試料製造装置
ＰＣＲ分析に適した試料製造装置は、試料（１５）を収容する入口（４）と、ふるい（１３３）と、を含む。入口キャップ（１６）をネジ止めすることによって、前記ふるい（１３）を通って、前記試料（１５）が押し出される。２つの破れるシール（１１、１２）間に含まれた溶解液は、試料の細胞をバラバラにして、核酸を取り出すのに有効である。装置は、その装置における駆動装置（３、３６、４０）に取り外し自在に取り付けられたモータ（２’）を備えたＰＣＲ機械（２）上に取り外し自在に取り付けられている。このモータ（２’）は、その構成部品（３０、３１、３２、４２）を回転させ、かつ、上下方向に動かせる。この装置は、透明なキュベット（５）と、前記キュベットの下端に伸びる針（７１）と、を有する。その針によって、製造された試料が、ＰＣＲ分析のためにキュベットの方に配られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入口開口（inlet opening）を有する試料製造装置に関する。この入口開によって、液体及び半固体（semi-solid）試料を前記装置に供給することができる。この入口は、試料物質（sample material）を収容する凹部（recess）を有している。
【０００２】
この発明は、特に、核酸、例えば、ＤＮＡ又はＲＮＡを含む試料をＰＣＲ法による増幅、検出、及び分析に適した形態に製造（加工）する装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
ＰＣＲ分析用の試料を製造する従来の方法は、試料を処理することと、それを異なる処理液（treatment solution）を含有する異なる容器（container）に移すことと、を含む。これらの方法は、熟練工（skilled operative）を要する難しい技術である。試料を取ったその場において、試料の迅速なＤＮＡ分析が望まれる場合が少なくない。例えば、医療、獣医、又は、農業分野がそうである。携帯ＤＮＡ分析装置（例えば、スミスズデテックション−ワットフォードリミテッドから入手したバイオ−シーク（ＢｉｏーＳｅｅｑ））を利用することができる。それは、訓練（熟練）を要せず簡単に使用することができる。しかしながら、試料を用意することに伴う難点が、かかる装置の活用を実質的に制限している。試料製造装置については、例えば、WO05/121963, WO06/090180, WO06/079814, EP1383602, WO05/106040、及び、WO05/019836などを参考することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】WO05/121963号
【特許文献２】WO06/090180号
【特許文献３】WO06/079814号
【特許文献４】EP1383602号
【特許文献５】WO05/106040号
【特許文献６】WO05/019836号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、新規な試料製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の特徴は、液体及び半固体試料を収容する凹部を有し、且つ、（装置の中に）前記試料を供給する入口開口と、前記凹部の上部内に伸びることができる部分を有する離解部材と、を含む試料製造装置であって、前記凹部を横切ってふるい部材が設けられ、そして、前記離解部材を回転させ、かつ、下方に動かせることによって、前記半固体試料が前記ふるい部材を通って押し出されて、離解されることを特徴とする試料製造装置である。
【０００７】
前記離解部材が、前記入口を閉めるキャップであっても良い。前記離解部材、及び、前記入口には、共動ネジ部が設けられて、前記離解部材が前記入口にねじ込まれると、前記離解部材が前記試料と接触されて、前記ふるい部材を通って前記試料が押し出されることが好ましい。前記凹部が、前記試料の細胞をバラバラにして、前記細胞から核酸を取り出すのに有効な物質を含有することが好ましい。前記物質が、溶解液を含有することが好ましい。前記物質が、前記離解部材が内側に移動されるにつれて破れる２つのシール間に含まれていることが好ましい。前記試料製造装置によって、前記離解された前記液体又は半液体試料から生物試料が製造され、且つ、前記生物試料が、ＰＣＲ増幅分析に適した細長い透明なキュベットの方に配分され、前記キュベットには、開放された上端と、閉じられた下端と、が設けられ、前記試料製造装置には、前記キュベットの下端の方に伸びる針が設けられ、それにより、前記キュベットの内側と前記針の外側との間には、間隙が設けられ、そして、前記試料製造装置によって、前記針の上端の方に前記ＰＣＲ試料が分配されて、前記キュベットがその下端から詰められることが好ましい。
【０００８】
本発明の第２の特徴は、上記本発明の第１の特徴に係る試料製造装置と、ＰＣＲ増幅分析機械と、を含むＰＣＲ分析システムである。
【０００９】
前記試料製造装置が、前記ＰＣＲ機械上に取り外し自在に取り付けられ、前記試料製造装置には、その試料製造装置の中にある構成部品を動かす駆動装置が設けられ、そして、前記ＰＣＲ機械には、前記駆動装置に取り外し自在に取り付けられて、前記試料製造装置における前記構成要部品を動かす動力を提供するモータ装置が設けられていることが好ましい。前記モータ装置によって、前記試料製造装置における前記構成部品が回転され、かつ、上下方向に移動されることが好ましい。
【００１０】
本発明の第３の特徴は、生物試料を製造すると共に、ＰＣＲ増幅分析に適した細長い透明なキュベット内に前記生物試料を分配する試料製造装置であって、前記キュベットには、開放された上端と、閉じられた下端と、が設けられ、前記試料製造装置には、前記キュベットの下端の方に伸びる針が設けられ、それにより、前記キュベットの内側と前記針の外側との間には、間隙が設けられ、そして、前記試料製造装置によって、前記針の上端の方に前記ＰＣＲ試料を分配されて、前記キュベットがその下端から詰められることを特徴とする試料製造装置である。
【００１１】
本発明の第４の特徴は、ＰＣＲ増幅分析機械と、試料製造装置と、を含むＰＣＲ分析システムであって、前記試料製造装置が、前記ＰＣＲ増幅分析機械上に取り外し自在に取り付けられ、前記試料製造装置には、その装置の中にある構成部品を動かす駆動装置が設けられ、そして、前記ＰＣＲ増幅分析機械には、前記ドライブ装置に取り外し自在に取り付けられて、前記試料製造装置における前記構成部品を動かす動力を提供するモータ装置が設けられていることを特徴とするＰＣＲ分析システムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、熟練を要することなく、分析に適した生物材料を簡単に用意できる（製造できる）装置を提供する。この試料製造装置は、使い捨てであるので、同じＰＣＲ機械において異なる試料を素早く処理することを可能にする。
【００１３】
本発明に係る核酸を含む試料の製造装置については、添付した図面に基づいて、以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、装置の斜視図である。
【図２】図２Ａ〜２Ｃは、３つの（動作）異なる段階にある装置の入口の断面図である。
【図３】図３Ａ及び３Ｂは、異なる（動作）段階にある装置を部分的に切り取った図である。
【図４】図４は、最初の（動作）段階にある装置の一部の断面図である。
【図５】図５は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図６】図６は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図７】図７は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図８】図８は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図９】図９は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図１０】図１０は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図１１】図１１は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図１２】図１２は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図１３】図１３は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図１４】図１４は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図１５】図１５は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図１６】図１６は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図１７】図１７は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図１８】図１８は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図１９】図１９は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜３を参照すると、液体又は半固体試料を核酸分析に適した形態に加工（製造）する試料製造装置が示されている。この装置は、高さ約２００ｍｍ、及び直径約１２０ｍｍの円筒状のケース（casing）１を有する。この装置は、使用の際に、その下端にあるカップリング１’によって、ＰＣＲ分析機械（符号２と示されている。）上に垂直方向に直接載せられる。このＰＣＲ機械２は、軸方向に伸び、かつ製造装置の中心部に存在するドライブシャフト３（図３Ａ及び図３Ｂ参照）と結合するモータ２’を有する。このＰＣＲ機械２は、製造装置に動力を供給する。液体又は半固体状態の分析すべき試料は、装置の上端にある入口４に供給される。この装置は、試料から核酸を抽出して、それをＰＣＲ分析に適した形態に加工して、それを、装置の下端に垂直配置された透明なキュベット（cuvette）５に分配する。その後、加工された試料を含むこのキュベット５は、適当な開口部（図示しない）を通じて製造装置からＰＣＲ機械２の方に下げられて、前記製造装置がＰＣＲ機械上に保持されたまま、ＰＣＲ機械は、通常の方法で増幅及び分析を行うことができる。分析が完了した後、キュベット５が製造装置の方に再度引き上げられるので、装置及び試料を安全に処理することができる。その後、新しい試料製造装置を用いて、新しい試料をテストすることができる。
【００１６】
装置の構造及び動作については、図２Ａ〜２Ｃに基づいてより詳細に説明する。装置の入口４は、その上端にあるケース１の一側（one side）に配置された円筒状の、外側ネジボス（externally screw-threaded boss）６によって形成されている。このボス６は、開放された上端７、並びに、テーパ状の下端９及び出口開口１０を有する円筒状の内側凹部（internal cylindrical recess）８に垂直配置される。この凹部８は、破れる（破壊可能な）上部及び下部フォイルシール（upper and lower rupturable foil seal）１１及び１２の間に溶解液（lysis solution）を含む。この凹部８は、前記２つのフォイルシール１１及び１２の間に、前記凹部のほぼ中央に位置する円錐形のグリル（grill）１３の形態をなすふるい部材（sieve member）を有する。上部シール１１は、ボス６の上端７から間隔を空けて配置されて、シールの上方に開放された空洞（cavity）１４を提供する。このシール内に試料１５が配置され得る。この入口４は、閉鎖キャップ（closure cap）１６の形態をなす離解部材（maceration member）を含む。この閉鎖キャップ１６は、試料１５を離解（浸解）すると共に、入口を閉じる２つの機能を有する。このキャップ１６は、閉じられた上端１７と、開放された下端１９及びねじ内面（screw-threaded internal surface）２０を有する外側スリーブと、を備えた円筒状のものである。キャップ１６上のネジ内面２０は、ボス６上の外側ネジ（external screw）に係止できるようになっている。このキャップ１６は、軸方向下向きに突き出す中央離解棒（central maceration rod）２１を有し、かつ、そこには円錐形の下端面（lower end surface）２２が設けられている。この棒２１の外径は、棒２１がボス６の凹部８内にスライドしてぴったり閉まる（close sliding fit）ようになっている。（棒２１の）円錐形の下端２２は、グリル１３の上面（upper surface）及び凹部８のテーパ状の下端９と同じ形状を有している。
【００１７】
動作の際に、上部シール１１上にある凹部８の開放された空洞１４に、試料１５を供給する。この試料は、キャップ１６がボス６にねじ止めされるまでに、シール１１上に保持され、そして、棒２１の下端２２が上部シールを破って、試料が溶解液（lysis solution）と混合されるようになる。この溶解液は、試料中の試料をバラバラにして、DNA又はRNAの核酸を取り出すのに有効である。試料１５が液体である場合に、この溶解（lysis）ステップは、すぐに起こり、試料は溶解液に接触して、グリル１３を通じて自由に流れる。しかしながら、試料１５が生物組織試料のように半固体である場合、それは、グリル１３上に保持される（残る）。しかしながら、ユーザがギャップ１６をボス６の方に完全にねじ止めした場合（即ち、完全に下げた場合）、棒２１の下面２２が回転し、そして、グリル１３上に集まっている物質を押しつぶす。それにより、物質がグリルを通じて押し出され、前記物質（即ち、試料）が小さい片に離解（侵解）される（図２Ｂ参照）。このグリル１３は、それを通じての半固体試料物質の通過（移動）による圧力を耐える程度の堅さを有するように構成されている。棒２１の下面２２は、全ての試料物質１５が押しつぶされた後、グリルの上面に接触する。キャップ１６をねじると、グリルの破壊限度（fracture limit）を超えるまでに、グリル１３に加えられる力が増加され、グリル１３は破れて、棒２１が凹部に向かってさらに下方に動くようになる。これが起こると、これが下部シール１２の破壊限度（breaking limit）を超えるまでに、棒２１の下にある分解液と試料との混合物上に圧力が高まる。その後、混合物は、入口４の下端にあるフィルタ２４及び出口１０から流出される。これは、キャップ１６が下方に完全にねじ込まれるまで続き、そして、棒２１の下面２２によって、全ての試料物質が入口１０から押し出される（図２C参照）。フィルタ処理した溶解液と試料との混合物は出口１０の下にある第１反応槽３０の方に流れる。
【００１８】
図３Ａ及び３Ｂを参照すると、反応槽３０は、第１上部円形支持プレート（upper circular support plate）３６の縁部に設けられた３つの反応槽３０〜３２のうちいずれかである。これらの図には、上部プレート３６の縁部には６個のステーションが設けられているが、これらのステーションのうち３つがブランク（blank）である。しかしながら、更なる反応槽をブランクステーションに設けても良い。このプレート３６は、ドライブシャフト３を貫通させる中心孔（central aperture）３７を有している。ドライブシャフト３は、プレート３６に設けられた孔３７と協力する外側ねじ山（external screw thread）を有する部分３８を有する。よって、ドライブシャフトが回転するにつれて、プレートを上下方向に動かせ、かつ、装置に対する角度を徐々に変えることができる。図３A及び３Bに示したように、装置は、上部支持プレート３６の下にあるドライブシャフト３上に設けられた円形の下部キュベット支持プレート（circular, lower, cuvette support plate）４０を含む。この下部プレート４０は、回転するだけでなく、上下方向に動くことができる。このプレート４０は、キュベットアセンブリ４１を支持するが、そのキュベットアセンブリ４１については後述する。
【００１９】
磁気伝達アセンブリ（magnetic transfer assembly）４２は、ケース１の上端において、上部プレート３６上に設けられ、反応槽における磁気ビード（magnetic bead）を用いて、反応槽間に物質を移すのに用いられる。この伝達アセンブリ４２は、リンケージ（linkage）４３によって、ドライブシャフト３の上端に繋げられる。伝達アセンブリ４２は、磁気プランジャー（magnetic plunger）４４を含むが（図５〜１９参照）、その磁気プランジャー４４は、リンケージ４３によって、その軸を中心に回転可能となっている。プランジャー４４は、プラスチック製の外側の鞘（outer sheath）４５と、この鞘に関して軸方向に（上下方向に）スライド自在に設けられた内側の永久磁石コア４６とを含む。この鞘４５は、その下端において、より小さい外径及び壁の厚さを有する捕集部（collection region）４７と、下位ヘッド部（lower head portion）４８と、を有する。そのヘッド部４８は、下部傾斜面（inclined lower surface）４９を有するが、その傾斜面４９は、様々な反応槽上のフォイルシールに容易に穴を開けるとともに、より大きい攪拌効果を生じるために液体中に浸されたヘッドとともにプランジャーが回転するときに、乱流を増大させる２つの目的を果たす。磁石コア４６は、円筒状であり、第１上昇位置（first raised position）（図５〜７参照）と、第２の低位置（second lowered position）との間に、外側の鞘４５に関して、リンケージ４３によって上下方向に動くものである。前記第１上昇位置において、磁石の下端と、前記捕集部４７の上端とが同じ高さにある。前記低位置（図８〜１１参照）において、磁石の下端は、拡大したヘッド４８の上端と同じ高さにある。鞘４５の厚さ及び材料は、磁石４６が上昇位置にあるときに、反応槽に浸されたプランジャー部分の表面には、この伝達プロセスに使用された磁石ビーズを引き付け又は保持するのに不十分な磁場が生じるように、設けられる。したがって、この状態のプランジャー４４は、「解放状態（release state）」と見ることができる。しかしながら、磁石４６が鞘４５内へ完全に下げられたとき、捕集部４７の壁の厚さは、外面（outside surface）上の磁場フラックス（magnetic field flux）が、反応槽内にある全ての磁性ビーズを捕集する（集める）のに十分となるように、設けられる。磁石４６がこの位置にあると、プランジャー４４は「捕集状態（collect state）」にある。ヘッド４８の厚さは、磁石４６が低位置にある場合でも、その表面上に磁性のビーズを保持するために、その外面には不十分な磁場が存在するように、設けられている。したがって、プランジャー４４上に捕集された磁性のビーズは、ヘッド４８の後ろにある捕集部４７に閉じ込められている。プランジャー４４が回転する場合であっても、プランジャー４４は上下方向に動くことはできず、その代わりに、上部支持プレート３６を上下方向に動かせることによって、反応槽３０〜３２が上下方向に動いて、必要とされる反応槽内にプランジャーを浸すことができる。当初入口４に試料を供給する際に、上部支持プレート３６は上昇位置にあり、そして、プランジャー４４は、このプレートの一面（one side）において切り取り凹部（cut-away recess）５０と位置合わせされている（整列されている）。
【００２０】
試料製造装置を動かす際の異なるステップについては、図４〜１９に基づいて説明する。
【００２１】
キャップ１６が入口４に完全にねじ込まれるとすぐに、ＰＣＲ機械２が試料製造装置のシャフト３を駆動し始める。シャフト３が回転すると、シャフト３は、図２Ｃに示す上昇位置から、図４に示す位置まで上部支持プレート３６を下げ始める。図４に示す位置において、前記プレート及び反応槽３０は、引き下げられている（即ち、「低位置」にある）。図４より、支持プレート３６の上面（upper surface）が、プランジャー４４の下端４８から下方に間隔を置いて配置されている。
【００２２】
反応槽３０は、３つの破壊可能な（rupturable）フォイルシール５２，５３、及び５４を有し、それらのフォイルシールは、反応槽の長さに沿って互いに離れて配置されている。第１上部シール５２（upper seal）は、反応槽３０の開放された上端５５から離れて配置されるので、溶解液と試料との混合物は、当初このシール上にある反応槽の上部（upper part）に保持される。この上部支持プレート３６は、約５０℃だけ時計回り方向に回転され（上から見たとき）、入口４の下になる当初の位置（initial position）からプランジャー４４の下にある第２の位置にまでに第１の反応槽３０をインデックスする（即ち、角度を変える）。このプランジャー４４の磁石４６は、当初「上昇位置」にある。図５に示すように、ドライブシャフト３の連続的な回転によって、下部プレート４０が上昇するとともに、図６に示すように、プランジャーヘッド４８の下端が反応槽３０に入って、第１上部フォイルシール５２に穴を開けるまでに、プランジャー４４に関して上部支持プレート３６を持ち上げる。第１のシール５２と第２のシール５３との間に、反応槽３０は、第２の溶解液を含有するが、この溶解液は、試料と前記第１の溶解液との混合物と混合される。この混合（段階）は、プランジャー４４の回転によって促進されるが、そこで、プランジャー４４は、混合物を互いに攪拌する役割をする。ドライブシャフト３がさらに回転することによって、プランジャー４４の下端が第２のフォイルシール５３に穴を開けるまでに、下部プレート４０がさらに上昇する。第２のシール５３の下にある空間は、磁石ビーズ（バイオ−ノビル・オウワイ（Bio-Nobile Oy）社製の市販されるものなど）と緩衝液との混合物を含有する。磁石ビーズは、核酸、例えば、ＤＮＡ又はＲＮＡと結合するために選択された物質で被覆されている。プランジャーは、混合を促すために回転し続ける。混合が完了した後、プランジャー４４は、回転を止め、そして、磁石４６は鞘４５内に下げられて、磁石ビーズと、それに結合された核酸物質とが、プランジャーの捕集部４７に集められるようになる。ドライブシャフト３の更なる回転によって、反応槽３０及び上部プレート３６は、プランジャー４４の下端が第３のフォイル５４に穴を開けるまでに、さらに上方に動く。第３のフォイル５４の下にある反応槽３０には、多量の吸収材（absorbent material）５６が含まれて、この反応槽に存在する液体は、この吸収材に吸収され、それにより、磁石ビーズがプランジャー４４にくっつく。拡張型ヘッド（enlarged head）４８及び凹型の捕集部４７によって、ビーズがフォイルシールを通るときに（そのビーズが）プランジャー４４から外れるリスクが減少される。次のステップでは、下部プレート４０と上部プレート３６が下方に動いて、図９に示すように、プランジャー４４の下端が、上部プレートの上面より上にくるようになる。
【００２３】
次に、上部支持プレート３６は、時計回り方向にもう一度回転して、図１０に示すように、第２の反応槽３１がプランジャー４４の下方に配されるようになる。この下部プレート４０が上昇することによって、図１１に示すように、上部プレート３６が上昇すると共に、プランジャー４４の下端が反応槽３１の上部フォイルシール５７を破る。反応槽３１は、上部シール５７の下方及び第２のシール５８の上方に緩衝液を含む。このプランジャー４４の磁石４６は、この解放状態（release condition）までに上昇して、ビーズがプランジャーから離れて、緩衝液と混合することを可能にする。プランジャー４４の回転によって、混合が促され、ビーズが離れていく。上部プレート３６は、図１２に示すように、プランジャー４４の下端が第２のシール５８を破るまでに、上昇し続ける。第２のシール５８と第３のシーツ５９間の空間において、反応槽はＤＮＡＳＥ酵素を含んでいる。この酵素は、ビーズと、緩衝液と混合される。このような混合が完了すると、磁石４６は、再びプランジャー４４の方に下げられて、ビーズは、再び捕集部47の方に集められる。この反応槽３１は、第３のシール５９が破れるまでに上昇し、それにより、廃液（waste solution）はシールより下にある空間の方に排水される。図１３に示すように、この廃液には、吸収材６０が含まれている。次に、図１４に示すように、下部プレート４０が下げられ、それにより、上部プレート３６が下げられると共に、プランジャー４４の下端が上部プレート３６の上面より上方に保持される。この状態において、ビーズは、プランジャー４４の下端に集まっている（引き付けられている）。
【００２４】
上部支持プレート３６は、もう一段回転して、図１５に示すように、第３の（最後の）反応槽３２をプランジャー４４の下方に整列する（配置させる）。下部プレート４０は、上昇して、プランジャー４４の下端が、反応槽の上端に近接したフォイルシール６１に穴を開けて、緩衝液及び洗浄液を含む第２のシール６２より上の空間に入るまでに、上部プレート３６と反応槽３２とを持ち上げる。このプランジャー磁石４６は、上昇して、ビーズが緩衝液へ離れていき、そして、プランジャー４４の回転によって、ビーズの混合及び放出（解放）が促される（図１６参照）。緩衝液は、ビーズに結合されたＤＮＡ又はＲＮＡのような核酸を分離して、それを緩衝液中の溶液に戻すのに有効である。磁石４６は、プランジャー４４において再び下げられて、核酸と結合されていない洗浄されたビーズが捕集部４７に集まる。次に、図１７に示すように、反応槽３２がさらに上昇して、プランジャー４４が第２のフォイルシール６２を破り、且つ、第２のシールと第３のシール６４間の空間において選択された逆転写（ＲＴ）剤６３と緩衝液とを混合する。上部プレート３６は、上昇し続けて、プランジャー４４が第３のシール６４に穴を開け、かつ、その溶液を反応槽３２の下端にあるチャンバ又はバレル６５の方へ排水する。
【００２５】
最後の反応槽３２の下端になるチャンバ６５は、出口ノーズ（outlet nose）６６を通じて開放されている。下部プレート４０が上昇位置にあるときに（図１６〜１８参照）、反応槽３２の出口ノーズ６６が入って、微細な中空の金属製の針７１のハブ（hub）７０で封をする。針７１のハブ７０は、ゆるく又は取り外し自在に設けられて、下部プレート４０を通して延設され、且つ、プランジャー４４より下方に配置されている。針７１は、キュベット５内に延設され、そのキュベット５は、下部プレート４０の底面（underside）から突き出した栓（spigot）７２に固定されている。キュベット５は、円形断面を有するが、それは、比較的小さい直径の細長い形状である。キュベット５は、閉じられた下端７３と、開放された上端７４と、を有する。キュベット５は、ＰＣＲ分析プロセスに用いられる光学放射線（optical radiation）に透明な材料で構成されている。この観点から、キュベット５は、ガラス製、又は、透明なプラスチック製であっても良い。入れ針（filling needle）７１の外径は、キュベット５の内径より小さいので、それらの間には間隙（clearance）が存在する。入れ針７１の長さは、それが、キュベット５の内側になる下端７３の近くまで伸びて、液体が入れ針の下端から流出する（溢れ出す）ように、設けられている。この構成により、米国公開公報第2005064582号に記載されたように、液体が確実にその下端まで流れるようにするために、キュベットを遠心分離機にかける必要がなくなる。
【００２６】
最後の反応槽３２の下端にあるチャンバ６５は、プランジャー４４のヘッド４８の外径にマッチする減少された内径（小さい内径）を有している。かかる構造を有することによって、最後の反応槽３２が上昇し続けても、プランジャー４４のヘッド４８はチャンバ６５に入って（スライドして嵌合する。）、図１８に示すように、シリンジのバレル内のプランジャーと同様に、チャンバ内の液体を出口ノーズ６６から吸い出す。このように小さく設けられた入れ針７１の内径によって、それを通じての液体の自由な流れが妨げられる。しかしながら、より自由な流れ（排水）が求められる場合には、前記構成は不要である。
【００２７】
ドライブシャフト３の連続的な回転によって、下部支持プレート４０が下方に動いて、入れ針７１から充填キュベット５が分離される。この入れ針７１は、最後の反応槽３２のノーズ６６に付着した状態を保持する（図１９参照）。下部支持プレート４０は、下がり続けて、キュベット５の下端をケース１の下端の下方に、そして、ＰＣＲ機械２の上面にある試料開口内へ動かせる。ＰＣＲ分析の前に針７１を引き抜く（抜き出す）必要があるが、その理由は、前記針７１が金属製であるので、キュベットを通る光学放射線の自由な進行を妨げる可能性があるからである。しかしながら、入れ針が透明な材料（例えば、ガラス製、又は、プラスチック製）で構成されていれば、分析中のキュベット内に入れ針をそのまま保持することも可能である。
【００２８】
前述の装置には様々な変形・改質が可能である。例えば、異なる反応槽の間に物質を輸送（移動）するために、磁石ビーズ以外の構成をとることも可能である。磁石ビーズが用いられた場合であっても、それらが前述とは異なる方法で移動されることも考えられる。例えば、電磁石を用いることも可能であるが、そこには電力が要るという欠点がある。本発明の装置がＰＣＲ機械上に設けられ、且つ、ＰＣＲ機械によって駆動されることが好ましいが、それが必ずしも必要なわけではない。異なる具体例に係る試料製造装置は、それ自体の持つモータ又は相互手段（mutual means）によって駆動されて、別途のＰＣＲ機械による分析に適した（加工された）試料を提供する独立型（stand-alone）装置である。
【００２９】
本発明は、訓練を要することなく、分析用に適した生物材料を簡単に用意できる（製造できる）装置を提供する。この試料製造装置は、使い捨てであるので、同じＰＣＲ機械において異なる試料を素早く処理することを可能にする。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入口開口（inlet opening）を有する試料製造装置に関する。この入口開によって、液体及び半固体（semi-solid）試料を前記装置に供給することができる。この入口は、試料物質（sample material）を収容する凹部（recess）を有している。
【０００２】
この発明は、特に、核酸、例えば、ＤＮＡ又はＲＮＡを含む試料をＰＣＲ法による増幅、検出、及び分析に適した形態に製造（加工）する装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
ＰＣＲ分析用の試料を製造する従来の方法は、試料を処理することと、それを異なる処理液（treatment solution）を含有する異なる容器（container）に移すことと、を含む。これらの方法は、熟練工（skilled operative）を要する難しい技術である。試料を取ったその場において、試料の迅速なＤＮＡ分析が望まれる場合が少なくない。例えば、医療、獣医、又は、農業分野がそうである。携帯ＤＮＡ分析装置（例えば、スミスズデテックション−ワットフォードリミテッドから入手したバイオ−シーク（ＢｉｏーＳｅｅｑ））を利用することができる。それは、訓練（熟練）を要せず簡単に使用することができる。しかしながら、試料を用意することに伴う難点が、かかる装置の活用を実質的に制限している。試料製造装置については、例えば、WO05/121963, WO06/090180, WO06/079814, EP1383602, WO05/106040、及び、WO05/019836などを参考することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】WO05/121963号
【特許文献２】WO06/090180号
【特許文献３】WO06/079814号
【特許文献４】EP1383602号
【特許文献５】WO05/106040号
【特許文献６】WO05/019836号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、新規な試料製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の特徴は、液体及び半固体試料を収容する凹部を有し、且つ、（装置の中に）前記試料を供給する入口開口と、前記凹部の上部内に伸びることができる部分を有する離解部材と、を含む試料製造装置であって、前記凹部を横切ってふるい部材が設けられ、そして、前記離解部材を回転させ、かつ、下方に動かせることによって、前記半固体試料が前記ふるい部材を通って押し出されて、離解されることを特徴とする試料製造装置である。
【０００７】
前記離解部材が、前記入口を閉めるキャップであっても良い。前記離解部材、及び、前記入口には、共動ネジ部が設けられて、前記離解部材が前記入口にねじ込まれると、前記離解部材が前記試料と接触されて、前記ふるい部材を通って前記試料が押し出されることが好ましい。前記凹部が、前記試料の細胞をバラバラにして、前記細胞から核酸を取り出すのに有効な物質を含有することが好ましい。前記物質が、溶解液を含有することが好ましい。前記物質が、前記離解部材が内側に移動されるにつれて破れる２つのシール間に含まれていることが好ましい。前記試料製造装置によって、前記離解された前記液体又は半液体試料から生物試料が製造され、且つ、前記生物試料が、ＰＣＲ増幅分析に適した細長い透明なキュベットの方に配分され、前記キュベットには、開放された上端と、閉じられた下端と、が設けられ、前記試料製造装置には、前記キュベットの下端の方に伸びる針が設けられ、それにより、前記キュベットの内側と前記針の外側との間には、間隙が設けられ、そして、前記試料製造装置によって、前記針の上端の方に前記ＰＣＲ試料が分配されて、前記キュベットがその下端から詰められることが好ましい。
【０００８】
本発明の第２の特徴は、上記本発明の第１の特徴に係る試料製造装置と、ＰＣＲ増幅分析機械と、を含むＰＣＲ分析システムである。
【０００９】
前記試料製造装置が、前記ＰＣＲ機械上に取り外し自在に取り付けられ、前記試料製造装置には、その試料製造装置の中にある構成部品を動かす駆動装置が設けられ、そして、前記ＰＣＲ機械には、前記駆動装置に取り外し自在に取り付けられて、前記試料製造装置における前記構成要部品を動かす動力を提供するモータ装置が設けられていることが好ましい。前記モータ装置によって、前記試料製造装置における前記構成部品が回転され、かつ、上下方向に移動されることが好ましい。
【００１０】
本発明の第３の特徴は、生物試料を製造すると共に、ＰＣＲ増幅分析に適した細長い透明なキュベット内に前記生物試料を分配する試料製造装置であって、前記キュベットには、開放された上端と、閉じられた下端と、が設けられ、前記試料製造装置には、前記キュベットの下端の方に伸びる針が設けられ、それにより、前記キュベットの内側と前記針の外側との間には、間隙が設けられ、そして、前記試料製造装置によって、前記針の上端の方に前記ＰＣＲ試料を分配されて、前記キュベットがその下端から詰められることを特徴とする試料製造装置である。
【００１１】
本発明の第４の特徴は、ＰＣＲ増幅分析機械と、試料製造装置と、を含むＰＣＲ分析システムであって、前記試料製造装置が、前記ＰＣＲ増幅分析機械上に取り外し自在に取り付けられ、前記試料製造装置には、その装置の中にある構成部品を動かす駆動装置が設けられ、そして、前記ＰＣＲ増幅分析機械には、前記ドライブ装置に取り外し自在に取り付けられて、前記試料製造装置における前記構成部品を動かす動力を提供するモータ装置が設けられていることを特徴とするＰＣＲ分析システムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、熟練を要することなく、分析に適した生物材料を簡単に用意できる（製造できる）装置を提供する。この試料製造装置は、使い捨てであるので、同じＰＣＲ機械において異なる試料を素早く処理することを可能にする。
【００１３】
本発明に係る核酸を含む試料の製造装置については、添付した図面に基づいて、以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、装置の斜視図である。
【図２】図２Ａ〜２Ｃは、３つの（動作）異なる段階にある装置の入口の断面図である。
【図３】図３Ａ及び３Ｂは、異なる（動作）段階にある装置を部分的に切り取った図である。
【図４】図４は、最初の（動作）段階にある装置の一部の断面図である。
【図５】図５は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図６】図６は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図７】図７は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図８】図８は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図９】図９は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図１０】図１０は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図１１】図１１は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図１２】図１２は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図１３】図１３は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図１４】図１４は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図１５】図１５は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図１６】図１６は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図１７】図１７は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図１８】図１８は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【図１９】図１９は、ある（動作）段階にある装置の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜３を参照すると、液体又は半固体試料を核酸分析に適した形態に加工（製造）する試料製造装置が示されている。この装置は、高さ約２００ｍｍ、及び直径約１２０ｍｍの円筒状のケース（casing）１を有する。この装置は、使用の際に、その下端にあるカップリング１’によって、ＰＣＲ分析機械（符号２と示されている。）上に垂直方向に直接載せられる。このＰＣＲ機械２は、軸方向に伸び、かつ製造装置の中心部に存在するドライブシャフト３（図３Ａ及び図３Ｂ参照）と結合するモータ２’を有する。このＰＣＲ機械２は、製造装置に動力を供給する。液体又は半固体状態の分析すべき試料は、装置の上端にある入口４に供給される。この装置は、試料から核酸を抽出して、それをＰＣＲ分析に適した形態に加工して、それを、装置の下端に垂直配置された透明なキュベット（cuvette）５に分配する。その後、加工された試料を含むこのキュベット５は、適当な開口部（図示しない）を通じて製造装置からＰＣＲ機械２の方に下げられて、前記製造装置がＰＣＲ機械上に保持されたまま、ＰＣＲ機械は、通常の方法で増幅及び分析を行うことができる。分析が完了した後、キュベット５が製造装置の方に再度引き上げられるので、装置及び試料を安全に処理することができる。その後、新しい試料製造装置を用いて、新しい試料をテストすることができる。
【００１６】
装置の構造及び動作については、図２Ａ〜２Ｃに基づいてより詳細に説明する。装置の入口４は、その上端にあるケース１の一側（one side）に配置された円筒状の、外側ネジボス（externally screw-threaded boss）６によって形成されている。このボス６は、開放された上端７、並びに、テーパ状の下端９及び出口開口１０を有する円筒状の内側凹部（internal cylindrical recess）８に垂直配置される。この凹部８は、破れる（破壊可能な）上部及び下部フォイルシール（upper and lower rupturable foil seal）１１及び１２の間に溶解液（lysis solution）を含む。この凹部８は、前記２つのフォイルシール１１及び１２の間に、前記凹部のほぼ中央に位置する円錐形のグリル（grill）１３の形態をなすふるい部材（sieve member）を有する。上部シール１１は、ボス６の上端７から間隔を空けて配置されて、シールの上方に開放された空洞（cavity）１４を提供する。このシール内に試料１５が配置され得る。この入口４は、閉鎖キャップ（closure cap）１６の形態をなす離解部材（maceration member）を含む。この閉鎖キャップ１６は、試料１５を離解（浸解）すると共に、入口を閉じる２つの機能を有する。このキャップ１６は、閉じられた上端１７と、開放された下端１９及びねじ内面（screw-threaded internal surface）２０を有する外側スリーブと、を備えた円筒状のものである。キャップ１６上のネジ内面２０は、ボス６上の外側ネジ（external screw）に係止できるようになっている。このキャップ１６は、軸方向下向きに突き出す中央離解棒（central maceration rod）２１を有し、かつ、そこには円錐形の下端面（lower end surface）２２が設けられている。この棒２１の外径は、棒２１がボス６の凹部８内にスライドしてぴったり閉まる（close sliding fit）ようになっている。（棒２１の）円錐形の下端２２は、グリル１３の上面（upper surface）及び凹部８のテーパ状の下端９と同じ形状を有している。
【００１７】
動作の際に、上部シール１１上にある凹部８の開放された空洞１４に、試料１５を供給する。この試料は、キャップ１６がボス６にねじ止めされるまでに、シール１１上に保持され、そして、棒２１の下端２２が上部シールを破って、試料が溶解液（lysis solution）と混合されるようになる。この溶解液は、試料中の試料をバラバラにして、DNA又はRNAの核酸を取り出すのに有効である。試料１５が液体である場合に、この溶解（lysis）ステップは、すぐに起こり、試料は溶解液に接触して、グリル１３を通じて自由に流れる。しかしながら、試料１５が生物組織試料のように半固体である場合、それは、グリル１３上に保持される（残る）。しかしながら、ユーザがギャップ１６をボス６の方に完全にねじ止めした場合（即ち、完全に下げた場合）、棒２１の下面２２が回転し、そして、グリル１３上に集まっている物質を押しつぶす。それにより、物質がグリルを通じて押し出され、前記物質（即ち、試料）が小さい片に離解（侵解）される（図２Ｂ参照）。このグリル１３は、それを通じての半固体試料物質の通過（移動）による圧力を耐える程度の堅さを有するように構成されている。棒２１の下面２２は、全ての試料物質１５が押しつぶされた後、グリルの上面に接触する。キャップ１６をねじると、グリルの破壊限度（fracture limit）を超えるまでに、グリル１３に加えられる力が増加され、グリル１３は破れて、棒２１が凹部に向かってさらに下方に動くようになる。これが起こると、これが下部シール１２の破壊限度（breaking limit）を超えるまでに、棒２１の下にある分解液と試料との混合物上に圧力が高まる。その後、混合物は、入口４の下端にあるフィルタ２４及び出口１０から流出される。これは、キャップ１６が下方に完全にねじ込まれるまで続き、そして、棒２１の下面２２によって、全ての試料物質が入口１０から押し出される（図２C参照）。フィルタ処理した溶解液と試料との混合物は出口１０の下にある第１反応槽３０の方に流れる。
【００１８】
図３Ａ及び３Ｂを参照すると、反応槽３０は、第１上部円形支持プレート（upper circular support plate）３６の縁部に設けられた３つの反応槽３０〜３２のうちいずれかである。これらの図には、上部プレート３６の縁部には６個のステーションが設けられているが、これらのステーションのうち３つがブランク（blank）である。しかしながら、更なる反応槽をブランクステーションに設けても良い。このプレート３６は、ドライブシャフト３を貫通させる中心孔（central aperture）３７を有している。ドライブシャフト３は、プレート３６に設けられた孔３７と協力する外側ねじ山（external screw thread）を有する部分３８を有する。よって、ドライブシャフトが回転するにつれて、プレートを上下方向に動かせ、かつ、装置に対する角度を徐々に変えることができる。図３A及び３Bに示したように、装置は、上部支持プレート３６の下にあるドライブシャフト３上に設けられた円形の下部キュベット支持プレート（circular, lower, cuvette support plate）４０を含む。この下部プレート４０は、回転するだけでなく、上下方向に動くことができる。このプレート４０は、キュベットアセンブリ４１を支持するが、そのキュベットアセンブリ４１については後述する。
【００１９】
磁気伝達アセンブリ（magnetic transfer assembly）４２は、ケース１の上端において、上部プレート３６上に設けられ、反応槽における磁気ビード（magnetic bead）を用いて、反応槽間に物質を移すのに用いられる。この伝達アセンブリ４２は、リンケージ（linkage）４３によって、ドライブシャフト３の上端に繋げられる。伝達アセンブリ４２は、磁気プランジャー（magnetic plunger）４４を含むが（図５〜１９参照）、その磁気プランジャー４４は、リンケージ４３によって、その軸を中心に回転可能となっている。プランジャー４４は、プラスチック製の外側の鞘（outer sheath）４５と、この鞘に関して軸方向に（上下方向に）スライド自在に設けられた内側の永久磁石コア４６とを含む。この鞘４５は、その下端において、より小さい外径及び壁の厚さを有する捕集部（collection region）４７と、下位ヘッド部（lower head portion）４８と、を有する。そのヘッド部４８は、下部傾斜面（inclined lower surface）４９を有するが、その傾斜面４９は、様々な反応槽上のフォイルシールに容易に穴を開けるとともに、より大きい攪拌効果を生じるために液体中に浸されたヘッドとともにプランジャーが回転するときに、乱流を増大させる２つの目的を果たす。磁石コア４６は、円筒状であり、第１上昇位置（first raised position）（図５〜７参照）と、第２の低位置（second lowered position）との間に、外側の鞘４５に関して、リンケージ４３によって上下方向に動くものである。前記第１上昇位置において、磁石の下端と、前記捕集部４７の上端とが同じ高さにある。前記低位置（図８〜１１参照）において、磁石の下端は、拡大したヘッド４８の上端と同じ高さにある。鞘４５の厚さ及び材料は、磁石４６が上昇位置にあるときに、反応槽に浸されたプランジャー部分の表面には、この伝達プロセスに使用された磁石ビーズを引き付け又は保持するのに不十分な磁場が生じるように、設けられる。したがって、この状態のプランジャー４４は、「解放状態（release state）」と見ることができる。しかしながら、磁石４６が鞘４５内へ完全に下げられたとき、捕集部４７の壁の厚さは、外面（outside surface）上の磁場フラックス（magnetic field flux）が、反応槽内にある全ての磁性ビーズを捕集する（集める）のに十分となるように、設けられる。磁石４６がこの位置にあると、プランジャー４４は「捕集状態（collect state）」にある。ヘッド４８の厚さは、磁石４６が低位置にある場合でも、その表面上に磁性のビーズを保持するために、その外面には不十分な磁場が存在するように、設けられている。したがって、プランジャー４４上に捕集された磁性のビーズは、ヘッド４８の後ろにある捕集部４７に閉じ込められている。プランジャー４４が回転する場合であっても、プランジャー４４は上下方向に動くことはできず、その代わりに、上部支持プレート３６を上下方向に動かせることによって、反応槽３０〜３２が上下方向に動いて、必要とされる反応槽内にプランジャーを浸すことができる。当初入口４に試料を供給する際に、上部支持プレート３６は上昇位置にあり、そして、プランジャー４４は、このプレートの一面（one side）において切り取り凹部（cut-away recess）５０と位置合わせされている（整列されている）。
【００２０】
試料製造装置を動かす際の異なるステップについては、図４〜１９に基づいて説明する。
【００２１】
キャップ１６が入口４に完全にねじ込まれるとすぐに、ＰＣＲ機械２が試料製造装置のシャフト３を駆動し始める。シャフト３が回転すると、シャフト３は、図２Ｃに示す上昇位置から、図４に示す位置まで上部支持プレート３６を下げ始める。図４に示す位置において、前記プレート及び反応槽３０は、引き下げられている（即ち、「低位置」にある）。図４より、支持プレート３６の上面（upper surface）が、プランジャー４４の下端４８から下方に間隔を置いて配置されている。
【００２２】
反応槽３０は、３つの破壊可能な（rupturable）フォイルシール５２，５３、及び５４を有し、それらのフォイルシールは、反応槽の長さに沿って互いに離れて配置されている。第１上部シール５２（upper seal）は、反応槽３０の開放された上端５５から離れて配置されるので、溶解液と試料との混合物は、当初このシール上にある反応槽の上部（upper part）に保持される。この上部支持プレート３６は、約５０℃だけ時計回り方向に回転され（上から見たとき）、入口４の下になる当初の位置（initial position）からプランジャー４４の下にある第２の位置にまでに第１の反応槽３０をインデックスする（即ち、角度を変える）。このプランジャー４４の磁石４６は、当初「上昇位置」にある。図５に示すように、ドライブシャフト３の連続的な回転によって、下部プレート４０が上昇するとともに、図６に示すように、プランジャーヘッド４８の下端が反応槽３０に入って、第１上部フォイルシール５２に穴を開けるまでに、プランジャー４４に関して上部支持プレート３６を持ち上げる。第１のシール５２と第２のシール５３との間に、反応槽３０は、第２の溶解液を含有するが、この溶解液は、試料と前記第１の溶解液との混合物と混合される。この混合（段階）は、プランジャー４４の回転によって促進されるが、そこで、プランジャー４４は、混合物を互いに攪拌する役割をする。ドライブシャフト３がさらに回転することによって、プランジャー４４の下端が第２のフォイルシール５３に穴を開けるまでに、下部プレート４０がさらに上昇する。第２のシール５３の下にある空間は、磁石ビーズ（バイオ−ノビル・オウワイ（Bio-Nobile Oy）社製の市販されるものなど）と緩衝液との混合物を含有する。磁石ビーズは、核酸、例えば、ＤＮＡ又はＲＮＡと結合するために選択された物質で被覆されている。プランジャーは、混合を促すために回転し続ける。混合が完了した後、プランジャー４４は、回転を止め、そして、磁石４６は鞘４５内に下げられて、磁石ビーズと、それに結合された核酸物質とが、プランジャーの捕集部４７に集められるようになる。ドライブシャフト３の更なる回転によって、反応槽３０及び上部プレート３６は、プランジャー４４の下端が第３のフォイル５４に穴を開けるまでに、さらに上方に動く。第３のフォイル５４の下にある反応槽３０には、多量の吸収材（absorbent material）５６が含まれて、この反応槽に存在する液体は、この吸収材に吸収され、それにより、磁石ビーズがプランジャー４４にくっつく。拡張型ヘッド（enlarged head）４８及び凹型の捕集部４７によって、ビーズがフォイルシールを通るときに（そのビーズが）プランジャー４４から外れるリスクが減少される。次のステップでは、下部プレート４０と上部プレート３６が下方に動いて、図９に示すように、プランジャー４４の下端が、上部プレートの上面より上にくるようになる。
【００２３】
次に、上部支持プレート３６は、時計回り方向にもう一度回転して、図１０に示すように、第２の反応槽３１がプランジャー４４の下方に配されるようになる。この下部プレート４０が上昇することによって、図１１に示すように、上部プレート３６が上昇すると共に、プランジャー４４の下端が反応槽３１の上部フォイルシール５７を破る。反応槽３１は、上部シール５７の下方及び第２のシール５８の上方に緩衝液を含む。このプランジャー４４の磁石４６は、この解放状態（release condition）までに上昇して、ビーズがプランジャーから離れて、緩衝液と混合することを可能にする。プランジャー４４の回転によって、混合が促され、ビーズが離れていく。上部プレート３６は、図１２に示すように、プランジャー４４の下端が第２のシール５８を破るまでに、上昇し続ける。第２のシール５８と第３のシーツ５９間の空間において、反応槽はＤＮＡＳＥ酵素を含んでいる。この酵素は、ビーズと、緩衝液と混合される。このような混合が完了すると、磁石４６は、再びプランジャー４４の方に下げられて、ビーズは、再び捕集部47の方に集められる。この反応槽３１は、第３のシール５９が破れるまでに上昇し、それにより、廃液（waste solution）はシールより下にある空間の方に排水される。図１３に示すように、この廃液には、吸収材６０が含まれている。次に、図１４に示すように、下部プレート４０が下げられ、それにより、上部プレート３６が下げられると共に、プランジャー４４の下端が上部プレート３６の上面より上方に保持される。この状態において、ビーズは、プランジャー４４の下端に集まっている（引き付けられている）。
【００２４】
上部支持プレート３６は、もう一段回転して、図１５に示すように、第３の（最後の）反応槽３２をプランジャー４４の下方に整列する（配置させる）。下部プレート４０は、上昇して、プランジャー４４の下端が、反応槽の上端に近接したフォイルシール６１に穴を開けて、緩衝液及び洗浄液を含む第２のシール６２より上の空間に入るまでに、上部プレート３６と反応槽３２とを持ち上げる。このプランジャー磁石４６は、上昇して、ビーズが緩衝液へ離れていき、そして、プランジャー４４の回転によって、ビーズの混合及び放出（解放）が促される（図１６参照）。緩衝液は、ビーズに結合されたＤＮＡ又はＲＮＡのような核酸を分離して、それを緩衝液中の溶液に戻すのに有効である。磁石４６は、プランジャー４４において再び下げられて、核酸と結合されていない洗浄されたビーズが捕集部４７に集まる。次に、図１７に示すように、反応槽３２がさらに上昇して、プランジャー４４が第２のフォイルシール６２を破り、且つ、第２のシールと第３のシール６４間の空間において選択された逆転写（ＲＴ）剤６３と緩衝液とを混合する。上部プレート３６は、上昇し続けて、プランジャー４４が第３のシール６４に穴を開け、かつ、その溶液を反応槽３２の下端にあるチャンバ又はバレル６５の方へ排水する。
【００２５】
最後の反応槽３２の下端になるチャンバ６５は、出口ノーズ（outlet nose）６６を通じて開放されている。下部プレート４０が上昇位置にあるときに（図１６〜１８参照）、反応槽３２の出口ノーズ６６が入って、微細な中空の金属製の針７１のハブ（hub）７０で封をする。針７１のハブ７０は、ゆるく又は取り外し自在に設けられて、下部プレート４０を通して延設され、且つ、プランジャー４４より下方に配置されている。針７１は、キュベット５内に延設され、そのキュベット５は、下部プレート４０の底面（underside）から突き出した栓（spigot）７２に固定されている。キュベット５は、円形断面を有するが、それは、比較的小さい直径の細長い形状である。キュベット５は、閉じられた下端７３と、開放された上端７４と、を有する。キュベット５は、ＰＣＲ分析プロセスに用いられる光学放射線（optical radiation）に透明な材料で構成されている。この観点から、キュベット５は、ガラス製、又は、透明なプラスチック製であっても良い。入れ針（filling needle）７１の外径は、キュベット５の内径より小さいので、それらの間には間隙（clearance）が存在する。入れ針７１の長さは、それが、キュベット５の内側になる下端７３の近くまで伸びて、液体が入れ針の下端から流出する（溢れ出す）ように、設けられている。この構成により、米国公開公報第2005064582号に記載されたように、液体が確実にその下端まで流れるようにするために、キュベットを遠心分離機にかける必要がなくなる。
【００２６】
最後の反応槽３２の下端にあるチャンバ６５は、プランジャー４４のヘッド４８の外径にマッチする減少された内径（小さい内径）を有している。かかる構造を有することによって、最後の反応槽３２が上昇し続けても、プランジャー４４のヘッド４８はチャンバ６５に入って（スライドして嵌合する。）、図１８に示すように、シリンジのバレル内のプランジャーと同様に、チャンバ内の液体を出口ノーズ６６から吸い出す。このように小さく設けられた入れ針７１の内径によって、それを通じての液体の自由な流れが妨げられる。しかしながら、より自由な流れ（排水）が求められる場合には、前記構成は不要である。
【００２７】
ドライブシャフト３の連続的な回転によって、下部支持プレート４０が下方に動いて、入れ針７１から充填キュベット５が分離される。この入れ針７１は、最後の反応槽３２のノーズ６６に付着した状態を保持する（図１９参照）。下部支持プレート４０は、下がり続けて、キュベット５の下端をケース１の下端の下方に、そして、ＰＣＲ機械２の上面にある試料開口内へ動かせる。ＰＣＲ分析の前に針７１を引き抜く（抜き出す）必要があるが、その理由は、前記針７１が金属製であるので、キュベットを通る光学放射線の自由な進行を妨げる可能性があるからである。しかしながら、入れ針が透明な材料（例えば、ガラス製、又は、プラスチック製）で構成されていれば、分析中のキュベット内に入れ針をそのまま保持することも可能である。
【００２８】
前述の装置には様々な変形・改質が可能である。例えば、異なる反応槽の間に物質を輸送（移動）するために、磁石ビーズ以外の構成をとることも可能である。磁石ビーズが用いられた場合であっても、それらが前述とは異なる方法で移動されることも考えられる。例えば、電磁石を用いることも可能であるが、そこには電力が要るという欠点がある。本発明の装置がＰＣＲ機械上に設けられ、且つ、ＰＣＲ機械によって駆動されることが好ましいが、それが必ずしも必要なわけではない。異なる具体例に係る試料製造装置は、それ自体の持つモータ又は相互手段（mutual means）によって駆動されて、別途のＰＣＲ機械による分析に適した（加工された）試料を提供する独立型（stand-alone）装置である。
【００２９】
本発明は、訓練を要することなく、分析用に適した生物材料を簡単に用意できる（製造できる）装置を提供する。この試料製造装置は、使い捨てであるので、同じＰＣＲ機械において異なる試料を素早く処理することを可能にする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体及び半固体試料（１５）を収容する凹部（８）を有する前記試料（１５）を供給する入口開口（４）と、
前記凹部（８）の上部内に伸びることができる部分（２１）を有する離解部材（１６）と、を含む試料製造装置であって、
前記凹部（８）を横切ってふるい部材（１３）が設けられ、そして、
前記離解部材が回転すると共に下方に動くことによって、前記半固体試料（１５）が前記ふるい部材（１３）を通って押し出されて、離解される
ことを特徴とする試料製造装置。
【請求項２】
前記離解部材が、前記入口（４）を閉めるキャップ（１６）であることを特徴とする請求項１に記載の試料製造装置。
【請求項３】
前記離解部材（１６）、及び、前記入口（４）には、共動ネジ部（２０）が設けられて、前記離解部材（１６）が前記入口（４）にねじ込まれると、前記離解部材（１６）が前記試料（１５）と接触されて、前記試料（１５）が前記ふるい部材（１３）を通って押し出されることを特徴とする請求項１又は２に記載の試料製造装置。
【請求項４】
前記凹部（８）が、前記試料（１５）の細胞をバラバラにして、前記細胞から核酸を取り出すのに有効な物質を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の試料製造装置。
【請求項５】
前記物質が、溶解液を含有することを特徴とする請求項４に記載の試料製造装置。
【請求項６】
前記物質が、前記離解部材（１６）が内側に動くにつれて破れる２つのシール（１１、１２）間に含まれていることを特徴とする請求項４又は５に記載の試料製造装置。
【請求項７】
前記試料製造装置によって、前記離解された前記液体又は半液体試料（１５）から生物試料が製造され、且つ、前記生物試料が、ＰＣＲ増幅分析に適した細長い透明なキュベット（５）の方に配分され、
前記キュベット（５）には、開放された上端（７４）と、閉じられた下端（７３）と、が設けられ、
前記試料製造装置には、前記キュベット（５）の下端の方に伸びる針（７１）が設けられ、それにより、前記キュベットの内側と前記針の外側との間には、間隙が設けられ、そして、
前記試料製造装置によって、前記針（７１）の上端の方に前記試料が分配されて、前記キュベット（５）がその下端（７３）から詰められる
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の試料製造装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の試料製造装置（１）と、ＰＣＲ増幅分析機械（２）と、を含むことを特徴とするＰＣＲ分析システム。
【請求項９】
前記製造装置（１）が、前記ＰＣＲ機械（２）上に取り外し自在に取り付けられ、
前記試料製造装置（１）には、その試料製造装置の中にある構成部品（３０、３１、３２、４２）を動かす駆動装置（３、３６、４０）が設けられ、そして、
前記ＰＣＲ機械には、前記駆動装置（３、３６、４０）に取り外し自在に取り付けられて、前記試料製造装置における前記構成要部品（３０、３１、３２、４２）を動かす動力を提供するモータ装置（２’）が設けられている
ことを特徴とする請求項８に記載の試料製造装置。
【請求項１０】
前記モータ装置（２’）によって、前記試料製造装置（１）における前記構成部品（３０、３１、３２、４２）が回転され、かつ、上下方向に移動されることを特徴とする請求項９に記載の試料製造装置。
【請求項１１】
生物試料を製造すると共に、ＰＣＲ増幅分析に適した細長い透明なキュベット（５）内に前記生物試料を分配する試料製造装置であって、
前記キュベット（５）には、開放された上端（７４）と、閉じられた下端（７３）と、が設けられ、
前記試料製造装置には、前記キュベット（５）の下端の方に伸びる針（７１）が設けられ、それにより、前記キュベットの内側と前記針の外側との間には、間隙が設けられ、そして、
前記試料製造装置によって、前記針（７１）の上端の方に前記ＰＣＲ試料が分配されて、前記キュベット（５）がその下端（７３）から詰められる
ことを特徴とする試料製造装置。
【請求項１２】
ＰＣＲ増幅分析機械（２）と、試料製造装置（１）と、を含むＰＣＲ分析システムであって、
前記試料製造装置（１）が、前記ＰＣＲ増幅分析機械（２）上に取り外し自在に取り付けられ、
前記試料製造装置（１）には、その装置の中にある構成部品（３０、３１、３２、４２）を動かす駆動装置（３、３６、４０）が設けられ、そして、
前記ＰＣＲ増幅分析機械には、前記ドライブ装置（３、３６、４０）に取り外し自在に取り付けられて、前記試料製造装置における前記構成部品（３０、３１、３２、４２）を動かす動力を提供するモータ装置（２’）が設けられている
ことを特徴とするＰＣＲ分析システム。
【請求項１】
液体及び半固体試料（１５）を収容する凹部（８）を有する前記試料（１５）を供給する入口開口（４）と、
前記凹部（８）の上部内に伸びることができる部分（２１）を有する離解部材（１６）と、を含む試料製造装置であって、
前記凹部（８）を横切ってふるい部材（１３）が設けられ、そして、
前記離解部材が回転すると共に下方に動くことによって、前記半固体試料（１５）が前記ふるい部材（１３）を通って押し出されて、離解される
ことを特徴とする試料製造装置。
【請求項２】
前記離解部材が、前記入口（４）を閉めるキャップ（１６）であることを特徴とする請求項１に記載の試料製造装置。
【請求項３】
前記離解部材（１６）、及び、前記入口（４）には、共動ネジ部（２０）が設けられて、前記離解部材（１６）が前記入口（４）にねじ込まれると、前記離解部材（１６）が前記試料（１５）と接触されて、前記試料（１５）が前記ふるい部材（１３）を通って押し出されることを特徴とする請求項１又は２に記載の試料製造装置。
【請求項４】
前記凹部（８）が、前記試料（１５）の細胞をバラバラにして、前記細胞から核酸を取り出すのに有効な物質を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の試料製造装置。
【請求項５】
前記物質が、溶解液を含有することを特徴とする請求項４に記載の試料製造装置。
【請求項６】
前記物質が、前記離解部材（１６）が内側に動くにつれて破れる２つのシール（１１、１２）間に含まれていることを特徴とする請求項４又は５に記載の試料製造装置。
【請求項７】
前記試料製造装置によって、前記離解された前記液体又は半液体試料（１５）から生物試料が製造され、且つ、前記生物試料が、ＰＣＲ増幅分析に適した細長い透明なキュベット（５）の方に配分され、
前記キュベット（５）には、開放された上端（７４）と、閉じられた下端（７３）と、が設けられ、
前記試料製造装置には、前記キュベット（５）の下端の方に伸びる針（７１）が設けられ、それにより、前記キュベットの内側と前記針の外側との間には、間隙が設けられ、そして、
前記試料製造装置によって、前記針（７１）の上端の方に前記試料が分配されて、前記キュベット（５）がその下端（７３）から詰められる
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の試料製造装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の試料製造装置（１）と、ＰＣＲ増幅分析機械（２）と、を含むことを特徴とするＰＣＲ分析システム。
【請求項９】
前記製造装置（１）が、前記ＰＣＲ機械（２）上に取り外し自在に取り付けられ、
前記試料製造装置（１）には、その試料製造装置の中にある構成部品（３０、３１、３２、４２）を動かす駆動装置（３、３６、４０）が設けられ、そして、
前記ＰＣＲ機械には、前記駆動装置（３、３６、４０）に取り外し自在に取り付けられて、前記試料製造装置における前記構成要部品（３０、３１、３２、４２）を動かす動力を提供するモータ装置（２’）が設けられている
ことを特徴とする請求項８に記載の試料製造装置。
【請求項１０】
前記モータ装置（２’）によって、前記試料製造装置（１）における前記構成部品（３０、３１、３２、４２）が回転され、かつ、上下方向に移動されることを特徴とする請求項９に記載の試料製造装置。
【請求項１１】
生物試料を製造すると共に、ＰＣＲ増幅分析に適した細長い透明なキュベット（５）内に前記生物試料を分配する試料製造装置であって、
前記キュベット（５）には、開放された上端（７４）と、閉じられた下端（７３）と、が設けられ、
前記試料製造装置には、前記キュベット（５）の下端の方に伸びる針（７１）が設けられ、それにより、前記キュベットの内側と前記針の外側との間には、間隙が設けられ、そして、
前記試料製造装置によって、前記針（７１）の上端の方に前記ＰＣＲ試料が分配されて、前記キュベット（５）がその下端（７３）から詰められる
ことを特徴とする試料製造装置。
【請求項１２】
ＰＣＲ増幅分析機械（２）と、試料製造装置（１）と、を含むＰＣＲ分析システムであって、
前記試料製造装置（１）が、前記ＰＣＲ増幅分析機械（２）上に取り外し自在に取り付けられ、
前記試料製造装置（１）には、その装置の中にある構成部品（３０、３１、３２、４２）を動かす駆動装置（３、３６、４０）が設けられ、そして、
前記ＰＣＲ増幅分析機械には、前記ドライブ装置（３、３６、４０）に取り外し自在に取り付けられて、前記試料製造装置における前記構成部品（３０、３１、３２、４２）を動かす動力を提供するモータ装置（２’）が設けられている
ことを特徴とするＰＣＲ分析システム。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公表番号】特表２０１０−５１９９２４（Ｐ２０１０−５１９９２４Ａ）
【公表日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５２２６０（Ｐ２００９−５５２２６０）
【出願日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００８／０００６６２
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１０７６３９
【国際公開日】平成２０年９月１２日（２００８．９．１２）
【出願人】（５０７２３５７８９）スミスズ ディテクション−ワトフォード リミテッド (25)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００８／０００６６２
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１０７６３９
【国際公開日】平成２０年９月１２日（２００８．９．１２）
【出願人】（５０７２３５７８９）スミスズ ディテクション−ワトフォード リミテッド (25)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]