特表 2024-516381 試料調製デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-04-15

(54)【発明の名称】試料調製デバイス

(51)【国際特許分類】

   G01N 1/02 20060101AFI20240408BHJP

【ＦＩ】

G01N1/02 W

G01N1/02 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023563820

(86)(22)【出願日】2022-04-14

(85)【翻訳文提出日】2023-10-26

(86)【国際出願番号】 EP2022059988

(87)【国際公開番号】W WO2022223420

(87)【国際公開日】2022-10-27

(31)【優先権主張番号】2150486-5

(32)【優先日】2021-04-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】SE

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．テフロン

(71)【出願人】

【識別番号】520006481

【氏名又は名称】ペクサ アーベー

【氏名又は名称原語表記】ＰＥＸＡ ＡＢ

(74)【代理人】

【識別番号】110000659

【氏名又は名称】弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ホーイェル，スバンテ

(72)【発明者】

【氏名】オスリング，ヨルゲン

【テーマコード（参考）】

2G052

【Ｆターム（参考）】

2G052AA05

2G052AA34

2G052AB16

2G052AD06

2G052AD23

2G052AD46

2G052BA15

2G052BA17

2G052EC08

2G052EC22

2G052EC23

2G052GA29

2G052JA09

(57)【要約】

本開示は、収集プレート（３３）上に収集された粒子を含有する試料を調製するための試料調製デバイス（２００）に関する。試料調製デバイス（２００）は、収集プレート（３３）を固定するための保持デバイス（２１０）と、試料コレクタ（２３３）を伴うパンチカッティングのためのデバイス（２３０）と、２つ以上の誘導ボア（２５１）を備える誘導デバイス（２５０）と、を備える。誘導デバイス（２５０）は、第１及び第２の横方向側面（２５４ａ、２５４ｂ）の間の平面ｘに沿って第１の長さだけ延在し、誘導デバイス（２５０）は、誘導デバイス（２５０）を等しいサイズの第１の半分及び第２の半分（２５８ａ、２５８ｂ）に分割する平面ｘに平行に延在する中心線Ａを含む。２つ以上の誘導ボア（２５１）は、第１の半分及び／又は第２の半分（２５８ａ、２５８ｂ）において中心線Ａに対して非対称的に位置する。収集プレート（３３）上に収集された粒子を含む試料を収集するための方法も開示される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

収集プレート（３３、４３、５３）に収集された粒子を含有する試料を調製するための試料調製デバイス（２００）であって、
前記試料調製デバイスが、
－前記収集プレート（３３、４３、５３）を固定するための保持デバイス（２１０）と、
試料コレクタ（２３３）が提供されているパンチカッティングデバイス（２３０）のためのデバイスと、
－前記試料コレクタ（２３３）を受容及び誘導するための２つ以上の誘導ボア（２５１）を備える、誘導デバイス（２５０）と、を備えており、
前記誘導デバイス（２５０）が、
－第１の横方向側面（２５４ａ）と第２の横方向側面（２５４ｂ）との間の平面ｘに沿った第１の長さと、
－平面ｙに沿った第２の長さであって、前記平面ｙが、前記平面ｘに垂直である、第２の長さと、
平面ｚに沿った第３の長さであって、前記平面ｚが、前記平面ｘ及び前記平面ｙの両方に垂直であり、前記第３の長さが、前記誘導デバイス（２５０）のパンチ受容側面（２５２）と結合側面（２５３）との間の距離を画定する、第３の長さと、だけ延在し、
前記誘導デバイス（２５０）が、前記誘導デバイス（２５０）を等しいサイズの第１の半分（２５８ａ）及び第２の半分（２５８ｂ）に分割する前記平面ｘに平行に延在する中心線Ａを更に含み、前記２つ以上の誘導ボア（２５１）が、前記第１の半分及び／又は第２の半分（２５８ａ、２５８ｂ）内に前記中心線Ａに対して非対称的に位置する、ことを特徴とする、試料調製デバイス（２００）。

【請求項2】

前記誘導デバイス（２５０）が、第１のパンチ位置Ｐｏｓ．１又は第２のパンチ位置Ｐｏｓ．６のいずれかで前記保持デバイス（２１０）に接続されるように構成されており、前記第１のパンチ位置Ｐｏｓ．１では、前記第１の横方向側面（２５４ａ）が、第１の方向に面し、前記第２のパンチ位置Ｐｏｓ．６では、前記誘導デバイス（２５０）が、前記平面ｘ及びｙに沿って１８０°回転し、その後、前記第１の横方向側面（２５４ａ）が、第２の方向に面し、前記第２の方向が、前記第１の方向とは正反対である、請求項１に記載の試料調製デバイス（２００）。

【請求項3】

前記収集プレート（３３、４３、５３）が、磁気ロックリング（２１８）によって前記保持デバイス（２１０）に固定されている、請求項２に記載の試料調製デバイス（２００）。

【請求項4】

前記試料コレクタ（２３３）に、鋭利化された切断縁部（２３２）を画定する最前面の第１の端部が提供されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の試料調製デバイス（２００）。

【請求項5】

前記試料コレクタ（２３３）が、前記試料の収集中に前記収集プレート（３３、４３、５３）を通って押されるように構成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の試料調製デバイス（２００）。

【請求項6】

前記保持デバイス（２１０）が、前記誘導デバイス（２１０）の前記結合側面（２５３）に提供された第１及び第２の誘導ピン（２５６ａ、２５６ｂ）を受容するように構成されている第１及び第２の受容穴（２２１ａ、２２１ｂ）を備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の試料調製デバイス（２００）。

【請求項7】

前記誘導デバイス（２５０）が、第１のパンチ位置Ｐｏｓ．１にある前記保持デバイス（２１０）に接続されるとき、前記第１の誘導ピン（２５６ａ）が、前記第１の受容穴（２２１ａ）に受容され、前記第２の誘導ピン（２５６ｂ）が、前記第２の受容穴（２２１ｂ）に受容され、前記誘導デバイス（２５０）が、第２のパンチ位置Ｐｏｓ．６にある前記保持デバイス（２１０）に接続されるとき、前記第１の誘導ピン（２５６ａ）が、前記第２の受容穴（２２１ｂ）に受容され、前記第２の誘導ピン（２５６ｂ）が、前記第１の受容穴（２２１ａ）に受容される、請求項６に記載の試料調製デバイス（２００）。

【請求項8】

前記２つ以上の誘導ボア（２５１）が、前記パンチ受容側面（２５２）における入口直径が、前記結合側面（２５３）における出口直径よりも大きい円錐形状を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の試料調製デバイス（２００）。

【請求項9】

前記試料コレクタ（２３３）の前記最前端部が、前記誘導デバイス（２５０）に提供された前記２つ以上の誘導ボア（２５１）に嵌合するように構成された円錐形状を有する、請求項４～８のいずれか一項に記載の試料調製デバイス（２００）。

【請求項10】

前記誘導デバイス（２５０）に、前記第１の半分及び／又は第２の半分（２５８ａ、２５８ｂ）内に前記中心線Ａに対して非対称的に位置する３つ、４つ、５つ、又はそれ以上の誘導ボア（２５１）が提供されている、請求項１～９のいずれか一項に記載の試料調製デバイス（２００）。

【請求項11】

前記誘導デバイス（２５０）に、前記第１の半分及び第２の半分（２５８ａ、２５８ｂ）内に前記中心線Ａに対して非対称的に位置する５つの誘導ボア（２５１ａ～２５１ｅ）が提供されている、請求項１０に記載の試料調製デバイス（２００）。

【請求項12】

収集プレート上に収集された粒子を含有する試料を調製／処理するための方法であって、前記方法が、請求項１～１１に記載のデバイスを使用し、前記方法が、
ａ）分析される粒子ｐを含有する収集プレート（３３、４３、５３）を保持する前記保持デバイス（２１０）を提供するステップと、
ｂ）２つ以上の誘導ボア（２５０）が提供されている前記誘導デバイス（２５０）を、第１のパンチ位置ｐｏｓ．１で前記保持デバイス（２１０）に位置合わせ及び接続するステップと、
ｃ）試料コレクタ（２３３）が提供されているパンチカッティングのためのデバイス（２３０）を提供するステップと、
ｄ）前記誘導デバイス（２５０）が前記第１のパンチ位置ｐｏｓ．１で前記保持デバイス（２１０）に接続されているとき、前記誘導デバイス（２５０）に提供された前記２つ以上の誘導ボア（２５１）の各々を通って、前記収集プレート（３３、４３、５３）から、前記試料コレクタ（２３３）によって、試料を収集するステップと、
ｅ）２つ以上の誘導ボア（２５１）が提供されている前記誘導デバイス（２５０）を、第２のパンチ位置ｐｏｓ．６で前記保持デバイス（２１０）に位置合わせ及び接続するステップと、
ｅ）前記誘導デバイス（２５０）が前記第２のパンチ位置ｐｏｓ．６に接続されているとき、前記誘導デバイス（２５０）に提供された前記２つ以上の誘導ボア（２５１）の各々を通って、前記収集プレート（３３、４３、５３）から、前記試料コレクタ（２３３）によって、試料を収集するステップと、を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、収集プレート上に収集された粒子を含有する試料を調製するための試料調製デバイス、及び収集プレート上に収集された粒子を伴う試料を調製するための試料調製デバイスを使用するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ヒトの気道は毎日少なくとも７～８立方メートルの空気に直面しており、吸入された粒子及びガスを解毒するための高度な生物学的システムがある。吸入された物質に対する最前線の防御は、全ての気道をカバーする呼吸管ライニング液（ＲＴＬＦ）である。ＲＴＬＦは、先天性免疫に関与することに加えて、いくつかの重要な抗酸化系を含有し、吸入された物質の表面張力を減少させる界面活性剤として機能する。

【0003】

ＲＴＬＦの組成は、気道の炎症状態で変化することが示されている。ＲＴＬＦ中の抗酸化剤と吸入された酸化剤との間のバランスが妨げられるとき、酸化ストレスは、炎症過程を開始する。この炎症過程は、非常に多様であるが、喘息から肺癌までのほとんどの呼吸器疾患の発症において共通している主要な初期事象である。

【0004】

呼吸器疾患につながる病態生理学的過程は、これまでのところ完全には理解されていない。この理由の１つは、これらの過程をヒトで監視することが困難であるためである。様々な曝露の効果を評価するために使用される方法の例としては、肺機能の測定、呼気された一酸化窒素、誘発された痰、又は気管支鏡検査からの気管支肺胞洗浄（ＢＡＬ）又は生検の分析が挙げられる。残念ながら、これらの方法は、過度に侵襲的である、可変結果を提供する、及び／又はリスクを伴うなどの欠点に関連している。

【0005】

使用される更なる方法には、ヒトの気道の複雑な環境への限定的な一般化のみを可能にするインビトロ試験が含まれる。同じことは、ヒトとの遺伝的調和は高いものの、様々な遺伝子の発現が実質的に異なる、動物研究にも大部分が当てはまる。

【0006】

更に、導入されている更なる方法は、呼気凝縮液（ＥＢＣ）の収集である。この方法は、揮発性化合物及び不揮発性化合物の両方が特定された低温によって凝縮される呼気水蒸気の分析を伴う。ＥＢＣ中に見出される不揮発性物質は、気道内に形成される粒子に由来すると考えられる。呼気凝縮液（ＥＢＣ）の収集は、非常に低い濃度の対象物質をもたらす水での希釈、口腔由来の物質による高い汚染、高い個体内変動係数、及びＥＢＣ中に見出される不揮発性物質をサンプリングする非常に非効率的な方法など、多くの深刻な方法論的困難に関連している。

【0007】

ＷＯ２００９／０４５１６３及びＷＯ２０１９／０１１７５０の両方が、呼気粒子を収集するためのシステムを開示しており、このシステムは、対象が慣性インパクタの入口に粒子を含有する空気を呼気するマウスピースを備える。インパクタは、呼気された粒子が特定の領域に収集される１つ以上の収集プレートを備える。しかしながら、呼気される特定のタイプの粒子の数は、いくつかの例では非常に少なく、粒子を収集プレート上に収集する方法に起因して、これらの粒子からのシグナルが、その後の分析で非常に弱くなるか、又は検出されなくなる。したがって、収集された粒子からのシグナルを改善する方法を見つける必要がある。

【発明の概要】

【0008】

本発明の目的は、従来技術の欠点の少なくとも１つを克服又は改善することであり、上記の目的は、請求項１に記載の試料調製デバイス、及び請求項１２に記載の方法によって達成され得る。更なる実施形態は、従属請求項、明細書、及び図面に記載されている。

【0009】

本明細書に記載されるように、収集プレート上に収集された粒子を含有する試料を調製するための試料調製デバイスが提供される。試料調製デバイスは、収集プレートからの粒子Ｐの試料の収集中に収集プレートを固定するための保持デバイスを備える。

【0010】

試料調製デバイスは、収集プレートから粒子Ｐの試料を収集するための試料コレクタが提供されているパンチカッティングのためのデバイスを更に備える。試料調製デバイスはまた、収集プレートからの粒子Ｐの試料の収集中に試料コレクタを受容及び誘導するための２つ以上の誘導ボアを備える誘導デバイスを備える。

【0011】

誘導デバイスは、第１の横方向側面と第２の横方向側面との間の平面ｘに沿って第１の長さだけ延在する。誘導デバイスは、平面ｙに沿った第２の長さであって、平面ｙが、平面ｘに垂直である、第２の長さだけ延在する。誘導デバイスは、平面ｚに沿った第３の長さであって、平面ｚが、平面ｘ及びｙの両方に垂直であり、第３の長さが、誘導デバイスのパンチ受容側面と結合側面との間の距離を画定する、第３の長さだけ延在する。

【0012】

誘導デバイスは、誘導デバイスを等しいサイズの第１の半分及び第２の半分に分割する平面ｘに平行に延在する中心線Ａを含み、２つ以上の誘導ボアは、第１の半分及び／又は第２の半分内に中心線Ａに対して非対称的に位置する。

【0013】

誘導デバイスは、第１のパンチ位置Ｐｏｓ．１又は第２のパンチ位置Ｐｏｓ．６のいずれかで保持デバイスに接続されるように構成され、第１のパンチ位置Ｐｏｓ．１では、第１の横方向側面は、平面ｘに平行な第１の方向に面し、第２のパンチ位置Ｐｏｓ．６では、誘導デバイスは、ｘ、ｙ平面に沿って１８０°回転し、その後、第１の横方向側面は、平面ｘに平行な第２の方向に面する。第１及び第２の方向は、平面ｘに平行であり、第２の方向は、第１の方向とは正反対である。

【0014】

上記の試料調製デバイスは、通常の実践的な分析方法と比較して、試料中に微量の粒子Ｐのみが存在することを検出する可能性を有意に強化する方法で、ユーザが粒子で収集プレートを処理することを可能にする。試料調製デバイスは、使用者が、分析される試料中の粒子のシグナルを有意に増加させることを可能にする。したがって、標準方法を使用する場合、通常は検出限界に近い、又はそれ以下である粒子の濃度を含有する試料は、検出及び／又は定量化され得るシグナルを与える。

【0015】

粒子を含有する収集プレートは、有利には、ロックリングによって保持デバイス内に配設されたプレート保持フレームに固定される。好ましくは、ロックリングは磁気であり、これは、有利には、磁気材料で作製されている保持デバイスへの収集プレートの固定を容易にする。

【0016】

パンチカッティングのためのデバイスの前端部は、試料の収集中に収集プレートを通って押されるように適合された試料コレクタで構成される。試料コレクタは、内部が中空であり、最前端部には鋭利化された切断縁部が提供されている。鋭利な切断縁部は、試料コレクタが収集プレートを切断して、収集プレート上に収集された粒子の山をパンチアウトすることを可能にする。粒子のパンチアウトされた試料は、中空チューブ内で収集され、例えば、後続の分析のために試験管内に移動させることができる。

【0017】

保持デバイスは、誘導デバイスの結合側面に提供されている第１及び第２の誘導ピンを受容するように構成された第１及び第２の受容穴を備える。誘導ピン及び受容穴は、誘導デバイスが保持デバイス上の第１のパンチ位置Ｐｏｓ．１又は第２のパンチ位置Ｐｏｓ．６のいずれかに接続されるとき、誘導デバイスが完全に整列していることを確実にする。

【0018】

誘導デバイスが第１のパンチ位置Ｐｏｓ．１で保持デバイスに接続されるとき、第１の誘導ピンは、第１の受容穴に受容され、第２の誘導ピンは、第２の受容穴に受容される。誘導デバイスが第２のパンチ位置Ｐｏｓ．６で保持デバイスに接続されるとき、第１の誘導ピンは、第２の受容穴に受容され、第２の誘導ピンは、第１の受容穴に受容される。

【0019】

２つ以上の誘導ボアは、有利には、結合側面の出口直径よりも大きい、パンチ受容側面の入口直径を有する円錐形状を有する。試料コレクタの前端部は、有利には、誘導デバイスに提供されている２つ以上の円錐形誘導ボアに適合するように構成された円錐形状を有する。前端部が誘導ボアに配置されると、試料コレクタの円錐形状及び誘導ボアは、試料コレクタの鋭利化された切断縁部が、収集プレート上に堆積された粒子Ｐの山を収集するために完全に整列することを可能にする。

【0020】

試料コレクタの前端部が円錐形誘導ボアの底部に当接すると、最前端部の鋭利化された縁部が、誘導デバイスの結合側面の誘導ボアから突出し、中空試料コレクタの鋭利化された切断縁部が収集プレートを通って押し出される。これにより、粒子Ｐの山を収集プレートからパンチし、中空の試料コレクタ内に収集することができる。

【0021】

誘導デバイスは、第１の半分及び／又は第２の半分の中心線Ａに対して非対称的に位置する３つ、４つ、５つ以上の誘導ボアが提供されている。有利には、誘導デバイスは、第１の半分及び第２の半分の中心線Ａに対して非対称的に位置する５つの誘導ボアが提供されている。

【0022】

誘導デバイスの有利な設計は、山のサイズが小さく、堆積された山間の空間が狭いにもかかわらず、パンチカッティングのためのデバイスによって粒子Ｐの山の正確な収集を可能にする。誘導デバイスの第１の半分及び／又は第２の半分における中心線Ａに対する誘導ボアの非対称的な配置に起因して、誘導デバイスが第１のパンチ位置Ｐｏｓ．１及び第２のパンチ位置Ｐｏｓ．６にそれぞれ接続されるとき、パンチカッティングのためのデバイスの前端部が、各三日月形群の粒子Ｐの第２の山ごとに試料コレクタを整列させるための十分なスペースが提供される。

【0023】

本明細書に記載される更なる目的は、本明細書に説明される試料調製デバイスを使用して、収集プレート上に収集された粒子を含有する試料を調製／処理するための方法を提供することである。本方法は、
ａ）分析される粒子Ｐを含有する収集プレートを固定する保持デバイスを提供するステップと、
ｂ）２つ以上の誘導ボアが提供されている誘導デバイスを、第１のパンチ位置Ｐｏｓ．１の保持デバイスに位置合わせ及び接続するステップと、
ｃ）試料コレクタが提供されているパンチカッティングのためのデバイスを提供するステップと、
ｄ）誘導デバイスが第１のパンチ位置Ｐｏｓ．１で保持デバイスに接続されているとき、誘導デバイスに提供された２つ以上の誘導ボアの各々を通って、収集プレートから、試料コレクタによって、試料を収集するステップと、
ｄ）２つ以上の誘導ボアが提供されている誘導デバイスを、第２のパンチ位置Ｐｏｓ．６の保持デバイスに位置合わせ及び接続するステップと、
ｅ）誘導デバイスが第２のパンチ位置Ｐｏｓ．６に接続されているとき、誘導デバイスに提供された２つ以上の誘導ボアの各々を通って、収集プレートから、試料コレクタによって、試料を収集するステップと、を含む。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】対象によって呼気された粒子を収集するためのシステムを開示する。

【図2】対象によって呼気される粒子を収集するためのシステムで使用されるインパクタの４つの段階２０、３０、４０、５０を開示する。

【図3】本明細書に開示される試料調製デバイス２００の図である。

【図4A-B】本明細書に開示される誘導デバイスの図であり、図４Ａは、パンチ受容側面２５２の図であり、図４Ｂは、プレート結合側面２５３の図である。

【図5A-H】本明細書に開示される試料調製デバイス２００を使用するためのステップを開示する。

【図5A】誘導ボア２５１がパンチ受容側面２５２からプレート結合側面２５３まで誘導デバイス２５０を通ってどのように延在するかを開示する。

【図5B】本明細書に開示される試料調製デバイス２００を使用するためのステップを開示し、第１のパンチ位置Ｐｏｓ．１で保持デバイス２１０のトレイセクション２１１に配設されている誘導デバイス２５０を開示する。

【図5C】本明細書に開示される試料調製デバイス２００を使用するためのステップを開示し、粒子ｐ１～ｐ１０の山が収集された収集プレートを開示する。

【図5D】本明細書に開示される試料調製デバイス２００を使用するためのステップを開示し、誘導デバイス２５０によって誘導されたときに収集プレートから試料を収集する試料コレクタ２３３の切り取り図である。

【図5E】本明細書に開示される試料調製デバイス２００を使用するためのステップを開示し、誘導デバイス２５０が第１のパンチ位置Ｐｏｓ．１にある状態で５つの試料が収集された後の収集プレートの図である。

【図5F】本明細書に開示される試料調製デバイス２００を使用するためのステップを開示し、第１のパンチ位置Ｐｏｓ．１と第２のパンチ位置Ｐｏｓ．６との間で切り換えられる誘導デバイス２５０の図である。

【図5G】本明細書に開示される試料調製デバイス２００を使用するためのステップを開示し、第２のパンチ位置Ｐｏｓ．６で保持デバイス２１０のトレイセクション２１１に配設されている誘導デバイス２５０を開示する。

【図5H】本明細書に開示される試料調製デバイス２００を使用するためのステップを開示し、収集プレートから１０個の試料が収集された後の収集プレートの図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

ＷＯ２００９／０４５１６３及びＷＯ２０１９／０１１７５０はいずれも、インパクタによって呼気粒子を収集するためのシステム、及びそのシステムを使用してそのような粒子を収集するために使用される方法を開示している。このシステムを使用する際の最も重要なステップを下に要約する。

【0026】

図１は、対象によって呼気された粒子を収集するためのシステムを開示する。システム１００は、ポンプ１１５によってインパクタ１０を通って呼気される一定の空気の流れを維持するように配設されている。インパクタ容量は、通常、一度に呼気全体を取り扱うのに不十分であるため、対象によって呼気される空気は、マウスピース１１０を通過し、慣性インパクタ１０、及びリザーバ１１４に入る。したがって、インパクタ容量を超える任意の呼気空気は、リザーバ１１４に入る。システムの一部は、温度調整された区画１２０内に位置する。

【0027】

対象が呼気を終えると、第１の弁１１６は閉鎖される。次いで、ポンプ１１５は、インパクタ１０を通して、リザーバ１１４内に貯蔵された呼気空気を引き出し、それによって、インパクタ１０を通る呼気空気の連続的な流れを維持する。

【0028】

対象による各呼気の全体、又は実質的に全体の体積が検査され得る。システムは、システムを通る流れを維持するために外部空気をリザーバ１１４に追加することを必要とせずに動作し、それによって、追加された外部空気に関連する汚染のリスクを低減する。

【0029】

慣性インパクタ１０は、当該技術分野で既知であり、医療用途での使用に好適な任意の慣性インパクタであり得る（図２を参照）。本明細書に開示されるシステムは、入口１２及び出口１４を備える慣性インパクタ１０と、粒子Ｐを含むガス流Ａが入口１２を介してインパクタに入り、出口１４を介してインパクタを出る前に各段を順番に通過するように配設された複数の段階２０、３０、４０、５０と、を含む。図２は、４つの段２０、３０、４０、５０を例解するが、２から１５の段を有するインパクタが既知である。インパクタ１０を通る流れは、インパクタの出口１４に接続されたポンプ１１５によって引き起こされる。

【0030】

各段は、仕切り２１、３１、４１、５１によって隣接する段から分離され、各仕切りは、ガス流Ａを収集プレート３３、４３、５３に方向付ける少なくとも１つのオリフィス２２、３２、４２、５２を有する（実際には、複数のオリフィスが各仕切りに存在する）。各収集プレートの主面は、ガス流の流れの方向に実質的に垂直に配設され、粒子Ｐが少なくとも１つのオリフィス２２、３２、４２、５２を出ると、それらは、後続の収集プレート３３、４３、５３の表面に衝撃を与え、その上に整然と収容された粒子Ｐの山３４、４４、５４を形成する。これは、例えば、第１の仕切り２１が１０個のオリフィス２２．１～２２．１０を有する場合、１０個の別個の粒子Ｐの山３４．１～３４．１０が、オリフィス２２．１～２２．１０のパターンに対応するパターンで第１の収集プレート３３上に形成されることを意味する。

【0031】

第１の収集プレート３３の周りで空気流が偏向したときにその空気流に従うことができないような慣性を有する粒子は、第１の収集プレート３３に衝撃を与え、一方、より少ない慣性を有する粒子は、次の段４０に継続する。粒子の慣性はその質量に依存し、その質量はそのサイズに依存する。このようにして、粒子の質量又はサイズ分離が可能である。したがって、各段におけるオリフィスの数、それらの直径、及びオリフィスから収集プレートまでの距離を選択することによって、エアロゾル中の粒子の質量又はサイズの分離が達成される。呼気又は呼気凝縮液と比較して、収集プレート上の材料の濃度の増加はかなり大きい。

【0032】

収集プレートは、約０．４マイクロメートル～約１マイクロメートルの厚さを有し得る。収集プレートは、１０～１２ｍｍの側面を有する正方形形状であり得るか、又は収集プレートは、任意選択的に、約２５ｍｍの直径を有する円形形状を有し得る。プレートは、元素シリコン、親水性／疎水性テフロン、親水性ガラス繊維、親水性混合セルロースエステル、親水性ポリカーボネート、疎水性ポリフッ化ビニリデン濾紙基材から作製され得、及び／又は意図された分析に適した改質表面を有し得る。

【0033】

単一の呼気は、十分な数の粒子を提供し得るが、典型的には、粒子は、繰り返される呼気から収集される。ヒトにおける医学的状態の診断のために、粒子は、最大数十分間、例えば、１秒～５０分間、５秒～２０分間、又は１０秒～５分間など、１秒から１００分間を含む期間の連続吸入／呼気から収集され得る。

【0034】

呼気パターンを変えることによって、気道の異なる部分から代表的な粒子を収集することも可能である。

【0035】

以下の方法で試料を収集する。インパクタ１０が清潔な収集プレート３３、４３、５３を装填されており、システム、特にインパクタ１０が所望の温度に達していると想定される。まず、流量計は、流量の適切な測定を可能にするためにゼロにされ、その後、湿った清浄な空気流量は、測定中にシステムから正の流量が維持されるような値に設定される。次いで、インパクタの流量は、清浄な空気流量よりも低い値に設定される。この手順の間、システムは清浄で粒子を含まない空気によって供給されるため、プレート３３、４３、５３に堆積物は収集されない。次いで、光学粒子カウンタが開始され、例えば、システムへの漏れを示すようなスプリアス粒子が存在しないことがチェックされる。次いで、システムへの呼気が開始されると、粒子カウンタは、インパクタを通して呼気された空気を連続的に引き出し、インパクタ１０が後の分析のために試料を収集する間、例えば、０．５、１、５、１０秒又はそれ以上ごとに、特定の設定された時間間隔でサイズ分布を生成する。必要な量の試料が取得された場合、収集は終了し、サンプリングの時間と呼気量が記録される。インパクタ１０を通る流れはオフにされ、収集プレート保持デバイスはインパクタシステムから取り外され、装填された収集プレート３３、４３、５３は保持デバイスから回収される。

【0036】

１つ以上のインパクタ収集プレート３３、４３、５３を取り外し、それらの化学成分について分析する。この分析は、呼気空気成分及び／又は粒子がプレート上に残っている間、及び／又は呼気空気成分及び／又は粒子がプレートから除去された後に実施され得る。この分析は、当該技術分野で既知であるような標準的な分析技術を使用して実行することができる。次いで、分析は、検査を受けている対象の病状に関する洞察を提供する。

【0037】

上で説明されるように、粒子は、インパクタ１０内の試料収集中に、特定のパターンで収集プレート３３、４３、５３上に整然とした山として堆積される。１つの分析戦略では、粒子は、依然として収集プレート上にある間に分析される。別の分析戦略では、収集された材料を収集プレートから除去し（洗い流す）、次いで、収集された粒子を含有する洗浄液を、異なる化学的又は生化学的分析技術のために更に処理することができる。

【0038】

収集プレート３３、４３、５３上に収集された粒子の数は、しばしば非常に希少であり、検出限界（ＬＯＴ）又はそれに近い。したがって、収集プレート３３、４３、５３上に収集された試料が必要以上に希釈されないことが極めて重要である。上で説明されるシステム１００内のインパクタ１０の設計に起因して、関心粒子は、収集プレート３３、４３、５３の総表面の非常に限られた領域上にのみ収集される。アナリストが直面している問題は、粒子を収集プレート３３、４３、５３から除去するために大量の洗浄液が必要であり、粒子の望ましくない希釈をもたらすことである。この希釈効果に起因して、粒子が検出されないことがある。後続の分析のための粒子濃度を増加させるために、収集プレート３３、４３、５３上に収集された粒子Ｐの山は、有利には、本明細書に説明されるような試料調製デバイス２００によって個々に処理される。

【0039】

通常は検出限界に近い、又は検出限界を下回る量の粒子が、検出及び／又は定量化され得るシグナルを与えるように、本明細書に開示される試料調製デバイス２００は、後続の分析のために試料中の粒子Ｐの濃度を有意に増加させる。

【0040】

本明細書に開示される試料調製デバイス２００は、図３に示されており、
－収集プレート３３、４３、５３からの粒子Ｐの試料の収集中に収集プレート３３、４３、５３を固定するための保持デバイス２１０と、
－収集プレート３３、４３、５３から粒子Ｐを有する試料を収集するための試料コレクタ２３３が提供されているパンチカッティングのためのデバイス２３０（以下、パンチカッタ２３０と呼ぶ）と、
－収集プレート３３、４３、５３からの粒子Ｐの試料の収集中に試料コレクタ２３３を受容及び誘導するための２つ以上の誘導ボア２５１を備える誘導デバイス２５０

【0041】

呼気からの粒子Ｐの収集中、呼気された粒子Ｐが堆積された収集プレート３３、４３、５３は、保持デバイス２１０に堅固に固定される。収集プレート３３、４３、５３上への粒子Ｐの収集の終了後、各収集プレート３３、４３、５３のための保持デバイス２１０は、インパクタ１０から取り外される。しかしながら、収集プレート３３、４３、５３を保持デバイス２１０からも取り外す代わりに、収集プレート３３、４３、５３は、後続のサンプリングステップのために、保持デバイス２１０内に堅固に固定されたままであり得る。

【0042】

収集プレート３３、４３、５３を保持及び固定するための保持デバイス２１０（図３に最良に見られる通り）は、呼気空気からの粒子の収集中に収集プレート３３、４３、５３を受容及び保持するように構成されたプレート保持フレーム２１７が提供されているトレイセクション２１１で構成される。収集プレート３３、４３、５３は、ロックリング２１８によってプレート保持フレーム２１７に堅固に固定される。有利には、ロックリング２１８は、プレート保持フレーム２１７内の収集プレート３３、４３、５３の装填及び降ろしを容易にする磁気である。

【0043】

トレイセクション２１１は、その側面のうちの３つに沿って誘導縁部２１２ａ、２１２ｂ、２１３が提供されており、これらは、トレイセクション２１１の第１及び第２の面に垂直であり、トレイセクション２１１の第１及び第２の面から離れる方向に延在する。トレイ２１１の第１の横方向側面に沿った誘導縁２１３には、有利には、保持デバイス２１０の取り扱いを容易にするためにハンドル２１６が提供されている。ハンドル２１６が提供されている横方向誘導縁部２１３とは反対側の保持デバイス２１０の側面は、開放２１９のままであり得る。有利には、保持デバイス２１０は、試料間の洗浄を容易にするために、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、又はプラスチックから作製される。

【0044】

試料調製デバイスは、収集プレート３３、４３、５３から試料を収集するためのパンチカッタ２３０を更に含む。図３に最良に見られるように、パンチカッタ２３０の前端部には、収集プレート３３、４３、５３から粒子Ｐの個々の山をサンプリングするように構成された試料コレクタ２３３が提供されている。試料コレクタ２３３は中空であり、その最前端部は開放され、その開口部は鋭利化された切断縁部２３２が提供されている（図５ｄを参照）。

【0045】

試料コレクタ２３３上の前端開口部の直径は、収集プレート３３、４３、５３上に収集された粒子Ｐの山の直径よりもわずかに大きい。パンチカッタ２３０は、試料の収集中に、収集プレート３３、４３、５３を通して、試料コレクタ２３３を押し、試料コレクタ２３３の中空空間内部に粒子Ｐの山を有するパンチアウトされた試料を受容するように構成されている。

【0046】

呼気された粒子Ｐは、インパクタ内の粒子収集中に、特定のパターンで収集プレート３３、４３、５３上に整然とした山として堆積される。しかしながら、粒子Ｐの堆積された山は、収集プレート３３、４３、５３上では見えないため、それらが収集プレート表面上のどこに衝撃を与えたかを示すことなく、位置特定することは困難である。したがって、収集プレート３３、４３、５３からの粒子Ｐの山のサンプリングを容易にするために、試料調製デバイスは、粒子Ｐの山が収集プレート３３、４３、５３上のどこに堆積されたかを示す誘導デバイス２５０を含む。

【0047】

図４Ａ及び図４Ｂに最良に見られる誘導デバイス２５０は、収集プレート３３、４３、５３からの粒子Ｐの山の収集中に試料コレクタ２３３の前端部を受容及び誘導するように構成された２つ以上の誘導ボア２５１が提供されている。誘導ボア２５１は、誘導デバイス２５０を通って、パンチ受容側面２５２からプレート結合側面２５３まで延在する（図５Ａを参照）。

【0048】

誘導デバイス２５０は、第１の横方向側面２５４ａと第２の横方向側面２５４ｂとの間の第１の平面ｘに沿って第１の長さだけ延在する。第１の長さは、誘導デバイス２５０の長さを画定する。有利には、第１及び第２の横方向側面２５４ａ、２５４ｂには、手での誘導デバイス２５０の把持を容易にするくぼみが提供されている。

【0049】

誘導デバイス２５０は、第１の平面ｘに垂直な第２の平面ｙ内の２つの長手方向側面２５５ａ、２５５ｂの間で第２の長さだけ延在し、第２の長さは、誘導デバイス２５０の幅を画定する。

【0050】

誘導デバイス２５０は、第３の平面ｚに沿って第３の長さだけ延在し、第３の平面ｚは、平面ｘ及びｙの両方に垂直である。第３の長さは、誘導デバイス２５０の厚さ、すなわち、パンチ受容側面２５２と結合側面２５３との間の距離を画定する。誘導デバイス２５０は、正方形又は長方形の設計を有し得るが、有利には、保持デバイス２１０の誘導縁部２１２ａ、２１２ｂ、２１３の間のトレイセクション２１１に正確に嵌合して配設されることを可能にする形状で構成される。

【0051】

誘導デバイス２５０は、第１のパンチ位置Ｐｏｓ．１（図５Ａ及び図５Ｂを参照）又は第２のパンチ位置Ｐｏｓ．６（図５Ｇを参照）のいずれかで保持デバイス２１０のトレイセクション２１１に接続されるように配設され、誘導デバイス２５０のプレート結合側面２５３は、両方の位置で収集プレート３３、４３、５３に面している。第１のパンチ位置Ｐｏｓ．１では、誘導デバイス２５０の第１の横方向側面２５４ａは、第１の方向に面し、第２のパンチ位置Ｐｏｓ．６では、誘導デバイス２５０は、ｘ、ｙ平面に沿って１８０°回転し、その後、第１の横方向側面２５４ａは、第２の方向に面し、第２の方向は、第１の方向とは正反対である。これは図５Ａに見ることができ、第１の位置Ｐｏｓ．１では、誘導デバイス２５０の第１の横方向側面２５４ａが、トレイ２１１の第１の横方向側面に沿って誘導縁部２１３に面し、第２の位置Ｐｏｓ．６では、誘導デバイスが、ｘ、ｙ平面に沿って１８０°回転し、その後、第１の横方向側面２５４ａが、トレイセクション２１１の開放側面２１９に面する（図５Ｇを参照）。

【0052】

誘導デバイス２５０を異なるパンチ位置Ｐｏｓ．１及びＰｏｓ．６で保持デバイス２１０に接続するときに適切な整列を確実にするために、保持デバイス２１０のトレイセクション２１１は、誘導デバイス２５０の結合側面２５３に配設された第１及び第２の誘導ピン２５６ａ、２５６ｂを受容するように構成された第１及び第２の受容穴２２１ａ、２２１ｂ（図３を参照）が提供されている。図４Ｂを参照）。第１の受容穴２２１ａ及び第２の受容穴２２１ｂは、それぞれ、第１の誘導縁部２１２ａ及び第２の誘導縁部２１２ｂに沿って保持デバイス２１０のトレイセクション２１１に配設され、第１の受容穴２２１ａは、横方向誘導縁部２１３ａに向かって位置し、第２の受容穴２２１ｂは、開放側面２１９に向かって位置する。

【0053】

誘導デバイス２５０が第１のパンチ位置Ｐｏｓ．１で保持デバイス２１０に接続されるとき、図５Ａに見られるように、誘導デバイス２５０の第１の誘導ピン２５６ａは、保持デバイス２２０の第１の受容穴２２１ａに受容され、第２の誘導ピン２５６ｂは、第２の受容穴２２１ｂに受容される。誘導デバイス２５０が第２のパンチ位置Ｐｏｓ．６で接続されるとき、図５Ｇに見られるように、誘導デバイス２５０は、ｘ、ｙ平面（図５Ｆを参照）に沿って１８０°回転し、その後、誘導デバイス２５０の第１の誘導ピン２５６ａは、保持デバイス２１０の第２の受容穴２２１ｂに受容され、第２の誘導ピン２５６ｂは、第１の受容穴２２１ａに受容される。

【0054】

切り欠き２５７（図４Ｂを参照）は、誘導デバイス２５０の結合側面２５３上に配設されている。切り欠き２５７は、誘導デバイス２５０が第１又は第２のパンチ位置Ｐｏｓ．１、Ｐｏｓ．６のうちの一方で保持デバイス２１０に接続されているときに、収集プレート３３、４３、５３がロックリング２１８によって固定されたプレート保持フレーム２１７を受容するように構成される。切り欠き２５７は、収集プレート３３、４３、５３及びロックリング２１８と嵌合されるとき、プレート保持フレーム２１７の総高さよりもわずかに深く、それによって、収集プレート３３、４３、５３の表面と切り欠き２５７の底面との間にわずかな距離を残す（図５Ａを参照）。切り欠き２５７は、保持デバイス２１０のトレイセクション２１１内の誘導デバイス２５０の正しい嵌合を更に確実にする。

【0055】

中心線Ａは、誘導デバイス２５０をそれぞれ等しいサイズの第１の半分２５８ａ及び第２の半分２５８ｂに分割する（図４Ａを参照）平面ｘに平行に延在する。２つ以上の誘導ボア２５１は、その第１の半分２５８ａ及び／又は第２の半分２５８ｂにおいて中心線Ａに対して非対称的に位置する。「誘導ボアが中心線Ａに対して非対称的に位置する」という表現は、誘導デバイス２５０の第１の半分２５８ａ及び第２の半分２５８ｂが互いの鏡像を形成するように、２つ以上の誘導ボア２５１が位置することができないことを意味することを意図している。２つの誘導ボア２５１ａ、２５１ｂを備える誘導デバイス２５０の場合、両方の誘導ボア２５１ａ、２５１ｂは、例えば、誘導デバイス２５０の第１の半分２５８ａに位置し得る（すなわち、両方の誘導ボアは、中心線Ａの一方の側にのみ位置する）が、誘導ボアは、第２の半分２５８ｂに位置しない。代替的に、第１の誘導ボア２５１ａは、誘導デバイス２５０の第１の半分２５８ａ上の第１の横方向側面２５４ａに近接して位置し、第２の誘導ボア２５１ｂは、第２の半分２５８ｂの中央に向かって位置する。

【0056】

誘導デバイス２５０は、収集プレート３３、４３、５３からの粒子Ｐの山の収集中に試料コレクタ２３３を受容及び誘導するための３、４、５、又はそれ以上の誘導ボア２５１が提供され得る。有利には、誘導デバイス２５０は、収集プレート３３、４３、５３上に堆積された粒子Ｐの山の数の半分に等しい数の誘導ボア２５１が提供されている。したがって、粒子Ｐの１２の山が収集プレート３３、４３、５３上に堆積された場合、誘導デバイス２５０は、６つの誘導ボア２５１ａ～２５１ｆを含む。収集プレート３３、４３、５３が粒子Ｐの８つの山を含有する場合、誘導デバイス２５０は、４つの誘導ボア２５１ａ～２５１ｄなどを含む。

【0057】

有利な実施形態では、粒子の１０の山は、第１の三日月形群２２２ａに５つの山ｐ１－５、及び第２の三日月形群２２２ｂに５つの山ｐ６－１０を有する２つの三日月形群２２２ａ及び２２２ｂ（図５Ｃを参照）として、収集プレート３３、４３、５３上に堆積される。したがって、この実施形態に使用される誘導デバイス２５０には、図４Ａに見られるように、誘導デバイス２５０の中心線Ａに対して非対称的に位置する５つの誘導ボア２５１ａ～２５１ｅが提供されている。誘導ボア２５１の非対称的な配置の理由を、以下に説明する。

【0058】

誘導ボア２５１は、有利には、パンチ受容側面２５２から、誘導デバイス２５０を通って結合側面２５３まで、平面ｚ内に延在する円錐形状を有する（図５Ａを参照）。誘導ボア２５１は、結合側面２５３の出口直径よりも大きい、誘導デバイス２５０のパンチ受容側面２５２の入口直径を有する。出口直径は、中空試料コレクタ２３３の最前端部の直径よりもわずかに大きく、その結果として、これは、収集プレート３３、４３、５３に堆積された粒子Ｐの山の直径よりもわずかに大きいことに留意されたい。これは、収集プレート３３、４３、５３上に堆積された粒子Ｐの山の直径が、誘導デバイス２５０のパンチ受容側面２５２上の誘導ボア２５１の入口直径よりもかなり小さいことを意味する。

【0059】

中空試料コレクタ２３３の鋭利化された切断縁部２３２を、収集プレート３３、４３、５３上に堆積された粒子Ｐの山の位置と適切に整列させるために、試料コレクタ２３３の前端部には、誘導ボア２５１の円錐形状に正確に適合するように構成された円錐形プロファイルが提供されている。試料コレクタ２３３が誘導ボア２５１内に配置されると、試料コレクタ２３３の鋭利化された切断縁部２３２は、図５Ｄに見られるように、収集プレート３３、４３、５３から粒子Ｐの堆積された山を切断及び収集するために完全に整列される。有利には、プレート保持フレーム２１７の底部には、弾性面を有するパッド（図示せず）が取り付けられ、その上に収集プレート３３、４３、５３が配置され、ロックリング２１８と固定される。

【0060】

試料コレクタ２３３の前端部が円錐形誘導ボア２５１の底部に当接すると、試料コレクタ２３３は、誘導デバイス２５０の結合側面２５３上の誘導ボア２５１から突出し、中空試料コレクタ２３３の鋭利化された切断縁部２３２は、収集プレート３３、４３、５３を通ってパッドの弾性面に向かって完全に押し出される（例えば、図５Ｂ及び５Ｄを参照）。これにより、粒子Ｐの山を収集プレート３３、４３、５３からパンチし、試料コレクタ２３３の中空チューブ内に収集することができる。粒子Ｐのパンチアウトした山を解放するために、アクチュエータは、パンチカッタ２３０上に押され、アクチュエータが、中空試料コレクタ２３３内のプッシュロッド２３１を作動させて、１つ以上のパンチアウトされた山を中空試料コレクタ２３３から、例えば、後続の分析のための試験管に押し込む。このようにして、収集プレート３３、４３、５３上に堆積された粒子Ｐの山は、パンチアウトされた山が１つ又は別個の試験管に配置されるかどうかに応じて、個々に又は集合的に収集及び分析され得る。

【0061】

収集プレート３３、４３、５３上に堆積された粒子Ｐの山は、互いに非常に近接して位置し、それらの直径は、試料コレクタ２３３の前端部の直径と比較して非常に小さいため、誘導デバイス２５０上で三日月形群２２２ａ、２２２ｂの全ての誘導ボア２５１を互いに隣接して取り付ける余地はない。代わりに、以下に説明するように、粒子Ｐの２番目の山のみ、誘導デバイス２５０上の誘導ボア２５１と突き合わされる。

【0062】

試料調製デバイス２００を使用して、収集プレート３３、４３、５３から粒子を含有する試料を収集するための手順を説明する。上で説明されるインパクタによって、対象によって収集プレート３３、４３、５３上に呼気された粒子を収集した後、保持デバイス２１０は、インパクタ１０から取り外される。

【0063】

誘導デバイス２５０は、誘導デバイス２５０の結合側面２５３に提供されている第１及び第２の誘導ピン２５６ａ、２５６ｂを、保持デバイス２１０のトレイセクション２１１に提供されている第１及び第２の受容穴２２１ａ、２２１ｂと整列させることによって、第１のパンチ位置Ｐｏｓ．１で保持デバイス２１０に接続される。プレート保持フレーム２１７が、誘導デバイス２５０の結合側面２５３上の切り欠き２５７内に適切に受容されることを確認することが重要である（図５Ａを参照）。

【0064】

試料コレクタ２３３の前端部は、第１の円錐形誘導ボア２５１ａ内に配置され、誘導ボア２５１の底部まで完全に押し込まれる。最前端部が誘導ボア２５１の底部に当接すると、試料コレクタ２３３は、誘導デバイス２５０の結合側面２５３上の誘導ボア２５１を通って突出し、中空試料コレクタ２３３の鋭利化された切断縁部２３２は、収集プレート３３、４３、５３を通ってパッドの弾性面に向かって完全に押し出される（図５Ｂ及び図５Ｄを参照）。これにより、粒子Ｐの山が収集プレート３３、４３、５３からパンチされ、中空の試料コレクタ２３３内に収集されることができる。

【0065】

その後、パンチカッタ２３０は、誘導ボア２５１から取り外され、粒子Ｐの山を有する収集された試料は、パンチカッタ２３０上のアクチュエータを作動させることによって中空試料コレクタ２３３から除去され得、それによって、プッシュロッド２３１によって粒子Ｐのパンチアウトされた山を、例えば、その後の分析のための試験管に移動させる。その後、試料収集は、残りの４つの誘導ボア２５１ｂ～２５１ｅについて繰り返される。

【0066】

５つの試料の山全てが誘導デバイス２５１を用いて第１のパンチ位置Ｐｏｓ．１に集められたとき、誘導デバイス２５０は保持デバイス２１０から取り外される。図５Ｅに見ることができるように、粒子の５つの山が収集プレート３３、４３、５３から収集され、第１の三日月形群２２２ａから３つの山、及び第２の三日月形群２２２ｂから２つの山が収集される。しかしながら、第１の三日月形群２２２ａから除去された粒子Ｐの３つの山は、互いに隣接して位置する３つの山ではなく、代わりに、山ｐ１、ｐ３、及びｐ５が除去される。第２の三日月形群２２２ｂでは、山ｐ７及びｐ９が除去される。サンプリングされた山ｐ１、ｐ３、ｐ５、ｐ７及びｐ９は、分析のために処理され得る。

【0067】

その後、誘導デバイス２５０は、１８０°回転し（図５Ｆを参照）、第２のパンチ位置Ｐｏｓ．６で保持デバイス２１０に接続され（上で説明され、図５Ｇに見られる通り）、粒子の山を含有する残りの５つの試料は、上で説明されるように収集される。誘導デバイスが第２のパンチ位置Ｐｏｓ．６で接続されると、残りの２つの山ｐ２及びｐ４は、第１の三日月形群２２２ａから収集され、残りの３つの山ｐ６、ｐ８及びｐ１０は、第２の三日月形群２２２ｂから収集される（図５Ｈを参照）。任意選択的に、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０などのパンチアウトされた試料など、複数の試料が、中空試料コレクタ２３３内に収集され、その後、後続の分析のために同じ試験管内に集合的に移動され得る。明らかに、誘導デバイス２５０を接続する順序は、山ｐ２、ｐ４、ｐ６、ｐ８、及びｐ１０が、それが山ｐ．１、ｐ．３、ｐ．５、ｐ．７、及びｐ．９を収集するために第１の位置Ｐｏｓ．１で接続される前に、誘導デバイス２５０を用いて第２の位置Ｐｏｓ．６で収集されるように、逆転され得る。

【0068】

誘導デバイス２５０の有利な設計は、山のサイズが小さく、堆積された山間の空間が狭いにもかかわらず、パンチカッタ２３０によって粒子Ｐの山の正確な収集を可能にする。誘導デバイス２５０上の誘導ボア２５１ａ～２５１ｅの非対称的な配置に起因して、誘導デバイス２５０が第１のパンチ位置Ｐｏｓ．１及び第２のパンチ位置Ｐｏｓ．６にそれぞれ接続されるとき、各三日月形群２２２ａ、２２２ｂ内の粒子Ｐの第２の山ごとに試料コレクタ２３３の前端部を整列させるための十分なスペースが提供される。

【0069】

収集プレート３３、４３、５３からの各パンチアウト部分のほぼ総面積は、収集された粒子Ｐの山によって覆われている。収集プレート３３、４３、５３のごく一部のみが粒子で覆われていない。粒子Ｐの山によって完全に覆われたパン部分を得ることの利点は、粒子Ｐをパンチアウト部品から除去するために必要な洗浄液が、収集プレート３３、４３、５３全体から除去されるよりもはるかに少ないことである。ユーザは、各パンチアウト部分を別々に分析するか、又は１つの収集プレート３３、４３、５３からの全てのパンチアウト部分を１つの分析に組み合わせることを選択し得る。いずれにせよ、洗浄液中の粒子の濃度は、収集プレート３３、４３、５３全体の分析と比較して数倍増加する。

【実施例】

【0070】

２０１７年に使用された標準分析法
ＷＯ２００９／０４５１６３及びＷＯ２０１９／０１１７５０に説明されているように、呼気粒子を１０個の山でミリポア膜上に堆積させた。およそ２４０ｎｇの呼気粒子を含有するミリポア膜を保持デバイスから取り出し、試験管に堆積させた。約１２０μｌの試料緩衝液を試験管に追加し、生体分子をミリポア膜上の粒子から抽出した。試料緩衝液は、遠心分離によってミリポア膜から分離され、約２ｎｇ／μｌの粒子に対応する最終粒子濃度が得られた。９２個のタンパク質マーカーの同時分析を提供するＯｌｉｎｋ Ｔａｒｇｅｔ９６ Ｃａｒｄｉｏｍｅｔａｂｏｌｉｃアッセイを使用して、４つの試料（１μｌ／試料）及び１つのブランクを分析した。心臓代謝パネルからの合計８つのバイオマーカーが、４つの試料のうちの少なくとも１つで検出された。（検出限界は、３つのブランク試料から測定した平均Ｏｌｉｎｋ ＮＰＸシグナルからの標準偏差の３倍として定義される）。

【0071】

５つのバイオマーカーＩＣＡＭ１、ＣＤＨ１、ＣＤ４６、ＣＣＬ１８及びＴＧＦＢＩを４つの試料全てにおいて検出した。更に、ＦＣＧＲ２Ａは、試料のうちの３つで検出され、ＭＢＬ２及びＧＡＳ６は、試料のうちの２つで検出され、ＩＧＬＣ２は、４つの試料のうちの１つで検出された（表１を参照）。

【0072】

本発明の試料調製デバイスを使用した分析方法
ＷＯ２００９／０４５１６３及びＷＯ２０１９／０１１７５０に説明されているように、呼気粒子を１０個の山でプロテインセーバ９０３濾紙上に堆積させた。本明細書に説明されるパンチカッタ及び誘導デバイスを使用して、プロテインセーバ９０３濾紙からパンチアウトされた粒子（サブ試料）の１０個の山を収集した。呼気粒子の１つの山又は約２０ｎｇの呼気粒子を含有するパンチアウトされたサブ試料の１つを試験管に堆積させ、１μｌの試料緩衝液に浸し、その後、乾燥した血液斑点についてＯｌｉｎｋプロトコルを使用して分析した。２０ｎｇの呼気粒子／μｌの濃度が達成され得た。本明細書に説明される試料調製デバイスを使用することによって、Ｏｌｉｎｋアッセイにおける生体分子の濃度をおよそ１０倍に増加させることができた。この改善は、結果として、以下のように、試料の堆積された山で検出及び測定することができるより多くの潜在的なバイオマーカーになる。表１において見ることができるように、５９個のサブ試料（１μｌ／試料）を、Ｏｌｉｎｋ Ｔａｒｇｅｔ９６ Ｃａｒｄｉｏｍｅｔａｂｏｌｉｃアッセイを使用して、すなわち、上記の標準方法と同じ方法を使用して分析した。Ｃａｒｄｉｏｍｅｔａｂｏｌｉｃパネルからのバイオマーカーの５６個は、５９個の試料全てにおいて検出された。これは、上記標準方法を使用して４つの試料中で検出されるわずか５つのバイオマーカーと比較されるべきである。

【0073】

本明細書に説明されるＯｌｉｎｋアッセイの例は、１０個の可能なサブ試料のうちの１つのみを利用する。これは、衝撃技術によって基板上に捕捉された呼気粒子から有意により正確なバイオマーカーデータを生成するために、本明細書に説明される新規の試料調製デバイス及び方法をどのように利用することができるかを例解する。全てのパンチされたサブ試料を１つの試料チューブにプールすることによって、生体分子を、わずか２０μｌの試料緩衝液中で収集された試料の含有量全体から抽出することができ、それによって、原則として、本方法をバイオマーカー発見のための任意の他の市販のプラットフォームに好適なものにすることができ、依然として、呼気から捕捉することができる少数の生体分子の利用を最大化する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】

【図5F】

【図5G】

【図5H】

【国際調査報告】