(57)【要約】【課題】  本発明は、液体中の検体を測定するのに適している、結合能力をもった試薬担体を製造する方法に関するもので、この場合この方法は、特に調製装置の中で処理装置(12)と試薬担体本体(4)との間で物質を移動させることによりそれぞれの試薬担体本体(4)を処理するという少なくとも１つの工程を含んでいる。【解決手段】  上記処理工程を、・調製装置の中で試薬担体本体(4)が輸送されている間にその動いている試薬担体本体上に行う、または、・調製装置の中で処理装置が試薬担体本体に対して動いている間に行う。【選択図】    図1
2006010690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に調製装置の中で処理装置(12; 12b)とそれぞれの既製試薬担体本体(4)との間で物質を移動させることにより既製試薬担体本体(4)を処理するという少なくとも１つの工程を含んでなる、液体中の検体を測定するのに適している、結合能力をもった試薬担体を製造する方法において、前記少なくとも１つの処理工程を、
・調製装置の中で試薬担体本体(4)が輸送されている間にその動いている試薬担体本体(4)上に行うこと、または
・調製装置の中で処理装置(12b)が試薬担体本体(4)に対して動いている間に行うこと、
を特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記処理工程を行うときに、それぞれの試薬担体本体(4)と処理装置(12b)を動かすことを特徴とする、請求項１に記載の試薬担体製造方法。
【請求項３】
前記処理工程に、少なくとも１種の物質特に液体を試薬担体本体(4)に運ぶことが含まれていることを特徴とする、請求項１または２に記載の試薬担体製造方法。
【請求項４】
前記処理工程に、少なくとも１種の物質特に液体を試薬担体本体(4)から除去することが含まれていることを特徴とする、請求項１、２、または３に記載の試薬担体製造方法。
【請求項５】
前記試薬担体製造方法が、
・ストレプトアビジンがコートされた担体、または
・HBc抗原担体、または
・多検体担体、
を製造するのに用いられることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の試薬担体製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の方法により製造された試薬担体の、液体中の検体を測定するための使用。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の方法を実施するための調製装置であって、試薬担体本体を処理するための少なくとも１つの処理装置(12; 12b)、連なっている試薬担体本体(4)を処理装置(12; 12b)の処理ゾーン(6; 6b)の中を輸送するための輸送装置(2; 2b)、および、処理装置(12; 12b)によって、それぞれの試薬担体本体(4)が輸送移動されている間に、処理ゾーン(6; 6b)を通過する試薬担体本体(4)上に、それぞれの場合、少なくとも１回の所定処理工程が行われるように処理装置(12; 12b)および輸送装置(2; 2b)を時間協調制御するための制御装置、により特徴づけられる調製装置。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれかに記載の方法を実施するための調製装置であって、試薬担体本体(4)を処理するための少なくとも１つの処理装置(12b)、試薬担体本体(4)を処理ゾーン(6b)に運び入れまたそこから運び出すための輸送装置(2b)、および、処理装置(12b)および場合によっては前記輸送装置を制御するための制御装置、により特徴づけられる調製装置において、処理装置(12b)を前記制御装置の制御の下に処理ゾーン(6b)に対して動かすことができ且つそれを作動させてそれが動いている間に少なくとも１回の所定の処理工程を行うことができ、その結果その処理ゾーン(6b)の中で試薬担体本体(4)が処理されることを特徴とする調製装置。
【請求項９】
前記処理装置が、試薬担体本体(4)上に少なくとも１種の物質特に液体を特に制御計量放出するための分配装置(12)を有していることを特徴とする、請求項７または８に記載の調製装置。
【請求項１０】
前記分配装置(12)が、試薬担体本体(4)上に液体小滴を位置選択的に付着させるための手段を有していることを特徴とする、請求項９に記載の調製装置。
【請求項１１】
前記処理装置が、試薬担体本体から少なくとも１種の物質特に液体を除去するための除去装置を有していることを特徴とする、請求項７〜１０のいずれかに記載の調製装置。
【請求項１２】
前記処理装置が、試薬担体本体のための濯ぎ装置を有していることを特徴とする、請求項７〜１１のいずれかに記載の調製装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体中の検体を測定するのに適している、結合能力をもった試薬担体を製造する方法に関するもので、その方法は、特に、調製装置の中で処理装置と試薬担体本体との間で物質を移動させることによりある特定の試薬担体本体が処理されるという少なくとも１つの工程を含んでなる。
【０００２】
本発明は、液体中の検体、特に体液中の検体を定性的もしくは定量的に測定するための試薬担体の経済的な製造または調製に関する。そのような公知の試薬担体は、試料液体中の検体分子に担体の表面において反応で結合することができ（「アッセイ」）、この場合その結合の現象は、測定手段、例えば蛍光発光現象の光学的な検出により検出することができる。このタイプの試薬担体は本発明の方法により、例えばマイクロアレイ構造をもったものとして調製して、例えば結合反応の選択的な局所的検出を行うバイオチップを製造することもできる。
【０００３】
しかしながら、本発明は、マイクロアレイをもつバイオチップの製造に限定されるものではなく、二次元的にコートされた担体例えばマイクロタイター・プレートまたはマイクロタイター・ストリップを製造するのにも適している。
【背景技術】
【０００４】
本明細書で考慮される試薬担体のタイプの製造では、事前に調製された試薬担体本体の個々の表面が、1つの液体または複数の液体と、うまく画定された時間配列で接触させられる。このためには、液体を容量制御添加するための技術装置を有する調製装置が用いられる。さらに、事前に加えられた液体を除去するための装置あるいは担体本体の表面から弱く結合しているもしくは取り込まれている分子もしくは粒子を除去するための装置を有する調製装置を用いることもできる。さらに、洗浄装置、乾燥装置なども、処理装置として使用することもできる。
【０００５】
調製装置には通常、工程の所定時間配列を制御するための制御装置が含まれている。この工程配列は、反応を行わせるのに必要である待ち時間により中断されることがある。このためには、試薬担体本体を、調製装置の中または調製装置の外にある中間貯蔵地点に輸送することもできる。中間貯蔵地点には、試薬担体本体の温度制御装置、振盪機などが具備されていてもよい。
【０００６】
試薬担体を製造または調製する従来のシステムでは、特定の試薬担体本体が処理装置に運ばれ、そこで静止状態で処理工程に付される。処理の後、試薬担体本体は次に処理ゾーンから取り出され、場合によってはもう１つの処理装置に運ばれる。この従来の方法は一般に、調製された試薬担体を時間単位当たり比較的低い生産量でしかつくれない。既に、数個の処理装置を１つの調製装置の中を平行して流す提案がなされている。これらの処理装置は、試薬担体本体の群を平行で処理できるように、複数個設計で設けられている。これにより、試薬担体の調製におけるより高い製造量が可能となるが、個々の処理装置間における変動性のために、個々の試薬担体本体の処理において異なる結果が起るという問題が生じる。それゆえ、平行処理チャネル間における機能を確実に十分等しくし、またそれを試験により立証するさらなる努力が必要とされている。
【０００７】
一部の場合においては、調製工程を数個の試薬担体本体上に平行して行うのは実践的でないことがある。その例は、マイクロアレイの製造における、正確に配置された液体の滴の付着である。この場合、その目的は、異なる液体を、試薬担体本体表面の異なる領域に付けることによって、その異なる領域が、試料液体中の成分により異なる特異的反応を受けるので、後のアッセイにおいて、同じ１回の試験で、試料液体中のいくつかの異なる成分を同時に測定することを可能とするためである。1日あたり最大5000個の担体の製造量をもつ高スループットシステムが、文献「Kuhn et al./ BIOforum Int., p. 30 ff, 2000-1」に記載されている。
【０００８】
また試験ストリップの製造の場合、担体ペーパーを貯蔵ロールから引き出し、そのストリップテープを浸漬バスの中を通過させるかまたは連続式工程において試験物質をスプレーすることができることも既に知られている。しかしながらこのコーティング工程の後には、そのストリップテープを形状にカットし、別のペーパーストリップを個々のホルダーの中に苦労して取りつけ、組み立てて、その結果取扱可能な素子が形成されるという非常に労力のかかるデバイス製造の工程が続く。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、単純な手段を用いることにより、予め製造された試薬担体本体を使用して、非常に高い生産量で、液体中の検体を測定するのに適した、結合能力をもった試薬担体の製造を可能とする方法を提供することである。もう１つの態様では、本発明の目的は、この方法を実施するための装置を提供することでもある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
液体中の検体を測定するのに適した、結合能力をもった試薬担体を製造するための本発明による方法は、それぞれの既製試薬担体本体を、特に調製装置の中で処理装置と試薬担体本体との間で物質を移動させることにより処理するという少なくとも１つの工程を含んでなり、その特徴とするところは、この少なくとも１つの処理工程が、
・調製装置の中で試薬担体本体が輸送されている間にその動いている試薬担体本体上に行われること、または
・調製装置の中で処理装置が試薬担体本体に対して動いている間に行われること、
である。
【００１１】
第１の選択肢すなわち調製装置の中で試薬担体本体が輸送されている間に試薬担体本体を処理する場合では、個々の試薬担体本体を処理装置の処理ゾーン中に静止位置決めすることが省かれる。それゆえに、試薬担体本体は、それが該当する処理ゾーンの中を連続的に通過する間に処理工程に付される。担体本体をその処理ゾーンの中に配置するための、また担体本体を処理ゾーンの外へ運搬するための減速時間や加速時間は従って使用されず、これにより試薬担体の連続調製における非常なる量の時間が節約される。
【００１２】
本発明の１つの態様の基本的な考え方は、工程配列を、「工程を機械的静止状態にある時に行う」という従来のシステムで実現されている原理が、できるだけ多くの処理工程において省かれ、代りにその処理工程が、個々の連なっている試薬担体本体が輸送移動されている間に行われるように設計することである。
【００１３】
上記した第２の工程調節選択肢を用いる場合、すなわち少なくとも１つの処理工程を、調製装置の中で処理装置が試薬担体本体に対して動いている間に行う場合も、時間に関する利点は達成することができる。そのような工程調節は、例えば、複数の試薬担体本体の群を処理ゾーンの中に導入して直ぐに、処理装置を次に試薬担体本体上を動かせて、その結果該当する処理工程を行うことを含んでなることができる。その後、処理された試薬担体本体は、自動的にそこから輸送することができ、試薬担体本体の新しい1つの群を処理ゾーンの中にもってくることができる。
【００１４】
本発明による方法の特に有利な実施形態によれば、上記少なくとも１つの処理工程は、調製装置の中で試薬担体本体が輸送されている間にその動いている試薬担体本体上に行われるが、そのために処理装置は、処理ゾーンの領域の中で、同期的な動き、または動いている試薬担体本体に対しての動きを行う。
【００１５】
試薬担体を調製するのにいくつかの迅速な処理工程を行わなければならない場合は、できるだけ多くのそれら工程を、動いている試薬担体本体上に、および／または、動いている処理装置の中で行って、できるだけ少ない回数のスタート／ストップ操作、または駐留および／または位置決め工程が行われるべきである。しかしながら、適切な場合においては、いくつかの処理工程を行う場合、これら処理工程の一部を、従来の方法、例えば個々の工程段階を平行して行うという上記した原理により行うのが実際得策であることもある。
【００１６】
事前に供給されている個々の試薬担体の本体上への本発明の方法に従って行われなければならない処理工程、および、それに必要な処理装置は、色々なタイプのものであり得る。つまり、例えば、第１の処理工程は、試薬担体本体の各反応表面を、液体などの物質で、その物質の計量された量を試薬担体本体に計量装置により加えることにより完全に覆うことからなり得る。
【００１７】
もう１つの処理工程は、試薬担体本体の特定の表面領域上の所定位置に液体小滴を付着させてマイクロアレイを形成することであり得る。液体小滴は、例えば、インクジェットプリンターの分野で知られているインクジェットの原理により動作することができる小滴発生器により放出される。本発明によれば、試薬担体本体と小滴発生器は、互いに対して動き、液体小滴を放出するのに停止されない。
【００１８】
もう１つの処理工程は、吸引装置により試薬担体本体から液体などの物質を除去することであり得る。
【００１９】
もう１つの処理工程は、例えば、試薬担体本体上の溶液を置き換えることであり得る。これは、例えば、濯ぎ工程あるいは洗浄工程であり得る。この場合もまた、本発明の狙いとするところは、基本的にはスタート／ストップ工程を避けながら、調製装置の中でこの工程を行うことである。
【００２０】
本発明による方法は、なかでも、結合アッセイ用の局所的に画定された固体相を製造するのに用いることができ、これの基本原理は、例えばEP 0 939 319 A2またはEP 1 380 839 A1に開示されている。つまり、本発明による方法を用いて、多層コーティングを、固体質、非多孔質の試薬担体本体上に付けることができ、この場合、好ましくは連続的に動かされている試薬担体本体上への連続処理工程において、プレコーティングが試薬担体本体の試薬領域に付けられ、このプレコーティングされた試薬担体本体は水性液体で洗われ、第２のコーティングが、この事前処理された試薬担体本体に、上記試薬領域上における空間的に画定された領域の形態で付けられるが、この第２のコーティングには、上記プレコーティングに結合することができる受容体分子が含まれている。この場合、プレコーティングは、固体質試薬担体本体の試薬領域の全領域の一部における全領域に付けることができるし、あるいはまたスポットの形態ででも付けることができる。プレコーティングは、好ましくは全領域に付けられる。プレコーティングは典型的には、水溶液から担体に付けられる。プレコーティングは、第２のコーティングが結合することを可能とする分子から成ることができる。プレコーティングには好ましくは、ストレプトアビジン、アビジン、またはビオチン、またそのような物質または抗体の類似体、誘導体、または複合体のような高親和性結合対の第１のパートナーが含まれている。しかしながら、例えばアミン基、亜硫酸基、またはシリル基を含んでいる分子のような、第２のコーティングに共有結合することを可能とする分子をプレコーティングとして付けることもできる。プレコーティングされた試薬担体本体が洗われた後、次に受容体分子が、水溶液で、小さい液滴の形態で、このプレコーティングに付けられる。受容体分子は、溶液からプレコーティングに拡散し、プレコーティングに結合することができる。それゆえ、本発明による方法は、適切なプレコーティング上に複数検体のコーティングを有している多検体担体の製造を可能とする。例えばEP 0 939 319 A2またはEP 1 380 839 A1に記載されているような担体は、基本的には本発明の方法を用いて製造することができる。
【００２１】
つまり、本発明による方法は、例えば、受容体分子を含有するコーティング溶液が試薬担体本体の所定の限定された領域（スポット）に付けられ、その受容体分子が、空間的に画定された領域に結合され、そのコーティング溶液が乾燥され、再付加用溶液が連続式工程でその動いている担体本体に付けられる試薬担体を製造するのにも用いることができる。
【００２２】
これらの方法工程は、EP 0 939 319 A2およびEP 1 380 839 A1において、従来の方法の制御に関して説明がなされている［その開示内容を、本明細書に組み込む］。
【００２３】
それゆえ、本発明による方法を用いて、ストレプトアビジンがコートされた担体、HBc抗原担体、または多検体担体を製造または調製することができる。しかしながら、これにより、本発明の用途の可能性は、まだ消尽されるものではない。
【００２４】
本発明はまた、液体中の検体を測定するための、本発明による方法により製造された試薬担体の使用にも関する。
【００２５】
本発明による方法を実施するのに、ある調製装置が提案されるが、これは、試薬担体本体を処理するための少なくとも１つの処理装置、連なっている試薬担体本体をこの処理装置の処理ゾーンの中を輸送するための輸送装置、および、この処理装置によって、それぞれの試薬担体本体が輸送移動されている間に、処理ゾーンを通過する試薬担体本体上に、それぞれの場合、少なくとも１回の所定処理工程が行われるように、この処理装置および輸送装置を時間協調制御(time-coordinated control)するための制御装置、により特徴づけられる。
【００２６】
本発明による方法を実施するためのもう１つの調製装置は、試薬担体本体を処理するための少なくとも１つの処理装置、試薬担体本体を処理ゾーンに運び入れまたそこから運び出すための輸送装置、および、この処理装置および場合によってはこの輸送装置を制御するための制御装置により特徴づけられ、この場合この処理装置は、この制御装置の制御の下に処理ゾーンに対して動くことができ且つそれを作動させてそれが動いている間に少なくとも１回の所定の処理工程を行うことができ、その結果処理ゾーンの中で試薬担体本体を処理することができる。
【００２７】
この調製装置の中で、処理装置は好ましくは、少なくとも１種の物質特に液体を、試薬担体本体上に制御計量放出するための放出装置を有している。本発明による調製装置のさらに発展した形態によれば、この放出装置は、液体小滴を試薬担体本体上に位置選択的に付着させるための手段を有することができる。
【００２８】
加えて別の形態として、処理装置は、少なくとも１種の物質特に液体を試薬担体本体から除去するための除去装置を有することもできる。放出装置と除去装置を組み合せることにより、試薬担体本体上で液体を同時交換することもできる。
【００２９】
処理装置はまた好ましくは試薬担体本体用の濯ぎ装置も有している。さらに、処理装置は乾燥装置を有することもできる。
【００３０】
加えて別の形態として、処理装置は、調製装置の中で、試薬担体本体用の放射線照射手段または光学的追跡手段を有することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の実施形態を、以下において図を参照しながらさらに説明する。
【００３２】
図1は、試薬担体本体4の輸送装置の一部であるコンベアーベルト2の部分の斜視図を示すものである。試薬担体本体4は予め製造された反応容器であり、例えばポリスチレンあるいはそのようなものからできた射出成型によりつくられた部品であることができる。例として図1に示されているものの場合、個々の試薬担体本体4が1つの群で処理ゾーン6の中を輸送装置2により輸送されるが、この試薬担体本体4は例えば、後になって容易に取り除くことができる連結ストリップ8により一緒に連結されている。本発明の他の実施形態では、既製試薬担体本体4は、運搬装置2上を、連結ストリップなしに、つまり、互いに離して輸送することができる。
【００３３】
試薬担体本体4の上面は、水槽形状のようにくりぬかれており、この水槽の底には、処理されることになる試薬担体本体4の面10がある。試薬担体本体4の外側寸法は、好ましい例では約22 mm x 7 mm x 3 mmである。当然試薬担体のこれ以外の寸法や設計も可能である。
【００３４】
インクジェットの原理に従って作動し、電子制御装置（図示されていない）により制御される小滴発生器12が、処理装置として、図1に模式的に示されている。小滴発生器12は、試薬担体本体4の面10上の所定位置に液体小滴を付着させるのに用いられる。図1の例では、小滴発生器12は８つの小滴排出用噴出部14を有しており、これにはある種の液体が液体貯槽から供給されており、この液体はこのあと試薬担体本体4上に滴として排出される。この小滴16は、処理ゾーン6を通過するそれぞれの試薬担体本体の面10に、数ミリメーターの距離を自由飛行で到達する。試薬担体本体4が一定速度で連続的に輸送され、また小滴発生器12により液滴が一定の頻度で発生させられることは好ましいことではあるが、必ずしも必須ではない。
【００３５】
制御装置の追跡手段は、小滴発生器12による小滴の排出と試薬担体本体4の輸送が、小滴16が試薬担体本体4の表面領域10に所定の方式でのみ到達できるように協調されていることを確実なものとする。図1の構成を用いることで、多くの同一の領域（複製品）を高生産速度で容易に製造することができる。図1で既に処理が行われた試薬担体本体4の場合、複製のものは同じ濃淡の灰色で示されており、異なる反応体は異なる濃淡の灰色で標識されている。試薬担体本体4はこのようにして調製され、アッセイにおいて反応性が異なる領域をもつ。
【００３６】
図1の構成は必要であれば工程制御が可能であり、この場合、試薬担体本体4と小滴発生器12間の相対運動は一定の速度で起り、個々の小滴発生器（噴出部14）は、一定の時間頻度であるが、噴出部14〜噴出部14において個々に若干異なる頻度で運転される。これは、アッセイにおいて小滴のタイプつまり検体のタイプを識別するのに用いることができる複製のそれぞれの間に個別の距離をもつパターンを生じる。
【００３７】
試験運転において、試薬担体本体4を、処理ゾーン6の中を、前進速度約10 cm/sで運んだ。小滴発生器14は、頻度500 Hzで運転して、1つの液のタイプあたり約25個の複製をもつ試薬担体サンプルを調製した。達成された製造能力は、1時間あたり50,000サンプルよりも高かった。製造能力は、最適化措置によりもっと高くすることができる。
【００３８】
図2は、本発明の態様のもう１つの実施形態を模式的な平面図で示すもので、この態様では、試薬担体本体4を処理している間の試薬担体本体4ならびに処理装置12bの連続運動が関係してくる。
【００３９】
輸送装置により、試薬担体本体4が次々に経路3bに沿って運ばれる。この間に、試薬担体本体4は処理ゾーン6bを通過するが、このゾーンの中で試薬担体本体は処理装置12bによって処理される。この例では、処理装置12bは、共通中心20から半径方向に外の方へ突き出る互いに同じ角度距離により離されている、共通中心20の周りを回転する８個の処理ヘッド14bを有している。矢印15bにより示されている処理装置12bの回転方向とその回転速度は、電子制御装置（図示されていない）の制御下に、処理ゾーン6bを通過する試薬担体本体4が、所定の角度範囲22において、個別に割り当てられる処理ヘッド14bにより同伴されてその結果処理されるように、試薬担体本体4の動きに合わせられる。図2の例では、３つの試薬担体本体4が、それぞれの場合において、試薬担体本体4と処理装置12の共通の動きの最中に、同時に処理される。図2の実施形態の例における処理装置12bは、例えば、それぞれの処理ヘッド14bにより試薬担体本体4上に計量方式で液体を分配することができる液体分配装置であることができる。非常に高い製造速度の場合では、それぞれの試薬担体本体4が噴出部出口の下に配置される前に液体が既に吐出されているように放出時間を選ぶのが適切であると思われる。
【００４０】
制御装置の追跡手段は好ましくは、液体移動の起動と試薬担体の動きを同期させるのに用いられる。そのような追跡手段は、例えば光を遮るもの、CCDセンサーなどの画像記録装置であることができる。
【００４１】
さらに、単一の用量ではなく、むしろ共通の貯蔵容器から供給を受けているＮチャンネルからの数個の用量で液体が試薬担体本体に付けられるように、液体を試薬担体本体に供給する工程をカスケードにするのが、有利であると思われる。
【００４２】
図2に示されている原理の場合では、処理ヘッド14bと試薬担体本体4が処理ゾーン6bを通過するとき、処理ヘッド14bを、試薬担体本体4のスピードとは異なるスピードで動かすことによって、それぞれの試薬担体本体4に対していくつかの処理ヘッド14bで連続的に作業を加え、その結果、例えば吸引工程、液体供給工程、また場合によっては放射線照射工程を連続的に行うこともできる。
【００４３】
好適な液体分注装置、吸引装置、濯ぎと洗いをする装置、および検出装置の機能および構造システムは当業者に分かっているので、結合能力をもった試薬担体を製造または調製する際に、試薬担体本体4の取り扱いにおけるスタートとストップの工程をできるだけ多く省くために、本明細書で検討されているタイプの調製装置の中で、本発明に従うやり方でそのような装置を１つまたはそれ以上用い、本発明の方法を実施するのは、当業者の判断に委ねられる。
【００４４】
図に示されている試薬担体本体4は単に例を示すものであることを指摘しておきたい。当然、本発明は、他の形状の試薬担体本体を用いても実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による調製装置の一部の領域を模式的に示すものであり、この場合、静止している複数小滴発生器が、連なる試薬担体本体が動かされている処理ゾーンの中で、処理装置として用いられている。
【図２】本発明による調製装置を模式的に示すものであり、この場合、試薬担体本体ならびに処理装置が、処理ゾーン領域中を動いている。
【符号の説明】
【００４６】
2  輸送装置
4  試薬担体本体
6  処理ゾーン
8  連結ストリップ
10  面
12  処理装置
14  噴出部
16  小滴。
【図１】
2006010690.tif 000003
【図２】
2006010690.tif 000004
【外国語明細書】
2006010690000001.pdf