説明

ライフサイエンスのための試料保存と試料管理との統合

生物学的試料の自動保存、自動追跡、自動取り出し、および自動分析のための組成物および方法が開示される。この方法は、生物学的に活性な物質の回収を可能にする乾燥保存マトリックスを使用した、核酸、タンパク質(酵素を含む)および細胞の、周囲温度での乾燥保存を包含する。RFIDタグの付いた生物学的試料保存デバイスは、溶解可能もしくは解離可能なマトリックスであるという特徴を有し、生物学的試料の支持体としての用途のために説明される。このマトリックスは、乾燥され得、その後、試料回収のために再水和され得る。試料データを管理するためのコンピュータで実行するシステムおよび方法もまた、開示される。



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【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)溶媒中で溶解または解離するマトリックス材料;および
(b)少なくとも一つの安定剤
を含む、生物学的試料の実質的な乾燥保存のためのマトリックスであって、
該安定剤はラクチトール、ラクトース、マルトース、マルチトール、マンニトール、ショ糖、ソルビトール、セロビオース、イノシトール、およびキトサンではなく、
該少なくとも一つの安定剤が、トレハロースである第1の安定剤を含む場合、第2の安定剤としてトレハラーゼインヒビターも存在する、マトリックス。
【請求項2】
(a)溶媒中で溶解または解離するマトリックス材料;および
(b)少なくとも二つの安定剤
を含む、生物学的試料の実質的な乾燥保存のためのマトリックスであって、
該安定剤はラクチトール、ラクトース、マルトース、マルチトール、マンニトール、ショ糖、ソルビトール、セロビオース、イノシトール、およびキトサンではなく、
該少なくとも二つの安定剤のうちの一つが、トレハロースである第1の安定剤を含む場合、第2の安定剤としてトレハラーゼインヒビターも存在する、マトリックス。
【請求項3】
(a)溶媒中で溶解または解離するマトリックス材料;
(b)少なくとも一つの安定剤;および
(c)少なくとも一つの生物学的試料
を含む、生物学的試料の実質的な乾燥保存のためのマトリックスであって、
該安定剤はラクチトール、ラクトース、マルトース、マルチトール、マンニトール、ショ糖、ソルビトール、セロビオース、イノシトール、およびキトサンではなく、該少なくとも一つの安定剤が、トレハロースである第1の安定剤を含む場合、第2の安定剤としてトレハラーゼインヒビターも存在する、マトリックス。
【請求項4】
(a)溶媒中で溶解または解離するマトリックス材料であって、ポリビニルアルコールを含む該マトリックス材料;および
(b)少なくとも一つの安定剤
を含む、生物学的試料の実質的な乾燥保存のためのマトリックス。
【請求項5】
(a)溶媒中で溶解または解離するマトリックス材料;および
(b)トレハラーゼインヒビターを含む、少なくとも一つの安定剤
を含む、生物学的試料の実質的な乾燥保存のためのマトリックス。
【請求項6】
(a)溶媒中で溶解または解離するマトリックス材料;ならびに
(b)少なくとも一つでありかつ二つ以下である安定剤であって、トレハロース、ラクチトール、ラクトース、マルトース、マルチトール、マンニトール、ショ糖、ソルビトール、セロビオース、イノシトール、およびキトサンではない、安定剤
を含む、生物学的試料の実質的な乾燥保存のためのマトリックス。
【請求項7】
(a)溶媒中で溶解または解離するマトリックス材料;ならびに
(b)(i)トレハラーゼインヒビター、
(ii)キチナーゼインヒビター、
(iii)α-グルコシダーゼインヒビター、
(iv)グリコーゲンホスホリラーゼインヒビター、
(vi)ノイラミニダーゼインヒビター、
(vi)セラミドグルコシルトランスフェラーゼインヒビター、および
(vii)リソソームグリコシダーゼインヒビター
からなる群より選択されるグリコシダーゼインヒビターを含む、少なくとも一つの安定剤
を含む、生物学的試料の実質的な乾燥保存のためのマトリックス。
【請求項8】
前記トレハラーゼインヒビターがスイダトレスチン(suidatrestin)、バリダマイシンA、バリドキシルアミンA、MDL26537、トレハゾリン、サルボスタチン、およびカジュアリン(casuarine)-6-O-α-D-グルコピラノシドからなる群より選択される、請求項1〜3および5のいずれか一項記載のマトリックス。
【請求項9】
前記マトリックス材料が溶媒中で溶解する、請求項1〜7のいずれか一項記載のマトリックス。
【請求項10】
前記少なくとも一つの安定剤が生物学的インヒビターまたは生化学的インヒビターであるインヒビターを含む、請求項1〜6のいずれか一項記載の生物学的試料の実質的な乾燥保存のためのマトリックス。
【請求項11】
前記溶媒が生体適合性溶媒を含む、請求項1〜7のいずれか一項記載のマトリックス。
【請求項12】
前記マトリックス材料が生体適合性溶媒中で溶解する、請求項11記載のマトリックス。
【請求項13】
前記マトリックス材料がポリビニルアルコールを含む、請求項1〜3および5〜7のいずれか一項記載のマトリックス。
【請求項14】
質量対体積比約0.1%から約10%のポリビニルアルコールを含む溶液から乾燥させたものである、請求項13記載のマトリックス。
【請求項15】
質量対体積比約0.5%から約5%のポリビニルアルコールを含む溶液から乾燥させたものである、請求項13記載のマトリックス。
【請求項16】
質量対体積比約1%から約5%のポリビニルアルコールを含む溶液から乾燥させたものである、請求項13記載のマトリックス。
【請求項17】
質量対体積比約0.5%から約1.5%のポリビニルアルコールを含む溶液から乾燥させたものである、請求項13記載のマトリックス。
【請求項18】
(i)質量対体積比約1%のポリビニルアルコールを含む溶液、
(ii)質量対体積比約3%のポリビニルアルコールを含む溶液、
(iii)質量対体積比約5%のポリビニルアルコールを含む溶液、
(iv)質量対体積比約1%のポリビニルアルコールおよび質量対体積比約5%のトレハロースを含む溶液、
(v)質量対体積比約1%のポリビニルアルコールおよび質量対体積比約5%のバリダマイシンを含む溶液、ならびに
(vi)質量対体積比約1%のポリビニルアルコール、質量対体積比約5%のトレハロースおよび質量対体積比約5%のバリダマイシンを含む溶液
からなる群より選択される溶液から乾燥させたものである、請求項13記載のマトリックス。
【請求項19】
(i)質量対体積比約1%から質量対体積比約5%のポリビニルアルコールおよび質量対体積比約5%のトレハラーゼインヒビターを含む溶液;
(ii)質量対体積比約1%のポリビニルアルコールおよび質量対体積比約1%から約10%のトレハラーゼインヒビターを含む溶液;ならびに
(iii)質量対体積比約1%のポリビニルアルコール、質量対体積比約5%のトレハロースおよび質量対体積比約5%のトレハラーゼインヒビターを含む溶液
からなる群より選択される溶液から乾燥させたものである、請求項13記載のマトリックス。
【請求項20】
前記トレハラーゼインヒビターがスイダトレスチン、バリダマイシンA、バリドキシルアミンA、MDL26537、トレハゾリン、サルボスタチン、およびカジュアリン-6-O-α-D-グルコピラノシドからなる群より選択される、請求項19記載のマトリックス。
【請求項21】
前記マトリックス材料が、ポリエチレングリコール、アガロース、ポリ-N-ビニルアセトアミド、カルボキシメチルセルロース、2-ヒドロキシエチルセルロース、ポリ(2-エチル-2-オキサゾリン)、ポリビニルピロリドン、ポリ(4-ビニルピリジン)、ポリフェニレンオキシド、架橋アクリルアミド、ポリメタクリレート、カーボンナノチューブ、ポリラクチド、ラクチド/グリコリドコポリマー、ヒドロキシメタクリレートコポリマー、カルシウムペクチネート、ヒドロキシプロピルメチルセルロースアセテートスクシネート、ヘパリン硫酸プロテオグリカン、ヒアルロン酸、グルクロン酸、トロンボスポンジン-1 N末端ヘパリン結合ドメイン、フィブロネクチン、ペプチド/水溶性ポリマー修飾因子複合体、およびコラーゲンからなる群より選択される少なくとも1つの材料を含む、請求項1〜3および5〜7のいずれか一項記載のマトリックス。
【請求項22】
前記存在する少なくとも一つの安定剤がトレハラーゼインヒビターを含む、請求項1〜4および6のいずれか一項記載のマトリックス。
【請求項23】
前記トレハラーゼインヒビターがバリダマイシンを含む、請求項22記載のマトリックス。
【請求項24】
前記トレハラーゼインヒビターがスイダトレスチン、バリダマイシンA、バリドキシルアミンA、MDL26537、トレハゾリン、サルボスタチン、およびカジュアリン-6-O-α-D-グルコピラノシドからなる群より選択される、請求項22記載のマトリックス。
【請求項25】
前記生物学的試料が、
(i)DNA、RNA、タンパク質、ポリペプチド、脂質、複合糖質、オリゴ糖および多糖からなる群より選択される、単離された生体分子;ならびに
(ii)哺乳類細胞、細菌、酵母細胞、ウイルス、ワクチン、血液、尿、体液、および口腔スワブからなる群より選択される、生物学的物質
の少なくとも一つを含む、請求項3記載のマトリックス。
【請求項26】
(a)溶媒中で溶解または解離するマトリックス材料であって、ポリビニルアルコールを含むマトリックス材料;
(b)トレハロースを含む第一の安定剤;および
(c)バリダマイシンAを含む第二の安定剤
を含む、生物学的試料の実質的な乾燥保存のためのマトリックス。
【請求項27】
所望のpHを維持できる緩衝液を更に含む、請求項1〜7および26のいずれか一項記載の生物学的試料の実質的な乾燥保存のためのマトリックス。
【請求項28】
前記緩衝液が、トリス、クエン酸塩、酢酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩、HEPES、MES、MOPS、PIPES、炭酸塩、および炭酸水素塩からなる群より選択される化合物を含む、請求項27記載のマトリックス。
【請求項29】
前記生物学的インヒビターまたは生化学的インヒビターが、バリダマイシンA、TL-3、オルトバナジン酸ナトリウム、フッ化ナトリウム、N-α-トシル-Phe-クロロメチルケトン、N-α-トシル-Lys-クロロメチルケトン、アプロチニン、フッ化フェニルメチルスルホニル、およびジイソプロピルフルオロリン酸からなる群より選択される、請求項10記載のマトリックス。
【請求項30】
前記生物学的インヒビターまたは生化学的インヒビターが、キナーゼインヒビター、ホスファターゼインヒビター、カスパーゼインヒビター、グランザイムインヒビター、細胞接着インヒビター、細胞分裂インヒビター、細胞周期インヒビター、脂質シグナル伝達インヒビター、およびプロテアーゼインヒビターからなる群より選択される、請求項10記載のマトリックス。
【請求項31】
前記生物学的インヒビターまたは生化学的インヒビターが、還元剤、アルキル化剤、および抗菌剤からなる群より選択される、請求項10記載のマトリックス。
【請求項32】
前記マトリックス材料が、ヒドロキシエクトインおよびポリスチレンからなる群より選択される少なくとも一つの材料を含む、請求項1〜3のいずれか一項記載のマトリックス。
【請求項33】
少なくとも一つの検出可能な指標を含む、請求項1〜7および26のいずれか一項記載の生物学的試料の実質的な乾燥保存のためのマトリックス。
【請求項34】
前記検出可能な指標が比色指標を含む、請求項33記載のマトリックス。
【請求項35】
前記検出可能な指標が一つまたは複数のGCMSタグ化合物を含む、請求項33記載のマトリックス。
【請求項36】
前記検出可能な指標が、蛍光指標、発光指標、リン光指標、放射性指標、色素、酵素、酵素基質、エネルギー移動分子、および親和性標識からなる群より選択される、請求項33記載のマトリックス。
【請求項37】
前記検出可能な指標が、アミン、アルコール、アルデヒド、水、チオール、硫化物、亜硝酸塩、アビジン、ビオチン、免疫グロブリン、オリゴ糖、核酸、ポリペプチド、酵素、細胞骨格タンパク質、活性酸素種、金属イオン、pH、Na、K、Cl-、シアン化物、リン酸塩、およびセレニウムのうち少なくとも一つの存在を検出可能に示すことができる、請求項33記載のマトリックス。
【請求項38】
前記検出可能な指標が、フェノールレッド、臭化エチジウム、DNAポリメラーゼ、制限エンドヌクレアーゼ、塩化コバルト、Reichardt色素、および蛍光発生プロテアーゼ基質からなる群より選択される、請求項33記載のマトリックス。
【請求項39】
冷蔵することなく生物学的試料を乾燥保存することができる、請求項1〜7および26のいずれか一項記載のマトリックス材料。
【請求項40】
(a)溶媒中で溶解または解離するポリマーを含む少なくとも一つのマトリックス材料;ならびに
(b)少なくとも一つの安定剤であって、該安定剤はラクチトール、ラクトース、マルトース、マルチトール、マンニトール、ショ糖、ソルビトール、セロビオース、イノシトール、およびキトサンではなく、かつ、少なくとも一つの安定剤が、トレハロースである第1の安定剤を含む場合、第2の安定剤としてトレハラーゼインヒビターも存在する、安定剤
を含む、生物学的試料の実質的な乾燥保存のためのマトリックスであって、
(I)(a)のマトリックス材料は共有結合的に自己集合せず、下記の構造:
-[-X-]n-
を有し、式中、Xは-CH3、-CH2-、-CH2CH(OH)-、置換された-CH2CH(OH)-、-CH2CH(COOH)-、置換された-CH2CH(COOH)-、-CH=CH2、-CH=CH-、C1-C24アルキルもしくは置換されたアルキル、C2-C24アルケニルもしくは置換されたアルケニル、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、またはそのランダムコポリマーもしくはブロックコポリマーであって、
式中、nは約1〜100、101〜500、501〜1000、1001〜1500、または1501〜3000の値を有する整数であり;
(II)前記安定剤は、ポリマーに共有結合せず、かつトレハロース、トレハラーゼインヒビター、または下記式(i)〜(xv)

からなる群より選択される構造を含有する化合物を含み、
式中、Rは-H、-OH、-CH2OH、-NHAc、および-OAcより選択される、マトリックス。
【請求項41】
前記ポリマーが一つまたは複数の水素結合を形成することにより非共有結合型自己集合できる、請求項40記載のマトリックス。
【請求項42】
前記ポリマーが少なくとも一つの安定剤と少なくとも一つの水素結合を形成できる、請求項40記載のマトリックス。
【請求項43】
前記ポリマーが少なくとも一つの核酸分子およびポリペプチドと少なくとも一つの水素結合を形成できる、請求項40記載のマトリックス。
【請求項44】
前記マトリックス材料が、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、2-ヒドロキシエチルセルロース、ポリ(2-エチル-2-オキサゾリン)およびポリビニルピロリドンからなる群より選択される少なくとも一つのポリマーを含む、請求項40記載のマトリックス。
【請求項45】
前記少なくとも一つの安定剤が、D-(+)-ラフィノース、β-ゲンチオビオース、トレハロース、エクトイン、ミオイノシトール、ヒドロキシエクトイン、D-グルコン酸マグネシウム、2-ケト-D-グルコン酸ヘミカルシウム塩水和物、D(+)-メレチトース、およびラクトビオン酸カルシウム一水和物からなる群より選択される化合物を含む、請求項40記載のマトリックス。
【請求項46】
生物学的試料を保存する方法であって、以下の工程を含む方法:
生物学的試料と生物学的試料の実質的な乾燥保存のためのマトリックスとを接触させる工程であって、該マトリックスが、(i)溶媒中で溶解または解離するマトリックス材料および(ii)少なくとも一つの安定剤を含み、該安定剤はラクチトール、ラクトース、マルトース、マルチトール、マンニトール、ショ糖、ソルビトール、セロビオース、イノシトール、およびキトサンではなく、かつ、少なくとも一つの安定剤が、トレハロースである第1の安定剤を含む場合、第2の安定剤としてトレハラーゼインヒビターも存在し、それによって、該生物学的試料を保存する、工程。
【請求項47】
接触工程の後に、前記マトリックスを冷蔵することなく維持する工程を含む、請求項46記載の方法。
【請求項48】
生物学的試料を保存する方法であって、以下の工程を含む方法:
(a)生物学的試料と生物学的試料の実質的な乾燥保存のためのマトリックスとを接触させ、該マトリックスが(i)溶媒中で溶解または解離するマトリックス材料および(ii)少なくとも一つの安定剤を含み、該安定剤はラクチトール、ラクトース、マルトース、マルチトール、マンニトール、ショ糖、ソルビトール、セロビオース、イノシトール、およびキトサンではなく、かつ、少なくとも一つの安定剤が、トレハロースである第1の安定剤を含む場合、第2の安定剤としてトレハラーゼインヒビターも存在する、工程;ならびに
(b)マトリックスを乾燥させ、それによって、該生物学的試料を保存する工程。
【請求項49】
接触工程および乾燥工程の後に、前記マトリックスを冷蔵することなく維持する工程を含む、請求項48記載の方法。
【請求項50】
前記維持工程後の前記試料の生物活性が、前記接触工程前の該試料の生物活性と実質的に同じである、請求項49記載の方法。
【請求項51】
前記生物学的試料の分解が、マトリックス材料非存在下で冷蔵することなく維持した対照生物学的試料の分解と比較して減少している、請求項49記載の方法。
【請求項52】
前記接触工程が、マトリックス材料を溶媒中で同時に溶解または解離させる工程を含む、請求項48記載の方法。
【請求項53】
前記接触工程の前に、マトリックス材料を溶媒中で溶解または解離させる工程を行う、請求項48記載の方法。
【請求項54】
前記接触工程の後に、マトリックス材料を溶媒中で溶解または解離させる工程を行う、請求項48記載の方法。
【請求項55】
一つまたは複数の生物学的試料のための、生物学的試料保存デバイスを調製する方法であって、以下の工程を含む方法:
(a)生物学的試料保存デバイスの1つまたは複数の試料ウェルにマトリックスを投与する工程であって、(1)該生物学的試料保存デバイスが、(i)蓋、および(ii)生物学的試料を含み得る1つまたは複数の試料ウェルを備えた試料プレートを備え、(2)該マトリックスが、(i)溶媒中で溶解または解離するマトリックス材料および(ii)少なくとも一つの安定剤を含み、該安定剤はラクチトール、ラクトース、マルトース、マルチトール、マンニトール、ショ糖、ソルビトール、セロビオース、イノシトール、およびキトサンではなく、かつ、少なくとも一つの安定剤が、トレハロースである第1の安定剤を含む場合、第2の安定剤としてトレハラーゼインヒビターも存在する、工程;ならびに
(b)1つまたは複数の試料ウェルを乾燥させ、それによって、該生物学的試料保存デバイスを調製する工程。
【請求項56】
前記投与工程が、前記マトリックス材料と前記溶媒とを含有する溶液または懸濁液を投与する工程を包含する、請求項55記載の方法。
【請求項57】
前記少なくとも1つのウェルが、少なくとも1つの検出可能な指標を含有する、請求項55記載の方法。
【請求項58】
前記検出可能な指標が比色指標を含む、請求項57記載の方法。
【請求項59】
前記検出可能な指標が一つまたは複数のGCMSタグ化合物を含む、請求項57記載の方法。
【請求項60】
前記検出可能な指標が、蛍光指標、発光指標、リン光指標、放射性指標、色素、酵素、酵素基質、エネルギー移動分子、および親和性標識からなる群より選択される、請求項57記載の方法。
【請求項61】
前記検出可能な指標が、アミン、アルコール、アルデヒド、水、チオール、硫化物、亜硝酸塩、アビジン、ビオチン、免疫グロブリン、オリゴ糖、核酸、ポリペプチド、酵素、細胞骨格タンパク質、活性酸素種、金属イオン、pH、Na+、K+、Cl-、シアン化物、リン酸塩、およびセレニウムのうち少なくとも一つの存在を検出可能に示すことができる、請求項57記載の方法。
【請求項62】
前記検出可能な指標が、フェノールレッド、臭化エチジウム、DNAポリメラーゼ、制限エンドヌクレアーゼ、塩化コバルト、Reichardt色素、および蛍光発生プロテアーゼ基質からなる群より選択される、請求項57記載の方法。
【請求項63】
前記少なくとも一つのウェルが、生物学的インヒビターまたは生化学的インヒビターである少なくとも一つの安定剤を含有する、請求項55記載の方法。
【請求項64】
保存された生物学的試料を回収する方法であって、以下の工程を含む方法:
(a)1つまたは複数の生物学的試料と生物学的試料の実質的な乾燥保存のためのマトリックスとを、同時に、または連続的かついずれかの順序で、生物学的試料保存デバイス中で接触させる工程であって、(1)該生物学的試料保存デバイスが、(i)蓋、および(ii)生物学的試料を含み得る1つまたは複数の試料ウェルを備えた試料プレートを備え、該ウェルの1つまたは複数はマトリックスを含み、かつ(2)該マトリックスが、(i)溶媒中で溶解または解離するマトリックス材料および(ii)少なくとも一つの安定剤を含み、該安定剤はラクチトール、ラクトース、マルトース、マルチトール、マンニトール、ショ糖、ソルビトール、セロビオース、イノシトール、およびキトサンではなく、かつ、少なくとも一つの安定剤が、トレハロースである第1の安定剤を含む場合、第2の安定剤としてトレハラーゼインヒビターも存在する、工程;
(b)該試料ウェルの1つまたは複数を乾燥させる工程;
(c)該接触工程および乾燥工程の後に、該生物学的試料保存デバイスを冷蔵することなく維持する工程;ならびに
(d)該生物学的試料を、第2の溶媒中で再懸濁または再溶解し、そこから、該保存された生物学的試料を回収する工程。
【請求項65】
前記維持工程後の前記試料の生物活性が、前記接触工程前の該試料の生物活性と実質的に同じである、請求項64記載の方法。
【請求項66】
前記第2の溶媒が、(i)前記第1の溶媒と同じ溶媒および(ii)該第1の溶媒と異なる溶媒からなる群より選択される、請求項64記載の方法。
【請求項67】
前記第1の溶媒および前記第2の溶媒のうちの少なくとも1つが活性緩衝液である、請求項64記載の方法。
【請求項68】
(a)溶媒中で溶解または解離するマトリックス材料;
(b)少なくとも一つの安定剤;および
(c)試料処理用組成物
を含む、生物学的試料の実質的な乾燥保存のためのマトリックス。
【請求項69】
前記試料処理用組成物が、活性緩衝液、細胞溶解緩衝液、フリーラジカルトラップ剤、試料変性剤、および病原中和剤(pathogen-neutralizing agent)からなる群より選択される組成物を含む、請求項68記載のマトリックス。

【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】
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【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15A】
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【図15B】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【公表番号】特表2009−517086(P2009−517086A)
【公表日】平成21年4月30日(2009.4.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−543416(P2008−543416)
【出願日】平成18年11月29日(2006.11.29)
【国際出願番号】PCT/US2006/045661
【国際公開番号】WO2007/075253
【国際公開日】平成19年7月5日(2007.7.5)
【出願人】(506333912)バイオマトリカ, インコーポレイテッド (2)
【Fターム(参考)】