(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
満水線の上または下のいずれかのレベルにまでチャンバーを充填するのに十分な容積を有するチャンバーに液体を入れ；液体の密度と異なる密度を有するバッファー溶液を添加し、満水線を下回るとき、前記液体と前記バッファー溶液とを合計した体積は合計液体の水面を満水線にまでもってくるのに十分であり、試験液体およびバッファー溶液が試験チャンバー内に液体界面を形成し、バッファー溶液がその一方の側にあり、液体が他方の側にあり；ついで、設置ステップの間に、バッファー溶液を液体界面の前記一方の側からシール界面経由でオーバーフロー受けに排除し、かつ、試験チャンバーから第２のシール経由で空気を排除してオーバーフロー受けの空隙形成を妨げることによって、分析チャンバーを液体で充填するための改良された方法であって、
ここに、改良が、
（ａ）カートリッジを垂直に配置し；
（ｂ）試験チャンバーが完全に試料流体で充填されるように、磁場内で試験チャンバーを磁気応答性粒子および磁気標識標的成分を含有する流体試料で充填し；ついで
（ｃ）光学分析を実行する装置に使用するためにカートリッジを磁場内に保存することを特徴とする改良された方法。
【請求項２】
磁場内の充填が、磁場を誘起する一対の磁極を有するレセプタクル内で行われる請求項１記載の改良方法。
【請求項３】
磁場内の充填が：
（ａ）カートリッジを、対向する向きで一対の反対磁極を有し、かつ、その間にギャップが形成されているレセプタクルに搭載し；ついで
（ｂ）前記磁極の下面をギャップに向かってテーパー付けして、磁気応答性粒子および磁気標識標的成分を試験チャンバー内でカートリッジの壁に向かって推進するように磁場を試験チャンバーに印可することを特徴とする請求項２記載の改良方法。
【請求項４】
満水線の上または下のいずれかのレベルにまでチャンバーを充填するのに十分な容積を有するチャンバーに液体を入れ；液体の密度と異なる密度を有するバッファー溶液を添加し、満水線を下回るとき、前記液体と前記バッファー溶液とを合計した体積は合計液体の水面を満水線にまでもってくるのに十分であり、試験液体およびバッファー溶液が試験チャンバー内に液体界面を形成し、バッファー溶液がその一方の側にあり、液体が他方の側にあり；ついで、設置ステップの間に、バッファー溶液を液体界面の前記一方の側からシール界面経由でオーバーフロー受けに排除し、かつ、試験チャンバーから第２のシール経由で空気を排除してオーバーフロー受けの空隙形成を妨げることによって、分析チャンバーを液体で充填するための改良された装置であって、
ここに、改良が、
（ａ）カートリッジを垂直に配置する手段；
（ｂ）試験チャンバーが完全に試料流体で充填されるように、磁場内で試験チャンバーを磁気応答性粒子および磁気標識標的成分を含有する流体試料で充填する手段；および
（ｃ）光学分析を実行する装置に使用するためにカートリッジを磁場内に保存する手段を有する改良された装置。
【請求項５】
磁場内の充填手段が磁場を誘起する一対の磁極を有するレセプタクル内にある請求項４記載の改良された装置。
【請求項６】
磁場内の充填手段が
（ａ）カートリッジを、対向する向きで一対の磁極を有し、かつ、その間にギャップが形成されているレセプタクルに搭載する手段；および
（ｂ）前記磁極の下面をギャップに向かってテーパー付けして、磁気応答性粒子および磁気標識標的成分を試験チャンバー内でカートリッジの壁に向かって推進するように磁場を試験チャンバーに印可する手段を含む請求項４記載の改良された装置。
【請求項７】
流体試料の光学分析を実行する装置のレセプタクルにスライドして嵌合するように適合された非磁性不活性材料の筐体であって、光学分析の観察場内に位置するように適合された光学的に透明な平坦ランド面を持つドーム状断面を有し；ランド面下で長軸に沿って垂直に流体試料で充填するように適合された試験チャンバー；試験チャンバー上で試験チャンバーおよび外部環境の双方から密封できるオーバーフロー受けとして機能するように適合された前房；および試験チャンバーと前房との間のインレットを持つ改良されたカートリッジであって、
ここに、改良が、
（ａ）当該ハンドルの各頂部エッジの外側に広がるように作製されたグリップ領域が側面にあるハンドル部；
（ｂ）第１の面上にアーチ状の延長を有するハンドルであって、第１の面は筐体のドーム側に位置し、アーチ状の延長はハンドルの最上部に沿い、グリップ領域の外側に開いたエッジ間に広がるハンドルを含む改良されたカートリッジ。
【請求項８】
改良において、筐体として透明プラスチック製チャンバーを含む請求項７記載の改良されたカートリッジ。
【請求項９】
ポリカーボネート、ポリスチレンおよびアクリルよりなる群から選択された筐体を含む請求項７記載の改良されたカートリッジ。
【請求項１０】
蛍光性添加剤を含まない請求項９記載の改良されたカートリッジ。
【請求項１１】
突出するステムにプローブを有する改良されたストッパーであって、プローブはインレット内に密封可能に設置され、インレットを閉鎖するように適合された第１のシールを形成し、第１のシールは、インレット内に設置されることによって、試験チャンバー内の空気捕捉を妨げ、プローブは、第１のシールがインレットを閉鎖する前に試験チャンバーのインレットを設定された満水レベルより下に入れるように適合された遠位端を有し；遠位端は、液体をインレット経由で上に排除し、かつ、第１のシールがインレットおよびプローブの突出ステム上のプラグを閉鎖する前に、流体試料の液面を前房に配置するのに十分な厚さを有し；
プラグは、プローブによってインレットが閉鎖され、その後、前房の上端を閉鎖する第２のシールとして作用する前房上の拡張された口にプラグが嵌合するような突出ステムに沿った位置を有し、
ここに、改良が、
（ａ）単一エラストマー；および
（ｂ）ストッパーハンドホールドの各側に柔軟壁を有して第２のシールが前房を閉鎖したとき、ストッパーが適切な位置で固定されるように柔軟壁が外側にパチンとはまるまで圧縮される、カートリッジ上の保持エレメントと嵌合する締め付け機構を含むことを特徴とする改良されたストッパー。
【請求項１２】
エラストマーが約６０ないし１００のジュロメータ値を有する請求項１１記載の改良されたストッパー。
【請求項１３】
エラストマーが約８０ないし９０のジュロメータ値を有する請求項１１記載の改良されたストッパー。
【請求項１４】
エラストマーが約９０のジュロメータ値を有する請求項１１記載の改良されたストッパー。
【請求項１５】
プラスチック筐体に固定された光学的に透明なランド面を有するカートリッジの製造方法であって、
（ａ）光学的に透明なランド面に接するようにプラスチックエッジを成型して、プラスチックエッジをランド面の外縁部を設置するための小さな棚に形作り；
（ｂ）小さな棚の接触部分全体を小トラフに形作り、小トラフがランド面の外縁部に沿うようにし；
（ｃ）接触領域全体に沿って小トラフを光学的に透明な接着剤で充填し；
（ｄ）接着剤が小トラフを流れて全ての潜在的な光路から離れるように、ランド面の外縁部を小トラフ上に置き；ついで
（ｅ）光学的に透明なランド面をプラスチックエッジに固定されるように、接着剤をＵＶ光に暴露することを特徴とする製造方法。
【請求項１６】
光学的に透明な接着剤がＵＶ光への暴露後に結合する非蛍光性化合物である請求項１５記載の製造方法。
【請求項１７】
光学的に透明な接着剤が、感圧性接着剤、熱硬化性接着剤、および紫外線によって活性化される接着剤よりなる群から選択される請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
光学的に透明な接着剤が紫外線によって活性化される接着剤である請求項１５記載の製造方法。
【請求項１９】
光学的に透明なランド面がガラスである請求項１５記載の製造方法。
【請求項２０】
ガラスが厳しい許容誤差で約０．５ｍｍ厚×３１ｍｍ長および５ｍｍ厚にカットされる請求項１９記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
この出願は、本出願であり、２００２年１１月２５日付け出願の米国本出願第１０／３０３,３０９号を基礎とする優先権を主張する。この出願は、一部ＰＣＴ／ＵＳ０２／０４１２４および米国出願第１０／０７４,９００号を基礎とする優先権も主張する。
【０００２】
発明の分野
この発明は、光学分析に用いる標本試料を含有するためのチャンバーを有するカートリッジに関する先の出願（ＰＣＴ／ＵＳ０２／０４１２４）に対する改良である。一つの改良は、少量の生体試料、特に血液の分析について、より現実的かつ安価なカートリッジの使用を可能とする。もうひとつの改良は、分析前に、試料内の磁気標識標的成分のより効率的かつ均一な分布を可能とする。
【背景技術】
【０００３】
懸濁液中の標本について光学分析を行うとき、光学分析後に標本を廃棄するのが通例である。しかしながら、稀少な細胞については、さらなる試験またはさらなる手順に使用するために、しばしば、標本を保存することが望ましい。ある種の手順において、（４００μｌ未満の）比較的小さな試料の標本を（１００ｍｌまでの）より大きな体積から選択することが望ましく、そのような試料から抽出することができる標本の体積はおそらく制限され、標本またはそのいかなる実質的な部分の損傷をも回避することが特に重要になる。標本の汚染を回避し、標本の劣化または分析の障害に至るかもしれない状態を回避することが重要であろう。
【０００４】
試料間の光学分析の不一致の一つの原因は、重力による液体試料中の磁気粒子および磁気標識標的成分の均一分布の欠如である。このプーリング効果は、試料を最初にカートリッジチャンバーに入れたときに発生する。チャンバーが完全に水平でなければ、磁気粒子は、磁気標識標的成分とともに、チャンバーの低い部分に沈殿する傾向にある。チャンバーを好ましい搭載位である垂直位に搭載すれば、磁気粒子および磁気標識標的成分はチャンバーの端部に沈殿する。その結果、磁気粒子および磁気標識標的成分は光学ウィンドー全体に均一に分散せず、光学分析の実行を不能にする。
【０００５】
カートリッジおよびストッパーの開発におけるもうひとつの問題は、製造するのに比較的安価であるが（ＰＣＴ／ＵＳ０２／０４１２４）、試料を保存するのに満足のいく働きをする構造を提供することである。親出願のストッパー部品に記載されるような２つの別個のプラスチック材料製の構築物は製造するのに高価であり、その構築物において複雑である。標本試料は劣化防止されるように保存されるので、汚染物質および空気に対して適切に封鎖されるように締め付け性を維持する必要もある。かくして、単一のエラストマー組成物の利点とともに試料の劣化を最小限にするための締め付け機構を有するストッパーが必要である。
【０００６】
光学分析のために試料の保存性を向上させる必要とともに、カートリッジ操作の簡便性および迅速性を増大する必要がある。カートリッジのより良好な握りが、試料チャンバー内に空気を入れてしまう不必要なカートリッジのたわみを防止し、搭載位から分析プラットホームへのカートリッジのより確実な移動を提供する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の議論から分かるように、米国特許出願ＰＣＴ／ＵＳ０２／０４１２４の選択された局面に対するさらなる改良が必要である。この出願は分析用少量試料を単離し、さらなる試験用に試料を保存するように設計されたコレクションチャンバーを記載する。詳しくは、このコレクションデバイスは、空気を泡その他の形態で試料チャンバーから排除することを可能とするが、低コストチャンバーも分析のための均一な分析物分布も与えない。
【０００８】
米国特許第５,２４６,６６９号は少量試料を収集し、次いでそれを試験液体と混合するサンプリングデバイスを開示する。この特許において、デバイスはピックアップデバイスを備え、それは、多めの量の試験する固体または半固体物質から少量試料を抽出する。このデバイスは少量試料を残余から分離し、少量試料または周囲雰囲気の汚染を避けるように残余を単離する。このデバイスは、試験試料または残渣のいずれの回収も考慮せず、また、空気を泡の形態で試験液体から排除することも一切考慮していない。
【０００９】
カートリッジおよびストッパーを再設計する必要に加えて、この発明のカートリッジの製造方法で改良された光学分析も得られる。徹底して透明かつ均一な観察領域を可能とするカートリッジを製造する必要がある。試料は、特に、カートリッジドームと光学的に透明なランド面界面との間の接触領域の近くに位置するそれらの標的成分に関して磁気標識標的の分析における問題を回避するであろう。より詳しくは、光学的に透明なランド面とカートリッジの残りの部分とを接合するのに用いられる接着剤からの干渉が、チャンバーを製造する過程で光路上にその接着剤を塗り広げるときに生じる。かくして、光学分析領域への接着剤の侵入を防止するように光学的に透明なランド面を固定する方法を開発することが必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
全て低コストで、試料内の磁気標識標的成分を含有するチャンバーを操作する能力およびそれらを均一に表示する能力の改良は、この発明が光学分析用の一貫したプラットホームを提供することを可能とする。
【００１１】
したがって、この発明は、標本の光学分析に用いる新規カートリッジの改良を提供する。元のカートリッジと同様に、改良版は、次なる手順のための標本を含有する試験チャンバーを有し、そのいかなる実質的な部分の損失もなく、標本の光学分析用のプラットホームを備え、その標本が気泡その他の汚染物質がない状態でカートリッジ試験チャンバー内にとどまることを可能とする。そのカートリッジは標本を取り扱う方法にも使用され、その標本が、そのいずれかの実質的な部分を損失する危険もなく、光学分析のために均一に分布する標的成分と一緒に試験チャンバー内で気泡の混入または他の劣化条件への暴露の危険もなく、光学分析のための試験チャンバーに存在することを可能とする。
【００１２】
図面の簡単な説明
図１は、この発明により作製されたカートリッジおよび一対の反対磁極を有するレセプタクルの概略図である。
図２は、ストッパーがカートリッジの筐体との嵌合を例示する適切な位置にあり、この発明および関連する改良を具現するカートリッジの正面図である。
図３は、カートリッジの筐体から取り外されたストッパーを示す図２と同様の図である。
図４は、断面図（Ａ）、拡大断面図（Ｂ）および長軸断面図である。図４Ａおよび図４Ｂは、図３の線分４Ａ―４Ａでの断面図である。図４Ｂは、ランド面の光学的に透明なエッジに並列する筐体の棚部上のエッジにある接着トラフの拡大断面図である。図４Ｃは、図３の線分４Ｂ―４Ｂでの長軸断面図である。
図５は、図５Ａ、５Ｂおよび５Ｃは、カートリッジ筐体とストッパー間の協同により空気不存在下でカートリッジ内に標本を捕捉することを例示する搭載位のカートリッジの断面図である。図５Ａは、ストッパーが外され、標本がチャンバーおよび前房内の適正位置にあることを示す。図５Ｂは、図５Ａと同様に、ストッパーのプローブの前房内のバッファーへの侵入を示す図である。図５Ｃは、チャンバーと前房との間のポートおよび前房の上端の双方を閉鎖する位置にあるストッパーを示す図である。
図６は、図２〜５に示されたストッパーの斜視図である。
図７は、カートリッジの筐体と操作可能に嵌合したストッパーと共のカートリッジの拡大部分的断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明のデバイスは、搭載前に、標的成分の著しい沈殿を制限するように改良され、かくして、磁気応答性粒子および磁気標識標的成分の観察面に沿った均一分布を可能にする。生体試料は磁場の存在下でカートリッジに搭載されるため、磁気標識標的成分の不均一分布が確実である。試料の搭載前にカートリッジを磁場内に垂直に置くことによって、搭載が達成される。次に、試料をカートリッジチャンバーに入れ、ストッパーで閉鎖し、分析までそのままにする。試料間の整合性を維持するように、標的成分を沈殿させず、かつ、均一分布させて、光学分析を終了させる。
【００１４】
親出願のカートリッジと同様に、標本試料をバッファー溶液とともにカートリッジの試験チャンバーに入れ、ここで、標本およびバッファーの各特性は試料からバッファー溶液を隔てる界面を与えるようなものである。試料チャンバーは一端で延長して開口となる。好ましくは、バッファー溶液の密度を試料の密度より低いかまたは同等として、開口を上にしてチャンバーを配置したときに、バッファー溶液が界面の上方に位置し、試料が界面の下方に位置するようにする。チャンバーに充填する間、バッファー溶液の密度よりも低いいかなる空気その他の汚染物質も、バッファー溶液を経由してチャンバーの上端にある開口に向かって重力に従って上昇する。試験チャンバーおよび外部環境の双方から密封できるオーバーフロー受けを含有する前房をもつチャンバーが設計される。ストッパーは、界面上方のバッファー溶液内に延びる付属プローブで前房の両端を密封するように備えられる。ストッパーが、そのプローブにより試験チャンバーの開口と嵌合すると、プローブはバッファーを前房に排出する。このとき、プローブは第１のシールを形成し、それは試験チャンバーを前房から閉鎖する。引き続き、ストッパーは、前房の外側入口を閉鎖する第２のシールを形成して、バッファーが前房から漏れ出すのを防止する。かくして、前房はオーバーフロー受けとして機能する。第１のシールはチャンバー内のいかなる有害な気泡も前房に移動した後に試験チャンバーを閉鎖する。その後、第２のシールは、オーバーフローチャンバーを閉鎖して、改良されたクリップ機構によるストッパーの同時嵌合でバッファーを損失しないように維持する。
【００１５】
ストッパーに対する改良は、価格低下およびカートリッジ取り扱いの容易さの向上をもたらした。改良されたストッパーは、約６０ないし９０の好ましいジュロメータ値を有する単一のエラストマーからなる。このストッパーはカートリッジ内の適切な位置に柔軟壁によって固定され、第２のシールがオーバーフローチャンバーを閉鎖するとき、各保持エレメントに対する位置に向かって外側にパチンとはまるまで壁は圧縮される。この相互作用がストッパーを適正位置に固定し、チャンバーとのストッパー整列を容易にし、充填後にストッパーがより一層外れにくくなる。
【００１６】
適正位置にあるとき、ストッパーおよびハンドルは、カートリッジが把持され、標的細胞が検出器具に対する観察場内の適切な位置にあるように試験チャンバーを配置する向きで光学検出装置に対する適当な位置に操作できるようにする。
【００１７】
カートリッジを適正位置に操作するために用いられるカートリッジのグリップは、内向きテーパーを外側に開く改良がされ、より堅固な把持およびより良好な制御を可能とする。したがって、カートリッジを簡単に顕微鏡その他の検出器具に搭載し、生体試料中の標的成分を器具の試料観察場内に位置調整することができる。ハンドル部内でグリップ領域間に、カートリッジは、ストッパーとカートリッジとの間に確立されたシールに影響を及ぼす意図しないたわみを防止するための改良サポートを有する。
【００１８】
最後に、カートリッジのプラスチック部分に光学ランド面を取り付ける新型の製造方法を説明する。より詳しくは、プラスチックエッジは、通常ガラスである光学的に透明なランド面と接する。エッジは小さな棚のような形状をして、ランド面を設置する。棚はランド面と接すべき全領域に広がる。小さなトラフを棚に沿って、しかし接すべき領域内に配置する。結合接着剤をトラフ内で接触領域全体に沿って注入する。結合接着剤は、非蛍光性であり試料と反応しない光学的に透明な接着剤である。光学的に透明なランド面を棚に接するように置くと、接着剤は、光路から流れ去る。これは、光学分析の間、より再現性があり、かつ、より整合性のある観察を考慮したものである。上記の特徴を持ついかなる接着剤でもよいが、接着剤は感圧型、熱硬化型、または紫外線により活性化されるものである。
【００１９】
生体試料、特に、希少な細胞の光学分析は、安価で再現性を可能とする状態で標本を維持するための方法および手段を必要とする。改良された試料カートリッジおよびストッパーは、一緒に用いるとき、生体試料の汚染を回避するように設計されているが、光学分析前のいかなる操作の間でもより良好な制御、光学分析のための磁気標識標的成分の均一分布、およびより低額な製造コストを考慮した改良された設計および製造による。
【００２０】
試料調製における一つの改良は、試料充填および光学分析前に、印可磁場内で親版または改良版のいずれかのカートリッジアッセンブリーを搭載し保存することである。カートリッジは、試料搭載の準備において、印可磁場内に搭載する前に垂直に配置する。試料を磁場内でカートリッジチャンバーに入れ、磁気応答性粒子およびいかなる磁気標識標的成分のいかなる沈殿も防止する。したがって、磁気標識標的成分を均等に分散させ、試料間で整合性をもって表示させる。磁場はこれらの同一の磁気標識標的成分が光学分析前に一領域に結集することを防止する。かくして、ストッパーをカートリッジに挿入した後、生体試料の磁気標識標的成分は、分析後磁場から取り出されるまで、カートリッジの平坦なランド面に沿って安定に配置されたまま維持される。
【００２１】
改良発明のカートリッジおよびストッパーは、双方とも出典明示して本明細書に含まれるとみなされる、２０００年１月１１日にLibertiらに特許された米国特許第６,０１３,５３２号に示され、［Nature Biotechnology, Bol. 17, December 1999, pp1210-1213］において発行されたArjan G.J. Tibbeらによる"Optical Tracking and Detection of Immunomagnetically Selected and Aligned Cells"と題される論文に記載されたごとき検出装置の使用に特に適合する。その特許の図１に概略的に示されるカートリッジおよびレセプタクルは、観察、分析または操作用の液体媒体内で、細胞のごとき磁気標識標的部分を固定化するのに有効である。磁気標識標的部分は試験チャンバー内に入れ、そこで、磁気標識標的部分は磁場によって操作され、試験チャンバーの壁に沿った単層に磁気標識標的部分が配置される。自動磁気分離技術の議論が、双方とも出典明示して本明細書の一部とみなされる、１９９９年１１月１６日にGerald J. Dolanらに特許された米国特許第５,９８５,１５３号および［Cytometry, 43:31-37 (2001)］において発行されたArjan G.L. Tibbeらによる"Cell Analysis System Based on Immunomagnetic Cell Selection and Alignment Followed By Immunofluorescent Analysis Using Compact Disk Technologies"と題される論文に含まれる。
【００２２】
図１について言及すると、この発明を具現するカートリッジは２１で示され、間にギャップが形成された一対の反対磁極２２および２３を有するレセプタクル２０に搭載される。例示された検出装置において、レセプタクル２０は、ギャップを上向きにして装置の光学系の経路に水平に配置されるが、他のアプリケーションでは、このレセプタクルを垂直に配置することができる。図１において、極２２および２３の下面はギャップに向ってテーパーがつけられているので、チャンバーに印加される磁場は不均一であり、ギャップの方向に向う実質的な垂直勾配効果を有し、カートリッジ２１の長軸に対して横断し、チャンバー内部の磁気応答性粒子をギャップと実質的に共平面であるカートリッジの壁に推進する。磁気標識標的部分は試験チャンバーの内面上の規則的な一重層に表示され、自動観察システムを構成してカートリッジと観察システムの集光エレメントとの間の相対運動を与え、自動計数のために収集された標的部分を追跡し得、それは収集された標的による発光、吸収または散乱された光の分光分析を含み得る。
【００２３】
完全なシステムはオーディオおよびデータ記憶技術の分野で知られているコンパクトディスクを読み出すのに用いられるものと同様の光学トラッキングビーム分析成分を含む（ＰＣＴ／ＵＳ０２／０４１２４を参照せよ）。簡単に言えば、一対のレーザダイオードが光の平行ビームを発する。一方のビームは標的部分のラインを位置付け追跡する分析系（図示せず）に用いられる。他方のビームは位置付けられたライン近傍にある収集された標的部分の存在を検出するために用いられる。カートリッジと分析システムの光学エレメントとの間の相対運動は、メカニカル並進ユニット（図示せず）によって与えられる。分析システムの機能はマイクロプロセッサー（図示せず）によって調整される。トラッキングビームは二色性ミラーによって反射され、アパーチャを通り、対物レンズによってカートリッジの上面に焦点が合わされる。二色性ミラー７は、二色性レンズおよび対物レンズによって検出ビームを反射する。
【００２４】
トラッキングラインおよび標的部分によって反射された光は二色性ミラーを通過してフォトディテクターに向う（図示せず）。ディテクターはユニット用のマイクロプロセッサーに供給されるデータ信号を発生し、上記米国特許第５,９８５,１５３号により完全に記載されているように、ユニットの並進を制御し、ディテクターによって供給されるデータを加工する。
【００２５】
改良されたカートリッジ２１は上記米国特許第６,０１３,５３２号に記載されるように、顕微鏡のごとき他の検出装置にも用いることができ、ここに、当該ステージは、カートリッジの表面が顕微鏡の光路中に位置するようにレセプタクル２０を収容する。上記したように、試験チャンバーの向きは水平、垂直または検出装置の計装によって決定されるいずれの角度であってもよい。
【００２６】
図１に示される向きの場合、改良されたカートリッジ２１は、反対側に外側に広がるグライド５２および５３を有するドーム状筐体部５１を有する。カートリッジをグリップ３７および３８とで把持しつつ、グライド５２および５３は、レセプタクルのガイドウェイ５４および５５に滑り込んで、カートリッジのドーム状筐体部が極２２および２３の下面の下に入るように設計される。ガイドウェイ５４と５５との中間に、レセプタクルはスロット５６を有し、レセプタクルの底部を通る光路を提供する。この光路は、カートリッジがレセプタクル２０内の位置に挿入されたとき、カートリッジの長軸中心線と重なる。
【００２７】
図２は、この発明および関連する改良を具現するカートリッジ２１の正面図を示し、そのストッパーはカートリッジの筐体との嵌合を例示する適切な位置にある。このストッパーは密嵌合するプラグ７４と一緒に示される。ストッパーが完全に挿入されると、プラグ７４は前房の基端を閉鎖する。ストッパーは改良されたハンドホールド７５および、２つの柔軟壁７６,７６からなる改良された締め付け機構を有する。柔軟壁７６,７６はプラグ７４の側面にあり、改良され、カートリッジのハンドル部６１に位置するそれらの各保持エレメント７７,７７と嵌合する。改良された保持エレメントはハンドル部の頂部にて、保持エレメントの側部に対して横方向に支持される。これは、図示するように嵌合したとき、非常に堅固な保持を与える。
【００２８】
図３は、この発明および関連する改良を具現するカートリッジ２１の正面図を示し、そのストッパーはカートリッジの筐体と嵌合していないときの別の状態を例示する取り外された位置にある。
【００２９】
改良されたカートリッジは、蛍光物質無添加のポリカーボネート、ポリスチレンまたはアクリルのごとき非磁性不活性材料製であり、光学分析システムの光路内にまたはそれから操作することができる剛直なチャンバーを備えるように形成される。ストッパーが取り外された断面図は、側面グリップ３７,３８およびガラスのごとき光学的に透明な材料から形成され、ドーム５１の頂部に固定され、中央に位置する平坦ランド面６２を有する（図４Ａ）。
【００３０】
光学的に透明なランド面６２をカートリッジに固定する手順は、より良好な接着性（図４を参照せよ）、観察アパーチャに対するより整合性のあるランド面６２の向きを与えるが、最も重要なことは、チャンバー領域の過剰接着剤による光学分析との干渉がほとんどないことである。これらの手順は、ランド面６２と非磁性不活性ドーム５１との間の境界に沿ってより均一かつ制御された塗布を考慮したものである。より詳しくは、改良された固定は、チャンバー領域から離れた接着剤に力を加えることによって両横方向に接着剤が広がるのを防止する。
【００３１】
基本的に、改良は接着剤トラフ１２の形状にあり、平坦ランド面が取り付けられたとき接着剤がチャンバー領域から流れ去るように設計される（図４Ｂ）。成型不活性材料のカートリッジドームはエッジにて小さな棚１５として形作られ、平坦ランド面６２との接触領域を形成する。小トラフは、接着剤が充填され、エッジに沿う。このトラフは接触領域全体にわたり、平坦ランド面がエッジに置かれたとき、接着剤と接触する。接着剤はトラフを下り接触領域を横切り流れ出る。次いで、この領域にＵＶ光を照射し、熱硬化させ、またはいずれかの手段によって処理して、エッジをランド面にしっかりと結合する。好ましい具体例は、ＵＶ光接着剤を用いて、成型プラスチックとの厳しい許容誤差でカットされた０．５ｍｍ厚のガラスを結合することである。成型プラスチックは非蛍光性、剛直、光学的に透明、かつ、試料と非反応性でなければならない。典型例は、ポリカーボネートまたはポリスチレンである。
【００３２】
ランド面６２は光学的に透明で恒久的にカートリッジに固定される。かくして、レセプタクル２０内に配置されたとき、試験チャンバー６３は、レセプタクル２０が搭載された検出装置の光路に沿ってレセプタクルのアパーチャ５６と整列する。これは、最適な分析観察面を考慮したものである。
【００３３】
試験チャンバー６３はハンドル６１から離れた末端にて閉鎖され、グリップ３７,３８に隣接する基端にてインレット開口６５を有する（図５Ａ）。充填のためカートリッジを垂直に置いたとき、インレット開口６５がチャンバー６３の最上部にくるように、インレット６５を試験チャンバー６３の基端の端壁中心に配置する。カートリッジの筐体は前房チャンバー６６を備え、それはその入口端に拡張された口６７を有する。前房チャンバー６６は、インレット開口６５を通じて試験チャンバー６３と連絡する。口６７とインレット６５との間の前房６６は、より完全に以下に記載するように、オーバーフロー受けとなる。
【００３４】
試験チャンバー６３は、改良されたストッパーのプランジャー７１によって閉鎖されるように適合され、プランジャー７１は試験チャンバー６３のインレット６５に嵌合して密閉するように適合されたプローブ７２を有する。プローブ７２の後方に、ストッパーはリブ付きステム７３を有する。リブ付きステムは、ストッパーが前房６６に完全に挿入されたとき、口６７に嵌合して密閉するように適合したプラグ７４で終わる。完全に挿入されたとき、プラグ７４は前房６６の基端を閉鎖する。プラグ７４の向こう側に、ストッパーは改良されたハンドホールド７５および、２つの柔軟壁７６、７６からなる改良された締め付け機構を有する。柔軟壁７６,７６はプラグ７４の側面にあり、改良され、カートリッジのハンドル部６１に位置するそれらの各保持エレメント７７,７７と嵌合する。改良された保持エレメントはハンドル部の頂部にて、保持エレメントの側部に沿って横方向に支持される。これは、嵌合したとき、非常に堅固な保持を与える。ストッパーの柔軟壁７６,７６が嵌合したとき、それらは改良された保持エレメント７７,７７によって圧縮されるが、最終的に適切な位置にあるとき外側にパチンとはまる。
【００３５】
改良されたカートリッジは、レセプタクルからのカートリッジの出し入れを可能にする連結したグリップが付いたハンドル部６１を有する。ハンドル部６１も、ハンドルのいずれかの側のグリップ３７,３８を開く改良がされている。グリップ領域は各頂部エッジから外側に開くように作製されている。ハンドル部は、第１の面上にアーチ上の延長を有する。第１の面は筐体のドーム側に位置し、ハンドルの最上部に沿い、グリップ領域の外側に開いたエッジ間に広がる。ハンドルの第２の面はドーム状筐体に対向し、２つの保持エレメント７７,７７によってカートリッジの放射線軸上に沿い、ハンドルの最上部および前房の拡張された口６７によって長軸上に沿って、結合された内枠構造を含有する。両面に対する変更が、適切な位置に嵌合したとき、ストッパーのより堅固な締め付けおよびカートリッジ操作に対する一層改良された剛直支持を提供する。
【００３６】
プローブ７２およびプラグ７４を含むストッパーの突出部は、それぞれ、インレット６５および口６７を密閉できる熱可塑性エラストマー（ダイナフレックスＲ(DYNAFLEXR)）のごとき弾性材料その他の弾性材料を含む。弾性材料は非蛍光性であり、かつ、試料と非反応性でもなければならない。弾性材料のジュロメータは、約６０〜１００の範囲にあり、より好ましくは約８０ないし９０の範囲にあり、最も好ましくは約９０である。ストッパーのハンドホールド７５および柔軟壁７６,７６はプローブおよびプラグとして同一のエラストマーで形成され、かくして、ストッパー全体は単一のエラストマーで作製される。親のカートリッジ／ストッパーと同様に、特に、柔軟壁がきっちりとその適正位置に固定された後は、ストッパーハンドホールド７５をその軸周りにひねることはほぼ不可能である。保持７７,７７との嵌合を解放するために、カートリッジハンドホールド６１の枠領域内部の窓が、柔軟壁を手で押さえ付け、嵌合を外すためのアクセスを可能とする。全体として、この単一エラストマー設計はより低コストのカートリッジ／ストッパーアッセンブリーを考慮したものである。
【００３７】
図４Ｃに示すように、カートリッジは、試験チャンバー６３の平坦ランド面６２が検出装置の観察場に配置されるようにその長軸を水平にして配置される。試験チャンバー６３を充填するとき、カートリッジは、前房６６が試験チャンバー６３の上方に配置されるようにその長軸を垂直にして配置する。
【００３８】
図５Ａないし５Ｃに示すように、試験液体をいずれかの関連するバッファー溶液と一緒に試験チャンバー６３に入れる。バッファー溶液は試験液体以下の密度を有し、液界面がそれら２つの液体間に形成される。バッファー溶液の体積は、試験チャンバー６３を完全に充填するのに十分である。充填操作は試験チャンバー６３から空気を排除し、バッファー溶液に残存するいかなる気泡をもインレット６５を経由して前房６６に向かって重力に従って上昇する。
【００３９】
チャンバーの構成および配列は、気泡が試験チャンバーから排除され、ユニット中に内在する圧力を回避することを保証する。図５Ａないし５Ｃに示されるように、ストッパー６０が前房に挿入されると、プローブ７２を含有する突出部は、それが設定の満水線に入ったときバッファー溶液を排除する。図示するように、インレット６５は広がった口８８およびこの広がった口の下に筒状チャネル８９を有する（図５Ｂ）。この時点で、バッファー溶液の液面は上昇した満水線まで上に移動する。ストッパーがさらに下に動くと、プローブ７２の先端がインレット６５のチャネル８９に入る。プローブ７２が筒状チャネル８９に嵌合すると、このプローブは第１のシールとして作用して、試験チャンバー６３と前房６６との間の連絡を閉鎖する。インレット６５の筒状チャネル８９の筒状部内にプローブ７２がさらに進入すると、密封が完全となる（図５Ｃ）。プローブ７２の先端が筒状チャネル８９を閉鎖し、本件ではインレット６５の筒状チャネル８９の内径がチャンバー６３の内寸よりも小さいので、チャネル中のバッファー溶液の量は最小限であり、プローブ７２のチャネル８９への嵌合は、第１のシールとして作用するとき、試験チャンバー６３内の圧力をあまり上昇させない。プラグ７４が口６７に入るまで、前房の頂部は開放されたままで、前房が外圧に維持されるようにする。
【００４０】
この発明の設計はいずれの分析チャンバーにも用いることができるが、それは１ｍｌ未満の量の極少試料の試験用の分析チャンバー用に特別に創作された。例示された具体例において、図４Ｂについて言及すると、ランド面６２の下のチャンバー６３の幅は約３ｍｍ、深さは約４ｍｍであって、１０ないし１４平方ミリメータの範囲の断面積を与える。長軸に沿った長さは約３０ｍｍである。チャンバー６３の容積は２２μｌと６７５μｌとの間の範囲にあるべきであって、好ましくは少なくとも３１５μｌである。インレット６５の直径は０．０３８１ｍｍと３．１８ｍｍとの間の範囲であり、好ましくは２．３５ｍｍであって、約１０平方ミリメータの流動面積を与える。インレット６５の向こう側に前房が張り出し、この場合直径４．２３ｍｍまでで、この場合６．３ｍｍの幅を有する口６７まで約１４ｍｍ延びる。プラグが完全に挿入されたとき、前房６６の容積は、好ましくは、少なくとも９５μｌである。上部壁での試験チャンバーの幅はインレット６５のチャネル８９の直径よりも僅かに大きい。図示しないが、上部壁の周囲の角は切り欠けまたは斜面が付けられて、チャンバー６３から重力に従って上昇してきたいかなる気泡も捕捉しないようにする。斜面の角度は、好ましくはチャンバー６３とインレット６５の長軸に対して２゜と３０゜との間である。
【００４１】
ストッパー６０がさらに移動すると、ステム７３の基端のプラグ７４は前房の口６７に嵌合し、前房の上端を閉鎖する第２のシールとして作用するようになる。図６および７に示すように、プラグ７４は長方形ブロックであって、相補的な長方形の形状を有するソケットの形態の口６７に適合する。ブロック７４はプローブ７２と同じプラスチック材料製であり、図５Ｃに示すように嵌合したときに、ソケット６７との良好な密封を形成するのに十分な弾性を有する。ソケット６７中のプラグ７４の移動は、満水線８７の上方の気圧を実質的に上昇させない。
【００４２】
インレット６５の筒状チャネル８９の上部と口６７を形成するソケットの底部との間の距離はプローブ７２の先端とプラグ７４の底部との間の距離よりも小さく、プラグ７４がソケット６７の底部に収まる前にプローブがチャネル８９に挿入されることを保証する。この配置が、前房６６に内在するいずれの実質的な圧力も回避することを保証する。ステム７３はその周囲を取込むように隙間をあけてリブ９１を有し、これらのリブ間の隙間が、インレットの筒状部８９へプローブが侵入する間に排出されるバッファー溶液を内包する適度な空間となる。
【００４３】
クリップが保持エレメント７７と嵌合してストッパーを適所に保持すると、空気は第１および第２のシールの間の前房６６内に閉じ込められ、試験チャンバー６３中の液体の光学分析を妨害する気泡等を懸念せずにカートリッジを操作することができる。充填され、栓がされた後、上記および図１〜４に図示するごとく、検出装置での分析のため、長軸が水平になるように、カートリッジを新しい方向に向けることができる。なぜならば、試験チャンバー６３は完全に液体で満たされたからであり、分析者によって選ばれた検出装置により要求されるであろう別の向きでも、それを操作することができる。試験液体に接するいずれのバッファー溶液もカートリッジ内の試験チャンバー６３または前房６６内のいずれかに保持され、試験液体のいずれの重要な部分の損失の危険性もほとんどない。充填操作中カートリッジ内の試験液体の上にあるバッファー溶液は、試験液体の空気への最小限の暴露および、試験液の劣化または汚染の危険性を減少することを保証する。
【００４４】
本明細書において、この発明の特定の具体例が例示され、説明されてきたが、それはこの発明をそのような開示に限定する意図はなく、それらには、特許請求の範囲内で変化および修飾を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明により作製されたカートリッジおよび一対の反対磁極を有するレセプタクルの概略図。
【図２】ストッパーがカートリッジの筐体との嵌合を例示する適切な位置にあり、この発明および関連する改良を具現するカートリッジの正面図。
【図３】カートリッジの筐体から取り外されたストッパーを示す図２と同様の図。
【図４Ａ】図３の線分４Ａ―４Ａでの断面図。
【図４Ｂ】図３の線分４Ａ―４Ａでの拡大断面図。
【図４Ｃ】図３の線分４Ｂ―４Ｂでの長軸断面図。
【図５Ａ】カートリッジ筐体とストッパー間の協同により空気不存在下でカートリッジ内に標本を捕捉することを例示する搭載位のカートリッジの断面図。
【図５Ｂ】カートリッジ筐体とストッパー間の協同により空気不存在下でカートリッジ内に標本を捕捉することを例示する搭載位のカートリッジの断面図。
【図５Ｃ】カートリッジ筐体とストッパー間の協同により空気不存在下でカートリッジ内に標本を捕捉することを例示する搭載位のカートリッジの断面図。
【図６】図２〜５に示されたストッパーの斜視図。
【図７】カートリッジの筐体と操作可能に嵌合したストッパーと共のカートリッジの拡大部分的断面図。
【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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