(57)【要約】  本出願は、サンプル生成装置および分析器を提供する。装置および分析器は、未熟なユーザであってもＰＣＲを含む様々な技術を使用してサンプルの迅速な生成および分析を可能にする。
2011500056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体から磁性粒子を分離するための装置であって、
（ａ）流体を保持するための容器と、
（ｂ）磁性粒子と、
（ｃ）その磁場が磁性粒子を容器の表面に対して引き付ける第１の位置とその磁場が磁性粒子に対して実質的に影響を及ぼさない第２の位置との間で移動できる磁石と、を備える装置。
【請求項２】
前記磁石が、容器の軸に対して略直角な面内の湾曲経路に沿って移動できる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記磁性粒子が、テーパ状の閉じられた下端部を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記磁石が、容器の下端に隣接して容器に対して選択的に位置決めでき、
前記磁石が２つの磁極片を備え、該磁極片が、容器の軸と略平行に配列されるとともに、容器の下端部に沿って磁性粒子を集めるための領域を形成するように配置され、容器の端部の下端から移動される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
キュベット内に流体を分配するための装置であって、両端が開放してキュベット内で延びる毛管チューブを備え、毛管チューブの下端がキュベットの閉端の内面と接触し、毛管チューブの上端がキュベットの上端で露出され、毛管チューブの寸法が、流体が毛管チューブの上端に加えられるときに流体が毛管チューブの下端へ流れてキュベット内の空気を毛管チューブの外面とキュベットの内面との間に排出するような寸法になっている、装置。
【請求項６】
請求項１および請求項５の装置を備えるサンプル生成装置。
【請求項７】
サンプル生成装置であって、
（ａ）該装置の異なる容器間で材料を移送するように構成された流体移送機構であって、容積が変化可能なチャンバを画定するために相対的に移動可能な２つの構成要素を備える流体移送機構と、
（ｂ）チャンバと接続された分配装置であって、容器に対して昇降できるように移動可能であり、前記分配装置の移動と２つの構成要素の互いに対する移動との両方が回転ドライブによってもたらされる分配装置と、
を備える、サンプル生成装置。
【請求項８】
前記２つの構成要素がバレルおよびピストンである、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
回転ドライブは、サンプル生成装置を着脱できる外部ユニットを備える、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
マセレータを有するサンプル入口を備えたサンプル生成装置であって、
前記マセレータが、液体、固体、または、半固体のサンプル材料から流体材料を得る、サンプル生成装置。
【請求項１１】
マセレータが、破壊可能なシールによって保護される処理流体の少なくとも１つのリザーバを備え、前記処理流体が、マセレータ手段の手動操作によってサンプル材料と接触する請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
マセレータは、入口をシールする回転可能なマセレータノブを備え、マセレータノブは、該ノブの回転がノブを下方へ移動させてサンプルをマセレータを通じて押し下げるようにサンプル入口に対して螺合される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
（ａ）複数の容器と、（ｂ）容器に対して昇降されて側方に移動されることにより物質を容器間で移送するようになっている移送装置と、（ｃ）移送装置の下端の余分な物質を収集するようになっている吸収材料とを備えるサンプル生成装置。
【請求項１４】
吸収材料は、容器の上面に好ましくは配置され、織編物または不織材料であってもよい、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
移送装置は、余分な流体を移送装置の端部から除去することが必要なときに該装置の下端が吸収材料と接触するように下降されるようになっている、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
（ａ）少なくとも１つの収容容器と、容器から流体を抽出するための装置とを備え、ベースユニットに着脱できるサンプル生成装置と、
（ｂ）第１の位置と第２の位置との間で磁石を移動させるための機構を備えるベースユニットであって、第１の位置で磁石が容器の内容物を引き付けることができ、第２の位置で磁石が容器の内容物に対して実質的に影響を及ぼさない、ベースユニットと、
を備える分析器。
【請求項１７】
磁石手段が容器の軸に対して直角な面内で円弧に沿って移動でき、
磁石がサンプル生成装置に装着される、請求項１６に記載の分析器。
【請求項１８】
（ａ）分析器と、
（ｂ）複数の容器を備えるサンプル生成装置とを備える装置であって、
前記容器の少なくともいくつかが単一の構成要素として設けられ、
容器のうちの少なくとも１つが構成要素とは別個に設けられて構成要素に装着でき、
別個に設けられた容器には、分析器を制御してサンプル生成装置を特定シーケンスで駆動させるために分析器によって読み取ることができる機械読み取り可能な識別子が設けられ、
前記サンプル生成装置が前記分析器に対して着脱可能となっている、装置。
【請求項１９】
物質を識別する方法であって、
（ａ）様々な物質の生成で用いるのに適する複数の据付の物質容器を有するサンプル生成装置を設ける工程、
（ｂ）少なくとも２つのそれぞれの異なる物質の生成で用いるのに適する異なる物質を収容する少なくとも２つの別個の容器を設け工程、
（ｃ）検出される物質にしたがって別個の容器のうちの１つを選択する工程、
（ｄ）選択された別個の容器をサンプル生成装置に取り付ける工程、
（ｅ）サンプル物質をサンプル生成装置に加える工程、
（ｆ）サンプル生成装置を作動させて物質を生成する工程、及び
（ｇ）生成された物質を識別する工程、を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願はサンプル生成装置および分析器に関する。本出願は、特に、生体サンプルをその後の分析に適した形態へと生成するための装置に関する。
【０００２】
関連特許出願の相互参照
出願人は、明細書、図面、特許請求の範囲、および、要約を含む２００７年１０月１７日に出願されたＧＢＲＩ優先権主張出願０７２０２６４．１の優先権を主張し、該優先権主張出願は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。
【背景技術】
【０００３】
ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）増幅および蛍光識別によって特定の生体物質を確実に識別できる分析または検出機器は入手可能である。ポリメラーゼ連鎖反応は、少量の特定のＤＮＡ配列を増幅してその特定のＤＮＡ配列を多量に形成するための良く知られる技術であり、多量に形成した時点で特定の生成物を多数の方法で識別または視覚化することができる。ポリメラーゼ連鎖反応の変形は、その入力としてＲＮＡを使用し、その後、任意に同じ反応混合物において、また、任意に同じ酵素により、相補ＤＮＡのポリメラーゼ連鎖反応増幅により、ＲＮＡのその相補ＤＮＡ配列への逆転写が続けられる。
【０００４】
この技術は、極めて強力であるが、殆どのサンプルタイプで幅広く見出される多種多様な抑制剤による抑制を起こし易い。従来技術においては、熟練の分子生物学者によるキットの使用または試薬およびプラスチック消耗品を使用する大型研究室ロボットシステムの使用に依存する、この問題を扱うための確立されたサンプル生成方法が存在する。僅かな訓練により容易に使用され得る携帯型ＰＣＲ分析機器（Ｓｍｉｔｈｓ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  −  Ｗａｔｆｏｒｄ  Ｌｉｍｉｔｅｄによって販売されるＢｉｏ−Ｓｅｅｑなど）は入手可能である。生成装置の例は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられる国際公開第０５／１２１９６３号、国際公開第０６／０９０１２７号、国際公開第０６／０７９８１４号、欧州特許第１３８３６０２号、国際公開第０５／１０６０４０号、国際公開第０５／０１９８３６号、および、英国特許第０７０４０３５．５号に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第０５／１２１９６３号
【特許文献２】国際公開第０６／０９０１２７号
【特許文献３】国際公開第０６／０７９８１４号
【特許文献４】欧州特許第１３８３６０２号
【特許文献５】国際公開第０５／１０６０４０号
【特許文献６】国際公開第０５／０１９８３６号
【特許文献７】英国特許第０７０４０３５．５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本明細書では、代替的なサンプル生成装置および分析器が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の態様によれば、磁性粒子を流体から分離するための装置であって、流体の容器と、テーパ状の閉じられた下端部を有する磁性粒子と、容器の下端に隣接して容器に対して選択的に位置決めできる磁石手段とを含み、磁石手段が２つの磁極片を備え、該磁極片が、容器の軸と略平行に位置合わせされるとともに、下端部に沿って磁性粒子を集めるための領域を形成するように配置され、端部の下端から移動される、装置が提供される。
【０００８】
第２の態様によれば、磁性粒子を流体から分離するための装置であって、流体の容器と、磁性粒子と、その磁場が磁性粒子を容器の表面に対して引き付ける第１の位置とその磁場が磁性粒子に対して実質的に影響を及ぼさない第２の位置との間で移動できる磁石手段とを含み、磁石手段が容器の軸に対して略直角な面内の湾曲経路に沿って移動できる、装置が提供される。
【０００９】
第３の態様によれば、キュベット内に流体を分配するための装置であって、両端が開放してキュベット内で延びる毛管チューブを備え、毛管チューブの下端がキュベットの閉端の内面と接触し、毛管チューブの上端がキュベットの上端で露出され、毛管およびキュベットの寸法は、流体が毛管の上端に加えられるときに流体が毛管の下端へ流れてキュベット内の空気を毛管の外面とキュベットの内面との間に排出するような寸法になっている、装置が提供される。
【００１０】
第４の態様によれば、上記第１、第２、または、第３の態様に係る装置を含むサンプル生成装置が提供される。
【００１１】
第５の態様によれば、サンプル生成装置であって、該装置の異なる容器間で材料を移送するようになっている流体移送機構であり、容積が変化可能なチャンバを画定するために互いに対して移動可能な２つの構成要素を備える流体移送機構と、チャンバと接続され、容器に対して昇降できるように移動可能な分配装置とを備え、分配装置の移動および２つの構成要素の互いに対する移動の両方が回転手段によってもたらされるサンプル生成装置が提供される。
【００１２】
２つの構成要素はバレルおよびピストンを含むことが好ましい。回転ドライブは、サンプル生成装置を着脱できる外部ユニットによって設けられることが好ましい。
【００１３】
第６の態様によれば、手動マセレータ(macerator)手段を含むサンプル入口を有するサンプル生成装置であって、該マセレータ手段により、更なる生成の準備として、流体材料が液体、固体、または、半固体のサンプル材料から得られる、サンプル生成装置が提供される。
【００１４】
マセレータ手段は、破壊可能なシールによって保護される処理流体の少なくとも１つのリザーバを含むことができ、該処理流体は、マセレータ手段の手動操作によってサンプル材料と接触する。マセレータ手段は、入口をシールする回転可能なマセレータノブを含むことができ、マセレータノブは、該ノブの回転がノブを下方へ移動させてマセレータ手段を通じてサンプルを押し下げるようにサンプル入口に対して螺合される。
【００１５】
第７の態様によれば、サンプルの生成で使用される物質の複数の容器と、容器に対して昇降されて側方に移動されることにより物質を容器間で移送するようになっている移送装置とを有し、移送装置の下端の余分な物質を収集するようになっている吸収材料を含むサンプル生成装置が提供される。
【００１６】
吸収材料は、容器の上面に配置させることができるとともに、例えば織編物(fabric)または不織材料であってもよい。サンプル生成装置は、余分な流体を移送装置の端部から除去することが必要なときに移送装置の下端が吸収材料と接触するように移送装置を下降させるようにすることができる。
【００１７】
第８の態様によれば、ＰＣＲ分析器と、第４ないし第７の態様のうちのいずれか１つに係るサンプル生成装置とを含む分析装置が提供される。
【００１８】
第９の態様によれば、ベースユニットと、ベースユニットに着脱可能なサンプル生成装置とを含み、サンプル生成装置が流体と磁性粒子との混合物を収容する少なくとも１つの容器を含み、サンプル生成装置が容器から流体を抽出するための手段を含み、ベースユニットが、流体を抽出でき且つ磁性粒子を容器内に保持できるように磁石手段からの磁場が磁性粒子を容器の表面に対して引き付ける第１の位置と、磁場が磁性粒子に対して実質的に影響を及ぼさない第２の位置との間で磁石手段を選択的に移動させるようになっている手段を含む分析装置が提供される。
【００１９】
磁石手段は、容器の軸に対して直角な面内で円弧に沿って移動できるとともに、サンプル生成装置上に装着できる。
【００２０】
第１０の態様によれば、分析器と、分析器に対して着脱できるサンプル生成装置とを含み、サンプル生成装置がサンプルを生成するための物質の複数の容器を含み、容器の少なくとも幾つかが単一の構成要素として一括して設けられ、容器のうちの少なくとも１つが構成要素とは別個に設けられて構成要素に装着でき、別個に設けられた容器には、分析器を制御してサンプル生成装置を特定のシーケンスで駆動させるために分析器によって読み取ることができる機械読み取り可能な識別子が設けられる、分析アセンブリが提供される。
【００２１】
容器の少なくとも幾つかを形成する構成要素は、サンプル生成装置に対して回転できてもよい円形カルーセルであってもよい。
【００２２】
第１１の態様によれば、サンプル物質を識別する方法であって、様々な物質の生成で用いるのに適する複数の据付の物質容器を有するサンプル生成装置を設け、少なくとも２つのそれぞれの異なる物質の生成で用いるのに適する異なる物質を収容する少なくとも２つの別個の容器を設け、検出されるべき物質にしたがって別個の容器のうちの１つを選択し、選択された別個の容器をサンプル生成装置に取り付け、サンプル物質をサンプル生成装置に加え、サンプル生成装置を作動させて物質を生成することを含む方法が提供される。
【００２３】
第１２の態様によれば、上記第１１の態様に係る方法を実行するための装置が提供される。
【００２４】
ここで、添付図面を参照して、分析器とサンプル生成装置とを含む携帯型サンプル分析装置アセンブリおよびその作動方法を一例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】典型的な分析アセンブリの斜視図である。
【図２】典型的なサンプル生成装置（２）を側方から見た斜視図である。
【図３】図２の典型的なサンプル生成装置を図２に示される側と反対の側から見た斜視図である。
【図４】図２、３の典型的なサンプル生成装置を一方側から見た側面図である。
【図５】図２、３の典型的なサンプル生成装置の端面図である。
【図６】駆動機構の一部を示す図２、３の典型的なサンプル生成装置の下部の拡大側断面図である。
【図７】図２、３の典型的なサンプル生成装置の下面の図である。
【図８】図７の拡大された抜粋である。
【図９】キュベット充填構造の一部を示す図２、３のサンプル生成装置の下部の拡大側断面図である。
【図１０】図２、３のサンプル入口ポートの分解図である。
【図１１】ハウジングが除去され且つピペットが引き上げ位置にある状態の図２、３のサンプル生成装置の内部の斜視図である。
【図１２】ピペットがキュベットを充填するための引き下げ位置にある状態の図２、３のサンプル生成装置の内部の側断面図である。
【図１３】挿入前の試薬カートリッジおよびマセレータノブを示す図２、３のサンプル生成装置の外側の斜視図である。
【図１４】マセレータノブが挿入されている状態を示す図２、３のサンプル生成装置の側断面図である。
【図１５】マセレータノブが挿入されている状態を示す図２、３のサンプル生成装置の側断面図である。
【図１６】マセレータノブが挿入されている状態を示す図２、３のサンプル生成装置の側断面図である。
【図１７】キュベットの充填時の段階を示す図２、３のサンプル生成装置の側断面図である。
【図１８】キュベットの充填時の段階を示す図２、３のサンプル生成装置の側断面図である。
【図１９】典型的な分析機器の装着ベイの平面図である。
【図２０】マグネットアセンブリとカルーセルの容器との相互作用を示す断面立図である。
【図２１】図２、３に示される典型的な試薬カートリッジ（２７）の分解斜視図である。
【図２２】サンプル生成装置の典型的なカルーセルの平面図である。
【図２３】図２２のカルーセルの斜視図である。
【図２４】典型的なキュベット充填機構の側断面図である。
【図２５】ピペットが装着される方法を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１を参照すると、アセンブリは、分析が行なわれる分析器またはベースユニット１と、現場から取得されたサンプルを分析器による分析に適した形態へと生成できるサンプル生成装置２との組み合わせを備えることができる。分析器１は、任意に、ヒンジ結合された蓋１１とキャリングハンドル１２とを有する頑丈な外側ケース１０を含むことができる。ケース１０のベース１３は、ＰＣＲ分析機器または１つ又はそれ以上の適切な分析方法が可能な他の機器を含む。機器は、例えば従来のＰＣＲまたは例えば米国特許第７，１９８，８９７号に記載されるＬｉｎｅａｒ  Ａｆｔｅｒ  ｔｈｅ  Ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ  ＰＣＲなどの任意の適した核酸増幅法を使用してもよい。例えば従来の加熱・冷却素子または熱電素子などの任意の許容できる方法を使用してサーモサイクリングが行なわれてもよい。検出は、蛍光分析法などの任意の適した方法を使用して達成されてもよい。１つの実施形態では、光ファイバ蛍光光度法を使用できる。従来のＰＣＲ分析器は、例えばＳｍｉｔｈｓ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎから入手できるＢｉｏ−Ｓｅｅｑ分析器などが知られている。機器は、例えば質量分析法、ガス分光法、イオン移動度分光分析法、および、抗体結合法を含む任意の適した分析技術または分析技術の組み合わせを使用してもよい。１つの実施形態において、ケースの蓋１１は、その内面で、ＬＣＤスクリーンまたはタッチスクリーンなどのディスプレイスクリーン１４を支持することができる。ＬＣＤタッチスクリーンは、装置を制御するための命令を入力するため、または、分析結果やシステムパラメータなどの情報を表示するために使用できる。サンプル分析装置は、それぞれがサンプル生成装置を受けるようになっている任意の数の装着ベイを含むことができる。１つの実施形態では、分析器ベース１３の上面１５が任意の数の装着ベイ１６を有することができる。他の実施形態において、分析器の上面１５は、例えば５つの異なるサンプル生成装置２（図１では、２つだけが取り付けられて示されている）を取り外し可能に取り付けることができる列などの任意の形態で配置される５つの装着ベイ１６を有することができる。他の実施形態において、分析器は、補助装着ベイ、例えばマスター分析器と通信できるスレーブ装着ベイを有することができる。言うまでもなく、分析器は、サンプル生成装置２が取り付けられる任意の数の１つ又はそれ以上のベイ１６を有することができる。
【００２７】
１つの実施形態では、分析器１を流体が浸入しないようにシールすることができ、また、全ての外面は通常の洗浄流体に対して耐性を有することができる。更なる実施形態において、分析器は、流体が浸入しないようにほぼ完全にシールされる。これにより、ケース１０を開放した状態または閉じた状態で分析器を洗浄流体中に浸漬させることができ、それにより、分析器上の任意の有害な物質が無害にされる。分析器１は、サンプル生成装置２によって同時に或いは異なる時間に生成されたサンプルのそれぞれに関してＰＣＲ分析などのサンプル分析を行なうことができる。これにより、サンプル生成装置２が利用可能になる限り、サンプル生成装置２を分析器１に取り付けて、各サンプルのためのサンプル生成段階を直ちに開始することができる。装置は、サンプルが適切に生成されると直ぐに分析を行なうことができるように適合させることができる。１つの実施形態において、分析器１は、後述するように全ての動力を例えば適切な機械的カップリングを介してサンプル生成装置２に与えることができるため、サンプル生成装置は、それ自体、モータまたはバッテリを何ら含む必要がない。これは、サンプル生成装置２のコスト、サイズ、および、重量を最小に維持するのに役立つとともに、廃棄問題、体積、および、コストを低減する。
【００２８】
ここで、図２〜９も参照して、典型的なサンプル生成装置２について更に詳しく説明する。装置２は、任意の適した材料および形状から成る外側ハウジング２０を含むことができる。１つの典型的な実施形態において、外側ハウジングは、略楕円断面の成形プラスチック外側ハウジング２０であってもよい。この典型的な実施形態において、ハウジング２０は、傾斜した上面２２を有するベース部分２１と、該ベース部分の高さの約２倍まで延び且つベースの上面よりも僅かに浅い角度で傾けられた上面２４を有する略三角形の楔形状流体移動筐体２３とを有する。筐体２３の高さは、任意の適した高さにすることができる。１つの実施形態では、筐体高さが約１００ｍｍであってもよい。ハウジング２０は、上面２４の上端と同じ高さまで略垂直に延びる入口シリンダ２５を有することもできる。ベース部分２１の上面２２は、筐体２３の一側面に沿って延びる細長いスロット２６によって中断される。このスロット２６は、以下で更に詳しく説明されるように、試薬カートリッジ２７を取り付けるために使用できる。
【００２９】
図２〜９に示される典型的な実施形態において、ハウジング２０の下面２８には、略垂直下方に突出する２つの硬質位置合わせ舌部２９が装着される。１つの実施形態では、位置合わせ舌部を約１０ｍｍ〜約５０ｍｍにすることができ、また、更なる実施形態では、位置合わせ舌部を約３９ｍｍにすることができる。舌部２９は、任意の適した配列で配置することができ、それらの下端３０を丸み付けることができるとともに、互いに距離を隔てて近接させることができる。舌部２９は、ベイに対する生成装置２の正確な位置合わせを確保するため、分析器１のベイ１６内に位置づけられる位置合わせ開口１２９（図１９）と位置合わせするように形成して位置させることができる。また、舌部２９の長さは、生成装置２を分析器の上面１５に対して略垂直に方向付けるときにだけ分析器１に装填できるようにする。また、装置２の下面２８からはキュベット３０も略垂直下方に突出しており、生成されたサンプルが分析のためにキュベット３０内へと分配される。キュベット３０は非常に繊細であってもよく、また、位置合わせ舌部２９は、装置２を分析器に装填する最中にキュベットがベイ１６の受け口１３０（図１９）と正確に位置合わせされるようにする。キュベット３０が受け口１３０に装填されると、キュベット内の材料がＰＣＲ分析に晒されるようにキュベットが、例えばそのベイのためのＰＣＲ分析モジュール内へと延びる。キュベット３０については以下で更に詳しく説明する。保管中およびサンプル生成装置２の使用前、キュベット３０を保護するために、取り外し可能なキャップ３１（図１３）をサンプル生成装置２の下端に取り付けることができる。このキャップ３１は、装置を装着ベイ１６に装填する直前に取り外すことができる。
【００３０】
典型的な実施形態において、ハウジング２０の下面２８は、３つの機械的な回転駆動入力カップリング４０、４１、４２を含むこともできる。１つのカップリング４０を中心に位置させることができ、また、他の２つ４１、４２を筐体２３のそれぞれの角で縁部近傍に位置させることができる。入力カップリング４０〜４２はそれぞれ、垂直に向けられた駆動シャフト４４の端部で正方形断面のテーパ状ソケット４３の図６に示される形状を成すことができる。各ソケット４３は、分析器１の各ベイ１６に位置づけられ且つ分析器のそれぞれのモータ（図示せず）に機械的に接続されるそれぞれの駆動要素１４０〜１４２（図１９）の対応する形状を成す雄ヘッドを受けるようになっている。例えば２つの平行なスロット４６、４７に沿って略水平な面内で移動できるマグネットアセンブリ４５（図２０において更に詳しく示される）をハウジング２０の下面２８に設けることもできる。スロット４６、４７は、例えば、中央駆動カップリング４０に中心付けられる共通の半径を有する部分円形状を成して円弧状に湾曲させることができる。
【００３１】
ここで、図１０〜１８を参照して、典型的な生成装置２の内部の特徴について説明する。
【００３２】
典型的なサンプル入口２５は、図１０、１４、１５、１６に更に詳しく示されるとともに、円筒形状のサンプル均質化モジュール５０をその内部に含んでおり、上記サンプル均質化モジュールは、その上面および下面に破壊可能なシール５３、５４（例えば箔から成る）を伴って溶解／結合緩衝剤を収容するリザーバ５２の上側に開放構造の移動可能なマセレータプレート５１を収容する。モジュール５０は、Ｏリングシール５６、５７間の所定位置に保持されるフィルタ５５の上側に位置させることができる。フィルタ５５は、ポリプロピレンを含む任意の適した材料から形成することができ、粗くてもよい。入口２５は、マセレータノブ５８によって仕上げることができる。１つの実施形態において、マセレータノブは、摩擦増強面または刻み付き外面５９などの手回しを容易にするように形成される表面を有することができる。また、マセレータノブは、入口２５の外面上のネジ６１と螺合するネジ付きの内面６０を含むことができる。ノブ５８は、その内側に、入口２５の孔内に摺接嵌合する同軸プランジャ６２を有することができる。ノブ５８は、サンプルを挿入するために取り外すことができ、その後、浸漬を行なうために捩じ込まれる。
【００３３】
サンプルは、任意の体液、血液、唾液（呼吸器分泌物／剥離物）、ミルク、糞；粉末（炭疽菌の胞子など）、軟組織（皮膚、筋肉、毛嚢、小嚢）、野菜材料、および、土壌などの固体不明物を含むがこれらに限定されない任意の適したサンプルであってもよい。他のサンプル物質または物質の混合物も想定し得る。
【００３４】
サンプルが入口２５に配置された後、ノブ５８を交換して手で捩じ込むことができ、それにより、図１４に示されるように、ノブのプランジャ６２も下方へ移動されてマセレータプレート５１と係合し該プレートを下方へ移動させる。プレート５１は、例えば溶解／結合緩衝剤を保持できる緩衝剤リザーバ５０の上面のシール５２を押し通って破壊し、それにより、図１５に示されるようにサンプルがこの液体に晒される。溶解／結合緩衝剤は、サンプルから核酸を解放してヌクレアーゼを不活性化し、それにより、核酸が溶液中へ流れ出す。溶解ステップおよびヌクレアーゼ不活性化ステップは同時に或いは別個に行なうことができる。１つの実施形態では、溶解ステップとヌクレアーゼ不活性化ステップとがほぼ同時に行なわれる。この典型的な実施形態では、マサレータノブ５８の更なる回転により、図１６に示されるように、該ノブのプランジャ６２がリザーバ５０の下側シールを貫通して破壊し、サンプル、溶解・結合緩衝剤の混合物が下方へ押し下げられてフィルタ５５を通過する。
【００３５】
混合物は、重力により、フィルタ５５から、図２２において「Ａ」の符号が付された回転可能なカルーセル７０の第１の容器またはポット７５内へと落下することができる。一実施形態において、カルーセル７０は、中央円形開口７１を有する円形状を成すプラスチック材料から成形することができる。カルーセル７０の下端の外面の周囲には歯付きラック７２が延びており、該歯付きラックは、カルーセルをその軸を中心に回転させるために使用できる。ラック７２は、例えば、ハウジング２０のベースの縁部に装着されるピニオンホイール７３（図１１）と係合され、該ピニオンホイールは、分析器１上の駆動カップリング１４１と係合されるときにその入力駆動カップリング４１によって回転される。カルーセル７０の内側は、様々なサイズの楔形状凹部（ここでは、ポットまたは容器とも称される）７５へと分割されており、これらの凹部の大部分は、サンプルが晒される様々な処理段階で用いる容器またはポットを形成する。１つの実施形態では、カルーセルが５〜２０個のポットに分けられ、また、更なる実施形態では、カルーセルが６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１９または１９個のポットに分けられる。ポット７５は様々な物質を収容することができ、該物質とサンプルとを混合させることにより、分析に適した形態で生成される生成物を形成することができる。混合目的のため或いは廃棄材料を収容するために、ポット７５の一部を空のままにすることができる。一般に、ポット７５は、以下の様々なもの、すなわち、様々なｐＨおよび組成の緩衝剤；酵素（水性または凍結乾燥形態の様々な種類の核酸改質酵素を含む）；デオキシヌクレオチド；金属イオン；オリゴヌクレオチド（蛍光プローブなどのレポータ分子で標識化されたオリゴヌクレオチドを含む）；および、タンパク質を収容してもよい。試薬または処理物質を収容する全てのポット７５を、内容物の漏れを防止するため、使用前に例えば箔カバーなどの穿孔可能な被覆体７６によって覆うことができる。被覆体７６上に、紙の束、織編物、織布または不織布、あるいは、吸収性化学物質のコーティングなどの流体吸収材料から成る露出された上面層７７を有する上側カバーがあってもよい。上側カバーは、図示しないプラスチック材料から成る不浸透性ベースを有することができる。この目的は以下で明らかになる。上側カバーの層７７には、下側のカバー７６をピペット１１０と位置合わせされた状態で露出させるための小さい開口７８がカットされている。第１のポット「Ａ」は、比較的大きく、それがサンプル混合物を受ける前には空である。一例として、ＰＣＲ分析反応のため、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」、「Ｅ」、「Ｉ」、「Ｊ」、「Ｋ」、「Ｌ」および「Ｍ」のラベルが付されたポットは以下の物質を収容できる。
Ｂ−開始時には空
Ｃ−溶解結合緩衝剤
Ｄ−洗浄緩衝剤Ｎｏ．１
Ｅ−洗浄緩衝剤Ｎｏ．２
Ｉ−洗浄緩衝剤Ｎｏ．３
Ｊ−空−溶解による廃棄物のために使用される
Ｋ−溶出緩衝剤
Ｌ−ＤＮＡse緩衝剤
Ｍ−プロテイナーゼＫおよび磁気ビーズ
【００３６】
生成される特定の物質にしたがって、異なる処理物質を使用でき、また、異なる数のポット７５を設けることができることは言うまでもない。サンプル生成装置２は、異なる物質の検出のためにサンプルを生成するのに用いるなど、少なくとも２つの異なる生成シーケンスの範囲で使用できる。処理物質および生成ステップのうちの一部はその範囲に共通であり、また、これらの処理物質をポット「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」、「Ｅ」、「Ｉ」、「Ｊ」、「Ｋ」、「Ｌ」および「Ｍ」内に供給できる。他の処理物質は異なる生成のために変わり、これらの物質は、サンプル生成装置２とは別個に設けられ且つ使用前にサンプル生成装置２に挿入されるカートリッジ２７（図２１）内に供給することができる。
【００３７】
カートリッジ２７は、カルーセル７０の半径に対して直角を成して延びる細長いスロット８１内に延在するように形成することができる。カートリッジ２７は、装置２の上面２２のスロット２６を通じて挿入できる。カートリッジ２７が装填されると、カートリッジ２７は、カルーセル７０とロックすることができるとともに、カルーセル７０と共に回転できる。カートリッジ２７は、カートリッジによって行なわれるべき特定の検査に固有の全ての試薬を収容する別個のポット８２を有する。試薬は、固体、乾燥、または、液体の形態など、任意の形態を成すことができる。試薬は、固体または乾燥している場合には、カルーセルの他のポット内に蓄えられる水性物質によって作業中に水和され得る。例えばＰＣＲ分析では、試薬として、以下のうちの１つ又はそれ以上、すなわち、核酸改質酵素（ＤＮＡses、ＲＮＡses、および、制限エンドヌクレアーゼを含む）；ＰＣＲプライマ；ＰＣＲプローブ；ポリメラーゼ；逆転写酵素；ポリメラーゼ／逆転写酵素などのデュアルモード酵素；および、抗体のうちの１つ又はそれ以上が挙げられる。他の試薬も想定し得る。カートリッジ２７の下端のスリーブ８５は、カートリッジ２７をカルーセル７０に装填できるようにするためにスロット２６を介した挿入中にスリーブ８５が押し上げられるように形成することができる。ポット８２〜８４は、箔シールなどの破壊可能なカバーシール８５によって、また、任意に成形キャップなどの保護キャップ８６によって覆われることができる。キャップ８６は、例えば２−Ｄバーコード８７などの機械読み取り可能な識別子、あるいは、電子メモリチップまたはＲＦＩＤなどの何らかの他の形態の機械読み取り可能な識別子をその上面に有することができる。カートリッジ２７上の機械読み取り可能な識別子８７は、生成装置２が挿入される装着ベイ１６に隣接する読取器８８にかざすことができる。読取器は、例えば手持ち式読取器など、分析装置から分離できる。分析機器１は、機械読み取り可能な識別コードを認識できるとともに、機械読み取り可能な識別コードに含まれる情報に基づき、生成装置２を駆動させてサンプルおよび試薬と関連付けられる必要なステップを実行するように装着ベイ１６と関連するモジュールに指示することができる。また、検出される特定の物質に適したＰＣＲサーモサイクリング作業およびデータ分析作業を行なうように分析機器１に命じることもできる。
【００３８】
他のサンプル生成装置とは別個に特定の試薬をカートリッジ内に供給することにより、異なる物質のためのサンプル生成装置を備えるコストを最小限に維持することができる。ユーザは、異なる物質のための異なるサンプル生成装置をストックしておく必要がなく、異なる試薬カートリッジと、より少ない数の共通のサンプル生成装置とをストックしておくだけで済む。
【００３９】
入口２５を介して加えられるサンプル物質の混合物は、図１１、１２、１７、１８、２５に最も明確に示されるように、例えばシリンジピペット機構９０を用いて試薬および他の処理物質に晒すことができる。機構９０は、２つの主要な部品、すなわち、シリンジアセンブリ９１とピペットアセンブリ９２とから成ることができる。シリンジアセンブリ９１は、カルーセル７０の中央開口７１を通じて軸方向に延びることができ、流体の圧送を行なうようになっている。ピペットアセンブリ９２は、カルーセルの縁部の垂直エレベータシャフト９３に装着することができ、垂直方向に上下に移動できる。ピペットアセンブリ９２およびシリンジアセンブリ９１は、所定の長さのフレキシブルチューブ９４を介して接続できる。シリンジアセンブリ９１は、雄ネジが形成され且つ下端に中央駆動カップリング４０を備える中央軸方向フォームシャフト９５を有することができる。シャフト９５は、軸方向に移動しないように固定されるが、その軸を中心に自由に回転できる。シャフト９５の周囲を円筒状のプランジャ９６が取り囲んでおり、該プランジャは、その上端９７を閉じることができるとともに、シャフト９５の雄ネジと螺合する雌ネジを内面に形成できる。シリンジアセンブリ９１は、軸方向移動または回転移動しないように固定され得る外側中空バレル９８によって仕上げることができる。バレル９８の上端には小径鼻部９９を形成することができ、小径鼻部９９にはチューブ９４の一端が固定される。プランジャ９６の上端は、バレル９８の内面と共に摺動シールを形成するＯリング１００を支持することができる。プランジャ９６には、それがバレル９８に対して回転しないようにするために表面形成体が成形され或いは設けられており、そのため、シャフト９５が回転されると、この回転がバレルの内面に沿うプランジャの軸方向移動へと変換され、それにより、バレルの上端のチャンバまたは潜在空間１０１の容積が変化する。したがって、駆動シャフト９５の回転がチューブ９４に沿う空気の圧送を引き起こすのに有効となり得ることが分かる。
【００４０】
ピペットアセンブリ９２は、任意の適した材料から形成され且つ任意の適した態様で製造されるピペット１１０を含むことができる。１つの実施形態では、ピペットアセンブリ９２をプラスチック材料から成形することができる。ピペット１１０は、閉じられた円錐容器１１２内へとその上端が開放する細長い先細りの垂直に向けられた中空ステム１１１を有することができる。容器１１２は、シリンジアセンブリ９１へとほぼ向けて側方に突出する小孔スピゴット１１３を有することができるとともに、チューブ９４の他端を受けることができる。ステム１１１および容器１１２の内容積は、ピペット９０によって移送されるべき任意の量の液体を収容するのに十分となるべく選択できる。このように、シリンジアセンブリ９１の作動が容器１１２内の液体の上側の空気またはガスを圧送するのに有効となることができ、また、液体がチューブ９４を通じてシリンジチャンバ１０１内へと流れる必要がないことが分かる。
【００４１】
ピペット１１０は、ピペットの側方に延びてネジ付きナット１１６によって終端することができるアーム１１５によって支持され得る。ナット１１６は、雄ネジを有することができ且つその下端に入力駆動カップリング４２を備えることができるエレベータシャフト９３を受け入れることができる。エレベータシャフト９３を異なる方向に適切に回転させることによりピペット１１０を上昇または下降させることができるのが分かる。このように、シリンジ９１の作動およびピペット１１０の移動の両方を回転駆動入力により達成できる。
【００４２】
適切なポットがピペット１１０の真下に位置づけられるようにカルーセルを回転させて、ピペットをポットへと下降させる（シール７６がまだ破壊されていない場合には該シールを破壊する）とともに、シリンジ９１を移動させてピペット１１０内に小さい圧力を引き起こすことにより流体をピペット内へと吸い上げ、カルーセルを回転させて所望のポットをピペットの真下に位置決めできるようにピペットを上昇させ、ピペットをポットへと下降させ、その後、シリンジを駆動させて、ピペット内の流体の上側のガス圧を増大させるとともに、それをポットへ押し込むことにより、流体をカルーセル７０のポット７５間で移動させることができる。ポット内での混合は、ポット内で流体の流れを引き起こすように流体を繰り返しピペット１１０内へ吸引して吐き出すことにより促進させることができる。各ポット７５には、２つの平らな傾斜面によって与えられるテーパ状のＶ形状床部を形成することができる。最下点は、ピペット１１０のステム１１１と一直線を成して中心に位置させることができ、それにより、最大量の流体をポットから抽出できるようにピペットの先端を最下点へと下降させることができる。
【００４３】
生成装置２の様々な流体移送段階中には、ピペットによって既に移送された他の流体による特定の流体の汚染を防止することが望ましい場合がある。ピペットの内容物全体の均等な分配は、その内容物の完全な除去を保証しない。これは、一部の流体がピペットの先端に付着したままとなり得るからである。幾つかの以前の構造は、ピペットの先端を変えることによってこの問題を克服してきたが、これは装置の操作を複雑にする。汚染の危険は、流体の移送を妨げる必要があるときにはいつでも装置が名目上は空のピペット１１０の先端をカルーセル７０上の流体吸収材料の層７７へと下降させるようにすることより減らすことができる。ピペット１１０の先端の外面上または内面上に付着する全ての流体は、吸収材料７７によってピペットから吐き出させることができるとともに、該材料中に捕捉されたままとなる。これは、望ましくない流体移送を防止するための簡単で低コストの構造を提供する。しかしながら、幾つかのケースでは、サンプルが危険である可能性を秘めているときなど、汚染の危険を回避するために、ピペットを交換することができる。
【００４４】
一実施形態では、サンプル中の核酸を捕捉するために常磁性ビーズを使用でき、該ビーズは、その後、当分野で周知の方法にしたがって、核酸をその後の処理または解放のために保持しつつ望ましくない物質を除去するために洗浄することができる。ビーズは、例えばカルーセル７０のポット「Ｍ」内の水溶液中に格納することができる。ビーズは、核酸が結合されたビーズを懸濁液から所定の場所へと引き出すために磁石を使用し且つ望ましくない材料が除去される間にビーズをそこに保持することにより、通常の方法で洗浄することができる。マグネットアセンブリ４５（図２０）は２つの永久棒磁石１２１、１２２を備えることができる。磁石１２１、１２２は、互いに略平行に且つ横方向水平磁極片１２３に対して略垂直に装着することができる。磁極片１２３は、例えば軟鉄などの任意の適した材料から成ることができる。２つの磁石は、一方１２１のＮ極と他方１２２のＳ極とが最も上側となるように反対の向きに方向付けることができる。必要とされないときには、マグネットアセンブリ４５をピペットステーションから離してスロット４６、４７の遠位端に位置させることができる。磁気分離が行われるべき場合、分析器１は、装着ベイ１６の上面のスロット１２５に沿ってカートリッジ１２４を移動させて、マグネットアセンブリ４５をスロット４６、４７に沿って係合移動させることができ、それにより、マグネットアセンブリ４５がピペット１１０の真下の位置へと移動する。この位置で、２つの永久磁石１２１、１２２がピペット１１０の真下のカルーセルポット７５の両側に位置づけられ（図２０に示される）、それにより、マグネットアセンブリ４５によって設定された磁場がポットの壁を通過して流体・磁気ビーズ懸濁中に至る。マグネットアセンブリ４５は、ポット７５のテーパ状の床部の両側にあって最下点または液貯め領域１２９の上側に離間された２つの局部領域１２７、１２８に磁場を集中させることができるように配置できる。したがって、磁気ビーズは、該ビーズがない液貯め領域１２９を残して２つの領域１２７、１２８に取り付けられ、それにより、ピペット１１０の先端をこの領域へと下降させて最大量の流体を抽出することができる。その後、磁気ビーズがポット７５に加えられる次の流体中へ自由に移動できるように、マグネットアセンブリ４５がその当初の位置へと戻される。
【００４５】
一例として、以下のステップを実行するようにサンプル生成装置２を配置することができる。
１．装置内へのサンプルの受け入れ
２．ヌクレアーゼを不活性化して核酸をサンプルから解放するためのサンプルと所定量の溶解／結合緩衝剤との浸漬及び／又は混合
３．核酸をサンプルから解放するための、浸漬されたサンプルと更なる量の溶解結合緩衝剤との混合
４．サンプルを更に分解して核酸を解放するための、プロテイナーゼＫなどの物質とサンプルとの混合
５．例えば常磁性ビーズ上に解放される核酸の捕捉
６．所定の緩衝剤を用いた核酸（幾つかの実施形態では、ビーズを含む）の洗浄
７．対象の核酸がＲＮＡである場合には、ＤＮＡseIを含む溶液を用いた洗浄した核酸の任意の培養
８．対象の核酸がＤＮＡである場合には、ＲＮＡseを含む溶液を用いた、そのように洗浄された核酸の任意の培養
９．１つ又はそれ以上の所定の緩衝剤を用いた核酸の更なる洗浄
１０．ビーズが使用された場合には、対象の核酸を保持するビーズと対象核酸を溶出する溶液との混合
１１．任意に凍結乾燥された核酸プライマとプローブとの混合物を用いたこの溶出物の培養
１２．１つ又はそれ以上の凍結乾燥されたＤＮＡ改質酵素またはポリメラーゼを用いた、１１で形成された混合物の培養
１３．１２で形成された混合物のキュベット充填機構を介したＰＣＲキュベット３０への移送
１４．キュベット３０からのキュベット充填機構の引き出し
１５．混合物のその後の蒸発を防止するための軽油などの所定量の材料または他の材料のキュベット上端への付加
【００４６】
これらのステップが実行された後、キュベット３０内の混合物は、分析器１内で例えばＰＣＲ、ＬＡＴＥ−ＰＣＲ、逆転写（ＲＴ）-ＰＣＲなどの任意の適した反応をもたらすようにサーモサイクリングを実行するべく配置させることができる。
【００４７】
典型的なキュベット充填機構が図９、１７、１８、２４に更に詳細に示されている。この例では、キュベット３０は、分析器１での光学的検出ステップおよびＰＣＲ反応ステップで用いるのに適する光学的に透明なプラスチック材料から成形される従来の形態を成すことができる。キュベット３０は、ハウジング２０の床２８の開口１３８の所定位置に垂直に固定させることができ、カルーセル７０と共に移動しない。キュベット３０はピペット１１０の真下に位置合わせされる。キュベット３０が充填されるべき場合には、ピペット１１０に流体を装填することができ、また、第１のポット「Ａ」の直ぐ左の円形開口１３１がキュベットの上側に位置づけられるまでカルーセル７０が回転され、それにより、キュベットの上端がピペットによるアクセスのために露出される。キュベット充填機構はプラスチック毛管チューブ１４０を備えることができ、プラスチック毛管チューブ１４０は、両端が開放するとともに、キュベット３０内でその下端１４１の内面と接触するように延びるべく位置づけられる。毛管１４０の上端には、ピペット１１０の先端の外面と係合するように形成されるテーパ状カップリング１４２が取り付けられている。毛管１４０は、その周囲にガス通気クリアランスを許容するようにキュベット３０内に摺動自在に嵌合される。キュベット３０を充填するため、図１７に示されるように、ピペット１１０を毛管１４０のカップリング１４２と係合するように下降させることができ、また、シリンジ９１をゆっくりと作動させて流体をピペット内に送出することができる。流体が毛管１４０を流れ落ち、その場合、毛管の外面とキュベット３０の内面との間のクリアランスは、キュベットに流体が充填されるときに空気がキュベットから抜け出ることができるようにするのに十分である。流体は、毛管１４０の下端から流出できるとともに、毛管の外面とキュベットの内面との間の環状クリアランスに逃げ込むことができる。その後、図１８に示されるように、ピペット１１０を上昇させて、カップリング１４２により取り付け可能な毛管チューブ１４０をピペットと共に取り出すことができる。先のステップ１５に言及される次の作業は、小さいオイルリザーバ１５０がピペット１１０の下側に位置づけられるように、カルーセル７０を１ステーション時計回りに割り出しすることであってもよい。ピペット１１０の端部に取り付けられた毛管チューブ１４０をオイルリザーバ１５０内へ下降させて、その内容物をピペット内に吸引することができる。その後、カルーセル７０を１ステーションだけ反時計回りに割り出しして戻すことができ、また、キュベット３０内の流体上に少量のオイルを分配して蒸発を防ぐために、毛管１４０をキュベット３０の上端へと下降させることができる。
【００４８】
サンプル生成装置と共に使用される分析器１は、分析器の場所を記録してこの情報を分析結果と共に記憶できるようにするための設備を含むことができる。場所情報は、手動で或いは内部ＧＰＳまたは外部ＧＰＳによって或いは同様のポジショニングシステムを介して入力できる。また、分析器は、分析器の場所を離れた場所へ伝えることもできる。例えば、分析器は、ユーザによって促されるとき或いは分析が行われるときは常に、その場所を離れた場所へと周期的な間隔で伝えることができる。
【００４９】
サンプル生成装置は、ＰＣＲ分析および関連技術のための生体サンプルの生成に特に適しているが、異なる分析器による分析のための他のサンプルを生成するために使用することもできる。
【００５０】
キュベット内の生成サンプルが生体起源から成る場合、分析中に行なわれる反応または変態としては、一般に、以下のいずれか、すなわち、ポリメラーゼ連鎖反応（直線後指数的（ＬＡＴＥ）ＰＣＲなどのその変形を含む）、逆転写、エキソヌクレアーゼ活性、エンドヌクレアーゼ活性、および、オリゴヌクレオチドまたは抗体などの他の試薬との交配または結合のうちのいずれかを挙げることができる。他の反応および変態も考えられる。
【００５１】
本明細書中に記載される装置は、野外または定常環境、例えば医院、診療所、または、研究室などの任意の場所で用いるように適合させることができる。本明細書中に記載される装置は、可搬型機器によって完全に制御される小型の内蔵型使い捨て消耗品において未熟なユーザがＰＣＲのためのサンプル生成およびＰＣＲ自体を行なうことができるようにし、分子生物学の知識を必要としない。装置は、例えば足および口、鳥インフルエンザ、および、ブルータング病または他の病気の検出のためのサンプルを生成するために獣医学的用途で使用できる。装置は、病気が検出される場合に迅速な措置をとることができるように、サンプルが得られる領域で迅速な検出を行なうことができるようにする。否定的応答がもたらされる場合には、サンプルが研究室分析のために離れた場所へ送られなければならない場合に必要となる類の不必要で高価な予防措置をとる必要性を回避する。
【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】
2011500056.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2011500056.tif 000017
【図１６】
2011500056.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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