(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生化学試薬を貯蔵および分配するための試薬カートリッジであって、試薬のための少なくとも２つの分離し独立した分室（２）、ならびに、カートリッジから試薬を離脱させるのに遠心を必要とするような量で分室中に入れた少なくとも１種類の試薬を含み、少なくとも１つの分室が、試薬を周囲大気から封止する薄片（３）をその中に有し、試薬カートリッジが、マイクロ滴定プレートの反応容器上に配置または部分的に配置することができる独立した単位体であり、いくつかの試薬カートリッジからなるカセットにおいて組合せるのに適するものであることを特徴とする試薬カートリッジ。
【請求項２】
同じデバイス中に配置された個々に封止された分室またはオリフィスの周囲に影響を及ぼすことなく開放することができる開放可能なクロージャー（４、４’、４’’）で封止することができる少なくとも１つの分室に対するオリフィスを有することを特徴とする請求項１に記載の試薬カートリッジ。
【請求項３】
封止されたクロージャーが、温度上昇、遠心、外力適用またはこれらの組合せからなる手段のいずれかによって開放されることを特徴とする請求項２に記載の試薬カートリッジ。
【請求項４】
試薬量が１〜２００μｌであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカートリッジ。
【請求項５】
カートリッジが、特定の反応のための、ＤＮＡポリメラーゼ、ＲＮＡポリメラーゼ、逆転写酵素、ウラシル-Ｎ-グリコラーゼ、ＤＮＡリガーゼ、触媒性リボ核酸、デオキシリボヌクレオチド、リボヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、蛍光染料、ウシ血清アルブミン、ホルムアミド、グリセロール、緩衝物質、硫酸アンモニウム、ジメチルスルホキシド、陰イオン性界面活性剤、および非イオン性界面活性剤からなる試薬の少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の試薬カートリッジ。
【請求項６】
独立した試薬含有キャピラリーが、分室（２）の少なくとも１つに含まれていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の試薬カートリッジ。
【請求項７】
独立したキャピラリーが多管腔キャピラリーであることを特徴とする請求項６に記載の試薬カートリッジ。
【請求項８】
独立したキャピラリーが外壁とコアを含み、この壁とコアの間のキャピラリー空間を規定していることを特徴とする請求項６に記載の試薬カートリッジ。
【請求項９】
請求項１に記載の試薬カートリッジに生化学試薬を貯蔵し、そして分配するためのデバイスであって、該試薬カートリッジが、該試薬カートリッジの数および位置が多試料ホルダー中のウエルとして知られる反応容器の数および位置または該数および位置の一部に対応するように配列されていることを特徴とするデバイス。
【請求項１０】
試薬カートリッジが、通常のマイクロ滴定プレート形式または他の標準形式に従う列と行に配列されていることを特徴とする請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
試薬の少なくとも１種が、異なる試薬カートリッジにおいて異なる濃度の試薬を配列することによって濃度勾配の形態で供給されていることを特徴とする、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１２】
試薬を、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）、リガーゼ連鎖反応（ＬＣＲ）、「ギャップＬＣＲ反応」、核酸配列に基づく増幅（ＮＡＳＢＡ）、自己維持配列複製（３ＳＲ）、転写介在増幅（ＴＭＡ）、鎖置換増幅（ＳＤＡ）、標的増幅、シグナル増幅、またはこれら反応の組合せのいずれかである特定の反応のために選択することを特徴とする請求項９に記載のデバイス。
【請求項１３】
ヌクレオチド配列が、ウイルスゲノム、細菌細胞もしくは真核細胞に由来する核酸、または組織タイピングに用いる脊椎動物細胞由来の暗号領域からなる核酸のいずれかの一部であることを特徴とする、ヌクレオチド配列の存在または不存在を検出するための請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
ヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ）、ヒトパピローマウイルス、肝炎ウイルス、またはサイトメガロウイルスからなるウイルスのいずれかの検出に用いる請求項９〜１３のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１５】
クラミジア（Chlamydia）、リケッチア（Rickettsia）、ミコバクテリウム（Mycobacterium）、ヘモフィラス（Haemophilus）、ネイセリア（Neisseria）、ストレプトコッカス（Streptococcus）、リステリア（Listeria）、クリプトコッカス（Cryptococcus）、コッコイデス（Coccoides）、ブラストミセス（Blastomyces）、またはヒストプラズマ（Histoplasma）属のいずれかに属する細胞の検出に用いる請求項９〜１３のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１６】
ガン細胞の検出に用いる請求項９〜１３のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１７】
カートリッジからの試薬の離脱に遠心を必要とする分量の試薬を用いて生化学分析を行うために用いる試薬カートリッジを含むカセットであって、該カセットが請求項１に記載の多数の試薬カートリッジを含み、該多数の試薬カートリッジが、該試薬カートリッジの数および位置が多試料プレート中のウエルとして知られる反応容器の数および位置または該数および位置の一部に合致するように配列されていることを特徴とするカセット。
【請求項１８】
試薬カートリッジが、通常のマイクロ滴定プレート形式または他の標準形式に従う列と行に配列されていることを特徴とする請求項１７に記載のカセット。
【請求項１９】
多試料プレート中の反応容器を用いる分析において使用される生化学試薬を分配するための方法であって、以下の工程を包含することを特徴とする方法：
・少なくとも２種類の試薬を、互いから物理的に分離させて、少なくとも２つの分離し独立した試薬分室および少なくとも１つの該分室中の封止を有する請求項１に記載の試薬カートリッジに供し；
・少なくとも１つの試薬カートリッジをカセット中に配列させて、該試薬カートリッジの数および位置が、多試料プレート中の反応容器の数および位置または該数および位置の一部と合致するようにし；
・少なくとも１つの試料を、多試料ホルダー中の少なくとも１つの反応容器中に配列させ；
・試薬カートリッジを含むカセットを多試料ホルダーと組合せて、試薬カートリッジが少なくとも１つの反応容器に対応するようにし；
・試薬カートリッジの中身を遠心によって空にする。
【請求項２０】
カートリッジを数工程で空にすることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
温度上昇、遠心、外力適用またはこれらの組合せからなる手段の１つまたはそれ以上を順に行うことによってカートリッジを空にすることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、化学試薬を貯蔵および分配するためのデバイスおよび方法に関する。特に本発明は、少量で使用され、従って汚染、酸化および試薬間の交差反応に敏感である生化学試薬を貯蔵および分配するためのデバイスおよび方法に関する。
発明の背景
ＲＩＡ、ＥＩＡおよびＥＬＩＳＡなどの免疫学的方法は、最近の数１０年間に医学診断において広く応用されている（ＲＩＡ、ＥＩＡおよびＥＬＩＳＡは、それぞれ放射活性免疫測定法、酵素結合免疫測定法および酵素結合イムノソルベント測定法の短縮形である）。これらの方法は、急速に標準的な方法になった。手動および自動ピペットを用いる効率的な取扱い、ならびに検出装置における効率的な取扱いの要求を満たすために、いくつかの試料を同時に取扱うことができる規格化された反応容器が開発された。これらの容器は、本明細書の以下の部分では多試料プレートと言う。
マイクロ滴定プレートは、射出成形ポリスチレンプラスチックによって形成された長方形プレートからなるのが一般的である。このプレートは格子状に配列された多数の窪みを有している。これらの窪みはウエルと呼ばれ、個々の化学反応のための反応容器として働く。マイクロ滴定プレートの３つの最も重要な規格は、その外寸（プレートを標準装置に固定することを可能にする）、そのいわゆる格子間隔（格子の同じ列または行の１つのウエルの中心と隣接ウエルの中心の間の距離である）、ならびに、ウエルの位置（プレートの外縁および互いに対する位置）である。最も広く使用されているマイクロ滴定プレートの形式は、８列１２行の格子に配列された９６ウエルを有する約１２８×８５×１４ｍｍのものである。ウエル間の格子間隔は約９ｍｍである。しかし、いくつかの他の群が上記の形式内に見られる。普通に見受けられるのは、１９２、３８４またはそれより多いウエルを有するプレートである。また、上記形式の半分のマイクロ滴定プレートも使用されている。これら様々な多試料プレートに対する最も最近の追加は、いわゆる多配列法において使用される多試料プレートであり、ここでは、極めて少ない量が表面に、例えば吸収表面に排出される。この技術の例には、高密度オリゴヌクレオチドの配列へのハイブリダイゼーションを利用する測定法および方法（例えば、遺伝子突然変異の検出、ゲノムスクリーニングまたは配列決定操作）において用いられる多試料プレートまたはシートが含まれる。多配列法において使用される多試料プレートは、ナノ滴定プレートまたはナノウエルプレートとも呼ばれる。また、試薬および試料を受入れるための領域を有するシリコンチップまたはウエハーも、「多試料プレート」の定義下に含まれるべきである。
格子形態に配列されたウエルを有するマイクロ滴定プレートが、最も普通に使用される形態の多試料プレートである。しかし、他のウエル配列、例えば環状形態も多試料プレートにおいて見られる。
特に臨床応用の領域でマイクロ滴定プレートを用いて常套的に作業をしていると、使用者は、異なる工程に種々のレベルの自動システムを導入することによって試料の取扱い速度、即ち処理速度を高めようとする。このような工程の１つは試薬の取扱いである。
試薬は、プランジャーピペットなどの手動操作ピペットを用いて取扱うことができる。マイクロ滴定プレートを用いて作業するために、多チャンネルピペットが開発されている。このピペットは、１回の動作でウエルの全ての列または行に手動ピペッティングすることを可能にする。また、このピペッティング作業をさらに自動化することを目的として、種々の複雑さを有する一連の電子装置が開発されている。その例には、様々な種類のポンプを備えたディスペンサーおよび多チャンネルピペットおよび電子駆動のステップモーターを備えたプランジャーピペットが含まれる。
高レベルの自動化は、反応容器を分配マウスピースに対して配置するユニットおよびこの配置をピペッティング過程に対してコンピューター制御するためのユニットを組込むことによって達成することができる。このように高レベルに自動化された装置は、ピペッティングロボットと呼ばれるのが普通である。即ち、ピペッティングロボットは３つの主な機能ユニットを包含する。第１は、１またはそれ以上の個々の精密ポンプを含む分配ユニットである。この種の精密ポンプの機能は、特定の時間にマウスピースから指定容量の液体を分配することである。第２に、ピペッティングロボットは、正確な分配の瞬間に反応容器に対して分配マウスピースの位置を配向させる位置決定ユニットを含む。第３は、電子制御ユニットである。
上記パラグラフに記載した種類のピペッティングロボットを構築する上での困難は、多くの重要な機能について十分に高レベルの正確さを達成することである。ピペッティングロボットの１つの重要な機能は、分配される液体の平均量の精度および異なるピペッティング動作の間の標準偏差である。一般に、多い量をピペッティングするときよりも少ない量をピペッティングするときの方が精度は低い。別の重要な機能は、もちろん、単位時間あたりの完全に分配された試料の数として測定される操作速度である。例えば臨床環境における分子生物学的作業の要求を満たすに十分速く、かつ少ない量を分配するときに正確であるロボットを構築するのは困難であることがわかっている。
ピペッティングロボットのこれら主な機能的特徴に加えて、同様に重要な他の特性が存在する。このような特性の例は、購入価格、少ない系列試料に対するコスト効果、装置の大きさ、ならびに、外来物質および前のピペッティング動作に由来する物質による汚染の防止を助けるためにマウスピースおよび他の部品を洗浄する必要性である。さらに、反応容器、試料および化学物質は、このような汚染物質を運びうる空中粒子への暴露から保護されるべきである。
現在、吸引および分配のための別々のマウスピースを有するか否か、あるいは両機能のために同じマウスピースを用いるか否かの点で異なるピペッティングロボットが存在する。第１のタイプは、１またはそれ以上の液体貯蔵器（即ち、この容器から試薬が分配される）に連結された１またはそれ以上の吸引マウスピースを一体化している。試薬は、この容器から吸引マウスピースを経て、またディスペンサーユニットを経て、１またはそれ以上の分配マウスピースに移動し、これから反応容器に移される。このタイプのピペッティングロボットは、以下においてはポンプディスペンサーと言う。
第２のタイプのピペッティングロボットは、１またはそれ以上の合同した吸引および分配マウスピースを特徴とする。このタイプは、独立して操作しうる液体貯蔵器を有する。化学試薬は、試料容器からマウスピースに汲出され、次いで同じマウスピースにより反応容器中に分配される。このタイプのピペッティングロボットは、以下においてはピペットディスペンサーと言う。
ポンプディスペンサー型のピペッティングロボットは、少ない量を分配するときであっても通常の精度要求を満たす。しかし、これは操作速度の要求を満たさない。対照的に、ピペットディスペンサー型のピペッティングロボットは、通常の操作速度の要求を満たす。しかし、これは、主要な必要条件の１つである高精度要求を満たさない。
さらに別の問題は、どちらのタイプのピペッティングロボットであっても、少ない系列試料（即ち、約５００試料またはそれ未満の試料の取扱い）に対してはコスト効果が悪いことである。また、空中汚染に対する保護も問題になりうる。さらに、ポンプディスペンサーは非常に高価であり、そのマウスピースの洗浄が困難であることが多い。
手動または自動の通常の方法によって現在行われている本発明に関連する操作は順番に行われる。即ち、例えば試薬の工業合成、大量パックでのこれらの貯蔵、使用者へのこれらパックの輸送、適切な試薬量の計量、および適当な試料ウエルまたは試薬容器、例えば多試料プレートへのこれら分量の分配が順番に行われる。実際に試料が適用され、ウエル中または多試料プレートにおける使用が意図されている等価物中の試薬と混合されたときに、この容器は完全に準備ができ、インキュベーションのための装置または他の場所に置かれる。
ピペッティングロボットは、この一連の操作の中の２つの操作に主に使用される。これらは、その一部において、試薬の工業合成および試薬の大量パックでの貯蔵に関連して使用される。これらロボットは、ポンプ分配型であることが多く、大きく高価であり、比較的遅いことが多い。しかし、これらは、極めて正確であり、全ての可能な汚染の脅威、混同の危険および同様の危険に対して品質保証された過程の部分を構成する。
また、ピペッティングロボットは、適切な試薬量を計量するため、およびこれら分量を、例えばある種の分析を行う多試料プレートに分配するために、使用者の実験室において使用される。これらのピペッティングロボットは、異なるタイプのものであってもよいが、これらは迅速なものでなければならず、大きなものまたは高価なものであることはできない。このような理由から、通常、これらは上記の前者タイプほどは正確ではない。使用者の実験室における１つの問題は、空気中に通常保持される粒子、エーロゾル、撥ね散り、またはマウスピースもしくは他の成分による汚染の危険でありうる。例えば、大量パックの混同の危険が、多数の短い系列の試料を処理するとき、または多数の異なる使用者が関与するときに、特に大きくなる。これに関連して、試料とは、患者試料、試験材料または使用者によって選択された他の成分を意味し、これらの試料は調製すべき試薬混合物の一部を構成する。
工業的に使用されるピペッティングロボットの利点（即ち、精度ならびに汚染、混同および同様の危険に対する安全性）を、使用者の実験室において使用されるピペッティングロボットの利点（即ち、速度、低価格およびコンパクトさ）と組合せることができるならば極めて有利であろう。
これは、工業合成された試薬を大量パックで貯蔵する代わりに、末端使用者の反応容器中に直接的に試薬を貯蔵し、次いでこれを混合済試薬の状態で使用者実験室に輸送することによって達成することができる。次いで、実験室において試料を適用するのみである。これにより、この環境下での迅速、正確かつ安全な取扱いが確保される。即ち、ピペッティングロボットの必要性はなくなり、従って低価格およびコンパクトなサイズの利点が満たされるものと考えられる。
しかし、この解決法には２つの欠点が伴われる。第１に、異なる末端使用者は異なる種類および製造元の反応容器を好み、これが効率のよい工業的取扱いを困難にする。第２に、反応容器中での試薬の予備混合は、感度および貯蔵寿命を低下させる種々の化学的過程を開始させることができ、次いでこれが不正確な試料の結果を導きうる。
従来の技術
米国特許No.3,554,705は、連絡するように適合させた複数の独立した貯蔵分室中に異なる試薬を含む化学的パッケージまたは生試薬カートリッジであって、その区画が制限手段によって封鎖されており、予め充填された試薬が貯蔵分室のそれぞれから早期に移動することが防止されているパッケージまたはカートリッジを記載している。この構造は、固体および粒状物質に使用されるブリスターパッケージ系に類似している。その明細書および特許請求の範囲には量的なことが記載されていないが、その貯蔵分室の構造から、これらはミリリットル（ｍｌ）程度の量を含むことを意図するものであり、非常に少量であって重力に耐え、カートリッジからの離脱のために遠心を必要とするような量を意図するものでは決してないことが明らかである。
欧州特許出願公開No.678 745はより最近の方法を記載しているが、これによると、試料は遠心により先の尖った容器から反応容器に移される（ここで、後者は膜で被覆されており、先の尖った容器がこの膜を貫通する）。しかし、この系は、試薬の貯蔵および分配に関するものではなく、本発明に付随する利益を欠いている。
本願との関連においては普通である極めて少ない分量（即ち、数μｌ程度およびそれ以下の分量）を用いたときに、多くの特別の問題が生じる。例えば、分量が非常に少ないと、それが貯蔵されている容器の側面からそれを分離させるのに力が必要になる。これら分量は、ワックスまたは粘稠油の層によって蒸発および酸化から保護されることが多い。実際には、分配容器またはデバイスから反応容器に試薬を移行させるために、重力を越える力が必要である。
本発明の目的は、最近の規格および作業方法、特に生化学分析に使用される規格および方法に合致するデバイスを提供することである。生化学分析とは、生化学成分（例えば、タンパク質、酵素およびオリゴヌクレオチド）を検出するため、あるいは、特定の細胞（例えば、病原生物）または病原性の形質転換を受けた細胞（例えば、ガン細胞）の存在を検出するための方法を意味する。特に、本発明の目的は、安全かつ汚染のない試薬の貯蔵、高レベルの再現性を伴う正確な分配、ならびに、使用者の操作工程の数を最少にする簡単な取扱いを可能にする系を提供することである。目的の１つは、使用者による手動または自動のピペッティング（即ち、分析が行われる実験室におけるピペッティング）の必要性をなくすことである。
発明の要約
上記した最近の技術の欠点は、添付の請求の範囲に記載した本発明によって解消される。特に本発明は、少量で使用され、従って汚染、酸化および試薬間の交差反応に敏感である生化学試薬を貯蔵および分配するためのデバイスおよび方法に関する。
【図面の簡単な説明】
添付の図面を参照しながら本発明をさらに詳しく説明するが、これら図面は以下の通りである。
図１ａは、本発明の試薬カートリッジの断面図である。
図１ｂは、図１ａのカートリッジの透視図である。
図２は、試薬カートリッジを本発明に従って多試料反応プレートとどのように組合せうるかを模式的に示すものである。
図３ａおよび図３ｂは、本発明の２つの態様を示すものである。
図４は、試薬の１つが、分室の１つに入っている開口末端キャピラリー中に封入されている態様の断面図である。
図５は、本発明の１つの好ましい態様の切取り透視図であり、ここでは反応カートリッジが、マイクロ滴定プレートとして既知の多試料プレート中の反応容器と同じ数および位置で配置されている。
発明の説明
本発明によれば、試薬は、２またはそれ以上の試薬（互いに離れており、大気から保護されている）を入れることができるデバイスを用いて貯蔵および分配される。次いで、所望によりデバイスの分室を封止している被覆、クロージャーまたは障壁などの手段を機械的に除去または移転させた後、試薬を遠心によりデバイスから取出す。このような手段には、栓またはバルブ、フィルム、膜ならびに粘稠液体またはワックスが含まれうる。
本発明に従う試薬分室は、任意の異なる物理的に分離した容積を構成し、通常は約１００μｌ未満の容積を持つ。しかし、洗浄工程においては、この容積はさらに大きく、例えば２００〜５００μｌであることができる。特別の好ましい態様においては、この容積はかなり小さく、０．００１〜０．５μｌである。
図１ａは、少量の試薬が貯蔵されている異なる分室（２）を有する試薬カートリッジ（１）を模式的に示すものである。試薬は黒で示されている。これら試薬は、ワックスまたは粘稠有機化合物などの適当な物質の薄片（３）によって、互いからおよび周囲大気から分離されている。分室（２）それ自体は、栓または熱可塑性膜などの他の種類のクロージャー（４）によって封止することができる。
図１ｂは、上記態様を透視図で示すものであり、分室の空間配置の１つを示すものである。分室の数および配置が、本発明の範囲内で変化しうることは自明である。
図２は、１を越える試薬カートリッジ（１Ａおよび１Ｂ）をどのようにカセットのホルダーに配置して、試薬カートリッジの数および位置が多試料プレート中の反応容器（これに試薬が分配される）の数および位置と一致するようにしうるかを示すものである。１Ａおよび１Ｂは２つの異なる操作段階を示している。試薬カートリッジ１Ａにおいて、左側分室の封止が取外され、試薬が容器に移行するが、右側分室の封止４はそのまま残っており、全ての試薬およびそれらの封止層（３'、３"）はそのまま残っている。１Ｂにおいては、封止４および３'が除去されているが、封止３"および最終試薬は残っている。
本発明の１つの態様によれば、試薬分室を、取外し可能もしくは移動可能な被覆、栓、または破壊可能な封止もしくはフィルムによってさらに密閉することができる。図３ａおよび図３ｂは、封止４が機械的に操作され開放される本発明の２つの態様を模式的に示すものである。３ａは、全ての封止が同時に開く１つの態様を示すものである。３ｂは、互いに独立して封止を開放することができる別の態様を示すものである。
密閉手段の開放に関する１つの態様は、試薬カートリッジを通って伸びている密閉手段の部材と連動する、３次元パターン（例えば、溝と背）を有するプレートを包含する（図３ａおよび図３ｂ）。これらのプレートを、以下においては「プレスプレート」と言う。このようなプレスプレートを、異なる重量および／またはパターンに対応して種々の様式に設計することができ、例えば色の塗分けをすることができる。これらのプレスプレートを、受入れ用の多試料プレート、試薬カートリッジおよびプレスプレートからなる組立て物の遠心中に動くようにするのが好ましい。所望により、機械の助けを借りてまたは借りずに手動によりプレスプレートを押下げることができる。遠心または所望による機械的助けを用いることによる動作の利益は、プレスプレートのパターンに対応するカートリッジの開放が同時であることおよび全ての関係カートリッジを包含することが保証されることである。
図４に模式的に示した１つの特定の態様によれば、１種類または数種類の試薬が、分室の１つに入れた開放末端キャピラリー中に封入される。これは、極めて少量の試薬、例えば０．００１〜０．５０μｌの間の分量を分配するときに特に好ましい。この態様は、少量の試薬を周囲の影響から保護するのにも有益である。さらに、上記範囲の分量は、物理的相互作用（例えば、表面張力、吸着および流体力学的挙動）が小滴にかなりの影響を及ぼすので、正確に測定するのは極めて困難である。
極めて少ない量、例えば５０ナノリットル（nl）未満の量を計量、貯蔵および分配する際には、特別の困難性が存在する。先に記載されているように、このような分量はこれまでインクジェット様の装置によってのみ満足しうる方法で取扱われている。本発明者は、このような少量の挙動が、分量と該分量と接触する表面積の間の関係に依存することを示した。例えば細いキャピラリーの充填および切断において、切断それ自体がキャピラリーの圧縮、従って液体の置換を引き起こす。驚くべきことに、液体と接触する表面積を、例えば比較的短く太いキャピラリーの代わりに比較的長く細いキャピラリーを用いることによって最大にすると、切断中の変形、従って液体の置換が減少する。キャピラリー中にコアを導入し、こうしてコアの外壁とキャピラリーの内壁によって囲まれた容積を形成させるのが特に好ましい。このことはキャピラリーの形状によらず正しいが、円形または楕円形の横断面が実際的に有益である。さらに、液体充填区画の長さを長くすると、切断作用は精度に対して比較的少ない効果を有する。また、予め決めた長さの断片を切断する技術は十分に開発されており、高い精度および再現性が達成されている。
また、図４のキャピラリーは、本発明の範囲内で、反応容器に独立して導入するのに適する多管腔キャピラリーであることができるか、またはカートリッジの分室の１つに含まれるキャピラリーとして試薬カートリッジの一部を構成することができる。
図５は、本発明の１つの好ましい態様、即ち、いくつかの試薬カートリッジの数および位置が、多試料プレート（例えば、マイクロ滴定プレート）中の反応容器の数および位置または該数および位置の一部と一致するように該試薬カートリッジが配置されているカセットを示すものである。理想的には、この試薬カートリッジは、１カセットにおいて８列１２行に配列されており、通常用いられる９６ウエル形式のマイクロ滴定プレート上に置くことができるか、または該プレート中に部分的に置くことができる。しかし、このカートリッジは、この形式またはその他の普通に使用される形式の一部に対応することが意図されている。試薬カートリッジを、３×８のカートリッジを含むカセットに、または種々の長さのカートリッジのストリップ（１列）に組立てることができる。
本発明の試薬カートリッジを製造するときに、これらカートリッジは試薬充填の際に独立した単位を構成することができ、カセット中で一緒にするのに適しており、いくつかを共に使用することができる。これは、特に異なる試薬または異なる試薬濃度でカートリッジを充填する場合に、効率的かつ柔軟な製造を可能にする。即ち、同一または類似組成のカートリッジを大量に製造して、後に特定の分析を意図するカセットにおいて一緒にすることができる。この簡単な例は、最適化反応において使用するためのカセットの製造である。異なる試薬濃度の試薬カートリッジを大量に製造し、次いで多試料プレートの異なる列または行における濃度勾配として配列することができる。
先に言及した開放分室の封止は、次の手段、即ち温度上昇、試薬カートリッジの遠心または外力の適用のいずれかによって開放するのに適するものである。例えば温度上昇は、試薬カートリッジの温度を、−１８℃またはそれ以下の貯蔵温度から−４℃、＋８℃または＋２０℃の温度まで上昇させること、またはそれより高い温度まで加熱することからなる。遠心は、異なる速度で行って、封止を開放するのに使用される力を制御することができる。外力を適用するための方法には、上記の「プレスプレート」を含むあらゆる種類の機械的影響力が含まれる。
１つの好ましい態様によれば、試薬カートリッジは次の試薬の少なくとも１つを含む：ＤＮＡポリメラーゼ、ＲＮＡポリメラーゼ、逆転写酵素、ウラシル-Ｎ-グリコラーゼ、ＤＮＡリガーゼ、触媒性リボ核酸、デオキシリボヌクレオチド、リボヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、蛍光染料、ウシ血清アルブミン、ホルムアミド、グリセロール、緩衝物質、硫酸アンモニウム、ジメチルスルホキシド、陰イオン性界面活性剤、および非イオン性界面活性剤（特定の反応のためのもの）。
また本発明は、化学試薬、特に少量の生化学試薬を貯蔵および分配するための系を包含する。この系は、試薬カートリッジ中の異なる分室に入れられ、周囲大気から隔絶されている試薬によって、ならびに、いくつかの類似試薬カートリッジの数および位置が反応容器（多試料プレート中のウエルとして知られる）の数および位置に対応するように、これらカートリッジが配列されていることによって特徴づけられる。
上記した本発明の試薬カートリッジまたは系を使用するのに特に適する反応は次の通りである：ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）、リガーゼ連鎖反応（ＬＣＲ）、「ギャップＬＣＲ反応」、核酸配列に基づく増幅（ＮＡＳＢＡ）、自己維持配列複製（３ＳＲ）、転写介在増幅（ＴＭＡ）、鎖置換増幅（ＳＤＡ）、標的増幅、シグナル増幅、または上記反応の組合せ。
本発明の試薬カートリッジまたは系は、特に、以下の核酸のいずれかのヌクレオチド配列またはヌクレオチド配列構成部分の検出に用いることができる：ウイルスゲノム、細菌細胞もしくは真核細胞に由来する核酸、または組織タイピングに用いる脊椎動物細胞由来の暗号領域。
本発明の試薬カートリッジまたは系は、特に、以下のウイルスのいずれかの検出に用いることができる：ヒト免疫不全ウイルス（ＨＩＶ）、ヒトパピローマウイルス、肝炎ウイルス、サイトメガロウイルスなど。
本発明の試薬カートリッジまたは系は、特に、以下の属のいずれかに属する細胞の検出に用いることができる：クラミジア（Chlamydia）、リケッチア（Rickettsia）、ミコバクテリウム（Mycobacterium）、ヘモフィラス（Haemophilus）、ネイセリア（Neisseria）、ストレプトコッカス（Streptococcus）、リステリア（Listeria）、クリプトコッカス（Cryptococcus）、コッコイデス（Coccoides）、ブラストミセス（Blastomyces）、ヒストプラズマ（Histoplasma）など。
本発明の試薬カートリッジまたは系は、特に、ガン細胞の検出に用いることができる。
さらに本発明は、上記の反応または測定のいずれかを行うためのキットであって、所望により１つまたはいくつかのカセットとして組立てられるカートリッジ中に予めパックされた必要な試薬、所望による反応容器および動作手段（例えば、プレスプレート）ならびに使用指示書を含むキットを包含する。
本発明の１つの好ましい態様は、マイクロ滴定プレートとして知られる多試料プレートを用いて化学反応（特に、生化学分析）を行うときに用いるカセットである。このカセットは、試薬カートリッジの数および位置が、多試料プレート（例えば、通常の９６穴マイクロ滴定プレート形式）に含まれるウエルとして知られる反応容器の数および位置に合致するように配列された多数の試薬カートリッジを含むカセットであることを特徴とする。
最後に本発明は、多試料プレートを用いる分析において少量で使用される試薬（主として生化学試薬）を分配するための方法を包含する。この方法は以下の工程を包含する：
・少なくとも２種類の試薬を、互いから物理的に分離させて試薬カートリッジに供し；
・いくつかの試薬カートリッジを少なくとも１つのカセット中に配列させて、該カートリッジの数および位置が、多試料プレート（例えば、マイクロ滴定プレート）中の反応容器の数および位置または該数および位置の一部と合致するようにし；
・カセットを多試料プレートと組合せ；
・試薬カートリッジの中身を空にする。
１つの好ましい態様によれば、空化は、数工程で、例えば１またはそれ以上の以下の手段を順に行うことによって実施する：温度の上昇、遠心および外力の適用。
本発明を、本発明者が現在知る最良の態様を構成する好ましい態様に関連して説明したが、当分野で通常の技術を有する者にとって自明である種々の変化および修飾を、本願に添付した請求の範囲に記載した本発明の範囲から逸脱することなく行いうることを理解すべきである。
【図１ａ】
0004050794.tif 000002
【図１ｂ】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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