(57)【要約】血液などの体液の無細胞部分中の検体含量は、無細胞部分を体液から分離するための遠心分離または他の予備段階なく、光学的に測定される。チャネルは、光学境界に沿って体液の流動試料を収容するように構成される。このチャネルは、流体の無細胞層が光学境界と一致するチャネルの境界に沿って自然に形成されるように構成される。光源は、境界からの全反射を形成するように選択された任意の角度で光学境界に向けられ、流体の無細胞層内の境界に一過性範囲を形成する。光検出器は、一過性範囲における光の吸収を検出するように構成される。光源および光検出器は、検出される検体の吸収ピークの波長範囲に適合させる。【選択図】図１
2019518941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤血球が分離されていない全血から前記全血中の検体を検出するための装置であって、
血液試料を受け入れるためのチャネルと、
前記チャネルに隣接するプリズムであって、前記プリズムは、前記チャネルに接する第１表面を有し、前記第１表面は、前記血液試料が前記チャネルに受け入れられたときに前記プリズムと前記血液試料との間の光学界面を画定するプリズムと、
前記光学界面の法線に対して臨界角の大きさ以上の大きさを有する入射角で、前記プリズムを介して前記光学界面に向かっている第１光源であって、前記入射角を用いて前記第１光源からの光の全内部反射および前記チャネルの内部まで延在する一過性範囲を形成する第１光源と、
前記光学界面から前記プリズムを介して反射された前記第１光源からの光を受けることを目的とする第１光検出器と、を備える、装置。
【請求項２】
前記第１光検出器に連結されている比較回路であって、
前記比較回路は、所定強度を有する第１波長で、前記プリズムを介して反射された前記光の強度を比較することによって、前記一過性範囲における検体の存在を識別するように構成されている比較回路、をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記所定強度は、前記第１光源からの光の強度である、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記一過性範囲は、前記光学界面に隣接する前記血液試料の血漿層の内部まで延在し、血液細胞を有する前記チャネルの一部分に到達する前に実質的にゼロまで減衰する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１光源の発光波長と異なる発光波長を有し、前記光学界面の前記法線に対して前記臨界角の大きさ以上の大きさを有する第２入射角で、前記プリズムを介して前記光学界面に向かっている第２光源であって、前記第２入射角を用いて前記第２光源からの光の全内部反射および前記チャネル内まで延在する第２一過性範囲を形成する第２光源と、
前記比較回路に連結されており、前記光学界面から前記プリズムを介して反射された前記第２光源からの光を受けるための第２光検出器であって、前記比較回路は、前記第１光検出器によって受け入れられた前記第１光源からの光の強度を、前記第２光検出器によって受け入れられた前記第２光源からの光の強度と比較するように構成されている第２光検出器と、をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記装置は、前記全血中の溶血を検出するように構成され、
前記第１光源は、ヘモグロビンの吸収スペクトルのピークに対応する範囲の波長を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第１光源の発光波長は、約４１０ナノメートル〜４２０ナノメートルである、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記装置は、前記全血中の検体を検出するように構成され、
前記検体は、ヘモグロビンと、ビリルビンと、脂肪血とを含む群から選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記チャネルは、前記プリズム内に形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１光源は、第１発光ダイオードを有し、
前記第１光検出器は、第１フォトダイオードを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１光源は、レーザダイオードを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１光検出器は、分光器を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
全血において、前記全血から赤血球を分離することなく検体を検出するための方法であって、
チャネル内で全血試料を受け入れることであって、前記チャネルに隣接しているプリズムが、前記チャネルに接している第１表面を有し、前記第１表面は、前記全血試料が前記チャネル内に受け入れられたときに前記プリズムと前記血液試料との間の光学界面を画定するチャネル内で全血試料を受け入れることと、
前記光学界面の法線に対して臨界角の大きさ以上の大きさを有する入射角で、プリズムを介して第１光源を前記光学界面に向けることであって、前記入射角を用いて前記第１光源からの光の全内部反射および前記チャネル内まで延在する一過性範囲を形成する、第１光源を前記光学界面に向けることと、
第１光検出器が前記光学界面から前記プリズムを介して反射された、前記第１光源からの光を受けることを目的とすることと、
前記一過性範囲の範囲内の前記全血試料の血漿層のみにおいて、検体による前記第１光源からの光の吸収を測定することと、を含む、方法。
【請求項１４】
血液中の検体含量を測定するための装置であって、
流動血液試料と光学透過性媒体との間の光学境界と、
前記境界に隣接している前記流動血液内の光学の一過性範囲と、
前記検体の吸収波長に対応する波長において前記一過性範囲における光の吸収を検出するように構成されている光検出器と、を備える、装置。
【請求項１５】
前記光検出器は、フォトダイオードを有する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記発光体は、レーザダイオードを有する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記光学透過性媒体は、プリズムを有する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
前記検体の前記吸収波長に対応する波長で、かつ前記光学透過性媒体の範囲内で前記光の全内部反射をもたらすように選択された入射角で、前記光学境界に光を向けるように構成された発光体、をさらに備える、請求項１４に記載の装置。
【請求項１９】
前記発光体は、発光ダイオードを有する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記発光体は、レーザダイオードを有する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記流動血液を収容するチャネル、をさらに備え、
前記チャネルは、前記チャネルの境界で前記流動血液の無細胞層を生成するように構成され、前記チャネルの前記境界は、前記光学境界を有する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２２】
前記検体は、前記流動血液の前記無細胞層に含まれている遊離ヘモグロビン、を有する、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記発光体によって放射された光の波長は、４１０ナノメートル〜４２０ナノメートルである、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記光検出器は、４１０ナノメートル〜４２０ナノメートルの波長の光吸収を検出するように構成されている、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
群になっている前記検体は、ヘモグロビンと、ビリルビンと、脂肪血と、を含む、請求項２１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、臨床分析装置の分野に関し、特に、全血試料から血漿を分離することなく、血漿中の遊離ヘモグロビンを測定するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な臨床現場において、全血試料から血漿の特定の化学的特徴を測定することは重要である。例えば、血漿中の検体、細胞外ヘモグロビン、ビリルビン、および脂質粒子を測定することは一般に重要である。これらの臨床現場は、例えば、定期的な患者の通院から、診療所、救急室、または入院患者の監視までである。多数の技術および装置が、臨床現場で体液の化学的特性を測定するために一般に使用される。体液試料中の検体の測定は、分光測定を含む多数の方法によって達成され得る。
【０００３】
一部の体液を分析するための技術は、複雑であり、測定のための流体試料を調製する遠心分離などの多数のステップを含む可能性がある。例えば、血液試料の血漿部分における検体含量を測定する技術は、血漿部分から血球を分離する全血の遠心分離などの予備ステップを伴い得る。これらの予備ステップによって、従来の体液中の検体含量を測定するための公知技術は、時間、複雑化およびコストにける問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示に係る装置および方法は、全血試料から血漿を分離する必要なく、血液試料の血漿画分中の検体または成分を測定するために実施することができる。本発明は、プリズム／血液界面での減衰全内部一過性波の吸収を使用して、全血における溶血を定量化するための方法および装置を提供する。本発明によれば、全血試料中の遊離ヘモグロビンは、赤血球を分離しない状態で、一過性波吸収を用いて測定することができる。
【０００５】
全血から赤血球を分離することなく、全血中の検体を検出するための装置であって、本発明の一実施形態に係る装置は、血液試料を受け入れるためのチャネルと、チャネルに隣接しているプリズムと、を備える。光源は、界面の法線に対して臨界角の大きさ以上の大きさを有する入射角でプリズムを介して向けられ、入射角を用いて第１光源からの光の全内部反射およびチャネルまで延在する一過性範囲を形成する。一過性範囲は、約１ミクロンの深度内で約ゼロまで減衰し、チャネルに到達する。全血がチャネルを流れるときには、実質的に無細胞である血漿層がチャネルのこの薄い境界領域を占めている。光検出器は、チャネルの境界において、光学界面から、プリズムを介して反射された、光源からの光を受けることを目的としている。血液試料の実質的に無細胞である血漿層中における検体の含量は、反射された光を分析させて決定される。本開示の１つの態様は、プリズム／血液界面での一過性波の吸収によって引き起こされる減衰全内部反射を使用して、全血における溶血を定量化するための光学的方法について記載する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
上記内容は、同様の参照符号が同じ部分を指す添付の図面に例解されているように、後述する本発明に係る実施形態のより詳細な説明から明らかになるであろう。図面は、必ずしも縮尺とおりののもではなく、本発明の実施形態を強調するものである。
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態に係る赤血球が分離されていない全血から全血中の検体を検出するための装置の図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る赤血球が分離されていない全血から全血中の検体を検出するための装置の図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るフローセルチャネルと一体化されたプリズムの図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る検出された光の波長に対して遊離ヘモグロビンを有する流体試料の吸光度を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施形態に係る検出された光の波長に対して異なる溶血レベルを有する３つの試料の吸光度を示すグラフである。
【図６】本発明に係る異なる溶血レベルが測定された６つの流体試料の吸光度対応答時間のグラフである。
【図７】本発明の一実施形態に係る赤血球が分離されていない全血から全血中の検体を検出するための方法を説明するプロセスフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
全血試料が、例えば体内の血管またはチップ上の毛細血管などの小さい断面直径を有するチャネルを通って流れるとき、試料は、フローストリームとして挙動し、その中において実質的に細胞を含まない血漿膜がチャネルの縁に存在する。実質的に無細胞の血漿膜は、チャネルの縁において、１ミクロン未満から数ミクロンの範囲の厚さを有する非常に薄い層である。例えば、目詰まりの抑制、体内の小血管の流体抵抗の減少のための実質的に無細胞の血漿膜は、血管内に存在すると考えられている。小血管は、例えば約８ミクロンの範囲の断面直径を有し得る。
【０００９】
本発明によれば、光の吸収は、フローチャネルの境界において、狭い実質的に無細胞の血漿層および光学界面において測定される。この狭い領域の吸収を測定するために、光は臨界角より大きい角度で境界に入射する。入射光は、一過性波と呼ばれる場を生成し、これがフローセルに侵入する。一過性波の光学範囲の振幅は、フローセル表面から１波長未満、約５００ｎｍで減衰する。この光路長は、典型的な同時オキシメトリーフローセル（１００μｍ）よりもはるかに小さいので、５００〜６５０ｎｍの範囲内の典型的な同時オキシメトリー波長の代わりに、最大ヘモグロビン吸収に対応する光学波長、約４２０ｎｍのソーレー帯が使用される。
【００１０】
一過性範囲は、例えばガラスプリズムと血液などの流体との間など、異なる屈折率を有する２つの材料の境界に形成される光学範囲である。一過性範囲は、この界面の隣接にのみ存在し、境界から離れるように移動するにつれて指数関数的に減衰する。したがって、界面から遠く離れると、光学範囲の振幅はゼロになる。一過性範囲は境界の隣にのみ存在するので、境界に隣接する血漿層は、一過性範囲が細胞と相互作用することなく測定することができる。
【００１１】
本発明の一実施形態によれば、境界層は、プリズム表面からの全内部反射によって生成される一過性範囲で探査される。血漿中の様々な検体の存在は、細胞からの干渉なく、チャネル壁に隣接して測定することができる。これは、壁に非常に近い領域には、細胞のない血漿が存在しているためである。
【００１２】
境界に対して垂直である軸に対する入射光の角度を、約１〜５度のマージン分、特定の臨界角より大きくなるように構成することにより、一過性範囲が生成される。臨界角は、光学境界のいずれかの側にある２つの材料の性質に依存する。例えば、光学境界がＢＫ７ガラス製のプリズムと血清との間に形成される例示的な実施形態では、臨界角は６２．４度である。入射角が使用される光源によって、十分に大きなマージン分、臨界角より大きくなると、入射光の全てが反射される。これを全内部反射と称する。全内部反射の条件下では、境界の反対側の唯一の光は一過性範囲と呼ばれる。一方、入射角の大きさが臨界角の大きさよりも小さい場合には、入射光の一部は血流中に伝播する。
【００１３】
一過性光は、チャネルまでの短い距離を透過するのみであるため、弱い吸収信号のみをもたらす。したがって、検出される検体により良好な吸収がもたらされるスペクトルの一部において、光源が光を放射することが重要である。溶血のために構成されている、開示された装置の例示的な実施形態は、４１０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長範囲で光を放射する光源を備える。これは、ヘモグロビンが、この範囲において非常に強い吸収ピークを示すためである。特定の実施形態では、溶血のために、４０５ｎｍで光を放射する光源が使用される。検出される検体がビリルビンである別の実施形態では、５３５ｎｍの波長を有する光を放射する光源を使用することができる。検出される検体が脂肪血であるさらに別の実施形態では、６７１ｎｍの波長を有する光を放射する光源を使用することができる。
【００１４】
本発明の一実施形態によれば、２つの光源を溶血のために使用することができる。微分検出は、主信号の波長での吸収と、ある非共鳴波長での吸収とを比較することによって行うことができる。第１光源は、溶血のために４２０ｎｍの波長範囲の主信号を提供することができる。第２光源は、散乱および／もしくは濁度、または他の吸収検体を補正するために別の色で提供されてもよい。第２光源の波長は、第１光源の波長ほど重要ではない。例示的な実施形態では、第２光源は、約４７０ｎｍの波長を有する。開示された装置の特定の実施形態では、１つまたは２つの色が使用されることから、これらの実施形態における光検出器は、各色について１つのみ、フォトダイオードとして実装することができる。代替的な実施形態では、光検出器は、代替的に分光器として実装し得ることを理解されたい。例えば、開示された装置の実施形態は、多数の異なる波長を有する光源で構成されてもよい。これらの実施形態では、吸収は、例えば、分光器を使用して測定することができる。
【００１５】
図１を参照すると、本発明の一実施形態に係る、赤血球が分離されていない全血から全血中の検体を検出するための装置１００は、血液試料を受け入れるチャネル１０２と、チャネル１０２に隣接するプリズム１０４とを備える。プリズム１０４は、チャネル１０２に接しており、血液試料がチャネル１０２に受け入れられたときに、プリズム１０４と血液試料との間の光学界面１０８を画定する第１表面１０６を有する。
【００１６】
また、装置１００は、界面の垂直軸１１４に対して臨界角の大きさ以上の大きさを有する入射角１１２で、プリズム１０４を介して光学界面１０８に向かっている第１光源１１０を備える。プリズム１０４における光学照明の入射角１１２は、プリズム／血漿界面１０８の臨界角よりも大きい。入射角１１２によって、第１光源１１０からの光の全内部反射およびチャネル１０２の内部まで延在する一過性範囲１１４が形成される。一過性範囲１１４は、界面１０８に隣接する血液試料の血漿層の内部まで延在し、血液細胞を含むチャネル１０２の一部分に達する前に実質的にゼロまで減衰する。
【００１７】
本発明の他の実施形態による実施形態では、装置１００は、全血中の溶血を検出するできるように構成されている。この実施形態では、第１光源１１０は、ヘモグロビンの吸収スペクトルのピークに対応する範囲における発光波長を有する。第１光源の発光波長は、例えば、約４１０ナノメートル〜４２０ナノメートルであってもよい。
【００１８】
また、装置１００は、光学界面１０８からプリズム１０４を介して反射された第１光源１１０からの光を受けることを目的とする第１光検出器１１６を備える。第１光源１１０は、第１発光ダイオードを有し、第１光検出器１１６は、第１フォトダイオードを有してもよい。他の例示的な実施形態では、第１光検出器１１６は、例えば、分光器を有してもよい。
【００１９】
第１光検出器１１６に連結されている比較回路は、所定強度を有する第１波長で、第１の波長でプリズム１０４を介して反射された光の強度を比較することによって、エバネッセント場１１４内の検体の存在を識別するように構成されている。所定強度は、例えば、第１光源１１０から放射される光の強度であってもよい。比較回路は、１つ以上のプロセッサを有してもよく、この１つ以上のプロセッサは、コンピュータメモリ、データ記憶装置、および／または通信回路、および／または１つ以上のコンピュータネットワークに連結されている。例えば、比較回路は、従来の汎用コンピュータ機器または光学分析モジュールと共に組み込まれ、第１光検出器によって受信された信号を測定および／または比較するように構成された専用回路であってもよく、またこれらを含む回路であってもよい。また、比較回路は、例えば、第１光検出器によって受信された信号の測定値および／または比較に基づいて、検体の測定レベルを出力および／または保存するように構成されてもよい。
【００２０】
図２を参照すると、本発明の他の実施形態に係る、赤血球が分離されていない全血から全血中の検体を検出するための装置２００は、第１光源２１０と、第１光源２１０の発光波長と異なる発光波長を有し、かつ界面の法線に対して臨界角の大きさ以上の大きさを有する第２入射角でプリズム２０４を介して光学界面２０８に向かっている第２光源２２０と、を備える。第２入射角によって、第２光源２２０からの光の全内部反射およびチャネル２０２の内部まで延在する第２一過性範囲が形成される。また、この実施形態では、装置２００は、比較回路に連結されており、かつ光学界面２０８からプリズム２０４を介して反射された第２光源２２０からの光を受けるための第２光検出器２２６をさらに備える。例示的な実施形態では、比較回路は、第１光検出器２１６によって受け入れられた第１光源２１０からの光の強度を、第２光検出器２２６によって受け入れられた第２光源２１０からの光の強度と比較するように構成されてもよい。
【００２１】
例示的な実施形態では、フローセル２３０は、例えば、従来のプリズム２０４に結合されている従来のフローセルであってもよい。プリズム２０４は、フローセル２３０がプリズム２０４を通る光路の長さよりもかなり長くなるために、長方形の面を有していてもよい。本発明によれば、プリズム２０４および／またはフローセル２３０は、例えば、射出成形プラスチックまたは他の安価な材料から形成されてもよい。本発明の一実施形態における代替実施形態では、装置２００は、プリズム２０４を備えてもよく、チャネル２０２がプリズム２０４の内部に形成されてもよい。図３を参照すると、この実施形態のプリズム３０４は、プリズム３０４の内部に測定領域を形成するために、プリズム３０４の一面にパターン形成されたフローセルチャネル３０２を有する。
【００２２】
開示された装置の実施形態は、１つまたは２つの光源とするＬＥＤまたはレーザダイオードと、１つまたは２つの光検出器とするフォトダイオードと、１つのプリズムとだけを備える簡単な装置であってもよい。プリズムは、図３に示す一体化されたフローセルチャネルを有してもよい。例示的な実施形態では、装置全体は、例えば、ミリメートルスケールの寸法を有するパッケージ内に構成してもよい。
【００２３】
図４は、検出された光の波長に対して、ミリ光学濃度の単位で、遊離ヘモグロビン１デシリットル当たり４．５グラムを有する流体試料の吸光度のグラフ４００を示す図である。グラフ４００は、光学スペクトルの４１０ｎｍ〜４２０ｎｍの青色部分のヘモグロビンの吸収ピーク４０２を示しており、この吸収ピーク４０２は、光学スペクトルの緑色部分の約５４０ｎｍであるマイナーピーク４０４および約５７０ｎｍであるマイナーピーク４０６よりも約１０倍高く、光学スペクトルの赤色部分のピークよりも１００倍乃至１０００倍高い。溶血のための青色４１０〜４２０ｎｍ範囲の波長を有する光源を構成することにより、チャネルの狭い無細胞境界内のヘモグロビンによる光の十分な吸収が可能になり、光検出器が受ける光における良好な信号対雑音比を得ることが可能になる。
【００２４】
図５は、検出された光の波長に対するミリ光学濃度の単位で異なる溶血レベルを有する３つの試料の吸光度のグラフ５００を示す図である。グラフ５００は、溶血がない試料について検出可能なピークを示していない第１信号５０２を示す。第２信号５０４は、２％の溶血を有する試料を表し、４１０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲内に約４ミリ光学濃度単位のピークを有する。第３信号５０６は、８％の溶血を有する試料を表し、４１０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲内に約１８ミリ光学濃度単位の強いピークを有する。これは、液体試料による４１０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲の吸収された光の検出は、試料中の溶血量を示す強い指標であることを示している。
【００２５】
図６は、異なる溶血レベルを有する流体の６つの試料についてのミリ光学濃度の単位対応答時間（秒）での吸光度のグラフ６００を示す図である。グラフ６００は、測定開始時刻（ｔ０）から約４〜５秒後の測定時間（ｔｍ）において、４１０〜４２０ｎｍの範囲の吸収を表す信号レベルの著しい分離が存在し、試料中において異なる溶血レベルが区別されている。例えば、測定時に、溶血のない第１試料を表す第１信号６０２は、４１０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長で受け入れられた光の吸収がないことを示している。測定時に、溶血を有する５０ｍｇ／ｄＬの第２試料を表す第２信号６０４は、４１０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長で受け入れられた光における約１ミリ光学濃度単位の吸収を示している。測定時に、溶血を有する１００ｍｇ／ｄＬの第３試料を表す第３信号６０６は、４１０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長で受け入れられた光における約１．５ミリ光学濃度単位の吸収を示している。測定時に、溶血を有する２００ｍｇ／ｄＬの第４試料を表す第４信号６０８は、４１０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長で受け入れられた光における約２．５ミリ光学濃度単位の吸収を示している。測定時に、溶血を有する４００ｍｇ／ｄＬの第５試料を表す第５信号６１０は、４１０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長で受け入れられた光における約５ミリ光学濃度単位の吸収を示している。測定時に、溶血を有する８００ｍｇ／ｄＬの第６試料を表す第６信号６１２は、４１０ｎｍ〜４２０ｎｍの波長で受け入れられた光における約１１．５ミリ光学濃度単位の吸収を示している。
【００２６】
図７を参照すると、本発明の他の実施形態では、赤血球が分離されていない全血から全血中の検体を検出するための方法７００を含む。ブロック７０２で、方法７００は、チャネル内で全血試料を受け入れることを含む。チャネルに隣接するプリズムは、チャネルに接しており、全血試料がチャネル内に受け入れられたときに、プリズムと血液試料との間の光学界面を画定する第１表面を有する。また、ブロック７０４で、この方法は、第１光源を、光学界面の法線に対して臨界角の大きさ以上の大きさを有する入射角で、プリズムを介して光学界面に向けることを含む。この入射角によって、第１光源からの光の全内部反射、およびチャネルの内部まで延在する一過性範囲が形成される。また、ブロック７０６で、この方法は、第１光検出器が、光学界面からプリズムを介して反射された第１光源からの光を受けることを目的とすることを含む。ブロック７０８で、この方法は、一過性範囲の範囲内の全血試料の血漿層のみにおける検体による第１光源からの光の吸収を測定することを含む。
【００２７】
本発明の他の実施形態では、血液中の検体含量を決定するための装置は、流動血液試料および例えばプリズムなどの光学透過性媒体の間の光学境界を備える。この装置は、境界に隣接する流動血液中の光学の一過性範囲と、検体の吸収波長に対応する波長で一過性範囲における光の吸収を検出するように構成されたフォトダイオードまたは分光器などの光検出器と、を備える。また、本発明の他の実施形態では、装置は、検体の吸収波長に対応する波長で、かつ光学透過性媒体内においてこの光の全内部反射をもたらすように選択された入射角で、光学境界に光を向けるように、構成された発光ダイオードまたは他の光源などの発光体、を備える。また、本発明の他の実施形態によれば、装置は、流動血液を備えるチャネルを含み、チャネルは、チャネルの境界において流動血液の無細胞層を生成するように構成されており、チャネルの境界は、光学境界を備える。
【００２８】
例示的な実施形態では、装置は、流動血液の無細胞層中における遊離ヘモグロビン含量を測定するように構成されている。この実施形態では、本発明の一実施形態によって、発光体から放射される光は４１０ナノメートル〜４２０ナノメートルの波長を有し、光検出器は４１０ナノメートル〜４２０ナノメートルの波長で光吸収を検出するよう構成される。
【００２９】
本発明は、本明細書において溶血の文脈で記載されるが、当業者であれば、本発明が、体液試料の血漿画分中の様々な検体および他の成分を検出するために実施され得ることを理解されたい。 
【図１】
2019518941.tif 000003
【図２】
2019518941.tif 000004
【図３】
2019518941.tif 000005
【図４】
2019518941.tif 000006
【図５】
2019518941.tif 000007
【図６】
2019518941.tif 000008
【図７】
2019518941.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月27日(2018.12.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤血球が分離されていない全血から前記全血中の検体を検出するための装置であって、
血液試料を受け入れるためのチャネルと、
前記チャネルに隣接するプリズムであって、前記プリズムは、前記チャネルに接する第１表面を有し、前記第１表面は、前記血液試料が前記チャネルに受け入れられたときに前記プリズムと前記血液試料との間の光学界面を画定するプリズムと、
前記光学界面の法線に対して臨界角の大きさ以上の大きさを有する入射角で、前記プリズムを介して前記光学界面に向かっている第１光源であって、前記入射角を用いて前記第１光源からの光の全内部反射および前記チャネルの内部まで延在する一過性範囲を形成し、前記一過性範囲は、前記光学界面に隣接する前記血液試料の血漿層の内部まで延在し、血液細胞を有する前記チャネルの一部分に到達する前に実質的にゼロまで減衰する第１光源と、
前記光学界面から前記プリズムを介して反射された前記第１光源からの光を受けることを目的とする第１光検出器と、を備える、装置。
【請求項２】
前記第１光検出器に連結されている比較回路であって、
前記比較回路は、所定強度を有する第１波長で、前記プリズムを介して反射された前記光の強度を比較することによって、前記一過性範囲における検体の存在を識別するように構成されている比較回路、をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記所定強度は、前記第１光源からの光の強度である、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１光源の発光波長と異なる発光波長を有し、前記光学界面の前記法線に対して前記臨界角の大きさ以上の大きさを有する第２入射角で、前記プリズムを介して前記光学界面に向かっている第２光源であって、前記第２入射角を用いて前記第２光源からの光の全内部反射および前記チャネル内まで延在する第２一過性範囲を形成する第２光源と、
前記比較回路に連結されており、前記光学界面から前記プリズムを介して反射された前記第２光源からの光を受けるための第２光検出器であって、前記比較回路は、前記第１光検出器によって受け入れられた前記第１光源からの光の強度を、前記第２光検出器によって受け入れられた前記第２光源からの光の強度と比較するように構成されている第２光検出器と、をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記装置は、前記全血中の溶血を検出するように構成され、
前記第１光源は、ヘモグロビンの吸収スペクトルのピークに対応する範囲の波長を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１光源の発光波長は、約４１０ナノメートル〜４２０ナノメートルである、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記装置は、前記全血中の検体を検出するように構成され、
前記検体は、ヘモグロビンと、ビリルビンと、脂肪血とを含む群から選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記チャネルは、前記プリズム内に形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第１光源は、第１発光ダイオードを有し、
前記第１光検出器は、第１フォトダイオードを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１光源は、レーザダイオードを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１光検出器は、分光器を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
全血において、前記全血から赤血球を分離することなく検体を検出するための方法であって、
チャネル内で全血試料を受け入れることであって、前記チャネルに隣接しているプリズムが、前記チャネルに接している第１表面を有し、前記第１表面は、前記全血試料が前記チャネル内に受け入れられたときに前記プリズムと前記血液試料との間の光学界面を画定するチャネル内で全血試料を受け入れることと、
前記光学界面の法線に対して臨界角の大きさ以上の大きさを有する入射角で、プリズムを介して第１光源を前記光学界面に向けることであって、前記入射角を用いて前記第１光源からの光の全内部反射および前記チャネル内まで延在する一過性範囲を形成し、前記一過性範囲は、前記光学界面に隣接する前記血液試料の血漿層の内部まで延在し、血液細胞を有する前記チャネルの一部分に到達する前に実質的にゼロまで減衰する、第１光源を前記光学界面に向けることと、
第１光検出器が前記光学界面から前記プリズムを介して反射された、前記第１光源からの光を受けることを目的とすることと、
前記一過性範囲の範囲内の前記全血試料の血漿層のみにおいて、検体による前記第１光源からの光の吸収を測定することと、を含む、方法。
【請求項１３】
血液中の検体含量を測定するための装置であって、
流動血液試料と光学透過性媒体との間の光学境界と、
前記境界に隣接している前記流動血液内の光学の一過性範囲であって、前記一過性範囲は、前記光学界面に隣接する前記血液試料の血漿層の内部まで延在し、血液細胞を有する前記チャネルの一部分に到達する前に実質的にゼロまで減衰する一過性範囲と、
前記検体の吸収波長に対応する波長において前記一過性範囲における光の吸収を検出するように構成されている光検出器と、を備える、装置。
【請求項１４】
前記光検出器は、フォトダイオードを有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記発光体は、レーザダイオードを有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記光学透過性媒体は、プリズムを有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記検体の前記吸収波長に対応する波長で、かつ前記光学透過性媒体の範囲内で前記光の全内部反射をもたらすように選択された入射角で、前記光学境界に光を向けるように構成された発光体、をさらに備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記発光体は、発光ダイオードを有する、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記発光体は、レーザダイオードを有する、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記流動血液を収容するチャネル、をさらに備え、
前記チャネルは、前記チャネルの境界で前記流動血液の無細胞層を生成するように構成され、前記チャネルの前記境界は、前記光学境界を有する、請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
前記検体は、前記流動血液の前記無細胞層に含まれている遊離ヘモグロビン、を有する、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記発光体によって放射された光の波長は、４１０ナノメートル〜４２０ナノメートルである、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記光検出器は、４１０ナノメートル〜４２０ナノメートルの波長の光吸収を検出するように構成されている、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
群になっている前記検体は、ヘモグロビンと、ビリルビンと、脂肪血と、を含む、請求項２０に記載の装置。
【国際調査報告】
2019518941.tif 000010
2019518941.tif 000011
2019518941.tif 000012