(57)【要約】  液体（すなわち、細胞外）試験とスライドベース（すなわち、細胞内）試験の両方用のサンプルを抽出するように試料、たとえば生物学的試料を処理する装置および方法。両種類のサンプルを単一の流体試料から得ることができる。流体サンプリングステーションは、試料容器から流体を除去し、サンプルレセプタクルに入れる。試料取得ステーションは、容器から流体を除去し、除去された流体から粒状物質（たとえば、細胞）を分離し、スライドに移される粒状物質のサンプル層を形成する。2つのサンプリング動作は任意の順序で行うことができる。流体サンプルレセプタクルは特殊な一方向弁構成を有する。この装置は、複数の流体試料をそのそれぞれの容器内で処理するように自動化することができる。本発明による装置は、ほぼすべての細胞病理学試験用のすべての必要な液体サンプルおよびスライドベースのサンプルを作製することのできる「プラットフォーム装置」である。
2005514594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの容器内の複数の流体試料を個々に処理する自動化方法であって、以下の段階を含む方法：
容器を処理経路に沿って順次輸送して、前処理ヘッドに容器を提供し、その後、液体サンプリング引出しヘッドおよび試料取得ヘッドを含む他の処理ヘッドにいずれかの順序で提供する段階であって、
前処理ヘッドが、提供された各容器内の試料に対して前処理動作を行うよう適合化されており、
液体サンプリング引出しヘッドが、提供された任意の容器から前処理された液体を除去し、除去された液体サンプルをそれぞれのサンプルレセプタクルに入れるよう適合化されており、
試料取得ヘッドが、提供された任意の容器から前処理された液体を吸引し、吸引された液体をフィルタを介して通過させて、フィルタの表面に粒状物質サンプルを収集し、処理経路の近くに配置されたそれぞれのスライドにフィルタを押し付けて、粒状物質サンプルをスライドに移すよう適合化されている段階；
容器が提供されたことに応答して、前処理ヘッドを作動させ、前処理動作を独立に行う段階；
容器が提供されたことに応答して、液体サンプリング引出しヘッドを作動させ、流体除去動作を独立に行う段階；ならびに
容器が提供されたことに応答して、試料取得ヘッドを作動させ、吸引動作／サンプルのスライドへの移送動作を独立に行う段階。
【請求項２】
サンプルレセプタクルを、処理経路と交差するレセプタクル経路に沿って流体サンプリング引出しヘッドに順次輸送する段階を含む、請求項1記載の自動化方法。
【請求項３】
内部に流体サンプルを含むサンプルレセプタクルを、処理経路と交差するレセプタクル経路に沿って流体サンプリング引出しヘッドから順次輸送する段階を含む、請求項2記載の自動化方法。
【請求項４】
流体サンプリング引出しヘッドへの輸送および流体サンプリング引出しヘッドからの、サンプルレセプタクルの輸送が、処理経路に沿った容器の輸送と同期する、請求項3記載の自動化方法。
【請求項５】
各容器が、吸引管を備えた処理アセンブリを内部に有し、流体サンプリング引出しヘッドが、吸引管を通して容器から流体を除去する、請求項１記載の自動化方法。
【請求項６】
処理アセンブリが、フィルタを受けるよう適合化されている上部粒状物質分離チャンバを有し、吸引管が、分離チャンバに従属しかつ分離チャンバと連通している、請求項5記載の自動化方法。
【請求項７】
各サンプルレセプタクルが、入口を有し、流体サンプリング引出しヘッドが、処理アセンブリ吸引管と密封係合するようサンプルレセプタクルの入口を配置し、流体が、サンプルレセプタクルに直接引き込まれる、請求項5または6記載の自動化方法。
【請求項８】
サンプルレセプタクルの入口が、流体流がレセプタクルに流れ込むが、サンプルレセプタクルから流出しないことを可能にする一方向弁を含み、流体サンプリング引出しヘッドが、処理アセンブリ吸引管と密封係合するよう一方向弁を配置し、流体が、一方向弁を通ってサンプルレセプタクルに直接引き込まれる、請求項7記載の自動化方法。
【請求項９】
流体サンプリング引出しヘッドが、流体がサンプルレセプタクルに引き込まれる前に、サンプルレセプタクルを下向きに移動させて一方向弁を処理アセンブリ吸引管と係合させ、流体引出しの後で上向きに移動させて一方向弁を吸引管から取り外す、請求項8記載の自動化方法。
【請求項１０】
サンプルレセプタクルを、処理経路と交差するレセプタクル経路に沿って流体サンプリング引出しヘッドへ順次輸送する段階を含む、請求項9記載の自動化方法。
【請求項１１】
流体サンプルを内部に含むサンプルレセプタクルを、処理経路と交差するレセプタクル経路に沿って流体サンプリング引出しヘッドから順次輸送する段階を含む、請求項10記載の自動化方法。
【請求項１２】
流体サンプリング引出しヘッドへの輸送および流体サンプリング引出しヘッドからの、サンプルレセプタクルの輸送が、処理経路に沿った容器の輸送と同期する、請求項11記載の自動化方法。
【請求項１３】
流体サンプリング引出しヘッドが、所定量の流体をサンプルレセプタクルに引き込む、請求項12記載の自動化方法。
【請求項１４】
流体サンプリング引出しヘッドが、所定量の流体をサンプルレセプタクルに引き込む、請求項1記載の自動化方法。
【請求項１５】
以下を含む、それぞれの容器内の複数の流体試料を個々に処理するための自動化装置：
容器を支持し処理経路に沿って順次前進させる容器輸送機構；
容器輸送機構よって提供された各容器内の試料に対して前処理動作を行うよう適合化されている、処理経路に沿った前処理ヘッド；
容器から前処理された液体を除去しかつ除去された液体サンプルをそれぞれのサンプルレセプタクルに入れるよう適合化されいる、処理経路に沿った、前処理ヘッドの下流側の液体サンプリング引出しヘッド；
容器輸送機構によって提供された任意の容器から前処理された液体を吸引し液体をフィルタを介して通過させて、フィルタの表面上の粒状物質サンプルを収集し、処理経路の近くに配置されたそれぞれのスライドにフィルタを押し付けて、粒状物質サンプルをスライドに移すよう適合化されている、処理経路に沿った、前処理ヘッドの下流側の試料取得ヘッド；ならびに
前処理ヘッドの動作、流体サンプリング引出しヘッドの動作、試料取得ヘッドの動作、および容器輸送機構の移動を支配するコントローラであって、前処理ヘッドに容器が提供されたことに応答して、提供された容器内の試料を前処理ヘッドに独立に前処理させ、流体サンプリング引出しヘッドに容器が提供されたことに応答して、前処理された流体を流体サンプリング引出しヘッドに独立に容器から除去させかつ、試料取得ヘッドに容器が提供されたことに応答して、前処理された流体を試料取得ヘッドに独立に容器から吸引して、粒状物質サンプルをフィルタからスライドに移送するコントローラ。
【請求項１６】
サンプルレセプタクルを、処理経路と交差するレセプタクル経路に沿って流体サンプリング引出しヘッドに順次輸送するレセプタクル輸送機構を含む、請求項15記載の自動化装置。
【請求項１７】
レセプタクル輸送機構が、流体サンプルを内部に含むサンプルレセプタクルを、処理経路と交差するレセプタクル経路に沿って流体サンプリング引出しヘッドから順次輸送する、請求項16記載の自動化装置。
【請求項１８】
レセプタクル輸送機構が、処理経路の一端でサンプルレセプタクルを流体サンプリング引出しヘッドへ輸送し、流体サンプルを内部に含むサンプルレセプタクルを処理経路の他端で流体サンプリング引出しヘッドから離す、請求項17記載の自動化装置。
【請求項１９】
レセプタクル輸送機構および容器輸送機構が、同期する、請求項18記載の自動化装置。
【請求項２０】
各容器が、吸引管を備えた処理アセンブリを内部に有し、流体サンプリング引出しヘッドが、流体を吸引管を通して容器から引き出すよう適合化されている、請求項15記載の自動化装置。
【請求項２１】
処理アセンブリが、フィルタを受けるよう適合化されている上部粒状物質分離チャンバを有し、吸引管が、分離チャンバに従属し、かつ分離チャンバと連通している、請求項20記載の自動化装置。
【請求項２２】
各サンプルレセプタクルが、入口を有し、流体サンプリング引出しヘッドが、サンプルレセプタクルを容器の方へ移動させて、処理アセンブリ吸引管と密封係合するようサンプルレセプタクルの入口を配置するアクチュエータを有し、それによって流体がサンプルレセプタクルに直接引き込まれる、請求項20または21記載の自動化装置。
【請求項２３】
サンプルレセプタクルの入口が、流体流がレセプタクルに流れ込むがサンプルレセプタクルから流出しないことを可能にする一方向弁を含み、流体サンプリング引出しヘッドのアクチュエータが、サンプルレセプタクルを移動させて、処理アセンブリ吸引管と密封係合するよう一方向弁を配置し、それによって流体が一方向弁を通してサンプルレセプタクルに直接引き込まれる、請求項22記載の自動化装置。
【請求項２４】
流体サンプリング引出しヘッドのアクチュエータが、流体がサンプルレセプタクルに引き込まれる前にサンプルレセプタクルを下向きに移動させて、一方向弁を処理アセンブリ吸引管に係合させ、流体引出しの後で上向きに移動させて一方向弁を吸引管から取り外す、請求項23記載の自動化装置。
【請求項２５】
処理経路と交差するレセプタクル経路に沿って流体サンプリング引出しヘッドへサンプルレセプタクルを順次輸送するレセプタクル輸送機構を含む、請求項24記載の自動化装置。
【請求項２６】
レセプタクル輸送機構が、処理経路と交差するレセプタクル経路に沿って流体サンプリング引出しヘッドから流体サンプルを内部に含むサンプルレセプタクルを順次輸送する、請求項25記載の自動化装置。
【請求項２７】
レセプタクル輸送機構が、処理経路の一端のサンプルレセプタクルを流体サンプリング引出しヘッドへ輸送し、流体サンプルを内部に含むサンプルレセプタクルを処理経路の他端の流体サンプリング引出しヘッドから離す、請求項26記載の自動化装置。
【請求項２８】
レセプタクル輸送機構および容器輸送機構が、同期する、請求項27記載の自動化装置。
【請求項２９】
流体サンプリング引出しヘッドが、所定量の流体をサンプルレセプタクルに引き込む、請求項28記載の自動化装置。
【請求項３０】
流体サンプリング引出しヘッドが、所定量の流体をサンプルレセプタクルに引き込む、請求項15記載の自動化装置。
【請求項３１】
各サンプルレセプタクルが、開口端部を有しかつ流体流が試験管に流れ込むが試験管から流出しないことを可能にする一方向弁を他方の端部に有する試験管を含み、流体サンプリング引出しヘッドが、試験管の開口端部に取外し可能に係合して吸引を行うよう適合化されている真空継手を含む、請求項15記載の自動化装置。
【請求項３２】
各容器が、吸引管を備えた処理アセンブリを内部に有し、流体サンプリング引出しヘッドが、試験管を移動させて、処理アセンブリ吸引管と密封係合するよう一方向弁を配置し、それによって流体が一方向弁を通して試験管に直接引き込まれるアクチュエータを含む、請求項31記載の自動化装置。
【請求項３３】
以下の段階を含む、それぞれの容器内の複数の流体試料を個々に処理する自動化方法：
容器を処理経路に沿って順次輸送して、流体サンプリングステーションおよび試料取得ステーションにいずれかの順序で容器を提供する段階であって、
液体サンプリングステーションが、提供された任意の容器から流体を除去し、除去された流体サンプルをサンプルレセプタクルに入れるよう適合化されており、
試料取得ステーションが、提供された任意の容器から流体を除去し、除去された流体から粒状物質を分離し、かつ粒状物質のサンプル層を形成するよう適合化されている段階；
容器が提供されたことに応答して、液体サンプリングステーションを作動させ、流体除去動作を独立に行う段階；ならびに
容器が提供されたことに応答して、試料取得ステーションを作動させ、流体除去、粒状物質分離、およびサンプル形成動作を独立に行う段階。
【請求項３４】
レセプタクル経路に沿って流体サンプリングステーションへ輸送し、かつ流体サンプリングステーションからサンプルレセプタクルを順次輸送する段階を含む、請求項33記載の自動化方法。
【請求項３５】
流体サンプリングステーションへの輸送および流体サンプリングステーションからの、サンプルレセプタクルの輸送が、処理経路に沿った容器の輸送と同期する、請求項34記載の自動化方法。
【請求項３６】
レセプタクル経路が、処理経路と交差する、請求項35記載の自動化方法。
【請求項３７】
試料取得ステーションが、フィルタの表面の粒状物質の層を収集し、処理経路の近くに配置されたスライドにフィルタを押し付けて、粒状物質サンプルをスライドに移すよう適合化されている、請求項36記載の自動化方法。
【請求項３８】
試料取得ステーションが、フィルタ表面の粒状物質の層を収集し、処理経路の近くに配置されたスライドにフィルタを押し付けて、粒状物質サンプルをスライドに移すよう適合化されている、請求項33記載の自動化方法。
【請求項３９】
以下を含む、それぞれの容器内の複数の流体試料を個々に処理するための自動化装置：
容器を支持し処理経路に沿って順次前進させる容器輸送機構；
提供された任意の容器から流体を除去して、除去された流体サンプルをサンプルレセプタクルに入れるよう適合化されている、処理経路に沿った液体サンプリングヘッド；
提供された任意の容器から流体を除去して、除去された流体から粒状物質を分離し、粒状物質のサンプル層を形成するよう適合化されている、処理経路に沿った試料取得ヘッド；ならびに
流体サンプリングヘッドの動作、試料取得ヘッドの動作、および容器輸送機構の移動を支配するコントローラであって、流体サンプリングヘッドに容器が提供されたことに応答して、流体サンプリングヘッドで独立に、容器から流体を除去させ、試料取得ヘッドに容器が提供されたことに応答して、試料取得ヘッドで独立に、容器から流体を除去させ、除去された流体サンプルから粒状物質を分離し、かつ粒状物質のサンプル層を形成するコントローラ。
【請求項４０】
レセプタクル経路に沿って流体サンプリングステーションへおよび液体サンプルステーションからサンプルレセプタクルを順次輸送するレセプタクル輸送機構を含む、請求項39記載の自動化装置。
【請求項４１】
レセプタクル輸送機構および容器輸送機構が、同期する、請求項40記載の自動化装置。
【請求項４２】
レセプタクル経路が、処理経路と交差する、請求項41記載の自動化装置。
【請求項４３】
試料取得ステーションが、フィルタ表面の粒状物質の層を収集し、処理経路の近くに配置されたスライドにフィルタを押し付けて、粒状物質サンプルをスライドに移すよう適合化されている、請求項42記載の自動化装置。
【請求項４４】
以下を含む、流体サンプルを収集するためのレセプタクル：
流体を受けて保持するための中空の本体；
本体に設けられ、本体の外側と内側との間に流体流路を有する一方弁であり、外圧が内圧を超えたときに流体が本体内側に流れ込むのを可能にする圧力作動式でありかつ、その他任意の相対的圧力条件の影響下で流体が本体から流出するのを妨げる、一方向弁；および
本体内の、弁から離れた位置にある排気口。
【請求項４５】
弁が、本体外側に開口した入口部および、本体内側に開口した出口部を含み、流路が、入口部と出口部との間を延びており、流路の少なくとも一部が内圧と外圧が実質的に等しい場合に弾性的に閉位置に偏り、入口部から出口部まで弁全体にわたって差次的である正圧に応じて流体が本体に流れ込むのを可能にする膨張可能である、請求項44記載のレセプタクル。
【請求項４６】
流路の出口部の部分が、弾性的に偏った部分に向かって先細りしている、請求項45記載のレセプタクル。
【請求項４７】
出口部が、本体内側に露出した先細りの先端を有し、かつ流路の弾性的に偏った部分が、先細りの先端を通って延びている、請求項46記載のレセプタクル。
【請求項４８】
弾性的な流路が形成された弁の一部が、弾性材料で作製されている、請求項45から47のいずれか一項記載のレセプタクル。
【請求項４９】
弾性材料が、エラストマーである、請求項48記載のレセプタクル。
【請求項５０】
弁全体が、弾性材料で作製されており、入口部が、収集される流体源でシールを形成するよう適合化されている、請求項48記載のレセプタクル。
【請求項５１】
弾性材料が、エラストマーである、請求項50記載のレセプタクル。
【請求項５２】
入口部が、収集される流体源でシールを形成するよう適合化されている弾性材料で作製されている、請求項45から47のいずれか一項記載のレセプタクル。
【請求項５３】
弾性材料が、エラストマーである、請求項52記載のエラストマー。
【請求項５４】
排気口が、本体が流体で充填されるにつれて気体が本体内側から出るために通るポートを含む、請求項44から47のいずれか一項記載のレセプタクル。
【請求項５５】
本体が、管の一方の端部に弁を、および管の他方の開口端部を含む排気口を有する、概ね管状である、請求項54記載のレセプタクル。
【請求項５６】
排気口が、流体サンプルが得られた後クロージャで密封されるよう適合化されている、請求項55記載のレセプタクル。
【請求項５７】
以下を含む、容器内の流体試料から様々な種類のサンプルを得る装置：
容器用の支持体；
容器から流体を除去して、除去された流体をサンプルレセプタクルに入れるよう適合化されている流体サンプリングヘッド；および
容器から流体を除去して、除去された流体から粒状物質を分離し、かつ粒状物質のサンプル層を形成するよう適合化されている試料取得ヘッド。
【請求項５８】
レセプタクルが、入口を有し、流体サンプリングヘッドが、レセプタクルに対して吸引を行うことによって、流体を容器から入口を通じて直接レセプタクルへと吸引するよう適合化されている、請求項57記載の装置。
【請求項５９】
試料取得ヘッドが、流体を容器からフィルタを通じて吸引して、フィルタ上のサンプル層を収集するよう適合化されている、請求項58記載の装置。
【請求項６０】
試料取得ヘッドが、粒状物質のサンプル層をスライドに移すよう適合化されている、請求項59記載の装置。
【請求項６１】
以下の段階を含む、単一の装置を使用して、容器内の流体試料から様々な種類のサンプルを得る方法：
容器を装置内に支持する段階；
装置の流体サンプリングステーションと流体連通するよう試料を配置し、それによって流体が容器から除去されサンプルレセプタクルに入れられる段階；および
装置の試料取得ステーションと流体連通するよう試料を配置し、それによって流体が容器から除去され、除去された流体から粒状物質が分離され、かつ粒状物質のサンプル層が形成される段階とを含む方法。
【請求項６２】
装置が、粒状物質のサンプル層をスライド上に置く、請求項61記載の方法。
【請求項６３】
試料が、生物学的試料である、請求項60、61、または62記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、共通の所有者を有し、すべての出願が参照として本明細書に組み入れられる、2001年10月19日に出願された米国仮出願第60/330,092号、2002年4月15日に出願された米国仮出願第60/372,080号、2002年4月19日に出願された米国仮出願第60/373,658号の利益を主張するものである。本出願は、共通の所有者を有し、本出願と同時に出願され、やはり参照として本明細書に組み入れられる、「液体ベースの複数の試料を処理する自動化システムおよび方法（Automated System and Method for Processing Multiple Liquid-Based Specimens）」という名称の、Norman J. PressmanおよびWilliam J. Mayerの非仮出願にも関する。
【０００２】
技術分野
本発明は、流体試料、たとえば生物学的流体試料を、試験用のサンプルを抽出するように処理することに関する。
【背景技術】
【０００３】
背景
医学界では、一般に、早期に疾病を検出し、診断し、治療的なモニタリングおよび介入を行うことによって患者の治療結果が改善するという仮説が立てられ、かつそのことが認められている。細胞生物学、細胞遺伝学、および分子病理学が進歩するにつれて、感度および特異性の高められた新しいスクリーニング方法および診断方法が確立されている。早期検出および診断のためのこれらの改良された手段と、治療的モニタリングのためのこれらの改良された手段は、たとえば、規範（referenec）研究所や、診療所や、病院ベースの臨床試験研究所で実施されている。
【０００４】
多くの種類の疾病は、細胞ベース（たとえば、（a）肺ガン、結腸ガン、膀胱ガン、前立腺ガン、子宮頚ガン、乳ガンなどのガン、および（b）アルツハイマー病やパーキンソン病のような神経および筋肉変形疾患）であるか、または患者もしくは宿主生物体内の細胞環境および生成物による（たとえば、（a）HIV/AIDSなどの免疫疾患および自己免疫疾患、ならびに（b）ウィルス、菌類、細菌、寄生虫、またはその他の感染媒体によって発症する女性器の性感染症（STD）のような他の感染症）ものである。高度なスクリーニング方法および診断方法は、疑わしい細胞、異型の細胞、感染した細胞、および／またはガン細胞の内部（すなわち、細胞内）とそのような細胞の外部（すなわち、細胞外）の両方における分子、分子事象、または異物生物体の検出に基づいて行われることが多い。
【０００５】
患者の試料は、患者がスクリーニング、診断、または治療のモニタリング検査を受けるときに収集される。試料が収集されるスクリーニング検査の例には、痰の分析によって検証される肺ガンの検査、結腸ガンの検査、PAPスミアおよび骨盤女性器検査によって検証される子宮頚ガンの検査、排尿の分析によって検証される膀胱ガンの検査、皮膚ガン検査が含まれる。医療専門家および分析装置（たとえば、細胞検査技師、病理学者、血液学者、血液化学分析器、血球流量計（flow cytometer）、分光計）によって、このような試料から得たサンプルを評価し、解釈し、分類／診断できるようにするには、このような試料を処理する必要がある。試料処理には、試料収集、細胞分散、粘液の分離、固定、等分化、均一化、細胞付着、染色、細胞分子標識付け、ガラス顕微鏡スライドカバースリッピング技術を含めてよいが、これらに限らない。
【０００６】
試料処理プロトコルの結果または副産物として、その後人間または機械によって評価することのできる患者のサンプルが得られる。通常、臨床材料が細胞内分析を受けるか、それとも細胞外分析を受けるかに応じて、2種類の細胞病理学サンプルが作製される。細胞内細胞病理学分析向けに作製されるサンプルは、顕微鏡スライドベースのサンプル（専門家または機械によって評価されれる）であるか、または血球流量計、PCR分析器、および／またはその他の分析装置によって評価される液体ベースのサンプルである。細胞外細胞病理学分析向けに作製されるサンプルは、収集されるか、または後で、試験管、バイアル、または生物医学的液体サンプル用のその他のサンプル容器に入れられる主として液体のサンプルである。
【０００７】
スライドベースのサンプルは、従来の子宮頚−膣Papanicolaou（PAP）スミアや、改良された視覚化および／または機械分析用のガラス顕微鏡スライド上に付着させた細胞の薄い層または単層が得られるLPB（液体ベース作製）技術などの改良された手段のようないくつかの技術によって作製することができる。前記の仮出願第60/372,080号および本出願と同時に出願された前記の非仮出願に開示されているMonoGen MONOPREP(商標)LBP装置は、このようなスライドサンプル作製装置の一例である。このような種類のサンプル（すなわち、LBPスライド）は、細胞検査技師および病理学者によって行われる従来のPAP試験で用いられる直接視覚化や、血液学者によって行われる周囲血液白血球百分比のような多数の試験方法によって、細胞内分析に用いられる。他の細胞内分析には、DNA構造の細胞遺伝分子変化の検出（たとえば、シーケンシング）および含有量の細胞遺伝分子変化の検出（たとえば、in situハイブリダイゼーション技術）を含む、細胞または細胞小器官（たとえば、核、核小体ミトコンドリア、細胞質）内に見られるタンパク質の有無、過剰発現、または過小発現を判定する分子診断試験（免疫細胞化学技術）またはその他の分子の有無、過剰発現、または過小発現を判定する分子診断試験が含まれる。
【０００８】
液体サンプルは、細胞外含有物の機械分析のために作製されることが多い。このようなサンプルには、血液化学試験用の凝結防止された血液の試験管が含まれる（たとえば、SGOT、NA、K、CA、アルカリ性ホスファターゼ、PSA、BUN/クレアチニン比、ヘモグロビン、ヘモトクリット、血糖、HDLおよびLDLコレステロール量）。液体サンプルの細胞外分析に用いられる技術には、PCR（すなわち、ポリメラーゼ連鎖反応）、NASBA（核酸染色ベース増幅）、マイクロアレイ遺伝子型同定、混成捕獲、直接ハイブリダイゼーション、シーケンシング、分光計、液体クロマトグラフィ、蛍光抗体検出、抗原検出、免疫化学、酵素化学、DNA分析、核プローブ検出、ウィルスおよびRNA定量化、血球流量計、ならびに細胞選別機が含まれるが、それらに限らない。これらの液体サンプルに対する試験には、クラミジアに関する試験、EIAによるCMV抗原の検出を含むサイトメガロウィルス（CMV）に関する試験、直接プローブおよび増幅プローブによるトラコーマ症検出に関する試験、肝炎（B型およびC型）コアIgGならびに表面抗体および抗原に関する試験、直接プローブ技術を含む肺炎に関する試験、直接プローブおよび増幅プローブによる検出および定量化によるHIV-1検出に関する試験、ならびに直接プローブおよび増幅プローブを介した放線菌結核DNAおよびRNA定量化ならびに検出に関する試験が含まれるが、それらに限らない。
【０００９】
細胞内アッセイ（たとえば、スライドベースのサンプル）または細胞外アッセイ（たとえば、液体サンプル）に基づいて行うことができる試験もある（たとえば、非宿主感染生物体の有無の検出）。この例には、淋疾、トラコーマ症、クラミジア（GTC）を含むSTDの検出に関する試験が含まれる。
【００１０】
ポイントオブケア（point-of-care、POC）サイトで収集された試料を取り込み、LBP顕微鏡スライドベースのサンプルを作製する装置はすでに存在する（たとえば、上記で引用したMonoGen MONOPREP(商標)LBPシステムや、Cytyc THINPREP(R)2000および3000LBP装置）。POC試料を取り込み、液体サンプルを作製し、様々な細胞外試験を行う他の装置もすでに存在する（たとえば、Olympus America, Inc.から市販されている血液化学分析器）。1つの装置で、両方の種類の分析に適した臨床細胞学試料からサンプルを作製することのできる装置は存在しない。
【発明の開示】
【００１１】
発明の概要開示
本発明は、液体（すなわち、細胞外）試験とスライドベース（すなわち、細胞内）の試験の両方のサンプルを抽出するように試料を処理するシステムおよび方法である。本発明は、前記の仮出願第60/372,080号および本出願と同時に出願された前記の非暫定出願に開示されているシステムおよび方法を改良したものであり、そのLBP装置およびシステムと同様に、後処理装置に適合し、他の装置や中央の病院情報システムまたは研究所情報システムと相互接続することができる。
【００１２】
本発明による装置は、専門家または分析装置による視覚検査によって行われるか、細胞形態学、細胞遺伝学、分子診断、微生物学、ウィルス学、またはその他の技術に基づいて行われるかにかかわらず、ほぼすべての細胞病理学試験用のすべての必要なサンプルおよびスライドベースのサンプルを作製できる「プラットフォーム装置」である。これは、安全に、高速に、自動的に、かつ効率的に行われる。単一の試料から両方の種類のサンプルを得る要件を統合することによって、患者の試料、サンプル、および関連データのラベル付けおよび取り扱い上の誤りに伴う事務的な誤りが生じる可能性が最小限に抑えられる。このように統合することによって、1人の患者の試料から得た代表的でないサンプルにそれぞれ基づく、様々な種類のアッセイからのそれぞれの異なる結果が得られる可能性が最小限に抑えられる。
【００１３】
本発明の一局面は、容器内の流体試料から様々な種類のサンプルを得る方法および装置に関する。容器は装置内に支持され、試料は、容器から流体を除去しサンプルレセプタクル（サンプル小容器）に入れる装置の流体サンプリングステーションと流体連通するように配置される。試料はまた、容器から流体を除去し、除去された流体から粒状物質を分離し、粒状物質のサンプル層を形成する、装置の試料取得ステーションと流体連通するように配置される。この2つのサンプリング動作は任意の順序で行うことができる。
【００１４】
この方法および装置は、それぞれの容器内の複数の試料を処理するように自動化することができる。たとえば、各試料容器は、処理経路に沿って輸送することができ、最初に任意の前処理動作を施すことができる。この場合も、やはり、2つのサンプリング動作は任意の順序で行うことができる。流体サンプルを収集するのに用いられるサンプルレセプタクルは、容器処理経路と交差する経路に沿って自動的に流体サンプリングステーションに送ることができる。容器およびレセプタクルの、それぞれの経路に沿った移動は同期することができる。試料取得ステーションに形成されたサンプル層はスライドに移送することができる。本明細書では、「スライド」という用語は、ガラス顕微鏡スライドと、サンプルを後で試験または分析ができるように配置できる他のあらゆる基板を含む。
【００１５】
本発明の他の態様は、流体サンプルを、たとえば流体サンプリングステーションで使用できるように流体サンプルを収集するレセプタクルに関する。レセプタクルは、流体を受けて保持するための中空の本体を有する。一方向弁は、本体によって保持され、、本体の外側と内側との間に流体流路を有している。この弁は、外圧が内圧を超えたときに流体流が本体内側に流れ込むのを可能にする圧力作動式であり、かつその他任意の相対的圧力条件の影響下で流体が本体から流出するのを妨げる。本体には、この弁から離れた位置に排気口もある。
【００１６】
一方向弁は、本体の外側に開口した入口部と、本体の内側に開口した出口部を有している。流路は、入口部と出口部との間を延びている。流路の少なくとも一部は、内圧と外圧が実質的に等しい場合に弾性的に閉位置に偏り、入口部から出口部まで弁全域のわたって差次的である圧力に応じて流体流が本体に流れ込むのを可能にする膨張可能である。この弁は好ましくは、弾性材料、たとえばエラストマーで作製され、好ましくは、サンプリングすべき流体源に直結できるように構成される。
【００１７】
本発明を実施する最良の態様を含む、開示される装置および方法の好ましい態様を、純粋に一例として、添付の図面を参照して以下に詳しく説明する。
【００１８】
最良の態様の詳細な説明
図1aは、複数の試料容器を様々な処理ステーションを順次通過させ、各スライドがバーコードを備え、データ管理システム（DMS）を通じてバイアル、およびバイアルが得られた患者にリンクされている複数のスライド上に固定された試料を作成する、前述のLBP装置の全体的な構成を示している。好ましい構成では、各容器は、そのカバーに取外し可能に連結された特殊な内部処理アセンブリを有しており、それぞれのレセプタクル246に入れられて、LBP装置によってコンピュータ制御式輸送機構（コンベヤ）240上を輸送される。（図示の例では、コンベヤは30個のレセプタクルを有している。）各容器および各レセプタクルは、容器が処理経路に沿って適切な向きに進み、それぞれのレセプタクルとは独立に回転することができないように調整される。
【００１９】
容器はまずバーコード読取り装置230（データ取得ステーション）を通過し、そこでバイアルバーコードが読み取られ、次いで容器は、LBP装置の以下の処理ステーション、すなわち、キャップ処分動作を含むキャップ取外しステーション400、前処理ステーション500、フィルタ装填ステーション600、試料取得およびフィルタ処分ステーション700、および再キャップ取付けステーション800を段階的に進んでいく。この6つのステーションは、並行処理が可能な構造になっており、すなわち、これらのステーションはすべて、それぞれの容器内のそれぞれの異なる試料を同時に、かつ互いに独立して処理することができる。コンベヤは、これらの作業ステーションがそのそれぞれの作業を完了するまで前進しない。
【００２０】
前処理ステーションは、容器およびその試料がさらなる処理のために移動する前に試料容器内の試料の分散などの前処理動作が行われる位置である。前処理ステーションは通常、分散動作を実施する。好ましい態様では、分散動作は、試料容器内で一定の速度で一定の持続時間にわたって回転する機械的ミキサによって行われる。この例では、ミキサは、試料を均一化することによって、液体ベースの試料内の大きな微粒子および人間の細胞などの顕微鏡的微粒子を分散させる働きをする。または、試料は、結晶性形状またはその他の構造形状内の分子のような細胞より小さい亜細胞サイズの物体を含んでよい。その場合、たとえば、前処理ステーションの試料に薬剤を導入して、たとえば、ある結晶構造を溶解させ、分子を、機械的攪拌の必要なしに化学的拡散プロセスによって液体ベースの試料全体にわたって分散させる。このような化学的前処理ステーションは、前処理ヘッドによってその分散剤を導入する。
【００２１】
追加的なバーコード読取り装置と、スライドカセットと、スライドカセットおよび個々のスライド用のハンドリング機構と、試料取得ステーションが代表的なサンプルを試料から新鮮な顕微鏡スライドに移すスライド提供ステーション702とを含む一体化されたシステム900もある。任意の自動装填機構300は、試料バイアルを輸送機構に装填し輸送機構から取り外すことを自動的に行う。すべてのステーションおよび機構はコンピュータによって制御される。図1bは、LBP装置の動作手順を示している。これは、作業ソフトウェアを構成する最高レベルの表である。
【００２２】
前記の出願に開示されているLBP装置の好ましい態様では、バイアルキャップ取外しステーション400は、バイアルからカバーを外す回転グリッパを有し、生物学的に安全な廃棄物処理バッグに捨てる。しかし、そうする前に、取外しヘッドはカバーの中央を押して内部処理アセンブリをカバーから取り外す。前処理（混合）ステーション500は、試料特有の拡散プロトコル（速度および持続時間）に従って、処理アセンブリを掴み、わずかに持ち上げ、移動（たとえば、回転）させる拡張コレットを有している。フィルタ装填ステーション600は、試料特有のフィルタタイプを処理アセンブリ上の粒状物質分離チャンバに施す。試料取得ステーション700は、処理アセンブリ上のフィルタを密封し、まず処理アセンブリを徐々に移動させて粒状物質を液体ベースの試料内で再懸濁させる吸引ヘッドを有している。次いで、吸引ヘッドは、フィルタ上に真空を引いて、液体ベースの試料をバイアルからフィルタを越えた位置まで吸引し、フィルタの底面上に細胞の薄い層を残す。その後、薄層試料は新鮮なスライドに移され、容器は再キャップ取付けステーションに移動し、そこで箔型シールが貼り付けられる。
【００２３】
本発明の好ましい態様によれば、図1aに示されているLBP装置も、LBP装置によって処理される試料容器のいずれかに存在する処理アセンブリ（攪拌機）に係合するようになっている流体サンプリング引出しステーション100を備えている。この図に示されているように、流体サンプリング引出しステーション100は、LBP装置の混合ステーション500の直後（下流側）に位置している。しかし、この代わりに、流体サンプリング引出し装置を試料取得ステーション700の下流側に位置させることができる。
【００２４】
図2および3を参照すると、特殊な成形されたプラスチック試験管102の形をしたサンプルレセプタクルを用いて、他の前処理装置、あるいは外部PCR、あるいはその他の試験プロトコル、装置、またはシステムによって処理すべき試料流体が流体サンプリング引出しステーション100に収集される。試験管102は好ましくは、センサに対して透過的であり、約5mlの試料流体を収集するようになっている。ただし、より小さいかまたは大きい試験管あるいは他の種類のサンプルレセプタクルを使用することができる。各試験管102には好ましくは、固有の機械読取り可能なバーコード番号103がレーザエッチングされている。試験管自体および／またはそのふた105をカラーコード化して試料タイプ（たとえば、血液、尿、痰、胃腸、子宮頚部、前立腺）を区別することができる。それぞれの異なるサイズまたは高さのレセプタクル（試験管）を用いることによって試料タイプを区別することもできる。
【００２５】
試験管102は、熱可塑性エラストマー一方向弁104、たとえばフラップ弁を一方の端部に備えている。弁材料の弾性によって通常、弁内の小さな流路はサンプルが漏れる恐れなしにきつく圧搾され閉じられる。この弁は、流体が引き出される要素に連結されたときにガスケットとして働くことを目的とする露出された前面112を有している。好ましい構成では、この要素は、LBP装置のコンベヤ上に位置する試料容器20内にすでに存在する処理アセンブリ（攪拌機）40の吸引管43である。入口108に隣接する弁の露出された先端は、好ましくは攪拌機吸引管43の上方の端部に入りこの端部を確実に密封するように先細りになっている。出口110内を通る通常閉じている非常に小さな流路は、試験管の内側に露出される先細りの先端内に形成されている。試験管の反対側の端部は開放されているが、充填後にキャップ105によって密封することができる（たとえば、エラストマーストッパによって密封することができる）。
【００２６】
一方向弁104は、入口108に対する圧力を出口110に対する圧力に対して上昇させることによって作動させられる。この態様では、試験管の開放端部に与えられた真空が弁の出口110にも与えられ、したがって、流体は通常閉じている弁流路を通して一方向、内側のみに引き出される。または、試料容器20を加圧すると、流体は攪拌機管43および一方向弁104を通して試験管102に押し込まれる。
【００２７】
充填およびキャップ取付けの後で、試験管102内に正圧がかかっても、試験管を乱暴に扱っても、流体が一方向弁104を通って押し戻されることはない。これによって、バイオハザードおよびサンプル間汚染の原因が無くなる。しかし、弁104の弾性材料は、機械的に流体を流出させるようにすることができる。図5は、収集された流体のサンプルを試験管102から抽出するにはどうすればよいかの一例を示している。注射器103を用いて一方向弁104を通じて流体に到達することができる。一方向弁の作用によって、とがっていない面を有するカニューレを、弁の自己密封特性を損なわずに試験管102に進入させることができる。手持ち注射器または（真空源に連結された）機械的に作動させられるカニューレをこの目的に使用することができる。
【００２８】
作業時には、LBP装置の一部として、流体サンプリング引出しステーション100が試験管102を下向きに移動させ、ステーションに提供された試料容器20内の攪拌機40に一方向弁104を連結する。ガスケットを備える真空キャップ120が試験管の遠位（キャップを取り付けられていない）端部に連結され、中空の攪拌機管43および一方向弁104を通じて流体を引き上げる。真空キャップ120は、LBPシステム真空源に連結されており、電磁弁によって制御される。一方向弁104を攪拌機40に係合させる空気圧アクチュエータ（図示せず）が、真空キャップ120を試験管に押し付けて、真空シールを形成する。従来の流体レベル制御システムは、吸引プロセスをモニタリングし、適切な液位に達したときにコントローラに動作停止を指示する液位センサ106を含んでいる。バーコードリーダー装置109（図4参照）は、試験管上のバーコードを読み取り、試験管バーコード番号を試料容器（たとえば、バイアル）のバーコード番号にリンクし、取得されたデータはデータ管理システム（DMS）に入力される。その後、キャップ取付けステーション107において試験管の遠位端にキャップ105が取り付けられる。
【００２９】
流体サンプリング引出しステーション100の作動は、好ましくは各試料の特定の処理手順に支配される。したがって、流体サンプルが引き出されることのない試料容器20があってよく、その場合、流体サンプリング引出しステーションは、そのような容器が停留している間遊休状態になる。流体サンプル引出しステーションがこの場合も各試料の処理プロトコルに応じて可変流体体積を引き出すことも可能である。このために、垂直方向に間隔を置いて配置された複数の流体レベルセンサ106が、試験管102内の流体の変化するレベルをモニタリングし、液体の引出しは、指定された流体体積が取得されたときに終了する。
【００３０】
図4は、流体サンプリング引出しステーション100がLBP装置とどのように相互接続されるかを詳しく示している。一態様では、空の試験管102が、試験管を弁端部を下向きにして配置し、重力作動トラックを介して、弾帯運び台（bandolier carrier）やリボン供給機（feeder)116などの輸送機構に提供する振動ビン供給機114に装填される。この輸送機構は、LPB装置の容器輸送コンベヤ240の横に試験管を位置合わせする（図4では上下、図2では左右）。これは、たとえば、2つのエアシリンダ（図示せず）によって動作する移動ビームエスケープメントによって行われる。一方のシリンダは線形運動を実現し、他方のシリンダは結合／係合解除機能を実行する。弾帯運び台116は、吸引中に弁先端シール112を攪拌機管43に固定するのに必要な試験管の垂直方向の動きを可能にする。
【００３１】
試験管のキャップ取付けは、上述のようにキャップ取付けステーション107で行われる。この場合、成形されたエラストマーストッパ105は、提供ボウル（図示せず）からエスケープ送りされ、試験管の開放した頂部に押し込まれてシールを形成する。この動作では、ストッパ105は、事前に装填された管内のユニットに提供され、管から押圧チャンバ（図示せず）に逃がされ、そこで空気式アクチュエータによって試験管の首部に押し付けられる。送風／真空システム130は一方向弁104の先端から残留流体を除去する。次いで、充填された試験管は、吐出ステーションにおいてキャリア116から吐き出され、収集ビン118に提供される。
【００３２】
本発明が、その適用において、上記に説明し各図面に示した好ましい態様の各要素および方法の構成の詳細に制限されないことを理解されたい。当業者には、本発明の範囲から逸脱せずに変形態様が明らかになろう。一例として、一方向弁は、任意の適切な弾性材料で作製しても、密封のために可とう性を必要とする領域において弾性材料で覆われるかまたはその他の方法で弾性材料に接合されたより硬質の材料で作製してもよい。他の例として、振動ボウル供給機による直接送りや、ピックアンドプレース機構による個々の配置および取外しのような任意の適切な機構を用いて、サンプルレセプタクル（たとえば、試験管）を領域サンプリング引出しステーションに送る（かつ領域サンプリング引出しステーションから取り外す）ことができる。
【００３３】
さらに、本発明がその広義の局面では、試料の事前混合も、いかなる種類の試料前処理も必要としないことに留意されたい。図2に示され、前記の仮出願第60/372,080号および本出願と同時に出願された前記の非暫定出願に開示されている特殊な内部処理アセンブリ40が事前に備えられた試料バイアルを用いる必要もない。試料を自動的に作業ステーション／ヘッドに送るのにコンベヤを用いなくてもよい。さらに、これらの出願で開示されておりかつ上記に説明した特殊な種類の試料取得／スライド作製ステーション700を使用しなくてもよい。したがって、たとえば、Cytyc THINPREP(R)2000および3000LBP装置のような他の市販のLNPプロセスおよび装置を用いて、流体サンプルとスライドベースのサンプルの両方が得られるように流体試料を処理するこの新規の方法に従ってスライドベースのサンプルを作製することができる。このような態様では、試料、容器、顕微鏡スライド、フィルタ、および液体サンプルレセプタクルを装置オペレータによって手動で装置内に配置することができる。
【００３４】
産業上の利用分野
上記の開示は、後で試験し、かつ／または分析することのできる液体サンプルとスライドベースのサンプルの両方が得られるように液体ベースの試料、たとえば細胞試料を取り扱い処理する、安全で、効果的で、正確で、厳密で、再現可能で、安価で、効率的で、高速で、好都合なシステムおよび方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１ａ】前記の仮出願第60/372,080号および本出願と同時に出願された前記の非仮出願に開示されているLBP装置の、本発明による修正態様を示す平面図である。
【図１ｂ】本発明に従って適合させられたLBP装置の動作シーケンスの概略図である。
【図２】本発明による流体サンプリング引出しステーションの概略図である。
【図３】図２の流体サンプリング引出しステーションの概略詳細図である。
【図４】本発明の流体サンプリング引出しステーションがLBP装置とどのように相互接続されるかを示す概略詳細平面図である。
【図５】試験のためのサンプル流体抽出を示す概略図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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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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【国際調査報告】
2005514594.tif 000009
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