(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を供給するための挿入型試料カートリッジ及び該挿入型試料カートリッジを受容する反応カートリッジを備える生化学分析カートリッジであって、
前記反応カートリッジは、
前記挿入型試料カートリッジが受容されるように挿入される、受容ユニットと、
一端にて開口を有して前記受容ユニット内部に設けられ、保存された反応試薬溶液の放出を防ぐために該開口に取り付けられたカバーテープを備え、該カバーテープが取り付けられた該開口が前記反応カートリッジの内部を向くように設けられる、反応試薬溶液を保存するためのチャンバと、
反応試薬溶液を保存するための前記チャンバの前記カバーテープと対向するように設けられ、前記カバーテープから離れて設けられる、カバーテープ切断ユニットと、
反応試薬溶液を保存するための前記チャンバを固定し、移動経路を備え、該移動経路を通して反応試薬溶液を保存するための前記チャンバが前記カバーテープ切断ユニットの方へ移動する、チャンバ移動フレームと、
前記カバーテープが除去されたときに放出された反応試薬溶液を受容し、前記反応試薬溶液を前記挿入型試料カートリッジの試料注入口と接触させることによって前記反応試薬溶液と放出された生体試料とを混合して混合溶液を形成するための混合ユニットと、
前記混合ユニットの混合溶液と反応させるための試薬が固定された試薬固定ユニットと、
前記反応の結果を光学的に測定する測定ユニットと、
前記混合ユニット、前記試薬固定ユニット、及び前記測定ユニットを連結する流路と
を備え、
前記挿入型試料カートリッジは、
保存された生体試料を前記反応カートリッジに供給するための試料注入口を有する液相生体試料を採取し、保存するための毛細管型試料注入ユニットと、
前記挿入型試料カートリッジが前記受容ユニット内に挿入されるときに、反応試薬溶液を保存するための前記チャンバを前記カバーテープ切断ユニットに移動させるために前記反応カートリッジの反応試薬溶液を保存するための前記チャンバと接触する突起部と
を備える、生化学分析カートリッジ。
【請求項２】
前記挿入型試料カートリッジが前記反応カートリッジ内に挿入されるのと同時に前記カバーテープを切断するために、反応試薬溶液を保存するための前記チャンバが前記カバーテープ切断ユニットの方へ移動する、請求項1に記載の生化学分析カートリッジ。
【請求項３】
前記反応カートリッジが複数の試薬固定ユニットを備える、請求項1に記載の生化学分析カートリッジ。
【請求項４】
前記反応が、前記混合溶液中の基質と前記試料中の酵素との間の酵素反応、又は前記混合溶液中の抗原と前記試料中の抗体との間の抗原-抗体反応である、請求項1に記載の生化学分析カートリッジ。
【請求項５】
前記生体試料及び化学試薬の混合溶液が、重力及び生化学分析カートリッジ全体の回転により引き起こされる遠心力によって前記測定ユニット又は前記試薬固定ユニットまで前記流路に沿って移動する、請求項1に記載の生化学分析カートリッジ。
【請求項６】
前記生化学分析カートリッジの前記反応カートリッジが、測定後の前記生体試料、前記反応試薬溶液、及び前記化学試薬の混合溶液を処理するための廃液処理ユニットを更に備える、請求項1に記載の生化学分析カートリッジ。
【請求項７】
前記生化学分析カートリッジの前記反応カートリッジが、廃液の円滑な移動及び回収のための空気吹出口を更に備える、請求項6に記載の生化学分析カートリッジ。
【請求項８】
前記生化学分析カートリッジが、血液アッセイのための生化学分析カートリッジである、請求項1に記載の生化学分析カートリッジ。
【請求項９】
前記生化学分析カートリッジが、糖化ヘモグロビン定量的アッセイのための生化学分析カートリッジである、請求項1に記載の生化学分析カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、1種以上のアッセイ試薬と少量の生体試料との間の液体反応により、特定の試料の量及び濃度を容易に光学的に測定できる操作性が改良された生化学分析カートリッジ、特に、使用者による入力をほとんど必要としない操作性が改良された生化学分析カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、医療診断分野において、血液、血清、尿、及び細胞液などの生体試料中に含有される特定の試料を検出又は定量するために、酵素アッセイ、イムノアッセイ、化学比色分析、電気化学アッセイ、蛍光標識及び測定、並びに化学発光標識及び測定などの様々なアッセイ技術が使用されている。これらのアッセイ技術は、病院の臨床試験センターにおいて使用される自動アッセイデバイス、又は検査ストリップ及びカートリッジなどのプラットフォームを使用するポイントオブケア検査(POCT: point-of-care testing)デバイスなどの大型装置に適用され、使用されている。
【０００３】
大型自動装置は、大量の試料を高速で処理でき、測定値の信頼性が高いという利点を有する。しかしながら、装置の機械構造が複雑であり、装置は、それらを設置できる場所の数を制限する、特別な検査室内でのみしか使用できないという不都合な点が存在する。更に、このような装置は、多くの場合、生体試料の前処理並びに様々な種類の試薬及びセンサの定期交換を必要とするので、装置を維持及び管理することが非常に煩雑になる。
【０００４】
一方、ポイントオブケア検査デバイスの場合、測定値の信頼性が大型装置のものと比較してかなり低い。しかしながら、測定を行う能力は場所の観点で限定されず、測定を速やかに実施でき、これによりPOCTデバイスは医療診断分野において広範囲にわたって使用できる。特に、様々な種類の試薬及びセンサを個々に備え、設置しなければならない大型装置と異なり、カートリッジ型のポイントオブケア検査デバイスは、1つのカートリッジにおいて生体試料供給ユニット、反応試薬、及び検出ユニットを構成するので、使用者における測定中の利便性が高くなる。更に、測定後の生体試料に対する曝露による汚染のリスクが低いため、このデバイスは安定性の観点で有益である。
【０００５】
一方、糖尿病を診断することに関して、血糖測定と共に行われる糖化ヘモグロビンのポイントオブケア検査に対する要求が増加している。糖化ヘモグロビン(HbA1c)とは、グルコースに結合したヘモグロビンを指す。血液中に含有される糖化ヘモグロビンの測定は、患者の食事及び身体的状態に関わらず、過去3から4ヶ月間の患者の平均血糖値を提供するだけでなく、患者によって利用される血糖管理法の効率を評価するのにも役立つので、糖化ヘモグロビンを測定する必要性が世間の注目を非常に集めている。実際に、血液中に含有される糖化ヘモグロビンを測定するためのカートリッジ型のポイントオブケア検査デバイスに関する多数の報告が公開されている。
【０００６】
米国特許第6,300,142(B1)号は、血液中の糖化ヘモグロビンレベルを測定するために、第1の注入口を介して試料を第1の反応物と反応させ、続いて第2の注入口を介して試料を第2の反応物と反応させることによって検体を測定するためのカートリッジを開示している。しかしながら、この場合、測定は時間間隔で連続して行わなければならず、試料が連続して注入されて確実に反応が起こるように測定者が測定ステップに介入しなければならない。更に、試薬溶液が測定プロセスの間に漏出する可能性があるので、測定結果の信頼性及び市場性を低下させるという問題、そしてまた、糖化ヘモグロビンと結合したビーズのプレ濾過(pre-filtration)を必要とするので、測定を複雑にし、長時間を必要とするという問題が存在する。加えて、プロセスが様々なステップにおいて使用者の直接介入を必要とするので、使用者が負担に感じる場合があり、測定時間が自然に遅延する。
【０００７】
更に、米国特許第7,632,462(B2)号は、少なくとも2つのウエル空間及びその少なくとも2つのウエル空間に位置決めされ得るピペットを備える分析カートリッジを開示している。この場合、ピペットはスタイロベートユニット及び端部ユニットを有し、その端部ユニットは、液体が浸透できる膜によって閉鎖される構造を有する。更に、この特許は、カートリッジを受容するように配置されるホルダ、カートリッジにおける選択されたウエル空間内にピペットを位置決めするように操作される駆動ユニット、膜を通してピペット内の液体を流動化させるためにピペットと組み合わされたガス圧付与デバイス、操作されるカートリッジのウエル空間又はピペットから放射線を検出する放射線検出器、及び電磁放射線源を備えるアッセイデバイスを開示している。このアッセイデバイスは高い定量的性質を有する糖化ヘモグロビンについてのカートリッジ型のポイントオブケア検査デバイスであるが、カートリッジの構造及びアッセイデバイスが、駆動システムを具現化するために上記のように非常に複雑であるので、アッセイデバイスのコストを増加させるという不都合な点を有する。
【０００８】
したがって、本発明者らは、生体試料を供給するための挿入型試料カートリッジ及び1種以上のアッセイ試薬を固定し、そのアッセイ試薬を溶液試薬と反応させることができる1つ以上の反応ユニットと、光学測定を実施できる測定ウインドウとを備える反応カートリッジを備える生化学分析カートリッジを開発し、これにより本発明を完成させた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の1つの目的は、操作性が改良された生化学分析カートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、本発明は、試料を供給するための挿入型試料カートリッジ及び挿入型試料カートリッジを受容する反応カートリッジを備える生化学分析カートリッジであって、反応カートリッジは、挿入型試料カートリッジが受容されるように挿入される、受容ユニットと；一端にて開口を有して受容ユニット内部に設けられ、保存された反応試薬溶液の放出を防ぐために開口に取り付けられたカバーテープを備え、カバーテープが取り付けられた開口が反応カートリッジの内部を向くように設けられる、反応試薬溶液を保存するためのチャンバと；カバーテープから離れるように、反応試薬溶液を保存するためのチャンバのカバーテープと対向するように設けられる、カバーテープ切断ユニットと；反応試薬溶液を保存するためのチャンバを固定し、移動経路を備え、移動経路を通して反応試薬溶液を保存するためのチャンバがカバーテープ切断ユニットの方へ移動する、チャンバ移動フレームと；保護フィルムが除去されたときに放出された反応試薬溶液を受容し、反応試薬溶液を挿入型試料カートリッジの試料注入口と接触させることによって反応試薬溶液と放出された生体試料とを混合して混合溶液を形成するための混合ユニットと；混合ユニットの混合溶液と反応させるための試薬が固定された試薬固定ユニットと；反応の結果を光学的に測定する測定ユニットと；混合ユニット、試薬固定ユニット、及び測定ユニットを連結する流路とを備えることができ、挿入型試料カートリッジは、保存された生体試料を反応カートリッジに供給するための試料注入口を有する液相生体試料を採取し、保存するための毛細管型試料注入ユニットと；挿入型試料カートリッジが受容ユニット内に挿入されるときに、反応試薬溶液を保存するためのチャンバをカバーテープ切断ユニットに移動させるために反応カートリッジの反応試薬溶液を保存するためのチャンバと接触する突起部とを備える、生化学分析カートリッジを提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る生化学分析カートリッジは、反応試薬溶液を保存するためのチャンバが反応カートリッジの内部に設けられ、それによって挿入型試料カートリッジが反応カートリッジを通して挿入されるのと同時にチャンバに保存された反応試薬溶液が自動的に供給されるという利点を有する。したがって、アッセイにおける使用者の介入を最小化することによって利便性を改良することができる。加えて、重力の付与及びカートリッジ回転システムによって、挿入型試料カートリッジから供給される生体試料及びチャンバから供給される反応試薬溶液がそれぞれ、各々の反応ユニット内で流路に沿って流動化でき、それにより操作プロセスを簡単にし、同様に使用者の利便性及び分析カートリッジの操作性を改良するという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る生化学分析カートリッジを示す正面斜視図である。
【図２】本発明に係る生化学分析カートリッジの反応カートリッジを示す正面斜視図である。
【図３】本発明に係る反応カートリッジの内部に提供される反応試薬溶液を保存するためのチャンバを示す図である。
【図４】本発明に係る生化学分析カートリッジの挿入型試料カートリッジの図である。
【図５】本発明に係る生化学分析カートリッジの、試料カートリッジの挿入前及び挿入後の試料カートリッジを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本明細書以下で、本発明の技術的趣旨が、本発明が属する分野の技術者により、容易に実現され得るように本発明を詳細に記載するために、本発明の最も好ましい実施形態が添付の図面を参照して記載される。最初に、図面の要素に対して符号を割り当てることに関して、要素は異なる図面において示されているが、同じ符号は図面全体を通して同じ要素を指定することに留意されたい。加えて、本開示の説明において、公知のその関連した構成又は機能の詳細な説明は、それらを含めることにより、本発明の要旨が不明確になると考えられる場合、含めていない場合がある。
【００１４】
本発明は、試料を供給するための挿入型試料カートリッジ及び挿入型試料カートリッジを受容する反応カートリッジを備える生化学分析カートリッジであって、反応カートリッジは、挿入型試料カートリッジが受容されるように挿入される、受容ユニットと、一端にて開口を有して受容ユニット内部に設けられ、保存された反応試薬溶液の放出を防ぐために開口に取り付けられたカバーテープを備え、カバーテープが取り付けられた開口が反応カートリッジの内部を向くように設けられる、反応試薬溶液を保存するためのチャンバと、反応試薬溶液を保存するためのチャンバのカバーテープと対向するように設けられ、カバーテープから離れて設けられる、カバーテープ切断ユニットと、反応試薬溶液を保存するためのチャンバを固定し、移動経路を備え、移動経路を通して反応試薬溶液を保存するためのチャンバがカバーテープ切断ユニットの方へ移動する、チャンバ移動フレームと、保護フィルムが除去されたときに放出された反応試薬溶液を受容し、反応試薬溶液を挿入型試料カートリッジの試料注入口と接触させることによって反応試薬溶液と放出された生体試料とを混合して混合溶液を形成するための混合ユニットと、混合ユニットの混合溶液と反応させるための試薬が固定された試薬固定ユニットと、反応の結果を光学的に測定する測定ユニットと、混合ユニット、試薬固定ユニット、及び測定ユニットを連結する流路とを備え、挿入型試料カートリッジは、保存された生体試料を反応カートリッジに供給するための試料注入口を有する液相生体試料を採取し、保存するための毛細管型試料注入ユニットと、挿入型試料カートリッジが受容ユニット内に挿入されるときに、反応試薬溶液を保存するためのチャンバをカバーテープ切断ユニットに移動させるために反応カートリッジの反応試薬溶液を保存するためのチャンバと接触する突起部とを備える、生化学分析カートリッジを提供する。
【００１５】
本発明に係る生化学分析カートリッジは、図面を通して詳細に記載される。
【００１６】
図1から4を参照して、本発明に係る生化学分析カートリッジは、試料を供給するための挿入型試料カートリッジ100と、挿入型試料カートリッジが受容されるように挿入される、反応カートリッジ200とを備える。特に、反応カートリッジ200は、挿入型試料カートリッジ100が挿入される、受容ユニット201と、受容ユニットを通して挿入された試料カートリッジから放出される生体試料が反応試薬溶液と混合される、混合ユニット204とを備える。
【００１７】
加えて、反応カートリッジ200は、混合ユニット204内で混合された反応試薬溶液及び生体試料を反応させることによって酵素反応及び抗原/抗体反応を誘導できる化学試薬が導入される、1つ以上の試薬固定ユニット205を備え、生体試料のアッセイは測定ユニット207において、UV/VISなどの光学分析によって実施でき、試薬固定ユニット205において実施された反応の結果が測定される。
【００１８】
加えて、反応カートリッジ200は反応試薬溶液を保存するためのチャンバ301を備え、そのチャンバ301中に生体試料と反応できる反応試薬溶液が保存される。反応試薬溶液を保存するためのチャンバ301は一端に開口を備え、保存された反応試薬溶液の放出を防ぐようにカバーテープ302が開口に取り付けられる。加えて、反応試薬溶液を保存するためのチャンバ301は、カバーテープ302が取り付けられる開口が反応カートリッジ200の内部を向くことができるように設けられる。すなわち、反応試薬溶液を保存するためのチャンバ301は、保存された反応試薬溶液がカバーテープ302の除去又は切断に起因して放出されると、放出された反応試薬溶液が反応カートリッジ200の内部の混合ユニット204内に移動できるように設けられる。
【００１９】
一方、反応試薬溶液を保存するためのチャンバ301は、反応カートリッジ200の内部に設けられており、チャンバ移動フレーム203に固定されていてもよく、チャンバ移動フレーム203は、反応試薬溶液を保存するためのチャンバ301が移動できる移動経路を備える。
【００２０】
加えて、反応カートリッジ200は、反応試薬溶液を保存するためのチャンバの開口に取り付けられるカバーテープ302を除去又は切断できるようにカバーテープ切断ユニット202を備え、カバーテープ切断ユニット202は、反応試薬溶液を保存するためのチャンバにおけるカバーテープ302と対向し、カバーテープから離れるように設けられる。
【００２１】
すなわち、反応試薬溶液を保存するためのチャンバ301が、チャンバ移動フレーム203を通してカバーテープ切断ユニット202の方へ移動すると、反応試薬溶液を保存するためのチャンバ301におけるカバーテープ302はカバーテープ切断ユニット202と接触して除去又は切断される。カバーテープが除去又は切断されると、反応試薬溶液を保存するためのチャンバ301から放出される反応試薬溶液は、混合ユニット204に移動して、試料カートリッジ100から供給される生体試料と混合される。
【００２２】
特に、反応試薬溶液を保存するためのチャンバ301の形態は、反応試薬溶液を容易に保存するための構造を有する限り、特に限定されず、カバーテープ302の材料もまた、容易に除去又は切断できる材料である限り、特に限定されない。
【００２３】
加えて、カバーテープ切断ユニット202は、カバーテープを容易に除去又は切断する構造を有する限り、特に限定されず、好ましくは、それは、針又はエッジの形態であってもよいが、それらに限定されない。
【００２４】
加えて、反応カートリッジ200は、混合ユニット204において混合される反応試薬溶液及び生体試料が移動できる流路206を備える。流路206を通して、混合ユニット204、1つ以上の試薬固定ユニット205、及び生体試料と反応試薬溶液との間の反応結果を測定するための測定ユニット207が移動できる。流路206の構造は、反応カートリッジ200を傾けると反応試薬溶液及び生体試料が重力によって移動できるように設計された構造を有する限り、特に限定されない。
【００２５】
加えて、反応カートリッジ200は測定ユニット207において測定された廃液を回収するための廃液処理ユニット208を更に含んでもよい。廃液は、ある種の医療廃棄物として廃液処理ユニット208によって回収して別々に処理してもよく、廃液処理ユニットによる廃液の回収は、廃液を吸収するために、脱脂綿、吸収性フィルタ、及び強い吸収性を有するポリマー製の吸収性原材料を廃液処理ユニット208に加えることによって実施してもよい。
【００２６】
反応カートリッジ200は、空気吹出口209を更に備えてもよい。空気吹出口209は廃液の移動及び吸収性原料の吸収を促進する構造であり、それを通して廃液処理ユニット208に廃液をより円滑に移動させて、廃液を回収するための吸収をより円滑に実施することが可能になる。
【００２７】
一方、本発明に係る生化学分析カートリッジにおいて、挿入型試料カートリッジ100は、必要な量でのアッセイのため、及び保存のための生体試料を採取するための毛細管型試料注入ユニット101を備える。生体試料は、試料注入ユニット101に設けられた毛細管を通して採取され、反応カートリッジ200内に同時に注入される。特に、生体試料の量は、試料注入ユニットにおける毛細管の内径及び高さに応じて内部体積を調整することによって調節でき、試料注入ユニットの構造は、生体試料を容易に放出するための構造を有する限り、毛細管に限定されない。
【００２８】
加えて、挿入型試料カートリッジ100は、挿入型試料カートリッジ100が反応カートリッジ200の受容ユニット201に挿入されたときに反応カートリッジの内部に提供される反応試薬溶液を保存するためのチャンバ301と接触し、反応試薬溶液を保存するためのチャンバ301を反応カートリッジ内に押す突起部102を備える。突起部102は、挿入型試料カートリッジ100が反応カートリッジ200内に挿入されたときに反応試薬溶液を保存するためのチャンバ301と接触できる位置で挿入型試料カートリッジ100に設けられており、更に突起部102は、挿入型試料カートリッジ100が挿入されるのと同時にカバーテープ切断ユニット202によって反応試薬溶液を保存するためのチャンバ301のカバーテープ302が除去又は切断されるように、反応試薬溶液を保存するためのチャンバ301を反応カートリッジ200の内部の方に移動させる。
【００２９】
すなわち、図5に示されるように、反応試薬溶液を保存するためのチャンバ301は、挿入型試料カートリッジ100が反応カートリッジ200内に挿入されるのと同時にカバーテープ切断ユニット202の方へ突起部102によって移動し、それに応じて、反応試薬溶液は、反応試薬溶液を保存するためのチャンバ301から放出され、混合ユニット204に移動する。
【００３０】
試料カートリッジ100を反応カートリッジ200内に挿入することによって反応試薬溶液を保存するためのチャンバ301から自動的に放出される反応試薬溶液が試料注入ユニット101と接触すると、その接触により、生体試料もまた、試料注入ユニット101を通して反応カートリッジ200の混合ユニット204内に放出され、反応試薬溶液と混合される。したがって、本発明に係る生化学分析カートリッジにおいて、測定者が試料の注入プロセス及び反応試薬溶液の注入プロセスに介入しなくても、生体試料及び反応試薬溶液が自動的に注入され混合されるので、使用者の利便性及び操作性が改良される。加えて、反応試薬溶液を保存するためのチャンバ301が反応カートリッジ200の内部に設けられているので、試料カートリッジの挿入前に外部への反応試薬溶液の放出を防ぐことができる。
【００３１】
一方、試料カートリッジ100及び反応カートリッジ200は、それぞれ、試料カートリッジハンドル103及び反応カートリッジハンドル210を更に備えてもよい。ハンドルは、試料カートリッジ100及び反応カートリッジ200を容易に動かし使用するように構成され、それらの構造は特に限定されない。
【００３２】
加えて、試料カートリッジ100が反応カートリッジ200内に挿入されるときに、試料カートリッジ100を固定するために、試料カートリッジの片側にクランプ104が設けられてもよく、反応カートリッジの受容ユニットに固定溝211が設けられてもよい。クランプ104と固定溝211とを係合させて、挿入された試料カートリッジ100を反応カートリッジ200に固定することができる。本発明の生化学分析カートリッジは回転するが、アッセイを実施することに起因する試料カートリッジの移動又は分離を防ぐことができる。
【００３３】
本発明に係る生化学分析カートリッジは、重力又は回転の影響を受ける流路に沿って生体試料及び反応試薬溶液を測定ユニット及び試薬固定ユニット内へ移動させ、それに応じて、反応試薬溶液と生体試料との間の反応及び測定が実施される。特に、図1及び2に例示した、流路の構造、試薬固定ユニットの位置、及び試薬固定ユニットの数は、生体試料についてのアッセイを実施するための例として示され、本発明に係る生化学分析カートリッジはそれらに限定されない。
【００３４】
本発明に係る生化学分析カートリッジは、様々な生体試料のアッセイのため、好ましくは血液アッセイのため、より好ましくは糖化ヘモグロビンの定量的アッセイのために使用され得る。
【００３５】
例えば、本発明に係る生化学分析カートリッジを使用した酵素法による糖化ヘモグロビンの定量的アッセイが詳細に記載される。
【００３６】
糖化ヘモグロビンの定量的アッセイのための酵素法は主に、4つの化学反応からなる。
【００３７】
第1の反応は血液試料の溶血反応であり、これは、反応試薬溶液を使用して血液中の赤血球がヘモグロビンの解離により破壊される反応を指す。特に、溶血反応の目的のために使用される反応試薬溶液は、pH調整及び界面活性剤の使用などの様々な方法により製造され得る。
【００３８】
第2の反応は、タンパク質分解酵素を使用して糖化ヘモグロビン分子を切断する反応であり、プロテアーゼA、プロテアーゼN、ディスパーゼ、プロナーゼ、中性プロテアーゼ、Glu-C、パパイン、トリプシン、及びペプシンなどの様々な酵素が使用されてもよい。
【００３９】
第3の反応は、タンパク質分解酵素によって消化された生成された糖化ペプチド又は糖化アミノ酸分子を、フルクトシルペプチドオキシダーゼ(FPOX)と呼ばれるオキシダーゼを使用して酸化し、それにより過酸化水素が生成され得る、反応である。
【００４０】
第4の反応は呈色反応であり、これは、第3の反応によって生成した過酸化水素(H2O2)をペルオキシダーゼ(POD)を使用して酸化し、酸化により放出された電子によって発色試薬及び基質が還元されて変色が起こる、化学反応を指す。
【００４１】
酵素法による糖化ヘモグロビンについての定量的アッセイを実施するために、4つの反応が本発明に係る生化学分析カートリッジにおいて実施され、糖化ヘモグロビンについての定量的アッセイが、図1から5に例示したカートリッジの構造及び操作法による例として詳細に記載される。
【００４２】
アッセイを実施するために、血液が採取され、挿入試料カートリッジ100の試料注入ユニット101に保存される。次いで、挿入型試料カートリッジ100が反応カートリッジ200の受容ユニット201内に挿入され、反応試薬溶液を保存するためのチャンバ301が突起部102によってチャンバ移動フレーム203を通して移動し、反応試薬溶液を保存するためのチャンバ301に取り付けられたカバーテープ302がカバーテープ切断ユニット202と接触することにより、保存チャンバ内の反応試薬溶液が放出されて混合ユニット204に移動する。放出された試薬溶液が挿入試料カートリッジ100の試料注入ユニット101と接触し、血液試料と混合されると、血液試料と反応試薬溶液との間の溶血反応が実施される。溶血反応が完了すると、タンパク質分解酵素、FPOX、及びPODのうちの試薬の1種類が固定された第1の試薬固定ユニットにおいて、固定された試薬は血液試料によって溶解され、酵素反応がそこから誘導され得る。
【００４３】
溶血反応は混合ユニット204において実施され、反応溶液(この溶液中の酵素反応は、第1の試薬固定ユニットで完了している)は、重力及びカートリッジの回転により反応カートリッジ中の流路206に沿って測定ユニット207に移動する。測定ユニット207に移動した反応溶液は、UV-Vis分光光度計によって535nmにて示される吸光度を使用して総溶血ヘモグロビンを測定するために使用される。
【００４４】
総ヘモグロビンの測定が完了している反応溶液は、カートリッジの回転によって第2の試薬固定ユニットに移動する。第2の試薬固定ユニットは、混合される残り2つの酵素(第1の試薬固定ユニットに固定された酵素以外)を含む試薬と発色試薬とが固定され、これら2つの酵素の試薬と発色試薬とが互いに向き合っている対面構造を有するように構成された。
【００４５】
第2の試薬固定ユニットに移動した反応溶液は酵素反応及び呈色反応の両方に供され、酵素反応及び発色反応の両方が完了した反応溶液はカートリッジの回転によって測定ユニット207に戻される。続いて、呈色反応によって着色した糖化ヘモグロビンの濃度が、UV-Vis分光光度計によって660nm付近に示される吸光度を使用して測定される。
【００４６】
アッセイが完了したら、廃液はカートリッジの回転によって廃液処理ユニット208に移動し、廃液は、回収される廃液処理ユニット208における吸収性原料によって吸収される。
【００４７】
上記のように、糖化ヘモグロビンは、総ヘモグロビンの濃度に対する糖化ヘモグロビンの割合を指すので、分光光度計は糖化ヘモグロビンの定量的アッセイについて2回実施されるべきである。すなわち、アッセイプロセスは、測定者による血液試料の前処理及びマーカー材料の取付けなどの多くのステップを含むという点で煩雑である。しかしながら、本発明に係る生化学分析カートリッジを使用して糖化ヘモグロビンのアッセイを実施する場合、カートリッジの回転により反応溶液を移動させることにより1つのカートリッジで酵素反応を実施でき、且つ総ヘモグロビン及び糖化ヘモグロビンの絶対濃度を測定できる。特に、挿入型試料カートリッジ100が反応カートリッジの混合ユニット内に挿入されている間に反応試薬溶液(糖化ヘモグロビンアッセイの場合、溶血試薬)を反応カートリッジ中の混合ユニットに自動的に放出させることができるので、アッセイプロセスにおいてアッセイを実施する人による直接介入を最小化することができ、アッセイ時間の遅延又はアッセイの精度の減少などの問題を防ぐことができる。加えて、反応試薬溶液を保存するためのチャンバ301が反応カートリッジ200の内部に設けられるので、試料カートリッジ100を挿入する前の反応試薬溶液の外部への放出を防ぐことができる。
【００４８】
上記に本発明に係る好ましい実施形態の説明を提供したが、様々な形態での変更が可能である。様々な変更された例及び改変された例が本発明の特許請求の範囲から逸脱せずに実施されてもよいことは、当該技術分野の技術者であれば理解されるであろう。
【符号の説明】
【００４９】
100  注入型試料カートリッジ
101  試料注入ユニット
102  突起部
103  試料カートリッジハンドル
104  クランプ
200  反応カートリッジ
201  受容ユニット
202  カバーテープ切断ユニット
203  チャンバ移動フレーム
204  混合ユニット
205  試薬固定ユニット
206  流路
207  測定ユニット
208  廃液処理ユニット
209  空気吹出口
210  反応カートリッジハンドル
211  固定溝
301  反応試薬溶液を保存するためのチャンバ
302  カバーテープ
【図１】
0005837262.tif 000002
【図２】
0005837262.tif 000003
【図３】
0005837262.tif 000004
【図４】
0005837262.tif 000005
【図５】
0005837262.tif 000006