JP2017524899A - 性別および他の特徴に従って選択的に卵を処理するための方法と装置 - Google Patents

Abstract

性別などの特徴に基づいて卵を処理するための方法と装置を提供する。試料物質を複数の生存卵の各々から抽出する。その抽出された試料物質を液体固定化アッセイテンプレート上に配置し、そして前記特徴を有する卵を特定するためにアッセイする。前記特徴を有すると特定された卵は適宜処理される。【選択図】図４

Description

本発明は概ね卵に関し、より具体的には生存胚を有する卵の孵化前処理のための方法と装置に関する。

ある観察可能な特質に基づく家禽の卵（以後「卵」）の区別は養鶏業においてよく知られた長らく用いられている実務である。「キャンドリング」は１つのそのような技術の一般的名称であり、その用語はロウソクの光を使用して卵を検査する当初の慣行に起源を有する。ほとんどの照明条件下では卵殻は不透明であるように見えるが、実際には卵はやや半透明である。したがって、光の前に置くと卵の中身を観察することができる。

家禽孵卵所では卵をキャンドリングする１つの目的は非生存卵（例えば無精卵、死んだ卵、腐った卵、空の卵等）から生存卵（すなわち、孵化して生きた家禽になる卵）を見分け、その後で隔離することである。一旦特定されると生きている鳥類の卵は胚がまだ卵の中（すなわち、卵内）にある間に医薬品、栄養剤、ホルモンおよび／または他の有益な物質で処理され得る。孵化後の罹患率と死亡率を低下させるため、潜在的な成長速度またはその結果生じる鳥の最終的なサイズを増大させるため、および胚の性別決定に影響を与えるためにも鳥類の卵への様々な物質の卵内注射が用いられている。卵内で鳥を免疫するために生存卵へのワクチンの注射が効果的に用いられている。

ウイルスの卵内注射はワクチンの調製に使用するための特定のウイルスを増殖させるために活用され得る。卵内注射に使用されている、または卵内注射に提案されている物質の例にはワクチン、抗生物質およびビタミンが含まれる。

商業孵卵所では卵は孵卵時にセッティングトレー内に保持されることが典型的である。典型的には孵卵１８日目の選択時に恒温器からそれらの卵が取り出される。不適格卵または非生存卵（すなわち、死んだ卵、腐った卵、空の卵、および無精卵）が特定および除去され、生存卵が処理（例えば接種）され、その後で孵化用バスケットに移送される。

孵卵所の経営では性別、病気、遺伝形質等のような様々な特徴に基づいて鳥を区別することが望ましい場合がある。例えば、オス鳥に特定のワクチンを接種し、メス鳥に異なるワクチンを接種することが望ましい場合がある。孵化時の鳥の性別の区別は他の理由からも重要であり得る。例えば、七面鳥はオスの七面鳥とメスの七面鳥の成長速度と栄養要求の違いのために従来性別によって隔離される。産卵鶏または食卓卵産業ではメスだけを飼育することが望ましい。ブロイラー産業では給餌効率を上げるため、処理均一性を改善するため、および生産コストを減少させるために性別に基づいて鳥を隔離することが望ましい。

不運な事に、鳥の従来の性別鑑別方法は費用がかかり、たくさんの人手を要し、時間がかかり、且つ、典型的には特殊な技能を有する訓練された人員を必要とするものであり得る。鳥の従来の性別鑑別方法には羽毛鑑別法、排泄孔鑑別法、およびＤＮＡまたは血液鑑別法が含まれる。ＤＮＡまたは血液鑑別法は鳥から採取された少量の血液試料を分析することにより実施される。

孵化の前に鳥の性別ならびに鳥の他の特徴を特定することが望ましいだろう。孵化前の性別特定は養鶏業の様々な人員に掛かるコストを大いに減らす可能性がある。

上の議論を考慮し、本開示の態様は、特定される特徴（例えば性別）を有する卵の処理方法であって、物質（例えば尿膜腔液、羊膜、卵黄、卵殻、卵白、組織、膜および／または血液等）を複数の生存卵の各々から抽出し、その抽出物質をアッセイして特徴を有する卵を特定し、そしてそれらの特徴を有すると特定された卵を適宜処理する前記方法を提供する。例えば、性別に基づく本開示の態様に従う卵の処理方法は複数の卵の中から生存卵を特定すること、生存卵と特定されたそれらの卵から物質を抽出すること、各生存卵をアッセイして各生存卵の性別を特定すること、および性別に応じてそれらの生存卵にワクチンを選択的に注射することを含む。

本開示の態様によると自動性別選別システムが提供され、その自動性別選別システムはネットワーク接続された３つの独立したモジュールを含む。第１のモジュールは物質試料採取モジュールである。孵卵サイクルの間の所定の時間にセッティングインキュベーターから卵のトレーを取り出し、コンベヤーベルト上に送る。キャンドリングシステムによって生存卵が自動的に特定され、それらの卵（生存卵のみか、または全ての卵のどちらか）が試料採取ステーションに移送される。その後、各卵にニードルを挿入し、物質を回収する。液体が吸収によってアッセイテンプレートの一要素内に固定化される（以後、「液体固定化」と呼ぶ）ように液体に対する空間的固定化特性を有するアッセイテンプレートの上に各卵のその物質試料を配置する。幾つかの態様によると液体固定化アッセイテンプレートは複数のアッセイ位置または一連のアッセイ位置を形成するように疎水性バリアでパターン化された吸収性基板または親水性基板を有する。本開示の態様によると配置される物質試料はエッグトレーの配列と同じ配列に配置され得る。各試料採取ニードルは別の卵から物質を採取するために使用される前に消毒される。その後、それらのトレーがセッティングインキュベーターまたはホールディングステーションに戻される。それらの卵の採取された物質を含むアッセイテンプレートが処理のために順番に並べられる。

第２のモジュールは自動アッセイモジュールである。採取された物質を含むアッセイテンプレートがそのアッセイモジュールに送られる。そのアッセイモジュール内で各アッセイテンプレートは所定量の試薬をそれぞれのアッセイ位置（例えばウェル、吸収パッド、または液体試料を２次元配置または３次元配置に配置する他のあらゆる手段）に分注する分注ヘッドの下に移される。その後、各アッセイテンプレートが所定の期間の間に環境制御チャンバーの中を進行する。その後、そのアッセイ位置にある試料物質を含むそれぞれの卵の特徴、例えば性別などが決定される。この情報はネットワーク上のデータプロセッサーを介して保存される。

第３のモジュールは卵処理および選別モジュールである。本開示の態様によるとネットワーク上のデータプロセッサーは以前に保存された情報を基にどの卵がオスでどの卵がメスか特定する。その後、オス卵にオス特異的なワクチン接種が行われ、メスの卵にメス特異的なワクチン接種が行われる。本開示の態様によるとオスの卵とメスの卵のために別々のワクチン接種装置を利用してよい。一旦ワクチン接種されるとそれらの卵は性別によって選別され、そして性別特異的孵化用バスケットに移送される。その後、それらの孵化用バスケットを孵化用恒温器に移送する。本開示の態様によると一方の性別の卵を廃棄し、且つ、ワクチン接種しないか、または孵化用バスケットに移送しなくてよい。

本開示の態様は、孵卵スペースの節約に寄与すること（例えば、孵化前にオスと特定されたヒヨコをかえさないこと）により、ワクチン接種の節約に寄与することにより、手作業を少なくすることにより、および孵卵所の処理速度を上昇させることにより生産効率の上昇を促進することができる。各卵の性別がワクチン接種の前にわかるので、特に特定の性別だけにワクチン接種することが望ましいときにワクチン接種費用の節約を実現することができる。

本開示の態様に従う卵処理システムの概略斜視図である。 複数の卵から試料を抽出し、それらの試料をアッセイテンプレート上に配置することが可能である本開示の態様に従う卵試料採取機の概略斜視図である。 卵処理システムに使用される本開示の態様に従うアッセイテンプレートを示す図である。 同上 本開示の態様に従う密封されたアッセイテンプレートを示す図である。 卵処理システムに使用される本開示の態様に従うアッセイテンプレートを示す図である。 同上 本開示の態様に従う輸送基板上に配置された複数のアッセイテンプレートを示す図である。 アッセイテンプレートに水分を導入することが可能である本開示の態様に従うプレス装置の概略斜視図である。 同上 同上 吸収性アッセイテンプレートを使用する卵処理システムの処理シーケンスを示す図である。 吸収性アッセイテンプレートを使用する卵処理システムの別の処理シーケンスを示す図である。 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上 アッセイテンプレートとして使用されるキャピラリーフィルムの概略断面図を示す図である。

次に本開示の全てではないが幾つかの態様を示す添付図面を参照して本開示の様々な態様を以後より詳細に説明する。実際に、本開示は多数の異なる形で実現されてよく、本明細書に記載される態様に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、本開示が適用可能な法的要求事項を満たすようにこれらの態様が提供されている。同種の番号は至る所で同種の要素を指す。

卵の胚発生期（孵卵期間とも呼ばれる）の間のあらゆる時点で卵の１つ以上の特徴を特定するために本開示の態様に従う方法と装置が活用され得る。本開示の態様は胚発生期の間の特定の日に限定されない。

特定される特徴に基づく本開示の態様に従う生存卵の処理方法を例示する。最初に、保温されている複数の卵の中から生存卵が特定され得る。例えば、どの卵が生存卵であるか特定するためにそれらの卵にキャンドリングを行うことができる。各生存卵から物質を抽出し、その抽出物質をアッセイして各卵の１つ以上の特徴（例えば性別、病原体量、鳥の健康または能力に関連する遺伝マーカー、栄養状態の指標または因子、内分泌の指標または因子、または免疫の指標もしくは因子等）を特定する。その後、それらの生存卵をそれらの特定された１つ以上の特徴に基づいて選択的に処理することができる。

複数の卵の中からの生存卵の特定は、従来のキャンドリング（不透明度）、スペクトル検出キャンドリング、心拍検出キャンドリング、または温度検出キャンドリングを含むがこれらに限定されない様々な技術を必要とし得る。本開示の態様は卵が生存胚を含んでいるか決定するあらゆる方法を利用してよく、それらの態様は本明細書に記載される方法だけに限定されない。

図１および図２を参照して生存卵から物質を抽出するための本開示の態様に従う操作を、試料採取ステーション１００を有する試料採取モジュール１０に関して説明する。複数の生存卵が概ね垂直の方向に配置され得る。試料採取機１１０のプローブ（例えばニードル等）が卵の殻を突き通して各卵に挿入され得る。卵内の試料採取機１１０の正確な挿入位置および挿入角度は選択できる事であり得、卵のあらゆる領域内である可能性がある。試料採取機１１０の方向は卵の方向、物質抽出の実施に利用可能である装置、ならびに物質抽出の目的に左右され得る。抽出された物質は卵の様々な要素の物質であり得る。下で説明されるように様々な物質（例えば羊膜、卵黄、卵殻、卵白、組織、膜および／または血液等）を卵から抽出し、アッセイして１つ以上の特徴を特定することができる。試料を各卵から回収し、その後でそれらの卵を後続の処理のために別の場所に移動することができる。

続けて図１を参照して各生存卵の性別などの１つ以上の特徴を決定するために前記卵から抽出された物質をアッセイするための本開示の態様に従う操作を説明する。全血などの物質を各卵から抽出し、アッセイテンプレート内の各試料容器またはアッセイウェルに分注することができる。バイオセンサーまたは試薬は抽出物質と化学的に反応し、そして検出可能なシグナル（例えば、電磁気シグナル、化学発光シグナル、蛍光シグナル、電導度シグナル、発色シグナル、ｐＨシグナル等）を生み出すように構成されており、アッセイモジュール２０の分注ステーション２００を使用して各試料容器に分注され得る。

その後、検出器ステーション２１０を使用して卵のある特徴の存在を検出する。検出器ステーション２１０の操作は卵のある特徴の存在の指標を提供する試料容器内で生じた電磁気シグナルの検出を含むものとしてよい。本開示の他の態様によると検出器ステーション２１０の操作は抽出された卵物質中の病原体の検出を含むものとしてよい。試料容器内の抽出された卵物質に対して１種類以上の追加の分析を実施することができる。例えば、その物質に対して遺伝子分析を実施することができる。

特定された特徴に基づいて生存卵を選択的に処理するための操作が本開示の態様に従って実施され得る。各卵の特定された特徴に基づいて１種類以上の物質を卵内注射してよい。例えば、ワクチンをそれらの卵の性別に応じて卵内注射してよい。また、オスと特定された卵に１つ目のワクチンを注射してよく、メスと特定された卵に２つ目のワクチンを注射してよい。加えて、特定された特徴に応じて生存卵が選別され得る。例えば、特定された特徴が性別である場合、オスの卵をメスの卵から隔離してよい。

卵内注射または他の処置もしくは処理の前、その後、またはそれに代わって選別が行われてよい。幾つかの例では卵が最初に性別によって選別され、その後で性別に基づいて卵に１種類以上の物質が接種されてよい（例えば、オスにある物質を接種することができ、メスに異なる物質を接種するか、および／または異なる時期に接種することができる）。

図１および図２に例示されている試料採取モジュール１０およびアッセイモジュール２０は卵を処理するための本開示の態様に従う卵処理システムの中に実装され得る。そのシステムは入ってくるエッグトレーの中の複数の卵１の中から生存卵を特定するように構成されている分級機を含み得る。その分級機は、その分級機を制御し、且つ、各卵１についての情報（例えば、卵が生きているのか（生存）、または生きていないのか（非生存））を保存するコントローラーに機能的に接続され得る。上で述べたように、その分級機には従来のキャンドリングシステム、スペクトル検出キャンドリングシステム、光と熱キャンドリングの組合せを活用するキャンドリングシステム、または生存卵および／もしくは非生存卵を特定するための他のあらゆる装置／技術が含まれ得る。操作者がコントローラーと相互作用することを可能にする操作者インターフェース（例えばディスプレイ）が提供され得る。

物質抽出ステーション（試料採取ステーションとも呼ばれる）１００、卵処理ステーション、および卵選別ステーションを前記分級機の下流に提供してよく、それぞれ前記コントローラーに機能的に接続してよい。アッセイモジュール２０も前記コントローラーに機能的に接続してよい。物質抽出ステーション１００は選択された卵から血液などの物質を抽出するように構成され得る。各卵の１つ以上の特徴の特定のために、または診断目的もしくは他の目的のために各卵から抽出された物質がアッセイモジュール２０により分析され得る。例えば、卵から抽出された物質を分析することにより各卵の性別を特定してよい。あるいは、その抽出物質に対して病原体の存在を検出してよく、且つ／または様々な遺伝子分析を実施してよい。

前記処理ステーションは選択された卵を例えば処理物質（例えばワクチン、栄養剤等）の接種により処理するように構成され得る。前記コントローラーはアッセイモジュール２０を介して特定された卵（または一群の卵）の特徴に基づいて卵（または一群の卵）への選択的処理シグナルを生じ得る。例えば、前記コントローラーから処理シグナルを受信すると前記処理ステーションを介して特定のワクチンがメスと特定された卵に接種され得る。

前記選別ステーションは特定された特徴に基づいて卵を選別するように構成され得る。前記コントローラーはアッセイモジュール２０を介して特定された卵（または一群の卵）の特徴に基づいて卵（または一群の卵）への選択的選別シグナルを生じ得る。例えば、オスと特定された卵を第１孵化箱に入れ、メスと特定された卵を第２孵化箱に入れることができる。

アッセイモジュール２０は各卵の１つ以上の特徴（例えば性別）を特定するために卵から抽出された物質に対して様々な検査を実施するように構成され得る。様々な検査がアッセイモジュール２０を介して実施され得る。本開示は卵の性別を特定することだけに限定されない。

前記コントローラーは適切なソフトウェアを含むプロセッサー、または他の適切なプログラマブル回路またはアンプログラマブル回路を含み得る。前記コントローラーは、物質抽出ステーション１００、卵処理ステーション、卵選別ステーション、およびアッセイモジュール２０の制御に適切であるような他のデバイスを含んでもよい。コントローラーを実装するための適切なデバイス、回路、およびソフトウェアは前述の説明および後続の説明を読むと当業者には直ぐに明らかになる。

前記操作者インターフェースはあらゆる適切なユーザーインターフェース装置であり得、それには好ましくはタッチスクリーンおよび／またはキーボードが含まれる。前記操作者インターフェースによって使用者は前記コントローラーから様々な情報を引き出すこと、様々なパラメーターを設定すること、および／または前記コントローラーをプログラム／再プログラムすることが可能になる。前記操作者インターフェースには他の周辺機器、例えばプリンター、およびコンピューターネットワークへの接続が含まれ得る。

本開示の態様によると図１および図２に関して説明された前記ステーションまたはモジュールのうちの１つ以上が個別のプログラマブルロジックコントローラー（ＰＬＣ）によって制御され得る。データは保存のためにＰＬＣから中央コンピューターデータベースコントローラーまで受け渡しされ得る。例えば、中央データベースは処理されている卵の性別（ならびに他の特定された特徴）などの情報を保存するために提供され得る。その中央コンピューターデータベースコントローラーは個々のＰＬＣがデータを要求したり、データを送信したりするとそれらのＰＬＣに対して応答するように構成され得る。その中央コンピューターデータベースはそれぞれのＰＬＣの制御下にある様々なステーションを直接的に制御する必要が無い。

図２を参照して複数の卵から物質を抽出するための本開示の態様に従う物質抽出ステーションまたは試料採取ステーション１００を例示する。物質抽出ステーション１００はエッグトレーコンベヤーシステムを介して卵を受領し得る。幾つかの例では物質抽出ステーション１００は複数の卵の中から生存卵を特定するように構成されている分級機、アッセイテンプレート操作システム、試料採取機１１０、および試料採取機１１０の試料採取部分を消毒するための消毒機システム（示されず）を含んでもよい。さらに、幾つかの例では物質抽出ステーション１００は試料採取機のニードルが消毒液で消毒された後にそのニードルを乾燥させるために送風することが可能であり得る。

前記エッグトレーコンベヤーシステムは前記分級機を通って卵１の入ってくるトレーを運搬するように構成され得る。生きていると判定された卵はそのトレー内に留まってよく、一方で生きていないと判断された卵は生存卵（すなわち、生存胚を有すると判断された卵）のみを試料採取ステーション１００へ運搬するようにトレーから取り除かれてよい。本開示の態様によるとそのエッグトレーコンベヤーシステムは次に物質を抽出された卵のトレーを孵化用恒温器へ、ならびに／または後続の処理ステーションおよび／もしくは選別ステーションへ運搬するように構成され得る。

試料採取ステーション１００は、下に配置されたそれぞれの卵から物質を抽出するように構成されている一連の試料採取機１１０を含み得る。各試料採取機１１はエッグトレーに対して概ね垂直方向に移動するように構成され得る。幾つかの例では試料採取機１１０を有する試料採取ヘッド１２０は直線１３０に沿ってどちらの方向にも垂直方向に移動することが可能であり得る。

物質が抽出されたそれらの卵はアッセイモジュール２０からの結果を待つ間に従来の手順に従って孵化用恒温器へ移送され得る。結果の評価が完了し、各卵の特徴（例えば性別）が特定されると、それらの卵はその恒温器から１つ以上の処理ステーションおよび／または選別ステーションへ移されてよい。本開示の態様によるとアッセイモジュール２０は物質抽出ステーション１００に接続されてよく、且つ、卵から抽出された物質を短時間でアッセイするように構成され得る。したがって、物質が抽出された卵のトレーは処理／選別ステーションへ運搬される前に恒温器に戻る代わりに１つ以上の集積モジュール内に保持されてよい。

各試料採取機１１０は卵から物質を抽出し、且つ、アッセイテンプレート３００中の連続的でも連続的でなくてもよいそれぞれの試料容器内またはアッセイウェル内にその抽出物質を配置するように構成され得る。すなわち、卵１を含むエッグトレーが試料採取ステーション１００の下に配置されると各試料採取機１１０はそれぞれの卵１から物質を抽出し、その後でアッセイテンプレート３００のそれぞれの試料容器にその抽出物質を配置するように構成され得る。

各試料採取機１１０は細長い筐体とその内側に配置されており、且つ、退縮ポジションと伸長ポジションの間で移動可能である細長いニードルを含み得る。幾つかの例ではそのニードルは伸長ポジションにあるときに卵の殻を突き通して穴を開け、且つ、その卵から物質（例えば血液）を抽出するように構成され得る。その後、そのニードルは抽出された卵物質を下で説明されるようにアッセイテンプレート３００のそれぞれの試料容器に供給するように構成され得る。抽出物質を試料容器に分注するため、試料トレーをニードルまで上方に移動してよく、または図２に示されるように（矢印線３６０に沿って）ニードルの下に横方向に移動してよい。幾つかの例ではその分注された試料物質は試料採取機１１０を介して供給されると何よりも例えばＮａＯＨ、緩衝液（ｐＨおよび／またはイオン強度を調整するため）、界面活性剤、アジュバント、粘度調節剤（流動制御）、有機溶媒などの非水性媒体、イオン性液体（例えばイミダゾリウムファミリー等）、深共融溶媒（ＤＥＳ）、シリカゲル、マイクロパーティクルまたはナノパーティクル、起泡剤、様々な重合体、乳剤などの追加の物質を含み得る。

次に図３〜８を参照して本開示の様々な態様に従う様々なアッセイテンプレートを提示する。卵からの抽出試料物質がアッセイテンプレート３００上に分注されるとそのアッセイテンプレートの吸収性部分に吸収され得るように、アッセイテンプレート３００は例えば吸収性材料または吸収性媒体３１０などの液体固定化材料または液体固定化媒体から部分的または完全に構成され得る。それらの液体固定化材料または液体固定化媒体には、例えば、（多孔性および気泡性の）水分保持材、ゲル（ヒドロゲル、エアロゲル、キセロゲル）、泡、セルロース性材料（様々な種類の紙、織布、または不織材等）、マイクロ流動性構造体（ハニカムメッシュ）、または他の種類の親水性材料が含まれ得る。それらの紙材には濾紙、事務用紙、クロマトグラフィーペーパー、特殊紙、カードボード、または吸収可能な種類の他のあらゆる適切な紙が含まれ得る。幾つかの例ではグレード１および３のワットマンペーパーを使用することができる。

吸収性材料３１０をそのように使用することで抽出試料物質が二次元的に広がることができ、それによって広くて容易に近づきやすい表面積をさらに先の処理のために利用可能にし、高価な試薬を少量で使用することが可能になり得る。すなわち、その吸収性セルロース性材料の自然なウィッキングにより試料物質が水平方向に広がることが可能になり、それによって少量の試薬（１〜２μｌ以下）の使用が可能になり、特に放射熱ベースの加熱を用いるときにアッセイ位置のより速い加熱が可能になり、より複雑なアッセイ形式のための前記セルロース性材料のより高レベルの機能化（チャネル、電極のプリント等）が可能になる。さらに、二次元的に広がった試料は、例えば干渉性マトリックス成分からの標的分子（ＤＮＡ）のクロマトグラフィー分離などの側方流アッセイ技術、単一ヌクレオチド多型（ＳＮＰ）の多重検出のためのアッセイ多重化、遺伝子分析、または他の形態の生体分析（例えば免疫アッセイ、酵素活性検出）、およびシグナル分子の前記吸収性材料との特定の相互作用に起因するシグナル増強の様々な特質を利用するために前記吸収性材料上の様々な副次的位置において取り調べられ得る。また、搬送のための簡単な取り扱いと処理、アッセイ処理、および廃棄（例えば、焼却される固形廃棄物として廃棄）が前記吸収性材料の形態によって可能になる。

なお、そのような吸収性材料によって便利な高速処理が可能になり得る。加えて、試薬に関して費用効果をもたらし得る低価格の廃棄可能な材料が前記吸収性材料、特に前記セルロース性材料または紙材によって可能になり得る。さらに、オープンフォーマットのセルロース性材料は試料採取ニードルのあらゆる高低偏差について寛容的であり得る。この点に関し、試料採取モジュール１０は曲がっている試料採取ニードルを用いてなお作動し得るように、且つ、ニードル／試料採取ツールまたはアッセイ支持体またはアッセイ基板に損傷を与えることなくその試料採取ニードルによって紙ベースのアッセイテンプレートに穴を開けることができるように設計され得る。また、セルロース性材料は薄くて機械から容易に供給され得る。この点に関し、セルロース性材料が薄いことで試料採取ツールを短くすることができる狭い垂直方向の空間距離が可能になり、それによって高い操作精度（Ｘ−Ｙ配置）が可能になり、より良好な性能（試料採取）とより低い損傷リスク（より少ない修理のための休止時間）を提供することができる。加えて、セルロース性材料が薄いことで赤外線ランプまたは抵抗加熱要素をはじめとする様々な加熱アプローチに対してそのアッセイテンプレートを受け入れ可能なものにすることができる。

図３および図４に示されているように、吸収性材料または吸収性媒体３１０はアッセイテンプレート３００上に個々の試料容器３５０またはアッセイ位置を作製または規定するためにその上に配置された疎水性パターン３２５を有し得る。そのような疎水性パターン３２５はアッセイテンプレート３００上に分注された試料物質を所定の位置に閉じ込めるための隔壁として作用し得る。その疎水性パターンは、例えば印刷（例えばインクジェット印刷）、スタンピング、エンボス加工、レーザー成形、ステンシル塗り、真空蒸着または常圧蒸着、または他の形の蒸着、マスキング技法、または被覆のような表面領域処理のための他の加工法などのあらゆる適切な方法でアッセイテンプレート３００に加えられ得る。その疎水性パターンは、例えばアルキルケテンダイマー（ＡＫＤ）、アルケニルコハク酸無水物（ＡＳＡ）、ロジン、ラテックス、シリコーン、フルオロケミカル、インク、ポリオレフィン乳剤、重合体、樹脂および脂肪酸、天然ワックスおよび合成ワックス、および当技術分野において知られている他のあらゆる疎水性物質などの疎水性の材料または物質によって規定され得る。

疎水性パターン添加の例ではアッセイテンプレート３００は、例えば重合体またはプラスチックの材料または基板（例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）またはポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ））などの非吸収性材料または非吸収性媒体から部分的または完全に構成され得る。この点に関し、その疎水性パターンは、アッセイ位置のより良好な離散化をその非吸収性表面上で可能にする疎水性インクを使用することなどにより、複数のアッセイウェルを形成する隆起形状または境界形状を提供するために加えられ得る。加えて、アレイの横方向の運搬時により好適な液滴固定化を提供するために、またはその場での水分保持を提供するために各アッセイ位置の設置面積上にパターンが追加の親水性インク／ヒドロゲルによって形成され得る。高めの濃度のホルムアミドファミリーの変性剤が存在する中でアッセイ処理が進行することを可能にし、それによって今度は全体として低めの処理温度が可能になるように例えばウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）、ポリエチレングリコール（および誘導体）、ヒドロゲル（アルギン酸、アクリルアミド、アガロース）などのブロッキング剤を非吸収性表面上に提供して表面をプレブロッキングしてよい。幾つかの例ではそのような非吸収性基板は低い光学的背景を提供するように黒色または暗い色であり得る。幾つかの例ではその非吸収性基板にはアッセイウェルが打ち出されてよい。

疎水性パターン３２５は試料容器３５０を様々な配列に規定することができる。各試料容器３５０はそれぞれの卵から抽出された血液などの物質試料を受領するように構成され得る。アッセイテンプレート３００は本開示の態様に従って試料容器３５０を規定する様々な構成および配列の疎水性パターンを有し得る。卵から抽出された物質は様々な分注パターンに応じてそれぞれの試料容器３５０内に分注され得る。幾つかの例ではその分注パターンはエッグトレーの構成に基づき得る。幾つかの態様によると試料採取機１１０はその抽出試料物質を試料容器３５０上に分注するために短縮および／または伸長してそれらの試料容器と一列に並ぶことが可能であり得る。分注パターンはコントローラーを介して制御されてよい。

幾つかの態様によると吸収性材料３１０は図１に示されるようにアッセイテンプレート３００の基板を形成し得る。すなわち、吸収性材料３１０は前記試料採取モジュールおよびアッセイモジュールを通って延伸する抽出試料物質の運搬用の連続シートであり得る。他の例では吸収性材料３１０は前記吸収性材料を運ぶことができるように非連続的であり得るか、または図８に示されているように輸送基板６００であり得る。この点に関し、複数の離散したアッセイテンプレート３００が輸送基板６００によって前記試料採取モジュールおよびアッセイモジュールを通って運ばれ得る。他の例では、図６および図７に示されているように、吸収性材料３１０は疎水性基板３７５上に配置された複数の親水性パッド３２０として提供され得る。この様に各親水性パッド３２０は個々の試料容器３５０またはアッセイウェルまたはアッセイ位置としての役割を果たし得る。しかし、各親水性パッド３２０がアッセイテンプレート３００を形成するように各親水性パッド３２０がその上に配置された疎水性パターン３２５を有してよい。アッセイテンプレート３００は吸収性材料３１０と疎水性パターン３２５との間の関係ならびに前記試料採取モジュールおよび／またはアッセイモジュールを通ってアッセイテンプレート３００を移動させるための手段に関して様々な構成を有し得ることが理解される。例えば、アッセイテンプレート３００はアッセイアレイを広げて散在した吸収性材料の間により費用効率の高いアレイ支持材料を可能にし得る。

幾つかの態様によると自立性セルロース性材料の底面がプラスチック製裏当て材の代わりに不浸透性または疎水性の被覆で処理され得る。そのような被覆は前記吸収性材料の底面を密封してアッセイ位置における水分のより良好な制御を可能にし得る。薄い被覆にはスプレー被覆液体物質、プラズマ蒸着疎水性被覆、プリント疎水性インク、またはそのようなものが含まれ得る。

あるいは、アッセイテンプレート３００全体に両面があるようにそのプラスチック製裏当て材の底面に吸収性材料または吸収性媒体３１０とその上に配置された付随する疎水性パターン３２５を装着させてよい。すなわち、アッセイテンプレート３００の両面が試料物質を受領することができるようにその両面に試料容器３５０を装着させてよく、その系により作製されるアッセイテンプレート消耗品の量は２分の１に低減される。

幾つかの例では前記アッセイは特徴決定における正確な分析のために保湿される必要があり得る。しかしながら、少なくとも部分的には卵から抽出された試料物質が少量であるため、そのアッセイにおいて水分を保持することは困難であり得る。したがって、この問題は幾つかの方法で対処され得る。本開示の幾つかの態様によると図９〜１１に示されているように湿度室または水分導入プレス５００を介して前記アッセイテンプレートに外部水分が加えられ得る。幾つかの例では前記アッセイに存在する適切なレベルの水分が変性、保温、および検出を含むそのアッセイ過程の様々なステップを通じて供給され得る。

本開示の他の態様によると前記アッセイを保湿するために内部水分の保持が採用され得る。幾つかの例では、図５に示されているようにアッセイプロトコル内の試薬分注の後にアッセイテンプレート３００の吸収性材料上のアッセイ位置の上にフィルム５５０（例えば、プラスチック）または封止剤を適用することにより内部水分の保持が対処され得る。

他の例ではイオン性液体などの高沸点液体のような水分保持調節剤のアッセイ過程への導入によって内部水分の保持が対処され得る。この点に関し、アッセイテンプレート３００を形成する吸収性セルロース性材料上での蒸発による喪失を制御するためにそのイオン性液体の導入が用いられ得る。幾つかの例では前記試薬は後続の加熱ステップの間にその水分を保持することが可能である高沸点液体に改質させられ得る。幾つかの態様によると養鶏業において特定のＤＮＡ配列の存在を高速、低コストで検出する目的のためにアッセイテンプレート３００を形成するセルロース性材料上で分子診断アッセイを実施する媒体として深共融溶媒（ＤＥＳ）などのイオン性液体が使用され得る。幾つかの例ではＤＥＳ物質を約５０％から約８０％のレベルで添加することにより前記アッセイにおいて水分が保持され得る。そのようなＤＥＳ物質には、例えば、多くの物の中でもグリセロール：コリン、エチレングリコール：コリン、マロン酸：コリン、シュウ酸：コリンまたは尿素：コリンが含まれ得る。

さらに他の例では試料（例えば全血）内での水分の保持は、例えば親水性溶媒などの溶媒のような水分保持調節剤で試料を希釈することによって補助され得る。１つの特定の態様によると試料物質を希釈するためにジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を使用してよく、それは試料物質の低温処理を補助するために使用され得る。ＤＭＦによる希釈のそのような例では、例えば、典型的な９５〜１２０℃よりもむしろ約７０〜８０℃の間で試料変性が実施され得る。また、ＤＭＦの添加によって典型的な６５℃よりもむしろ約５０℃で試料物質の保温を実施してよく、それによってその試料の水分の喪失が減少し、外部水分の供給または厳しい湿度制御の必要性が排除され得る。

他の水分保持調節剤には、例えば、Ｎ−メチルホルムアミド（ＭＭＦ）、ホルムアミド、およびそれらの誘導体などの高沸点（１００℃を超える沸点）のアルキルホルムアミドが含まれ得る。

さらに、試料内での水分の保持は、増粘剤または増粘物質を試料に添加することにより補助され得る。例えば、アッセイテンプレートシステム全体の水分保持特性をさらに改善するためにケイ酸ナトリウムまたはメタケイ酸ナトリウムを試料物質に添加してよい。

前記卵処理システムを通ってアッセイテンプレート３００を移動させるためにアッセイテンプレート操作システムが提供され得る。そのアッセイテンプレート操作システムは、卵からの抽出物質が特徴の決定のために試料採取モジュール１０からアッセイモジュール２０まで運搬され得るように試料採取モジュール１０と前記アッセイモジュールとの間でアッセイテンプレート３００を移動させることができる。この点に関し、前記アッセイテンプレート操作システムは卵から抽出された物質が適切な試料容器内に分注され得るようにそれぞれの試料採取機１１０の下に試料容器３５０を移動するように構成され得る。その後、その抽出物質を移動し、本明細書においてさらに説明されるようにアッセイプロトコルの対象とすることができる。

アッセイモジュール２０は、卵の１つ以上の特徴を決定するためにそれらの卵から抽出された物質を含むアッセイテンプレート３００を上に記載されたように処理するように構成され得る。幾つかの例では複数の卵から抽出された物質を含むアッセイテンプレート３００を所定の期間にわたって受領および保持するための保持領域が提供され得る。幾つかの例ではその保持領域は抽出試料物質が変性処理にかけられる変性ステーション２２０を含み得る。その後、そのアッセイテンプレートはその保持領域から分注ステーション２００へ移送されてよく、そこで前記アッセイテンプレートの試料容器にアッセイ試薬が添加される。その後、そのアッセイテンプレートは保温ステーション２３０に移送されてよく、混合された抽出試料物質と試薬がそこで保温される。所定の期間の後にそのアッセイテンプレートは、特徴を決定するために各試料容器中の物質が分析され得るように検出器ステーション２１０に移送されてよい。

次に図１２を参照して本開示の態様に従う処理シーケンスを説明する。吸収性アッセイテンプレート３００が提供され、卵から抽出された試料物質（例えば血液）を受領するために試料採取機１１０の下に移される。その試料物質は試料容器の実質的に中央に分注され得る。アッセイモジュール２０内でその吸収性アッセイテンプレート３００はコンベヤーシステムを介して変性ステーション２２０へ移され、その後、それぞれの試料容器に所定量の試薬を分注する分注ヘッド４００の下に移されてよい。中心を外してその試料容器にその試薬を分注してよい。その後、その吸収性アッセイテンプレート３００は所定の期間の間に環境制御チャンバー（例えば保温ステーション２３０）の中を進行してよい。その後、その吸収性アッセイテンプレート３００は、特徴を決定するために卵から抽出された物質が分析され得るように検出器ステーション２１０に移されてよい。幾つかの例では試料物質の分注と変性ステーション２２０との間に試料を保持するために試料スタッカーが提供され得る。そのような試料スタッカーは先に入ってきたものが先に出ていく構成およびプロトコルを有し得る。

次に図１３〜２１を参照して本開示の態様に従う代わりの処理シーケンスを説明する。図１３に示されているように、吸収性アッセイテンプレート３００が提供され、卵から抽出された試料物質（例えば血液）を受領するために試料採取機１１０の下に移される。図１４に示されているように、その試料物質はその吸収性アッセイテンプレート３００に吸収され得る。図１５に示されているように、その吸収性アッセイテンプレート３００は短時間の内に温度を上昇させることが可能である温度上昇変性ステーション２２５にリニアアクチュエーターシステムを介して移されてよい。その後、図１６に示されているようにその吸収性アッセイテンプレート３００は変性ステーション２２０に移されてよい。その後、図１７に示されているように前記吸収性アッセイテンプレート３００はそれぞれの試料容器に所定量の試薬を分注する分注ステーション２００の中で分注ヘッド４００の下に移されてよい。図１８に示されているようにその試薬はその吸収性アッセイテンプレート３００に吸収され得る。その後、図１９に示されているようにその吸収性アッセイテンプレート３００は短時間の内に保温温度を上昇させることが可能である温度上昇保温ステーション２３５に移動し得る。その後、図２０に示されているようにその吸収性アッセイテンプレート３００は所定の期間の間に環境制御チャンバー（例えば保温ステーション２３０）の中を進行してよい。その後、図２１に示されているようにその吸収性アッセイテンプレート３００は、特徴を決定するために卵から抽出された物質が分析され得るように検出器ステーション２１０に移されてよい。

前記保温ステーションおよび変性ステーションは赤外線ランプなどの本開示の態様に従う適切な加熱源を有し得る。幾つかの例では常圧プラズマトーチもしくはシステム、またはコロナ放電棒もしくはシステム（両方とも室温近くで動作する）が赤外線ランプの代わりに使用され得る。

本開示の態様は卵の性別を特定することに限定されない。卵の様々な特徴（例えば性別、病原体量、鳥の健康または能力に関連する遺伝マーカー）を特定するために卵から抽出された物質を分析する様々なアッセイ技術が利用され得る。例えば、卵物質中のエストロゲンを検出するために抗体ベースの系および方法（例えば、市販の妊娠検査の系および方法）を利用してよい。また、病原体（例えばサルモネラおよびマレック病）を検出するために抗体ベースの系を利用してよい。別の例として、卵物質中のＷ染色体の存在／不在を検出するためにＰＣＲ（重合体鎖反応）分析を利用してよい。また、卵物質の中の様々な遺伝形質／遺伝的欠陥を検出するためにＰＣＲ分析を利用してよい。以上より、鳥類の卵の病原体検出および遺伝子分析を容易にするアッセイモジュールが提供され得る。

次に図１を参照して前記アッセイテンプレート中の試料容器内に含まれる卵から抽出された物質をアッセイするように構成されている本開示の態様に従うアッセイモジュール２０を例示する。例示されているモジュール２０は、複数の領域を通って前記アッセイテンプレートを順次運搬するように構成されているコンベヤーシステムを介して接続されている複数のチャンバー、ステーション、または領域を含む。幾つかの例ではそれらのチャンバー、ステーション、または領域は所定の温度レベルおよび湿度レベルで維持され得る。追加の環境制御を利用してもよい。

本開示の他の態様によると図２２に例示されているようにアッセイテンプレートはキャピラリーフィルムの内部に試料物質を運搬する毛管作用を行うそのキャピラリーフィルムを組み入れてよい。幾つかの例ではそのキャピラリーフィルムは、例えばリボン状形態などの平面状の空間の中に集められた複数のマイクロ流動性導管を含み得る。変性および保温などの様々な熱ステップの間に試料物質が蒸発しないようにその試料物質を限定された空間に維持するためにそのような構成が使用され得る。図２２を参照すると、マイクロ流動性導管７００（マイクロチューブ）は支持基板７１０に結合され得る。マイクロ流動性導管７００はマイクロ流動路７０５を規定し得る。試料物質８００はマイクロ流動性導管７００の第１末端７０２の近くに配置され、その後で毛管作用を介してマイクロ流動性導管の第２末端７０４に向けて運搬され得る。

本開示が関連する分野の当業者は、これまでの説明および関連の図面に提示されている教示の利益を得て本明細書において示されている本開示の多数の改変および他の態様が頭に浮かぶ。したがって、本開示は開示されている特定の態様に限定されず、添付されている特許請求の範囲に改変と他の態様が含まれるものとされることを理解すべきである。本明細書において特定の用語が使用されているが、それらは一般的および説明的意味で使用され、限定目的では使用されない。

Claims (19)

1. 特定される特徴を有する鳥類の卵の処理方法であって、
   複数の卵を試料採取装置に運ぶこと、
   前記試料採取装置を使用して前記卵から試料物質を自動的に抽出すること、
   前記抽出試料物質を液体固定化アッセイテンプレート上に自動的に配置すること、
   前記液体固定化アッセイテンプレートに吸収された前記配置済み試料物質をアッセイステーションに送ること、および
   前記アッセイステーションを使用して前記抽出試料物質を自動的にアッセイして特徴を有する卵を特定すること
   を含む前記方法。
2. 液体固定化アッセイテンプレート上への前記抽出試料物質の自動配置がセルロース性材料から形成される吸収性紙ベースアッセイテンプレート上への前記抽出試料物質の自動配置をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 吸収性紙ベースアッセイテンプレート上への前記抽出試料物質の自動配置が、一連のアッセイ位置を規定する疎水性バリアパターンを有する吸収性紙ベースアッセイテンプレート上への前記抽出試料物質の自動配置をさらに含む、請求項２に記載の方法。
4. 処理のために前記抽出試料物質を運搬するように構成されている輸送基板上に前記吸収性紙ベースアッセイテンプレートを配置することをさらに含む、請求項３に記載の方法。
5. 吸収性紙ベースアッセイテンプレート上への前記抽出試料物質の自動配置が、一連のアッセイ位置を形成するために基板上に散在状態で配置されている複数の親水性パッドを有する吸収性紙ベースアッセイテンプレート上への前記抽出試料物質の自動配置をさらに含む、請求項２に記載の方法。
6. 前記吸収性アッセイテンプレートに水分を保持するように構成されているイオン性液体であるアッセイ媒体を前記液体固定化アッセイテンプレート上に分注することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記液体固定化アッセイテンプレート上へのイオン性液体の分注が前記液体固定化アッセイテンプレート上への深共融溶媒の分注をさらに含む、請求項６に記載の方法。
8. 特徴を有する卵を特定するための前記アッセイステーションを使用する前記抽出物質の自動アッセイが、
   前記抽出試料物質を変性すること、
   前記抽出試料物質とアッセイ試薬がアッセイ試料を形成するように前記液体固定化アッセイテンプレート上にアッセイ試薬を分注すること、
   前記アッセイ試料を密封すること、および
   前記アッセイ試料を保温すること
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記卵からの試料物質の自動抽出が、羊膜、卵殻、組織、膜および血液からなる群より選択される物質を抽出することを含む、請求項１に記載の方法。
10. 複数の卵から試料物質を抽出するように構成されている試料採取装置、
    前記試料採取装置へ複数の卵を運搬するように構成されている運搬システム、
    前記試料採取装置から前記抽出試料物質を受領および吸収するように構成されている液体固定化アッセイテンプレート、
    前記試料採取装置から前記抽出試料物質を受領するために前記試料採取装置の近くに前記液体固定化アッセイテンプレートを配置するように構成されているアッセイテンプレート操作システム、および
    特徴を有する卵を特定するために前記卵から抽出された前記試料物質をアッセイするように構成されているアッセイステーション
    を含む、卵処理システム。
11. 前記液体固定化アッセイテンプレートがセルロース性材料から形成される吸収性紙ベースアッセイテンプレートを含む、請求項１０に記載の卵処理システム。
12. 前記吸収性紙ベースアッセイテンプレートが一連のアッセイ位置を規定する疎水性バリアパターンを含む、請求項１１に記載の卵処理システム。
13. 前記アッセイテンプレート操作システムが輸送基板を含み、処理時に前記抽出試料物質を輸送するために前記吸収性紙ベースアッセイテンプレートが前記輸送基板上に配置される、請求項１２に記載の卵処理システム。
14. 前記吸収性紙ベースアッセイテンプレートが一連のアッセイ位置を形成するために基板上に散在状態で配置されている複数の親水性パッドを含む、請求項１１に記載の卵処理システム。
15. 前記液体固定化アッセイテンプレートに水分を保持するように構成されているイオン性液体であるアッセイ媒体を前記液体固定化アッセイテンプレート上に分注するように構成されている分注装置をさらに含む、請求項１０に記載の卵処理システム。
16. 前記イオン性液体が深共融溶媒を含む、請求項１５に記載の卵処理システム。
17. 前記アッセイテンプレート操作システムが前記試料採取装置から前記アッセイステーションへ前記液体固定化アッセイテンプレートを輸送するようにさらに構成される、請求項１０に記載の卵処理システム。
18. 前記特定された特徴に基づいて前記卵を処理するように構成されている処理ステーションをさらに含む、請求項１０に記載の卵処理システム。
19. 前記特定された特徴に基づいて前記卵を選別するように構成されている選別ステーションをさらに含む、請求項１０に記載の卵処理システム。

Images