(57)【要約】流体を収容する容器を受動的にシールし、流体サンプリング装置、シール隔膜及び容器内容物の間の持ち越し汚染又は相互汚染なしで流体をサンプリングするための装置、システム及び方法。装置は、容器を受動的にシールするための複数の隔膜フィンガを有する被作動隔膜及び持ち越し汚染又は相互汚染なしで受動シールを開けるための作動装置を含む。複数の隔膜フィンガそれぞれが、対応するリブ部を含む。作動装置は、円環を有する作動リングであることができる。複数の隔膜フィンガ及び対応するリブ部は、容器に対して内部又は実質的に内部に配置され、作動装置は、装置に対して外部に配置されている。
2010526561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する容器を周囲雰囲気から受動的にシールするための被作動隔膜であって、
被作動隔膜と容器との間に密な干渉シールを提供するための外側リング部、
外側リング部から片持ち支持されており、その常態で受動シールを形成し、それぞれが、対応するリブ部を有し、上に突出する対応するリブ部とともに容器に対して内部又は実質的に内部に配置されている複数の隔膜フィンガ、及び
容器に対して外部に配置され、リブ部と選択的に係合するように適合されており、リブ部と係合して前記複数の隔膜フィンガの外方への撓みを生じさせる作動装置
を含む隔膜。
【請求項２】
作動装置が円形又は多角形の形状及び円環を有する、請求項１記載の被作動隔膜。
【請求項３】
作動装置が、リブ部を、容器の中へと下方に押して、前記受動シールから外へ離れさせることにより、受動シールを開け、被作動隔膜中に開口を設けるように構造化され、構成されている、請求項２記載の被作動隔膜。
【請求項４】
作動装置の円環が開口の直径よりも大きい直径を有する、請求項３記載の被作動隔膜。
【請求項５】
作動装置を複数の対応するリブ部の少なくとも一つ及び外側リング部に接続するための可撓性ネック部をさらに含む、請求項１記載の被作動隔膜。
【請求項６】
前記複数の隔膜フィンガそれぞれが、隣接する各隔膜フィンガに沿って縁部を含む細長いエラストマー又はプラスチック部であり、
隣接する隔膜フィンガの間に通路が設けられており、各縁部が、隣接する隔膜フィンガの間をシールするためのフラップ部を含む、請求項１記載の被作動隔膜。
【請求項７】
液体を収容する容器をシールし、容器から液体を汚染なしでサンプリングするためのシステムであって、
液体を容器に加える又は容器から取り出すための流体移送装置、ならびに
容器をシールするための作動可能な隔膜であって、
被作動隔膜と容器との間に密な干渉シールを提供するための外側リング部、
外側リング部から片持ち支持されており、その常態で受動シールを形成し、それぞれが、上に突出する対応するリブ部を有し、対応するリブ部とともに容器に対して内部又は実質的に内部に配置されている複数の隔膜フィンガ、及び
容器に対して外部に配置され、リブ部と選択的に係合するように適合されており、リブ部と係合して前記複数の隔膜フィンガの外方への撓みを生じさせる作動装置
を含む隔膜
を含むシステム。
【請求項８】
流体サンプリング装置が、中空のカニューレ又はサンプリングプローブからなる群より選択される、請求項７記載のシステム。
【請求項９】
流体サンプリング装置及び作動装置が、作動装置の円環の内側に配置された流体サンプリング装置と同軸に構造化され、構成されている、請求項７記載のシステム。
【請求項１０】
作動装置を押し下げて複数の隔膜フィンガのリブに当てて、受動シールを開け、隔膜を通過して容器に通じる開口を設けるための手段をさらに含む、請求項７記載のシステム。
【請求項１１】
作動装置を押し下げるための手段を制御し、流体サンプリング装置を容器の中に導入し、前進させ、容器から抜き取るための制御手段をさらに含む、請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
受動的にシールされた容器から持ち越し汚染又は相互汚染を減らしながら液体をサンプリングする方法であって、
中心軸を有する隔膜であって、
被作動隔膜と容器との間に密な干渉シールを提供するための外側リング部、
外側リング部から片持ち支持されており、その本来の状態で受動シールを形成し、それぞれが、上に突出する対応するリブ部を有し、対応するリブ部とともに容器に対して内部又は実質的に内部に配置されている複数の隔膜フィンガ、及び
容器に対して外部に配置され、リブ部と選択的に係合するように適合されている作動装置
を含む隔膜で容器をシールすること、
作動装置を押し下げて複数の隔膜フィンガのリブに当てて同リブと係合させて、前記複数の隔膜フィンガを外方に撓ませて開口を設けること、
流体サンプリング装置を作動装置中の円環及び開口に導入すること、
流体サンプリング装置によって流体をサンプリングすること、
流体サンプリング装置を開口から抜き取ること、及び
作動装置をリブから離れさせて、複数の隔膜フィンガが容器を閉じ、受動的に再シールすることを可能にすること
を含む方法。
【請求項１３】
作動装置を押し下げることが、作動装置を隔膜の中心軸に沿って機械的、磁気的又は電気機械的に平行移動させることを含む、請求項１２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
本明細書をもって、２００７年４月１７日出願の「Actuated Septum」と題する米国特許仮出願第６０／９１２，３３８号の優先権を主張する。
【０００２】
連邦政府支援を受けた研究開発に関する声明
該当せず
【０００３】
発明の背景
本発明は一般に、流体を収容する容器をシールするために適合される隔膜、特に、流体移送装置、隔膜及び容器内容物の間の相互汚染を減らす被作動隔膜ならびに同隔膜を使用するシステムに関する。
【０００４】
隔膜とは、容器、たとえば流体収容容器の開口に配置されて容器内容物と周囲環境との間のシールを提供する、エラストマー、プラスチック及び／又は金属のバリヤである。隔膜は無数の目的に役立ち、その主なものが、容器内容物の汚染を防ぎ、容器内容物の蒸発を軽減することである。
【０００５】
従来の隔膜シール容器を使用する容器内容物にアクセスするためには、流体移送装置、たとえばサンプリングプローブ又は中空のカニューレが、シールを穿刺したり、容器の開口を受動的にシールする隔膜「フィンガ」を押し開けたりする。Ritchartらの米国特許第５，２０９，７３７号は、フレームを中心に放射状に配置された複数のレバーを含む作動機構を有する隔膜を開示している。レバーは１対のウィングを含む。ウィングは、サンプリングプローブが隔膜に挿入されるとき、プローブがレバー及びウィングを押し開けて、外科用トロカールの内端へのプローブアクセスを許すように構造化され、構成されている。
【０００６】
しかし、サンプリングプローブ又は中空のカニューレを使用して隔膜フィンガを押し開ける場合、プローブ又はカニューレ、隔膜及び容器内容物の間の持ち越し汚染及び相互汚染の危険性が増す。したがって、受動的な「自己修復性」の栓を有する隔膜を提供し、そのような持ち越し汚染又は相互汚染をなくすことが望ましい。特に、流体移送装置が隔膜を穿刺する必要をなくすアクチュエータを含む被作動隔膜を提供することが望ましい。
【０００７】
発明の概要
流体を収容する容器を受動的にシールし、流体サンプリング装置、シール隔膜及び容器内容物の間の持ち越し汚染又は相互汚染なしで流体をサンプリングするための装置、システム及び方法が開示される。装置は、容器を受動的にシールするための複数の隔膜フィンガを有する作動可能な隔膜及び流体サンプリング装置の持ち越し汚染又は相互汚染なしで受動シールを開けるための作動装置を含む。複数の隔膜フィンガそれぞれが、対応するリブ部を含む。作動装置は、円環を有する作動リングであることができる。複数の隔膜フィンガ及び対応するリブ部は、容器に対して内部又は実質的に内部に配置され、作動装置は、装置に対して外部に配置されている。
【０００８】
システムは、流体を容器に加える又は容器から取り出すための流体移送装置、たとえば中空のカニューレ、サンプリングプローブなど、作動可能な隔膜、作動装置を押し下げて複数の隔膜フィンガのリブに当てて、受動シールを破壊し、隔膜を通過して容器に通じる開口を設けるための手段及び作動装置を押し下げるための手段を制御し、流体サンプリング装置を容器の中に導入し、容器内に配置し、容器から抜き取るための制御手段を含む。
【０００９】
方法は、作動可能な隔膜で容器をシールすること、作動装置を押し下げて複数の隔膜フィンガのリブに当てて、隔膜フィンガを下に移動させながら受動シールから離れさせて開口を設けること、流体サンプリング装置を作動装置中の円環及び開口に導入すること、サンプリング装置によって流体をサンプリングすること、流体サンプリング装置を開口から取り出すこと、及び作動装置をリブから離れさせて、複数の隔膜フィンガが容器を閉じ、受動的に再シールすることを可能にすることを含む。
【００１０】
本発明は、以下の発明の詳細な説明を図面と合わせて参照することにより、より明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の被作動隔膜を受動シール状態で示す断面図である。
【図２】本発明の被作動隔膜を非シール状態で示す断面図である。
【図３】本発明の例示的なサンプリングシステムのブロック図である。
【図４Ａ】受動シール状態にある被作動隔膜、作動リング及びサンプリング装置を有する本発明のサンプリングシステムを示す断面図である。
【図４Ｂ】非シール状態にある図４Ａの本発明サンプリングシステムを示す断面図である。
【図５】図４Ａのサンプリングシステムの等角図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
発明の詳細な説明
優先権が主張されるところの２００７年４月１７日出願の「Actuated Septum」と題する米国特許仮出願第６０／９１２，３３８号を全体として本明細書に取り込む。円柱形容器をシールするのに使用するための例示的な作動可能な隔膜１０が図１及び図２に示されている。図１に示す隔膜１０は、受動シール状態にある隔膜１０を示す。図２に示す隔膜は、非シール状態にある隔膜１０を示す。
【００１３】
隔膜１０は、外側リング部１１、可撓性ネック部１３、複数の隔膜フィンガ１５及び作動リング１４を含むエラストマー又はプラスチック装置である。「リング」とは円形構造を指すが、作動リング１４は、中央の円環２２を含む円形又は多角形であることができる。
【００１４】
外側リング部１１は、試料収容容器（図示せず）のネック部にぴったりフィットして、試料収容容器と周囲雰囲気との間に密な干渉嵌りを設けるように構造化され、構成されている。可撓性ネック部１３は、上端１６で作動リング１４に接続され、下端１７で外側リング部１１に接続されている。図１及び図２は、可撓性ネック部１３によって外側リング部１１に接続された作動リング１４を有する隔膜１０を一体構造として示すが、当業者は、作動リング１４と隔膜１０とが別個の構造であることもできることを理解するであろう（以下さらに詳細に説明する）。
【００１５】
隔膜フィンガ１５は、受動シール状態にあるとき（図１）には受動シールを提供し、さらに、非シール状態にあるとき（図２）には試料収容容器の内容物にアクセスするための開口１８を設けるように構造化され、構成されている細長いエラストマー又はプラスチック部分である。隔膜フィンガ１５は、外側リング部１１から本来の静止位置に片持ち支持されることができる。図１及び図２は、外側リング部１１の頂部で接合された隔膜フィンガ１５を示すが、接合点は、外側リング部１１の長手に沿ったどこであってもよい。
【００１６】
各隔膜フィンガ１５は、本来の静止位置（「受動シール状態」）で、受動シール１９の中心及びフィンガ１５の縁のごくわずかな撓みだけでそれ自体の重さを支えることができる。より具体的には、各隔膜フィンガ１５は、受動シール状態で、作動リング１４又は隔膜フィンガ１５そのものに力が加えられない限り、隣接する隔膜フィンガ１５と接触して受動シールを提供するように偏向されている。
【００１７】
図５を参照すると、四つの隔膜フィンガ１５を有する実施態様が示されている。当業者は、隔膜１０が、図示するものよりも多数又は少数のフィンガ１５を含むこともできるということを理解することができる。隣接するフィンガ１５の間にはスリット２５（図５では説明のために幅が誇張されている）が設けられている。これらのスリット２５は、隣接するフィンガ１５の間のきわめて細い不連続部であることができ、それにより、隣接するフィンガ１５がそれぞれのスリット１５に沿って当接して、それにより、スリット２５の長手に沿って密なシールを形成する。あるいはまた、スリット２５は、より幅広の寸法を有することもでき、その場合、各フィンガ１５は、受動シール状態にあるとき密なシールを提供する可撓性フラップ２６を含むことができる。受動シール状態で、隣接するフィンガ１５の一方のフラップ２６は、他方の隣接するフィンガ１５のフラップ２６よりも上、下又は部分的に上及び部分的に下にあることができる。
【００１８】
各隔膜フィンガ１５はまた、構造化又は一体化されたリブ１２に接続されているか、それを含む。図１は、下端１７で外側リング部１１に接続された可撓性ネック部１３を示すが、代替的に、可撓性ネック部１３は、リブ１２の上隆起部２１に接続されることもできる。
【００１９】
受動シール状態で、隔膜フィンガ１５及び対応するリブ１２は、円柱形容器に対して内部又は実質的に内部に配置され、作動リング１４は、円柱形容器に対して外部又は実質的に外部に配置される。非シール状態では、作動リング１４がリブ１２に押し込まれて、隔膜フィンガ１５を下方へ回転させて、受動シール１９の中心から離れさせて開口１８を形成させる。作動リング１４の開口１８及び円環２２がサンプリング経路を設け、このサンプリング経路の中に、容器内容物、隔膜１０及び／又は流体サンプリング装置３４の間での持ち越し汚染又は相互汚染なしに、流体サンプリング装置３４を自在に挿入し、抜き取ることができる。
【００２０】
所望の量の流体が円柱形容器からサンプリングされ、流体サンプリング装置３４が開口１８及び円環２２から抜き取られたのち、作動リング１４に対する力を解除することができる。力が解除されると、隔膜フィンガ１５の受動的な性質がフィンガ１５をその本来の受動シール状態に復帰させて、受動シールを再び形成させる。
【００２１】
被作動隔膜１０を説明したところで、同被作動隔膜を使用する受動的にシールされた円柱形容器の内容物にアクセスする方法を説明する。第一のステップで、外部作動リングを押し下げて、受動シールを形成する隔膜フィンガの表面、たとえば対応するリブに当てる（ステップ１）。作動リングは、機械的に、たとえば、作動リングを上下に動かすことができるステップモータを使用して、及び／又は磁気的もしくは電磁的に、たとえば永久磁石又は電磁石を使用して、押し下げることができる。
【００２２】
作動リングに加えられる力は、隔膜フィンガを下方へ動かしながら受動シールの中心から離れさせるのに十分である。ひとたび隔膜フィンガが十分に下方へ動き、受動シールの中心から離れたならば、流体サンプリング装置を容器に挿入することができる（ステップ２）。より具体的には、流体サンプリング装置を、作動リングの円環に通して、また隔膜フィンガの回転移動によって形成された開口に通して、容器に挿入することができる（ステップ２）。
【００２３】
そして、容器内容物をサンプリングするために流体サンプリング装置を配置することができる。ひとたび所望の量の容器内容物が流体サンプリング装置によって採取されたならば（ステップ３）、流体サンプリング装置を容器から抜き取ることができる（ステップ４）。最後に、作動リングに加えられる力を解除して（ステップ５）、隔膜フィンガ及び対応するリブをそれら本来の受動シール状態に復帰させる。
【００２４】
隔膜シール円柱形容器の内容物にアクセスする方法を説明したところで、次に、隔膜シール円柱形容器の内容物にアクセスするための流体サンプリングシステムを説明する。システム３０のブロック図が図３に示されている。図４Ａ、図４Ｂ及び図５は、例示的なシステム３０の断面図及び等角図を提供する。
【００２５】
システム３０は、少なくとも一つの隔膜シール円柱形容器３２、被作動隔膜１０、作動リング１４、作動リングを押し下げるための手段３５及び流体サンプリング装置３４を含む。被作動隔膜１０は、上記のタイプ、すなわち作動リング１４を含む一体構造であることができる。あるいはまた、図４Ａ、図４Ｂ及び図５に示すように、隔膜１０と作動リング１４とは別個の構造であることもできる。流体サンプリング装置３４は、たとえば、サンプリングプローブ、中空のカニューレなどであることができる。
【００２６】
被作動隔膜１０のアクチュエータリング１４を押し下げるための手段３５は、アクチュエータリング１４を、隔膜フィンガ１５の対応するリブ１２に当てて、押し下げて又は他のやり方で押し込んで、隔膜フィンガ１５を、円柱形容器３２内へと下方に動かして、常態の隔膜１０によって提供される受動シールの中心から外へ、かつ、中心から離れさせるように適合された機械的、磁気的及び／又は電気機械的装置であることができる。手段３５は、作動リング１４を隔膜１０及び容器３２の中心軸に沿って上下に動かして、隔膜フィンガ１５のリブ１２とで係合又は係合解除させることができる往復運動アーム（図示せず）を含むことができる。
【００２７】
あるいはまた、手段３５は、流体サンプリング装置３４の円周面３１に配置された突起又は突出（図示せず）を含むこともできる。突起又は突出は、流体サンプリング装置３４の先端３９が、容器に向かって下がるにつれ、リブ１２又はフィンガ１５のいずれかの部分と接触してしまう前に、作動リング１４と係合し、作動リング１４を隔膜フィンガ１５の中に押し下げる又は押し込むように構造化され、構成されている。たとえば、突起又は突出は円錐形であることもでき、その場合、その円錐の大きい方の開口が流体サンプリング装置３４の遠位端の先端２９の近くに配置される。手段３５はまた、作動リング１４を動かして隔膜フィンガ１５のリブ１２に入れる又はそれから離れさせるための磁気的又は電磁的手段を含むことができる。
【００２８】
システム３０はさらに、作動リング１４を押し下げるための手段３５を制御し、被作動隔膜１０の中に開口１８が形成されたのち流体サンプリング装置３４の導入、前進及び抜き取りを制御し、流体サンプリング装置３４による内容物のサンプリングを制御するための制御手段３８を含む。
【００２９】
たとえば、流体サンプリング装置の円周面からの突出又は突起が使用される場合、制御手段３８は、センサ（図示せず）及び／又は制止手段（図示せず）を含むことができる。制止手段は、十分なサイズの開口１８が形成されたこと（又は、隔膜１０の高さに対する突出又は突起の高さに基づいて、形成されたはずであること）を、感知又は他のやり方で判断した後でのみ、突出又は突起の容器３２中へのさらなる前進を制止し、同時に、流体サンプリング装置３４が容器３２内の所望の位置まで進むことを許すように適合されている。
【００３０】
制御手段３８は、様々なステップモータ、真空ポンプなど（図示せず）を制御して、受動シールを開けるタイミング、流体サンプリング装置の挿入、容器内容物のサンプリング、流体サンプリング装置の抜き取り及び隔膜の再シールを制御するためのソフトウェア又はハードウェアベースのアプリケーション又はドライバプログラムを含むプロセッサ又はマイクロプロセッサを含むことができる。場合によっては、制御手段３８はまた、流体サンプリング装置の先端を清浄したり、流体サンプリング装置の先端の使い捨てチップを取り外し及び取り付け、流体試料を別の容器に入れたりするためのソフトウェア又はハードウェアベースのアプリケーション又はドライバプログラムを含むことができる。
【００３１】
円柱形容器に関して本発明を説明したが、本発明は、それに限定されるものとして解釈されてはならない。たとえば、容器は、円柱形以外の形であってもよい。当業者は、上記の装置、システム及び方法の変形及び改変を理解するであろう。したがって、本発明は、請求の範囲の範囲及び本質による以外、限定的に見なされてはならない。
【図１】
2010526561.tif 000003
【図２】
2010526561.tif 000004
【図３】
2010526561.tif 000005
【図４Ａ】
2010526561.tif 000006
【図４Ｂ】
2010526561.tif 000007
【図５】
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【国際調査報告】
2010526561.tif 000009