流体中に粒子を分散させる装置およびその方法

专利摘要:
粒子に結合した試薬を流体中に分散させるためのガラス瓶とその粒子、キット、および粒子を流体中に分散させるための方法。
公开号:JP2011510269A
申请号:JP2010541804
申请日:2008-01-14
公开日:2011-03-31
发明作者:フランセスク グアシュ，ジョアン
申请人:バイオキット，エス．アー．；
IPC主号:G01N35-02

专利说明:

[0001] ［0001］
本発明は、インビトロ（in vitro）診断検定用の流体の固相を形成する被覆粒子を懸濁させるための撹拌装置に関する。]
背景技術

[0002] ［0002］
最も一般的には、粒子、例えば常磁性粒子のような固相担体の液状懸濁物を使用するインビトロ（in vitro）診断検定は、診断検定に役立つそのような粒子の均一な懸濁液を必要とする。これらの粒子は、粒子を保管した容器を直立した動かない姿勢で貯蔵する場合、その容器の底に沈降する傾向がある。粒子を診断検定に使用できるようにするにはその前に、液状の均一な懸濁液に戻すために粒子を混合する必要がある。]
[0003] ［0003］
自動化臨床検査装置において一般に使用されるミキサーは、診断検定用に容器中の粒子の試料を採取する前に、一定時間のあいだその粒子容器の回転運動または粒子容器内の要素の回転運動を生じさせるためのローターからなる。一般にはその回転運動の間に粒子を再懸濁させる混合は、回転運動の方向を頻繁に変えることによって、または容器自体の内部設計によって生じる容器中の乱流により促進される。]
[0004] ［0004］
現在のところ、自動化臨床検査装置に使用される周知のミキサーは、完全な再懸濁および粒子の均一化を達成するのに失敗している。この失敗の一般的な原因は、被覆粒子によって形成される相互作用を妨げることが困難なことから生じる。これらの相互作用は、粒子がそれらの容器の底に沈降している場合により頻繁に起こるはずである。このような相互作用は、一般には粒子の表面間または粒子の表面と容器の壁の間のどちらかの静電的相互作用および疎水性相互作用によるものである。特に、これらの相互作用により形成される粒子の小さな凝集体を、単に容器の回転運動を用いて粉砕するのは困難である。]
発明が解決しようとする課題

[0005] ［0005］
インビトロ（in vitro）診断検定における固相担体成分として役立つ被覆粒子を迅速かつ完全に再懸濁し均一化するための改良された混合システムが求められている。]
課題を解決するための手段

[0006] ［0006］
一態様において本発明は、流体中に粒子を均一に分散させるためのキットに関する。一実施形態では本発明によるこのキットはガラス瓶を含む。このガラス瓶は流体を保管するのに適している。このキットはまた、それぞれが或る一定の径を有する複数個の第一粒子を含む。反応物は、この第一粒子の少なくとも１個に結合する。キットはさらに、それぞれが或る一定の径を有する複数個の第二粒子を含む。第二粒子の直径対第一粒子の直径の比は、約１００：１または約１０，０００：１の範囲にある。]
[0007] ［0007］
キットの一実施形態ではガラス瓶は、アスピレーターを導入するための開口部を備える。別の実施形態ではガラス瓶は、そのガラス瓶に接合された管腔内撹拌機を含む。]
[0008] ［0008］
キットの特定の実施形態ではガラス瓶は非加圧型であり、例えばガラス瓶の内容物は大気圧の状態である。]
[0009] ［0009］
この少なくとも１個の第一粒子に結合した反応物は、少なくとも１個の抗体、タンパク質、または核酸であり得る。特定の実施形態では第二粒子は反応物が結合しない、すなわち第二粒子には反応物が無い。本発明によるキットの一実施形態によれば複数個の第一および第二粒子はガラス瓶中に封入される。]
[0010] ［0010］
別の態様において本発明は、診断検定に役立つ試薬を保管するための複数個のガラス瓶を含む自動化臨床検査装置用カートリッジに関する。カートリッジは、少なくとも１個の回転可能なガラス瓶と、そのガラス瓶によって封じ込められる複数個の第一粒子および第二粒子とを備えることを特徴とする。第二粒子の直径対第一粒子の直径の比は、例えば１０，０００：１の範囲にある。一実施形態では回転可能なガラス瓶は、プローブアクセス用の開口部を備えた頂部を有する。カートリッジは、その自動化臨床検査装置による患者体液中の標的被検体の検査用の試薬および複数個の第一粒子を供給する。]
[0011] ［0011］
別の態様において本発明は、流体中に粒子を均一に分散させるための方法に関する。この方法は、複数個の第一粒子を準備するステップ、流体を準備するステップ、およびガラス瓶を準備するステップを含む。このガラス瓶は、その流体および第一粒子を保管するのに適する。この方法はさらに、第一粒子の少なくとも１０倍の大きさの幅を含む複数個の第二粒子を準備する。この第二粒子、第一粒子、および流体をガラス瓶に入れ、この第二粒子、第一粒子、および流体を保有するガラス瓶を回転させ、それによって第一粒子を流体中に均一に分散させる。]
[0012] ［0012］
これらおよび他の目的、ならびに本明細書中で開示される本発明の利点および特徴は、下記の説明、添付図面、および特許請求の範囲を参照することにより明らかになるはずである。さらに、本明細書に記載の様々な実施形態の特徴は、相互に排他的ではなく、様々な組合せおよび順列であってもよい。]
[0013] ［0013］
本明細書中で開示された本発明の上記および他の目的、利点、および特徴、ならびに本発明自体は、添付図面と合わせて読んだ場合、好ましい実施形態および特許請求の範囲の下記の説明からより完全に理解されるはずである。これら図面は、必ずしも縮尺通りではなく、それよりもむしろ一般には本発明の原理を図示することに重点が置かれている。]
図面の簡単な説明

[0014] ［0014］
本発明の一実施形態による第一粒子および第二粒子を封入したガラス瓶を示す図である。［0015］
第二粒子の存在下および不在下での常磁性粒子混合の効果の化学発光調査から得られたデータのグラフである。]
実施例

[0015] ［0016］
一態様において本発明は、流体中で第一粒子を混合するためのシステムである。第一粒子１０は一般には球形またはほぼ球形である。一般に流体は緩衝液または流体試薬である。第一粒子１０は、その粒子表面に反応物が結合している。第一粒子１０は、患者の体液中の標的被検体、例えば標的抗体または標的抗原のインビトロ（in vitro）検定における反応物の固体担体を形成する。患者の体液は、例えば全血、血清、血漿、滑液、髄液、または尿であり得る。]
[0016] ［0017］
一態様において本発明は、流体中で第一粒子１０を混合するためのキットに関する。キットは、ガラス瓶２０、複数個の第一粒子１０、および複数個の第二粒子１２を含む。キットはさらに、少なくとも１個の第一粒子１０に関連する、例えばそれに結合した反応物を含む。本明細書中で使用される反応物とは、患者の体液中の被検体と相互に作用する物質を意味する。第二粒子１２はそれぞれ第一粒子１０よりも大きな直径を有し、かつ第一粒子１０と組成が似ていても、また異なっていてもよい。一般にはこの反応物は第二粒子１２と関連がない。]
[0017] ［0018］
図１を参照すると、本発明によるキットの一実施形態ではガラス瓶２０はほぼ円筒形であり、また流体を保管することができる区画を形成するための底部２２を有する。ガラス瓶２０の底部２２は平坦でも、凹状でも、また凸状でもよい。本発明の一実施形態ではガラス瓶２０の頂部２４は、例えばアスピレータープローブまたは撹拌プローブなどのプローブの導入に適した開口部または穿孔可能なシールを有する。本発明の別の実施形態ではガラス瓶２０の頂部２４は、キャップ（図示せず）、例えば脱着可能なキャップを含む。特定の実施形態ではガラス瓶２０は非加圧型である。例えばガラス瓶の内容物は、そのガラス瓶中の第一粒子の撹拌の前、間、および後、大気圧状態に保たれる。] 図１
[0018] ［0019］
別の実施形態ではガラス瓶２０は、管腔内撹拌機（図示せず）を含む。その管腔内撹拌機は、例えばそのガラス瓶２０の壁からガラス瓶２０の内腔２６中に突き出ている縦の突起物であり得る。管腔内撹拌機は、ガラス瓶２０の頂部２４からガラス瓶２０の底部２２へ延出するか、またはガラス瓶２０の円筒の任意の垂直方向の長さに沿って延在することができる。]
[0019] ［0020］
本発明によるキットの一実施形態では第一粒子１０は、ポリマー、例えばラテックスまたはポリスチレン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、あるいはガラス、あるいは常磁性材料、あるいは金属、例えばステンレス鋼、チタン、ニッケルチタン、および合金、あるいはセラミックス、あるいは上記の組合せなどの材料から作られる。各第一粒子１０の幅または直径は、例えば約０．０１マイクロメートルから７マイクロメートル、好ましくは０．２マイクロメートルから６マイクロメートル、より好ましくは０．３マイクロメートルから５マイクロメートルの範囲、５マイクロメートル、または１マイクロメートルである。]
[0020] ［0021］
第一粒子１０に結合する反応物は、例えば１種類または複数種類の抗体、抗原、被検体、受容体またはそのリガンド、レクチン、タンパク質、核酸、リピド、ポリマー、上記のフラグメント、または上記の組合せである。特定の例では第一粒子１０に結合する反応物は、ベータ２糖タンパク質、カルジオリピン−ベータ−２−糖タンパク質Ｉ複合体、ＰＶＳ−ＰＦ４複合体、モノクローナル抗体、ポリクローナル抗体、またはウィルス抗原である。]
[0021] ［0022］
本発明による第二粒子１２は、ポリマー、例えばラテックスまたはポリスチレン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、あるいはガラス、あるいは常磁性材料、あるいは金属、例えばステンレス鋼、チタン、ニッケルチタン、および合金、あるいはセラミックス、あるいは上記の組合せなどの材料から作られる。第二粒子１２を作製するために使用される材料は不活性であり、ガラス瓶中に入れられる試薬または試料流体の成分の邪魔をしないか、またはそれによって損傷を受けないものである。第二粒子１２は十分に大きく、かつ撹拌後の流体中に懸濁状態のまま残存しないように十分な質量のものである。第二粒子１２の幅または直径は、第一粒子１０の幅または直径よりも大きい。例えば、第二粒子１２の直径対第一粒子１０の直径の比は、約１０：１から１００：１、１００：１から１０００：１、１０００：１から１０，０００：１、または１０，０００：１から１００，０００：１の範囲にある。好ましくはこの比は、１０００：１、より好ましくは３０００：１の範囲にある。第二粒子１２の直径は、約１００マイクロメートルから１０ミリメートル、好ましくは１ミリメートルから８ミリメートル、より好ましくは２ミリメートルから６ミリメートル、より好ましくは３ミリメートルから４ミリメートルの範囲であり得る。]
[0022] ［0023］
キットの一実施形態では第一粒子１０および第二粒子１２は、ガラス瓶２０中に一緒に詰められる。別法では第一粒子１０のみがガラス瓶２０中に詰められる。この実施形態では第二粒子１２は含まれるが、第一粒子１０とは別個にキット中に包装される。さらに別の実施形態ではキットのガラス瓶２０、第一粒子１０、および第二粒子１２のそれぞれは、別々にキット中に包装される。]
[0023] ［0024］
本発明によればガラス瓶２０中に入れた場合、第二粒子１２はガラス瓶２０の底部２２の表面の約５％から７５％、好ましくは１０％から５０％、より好ましくは２５〜５０％を覆う。例えば一実施形態では、それぞれ約３ｍｍの直径を有する４個の第二粒子１２を、約１５ｍｍの底直径を有するガラス瓶２０中に入れる。別法では、例えばそれぞれ約３ｍｍの直径を有する６〜８個の第二粒子１２を、約３０ｍｍの底直径を有するガラス瓶２０中に入れる。第一粒子１０および第二粒子１２を保有するガラス瓶２０を回転させる場合、好ましくは揺動パターンすなわち往復運動パターンで回転させる場合、覆われかつこれら範囲内にあるガラス瓶２０の底部２２の表面の割合が、第一粒子１０の懸濁を増進させる。本発明によればガラス瓶２０の回転は、第一粒子１０のみを含むガラス瓶２０の回転よりも、第二粒子１２の存在下では第一粒子１０のより均一かつ／またはより迅速な混合を実現する。]
[0024] ［0025］
本発明の一実施形態によれば第二粒子１２の存在下で懸濁させた第一粒子１０は、回転を停止した後、例えば約１秒間から１２０分間、２０秒間から２４０秒間、または５秒間から６０秒間の範囲内で懸濁状態が存続する。]
[0025] ［0026］
本発明によればキットはさらにカートリッジ（図示せず）を含むことができる。カートリッジは自動化臨床検査装置中に挿入するのに適している。本発明の一実施形態ではカートリッジは、複数個の第一粒子１０、例えば常磁性粒子と、少なくとも１個の第二粒子１２とを封入した少なくとも１個の回転可能なガラス瓶２０を含む。回転可能なガラス瓶２０は、緩衝液などの流体を閉じ込めることができる。一実施形態ではカートリッジは、１個または複数個の非回転可能なガラス瓶を含むことができる。この１個または複数個の非回転なガラス瓶のそれぞれが、検定に使用される１種類または複数種類の試薬を閉じ込めることができる。]
[0026] ［0027］
検査装置は、第一粒子１０を保有するガラス瓶２０の頂部から挿入してその第一粒子１０を吸引し、それをキュベットなどの反応チャンバーに移すためのプローブ（図示せず）、例えばアスピレーターを含むことができる。本発明の一実施形態では、第一粒子１０および第二粒子１２を保有するガラス瓶２０中で流体と接触するプローブ先端の内腔の直径は、第一粒子１０の直径よりも大きく、かつ第二粒子１２の直径よりも小さい。別法ではプローブ先端の内腔の直径は、第二粒子１２の直径と同じか、またはそれよりも大きい。]
[0027] ［0028］
別の態様において本発明は、流体中の粒子を混合するための方法に関する。この方法によれば、少なくとも１個の第一粒子１０に結合した反応物を含む第一粒子１０、第二粒子１２、および流体、例えば緩衝液をガラス瓶２０に入れる。このガラス瓶２０を、例えばInstrumentation Laboratory Company (Lexington, Ma)製の臨床検査器具の回転板または回転ロッドなどの回転器上に置く。第一粒子１０および第二粒子１２を含むこのガラス瓶２０を回転させる。一実施形態によればガラス瓶２０の回転は、往復運動の形（揺動）で行われる。]
[0028] ［0029］
第一粒子１０および第二粒子１２を保管したガラス瓶２０の回転の間に第二粒子１２がガラス瓶２０の底部２２に沿って転がり、その結果、第一粒子１０もまた底部２２上で移動し、それによってガラス瓶２０中の流体中に第一粒子１０を懸濁させる。第一粒子１０の凝集体と第二粒子１２の衝突は、第一粒子１０の凝集体を砕いてばらばらにするのを助ける。]
[0029] ［0030］
本発明の具体例：
化学発光免疫学的検定による検討を、検定の固相として直径が約１．０マイクロメートルの常磁性粒子に結合したタンパク質試薬を使用して行った。結合したタンパク質を有する常磁性粒子（第一粒子）を２つのガラス瓶に入れた。第一のガラス瓶にはその第一粒子を入れたガラス瓶に、それぞれ直径が約３ｍｍの４個のガラス玉（第二粒子）を加えた。第二のガラス瓶にはその第一粒子を入れたガラス瓶にガラス玉（第二粒子）を加えなかった。]
[0030] ［0031］
第一のガラス瓶および第二のガラス瓶を直立位置で１８時間保管した。この時間の後、各ガラス瓶を免疫検査装置の回転器の上に置いた。各検査における第一粒子の再懸濁を、その第一および第二のガラス瓶の予め決めた回転（揺動）回数の後に測定した。再懸濁パーセントを、粒子が完全に再懸濁した場合に予想される結果に対するその得られた検査結果の関係の関数として計算した。]
[0031] ［0032］
図２を参照するとこのグラフは、ガラス玉の存在下（第二粒子を含む第一のガラス瓶）では予想されたシグナルの１００％±１０％が１回の混合サイクルの後に達成されることを示している。ガラス玉が存在しない場合（第二粒子を含まない第二のガラス瓶）には予想されたシグナルの３４％が１回の混合サイクルの後に回復されるに過ぎない。第二のガラス瓶では４回の混合サイクル後にしてようやく予想されたシグナルのほぼ１００％が得られる。このデータから第二粒子の存在は、第二粒子が存在しない場合の第一粒子の懸濁よりも短い時間で第一粒子の懸濁を増進させることが明らかである。] 図２

权利要求:

請求項1
流体を保管するのに適したガラス瓶と、或る直径からなる複数個の第一粒子と、少なくとも１個の前記第一粒子に結合している反応物と、或る直径からなる複数個の第二粒子であって、前記第二粒子の前記直径対前記第一粒子の前記直径の比が約１０：１、１０００：１、または約１００，０００：１の範囲にある、第二粒子とを含むキット。
請求項2
前記ガラス瓶が、アスピレーターを導入するための開口部をさらに備える、請求項１に記載のキット。
請求項3
前記ガラス瓶が、前記ガラス瓶に接合された管腔内撹拌機をさらに備える、請求項１に記載のキット。
請求項4
前記ガラス瓶が非加圧型である、請求項１に記載のキット。
請求項5
前記反応物が、少なくとも１種類の抗体を含む、請求項１に記載のキット。
請求項6
前記反応物が、少なくとも１種類のタンパク質を含む、請求項１に記載のキット。
請求項7
前記反応物が、少なくとも１種類の核酸を含む、請求項１に記載のキット。
請求項8
少なくとも１種類の抗体が前記第一粒子に結合している、請求項１に記載のキット。
請求項9
少なくとも１種類の抗原が前記第一粒子に結合している、請求項１に記載のキット。
請求項10
少なくとも１種類の被検体が前記第一粒子に結合している、請求項１に記載のキット。
請求項11
前記複数個の第一および第二粒子が、前記ガラス瓶中に封入される、請求項１に記載のキット。
請求項12
自動化臨床検査装置用のカートリッジであって、試薬を保管するための複数個のガラス瓶であって、前記ガラス瓶の一つが回転可能である、ガラス瓶と、複数個の第一粒子および複数個の第二粒子であって、前記第二粒子の直径対前記第一粒子の直径の比が１０，０００：１の範囲にあり、前記第一粒子および第二粒子が前記回転可能なガラス瓶中に封入され、前記回転可能なガラス瓶がプローブアクセス用の開口部を有する頂部をさらに備える、複数個の第一粒子および複数個の第二粒子とを含み、自動化臨床検査装置による患者の体液中の標的被検体の検査のための試薬および複数個の第一粒子を提供する、カートリッジ。
請求項13
流体中に粒子を均一に分散させるための方法であって、複数個の第一粒子を準備するステップと、流体を準備するステップと、前記流体および前記第一粒子を保管するのに適したガラス瓶を準備するステップと、前記第一粒子の幅よりも少なくとも１０倍の大きさの幅を含む複数個の第二粒子を準備するステップと、前記ガラス瓶中に前記第二粒子、前記第一粒子、および前記流体を導入するステップと、前記第二粒子、前記第一粒子、および前記流体を保管した前記ガラス瓶を回転し、それによって前記第一粒子を前記生物学的流体中に均一に分散させるステップとを含む、方法。
請求項14
第二粒子の幅対第一粒子の幅の比が１０，０００：１の範囲にある、請求項１３に記載の方法。
請求項15
第二粒子の幅対第一粒子の幅の比が１０００：１の範囲にある、請求項１３に記載の方法。
請求項16
第二粒子の幅対第一粒子の幅の比が５００：１の範囲にある、請求項１３に記載の方法。
請求項17
第二粒子の幅対第一粒子の幅の比が１００：１の範囲にある、請求項１３に記載の方法。
請求項18
前記第二粒子がポリマーからなる、請求項１３に記載の方法。
請求項19
前記第二粒子がセラミック材料からなる、請求項１３に記載の方法。
請求項20
前記第二粒子が金属からなる、請求項１３に記載の方法。
請求項21
前記第二粒子がガラスからなる、請求項１３に記載の方法。
請求項22
前記第一粒子がポリマーからなる、請求項１３に記載の方法。
請求項23
前記第一粒子がラテックスからなる、請求項１３に記載の方法。
請求項24
前記第一粒子が常磁性材料からなる、請求項１３に記載の方法。
請求項25
前記第一粒子が、前記回転を停止した後、約５秒から１２０分の範囲の時間のあいだ、前記生物学的流体中に実質上均一に分散したままである、請求項１３に記載の方法。
請求項26
前記第一粒子が、約２０秒から２４０秒の範囲の時間のあいだ、前記生物学的流体中に実質上均一に分散したままである、請求項１３に記載の方法。
請求項27
前記第一粒子が、約５秒から６０秒の範囲の時間のあいだ、前記生物学的流体中に実質上均一に分散したままである、請求項１３に記載の方法。
請求項28
前記回転が揺動である、請求項１３に記載の方法。
請求項29
少なくとも１種類の反応物が、前記第一粒子に結合している、請求項１３に記載の方法。
請求項30
前記ガラス瓶が非加圧型である、請求項１３に記載の方法。