(57)【要約】  本発明は、核酸増幅技術による核酸含有液体サンプル分析用核酸増幅装置中で操作されるよう寸法合わせされた使い捨てサンプル保持および処理装置（１）を指向するものである。装置（１）は、該装置（１）内の核酸の捕捉、増幅および検出の工程を行うように設計された室（１５、１６）および経路（４４）、必要により溶解室（３）をも含む。結合室（１５）は、分析されるサンプルの成分を固定化するための固相（１４）を含み、また増幅室（１６）が、流体経路（４４）によって結合室（１５）に接続されている。装置（１）は、剛直胴体（４２）を含み、また少なくとも１つの経路（４４）、結合室（１５）および増幅室（１６）が、胴体（４２）の側面（５０）上に置かれ、これら側面（５０）の各々（その上には経路（４４）、結合室（１５）または増幅室（１６）が、置かれている）は、少なくとも１つの壁（４１）によって覆われており、また装置（１）が、核酸増幅装置中で作動されるときには、これらの側面（５０）は、実質的には垂直面である。【選択図】図４
2009543547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
核酸増幅技術による核酸含有液体サンプル分析用核酸増幅装置中で作動される使い捨てサンプル保持および処理装置（１）であって、
―該装置（１）が、装置（１）内の核酸増幅を用いることにより、核酸の捕捉、増幅および検出を行う室（１５、１６）および経路（４４）からなる流体装置であり、
―前記装置（１）が、分析されるサンプルの成分の固相抽出用の固相（１４）を含む結合室（１５）を含み、また
―前記装置（１）が、流体経路（２）によって前記結合室（１５）に接続される増幅室（１６）を含み、
―前記装置（１）が、剛直胴体（４２）を含み、また
―少なくとも１つの経路（４４）、前記結合室（１５）および前記増幅室（１６）が、前記胴体（４２）の側面（５０）上に置かれ、
―該側面（５０）上に経路（４４）、前記結合室（１５）または前記増幅室（１６）が置かれ、少なくとも１つの壁（４１）によって覆われており、
―前記装置（１）が、前記核酸増幅装置中で作動しているときには、前記側面（５０）は、実質的には垂直面であり、
―前記装置（１）が、実質的に垂直面で方向づけられた前記側面（５０）を有する前記核酸増幅装置中で操作されるように設計されていることを特徴とし、また
―前記装置（１）が、流体経路（４４）により、前記装置（１）の少なくとも１つの室に、好ましくは、前記結合室（１５）および前記増幅室（１６）の１つに接続される少なくとも１つの流体接触面を含み、そこでは、前記装置（１）が、前記核酸増幅装置中で操作されるときに、前記胴体（４２）の上面および／または底面（５２、５３）に置かれることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記経路（４４）、前記結合室（１５）および前記増幅室（１６）が、前記胴体（４２）中に置かれる空隙によって前記胴体（４２）の前記側面（５０）上に形成され、前記空隙が、前記少なくとも１つの壁（４１）により覆われることを特徴とする請求項１記載の装置（１）。
【請求項３】
前記装置（１）の前記結合室（１５）、前記増幅室（１６）を前記結合室（１５）に接続する前記流体経路（２）および前記増幅室（１６）が、前記胴体（４２）の１つの表面側に置かれ、共通の壁（４１）によって覆われていることを特徴とする請求項１または２記載の装置（１）。
【請求項４】
前記流体接触面が、前記核酸増幅装置の流体供給手段および／または流体除去手段と接触するようにされ、前記流体供給手段および／または流体除去手段が、流れの垂直方向にある流体を、前記装置（１）に供給するために、および／または前記装置（１）から除去するために、適合されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項５】
前記装置（１）は、少なくとも２つの流体供給接触面、すなわち、サンプルを該装置（１）に供給するための第１流体接触面および該装置（１）に試薬を供給するための第２流体接触面を含んでいることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項６】
前記装置（１）の少なくとも１つの流体供給接触面（８、１０）が、組み立てられ、その結果、該装置（１）の上から下向き方向に、流体を、該装置（１）に供給できることを特徴とする請求項４または５記載の装置（１）。
【請求項７】
前記胴体（４２）の投影が、基本的には直角であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項８】
空隙を形成するための構造化された表面を有する装置胴体（４２）と、構造化された表面を覆いそれにより前記装置（１）の側面（５０）を覆う壁（４１）を形成するシールカバーとを備える装置であって、
―前記シールカバー（４１）の第１層は、サンプル液体に対して不活性な材料で作られており、
―前記シールカバー（４１）の第２層は、金属、好ましくはアルミニウムで作られていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項９】
前記シールカバー（４１）の熱伝導速度が、少なくとも２００Ｗｍ-2Ｋ-1、好ましくは少なくとも２０００Ｗｍ-2Ｋ-1であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項１０】
前記増幅室（１６）が、前記核酸増幅装置中で操作されるときに、前記核酸分析装置の温度制御手段と、前記装置（１）の前記増幅室（１６）中でサンプル加熱および／または冷却用増幅室（１６）との間の、直接または間接の熱接触を提供するために、良好な熱伝導度を有する熱伝導壁（４１）によって、一方の側で覆われていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項１１】
前記温度制御手段と前記増幅室（１６）の間の熱流の有効な方向が、水平でありかつ前記熱伝導壁（４１）の平面に対して垂直であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項１２】
前記増幅室（１６）の透明な光学測定窓および前記熱伝導壁（４１）が、前記増幅室（１６）の反対側に配置されていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項１３】
前記増幅室（１６）が、完全に充填されまたは空になったときに、その瞬間を検出するために、流体充填測定手段が、前記増幅室（１６）の出口近くの前記増幅室（１６）の出口経路中に設けられることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項１４】
前記流体充填測定手段が、前記核酸増幅装置の対応する光学センサまたは前記出口経路中にまたは近くに置かれた電気センサによる前記出口経路中の流体の光学検出を可能にする光学透明窓であることを特徴とする請求項１〜１３いずれかに記載の装置（１）。
【請求項１５】
前記増幅室（１６）の入り口経路、前記増幅室（１６）および前記増幅室（１６）の前記出口経路が、前記装置（１）中に配置され、その結果、前記装置（１）が、前記核酸分析装置中で作動されるとき、液体が、前記入り口経路を経由して上向き方向で前記増幅室（１６）中に入り、かつ前記出口経路を経由して上方向に前記増幅室（１６）から排出されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項１６】
前記装置（１）が、前記装置（１）内での前記核酸増幅分析の溶解工程を行うために適したサンプル調製室（３）を含んでいることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項１７】
液体を前記装置（１）中に移送するためのサンプル移送チップ（１２）を受け取るために適合した開口部を有するサンプル調製室（３）を含んでいることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項１８】
前記サンプル調製室（３）は、前記胴体（４２）の側面（５０）上に置かれ、また前記胴体（４２）中の凹所である空隙により形成され、前記装置（１）が、前記核酸増幅装置中で作動されるとき、前記壁（４１）が実質的に垂直面である壁（４１）により、側面（５０）が、覆われることを特徴とする請求項１６または１７記載の装置（１）。
【請求項１９】
前記サンプル調製室（３）の容積が、前記増幅室（１６）の容積より大きく、前記サンプルが、重力により、前記サンプル調製室（３）の低端に保持されまた置かれており、また前記装置（１）の使用に際して、前記装置（１）特に前記サンプル調製室（３）の入り口と前記装置（１）の出口の間の圧力差、すなわち前記核酸増幅装置により前記装置（１）に印加される圧力差により、前記結合室（１５）、前記流体経路（２）および前記増幅室（１６）を経由して、前記核酸増幅装置中に移送されることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項２０】
前記増幅室（１６）の容積が、前記結合室（１５）の容積より大きいが、好ましくは、前記結合室（１５）の２倍の容積より大きくないことを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項２１】
前記装置（１）の前記胴体（４２）が、前記装置（１）の経路（４４）の近くに置かれた少なくとも１つのシールポイント（６、７）を含み、前記経路（４４）は、前記装置（１）の室から前記装置（１）の入り口ポート（８、１０）、出口ポート（２４）または排出口（４５）まで通じており、または第１室（３）から第２室（１６）に通じており、そこでは、前記経路（４４）を経由して液体またはガスの流れを遮断するために前記経路（４４）を閉じる目的で、シールポイント（６、７）の近くに置かれた前記経路（４４）を、前記核酸増幅装置のシーラーによってシールすることができることを特徴とする請求項１〜２０のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項２２】
前記装置（１）を用いて行われる工程中で生じる廃棄物を回収するために前記装置（１）と一体化された少なくとも１つの廃棄室（４６）を含み、そこでは、前記廃棄室（４６）は、前記胴体（４２）の側面（５０）上に置かれ、また前記胴体（４２）の凹所である空隙によって形成されており、しかも前記側面（５０）は、壁（４１）によって覆われ、壁（４１）は、前記装置（１）が前記核酸増幅装置で作動されるときには実質的に垂直面であることを特徴とする請求項１〜２１のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項２３】
前記装置（１）の前記胴体（４２）が、前記装置（１）を、前記核酸増幅装置中に誘導する誘導および／または駆動により前記装置（１）をグリップするグリップ接触面および前記核酸増幅装置の取り扱い手段を含むことを特徴とする請求項１〜２２のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項２４】
請求項１〜２３のいずれかに記載の装置（１）および該装置（１）を分析するための核酸増幅装置を備えるシステム。
【請求項２５】
請求項２４記載のシステムを用いることによる核酸増幅技術を用いて、核酸を含む液体サンプルを分析する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、核酸増幅技術、特にポリメラーゼ連鎖反応技術（ＰＣＲ）分析、詳細には、定量的リアルタイムＰＣＲ（TaqMan-PCRまたはハイブリッド形成プローブＰＣＲ）分析による核酸含有液体サンプル分析用核酸増幅装置中で作動される使い捨てサンプル保持および処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
そのような装置が、米国特許第６５５１８４１号明細書に開示されている。公知の装置は、シリコンまたはポリマー材料の基材からなり、その中では複数の経路と室が、形成されている。基材は、基材とカバーの間で複数の経路と室をシールするガラス製またはプラスチック製のカバーによって覆われている。装置は、水平方向で使用されるように設計されている。
【０００３】
米国特許第５５８７１２８号明細書は、チップと、一体化された装置の間に接触面を含むＰＣＲ分析用の使い捨て装置を開示している。チップは、流体ポートを含む空隙中に液体を排出する働きをしている。
【０００４】
米国特許第６６６４１０４号明細書では、サンプルの調製、増幅と検出との一体化されたプロセス用に使用される一体化された使い捨て装置が開示されている。該使い捨て装置は、サンプルをピペットで取ることが可能な開口部を有する。反応室は、カバーによって閉じなければならない。
【０００５】
欧州特許第０８８４１０４号明細書は、容器とチップのセットを記載しているが、この容器は、汚染を避ける事に関しては、あまり有利ではない。
【０００６】
製造業者のIquum社からは、全ての必要な検査工程を自動的に行う携帯型分析器における試薬調製、ターゲット濃縮、阻害剤除去、核酸抽出、増幅およびリアルタイムの検出を包含する核酸テストプロセスのために必要な全検査試薬を含むサンプル容器として、可撓性チューブを含む商標名Liatと命名された分子テスト診断システムが、公知となっている。検査試薬は、垂直ラインに配置された剥離可能シールにより分離されたチューブ部分に予め詰められている。多重サンプル処理アクチュエータは、チューブを押し付け、チューブ部分から試薬を選択的に放出しかつ１つの部分から他の部分にサンプルを移動させるために必要である。チューブシステムは、一度サンプルが、導入されかつチューブが被せられると、該チューブが、全てのテスト目的に対して閉じられたままであるという意味において、閉じられた閉鎖システムアプローチである。二次汚染を避けることに関し、また生物学的有害な廃棄物が封じられたままである使用後チューブの安全な使い捨てにより生物学的有害なリスクを削減することに関して、この事は、有利であるが、プロセス中、サンプル試薬も、反応混合物も、添加できず、また除去できないということが柔軟性を欠き、不利である。
【０００７】
本発明の技術分野は、核酸増幅技術を用いてサンプルを分析するために使用される使い捨て装置に関するものである。分析の目的は、サンプル中の検体濃度の検出（検体の有無）および／または定量化である。本発明においては、検体は、核酸：ＲＮＡまたはＤＮＡまたはそれらの誘導体である。記述された誘導体（核酸）は、ＮＡ増幅法（たとえば、ＤＮＡ−ポリメラーゼ、トランスクリプターゼ、リバーストランスクリプターゼなど）に対して直接にまたは間接に（たとえば、化学的改質後に）アクセス可能な分子を含む。標的検体は、たとえば、遺伝子検査用のたとえば、生物学的起源を有する遺伝子材料であっても良く、感染性病気の場合には、検体は、ウイルスまたはバクテリアからの核酸材料であってもよく、遺伝子発現の場合には、該検体は、ｍ−ＲＮＡであっても良く、該検体は、メチル化されたＤＮＡであってもよい。
【０００８】
欧州特許出願公開第１１７９５８５号明細書は、斜め方向にテスト機器中に手動で置かれる核酸テスト用に一体化された流体操作カートリッジを開示している。該カートリッジは、カートリッジの側面に対して垂直な方向で、流体サンプルをカートリッジ中に導入するための流体接触面（サンプルポート）を含んでいる。該サンプルポートは、カートリッジ中に手動でサンプルを導入するように設計されている。該カートリッジは、自動化された取り扱いおよび操作をするように設計されているわけでもなく、サンプルをカートリッジ中に、自動的にサンプル導入するように設計されているわけでもない。さらに、テスト機器中でのカートリッジの処理は、使用位置において、カートリッジの傾斜方向による大きな空間を必要とする。製造中に前もって搭載された検体特異性試薬、装置中での流体処理用圧力アクチュエータおよび処理液体を有する供給室を含むカートリッジは、高度に集積され、また複雑であり、そのために、カートリッジをむしろ高コストにしている。
【０００９】
ＰＣＲのような核酸増幅技術でたくさんの流体サンプルを分析するためには、分析の速度とコストが、サンプル保持および処理装置の重要な態様である。したがって、本発明の目的は、低コストで都合良く短時間で、流体サンプル分析に適した使い捨てサンプル保持および処理装置を提供することである。本発明の先行技術に対する優れた点は、特に使い捨て装置中への挿入および分析装置中での使い捨て装置の移送および保持、使い捨て装置により必要とされる分析装置中での空間、生物学的有害リスクの排除および二次汚染と使い捨て装置中での機能の一体化を含む流体処理の態様に関して、自動処理装置中での容易な製造および容易な使用の態様である。
【発明の開示】
【００１０】
本発明によれば、これらの目的は、核酸増幅技術による核酸含有液体サンプル分析用核酸増幅装置中で作動されるよう寸法合わせされた使い捨てサンプル保持および処理装置であって、
―該装置が、装置内の核酸増幅を用いることにより、核酸増幅分析の捕捉、増幅および検出を行う室および経路からなる流体装置であり、
―該装置が、分析されるサンプルの成分の固相抽出用の固相を含む結合室を含み、また
―前記装置が、流体経路によって前記結合室に接続される増幅室を含み、
―前記装置が、剛直胴体を含み、また
―少なくとも１つの経路、前記結合室および前記増幅室が、前記胴体の側面上に置かれ、
―該側面上に経路、前記結合室または前記増幅室が置かれ、少なくとも１つの壁によって覆われており、
―前記装置が、前記核酸増幅装置中で作動しているときには、前記側面は、実質的には垂直面であり、
―前記装置が、実質的に垂直面で方向づけられた前記側面を有する前記核酸増幅装置中で操作されるように設計されていることを特徴とし、また
―前記装置が、流体経路により、前記装置の少なくとも１つの室に、好ましくは、前記結合室および前記増幅室の１つに接続される少なくとも１つの流体接触面を含み、そこでは、該流体接触面が、前記装置が、前記核酸増幅装置中で操作されるときに、前記胴体の上面および／または底面に置かれることを特徴とする装置により、解決される。
【００１１】
一般に、核酸増幅技術は、対応する核酸増幅装置の異なった室または異なった位置における次のサンプル処理を必要とする。ＵＳ６５５１８４１Ｂ１中に提示されているように、サンプルが処理装置中で操作されるときには、水平面である主面を持つ装置中で、該サンプルが処理される。処理装置中での装置のサポートまたは液体の供給および除去は、このような方法で達成可能であるが、そのような装置の総合的な取り扱いは、困難であり、また特にサンプルの核酸増幅検出用工程の多くの工程を実現する自動装置中では、場所と時間を浪費する。装置が作動されている分析装置の相互作用手段は、複数の他の装置と同時に分け合うことが出来ない。というのは、それらの装置は、分析中に該装置に取りつけなければならないからである。
【００１２】
対照的に、特に本発明による使い捨て装置に、本発明の好ましい実施形態による一体化された生物化学的診断機能が設けられているときには、本発明による使い捨て装置の取り扱いは、分析装置において、より簡単でかつ場所と時間の浪費がより少ない。装置を容器またはシート中に挿入しかつサンプル流体などの流体を垂直方向にある装置中に搭載する取り扱いおよび操作手段を有する核酸増幅装置により、簡易な自動化手段で、本発明による使い捨て装置を取り扱いかつ操作できる。これにより、信頼性のある自動化された操作、コストを抑えた高自動化された処理能力および空間を抑えたデザインを達成できる。前記装置は、好ましくは、高度に一体化されたものではなく、かつ複雑ではなく、好ましくは、処理液を有する装置または供給室中に流体を処理するための製造または圧力アクチュエータ中にあらかじめ搭載された検体特異性試薬を含んでいないが、使用に際して装置に選択された試薬および流体を供給し、かつ生産にあたり、装置を安価にする処理用のインターフェースを供給するための流体ポートおよび多くの異なる分析に使用可能な遺伝子装置を含んでいる。高精度のインターフェースと分析装置の作動手段の情報資源を、遺伝子タイプの装置に分けることができる。
【００１３】
本願に記述した使い捨て装置と組み合わせて使用するのに適した核酸分析装置の有利な特性および実施形態に関しては、タイトル「核酸分析実行装置」、欧州特許出願公開第０６０１４６８１．８号明細書に対応する代理人事件番号ＲＤＧ１６７／００／ＷＯである、同一出願人の同時に出願された国際特許出願を参照し、その出願の開示は、参照によってここに組み込まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の更なる詳細および利点を、添付した図面を参照して、例示の実施形態に基づいて以下に例示する。以下のことは、図面中に図示されている。
【００１５】
図１中に示された手法は、本発明による使い捨て装置の好ましい実施形態により行われる核酸（ＮＡ）を含むサンプルの核酸テスト（ＮＡＴ）用の典型的な手法である。生物学的サンプル中のＮＡを分析する大抵のＮＡ分析（たとえば、ＰＣＲを用いた）は、ＮＡの検出反応と干渉しがちな他の成分からＮＡを分離する必要がある。ＮＡを分離するこの第１の工程は、一般的には、「サンプル調製」と呼ばれている。サンプル調製のための典型的な方法は、技術の状態である。一般的な方法は、ＮＡの固相抽出である。この場合において、ＮＡは、高濃度のカオトロピック塩のもとに、ガラス面に結びつき、一方サンプルからのかく乱材料は、溶液中に残る。
【００１６】
ＮＡを固相に結合させた後、固相を洗浄し、固相から残存材料を除去するが、ＮＡは、吸着して残る。固相の洗浄工程後、洗浄緩衝液の阻害特性によっては、洗浄緩衝液を除去しなければならず、それでなければ、中和するかまたは、非阻害量まで減少させなければならない。この工程後、低濃度塩緩衝液または純粋中に、ＮＡを溶出する（すなわち、固相から溶解する）。この溶出液（純粋のＮＡを含む）は、一般的には、多くのＮＡ検出化学品／検定、たとえば、ＰＣＲまたは他の線形もしくは指数関数的ＮＡ増幅および検出法と一致する。
【００１７】
サンプル回収工程においては、求めているＮＡが、存在すると思われる場所で、サンプルを取る。そのようなサンプル材料は、組織、血液、尿、唾液であっても良い。サンプルは、求めている検体の種類に依存している。ＮＡテスト用サンプル取得法は、技術の状態であり、また検体およびサンプルがある場所に依存している。たとえば、血液中のＨＢＶ、ＨＣＶまたはＨＩＶとしてのウイルスに対するテストの場合には、おおよそ３ｍｌの血液が、テスト対象の人から、血液採取チューブ（たとえば、ＥＤＴＡ抗凝血剤を用いたベクトン・ディッキンソン）中に引き取られる。
【００１８】
サンプル、検体および二次的な条件によっては、予備分析工程を行う。自動化されたＮＡ分析を行うことが可能な自動化装置に、サンプルを搭載する前に、サンプルを「予備分析」工程に持っていかなければならない。この予備分析工程は、ＮＡ分析器装置上での自動化された工程に、サンプルを準備する全工程を、主としてカバーしている。そのような予備分析工程は、たとえば
―組織を、次のＮＡ手法にアクセス可能にするたとえば組織の均質化、
―分離、たとえば、血液からの赤血球の分離、
―懸濁、たとえば、バクテリアおよびウイルスの液体媒体中での懸濁、
―たとえば、遺伝子テスト用のたとえば、植物種子の粉砕、
を包含することができる。
【００１９】
そのような予備処理の手法は、技術水準である。一例としては、ウイルステストのために、サンプル回収のチューブ（たとえば、ベクトン・ディッキンソン）により、引かれた血液サンプルから赤血球室の分離を行うことである。
【００２０】
図１のさらなる分析工程は、本発明による使い捨て装置の好ましい実施形態用いた自動核酸増幅および分析装置を用いて行われることが好ましい。この目的のために、自動分析装置には、分析に使用される必要な全ての材料が、手動で、または自動で搭載される。機器に搭載されることになっている材料は、分析されるサンプル、単一検定または部分検定に使用され、また使用後廃棄物に放出されるところの分析するための一体化された使い捨て装置、および機器を動かすために使用される、たとえばシステム流体、システム洗浄緩衝液などの試薬およびサンプル調製試薬および検出試薬などの検定に使用される試薬であってもよい。
【００２１】
サンプル回収チューブ中または特定チューブ／容器中に、サンプルを搭載できる。使い捨て装置は、好ましくは、装置上の棚またはホルダーに搭載される。１つの検定は、１つの使い捨て装置またはいくつかの異なるまたは等しい使い捨て装置を使用してもよい。そのような使い捨て装置は、一体化された使い捨て装置であっても良く、そこでは、１つの検定用に使用される多数の機能が、任意にいくつかのサブユニットを有する１つの使い捨てユニット中に設けられても良く、またはたとえば、必要であれば使い捨てチップを含むいくつかの使い捨て装置（同一でなくてもよい）のセットが設けられる。
【００２２】
たとえばシステム洗浄緩衝液、システム流体などの装置を動かす試薬が、少なくとも１日だけ装置を動かせる量で設けられる。そのような試薬は、希釈剤、消化剤（たとえば、プロテイナーゼ、溶解緩衝液）、コンデイショナー（たとえば、結合条件を調節するために）、固相を洗浄するための洗浄緩衝液、標準液（内部制御として、または定量用に）、検出試薬などであっても良い。使い捨て装置それ自体に使用される試薬は、１つの単一使い捨て装置を動かすための全ての試薬を含むことができる試薬キットの形状で、または多くの使い捨て装置を使用できるキット中に搭載可能である。
【００２３】
自動化理由のために、バーコードまたは他の同定手段により、材料を同定できる。人の血漿中のＨＢＶウイルス分析用の自動化ＮＡ装置に搭載される材料の例は、次のものを含む：
―サンプル：チューブ中に設けられ、バーコードで同定される少なくとも１ｍｌのサンプル（ＥＤＴＡ血漿）。制御理由または特性研究のために、たとえばアクロメトリックス社から提供されるＨＢＶウイルスを用いて、サンプルを固定することができる（たとえば、ＨＢＶウイルスの１００００コピーで固定された１ｍｌのサンプル）。
―試薬：
・システム／洗浄流体
０．４ｍｌ      オクタノール−１
０．３ｇ        トリオン×１００
０．０１ｇ      アジ化ナトリウム
０．１ｍモル    ホスファート緩衝液  ｐＨ  ７．４
１ｍモル        塩化ナトリウム
１．０００Ｌ    システム／洗浄流体（水で完了する）
・溶解緩衝液
５．５モル      グアニジン−ロダニド
０．０４モル    ＴＲＩＳ  ｐＨ  ７．４
９．０ｇ        トリトン×１００
０．０２モル    １，４−ジメルカプト−２，３−ブタンジオール（ＤＴＴ）
トレオ
１４ｍｇ        ポリＡ（アメリシャム・サイエンス社）
１．０００Ｌ    溶解緩衝液（水で完了する）
・洗浄緩衝液
２００ｇ        水
１０ｍｇ        ポリＡ（アメリシャム・サイエンス社）
０．１６ｇ      トリトン×１００
０．６６ｍモル  ＴＲＩＳ  ｐＨ  ７．５
５７０ｇ        エタノール
３０ｇ          イソプロパノール
約１．０Ｌ      洗浄緩衝液
・プロテイナーゼ：ロッシュ・ダイアグノスチック社からの使用された試薬  Ｔａｑｍａｎ（登録商標）ＨＢＶキット
キット番号  ：０３３７０１９４  １９０
カセット番号：０００５８００５０７３
試薬番号    ：０３  ３５９  ０２６−１０２
同定剤      ：パセ
・ＱＳ（定量標準液）：ロッシュ・ダイアグノスチック社からの使用された試薬  Ｔａｑｍａｎ（登録商標）ＨＢＶキット
キット番号  ：０３３７０１９４  １９０
カセット番号：０００５８００５０７６
試薬番号    ：００５８００４６５７
同定剤      ：ＱＳ
・溶出緩衝液
５０ｍｇ        ドデシル−β−マルトシド  （Ｆｌｕｋａ、 ＰＮ４４２０５）
３．３ｍモル    ＴＲＩＳ  ｐＨ  ７．５
５ｍｇ          ポリＡ（アメリシャム・サイエンス社）
１．０００Ｌ    溶出緩衝液（水で完了する）
・マスターミックスＡ（Ｍｎ）：ロッシュ・ダイアグノスチック社からの使用された試薬  Ｔａｑｍａｎ（登録商標）ＨＢＶキット
キット番号  ：０３３７０１９４  １９０
カセット番号：０００５８００５０７６
試薬番号    ：００５８００４４０２
同定剤      ：Ｍｎ
・マスターミックスＢ：ロッシュ・ダイアグノスチック社からの使用された試薬  Ｔａｑｍａｎ（登録商標）ＨＢＶキット
キット番号  ：０３３７０１９４  １９０
カセット番号：０００５８００５０７６
試薬番号    ：００５８００４４０３
同定剤      ：マスターミックス
・組み合わされた溶出マスターミックス（「ＥＭＭｘ」）−使用前に混合
０．５ｍｌ      溶出緩衝液
０．１５ｍｌ    マスターミックスＡ（Ｍｎ）
０．３５ｍｌ    マスターミックスＢ
１ｍｌ          ＥＭＭｘ
【００２４】
図２は、本発明による使い捨て装置１の第１実施形態の斜視図を示す。装置１は、挿入されたガラス繊維フリース１４および流体に対する接触面を持った機能的な一体化されたまた小型化されたチップであり、また捕捉、増幅および検出の工程を一体化するために適している。装置１は、流体供給ポート、入り口１０１、流体除去接触面、出口１０２、結合室１５、増幅および検出室１６および経路４４を備える。使い捨てサンプル保持および処理装置１は、核酸増幅技術により核酸を含む液体サンプル分析用の核酸増幅装置中に挿入され、かつ作動される（処理される）ように、寸法付けられている。熱伝達壁４１および増幅室１６上に置かれた光透過壁も、見ることができる。
【００２５】
装置１は、分析されるサンプルの成分の固定化／固相抽出用の固相１４を含む結合室１５と流体経路２によって結合室１５に接続される増幅室１６を含む装置内で、核酸増幅分析の捕捉、増幅および検出の工程を行うように設計された室および経路４４を含む流体装置である。装置１の結合室１５、流体経路２および増幅室１６は、胴体４２の側面５０、すなわち図１の裏面に置かれており、しかも経路、結合室１５および増幅室１６が置かれている側面５０は、少なくとも壁４１によって覆われている。装置１が、核酸増幅装置中で作動されるときには、図１中の重力の方向ｇを参照すると、側面５０は、実質的に垂直である。
【００２６】
垂直な側面５０は、装置１の「主面」であると考えても良い。本発明によると、完全な経路４４が、主面に置かれている必要はなく、いくつかの実施形態においては、たとえば、増幅室１６を結合室１５に接続する少なくとも経路２が、その面中に配置されていることが、充分であろう。
【００２７】
図２の装置１の増幅室１６は、それが、核酸増幅装置中で操作されるときには、片面には、分析信号の光学的検出用の透明な光学測定窓および他面では、核酸分析装置の温度制御手段と装置１の増幅室１６中のサンプルの加熱および／または冷却用の増幅室１６との間に、直接または間接の熱接触を提供するための良好な熱伝導度を持った熱伝導壁４１を含んでいる。
【００２８】
使い捨て装置１は、組み立てられた弾性的入り口１０１および出口１０２を有する複合物であっても良く、または熱可塑性弾性隔壁を有する複合物射出成型体であってもよい。その裏面を、ポリプロピレン／アルミニウムフォイルを用いて熱シールしてもよい。使い捨て装置１は、低コストで大量生産に用いられるレイアウトを有する。それは、コスト削減とより小さな装置寸法をもたらす核酸増幅装置中における処理の単純な自動化を可能にする。それは、作業フロー、サンプル容積および目標検体に関する種々のプロセスバージョンへの適用に関しては、柔軟であり、高度な分析特性を持ち、処理およびテスト結果の迅速な高信頼性を提供する。それは、装置の信頼性を増加する簡単な自動化に非常に適しており、また顧客による簡単な取り扱いを提供する。それは、内蔵型であるから、二次汚染を抑制し、周囲に対して作動することを抑える。
【００２９】
図３〜図９は、本発明による使い捨て装置１のさらなる実施形態を図示している。使い捨て装置は、挿入されたガラス繊維フリースおよび流体に対する接触面を持った機能が一体化された、または小型化されたチップであり、また溶解、捕捉、増幅および検出の工程を一体化するために適しており、すなわちそれは、「一体型」使い捨て装置である。該使い捨てサンプル保持および処理装置１は、核酸増幅技術により核酸を含む液体サンプル分析用の拡散抽出および拡散増幅の両者の工程を行う核酸増幅装置中に挿入されかつ作動されるように、寸法付けられている。
【００３０】
装置１は、分析されるサンプルの成分の固定化用固相を含む結合室１５と流体経路２によって結合室１５に接続される増幅室１６を含む装置内で、核酸増幅分析の捕捉、増幅および検出の工程を行うように設計された室および経路を含む流体装置である。装置１の結合室１５、流体経路２および増幅室１６は、胴体４２の側面５０に置かれており、しかも経路、結合室１５および増幅室１６が置かれている側面５０は、壁４１によって覆われている。装置１が、核酸増幅装置中で作動されるときには、側面５０は、実質的に垂直面である（図中の重力の方向ｇを参照）。垂直側面５０は、装置１の「主面」であると考えられている。
【００３１】
本発明の好ましい実施形態によると、装置１の経路４４、結合室１５および増幅室１６は、胴体４２の側面上の胴体４２中の凹所である空隙によって形成され、また該空隙は、少なくとも１つの壁４１によって、覆われている。そのような実施形態は、容易に製造できる。製造プロセスについてより好ましい装置１の反対側面上に、空隙を置くことが、好ましい。
【００３２】
大抵のまたは全ての空隙が、１つの側面５０上に置かれ、すなわち装置１の結合室１５、増幅室１６を結合室１５に接続させる流体経路２および増幅室１６は、胴体４２の１つの側面５０に置かれており、また共通の壁４１によりカバーされる最も好ましい実施形態が、図中で示されている。核酸増幅装置中で装置１が作動されるときに、該共通の壁４１は、装置１の主面に、および胴体４２の垂直表面５０である面中に配置されると考えてもよい。
【００３３】
本発明の他の好ましい実施形態によると、装置１は、流体経路４４により装置１の少なくとも１つの室に、好ましくは、結合室１５および増幅室１６の１つに接続されている少なくとも１つの流体接触面を含んでおり、そこでは、装置１が、核酸増幅装置中で作動されるとき、流体接触面は、胴体４２の上面および／または底面５２、５３に置かれている。流体接触面は、装置１を用いて行われる分析において、流体の供給または除去のために使用してもよい。流体接触面は、核酸増幅装置の流体供給手段および／または流体除去手段によって接触されることが好ましく、そこでは、流体供給手段および／または流体除去手段が、流れの垂直方向で、装置１に流体を供給し、および／または装置１から流体を除去するために適合される。流体は、ガスまたは液体であってもよく、該液体は、たとえば、サンプルまたは試薬であっても良い。好ましい実施形態によれば、装置１は、該装置１へのサンプル供給用第１接触面および装置１への試薬供給用第２接触面の少なくとも２つの流体供給接触面を含む。
【００３４】
装置中での装置１の容易な作動のために界面を作る際には、流体の供給は、流れの下向き方向で装置１の上面５２でなされ、流体の除去は、底面でなされることが、好ましい。一般的には、装置１の少なくとも１つの流体供給接触面８、１０が作られるとき、装置１の上から下向き方向に、装置１に流体を供給できることが、好ましい。
【００３５】
装置１の個々の構成要素を、次に記載する。
【００３６】
一体化された使い捨て装置１は、核酸テスト（ＮＡＴ）を行う装置である。該一体化された使い捨て装置１は、ＮＡＴ用に必要な多数の手法を行うために必要な多数の一体化された要素を含んでいる。そのような機能は、たとえば、材料の溶解用室、希釈および混合手段、培養工程を行う手段、固相１４吸着用手段、流体移送用手段および／または、増幅および／または検出用手段である。一体化された使い捨て装置１は、典型的には、装置１の基材を形成する剛直な胴体４２から作られており、それは、室、機械的、流体のおよび光学的接触面、およびこの胴体４２に接合される第２熱伝導壁４１を定める。胴体４２は、代表的には、０．５ｍｌ〜５０ｍｌの外部体積を有する。最も好ましくは、２ｍｌ〜２０ｍｌの範囲である。
【００３７】
使い捨て装置１は、低コストで大量生産に適用されるレイアウトを有する。それは、コスト削減とより小さな装置寸法に導く核酸増幅装置中での処理の簡単な自動化を可能にする。それは、作業フロー、サンプル容積および目標検体に関する種々のプロセスバージョンへの適用に関しては、柔軟であり、高度な分析特性を持ち、早い処理および信頼性の高いテスト結果を提供する。それは、装置の信頼性を増加する簡易な自動化に非常に適しており、また顧客による簡単な取り扱いを提供する。それは、内蔵型であるから、二次汚染を抑制し、また周囲に対して作動することを抑える。
【００３８】
少なくとも１つの壁が、適当な接合技術によって胴体４２に接合される。典型的な技術は、超音波接合、熱シール、レーザー溶接および接着である。一体化された使い捨て装置１の他の素子を、胴体４２中の適当な開口部中に挿入してもよく、または押し込んでも良い。使い捨て装置の部品は、２−複合物射出成型プロセスで作られても良い。
【００３９】
流体移送用経路４４および流体収容用室は、胴体４２と熱伝導壁４１の間に形成される。
【００４０】
溶解室３は、一体化された使い捨て装置１内の室であり、また好ましくは少なくとも１つの熱伝導壁を有する。溶解室の体積は、典型的には５０μｌ〜２０ｍｌの範囲であり、最も好ましくは、１００μｌ〜１０ｍｌの範囲である。
【００４１】
溶解室３は、図２中に示された実施形態に加えて、装置内での核酸分析の溶解工程を行うために適したサンプル調製室である。該サンプル調製室は、液体を装置１中に移送するためのサンプル移送チップ１２を受け取るために適合される開口部を備える。好ましい実施形態によると、サンプル調製室３は、胴体４２の側面５０上に置かれかつ胴体４２中の凹所である空隙およびさらに壁４１によって覆われる側面５０によって形成され、装置１が、核酸増幅装置中で作動されるとき、壁４１は、実質的に垂直面となる。したがって、サンプル調製室３の出口は、装置１の「主面」中に置かれても良いし、または装置１の小さな設置面積を達成するために、装置１の主面に平行な面であっても良い。
【００４２】
実施に当たって有利である好ましい実施形態によると、サンプル調製室（溶解室３）の体積は、増幅室１６の体積よりかなり大きく、重力により、サンプル調製室の下端に維持されまた置かれ、また装置の使用に当たって、装置１の入り口、特にサンプル調製室と装置の出口の間の圧力差による核酸増幅装置中での装置の使用に際して、結合室１５、流体経路４４および増幅室１６を経由して移送されてもよく、また圧力差は、核酸増幅装置によって装置に印加される。
【００４３】
圧力差は、空気圧差または水圧差であっても良い。装置１の室または流体経路の入り口側に気圧または過度の圧力を印加することにより、圧力差を装置１に印加しても良い。また、装置１の室または流体経路の外側に、負圧または真空を印加することにより、圧力差を装置１に印加してもよい。
【００４４】
システム４を排気する溶解室３は、ガス交換を可能にする周囲と溶解室３の間の流体接続である。システムを排気する溶解室３は、典型的には、０．０１ｍｍ2〜１０ｍｍ2の、最も好ましくは０．０４ｍｍ2〜２ｍｍ2の断面を有する経路４４からなっている。
【００４５】
汚染抑制操作のためには、フィルタ５を排気する溶解室は、システム４を排気する溶解室の流体経路内に置くことができる。そのようなフィルタは、たとえば、汚染抑制使い捨てピペット取得チップから、一般的に公知である。そのようなフィルタは、典型的には、たとえばセルロースなどの多孔質から、または多孔質ポリマーからなっている。典型的なフィルタ面積は、１ｍｍ2〜５００ｍｍ2、最も好ましくは１０ｍｍ2〜１００ｍｍ2の範囲である。
【００４６】
排気シールポイント６は、経路のセクションに置かれており、そこでは、経路は、プロセスのある点において、閉じられねばならない。排気シールポイント６は、典型的には、胴体４２と熱伝導壁の間で形成される経路のセクションである。排気シールポイント６は、溶解室システム４中に置かれる。
【００４７】
閉止シールポイント７は、経路のセクションに置かれており、そこでは、該経路は、プロセスのある点において、閉じられねばならない。該シールポイントは、典型的には、胴体４２と熱伝導壁の２層の間で形成される経路のセクションである。閉止シールポイント７は、溶解室３と結合室１５の間の流体接続中に置かれる。
【００４８】
一般的には、装置１の胴体４２が、装置１の経路４４近くに置かれているシールポイント６、７を含み、経路４４は、装置１の室から入り口ポート８、１０、出口ポート２４または装置１の排気ポート４５に通じていることが、好ましく、または第１室（たとえば溶解室３）から第２室（たとえば、増幅および検出室１６）に通じていることが好ましく、そこでは、シールポイント６、７近くに置かれている経路４４は、核酸増幅装置のシーラー、たとえば熱的アクチュエータによって（可逆的に、または不可逆的に）シール可能であり、熱的アクチュエータは、たとえば経路を幅で変形しまたそれにより経路の反対壁を共にシールすることにより、該経路４４を経由する液体またはガスの流れを遮断するための該経路４４を閉止するために、線形に作動される加熱ピストンであってもよい。
【００４９】
開かれた経路４４経由の流れを阻止するために、分析装置の経路シール機、すなわちシーラーにより、経路を熱的にシールすることにより、経路を閉止しても良い。経路を閉止するためには、経路を熱シールしても良い。高温の下では、経路（シールポイント６または７）中のセクションは、圧搾されまたは変形され、また開かれた流路は、共に閉じられかつシールされる。経路シール機は、加熱ピストン（２００℃と４００℃の間、最も好ましくは２５０℃から３５０℃の温度に制御される）および該ピストンを、一体化された使い捨て装置１上のシールポイント６、７に向けて押し付けることが可能なアクチュエータからなっている。作動の距離は、典型的には、０．１ｍｍ〜２０ｍｍの範囲であり、より好ましくは、０．２ｍｍ〜３ｍｍの範囲である。使い捨て装置１に対して及ぼされる力は、１Ｎから１００Ｎの範囲、最も好ましくは２Ｎから２０Ｎの範囲であっても良い。該ピストンは、０．５ｍｍ2〜１０ｍｍ2の、最も好ましくは、１ｍｍ2〜３ｍｍ2の活性なシール面積を有してよく、またシールポイントの直径と形状に適合される。
【００５０】
第１流体ポート８および第２流体ポート１０は、試薬および選択的プロセスガスが、一体化された使い捨て装置１の内側に送られる一体化された使い捨て装置１上の接触面である。該流体ポート８、１０は、好ましくは、弾性体で作られた隔壁である。たとえば、試薬ピペット取得チップ２８などの流体供給装置によって、隔壁を穿刺することができる。弾性体は、１０および１００ショアの間の、最も好ましくは、３０と６０ショアの間のショアＡ硬度を持っている。隔壁が穿刺される寸法での厚みは、０．４ｍｍ〜１２ｍｍの範囲、最も好ましくは２ｍｍ〜８ｍｍの範囲にすることができる。隔壁の直径は、２ｍｍ〜１２ｍｍの範囲、最も好ましくは３ｍｍ〜８ｍｍの範囲である。
【００５１】
流体接続９は、第１流体ポート８をスタートして溶解室３に通じる経路４４である。流体接続１１は、第２流体ポート１０をスタートして結合室１５に通じる経路４４である。逆流、すなわち、流体接続１１または流体の圧搾を経由して、結合室１５から流体接続１１までの液体の流出を避けるためには、経路４４の長さは、短いまたは直接方法を用いるのではなく、たとえば、該経路に、蛇行線を与えることにより、大きくしてもよい。
【００５２】
使い捨てサンプルピペット取得チップ１２は、技術水準である。それは、１０μｌ〜１０ｍｌ、より好ましくは、２０μｌ〜５ｍｌ、最も好ましくは、５０μｌ〜３ｍｌの液体積を保持できる。チップ１２がサンプルに浸される場所およびサンプルが吸引される場所における開口部の直径は、２００μｍ〜２０００μｍ、最も好ましくは、４００μｍ〜１０００μｍの範囲の開口直径を有する。チップが、チップ把持部に接続される開口直径は、２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の直径を持っている。チップ１２はその外側の上部の領域上では、チップ１２が胴体４２とのシールゾーン４３を形成するセクションを有してもよい。上端においては、チップ１２は、チップ把持部に強固に接続可能な接触面を有している。サンプルと試薬の接触により、チップ１２の材料は、ＮＡＴ検定に対して鈍くなり得る。最も好ましい材料は、熱可塑性ポリマーである。最も好ましいポリマーは、ポリエチレンおよびポリプロピレンである。
【００５３】
チップフィルタ１３は、たとえばエアロゾルによるキャリーオーバー（carry-over）を避けるために、チップ１２に一体化しても良い。フィルタ１３は、ろ過または保持によるそのような望まれない質量伝達を阻止するであろう。チップフィルタ１３は、典型的には、チップ１２中に埋め込まれ、また典型的には、円筒のような形状をしている。フィルタの直径は、サンプルピペット取得チップ１２の内壁とフィルタ１３の間に、緊密な取り付けをさせるように選択される。このフィルタ１３用の典型的な材料は、焼結された多孔質の熱可塑性ポリマーであるか、または繊維ベースのフィルタ（たとえばセルロース、ガラスまたはポリマー繊維からの繊維）である。必要な場合には、材料の組み合わせも使用しても良い。
【００５４】
固相１４は、選択された材料特性を持った材料の部品である。要するに材料特性は、基質から核酸の精製プロセスに使用され得る。材料は、セットされた条件で核酸を、吸着／脱着し、それぞれ結合／放出できなければならない。周囲の条件を変更することにより、核酸は、選択的に吸着されまたは結合され、それぞれ条件を変更することにより、ＮＡは、脱着されまたは放出される。
【００５５】
共通に使用されるシステムは、固相としてシリカを使用し、かつ核酸の吸着のために、核酸は、固相１４に接触し、一方核酸は、高塩濃度の溶液中に溶解される（たとえば、４モルの塩化グアニジン溶液中）。固相１４上に結合された核酸の脱着のために、低塩含量の溶出緩衝液に、核酸を接触させなければならない。固相の選択、結合および溶出条件は、文献に広く記載されている。
【００５６】
使い捨て装置１中で使用される固相１４の量は、選択された固相１４材料の特定結合能力および適用で使用される必要な結合能力によって定められる。たとえば、５０〜８００ｇ／ｍ2の重さおよび１００μｍ〜１０ｍｍの圧搾されていない厚みを持った、ＣＡＳ６５９９７−１７−３の繊維で作られたガラス繊維フリースを、使用しても良い。最も好ましくは、１００ｇ／ｍ2〜４００ｇ／ｍ2の重さおよび最も好ましくは、２００μｍ〜５ｍｍの厚みのものが、使用される。典型的には、１ｍｍ〜２０ｍｍの直径、最も好ましくは、３ｍｍ〜１２ｍｍの直径が使用される。しかし、他の材料、たとえば他の形状での焼結された固相を使用しても良い。
【００５７】
結合室１５は、固相１４の片側に避難し、他の側では、固相１４を経由して、プロセス流体を処理するために、流体接続を提供する。一般的には、結合室１５は、出口と入り口を有しており、また固相１４は、その間に置かれている。入り口および出口の形状は、好ましくは、固相１４中にまたはそこから流体が流れることができるような最適の方法で設計されている。結合室１５は、１ｍｍ〜２０ｍｍ、より好ましくは、２ｍｍ〜１２ｍｍの直径および０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、最も好ましくは、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲の高さを持った種々の形状、たとえば円筒形状を有することができる。したがって、体積は、ほぼ５μｌ〜５００μｌの範囲であり、また最も好ましくは、１０μｌ〜２００μｌの範囲である。
【００５８】
増幅および検出室１６は、増幅／検出工程を最適に行うように設計されている。ＰＣＲの場合には、熱サイクルが必要とされているところでは、少なくとも１つの壁が、熱伝導を可能にするべきである。熱伝導壁４１は、好ましくは、装置１の「主面」に、すなわち側面５０上に置かれる。一般的には、本発明の好ましい実施形態によると、増幅室１６は、装置が、核酸増幅装置中で作動されるときに、装置の増幅室１６中でのサンプルの加熱および／または冷却を行うために、核酸分析装置の温度制御手段と増幅室１６の間に、直接または間接の熱接触を提供するために、良好な熱伝導性を有する熱伝導壁４１により、一方が覆われている。
【００５９】
他の好ましい実施形態によると、核酸増幅装置の温度制御手段と増幅室１６の間の熱流の有効な方向は、熱伝導壁の面に対して水平または垂直であり、すなわち熱流方向は、増幅室１６の伝熱およびシールホイルに接触しているヒーター表面に対して垂直である。このことにより、短い距離に亘って大きな表面との良好な熱カップリングが、可能となり、またこれが、装置中での小さな空間のみを必要としている。
【００６０】
光学的検出が必要とされるところでは、増幅室１６の少なくとも１つの壁が、充分な透明性を持ち、すなわち透明な光学測定窓を含んでいる。好ましい実施形態によると、増幅室１６の透明な光学測定窓および熱伝導壁４１が、増幅室１６の反対側に配置されている。図示された実施形態において、増幅室１６の光学窓は、表側（図５）にあり、また熱伝導壁４１は、裏側（図６）にある。充填／排出それぞれの換気のために、室は、入り口および出口を有している。室は、１つのプロセス工程から他の工程への持ち越しを生じないように設計されている。他の好ましい実施形態によると、透明な光学測定窓は、増幅室１６中に設けられ、そこでは、測定窓から核酸増幅装置の光学センサへの測定方向は、水平である。
【００６１】
強い信号を得るために、光学検出面積（＝分析の間に検出器で観察される面積）は、少なくとも１ｍｍ2、より好ましくは、少なくとも４ｍｍ2の大きさを有している。最も好ましい範囲は、５ｍｍ2〜２０ｍｍ2である。特に蛍光測定の場合における大面積観察は、たとえば場合により観察される泡に対して、蛍光測定の感度を低下させる。
【００６２】
装置１による実施形態の特別な特性は、流路（少なくともいくつかの経路４４を含む）は、増幅室１６を経由して通過することなく流体が結合室１５を去り、装置１の出口に到達可能にする増幅室１６のバイパスがまったく無いので、結合室１５を経由して通過する全ての流体が、増幅室１６を通過するということである。溶出、増幅および検出が、行われる前に、もし増幅室の適当な洗浄が行われれば、この特性は、正確なかつ信頼性のある分析の要求と干渉しないということが、本発明の枠組み中に見出されてきた。
【００６３】
この増幅室１６の代表的な体積は、１μｌ〜３００μｌの範囲であり、最も好ましくは、５μｌ〜２００μｌの範囲である。流体内の迅速な伝熱のためには、室１６は、薄くてかつ平らで、平らな面上の壁は、高い熱伝導度を持っている。熱伝導の方向における増幅室１６の厚みは、５０μｍ〜５ｍｍの範囲であり、より好ましくは、１００μｍ〜２ｍｍの範囲であり、また最も好ましくは、２００μｍ〜１ｍｍの範囲である。他の一般的な態様によると、増幅室１６の体積が結合室１５の体積より大きいことが好ましいが、結合室の体積の２倍以下であることが好ましい。
【００６４】
さらなる好ましい実施形態によると、流体充填測定手段は、増幅室１６が、充填されまたは完全に空になった瞬間に検出するために、増幅室の出口に近い増幅室１６の出口経路中に設けられる。増幅室１６の出口経路中にこの材料を入れることにより、またはこの材料の多くを入れることにより、それが、充填されるときに、増幅室１６を離れることにより、増幅室１６中に検出される材料のロスを避けることができ、核酸分析プロセスを監視する一助となろう。この特性は、結合工程（そこでは、結合溶液は、結合室１５を経由して処理される）において特に有利であり、また検出される核酸が、結合室１５から増幅室１６へ移送されるときの溶出工程中で、特に有利である。
【００６５】
流体充填測定手段は、たとえば、蛍光、透過、反射、屈折または吸収の測定により、必要により、出口経路中または近くに置かれた鏡または電気センサのさらなる使用により、核酸増幅装置の対応する光学センサにより、出口経路中の流体の光学的検出を可能にする使い捨て装置内にある光学的透明窓であってもよい。
【００６６】
本発明の好ましい実施形態によると、増幅室の入り口経路、増幅室１６および増幅室の出口経路は、装置１中に配置され、その結果、液体が、入り口経路を経由して、上向き方向で増幅室１６中に入り、また装置１が、核酸分析装置中で作動されるときに、出口経路を経由して上向き方向で増幅室から排出される。この場合、増幅室１６の完全なかつ泡の無い充填が、改善され、かつ増幅室１６が完全に充填される前に、出口経路へと失われる液体はない。
【００６７】
廃棄物コネクタ２４は、使い捨て装置１が、作動および使用のために挿入される核酸分析装置の廃棄物容器へ、使い捨て装置１の流体接続を提供する。しかし、装置１上に廃棄物コネクタ２４を有することは、必須では無い。図８および図９中に概略的に示された他の実施形態において、装置１を用いて行われるプロセス中に生じる廃棄物材料を取り上げるために、装置１は、装置１中に一体化された１つまたはいくつかの廃棄物室４６を備えていても良い。該廃棄物室４６は、好ましくは、胴体４２の側面５０上におかれ、また胴体４２中の凹所である空隙により形成され、さらに、側面５０は、壁４１によってカバーされ、装置１が核酸増幅装置中で作動されるときに、壁４１は実質的に垂直面である。廃棄物室４６が、装置１上に設けられている場合には、装置１の外側の廃棄物容器への廃棄物コネクタ２４は必要ではない。しかし、この場合、排出機構たとえば排出ポートまたは廃棄物室換気４７は、液体が、廃棄物室４６に到達しまたその中に入り、またガスが、廃棄物室４６から排出されることを可能にするために、適している。
【００６８】
さらに、廃棄物室４６に通じる経路４８を閉じるために、シールポイント４８が含まれていてもよい。廃棄物室４６は、核酸分析プロセスから生じた全ての液体廃棄物を回収する容積を持っている。そのような廃棄物液体は、たとえば、処理された結合溶液および使用された洗浄緩衝液である。その容積は、代表的には、０．２ｍｌ〜１０ｍｌの範囲であり、最も好ましくは、０．５ｍｌ〜５ｍｌの間である。一体化された廃棄物室４６は、廃棄物室４６中に到着した廃棄物液体を毛細管で吸着するために、親水性のフリ−ス様の材料、たとえば綿またはガラス繊維を含んでいても良い。一体化された廃棄物室４６の内部間と周囲とのガス交換（ガス伝達）に対しては、廃棄物室４６は、ガス交換、すなわち廃棄物室４６の換気を可能にする開口部を持っている。換気は、流体またはエアロゾルが、換気材料を経由して通過することを許諾しない（通常作動時）。チップ１２中または溶解室排出フィルタ５に対して、たとえば、多孔質プラスチックプラグまたはＰＴＦＥ膜などと同じまたは同様な材料が、使用されている。
【００６９】
流体ポート８は、溶解室３への試薬入り口として役立っている。流体ポート１０は、流体経路４４により、結合室１５および増幅室１６の少なくとも１つへ、好ましくは、結合室１５の入り口側へ、接続される流体供給接触面として役立っている。該供給接触面は、装置１の「主面」中に、すなわち側面５０に対応した面中に、または「主面」に平行な面中に置かれていてもよく、また核酸分析装置の流体供給手段によって接触されるように適合され、そこでは、該流体供給手段は、装置１に対して、サンプルまたは試薬のような液体を、流れの垂直方向で供給するために適合されている。廃棄物コネクタ２４は、流体経路４４により、結合室１５および増幅室１６の少なくとも１つへ、好ましくは、増幅室１６の外側へ接続される流体除去接触面として役立っており、該除去接触面は、装置１の「主面」に、すなわち側面５０に対応した面に、または「主面」に平行な面に置かれており、また核酸増幅装置の流体供給手段により接続するために適合され、そこでは、流体供給手段は、装置１から、サンプルまたは試薬のような液体を、流れの垂直方向で、すなわち装置１の側面５０に平行な方向で、除去するために適合されている。これにより、使い捨て装置１は、小さな空間を必要とし、またそれらを、互いに閉ざされた距離に蓄えかつ処理することができる。
【００７０】
この目的のために、分析装置は、一般的には試薬容器から試薬を吸引しかつ試薬が必要とされる場所にそれを分配することにより、必要な試薬を投与する試薬ピペット取得システムを含んでいても良い。該試薬ピペット取得システムは、試薬が吸引されそれぞれ分配される試薬投与流体システムおよび試薬ピペット取得チップ、たとえば試薬容器から試薬を取り出しかつ試薬が使用される場所にそれを適用することができる細長い中空針を含んでいても良い。
【００７１】
接触面によって使い捨て装置１に、空気（または他のガス、たとえば、精製された窒素）を送るためのガス投与システムも、分析装置に設けても良い。該システムは、一定圧、種々の圧および／またはあらかじめ定められたガス容量で、ガスを送っても良い。空気を使用する場合には、該システムは、空気フィルタを必要としても良い。ガスを適用するために、適用ポイントにつなぎ合わせることができる接続素子が必要とされる。
【００７２】
さらに、分析装置、すなわちサンプルまたは空気の一定量を吸引し、それぞれ使い捨て装置１に対して分配可能なシステムによって、サンプル投与システムが設けられる。代表的には、空気置換シリンジポンプも、使用しても良い。
【００７３】
図１に示されている実施形態の有利な特性は、それが、少なくとも２つの流体供給接触面、すなわち装置１へのサンプル供給用第１接触面（溶解室３中へのチップ１２よって示される例中で行われている）および試薬を装置１に供給するための第２接触面、たとえば流体ポート８または１０を含んでいることである。本実施形態は、それが、二次汚染およびキャリーオーバー問題を低減するために、役立っていることに有利である。
【００７４】
好ましい実施形態によると、使い捨て装置１の上から下向きの方向で、流体を使い捨て装置１に供給できるように、および／または使い捨て装置１から流体を、上向き方向にまたは下向き方向に除去できるように、使い捨て装置１の流体供給接続素子は構築されている。これにより、小さな空間が、使い捨て装置１に求められ、またそれらを、閉ざされた距離に蓄えかつ処理することができる。
【００７５】
この目的のためには、装置１の胴体４２の投影が、基本的に直角であり、すなわち側面５０中に存在する装置１の一部が、好ましくは、基本的に直角形状をしており（側面５０に対して直交して見て）また流体供給接触面および／または流体除去接触面は、直角の上部または底部に置かれまた配向されており、その結果、流体供給および／または除去は、その直角の面、すなわち側面５０または装置１の主面に平行に配向されるように行われる。
【００７６】
熱伝導壁４１は、胴体４２と共に（および隔壁、フリースおよび排出口として挿入された部品と共に）、使い捨て装置１の組み立て部を形成する。熱伝導壁４１は、生じた接続が、液漏れをしないように、胴体４２に接続される。胴体４２と熱伝導壁４１の間に形成されたオープンスペースは、経路と室を形成する。熱伝導壁４１を、胴体４２に組み立てるために使用される接合技術は、公知である。代表的なかつ好ましい接合技術は、レーザー溶接、超音波接合、熱接着または熱シールおよび接着である。
【００７７】
熱伝導壁４１は、一般的に平らで、シート状の材料であり、または薄い層にした胴体４２である。この素子の厚みは、代表的には、０．０１ｍｍ〜１ｍｍの範囲であり、最も好ましくは、０．０４ｍｍ〜０．３５ｍｍの範囲である。熱伝導壁４１の全熱伝導速度は、代表的には、２００Ｗ／ｍ2／Ｋ以上であり、より好ましくは、２０００Ｗ／ｍ2／Ｋ以上である。好ましい実施形態によると、熱伝導壁４１は、シールホイル、特に金属シートを含む金属ホイルまたはホイルである。
【００７８】
熱伝導壁４１は、検定に使用される試薬および反応流体と接触しているから、反応に対する同様な鈍感さが、胴体４２用として要求され、少なくとも、試薬または反応流体と接触する本素子のこれらのセクション用として要求される。試薬または反応流体と接触する好ましい材料は、ポリプロピレンである。
【００７９】
好ましい熱伝導壁４１は、ポリマーと金属層によって形成された積層体である。そこでは、ポリマー層は、組み立てられた状態では、試薬およびサンプルと接触する材料を形成する胴体４２に近い層であり、またそこでは、該金属層は、胴体４２から遠くかつ試薬およびサンプルとは、直接接してはいない。好ましい積層体ホイルは、０．１μｍ〜３００μｍの範囲であり、最も好ましくは、０．１μｍ〜８０μｍの範囲であるポリマー層の形状を持ち、また２０μｍ〜４００μｍの範囲であり、最も好ましくは、２０μｍ〜２００μｍの範囲内の厚みを持った金属層である。熱シールによりポリプロピレン胴体４２に接合される最も好ましい材料は、３５μｍのポリプロピレンと１００μｍのアルミニウムの積層体であり、それは市販で入手可能である。
【００８０】
好ましい実施形態において、装置１は、空隙を形成するための構造化された表面を有する装置胴体４２と、構造化された表面を覆うことにより装置１の、たとえば、核酸増幅を行うための増幅室１６の、および増幅室１６にサンプル液体を提供するために増幅室１６に接続されている入り口経路２の、側面５０を覆う壁４１を形成するシールカバー４１とを含み、該シールカバー４１の第１層は、サンプル液体に対して不活性な材料で作られており、またシールカバー４１の第２層は、金属、好ましくはアルミニウムで作られている。構造化された表面は、好ましくは胴体４２の側面５０である。
【００８１】
剛直な胴体４２は、堅くまた硬いので、それは、所定の形状をしている。それは、代表的には、丈夫で、安定な堅い材料たとえば、単一のかなり硬いプラスチックポリマーなどから作られている。ＮＡＴ用の好ましい材料は、対応する核酸テストまたは検定に必要とされる程度に不活性である。補足的な要件は、該材料に対して、たとえば透明性、機械的要件、熱的要件などとして、存在している。多くのＮＡＴ検定用の胴体４２に対する最も好ましい材料は、ポリプロピレンである。胴体４２は、射出成型プロセスで製造されても良い。必要とするときには、射出成型された部品製造プロセスにおいて、熱可塑性弾性体（ＴＰＥ）素子を包含するために、２つの混合物射出成型を使用しても良い。このようにして、たとえば、胴体４２に付着している熱可塑性弾性体から作られている入り口を包含しても良い。胴体４２の材料厚みは、好ましくは、０．３ｍｍ〜４ｍｍの範囲であり、最も好ましくは、０．５ｍｍから１．５ｍｍの範囲である。材料の好ましい機械的特性は、次の通りである。引張り弾性率（弾性率、ヤング率）は、０．１から５ＧＰａの範囲であり、引張り強度は、１０から２００ＭＰａの範囲である。
【００８２】
一体化された使い捨て装置１の製造プロセスの間は、熱伝導壁４１によって覆われている胴体４２中の溝は、室または経路を形成できる。厚い壁を用いなくても、裂け目をつければ胴体４２の剛性を増加することができる。好ましい実施形態によると、装置は、胴体４２と装置胴体の表面を覆うカバーとを含み、またそこでは、流体経路は、装置胴体の表面に固定されているカバーによって覆われた装置の表面中で溝として提供される。
【００８３】
シールゾーン４３は、胴体４２とサンプルピペット取得チップ１２の間に置かれる。チップが、使い捨て装置中の対応する開口部に差し込まれるときに、シールゾーン４３は、胴体４２とサンプルピペット取得チップ１２の間で生成される。
【００８４】
経路４４は、一体化された使い捨て装置１内にある流体移送路であり、一般的には、胴体４２と、たとえば熱伝導壁４１により覆われている胴体４２中の溝を覆っている第２素子との間に形成される。経路の断面は、０．０１ｍｍ2〜２ｍｍ2の範囲であり、より好ましくは、０．０４ｍｍ2〜０．５ｍｍ2の範囲の面積である。
【００８５】
図１０および図１１は、先の図中に記述された本発明による使い捨て装置１の基準原理を、概略斜視図で図示している。これらの図は、結合室１５、経路４４および増幅室１６を含む側面５０を図示するために、主として役立っている。図中では、すなわち、胴体４２の右側に、１つの側面５０のみが、示されている。他の構造化された表面は、胴体４２の左側４２上であり、または含まれても良く、すなわち示された側面５０に対して平行および反対である。勿論、室および経路は、側面５０から胴体４２中に伸びる空隙として構築されているから、それらは、側面５０に対して垂直方向で、すなわちｙ方向で、非ゼロ伸張を持っている。これらの素子の一部、すなわちこれらの素子のセクションは、好ましくは側面５０中に置かれている。装置１が、核酸増幅装置中で作動される、すなわち側面５０が、垂直方向に配向されるときには、側面５０のｚ方向は、重力ｇの方向とは反対となる。
【００８６】
流路は、側面５０に対して平行でまた好ましくは、ゼロに近い距離にある平行面５１（図１０中にのみ示されている）に置かれている。図１０の実施形態は、装置１の上部でのみ流体ポートを含みかつ図１１の実施形態は、装置１の上部と底部の両方にある流体ポートを含んでいる。図１０および図１１中に見られるように、装置１の上側にある流体ポートは、ｘ−ｙ方向において面である水平な流体接触面の上面５２にも置かれている。同様に、図１１に見ることができるように、装置１の底側にある流体ポートは、水平な流体接触面の底面５３に置かれている。一般的に述べると、装置１が、面５０に対して直交する少なくとも１つの流体接触面５２、５３を含む際、すなわち流体接触面５２、５３が、水平面である際、そこでは、側面５０または平行面５１において、経路４４は、この面から、装置１の種々の室３、１５、１６に通じる。この面５３、５３において、流体接触面８、１０、２４は、置かれても良いし、また隔壁を収容するように設計されているこれらの水平面に置かれている穴に、隔壁を挿入しても良い。
【００８７】
図１は、図３〜図１１による装置１を用いているが、代表的な工程は、次のように記述される。
【００８８】
工程１：結合溶液の溶解および調製
サンプル調製プロセス中の第１工程の目的は、ＮＡをいつでも結合する状態にすることである。これは、望まれない脳膜の消化／分解、たとえばプロテイナーゼによるウイルスの蛋白殻の消化、および／または洗剤によるバクテリアの細胞壁の崩壊を包含していても良い。この工程の他の目的は、検体ＮＡが、次の結合工程（結合条件の調整）中に、固相に結合できるように、条件（検体の周囲の溶液）を適合させることである。
【００８９】
工程１の手法は、次の工程を含んでも良い：
―使い捨て装置把持部および自動化移送システムにより、一体化された使い捨て装置１を、一体化された使い捨て装置配送棚から、サンプル調製台に移送する工程。
【００９０】
本発明の好ましい実施形態によると、このプロセス工程を支持するために、装置１の胴体４２は、装置１を核酸増幅装置中に誘導する誘導および／または駆動により装置１をグリップするグリップ接触面および核酸増幅装置の取り扱い手段を含む。
―自動化移送システム上に搭載されたチップ把持部により、サンプルピペット取得チップ１２をグリップすること。チップ把持部は、空気作動されるサンプル投与システムに接続されている。
―サンプルは、サンプルチューブまたはサンプルを含む他の容器からサンプル投与システムによって、吸引される。
―その後、自動化移送システムは、サンプルピペット取得チップ１２中の吸引されたサンプルを、一体化された使い捨て装置１中に動かす。
―その後、移送システムは、サンプルピペット取得チップを使い捨て装置１の溶解室３にロックする。
―その後、サンプル投与システムは、サンプルを溶解室３に投与する。
―結合溶液の調製に使用される試薬は、試薬を含む試薬容器から試薬を吸引しかつ一体化された使い捨て装置１中に試薬を投与することにより、一体化された使い捨て装置１に巧く添加される。結合溶液調製用試薬は、試薬ピペット取得チップを有する試薬ピペット取得システム、試薬投与流体システムおよび自動化移送システム上に搭載された試薬ピペット取得チップ洗浄台を用いて、プロセスに添加される。結合溶液の溶解および調製用試薬は、溶解室３に流体接続９を有する使い捨て装置の流体ポート８に投与される。
―溶解室３中に存在するサンプルに添加される試薬は、吸い込みおよび吐き出しプロセスによって混合される。吸い込みおよび吐き出しプロセスは、流体を溶解室３からサンプルピペット取得チップ１２中に、また逆に、サンプルピペット取得チップ１２から溶解室３中に吸引し、それぞれ分配することにより、行われる。溶解室３のガス交換のために、溶解室３は、溶解室排気システム４を持っている。吸い込みおよび吐き出し混合のためには、チップ把持部は、サンプルピペット取得チップ１２に接続し、またサンプル投与システムにより、空気を投与しそれぞれ吸引する。
―プロセスの熱制御のために、溶解室３は、熱制御システムに接続されている。熱は、熱伝導壁４１によって伝導される。
―汚染制御のために、サンプルピペット取得チップ１２は、チップフィルタ１３を含み、また溶解室排気システム４は、環境を汚染から守りまたそれぞれ環境からの汚染からプロセスを守る溶解室排気フィルタ５を経由して、通じている。
【００９１】
工程１に対して、次の例が該当する：
―流体ポート８および流体接続９を経由して、２５μｌのＱＳを溶解室３に投与する。
―自動化移送システムにより、６３０μｌのＥＤＴＡ血漿（患者からのサンプル）をピペットで取得する。ＨＢＶ対照（たとえば、アクロメトリックス社からのＨＢＶウイルスの、たとえば１００００コピー（＝１０ｋｃｐ）を用いて）を用いて、対照理由のために、サンプルを固定できる。ピペット取得をするために、サンプルチューブから吸引しかつ自動化移送システムによって、サンプルを一体化された使い捨て装置１に移送するために、サンプルピペット取得チップ１２を用いる。サンプルおよびＱＳは、空気投与システムを用いて、吸い込みおよび吐き出し混合（２ｘ）によって混合される。
―流体ポート８を経由して、試薬ピペット取得システムを用いて、６５μｌのプロテイナーゼを反応に投与する。
―プロテイナーゼは、５回の吸い込みおよび吐き出し混合工程によって、完全に混合されまた反応混合物は、熱制御システムを用いて３７℃まで自動温度調節されて、３００秒間培養される。
―この培養後、流体ポート８を経由して、１４２０μｌの溶解緩衝液を反応混合物に投与し、また吸い込みおよび吐き出し混合工程により、完全に混合する。
【００９２】
工程２：結合
第２工程の目的は、先に調製された結合溶液を接触させることであり、または充分に選択的にまた充分に定量的にＮＡを結合可能な固相１４上でそれを処理することである。結合溶液中に存在する抑止化合物は、結合されないかまたはごくわずかな量で結合されるか、または結合した化合物は、１回または数回の後洗浄工程中で除去される。
【００９３】
工程２の手法は、次の工程を含む：
―基本的には全ての公知の流体移送機構が、結合室１５を経由して結合溶液を処理するために使用可能である。そのような流体移送機構の例は：
・たとえば、結合室１５を経由して、結合溶液を押すピストンによる直接ポンプ注入。
・たとえば、溶解室３の可撓性壁の変形により、室内にかくまわれている溶液を押すことによる直接ポンプ注入。
・重力により生じる静水圧を用いたポンプ注入。
・遠心力により生じる静水圧を用いたポンプ注入。
・システムの片側にガス圧を印加し、および／または他の側に減圧を印加することによる差圧を印加すること。
―システムの設計によっては、流体流れの方向付けを可能にし、および／またはそれを制御するために、流路を切り替えなければならない。たとえば、結合溶液に圧力を印加する場合には、溶解室排気システム４を閉じなければならず、または結合室１５を経由して、増幅および検出室１６を経由して、廃棄物コネクタ２４を経由して、溶解室３から、最後に、廃棄物容器に通じる流路が、たとえば、廃棄物バルブを開放することにより、確保されなければならない。
―たとえば、流体存在センサとしての追加の手段は、タイミングに関するプロセスとプロセス適合性を制御しても良い。
【００９４】
工程２に対して、次の例が該当する：
―経路シール機により経路４４を熱的にシールして狭い経路をシールすることにより、溶解室排気システム４は、閉じられる。３００℃の温度を有するピストンが、シールしなければならない経路セクション（シールポイント６）に対して、３０Ｎの力で１５秒間プレスされる。
―廃棄物への接続は、廃棄物コネクタ２４によって行われる。
―装置の廃棄物バルブを開く。
―チップ把持部は、サンプルピペット取得チップ１２に接続し、また結合溶液を、＋１バール（周囲の圧力以上）まで加圧する。
―この差圧を印加することにより、溶解室３中に存在するあらかじめ調製された結合溶液は、結合室１５を経由して溶解室３の下端に置かれている経路４４を経由して、溶解室３から流出する。結合室１５は、固相１４として、ガラス繊維フリース（２２０ｇ／ｍ2、「ロッシュ・アプライド・サイエンス社の「高純度」製品で使用される純度）の直径５ｍｍの円盤をかくまっている。結合室１５は、ほぼ５ｍｍの直径と１ｍｍの高さを有する。結合室１５まで／から通じる経路４４は、最大０．６ｍｍの幅と０．６ｍｍの高さを有する。
―該結合溶液は、結合室１５後、増幅および検出室１６を経由して、廃棄物まで流れる。
―結合（時間は、流体存在センサによって観察される）後、圧力は、切られる。代表的な結合時間は、２分の範囲である。
【００９５】
工程３：洗浄
工程３においては、結合溶液の残りが、固相１４の内部空間中に、吸収剤および固相に吸収された材料を提示するが、固相１４から洗浄緩衝液中に溶解したものは、除去され、また結合溶液により汚染された一体化された使い捨て装置１の壁は、この工程で洗浄される。
【００９６】
工程３の手法は、次の工程を含んでいても良い：
―洗浄されねばならない一体化された使い捨て装置１上のシステムを経由して、洗浄緩衝液を処理（ポンプ注入）する前に、この流体システムの設計にもよるが、流体流れの方向付けを可能にし、および／またはそれを制御するために、流路を切り替えなければならない。たとえば、溶解室３から結合室１５に通じる流路は、溶解室３に、洗浄緩衝液の逆流するのを避けるために、断たなければならず、また増幅および検出室１６を経由して結合室１５から通じる経路および最後に、分析装置の廃棄物容器に通じる流路が、たとえば、廃棄物バルブを開けることにより、確保されなければならない。
―洗浄緩衝液は、洗浄緩衝液を含む試薬容器から吸引され、かつ洗浄されなければならない一体化された使い捨て装置１中の流体セクションを経由して、ポンプ注入される。洗浄緩衝液を処理するためには、試薬ピペット取得チップおよび試薬投与流体システムを有する試薬ピペット取得システムならびに試薬ピペット取得チップ洗浄台が、使用される。流体接続１１を有する流体ポート１０に対して処理されなければならないシステム洗浄用洗浄緩衝液は、洗浄されなければならない一体化された使い捨て装置１上の完全な流体システムに対して、完全な流体接続をそれぞれ有する結合室１５に通じている。
―必要な場合には、同一洗浄緩衝液または種々の洗浄緩衝液を用いて、いくつかの洗浄工程を行うことができる。
―該一体化された装置を、装置の熱制御システムに接続することにより、熱制御下に、洗浄工程を行うことができる。
【００９７】
工程３に対して、次の例が該当する：
―溶解室３から結合室１５に通じる経路は、経路シール機により、該経路を熱シールすることによって、閉じられる。３００℃の温度を持つピストンが、シールしなければならない経路セクション（シールポイント７）に対して、３０Ｎの力で１５秒間プレスされる。
―装置中の廃棄物バルブが、後に開かれる。
―試薬ピペット取得システムを用いて、対応する試薬容器から、６００μｌの洗浄緩衝液を吸引する。その後流体ポート１０に対して、１８００μｌ／分の流速で、５００μを投与する。洗浄緩衝液は、結合室１５および増幅および検出室１６を経由して、廃棄物コネクタに接続されている廃棄物容器に流れる。
【００９８】
工程４：洗浄、除去／乾燥
本プロセス工程４は、洗浄緩衝液が、次のプロセス工程（主に、ＮＡ検出工程）に対して抑止効果を持つ一体化された装置および試薬の配置に適用する。これらの場合に、一体化された使い捨て装置１中での洗浄緩衝液は、臨界レベル以下まで除去または削減されなければならない。
【００９９】
次の原理の単独または組み合わせが、洗浄緩衝液除去に対して使用される。
―流体の機械的置換（たとえば、ガス、空気または他の中性流体）。
―洗浄緩衝液を除去しなければならない一体化された使い捨て装置１のセクションを経由して、ガスを加熱するおよび／または同時にポンプ注入することにより、次のプロセス工程を抑止すると知られている洗浄緩衝液の蒸発しやすい元素の乾燥。
―洗浄緩衝液の抑止ポテンシャルを中和することができる一体化された使い捨て装置１を経由して、溶液を処理することにより、化学的中和を行うこと。
【０１００】
工程４の手法は、次の工程を含む：
―流体の機械的移動および洗浄緩衝液の蒸発しやすい元素の乾燥のために、空気投与システム（または、他のガス）が、使用される。
―洗浄緩衝液の蒸発しやすい元素の乾燥の処理時間を削減するために、一体化された使い捨て装置１は、この工程が高められた温度で行うことができる温度制御システムに接続される。
―洗浄緩衝液を除去しなければならない装置中の流体システムに接続される一体化された使い捨て装置１の流体ポート８に、空気投与システムが、自動的に接続される。
―結合室１５を経由して、増幅および検出室１６を経由して、流体ポート１０から、また最後に、廃棄物容器に通じる流路が、たとえば、バルブを開けることにより、確保されなければならない。
―所定のプロセス時間の間、所定の温度、所定の圧力における流体の機械的移動および洗浄緩衝液の蒸発しやすい部分の乾燥のために、洗浄緩衝液が除去されなければならない一体化された使い捨て装置１中のシステムを経由して、空気がポンプ注入される。
【０１０１】
次の例が、工程４に対して与えられる：
―空気投与システムが、流体ポート１０に接続する。
―廃棄物バルブを開く。
―一体化された使い捨て装置１を４０℃に温度調節する。
―装置１を経由して空気を１５秒間投与する。空気圧は、＋１バール（周囲の気圧以上）。
―１５秒後、温度制御システムの温度を５０℃に設定し、また２０秒間保持する。
―その後、空気投与システムは、洗浄緩衝液を除去しなければならない一体化された使い捨て装置１を経由して、圧力＋１バールを有する空気を１２０秒間ポンプ注入し、一方温度を５０℃に保持する。
【０１０２】
工程５：溶出
工程５においては、固相１４に吸着されまた洗浄されたＮＡ（選択的にかつ定量的に充分である）は、最終の増幅および／または検出工程の前に溶出される（すなわち、固相から溶解される）。簡潔さの理由から、次の増幅および／または検出工程に使用される検出試薬を用いて、溶出が、直接行われる。次の状況では、このプロセスに対して、［溶出緩衝液］＋［ＰＣＲマスターミックス］の組み合わせ＝「ＥＭＭｘ」を使用する。
【０１０３】
本プロセス工程５において、ＮＡが、ＥＭＭｘ中の固相１４から溶出（溶解）され、また増幅および検出室１６に移送される。
【０１０４】
工程５の手法は、次の工程を含んでいても良い：
―流体ポート１０を経由して、ＥＭＭｘは、一体化された使い捨て装置１中に投与される。
―結合室１５を経由して、増幅および検出室１６を経由して、流体ポート１０から、最後に、廃棄物容器に通じる流路が、たとえば、廃棄物バルブを開けることにより、確保されなければならない。
―本プロセスの熱制御のためには、一体化された装置は、熱制御システムに接続される。
―溶出工程は、いくつかのサブ工程を含み、そこでは、一体化された装置１は、第１温度に熱的に制御され、そこでは、ＥＭＭｘの第１体積が、該システムに投与され、そこでは、その後、所定時間の間培養され、またそこでは、最後に、第２体積が投与される。
―代表的には、ＥＭＭｘの第１体積は、固相１４を含む結合室１５を含む流体接続１１を充填し、また短い培養時間の後、結合室１５中に存在する溶出液を、増幅および検出室１６に移送する流体接続１１に、第２体積が投与される。
【０１０５】
工程５に対して、次の例が該当する：
―装置は、熱制御システムによって５０℃に温度調節され、また全プロセスに対してそこに保持される。
―廃棄物コネクタ２４に接続された廃棄物バルブを開く。
―試薬ピペット取得システムにより、１００μｌのＥＭＭｘを吸引する。
―流体ポート１０を経由して、４０μｌの第１体積のＥＭＭｘを、試薬ピペット取得システムによって、１２００μｌ／分の流速で投与する。この第１工程において、固相１４のみを、ＥＭＭｘで濡らす。
―一体化された装置１を１０秒間培養する。
―流体ポート１０を経由して、４２μｌの第２体積のＥＭＭｘを、試薬ピペット取得システムによって、７５０μｌ／分の流速で投与する。溶出されたＮＡを含む増幅および検出室１６中に存在するＥＭＭｘを、増幅および検出室１６に移送する。
【０１０６】
工程６：増幅および検出
上記した先のプロセス工程の後に、検体を、工程６中で分析する分析する用意ができており、分析する手段とは、検体の有無をチェックするための手段および／または状況に応じて、検体の濃度を検出するための手段をいう。
【０１０７】
本発明は、ＮＡを分析する明確な方法に限定されるものではない。検体ＮＡの量は、検体の存在および状況に応じて、検体の濃度を検出する方法に直接アクセスしてもよい。検体の低濃度および最も低い濃度は、いわゆる「検体増幅」を必要としよう。ＮＡの物質クラスに対しては、標的検体分子または誘導体の増幅を可能にするいくつかの生物学的分析方法が、存在する。これらの方法を用いて、検体のコピーまたは検体の誘導体のコピーが、発生し、その後それらは、この検体増幅後、それらの濃度が高くなるので、それらは、より検出しやすくなる。
【０１０８】
検体増幅用のそのような分析方法の例は：
―ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）：熱サイクルを使い、ＤＮＡポリメラーゼ（たとえば、ＤＮＡ−ポリメラーゼ形式のサーマスアクアティカス（Thermus Aquaticus））を用いて、一本鎖ＤＮＡが、発生する。
―逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（ＲＴ−ＰＣＲ）：始めは、標的ＲＮＡ検体を形成し、そこでは、ＰＣＲの前に、逆転写酵素により、逆転写ｃ−ＤＮＡが、発生する。
―リガーゼ連鎖反応（ＬＣＲ）：この場合、検体ＤＮＡの（相補）コピーが、ＤＮＡ−リガーゼ酵素を用いて、検体ＤＮＡの断片の結紮により作られる。
―ＲＮＡ重合：この場合、ＲＮＡ検体のｃ−ＤＮＡコピーが、逆転写酵素を用いて、多重逆転写により作られる。
―鎖置換増幅（ＳＤＡ）：ポリメラーゼ連鎖反応および先に合成されたコピーの鎖置換の組み合わせを用いる。反復される複製工程用の新しい出発ポイントを作るために、ＤＮＡポリメラーゼ酵素の他に、ＤＮＡ切断酵素を用いる。
―ローリングサイクル増幅：環状ＤＮＡプライマーを用いる。
―Ｒｉｂｏ−ＳＰＩＡ（登録商標）、ＬＡＭＰ、ヘリカーゼ依存ＰＣＲなどの他の多くの方法である。
【０１０９】
本発明の用途は、独特な増幅および検出方法には限定されない。増幅された検体またはその誘導体は、増幅プロセスの間または増幅後、検出方法にアクセスできる。本発明は、増幅されたＮＡを検出する独特の方法に限定されない。
【０１１０】
増幅された検体（増幅）用の検出方法の例は：
―増幅の間に増幅された検体（または誘導体）の発生を検出する「リアルタイム」の方法：
・消されない蛍光を形成する検体指定された検体の存在する場合、ポリメラーゼにより消化される特定のプローブであるタクマンプローブを用いたアンプリコン（amplicon）の検出。
・アンプリコン特異的ハイブリダイゼーション・プローブが、アンプリコンに対して交雑し、またそれにより分光特性を変化させる交雑プローブを用いたアンプリコンの検出。
・ｄｓ−ＤＮＡ  interchelator（たとえば、ピコグリーン（登録商標））を用いたアンプリコン検出、そこでは、これらのinterchelator分子は、形成されたｄｓ−ＤＮＡアンプリコンに親和性を持ちまたｄｓ−ＤＮＡの存在下でその分光特性を変化させる。
・反射または濁度測定を用いたアンプリコンの検出（たとえば、大きなアンプリコンが、生成されるＬＡＭＰ増幅の場合に）。
・およびその他多くの方法である。
―後増幅検出法
・ゲル電気泳動法：形成されたアンプリコンの検出。
・固定化されたプローブに対するアンプリコンのハイブリダイゼーションおよび適当な手段によるこのハイブリダイゼーションの検出。
・およびその他多くの方法である。
【０１１１】
工程６に対して、次の例が該当する：
―加水分解されたＴａｑｍａｎ（登録商標）プローブを検出するために、ＰＣＲ反応を行うための熱循環器およびアンプリコン形成を検出するための蛍光測定を含む検出台に、一体化された使い捨て装置１を移送する。
【０１１２】
―次の熱サイクルプログラムを行う：
１サイクル：
５０℃  １２０秒    ＵＮＧ工程
５サイクル：
＋２．５℃／秒    ９５℃    １５秒    変性
−２．０℃／秒    ５９℃    ５０秒    アニールおよび３０秒後の蛍光測定
４５サイクル：
＋２．５℃／秒    ９１℃    １５秒    変性
−２．０℃／秒    ５２℃    ５０秒    アニールおよび３０秒後の蛍光測定
―全部で、５０回の蛍光読み取りを、分析毎に行う。
―標的検体（存在するなら）は、４８５ｎｍ（バンド幅２０ｎｍ）の励起波長を持った蛍光および５２５ｎｍ（バンド幅２０ｎｍ）の波長での発光を生じる。
―５４０ｎｍ（バンド幅２０ｎｍ）の励起波長を持った第２蛍光および５７５ｎｍ（バンド幅２０ｎｍ）の波長での発光を用いて、ＱＳを検出する。正当な結果のためには、プロセスおよび試薬類（内部品質標準）を証明するために、ＱＳが、現れなければならない。検体の定量計算のために、ＱＳを使用できることが、優れている。
―分析後、一体化された使い捨て装置１は、開放され、または取り外されるか、あるいは、必要により後ＰＣＲ処理される（たとえば、遺伝子型を特定するために）。
【０１１３】
工程７：結果の生成
工程７においては、検出工程で測定された信号は、ユーザに対して有益な情報、たとえば健康状態情報（たとえば患者のウイルス負荷）に変換される。
【０１１４】
工程７に対して、次の例が該当する：
―検出手段から受けられる全ての粗データ（たとえば蛍光データ）は、自動化システム（コンピュータ）によって後処理される。
―ＱＳ曲線が、適合性に対して試される。これは、ＱＳ曲線を、予想されるＱＳ曲線と比較することにより、行われる。もう１つの方法として、該曲線の生成された特性、たとえば分析の終わりに形成される信号の量および「エルボー値（elbow-value）」、すなわち、蛍光が、定められた相対的蛍光信号（たとえば、最終蛍光信号の１５％）に到達したサイクルは、使用しても良い。非適性分析の検出に、非適性ＱＳ信号を、使用しても良い。
―標的「エルボー値」を計算する。該肘値は、一般的には濃度に関係している。
―その後、対応する検量曲線または参照データから、検体の濃度が、計算されかつユーザに報告される。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】核酸増幅分析の全体作業フロー概略図を示す。
【図２】本発明による使い捨て装置の第１実施形態の斜視図を示す。
【図３】本発明による使い捨て装置の第２実施形態の概略正面図を示す。
【図４】図３による使い捨て装置のより詳細な実施形態の正面図を示す。
【図５】図３による使い捨て装置のより詳細な斜視正面図を示す。
【図６】図３による使い捨て装置のより詳細な斜視背面図を示す。
【図７】図３による使い捨て装置の部分の使い捨て装置の背面に対する拡大図を示す。
【図８】一体化された廃棄物室を持ちおよび溶解室を持たない使い捨て装置の第１実施形態の概略正面図を示す。
【図９】一体化された廃棄物室を持ちおよび溶解室を持つ使い捨て装置の第２実施形態の概略正面図を示す。
【図１０】本発明による使い捨て装置の第３実施形態の概略斜視図を示す。
【図１１】本発明による使い捨て装置の第４実施形態の概略斜視図を示す。
【符号の説明】
【０１１６】
１    一体化された使い捨てサンプル保持および処理装置
２    流体経路
３    溶解室
４    溶解室排出システム
５    溶解室排出フィルタ
６    排気シールポイント
７    閉止シールポイント
８    第１流体ポート
９    流体接続
１０    第２流体ポート
１１    流体接続
１２    サンプルピペット取得チップ
１３    チップフィルタ
１４    固相
１５    結合室
１６    増幅および検出室
２４    廃棄物コネクタ
４１    熱伝導壁
４２    胴体
４３    シール領域
４４    経路
４５    排出ポート
４６    一体化された廃棄物室
４７    廃棄物室換気
４８    廃棄物室シールポイント
５０    側面
５１    平行面
５２    流体接触面の上面
５３    流体接触面の底面
１０１    入り口
１０２    出口
ｇ    重力
【図１】
2009543547.tif 000003
【図２】
2009543547.tif 000004
【図３】
2009543547.tif 000005
【図４】
2009543547.tif 000006
【図５】
2009543547.tif 000007
【図６】
2009543547.tif 000008
【図７】
2009543547.tif 000009
【図８】
2009543547.tif 000010
【図９】
2009543547.tif 000011
【図１０】
2009543547.tif 000012
【図１１】
2009543547.tif 000013
【国際調査報告】
2009543547.tif 000014
2009543547.tif 000015