(57)【要約】  本発明のいくつかの実施形態は、分光法により患者の血液試料中の少なくとも２つのヘモグロビン種を測定し、かつバイオセンサーにより当該血液試料の少なくともｐＨを測定するためのシステムを提供する。本システムは、分析装置のスロット内への挿入に適した使い捨てカートリッジを備え、その結果を使用して患者の酸塩基状態を監視する。本システムを用いた患者の酸塩基状態の監視方法も提供する。【選択図】図１
2017516996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の酸素化および酸塩基状態を評価するために分光法により前記患者の血液試料中の少なくとも２つのヘモグロビン種を測定し、かつバイオセンサーにより前記血液試料の少なくともｐＨを測定するためのシステムであって、
ハウジング、
前記血液試料を含む注射器および前記血液試料の一部を前記患者の体の一部の穿刺部位から前記カートリッジまで移動させるための毛細管アダプターのうちの１つに係合させるための前記ハウジング内のカートリッジ入口、
前記カートリッジ入口に近い近位端および前記カートリッジ入口から離れた遠位端を有する前記ハウジング内の血液貯蔵導管、
前記血液貯蔵導管の前記近位端にある血液貯蔵導管入口、
前記血液貯蔵導管の前記遠位端から血液を受け取り、かつ前記少なくとも２つのヘモグロビン種を測定するための光学室、
前記光学室と流体接続された光学室溢流室、
その少なくとも一部が前記光学室の少なくとも一部と位置合わせされた少なくとも１つの光学窓、
ｐＨバイオセンサーの少なくとも一部を含む、前記光学室溢流室から血液を受け取るための前記ハウジング内のバイオセンサー導管、
空気袋、
血液を前記バイオセンサー導管の中に促すために加圧空気を前記血液貯蔵導管入口を介して前記血液貯蔵導管に供給するための、前記血液貯蔵導管入口と位置合わせされた空気袋排出口、
前記バイオセンサー導管からの液体廃棄物を受け入れるための廃棄物容器、および
前記廃棄物容器内の圧力を解放するための廃棄物容器通気孔
を備えた前記血液試料の一部を処理するための使い捨てカートリッジと、
前記カートリッジ入口を密閉するためのキャップと、
分析装置ハウジング、
前記血液試料を含む前記使い捨てカートリッジを受け入れるための分析装置ハウジング内のスロット、
ＥＭＲ源、
少なくとも１つの光検出器、
前記分析装置を制御するためのプロセッサ、および
前記少なくとも２つのヘモグロビン種を測定するために前記プロセッサ上にインストールされた少なくとも２つの較正アルゴリズム
を備えた分析装置と
を備え、
前記システムは密閉構成と非密閉構成との間で調整可能であり、
前記密閉構成であって前記非密閉構成でない場合、前記システムは、前記加圧空気を前記空気袋排出口から前記血液貯蔵導管入口に送るために前記空気袋排出口を前記血液貯蔵導管入口に接続する閉鎖された空気通路を備え、
前記非密閉構成であって前記密閉構成でない場合、前記血液貯蔵導管入口は血液を受け取るように構成されているシステム。
【請求項２】
前記血液貯蔵導管が血液を受け取る場合に、前記空気袋と前記空気袋排出口により血液の流れを緩和するための前記空気袋排出口との間に配置された逆止弁をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記血液貯蔵導管が血液を受け取る場合に、前記空気袋排出口により血液の流れを緩和するための手段をさらに備え、前記手段は、
前記カートリッジ入口に挿入される前記注射器および前記毛細管アダプターのうちの１つ、
前記カートリッジ入口の内側に配置された前記血液貯蔵導管入口、および
前記注射器および前記毛細管アダプターのうちの１つが前記カートリッジ入口に挿入された場合に、前記空気袋排出口と前記血液貯蔵導管入口との流体連通が切断されるようにさらに配置された、前記血液貯蔵導管入口と位置合わせされた前記空気袋排出口
を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記カートリッジ入口は、
前記カートリッジ入口の外壁に配置されたスナップフィットリップ、
前記カートリッジ入口の外壁内のスナップフィットシール要素、および
凹部を有する、前記カートリッジ入口の上部にある環状表面
をさらに含み、
前記キャップは、
前記キャップを摩擦係合させるため、および前記カートリッジ入口の前記スナップフィットシール要素とキャップの環状スナップフィットシールとの界面にシールを形成するための前記環状スナップフィットシールを有する内壁
を含み、
前記スナップフィットリップは、前記キャップを摩擦係合させて前記血液試料の大気汚染された先端を前記光学室から十分に除去するのに十分な幅を有し、かつ
前記キャップの少なくとも上部は、前記キャップを解放した場合に前記キャップの前記上部の跳ね返りを防止するのに十分な硬さを有し、
それにより血液の逆流を生じさせ得る吸引の形成を回避する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記カートリッジ入口は前記カートリッジ入口の前記上部に環状表面をさらに含み、前記キャップは、前記カートリッジ入口を密閉するために前記カートリッジ入口の前記環状表面と結合するための平らな下部を含み、前記キャップは前記キャップを摩擦係合させるための内壁面をさらに含み、前記キャップ内壁は圧力解放溝を含み、それにより、前記キャップが前記カートリッジ入口に係合されている場合に、前記血液貯蔵導管内の血液は前記血液貯蔵導管入口から押し出されない、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記カートリッジ入口は、
環状表面を有するカートリッジ入口の上部、および
前記空気袋排出口の少なくとも一部を含むカートリッジ入口の内壁
のうちの１つをさらに含み、
それにより、前記カートリッジ入口を密閉するために前記キャップが前記カートリッジ入口と適切に係合された場合に、前記空気袋排出口は前記血液貯蔵導管入口との流体接続を維持する、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記血液試料は患者の体の一部の穿刺部位における血液であり、前記システムは前記毛細管アダプターをさらに備え、
前記毛細管アダプターは、
前記血液試料の中に挿入するための毛細管アダプター入口を有する、毛細管の部品として構成された毛細管アダプター入口部材、
注射器の雄形端部として構成された毛細管アダプター出口部材、
前記血液貯蔵導管入口と実質的に結合するための毛細管アダプター出口、
前記毛細管アダプター入口と前記毛細管アダプター出口とを流体接続するための毛細管アダプター内腔、および
前記毛細管アダプターを取り扱うための把持部
を備え、
それにより、前記毛細管アダプターが前記カートリッジ入口と適切に係合された場合、前記毛細管アダプター内腔は前記血液貯蔵導管の伸長部となる、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記毛細管アダプター内腔内に捕捉された血液を保存するための手段をさらに備え、前記手段は、前記毛細管アダプター内腔内を摺動するようにサイズ決めされたピストン、頭部および前記ピストンと前記頭部とを接続するためのロッドを有するピストン組立体を備え、前記内腔内部で前記ピストンが前記頭部に力を加え、それにより前記頭部に対する前記力で、前記捕捉された血液を前記血液貯蔵導管入口を通して前記毛細管アダプター内腔から押し出す、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記血液試料の大気汚染された先端を前記光学室から除去するための手段をさらに備え、前記手段は、前記毛細管アダプター内腔と、前記毛細管アダプター内腔内を摺動するようにサイズ決めされたピストン、頭部および前記ピストンと前記頭部とを接続するためのロッドを有するピストン組立体とを備え、前記内腔内部で前記ピストンが前記頭部に力を加え、それにより前記光学室は大気汚染から保護された血液で占められるようになる、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記溢流室は少なくとも血液の流れを減速させるための少なくとも１つの拡大空洞を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記カートリッジ入口は、前記外壁表面および前記カートリッジ入口の前記外壁表面に配置された入口環状スナップフィットシールをさらに含み、
前記キャップは、前記入口環状スナップフィットシールと係合するため、および前記入口環状スナップフィットシールとキャップ環状スナップフィットシールとの界面で前記カートリッジ入口を密閉するために、内壁面および前記キャップの前記内壁面に配置された前記キャップ環状スナップフィットシールを含む、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記血液貯蔵導管は、前記血液貯蔵導管入口から前記光学室までを測定した長さ寸法および前記長さ寸法に直交した断面積を有し、前記断面積の大きさは毛細管作用により血液を受け取るのに十分な程度に小さい、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記光学室は前記カートリッジの前記分析装置の前記スロットへの挿入面に直交した光学室深さ寸法を含み、前記光学室深さ寸法はおよそ約５０ミクロン〜約２００ミクロンの範囲であり、前記光学室深さ寸法は互いに位置合わせされた前記光学窓の一部および前記光学室の一部にわたって実質的に一様である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記使い捨てカートリッジは、前記血液貯蔵導管の前記遠位端と前記光学室溢流室とを流体接続するために前記ハウジング内に血液分路をさらに備え、前記血液分路は前記カートリッジの前記分析装置の前記スロットへの挿入面に直交した最大の分路深さ寸法を有し、ここで、前記最大の分路深さ寸法は前記光学室深さ寸法よりも実質的に大きく、それにより前記血液分路は前記血液貯蔵導管の前記遠位端から前記バイオセンサー導管へのより効率的な血液の流れを与える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記血液貯蔵導管は事前に作製されたヘパリン添加された毛細管を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
患者の酸素化および酸塩基状態を評価するために分光法により前記患者の血液試料中の少なくとも２つのヘモグロビン種を測定し、かつバイオセンサーにより前記血液試料の少なくともｐＨを測定するための分光法・バイオセンサー結合型血液分析装置を動作させるための使い捨てカートリッジであって、前記カートリッジは、ガスケットにより一緒に結合された少なくとも第１のハウジング部材および第２のハウジング部材を有するハウジングを備え、
前記ハウジングは、
カートリッジ入口、
前記カートリッジ入口に近い近位端および前記カートリッジ入口から離れた遠位端を有する前記ハウジング内の血液貯蔵導管、
前記ガスケットに直交した光学室深さ寸法を有する、前記血液貯蔵導管の前記遠位端から血液を受け取り、かつ前記少なくとも２つのヘモグロビン種を測定するための前記ハウジング内の光学室、
前記光学室と流体接続された光学室溢流室、
近位端、遠位端およびｐＨバイオセンサーの少なくとも一部を含む、前記光学室溢流室から血液を受け取るための前記ハウジング内のバイオセンサー導管、
前記ハウジング内に入れ子にされた、少なくとも前記ｐＨバイオセンサーを較正するための較正流体を含む較正流体袋、
放出された較正流体を前記バイオセンサー導管まで輸送するための較正流体導管、
前記バイオセンサー導管からの液体廃棄物を受け入れるための廃棄物容器、
前記廃棄物容器内の圧力を解放するための通気孔、および
血液を前記血液貯蔵導管から前記バイオセンサー導管の中に促すために加圧空気を供給するための前記ハウジング内の空気袋および空気袋排出口
を備え、
前記第１のハウジング部材は、
第１の光学窓および第１の反射部材のうちの１つ
を備え、
前記第２のハウジング部材は、
前記光学室の少なくとも一部ならびに第１の光学窓および第１の反射部材のうちの１つの少なくとも一部と位置合わせするように配置された第２の光学窓および第２の反射部材のうちの１つ
を備え、
複数の切り抜きを有する前記ガスケットは、少なくとも
前記血液貯蔵導管と前記光学室とを流体接続するように配置され、かつその少なくとも一部は前記光学室のその部分で血液から分光学的データを収集するために前記光学室の少なくとも一部と位置合わせするように配置された第１のガスケット切り抜き、
前記較正流体導管と前記バイオセンサー導管とを流体接続するように配置され、かつ前記バイオセンサー導管の前記近位端の周りに配置された第２のガスケット切り抜き、
少なくとも前記ｐＨバイオセンサーの活性領域と位置合わせするように配置された第３のガスケット切り抜き
前記バイオセンサー導管の前記遠位端と前記廃棄物容器とを流体接続するように配置された第４のガスケット切り抜き、および
前記空気袋と前記空気袋排出口とを流体接続するように配置された第５のガスケット切り抜き
を含む、使い捨てカートリッジ。
【請求項１７】
前記第１のガスケット切り抜きの一部は、第１の光学窓および第１の反射部材のうちの１つの少なくとも一部と位置合わせするように配置されている、請求項１６に記載の使い捨てカートリッジ。
【請求項１８】
前記ハウジングは、前記血液貯蔵導管の前記遠位端と前記光学室溢流室とを流体接続するための血液分路をさらに備え、前記血液分路は、前記ガスケットに直交した最大の分路深さ寸法を有し、前記最大の分路深さ寸法は前記光学室深さ寸法よりも実質的に大きく、それにより、前記血液分路は前記血液貯蔵導管の前記遠位端から前記バイオセンサー導管へのより効率的な血液の流れを与える、請求項１６に記載の使い捨てカートリッジ。
【請求項１９】
前記光学室の前記深さ寸法は、およそ約５０ミクロン〜約２００ミクロンの範囲の前記少なくとも１つの光学窓にわたって実質的に一様である、請求項１６に記載の使い捨てカートリッジ。
【請求項２０】
前記ガスケットの厚さは、およそ約５０ミクロン〜２００ミクロンの範囲である、請求項１６に記載の使い捨てカートリッジ。
【請求項２１】
患者の酸素化および酸塩基状態を評価するために分光法により前記患者の血液試料中の少なくとも２つのヘモグロビン種を測定し、かつバイオセンサーにより前記血液試料の少なくともｐＨを測定するための、分光法・バイオセンサー結合型分析装置のスロット内への挿入面に沿った挿入に適した使い捨てカートリッジであって、
ハウジング、
前記血液試料を受け取るための前記ハウジング内のカートリッジ入口、
前記カートリッジ入口に近い近位端および前記カートリッジ入口から離れた遠位端を有する前記ハウジング内の血液貯蔵導管、
前記挿入面に直交した光学的深さ寸法を有する、前記血液貯蔵導管の前記遠位端から血液を受け取り、かつ前記少なくとも２つのヘモグロビン種を測定するための前記ハウジング内の光学室、
前記光学室のその部分で血液から分光学的データを収集するために前記光学室の少なくとも一部と位置合わせするように配置された前記ハウジング内の少なくとも１つの光学窓、
前記光学室から血液を受け取るために前記光学室と流体接続された光学室溢流室、
前記血液貯蔵導管の前記遠位端から前記バイオセンサー導管までのより効率的な血液の流れのために前記光学室深さ寸法よりも実質的に大きい挿入面に直交した最大の分路深さ寸法を有する、前記血液貯蔵導管の前記遠位端と前記光学室溢流室とを流体接続するための血液分路、
前記血液試料の少なくともｐＨを測定するための少なくとも１つのバイオセンサーを有する、前記光学室溢流室から血液を受け取るための前記ハウジング内のバイオセンサー導管、
血液を前記血液貯蔵導管から前記バイオセンサー導管の中に促すために加圧空気を供給するための前記ハウジング内の空気袋および空気袋排出口、
前記バイオセンサー導管からの廃棄物液体を受け入れるための廃棄物容器、および
前記廃棄物容器内の圧力を解放するための廃棄物容器通気孔
を備える、使い捨てカートリッジ。
【請求項２２】
前記血液分路は前記光学室に隣接するスリットをさらに含み、前記スリットは前記血液分路の長さを超えない長さおよび前記光学的深さとおよそ等しいスリット幅を有し、それにより、前記光学室は前記廃棄物容器通気孔を介して通気されるため、前記スリットは前記光学室内への血液の流れを促進する、請求項２１に記載の使い捨てカートリッジ。
【請求項２３】
前記血液貯蔵導管は前記血液貯蔵導管入口で開始して前記光学室で終了し、前記血液貯蔵導管の体積はおよそ約５０マイクロリットル〜約１００マイクロリットルの範囲である、請求項２１に記載の使い捨てカートリッジ。
【請求項２４】
前記光学的深さはおよそ約５０ミクロン〜約２００ミクロンの範囲である、請求項２１に記載の使い捨てカートリッジ。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの光学窓と位置合わせされた前記光学室の一部はおよそ約１平方ミリメートル〜約１００平方ミリメートルの範囲の面積を有する、請求項２１に記載の使い捨てカートリッジ。
【請求項２６】
前記バイオセンサー導管は、前記血液試料中のｐＯ２を測定するための酸素バイオセンサーと、前記酸素バイオセンサーのほぼ上に配置され、かつ前記バイオセンサー導管の屋根に配置された複数のめくら穴とをさらに備え、前記めくら穴は、ｐＯ２を前記酸素バイオセンサーを較正するために使用される前記較正流体に割り当てるために、前記較正流体を大気中の酸素で平衡させるのに十分な空気を捕捉するのに十分な大きさおよび数を有する、請求項２１に記載の使い捨てカートリッジ。
【請求項２７】
較正流体袋入れ子部内に入れ子にされた較正流体袋をさらに備え、前記較正流体袋は、
第１の箔外層および第１のポリマー内層を含む隆起側、
第２の箔外層および第２のポリマー内層を含む平坦側、
前記隆起側および前記平坦側を一緒に保持するための周囲シールを含むフランジ、および
少なくとも前記ｐＨバイオセンサーを較正するための較正流体を含む前記隆起側と前記平坦側との間の空洞
を含み、
前記第１のポリマー内層は前記隆起側における隆起の形成を可能にするのに十分な厚さであり、
前記第２のポリマー内層は、前記フランジに沿った前記第１および第２のポリマー内層の結合を可能にするのに十分な厚さであるが、前記較正流体を放出するための穿刺を容易にするのに十分な薄さであり、
前記較正流体袋入れ子部は、
その中間部分の周りに配置された凹部を有するほぼ平らな較正流体袋入れ子部、
前記ほぼ平らな較正流体袋入れ子部内で入れ子になっている前記袋の前記平坦側、
その先端は袋の早過ぎる偶発的破裂を防止するために前記袋入れ子部の前記平坦部よりも十分に下にある、前記袋を穿刺するために前記凹部内に配置された先端を有するスパイク
を備える、
請求項２１に記載の使い捨てカートリッジ。
【請求項２８】
患者の酸素化および酸塩基状態を評価する方法であって、
前記患者の血液を含む注射器および前記患者の体の一部の穿刺部位から前記カートリッジまで血液の一部を移動させるための毛細管アダプターのうちの１つから血液を受け取るためのカートリッジ入口、
近位端および遠位端を有し、前記近位端は前記カートリッジ入口に流体接続されている血液貯蔵導管、
前記遠位端において前記血液貯蔵導管に流体接続された光学室、
血液ｐＨを測定するための少なくともｐＨバイオセンサーを備え、かつ前記光学室に流体接続されたバイオセンサー導管、
較正流体を含む較正流体袋、および
空気袋
を備えた使い捨てカートリッジを用意する工程と、
前記カートリッジ入口を密閉するためのキャップを用意する工程と、
スロット、
ＥＭＲ源、および
少なくとも２つのヘモグロビン種の測定を容易にするための少なくとも２つの較正アルゴリズムを含むプロセッサ
を備えた分析装置を用意する工程と、
前記血液貯蔵導管および前記光学室を前記患者の血液で充填する工程と、
充填後に前記カートリッジ入口を前記キャップで密閉して密閉されたカートリッジを得る工程と、
前記カートリッジ入口を密閉し、かつ前記血液貯蔵導管を血液で充填しない場合、前記空気袋排出口から前記血液貯蔵導管の前記近位端までの加圧空気のための経路を提供する工程と、
前記血液貯蔵導管を血液で充填し、かつ前記カートリッジ入口を密閉しない場合、血液を受け取る前記血液貯蔵導管の一部を前記空気袋排出口から遮断して前記空気袋排出口を血液から分離する工程と、
前記密閉されたカートリッジを前記分析装置の前記スロットに挿入する工程と、
前記光学室内の血液に前記ＥＭＲ源を照射して分光学的データを収集する工程と、
前記少なくとも２つの較正アルゴリズムを前記分光学的データに適用して前記少なくとも２つのヘモグロビン種の濃度を得る工程と、
前記少なくとも２つのヘモグロビン種の濃度からヘモグロビン酸素飽和度を計算する工程と、
少なくとも較正流体を前記較正流体袋から放出して前記較正流体を前記ｐＨバイオセンサーと接触させることにより前記ｐＨバイオセンサーを較正する工程と、
前記較正工程後に前記空気袋を作動させて前記加圧空気のための前記経路を通して前記血液貯蔵導管の前記近位端に加圧空気流を供給して前記血液試料の一部を前記ｐＨバイオセンサーに接触させる工程と、
前記光学室に照射して前記空気袋を作動させる工程後に前記血液ｐＨを測定する工程と
を含み、
それにより前記ヘモグロビン酸素飽和度および前記血液ｐＨにより前記患者の酸素化および酸塩基状態の評価を得る方法。
【請求項２９】
前記カートリッジ入口は、前記血液貯蔵導管の前記近位端において前記カートリッジ入口の内側に配置された血液貯蔵導管入口および前記空気袋に流体接続された空気袋排出口を備え、血液を受け取る前記血液貯蔵導管の一部を前記空気袋排出口から遮断して前記空気袋排出口を血液から分離する工程は、
血液を含む前記注射器および血液の一部を前記患者の体の一部の穿刺部位から前記カートリッジまで移動させるための前記毛細管アダプターのうちの１つを用意する工程と、
充填工程の前に、前記注射器および前記毛細管アダプターのうちの１つを前記カートリッジ入口の内側に挿入し、前記貯蔵導管入口と前記空気袋排出口との流体連通を切断する工程
を含み、
それにより前記血液貯蔵導管および前記光学室を前記患者の血液で充填する工程の間に前記空気袋の中への血液の流れを緩和する、
請求項２８に記載の患者の酸素化および酸塩基状態を評価する方法。
【請求項３０】
前記カートリッジ入口は、血液の一部を前記患者の体の一部の穿刺部位から前記カートリッジまで移動させるための毛細管アダプターを受け入れるように構成されており、前記毛細管アダプターは、
前記血液試料の中に挿入するための毛細管アダプター入口を有する、毛細管の部品として構成された毛細管アダプター入口部材、
注射器の雄形端部として構成された毛細管アダプター出口部材、
前記血液貯蔵導管入口と実質的に結合するための毛細管アダプター出口、
前記毛細管アダプター入口と前記毛細管アダプター出口とを流体接続するための毛細管アダプター内腔、および
前記毛細管アダプターを取り扱うための把持部、
を備え、
前記毛細管アダプター内腔を前記カートリッジ入口と適切に係合させることにより、前記血液貯蔵導管を前記毛細管アダプター内腔の長さだけ伸長させる工程をさらに含む、
請求項２８に記載の患者の酸素化および酸塩基状態を評価する方法。
【請求項３１】
前記毛細管アダプターは、
前記毛細管アダプター内腔内を摺動するようにサイズ決めされたピストン、
頭部、および
前記ピストンと前記頭部とを接続するためのロッド
を有するピストン組立体をさらに備え、
前記ピストン組立体により、前記捕捉された血液を前記血液貯蔵導管入口を通して前記毛細管アダプター内腔から押し出す工程をさらに含み、
それにより血液を保存し、かつ前記血液試料の前記大気汚染された先端を前記光学室から除去し、大気汚染から保護された血液が前記光学室を占めることができるようにする、
請求項３０に記載の患者の酸素化および酸塩基状態を評価する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分光測定およびバイオセンサー測定の組み合わせを用いた、患者の血液の臨床現場即時検査（ＰＯＣＴ）用の使い捨てカートリッジおよび分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体、例えば、血液（全血という場合もある）、血清、血漿、脳脊髄液、滑液、リンパ液、較正流体および尿を必要とする多くの医療診断検査がある。血液に関して、血液試料は典型的にゴムセプタムを含む真空管または注射器のいずれかの中に採取され、検査のために中央検査室に送られる。採取場所から検査場所への血液の最終的な移動により回避不可能な遅れが生じる。さらに、赤血球は生きており、検査が遅れている間に酸素を消費し続け、その結果、血液試料を採取した時間から血液試料が分析および検査される時間までの間に血液試料の化学組成が変化してしまう。
【０００３】
検査の遅れおよび血液採取装置から分析装置への血液の移動によって影響を受ける血液分析技術の一例はＣＯオキシメトリーである。ＣＯオキシメトリーは、血液試料中に存在する異なるヘモグロビン（Ｈｂ）種、例えば、オキシヘモグロビン（Ｏｘｙ−Ｈｂ）、デオキシヘモグロビン（Ｄｅｏｘｙ−Ｈｂ）、メトヘモグロビン（Ｍｅｔ−Ｈｂ）、カルボキシヘモグロビン（Ｃａｒｂｏｘｙ−Ｈｂ）および総ヘモグロビン（Ｔｏｔａｌ−Ｈｂ）を測定するために使用される分光技術である。スルフヘモグロビン（Ｓｕｌｆ−Ｈｂ）および胎児ヘモグロビン（Ｆｅｔａｌ−Ｈｂ）も測定することができるＣｏオキシメーターもある。ＣＯオキシメトリーの結果を使用して、１）機能的ｓＯ２をＯｘｙ−ＨｂおよびＤｅｏｘｙ−Ｈｂの合計に対するＯｘｙ−Ｈｂの比として定め、２）分画ｓＯ２をＴｏｔａｌ−Ｈｂに対するＯｘｙ−Ｈｂの比として定める２つの方法で、Ｈｂ酸素飽和度（ｓＯ２）測定値を得る。
【０００４】
血液試料が空気に曝されると空気中の酸素が血液試料の中に吸収されるため、ｓＯ２測定値は誤って評価されてしまうことがある。ＣＯオキシメトリーは通常、分光測定のために血液試料をより透明にするために音波発生装置を用いて赤血球を溶血すること（溶血）を必要とするが、それは、無傷赤血球を有する血液は溶血した血液よりも有意に電磁放射線（ＥＭＲ）を散乱させるからである。化学物質、例えば界面活性剤を血液と混合して溶血を達成することもできる。分光技術（すなわち分光法、分光測定という場合もある）によって血液中で測定することができるパラメーターは、測定される検体によって吸収されるＥＭＲの量によって限定される。対照的に、例えば限定されるものではないが、水素イオン（これがｐＨを決定する）および電解質（例えば、ナトリウム、カリウムおよび塩化物）は、およそ約３００ｎｍ〜２５００ｎｍの波長範囲のＥＭＲを吸収しない。従って、この波長範囲を使用してＨｂ種の分光測定を行う場合、これらの重要なパラメーターすなわち水素イオンおよび電解質を別の手段で測定しなければならない。
【０００５】
上記誤差要因による影響を受ける血液分析技術の別の例は、血液ガスである。伝統的に血液ガス測定は、酸素分圧（ｐＯ２）、二酸化炭素分圧（ｐＣＯ２）およびｐＨを含む。これらの測定値から、他のパラメーター、例えばｓＯ２、重炭酸イオン、塩基過剰および塩基欠乏を計算することができる。血液ガスおよび電解質測定では通常バイオセンサー（電気化学センサーまたは電気化学検出器ともいう）が用いられる。（１）血液ガスの測定、（２）ＣＯオキシメトリー、または（３）血液ガスの測定およびＣＯオキシメトリーの両方を行う卓上分析装置が利用可能である。診断測定機器のいくつかの組み合わせは、電解質、他の測定値、例えばラクテートおよびクレアチニンも含む。これらの機器は大型かつ高価であるため、通常は中央検査室にある。バイオセンサー技術もバイオセンサーで測定することができる血液パラメーターによって限定される。本発明者の知識が及ぶ範囲では、バイオセンサーは、ＣＯオキシメーターを行うために現在利用することはできない。例としてＬａｕｋｓらの米国特許第５，０９６，６６９号および第７，０９４，３３０号は、ＰＯＣＴのためにバイオセンサー技術を用いるカートリッジについて詳細に記載している。特に、それらの特許は、ｐＨ測定（電位差測定）、血液ガス測定（ｐＣＯ２およびｐＯ２のそれぞれの電位差および電流測定）およびヘマトクリット測定（伝導度測定）について教示している。Ｓａｍｓｏｏｎｄａｒの米国特許第７，７４０，８０４号（本発明者）は、そのままの血液を用いるＰＯＣＴのための分光測定（例えば、ＣＯオキシメトリー）用の使い捨てカートリッジについて教示している。Ｓｈｅｐｈｅｒｄの米国特許第５，４３０，５４２号および第６，２６２，７９８号は、そのままの血液に対してＣＯオキシメトリー測定を行うために８０〜１３０μｍの範囲の経路長を有する使い捨てキュベットの製造方法について記載している。
【０００６】
患者の酸素化および酸塩基状態を評価するための血液検査としては、ｐＨ、ｓＯ２、ＣＯ２およびＴｏｔａｌ−Ｈｂが挙げられる。患者の酸塩基状態を評価するために使用される主要なＰＯＣＴ分析装置は、測定されたｐＯ２からｓＯ２を推定し、かつ測定されたヘマトクリット値からＴｏｔａｌ−Ｈｂを推定する。ヘマトクリット値およびｐＯ２はどちらもバイオセンサーを用いて測定される。
【０００７】
ｐＯ２から計算されたｓＯ２は、１）ｐＯ２は血液中の総酸素の約１％のみを占める血液血漿中に溶解されたＯ２の尺度であり（血中酸素の残りの９９％はＨｂに結合されている）、２）患者の赤血球（ＲＢＣ）は正常なレベルの２，３−ジホスホグリセリン酸を含むものと仮定され、かつ３）患者は正常なレベルの異常ヘモグロビン、例えばＣａｒｂｏｘｙ−ＨｂおよびＭｅｔ−Ｈｂを有するという理由から、当該文献中において批評されている。異常ヘモグロビンは非機能的Ｈｂである。同様に誤差要因である温度およびｐＨは通常補正される。
【０００８】
伝導度によるヘマトクリット測定値から推定されるＴｏｔａｌ−Ｈｂは、１）特定のRBC Hb濃度を全ての患者に対して仮定し、２）血漿タンパク質、電解質、白血球および脂質における変化はヘマトクリット測定値における誤差要因であるという理由から、当該文献において批評されている。これらの仮定は、重症の患者を管理する際の有意な誤差に繋がることがある。さらに、慢性貧血および失血を評価するために、Ｈｂ測定はヘマトクリット測定よりも好ましい。ヘマトクリット値からのＨｂの過小評価による不要な輸血は、主要な懸念事項である。
【０００９】
ＰＯＣＴ分析装置を選択する際、使用者は、実際に測定されるパラメーターおよび測定されたパラメーターから計算されるパラメーターを明確に理解しなければならない。分光法により行われるＴｏｔａｌ−ＨｂおよびｓＯ２の測定は、ヘマトクリット値およびｐＯ２のそれぞれから計算される結果よりも正確であるため、患者の酸素化状態の最良の測定値が得られる。分析装置の大きさには制限がないため、ラボ分析装置はバイオセンサー技術と分光技術とを容易に組み合わせることができる。現在、血液ガス（ｐＨを含む）およびＣＯオキシメトリーを提供する小型のＰＯＣＴ分析装置は入手不可能である。ＰＯＣＴ商品の販売業者の中には、自社の血液ガスＰＯＣＴ分析装置を補完するためにＣＯオキシメトリーを行うためだけの別個のＰＯＣＴ分析装置の形態で解決方法を提供する業者もある。
【００１０】
ＣＯオキシメトリーでは機能的Ｈｂ種およびＣａｒｂｏｘｙ−ＨｂやＭｅｔ−Ｈｂなどの非機能的Ｈｂ種が測定されるため、医師はパルスオキシメーターを用いて、非侵襲的に患者の酸素化状態を自信を持って監視し続けることができる。最良の実施方法によれば、パルスオキシメトリーは、患者の血液が有意な量の非機能的Ｈｂを含有していないことを確認した後にのみ使用するべきである。上昇した非機能的ヘモグロビンの存在は、パルスオキシメトリーにおける誤差要因になる。本発明は、乳児にとって主要な利点が得られる毛細血管血ならびに動脈血を使用することができる。動脈血の採取は痛みを伴い、医師などの有資格者によって行われなければならず、乳児において生じる失血は臨床的に重大である。本発明のこのカートリッジにより、呼吸窮迫のための一酸化窒素による治療中の新生児におけるＭｅｔ−Ｈｂの監視も容易になり、新生児黄疸を評価するためのビリルビンの測定も容易になる。毛細血管血の使用により、本発明は、消防士や煙の吸入による他の被害者におけるｓＯ２、Ｃａｒｂｏｘｙ−Ｈｂ（煙の吸入により生じる一酸化炭素中毒により上昇）およびｐＨを監視するための魅力的な手段にもなる。これらの被害者の大部分はｐＯ２を上昇させる酸素で治療されるため、ｐＯ２を使用して血中酸素含有量を評価することはできない。従って、ＣＯオキシメトリーは煙の吸入による被害者には必要不可欠である。毛細血管血は通常、指、かかとまたは耳たぶの穿刺により得る。毛細血管血は、穿刺部位に加温パッドを当てて動脈血により酷似するように変化させることができる。
【００１１】
Ｓａｍｓｏｏｎｄａｒ（本発明者）の米国特許第８，２０６，６５０号は、１つの使い捨てカートリッジ内への分光法とバイオセンサー技術との組み合わせを教示しており、従って小型のＰＯＣＴ分析装置で、ｐＨ、血液ガスおよびＣＯオキシメトリーを提供することができる。バイオセンサー技術のみを用いる第１の分析装置および分光法のみを用いる第２の分析装置を用いる場合とは対照的に、使用者には試料を一回だけ検査に供するという利便性が与えられる。しかし、米国特許第８，２０６，６５０号は、機能的カートリッジを製造するために当業者に必要な詳細を提供しておらず、さらにカートリッジ製造プロセスに適用することができる詳細を提供していない。
【００１２】
米国特許第８，２０６，６５０号は、患者が新生児である場合に非常に重要な考慮事項である、体の一部の表面にある動脈血や毛細血管血のような注射器からの血液を検査するために使用することができる単一のカートリッジ選択肢を提供している。しかし、毛細血管血を採取するための選択肢は限られている。血液ガスの当業者であれば、現在の実施方法では、毛細管の開口部を血液滴の中に挿入し、毛細管の端部を素早く密閉し、その試料を分析装置まで持って行くという理由のために、大気汚染によりｐＯ２が著しく過大評価されてしまうことが分かるであろう。
【００１３】
米国特許第８，２０６，６５０号は、光学室からの血液をバイオセンサー導管の中に押し入れるための空気室／空気袋の使用を教示しているが、光学室がカートリッジ入口から血液を受け取った場合に空気袋内への血液の流れを緩和するためのどんな手段も教示していない。特に乳児からの血液は非常に貴重なため、血液が少しでも無駄になることは望ましくない。血液を米国特許第８，２０６，６５０号に教示されているカートリッジ内に引き込んだ場合、血液は少なくとも空気室を入口室に接続している導管に進入する可能性があり得る。この血液はバイオセンサー測定のためにバイオセンサー導管を充填するものにはならない。米国特許第８，２０６，６５０号に記載されているカートリッジの他の限界は、本発明の各種実施形態を説明するにつれて明らかになるであろう。
【発明の概要】
【００１４】
本発明の一実施形態の一態様によれば、患者の酸素化および酸塩基状態を評価するために、分光法により患者の血液試料中の少なくとも２つのヘモグロビン種を測定し、かつバイオセンサーにより当該血液試料の少なくともｐＨを測定するためのシステムが提供される。本システムは、ハウジングと、血液試料を含む注射器および血液試料の一部を患者の体の一部の穿刺部位からカートリッジまで移動させるための毛細管アダプターのうちの１つに係合させるためのハウジング内のカートリッジ入口と、カートリッジ入口に近い近位端およびカートリッジ入口から離れた遠位端を有するハウジング内の血液貯蔵導管と、血液貯蔵導管の近位端にある血液貯蔵導管入口と、血液貯蔵導管の遠位端から血液を受け取って少なくとも２つのヘモグロビン種を測定するための光学室と、光学室と流体接続された光学室溢流室と、その少なくとも一部が光学室の少なくとも一部と位置合わせされた少なくとも１つの光学窓と、ｐＨバイオセンサーの少なくとも一部を含む、光学室溢流室から血液を受け取るためのハウジング内のバイオセンサー導管と、空気袋と、血液をバイオセンサー導管の中に促すために加圧空気を血液貯蔵導管入口から血液貯蔵導管に供給するための、血液貯蔵導管入口と位置合わせされた空気袋排出口と、バイオセンサー導管からの液体廃棄物を受け入れるための廃棄物容器と、廃棄物容器内の圧力を解放するための廃棄物容器通気孔とを備えた、血液試料の一部を処理するための使い捨てカートリッジを備える。本システムは、カートリッジ入口を密閉するためのキャップと、分析装置ハウジング、血液試料を含む使い捨てカートリッジを受け入れるための分析装置ハウジング内のスロット、ＥＭＲ源、少なくとも１つの光検出器、分析装置を制御するためのプロセッサ、および少なくとも２つのヘモグロビン種を測定するためにプロセッサ上にインストールされた少なくとも２つの較正アルゴリズムを備えた分析装置とをさらに備える。本システムは密閉構成と非密閉構成との間で調整可能である。密閉構成であって非密閉構成でない場合、本システムは、加圧空気を空気袋排出口から血液貯蔵導管入口に送るために空気袋排出口を血液貯蔵導管入口に接続する閉鎖された空気通路を備える。非密閉構成であって密閉構成でない場合、血液貯蔵導管入口は血液を受け取るように構成されている。
【００１５】
本発明の別の実施形態の一態様によれば、患者の酸素化および酸塩基状態を評価するために、分光法により患者の血液試料中の少なくとも２つのヘモグロビン種を測定し、かつバイオセンサーにより当該血液試料の少なくともｐＨを測定するための分光法・バイオセンサー結合型血液分析装置と共に動作させるための使い捨てカートリッジが提供され、カートリッジは、ガスケットにより一緒に結合された少なくとも第１のハウジング部材および第２のハウジング部材を有するハウジングを備える。ハウジングは、カートリッジ入口と、カートリッジ入口に近い近位端およびカートリッジ入口から離れた遠位端を有するハウジング内の血液貯蔵導管と、ガスケットに直交した光学室深さ寸法を有する、血液貯蔵導管の遠位端から血液を受け取って少なくとも２つのヘモグロビン種を測定するためのハウジング内の光学室と、光学室と流体接続された光学室溢流室と、近位端、遠位端およびｐＨバイオセンサーの少なくとも一部を含む、光学室溢流室から血液を受け取るためのハウジング内のバイオセンサー導管と、ハウジング内に入れ子にされた、少なくともｐＨバイオセンサーを較正するための較正流体を含む較正流体袋と、放出された較正流体をバイオセンサー導管まで輸送するための較正流体導管と、バイオセンサー導管からの液体廃棄物を受け入れるための廃棄物容器と、廃棄物容器内の圧力を解放するための通気孔と、血液を血液貯蔵導管からバイオセンサー導管の中に促すために加圧空気を供給するためのハウジング内の空気袋および空気袋排出口とを備える。第１のハウジング部材は、第１の光学窓および第１の反射部材のうちの１つを備える。第２のハウジング部材は、光学室の少なくとも一部ならびに第１の光学窓および第１の反射部材のうちの１つの少なくとも一部と位置合わせするように配置された第２の光学窓および第２の反射部材のうちの１つを備える。ガスケットは、血液貯蔵導管と光学室とを流体接続するように配置された少なくとも第１のガスケット切り抜きを含む複数の切り抜きを有し、ここでは、第１のガスケット切り抜きの少なくとも一部は光学室のその部分で血液から分光学的データを収集するために光学室の少なくとも一部と位置合わせするように配置されており、第２のガスケット切り抜きは較正流体導管とバイオセンサー導管とを流体接続するように配置されており、第２のガスケット切り抜きはバイオセンサー導管の近位端の周りに配置されており、第３のガスケット切り抜きは少なくともｐＨバイオセンサーの活性領域と位置合わせするように配置されており、第４のガスケット切り抜きはバイオセンサー導管の遠位端と廃棄物容器とを流体接続するように配置されており、第５のガスケット切り抜きは空気袋と空気袋排出口とを流体接続するように配置されている。
【００１６】
本発明のさらに別の実施形態の一態様によれば、患者の酸素化および酸塩基状態を評価するために分光法により患者の血液試料中の少なくとも２つのヘモグロビン種を測定し、かつバイオセンサーにより当該血液試料の少なくともｐＨを測定するための分光法・バイオセンサー結合型分析装置のスロット内への挿入面に沿った挿入に適した使い捨てカートリッジが提供される。カートリッジは、ハウジングと、血液試料を受け取るためのハウジング内のカートリッジ入口と、カートリッジ入口に近い近位端およびカートリッジ入口から離れた遠位端を有するハウジング内の血液貯蔵導管と、挿入面に直交した光学的深さ寸法を有する、血液貯蔵導管の遠位端から血液を受け取って少なくとも２つのヘモグロビン種を測定するためのハウジング内の光学室と、光学室のその部分で血液から分光学的データを収集するために光学室の少なくとも一部と位置合わせするように配置されたハウジング内の少なくとも１つの光学窓と、光学室から血液を受け取るために光学室と流体接続された光学室溢流室と、血液貯蔵導管の遠位端からバイオセンサー導管までのより効率的な血液の流れのために光学室深さ寸法よりも実質的に大きい挿入面に直交した最大の分路深さ寸法を有する、血液貯蔵導管の遠位端と光学室溢流室とを流体接続するための血液分路と、血液試料の少なくともｐＨを測定するための少なくとも１つのバイオセンサーを有する、光学室溢流室から血液を受け取るためのハウジング内のバイオセンサー導管と、血液を血液貯蔵導管からバイオセンサー導管の中に促すために加圧空気を供給するためのハウジング内の空気袋および空気袋排出口と、バイオセンサー導管からの廃棄物液体を受け入れるための廃棄物容器と、廃棄物容器内の圧力を解放するための廃棄物容器通気孔とを備える。
【００１７】
本発明の実施形態の一態様によれば、患者の酸素化および酸塩基状態を評価する方法が提供される。本方法は、患者の血液を含む注射器および患者の体の一部の穿刺部位からカートリッジまで血液の一部を移動させるための毛細管アダプターのうちの１つから血液を受け取るためのカートリッジ入口と、近位端および遠位端を有し、その近位端はカートリッジ入口に流体接続されている血液貯蔵導管と、その遠位端において血液貯蔵導管に流体接続された光学室と、血液ｐＨを測定するための少なくともｐＨバイオセンサーを備え、かつ光学室に流体接続されたバイオセンサー導管と、較正流体を含む較正流体袋と、空気袋とを備えた使い捨てカートリッジを用意する工程を含む。本方法は、カートリッジ入口を密閉するためのキャップを用意する工程と、スロット、ＥＭＲ源、および少なくとも２つのヘモグロビン種の測定を容易にするための少なくとも２つの較正アルゴリズムを含むプロセッサを備えた分析装置を用意する工程と、血液貯蔵導管および光学室を患者の血液で充填する工程と、充填後にカートリッジ入口をキャップで密閉して密閉されたカートリッジを得る工程とをさらに含む。カートリッジ入口を密閉し、かつ血液貯蔵導管を血液で充填しない場合、本方法は、空気袋排出口から血液貯蔵導管の近位端までの加圧空気のための経路を提供する工程をさらに含む。血液貯蔵導管を血液で充填し、かつカートリッジ入口を密閉しない場合、本方法は、血液を受け取る血液貯蔵導管の一部を空気袋排出口から遮断して空気袋排出口を血液から分離する工程をさらに含む。本方法は、密閉されたカートリッジを分析装置のスロットに挿入する工程と、光学室内の血液にＥＭＲ源を照射して分光学的データを収集する工程と、少なくとも２つの較正アルゴリズムを分光学的データに適用して少なくとも２つのヘモグロビン種の濃度を得る工程と、少なくとも２つのヘモグロビン種の濃度からヘモグロビン酸素飽和度を計算する工程と、少なくとも較正流体を較正流体袋から放出して較正流体をｐＨバイオセンサーと接触させることによりｐＨバイオセンサーを較正する工程と、較正工程後に空気袋を作動させて加圧空気のための経路を通して血液貯蔵導管の近位端に加圧空気流を供給して血液試料の一部をｐＨバイオセンサーに接触させる工程と、光学室に照射して空気袋を作動させる工程後に血液ｐＨを測定する工程とをさらに含む。ヘモグロビン酸素飽和度および血液ｐＨにより患者の酸素化および酸塩基状態の評価を得る。
【００１８】
本発明の他の態様および特徴は、本発明の具体的な実施形態の以下の説明を読めば当業者には明らかになるであろう。
【００１９】
次に、本発明をより良く理解するため、およびそれを実行に移し得る方法をより明確に示すために、本発明の実施形態の態様を例示する添付の図面を例として参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】カートリッジの第１の実施形態に係る、診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置と共に使用される分光法およびバイオセンサー用カートリッジ１０の分解図である。
【図２Ａ】図１に示すカートリッジの上面図の詳細を示す概略図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示すカートリッジの右側面図である。
【図２Ｃ】図２Ａに示すカートリッジの底面図である。
【図２Ｄ】図２Ａに示すカートリッジの正面図である。
【図２Ｅ】図２Ａに示すカートリッジのＥ−Ｅ線に沿った断面図である。
【図２Ｆ】図２Ａに示すカートリッジの細部Ｆの第１の詳細図である。
【図２Ｇ】要素４０および５０が隠れた状態の図２Ａに示すカートリッジの斜視図である。
【図２Ｈ】図２Ｇに示すカートリッジの細部Ｈの第２の詳細図である。
【図３Ａ】注射器がカートリッジ入口４３に係合された状態の図１Ａに示すカートリッジの上面図の詳細を示す概略図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示すカートリッジのＢ−Ｂ線に沿った第１の断面図である。
【図３Ｃ】図３Ａに示すカートリッジのＣ−Ｃ線に沿った第２の断面図および注射器の破断右側面図である。
【図３Ｄ】図３Ａに示すカートリッジの正面図および注射器の破断正面図である。
【図３Ｅ】図３Ａに示すカートリッジの右側面図および注射器の破断右側面図である。
【図３Ｆ】図３Ａに示すカートリッジおよび注射器の斜視図である。
【図４Ａ】毛細管アダプターがカートリッジ入口４３に係合された状態の図１Ａに示すカートリッジの上面図の詳細を示す概略図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示すカートリッジのＢ−Ｂ線に沿った第１の断面図である。
【図４Ｃ】図４Ａに示すカートリッジおよび毛細管アダプターのＣ−Ｃ線に沿った第２の断面図である。
【図４Ｄ】図４Ｂに示すカートリッジの細部Ｄの詳細図である。
【図４Ｅ】図４Ａに示すカートリッジおよび毛細管アダプターの正面図である。
【図４Ｆ】図４Ｃに示すカートリッジの細部Ｆの詳細図である。
【図４Ｇ】図４Ａに示すカートリッジおよび毛細管アダプターの斜視図である。
【図４Ｈ】図４Ａに示す毛細管アダプター７０の斜視図である。
【図５Ａ】キャップ６０がカートリッジ入口４３に係合された状態の図１Ａに示すカートリッジの上面図の詳細を示す概略図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示すカートリッジおよびキャップのＢ−Ｂ線に沿った第１の断面図である。
【図５Ｃ】図５Ａに示すカートリッジおよびキャップの右側面図である。
【図５Ｄ】図５Ａに示すカートリッジおよびキャップの正面図である。
【図５Ｅ】図５Ｃ、図５Ｄおよび図５Ｈに示すキャップ６０の斜視図である。
【図５Ｆ】図５Ｃに示すカートリッジおよびキャップのＦ−Ｆ線に沿った第２の断面図である。
【図５Ｇ】図５Ｂに示すカートリッジの細部Ｇの詳細図である。
【図５Ｈ】図５Ａに示すカートリッジおよびキャップ６０の斜視図である。
【図６Ａ】図１Ａに示すカートリッジの第１の実施形態のガスケット１００の上面図である。
【図６Ｂ】図１Ａに示すカートリッジの第１の実施形態の第１のハウジング部材２０の底面図である。
【図６Ｃ】図１Ａに示すカートリッジの第１の実施形態の第２のハウジング部材３０の上面図である。
【図６Ｄ】図６Ａに示すガスケット１００が重なり、かつ位置合わせされている図６Ｂに示すカートリッジの第１のハウジング部材２０の底面図である。
【図６Ｅ】図６Ａに示すガスケット１００が重なり、かつ位置合わせされている図６Ｃに示すカートリッジの第２のハウジング部材３０の上面図である。
【図７Ａ】カートリッジの第２の実施形態に係る、診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置と共に使用される分光法およびバイオセンサー用カートリッジ１０ａの上面図の詳細を示す概略図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示すカートリッジのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図７Ｃ】バイオセンサーアレイおよび較正流体袋が存在しない図７Ａに示すカートリッジの第２のハウジング部材３０ａの上面図である。
【図７Ｄ】図７Ａに示すカートリッジの細部Ｄの第１の詳細図である。
【図７Ｅ】図７Ｂに示すカートリッジの細部Ｅの第２の詳細図である。
【図８Ａ】図７Ａ〜図７Ｅにまとめて示すカートリッジの第２の実施形態に組み込まれたガスケットの一実施形態１００ａの上面図である。
【図８Ｂ】カートリッジ１０ａの修正された実施形態（図示せず）と共に使用されるガスケットの一実施形態１００ａ’の上面図である。
【図８Ｃ】カートリッジ１０ａの修正された実施形態（図示せず）と共に使用されるガスケットの一実施形態１００ａ’’の上面図である。
【図８Ｄ】カートリッジ１０ａの修正された実施形態（図示せず）と共に使用されるガスケットの一実施形態１００ａ’’’の上面図である。
【図９Ａ】カートリッジの第３の実施形態に係る、診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置と共に使用される分光法およびバイオセンサー用カートリッジ１０ｂの分解図である。
【図９Ｂ】図９Ａに示すカートリッジの第１のハウジング部材２０ｂの下部の詳細図である。
【図１０Ａ】カートリッジの第４の実施形態に係る、診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置と共に使用される分光法およびバイオセンサー用カートリッジ１０ｃおよびキャップ６０ｃの分解図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａに示すカートリッジの第１のハウジング部材２０ｃの底面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ａに示すガスケット１００ｃが重なり、かつ位置合わせされている図１０Ｂに示す第１のハウジング部材２０ｃの底面図である。
【図１０Ｄ】図１０Ａに示すカートリッジの第２のハウジング部材３０ｃの上面図である。
【図１０Ｅ】図１０Ａに示すガスケット１００ｃが重なり、かつ位置合わせされている図１０Ｄに示す第２のハウジング部材３０ｃ（図１０Ａに示すバイオセンサーアレイ８０および較正流体袋９４を含む）の上面図である。
【図１０Ｆ】キャップ６０ｃがカートリッジ入口４３ｃに係合された状態の図１０Ａに示すカートリッジの上面図である。
【図１０Ｇ】図１０Ｆに示すカートリッジおよびキャップの右側面図である。
【図１０Ｈ】図１０Ｆに示すカートリッジおよびキャップの底面図である。
【図１０Ｊ】図１０Ｆに示すカートリッジおよびキャップのＪ−Ｊ線に沿った第１の断面図である。
【図１０Ｋ】図１０Ｆに示すカートリッジのＫ−Ｋ線に沿った第２の断面図である。
【図１０Ｌ】図１０Ｈに示すカートリッジのＬ−Ｌ線に沿った第３の断面図である。
【図１０Ｍ】図１０Ｈに示すカートリッジおよびキャップのＭ−Ｍ線に沿った第４の断面図である。
【図１０Ｎ】キャップ６０ｃが存在しない図１０Ｍに示すカートリッジの細部Ｎの詳細図である。
【図１０Ｐ】キャップ６０ｃが存在しない図１０Ａおよび図１０Ｆに示すカートリッジの斜視図である。
【図１０Ｑ】図１０Ａに示すキャップ６０ｃの正面図である。
【図１０Ｒ】図１０Ｐに示すカートリッジの細部Ｒの詳細図である。
【図１０Ｓ】図１０Ｑに示すキャップ６０ｃの底面図である。
【図１０Ｔ】図１０Ｓに示すキャップ６０ｃのＴ−Ｔ線に沿った断面図である。
【図１０Ｕ】図１０Ｑに示すキャップ６０ｃの斜視図である。
【図１１Ａ】カートリッジの第５の実施形態に係る、診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置と共に使用される分光法およびバイオセンサー用カートリッジ１０ｄおよびキャップ６０ｄの分解図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａに示すカートリッジの第１のハウジング部材２０ｄの底面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ａに示すガスケット１００ｄが重なり、かつ位置合わせされている図１１Ｂに示す第１のハウジング部材２０ｄの底面図である。
【図１１Ｄ】図１１Ａに示すカートリッジの第２のハウジング部材３０ｄの上面図である。
【図１１Ｅ】図１１Ａに示すガスケット１００ｄが重なり、かつ位置合わせされている図１１Ｄに示す第２のハウジング部材３０ｄ（図１１Ａに示すバイオセンサーアレイ８０を含む）の上面図である。
【図１１Ｆ】キャップ６０ｄがカートリッジ入口４３ｄに係合された状態の図１１Ａに示すカートリッジ１０ｄの上面図である。
【図１１Ｇ】図１１Ｆに示すカートリッジおよびキャップの右側面図である。
【図１１Ｈ】図１１Ｆに示すカートリッジおよびキャップの底面図である。
【図１１Ｊ】図１１Ｆに示すカートリッジのＪ−Ｊ線に沿った第１の断面図である。
【図１１Ｋ】図１１Ｆに示すカートリッジのＫ−Ｋ線に沿った第２の断面図である。
【図１１Ｌ】図１１Ｈに示すカートリッジのＬ−Ｌ線に沿った第３の断面図である。
【図１１Ｍ】図１１Ｈに示すカートリッジおよびキャップのＭ−Ｍ線に沿った第４の断面図である。
【図１１Ｎ】キャップ６０ｄが存在しない図１１に示すカートリッジの細部Ｎの第１の詳細図である。
【図１１Ｐ】図１１Ａおよび図１１Ｆに示すカートリッジの斜視図である。
【図１１Ｒ】図１１Ｐに示すカートリッジの細部Ｒの第２の詳細図である。
【図１１Ｓ】図１１Ａおよび図１１Ｆに示すキャップ６０ｄの正面図である。
【図１１Ｔ】図１１Ｓに示すキャップ６０ｄの底面図である。
【図１１Ｕ】図１１Ｓに示すキャップ６０ｄの斜視図である。
【図１１Ｖ】脆弱シール２０５を有する較正流体袋９４ｄの上面図である。
【図１１Ｗ】図１１Ｖに示す較正流体袋９４ｄの正面図である。
【図１１Ｘ】図１１Ｖに示す較正流体袋９４ｄの底面図である。
【図１１Ｙ】図１１Ｖに示す較正流体袋９４ｄのＹ−Ｙ線に沿った断面図である。
【図１１Ｚ】図１１Ｙに示す較正流体袋９４ｄの細部Ｚの詳細図である。
【図１２Ａ】カートリッジの第６の実施形態に係る、診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置と共に使用される分光法およびバイオセンサー用カートリッジ１０ｅの分解図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａに示すカートリッジの第１のハウジング部材２０ｅの底面図である。
【図１２Ｃ】図１２Ａに示すガスケット１００ｅが重なり、かつ位置合わせされている図１２Ｂに示す第１のハウジング部材２０ｅの底面図である。
【図１２Ｄ】図１２Ａに示すカートリッジの第２のハウジング部材３０ｅの上面図である。
【図１２Ｅ】図１２Ａに示すガスケット１００ｅが重なり、かつ位置合わせされている図１２Ｄに示す第２のハウジング部材３０ｅ（図１２Ａに示すバイオセンサーアレイ８０を含む）の上面図である。
【図１２Ｆ】空気を捕捉するためのバイオセンサー導管の屋根に配置された複数のめくら穴２１５を示す、図１２Ｂに示すカートリッジの細部Ｆの詳細図である。
【図１２Ｇ】図１２Ａに示すカートリッジ１０ｅの右側面図である。
【図１２Ｈ】図１２Ｇに示すカートリッジ１０ｅの背面図である。
【図１２Ｊ】図１２Ｇに示すカートリッジ１０ｅの上面図である。
【図１２Ｋ】図１２Ａに示すカートリッジ１０ｅの斜視図である。
【図１２Ｌ】図１２Ｊに示すカートリッジのＬ−Ｌ線に沿った断面図である。
【図１２Ｍ】図１２Ｌに示すカートリッジの細部Ｍの詳細図である。
【図１２Ｎ】図１２Ａに示す較正流体袋９４ｅの上面図である。
【図１２Ｐ】図１２Ｎに示す較正流体袋９４ｅの正面図である。
【図１２Ｑ】図１２Ｎに示す較正流体袋９４ｅの底面図である。
【図１２Ｒ】図１２Ｑに示す較正流体袋９４ｅのＲ−Ｒ線に沿った断面図である。
【図１３Ａ】カートリッジの第７の実施形態に係る、診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置と共に使用される分光法およびバイオセンサー用カートリッジ１０ｆの分解図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａに示すカートリッジの第１のハウジング部材２０ｆの底面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ａに示すガスケット１００ｆが重なり、かつ位置合わせされている図１３Ｂに示す第１のハウジング部材２０ｆの底面図である。
【図１３Ｄ】図１３Ａに示すカートリッジの第２のハウジング部材３０ｆの上面図である。
【図１３Ｅ】図１３Ａに示すガスケット１００ｆが重なり、かつ位置合わせされている図１３Ｄに示す第２のハウジング部材３０ｆ（図１３Ａに示すバイオセンサーアレイ８０および較正流体袋９４ｆを含む）の上面図である。
【図１３Ｆ】図１３Ａ〜図１３Ｅにまとめて示すカートリッジ１０ｆの一実施形態および図４Ｈに示す毛細管アダプター７０のための図１３Ｊに示すピストン組立体４００の一実施形態を示す、診断用の分光法・バイオセンサー結合型システム４５０の上面図である。
【図１３Ｇ】図１３Ｆに示すシステム４５０のＧ−Ｇ線に沿った第１の断面図である。
【図１３Ｈ】図１３Ｆに示すシステム４５０のＨ−Ｈ線に沿った第２の断面図である。
【図１３Ｊ】毛細管アダプターのためのピストン組立体４００の一実施形態の正面図である。
【図１３Ｋ】図１３Ｊに示すピストン組立体４００のＫ−Ｋ線に沿った断面図である。
【図１３Ｌ】図１３Ｊに示すピストン組立体４００の実施形態の上面図である。
【図１３Ｍ】図１３Ｆに示すシステム４５０のＭ−Ｍ線に沿った第３の断面図である。
【図１３Ｎ】図１３Ｍに示すシステム４５０の細部Ｎの詳細図である。
【図１３Ｐ】図１３Ｆに示すシステム４５０の斜視図である。
【図１３Ｒ】図１３Ｐに示すシステム４５０の部分分解図である。
【図１４Ａ】分析装置３１０の一実施形態およびカートリッジ１０ｆの一実施形態を示す、診断用の分光法・バイオセンサー結合型システムの斜視図である。
【図１４Ｂ】カートリッジ１０ｆが分析装置３１０のスロット３１５の中に完全に挿入された状態の図１４Ａに示す診断用の分光法・バイオセンサー結合型システムの正面図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｂに示す診断用の分光法・バイオセンサー結合型システムの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、分光法により患者の血液試料中の少なくとも２つのヘモグロビン種を測定し、かつバイオセンサーにより少なくとも血液ｐＨを測定するための分光法・バイオセンサー結合型システムを提供する。「バイオセンサー」、「電気化学センサー」および「電気化学検出器」という用語は同義で使用する場合もあり、それらは本説明において同じ意味を有する。本システムは、分析装置のスロット内への挿入に適した使い捨てカートリッジを備え、その結果を患者の酸素化および酸塩基状態を評価するために使用する。
【００２２】
本システムのいくつかの実施形態は、部分的に米国特許第８，２０６，６５０号に記載されている分析装置を備え、この分析装置は、ｉ）任意で使い捨てまたは充電式電池の形態の電源、ｉｉ）電磁放射線（ＥＭＲ）源、例えば１つ以上のＬＥＤ、タングステンランプ、１つ以上のレーザーまたはそれらの任意の組み合わせ、ｉｉｉ）後で詳細に説明する使い捨てカートリッジを受け入れるための分析装置ハウジング内のスロット、ｉｖ）光学室内の血液試料を透過または反射したＥＭＲを測定し、かつ血液試料を透過または反射したＥＭＲから得られたＥＭＲ系信号を提供するための光検出器、ｖ）ＥＭＲ系信号を受信するための光検出器と通信している分析装置を制御するためのプロセッサ、およびＥＭＲ系信号をヘモグロビン種の濃度に変換するためのプロセッサにインストールされた少なくとも１つの較正アルゴリズム、ｖｉ）バイオセンサー試験結果（例えばｐＨ）を準備するために使用される試料バイオセンサーデータを受信するためのスロット内の入力接点、ｖｉｉ）血液試料のｐＨを測定する前に少なくともｐＨバイオセンサーを較正するためにその袋から較正流体を放出して、放出された較正流体をバイオセンサー導管まで輸送するための手段、およびｖｉｉｉ）バイオセンサーの活性領域を所定の温度に維持するための手段のうちのいくつかを有する。
【００２３】
電気入力接点がカートリッジのバイオセンサー電気接点と結合した場合、カートリッジの光学室は、ＥＭＲ源からＥＭＲを受け取るように配置された状態となる。
【００２４】
本システムのいくつかの実施形態は、ｖｉｉｉ）血液試料を取り扱うための手段、例えば、ａ）血液を含む注射器、ｂ）毛細血管血を患者の体の一部の穿刺された皮膚からカートリッジまで直接移動させることができる毛細管アダプター、およびｉｘ）カートリッジ入口を密閉するためのキャップも備える。
【００２５】
少なくとも１つのバイオセンサーを較正するための手段は、ａ）ハウジング内の較正流体を含む袋、ｂ）流体を較正袋から放出するための手段、およびｃ）放出された較正流体をバイオセンサー導管まで輸送するための較正流体導管を備える。当業者であれば、公知の組成を有する較正流体と接触させた後にバイオセンサーから発生した電気信号および較正流体中の検体の公知の濃度を使用して検体のための較正アルゴリズムを生成できることが分かるため、簡潔のためにバイオセンサー較正に関与する数学についてはここで説明しない。バイオセンサー較正はカートリッジバイオセンサー電気接点と分析装置電気入力接続部との結合も必要とする。
【００２６】
現在の実施方法では、血液ガス分析装置またはＣＯオキシメーターで毛細血管血を検査する場合、毛細管に毛細血管血を採取し、その後に血液を毛細管から分析装置に移動させる。この毛細管から分析装置への血液の移動は誤差要因となり、例えば、ａ）血液を採取した後に細胞の代謝は続いており、その誤差は検査の遅れに比例し、かつｂ）毛細管中に気泡が入り込み、その後に血液の中に混じり、試料を混合するために外部マグネットを使用して毛細管内部に位置する１本のワイヤを毛細管に沿って前後に移動させることにより大気汚染の機会が生じる。本発明は、この試料移動工程を排除するように設計された毛細管アダプターを提供する。大気は約２１％の酸素を含み、従って酸素飽和度の直接的測定（ＣＯオキシメトリー）または間接的測定（すなわち、測定されたｐＯ２からｓＯ２を測定する）では、誤差を最小限に抑えるために血液を大気汚染から保護しなければならない。
【００２７】
カートリッジを分析装置のスロットに適切に挿入した場合、カートリッジバイオセンサー電気接点は分析装置電気接点と結合し、カートリッジの光学室をＥＭＲ源からＥＭＲを受け取る位置に移す。当業者であれば、ＥＭＲを光ファイバーにより光学室に導くこともできることが分かるであろう。カートリッジ内の血液試料を透過したか血液試料から反射したＥＭＲは分析装置内の１つ以上の光検出器に衝突する。分光学的信号を検体測定値に変換するために、分光測定のための較正アルゴリズムが分析装置のプロセッサにインストールされていることが好ましい。バイオセンサー信号を検体測定値に変換するために、バイオセンサー測定のための較正アルゴリズムが分析装置のプロセッサにインストールされていることが好ましいが、バイオセンサーの中には試料測定の前に較正を必要とするものもある。これらの測定値は通常は濃度単位であるが、当業者であれば、他のパラメーター、例えば限定されるものではないが２つの異なる検体の濃度比を測定できることが分かるであろう。
【００２８】
いくつかの実施形態では、診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置は、その結果を表示し、かつオペレータが分析装置を使用するのを支援するための表示画面ならびに表示機能を操作するためのボタンをさらに備える。当業者であれば、分析装置をホストコンピュータに接続できることが分かるであろう。従って、本システムのいくつかの実施形態は、他の機器と接続するための少なくとも１つの通信ポートも備える。他の機器の他の非限定的な例は、プリンターおよびパルスオキシメーターまたはいくつかの他の非侵襲的検査機器などの診断検査機器である。また、任意の通信ポートを使用して分析装置のプロセッサにおける情報をアップグレードし、かつ分析装置のプロセッサからの情報をアップロードする。分析装置内の電源を充電するために、診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置のいくつかの実施形態のハウジング内に別の任意のポートが設けられている。当業者であれば、データ転送および電源の両方のために単一のポート、例えば限定されるものではないがＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）ポートを使用できることが分かるであろう。システムのいくつかの実施形態では、分析装置へ／からのデータ転送は当業者に知られている無線手段によって達成されるが、簡潔のために無線通信手段についてはここで説明しない。
【００２９】
診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置のいくつかの実施形態は、１つの光検出器（フォトダイオード）または分光器内の検出器アレイとして組み立てられた２つ以上の光検出器を備え、ここで、分光器は、流体試料から現れるＥＭＲを波長成分に分散させるための格子を備える。分析装置は、使い捨てカートリッジと分光器との間に１つ以上の集束レンズを備えていてもよい。当業者であれば、光学式検出の他の形態、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）を使用することができ、従ってそれも本発明の範囲内であるとみなされることが分かるであろう。
【００３０】
いくつかの実施形態では、カートリッジの内壁を親水性被覆で処理して光学室内での血液の一様な拡散を促進し、かつ毛細管作用による流路に沿った血液の移動を促進する。
【００３１】
光学室は流路に沿って位置しており、光学室は血液の分光分析のための少なくとも１つの光学窓を有する。少なくとも１つの光学窓は光学室の少なくとも一部と位置合わせされている。流路は、流路に沿ったいずれかの場所に１種以上の試薬、例えば限定されるものではないが、抗凝血剤、溶血試薬、検体と反応してＥＭＲの吸光度を促進させる試薬も含んでいてもよい。光学室は特に、音波または溶血化学物質を用いて赤血球を溶血することを必要とすることなく血液試料中の無傷赤血球によるＥＭＲの散乱によるＥＭＲの平均減衰を減少させるように設計されている。光学室の深さ、すなわち光学窓間の内部距離は、およそ約５０ミクロン〜約２００ミクロンの範囲であることが好ましい。好ましい実施形態では、光学室の深さは光学窓にわたって実質的に一様である。いくつかの実施形態では、光学室の深さは光学窓にわたって一様ではなく、それも本発明の範囲内である。当業者であれば、光学窓は円形要素として示されているが、それらは他の形状、例えば限定されるものではないが楕円形および四角形の形状を有し得ることが分かるであろう。いくつかの実施形態では、光学室と位置合わせされる光学窓の面積は、およそ約１平方ミリメートル〜約１００平方ミリメートルの範囲である。試料体積を最小限に抑えるために、光学室と位置合わせされるより好ましい光学窓面積は、およそ約１平方ミリメートル〜約１０平方ミリメートルの範囲である。
【００３２】
バイオセンサー導管は流路に沿って位置しており、バイオセンサー導管は、血液を分析するための１つまたは２つ以上のバイオセンサーを有していてもよい。当業者であれば、バイオセンサーが流体試料の少なくとも１つの性質を電気信号に変換する各種変換器構成を備えていてもよく、これらの変換器が流体試料に接触するための少なくとも１つの活性表面を備えることが分かるであろう。いくつかの実施形態では、この活性表面は化学感応表面またはイオン感応表面のうちの１つであり、バイオセンサーは、トランジスタ、イオン選択膜、膜結合酵素、膜結合抗原、膜結合抗体または膜結合核酸鎖のうちの少なくとも１つを含む。使い捨てカートリッジは、少なくとも１つのバイオセンサー電気接点も備え、分析装置のカートリッジスロットは、少なくとも１つの分析装置電気接点も備える。図示されている実施例はカートリッジ電気出力接点をアレイ内の平ピンとして示しているが、当業者であれば、これらの電気接点はそれ以外に、例えば米国特許第８，２０６，６５０号に記載されている電気接点と結合し得ることが分かるであろう。
【００３３】
診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置のいくつかの実施形態は、使い捨てカートリッジ上のバーコード（図示せず）を読み取るためのバーコードリーダーを備えていてもよく、このバーコードは少なくともバイオセンサーの較正に関する情報を含む。このバーコードは診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置についての情報も含んでいてもよい。使い捨てカートリッジのいくつかの実施形態は無線ＩＣ（ＦＩＤ）タグを備える。いくつかの実施形態では、使い捨てカートリッジは、バイオセンサー導管と流体接続して配置された較正流体を含む較正流体袋をさらに備える。較正流体袋を備えたカートリッジのために、診断用の分光法・バイオセンサー結合型システムは、較正流体袋を破裂させるための手段、例えば、決して本発明を限定するものとしてみなされるべきではないが、カートリッジハウジング内の回転カムまたは往復プランジャーおよびスパイクをさらに備える。いくつかの実施形態では、較正流体袋自体が、較正流体袋の上のカートリッジ表面にある柔軟な部材に圧力がかけられた際に較正袋を破裂させる複数のスパイクを有する物体を含む。いくつかの実施形態では、較正袋のシールの一部は、圧力がかけられた後に破裂しやすいように、シールの残りの部分よりも実質的に弱く設計されている。これらのより弱いシール部分を脆弱シールと呼ぶこともある。
【００３４】
カートリッジのいくつかの実施形態は、少なくとも１つの目に見える充填線すなわちユーザに光学室内の血液試料の十分性に関する視覚的指標を与えるマーカーとして機能する指標も備える。カートリッジハウジングは、カートリッジ内部の血液を見やすくするために透明なプラスチックで作られていることが好ましい。
【００３５】
使い捨てカートリッジの一実施形態は、ａ）ハウジング１０、ｂ）動脈血または静脈血を含む注射器９０または毛細血管血を患者の体の一部の穿刺部位からカートリッジまで移動させるためにカートリッジ入口４３と係合される毛細管アダプター７０を受け入れるためのハウジング内のカートリッジ入口４３、ｃ）注射器９０に含まれている動脈血または静脈血を受け取るため、または毛細管アダプター７０を介して体の一部の穿刺された皮膚から毛細血管血を直接受け取るための血液貯蔵導管入口５１、ｄ）血液貯蔵導管入口５１を介して血液を受け取るための近位端５２’および血液貯蔵導管入口５１から離れた遠位端５２’’を有するハウジング内の血液貯蔵導管５２、ｅ）血液貯蔵導管の遠位端５２’’から血液を受け取るため光学室入口５６、ｆ）光学室入口５６から血液を受け取って少なくとも２つのヘモグロビン種を測定するための光学室５７、ｇ）光学室から血液を放出するための光学室出口５８、ｈ）光学室出口５８およびバイオセンサー導管７８と流体接続された光学室溢流室５９、ｉ）少なくとも血液ｐＨを測定するための少なくとも１つのバイオセンサーを有する、光学室溢流室５９から血液を受け取るためハウジング内のバイオセンサー導管７８、ｊ）光学室溢流室の一部としてみなされる拡大空洞６４、ｋ）血液貯蔵導管５２からバイオセンサー導管７８の中に血液を強制的に促すために加圧空気を供給するためのハウジング内の空気袋８５’および空気袋排出口８８、Ｉ）廃棄された液体を受け入れるための廃棄物容器空洞９２、ｍ）廃棄物容器内の圧力を解放するための廃棄物容器通気孔９３、ｎ）血液貯蔵導管が血液貯蔵導管入口５１から血液を受け取った場合に空気袋排出口８８により血液の流れを緩和するための手段、ｏ）カートリッジ入口４３から血液を全く漏出させることなく血液貯蔵導管５２から血液を移動させるための手段、およびｐ）少なくとも１つのバイオセンサーを較正するための手段を備える。少なくとも１つのバイオセンサーを較正するための手段は、ハウジング内の較正流体を含む較正流体袋９４、較正袋を破裂させるための手段、および較正流体を袋９４からバイオセンサー導管７８まで輸送するための較正流体溝９８を含む較正流体導管を備える。特許第５，０９６，６６９号は、較正袋を押下して破裂させるための手段を有する分析装置について記載している。図示されているカートリッジの実施形態はバイオセンサーを較正するための手段を備えているが、工場で較正されたバイオセンサーを有し、従ってバイオセンサーを較正するための手段を必要としないカートリッジの実施形態も本発明の範囲内である。
【００３６】
使い捨てカートリッジのいくつかの実施形態では、血液貯蔵導管は血液貯蔵導管入口で開始して光学室で終了し、血液貯蔵導管の体積はおよそ約５０マイクロリットル〜約１００マイクロリットルの範囲である。小さい試料サイズは乳児に好ましいが、ｐＯ２測定では、より小さい試料において気泡がより大きな誤差を生じさせることがある。従って、試料サイズは、許容誤差と患者に害を生じさせることなく患者が提供することができる血液の量との間でバランスを取らなければならない。
【００３７】
血液貯蔵導管５２が血液貯蔵導管入口５１から血液を受け取った場合に空気袋排出口８８により血液の流れを緩和するための手段の例は、ａ）空気袋８５’と空気袋排出口８８との間に配置された逆止弁（図示せず）、ｂ）血液貯蔵導管入口５１と流体接続すると同時に、血液貯蔵導管入口５１と空気袋排出口８８との流体連通を切断するために戦略的に血液貯蔵導管入口５１の近くに配置された空気袋排出口８８を迂回するために、カートリッジ入口４３に挿入される注射器９０、およびｃ）血液貯蔵導管入口５１と流体接続すると同時に、血液貯蔵導管入口５１と空気袋排出口８８との流体連通を切断するために戦略的に血液貯蔵導管入口５１の近くに配置された空気袋排出口８８を迂回するために、カートリッジ入口４３に挿入される毛細管アダプター７０を含む。空気袋は通常空気を含むが、当然ながら経路に沿って液体を促すために他の気体、例えば窒素を使用することができる。特許第５，０９６，６６９号は、空気袋を作動させるための手段を有する分析装置について記載している。
【００３８】
本システムは密閉構成と非密閉構成との間で調整可能である。密閉構成であって非密閉構成でない場合、本システムは、加圧空気を空気袋排出口８８から血液貯蔵導管入口５１に送るための、空気袋排出口８８を血液貯蔵導管入口５１に接続する閉鎖された空気通路を備える。非密閉構成であって密閉構成でない場合、血液貯蔵導管入口５１は血液を受け取るように構成されている。
【００３９】
カートリッジ入口４３からの血液漏出を緩和するための手段の例は、ａ）カートリッジ入口４３の上に気密カバーを与えるためのキャップ６０、ｂ）空気袋８５’、およびｃ）空気袋排出口８８を備える。例示を目的として摩擦係合されるキャップが使用されているが、これは決して本発明を限定するものとしてみなされるべきでない。キャップのいくつかの実施形態では、キャップの少なくとも上部は、キャップをカートリッジ入口に押し付けた場合にキャップが（キャップの残りの部分に対して）押し下げられないような十分な硬さを有する。この硬さにより、キャップを解放した場合に押し下げられたキャップの上部が跳ね返るのを防止する。この跳ね返りにより吸引が生じ、この吸引により血液の逆流が生じ得る。システムのいくつかの実施形態では、キャップはカートリッジに繋がれている。
【００４０】
スクリューキャップは図示されていないが、当業者であれば、例えばスクリューキャップを使用してカートリッジ入口を密閉できることが分かるであろう。いくつかのカートリッジの実施形態と共に使用されるいくつかのキャップはさらなる特徴を有し、カートリッジの具体的な実施形態と共に説明されている。
【００４１】
いくつかの実施形態では、血液貯蔵導管は近位端から遠位端までを測定した長さ寸法および長さ寸法に直交した断面積を有し、断面積の大きさは毛細管作用により血液を受け入れるのに十分な程度に小さく、その大きさは長さ寸法のかなりの部分にわたって実質的に一様である。図示されている断面積のいくつかは円形であるが、当業者であれば、他の形状を使用することができ、従ってそれも本発明の範囲内であるとみなされることが分かるであろう。
【００４２】
カートリッジの一実施形態の光学室は、カートリッジの分析装置のスロット内への挿入面に直交した深さ寸法を有し、この深さ寸法はおよそ約５０ミクロン〜約２００ミクロンの範囲である。後で詳細に説明するいくつかの具体的な実施形態では、光学室はガスケットの切り抜きによって画定されている。いくつかの実施形態（図示せず）では、光学室の深さ寸法はガスケットの厚さよりも大きい。
【００４３】
毛細管アダプター７０の一実施形態は、ａ）およそ約２センチメートル〜約４センチメートルの範囲の長さ、ｂ）血液試料、例えば患者の体の一部の穿刺部位における血液滴への挿入のための毛細管アダプター入口７２を有する毛細管状に形成された毛細管アダプター入口部材７１、ｃ）血液貯蔵導管入口５１と結合するための毛細管アダプター出口７６を有する、カートリッジ入口４３への挿入のために注射器の雄形端部状に形成された毛細管アダプター出口部材７５、ｄ）当該アダプターを指で取り扱うために入口７２と出口７６との間に配置された毛細管アダプター把持部７４、およびｅ）およそ約０．５ミリメートル〜約２ミリメートルの範囲の直径を有する、入口７２と出口７６とを流体接続するための毛細管アダプター内腔７３（図４Ｈを参照）を備える。
【００４４】
分光法により血液中の少なくとも２つのヘモグロビン種を測定するため、およびバイオセンサーにより少なくとも血液ｐＨを測定するために、分光法・バイオセンサー結合型血液分析装置と共に動作させるための使い捨てカートリッジの別の態様は、Ａ）第１のハウジング部材、Ｂ）第２のハウジング部材、およびＣ）両面のある粘着性ガスケットを備えるハウジングであり、図示されている。カートリッジのいくつかの実施形態は両面のある粘着性ガスケットによって一緒に結合された第１および第２のハウジング部材を備えるが、当然のことながら、これらは、分光法により血液中の少なくとも２つのヘモグロビン種を測定するため、および少なくとも血液ｐＨを測定するための分光法・バイオセンサー結合型血液分析装置と共に動作させるための使い捨てカートリッジの非限定的な例である。使い捨てカートリッジの実施形態は単一の両面のある粘着性ガスケットと共に示されているが、いくつかのカートリッジの実施形態（図示せず）は３つ以上のハウジング部材を備え、従って、さらなるハウジング部材を結合するために２つ以上の両面のある粘着性ガスケットを必要とする。
【００４５】
以下では、最初に３つの構成要素Ａ、ＢおよびＣについて概括的な言葉で説明し、後で具体的な実施形態について説明する。
【００４６】
Ａ）第１のハウジング部材２０のいくつかの実施形態は、ａ）血液を受け取るための第１のハウジング部材内のカートリッジ入口、ｂ）較正流体袋からの較正流体の放出を作動させるための柔軟なラミネートで覆われた較正流体袋窓およびパドル、ｃ）空気袋を作動させるための、柔軟なラミネートで覆われた空気袋空洞および空気袋窓を含む空気袋、ｄ）分光測定のための第１の光学窓および第１の反射部材のうちの１つ、およびｅ）バイオセンサーの活性領域を較正流体および血液試料に連続的に曝露するためのバイオセンサー導管溝を備える。カートリッジのいくつかの実施形態では、ヒンジ式または非ヒンジ式の較正流体袋窓およびパドルは、第２のハウジング部材の中に配置されている。
【００４７】
Ｂ）第２のハウジング部材３０のいくつかの実施形態は、ａ）第１の光学窓および第１の反射部材のうちの１つと少なくとも部分的に位置合わせするように配置された分光測定のための第２の光学窓および第２の反射部材のうちの１つ、ｂ）較正流体袋を収容するための較正流体袋入れ子部、ｃ）カートリッジの中に組み立てられた場合に較正流体導管を構築するための較正流体溝、ｄ）少なくとも１つのバイオセンサーを収容するためのバイオセンサー容器、およびｅ）液体廃棄物を受け入れるための廃棄物容器空洞を備える。カートリッジのいくつかの実施形態では、空気袋空洞は第２のハウジング部材の中に伸長している。カートリッジの他の実施形態では、較正流体導管は較正流体溝および次のＣ）に記載されているガスケットによって画定されている。
【００４８】
Ｃ）両面のある粘着性ガスケット１００は、１）第２のハウジング部材の中に配置された血液貯蔵導管溝を有するカートリッジの実施形態のための、カートリッジ入口と血液貯蔵導管の近位端とを流体接続するように配置された第１のガスケット切り抜き、２）血液貯蔵導管の遠位端と光学室溢流室とを流体接続するように配置された第２のガスケット切り抜き、３）第１のハウジング部材内の空洞、第２のハウジング部材内の空洞および第１のハウジング部材内の空洞と第２のハウジング部材内の空洞との組み合わせのうちの１つであるハウジング内の第１の拡大空洞と位置合わせするように配置された第３のガスケット切り抜き、４）較正流体導管とバイオセンサー導管の近位端とを流体接続するように配置された第４のガスケット切り抜き、５）バイオセンサー導管溝の一部および少なくとも１つのバイオセンサーの活性領域と位置合わせするように配置された第５のガスケット切り抜き、６）バイオセンサー導管の遠位端と廃棄物容器とを流体接続するように配置された第６のガスケット切り抜き、７）空気袋と空気袋排出口とを流体接続するように配置された第７のガスケット切り抜き、８）廃棄物容器と廃棄物容器通気孔とを流体接続するように配置された第８のガスケット切り抜き、および９）較正流体袋と位置合わせするように配置された第９のガスケット切り抜きのうちの少なくとも１つを含む複数の切り抜きを含む。当業者であれば、血液貯蔵導管が一実施形態において第１のハウジング部材内の溝およびガスケットによって画定されている場合、第１のガスケット切り抜きは必要ではないことが分かるであろう。当業者であれば、カートリッジの第５の実施形態に記載されているようにカートリッジの一実施形態において脆弱シールを含む較正流体袋が使用される場合、第９のガスケット切り抜きは必要ではないことも分かるだろう。カートリッジのいくつかの実施形態では、廃棄物容器は、第２のハウジング部材内の廃棄物容器空洞およびガスケットまたは第１のハウジング部材によって画定されている。
【００４９】
使い捨てカートリッジの別の実施形態では、両面のある粘着性ガスケットは、１０）第１のハウジング部材内の空洞、第２のハウジング部材内の空洞、および第１のハウジング部材内の空洞と第２のハウジング部材内の空洞との組み合わせのうちの１つであるハウジング内の第２の拡大空洞と位置合わせするように配置された第１０のガスケット切り抜きをさらに含む。
【００５０】
使い捨てカートリッジのさらに別の実施形態では、両面のある粘着性ガスケットは、１１）血液貯蔵導管と位置合わせするように配置された第１１のガスケット切り抜きをさらに含む。さらに、ガスケットのいくつかの実施形態では、第１１のガスケット切り抜きは第１のガスケット切り抜きから第２のガスケット切り抜きまで延在する単一のガスケット切り抜きである。
【００５１】
使い捨てカートリッジの他の実施形態のガスケットは、１２）第２のガスケット切り抜きと第３のガスケット切り抜きとを結合するように配置された第１２のガスケット切り抜き、１３）第３のガスケット切り抜きと第１０のガスケット切り抜きとを結合するように配置された第１３のガスケット切り抜き、１４）第４のガスケット切り抜きと第９のガスケット切り抜きとを結合するように配置された第１４のガスケット切り抜き、１５）空気袋窓と位置合わせするように配置された第１５のガスケット切り抜き、１６）空気袋排出口と位置合わせするように配置された第１６のガスケット切り抜き、および１７）第１５のガスケット切り抜きと第１６のガスケット切り抜きとを結合するように配置された第１７のガスケット切り抜きのうちの１つ以上をさらに備える。
【００５２】
カートリッジのいくつかの実施形態では、両面のある粘着性ガスケットは、およそ約５０ミクロン〜約２００ミクロンの範囲の厚さを有する。ガスケットは粘着性ガスケットとして記載されているが、非粘着性ガスケットも本発明の範囲内であるとみなされる。非粘着性ガスケットを用いる実施形態では、いくつかの形態の接着剤を、ガスケットがハウジング部材と接触する領域においてハウジング部材に直接塗布しなければならず、あるいはハウジング部材間にガスケットを挟むためにいくつかの他の手段が使用される。
【００５３】
図示されているガスケットは平らであり、従ってガスケットの各側は、両方の平面が互いに平行である平面を画定している。いくつかの実施形態（図示せず）では、ガスケットはほぼ平らであり、各側が実質的に平面を画定し、かつ２つの平面が平行でない。従って、当然のことながら、ガスケットに直交した平面という場合、ほぼ平らなガスケットのそれぞれの側面によって実質的に画定された２つの平面のいずれかに直交した平面を意味する。一例として、ほぼ平らなガスケットは、ガスケットの大部分が平らであり、かついくつかの部分が窪みおよび／または隆起部を含むガスケットである。
【００５４】
分光測定に関して、当業者であれば、分光測定装置を構築することができる各種方法およびそのような装置を構成する各種要素が分かるであろう。従って、簡潔のために、基本的な分光法の説明および分光測定装置を構成する要素の列挙および機能についてはここで説明しない。当業者であれば、ＥＭＲ源が単一の線源である場合、２つ以上の光路を提供するために単一の線源をマルチチャネル光ファイバーによって分割できることが分かるであろう。試料を透過または反射したＥＭＲを検出するシステムの例はフォトダイオードアレイであるが、当業者であれば、これらの分光素子は単に例であり、本発明を限定するものとしてみなされるべきではないことが分かるであろう。
【００５５】
さらに分光測定に関して、図示されている例は、伝送モードで動作する装置について説明している。当業者であれば、診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置の分光測定装置は、試料を透過したＥＭＲが反射部材から反射され、それにより反射されたＥＭＲが試料の中に二度進入するように、光学室の片側にカートリッジを受け入れるために設計された分析装置スロット内に反射部材を置くことにより反射モードで動作することもできることが分かるであろう。反射モードで動作する診断測定機器または分析装置では、ＥＭＲ源および光検出器の両方が光学室の同じ側にあってもよい。さらに、当業者であれば、反射部材を分析装置のハウジング内のスロットの周りに設置する代わりに、カートリッジの光学室の壁部の片側を反射材料で被覆できることも分かるであろう。
【００５６】
血液貯蔵導管は、ハウジング部材の１つの中の第１の血液貯蔵導管溝およびガスケットまたは第２の血液貯蔵導管溝を有する／有しない他のハウジング部材のいずれかによって画定されている。血液貯蔵導管により血液をガスケットの表面に接触させることができる実施形態では、ガスケットはガスケットの浸潤を高めるために親水性材料で作られていることが好ましい。血液貯蔵導管は、いくつかの実施形態では、ハウジング部材のいずれにも溝のない単なるガスケットの切り抜きである。明確にするために、血液貯蔵導管は、いくつかの実施形態では、ガスケット切り抜きと位置合わせされた第１のハウジング部材内の溝またはガスケット切り抜きと位置合わせされた第２のハウジング部材内の溝を含む。さらに他の実施形態では、ガスケット切り抜きは、第１のハウジング部材内の第１の溝および第２のハウジング部材内の第２の溝と位置合わせされている。血液貯蔵導管の様々な実施形態の例示を他の導管、例えばバイオセンサー導管、血液分路および較正流体導管に適用することができ、それらも本発明の範囲内であるとみなされる。
【００５７】
溝およびガスケット切り抜きの非常に多くの組み合わせが存在し得るため、必要な血液の体積を最小限に抑えるために、後で説明する具体的な実施形態に例示されているものを選択する。試料体積を最小限に抑えることは、新生児のケアに関しては特に重要である。但し、カテーテルが動脈に挿入されているかなりの体重がある患者の場合と同様に、試料体積は必ずしも限定因子ではない。従って、特に指定がない限り、大きな血液体積を必要とする実施形態も本発明の範囲内であるとみなされる。小さい試料中の気泡のｐＯ２に対する効果も先に述べたように考慮しなければならない。
【００５８】
使い捨てカートリッジのいくつかの実施形態のハウジングは、血液貯蔵導管入口で開始して光学室で終了する血液分路を備える。カートリッジのいくつかの実施形態では、この分路はカートリッジの分析装置のスロットへの挿入面に直交した断面積を有し、光学室はカートリッジの分析装置のスロットへの挿入面に直交した光学的深さ寸法を有する。これらの実施形態では、血液分路断面積の最小寸法は光学的深さ寸法よりも実質的に大きい。カートリッジの他の実施形態では、カートリッジは、血液貯蔵導管の遠位端と光学室溢流室とを流体接続するためにハウジング内に血液分路を備え、血液分路は、血液貯蔵導管の遠位端からバイオセンサー導管への血液の流れを高めるために光学的深さ寸法よりも実質的に大きい、カートリッジの分析装置のスロットへの挿入面に直交した最大の迂回路深さ寸法を有する。
【００５９】
次に、本発明の具体的な実施形態についてさらに説明するために、図面の詳細について説明する。これらの実施形態は単に例であり、当業者であれば、明示的に示されていない他の実施形態が暗示されていることが分かるであろう。同様の要素に同じ符号を用いるように努めており、場合によっては例示されている本発明の実施形態を示すために符号の最後に文字が添えられている。例えば、本発明の第２、第３、第４、第５、第６および第７の実施形態を指すためにａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆという文字がそれぞれ使用されている。参照を容易にするために、表１は使用されている符号の一覧および参照されている構造的特徴の簡単な説明を提供している。
【００６０】
【表１】
2017516996.tif 000003
2017516996.tif 000004
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【００６１】
図１には、カートリッジの第１の実施形態に係る分光法およびバイオセンサー用カートリッジ１０の分解図が示されている。上から下に向かって構成要素が列挙されている。一番上の要素は柔軟な部材４０であり、その下に硬い層４４を有する柔軟な部材５０が続いている。その次に、較正流体袋窓９５、第１の光学窓６６および空気袋窓８６を示す第１のハウジング部材２０が示されている。第１のハウジング部材２０は、隠れた詳細部分、すなわちバイオセンサー導管溝７９、血液貯蔵導管溝５３および拡大空洞６４の部分６４’も現している。カートリッジ入口４３および廃棄物容器通気孔９３も示されている。
【００６２】
図１をさらに参照すると、第１のハウジング部材２０の下に、複数のガスケット切り抜きを有する両面のある粘着性ガスケット１００が示されている。表１は、使用される符号の一覧および参照されている構造的特徴の簡単な説明を提供しており、故に、簡潔のためにガスケット切り抜きの説明はここでは繰り返さない。ガスケット切り抜きおよび／または第１のハウジング部材内の溝および／または第２のハウジング部材内の溝を変更することにより、カートリッジ１０の他の実施形態を作製することができる。一例として、図８Ａ〜図８Ｄに４つの異なるガスケットが示されており、本発明の第２の実施形態では、図７Ｃに５３として第２のハウジング部材内の血液貯蔵導管溝が示されている。図８Ｄに示すガスケット実施形態には、ガスケット切り抜き１０１、１２６、１０２、１０３、１０４、１２４、１２１、１２５および１２２が単一の切り抜きとして１つに結合されており、ガスケット切り抜き１３６、１３３および１０９が別の単一の切り抜きとして１つに結合されている。
【００６３】
図１のガスケット１００の下には、第２のハウジング部材３０の中に、較正流体袋入れ子部９６およびバイオセンサー容器８３にそれぞれ合致する較正流体袋９４およびバイオセンサーアレイ８０が示されている。例示を目的としてバイオセンサーアレイ８０として複数のバイオセンサーが示されているが、バイオセンサーアレイは、１つまたは２つ以上のバイオセンサーを含むものと理解すべきである。第２のハウジング部材３０の中には、廃棄物容器空洞９２、空気袋空洞８５、較正流体袋スパイク９９、スパイク９９を収容するための較正流体袋スパイク凹部９７、較正流体を較正流体袋からバイオセンサー導管に移動させるための９８’および９８’’としてそれぞれ示されている較正流体溝の近位端および遠位端、拡大空洞６４の部分６４’’、および隠れた第２の光学窓６７も示されている。較正流体溝の遠位端９８’’とガスケット１００との組み合わせは較正流体導管を画定している。
【００６４】
カートリッジの第１の実施形態では、拡大空洞６４が球状に形成された要素として示されている（図３Ｂおよび図３Ｃにまとめて示されている）が、いくつかの実施形態は他の形状を有し、例えば半球状に形成されており、その場合、半球状に形成された溝は第１のハウジング部材または第２のハウジング部材のいずれかに位置し、かつ光学室溢流室５９内のガスケット切り抜きは必要ではない。拡大空洞の形状の他の非限定的な例は多面体である。カートリッジのいくつかの実施形態では、導管内の１つ以上の拡大空洞は戦略的位置に流路に沿って設けられている。拡大空洞の任意の機能のいくつかの非限定的な例は、ｉ）血液の流れを減速させ、ｉｉ）較正流体をバイオセンサー導管の中に血液試料から離して保持し、ｉｉｉ）例えばバイオセンサー較正中に試料をバイオセンサー導管から離して保持し、ｉｖ）大気中の酸素で汚染された血液を光学室から除去し、ｖ）キャップを係合させた後に血液が血液貯蔵導管の遠位端に向かって押された場合および毛細管アダプターのためのピストン組立体が毛細管アダプター内腔の中に挿入された場合にも、血液を回収するための貯蔵所として機能し、かつｖｉ）気泡を生じさせることである。気泡の任意の機能のいくつかの非限定的な例は、ａ）較正流体を血液試料から分離させ、かつｂ）血液が流れる前に残留する較正流体をバイオセンサー導管から除去し、それにより較正流体による血液試料の汚染を緩和することである。
【００６５】
図２Ａ〜図６Ｅをまとめて参照すると、使い捨てカートリッジの第１の実施形態に係る、診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置と共に使用される分光法およびバイオセンサー用カートリッジ１０のいくつかの図を示す概略図が示されている。分析装置３１０の例は図１４Ａ〜図１４Ｃにまとめて示されている。当業者であれば、分析装置３１０は単に分析装置の例の概略図であり、決して本発明を限定するものとしてみなされるべきではないことが分かるであろう。
【００６６】
図２Ａには、以下の詳細：ａ）図１に示すバイオセンサーアレイ８０の電気接点８２、ｂ）光学室入口５６（隠れた図）、ｃ）光学室５７（隠れた図）、ｄ）光学室出口５８（隠れた図）、ｅ）光学室溢流室５９（隠れた図）、ｆ）第１のハウジング部材２０、ｇ）空気袋空洞８５および空気袋窓８６と共に空気袋８５’を画定する第１の柔軟な部材４０、ｈ）較正流体を較正袋９４から放出するために較正流体袋窓９５、較正流体袋９４および較正流体袋スパイク９９と協働する第２の柔軟な部材５０、ｉ）ガスケット１００および空洞９２によって画定された、廃棄物容器内の圧力を解放するための廃棄物容器通気孔９３、およびｊ）バイオセンサー導管７８（隠れた図）を示す、カートリッジ１０の上面図が示されている。較正流体は特定のバイオセンサーを較正するために必要である。
【００６７】
図２Ｂには、以下の詳細：ａ）第１のハウジング部材２０、ｂ）第２のハウジング部材３０、ｃ）血液を含む注射器または毛細血管血を体の一部の穿刺された皮膚からカートリッジまで直接移動させるための毛細管アダプターを受け入れるためのカートリッジ入口４３、およびｄ）カートリッジ入口４３の外壁４９を示す、図２Ａに示すカートリッジ１０の右側面図が示されている。図２Ｃには、第２のハウジング部材３０および第２の光学窓６７を示す、図２Ａに示すカートリッジ１０の底面図が示されている。図２Ｄには、カートリッジ入口４３の外壁４９を示す、図２Ａに示すカートリッジ１０の正面図が示されている。図２Ｅには、ａ）第１の柔軟な部材４０、ｂ）第２の柔軟な部材５０、ｃ）廃液を受け入れるための廃棄物容器空洞９２、ｄ）空気袋空洞８５、ｅ）較正流体袋入れ子部９６、ｆ）較正流体袋スパイク９９、およびｇ）血液貯蔵溝導管５２を示す、図２Ａに示すカートリッジ１０のＥ−Ｅ線に沿った断面図が示されている。図２Ｆには、カートリッジ入口４３のさらなる詳細を示す、図２Ａに示すカートリッジ１０の細部Ｆの詳細図が示されている。図２Ｇには図２Ａに示すカートリッジ１０の斜視図が示されており、図２Ｈには、図２Ｇに示すカートリッジ１０の細部Ｈの詳細図が示されている。図２Ｆおよび図２Ｈで確認することができるカートリッジの第１の実施形態のカートリッジ入口の詳細は、ａ）カートリッジ入口の上部における環状表面、ｂ）カートリッジ入口の環状表面４６の凹部、ｃ）血液貯蔵導管入口５１、ｄ）空気袋排出口８８、およびｅ）カートリッジ入口４３の内壁である。
【００６８】
いくつかの実施形態（図示せず）では、内壁４８および外壁４９のうちの１つ以上は、キャップおよび／または注射器および／または毛細管アダプターに係合するためのねじ山を含む。このねじ山はルアーロックとして機能するように設計されていてもよい。図２Ｇには空気袋窓８６を現すために柔軟な部材４０が存在せず、かつ較正流体袋９４および較正流体袋窓９５を現すために柔軟な部材５０が存在しない斜視図が示されている。
【００６９】
バイオセンサー導管７８の一部（隠れた図）は、バイオセンサー導管溝７９、バイオセンサーアレイ部分内のバイオセンサーアレイ８０の活性領域８１（図１０Ｅを参照）およびバイオセンサーアレイの活性領域を血液および較正流体に曝露するガスケット切り抜き１０７によって画定されている。当業者であれば、「アレイ」という用語はカートリッジの具体例を記述するために使用されているが、単一のバイオセンサーも本発明の範囲内であり、「バイオセンサーアレイの活性領域」の代わりに「バイオセンサーの活性領域」と呼ぶ場合があることが分かるであろう。通常は、バイオセンサーの活性領域、例えばｐＨ電極（またはｐＨバイオセンサー）のイオン選択膜はバイオセンサー導管において露出されており、バイオセンサーの他の構成要素はバイオセンサー導管において露出されていなくてもよい。切り抜き１０７の周りのガスケットは液体がバイオセンサーアレイの他の領域（すなわち非活性領域）と接触するのを防止する。バイオセンサーアレイは、例えば接着剤によりバイオセンサー容器８３内で第２のハウジング部材３０に貼り付けられている。カートリッジ１０のいくつかの実施形態（図示せず）は、バイオセンサーアレイの下の第２のハウジング部材２０の中にバイオセンサー導管溝を含む。また、カートリッジ１０のいくつかの実施形態（図示せず）は、第１のハウジング部材２０の中にバイオセンサー容器を含み、かつ第２のハウジング部材３０の中にバイオセンサー導管溝を含む。バイオセンサー容器の他の形態はカートリッジの他の実施形態に示されている。
【００７０】
また、例として示されている実施形態には、バイオセンサーアレイ８０の上部にバイオセンサー電気接点８２（図２Ａを参照）が示されているが、米国特許第７，０９４，３３０号に開示されているように、この電気接点はバイオセンサーアレイの下部に位置し得ることを理解すべきである。
【００７１】
図３Ａには、注射器９０がカートリッジ入口４３に係合された状態で、カートリッジの第１の実施形態に係る、診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置と共に使用される分光法およびバイオセンサー用カートリッジ１０の上面図の詳細を示す概略図が示されている。カートリッジのこの実施形態は、カートリッジ入口４３への付属物が存在しない状態で先に図１〜図２Ｇに示されていたものである。図３Ｂには、以下の詳細：ａ）バイオセンサー導管の近位端７８’、ｂ）バイオセンサー導管溝の遠位端７８’’、ｃ）廃棄物容器９２、ｄ）第１のハウジング部材内の拡大空洞の部分６４’、およびｅ）第２のハウジング部材内の拡大空洞の部分６４’’を示す、図３Ａに示すカートリッジ１０のＢ−Ｂ線に沿った断面図が示されている。拡大空洞６４の部分６４’および６４’’ならびにバイオセンサー導管７８は図３Ｃ（図３Ａに示すカートリッジ１０のＣ−Ｃ線に沿った断面図）にも示されている。図３Ｄ、図３Ｅおよび図３Ｆには、図３Ａに示すカートリッジ１０および注射器９０の正面図、右側面図および斜視図がそれぞれ示されている。カートリッジ入口４３は確認することができないが、その外壁４９は確認することができる。
【００７２】
図４Ａには、カートリッジ入口４３に係合した毛細管アダプター７０を有する同じカートリッジ１０の上面図の詳細を示す概略図が示されている。図４Ｂには、図４Ａに示すカートリッジ１０のＢ−Ｂ線に沿った第１の断面図が示されている。図４Ｃには、カートリッジ１０および図４Ａに示す毛細管アダプター７０のＣ−Ｃ線に沿った第２の断面図が示されている。図４Ｄには、第１の光学窓６６、第２の光学窓６７および光学室５７を示す、図４Ｂに示すカートリッジ１０の細部Ｄの詳細図が示されている。図４Ｅおよび図４Ｇには、毛細管アダプター７０が図４Ａに示すカートリッジ入口４３に係合された状態で、カートリッジ１０の正面図および斜視図がそれぞれ示されている。図４Ｆには、図４Ｃに示すカートリッジ１０および毛細管アダプター７０の細部Ｆの詳細図が示されている。図４Ｈには、以下の詳細：ａ）毛細管アダプター入口部材７１、ｂ）毛細管アダプター入口７２、ｃ）毛細管アダプター内腔７３（隠れた図）、ｄ）毛細管アダプター把持部７４、ｅ）毛細管アダプター出口部材７５、およびｆ）毛細管アダプター出口７６を示す、毛細管アダプター７０の斜視図が示されている。図４Ｆには、以下の詳細：ａ）血液貯蔵導管入口５１と結合し、それにより内腔７３が血液貯蔵導管５２の伸長部として機能することができる毛細管アダプター出口７６、ｂ）空気袋導管８７、ｃ）空気袋排出口８８、ｄ）カートリッジ入口４３の外壁４９、およびｅ）カートリッジ入口４３を密閉するためにキャップ６０（図５Ａ〜図５Ｈを参照）が係合した場合であっても排出口８８を開放した状態に維持するためのカートリッジ入口４３（図２Ｈを参照）の環状表面４６の凹部４７が示されている。毛細管アダプターの実施形態７０では、出口部材７５は注射器９０の雄形端部として構成されている。いくつかの実施形態（図示せず）では、出口部材７５は、ルアーロックとして機能するように設計されたねじ山を含んでいてもよい。
【００７３】
図５Ａには、カートリッジ入口４３に係合したキャップ６０を有する同じカートリッジ１０の上面図の詳細を示す概略図が示されている。図５Ｂには、図５Ａに示すカートリッジ１０およびキャップ６０のＢ−Ｂ線に沿った第１の断面図が示されている。図５Ｃ、図５Ｄおよび図５Ｈには、図５Ａに示すカートリッジおよびキャップの右側面図、正面図および斜視図がそれぞれ示されている。図５Ｆには、図５Ｃに示すカートリッジおよびキャップのＦ−Ｆ線に沿った第２の断面図が示されている。図５Ｅには、下部６２およびキャップ内壁面６１を示す、キャップ６０の一実施形態の斜視図が示されている。図５Ｇには、ａ）血液貯蔵導管入口５１、ｂ）キャップ６０の下部６２、ｃ）空気袋導管８７、ｄ）空気袋排出口８８、およびｅ）カートリッジ入口の環状表面の凹部４７を示す、図５Ｂに示すカートリッジおよびキャップの細部Ｇの詳細図が示されている。本実施形態では、キャップ内壁面６１はカートリッジ入口４３の外壁４９と摩擦係合される（図２Ｂを参照）。他のカートリッジおよびキャップの実施形態では、より多くの任意の詳細が示されており、それらの機能が説明されている。
【００７４】
図６Ａには、図１に示すカートリッジ１０のガスケット１００の上面図が示されている。ガスケット切り抜きには番号が付されており、各切り抜きの簡単な説明は表１に提供されている。図６Ｂには、カートリッジ１０の第１のハウジング部材２０の底面図が示されおり、図６Ｃには図１に示すカートリッジ１０の第２のハウジング部材３０の上面図が示されている。図６Ｂおよび図６Ｃは、本のように開いているカートリッジ１０の２つのハウジング部材として視覚化することができる。図６Ｄには、ガスケット１００が第１のハウジング部材２０に重なり、かつ位置合わせされている状態で、図６Ｂに示すカートリッジ１０の第１のハウジング部材の底面図が示されている。図６Ｅには、ガスケット１００が第２のハウジング部材３０に重なり、かつ位置合わせされている状態で図６Ｃに示すカートリッジ１０の第２のハウジング部材の上面図が示されている。
【００７５】
図７Ａには、カートリッジの第２の実施形態に係る、診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置と共に使用される分光法およびバイオセンサー用カートリッジ１０ａの上面図の詳細を示す概略図が示されている。図７Ｂは、図７Ａに示すカートリッジ１０ａのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図７Ｃは、バイオセンサーアレイおよび較正流体袋が存在しない状態の図７Ａに示すカートリッジ１０ａの第２のハウジング部材の上面図である。図７Ｄは、図７Ａに示すカートリッジ１０ａの細部Ｄの第１の詳細図である。図７Ｅは、図７Ｂに示すカートリッジ１０ａの細部Ｅの第２の詳細図である。
【００７６】
図７Ａ〜図７Ｅにまとめて示すカートリッジ１０ａは、図１〜図６Ｅにまとめて示すカートリッジ１０と同様であり、従って、それらと共通する要素は共通の符号を共有する。いくつかの要素では、それらの要素がカートリッジの第２の実施形態の一部であることを示すために、「ａ」という文字が符号の最後に添えられている。カートリッジの第１の実施形態（１０）と第２の実施形態（１０ａ）との第１の違いは、血液貯蔵導管溝５３が第１のハウジング部材２０ａの代わりに第２のハウジング部材３０ａの中に配置されている点である。第２の違いは、カートリッジ入口４３ａの環状表面４６ａに凹部４７が存在しない点である（第１の実施形態における環状表面は凹部４７（図２Ｆおよび図２Ｈに示されている）を含む）。環状表面４６ｂに４７のような凹部が存在しないことにより、キャップ６０がカートリッジ入口４３ａと摩擦係合した場合に、環状表面４６ａはキャップ６０の下部６２と結合して気密シールを形成することができる。先に述べたように、第１の実施形態では、キャップ内壁面６１がカートリッジ入口４３の外壁４９とシールを形成する（図２Ｂおよび図５Ｇを参照）。図７Ｄおよび図７Ｅに示すように空気袋導管８７が角度をなしているため、環状表面４６ａに凹部は必要ではない。従って、空気袋排出口８８は実質的にカートリッジ入口４３の内壁４８に配置されている。環状表面４６ａとキャップ６０の下部６２との界面においてカートリッジ入口４３がキャップ６０により適切に密閉されている場合であっても、空気袋排出口８８と血液貯蔵導管入口５１との流体接続は維持される。
【００７７】
使い捨てカートリッジの第１および第２の実施形態は、図６Ａおよび図８Ａに示すように同様の切り抜きを有するガスケット１００を備える。他のカートリッジの実施形態は、図８Ｂ〜図８Ｄにまめとめて示すように、同様の第１および第２のハウジング部材および異なる切り抜きを有するガスケットを使用する。図８Ａには、ガスケットの第２の実施形態１００ａの上面図が示されている。図８Ｂには、ガスケットの第３の実施形態１００ａ’の上面図が示されている。図８Ｃには、ガスケットの第４の実施形態１００ａ’’の上面図が示されている。図８Ｄには、ガスケットの第５の実施形態１００ａ’’’の上面図が示されている。ガスケット切り抜きの簡単な説明は表１に提供されている。
【００７８】
診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置と共に使用される分光法およびバイオセンサー用カートリッジ１０ｂの第３の実施形態が分解図として図９Ａに示されている。図９Ｂには、第１の実施形態（図６Ｂを参照）との違いを示すために、図９Ａに示す第１のハウジング部材２０ｂの下部の詳細図が示されている。図９Ａ〜図９Ｂにまとめて示すカートリッジ１０ｂは図１に示すカートリッジ１０と同様であり、従って、それらと共通する要素は共通の符号を共有する。いくつかの要素では、それらの要素がカートリッジの第３の実施形態の一部であることを示すために、「ｂ」という文字が符号の最後に添えられている。カートリッジ１０の第１の実施形態と第３の実施形態との第１の違いは、血液分路５４（カートリッジの第４の実施形態１０ｃに関して図１０Ｆでも確認することができる）の追加である。血液分路は血液貯蔵導管の遠位端５２’’で開始する第１の開放端および光学室溢流室５９で終了する第２の開放端を有するトンネルである。カートリッジのいくつかの実施形態、例えば図１３Ａ〜図１３Ｒにまとめて示すカートリッジの第７の実施形態では、血液分路５４ｆは、光学室に隣接してそのトンネルの長さに沿って血液分路スリット４５４を有し、かつ血液分路５４ｆと光学室とを流体連通させるトンネルであり、ここで、血液分路スリット４５４の幅は光学室深さにおよそ等しい。いくつかの実施形態では、そのスリットの長さは血液分路の長さよりも短く、いくつかの実施形態は２つ以上のスリットを含み、ここで、そのスリットの長さの合計は血液分路（図示せず）の長さよりも短い。
【００７９】
第２の違いは、カートリッジ１０ｂのガスケット１００ｂにおける違いである。第３の違いは、拡大空洞６４とバイオセンサー導管７９とを流体接続するように配置された、カートリッジ１０ｂの第１のハウジング部材２０ｂにおける接続溝６５の追加である。
【００８０】
血液分路５４の追加により、直接的な光路長を画定している光学室深さがおよそ約５０ミクロン〜約２００ミクロンの範囲の下限値である場合に、光学室を迂回することによりバイオセンサー導管７８の中への血液の流れを増加させるという利点が得られる。使用中、血液を拡大空洞６４に到達するまで流したままにする。この時点で血液の流れを止めることにより、光学室は、それがまだ満たされていない場合に浅い光学室における毛細管作用により充填されるようになる。一例として、球状の拡大空洞の体積はおよそ約１０〜３５マイクロリットルの範囲である。カートリッジのいくつかの実施形態では、光学室の体積は、およそ約０．５〜約１０マイクロリットルの範囲である。従って、いくつかの実施形態では、血液貯蔵導管は血液の分光測定中にカートリッジによって受け取られた血液の９０％超を貯蔵する。当然のことながら、「試料を分析する」という用語は、「試料を検査する」または「試料を測定する」という場合もある。
【００８１】
任意の血液分路の機能のいくつかの他の非限定的な例は、ｉ）光学室がフィブリン鎖で詰まった場合にバイオセンサー導管への血液の流れを維持すること、およびｉｉ）患者から血液を採取するために使用される針の内腔径よりも実質的に小さい深さを有する光学室により血液が圧迫された場合に生じ得る溶血を緩和することである。光学的深さ寸法は、およそ約５０ミクロン〜約２００ミクロンの範囲であることが好ましい。それに対し、患者から血液を採取するための細い針とみなされている２１ゲージ針の内径は約５００ミクロンである。溶血は、より大きい穴を有する針で採取される血液と比較して、小さい穴を有する針を用いて血液を採取した場合により生じ得ることは周知である。従って、血液をバイオセンサー導管に到達させるために血液を強引に光学室に通すことを回避するという利点がある。
【００８２】
カートリッジの第４の実施形態に係る、診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置と共に使用されるカートリッジ１０ｃおよびキャップ６０ｃを含む分光法およびバイオセンサーシステムは、図１０Ａ〜図１０Ｕにまとめて示されている。カートリッジ１０ｃおよびキャップ６０ｃにおける要素は先に説明したカートリッジおよびキャップと同様であり、従って、それらと共通する要素は共通の符号を共有する。いくつかの要素では、それらの要素がカートリッジの第４の実施形態の一部であることを示すために、文字「ｃ」が符号の最後に添えられている。それらの要素の簡単な説明は表１に提供されている。カートリッジ１０ｃにおける第１の違いは、パドル１５０ｃがヒンジ１５１ｃによって第１のハウジング部材２０ｃにヒンジ式に取り付けられているという点である。第２の違いは、血液が第１の拡大空洞６４を満たしている場合に気泡を生じさせるための第２の拡大空洞６８が含まれている点である。第３の違いは、空気袋窓８６を有する第１のハウジング部材２０ｃ内の空洞８５によって画定された空気袋空洞である。第４の違いは、空気袋空洞８５およびパドル１５０ｃの両方を覆う単一のラミネート３１ｃである。第５の違いは、カートリッジ入口４３ｃのスナップフィットリップ４１ｃ（面取りとして示されている）である。キャップ６０ｃは、キャップを摩擦係合させるための不連続な環状スナップフィット要素４２ｃおよび圧力解放溝６３ｃを備え、それによりキャップがカートリッジ入口と係合した場合に血液貯蔵導管内の血液は押されない。この特徴は毛細管アダプター７０および毛細管アダプター７０のためのピストン組立体４００（図１３Ｆ〜図１３Ｎを参照）を用いた場合に有用であり、ピストン組立体を使用して大気汚染された血液の先端が光学室から除去されるように血液貯蔵導管内の血液を十分に促す。
【００８３】
第７の違いは、カートリッジ入口４３ｃの環状表面４６ｃの凹部４７ｃである。図２Ｆおよび図２Ｈに示す凹部４７の場合のように、凹部４７ｃにより環状表面４６ｃは完全に不連続になっていないことに留意されたい。カートリッジの第４の実施形態では、キャップ６０ｃの下部６２ｃはカートリッジ入口４３ｃの環状表面４６ｃと結合し、カートリッジ入口４３ｃを密閉する。
【００８４】
カートリッジ入口４３ｃのスナップフィットリップ４１ｃ（面取りとして示されている）により、キャップをカートリッジ入口と係合させることができ、それによりカートリッジ１０ｃの環状スナップフィット要素４５ｃはキャップ６０ｄ（図１１Ｓおよび図１１Ｕを参照）の環状スナップフィットシール４２ｄ（圧力解放溝６３ｃは必要ではない）と結合し、カートリッジ入口４３ｃを密閉された状態にする。スナップフィットリップ４１ｃ内の面取りにより、血液貯蔵導管内の血液に大きな力が加わることはない。当業者であれば、当該リップが（カートリッジの高さ寸法に沿って）幅広になるにつれて（例えば図１１Ｎに示すリップ４１ｄ）、血液貯蔵導管内の血液により大きな力が加わる、すなわち、当該リップがリップ４１ｄの幅と等しいストロークを有するプランジャーとして機能することが分かるであろう。リップ４１ｃは実質的に（カートリッジ入口の高さに沿った）幅寸法を有しないエッジのようなものである。カートリッジのいくつかの実施形態はキャップと共に示されているが、当然のことながらこれらは単に例であって図示されているキャップを１つまたは複数のカートリッジの実施形態と共に使用することができる。
【００８５】
図１０Ａには、カートリッジ１０ｃおよびキャップ６０ｃの分解図が示されている。図１０Ｂには、図１０Ａに示すカートリッジの第１のハウジング部材２０ｃの底面図が示されている。図１０Ｃには、図１０Ａに示すガスケット１００ｃが重なり、かつ位置合わせされている図１０Ｂに示す第１のハウジング部材２０ｃの底面図が示されている。図１０Ｄには、図１０Ａに示すカートリッジの第２のハウジング部材３０ｃの上面図が示されている。図１０Ｅには、図１０Ａに示すガスケット１００ｃが重なり、かつ位置合わせされている図１０Ｄに示す第２のハウジング部材３０ｃ（図１０Ａに示すバイオセンサーアレイ８０および較正流体袋９４を含む）の上面図が示されている。図１０Ｆには、キャップ６０ｃがカートリッジ入口４３ｃに係合された状態で図１０Ａに示すカートリッジの上面図が示されている。図１０Ｇには、図１０Ｆに示すカートリッジおよびキャップの右側面図が示されている。図１０Ｈには、図１０Ｆに示すカートリッジおよびキャップの底面図が示されている。図１０Ｊには、図１０Ｆに示すカートリッジおよびキャップのＪ−Ｊ線に沿った第１の断面図が示されている。図１０Ｋには、図１０Ｆに示すカートリッジのＫ−Ｋ線に沿った第２の断面図が示されている。図１０Ｌには、図１０Ｈに示すカートリッジのＬ−Ｌ線に沿った第３の断面図が示されている。図１０Ｍには、図１０Ｈに示すカートリッジおよびキャップのＭ−Ｍ線に沿った第４の断面図が示されている。図１０Ｎには、キャップ６０ｃが存在しない図１０Ｍに示すカートリッジの細部Ｎの第１の詳細図が示されている。図１０Ｐには、キャップ６０ｃが存在しない図１０Ａに示すカートリッジの斜視図が示されている。図１０Ｑには、図１０Ａに示すキャップ６０ｃの正面図が示されている。図１０Ｒには、カートリッジ入口４３ｃの詳細を示す図１０Ｐに示すカートリッジの細部Ｒの第２の詳細図が示されている。図１０Ｓには、図１０Ｑに示すキャップ６０ｃの底面図が示されている。図１０Ｔには、図１０Ｓに示すキャップ６０ｃのＴ−Ｔ線に沿った断面図が示されている。図１０Ｕには、図１０Ｑに示すキャップ６０ｃの斜視図が示されている。
【００８６】
カートリッジ入口４３ｃの第４の実施形態は、ａ）外壁４９、ｂ）入口４３ｃの上部にある環状表面４６ｃ、ｃ）環状表面４６ｃの凹部４７ｃ、ｄ）面取りを有するスナップフィットリップ４１ｃ、ｅ）環状スナップフィット要素４５ｃを備える。カートリッジ入口４３ｃを密閉するために使用されるキャップ６０ｃは、ｉ）内壁面６１ｃ、ｂ）内壁６１ｃ内の圧力解放溝６３ｃ、ｉｉ）カートリッジ入口４３ｃの環状表面４６ｃと結合するための平らな下部６２ｃ、およびｉｉｉ）不連続な環状スナップフィット要素４２ｃを備える。キャップ６０ｃがカートリッジ入口４３ｃと係合されている場合、血液貯蔵導管内の血液は、環状スナップフィット要素４２ｃを不連続にさせている圧力解放溝６３ｃにより血液貯蔵導管入口から押し出されない。他の同様の実施形態では、環状スナップフィット要素は、キャップを入口にロックするために２つ以上のセグメントを有するようにセグメント化されている。カートリッジ環状表面４６ｃはキャップ６０ｃの平らな下部６２ｃと結合してシールを形成する。なお、図２Ｈに示す環状表面４６および凹部４７と比較して、凹部４７ｃにより環状表面４６ｃは不連続になっていない。図２Ｈに示す環状表面４６および凹部４７の場合、環状表面４６は凹部４７により不連続になっている。
【００８７】
カートリッジの第５の実施形態に係る、診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置と共に使用されるカートリッジ１０ｄおよびキャップ６０ｄを備えた分光法およびバイオセンサーシステムは、図１１Ａ〜図１１Ｚにまとめて示されている。カートリッジ１０ｄおよびキャップ６０ｄ内の要素はカートリッジおよびキャップの第４の実施形態と同様であり、従って、それらと共通する要素は共通の符号を共有する。いくつかの要素では、それらの要素がカートリッジの第５の実施形態の一部であることを示すために「ｄ」という文字が符号の最後に添えられている。それらの要素の簡単な説明は表１に提供されている。第１の違いは、空気袋窓８６がカートリッジの第２のハウジング部材３０ｄの中に配置されている点である。第２の違いは、パドル１５０ｄがカートリッジの第２のハウジング部材３０ｄの中に配置されている点である。第３の違いは、カートリッジの第４の実施形態におけるバイオセンサー容器８３が、センサーアレイの加熱を容易にするために切り抜き突出部８４と置き換えられており、すなわち本実施形態では、センサーアレイは一例として図１４Ａに示す分析装置３１０内に位置する加熱素子（加熱素子は図示されていない）の上を摺動するという点である。第４の違いは、カートリッジが、図１１Ｂおよび図１１Ｄに示す実質的に矩形の断面形状の第２の拡大空洞６８を含み、かつ拡大空洞６４および６８がカートリッジの第２のハウジング部材３０ｄの中に配置された相互接続溝６９によって流体接続されている点である。第５の違いは、較正流体を貯蔵および放出するための較正流体袋９４ｄは脆弱シールを含み、それにより較正流体を放出するために図１０Ａに示すスパイク９９が必要でなくなるという点である。較正流体袋９４ｄの詳細は図１１Ｖ〜図１１Ｚにまとめて示されている。
【００８８】
図１１Ａには、カートリッジの第５の実施形態に係る、診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置と共に使用される分光法およびバイオセンサー用カートリッジ１０ｄおよびキャップ６０ｄの分解図が示されている。図１１Ｂには、図１１Ａに示すカートリッジの第１のハウジング部材２０ｄの底面図が示されている。図１１Ｃには、図１１Ａに示すガスケット１００ｄが重なり、かつ位置合わせされている図１１Ｂに示す第１のハウジング部材２０ｄの底面図が示されている。図１１Ｄには、図１１Ａに示すカートリッジの第２のハウジング部材３０ｄの上面図が示されている。図１１Ｅには、図１１Ａに示すガスケット１００ｄが重なり、かつ位置合わせされている図１１Ｄに示す第２のハウジング部材３０ｄ（図１１Ａに示すバイオセンサーアレイ８０を含む）の上面図が示されている。図１１Ｆには、キャップ６０ｄがカートリッジ入口４３ｄに係合された状態で図１１Ａに示すカートリッジの上面図が示されている。図１１Ｇには、図１１Ｆに示すカートリッジおよびキャップの右側面図が示されている。図１１Ｈには、図１１Ｆに示すカートリッジおよびキャップの底面図が示されている。図１１Ｊには、図１１Ｆに示すカートリッジのＪ−Ｊ線に沿った第１の断面図が示されている。図１１Ｋには、図１１Ｆに示すカートリッジのＫ−Ｋ線に沿った第２の断面図が示されている。図１１Ｌには、図１１Ｈに示すカートリッジのＬ−Ｌ線に沿った第３の断面図が示されている。図１１Ｍには、図１１Ｈに示すカートリッジおよびキャップのＭ−Ｍ線に沿った第４の断面図が示されている。図１１Ｎには、カートリッジ入口４３ｄの詳細を示す、キャップ６０ｄが存在しない図１１Ｍに示すカートリッジの細部Ｎの第１の詳細図が示されている。図１１Ｐには、キャップ６０ｄが存在しない図１１Ａに示すカートリッジの斜視図が示されている。図１１Ｒには、カートリッジ入口４３ｄのより詳細を示す、図１１Ｐに示すカートリッジの細部Ｒの第２の詳細図が示されている。図１１Ｓには、図１１Ａおよび図１１Ｆに示すキャップ６０ｄの正面図が示されている。図１１Ｔには、図１１Ｓに示すキャップ６０ｄの底面図が示されている。図１１Ｕには、図１１Ｓに示すキャップ６０ｄの斜視図が示されている。図１１Ｖには、脆弱シール２０５を有する較正流体袋９４ｄの上面図が示されている。図１１Ｗには、図１１Ｖに示す較正流体袋９４ｄの正面図が示されている。図１１Ｘには、図１１Ｖに示す較正流体袋９４ｄの底面図が示されている。図１１Ｙには、図１１Ｖに示す較正流体袋９４ｄのＹ−Ｙ線に沿った断面図が示されている。図１１Ｚには、図１１Ｙに示す較正流体袋９４ｄの細部Ｚの詳細図が示されている。
【００８９】
カートリッジ入口４３ｄの第５の実施形態は、ａ）外壁４９、ｂ）内壁４８、ｃ）入口４３ｄの上部にある環状表面４６ｄ、ｄ）環状表面４６ｄの凹部４７ｄ、ｅ）カートリッジ入口４３ｄの外壁４９に配置されたスナップフィットリップ４１ｄ、ｆ）カートリッジ入口４３ｄの外壁４９内のスナップフィットシール要素４５ｄを備える。キャップ６０ｄは、ｉ）内壁面６１ｄ、ｉｉ）キャップを摩擦係合させ、かつカートリッジ入口のスナップフィットシール要素４５ｄとキャップ６０ｄの環状スナップフィットシール４２ｄとの界面にシールを形成するための環状スナップフィットシール４２ｄを備える。スナップフィットリップ４１ｄは、血液試料の大気汚染された先端を光学室から除去するのに十分な程度にキャップを摩擦係合させるのに十分な（カートリッジ入口の高さに沿った）幅を有する。比較のために、図１０Ｎに示すスナップフィットリップ４１ｃはエッジ、すなわち実質的に幅寸法を有しないリップとして示されている。また、キャップの少なくとも上部は、キャップを解放した場合にキャップの上部の跳ね返りを防止するのに十分な硬さであり、それにより血液の逆流を生じさせ得る吸引の形成を回避する。環状表面４６ｄの凹部４７ｄは、空気袋排出口８８へのアクセスを提供し、それにより、キャップ６０ｄがカートリッジ入口４３ｄと適切に係合された場合に、空気袋排出口８８は血液貯蔵導管入口５１と流体接続された状態となる。
【００９０】
先に説明したシステムは、各種機能を示すためにカートリッジ入口４３とキャップ６０との相互作用のいくつかの例を提供している。１つのシステムでは、カートリッジ入口は、ａ）カートリッジ入口の外壁に配置されたスナップフィットリップ、ｂ）カートリッジ入口の外壁内のスナップフィットシール要素、およびｃ）カートリッジ入口の上部にある環状表面を含む。環状表面は凹部を含む。キャップは、ｉ）キャップを摩擦係合させ、かつカートリッジ入口のスナップフィットシール要素とキャップの環状スナップフィットシールとの界面にシールを形成するための環状スナップフィットシールを有する内壁、およびｉｉ）キャップを解放した場合にキャップの上部の跳ね返りを防止するのに十分な硬さのキャップの少なくとも上部を含む。スナップフィットリップは、血液試料の大気汚染された先端を光学室から除去するのに十分な程度にキャップを摩擦係合させるための十分な幅を有する。硬いキャップの上部は、血液の逆流を生じさせ得る吸引の形成を防止する。
【００９１】
別のシステムでは、カートリッジ入口はカートリッジ入口の上部に環状表面を含み、キャップは、カートリッジ入口を密閉するためにカートリッジ入口の環状表面と結合するための平らな下部を含む。キャップは、キャップを摩擦係合させるための内壁面をさらに含み、キャップの内壁は圧力解放溝を含み、それによりキャップはカートリッジ入口と係合され、血液貯蔵導管内の血液は血液貯蔵導管入口から押し出されない。
【００９２】
さらに別のシステムでは、カートリッジ入口は、環状表面を有するカートリッジ入口の上部および空気袋排出口の少なくとも一部を含むカートリッジ入口の内壁のうちの１つをさらに含む。カートリッジ入口を密閉するためにキャップがカートリッジ入口と適切に係合された場合、空気袋排出口は血液貯蔵導管入口との流体接続を維持するが、キャップによって外部の大気から密閉される。言い換えると、キャップは、空気袋排出口と血液貯蔵導管入口との間に加圧空気のための経路を提供する。
【００９３】
いくつかのシステムは、検査のために血液を患者の体の一部の穿刺部位からカートリッジまで移動させるための毛細管アダプターをさらに備える。毛細管アダプターは、ａ）血液試料の中に挿入するための毛細管アダプター入口を有する、毛細管の部品として構成された毛細管アダプター入口部材、ｂ）注射器の雄形端部として構成された毛細管アダプター出口部材、ｃ）血液貯蔵導管入口と実質的に結合するための毛細管アダプター出口、ｄ）毛細管アダプター入口と毛細管アダプター出口とを流体接続するための毛細管アダプター内腔、およびｅ）毛細管アダプターを取り扱うための把持部を備える。毛細管アダプターがカートリッジ入口と適切に係合された場合、毛細管アダプター内腔は血液貯蔵導管の伸長部となる。本システムは、毛細管アダプター内腔内に捕捉された血液を保存するための手段をさらに備え、この手段は、毛細管アダプター内腔内を摺動するようにサイズ決めされたピストン、頭部、およびピストンと頭部とを接続するためのロッドを有するピストン組立体を備え、内腔内部でピストンが頭部に力を加え、それにより頭部に対する力で、捕捉された血液が血液貯蔵導管入口を通して毛細管アダプター内腔から押し出される。本システムは、血液試料の大気汚染された先端を光学室から除去するための手段をさらに備え、それにより光学室は大気汚染から保護された血液で占められるようになる。この手段は、ｉ）毛細管アダプター内腔、ｉｉ）毛細管アダプター内腔内を摺動するようにサイズ決めされたピストンを有するピストン組立体、ｉｉｉ）頭部およびピストンと頭部とを接続するためのロッド、ならびにｉｖ）内腔内部でピストンが頭部に加える力を備える。
【００９４】
別のシステムでは、カートリッジ入口は、外壁表面およびカートリッジ入口の外壁表面に配置された入口環状スナップフィットシールを含み、キャップは、入口環状スナップフィットシールと係合するため、および入口環状スナップフィットシールとキャップ環状スナップフィットシールとの界面においてカートリッジ入口を密閉するために、内壁面およびキャップの内壁面に配置されたキャップ環状スナップフィットシールを含む。
【００９５】
一例として、使い捨てカートリッジは、ａ）ハウジング、ｂ）血液試料を受け取るためのハウジング内のカートリッジ入口、ｃ）カートリッジ入口に近い近位端およびカートリッジ入口から離れた遠位端を有するハウジング内の血液貯蔵導管、ｄ）挿入面に直交した光学的深さ寸法を有する、血液貯蔵導管の遠位端から血液を受け取って少なくとも２つのヘモグロビン種を測定するためのハウジング内の光学室、ｅ）光学室のその部分で血液から分光学的データを収集するために光学室の少なくとも一部と位置合わせするように配置されたハウジング内の少なくとも１つの光学窓、ｆ）光学室から血液を受け取るために光学室と流体接続された光学室溢流室、ｇ）血液貯蔵導管の遠位端からバイオセンサー導管までのより効率的な血液の流れのために光学室深さ寸法よりも実質的に大きい挿入面に直交した最大の分路深さ寸法を有する、血液貯蔵導管の遠位端と光学室溢流室とを流体接続するための血液分路、ｈ）血液試料の少なくともｐＨを測定するための少なくとも１つのバイオセンサーを有する、光学室溢流室から血液を受け取るためのハウジング内のバイオセンサー導管、ｉ）血液を血液貯蔵導管からバイオセンサー導管の中に促すために加圧空気を供給するためのハウジング内の空気袋および空気袋排出口、ｊ）バイオセンサー導管からの廃棄物液体を受け入れるための廃棄物容器、およびｋ）廃棄物容器内の圧力を解放するための廃棄物容器通気孔を備える。
【００９６】
いくつかの実施形態では、血液分路は、光学室に隣接するスリットをさらに含み、このスリットは血液分路の長さを超えない長さ、および光学的深さとおよそ等しいスリット幅を有する。光学室は廃棄物容器通気孔を介して通気されるため、スリットにより光学室内への血液の流れが容易になる。カートリッジの第６の実施形態に係る、診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置と共に使用されるカートリッジ１０ｅを備える分光法およびバイオセンサーシステムは、図１２Ａ〜図１２Ｒにまとめて示されている。カートリッジ１０ｅ内の要素は、カートリッジの第４および第５の実施形態内の要素と同様であり、従って、それらと共通する要素は共通の符号を共有する。いくつかの要素では、それらの要素がカートリッジの第６の実施形態の一部であることを示すために、文字「ｅ」が符号の最後に添えられている。それらの要素の簡単な説明は表１に提供されている。第１の違いは、較正流体袋９４ｅが、第１の箔外層および第１のポリマー内層を含む隆起部１９６ｅと、第２の箔外層および第２のポリマー内層を含む平坦部１９５ｅとを含む点である。較正流体袋９４ｅの詳細は図１２Ｌ〜図１２Ｒに示されている。第１および第２の箔外層は類似しているが、第１のポリマー内層は第２のポリマー内層よりも実質的に厚い。第１のポリマー内層は、形成プロセス中に第１の箔外層を損傷から保護するための隆起部の形成を可能にするのに十分な厚さである。第２のポリマー内層は、袋フランジ９１ｅに沿った第１および第２のポリマー内層の結合を可能にし、それにより周囲シールを形成するのに十分な厚さであるが、スパイク９９ｅによって容易に穿刺されるのに十分な薄さである。第２の違いは、図１２Ａおよび図１２Ｍに示す袋入れ子部９６ｅおよびスパイク９９ｅを収容するための袋スパイク凹部９７ｅの形状である。袋入れ子部９６ｅは周囲シールを含む袋フランジ９１ｅと結合するためにほぼ平らである。袋スパイク９９ｅの先端は袋入れ子部９６ｅよりも僅かに下にあるため、袋９４ｅを入れ子部９６ｅの中に組み立てる際に袋９４ｅの平坦部１９５ｅが誤って穿刺されることはない。パドル１５０ｅの作動中に凹部内に捕捉される空気を最小限に抑えるために、凹部９７ｅはボウル状に形成されていることが好ましい。パドル１５０ｅを押すことにより、較正流体袋にかかる圧力により平坦部１９５ｅがスパイク９９ｅの先端の中まで十分に隆起し、それによりスパイク９９ｅは袋９４ｅの平坦部１９５ｅを穿刺する。
【００９７】
カートリッジの第６の実施形態における第３の違いは、バイオセンサーアレイがｐＯ２を測定するための少なくとも酸素バイオセンサーおよびｐＨバイオセンサーを備える点である。カートリッジの第６の実施形態における第４の違いは、十分なサイズおよび数でバイオセンサー導管溝７９の屋根に複数のめくら穴２１５を含み、それにより大気中の酸素を較正流体中の酸素で平衡させるのに十分な空気が捕捉される点である。大気中の酸素で平衡された較正流体を用い、かつ大気圧を測定することにより、酸素バイオセンサーの較正の時点で較正流体中のｐＯ２を決定することができる。従って、カートリッジ１０ｅと共に使用される分析装置の一実施形態は、大気圧を測定するための手段を備える。カートリッジ１０ｅにおいて、複数のめくら穴２１５は酸素バイオセンサーに実質的に近くなるように配置されている。捕捉される空気の好適な体積の決定については、Ｌａｕｋｓの米国特許第５，６１４，４１６号に開示されている。
【００９８】
図１２Ａには、カートリッジの第６の実施形態に係る、診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置と共に使用される分光法およびバイオセンサー用カートリッジ１０ｅの分解図が示されている。図１２Ｂには、図１２Ａに示すカートリッジの第１のハウジング部材２０ｅの底面図が示されている。図１２Ｃには、図１２Ａに示すガスケット１００ｅが重なり、かつ位置合わせされている、図１２Ｂに示す第１のハウジング部材２０ｅの底面図が示されている。図１２Ｄには、図１２Ａに示すカートリッジの第２のハウジング部材３０ｅの上面図が示されている。図１２Ｅには、図１２Ａに示すガスケット１００ｅが重なり、かつ位置合わせされている、図１２Ｄに示す第２のハウジング部材３０ｅ（図１２Ａに示すバイオセンサーアレイ８０および較正流体袋９４ｅを含む）の上面図が示されている。図１２Ｆには、複数のめくら穴２１５を示す、図１２Ｂに示すカートリッジの細部Ｆの詳細図が示されている。図１２Ｇには、図１２Ａに示すカートリッジ１０ｅの右側面図が示されている。図１２Ｈには、図１２Ｇに示すカートリッジ１０ｅの背面図が示されている。図１２Ｊには、図１２Ｇに示すカートリッジ１０ｅの上面図が示されている。図１２Ｋには、図１２Ａに示すカートリッジ１０ｅの斜視図が示されている。図１２Ｌには、図１２Ｊに示すカートリッジのＬ−Ｌ線に沿った断面図が示されている。図１２Ｍには、図１２Ｌに示すカートリッジの細部Ｍの詳細図が示されている。図１２Ｎには、図１２Ａに示す較正流体袋９４ｅの上面図が示されている。図１２Ｐには、図１２Ｎに示す較正流体袋９４ｅの正面図が示されている。図１２Ｑには、図１２Ｎに示す較正流体袋９４ｅの底面図が示されている。図１２Ｒには、較正流体袋空洞２０３ｅを示す、図１２Ｑに示す較正流体袋９４ｅのＲ−Ｒ線に沿った断面図が示されている。較正流体袋の他の例は、Ａｄｅの米国特許第８，４４９，８４３号に開示されている。Ａｄｅは穿刺部位として当該袋の隆起側にある窪みを開示している。この窪みは、当該袋をカートリッジ内のスパイクによる早過ぎる破裂から保護するためのものである。袋入れ子部は平らではないが、窪みを有する隆起側に合致するように輪郭形成されている。
【００９９】
カートリッジの一実施形態１０ｅでは、較正流体袋は、ａ）第１の箔外層および第１のポリマー内層を含む隆起側、ｂ）第２の箔外層および第２のポリマー内層を含む平坦側、ｃ）隆起側および平坦側を一緒に保持するための周囲シールを含むフランジ、およびｃ）隆起側と平坦側との間に隆起によって形成された較正流体を含む空洞を含む。第１のポリマー内層は隆起側における隆起の形成を可能にするのに十分な厚さであり、第２のポリマー内層は、フランジに沿って周囲シールを形成するのための第１および第２のポリマー内層の結合を可能にするのに十分な厚さであるが、較正流体を放出するための穿刺を容易にするのに十分な薄さである。このカートリッジの実施形態は、スパイク９９ｅを収容するために中間部分の周りに配置された凹部９７ｅを有するほぼ平らな較正流体袋入れ子部９６ｅも備える。スパイク９９ｅは、当該袋を穿刺するために上部に先端を有する。袋の平坦側１９５ｅは平らな較正流体袋入れ子部９６ｅと結合し、スパイクの先端は、当該袋をスパイク９９ｅによる袋の平坦側１９５ｅにおける偶発的破裂から保護するために、較正流体袋入れ子部の平坦部よりも十分に下にある。
【０１００】
カートリッジの第７の実施形態に係るカートリッジ１０ｆ、毛細管アダプター７０および毛細管アダプター７０のためのピストン組立体４００の一実施形態を備える、診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置と共に使用される分光法およびバイオセンサーシステムは、図１３Ａ〜図１３Ｒにまとめて示されている。カートリッジ１０ｆ内の要素はカートリッジの第６の実施形態内の要素と同様であり、従って、それらと共通する要素は共通の符号を共有する。いくつかの要素では、それらの要素がカートリッジの第７の実施形態の一部であることを示すために、「ｆ」という文字が符号の最後に添えられている。それらの要素の簡単な説明は表１に提供されている。第１の違いは、血液分路５４ｆがそのトンネルの長さに沿って血液分路スリット４５４を有するトンネルであり、血液分路スリット４５４の幅がガスケット１００ｆの厚さにおよそ等しいという点である。血液分路スリット４５４は、血液分路５４ｆ、光学室５７ｆおよび拡大空洞６４間を流体連通する。拡大空洞６４は廃棄物容器９２ｆおよびバイオセンサー導管７８ｆを介して通気口９３ｆに流体接続されているため、血液分路スリット４５４の機能は、光学室の充填を強化することである。光学室５７ｆ、拡大空洞６４ｆおよび血液分路５４ｆは実質的に単一の区画を画定しており、図１３Ａに示す切り抜き１０２ｆ、１０３ｆ、１０４ｆおよび１２１ｆとして符号が付されている１つに結合されたガスケット切り抜きと共に図１３Ｆに示されている（隠れた図）。第２の違いは、血液貯蔵導管５２が、図１３Ｂおよび図１３Ｄに示されている毛細管溝５３ｆ’および５３ｆ’’に入れ子にされている毛細管５５ｆの内腔であるという点である。本実施形態では、毛細管５５ｆの内腔は早期の血液凝固を緩和するためにヘパリン添加されており、毛細管はプラスチック、例えばＰＥＴＧ（グリコール変性ポリエチレンテレフタレート）で作られていることが好ましいが、これは決して本発明を限定するものとしてみなされるべきではない。当業者であれば、「ヘパリン添加」とは、毛細管５５ｆの内腔のヘパリン被覆または毛細管の近位端における綿毛状の凍結乾燥したヘパリンもしくは液体ヘパリンのいずれかの堆積を意味していることが分かるであろう。いくつかのプラスチック毛細管に関しては、ガラス毛細管と比較した場合に管の壁一帯へのガスのより多くの拡散が観察されたが、プラスチックは容易に破壊され得るガラスよりも安全性という利点が得られる。ＰＥＴＧは血液ガス分析用の毛細管を製造するためによく使用されるプラスチックである。血液貯蔵導管を毛細管５５ｆの形態で予め作製する利点は、カートリッジハウジング部材を成形するために使用されるプラスチックの選択肢がより多くなるという点である。
【０１０１】
図１３Ａには、カートリッジの第７の実施形態に係る、診断用の分光法・バイオセンサー結合型分析装置と共に使用される分光法およびバイオセンサー用カートリッジの分解図が示されている。図１３Ｂには、図１３Ａに示すカートリッジの第１のハウジング部材２０ｆの底面図が示されている。図１３Ｃには、図１３Ａに示すガスケット１００ｆが重なり、かつ位置合わせされている、図１３Ｂに示す第１のハウジング部材２０ｆの底面図が示されている。図１３Ｄには、図１３Ａに示すカートリッジの第２のハウジング部材３０ｆの上面図が示されている。図１３Ｅには、図１３Ａに示すガスケット１００ｆが重なり、かつ位置合わせされている、図１３Ｄに示す第２のハウジング部材３０ｆ（図１３Ａに示すバイオセンサーアレイ８０および較正流体袋９４ｆを含む）の上面図が示されている。
【０１０２】
図１３Ｆには、まとめて図１３Ａ〜図１３Ｅに示すカートリッジ１０ｆの一実施形態および図４Ｈに示す毛細管アダプター７０のための図１３Ｊに示すピストン組立体４００の一実施形態を示す、診断用の分光法・バイオセンサー結合型システム４５０の上面図が示されている。図１３Ｇには、図１３Ｆに示すシステム４５０のＧ−Ｇ線に沿った第１の断面図が示されている。図１３Ｈには、図１３Ｆに示すシステム４５０のＨ−Ｈ線に沿った第２の断面図が示されている。図１３Ｊには、頭部４１０、ピストン４２０および頭部４１０とピストン４２０とを接続するピストンロッド４１５を示す、毛細管アダプター７０のためのピストン組立体の一実施形態４００の正面図が示されている。図１３Ｋには、図１３Ｊに示すピストン組立体４００のＫ−Ｋ線に沿った断面図が示されている。図１３Ｌには、図１３Ｊに示すピストン組立体の実施形態４００の上面図が示されている。図１３Ｍには、図１３Ｆに示すシステム４５０のＭ−Ｍ線に沿った第３の断面図が示されている。図１３Ｎには、図１３Ｍに示すシステム４５０の細部Ｎの詳細図が示されている。図１３Ｐには、図１３Ｆに示すシステム４５０の斜視図が示されている。図１３Ｒには、図１３Ｐに示すシステム４５０の部分分解図が示されており、図１３Ａにはカートリッジ１０ｆの分解図が示されている。
【０１０３】
毛細管アダプター７０のためのピストン組立体の実施形態４００の機能は、毛細管アダプター７０の内腔７３から血液を排出させることである。毛細管アダプター７０についての詳細は図４Ｆおよび図４Ｈに示されている。ピストン組立体４００の別の機能は、血液貯蔵導管５２内の血液に正圧を加えて血液を光学室５７ｆの中に押しやり、それにより大気中の酸素で汚染されている可能性のある光学室５７ｆ内の血液の先端を、光学室５７ｆから流し出すことである。光学室からの流し出しは、既に説明したようにキャップをカートリッジ入口４３ｆと係合させるプロセス中に達成することもできる。
【０１０４】
図１４Ａには、分析装置の一実施形態およびカートリッジの一実施形態を示す、診断用の分光法・バイオセンサー結合型システムの斜視図が示されている。例示のために、カートリッジの第７の実施形態１０ｆと分析装置の一実施形態３１０との相互作用が示されている。図１４Ｂには、カートリッジが分析装置３１０のスロット３１５の中に完全に挿入された状態で、図１４Ａに示す診断用の分光法・バイオセンサー結合型システムの正面図が示されている。図１４Ｃには、カートリッジ１０ｆが分析装置３１０のスロット３１５の中に完全に挿入された状態で、図１４Ａに示す診断用の分光法・バイオセンサー結合型システムの上面図が示されている。なお、カートリッジ１０ｆの分析装置３１０のスロット３１５内への挿入面はその頁と平行であるが、その頁と垂直であるか他の角度を有するカートリッジのスロット内への挿入面を有する他の分析装置も本発明の範囲内である。
【０１０５】
次に、ここに説明されているシステムを用いて患者の酸素化および酸塩基状態を評価する方法の例を示す。本方法は、１）使い捨てカートリッジを用意する工程を含む。このカートリッジは、ａ）患者の血液を含む注射器および患者の体の一部の穿刺部位からカートリッジまで血液の一部を移動させるための毛細管アダプターのうちの１つから血液を受け取るためのカートリッジ入口、ｂ）近位端および遠位端を有し、その近位端はカートリッジ入口に流体接続されている血液貯蔵導管、ｃ）その遠位端において血液貯蔵導管に流体接続された光学室、ｄ）血液ｐＨを測定するための少なくともｐＨバイオセンサーを備え、かつ光学室に流体接続されたバイオセンサー導管、ｅ）較正流体を含む較正流体袋、およびｆ）空気袋を備える。
【０１０６】
本方法は、２）カートリッジ入口を密閉するためのキャップを用意する工程、および３）分析装置を用意する工程をさらに含む。分析装置は、ａ）スロット、ｂ）ＥＭＲ源、ｃ）少なくとも２つのヘモグロビン種の測定を容易にするための少なくとも２つの較正アルゴリズムを含むプロセッサを備える。本方法は、３）血液貯蔵導管および光学室を患者の血液で充填する工程、および４）充填後にカートリッジ入口をキャップで密閉して密閉されたカートリッジを得る工程をさらに含む。カートリッジ入口をキャップで密閉する工程は、血液貯蔵導管を血液で充填しない場合（血液は典型的に血液貯蔵導管に既に添加されているため）、本実施形態では、空気袋排出口から血液貯蔵導管の近位端までの加圧空気のための経路を提供する工程を構成する。血液貯蔵導管を血液で充填し、かつカートリッジ入口を密閉しない場合（典型的にはカートリッジ入口を密閉する前）、本方法は、血液を受け取る血液貯蔵導管の一部を空気袋排出口から遮断して空気袋排出口を血液から分離する工程をさらに含む。
【０１０７】
本方法は、５）密閉されたカートリッジを分析装置のスロットに挿入する工程、６）光学室内の血液にＥＭＲ源を照射して分光学的データを収集する工程、７）少なくとも２つの較正アルゴリズムを分光学的データに適用して少なくとも２つのヘモグロビン種の濃度を得る工程、８）少なくとも２つのヘモグロビン種の濃度からヘモグロビン酸素飽和度を計算する工程、９）少なくとも較正流体を較正流体袋から放出して較正流体をｐＨバイオセンサーと接触させることによりｐＨバイオセンサーを較正する工程、１０）較正工程後に空気袋を作動させて加圧空気のための経路を通して血液貯蔵導管の近位端に加圧空気流を供給して血液試料の一部をｐＨバイオセンサーに接触させる工程、および１１）光学室に照射して空気袋を作動させる工程後に血液ｐＨを測定する工程をさらに含み、それによりヘモグロビン酸素飽和度および血液ｐＨにより患者の酸素化および酸塩基状態の評価を得る。
【０１０８】
患者の酸素化および酸塩基状態を評価する方法の別の例では、カートリッジ入口は、血液貯蔵導管の近位端においてカートリッジ入口の内側に配置された血液貯蔵導管入口および空気袋に流体接続された空気袋排出口を備える。本方法は、血液を受け取る血液貯蔵導管の一部を空気袋排出口から遮断して空気袋排出口を血液から分離する工程を含む。本方法は、１）血液を含む注射器および血液の一部を患者の体の一部の穿刺部位からカートリッジまで移動させるための毛細管アダプターのうちの１つを用意する工程、および２）充填工程の前に、注射器および毛細管アダプターのうちの１つをカートリッジ入口の内側に挿入し、貯蔵導管入口と空気袋排出口との流体連通を切断する工程をさらに含み、それにより血液貯蔵導管および光学室を患者の血液で充填する工程の間に空気袋の中への血液の流れを緩和する。
【０１０９】
患者の酸素化および酸塩基状態を評価する方法の別の例では、カートリッジ入口は、血液の一部を患者の体の一部の穿刺部位からカートリッジまで移動させるための毛細管アダプターを受け入れるように構成されている。毛細管アダプターは、ａ）血液試料の中に挿入するための毛細管アダプター入口を有する、毛細管の部品として構成された毛細管アダプター入口部材、ｂ）注射器の雄形端部として構成された毛細管アダプター出口部材、ｃ）血液貯蔵導管入口と実質的に結合するための毛細管アダプター出口、ｄ）毛細管アダプター入口と毛細管アダプター出口とを流体接続するための毛細管アダプター内腔、およびｅ）毛細管アダプターを取り扱うための把持部を備える。本方法は、毛細管アダプター内腔をカートリッジ入口と適切に係合させることにより、血液貯蔵導管を毛細管アダプター内腔の長さだけ伸長させる工程をさらに含む。
【０１１０】
患者の酸素化および酸塩基状態を評価する方法のさらに別の例では、毛細管アダプターは、ａ）毛細管アダプター内腔内を摺動するようにサイズ決めされたピストン、ｂ）頭部、およびｃ）ピストンと頭部とを接続するためのロッドを有するピストン組立体をさらに備える。本方法は、ピストン組立体により、捕捉された血液を血液貯蔵導管入口を通して毛細管アダプター内腔から押し出し、それにより血液を保存し、かつ血液試料の大気汚染された先端を光学室から除去し、大気汚染から保護された血液が光学室を占めることができるようにする工程をさらに含む。
【０１１１】
上記説明は例示的な実施形態を示しており、当然のことながら、本発明は公正な意味および添付の特許請求の範囲から逸脱することなく修正および変更することができる。従って、説明してきた内容は、本発明の実施形態の態様の適用の単に例示である。上記教示を踏まえた本発明の数多くの修正および変更が可能である。従って、添付の特許請求の範囲内で、具体的に本明細書に記載されている方法以外の方法で本発明を実施することができるということを理解されたい。さらに、記載されている特徴の組み合わせは、本発明による解決法にとって絶対的に必要なものではない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図２Ｈ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７Ａ−７Ｃ】
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【図７Ｄ−７Ｅ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１０Ｇ】
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【図１０Ｈ】
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【図１０Ｊ】
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【図１０Ｋ】
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【図１０Ｌ】
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【図１０Ｍ】
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【図１０Ｎ】
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【図１０Ｐ】
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【図１０Ｑ】
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【図１０Ｒ】
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【図１０Ｓ】
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【図１０Ｔ】
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【図１０Ｕ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【図１１Ｇ】
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【図１１Ｈ】
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【図１１Ｊ】
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【図１１Ｋ】
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【図１１Ｌ】
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【図１１Ｍ】
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【図１１Ｎ】
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【図１１Ｐ】
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【図１１Ｒ】
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【図１１Ｓ】
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【図１１Ｔ】
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【図１１Ｕ】
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【図１１Ｖ】
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【図１１Ｗ】
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【図１１Ｘ】
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【図１１Ｙ】
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【図１１Ｚ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１２Ｆ】
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【図１２Ｇ】
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【図１２Ｈ】
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【図１２Ｊ】
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【図１２Ｋ】
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【図１２Ｌ】
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【図１２Ｍ】
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【図１２Ｎ】
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【図１２Ｐ】
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【図１２Ｑ】
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【図１２Ｒ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１３Ｆ】
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【図１３Ｇ】
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【図１３Ｈ】
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【図１３Ｊ】
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【図１３Ｋ】
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【図１３Ｌ】
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【図１３Ｍ】
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【図１３Ｎ】
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【図１３Ｐ】
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【図１３Ｒ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【国際調査報告】
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