縮小開口生物学的試料収集及び移動デバイス
【課題】
【解決手段】
生物学的試料収集及び移動デバイスに基づくろ過を提供する。ろ過及び移動デバイスは、２つの軸端を有する管状体と、一方の軸端に配置された環状フランジと、環状フランジの外側面に取り付けた生物学的試料フィルタと、を具える。好ましくは、環状フランジは、その外側面上に、均一な高さを有し、フィルタが位置する平面リムを形成する環状リッジを配置する。選択的に、環状フランジは２つの設置部を具え、これらの各設置部にフィルタが接合されている。
【解決手段】
生物学的試料収集及び移動デバイスに基づくろ過を提供する。ろ過及び移動デバイスは、２つの軸端を有する管状体と、一方の軸端に配置された環状フランジと、環状フランジの外側面に取り付けた生物学的試料フィルタと、を具える。好ましくは、環状フランジは、その外側面上に、均一な高さを有し、フィルタが位置する平面リムを形成する環状リッジを配置する。選択的に、環状フランジは２つの設置部を具え、これらの各設置部にフィルタが接合されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野
本発明は、一般的に生物学的試料作成用の微視的粒子の収集及び移動用デバイスに関する。
【０００２】
本発明の背景
パパニコラウスミア（ｐａｐ ｓｍｅａｒｓ）を含む多くの医療試験は、器具を用いて標的領域の皮膚又は粘膜を擦過及び／又は掻爬することによって、医師が細胞を収集する必要がある。次いで、細胞をスライド上にこすりつけて固定して、実験室に運んでスライドを染色する。次いで、細胞検査技師及び／又は病理学者によって、このスライドを顕微鏡下で観察して、細胞異常性を特定することができる。判定中、病理学者は、細胞の核部分を染色することによって特徴付けられるポリクローム技術を用いて、形成異常、又は異常増殖の存在を決定することができる。また、病理学者は、細胞の原形質を見るために、対比染色を適用することもできる。サンプルは、デブリス、血液、粘液、及びその他の光を吸収するアーティファクトを含むことがあるので、この試験は評価することが難しく、収集したサンプルの適切な診断評価を提供することができない。
【０００３】
保存液内に収集した剥離した細胞に基づく細胞診は、スライド上に直接細胞をこすりつける伝統的な方法を越える多くの利点を提供する。米国特許第６，５７２，８２４号、第６，３１８，１９０号、第５，７７２，８１８号、第５，３６４，５９７号、及び第５，１４３，６２７号に記載されているように、フィルタートランスファ技術（ｆｉｌｔｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）を用いて、細胞検査液からスライドを作成することができる。
【０００４】
フィルタートランスファ法は、一般的に、液体中に懸濁した細胞を収集することで開始する。これらの細胞は保存液内に集めて分散させるか、又は、収集した生物学的な液体中に、自然に存在させることができる。ＰｒｅｓｅｒｖＣｙｔＴＭ溶液等のメタノールを含有する保存液中の分散は、対象の細胞に作用することなく、粘液を壊し、赤血球或いは炎症細胞を崩解させる。次いで、この液体は膜を被せた固定径の開口を有するフィルタを通って、濃縮し、細胞収集する。膜との孔を通って流れる崩解した血球や分散した粘液等のデブリスは膜で集められず、分散とろ過を併用する方法によって大きく低減する。次いで、膜上に集めた細胞を、スライド上に移す。
【０００５】
現在のフィルタートランスファ法は、固定径の開口を有するフィルタを使用している。従って、特別な試験のために、細胞サンプルのスポットは、例えば７ｍｍのより小さいスポットが所望される場合でも、例えば２１ｍｍの均一な大きさである。分散した細胞の単分子層を収集し、試験用の顕微鏡スライドに移す従来のデバイスは、非常に平面的な配列を有するフィルタ位置決めリム付の管を有し、収集した粒子の空間分布を忠実に維持して、顕微鏡スライドに収集した細胞を移すようにフィルタを位置決めする。このデバイスを製造し、使用する装置は、フィルタが固定されている管の直径に基づいて標準化される。
【０００６】
この管の直径を変更することなく、上記の型のこの公知のフィルタデバイスの開口を調節することで、移すときに、収集した粒子の空間分布を変形させるミクロ流体の動的作用が生じることが分かった。開口を調節する方法には、フィルタの下側でのＭｙｌａｒ（登録商標）リングの使用、及び開領域又は閉領域での膜の使用が含まれる。その結果、現在のフィルタートランスファ法は、均一の開口を有するフィルタを使用しており、移動する細胞が過剰になって廃棄することになる。これらの過剰な細胞は、余分な試験試薬の使用が必要となり、コストの増加が生じる。細胞サンプルを形成する間に消失する細胞の量を減らすことは、使用する試験試薬の量を低減するだけでなく、１つのサンプル収集手順を行う間に回収される細胞で実施することができる試験の数を増やす。このことは、サンプルより多くの確認試験を可能にし、細胞の収集を難しくし、患者が収集手順にさらされる回数を少なくする。
【０００７】
本発明の概要
本発明の一の実施例によれば、生物学的試料収集及び移動デバイスが提供されている。ろ過及び移動デバイスは、２つの軸端を有する管状体と、一方の軸端に配置した環状フランジと、この環状フランジの外側表面に取り付けられた生物学的試料フィルタと、を具える。好ましくは、この環状フランジは、その外側表面に、均一の高さを有し、フィルタが位置する上に平面リムを形成する環状リッジを配置している。また、好ましくは、この環状フランジは、その外側表面に、フィルタをフランジに結合する際に使用する２つの環状溝を配置している。
【０００８】
選択的に、環状フランジは、２つの設置部を具え、これらの各設置部にフィルタが接合されている。また、選択的に、このフィルタは、フィルタ部と、フィルタ部の半径方向外向きの設置部を具え、この設置部は環状フランジ上の２つの設置部に接合されている。ろ過及び移動デバイスは、選択的に、キャップを具え、このキャップは、環状フランジが配置されている軸端の反対側の管状体軸端を流体的に閉じる。更に、ろ過及び移動デバイスは、選択的に空気源の導管と、圧力モニタの導管を具え、これらの導管は、空気源と圧力モニタにそれぞれ連結されている。
【０００９】
本発明の別の実施例によれば、流体中に担持されている微視的な生物学的粒子を収集する方法が提供されている。この方法は、微視的な生物学的粒子を担持している流体中に上記のろ過及び移動デバイスを配置するステップと、真空にして、このデバイス内に流体を引き込み、フィルタで生物学的粒子を収集するステップと、を具える。
【００１０】
本発明の別の実施例によれば、生物学的試料収集に基づくろ過及び移動システムが提供されている。この収集及び移動システムは、２つの軸端を有する管状体と、一方の軸端に配置した環状フランジと、この環状フランジの外側表面に取り付けた生物学的試料フィルタと、を具える。更に、このシステムは、空気源の導管を介して前記管状体に連結した空気源と、圧力モニタの導管を介して前記管状体に連結した圧力モニタと、を具える。好ましくは、この環状フランジは、その外側表面に均一の高さを有し、フィルタを設置する平面リムを形成する環状リッジを配置する。また好ましくは、環状フランジは、その外側表面にフランジにフィルタを接合する際に使用する２つの環状溝を配置している。
【００１１】
選択的に、環状フランジは、２つの設置部を具え、フィルタが、これらの各設置部に接合されている。また、選択的に、このフィルタはフィルタ部と、フィルタ部の半径方向外向きの設置部とを具え、この設置部は環状フランジ上の２つの設置部に接合されている。ろ過及び移動システムは、選択的に、キャップを具え、これは、環状フランジが配置されている軸端の反対側の管状体の軸端を流体的に閉じる。
【００１２】
本発明の更に別の実施例によれば、生物学的試料収集に基づくろ過及び移動システム用キットが提供されている。このキットは、２つの軸端を有する第１管状体と、一方の軸端に配置された第１開口を規定する第１環状フランジと、この第１環状フランジの外側表面に取り付けた第１生物学的試料フィルタとを具える。更にこのキットは、２つの軸端を有する第２管状体と、一方の軸端に配置された第２の開口を規定する第２環状フランジと、この第２環状フランジの外側表面に取り付けた第２生物学的試料フィルタとを具える。第１及び第２開口は、開口が異なる。
【００１３】
本発明の更なる実施例によれば、生物学的試料収集に基づいたろ過及び移動デバイスを製造する方法が提供されている。この方法は、管状体の軸端に配置した環状フランジに、生物学的試料フィルタを接合するステップと、このフィルタを熱収縮させるステップと、二回目の環状フランジにフィルタを接合するステップと、を具える。好ましくは、この接合は熱的に、又は超音波で行われる。
【００１４】
図面は、本発明の実施例の設計及び有用性を例示するものであり、同一の要素は、共通の符号を付して参照する。
【００１５】
例示された実施例の詳細な説明
図１を参照して、生物学的試料フィルタデバイス１００の一実施例について述べる。フィルタデバイス１００は生物学的試料収集及び移動システム１６６で使用することができ（図７）、フィルタリング技術を用いてサンプル収集コンテナ１６８から生物学的試料スライド１３２（図４に示す）に生物学的試料を移動するように設計されている。このため、フィルタデバイス１００は、一般的に、管状体１０２と、管状体１０２の一端に配置した環状フランジ１０４と、この環状フランジ１０４に取り付けた生物学的試料フィルタ膜１０６と、を具える。
【００１６】
管状体１０２は、縦軸に沿って延在する円筒型の壁１０８の形状をしている。円筒型の壁１０８は、完全に開口している近位軸端１１２と、環状フランジ１０４の遠位軸端１１４で終了する。環状フランジ１０４は、管状体１０２によって規定される真空キャビティ１１１と連通した中央開口１０３を規定する半径方向内向き面１０１を具える。例示の実施例では、管状体１０２及び環状フランジ１０４は、番号Ｓｔｙｒｏｎ６８５Ｄとして、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙによって販売されているポリスチレン樹脂から、単一ピースとして成型される。その結果として、フィルタデバイス１００の使用中に圧力下で空気が漏れることがあるこれらの部品間に継ぎ目がない。しかしながら、代替的に、管状体１０２と環状フランジ１０４は、まず別々の部品として形成して、次いで互いに接合するようにしてもよい。
【００１７】
環状フランジ１０４は、フィルタ膜１０６を取り付ける外側取付面１０５を具える。環状フランジ１０４に取り付けたときに、フィルタ膜１０６は、環状フランジ１０４と一致する環状周辺部１３６と、管状体１０２の遠位端１１４に形成した中央開口１０３と一致して、これにまたがる中央開口部１２６と、を具える。以下に更に詳細に述べるように、粒子を含む溶液がそこを流れる一方で、粒子を中央フィルタ開口部１２６で捕捉することができる。このため、フィルタ膜１０６は、製造者から商業的に入手できる親水性の湿潤剤で処理した多孔性ポリカーボネート膜の形をしている。例示の実施例では、フィルタ膜１０６は、約１６ミクロンの厚さであり、メーン州０４０２４、スタンフォード所在のＷｈａｔｍａｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能である。
【００１８】
フィルタ膜１０６は、いずれかの好適な方法で、環状フランジ１０４の取付面１０５に取り付けることができるが、例示の実施例では、以下により詳細に記載するように取付面に熱接着している。代替的に、フィルタ膜１０６を、環状フランジ１０４の取付面１０５に超音波で接合することもできる。好適な超音波接合プロセスは、マサチューセッツ州０２３７０、ロックランド所在のＰｏｌｙｆｉｌｔｒｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ．から入手可能である。同様に、フィルタ膜１０６を、環状フランジ１０４の取付面１０５に溶剤接着することもできる。
【００１９】
従って、管状体１０２の直径は同じであるが、環状フランジ１０４が、中央フィルタ開口部１２６の直径は小さくすることができることが分かる。更に、図８に示すように、生物学的試料ろ過及び移動キット２００は、異なる開口２０６／２０８を有する２つ又はそれ以上の管状体２０２／２０４から組み立てることができる。管状体２０６／２０８は、同じキャップ１４２によって閉じるように構成されており（図５参照）、生物学的試料収集及び移動システム１６６中で交換可能に使用される（図７参照）。
【００２０】
ここで図２及び図３を参照すると、環状フランジ１０４は、ろ過デバイス１００の効力を強化するいくつかの特徴を具える。特に、環状フランジ１０４は、取付面１１６から半径方向内向きに配置された環状リッジ１２０を具える。環状リッジ１２０は、その上でフィルタ膜１０６を伸ばす遠位リム１２２を特徴とする。中央フィルタ部１２６が非常に平面的なジオメトリを取ることができるように、位置決めリム１２２は、縦軸１１０にほぼ垂直な平面１２４内に位置し、環状リッジ１２０は、均一な高さである。例示の実施例では、環状リッジ１２０は、環状フランジ１０４の半径方向内向き面１０１と同一面にある半径方向内向きリッジ面１０７を具える。代替的に、半径方向内向きリッジ面１０７が、半径方向内向きフランジ面１０１から半径方向外向きにオフセットしていてもよい。
【００２１】
図３に示すように、取付面１０５は、内側環状取付面１１６と、外側環状取付面１１８とに、位相的に分けられており、互いに同軸関係にある。以下に更に詳細に述べるように、取付面１１６／１１８を使用することで、フィルタ膜１０６を段階的に環状フランジ１０４に有利に取り付けることができる。この環状フランジ１０４は、リッジ１２０と内側取付面１１６と同軸で、これらの間半径方向に間挿された内側環状空気バリア１２８を具える。例示のバリア１２８は、内部環状溝１３０の形をしており、これは、フィルタ膜１０６の熱接着中に取付面１０５で発生したあらゆる熱を絶縁する熱バリアである。これによって、位置決めリム１２２の歪み、或いは、幾何学的な変形を最小にする。溶剤接着を用いて環状フランジ１０４にフィルタ膜１０６を取り付ける場合は、バリア１２８は、溶媒の作用によってリム１２２が変形してしまうことも防止する。更に、バリア１２８は、内側取付面１１６にフィルタ膜１０６を接合又はその他の取付中に、デブリスその他の過剰物或いは流れる物質を捕捉、さもなければ受けるための容器を提供する。従って、バリア１２８は、歪みから、及び、位置決めリム１２２が規定する所望の高度な平担面を変更する、又は平坦面を損なう材料デブリスから、位置決めリム１２２を実質的に隔離する。
【００２２】
従って、フィルタ膜１０６の取付によって起こる取付面１０５の歪みは、位置決めリム１２２の正確な位置決め形状を変更しない。結果として、中央フィルタ領域１２６は、正確な平面配置を有することができる。従って、図４に示すように、顕微鏡スライド等の生物学的試料スライド１３２が、中央フィルタ領域１２６と接触すると、中央フィルタ領域１２６全体が、同一平面上で、支持デバイス１３２に隣接する。この実質的に均一な隣接部が、収集した粒子を中央フィルタ領域１２６の全面に配置して、支持デバイス１３２に直接移すことを可能にする。結果として、移動後にフィルタ膜上に残る粒子量を最小限にする。フィルタ膜上の同じ空間分布で、試料スライド１３２が移動される。
【００２３】
また、環状フランジ１０４は、内側と外側の取付面１１６／１１８の間に配置した外環状空気バリア１０９を特徴とする。内側環状空気バリア１２８に関して上述したのと同様に、外環状バリア１０９は、内側取付面１１６にフィルタ膜１０６を接合又はその他の取付中に、デブリスその他の過剰物或いは流れる物質を捕捉、さもなければ受けるための容器を提供する環状溝の形状を取る。
【００２４】
上に簡単に記載されているように、環状フランジ１０４にフィルタ膜１０６を取り付ける１つの方法は、熱接着である。このプロセスでは、フランジ１０４上の外側取付面１１８にフィルタ膜１０６を熱で溶接する第１熱接着ステップを最初に実行する。次いで、フィルタ膜１０６を均一に伸ばして、フランジ１０４上のフィルタ膜１０６の平らでしわのない配置を強化するフィルタ収縮ステップを実行する。上述したように、好ましくは、フィルタ膜１０６をフランジ１０４の外側取付面１１８に熱接着する第１ステップの後に、このフィルタ収縮ステップを実行することによって、収集フィルタ膜１０６から試料スライド１３２への粒子の移動が促進されることが分かった。最後に、流体力学的効果で、フィルタ粒子の移動が妨害されることを防ぐために、フランジ１０４上の内側取付面１１６にフィルタ膜１０６を熱で溶接する熱接着の第３ステップを実行する。
【００２５】
図９は、熱接着プロセスの方法で、環状フランジ１０４にフィルタ膜１０６を取り付けるために使用する熱接着装置１７０を示す。この製造装置１７０は、本質的にラムチップ１７４を有する加熱ラム１７２を用いた軸プレスである。フランジ１０４の外側環状取付面１１８とほぼ同じ直径を有するホーン又は中空管のような形状をしたラムチップ１７４を、フィルタ膜１０６に対して直接プレスし、フィルタ膜１０６、好ましくはフィルタ膜１０６の周辺領域１３６をフランジ１０４に溶接することができる温度に維持する。好ましくは、ラムチップ温度を、例えばデジタル制御で制御し、±１°Ｆの精度を得る。例示した装置では、プレス盤１７８上に設置した空気シリンダ１７６上で管状体１０２を支持することによって、ラムチップ１７４と、フィルタ膜１０６と、フランジ１０４との間の接触圧力が制御される。ラム１７２は、ストップに係合するまで、下に下がる。次いで、プレス盤１７８上の空気シリンダ１７６が、負荷を吸収する。空気シリンダ１７６への圧力を変えることによって、負荷を設定することができる。接合ステップの加圧保持時間、すなわち、ラムチップ１７４がフィルタ膜１０６及びフランジ１０４に圧迫され続ける時間を、時間を計って空気シリンダ１７６の方向を反転することによって制御し、フランジ１０４とフィルタ膜１０６の負荷及び熱を取り除くことができる。例えば、リミットスィッチ（図示せず）は、軸ラム１７２がストップに当たると、タイマを作動させ、フィルタ膜１０６とフランジ１０４に対するラムチップ１７４の加圧保持時間を決定する。
【００２６】
装置１７０は、ラムチップ温度と、圧縮力と、加圧保持時間とを制御する制御ユニット１８０を具える。制御ユニット１８０は、空気シリンダ１７６の圧力感知ユニットと、ラムチップ１７４の温度感知ユニットと、ストップと、係合しているラム１７２によって作動するマイクロスイッチとに接続したマイクロプロセッサによって駆動することが望ましい。この目的のための制御ユニット１７０を設けてもよい。
【００２７】
ラム１７０が下がってストップに係合すると、制御ユニット１８０は、空気シリンダ１７６に連結した空気ポンプ又は空気源を作動させる。制御ユニット１８０は、空気シリンダ１７６に対する圧力を監視して調節し、ラムチップ１７４がフィルタ膜１０６とフランジ１０４によって接触される時に、この圧力が所望の圧縮力と一致するようにする。この接触保持時間は、ラム１７２によるストップとの接触と比較して決定されるか、又は、代替的に、空気シリンダ１７６中の設定圧力値の達成と比較して決定することができる。所定の保持時間の終わりに、制御ユニット１８０は、空気シリンダ１７６中の圧力を放出し、これによって、ラムチップ１７４からフランジ１０４とフィルタ膜１０６を取り除く。制御ユニット１８０は、ラム１７２及びラムチップ１７４の温度を感知して調節し、所望のラムチップ温度が±１°Ｆ以内に維持されるようにする。
【００２８】
熱接着ステップの動作条件には、測定温度と、保持時間と、接着力又は圧力が含まれる。例えば、ラム１７２の温度の上昇は、一般的に保持時間と圧縮力の低下、及びその逆によって弱めることができる。このプロセスは、フランジ溶融が最小であり、フランジ／フィルタ界面の湿潤が均一であり、フランジ１０４に接合したフィルタ膜１０６の機械的強度が高い場合に、最適であると考えられる。温度と、保持時間と、負荷力パラメータが大きすぎる場合、結果は、フランジ１０４の望ましくない変形となる。逆に、これらのパラメータが小さすぎる場合、もたらされる結合が弱く、フィルタ膜１０６は、フランジからより容易にはがれる。これらのプロセス条件のうちの１つの特に有益な試験は、フィルタデバイス１００によって、フィルタ膜１０６からサンプル材料の沈殿によって製造したスライドの質を決定することに由来する。
【００２９】
フィルタ膜１０６を外側取付面１１８に取り付けた後、フィルタ膜１０６を切り取って形を整えて、ほぼフランジ１０４の直径にする。これは、粒子収集及び移動プロセスに干渉する過剰なフィルタ材料を除去する。上述したように、フィルタ膜１０６は、ポリカーボネートからなり、管状体１０２及びフランジ１０４は、ポリスチレンからなる。図９の装置を用いて、上記の方法で、ポリカーボネートフィルタ膜１０６をポリスチレンフランジ１０４に機械的に接合するためのプロセスパラメータは、以下の通りである。
【００３０】
【００３１】
ポリカーボネートの融点は、ポリスチレンの融点よりも高く、従ってこれらの条件下では、フィルタ膜１０６を通って導かれるラムチップ１７４からの熱によって、外側取付面１１８が溶けて、ポリカーボネートフィルタ膜１０６で機械的な接合を形成する。フィルタ膜１０６をフランジ１０４へ熱的に誘導する機械的接合用のパラメータの１つの特に好ましい組み合わせは、以下の通りである。
【００３２】
【００３３】
図１０は、熱収縮ステップを実行するために使用できる熱収縮装置１８２を示す。装置１８２は、可変温度の熱風源１８４と、流れ方向付け調節板１８６を具え、フランジ１０４に固定したフィルタ膜１０６上に、熱風流１８８を向ける。熱接着フィルタ膜１０６を有する管状体１０２を、制御された速度及び選択した最小間隔１９０で、熱風源１８４の流れ方向付け調節板１８６の下に通す。熱風温度は、フィルタ膜１０６が収縮し、全方向に実質的に均一に引っ張られるように維持される。熱を適用する時間を変えるために、管状体１０２が、熱流１８８を通過する速度を変えることができる。
【００３４】
例示した実施例によって実行される熱収縮ステップのためのプロセスパラメータは、以下の通りである。
【００３５】
【００３６】
１つの特定の例では、使用される熱風源は、可変温度の熱風銃（Ｍａｓｔｅｒ Ａｐｐｌｉａｎｃｅ，ＶａｒｉＴｅｍｐ Ｈｅａｔ Ｇｕｎ ＶＴ ７５２Ｃ）、及び８インチ×０．２インチの出力寸法を有する流れ方向付け調節板である。空気温度は４００°Ｆに維持され、管状体１０２は、毎秒１．３インチの速度で加熱空気流３２６を通過する。管状体１０２を、流れ方向付け調節板３２４の真下に直接設置する場合は、これらのアイテムは、ほぼ０．５インチ離す。
【００３７】
第２フィルタ接合ステップは、ある差異を有する第１フィルタ接合ステップについて上述したような方法を用いて、フィルタ膜１０６を内側環状接合面１１６に熱的に接合する。第２フィルタ接合ステップで使用される軸ラム（図示せず）は、ラムチップ（図示せず）を有し、フランジ１０４の内側環状取付面１１６とほぼ同じ直径を有する。
【００３８】
図６に示すように、フィルタデバイス１００の近位端１１２は、取り外し可能なキャップ１４２をきつく受けるように構成されている。図５を更に参照すると、キャップ１４２は、フィルタデバイス１００内への挿入用のより小さいオス型端部１４６を有する中空シリンダ１４４と、真空源（図７に示す）と結合する大きなメス型端部１４８と、を具える。取り外し可能なキャップ１４２とフィルタデバイス１００との流動性のあるきつい取付を容易にするために、キャップ１４２は、オス型キャップ端１４６の外側表面内に形成した２つの環状溝１５４と、環状溝１５４内に受けられる２つの対応するＯ−リング１４０と、を具える。Ｏ−リング１４０は、ゴム等の弾性材料からなり、溝１５４内に固定されている。図１に示すように、２つの溝は、近位端１１２で、管状体１０２の内側表面内に形成されており、キャップ１４２のＯ−リング１４０をきつく受けるように構成されている。
【００３９】
フィルタデバイス１００と機械的に接合するために、収集及び移動システム１６６は、フィルタデバイス１００のキャップ１４２と結合する結合機構１５２を具える。また、収集及び移動システム１６６は、２つの導管１５６及び１６０と、結合機構１５２を介してフィルタデバイス１００の内部と液通して延在する遠位端と、を具える。導管１５６及び１６０の近位端は、収集及び移動システム１６６の空気源１５８と圧力モニタ１６２に、それぞれ連結している。このように、空気源１５８は、流体サンプル１１３から粒子を収集するために、導管１５６を介してフィルタデバイス１００の内部に負の圧力パルスを適用することができる。空気源１５８は、スライド１３２上に収集した粒子を分散させるために、導管１５６を介してサンプル収集デバイス１２３の内部に正の圧力パルスを適用することもできる。圧力モニタ１６２によって、収集及び移動システム１６６はフィルタデバイス１００の圧力をより正確に制御することができる。
【００４０】
図面及び記載を簡潔にするために、収集及び移動システム１６６の連結機構１５２と、導管１５６及び１６０と、空気源１５８と、圧力モニタ１６２のみが示されている。このようなタイプの収集及び移動システムの構造及び機能は、米国特許第６，３１８，１９０号及び第６，５７２，８２４号により詳細に記載されている。
【００４１】
上記特許に更に記載されているように、中央フィルタ領域１２６の外側面上の粒子を有するろ過及び移動デバイス１００は、液体を含む粒子から除去した後に、図３に例示されるように、顕微鏡スライド等の生物学的試料支持デバイス１３２に隣接して配置することができる。フィルタ膜１０６上に収集した細胞及びその他の粒子が、支持デバイス１３２に移動される。フィルタ膜１０６から支持デバイス１３２への粒子の移動は、中央フィルタ領域１２６の内側面へ高圧を適用することによって容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明の一の実施例によって構築した生物学的試料ろ過及び移動デバイスの側断面図である。
【図２】図２は、図１のろ過及び移動デバイスの斜視図である。
【図３】図３は、図１のろ過及び移動デバイスの詳細な側断面図である。
【図４】図４は、顕微鏡スライドに隣接した図１のろ過及び移動デバイスの側断面図である。
【図５】図５は、図１のろ過及び移動デバイスに使用するように構成したキャップの斜視図である。
【図６】図６は、本発明の一の実施例によって構築した生物学的試料ろ過及び移動デバイスの斜視図である。
【図７】図７は、本発明の一の実施例による生物学的試料ろ過及び移動システムの斜視図である。
【図８】図８は、本発明の一の実施例によって構築した２つの生物学的試料ろ過及び移動デバイスの斜視図である。
【図９】図９は、本発明の一の実施例による生物学的試料ろ過及び移動デバイスの組み立てプロセスを示す概略図である。
【図１０】図１０は、本発明の一の実施例による生物学的試料ろ過及び移動デバイスの組み立てプロセスを示す概略図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野
本発明は、一般的に生物学的試料作成用の微視的粒子の収集及び移動用デバイスに関する。
【０００２】
本発明の背景
パパニコラウスミア（ｐａｐ ｓｍｅａｒｓ）を含む多くの医療試験は、器具を用いて標的領域の皮膚又は粘膜を擦過及び／又は掻爬することによって、医師が細胞を収集する必要がある。次いで、細胞をスライド上にこすりつけて固定して、実験室に運んでスライドを染色する。次いで、細胞検査技師及び／又は病理学者によって、このスライドを顕微鏡下で観察して、細胞異常性を特定することができる。判定中、病理学者は、細胞の核部分を染色することによって特徴付けられるポリクローム技術を用いて、形成異常、又は異常増殖の存在を決定することができる。また、病理学者は、細胞の原形質を見るために、対比染色を適用することもできる。サンプルは、デブリス、血液、粘液、及びその他の光を吸収するアーティファクトを含むことがあるので、この試験は評価することが難しく、収集したサンプルの適切な診断評価を提供することができない。
【０００３】
保存液内に収集した剥離した細胞に基づく細胞診は、スライド上に直接細胞をこすりつける伝統的な方法を越える多くの利点を提供する。米国特許第６，５７２，８２４号、第６，３１８，１９０号、第５，７７２，８１８号、第５，３６４，５９７号、及び第５，１４３，６２７号に記載されているように、フィルタートランスファ技術（ｆｉｌｔｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）を用いて、細胞検査液からスライドを作成することができる。
【０００４】
フィルタートランスファ法は、一般的に、液体中に懸濁した細胞を収集することで開始する。これらの細胞は保存液内に集めて分散させるか、又は、収集した生物学的な液体中に、自然に存在させることができる。ＰｒｅｓｅｒｖＣｙｔＴＭ溶液等のメタノールを含有する保存液中の分散は、対象の細胞に作用することなく、粘液を壊し、赤血球或いは炎症細胞を崩解させる。次いで、この液体は膜を被せた固定径の開口を有するフィルタを通って、濃縮し、細胞収集する。膜との孔を通って流れる崩解した血球や分散した粘液等のデブリスは膜で集められず、分散とろ過を併用する方法によって大きく低減する。次いで、膜上に集めた細胞を、スライド上に移す。
【０００５】
現在のフィルタートランスファ法は、固定径の開口を有するフィルタを使用している。従って、特別な試験のために、細胞サンプルのスポットは、例えば７ｍｍのより小さいスポットが所望される場合でも、例えば２１ｍｍの均一な大きさである。分散した細胞の単分子層を収集し、試験用の顕微鏡スライドに移す従来のデバイスは、非常に平面的な配列を有するフィルタ位置決めリム付の管を有し、収集した粒子の空間分布を忠実に維持して、顕微鏡スライドに収集した細胞を移すようにフィルタを位置決めする。このデバイスを製造し、使用する装置は、フィルタが固定されている管の直径に基づいて標準化される。
【０００６】
この管の直径を変更することなく、上記の型のこの公知のフィルタデバイスの開口を調節することで、移すときに、収集した粒子の空間分布を変形させるミクロ流体の動的作用が生じることが分かった。開口を調節する方法には、フィルタの下側でのＭｙｌａｒ（登録商標）リングの使用、及び開領域又は閉領域での膜の使用が含まれる。その結果、現在のフィルタートランスファ法は、均一の開口を有するフィルタを使用しており、移動する細胞が過剰になって廃棄することになる。これらの過剰な細胞は、余分な試験試薬の使用が必要となり、コストの増加が生じる。細胞サンプルを形成する間に消失する細胞の量を減らすことは、使用する試験試薬の量を低減するだけでなく、１つのサンプル収集手順を行う間に回収される細胞で実施することができる試験の数を増やす。このことは、サンプルより多くの確認試験を可能にし、細胞の収集を難しくし、患者が収集手順にさらされる回数を少なくする。
【０００７】
本発明の概要
本発明の一の実施例によれば、生物学的試料収集及び移動デバイスが提供されている。ろ過及び移動デバイスは、２つの軸端を有する管状体と、一方の軸端に配置した環状フランジと、この環状フランジの外側表面に取り付けられた生物学的試料フィルタと、を具える。好ましくは、この環状フランジは、その外側表面に、均一の高さを有し、フィルタが位置する上に平面リムを形成する環状リッジを配置している。また、好ましくは、この環状フランジは、その外側表面に、フィルタをフランジに結合する際に使用する２つの環状溝を配置している。
【０００８】
選択的に、環状フランジは、２つの設置部を具え、これらの各設置部にフィルタが接合されている。また、選択的に、このフィルタは、フィルタ部と、フィルタ部の半径方向外向きの設置部を具え、この設置部は環状フランジ上の２つの設置部に接合されている。ろ過及び移動デバイスは、選択的に、キャップを具え、このキャップは、環状フランジが配置されている軸端の反対側の管状体軸端を流体的に閉じる。更に、ろ過及び移動デバイスは、選択的に空気源の導管と、圧力モニタの導管を具え、これらの導管は、空気源と圧力モニタにそれぞれ連結されている。
【０００９】
本発明の別の実施例によれば、流体中に担持されている微視的な生物学的粒子を収集する方法が提供されている。この方法は、微視的な生物学的粒子を担持している流体中に上記のろ過及び移動デバイスを配置するステップと、真空にして、このデバイス内に流体を引き込み、フィルタで生物学的粒子を収集するステップと、を具える。
【００１０】
本発明の別の実施例によれば、生物学的試料収集に基づくろ過及び移動システムが提供されている。この収集及び移動システムは、２つの軸端を有する管状体と、一方の軸端に配置した環状フランジと、この環状フランジの外側表面に取り付けた生物学的試料フィルタと、を具える。更に、このシステムは、空気源の導管を介して前記管状体に連結した空気源と、圧力モニタの導管を介して前記管状体に連結した圧力モニタと、を具える。好ましくは、この環状フランジは、その外側表面に均一の高さを有し、フィルタを設置する平面リムを形成する環状リッジを配置する。また好ましくは、環状フランジは、その外側表面にフランジにフィルタを接合する際に使用する２つの環状溝を配置している。
【００１１】
選択的に、環状フランジは、２つの設置部を具え、フィルタが、これらの各設置部に接合されている。また、選択的に、このフィルタはフィルタ部と、フィルタ部の半径方向外向きの設置部とを具え、この設置部は環状フランジ上の２つの設置部に接合されている。ろ過及び移動システムは、選択的に、キャップを具え、これは、環状フランジが配置されている軸端の反対側の管状体の軸端を流体的に閉じる。
【００１２】
本発明の更に別の実施例によれば、生物学的試料収集に基づくろ過及び移動システム用キットが提供されている。このキットは、２つの軸端を有する第１管状体と、一方の軸端に配置された第１開口を規定する第１環状フランジと、この第１環状フランジの外側表面に取り付けた第１生物学的試料フィルタとを具える。更にこのキットは、２つの軸端を有する第２管状体と、一方の軸端に配置された第２の開口を規定する第２環状フランジと、この第２環状フランジの外側表面に取り付けた第２生物学的試料フィルタとを具える。第１及び第２開口は、開口が異なる。
【００１３】
本発明の更なる実施例によれば、生物学的試料収集に基づいたろ過及び移動デバイスを製造する方法が提供されている。この方法は、管状体の軸端に配置した環状フランジに、生物学的試料フィルタを接合するステップと、このフィルタを熱収縮させるステップと、二回目の環状フランジにフィルタを接合するステップと、を具える。好ましくは、この接合は熱的に、又は超音波で行われる。
【００１４】
図面は、本発明の実施例の設計及び有用性を例示するものであり、同一の要素は、共通の符号を付して参照する。
【００１５】
例示された実施例の詳細な説明
図１を参照して、生物学的試料フィルタデバイス１００の一実施例について述べる。フィルタデバイス１００は生物学的試料収集及び移動システム１６６で使用することができ（図７）、フィルタリング技術を用いてサンプル収集コンテナ１６８から生物学的試料スライド１３２（図４に示す）に生物学的試料を移動するように設計されている。このため、フィルタデバイス１００は、一般的に、管状体１０２と、管状体１０２の一端に配置した環状フランジ１０４と、この環状フランジ１０４に取り付けた生物学的試料フィルタ膜１０６と、を具える。
【００１６】
管状体１０２は、縦軸に沿って延在する円筒型の壁１０８の形状をしている。円筒型の壁１０８は、完全に開口している近位軸端１１２と、環状フランジ１０４の遠位軸端１１４で終了する。環状フランジ１０４は、管状体１０２によって規定される真空キャビティ１１１と連通した中央開口１０３を規定する半径方向内向き面１０１を具える。例示の実施例では、管状体１０２及び環状フランジ１０４は、番号Ｓｔｙｒｏｎ６８５Ｄとして、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙによって販売されているポリスチレン樹脂から、単一ピースとして成型される。その結果として、フィルタデバイス１００の使用中に圧力下で空気が漏れることがあるこれらの部品間に継ぎ目がない。しかしながら、代替的に、管状体１０２と環状フランジ１０４は、まず別々の部品として形成して、次いで互いに接合するようにしてもよい。
【００１７】
環状フランジ１０４は、フィルタ膜１０６を取り付ける外側取付面１０５を具える。環状フランジ１０４に取り付けたときに、フィルタ膜１０６は、環状フランジ１０４と一致する環状周辺部１３６と、管状体１０２の遠位端１１４に形成した中央開口１０３と一致して、これにまたがる中央開口部１２６と、を具える。以下に更に詳細に述べるように、粒子を含む溶液がそこを流れる一方で、粒子を中央フィルタ開口部１２６で捕捉することができる。このため、フィルタ膜１０６は、製造者から商業的に入手できる親水性の湿潤剤で処理した多孔性ポリカーボネート膜の形をしている。例示の実施例では、フィルタ膜１０６は、約１６ミクロンの厚さであり、メーン州０４０２４、スタンフォード所在のＷｈａｔｍａｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能である。
【００１８】
フィルタ膜１０６は、いずれかの好適な方法で、環状フランジ１０４の取付面１０５に取り付けることができるが、例示の実施例では、以下により詳細に記載するように取付面に熱接着している。代替的に、フィルタ膜１０６を、環状フランジ１０４の取付面１０５に超音波で接合することもできる。好適な超音波接合プロセスは、マサチューセッツ州０２３７０、ロックランド所在のＰｏｌｙｆｉｌｔｒｏｎｉｃｓ，Ｉｎｃ．から入手可能である。同様に、フィルタ膜１０６を、環状フランジ１０４の取付面１０５に溶剤接着することもできる。
【００１９】
従って、管状体１０２の直径は同じであるが、環状フランジ１０４が、中央フィルタ開口部１２６の直径は小さくすることができることが分かる。更に、図８に示すように、生物学的試料ろ過及び移動キット２００は、異なる開口２０６／２０８を有する２つ又はそれ以上の管状体２０２／２０４から組み立てることができる。管状体２０６／２０８は、同じキャップ１４２によって閉じるように構成されており（図５参照）、生物学的試料収集及び移動システム１６６中で交換可能に使用される（図７参照）。
【００２０】
ここで図２及び図３を参照すると、環状フランジ１０４は、ろ過デバイス１００の効力を強化するいくつかの特徴を具える。特に、環状フランジ１０４は、取付面１１６から半径方向内向きに配置された環状リッジ１２０を具える。環状リッジ１２０は、その上でフィルタ膜１０６を伸ばす遠位リム１２２を特徴とする。中央フィルタ部１２６が非常に平面的なジオメトリを取ることができるように、位置決めリム１２２は、縦軸１１０にほぼ垂直な平面１２４内に位置し、環状リッジ１２０は、均一な高さである。例示の実施例では、環状リッジ１２０は、環状フランジ１０４の半径方向内向き面１０１と同一面にある半径方向内向きリッジ面１０７を具える。代替的に、半径方向内向きリッジ面１０７が、半径方向内向きフランジ面１０１から半径方向外向きにオフセットしていてもよい。
【００２１】
図３に示すように、取付面１０５は、内側環状取付面１１６と、外側環状取付面１１８とに、位相的に分けられており、互いに同軸関係にある。以下に更に詳細に述べるように、取付面１１６／１１８を使用することで、フィルタ膜１０６を段階的に環状フランジ１０４に有利に取り付けることができる。この環状フランジ１０４は、リッジ１２０と内側取付面１１６と同軸で、これらの間半径方向に間挿された内側環状空気バリア１２８を具える。例示のバリア１２８は、内部環状溝１３０の形をしており、これは、フィルタ膜１０６の熱接着中に取付面１０５で発生したあらゆる熱を絶縁する熱バリアである。これによって、位置決めリム１２２の歪み、或いは、幾何学的な変形を最小にする。溶剤接着を用いて環状フランジ１０４にフィルタ膜１０６を取り付ける場合は、バリア１２８は、溶媒の作用によってリム１２２が変形してしまうことも防止する。更に、バリア１２８は、内側取付面１１６にフィルタ膜１０６を接合又はその他の取付中に、デブリスその他の過剰物或いは流れる物質を捕捉、さもなければ受けるための容器を提供する。従って、バリア１２８は、歪みから、及び、位置決めリム１２２が規定する所望の高度な平担面を変更する、又は平坦面を損なう材料デブリスから、位置決めリム１２２を実質的に隔離する。
【００２２】
従って、フィルタ膜１０６の取付によって起こる取付面１０５の歪みは、位置決めリム１２２の正確な位置決め形状を変更しない。結果として、中央フィルタ領域１２６は、正確な平面配置を有することができる。従って、図４に示すように、顕微鏡スライド等の生物学的試料スライド１３２が、中央フィルタ領域１２６と接触すると、中央フィルタ領域１２６全体が、同一平面上で、支持デバイス１３２に隣接する。この実質的に均一な隣接部が、収集した粒子を中央フィルタ領域１２６の全面に配置して、支持デバイス１３２に直接移すことを可能にする。結果として、移動後にフィルタ膜上に残る粒子量を最小限にする。フィルタ膜上の同じ空間分布で、試料スライド１３２が移動される。
【００２３】
また、環状フランジ１０４は、内側と外側の取付面１１６／１１８の間に配置した外環状空気バリア１０９を特徴とする。内側環状空気バリア１２８に関して上述したのと同様に、外環状バリア１０９は、内側取付面１１６にフィルタ膜１０６を接合又はその他の取付中に、デブリスその他の過剰物或いは流れる物質を捕捉、さもなければ受けるための容器を提供する環状溝の形状を取る。
【００２４】
上に簡単に記載されているように、環状フランジ１０４にフィルタ膜１０６を取り付ける１つの方法は、熱接着である。このプロセスでは、フランジ１０４上の外側取付面１１８にフィルタ膜１０６を熱で溶接する第１熱接着ステップを最初に実行する。次いで、フィルタ膜１０６を均一に伸ばして、フランジ１０４上のフィルタ膜１０６の平らでしわのない配置を強化するフィルタ収縮ステップを実行する。上述したように、好ましくは、フィルタ膜１０６をフランジ１０４の外側取付面１１８に熱接着する第１ステップの後に、このフィルタ収縮ステップを実行することによって、収集フィルタ膜１０６から試料スライド１３２への粒子の移動が促進されることが分かった。最後に、流体力学的効果で、フィルタ粒子の移動が妨害されることを防ぐために、フランジ１０４上の内側取付面１１６にフィルタ膜１０６を熱で溶接する熱接着の第３ステップを実行する。
【００２５】
図９は、熱接着プロセスの方法で、環状フランジ１０４にフィルタ膜１０６を取り付けるために使用する熱接着装置１７０を示す。この製造装置１７０は、本質的にラムチップ１７４を有する加熱ラム１７２を用いた軸プレスである。フランジ１０４の外側環状取付面１１８とほぼ同じ直径を有するホーン又は中空管のような形状をしたラムチップ１７４を、フィルタ膜１０６に対して直接プレスし、フィルタ膜１０６、好ましくはフィルタ膜１０６の周辺領域１３６をフランジ１０４に溶接することができる温度に維持する。好ましくは、ラムチップ温度を、例えばデジタル制御で制御し、±１°Ｆの精度を得る。例示した装置では、プレス盤１７８上に設置した空気シリンダ１７６上で管状体１０２を支持することによって、ラムチップ１７４と、フィルタ膜１０６と、フランジ１０４との間の接触圧力が制御される。ラム１７２は、ストップに係合するまで、下に下がる。次いで、プレス盤１７８上の空気シリンダ１７６が、負荷を吸収する。空気シリンダ１７６への圧力を変えることによって、負荷を設定することができる。接合ステップの加圧保持時間、すなわち、ラムチップ１７４がフィルタ膜１０６及びフランジ１０４に圧迫され続ける時間を、時間を計って空気シリンダ１７６の方向を反転することによって制御し、フランジ１０４とフィルタ膜１０６の負荷及び熱を取り除くことができる。例えば、リミットスィッチ（図示せず）は、軸ラム１７２がストップに当たると、タイマを作動させ、フィルタ膜１０６とフランジ１０４に対するラムチップ１７４の加圧保持時間を決定する。
【００２６】
装置１７０は、ラムチップ温度と、圧縮力と、加圧保持時間とを制御する制御ユニット１８０を具える。制御ユニット１８０は、空気シリンダ１７６の圧力感知ユニットと、ラムチップ１７４の温度感知ユニットと、ストップと、係合しているラム１７２によって作動するマイクロスイッチとに接続したマイクロプロセッサによって駆動することが望ましい。この目的のための制御ユニット１７０を設けてもよい。
【００２７】
ラム１７０が下がってストップに係合すると、制御ユニット１８０は、空気シリンダ１７６に連結した空気ポンプ又は空気源を作動させる。制御ユニット１８０は、空気シリンダ１７６に対する圧力を監視して調節し、ラムチップ１７４がフィルタ膜１０６とフランジ１０４によって接触される時に、この圧力が所望の圧縮力と一致するようにする。この接触保持時間は、ラム１７２によるストップとの接触と比較して決定されるか、又は、代替的に、空気シリンダ１７６中の設定圧力値の達成と比較して決定することができる。所定の保持時間の終わりに、制御ユニット１８０は、空気シリンダ１７６中の圧力を放出し、これによって、ラムチップ１７４からフランジ１０４とフィルタ膜１０６を取り除く。制御ユニット１８０は、ラム１７２及びラムチップ１７４の温度を感知して調節し、所望のラムチップ温度が±１°Ｆ以内に維持されるようにする。
【００２８】
熱接着ステップの動作条件には、測定温度と、保持時間と、接着力又は圧力が含まれる。例えば、ラム１７２の温度の上昇は、一般的に保持時間と圧縮力の低下、及びその逆によって弱めることができる。このプロセスは、フランジ溶融が最小であり、フランジ／フィルタ界面の湿潤が均一であり、フランジ１０４に接合したフィルタ膜１０６の機械的強度が高い場合に、最適であると考えられる。温度と、保持時間と、負荷力パラメータが大きすぎる場合、結果は、フランジ１０４の望ましくない変形となる。逆に、これらのパラメータが小さすぎる場合、もたらされる結合が弱く、フィルタ膜１０６は、フランジからより容易にはがれる。これらのプロセス条件のうちの１つの特に有益な試験は、フィルタデバイス１００によって、フィルタ膜１０６からサンプル材料の沈殿によって製造したスライドの質を決定することに由来する。
【００２９】
フィルタ膜１０６を外側取付面１１８に取り付けた後、フィルタ膜１０６を切り取って形を整えて、ほぼフランジ１０４の直径にする。これは、粒子収集及び移動プロセスに干渉する過剰なフィルタ材料を除去する。上述したように、フィルタ膜１０６は、ポリカーボネートからなり、管状体１０２及びフランジ１０４は、ポリスチレンからなる。図９の装置を用いて、上記の方法で、ポリカーボネートフィルタ膜１０６をポリスチレンフランジ１０４に機械的に接合するためのプロセスパラメータは、以下の通りである。
【００３０】
【００３１】
ポリカーボネートの融点は、ポリスチレンの融点よりも高く、従ってこれらの条件下では、フィルタ膜１０６を通って導かれるラムチップ１７４からの熱によって、外側取付面１１８が溶けて、ポリカーボネートフィルタ膜１０６で機械的な接合を形成する。フィルタ膜１０６をフランジ１０４へ熱的に誘導する機械的接合用のパラメータの１つの特に好ましい組み合わせは、以下の通りである。
【００３２】
【００３３】
図１０は、熱収縮ステップを実行するために使用できる熱収縮装置１８２を示す。装置１８２は、可変温度の熱風源１８４と、流れ方向付け調節板１８６を具え、フランジ１０４に固定したフィルタ膜１０６上に、熱風流１８８を向ける。熱接着フィルタ膜１０６を有する管状体１０２を、制御された速度及び選択した最小間隔１９０で、熱風源１８４の流れ方向付け調節板１８６の下に通す。熱風温度は、フィルタ膜１０６が収縮し、全方向に実質的に均一に引っ張られるように維持される。熱を適用する時間を変えるために、管状体１０２が、熱流１８８を通過する速度を変えることができる。
【００３４】
例示した実施例によって実行される熱収縮ステップのためのプロセスパラメータは、以下の通りである。
【００３５】
【００３６】
１つの特定の例では、使用される熱風源は、可変温度の熱風銃（Ｍａｓｔｅｒ Ａｐｐｌｉａｎｃｅ，ＶａｒｉＴｅｍｐ Ｈｅａｔ Ｇｕｎ ＶＴ ７５２Ｃ）、及び８インチ×０．２インチの出力寸法を有する流れ方向付け調節板である。空気温度は４００°Ｆに維持され、管状体１０２は、毎秒１．３インチの速度で加熱空気流３２６を通過する。管状体１０２を、流れ方向付け調節板３２４の真下に直接設置する場合は、これらのアイテムは、ほぼ０．５インチ離す。
【００３７】
第２フィルタ接合ステップは、ある差異を有する第１フィルタ接合ステップについて上述したような方法を用いて、フィルタ膜１０６を内側環状接合面１１６に熱的に接合する。第２フィルタ接合ステップで使用される軸ラム（図示せず）は、ラムチップ（図示せず）を有し、フランジ１０４の内側環状取付面１１６とほぼ同じ直径を有する。
【００３８】
図６に示すように、フィルタデバイス１００の近位端１１２は、取り外し可能なキャップ１４２をきつく受けるように構成されている。図５を更に参照すると、キャップ１４２は、フィルタデバイス１００内への挿入用のより小さいオス型端部１４６を有する中空シリンダ１４４と、真空源（図７に示す）と結合する大きなメス型端部１４８と、を具える。取り外し可能なキャップ１４２とフィルタデバイス１００との流動性のあるきつい取付を容易にするために、キャップ１４２は、オス型キャップ端１４６の外側表面内に形成した２つの環状溝１５４と、環状溝１５４内に受けられる２つの対応するＯ−リング１４０と、を具える。Ｏ−リング１４０は、ゴム等の弾性材料からなり、溝１５４内に固定されている。図１に示すように、２つの溝は、近位端１１２で、管状体１０２の内側表面内に形成されており、キャップ１４２のＯ−リング１４０をきつく受けるように構成されている。
【００３９】
フィルタデバイス１００と機械的に接合するために、収集及び移動システム１６６は、フィルタデバイス１００のキャップ１４２と結合する結合機構１５２を具える。また、収集及び移動システム１６６は、２つの導管１５６及び１６０と、結合機構１５２を介してフィルタデバイス１００の内部と液通して延在する遠位端と、を具える。導管１５６及び１６０の近位端は、収集及び移動システム１６６の空気源１５８と圧力モニタ１６２に、それぞれ連結している。このように、空気源１５８は、流体サンプル１１３から粒子を収集するために、導管１５６を介してフィルタデバイス１００の内部に負の圧力パルスを適用することができる。空気源１５８は、スライド１３２上に収集した粒子を分散させるために、導管１５６を介してサンプル収集デバイス１２３の内部に正の圧力パルスを適用することもできる。圧力モニタ１６２によって、収集及び移動システム１６６はフィルタデバイス１００の圧力をより正確に制御することができる。
【００４０】
図面及び記載を簡潔にするために、収集及び移動システム１６６の連結機構１５２と、導管１５６及び１６０と、空気源１５８と、圧力モニタ１６２のみが示されている。このようなタイプの収集及び移動システムの構造及び機能は、米国特許第６，３１８，１９０号及び第６，５７２，８２４号により詳細に記載されている。
【００４１】
上記特許に更に記載されているように、中央フィルタ領域１２６の外側面上の粒子を有するろ過及び移動デバイス１００は、液体を含む粒子から除去した後に、図３に例示されるように、顕微鏡スライド等の生物学的試料支持デバイス１３２に隣接して配置することができる。フィルタ膜１０６上に収集した細胞及びその他の粒子が、支持デバイス１３２に移動される。フィルタ膜１０６から支持デバイス１３２への粒子の移動は、中央フィルタ領域１２６の内側面へ高圧を適用することによって容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明の一の実施例によって構築した生物学的試料ろ過及び移動デバイスの側断面図である。
【図２】図２は、図１のろ過及び移動デバイスの斜視図である。
【図３】図３は、図１のろ過及び移動デバイスの詳細な側断面図である。
【図４】図４は、顕微鏡スライドに隣接した図１のろ過及び移動デバイスの側断面図である。
【図５】図５は、図１のろ過及び移動デバイスに使用するように構成したキャップの斜視図である。
【図６】図６は、本発明の一の実施例によって構築した生物学的試料ろ過及び移動デバイスの斜視図である。
【図７】図７は、本発明の一の実施例による生物学的試料ろ過及び移動システムの斜視図である。
【図８】図８は、本発明の一の実施例によって構築した２つの生物学的試料ろ過及び移動デバイスの斜視図である。
【図９】図９は、本発明の一の実施例による生物学的試料ろ過及び移動デバイスの組み立てプロセスを示す概略図である。
【図１０】図１０は、本発明の一の実施例による生物学的試料ろ過及び移動デバイスの組み立てプロセスを示す概略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物学的試料フィルタデバイスにおいて：
軸上に配置した第１及び第２の軸端と、これらの軸端間に形成した真空キャビティと；
前記第１軸端に配置され、前記真空キャビティと液通する開口を規定する環状フランジであって、設置面を有する環状フランジと；
流体中に担持されている微視的な生物学的粒子を収集するように構成された生物学的試料フィルタ膜であって、前記設置面に取り付けた周辺部と、前記開口に渡る中央部と、を有するフィルタ膜と；
を具えることを特徴とする生物学的試料フィルタデバイス。
【請求項２】
請求項１に記載のデバイスが；
前記設置面から半径方向内向きに外環状フランジ上に配置された環状リッジと；
前記環状リッジ上に配置された平面リムであって、前記フィルタ膜が、前記リム上に位置する平面リムと；
を更に具えることを特徴とするデバイス。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のデバイスにおいて、前記設置面が、外面であることを特徴とするデバイス。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のデバイスにおいて、前記環状フランジが、前記環状リッジと、前記設置面との間に設置した環状空気境界を具えることを特徴とするデバイス。
【請求項５】
請求項１に記載のデバイスにおいて、前記環状フランジが、前記設置面を、同心の内部設置面と外部設置面に分割する環状空気境界を具えることを特徴とするデバイス。
【請求項６】
生物学的試料フィルタデバイスアッセンブリが、請求項１に記載のデバイスと、前記管状体の第２軸端内に密封して挿入されるように構成したキャップを具えることを特徴とするデバイス。
【請求項７】
生物学的試料収集及び移動システムが：
軸上に配置した第１及び第２の軸端と、これらの軸端間に形成した真空キャビティと；
前記第１軸端と、前記真空キャビティと液通する開口に配置された環状フランジであって、設置面を有する環状フランジと；
流体中に担持されている微視的な生物学的粒子を収集する前記設置面に取り付けた生物学的試料フィルタ膜と；
前記第２軸端を介して前記管状体の前記真空キャビティと液通した空気源と；
を具えることを特徴とする生物学的試料収集及び移動システム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムにおいて、前記フィルタ膜が、前記設置面に取り付けた周辺部と、前記開口に渡る中央部と、を有することを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のシステムが、前記第２軸端を介して前記管状体の前記キャビティと液通する圧力モニタを更に具えることを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれか１項に記載のシステムが：
前記設置面から半径方向内向きに、前記外環状フランジ上に配置された環状リッジと；
前記環状リッジ上に配置された平面リムであって、前記フィルタ膜が、前記リム上に位置する平面リムと；
を更に具えることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項７から１０のいずれか１項に記載のシステムにおいて、前記設置面が、外面であることを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項１０に記載のシステムにおいて、前記環状フランジが、前記環状リッジと、前記設置面との間に設置した環状空気境界を具えることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項７に記載のシステムにおいて、前記管状フランジが、前記設置面を、同心の内部設置面と外部設置面に分割する環状空気境界を具えることを特徴とするシステム。
【請求項１】
生物学的試料フィルタデバイスにおいて：
軸上に配置した第１及び第２の軸端と、これらの軸端間に形成した真空キャビティと；
前記第１軸端に配置され、前記真空キャビティと液通する開口を規定する環状フランジであって、設置面を有する環状フランジと；
流体中に担持されている微視的な生物学的粒子を収集するように構成された生物学的試料フィルタ膜であって、前記設置面に取り付けた周辺部と、前記開口に渡る中央部と、を有するフィルタ膜と；
を具えることを特徴とする生物学的試料フィルタデバイス。
【請求項２】
請求項１に記載のデバイスが；
前記設置面から半径方向内向きに外環状フランジ上に配置された環状リッジと；
前記環状リッジ上に配置された平面リムであって、前記フィルタ膜が、前記リム上に位置する平面リムと；
を更に具えることを特徴とするデバイス。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のデバイスにおいて、前記設置面が、外面であることを特徴とするデバイス。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のデバイスにおいて、前記環状フランジが、前記環状リッジと、前記設置面との間に設置した環状空気境界を具えることを特徴とするデバイス。
【請求項５】
請求項１に記載のデバイスにおいて、前記環状フランジが、前記設置面を、同心の内部設置面と外部設置面に分割する環状空気境界を具えることを特徴とするデバイス。
【請求項６】
生物学的試料フィルタデバイスアッセンブリが、請求項１に記載のデバイスと、前記管状体の第２軸端内に密封して挿入されるように構成したキャップを具えることを特徴とするデバイス。
【請求項７】
生物学的試料収集及び移動システムが：
軸上に配置した第１及び第２の軸端と、これらの軸端間に形成した真空キャビティと；
前記第１軸端と、前記真空キャビティと液通する開口に配置された環状フランジであって、設置面を有する環状フランジと；
流体中に担持されている微視的な生物学的粒子を収集する前記設置面に取り付けた生物学的試料フィルタ膜と；
前記第２軸端を介して前記管状体の前記真空キャビティと液通した空気源と；
を具えることを特徴とする生物学的試料収集及び移動システム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムにおいて、前記フィルタ膜が、前記設置面に取り付けた周辺部と、前記開口に渡る中央部と、を有することを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のシステムが、前記第２軸端を介して前記管状体の前記キャビティと液通する圧力モニタを更に具えることを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項７から９のいずれか１項に記載のシステムが：
前記設置面から半径方向内向きに、前記外環状フランジ上に配置された環状リッジと；
前記環状リッジ上に配置された平面リムであって、前記フィルタ膜が、前記リム上に位置する平面リムと；
を更に具えることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項７から１０のいずれか１項に記載のシステムにおいて、前記設置面が、外面であることを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項１０に記載のシステムにおいて、前記環状フランジが、前記環状リッジと、前記設置面との間に設置した環状空気境界を具えることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項７に記載のシステムにおいて、前記管状フランジが、前記設置面を、同心の内部設置面と外部設置面に分割する環状空気境界を具えることを特徴とするシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公表番号】特表２００８−５１８２０３（Ｐ２００８−５１８２０３Ａ）
【公表日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５３７９１９（Ｐ２００７−５３７９１９）
【出願日】平成１７年１０月１０日（２００５．１０．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０３６３２０
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０４７０７６
【国際公開日】平成１８年５月４日（２００６．５．４）
【出願人】（５０７１３００１５）サイテック コーポレイション (18)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１０日（２００５．１０．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０３６３２０
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０４７０７６
【国際公開日】平成１８年５月４日（２００６．５．４）
【出願人】（５０７１３００１５）サイテック コーポレイション (18)
【Ｆターム（参考）】
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