(57)【要約】  本発明は、生物学的サンプル収集、保管、精製、および操作システム（８）および生物学的サンプルの収集、保管、精製および操作のための方法に関する。このシステムは、複数のデバイス（８）を備え得、各々は、管状体（１０）内に種固定化フィルター（２０）を有する。管状体（１０）は、第１および第２の端部開口（１４、１８）および１つ以上の取り外し可能なキャップ（１６、１２）または端部開口（１４、１８）を封止するための封止デバイスを備える。複数のデバイス（８）は、その中に配置された種固定化フィルターを有する各貫通穴により、複数の貫通穴を有するプレートに収集されたそれぞれのサンプルを同時に保管し、精製し、または反応させるためのアレイトレーに配置され得る。プレートシステムはまた、プレートの各貫通穴の第１および第２の端部開口を封止するための封止トレーまたは取り外し可能なキャップのような封止デバイスを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の流体サンプルを処理するためのシステムであって、該システムは、以下：
複数の生物学的サンプル精製デバイスであって、該複数のデバイスの各デバイスは、管状体を備え、該管状体は、第１の端部、第１の端部開口、第２の端部、第２の端部開口、該管状体内に保持された種固定化フィルター、および該第２の端部開口を封止するように適合された取り外し可能なキャップを有する、複数のデバイス；ならびに
封止デバイスであって、該複数のデバイスの第１の端部開口の各々を個々に封止するように適合された表面を有する、封止デバイス、
を備える、システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、前記表面が、そこに複数の凹部を有し、前記封止デバイスが、前記凹部のそれぞれにおいて、前記複数のデバイスの第１の端部を受け入れるように適合され、かつ、該封止デバイスは、該複数のデバイスのそれぞれの第１の端部が、該凹部に受け入れられる場合、該複数のデバイスの第１の端部開口を封止するように適合される、システム。
【請求項３】
前記複数のデバイスの各デバイスが、該それぞれのデバイスの第１の端部開口を封止するように適合された第２の取り外し可能なキャップをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記複数のデバイスの少なくとも１つのデバイスが、該デバイスの第２の端部に装着されるそれぞれの取り外し可能なキャップおよび該デバイスの第１の端部に装着されるそれぞれの第２の取り外し可能なキャップを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記複数のデバイスの各デバイスが、該デバイスの第２の端部に装着されるそれぞれの取り外し可能なキャップおよび該デバイスの第１の端部に装着されるそれぞれの第２の取り外し可能なキャップを備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムであって、前記各デバイスの種固定化フィルターが、（１）該フィルターから前記第１の端部までの距離と、（２）該フィルターから前記第２の端部までの距離との比が、約４：１以上であるように、該それぞれのデバイスの管状体内に配置される、システム。
【請求項７】
前記各デバイスの種固定化フィルターが、前記それぞれの管状体の第２の端部に配置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記複数のデバイスの各デバイスの第１の端部開口が、前記封止デバイスにより封止され、そして該封止デバイスが、接着剤を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記接着剤が、光硬化可能であるか、感圧性であるか、またはその両方である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記各デバイスの種固定化フィルターが、核酸精製メンブレンを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
請求項１に記載のシステムであって、前記複数のデバイスの少なくとも１つのデバイスの種固定化フィルターに結合された標的分析物をさらに含み、該標的分析物は、核酸または核酸フラグメントを含む、システム。
【請求項１２】
前記標的分析物を含む前記少なくとも１つのデバイスがまた、ポリメラーゼ連鎖反応溶液、転写溶液、逆転写溶液、または逆転写ポリメラーゼ連鎖反応溶液を含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記複数のデバイスの少なくとも１つのデバイスの管状体内に、動物細胞溶解物または植物細胞溶解物を含む生物学的サンプルをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記複数のデバイスの少なくとも１つのデバイスの管状体内に、全血を含む生物学的サンプルをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記複数のデバイスの少なくとも１つのデバイスの管状体内に、組織抽出物を含む生物学的サンプルをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記複数のデバイスの各デバイスの第１の端部開口が、アセンブリの形態で前記封止デバイスによって封止される、請求項１に記載のシステムを備える精製装置。
【請求項１７】
前記アセンブリが、第２の封止デバイスを備え、該第２の封止デバイスが、前記複数のデバイスの第２の端部開口を封止するように適合された表面を有する、請求項１６に記載の精製装置。
【請求項１８】
前記第２の封止デバイスの表面が、そこに複数の凹部を有し、該第２の封止デバイスが、該凹部のそれぞれにおいて２つ以上の該デバイスの第２の端部を受け入れるように適合され、そして、該第２の封止デバイスは、該デバイスのそれぞれの第２の端部が、該凹部に受け入れられる場合に、前記複数のデバイスの第２の端部開口を封止するように適合される、請求項１７に記載の精製装置。
【請求項１９】
前記複数のデバイスの各デバイスが、アセンブリの形態で、前記封止デバイスにおける前記凹部の対応する１つ内に、そのそれぞれの第１の端部が受け入れられて配置される、請求項２に記載のシステムを備える精製装置。
【請求項２０】
少なくとも１つの生物学的サンプルを操作するための方法であって、該方法は、以下：
管状体を備える生物学的サンプル精製デバイスを提供する工程であって、該管状体は、第１の端部、第１の端部開口、第２の端部、および第２の端部開口、ならびに該管状体内に種固定化フィルターを有する、工程；
該管状体の第１の端部開口および第２の端部開口のうちの少なくとも１つを介して、該管状体に生物学的サンプルを導入する工程；
該種固定化フィルターを横切って圧力差を引き起こし、該サンプル中に存在する場合に、標的分析物を該フィルター上に、または該フィルター中に固定化する工程；
該圧力差を引き起こす工程の後に、封止デバイスを用いて該第１および第２の端部開口のうちの少なくとも１つを封止する工程であって、該封止デバイスは、該複数の生物学的サンプル精製デバイスの第１および第２の端部開口のうちの少なくとも１つを封止して、封止されたデバイスを形成するように適合された表面を有する、工程；ならびに
続いて、該デバイスを分析し、該デバイス中における、該標的分析物またはその反応産物の存在または非存在を決定する工程、
を包含する、方法。
【請求項２１】
前記方法が、取り外し可能なキャップを用いて前記第１および第２の端部開口のうちの少なくとも１つを封止する工程をさらに包含する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記複数のデバイスが提供される、請求項２０に記載の方法であって、該方法は、以下：
前記それぞれの管状体のそれぞれの第１および第２の端部開口のうちの少なくとも１つを介して、該複数のデバイスの各デバイスのそれぞれの管状体に生物学的サンプルを導入する工程；
各デバイスの前記種固定化フィルターを横切って圧力差を引き起こし、該それぞれの生物学的サンプル中に存在する場合、該各デバイスのフィルター上か、またはフィルター中に標的分析物を固定化する工程；
該圧力差を引き起こす工程の後に、前記封止デバイスを用いて該各デバイスの第１および第２の端部開口のうちの少なくとも１つを封止し、前記封止されたデバイスを形成する工程；ならびに
続いて、該デバイスの各々を分析し、該各デバイス中における該標的分析物またはその反応産物の存在または非存在を決定する工程、
を包含する、方法。
【請求項２３】
請求項２０に記載の方法であって、前記封止デバイスの表面が、接着剤を備え、該方法は、該封止デバイスと前記管状体の第１および第２の端部のうちの少なくとも１つとを一緒に接着させる工程を包含する、方法。
【請求項２４】
前記接着剤が、紫外線照射硬化可能であり、前記方法が、紫外線照射により該接着剤を硬化する工程を包含する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記種固定化フィルターが、核酸精製メンブレンを備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記生物学的サンプルが、標的分析物を含み、前記方法が、該標的分析物を前記種固定化フィルターに結合させる工程を包含し、該標的分析物は、核酸または核酸フラグメントを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
前記デバイスが、ポリメラーゼ連鎖反応溶液、転写溶液、逆転写溶液、または逆転写ポリメラーゼ連鎖反応溶液を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記生物学的サンプルが、動物細胞溶解物、植物細胞溶解物、全血、または組織抽出物を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
前記圧力差を引き起こす工程の後で、かつ、前記封止する工程の前に、前記管状体に反応溶液を導入する工程をさらに包含する、請求項２０に記載の方法。
【請求項３０】
反応を実施するための条件に、前記管状体中の前記生物学的サンプルおよび反応溶液を曝露する工程をさらに包含する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記種固定化フィルターが、標的分析物に結合し得るレセプターを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項３２】
前記生物学的サンプルを導入する工程の後、前記分析する工程の前の少なくとも約１００時間にわたって、前記デバイスを保管する工程をさらに包含する、請求項２０に記載の方法。
【請求項３３】
少なくとも１つの生物学的サンプルを保管するための方法であって、該方法は、以下：
生物学的サンプル精製デバイスを提供する工程であって、該デバイスは以下：
第１の端部、第１の端部開口、第２の端部、および第２の端部開口を有する管状体、
該第１の端部開口と該第２の端部開口との間の該管状体内の種固定化フィルター、
を備える、工程；
該第１の端部開口および該第２の端部開口のうちの少なくとも１つを介して、該管状体に生物学的サンプルを導入する工程；
該端部開口の両方を封止し、封止されたデバイスを形成するように、封止デバイスを用いて該第１の端部開口および該第２の端部開口のうちの少なくとも１つを封止する工程であって、該封止デバイスは、前記複数のデバイスの各々の少なくとも１つのそれぞれの端部開口を封止するように適合された表面を有する、工程；ならびに
該封止されたデバイスを保管する工程、
を包含する、方法。
【請求項３４】
前記封止デバイスの表面が、複数の凹部を有し、各凹部は、前記第１および第２の端部のうちの少なくとも１つを受け入れるように適合され、そして前記第１および第２の端部開口のうちの少なくとも１つを封止するように適合されている、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記デバイスが、前記第１および第２の端部のうちの少なくとも１つに装着される少なくとも１つの取り外し可能なキャップを備える、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記封止デバイスの表面が、接着剤を備え、そして前記方法が、該封止デバイスと前記管状体の第１および第２の端部のうちの少なくとも１つとを接着させる工程を包含する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
前記接着剤が、紫外線照射硬化可能であり、そして前記方法が、紫外線照射により該接着剤を硬化させる工程を包含する、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記種固定化フィルターが、核酸精製メンブレンを備える、請求項３３に記載の方法。
【請求項３９】
請求項３３に記載の方法であって、前記生物学的サンプルが、標的分析物を含み、そして該方法が、該標的分析物を前記種固定化フィルターに結合させる工程を包含し、該標的分析物が、核酸または核酸フラグメントを含む、方法。
【請求項４０】
前記生物学的サンプルが、動物細胞溶解物、植物細胞溶解物、全血、または組織抽出物を含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項４１】
前記封止工程の前に、前記管状体に反応溶液を導入する工程をさらに包含する、請求項３３に記載の方法。
【請求項４２】
生物学的サンプルから、核酸または核酸フラグメントを含む少なくとも１つの標的分析物を分離するための方法であって、該方法は、以下：
核酸または核酸フラグメントサンプル精製デバイスを提供する工程であって、該デバイスは、前記管状体を備え、該管状体は、第１の端部、第１の端部開口、第２の端部、第２の端部開口、および該管状体内の種固定化フィルターを有する、工程；
該管状体の端部開口を介して、核酸または核酸フラグメントを含む生物学的サンプルを導入する工程；
該サンプル中に存在する場合、標的分析物を該種固定化フィルター上にか、または該フィルター中に固定化させる工程；
該種固定化フィルターから、該標的分析物以外の該生物学的サンプルの成分を除去する工程；ならびに
両方の端部開口を封止して、封止されたデバイスを形成するように、封止デバイスを用いて該第１および第２の端部開口のうちの少なくとも１つを封止する工程であって、該封止デバイスは、該複数の精製デバイスの各々の少なくとも１つのそれぞれの端部開口を封止するように適合された表面を有する、方法。
【請求項４３】
前記標的分析物を前記種固定化フィルターに結合させる工程が、該標的分析物を含む全血細胞を溶解して、該全血細胞から標的分析物を放出させる工程を包含する、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記生物学的サンプルが、前記管状体に導入された後に、前記全血細胞が、溶解される、請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
前記生物学的サンプルが、前記管状体に導入される前に、溶解剤が該管状体に導入され、該溶解剤が、該生物学的サンプルの成分を溶解させる、請求項４２に記載の方法。
【請求項４６】
前記生物学的サンプルが、前記管状体に導入された後に、溶解剤が、該管状体に導入され、該溶解剤が、該生物学的サンプルの成分を溶解させる、請求項４２に記載の方法。
【請求項４７】
前記封止工程の前に、前記管状体に反応溶液を導入する工程、および、封止工程の後に、反応を実施するための条件に、該管状体中の前期生物学的サンプルおよび反応溶液を曝露させる工程をさらに包含する、請求項４２に記載の方法。
【請求項４８】
生物学的サンプルを操作するための分析システムであって、以下：
プレートであって、該プレートは、第１の表面および該第１の表面の反対側の第２の表面および複数の貫通穴を有し、各貫通穴は、該第１の表面から該第２の表面まで延び、かつ該第１の表面における第１の端部開口および該第２の表面における第２の端部開口を規定する、プレート；
複数の種固定化フィルターであって、各々は、該貫通穴のそれぞれの貫通穴内に配置される、複数の種固定化フィルター；ならびに
該複数の貫通穴の各第１の端部開口を個々に封止するように適合された第１の封止デバイス；ならびに
該複数の貫通穴の各第２の端部開口を個々に封止するように適合された第２の封止デバイス、
を備える、分析システム。
【請求項４９】
前記第１の封止デバイスが、前記複数の貫通穴の第１の端部開口を個々に封止するように適合された複数の取り外し可能な端部キャップを備える、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５０】
請求項４８に記載のシステムであって、前記第１の封止デバイスおよび前記第２の封止デバイスのうちの少なくとも１つが、封止トレーを備え、該封止トレーは、前記複数の貫通穴の、以下：
前記第１の端部開口；
前記第２の端部開口；または
該第１の端部開口および該第２の端部開口の両方、
を個々に封止するように適合された凹部を有する、システム。
【請求項５１】
生物学的サンプルを操作するための方法であって、以下：
請求項４８に記載のシステムの複数の種固定化フィルターの１つ以上のフィルター中に、またはフィルター上に生物学的サンプルを収集する工程、
を包含する、方法。
【請求項５２】
請求項５１に記載の方法であって、前記種固定化フィルター上か、またはフィルター中に標的分析物を保持することによって該標的分析物を精製する工程、および前記システムの貫通穴に導入されたサンプル中の他の成分から該標的分析物を分離する工程をさらに包含する、方法。
【請求項５３】
方法であって、以下：
標的分析物が、請求項４８に記載のシステムの第１の貫通穴内の前記それぞれの種固定化フィルター中にか、またはフィルター上に固定化されるように、該第１の貫通穴中に該標的分析物を含む生物学的サンプルを導入する工程；
少なくとも該第１の貫通穴に溶液を導入する工程であって、該溶液が、該標的分析物の反応を可能にするのに十分な成分を有する、工程；ならびに
該サンプルおよび該溶液を導入する工程に続いて、該システムの該第１の端部開口および第２の端部開口を封止し、封止されたシステムを形成する工程、
を包含する、方法。
【請求項５４】
前記溶液が、ポリメラーゼ連鎖反応溶液、転写溶液、逆転写溶液、および逆転写ポリメラーゼ連鎖反応溶液、またはそれらの組み合わせを含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
請求項５４に記載の方法であって、前記溶液が、ポリメラーゼ連鎖反応溶液であり、該方法が、前記標的分析物のポリメラーゼ連鎖反応を実施するための条件に、前記封止されたシステムを供する工程をさらに包含する、方法。
【請求項５６】
生物学的サンプルを保管する方法であって、以下：
請求項４８に記載のシステムの複数の貫通穴の１つ以上の貫通穴に、生物学的サンプルを導入する工程；
該システムの第１の端部開口および第２の端部開口を封止して、封止されたシステムを形成する工程；ならびに
該封止されたデバイスを保管する工程、
を包含する、方法。
【請求項５７】
前記封止されたデバイスが、約１００時間以上の期間にわたって保管される、請求項５６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、生物学的サンプルのための、サンプルの収集および精製のシステムに関する。本発明はまた、生物学的サンプルを収集および精製するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
生物学的サンプルの収集および精製のための、多くのシステム、デバイス、方法、およびプロセスが、開発されている。このような収集されたサンプルの内容物を完全に分析するためには、このサンプルを精製し、保管し、そして分析することが、しばしば必要である。このような方法は、収集トレーから精製トレーへとサンプルを移動させる工程、保管トレーにサンプルを排出する工程、および分析トレーにサンプルを移動させる工程を包含する。頻繁に、ポリメラーゼ連鎖反応（本明細書中以下で、「ＰＣＲ」）は、このようなサンプルから精製された核酸成分を増幅するために、引き続き利用される。これらのプロセス工程の各々を用いると、マルチウェルデバイスが使用される場合、サンプル収集ウェル間での相互汚染の可能性が生じる。遭遇する他の潜在的な問題としては、複数のサンプル移動工程の間に導入される、累積的な変動性、サンプルのまとわり付きまたは蒸発による、サンプルの損失または希釈、夾雑物の導入、および／あるいは誤同定が挙げられる。
【０００３】
公知のサンプル収集システムとしては、欧州特許出願番号０  ３３１  １２７；ならびに米国特許第５，９１０，２４６号；同第４，６４２，２２０号；同第５，６６５，２４７号；同第６，２７７，６４８Ｂ１号；同第６，２７０，９８０Ｂ１号；同第６，１５３，４２５号；同第６，０４３，０８０号；同第５，８５３，５８６号；同第５，９５５，３５１号；同第５，９５５，２７１号；同第５，８３３，９２７号；同第５，７８３，０８７号；同第５，５５２，３２５号；同第５，４３６，１２９号；同第５，３５６，５９６号；同第５，１２４，０４１号；同第５，０４３，０８２号；同第４，９９０，４４２号；および米国再発行特許発明第３５，３０６号に記載されるものが挙げられる。他の公知のシステムとしては、特開平１０−２５７８８７号公報、および特開平１０−１３６９９９号公報に記載されるものが挙げられる。
【０００４】
これらの特許、特許出願、および刊行物の全て、ならびに本明細書中で言及される他の全てのものは、その全体が、本明細書中に参考として援用される。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（発明の要旨）
本発明は、複数のデバイスを備えるシステムを提供し、これらのデバイスの各々において、生物学的サンプルが、このサンプルを１つ以上のさらなるシステムまたはデバイスに移動させる必要なく、収集され得、保管され、精製され得、そして／またはＰＣＲ、転写、逆転写（ＲＴ）、逆転写ＰＣＲ（ＲＴＰＣＲ）、もしくは他の反応に供され得る。本発明はまた、複数のこのようなデバイスが、それぞれのデバイスにおいて収集されたそれぞれのサンプルが同時に保管され得、精製され得、そして引き続いて分析され得、例えば、ＰＣＲ、転写、ＲＴ、ＲＴＰＣＲ、または他の反応に供され得るように、組織化され得るシステムを提供する。
【０００６】
本発明の１つの実施形態によれば、複数の流体サンプルを処理するための精製トレーシステムが提供される。このシステムは、複数の生物学的サンプル精製デバイスを備える。各デバイスは、第一の端部開口を有する第一の端部、および第二の端部開口を有する第二の端部を有する、管状体を備える。種固定化フィルターが、標的分析物（例えば、核酸分子または核酸分子フラグメント）を収集するために、この管状体内に固定化される。この種固定化フィルターは、サイズ排除相互作用、結合相互作用、親和性相互作用、または当業者に公知である他の濾過機構によって、標的分析物を収集し得る。各デバイスは、第一の端部開口または第二の端部開口のいずれかを封止するように適合された、取り外し可能なキャップをさらに備え、そしてこのデバイスの第一の端部開口および第二の端部開口をそれぞれ封止するように適合された、２つの取り外し可能なキャップを備え得る。精製トレーシステムはまた、複数のデバイスのうちの２つ以上のものの第一の端部開口または第二の端部開口の各々を個々に封止するように適合された表面を有する、トレーを備える。
【０００７】
本発明の別の実施形態によれば、組み合わせられた複数のデバイスおよびアレイトレーのシステムが提供され、これによって、ＰＣＲ、ＲＴ、ＲＴＰＣＲ、または別の反応が、複数の標的核酸または核酸フラグメントのサンプルに対して同時に、効果的に実施され得る。標的分析物は、各デバイス内の種固定化フィルター内にトラップされるか、またはこのフィルターに結合され得る。その結果、アレイトレーに配置された複数のデバイスは、ＰＣＲ増幅を可能にする条件に供される。
【０００８】
本発明のなお別の実施形態によれば、サンプルの収集、保管、精製、および反応のデバイスが、プレートシステムの形態で提供される。このプレートシステムは、複数の貫通穴を有するプレートを備え、貫通穴の各々には、種固定化フィルターが内部に固定されている。このプレートシステムはまた、このプレートの第一の端部の開口部および第二の端部の開口部、または各貫通穴を封止するための、封止トレーまたは取り外し可能なキャップを備える。複数のそれぞれのサンプルが、このプレートのそれぞれの貫通穴内で収集され得、保管され得、精製され得、分析され得、そして／またはＰＣＲ、転写、ＲＴ、ＲＴＰＣＲ、もしくは別の操作に供され得る。
【０００９】
異なる特定の用途（例えば、血液サンプル、植物細胞サンプルまたは動物細胞サンプル、組織サンプル、あるいは微生物サンプルからの、ＲＮＡ、ＤＮＡ、または全核酸の精製）のための異なる型のデバイスが設計され得る。本発明のデバイスは、メンブレンの型、予め充填された薬剤の型、意図される用途、および／またはサンプル同定のために、バーコードを付けられ得る。
【００１０】
本発明は、さらに、サンプル収集トレー、核酸精製トレー、保管トレー、ならびにＰＣＲおよび他の反応トレーの特徴を、ワークステーションで処理され得る単一の汎用トレーに組み合わせるデバイスに関する。例えば、本発明の多目的システムは、ロボットワークステーション（例えば、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ自動化Ｍｏｄｅｌ  ６７００ワークステーション）における自動化が可能なトレーを提供し得る。あるいは、本発明の多目的システムは、手動操作ワークステーション（例えば、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ  Ｍｏｄｅｌ  ６１００精製ワークステーション）において使用され得るトレーを提供し得る。
【００１１】
本発明の方法に従って、生物学的サンプル精製デバイスが提供され、このデバイスは、第一の端部開口を有する第一の端部、および第二の端部開口を有する第二の端部を有する、管状体、ならびにこの管状体内に固定された種固定化フィルターを備える。この方法は、第一の端部開口および第二の端部開口のうちの少なくとも一方を通して、この管状体に生物学的サンプルを導入する工程を包含する。圧力差（例えば、重力、毛管作用、減圧、または加圧流体によって）を引き起こすことによって、この生物学的サンプルは、種固定化フィルターを横切って移動し、その結果、生物学的サンプル中の標的分析物が、この種固定化フィルター上に固定化される。種固定化工程の後に、さらなる精製工程および／または洗浄工程が実施されて、フィルター上の標的分析物をさらに単離し得る。必要に応じて、１種以上の薬剤、試薬または他の成分が、封止の前に添加され得る。引き続いて、このデバイスの第一の端部開口および第二の端部開口が、取り外し可能なキャップ、封止トレーのいずれか、またはこれらの組み合わせで封止され、封止されたデバイスを形成する。この封止されたデバイスは、引き続いて、分析され得るか、またはＰＣＲ、転写、ＲＴ、ＲＴＰＣＲ、もしくは別の反応に供されて、標的分析物の生成物を生成し得る。ＰＣＲ、転写、ＲＴ、またはＲＴＰＣＲに供される場合、封止されたデバイス中の生成物は、引き続いて、分析され得る。
【００１２】
封止されたデバイスは、粗製サンプルを含もうと精製されたサンプルを含もうと、そしてＰＣＲ、転写、ＲＴ、またはＲＴＰＣＲのような反応に供されようと供されなかろうと、延長した期間（例えば、１００時間以上）にわたって保管され得、そしてこの中に封止されたサンプルを、環境、汚染、および漏出から保護する。
【００１３】
本発明は、サンプル（例えば、血液サンプルおよび他の核酸含有サンプル）の収集、保管、精製、ＰＣＲ、転写、ＲＴ、またはＲＴＰＣＲの処理、および分析のために、特によく適している。
【００１４】
本発明の別の実施形態において、生物学的サンプルを、本明細書中に開示される封止可能なデバイス中に収集するための方法が提供される。別の実施形態において、本発明は、このデバイス中に収集された生物学的サンプルを精製するための方法を提供する。本発明のなお別の実施形態において、生物学的サンプルを保管するための方法が提供される。
【００１５】
本発明の実施形態は、以前のサンプルの収集、保管、精製およびＰＣＲシステムより優れた、いくつかの利点を提供する。本発明は、収集容器から精製トレーへとサンプルを移動させる必要性を排除する。本発明はまた、移動工程に付随するサンプルの誤同定の可能性を低下させる。本発明の別の利点は、精製後のサンプルの溶出、希釈、および反応トレーの移動の工程の排除による、精製時間の短縮である。本発明はまた、複数のサンプル含有デバイス間での相互汚染の可能性を低下させる。さらに、本発明は、さらなる試薬（例えば、サンプル溶出溶液および希釈溶液）の使用の必要性、ならびにこのようなさらなる試薬を、収集、精製、および反応の装置、アセンブリ、またはデバイスに充填する必要性を、排除する。
【００１６】
本発明は、本明細書中に与えられる詳細な説明および添付の図面から、より完全に理解される。添付の図面および以下に記載される発明の詳細な説明は、例示的であるのみであり、そして添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲を限定することを意図されない。
【００１７】
上記一般的な説明および以下の詳細な説明の両方が、説明的かつ例示的であるのみであり、そして本発明のさらなる説明を提供することを意図されることが理解されるべきである。
【００１８】
（発明の詳細な説明）
本発明の１つの実施形態によれば、本発明は、アレイトレーおよび１つ以上の個々の生物学的サンプル収容デバイスを備えるシステムに関し、各デバイスは、例えば、テーパ状のセクションを有する実質的に円筒形の本体を有し、このテーパは、アレイトレーにおける穴または凹部にはまる。このシステムの各デバイスは、サンプルの収集、保管、精製、およびこのサンプルの反応（例えば、ヌクレオチド重合反応、ＰＣＲ、転写、ＲＴ、またはＲＴＰＣＲ）の実施のために、適合される。各デバイスは、本体内（例えば、本体の底部またはその近く）に配置され得る、核酸精製メンブレンを組み込み得る。各デバイスはまた、メンブレンを保護するためおよびサンプルを貯蔵するために、本体の一端または両端において、取り外し可能なキャップを有し得る。このアレイトレーは、複数のこのようなデバイスを受け入れるための、複数の穴または凹部を有し得る。
【００１９】
本発明の実施形態によれば、このシステムは、封止デバイス（例えば、トレー、プレート、メンブレン、テープなど）を備え、このデバイスは、複数のデバイスの第一の端部開口の各々を個々に封止するように適合された表面を有する。封止デバイス表面は、そこに複数の凹部を備え得、これらの凹部は、それぞれの凹部内に複数のデバイスの第一の端部を受け入れるように適合される。デバイスの第一の端部と複数の凹部との間の関係は、第一の端部が凹部に受け入れられる場合に、デバイスの第一の端部開口が封止されるような関係である。
【００２０】
封止デバイスを用いる封止は、摩擦ばめ、第一の端部と凹部との間でのねじによる係合、接着剤、ガスケット材料、圧縮ばめ、スナップロック係合、または当業者に公知である他の封止手段によって、達成され得る。
【００２１】
本発明の実施形態によれば、各デバイスは、その第一の端部のための取り外し可能なキャップ、およびその第二の端部のための第二の取り外し可能なキャップを備え得る。これらのキャップは、封止デバイスと関連して上記封止機構のいずれかによって、このデバイスのそれぞれの第一の端部および第二の端部を封止するように設計され得る。これらのキャップは、デバイス内に保管された液体サンプルの蒸発を防止するために十分な一体性で、このデバイスの第一の端部開口および第二の端部開口を封止するように、そしてポリメラーゼ連鎖反応のようなヌクレオチド増幅反応のために必要な熱サイクリングに耐えながら封止を維持するように、適合され得る。
【００２２】
本発明の実施形態によれば、各デバイスの種固定化フィルターは、管状体内で、管状体の第一の端部より管状体の第二の端部により近い位置で、配置される。管状体は、この本体の第一の端部の直径と比較して小さい直径の第二の端部を有し得、そして管状体の長さに沿って、または管状体の一部の長さに沿って、テーパ状であり得る。この管状体は、円筒形、卵円形、楕円形、正方形、三角形、または他の任意の適切な断面であり得る。管状体は、例えば、プラスチックまたはガラスから作製され得、そして剛性かつ非可撓性であり得る。
【００２３】
本発明の実施形態によれば、種固定化フィルターは、管状体内で、第一の端部開口より第二の端部開口により近い位置で、配置される。特定の実施形態によれば、（１）種固定化フィルターから管状体の第一の端部までの距離  対  （２）種固定化フィルターから管状体の第二の端部までの距離の比は、約４：１以上であり、例えば、約１０：１以上である。本発明の実施形態によれば、１つ以上のデバイスの種固定化フィルターは、例えば、それぞれの管状体の第二の端部またはその近くに配置され、その結果、この管状体の第二の端部が、液体サンプル中または液体サンプル上に配置される場合、このサンプルは、種固定化フィルターの内部または表面に吸収され得る。
【００２４】
種固定化フィルターは、管状体内で適所に保持される。任意の適切なデバイス、システム、および／または方法を使用して、フィルターを管状体内に保持し得る。このフィルターは、接着剤、圧縮ばめ、管状体の内側表面のリッジまたはショルダー、レッジ、保持リング、または管状体の内側表面に一体的に形成されるかもしくはこの表面に付着される材料のビーズなどによって、適所に保持され得る。フィルターは、管状体内で、しっかりとそして／または永久的に保持され得る。
【００２５】
本発明の実施形態によれば、複数のデバイスの第一の端部開口および複数のデバイスの第二の端部開口は、封止デバイス（取り外し可能な封止キャップおよび適切な封止メンブレンまたはトレーが挙げられる）の任意の組み合わせによって封止され得る。本発明の実施形態によれば、複数のデバイスの第一の端部開口は、第一の封止デバイスで封止され、そして複数のデバイスの第二の端部開口は、第二の異なる封止デバイスで封止される。これらの封止デバイスは、例えば、接着表面または接着層を備え得、感圧接着剤、光硬化接着剤、紫外線硬化接着剤などを含む。
【００２６】
各デバイスにおいて使用される種固定化フィルターは、核酸精製メンブレンであり得る。種固定化フィルターは、その表面または内部にサンプルを保持するための、吸収、吸着、または他の機構のために設計され得る。本発明の実施形態によれば、種固定化フィルターは、液体サンプルを吸収する、多孔性構造体を備える。
【００２７】
当業者は、フィルター媒体の選択が、ウェルの意図される使用に依存することを認識する。例えば、フィルター媒体は、物理的捕捉フィルター、サイズ排除フィルターとして働き得るか、または液相中の種と相互作用する固相として働き得る。フィルターは、好ましくは、例えば、免疫学的相互作用、任意の型の親和性相互作用、または任意の型の化学的相互作用によって、接触の際に種を固定化し得る。適切なフィルターの例としては、ニトロセルロース、再生セルロース、ナイロン、ポリスルホン、ガラス繊維、ブロン（ｂｌｏｗｎ）微細繊維、および紙のフィルターが挙げられるが、これらに限定されない。適切なフィルターは、種々の供給源（例えば、Ｓｃｈｌｅｉｃｈｅｒ  ＆  Ｓｃｈｕｅｌｌ，Ｉｎｃ．（Ｋｅｅｎｅ，Ｎ．Ｈ．）およびＭｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｃｏｒｐ．（Ｂｅｄｆｏｒｄ，Ｍａｓｓ））から入手可能である。
【００２８】
適切なフィルターのさらなる例としては、超純粋石英（ＳｉＯ２）の微細繊維フィルター（例えば、Ｗｈａｔｍａｎ，Ｉｎｃ．（Ｔｅｗｋｓｂｕｒｙ，ＭＡ）によって製造され、ＱＭ−ＡおよびＱＭ−Ｂの商標で販売される）が挙げられる。ＱＭ−Ａフィルターは、約０．４５ｍｍの厚さであり、そして約０．６μｍの粒子を保持する。ＱＭ−Ｂフィルターは、ＱＭ−Ａと同じ組成であるが、２倍厚く、従って、より長い曲がりくねった流路を提供する。１つの実施形態において、石英またはガラスのフィルター要素は、管状体内への配置の前に、焼成される（例えば、約４００℃）。
【００２９】
別の実施形態において、フィルター媒体は、フリットとして作用する多孔性要素であり、カラム充填材料（例えば、逆相パッキングまたはサイズ排除パッキング、あるいはシリカパッキング）を含むように働く。
【００３０】
本発明の実施形態によれば、標的分析物（例えば、生体分子）を分離および結合するための、フィルターまたは精製メンブレンが提供される。
【００３１】
タンパク質、核酸、脂質、および炭水化物のような生体分子の分離および分析を必要とするプロセスにおいて、この生体分子を、プロセスフローにおけるある時点で、固体マトリックスに結合させることが、しばし好都合である。このような結合は、目的の生体分子を維持したままで、さらなる分析において問題となり得る材料が除去されることを可能にする。種々の支持マトリックスおよび付着化学が、分離されるべき特定の生体分子に基づいて、当該分野において開発されている。これらの材料としては、例えば、ニトロセルロース、ＤＥＡＥ−セルロース、誘導体化ガラスビーズ、誘導体化ナイロン、羊皮紙、大環状ポリエーテル、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコールコラーゲン、ポリビニリデンジフルオリド、および他のポリマーが挙げられる。具体的な例として、ジイソチオシアネート（ＤＩＴＣ）誘導体化ガラスビーズ、およびＤＩＴＣ官能基化ガラス繊維シートが使用されている。より最近は、ポリビニリデンジフルオリド（ＰＶＤＦ）メンブレンが、ブロッティングおよびエレクトロブロッティングにおいて使用され、そしてガラス支持体より比較的有用であることが示されている。メンブレンに結合した分子は、種々の化合物を用いて容易に可視化され得る（例えば、タンパク質についてクーマシーブルーで染色することによって）。
【００３２】
本発明の実施形態によると、各デバイスは、このデバイスで実施される方法において有用な成分で予備充填される。この成分は、種々の薬剤、試薬、溶液、保存剤、または他の組成物（粉末組成物、粒子状組成物、固体組成物、スラリー組成物または混合組成物が挙げられるが、これらに限定されない）のいずれかであり得る。予備充填可能な薬剤の例は、サンプルの細胞成分を溶解して、核酸分子または核酸フラグメントのような種を遊離させることにおいて有用な溶解剤である。続くフラッシュ工程または洗浄工程において、溶解工程からの細胞成分は、遊離され、そして／または種固定化フィルターを通して洗浄され、その結果、標的核酸または核酸フラグメントは、好ましくは単独で、保持され、結合され、単離され、そして／またはそうでなければこの種固定化フィルターの上または中に固定される。
【００３３】
このデバイスは、サンプルの細胞成分を溶解し、このような成分から遊離された核酸を安定化し、そして／またはサンプル中に存在する病原体を不活性化する液体試薬（例えば、グアニジニウム塩）で予備充填され得る。この予備充填される試薬としてはまた、例えば、クエン酸ナトリウム、ＥＤＴＡ、またはヘパリンが挙げられ得、血液サンプルの凝固を防止するか、またはサンプルに他の処理を提供する。溶解剤、安定化剤または凝固防止剤は、例えば、乾燥形態または半乾燥形態の精製メンブレン自体の中またはその上に組み込まれ得る。このような薬剤は、デバイスへのサンプルの導入の代わりにか、またはこの導入の後にさらに添加され得る。
【００３４】
使用前に管状デバイスに予備充填され得る他の成分としては、当業者に公知の保存剤、希釈剤、緩衝剤などが挙げられる。
【００３５】
上記および他の成分は、生物学的サンプルおよび／または１つ以上の他の成分の導入と共に、またはこの導入の後に、代替的にまたは追加で、管状デバイスに導入され得る。
【００３６】
本発明の例示的な方法によると、全血サンプルは、この管状デバイスの端部に配置される種固定化フィルターによって吸収され得る。次いで、溶解剤が、サンプルからの全血細胞を溶解して、このサンプルから核酸分子を遊離および／または断片化するのに十分な条件下で、この管状デバイスに導入され得る。次いで、洗浄流体がこの管状デバイスに導入されて、標的核酸分子またはフラグメント以外の細胞成分が洗い流され得る。種固定化フィルターを通る溶解剤および洗浄溶液の通過は、重力によってなされ得るか、または真空源、圧力源、もしくはこの管状デバイスのいずれかの端部に付与される遠心分離力の使用によって容易にされ得る。引き続く操作において、保存剤または他の成分が、このデバイスに必要に応じて添加され得、その後、このデバイスは、封止され、そして長期間（例えば、１００時間より長い間、１週間より長い間、３ヶ月より長い間、および１０年より長い間）保管され得る。代替のまたは引き続く操作において、反応溶液が、管状デバイスに導入され得、次いで、封止され、そして標的分析物の反応が実施される。この反応溶液は、実施される所望の反応に依存して、ＰＣＲ溶液、ＲＴ溶液、ＲＴＰＣＲ溶液などであり得る。
【００３７】
本発明の別の実施形態によると、予備精製標的分析物が、標的分析物の所望の反応に影響を与えるのに十分な成分を有する反応溶液が導入される前に、またはこれと同時に、この管状デバイスに導入される。
【００３８】
本発明のシステムおよび方法はまた、全血サンプル以外の生物学的サンプルに適用可能である。本発明のデバイスを用いて、そして本発明の方法に従って操作され得る他の例示的なサンプルとしては、動物細胞溶解物、植物細胞溶解物、組織抽出物などが挙げられる。
【００３９】
本発明のなお別の実施形態によると、多数の生物学的サンプルまたは管状デバイスが、同時に操作され得る。例えば、多数の管状デバイスを含むシステムが、封止デバイスによって封止され得、この封止デバイスは、このシステムによって封止される数以上の多数の管状デバイスを封止するように設計される。
【００４０】
本発明のさらに別の実施形態によると、管状デバイスおよびアレイトレーは、複数の貫通穴を有するプレートを備えるプレートシステムで置き換えられる。これらの貫通穴の各々において、種固定化フィルターが、固定される。このプレートシステムは、プレートの各貫通穴の端部開口を封止するための封止トレーまたは取り外し可能キャップを備える。本発明の他の実施形態に関して上に記載される、フィルターの材料、構成、寸法、およびさらなる構成要素が、本発明のプレートシステムの構成において同様に適切である。このプレートシステムのための封止デバイスは、接着メンブレン、キャップ、プラグ、テープなどであり得る。
【００４１】
本発明の実施形態に従う方法は、導入工程、封止工程、および上記の操作工程、ならびに種固定化フィルターの対向する側面への圧力差力（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｆｏｒｃｅ）の適用を含む他の有用な処理工程を包含する。本発明は、これらおよび上記の本発明のシステムの説明から当業者に明らかな他の方法を網羅することを意図する。
【００４２】
本発明の方法によると、標的分析物（生物学的サンプル中に存在する場合）は、種固定化フィルターによって固定され得、そして標的分析物以外の生物学的サンプルの成分は、この種固定化フィルターから除去される。これは、例えば、洗浄、遠心分離、および／または種固定化フィルターへの真空の適用によって、達成され得る。精製溶液は、真空下で、手動かまたはロボットかのいずれかによって、フィルターを通して洗浄され得、それにより、標的分析物が生物学的サンプルから濾過される。
【００４３】
種固定化フィルターにより標的分析物を固定化することは、生物学的サンプル（例えば、全血細胞、植物細胞もしくは動物細胞、または組織抽出物）を溶解して、この生物学的サンプルから標的分析物を遊離させることによって達成され得る。次いで、この遊離された標的分析物は、例えば、化学結合反応によって、この標的分析物が固定されるフィルターの表面、内部またはマトリクスと接触される。細胞サンプルは、溶解剤または化学試薬で溶解されて、核酸および核酸フラグメントを遊離し得、種固定化フィルターへの少なくとも１つの核酸分析物または核酸フラグメント分析物の結合に影響を与える。血液産物（例えば、血漿）もまた、本明細書中で有用である。本明細書中で有用な組織抽出物はまた、種固定化フィルターにすでに結合された細胞溶解物と接触し得る。
【００４４】
次いで、このシステムは、手動でまたはロボット手段によって、接着性または熱封止可能なメンブレン材料またはトレーで必要に応じて予備充填された表面またはプラットフォームに移され得る。この接着性または熱封止可能なメンブレンは、圧力または熱接着剤（例えば、熱接着可能メンブレン）のいずれかを使用して、プレートの底に永久的に結合され得る。この工程は、非漏出性の封止を生成し、そして精製システムをＰＣＲ、転写、ＲＴ、ＲＴＰＣＲなどのための反応プレートに変換する。
【００４５】
反応試薬（例えば、ＰＣＲ溶液）は、手動でまたはロボットによって、ウェルに添加され得、次いで、このシステムは、接着カバー（例えば、感圧性接着カバーまたは光硬化性接着カバー）を用いて、アレイ中のウェルの上部を横切って封止され得る。当業者に公知の接着剤を含む他の接着剤が使用され得る。本明細書中における「光硬化性接着カバー」とは、このカバーを放射線に曝露することによって、本発明のデバイスの端部開口または本発明のシステム上に、硬化、固定、結合または封止され得る任意の被覆材料を意味する。好ましい実施形態において、本明細書における限定としてではなく、光硬化性接着カバーを硬化するために有用な放射線は、紫外線である。
【００４６】
封止されたシステムは、例えば、サンプル分析のための熱サイクラーまたは配列検出システムに移され得る。
【００４７】
本発明は、複数の流体サンプルを処理するための精製システムを提供し、ここでこのシステムは、第１の表面、およびこの第１の表面中の複数の凹部を有するトレー、ならびに複数の生物学的サンプル精製デバイスを備える。複数のデバイスの各々のデバイスは、これらの凹部のそれぞれに収容されるように適合される。各デバイスは、管状体を備え、この管状体は、第１の端部、第１の端部開口、第２の端部、第２の端部開口、およびこの管状体内にあり、かつこれに固定された種固定化フィルターを有する。
【００４８】
本発明のカプセルおよびトレーシステムは、本発明の実施形態において、完全なシステムとして以下の方法を実施するように設計され得る。この管状体上の取り外し可能な端部キャップは、取り外され、そしてサンプルが、この本体のメンブレンまで直接、または予備充填された試薬（使用される場合）のいずれかまで導入される。このことは、例えば、本発明に従うデバイスの端部開口を、ヒトの身体で（例えば、指先を刺すことによって、指先で）生成される血液サンプルと接触させることによって、達成され得る。この血液の滴は、このデバイスの端部開口に入れられ、そして例えば、キャピラリー作用によって、フィルターにより吸収される。キャップ（特定の実施形態において、デバイスの開口端にはめられ（ｓｎａｐ）、この開口端との密な封止を形成するように適合されている）が、デバイスの端部開口に再適用されて、デバイスの端部が封止される。この封止されたデバイスは、次いで、保管されるか、分類されるか、分析されるか、精製されるか、さらなる分析のための研究室に輸送されるか、または後の使用または研究のためのライブラリまたは他の遠隔地に送られる。本明細書中において、「ライブラリ」とは、例えば、長期にわたる種々の個体または同じ個体由来のサンプルの収集を意味し得る。バーコードは、追跡および記録のために、封止されたデバイスに外部から適用され得る。
【００４９】
分析部位において、カプセルバーコードがスキャンされ得、そしてこのカプセルは、特定の保持トレー（複数のカプセル単位を受容するように設計されている）に固定され得る。カプセル位置に対応する保持トレー上のバーコードもまたスキャンされ得る。端部キャップは、取り外され得、そしてアレイ中のデバイスが、封止され得、そして核酸精製デバイス（例えば、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｃ．のＭｏｄｅｌ  ６７００  ロボット式核酸精製ワークステーションまたはＭｏｄｅｌ  ６１００手動操作式核酸精製ワークステーション）のデッキ空間に充填され得る。アレイトレーはまた、このデバイスを封止し得るか、または別個の封止デバイスが使用され得る。
【００５０】
本発明のカプセルおよびトレーシステムを利用するワークステーションは、例えば、重力下、真空下、加圧下、または遠心分離下で、カプセルメンブレンを通して種々の因子を濾過することによって、サンプル精製を実施する。ロボット式ワークステーションまたは手動ワークステーションは、デバイス−保持アレイトレーアセンブリを、別のデッキ空間位置に位置する基部封止トレーに移し得る。このデバイス−保持アレイトレーアセンブリは、基部封止トレーに固定され得、それにより、トレーアセンブリの底部に封止メンブレンを提供する。
【００５１】
従って、一実施形態において、本発明は、種固定化フィルター上に配置されたサンプルの他の成分から少なくとも１つの標的分析物を真空濾過または遠心分離するためのデバイスの真空プラットフォームまたは遠心プラットフォーム上に配置された精製装置を提供する。
【００５２】
ロボット式ワークステーションは、ＰＣＲのような所望の反応を実施するために、予めプログラミングされた標的特異的反応基本混合物をカプセル（またはウェル）に添加し得る。このワークステーション（自動の場合）、またはオペレーター（このワークステーションが手動の場合）は、次いで、カプセル（またはウェル）の上部を、封止デバイス（例えば、感圧性接着カバー、光硬化性接着ブランケットもしくはカバー、または封止キャップ）で封止し得る。
【００５３】
次いで、トレーアセンブリが、反応システムまたは検出システム（例えば、ＰＣＲ配列検出システム（例えば、標的分析物の増幅および分析のためのＡｐｐｌｉｅｄ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｃ．のＭｏｄｅｌ  ７７００または７９００  ＨＴデバイス））に移され得る。
【００５４】
本発明の実施形態によると、核酸分子または核酸フラグメントが、本発明のシステムのリアルタイムＰＣＲに供され得る。リアルタイムＰＣＲの考察は、＜ｈｔｔｐ：／／ｄｎａ−９．ｉｎｔ−ｍｅｄ．ｕｉｏｗａ．ｅｄｕ／ｒｅａｌｔｉｍｅ．ｈｔｍ＞に記載され、そしてその全体は本明細書中で参考として援用される。リアルタイムＰＣＲは、標的核酸配列の濃度のリアルタイムのモニタリングを含む。記載されるウェブページにおいて、モニタリングは、ＴＡＱＭＡＮ（登録商標）（Ｒｏｃｈｅ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．，Ｓｏｍｅｒｖｉｌｌｅ，ＮＪ）蛍光プローブの相対蛍光を、励起源およびＡｐｐｌｉｅｄ  Ｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．Ｍｏｄｅｌ  ７７００  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍにより提供されるようなＣＣＤアレイを使用して測定することによって、達成される。
【００５５】
本発明の装置および方法を使用して実施される実験は、初めにサンプルを溶出することなく、種固定化フィルターから直接得られた核酸に対してＰＣＲを実施することが可能であることを示した。
【００５６】
ここで図面を参照すると、図１は、本発明の実施形態に従うシステムにおいて有用なカプセルデバイス８の、一部分は想像線の拡大側面斜視図である。カプセルデバイス８は、第１の端部１１および第２の端部２１を有する管状体１０を備える。第１の端部１１には、第１の端部開口１４があり、そして第２の端部２１には、第２の端部開口１８がある。管状体１０の第１の端部１１に取付け、そして第１の端部開口１４を封止するための取り外し可能封止端部キャップ１２が、設けられる。管状体１０の第２の端部２１に取り付け、そして第２の端部開口１８を封止するための取り外し可能な封止端部キャップ１６が、設けられる。任意の適切な取付け機構または方法が、キャップを管状体１０のそれぞれの端部１１および２１に取り付けるために使用され得るが、スナップばめ（ｓｎａｐ−ｆｉｔ）連結が示される。スナップはめ連結は、例えば、外側表面１５を有するリップまたはリムを有する第１の端部１１の外周を設計し、内側表面１３を有する内側リップまたは内側リムを、キャップ１２の表面に設けることによって提供され、ここで、この内側表面１３は、外側表面１５と封止係合し、その結果、このキャップ１２は、管状体１０に固定される。
【００５７】
図１はまた、管状体１０内の、管状体１０の下側端部２１に位置するフィルター２０を示す。このフィルター２０は、圧縮ばめ、接着剤、フランジまたは当業者に公知の他のフィルター保持デバイスによって、管状体１０の内側表面に固定される。図１に示される実施形態において、このフィルターは、管状体の２つの端部開口の間のバリアを規定する（すなわち、管状体１０の長手方向軸に垂直な平面上にある管状体の内径を完全に横切って延びる）。環状端部キャップ１２および１６が示されるが、任意の適切なサイズおよび／または寸法の端部キャップが使用され得る。
【００５８】
図２は、本発明の実施形態に従うシステム３０の斜視図である。このシステム３０は、複数の貫通穴３２および図１に示される複数のカプセルデバイス８を有するアレイトレー２２を備え、ここで各デバイス８は、アレイトレー２２のそれぞれの貫通穴３２内に部分的に挿入されている。このアレイトレー２２は、任意の適切な形状（例えば、正方形または矩形を含む）であり得る。このアレイトレーは、四角形の角または鍵形の領域２３を含み、ワークステーションの中または上でのシステムの適切な配向、位置決めおよび／または整列を保証する。アレイトレー２２は、カプセルデバイスと同じ数の貫通穴を含み得る。９６のサンプルウェルを含むトレーは、より大きなより少ない数のサンプルを有するアレイトレーと同様に使用され得る。
【００５９】
図３は、図２に示されるシステム３０の斜視図であり、ここで、複数のカプセルデバイス８は、アレイトレー２２の貫通穴に完全に挿入され、取り外し可能キャップ１２および１６は、各管状体１０の端部に残っている。カプセルデバイス８の形状と貫通穴３２との間の関係は、デバイス８がアレイトレー２２に固定されるような関係であり得る。
【００６０】
図４は、図３のシステム３０と類似しているが、カプセルデバイス８の第２の端部２１における取り外し可能キャップ１６が取り外されている、本発明に従うシステム３６の斜視図である。
【００６１】
図５は、図４に示されるシステム３６と類似しているが、複数のカプセルデバイス８の第２の端部を収容するための複数の凹部４２を有する封止トレー２４を、封止デバイスとしてさらに備える、本発明に従うシステム４０の拡大斜視図である。この封止トレー２４は、四角コーナー２５と共に提供され得る。各凹部４２は、側壁４４および底部壁４６を有し、それぞれのカプセルデバイス８の第２の端部開口１８を封止するように設計されている。光学接着剤が、各凹部に提供され得、そしてこの光学接着剤は、アセンブリの予備的な構築の後に、光硬化され得る。封止トレー２４は、アレイトレー２２と同じ長さおよび幅の寸法を有し、アレイトレー２２の貫通穴３２と同じ数の凹部４２を有し、かつアレイトレー２２の貫通穴３２の中心間の間隔と同じ凹部の中心間の間隔を有するように設計され得る。システム４０には、最初に、封止トレー２４が設けられ、従って、図１および３に示されるキャップ１６のような封止キャップの必要性を排除する。
【００６２】
図６は、構築状態の、図５に示されるシステム４０の斜視図である。複数のカプセルデバイス８の第２の端部２１は、封止トレー２４のそれぞれの凹部に収容される。必要に応じて、１つ以上の薬剤、試薬または他の成分が、封止前に添加され得る。複数のカプセルデバイス８の第２の端部開口１８は、この封止トレー２４によって封止される。封止されたシステムは、長期間保管され得るか、またはＰＣＲ、転写、ＲＴ、ＲＴＰＣＲまたは別のプロセスに供され得る。
【００６３】
図７は、本発明のさらに別の実施形態の部分断面斜視図であり、ここで、プレートシステム５０は、上面６０および底面６２を有するプレート５８を備える。図８は、図７の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿ってとった断面図である。プレート５８は、複数の貫通穴５２、および各貫通穴５２中に配置された種固定化フィルター５４を備える。示される実施形態において、貫通穴５２の第１の開口６４は、プレート５８の上面６０に位置する。第１の開口６４は、それぞれの取り外し可能端部キャップ５６（１つの端部キャップ５６が示されている）で、または任意の他の封止デバイス（図示せず）（例えば、接着シート、封止トレーまたは封止部材）で封止され得る。同様に、第２のまたは底部の端部開口６５が、取り外し可能キャップで、または任意の他の適切な封止デバイスで封止され得る。
【００６４】
図９は、図７に示され、排液収集トレー８２の上に配置される、プレートシステム５０を備えるアセンブリ８０の拡大斜視図である。図１０は、図９の線Ｘ−Ｘに沿ってとった図９に示される排液収集トレー８２の断面図である。この排液収集トレー８２は、排液収集ウェル８４を備える。各ウェル８４は、開口８６、側壁８８および底部壁９０を有する。開口部８６の直径は、プレート５８の第２の端部開口６５の直径と同じである。排液収集トレー８２は、システム５０の貫通穴５２を通って洗浄されたかまたはこの貫通穴を通過した排液を収集する。プレートシステム５０を排液収集トレー８２と整列するための配置（ｒｅｇｉｓｔｅｒｉｎｇ）手段もまた、設けられ得る。
【００６５】
図１１は、プレートシステム５８のそれぞれの上面６０および底面６２に接着された封止上部プレート９４および封止底部プレート９２を封止デバイスとして有する、図７に示されるプレートシステム５０の断面図である。
【００６６】
図７〜１１に例示されるような本発明のデバイスの実施形態において、最初にプレート５８上に存在する取り外し可能な保護リップ（図示せず）が、操作の開始時に取り外され得る。生物学的サンプル（例えば、全血細胞および／または組織抽出物）は、手動でまたはロボットによって、プレート５８の貫通穴にピペット操作され得る。このサンプルは、フィルター上またはフィルター中に吸収され得る。次いで、貫通穴５２が、さらなる構成要素を用いてまたは用いることなく封止され得、そして長期間保管され得る。このサンプルは、乾燥され得る。あるいは、またはさらに、フィルターを洗浄し、そしてフィルター上またはフィルター中に標的分析物を精製および／または単離するための精製溶液または洗浄溶液が作製され得る。洗浄は、例えば、真空フローにおける手動での交換またはロボットによる交換のいずれかによって、真空を使用して容易にされ得る。保管は、精製の前または後にあり得る。精製されたサンプルは、次いで、さらなる構成要素を用いるかまたは用いずにプレート中で封止され、そして保管され得るか、またはＰＣＲ、転写、ＲＴ、ＲＴＰＣＲもしくは別のプロセスに供され得る。
【００６７】
サンプルの精製後、プレート５８は、封止され得、そして保管され、そして／または手動手段またはロボット手段のいずれかによって、プラットフォームまたはワークステーションに移され得る。さらなる成分（例えば、ＰＣＲ溶液、転写溶液、ＲＴ溶液、またはＲＴＰＣＲ溶液）が、封止の前に、貫通穴５２に添加され得る。プレート５８は、例えば、接着メンブレン材料または熱封止可能なメンブレン材料で封止され手、プレート５８の上面６０、底面６２または両面６０、６２のいずれかへの永久的な結合を生成し得る。このように、漏出防止シールが、提供され得、そしてデバイスは、ＰＣＲプレート、転写プレート、ＲＴプレート、ＲＴＰＣＲプレートまたは類似のデバイスに変換され得る。
【００６８】
本発明はまた、自動化実験室ワークステーションにおいて、本明細書に記載されるカプセルおよびトレーアセンブリを使用して、連続的な化学反応（例えば、収集、精製、単離、ＰＣＲ、転写、ＲＴ、またはＲＴＰＣＲ）を実施する方法に関する。従って、本発明は、核酸または核酸フラグメントを含む少なくとも１つの標的分析物を分離するための方法をさらに提供し、ここで、この方法は、核酸または核酸フラグメントサンプル精製デバイスを提供する工程を包含し、このデバイスは、第１の端部、第１の端部開口、第２の端部、第２の端部開口、および管状体内の種固定化フィルターを有する管状体を備え、ここで、種固定化フィルターは、分析物を単離し得、そしてフィルター中にか、またはフィルター上に分析物を固定化し得る。この方法は、管状体の端部開口を介して、核酸または核酸フラグメントを含む生物学的サンプルを導入する工程、およびこのサンプル中に存在する場合、標的分析物を種固定化フィルターによって固定化させる工程をさらに包含する。次いで、標的分析物以外の生物学的サンプルの成分は、種固定化フィルターから除去される。あるいは、標的分析物は、任意の他の濾過機構を介してフィルター上にか、またはフィルター中に固定化され得る。この様式において、本発明は、試験方法およびこの方法の使用を提供する。従って、患者の血液サンプルまたはその成分は、本発明の方法によって、精製デバイスに配置され得、種固定化フィルターによって保持され得、そして反応条件に供されて、それによって反応産物が、サンプルから生じる。この反応の産物は、特定の産物の存在について分析され得、結論が、患者の血液に関して導き出される。
【００６９】
本発明はさらに、ヌクレオチド重合反応または他の核酸または核酸フラグメント操作反応（Ｔｈｉｒｄ  Ｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ｏｆ  Ｍａｄｉｓｏｎ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎから入手可能なＩＮＶＡＤＥＲ技術、オリゴヌクレオチドまたは核酸フラグメントのＰＣＲ増幅、転写、ＲＴ、またはＲＴＰＣＲにおいて使用されるような増幅および検出反応を含む）を実施するための方法を提供する。この方法は、生物学的サンプル精製デバイスを提供する工程を包含し、ここで、このデバイスは、第１の端部、第１の端部開口、第２の端部、第２の端部開口、および管状体内の種固定化フィルターを有する管状体を備える。標的分析物を含む生物学的サンプルは、管状体の第１の端部開口および第２の端部開口のうちの少なくとも１つを介して、管状体に導入される。反応溶液（例えば、ポリメラーゼ連鎖反応溶液）が、管状体に導入される。次いで、端部開口を封止して、封止されたデバイスを形成し、そしてこの封止されたデバイスは、所望の反応（例えば、標的分析物のポリメラーゼ連鎖反応増幅）を実施するための条件に曝露される。
【００７０】
本発明はさらに、生物学的サンプルから標的分析物を操作するための方法に関する。この方法は、生物学的サンプル精製デバイスを提供する工程を包含し、このデバイスは、第１の端部、第１の端部開口、第２の端部、第２の端部開口、第１および第２の端部のうちの少なくとも１つに装着可能な少なくとも１つの取り外し可能なキャップ、および管状体内の種固定化フィルターを有する管状体を備える。標的分析物を含む生物学的サンプルは、このデバイスに導入され、サンプルからの標的分析物は、種固定化フィルターによって固定化される。次いで、この標的分析物は、種固定化フィルターから生物学的サンプルの他の成分を除去することによって単離される。次いで、生物学的サンプルが導入される管状体の端部開口は、端部開口の両方が、封止デバイスにより封止され、それによって封止されたデバイスを形成するように、封止される。次いで、この封止されたデバイスは、デバイス内の標的分析物の所望の反応（例えば、ポリメラーゼ連鎖反応増幅）を引き起こす条件に供される。
【００７１】
本発明の他の実施形態は、明細書の考慮および本明細書に開示される本発明の実施から当業者に対して明らかである。明細書および実施例は、単なる例示としてみなされ、そして本発明の真の範囲および精神は、添付の特許請求の範囲によって示されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】図１は、本発明の実施形態による、取り外し可能かつ封止可能な末端キャップを備えるカプセルデバイスの、部分的に想像図の、分解側面斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態によるシステムの斜視図であり、このシステムは、貫通穴を有するアレイトレーおよび複数のカプセルデバイスを備え、これらのカプセルデバイスの各々が、アレイトレーのそれぞれの貫通穴に、部分的に挿入されている。
【図３】図３は、図２に示されるシステムの斜視図であり、ここで、複数のカプセルデバイスが、アレイトレーの貫通穴に完全に挿入されており、そして取り外し可能なキャップが、各カプセルデバイスの両端に残っている。
【図４】図４は、カプセルデバイスの下端（図示せず）のキャップが取り外されている、図３のシステムの斜視図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態によるシステムの分解斜視図であり、貫通穴を有するアレイトレー、複数のカプセルデバイス、および複数の凹部を有する封止トレーを備え、複数のカプセルデバイスの各々が、アレイトレーのそれぞれの貫通穴に部分的に挿入され、そして封止トレーの凹部は、複数のカプセルデバイスの下端（図示せず）を受け入れる。
【図６】図６は、組み立てられた状態の、図５に示されるシステムの斜視図であり、ここで、複数のカプセルデバイスの下端は、封止トレーの凹部に受け入れられている。
【図７】図７は、本発明のなお別の実施形態の部分切取斜視図であり、ここで、複数の貫通穴および各貫通穴内に配置された種固定化フィルターを有する、プレートシステムが提供されている。
【図８】図８は、図７の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩを通る断面図である。
【図９】図９は、廃液収集トレーの上に配置された、図７のプレートシステムを備えるアセンブリの分解斜視図である。
【図１０】図１０は、図９の線Ｘ−Ｘを通る、図９に示される廃液収集トレーの断面図である。
【図１１】図１１は、封止頂部プレートおよび封止底部プレートが、システムのそれぞれの頂部表面および底部表面に接着された、図７に示されるプレートシステムの断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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