本発明は、試薬(薬剤)収納機能を有するバ アルに光学的測定可能なセル機能を持たせ 硝子セルバイアルに係り、詳記すれば、少 の検査用試薬及び検体を用いた場合であっ も確実に容易に検査し得ることを可能とし 硝子セルバイアル、その製造方法及び該セ バイアルを使用する光量変化の測定方法に する。
背景技術
医薬品製造では製造ロット毎にエンドト シン試験が義務化されている。また、医療 器具や細胞培養用の器具でもエンドトキシ の管理が常識になっている。本発明はこの うな試験を、少量の検体でもより確実に実 する事を可能にし、対象検体及び検査薬剤 使用量の低減を可能にした発明である。
検体を試薬(薬剤)で計測する時には、試薬 それが収納されているボトルからセルに移 替えることが一般的である。従来この操作 手で行うため、試薬の散乱・異物の混入・ 薬量の増減など多くの問題があった。その め 最近は機械的に試薬をセルに投入する 式も増えてきた。また、試薬をセルに移し える事無く試薬が収納されたバイアルに検 を入れるだけで検査に供することを可能に たセルバイアルも知られている。
一方、薬品の製造ロット毎のエンドトキシン 試験は、従来は試験用ウサギの体内に薬品を 投与し経日変化による発熱試験により行って いた。そのため発熱までの確認に2~3日の経過 日数を必要とするほか、この検体の量が20,000 μl~50,000μlと多量に必要であると共に、確実 に欠ける問題があった。そればかりか経費 面でも試験用ウサギの育成、投与後の観察 験と大変な費用が掛かる問題があった。
そのため、最近ではこのエンドトキシン試験 を速やかにしかも確実に実施し得る方法とし て、カブトガニの血球成分液(以下、AL溶液と 略記する。)をエンドトキシンと反応させた に生ずる酵素(プロテアーゼ等)の活性化反応 やゲル化反応に基づいて試料中のエンドトキ シン濃度を測定する方法が利用されるように なってきており、更には、当該ゲル化反応の 有無を自動的に測定するための装置として例 えばトキシノメーター(和光純薬工業(株)製) 開発されたことによって、毒性試験が容易 出来るようになった。トキシノメーターで 検査の際には、発光ダイオードを使用し、 体の入ったバイアル側面の平滑部分(ストレ ト部、言い換えれば光学的測定に支障のな 部分)に光を当てて、計測する方法が一般的 である。
従来硝子バイアルは、溶融釜から滴下さ たガラス魂を割型に挟み、エアー圧で形状 作るブロー式と真円に引き延ばされた生地 を横置きにして加工する横方式と縦に立て 加工する縦方式等により製造されていた。 かしながら、底部を肉厚にするには従来は 方式しかなかった。
即ち、底部を肉厚にするには、縦方式で薄 肉底のバイアルを成型した後、横方式にて底 部を焼き込む必要があった。言い換えれば、 従来は、縦方式で薄肉底を成型し次いで横方 式で底部を肉厚にすると云う、バイアルの位 置を変化させる必要のある2工程による方法 あった。
また、上記の従来法は横方式を利用する め、底肉厚バイアル内面の形状が下部に向 って凸方向Rしか出来なかった。
図1(A)は、従来の他のバイアルの製造方法 を示すものであり、瓶口を上にした細長いパ イプを直立状態で保持し、回転させながら下 端開口部を加熱溶融し、瓶口から圧縮空気を 導入して、瓶底部を形成している。このよう にして形成されたバイアルは、図2(A)に示す うに、底面が内面及び外面共下方にR状に突 した形状に形成される。
血液がより酸性になっていない場合
これら従来の製造方法により得られたバ アルに液体試料を入れると、底部が丸くな ているので底部に光を当てたのでは光が歪 から、平滑部分(ストレート部、言い換えれ ば光学的測定に支障のない部分)に光を当て ければならない。そのため光を当てる位置 、底面からできるだけ高くする必要があっ ことと、液上面に表面張力によるメニスカ 部が発生することから、測定に支障を来さ いような、光を当てる位置を確保する必要 、検体の量が、最低1000~2000μlという多量に 要とする問題があった。そのため、試薬の 用量も多量に必要となるという問題があっ 。
また、エンドトキシン測定用試薬を測定 セルに移すときに混入した異物が、光学的 定(計測)を行う際に邪魔をして検査ミスを こす恐れがあった。
この発明のうち請求項1に記載の発明は、 このような点に着目してなされたものであり 、できるだけ少量の検体でも支障なく光学的 測定をし得るようにすると共に異物の混入を 防止し、検査ミスを起こさないようにした硝 子セルバイアルを提供することを目的とする 。
また請求項8に記載の発明は、上記硝子セ ルバイアルを安価に容易に且つ再現性良く製 造できる製造方法を提供することを目的とす る。
更に請求項11に記載の発明は、上記硝子 ルバイアルを使用した光量変化の測定方法 提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明者等は鋭 意研究の結果、硝子セルバイアルの底部形状 を、内面が上方に向かってR状凸部に、且つ 面が下方に向かって凸状に、好ましくは内 底共にR状凸部の凸レンズ状に形成すれば、 量の検体でも目的の光学的測定(計測)を支 なく行い得ることを見出し、本発明に到達 た。
即ち本発明は、試薬を収納するバイアル 光学的測定可能なセル機能を具備させ、前 バイアルの底面を内面が上方に向かってR状 凸部に、且つ外面が下方に向かって凸状に、 好ましくは内外底共にR状凸部の凸レンズ状 形成することによって、少量の液体試料を れた場合でも、該液体試料のメニスカス部 底面上端との間に光学的測定のための光照 部とし得る部分が位置し得、当該部分を通 て液体試料に光が透過し得るように構成し ことを特徴とする。尚、当該光照射部とし る部分はストレート部に相当する。
前記セルバイアルの底面を外面が下方に向 かってR状凸部に形成するようにすればより 易に目的のセルバイアルを製造できること ら、特に好ましい(請求項2)。このような自 性がなく、内底部も外底部も凸状のセルバ アルは、本出願人の知る限り従来知られて ない。セルバイアルは、試薬を凍結乾燥さ る際とか試薬を収納し使用する場合にも立 て保管するほうが取り扱い易いからである
本発明のセルバイアル内径は、直径4.0mm~20.0 mmであるのが好ましく(請求項3)、前記内底面 R状凸部のRが50~3.5mmであるのが好ましい(請 項4)。
本発明のセルバイアルの底部の最大部分の肉 厚が、バイアル内径と最大部分の底部肉厚の 比率で1対0.2から1対0.35の範囲内であるのが好 ましい(請求項5)。またセルバイアルの容量は 、約3~30mlであるのが好ましい(請求項6)。更に 、前記光照射部とし得る部分は、セルバイア ル外底からの高さ2.5~3.5mmに位置するようにす るのが好ましい(請求項7)
本発明者等は、上記セルバイアルの製法 鋭意研究の結果、底面を上部にした縦方式 硝子管を溶融し、下部内面より圧縮空気を き込み、底面内面瓶底に形成した後圧縮空 の圧力を変化させ、自重と圧縮空気の送り み調整によって、底面の内面が上方に向か てR状凸部に、且つ外面が下方に向かって凸 状(凸レンズ状)のセルバイアルが得られるこ を見出した。
どのように視覚的なstimaulationを高めるために
本発明の硝子セルバイアルの製造方法は 下端に瓶口を形成した細長い筒状硝子管を 立状態に保持し、下端の瓶口から圧縮空気 吹き込み、前記筒状硝子管を回転させなが 、上端部をバーナーで加熱溶融し、中央部 溶融硝子を集めて底面を上方もしくは下方 凸状に形成した後、前記圧縮空気の圧力を 化させて、バイアルの底面を内面が瓶口方 に向かってR状凸部に、且つ外面が上記と反 対方向に向かって凸状に形成することを特徴 とする(請求項8)。この場合、瓶口の形状は特 に限定されず、例えば通常の試験管のように 単に縁を丸くしただけのものでも、アルミ製 等のキャップシールを施せるように適宜適当 な段差を有するように形成したものの何れで も良い。
本発明の製造方法は、第1工程で中央部に 融硝子を集めて薄肉底セルバイアルを製造 、ついで第2工程で再度加熱溶融して、バイ ルの底面を内面が瓶口方向に向かってR状凸 部に、且つ外面が上記と反対方向に向かって 凸状(上下両方向に凸状)の厚肉底セルバイア に形成する2工程で行うのが好ましい(請求 9)。
本発明のセルバイアルは、外面が下方に かってR状凸部に形成する方が、目的のセル バイアルを容易に製造できることから好まし い(請求項10)。
本発明の試料の光量変化の測定方法は、 えば粉末、凍結乾燥状態の少量の試薬を収 した硝子セルバイアルに少量の液体試料を えて前記試薬を溶解し、これを装置のセル イアル保持部に保持し、該セルバイアルの 面内外凸状部で液体試料の液面を高くし、 記セルバイアルの内底面R状凸部最上部と試 料上端メニスカス部との間に光学的測定のた めの光照射部とし得る部分を位置させ、当該 部分に光を照射して照射側と反対方向の光量 (例えば、透過光量、吸光度、散乱光強度等) 変化を測定することを特徴とする(請求項11) 。
前記液体試料は、100μl~300μlとするのが好 ましく(請求項12)、前記光照射部とし得る部 は、セルバイアル外底からの高さ2.5~3.5mmに 置し得るようにするのが良い(請求項13)。
本発明によれば、セルバイアル底部内面 上方に向かってR状凸部に、外面を下方に向 かって凸状に形成することにより、液体試料 のメニスカス位置を上げることが可能となっ たので、少量の液体試料を入れた場合でも、 支障なく目的の光学的測定を行えるようにな るので、試薬と検体の使用量を著しく低減す ることができる。また、本発明は、例えば試 薬の凍結乾燥品や粉末等が入ったバイアルを そのままセルとして使用するので、異物の混 入が防げ、異物の混入による検査ミスを防ぐ ことができる。
具体的には、メニスカス位置を上げるこ ができたので、検査をする際の総液量(試薬 と検体の総液量)を200μl程度で検査可能に出 た。即ち例えば凍結乾燥させた試薬に検体 添加・溶解させて測定を行う場合であれば その検体量を従来技術に対し5分の1から10分 1に減らす事を可能にし、検査で要求される 試薬量も5分の1から10分の1に低減できた。要 るに、検体量・試薬量とも少量ですむので 大幅なコストダウンを可能にした。
本発明の硝子セルバイアルの製法は、以 の工程からなる。
(1)従来法により製造した内径(4.0mm~20mm、 ましくは8.0~15mm)、厚み(0.6~2.4mm、好ましくは0 .8~1.8mm)の生地管(ガラス材質:琺珪酸硝子)を所 定の長さに切断し、必要に応じて常法により 適当な瓶口を形成して、細長い筒状硝子管と する。
(2)図1(B)に示すように、瓶口を下端にして 細長い筒状硝子管を直立状態で回転自在に保 持する。
(3)筒状硝子管を回転させながら、上端部を ーナーで加熱溶融し、下端の瓶口から圧縮 気を吹き込みながら、中央部に溶融硝子を めて中央部が厚く且つ内底面が下方(瓶口方 向)に向かってR状凸部となった瓶底を形成す 。上記バーナーの温度は、1200℃~1500℃とす のが好ましい。吹き込み圧力は、バイアル 子の溶融状況により、好ましくは3kg圧/cm 2 ±1.0kg圧/cm 2 の範囲内で減圧弁にて制御をするのが良い。
を与えるために何
(4)瓶底を所定の厚さに形成した後、圧縮空 の圧力を若干上昇させて、底面外面を上方( 瓶口と反対方向)に向かってR状凸部に形成す 。好ましくは、上記圧力範囲内で、瓶底形 後の圧力を瓶底形成前の圧力より高くする 好ましくは瓶底形成までの圧力を2~3kg圧/cm 2 とし、底外面のR状凸部を形成する圧力を、3~ 4kg圧/cm 2 とするのが良い。
尚、圧縮空気の圧力を最初高めにして、 面外面を瓶口と反対方向に向かってR状凸部 に形成し、それから若干圧縮空気の圧力を下 げて、内底面を瓶口方向に向かってR状凸部 形成することもできる。
(5)ついで瓶底に外方から圧縮空気を当て 。このようにして、好ましくはバイアル容 約3~10ml、特に好ましくは4~6mlのバイアルが られる。
図3及び図4は、上段部と下段部からなる 型バイアル成型機を使用して本発明の硝子 ルバイアルを製造する一例を示すものであ 、図4(A)がバイアル成型機の上段部、図4(B)が バイアル成型機の下段部の製造工程を示すも のである。
図4(A)に示すように、成型機の上段部に生 地管を投入し、間欠的に回転移動させて、生 地管予備焼入れ、全長切断ステーションを経 て、口部形状成型ステーションに達し、図3(A )に示すように、下端をバーナーで加熱して 部を形成する。
それから、図4(B)に示すように、上段部で 口部を完成したバイアルを成型機の下段部に 下降させ、バイアル自体を回転させながら、 間欠的に回転移動させて、底切断予備焼入、 底切断各ステーションを経て、薄肉底バイア ル成型ステーションに達する。この薄肉底バ イアル成型ステーションで図3(B)に示すよう 、バイアルを回転させながら、下端口部か 圧縮空気を導入し、上端をバーナーで加熱 融して、薄肉底バイアルに成型し、回転移 により冷却され薄肉底バイアルを完成し、 肉底成型ステーションに達する。厚肉底成 ステーションでは図3(B)に示すように、再度 ナーで加熱溶融して、断面レンズ状の厚肉 バイアルに成型し、回転移動により冷却さ 厚肉底バイアルを完成する。更に間欠的に 転移動させ、バイアルを冷却した後、バイ ルを排出する。
尚、ここに於いて、「薄肉底」とはバイ ル成型のために用いる生地管の厚み(外周肉 厚)と同程度の厚みを有する底のことを意味 、「厚肉底」とは「薄肉底」の厚みに比較 て1.3~2倍程度、好ましくは1.4~1.6倍程度の厚 を有するものをいう。
従来の一般のバイアルは、図2(A)に示すよ に、バイアル内径と最大底肉厚の比率が、1 0.5~1対0.12であり、底面が内面及び外面共下 にR状に突出した形状に形成されているため 、試料上端メニスカス部の下方でバイアルの ストレート部(筒状の断面円形部)に、光学的 定のための光照射位置(セルバイアルの底面 下端から3mm程度)がくるようにすると、多量 液体試料を必要とする問題が生じた。
本発明においては、図2(B)に示すように凸 レンズ状の底面が形成されるので、内底面上 端より僅かに上(バイアルのストレート部)に 光照射位置(下端から2.5~3.5mm程度)がくるよ にすれば良いので、少量の液体試料で済む うになる。念のために付記すれば、本発明 セルバイアルは、その底面下端から2.5~3.5mm 度に光照射位置に適するストレート部が存 していることが特徴の一つなのである。
本発明のセルバイアル内径は、直径4.0mm~2 0.0mmであるのが市販の測定装置にセットし得 ことから好ましい。
前記内底面のR状凸部のRは、バイアルの 径に応じて変動するが、通常50~3.5mm、好まし くは30~8mmの範囲から適宜選択される。小さす ぎると、製造し難いだけでなく光学的な測定 が可能な範囲が狭くなり、大きすぎて平坦に 近くしたものは製造が困難なだけでなく、そ の平坦に近い部分はストレート部(言い換え ば光学的測定に支障のない部分)とし難いの 、その上方を光の照射位置がくるようにし ければならないから、特に利点は得られな 。
また、前記外底面がR状凸部を形成する場 合、そのRは、バイアルの外径に応じて変動 るが、通常50~2.5mm、好ましくは40~5mm、より好 ましくは30~10mmの範囲から適宜選択される。
本発明のセルバイアルの底部の最大部分 肉厚が、バイアル内径と最大部分の底部肉 の比率で1対0.2から1対0.35の比率構成である が好ましい。このようにすることによって 上記Rの範囲内にすることができる。
本発明のセルバイアルは、底部内面を上方 向かってR状凸部に、外面を下方に向かって 凸状の形状に形成されていることを特徴とし ているが、このような形状にしないと、肉厚 な底部を持ち且つ内面が凸状のゆがみが生じ ない安価なバイアルは得られない。
下端を平坦とした従来のセルバイアルを使用 し適当な厚さの板を下に敷いても、セルバイ アルを持ち上げることはできるが、セルバイ アルに加え、適当な厚さの板についても製品 品質のコントロールをすることになるから、 かなり大変であって、実用上無理がある。
上記のようにして形成したバイアルに、 量の試薬を充填或いは充填・凍結乾燥する どして、試薬入りセルバイアルとして販売 供される。このようなセルバイアルを使用 ることにより、試薬の使用量を少なくし且 測定時の総液量を低減させ、しかも安全か 確実に計測することができる。
また、本発明の製造方法によれば、安価 且つ再現性良く目的のセルバイアルを製造 来るようになることも、本発明者等が初め 見出したことである。
上記セルバイアルを使用して光量変化を 定するには、少量の試薬を収容した硝子セ バイアルに適当量の液体試料を加えて溶液 態とする。液体試料の量は、100μl~300μl、よ り好ましくは200μl程度が好ましい。試薬の主 要成分量は、この液体試料と反応するのに必 要な量で勿論よい。
これを例えばトキシノメーターの測定装 にセットすると、外底部が凸状に形成され いるので、内部試料の液面を高くすること できる。更に、内底面がR状凸部に形成され ているので、少量の液体試料でもR状凸部と ニスカス部との間を光学的測定のための光 射部とすることができる。光照射部は、底 からの高さ2.5~3.5mm(内底面最上部から0.3~1.8mm 好ましくは0.5~1.5mm)でバイアルのストレート 部(歪みがない)に設定することが望ましい。 量測定は、セルバイアルの底部外R(カーブ )の上端より上で行う必要があるので、底面 平坦に形成しても、内底平坦面から1mm程度 、照射部にできないので、R状凸部とするこ とにより、液体試料量を減らすことができる 。
それから、瓶中心方向に光を照射し、照 側と反対方向の光量の変化を測定する。
本発明のセルバイアルは、「光量変化の 定」に支障なく使用できるが、特に検体が 量の場合とか、試薬が高価であるので使用 を少なくしたい場合等に好適に使用される
例えば、エンドトキシン測定用試薬(例え ばLAL試薬)は高価なので、できだけ少量使用 ることが望ましいから、特に本発明に適用 るのに適している。
ここでLALは、リムルス(Limulus)属カブトガ の血球成分(Amoebocyte Lysate)抽出液(以下、AL 液と略記する。)のことであり、エンドトキ ンに特異的な試薬である。
エンドキシンは、主にグラム陰性菌の細 表層中に存在するリポ多糖であり、発熱物 (Pyrogen)の一種としても知られる物質である そのため、試料中のエンドトキシン濃度の 定は、医学、薬学、微生物学の分野に於い 、重要なものの1つになっている。
現在のところ、このエンドトキシンの測定 としては、AL溶液がエンドトキシンによっ 活性化されて凝固する現像を利用した、所 リムルステストがその簡便性、費用が安価 点等から広く利用されている。本発明の調 法に於いて使用可能なAL溶液としては、リム ルス(Limulus)属、タキプレウス(Tachypleus)属或は カルシノスコルピウス(Carcinoscorpius)属に属す カブトガニの血球から抽出されたもので、 ンドトキシンとの反応により凝固反応が生 るものであれば特に限定されない。また、 えばACC(ASSOCIATES OF CAPE COD)社,Wako Chemicals U SA社, Cambrex Bio Science Walkersville社, Endosafe社 等により市販されているAL溶液の凍結乾燥品 もとに調製したものも当然使用可能である
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