(57)【要約】体外診断用分析器に使用するインキュベーションシステムは、反応キュベットを保持する固定ベースおよび回転可能なリングを利用する。温度調節は、加熱要素を回転可能なリングに直接取り付け、温度コントローラおよびリングの温度を検出するための温度センサを使用して温度を制御することによって行われ、温度コントローラおよび温度センサのいずれかをリングに取り付けることができる。
2020510196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
免疫アッセイにおいて使用するための温度調節されたインキュベータであって、
固定ベースと、
前記固定ベースに回転自在に連結された複数のキュベットを保持するように構成された本体を備えるインキュベーションリングと、
前記インキュベーションリングとともに回転するように、前記インキュベーションリングに熱的に固定された加熱要素と、
前記インキュベーションリングの温度を直接測定するように構成された少なくとも１つの温度センサと、
前記インキュベーションリングを所定の温度範囲内に維持するために、、前記少なくとも１つの温度センサのリアルタイム測定に応答して前記加熱要素を制御するように構成された温度コントローラと、
を含む温度調節されたインキュベータ。
【請求項２】
前記加熱要素は、伝導性材料およびポリマー材料を含む可撓性加熱要素である、請求項１に記載の温度調節されたインキュベータ。
【請求項３】
前記温度コントローラは、前記インキュベーションリングに取り付けられる、請求項１に記載の温度調節されたインキュベータ。
【請求項４】
前記固定ベースから前記インキュベーションリングに電力を伝導するように構成された電気スリップリングをさらに備える、請求項１に記載の温度調節されたインキュベータ。
【請求項５】
前記温度コントローラは、前記固定ベースに取り付けられ、少なくとも１つのスリップリングは、前記温度コントローラから前記加熱要素に電気信号を伝えるように構成される、請求項４に記載の温度調節されたインキュベータ。
【請求項６】
前記少なくとも１つの温度センサは、前記インキュベーションリングの表面と熱的に接触して取り付けられる、請求項１に記載の温度調節されたインキュベータ。
【請求項７】
免疫アッセイにおいて使用するための温度調節されたインキュベータであって、
固定ベースと、
前記固定ベースに回転自在に連結されたインキュベーションリングであって、
複数のキュベットを保持するように構成された複数のスロットと、
前記インキュベーションリングの温度を検知するように構成された１つまたは複数の温度センサと、
前記インキュベーションリングの実質的に全周と熱的に接触して前記インキュベーションリングに熱的に固定された加熱要素と、
を含むインキュベーションリングと、
前記インキュベーションリングを所定の温度範囲内に維持するように前記加熱要素を制御するように構成された熱コントローラと、
を含む温度調節されたインキュベータ。
【請求項８】
前記加熱要素は、伝導性材料およびポリマー材料を含む可撓性加熱要素である、請求項７に記載の温度調節されたインキュベータ。
【請求項９】
前記温度コントローラは、前記インキュベーションリングに取り付けられる、請求項７に記載の温度調節されたインキュベータ。
【請求項１０】
前記固定ベースから前記インキュベーションリングに電力を伝導するように構成された電気スリップリングをさらに備える、請求項７に記載の温度調節されたインキュベータ。
【請求項１１】
前記温度コントローラは、前記固定ベースに取り付けられ、少なくとも１つのスリップリングは、前記温度コントローラから前記加熱要素に電気信号を伝えるように構成される、請求項１０に記載の温度調節されたインキュベータ。
【請求項１２】
１つ以上の温度センサを有する第２のインキュベーションリングと、前記第２のインキュベーションリングの実質的に全周と熱接触する第２の加熱要素とをさらに備える、請求項７に記載の温度調節されたインキュベータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１７年３月１６日に出願された米国仮出願第６２／４７２，４７２号の優先権を主張し、その内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
体外診断（IVD）は、患者の流体サンプルに対して実施されるアッセイに基づいて、検査機関が行う疾病の診断を支援する。ＩＶＤは、患者の体液又は膿瘍から採取される液体サンプルの分析によって実施され得る、患者診断及び治療に関連する種々のタイプの分析試験及びアッセイを含む。これらのアッセイは、典型的には、自動免疫アッセイ分析器または臨床化学分析器（分析器）を用いて行われ、その上に、患者サンプルを含むチューブまたはバイアルのような流体容器が装填されている。分析器は、バイアルから液体サンプルを抽出し、特殊な反応キュベットまたはチューブ（一般に反応容器と呼ばれる）の中でサンプルを種々の試薬と合わせる。
【０００３】
分析器にはモジュール式アプローチが用いられることが多い。いくつかのより大きなシステムは、１つのサンプル処理モジュールと別のモジュールとの間で患者サンプルを往復することができるラボオートメーションシステムを含む。これらのモジュールは、サンプルハンドリングステーションおよび試験ステーションを含む１つまたは複数のステーションを含む。試験ステーションとは、特定の種類のアッセイに特化したユニットで、分析器内のサンプルに事前に定義された試験サービスを提供する。例示的な試験ステーションは、免疫測定（ＩＡ）および臨床化学（ＣＣ）ステーションを含む。典型的には小規模の検査室を含むいくつかの検査室では、これらの試験ステーションは、独立した／独立した分析器または試験モジュールとして提供することができ、操作者が、ＣＣまたはＩＡ検査のためのサンプルの個々のサンプルまたはトレイを、検査室内の各ステーションで手動で装填および取り外すことを可能にする。
【０００４】
典型的なＩＡ分析モジュールは、磁気分離及び化学発光の検出を用いて不均一イムノアッセイを自動化する臨床分析器（より大きな分析器に組み込まれるか、またはスタンドアローン型）である。イムノアッセイは、試験される分析物に対する特異的抗体または試験される抗体に対する特異的抗原のいずれかの存在を利用する。このような抗体は、患者のサンプル中のアナライトと結合して、「免疫複合体」を形成する。イムノアッセイにおいて抗体を使用するために、それらは、アッセイの必要性に合うように特定様式で改変される。不均一イムノアッセイでは、ＩＡモジュール用の磁性粒子の微細懸濁液である固相に１つの抗体（捕獲抗体）を結合させ、磁場を用いて分離し、続いて洗浄する。これは、サンドイッチアッセイおよび競合アッセイにおいて例示される。例示的ＩＡモジュールメニューは、これらのフォーマットに関する追加のバリエーションを含むことができる。
【０００５】
典型的なサンドイッチアッセイフォーマットでは、２つの抗体が用いられ、各抗体は、通常タンパク質であるアナライトの分子上の複数の結合部位に結合するように選択される。１つの抗体が磁性粒子に結合する。もう一方の抗体はアクリジニウムエステル分子（ＡＥ）に結合している。分析の間、サンプルおよび２つの修飾された抗体試薬をキュベットに添加する。アナライトが患者のサンプル中に存在する場合、２つの修飾された抗体がアナライト分子に結合し、アナライト分子を「サンドイッチ」する。次に、キュベットの壁に磁性粒子を引きつける磁場をかけ、過剰な試薬を洗い流す。キュベットに残された唯一のＡＥ標識抗体は、磁性粒子とのサンドイッチ形成により免疫複合体を形成したものである。次いで、酸溶液を添加してＡＥを溶液中に遊離させるが、この溶液には化学発光反応に必要な過酸化水素も含まれる。次に塩基を加えて分解し、光を発する（下記の反応式を参照。さまざまな分析でさまざまなＡＥを用いるが、基本的な化学的性質は実質的に同一である）。照明は数秒間続くフラッシュとして発せられ、ルミノメーターで集められ、測定される。積分された光出力は相対光単位（ＲＬＵ）として表される。これを、用量反応曲線を、その臨床的範囲にわたって同じ分析物の既知の標準によって生成されたＲＬＵ値に適合させることによって生成される標準曲線と比較する。サンドイッチアッセイは、より高い分析物用量がＲＬＵの増加に対応する直接用量−応答曲線を生じる。
【０００６】
競合的アッセイフォーマットは、１つの抗体のみが使用される分子に適用される。この抗体を磁性粒子に結合させる。第２のアッセイ試薬は、ＡＥに結合された分析物分子を含む。分析の間、試薬の量は、患者のサンプルからの分析物とＡＥタグ付き分析物が限られた量の抗体と競合するように選択される。患者分析物が多ければ多いほど、ＡＥ標識分析物が抗体に結合する量は少なくなる。磁気分離および洗浄後、キュベット中のＡＥの唯一の供給源は、抗体を介して磁性粒子に結合したＡＥ標識分析物からのものである。酸および塩基を前述のように添加し、用量分析はサンドイッチアッセイについて記載した通りである。競合アッセイは、逆の用量反応曲線を生じ、ここでより高いシグナルは、患者サンプル中のより低い量の分析物に対応する。
【０００７】
ＩＡ分析器モジュール磁性粒子試薬は「固相」とも呼ばれ、ＡＥタグ試薬は「ライト試薬」とも呼ばれる。ＩＡ分析器モジュールは、様々なフォーマットの複数のアッセイを同時にランダムアクセスおよび高スループットで実行できるようにするためのハードウェアおよびソフトウェアを提供する。
【０００８】
典型的なＩＡ分析器／モジュールの中心は、インキュベーションリングである。上記の分析を行うために、反応は、十分に制御された温度範囲、典型的には人体の公称温度と一致する温度範囲で起こる必要がある。インキュベーションリングは、キュベットがＩＡモジュール内を移動する間、キュベットがこの温度範囲を維持することを確実にするために、調節された熱体を提供する。リングを設けることによって、キュベットへのランダムなアクセスを提供することができる。これにより、様々な長さのアッセイを並行して行うことができ、いくつかのキュベットが分析物／試薬を受け取り、いくつかのキュベットがサンプルアリコートを受け取り、いくつかが分析され、いくつかが洗浄され、などが同時に行われる。次いで、反応の分析前に規定の時間間隔にわたって制御されたインキュベーション温度で反応が起こることを確実にするために、リングをプロセッサ制御下で規則的な間隔で動かすことができる。
【０００９】
インキュベータリングは、典型的には、移動リング上のギアリングまたはベルトを駆動するベースに固定されたモータによって駆動される、固定ベースに対して回転する。温度を調節するために、ベースは、ベースと熱的に接触する温度センサから熱フィードバックを受け取るコントローラによって駆動される従来の加熱要素で一般に加熱される。熱的に制御されたベースは、ベースとインキュベータリングとの間のエアギャップを加熱し、キュベットを加熱する。エンクロージャは、内部の空気の全体積を断熱するのを助けるために提供される。温度調節された空気中に存在することによって、リングは、定常状態にあるときに設定温度を維持する。しかしながら、この構成の過渡応答は、理想的には減衰されず、加熱されたベースとリングとの間の周囲の空気および空隙を介してリングが間接的に加熱されるので、実質的な熱遅れを有する。さらに、加熱されたベースを提供することにより、熱の均一性を維持するために、ベースは、典型的には、機械加工されたアルミニウムなどの金属から作製され、これは、ベース構造のコストを増大させる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、いくつかの実施形態で使用するための例示的なインキュベーションリングシステムの斜視図である。
【図２】図２は、いくつかの実施形態で使用するための例示的なインキュベーションリングシステムの平面図である。
【図３】図３は、いくつかの実施形態で使用するための例示的なインキュベーションリングシステムの断面図である。
【図４】図４は、いくつかの実施形態で使用するための例示的なインキュベーションリングシステムの斜視断面図である。
【図５】図５は、いくつかの実施形態で使用するための例示的なインキュベーションリングシステムの斜視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
インキュベーションリングの実施形態は、インキュベーションリングのその温度を調節するための制御ループにおける熱遅れに伴う問題を克服するために、リングの回転可能な本体と直接熱接触する加熱要素を利用する。反応キュベットをインキュベーションリングのスロットに入れ、リングとの接触面（およびキュベットとリングのスロットとの間に小さなエアギャップがある場合に、リングと接触面または近接してスロットに座ることによる、伝導、放射、および対流プロセス）によって加熱する。スロットは、キュベットを受け入れ、それをインキュベーションリングにしっかりと保持するように設計された任意のオリフィスである。加熱要素を回転可能なリングと直接接触させて配置することによって、加熱要素は、インキュベーションリングを間接的に加熱することに依存する従来のインキュベーションリングよりも、キュベットを制御された温度（例えば、ほぼ体温）までより直接的に加熱することができる（例えば、リングからエアギャップによって分離された固定ベースを加熱することによって、低温オーブンを効果的に作製することによって、エアギャップを介して熱を伝達することによって）。
【００１２】
静止ベースを加熱する従来技術のシステムは、加熱された静止ベースと、キュベットを保持する回転インキュベーションリングとの間にエアギャップを有する。すなわち、可動リングは、弱制動システムを作り出す小さなエアギャップによって凹部に寄生的に結合される。ベースの設定温度をオーバーシュートした場合、熱平衡の回復が制限されるため、最適な性能が阻害される。この問題に取り組む一つの方法は、ベースを加熱しながらベースの温度を測定することである。しかし、これは単にオーブン効果を作り出し、固定ベースがインキュベーションシステムの内部空気空洞を加熱する。一方、移動するインキュベーションリング内の空のキュベットは、インキュベーションシステムの外部の環境温度などの特定の温度で始まる。サンプルアリコートと冷蔵試薬はこれらのキュベットに分注される。この結果、インキュベーションリングと固定ベースとの間に熱遅れが生じる。したがって、静止ベースの加熱及び測定、並びにインキュベーションリングの寄生加熱は、リングの温度の不正確性を変化させる。
【００１３】
固定ベースを加熱しながら、移動リングに別の測定技術を適用しても、この問題は解決されない。例えば、移動リングの温度を測定するために非接触ＩＲセンサが使用される場合、移動リングの加熱されたベース間のエアギャップは、依然として遅延をもたらし、これは、システムを過小減衰または過大減衰させ得る。減衰が不十分な場合、リングにシステムの非最適応答が生じ、それによって温度が設定点をオーバーシュートし、一定時間リングが高温になりすぎるので、インキュベーションシステムでは望ましくない。これに対処するために、熱源に冷却機能を追加するか、またはインキュベーションシステムのランダムアクセススループットに適さない、より複雑な予測制御スキームを使用することができる。
【００１４】
実施形態は、加熱要素を固定ベース上の従来の配置からインキュベーションリングの回転可能な本体に移動させることによって、熱遅れの問題におけるこれらの制御ループを克服する。次いで、インキュベーションリングの温度を測定することによって、制御ループ遅延を除去することができる。インキュベーションリングが回転するため、加熱要素を回転部材に移動させると、ある種の電気的問題が生じる。すなわち、加熱要素を加熱するために使用される電流は、回転リングに印加されなければならない。同様に、リングの温度測定がそのリング上の熱接触センサを介して行われ、そのセンサがＤＣ信号を生成する実施形態では、その信号は回転リングからコントローラに伝えられるべきである。
【００１５】
実施形態は、１つまたは複数のスリップリングを使用することによって、加熱要素に電流を送る問題、および回転リングからコントローラへのセンサ読み取り値に対処する。スリップリングは、固定構造から回転構造への電力および電気信号の伝達を可能にする電気機械装置である。スリップリングは、電力または信号を伝達する間に回転を必要とする電気機械システムで使用することができる。回転電気インタフェース、回転電気コネクタ、コレクタ、スイベル、または電気回転ジョイントとも呼ばれ、これらのリングは、スリップリングモータ、交流（ＡＣ）システムおよび交流発電機用の発電機、包装機械、ケーブルリール、および風力タービンに一般的に見られる。これらは、電力、制御信号、またはアナログもしくはデジタル信号を伝達するために、回転物体上で使用され得る。典型的には、スリップリングは、回転金属リングの外径を摩擦する固定グラファイトまたは金属接点（ブラシ）で構成される。金属リングが回転すると、電流または信号が固定ブラシを通って金属リングに伝わり、接続を形成する。２つ以上の電気回路が必要とされる場合、さらなるリング／ブラシアセンブリが、回転軸に沿って積み重ねられる。ブラシまたはリングのいずれかが静止しており、もう一方の部品が回転する。
【００１６】
いくつかの実施形態において、複数のスリップリングが使用される。例えば、回転インキュベータリングの本体は、静止ベースとインキュベータリングとの間のボールベアリングを介して（またはスリップリングを介して）接地することができる。第１のスリップリングは、加熱エレメントがインキュベータリングと直接熱接触し、スリップリングを介して電力が供給されるように、インキュベータリングに直接取り付けられた加熱エレメントを加熱するために、熱コントローラの方向に電流を伝達することができる。第２のスリップリングを使用して、インキュベータリングと直接熱接触して取り付けられた温度センサからセンサ信号を送信することができる。いくつかの実施形態では、複数の温度センサが、各センサ信号を伝達するためにスリップリングを使用して、インキュベータリングに直接取り付けられる。いくつかの実施形態において、スリップリングは、接地信号を送信するために使用される。いくつかの実施形態において、誘導結合は、制御または電力信号を送信するために使用される。
【００１７】
いくつかの実施形態において、温度コントローラは、回転インキュベータリングに直接取り付けられ、信号を伝達するために必要とされるスリップリングの数を最小限にする。例えば、スリップリングは、グラウンドシグナル、電力、およびＩ２Ｃインタフェースのような構成シリアルインタフェースに使用できる。一方、これらの実施形態では、加熱要素および１つまたは複数の温度センサは、いずれかの制御回路および温度コントローラとともに、回転インキュベータリングに直接取り付けられる。これは、インキュベータリングの複雑性を増加させるが、複雑性は静止ベースから取り除かれ、サーマルフィードバックループの性能は、回転インキュベータリングよりもむしろ静止ベースを加熱し監視する従来技術のシステムよりも改善される。
【００１８】
いくつかの実施形態において、加熱要素は、加熱要素が回転インキュベーションリングの周囲に実質的に均一に適用されることを可能にする可撓性ヒータである。可撓性ヒータは、加熱を必要とする表面に適合する装置であり、一般に熱に変換するために電力を消費する。例えば、インキュベーションリングの外側の周囲に、周囲の９５％を超える部分が接着剤を介して塗布される加熱要素の一部を有するように、可撓性の加熱要素を巻き付けることができる。すなわち、加熱要素が通電されると、ほぼ全周が均一に熱エネルギーを受け取る。インキュベーションリングの外周または内周は、概して円筒形である。その円筒の軸方向寸法は、必ずしも均一に加熱する必要はないが、その円筒の周方向寸法（例えば、円筒よりも幅が狭いが、９５％を覆うヒータバンド）に均一に熱を加えるのが理想的である。可撓性ヒータ（またはインキュベーションリングの周囲に適合するように成形されたヒータ）を使用することにより、ヒータは、エアギャップなしでリングの本体と均一に熱接触するように取り付けることができる。いくつかの実施形態では、アルミニウムなどの良好な熱伝導体を、インキュベーションリングの材料として使用して、熱不均一性を軽減し、インキュベーションリング内に収容されたキュベットを均一に加熱することができる。
【００１９】
例示的な可撓性加熱要素は、温度安定性ポリマーで任意に包装することができる金属コイルまたは箔などの導体を含む。いくつかの実施形態において、デュポンカプトンポリマーフィルムに埋め込まれたポリイミド箔は、適切な接着剤を用いてインキュベーションリングの周囲に容易に適用することができる可撓性加熱要素を提供する。いくつかの実施形態は、繊維強化シリコーンに埋め込まれた金属フィルムのヒータを利用する。
【００２０】
いくつかの実施形態において、オンボード温度コントローラは、約４ｃｍ×４ｃｍ×５ｍｍである小型制御盤パッケージで提供される。この軽量制御盤は、インキュベーションリング本体内に容易に配置することができるか、またはインキュベーションリング本体に取り付けることができる。この制御盤で使用される温度の読み取り値は、サーミスタによって提供することができる。サーミスタは、安価で、かなり正確で、接触面の温度を測定するために使用できる事前に較正された温度センサである。温度制御盤をインキュベーションリング本体の上または中に配置することによって、センサ信号を運ぶために使用される電気スリップリングの数を増やすことなく、複数のサーミスタを使用することができる。サーミスタを回転リング上の制御盤に直接配線することによって、電気スリップリングの回転によって生じる可能性のあるノイズをセンサ信号で回避することができる。
【００２１】
いくつかの実施形態において、温度コントローラは、静止ベースに取り付けられ、ヒータに通電するための制御シグナルは、電気スリップリングを介してコントローラから可撓性ヒータに伝達される。これらの実施形態では、温度信号は、スリップリングを介して回転インキュベータリングに直接取り付けたサーミスタまたは他の温度センサによって生成することができる。いくつかの実施形態において、熱感知は、ＩＲ非接触法を介して行われる。ＩＲセンサは、回転インキュベータリングによって放射されるＩＲ範囲を観察し、これを温度に変換することができる。ＩＲセンサは、静止ベース上に配置することができ、介在するスリップリングを必要とせずに、センサ信号を温度コントローラにハードワイヤ接続することを可能にする。
【００２２】
静止ベースを加熱するのではなく、ヒータを回転するインキュベーターリングと直接熱的に接触させる利点は、以下を含み得る。ベースと回転リングとの間の空隙を回避する単純化された熱伝導経路が作成される。ベースを加熱する必要性は、そのベースを熱制御ループから切り離すことによって排除される。これにより、材料（例えば、アルミニウムではなく成形プラスチック）の複数の選択が可能になり、静止ベースを設計することができる。さらに、ベースを加熱する必要がないので、電力消費の少ない低ワット密度ヒータを使用することができる。一般に、インキュベーションシステムは、温度センサに近接したヒータの直接接触により、より迅速に規定の温度に達する。また、低温のサンプルをキュベットのインキュベーションリングに入れると、キュベットがより速く加熱される。温度コントローラを回転リング内に直接配置することによって、追加の配線を必要とせずに、よりコンパクトでより複雑でない制御モジュールを使用することができる。インキュベーションリングは、スリップリングのみの電気的インタフェースを有する自給式物体として組み立てることができ、静止ベースの電気的複雑性を低減する。
【００２３】
図１は、例示的なインキュベーションリング１０および静止ベース１２の斜視図である。静止ベースは、免疫分析器システムに取り付けるためのフランジ１３を含む。モータ１４（例えば、ステッパモータ）は、静止ベース１２の上に位置するインキュベーションリング１０を、そのベースのリング状凹部１８内に駆動する。インキュベーションリング１０は、インキュベーションリングの内周の周りに複数の開口スロット２２を有する機械加工または成形されたアルミニウムの本体２０を含む。スロット２２は、長方形キュベットと相互作用するように設計される。これらのキュベットは、無菌のプラスチック材料で作られ、使い捨てである。いくつかの実施形態において、使用されるスロットは、上部のみが開放しており、任意の適切な形状であってもよい。モータ１４は、インキュベーションリング上の円周リングギアと相互作用するギア２４を動かし、キュベットへのランダムアクセスのためにリングを動かす。次いで、ピペットは、モーターを介してリング内の特定の位置に移動されるキュベットにアクセスすることができる。図１（および他の図）のシステムは、典型的には、熱安定性を助けるためにエンクロージャの内側に配置される。加熱要素３０が、インキュベーションリング本体の周囲の外側の周りに巻き付けられる。温度コントローラは、インキュベーションリングの本体と熱的に接触するインキュベーションリングの周囲に等間隔で配置される複数のサーミスタと共に、インキュベーションリングの下側に固定される。この図では、インキュベーションリング内の温度コントローラに電力、接地、および構成シグナルを提供するための複数の電気スリップリングが不明瞭である。
【００２４】
図２は、インキュベーションシステム４０の代替の実施形態の平面図である。この実施形態では、一対のインキュベーションリング４２および４４が提供される。より大きな半径４２およびより小さな半径のインキュベーションリング４４が同心的に提供される。これにより、ほぼ同じ設置面積でインキュベーションシステムの容量が約２倍になる。図１に示すシステムと同様に、静止ベース４６は、それを免疫分析器（例えば、フランジ４８またはアダプタープレートを介して）内に取り付けることを可能にするための手段を有する。リングギア５０は、外側インキュベーションリング４２の本体の外側に配置され、静止ベース４６に取り付けられたステッパモータの駆動ギア５２と連動する。リングギア５４もまた、内側インキュベーションリングの本体の内周に取り付けられ、静止ベースに取り付けられた別個のステッパモータギア５６によって駆動される。これにより、インキュベーションリングのいずれかにランダムにアクセスすることが可能になり、リングを連結するピペット内の様々なステーションによってキュベットにアクセスするために、リングを回転させることが可能になる。各リングは、適切な形状のキュベットを受け入れるように構成された複数の円形スロットを含む。これらのインキュベーションリングのそれぞれに、加熱要素および温度コントローラを配置することについて、図１を参照して説明する。
【００２５】
図３は、静止ベース１２と、静止ベースの周りを回転するインキュベーションリング１０との間のインタフェースを示す、例示的インキュベーションシステムの断面図である。静止ベースは、インキュベーションリングが載るリング状陥凹１８を含む。リング状ボールベアリング５８は、インキュベーションリング１０がこのくぼみ１８内で回転するための低摩擦手段を提供する。また、この凹部内には、インキュベーションリングに少なくとも電力および接地信号を提供する一対の電気スリップリング６０がある。リングの外周上で、可撓性加熱要素３０は実質的に全周に巻き付けられ、均一な加熱を提供する。
【００２６】
図４は、図１に示す実施形態の切断斜視図である。図３の例のように、静止ベース１２は、インキュベーションリング１０が載るリング状を含む。ボールベアリング５８は、潤滑を提供し、インキュベーションリングの低摩擦回転を可能にする。この例では、システム全体を管理し、温度コントローラを構成するプロセッサを含む、免疫分析器またはベースの残りの部分内の回路から、構成物、電力、および接地信号を提供することを可能にするために、３つの電気スリップリング６０が、その凹部内に提供される。複数のサーミスタ６２がリング１０に取り付けられている。この制御は、目標温度の設定、ＰＩＤ値の設定、閾値の設定などを含むことができる。例示的熱コントローラは、温度を所定の範囲内に維持するためのＰＩＤコントローラまたは閾値ベース／バンバンコントローラを含むことができる。いくつかの実施形態において、ＰＩＤ制御は、回路ベースまたはソフトウェアベースのいずれかが好ましい。
【００２７】
図５は、図２に示した実施形態の３次元断面図である。この実施形態において、２つの同心インキュベーションリング４２および４４は、静止ベース４６によって提供される複数のリップ６４の上に乗る。これらのリップは、２つのリングの制御された回転を可能にするレールとして作用する。静止ベース４６内の凹部は、キュベットの底部を妨害することなく通過させる。２つのリングの間に間隔をあけたレール６６上の複数の電気スリップリング６０は、ベース内の回路から各リング内の温度コントローラに信号を送ることを可能にする。加熱要素３０が、各リングの本体の内周および外周上に配置される。複数のサーミスタ６２が各リングに取り付けられている。この図示の実施形態では、制御盤７０は、免疫分析器の残りの部分に結合するための通信インタフェース、モータコントローラ、およびインキュベーションリングの温度を調節するための温度コントローラ７２を含むベースの下側に取り付けられる。いくつかの実施形態では、温度コントローラ７２は、各インキュベーションリング４２および４４の本体に直接取り付けられ、電気スリップリングを介して基板７０と通信する。
【００２８】
免疫分析器内のインキュベータシステムに温度制御を提供するための例示的方法は、そのリングの周囲に置かれた加熱要素を有する少なくとも１つのインキュベーションリングを提供することを含む。コントローラは、加熱要素の選択的な活性化によってリングの温度を調節するために、リング内に提供される。電力および信号伝達は、電気スリップリングを介して静止ベースからコントローラに提供される。いくつかの実施形態において、コントローラを構成するためのシグナリングは、無線で提供される。温度コントローラは、そのインキュベーションリングに対する少なくとも所定の温度設定点を感知するように構成される。次に、温度コントローラは、サーミスタまたはそのリングに熱的に取り付けられた他の温度センサのうちの１つまたは複数を監視する。温度コントローラは、これらの読み取りの平均値などのこれらの温度読み取り値を、フィードバック信号を提供するためにコントロール回路に提供する。例えば、サーミスタ値の平均が、潜在的な回路、積分回路、および微分回路に提供され（またはソフトウェアで仮想化され）、これらの回路の出力の加重和が、加熱要素を駆動する出力への制御信号として提供される。これはＰＩＤ制御を提供する。次に、要求に応じて加熱要素を加熱する電流を提供するために、加熱要素に制御信号が提供される。この制御ループは、温度センサの読み取りに基づいて加熱要素への出力を絶えず調節することによって、温度を調整し続ける。
【図１】
2020510196.tif 000003
【図２】
2020510196.tif 000004
【図３】
2020510196.tif 000005
【図４】
2020510196.tif 000006
【図５】
2020510196.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和1年9月10日(2019.9.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
免疫アッセイにおいて使用するための温度調節されたインキュベータであって、
固定ベースと、
前記固定ベースに回転自在に連結された複数のキュベットを保持するように構成された本体を備えるインキュベーションリングと、
前記インキュベーションリングとともに回転するように、前記インキュベーションリングに熱的に固定された加熱要素と、
前記インキュベーションリングの温度を直接測定するように構成された少なくとも１つの温度センサと、
前記インキュベーションリングを所定の温度範囲内に維持するために、、前記少なくとも１つの温度センサのリアルタイム測定に応答して前記加熱要素を制御するように構成された温度コントローラと、
を含む温度調節されたインキュベータ。
【請求項２】
前記加熱要素は、伝導性材料およびポリマー材料を含む可撓性加熱要素である、請求項１に記載の温度調節されたインキュベータ。
【請求項３】
前記温度コントローラは、前記インキュベーションリングに取り付けられる、請求項１または２に記載の温度調節されたインキュベータ。
【請求項４】
前記固定ベースから前記インキュベーションリングに電力を伝導するように構成された複数の電気スリップリングをさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の温度調節されたインキュベータ。
【請求項５】
前記温度コントローラは、前記固定ベースに取り付けられ、少なくとも１つの電気スリップリングは、前記温度コントローラから前記加熱要素に電気信号を伝えるように構成される、請求項４に記載の温度調節されたインキュベータ。
【請求項６】
前記少なくとも１つの温度センサは、前記インキュベーションリングの表面と熱的に接触して取り付けられる、請求項１から５のいずれか１項に記載の温度調節されたインキュベータ。
【請求項７】
免疫アッセイにおいて使用するための温度調節されたインキュベータであって、
固定ベースと、
前記固定ベースに回転自在に連結されたインキュベーションリングであって、
複数のキュベットを保持するように構成された複数のスロットと、
前記インキュベーションリングの温度を検知するように構成された１つまたは複数の温度センサと、
前記インキュベーションリングの実質的に全周と熱的に接触して前記インキュベーションリングに熱的に固定された加熱要素と、
を含むインキュベーションリングと、
前記インキュベーションリングを所定の温度範囲内に維持するように前記加熱要素を制御するように構成された熱コントローラと、
を含む温度調節されたインキュベータ。
【請求項８】
前記加熱要素は、伝導性材料およびポリマー材料を含む可撓性加熱要素である、請求項７に記載の温度調節されたインキュベータ。
【請求項９】
前記温度コントローラは、前記インキュベーションリングに取り付けられる、請求項７または８に記載の温度調節されたインキュベータ。
【請求項１０】
前記固定ベースから前記インキュベーションリングに電力を伝導するように構成された複数の電気スリップリングをさらに備える、請求項７から９のいずれか１項に記載の温度調節されたインキュベータ。
【請求項１１】
前記温度コントローラは、前記固定ベースに取り付けられ、少なくとも１つの電気スリップリングは、前記温度コントローラから前記加熱要素に電気信号を伝えるように構成される、請求項１０に記載の温度調節されたインキュベータ。
【請求項１２】
１つ以上の温度センサを有する第２のインキュベーションリングと、前記第２のインキュベーションリングの実質的に全周と熱接触する第２の加熱要素とをさらに備える、請求項７から１１のいずれか１項に記載の温度調節されたインキュベータ。
【国際調査報告】
2020510196.tif 000008