JP2011513698A - 打抜きサンプリング用の装置および方法 - Google Patents

Abstract

アッセイにおける使用のための、打抜き装置（10）、および乾燥生物試料を含む媒体由来のディスク試料を容器内へと送達するための方法である。一つの局面において、より大きい断面サイズのディスクが、媒体から打抜かれたディスクより小さい断面サイズを有する容器中に適合し得るように、折り曲げる等によってディスクの形態が改変される。

Description

発明の分野
本発明は、解析における使用のための生物試料から、一部分を取り出すために設計された装置の改善に関連する。

発明の背景
様々な適用でのアッセイにおいて使用される生物試料の主要な起源として、媒体上の乾燥試料はますます普及してきている。

ハイスループット状況では、自動化された溶解が必要とされる。これは、通常、試料の容器に対して規格化された様式（例えば、標準サイズの試験管等）を使用すること、およびそれらの試験管を保持する試験管ラック、または容器を組み入れる実験プレートに対して規格化された様式（例えば、プレート／試験管立てに対するSBSフットプリント等）を使用することを伴う。容器は、ほぼ常に円形である。

典型的に、ディスクが容器内へと打抜かれた時点で、続いて、プロセスの一部として液体が容器に添加される。往々にして、そのプロセスの後、ピペット等の装置によって手作業または自動のいずれかで、液体が容器から抜き取られねばならない。時折、打抜かれたディスクが、ピペットチップへの液体流動の一部としてチップの先端でまたは先端につかえて、液体流動を停止させる。これは、媒体上の乾燥試料を使用する研究室にとって共通の問題である。

さらに、一部の適用において、時折、液体を用いる反応は、容器と同一径の1ディスク中に存在し得るよりも、より多くの試料材料の提供を必要とする。複数の試料を一つの容器内へと打抜くいくつかの機器を使用することは可能であるが、これらの複数のディスクは、時折、容器の底部で互いに重なり合って静止する場合があり、したがって、液体と打抜かれたディスクの表面領域（乾燥生物試料が存在する）との接触の程度が限定される。本発明は、これらの問題を低減させること、および／またはより信頼度の高い、再現性のあるパフォーマンスを提供することを探求する。

概要
一つの好ましい局面において、本発明は、容器の直径より大きい直径を有するディスクを打抜く段階、結果として得られる形態の「全体の」寸法の一つが容器の直径より小さくなるように、ディスクを湾曲した形態に折り曲げる段階、および続いて、長径を垂直方向へと向けて、次に、折り曲げられたディスクを特別なシュートを通って容器内へと落下させるように、折り曲げられたディスクの移行を、移行の端で打抜き機から解放されているときに操作する段階を含む。

ディスクが容器内へと落下する際、往々にしてディスクは、（円形の）容器の壁の一部分に留まると考えられ（すなわち、ディスクの曲線が容器壁の曲線に一致する）、打抜かれたディスクからの干渉を受けずに、容器中にピペットチップを挿入することが可能になる。往々にして、湾曲したディスクは、記憶を有し、かつ容器壁の湾曲にさらに一致する形態に変わると考えられる。

さらなる例では、より多い試料材料を得るために長方形のディスクを打抜く段階を含むが、この場合は、折り曲げられたディスクが容器壁に整列して類似装置のピペットのアクセスが許容される結果として生じる利点は、提供されない。

本発明をより容易に理解することができるように、かつ実際に実行することができるように、以下に本発明の好ましい態様を示す添付の図面に対して、参照がなされる。
本発明の好ましい態様に一致した、打抜き装置の正面図を示す。 図1のC―C線に沿った、図1の打抜き装置の部分断面側面図を示す。 図2のD―D線に沿った、図1の打抜き装置の部分断面正面図を示す。 本発明の別の好ましい態様の、打抜き装置の断面透視図を示す。 他の態様の打抜き装置のための、打抜き機の正面図を示す。 他の態様に関する、マニホールドの拡大断面透視図を示す。 他の態様に関する、シュートの拡大断面透視図を示す。

態様の詳細な説明
本発明の代替的態様は、本明細書についての考察および本明細書に開示される発明の実施から、当業者に明確であると考えられる。本明細書および例は例示的なものとしてのみ考慮され、本発明の真の範囲および精神は、添付の特許請求の範囲によって示されることが意図される。

図1から3は、打抜き機100、マニホールドアセンブリ102、およびシュート104を有する、打抜き装置10の好ましい態様を示す。好ましい要素およびそれらの相互関係は、以下に記載される。

図2を参照すると、打抜き機100は、そこを通るエジェクタピン110の通過のための通路106を含む。打抜き機100は、中心縦軸CLAを有する。通路106は、好ましくは、打抜き機100のCLAからは外れている。打抜き機100によって取り出された媒体のディスクが、折り曲げられたディスクの長径の一端をまず下方に向けて、打抜き機100の底部108から解放されるのを促進するように、エジェクタピン110が適合されている。エジェクタピン110は、好ましくは、通路106の上部に取り付けられたバネに連結されている。

マニホールドアセンブリ102は、好ましくは、打抜き機のダイプレートの真下で打抜き機100に接続されている。マニホールドアセンブリ102は、好ましくは、吸引が適用されるところとは反対のマニホールドの一方の側に、空気の流入（小型ポンプを使用して）（方向1）のための空気入口112を含み、かつ打抜き機および打抜かれたディスクがマニホールド102を通過する際にマニホールドから粉塵を抜き取る（方向2で）ように吸引ポンプが接続されている空気出口114を含む。マニホールドアセンブリ102は、好ましくは、打抜き機100の底部108と連通している入口腔116、およびシュート104との接続のための出口118をさらに含む。

図2に示されるように、シュート104は、好ましくは、マニホールドアセンブリ102の出口118との連結のための入口120、打抜き機100のCLAを基準としたある角度で構成されている湾曲区画122、および出口124を含む。シュート104は、好ましくは、入口120の近位にピン126等の突起物をさらに含む。

打抜き装置の好ましい要素を記載したので、以下に、図2および3に関連して、好ましい使用方法を記載する。

打抜き機100は、乾燥生物試料を含む媒体の部分20を取り出すために使用される。折り曲げられたディスク20の長径の一端をまず下方に向けて、ディスク20が打抜き機100の底部108から解放されるのを促進するように、通路106（図2中の5を参照のこと）中の少なくとも一つのエジェクタピン110（図2および3中の、4および8を参照のこと）は、好ましくは、打抜き機100のCLAからは外れている。好ましくは、折り曲げられたディスク20の先導端を押し下げるだけでなく、試料間の相互汚染を潜在的に引き起こし得る紙粉塵の通路への侵入を防止するように空気陽圧を通路106中にもたらすために、通路106の上部に空気が導入される。空気はまた、打抜き機100および打抜かれたディスク20がマニホールドアセンブリ102を通過する際にマニホールドから粉塵を抜き取るように、方向2（図2）でマニホールドアセンブリ102を通って側方に導入されてもよい。

折り曲げられたディスク20の短径より本質的にわずかに大きい直径であるシュート104の一部分に、打抜き機100およびディスク20が移行する。シュート104の中心は、好ましくは、打抜き機100の中心に対して外れている。シュート104のピン124は、好ましくは、ディスクが打抜き機から解放される際に、ディスク20の落下をわずかに遅延させるように、折り曲げられたディスク20の後続端と接触している（図2および3中の、7および8を参照のこと）。先導端を正方向に排出しながら、折り曲げられたディスクの後続端を保持する動作によって、折り曲げられたディスク20はシュート104中に好ましい方向で取り入れられる。シュート104は、好ましくは、ディスクがシュートを通って容器内へと落下する直前に、受け取り容器の上部への落下を可能とするように制御される。シュートの出口124と容器との間隙は、典型的にはおよそ1〜3 mmの範囲であり得る。

好ましくは、シュート104は、ディスク20がシュートを通って首尾よく通過したことを確認する、一つまたは複数の検出器を組み入れる。これが検出された時点で、続いてシュート104が上昇する。ディスクがシュート104を通過したことを検出器が検出しない場合、ディスクを取り外す必要に応じて、シュート104を上方移動および下方移動させる様式で動作させるように、システムがプログラムされてもよい。システムは、好ましくは、適切な受け取り容器をシュート端の下に導くための、コンピューター制御された手段を含む。

上に記載の特定の段階は、本発明の範囲から逸脱することなく、異なる順序で遂行されてもよく、変更されてもよく、または全体的に省略されてもよいことが理解されるであろう。

（湾曲したものではなく）直線状のシュートを利用する本発明の別の態様は、図4〜7に示される打抜き装置200に関連して記載される。図4に示される打抜き装置200は、打抜き機201と、空気取り入れ口203を組み入れた打抜きキャップ202とを含む。打抜き機201は、各々のエジェクタバネ205によって偏りをかけられている2つのエジェクタピン204と動作可能に連結している。打抜き機201は、図5に示されるように、切断輪郭部分206を有する。

図6については、打抜きガイド207と環209を有する打抜きダイ208とを含む打抜きマニホールドが示されている。マニホールドは、ディスクが試料媒体から打抜かれる際に生じる粉塵粒子および他の混入物等の、望ましくない粒子状物質を抜き取るための吸引の適用に対して適切に使用されるポート210をさらに含む。切断装置200から打抜かれたディスクを受けるための直線状シュート211が、図7に示される。シュート211は、先頭の常に上方となる端にデフレクター212を含み、かつその下方端にスポット検出器213を含む。

エジェクタピン204のためのバネ205は、切断輪郭206から打抜かれたディスクの解離を助ける下方力を、打抜き機201の底部において提供する。ディスクの一端をシュート211中へと下方に向けるようにする打抜き機201の前方に位置付けられたエジェクタピンは、より長いか、またはそのバネがより強い偏りを有しているか、またはその双方である。

打抜かれたディスクは、時折、湾曲したシュートで留まる場合があるため、図6中で垂直方向に適切に配置されている直線状シュートは、湾曲したシュート（図2）中にディスクが留まる可能性を減少させるように設計される。

図4に示された打抜き機中への空気システムは、エジェクタが突出している打抜き機底部の穴周辺での紙粉塵および／もしくは糸くずの付着を防止するために、エジェクタシステム中に空気圧を添加させるようにか、またはその粉塵を取り除くために適用される吸引を有するようにの、いずれかのように構成され得る。一部の適用において、陽圧の構成は、吸引の仕組みよりも優れていることが見出されている。

本発明が使用され得る一部の適用において、試料に対して実施されるアッセイの感度は、打抜きシステム中の1つの試料から次の試料への非常に少量の微粒子の持ち越しでさえも、第2の試料または後に続く試料に関するアッセイの結論に疑問を投じるのに十分であるような感度であり得る。これは、とりわけ、問題となっているアッセイが、試料を提供している対象が特定の疾患もしくは障害を有するか、または有しないかの診断を意図する場合である。典型的に、アッセイは、疾患タイプ等の特定のDNAタイプを増幅する等の評価プロセスを伴う。

典型的に230〜280 nmの範囲であるが、とりわけ254 nm辺りの波長を有するCレンジにおける特定のレベルの紫外線照射の適用は、水和状態または脱水状態であろうとなかろうと、DNAに損傷を与えることが公知である。損傷を受けたDNAは、評価プロセス中に増幅されず、したがってアッセイにおいて認識されないと考えられる。

第2のアッセイの結論を混乱させる1つの試料と次の試料との間でのいかなる微粒子の持ち越しの可能性をも実質的に排除するために、一つの態様において、相互汚染の源となり得る任意の残留微粒子に損傷を与えるのに十分な期間にわたって適切な装置表面に対して曝露されるUVCエミッタと、装置とが適合され得る。この曝露は、各新規試料の打抜きごとに行われる。UV適用の結果として、残留微粒子上のいかなるDNAも、検査されている疾患タイプのものであるとは認識されず、したがってアッセイの結果を混乱させない。

適切な装置表面とは、試料と直接接触する表面、または例えば、空中に浮遊するもの等の、取り扱いの間に試料から遊離する試料媒体由来の微粒子と接触する表面である。

前述の記載は例示のみの目的であって、かつ本発明の範囲から逸脱することなく相当に変更され得る。例示のためのみであるが、ディスクをシュート中で好ましい方向に向けるような様式で、打抜き機の端からディスクが解放されるのを助けるように、打抜き機中の凹形区画の底は、打抜き機の中心縦軸に対して90度以外の角度であり得る。打抜き機中のエジェクタピンの代わりに、空気が使用され得る。異なる長さであり、かつ打抜き機からディスクを打ち出す同一の方法（例えば、同一のサイズの2つのバネ等）を用いる2つのエジェクタピンか、または同一の長さの2つのエジェクタであるが、打抜き機からディスクを打ち出すのに異なる手段を用いる、すなわちディスクの後続端よりも先導端においてより大きい力を提供する2つのエジェクタのいずれかの、2つのエジェクタピンが打抜き機中に存在し得る。

本発明に則して適合され得るシステムの例、またはシステムの要素は、各々の開示が参照により本明細書に組み入れられる、「研究試料を解析するためのシステムおよび方法（System and Method for Analysing Laboratory Samples）」と題する米国特許出願第10/982,539号（公開番号2005/0129579）；「生体試料を検査するための方法および装置（Method and Apparatus for Inspecting Biological Samples）」と題する米国特許出願第11/148,094号（公開番号2005/0287678）；「生体試料収集装置（Biological Sample Collection Device）」と題する国際出願番号PCT/AU2007/000171、および「打抜き装置（a Punching Apparatus）」と題する国際出願番号PCT/AU99/00485中に記載されるものを含む。

一つの態様に関して記載される特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく、適宜他の態様に適用してもよく、または他の態様の特徴と組み合わせてもよく、または他の態様の特徴と置き換えてもよい。

上記は本発明の例示としてのみ提供されていること、および当業者にとって明確であるように、全てのそのような改変および変更が、本明細書に示されるように本発明の広い範囲および領域の範囲内にあると考えられることは、言うに及ばず認識されるであろう。

Claims (25)

1. 乾燥生物試料を含む媒体の一部分を取り出す段階；
   非円形の水平断面を有するように、前記部分の形態を改変する段階；および
   前記部分を容器内へと移動させる段階
   を含む、アッセイにおける使用のための乾燥生物試料を含む媒体の一部分を得る方法。
2. 改変する段階が、非円形の水平断面を有するように前記部分を折り曲げることを含む、請求項1記載の方法。
3. 移動させる段階が、前記部分の最大断面寸法より小さい最大断面寸法を有するシュートを通して、前記部分を移動させることを含む、請求項1記載の方法。
4. 取り出す段階が、ダイ打抜き機を使用して媒体の一部分を打抜くことを含む、請求項1記載の方法。
5. 乾燥生物試料を含む媒体の一部分を取り出す段階；
   前記部分を折り曲げる段階；および
   前記部分を容器内へと移動させる段階
   を含む、アッセイにおける使用のための乾燥生物試料を含む媒体の一部分を得る方法。
6. 折り曲げる段階が、湾曲した形態に前記部分を折り曲げることを含む、請求項5記載の方法。
7. 前記部分全体が湾曲する、請求項6記載の方法。
8. 移動させる段階が、前記部分の最大断面寸法より小さい最大断面寸法を有するシュートを通して、前記部分を動かすことを含む、請求項5記載の方法。
9. 取り出された前記部分が、折り曲げる前は円形である、請求項5記載の方法。
10. 取り出す段階が、ダイ打抜き機を使用して媒体の一部分を打抜くことを含む、請求項5記載の方法。
11. 取り出された前記部分の最長寸法が容器内で実質的に垂直方向となるように、取り出された前記部分を容器内で方向付ける段階をさらに含む、前記請求項のいずれか一項記載の方法。
12. 乾燥生物試料を含む媒体の一部分を取り出すための打抜き機であって、最大断面寸法を有する打抜き面を有する該打抜き機；および
    打抜き機によって取り出された前記部分を移動させるためのシュートであって、打抜き機の前記打抜き面の最大断面寸法より小さい最小断面寸法を有し、打抜き機の底面の下に入口を有する該シュート
    を含む、アッセイにおける使用のための乾燥生物試料を含む媒体の一部分を得るための装置。
13. シュートが、打抜き機の中央縦軸に対してある角度で部分を含む、請求項12記載の装置。
14. シュートが、角度をつけた前記部分を基準としたある角度で出口を含む、請求項13記載の装置。
15. 出口が、打抜き機の中央縦軸に対して概ね平行に方向付けられた中央縦軸を有する、請求項14記載の装置。
16. 出口が、前記部分を保持するための容器と係合するように構成されている、請求項14または15記載の装置。
17. 前記部分を保持するための容器をさらに含む、請求項12から16のいずれか一項記載の装置。
18. 乾燥生物試料を含む媒体から取り出された前記部分の一部を保持するためのエジェクタピンをさらに含む、請求項12から17のいずれか一項記載の装置。
19. 第2のエジェクタピンをさらに含む、請求項18記載の装置。
20. 第2のエジェクタピンが、前記エジェクタピンと異なる長さを有する、請求項19記載の装置。
21. シュートを通る取り出された前記部分の通過を検出するように適合された検出器をさらに含む、請求項12から20のいずれか一項記載の装置。
22. 取り出された前記部分がシュートを通過した時点でシュートを動かすようにコンピューター制御された機構をさらに含む、請求項21記載の装置。
23. シュートの下に容器を送るように構成された、コンピューター制御された機構をさらに含む、請求項12から22のいずれか一項記載の装置。
24. 試料と接触する装置の表面を、選択的に照射に曝露するための紫外線照射エミッタをさらに含む、請求項12から23のいずれか一項記載の装置。
25. 試料接触表面が、打抜き機および／またはシュートを含む、請求項24記載の装置。

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