(57)【要約】粒子を含む液体試料を分析する装置であって、第１室（１２）、第２室（１４）、及び第１室（１２）と第２室（１４）との間の光路を備え、第１室（１２）は、試料を収納する試料空間と、試料との相互作用のための第１室（１２）への光の入力用の光入力部（２４）と、散乱及び／又は反射光を第１室から光路を介して第２室（１４）へ伝えるように配置された出射開口（２６）とを含む試料室であり、第２室（１４）は、光路から光を受光する入力開口（２８）と、被検出光を検出する検出器（２５）又は受光する検出器開口とを含む検出室であり、第１室（１２）及び第２室（１４）は、少なくとも１つの光積分容積を提供し、第１室（１２）は、動作の際に液体試料が第１室（１２）内にあり第２室（１４）から隔離されるように構成される装置。
2021515245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子を含む液体試料を分析する装置であって、
第１室、第２室、及び前記第１室と前記第２室との間の光路を備え、
前記第１室は、
前記試料を収納する試料空間と、
前記試料との相互作用のための前記第１室への光の入力用の光入力部と、
散乱及び／又は反射光を前記第１室から前記光路を介して前記第２室へ伝えるように配置された出射開口と
を含む試料室であり、前記第２室は、
前記光路から光を受光する入力開口と、
被検出光を検出する検出器又は受光する検出器開口と
を含む検出室であり、前記第１室及び前記第２室は、少なくとも１つの光積分容積を提供し、前記第１室は、動作の際に前記液体試料が前記第１室内にあり前記第２室から隔離されるように構成される装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
ａ）前記第１室は、前記光入力部と整列した、場合によりビームダンプにつながる光ビーム出射ポートをさらに含む、又は
ｂ）前記光入力部は光入力開口を含む
の少なくとも一方である装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の装置において、前記第１室は光集積室であり、前記第２室は光集積室である装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置において、前記第１室の壁が反射性である装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置において、前記第１室は、前記試料を収容する取外し可能な試料セルを収納するように構成される装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置において、前記試料空間は、前記取外し可能な試料セルが前記試料空間に挿入されると該試料空間を実質的に満たすように構成される装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の装置において、前記試料セルは、少なくとも１つの実質的に透明な開口を含む少なくとも１つの実質的に不透明な反射壁を含み、前記少なくとも１つの実質的に透明な開口は、前記試料セルが前記第１室に収納されると前記試料セルの前記開口又は複数の前記開口の少なくとも１つが前記第１室の前記光入力部と整列するように、且つ／又は前記試料セルの前記開口又は複数の前記開口の少なくとも１つが前記第１室の前記出射開口と整列するように配置される装置。
【請求項８】
請求項１〜７に記載の装置において、前記光入力部及び前記出射開口は、動作の際に、光入力部からの光の少なくとも一部、場合により実質的に全部が少なくとも１回反射且つ／又は散乱された後に前記出射開口を通過するように配置される装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置において、前記第２室の壁が、動作の際に、前記光路を介して入る光の少なくとも一部、場合により実質的に全部が少なくとも１回反射を経た後に前記検出器により検出されるように反射性である装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置において、前記第１室及び／又は前記第２室の前記壁は、反射材料、場合により酸化チタン、アルミニウム、又は銀を含む装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置において、前記第１室及び／又は前記第２室の前記壁は、拡散光を発するように構成された拡散コーティングを含む装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置において、前記検出器は受光素子を含む装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の装置において、前記光路及び前記第２室の配置は、前記入力開口から該入力開口に対向する前記第２室の壁上の点又は領域まで光軸を規定し、前記検出器の前記受光素子は、前記光軸に対して軸外位置に位置付けられる装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置において、前記光入力部は、光源、場合によりレーザ及び／又はＬＥＤを含むか、又はそれから光を受光するように構成される装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の装置において、前記光入力部は、光源を含むか又は光源から光を受光するように構成され、前記光源は、既知の変調の光を入力するように構成される装置。
【請求項１６】
粒子を含む複数の液体試料を分析するシステムにおいて、
複数の試料室と、検出室と、前記複数の試料室のうち１つの試料室を前記検出室と結合構成にするように動作可能であり、前記結合構成において該装置が前記試料室と前記検出室との間の光路を備えるようにする結合機構とを備え、
各試料室は、
前記複数の液体試料のうち１つの試料を収納する試料空間と、
前記試料との相互作用のための前記試料室への光の入力用の光入力部と、
前記試料室が前記検出室と結合構成にあるときに光を前記試料室から前記光路を介して前記検出室へ伝えるように配置された出射開口と
を含み、前記検出室は、
前記試料室が前記検出室と前記結合構成にあるときに前記光路から光を受光する入力開口と、
被検出光を検出する検出器又は受光する検出器開口と
を含み、前記試料室及び前記検出室は、少なくとも１つの光積分容積を含み、前記試料室は、動作の際に前記液体試料が前記試料室内にあり前記検出室から隔離されるように構成されるシステム。
【請求項１７】
請求項１６に記載のシステムにおいて、前記結合機構は、各試料室を前記検出室と順次に前記結合構成にするように動作可能であるシステム。
【請求項１８】
請求項１６又は１７に記載のシステムにおいて、前記結合機構は、場合により前記試料室を回転させるように動作可能であり、前記結合機構はカルーセル機構を含むシステム。
【請求項１９】
請求項１６〜１８のいずれか１項に記載のシステムにおいて、場合により前記結合機構を駆動するように配置された駆動設備をさらに備え、該駆動設備は機械的又は電気機械的手段を含むシステム。
【請求項２０】
液体試料中の粒子を検出する方法であって、試料との相互作用のために試料室に光を入力するステップであり、前記試料室は、前記試料により散乱された実質的に全部の光を別個の検出室へ指向させる積分容積であるか又は積分容積を含むか又は積分容積の一部を形成するステップと、前記検出室で前記試料室から受光した光を検出して、前記液体試料中の粒子の存在及び／又は量を表す測定値を得るステップとを含む方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法において、複数の異なる時点で前記光を入力するステップ及び前記測定値を得るステップを繰り返し、それにより、前記試料中の粒子の特性の変化を時間の関数として且つ／又は前記試料の処理の関数として求めるステップをさらに含む方法。
【請求項２２】
請求項２０又は２１に記載の方法において、
ａ）前記粒子は微生物を含む、又は
ｂ）前記試料は、血液、血漿、尿、水、細菌増殖液、脳脊髄液（ＣＳＦ）、膿、又は関節吸引液の少なくとも１つを含む
の少なくとも一方である方法。
【請求項２３】
少なくとも１つの反射壁と、光の出入り用の少なくとも１つの開口とを備えたキュベット又は他の取外し可能な試料容器であって、光積分容積を提供するキュベット又は他の取外し可能な試料容器。
【請求項２４】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の装置の第１室により収納されるか又は請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の試料室により収納されるように構成された、キュベット又は他の取外し可能な試料容器。
【請求項２５】
１つ又は複数の検出器及び／又は検出室と共に用いられる試料容器であって、
液体試料を収容する収容部と、
複数の試料室を含む試料カセットと、
収容された前記液体試料を前記収容部から前記複数の試料室に分配する液体分配機構と
を備え、前記複数の試料室のそれぞれは、前記１つ又は複数の検出器及び／又は検出室と結合構成にされるように構成される試料容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を用いて試料、例えば細菌等の生体試料の少なくとも１つの特性を測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の導入部分に記載されるように、吸収作用又は散乱作用を用いて細菌の光学特性を決定するには、伝統的な分光光度計を用いることができる。試料の相対吸光度を測定するには、吸光分光光度計を用いることができる。吸光度は、試料に入射される光の光度と試料から出射される光の光度とを比較することにより測定される。光度が低下することは、ある光量が吸収されたことを表す。このことは、任意の数値、代表的には光学濃度として表すことができる。これにより試料中に存在する細胞の数の正確な計数値を導出することができる。
【０００３】
散乱分光光度計は通常、レーザ又は極めて明るい白熱光源のような強力光源及びモノクロメータを有している。光は試料に入射され、種々の角度で散乱する。試料室を囲んで個別の間隔で配置した検出器が散乱光を収集する。側方散乱領域における収集光は粒度に関する情報を得るのに用いることができ、前方散乱領域における収集光は粒子の寸法に関する情報を得るのに用いることができる。散乱光の全体的強度によれば、濁度の測定値や、存在する粒子の数の指示値が得られる。細菌を測定する散乱分光光度計では、光源の代表的な波長は６００ｎｍである。この波長は、ＤＮＡ、タンパク質、シトクロムのような種々の有機物質により最も多く散乱されると共に最も少なく吸収されるものである。
【０００４】
フローサイトメータによっても目的とする試料の特性を決定することができる。屈折率適合液体のシースフローが細いチューブを通って流れると、この液体によりチューブの内径を低減させてこの液体中の細胞が個別にチューブを通って流れるようにする。このことにより細胞の計数を容易にする。個々の細胞が通過すると、細いチューブに入射したレーザ光が散乱する。研究中の細胞の寸法及び粒度に関する情報が得られるように側方及び前方散乱データを記録し得る。このようにして数秒で且つ極めて少ない液体で数千の細胞をビーム中に通して測定するようにし得る。サイトメータはある分野では有効であるが、これらのサイトメータは、オペレータの大々的な訓練を必要とする高性能の機器である。安全な操作には試薬を規則的に入力する必要もあり、このことにより継続するランニングコストに影響を及ぼす。得られたデータの解釈も難しくなる。
【０００５】
液体又は気体中の懸濁粒子の濃度を測定する他の方法は比濁法である。比濁計は積分球を用いるように構成し得る。このような構成では、光を試料に入射させ、この光が積分球に入射される前に試料中の粒子により散乱されるようにし得る。次いで、この散乱された光は積分球の出射ポートで検出される前にこの積分球の内部で反射されると共に拡散される。拡散されない光は積分球をまっすぐ通過して収集されない。
【０００６】
参照により本明細書に援用する特許文献１（Hammond他）は、光を収集し且つ試料を収容する積分球集光器と、積分球集光器に光を導入する光源であり、既知の変調の光を出力するように動作可能な光源と、積分球集光器内の散乱光を検出すると共にこの散乱光を表す信号を発生する検出器と、既知の光変調及びこの検出器により発生される信号を用いて分析用の出力を生ぜしめるように動作可能なロックイン増幅器とを備えた試料測定システムを開示している。特許文献１で分かっているのは、積分球集光器の使用を、ロックイン増幅器を用いた変調光及び位相敏感検波の使用と組み合わせて用いることで、微生物等の生物物質を含有し得る試料からの異なる時点の検出信号の変化を監視することができることである。このような構成を用いて、微生物の存在及び抗生物質に対する微生物の感受性又は他の構成（the presence of microbes and their susceptibility to antibiotics or other arrangements）を迅速且つ簡便に十分な感度で決定できることが分かっている。特許文献１に記載のいくつかの実施形態では、変調レーザビームが光入力として用いられ、積分球内に装着されたキュベットに収容された試料を通過する。レーザビームは、試料を直接通過し出射開口を介してビームダンプへ至り得る。試料により散乱されたレーザビームからの光は、積分球内で反射されて最終的に検出器により受光される。検出信号は、検出器と同じ変調周波数で変調され、変調された検出信号は、存在する生物物質の微生物又は他の粒子の数を表す振幅を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１２８７４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
実際には、現場（in-field）及び／又は高スループット試験を実現できるシステム、特に保守のし易さ、試料の取り扱い、信頼性、及び／又は使い易さの１つ又は複数が改善されたシステムが望ましい。微生物の存在及び／又は抗生物質の有効性の正確なポイントオブケア決定が達成されれば、より迅速且つ簡便な試験が可能となり得ると共に、例えば試料の複雑で時間がかかる臨床試験の必要が回避又は延期され得る。
【０００９】
抗生物質の存在及び／又は抗生物質に対する感受性に関するより迅速且つ／又は単純且つ／又は簡便な実地試験は、例えば、抗生物質の不必要な処方又は特定の条件に適さない抗生物質の初期処方の低減につながり得る。例えばポイントオブケアにおいて、このような迅速且つ正確な試験が行われなければ、詳細な試験を実行せずに且つ／又は推測的若しくは予防的に（in a speculate or precautionary manner）抗生物質を処方するのが一般的である。このような不適切な抗生物質の処方又は乱用は、世界人口における抗生物質耐性の増加につながっており、これは重要な世界的課題として広く認識されている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１態様において、例えば液体試料中の粒子の存在を検出することにより、液体中の１つ又は複数の粒子を含む試料を分析する検出装置が提供される。本装置は、第１室及び第２室と、第１室と第２室との間の光路とを備える。第１室は、試料を収納する試料空間と、試料との相互作用のための第１室への光の入力用の光入力部と、光、例えば散乱及び／又は反射光を第１室から光路を介して第２室へ伝えるように配置された出射開口とを含む試料室である。第２室は、光路から光を受光する入力開口と、被検出光を検出する検出器又は受光する検出器開口とを含む検出室である。第１室及び第２室は、少なくとも１つの光積分容積（light integrating volume）を提供し得る。実施形態では、第１室及び第２室は少なくとも１つの積分容積を合わせて提供し得る。換言すれば、第１室及び第２室は、散乱及び／又は反射光が室内で少なくとも部分的に積分されるようにそれぞれ構成され得る。第1室は、動作の際に液体試料が第１室内にあり第２室から隔離されるように構成され得る。実施形態では、第１室は、第２室の容積の少なくとも部分的に外部にある容積を画定する。積分容積は、光を収集、散乱、及び／又は拡散させるものであり得る。実施形態では、光入力部は光入射開口を含み得る。実施形態では、本装置は、光入力部を通して試料室に光を供給するように構成された光源をさらに備える。
【００１１】
光入力部／光入射開口、出射開口、入力開口、及び検出器開口はそれぞれ、第１／第２室（場合に応じて）における光を通過させる部分を含み得る。好ましくは、このような部分は光を実質的に不変のまま通過させる。実施形態では、上記部分は、孔として又は透明材料部分として構成され得る。
【００１２】
第１室は、光入力部と整列した、場合によりビームダンプにつながる光ビーム出射ポートをさらに含み得る。
【００１３】
光入力部は、光を光源から第１室へ伝える光入力ポートを含み得る。
【００１４】
第１室は光積分室を含むことができ、第２室は光積分室を含むことができる。
【００１５】
本装置は、試料の通過を防止することにより第２室からの液体試料の上記隔離をもたらすバリアをさらに備え得る。
【００１６】
第１室の壁は反射性であり得る。
【００１７】
第１室の光入力部及び壁は、動作の際に光の少なくとも一部が第１室内で複数回反射された後に出射開口を介して第１室から出るように配置される。
【００１８】
第１室は、試料の挿入用又は取外し可能な試料セルの挿入用の開口部を含み得る。開口部は閉鎖可能であり得る。実施形態では、第１室は、取外し可能な試料セルを第１室に挿入することにより開口部を閉じることができるように構成され得る。実施形態では、本装置は、開口部を通して第１室に挿入された取外し可能な試料セルであって、第１室に挿入されると開口部を閉じる取外し可能な試料セルを備え得る。実施形態では、取外し可能な試料セルは、試料セルが第１室に挿入されると第１室内で光を反射させる反射面を含み得る。
【００１９】
第１室は、上記試料セル及び／又は上記試料の挿入を可能にするように開放可能又は取外し可能な蓋、底、又は壁を含み得る。
【００２０】
開放可能又は取外し可能な蓋、底、又は壁は、動作の際に第１室内で光を反射させる反射面を含み得る。
【００２１】
第１室は、試料を収容する取外し可能な試料セルを収納するように構成され得る。
【００２２】
試料セルは、第２室からの液体試料の上記隔離をもたらすように構成され得る。
【００２３】
本装置は、試料セルを収納する試料セル収納設備（arrangement）、例えば試料空間の所望の位置に試料セルを導く少なくとも１つのガイドを備え得る。
【００２４】
試料セルは、キュベットを含み得る。
【００２５】
試料空間は、第１室に挿入されるよう試料セルの形状及び／又はサイズに一致する形状及び／又はサイズを有し得ることで、例えば、動作の際に試料セルが試料空間内にある場合に実質的に直立状態に保たれ、且つ／又は例えば第１室の壁と試料セルの壁との間の接触又は近接により少なくとも１方向、好ましくは各方向の移動を実質的に防止されるようにする。試料空間の壁は、試料セルを所望の位置に、例えば実質的に直立状態に保つように試料セルの移動を制限するように配置され得る。
【００２６】
試料空間は、取外し可能な試料セルが挿入時に試料空間を実質的に満たすように構成され得る。
【００２７】
試料セルは、光に対して少なくとも部分的に透明な壁（単数又は複数）を含み得ることで、第１室の試料空間に挿入されると、入力部からの光が上記少なくとも部分的に透明な壁（単数又は複数）を通して試料セルに出入りすることができるようにする。
【００２８】
試料セルは、面積の実質的に全体が実質的に透明な壁を含み得る。例えば、試料セルの壁のそれぞれが、面積の実質的に全体が実質的に透明であり得る。
【００２９】
試料セルは、少なくとも１つの実質的に透明な開口を含む少なくとも１つの実質的に不透明な壁を含み得る。
【００３０】
第１室は、試料セルの開口又は複数の開口の少なくとも１つが第１室の光入力部と整列するように、且つ／又は試料セルの開口又は複数の開口の少なくとも１つが第１室の出射開口と整列するように構成され得る。
【００３１】
試料セルの実質的に不透明な壁は、試料セル内の光が試料セルの壁で反射されるように反射性であり且つ／又は反射層（単数又は複数）を含み得る。
【００３２】
第１室の壁は、試料セルの壁よりも低反射であり得る。実施形態では、第１室の壁は実質的に無反射である。このような実施形態は、反射壁を含む試料セルと組み合わせると特に有用であり得る。
【００３３】
試料セルは、使い捨ての試料セルを含み得る。実施形態では、試料セルは、「プラスチック」と一般に称する有機ポリマー等のポリマーから作られ得る。例えば、試料セルは、ＰＶＣ、ポリエチレン等から作られ得る。こうした材料は、試料セルの廉価な製造を可能にすることにより、試料セルの使い捨てを可能にし得ることが有利である。
【００３４】
光入力部及び出射開口は、動作の際に、光入力部からの光の少なくとも一部、場合により実質的に全部が少なくとも１回反射且つ／又は散乱された後に出射開口を通過するように配置され得る。
【００３５】
光入力部は、出射開口から遠位にある第１室の壁の点又は領域と整列し得る。
【００３６】
第２室の壁は、動作の際に、光路を介して入る光の少なくとも一部、場合により実質的に全部が少なくとも１回反射を経た後に検出器により検出されるように反射性であり得る。第２室の壁の全部が反射性であり得る。
【００３７】
第２室の壁の反射率及び配置は、光路を介して入る検出波長の光の実質的に全部が検出器により受光されるようなものであり得る。
【００３８】
第１室及び／又は第２室の壁は、反射材料、場合により酸化チタン、アルミニウム、又は銀を含み得る。
【００３９】
反射材料は、堆積プロセス、コーティングプロセス、スパッタ堆積プロセス、塗装プロセス、印刷プロセスの少なくとも１つを用いて第１室の壁及び／又は第２室の壁に設けられ得る。
【００４０】
反射材料を形成する又は設けるために用いられる方法は、所望のコーティング均一性、厚さ、反射率、拡散特性、生産容易性、速度、及び費用の少なくとも１つを提供するために選択され得る。
【００４１】
第１室及び／又は第２室の壁は、拡散光を発するように構成された拡散コーティングを含み得る。拡散コーティングは、酸化亜鉛及び／又は参加アルミニウムを含み得る。
【００４２】
第２室の壁は、検出空間を画定することができ、少なくとも検出器の受光部分は、検出空間内にあり得る。
【００４３】
検出器の少なくとも一部は、壁の少なくとも１つから離れる方向に検出空間内へ延び得る。
【００４４】
検出器は、受光素子を含み得る。受光素子は、検出器の検出素子を含み得るか又は検出器の検出素子に光を導くように構成され得る。
【００４５】
検出素子は、光に応じて電気信号を生成するように構成された素子を含み得る。
【００４６】
受光素子は、第２室の検出空間内で第２室の壁から遠隔に装着され得る。
【００４７】
受光素子は、少なくとも第１方向及び反対の第２方向から受光するように第２室の壁に対して配置され得る。
【００４８】
光路及び第２室の配置は、入力開口から入力開口に対向する第２室の壁上の点又は領域まで光軸を規定することができ、検出器の受光素子は、上記光軸に対して軸外位置に位置付けられる。
【００４９】
第２室は、検出器により受光された光の少なくとも一部、場合により実質的に全部が受光前に第２室内で少なくとも１回反射されるように形成且つ配置され得る。
【００５０】
第２室及び検出器は、積分集光器として動作するように形成且つ配置され得る。
【００５１】
検出器は、任意の適当なタイプの検出器、例えば任意の適当な光電デバイス、光起電力デバイス、光化学デバイスを含み得る。検出器は、量子ドットデバイス、場合によりグラフェン／Ｓｉ量子ドットデバイス、及び／又は任意の適当な半導体デバイスを含み得る。
【００５２】
延出器は、少なくとも１つのフォトダイオード、及び／又は少なくとも１つのカメラ及び／又は少なくとも１つの光電子増倍管を含み得る。
【００５３】
光路は、第１室と第２室との間の通路を含み得る。実施形態では、本装置は、光路を形成する第１室と第２室との間の通路を含む。
【００５４】
通路は、少なくとも部分的に反射性の壁を含み得る。
【００５５】
実施形態では、光入力部は、レーザ及び／又はＬＥＤ等の光源から光を受光するように構成され得る。
【００５６】
実施形態では、光源はコリメート光源である。実施形態では、光源は単色コリメート光源である。
【００５７】
光は、粒子がある場合に粒子から又は粒子により光が散乱し且つ／又は吸収されるような波長を有し得る。実施形態では、光は、光が散乱し且つ／又は微生物により吸収されるような波長を有する。
【００５８】
光は、６００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲、場合により５９０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲又は６２０ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲の波長を有し得る。光は既知の変調を有し得る。
【００５９】
第１室は第２室よりも大きくすることができる。第１室及び／又は第２室はそれぞれ、各立方体又は直方体形状を有し得る。
【００６０】
第１室及び第２室は、実質的にＬ字形構成で配置され得る。
【００６１】
第１室は、１μＬ〜１０ｍＬの範囲の容積を有することができ、且つ／又は第２室は、１μＬ〜１０ｍＬの範囲の容積を有することができる。
【００６２】
出射開口及び／又は入力開口は、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲の直径の断面積を有し得る。開口の直径は、開口が嵌まる最小円の直径を指し得る。実施形態では、出射開口及び／又は入力開口は、１ｍｍ２〜１００ｍｍ２の範囲の断面積を有し得る。
【００６３】
第１室は、試料空間を画定する本体を含むことができ、且つ／又は第２室は、検出空間を画定する本体を含むことができる。第１室及び／又は第２室は、プラスチック又は金属から形成され得る。
【００６４】
第１室の本体及び／又は第２室の本体は、成形プロセス、射出成形プロセス、印刷プロセスの少なくとも１つを用いて形成され得る。
【００６５】
第１室の本体及び／又は第２室の本体は、相互から且つ／又はマウンティング若しくはハウジングから取外し可能であり得る。
【００６６】
第１室の本体及び第２室の本体は、単体として形成され得る。
【００６７】
粒子は生物を含み得る。
【００６８】
粒子は、微生物、場合により細菌、真菌、又は他の粒子状物質を含み得る。
【００６９】
試料は、血液、血漿、尿、水、細菌増殖液（bacterial growth fluid）、脳脊髄液（ＣＳＦ）、膿、又は関節吸引液（joint aspirate）の少なくとも１つを含み得る。
【００７０】
第１態様の実施形態のいずれかによる検出装置と、任意の他の態様の実施形態のいずれかに関して記載した試料セルとを備えたシステムも提供される。
【００７１】
別の態様では、特許請求の範囲又は本明細書に記載の少なくとも１つの検出装置を備え、さらに検出器からの検出信号を処理する検出回路を備えたシステムであって、光が既知の変調で入力され、検出回路が既知の変調及び検出信号を用いて測定信号を発生するように構成された検出器を含むシステムが提供される。実施形態では、検出器は位相敏感検波器である。実施形態では、検出器はロックイン増幅器を含む。実施形態では、本システムは、本明細書に記載の少なくとも１つの試料セルをさらに備える。
【００７２】
別の態様では、単一のハウジング又はマウンティングに設けられた特許請求の範囲又は本明細書に記載の複数の検出装置を備えたシステムが提供される。
【００７３】
さらに別の態様では、光源から複数の検出装置の光入力部へ光を導く光ガイド設備をさらに備えた、特許請求の範囲又は本明細書に記載の複数の検出装置を備えたシステムが提供される。
【００７４】
光ガイド設備は、それぞれが光源から光入力部のそれぞれへ光を導くように構成された複数の光ファイバケーブル設備を含み得る。
【００７５】
各光ファイバケーブル設備は、光ファイバケーブル又は光ファイバケーブル束を含み得る。
【００７６】
光ガイド設備は、少なくとも１つの光スイッチ、スプリッタ、又はルータを含み得る。
【００７７】
独立して提供され得る別の態様では、例えば複数の液体試料中の粒子の存在を検出することにより１つ又は複数の粒子を含む複数の液体試料を分析するシステムが提供される。本システムは、複数の試料室と、検出室と、複数の試料室のうち１つの試料室を検出室と結合構成にするように動作可能な結合機構とを備える。各試料室は、複数の液体試料のうち１つの試料を収納する試料空間と、試料との相互作用のための試料室への光の入力用の光入力部と、試料室が検出室と結合構成にあるときに光を上記試料室から検出室へ伝えるように配置された出射開口と、被検出光を検出する検出器又は受光する検出器開口とを含み、上記試料室及び検出室は少なくとも１つの光積分容積を含み、試料室は、動作の際に液体試料が試料室内にあり検出室から隔離されるように構成される。
【００７８】
実施形態では、結合構成において、本装置は、上記試料室と検出室との間の光路を備え、試料室の出射開口は、光を試料室から検出室へ光路を介して伝えるように配置され、検出室は、試料室が検出室と結合構成にあるときに光路から光を受光する入力開口を含む。
【００７９】
結合機構は、各試料室を検出室と順次に結合構成にするように動作可能であり得る。
【００８０】
結合機構は、場合により試料室を回転させるように動作可能とすることができ、その場合、結合機構はカルーセル機構を含む。
【００８１】
本システムは、場合により結合機構を駆動するように配置された駆動設備をさらに備えることができ、駆動設備は、機械又は電気機械コンポーネント、例えば機械又は電気機械アクチュエータを含む。
【００８２】
独立して提供され得る別の態様では、例えば液体試料中の粒子を検出することにより粒子を含む液体試料を分析する方法が提供される。本方法は、試料との相互作用のために試料室に光を入力するステップであり、試料室は、試料により散乱された実質的に全部の光を別個の検出室へ指向させる積分容積であるか又は積分容積を含むか又は積分容積の一部を形成するステップと、検出室で試料室から受光した光を検出して、液体試料中の粒子の存在及び／又は量等の試料の特性を表す測定値を得るステップとを含む。実施形態では、試料の分析は、粒子の有無、粒子の数、粒子の濃度、及び粒子のサイズの１つ又は複数を求めることを含む。換言すれば、本方法は、光を検出して試料中の粒子の有無、試料中の粒子の数、試料中の粒子の濃度、及び試料中の粒子のサイズから選択された試料の特性を表す測定値を得るステップを含み得る。
【００８３】
本方法は、複数の異なる時点で光を入力するステップ及び測定値を得るステップを繰り返すステップを含み得る。本方法は、それにより、試料中の粒子の数又はサイズの変化を時間の関数として且つ／又は試料の処理の関数として求め得る。
【００８４】
処理は、選択された１つ又は複数の物質、例えば選択された１つ又は複数の抗生物質での処理を含み得る。
【００８５】
別の態様では、特許請求の範囲又は本明細書に記載のシステムを用いて複数の試料の測定を実行する方法であって、異なる試料室のそれぞれに試料を供給するステップと、同時に又は異なる時点で異なる試料室の試料の測定を実行するステップとを含む方法が提供される。
【００８６】
本方法は、複数の異なる時点で試料の測定を繰り返すことにより、試料中の粒子の数又はサイズの変化を時間の関数として且つ／又は試料の処理の関数として求めるステップを含み得る。
【００８７】
独立して提供され得る別の態様では、反射壁と、光の出入り用の少なくとも１つの開口、場合により２つの開口とを備えたキュベット又は他の取外し可能な試料容器であって、光積分容積を提供するキュベット又は他の取外し可能な試料容器が提供され得る。キュベット又は他の試料容器の壁の全部が反射性であり得る。開口は、キュベット又は他の容器の対向する辺上の開口を含み得る。開口は、動作の際に光が通る第１軸を有する第１開口と、動作の際に光が通る第２軸を有する第２開口とを含むことができ、第１軸及び第２軸は非整列であり得る。
【００８８】
独立して提供され得る別の態様では、１つ又は複数の検出器及び／又は検出室と共に用いられる試料容器であって、
液体試料を収容する収容部と、
複数の試料室を含む試料カセットと、
収容された液体試料を収容部から複数の試料室に分配する液体分配機構と
を備えた試料容器が提供される。複数の試料室のそれぞれは、１つ又は複数の検出器及び／又は検出室と結合構成にされるように構成され得る。
【００８９】
複数の試料室のうち試料室の少なくとも１つは、光積分容積を提供し得る。上記試料室の少なくとも１つの表面は、反射材料を含み得る。上記試料室の少なくとも１つの表面は、光に対して少なくとも部分的に透明であり得る。試料室の少なくとも１つの表面は、光の通過を可能にする開口を含み得る。光は、試料に対して測定を実行するために選択された波長又は波長域の光を含み得る。
【００９０】
複数の試料室のそれぞれは、
試料室内の液体試料との相互作用のための試料室への光の入力用の光入力部と、
試料室が検出室と結合構成にあるときに光を試料室から光路を介して１つ又は複数の検出室の１つへ伝えるように配置された出射開口と
の少なくとも一方を含み得る。試料室及び検出室は、個別に又は組み合わせて、少なくとも１つの光積分容積を含み得るか又は形成し得る。試料室は、動作の際に液体試料が試料室内にあり検出室から隔離されるように構成され得る。
【００９１】
動作の際に、液体試料は、試料室内にあり検出室から隔離され得る。
【００９２】
収容部と試料カセットとは分離可能であり得る。試料カセットは、収容部と係合するように構成され得る。試料カセットは、収容部から係脱されるように構成され得る。
【００９３】
分配機構は、収容部と試料カセットとが係合すると収容された液体試料を収容部から複数の試料室に分配するように構成され得る。分配機構は、収容部と試料カセットとが分離且つ／又は係脱されると複数の試料室への液体試料の分配を防止するように構成され且つ／又は防止する手段を含み得る。
【００９４】
試料容器及び試料室のそれぞれは、各係合及び／又は開放状態と各係脱及び／又は閉鎖状態との間で可動であり得る。係合状態では、液体試料が試料容器から試料室へ移ることができ、係脱又は閉鎖状態では、液体試料が試料容器から試料室へ移ることが防止されるようになり得る。
【００９５】
試料容器は、収容部を試料カセットに取り付ける取付け機構をさらに含み得る。
【００９６】
分配機構は、収容部から複数の試料室への液体の流れを制御するように構成された弁機構をさらに含み得る。
【００９７】
弁機構は、液体が収容部から試料カセットへ移ることを許される開放構成と、液体が収容部から試料カセットへ移ることを遮られる閉鎖構成とから移動するように動作可能であり得る。
【００９８】
弁機構は、容器部を試料カセットから分離すると開放構成から閉鎖構成へ移動するように構成され得る。
【００９９】
弁機構は、試料カセットを容器部に取り付けると閉鎖構成から開放構成へ移動するように構成され得る。
【０１００】
弁機構は、少なくとも１つの開口部、及び／又は少なくとも１つの開口部を覆うことにより弁機構を閉鎖構成にするように動作可能な少なくとも可動部材（at least moveable member）を含み得る。
【０１０１】
分配機構は、複数の試料室に結合された１つ又は複数の流路をさらに含み得る。
【０１０２】
分配機構は、それぞれが試料室を収容する複数の試料区画にカセットを分割する１つ又は複数の分割壁をさらに含み得る。
【０１０３】
弁機構は、取付け機構と協働するように構成され得る。
【０１０４】
弁機構は、容器部を試料カセットから分離すると開放構成から閉鎖構成へ移動するように構成され得る。
【０１０５】
弁機構は、試料カセットを容器部に取り付けると閉鎖構成から開放構成へ移動するように構成され得る。
【０１０６】
取付け機構及び／又は弁機構は、試料カセットの１つ又は複数の回転により動作可能であり得る。
【０１０７】
試料容器は、液体容器部用の蓋をさらに含み得る。蓋は、容器の反転に応じて液体試料から沈殿物及び／又は他の残屑を集めるための凹部を含み得る。
【０１０８】
容器は、液体試料から沈殿物及び／又は他の残屑を集めるように構成された少なくとも１つの接着且つ／又は反応表面又はコンポーネントを含み得る。
【０１０９】
試料カセット部は、容器部用の底又はスタンドを提供し得る。
【０１１０】
試料容器は、試料カセットから分離されると例えば容器部を支持する支持体をさらに含み得る。
【０１１１】
分配機構は、
重力、流体圧力、及び／又は加圧力
の少なくとも１つの影響下で且つ／又はそれに応じて液体試料を分配するように構成され得る。
【０１１２】
取付け機構、分配機構、及び／又は弁機構は、
ねじ及び対応の開口、バヨネットアタッチメント、ルアーロック型システム、プラグとソケット
の１つ又は複数を含み得る。
【０１１３】
独立して提供され得る別の態様では、液体試料中の粒子の存在を検出するシステムであって、
試料容器であり、
液体試料を収容する収容部と、
複数の試料室を含む試料カセットと、
収容された液体試料を収容部から複数の試料室に分配する液体分配機構と
を含む試料容器
を備えたシステムが提供される。
【０１１４】
本システムは、検出室と、試料カセットの試料室を検出室と結合構成にして、結合構成で光が例えば試料室から検出室へ伝わることができるように動作可能な結合機構とをさらに備え得る。実施形態では、本システムは、上記試料室と検出室との間の光路を備える。
【０１１５】
各試料室は、液体試料の一部を収納する試料空間と、試料との相互作用のための試料室への光の入力用の光入力部と、試料室が検出室と結合構成にあるときに光を上記試料室から光路を介して検出室へ伝えるように配置された出射開口とを含み得る。
【０１１６】
検出室は、試料室が検出室と結合構成にあるときに光路から光を受光する入力開口、及び被検出光を検出する検出器又は受光する検出器開口の少なくとも一方を含み得る。単独で又は組み合わせで考慮される上記試料室及び／又は検出室は、少なくとも１つの光積分容積を含み得る。試料室は、動作の際に液体試料が試料室内にあり検出室から隔離されるように構成され得る。
【０１１７】
試料室は透明壁（単数又は複数）を含むことができ、透明壁（単数又は複数）は光路を提供することができる。代替として、試料室は、少なくとも１つの不透明且つ／又は反射壁を含むことができ、光路は、上記少なくとも１つの不透明且つ／又は反射壁の少なくとも１つの開口を含み得る。開口及び／又は光路は、検出室の検出器又は検出器入力部と整列し得るか又は整列可能であり得る。試料室及び検出室は、試料室が検出室内で動作位置に位置付けられているときに開口及び／又は光路が検出室の検出器又は検出器入力部と整列するように形成且つ／又は配置され得る。
【０１１８】
独立して提供され得る別の態様では、例えば液体試料中の粒子を検出することにより粒子を含む液体試料を分析する方法であって、
本明細書に記載の任意の態様、請求項、又は実施形態、例えば直前の態様に従って粒子の存在を検出するシステムを用意するステップと、
試料容器の収容部で液体試料を得るステップと、
複数の試料室のそれぞれが液体試料の一部を収容するように試料カセットの複数の試料室に液体試料を分配するステップと、
試料室を検出室と結合構成にするステップと、
試料室に収容された液体試料の上記一部との相互作用のために試料室に光を入力するステップであり、試料室は、試料により散乱された実質的に全部の光を検出室へ指向させる積分容積であるか又は積分容積を含むか又は積分容積の一部を形成するステップと、検出室で試料室から受光した光を検出して、上記試料室内の液体試料の上記一部中の粒子の存在及び／又は量を表す測定値を得るステップと
を含む方法が提供される。
【０１１９】
本方法は、結合機構を操作して、さらに別の液体試料部分を収容する少なくとも１つのさらに別の試料室を検出室と結合構成にするステップと、光を上記少なくとも１つのさらに別の試料室に入力して、上記さらに別の液体試料部分中の粒子の存在及び／又は量を表す測定値を得るステップとをさらに含み得る。
【０１２０】
本方法は、１つ又は複数の材料、例えば抗生物質を複数の試料室のそれぞれに導入するステップをさらに含み得る。
【０１２１】
独立して提供され得る別の態様では、液体試料を収納する試料空間を備え、少なくとも１つの実質的に透明な開口を含む少なくとも１つの実質的に不透明な壁をさらに備えた試料セルが提供される。
【０１２２】
試料セルの壁は反射性であり得る。
【０１２３】
試料セルはキュベットを含み得る。
【０１２４】
一態様における特徴は、任意の他の態様における特徴として任意の適当な組み合わせで適用することができる。例えば、方法、装置、又はシステム特徴のいずれか１つ又は複数を、他のいずれかの方法、装置、又はシステム特徴として適用することができる。
【０１２５】
次に、実施形態を例として添付図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】検出装置の概略図である。
【図２】分解構成の検出装置の分解図である。
【図３】組立て済みの開放構成の検出装置の図である。
【図４】組立て済みの閉鎖構成の検出装置の図である。
【図５】図５（ａ）は、実施形態による検出装置の斜視切断図（perspective and cut-away view）での概略図である。図５（ｂ）〜図５（ｇ）は、実施形態による検出装置の斜視切断図での概略図である。
【図６】種々の濃度の第１タイプの抗生物質（メロペネム）の存在下での生体試料の時間の関数としての細菌増殖のプロットである。
【図７】種々の濃度の第２タイプの抗生物質（ゲンタマイシン）の存在下での生体試料の時間の関数としての細菌増殖のプロットである。
【図８】図８（ａ）〜図８（ｂ）は、種々のタイプの抗生物質の存在下での時間の関数としての試料の細菌増殖を示すプロットである。
【図９】検出装置の使用を示す概略図である。
【図１０】種々のタイプの抗生物質の存在下での尿試料の時間の関数としての細菌増殖のプロットである。
【図１１】試料容器を示す概略図である。
【図１２】試料容器の底部を示す概略図である。
【図１３】試料容器の弁機構を示す概略図である。
【図１４】図１４（ａ）〜（ｂ）は、検出室内の底部の試料室を示す概略図である。検出室内の底部の試料室を示す概略図である。
【図１５】図１５（ａ）〜図１５（ｋ）は、上サンプラ容器部、底部、及び弁機構を含む試料容器の斜視図である。
【図１６】試料容器と共に検出装置を用いる方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０１２７】
図１は、実施形態による液体試料中の生物の存在を検出する検出装置１０の概略図である。検出装置１０は、試料室１２とも称する第１室及び検出室１４とも称する第２室の２室を有する。以下でさらに詳細に説明するように、光路が試料室１２と検出室１４との間に設けられる。
【０１２８】
試料室１２及び検出室１４は、中空であり、光を積分するよう働く。試料室１２は、光拡散集光室１２として働く光積分室である。検出室１４も、光拡散集光室として働く光積分室である。この実施形態では、各室が光路により結合された各光積分容積を提供する。
【０１２９】
以下でさらに詳細に説明するように、各室は、光拡散集光室として働く。光は、試料室に導入され、試料により散乱され、内壁で複数回反射されて、室内全体で実質的に均一な光の分布をもたらす。収集光は、光路を介して試料室１２から出て検出室１４に導入され、そこで内壁で複数回反射されて、室内全体で実質的に均一な光の分布をもたらした後に検出される。動作の際には、試料が試料室１２内に位置付けられる。試料が試料室１２内に位置付けられるので、光は試料を複数回通過し得る。
【０１３０】
本実施形態では、試料室１２は第１積分容積を提供し、検出器１４は第２積分容積を提供する。試料室１２及び検出室１４は、それぞれが個別に積分室１４として機能するが、本実施形態における試料室１２、検出室１４、及びこれらを繋ぐ光路（後述するように反射壁を有する通路の形態であり得る）の組合せが、単一のより大きな積分室として機能すると考えることができる。
【０１３１】
さらに他の実施形態では、試料室１２及び検出室１４の一方のみが積分室を提供する。いくつかの実施形態では、試料室１２及び検出室１４が光拡散及び集光用の積分容積を合わせて提供する。
【０１３２】
試料室１２は、被験試料を収納するように構成された試料空間とも称する空間を有する。この実施形態では、試料は、取外し可能な試料セル１８内に収容される。試料室１２は、開放構成又は閉鎖構成にすることができる。試料室１２は、試料室１２の構成を開放構成から閉鎖構成に変えることができその逆もできるように、閉鎖可能な開口部を有する。
【０１３３】
開放構成では、試料室１２は、試料、この実施形態では試料セル１２を収納するように構成される。閉鎖位置では、試料室１２は検出用に構成される。この実施形態では、閉鎖可能な開口部は、試料室の上端にあり蓋２０により閉鎖可能である。この実施形態では、蓋１２は取外し可能である。
【０１３４】
閉鎖構成では、試料室１２の試料空間は、試料室１２の内壁及び蓋２０により画定される。試料空間は、試料室１２への取外し可能な試料セル１８の挿入が可能となるように、したがって試料室１２内の試料の位置決めが可能となるように、取外し可能な試料セル１８の形状及び／又はサイズに一致する寸法、例えば形状及び／又はサイズを有する。
【０１３５】
取外し可能な試料セル１８は、被験試料を収容する。取外し可能な試料セル１８は、試料室１２内に供給された液体試料の検出室１４からの隔離をもたらす。いくつかの実施形態では、試料セル１８はキュベットであるか又はキュベットを含む。試料空間に挿入されると、取外し可能な試料セル１８は、試料空間の容積を実質的に満たす。
【０１３６】
取外し可能な試料セル１８は、試料セル１８に供給された光が内部に収容された生体試料と相互作用できるように光を出入りさせるように構成される。この実施形態では、取外し可能な試料セル１８は、光を通過させることにより試料セル１８に出入りさせる透明壁を有する。いくつかの実施形態では、壁は部分的に透明である。
【０１３７】
光源２２が設けられる。試料室１２は、光源２２から光を受光するように構成された光入力部２４を有する。試料室１２は、出射開口２６も有する。ビーム軸が光源２２と光入力部２４との間に画定されて、動作の際に光源２２からの光が実質的にビーム軸に沿って進み光入力部２４を介して試料室１２に入るようにすることができる。散乱光用の出射開口２６は、出射開口２６と光入力部２４とが整列しないようにビーム軸に対して軸外位置に位置決めされる。いくつかの実施形態では、光入力部２４は、ビーム軸に対して垂直な方向で出射開口２６から遠位にある試料室１２の壁の点又は領域と整列する。
【０１３８】
いくつかの実施形態では、ビーム軸と整列する壁の点又は領域は、ビームダンプにつながる開口を含む。かかる実施形態では、光源からのレーザビーム又は他のコリメート変調光が、試料を通過してビームダンプへ直接伝わる。かかる実施形態では、試料室により提供される積分集光器により収集されるのは、試料により散乱された光だけである。散乱しない光はビームダンプへ直接伝わる。
【０１３９】
光源は、生物がある場合に生物から光が散乱し且つ／又は吸収されるような波長又は波長域の光を発するように選択される。いくつかの実施形態では、光源は、６００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲、場合により５９０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲、又は６２０ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲の波長を有する光を発し得る。検出器により検出され、生物粒子等の粒子の存在及び／又は量を求めるのに用いられる選択波長又は波長域の光は、作動波長とも称され得る。
【０１４０】
検出室１４は、検出空間とも称する内部空間を画定する内壁を有する。装置１０は、検出室１４に関連する検出器２５も有する。
【０１４１】
検出器２５は、光を受光する受光素子又は領域（図示せず）を有する。検出器２５は、受光素子の一部として又は別個のコンポーネントとして設けられ得る検出素子も有する。検出器の受光素子は、光を受光して当該光を検出素子へ導くように構成される。検出素子は、受光に応じて電気検出信号を生成する。
【０１４２】
この実施形態では、検出器２５は、検出器２５の受光領域が検出空間内にあるように検出室装置の内壁から離れる方向に延びる。光検出素子は図示しない。検出器２５の受光素子は、検出室１４の壁から離れて検出室１４の検出空間内に装着される。検出器２５の配置を説明するために、入力開口２８と入力開口２８に対向する検出室１４の点又は領域との間に光軸を規定することができる。この点又は領域は、バッフル領域を含み得るか又はバッフル領域と考えられ得る。いくつかの実施形態では、追加のバッフル要素がその点又は領域に設けられ得る。検出器２５の受光素子は、この軸に対して軸外位置に位置付けられる。
【０１４３】
いくつかの実施形態では、受光素子は実質的に検出室内に設けられ、光検出素子は実質的に検出室外に設けられる。
【０１４４】
試料室１２は、散乱光を試料室から出すために試料室１２の壁に設けられた出射開口２６を有する。検出室１４は、壁に設けられた入力開口２８を有する。光路は、試料室１２の出射開口２６及び検出室１４の入力開口２８を通る。
【０１４５】
上述のように、試料室１２の内壁及び蓋は試料空間を画定する。この実施形態では、壁及び蓋は反射性である。反射性の壁及び蓋２０は、試料室１２に入る光の少なくとも一部が複数回反射された後に出射開口２６を介して試料室１２から出るように配置される。
【０１４６】
この実施形態では、検出室１４の内壁も反射性であり、検出室１４に入る光が反射された後に検出器２５により受光されるように配置される。
【０１４７】
本実施形態では、光路は試料室１２と検出室１４との間の通路である。通路は、試料室１２の出射開口２６と検出室１４の入力開口２８とを結合する。通路は第１次元に延び得る。通路は壁、例えば少なくとも部分反射性の壁を有し得る。
【０１４８】
使用の際には、生体の被験液体試料を調製し、取外し可能な試料セル１８内に収容する。試料室１２の蓋２０を開いて試料室１２を開放構成にする。続いて、取外し可能な試料セル１８を試料室１２に挿入し、蓋２０を閉じて試料室１２を閉鎖構成にする。
【０１４９】
閉鎖構成では、光源２２が光入力部２４へ向けて発光する。光は、光入力部２４により受光されて試料空間に導入される。導入された光の少なくとも一部は、取外し可能な試料セル１８の透明壁を通過し、取外し可能な試料セル１８の透明壁を通過した光の少なくとも一部は、第１散乱事象で試料と相互作用する。第１散乱事象は第１散乱光を発生させ、第１散乱光の少なくとも一部は実質的に異なる方向に伝播する。第１散乱光の少なくとも一部は、試料セル１８の透明壁を通って試料セル１８から出て反射壁の１つ又は複数及び／又は蓋へ向かい、そこで反射される。反射光の少なくとも一部は、続いて試料セル１８へ向けて戻され、第２散乱事象で試料と相互作用する。
【０１５０】
散乱に加えて、光は試料により吸収もされ得る。
【０１５１】
したがって、試料室１２に導入された光は、試料セル１２の内面反射面により複数回反射されるので、試料セル１２を複数回通過する。したがって、光は、多重散乱事象を経て試料と相互作用した後に、出射開口２６を介して試料室１２から出る。光入力部２２及び出射開口２６は、光入力部２２に入る光の少なくとも一部又は実質的に全部が少なくとも１回反射又は散乱された後に出射開口２６を通過するように配置される。
【０１５２】
いくつかの実施形態では、第２室の壁の反射率及び配置は、光路を介して入る検出波長の光の実質的に全部が検出器により受光されるようなものである。
【０１５３】
試料室１２から出る光は、光路を介して検出室１４へ伝わる。特に、光は、出射開口２６を通過し入力開口２８を通過する。
【０１５４】
検出室１４に入る光の実質的に全部が、検出室１４の内壁により少なくとも１回反射された後に光検出器２５により受光される。検出器２５の受光素子の位置により、受光素子は２方向以上から光を受光する。特に、受光素子は、少なくとも第１方向及び反対の第２方向から光を受光する。
【０１５５】
試料室１２、検出室１４、及び検出器２５は、積分集光器として動作するように配置されて、試料室１２及び検出室１４が試料室及び検出室内で反射光を積分すなわち積算するようにする。反射光の和は、光検出器２５によりサンプリングされる。試料が試料室１２内にある場合、光検出器２５により検出される光の分布は試料の光学特性に応じて変わる。
【０１５６】
図１〜図４の実施形態等の実施形態の特徴として、積分球の形態の単一の試料・検出室を、積分空間を個別に又は合わせて提供する２つ以上の別個の室に置き換えてもよい。適当な測定精度を得つつ室の任意の適当な形状を選択することができることが分かった。例えば図１〜図４の実施形態のような直方体形状室の使用が、特に小型の設計をもたらし、例えば小型の並列式又は他の様式で単一のハウジングに複数の装置を配置することを可能にすることが分かった。これは、小型でロバストな設計が特に重要であり得るポイントオブケア設計で特に有用であり得る。このような小型設計により、さらに後述するように単一光源からの光を複数の検出室に多重化することもより容易になり得る。例えば図１〜図４の実施形態のような複数室設計は、検出室及び試料室の相対移動も可能にし得る。これは、例えば単一の検出室及び／又は検出器を複数の試料室と組み合わせて用いることが望まれる場合に、有用であり得る。異なる試料室からの光は、例えば異なる試料室を移動させて検出室と順に整列させることにより、又は光スイッチ及び／又はルーティングコンポーネントを用いて光を異なる試料室から検出室へ順に指向させることにより、検出室へ順に供給することができる。
【０１５７】
例えば図１〜図４のもの等の小型の多室設計により可能となり得るように、異なる試料室に同じ光源を用いること、及び／又は異なる試料室に同じ検出器及び／又は検出室を用いることは、例えば、試料毎に異なる光源及び／又は異なる検出器若しくは検出器設備の使用から生じ得る測定値のばらつきを低減することができるので、有益であり得る。これは、オペレータによる大きな保守も較正もなく長期間にわたってロバスト且つ確実な動作が特に重要であり得るポイントオブケア型システムに特に重要であり得る。
【０１５８】
光源２２は任意の適当な光源であり得る。いくつかの実施形態では、光源２２はレーザ又はＬＥＤである。光源が装置とは別個に設けられる実施形態もあれば、光源が装置の一体部分として設けられる実施形態もある。いくつかの実施形態では、光源は、光入力部に隣接して設けられる。いくつかの実施形態では、適当な光源は、任意のコリメート光源、場合により単色コリメート光源である。
【０１５９】
代替的な実施形態では、光源は、光入力部２２から遠隔に設けられ、光ファイバ又は他の適当な光ガイドが、光源と光入力部との間に設けられて光を光源から光入力部へ進ませる。
【０１６０】
いくつかの実施形態では、光検出器２５はフォトダイオードを含む。任意の適当な光検出器又は検出器又は光検出デバイスが用いられ得ることが理解されよう。他の適当な光検出器としては、限定はされないが、デジタルカメラ、光電子増倍管が挙げられる。
【０１６１】
付加的な検出回路（図示せず）も設けられる。検出回路は、検出器からの検出信号を処理する。いくつかの実施形態では、検出回路は位相敏感検波器である。かかる実施形態では、光入力部に入る光を既知の変調方式を用いて変調することができ、検出回路は、既知の変調・検出信号を用いて測定信号を発生するように構成される。
【０１６２】
上述のように、少なくとも検出器２５の受光部分は検出空間内にある。他の実施形態では、検出器２５の受光部分が完全に検出室１４外に設けられ、且つ／又は検出器２５自体は、検出室１４とは別個に且つ／又は完全に検出室１４外に設けられる。かかる実施形態では、検出開口（図示せず）が検出室の壁に設けられ、検出器及び検出開口は、光を検出室１４から検出器へ向けて出すように配置される。他の光学素子が、検出開口に、検出器に、又は検出開口と検出器との間の光路上に設けられて、検出室から出る光を検出器２５に向けて導き且つ／又は集束させ得る。
【０１６３】
可動又は非可動の他の光学素子、例えばレンズが用いられ得る。非可動光学素子、例えば固定焦点レンズは、落下又は他の接触の場合のロバスト性の向上という利点をもたらすことができる。
【０１６４】
上記のように、いくつかの実施形態では、試料室１２はビームダンプ出力部（図１には図示せず）を有する。ビームダンプ出力部は、光源２２と光入力部２４との間に規定されたビーム軸に沿って位置決めされる。動作の際には、光入力部２４に入る少なくとも一部の光は、試料により実質的に散乱も反射もされず、したがって実質的に試料を通過するので、試料室１２からビームダンプ出力部を通してビームダンプ（図示せず）へ出る。ビームダンプは、ビーム軸上に位置決めされる。ビームダンプの代わりにバッフルを設けることもできる。
【０１６５】
上述のように、試料室１２は、動作の際に生体試料液が第１室内にあり第２室から隔離されるように構成される。上述の実施形態では、隔離は試料セル１２により行われる。他の実施形態では、試料室１２内にある生体試料液の隔離は、他の又は付加的な隔離手段により行われる。
【０１６６】
いくつかの実施形態では、生体試料の通過を防止するためにバリアが設けられる。バリアは、生体試料の通過を防止し且つ第２室から生体試料液を隔離する任意の位置に設けられ得ることが理解されよう。いくつかの実施形態では、バリアは、実質的に試料室１２内に設けられる。いくつかの実施形態では、バリアは、試料室１２と検出室１４との間に設けられる。
【０１６７】
上述の実施形態では、取外し可能な試料セル１８は透明壁を有する。いくつかの実施形態では、これらの壁は実質的に透明である。いくつかの実施形態では、試料セルは、例えば実質的にその面積全体が実質的に透明な少なくとも１つの壁を含む。
【０１６８】
他の実施形態では、試料セルは、１つ又は複数の実質的に透明な開口を含む１つ又は複数の実質的に不透明な壁を有し、１つ又は複数の実質的に透明な開口は、試料セル１８の不透明な壁に設けられて光を試料セル１８に出入りさせる。いくつかの実施形態では、入射開口（entrance aperture）が実質的に不透明な第１壁（例えば、光入力部２４に最も近い壁）に設けられ、出射開口が実質的に不透明な第２壁（例えば、試料室１２の出射開口２６に最も近い壁）に設けられて、それぞれ試料セル１８に光を出入りさせる。いくつかの実施形態では、試料セル１８の入射開口は光入力部２４と整列し、試料セルの出射開口は試料室１２の出射開口２６と整列する。
【０１６９】
実質的に不透明な壁を有する実施形態では、上記壁は、試料セル内の光が試料セルの壁で反射されるように反射性でもあり得るか又は反射層も含み得る。さらに他の実施形態では、試料セル１８の実質的に不透明な壁は反射性であり、試料室１２の内壁も反射性である。試料セルの壁及び試料室の壁に異なる材料を選択することにより、試料室の壁を試料セルの壁よりも低反射に又はその逆にすることができることが理解されよう。いくつかの実施形態では、試料室１２の内壁は実質的に無反射であり、試料セル１８の壁は反射性であり、試料室１２内の光の多重反射が試料セル１２内でのみ起こるようになっている。したがって、かかる実施形態では、試料セル自体が試料室内の積分容積を提供し得る。
【０１７０】
上記の壁及び表面は、透明及び不透明と記載されている。これらの用語は、選択波長又は波長域に対して実質的に透明及び実質的に不透明を意味し得ることが理解されよう。
【０１７１】
非限定的例として、試料室１２及び検出室１４の壁に適した材料として、反射材料、酸化チタン、アルミニウム、銀、白金、を含む任意の材料が挙げられる。いくつかの実施形態では、反射材料が試料室１２の壁及び／又は検出室１４の壁に設けられる。反射材料は、任意の適当な塗布プロセス、例えば堆積プロセス、コーティングプロセス、スパッタ堆積プロセス、塗装プロセス、印刷プロセスを用いて施され得る。
【０１７２】
アルミニウム、銀、及び／又は白金を含む反射層は、全てが室内に光を保つと共に室の光積分を完了する（complete light integration）よう働く反射層である。
【０１７３】
壁は、拡散コーティング層、例えば酸化亜鉛及び酸化アルミニウムも含み得る。これらのコーティングは、反射によるビームの形成を止め、光を光子の均質な膜にする。拡散表面で反射された光は、室内を満たす。これにより、光検出器が室内の特定の点（例えばコーナ）から反射した特定のビームではなく一般化された信号を取得していることが確実となる。
【０１７４】
いくつかの実施形態では、積分室の壁は実質的に反射性、すなわち「光密（light-tight）」であり、光がビーム経路に沿って又は検出室内へだけ逃げることができるようになっている。試料室に入る光のうち、試料により吸収されない、すなわち試料室から出てきた実質的に全部が反射されることが理解されよう。
【０１７５】
いくつかの実施形態では、レーザビームが通過すると、光のほぼ全部がビームダンプ出力部を通して試料室を出る。試料により散乱された光の量は、関連する光、反射／屈折／散乱（ＲＲＳ）光である。いくつかの実施形態では、試料室に入る光の９０％超がビームダンプ出力部から出て、１０Ａ％未満が散乱、反射、又は屈折される。
【０１７６】
ＲＲＳ光の一部は、レーザ入射及び出射ポートを介してチャンバを出るが、光の大部分、実施形態によっては９５％超が、試料を囲む試料室により収集される。
【０１７７】
上述の実施形態では、図２、図３、及び図４を参照してさらに詳細に示すように、試料空間は、試料室１２に挿入されるよう取外し可能な試料セル１８の形状及び／又はサイズに一致する形状及び／又はサイズを有する。上述の実施形態では、取外し可能な試料セル１８は、挿入されると実質的に直立状態に保たれる。取外し可能な試料セル１８及び試料室１２の試料空間のサイズ及び／又は形状の一致により、試料セル１８が少なくとも１方向に、好ましくはいずれの方向にも移動を防止される。
【０１７８】
図２、図３、及び図４は、検出装置の実施形態を示す。図２は、分解構成の検出装置の分解図を示す。図３は、組立て済みの開放構成の検出装置を示す。図４は、組立て済みの閉鎖構成の検出装置を示す。この実施形態では、蓋２０が取り外されており、したがって装置は蓋２０の取り外しにより開放構成から閉鎖構成へ移動する。
【０１７９】
図２は、分解構成の装置１０を示す。図２は、実質的に図１を参照して説明したような、蓋２０、試料室１２、及び取外し可能な試料セル１８を示す。装置１０は、図１を参照して説明したような光入力部２４、検出室１４、及び検出器１４を含む本体５０も有する。
【０１８０】
上述の特徴と共に、本体５０は、試料室１２用のマウンティングも提供する。この実施形態では、試料セル１８が試料室１２から取外し可能であるのに加えて、試料室１２は、検出室を含む本体５０から取外し可能である。
【０１８１】
図２は、試料室１２に挿入された取外し可能な試料セル１８を示す。試料室１２は、試料セルを収納する試料セル収納設備を有する。試料セル収納設備は、試料セル１８を試料室１２内へ導くガイド（図示せず）を有する。ガイドは、検出のために試料セルを試料空間内の所望の位置へ導くことができる。
【０１８２】
上述の実施形態は、試料室１８に挿入されるよう試料セル１８の形状及び／又はサイズに一致する形状及び／又はサイズを有する試料空間を有し、動作の際に試料セル１８が試料空間内にあるときに実質的に直立状態で保たれ且つ／又は実質的に移動を防止されるようになっている。試料空間は、試料室１２の壁と試料セル１８の壁との間の接触又は近接によりいずれの方向にも移動を防止される。試料空間の壁も、試料セルを直立位置に保つように試料セルの移動を制限する。他の実施形態では、異なる所望の位置を維持することができる。
【０１８３】
図２から分かるように、試料室１２は検出室１４よりも大きい。試料室１２及び検出室１４は、それぞれが立方体又は直方体形状を有する。
【０１８４】
図３は、組立て済みの閉鎖構成の装置１０を示す。蓋２０は取外し可能であり、図３は蓋２０を取り外したものを示す。他の実施形態では、蓋２０が試料室に固定されて試料室１２への試料セル１８の挿入を可能にするように開放可能であり得ることが理解されよう。他の実施形態では、試料室１２の任意の壁、例えば底又は側壁が、試料室１２への試料セル１８の挿入を可能にするように取外し可能又は開放可能であり得ることが理解されよう。上記取外し可能又は開放可能な蓋、壁、又は底は、動作の際に光を反射する反射面を含むことができる。
【０１８５】
図４は、組立て済みの閉鎖構成の装置１０を示す。試料室１２及び検出室１４が、実質的にＬ字形構成で配置されていることが分かる。
【０１８６】
上述のように、第１室の本体及び第２室の本体は、相互に取外し可能である。他の実施形態では、第１室の本体及び第２室の本体は、マウンティング又はハウジングを提供する第３本体から取外し可能である。他の実施形態では、第１室の本体及び第２室の本体は、単体の一部を形成する。
【０１８７】
試料室１２の本体及び試料室１４の本体は、金属から形成される。他の実施形態では、本体の一方又は両方は、別の材料、例えばプラスチックから形成される。本体は、成形プロセス、射出成形プロセス、印刷プロセスの少なくとも１つを用いて形成され得る。
【０１８８】
上述のように、試料セル１８は、キュベットであり得るか又はキュベットを含み得る。いくつかの実施形態では、試料セル１８は使い捨てである。
【０１８９】
いくつかの実施形態では、試料室１２の本体及び試料室が結合される任意のさらなる本体は、１つ又は複数のロケーションピン又は試料室を所定位置に固定する他の固定手段を有する。ロケーションピンは、試料室の開口と検出室及び／又は光源の開口との間の位置合わせを可能にする。
【０１９０】
Ｌ字形構成により、２つの独立しているが協働する積分空間の可能性が得られる。これにより、上記積分空間の独立した移動及び／又は１つ（又は複数）の検出器及び１つ（又は複数の）試料室との積分空間の移動（moving integrating spaces with one (or more) detector and one (or more) sample chambers）を可能にし得る。
【０１９１】
試料室内に密着嵌合する試料キュベットの使用により、試料自体と試料室の反射拡散壁との間の空間が減り得る。これにより、散乱光子が光入力部又は出射ポートの一方から誤って逸れる（したがって失われる）可能性、及び／又は散乱光子が試料キュベットと反射壁との間の空間にある大気粒子により吸収されることで吸収により失われる可能性が減り得る。このような配置は、直方体形状の試料室及び対応した形状の試料キュベットを用いて容易に得ることができる。
【０１９２】
試料室の直方体形状は、付加的な利点をもたらし得る。（試料室が例えば球体ではなく）試料室がキュベットに「被せられる（jackets）」すなわちキュベットを「覆う（clothes）」と、試料自体（キュベット内の液体）と試料室の反射拡散壁との間の空間が小さくなる。空間が小さくなるので、散乱光子がレーザ入射又は出射ポートの一方から誤って逸れる（したがって失われる）可能性が低くなる。さらに又は代替として、散乱光子が空間内にある大気粒子により吸収されて吸収により失われる可能性が低くなる。
【０１９３】
直方体形状は、さらなる利点をもたらし得る。特に、直方体形状は、複数の試料室を例えば積み重ね又は並列により高密度実装構成で配置することを可能にし得る。これにより、以下の利点を得ることができる：効率的な空間使用；単一のレーザ及び／又は検出器アレイを用いて試料室を単一のレーザ及び／又は検出器アレイと結合構成で移動させる実施形態での移動のし易さ；多数の並列の大きな積分球よりもはるかに容易なシステム全体（全「積重ね」直方体状空間）の加熱及び冷却。効率的な空間使用は、作業空間が限られた実験室及び／又は試料室の輸送の課題であり得る。
【０１９４】
この実装は、動作条件のばらつきの低減も可能にし得る。例えば、対照試料及び実験試料を、それぞれが実質的に同じ環境にあるように相互に近接して配置することができる。
【０１９５】
図５（ａ）〜図５（ｃ）は、さらに別の実施形態による検出装置を斜視切取分解図で示す。図５（ａ）〜図５（ｃ）の実施形態の装置の構造は、図１〜図４の実施形態と同様であり、試料室１２、検出室１４、及び挿入可能な使い捨てキュベット１８の形態の試料セルを含む。図５（ａ）及び図５（ｂ）の図は、試料室１２を切断図で、試料室１２、キュベット１８、及び試料室蓋２０を部分的に分解した構成で示す。図５（ａ）〜図５（ｃ）の装置は、マウンティング設備３０を含み、これに試料室１２及び検出室１４が装着されて装置を形成する。試料室１２及び検出室１４は、マウンティング３０に対して別個に着脱可能であり、これがコンポーネントの保守、洗浄及び／又は修理、又は交換を容易にし得る。
【０１９６】
マウンティング３０は、レーザ又は他の光源を装着することができる開口３２を含む取付板を含む。レーザ又は他の光源が開口３２に装着されると、レーザ又は他の光源の出力部が試料室１２の入力ポート３４と整列し、入力ポート３４はさらに試料室の出力ポート３６と整列している。装置が動作構成にある場合、レーザからの光が入力ポート３４を通過して試料室内の（キュベット１８内の又は試料室に直接収容された）試料に伝わる。散乱しないか又はレーザのビーム軸に沿って前方散乱された光は、出射ポート３６を通り通常はビームダンプ（図示せず）に向かって前方に伝わる。試料室１２及び検出室のＬ字形構成により、例えばビームダンプが少なくとも部分的に検出室１４の上方に位置決めされ得る小型構成が得られる。
【０１９７】
試料により散乱された光は、試料室内で（例えば、試料室の反射壁により且つ／又は特定の実施形態によってはキュベットの反射壁により）反射され、最終的にさらに別のポート３８を介して試料室から出て、検出室の入力ポート４０を介して検出室に入る。上記さらに別のポート３８及び入力ポート３０は、装置が動作構成にある場合に整列する。
【０１９８】
図５（ｄ）及び図５（ｅ）は、さらに別の実施形態による装置の斜視図である。図５（ｄ）及び図５（ｅ）の実施形態のコンポーネント及び構成は、図５（ａ）〜図５（ｃ）の実施形態のものと同様だが、この場合は１列６個の検出室１４がマウンティング５０に装着される。各検出室を用いて、別個のキュベット又は他の試料セル１８を保持することができる。各試料セルは、例えば異なる試料、例えば異なる微生物、又は異なる抗生物質若しくは他の潜在的活性作用物質（potentially active agents）と組み合わせた同じ微生物を収容し得る。
【０１９９】
図５（ｄ）及び図５（ｅ）の実施形態では、各試料室１２は、レーザ又は他の光源を装着するためにマウンティングにそれぞれ関連する開口３２を有する。代替として、単一の光源を別個の光ガイド、例えば光源から開口３２まで通る光ファイバケーブル（単数又は複数）と共に用いてもよい。本装置は、所望に応じて各試料室１２が命令で同時に又は順次に又は個別に光源から光入力を受けることができるように制御素子及び／又は制御可能な光学系を含み得る。
【０２００】
図５（ｄ）及び図５（ｅ）の実施形態は、単一の検出器装置を含む単一の共通検出室１４を含む。試料室への光入力部を順に作動させることができ、図５（ｄ）及び図５（ｅ）の共通検出室１４を用いて異なる試料室に対応した別個の測定値を順に得ることができる。
【０２０１】
図５（ｆ）及び図５（ｇ）は、さらに別の実施形態による装置の斜視図である。図５（ｆ）及び図５（ｇ）の実施形態のコンポーネント及び構成は、図５（ｄ）及び図５（ｅ）の実施形態のものと同様であり、１列６個の検出室１４がマウンティング６０に装着される。
【０２０２】
この場合も、各試料室１２は、マウンティングにそれぞれ関連する開口３２を有する。この実施形態では、マウンティング６０は可動であり、試料室１２のうち選択された１つにおける試料の選択された１つの測定値を得るために、関連する開口がレーザ又は他の光源（図示せず）と整列するようにマウンティングを横方向に移動させる。したがって、マウンティング６０の適当な移動により、試料室１２のそれぞれにおける試料を順に、又は試料室のうち任意の選択された１つを測定することができる。
【０２０３】
図５（ｆ）及び図５（ｇ）の装置は、対応する試料室１２にそれぞれ関連する別個の検出室１４を含む。代替的な実施形態では、例えば図５（ｄ）及び図５（ｅ）に関して説明したものと同様に、別個の検出室の代わりに単一の共通検出室を用いてもよい。
【０２０４】
任意の適当な検出分析システムを図１〜図５の実施形態と共に用いることができる。いくつかの実施形態では、特許文献１に記載の検出分析システムが用いられる。特許文献１の内容を参照により本明細書に援用する。いくつかの実施形態では、６３５ｎｍ波長レーザの形態の光源が用いられる（６２０ｎｍ〜７５０ｎｍの波長域の任意の光がいくつかの他の実施形態で用いられる）。この実施形態のレーザは、レーザ出力の変調周波数及び位相を制御するように適合された信号発生器に接続される。光検出器は、デジタル位相敏感検波器（ＰＳＤ）に接続される。増幅器の入力が信号発生器に接続される。増幅器の出力がデジタルオシロスコープ６６に接続される。ＰＳＤは、位相敏感検波を用いて、特定の基準周波数及び位相、この場合は信号発生器により設定された変調周波数の信号の成分を選出する。基準周波数以外の周波数の雑音信号は除去され、測定に影響を及ぼさない。デジタルオシロスコープからの出力は、コンピュータディスプレイに供給される。
【０２０５】
信号発生器は、レーザ光源の出力周波数を変調するように配置される。一例として、レーザは、＋１６９°の位相及び２００ｍＶのピーク−ピーク振幅とした１０ｋＨｚの周波数で変調され得る。検出された信号は、ＰＳＤにより濾波される。ＰＳＤは、光検出器からの検出信号を濾波する。ＰＳＤは、検出信号を光源にかけられた変調と同期させて、不所望な雑音、例えばバックグラウンド電気又は光（luminous）雑音を排除する減衰システムを提供する。濾波された信号は、デジタルオシロスコープに送信されて記録される。記録された信号は、コンピュータディスプレイで表示することができる。
【０２０６】
任意の適当な制御・測定回路が、代替的な実施形態で用いられ得る。例えば、いくつかの実施形態では、ロックイン増幅器、信号発生器、及びアナログ又はデジタルオシロスコープを用いて、レーザ又は他の光源を変調し且つ変調された検出信号を検出することができる。代替として、それらのコンポーネントのいずれか又は全部を、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェア及び（or）ソフトウェアの適当な組み合わせの形態での専用デジタル信号処理と置き換えてもよい。いくつかの実施形態では、コリメートレンズを用いて光入力がコリメートされ得る。光学的筒／通路を用いて、光学コンポーネント又は光学室、例えば試料室及び検出室が連結され得る。いくつかの実施形態では、室及び／又は通路及び／又は試料セルの表面には、反射及び／又は拡散層、例えばアルミニウム反射層及び酸化チタン拡散層が設けられ得る。
【０２０７】
いくつかの実施形態では、唯一の能動光学素子は１つ又は複数のレーザである。レーザ（単数又は複数）は、例えば１０ｋＨｚの振動正弦波を作るように信号発生器（物理的又は仮想）を駆動し得る。いくつかの実施形態では、このレーザ信号からの散乱が、受動フォトダイオードにより検出されてＬＩＡに中継され、ＬＩＡが雑音を濾波して振動レーザ信号のみを報告する。いくつかの実施形態では、レーザ信号は、受動光ファイバにより試料へ伝えられ得る。
【０２０８】
実施形態による装置を用いて、液体試料中の生物の存在を検出することができる。生物は微生物を含み得る。いくつかの実施形態では、生物は細菌である。試料は、さまざまな異なるタイプの試料、例えば、血液、血漿、尿、水、細菌増殖液、脳脊髄液（ＣＳＦ）、膿、又は関節吸引液の1つ又は複数のうちの少なくとも１つであり得る。
【０２０９】
いくつかの実施形態では、複数の装置が併設される。一例として、２つ以上の装置、単一の光源、及び光ガイド設備がある。光ガイド設備は、複数の導光素子、例えば光ファイバを含む。光ガイド設備は、光源から複数の光ファイバへ伝わる光を選択するために光選択素子、例えば光スイッチ、スプリッタ、又はルータも有する。各光ファイバは、光を光源から各装置へ導く。各光ファイバ設備は、光ファイバケーブル又は当該ケーブルの束として設けることができる。
【０２１０】
複数の光ファイバを含む設備を設けることにより、試料毎の動作条件のばらつきを減らすことができる。例えば、全部の試料室に対して１つのレーザのみが設けられるので、試料室毎に異なるレーザの動作に関するばらつきがなくなる。
【０２１１】
上述のように、いくつかの実施形態では、試料室は検出室から取外し可能である。さらに他の実施形態では、結合機構及び駆動設備が設けられる。結合機構は、例えば実質的に上述したように、試料室からの光（例えば、散乱／反射光）を検出室に伝達できるように試料室を検出室に結合するように動作可能である。駆動設備は、結合機構を駆動するように構成される。
【０２１２】
駆動設備は、ソフトウェア及び／又は電子制御下で電気機械的手段により動作可能であり得る。駆動設備はモータを含み得る。さらに別の制御装置が、駆動設備を制御するために設けられる。駆動設備は、電気的、磁気的、且つ／又は電磁的に駆動され得る。駆動設備により駆動されるものとして上述したが、いくつかの実施形態では、結合機構は手動で作動される。
【０２１３】
結合機構は、試料室を検出室と結合する。さらに詳細には、結合機構は、試料室及び検出室の一方又は両方を移動させて相対移動を得るように動作可能である。
【０２１４】
試料室、検出室、試料セル、及び光源のいずれかを結合する結合機構を設けることができることが理解されよう。いくつかの実施形態では、試料室及び検出室の一方又は両方を移動させる代わりに、結合機構は、試料室及び検出室を固定の空間関係に保ち且つ光源を試料室及び検出室に対して移動させるように構成される。
【０２１５】
結合機構は、試料室を検出室と結合構成にするように構成される。結合構成では、試料室及び検出室は上述のように動作することができる。特に、結合構成では、試料室の出射開口は結合室の入力開口と整列する。結合構成では、試料室と検出室との間に光路がある。結合構成では、試料に関する信号を検出することができる。
【０２１６】
光源が試料室に対して可動である光源を有する実施形態では、結合機構は、光源及び試料室を結合構成にして光源を試料室の光入力部と整列させることもできるように動作可能であり得ることが理解されよう。
【０２１７】
さらに他の実施形態では、複数の試料室が、単一の検出室、結合機構、及び駆動設備と共に設けられる。結合機構は、上述のように、複数の試料室の１つを検出室と結合構成又は結合位置にするように動作可能である。結合機構は、一度に１つの試料室を結合構成にする。いくつかの実施形態では、結合機構は、試料室を順番に結合位置にし、順番は所定のものであり得る。いくつかの実施形態では、結合機構は、連続した試料室を検出室との結合位置にする。
【０２１８】
結合機構は、直線的に又は回転により移動し得る。結合機構及び駆動設備は、検出室を通過するように複数の試料室を移動させるためのモータにより駆動されるコンベヤ型又はカルーセル型のシステムを含み得る。結合機構は、試料室が結合位置になると上記移動を停止させるさらに別のコントローラを有し得る。これは、さらに他のセンサを用いて検出室に対する試料室の位置を検出し且つ／又は２つの室間又はそれらの各開口間の整列を検出し得る。この実施形態は、例えば臨床検査室環境での被験試料のスループットの向上（large a higher throughput）を可能にし得る。
【０２１９】
図６〜図１０は、実施形態による装置の使用から得られた結果を示す。
【０２２０】
図６は、種々の濃度の第１タイプの抗生物質（メロペネム）の存在下での生体試料の細菌増殖を示す、時間の関数としての検出器出力（ｍＶ）のプロットである。生体試料は大腸菌である。上側ラインは、抗生物質無しの対照ウェル内の細菌増殖を表す。この結果は、生物の自然増殖が非常に短時間に有意量に達することを示す。プロットに示す他の５本のラインは、メロペネムの濃度を増加させた場合の生物の増殖の結果を表す。プロットによれば、この生物の最小発育阻止濃度（ＭＩＣ）は２ｍｇ／Ｌ未満である。同じくプロットによれば、この値を上回ってメロペネムの濃度を高く選択するほどコントロールラインからの逸脱が加速される。３０分よりもはるかに短時間で結果を得ることができる。さらに、プロットは、メロペネムが溶解及び散乱低減を引き起こすのでこの薬物の作用機序も示す。
【０２２１】
図７は、種々の濃度の第２タイプの抗生物質（ゲンタマイシン）の存在下での生体試料の時間の関数としての細菌増殖のプロットである。結果は図６に示すものと同様である。図７のプロットによれば、ゲンタマイシンに対するこの生物のＭＩＣは２ｍｇ／Ｌ未満である。図６を参照して説明したように、抗生物質の濃度がＭＩＣレベルを上回るほど、コントロールラインからのテストラインの逸脱が加速される。生物が死滅すると、散乱は静止する。
【０２２２】
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、種々のタイプの抗生物質の存在下での時間の関数としての試料の細菌増殖を示すプロットである。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、種々のタイプの抗生物質に関するブレークポイントを示す。図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すデータを用いて得られた測定値をそれぞれ表１及び表２に示す。
【０２２３】
【表１】
2021515245.tif 000003
【０２２４】
【表２】
2021515245.tif 000004
【０２２５】
図９は、検出装置の使用方法を示す概略図である。図９に示す使用は、尿路感染症の迅速診断用である。しかしながら、これは非限定的例として示すにすぎない。
【０２２６】
これは、複数の試料室を検出構成に順次に移動させることを含み得る。試料毎に２回以上の測定を実行して記憶し、増殖曲線、例えば図６、図７、図８、及び図１０に示すものを確定し得る。
【０２２７】
図１０は、種々のタイプの抗生物質の存在下での尿試料の時間の関数としての細菌増殖のプロットである。尿試料は、メロペネムに対して耐性がありペニシリン（pencillin）、アモキシシリン、ゲンタマイシン、及びシプロフロキサシンに対して感受性があるクレブシエラ属を有意量含有する。コントロールラインは最上ラインである。
【０２２８】
上から２本目のラインは、メロペネムで処理した尿試料の結果に対応する。上から２本目のラインは、コントロールラインと部分的に重なる。したがって、尿試料はメロペネムに対して耐性があることが分かる。他のラインは、シプロフロキサシン、ゲンタマイシン、ペニシリン、及びアモキシシリンで処理した尿試料の結果に対応する。したがって、これらの結果から、尿がシプロフロキサシン、ゲンタマイシン、ペニシリン、及びアモキシシリンに対して感受性がある細菌を含有していることが分かる。
【０２２９】
いくつかの実施形態では、上述のように、複数の試料室を単一の検出室、結合機構、及び駆動設備と共に設けて、試料室を検出室との結合位置に連続的に移動させる。さらに他の実施形態では、複数の試料室は、単一の検出室、結合機構、及び駆動設備と共に用いられる構造、例えば試料カセットの一部として設けられ得る。図１１〜図１５は、採取した液体試料、例えば尿試料を収容する試料容器７０と、複数の試料室を有する試料カセットを有する底部とを示す。使用の際には、各試料室が異なる被験抗生物質及び／又は増殖培地を収容する。採取した液体試料の少なくとも一部を複数の試料室に分配する分配機構が、例えば底部の一部として設けられる。カセットを移動させることにより、複数の試料室を連続的に単一の検出室との結合位置にして、試料室のそれぞれにおける試料の測定を実行することができる。試料カセットを含む試料容器は、単一の試料を複数の異なる抗生物質に対して試験できるようにするシステムを提供する。
【０２３０】
さらに詳細には、図１１は、検出装置と共に用いる実施形態による試料容器７０の概略図である。図１５（ａ）〜図１５（ｋ）も、試料容器７０の斜視図を示す。試料容器７０は円筒形である。代替的な実施形態では、試料容器の他の幾何学的形状が与えられる。
【０２３１】
試料容器７０は、上採取部とも称し得る上容器部７２と、取外し可能な底部７４とを有する。容器部７２は、採取試料とも称する液体試料を上容器部内に入れることを可能にする上開口部を有する。上開口部は、円筒の実質的に上端に対応する。いくつかの実施形態では、上開口部は、円筒の上端の一部に対応し得る。図１２及び図１５に示すように、取外し可能な底部７４は、検出装置と共に用いられる試料カセットを提供し、試料カセットは、検出装置での試験対象の採取試料の一部を収容する複数の試料セルを有する。取外し可能な蓋７６も試料容器７０の上開口部に設けられて、試料容器７０がその上面で開閉される。いくつかの実施形態では、蓋は上容器７２のシールを提供し得る。
【０２３２】
いくつかの実施形態では、取外し可能な蓋は平坦である。他の実施形態では、取外し可能な蓋は凹部を含み、蓋を試料容器に取り付けて試料容器を逆さまにすることにより反転させると、沈殿物及び他の望ましくない粒子状物質が蓋の凹部に集まるようになっている。
【０２３３】
上容器部７２及び蓋７６は、試料、例えば尿試料を保持する密閉空間を提供する。容器部７２は内側接着面７８を有する。蓋７６も内側接着面を有する。容器部７２の底の内面は、忌避面（repellent surface）となるように処理される。内側接着面は、試料中の沈殿物が内側接着面に付着するように処理される。内側接着面は、１つ又は複数の接着物質により処理され得るか、又は粗いプラスチック面（rough plastic surface）を含み得る。
【０２３４】
円筒形の試料容器７０をその軸周りにスピンさせ、したがって液体を回転させることにより、容器部７２内の試料を分離又は精製する分離又は精製プロセスを実行することができる。試料中の沈殿物は、こうして容器の回転から生じる力により接着面の方へ押されて当該接着面に付着する。
【０２３５】
上容器部７２及び下側底部７４は、取付け機構により相互に着脱可能である。いくつかの実施形態では、下側底部７４は、捻ることにより上容器部７２に着脱可能である。ロックされるように構成された任意の適当な取付け機構、例えばねじ締結又はバヨネット締結を用いてもよい。いくつかの実施形態では、ルアーロック型システムが上部と底部との間に設けられて、上容器部に対する底部のロック及びロック解除を可能にする。
【０２３６】
図１５、特に図１５（ｊ）及び図１５（ｋ）にさらに詳細に示すように、取付け機構はプラグ・ソケット機構を含む。底部は、先細であり得るねじ部材を有し、上容器は、ねじ部材を受けるようなサイズの対応するねじ開口を有する。底部は、ねじが上容器７２の開口と位置合わせされるように底部７４を位置決めし、ねじを開口に部分的に挿入した後に底部を回転させて上容器に固定することにより取り付けることができる。
【０２３７】
いくつかの実施形態では、複数のプラスチックタブが容器７０の周囲にリング状に設けられ、下側底部７４を上容器部７２に接合する。プラスチックタブは破断可能である。プラスチックタブは、容器の最初の使用前は下側底部７４を上容器に固定している。破断していないプラスチックタブは、容器が未使用であることをユーザに示すものでもある。
【０２３８】
容器は、上部７２と底部７４との間に開閉弁機構８０も有する。弁機構８０は、上部７２と底部７４との間の開口部と、開口部を閉じる可動部材とを含む。弁機構は、液体を上容器７２から底容器７４へ移動させることができる開放構成と、上容器部７２から底部７４への液体の移動が防止される閉鎖構成との間で移動するように動作可能である。使用の際に、開放構成では、上容器部７２内の採取試料が試験のために底部８０の複数の試料室に分配される。
【０２３９】
図１２（ａ）は、取外し可能な底部の第１実施形態を示す。図１２（ｂ）は、取外し可能な底部の第２実施形態を示す。特に、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、上容器部７２からの採取試料を底部７４の複数の試料室に分配する分配機構の異なる実施形態を示す。
【０２４０】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）の第１及び第２底部の両方が、複数の試料セルを有する。使用の際には、各試料セルに異なる被験抗生物質が設けられる。試料液は、このときディスクの中央に位置決めされた開口部において各試料セルに導入され、試料セルへ運ばれる。各試料セル内の試料は、続いて検出装置を用いて試験される。
【０２４１】
いくつかの実施形態では、底部の開口は弁機構の開口である。いくつかの実施形態では、底部７４及び上容器７２の弁機構は、底部７４が取り付けられると底部７４の開口が弁機構の開口と位置合わせされるように構成される。
【０２４２】
図１２（ａ）は、複数の分割壁により、それぞれが試料セルを提供する複数のセグメントに分割されたディスクを示す。図１２（ｂ）は、ディスクの外縁にある複数の試料セルを示し、各試料セルは、液体を入口から試料セルへ運ぶ関連チャネルを有する。
【０２４３】
図１３は、いくつかの実施形態による弁機構を示す。図１３（ａ）は、開放構成の弁機構を示し、図１３（ｂ）は、閉鎖構成の弁機構を示す。弁機構は、開口部９２と中心軸周りに回転可能な可動部材９０とを有する。いくつかの実施形態では、２つ以上の独立可動部材が設けられる。いくつかの実施形態では、開口部は底部又は上容器の一方に設けられ、部材は底部又は上容器の他方の一部として設けられる。他の実施形態では、開口部及び可動部材の両方が底部又は上容器の一部として設けられる。
【０２４４】
図１３（ａ）に示すように、可動部材は、開口部９２を覆うように可動である２つのアームを有する。図１３（ｂ）は、閉鎖構成の弁機構を示す。図１５は、弁機構のさらに他の図を示す。
【０２４５】
いくつかの実施形態では、弁機構は取付け機構から独立しており、２つの部分間に液体を流すことを可能にするのとは無関係に２つの部分を相互に固定且つロックすることができる。
【０２４６】
他の実施形態では、弁機構は取付け機構により起動される。
【０２４７】
いくつかの実施形態では、弁機構及び取付け機構は、いずれも上容器及び底部の１つ又は複数の（one or more of：一方又は両方の）同じ運動又は作用により起動される。図１１〜図１５を参照して説明した実施形態では、別個の底部７４及び上容器７２が底部７４を位置合わせし捻ることにより相互に取り付けられる。底部のねじを上容器の対応する開口内で回転させると、弁機構、この実施形態では上容器の一部が起動される。底部のねじは、それにより弁機構に結合して、底部のさらなる回転により弁機構の可動アームが動くようになる。このように、底部を上容器に固定すると弁機構が開く。
【０２４８】
いくつかの実施形態では、取付け機構は弁機構に結合される。いくつかの実施形態では、弁機構は、上容器７２からの底部７４の離脱に応じて閉鎖構成から開放構成に移動し、弁機構は、上容器７２への底部７４の取り付けに応じて閉鎖構成から開放構成に移動する。
【０２４９】
さらに他の実施形態では、上容器内及び底部内の少なくとも一方の流体に圧力を加えることにより上容器７２と底部７４との間の液体の流れを制御する付加的な圧力手段が設けられる。例えば、負圧を加えて液体を複数の試料室へ移動させることができる。
【０２５０】
いくつかの実施形態では、底部を取り外したときに上容器が直立できるように、支持手段、例えば裾板（skirting）が設けられる。いくつかの実施形態では、支持手段はスカート又はスタンドである。いくつかの実施形態では、スカートは、底部が取り付けられるとスカートに嵌まるようなサイズである。
【０２５１】
弁機構は、種々の方法で実施され得る。いくつかの実施形態では、閉鎖構成時に開口部を完全に覆うサイズの１つ又は複数の閉鎖部材が設けられる。任意の適当な弁機構を用いてもよい。
【０２５２】
使用の際には、液体試料を上採取部７２に入れ、弁機構及び分配機構を介して底部７４の試料室に分配する。続いて、底部７４を上部７２に対して第１方向に（例えば、反時計方向に）捻ることにより、底部７４を上部７２から取り外す。続いて、実質的に上述したような単一の検出室、結合機構、及び駆動設備を有する検出器装置内に、分離した底部７４を配置する。底部の各試料室が連続的に検出室との結合位置になるように、分離した底部をその軸周りに回転させることにより試料室を移動させる。
【０２５３】
底部７４の取り外しの後に、さらに別の底部を同じ上採取部に取り付けて、上採取部に収容された採取試料の残りの試料を得ることができる。代替的に、底部７４自体を再度取り付けて残りの試料を得てもよい。
【０２５４】
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）において、底部の試料室をいくつかの実施形態による単一の検出室内に示す。
【０２５５】
図１４(ａ)は、球状の検出室１１４内の球状の試料室１１２を示す。図１４（ｂ）も、球状の検出室１１４内の球状の試料室１１２を示す。図１４（ａ）では、外側の検出室１１４のみが光積分容積である。図１４（ｂ）では、内側の試料室１１２及び外側の検出室１１４の両方が光積分容積である。図１４（ｂ）では、光検出器を保護するためにバッフルが設けられる。
【０２５６】
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、検出室に入って試料室内の試料により散乱されるレーザ光を示す。図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、光検出器の異なる位置を示す。
【０２５７】
いくつかの実施形態では、図１４（ａ）に示すように、内側の試料室１１２は、反射材料でコーティングされ、光積分容積として働く（acts a light integrating volume）。光を内側の試料室１１２から出す開口が設けられる。いくつかの実施形態では、内側の試料室の開口は、外側の検出室１１４の内面に設けられた光検出器と整列する。
【０２５８】
いくつかの実施形態では、図１４（ｂ）に示すように、内側の試料室１１２は少なくとも部分的に透明である。散乱光は、内側の試料室１１２の部分的に透明な面を通して試料室１１２から出る。外側の検出室は、光積分容積として働く。これらの実施形態では、バッフルがフォトダイオードの所に設けられる。
【０２５９】
図１４には球状の幾何学的形状を示すが、任意の形状の光積分室が用いられ得る。例えば、上述の直方体形状及びＬ字形の実施形態が用いられ得る。
【０２６０】
任意の適当な速度を用いて、試料カセットの試料室を連続的に検出室との結合位置にすることができる。例えば、検出装置内の試料カセットに典型的な回転速度は４８０ｒｐｍである。４８０ｒｐｍで回転する８個の試料室を有する試料カセットでは、各試料室が検出室に結合されて毎秒１回の読取り速度で読み取られる。さらに他の制御及び読出しエレクトロニクスを回転速度と同期させて、各試料室の連続読取りを実行できるようにする。
【０２６１】
上記実施形態では、カセット及び底部を円筒形又はディスク形で図示しているが、他の幾何学的形状が可能である。例えば、試料室を直列にした線形システムが設けられ得る。
【０２６２】
図１６は、検出装置を試料容器と共に用いる方法を示すフローチャートである。図１６は、尿試料を用いる方法を対象とするが、同じ又は同様の方法を用いて他の試料を試験してもよい。
【０２６３】
第１ステップにおいて、患者試料を採取する。この実施形態では、試料は中間尿検体（ＭＳＵ）である。検体は続いて直ちに検査すべきである。
【０２６４】
第２ステップの清澄化（clarification）ステップにおいて、試料容器内の試料をその軸上でスピンさせる。試料中のタンパク質及び細胞がトラップされて接着内面に付着する。細胞及び細菌は下面で弾かれる。
【０２６５】
第３ステップにおいて、検出装置を用いた試験のために複数の試料を試料カセットに導入する。特に、試料カセットへの入口を手動で又は装置により開くことにより、液体を試料カセットの複数の試料室に導入する。
【０２６６】
第４ステップにおいて、インキュベーション及び読み値の取得を含む試験プロセスを実行する。試験は、通常は最長３０分間実行される。
【０２６７】
第５ステップにおいて、試験プロセスから得られた読み値に基づいて分析プロセスを実行する。分析プロセスは、得られた読み値に基づいて株が試料室内の抗生物質又は他の作用物質に対して感受性か耐性かを決定することを含む。試料が抗生物質又は他の作用物質に対して感受性か耐性かの決定は、Ｓ結果又はＲ結果の取得と称し得る。試料がＳ結果かＲ結果かの決定は、読み値を閾値基準と比較することを含み得る。
【０２６８】
第１例として、試料が５０％阻害を示さない場合、試料は３０分後にＲと判定される。いくつかの実施形態では、分析プロセスは感受性結果の提供を含む。
【０２６９】
フローチャートは、結果を医療従事者に報告することを含む次にステップも有する。
【０２７０】
最終ステップは、既存の医療廃棄物システムに検体を廃棄することを含む。総細菌数はほとんど変わらないので、全物質を医療廃棄物として廃棄することができる。
【０２７１】
当業者には、本発明から逸脱することなく本明細書に記載の構成（enclosed arrangement）の変形が可能であることが理解されよう。したがって、特定の実施形態の上記説明は例として行ったものにすぎず、限定を目的としたものではない。当業者には明らかなように、記載された動作を大幅に変えることなく僅かな変更を行うことができる。
【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（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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【図５（ｃ）】
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【図５（ｄ）】
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【図５（ｅ）】
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【図５（ｆ）】
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【図５（ｇ）】
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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（ａ）】
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【図１１（ｂ）】
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【図１２（ａ）】
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【図１２（ｂ）】
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【図１３（ａ）】
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【図１３（ｂ）】
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【図１４（ａ）】
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【図１４（ｂ）】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１５ｃ】
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【図１５ｄ】
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【図１５ｅ】
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【図１５ｆ】
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【図１５ｇ】
2021515245.tif 000035
【図１５ｈ】
2021515245.tif 000036
【図１５ｉ】
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【図１５ｊ】
2021515245.tif 000038
【図１５ｋ】
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【図１６】
2021515245.tif 000040
【国際調査報告】
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2021515245.tif 000042
2021515245.tif 000043
2021515245.tif 000044
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