JPH04231876A

JPH04231876A - 貫流式分析装置及び方法

Info

Publication number: JPH04231876A
Application number: JP3142677A
Authority: JP
Inventors: Phillip Clark; フィリプ・クラーク
Original assignee: Millipore Corp
Current assignee: EMD Millipore Corp
Priority date: 1990-05-22
Filing date: 1991-05-20
Publication date: 1992-08-20
Also published as: DE69121014D1; EP0458198A3; EP0458198B1; EP0458198A2; DE69121014T2; US5167924A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は試料或いは周囲環境にお
ける化学的或いは生化学的成分の有無を検出するための
流体試料分析のための方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来技術】現在、流体試料は、抗原−抗体対、酵素−
基質対、Ｄ．Ｎ．Ａ．断片対、Ｒ．Ｎ．Ａ．断片対その
他の如き、特定反応対を含む種々の成分のためのさまざ
まな装置に於て試験されている。支持表面上で試験され
る成分のために反応体を固定し、次いで流体試料と共反
応体とを接触させることが一般に行われる。前記成分は
、それが試料中に存在することを、そしてある場合には
その濃度を判定するために共反応体と反応可能とされる
。成分濃度を判定出来る分析の例には酵素結合免疫吸着
検定法（Ｅ．Ｌ．Ｉ．Ｓ．Ａ．）及び放射性同位元素標
識免疫測定（Ｒ．Ｉ．Ａ．）が含まれる。これらの手順
に於ては、微孔質膜或いは限外ろ過膜、不織物、紙、グ
ラスファイバーその他フィルター材料膜の如きフィルタ
ー材料は、試験を実施するところの成分の分離が容易に
為され得ることから、生化学的活性成分のために望まし
い固定支持を提供する。好適な膜の例は米国特許第４０
６６５１２号に記載される。これら及びその他の膜を使
用する、流体試料測定を実施するための好適な装置は米
国特許第４２４６３３９号、第４５２６６９０号、第４
６３２９０１号、第４７２７０１９号そして、第４７３
７１９２号に記載される。これらの各装置は、正確な流
体測定を実施する能力を提供する一方、共通の欠点があ
る。主たる欠点は、そうした装置は多部材構成を有し、
それら部材が、射出成形による如きバッチモード構成に
て形成される必要があるということである。そして後、
それら部材は最終的な装置を形成するために組み立てら
れる。それら装置の設計形状及び組み立て方法によって
、こうした装置は製造費用が高い。従って、連続的プロ
セスによって創出し得且つユニット構造を有し、それに
より手作業を必要とすることなく大量生産出来る、測定
のための装置を提供することが望ましい。更には、迅速
な反応か或いは反応のための培養期間を許容するような
装置を提供することが所望される。加えて、各段階に対
して培養期間が可変とされ得る多段階反応プロセスを可
能とするような装置を提供することが所望される。そして更に、１つ或いは複数の別個の反応帯域を含み得
るような装置を提供することが所望される。そうした装
置は、製造状の所望の経済性と測定装置の使用に於て所
望される融通性とを提供する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】連続的プロセスによっ
て創出し得且つユニット構造を有し、それにより手作業
を必要とすることなく大量生産出来る、測定のための装
置を提供することであり、迅速な反応か或いは反応のた
めの培養期間を許容するような装置を提供することであ
り、各段階に対して培養期間が可変とされ得る多段階反
応プロセスを可能とするような装置を提供することであ
り、更には、１つ或いは複数の別個の反応帯域を含み得
るような装置を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、ＥＬＩＳＡ或
いはＲＩＡの如き、反応が急速に行われる或いは培養反
応期間が１つ或いは多数の段階に於て使用される化学的
或いは生化学的測定を実施し得る測定装置及び方法を提
供するものである。本発明の装置は、膜支持体にシール
された多孔質ろ過膜並びに、膜に隣り合うガスを排除す
るようになっている可撓性膜を含む。膜に隣り合うガス
の排除は膜を通しての流体試料の引き続いての通過を促
進しそれにより、試料がろ過される。流体試料のろ過は
、吸着材が膜と接触する状態での毛管現象の下で或いは
ガスの排除によって生まれた真空によって生じる。親水
性の吸着材が使用された場合は該親水性の吸着材は、可
撓性の膜を移動して底部膜面に隣り合う空気を排除し、
底部膜面を吸着材に接触させることによって位置決めさ
れる。膜上面に配置された流体試料は次いで膜−吸着材
の接触によって生じた毛管現象により膜を貫いて通過さ
れる。別態様に於ては、可撓性部材、膜そして膜支持体
は互いにシールされて包囲空間を画定し、膜支持体には
逆止弁が具備される。可撓性部材が膜に向けて移動され
ると逆止弁が開き、包囲空間から空気が排出される。可
撓性部材が膜から遠ざけられると逆止弁は閉じ、それに
より包囲空間内部の圧力は、上部膜上の流体試料が膜を
横断する圧力勾配によって膜を強制的に貫く程度に減少
される。使用に際し、測定されるべき流体試料は測定の
ための材料に対する相補的な反応体を収納し得る膜上に
位置決めされる。前記相補的な反応体は、測定の実施及
びある期間の培養に対し、所望の反応を生じさせるに十
分なものである。幾つかの例では流体試料を素早く膜に
通すことが所望される。この場合、流体試料を吸い込む
吸着材量は流体試料が膜上に位置決めされた場合或いは
吸着材のない包囲空間内部が真空とされた場合に膜と接
触する。本発明の別態様に於ては、化学試薬複合体をア
ンプル内に収納しそして吸着材内部に位置決めし得る。この別態様の使用が所望される場合には、アンプルは可
撓性部材を手で曲げることによって破壊され、可撓性の
壁が膜に向けて移動しそれにより吸着材が膜に接触し、
化学試薬が膜を通して移動して周囲環境に露呈される。この、本発明の別態様は、周囲環境における特定の反応
体の存在を監視可能である。膜内の反応生成物は、もし
それがあるとすれば、任意の好適な技術によって示され
得る。Ｅ．Ｌ．Ｉ．Ｓ．Ａ．手順に対しての使用のため
には、試薬及び共反応体が特定の抗体−抗原対である場
合、採取された試薬に対して特定の生化学的材料を有す
る活性酵素の配合体が、先に説明された如き洗浄に引き
続き、膜を通過され得る。次いで、酵素に特定の基質−
色原体混合物が膜を通過し、採取された試料の存在下に
於て発色する。好ましくは、ポジティブ及びネガティブ
な各調整を使用して試験が実施される。そうした調整に
於ては（ａ）試薬を含むことが知られているもの（ポジ
ティブ）（ｂ）試薬を含まないことが知られたもの（ネ
ガティブ）である試料は隣り合うテストウエルに通され
そして調整膜が単数或いは複数の試験膜と比較される。

【０００５】

【実施例】本発明の装置は個別の流体試料の分析或いは
装置を取り巻く環境の測定に対して有益である。本発明
の一形態に於ては、膜には抗体、抗原、ＤＮＡ繊維、酵
素、酵素基質その他、斯界に周知の様式における相補的
リガンドのために特定的なものの如き特定のレセプター
が結合される。

【０００６】図１及び図２を参照するに、分析装置１０
が側壁１４と一体的に形成されたダイヤフラムとして機
能する可撓性の壁１２を具備している。側壁１４は結局
、フランジ１６と一体的に形成される。可撓性の壁１２
と側壁１４そしてフランジ１６は共に、吸着材２０を収
納するためのウエル１８を形成する。フランジ１６は、
プラスチックフィルム或いは接着材をコーティングした
フィルムのような液体透過性部材２２に対しウエル１８
の全周囲に沿ってシールされ、従ってウエル１８は密封
状態にシールされ得る。液体透過性部材２２は、そこに
膜或いはフィルター２４をシールし得るよう１つ以上の
孔を有している。可撓性の壁１２は、以下に説明される
ように手で曲げることの出来る任意の可撓性材料、例え
ばポリスチレン、アルミニューム箔等から作成し得る。可撓性の壁１２は、任意の熱可塑性プラスチック材料か
ら作成し得、或いはそれが二次成形し得且つ液体透過性
部材２２に対して密封可能である限りに於て、多重フィ
ルムの複合体であり得る。

【０００７】図２に示されるように、流体試料２６はフ
ィルター２４と接触させるべく液滴状態で滴下される。フィルターは綿であり得、その内部には、最初の表面が
流体試料中の所望の反応体をそこに収納するようになっ
ている配合体から作成されてなるラテックス粒状物が閉
じ込まれる。図２に示されるように、フィルター２４は
空間２８によって吸着材２０から離間される。吸着材２
０がそのように位置決めされると、流体試料２６をフィ
ルターに通そうとする力はなくなる。所望であれば可撓
性の壁１２は、フィルター２４に流体試料を加える以前
にフィルターの裏側と接触させるためにフィルター２４
に向けて撓ませ得る。この場合は流体試料は毛管現象の
作用下にフィルターを素早く通過する。培養後、所望で
あれば培養完了後、可撓性の壁１２を位置１２ａへと撓
ませ、ろ液、結合反応体がフィルター２４内部の表面上
に露呈状態で残留させて流体試料をフィルター２４を貫
かせる。それら残留物はＥＬＩＳＡ或いはＲＩＡの如き
任意の好都合な手段によって検出され得る。

【０００８】分析装置１０の周囲雰囲気内の成分を検出
するために、図２に例示される方法によって図１に示さ
れる装置１０を使用することが所望される場合は、化学
的配合物を収納するアンプル１１がウエル１８内部に含
まれる。可撓性の壁１２がフィルター２４に向けて撓ま
されるとアンプルが破壊されそれによって、化学的配合
物は吸着材２０及びフィルター２４を通して移動し、空
間２８に露呈される。次いで、化学的配合物は空間２８
、即ち周囲雰囲気内の配合物と接触すると色合いの如き
特性が変化し、酸化エチレン或いは水銀の如きホルムア
ルデヒド金属蒸気或いは一酸化炭素或いは酸化窒素のよ
うなガスの如き有機物の如きとして検出される。

【０００９】図３を参照するに、図１に示される分析装
置１０は、ロール３２からの可撓性の熱可塑性プラスチ
ックフィルム３０を、従来からの真空或いは圧力形成段
階３４に通し、複数のウエル１８を具備する連続シート
３６を創出させることによって連続的に形成される。各
々のウエル１８には吸着材２０が充填される。吸着材２
０を収納するウエル１８はウエル１８のフランジ１６に
シールされたロール３８からの多孔質のフィルター２４
と接触される。アルミニューム箔を熱可塑性プラスチッ
クポリマーに張合せた如き液体透過性のカバー４０がロ
ール４２から繰り出され、フランジ１６を覆ってフィル
ター２４にヒートシールされる。カバー４０には、各々
の分析装置１０の上面にフィルター２４が露呈されるよ
う間隔を空けて孔が設けられる。次いで各分析装置１０
はナイフ４４の如き従来からの切断具を使用して連続シ
ートから切り離される。

【００１０】図４を参照するに、可撓性の壁を可動プラ
グに代えた本発明の分析装置５０が示される。分析装置
５０は可動プラグ５２と２つのスぺーサー５４とを具備
する。これらスぺーサー５４はまたここではその断面が
示されるワンピース型のディスクと、吸着材５５とそし
てスぺーサー５４に対してシールされたフィルター５６
をも含み得る。所望であれば、図１から図３を参照して
先に説明したように、フィルター５６上に孔を有するカ
バーを設け得る。図６に示されるように、分析装置５０
はか同プラグをシール用フィルム５３に対してシールす
ることにより、連続形成し得る。シール用フィルム５３
は結局、吸着材５５に対してシールされる。シール用フ
ィルム５３及び吸着材５５は図３を参照して先に説明し
た様式でロールから連続的に巻き解きし得る。スぺーサ
ー５４を離間状態で吸着材５５に付着させ、また可動プ
ラグ５２を、ヒートシール用接着材或いは溶剤結着の如
きによって離間関係でシール用フィルム５３に結合させ
得る。次いでフィルター５６はリールから巻き解かられ
、スペーサー５４にシールされる。図３に示されるよう
に、複数の分析装置列を連続的且つ同時的に形成し得る
。各々の分析装置５０はナイフ対５８及び６０によって
形成され得る。

【００１１】分析装置の使用が図５に示される。流体試
料６２がフィルター５６の上面に加えられ、空間６４が
存在することから流体試料６２はフィルター６２を通過
しない。流体試料６２をろ過することが所望される場合
には、可動プラグ５２をフィルター５６に向けて手で移
動させ、吸着材５５を空間６４内に移動させ、それによ
ってそこから空間をなくす。吸着材５５がフィルター５
６と接触すると、流体試料６２は毛管現象によってフィ
ルター５６を貫き、ろ過される。

【００１２】本発明の別態様が図７に示される。ここで
は吸着材は使用されていない。ここでは分析装置７０は
可撓性の壁７２と、側壁７４とそしてフランジ７６とを
具備している。フィルター７８は可撓性のカバー８０に
対しシールされている。可撓性のカバー８０は、そこに
設けた孔を覆う弁８２を具備する。弁８２は閉位置に偏
倚され、空間８６内部の圧力が増大した場合に点８４を
中心としてピボット廻動するよう付設される。図８に示
されるように、可撓性の壁７２がフィルター７８に向け
て移動されると、空間８６内部の圧力が増大し、弁８８
がピボット廻動して開放する。可撓性の壁７２の移動が
停止すると、弁８２はその閉位置に偏倚される。可撓性
の壁７２が、可撓性の壁７２及び側壁７４に形成された
ばね変位力によって、或いは側壁７４を手で押すことに
よってフィルター７８から離間されると、空間８６内部
の圧力は減少しそれにより、流体試料８８はフィルター
７８を強制通過せしめられる。

【００１３】

【発明の効果】連続的プロセスによって創出し得且つユ
ニット構造を有し、それにより手作業を必要とすること
なく大量生産出来る、測定のための装置が提供される。迅速な反応か或いは反応のための培養期間を許容するよ
うな分析装置が提供される。各段階に対して培養期間が
可変とされ得る多段階反応プロセスを可能とするような
分析装置が提供される。更には、１つ或いは複数の別個
の反応帯域を含み得るような分析装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の測定装置の１具体例の側面図である。

【図２】図１の装置の使用状況を表す例示図である。

【図３】図１に示される装置のための製造方法を示す例
示図である。

【図４】本発明の測定装置の別態様の側面図である。

【図５】図４に示される装置の使用状況を例示する図で
ある。

【図６】図４に示される装置のための製造方法を示す例
示図である。

【図７】本発明の測定装置の別態様の側面図である。

【図８】図７の装置の使用方法を示す例示図である。

【符号の説明】

１０：分析装置１４：側壁１６：フランジ２０：吸着材１８：ウエル２２：液体透過性部材２４：フィルター２６：流体試料２８：空間３０：熱可塑性プラスチックフィルム４０：液体透過性のカバー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　流体試料中の成分を分析するための装
置であって、膜フィルターと、該膜フィルターの一方の
表面の一部に対してシールされた膜支持体にして、前記
一方の表面及び膜支持体によって形成される開放空間を
画定する前記膜支持体と、該膜支持体と一体的に形成さ
れた手段にして、前記開放空間からガスを排除しそれに
よって前記膜を貫いての前記流体試料の通過及びガスが
排除された前記開放空間内部への移動を促進するように
なっている前記手段とにより構成される前記装置。
【請求項２】　　親水性材料から形成され、開放空間に
隣り合って位置決めされる吸着材層を含んでいる請求項
１の装置。
【請求項３】　　膜支持体は吸着材層のための包囲体と
一体的に形成され、該包囲体は膜に向けて及び膜から遠
ざかる方向に於て撓むようになっている可撓性の壁を具
備しこれにより、該可撓性の壁が開放空間からガスを排
除するための手段を構成する請求項２の装置。
【請求項４】　　プラグ手段は吸着材の層の表面から遠
い、膜支持体がそこに固定された表面に固定され、プラ
グ手段は開放空間に向けて移動するよう位置決めされそ
れにより、吸着材の層と膜の一方側とを接触させるよう
になっている請求項２の装置。
【請求項５】　　膜支持体は開放空間からガスが排除さ
れた場合に開き、流体が膜を通過した場合に閉位置とさ
れるようになっており、膜支持体に包囲体が固定され、
該包囲体は膜に向けて及び膜から遠ざかる方向に撓むよ
うになっておりそれにより、可撓性の壁及び弁が開放空
間からガスを排除するための手段を構成する請求項１の
装置。
【請求項６】　　膜の表面の一部分は疎水性であり、膜
の表面の残余の部分は親水性である請求項１、２、３、
４、或いは５の何れかの装置。
【請求項７】　　流体試料内の成分を分析するための方
法であって、前記流体試料を請求項１の装置の膜の他方
の面に接触させる段階と、開放空間からガスを排除する
段階と、前記膜に前記流体試料を通過させる段階と、前
記成分が前記膜上に存在することを判断する段階とを包
含する前記方法。
【請求項８】　　流体試料内の成分を分析するための方
法であって、前記流体試料を請求項２の装置の膜の一方
の面に接触させる段階と、開放空間からガスを排除する
段階と、吸着材の層を前記膜の他方の面に接触させる段
階と、前記膜に前記流体試料を通過させる段階と、前記
成分が前記膜上に存在することを判断する段階とを包含
する前記方法。
【請求項９】　　　　流体試料内の成分を分析するため
の方法であって、前記流体試料を請求項３の装置の膜の
一方の面に接触させる段階と、プラグを開放空間に向け
て移動し、吸着材の層を膜の一方の面に接触させる段階
と、可撓性の表面を膜に向けて撓ませ、開放空間からガ
スを排除しそれによって吸着材の層を膜の他方の面と接
触させる段階と、前記膜に前記流体試料を通過させる段
階と、前記成分が前記膜上に存在することを判断する段
階とを包含する前記方法。
【請求項１０】　　流体試料内の成分を分析するための
方法であって、前記流体試料を請求項４の装置の膜の一
方の面に接触させる段階と、プラグを開放空間に向けて
移動し、吸着材の層を膜の他方の面に接触させる段階と
、前記膜に前記流体試料を通過させる段階と、前記成分
が前記膜上に存在することを判断する段階とを包含する
前記方法。
【請求項１１】　　流体試料内の成分を分析するための
方法であって、前記流体試料を請求項５の装置の膜の一
方の面に接触させる段階と、可撓性の壁を幾つかの膜に
向けて撓ませ、弁を開放しそれにより開放空間からガス
を排除する段階と、弁を閉じる段階と、前記膜に前記流
体試料を通過させる段階と、前記成分が前記膜上に存在
することを判断する段階とを包含する前記方法。