(57)【要約】  生体サンプル中の感染因子の存在のリアルタイム検出のためのポータブルシステムは、前記サンプル中の特定の感染因子の存在を検出する試薬を使用し、前記試薬が前記サンプルと反応して前記感染因子の存在が検出された時に検出可能な信号を発生する。テストカートリッジは、前記サンプルと前記試薬とを受け入れる反応チャンバを有する。該反応チャンバは、所定の内部ジオメトリと少なくとも１つの内面とを有する。前記サンプルと試薬とを前記テストカートリッジに導入することによってサンプルと試薬が混合される。テストユニットが前記テストカートリッジを受け入れ、当該ユニットは、発せられた検出可能信号を検出するセンサを有する。前記発せられた検出可能信号の検出は、前記サンプル中における前記感染因子の存在を示す。
2015505047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体サンプル中の感染因子の存在を迅速に検出するためのシステムであって、以下を有する。
ａ．第１試薬：これは（ｉ）テスト対象サンプル中の特定の感染因子の存在を検出し、そして（ｉｉ）当該第１試薬が前記サンプルと反応して当該サンプル中の前記特定感染因子の存在を検出した時に検出可能な信号を放出するように構成されている。
ｂ．テストカートリッジ、これは、前記サンプルと前記第１試薬とを受け入れる反応チャンバを有し、当該反応チャンバは、所定の内部ジオメトリと少なくとも１つの内面とを有し、ここで、前記サンプルと前記第１試薬とを前記テストカートリッジに導入することによって前記サンプルと前記第１試薬とが混合される。
ｃ．前記テストカートリッジを受け入れるように構成されたテストユニット、当該ユニットは、放出された検出可能な信号を検出するセンサを有し、前記放出された検出可能な信号の検出は、前記サンプル中における前記感染因子の存在を示し、前記サンプル中の特定の感染因子の検出はリアルタイムで行われる。
【請求項２】
前記放出された検出可能な信号は光であり、前記センサは活性表面を有する光電子増幅管であり、そして、前記活性表面のサイズは、バックグランドノイズを低減し前記放出された検出可能な信号のＳ／Ｎ比を増大させるように最適化されている請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記テストカートリッジは、更に、以下を有する請求項２に記載のシステム。
（ｉ）前記反応チャンバを形成するテストカートリッジベース。
（ｉｉ）最初に前記第１試薬を格納するリザーバカード。
【請求項４】
前記リザーバカードは、前記テストカートリッジベースに挿入され単数又は複数の保持構成によってその内部に恒久的に保持されるように構成されている請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記テストカートリッジベースは、更に、プランジャを備える流体ディスプレースメント機構を有し、前記プランジャの作動によって前記リザーバカード中に格納された前記第１試薬が前記反応チャンバ内へと移動される請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記テストユニットは、更に、前記プランジャを作動させるように構成されたモータおよびピストンアセンブリを有する請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記テストユニットはポータブルテストユニットである請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
更に、前記テストチャンバ内に位置する少なくとも１つの添加物を有し、当該少なくとも１つの添加物は、前記サンプルと前記第１試薬との混合中に前記テストチャンバ内の泡の形成を最小化する請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記少なくとも１つの添加物は界面活性剤である請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
更に、前記サンプルと前記第１試薬との混合の前に、前記サンプル中の感染因子の個々の細胞を撹拌するディスラプタを有する請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ディスラプタは、前記細胞表面からＯ−抗原を開放する酵素、前記細胞を分断する超音波発生装置、前記細胞を分断するフレンチプレス、および、前記感染因子の細胞からＬＰＳを開放する化学処置、の少なくとも一つである請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１試薬はバイオセンサ試薬であり、当該バイオセンサは、生物発光たん白質と、所定の感染因子に対して特異的な少なくとも１つの膜結合抗体とを発現するように構成されたＢリンパ球を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記バイオセンサは、セレテラジンが予め投入され、前記バイオセンサをテストされる前記サンプルと反応させる前に、過剰なセレテラジンが前記バイオセンサから取り除かれる請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
テストされる前記サンプルは、牛肉、家禽肉、豚肉、その他の肉、魚および野菜類、の少なくとも一つを含む食品由来である請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記特定の感染因子はＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉである請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記反応チャンバの前記内部ジオメトリは概して放物線状である請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
リアルタイムは、前記サンプルと前記第１試薬との混合から約５分以内の範囲内である請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
更に、前記第１試薬と反応して前記テストユニットの適切な機能を判断する第２試薬を有し、前記第１試薬は、前記第２試薬が前記第１試薬と反応する前にテストされる前記サンプルと反応する請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
生体サンプル中の感染因子のリアルタイム検出を容易にするためのテストカートリッジアセンブリであって、以下を有する。
ａ．感染因子についてサンプルをテストするための少なくとも一つの試薬を格納するリザーバカード、当該リザーバカードは少なくとも１つの流体ポートを介してテストカートリッジベースとインターフェースするように構成されている。
ｂ．以下を有するテストカートリッジベース。
（ｉ）前記サンプルと前記少なくとも１つの試薬とを受け入れる反応チャンバ、当該反応チャンバは、所定の内部ジオメトリと少なくとも１つの内面とを有する。
（ｉｉ）前記少なくとも１つの試薬を前記少なくとも１つの流体ポートを介して前記リザーバカードから前記反応チャンバ内へと移動させ、それによって前記少なくとも１つの試薬が前記反応チャンバ内において前記サンプルと混合された時に、もしも前記感染因子が前記サンプル中に存在しているならば、検出可能な信号が放出されるように構成されたプランジャを備える流体ディスプレースメント機構。
【請求項２０】
更に、前記テストチャンバ内に位置する少なくとも１つの添加物を有し、当該少なくとも１つの添加物は、前記サンプルと前記第１試薬との混合中に前記テストチャンバ内の泡の形成を最小化する請求項１９に記載のテストカートリッジアセンブリ。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの添加物は界面活性剤である請求項２０に記載のテストカートリッジアセンブリ。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの試薬はバイオセンサを含む請求項１９に記載のテストカートリッジアセンブリ。
【請求項２３】
前記バイオセンサは、更に、生物発光たん白質と、所定の感染因子に対して特異的な少なくとも１つの膜結合抗体とを発現するように構成されたＢリンパ球を含む請求項２２に記載のテストカートリッジアセンブリ。
【請求項２４】
前記バイオセンサは、セレテラジンが予め投入され、前記バイオセンサをテストされる前記サンプルと反応させる前に、過剰なセレテラジンは前記バイオセンサから取り除かれる請求項２３に記載のテストカートリッジアセンブリ。
【請求項２５】
更に、当該テストカートリッジアセンブリがテスト装置に導入された時に、前記反応チャンバが当該テスト装置内のセンサと連通することを可能にするポートを有する請求項１９に記載のテストカートリッジアセンブリ。
【請求項２６】
前記リザーバカードは、更に、当該テストカートリッジアセンブリがテスト装置に導入された時に、前記テスト装置に信号を伝達するＲＦＩＤタグを有する請求項２５に記載のテストカートリッジアセンブリ。
【請求項２７】
前記検出可能信号は光を含む請求項１９に記載のテストカートリッジアセンブリ。
【請求項２８】
前記テストチャンバの前記内部ジオメトリは概して放物線状である請求項１９に記載のテストカートリッジアセンブリ。
【請求項２９】
リアルタイムは、前記サンプルと前記第１試薬との混合から約５分以内の範囲内である請求項１９に記載のテストカートリッジアセンブリ。
【請求項３０】
生体サンプル中の感染因子のリアルタイム検出のためのテスト装置であって、以下を有する。
ａ．蓋と入出力装置とを有するハウジング。
ｂ．以下を有する分析部。
（ｉ）テストされるサンプルを含むテストカートリッジを受け入れるための前記ハウジングに設けられた凹部。
（ｉｉ）前記蓋が閉じられた時に前記テストカートリッジと相互作用するアクチュエータ、前記アクチュエータは、テストの実行中に、前記テストカートリッジ内の少なくとも１つの試薬を前記サンプルと反応させるべく移動させる。
（ｉｉｉ）前記ハウジングの前記凹部と連動し、前記少なくとも１つの試薬が前記アクチュエータによって前記サンプルと反応するべく移動された後に放出される信号を検出し、出力信号を発生するセンサ。
ｃ．以下を行うように構成されている制御ユニット。
（ｉ）テストを開始するべく前記入出力装置を介してユーザから入力を受け、
（ｉｉ）前記ユーザの入力に応答して、前記テストカートリッジ内の前記少なくとも１つの試薬を前記サンプルと反応させるべく移動させるように前記アクチュエータが作動し、
（ｉｉｉ）前記センサからの前記出力信号を受け取り、
（ｉｖ）テスト結果を前記ユーザに対して前記入出力装置上に出力する。
【請求項３１】
前記センサは活性表面を有する光電子増幅管であり、そして、前記活性表面のサイズは、バックグランドノイズを低減し前記放出された信号のＳ／Ｎ比を増大させるように最適化されている請求項３０に記載のテスト装置。
【請求項３２】
更に、前記テストカートリッジから単数又は複数の信号を受け取るためのＲＦＩＤ通信回路を有し、前記単数又は複数の信号は、実行されるテストタイプ、および、前記テストカートリッジが以前に使用されたか否か、の少なくとも一つを同定する請求項３１に記載のテスト装置。
【請求項３３】
前記試薬はバイオセンサ試薬であって、当該バイオセンサは、生物発光たん白質と、所定の感染因子に対して特異的な少なくとも１つの膜結合抗体とを発現するように構成されたＢリンパ球を含む請求項３０に記載のシステム。
【請求項３４】
前記バイオセンサは、セレテラジンが予め投入され、前記バイオセンサをテストされる前記サンプルと反応させる前に、過剰なセレテラジンは前記バイオセンサから取り除かれる請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
前記サンプルと前記第１試薬との混合の前に、前記サンプル中の感染因子の個々の細胞を撹拌するディスラプタを有する請求項３０に記載のテスト装置。
【請求項３６】
前記ディスラプタは、前記細胞表面からＯ−抗原を開放する酵素、前記細胞を分断する超音波発生装置、前記細胞を分断するフレンチプレス、および、前記感染因子の細胞からＬＰＳを開放する化学処置、の少なくとも一つである請求項３５に記載のテスト装置。
【請求項３７】
ポータブルテスト装置である請求項３０に記載のテスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この特許出願は、その開示内容のその全体がここに参考文献として合体されるとともにすべての目的のためにその米国特許出願の一部を成す、２０１１年１２月１３日に出願の「ポータブル検出装置」と題する米国仮特許出願Ｎｏ．６１／５７０，０１６の利益を請求するものである。
【背景技術】
【０００２】
記載される発明は、一般に、生体サンプル中の汚染物質を検出するためのシステムに関する。より具体的には、本発明は、バイオセンサ等の試薬を使用して食物サンプル中の感染因子又は病原体をリアルタイムで検出するためのシステムに関する。
【０００３】
従来、感染因子に関してサンプルをテストすることは時間がかかり、製造プロセスから大部分切り離された高コストなプロセスであった。感染因子の存在をテストするために、サンプルは、通常、濃縮又は培養された。このプロセスは、ラボの存在を必要とするとともに、通常、必要なテストを行うにあたって専門技術を有する科学者の関与を必要とするものであった。追加的な培養又は濃縮時間、および特殊なツールおよび技術、が必要であることにより、テストを製造工程中に容易に行うことはできなかった。その結果、通常、製造プロセスはテストプロセスから切り離され、それにより、テストプロセスによって後になって感染因子等の存在が見つかった場合にはコストのかかるリコールが必要となった。病院等の他の環境において、感染因子のテストを受けることが遅延すると、そのような感染因子の広がりを許すことになりうる。
【０００４】
検出のためにバイオセンサを使用することによって感染因子をテストする速度を改善するためにいくつかの提案がなされてきた。例えば、食料品中のＥ．ｃｏｌｉ汚染を検出するためにエクオリン−Ｃａ２＋インジケータを利用することが、その開示全体をここに参考文献として合体させる非特許文献１によって報告された。しかしながら、この非特許文献１のプロセスは、Ｓ／Ｎ比が低いことによってプロセスが大規模なテスト用としての信頼性に欠ける等のいくつかの欠点があった。
【０００５】
大まかに言えば、バイオセンサとは、高感度な生体成分と物理化学的成分とを兼ね備えた分析物の検出のためのシステム又は装置である。典型的なバイオセンサシステムの成分は、生体要素、トランスデューサー又は検出素子、テスト結果を有意で有用な方法で表示する連動の電子装置又は信号プロセッサ、を含む。前記生体要素は、組織、微生物、オルガネラ、細胞受容体、酵素、抗体、核酸、および公知の生物工学プロセスによって作り出すことが可能のその他、を含む。前記トランスデューサー又は検出素子は、分析物と生体要素との間の相互作用から生じる信号を、測定および定量化がより容易な別の信号に変換するように物理化学的（たとえば、光学的、圧電的、および／又は、電気化学的）に作用する。バイオセンサは、抗体−抗原相互作用等の生物分子‐分析物相互作用を定性化又は定量化するべく、分子生物学と情報技術（たとえば、マイクロ回路、光ファイバ等）との融合から生まれた。
【０００６】
食品中の感染因子、病原体および／又は毒素、を検出するための迅速、高感度、取扱い容易、かつ、低コストな検出ツールが求められている（たとえば、ここに参考文献として組み込む非特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】トッド  エイチ  ライダー（Todd H. Rider）他著,  「病原体の迅速検出のためのB細胞によるセンサ（B Cell-Based Sensor for Rapid Identification of Pathogens）」,  サイエンス（SCIENCE）,  2003年7月11日,  p.213-215
【非特許文献２】ミード（Mead）他著,  「米国における食品関連疾患と死、出現する感染病（Food Related Illness and Death in the United States, Emerging Infectious Diseases）」，  Vo.5，  No.5，1999年9-10月，  p.607-625
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、感染因子についてサンプルをリアルタイム又は略リアルタイムで迅速にテスト可能な、ポータブルで、自己完結型システムが望まれている。更に、Ｓ／Ｎ（信号／ノイズ）比を改善することによってサンプルの感染因子をテストするためにバイオセンサを使用する技術を改善することも望まれている。又、製造プロセス中に、食品をテストするために一般スタッフによる使用が可能なテスト装置を提供することも望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施例において、生体サンプル中の感染因子の存在を迅速に検出するためのシステムが記載される。第１試薬は、テスト対象サンプル中の特定の感染因子の存在を検出するように構成され、当該第１試薬が前記サンプルと反応して当該サンプル中の前記特定感染因子の存在を検出した時に検出可能な信号を発せられるように構成されている。テストカートリッジは、前記サンプルと前記試薬とを受け入れる反応チャンバを有する。該反応チャンバは、所定の内部ジオメトリと少なくとも１つの内面とを有する。前記サンプルと試薬とを前記テストカートリッジに導入することによってサンプルと試薬が混合される。テストユニットが前記テストカートリッジを受け入れ、当該ユニットは、発せられた検出可能信号を検出するセンサを有する。前記発せられた検出可能信号の検出は、前記サンプル中における前記感染因子の存在を示す。前記サンプル中の特定感染因子の検出はリアルタイムで行われる。
【００１０】
別実施例において、生体サンプル中の感染因子のリアルタイム検出を容易にするためのテストカートリッジアセンブリが記載される。当該テストカートリッジアセンブリは、リザーバカードとテストカートリッジベースとを有する。前記リザーバカードは、最初、感染因子についてサンプルをテストするための少なくとも１つの試薬を格納する。前記リザーバカードは、少なくとも１つの流体ポートを介してテストカートリッジベースとインターフェースするように構成されている。前記テストカートリッジベースは、反応チャンバと流体ディスプレースメント（排出）機構（ｆｌｕｉｄ  ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）とを有する。前記反応チャンバは前記サンプルと少なくとも１つの試薬とを受け入れ、所定の内部ジオメトリと少なくとも１つの内面とを有する。前記流体ディスプレースメント機構は、前記少なくとも１つの試薬を前記リザーバカードから前記少なくとも１つの流体ポートを介して前記反応チャンバ内へと移動させるプランジャを有する。前記少なくとも１つの試薬が前記反応チャンバ内で前記サンプルと混合されると、もしも前記感染因子が前記サンプル中に存在しているならば検出可能な信号が発せられる。
【００１１】
更に別の実施例において、生体サンプル中の感染因子のリアルタイム検出のためのテスト装置が記載される。前記テスト装置のハウジングは、蓋と入出力装置を有する。分析部は、前記ハウジングに形成されてテスト対象サンプルを含むテストカートリッジを受け入れる凹部を有する。前記蓋が閉じられると、アクチュエータが前記テストカートリッジと相互作用する。前記アクチュエータは、テスト実行中、前記テストカートリッジ中の少なくとも１つの試薬を移動させて前記サンプルと反応させる。センサが前記ハウジングの前記凹部と関連付けられて前記少なくとも１つの試薬が前記アクチュエータによって移動されて前記サンプルと反応された時に発せられる信号を検出し、出力信号を発生するように構成されている。制御ユニットは、前記入出力装置を介してユーザから入力を受けてテストを開始するように構成されている。前記ユーザ入力を受け取ると、前記制御ユニットは、前記アクチュエータを起動して前記テストカートリッジ中の前記少なくとも１つの試薬を移動させて前記サンプルと反応させる。前記制御ユニットは、前記センサから前記出力信号を受け取りテスト結果を前記入出力装置上にユーザに対して出力する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の好適実施例による、感染因子を検出するための、閉じられたヒンジ蓋を備えるテスト装置の後方斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、カートリッジ凹部を図示するべく、前記ヒンジ蓋が開放された状態の、図１Ａのテスト装置の前方斜視図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、前記カートリッジ凹部に挿入されたテストカートリッジを図示する、図１Ａおよび１Ｂのテスト装置の前方斜視図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の前記好適実施例による、図１のテスト装置の分析部の部材の分解前方斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａのテスト装置の分析部の前方斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の前記好適実施例による図１のテスト装置と使用されるべくベース蓋が閉じられた状態の、テストカートリッジベースに挿入されたリザーバカードを含むテストカートリッジアセンブリの前方斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、前記テストカートリッジベース蓋が開放された状態の、図３Ａのテストカートリッジアセンブリの前方斜視図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３Ｂおよび３Ｃのテストカートリッジアセンブリの下方斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の前記好適実施例による、図３Ｂのテストカートリッジアセンブリのベース蓋が開放された状態のテストカートリッジベースの前方斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａのテストカートリッジベースの部材の分解前方斜視図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の前記好適実施例による図３Ａのテストカートリッジアセンブリに使用される、初期状態の前記リザーバカードの前方斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａの前記リザーバカードの部材の分解前方斜視図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、流体ポートを示すべく、挿入状態にある図５Ａのリザーバカードの前方斜視図である。
【図６Ａ】図６Ａは、前記流体ポートをカバーする折り畳みフィルムを備える、図５Ａの初期状態での前記リザーバカードの一部分の拡大側面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、前記折り畳みフィルムを退避された状態の、図５Ｃの挿入状態のリザーバカードの前記一部分の拡大側面図である。
【図７】図７は、図３Ａのテストカートリッジアセンブリの一部分の拡大側方断面図である。
【図８】図８は、図３Ａのテストカートリッジアセンブリの側方断面図である。
【図９】図９は、図２Ｂのテスト装置の前記分析部に挿入された図３Ａのテストカートリッジアセンブリの側方断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、プランジャが初期位置にある状態の、図３Ａのテストカートリッジアセンブリの側方断面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、プランジャが第2位置にある状態の、図３Ａのテストカートリッジアセンブリの側方断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、プランジャが最終位置にある状態の、図３Ａのテストカートリッジアセンブリの側方断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の好適実施例による、図１１のテスト装置の電気コンポーネントの概略ブロック図である。
【図１２】図１２は、本発明の好適実施例による、図１のテスト装置の光センサ回路の概略ブロック図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、本発明の好適実施例による、図１のテスト装置の制御アプリケーションの工程のフローチャートである。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、本発明の好適実施例による、図１のテスト装置の制御アプリケーションの工程のフローチャートである。
【図１４】図１４は、図１３Ａおよび１３Ｂの制御アプリケーションによって提供されるホームスクリーンのグラフィカルユーザインターフェースの一例である。
【図１５】図１５は、図１３Ａおよび１３Ｂの制御アプリケーションによって提供されるテスト結果を示す、グラフィカルユーザインターフェースの一例である。
【図１６】図１６は、テストを実行するために、前記テストカートリッジアセンブリ３００が前記テスト装置１００と共に使用される工程のフローチャートである。
【図１７】図１７は、生体サンプル中の単数又は複数の感染因子の検出に関する、本発明のシステムの有効性を図示するチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以上の要約、および本発明の好適実施例に関する以下の詳細説明は、添付の図面を参照して読むことによってよりよく理解されるであろう。本発明を例示する目的で、これら図面には、現時点において好適な実施例が図示されている。但し、本発明は、図示されている厳密な構成及び手段に限定されるものではない。
【００１４】
以下の説明において便宜上のためのみで、ある種の用語が使用されるが、これは限定的なものではない。「右」、「左」、「下」「上」という単語は、参照される図面における方向を示す。「内側」および「外側」という単語は、それぞれ、指示されるコンポーネントおよびその指定される部分の幾何学的中心に対して、それぞれ、近接、離間する方向を示す。更に、請求項および明細書の対応部分に使用される、”ａ”や”ａｎ”という単語は「少なくとも１つ」を意味する。用語は、上に具体的に述べた単語、その派生語、および類似の意味の単語を含む。
【００１５】
本発明は、生体サンプル、特に、牛肉、豚肉、その他の肉、家禽類、魚、又は、野菜、由来のサンプル中の感染因子、特に、病原体を迅速に検出する（すなわち、１〜５分又はそれ以上）ためのポータブルな、自己完結型のシステムを提供する。ただし、健康管理器具や病院の表面等の、その他の生体物質も、本発明を使用することによって分析可能である。このシステムは、テスト前に、サンプルから得られる、バクテリア等の感染因子を培養する必要が無く、非常に高い感度（たとえば、特定の感染因子の単一の細胞までの感度）を提供する。一実施例において、前記特定感染因子は、大腸菌である。ただし、その他の感染因子（サルモネラ、リステリアおよびカンピロバクタ）、毒素、および種々の汚染物質も、本発明によって検出できる。大腸菌Ｏ１５７Ｈ７，Ｏ２６，Ｏ４５，Ｏ１０３，Ｏ１１１，Ｏ１２１，Ｏ１４５を、それぞれ別々のアッセイ、又は多重化アッセイで、この発明を利用してすべて検出することができる。
【００１６】
複数の図面を通して類似の参照番号が類似の部材に言及する図面を詳細に参照すると、食品およびその他の物質等の生体サンプル中の、感染因子の存在を迅速に検出するために種々のリアルタイム（又は略リアルタイム）定量テストを行うためのポータブルで自己完結型のテスト装置１００が図示されている。図１Ａ−１Ｃを参照すると、本発明の一好適実施例による、感染因子を同定するためにサンプル４１４（図４Ｂ）の迅速（リアルタイム又は略リアルタイム）分析を行うための前記テスト装置１００が図示されている。一好適実施例において、前記テスト装置１００は、特定の分析物を定量的にテストするための使い捨て式テストカートリッジ３００を利用する。前記テスト装置１００は、前記テストカートリッジアセンブリ３００と相互作用して、種々のソースからの有害な（ｏｆｆｅｎｄｉｎｇ）分析物を見つけるように構成された特定のテストの結果を得るべくユーザに対して単純なプロンプト（ｐｒｏｍｐｔｓ：指示メッセージ）を提供するポータブルな分析装置である。前記装置と相互作用する前記テストカートリッジアセンブリ３００は、サンプル４１４中の有害分析物を検出し報告するように構成された生体バイオセンサを含む。テスト対象サンプル４１４は、食品、液体、表面、および感染因子源となりうるその他の物質を含む。感染因子は、食品媒介疾患、病原体、ウイルス、バクテリア等を含む。前記テスト装置１００は、テスト対象の前記物質の濃縮又は培養のための時間消費の必要無しに、前記サンプル４１４の迅速分析を行うことを可能にして、テストを容易にする。
【００１７】
図１Ａは、本発明の一好適実施例による、ヒンジ蓋１０４が閉じられた状態の、テスト装置１００の前方斜視図である。前記テスト装置１００は、好ましくは、概してリジッドな、好ましくはアクリルニトリルブタジエンスチレン等のポリマー材から形成されている外側ハウジング１０２を有する。当該外側ハウジング１０２を形成するために、その他の材料又は材料の組み合わせを使用することも、本開示の範囲から逸脱することなく可能である。そのような材料は当業者に周知である。
【００１８】
前記テスト装置１００は、ＯＮ／ＯＦＦ電源スイッチ１０８と、当該電源スイッチ１０８がＯＮ位置にある時に、ユーザがテスト装置１００とインターフェースすることを可能にするためのタッチスクリーン式液晶（ＬＣＤ）１１０スクリーンとを有する。前記タッチスクリーンＬＣＤ１１０は、ユーザがテスト装置１００に対してコマンドを提供することを可能にするとともに、図１４および１５に図示されているように、テスト装置１００の操作を容易にするために、メニューを表示することによってユーザに対してインストラクションを提供する。後に詳述するように、前記メニューは、テスト装置１００によって実行される特定のテスト又は操作のステータス又は結果に関してユーザに対して情報および／又はデータを提供するためのグラフィカルユーザインターフェースを含むが、ただし、それに限定されるものではない。
【００１９】
一好適実施例において、前記タッチスクリーンＬＣＤ１１０は、ＬＣＤユニットと、その上に載置されて、ラテックスグローブ等を介してユーザの入力を受け取ることが可能なタッチスクリーンとを含む。本実施例において、前記ＬＣＤ１１０は、ＶＡＲＩＴＲＯＮＩＸ社の、対角５インチのＱＶＧＡ，ＩＰＳ式  ＴＦＴ  ＬＣＤモジュールＶＬ−ＰＳ−ＣＯＧ−Ｔ５００Ｆ２０８０−Ｘ１と、ＡＤ  ＭＥＴＲＯ社の、ガラスフィルム、ガラス抵抗タッチスクリーンモデルＡＤ−５．０−４ＲＵ−０２−２００とを含む。その他のモデルおよび製造元のタッチスクリーンＬＣＤ１１０も、本発明の範囲から逸脱することなく利用可能である。更に、前記テスト装置１００において、その他のサイズおよびタイプの入出力装置、ボタン、キーボード、トラックパッド、等も本発明の範囲から逸脱することなく使用できる。
【００２０】
前記テスト装置１００は、イーサネット（登録商標）ポート１１２ａ、マイクロＵＳＢポート１１２ｂ等の複数のインターフェースポート１１２を有する。これらインターフェースポート１１２は、テスト装置１００が、ローカル又は遠隔のコンピュータ装置、モバイル装置、サーバ（図示せず）に対して、又はそれらから、データ（たとえばテストデータ）を、インターフェース、ダウンロード、アップロードすることを可能にする。典型的なインターフェースポート１１２の構造および作動は当業者に周知であるので、ここでは簡潔性のために詳細には記載されない。なお、具体的なインターフェースポート１１２について記載したが、その他のポート、その他の有線又は無線通信方法、たとえは、８０２．１１  Ｗｉ−Ｆｉ等も、本発明の範囲から逸脱することなく、前記テスト装置１００に組み込み、利用することが可能である。
【００２１】
図１１を参照すると、前記テスト装置１０の外側ハウジング１０２は、更に、電源システム１１２６と、当該テスト装置１００がセットされたテストカートリッジアセンブリ３００に対してテストを行うことを可能にするために必要な、その他の電気および電子コンポーネント、回路およびソフトウエアを含む。好ましくは、前記電源システム１１２６は、テスト装置１００の独立作動を容易にするための単数又は複数のバッテリ１１６を有する。更に、好ましくは充電可能な、これら単数又は複数のバッテリ１１６を充電するためのバッテリチャージャコネクタ１１４（図１Ａ）も提供される。
【００２２】
前記単数又は複数のバッテリ１１６は、それぞれ、好ましくは、公称で３．７ボルトで２２００ｍＡｈの容量の、ＡＵＴＥＣ  ＢＡＴＴＥＲＹ社の、ダブル−セルリチウムイオンバッテリ、モデル５０３７５９ＡＹから構成される。前記電源システム１１２６は、更に、前記バッテリ１１６を充電するとともに、これらバッテリ１１６に埋め込まれた温度センサを使用してバッテリの温度をモニタする、インテリジェント急速充電バッテリ充電回路１１１４も有する。本実施例において、前記バッテリ充電回路１１１４は、ＴＥＸＡＳ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳモデルＢＱ２４００３２ＡＲＨＬＲである。もしもバッテリ１１６の温度が安全作動範囲内になければ、前記バッテリ充電回路１１１４は、安全な温度に達するまで、バッテリ１１６の充電をストップする。前記バッテリチャージャは、テスト装置１００に電力を供給するために対応のＡＣアダプタ（図示せず）がバッテリ充電回路１１１４を介してテスト装置１００に接続される時はいつでも起動され、当該バッテリ１１６の充電中にテスト装置１００の正常な使用を許容する。
【００２３】
図１Ｂを参照すると、図１Ａのテスト装置１００が、カートリッジ凹部１５２を示すべく、そのヒンジ蓋１０４が開放位置にある状態で図示されている。前記カートリッジ凹部１５２は、好ましくは、ヒンジ蓋１０４が開放位置にある時にのみユーザによってアクセス可能である。前記カートリッジ凹部１５２は、図１Ａに図示されているように、そのヒンジ蓋１０４がその閉じ位置にある時、当該ヒンジ蓋１０４によってカバーされる。前記ヒンジ蓋１０４は、好ましくは、当該ヒンジ蓋１０４に近接して、前記外側ハウジング１０２上に配置される、機械式アクチュエータ１０６によって解放される。好ましくはボタン、スイッチ等である、前記機械式アクチュエータ１０６は、前記ヒンジ蓋１０４を開放して、図１Ａに図示されているように、前記外側ハウジング１０２と実質的に一体化される、前記閉じ位置から、図１Ｂに図示されているように、前記外側ハウジング１０２から離間した開放位置へと回転させる。図１Ｃを参照すると、前記ヒンジ蓋１０４が前記開放位置にある時、テストカートリッジアセンブリ３００を前記カートリッジ凹部１５２に導入することができる。
【００２４】
図１Ｂおよび１Ｃに図示されているように、前記ヒンジ蓋１０４は、テスト装置１００によってテストが実行されている間、当該ヒンジ蓋１０４を閉じ位置に保持するように構成された二つの蓋突起１０４ａを有する。前記閉じ位置において、前記蓋突起１０４ａは、前記外側ハウジング１０２内に設けられている一対のロックラッチ１０４ｂによって係合される。ユーザが前記機械式アクチュエータ１０６を押すことによって、これらロックラッチ１０４ｂは蓋突起１０４ａから係合解除される。前記ヒンジ蓋１０４は、好ましくは、その内部に遮光ガスケット（図示せず）を備える遮光溝１１８を有し、これは前記ヒンジ蓋１０４が閉じ位置にある時に、前記カートリッジ凹部１５２を包囲する前記分析部フレーム２０２の遮光リブ１２０と係合し（図２Ｂ）、周囲の光が前記カートリッジ凹部１５２に侵入することを防ぐ。前記ヒンジ蓋１０４の内面上のテーパされた側壁を備える全体的に四角形の突起１２２が、前記ヒンジ蓋１０４が閉じ位置にある時に、前記分析部２００ハウジング２０４のテーパした側壁と係合する。
【００２５】
次に図２Ａおよび２Ｂを参照すると、本発明の前記好適実施例によるテスト装置１００の分析部２００が図示されている。当該分析部２００は、前記外側ハウジング１０２内に格納された分析部フレーム２０２を有する。当該分析部フレーム２０２は、好ましくは、テストカートリッジアセンブリ３００（図１Ｃ）又は、その他の互換性のあるテスト容器の受け入れを容易にするために第１端部２０２ａと第２端部２０２ｂとを備え、所定の構造と配向で配置されている。前記カートリッジ凹部１５２を形成する分析部ハウジング２０４が、前記分析部フレーム２０２の第１端部２０２ａに配置されている。図１Ｃに図示されているように、前記カートリッジ凹部１５２は、前記ヒンジ蓋１０４が開放位置にある時、ユーザがテスト装置１００の分析部２００にテストカートリッジアセンブリ３００を導入することを可能にする。前記分析部ハウジング２０４は、テスト装置１０とテストカートリッジアセンブリ３００との間のインターフェースとして機能する。以下に明らかとなるように、そのテストサンプル１４１に対して単数又は複数のテストを行う目的で、テストサンプル４１４（図４Ｂ）を収集しこれをテスト装置１００に導入するために前記使い捨て式テストカートリッジアセンブリ３００が使用される。
【００２６】
次に、前記分析部２００の分析部ハウジング２０４について詳細に説明する。前記分析部ハウジング２０４は、好ましくは、概してリジッドな、アクリルニトリルブタジエンスチレン等のポリマー材、又は、当業者に周知のその他類似のポリマー材から形成され、前記分析部フレーム２０２内に配置されている。前記分析部フレーム２０２は、前記分析部ハウジング２０４に対して構造的支持を提供するとともに、分析部フレーム２０２を包囲する矩形の壁によって前記カートリッジ凹部１５２に周囲の光が侵入することを大幅に削減又は防止し、それによって環境光放射がセンサ２０６に到達することを防止する遮光構成の主要なコンポーネントである。一好適実施例において、前記センサ２０６は光センサである。
【００２７】
前記テスト装置１００は、前記センサ２０６の電気出力を分析することによって種々のソースから回収されたサンプル４１４に対して所望のテストを行う。前記センサ２０６が光センサである場合、その出力は、前記テストカートリッジアセンブリ３００内から発生し、前記光センサ２０６のセンサ表面２０６ａに当たる光の量に応じて変化する。実行されるテストのタイプに応じて、前記光センサ２０６の出力は、分析されるサンプル４１４が、定量分析的に求められる前記物質（感染因子）の存在に関して陽性であるか陰性であるかを決定する。即ち、前記テスト装置１００によって、テストサンプル４１４中に存在する前記物質の実際の量を測定する必要はない。前記テスト装置１００は、実行されるテストと使用されるテストカートリッジアセンブリ３００とに基づくテストのためのパラメータを変化させることが可能である。
【００２８】
当該好適実施例においては、テスト装置１００によるテストカートリッジアセンブリ３００内の物質の評価はテストカートリッジアセンブリ３００によって導入されたテストサンプル４１４から放出されるかもしれない光の存在を検出することを必要とするので、テスト中にテスト装置１００のカートリッジ凹部１５２に導入される外部又は環境光の量を最小化又は除去することが好ましい。この目的を達成するために、前記分析部２００は、好ましくは、環境光放射の全部又は大半が前記センサ２０６に到達することを妨げる。前記センサ２０６は、前記分析部ハウジング２０４の下方に位置するプリント回路基板（ＰＣＢ）２０８上に配設されている。そのような環境光がセンサ２０６に到達することを最小化することによって、センサ２０６からの出力エラーが防止される。
【００２９】
前記分析部フレーム２０２とヒンジ蓋１０４は、好ましくは、前記物質に入射する測定可能な光のすべてを反射又は吸収するためにアルミニウム等の全体にリジッドで不透明な固形材、又は、当業者に周知のその他類似の不透明な固形材から形成される。前記分析部ハウジング２０４のベース２０４Ｂは、下面に矩形の切り欠き２１４を有する。この矩形切り欠き２１４には、観察窓２１６が取り付けられている。当該観察窓２１６は、好ましくは、当業者によく知られているように、石英ガラスやその他の透明固形材などの光学グレード透明固形材から成る。前記センサ２０６は、前記観察窓２１６の下方に位置して、光が、最小量の光吸収又は反射で、テストカートリッジアセンブリ３００から観察窓２１６を通って前記センサ２０６へと通過することを許容する。従って、前記センサ２０６は前記観察窓２１６を通して可能な限り最大の信号を受け取る。
【００３０】
当該好適実施例において、前記センサ２０６は、光センサであり、更に好ましくは、前記センサ２０６は、図１２を参照して後に詳述するように、光電子増倍管（ＰＭＴ）である。前記ＰＣＢ  ２０８は、図１２を参照して後に詳述するように、ＲＦＩＤ通信回路２１０と、前記センサ２０６とともに使用するための高電圧電源２１８と、他の光センサ回路１２００とを有する。好ましくは、前記ＲＦＩＤ通信回路２１０は、前記テストカートリッジアセンブリ３００が前記カートリッジ凹部１５２に導入された時に、前記テストカートリッジアセンブリ３００内のＲＦＩＤタグ５０８（図５Ｂ）とアラインメントする前記カートリッジ凹部１５２の領域の下方に位置する。
【００３１】
センサシールド２２０が前記センサ２０６を実質的に包囲するように配置されている。当該センサシールド２２０は、前記センサ２０６を電磁および磁気干渉から分離する。前記センサシールド２２０は、好ましくは、当業者に周知のようにミューメタルやその他のソリッド導電材等の高い透磁率を有する概してリジッドでソリッドな導電材から形成される。前記分析部ハウジング２０４の壁の一つは、前記カートリッジ凹部１５２内へと延出する中空突起２２２を有し、これは前記テストカートリッジアセンブリ３００内の凹部と噛合う。前記中空突起２２２は、ピストン２２４と、前記テストカートリッジアセンブリ３００内の流体ディスプレースメント機構９００（図９）に係合するピストンロッド２２４Ａとがそれらを通過してテストカートリッジアセンブリ３００のプランジャ４２４（図４Ｂ）と接触することを許容する。
【００３２】
前記ピストン２２４は、好ましくは、当業者に周知のように、ポリスチレンやその他類似のポリマー材等の概してリジッドなポリマー材から形成される。前記ピストン２２４はモータ２２６によって作動される。当該好適実施例において、前記モータ２２６はリニアステッピングモータである。但し、本発明の範囲から逸脱することなく、空気ピストン、サーボ等のその他のアクチュエータも使用可能である。前記ピストン２２４は、当該ピストン２２４内の一体ネジ穴（図示せず）に接続された前記モータ２２４上のネジ軸２２６Ａを介してモータ２２６に係合している。当該好適実施例において、前記モータ２２６は、ＨＡＹＤＯＮ−ＫＥＲＫモデル１９５４２−０５−９０５ステッパモータである。モータ２２６からのノイズが前記分析部２００に入ることを低減するために、前記モータ２２６は、前記センサ２０６の近傍ではなく、前記分析部ハウジング２０４の外側に位置している。前記センサ２０６に対するモータ２２６のこの配置によって、モータ２２６がセンサ２０６に対して電気的又は電磁的に干渉する可能性が減少する。
【００３３】
前記ピストン２２４から突起２２８が突出し、これは前記分析部２００の外側に位置する位置検出器２３０とアラインメントしている。前記ピストン２２４の移動のある段階において（後述）、前記突起２２８は、前記位置検出器２３０をトリガとして位置信号を発生する。一実施例において、前記位置検出器２３０のトリガ位置は、図１０Ｂに図示の前記プランジャ４２４の第２位置に対応している。但し、このトリガ位置は、図１０Ｃに図示されている前記プランジャ４２４の最終位置、あるいは、プランジャ４２４の経路の任意のその他の位置に対応するものであってもよい。一好適実施例において、前記位置検出器２３０はフォトインタラプタであり、前記位置検出器２３０は、前記突起２２８によってトリガとされ、位置検出器２３０内の光路をブロックし、その時に、ピストン２２４の位置を示すべく、前記マイクロプロセッサ１１０２に信号が送られる。このようにして、ピストン２２４の位置の正確な感知が行われて、テストカートリッジアセンブリ３００の起動にエラーが生じないようにすることができる。当該好適実施例において、前記位置検出器２３０は、ＯＭＲＯＮモデルＥＥ−ＳＸ４１３４フォトインタラプタである。但し、当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、前記位置検出器２３０のためにその他のタイプの装置も利用可能であることを理解するであろう。
【００３４】
前記ピストン２２４は、それから延出するとともに、その長さに沿って離間した位置に、離間した対の、外径方向に延出する環状フランジ２３２Ａ−Ｃを備えるピストンロッド２２４Ａを有する。これら環状フランジ２３２Ａおよび２３２Ｃの、それぞれの間には、圧縮可能なスライドシール２３４Ａ，２３４Ｂが径方向に配設されている。これらスライドシール２３４は、好ましくは、当業者に周知のように、シリコーン等のエラストマー材や、その他類似のエラストマー材から形成される。前記ピストン２２４がセットされると、環状フランジ２３２Ａの間に取り付けられた第１スライドシール２３４Ａが、前記分析部ハウジング２０４の前記中空突起２２２の内面と係合して、液体が前記下方分析部２００内へ、又は、カートリッジ凹部１５２から分析部ハウジング２０４の下方のＰＣＢ２０８上の電子コンポーネントに到達することを防止する流体密シールを作り出す。環状フランジ２３２Ｃの間に取り付けられた第２スライドシール２３４Ｂは、それを通って、前記ピントンロッド２２４Ａが前記分析部フレーム２０２内へと延出する中空通路の内面と係合して、環境（周囲）光放射が、ピストン２２４の経路に沿って前記分析部ハウジング２０４の遮光領域に入ることを防止する光密シールを作り出す。
【００３５】
前記ピストンロッドロッド２２４Ａは、更に、スライドシャッタ２３６に係合する第３対の環状フランジ２３２Ｂを有する。前記スライドシャッタ２３６は、好ましくは、前記分析部２００の嵩を低くして、そのサイズをポータブルなものとするために、成形ステンレス鋼シート等のリジッドで不透明な薄い材料から形成される。あるいは、前記スライドシャッタ２３６は、センサ２０６に対する更に高いシールド作用を提供するために、ミューメタル等の高い透磁率を有する導電性材から形成することも可能である。前記ピストンロッド２２４Ａによって最初に係合された時に、スライドシャッタ２３６はセンサ２０６と観察窓２１６との間を通過する。この位置において、スライドシャッタ２３６は前記ヒンジ蓋１０４が開放され分析部２００が環境光にさらされた時に、それがなければセンサ２０６に到達するであろう環境光放射のほぼ全部を反射又は吸収する。前記センサ２０６がＰＭＴである場合、スライドシャッタ２３６は、環境光レベルに対して完全に露出された場合に飽和とダメージを受けやすいセンサ２０６を保護する。前記スライドシャッタ２３６は、テストの開始時に、前記センサ２０６とアラインメントされる開口２３８を有する。好ましくは、テストの開始前に、前記スライドシャッタ２３６は、センサ２０６をカバーする。当該スライドシャッタ２３６がピストンロッド２３４Ａに係合してモータ２２６の運動を利用して、前記開口２３８がテスト開始時に前記センサ２０６の上になる位置へとスライド移動することが望ましい。この構成は、追加のコンポーネントコストを最小限にするとともに、電気又は電磁的干渉のリスクを更に低減する。
【００３６】
次に図１および図２を参照すると、前記分析部２００は、テスト装置１００の前記ハウジング１０２内に位置している。分析部２００の少なくとも一部分は、前記ヒンジ蓋１０４が図１Ａの閉じ位置にある時、当該ヒンジ蓋１０４によって少なくとも部分的にカバーされる。前記分析部２００は、好ましくは、無線周波数によって、テストカートリッジアセンブリ３００（図３）の固有のＲａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＲＦＩＤ）タグ５０８と通信するように構成された内蔵ＲＦＩＤ通信回路２１０を有する。当該好適実施例において、前記ＲＦＩＤ通信回路２０１はＴＥＸＡＳ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ  ＲＦＩＤ通信ＩＣモデルＴＲＦ７９６１である。但し、当業者は、テスト装置１００に対して情報を提供するために、および／又は、テストカートリッジアセンブリ３００のＲａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＲＦＩＤ）タグ５０８に対して情報を書き込むために、その他のタイプのスキャナ又は走査装置、およびその他データ送信スキーム、を使用することも可能であることを理解するであろう。
【００３７】
尚、当業者は、前記分析部２００の具体的構造および／又はそのコンポーネントは、本好適実施例のものに過ぎず、本発明の範囲および要旨から逸脱することなく、分析部２００の構造および／又はそのコンポーネントに対し改変を行うことが可能であることを理解するであろう。従って、本発明は、ここに記載した分析部２００の厳密な構造に限定されるものではなく、本分析部２００のものと同じ又は実質的に同じ作用を奏することが可能な、その他の構造および構成も含むことを意図するものである。
【００３８】
そのような改変構成は、電子機械的モータを省略して、カートリッジの起動に対してユーザの入力に依存すること、ピストンを利用せずにテストカートリッジを起動すること、異なる作動のために複数のモータを利用すること、モータを分析部２００の遮光された領域内に配置すること、あるいは、正確な位置感知無しでモータを制御すること等を含むことができる。更に、分析部ハウジング２０４のカートリッジ凹部１５２、蓋突起１０４ａおよびロックラッチ１０４ｂの形状、配置およびサイズは、本発明の範囲から逸脱することなく、図示されここに記載されたものと異なるものとすることができる。必要なことは、前記カートリッジ凹部１５２が、当該カートリッジ凹部１５２が導入されたテストカートリッジアセンブリ３００を受け入れることができるように、テストカートリッジアセンブリ３００のサイズと形状に一致するものでなければならないということのみである。
【００３９】
同様に、本発明の範囲から逸脱することなく、当業者に周知のように、センサ２０６による光感知を、別の信号検出スキームによって置き換えることも可能である。例えば、テスト結果の評価のために電気信号の検出を利用することができる。この場合、光以外のノイズの外部源を最小限又は排除することが好ましいかもしれない。そのような光以外のノイズの外部源の最小化又は排除を容易にするための分析部２００に対する構造的変更も、本発明の範囲に含まれる。
【００４０】
次に、図３Ａおよび３Ｂを参照すると、本発明の前記好適実施例による前記テスト装置１００と使用されるテストカートリッジアセンブリ３００が図示されている。好ましくは、当該テストカートリッジアセンブリ３００は、当該テスト装置１００によって行われるテストのために食品またはその他のソースから収集された少量のサンプル４１４（図４Ｂ）を受け入れるために使用される一回使用で使い捨てのディスポーザブルカートリッジである。従って、前記テストカートリッジアセンブリ３００は、好ましくは、選択されたテストの実行中に、テスト装置１００内に固定的に挿入可能に構成されている。更に好ましくは、各テストカートリッジアセンブリ３００は、後に詳述するように、一つのテストの実行のためのすべての必要な試薬５０４，５０６（図５Ｂ）を含む。
【００４１】
図３Ａに図示されているように、前記テストカートリッジアセンブリ３００は、好ましくは、二つの別々の部分、即ち、図４を参照して記載されるテストカートリッジベース４００と、図５を参照して記載されるリザーバカード５００を有する。これらテストカートリッジベース４００とリザーバカード５００は、テスト装置１００によるテストの実行のために相互作用するように構成されている。前記リザーバカード５００は、最小の容積を占め、高いパッキング密度を達成するために、前記テストカートリッジベース４００から分離した部分として構成されている。パッキング密度は、必要な試薬５０４，５０６が低い又は氷点下温度での保存を必要とする場合に重要な考慮事項である。但し、一体型の、単一ユニットのテストカートリッジアセンブリ３００も同様に製造可能であり、それも本開示の範囲に含まれる。
【００４２】
前記テストカートリッジベース４００は、当該テストカートリッジベース４００の第１端部４００ａのスロット４０２（図４Ａ）に別体の前記リザーバカード５００を受け入れるように構成されている。前記リザーバカード５００は、特に、単数又は複数のバイオセンサ（試薬５０４，５０６）のための便利で小型の格納デリバリ手段を提供するように構成されている。図３Ａおよび３Ｂに図示されているように、ユーザは、リザーバカード５００を前記スロット４０２にスライド導入することによって、リザーバカード５００をテストカートリッジベース４００内に組み付ける。リザーバカード５００がテストカートリッジベース４００内に挿入されると、リザーバカード５００はテストカートリッジベース４００に固定的に取り付られる。恒久的取り付け構造５０２によって、テストカートリッジベース４００の複数のリザーバカード５００との再使用などの、テストカートリッジベース４００の誤使用が防止される。それによって、テストカートリッジベース４００および／又はリザーバカード５００の汚染が回避される。前記リザーバカード５００は、一方向取り付け構造５０２等の、任意の公知の適当な機械的取り付け装置又は部材を使用して、テストカートリッジベース４００に取り付けることも可能である（図５Ｂ）。
【００４３】
前記テストカートリッジベース４００は、好ましくは、なんら専用のテストコンポーネントを含まず、従って、複数のテストタイプに対して共通のものとすることができる。従って、テストカートリッジベース４００は、複数タイプのリザーバカード５００と互換性のあるものとされるべきである。図４Ｂおよび９に図示されているように、前記カートリッジベース４００は、一緒になって前記リザーバカード５００の容積と比較して比較的大きな容積を占有する、反応チャンバ４０４と流体ディスプレースメント機構９００とを有する。図５Ａおよび５Ｂを参照すると、前記リザーバカード５００は、テスト装置１００による単一のテストを行うための、必要なすべての試薬５０４，５０６等を含んでいる。従って、そのそれぞれが特定のテストタイプを行うための単数又は複数の別々の試薬５０４，５０６を有する、複数の別々のタイプのリザーバカード５００を設けることができる。好ましくは、前記反応チャンバ４０４は、前記試薬５０４，５０６を含む生体細胞に対するダメージを最小化しながら、前記サンプル４１４と試薬５０４，５０６との適切な混合を容易にする。前記反応チャンバ４０４は、更に、有害な分析物が存在する時、あるいは、テストの第１段階の適切な機能を確認するために、前記試薬５０４，５０６がセンサ２０６に対して発する光の収集を最大化する。
【００４４】
図４Ｂに最もよく図示されているように、前記テストカートリッジベース４００は、一体のヒンジ蓋４０８を備えるほぼ矩形のハウジング４０１から構成される。この矩形ハウジング４０１は、好ましくは、ポリプロピレン又は当業者に周知のポリマー材等の概してリジッドで、好ましくはポリマー性の材料から形成される。試薬５０４，５０６の移動、および／又は、リザーバカード５００とテストカートリッジベース４００との間の空気の通過をシールドするために、前記ハウジング４０１の平面４００ｂに形成される流体通路４０６を取り囲むべく、裏面粘着フィルム４１０が使用される。前記テストカートリッジベース４００のハウジング４０１は、更に、前記サンプル４１４の堆積と、所望のテストを行うためのサンプル４１４と前記試薬５０４，５０６との最終的混合とのための一体反応チャンバ４０４を有する。
【００４５】
前記テストカートリッジアセンブリ３００がカートリッジ凹部１５２に載置されると、テストカートリッジベース４００のハウジング４０１内の前記反応チャンバ４０４の底面４０４ａが光センサ２０６とアラインメントされる。図３Ｃを参照すると、前記反応チャンバ４０４は、その底面がレンズ４１２でシールされている。このレンズ４１２は、好ましくは、当業者に周知のポリマー材等の概してリジッドで、好ましくはポリマー性の材料から形成される。前記レンズ４１２の材料は、好ましくは、試薬５０４，５０６とセンサ２０６との間の不要な光吸収又は反射を防止するために、光学グレードの透明材である。前記好適実施例において、前記レンズ４１２は、遮光シールを提供するとともに反応チャンバ４０４への汚染物質の侵入を最小化するために、前記テストカートリッジベース４００のハウジング４０１に熱溶接される。図４Ａおよび４Ｂを参照すると、ユーザがサンプル４１４（好ましくは液体の形態）を直接に反応チャンバ４０４に投入することを可能にするべく、前記反応チャンバ４０４は、テストカートリッジベース４００のハウジング４０１の上面４００ｂに対して開放されている。
【００４６】
前記裏面粘着フィルム４１０は、前記テストカートリッジベース４００のハウジング４０１の上面４００ｂ上に置かれている。前記フィルム４１０は、好ましくは、ユーザが、サンプル４１４の反応チャンバ４０４内への導入用のピペット等の導入ツール（図示せず）の先端を使用して、このフィルム４１０を貫通することを可能にするように反応チャンバ４０４の上方において、予め切れ目がつけられ、又は、穿孔されている。このフィルム４１０の切れ目又は穿孔４１６は、ユーザに対して、テストプロセスにおいてサンプル導入が完了したこと、あるいは、テストカートリッジアセンブリ３００が前に使用されたものであり、したがって、破棄されるべきであることの視覚的表示を提供するために望ましいものである。粘着裏材４１８ｂを備える圧縮可能ガスケット４１８が、前記一体テストカートリッジベース４００が閉じられた時に、流体密シールを作り出す目的で、前記反応チャンバ４０４（粘着裏面フィルム４１０の前記穿孔又は切れ目領域４１６を包囲する）の上面４００ｂの開口の周囲に配置されている。前記一体テストカートリッジベース４００のヒンジ蓋４０８は、サンプル４１４が反応チャンバ４０４に投入された後に、各スロット４２０ａ，４２０ｂと相互作用することによって前記テストカートリッジベース４００のヒンジ蓋４０８を閉じ位置に保持するためのスナップ部４０８ａ，４０８ｂを有する。
【００４７】
引き続き図４Ｂおよび３Ｃを参照すると、後に更に詳しく説明するように、テストカートリッジの流体ディスプレースメント機構９００の一部としてのプランジャ４２４を含むテストカートリッジベース４００のハウジング４０１内に中央穴４２２が位置している。前記プランジャ４２４は、好ましくは、シリコーンゴム等のエラストマー材や、当業者に周知の、その他の類似のエラストマ材から形成され、前記中央穴４２２の内壁にシール状態で係合するように寸法構成されている。前記テストカートリッジベース４００のハウジング４０１の上面４００ｂは、通気通路４２６Ａによって反応チャンバ４０４と連通する比較的大きな通気オーバフローチャンバ４２６を有する。この通気オーバフローチャンバ４２６は、試薬５０４，５０６の導入中に、空気が反応チャンバ４０４から出ることを許容するために設けられ、通気通路４２６Ａに侵入する可能性のある漂遊量の液体を保持するための特徴構成を有する。好ましくは、前記通気オーバフローチャンバ４２６は、通気空気がテストカートリッジベース４００のハウジング４０１を出る時にそれを通過しなければならない抗菌コーティングを利用する吸収材４２８を有する。これによって、漂遊量の液体が通気オーバフローチャンバ４２６内に吸収されここに保持されて、生体成分が破壊されることを確実にする。
【００４８】
図５Ｂに図示されているように、前記リザーバカード５００は、当該リザーバカード５００が前記テストカートリッジベース４００のハウジング４０１に挿入された時に一連のシール構成７０２（図７）とインターフェースして、それによって、組み付け時に、リザーバカード５００との接続を形成する複数の流体ポート５１６を有する。前記シール構成７０２は、これらシール構成７０２に対するダメージを防止するとともに、容易に接触する汚染物が試薬５０４，５０６に導入される可能性のある部位を無くす目的で、前記テストカートリッジベース４００のハウジング４０１の壁４０１Ａ（図７）の下に退避されている。
【００４９】
尚、前記テストカートリッジベース４００の厳密な構造および／又はそのコンポーネントは、本好適実施例のものに過ぎず、本発明の範囲および要旨から逸脱することなく、テストカートリッジベース４００の構造および／又はそのコンポーネントに対し改変を行うことが可能であることを理解するであろう。サンプル４１４を反応チャンバ４０４以外の位置に導入しその後に反応チャンバ４０４に移すこと、テストカートリッジベース４００のハウジング４０１、および反応チャンバ４０４の特徴構成を達成するために複数のパーツを利用すること、サンプル投入の後に反応チャンバ４０４用の別の蓋又は閉じ構成を利用すること、あるいは、前記流体ディスプレースメント機構９００のプランジャ４２４および／又はその他のコンポーネントをリザーバカード５００上の別の位置にすること等の、その他の構造および機能的改変はすべて本発明の範囲に含まれる。
【００５０】
前記反応チャンバ４０４とテストカートリッジベース４００のハウジング４０１内の反応チャンバ４０４へと延出する流体通路４０６は、好ましくは、複数の目的を達成するように構成される。反応チャンバ４０４に入る流体用の入口通路８０２（図８）は、好ましくは、小さく、反応チャンバ４０４への入口において更に小さくなるようにテーパされる径を有する筒形状である。この構造は、好ましくは、反応チャンバ４０４に入る流体の速度を増大させ、反応チャンバ４０４内の試薬５０４，５０６の揃った運動による、強力で、それによる均質な混合を促進する。
【００５１】
図８を参照すると、前記テストカートリッジアセンブリ３００の側方断面図が図示されている。サンプル４１４中に存在する感染因子が試薬５０４，５０６に迅速に遭遇するように、テスト時間を最小限にするために、分子拡散を超えた混合を促進するように試薬５０４，５０６とサンプル４１４とを混合することが望ましい。当該好適実施例において、前記入口通路８０２の最少直径は０．７５ｍｍである。この入口通路８０２は、更に好ましくは、混合物の均質性を増大させるべく流体が混合される時に、反応チャンバ４０４の中心軸心回りでの試薬５０４，５０６の時計回り又は反時計回り回転を促進するべく、反応チャンバ４０４の中央軸心からオフセットされている。
【００５２】
本好適実施例において、前記入口通路８０２は、前記反応チャンバ４０４の内面に対して略接している。これは、流入流体が、反応チャンバ４０４の側面との接触状態に留まりながら、入口通路８０２から、反応チャンバ４０４内の流体レベルにまで移動するために望ましく、それによって、乱流を最小化し、混合される流体への空気の泡の導入を最小化することを可能にする。泡は、サンプル４１４と相互作用する試薬５０４，５０６から放出される光が、混合された試薬５０４，５０６内、又は、これら混合される試薬５０４，５０６の表面上で、それらの泡を通って移動する時に、それらが引き起こす予測不能な光の反射により、望ましくない。
【００５３】
本発明のいくつかの実施例において、前記反応チャンバ４０４にはスタビライザが設けられる。このスタビライザは、たとえば、膜切断から保護することによる細胞膜のスタビライザとして、そして、更に、消泡剤として、細胞培養に使用されるプルロニックＦ６８である。本発明のいくつかの実施例は、更に、サンプル４１４と試薬５０４，５０６との混合中に反応チャンバ４０４内の泡の形成を最小化するために反応チャンバ４０４内に配置される、プルロニックＦ６８、ポリエチレングリコール、メトセル等の、少なくとも１つの添加剤を含む。この添加剤は、更に、プルロニックＦ６８、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、メトセル（メチルセルロース）等の界面活性剤を含むことができる。本発明のいくつかの実施例は、更に、サンプル内における感染因子と反応する前記試薬５０４，５０６によって発せられる光信号を増幅するために、サンプル４１４の試薬５０４，５０６との混合の前に、サンプル４１４の個々の細胞、特に、サンプル４１４内の感染因子、を撹拌（ｄｉｓｒｕｐｔ）するための装置を含む。そのような装置の一例は、超音波発生装置（図示せず）である。
【００５４】
前記入口通路８０２の軸心は、好ましくは、試薬５０４，５０６が反応チャンバ４０４の底部に存在する流体と確実に混合されるように、流入流体流に対して部分的に下向き方向を提供するべく水平よりも上の角度を有している。本好適実施例において、前記入口通路８０２は、水平に対して約３０度の角度を有し、更に、その最適な作用範囲は、水平の上方、１５度から６０度の間である。当業者は、前記入口通路８０２の配置、位置および構造は、本発明の範囲から逸脱することなく変更可能であることを理解するであろう。
【００５５】
あるいは、所望の場合、前記試薬５０４，５０６は、反応チャンバ４０４に対して、これら試薬５０４，５０６を反応チャンバ４０４に送り込む垂直通路（図示せず）や、捕捉による混合を促進する反応チャンバ４０４に流入する試薬のカラムを作り出すために、反応チャンバ４０４の中央軸心上に直接流体試薬５０４，５０６を送り出す等のその他の流体送り込み技術も使用可能である。更に、ユーザは、同じように、たとえば、サンプル４１４が反応チャンバ４０４に導入されるのと同時に、単数又は複数の試薬５０４，５０６を送り込むことができる。
【００５６】
前記反応チャンバ４０４は、好ましくは、前記分析部２００の反応チャンバ４０４の下方に位置する前記センサ２０６によって光子を読み取ることを可能にするべく反応チャンバ４０４の底部に向けて反射される光子の量を最大化させる形状を有する。本好適実施例において、前記反応チャンバ４０４の形状は、当該反応チャンバ４０４の中央軸心回りでの混合流体４１４，５０４，５０６の時計回り又は反時計回り運動を容易にする回転断面形状である。あるいは、所望の場合、矩形や不規則形状等の、回転断面形状以外の形状も使用可能である。本好適実施例において、反応チャンバ４０４を形成するために使用される回転断面形状は楕円形の一部である。この楕円形状は、前記サンプル４１４と反応する試薬５０４，５０６によって放出される迷走光を収集し、この光を光センサ２０６の表面に向けて反射するのを補助するために望ましい。前記反応チャンバ４０４形状は、好ましくは、概して放物線形状である。前記反応チャンバ４０４は、楕円形の回転半部分として、その頂部に約２．５ｍｍの開口部を設け、その楕円形の長軸又は短軸に位置する下方直径が約８ｍｍに等しいものとすることができる。
【００５７】
前記反応チャンバ４０４の表面は、好ましくは、前記楕円形状の集光特性を更に高めるために、反射性である。本好適実施例において、前記センサ２０６のセンサ表面２０６ａの最大直径は、前記光センサ回路１２００の出力の最大のＳ／Ｎ比を達成するために、限定される（図１２）。前記反応チャンバ４０４の少なくとも底部の直径は、所定のテストのための特定量の流体を保持するように設計された反応チャンバ４０４において達成可能な前記楕円形状に影響する前記センサ２０６の直径にほぼ一致するように構成される。本好適実施例において、好適な反応チャンバ４０４表面色は、部分的に拡散性白色であり、その理由は、もしそのような構成でなければ、センサ２０６表面２０６ａに対して直接に反射される光が白色表面によって部分的に拡散されてその光の一部がセンサ２０６表面２０６ａに向けられる時に追加の光収集が起こるからである。あるいは、その他の表面仕上げ、色、および、略鏡面仕上げアルミニウムや透明材も使用可能であろう。
【００５８】
前記反応チャンバ４０４自身から放出される光がサンプル４１４と反応する試薬５０４，５０６から放出される光に打ち勝って、それによって検出を妨げたり、その他の方法で検出に影響を与えることを防止するために、前記反応チャンバ４０４材の燐光性は最小限であることが望ましい。アクリルニトリルブタジエンスチレンや、その他のポリマー材等の白色ポリマー材が燐光レベルが低いことがわかっており、光反射と拡散との組み合わせによって提供される追加的光収集が、前記光センサ回路１２００の出力のＳ／Ｎ比に対して有利であることがわかっている。
【００５９】
図５Ａ−５Ｃに図示されているように、前記リザーバカード５００は、概して矩形のハウジング５０１から構成されている。このリザーバカード５００のハウジング５０１は、好ましくは、ポリプロピレン等のポリマー材、又は、当業者に周知のその他類似のポリマー材から形成される。図５Ｂを参照すると、特定のテストタイプを実行するための必要な試薬５０４，５０６全部のための格納を提供するために前記リザーバカード５００のハウジング５０１の上面５０１ａに流体格納通路５１０、５１２が形成されている。
【００６０】
本好適実施例において、前記第１試薬５０４は、特定の病原体又は複数の病原体のセットが検出された時に光を発することができるバイオセンサ試薬であり、前記第２試薬５０６は、抗免疫グロブリンＭ（抗−ＩｇＭ）やジギトニン等の陽性対照サンプルである。前記第２試薬５０６は、前記バイオセンサ試薬５０４の有効性の確認として初期テスト期間の後、前記第１バイオセンサ試薬５０４を迅速に活性化するために利用される。前記第２試薬５０６は、陰性（ネガ）結果対照テストとして機能するものであり、従って、オプションである。即ち、この第２試薬５０６の存在および／又は使用無しでテストを行うことができるが、それが無い場合には、テスト結果の正確性を確かめることが困難になるかもしれない。
【００６１】
前記試薬５０４，５０６を格納するための前記流体格納通路５１０，５１２は、小さな断面積、好ましくは、約幅１ｍｍ、高さ１ｍｍ、を提供するように形成される。この小さな断面積は、格納された試薬５０４，５０６を、単数又は複数の追加の流体、たとえば空気、を利用して、前記流体格納通路５１０，５１２から容易に移動させることを可能にする。又、必要な試薬５０４，５０６が凍結保存され、テストの直前に解凍される場合において、それによって、解凍時間が減少することから、更に小さな断面積が望ましい。好ましくは、ポリマー材等の薄いカバー５１４が、前記リザーバカード５００のハウジング５０１に取り付けられて前記流体格納通路５１０，５１２を包囲するとともに、当該リザーバカード５００のハウジング５０１の上面５０１ａ上で流体密シールを提供している。
【００６２】
図５Ｂを参照すると、前記リザーバカード５００のハウジング５０１は、更に、その底面５０１ｂに、前記ＲＦＩＤタグ５０８を格納するための凹部領域（図示せず）を有している。この凹部領域は、ＲＦＩＤタグ５０８のデリケートなコンポーネントとの不意の接触から生じるダメージを防止する。前記ＲＦＩＤタグ５０８は、当該ＲＦＩＤタグ５０８に保存されたテストカートリッジデータ３００を特定のテストタイプのために必要な試薬５０４，５０６と関連付ける時のユーザのエラーを最小化するために、前記リザーバカード５００内に配置されるか、又は、当該リザーバカード５００に固定されている。前記テストカートリッジアセンブリ３００とテスト装置１００との間のデータ転送を自動化し、それによって、可能なユーザエラーの原因を最小限にするために、ＲＦＩＤ技術を使用することが好ましい。
【００６３】
前記リザーバカード５００のハウジング５０１の端面５０１ｃは、複数の流体ポート５１６ａ−５１６ｄを有し、これらは、テストカートリッジアセンブリ３００内に組み付けられた時に、テストカートリッジベース４００のハウジング４０１との流体接続を形成する。これら流体ポート５１６のそれぞれは、当該各流体ポート５１６の周部回りに設けられた粘着裏地等によって圧縮可能ガスケット５１８に取り付けられている。これらの圧縮可能ガスケット５１８は、前記リザーバカード５００が図示されているようにテストカートリッジベース４００内に適切に取り付けられた時に、テストカートリッジベース４００のハウジング４０１との流体密シールを形成する。
【００６４】
前記流体ポート５１６に汚染物が接触することを防止し、かつ、前記圧縮可能ガスケット５１８に対するダメージを防止するために、前記リザーバカード５００のハウジング５０１の端面５０１ｃは、最初、フィルム５２０（図５Ａを参照）によってカバーされている。本好適実施例において、前記フィルム５２０は、ポリエチレンテレフタレートフィルム、又は、前記リザーバカード５００のハウジング５０１との液密シールを形成することが可能なその他のフレキシブルなポリマーフィルムである。当該フィルム５２０は、選択的に塗付された粘着裏材を有し、各流体ポート５１６がそれぞれその境界の周囲で個別にシールされるとともに、フィルム５２０の一端部５２０ａがリザーバカード５００の上面５０１ａに対して恒久的に結合されるように、リザーバカード５００のハウジング５０１に対して当該フィルム５２０の片面上の接着剤を使用して選択的に結合されている。
【００６５】
図６Ａは、前記流体ポート５１６をカバーする折り畳みフィルム５２０を備える、図５Ａの初期状態での前記リザーバカード５００の一部分の拡大側面図である。図５Ｂおよび６Ａに図示されているように、前記フィルム５２０は、当該フィルム５２０の残りの端部が前記リザーバカード５００の上面５０１ａに戻されるように、端部５２０ｂにおいてそれ自身の上に載置されている。前記フィルム５２０の残りの端部５２０ｃは、前記選択的に塗付された接着剤によってキャリア部５２２に恒久的に結合されている。前記キャリア部５２２は、好ましくは、ポリプロピレン等の概してリジッドなポリマー材、又は、当業者に周知のその他類似のポリマー材から形成されている。
【００６６】
図６Ｂは、前記流体ポート５１６を示すべく前記折り畳みフィルム５２０を退避させた状態の、図５Ｃの挿入状態のリザーバカード５００の前記一部分の拡大側面図である。図６Ｂに図示されているように、前記キャリア部５２２が流体ポート５１６から離間移動すると、それによって、結合されたフィルム５２０がリザーバカード５００のハウジング５０１の流体ポート端部５０１ｃから剥離移動し、それによって、流体ポート５１６とそれらのガスケット５１８は、シールが解除され、露出する。
【００６７】
リザーバカード５００がテストカートリッジベース４００内に組み込まれると、複数の作用が生じる。リザーバカード５００がテストカートリッジベース４００のハウジング４０１上の受け入れスロット４０２内にスライドされると、前記リザーバカード５００上のキャリア部５２２がテストカートリッジベース４００のハウジング４０１上の受け入れスロット４０２の上壁に物理的に干渉する。リザーバカード５００は、逆方向または上下反対向きではテストカートリッジベース４００の受け入れスロット４０２に完全に挿入することはできない形状で構成されている。前記リザーバカード５００が正しい向きにある時、ユーザがこのリザーバカードを５００を挿入し続けると、前記キャリア部５２２とテストカートリッジベース４００のハウジング４０１との間の前記物理的干渉によって、キャリア部５２２を流体ポート５１６から離間するようにリザーバカード５００に対して相対移動させる（図５Ｃを参照）。
【００６８】
上述したように、リザーバカード５００の流体ポート５１６から前記キャリア部５２２が離間する移動によって、前記フィルム５２０のリザーバカード５００の流体ポート５１６上での剥離移動が生じる。このフィルム５２０の剥離によって、リザーバカード５００上の流体ポート５１６とそれらのガスケット５１８とが露出される（図５Ｃを参照）。好ましくは、流体ポート５１６の完全な露出は、リザーバカード５００がテストカートリッジベース４００のハウジング４０１の受け入れスロット４０２と完全に係合した後に起こり、それによって、流体ポート５１６は受け入れスロットの上壁によって保護されるとともに、外部環境に対して決して開放露出されることがない。この作用は、汚染物が流体ポート５１６に接触して試薬５０４，５０６に導入されることを防止するために望ましい。
【００６９】
前記リザーバカード５００がテストカートリッジベース４００のハウジング４０１上の受け入れスロット４０２内に完全に移動すると、図７に示されるように、テストカートリッジベース４００のハウジング４０１に設けられたシール構造７０２がリザーバカード５００の流体ポート５１６のガスケット５１８と接触し、流体密シールを形成する。本好適実施例において、前記ガスケット５１８とシール構造７０２との間のシールは面シールである。但し、リザーバカード５００とテストカートリッジベース４００のハウジング４０１との間の流体密シールを提供するためにその他のタイプのシール又はシール構造（ルアーシール等）も使用可能であろう。そのような代替シール構造としては、環状シールを形成する径方向に圧縮可能なガスケット（図示せず）を挙げることができる。前記リザーバカード５００が受け入れスロット４０２内に完全に挿入され、前記流体密シールが形成されると、リザーバカード５００のハウジング５０１に設けられた一方向取り付け構造５０２（図５Ｂ）が周知の方法で、テストカートリッジベース４００のハウジング４０１上の対応の保持構造（図示せず）に係合して、リザーバカード５００をテストカートリッジベース４００との組み付け状態に恒久的に保持し、それによって、テストカートリッジアセンブリ３００を形成する。
【００７０】
以上、特定のリザーバカード５００コンポーネント構成について記載したが、当業者は、本発明がこの特定構成に限定されるのでないことを理解するであろう。その他可能な別構成としては、単一の試薬の使用、試薬５０４，５０６のより大きな円筒状容積での格納、あるいは、貫通フィルムやホイル、および／又はユーザが取り外すカバー、等のその他の流体ボート保護構成が含まれる。
【００７１】
図９，１０Ａ，１０Ｂおよび１０Ｃを参照すると、前記テストカートリッジベース４００内の流体ディスプレースメント機構９００が図示されている。図９は、前記分析部２００に挿入された図３Ａのテストカートリッジアセンブリの側方断面図である。前記テストカートリッジベース４００のハウジング４０１内に位置する前記プランジャ４２４は、好ましくは、当該テストカートリッジベース４００のハウジング４０１内の空気通路９０２Ａ−９０２Ｄを通って、前記組み付けられたリザーバカード５００とテストカートリッジベース４００のハウジング４０１との間に形成された前記シール構造７０２を通って移動する空気を動かすように構成される。前記ピストンロッド２２２Ａによって起動されると、プランジャ４２４はリザーバカード５００内に格納された試薬５０４，５０６をテストカートリッジベース４００内へと移動させる。上述したように、前記プランジャ４２４は、好ましくは、前記分析部２００内のピストンロッド２２４Ａによって作動される。
【００７２】
それらが移動される時、前記試薬５０４，５０６は、テストカートリッジベース４００のハウジング４０１内、そして最終的には前記反応チャンバ４０４内に押し込まれる。試薬５０４，５０６をリザーバカード５００から移動させるために空気を利用する上記構成によって、前記流体ディスプレースメント機構９００のコンポーネントがテストカートリッジベース４００のハウジング４０１内に位置することが可能となり、それにより、リザーバカード５００が、当該リザーバカード５００の格納と移送のための最少の容積を達成することが可能となる。本好適実施例において、前記中央ボア４２２とプランジャ４２４から延出する空気通路９０２Ａ−Ｄは、試薬５０４，５０６の、リザーバカード５００から反応チャンバ４０４までの段階的デリバリ（ｓｔａｇｅｄ  ｄｅｌｉｖｅｒｙ）を可能にする。図１０Ａ−１０Ｃを参照すると、試薬５０４，５０６のデリバリは、プランジャ４２４が中央ボア４２２に沿って移動する時に交互にシールされ、その後開放される一連の空気通路ポート９０２を通って、空気が中央ボア４２２から移動される時に行われる。
【００７３】
図１０Ａを参照すると、第１段階の開始時に、前記プランジャ４２４は中央ボア４２２の始端部９０６Ａに位置している。プランジャ４２４のフランジ９０８は、最初、第１空気通路ポート９０２Ａをシールするが、このポートは、流体ポート５１６Ｃを介して、リザーバカード５００内の第２試薬５０６のための保管領域５１２に接続されるとともに、第１通路ポート９０２Ａを他の通路ポート９０２Ｂ−Ｄと第１試薬５０４とから分離する。
【００７４】
第２空気通路ポート９０２Ｂは、開放され、第４空気通路ポート９０２Ｄに接続されている。第３空気通路ポート９０２Ｃは、開放され、第１試薬５０４の保管領域５１０に接続されている。当該好適実施例において、前記第１試薬５０４は、サンプル４１４に対してテストを行うためのバイオセンサを含む。前記プランジャ４２４が前記ピストンロッド２２４Ａによって作動されると、当該プランジャ４２４は、中央ボア４２２を通って更に移動し、中央ボア４２２から移動する空気は、第３空気通路ポート９０２Ｃを通って移動し、第１試薬５０４をリザーバカード５００から移動させる。第１試薬５０４は、テストカートリッジベース４００のハウジング４０１に流入し、最終的には、上述したように、反応チャンバ４０４に流入してサンプル４１４と混合する。
【００７５】
プランジャ４２４が、第２段階を通して中央ボア４２２の第２端部９０６Ｂに向かって移動すると、図１０Ｂで参照されているように、第２空気通路ポート９０２Ｂがフランジ９０８によってシールされることになる。但し、第２空気通路ポート９０２Ｂのシールは、第２空気通路ポート９０２Ｂが第４空気通路ポート９０２Ｄに対して直接接続されていることによって、なんら影響を与えない。プランジャ４２４が図１０Ｂの第２段階に到達する時、第１試薬５０４の全量が、既に、リザーバカード５００からテストカートリッジベース４００のハウジング４０１へと移動している。この時点で、プランジャ４２４の運動は、テスト装置１００によるテストの第１段階を完了するために必要な時間シールされる第２空気通路ポート９０２Ｂによって休止される。一実施例において、前記プランジャの運動は、約６０〜約１２０秒間又はそれ以上休止される。プランジャ４２４が休止される時間の長さは、好ましくは、テスト装置１００によって実行されるテストのタイプに応じたものとなり、カートリッジ凹部１５２内への挿入後にテスト装置１００によって読み取られるテストカートリッジ３００のＲＦＩＤタグ５０８によって提供される情報に基づいて決定される。
【００７６】
テストの第１段階が完了すると、第２のテストを行う場合は、プランジャ４２４がピストンロッド２２４Ａによってふたたび移動され、プランジャ４２４のフランジ９０８によって第３空気通路ポート９０２Ｃをシールし、第２空気通路ポート９０２Ｂを開放する。続けて、プランジャ４２４が中央ボア４２２を通って第２端部９０６Ｂに向けて移動すると、中央ボア４２２からの移動空気が第４空気通路ポート９０２Ｄを通って第２空気通路ポート９０２Ｂへと、そして、プランジャ４２４と中央ボア４２２表面との間のクリアランス領域で中央ボア４２２を通って第１空気通路ポート９０２Ａへと強制的に移動される。第１空気通路ポート９０２Ａを通って移動する移動空気によって第２試薬５０６が移動され、これがテストカートリッジベース４００のハウジング４０１へと流入し、最終的に、第２の又は陰性（ネガ）結果証明テスト段階を行うべく、反応チャンバ４０４内へと流入する。
【００７７】
前記プランジャ４２４は、図１０Ｃに図示されているように、中央ボア４２２の第２端部９０６Ｂに接触するまで、中央ボア４２２を通って移動し続ける。この時点までに、第２試薬５０６の大部分は、移動して反応チャンバ４０４内へと流入している。プランジャ４２４の、中央ボア４２２の第１端部９０６Ａから第２端部９０６Ｂへの移動が完了すると、好ましくは、プランジャ４２４は第１端部９０６Ａに向けて戻り移動できなくなっている。このプランジャ４２４の片方向（一方向）移動は、テストカートリッジアセンブリ３００がその後のテストにおいて再利用されることを防止するのに役立つ。
【００７８】
コスト上の理由、製造の複雑性の理由、および光センサ２０６との潜在的干渉源の削減の理由から、テストカートリッジアセンブリ３００とテスト装置１００における追加のバーツの利用を制限するために単一のピストンロッド２２４Ａと単一のプランジャ４２４とを使用することが望ましい。但し、上述した流体ディスプレースメント機構９００の厳密な構造は、現時点において好適な実施例のものであって、本発明の範囲および要旨から逸脱することなく、流体ディスプレースメント機構９００の構造に対して様々な改変を行うことが可能である、と当業者は理解するであろう。流体ディスプレースメント機構９００の代替可能な構成としては、各モータに対して単一又はそれ以上の起動を制御するために複数のモータを利用すること、各プランジャに対して単数又は複数の試薬５０４，５０６を移動させるために複数のプランジャを利用すること、仲介物として空気を使用する代わりに試薬５０４，５０６を直接移動させるために複数のプランジャを使用すること、又は、試薬５０４，５０６を移動するためのその他の手段、たとえば、圧縮可能膜又はブリスタパック、を使用すること、が含まれる。
【００７９】
図１１を参照すると、テスト装置１００の好適実施例の電気／電子およびその他の関連コンポーネントの機能概略ハードウエアブロックダイアグラム１１００が図示されている。テスト装置１００の作動は、マイクロプロセッサ１１０２によって制御される。本好適実施例において、前記マイクロプロセッサ１１０２は、４００ＭＨｚの最高プロセッサ速度を有するＡＲＭ９２６ＥＪ−Ｓコアを提供する、ＦＲＥＥＳＣＡＬＥ  ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲモデルＮｏ．ＭＣＩＭＸ２５５ＡＪＭ４Ａプロセッサ等の、アプリケーションプロセッサである。更に好ましくは、前記マイクロプロセッサ１１０２は、内蔵１０／１００イーサネット（登録商標）コントローラ、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）物理層（ＰＨＹ）１１０８Ｂを含む。前記マイクロプロセッサ１１０２は、後述するように、追加の周辺装置（図示せず）の接続のためのユーザ定義汎用入出力（Ｉ／Ｏ）ピン又はポートを提供する。前記マイクロプロセッサ１１０２コアは、電源システム１１２６からの１．３４Ｖ−１．４５Ｖの平均電源電圧で作動する。当業者には、前記マイクロプロセッサ１１０２は、本発明の範囲から逸脱することなく、異なるおよび／又は追加の特徴構成および機能を有する、ＦＰＧＡやＡＩＳＣ等の単数又は複数マイクロプロセッサ、又は、その他の制御装置によって置き換えることが可能であることを容易に理解するであろう。
【００８０】
前記マイクロプロセッサ１１０２に組み込まれているビルトインＵＳＢポート１１２ｂおよびＵＳＢ  ＰＨＹ  １１０８Ｂを使用して、テスト装置１００が他のＵＳＢ装置（図示せず）へ送信すること、又は、それらから受信することを可能にするＵＳＢ通信ポート１１２ｂが提供される。前記テスト装置１００は、前記ＵＳＢポート１１２ｂが他のＵＳＢ装置（図示せず）へのクライアントとして機能することを可能にするＵＳＢクライアントプロトコルを使用する。前記外部接続は、アップグレードされたソフトウエアの取出しとインストール、遠隔装置（図示せず）へのテスト記録の転送、テスト情報のダウンロード、テスト結果のホストコンピュータへのアップロード、等のために使用することができる。所望の場合、他のドライバ回路も同様に使用することが可能であろう。
【００８１】
前記テスト装置１００は、更に、フラッシュ読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１１０４、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１１０６、およびイーサネット（登録商標）ＰＨＹインターフェース１１０８Ａを含み、これらのそれぞれは、当該技術において周知の方法で、個々の並列バス１１１０を介して前記マイクロプロセッサ１１０２に対してアクセスし、かつ、マイクロプロセッサ１１０２によってアクセスされる。当該好適実施例において、少なくとも６４メガバイト（６４ＭＢ）のＲＯＭ１１０４と、少なくとも１６メガバイト（１６ＭＢ）のＳＤＲＡＭ１１０６とが設けられる。前記ＲＡＭ１１０６は２Ｍｂ  ｘ  １６Ｉ／０ｓ  ｘ  ４バンクによって組織されるＭＩＣＲＯＮモデルＭＴ４８ＬＣ８Ｍ１６Ａ２Ｐ−７Ｅ：Ｇ集積回路である。前記ＲＡＭ１１０６は、前記マイクロプロセッサ１１０２内で実行するソフトウエアをサポートする。前記ＲＯＭ１１０４は、好ましくは、ＳＡＭＳＵＮＧモデルＫ９Ｆ１２０８Ｕ０Ｃ−ＰＩＢ００  ＮＡＮＤフラッシュメモリ集積回路である。前記ＲＯＭ１１０４は、すべてのシステムソフトウエアおよびテスト装置１００によって実行されるすべてのテスト記録を保持する機能を果たす永続性（ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ）メモリである。従って、前記ＲＯＭ１１０４は、テスト装置１００への電力が取り除かれた時においても、その内部に保存されたデータを維持する。前記ＲＯＭ１１０４は、当業者に周知の処理によって書き換えることが可能であり、それによって、テスト装置１００のメモリコンポーネント１１０４，１１０６に対して追加、あるいは置換する必要無く、マイクロプロセッサ１１０２によって実行されるテスト装置１００のシステムソフトウエアのアップグレードを容易にする。所望の場合、前記ＲＯＭ１１０４および／又はＲＡＭ１１０６のために、同じ又は異なる製造業者の異なるモデルを使用することも可能である。
【００８２】
前記マイクロプロセッサ１１０２は、更に、セキュアデジタル（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ）メモリカード拡張ポートおよびカードリーダ１１１２のための内蔵インターフェースを有する。前記ＳＤカード拡張ポート１１１２は、テスト装置１００内に配置されて、その内部に格納された追加の機能を有するＳＤメモリカード（図示せず）を導入することによって、テスト装置１００の将来の相互作用における追加の機能を容易にする。
【００８３】
前記イーサネット（登録商標）ＰＨＹインターフェース１１０８Ａは、ＮＡＴＩＯＮＡＬ  ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲのモデルＤＰ８３６４０ＴＶＶ集積回路であって、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、コンピュータ（図示せず）、その他の外部装置（図示せず）への１００ＭＢ毎秒の接続を提供する。前記イーサネット（登録商標）ＰＨＹインターフェース１１０８Ａは、その個々の並列バス１１１０Ｃを介して、接続された外部装置（図示せず）とマイクロプロセッサ１１０２との間でネゴシエートする。
【００８４】
前記テスト装置１００は、適切に機能するためには複数の制御された電圧が供給される必要がある。これらの種々の電圧は、マルチチャンネルパワーマネージメント集積回路（ＰＭＩＣ）１１１６によって提供される。前記ＰＭＩＣ１１１６は、単一の入力電源で８種類までの独立した出力電圧のパワーマネージメント要求に対応する。本好適実施例において、当該ＰＭＩＣ１１１６は、ＦＲＥＥＳＣＡＬＥ  ＭＤ３４７０４  ＩＣであるが、その他のパワーマネージメント回路も利用可能である。前記ＰＭＩＣ１１１６は、前記マイクロプロセッサ１１０２とバッテリモニタ回路（図示せず）のリアルタイムクロックに対して常時能動的に電力を供給するスタンバイ出力を提供する。
【００８５】
前記マイクロプロセッサ１１０２は、その電源供給システム１１２６を制御するとともに、テスト装置１００が所定時間（たとえば、１０分間）不活動状態にある時にはいつでも、スリープモードに入る。その時、マイクロプロセッサ１０２の大半の内部機能は休止され、それによってバッテリ１１６を保護する。但し、テスト装置１００の正確な日時を維持するためにリアルタイムクロック（図示せず）は活動維持される。更に、ＬＣＤ１１０のタッチスクリーン部等の単数又は複数のセンサが、好ましくは、活動状態に維持され、それによって、前記スリープモードは、たとえば、ユーザが前記タッチスクリーンの任意の部分を押したり、あるいは、前記アクチュエータ１０６を押すことによって前記ヒンジ蓋１０４を開けることを感知して、終了させることができる。
【００８６】
テスト装置１００の電源供給システム１１２６へのすべての電力が取り除かれた時、たとえば、前記バッテリ１１６が交換された時、前記マイクロプロセッサ１１０２に取り付けられたバッテリリカバリバックアップ（図示せず）によって前記リアルタイムクロックに電力供給するために必要な最小限の電力が維持され、これにより、前記テスト装置１００は、正確な日時を維持することができる。前記マイクロプロセッサ１１０２がフラッシュＲＯＭ１１０４に書き込むことができる能力は、電力がサイクルされている間、フラッシュＲＯＭ１１０４の内容が不意に変えられることを防止するべく、電源システム１１２６とマイクロプロセッサ１１０２が安定化するまで、電力が取り除かれた時、又は、テスト装置１００に対して復旧される時には、いつでも禁止される。
【００８７】
前記マイクロプロセッサ１１０２の第１ポートは、当該マイクロプロセッサ１１０２を、それらからデータを受け取るために、前記センサ／ＲＦＩＤボードインターフェース１１１８を介して前記ＲＦＩＤ通信回路２１０と前記光センサ回路１２００（図２）とに接続するために使用される。前記マイクロプロセッサ１１０２の第２ポートは、当該マイクロプロセッサ１１０２を、前記実験サポート周辺インターフェース１１２０を介して周辺装置（図示せず）に接続するために使用される。次に、前記光センサ回路１２００について図１２を参照して更に詳しく説明する。
【００８８】
前記光センサ回路１２００は、テスト装置１００によって実行される様々な種類のテストを行うために必要な複数の範囲およびタイプの読み取り値を検出することができる。前記光センサ回路１２００は、第２マイクロプロセッサ１２０２、高速パルスカウンタ１２０４、単数又は複数のアナログ増幅器又はフィルタ１２０６、ＰＭＴ２０６、およびＰＭＴ高電圧電源２１８を有する。前記ＰＭＴ２０６は、活性表面上の前記テストカートリッジアセンブリ３００からの光信号を検出し、前記光センサ回路１２００に対して電流パルスを出力する。当該好適実施例において、試薬５０４がサンプル４１４と混合すると、前記ＰＭＴ２０６は、テストカートリッジベース４００のハウジング４０１からの正常な放射、光子放出に関係しない光子、および、テスト装置１００からのその他の機械的ノイズについて光シグネチュアの分析を開始する。出力された電流パルスは、光センサ回路１２００によって変換され主マイクロプロセッサ１１０２へ分析のために送られるデジタルフォーマットで第２マイクロプロセッサ１２０２によって中継される。
【００８９】
前記ＰＭＴ２０６のスペクトル応答帯域は、３５０ｎｍのピーク応答と０．５７ｎｓの感光応答時間で、紫外線域から可視光域（２３０ｎｍ−７００ｎｍ）の範囲である。本好適実施例において、前記ＰＭＴ２０６はモデルＲ９８８０Ｕ−１１０であり、高電圧電源２１８はモデルＣ１０９４０−５３であり、これらは共にＨＡＭＡＭＡＴＳＵ  ＰＨＯＴＯＮＩＣＳ製である。前記第２マイクロプロセッサ１２０２は、好ましくはＴＥＸＡＳ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳモデルＭＰＳ４３０Ｆ２０１３ＩＰＷプロセッサである。
【００９０】
前記第２マイクロプロセッサ１２０２は、データを主マイクロプロセッサ１１０２に伝送するための一貫性のあるインターフェースを提供する。従って、追加又は代替のセンサを実施する場合、又は、複数の検出器を備えるべく前記光センサ回路１２００をスケールアップする際の将来のフレキシビリティと簡便性を提供するためには、前記光センサ回路１２００内にテスト装置１００の第２マイクロプロセッサ１２０２を備えることが望ましいが、第２マイクロプロセッサ１２０２はオプションである。即ち、第２マイクロプロセッサ１２０２の機能は、マイクロプロセッサ１１０２によって実行することも可能である。この場合、前記センサ２０６は、マイクロプロセッサ１１０２上のシリアルポートに直接接続することができるであろう。
【００９１】
ＰＭＴｓ２０６は、温度変化、電界、磁界、および電磁界等の干渉源に対して感度を有する。従って、ＰＭＴ２０６のセンサ表面の領域は、それらおよびその他の干渉源により、不要な信号の出力、又はバックグランドノイズに影響されやすい。本好適実施例において、バックグランドノイズの発生を制限し、光センサ回路１２００の出力のＳ／Ｎ比（ＳＮＲ）を増大させるために、前記ＰＭＴ２０６のセンサ表面の直径は８ｍｍに制限されている。当業者は、その他のＰＭＴｓ２０６および高電圧電源２１８も利用可能であることを容易に理解するであろう。
【００９２】
図１１に戻ると、前記ＬＣＤ１１０はマイクロプロセッサ１１０２に内蔵されているＬＣＤコントローラによって駆動され、これは必要なシグナリングフォーマットをＬＣＤ１１０に対して発生する。従って、ＬＣＤ１１０は、前記ディスプレイ／タッチパネルインターフェース１１２２を介してマイクロプロセッサ１１０２の汎用入出力ポートに接続されている。前記ＬＣＤ１１０は、好ましくは、標準データおよび制御信号を介して、マイクロプロセッサ１１０２の入出力ポートに対してインターフェースするオンボード駆動回路（図示せず）を有する。前記ＬＣＤ１１０のタッチスクリーンは、マイクロプロセッサ１１０２との通信のために４ワイヤ接続を利用する。警告およびエラーメッセージ、その他をユーザに対して聞こえるように音を出力するために前記マイクロプロセッサ１１０２にスピーカ１１２４を接続してもよい。
【００９３】
尚、当業者は、図１１および図１２の種々の電気／電子コンポーネントは本発明の前記好適実施例の電気／電子コンポーネントの一例示にすぎないことを理解するであろう。本発明の範囲から逸脱することなく、図示したコンポーネントのうちの任意のものを置換したり、それに追加することができる。換言すると、本発明は、図１１および図１２に図示の電気／電子コンポーネントおよび関連コンポーネントの厳密な構造および動作に限定されるものではない。
【００９４】
図１６を参照すると、本発明の好適実施例によりテストを実行するべくテスト装置１００とともに、前記テストカートリッジアセンブリ３００が利用される工程のフローチャートが図示されている。テストが開始される前に、リザーバカード５００が、好ましくは、テスト環境（セッティング）の外部で製造される。工程１６１０において設計された（ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ）細胞Ｂが成長する。工程１６１２において、これらの成長した細胞にセレンテラジンを投入し、工程１６１４において過剰なセレンテラジンを除去する。工程１６１６においてプルロニックＦ６８等の細胞安定剤を添加し、工程１６１８においてジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等の低温保存剤（ｃｙｒｏｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｖｅ）を添加してバイオセンサ（すなわち、試薬５０４）の形成を完了する。工程１６２０において前記細胞をリザーバカード５００に投入する。工程１６２２において、抗Ｉｇ−Ｍやジギトニン等の陽性（ポジ）対照サンプル（すなわち、試薬５０６）をリザーバカード５００に投入する。次に、工程１６２４において、リザーバカード５００を凍結し、保存、および／又は、テストサイトに分配する。好ましくは、これらカードは、約マイナス４０℃以下の温度で凍結保存される。
【００９５】
前記カードが分配されると、テストを開始する前に、工程１６２６において、ユーザは、リザーバカード５００、その内部に保存された試薬５０４，５０６を、特殊な解凍処置を使用して、選択されたテストタイプのリザーバカード５００を準備することも求められるかもしれない。好ましくは、特定のリザーバカード５００タイプのために必要となった時に、解凍処理が特定される。工程１６２８において、ユーザは、所望のテストタイプの（準備された）リザーバカード５００を選択し、このリザーバカード５００を、前記リザーバカード５００のハウジング５０１の恒久的取り付け構造５０２がテストカートリッジベース４００のハウジング４０１の保持構造に係合するまで、テストカートリッジベース４００に組み込む。本好適実施例においては、前記リザーバカード５００の恒久的取り付け構造５０２がテストカートリッジベース４００のハウジング４０１の保持構造に係合することによって、ユーザに対して可聴（すなわちクリック音）および／又は触知可能なフィードバックが明示される。
【００９６】
工程１６３０において、ユーザは、オプションとして、たとえば、超音波処理、圧力勾配および／又は酵素処理、等を使用して前記サンプル４１４中に存在する感染因子を断片化することによってサンプル４１４を準備する。（ｉ）細胞表面（ＬＰＳの一部）からＯ−抗原を開放するためのリパーゼ等の酵素、（ｉｉ）細胞を断片化するための超音波処理、（ｉｉｉ）細胞を断片化するためのフレンチプレス（Ｆｒｅｎｃｈ  Ｐｒｅｓｓ）等、又は（ｉｖ）細胞からＬＰＳを開放するための化学処理、を含む複数の技術を使用するこができる。工程１６３２において、ユーザは、反応容器４０４の上方でテストカートリッジベース４００の孔あきフィルム４１０を貫通するためのサンプル投入ツールを使用して、感染因子が疑われるサンプル４１４の非常に少ない量（たとえば３０マイクロリットル）をテストカートリッジベース４００内の反応チャンバ４０４に直接投入する。次に、ユーザは、前記サンプル投入ツールを取り除き、テストカートリッジベース４００の一体ヒンジ蓋４０８を閉じて、前記保持構造４０８ａおよび４０８ｂがテストカートリッジベース４００のハウジング４０１のスロット４２０ａおよび４２０ｂに確実に係合するようにする。前記テストカートリッジベース４００のヒンジ蓋４０８を、閉じ位置に保持し、前記テストカートリッジベース４００の上面の圧縮可能ガスケット４１８を前記蓋４０８によって係合させて流体密シールを形成する。この時、テストの残りを進めるためには、前記リザーバカード５００内に保存されている試薬５０４，５０６は完全に解凍されていなければならない。あるいは、ユーザは、サンプル４１４を反応チャンバ４０４に投入した後、又は、試薬５０４，５０６が解凍される前に、リザーバカード５００をテストカートリッジベース４００に組み入れることも可能である。更に、前記サンプル４１４は、テストカートリッジアセンブリ３００がテスト装置１００に挿入された後で、反応チャンバ４０４に投入してもよい。
【００９７】
図１Ｃ及び３Ｃを参照すると、前記テストカートリッジアセンブリ３００の底部は、反応チャンバ４０４のレンズ４１２をセンサ２０６とアラインメントさせるためにカートリッジ凹部１５２内に載置されるように構成されている。前記テストカートリッジアセンブリ３００とカートリッジ凹部１５２の形状は、好ましくは、テストカートリッジアセンブリ３００を不適切な向きでは完全に挿入することができないように、および／又は、テストカートリッジアセンブリ３００を不適切な向きで分析部２００に導入した時にはテスト装置１００のヒンジ蓋１０４を閉じることができないように、構成されている。
【００９８】
ユーザがテストカートリッジアセンブリ３００をカートリッジ凹部１５２に適切に挿入すると、工程１６３４においてサンプル４１４に対する所望のテスト、そして工程１６３６において陽性（ポジ）対照テストを行うために、物理的プロセスがテスト装置１００内の物理的および電子的プロセスの連鎖反応を開始する。ユーザが、テスト装置１００のヒンジ蓋１０４を閉じると、蓋は閉じ位置に機械的にラッチされる。テスト装置１００は、ヒンジ蓋１０４が閉じられた時を検出することができ、マイクロプロセッサ１１０２に信号を送り、それによって、ＲＦＩＤ通信回路２１０を介したＲＦＩＤタグ５０８へ、および／又は、当該タグ５０８からのデータ伝送のためにこのＲＦＩＤ通信回路２１０を起動する。
【００９９】
この時点において、テストリザーバカード５００内に位置する前記ＲＦＩＤタグ５０８は、前記分析部２００内のＲＦＩＤ通信回路２１０の経路に位置している。本好適実施例において、前記ＲＦＩＤタグ５０８は、１３．５６ＭＨｚで作動し、読み取り／書き込み機能用に２５６ビットのユーザメモリを有する、Ｔｅｘａｓ  ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔのＲＩ−Ｉ１６−１１４Ａ−Ｓ１である。前記テスト装置１００は、ＲＦＩＤを介してテストカートリッジアセンブリＲＦＩＤタグ５０８から行われるテストのための詳細データを読み取る。前記ＲＦＩＤタグ５０８へ、および当該タグから通信することが可能な情報は、テストロット又はサンプル由来、行われるべき特定のテスト、特定のテストカートリッジのＩＤに関する情報、およびその他の情報、を含む。前記テスト装置１００は、更に、テストカートリッジＲＦＩＤタグ５０８に対して、前記テストカートリッジアセンブリ３００がテストを実行するために既に使用済みであることを示す値を書き込む。このＲＦＩＤタグ５０８の書き込みによって、テストカートリッジアセンブリ３００が、将来、同じ又はその他の互換性のあるテスト装置１００に再利用されることが防止される。図１３Ａおよび１３Ｂを参照すると、前記テスト装置１００は、ユーザに対して、前記ＬＣＤ１１０上に表示されるユーザインターフェース１４００（図１４）を介して、テストタイプを確認し、そのテストを開始するように促すが、これについて以下更に詳細に説明する。
【０１００】
図２および図９を参照すると、ユーザがテストの開始を選択すると、マイクロプロセッサ１１０２はモータ２２６を起動する信号を送り、これによってピストン２２４とピストンロッド２２２Ａとが前方に駆動されて、前記流体ディスプレースメント機構９００に係合するとともに、上述したように、前記反応チャンバ４０４への第１試薬５０４の導入を完了する。前記ピストン２２４Ａも、好ましくは、ヒンジ蓋１０４のインタロックとして機能する。従って、テストの開始時においてピストン２２４がモータ２２６の力で移動し始めると、ピストンロッド２２４Ａはアクチュエータ１０６の下方へ移動する。ピストンロッド２２２Ａがアクチュエータ１０６の下方に位置すると、テスト進行中におけるユーザエラーに対する予防策として、これら二つの間の物理的干渉によってユーザがアクチュエータ１０６を押し下げることを防止する。テストが完了しピストン２２４が完全に退避されるまでは、ピストンロッド２２２Ａはアクチュエータの下に留まる。前記流体ディスプレースメント機構９００の第１段階の完了と同時に、前記ピストンロッド２２４Ａは、スライドシャッタ２３６を、センサ２０６のセンサ表面を、スライドシャッタ開口２３８を介してテストカートリッジアセンブリ３００の反応チャンバ４０４から発せられる光に晒す、その第２位置へと移動させる。
【０１０１】
好ましくは、テストカートリッジアセンブリ３００内の流体ディスプレースメント機構９００が反応チャンバ４０４への第１試薬５０４導入を完了するやいなや反応プロセスが始まるので、この時点において光センサ回路１２００も、後に詳述するように、たとえユーザが適切なデータエントリを行う前であっても発生する可能性のあるなんらかの光放射を検出するべく起動される。もしも前記光センサ回路１２００が適当な光信号を検出したならば、マイクロプロセッサ１１０２は陽性（ポジ）結果を記憶、報告し、光センサ回路１２００は、ＯＦＦされ、モータ２２６が動いてピストン２２４をその初期位置へと退避させる。
【０１０２】
たとえピストン２２４が退避された後でも、テストされるテストカートリッジアセンブリ３００のプランジャ４２４はその最終位置に留まる。次に、ユーザは、アクチュエータ１０６を押すことによってヒンジ蓋１０４を開放し、その適切な廃棄処分のために使用済みテストカートリッジアセンブリ３００を取り除くことができる。テストサンプル４１４と試薬５０４，５０６とはすべてテストカートリッジアセンブリ３００内にシール状態で含まれている。ユーザは、更に、テスト装置１００ＬＣＤ上に表示されるテストインターフェース（図１５）内のテストの結果を確認することができる。あるいは、最初のテスト中に所定時間（たとえば、６０−１２０秒間）が経過し、かつ、光センサ回路１２００がまだ適切な光信号を検出していないならば、前記モータ２２６は、好ましくは、上述したように、第２テストの実行のための第２試薬５０６の反応チャンバ４０４への導入が完了するまでピストン２２４を流体ディスプレースメント機構９００内に更に駆動するべく移動する。
【０１０３】
もしも光センサ回路１２００が第２テストの結果として適切な光信号を検出しない場合は、前記マイクロプロセッサ１１０２はエラーメッセージを保存し報告する。但し、もしも、第２テストの結果として、適切な光信号が光センサ回路１２００によって検出されたならば、マイクロプロセッサ１２００は陰性（ネガ）結果を保存し報告する。この時点で、光センサ回路１２００はＯＦＦにされ、モータ２２６がピストン２２４をその初期位置へ退避させるべく動く。その後、ユーザは、その適切な廃棄処分のために使用済みテストカートリッジのアセンブリ３００を取り除くことができる。この時点で、テスト装置１００はリセットされ、別のテストカートリッジアセンブリを受け取る準備完了となる。その後のテストも、上述したのと同様に（新しいテストカートリッジアセンブリ３００を使用して）行うことができる。
【０１０４】
上述したように、テスト装置１００は、特定のテストを実行するように具体的に指定されたリザーバカード５００を含む単一の使い捨て式テストカートリッジアセンブリ３００を使用する種々の異なるリアルタイム（又は略リアルタイム）テストを実行する能力を有する。各リザーバカード５００は、特定のテストを実行するための所定の試薬混合物５０４，５０６を含んでいる。前記リザーバカード５００内のＲＦＩＤタグ５０８と、リザーバカードラベル（図示せず）は、リザーバカード５００が実行するべき特定のテストと、その特定テストのための関連制御パラメータ、とを同定する。このようにして、テスト装置１００は、様々なテストの実行のための、ソフトウエアを介した自動カスタマイズ用に構成されている。
【０１０５】
第１試薬５０４の一具体例は、生物発光たん白質と、所定の感染物に対して特異的な少なくとも１つの膜結合抗体とを発現するように構成されたヒトＢ−リンパ球を含むバイオセンサ試薬である。バイオセンサに関して、細胞全体又は細胞成分を含む細胞ベースバイオセンサ（ＣＢＢ）システムは、分析物の生理作用に関する洞察を提供することが可能なように応答する。当業者に理解されるように、生体細胞は「正常」な生理学的微小環境における変調又は障害に対してきわめて敏感であることが知られているため、細胞ベースアッセイ（ＣＢＡ）は、臨床、環境又は食品サンプル中の病原体の存在を検出するための信頼性が高く有望なアプローチとして出現してきている。従って、ＣＢＢシステムは、生体細胞の混乱（ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎ）を引き起こすことが可能な「外部的」又は環境的物質をスクリーニングし、モニタリングするために使用されている（たとえば、ここに参考文献として組み込む、Banerjee et al.，「哺乳動物細胞に基づくセンサシステム（Mammalian cell-based sensor system）」, Adv. Biochem. Eng. Biotechnology, 117:21-55(2010)を参照）。
【０１０６】
伝統的な検出システム（たとえば、免疫アッセイや、ＰＣＲ等の分子アッセイ）と比較して、バイオセンサは以下を含むいくつかの利点を提供する、
（ｉ）速度、即ち、検出と分析は数秒から１０分以内に行われる、
（ｉｉ）高い機能性、これは生きた病原体又は活性毒素等の活性成分を報告するためにきわめて重要である、そして
（ｉｉｉ）高スループットスクリーニングのためのスケールアップの容易性。
【０１０７】
エクリオンベースのバイオセンサシステムが、本発明のいくつかの実施例と利用される。エクリオンは、発光クラゲであるオワンクラゲ（Ａｅｑｕｏｒｅａ  ｖｉｃｔｏｒｉａ）から単離される２１−ｋＤａのカルシウム結合発光たん白質である。エクリオンは、疎水性接合基（セレンテラジン）に共有結合される。カルシウム（Ｃａ２＋）とセレンテラジンとが結合すると、エクリオンは、不可逆的反応を経て、青色の光（好ましくは４６９ｎｍ）を放出する。エクリオン消費のフラクショナルレートは、生理学的ｐＣａ域において、［Ｃａ２＋］に比例する。食品におけるＥ．ｃｏｌｉ汚染を検出するためのエクリオンＣａ２＋インジケータの利用が２００３年に報告されている（ここで参考文献として組み込む、Rider et al．，「病原体の迅速同定のためのＢ細胞に基づくセンサ（A B cell-based sensor for rapid identification of pathogens）」, Science, 301 (5630): 213-5(2003)を参照）。Ｒｉｄｅｒにおいては、特定のバクテリアとウイルスを認識する抗体を発現するために設計されたＢリンパ球が使用された。前記Ｂリンパ球は、エクリオンを発現するためにも使用され、エクリオンは同種標的の表面−抗体受容体への結合によってトリガされるカルシウム流動に応答して光を放出する。その結果得られたバイオセンサ細胞は、標的微生物の存在下で数分間以内で光を放出した。そのようなバイオセンサ細胞を作り出すために、可変領域を備える抗体重鎖および軽鎖をクローニングし、Ｂ−リンパ球細胞ライン中で発現させた。その結果得られる免疫グロブリンは表面Ｂ−細胞受容体複合体の一部となり、これは補助分子免疫グロブリンα（Ｉｇα、又はＣＤ７９ａ）と免疫グロブリンβ（Ｉｇβ、又はＣＤ７９ｂ）とを含む。前記複合体が、微生物等の多価抗原によって架橋されクラスター化されると、一組のシグナリング事象によって細胞内カルシウムイオン濃度の変化が急速に起こり、次に、それがエクリオンに光を放出させる。この機序は、本質的には、Ｂ−細胞膜ＩｇＧ抗体によってＥ．ｃｏｌｉに提示される抗原を特異的に認識するＢ細胞の本来の能力を強制的に奪うものであって、この結合がサイトゾルへの過渡的なＣａ２＋流入をトリガし、これがこのＢ細胞中に合成されたエクリオンたん白質に結合し、その後、青色光を放出する。ここにその全てを参考文献として組み込む、Relman，「微生物検出の解明（Shedding light on microbial detection）」, N England J Med, 349 (22): 2162-3 (2003)を参照。
【０１０８】
上述したテストのために適切なＢ細胞を選択することが重要である。従って、すべての提案される細胞ラインは、Ｂ細胞受容体シグナリング経路が完全に機能することを確認するべくテストされるべきである。一つのクローンから別のクローンで大きな変化が起こりうることから、高いエクリオン活性を有する特定のクローンを同定するために、エクリオン遺伝子を有する個々のＢ細胞クローンをテストするべきである（一般に、これらの両方について、その全てをここに参考文献として組み込む、Calpe et al．，「ＺＡＰ−７０は、ＩｇＭ−ＥＲＫ１／２活性化を介してＣＣＲ７発現を誘導することによって、悪性Ｂリンパ球のＣＣＬ２Ｉへの移行を促進する（ZAP-70 enchances migration of malignant B lymphocytes toward CCL21 by inducing CCR7 expression via IgM-ERK1/2 activation）」, Blood, 118(16):4401-10(2011)と、Cragg et al.「腫瘍性Ｂ細胞上の表面ＩｇＭとのモノクローナル抗体の相互作用の分析（Analysis of the interaction of monoclonal antibodies with surface IgM on neoplastic B-cells）」, Br J Cancer, 79(5/6): 850-857 (1999)と、を参照）。
【０１０９】
この検出システムを使用する際に、高エクリオン発現Ｂ細胞が、高レベルの感度を達成するために重要である。一実施例において、前記バイオセンサに対する受容体応答を、ＲａｍｏｓヒトＢ細胞ラインを使用して確認した。Ｒａｍｏｓ細胞を、まず、エクリオン遺伝子でトランスフェクションし、次に、これらのトランスフェクション細胞を、二週間、エクリオン発現のために選択した。その後、混合Ｒａｍｏｓ細胞にセレンテラジン（ＣＴＺ）を投入し、抗Ｉｇ−Ｍ  Ａｂで刺激した。誘導されたフラッシュ信号をルミノメータで捕捉した。
【０１１０】
図１７に図示されているように、抗Ｉｇ−Ｍ刺激によって、予想されたかなりの長期のフラッシュ（４５−６０秒）が引き起こされる。図１７において、Ｙ軸は光フラッシュの量を示し、Ｘ軸は秒単位での反応時間を示している。３０秒時において、抗Ｉｇ−Ｍ溶液をＲａｍｏｓ−エクリオン細胞溶液に注入した。最初のスパイク（３０−３７秒）はノイズ信号であり、第２のより大きく長いピークが抗Ｉｇ−Ｍ刺激に対する生体応答である。全体のＳ／Ｎ比を改善するために、ＣＴＺをＣＴＺ投入Ｒａｍｏｓ−エクリオン細胞溶液から取り除く。細胞溶液からのこのＣＴＺの除去によって、真のピーク信号の量を大幅に損なうことなく、ノイズ信号は約１５０から約５０に減少する。
【０１１１】
本発明に依り、細胞の取り扱いとフラッシュ−テストのためのプロトコルの一例は以下を含む、（ｉ）Ｒａｍｏｓ−エクリオン細胞を、標準の培地で培養し、これらの細胞を健全状態に維持する（すなわち、生存率＞９８％）、（ｉｉ）Ｒａｍｏｓ−エクリオン細胞に、ＣＴＺを、最終濃度２μＭ、細胞密度ミリリットル当たり１−２百万で投入する、（ｉｉｉ）前記細胞に、３７０℃で、５％ＣＯ２をインキュベータ内で少なくとも３時間、投入する、（ｉｖ）ＣＴＺを含む投入培地を除去する、（ｖ）２００μｌ細胞溶液プラス３０μｌの刺激物（抗ＩｇＭ）を取ってフラッシュテストし、ルミノメータで読み取る、そして（ｖｉ）３０−４０μｌのジギトニン（７７０μＭ）を添加することによって前記ＣＴＺおよびエクリオン機能を確認する。
【０１１２】
前記テスト装置１００は、好ましくは、前記マイクロプロセッサ１１０２によって実行されるオペレーションシステムによって制御される。本実施例において、前記オペレーションシステムは、好ましくは、リナックス（Ｌｉｎｕｘ）（登録商標）環境において実行される専用設計プログラミングされたアプリケーションである。前記オペレーションシステムは、上述したように、入出力機能とパワーマネージメント機能とを提供する。前記専用アプリケーションは、図１４および１５に図示したような単純なメニュー式ユーザインターフェースと、テスト装置１００によって実行されるテストを制御し分析するためのパラメータ駆動される機能と、テストプロトコルおよび結果を保存するためのファイルシステムとを含む。保存されたテスト結果は、呼び出し、表示又はプリントアウト可能である。前記ソフトウエアは、ファイルのダウンロード等を通じて、新たなテストのためのプロトコルの追加を可能にする。
【０１１３】
図１４のユーザインターフェース１４００は、好ましくは、前記タッチスクリーンＬＣＤ１１０上に提供されるメニューをユーザが使用することによって選択可能な複数のアイテムを備える、メニュー操作式である。好ましくは、当該ユーザインターフェース１４００は、各特定のテストへの、およびその完了までのテストを通しての、ナビゲーションを可能にする一連の選択肢を提示する。本実施例において、前記ユーザインターフェース１４００は、ユーザが、前記ＬＣＤとタッチスクリーン上に提供されるバックキーを使用することによって前のスクリーンに戻ることを許容する。但し、テストがキャンセル又は中止されないかぎり、テスト中に前記バックキーを使用することは許されない。選択されたアクションは、その各ステップがユーザに対して新たなプロンプトによって示される状態で、一連のステップを通して進行することができる。
【０１１４】
図１３Ａおよび１３Ｂは、前記テスト装置１００によって利用されるコンピュータソフトウエアの一好適実施例の基本フローを示すフローチャートである。当業者であれば、前記ソフトウエアは、当該ソフトウエアが機能するための現時点における好適な方法を単に例示するために開示される、図１３Ａおよび１３Ｂに図示の方法とは僅かに又は完全に異なる方法で機能することも可能であることを理解するであろう。
【０１１５】
プロセスは工程１３００で始まり、ここで、ユーザに対してディスプレイ１１０上にスプラッシュスクリーンが提示され、その間に、前記アプリケーションは、テスト装置１００へのローディングを完了する。工程１３０２と１３０４とにおいて、ユーザは、ユーザ名とパスワード入力プロセスを指示（ｐｒｏｍｐｔ）される。テスト装置１００は、入力されたユーザ名とパスワードとが有効なものであることを確認し、工程１３０６でホームスクリーン１４００（図１４）に進む。テストを行うユーザを一意的に同定するユーザ識別子（たとえば５桁のコード）が、好ましくは、テスト記録の一部としてテスト装置１００によって記憶される。
【０１１６】
ユーザは、テストカートリッジアセンブリ３００を挿入することによるテスト（工程１３０８）の実行、テストログボタン１４０２を押すことにより記録された結果のレビュー（工程１３１０）、又は、ボタン１４０４を押すことによるタイムゾーン（工程１３３０）若しくは言語（工程１３３２）等の設定（工程１３１２）、を含む実行するべきテスト装置１００の単数又は複数のアクションおよび／又は機能を、ホームスクリーン１４００から選択する。好ましくは、ユーザは、テスト装置１００のタッチスクリーンＬＣＤ１１０を使用して所望のアクションを選択する。
【０１１７】
ユーザが、テストカートリッジアセンブリ３００をテスト装置１００に挿入し、ヒンジ蓋１０４を閉じると、前記ＲＦＩＤ通信回路２１０が、ヒンジ蓋１０４が閉じられた後に、起動され、挿入されたテストカートリッジアセンブリ３００上の前記ＲＦＩＤタグ５０８又はその他の識別子がテスト装置１００が実行するべきテストのタイプを同定する。
【０１１８】
好ましくは、各ＲＦＩＤタグ５０８は、前記テストカートリッジアセンブリ３００の特定タイプ、各テストカートリッジアセンブリ３００の失効日、テスト溶液ロット番号を含むことが可能な、テストカートリッジアセンブリ３００のシリアル番号、当該テストカートリッジアセンブリ３００がテスト装置１００内において以前にテストされたことがあるか否か、更に、特定のテストカートリッジアセンブリ３００に関連するその他の情報、をエンコードする文字列を格納している。これらすべてを総合して、前記ＲＦＩＤ文字列に提示される情報は、各テストカートリッジアセンブリ３００を一意的に同定する。前記テストカートリッジアセンブリ３００の情報は、このテストカートリッジアセンブリ３００が分析部２００のカートリッジ凹部１５２に挿入されヒンジ蓋１０４が閉じられた時に、テスト装置１００に入力される。前記プロセスは、走査されたテストカートリッジＲＦＩＤタグ５０８のデータをチェックして、そのテストカートリッジが以前に使用されたことがないことを確認する。もしも前記ＲＦＩＤ通信回路２１０が走査プロセス中になんらＲＦＩＤ伝送エラーを検出せず、ＲＦＩＤタグ５０８から読み取れたデータが有効であるならば、テストカートリッジから走査されたＲＦＩＤタグ５０８データは有効なものとして受け入れられる。ヒンジドア１０４が閉じられており、かつ、ＲＦＩＤタグ５０８から読み取られたデータが有効であると判断されると、工程１３０８のテスト実行オプションが自動的に選択され、ユーザは、テスト装置１００がそのテストを実行することを確認するように指示される。
【０１１９】
テストが開始する間に、ユーザは、要求されたデータ入力を開始する。ユーザは、工程１３１４にてタッチスクリーンＬＣＤ１１０にサンプル４１４の特定の数字コードを入力するように指示され、ここで、ユーザは、「サンプル／ロケーション」タイプを入力するように指示される。本好適実施例において、サンプル４１４の数字コードは、サンプル４１４のロット又は環境に関連する５桁の数字を含む。もしも工程１３１６においてユーザが「サンプル」を選択すると、ユーザは、タッチスクリーンＬＣＤ１１０を使用してロット番号を入力するように指示される。もしもユーザが工程１３１８で「ロケーション」を選択すると、ユーザは、タッチスクリーンＬＣＤ１１０を使用して「ロケーション」を入力するように指示される。
【０１２０】
サンプル特定コードを受け取ると、テストカートリッジアセンブリ３００のＲＦＩＤタグ５０８から受け取られた情報と、受け取られたユーザデータとが、すべての格納されているテスト記録と、テストカートリッジアセンブリ３００が以前にテストされたか否かを示すＲＦＩＤタグ５０８から受け取られたデータと比較され、もしもそのテストカートリッジアセンブリ３００が以前にテストされたものである場合は、当該テストカートリッジアセンブリ３００を拒絶する。
【０１２１】
ＲＦＩＤタグ５０８から読み取られた情報は、テスト装置１００によって行われる特定のテストの同定、適切なテストプロトコルの選択のためにも使用される。選択されるプロトコルには、実行される特定のテストのために、テストのタイミング、光センサ回路１２００からの光読み取りのための要件、等が含まれる。前記ＲＯＭ１１０４に格納されたテスト制御表からのパラメータが、必要な場合の代替ソフトウエアルーチンを含む、テストデータ取得と分析の各工程がいかにして実行されるべきか、を特定する。このようにして、基本的オペレーション又はアプリケーションソフトウエアを改変することなく、新たなテスト制御表と、必要な場合、それをサポートするソフトウエアモジュールと、をダウンロードすることによって、新たな又は改変されたテストパラメータをインストールすることができる。テスト装置１００を利用して実行することが潜在的に可能な各診断テストのために、テスト制御表からの情報が前記ＲＯＭ１１０４に格納される。別実施例において、テストサンプル４１４に関係する追加の情報も、テスト装置１００のテスト開始プロセスに含ませることができる。そのような追加情報は、テストサンプル４１４の取り扱い要件、検疫要件、その他の変則的特性、を含むことができる。
【０１２２】
前記テスト装置１００は、ユーザがサンプル４１４の特定数字コードを入力している間にサンプル１４１に対してテストを行い、ユーザが必要なデータ入力を完了した後も、テストを実行し続ける。テストは、好ましくは、ユーザが必要なデータ入力を完了した後に初めて完了される。ヒンジ蓋１０４を無理やり開放しようと力を加えたり、データ入力を完了しない場合は、テスト失敗又はテスト中断となる。好ましくは、テスト装置１００のユーザは、このテスト装置１００が、すべてのデータ入力が履行され、テストの失敗又は中断を最小限にするためにはヒンジ蓋１０４が閉じられた状態に留まらなければならないことを理解する。
【０１２３】
工程１３２０において、テストのステータスがユーザに対して示される。テスト装置１００は、テストが完了するまでテストが進行中であることを確認するためにステータス情報をユーザに対して表示する。テスト情報、有望であるかどうか、進行中か完了しているか、が、ＬＣＤスクリーン１１０上に、上述の情報を同定するテストカートリッジアセンブリ３００を含む、固定されたテキストフォーマットで表示される。まだ完了していないテスト記録の要素は、ブランクとして残されるか、あるいは、テストが完了するまでは「進行中」として表示される。好ましくは、ユーザは、テストが実行されている間は、テスト装置１００に対して他の機能を行うことができない。但し、他の実施例においては、テスト実行中において、ユーザが、テストログのレビュー等の、他のタスクをテスト装置１００に対して行うことを許可するように前記ソフトウエアを改造することも可能である。
【０１２４】
もしもテスト中に、適切な光信号がセンサ２０６によって検出されたと判断されると、プロセスは、工程１３２２に進み、ここでは、陽性結果が報告され、ユーザは確認するように指示される。ユーザが確認すると、ユーザは、工程１３２４において前記ロット／ロケーション番号を再入力するように指示される。もしもロット／ロケーション番号がマッチすると、テストデータがログされ、プロセスは工程１３０６のホームスクリーンに戻る。工程１３２０において、センサ２０６によって適切な光信号が検出されなければ、プロセスは、前記陰性制御テストに関して適切な光信号が検出されているか否かをチェックする。もしそうであれば、図１５の陰性結果スクリーン１５００に示されているように、陰性結果が報告され、ユーザは、工程１３２６においてカートリッジを取り除くように指示される。この時点において、ＲＦＩＤ信号は検出されず、テストデータは記録され、プロセスは工程１３０６のホームスクリーンに戻る。
【０１２５】
更に、たとえば、センサ２０６、モータ２２６、又はその他のハードウエアの故障が検出された場合や、ヒンジ蓋１０４が開放されている場合、テストを前記ソフトウエアによって任意の段階で中止することができる。もしも、工程１３２０において、そのような問題が検出されたならば、工程１３２８においてテストエラーが報告され、ユーザは、使用されているテストカートリッジアセンブリ３００を取り除くように指示される。テストカートリッジアセンブリ３００が取り除かれ、ＲＦＩＤ通信回路２１０によってなんらＲＦＩＤ信号が検出されないと、そのエラーデータがＲＯＭ１１０４にログされ、プロセスは工程１３０６のホームスクリーン１４００に戻る。同様に、テスト結果が報告され格納されるまでは、テストをユーザによって任意の段階でキャンセルすることができる。以前に使用されたテストカートリッジアセンブリ３００の再使用を防止するために、中止およびキャンセルされたテストは、テスト結果ファイルに記録され、フラッシュＲＯＭ１１０４に格納される。
【０１２６】
テスト結果は、テキストフォームで、好ましくは、タッチスクリーンＬＣＤ１１０に表示されるような状態で、フラッシュＲＯＭ１１０４に格納される。各テスト記録は、好ましくは、テストサンプル４１４のＩＤ、実行される特定のテスト、テストの日時、ユーザＩＤ、標準結果若しくはテストがエラーによって失敗した、又は中止されたことの識別、を含む、上述した同定されたテスト情報のすべてを含む。
【０１２７】
成功裏に完了した又は失敗したテストのテスト結果のすべては、前記フラッシュＲＯＭ１１０４に格納される。ユーザは、タッチスクリーンＬＣＤ１１０上に表示するべくフラッシュＲＯＭ１１０４からテスト結果を呼び出すことができる。前記フラッシュＲＯＭ１１０４は、好ましくはテスト装置１００による少なくとも１週間のテストで実行されることが予期可能なテストの数に対応する、相当数のテスト結果（たとえば５０００の記録）を格納するのに十分な大きさである。ユーザは、テスト結果の権限の無い改竄を防止するためにフラッシュＲＯＭ１１０４に格納されて記録を消去することができないようにすることが考えられる。但し、もしもフラッシュＲＯＭ１１０４が満杯になった場合には、テスト装置１００は、自動的にテストモードから出て、ユーザに対してインターフェースボート１１２を介して遠隔地にあるコンピュータ（図示せず）に対するデータのアップロードを開始するように指示する。アップロードが完了しテスト記録がフラッシュＲＯＭ１１０４から削除されると、ユーザは再びテスト装置１００を使用してテストを実行することができる。
【０１２８】
バッテリパワーの保存は重要な関心事であるが、これは前記オペレーティングソフトウェアによって二つのレベルで対応される。第１に、現在のバッテリチャージレベルがユーザに対して周期的又は連続的に提供される。前記ソフトウエアは、更に、ユーザに対して、前記バッテリモニタ回路がバッテリ１１６チャージレベルが所定の安全限界以下に低下したことを示した時に、バッテリ１１６の再充電を開始するように指示する。また、前記ソフトウエアは、バッテリ１１６のバッテリチャージレベルがセンサ２０６、又はテスト装置１００のテスト機能に関連するその他のソフトウエア又はハードウエア機能の誤作動のリスクなしでテストを完了するためには低すぎる時、新たなテストを開始することを禁止する。
【０１２９】
前記ＲＦＩＤ通信回路２１０、光センサ回路１２００、タッチスクリーンＬＣＤ１１０およびマイクロプロセッサ１１０２を含む、種々の周辺装置に対して供給される電力は、前記オペレーティングシステムによって制御される。従って、前記種々の装置の機能がテスト装置１００の現在の作動のために不要である時は、電力供給を選択的にＯＦＦにすることができる。前記テスト装置１００全体も、ユーザコマンドを受け取った時、又は、テスト装置１０の所定時間の休止後に「パワーダウン」状態にすることができる。このパワーダウン状態は、日時クロックは作動し続け、ＲＡＭ１１０６はリカバリバッテリバックアップの代わりにバッテリパックからのパワーが完全に不在の時に起動される、バッテリ１１６からのパワーによって維持される、点においてパワーの完全な不在と異なる。
【０１３０】
ただし、パワーダウンが起こった時、タッチスクリーンＬＣＤ１１０の状態をモニタするために必要なプロセス用を除いて、ほぼ全てのソフトウエア活動が止まる。ユーザは、タッチスクリーンＬＣＤ１１０に触れることによってユニットを「パワーアップ」することができる。前述したように、完全なパワーロス後にバッテリ１１６のパワーの回復が検出されると、リカバリバッテリバックアップがこの最小機能を維持するので、前記ソフトウエアは日時情報の入力を必要としなくなる。本実施例において、休止期間に基づいてテスト装置１００が自動的にパワーダウンするために設定される時間は、どのメニューが表示されるかに依存する。好ましくは、工程１３１２の設定メニューを使用して遅延期間は調節可能である。
【０１３１】
当業者は、本発明の要旨および範囲から逸脱することなく記載した実施例に対して改造および改変を行うことが可能であることを理解するであろう。従って、本発明は記載した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨および範囲内のそのような改変のすべてを含むことを意図するものである。当業者は、リザーバカード５００とテストカートリッジベース４００の単一のサブアセンブリへの組み合わせ、必要な試薬５０４，５０６の一部をテストカートリッジベース４００とリザーバカード５００との両方に保存すること、又は、所望のテストを実行するために必要な試薬５０４，５０６にサンプルを直接投入すること、を含むテストカートリッジアセンブリ３００の代替構成はすべて本開示の範囲内に含まることを理解するであろう。
【図１Ａ】
2015505047.tif 000003
【図１Ｂ】
2015505047.tif 000004
【図１Ｃ】
2015505047.tif 000005
【図２Ａ】
2015505047.tif 000006
【図２Ｂ】
2015505047.tif 000007
【図３Ａ】
2015505047.tif 000008
【図３Ｂ】
2015505047.tif 000009
【図３Ｃ】
2015505047.tif 000010
【図４Ａ】
2015505047.tif 000011
【図４Ｂ】
2015505047.tif 000012
【図５Ａ】
2015505047.tif 000013
【図５Ｂ】
2015505047.tif 000014
【図５Ｃ】
2015505047.tif 000015
【図６Ａ】
2015505047.tif 000016
【図６Ｂ】
2015505047.tif 000017
【図７】
2015505047.tif 000018
【図８】
2015505047.tif 000019
【図９】
2015505047.tif 000020
【図１０Ａ】
2015505047.tif 000021
【図１０Ｂ】
2015505047.tif 000022
【図１０Ｃ】
2015505047.tif 000023
【図１１】
2015505047.tif 000024
【図１２】
2015505047.tif 000025
【図１３Ａ】
2015505047.tif 000026
【図１３Ｂ】
2015505047.tif 000027
【図１４】
2015505047.tif 000028
【図１５】
2015505047.tif 000029
【図１６】
2015505047.tif 000030
【図１７】
2015505047.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月17日(2014.6.17)
【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】
生体サンプル中の感染因子の存在を迅速に検出するためのシステムであって、以下を有する。
ａ．少なくとも一つの抗体および生物発光物質を含む単一のバイオセンサ試薬：当該バイオセンサ試薬は（ｉ）テスト対象生体サンプル中の特定の感染因子の存在を検出し、そして（ｉｉ）当該バイオセンサ試薬が前記生体サンプルと反応して当該生体サンプル中の前記特定感染因子の存在を検出した時に検出可能な光信号を放出するように構成されている。
ｂ．一回使用で使い捨てのテストカートリッジ、これは、前記生体サンプルと前記バイオセンサ試薬とを受け入れる単一の反応チャンバを有し、当該反応チャンバは、所定の内部ジオメトリと少なくとも１つの内面とを有し、ここで、最初に前記生体サンプルを、その後に前記バイオセンサ試薬を前記一回使用で使い捨てのテストカートリッジに導入することによって前記生体サンプルと前記バイオセンサ試薬が混合される。
ｃ．前記一回使用で使い捨てのテストカートリッジを受け入れるように構成されたテストユニット、当該ユニットは、前記バイオセンサ試薬が前記生体サンプルと反応することで放出された検出可能な光信号を検出するセンサを有し、前記放出された検出可能な光信号の検出は、前記生体サンプル中における前記感染因子の存在を示すとともに、行われる前記放出された検出可能な光信号の唯一の分析となり、前記生体サンプル中の特定の感染因子の検出はリアルタイムで行われる。
【請求項２】
前記センサは活性表面を有する光電子増幅管であり、そして、前記活性表面のサイズは、バックグランドノイズを低減し前記放出された検出可能な光信号のＳ／Ｎ比を増大させるように最適化されている請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記テストカートリッジは、更に、以下を有する請求項２に記載のシステム。
（ｉ）前記反応チャンバを形成するテストカートリッジベース。
（ｉｉ）最初に前記バイオセンサ試薬を格納するリザーバカード。
【請求項４】
前記リザーバカードは、前記テストカートリッジベースに挿入され単数又は複数の保持構成によってその内部に恒久的に保持されるように構成されている請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記テストカートリッジベースは、更に、プランジャを備える流体ディスプレースメント機構を有し、前記プランジャの作動によって前記リザーバカード中に格納された前記バイオセンサ試薬が前記反応チャンバ内へと移動される請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記テストユニットは、更に、前記プランジャを作動させるように構成されたモータおよびピストンアセンブリを有する請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記テストユニットはポータブルテストユニットである請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
更に、前記テストチャンバ内に位置する少なくとも１つの添加物を有し、当該少なくとも１つの添加物は、前記生体サンプルと前記バイオセンサ試薬との混合中に前記テストチャンバ内の泡の形成を最小化する請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記少なくとも１つの添加物は界面活性剤である請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
更に、前記生体サンプルと前記バイオセンサ試薬との混合の前に、前記生体サンプル中の感染因子の個々の細胞を撹拌するディスラプタを有する請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ディスラプタは、前記細胞表面からＯ−抗原を開放する酵素、前記細胞を分断する超音波発生装置、前記細胞を分断するフレンチプレス、および、前記感染因子の細胞からＬＰＳを開放する化学処置、の少なくとも一つである請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記バイオセンサ試薬は、生物発光たん白質と、所定の感染因子に対して特異的な少なくとも１つの膜結合抗体とを発現するように構成されたＢリンパ球を含む請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記バイオセンサ試薬は、セレテラジンが予め投入され、前記バイオセンサ試薬をテストされる前記生体サンプルと反応させる前に、過剰なセレテラジンが前記バイオセンサ試薬から取り除かれる請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
テストされる前記生体サンプルは、牛肉、家禽肉、豚肉、その他の肉、魚および野菜類、の少なくとも一つを含む食品由来である請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記特定の感染因子はＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉである請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記反応チャンバの前記内部ジオメトリは概して放物線状である請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
リアルタイムは、前記生体サンプルと前記バイオセンサ試薬との混合から約５分以内の範囲内である請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
更に、前記バイオセンサ試薬と反応して前記テストユニットの適切な機能を判断する対照試薬を有し、前記バイオセンサ試薬は、前記対照試薬が前記バイオセンサ試薬と反応する前にテストされる前記生体サンプルと反応する請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
生体サンプル中の感染因子のリアルタイム検出を容易にするための一回使用で使い捨てのテストカートリッジアセンブリであって、以下を有する。
ａ．感染因子について生体サンプルをテストするための単一のバイオセンサ試薬を格納するリザーバカード、当該リザーバカードは少なくとも１つの流体ポートを介してテストカートリッジベースとインターフェースするように構成され、当該バイオセンサ試薬は少なくとも一つの抗体および生物発光物質を含む。
ｂ．以下を有するテストカートリッジベース。
（ｉ）前記生体サンプルと前記バイオセンサ試薬とを受け入れる単一の反応チャンバ、当該反応チャンバは、所定の内部ジオメトリと少なくとも１つの内面とを有する。
（ｉｉ）前記バイオセンサ試薬を前記少なくとも１つの流体ポートを介して前記リザーバカードから前記反応チャンバ内へと移動させ、それによって前記バイオセンサ試薬が前記反応チャンバ内において前記生体サンプルと混合された時に、もしも前記感染因子が前記生体サンプル中に存在しているならば、検出可能な光信号が放出されるように構成されたプランジャを備える流体ディスプレースメント機構。
【請求項２０】
更に、前記テストチャンバ内に位置する少なくとも１つの添加物を有し、当該少なくとも１つの添加物は、前記生体サンプルと前記バイオセンサ試薬との混合中に前記テストチャンバ内の泡の形成を最小化する請求項１９に記載の一回使用で使い捨てのテストカートリッジアセンブリ。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの添加物は界面活性剤である請求項２０に記載の一回使用で使い捨てのテストカートリッジアセンブリ。
【請求項２２】
前記バイオセンサ試薬は、生物発光たん白質と、所定の感染因子に対して特異的な少なくとも１つの膜結合抗体とを発現するように構成されたＢリンパ球を含む請求項１９に記載の一回使用で使い捨てのテストカートリッジアセンブリ。
【請求項２３】
前記バイオセンサ試薬は、セレテラジンが予め投入され、前記バイオセンサ試薬をテストされる前記生体サンプルと反応させる前に、過剰なセレテラジンは前記バイオセンサ試薬から取り除かれる請求項２２に記載の一回使用で使い捨てのテストカートリッジアセンブリ。
【請求項２４】
更に、当該テストカートリッジアセンブリがテスト装置に導入された時に、前記反応チャンバが当該テスト装置内のセンサと連通することを可能にするポートを有する請求項１９に記載の一回使用で使い捨てのテストカートリッジアセンブリ。
【請求項２５】
前記リザーバカードは、更に、当該テストカートリッジアセンブリがテスト装置に導入された時に、前記テスト装置に信号を伝達するＲＦＩＤタグを有する請求項２４に記載の一回使用で使い捨てのテストカートリッジアセンブリ。
【請求項２６】
前記テストチャンバの前記内部ジオメトリは概して放物線状である請求項１９に記載の一回使用で使い捨てのテストカートリッジアセンブリ。
【請求項２７】
リアルタイムは、前記生体サンプルと前記バイオセンサ試薬との混合から約５分以内の範囲内である請求項１９に記載の一回使用で使い捨てのテストカートリッジアセンブリ。
【請求項２８】
生体サンプル中の感染因子のリアルタイム検出のためのテスト装置であって、以下を有する。
ａ．蓋と入出力装置とを有するハウジング。
ｂ．以下を有する分析部。
（ｉ）テストされる生体サンプルを含む一回使用で使い捨てのテストカートリッジを受け入れるための前記ハウジングに設けられた凹部。
（ｉｉ）前記蓋が閉じられた時に前記一回使用で使い捨てのテストカートリッジと相互作用するアクチュエータ、前記アクチュエータは、テストの実行中に、前記一回使用で使い捨てのテストカートリッジ内の単一のバイオセンサ試薬を前記生体サンプルと反応させるべく移動させ、前記バイオセンサ試薬は少なくとも一つの抗体および生物発光物質を含む。
（ｉｉｉ）前記ハウジングの前記凹部と連動し、前記バイオセンサ試薬が前記アクチュエータによって前記生体サンプルと反応するべく移動された後に放出される光信号を検出し、出力信号を発生するセンサ。
ｃ．以下を行うように構成されている制御ユニット。
（ｉ）テストを開始するべく前記入出力装置を介してユーザから入力を受け、
（ｉｉ）前記ユーザの入力に応答して、前記分析部の前記凹部に前記生体サンプルが置かれた後で、前記テストカートリッジ内の前記バイオセンサ試薬を前記生体サンプルと反応させるべく移動させるように前記アクチュエータが作動し、
（ｉｉｉ）前記センサからの前記出力信号を受け取り、
（ｉｖ）テスト結果を前記ユーザに対して前記入出力装置上に出力する。
【請求項２９】
前記センサは活性表面を有する光電子増幅管であり、そして、前記活性表面のサイズは、バックグランドノイズを低減し前記放出された光信号のＳ／Ｎ比を増大させるように最適化されている請求項２８に記載のテスト装置。
【請求項３０】
更に、前記テストカートリッジから単数又は複数の信号を受け取るためのＲＦＩＤ通信回路を有し、前記単数又は複数の信号は、実行されるテストタイプ、および、前記テストカートリッジが以前に使用されたか否か、の少なくとも一つを同定する請求項２９に記載のテスト装置。
【請求項３１】
前記バイオセンサ試薬は、生物発光たん白質と、所定の感染因子に対して特異的な少なくとも１つの膜結合抗体とを発現するように構成されたＢリンパ球を含む請求項２８に記載のテスト装置。
【請求項３２】
前記バイオセンサ試薬は、セレテラジンが予め投入され、前記バイオセンサ試薬をテストされる前記生体サンプルと反応させる前に、過剰なセレテラジンは前記バイオセンサ試薬から取り除かれる請求項３１に記載のテスト装置。
【請求項３３】
前記生体サンプルと前記バイオセンサ試薬との混合の前に、前記生体サンプル中の感染因子の個々の細胞を撹拌するディスラプタを有する請求項２８に記載のテスト装置。
【請求項３４】
前記ディスラプタは、前記細胞表面からＯ−抗原を開放する酵素、前記細胞を分断する超音波発生装置、前記細胞を分断するフレンチプレス、および、前記感染因子の細胞からＬＰＳを開放する化学処置、の少なくとも一つである請求項３３に記載のテスト装置。
【請求項３５】
ポータブルテスト装置である請求項２８に記載のテスト装置。
【国際調査報告】
2015505047.tif 000032