(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）複数の光ファイバー・リボンを備え、
ｂ）これ等の各光ファイバー・リボンに、互いに対向する端部を持つ所定数の光ファイバーを設け、前記光ファイバー・リボン内の前記各光ファイバーの一端部を光受入れ端部とし、前記光ファイバー・リボン内の前記各光ファイバーの反対側端部を光伝送端部とし、
ｃ）前記複数の光ファイバー・リボンを、円筒形通路を形成するように横方向軸線のまわりに半径方向に配置し、前記光ファイバー・リボンの前記光受入れ端部を前記横方向軸線から等距離にし、前記円筒形通路を、化学反応を受ける検体を含む液体を入れる管を受入れる寸法にすることにより、前記化学反応により放出される化学ルミネセンス光が、前記光ファイバー・リボンの前記光受入れ端部を経て対応する前記各光伝送端部に進むことができるようにし、
ｄ）前記光ファイバー・リボンの半径方向配置と、前記横方向軸線から等距離の前記光受入れ端部部分の位置とを耐光性の囲い内に一まとめにして保持する保持手段を設け、
ｅ）前記光ファイバー・リボンの半径方向配置を保持する前記保持手段が、取付けコアを備え、この取付けコア内に前記光ファイバー・リボンを支えるようにし、
ｆ）前記取付けコアに、前記横方向軸線のまわりに配置した複数の区分を設け、これ等の各区分を、半径方向に間隔を置くことにより、この半径方向の間隔が、前記光ファイバー・リボンを収容するようにし、
ｇ）前記半径方向の間隔により、前記横方向軸線から半径方向に延びる複数のみぞ穴を形成し、これ等の各みぞ穴が、前記各光ファイバー・リボンに対応することにより、前記各光ファイバー・リボンを、前記みぞ穴の各別の１つ内に収容するようにし、
ｈ）前記円筒形通路への半径方向の経路を提供するため、前記区分の１つ又は前記区分の一部を前記取り付けコアから取りはずし可能にして成る、
化学ルミネセンス光を収集し、伝送する収集伝送装置。
【請求項２】
前記光ファイバー・リボンの前記光伝送端部をケーブルの形で収集する収集手段を備えることにより、前記光伝送端部を前記ケーブルの端部として構成した請求項１の収集伝送装置。
【請求項３】
前記光ファイバー・リボンの前記光伝送端部を相互に分離した請求項１の収集伝送装置。
【請求項４】
前記光ファイバー・リボンを経て伝送される化学ルミネセンス光を電子信号に変換するように、前記光ファイバー・リボンの光伝送端部と協動可能な光子計数器を備えた請求項１の収集伝送装置。
【請求項５】
前記円筒形通路内に配置した管内の空気液体境界面を感知するように、前記光子計数器と協動可能な気泡検出器を備えた請求項４の収集伝送装置。
【請求項６】
前記光ファイバー・リボンの前記光受入れ端部を所定の横断面形状を持つバンドの形にした請求項１の収集伝送装置。
【請求項７】
前記バンドの横断面形状を長方形にし、前記光受入れ端部を長方形にした請求項６の収集伝送装置。
【請求項８】
前記区分を、円柱の扇形部分として形成した請求項１の収集伝送装置。
【請求項９】
前記区分用の耐光性のハウジングを備え、このハウジングに、前記円筒形通路に整合する１個の穴を形成して、前記管を前記円筒形通路内に配置するために、前記ハウジング内に収容することができるようにした請求項１の収集伝送装置。
【請求項１０】
前記区分用の耐光性のハウジングを備え、このハウジングに、前記円筒形通路に整合する穴を形成して、前記管を、前記円筒形通路内に配置している間に前記ハウジング内に又このハウジングから外へ延長するために収容することができるようにした請求項１の収集伝送装置。
【請求項１１】
ａ）光を受入れる一方の自由端部と、光を伝送する反対側端部とをそれぞれ持つ複数の光ファイバー・リボンを備え、
ｂ）前記各光受入れ端部を、円筒形の径路の周辺に位置させることにより、前記各光受入れ端部が前記円筒形の径路の軌跡を形成するようにし、
ｃ）前記光受入れ端部が、化学反応を受ける検体を含む液体を入れる管を囲むのに適するように、前記円筒形の径路の周辺における前記光ファイバー・リボンの前記光受入れ端部の整合を耐光性の囲い内に一まとめにして維持する維持手段を備えることにより、前記化学反応により放出される化学ルミネセンス光が、前記光ファイバー・リボンの前記各光受入れ端部を経て前記各光伝送端部に進むようにし、
ｄ）前記光受入れ端部の整合状態を維持する前記維持手段に、前記光受入れ端部を位置決めする位置決め手段を持つコアを設け、
ｅ）前記円筒形通路に横方向軸線を設け、前記位置決め手段に、前記横方向軸線から半径方向に延び、それぞれ前記各光ファイバー・リボンの光受入れ端部部分の１つを保持するみぞ穴を形成する複数の位置決め区分を設け、
ｆ）前記円筒形通路への半径方向の経路を提供するため、前記位置決め区分の１つ又は前記位置決め区分の一部を前記コアから取りはずし可能にして成る、
化学ルミネセンス光を収集し、伝送する収集伝送装置。
【請求項１２】
前記光受入れ端部部分を、前記円筒形径路のまわりに均等に配分した請求項１１の収集伝送装置。
【請求項１３】
前記光受入れ端部部分を、前記円筒形径路の周辺のまわりに不均等に配分した請求項１１の収集伝送装置。
【請求項１４】
前記光ファイバー・リボンの光伝送端部を、ケーブルの形に収集する手段を備えた請求項１１の収集伝送装置。
【請求項１５】
前記コアの前記位置決め区分の一部が除去された領域に、除去されていない前記位置決め区分により保持された前記光ファイバー・リボンの前記光受け入れ端部と反射面とが向かい合うように鏡を取付けることにより、前記鏡が前記円筒形通路内に発生する光を、前記光受け入れ端部側に反射し、反射された光を前記光受入れ端部により取り上げるようにした請求項１１の収集伝送装置。
【請求項１６】
前記円筒形通路内に前記管を配置したときに、この管を収容するように前記円筒形通路に整合する互いに対向する穴を持つ耐光性のハウジング内に、前記コアを取付けた請求項１１の収集伝送装置。
【請求項１７】
前記位置決め区分を、前記横方向軸線のまわりに配置し、相互に半形方向に間隔を置くことにより、この半径方向の間隔が前記光ファイバー・リボンを収容するようにした請求項１１の収集伝送装置。
【請求項１８】
前記位置決め区分を、円柱の形体として形成した請求項１７の収集伝送装置。
【請求項１９】
ａ）互いに対向する端部を持つ複数の光ファイバー・リボンを、横方向軸線のまわりに半径方向に配置することにより、前記各光ファイバー・リボンの一端部分を、耐光性の囲い内において前記横方向軸線から等距離にしてこの横方向軸線のまわりに円筒形通路を形成する段階と、
ｂ）前記各光ファイバー・リボンの前記一端部分に整合する前記円筒形通路の囲い内に検体を含む流体試料を位置させる段階と、
ｃ）前記流体試料から前記円筒形通路内に生じる光を、前記光ファイバー・リボンの光受入れ端部部分としての前記一端部分を経て収集する段階と、
ｄ）前記光ファイバー・リボンの前記光受入れ端部から前記光ファイバー・リボンの反対側端部に、そして選定したデータへの変換のために受入れ場所に光を伝送する段階と、
ｅ）前記光ファイバー・リボンの半径方向配置を、取付けコア内に前記光ファイバー・リボンを支えることにより保持する段階と、
ｆ）前記横方向軸線から延びる前記取付けコアに、半径方向に延びる複数のみぞ穴を設けることにより、これ等の各みぞ穴が、前記各光ファイバー・リボンに対応し、前記各光ファイバー・リボンを、前記みぞ穴の各別の１つ内に収容するようにする段階と、
ｇ）前記横方向軸線のまわりに複数の区分を配置することによって、これ等の各区分を、半径方向に間隔を置くことによって、前記横方向軸線から半径方向に延びる複数のみぞ穴を形成し、これ等の各みぞ穴が、前記各ファイバー・リボンに対応し、これ等各光ファイバー・リボンを前記みぞ穴の１つ内に収容する段階と、
ｈ）前記円筒形通路への半径方向の経路を提供するため、前記区分の１つ又は前記区分の一部を前記取り付けコアから除去可能にする段階と、
を包含する、化学ルミネセンス光を収集し、伝送する収集伝送方法。
【請求項２０】
分析試料内の検体を定量化するように選択的に前記分析試料を照明しこの試料からの光を収集する照明収集方法において、
ａ）互いに対向する端部を持つ複数の光ファイバー・リボンを、横方向軸線のまわりに半径方向に配置することにより、前記各光ファイバー・リボンの一端部分を、耐光性の囲い内において前記横方向軸線から等距離にして前記横方向軸線のまわりに円筒形通路を形成する段階と、
ｂ）前記各光ファイバー・リボンの前記一端部分に整合する前記円筒形通路の囲い内に検体を含む流体試料を位置させる段階と、
ｃ）前記光ファイバー・リボンのうちの少なくとも１つの光ファイバー・リボンの反対側端部から前記円筒形通路に入力光ビームを送って前記検体を通過させる段階と、
ｄ）前記入力光ビームからの光が前記検体を通過した後に前記円筒形通路内の前記入力光ビームから光を収集し、この光収集を、前記光ファイバー・リボンのうちの少なくとも別の光ファイバー・リボンの一端部で行う段階と、
ｅ）この収集した光を他の光ファイバー・リボンの反対側端部に、かつ選定したデータへの変換のために受入れ場所に伝送する段階と、
ｆ）前記光ファイバー・リボンの前記光受入れ端部をコア内に位置決めし、整合させる段階と、
ｇ）前記コア内にみぞ穴を形成することにより前記みぞ穴が、前記横方向軸線から半径方向に延び、位置決め区分を形成し、前記各みぞ穴が、前記光ファイバー・リボンの光受入れ端部部分を保持する段階と、
ｈ）前記円筒形通路への半径方向の経路を提供するため、前記位置決め区分の１つ又は前記位置決め区分の一部を前記コアから除去可能にする段階と、
を包含する照明収集方法。
【請求項２１】
前記入力光ビームが、前記円筒形通路でけい光を生ずる励起ビームである請求項２０の照明収集方法。
【請求項２２】
前記入力光ビームが、前記円筒形通路で多角度光散乱を生ずる入射ビームである請求項２０の照明収集方法。
【請求項２３】
前記入力光ビームが、所定の光強さを持ち、前記入力光ビームの一部を、前記円筒形通路内に存在する検体の量に従ってこの検体により吸収する請求項２０の照明収集方法。
【請求項２４】
前記入力光ビームが、前記円筒形通路で第１の偏光ビームを生じ、前記円筒形通路からの第２の偏光を、この第２の偏光が前記検体を通過した後、収集する励起ビームである請求項２０の照明収集方法。
【請求項２５】
ａ）前記光ファイバー・リボンを光ファイバーで構成する段階と、
ｂ）前記光ファイバー・リボン内の前記光ファイバーの一端部を整合した構成に配置する段階と、
ｃ）前記光ファイバー・リボン内の前記各光ファイバーの反対側端部を、ケーブル内に密着した配置にすることにより、前記ケーブルが密着した端部を持つようにする段階とを包含する請求項２０の照明収集方法。
【請求項２６】
前記ケーブルの前記密着した端部にマスクを配置して、このケーブルの照明部分及び光収集部分を形成する請求項２５の照明収集方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、化学ルミネセンス（ｃｈｅｍｉｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）の検出、ことに試料分析システムの試験の際の検体（ａｎａｌｙｔｅ）に関して化学ルミネセンスを検出し測定する装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
血液のような体液を自動的に分析する試料分析システムは米国特許第５，２６８，１４７号及び同第５，３９９，４９７号の各明細書に詳細に記載してあるようにアセンブリライン方式で多数の分析作業を行うことができることによって開発されている。このような分析システムは、小直径の流体管又は分析管中を流れる試料試験パケットの流れを生じさせることにより多数の高速免疫分析を実施することができる。
【０００３】
各試料試験パケットは一般に空気すきまにより互いに隔離した１連の小さい液体体積又は液体区分を備えている。試料試験パケットの１つ又は複数の区分は、測定しようとする検体と共に、試薬とＰＨレベルを制御する緩衝液と流体路線内の相互汚染を防ぐ洗浄材料とのような処理成分を含ませることができる。
【０００４】
公知の試料分析システムの１例では試料試験パケットは、検体として患者の血清を含む。この試験パケットは、米国特許第４、１２１、４６６号明細書に記載してあるようにして各区分の前後の空気すきまにより７つの液体区分に分割する。好適な化学プロトコルは、７つの区分の各試料試験パケットからの１つの区分が検体測定の主要点であることを必要とする。同様に検体を含む他の区分は分析測定のための第２の重要点である。
【０００５】
検体は体内で極微量だけしか利用できないことが多いから、このような検体の存在及び量を自動的に測定する正確な手段が必要である。
【０００６】
所定の化学反応を生ずる検体の試薬との組合せにより検体の検出及び定量化を容易にすることができる。極めて低いレベルの検体で光を生ずるのに又若干の化学反応が知られているから、試験中の検体を検出し定量化する（ｑｕａｎｔｉｆｙ）のに潜在的媒介物として化学ルミネセンスが知られている。しかし参照する形式の試料分析システムの環境で化学ルミネセンスを検出する装置は、行われている試料試験の妨げにならないで作用できる構造及び寸法を持たなければならない。
【０００７】
すなわち多数区分試験パケットの液体区分内の微量の検体の存在及び量を測定するように小さい液体区分からの光を集める有効な装置を提供することが望ましい。又化学ルミネセンスを収集し伝送する検出装置は、強固であり、修理が容易であり、精密な設定を必要とすることなく動作し、試料分析システム内の試験パケットの処理の妨げにならないことが望ましい。
【０００８】
【発明の開示】
本発明の複数の目的のうちには、化学ルミネセンスを収集し伝送する新規な装置と、検体を入れる流体流れ管のまわりに位置させることのできる化学ルミネセンスを集め伝送する新規な装置と、検体を入れるキュベットを受けることのできる化学ルミネセンスを収集し伝送する新規な装置と、流体流れ管又はキュベットを受入れる化学ルミネセンスを収集し伝送する新規な装置と、運動部品を備えないで作動できる化学ルミネセンスを収集し伝送する新規な装置と、調整の必要がなく整合の問題を伴わない化学ルミネセンスを収集し伝送する新規な装置と、化学ルミネセンスを有効に検出し測定する、化学ルミネセンスを収集し伝送する新規な装置と、新規なルミノメーター（ｌｕｍｉｎｏｍｅｔｅｒ）と、化学ルミネセンスを検出する新規な方法とを提供することがある。
【０００９】
本発明の他の目的及び特長は一部は明らかであり一部は後述する。
【００１０】
本発明によればルミノメーター用の読取りヘッドは光ファイバー・ケーブルを使う。この光ファイバー・ケーブルは、ルミノメーターの光子計数器に放出できるように接続する光伝送端部を備える。この光ファイバー・ケーブルの反対側端部部分は複数の光ファイバー・リボンに分割する。
【００１１】
これ等の光ファイバー・リボンは読取りヘッドの不透明ハウジング内に半径方向に配置され、これ等の光ファイバー・リボンの自由端部が円筒形のコア内で中心に向くようにする。光ファイバー・ケーブルの光受入れ端部でもある光ファイバー・リボンの自由端部はすなわち、試料分析システムの分析管又はキュベットを受入れるコアの中心に円筒形通路を形成する。検体を分析管内に配置する場合には、分析管は又、気泡を検出する気泡検出器を貫通する。気泡検出は、分析管と組合せて読取りヘッドの作用を同期させるのにルミノメーターに使う。気泡検出は検体をキュベットに入れる場合には必要がない。
【００１２】
読取りヘッドの円筒形コアは、パイの切断区分に類似した個別の区分により構成するのがよい。各光ファイバー・リボンは２つの互いに隣接する円筒形区分の間に挟む。各円筒形区分は各光ファイバー・リボンをバンド状に保持する。この場合バンドは、一般に横断面が長方形で分析管の軸線に沿い所定の横方向距離だけ延びる。
【００１３】
光ファイバー・リボンの円筒形コア及び半径方向構造はハウジング内の一定位置に保持する。このハウジングは、このハウジング内に位置するコアと光ファイバー・リボン及びケーブルの任意の部分とに対する光よけの囲いを形成する。このハウジングの互いに対向する前壁及び後壁の互いに整合する穴は又、光ファイバー・リボンの光受入れ端部により形成した円筒形通路に整合する。すなわち分析管は、この円筒形通路内に納める読取りヘッドを貫いて延びることができる。
【００１４】
この構造では、読取りヘッドは、このヘッドがコア内の所定の中心通路に分析管を受入れるから、何等調整を必要としない。読取りヘッドは、試料分析システム用の非侵入性、非干渉性の検体検出部品である。この検出部品は、この試料分析システムの分析管からの化学ルミネセンスの周辺収集を行う。
【００１５】
本発明の別の実施例では、読取りヘッドの後壁は穴を持たなくて、又読取りヘッドはその後壁が水平になるように向きを定めてある。すなわち読取りヘッドは分析管でなくてキュベットを受入れるようにしてある。
【００１６】
本発明の他の実施例では、複数の光ファイバー・リボンの代りに反射鏡を使い、この反射鏡から分析管を経て若干の化学ルミネセンス光を、分析管の周辺部分のまわりに配置した残りの光ファイバー・リボンの光受入れ端部に反射するようにしてある。
【００１７】
本発明は又、光を収集し伝送する方法にある。本方法は、複数の光ファイバー・リボンを軸線のまわりに半径方向に配置して、光ファイバー・リボンの対応する光受入れ端部部分がこの軸線から等距離になりこの軸線のまわりに円筒形通路を形成するようにする。本方法はさらに、この円筒形通路内に生成する化学ルミネセンス光を光ファイバー・リボンの光受入れ端部を経て集める。本方法は又、光ファイバー・リボンの光受入れ端部から受入れ場所に光をこの光の選定したデータへの変換のために送る。光収集はランダム化し又はコヒーレント（ｃｏｈｅｒｅｎｔ）にするすなわち密着状態にすることができる。さらに光伝送はランダム化し又は重ね合わせることができる。
【００１８】
従って本発明は、後述する構造及び方法にあり、本発明の範囲は特許請求の範囲の請求項に示してある。
【００１９】
【実施例】
添付図面を通じて対応部品に対応する参照数字を使ってある。この説明で使う場合に「管」という用語はキュベット（ｃｕｖｅｔｔｅ）と分析管路又は分析管とのことである。
【００２０】
添付図面の図１には本発明の１実施例によるルミノメーター（ｌｕｍｉｎｏｍｅｔｅｒ）１０を簡略化したブロック図で示してある。
【００２１】
ルミノメーター１０は、気泡検出器１２と、化学ルミネセンスを収集し伝送する装置とも呼ばれる光ファイバー読取りヘッドと、光子計数器１６とを備えている。光子計数器１６には電子データ変換部品１７が追従する。試験する流体試料を受ける分析管路１８は、気泡検出器１２及び光ファイバー読取りヘッド１４を貫いて延びる。分析管路１８は、なるべくはテフロンTM  材料から形成した透明なプラスチック管である。光ファイバー・ケーブル２０は、読取りヘッド１４から光子計数器１６に延び、又試料分析システムの他の部品（図示してない）に延びる。
【００２２】
図３及び８に示すように光ファイバー・ケーブル２０は、光子計数器１６に任意適当な公知の方法で接合できるコネクタ２８の細くした頸部部分２６内に固定した光伝送端部２４を持つ。不透明な保護被覆３０により囲んだ光ファイバー・ケーブル２０は、図８に明らかなように１０条の光ファイバー・リボン５６ないし５４に分割する。使用する光ファイバー・リボンの条数は光検出に対するシステム要求により選定すればよい。
【００２３】
光ファイバー・リボン３６ないし５４は円筒形コア６０内に半径方向に支えられ光ファイバー・リボン３６ないし５４の自由端部６６、６８、７０、７２、７４、７６、７８、８０、８２、８４（図５）が大体円筒形の通路９０を形成するようにする。円筒形通路９０は、約２．８５ｍｍの外径と約２．２ｍｍの内径とを持つ分析管１８を受入れるように約３．４ｍｍの直径を持つ。
【００２４】
光ファイバー・リボン３６ないし５４の自由端部６６ないし８４は、光ファイバー・ケーブル２０の光受入れ端部として機能する。この構造のもとでは、分析管路１８と光ファイバー・リボンの光受入れ端部との間の読取りヘッド１４の半径方向すきまは約０．２７５ｍｍである。
【００２５】
光受入れ端部６６ないし８４の端面は、図４の光ファイバー・リボン３６の光受入れ端部６６により示されるように大体長方形である。すなわち光受入れ端部６６ないし８４は、分析管路１８に沿い約１５ｍｍの所定の軸線方向長さＬ（図７）だけ延びそして約１ｍｍの所定幅Ｗ（図４）を持つ。分析管路１８内の区分１５２、１５４、１５６、１５８のような液体区分（図２及び４）は一般に長さが約７．４ｍｍである。これ等の液体を互いに隔離する区分１６０、１６２、１６４のような空気区分又は気泡は一般に長さが約４．２ｍｍである。
【００２６】
コア６０は図４に明らかなように長方形断面を持つバンド内に光ファイバー・リボン３６ないし５４を保持する。コア６０は又光ファイバー・リボン３６ないし５４の半径方向位置を光受入れ端部部分６６ないし８４が円筒形通路９０を形成する一定位置になるように保持する。光ファイバー・リボン３６ないし５４のバンド部分にはバンドの所望の長方形形状を保持するように接着剤（図示してない）を設けることができる。
【００２７】
コア６０は読取りヘッド１４の光よけの不透明ハウジング１００内に支えてある。ハウジング１００は、一体に形成することのできる円筒形殻部分１０２及び長方形頸部部分１０４を備えている。コア６０は、一体品構造として形成することができるが１０個の各別の区分１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、１２４、１２６、１２８から構成するのがよい。各区分１１０ないし１２８は、接着により、又は各区分のファスナ穴１３２、１３４（図３）にはまるファスナにより円筒形殻１０２の後壁１３０（図８）に個別に固着する。
【００２８】
各区分１１０ないし１２８は、不透明なプラスチック材が好適であり位置決めすることにより、各光ファイバー・リボン３６ないし５４を受入れる１０条の半径方向みぞ穴１３８（図３）を形成する。頸部部分１０４内のカラー部分１４０（図８）は被覆付き光ファイバー・ケーブル２０を受入れる。ケーブル被覆３０及びカラー部分１４０の間に任意適当な公知の光よけシールを設けてある。
【００２９】
前部カバー１４２（図３）は、円筒形殻１０２の前部部分と頸部１０４とに固着し、殻１０２に対して中心穴（図示してない）を備えている。この中心穴は、コア６０の円筒形通路９０に整合し又後壁１３０の対応する中心穴１３１（図４）に整合する。
【００３０】
各光ファイバー・リボン３６ないし５４は、なるべくはプラスチック材から形成され約０．５ｍｍの直径と０．５の開口数（ＮＡ）［±３０°の受入れ角（アクセプタンス角度）］とを持つ所定数の光ファイバーから形成する。ファイバー直径及びプラスチックは、とくにプラスチック・ファイバーがガラスほど破断しやすくはないから、主として耐久性と取扱い及び組付けの容易性とに対し選定する。プラスチック・ファイバーの他の性質たとえばスペクトル透過及び許容けい光は、ファイバー・リボンが高い透過性を持つ可視スペクトル領域で使用するようにされ紫外線には露出されないから有害とは考えられない。７８％の充てん率を持つ約６０本の光ファイバーは各光ファイバー・リボン９０ないし１０８に使うことができる。
【００３１】
円筒形殻１０２の寸法は、光ファイバー・リボンの各ファイバーの許容曲がり半径による。この場合考えられるように光ファイバー・リボン３６ないし５４は、直径約３ｉｎの円筒形殻１０２に受入れることができる。
【００３２】
読取りハウジング１００は、光子計数管１６の光電子増倍管アセンブリに通ずる光ファイバー・ケーブル２０を持つ分析システムの温度制御した室（図示してない）内に取付ける。この構造により器具の包装に融通性が得られ保守性を高める。各耳１４２、１４４、１４６のような取付け耳は円筒形殻１０２及び頸部１０４に設けて分析システム内の任意所望の場所への読取りヘッド１４の固着が容易になるようにすることができる。
【００３３】
光ファイバー読取りヘッド１４を使う際には、円筒形殻１０２の前部カバー１４２の穴（図示してない）とコア６０の中心の円筒形通路９０と円筒形殻１０２の後壁１３０の対応する整合穴１３１（図４）とに分析管路１８を通す。分析管路１８はすなわち試験パケットの空気で区分した液体の流れを光ファイバー読取りヘッド１４を経て運ぶ。読取りヘッド１４は、試験中の検体を検出し定量する方法として化学ルミネセンスを検知する。
【００３４】
最高の光収集のために理想的には、光ファイバー・リボンの各光伝送端部部分６６ないし８４はその隣接端部部分にこれ等の間にすきまをおかないで接しなければならない。しかし前記した寸法配置のもとでは、各端部部分６６ないし８４間には約０．０５０ないし０．０８０ｍｍのすきまが得られる。
【００３５】
前記したように試験パケット内の７個の区分から成る各群からの区分１５２、１５４、１５６、１５８のような液体区分の１つは、測定しようとする化学ルミネセンス反応を生じさせる。分析管１８の熱処理及び薄い壁構造の組合わせにより、化学ルミネセンス反応により放出される光の波長を含む波長範囲に対し分析管１８を透明にする。たとえば５００ＮＭの波長が本発明により検出できる。
【００３６】
読取りヘッド１４を協働させたルミノメーター１０を使う際には、構造及び作用が公知の気泡検出器１２により、分析管路１８内の区分１５２、１５４、１５６、１５８のような液体区分間の境界面１６０、１６２、１６４のような気泡境界面を検知する。気泡検出器１２は、気泡を検出することにより分析管路１８内の試験パケットの流れを追跡するのに使う信号を生ずる。気泡検出は読取りヘッド１４の動作を同期させデータ収集サイクルを監視し制御するのに使う。気泡検出器１２は又、前進方向又は後進方向の流れの流れ方向を検知する。
【００３７】
気泡検出器１２により監視する選定した検体区分内の検体及び試薬間の反応により生ずる化学ルミネセンス光は、光ファイバー・リボン３６ないし５４の光受入れ端部部分６６ないし８４で収集する。収集光は、光子計数管１６に連結する伝送端部２４に光ファイバー・ケーブル２０を経て伝送する。光子計数器１６は、公知の部品であり公知の光電増倍管を備える。光子計数器１６は、化学ルミネセンス光信号を電子信号に変換する。これ等の電子信号は、図１に示したシステム電子装置部品１７により識別されて動作し、検体を識別し定量する公知の基準に関連する。電子データの収集及び変換は本発明の一部を形成するものではない。
【００３８】
各光ファイバー・リボン３６ないし５４内の光ファイバーは、図９の光ファイバー・リボン３６の光受入れ端部６６により示したような重なり合った配置又は図１０の同じ光ファイバー・リボン３６に対し示したような整合配置にできる。整合配置では光ファイバーはコヒーレントな配置を形成するように光受入れ端部６６ないし８４と光伝送端部２４との両方で空間的に配列することができる。
【００３９】
コヒーレントな配置では、光伝送端部２４は図１１に示すように円形ではなくて長方形である。光伝送端部２４の長方形寸法は１０枚の各光ファイバー・リボン３６ないし５４の光透伝送部の積層に基づいて約１０×１５ｍｍである。各光ファイバー・リボン３６ないし５４の光伝送端部は約１ｍｍ×１５ｍｍである。この配置では光伝送端部２４は、図１１に示すような分析管路及び区分流れの１対１の像を表わす。各光ファイバーはこの像の１つの画素を表わす。この画素は図１２に示すようなマスク１７２、１７４により選択的にふさがれ読取りヘッド１４の光収集特性を変えるようにすることができる。すなわちこのふさぎ作用は視界体積を変え又は迷光をなくすことができる。
【００４０】
図９又は１０の重ね合わせた又は整合した配置に対し光ファイバーは光伝送端部において空間的にランダム化することができる。光ファイバーの１対１の空間的対応はなく、又像が生成されない。ランダム化配置は、光電増倍管検出面の感度の変化の影響を減らす利点を持ち光信号の一層完全な統合が得られる。
【００４１】
ファイバーのランダム化配置（ｒａｎｄｏｍｉｚｅｄ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）は、コヒーレントな配置（ｃｏｈｅｒｅｎｔ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）より製造費が安くなりケーブル２０の出力光伝送端部２４（図３）の形状を光電子増倍管及び光子検出器１６に対し一層適合した整合が得られるように円形にする。すなわちこのランダム化配置は読取りヘッド１４用の好適な配置である。
【００４２】
読取りヘッド１４は、けい光、多数角光散乱（ｍｕｌｔｉ−ａｎｇｌｅ  ｌｉｇｈｔ  ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）、光吸収及び偏光（けい光又は散乱）法のような他の計測様相のために構成することができる。これ等の応用は、図１３に示すような各別のケーブル３６、４６、４８として円筒形殻１０２から光ファイバー・リボンを引出すことによって行われる。図１３の配置では光ファイバー・リボンの任意のもの又はその全部を所望に応じ又参照数字２０６、２０７、２０８で線図的に示すように選定した照明又は検出の機能を持つ各別のケーブルとして使うことができる。
【００４３】
別の変型として図１４に示すように光ファイバー・リボン３６ないし５４は単一ケーブルとしてハウジング１００から引出すことができる。マスク２０２（図１５）は図１５に示すような照明又は検出用の各別のリボンを選定するように単一ケーブルの出力端部に当てがうことができる。
【００４４】
所望により複数の計測様相を表わす複数のマスクはホイール（図示してない）に当てがわれ特定の応用例の必要に応じた場所に割出しすることができる。偏光用では、一般にプラスチック偏光シート２１０（図６）として利用できる薄い偏光板（図示してない）は、選定した光ファイバー・リボン３６、４０、４４、４８、５２の光受入れ端部６６、７０、７４、７８、８２に又は分析管路１８及び光伝送端部の間に当てがうことができる。一般に光ファイバー・リボンは、光受入れ端部から光伝送端部に光を伝送する際に偏光状態を保持しない。
【００４５】
光ファイバー読取りヘッドの別の実施例を図１６に読取りヘッド２２０として示してある。読取りヘッド２２０は、読取りヘッド１４の殻１０２及び頸部１０４に対応する円筒形殻２２２及び頸部２２４を持つハウジング２２１を備えている。読取りヘッド２２０は、光ファイバー・リボン４８、５０、５２、５４及び区分１２４、１２６を除くことにより読取りヘッド１４とは異なる。これ等の除いた要素の代りに、点２３０で区分１２８に枢動した凹面鏡２２８を設けてある。
【００４６】
鏡２２８は、この鏡が区分１２０に整合するとき又は区分１２０に当てがわれるときは反射位置になる。ハウジング殻２２２のドア区分２３４は点２３６で開位置に枢動することができる。同様に鏡２２８は区分１２０から遠ざかる向きに枢動させ分析管路１８を光ファイバー３６ないし４６の光受入れ端部６６、６８、７０、７２、７４、７６により形成した通路２４０内に直接位置させることができる。
【００４７】
分析管路１８を通路２４０内に位置させると、鏡２２８とハウジング殻２２２のドア２３４とは閉じることができる。読取りヘッド２２０は任意適当な公知の方法で光よけの構造にしてある。ハウジング２２１の後壁２３４には端部の開いたみぞ穴２４２が設けられ、ドア２３４及び鏡２２８を開いたときに分析管路１８を中心通路２４０内に配置できるようにしてある。ハウジング２２１の前部カバー（図示してない）には同様な整合みぞ穴（図示してない）を設けてある。これ等のみぞ穴は、分析管路１８を読取りヘッド２２０内に配置させると、光の漏れを防ぐように隠し適当に覆う。
【００４８】
光ファイバー読取りヘッド２２０を使う際には分析管路１８を通路２４０内に位置させる。検体を含む化学ルミネセンス区分により分析管路１８から放出される光は、光受入れ端部への直接の流れにより又鏡２２８からの反射により光ファイバー・リボン３６ないし４６の光受入れ端部６６ないし７６に伝送される。
【００４９】
鏡２２８は、分析管路１８から化学ルミネセンス光を通路２４０を経て分析管路１８の軸線に向かい後方に反射し光ファイバー・リボンの光受入れ端部６６ないし７６内に伝送する。受入れ光は、光ファイバー・ケーブル２０ａの光伝送端部（図示してない）に伝送し読取りヘッド１４に対して前記したのと同様にして電子データに変換する。
【００５０】
本発明の読取りヘッドは又分析管路１８でなくてキュベットに使うのにも適している。
【００５１】
図１７に示すように読取りヘッド２５０は、読取りヘッド１４の後壁１３０に対応する後壁２５２を備えている。しかし後壁２５２は何等穴を形成してない。読取りヘッド２５０はその他の点では読取りヘッド１４と同じである。
【００５２】
読取りヘッド２５０は、化学ルミネセンス又は前記した他の検体検出手順の任意のものを使い検体の定量のために検出を含むキュベット２５４を受けるようにしてある。しかし読取りヘッド２５０は、気泡検出器２２を設けないで使われ後壁２５２が水平になるように位置させる。
【００５３】
すなわちキュベット２５４は、読取りヘッドハウジングの前壁１４２の穴（図示してない）内に配置することにより読取りヘッド２５０内に、又光ファイバーリボン３６ないし５４の光受入れ端部部分６６ないし８４により形成した整合した円筒形通路９０（図５）内に上下方向に取付けることができる。検出作用を完了すると、キュベット２５４を読取りヘッド２５０から取出し別のキュベットをこのヘッド２５０内に位置させる。
【００５４】
以上述べた所から明らかな本発明の若干の利点は、キュベット内の検体により又はこの検体が分析管路を経て液体区分内で移動する際に放出される化学ルミネセンス光を受けるように分析管路又はキュベットの一定の周辺区分を受け入れる光ファイバー読取りヘッドにある。光ファイバー読取りヘッドは、調整の必要がなく、試料分析システムに容易に取付けることができ、分析管路又はキュベットの容易な取付け取りはずしができる。読取りヘッドはランダム化した又はコヒーレントな光の伝送に適合させることができる。さらに読取りヘッドは、耐久性を持ち比較的容易に製作できる携帯できるモジューラ部品である。
【００５５】
以上述べた所から明らかなように本発明の複数の目的が達成されその他の有利な成績が得られる。
【００５６】
本発明によればなお本発明の精神を逸脱しないで前記の構造及び方法は種種の変化変型を行うことができるから、添付図面による前記の説明は単に例示したもので限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のよるルミノメーターを備えた装置のブロック図である。
【図２】図１のルミノメーター試験を行う試験パケットの各区域を含む分析管の拡大縦断面図である。
【図３】図１のルミノメーターに使う光ファイバー読取りヘッドの斜視図である。
【図４】分析管を囲む読取りヘッドからの光ファイバー・リボンの拡大斜視図である。
【図５】図４の部分端面図である。
【図６】光ファイバー・リボンの光受入れ端部の若干に偏光材料を設けた図５と同様な端面図である。
【図７】分析管に近い光ファイバー・リボンの部分側面図である。
【図８】図３の読取りヘッドの簡略化した平面図である。
【図９】各光ファイバーを重ね合わせた配置にした光ファイバー・リボンの光受入れ端部の端面図である。
【図１０】各光ファイバーを整合した配向にした、図９と同様な端面図である。
【図１１】光ファイバー・ケーブルの光伝送端部におけるコヒーレントな光伝送パターンの平面図である。
【図１２】図１１のパターンの被覆の平面図である。
【図１３】本発明の他の実施例の平面図である。
【図１４】図１３の光ファイバー・リボンの平面図である。
【図１５】図１３の実施例の被覆したコヒーレントな光伝送パターンの平面図である。
【図１６】本発明のさらに他の実施例の平面図である。
【図１７】キュベットを受ける読取りヘッドからの光ファイバー・リボンの拡大斜視図である。
【符号の説明】
１０              ルミノメーター
１４              光ファイバー読取りヘッド
１６              光子計数器
２０              光ファイバー・ケーブル
２４              光伝送端部
３６ないし５４    光ファイバー・リボン
６０              コア
６６ないし８４    光受入れ端部
９０              円筒形通路
１００              ハウジング
【図１】
0004260909.tif 000002
【図２】
0004260909.tif 000003
【図３】
0004260909.tif 000004
【図４】
0004260909.tif 000005
【図５】
0004260909.tif 000006
【図６】
0004260909.tif 000007
【図７】
0004260909.tif 000008
【図８】
0004260909.tif 000009
【図９】
0004260909.tif 000010
【図１０】
0004260909.tif 000011
【図１１】
0004260909.tif 000012
【図１２】
0004260909.tif 000013
【図１３】
0004260909.tif 000014
【図１４】
0004260909.tif 000015
【図１５】
0004260909.tif 000016
【図１６】
0004260909.tif 000017
【図１７】
0004260909.tif 000018