(57)【要約】      （修正有）【課題】異なる二つの内径間の過渡区域を通過するように液体の大部分を強制的に移動させて回転混合を引き起こすようにした、使い捨て吸引プローブ先端部の内部で液体を混合するための装置及び方法の提供。【解決手段】血液を凝集させるのに使用することができ、ひいては血液型分類に使用することができるプローブ１１２先端部は単一の一体部品を含むこと、又は独立した二つの部分を含むことができ、過渡区域は、内径間の境界がシャープであっても滑らかであってもよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）異なる複数の内径を有する内部キャビティを具備したプローブ先端部を用意し、
ｂ）前記プローブ先端部の一部の内側に複数の液体を吸引により提供し、
ｃ）前記液体の少なくとも大部分を、前記キャビティのより小さな内径を有する部分とより大きな内径を有する部分との間で少なくとも数回前後に移動させ、前記より大きな内径とより小さな内径とは、液体がこれらの内径間を移動する際に混合されるに十分な液体の回転を提供するに十分なものである各工程を含む複数の液体を混合する方法であって、
液体の速度×粘度の表面張力に対する比として定義される、前記工程ｃにおける混合から得られる毛管数が約０．０１を上回ることがないため、前記混合工程ｃの際に形成されたいかなるテール部も最小となることを特徴とする方法。
【請求項２】
工程ｃの毛管数が約０．００１を上回ることがないため、前記液体が混合される際に連行されたいかなる気泡もより容易に前記液体から除去されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記いかなる気泡も、前記複数の液体の間に、前記キャビティの前記内径の大きい方を有する部分における液体の混合を妨害する量よりも少ない容量で前記プローブ先端部に吸引されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ａ）異なる複数の内径を有する内部キャビティを具備したプローブ先端部を用意し、
ｂ）前記プローブ先端部の一部の内側に複数の液体を吸引により提供し、
ｃ）前記液体の少なくとも大部分を、前記キャビティのより小さな内径を有する部分とより大きな内径を有する部分との間で少なくとも数回前後に移動させ、前記より大きな内径とより小さな内径とは、液体がこれらの内径間を移動する際に混合されるに十分な液体の回転を提供するに十分なものである各工程を含む複数の液体を混合する方法であって、
前記キャビティ部は、独立しているが結合可能な二つの先端部を含み、さらに液体の吸引の間に、前記内径の一方の搭載可能な先端部をその他方の内径の前記先端部の上に搭載する工程を含み、液体間のキャリオーバー汚染が防止されることを特徴とする方法。
【請求項５】
追加の各液体を吸引した後に前記先端部を取り外し、そして前記プローブ先端部に追加の液体を吸引する前に新規な先端部を取り付けることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記搭載可能な先端部が、それが搭載される前記先端部の内径よりも大きな内径を有することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記搭載可能な部分が搭載されている前記先端部が、さらに有意に異なる値の二つの内径を含むため、前記異なる値を有する内径間の境界区域を通過する前記液体の流れがさらに液体の回転混合を提供することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記異なる値を有する内径の大きい方が、前記搭載可能な先端部の最大内径と少なくとも同等の大きさであることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記異なる値を有する内径の大きい方が、前記異なる値を有する内径の小さい方の値の少なくとも３倍であることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記搭載可能な先端部の前記内径の最大値が、前記異なる値を有する内径の小さい方の値の少なくとも３倍であることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
ａ）異なる複数の内径を有する内部キャビティを具備したプローブ先端部を用意し、
ｂ）前記プローブ先端部の一部の内側に複数の液体を吸引により提供し、
ｃ）前記液体の少なくとも大部分を、前記キャビティのより小さな内径を有する部分とより大きな内径を有する部分との間で少なくとも数回前後に移動させ、前記より大きな内径とより小さな内径とは、液体がこれらの内径間を移動する際に混合されるに十分な液体の回転を提供するに十分なものである各工程を含む複数の液体を混合する方法であって、
前記内径は各々前記キャビティ部のフロースルー横断面積測定値であり、そして前記内径の大きい方の前記フロースルー横断面積は前記内径の小さい方のフロースルー横断面積の少なくとも３倍であることを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記液体の一方が全血であり、そして前記移動工程が凝集した細胞がばらばらになりにくいような混合のみを引き起こすことを特徴とする、請求項１、４又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
ａ）異なる複数の内径を有する内部キャビティを具備したプローブ先端部を用意し、
ｂ）前記プローブ先端部の一部の内側に複数の液体を吸引により提供し、
ｃ）前記液体の少なくとも大部分を、前記キャビティのより小さな内径を有する部分とより大きな内径を有する部分との間で少なくとも数回前後に移動させ、前記より大きな内径とより小さな内径とは、液体がこれらの内径間を移動する際に混合されるに十分な液体の回転を提供するに十分なものである各工程を含む複数の液体を混合する方法であって、
前記より大きな内径が、（１）第一先端部としてその少なくとも一部がプローブ先端部のより小さな内径よりもはるかに大きな内径を有するテーパー付き先端を選択し、そして（２）前記テーパー付き先端を、工程ｂの前記先端部の周囲に搭載した結合カラーを使用して、より小さな内径を有する前記プローブ先端に結合することによって得られることを特徴とする方法。
【請求項１４】
ａ）異なる複数の内径を有する内部キャビティを具備したプローブ先端部を用意し、
ｂ）前記プローブ先端部の一部の内側に複数の液体を吸引により提供し、
ｃ）前記液体の少なくとも大部分を、前記キャビティのより小さな内径を有する部分とより大きな内径を有する部分との間で少なくとも数回前後に移動させ、前記より大きな内径とより小さな内径とは、液体がこれらの内径間を移動する際に混合されるに十分な液体の回転を提供するに十分なものである各工程を含む複数の液体を混合する方法であって、
工程ｂで提供される液体の全量が、すべての液体がより大きな内径を有する前記部分中に移動した場合に、当該より大きな内径が移動した全液体の高さよりも大きいが、移動した全液体の高さの２倍よりは小さいため、工程ｃでの混合が最高となることを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記混合をプローブ先端の実質的な攪動又は振動を伴わずに行うことを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
ａ）異なる複数の内径を有する内部キャビティを具備したプローブ先端部を用意し、
ｂ）前記プローブ先端部の一部の内側に複数の液体を吸引により提供し、
ｃ）前記液体の少なくとも大部分を、前記キャビティのより小さな内径を有する部分とより大きな内径を有する部分との間で少なくとも数回前後に移動させ、前記より大きな内径とより小さな内径とは、液体がこれらの内径間を移動する際に混合されるに十分な液体の回転を提供するに十分なものである各工程を含む複数の液体を混合する方法であって、
工程ｃが、前記液体の少なくとも大部分を、少なくとも前記より小さな内径を有する前記キャビティ部分と、前記より小さな内径を有する前記キャビティ部分の両端部に位置した前記キャビティのより大きな内径の部分との間で前後に移動させる工程を含むため、液体が、前記より小さな内径のキャビティ部分の一端ではなく前記両端部を越えて移動するので液体の回転による混合効率が高くなることを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記液体を、前記前後移動の反復回数７．５回以内で、１秒当たり約５０マイクロリットルの流速で、約１０秒以内に完全に混合することを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
先端部内に液体を吸引した後に液体を混合するためのプローブ先端部であって、
内径の異なる３つの連結されたキャビティを画定する壁を含み、その区画の一つは中央区画として末端区画を形成する他の二つの間に挟まれており、隣接する二つのキャビティは各々過渡区域壁により連結されており、そして前記内径は、前記二つの隣接キャビティにおいて、液体が前記過渡区域壁を通過して移動する際に液体の回転混合を引き起こすのに十分なほど異なり、
一つのキャビティの前記過渡区域は、最中央のキャビティが他の二つの末端キャビティのいずれかに向けて過渡するにつれ増加する前記内径の分散によって形成されていることを特徴とするプローブ先端部。
【請求項１９】
前記末端キャビティの一つが、前記中央キャビティを画定している壁に着脱可能に取り付けられた壁部分によって画定されていることを特徴とする、請求項１８に記載のプローブ。
【請求項２０】
前記末端キャビティの少なくとも一つの内径が、前記値の異なる内径のより小さい方の値の少なくとも３倍であることを特徴とする、請求項１８又は１９に記載のプローブ。
【請求項２１】
所定の波長の光を透過することができる壁を含む中空容器の内部で凝集反応の強度を測定する方法であって、
ａ）第一の内径を有する前記容器の第一キャビティの内部に試料と凝集剤との混合物を用意し、
ｂ）前記混合物を、前記第一の内径よりも実質的に小さい第二の内径を有する第二キャビティに移し、
ｃ）前記工程ｂの際に前記所定の波長の光線で前記第二キャビティ内部の液体を走査し、前記１０％部分は前記第一キャビティに最も近い部分であり、
ｄ）前記工程ｃの走査後、前記光線による前記１０％部分により吸収又は散乱された光の量を検出し、
ｅ）前記混合物を前記第一キャビティに移して戻し、
ｆ）工程ｂ〜ｄを、凝集した材料の一部が凝集していない材料から分離されるまで少なくとも一回繰り返し、そして
ｇ）前記工程ｄで検出された吸光度又は散乱から凝集量を算出する各工程を含む方法。
【請求項２２】
前記移し工程が液体を第一キャビティから前記第二キャビティへ下方に移動させるものであるため、工程ｆの分離において重力が助力となることを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記工程ｇが、起こった凝集の％、すなわち強度を示すものとして、凝集反応を表示する走査された容量の予め選定されたパーセントにおいて可能な全吸光度の何％が検出されるかを測定する工程を含むことを特徴とする、請求項２１又は２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記検出工程ｄが、ヘモグロビンのピーク吸収波長の約５４０ｎｍの輻射線を使用することを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記検出工程ｄが、散乱した輻射線の量を検出して、溶血による干渉を回避することを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
全血において血球細胞を凝集させる方法であって、
ａ）プローブに取り付けた使い捨て先端部内に全血を吸引し、前記先端部は、過渡区域によって互いに連結された、内径が有意に異なる少なくとも二つの部分を有し、
ｂ）その後、同一の先端部内に凝集試薬を吸引し、そして
ｃ）前記血液と試薬を、液体全体として、まず全体を前記部分の一方に、次いで全体を前記部分の他方に、全血の細胞の凝結を引き起こすに十分な回数、前後に動かした後、凝結した細胞と血漿とを分離する各工程を含む方法。
【請求項２７】
前記細胞を前記先端部の出口オリフィスの近傍に沈降させ、ｄ）その後、前記細胞を前記先端部から分出して先端部に血漿のみを残留させることを特徴とする、請求項２６に記載の分離方法。
【請求項２８】
さらに、ｅ）前記先端部から前記残留血漿の少なくとも一部を、その血漿の免疫アッセイを実施するのに適した反応ウェルの中に分出する工程を含むことを特徴とする、請求項２７に記載の分離方法。
【請求項２９】
前記凝集試薬が高分子電解質又は抗体であることを特徴とする、請求項２６に記載の分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸引プローブの先端部の内部で二種の液体をそれらの間の反応を確実ならしめるために混合するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第５，７７３，３０５号及び同第５，１７４，１６２号明細書により、血液のような流体試料と希釈剤とをプローブ先端部の内部で、まず双方の液体を当該先端部内に吸引し、次いでこれらの液体を当該先端部の残部よりも内径の大きな混合チャンバーへとさらに引き上げることによって混合することが知られている。その混合は、例えば、液体の大部分を上下に何回も往復させることにより達成することができる。
【０００３】
米国特許第５，７７３，３０５号明細書中の実施例では、液体を拡大チャンバーに保持し、そのチャンバー内で単に前後に振動を与えることにより混合を行っている。その図３を見ると、単に内径の拡大により創出された不連続ステップを越えて液体を拡大チャンバーに吸引するだけでは、混合物を創成するには非効果的であることが明らかである。すなわち、不連続ステップを越える単一の動きは、流体を均質には混合しないように示される。液体間には、最初に吸引された時に気泡も含まれ得る。吸引された液体の本体間のクロスオーバー汚染を、先端部の外側の周囲の不活性オイルシールドを放逐することにより防止することが好ましい（図７〜図１１）。
【０００４】
一般に、このような構成は、ピペットから二種の液体をより直径の大きな容器（混合チャンバー）に移し入れ、その容器の内部で液体を垂直方向に振動させて混合しようとするものと同等である。混合は比較的多い容量についてこのように起こり得るが、少量、例えば、全体で１００〜６００マイクロリットルの容量については効果的でない。すなわち、直径が一定の流路においては、本発明のように容量が小さい場合には慣性混合が抑えられる。この現象のため、均質混合を達成するためには、液体を混合チャンバー内で前後に２０回も繰り返し動かす必要がある。このような混合工程の繰り返しは時間の無駄となるため、改良が望まれる。
【０００５】
さらに、交差汚染はこのようなオイルシールドを用いることによってのみ防止可能であるというのは実情ではない。すなわち、場合によっては、最初に吸引された液体は、単に希釈剤による反復洗浄により、又は拭き取りにより、先端部から除去され得る。いずれにしても、洗浄が不十分であることがわかる場合には、オイルシールドの使用よりも信頼できる汚染防止法が必要であった。（オイルシールドは、先端部の外部周辺には複数の分配ノズルが配置されるため、先端部の周囲で完全に形成されることが保証されているものではない。）その上、タンパク質の中にはオイルのシールド効果を破壊するものもある。
【０００６】
米国特許第５，１７４，１６２号明細書の実施例では、混合すべき液体の全部を拡大混合チャンバー内に完全に移動させ、当該チャンバーの外部へ完全に移動させ、次いでその中に戻す、等を行う。表面１５におけるシャープな移行は乱流混合１６を引き起こす（図２）。これは上記’３０５号特許の方法よりも効率的な混合法である。にもかかわらず、上記’１６２号特許に記載されているような混合装置においても改良が必要である。例えば、図２の形状についての最適化が何ら記載されていない。吸引される際の複数の液体を分離するために気泡を使用することについては何も記載がない。しかしながら、上記’３０５号特許に記載されているように、このような気泡は交差汚染を有効に防止する。ただ、どのような気泡も、混合中に迅速に排除されなければならない。
【０００７】
さらに、上記’１６２号特許は、液体６のバルク容器の内部の二種の液体間の、液体４の直後に液体６を吸引した時の交差汚染を防止することについては、明らかに何ら教示がない。上記’３０５号特許のオイルシールドを上記’１６２号特許のプローブに適用することができるようにも見えるが、このようなオイルシールドには上述のような欠点がある。したがって、オイルシールド法以外に、交差汚染から防護する別の方法が望まれる。
【０００８】
上記’１６２号特許の教示の別の欠点は、異なる二種の液体を境界１５を横断して前後に移動させた場合、液体の一方又は両方の混合されない「テール部」が拡大チャンバー又はより狭い吸引部のいずれかにコーティングとして残留し得ることである。このような残留テール部は、液体の本体が境界１５を横断して移動した時に混合されないため、そのようなテール部は望ましくない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、二種の液体を専らプローブで混合するように設計されたプローブにおいて既に実質的な開発がなされているが、改良の必要性が残っている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上述の必要な改良を提供する混合法及びその混合を内部で行うためのプローブ先端部を発明した。
より詳細には、本発明の一側面によると、
ａ）異なる複数の内径を有する内部キャビティを具備したプローブ先端部を用意し、
ｂ）前記プローブ先端部の一部の内側に複数の液体を吸引により提供し、
ｃ）前記液体の少なくとも大部分を、前記キャビティのより小さな内径を有する部分とより大きな内径を有する部分との間で少なくとも数回前後に移動させ、前記より大きな内径とより小さな内径とは、液体がこれらの内径間を移動する際に混合されるに十分な液体の回転を提供するに十分なものである各工程を含む複数の液体を混合する方法であって、
液体の速度×粘度の表面張力に対する比として定義される、前記工程ｃにおける混合から得られる毛管数が約０．０１を上回ることがないため、前記混合工程ｃの際に形成されたいかなるテール部も最小となることを特徴とする方法が提供される。
【００１１】
本発明の別の側面によると、上記工程ａ〜ｃを含む複数の液体を混合する方法であって、前記キャビティ部は、独立しているが結合可能な二つの先端部を含み、さらに液体の吸引の間に、前記内径の一方の先端部をその他方の内径の先端部の上に搭載する工程を含み、液体間のキャリオーバー汚染が防止されることを特徴とする方法が提供される。
【００１２】
本発明のさらに別の側面によると、上記工程ａ〜ｃを含む複数の液体を混合する方法であって、前記内径は各々前記キャビティ部のフロースルー横断面積であり、そして、混合効率を最大化するために、前記内径の大きい方の前記フロースルー横断面積は前記内径の小さい方のフロースルー横断面積の少なくとも３倍であることを特徴とする方法が提供される。
【００１３】
本発明のまたさらに別の側面によると、上記工程ａ〜ｃを含む複数の液体を混合する方法であって、前記より大きな内径が、（１）第一先端部としてその少なくとも一部がプローブ先端部のより小さな内径よりもはるかに大きな内径を有するテーパー付き先端を選択し、そして（２）前記テーパー付き先端を、より小さな内径を有するプローブ先端に結合することによって得られることを特徴とする方法が提供される。
【００１４】
本発明のまたさらに別の側面によると、上記工程ａ〜ｃを含む複数の液体を混合する方法であって、工程ｂにおける液体の全量が、すべての液体がより大きな内径を有する前記部分中に移動した場合に、当該より大きな内径が全液体の高さよりも大きいが、全液体の高さの２倍よりは小さいため、工程ｃでの混合が最高となることを特徴とする方法が提供される。
【００１５】
本発明のまたさらに別の側面によると、上記工程ａ〜ｃを含む複数の液体を混合する方法であって、工程ｃにおいて、前記液体の少なくとも大部分を、少なくとも前記より小さな内径を有する前記キャビティ部分と、前記より小さな内径を有する前記キャビティ部分の両端部に位置した前記キャビティのより大きな内径の部分との間で前後に移動させるため、液体が、前記より小さな内径のキャビティ部分の一端ではなく前記両端部を越えて移動するので液体の回転による混合効率が高くなることを特徴とする方法が提供される。
【００１６】
本発明のまたさらに別の側面によると、上記工程ａ〜ｃを含む複数の液体を混合する方法であって、工程ｃにおいて、前記液体の少なくとも大部分を、少なくとも前記より小さな内径を有する前記キャビティ部分と、前記より小さな内径を有する前記キャビティ部分の両端部に位置した前記キャビティのより大きな内径の部分との間で前後に移動させるため、液体が、前記より小さな内径のキャビティ部分の一端ではなく前記両端部を越えて移動するので液体の回転による混合効率が高くなることを特徴とする方法が提供される。
【００１７】
本発明のまたさらに別の側面によると、先端部内に液体を吸引した後に液体を混合するためのプローブ先端部であって、
内径の異なる３つの連結されたキャビティを画定する壁を含み、その区画の一つは中央区画として末端区画を形成する他の二つの間に挟まれており、隣接する二つのキャビティは各々過渡区域壁により連結されており、そして前記内径は、前記二つの隣接キャビティにおいて、液体が前記過渡区域壁を通過して移動する際に液体の回転混合を引き起こすのに十分なほど異なり、
一つのキャビティの前記過渡区域は、最中央のキャビティが他の二つの末端キャビティのいずれかに向けて過渡するにつれ増加する前記内径の分散によって形成されていることを特徴とするプローブ先端部が提供される。
【００１８】
本発明のまたさらに別の側面によると、所定の波長の光を透過することができる壁を含む中空容器の内部で凝集反応の強度を測定する方法であって、
ａ）第一の内径を有する前記容器の第一キャビティの内部に試料と凝集剤との混合物を用意し、
ｂ）前記混合物を、前記第一の内径よりも実質的に小さい第二の内径を有する第二キャビティに移し、
ｃ）前記工程ｂの際に前記所定の波長の光線で前記第二キャビティ内部の液体を走査し、その１０％部分は前記第一キャビティに最も近い部分であり、
ｄ）前記工程ｃの走査後、前記光線による前記１０％部分により吸収又は散乱された光の量を検出し、
ｅ）前記混合物を前記第一キャビティに移して戻し、
ｆ）工程ｂ〜ｄを、凝集した材料の一部が凝集していない材料から分離されるまで少なくとも一回繰り返し、そして
ｇ）前記工程ｄで検出された吸光度又は散乱から凝集量を算出する各工程を含む方法が提供される。
【００１９】
本発明のまたさらに別の側面によると、全血において血球細胞を凝集させる方法であって、
ａ）プローブに取り付けた使い捨て先端部内に全血を吸引し、前記先端部は、過渡区域によって互いに連結された、内径が有意に異なる少なくとも二つの部分を有し、
ｂ）その後、同一の先端部内に凝集試薬を吸引し、そして
ｃ）前記血液と試薬を、液体全体として、まず全体を前記部分の一方に、次いで全体を前記部分の他方に、全血の細胞の凝結を引き起こすに十分な回数、前後に動かした後、凝結した細胞と血漿とを分離する各工程を含む方法が提供される。
【００２０】
本明細書中の用語「プローブ先端部」又は「プローブ先端部分」とは、記載した特徴、すなわちオリフィス、当該オリフィスから間隔を置いた内部チャンバー及び当該オリフィスとチャンバーとを結ぶ通路とを含み、吸引プローブに取り付け可能であり、その内部に液体を吸引することができる、使い捨てが可能であってもなくてもよい容器のすべてを意味する。したがって、先端部又は先端部分は、Columbusの米国特許第４，３４７，８７５号に記載されているような常用の使い捨て可能な先端部であること、又は底にオリフィスがあるカップもしくはウェル、例えば、米国特許第５，４４１，８９５号に記載されているカップの底にオリフィスを付けたもの、であることができる。先端部は、一体型であってもよいし、複数の部分で構成されていてもよい。
【００２１】
したがって、本発明の有利な特徴は、従来の装置に比べ、先端部に吸引された二種の液体の混合が先端部の内部でより一層迅速に起こるということである。
本発明の関連する有利な特徴として、吸引のために用いられる先端部の先に、混合するための追加の装置は一切必要がないことが挙げられる。
【００２２】
本発明の別の有利な特徴は、実施態様の中に、洗浄を繰り返す方法よりも時間の浪費が少ない安価な機械装置によって、吸引される液体間のキャリオーバー汚染を防止できるものがあることである。
上記のキャリオーバー汚染を防止するための機械装置の関連する利点は、本発明の先端部の製造適性をより高めることである。
その他の有利な特徴については、添付の図面に照らして実施態様の詳細な説明を参照することにより明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、従来技術により構築されたプローブ先端部の破断立断面図である。
【図２】図２（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の方法を示す、図１と類似の破断立断面図である。
【図３】図３は、特定の好適な実施態様を示す、図２と類似の破断立断面図である。
【図４】図４は、特定の好適な実施態様を示す、図２と類似の破断立断面図である。
【図５】図５は、特定の好適な実施態様を示す、図２と類似の破断立断面図である。
【図６】図６は、図２〜５と類似の破断立断面図であるが、（Ａ）は、吸引間に付加される第二先端部が第一先端部よりも狭い内径を有する別態様を示し、（Ｂ）は後続の混合工程を示し、そして（Ｃ）は別の態様を示す。
【図７】図７（Ａ）〜（Ｈ）は、図６（Ａ）〜（Ｃ）と類似の立断面図であるが、混合のための第二先端部から第一先端部への液体の流れが、内径の広い方ではなく狭い方へ動くように強制されているさらに別の実施態様を示す。
【図８】図８は、図４と類似の立断面図であるが、本発明のさらに別の実施態様を示す。
【図９】図９は、図４と類似の立断面図であるが、本発明のさらに別の実施態様を示す。
【図１０】図１０は、凝集反応の強度を検出する方法を示すための、先端部を介して走査する光線により走査した吸光度を液体量に対してプロットしたグラフである。
【図１１】図１１は、凝集反応の強度を検出する方法を示すための、先端部を介して走査する光線により走査した吸光度を液体量に対してプロットしたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
好ましい実施態様の説明
以下、本発明を特定の好ましい実施態様との関連で説明する。ここで、一つは体液である一種以上の液体の混合を、好ましい形状の一つ又は二つの部分を有する使い捨て可能な先端部を用いて実施する。第一液体が吸引された後の第二の液体のキャリオーバー汚染を防止するため、第二を第一から分離又は第一へ添加することが好ましく、第一液体は血液であることが好ましく、第二液体は凝集溶液であり、そして混合は、好ましくは血液型分類を起こさせるために好適な流速及び剪断速度において行う。さらに、本発明は、先端部が分割される部分の数や形状に関わらず、第二部分が独立して付加されるか既に存在するか、又は汚染を防止するために用いられるか否かに関わらず、液体の組成物に関わらず、それらの添加順序に関わらず、先端部内部での流速や剪断速度に関わらず、そして混合の最終結果が何であるかに関わらず、有用である。但し、先端部の形状は、液体がキャビティ部分間を流れる際に液体の回転混合が引き起こされるに十分な異なる直径を有するキャビティ部分間を強制的に混合液体を移動させることにより混合を誘発することが条件である。すなわち、迅速混合を引き起こすのは、一定の内径の内部で液体を振動させるのではなく、径の変化における反復移動である。このため、体液と相互作用する試薬は、例えば、免疫アッセイ用の試薬とすることができる。
【００２５】
あまり効果的ではない方法は、図１に示した従来技術の方法である。これは、実質的に上記米国特許第５，７７３，３０５号の教示によるものである。このような構成では、吸引プローブ１２は、端部３６の開口部３４から、内径がキャビティ１４よりも有意に幅広い混合キャビティ１８にかけて延びている狭いキャビティ又は通路１４を含む。これら二つの内径の間には、比較的なシャープな境界を有する過渡領域２８が設けられている。通路４０に部分真空を適用して、まず液体４４を、次いで第二の液体５４を、それらの間に気泡（図示なし）を伴うか又は伴わずに、キャビティ１８の中に吸引する。最初の’３０５号特許に記載されているように、両方の液体が通路１４からキャビティ１８に移動する最初は、二つの液体が分離されたままであるため、完全な混合を生ぜしめることはない。実際の混合は、二つの液体を、キャビティ１８の内部で、過渡区域２８の端部とキャビティ１８の反対端部３２との間で振動（矢印３０）させることにより達成される。さらに、液体４４が表面３６を被覆しないように、また液体５４を吸引する時にその本体を汚染しないように、プローブの外部表面３６にオイルシールドが存在すると有用であると教示されている。上述のように、このような技法では、混合を達成するのに２０回もの多数の振動（矢印３０）が必要である。
【００２６】
’３０５号特許においても本発明においても、先端部内の液体の動きは、先端部がピペットに付いている間に、ピストンシリンダー（図示なし）内部のピストンの動作により、部分圧又は部分真空を生ぜしめることにより達成される。例えば、ピストンは手動で作動させることができる。
【００２７】
本発明（図２Ａ〜２Ｃ）によると、単に、液体の大部分を強制的に毎回過渡区域１２８を通過するように流動させることにより、振動の回数を３回程度に削減することができる。これは、順に、両方の液体の大部分を強制的に過渡区域に隣接した一つのキャビティからそのように隣接した他のキャビティに流し込み、その後戻すことにより確実となる。本明細書中の用語「液体の大部分」が移動するとは、液体の９０％以上を意味する。
【００２８】
より具体的には、好ましくは使い捨て可能な先端部１１２の形態にあるプローブは、従来技術のものと実質的に同様に構築され、より狭いキャビティ１１４は過渡区域１２８によってそのより狭いものに連結されたより広いキャビティ１１８に通じている。双方のキャビティを通して共通の対称軸１００が延びていることが好ましい。この例では、過渡区域は、各キャビティとの接合部における比較的シャープな縁部１３４、１３６によって画定されている。「比較的シャープな」とは、接合部における曲率半径が２５μｍ未満であることを意味する。これより大きな半径は、区域１２８と各キャビティとの間に滑らかな過渡を生ぜしめる傾向がある。実際には、このような比較的大きな曲率半径を使用することによる滑らかな過渡は好ましいが、必須ではない。このような滑らかな過渡は、血液型分類のための血液凝集が混合の目的である場合には、より良好な結果を与える。すなわち、比較的大きな曲率半径を使用する滑らかな過渡は、本体の流速、等その他すべての事項が同等である場合に、凝集物を破壊させにくくする。このような比較的大きな曲率半径を使用した滑らかな過渡の一例を図４に示す。例えば、図４のＲ1 及びＲ2 は、それぞれ１．２ｍｍとすることができる。
【００２９】
構造は、一般的に従来技術の図１のものと同一であるため、主な違いは、少なくとも図２（Ａ）〜（Ｃ）に関しては、プローブ１１２の使用にある。すなわち、第一の液体１４４をキャビティ１１４の中に吸引し、次いで気泡１６０を吸引する。その後、第二の液体１５４を、両方共依然としてキャビティ１１４の中に存在するように（図２Ａ）、吸引する。
【００３０】
次に、両方の液体の大部分、好ましくは全部を、区域１２８を越えてキャビティ１１８の中に吸引する（図２Ｂ）。過渡区域１２８によって、液体が混合し始めるに十分な回転（矢印１７０）が発生する。しかしながら、図１に示したように、この工程だけでは十分ではない。次に、液体の大部分、好ましくは全部を、キャビティ１１８から過渡区域１２８を越えてキャビティ１１４の中に排出する（図２Ｃ矢印１７２）。さらに、このプロセスを、完全な混合が起こるまで繰り返す（幽霊矢印１７４）。含まれる液体に依存して、完全な混合に必要なキャビティ１１４からキャビティ１１８への通過回数が３回だけの場合もあるが、それ以上行うことは可能である。
【００３１】
図３は、一般に最適な混合にとって好ましい特定のパラメーターを説明するものである。プローブ１１２は、従来技術のものと同様に、開口部１３４とその開口部に隣接した外部表面１３６とを有する。しかしながら、内径Ｄ2 により与えられるキャビティ１１８のフロースルー横断面積Ａ2 は、キャビティ１１４の内径Ｄ1 により与えられるフロースルー横断面積Ａ1 の９倍以上であることが好ましい。さらに、内径Ｄ1 及びＤ2 は一般には一定であるため、それぞれのキャビティは円筒形である。したがって、Ｄ2 はＤ1 の３倍以上であることが好ましい。
Ｄ1 及びＤ2 の有用な例として、全高Ｈ2 （図５）を約３ｍｍとした場合に、例えば、それぞれ０．８ｍｍと３．２ｍｍが挙げられる。
【００３２】
さらに、混合中の気泡１６０（図２Ａ）の分散を助長するために、少なくともキャビティ１１８の、また必要に応じてキャビティ１１４についても、壁面を問題の液体で濡れやすい、すなわちメニスカスの接触角が小さくなる材料から選択する。このため、周知のように、その表面に用いられる材料は混合すべき液体が関係してくる。最も好ましくは、（第二の吸引中の液体間の交差汚染を防止する上で助けになるように存在する）気泡を最大限に分散させるため、系の毛管数が０．００１を上回らないようにする。ここで毛管数は、常用されているように、液体の移動速度（矢印１７０）を液体混合物の表面張力で割った値である。
【００３３】
しかしながら、汚染を回避するために気泡を存在させることは必須ではない。’３０５号特許に記載されているようにオイルシールドを使用してもよいし、また別法として、第二の液体を吸引する前にプローブ１１２を拭き取ることもできる。その場合、毛管数をより高くすることができるが、０．０１を上回らないことが好ましい。これより高くなると、キャビティ間の液体の動きが、出口キャビティに液体の「テール部」を残留せしめ、これが混合過程を遅延させ、さらには荒廃させる可能性があるからである。
【００３４】
気泡を使用する場合にはさらに、気泡の大きさ又は容積が、液体が過渡区域を通過して流れる際の液体の混合を妨げるようなものよりも小さくなければならないことも考慮事項となる。このため、気泡は、プローブ内容物がキャビティ１１８（図３）の中に吸引された後には、気泡（図３中、図示なし）が二種の液体を完全に分離し続けるような大きさ、すなわちキャビティ１１８の内径に等しい直径を有してはならない。したがって、図３の場合、気泡の容積はπ（Ｄ2 ）3 ／６未満でなければならない。
【００３５】
血液型分類のために混合を行う場合には、上記の項目の他、さらなる因子が重要となる。すなわち、回転作用（図３、矢印１７０）が所望の血液細胞凝集を著しく破壊することを防止するため、過渡区域１２８を通過するいずれの方向における流速も、壁に沿った剪断速度が約２０ sec-1を超えない速度であることが好ましい。これは、もちろん、液体の粘度の、直径Ｄ1 、Ｄ2 の、及び角度αの関数にもなる。
【００３６】
混合の最終用途とは関係なく、図３の実施態様を、乾燥形態でキャビティ１１４又は１１８のいずれかに体液と反応する試薬をコーティングすることにより、一つの液体のみ、すなわち体液のみを開口部１３４において吸引する必要があるように使用することも可能である。このため、凝集用試薬溶液を、キャビティ１１４又は１１８のいずれか又は両方をコーティングすることにより製造中に提供することができる。その後、このコーティングは、適当なキャビティに全血が吸引された時に再溶解される。
他の用途のため、免疫アッセイ用抗体のような他の試薬をキャビティ壁面に永久的に結合させることもできる。
【００３７】
プローブがすべて一物品である必要はなく、また汚染をオイルシールドや拭き取りだけで防止する必要もない。その代わりに（図４）、プローブが二つの部分１１２Ａ及び１１２Ｂを含み、その一方（１１２Ｂ）が他方（１１２Ａ）の内径の少なくとも一部とは異なる、例えば、これより小さい、内径を有するものが有用である。その目的は、第一部分の上から嵌合する部分に、残留性の第一の液体４４が残留し得る開口部１３４に隣接した外部表面１３６を被覆させることである。図示したように、部分１１２Ｂのキャビティ１６５の内径Ｄ3 は内径Ｄ1 と実質的に同等であるが、部分１１２Ａの内径Ｄ2 よりは小さい。使用する際には、部分１１２Ｂを存在させずに液体４４を部分１１２Ａに吸引する。次いで、部分１１２Ａの上に部分１１２Ｂを滑り摩擦のあるはめあいによって取り付ける。この時点で、液体４４を下方（矢印１８０）に動かして部分１１２Ｂの幽霊位置１８２にまで下げ、１６０に一定量の空気を残存させて次の工程における気泡を形成させる。その工程は、先端部を合体したプローブを、部分１１２Ｂのみが液体５４（図示なし）の本体中に挿入されるように動かすことである。次いで、吸引により、１８２に位置した液体４４と、気泡１６０と、一定量の第二の液体とをプローブ内に吸引させる。所望の量の第二液体を存在させた時点でプローブを液体５４の本体から離し、そして上述のように液体の大部分を過渡区域１２８を通過するように繰り返し動かして混合を進める。
【００３８】
この構成は、部分１１２Ａに残留する第一液体が液体５４の本体と接触しないようにすることと、得られる部分１１２Ａ及び１１２Ｂの長さが容易に型どられることとの両方を確実にする。
この実施態様では、また曲率半径Ｒ1 及びＲ2 で与えられる二つのキャビティと区域１２８との間の滑らかな過渡を利用するいずれの態様でも、上記の角度αは、二つの半径により与えられる壁の定義の間にある区域１２８の壁のある点に引いた接線Ａ−Ａに対して測定される。
【００３９】
図５に、プローブ１１２の別の好ましい態様を示す。すなわち、部分１１２又は１１２Ａのキャビティ１１８は、その中に吸引された全液体の高さＨ2 よりも値が大きくなるように選ばれた直径Ｄ2 を有する。この関係の利点は、混合効率を高めることが見い出されたことである。しかしながら、同時に、Ｄ2 はＨ2 の２倍よりも小さくすべきである。そうでない場合には、キャビティ１１８における容量が少なくなり、液体をキャビティ１１４の中に押し込む（矢印２００）ために圧力をかけた時に、中央でバーストする危険があるからである。このようなバーストは、もちろん、混合過渡区域を横断する液体の移行を妨害する。
【００４０】
このため、好適な特徴のすべてを上述のように利用する場合には、全血試料及び凝集溶液を、液体の大部分をキャビティ１１８に移動させ且つ液体の大部分をキャビティ１１４に戻すサイクルを３回だけ行った後に十分に混合することができる。
上述したように、プローブが二つの部分を含む場合、付加される部分の内径が、被覆されるプローブ部分の内径と同等であることは必須ではない。残りの実施態様は、実際にそれが当てはまらないものを説明する。既述のものと同等の部分には同一の参照番号を付し、それに識別記号として’又は”を付した。
【００４１】
このため、図６Ａの実施態様では、第二部分１１２Ｂ’は、キャビティ１６５’の内径Ｄ3 がキャビティ１１８’の内径Ｄ2 よりもかなり小さい。実際には、プローブ１１２’はキャビティ１１８’及び１６５’を有する分離可能な二つの部分１１２Ａ’及び１１２Ｂ’に分割され、その間に混合を引き起こす過渡区域１２８’が設けられる。すなわち、区域１２８’は、２７０°である外角α（図５に示す）によって形成される。
【００４２】
使用時には、液体４４’を部分１１２Ａ’の中にそれ自身で吸引する。次いで、図６Ａに示したように、部分１１２Ｂ’を部分１１２Ａ’に固定し、そして液体４４’を部分１１２Ｂ’の中に押し下げる（矢印２００）。次いで、部分１１２Ｂ’が液体５４’の本体の中に、好ましくは開口部１３４’において気泡１６０’を伴いながら、挿入するようにプローブを動かす（図６Ｂ）。吸引（矢印２０２）によって、液体４４’、気泡１６０’及び液体５４’のすべてをキャビティ１６５’を介して過渡区域１２８’を通過し、キャビティ１１８’の中に移動させ、よって回転による混合（矢印１７０’）を開始する。その後、矢印２００及び２０２によるすべての液体の振動運動を、混合を完了するのに必要な回数繰り返す。
【００４３】
別法として（図６Ｃ）、付加部分１１２Ｂ’を外部表面１３６Ａ’の開口部１３４Ａ’の近傍に配置した時に設けられる過渡区域を、図４の実施態様のような滑らかな過渡区域１２８’とすることもできる。この場合には、内径の過渡が滑らかなものとなるように、部分１１２Ａ’及び１１２Ｂ’が開口部１３４Ａ’において適切に整合することが確実になるよう注意しなければならない。しかしながら、同時に、開口部１３４Ａ’において実質的に正確に整合することを除き、より小さい内径は、部分１１２Ａ’ではなく部分１１２Ｂ’と共に残存する。
【００４４】
図６（Ａ）及び（Ｂ）の反対を図７（Ａ）〜（Ｈ）に示す。すなわち、付加される第二の先端部分の内径が、過渡区域において、既に液体を吸引するのに用いた第一の先端部分の内径よりも実質的に大きい。さらに、この実施態様は、過渡区域に隣接した二つのキャビティが円筒である必要はなく、それらの対称軸１００に沿ってテーパーが付いていてもよいことを説明する（図７Ｂ）。
【００４５】
このように（図７Ａ）、プローブ部１１２Ａ”は、開口部１３４Ａ”からポンプ（図示なし）に連結される上部１３２Ａ”の方へ、キャビティ１１８”の内径が開口部から遠くに離れるにつれ大きくなるように拡張している円錐形キャビティ１１８”を含む。二つの部分１１２Ａ”及び１１２Ｂ”を互いに結合するため、コルクカラーを部分１１２Ａ”の残部に固定する方式のように、開口部１３４Ａ”に隣接した外部表面１３６Ａ”が、テーパー形状と共に、拡大している。開口部１３４Ａ”における内径は比較的小さく、例えば、約１ｍｍである。
【００４６】
第二のプローブ部分１１２Ｂ”（図７Ｂ）は、表面１３６Ａ”と摩擦的に結合するような形状にされた、すなわち拡大した内径を有する上部１３２Ｂ”を有する。部分１１２Ｂ”は、開口部１３４Ｂ”が位置する下部に向けてテーパー付けられ、前記拡大された内径から大幅に縮小され、実際には開口部１３４Ａ”とほぼ同一であることが好ましい内径を有するキャビティ１６５”を形成する。
【００４７】
この実施態様の使用法は図６（Ａ）〜（Ｂ）について説明したものと同様である。このため、部分１１２Ａ”がそれ自身で液体４４”の本体に挿入され、アリコートを吸引する（図７Ａ）。次いで、プローブ部分１１２Ｂ”をカラーの表面１３６Ａ”の上に取り付ける（図７Ｂ）。その後、液体４４”を部分１１２Ａ”から部分１１２Ｂ”のキャビティの中に押し込む又は排出する（図７Ｃ）。
次いで（図７Ｄ）、合体したプローブの部分１１２Ｂ”の開口部１３４Ｂ”を液体５４”の本体に挿入し、気泡１６０”（図７Ｅ）をキャビティ１６５”の中に吸引する。
【００４８】
ここで、実際の混合工程のためのステージがセットされる。すなわち、図７（Ｆ）〜（Ｈ）、開口部１３４Ａ”における狭い内径により形成された過渡区域を通過するように液体のすべてを前後に吸引、排出する。図７（Ｆ）において、まずキャビティ１１８”の中に引き込み（矢印２０２”）、図７（Ｇ）に示した状態を作りだす。次いで、それをキャビティ１６５”の中に排出し戻し（図７Ｈ、矢印２００”）、回転混合が起こる。この過程を、液体の性質により、二つの液体が均質になるまで、又はできるだけ均質になるまで、必要により繰り返す。
【００４９】
上述した第二の液体を吸引する前に第一部分１１２Ａの上に第二のプローブ部分１１２Ｂを取り付ける実施態様のすべてにおいて、別の態様は、このような第二の吸引とすべての液体の第一部分への吸引に続いて、第二部分を取り外し、そしてその第二部分の代わりに第一部分の上に、第二液体の吸引と同様の方法でさらに別の第三の液体をプローブ中に吸引する目的で、内径の等しい、小さい又は大きい清浄な第三の部分を取り付けるというものである。
【００５０】
異なる内径間の混合過渡区域を追加することができる。すなわち、内径の変化する隣接区画は二つしか存在しない、ということは必須ではない。実際、このような区画を三つ連続して連結したものを含むプローブ先端（図８、９）は、上述のすべての実施態様の混合において最も効率的であることが証明された。最も好ましくは、このような構成において、中央の区画は過渡区域の内径が最も小さい。既述のものと同等の部分には同一の参照番号を付し、それに識別記号として上付き添字’”を付した。
【００５１】
こうして（図８）、図４の設計と同様、プローブ１１２’”は、永久プローブ（図４）の上に取り付けられたキャビティ１１８’”の上部と、過渡区域壁１２８’”によりキャビティ１１８’”に一体連結された下部キャビティ１１４’”とを含み、キャビティ１１８の内径Ｄ2 はＤ1 よりも大きく、好ましくはＤ1 の３倍以上である。図４に記載したように、キャビティ１１４の外側部分に追加のキャビティ１６５を設け、矢印２１０において吸引が起こる。しかしながら、キャビティ１６５’”はキャビティ１１４’”に一体連結されており、三つのキャビティのすべては共通の壁、好ましくは成形された壁で形成されている。さらに、キャビティ１６５’”の内径Ｄ3 は内径Ｄ1 よりも有意に大きく、図４の実施態様には存在しない過渡区域２２０を作り出している。Ｄ3 の値は、Ｄ2 の値と同様、先端部１１２’”に吸引された液体の大部分、好ましくは全部がキャビティ１１４’”からキャビティ１６５’”の中へ過渡区域２２０を通って移動する時に回転混合が引き起こされるように選定される。したがって、Ｄ2 と同様、Ｄ3 ’はＤ1 の３倍以上であることが最も好ましい。Ｄ3 とＤ1 とは、同一であっても異なっていてもよい。
必須ではないが、キャビティ１６５’”の内径は、液体が最初に吸引される（矢印２１０）端部においてＤ3 ”まで狭くなっていてもよい。
【００５２】
さらに、図９に示したように、先端部１１２’”のキャビティ１６５’”を、最初の液体が吸引された後に部分１１２Ｂ’”を付加でき、部分１１２Ｂ’”が外部表面１３６’”の上に残存している第一液体を被覆するように、図４の実施態様にあるように着脱可能な先端部分１１２Ｂ’”の壁によって形成することができる。次いで、第二液体の吸引を、図９の矢印２１０’”に示したように行う。しかしながら、図４の実施態様とは異なり、キャビティ１１４’”及び１６５’”の接合部における内径Ｄ3 は内径Ｄ1 よりも大きく、図４にあるように同等ではないので、図８の区域２２０と同様の過渡区域２２０’”が形成され、液体がキャビティ１１４’”からキャビティ１６５’”に移動する際に回転混合を有効に引き起こす。この例では、過渡区域におけるＤ3 ’は、Ｄ1 ＋Ｔの値の２倍に等しい。ここで「Ｔ」は外部表面１３６’”を与える壁の厚さである。このような例では、Ｄ3 ’は、Ｔの値に応じて、Ｄ1 の３倍以上であってもなくてもよい。
図８の実施態様の場合と同様に、キャビティ１６５’”の内径は、液体が最初に吸引される端部においてＤ3 ”まで狭くなっていてもよい。
【００５３】
過渡区域を通過するように前後に繰り返し移動させる最少のサイクル数で完全に混合される上で最も効率的であることが立証されたのが図８及び図９の実施態様である。例えば、図９の実施多様では、全体で２０μＬの二種の液体が、５０μＬ／秒の流速で、このような前後の移動を７．５回繰り返すだけで、約１０秒で完全に混合された。
【００５４】
凝集反応
上述したように、この混合作用の好ましい用途は、血液型分類を可能ならしめるに十分な血液細胞の凝集を作りだすことである。この目的のため、液体の一方はもちろん全血とし、その他方は凝集試薬とし、どちらかの順序で先端部に吸引する。このような溶液のいずれを使用してもよい。非常に好ましい例は、細胞上清から処方された抗−Ｂ  ＩｇＭクローン（濃度１、２０及び３１μｇ／ｍＬ）と０．００４％のＦＤ＆Ｃ青色素第１番とを含有する０．１モル／Ｌのリン酸で緩衝化された生理食塩水に３％のウシ血清アルブミンを含むものである。濃度はすべて質量％である。
【００５５】
このような血液型分類の強い反応、弱い反応又は陰性反応の検出を混合先端部の外側で行う必要はない。代わりに、先端内部での凝集分離の量、すなわち血液型分類反応の強度を検出することによって達成することができる。
【００５６】
図８に目を向けると、この検出は、より狭い先端部１１４’”におけるある位置において吸光度又は光散乱を走査することによって行うことが好ましい。（本発明の他のいずれの実施態様でも使用することもできる。）すなわち、矢印３００の位置において、適当な光学素子、例えば、常用のファイバーオプティクスを使用して、所定の波長の光を送り、次いで先端部を透過させる。混合が完了してから約１０分後に測定した吸光量を、矢印３０２に概略的に示したように検出するか、又は、光散乱量を矢印３０４に示したように検出する。後述するように、これらの結果は発生した凝集量に応じて異なる。吸光度を使用する場合、適当な波長として５４０ｎｍ及び／又は８３０ｎｍが挙げられる。前者は、ヘモグロビンのピーク吸収であるため、特に有用である。３０４における光散乱量の検出は、溶血による干渉を回避するために特に有用である。
【００５７】
図１０及び図１１に、吸光度及び照射波長５４０ｎｍを使用した方法を示す。図１０の場合には、液体を、十分に混合されてから１０分間経過後に部分１１８’”から下方へ部分１１４’”まで通過させる。通過量の０〜約１８％において、吸光量は空気の通過のため０から上昇する。その後、液体のみがスキャナーにより通過され、そして液体の最初の部分は、反応が陰性か、弱いか又は強いかに関わらず、非常に吸収性である。しかしながら、液体の約５０％が走査された後は、達成された凝集量に応じて結果が離れてくる。強い反応は赤血球を十分に凝集させるので、約６５％後は、液体は実質的に細胞を含まずに透明となる。弱い反応は、吸光度が減少するが、容量の６５％を走査した後でもなお強い反応よりははるかに高い。
【００５８】
別法として、液体を、部分１６５’”から上方に狭い部分１１４’”の中に、そして続けて上方に部分１１８’”の中に移動させて走査を行うこともできる。結果を図１１に示す。結果の差別化は、容量の０〜１８％を走査した時点で起こる。すなわち、スキャナーを通過して流れる最初の部分は、強い反応の場合、細胞のほとんどすべてが互いに凝集しているため、赤血球細胞を含まない液体部分である。しかし、弱い反応の場合、図１１の中央の曲線が示すように、容量の最初の部分には一部の赤血球細胞が未凝集のまま残存する。
【００５９】
本発明の先端部における凝集反応として有用なものは、血液型分類の凝集だけではない。凝集剤により引き起こされる凝集は、全血の細胞画分の血漿からの分離を先端部で行うことを可能にする。すなわち、凝集試薬を、高分子電解質のような常用の凝集試薬、例えば、ポリリジン、又は抗グリコフォリンのような抗体から選ぶ場合、上述の先端部内の混合は、すべての赤血球細胞の凝集を引き起こすだけでなく、凝集した細胞を血漿から物理的に分離することにもなる。細胞は先端部の底部、例えば、図９の先端部又はキャビティ１６５’”に沈降する。この際、これらの細胞を、先端部のオリフィスから小出しすることにより放出し、血漿のみを残留させることができる。次いで、その血漿を適当な試験用プラットフォームに、例えば、米国特許第５，４４１，８９５号に記載されているような免疫アッセイ用のウェル又はカップの中に、分配することができる。
【実施例】
【００６０】
以下は本発明の混合工程の非限定的な実施例である。
例１
内径の異なる二つの毛管を有するプローブを構築した。小さい方の毛管の内径は０．５５７ｍｍとした。大きい方の毛管の内径は２．２９ｍｍとした。小さい方の毛管の長さは４１ｍｍとし、最大で１０μＬの液体を保持する。大きい方の毛管の長さは３０ｍｍとした。
Ｂ型の血液４μＬを小さい方の毛管の底部末端からポンプで吸引した。次いで、そのポンプで小さい方の毛管に１μＬの空気を吸引し続けた。その後、上記の凝集試薬４μＬを吸引した。気泡は、小さい方の毛管において二種の液体を分離した。
【００６１】
次いで、ポンプを駆動して液体のすべてを小さい毛管と大きい毛管との間を過渡区域を横断するように０．５μＬ／秒の流速で移動させた。大きい方の毛管において球形の気泡が表面張力によって発生し、そして二種の液体が出会い混合し始めた。ポンプが流体を下方に小さい方の毛管に０．５μＬ／秒の流速で流し込むと、気泡は排除された。
【００６２】
二種の流体の混合物を二つの毛管間で０．５μＬ／秒の一定流速で振動させた。この運動の最初のサイクルの終了時には凝集構造の形成が目視できた。第二サイクルの終了時には小さい毛管において相分離が非常に顕著となり、透明な上清が上部に、そして凝集した細胞構造物が底部に存在した。この段階では、上清中、なお非常に小さな凝集細胞が多少は目視できた。第三サイクルの終了時には相分離は完全となり、上清に残存する細胞構造物はほとんど皆無であった。
３回のサイクルの総時間は２分であった。弱い反応の場合にはさらに長時間を要することが予測できる。
【００６３】
完全な混合が達成された後には、凝集結果から血液型を決定することがもちろん必要である。本発明を構成するものではないが、これを実施する方法の一つは、凝集反応の一定時間内に凝集量を測定するために混合物を透過する光透過率を目視測定する方法である。チャートを対比用に使用し、ユーザーは、合体した液体がその時間に存在しているプローブ部分において観測された凝集又は凝集量から、血液型を推定する。
【００６４】
例２
図９に示したようなプローブを構築したが、但し、先端部１６５’”を線Ｃ−Ｃのところで切断し、Ｄ3 の内径が約２．５４ｍｍで、切断線Ｃ−Ｃが約１ｍｍで、円錐角が約２０°で、そして長さが１０ｍｍの円錐形の先端部を製作した。先端部１１４’”の長さは約１５ｍｍで、そして内径Ｄ1 は約１ｍｍとした。先端部１１８’”の内径Ｄ2 は約４．７ｍｍとした。１０μＬの量の血液を円錐部分１６５’”を介して先端部の全体に吸引し、その後、円錐部をきれいに拭った。次いで、１０μＬの試薬を同様にして先端部に吸引し、液体の全体容量を２０μＬとした。次いで、この全体容量を前後に移動させて、混合が完了するまで、部分１１８’”の中に全体を入れ、次いで部分１６５’”の中に全体を入れる、等を進行させた。このために要した反復回数（サイクル）は、５０μＬ／秒の流速において７．５回であった。流体の全排出量は各移動方向において４０μＬであり、完全混合に要した時間は約１５秒であった。
【００６５】
ここに開示した本発明は、ここには具体的に開示されていない要素がなくても実施することができる。
本発明をその好ましい実施態様を特に参照しながら詳細に説明してきたが、本発明の精神及び範囲内の変更及び変形が可能であることを理解されたい。
【図１】
2009241066.tif 000003
【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】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年6月23日(2009.6.23)
【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】
ａ）異なる複数の内径を有する内部キャビティを具備したプローブ先端部を用意し、
ｂ）前記プローブ先端部の一部の内側に複数の液体を吸引により提供し、
ｃ）前記液体の少なくとも大部分を、前記キャビティのより小さな内径を有する部分とより大きな内径を有する部分との間で少なくとも数回前後に移動させ、前記より大きな内径とより小さな内径とは、液体がこれらの内径間を移動する際に混合されるに十分な液体の回転を提供するに十分なものである各工程を含む複数の液体を混合する方法であって、
前記キャビティ部は、独立しているが結合可能な二つの先端部を含み、さらに液体の吸引の間に、前記内径の一方の搭載可能な先端部をその他方の内径の前記先端部の上に搭載する工程を含み、液体間のキャリオーバー汚染が防止されることを特徴とする方法。
【請求項２】
追加の各液体を吸引した後に前記先端部を取り外し、そして前記プローブ先端部に追加の液体を吸引する前に新規な先端部を取り付けることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記搭載可能な先端部が、それが搭載される前記先端部の内径よりも大きな内径を有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記搭載可能な部分が搭載されている前記先端部が、さらに有意に異なる値の二つの内径を含むため、前記異なる値を有する内径間の境界区域を通過する前記液体の流れがさらに液体の回転混合を提供することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記異なる値を有する内径の大きい方が、前記搭載可能な先端部の最大内径と少なくとも同等の大きさであることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記異なる値を有する内径の大きい方が、前記異なる値を有する内径の小さい方の値の少なくとも３倍であることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記搭載可能な先端部の前記内径の最大値が、前記異なる値を有する内径の小さい方の値の少なくとも３倍であることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
ａ）異なる複数の内径を有する内部キャビティを具備したプローブ先端部を用意し、
ｂ）前記プローブ先端部の一部の内側に複数の液体を吸引により提供し、
ｃ）前記液体の少なくとも大部分を、前記キャビティのより小さな内径を有する部分とより大きな内径を有する部分との間で少なくとも数回前後に移動させ、前記より大きな内径とより小さな内径とは、液体がこれらの内径間を移動する際に混合されるに十分な液体の回転を提供するに十分なものである各工程を含む複数の液体を混合する方法であって、
前記内径は各々前記キャビティ部のフロースルー横断面積測定値であり、そして前記内径の大きい方の前記フロースルー横断面積は前記内径の小さい方のフロースルー横断面積の少なくとも３倍であることを特徴とする方法。
【請求項９】
前記液体の一方が全血であり、そして前記移動工程が凝集した細胞がばらばらになりにくいような混合のみを引き起こすことを特徴とする、請求項１又は８に記載の方法。
【請求項１０】
ａ）異なる複数の内径を有する内部キャビティを具備したプローブ先端部を用意し、
ｂ）前記プローブ先端部の一部の内側に複数の液体を吸引により提供し、
ｃ）前記液体の少なくとも大部分を、前記キャビティのより小さな内径を有する部分とより大きな内径を有する部分との間で少なくとも数回前後に移動させ、前記より大きな内径とより小さな内径とは、液体がこれらの内径間を移動する際に混合されるに十分な液体の回転を提供するに十分なものである各工程を含む複数の液体を混合する方法であって、
前記より大きな内径が、（１）第一先端部としてその少なくとも一部がプローブ先端部のより小さな内径よりもはるかに大きな内径を有するテーパー付き先端を選択し、そして（２）前記テーパー付き先端を、工程ｂの前記先端部の周囲に搭載した結合カラーを使用して、より小さな内径を有する前記プローブ先端に結合することによって得られることを特徴とする方法。
【請求項１１】
ａ）異なる複数の内径を有する内部キャビティを具備したプローブ先端部を用意し、
ｂ）前記プローブ先端部の一部の内側に複数の液体を吸引により提供し、
ｃ）前記液体の少なくとも大部分を、前記キャビティのより小さな内径を有する部分とより大きな内径を有する部分との間で少なくとも数回前後に移動させ、前記より大きな内径とより小さな内径とは、液体がこれらの内径間を移動する際に混合されるに十分な液体の回転を提供するに十分なものである各工程を含む複数の液体を混合する方法であって、
工程ｂで提供される液体の全量が、すべての液体がより大きな内径を有する前記部分中に移動した場合に、当該より大きな内径が移動した全液体の高さよりも大きいが、移動した全液体の高さの２倍よりは小さいため、工程ｃでの混合が最高となることを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記混合をプローブ先端の実質的な攪動又は振動を伴わずに行うことを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
ａ）異なる複数の内径を有する内部キャビティを具備したプローブ先端部を用意し、
ｂ）前記プローブ先端部の一部の内側に複数の液体を吸引により提供し、
ｃ）前記液体の少なくとも大部分を、前記キャビティのより小さな内径を有する部分とより大きな内径を有する部分との間で少なくとも数回前後に移動させ、前記より大きな内径とより小さな内径とは、液体がこれらの内径間を移動する際に混合されるに十分な液体の回転を提供するに十分なものである各工程を含む複数の液体を混合する方法であって、
工程ｃが、前記液体の少なくとも大部分を、少なくとも前記より小さな内径を有する前記キャビティ部分と、前記より小さな内径を有する前記キャビティ部分の両端部に位置した前記キャビティのより大きな内径の部分との間で前後に移動させる工程を含むため、液体が、前記より小さな内径のキャビティ部分の一端ではなく前記両端部を越えて移動するので液体の回転による混合効率が高くなることを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記液体を、前記前後移動の反復回数７．５回以内で、１秒当たり約５０マイクロリットルの流速で、約１０秒以内に完全に混合することを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
先端部内に液体を吸引した後に液体を混合するためのプローブ先端部であって、
内径の異なる３つの連結されたキャビティを画定する壁を含み、その区画の一つは中央区画として末端区画を形成する他の二つの間に挟まれており、隣接する二つのキャビティは各々過渡区域壁により連結されており、そして前記内径は、前記二つの隣接キャビティにおいて、液体が前記過渡区域壁を通過して移動する際に液体の回転混合を引き起こすのに十分なほど異なり、
一つのキャビティの前記過渡区域は、最中央のキャビティが他の二つの末端キャビティのいずれかに向けて過渡するにつれ増加する前記内径の分散によって形成されていることを特徴とするプローブ先端部。
【請求項１６】
前記末端キャビティの一つが、前記中央キャビティを画定している壁に着脱可能に取り付けられた壁部分によって画定されていることを特徴とする、請求項１５に記載のプローブ。
【請求項１７】
前記末端キャビティの少なくとも一つの内径が、前記値の異なる内径のより小さい方の値の少なくとも３倍であることを特徴とする、請求項１５又は１６に記載のプローブ。
【請求項１８】
所定の波長の光を透過することができる壁を含む中空容器の内部で凝集反応の強度を測定する方法であって、
ａ）第一の内径を有する前記容器の第一キャビティの内部に試料と凝集剤との混合物を用意し、
ｂ）前記混合物を、前記第一の内径よりも実質的に小さい第二の内径を有する第二キャビティに移し、
ｃ）前記工程ｂの際に前記所定の波長の光線で前記第二キャビティ内部の液体を走査し、前記１０％部分は前記第一キャビティに最も近い部分であり、
ｄ）前記工程ｃの走査後、前記光線による前記１０％部分により吸収又は散乱された光の量を検出し、
ｅ）前記混合物を前記第一キャビティに移して戻し、
ｆ）工程ｂ〜ｄを、凝集した材料の一部が凝集していない材料から分離されるまで少なくとも一回繰り返し、そして
ｇ）前記工程ｄで検出された吸光度又は散乱から凝集量を算出する各工程を含む方法。
【請求項１９】
前記移し工程が液体を第一キャビティから前記第二キャビティへ下方に移動させるものであるため、工程ｆの分離において重力が助力となることを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記工程ｇが、起こった凝集の％、すなわち強度を示すものとして、凝集反応を表示する走査された容量の予め選定されたパーセントにおいて可能な全吸光度の何％が検出されるかを測定する工程を含むことを特徴とする、請求項１８又は１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記検出工程ｄが、ヘモグロビンのピーク吸収波長の約５４０ｎｍの輻射線を使用することを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記検出工程ｄが、散乱した輻射線の量を検出して、溶血による干渉を回避することを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
全血において血球細胞を凝集させる方法であって、
ａ）プローブに取り付けた使い捨て先端部内に全血を吸引し、前記先端部は、過渡区域によって互いに連結された、内径が有意に異なる少なくとも二つの部分を有し、
ｂ）その後、同一の先端部内に凝集試薬を吸引し、そして
ｃ）前記血液と試薬を、液体全体として、まず全体を前記部分の一方に、次いで全体を前記部分の他方に、全血の細胞の凝結を引き起こすに十分な回数、前後に動かした後、凝結した細胞と血漿とを分離する各工程を含む方法。
【請求項２４】
前記細胞を前記先端部の出口オリフィスの近傍に沈降させ、ｄ）その後、前記細胞を前記先端部から分出して先端部に血漿のみを残留させることを特徴とする、請求項２３に記載の分離方法。
【請求項２５】
さらに、ｅ）前記先端部から前記残留血漿の少なくとも一部を、その血漿の免疫アッセイを実施するのに適した反応ウェルの中に分出する工程を含むことを特徴とする、請求項２４に記載の分離方法。
【請求項２６】
前記凝集試薬が高分子電解質又は抗体であることを特徴とする、請求項２３に記載の分離方法。
【外国語明細書】
2009241066000001.pdf