되는,
방법. - 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 샘플은, 특히, 적어도 하나의 자기 성분을 제공하는 적어도 하나의 미세 입자(18)를 포함하고; 상기 가속 단계 동안, 자력이 미세 입자(18)에 상기 측벽(9) 및/또는 상기 폐쇄 단부(7)를 향해 가해지는,
방법. - 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가속 단계 동안, 특히 상기 컨테이너(6)로부터 원하지 않는 물질(예를 들어, 자성유체)을 제거하기 위해, 자력이 상기 개구부(8')를 향해 가해지는,
방법. - 샘플(2)의 부피를 감소시키기 위한 기구로서,
최대 10mL의 부피를 갖는 적어도 부분적으로 액체인 성분(3)을 적어도 하나 포함하고; 상기 기구(1)는 내부 공간, 제1 폐쇄 단부(7), 상기 내부 공간과 외부 사이에 연결을 형성하는 개구부(8')가 구비된 제2 단부(8), 및 적어도 하나의 측벽(9)을 갖는 적어도 하나의 컨테이너(6)를 적어도 부분적으로 지지하기 위해 적어도 하나의 시트(5)를 가지는 조작 조립체(4)를 포함하고;
상기 조작 조립체(4)는 상기 적어도 부분적으로 액체인 성분(3)의 제1 부분을 수집하도록 구성되고 상기 시트(5)의 외부에 상기 시트(5)에 근접하여 배치된 수집 장치(10)를 포함하고; 상기 조작 조립체(4)는 상기 수집 장치(10)로부터 상기 시트(5)를 향해 배향되는 적어도 하나의 구성 요소를 갖는 상기 시트(5)에 가속도를 가하도록 상기 시트(5)를 이동하여, 상기 적어도 부분적으로 액체인 성분(3)의 제1 부분은 상기 컨테이너(6) 밖으로 유출되어 상기 수집 장치(10)에 도달하고, 상기 적어도 부분적으로 액체인 성분(3)의 제2 부분은 실질적으로 규정된 부피로 상기 컨테이너(6) 내에, 특히 상기 제1 폐쇄 단부(7) 영역에 남는,
기구. - 제20항에 있어서,
상기 조작 조립체는 이동 장치를 포함하고, 상기 이동 장치는 상기 컨테이너(6)가 소정의 방향으로 가속되는 실질적으로 선형 이동을 야기하도록 구성되어, 상기 시트(5)는 전방으로 향하고, 상기 수집 장치(10)는 상기 소정의 방향에 대해 후방으로 향하는,
기구. - 제20항에 있어서,
상기 조작 조립체(4)는 이동 장치(11)를 포함하고, 상기 이동 장치는 회전축(A) 주위로 상기 시트(5)를 회전하도록 구성되어, 그 원심력은 상기 적어도 부분적으로 액체인 성분(3)의 제1 부분의 상기 컨테이너(6) 밖의 상기 수집 장치(10) 내로의 유출을 야기하고; 상기 시트(5)는 상기 회전축(A)이 상기 제1 폐쇄 단부(7)와 상기 제2 단부(8) 사이의 상기 컨테이너(6)를 통해 연장되도록 형성되는,
기구. - 제20항에 있어서,
상기 조작 조립체(4)는 이동 장치(11)를 포함하고, 상기 이동 장치는 회전축(A) 주위로 상기 시트(5)를 회전시키도록 구성되어, 그 원심력은 상기 적어도 부분적으로 액체인 성분(3)의 제1 부분의 상기 컨테이너(6) 밖의 상기 수집 장치(10) 내로의 유출을 야기하고; 상기 시트(5)는 상기 제1 폐쇄 단부(7)가 상기 회전축(A)과 상기 제2 단부(8) 사이에 배치되도록 형성되는,
기구. - 제22항 또는 제23항에 있어서,
상기 조작 조립체(4), 특히 상기 이동 장치는 하나 이상의 가요성 웰-플레이트(well-plate)가 직접 상기 이동 장치(11)에 장착되어 상기 회전축(A) 주위로 연장되도록(구부러지도록) 형성되는,
기구. - 제20항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수집 장치(10)는 상기 적어도 부분적으로 액체인 성분(3)의 상기 제1 부분의 적어도 일부를 저지하기 위한 유지 시스템(12)(특히, 탱크)을 포함하는,
기구. - 제25항에 있어서,
상기 유지 시스템(12)은: 흡수 소재(13), 모세관 트랩, 액체 트랩, 및 이들의 조합으로 구성된 그룹 중에서 선택되는 요소를 포함하고; 상기 모세관 트랩은
2.0mm보다 작은, 특히 0.9mm보다 작은 폭을 갖는 복수의 그루브(14)를 포함하고; 상기 액체 트랩은, 입구(16)와 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동 가능한 적어도 하나의 이동 가능한 벽(17)을 가지는 수집 챔버(15)를 포함하고, 상기 폐쇄 위치에서 상기 이동 가능한 벽(17)은 상기 입구(16)를 통한 액체의 유출을 막고, 상기 개방 위치에서 상기 액체는 상기 입구(16)를 통과할 수 있고; 상기 벽(17)은, 사용시, 상기 가속도가 인가될 때 상기 개방 위치로 이동하도록 구성되고; 상기 가속도가 상기 시트(5)에 더 이상 인가되지 않으면, 상기 벽(17)은 상기 폐쇄 위치로 되돌아오는,
기구. - 제20항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조작 조립체(4)는 각각의 컨테이너(6)를 수용하도록 각각 구성되는 복수의 시트(5)를 포함하고; 상기 조작 조립체(4)는 모든 상기 시트(5)가 동일한 이동을 야기하도록 구성되는 이동 장치(11)를 포함하는,
기구. - 제27항에 있어서,
상기 이동 장치(11)는 회전축(A) 주위로 상기 시트(5)를 회전시키도록 구성되어, 그 원심력은 상기 적어도 부분적으로 액체인 성분(3)의 상기 제1 부분을 상기 수집 장치(10)로 이동시키고; 상기 시트(5)는 실질적으로 상기 회전축(A)에 평행한 적어도 하나의 행에 따라 배치되는,
기구. - 제20항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조작 조립체(4)는 회전축(A) 주위로 상기 시트(5)를 회전하도록 구성된 이동 장치(11)를 포함하여, 그 원심력이 상기 적어도 부분적으로 액체인 성분(2)의 상기 제1 부분을 상기 수집 장치(10)로 이동하고; 상기 조작 조립체(4)는 복수의 부가적인 주변 시트(19)를 포함하고, 상기 부가적인 주변 시트(19)는 상기 회전축(A) 주위로 배치되고 각각의 샘플(2)을 각각 포함하는 부가적인 컨테이너(6)를 수용하도록 구성되고 상기 회전축(A) 주위로 상기 이동 장치(11)에 의해 회전하도록 구성되어, 원심력이 상기 부가적인 컨테이너(6)의 제1 폐쇄 단부(7)를 향해 상기 부가적인 컨테이너(6)에 포함된 적어도 부분적으로 액체인 성분(3)에 가해지는,
기구. - 제20항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조작 조립체(4)는 온도 유지 시스템을 포함하고, 상기 온도 유지 시스템은 원하는 간격 내로, 특히 소정의 최소 온도와 소정의 최대 온도 사이에서 상기 컨테이너(6), 특히 상기 시트(5)의 온도를 유지하도록 구성되고; 특히, 상기 온도 유지 시스템은 온도 센서와 상기 온도 센서에 의해 검출된 데이터를 기초로 동작하도록 구성된 가열 및/또는 냉각 장치를 포함하는,
기구. - 제20항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조작 조립체(4)는 제1 자석을 포함하고, 상기 자석은 상기 수집 장치(10)와 마주 보는 상기 시트(5)의 일 단부 영역에 배치되고; 특히, 상기 제1 자석은 상기 폐쇄 단부(7)의 영역에 배치되는,
기구. - 제20항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조작 조립체(4)는 제2 자석을 포함하고, 상기 제2 자석은 상기 시트(5) 영역, 특히, 상기 수집 장치(10) 영역 내의 상기 시트(5)의 일 단부 영역에 배치되고; 특히, 상기 자석은 상기 제2 단부(8) 영역, 보다 자세하게는 상기 개구부(8') 영역에 배치되는,
기구.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210017420A (ko) * | 2019-08-08 | 2021-02-17 | 광운대학교 산학협력단 | 원심분리와 자기분리가 가능한 통합형 세포분리장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210017420A (ko) * | 2019-08-08 | 2021-02-17 | 광운대학교 산학협력단 | 원심분리와 자기분리가 가능한 통합형 세포분리장치 |
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