(57)【要約】  本発明は、カートリッジ１００を使用して、処理済みの生体試料中の分析物の光学測定１１３２を行う方法を提供する。カートリッジは、回転軸１０８の周りで回転するように動作可能である。方法は、生体試料を試料入口１１２内に配置するステップと、流体構造１１０を用いて生体試料を処理済みの生体試料へと処理するために、カートリッジの回転速度を制御する１２００ステップと、処理済みの生体試料が、クロマトグラフィー膜を介して測定構造入口から吸収構造へと流れることを可能にするために、カートリッジの回転速度を制御する１２０２ステップと、光学機器を用いてクロマトグラフィー膜上の検出ゾーンの光学測定を行う１２０４ステップと、を含む。入口空気バッフルが、カートリッジの回転中に、クロマトグラフィー膜処理済みの生体試料の蒸発を減少させる。
2019513977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カートリッジ（１００）を使用して、処理済みの生体試料中の分析物の光学測定（１１３２）を行う方法であって、前記カートリッジは、回転軸（１０８）周りに回転するように動作可能であり、前記カートリッジは、
前面（１０４）を備える支持構造（１０２）と、
生体試料を前記処理済みの生体試料へと処理するための流体構造（１１０）と、
前記前面に対して凹状に設けられる測定構造（１１４）と、を備え、
前記流体構造は、前記生体試料を受容するための試料入口（１１２）を備え、
前記測定構造は、クロマトグラフィー膜（１２０）を備え、前記測定構造は、前記処理済みの生体試料を受容するために前記流体構造に接続される測定構造入口（１１６）を備え、前記測定構造は吸収構造（１２６）を備え、前記クロマトグラフィー膜（１２０）は、前記測定構造入口から前記吸収構造（１２６）まで延び、前記クロマトグラフィー膜（１２０）は検出ゾーン（１２２）を備え、前記測定構造は、前記前面に接続される入口空気バッフル（１２８、１２８’）を備え、
前記方法は、
前記生体試料を前記試料入口内に配置するステップと、
前記流体構造を用いて前記生体試料を前記処理済みの生体試料へと処理するために、前記カートリッジの回転速度を制御する（１２００）ステップと、
前記処理済みの生体試料が、前記クロマトグラフィー膜を介して前記測定構造入口から前記吸収構造へと流れることを可能にするために、前記カートリッジの回転速度を制御する（１２０２）ステップと、
光学機器を用いて前記検出ゾーンの前記光学測定を行う（１２０４）ステップと、
を含み、
前記入口空気バッフルは、前記カートリッジの回転中に前記処理済みの生体試料の蒸発を減少させる、
方法。
【請求項２】
前記入口空気バッフルは、前記測定構造入口よりも前記回転軸に近い、
および／または、
前記入口空気バッフルは、前記回転軸の周りの前記カートリッジの回転中に、前記測定構造上の空気の流れを調節するように構成される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記方法は、
前記処理済みの生体試料が、前記クロマトグラフィー膜を介して前記測定構造入口から前記吸収構造へと流れることを可能にするために、前記カートリッジの回転速度を制御するステップの後に、緩衝溶液を前記測定構造入口に配置するステップと、
前記緩衝溶液が、前記クロマトグラフィー膜を介して前記測定構造入口から前記吸収構造へと流れることを可能にするために、前記カートリッジの回転速度を制御することによって、前記光学測定を行うステップの前に、前記クロマトグラフィー膜を洗浄するステップと、
をさらに含む、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
自動分析装置（１０１）用のカートリッジ（１００）であって、前記カートリッジは、回転軸（１０８）周りに回転するように動作可能であり、前記カートリッジは、
前面（１０４）を備える支持構造（１０２）と、
生体試料を処理済みの生体試料へと処理するための流体構造（１１０）と、
前記前面に対して凹状に設けられる測定構造（１１４）と、を備え、
前記流体構造は、前記生体試料を受容するための試料入口（１１２）を備え、
前記測定構造は、クロマトグラフィー膜（１２０）を備え、前記測定構造は、前記処理済みの生体試料を受容するために前記流体構造に接続される測定構造入口（１１６）を備え、前記測定構造は吸収構造（１２６）を備え、前記クロマトグラフィー膜（１２０）は、前記測定構造入口から前記吸収構造まで延び、
前記測定構造は、前記前面に接続される入口空気バッフル（１２８、１２８’）を備える、
カートリッジ。
【請求項５】
前記入口空気バッフルは、前記測定構造入口よりも前記回転軸に近い、請求項４記載のカートリッジ。
【請求項６】
前記入口空気バッフルと前記測定構造入口との間に間隙（１４０）が存在する、請求項４または５記載のカートリッジ。
【請求項７】
前記間隙が前記クロマトグラフィー膜の上にある、請求項６記載のカートリッジ。
【請求項８】
前記入口空気バッフルは、前記回転軸の周りの前記カートリッジの回転中に、前記測定構造上の空気の流れを調節するように構成される、請求項４〜７のいずれか１項に記載のカートリッジ。
【請求項９】
前記測定構造（２００、３００、５００、７００）が、クロマトグラフィー膜を覆うための固定カバー（１３４）をさらに備え、前記固定カバーは、光透過性領域（１２４）を備え、前記光透過性領域は、前記クロマトグラフィー膜の前記検出ゾーンと整列して固定され、前記測定構造は、前記前面に接続される出口空気バッフル（１３０）をさらに備え、前記測定構造は、前記出口空気バッフル（１３０）および前記入口空気バッフル（１２８、１２８’）によって排気される、請求項４〜８のいずれか１項に記載のカートリッジ。
【請求項１０】
前記検出ゾーンは、径方向（６００）に検出ゾーン長さを有し、前記入口空気バッフルは、前記径方向に入口空気バッフル長さを有し、前記出口空気バッフルは、前記径方向に出口空気バッフル長さを有し、前記入口空気バッフル長さおよび／または前記出口空気バッフル長さは、前記検出ゾーン長さよりも小さい、
請求項９記載のカートリッジ。
【請求項１１】
前記出口空気バッフルおよび前記入口空気バッフルの一方が、前記回転軸に近い、請求項１０記載のカートリッジ。
【請求項１２】
前記検出ゾーンは、径方向（６００）に検出ゾーン長さを有し、前記入口空気バッフルは、前記径方向に入口空気バッフル長さを有し、出口空気バッフルは、前記径方向に出口空気バッフル長さを有し、前記入口空気バッフル長さおよび／または前記出口空気バッフル長さは、前記検出ゾーン長さ以上である、
請求項９記載のカートリッジ。
【請求項１３】
前記入口空気バッフルは、前記入口空気バッフルが前記前面と合流する第１の連続した滑面（３０２）を有する、および／または前記出口空気バッフルが、前記入口空気バッフルが前記前面と合流する第１の連続した滑面を有する、請求項１２記載のカートリッジ。
【請求項１４】
前記固定カバーは、前記検出ゾーンを横切る円周経路に沿って、第１縁部（７０４）および第２縁部（７０６）を有し、前記第１縁部は、前記クロマトグラフィー膜から前記回転軸に沿って第１距離（７０８）にあり、前記第２縁部は、前記クロマトグラフィー膜から前記回転軸に沿って第２距離（７１０）にあり、前記第１距離は前記第２距離よりも小さく、前記第１縁部に隣接して、前記前面は、前記クロマトグラフィー膜から前記回転軸に沿って第３距離（７１２）にあり、前記第１距離は前記第３距離よりも大きく、前記前面において、前記固定カバーは、前記第１縁部と前記第２縁部との間で連続して滑らかである、請求項１２または１３記載のカートリッジ。
【請求項１５】
測定ゾーン全体は、前記回転軸に対して平行（７０２）な方向付けられた経路（８０２）に沿って前記第１空気バッフル構造体を介して前記前面に対し開放され（８００、９００、１０００）ている、請求項４〜８のいずれか１項に記載のカートリッジ。
【請求項１６】
前記測定構造は、前記クロマトグラフ膜に隣接した少なくとも１つの空気ポケットを備え、前記少なくとも１つの空気ポケットは、前記回転軸に平行に、前記前面によって覆われている、請求項４〜１５のいずれか１項に記載のカートリッジ。
【請求項１７】
前記入口空気バッフル（１２８）は、前記検出ゾーンを横切る円周経路に沿って、前記入口空気バッフル（１２８）が前記前面と合流する第１空気バッフル端部（９０４）および第２空気バッフル端部（９０４）を有する、請求項１５または１６記載のカートリッジ。
【請求項１８】
前記第１空気バッフル縁部は、前記回転軸に沿って、前記第２空気バッフル縁部よりも前記クロマトグラフィー膜（１２２）から遠い、請求項１７記載のカートリッジ。
【請求項１９】
前記前面は、前記クロマトグラフィー膜から前記回転軸に沿った平均距離（９１０）を有し、前記第１空気バッフル縁部および前記第２空気バッフル縁部は、前記回転軸に沿って、前記前面よりも前記クロマトグラフィー膜から遠い、請求項１７または１８記載のカートリッジ。
【請求項２０】
請求項４〜１９のいずれか１項に記載のカートリッジを備える医療システム（１１００）であって、
前記医療システムは、前記少なくとも１つのカートリッジを受容するように構成される自動分析装置（１１０１）をさらに備え、
前記自動分析装置は、カートリッジスピナ、光学機器、および前記自動分析装置を制御するように構成された制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記流体構造を用いて前記生体試料を前記処理済みの生体試料へと処理するために、前記カートリッジの回転速度を制御する（１２００）ステップと、
前記処理済みの生体試料が、前記クロマトグラフィー膜を介して前記測定構造入口から前記吸収構造へと前記流体膜を横切って流れることを可能にするために、前記カートリッジの回転速度を制御する（１２０２）ステップと、
前記光学機器を用いて前記検出ゾーンの前記光学測定を行う（１２０４）ステップと、
を行うように構成され、
前記入口空気バッフルが、前記緩衝溶液の蒸発を減少させる、医療システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体試料用の分析試験装置に関し、特に、生体試料の測定を行うための回転カートリッジのデザインおよび使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
医学分析の分野において、湿式分析システムおよび乾式化学分析システムの、２つのクラスの分析システムが知られている。基本的に「湿潤試薬」（液体試薬）を使用して動作する湿式分析システムは、必要とされる多数のステップ、たとえば、試料および試薬を試薬容器内に提供するステップ、試料および試薬を試薬容器内で混合するステップ、測定可変特性について混合物を測定および分析して、所望の分析的結果（分析結果）を提供するステップによって、分析を行う。そのようなステップは、多くの場合、関係する要素の多様な動作を可能にする、技術的に複雑な、大型の、ライン操作される分析装置を使用して行われる。このクラスの分析システムは、典型的には大規模の医療分析検査室で使用される。
【０００３】
一方で、乾式化学分析システムは、典型的には試験素子に統合され、たとえば、「試験ストリップ」として実施される「乾燥試薬」を使用して動作する。これらの乾式化学分析システムが使用されると、液体試料は、試験素子の試薬を溶解させ、試料と溶解した試薬の反応により測定変数の変化が生じ、それは、試験素子上で測定され得る。とりわけ、測定変数が変色または他の光学的に測定可能な変数である、光学的に分析可能な分析システム（特に、比色分析システム）がこのクラスでは典型的である。電気化学システムもまた、このクラスでは典型的であり、分析における電気的な測定可変特性、特に、所定の電圧印加の際の電流が、測定領域内に設けられた電極を用いて試験素子の測定領域内で測定され得る。
【０００４】
通常、乾式化学分析システムの分析装置は小型であり、それらのいくつかは、携帯可能かつ電池式である。システムは、分散型の分析（ポイントオブケア検査とも呼称される）に、たとえば、内勤医にて、病院の病棟で、および医学分析パラメータのモニタリング中の、患者自身によるいわゆる「家庭モニタリング」（特に、糖尿病患者による血糖分析またはワルファリン患者による凝固状態）において使用される。
【０００５】
湿式分析システムにおいては、高性能の分析装置により、より複雑な多段階の反応順序（「試験プロトコル」）の実行が可能になる。たとえば、多くの場合、免疫化学分析は、「結合／遊離分離」（以下、「ｂ／ｆ分離」）、すなわち、結合相と遊離相との分離が必要とされる多段階の反応順序を必要とする。一試験プロトコルによると、たとえば、試料は先ず、表面上に固定された、分析物用の特定の結合試薬と接触させられる。これは、たとえば、試料をそのような試薬が固定された表面を備えるビーズと混合させることによって、または試料を表面上に、もしくは多孔性マトリクスを通して搬送することによって達成され、表面または多孔性マトリクスは、固定された試薬の被膜を備えている。次に、マーキング試薬が、結着性分析物をマーク付けするために同様の方法でこの表面と接触させられ、その検出が可能になり得る。より精密な分析を達成するためには、多くの場合、未結合のマーキング試薬が少なくとも部分的に除去される洗浄ステップが続いて行われる。多くの点で異なるが、複数の反応ステップを有し、特に、ｂ／ｆ分離も必要となる可能性がある複雑な取扱いを必要とするという特徴を共有している、多数の分析物を判定するための試験プロトコルが多数知られている。
【０００６】
試験ストリップおよび類似の分析要素では、通常、多段階の反応順序の制御が可能ではない。乾燥した状態で試薬を提供することに加え、全血から血液細胞を分離するなど、さらなる機能を可能にする、試験ストリップに類似の試験素子が知られている。しかし、それらは通常、個々の反応ステップの時系列の精密な制御ができない。湿式化学検査室システムによりこれらの性能が提供されるが、大き過ぎ、費用が掛かり過ぎ、そして多く適用において取り扱うには複雑過ぎる。
【０００７】
これらのギャップを埋めるために、少なくとも１つの、外部制御の（すなわち、試験素子自体の外部の素子を使用する）液体搬送ステップが内部で行われるように実施される試験素子（「制御可能な試験素子」）を使用して動作する分析システムが提案されている。外部制御は、圧力差の印加（過大圧力または低圧力）または力の作用の変化（たとえば、試験素子の姿勢の変更または加速力による重力の作用方向の変化）に基づき得る。外部制御は、回転の速度の関数として回転する試験素子に作用する遠心力によって行われてもよい。
【０００８】
制御可能な試験素子を有する分析システムが知られており、分析システムは典型的に、寸法的に安定したプラスチック材料を含むハウジング、およびハウジングに囲繞され、多くの場合、複数のチャネル部、およびチャネル部と比較して拡張されており、間にチャネル部が位置する複数のチャンバからなる一組を備える試料分析チャネルを備える。チャネル部およびチャンバを有する試料分析チャネルの構造は、プラスチック部品の外形により画定される。この外形は、射出成形技術またはホットスタンピングにより生成されることが可能である。しかし、近年では、リソグラフィ方法により生成される微細構造がより多く使用されている。
【０００９】
制御可能な試験素子を有する分析システムは、大規模な検査室システムを使用することによってのみ行うことが可能であった試験の小型化を可能にする。さらに、これにより、１つの試料からの類似の分析および／または様々な試料からの類似の分析の並列処理に同一の構造を反復して適用することにより、処理の並列化が可能になる。典型的に、試験素子が、確立された生産方法を用いて生産され得ること、および既知の分析方法を用いて測定および分析され得ることは、さらなる利点となる。また、既知の方法および生産物が、そのような試験素子の化学的構成要素および生化学的構成要素に用いられ得る。
【００１０】
これらの利点にもかかわらず、さらなる改善が必要である。とりわけ、制御可能な試験素子を使用して動作する分析システムは、依然として大きすぎる。可能な限り最も小型となる寸法は、多くの用途において、実用上の大きな重要性を有する。
【００１１】
特許文献１には、試験素子および試験素子を用いて分析物を検出するための方法が記載されている。試験素子は、略ディスク形かつ平坦であり、ディスク形試験素子の平面に直行する好ましくは中心軸の回りで回転させ得る。試験素子は、液体サンプルを適用するためのサンプル適用開口部と、軸から離れた第１端部および軸に近接する第２端部を有する毛細管活性ゾーン（特に吸収性多孔質マトリクス）と、軸に近接する領域から、軸から離れた毛細管活性ゾーンの第１端部にまで延びるサンプルチャネルと、を有する。
【００１２】
特許文献２には、液体サンプルの光学分析用のテストエレメント、分析システムおよび方法が記載されている。テストエレメントは、基板と、基板およびカバー層により取り囲まれるマイクロ流体チャネル構造体とを有する。チャネル構造体は、入口開口部を有する測定チャンバを有する。テストエレメントは、カバー層に面する第１のレベル、および第１のレベルがカバー層と第２のレベルとの間に位置するように第１のレベルに接続する第２のレベルを有する。第１のレベルを通して延びる測定チャンバの一部分が測定領域を形成する。測定領域は、混合領域を形成する、第２のレベル内で延びる測定チャンバの一部分と接続する。流体サンプルの光学分析は、カバー層に平行である第１のレベルを通り、光軸に沿って測定チャンバの測定領域を通るように導かれる光によって実行される。
【００１３】
特許文献３には、含まれる分析物に対し、体液試料を分析するための微小流体素子であって、基板と、基板によって囲繞されるチャネル構造と、カバー層を有し、回転軸の回りで回転可能である素子が開示されている。微小流体素子のチャネル構造は、フィード開口部を有するフィードチャネルと、通気口を有する通気チャネルと、少なくとも２つの試薬チャンバとを含む。試薬チャンバは、液体試料が回転軸の遠位の試薬チャンバ内へと流入し得るように、試薬チャンバ間で流体の交換が可能であるように２つの接続チャネルを介して互いに接続され、試薬チャンバのうちの１つは、フィードチャネルへの流体接続を有する入口開口部を有する。試薬チャンバのうちの少なくとも１つは、液体試料と反応する試薬を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０１９１６４３号明細書
【特許文献２】米国特許第８，７５９，０８１号明細書
【特許文献３】米国特許第８，９１１，６８４号明細書
【発明の概要】
【００１５】
本発明は、独立請求項において、方法、自動分析装置用のカートリッジ、および医療システムを提供する。従属請求項において、実施形態が示される。
【００１６】
本明細書において使用されるカートリッジは、生体試料を処理済みの生体試料へと処理するための任意の試験素子を包含する。カートリッジは、生体試料に対し行われる測定を可能にする構造または構成要素を含んでもよい。典型的なカートリッジは、米国特許第８，１１４，３５１号明細書および米国特許出願公開第２００９／０１９１６４３号明細書にて定義および説明される試験素子である。本明細書において使用されるカートリッジは、延伸微小流体ディスクとも呼称され、また、「ラボオンディスク（ｌａｂ−ｏｎ−ａ−ｄｉｓｃ）」、ラボディスク（ｌａｂ−ｄｉｓｋ）、または微小流体ＣＤとしても知られている。
【００１７】
本明細書において使用される生体試料は、有機体より得られる試料から取得、模造、複製、または再生される化学製品を包含する。血液試料は生体試料の一例であり、全血または血液製剤のいずれかである。血漿は、処理済みの生体試料と考えられてもよい。
【００１８】
以下における、および請求項における生体試料および生物由来物質の参照は、血液試料および／または血液製剤を参照するように変更されてもよいことが理解される。
【００１９】
一態様では、本発明は、処理済みの生体試料中の分析物の光学測定を、カートリッジを使用して行う方法を提供する。カートリッジは、回転軸の周りに回転するように動作可能である。カートリッジは、前面を備える支持構造を備える。カートリッジは、生体試料を処理済みの生体試料へと処理するための流体構造をさらに備える。流体構造は、生体試料を受容するための試料入口を備える。
【００２０】
カートリッジは、前面に対して凹状に設けられる測定構造をさらに備える。これは、測定構造が前面の下方に位置していると換言されてもよい。測定構造は、クロマトグラフィー膜を備える。
【００２１】
クロマトグラフィー膜は、毛細管活性ゾーンとも呼称されてもよい。一実施形態では、毛細管活性ゾーンは、吸収性多孔質マトリクスを備える。本発明による試験素子の一実施形態では、軸に近い毛細管活性ゾーンの第２端部は、毛細管活性ゾーンからの液体を吸収し得るように追加の吸収性材料または吸収構造に隣接する。典型的に、毛細管活性ゾーンおよび追加の吸収性材料は、この目的のために僅かに重なる。追加の材料または追加の吸収構造は、一方では、毛細管活性ゾーン、および特に吸収性多孔質マトリクスの吸引作用を促進するように機能し、他方では、毛細管活性ゾーンを既に通過した液体の保持ゾーンとして機能する。この接続では、追加の材料は、マトリクスと同じ材料または異なる材料からなり得る。たとえば、マトリクスは、膜であってもよく、追加の吸収性材料は、フリースまたは紙であってもよい。もちろん他の組み合わせも同様に可能である。
【００２２】
測定構造は、処理済みの生体試料を受容するための流体構造に接続される測定構造入口をさらに備える。測定構造は、吸収構造をさらに備える。吸収構造は、毛細管活性ゾーンよりも回転軸に近い。いくつかの例では、吸収構造は、毛細管活性ゾーンを横切って、または通過しての、処理済みの生体試料の完全な搬送を支援してもよく、洗浄バッファーのような処理済みの流体および／または追加の流体を結合することによって、廃フリースとして機能してもよい、または廃フリースであってもよく、それによってそれら流体の漏出が、そして機器またはユーザの汚染が回避される。
【００２３】
クロマトグラフィー膜は、測定構造入口から吸収構造へと延びる。吸収構造は、吸収性であってもよいため、測定構造入口中に設置される流体または液体は、吸収構造に吸い上げられる。クロマトグラフィー膜は検出ゾーンを備える。測定構造は、前面に接続される入口空気バッフルを備える。本明細書において使用される空気バッフルは、空気または他の気体の流れを制限するために使用される機械構造体である。入口空気バッフルは、カートリッジをクロマトグラフィー膜まで囲繞する大気への通気口として機能する。
【００２４】
方法は、生体試料を試料入口内に設置するステップを含む。方法は、流体構造を用いて生体試料を処理済みの生体試料へと処理するために、カートリッジの回転速度を制御するステップをさらに含む。これは、異なる例においては、異なる形態をとってもよい。たとえば、生体試料は、希釈されてもよく、もしくは生体試料を化学的に変化させる他の化学物質と混合されてもよい、または、生体試料は、分析物と反応し、クロマトグラフィー膜上に層状に形成され得るマーカーを提供する抗体と混合されてもよい。方法は、処理済みの生体試料が、クロマトグラフィー膜を介して測定構造入口から吸収構造へと流れることを可能にするために、カートリッジの回転速度を制御することをさらに含む。
【００２５】
吸収構造は一方では、クロマトグラフィー膜または毛細管活性ゾーン、特に吸収性多孔質マトリクスの吸引作用を促進するように機能し、他方では、毛細管活性ゾーンを既に通過した液体の保持ゾーンとして機能する。この接続では、追加の材料は、マトリクスと同じ材料または異なる材料からなり得る。たとえば、マトリクスは、膜であってもよく、追加の吸収性材料は、フリースまたは紙であってもよい。もちろん他の組み合わせも同様に可能である。
【００２６】
入口空気バッフルは、カートリッジ回転中に処理済みの生体試料の蒸発を減少させる。方法は、光学機器を用いて検出ゾーンの光学測定を行うことをさらに備える。光学機器は、たとえば、分光機器であってもよい。
【００２７】
この実施形態は、入口空気バッフルは、カートリッジが回転するときに、カートリッジを囲繞する空気または大気との接触を減少させ得るので利点となり得る。処理済みの生体試料の蒸発を減少させることは、より正確な測定を提供し得るという点で利点となり得る。他の場合では、蒸発が減少するため、生体試料は、より少量で使用されても機能し得る。他の例では、入口空気バッフルは、生体試料を処理済みの生体試料にするために生体試料と混合する必要のある追加の流体がより少量であるという利点をもたらす。
【００２８】
流体構造は、試薬ゾーンを含んでもよく、試薬ゾーンは、分析物の結合相手（典型的には、分析物が抗原またはハプテンである場合は、抗体もしくは分析物の結合が可能である免疫学的に活性の抗体断片、または分析物が抗体である場合は、抗原もしくはハプテン）と、視覚的、光学的または電気化学的手段によって直接または間接的に検出され得る標識との結合体を含み、結合体は、液体試料により溶解され得る。適切な標識は、たとえば、酵素、蛍光標識、化学発光標識、電気化学活性基、または金属または炭素標識、もしくは着色格子などのいわゆる直接的標識である。このゾーンは、結合ゾーンとも呼称されてもよい。
【００２９】
結合ゾーンは、試料適用ゾーンとしても機能することができ、または別個の試料適用ゾーンが、試験素子上に位置し得る。結合ゾーンは、上述の分析物結合相手と標識との結合体に加えて、第２の分析物結合相手（典型的には抗体、または分析物の結合が可能である免疫学的に活性の抗体断片）と、それ自体が結合対における相手であるタグ付け物質とのさらなる結合体を含む。タグ付け物質は、例えば、ビオチンまたはジゴキシゲニンであってもよく、標識された結合体、分析物およびタグ付けされた結合体からなるサンドイッチ錯体を検出および／または制御ゾーン内に固定化するために使用され得る。
【００３０】
クロマトグラフィー膜は、分析物または分析物を含有する複合体のための、永久的に固定化された結合相手（すなわち、液体試料によって分離できないもの）を含む検出ゾーンをさらに含んでもよい。固定化された結合相手は、典型的には、抗体もしくは分析物の結合が可能である免疫学的に活性の抗体断片、または抗原もしくは（ポリ）ハプテンである。上記の、たとえば、分析物結合相手と共にビオチンまたはジゴキシゲニンを含むタグ付けされた結合体の一つが使用される場合、固定化された結合相手は、ストレプトアビジンまたはポリストレプトアビジンおよび抗ジゴキシゲニン抗体であってもよい。
【００３１】
最後に、クロマトグラフィー膜の中または上に制御ゾーンがあってもよく、クロマトグラフィー膜は、たとえば、分析物類似体として作用し、標識された結合体から分析物結合相手を結合することができる固定化ポリハプテンの形態の、分析物結合相手と標識との結合体のための永久的に固定化された結合相手を含む。制御ゾーンは、分析物または分析物を含む複合体のための、１つまたは複数の永久的に固定化された結合相手をさらに含んでもよい。後者の結合相手は、検出ゾーンの固定化された結合相手に関連して上述したものと同じ化合物から選択され得る。典型的に、検出ゾーンおよび制御ゾーン内のこれらの固定化された結合相手は同一である。しかし、それらは、たとえば、ビオチン標識された結合体のための結合相手（たとえば、ポリストレプトアビジン）が検出ゾーンに固定され、ポリハプテンに加えて制御ゾーンに抗検体抗体が固定化されているという点で、異なってもよい。後者の場合には、追加で制御ゾーンに固定化される抗分析物抗体は、（別の）独立したエピトープに反して方向付けされるべきであり、したがって、結合抗体（ビオチン標識された結合体および標識された結合体）によって認識されない。
【００３２】
別の実施形態では、入口空気バッフルは、測定構造入口よりも回転軸に近い。入口バッフルは、回転軸の周りのカートリッジの回転中に、測定構造上の空気の流れを調節する（regulate）ように構成される。この実施形態は、制御された気流が、クロマトグラフィー膜の（測定中の）視認性の向上、およびクロマトグラフィー膜からの蒸発の低減の両方を可能にすることができるので、有益であり得る。対照的に、米国特許出願公開第２００９／０１９１６４３号明細書の図２は、流体構造が試料または洗浄液で満たされることのみを可能にするように機能する２つの小さな通気口を示している。
【００３３】
別の実施形態では、吸収構造は廃フリース（waste fleece）である。
【００３４】
別の実施形態では、クロマトグラフィー膜は、固定化された試薬を含む１つまたは複数のゾーンを含み得る。
【００３５】
特定の結合試薬、たとえば、抗原、抗体、（ポリ）ハプテン、ストレプトアビジン、ポリストレプトアビジン、リガンド、受容体、核酸鎖（捕捉プローブ）などの特定の結合相手は、典型的には、毛細管活性ゾーン、特に多孔質の吸収性マトリクス中に固定化される。それらは、分析物、または分析物に由来するもしくは分析物に関連する種を、毛細管活性ゾーンを通って流れる試料から特定的に捕捉するために使用される。これらの結合相手は、線、点、パターンの形態で毛細管活性ゾーンの材料中または上に固定化されて存在し得る、または、たとえば、いわゆるビーズを用いて、毛細管活性領域に間接的に結合され得る。したがって、たとえば、免疫測定の場合、分析物に対する１つの抗体が、毛細管活性領域の表面上または多孔質の吸収性マトリクス内に固定化されて存在してもよく、そして、試料から分析物（この場合、抗原またはハプテン）を捕捉して、たとえば、吸収性マトリクスのような毛細管活性ゾーン中に固定化させる。この場合、たとえば、標識された結合可能なパートナーと付加的に接触させることによる、さらなる反応により、視覚的、光学的にまたは蛍光−光学的に検出可能な標識によって、分析物を検出可能にすることができる。
【００３６】
別の実施形態では、流体構造は、検出可能な標識を有する、分析物の第１の特定結合相手と、補足ラベルを有する第２の特定の結合相手とを含む。これらは共に、分析物との結合複合体を形成する。これは、第１の特定の結合相手、第２の特定の結合相手、および分析物からなり得る。これは、第２の特定の結合相手の捕捉ラベルに特化した、固定化された結合相手内に測定構造を追加的に提供してもよい。
【００３７】
別の実施形態では、検出は蛍光ベースである。
【００３８】
別の実施形態では、標識は粒子ベースの蛍光標識である
【００３９】
別の実施形態では、クロマトグラフィー膜は光学較正ゾーンを含む。光学較正ゾーンは、たとえば、規定量の固定化された標識を含み、機器の光学系が適切に機能しているかをチェックし、そうでない場合には、それを適切に較正するための手段を提供する測定構造上の領域であってもよい。他の実施形態では、光学較正ゾーンは、試験素子上の異なる位置に配置される。
【００４０】
別の実施形態では、測定構造は、試薬およびフロー制御ゾーンを含む。これにより、カートリッジが試薬および免疫クロマトグラフィーに関して適切に機能しているかどうかをチェックする手段が提供されてもよい。たとえば、試薬／流量制御、および光学測定が行われるときに放射線または励起源の強度を補正するための機器制御ゾーンとしての光学較正ゾーンの、２つの異なる制御ゾーンがあってもよい。
【００４１】
別の実施形態では、カートリッジは、ディスク形または少なくとも部分的にディスク形である。
【００４２】
別の実施形態では、カートリッジは、回転軸の周りに引かれる円内に収まる外縁を有してもよい。
【００４３】
別の実施形態では、カートリッジは外縁を有する。外縁は、回転軸に対し円対称である１つまたは複数の部分を有してもよい。
【００４４】
別の実施形態では、本方法は、処理済みの生体試料が、クロマトグラフィー膜を介して測定構造入口から吸収構造へと流れることを可能にするために、カートリッジの回転速度を制御した後に、緩衝溶液を測定構造入口に配置するステップをさらに含む。方法は、緩衝溶液が、クロマトグラフィー膜を介して測定構造入口から吸収構造へと流れることを可能にするために、カートリッジの回転速度を制御することによって、光学測定を行う前に、クロマトグラフィー膜を清掃または洗浄することをさらに含む。緩衝溶液の使用は、分析物のより正確で再現性のある測定を提供し得るので、有益であってもよい。入口空気バッフルを有するカートリッジの使用は、生体試料の蒸発の減少に加えて、緩衝溶液の蒸発を減少させるため、この利益をさらに増加させ得る。これは、使用される緩衝溶液をより少量にすることを可能にし、また、クロマトグラフィー膜を横切って吸収構造へと至る緩衝溶液のより制御された搬送を提供することができる。
【００４５】
別の態様では、本発明は自動分析装置用のカートリッジを提供する。カートリッジは、回転軸を回りで回転するように動作可能である。カートリッジは、支持構造を備える。支持構造は、前面を備える。カートリッジは、生体試料を処理済みの生体試料へと処理するための流体構造をさらに備える。流体構造は、生体試料を受容するための試料入口を備える。カートリッジは、前面に凹状に設けられる測定構造をさらに備える。測定構造は、クロマトグラフィー膜を含む測定構造を備える。測定構造は、処理済みの生体試料を受容するために流体構造に接続される測定構造入口を備える。測定構造は、吸収構造を備える。クロマトグラフィー膜は、測定構造入口から吸収構造まで延びる。測定構造は、前面に接続された入口空気バッフルを備える。
【００４６】
別の実施形態では、入口空気バッフルは、測定構造入口よりも回転軸に近い。この実施形態は、クロマトグラフィー膜を横切る気流の制御を可能にするという利点を有してもよい。
【００４７】
別の実施形態では、入口空気バッフルと測定構造入口との間に間隙が存在する。この実施形態は、クロマトグラフィー膜上の空気の流れをより良好に制御するという利点を有してもよい。
【００４８】
別の実施形態では、間隙はクロマトグラフィー膜の上にある。この実施形態は、測定構造入口を通る気流を減少させるという利点を有し得る。これは、測定構造入口を通る気流を減少させて、蒸発を減少させることが有益となり得るためである。
【００４９】
別の実施形態では、入口バッフルは、回転軸の周りのカートリッジの回転中に、測定構造の上の空気の流れを調節するように構成される。この実施形態は、クロマトグラフィー膜の視認性が制御されると同時に、クロマトグラフィー膜からの流体の蒸発速度の正確な制御を提供するという利点を有し得る。たとえば、クロマトグラフィー膜の上に固定カバーが存在する場合、クロマトグラフィー膜からどれだけの流体が蒸発するかと、固定カバー上の結露の減少との間の関係が制御され得る。
【００５０】
別の実施形態では、入口空気バッフルは、クロマトグラフィー膜に直接接続されている。これは、測定構造入口からの蒸発を減少させるという利点を有してもよい。
【００５１】
別の実施形態では、測定構造入口および入口空気バッフルは、全体的にクロマトグラフィー膜の上の経路を介して接続される。これは、測定構造からの蒸発を減少させるという利点を有し得る。
【００５２】
別の実施形態では、測定構造入口および入口空気バッフルは非接合（disjoint）である。本明細書で使用される「非接合」とは、測定構造入口および入口空気バッフルが直接接続されていないことを意味すると理解される。それらは、クロマトグラフィー膜の上の空気容積を介して接続される。これは、測定構造入口からの蒸発を減少させるという利点を有してもよい。
【００５３】
別の実施形態では、測定構造入口は、クロマトグラフィー膜の上の空気容積を介して排気される。これは、測定構造入口からの蒸発を減少させるという利点を有し得る。
【００５４】
別の実施形態では、測定構造は、クロマトグラフィー膜を覆うための固定カバーをさらに含む。固定カバーは、光透過性領域を含む。光透過性領域は、光透過性のウィンドウまたはゾーンであると考えられてもよい。本明細書で使用される光透過性のものは、光領域または近光領域にある電磁スペクトルの少なくとも一部に対して透明であることを包含する。カートリッジを使用して光学測定を行うという状況では、光学的に透明であるとは、光学測定が行われる波長において光学的に透明であると解釈され得る。
【００５５】
光透過性領域は、クロマトグラフィー膜の検出ゾーンと整列して固定される。換言すると、光透過性領域は、クロマトグラフィー膜の検出ゾーンに対して移動することができない。したがって、光透過性領域は、クロマトグラフィー膜に対して空間的に不動である。測定構造は、前面に接続される出口空気バッフルをさらに備える。測定構造は、出口空気バッフルおよび入口空気バッフルによって排気される。この実施形態は、処理済みの生体試料または緩衝溶液の形態の流体が、クロマトグラフィー膜を横切って搬送されるため、有益であってもよい。流体または液体がクロマトグラフィー膜を横切って搬送されるとき、液体または液体が蒸発し、それが光透過性領域の内部に堆積する。搬送される空気が少量であると、光透過性領域上での結露が検出ゾーンの光学測定を妨害する可能性が減少し得るため、入口および出口空気バッフルを有することは有益であってもよい。しかし、入口空気バッフルおよび出口空気バッフルの使用は、全体における蒸発の量を制限する。クロマトグラフィー膜の上および光透過性領域の下の空間を通過する空気の量が制御されることにより蒸発の総量が減少されるが、光透過性領域から離れるように湿気を十分に搬送することが可能であるため、依然として測定を行うことができる。
【００５６】
別の実施形態では、測定構造は、少なくとも部分的に固定カバーによって形成される空気容積を含む。そして、固定カバーによって形成された空気容積は、入口空気バッフルおよび出口空気バッフルによって排気される。入口空気バッフルおよび出口空気バッフルは、クロマトグラフィー膜からの蒸発を減少させると同時に、光透過性領域から離れるように湿気の搬送を可能にする。
【００５７】
別の実施形態では、検出ゾーンは、径方向に検出ゾーン長さを有する。すなわち、検出ゾーンを通過して回転軸から線を描くことができる。検出ゾーン長さは、この径方向の線に沿った検出ゾーンの長さまたは延伸である。入口空気バッフルは、径方向に入口空気バッフル長さを有する。出口空気バッフルも、径方向に出口空気バッフル長さを有する。入口空気バッフル長および／または出口空気バッフル長さは、検出ゾーン長さよりも小さい。この実施形態は、入口空気バッフルおよび出口空気バッフルが、それらが検出ゾーンよりも径方向に短い場合に、光透過性領域に隣接する空気の効果的な排気を提供し得るため、有益であってもよい。
【００５８】
径方向の説明の際、径方向は、特定の構造体が測定されるときに回転し得ることが理解される。たとえば、検出ゾーン長さは、検出ゾーンを通過する第１の径方向であってもよい。出口空気バッフル長さは、出口空気バッフルを通過する第２の径方向であってもよい。同様に、入口空気バッフル長さは、入口空気バッフルを通過する第３の径方向に測定される長さであってもよい。
【００５９】
別の実施形態では、出口空気バッフルおよび入口空気バッフルのうちの一方は、他方よりも回転軸に近い。一例では、出口空気バッフルは、入口空気バッフルよりも回転軸に近い。他方の場合には、入口空気バッフルは、出口空気バッフルよりも回転軸に近い。この実施形態は、入口空気バッフルから出口空気バッフルに向かう空気を、光透過性領域を横切る経路に従うように強制し得るため、有益であってもよい。これにより、光透過性領域上での結露が減少し得る。
【００６０】
別の実施形態では、検出ゾーンは、径方向に検出ゾーン長さを有する。入口空気バッフルは、径方向に入口空気バッフル長さを有する。出口空気バッフルは、径方向に出口空気バッフル長を有する。入口空気バッフル長さおよび／または出口空気バッフル長さは、検出ゾーン長さ以上である。上記実施形態で説明した検出ゾーン長さ、入口空気バッフル長さ、および出口空気バッフル長さに関する径方向の詳細が、本実施形態にも適用される。
【００６１】
別の実施形態では、出口空気バッフルおよび入口空気バッフルは、回転軸まで同じ距離であってもよい。
【００６２】
別の実施形態では、入口空気バッフルは、入口空気バッフルが前面と合流する第１の連続した滑面（smooth surface）を有する、および／または出口空気バッフルが、入口空気バッフルが前面と合流する第１の連続した滑面を有する。バッフルが前面と合流する滑面は、入口および出口空気バッフルによって発生する乱流の量を減少させるように機能し得る。これは、蒸発によってクロマトグラフィー膜から失われる流体の量の減少に役立ち得る。
【００６３】
別の実施形態では、固定カバーは、検出ゾーンを横切る円周経路に沿って、第１縁部および第２縁部を有する。円周経路は、円形であり、回転軸の周りに引かれる経路である。第１縁部は、クロマトグラフィー膜から回転軸に沿って第１距離にある。回転軸に沿って測定される距離は、本明細書において、回転軸に平行な方向で測定される距離を意味するとされる。たとえば、第１距離は、クロマトグラフィー膜から回転軸に平行な第１縁部までを測定される距離である。回転軸に沿った距離に対する他の参照もまた、回転軸に平行である距離の測定を意味するものとして解釈されるべきである。
【００６４】
第２縁部は、クロマトグラフィー膜から回転軸に沿って第２距離にある。第１距離は、第２距離よりも小さい。第１縁部に隣接して、前面は、回転軸に沿った、クロマトグラフィー膜からの第３の距離を有する。第１距離は、第３の距離よりも大きい。前面では、固定カバーは、第１縁部と第２縁部との間で連続的に滑らかである。この実施形態は、第１縁部があるところに入口空気バッフルが形成されるため、有益であり得る。この点にある入口空気バッフルは、スクープ状の構造体を形成する。第１縁部が第２縁部の位置に向かって移動するようにディスクが回転されると、空気は入口空気バッフル内へと掬い取られない。たとえばディスクは、好ましくはクロマトグラフィー膜からの蒸発量を減少させるために、この方向に走行し得る。ディスクが回転軸の周りを反対方向に回転される、つまり第２縁部が、第１縁部が現在位置する場所に向かって移動するとき、第１縁部は前面よりわずかに上方もしくは上にあるか、または光透過性領域の下の空間に空気を優先的に導入するスクープとして機能する。この実施形態は、光透過性領域を結露が除去された状態に維持することと、これをクロマトグラフィー膜からの流体の蒸発と平衡させることとの間のトレードオフのより良い管理を提供し得る。
【００６５】
別の実施形態では、第２縁部に隣接して、前面は、クロマトグラフィー膜から回転軸に沿って第４距離にある。第４の距離は、第１距離以上である。この実施形態は、出口空気バッフルが、光透過性領域の下方の空間へと空気を掬い取る効果を有していないので、有益であり得る。これにより、カートリッジが、光透過性領域を通過するまたはそれを超えて通過するという、空気の異なる２つの効果を有することが具現化され得る。
【００６６】
別の実施形態では、測定ゾーン全体は、誘導経路に沿って第１の空気バッフル構造を介して前面に対し開口している。換言すると、測定ゾーン全体が、光学機器からの直接測定に露出されることが可能である。本実施形態では、クロマトグラフィー膜の測定ゾーンを保護する光透過性領域は存在しない。誘導経路は、回転軸と平行である。本実施形態は、光学機器を用いて測定ゾーンのより良好な測定を提供し得る。
【００６７】
別の実施形態では、測定構造は、クロマトグラフィー膜に隣接した少なくとも１つの空気ポケットを含む。少なくとも１つの空気ポケットは、回転軸に平行な前面によって覆われている。つまり、空気ポケット内から始めて回転軸に平行な方向に経路をたどる場合、前面シールドが、空気ポケットを保護するまたは覆う。たとえば、空気ポケットは、クロマトグラフィー膜に隣接し、表面によって覆われる領域であってもよい。空気ポケットの使用は、クロマトグラフ膜の周囲に空気をトラップし、蒸発を減少させるのに役立つため、有益であり得る。
【００６８】
別の実施形態では、測定ゾーンは、クロマトグラフィー膜の特定のスポットまたは位置内にある。入口空気バッフルおよび出口空気バッフルは、回転軸に平行な方向に前面に位置する孔または複数の孔であってもよい。
【００６９】
別の実施形態では、入口空気バッフルは、検出ゾーンを横切る円周経路に沿って、入口空気バッフルが前面と接している第１空気バッフル縁部および第２空気バッフル縁部を有する。第１空気バッフル縁部および第２の空気バッフル縁部は、たとえば前面の隆起領域であってもよく、カートリッジが回転軸を中心に回転するときに、空気がクロマトグラフィー膜に到達するのを防止するのに役立つ。
【００７０】
別の実施形態では、回転軸に沿って、第１空気バッフル縁部は、第２の空気バッフル縁部よりもクロマトグラフィー膜から遠い。これは、第１空気バッフル縁部を使用してクロマトグラフィー膜への空気の流れを乱すことができ、第２空気バッフル縁部をクロマトグラフィー膜により近く配置することにより、乱流の量が減少し得るため、有益であり得る。これにより、クロマトグラフィー膜からの蒸発が減少し得る。
【００７１】
別の実施形態では、前面は、クロマトグラフィー膜から回転軸に沿った平均距離を有する。第１空気バッフル縁部および第２空気バッフル縁部は、回転軸に沿って、前面よりもクロマトグラフィー膜から遠い。第１空気バッフル縁部および第２空気バッフル縁部をクロマトグラフィー膜からさらに離して配置することにより、クロマトグラフィー膜からの蒸発量が減少し得る。
【００７２】
第１空気バッフル縁部および第２空気バッフル縁部は、クロマトグラフィー膜に隣接する隆起部または隆起領域としても説明されてもよい。前面の平均距離は、回転軸を中心とする円周または回転軌跡の周りで取ってもよい。
【００７３】
別の態様では、本発明は、医療システムを提供する。医療システムは、前述の実施形態のいずれか１つによるカートリッジを備える。医療システムは、少なくとも１つのカートリッジを受容するように構成される自動分析装置をさらに備える。自動分析装置は、カートリッジスピナと、光学機器と、自動分析装置を制御するように構成される制御装置とを備える。
【００７４】
制御装置は、流体構造を用いて生体試料を処理済みの生体試料へと処理するために、カートリッジの回転速度を制御するように構成される。処理済みの生体試料は、緩衝溶液と混合される。いくつかの実施例では、自動分析装置は、生体試料を試料入口内に配置してもよい。しかし、他の例では、これは、少なくとも１つのカートリッジを自動分析装置に配置する前にオペレータによって行われてもよい。少なくとも１つのカートリッジを自動分析装置に配置する制御装置は、さらに、処理済みの生体試料が測定構造からクロマトグラフィー膜を横切って流れることを可能にするために、カートリッジの回転速度を制御するように構成される。入口空気バッフルは、処理済みの生体試料の蒸発を減少させる。制御装置は、さらに、光学機器を用いて検出ゾーンの光学測定を行うように光学機器を制御するように構成される。
【００７５】
別の実施形態では、医療システムは、少なくとも１つのカートリッジを備える。
【００７６】
本発明の前述の実施形態および／または実施例のうちの１つまたは複数は、相互に排他的でない限り、組み合わされてもよいことが理解される。
【００７７】
以下の本発明の実施形態では、図面を参照して、一例としてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】カートリッジの一例を示す。
【図２】図１のカートリッジの断面図である。
【図３】図１のカートリッジの代替的な断面図を示す。
【図４】カートリッジの代替例を示す。
【図５】図４のカートリッジの断面図である。
【図６】カートリッジの代替例を示す。
【図７】カートリッジの代替的な断面図を示す。
【図８】カートリッジの代替的な断面図を示す。
【図９】カートリッジの代替的な断面図を示す。
【図１０】カートリッジの代替的な断面図を示す。
【図１１】医療システムの例を示す。
【図１２】図１１の医療システムを動作させる方法を図示するフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００７９】
これらの図中において同じ番号が付された要素は、同等の要素であるか、または同じ機能を実行するかのいずれかである。既に説明された要素は、機能が同等である場合は、後の図では必ずしも説明されていない。
【００８０】
図１は、カートリッジ１００の上面図を示す。カートリッジは、支持構造１０２を備える。前面１０４は、この図では観察者に面している。カートリッジ１００は円形であり、回転軸１０８に対し回転対称である縁部１０６を有している。この例では、回転軸１０８は、この正面図において直接見られる。他の例では、縁部１０６は、縁部１０６全体において回転対称でなくてもよい。たとえば、カートリッジ１００を保持または把持するのに有用である平坦な領域があってもよい。カートリッジ１００は、支持構造１０２の内部にある流体構造１１０を備える。流体構造１１０は、試料入口１１２を備えてもよい。カートリッジ１００は、また、測定構造１１４を備える。測定構造１１４は、流体構造１１０への接続部１１８を有する測定構造入口１１６を備える。試料入口１１２は、生体試料を受容するためのものであってもよい。流体構造１１０は任意であり、生体試料を処理済みの生体試料へと処理するために使用され、そして処理済みの生体試料が、接続部１１８を介して測定構造入口１１６に搬送され得る、流体構造を表すことが意図されている。
【００８１】
測定構造１１４は、前面１０４に対して凹状に設けられたクロマトグラフィー膜１２０をさらに備える。測定構造１１４はまた、吸収性である吸収構造１２６を含む。測定構造入口１１６内に配置された流体は、クロマトグラフィー膜１２０を通って、または横切って吸収構造１２６に向かって吸い上げられる。検出ゾーン１２２内のクロマトグラフィー膜１２０上に配置される抗体または他の反応性の化学物質が存在してもよい。次いで、測定される分析物の一部は、検出ゾーン１２２に付着または滞留し得る。流体構造１１０に添加される他の抗体は、たとえば、光学機器によって検出され得る蛍光マーカーを含んでもよい。前面１０４は、光測定を行うことができるように、検出ゾーン１２２の上方に光透過性領域１２６を有してもよい。この例では、固定カバー１３４が存在する。光透過性領域１２６は、固定カバー１３４の一領域である。
【００８２】
流体がクロマトグラフィー膜１２０を横切って搬送されるときに、クロマトグラフィー膜１２０に隣接する光透過性領域１２４の下側に堆積する結露が存在し得る。これにより、エラーを生じさせる、または検出ゾーン１２２の光学測定を防止する可能性のある結露が生じ得る。これを防止するために、入口空気バッフル１２８および出口空気バッフル１３０が存在する。これにより、少量のまたは減少した量の空気が光透過性領域１２４の下方を通過することを可能とし、結露が発生しないようにするのに役立つ。クロマトグラフィー膜１２０の上方に、前面１０４の一部がある。クロマトグラフィー膜１２０の上方にプラスチックなどの構造体を有することは、蒸発を減少させるのに役立つ。これにより、光学的手段による分析物の測定の再現性および／または感度が高められ得る。
【００８３】
図１では、入口空気バッフル１２８が、測定構造入口よりも回転軸１０８に近いことがわかる。この図では、入口空気バッフル１２８と測定構造入口１１６との間に間隙１４０がある。測定構造入口は、明確に、測定構造入口１１６から遠ざかるように誘導される気流を供給する。
【００８４】
図１に示されるシステムは、典型例であることが意図される。また、緩衝溶液を測定構造入口１１６に投与するためのシステムが存在してもよい。これは、図には示されないが、処理済みの生体試料が検出ゾーン１２２を横切って搬送された後、緩衝溶液を使用してクロマトグラフィー膜１２０を洗浄し、清潔に保つのに役立つという点で有益であり得る。これにより、分析物の測定の感度および／または再現性が高まり得る。
【００８５】
破線１３２は、図２の断面図を示すために使用される断面を示す。
【００８６】
図２は、図１の破線１３２に沿った断面図２００を示している。断面図２００は、支持構造１０２を示している。たとえば、支持構造１０２は、成形された流体構造を含む成形プラスチックであり得る。この図では、固定カバー１３４とクロマトグラフィー膜１２２との間の空気容積２０６が示されている。
【００８７】
図３は、代替の断面図３００を示している。図３に示す例は、入口空気バッフル１２８および出口空気バッフル１３０の表面が、乱流を減少させるためにより滑らかにされている点を除いて、図２に類似である。滑らかな表面は、空気容積２０６内で乱流が形成される可能性を減少させ得る。これにより、クロマトグラフィー膜１２０からの蒸発量がさらに減少され得る。入口空気バッフル１２８は、第１の連続した滑らかな表面３０２を有することがわかる。出口空気バッフル１３０は、第２の連続した滑らかな表面３０４を有する。光透過性領域１２４も、滑らかにされて示されている。
【００８８】
図４は、図１に示すカートリッジ１００の変形例を示す。図４に示す構造は、入口空気バッフル１２８および出口空気バッフル１３０が異なって構築されることを除いて、図１に示す構造とほぼ同一である。破線１３２’は、図５に示されているさらなる断面図を示す。
【００８９】
図５の断面図５００では、構造体が図２に存在するものとほぼ同一であることがわかる。この例では、光透過性領域１２４は、空気容積２０６を通る気流を減少させるために厚さがより厚い。入口空気バッフル１２８および出口空気バッフル１３０は、支持構造１０２に面取り５０２を配置することによって広がっている。これは、乱流をさらに減少させ、クロマトグラフィー膜１２０での蒸発を減少させるのに役立ち得る。
【００９０】
図６は、カートリッジ１００のさらなる変形例を示している。図６に示す例は、この場合、入口空気バッフル１２８’が、図１に示されたものよりも小さくなっている点を除いて図に示された例と非常に類似している。同様に、出口空気バッフル１３０’もまた、図１の出口空気バッフル１３０よりも小さい。この図においては、回転軸１０８から検出ゾーン１２２を通過するように引かれる線６００が見られる。線６００に沿って測定される場合、出口空気バッフル１３０’および入口空気バッフル１２８’は、以前の実施形態の場合よりも方向６００に沿って小さくなっていることがわかる。ここでは、入口１２８’および出口１３０’は、検出ゾーン１２２よりも小さい寸法である。２つのうちの一方は、他方よりも回転軸１０８の近くに配置される。入口１２８’および出口１３０’のサイズ縮小は、クロマトグラフィー膜１２０からの蒸発量を減少させる効果を有し得る。また、それらの配置は、入口１２８’から出口１３０’に向かう空気を、光透過性領域１２４を横切る特定の経路に従うように強制するために使用され得る。この特定の例では、出口空気バッフル１３０’は、入口空気バッフル１２８’よりも回転軸１０４に近くに示されている。これら２つは逆であってもよい。ここでも、入口空気バッフル１２８’と測定構造入口１１６との間には、間隙１４０が存在する。
【００９１】
図７は、図２、３、および５に示されたものの代替である、さらなる断面図７００を示している。図７に示す例では、傾斜した固定カバー１３４が示されている。断面図は、翼型の外観を有する。この形状の固定カバー１３４は、空気を空気容積２０６から遠ざけるように導くか、またはその中へと導くかのいずれかの効果を有する。これは、クロマトグラフィー膜１２０からの蒸発を優先的に減少するため、または少量の空気を空気容積２０６内に押し入れて結露を除去または防止するために利用され得る。固定カバー１３４は、前面１０４の一部であり、クロマトグラフィー膜１２０の上の位置に固定される。
【００９２】
固定カバー１３４の厚さは、方向７０２に沿って測ったときに変化している。この厚さの変化は、クロマトグラフィー膜１２０から入射する光に対しレンズとして作用することが可能である。場合によっては、光学測定システムは、この効果を補償する光学部品またはレンズを有してもよい。
【００９３】
図７において、固定カバー１３４は、第１縁部７０４および第２縁部７０６を有することがわかる。破線７０２は、回転軸に平行な方向を示す。回転軸７０２と平行に測定すると、第１縁部７０４は、クロマトグラフィー膜１２０から第１距離７０８にある。第２縁部７０６は、クロマトグラフィー膜１２０から第２距離７１０にある。第１距離７０８は第２距離７１０よりも小さい。この図７では、前面１０４は、固定カバー１３４のいずれかの側において、クロマトグラフィー膜１２０との距離が異なる部分を有することがわかる。第１縁部７０４に隣接して、前面１０４は、クロマトグラフィー膜１２０からの第３距離７１２にある。第２縁部７０６に隣接する前面１０４の領域は、クロマトグラフィー膜１２０から第４距離７１４にある。距離７０８、７１０、７１０、７１２および７１４は、回転軸７０２と平行に測定される。第１縁部７０４は、入口空気バッフル１２８を少なくとも部分的に形成する。第２縁部７０６は出口空気バッフル１３０の一部を形成する。第１縁部７０４を前面１０４の上方に配置することで、入口空気バッフル１２８がスクープ状になる。第２縁部７０６が第１縁部７０４に向かう方向に回転して移動すると、これにより、空気を風量２０６内へと押し込む、スクープのような効果が生じる。カートリッジが、第１縁部７０４が第２縁部７０６の方向に移動するように反対方向に回転すると、空気は固定カバー１３４の外面の上をより容易に通過する。これは、空気容積２０６を通る気流が減少させ、クロマトグラフィー膜１２０からの流体の蒸発を減少させる効果を有し得る。
【００９４】
図８は、別の代替的な断面図８００を示す。この例では、固定カバー１３４は存在しない。この例では、入口空気バッフル１２８のみが存在する。ここでも、破線７０２は、回転軸に平行な方向を記す。線８０２が回転軸７０２と平行に取られている場合、検出ゾーン１２２から、前面１０４によって遮られない方向付けられた経路８０２が存在することがわかる。クロマトグラフィー膜の側方は、空気ポケット８０４となっている。膜１２０の両側に空気ポケット８０４がある。回転軸７０２に平行な、空気ポケット８０４からの経路８０６は、前面１０４に到達する。空気ポケット８０４の効果は、クロマトグラフィー膜１２０の上方の空間に空気を堰き止めるである。これにより、クロマトグラフィー膜１２０からの流体の蒸発が減少する。クロマトグラフィー膜１２０の上方の開放空間は、検出ゾーン１２２の上方に選択的に配置されることも可能である。これにより、固定カバー１３４の下側の結露により引き起こされる潜在的な困難を解消し得る。
【００９５】
図９は、さらなる断面図９００を示している。ここでも、図８と同様に、検出ゾーン１２２を露出させる、回転軸に平行な方向７０２に方向付けられた経路８０２が存在する。この実施形態９００では、空気ポケットは存在しない。その代わり、第１空気バッフル縁部９０２および第２空気バッフル縁部９０４を有する第１空気バッフルが存在する。回転軸に平行な方向７０２において、第１空気バッフル縁部９０２は、クロマトグラフィー膜１２０から距離９０６にある。前面は、クロマトグラフィー膜から距離９１０にあり、第２空気バッフル縁部９０４は、クロマトグラフィー膜１２０から距離９０８にある。カートリッジ１００が回転すると、第１空気バッフル縁部９０２は、クロマトグラフィー膜１２０への気流を乱し、流体の蒸発を減少させる。この例では、第２空気バッフル縁部９０４は、距離９０８、９１０が等しくなるように示されている。他の実施形態では、実施形態では、距離９０８は距離９０６以下になるように増加してもよい。
【００９６】
図１０は、代替の断面図１０００を示す。断面図１０００は、距離９０８が距離９０６に等しくなるように増加している点を除いて、図９のものに類似である。
【００９７】
図１１は、医療システム１１００の例を示している。医療システム１１００は、カートリッジ１００を受容するように構成されている。カートリッジ１００を回転軸の周りで回転させるように動作可能であるカートリッジスピナ１１０２が存在する。カートリッジスピナ１１０２は、カートリッジ１１０８の一部に取り付けられる把持部１１０６に取り付けられたモータ１１０４を有する。カートリッジ１００は、測定構造１１４を有するようにさらに示されている。測定構造１１４が、たとえば、分析物の量の光学測定を行うことができる光学測定システム１１１２の前方に移動するように、カートリッジ１００は回転させられ得る。アクチュエータ１１１１は、任意でこの図に示されており、カートリッジ１００内の流体リザーバを開放するため、またはディスペンサを操作して、緩衝溶液をカートリッジに供給するために使用され得る。また、それらが存在する場合、カートリッジ上の機械弁または弁要素を作動させるための追加のアクチュエータまたは機構があってもよい。
【００９８】
アクチュエータ１１１１、カートリッジスピナ１１０２、および計測システム１１１２はすべて、制御装置１１１４のハードウェアインターフェース１１１６に接続されて示されている。制御装置１１１４は、ハードウェアインターフェース１１１６と通信するプロセッサ１１１８、電子記憶装置１１２０、電子メモリ１１２２、およびネットワークインターフェース１１２４を含む。電子メモリ１１３０は、プロセッサ１１１８が医療システム１１００の動作および機能を制御することを可能にする機械実行可能命令を有する。電子記憶装置１１２０は、プロセッサ１１１８によって命令１１３０が実行されるときに取得される測定１１３２を含んで示されている。ネットワークインターフェース１１２４は、プロセッサ１１１８がネットワーク接続１１２６を介して測定１１３２を検査室情報システム１１２８に送信することを可能にする。
【００９９】
図１２は、図１１の医療システムを動作させる方法を示すフローチャートを示す。まず、ステップ１２００で、流体構造を用いて生体試料を処理済みの生体試料へと処理するために、プロセッサ１２１８は、カートリッジスピナ１２０２を制御してカートリッジの回転速度を制御する。次に、ステップ１２０２において、プロセッサ１２１８はさらに、処理済みの生体試料が、クロマトグラフィー膜１２０を介して測定構造入口から吸収構造に流れることを可能にするために、カートリッジスピナ１２０２を制御してカートリッジの回転速度を制御する。この処理の間、入口空気バッフルは、カートリッジの回転中に、処理済みの生体試料の蒸発を減少させる。最後に、ステップ１２０４において、プロセッサ１２０８は、光学機器１２１２を制御して検出ゾーンの光学測定を行う。
【符号の説明】
【０１００】
１００      カートリッジ
１０２      支持構造
１０４      前面
１０６      縁部
１０８      回転軸
１１０      流体構造
１１２      試料入口
１１４      測定構造
１１６      測定構造入口
１１８      接続
１２０      クロマトグラフィー膜
１２２      検出ゾーン
１２４    光透過性領域
１２６      吸収構造
１２８      入口空気バッフル
１２８’    入口空気バッフル
１３０      出口空気バッフル
１３０’    出口空気バッフル
１３２      断面
１３２’    断面
１３４      固定カバー
１４０      間隙
２００      断面図
２０２      カバー
２０４      光透過性領域の下側
２０６      空気容積
３００      断面
３０２      第１の連続した滑らかな表面
３０４      第２の連続した滑らかな表面
５００      断面図
５０２      面取り
６００      径方向
７００      断面図
７０２      回転軸に平行である
７０４      第１縁部
７０６      第２縁部
７０８      クロマトグラフィー膜への第１距離
７１０      クロマトグラフィー膜への第２距離
７１２      クロマトグラフィー膜への第３距離
７１４      クロマトグラフィー膜への第４距離
８００      断面図
８０２      方向づけられた経路
８０４      空気ポケット
８０６      経路
８０８      空気ポケット
９００      断面図
９０２      第１空気バッフル縁部
９０４      第２空気バッフル縁部
９０６      距離
９０８      距離
９１０      距離
１０００    断面図
１１０１    自動分析装置
１１００    医療システム
１１０２    カートリッジスピナ
１１０４    モータ
１１０６    把持部
１１１８    カートリッジの一部
１１１１    アクチュエータ
１１１２    光学測定システム
１１１４    制御装置
１１１６    ハードウェアインターフェース
１１１８    プロセッサ
１１２０    電子記憶装置
１１２２    電子メモリ
１１２４    ネットワークインターフェース
１１２６    ネットワーク接続
１１２８    検査室情報システム
１１３０    実行可能命令
１１３２    測定
１２００    流体構造を用いて生体試料を処理済みの生体試料へと処理するために、カートリッジの回転速度を制御する
１２０２    処理済みの生体試料が測定構造入口からクロマトグラフィー膜を介して吸収構造に流れることを可能にするために、カートリッジの回転速度を制御する
１２０４    光学機器を用いて検出ゾーンの光学測定を行う
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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