(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプルの光学的検査のための装置であって、
光信号用の光源と、
キュベットレセプタクルを有するベース部であって、前記キュベットレセプタクルはキュベットを収容するものであり、前記キュベットは、複数の平坦な側壁を有し、各側壁が隣接する側壁とある角度をなす、細い下部と、複数の側壁を有し、各側壁が隣接する側壁とある角度をなす、太い上部とを有し、前記太い上部の外周は前記細い下部の外周よりも大きく、前記キュベットは更に前記太い上部から前記細い下部に至る遷移領域を有し、前記ベース部は、前記遷移領域を収容し、前記遷移領域に合うように形成され、前記ベース部の第１の開口部に位置する光源が前記キュベットの前記細い下部の平坦な側壁を直接的に透過する光信号を送るものとなるように、前記ベース部が前記キュベットを位置決めするものである、ベース部と、
前記ベース部の第２の開口部に配置されており、前記キュベットの前記下部内の内容物により散乱された、前記光源からの前記光信号を受信する散乱光検出器であって、前記散乱光検出器の表面は、前記光源からの光路と略平行に位置している、散乱光検出器と
を備え、前記光源と前記散乱光検出器とが、前記装置の開口部内に少なくとも部分的に配置されている、装置。
【請求項２】
直線状に並んだ一連のキュベットを前進させるチャネルを更に備え、各キュベットは、測定位置へと順に前進し、測定の際に前記キュベットの前記下部は前記光源と前記散乱光検出器とに隣接するものである、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記装置がネフェロメータである、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記装置は、ストリップとして構成されたキュベットのアレイを収容するものであり、前記ストリップから前記キュベットの前記下部がつるされる、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記ベース部の第３の開口部に配置された透過光検出器と、
前記キュベットと前記透過光検出器との間に配置された光減衰フィルタと
を更に備えた請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の開口部が、前記光源と前記キュベットの前記細い下部との中間に配置された、集束レンズと一連の開口部とのいずれかを備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記集束レンズ、前記開口部又は前記一連の開口部は、透過する光をコリメートするものである、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記光源は、レーザ光源とＬＥＤとからなる群から選択されるものである、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記散乱光検出器と前記透過光検出器とが互いに９０度の角度をなすように配置されている、請求項５に記載の装置。
【請求項１０】
前記散乱光検出器及び前記透過光検出器は、紫外線（ＵＶ）から赤外線（ＩＲ）までの可視光スペクトルにわたって動作するものである、請求項５に記載の装置。
【請求項１１】
前記検出される光の波長が約６２０ｎｍ〜約７５０ｎｍの範囲にある、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記キュベットが光学的に透明である、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
サンプルの光学的検査のための装置であって、
ベース部と、
前記ベース部の第１の開口部に配置された光信号用の光源と、
前記ベース部の第２の開口部に配置され、前記装置に収容されたキュベット内のサンプルにより散乱される前記光信号を受信する第１の検出器であって、前記装置はキュベットを収容するレセプタクルを有し、前記レセプタクル及び前記キュベットは細い下部と太い上部とを有し、前記太い上部の外周は前記細い下部の外周よりも大きく、前記細い下部及び前記太い上部の各々は複数の平坦な側壁を有し、各側壁は隣接する側壁とある角度をなし、前記キュベットは前記太い上部から前記細い下部に至るテーパ状部を更に有し、前記ベース部は、前記テーパ状部を収容し、前記テーパ状部に合うように形成され、更に、前記第１の検出器が前記キュベットの前記細い下部内の前記サンプルにより散乱される前記光信号を検出するものとなるように、前記装置は前記キュベットを位置決めするものである、第１の検出器と
を備え、前記光源及び前記第１の検出器は、前記ベース部の開口部内に少なくとも部分的に配置される、装置。
【請求項１４】
前記装置がスペクトロメータである、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記装置がネフェロメータであり、
前記装置は、前記ベース部の第３の開口部に配置され、前記キュベットの前記下部内の前記サンプルを前記第１の開口部から透過した前記光源からの前記光信号を受信する第２の検出器を更に備え、
前記第２の検出器の表面は、前記光源から前記第１の検出器への光路と略平行に位置している、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記ベース部は、ストリップとして構成されたキュベットのアレイを収容するものであり、前記ストリップから前記キュベットの前記下部がつるされる、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記キュベットと前記第１の検出器との間に配置された光減衰フィルタを更に備えた請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１の開口部が、前記光源と前記キュベットの前記細い下部との中間に配置された、集束レンズと１つの開口部と一連の開口部とのいずれかを備えている請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
前記キュベットに伝わる光がコリメートされる、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記光源は、レーザ光源とＬＥＤとからなる群から選択されるものである、請求項１５に記載の装置。
【請求項２１】
前記第１の検出器と前記第２の検出器とが互いに９０度の角度をなすように配置されている、請求項１５に記載の装置。
【請求項２２】
前記第１の検出器及び前記第２の検出器は、紫外線（ＵＶ）から赤外線（ＩＲ）までの可視光スペクトルにわたって動作するものである、請求項１５に記載の装置。
【請求項２３】
前記検出される光の波長が約６２０ｎｍ〜約７５０ｎｍの範囲にある、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記キュベットが光学的に透明である、請求項１５に記載の装置。
【請求項２５】
積み重ねられた複数のキュベットから少なくとも１つのキュベットを切り離すステップと、
切り離されたキュベットをネフェロメトリ装置に準備するステップであって、前記キュベットは細い下部及び太い上部を有し、前記太い上部の外周は前記細い下部の外周よりも大きく、第１のキュベットの細い下部が第２のキュベットの太い上部に収まることで前記第１のキュベットを前記第２のキュベットの上に積み重ねることが可能であり、前記細い下部及び前記太い上部の各々は複数の平坦な側壁を有し、各側壁は隣接する側壁とある角度をなし、前記キュベットは前記太い上部から前記細い下部に至るテーパ状部を更に有し、前記キュベットの少なくとも前記細い下部内に検査用のサンプルが入れられている、ステップと、
前記キュベットをベース部のレセプタクルに収容するステップであって、前記レセプタクルは、前記テーパ状部に形状が合い、前記キュベットを位置決めするものであり、前記キュベットの細い下部の平坦な側壁が光路内に位置し、前記光路は、１つの開口部又は一連の開口部により、前記キュベットの前記細い下部にのみ向かう光を放つ光源から前記１つの開口部又は前記一連の開口部を通るように形成される、ステップと、
前記光源から、前記１つの開口部又は前記一連の開口部と前記キュベットの細い下部の側壁とを通じて、前記キュベットの前記細い下部へと光を透過させるステップと、
散乱光検出器を用いて、前記キュベットの前記細い下部内の内容物によって散乱された、前記光源からの光信号を検出するステップであって、前記散乱光検出器の表面は、前記光源が配置されている開口部と直交する開口部に位置し、前記散乱光検出器は、前記光源からの前記光路と略平行に位置している、ステップと
を含む、サンプルの濁度を測定する方法。
【請求項２６】
前記キュベットがキュベットのアレイに配置され、前記アレイは、各キュベットに入れられたサンプルの濁度が測定されるように前記ネフェロメトリ装置に配置されるものである、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記キュベットのアレイがストリップである、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記キュベットの前記細い下部に向かう光をコリメートするステップを更に含む請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１４年９月２９日出願の米国仮特許出願第６２／０５６，９１１号の出願日の利益を主張するものである。上記米国仮特許出願の開示内容は、引用することにより本明細書の一部をなすものとする。
【背景技術】
【０００２】
細菌培養物は、通常、専用の培地プレートにおいて増殖される。このプレートは、コロニーの集まり（mass colonies）及びいくつかの孤立したコロニーを生み出す。孤立したコロニーは通常、細菌の最も純度の高い形態である。なぜなら、このコロニーは、通常、限られた数の細菌から増殖し、他の細菌の増殖とは切り離されたものであるためである。通常、最も少ない数のコロニーを試験することが、サンプル純度を保証するために望ましい。しかし、現在の研究所の慣行では、培地から細菌サンプルを採取し、比較的大量の流体を収容する管内でサンプルを希釈することが必要である。流体懸濁液中の細菌物質の十分な濃度を得るには、培地プレートから多数の細菌コロニーを採集して、懸濁液を作製することが必要である。１つの欠点は、この手法ではサンプル純度が低くなる可能性があるということである。
【０００３】
１つの手法として、少量の液体（例えば、２００μＬ〜５００μＬ）を用いて、低い収量の細菌サンプルから高濃度の懸濁液を作製するものがある。これは、マシンオートメーションにおいて、自動コロニーピッキングシステムを用いてサンプルを採集し、懸濁液を生成する場合に特に重要である。例えば、自動コロニーピッカーは、懸濁液生成の際にコロニーをピッキングするために、培地プレートに複数回のパスを行う（make several passes）必要がある場合がある。最適な結果は、適正な細菌濃度を有する懸濁液を生成するために、ピッカーが比較的少ない数のコロニー（例えば５つ以下）から選別を行う場合に得られる。この手法では、３００μＬ以下の量の懸濁流体が必要である。１つの欠点は、高濃度の懸濁液を用いて少量の流体における細菌濃度を求めることは困難であるということである。したがって、サンプルを所望の濃度に自動的に希釈しながら、少量の流体における細菌濃度を正確に求めるシステム及び方法が必要とされている。
【０００４】
培養物の濁度、すなわち「濁り具合（cloudiness）」を測定することによって細菌濃度を求め、この測定値を細胞数（ＣＦＵ）に換算することができる。サンプルの濁度を推定する標準的な微生物学的方法は、マクファーランド値として知られる定量値を得ることに基づく。マクファーランド値は、当業者には十分知られており、本明細書において詳細には記載しない。マクファーランド濁度標準液（McFarland standards）は、微生物学、臨床学、及び他の同様の研究において培養密度を標準化するのに用いられる既知の濁度の溶液である。
【０００５】
微生物懸濁液の濁度は、ネフェロメータ（nephelometer）又はデンシトメータ（densitometer）等の器具によって求めるのが通常である。この器具は、光と懸濁液中の（複数の）粒子との相互作用の結果である光散乱の物理法則に基づいて測定を行う。サンプルの濁度は、光の透過及び散乱に影響を及ぼし、それにより、サンプルを透過する光の強度の測定が可能となる。ネフェロメータは、光をある角度でサンプルに通過させることによりサンプルの濁度を測定するのに用いる自動器具であり、散乱光の強度を測定するものである。このような測定は、小さい粒子の希釈懸濁液では、通過した（吸収されない）光が粒子によって散乱するという原理に基づいている。散乱の量は、３０度又は９０度の角度で光を集めることによって求められる。
【０００６】
研究で現在用いられているネフェロメータは、丸い管又はベッセル（vessel、容器）内部にサンプルを収容するように設計されている。この慣行では、管又はベッセルが使用前に洗浄され、それぞれのサンプルごとに同じ向きで装置内部に配置される限りにおいて、許容可能な結果が得られる。ネフェロメトリ（nephelometry）に関して、丸い管にはいくつかの欠点がある。１つは、管は使い捨てでなく、再使用の前に洗浄しなければならず、二次汚染のリスクがあることである。別の欠点は、光路は丸い管を通すとより変化しやすいため、サンプルごと及び管ごとに光路の一貫性を得るのが困難となることである。
【０００７】
ほぼ全ての例において、特有の形態を有するベッセルが、濁度を測定するネフェロメータ内部に配置されるサンプルごとに必要となる。様々なサイズ及び形状を有するベッセルの使用は、サンプルごとに一貫しない濁度読取り値をもたらす場合がある。装置及び方法は、ベッセル間の測定値の変動を最小にするとともに、光が異なる培地間を通過する際の光の回折及び屈折の作用を最小にするように設計される必要がある。
【０００８】
さらに、ＰｈｏｅｎｉｘＳｐｅｃ（商標）（Becton Dickinson社）等の大抵のネフェロメータは、付属の管におけるセル長が少なくとも１センチメートル（ｃｍ）であることを必要とするため、例えば約２００マイクロリットル（μＬ）又は約５００μＬの懸濁液等の非常に少量の微生物懸濁液の使用には向かない。標準的な試験管（例えば、１５ｍｌ容試験管）では、約５００μＬ程と少ない懸濁液は、１ｃｍ未満のセル長にしかならず、これは、市販のネフェロメータを用いてマクファーランド値を測定するのに適正ではない。例えばより細い試験管を用いて、サンプル高さを検出可能なレベルまで増加させることができるが、ネフェロメータ及び／又はデンシトメータは特定のサイズ及び形態の試験管を収容するように設計されているため、そのような試験管はこれらの器具では使用されないことが多い。したがって、約５００μＬ未満、好ましくは約２００μＬ程という少量の懸濁液の濁度を、迅速かつ正確に測定することを可能にすることができる装置及び方法が必要である。さらに、サンプルをベッセル内部で精製及び希釈して濁度を推定することができ、このベッセルが、サンプルを希釈し、少量のサンプルに対して正確で一貫した濁度測定値を与えるように構成されているような装置及び方法が必要である。
【発明の概要】
【０００９】
本明細書に記載の装置及びキュベットは、協働して、少量のサンプルの正確な光学的検査（optical interrogation）を行う。本明細書において、光学的検査とは、光学的に透明なキュベット内のサンプルに光信号を送ることである。光学的検査の例として、スペクトロメトリ（spectrometry）及びネフェロメトリが挙げられる。本発明は、ネフェロメトリに関して説明するが、本明細書に記載のキュベットの態様は、光学的検査用の他のデバイスにも適用可能及び適応可能である。１つの実施形態において、本発明に係る装置及び方法は、電子的な検出器／センサ及び特別なベッセルを使用することにより、約１００μＬ〜約５００μＬの量並びにその範囲内にある全ての量及び範囲内のサンプル量に対して微生物懸濁液のマクファーランド値の正確な推定を行う。少量については、本明細書内の別の箇所において定義する。検出器／センサ及びネフェロメータは、協働して、本明細書に記載の検出器／センサを用いて測定される全てのサンプルに対して均一な光路をもたらす。本明細書に記載の方法は、サンプルを通る散乱光及び／又は透過光の量を測定して濁度測定を行う、ネフェロメトリの原理を利用するものである。
【００１０】
記載の方法において、ベッセルの直径、容積、及びネフェロメータ内での光源に対する向きは、濁度測定に有利なサンプルセル長が与えられるように選択される。本明細書に記載の実施形態によれば、生体サンプルは、サンプル濁度を測定するように設計された自動システム又は装置（すなわち、ネフェロメータ）内に配置されるベッセルの直接的に内部の懸濁流体に混合される。ある特定の実施形態において、ベッセル（ベッセルは様々なサイズ、容積及びセル長である）を収容するように構成されている連続したレセプタクル（又は容器）のアレイが、装置を通して連続的にインデックス付け（index）される。装置は自動化されているため、様々な微生物学的、臨床学的及び研究所設備で用いるのに便利である。
【００１１】
本発明に係る装置は、選択された（複数の）波長のＬＥＤ又はレーザ源からの光が当てられる特別なキュベット／ベッセルに隣接して配置された電子センサの構造体である。キュベットは、濁度測定のための少量のサンプル（本明細書内の他の箇所において定義される）の検査用に設計されている。まず、微生物懸濁液を調製する。次に、懸濁液をベッセルに導入する。１つの実施形態において、装置は、ベッセルのうちのサンプルの検査が行われる領域にサンプルを集中させる、小容量ベッセル内のサンプルについて濁度測定値を得る。いくつかの実施形態において、ベッセルは、正方形又は長方形の形態を有する。したがって、ベッセルの壁は互いに約９０度の角度をなす。この構成により、壁厚のより均一な制御が可能になり、それにより、ベッセルごとの壁厚の変動がより大きい場合に生じる、ベッセル間のマクファーランド読取り値の変動が抑えられる。また、ベッセルの正方形状は、光がベッセルの表面に対して直角にベッセルに入ることを可能にする。これにより、検査用の光がベッセルに入る（又は出る）際の回折又は屈折の量が低減する。
【００１２】
本明細書に記載の他の実施形態において、ベース部と、ベッセルを収容するように構成されているレセプタクルと、散乱検出器と、透過光検出器と、光減衰フィルタと、光源と、集束レンズとを備えた自動ネフェロメータ装置が記載されている。ネフェロメータは、ネフェロメトリ測定が行われる小容量部分と、懸濁液を所望の濃度に希釈することを可能にするために設けられる、より大きい希釈容量部分とを有するベッセルを収容するようになっている。本明細書に記載のネフェロメトリ装置によって収容されるようになっているベッセルは、同義語的に「ベッセル」又は「キュベット」を指す。１つの実施形態において、装置は、一度に１つのベッセルを収容して処理するように構成されている。別の実施形態において、装置は、直線状のレセプタクル内部に配置される連続した一連のベッセルを収容するように構成されているスライドチャネルを有する。直線状のレセプタクルは、ベッセルを収容するように設計されたウェルを有するように構成されている。ベッセルは、約２００μＬ〜約５００μＬの範囲の量の液体サンプルを収容することができる。
【００１３】
１つの実施形態において、サンプル懸濁液は単一のベッセル内に提供され、ベッセルはネフェロメータによって個別に検査される。サンプル懸濁液が処理され、マクファーランド値が得られた後に、ベッセルをネフェロメータから取り出し、新たなベッセルを、評価のためにネフェロメータ内に配置する。この実施形態では、ネフェロメータは、１つのキュベットレセプタクル又は複数のキュベットレセプタクルを備えることができる。各レセプタクルは、本明細書に記載のようなネフェロメトリ測定を行うように構成されている。ネフェロメータが測定用の一連のキュベットを収容する実施形態において、一連のキュベットレセプタクルが、複数の懸濁液のネフェロメトリ測定を並行して行うことを容易にするように設けられる。
【００１４】
代替的な一実施形態において、キュベットは、２次元のアレイにおいて設けられる。キュベットの細い下部は、アレイ支持体の下方に延びる。このアレイは、アレイを収容するベース部に配置され、各キュベットを個別に検査する。１つの実施形態において、このアレイは、ロボットによってベース部に配置される。
【００１５】
ベッセル又はキュベットに関して、１つの実施形態では、キュベットは、細い下部と、太い上部とを有する。必要に応じて、太い上部から下部へのテーパ状遷移部が存在する。下部は、測定のためにネフェロメータに収容されるようになっている。上部及び下部は共通の軸を有する。図示の実施形態において、双方の部分は正方形又は長方形であり、したがって、双方とも平坦面を有する。１つの実施形態において、上部の面の平面は、下部の面の平面に対して平行である。別の実施形態において、下部の面の平面は、上部の面の平面に４５度の角度で交わる。しかし、本明細書で考慮されるキュベットは、長方形又は正方形の上部を有する必要はない。他の実施形態において、所望の場合、上部は丸形又は楕円形とすることができる。底部（この底部を通して測定が行われる）は、本明細書内の他の箇所に記載の理由から、長方形又は正方形である必要がある。
【００１６】
１つの実施形態において、ネフェロメータは、光信号が送信される懸濁液の粒子からの透過及び／又は散乱する光を同時に捕捉する２つの検出器を備える。側方散乱検出器は、キュベットに入射する光ビームから９０度の角度で光を受けるように位置決めされている。透過光検出器は、引き続き懸濁液を通ってキュベットを透過する、光源からの光を直接受けるように位置決めされている。いくつかの実施形態において、透過光検出器は、入射光ビームに対して垂直に位置決めされている。代替的な実施形態において、透過光検出器は、光源に対向するように、ただし、検出器面及び周囲の構造によって引き起こされる反射、屈折及び回折の影響を低減する角度で位置決めされる。いくつかの実施形態では、光減衰フィルタがベッセルと透過光検出器との間に位置決めされる。例示的な実施形態では、集束レンズが設けられる。集束レンズは、光源のすぐ正面に位置決めされ、光を光路に沿って細い光ビームに集束させるのに用いられる。いくつかの実施形態において、光ビームは、１つの開口部又は一連の開口部（例えば２つの開口部）を通してコリメートされる。
【００１７】
本明細書に記載の種々の実施形態は、大抵のネフェロメータデバイス又はデンシトメータデバイスで読み取るには不十分な量の懸濁液の濁度を測定する正確な方法を更に提供する。本明細書に記載の方法は、約２００μＬ〜約５００μＬの範囲にある少量の液体懸濁液の濁度推定値を得るものである。本明細書に記載の方法及び装置は、より多くの量のサンプル懸濁液の濁度を測定するのに用いることもできる。本明細書に記載の方法は、本発明に従って設計されたベッセル内部のサンプル懸濁液を自動的に希釈することが更に可能である。本方法は、懸濁流体をベッセル内に入れるステップと、微生物を含むと考えられる生体サンプルを懸濁流体に加えるステップと、サンプルを混合するステップと、サンプルの最初の濁度を測定するステップとを含む。最初の流体懸濁液の量は、約３００μＬ以下であることが好ましい。そうすれば、希釈が必要な場合、希釈により総量が約３．６ｍＬを超過することがない。とはいえ、本明細書に記載の装置及び方法は、少量の濁度のみを測定することに限定されない。最初のサンプル懸濁液の濁度が所定の目標濁度よりも小さい場合、本発明の自動システムを用いて追加の懸濁流体を加え、サンプルを更に希釈して、希釈された懸濁液に対して濁度測定を再度行う。種々の実施形態の方法は、マススペクトロメトリ（Mass spectrometry：質量分析法）（例えば、マトリックス支援レーザ脱離イオン化−飛行時間型マススペクトロメータ、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ）等の方法とともに用いられるサンプルのマクファーランドレベルの測定を可能にする。
【００１８】
関連技術における当業者が本発明の主題を作製及び使用するのに役立てるために、添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】小容量の単一キュベットのネフェロメータの１つの実施形態を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａの１−１線に沿った単一キュベットのネフェロメータの切欠き図である。
【図２Ａ】図１Ｂの一連の詳細図である。
【図２Ｂ】連続したキュベット用のネフェロメータの斜視図である。
【図３】連続した一連のキュベットのネフェロメータのための直線状の小容量の複数キュベットのアレイ／ストリップの設計を示す図である。
【図４Ａ】本発明の１つの実施形態に係るキュベットを示す図である。
【図４Ｂ】本発明の代替的な一実施形態に係るキュベットを示す図である。
【図５】本明細書に記載のネフェロメータを用いてサンプルを調製するプロセスに関する１つの実施形態を示すプロセスフロー図である。
【図６】積み重ねられたキュベットを示す図である。
【図７】本発明の１つの実施形態の透過光検出器の経路の切欠き図である。
【図８】本発明の１つの実施形態の散乱光検出器の経路の切欠き図である。
【図９】光源及び透過光検出器を示す図７の実施形態の切欠き図である。
【図１０】１つの実施形態に係るネフェロメータの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本明細書に記載の実施形態は、少量のサンプルを収容及び測定し、さらに、個々のベッセル内部の懸濁液の希釈にも適応するように構成されているベッセルを用いて液体懸濁液の濁度を測定する自動化された方法を提供する。開示される方法は、従来のベッセル及び装置を用いて測定するには不十分な量の懸濁液中の濁度レベルを測定することを更に可能にする。本明細書に記載のネフェロメトリ装置は、懸濁液の希釈及び濁度の測定が自動化されているシステムに統合できるように構成されている。
【００２１】
本発明の詳細な説明及び特許請求の範囲における全ての数値は、「約」又は「およそ」により修飾されて示されている値であり、当業者が予期する実験誤差及び変動を考慮に入れている。
【００２２】
本明細書において、「少量」及び／又は「小量」のサンプルとは、約１００μＬ〜約５００μＬの体積並びにその範囲内にある全ての体積及び範囲（すなわち、約１００μＬ〜約２００μＬ、約１００μＬ〜約３００μＬ、約１００μＬ〜約４００μＬ、約２００μＬ〜約５００μＬ、約２００μＬ〜約３００μＬ、約２００μＬ〜約４００μＬ、約３００μＬ〜約５００μＬ、約３００μＬ〜約３４０μＬ、約４００μＬ〜約５００μＬ等）を有するサンプルを指す。
【００２３】
本明細書において、「液体懸濁液」及び／又は「液体サンプル」という用語は、可溶性及び／又は不溶性の粒子及び／又は固体物質が液体中に分散している混合物を指す。いくつかの実施形態において、液体サンプルは生体サンプルである。生体サンプルの例は、当業者には十分知られており、本明細書において詳細には記載しない。代表的な例として、生体組織、インビボ（ｉｎ  ｖｉｖｏ）で得られる液体、新鮮な血液、保存全血等が挙げられる。
【００２４】
本明細書において、「キュベット」及び／又は「マイクロキュベット」及び／又は「小容量キュベット（low volume cuvette）」及び／又は「ＬＶＣ」及び／又は「サンプルベッセル」又は「ベッセル」とは、液体懸濁液を収容するのに好適な容器である。この容器は、試験サンプルを試験又は処理する特定の空間及び向きに保持するように設計された光学的に透明なプラスチック又はガラスで作製されることが好ましい。
【００２５】
本明細書において、「アルゴリズム」とは、ある数値に基づいて決定を行うべくデータの値を操作し、所望の出力を表す補正されたデータ値又はより正確なデータ値を生成するために用いられる１つ又は複数の数学的命令である。
【００２６】
本明細書において、「増幅器」とは、比較的小さい元の電子信号を取得し、その振幅を大きくすることで、元の信号を表す比例的により大きい新たな信号を生成するために用いられる電子回路である。好適な増幅器は、当業者には十分知られており、本明細書において詳細には記載しない。
【００２７】
本明細書において、「アナログデジタル変換器」又は「Ａ／Ｄ変換器」とは、可変電気信号を取得し、その信号を、元の信号の振幅を表す数に変換することが可能な電子デバイスである。
【００２８】
本明細書において、「希釈液」とは、高濃度の溶液又は懸濁液に液体希釈剤を加えることで、溶液又は懸濁液中に元のものよりも低い均一濃度のサンプルを含む新たな懸濁液又は溶液を得ることによって生成された、溶液又は懸濁液を意味する。
【００２９】
本明細書において、「レーザ」又は「レーザダイオード」とは、電流が印加されると、集光及び集束された光のビームを生成する電子デバイスである。
【００３０】
本明細書において、「光減衰フィルタ」とは、光路に配置され、光がフィルタを通過する際に吸光及び光量を低減し、それにより、フィルタを通過した光が元の光源よりも比例的に低い強度を有するようになるデバイスである。
【００３１】
本明細書において、「発光ダイオード」又は「ＬＥＤ」とは、電流を印加すると特定のタイプ及び向きの光を放出する電子デバイスである。
【００３２】
本明細書において、「マクファーランド」とは、流体懸濁液又は液体懸濁液中に分散している固体微粒子の量の測定単位である。
【００３３】
本明細書において、「ネフェロメータ」とは、懸濁液中の固体粒子の量を測定することが可能な器具である。本明細書において、「ネフェロメトリ」とは、懸濁液中に懸濁している固体の量を測定することができる方法を指す。
【００３４】
本明細書において、「フォトダイオード」及び／又は「検出器」とは、所与の環境における光の強度を測定するのに用いる電子デバイスである。
【００３５】
本明細書において、「飽和した」及び／又は「飽和」とは、検出器が生成することが可能な出力信号が最大量に達する点である。例えば、光検出器に飽和量を超えてより多くの光を加えても、最大動作容量に達した検出器の出力信号には更なる変化は起こらない。
【００３６】
本明細書において、「懸濁液」とは、固体が液体中に均一に分散している溶液である。
【００３７】
本明細書において、「濁度」とは、溶液中にあると考えられる固体の量の測定値（すなわち、液体サンプルの濁り具合）である。
【００３８】
後述の実施形態において、本装置を、キュベット内のサンプルを透過する光及びサンプルによって散乱する光の双方を検出するデバイスに関して説明する。本明細書において想定されるのは、サンプルによって散乱する光と、サンプルを透過する光との一方のみ、又はその双方を測定して濁度を求めるデバイス及び方法である。いくつかの実施形態において、追加の光検出器を、散乱光検出器、透過光検出器のうちの一方、又はその双方までの光路の側方に設けることができる。光源がＬＥＤである実施形態において、この追加の光検出器によって得られる測定値は、制御ループ内で用いられ、ＬＥＤに対する出力を調整し、一貫した再現可能な光強度を維持する。ＬＥＤ出力を制御し、熱ドリフトに対処し、信号出力の劣化を補償するような検出器の使用は、当業者には十分知られており、本明細書において詳細には記載しない。
【００３９】
図１は、ネフェロメータ及びネフェロメトリの原理を用いて液体サンプルの濁度を測定する、本明細書に記載の一実施形態のシステムを示している。サンプルシステムは、図１Ａに示すように、ネフェロメータのベース部１００の内部に懸濁流体１２０が入れられた単一のキュベット１１０を収容するように設計されている。システムはまた、光源１３０と、集束レンズ１７０と、側方散乱検出器１４０と、透過光検出器１５０と、光減衰フィルタ１６０とを備えている（図１Ｂ）。サンプル１２０を有するキュベット１１０は、装置の中央かつネフェロメータベース部１００の内部に置かれる。光源１３０と、散乱検出器１４０と、透過光検出器１５０とは、キュベット１１０の周りに互いに９０度の角度をなすように置かれる。サンプル懸濁液１２０を収容するキュベットに近接し、かつ入射光源に対して平行に散乱検出器１４０を位置決めすることにより、散乱光に対する回折、屈折及び反射の影響が最小になる。透過光検出器１５０は、１８０度の位置、すなわち光源１３０の反対側に置かれている。検出器１５０は、入射光ビームに対して垂直に、又は検出器１５０の表面からの反射作用を低減する異なる角度に向けることもできる。光減衰フィルタ１６０は、キュベット１１０と透過光検出器１５０との間に置かれる。濁度を測定するシステムは、試験されるサンプルをある角度で通過する散乱光及び／又は透過光を検出する。この形態では、サンプル懸濁液はそれぞれベッセル１１０内部で処理される。
【００４０】
本発明は、小容量ネフェロメータとともに用いられる比較的少量の生体及び流体懸濁液を処理するように設計された小容量のベッセル又はキュベット（又はマイクロキュベット）の使用を想定している。例示的な実施形態において、キュベットは、光学的に透き通ったプラスチックから成形され、本明細書に開示のネフェロメータ内での方向付けに便利なように、光学的に滑らかな光沢を有する最小限にテーパが付けられた面を有する。キュベットは、単一の用途に対する個別のユニットとして構成することができる。懸濁液を調製するのに一連のキュベットが用いられる実施形態において、キュベットは、そのような用途に対して直線状のアレイストリップを用いるように構成することができる。代替的には、キュベットは、複数のサンプルを同時に処理するように設計されたマトリックスアレイとともに用いるように構成することができる。マトリックスの実施形態では、複数のシリーズの懸濁液が並行して調製される。図４Ａ及び図４Ｂは、本明細書に記載のネフェロメータとともに用いられる小容量キュベット設計の代替的な実施形態を示している。キュベット１１０は、容量の小さい下部４１０を有する。懸濁液は、最初に小容量部分に準備される。したがって、懸濁液はまず、キュベットの下部４１０の内部に入れられる。次に、（複数の）対象微生物を含むと考えられる生体サンプルを流体懸濁液に加え、混合し、試験サンプル懸濁液１２０を生成する。下部４１０における懸濁液の濁度を測定する。光１３０が、下部４１０内のサンプル懸濁液１２０を通過する。測定装置は、キュベットの下部４１０におけるサンプルの濁度を測定するように構成されている。下部４１０の下には、「大きい粒子」の収集領域４２０がある。この領域は、サンプル懸濁液から沈殿した大粒子であって、沈殿させないとネフェロメータによって得られる濁度測定値の精度に悪影響を与えるであろう大きい粒子を収容するように設計されている。少量のサンプルは、そうでなければ、懸濁液のうちの、ネフェロメータにより検査される部分から微粒子汚染物を沈殿させるのに不十分な量である。例えば、微粒子不純物を含む少量の懸濁液を通過する光は、懸濁液中のサンプルと不純物とを区別することができず、不正確なマクファーランド値をもたらす可能性があり、ひいてはサンプルが不適切に処理される原因となる。例えば、不正確なマクファーランド値は、誤った希釈を伝える場合がある。不正確なマクファーランド値により、真のマクファーランド値がわかっていればサンプルは更に処理されないような場合に、サンプルを終了段階で（例えば、ＡＳＴ又はＭａｌｄｉによって）処理することになる場合がある。これは、真のマクファーランド値であれば、サンプルがＭａｌｄｉ又はＡＳＴに適していないことが操作者に伝わるはずである。さらに、サンプル中の不純物の存在は、試験されるサンプルの正確な濃度測定を妨げる場合がある。本発明に係るキュベットは、下部４１０を通過するダイレクトな光路の外にある別個の収集領域４２０を提供する。微粒子汚染物は、収集領域４２０に沈殿し、下部４１０に生じる、サンプル懸濁液の試験される領域には残らない。下部のセル長は、約５．５ｍｍの範囲であり、少量のサンプルに十分なセル長をもたらし、適正な濁度測定値を得るように設計されている。下部は、試験サンプル懸濁液が調製されると、光をサンプルに通過させ、検出器１４０及び１５０によって捕捉するために十分なセル長をもたらすように設計されている。下部４１０は、高度に研磨された光学材料、又は光学的に略透き通った材料、及び当業者には既知の他の透光性の材料から作製されることが好ましい。このような材料は、光が干渉されることなくキュベットの下部の壁を通過することを可能にする。
【００４１】
当業者は、キュベットの小容量部分を構成するのに３つの寸法の設計自由度があることを理解するであろう。小容量の寸法は、主として設計上の選択事項である。１つの実施形態において、小容量部分の寸法は、キュベットの下部にサンプルを導入するデバイス（すなわちピックツール）を収容するように構成されている。例えば、限定するものではないが、キュベットの下部は、３ｍｍ径のピックツールが、キュベットの側部に触れてキュベットの光学的透明性を低下させるような引っ掻き傷及び表面異常をもたらさないように、下部内に沈み込ませて回転させるのに適正な空間を与えるような寸法になっている。
【００４２】
当然ながら、下部の寸法は、サンプルの光学検査に適応していなければならない。具体的には、キュベットの下部は、光学検査デバイスの光源及び検出器と協働するような寸法になっている。したがって、キュベット設計に対する寸法的制約は、サンプルの光学的検査を行うデバイスの構成に関係する。
【００４３】
下部４１０の上には上部４００がある。上部４００は、ベッセル内部に入れられたサンプル懸濁液を希釈して、後続の用途において更に処理するのに用いられる。上部４００は、下部４１０よりも大きい幅及び長さを有する。ベッセルの内部寸法は、生体サンプルと懸濁流体との自動的な混合に適応し、必要に応じて、ベッセル内部で直接、試験サンプル懸濁液を更に希釈するように設計されていることが好ましい。使用時に、段付きのベッセル設計は、サンプル懸濁液の濁度を測定し、目標濁度に達しない場合、サンプルを更に希釈し、濁度測定を再度行うことを可能にする。このような構成は、サンプルをリアルタイムで（すなわち、サンプルに光学的検査が行われている際に）希釈することを可能にする。さらに、段付きのベッセル設計により、少量のサンプル懸濁液（例えば、約２００μＬ〜約５００μＬの量の懸濁液）の濁度を測定しながら、サンプル希釈に適応するより大きい量の利益を有することが可能になる。
【００４４】
例示的な実施形態では、ベッセルは２段型キュベットである。上段は、おおよそ正方形若しくは長方形の、又は丸い外周部を有する。上部の幾何学的形態は、基本的には設計上の選択事項である。下段も、おおよそ正方形の外周部を有する。キュベットは、上段が下部よりも（水平断面において）大きい寸法を有するため、上から下にかけて「窄んで（telescopes）」いる。キュベットの底部の複数の壁が互いに角度を有する（例えば、キュベットが円筒形、楕円形等でない）限り、キュベットの代替的な形状も想定される。キュベットの下部の複数の壁（すなわち、ネフェロメータに収容される部分）を（丸形の管とは対照的に）互いに角度をなすように配置することにより、光信号に対する収差が少なくなり、試験サンプルの混合がより良好になることがわかった。１つの図示の実施形態において、上部４００は、互いに垂直な４つの側面４３０を有し、したがって正方形となるように選択されている。下部４１０も、互いに垂直な４つの側面４４０を有するが、側面４４０の寸法は、側面４３０よりも小さい。より小さい下部４１０は、ネフェロメータのベース部及び／又は直線状のキュベットアレイに収容されるように構成されている。キュベットの上部は、サンプル及び希釈剤を受け入れる開口部４５０を有する。上部及び下部の側壁４３０及び４４０は、それぞれ、平坦な面として構成されている。特定の理論に拘束されることなく、平坦面は、キュベットの表面を通過する光の回折及び屈折を最小にすると考えられている。さらに、キュベット又はベッセルの正方形の形態により、光路が、ベッセルの表面に対して直角に、サンプル懸濁液及びベッセルを通過し進入することが可能になる。この形態も、光源１３０の、キュベットに入る際及び出る際の回折又は屈折の可能性を最小にする。
【００４５】
種々の形態のキュベットが想定される。１つの実施形態において、キュベットの上部は下部に向かってテーパ状になっている。上部の角部は、真っ直ぐなエッジ部４０１（図４Ａ）からわかるように、下部の角部と位置合わせされている。テーパ状エッジ部４０１は、より太い上部４００とより細い下部４１０との間の遷移部分を構成する。別の実施形態において、上部４００のエッジ部は、下部４１０のエッジ部からオフセットされており、オフセットエッジ部４０２として図４Ｂに示されている。例えば、エッジ部４０２は、上部のエッジ部から４５度でオフセットされている。この形態は、キュベットをネフェロメータベース部内に配置すると、光源及び検出器がキュベットの各サイドに配置されることを可能にすることが有利である。直線状のアレイ３００内部にエッジ部４０２を有するキュベットを配置することにより、ネフェロメータを通したキュベットのより効率的な移送が可能になる。なぜなら、キュベットは、順に処理し、ネフェロメータに収容され、キュベットの追加の操作を伴わずに測定することができるためである。
【００４６】
濁度を測定するキュベット／ネフェロメータアセンブリは、以下の実施形態に記載のように動作する。キュベット１１０は、ネフェロメータベース部１００内に配置される。キュベットは、ネフェロメータベース部内に自動又は手動で配置される。図５に示すように、最初の懸濁流体（微生物を含まない）が、キュベット１００内部に入れられる。流体の量は約２００μＬ〜約５００μＬである。最初の懸濁流体の量は約３００μＬであることが好ましい。特定のマクファーランド値を得るために希釈が必要な場合、追加の流体をキュベットに加えることができる。次に、微生物を含むと考えられる生体サンプルをキュベット１１０に加え、懸濁流体と混合して、試験サンプル懸濁液を得る。本明細書に記載の装置は、試験サンプルの最初の濁度を測定し、マクファーランド値が記録される。最初の濁度読取り値が高すぎる場合、サンプル懸濁液は、追加の懸濁流体を加えることによって更に希釈される。１つの実施形態において、希釈は自動化される。上部があることで、懸濁流体の量が下部の容積を超えることが可能となる。装置は、希釈された懸濁液の濁度を測定する。所定のマクファーランド値が得られると、懸濁液は後続の試験のために処理、保存又は廃棄される。懸濁液は、所望のマクファーランド値を得るために必要な回数だけ希釈することができる。
【００４７】
光源１３０からの光は、キュベット１１０内部に入れられた懸濁液１２０（例えば、試験されるサンプル）を検査するものである。表面（例えば、キュベット／ベッセルの平坦な側壁）に衝突する光は、本明細書において入射光と呼ぶ。懸濁液１２０の粒子によって散乱される光は、本明細書において散乱光と呼ぶ。入射光の一部はキュベット表面によって反射される。屈折光又は透過光は、入射光のうち、表面（例えば、キュベット／ベッセルの平坦な側壁）を透過する一部である。
【００４８】
動作時において、透過光は透過光検出器１５０によって受光される。例示的な実施形態では、透過光検出器１５０は、入射光路において、懸濁液を透過する光の検出を最大にするように位置決めされる。検出器１５０の表面が高反射性である例において、検出器１５０は、検出器表面が光路の軸に対して（９０度ではない）僅かな角度をなして位置するように置くことができる。角度をなすように検出器１５０を置くことにより、光が反射して懸濁液１２０内に戻るか又は光がネフェロメータの他の部分に向かうことなく、透過光の検出が最適化される。検出器によって集められる光の強度は、懸濁液の濁度に比例する。
【００４９】
光減衰フィルタ１６０は、透過光検出器１５０のすぐ正面に置かれる。フィルタは、検出器に入射する光の強度を、入射ビームの強度に比例する量だけ低減する。例示的な実施形態では、フィルタによって、検出器１５０が飽和することなく動作し、透過光の強度における僅かな変動を検出するのに十分な検出器の動作強度帯域幅が得られる。
【００５０】
本発明に係る装置は、散乱光の量をも測定する。散乱検出器１４０は、その検出面が、入射光路に対して平行に、キュベットの１つの側面に沿って配置される。懸濁液サンプルを通過する光の一部は、懸濁液中の粒子によって散乱される。側方散乱検出器１４０は、散乱光のうちのいくらかを収集する。検出器１４０が集める散乱光の量は、試験される懸濁液１２０中の粒子の量に比例する信号をもたらす。懸濁液１２０の濁度を測定する１つの方法は、散乱検出器１４０によって集められた散乱光の量を、当該技術分野において十分知られている種々のアルゴリズムにより処理することである。散乱検出器１４０から収集されるデータは、透過検出器１５０により収集されるデータと種々の方法で合成することができる。例えば、信号を物理的に合成することができ、又は、検出器の値を数学的に操作し、最初の信号の正確性及び信頼性を更に高める方法でそれらの値を合成することができる。信号又はデータ値は、加算により、減算により、差動的に等、合成することで、合成信号を表す信号を結果としてもたらすことができる。検出器の値の信号がこのようにして合成されると、濁度を測定するために収集されたデータの分解能及び正確性を高めることができる。有利なことに、２つの別個の検出器から収集されたデータ（散乱データ及び透過データ）は、少量のサンプルについてのより正確な結果をもたらすことができる。この二重の測定は、散乱測定が十分でない実施形態において有利である。特定の理論に拘束されることは望まないが、本発明の観点では、透過光及び散乱光の双方の収量の測定は、少量のサンプルを通る限られた光路長に起因して、より正確になる。
【００５１】
例示的な実施形態では、散乱検出器１４０及び透過検出器１５０は、標準的な高効率フォトダイオード検出器である。しかし、同様の特性を有する他の検出器を用いることもできる。好適な検出器としては、紫外線（ＵＶ）から赤外線（ＩＲ）の可視光スペクトルにわたって動作するものが挙げられる。好適な検出器は、その線形応答曲線、サイズ、結果の再現性、及び、弱光条件において光路を操作／検出するとともに、測定可能な分解能で光強度における微小な変動を検出する能力に基づいて選択することができる。例として、フォトダイオード、光電子倍増管、アバランシェ検出器、太陽電池、光抵抗器、光センサ等が挙げられる。このような検出器は市販されていて、当業者には十分知られており、本明細書において詳細には記載しない。
【００５２】
例示的な実施形態では、光源は、高強度発光ダイオード（ＬＥＤ）又はダイオードレーザである。ＬＥＤ光の周波数は約６５０ｎｍであることが好ましい。検出器の光の波長は、赤色域内（すなわち約６２０ｎｍ〜７５０ｎｍ）であることが好ましい。しかし、当業者は、可視光の異なる周波数における検査光を用いてもよい。必要に応じて、集束レンズ１７０（図１Ｂ）を用いて、光を細いビーム（例えば、約３ｍｍ径のビーム）に集束させる。集束レンズ１７０は、光源１３０の正面に置かれている。集束レンズ１７０を用いると、ベッセル／キュベットのサンプル領域４１０内部で光源１３０からの光が集光し、試験領域から散乱することができる光の量が最小になる。当業者は、試験領域（すなわち、キュベットの下部４１０）の外部で散乱する光により、散乱が、高バックグラウンド信号に起因して、サンプル濁度を測定する目的では使用不能になることを認識している。また、集束された光は、キュベットの正面に対して垂直な角度で、集束レンズ１７０（図示せず）からキュベットの下部４１０内に通過する。垂直の角度では、光のビームがある媒体（例えば空気）から別の媒体（例えば、キュベットの平坦面である側面）を通過する場合に起こる、望ましくない回折及び屈折が軽減される。集束された光ビームの経路は、光が懸濁液を透過して検出器１４０及び１５０に向かうように、保たれる。光源がダイオードレーザである実施形態では、光ビームを集束させるのに追加のレンズを必要としないことができる。これは、懸濁液を検査するのにコリメート及び集束された光をもたらすレーザの性質に一部依存する。集束レンズ又は一連の開口部は、光源がＬＥＤであり、光のコリメート及び集束が所望又は必要である実施形態において用いられる。
【００５３】
図３は、本発明の１つの実施形態の装置とともに用いる一連のキュベットアレイ又は容器を示している。一連のキュベットアレイは、ガイドチャネル２２０に沿って移動する一連のキュベットストリップである。ＬＥＤ光源１３０は、ストリップ３００をガイドするガイドチャネル２２０の片側に配置される。ストリップ３００は、チャネル２２０にスライド可能に係合する。ストリップ３００は、積重ね、梱包及び輸送に便利なように、支持棒（stand-offs）又は他の構造体５３０（図６）をも備える。ストリップ３００はネフェロメータを通って前進し、キュベットウェル３２０は、光源１３０と検出器１４０及び１５０との間（図示せず）に位置決めされて処理される。処理が完了した後、直線状のストリップ３００をインデックス付け（index）し、次のキュベットに進み、同じネフェロメータを用いて後続のサンプルを引き続き処理することができる。キュベットストリップ３００は、個々の使用者の必要性に応じて保管又は廃棄することができる。この実施形態では、単一のネフェロメータは、個々のキュベットを取り出して新たなキュベットに取り替える必要なく、複数のサンプルを効率的に処理できるように設計されている。直線状のキュベットストリップ３００は、種々のキュベット形状、サイズ及び形態を有して設計することができる。例えば、ストリップ３００のウェル３２０は、キュベット設計に応じて、より深く又は浅く、より広く、より狭く、より長く、より短く等、設計することができる。さらに、ウェルは、個々のウェル間で互いにつながっていることができるか、又は隣り合うように置かれたウェル内に個々に挿入することができる。
【００５４】
１つの実施形態において、キュベットストリップは積重ね可能であり、ネフェロメータの形態に応じて、個々のキュベット又はキュベットの直線状のストリップに分離することができる。この実施形態を図６に示す。ここでは、キュベット５００はラック５１０によって保持されている。ラック５１０は平坦面を有し、その平坦面からキュベットがつるされる。平坦面には、キュベットを、個々のキュベット又はキュベットのストリップに分割することができるように分割線（図示せず）が設けられている。また、積重ね可能なキュベットは、上述したような支持棒５３０を有する。積重ねを容易にするために、キュベット５００の下部５４０は、より太い上部５５０に収まることに留意されたい。
【００５５】
図２は、複数のキュベットが順にネフェロメータを通って前進する実施形態を示している。このシステムは、ネフェロメータを連続的に通って前進する一連のキュベットとともに用いるように設計されている。個々のキュベット１１０は、図２Ｂに示されているように、キュベットの下部をチャネル２２０内に配置することによって、ネフェロメータベース部１００内に直接、配置することができる。あるいは、個々のベッセル１１０は、まず直線状のベッセルアレイ３００内部に配置することができ、複数のベッセルを収容する直線状のアレイ３００（図３Ａ）を、チャネル２２０を通過させることによってネフェロメータ内部に配置することができる。ベッセルがネフェロメータベース部内に配置された後、個別に又は直線状のアレイ内部において、懸濁液がキュベット内で調製され、上述したように濁度が測定される。
【００５６】
ベッセルの直線状のアレイを収容するシステム（図２）も、光源１３０と、集束レンズ１７０と、散乱検出器１４０と、透過光検出器１５０と、光減衰フィルタ１６０とを備える（上述の図１Ｂ）。サンプル１２０を有するキュベット１１０は、装置の中央かつネフェロメータベース部１００内に位置決めされる。光源１３０と、散乱検出器１４０と、透過光検出器１５０とは、上述したようにキュベット１１０の周りに互いに９０度の角度をなすように置かれる。側方散乱検出器の面１４０は、光源１３０からの入射ビームに対して平行に置かれる。試験されるサンプル１２０に近接し、入射光源に対して平行に散乱検出器１４０を置くことにより、散乱光に対する回折、屈折及び反射の作用が最小になる。透過光検出器１５０は、光源１３０の反対側に置かれ、光源からの入射光は透過光検出器に向かって伝播する。検出器１５０は、入射光路に対して垂直に位置決めするか、又は、検出器１５０の表面からの反射作用を低減するように垂直方向から数度をなすように位置決めすることもできる。光減衰フィルタ１６０は、キュベット１１０と透過光検出器１５０との間に置かれる。
【００５７】
図７は、キュベット５００の下部５４０を透過する光の経路を示す、ネフェロメータの断面図である。光源（５７０、図９）は、ネフェロメータ５９０のキュベットレセプタクル５８０の１つの側面にある開口部５７５に収まっている。開口部５７５は光源を収容する。センサ６００（図９）は、開口部５７５の正反対の位置にある開口部６０５内に位置決めされ、キュベットの下部５４０は、開口部５７５と開口部６０５との間に位置決めされる。ネフェロメータは蓋６２０を備えている。
【００５８】
図８は、キュベット５００の下部５４０を通って散乱される光の経路を示す、ネフェロメータの断面図である。光源（５７０、図９）は、ネフェロメータ５９０のキュベットレセプタクル５８０の１つの側面にある。センサ６３０（図１０）は、開口部６３５内で光源５７０に直交するように位置決めされ、キュベットの下部５４０は、開口部６３５と光源５７０との間に位置決めされる。
【００５９】
図９は、キュベット５００の下部５４０を透過する光の経路を示す、ネフェロメータの断面図である。光源５７０は、ネフェロメータ５９０のキュベットレセプタクル５８０の１つの側面にある開口部５７５に収まっている。センサ６００とキュベット５００との間には、透過検出器の正面に配置され、センサを飽和させないように使用可能なレベルまで光強度を減少させる光減衰フィルタ６４０がある。開口部５７５は、光源５７０と、光信号を集束させるレンズ６５０とを収容する。センサ６００は、開口部５７５の正反対の位置にある開口部６０５内に位置決めされ、キュベットの下部５４０は、開口部５７５と開口部６０５との間に位置決めされる。
【００６０】
図１０は、光源５７０用の開口部５７５と、散乱光センサ用の開口部６３５と、透過光センサ用の開口部６０５とを示す、ネフェロメータ５９０の斜視図である。
【００６１】
１つの実施形態において、サンプルは、キュベット内部に入れられ、ネフェロメータ内に配置されると個別に処理される。サンプルが処理され、マクファーランド値が得られた後、キュベットをネフェロメータから取り出し、新たなキュベットに取り替える。この実施形態では、１以上のネフェロメータは個別に動作する。代替的な一実施形態において、ネフェロメータは、連続的な一連のキュベットをネフェロメータに送達し、測定するように構成されている。直線状のキュベットチャネル２２０は、個々のキュベットウェル３２０のストリップ３００（図３Ｂ）を収容する。ストリップは、ネフェロメータを通して運ばれ、キュベットごとに停止し、本明細書内の他の箇所に詳細に記載されるように測定のために光学的検査が行われる。
【００６２】
本発明に係る濁度を測定する方法は自動化されている。測定により収集されたデータは、有意な結果を生成するために更に処理することができる。これらの実施形態において、検出器からの信号は信号増幅器に送られる。増幅器の出力は、入力信号のデジタル表現を出力するアナログ−デジタル変換器回路と通信し、次に、信号は、測定値が目標値にあるか否かを判断する種々のアルゴリズムを用いて処理される。測定値が目標値よりも高い場合、上述のようにサンプルが希釈され、濁度が再測定される。このような再測定は、操作者が手動で行うか、又は、キュベットを希釈のためにネフェロメータの外に移動し、更なる測定のためにネフェロメータに戻す自動的な方法で行うことができる。信号を処理して使用可能な出力にする方法が、種々の生体サンプル及び非生体サンプルの種々の希釈液と、懸濁液濃度に関連するマクファーランド値とを用いて開発されている。また、これらのデータを用いてデータセットを生成し、データセットは、データ曲線の線形性及びオフセットを補正するアルゴリズムを用いて更に解析され、濁度値を表す出力値を生成し、目標値と比較される。このプロセスは、目標濁度が得られるまで繰り返される。
【００６３】
本明細書において、本発明を特定の実施形態を参照して記載したが、これらの実施形態は、本発明の原理及び用途の単なる例示であることが理解されるべきである。したがって、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、例示的な実施形態に対して数多くの変更を行うことができ、他の構成を考案することができることが理解されるべきである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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