(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光物質の蛍光を励起させることのできる放射線の放射源からの励起放射線を用いて流体サンプルの分析を行う１度の使用で使い捨て可能な装置であって、
内部に放射線が導入され少なくともその表面の一部がサンプルと接触するのに適合した細長いファイバーと、内部全反射を確実なものとするために臨界角の範囲内で光放射を前記ファイバーに導く位置に設けられ一体的に形成された第１の屈折手段とを含み、励起放射線及び蛍光の両方が透過可能な内部全反射する一体構成物としての細長い基体と、
少なくとも前記ファイバーの表面の一部に蛍光物質のコーティングと、
前記ファイバーとの間に毛細管的寸法の間隙を提供するため前記ファイバーの周りに前記ファイバーから離して配置され、前記第１の屈折手段に近接する位置からそこから遠い先端まで延びている中空の細長い包囲体と、
前記細長い基体を支持し、分析される流体サンプルを受ける容器手段を有して前記流体サンプルが前記細長い基体から離れている非動作位置と前記流体サンプルが前記ファイバー上に流され、毛管現象により前記ファイバーと前記包囲体の間の間隙に流れる動作位置との間で可動な試験器具手段と
を含む分析装置において、
前記試験器具手段は、
相対向する第１及び第２端壁を有し、前記第１端壁は前記細長いファイバーを摺動可能に受け入れるとともに細長いファイバーの前記屈折手段近傍を支持するための貫通する開口を有するハウジングと、
最初に前記流体サンプルを収容するための前記第１容器を定める前記第１及び第２端壁の中間の内部領域と、
前記細長い包囲体の先端部を摺動可能に受け入れるための円筒状内面を有し、前記円筒状内面はその中に液体サンプルを一時的に収容するための第２容器を形成する、前記第１端壁に面する前記第２端壁上のボス手段と、
前記試験器具手段が前記非動作位置から前記動作位置に移行するとき前記流体サンプルの流れを前記第１容器から前記第２容器に向けるために前記第１及び第２容器の間に延設されたチャンネル手段と
を含むことを特徴とする分析装置。
【請求項２】
前記一体的屈折手段はプリズムを含む請求項１記載の分析装置。
【請求項３】
前記一体的屈折手段は前記細長いファイバーと同じ材料からなる請求項１記載の分析装置。
【請求項４】
前記蛍光物質は、励起放射線によって発生されたエバネッセント波によって励起されたとき蛍光を発生する標識を含む抗体抗原複合体の一部を少なくとも含む請求項１記載の分析装置。
【請求項５】
前記ファイバーは、前記包囲体と同芯に配置されている請求項１記載の分析装置。
【請求項６】
前記細長い包囲体は不透明であり、前記ファイバーと係合してこれを支持するために、円周方向に等間隔に配置された少なくとも３つの長手方向に延びる隆起部を有する請求項１記載の分析装置。
【請求項７】
前記細長い包囲体は不透明であり、前記ファイバーと接線方向に係合することによりこれを支持するために、少なくとも３つの長手方向に延設された、ほぼ同じ寸法の側壁を有する請求項１記載の分析装置。
【請求項８】
前記一体的屈折手段はレンズを含む請求項１記載の分析装置。
【請求項９】
前記レンズは前記ファイバーの屈折率と整合した屈折率を有する球面レンズを含む請求項８記載の分析装置。
【請求項１０】
励起放射線源と、
前記第１の屈折手段に対して前記放射線の焦点を合わせるように作用する第２の屈折手段と、
前記励起放射線に応答して前記ファイバーの一端から放出される蛍光放射線を検出するための検出手段と、
臨界角内で前記励起放射線を前記第１の屈折手段に導くため、前記励起放射源、前記第２の屈折手段及び前記検出手段を前記第１の屈折手段に対して一定の関係でマウントするための光学フレーム手段と
を含む請求項１記載の分析装置。
【請求項１１】
前記基体を前記光学フレーム手段上で着脱可能に支持するための試験器具手段を含む請求項１０記載の分析装置。
【請求項１２】
前記細長い包囲体は先端に円環状リムを有し、
前記第２容器に受け入れられ前記ボス手段の前記円筒形内面に密着して係合する吸水性手段を含み、前記吸水性手段は最初は前記円環状リムから離れており、前記試験器具が非動作位置から動作位置に動くとき前記吸水性手段は流体サンプルのしみこみによって膨張可能であり、それによって膨張して円環状端部と係合し、前記流体が前記ファイバー上に流され、毛管現象によって前記ファイバーと前記包囲体との間の間隙に流れる請求項１記載の分析装置。
【請求項１３】
前記第２容器に受け入れられ前記ボス手段の前記円筒状内面に密着して係合する吸水性部材を含み、前記細長い包囲体は前記吸水性部材と係合する先端部に円形リムを有する請求項１記載の分析装置。
【請求項１４】
前記吸水性部材はポリマー性連続気泡発泡円筒体を含む請求項１３記載の分析装置。
【請求項１５】
蛍光物質の蛍光を励起させることのできる放射線の放射源からの励起放射線を用いて流体サンプルの分析を行う１度の使用で使い捨て可能な装置であって、
内部に放射線が導入され少なくともその表面の一部がサンプルと接触するのに適合した細長いファイバーと、内部全反射を確実なものとするために臨界角の範囲内で光放射を前記ファイバーに導く位置に設けられ一体的に形成された第１の屈折手段とを含み、励起放射線及び蛍光の両方が透過可能な内部全反射する一体構成物としての細長い基体と、
少なくとも前記ファイバーの表面の一部に蛍光物質のコーティングと、
前記ファイバーとの間に毛細管的寸法の間隙を提供するため前記ファイバーの周りに前記ファイバーから離して配置され、前記第１の屈折手段に近接する位置からそこから遠い先端まで延びている中空の細長い包囲体と、
前記細長い基体を支持し、分析される流体サンプルを受ける容器手段を有して前記流体サンプルが前記細長い基体から離れている非動作位置と前記流体サンプルが前記ファイバー上に流され、毛管現象により前記ファイバーと前記包囲体の間の間隙に流れる動作位置との間で可動な試験器具手段と
を含む分析装置において、
前記試験器具手段は、
最初に流体サンプルを収容する第１容器を定める底壁と、前記底壁から立設され前記底壁と一体の対向する第１及び第２端壁と、前記底壁から立設され前記底壁と一体の対向する第１及び第２側壁とを有し、前記第１端壁は前記細長いファイバーを摺動可能に受け入れ前記細長いファイバーを前記屈折手段の近傍で支持するための貫通した開口を有し、前記側壁及び前記端壁は互いに一体であるハウジングと、
前記細長い包囲体の先端部を摺動可能に受け入れるための円筒状内面を有し、前記円筒状内面はその中に第２容器を定める、前記第１端面に向けて突出する前記第２端壁上のｃ字型のボス手段と、
前記試験器具手段が前記非動作位置から前記動作位置に移行するとき流体サンプルの流れを前記第１容器から前記第２容器に向けるための前記ボス手段に形成された横方向のスロットを含む前記第１及び第２容器の間に延びるチャンネル手段と
を含むことを特徴とする分析装置。
【請求項１６】
前記第２容器に受け入れられ前記ボス手段の前記円筒状内面に密着して係合する吸水性部材を含み、前記細長い包囲体は前記吸水性部材と係合する先端部に円形リムを有する請求項１５記載の分析装置。
【請求項１７】
前記吸水性部材はポリマー性連続気泡発泡円筒体を含む請求項１６記載の分析装置。
【請求項１８】
蛍光物質の蛍光を励起させることのできる放射線の放射源からの励起放射線を用いて流体サンプルの分析を行う１度の使用で使い捨て可能な装置であって、
内部に放射線が導入され少なくともその表面の一部がサンプルと接触するのに適合した細長いファイバーと、内部全反射を確実なものとするために臨界角の範囲内で光放射を前記ファイバーに導く位置に設けられ一体的に形成された第１の屈折手段とを含み、励起放射線及び蛍光の両方が透過可能な内部全反射する一体構成物としての細長い基体と、
少なくとも前記ファイバーの表面の一部に蛍光物質のコーティングと、
前記ファイバーとの間に毛細管的寸法の間隙を提供するため前記ファイバーの周りに前記ファイバーから離して配置され、前記第１の屈折手段に近接する位置からそこから遠い先端まで延びている中空の細長い包囲体と、
前記細長い基体を支持し、分析される流体サンプルを受ける容器手段を有して前記流体サンプルが前記細長い基体から離れている非動作位置と前記流体サンプルが前記ファイバー上に流され、毛管現象により前記ファイバーと前記包囲体の間の間隙に流れる動作位置との間で可動な試験器具手段と
を含む分析装置において、
前記試験器具手段は、
最初に流体サンプルを収容する第１容器を形成する底壁と、
前記底壁から立設して設けられ、前記細長いファイバーを摺動可能に受け入れ、前記細長いファイバーを前記前記屈折手段の近くで支持するための貫通した開口を有する第１端壁と、
前記底壁と一体に前記底壁から立設され、前記第１端壁と互いに一体である対向した第１及び第２側壁と、
第２端壁と、
前記底壁とほぼ同一平面内に位置する下方位置と前記底壁から立ち上がった直立位置の間を移動できるように、前記第２端壁を前記底壁にピボット的に取り付けるヒンジ手段と、
前記第２の端壁を直立位置に維持するための、前記側壁及び前記端壁上の相互に係合可能なロッキング手段と、
前記第１端壁に面する前記第２端壁に設けられ、前記細長い包囲体の先端部を摺動可能に受けるための円筒形内面を有し、前記円筒形内面はその中に第２容器を形成するボス手段と、
前記第１及び第２容器の間に延設され、前記第２端壁が下方位置から直立位置に動くとき前記流体サンプルの前記第１容器からの流れを前記第２容器に導くチャンネル手段とを含むハウジング、
を含むことを特徴とする分析装置。
【請求項１９】
前記第２容器に受け入れられ前記ボス手段の前記円筒状内面に密着して係合する吸水性手段を含む請求項１８記載の分析装置。
【請求項２０】
前記吸水性手段は、ポリマー性連続気泡発泡円筒体を含む請求項１９記載の分析装置。
【請求項２１】
蛍光物質の蛍光を励起させ、結合されたエバネッセント波を回収することのできる放射線の放射源からの励起放射線によって流体サンプルの分析を行う１度だけで使い捨て可能なシステムであって、
内部に放射線が導入され少なくともその表面の一部がサンプルと接触するのに適合した細長いファイバーと、内部全反射を確実なものとするために臨界角の範囲内で光放射を前記ファイバーに導く位置に設けられた一体的な第１の屈折手段とを含み、励起放射線及び蛍光の両方が透過可能な内部全反射する一体構成物としての細長い基体と、
少なくとも前記ファイバーの表面の一部に蛍光物質のコーティングと、
前記ファイバーとの間に毛細管的寸法の間隙を提供するため前記ファイバーの周りに前記ファイバーから離して配置され、前記第１の屈折手段に近接する位置からそこから遠い先端まで延びている中空の細長い包囲体と、
前記細長い基体を支持し、分析される流体サンプルを受ける容器手段を有して前記流体サンプルが前記細長い基体から離れている非動作位置と前記流体サンプルが前記ファイバー上に流され、毛管現象により前記ファイバーと前記包囲体の間の間隙に流れる動作位置の間で可動な試験器具手段と、
前記試験器具手段を支持するプラットフォームを含み、前記試験器具手段を前記非動作位置と前記動作位置の間で移動させるために可動な光学フレームと、
前記試験器具手段が前記動作位置にあるときに生じる反応の問い合わせを行うための問い合わせビームを前記屈折手段に向けるためのコリメート光源と、
前記基体から前記第１の屈折手段を介して前記エバネッセント波と結合した反射光を受光するための検出手段と
と含むシステムにおいて、
前記試験器具手段は、
相対向する第１及び第２端壁を有し、前記第１端壁は前記細長いファイバーを摺動可能に受け入れるとともに細長いファイバーの前記屈折手段近傍を支持するための貫通する開口を有するハウジングと、
最初に前記流体サンプルを収容するための前記第１容器を定める前記第１及び第２端壁の中間の内部領域と、
前記細長い包囲体の先端部を摺動可能に受け入れるための円筒状内面を有し、前記円筒状内面はその中に液体サンプルを一時的に収容するための第２容器を形成する、前記第１端壁に面する前記第２端壁上のボス手段と、
前記試験器具手段が前記非動作位置から前記動作位置に移行するとき前記流体サンプルの流れを前記第１容器から前記第２容器に向けるために前記第１及び第２容器の間に延設されたチャンネル手段と
を含むことを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
１．発明の属する技術分野
本発明は、一般的には、化学的分析及び免疫分析に関する。特に、本発明は、問い合わせビームの発生及び表面で反応を生じている試験器具からの内部全反射（ＴＩＲ）を利用した問い合わせビームの回収のためのシステムに関する。反応生成物と相互作用する問い合わせビームの部分はエバネッセント波である。この波は、周囲の媒体中に１波長以上侵入しない光の電磁成分である。この波形をプローブとして使用するシステムにおいて、光はより小さな屈折率を有する流体媒体の中に浸された透明材料の剛体ロッド又はバーあるいはファイバーの中をＴＩＲによって導かれる。エバネッセント波は、前記透明材料から脱出し、この透明部材を取り囲む流体内での反応によって変化し、改変され、減衰し、再びその部材に入る。この改変の度合い及びモードは、それを光検出器に向ける透明部材から回収された反応のマーカーである。回収される信号は、剛体透明材料の表面に直接触れている領域中でのわずかな反応に対して非常に敏感である。
２．先行技術の説明
エバネッセント波のこの感度により、免疫化学において、わずかであるが意味のある反応の検出にこの現象を利用する多くの試みがなされてきた。ラキー（Lackie）は、米国特許５，１５２，９６２号において、先行するハート（Harte）の米国特許４，１３３，６３９号及びハーシュフィールド（Harshfeld）の米国特許４，４４７，５４６号の開示内容をさらに発展させ、その中に問い合わせビームを導入し、エバネッセント波によってその表面付近の反応を精査する剛体透明ロッド又はファイバーを教示している。エバネッセント波の回収は、回収された信号を分割するためのビーム分割エレメントを採用する、いわゆるＥＰＩ光学同軸装置により行われる。もう一つの従来技術としてのスロバチック（Slovacek）の米国特許５，１５６，９７６号において、ＥＰＩ型光学列（optical train）によって問い合わせされる円錐形の内部反射エレメントが教示されている。従来技術の多くは、問い合わせ信号ビーム及び回収信号ビームの両方を、反応流体媒体に浸漬するのに適した光学部材にカップリングさせることに関係するものである。さらに興味のある従来技術として、シャンクス等（Shanks et al.）による米国特許４，９７８，５０３号がある。この特許には、特に、毛管現象によりサンプル液体を吸い込むことができる一つ又は複数の空隙を利用する反応サンプル採取及び試験器具が開示されている。
しかし、これらの従来技術においては、反応流体の透明表面への制御された導入を完全に示してはいない。さらに、引用した上記従来技術では、それ自体効率の良くないＥＰＩ照明技術が採用されているとともに、より重要なのは、ブランク光線又は制御光線を含むことが許されない。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、現在実施に移されている。
発明の要約
本発明によると、蛍光物質を励起することのできる放射線によって流体サンプルを分析する装置は、励起放射線及び蛍光の両方に透明な一方向に延設された内部全反射基体からなる。蛍光物質は、少なくとも、励起放射線によって発生されたエバネッセント波によって励起されたとき蛍光を発生する標識を含む抗体抗原複合体の一部を含む。前記基体は、内部全反射を保証する臨界角の範囲内に光線を導くための細長いファイバー及び一体的なレンズを含む。中空の細長い包囲体が、毛細管的寸法的の間隙を形成するため、前記ファイバーから離して同芯に配置される。細長い基体を支持する試験器具は、分析される流体サンプルを入れる容器を有し、流体サンプルがファイバー上に流され、毛管現象によってファイバーと包囲体との間に導かれる動作位置に選択的に移動することができる。この装置は、さらに、励起放射源と、レンズに対して放射線の焦点を合わせるための屈折手段と、励起放射に応答してファイバーの一端から放射される蛍光放射線を検出するための検出手段と、臨界角内で励起放射線をレンズに導くため全ての構成要素をレンズに対して一定の関係でマウントするための光学フレーム手段を含む。
従って、本発明の第１の目的は、従来技術の上記の多くの問題点を解決するための改良型ファイバー光学分析システムを提供することである。
そのために、本発明は、離散的制御ビームを発生するための効率的な光学列（optical train）、及び問い合わせビーム、制御ビーム又はブランクビームの光源を光学的に結合させ、光信号を回収する手段を提供するものである。
さらに、本発明の目的は、効率的な光学的結合のために必要な光学フォームで構成され、エバネッセント波による問い合わせに必要な光学フォームへの流体反応媒体の制御接触もたらす１回だけの使用のための使い捨て部品を提供することである。
さらに、本発明の目的は、経済的に製造効率の良い使い捨て試験器具を提供することである。
さらに、本発明は、経済的に製造効率及び使用効率の良い上記装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、簡易な構造で、冗長な説明が不要で、簡単に使用することができる装置を提供することを目的とする。
本発明の他の特徴、利点、及び本発明による効果は、以下の図面を伴う説明において明らかになる。上述の一般的な記載及び以下の詳細な説明は例示であって説明のためのものに過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではないことを理解しなければならない。本明細書に掲載され、本発明の一部を構成する添付図面は、本発明の実施例の一つを表現するものに過ぎず、詳細な説明は本発明を一般的な用語で発明の原理を説明するために記載される。尚、本明細書において同一の参照番号は同一の構成要素を示す。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明にかかる試験器具を示す斜視図である。
図２は、図１に示す試験器具の上面図である。
図３は、図２の３−３線断面図である。
図４は、図３の一部詳細拡大断面図である。
図５Ａは、図１に描かれた試験器具の構成要素の一実施例を示す詳細斜視図である。
図５Ｂは、図１に描かれた試験器具の構成要素の他の実施例を示す詳細斜視図である。図６は、図１に描かれた試験器具の構成要素の他の実施例を示す詳細斜視図である。
図６Ａは、図６に描かれた試験器具の他の構成要素の一実施例を示す詳細斜視図である。
図６Ｂは、図６に描かれた試験器具の他の構成要素の他の実施例を示す詳細斜視図である。
図７は、図３のほぼ７−７線で切断した断面図である。
図８は、本発明にかかる分析システムの側面図であって、その構成要素の一つの位置を示すものである。
図９は、本発明にかかる分析システムの側面図であって、その構成要素の他の位置を示すものである。
図１０は、本発明の他の実施例を示す側面図であって、図９と類似の図である。
図１１は、本発明にかかる変形された試験器具の斜視図である。
図１２は、図１１に描かれた試験器具の上面図である。
図１３は、図１２のほぼ１３−１３線で切断した断面図である。
図１４は、図３と類似の図であって、乾燥され高密度で寸法収縮された状態にある吸水性物質を利用した本発明の他の実施例を示す縦断面図である。
図１５は、図１４と類似の図であって、吸水膨張状態にある吸水性物質を示す縦断面図である。
好適例の詳細な説明
次に、図面を参照し、まず最初に、本発明にかかる分析装置２０の全体構成を最も明確に示す図１乃至図４を参照する。本装置２０は、放射線が蛍光物質中に蛍光を励起することができる場合に放射源からの励起放射線を利用して流体サンプルを分析するためのものである。蛍光物質は、少なくとも、励起放射線によって発生されたエバネッセント波によって励起されたとき蛍光を発生する標識を含む抗体抗原複合体の一部を含む。
装置２０は、細長い基体２４を支持するための試験器具２２で構成される。この試験器具は、好適には適当な割合でカーボンブラックを含有したポリスチレンやポリプロピレン等の黒色ポリマー樹脂によって製造され、そのため不透明であって反射性を有しない。これによって、光エネルギーの好ましくない通過を最小限にする。試験器具２２は、最初に流体状サンプル２９を受け入れるための第１容器２８を形成する底壁２６と、この底壁及びそれ自体この底壁と対向するように一体に形成された相対向する側壁３４に立設され、この底壁と一体に形成された対向する端部壁３０、３２を有するハウジングを含む。側壁３４及び端壁３０、３２もまた互いに一体に形成される。
細長い基体２４は、励起放射線及び蛍光の両方を透過する内部全反射性の一体構成物であって、図５Ａに特に明確に描かれているように、細長いファイバー３６及び球面レンズとして構成された一体的な屈折部材３８を含む。本発明によれば、放射線はレンズに導かれ、少なくともファイバー３６の表面の一部が前記サンプルと接触する。このレンズは、内部全反射を確実なものとするため、臨界角の範囲内で光放射線をファイバー３６に導くように形成される。他の実施例では、図５Ｂに示されるように、細長い基体２４Ａは、ファイバー部材３６Ａと、このファイバー部材３６Ａに一体に形成された屈折部材３８Ａとしてのプリズムを含む。
中空の細長い包囲体４０（図６）は、ファイバー３６（図６Ａ）とほぼ同芯に配置され、このファイバーと包囲体との間に毛管現象を行わせるための間隙４２を提供するため、前記ファイバー３６に対して離れた位置に同芯に所定の間隔を置いて配置される。この包囲体は、上記レンズ又はプリズムに近接する位置から先端部まで延設される。一つの実施例においては、図６Ａに示されるように、細長い包囲体４０は不透明であり、ファイバーと係合してこれを支持するために円周方向に等間隔に配置された少なくとも３つの長手方向に延びた隆起部４４を有する。他の実施例においては、図６Ｂに示されるように、細長い包囲体４０Ａは不透明であり、前記ファイバー３６と接線方向に係合してこれを支持するためにほぼ同じ寸法に形成されたた長手方向に延びる少なくとも３つの側壁４６を有する。
端壁３０は、貫通開口４８及び摺動して前記細長いファイバーを受け入れ、前記屈折部材付近においてこの細長いファイバーを支持するための連通した円錐形のセンタリング表面を有する。
図７に最も明確に示されるが、図１〜図４においても描かれているように、ｃ字型のボス部材５２が端壁３２と一体に形成され、端壁３０に向かって突出する。このボス部材５２は、包囲体４０の先端部を摺動可能に受けるために、円筒状内面５４を有する。この円筒状内面５４は、その中に第２容器を有し、第１容器と第２容器を連通させるためのチャンネルには、第１容器と第２容器の間に延設されたボス部材５２内の横方向のスロット５８に並行して延設された第１容器２８の延設部５６が設けられる。この構成によって、試験器具が、底壁がほぼ水平面内に存在する非動作位置から、端壁３２がほぼ水平面内に位置する動作位置に移行する際に、流体サンプルが第１容器から第２容器に自由に流れることができる。
吸水性部材６０、例えばポリマー性連続気泡発泡円筒物体は、第２容器に受け入れられ、円筒状内面５４と密着して係合する。細長い包囲体４０は、吸水性部材６０と係合する先端部に円環状リム６２を有する。試験器具が図３の非動作位置から、図３Ａの動作位置に動かされると、流体サンプル２９がファイバー３６の上に流れ、毛管現象によりファイバーと挿入物との間の間隙４２に流れる。
次に、蛍光物質中の蛍光を励起することのできる放射線の放射源からの励起放射線を用いた流体サンプル分析の全システム６４を描いた図８及び図９を参照する。図８に示された初期位置と図９に示された分析位置との間で、ピボット軸６８上の矢印７０で示された方向の制限された回転運動を行うために、光学フレーム６６が適当にマウントされている。光学フレームは試験器具２２を着脱可能に支持するプラットホーム７２を含み、いま説明したように、試験器具を非動作位置と動作位置の間に移動させるために選択的に移動可能である。問い合わせビーム７６を屈折部材３８に向けるために、コリメート光源７４、好適にはレーザーが光学フレームに適切にマウントされている。次に、細長い基体２４からの反射光線を屈折部材３８を介して受光するため、光検出器等の適当な検出装置７８が光学フレーム６６上に同様にマウントされている。
次に、分析システム６４の動作について説明する。試験器具２２は、図８に示すように、まずファイバー３６を実質的に水平位置にしてプラットホーム７２上に配置される。流体サンプル２９は、試験器具の容器２８の中に入れられ、ファイバー３６の表面又は、包囲体の構成にもよるが、長手方向の隆起部４４又は側壁４６を含む包囲体４０の内部と接触しない。光学フレーム６６をピボット軸６８の回りに約９０度の円弧を介して図９に示される位置に回転すると、ファイバー３６及び包囲体４０が垂直になって流体サンプル２９が流れて吸水性部材６０と接触し、これに吸収される。この吸水性部材６０は、流体サンプルに添加された適当な試薬を含んでいても良い。適当な試薬には、反応性の良い薬品又はトリガー薬品の発泡体部分が含まれる。試薬には、混合されるまでは不活性であるものも存在する。
吸水性部材６０の利用できる空隙を充満させると、ファイバー３６の表面と包囲体４０の一つの内面又は複数の内面の間に毛管橋すなわち毛管閉塞が起こる。そのように確立された毛管勾配によって、吸水性部材６０から包囲体の内部、すなわち間隙４２まで流体サンプル２９が吸引され、これによってファイバー表面が濡れて、この反応による変更後に前記ファイバーに再び入るエバネッセント波が少しでも回収された場合には、前記反応の問い合わせが許容される。特に、吸水性部材６０が飽和するか過飽和の状態にならなければ、毛管力によって流体サンプルを毛管橋に吸引することはできない。流体サンプルの量が吸水性部材６０の飽和量を越えた場合には、包囲体４０はその容量だけ満たすことができ、間隙４２の最大容量が平衡状態となり、残留物は吸水性部材の中に優先的に残留する。
光学フレーム６６及びこれに関係するすべての構成要素の回転は、液体の流れが重力によって制御されるとき光学的問い合わせが妨げられないことを許容するが、もちろん光線は妨げられる。光学的一貫性に不可欠な機械的な位置決めは妨げられない。上述したように、図８は、試験器具２２が水平位置にある、光学フレーム６６及びこれに関係する構成要素の初期位置を示し、図９は、反応及び問い合わせのために試験器具が鉛直位置に位置決めされた、光学フレーム及びこれに関係する構成要素のそれに引き続く位置を示す。
屈折部材３８によって問い合わせビーム７６がファイバー３６の中に入り、その表面にエバネッセント波が形成される。化学的活性によるこれらの波形の変化は、ファイバーに再入射し、内部反射によって屈折部材３８から、検出レンズ８０によって集光され検出装置７８に方向付けられる円錐状の光として出射するように方向づけられる光信号によって検出される。図１０に示されるように、同様に好ましくはレーザーであり問い合わせビーム７６の波長とは異なる波長を有する第２のコリメート光源８２が、光学フレーム６６にマウントされている。異なる波長の第２の光源の目的は、免疫反応によって生ずるロッドの表面における変化よって変化することのない基準ビームを提供することである。この「反応しない」ビームは、免疫反応を除く全ての面でキャリブレーション及び光路すなわち「列（train）」の制御を与える。ラキーが光源の変動を補償するための基準ビームを教示しているが、ラキーの開示する構成は、分析要素への別個の、しかし同時の異なる波長のチャンネルすなわちパスを教示していないことに留意すべきである。
次に、図１１〜図１３を参照しながら、図１〜図４に示した試験器具２２の他の実施例について説明する。この例においては、試験器具８４は、最初に流体サンプルを収容する第１容器８８を形成する底壁８６を含むハウジングを備える。端壁９０は、前記底壁から立設して設けられるとともに、この底壁と一体的に形成され、この端壁９０には、この端壁９０を貫通し、摺動して細長いファイバー３６を受けるとともに、屈折部材３８の近傍の細長いファイバーを支持するための開口が形成される。相対向する側壁９２、９４が、底壁８６から立設され、この底壁８６と一体に形成される。端壁９６は回転可能に、端壁９０に対向する底壁に設けられ、底壁とほぼ同一平面内に位置する下方位置と底壁から立設された上方位置の間を動くように構成されている。いわゆる一体的な「一体成形」のヒンジ９７によって、端壁９６と底壁８６が結合され、上記動きを可能にしている。
側壁９２、９４及び端壁９６上の相互に係合可能な係止部材９８、１００が、それぞれ係合された際に端壁９６を直立位置に維持するように機能する。
試験器具２２と同様に、試験器具８４は、端壁９６が直立位置にあり、係止部材９８、１００が係合したときに端壁９０に面する端壁９６上に設けられたボス部材１０２を含む。ボス部材５２と同様に、ボス部材１０２は、細長い包囲体４０の先端部を摺動して受けるとともに、ポリマー性連続気泡発泡円筒物体であることが好適であると上述した吸水性部材６０をぴったり受ける第２容器をその中に形成する円筒状の内面が形成される。他のすべての点において、試験器具８４は試験器具２２と同様に構成される。試験器具８４の構成によって、端壁９６が底壁８６と同一平面内に位置するとき吸水性部材６０のボス部材１０２への挿入が容易になる。その後、端壁が立てられ、その直立位置に固定される。その後、試験器具８４が光学フレーム６６にマウントされ、流体サンプル２９が容器に注がれ、分析工程を遂行するため、光学フレームが図８に示される位置から図９に示される位置に動かされる。
図６Ａに示す実施例において、包囲体４０が不透明であって、少なくとも３つの長手方向に延びる隆起部４４を有して、これらの隆起部４４は、ファイバーと係合してこれを支持するために、円周方向に等間隔に配置しよもよいことについて既に述べた。また、他の実施例において、図６Ｂに示されるように、細長い包囲体４０Ａは不透明であって、少なくとも３つの長手方向に延設され、前記ファイバー３６と接線方向に係合することによりこれを支持するための、ほぼ同じ寸法に形成された側壁４６を有してもよいことについても既に述べた。いずれの例においても、包囲体が不透明であるため、感度の好ましくない低下を伴うファイバーと包囲体の接触が起こる場所で、放射線のファイバー３６からの漏れが防止される。図６Ａ及び図６Ｂに示されている、多葉の、すなわち多くの葉状のものが存在する断面の顕著な効果は以下のとおりである。分析中に液体を満たし保持するための毛管力は、断面積及び濡れた表面の面積の関数である。多葉断面によって、「流体力」及び毛管空間の維持力が最大となる。
次に、図１４及び図１５を参照しながら、本発明の他の実施例について説明する。上述のように、包囲体４０には、先端部において屈折部材３８から離れた位置、及びボス部材５２の内部を臨む位置に、円環状リム６２が設けられる。本実施例においては、変形された吸水性部材１０４がボス部材を形成する前記容器に受け入れられ、このボス手段の円筒状内面に密着して係合する。この吸水性部材は、乾燥しているときには比較的密度が大きくコンパクトなスポンジ状の材料であり、従って最初は円環状リム６２から離れている。しかし、試験器具が非動作位置から動作位置に動いたとき流体サンプル２９の注入によって膨張可能であり、従って膨張して円環状端部と係合する。これが起こると、流体はファイバー３６上に流れ、毛管現象によってファイバーと包囲体との間の間隙４２に流れる。本発明の目的を達成することのできる吸水性部材の例は、日本、大阪の鐘紡株式会社によってポリビニルアルコールから製造され、商標「ＢＥＬＬ  ＥＴＡ」のもとに販売されているものである。
図３Ａ及び図４には、ファイバー３６の先端部が包囲体４０の円環状リム６２とほぼ同一面内に位置するように描かれている。この構成によって、ファイバー３６の先端部は吸水性部材６０に当接するが、貫通はしない。これは許容することのできる構成である。しかし、より好適な構成は、図１２〜１５に示されるように、ファイバー３６の先端部が包囲体４０の円環状リム６２を越えて突出することである。この実施例においては、吸水性部材からファイバーへの流体の移動を促進させるため、ファイバー３６が実際に吸水性部材６０を貫通する。
本発明の好適例を詳細に説明したが、明細書及び添付の特許請求の範囲に記載された本発明の技術的範囲を逸脱することなく、図面とともに説明された実施例に種々の改良を施すことが可能であることを当業者は理解しなければならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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