(57)【要約】  体液試料中の検体の分光学的決定に使用される試料セル装置（９００）は、光学的に透明な材料から作製された第１プレート部材（９１０）及び第２プレート部材（９２０）を含む。第１プレート部材（９１０）の面及び第２プレート部材（９２０）の対向する面内に延在するチャネル（９１３）が、流体試料チャンバ（９５０）を包囲するフローティングシール（９３０）を収容する。流体チャンバ（９５０）は閉鎖されて、第１プレート部材（９１０）と第２プレート部材（９２０）との間でフローティングシール（９３０）を圧縮することなく、第１プレート部材（９１０）を第２プレート部材（９２０）に押し付けることにより、流体チャンバ（９５０）を通して再現可能な光路長を規定する。シールチャネル（９１３）は、流体圧により第１プレート部材（９１０）又は第２プレート部材（９２０）がたわむのを防止するために流体が排出される。拡張した足部（９８５）を有するアクチュエータ（９８０）が、流体チャンバ（９５０）の上に延在して、第１プレート部材（９１０）又は第２プレート部材（９２０）のたわみを防止するのに役立つ。【選択図】図９Ａ
2020532719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体液試料中の検体の分光学的決定に使用される試料セル装置であって、
光学的に透明な材料から作製された第１プレート部材と、
光学的に透明な材料から作製され、かつ前記第１プレート部材に対向する第２プレート部材と、
前記第２プレート部材に面している前記第１プレート部材の第１面であって、
第１ウェル部と、
前記第１ウェル部に隣接する第１シールチャネル部と、
前記第１ウェル部の外側かつ前記第１シールチャネル部の外側の第１当接面と、を備える第１面と、
前記第１プレート部材に面している前記第２プレート部材の第２面であって、
前記第１ウェル部と位置合わせされて試料チャンバを形成する第２ウェル部と、
前記第１シールチャネル部と位置合わせされ、かつ前記第２ウェル部に隣接する第２シールチャネル部と、
前記第２ウェル部の外側かつ前記第２シールチャネル部の外側にあり、前記第１当接面と位置合わせされた第２当接面であって、前記第１ウェル部が、前記第１当接面に対して固定深さを有し、前記第２ウェル部が、前記第２当接面に対して固定深さを有する、第２当接面と、を備える第２面と、
前記第１プレート部材と前記第２プレート部材との間に構成され、かつ前記第１プレート部材を前記第２プレート部材から離れる方向に付勢するように構成された、１つ又は複数のばね部材と、
前記第１プレート部材又は前記第２プレート部材を通って前記試料チャンバ内に延在する流体流入路と、
前記第１プレート部材又は前記第２プレート部材を通って前記試料チャンバ内に延在する流体流出路と、
制御可能に前記少なくとも１つのばね部材を克服し、前記第１当接面と前記第２当接面との当接によって規定される変位により前記第１プレート部材を前記第２プレート部材に押し付けるように構成されたアクチュエータ部材と、
前記試料チャンバの上に重なり、前記第１プレート部材が試料チャンバの上でたわむのを防止しながら、前記第１プレート部材を前記第２プレート部材に押し付けるように構成された、前記アクチュエータ部材の足部と、を備える試料セル装置。
【請求項２】
前記第１プレート部材と前記第２プレート部材との間に構成され、かつ前記第１プレート部材を前記第２プレート部材から離れる方向に付勢するように構成された、１つ又は複数のばね部材と、
前記第１シールチャネル部及び前記第２シールチャネル部内に延在するフローティングシールであって、前記第１シールチャネル及び前記第２シールチャネルの側壁の間で横方向に圧縮され、前記試料チャンバの周縁部を規定するフローティングシールと、
前記第１プレート部材又は前記第２プレート部材を通って前記試料チャンバ内に延在する流体流入路と、
前記第１プレート部材又は前記第２プレート部材を通って前記試料チャンバ内に延在する流体流出路と、をさらに備える、請求項１に記載の試料セル装置。
【請求項３】
制御可能に前記少なくとも１つのばね部材を克服し、前記第１当接面と前記第２当接面との当接によって規定される変位により前記第１プレート部材を前記第２プレート部材に押し付けるように構成されたアクチュエータ部材を備える、請求項２に記載の試料セル装置。
【請求項４】
前記第１プレート部材を通して前記試料チャンバ内に向けられる光源と、
前記第１プレート部材、前記試料チャンバ及び前記第２プレート部材を通過した、前記光源からの光を受けるように向けられた光検出装置と、を備える、請求項２に記載の試料セル装置。
【請求項５】
前記光源がアクチュエータ部材と一体化されており、前記光検出装置が前記アクチュエータ部材と一体化されている、請求項４に記載の試料セル装置。
【請求項６】
請求項１に記載の試料セル装置を利用する体液中の検体の分光学的決定方法。
【請求項７】
体液試料中の検体の分光学的決定に使用される試料セル装置であって、
光学的に透明な材料から作製された第１プレート部材と、
光学的に透明な材料から作製され、かつ前記第１プレート部材に対向する第２プレート部材と、
前記第２プレート部材に面している前記第１プレート部材の第１面であって、
第１ウェル部と、
前記第１ウェル部に隣接する第１シールチャネル部と、
前記第１ウェル部の外側かつ前記第１シールチャネル部の外側の第１当接面と、を備える第１面と、
前記第１プレート部材に面している前記第２プレート部材の第２面であって、
前記第１ウェル部と位置合わせされて試料チャンバを形成する第２ウェル部と、
前記第１シールチャネル部と位置合わせされ、かつ前記第２ウェル部に隣接する第２シールチャネル部と、
前記第２ウェル部の外側かつ前記第２シールチャネル部の外側にあり、前記第１当接面と位置合わせされた第２当接面であって、前記第１ウェル部が、前記第１当接面に対して固定深さを有し、前記第２ウェル部が、前記第２当接面に対して固定深さを有する、第２当接面と、を備える第２面と、
前記第１プレート部材と前記第２プレート部材との間に構成され、かつ前記第１プレート部材を前記第２プレート部材から離れる方向に付勢するように構成された、１つ又は複数のばね部材と、
前記第１プレート部材又は前記第２プレート部材を通って前記試料チャンバ内に延在する流体流入路と、
前記第１プレート部材又は前記第２プレート部材を通って前記試料チャンバ内に延在する流体流出路と、
制御可能に前記少なくとも１つのばね部材を克服し、前記第１当接面と前記第２当接面との当接によって規定される変位により前記第１プレート部材を前記第２プレート部材に押し付けるように構成されたアクチュエータ部材と、
前記第１プレート部材を通って前記第１シールチャネル部内に延在する排出路と、を備える試料セル装置。
【請求項８】
前記第１プレート部材と前記第２プレート部材との間に構成され、かつ前記第１プレート部材を前記第２プレート部材から離れる方向に付勢するように構成された、１つ又は複数のばね部材と、
前記第１シールチャネル部及び前記第２シールチャネル部内に延在するフローティングシールであって、前記第１シールチャネル及び前記第２シールチャネルの側壁の間で横方向に圧縮され、前記試料チャンバの周縁部を規定するフローティングシールと、
前記第１プレート部材又は前記第２プレート部材を通って前記試料チャンバ内に延在する流体流入路と、
前記第１プレート部材又は前記第２プレート部材を通って前記試料チャンバ内に延在する流体流出路と、をさらに備える、請求項７に記載の試料セル装置。
【請求項９】
制御可能に前記少なくとも１つのばね部材を克服し、前記第１当接面と前記第２当接面との当接によって規定される変位により前記第１プレート部材を前記第２プレート部材に押し付けるように構成されたアクチュエータ部材を備える、請求項８に記載の試料セル装置。
【請求項１０】
前記第１プレート部材を通して前記試料チャンバ内に向けられる光源と、
前記第１プレート部材、前記試料チャンバ及び前記第２プレート部材を通過した、前記光源からの光を受けるように向けられた光検出装置と、を備える、請求項８に記載の試料セル装置。
【請求項１１】
前記光源がアクチュエータ部材と一体化されており、前記光検出装置が前記アクチュエータ部材と一体化されている、請求項１０に記載の試料セル装置。
【請求項１２】
体液試料中の検体の分光学的決定方法であって、
第１プレート部材と対向する第２プレート部材との間に延在する試料経路を有する試料セルを準備することであって、前記試料経路が、前記体液試料を、流体流入路から前記第１プレート部材と前記第２プレート部材との間の試料チャンバを通して流体流出路に送り込むように適合される、準備することと、
前記第１プレート部材と前記第２プレート部材との間に１つ又は複数のばね部材を設けることであって、前記ばね部材が、前記第１プレート部材を前記第２プレート部材から分離するように構成されたばね力を加える、設けることと、
前記ばね力を克服しかつ前記第１プレート部材の当接面を前記第２プレート部材の当接面に押し付ける圧迫力を加えることにより、前記第１プレート部材を、前記第１プレート及び前記第２プレートの垂直軸に沿って閉鎖形態まで動かすことであって、前記閉鎖形態では、光学測定を行うために、前記試料チャンバを通して所定の光路長が提供される、動かすことと、
前記試料チャンバを包囲するシールチャネル内にフローティングシール部材を設けること、
前記シールチャネルの排出口を通して流体が排出されるようにすることにより、前記圧迫力を加えている間、前記第１プレート部材が前記試料チャンバの上でたわむのを防止することと、を含む方法。
【請求項１３】
前記体液試料をチャンバ内に投入することと、
前記所定の光路長に沿って光を照射することにより前記試料中の前記検体の存在を分光学的に決定することと、をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記体液試料中の前記検体の存在を分光学的に決定した後に前記圧迫力を除去することと、
前記第１プレート部材を、前記ばね力によって前記垂直軸に沿って前記第２プレート部材から離れる方向に開放形態まで変位させることと、
前記第１プレート部材が前記開放形態において前記第２プレート部材から離れる方向に変位している間、前記チャンバから前記体液試料を取り除くことと、をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１プレート部材の前記当接面に対する前記第１プレート部材への前記チャンバの第１固定深さと、前記第２プレート部材の前記当接面に対する前記第２プレート部材への前記チャンバの第２固定深さとに基づいて、＋／−１の範囲内で前記所定の光路長を機械的に制限することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
体液試料中の検体の分光学的決定に使用される試料セル装置であって、
光学的に透明な材料から作製された第１プレート部材と、
光学的に透明な材料から作製され、かつ前記第１プレート部材に対向する第２プレート部材と、
前記第２プレート部材に面している前記第１プレート部材の第１面であって、
第１ウェル部と、
前記第１ウェル部に隣接する第１シールチャネル部と、
前記第１ウェル部の外側かつ前記第１シールチャネル部の外側の第１当接面と、を備える第１面と、
前記第１プレート部材に面している前記第２プレート部材の第２面であって、
前記第１ウェル部と位置合わせされて試料チャンバを形成する第２ウェル部と、
前記第１シールチャネル部と位置合わせされ、かつ前記第２ウェル部に隣接する第２シールチャネル部と、
前記第２ウェル部の外側かつ前記第２シールチャネル部の外側にあり、前記第１当接面と位置合わせされた第２当接面であって、前記第１ウェル部が、前記第１当接面に対して固定深さを有し、前記第２ウェル部が、前記第２当接面に対して固定深さを有する、第２当接面と、を備える第２面と、
前記第１プレート部材と前記第２プレート部材との間に構成され、かつ前記第１プレート部材を前記第２プレート部材から離れる方向に付勢するように構成された、１つ又は複数のばね部材と、
前記第１プレート部材又は前記第２プレート部材を通って前記試料チャンバ内に延在する流体流入路と、
前記第１プレート部材又は前記第２プレート部材を通って前記試料チャンバ内に延在する流体流出路と、
制御可能に前記少なくとも１つのばね部材を克服し、前記第１当接面と前記第２当接面との当接によって規定される変位により前記第１プレート部材を前記第２プレート部材に押し付けるように構成されたアクチュエータ部材と、
前記試料チャンバの上に重なり、前記第１プレート部材が前記試料チャンバの上でたわむのを防止しながら、前記第１プレート部材を前記第２プレート部材に押し付けるように構成された、前記アクチュエータ部材の足部と、
前記第１プレート部材を通って前記第１シールチャネル部内に延在する排出路と、を備える試料セル装置。
【請求項１７】
体液試料中の検体の分光学的決定方法であって、
第１プレート部材と対向する第２プレート部材との間に延在する試料経路を有する試料セルを準備することであって、前記試料経路が、前記体液試料を、流体流入路から前記第１プレート部材と前記第２プレート部材との間の試料チャンバを通して流体流出路に送り込むように適合される、準備することと、
前記第１プレート部材と前記第２プレート部材との間に１つ又は複数のばね部材を設けることであって、前記ばね部材が、前記第１プレート部材を前記第２プレート部材から分離するように構成されたばね力を加える、設けることと、
前記ばね力を克服しかつ前記第１プレート部材の当接面を前記第２プレート部材の当接面に押し付ける圧迫力を加えることにより、前記第１プレート部材を、前記第１プレート及び前記第２プレートの垂直軸に沿って閉鎖形態まで動かすことであって、前記閉鎖形態では、光学測定を行うために、前記試料チャンバを通して所定の光路長が提供される、動かすことと、
前記試料チャンバを包囲するシールチャネル内にフローティングシール部材を設けること、
前記圧迫力を加えている間、前記シールチャネルの排出口を通して流体が排出されるようにすることにより、かつ、前記試料チャンバの上に延在する前記第１プレート部材の領域に前記圧迫力を加えることにより、前記第１プレート部材が前記試料チャンバの上でたわむのを防止することと、を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本開示の態様は、試料中の検体成分の分光学的決定の分野に関し、より詳細には、光学フローセルにおける分光分析のために体液試料を提示する分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  種々の臨床現場において、血液の特定の化学的特性、たとえば検体ヘモグロビン（たとえば、一酸化炭素ヘモグロビン、酸素化ヘモグロビン、メトヘモグロビン）、タンパク質、脂質、ビリルビンを測定することが重要である。これらの現場は、たとえば、診療所への患者の通院、緊急治療室、又は入院患者のモニタリング等の範囲にわたる。体液試料中の検体の測定は、多くの方法で遂行することができ、それらのうちの１つは分光学的決定による。
【０００３】
[0003]  たとえば血液試料等の体液試料中の検体成分の分光学的決定は、光源に体液試料を提示することと、試料を透過するか又は試料から反射される光の特性を分析することとを含む。臨床分析器等の分光測定器において流体試料を提示する構造体は一般に光学フローセルと呼ばれる。いくつかの実施態様では、試料セル内の試料チャンバは、好ましくは、試料を通る光の光路長が予め決められるように、測定中に正確な深さ寸法で構成される。光学フローセルを通る光路長は、好ましくは、たとえば、測定中に数ミクロンの範囲内で維持することができる。測定に続き、別の試料の分析を準備するために、フローセルから試料をフラッシングすることができる。フラッシングプロセス中、たとえばより効率的なフラッシングのために、光学フローセルを開放するか又は部分的に開放することができる。
【０００４】
[0004]  従来から既知であるような光学分光法のための２つの択一的な試料セル構成が、米国特許第６，１８８，４７４号に記載されている。１つの構成では、上述した試料セルが、試料が測定ゾーン内にある間に検体測定に適合された所定の光路長を有する第１位置と、流路から試料を取り除くように適合された所定の他の光路長を有する第２位置との間で選択的に調節可能である。この従来から既知である試料セルは、２つのセル部分を含み、それらセル部分は、嵌合面を他方に対して摺動させることにより、測定用の断面の小さい流体流路からフラッシング用の断面のより大きい流体流路まで流体流路を調節することができるように、互いに摺動可能な流体密封係合状態で維持される。この構成における摺動可能な係合により、試料の一部が第１セル部分と第２セル部分との間に不利益に閉じ込められる可能性があり、それにより、被測定試料の汚染がもたらされる可能性があるとともに、光路長の寸法一貫性が影響を受ける可能性がある。別の構成では、上述した試料セルは、第１セル部分と第２セル部分との間に圧迫力を加えかつ緩めることにより、測定用の所定の光路長を有する第１位置と、試料を取り除くための第２部分との間で選択的に調節可能である。この構成では、光路長が第１セル部分と第２セル部分との間のエラストマーガスケットの圧縮により不利益に影響を受ける可能性がある。
【発明の概要】
【０００５】
[0005]  本開示の態様は、臨床分析器において検体を測定するために使用されるタイプの光学フローセル等の可変光路長光学フローセルを含む。検体は、典型的には、限定されないが血液、血漿及び血清を含む体液中に見られる。光学フローセルで測定される検体としては、たとえば、ヘモグロビン、タンパク質、脂質及びビリルビンが挙げられるが、それらに限定されない。開示するフローセルは、洗浄のための第１深さと測定のためのより浅い第２深さとを達成するために、蛇腹のように拡張しかつ閉鎖する。一実施形態では、開示するフローセルにおける封止は、内部流体チャンバを包囲する菱形シールによって達成される。菱形シールは、光学フローセルの２つの部分の動き全体を通して、フローセルにおけるシールを収容するシールチャネルの壁に接して横方向に拡張することにより、内部流体チャンバを封止するように作動可能である。シールは、セルの第１部分とセルの第２部分との間で圧縮されない。これにより、フローセルを通る光路長の精度及び再現性が向上する。
【０００６】
[0006]  上述したことは、添付図面に示すように本開示の実施形態例の以下のより詳細な説明から明らかとなろう。添付図面では、異なる図を通して同様の参照符号は同じ部分を指す。図面は、必ずしも正確な縮尺ではなく、本開示の例示的な実施形態を強調している。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】[0007]本開示の態様による光学フローセルの例を示す。
【図１Ｂ】[0007]本開示の態様による光学フローセルの例を示す。
【図１Ｃ】[0007]本開示の態様による光学フローセルの例を示す。
【図２】[0008]本開示の態様による光学フローセルの部分の間に開放力を与えるように構成された片持ちアームを含む光学フローセルを示す。
【図３】[0009]本開示の態様による光学フローセルを設置し作動させるテストヘッド装置を示す。
【図４】[00010]本開示の別の態様による光学フローセルを設置し作動させるテストヘッド装置を示す。
【図５】[00011]本開示の別の態様による光学フローセルを設置し作動させるテストヘッド装置を示す。
【図６】[00012]本開示の態様によるテストヘッド装置における光路長再現性を示す試験データのグラフである。
【図７】[00013]本開示の別の態様による光学フローセルを設置し作動させるテストヘッド装置を示す。
【図８】[00014]本開示の態様による、体液試料中の検体の分光学的決定方法を説明するプロセスフロー図である。
【図９Ａ】[00015]本開示の別の態様による光学フローセルの例を示す。
【図９Ｂ】[00015]本開示の別の態様による光学フローセルの例を示す。
【図９Ｃ】[00015]本開示の別の態様による光学フローセルの例を示す。
【図９Ｄ】[00015]本開示の別の態様による光学フローセルの例を示す。
【図９Ｅ】[00015]本開示の別の態様による光学フローセルの例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
[00016]  本開示の態様は、限定されないがＧＥＭ４０００及びＧＥＭ５０００臨床分析器（Instrumentation Laboratory Company, Bedford, MA）等の臨床分析器における体液試料中の検体の光学測定のための可変光路長光学フローセルを含む。実施形態では、開示するフローセルは、チャンバを提供するように閉鎖し、チャンバは、チャンバ内の体液試料の１つ又は複数の検体の光学的決定のために、約８０マイクロメートル〜約９０マイクロメートルの光路長を有するチャンバを通る光路を有する。フローセルが試料分析のために閉鎖形態にあるとき、フローセルの上部とフローセルの下部との間を通る光路長は、フローセルの上部とフローセルの下部との間の位置ずれの許容差が非常に小さいために、非常に正確である。測定が完了すると、試料チャンバから体液試料を洗い出すために、フローセルを開放することができる。洗浄のためにフローセルが開放形態にあるときは、フローセルの上部とフローセルの下部との位置ずれの許容差は重大ではなく、フローセルの上部と下部との間の間隙は、８０〜９０マイクロメートルを著しく上回り得る。例示的な実施形態では、洗い出しのためにフローセルが開放形態にあるとき、フローセルの上部とフローセルの下部との間の間隙により、たとえば約２５０〜４００マイクロメートルのチャンバ深さをもたらすことができる。
【０００９】
[00017]  本開示の態様は、試料チャンバを包囲するフローティングシールを含む。シールは、試料チャンバを包囲するシールチャネルの側壁に対するシールの横方向の圧縮により有効である。シールチャネル内のシールの上方及び下方に幾分かの余分な空間が設けられる。この余分な空間により、シールが縦方向に圧縮されること、又は底部に達して試料セルの頂部と底部との間に面シールを形成することが防止される。
【００１０】
[00018]  面シールを採用する試料セル構成は、１ミクロンの許容差の範囲内で再現可能な測定長を示さない。試料セルの頂部と底部との間のシールの圧縮を回避することにより、開示するフローティングシール構成によって、試料セルを約１ミクロンの範囲内で再現可能なチャンバ高さまで閉鎖することができる。この閉鎖されたチャンバの高さにより、いくつかの実施形態における約０．０９ｍｍから他の実施形態における約０．５ｍｍの距離までの高さ範囲において、約１ミクロンの範囲内で正確かつ再現可能な光学測定距離が提供される。
【００１１】
[00019]  例示的な実施形態では、本開示のフローセルの閉鎖は、たとえばニチノール等の低コストの形状記憶合金を使用して作動させることができる。別法として、フローセルは、たとえば、ソレノイド、又は、ステッピングモータ等の電気モータを含む作動機構によって閉鎖することができる。作動機構が後退するか又は緩められると、ばね力によってフローセルの両半体が開放形態に向かって互いから離れる方向に付勢される。
【００１２】
[00020]  図１Ａ〜図１Ｃを参照すると、本開示の態様は、体液試料中の検体の分光学的決定に使用される試料セル装置１００を含む。試料セル装置１００は、光学的に透明な材料から作製された第１プレート部材１０と、光学的に透明な材料から作製され、かつ第１プレート部材１０に対向する第２プレート部材２０とを含む。第１プレート部材１０の第１面は第２プレート部材２０に面している。第１面は、第１ウェル部１９と、第１ウェル部１９に隣接する第１シールチャネル部１３と、第１ウェル部１９の外側かつ第１シールチャネル部１３の外側の第１当接面１５とを含む。第２プレート部材２０の第２面が第１プレート部材１０に面している。第２面は、第１ウェル部１９と位置合わせされて試料チャンバ５０を形成する第２ウェル部２９と、第１シールチャネル部１３と位置合わせされ、かつ第２ウェル部２９に隣接する第２シールチャネル部２２と、第２ウェル部２９の外側かつ第２シールチャネル部２３の外側にあり、第１当接面１５と位置合わせされた第２当接面２５とを含む。第１ウェル部１９は、第１当接面１５に対して固定深さを有し、第２ウェル部２９は、第２当接面２５に対して固定深さを有する。第１プレート部材１０と第２プレート部材２０との間に１つ又は複数のばね部材４０が、第１プレート部材１０を第２プレート部材２０から離れる方向に付勢するように構成されている。フローティングシール３０が、第１シールチャネル部１３及び第２シールチャネル部２２内に延在している。フローティングシール３０は、第１シールチャネル及び第２シールチャネルの側壁の間で横方向に圧縮される。本開示の態様によれば、フローティングシール３０は試料チャンバの周縁部を規定する。流体流入路６０が、第１プレート部材１０又は第２プレート部材２０を通って試料チャンバ５０内に延在している。流体流出路７０もまた、第１プレート部材１０又は第２プレート部材２０を通って試料チャンバ５０内に延在している。
【００１３】
[00021]  本開示の別の態様によれば、試料セル装置１００はアクチュエータ部材８０を含み、アクチュエータ部材８０は、制御可能にばね部材を克服し、第１当接面１５と第２当接面２５との間の当接によって規定される変位により第１プレート部材１０を第２プレート部材２０に押し付けるように構成されている。
【００１４】
[00022]  本開示の態様によれば、アクチュエータ部材８０は形状記憶部材を含むことができる。形状記憶部材は、たとえば、ニチノール又は別の形状記憶材料から作製することができる。本開示の別の態様によれば、アクチュエータ部材８０は、たとえば電気モータ又はソレノイドを含むことができる。
【００１５】
[00023]  本開示の別の態様によれば、ばね部材４０は片持ちばねであり得る。片持ちばねは、たとえば、第１プレート部材１０及び／又は第２プレート部材２０と一体的に形成することができる。本開示の別の態様によれば、ばね部材は圧縮ばね等とすることができる。
【００１６】
[00024]  いくつかの実施形態では、試料チャンバ５０は長尺状であり得る。長尺状の試料チャンバ５０の第１端部に近接して流入路６０を配置することができ、試料チャンバ５０の第１端部とは反対側の、試料チャンバ５０の第２端部に近接して流出路７０を配置することができる。いくつかの実施形態では、試料チャンバ５０及びフローティングシール３０は、実質的に菱形であり得る。
【００１７】
[00025]  本開示の態様によれば、光源が第１プレート部材１０を通して試料チャンバ５０内に向けられる。光検出装置が、第１プレート部材１０、試料チャンバ５０及び第２プレート部材６０を通過した、光源からの光を受けるように向けられる。
【００１８】
[00026]  いくつかの実施形態では、光検出装置は、たとえば分光器であり得る。光源及び／又は光検出器は、アクチュエータ部材と一体化することができる。
【００１９】
[00027]  本開示の態様によれば、試料セル装置１００は、移動止め構造体を有する外面を含むことができ、移動止め構造体は、試料セル装置を、アクチュエータ部材に対して、及び／又は、光源及び光検出装置に対して設置するために、アクチュエータ部材８０における嵌合移動止め構造体と係合するように構成されている。
【００２０】
[00028]  図２を参照すると、開示するフローセル２００の例示的な実施形態では、１つ又は複数のフィンガ部２４０、２４２が、第１プレート部材２１０及び第２プレート部材２２０とそれぞれ一体成形されて、第１プレート部材２１０を第２プレート部材２１０から離れる方向に付勢するように構成された片持ちばね部材を形成する。片持ちばね部材は、たとえば圧縮ばね（図１Ａ〜図１Ｃの４０）の代わりに又はそれに加えて使用することができる。フローセル２００が開放洗浄形態にある間、第１プレート部材と第２プレート部材との間の間隙寸法は、フローセル２００が閉鎖測定形態にあるときほど重要ではないため、分離力を加えるための設計要件を満たすのに、記載した片持ちばねアーム等の単純なばね部材で十分である。代替的な実施形態は、たとえば、圧縮ばね、若しくは気泡ゴムパッド等のエラストマーパッド、又はばねタイプの組み合わせを用いて、第１プレート部材を第２プレート部材から分離するためのばね力を与えることができる。
【００２１】
[00029]  図３を参照すると、開示するフローセル３０２の実施形態は、テストヘッド装置３００に取外し可能に取り付けられるように構成することができる。テストヘッド装置３００は、フローセル支持構造体３０４と作動部材３０６とを含むことができる。作動部材３０６は、圧縮ばね３４０の分離力を克服することにより、フローセル３０２の頂部３１０をフローセルの底部３２０に対して圧迫する力を、フローセル３０２に制御可能に加えるように構成されている。作動部材３０６は、１つ又は複数の機械式アクチュエータに結合することができる。空気圧式アクチュエータ、油圧式アクチュエータ、電気モータを含む、さまざまなタイプの機械式アクチュエータが周知であり、たとえば、テストヘッド装置における作動部材３６０を制御可能に駆動するのに好適であり得る。
【００２２】
[00030]  例示的な実施形態では、テストヘッド装置３００はまた、テストセル３０２を通して光を向けるように構成された光源、及び、テストセル３０２を通過した、光源からの光を受けるように構成された分光器も含むことができる。光源は、たとえばネオン光源及び／又はＬＥＤ光源を含むことができる。分光器は、たとえば分光器光学系及び／又は拡散器を含むことができる。
【００２３】
[00031]  本開示の別の態様では、光拡散器が、一体的に、たとえば図１Ａ〜図１Ｃに示す第１プレート部材１０及び／又は第２プレート部材２０の一部であり得る。たとえば、プレートに薄型拡散器を取り付けることができ、又は別法として、光を拡散させるようにプレートの表面をつや消しにすることができる。
【００２４】
[00032]  図４を参照すると、本開示の態様によれば、開示するフローセル４０６は、テストヘッド装置４００に取り付けられるとフローセルを適切に位置合わせするための位置合わせ部４０４を含むことができる。位置合わせ部４０４は、フローセル４０６の頂部４１０又は底部４２０の表面にくぼみ又は移動止めを含むことができる。位置合わせ部４０４は、テストヘッド装置４００の位置合わせ及び保持部４０２と係合するように構成されている。例示的な実施形態では、位置合わせ及び保持部４０２は、フローセル４０６がテストヘッド装置４００に適切に設置されるとフローセル４０６の位置合わせ部４０４のくぼみ／移動止め内に位置するように構成されたホイールを含むことができる。ホイールは、たとえば、フローセル４０６の位置合わせ及び保持部４０２に対して付勢されるばねであり得る。
【００２５】
[00033]  図５を参照すると、開示するテストヘッド装置５００の実施形態は、ニチノールワイヤ５０８に作動的に結合された作動部材５０６を含む。ニチノールワイヤは、ニチノールワイヤに印加される電気エネルギーの印加時に長さを変化させ、電気エネルギーが除去されると元の長さに戻る。ニチノールワイヤのこの形状記憶特性により、ニチノールワイヤに対して電圧及び／又は電流を印加しかつ除去することにより、作動部材５０６の動きを制御するための単純かつ信頼性の高い電気機械作動機構が可能になる。
【００２６】
[00034]  図６は、ニチノールワイヤ５０８に通電することにより作動が実施された、図５に示すテストヘッド装置の実施形態を使用する、フローセル５０２を通る光路長の測定値を含む試験データのグラフ６００である。この構成では、間隙は＋／−１．５ミクロンで再現可能であった。
【００２７】
[00035]  従来から既知である光学テストヘッドでは、分光器装置の光検出部が、典型的にはテストヘッド内に取り付けられ、光ファイバケーブルによって分光器の外側部分に接続する。これにより、テストヘッド装置のコスト及び複雑さが増大する。本開示の態様は、テストヘッド装置に内蔵光学光エンジンを含む。開示する内蔵光学光エンジンは、発光ダイオード（ＬＥＤ）と、ネオン放電灯光源と、分光器と、拡散器を含む光学系と、可変光路長フローセルを作動させる機構とを組み合わせる。開示するテストヘッド装置ヘッドは、小型かつ頑丈であり、ＬＥＤ及び分光器をテストヘッドに結合するための光ファイバの使用を回避する。内蔵光学ヘッドにより、たとえば、携帯型血液ガス分析装置をより低コストでかつより簡素化して構築することができる。
【００２８】
[00036]  一例では、開示、たとえば、光ファイバケーブルを採用することなく、Dunedin, Florida, USAのOcean Optics, Inc.によるモジュール式分光器等の小型分光器をテストヘッド内に取り付け、外部処理機器に直接結合することができる。図７に示すように、開示するテストヘッド装置７００の例示的な実施形態は、テストヘッド装置７００内に直接取り付けられた、Ocean Optics, Inc.による分光器モデルＳＴＳ等の分光器７１０を含む。分光器７１０は、テストヘッド装置７００内に取り付けられたフローセル７０２を透過する光を分析するように構成されている。テストヘッド装置７００組み込まれた分光器７１０を含む開示する構成は、たとえば、高価な光ファイバケーブルバンドルを用いて分光器光検出部を分光装置に結合する従来から既知であるテストヘッド構成より、著しく安価である。
【００２９】
[00037]  図８を参照すると、本開示の別の態様は、体液試料中の検体の分光学的決定方法８００を含む。ブロック８１０において、方法８００は、第１プレート部材と対向する第２プレート部材との間に延在する試料経路を有する試料セルを準備することを含む。試料経路は、体液試料を、流体流入路から第１プレート部材と第２プレート部材との間の試料チャンバを通して流体流出路に送り込むように適合される。ブロック８２０において、本方法は、体液試料をチャンバ内に投入することを含む。ブロック８３０において、方法８００は、第１プレート部材と第２プレート部材との間に１つ又は複数のばね部材を設けることを含む。ばね部材は、第１プレート部材を第２プレート部材から分離するように構成されたばね力を加える。ブロック８４０において、方法８００は、ばね力を克服しかつ第１プレート部材の当接面を第２プレート部材の当接面に押し付ける圧迫力を加えることにより、第１プレート部材を、第１プレート及び第２プレートの垂直軸に沿って閉鎖形態まで動かすことを含む。閉鎖形態では、光学測定を行うために、試料チャンバを通して所定の光路長が提供される。例示的な実施形態では、第１プレート部材を動かすステップはまた、圧迫力を加えている間、試料チャンバの上に延在する第１プレート部材の領域に圧迫力を加えることにより、第１プレート部材が試料チャンバの上でたわむのを防止することも含む。
【００３０】
[00038]  ブロック８３０において、方法８００はまた、第１プレート部材の当接面に対する第１プレート部材へのチャンバの第１固定深さと、第２プレート部材の当接面に対する第２プレート部材へのチャンバの第２固定深さとに基づいて、＋／−１ミクロンの範囲内で所定の光路長を機械的に制限することも含むことができる。例示的な実施形態では、機械的制限は、試料チャンバを包囲するシールチャネル内にフローティングシール部材を設けることと、流体を、シールチャネルにおける排出口を通して排出することとを含むことができる。この試料チャンバの流体排出により、圧迫力が加えられている間、第１プレート部材が試料チャンバの上でたわむのが防止される。
【００３１】
[00039]  本開示の態様によれば、方法８００は、ブロック８５０において、所定の光路長に沿って光を照射することにより試料中の検体の存在を分光学的に決定することも含む。
【００３２】
[00040]  本開示の態様によれば、方法８００は、ブロック８６０において、体液試料中の検体の存在を分光学的に決定した後に圧迫力を除去すること、及び、第１プレート部材を、ばね力によって垂直軸に沿って第２プレート部材から離れる方向に開放形態まで変位させることも含む。方法８００は、第１プレート部材が開放形態において第２プレート部材から離れる方向に変位している間、ブロック８７０において、チャンバから体液試料を取り除くことをさらに含む。
【００３３】
[00041]  図９Ａ〜図９Ｄを参照すると、本開示の態様は、体液試料中の検体の分光学的決定に使用される試料セル装置９００を含む。試料セル装置９００は、光学的に透明な材料から作製された第１プレート部材９１０と、光学的に透明な材料から作製され、かつ第１プレート部材９１０に対向する第２プレート部材９２０とを含む。第１プレート部材９１０の第１面は第２プレート部材９２０に面している。第１面は、第１ウェル部９１９と、第１ウェル部９１９に隣接する第１シールチャネル部９１３と、第１ウェル部９１９の外側かつ第１シールチャネル部９１３の外側の第１当接面９１５とを含む。第２プレート部材９２０の第２面が第１プレート部材９１０に面している。第２面は、第１ウェル部９１９と位置合わせされて試料チャンバ９５０を形成する第２ウェル部９２９と、第１シールチャネル部９１３と位置合わせされ、かつ第２ウェル部９２９に隣接する第２シールチャネル部９２３と、第２ウェル部９２９の外側かつ第２シールチャネル部９２２の外側にあり、第１当接面９１５と位置合わせされた第２当接面９２５とを含む。第１ウェル部９１９は、第１当接面９１５に対して固定深さを有し、第２ウェル部９２９は第２当接面９２５に対して固定深さを有する。第１プレート部材９１０と第２プレート部材９２０との間に１つ又は複数のばね部材９４０が、第１プレート部材９１０を第２プレート部材９２０から離れる方向に付勢するように構成されている。フローティングシール９３０が、第１シールチャネル部９１３及び第２シールチャネル部９２２内に延在している。フローティングシール９３０は、第１シールチャネル部９１３及び第２シールチャネル部９２２の側壁の間で横方向に圧縮される。本開示の態様によれば、フローティングシール９３０は試料チャンバの周縁部を規定する。流体流入路９６０が、第１プレート部材９１０又は第２プレート部材９２０を通って試料チャンバ９５０内に延在している。流体流出路９７０もまた、第１プレート部材９１０又は第２プレート９２０を通って試料チャンバ９５０内に延在している。
【００３４】
[00042]  試料セル装置９００はアクチュエータ部材９８０を含み、アクチュエータ部材９８０は、制御可能にばね部材を克服し、第１当接面９１５と第２当接面９２５との間の当接によって規定される変位により第１プレート部材９１０を第２プレート部材９２０に押し付けるように構成されている。本開示の別の態様によれば、アクチュエータ部材９８０の足部９８５が、試料チャンバ９５０の上に重なり、第１プレート部材９１０が試料チャンバ９５０の上でたわむのを防止しながら、第１プレート部材９１０を第２プレート部材９２０に押し付けるように構成されている。足部９８５は、試料チャンバ９５０の光検知領域に近接して延在して、フローティングシール９３０の対抗する力の下で第１プレート部材９１０及び／又は第２プレート部材９２０の曲がりを最小限にする。これにより、試料チャンバ９５０の深さの精度及び再現性が向上し、試料チャンバ９５０を通る光路長が一貫する。図９Ｄを参照すると、アクチュエータ部材９８０の足部９８５は締付リング９８７を含むことができ、締付リング９８７は、試料チャンバを包囲して、試料チャンバ９５０の周囲に締付力を均一に分散させ、第１プレート部材９１０及び第２プレート部材９２０の曲がりをさらに低減させる。
【００３５】
[00043]  本開示の態様によれば、アクチュエータ部材９８０は、形状記憶部材を含むことができる。形状記憶部材は、たとえば、ニチノール又は別の形状記憶材料から作製することができる。本開示の別の態様によれば、アクチュエータ部材９８０は、たとえば、電気モータ又はソレノイドを含むことができる。
【００３６】
[00044]  本開示の別の態様によれば、ばね部材９４０は片持ちばねであり得る。片持ちばねは、たとえば、第１プレート部材９１０及び／又は第２プレート部材９２０と一体的に形成することができる。本開示の別の態様によれば、ばね部材は圧縮ばね等とすることができる。
【００３７】
[00045]  いくつかの実施形態では、試料チャンバ９５０は長尺状であり得る。長尺状の試料チャンバ９５０の第１端部に近接して流入路９６０を配置することができ、試料チャンバ９５０の第１端部とは反対側の、試料チャンバ９５０の第２端部に近接して流出路９７０を配置することができる。いくつかの実施形態では、試料チャンバ９５０及びフローティングシール９３０は、実質的に菱形であり得る。例示的な実施形態では、排出路９９５が、第１プレート部材を通って第１シールチャネル部内に延在している。排出路９９５により、流体圧がシールチャンバから逃げることができ、それにより、第１プレート部材９１０及び第２プレート部材９２０に加えられている曲げ力がさらに低減する。
【００３８】
[00046]  本開示の態様によれば、光源が第１プレート部材９１０を通して試料チャンバ９５０内に向けられる。光検出装置が、第１プレート部材９１０、試料チャンバ９５０及び第２プレート部材９２０を通過した、光源からの光を受けるように向けられる。いくつかの実施形態では、光検出装置は、たとえば分光器であり得る。光源及び／又は光検出器は、アクチュエータ部材と一体化することができる。
【００３９】
[00047]  図９Ｅは、試料チャンバ９５０を通過する光学領域９５５を示す。光学領域９５５は、光源から試料チャンバを介して光検出装置まで光が通過する領域である。本開示の態様によれば、足部９８５と光学領域９５５との間の距離は最小化される。これにより、第１プレート部材９１０及び第２プレート部材９２０に対する曲げ力が最小化され、それにより、光学領域９５５における試料チャンバ９５０の厚さがより一貫しかつ最小化される。
【００４０】
[00048]  本開示の態様によれば、試料セル装置１００は、移動止め構造体を有する外面を含むことができ、移動止め構造体は、試料セル装置を、アクチュエータ部材に対して、及び／又は、光源及び光検出装置に対して設置するために、アクチュエータ部材９８０における嵌合移動止め構造体と係合するように構成されている。
【図１Ａ】
2020532719.tif 000003
【図１Ｂ】
2020532719.tif 000004
【図１Ｃ】
2020532719.tif 000005
【図２】
2020532719.tif 000006
【図３】
2020532719.tif 000007
【図４】
2020532719.tif 000008
【図５】
2020532719.tif 000009
【図６】
2020532719.tif 000010
【図７】
2020532719.tif 000011
【図８】
2020532719.tif 000012
【図９Ａ】
2020532719.tif 000013
【図９Ｂ】
2020532719.tif 000014
【図９Ｃ】
2020532719.tif 000015
【図９Ｄ】
2020532719.tif 000016
【図９Ｅ】
2020532719.tif 000017
【国際調査報告】
2020532719.tif 000018
2020532719.tif 000019
2020532719.tif 000020