(57)【要約】生物学的液体サンプル中の遺伝物質の同定のためのプロセスは、凍結乾燥されたＰＣＲ試薬と標識プライマーを含む反応器へと、試薬およびプライマーを溶解するために十分な純水を注入することと、反応器内に生物学的液体サンプルを注入することと、反応器内で、反応器の内容物を細胞破砕プロセスに晒すことと、反応器の内容物に対して病原体に特異的なポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を実施することと、ＰＣＲを監視し、そこから特定の遺伝物質の存在を判定すること、というステップを含む。プロセスを実施するためのデバイスは、熱除去モジュール（ＨＲＭ）と、そのベースプレートがＨＲＭに隣接するぺルチェセル（ＴＥＣ）と、ＴＥＣの作用面と隣接する反応器収容型熱伝達スリーブと、スリーブ内に反応器を保持するための保持手段と、ＴＥＣを駆動するための手段とを含む。【選択図】図１
2017504340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
病原体の、現場での迅速な同定を実行するためのデバイスであって、
・熱除去モジュール（ＨＲＭ）と、
・そのベースプレートが、前記ＨＲＭと隣接する熱電セル（ＴＥＣ）と、
・前記ＴＥＣの作用面と隣接する反応器収容型熱伝達スリーブと、
・前記スリーブ内に反応器を保持するために配置された保持手段と、
・前記ＴＥＣを駆動するための手段と、
・前記反応チャンバ内でのプロセスの進行を監視するために配置された光学的手段と、
を含み、
・前記デバイスは、マイクロタイター反応器およびそのためのホルダを使った操作用に構成され、前記ホルダは、前記反応器を保持し、前記スリーブを受け、保持力を有するように前記保持手段に適合するように形成される、
デバイス。
【請求項２】
前記ＴＥＣベースプレートは、前記ＨＲＭに取り付けられ、前記スリーブは、前記ＴＥＣ作用面に取り付けられる、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記取り付けは、はんだで達成される、
請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
反応チャンバを有するマイクロタイター反応器を使った操作用に構成される、
請求項１から３のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項５】
前記反応器は、炭素担持プラスチック材料である、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６】
前記反応器は、全長がおよそ２ｃｍであり、上から順に、キャップを受ける縁と、フィラー部分と、自身に対するベースを有する反応チャンバと、を含み、前記フィラー部分は、７−８ｍｍの最大外径と、約４−５ｍｍの深さとを有し、前記反応チャンバは、３ｍｍから２．５ｍｍに先細りし、全体は、およそ０．８ｍｍの壁の厚さを有する、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項７】
前記反応器は、自身に対して密閉可能な透明蓋を有する、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項８】
前記熱伝達スリーブは、前記反応器の反応チャンバを包囲するようにぴったりと適合される、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項９】
前記スリーブは、真鍮から形成される、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】
平均的ＤＮＡのアニーリング温度周辺で動作するようになっている、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記プロセスの温度を継続的に監視および制御することを可能にするサーミスタを組み込む、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記熱除去モジュール（ＨＲＭ）は、自身に供給される熱伝達液体が自身を通って一定温度で流れるように構成されたデバイスである、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記熱除去モジュールは、一定温度に前記熱伝達液体を維持するように構成された加熱素子と、関連付けられたポンプとを含むリザーバを含む、
請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記熱伝達液体は水である、
請求項１２または１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記保持手段は、前記ＴＥＣおよび前記スリーブを包囲して保護し、前記反応器用の取り付け台としても機能するように構成された固定ブロックを含む、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記ＴＥＣを駆動するための前記手段は、前記スリーブと隣接するサーミスタを含む、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１７】
１２ボルト電源によって駆動されるように構成される、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１８】
光源および集光器を含む光学ユニットを有する、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記光学ユニットは、動作位置とアクセス位置との間で移動可能なように構成される、
請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２０】
動作位置とアクセス位置との間で前記光学ユニットを動かすように構成されたヒンジ手段を有する、
請求項１９に記載のデバイス。
【請求項２１】
前記光学ユニットは、前記動作位置と前記アクセス位置に前記ユニットを保持するための保持手段を有する、
請求項１８から２０のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項２２】
前記保持手段は磁石を含む、
請求項２１に記載のデバイス。
【請求項２３】
前記光学ユニットは、反応器の蓋のヒータを組み込む、
請求項１８から２２のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項２４】
前記ＨＲＭ、前記ＴＥＣ、前記スリーブおよび前記保持手段は、ステーションのアレイにおける一ステーションを形成する、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項２５】
前記アレイは８つのステーションを含む、
請求項２４に記載のデバイス。
【請求項２６】
前記アレイは、ボード内に取り付けられる、
請求項２４または２５に記載のデバイス。
【請求項２７】
前記個々のステーションの個々の動作および制御用に構成される、
請求項２４から２６のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項２８】
純水ディスペンサを組み込む、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項２９】
試薬ディスペンサを組み込む、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項３０】
マイクロタイター反応器およびそのためのホルダであって、前記ホルダは、前記反応器を保持し、前記スリーブを受け、請求項１から２９のうちのいずれか一項に記載のデバイスの前記保持手段に対して保持力を有するように適合するように形成される、
マイクロタイター反応器およびそのためのホルダ。
【請求項３１】
炭素担持プラスチック材料で形成される、
請求項３０に記載のマイクロタイター反応器。
【請求項３２】
およそ２ｃｍの全長であって、上から順に、キャップを受ける縁と、フィラー部分と、自身に対するベースを有する反応チャンバと、を含み、前記フィラー部分は、７−８ｍｍの最大外径および約４−５ｍｍの深さを有し、前記反応チャンバは、３ｍｍから２．５ｍｍに先細りし、全体は、およそ０．８ｍｍの壁の厚さを有する、
請求項３０または３１に記載の容器。
【請求項３３】
自身に対して密閉可能な透明蓋を有する、
請求項３０から３２のうちのいずれか一項に記載の容器。
【請求項３４】
前記ホルダは、前記取り外し可能な容器蓋を支持しており自身に着けて形成されたタグを有する、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載の容器。
【請求項３５】
前記ホルダはトップハットの形態を有する、
請求項３０から３４のうちのいずれか一項に記載の容器。
【請求項３６】
生物学的液体サンプル中の遺伝物質を同定するためのプロセスであって、
ＰＣＲ試薬および標識プライマーを含む反応器内に前記生物学的液体サンプルを注入することと、
前記反応器の内容物に対して病原体特異的ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を実施することと、
前記ＰＣＲを監視し、特定の遺伝物質の存在をそこから判定することと、
請求項１から２９のうちのいずれか一項に記載のデバイスを使用すること、
というステップを含む、プロセス。
【請求項３７】
細胞破砕ステップをさらに含む、
請求項３６に記載のプロセス。
【請求項３８】
ＰＣＲ試薬および標識プライマーは凍結乾燥され、最初のステップは、前記試薬およびプライマーを溶解するのに十分な純水を前記容器内に入れることを含む、
請求項３６または３７に記載のプロセス。
【請求項３９】
前記反応器は、マイクロタイター並の大きさである、
請求項３６から３８のうちのいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項４０】
“ＭＩＣＲＯＳＡＦＥ”などの固定容量の毛細管吸引器／ディスペンサを、前記反応器にサンプルを送るために使用することができる、
請求項３６から３９のうちのいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項４１】
前記細胞破砕プロセスは、前記サンプルを凍結してその後解凍することと、沸騰してその後冷却することのうちの一方またはその双方を含み、それによって、前記サンプルの中の前記遺伝物質細胞は破壊される、
請求項３６から４０のうちのいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項４２】
前記ＰＣＲは、その後、同一の反応器および加熱／冷却手段を使用して実行される、
請求項３８に記載のプロセス。
【請求項４３】
前記加熱／冷却手段は、一定温度に対して動作するようになっているペルチェセルを含む、
請求項３６から４２のうちのいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項４４】
前記一定温度は、前記サンプルの凍結温度と沸騰温度との中間である、
請求項４３に記載のプロセス。
【請求項４５】
前記中間温度は、平均的ＤＮＡのアニーリング温度の周辺である、
請求項４４に記載のプロセス。
【請求項４６】
前記ＴＥＣの作用面と隣接するのは、反応器をぴったりと受けるようになっている熱伝達スリーブである、
請求項３６から４５のうちのいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項４７】
前記ＰＣＲプロセスを監視することは、光学配置を含むリーダ手段によって実施される、
請求項３６から４６のうちのいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項４８】
前記光学配置は、ＬＥＤ励起およびＣＣＤ検出に依存する分光光度計を組み込む、
請求項４７に記載のプロセス。
【請求項４９】
結果として生じるスペクトルと対象ＤＮＡのスペクトルとの比較を含む、
請求項４８に記載のプロセス。
【請求項５０】
添付の図面を参照して実質的に前述されたような、生物学的液体サンプル中の遺伝物質を同定するためのプロセス。
【請求項５１】
添付の図面を参照して実質的に前述されたような、生物学的液体サンプル中の遺伝物質を同定するためのデバイス。
【請求項５２】
添付の図面を参照して実質的に前述されたような、生物学的液体サンプル中の遺伝物質を同定するためのマイクロタイター反応器およびそのためのホルダ。
【請求項５３】
添付の図面を参照して実質的に前述されたような、デバイスのアレイを取り付けてその中での熱サイクルプロセスを制御するための、アレイユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒトまたは動物の血液中に存在し得る病原体の同定に関する。本発明は、血液サンプル中に見つかる場合における、危険な病原体の、現場での迅速な同定に特に関連する。
【発明の概要】
【０００２】
本発明の第一の態様によれば、病原体の、現場での迅速な同定を実行するためのデバイスが提供され、そのデバイスは、
・熱除去モジュール（ＨＲＭ）と
・そのベースプレートがＨＲＭと隣接し、望ましくはＨＲＭに取り付けられたペルチェセル（熱電セル）（ＴＥＣ）と
・ＴＥＣの作用面と隣接し、望ましくはＴＥＣの作用面に取り付けられた、反応容器収容型熱伝達スリーブと
・スリーブ内に反応器を保持するように配置された保持手段と
・ＴＥＣを駆動するための手段と
・反応器内の反応を監視するために配置された光学的手段と
を含み、
・デバイスは、マイクロタイター反応器およびそのためのホルダを使った操作用に構成され、ホルダは、反応器を保持し、スリーブを受け、保持手段に対して保持力を有するように、形成される。
【０００３】
望ましいマイクロタイター反応器は、炭素担持プラスチック材料で形成されたものである。このような反応器を用いると、熱を、反応チャンバの内外に迅速に伝達することができる。このようなマイクロタイター容器は、全長がおよそ２ｃｍであってもよく、上から順に、キャップ受容縁と、フィラー部分と、自身に対するベースを有する反応チャンバと、を含み得る。フィラー部分は、７−８ｍｍの最大外径および約４−５ｍｍの深さを有し、反応チャンバは、３ｍｍから２．５ｍｍの径に先細りとなり、全体は、およそ０．８ｍｍの壁の厚さを有してもよい。したがって、反応器は、熱伝達の速度を最大化するために、実質的に毛細管の寸法であってもよい。反応器は、それに対して密閉可能な透明な蓋を通常有するだろう。
【０００４】
マイクロタイター容器の操作は、手袋をはめた現場労働者にとって細々として扱いづらいだろうから、マイクロタイター容器は、トップハットのような形態であって充填用にデバイスのヒータ部分から分離した平面上に配置可能でありつつ処理用にそのヒータ部分に動かされる個々のホルダに、取り付けられて供給されることが望ましい。この個々のホルダは、取り外し可能な容器蓋を支持して、その上に形成されたタグを有してもよい。このように、蓋の保持および取り付けは容易に行われる。ウェルがプラスチック材料で形成されると、その中にいまだに保持される反応器は、同定プロセスの完了によって容易に廃棄可能とすることができる。
【０００５】
望ましい熱サイクルデバイスは、その長さ全体にわたって反応容器の反応チャンバに隣接するように、反応器の反応チャンバを包囲するためにぴったりと適合された金属スリーブと、そのスリーブのベースにおいてスリーブと一体化している熱伝達脚部とを含む。熱伝達脚部は、ペルチェセルの作用面に取り付けられるのが好都合であり、そのベース面は、中間温度周辺での動作用に配置された熱除去モジュール（ＨＲＭ）に取り付けられ、その温度は、典型的には、平均的ＤＮＡのアニーリング温度の周辺である。トップハットは、スリーブを受けるのが好都合である。スリーブのベースにおいては、ＴＥＣに隣接して、継続してプロセスの温度を監視および制御することを可能にするサーミスタがあってもよい。スリーブは、真鍮などの、良好な熱伝導体でありかつ腐食に対して比較的抵抗性のある金属で形成されてもよい。ペルチェセル自体の層間剥離、または、ＨＲＭもしくは熱伝達脚部のいずれかからのペルチェセルの分離の可能性を最小化するために、取り付けを、鉛錫はんだ１８３などの柔らかいはんだで達成され得る。
【０００６】
熱除去モジュール（ＨＲＭ）は、一定温度でそこに供給される熱伝達液体のそこを通る流れのために、構成されたデバイスであってもよい。現場の環境での簡単さのためには、この液体は水であってもよい。一定温度に冷却液を維持するために配置された加熱素子および／またはファンを含むリザーバ（reservoir）と、関連づけられたポンプとが存在してもよい。
【０００７】
ＴＥＣおよびスリーブを包囲し保護するため、かつ、反応器ホルダに対する取り付け台としても機能するために配置された、固定ブロックが存在してもよい。したがって、“トップハットへの載置”によって、保持力をもって固定ブロックにホルダを嵌め込むとともに、反応器をスリーブ内にぴったりと適合させるような手筈とすることができる。
【０００８】
反応器が凍結乾燥材料を含むときには、反応器内に測定した量の純水を分配するために配置された純水注入ステーションを、デバイスがさらに含んでもよい。同様に、または代替的に、凍結乾燥されていないような試薬を分配するために配置された試薬ディスペンサが存在してもよい。
【０００９】
本発明のさらなる態様によれば、マイクロタイター反応器とそれに対するホルダが提供され、ホルダは、反応器を保持し、スリーブを受け、固定ブロックに対して保持力を有するように適合するように、形成される。
【００１０】
特にマイクロタイターの環境に対しては、光学配置も、可能な限り小型化される。光学配置は、反応チャンバ内の蛍光を励起するために配置された励起光源と、放射された蛍光の集光器と、分光光度計までのその伝達手段を通常含む。励起光源およびおそらくは励起光集光器は、反応器の蓋に対して隣接するか、または近接してもよい。集光器は、望ましくは光ファイバである。別の一実施形態においては、光ファイバは、分岐されてもよいか、または二つ以上のコアを有してもよく、一つのコアは、励起用に構成され、他方は集光用に構成される。
【００１１】
光源は、レーザダイオードもしくは発光ダイオード（ＬＥＤ）、または、必要とされる発光波長にフィルタ処理された広帯域スペクトル源ハロゲンランプを含んでもよい。望ましい光リーダは分光光度計であるが、フォトダイオードが用いられてもよい。
【００１２】
典型的には、ＨＲＭ、ＴＥＣ、スリーブおよび固定ブロックを含むステーションは、アレイ内の一ステーションであってもよい。現場での迅速な動作のためには、このステーションが、光源および集光器を含む光学ユニットも有することが、好都合である。この光学ユニットは、動作位置とアクセス位置との間で移動可能なようになっていることが非常に望ましい。ヒンジ手段は、このために提供されてもよく、（複数の）光ファイバの屈曲を含む光路の遮断を最小化するようになされていると好都合である。光学ユニットは、磁石などの保持手段をさらに含んでもよく、動作位置とアクセス位置における係止の程度を保証する。動作位置においては、保持手段は、反応器の蓋に押し付けてユニットを保持するように望ましくは機能し、蓋ヒータを含んでもよい。
【００１３】
現場での操作用に、アレイは、８個のステーションを含んでもよく、したがって、電源および電力制御装置ならびに光学システムをも含み得る病原体検出ユニット上の、現場向け操作ボードに取り付けられてもよい。アレイは、各ステーションの個々の制御用に望ましくは組織化されるが、ＨＲＭは、共通のヒータおよびポンプを介して互いに連通している。また、ユニットは、望ましくは高価な電子装置および光学装置が容器内に密封されるように構成されるが、その外部は、その内容物に悪影響を与えることなく、繰り返し、徹底的に、かつ安全に滅菌することができる。
【００１４】
このような配置の利点は、容易にポータブル式にすることができ、ランドローバーなどの四輪駆動車の予備１２ボルトバッテリから動作させることができることである。
【００１５】
本発明の第二の態様によれば、生物学的液体サンプル中の遺伝物質の同定用のプロセスは、
・ＰＣＲ試薬および標識プライマーを含む反応器に、反応器内へと生物学的液体サンプルを注入することと、
・必要な場合には、前記反応器内で、細胞破砕プロセスに反応器の内容物を晒すことと、
・反応器の内容物に対して病原体特異的なポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を実施することと、
・ＰＣＲを監視し、特定の遺伝物質の存在をそこから判定すること、
というステップを含む。
【００１６】
望ましくは、反応器は、凍結乾燥の形態でＰＣＲ試薬と標識プライマーとを含み、プロセスの最初のステップは、試薬およびプライマーを溶解するために、十分な純水を容器内に入れることを含む。望ましくは、蛍光を使用しながら、監視もリアルタイムで実施される。
【００１７】
理想的には、反応器はマイクロタイター並の大きさである。これは、例えば、“ＭＩＣＲＯＳＡＦＥ”などの固定容量の毛細管吸引器／ディスペンサを用いて血液のサンプルが収集されるときに、必要とされる正確な量の血液を反応器へと送ることができるという点で、特に利点を有する。それだけではなく、そうすると、収集および送達は、保護服を着た医療従事者によって容易に実施することができる。
【００１８】
したがって、本発明は、エボラウィルスなどの極めて危険な病原体の迅速な同定を支援することを特に意図している、ということがよく理解されるであろう。
【００１９】
細胞破砕プロセスは、サンプルの凍結とその後の解凍、および沸騰とその後の冷却のうちの一方またはその双方を含んでもよいため、その中の遺伝物質は破壊される。この周期的動作は、例えば、５周期までなどの数回実施されてもよい。
【００２０】
本発明の特徴によれば、細胞破砕およびＰＣＲは、同一の反応器および加熱／冷却手段を使用して実行されてもよい。適切な加熱／冷却手段は、一定温度で動作するように、それも有利にはサンプルの凍結温度および沸点の中間温度で動作するようになっており、以降はＴＥＣ（熱電セル）と称されるペルチェセルを含む。典型的には、この中間温度は、平均的ＤＮＡのアニーリング温度の周辺である。この一定の中間温度は、上述されたような熱除去モジュール（ＨＲＭ）によって供給されてもよい。
【００２１】
ＴＥＣの作用面と隣接するのは、反応器をぴったりと受けるように配置された熱伝達スリーブであってもよい。
【００２２】
ＰＣＲプロセスを監視することは、望ましくは、光学配置を含むリーダ手段によって実施され、光学配置は、典型的には、ＬＥＤ励起およびＣＣＤ検出に依存する分光光度計を組み込む。プロセスは、その後、対象ＤＮＡのスペクトルと結果のスペクトルとの比較を含むことができる。
【００２３】
典型的には、デバイスの寸法は、およそ５０ｍｍの長さと、５５ｍｍの直径である。これは、一方では保護をした操作者による素早い手動操作と整合性があり、他方では、使い捨てを可能にするための安価な製造と整合性がある。このようなデバイスに対して適切なペルチェセルは、９ｍｍ四方の大きさである。
【００２４】
本発明によるデバイスおよびプロセスの特に重要な特徴は、プロセスが１０分以内で、換言すると患者が待っている間に、完了できるということである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
ここから、プロセスおよびデバイスの実施形態が、添付の図面を参照して例示として記述される。
【図１】デバイスの分解組み立て図である。
【図２】マイクロタイター反応器およびそのホルダの断面である。
【図３】組み立てられたデバイスの断面である。
【図４】８ステーション・アレイユニットの等角図である。
【図５】８ステーション・アレイユニットの分解組み立て図である。
【図６】８ステーション・アレイユニットの分解組み立て図である。
【図７】光学ユニットを示す。
【図８】光学ユニットを示す。
【図９】光学ユニットを示す。
【図１０】アレイユニット制御パネルおよびスクリーンを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図面に図示されるように、病原体の同定用のデバイスは、熱除去モジュールＨＲＭと、ペルチェセルＴＥＣと、熱伝達スリーブ３０と、保持手段４０と、マイクロタイター反応器５０と、容器ホルダ６０と、を含む。
【００２７】
熱除去モジュールＨＲＭは、そこに対して密閉可能な蓋１１を有する容器１０を含む。容器１０は、液体入口１２と液体出口１３とを有し、上記の蓋は、ＴＥＣの精密かつ経済的な受容のための巣穴状部分１４を有する。
【００２８】
ＴＥＣは、巣穴状部分１４内において蓋１１に取り付けられたベース面２０と、作用面２１とを有する。
【００２９】
スリーブ３０は、真鍮で形成され、受容部分３１と、熱伝達脚部３２とを含む。受容部分３１は、反応器５０の反応チャンバ部分５１をぴったりと受けるようになっている。脚部３２は、その取り付け先のＴＥＣ作用面２１の横幅と同一の底部直径で形成される。スリーブ３０に取り付けられるのは、サーミスタ３３である。
【００３０】
蓋１１に取り付けられたＰＣＢ１５は、ＴＥＣとサーミスタ３３とを接続して、回路を提供するとともに制御する。
【００３１】
保持手段４０は、ベースプレート４１と、ベースプレート４１に取り付けられたカバー４２とを含む。ベースプレート４１は、ＨＲＭの蓋１１に取り付けられる。保持手段４０の機能は、スリーブ３０を収容して保護することと、反応容器５０およびそのホルダ６０を受けることである。
【００３２】
反応器５０は、炭素担持プラスチック材料で形成されたマイクロタイター容器であり、全長が２ｃｍである。それは、上から順に、キャップを受ける縁５１と、フィラー部分５２と、自身に対するベース５４を有する反応チャンバ５３とを含む。フィラー部分５２は、７ｍｍの最大外径と、５ｍｍの深さとを有する。反応チャンバ５３は、３ｍｍから２．５ｍｍに先細りし、全体が０．８ｍｍの壁の厚さを有する。このように、反応容器５０は、実質的に毛細管の寸法である。
【００３３】
ホルダ６０は、反応容器５０を受けて、保持する。それは、トップハットのような形状であり、このようにしてスリーブ３０を受ける。ホルダ６０に着けて形成されるのは、可撓性タグ６１であり、その遠位端で反応容器５０の縁５１に対して密閉可能な透明の蓋６２を支持する。
【００３４】
容器５０は、図２に図示されるように、固定容量の毛細管吸引器／ディスペンサ（ＭＩＣＲＯＳＡＦＥ）７０からサンプルを受けるのに適している。これは、今度は、標準的な血液抽出デバイスからそのサンプルを受け取ることができる。
【００３５】
図４から図１０に概略的に図示されるのは、図１から図３に図示された同定デバイスのアレイの一実施形態である。アレイボード８０に取り付けられるのは、このような８つのデバイスである。保持手段のカバー４２を、または取り付けられたときにはホルダ６０を、ボード８０の上に見ることができる。ボード８０の下方にはＨＲＭがある。ＨＲＭの入口１２および出口１３は、他のデバイスの入口および出口と通じており、また、ヒータおよびポンプユニット８１とも通じており、それによって、液体は、一定温度で継続的に複数のデバイスのＨＲＭ間を循環することができる。ボード８０は、ケース９０に取り付けられる。
【００３６】
光学配置は、アレイボード８０に取り付けられたピラー８４に対する位置８３にヒンジで取り付けられた光学ユニット８２と、ケース９０内に取り付けられた分光光度計と、を含む。光学ユニット８２は、図７から図９に詳細に図示され、その内部において一方のコアが励起ファイバであって他方のコアが集光器であるような２分岐光ファイバケーブル８５を含む。ヒンジ８３の位置は、ケーブル８５の妨害を最小化するようなところである。
【００３７】
光学ユニット８２は、トグル８６によって動作位置とアクセス位置との間で移動可能である。光学ユニット８２は、アクセス位置と動作位置において其々ユニット８２を保持するように配置された保持磁石８７および８８を有する。ピラー８４上の対応する磁石８７ａおよび８８ａは、磁石８７および８８を引き付ける役割を果たす。ユニット８２は、蓋ヒータ８９および関連付けられたセンサも組み込み、動作位置において、保持手段は、その曇り止めのために、蓋６２に対して蓋ヒータ８９を保持するように機能する。
【００３８】
ケース９０内には、デバイス電気的装置、光源および集光リーダを含む、密閉されたボックス９１がある。これらは、このように、こぼれた病原体による侵入から保護されるが、一方で、ボックス９１の外部は滅菌することができる。可撓性ダクト９２は、密閉されたボックス９１と光学ユニット８３との間を接続するが、各々に対して密閉されつつも、ヒータ８９および光ケーブル８５に対する電気的供給路を含む。
【００３９】
別の一実施形態においては、光源および／または光センサは、ユニット８２に取り付けられる。別の代替的実施形態においては、デバイスは、ある１回分の量の純水を反応器内に送るために配置されたステーションを組み込み、それによって、凍結乾燥された試薬を溶解する。さらに別の実施形態においては、デバイスは、反応容器へと試薬を送るために配置されたステーションを組み込む。
【００４０】
ケース９０に接して、タッチスクリーン９４とともに、ディスプレイパネル９３が取り付けられる。タッチスクリーン９４は、操作者が任意の一デバイス内のプロセスを開始、制御し、プロセスの結果を観察する手段を含む。ディスプレイパネルは、各デバイスに対して１つのＬＥＤユニットを含み、特定のデバイスが使用中であるという簡単な表示と、その中でのプロセスの進捗具合とを提示する。
【００４１】
血液サンプル中の遺伝物質の同定用であり、かつ上記デバイスを使用するプロセスは、
・上述されたように凍結乾燥されたＰＣＲ試薬および標識プライマーを含むマイクロタイター反応器へと、十分な量の純水を注入することと、
・反応器内に生物学的液体サンプルを注入することと、
・必要な場合には、前記反応器内で、反応器の内容物を細胞破砕プロセスに晒すことと、
・反応器の内容物に対して、反応器内で、病原体特異的なポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を実施することと、
・ＰＣＲを監視し、特定の遺伝物質の存在をそこから判定すること、
というステップを含む。
【００４２】
血液サンプルは、“ＭＩＣＲＯＳＡＦＥ”などの固定容量の毛細管吸引器／ディスペンサを用いて収集され、それによって、必要とされる正確な量の血液を反応器に送ることができる。本明細書で記述されたようなデバイスによって、この収集および送達は、保護服を着た医療従事者によって容易に実施することができる。
【００４３】
血液に対する細胞破砕プロセスは、中にある遺伝物質の細胞が破壊されるようにサンプルを沸騰後冷却することを含む。この周期的動作は、例えば、５回までなど数回実施されてもよい。
【００４４】
ＴＥＣ１４のベース面２０が平均的ＤＮＡ／ＲＮＡのアニーリング温度より僅かに高い一定温度で保持されると、作用面２１に対する正の電流が、ベース面２０の温度よりも高い温度へと面２１を昇温させる。作用面２１に対して供給される負の電流は、ベース面２０の温度より低い温度へと作用面２１の温度を低下させる。
【００４５】
ＰＣＲプロセスは、ＬＥＤ励起およびＣＣＤ検出に依存する分光光度計を典型的に組み込む光学配置を含むリーダ手段によって監視される。結果として生じるスペクトルは、その後、対象ＤＮＡ／ＲＮＡのスペクトルと比較され、サンプルが対象ＤＮＡを含有するか否かは、このようにして判定される。
【００４６】
どの特定のデバイスにおけるプロセスの完了の際にも、密閉された反応器５０を支持するホルダ６０は、ボード８０／デバイスから除去することができ、廃棄し、望ましくは、焼却処分することができる。
【００４７】
デバイスの典型的な寸法は、４０ｍｍの長さおよび５５ｍｍの直径である。これは、一方では適切な保護をした操作者による素早い手動操作と整合性があり、他方では使い捨てを可能にするための安価な製造と整合性がある。それは、ホルダ６０が約５５ｍｍの直径と２ｃｍの深さであり得ることを意味する。このようなデバイスに対して適切なペルチェセルは、９ｍｍ四方の大きさである。光学ユニットを含むケース９０の全体的寸法は、５５ｃｍの長さ×４５ｃｍの幅×３５ｃｍの奥行きである。
【００４８】
デバイスおよびプロセスは、血中の対象のＤＮＡ／ＲＮＡを検出するために適切なように記述されてきたが、容易に、尿または唾液中の対象のＤＮＡ／ＲＮＡを検出するために用いることができる。
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年9月28日(2016.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
病原体の、現場での迅速な同定を実行するためのデバイスであって、
・熱除去モジュールＨＲＭと、
・ベースプレートおよび作用面を有し、前記ベースプレートが、前記熱除去モジュールＨＲＭと隣接するペルチェセルＴＥＣと、
・前記ペルチェセルＴＥＣの作用面と隣接する反応容器収容型熱伝達スリーブ（３０）と、
・前記スリーブ内に反応器を保持するために配置された保持手段（４０）と、
・前記ＴＥＣを駆動するための手段と、
を含み、
・前記デバイスは、マイクロタイター反応器およびそのためのホルダ（６０）を使った操作用に構成され、前記ホルダ（６０）は、反応器を保持し、前記スリーブ（３０）を受け、保持力を有するように前記保持手段に適合するように形成される、
デバイス。
【請求項２】
全長がおよそ２ｃｍの反応器を受けるように構成され、上から順に、キャップを受ける縁と、フィラー部分と、自身に対するベースを有する反応チャンバと、を含み、前記フィラー部分は、７−８ｍｍの最大外径と、約４−５ｍｍの深さとを有し、前記反応チャンバは、３ｍｍから２．５ｍｍに先細りし、全体は、およそ０．８ｍｍの壁の厚さを有する、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項３】
前記熱伝達スリーブ（３０）は、前記反応器の反応チャンバを包囲するようにぴったりと適合される、
請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記プロセスの温度を継続的に監視および制御することを可能にするサーミスタ（３３）を組み込む、
請求項１から３のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項５】
前記熱除去モジュール（ＨＲＭ）は、自身に供給される熱伝達液体が自身を通って一定温度で流れるように構成される、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６】
前記熱除去モジュール（ＨＲＭ）は、一定温度に前記熱伝達液体を維持するように構成された加熱素子と、関連付けられたポンプとを含むリザーバを含む、
請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記保持手段（４０）は、前記ＴＥＣおよび前記スリーブを包囲して保護し、前記反応器用の取り付け台としても機能するように構成された固定ブロックを含む、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項８】
ＬＥＤ励起、分光光度計、およびＣＣＤ検出を組み込む光学配置を含む、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項９】
１２ボルト電源によって駆動されるように構成される、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記ＨＲＭ、前記ＴＥＣ、前記スリーブおよび前記保持手段は、ステーションのアレイにおける一ステーションを形成する、
前記請求項のうちのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記個々のステーションの個々の動作および制御用に構成される、
請求項９に記載のデバイス。
【請求項１２】
生物学的液体サンプル中の遺伝物質を同定するためのプロセスであって、
ＰＣＲ試薬および標識プライマーを含む反応器内に、前記生物学的液体サンプルを注入することと、
請求項１から１１のうちのいずれか一項に記載のデバイス内に前記反応器を配置することと、
前記デバイス内で、前記反応器の内容物を細胞破砕プロセスに晒すことと、
前記反応器の内容物に対して病原体特異的ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を実施することと、
前記ＰＣＲを監視し、特定の遺伝物質の存在をそこから判定すること、
というステップを含むプロセス。
【請求項１３】
ＰＣＲ試薬および標識プライマーは凍結乾燥され、最初のステップは、前記試薬およびプライマーを溶解するのに十分な純水を前記容器内に入れることを含む、
請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記細胞破砕プロセスは、前記サンプルを凍結してその後解凍することと、沸騰してその後冷却することのうちの一方またはその双方を含み、それによって、前記サンプルの中の前記遺伝物質細胞は破壊される、
請求項１２または１３に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記ＰＣＲプロセスを監視することは、光学配置を含むリーダ手段によって実施され、その後、対象ＤＮＡのスペクトルと結果として生じるスペクトルとの比較が行われる、
請求項１２から１４のうちのいずれか一項に記載のプロセス。
【国際調査報告】
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