(57)【要約】  生物学的液体サンプルの分析カートリッジが提供される。カートリッジは、ハウジングと、液体モジュールと、分析チャンバーとを有する。液体モジュールは、サンプル収集ポート及びイニシャル流路を有すると共に、ハウジングに接続されている。イニシャル流路は毛管力によりサンプルが吸引される大きさに形成されると共に、収集ポートと液体連通状態にされる。イニシャル流路は、収集ポート内に配置された少なくとも一部の液体サンプルがイニシャル流路内に吸引されるように、収集ポートに対して固定される。分析チャンバーはハウジングに接続されると共に、イニシャル流路と液体連通状態にされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物学的液体サンプルの分析カートリッジであって、
ハウジングと、
サンプル収集ポート及びイニシャル流路を有すると共に、前記ハウジングに接続された液体モジュールと、
前記ハウジングに接続された分析チャンバーと、を備え、
前記イニシャル流路は、毛管力によってサンプルを吸引する大きさに形成されると共に、前記サンプル収集ポートと液体連通状態にされ、かつ、前記サンプル収集ポート内に配置されたサンプルの少なくとも一部が前記イニシャル流路内に吸引されるように前記サンプル収集ポートに固定され、
前記分析チャンバーは、前記イニシャル流路と液体連通状態に配置可能であることを特徴とするカートリッジ。
【請求項２】
前記液体モジュールが前記ハウジングに対して選択的に開位置及び閉位置に配置可能である請求項１記載のカートリッジ。
【請求項３】
前記液体モジュールが開口キャビティ内に配置されると共に、前記ハウジングに対して開位置と閉位置との間をスライド移動可能に構成されている請求項２記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記サンプル収集ポートが前記液体モジュールの上表面から外方に延在すると共に、前記上表面が前記液体モジュールの開位置及び閉位置において前記キャビティ内に露出される請求項３記載のカートリッジ。
【請求項５】
一方又は両方の前記イニシャル流路及び第二の流路の少なくとも一部分が上表面から視認可能である請求項４記載のカートリッジ。
【請求項６】
前記液体モジュールが閉位置でロック可能である請求項２記載のカートリッジ。
【請求項７】
前記サンプル収集ポートが、ボウルと、前記ボウルを覆う大きさに形成されたボウルキャップを含むハウジングとを備える請求項６記載のカートリッジ。
【請求項８】
前記液体モジュールが、前記イニシャル流路と前記分析チャンバーとの間に配置された第二の流路をさらに備えると共に、前記イニシャル流路内の液体サンプルは前記分析チャンバーに到達する前に前記第二の流路を通過し、前記イニシャル流路と前記第二の流路との交差部分が、毛管力によるサンプルの前記イニシャル流路外、及び前記第二の流路内への吸引を阻止する請求項１記載のカートリッジ。
【請求項９】
選択的に開位置及び閉位置に作動可能なバルブをさらに備え、
前記バルブが、前記サンプル収集ポートに隣接して配置されると共に、閉位置において前記サンプル収集ポートと前記イニシャル流路との間の液体流通状態を閉鎖するように作動可能な請求項８記載のカートリッジ。
【請求項１０】
前記バルブが機械的に作動可能な請求項９記載のカートリッジ。
【請求項１１】
前記バルブが磁気的に作動可能な請求項９記載のカートリッジ。
【請求項１２】
選択的に容積を可変な空気圧供給源をさらに備え、
前記空気圧供給源が、前記交差部分と前記サンプル収集ポートとの間に前記バルブが配置された交差位置で前記イニシャル流路と液体連通状態になる請求項９記載のカートリッジ。
【請求項１３】
前記交差部分と前記サンプル収集ポートとの間に前記バルブが配置された交差位置で前記イニシャル流路と液体連通状態になる外部空気ポートをさらに備え、
前記外部空気ポートが、周囲の空気圧よりも高い又は低い圧力で空気を供給するように作動可能な空気供給源と係合するように構成されている請求項９記載のカートリッジ。
【請求項１４】
一方又は両方の前記イニシャル流路及び前記第二の流路内に配置された一以上の流動性攪乱物質をさらに備える請求項８記載のカートリッジ。
【請求項１５】
前記イニシャル流路及び前記第二の流路内のサンプル流動に乱流を生じさせるように、一方又は両方の前記イニシャル流路及び主要な流路はその流路形状を変化させる請求項８記載のカートリッジ。
【請求項１６】
前記イニシャル流路は容量を有すると共に、前記カートリッジはオーバフロー流路をさらに備え、
前記オーバフロー流路は、前記サンプル収集ポート内に流入したサンプル量が前記イニシャル流路の容量を超えたときに液体サンプルを受容するように配置される請求項１記載のカートリッジ。
【請求項１７】
前記オーバフロー流路は、毛管力によってサンプルを吸引する大きさに形成されている請求項１６記載のカートリッジ。
【請求項１８】
前記イニシャル流路と液体連通状態の一以上のフラグポートをさらに備え、
前記フラグポートが、液体サンプルを受容してその存在を視覚的に示すように構成されている請求項１記載のカートリッジ。
【請求項１９】
少なくとも一つの拡大鏡部分をさらに備え、
前記拡大鏡部分が、前記イニシャル流路もしくはフラグポートの像を拡大するレンズを含む請求項１記載のカートリッジ。
【請求項２０】
前記分析チャンバーは、画像処理トレイに取り付けられ、
前記画像処理トレイが、前記ハウジングに対して、前記分析チャンバーが分析のために視認可能になる開位置及び、前記分析チャンバーが前記イニシャル流路と液体連通状態になり、かつ、分析のために視認できなくなる閉位置に選択的に配置可能である請求項１記載のカートリッジ。
【請求項２１】
前記画像処理トレイは閉位置に選択的にロック可能に構成されると共に、閉位置において前記ハウジング内に配置される請求項２０記載のカートリッジ。
【請求項２２】
前記画像処理トレイを閉位置に選択的にロックもしくはロックを解除する磁気的に作動可能なラッチをさらに備える請求項２１記載のカートリッジ。
【請求項２３】
生物学的液体サンプルの分析カートリッジであって、
ハウジングと、
サンプル収集ポート及びイニシャル流路を有すると共に、前記ハウジングに接続された液体モジュールと、
分析チャンバーを有する画像処理トレイと、を備え、
前記イニシャル流路は、前記サンプル収集ポートと液体連通状態にされると共に、
前記画像処理トレイは、前記ハウジングに対して選択的に開位置及び閉位置に配置可能に構成され、
閉位置において、前記分析チャンバーが前記イニシャル流路と液体連通状態になることを特徴とするカートリッジ。
【請求項２４】
前記分析チャンバーは、前記画像処理トレイが前記ハウジングに対して開位置にある時に分析のために視認可能となり、前記画像処理トレイが前記ハウジングに対して閉位置にある時に視認できなくなる請求項２３記載のカートリッジ。
【請求項２５】
前記画像処理トレイが閉位置に選択的にロック可能に構成されると共に、閉位置において前記ハウジング内に配置される請求項２３記載のカートリッジ。
【請求項２６】
前記画像処理トレイを閉位置に選択的にロックもしくはロックを解除する磁気的に作動可能なラッチをさらに備える請求項２３記載のカートリッジ。
【請求項２７】
生物学的液体サンプルの分析カートリッジであって、
パネルに取り付けられたサンプル収集ポートと、
前記パネルに配置されると共に、前記サンプル収集ポートと液体連通状態にされる流路と、
前記流路内に配置もしくは形成された一以上の流動性攪乱物質と、
イニシャル流路を有すると共に、前記ハウジングに接続された液体モジュールと、
前記流路と液体連通状態にされる分析チャンバーと、を備えることを特徴とするカートリッジ。
【請求項２８】
前記流動性攪乱物質は、前記流路及び流路形状変化の内部に配置された一方又は両方の機構を含み、前記攪乱物質が前記流路内のサンプル流動を混合するように作動可能な請求項２７記載のカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００９年１２月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／２８７，９５５号明細書及び、２００９年１２月３０日に出願された米国仮特許出願第６１／２９１，１２１号明細書に開示された本質的内容の利益を享受し、それを参照により援用される。
【０００２】
本発明は、生物学的液体分析（biologic fluid analyses）の装置に関し、特に、分析する生物学的液体サンプルを収集し、処理し、包有するカートリッジ（cartridges）に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、例えば全血（whole blood）や尿、脳髄（cerebrospinal）、体腔内（body cavity fluids）等の生物学的液体サンプルは、スライドガラス上に塗布して顕微鏡の下に塗りつけて評価される無希釈の微量な微粒子や細胞を有する。このような塗布により妥当な結果は得られるが、細胞の完全性（cell integrity）、正確性、データの信頼性は技術者の経験や技能に大きく依存する。
【０００４】
サンプル量の希釈を含む生物学的液体サンプルを評価する他の公知の方法は、サンプルをチャンバーの中に配置し、希釈したサンプル内の構成成分を手動で評価及び計数している。
【０００５】
サンプル内の構成成分に高い濃縮性がある場合は希釈が必要であり、サンプル内における構成成分の含有率差異を相殺する手段として可変容積を試験できる計数容器や装置を備えることは非現実的である。そのため、血球を計数する所定の作業のために多数の異なる希釈が必要になる。
【０００６】
サンプル中の全血は典型的な単位体を結成し、例えば１マイクロリットル（１μｌ）の血液サンプル中に、赤血球（ＲＢＣｓ）は約４．５ｘ１０6存在するが、血小板は０．２５ｘ１０6、白血球（ＷＢＣｓ）は０．００７ｘ１０6のみ存在する。
【０００７】
ＷＢＣ値を決定するためには、全血液サンプルを正確な希釈技法により、約１：２５６を希釈上限として１部の血液から２０部の希釈剤（１：２０）の範囲内で希釈しなければならない。また、一般的にＲＢＣｓを一以上の試薬と選択的に溶解させる必要もある。
【０００８】
ＷＢＣｓが観察できるように、溶解するＲＢＣｓは視界から効果的に取り除かれる。血小板値を決定するためには、血液サンプルを１：１００から１：５００００の範囲で希釈しなければならない。しかしながら、血小板の計数はサンプル中のＲＢＣｓの溶解を必要としない。この方法による全血サンプルの評価は、希釈行程に時間を費やしてコストが高くなり、サンプルデータ内の希釈による誤差率が増加する等の欠点を有している。
【０００９】
生物学的液体サンプルを評価する他の方法として、一以上の小径オリフィスに希釈液サンプルを通過させて循環させ、単一ファイル中で流体力学的に焦点が合わせられたフローセルを透過する散乱光中の異なる構成成分を感知する電気抵抗計測や光学システムを使用する流動細胞計測法（flow cytometry）がある。
【００１０】
全血液の場合、サンプルはＷＢＣｓや血小板に対して多数のＲＢＣｓを緩和するように希釈されなければならず、また、個々のセルが分析されるようにセル間の間隔を適正に維持して併発を低減しなければならない。
【００１１】
流動細胞計測法の欠点は、サンプル分析に必要な液体処理や多様な試薬をコントロールするために、メンテナンスに労力や費用が掛かることにある。
【００１２】
生物学的液体サンプルを評価する他の最新方法として、総ＷＢＣ値を得るために、評価する特異なサブタイプのＷＢＣｓに焦点を合わせるものがある。この方法は、厚さ２５ミクロンの透明パネルで形成された内部チャンバーを有するキュベット（cuvette）を利用する。
【００１３】
透明パネルを透過する光は、ＷＢＣｓのためのキュベットをスキャンする。試薬中のキュベットは、光によって励起される時にＷＢＣｓの発光を生じさせる。ＷＢＣｓの発光は、特定のタイプのＷＢＣｓが存在することを示している。
【００１４】
この方法において、赤血球は吸収層の一部を形成するため、血小板と同様、計数や評価を行うことができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、実質的に無希釈の生物学的液体サンプルを評価するための方法及び装置に関し、正確な結果が得られ、多量の試薬を不要とし、評価中にサンプル液の流動を不要とし、粒子の組成分析を可能にし、かつ、コスト効率を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一態様は、生物学的液体サンプル（biological fluid sample）の分析カートリッジ（analysis cartridge）を備えている。カートリッジは、ハウジング（housing）と、液体モジュール（fluid module）と、分析チャンバー（analysis chamber）とを有する。液体モジュールは、サンプル収集ポート（sample acquisition port）と、イニシャル流路（initial channel）とを有すると共に、ハウジングに連結されている。
【００１７】
イニシャル流路は、毛管力（capillary force）によって液体サンプルが吸引される大きさに形成されており、収集ポートと液体連通状態にされる。収集ポート内に配置された少なくとも一部の液体サンプルがイニシャル流路内に引き込まれるように、イニシャル流路は収集ポートに対して固着される。
【００１８】
分析チャンバーはハウジングに接続されると共に、イニシャル流路と液体連通状態にされる。
【００１９】
本発明の他の態様は、生物学的液体サンプルの分析カートリッジを備えている。カートリッジは、ハウジングと、液体モジュールと、画像処理トレイ（imaging tray）とを備えている。
【００２０】
液体モジュールは、サンプル収集ポートと、イニシャル流路とを備えている。液体モジュールはハウジングに接続されると共に、イニシャル流路は収集ポートと液体連通状態にされる。画像処理トレイは分析チャンバーを有する。
【００２１】
トレイは、ハウジングに対して選択的に開位置または閉位置に配置可能に構成されている。閉位置において、分析チャンバーはイニシャル流路と液体連通状態にされる。
【００２２】
本発明の他の態様は、生物学的液体サンプルの分析カートリッジを備えている。カートリッジは、サンプル収集ポートと、流路と、一以上の流動性攪乱物質（flow disruptors）と、分析チャンバーとを備えている。
【００２３】
収集ポートはパネルに取り付けられると共に、流路はパネル内に配置されている。流路は収集ポートと液体連通状態にされる。流動性攪乱物質は流路内に配置される。分析チャンバーは流路と液体連通状態にされる。
【００２４】
本発明の特徴及び利点は、以下に記載された発明の詳細な説明、及び添付図面から明らかになる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、実質的に無希釈の生物学的液体サンプルを評価するための方法及び装置に関し、正確な結果が得られ、多量の試薬を不要とし、評価中にサンプル液の流動を不要とし、粒子の組成分析を可能にし、かつ、コスト効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、生物学的液体分析装置を示している。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係るカートリッジにおいて、液体モジュールと画像処理トレイが閉位置にある状態を示す図式的な平面図である。
【図３】図３は、本実施形態のカートリッジにおいて、ハウジングの外側にある液体モジュールを示す組立分解図である。
【図４】図４は、本実施形態のカートリッジにおいて、ハウジングの外側にある画像処理トレイを示す組立分解図である。
【図５】図５は、本実施形態のカートリッジにおいて、液体モジュールが開位置にある状態を示している。
【図６】図６は、本実施形態に係るカートリッジの端面図である。
【図７】図７は、液体モジュールの平面図である。
【図８】図８は、収集ポートを含む液体モジュールの断面図である。
【図９】図９は、図８中の収集ポートの断面図において、本実施形態のバルブが開位置及び閉位置にある状態を示している。
【図１０】図１０は、図８中の収集ポートの断面図において、本実施形態のバルブが開位置及び閉位置にある状態を示している。
【図１１】図１１は、図８中の収集ポートの断面図において、本実施形態のバルブが開位置及び閉位置にある状態を示している。
【図１２】図１２は、図８中の収集ポートの断面図において、本実施形態のバルブが開位置及び閉位置にある状態を示している。
【図１３】図１３は、ハウジングカバー内に位置する液体モジュールが開位置にある状態を示す下面図である。
【図１４】図１４は、ハウジングカバー内に位置する液体モジュールが閉位置にある状態を示す下面図である。
【図１５】図１５は、本実施形態の流動性攪乱物質が流路内に配置された状態を示す第二の流路の図式的な透視図である。
【図１６】図１６は、本実施形態の流動性攪乱物質が流路内に配置された状態を示す第二の流路の図式的な透視図である。
【図１７】図１７は、本実施形態の流路形状変化を示す第二の流路の模式的な透視図である。
【図１８】図１８は、本実施形態の流路形状変化を示す第二の流路の模式的な透視図である。
【図１９】図１９は、収集流路に配置されたサンプル拡大鏡の概略図である。
【図２０】図２０は、ハウジングベースの平面図である。
【図２１】図２１Ａ〜２１Ｃは、サンプルチャンバーの模式的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１に示すように、本実施形態の生物学的液体サンプルのカートリッジ２０は、例えば全血サンプル（whole blood sample）や他の生物液体検体（biologic fluid specimen）等の生物学的液体サンプルを受容するように動作可能である。ほとんどの実施形態において、サンプルを支持するカートリッジ２０は、サンプル画像の分析や処理をコントロールするための画像ハードウェアやプロセッサを備えた自動分析装置２２に用いられる。
【００２８】
分析装置２２は、米国特許第６，８６６，８２３号明細書（本明細書にそのまま援用される）に開示されている利用可能なタイプの分析装置と類似する。しかしながら、本実施形態のカートリッジ２０は特定の分析用装置への利用に限定されるものではない。
【００２９】
図２〜６に示すように、カートリッジ２０は液体モジュール２４と、画像処理トレイ２６と、ハウジング２８とを備えている。液体モジュール２４及び画像処理トレイ２６は、ハウジング２８の横方向端部に接続されている。
【００３０】
［液体モジュール］
図７〜１０に示すように、本実施形態の液体モジュール２４は、サンプル収集ポート３０と、オーバフロー流路（overflow passage）３２と、イニシャル流路３４と、バルブ３６と、第二の流路３８と、一以上のラッチ（latches）４０と、圧縮空気供給源（air pressure source）４２と、外部空気圧ポート（external air pressure port）４４と、外側縁部４６と、内側縁部４８と、これら外側縁部４６と内側縁部４８との間に延在する第一の横側縁部５０と、第二の横側縁部５２とを備えている。
【００３１】
サンプル収集ポート３０は、外側縁部４６と第二の横側縁部５２との交差位置に配置されている。収集ポート３０は、一又は二個のボウル（bowl）５４と入口端６４とを有する。ボウル５４は、上表面５６と下表面５８との間に延在する。収集ポート３０は、さらにサンプル取入口（sample intake）６０と、ボウル〜取入口流路６２と、入口端〜取入口流路６６とを備えている。他の実施形態において、収集ポート３０及びサンプル取入口は、例えば収集ポート３０が外側縁部から内向きに配置され、かつ、サンプル取入口６０がボウル５４や取入口６０と接続する中間流路を有するよりも、ボウル５４と連絡する方向に位置される液体モジュール２４の別の場所に配置されている。
【００３２】
部分球状により規定される凹状の幾何学的形状は、ボウル下表面５８の中心にサンプルを収集させる重力を促進する。他の凹状の幾何学的形状は、円錐状又は角錐状の幾何学的形状を含む。ボウル５４は、特定の幾何学的形状に限定されるものではない。ボウル５４の容量は、例えばカートリッジ２０が血液サンプルの分析のために設計される実施例を満足する容量で選択され、典型的に最適な約５０マイクロリットル（５０μｌ）で設定される。
【００３３】
ボウル〜取入口流路６２は、ボウル５４の下表面５８に配置されると共に、ボウル５４内に堆積した液体をボウル５４からサンプル取入口６０まで流通させる。他の実施形態において、ボウル〜取入口流路６２は、流路６２内に配置されたサンプルを、毛管力によって流路６２からサンプル取入口６０まで吸引させる横断面形状を備えている。
【００３４】
例えば、ボウル〜取入口流路６２は、側壁から側壁までの離間距離が流路６２内に吸引されるサンプルに作用する毛管力を許容する、実質的に直線状の横断面形状を有する。サンプル取入口６０と隣接する流路６２の一部分は、液体サンプルの取入口６０への流入を促進させる湾曲下面を有する。
【００３５】
入口端６４は、出口端４６と第二の横側縁部５２との交差部分に隣接して配置されている。図７に示す本実施形態において、入口端６４はテーパー付き突起の端部に配置されている。テーパー付き突起は、使用者に、例えば指又はヒールプリック（heel prick）、動脈又は静脈源から吸引した血液サンプル等を収集ポート３０に吸引することができるか否かを識別させる視覚補助を与える。入口端６４は必ずしも必要ではなく、ボウル５４のみを有するものであってもよい。
【００３６】
入口外側端〜取入口流路６６は、入口端６４とサンプル取入口６０との間に延在する。他の実施形態において、入口端〜取入口流路６６は、流路６６内に配置されたサンプルを、毛管力によって流路６６からサンプル取入口６０まで吸引させる横断面形状を有する。例えば、入口端〜取入口流路６６は、側壁から側壁までの離間距離が流路６６に吸引されるサンプルに作用する毛管力を許容する、実質的に直線状の横断面形状を有する。サンプル取入口６０に隣接する流路６６の一部分は、液体サンプルの取入口６０への流入を促進させる湾曲下面を有する。
【００３７】
サンプル取入口６０は、ボウル５４と入口端６４との間に延在するイニシャル流路３４及び、流路６２，６６を液体連通状態にする。図７〜１０に示す実施形態において、サンプル取入口６０は流路６２，６６まで実質的に垂直に延びている。上述したように、他の実施形態において、サンプル取入口６０はボウル５４と直接連絡するように配置されている。
【００３８】
イニシャル流路３４は、サンプル取入口６０と第二の流路３８との間に延在する。イニシャル流路３４の容量は、分析に適切な液体サンプルを保持できるように十分大きく確保されており、他の実施形態においては、イニシャル流路内でサンプルの混合を許容するように十分大きく確保されている。イニシャル流路３４の横断面形状は、イニシャル流路３４に配置されたサンプル液体が毛管力により取入口６０から流路内に吸引される大きさで形成されている。
【００３９】
他の実施形態において、一以上の検査試薬６７（例えば、ヘパリン、ＥＤＴＡ等）は、イニシャル流路３４内に堆積される。サンプル液体がイニシャル流路３４に吸引されるので、検査試薬６７はサンプルと少なくとも部分的に混合される。サンプル取入口６０と反対側のイニシャル流路３４の端部は、第二の流路３８に向けて開口し、それによりイニシャル流路３４から第二の流路３８内への液体連通流路が形成される。
【００４０】
他の実施形態において、一以上のフラグポート（flag ports）３９（図７参照）は、第二の流路３８と隣接するイニシャル流路３４内を横方向に延びる。フラグポート３９の形状は、イニシャル流路内を流れるサンプルがフラグポート３９に到達すると共に、毛管力によってポート３９内に吸引されるように形成される。ポート３９内のサンプルの有無は、イニシャル流路３４内のサンプルの位置を確認することで感知される。
【００４１】
好ましくは、フラグポート３９は、一部分のサンプルだけが必要とされる時に、内部にあるサンプルの視認性を向上させるように、その高さを横幅よりも短く形成されている。フラグポート３９は空気口を備えている。
【００４２】
他の実施形態において、イニシャル流路３４（又はフラグポート３９）は、サンプル拡大鏡（sample magnifier）４１を備えており（図１９参照）、好ましくは第二の流路３８に隣接して配置されている。サンプル拡大鏡４１は、流路３４の一以上又は両側部（例えば、上部及び下部）に配置されたレンズを備えている。
【００４３】
レンズはイニシャル流路３４の位置合わせされた部分を拡大し、それによりイニシャル流路３４内にあるサンプルの存在の検出が容易になる。好ましくは、レンズの倍率は、流路（又はポート）の位置合わせされた部分内にあるサンプルを使用者が視覚により容易に判別できるように、十分に大きい値で設定されている。
【００４４】
第二の流路３８は、イニシャル流路３４と排出ポート６８を含む先端部との間に延在する。第二の流路３８とイニシャル流路３４との間の交差部分は、サンプルが毛管力によってイニシャル流路３４から第二の流路３８に吸引されない断面形状で形成されている。
【００４５】
他の実施形態において、第二の流路３８はサンプル計量ポート（sample metering port）７２を有する。第二の流路３８は、サンプル内のサンプル組成や試薬を混合させるべく、第二の流路３８内を前後進する液体の移動を許容する十分に大きな容量で形成されている。
【００４６】
他の実施形態において、第二の流路３８内からの空気の排出を許容すると同時に、ポート６８から流路３８への液体サンプルの排出を阻止するように、ガス透過・液体非透過性膜（gas permeable and liquid impermeable membrane）７４が排出ポート６８に配置されている。
【００４７】
サンプル計量ポート７２は、サンプルが毛管力によって第二の流路３８から吸引されることを許容する断面形状を備えている。他の実施形態において、サンプル計量ポート７２の容量は、例えば分析のために好ましいサンプル量と実質的に等しい所定の容量で設定されている。計量ポート７２は、第二の流路３８からトレイ２４（閉位置でサンプル分析チャンバー１１８の一部であるパネル１２２の外表面に配置される）の外表面まで延びている。
【００４８】
バルブ３６は、イニシャル流路３４とサンプル取入口６０との間の液体の流れ（空気の流れを含む）を阻止するように、液体モジュール２４内に配置されている。バルブ３６は、開位置と閉位置との間を選択的に作動可能である。開位置において、バルブ３６はサンプル取入口６０と流路３４の第二の流路３８と隣接する部分との間の液体の流れを妨げない。閉位置において、バルブ３６はイニシャル流路３４とサンプル取入口６０との間の液体の流れを実質的に阻止する。
【００４９】
図９，１０に示す本実施形態において、バルブ３６は偏向膜７６（例えば、親水性の感圧性接着テープ）と、片持ち架設されたバルブアクチュエータ７８（図１３，１４参照）とを備えている。アクチュエータ７８は、流路３４と取入口６０との間を液体シールするために、膜７６をイニシャル流路３４と連絡するように移動可能である。
【００５０】
図９は、本実施形態のバルブ３６が開位置にあって、液体がサンプル取入口６０からイニシャル流路３４に流入する状態を示している。図１０は、本実施形態のバルブ３６が閉位置にあって、膜７６がサンプル取入口６０からイニシャル流路３４への液体の流れを阻止する状態を示している。
【００５１】
図９，１０に示されたバルブ３６は、本実施形態のバルブとして適用可能な一例である。バルブ３６はこの実施形態に限定されない。バルブ３６は、イニシャル流路３４内のバルブ３６と第二の流路３８との間に配置される液体が分析に最適な量になれば、例えばイニシャル流路３４やサンプル取入口６０の他の位置に設けられてもよい。
【００５２】
図１１，１２に示すように、他の実施形態において、上述したようにバルブ３６は開位置と閉位置との間を作動するが、単純な機械構造よりも磁気的な機械構造が用いられている。本実施形態において、バルブ３６は、磁気的に引き付けられる部材１５４（例えばスチール製ボールベアリング）と、ボウルキャップ１３６内に配置されたマグネット１５６とを有する（図１１参照）。
【００５３】
液体モジュール２４は、第一のポケット１５８と、第二のポケット１６０とを有する。第一のポケット１５８は、偏向膜７６の下方にある液体モジュール２４内に配置されている。第二のポケット１６０は、偏向膜７６及びイニシャル流路３４の上方に配置されると共に、第一のポケット１５８と位置合わせされた液体モジュール２４内に配置されている。
【００５４】
第一のポケット１５８及び第二のポケット１６０は、液体モジュール２４が閉位置にある場合（図１２参照）に、ボウルキャップ１３６と位置合わせされる液体モジュール（例えば、ボウル５４）の部分と実質的に位置合わせされる。
【００５５】
磁気引力がない場合（例えば、図１１に示すように液体モジュール２４が開位置にある時）は、部材１５４が第一のポケット１５８内に存在するため、偏向膜７６は屈折させない。すなわち、イニシャル流路３４は閉塞されない。液体モジュール２４が閉位置にある場合、マグネット１５６が部材１５４を引き付けて、偏向膜７６は第二のポケット１６０内に屈折される。その結果、偏向膜７６はイニシャル流路３４を閉塞して、サンプル取入口６０とイニシャル流路３４との間の液体の流れ（空気の流れを含む）を阻止する。
【００５６】
他の実施形態において、マグネット１５６は液体モジュールハウジング２８内に配置され、部材１５４及び偏向膜７６はイニシャル流路３４の上方にある液体モジュール２４内に配置されている。液体モジュールの閉位置において、マグネット１５６は部材１５４と整列して、サンプル取入口６０とイニシャル流路３４との間の液体の流れを阻止するために、マグネット１５６と偏向膜７６とを下方に引き下げる。
【００５７】
他の実施形態において、圧縮空気供給源４２（例えば図７参照）は、選択的可変容積（例えば、隔壁や気孔等）と、アクチュエータ８０（図１３，１４参照）とを有する。圧縮空気供給源４２は所定の空気量を含むと共に、通気路８２に接続されている。
【００５８】
通気路８２は、バルブ３６に係合するイニシャル流路３４と第二の流路３８との間に横たわるイニシャル流路３４の交点に接続されている。アクチュエータ８０は容量を圧縮するように作動可能で、それにより通気路とイニシャル流路３４とに圧縮空気を送出する。
【００５９】
図１３，１４に示す本実施形態において、アクチュエータ８０は液体モジュール２４に片持ち架設で接続されており、アクチュエータ８０に作用する力は容量源を圧縮するための自由端を形成する。上述した本実施形態の圧縮空気供給源４２は、圧縮された空気の供給源として適用可能なものの一例である。本発明はこれに限定されない。
【００６０】
外部空気ポート４４は、圧縮空気供給源４２（図７参照）と隣接する液体モジュール２４内に配置されている。通気路８４は、外部空気ポート４４とイニシャル流路３４内に延びる通気路８２とを接続する。外部空気ポート４４は、選択的に圧縮空気を供給、又は、真空を引き出す分析装置２２に付随した空気源を受容するように構成されている。
【００６１】
キャップ８６（例えば破断可能な膜）は、外部空気ポート４４に接続されている外部空気供給源にガスや液体が浸透して透過することを防止するために、外部空気ポート４４を密閉する。他の実施形態において、カートリッジ２０は外部空気ポート４４のみを備え、圧縮空気供給源４２を備えていない。
【００６２】
他の実施形態において、カートリッジ２０はイニシャル流路３４内に配置又は形成された一以上のサンプル流動性攪乱物質（sample flow disrupters configured）と、第二の流路３８とを備えている。図１５，１６に示す本実施形態において、攪乱物質は第二の流路３８内に配置されてサンプルの流れを攪乱する形状の構造体１４６である。通常の流動状態において、攪乱物質はサンプル内の構成成分を実質的に均一な方法で十分に攪乱する。
【００６３】
攪乱構造体１４６の一例は、例えば可変径コイルを有するワイヤーコイル１４６ａ（図１５参照）である。他の例として、攪乱構造体１４６は互いに接続された複数の十字構造１４６ｂを備えている。これらは攪乱構造体１４６の例示であって、本発明はこれら例示に限定されるものではない。
【００６４】
他の実施形態において（図１７，１８参照）、一方又は両方の流路３４，３８は、通常の作動状態（例えば回転数等）で第二の流路３８内のサンプル流動を攪乱する流路形状に形成されたサンプル流動性攪乱物質１４６を備えている。攪乱物質は構成成分をサンプル内で実質的に均等に分散させる。
【００６５】
例えば、図１７に示す本実施形態の第二の流路３８は、収縮された断面領域の部分１４８を有する。収縮部分１４８の両端部は、第一の断面形状から第二の断面形状に移行する第二の流路３８の過渡領域１５０ａ，１５０ｂを備えている。第二の流路３８内の液体流動は第一の過渡領域（transition area）１５０ａに衝突して縮小領域１４８で加速された後、第二の過渡領域（transition area）１５０ｂを通過して縮小領域から排出されて減速される。
【００６６】
過渡領域１５０ａ，１５０ｂ内の領域率の変化及び、縮小領域１４６と第二の流路３８に隣接する部分との間の断面領域の差異は、サンプル内に望ましい非層流（例えば乱流）を生じさせる急激な領域率の変化や大きな差異に変更することが可能である。サンプル流動を乱流（非層流）させる程度は、サンプル分析に望ましい混合量を生じさせるために調整可能である。
【００６７】
図１８は、第二の流路３８内のサンプル流動を攪乱する他の例の流路形状変化１５２を示している。この例において、流路はサンプル流動に乱流を生じさせる曲線通路状で形成されている。曲線通路の直線通路からの偏差や率は、流れを攪乱させる程度に影響を与え、例えば大きな偏差や率はサンプル流動により大きな乱流を生じさせる。
【００６８】
図７〜１０に示すように、オーバフロー流路３２は、吸引口８８と、流路９０と、空気排出ポート９２とを備えている。吸引口８８は、流路３２とボウル５４との間を液体連通状態にする。図９，１０に示すように、吸引口８８は、所定量の液体がボウル５４内に収集されて吸引口８８に流れ込む前にイニシャル流路３４が満たされるように、ボウル５４内の高さに位置される。
【００６９】
流路９０は、サンプル液体が流路９０に引き込まれて流通することを許容する断面形状を備えている。流路９０は、多くの使用で予測される余剰のサンプル液体を保持するのに適した容量を備えている。空気排出ポート９２は、吸引口８８と対向する流路９０の端部に隣接して配置されている。空気排出ポート９２は、流路９０への余剰サンプルの吸い込みを防止するように、流路９０内への空気の流入を許容する。
【００７０】
オーバフロー流路９０、イニシャル流路３４、通気路８２，８４及び、第二の流路３８は、液体モジュール２４内に配置されて収容されている。本発明の液体モジュール２４は、特定の構成に限定されるものではない。例えば、液体モジュール２４は、互いに連結された二つの係合パネルで形成されてもよい。上述した流路３４，９０，３８及び、通気路８２，８４は、一枚のパネル、二枚のパネル又は、二枚のパネル間に集合的に形成することができる。図２〜４に示す液体モジュール２４は、外表面９４（すなわち上表面）を有する。
【００７１】
他の実施形態において、上部パネル９４の一以上の部分（例えば、イニシャル流路３４や第二の流路３８の上方に配置された部分）、もしくは、他のパネルは、制御目的のために上述の流路３４，３８内にあるサンプルの存在を感知できるように、透明に形成されている。他の実施形態において、上部パネル９４全体は透明であり、デカール９６はパネル９４の領域に張り付けられている。
【００７２】
図１３，１４に示すように、少なくとも一つの液体モジュールラッチ４０はハウジング２８から外方に延びる機構９８と係合する構造を備えている。他の実施形態において、ラッチ４０は一端部に配置されたタブ１００を有する片持ちアームとして構成されている。
【００７３】
［画像処理トレイ］
図４に示すように、画像処理トレイ２６は、長手方向に延びる第一のサイドレール１０２と、長手方向に延びる第二のサイドレール１０４と、幅方向に延びるエンドレール１０６とを備えている。サイドレール１０２，１０４は互いに実質的に平行、かつ、エンドレール１０６に対して実質的に垂直に配置されている。
【００７４】
画像処理トレイ２６は、サイドレール１０２，１０４によって定義される領域に配置されたチャンバー窓１０８と、エンドレール１０６とを備えている。棚板１１０は、窓１０８の周囲を囲うように、窓１０８と上述のレール１０２，１０４，１０６との間に延在する。
【００７５】
画像処理トレイ２６は、ハウジング２８内で画像処理トレイ２６を選択的に固定する少なくとも一個のラッチ部材１１２を備えている。図４に示す本実施形態において、一対のラッチ部材１１２は棚板１１０から外向きに片持ち架設されている。一対のラッチ部材１１２は、それぞれハウジング２８の内側に取り付けられてタブ１４２（図２０参照）を受容する開口部１１４を有する。
【００７６】
画像処理トレイ２６がハウジング２８内に完全に収容されると、ラッチ部材開口部１１４はタブ１４２に位置合わせされると共に、タブ１４２を受容する。以下に説明するように、ハウジング２８は、両方のタブに隣接するアクセスポート１４４を有する。アクチュエータ（例えば、分析装置２２内に組み込まれた）は、画像処理トレイ２６のハウジング２８に対する移動を許容するために、ラッチ部材１１２をタブ１４２から選択的に切断するアクセスポート１４４を貫通して延在する。
【００７７】
サンプル分析チャンバー１１８は、チャンバー窓１０８と位置合わせされた画像処理トレイ２６に取り付けられている。チャンバー１１８は、第一のパネル１２０と、第二のパネル１２２とを備えている。これらパネルの少なくとも一方は、パネル１２０，１２２間に配置された生物学的液体サンプルが分析目的のために画像処理されるように、十分な透明性を備えている。
【００７８】
第一及び第二のパネル１２０，１２２は互いに平行に位置合わせされると共に、互いに表面を対向させて間隔を隔てて配置される。パネル１２０，１２２間の位置合わせは、光が一方のパネルに垂直に伝達すると共に、一方のパネル、サンプル、他方のパネルを透過することができる領域を定めている。対向するパネル表面の離間距離（以下、チャンバー高さともいう）は、二枚のパネル間に配置された生物学的液体サンプルが両パネルと接触する距離で設定されている。一方または両方のパネル１２０，１２２は、例えば溶接、機械的固定具、接着剤等によって画像処理トレイ窓１０８の周囲に配置された棚板１１０に取り付けられている。
【００７９】
図２１Ａ〜２１Ｃに示すように、適用可能なチャンバー１１８の例は、本明細書にそのまま援用される米国特許第２００７／０２４３１１７号明細書に開示されている。このチャンバーの実施形態において、第一及び第二のパネル１２０、１２２は互いに少なくとも三つのセパレータ１２４（一般的な球状ビーズ）により区分けされている。
【００８０】
少なくとも一方のパネル１２０，１２２もしくはセパレータ１２４は、チャンバー高さ１２６がセパレータ１２４の平均高さと近似することを許容するために、十分な可撓性を備えている。相対柔軟度（relative flexibility）は、セパレータ１２４内の小さな許容自由度にかかわらず、チャンバー１１８を実質的に均一な高さ１２６にする。
【００８１】
例えば、セパレータ１２４が相対的な柔軟性を備えているこれらの実施形態（図２１Ｂ参照）において、ほとんどのセパレータ１２４がパネル１２０，１２２の内表面と接触するように、大きなセパレータ１２４ａは圧縮される。それによって、チャンバー高さ１２６はセパレータの径と実質的に等しくなる。対照的に、第一のパネル１２０がセパレータ１２４及び第二のパネル１２２よりも柔軟性のある部材で形成されている場合（図２１Ｃ参照）、第一のパネル１２０は周囲のセパレータ１２４よりも大きい特定のセパレータ１２４ａにオーバーレイ（overlay）すると共に、大きなセパレータ１２４ａの周囲でテントのように屈曲する。
【００８２】
この方法において、小さなローカル領域は平均チャンバー高さ１２６から逸脱するが、全てのチャンバーのサブ領域（テント領域を含む）における平均高さは、セパレータの平均外径と近似する。サンプルに作用する毛管力は、セパレータ１２４の圧縮やパネル１２０，１２２の屈曲に必要な力を与える。
【００８３】
透明プラスティックフィルムを含むパネル材料は、例えばアクリル樹脂、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（polyethylene terphthalate：ＰＥＴ）、環式オレフィン共重合体（cyclic olefin copolymer：ＣＯＣ）である。一枚のパネル（例えば、下方に延伸されたパネル１２２）は、材料帯で厚さ約５０ミクロン（５０μ）に形成され、他のパネル（例えば、上部パネルに延伸されたパネル１２０）は同一の材料ではあるが、厚さ約２３ミクロン（２３μ）に形成されている。
【００８４】
購入可能な球状のポリスチレンビーズを含むセパレータ１２４の例として、Thermo Scientific of Fremont社（米国カリフォルニア州）のカタログ番号４２０４Ａに直径４ミクロン（４μ）が開示されている。本発明のカートリッジは、これら例示したパネルやセパレータに限定されるものではない。
【００８５】
チャンバー１１８は、約０．２〜１．０マイクロリットル（μｌ）のサンプルを保持する一般的なサイズであるが、その大きさは特定の容量に限定されず、分析用途に応じて変更することができる。チャンバー１１８は、液体サンプルを静止状態で保持することが可能である。ここでいう“静止状態”の定義は、サンプルが分析のためにチャンバー１１８内に配置されると共に、分析の間は意図的に動かされないことをいう。
【００８６】
主に血液サンプルのブラウン運動（Brownian motion）によって生じる本発明の使用を不能にしない血液サンプル内の拡張運動は、構成成分（constituents）を形成する。本発明のカートリッジは、この特定のチャンバー１１８の実施形態に限定されるものではない。
【００８７】
［ハウジング］
図３〜６，１４，２０に示すように、本実施形態のハウジング２８は、ベース１２８と、カバー１３０と、液体モジュール２４を受容する開口部１３２と、トレイ開口部１３４と、ボウルキャップ１３６と、バルブ作動機構１３８と、空気供給源作動機構１４０とを備えている。ベース１２８及びカバー１３０は、例えば接着剤や機械的固定具等により互いに取り付けられると共に、ハウジング２８内に配置された内部キャビティ（internal cavity）を含むハウジング２８を選択的に形成する。他の実施形態として、ベース１２８及びカバー１３０は一体形成することもできる。
【００８８】
液体モジュール２４を受容するための開口部１３２は、カバー１３０の少なくとも一部分に配置されている。開口部１３２は、液体モジュール２４が開口部１３２内に収容された際に、液体モジュール２４の上表面９４を実質的に露出させるように構成されている。一方又は両方のカバー１３０に装着（又は形成）される案内表面は、液体モジュール２４のハウジング２８に対する直線動作を案内して、相対的なスライド移動を可能にする。
【００８９】
案内表面は、一以上の液体モジュールラッチ４０と係合するための機構９８を備えている。後述するように、機構９８（図１３，１４参照）は、液体モジュール２４の横方向の移動を規制するために、ラッチ４０と協働する。ボウルキャップ１３６は、カバー１３０から外側に延在すると共に、開口部１３２の一部に突出している。
【００９０】
バルブ作動機構１３８は、ハウジング２８の外側から、液体モジュール２４がハウジング２８内にスライドして液体モジュール２４に取り付けられたバルブアクチュエータ７８が機構１３８と接触する内部キャビティの位置まで伸びている。同様に、空気供給源作動機構１４０は、ハウジングの外側から、液体モジュール２４がハウジング２８内にスライドして液体モジュール２４に取り付けられたバルブアクチュエータ７８が機構１３８と接触する内部キャビティの位置まで伸びている。
【００９１】
画像処理トレイ２６は、ハウジング２８内に挿入、又は、トレイ開口部１３４を貫通してハウジング２８の外側に配置されている。一方又は両方のベース１２８及びカバー１３０に装着（又は形成）された案内表面は、画像処理トレイ２６のハウジング２８に対する直線動作を案内して、相対的なスライド移動を可能にする。
【００９２】
ハウジング２８は、画像処理トレイ２６のラッチ部材１１２内に配置された開口部１１４と係合するように位置合わせされた一以上のタブ１４２を備えている。ハウジング２８は、さらにタブ１４２と隣接する点検ポート１４４を備える。点検ポート１４４を通過するアクチュエータ（分析装置２２に組み込まれた）は、画像処理トレイ２６のハウジング２８に対する移動を許容するために、ラッチ部材１１２をタブ１４２から選択的に切り離すことが可能に構成されている。
【００９３】
［分析装置］
上述したように、本実施形態の生物学的液体サンプルのカートリッジ２０は、画像処理ハードウェアと、サンプル画像の分析及び処理を制御するプロセッサとを備える自動分析装置２２の使用に適用される。本実施形態のカートリッジ２０は、任意の特定の分析装置２２への使用に限定されるものではないが、米国特許６，８６６，８２３号明細書に開示された分析装置２２に類似するものは使用可能な装置の一例を示している。本実施形態のカートリッジ２０の説明及び理解を助けるために、使用可能な分析装置２２の一般的な特徴を以下に説明する。
【００９４】
分析装置２２は、対物レンズ（objective lens）と、カートリッジ保持部と、操作子装置（manipulating device）と、サンプル照明装置と、解像機構（image dissector）と、プログラム可能な分析器 （ programmable analyzer）とを備えている。一方又は両方の対物レンズとカートリッジ保持装置とは、互いに近接または離間する方向に移動可能である。
【００９５】
サンプル照明装置は所定の光波長を使用する。サンプルを透過する光、もしくは、サンプルから発せられる蛍光は、解像機構に捕捉されると共に、捕捉光の信号はプログラム可能な分析器に送られて画像処理工程に用いられる。画像は、捕捉された光透過率（又は蛍光）の強度がユニットベース毎で決定されることを可能にする方法で生成される。
【００９６】
適用可能な解像機構の一例は、サンプルを透過する光の画像を電子データフォーマットに変換する電荷結合素子（ＣＣＤ）タイプの画像センサである。相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）タイプの画像センサは、適用可能な他の画像センサの一例である。 プログラム可能な分析器は、カートリッジ保持部や操作子装置、サンプル照明装置、解像機構に接続された中央演算処理装置（ＣＰＵ）を有する。ＣＰＵは、信号を受信して本実施形態の方法を実現する必要な機能を選択的に実行するように適合（例えば、プログラム）されている。
【００９７】
[操作]
図５，１３に示すように、本実施形態のカートリッジ２０は、最初に液体モジュール２４が開位置にセット（もしくは配置）される。この位置において、収集ポート３０は生物学的液体サンプルを受容するように配置される。ハウジング２８に取り付けられた機構９８と係合する液体モジュールラッチ４０は、液体モジュール２４を開位置（例えば、図１３参照）に維持する。液体モジュール２４が開位置に配置されると、バルブ３６はサンプル取入口６０とイニシャル流路３４との間の液体通路が開放される開位置に配置される。
【００９８】
臨床医師（clinician）や他の使用者は、入口端６４やボウル５４の中に、注射器、患者の指や踵、動脈や静動脈から取り出した生物学的液体サンプル（例えば血液）を投入する。サンプルは、最初に流路６２及び、又はボウル５４の中に配置されると共に、サンプル取入口６０に吸引される（例えば、毛管力により）。
【００９９】
ボウル５４に配置されたサンプルの量は、オーバフロー流路取入口８８と係合するのに十分な量であって、毛管力はサンプルをオーバフロー流路９０に流し込むように作用する。ボウル５４内の液体レベルがオーバフロー流路取入口８８よりも下がるまで、サンプルはオーバフロー流路３２内に取り入れ続けられる。オーバフロー流路３２に取り入れられたサンプルは、その後オーバフロー流路９０内に残る。サンプルが流路９０に取り入れられるので、オーバフロー排出ポート９２は空気の放出を許容する。
【０１００】
ボウル５４内のサンプルは、ボウルベース表面５８に配置されたボウル〜入口流路６２内に重力によって引き込まれる。ボウル〜取入口流路６２及び、又は入口端〜取入口流路６６にサンプルが一旦取り入れられると、重力及び毛管力はサンプルをサンプル取入口６０内に移動させ、引き続きイニシャル流路３４内に移動させる。
【０１０１】
毛管力によってイニシャル流路３４内に引き込まれたサンプルは、サンプルの前端部“ボーラス（bolus）”が第二の流路３８の入口に到達するまでイニシャル流路３４内を流れ続ける。イニシャル流路３４及び、又はフラグポート３９が使用者に目視可能な（拡大鏡による補助を含む）これらの実施形態において、使用者は十分な量のサンプルがカートリッジ２０に取り入れられたかを容易に確認することができる。
【０１０２】
上述したように、カートリッジ２０の特定の実施形態において、一以上の試薬６７はイニシャル流路３４の周囲及び内部に配置される（全血分析におけるヘパリンやＥＤＴＡ）。これらの実施形態において、サンプルはイニシャル流路３４内を流通するので、試薬６７はイニシャル流路３４内に存在する間にサンプルと混合される。使用者は、引き続き液体モジュール２４をハウジング２８内にスライドさせる。
【０１０３】
液体モジュール２４がハウジング２８内にスライドされるので、シーケンス事象（sequence of events）が生じる。液体モジュール２４が内方向にスライドされて、最初にバルブアクチュエータ７８とバルブ作動機構１３８とが係合する。その結果、バルブ３６が開位置から閉位置に作動して、サンプル取入口６０とイニシャル流路３４との間の液体の流通が阻止される。
【０１０４】
液体モジュール２４がハウジング２８内にさらにスライドされると、圧力供給源アクチュエータ８０は空気圧供給源４２に空気通路８２内の空気圧を増加させる空気供給源作動機構１４０と係合する。液体サンプルに作用するより高い空気圧がイニシャル流路３４内に生じて、液体サンプル（及び試薬）の少なくとも一部を第二の流路３８内に押し入れる。閉じられたバルブ３６は、サンプルがサンプル取入口６０に流し戻されることを阻止する。
【０１０５】
液体モジュール２４がハウジング２８内に完全にスライドされると、両ラッチ４０の端部に配置されたタブ１００はハウジング２８に取り付けられた機構９８と係合して、液体モジュール２４をハウジング２８内に固定する。完全に挿入されて固定された状態で、ボウルキャップ１３６はサンプル取入口６０を覆う。液体モジュール２４はその後、分析が実行されるまで格納される干渉防止状態（tamper-proof state）になる。干渉防止状態は、サンプルカートリッジ２０の操作及び搬送を促進させる。空気圧供給源４２を備えない実施形態において、サンプルはこの状態でイニシャル流路３４内に存在する。
【０１０６】
使用者がカートリッジ２０を分析装置２２に挿入した後、分析装置２２はカートリッジ２０を位置決めする。サンプル収集とサンプル分析との間には典型的な一定の時間がある。全血サンプルの場合、血液サンプル内の構成成分（例えば、ＲＢＣｓ，ＷＢＣｓ，血小板，血漿）は沈殿して不均一に分散される。このような場合、構成成分がサンプル内で実質的に均等に分散されるように、分析に先立ってサンプルを混合させることに相当な利点がある。
【０１０７】
これを支障なく行うために、液体モジュール２４に配置された外部空気ポート４４は、分析装置２２内に配置された外気供給源プローブを受け入れるように動作可能である。外部空気供給源は、空気通路８２，８４及びイニシャル流路３４内の空気圧を増加させる空気の流れ生じさせると共に、液体サンプルに作用する推進力を生じさせる。
【０１０８】
外部空気供給源は、空気通路８２，８４及びイニシャル流路３４内の空気圧を減少させる真空を引くことが可能であり、サンプルを反対方向に引き込む推進力を生じさせる。イニシャル流路３４及び第二の流路３８内におけるサンプルを前後進させるサイクルによって、液体サンプルは均一に分散される。
【０１０９】
これらの実施形態において、イニシャル流路３４及び第二の流路３８内には、一以上の攪乱物質１４６が形成もしくは配置されている。攪乱物質の流動は、サンプル内にける構成成分（及び、又は試薬）の混合を促進させる。本実施形態によれば、サンプルを攪乱物質１４６に通過させることで、十分なサンプルの混合が達成される。上述したように、他の実施形態においてサンプルは循環される。
【０１１０】
他の実施形態において、十分なサンプルの混合は、カートリッジ全体を一定期間にわたり所定の振動数で振動させることにより達成される。カートリッジの振動は、例えば分析装置２２内に配置されたカートリッジ保持部及び操作子装置（manipulating device）、又は外部変換器（external transducer）等によって行われる。
【０１１１】
十分な量が混合された後、外部空気供給源は、計量ポート７２に位置合わせされた位置から第二の流路３８の遠端部に向けてサンプルを押圧する正圧を与えるように作動する。排出ポート６８に隣接して配置されたガス透過性・液体非透過性部材７４は、チャンバー３８内の空気の流出を許容する一方、液体サンプルの流出を阻止する。
【０１１２】
液体サンプルが第二の流路３８内を流れて計量ポート７２に到達するので、所定量の液体サンプルが毛管力によってサンプル計量ポート７２内に引き込まれる。サンプルに作用する力（例えば、流路内の遠端部にあるサンプルに作用する圧縮空気）は、計量ポート７２内に配置されたサンプルを排出させる。
【０１１３】
画像処理トレイ２６及び液体モジュール２４がハウジング２８に対して閉位置にある時（図２参照）、サンプル計量ポート７２は分析チャンバー１１８の上部パネル１２０の端部と隣接する分析チャンバー１１８の下部パネル１２２の一部に位置合わせされる。サンプルは、計量ポート７２から排出されると共に、チャンバーの下部パネル１２２の上表面に配置される。
【０１１４】
サンプルが堆積されると、毛管作用によってサンプルはチャンバー１１８の縁部と接触してチャンバー１１８内に引き込まれる。毛管力は、分析目的のために許容可能な量のサンプルをチャンバー１１８内に流布させる。
【０１１５】
画像処理トレイ２６のロックを解除するように、画像処理トレイラッチ部材１１２は分析装置２２に組み入れられたアクチュエータによって係合される。画像処理のために分析チャンバー１１８が露出するように、画像処理トレイ２６はハウジング２８から引き出される。分析が一旦完了すると、画像処理トレイ２６はハウジング２８内に戻されて再びロックされる。カートリッジ２０はその後、操作者によって分析装置２２から取り除かれる。閉位置（図２参照）において、カートリッジ２０は下方周囲への漏出防止や使用者の取り扱いを安全にする方法でサンプルを収容する。
【０１１６】
他の実施形態において、画像処理トレイは異なる機構を用いることでロック及びロックを解除することができる。本実施形態において、ラッチ部材１１２は棚板１１０から外向きに片持ち架設されると共に、ハウジング２８の内側に取り付けられたタブ１４２（もしくは他の機械的留め具）を受容するための開口部１１４を有する。本実施形態において、ラッチ部材はさらに磁気的に引き付けられる部材を有する。
【０１１７】
磁気源（例えば、マグネット）は、分析装置２２内に備えられる。ラッチ部材１１２を解除するために、磁気源はラッチ１１２に取り付けられた部材を引き付けるように作用する。磁気源と部材との間の引き付け力は、片持ち架設されたラッチをタブ１４２との係合から解除し、ハウジング２８に対する画像処理トレイ２６の移動を許容させる。
【０１１８】
以上、本発明を特定の実施形態を参照して説明したが、本発明を逸脱しない範囲で種々の変更や同等の部材に代替されることは当業者に理解されるであろう。さらに、特定の状況や部材を本質的範囲から逸脱しない本発明の教示に適用するために多くの修正がおこなわれるであろう。すなわち、本発明の実行のために最良の形態として説明した特定の実施形態に限定されないことを意図している。
【０１１９】
このような変形例の一例により、本発明のカートリッジ２０は、液体モジュール２４内に配置された外部空気供給源を収容するための外部空気ポート４４を備えている。他の実施形態において、例えば、液体モジュール２４内に配置され、熱源にさらされる時に正圧及び負圧を供給できるガスブラダー（gas bladder）等の空気圧供給源は、液体モジュール２４に含めることが可能である。
【０１２０】
他の変形例の一例として、本発明のカートリッジは、分析チャンバー１１８の特定の実施形態を有するものとして上述されている。上述したカートリッジの実施形態はチャンバーに特に有用なものだが、他のチャンバー構造にも適用することができる。
【０１２１】
本発明の変形例のさらなる一例として、カートリッジは特定のラッチ機構４０，１１２を備えている。本発明はこれら特定のラッチの実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１２２】
２０  カートリッジ
２２  分析装置
２４  液体モジュール
２６  画像処理トレイ
２８  ハウジング
３０  サンプル収集ポート
３２  オーバフロー流路
３４  イニシャル流路
３６  バルブ
３８  第二の流路
４０  ラッチ
４２  圧縮空気供給源
４４  外部空気圧ポート
５４  ボウル
６２  ボウル〜取入口流路
６６  入口外側端〜取入口流路
７２  サンプル計量ポート
７４  ガス透過・液体非透過性膜
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年9月12日(2012.9.12)
【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】
生物学的液体サンプルの分析カートリッジであって、
ハウジングと、
サンプル収集ポート及びイニシャル流路を有すると共に、前記ハウジングに接続された液体モジュールと、
前記ハウジングに接続された分析チャンバーと、を備え、
前記イニシャル流路は、毛管力によってサンプルを吸引する大きさに形成されると共に、前記サンプル収集ポートと液体連通状態にされ、かつ、前記サンプル収集ポート内に配置されたサンプルの少なくとも一部が前記イニシャル流路内に吸引されるように前記サンプル収集ポートに固定され、
前記分析チャンバーは、前記イニシャル流路と液体連通状態に配置可能であることを特徴とするカートリッジ。
【請求項２】
前記液体モジュールが前記ハウジングに対して選択的に開位置及び閉位置に配置可能であり、かつ、前記液体モジュールが開口キャビティ内に配置されると共に、前記ハウジングに対して開位置と閉位置との間をスライド移動可能に構成されている請求項１記載のカートリッジ。
【請求項３】
一方又は両方の前記イニシャル流路及び第二の流路の少なくとも一部分が上表面から視認可能である請求項２記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記液体モジュールが、前記イニシャル流路と前記分析チャンバーとの間に配置された第二の流路をさらに備えると共に、前記イニシャル流路内の液体サンプルは前記分析チャンバーに到達する前に前記第二の流路を通過し、前記イニシャル流路と前記第二の流路との交差部分が、毛管力によるサンプルの前記イニシャル流路外、及び前記第二の流路内への吸引を阻止する請求項１記載のカートリッジ。
【請求項５】
選択的に開位置及び閉位置に作動可能なバルブをさらに備え、
前記バルブが、前記サンプル収集ポートに隣接して配置されると共に、閉位置において前記サンプル収集ポートと前記イニシャル流路との間の液体流通状態を閉鎖するように作動可能な請求項４記載のカートリッジ。
【請求項６】
前記バルブが機械的に作動可能な請求項５記載のカートリッジ。
【請求項７】
前記バルブが磁気的に作動可能な請求項５記載のカートリッジ。
【請求項８】
選択的に容積を可変な空気圧供給源をさらに備え、
前記空気圧供給源が、前記交差部分と前記サンプル収集ポートとの間に前記バルブが配置された交差位置で前記イニシャル流路と液体連通状態になる請求項５記載のカートリッジ。
【請求項９】
前記交差部分と前記サンプル収集ポートとの間に前記バルブが配置された交差位置で前記イニシャル流路と液体連通状態になる外部空気ポートをさらに備え、
前記外部空気ポートが、周囲の空気圧よりも高い又は低い圧力で空気を供給するように作動可能な空気供給源と係合するように構成されている請求項５記載のカートリッジ。
【請求項１０】
一方又は両方のａ）一方又は両方の前記イニシャル流路及び前記第二の流路内に配置された一以上の流動性攪乱物質及び、ｂ）前記イニシャル流路及び前記第二の流路内のサンプル流動に乱流を生じさせるための一方又は両方の前記イニシャル流路及び主要流路の形状変化をさらに備える請求項４記載のカートリッジ。
【請求項１１】
前記イニシャル流路は容量を有すると共に、前記カートリッジはオーバフロー流路をさらに備え、
前記オーバフロー流路は、前記サンプル収集ポート内に流入したサンプル量が前記イニシャル流路の容量を超えたときに液体サンプルを受容するように配置される請求項１記載のカートリッジ。
【請求項１２】
前記オーバフロー流路は、毛管力によってサンプルを吸引する大きさに形成されている請求項１１記載のカートリッジ。
【請求項１３】
前記イニシャル流路と液体連通状態の一以上のフラグポートをさらに備え、
前記フラグポートが、液体サンプルを受容してその存在を視覚的に示すように構成されている請求項１記載のカートリッジ。
【請求項１４】
少なくとも一つの拡大鏡部分をさらに備え、
前記拡大鏡部分が、前記イニシャル流路もしくはフラグポートの像を拡大するレンズを含む請求項１記載のカートリッジ。
【請求項１５】
前記分析チャンバーは、画像処理トレイに取り付けられ、
前記画像処理トレイが、前記ハウジングに対して、前記分析チャンバーが分析のために視認可能になる開位置及び、前記分析チャンバーが前記イニシャル流路と液体連通状態になり、かつ、分析のために視認できなくなる閉位置に選択的に配置可能である請求項１記載のカートリッジ。
【請求項１６】
前記画像処理トレイは閉位置に選択的にロック可能に構成されると共に、閉位置において前記ハウジング内に配置される請求項１５記載のカートリッジ。
【請求項１７】
前記画像処理トレイを閉位置に選択的にロックもしくはロックを解除する磁気的に作動可能なラッチをさらに備える請求項１６記載のカートリッジ。
【請求項１８】
生物学的液体サンプルの分析カートリッジであって、
ハウジングと、
サンプル収集ポート及びイニシャル流路を有すると共に、前記ハウジングに接続された液体モジュールと、
分析チャンバーを有する画像処理トレイと、を備え、
前記イニシャル流路は、前記サンプル収集ポートと液体連通状態にされると共に、
前記画像処理トレイは、前記ハウジングに対して選択的に開位置及び閉位置に配置可能に構成され、
閉位置において、前記分析チャンバーが前記イニシャル流路と液体連通状態になることを特徴とするカートリッジ。
【請求項１９】
前記分析チャンバーは、前記画像処理トレイが前記ハウジングに対して開位置にある時に分析のために視認可能となり、前記画像処理トレイが前記ハウジングに対して閉位置にある時に視認できなくなる請求項１８記載のカートリッジ。
【請求項２０】
前記画像処理トレイが閉位置に選択的にロック可能に構成されると共に、閉位置において前記ハウジング内に配置される請求項１８記載のカートリッジ。
【請求項２１】
前記画像処理トレイを閉位置に選択的にロックもしくはロックを解除する磁気的に作動可能なラッチをさらに備える請求項１８記載のカートリッジ。
【国際調査報告】
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