(57)【要約】  本発明は、計量セル（１０８）を使用して液体試料中の検体の検出の動作をモニタする方法に関し、計量セル（１０８）が、液体試料において電気化学発光を励起するための作用電極（１２０）と、励起された電気化学発光を検出するための光検出器（１２６）とを含み、励起および検出が、電気化学発光測定サイクル中に実行され、測定サイクルが、液体試料を輸送経路（１１４）を介して作用電極（１２０）にサポート液体を使用して輸送することを含み、この方法は、−  測定サイクルの一部の間輸送経路（１１４）に光源（２０４）の光を結合させるステップであり、輸送経路（１１４）が、光源（２０４）と光検出器（１２６）との間に光ガイドを形成する、結合させるステップと、−  結合光を光検出器（１２６）で検出するステップと、−  輸送経路（１１４）中の気泡（２１４）の存在に関して検出光を分析するステップと、−  分析の結果が輸送経路（１１４）中の気泡（２１４）の存在に関する目標状態から逸脱している場合には測定状態を提供するステップとを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計量セル（１０８）を使用して液体試料中の検体の検出の動作をモニタする方法であって、前記計量セル（１０８）が、前記液体試料において電気化学発光を励起するための作用電極（１２０）と、前記励起された電気化学発光を検出するための光検出器（１２６）とを含み、前記励起および前記検出が、電気化学発光測定サイクル中に実行され、前記測定サイクルが、前記液体試料を輸送経路（１１４）を介して前記作用電極（１２０）にサポート液体を使用して輸送することを含み、前記方法が、
前記測定サイクルの一部の間前記輸送経路（１１４）に光源（２０４）の光を結合させるステップであり、前記輸送経路（１１４）が、前記光源（２０４）と前記光検出器（１２６）との間に光ガイドを形成する、結合させるステップと、
前記結合光を前記光検出器（１２６）で検出するステップと、
前記輸送経路（１１４）中の気泡（２１４）の存在に関して前記検出光を分析するステップと、
前記分析の結果が前記輸送経路（１１４）中の気泡（２１４）の前記存在に関する目標状態から逸脱している場合には測定状態を提供するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記気泡（２１４）が、前記液体試料と前記サポート液体とを分離する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記気泡（２１４）が存在する場合には、前記気泡の特性に関して前記検出光を分析するステップであり、前記測定状態が、既定の閾値による基準特性からの前記特性の偏差を示す、分析するステップをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記特性は、前記気泡（２１４）が検出される持続時間、前記気泡（２１４）が検出される時点、前記検出された結合光の強度のうちのいずれか１つから選択される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記検出された結合光の前記強度が、前記気泡の体積に関連づけられ、前記基準特性が、前記気泡の最小体積に対応し、前記液体試料および前記サポート液体が、パイプ（１１０）を通して前記輸送経路（１１４）に供給され、前記作用電極（１２０）が、前記輸送経路（１１４）の一部である測定チャンバに含まれ、前記気泡（２１４）の前記最小体積は、前記輸送経路（１１４）および前記パイプ（１１０）内の任意の場所において、前記気泡（２１４）が前記輸送経路（１１４）および前記パイプ（１１０）のこの場所で断面を完全に満たすように選択され、前記断面が、この場所において前記液体試料または前記サポート液体の輸送の方向に垂直である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記輸送経路（１１４）が、前記計量セル（１０８）内に完全に配置され、前記光源（２０４）が、前記輸送経路（１１４）の側面を幾何学的に制限する壁を通して前記輸送経路（１１４）に前記光を結合させる、請求項１から５の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記計量セル（１０８）が、一体化入口ポート（２００）および一体化出口ポート（２０２）を含み、前記作用電極（１２０）が測定チャンバに含まれ、前記測定チャンバが、前記入口ポートおよび前記出口ポートと第１の流体接続し、前記第１の流体接続および前記測定チャンバが前記輸送経路（１１４）を形成し、前記入口ポートが、前記液体試料を含むリザーバと第２の流体接続するプラグ接続可能パイプ（１１０）を受け取るように構成される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記光源（２０４）が、前記計量セル（１０８）に一体化される、および／または
前記光源（２０４）が、前記励起された電気化学発光の前記検出の間オフにされる、
請求項１から７の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記測定状態を提供する前記ステップが、前記計量セル（１０８）に結合されたディスプレイに前記測定状態を表示するステップを含む、請求項１から８の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記測定状態が前記複数の液体試料に対して既定の繰り返しパターンに従って提供される場合には、前記計量セル（１０８）の前記動作を停止するステップをさらに含む、請求項１から９の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記測定サイクルが、
前記液体試料なしに、前記サポート液体としての補助液を使用して前記作用電極（１２０）を調節するための第１のフェーズであり、前記第１のフェーズが、前記サポート液体としての前記補助液を前記輸送経路（１１４）に吸い上げることを含む、第１のフェーズ、
前記液体試料を前記作用電極（１２０）に前記輸送することと、磁性微粒子を捕捉することとのための第２のフェーズであり、前記液体試料が、前記電気化学発光励起として検出されるべき電気化学発光反応を引き起こすことができるマーキング物質を含み、複合体が、前記磁性微粒子にさらに結合され、前記捕捉することが、磁界によって前記微粒子を引きつけ、それによって、前記微粒子を前記作用電極（１２０）の表面に堆積させることを含み、前記第２のフェーズが、前記液体試料を前記輸送経路（１１４）に吸い上げることと、続いて前記サポート液体としての前記補助液を前記輸送経路（１１４）に吸い上げることによって前記液体試料を前記作用電極（１２０）に輸送することとを含む、第２のフェーズ、
前記捕捉の後および前記電気化学発光の前記励起の前に、前記作用電極（１２０）を洗浄するための第３のフェーズであり、前記第３のフェーズが、結合していない複合体を前記作用電極（１２０）から除去するように構成され、前記洗浄することが、前記サポート液体としての前記補助液を使用して実行され、前記第３のフェーズが、前記サポート液体としての前記補助液を前記輸送経路（１１４）に吸い上げることを含む、第３のフェーズ、
前記試料に対して前記電気化学発光測定を実行するための第４のフェーズ、
前記作用電極（１２０）をクリーニング液でクリーニングするための第５のフェーズであり、前記第５のフェーズが、前記クリーニング液を前記輸送経路（１１４）に吸い上げることを含む、第５のフェーズ
のうちの任意の１つを含み、
前記液体試料と前記サポート液体とを分離する気泡（２１４）の前記存在に関する前記目標状態が、
前記第１のフェーズから前記第２のフェーズに切り替わるときに前記サポート液体と前記液体試料との間に気泡（２１４）なし、
前記第２のフェーズから前記第３のフェーズに切り替わるときに前記サポート液体と前記液体試料との間に気泡（２１４）、
前記第４のフェーズから前記第５のフェーズに切り替わるときに前記サポート液体と前記クリーニング液との間に気泡（２１４）、
測定サイクルの後続の実行のために前記第５のフェーズから前記第１のフェーズに切り替わるときに前記クリーニング液と前記サポート液体との間に気泡（２１４）
のうちの任意の１つである、請求項１から１０の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記気体が、空気、不活性気体、窒素のうちのいずれか１つを含む、請求項１から１１の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記液体試料を前記輸送経路（１１４）を介して前記作用電極（１２０）に前記サポート液体を使用して前記輸送することが、前記液体試料および前記サポート液体を前記輸送経路（１１４）に吸引するように構成された吸引デバイス（１３６）を使用して実行される、請求項１から１２の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記液体試料を前記輸送経路（１１４）を介して前記輸送することが、５〜１０００μｌ／ｓの範囲内、好ましくは、２０〜４００μｌ／ｓの範囲内の流速で実行される、および／または
前記気泡（２１４）の前記体積が、５〜１００μｌの範囲内、好ましくは、１０〜３０μｌの範囲内にある、請求項１から１３の請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
計量セル（１０８）を使用して液体試料中の検体の検出の動作をモニタするための装置（１００）であって、前記装置が前記計量セル（１０８）を含み、前記計量セル（１０８）が、前記液体試料において電気化学発光を励起するための作用電極（１２０）と、前記励起された電気化学発光を検出するための光検出器（１２６）と、前記検出された電気化学発光から前記検体を決定するための処理ユニットとを含み、前記装置が、電気化学発光測定サイクル中に前記励起および前記検出を実行するように構成され、前記測定サイクルが、前記液体試料を輸送経路（１１４）を介して前記作用電極（１２０）にサポート液体を使用して輸送することを含み、前記装置が、プロセッサおよびメモリを含み、前記メモリが、コンピュータ実行可能命令を含み、前記プロセッサにより前記命令を実行することにより、前記装置が、
前記測定サイクルの一部の間前記輸送経路（１１４）に光源（２０４）の光を結合させることであり、前記輸送経路（１１４）が、前記光源（２０４）と前記光検出器（１２６）との間に光ガイドを形成する、結合させることと、
前記結合光を前記光検出器（１２６）で検出することと、
前記輸送経路（１１４）中の気泡（２１４）の存在に関して前記検出光を分析することと、
前記分析の結果が前記輸送経路（１１４）中の気泡（２１４）の前記存在に関する目標状態から逸脱している場合には測定状態を提供することと
を行う、装置（１００）。
【請求項１６】
請求項１に記載の前記方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定セルを使用して液体試料中の検体の検出の動作をモニタする方法、ならびに計量セルを使用して液体試料中の検体の検出の動作をモニタするための装置、およびコンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気化学発光（ＥＣＬ）アッセイ技法は、生化学物質および生物学的物質中の目的の検体の検出および定量化でよく知られている。一般に、極微量の微生物、医薬品、ホルモン、ウィルス、抗体、核酸、および他のタンパク質を測定することができる方法およびシステムは、研究者および臨床医にとって大きな価値がある。
【０００３】
ＥＣＬ分析技法は、目的の検体の存在および濃度の高感度で精密な測定を提供する。そのような技法では、インキュベート試料は、発光をトリガするために、定電位的または定電流的に制御される作用電極にさらされる。適切な化学環境では、そのような電気化学発光は、電圧または電流が特定の時間に特定の方法で作用電極に加えられることによってトリガされる。標識によって生成された光が、測定され、検体の存在または量を示す。そのようなＥＣＬ技法のより詳細な説明については、例えば、米国特許第５，２３８，８０８号およびＷＯ８６／０２７３４を参照されたい。
【０００４】
特定のタンパク質（例えば、ストレプトアビジンまたはビオチン）で被覆された磁性微粒子を容器内で撹拌して、それが底部に堆積し互いに凝集するのを防止する、液体試料中の検体を検出する電気化学発光方法が、適切な分析システムとともにＷＯ２０１４／２０２２９８Ａ１に記載されている。ＷＯ９０／１１５１１は、測定の精度および確度を改善するために、ボルタメトリ作用電極に印加された走査周波数の減少する電圧波形を使用して電気化学発光の測定を行うための方法および装置を開示している。ＷＯ９９／３９２０６には、電気化学発光結合反応試験によって試験試料を分析するための方法が記載されており、分析に特有な化学発光マーカーを含む複合体が、生化学結合反応により形成され、反応シーケンス中に磁性微粒子に結合される。「Ｔｒｉｓ（２，２’−ｂｉｐｙｒｉｄｙｌ）ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ（ＩＩ）  Ｅｌｅｃｔｒｏｇｅｎｅｒａｔｅｄ  Ｃｈｅｍｉｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  ｉｎ  Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ」、Ｍｉｃｒｏｃｈｉｍ．  Ａｃｔａ  １２７、１９〜３９において、Ｗ．−Ｙ．  Ｌｅｅは、トリス（２，２’−ビピリジル）ルテニウム（ＩＩ）電気化学発光が、フローインジェクションおよびＨＰＬＣなどのフローストリームでの誘導体化なしに、オキサレートおよび様々なアミン含有検体の決定のための検出方法として使用され得る方法を説明している。米国特許第６，５９９，４７３Ｂ１号は、電気化学発光結合反応分析（ＥＣＬ−ＢＲＡ）を開示している。
【０００５】
ＥＣＬ−ＢＲＡに従って検出可能な複合体が生成され、その濃度は求められる分析結果の尺度を構成する。ＥＣＬ反応をもたらすことができるマーキング物質（標識）は、検体、例えば抗体に特有の結合試薬に結合される。マーキング物質と結合試薬とを含む種は、標識結合体と呼ばれる。
【０００６】
そのような物質は、ボルタメトリ作用電極で適切な電位にさらされると、光を放出し、その光は測光法で測定され得る。共反応物と呼ばれる第２の電気化学的に活性な物質が、通常、この反応に寄与する。実際には、主として、ルテニウム錯体（ルテニウム−トリス［ビピリジル］）が、共反応物としてトリプロピルアミン（ＴＰＡ）と組み合わせてＥＣＬ標識として使用される。２つの電気化学的に活性な物質は、両方とも、電極への電圧印加に際して酸化される。後続のプロトンの減少が、ＴＰＡを強還元種に変えることになる。後続の酸化還元反応は、ＥＣＬ標識を励起状態にし、ＥＣＬ標識は、光子の放出により励起状態から基底状態に戻る。ＥＣＬ標識反応は、電極への電圧の印加の後に単一の標識分子が複数の光子を放出するように循環反応であることが好ましい。
【０００７】
分析に特有のＥＣＬマーク付き複合体分子は、磁性微粒子（ビーズ）に固定される。実際には、一般に２から３マイクロメートルの直径を有する磁化ポリスチレンビーズが使用される。固定は、特定の生化学結合相手の対によって達成される。ストレプトアビジン・ビオチンの対が特に有利であることが分かっている。ビーズはストレプトアビジンで被覆され、それにビオチン化抗体が結合することになる。
【０００８】
結合されたマーク付き複合体を有するビーズは、測定装置の計量セルに導入される。セルは、ＥＣＬ反応のトリガに必要とされる電界を発生するために必要な電極を備える。ビーズは、作用電極の下に配設された磁石の磁場中で作用電極の表面上に引き寄せられる。これは、一般に、試料液体を連続的に流す貫流セルで行われるので、ビーズの磁気堆積は「捕捉」と呼ばれる。次いで、ＥＣＬ反応のトリガに必要とされる電位が作用電極に印加され、結果として生じる発光光が適切な光検出器を使用して測定される。発光光の強度は、作用電極の表面でビーズに結合された標識抗体の濃度または数の尺度であり、その結果として、それは試料中の検体の濃度の尺度である。較正により、求めている濃度を、測定された発光信号から計算することができる。
【０００９】
米国特許出願公開第２００１／００８６１２Ａ１号は、チャンバの１つの壁を画定する透明窓とそれに密接して装着された光検出器とを有するＥＣＬチャンバを含む電気化学発光測定を行うための装置を開示している。アッセイ流体は磁界の影響を受け、電気的にエネルギーを与えられる。流体に誘発された電気化学発光が、光検出器によって測定される。
【００１０】
米国特許出願公開第２００６／０４２９６３Ａ１号は、測定チャンバ内に位置づけられた電流測定センサを備えることを含む、水性液体中の気泡の有無を検出するための方法を開示しており、電流測定センサは、液体中に溶解した気体成分の濃度を決定するように構成される。
【００１１】
米国特許５５８３６３５Ａ号は、液体中の粒子と泡とを区別することによって液体中の粒子のみを計数する、粒子を測定する方法およびそのための装置に関する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の実施形態によれば、計量セルを使用して液体試料中の検体の検出の動作をモニタする方法が提供され、計量セルは、液体試料において電気化学発光を励起するための作用電極と、例えば、検出された電気化学発光から検体を決定するために、励起された電気化学発光を検出するための光検出器とを含み、励起および検出が、電気化学発光測定サイクル中に実行され、測定サイクルが、液体試料を輸送経路を介して作用電極にサポート液体を使用して輸送することを含み、この方法は、
−  測定サイクルの一部の間輸送経路に光源の光を結合させるステップであり、輸送経路が、光源と光検出器との間に光ガイドを形成する、結合させるステップと、
−  結合光を光検出器で検出するステップと、
−  輸送経路中の気泡の存在に関して検出光を分析するステップと、
−  分析の結果が輸送経路中の気泡の存在に関する目標状態から逸脱している場合には測定状態を提供するステップと
を含む。
【００１３】
本明細書で理解される「検体」は、分析されるべき液体試料の成分、例えば、様々なサイズの分子、タンパク質、代謝物質などである。
本明細書で理解される「液体試料」は、人または他の生物に由来している任意の種類の組織または体液などの生体試料を包含する。特に、生体試料は、血液、血清、血漿、尿、脳脊髄液、または唾液の試料またはそれらの派生物とすることができる。
【００１４】
本明細書で理解される「測定サイクル」は、液体試料中の検体の電気化学発光検出を実行するために必要とされる個々のステップを包含する。
光検出器は、光を検出することができる任意のデバイスとすることができる。例は、光電子増倍管、光電管、マイクロチャンネルプレート検出器、半導体アクティブピクセルセンサ、カドミウムジンクテルライド検出器などである。
【００１５】
例えば、電気化学発光は、検出された電気化学発光から検体を決定する目的で励起される。
光源は、制御可能な方法で輸送経路に結合させるための光を供給する任意の光源とすることができる。制御可能な方法とは、光の持続時間および／または強度が完全に制御され得ることを意味する。
【００１６】
本発明の実施形態は、一方では、検出された電気化学発光から検体を決定する品質を向上させるために、輸送経路中の気泡が使用され得るという利点を有する。例えば、液体の故意でない混合を避けるために輸送経路で輸送される異なる種類の液体を互いに分離するのに、気泡が輸送経路に故意に制御可能に送られ得る。さらに、気泡はまた、気泡および周囲液体の気液界面と作用電極との間の機械的相互作用を誘発するために、輸送経路に故意に送られ得る。これは、例えば、作用電極のクリーニング目的の強化のために実行され得る。
【００１７】
記載される方法は、気泡の存在に関する検出光の分析の結果が輸送経路中の気泡の存在に関する目標状態から逸脱している場合には測定状態を提供することができるので、輸送経路中の気泡に関する異常を検出することが可能になり得る。例えば、これらの異常は、気泡が予想されないかまたは望まれない時点または輸送経路の場所に気泡を含むことがある。それは、さらに、一方では測定サイクルの特定の時点において望ましいがかなり特定の特性（例えば、気泡のサイズ、または測定サイクルにおいて気泡の存在が予想される正確な時点）のみ有する気泡について異常を検出する可能性を提供することができる。
【００１８】
本発明の一実施形態によれば、気泡は、液体試料とサポート液体とを分離している。しかしながら、輸送経路中の２つの異なるサポート液体を分離する上記の方法を使用して、気泡が検出され得ることも可能である。
【００１９】
本発明の一実施形態によれば、気泡が存在する場合には、この方法は、気泡の特性に関して検出光を分析するステップであり、測定状態が、既定の閾値による基準特性からの特性の偏差を示す、分析するステップをさらに含む。例えば、特性は、気泡が検出される持続時間、気泡が検出される時点、検出された結合光の強度のうちのいずれか１つから選択される。
【００２０】
例えば、特定の時点に気泡が全く予想されない場合には、前記時点に予想される目標状態は、「気泡なし」である。前記時点に検出された気泡のサイズと無関係に気泡がある場合には、測定状態がエラー、フラグ、または他の種類の情報となることになり、それが、提供され、システムの何らかの機能不良を示す。他方、気泡が特定の時点に検出される場合には、気泡の特性の「気泡が検出される持続時間」が測定され、既定の閾値と比較され得る。既定の閾値は、気泡が検出される最小および最大持続時間を設定することができる。測定された持続時間が既定の閾値によって設定された持続時間の範囲外にある場合には、再度、測定状態は、エラー、システムなどの機能不良の情報の指標などとなり得る。
【００２１】
ここで、気泡が検出される持続時間は気泡のサイズの直接的な指標として使用され得ることに留意されなければならない。輸送経路中の液体の輸送速度が分かるので、輸送経路中の気泡の速度は明らかである。それゆえに、気泡が検出される持続時間から、直接、気泡の長さが推定され得る。気泡が輸送経路の断面を完全に満たすという仮定の下で、気泡の全体積が計算され得る。同様に、液体が２つの気泡の間に「挟まれる」場合には、気泡の検出の時点と輸送経路中の液体の輸送速度とから、挟まれた液体の正確な体積が決定され得る。
【００２２】
さらなる例では、検出された結合光の強度は、気泡の体積の直接的な指標となり得る。結合光の検出光強度を気泡の特定の体積に直接リンクさせる専用の式が使用されてもよく、または結合光の強度に応じて気泡のそれぞれの体積が推定され得るルックアップテーブルが使用されてもよい。
【００２３】
本発明の一実施形態によれば、検出された結合光の強度は、気泡の体積に関連づけられ、基準特性は、気泡の最小体積に対応し、液体試料およびサポート液体は、パイプを通して輸送経路に供給され、測定チャンバに含まれる作用電極は、輸送経路の一部であり、気泡の最小体積は、輸送経路およびパイプ内の任意の場所において、気泡が輸送経路およびパイプのこの場所で断面を完全に満たすように選択され、断面は、この場所において液体試料またはサポート液体の輸送の方向に垂直である。
【００２４】
例えば、測定サイクルは、輸送経路に気泡を形成するために輸送経路に気体を吸引することを含む。例えば、気泡は、液体試料とサポート液体とを分離している。
気泡の最小体積に関する要件が確実に満たされることによって、２つの液体間の分離の品質が保証され得る。それゆえに、気泡は、これらの２つの液体のいかなる種類の混合も防止されるように、気泡に直接隣接している２つの液体を機械的に分離する。特に、気泡の直径と比較して輸送経路の内径が大きすぎることに起因して気泡が少なくとも部分的に異なる液体を通って移動することが防止され得る。
【００２５】
本発明の一実施形態によれば、輸送経路は、計量セル内に完全に配置され、光源は、輸送経路のサイズを幾何学的に制限する壁を通して輸送経路に光を結合させる。これは、多くの利点を有することができる。まず第１に、輸送経路および光源を計量セルに完全に一体化することによって、適切なおよび既定の環境が提供され、結合光の強度の測定が、制御された再現可能な方法で実行され得る。例えば、光が結合され、輸送経路にそれぞれの流体を供給するために計量セルに差し込まれ得る透明なパイプを使用する代わりに、輸送経路のサイズを幾何学的に制限する壁を通して輸送経路に光を直接結合させることによって、そのようなパイプと計量セルとの間の機械的な移行が避けられる。そのような移行は、光が、パイプ自体に結合され、パイプの計量セルへの取り付けの方法に依存することになる場合には、検出される結合光のわずかな偏差を受けることになる。パイプと計量セルとの間の間隙が大きいかまたは小さいかにより、検出された結合光の強度に異なる結果がもたらされることになる。
【００２６】
さらに、パイプと計量セルとの間の間隙によって液体試料を計量セルに輸送するために使用される流路の機械的変更を避けることが、液体試料の層流および乱流なしの流れを可能にすることになる。その結果として、これにより、ＥＣＬ測定が、同じ流れ条件の下で計量セルに供給された液体に対して常に実行されることになるので、ＥＣＬ測定の再現性が強化される。
【００２７】
この実施形態のさらなる利点は、励起された電気化学発光の検出のために使用される光検出器がまた、かなり高い信頼性および効率で結合光を検出するために使用され得ることである。結合光は、パイプと計量セルとの間の機械的な移行と無関係に、非常によく規定された方法で「一体化光源」から光検出器に到達する。したがって、光の分析から信頼できる測定状態を得るのに、光検出器と光源との１回限りの較正で十分である。
【００２８】
例えば、計量セルは、一体化入口ポートおよび一体化出口ポートを含み、作用電極は測定チャンバに含まれ、測定チャンバは、入口ポートおよび出口ポートと第１の流体接続し、第１の流体接続および測定チャンバは、輸送経路を形成し、入口ポートは、液体試料を含むリザーバと第２の流体接続するプラグ接続可能パイプ（例えば、上述で論じられたもの）を受け取るように構成される。入口ポートはまた、サポート液体を含むリザーバと第２の流体接続するプラグ接続可能パイプを受け取るように構成され得る。バルブは、液体試料とサポート液体とを切り替えるために使用され得る。代替として、ある時点に液体試料を含むリザーバにおよび別の時点にサポート液体を含むリザーバに浸され得る単一の第２の流体接続のみが使用されてもよい。第２の流体接続が気体リザーバ、例えば周囲環境内にある場合、例えば空気のような気体が、プラグ接続可能パイプに吸引され得る。
【００２９】
プラグ接続可能パイプは、それぞれの流体を輸送経路に供給する目的のみを有し、一方、輸送経路のみが、光源から光検出器まで結合光を導くために使用される。
光検出器は、励起された電気化学発光の検出、ならびに結合光の検出の両方のために使用される。
【００３０】
本発明の一実施形態によれば、光源は計量セルに一体化される。
本発明の一実施形態によれば、光源は、励起された電気化学発光の検出の間オフにされる。この方法により、電気化学発光検出、それゆえに、検出された電気化学発光からの検体の決定が、光源の光によって妨害されないことが保証され得る。
【００３１】
本発明の一実施形態によれば、測定状態の提供は、計量セルに結合されたディスプレイ上に測定状態を表示することを含む。上記のように、測定状態は、システムの機能不良、検出された電気化学発光からの決定された検体の専用フラグ立て、ならびに検体検出光に関して識別された最終的な問題を解決するためにシステムのユーザに推奨を提供する可能性を示すことができる。
【００３２】
本発明の一実施形態によれば、複数の液体試料に対して既定の繰り返しパターンに従って測定状態が提供される場合には、この方法は、測定セルの動作を停止するステップをさらに含む。例えば、測定状態がすべての液体試料または１つおきの液体試料に系統的に提供される場合には、または単一の測定サイクル内の１つの単一液体試料に対して多数の測定状態が提供される場合には、これは、計量セルにそれぞれの流体を供給するために使用される計量セルまたは構成要素の一部の機能不良の指標である可能性がある。
【００３３】
本発明の一実施形態によれば、測定サイクルは、
−  液体試料なしに、サポート液体としての補助液を使用して作用電極を調節するための第１のフェーズであり、第１のフェーズが、サポート液体としての補助液を輸送経路に吸い上げることを含む、第１のフェーズ、
−  液体試料を作用電極に輸送することと、磁性微粒子を捕捉することとのための第２のフェーズであり、前記液体試料が、電気化学発光励起として検出されるべき電気化学発光反応を引き起こすことができるマーキング物質を含み、前記複合体が、磁性微粒子にさらに結合され、前記捕捉することが、磁界によって微粒子を引きつけ、それによって、微粒子を前記作用電極の表面に堆積させることを含み、第２のフェーズが、液体試料を輸送経路に吸い上げることと、続いてサポート液体としての補助液を輸送経路に吸い上げることによって、液体試料を作用電極に輸送することとを含む、第２のフェーズ、
−  捕捉の後および電気化学発光の励起の前に、作用電極を洗浄するための第３のフェーズであり、前記第３のフェーズが、結合していない複合体を作用電極から除去するように構成され、洗浄することが、サポート液体としての補助液を使用して実行され、第３のフェーズが、サポート液体としての補助液を輸送経路に吸い上げることを含む、第３のフェーズ、
−  試料に対して電気化学発光測定を実行するための第４のフェーズ、
−  作用電極をクリーニング液でクリーニングするための第５のフェーズであり、第５のフェーズが、クリーニング液を輸送経路に吸い上げることを含む、第５のフェーズ
のうちの任意の１つを含み、
液体試料とサポート液体とを分離する気泡の存在に関する目標状態が、
−  第１のフェーズから第２のフェーズに切り替わるときにサポート液体と液体試料との間に気泡なし、
−  第２のフェーズから第３のフェーズに切り替わるときにサポート液体と液体試料との間に気泡、
−  第４のフェーズから第５のフェーズに切り替わるときにサポート液体とクリーニング液との間に気泡、
−  測定サイクルの後続の実行のために第５のフェーズから第１のフェーズに切り替わるときにクリーニング液とサポート液体との間に気泡
のうちの任意の１つである。
【００３４】
例えば、補助液は、共反応物液とすることができる。本明細書において、「共反応物液」（＝ＣｏＳ）という用語は、ＥＣＬ共反応物として必要とされる試薬の同義語と考えられるべきである。例えば、「共反応物液」はトリプロピルアミン（ＴＰＡ）を含むことができる。共反応物液（ＣｏＳ）として適切な組成は、例えば、１８０ｍＭのＴＰＡ、３００ｍＭのリン酸塩、０．１％のクリーニング剤（例えば、ポリドカノール）を含み、６．８のｐＨである。
【００３５】
さらに、「クリーニング液」という用語は、ＥＣＬ測定を実行した後にセルを清浄するために使用される計量セルクリーニング液の同義語と考えられるべきである。例えば、「クリーニング液」は水酸化カリウムを含むことができる。クリーニング液として適切な組成は、例えば、１７６ｍＭのＫＯＨおよび１％のクリーニング剤（例えば、ポリドカノール）を含む。
【００３６】
例えば、第１のフェーズから第２のフェーズに切り替わるときにサポート液体と液体試料との間に気泡なしが望まれることがあるが、その理由は、この場合に、電気化学発光測定が、再現可能で、それゆえに、信頼できる測定結果を提供しないからである。他方、第２のフェーズから第３のフェーズに切り替わるときにサポート液体と液体試料との間に気泡が必要とされ得る。その理由は以下の通りである。液体試料の磁性微粒子を捕捉した後、作用電極上を流れる後続の液体は、微粒子をもはや含まないことが望ましく、それは、これがさらに電気化学発光測定結果を変更するからである。第４のフェーズから第５のフェーズに切り替わるときのサポート液体とクリーニング液との間のオプションの気泡と、さらに、測定サイクルの次のおよび後続の実行のために第５のフェーズから第１のフェーズに切り替わって戻るときのクリーニング液とサポート液との間のオプションの気泡とは、クリーニング液のクリーニング能力およびサポート液体の作用電極調節能力が、サポート液体とクリーニング液との望ましくない混合に起因して減じられないことを保証することができる。
【００３７】
クリーニング液で作用電極をクリーニングする第５のフェーズの間多数の気泡を使用することも有利であり得る。言い換えれば、クリーニング液は、残っている磁性粒子を作用電極から「引き離す」ことによって作用電極のクリーニングを機械的にサポートする気泡の多数のものを含む。
【００３８】
本発明の一実施形態によれば、気体は、空気、不活性気体、窒素のうちの任意の１つを含む。
本発明の一実施形態によれば、液体試料を輸送経路を介して作用電極にサポート液体を使用して輸送することが、液体試料およびサポート液体を輸送経路に吸引するように構成された吸引デバイスを使用して実行される。例えば、吸引デバイスとしてポンプが使用されてもよく、それは、計量セルの背後に配置され、輸送経路がそれぞれのパイプを介して接続される１つまたは複数のそれぞれのリザーバから輸送経路を通して液体を吸い込む。例えば、輸送経路を介した液体試料の輸送は、毎秒５〜１０００μｌの範囲内、好ましくは、毎秒２０〜４００μｌの範囲内の速度で実行され得る。さらに、一例では、気泡の体積は、５〜１００μｌの範囲内、好ましくは、１０〜３０μｌの範囲内にあり得る。
【００３９】
上述の方法はまた、電気化学発光測定を実行するために使用される液体のうちの１つまたは複数の体積を決定するために使用され得ることに留意されなければならない。第１のフェーズと第２のフェーズと間に気泡が検出されなかった場合、第２のフェーズから第３のフェーズに切り替わるときにサポート液体と液体試料との間に気泡が検出される時点は、輸送経路に取り入れられた液体試料の体積を表す。例えば、液体試料を含んだリザーバが十分な体積の液体試料を含んでいなかった場合には、液体試料の代わりに、結果的に、空気が、前記リザーバから輸送経路に吸引されたであろう。輸送経路中のその空気の突然の存在は、上述の方法を使用して検出され得、液体試料体積が、予想された既定の体積を満たしていなかったことが推定され得、さらに、リザーバから吸い込まれた体積がそこから計算され得る。
【００４０】
別の態様では、本発明は、計量セルを使用して液体試料中の検体の検出の動作をモニタするための装置に関し、装置は計量セルを含み、計量セルは、液体試料において電気化学発光を励起するための作用電極と、励起された電気化学発光を検出するための光検出器と、検出された電気化学発光から検体を決定するための処理ユニットとを含み、装置は、電気化学発光測定サイクル中に励起および検出を実行するように構成され、測定サイクルは、液体試料を輸送経路を介して作用電極にサポート液体を使用して輸送することを含み、装置は、プロセッサおよびメモリを含み、メモリは、コンピュータ実行可能命令を含み、プロセッサにより命令を実行することにより、装置は、
−  測定サイクルの一部の間輸送経路に光源の光を結合させることであり、輸送経路が、光源と光検出器との間に光ガイドを形成する、結合させることと、
−  結合光を光検出器で検出することと、
−  輸送経路中の気泡の存在に関して検出光を分析することと、
−  分析の結果が輸送経路中の気泡の存在に関する目標状態から逸脱している場合には測定状態を提供することと
を行う。
【００４１】
液体試料中の検体の検出の動作をモニタするための計量セルも記載され、計量セルは、液体試料において電気化学発光を励起するための作用電極と、励起された電気化学発光を検出するための光検出器とを含み、計量セルは、電気化学発光測定サイクル中に励起および検出を実行するように構成され、測定サイクルが、液体試料を輸送経路を介して作用電極にサポート液体を使用して輸送することを含み、計量セルは、
−  測定サイクルの一部の間輸送経路に光を結合させるように構成された光源であり、輸送経路が、光源と光検出器との間に光ガイドを形成する、光源
を含む。
【００４２】
別の態様では、本発明は、上述のような方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータプログラム製品に関する。
以下では、本発明の実施形態が、図面を参照して単なる例としてより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】分析システムのブロック図である。
【図２】作用電極で測定された電圧によって表されたタイミング図である。
【図３】ＥＣＬ−ＢＲＡ技法を説明する流れ図である。
【図４】光源がオフにされたときの測定サイクルにわたるＰＭＴ（光電子増倍管）測定結果を示す図である。
【図５】光源が永続的にオンにされたときの測定サイクルにわたるＰＭＴ測定結果を示す図である。
【図６】光源がオンにされたときの測定サイクルの一部にわたる、１６０μｌのインキュベートサイズに対するＰＭＴ測定結果を示す図である。
【図７】光源がオンにされたときの測定サイクルの一部にわたる、０μｌのインキュベートサイズに対するＰＭＴ測定結果を示す図である。
【図８】インキュベート体積と気泡の到着時刻との間の関係を示す図である。
【図９】決定テーブルであり、それに従って測定状態が提供され得る。
【図１０】測定セルの中の様々な断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
本発明の実施形態の以下の説明の全体を通して、類似のまたは同一の要素は同一の参照番号で示される。
図１は、液体試料中の検体を検出するための分析システム１００を示す。分析システムは、「測定装置」とも呼ばれる。分析システム１００は、液体試料「インキュベート物」のアリコートと、発光イムノアッセイなどの検体をマークするためのマーカーとの混合物である液体１０４を受け取るためのインキュベータ１０２を含む。
【００４５】
分析システム１００は、発光を引き起こす電気化学反応の共反応物を含むリザーバ１０６を含む。インキュベータ１０２およびリザーバ１０６は、液体１０４と共反応物の一部が計量セル１０８に流れ込むことができるパイプシステム１１０によって分析システムの計量セル１０８に結合される。
【００４６】
図１０は、測定セル１０８の中の様々な断面を示す。図１と図１０の両方から分かるように、計量セル１０８は、パイプシステム１１０を通る液体１０４と共反応物の一部を受け取るための導管１１４の「輸送経路」を有するセル本体１１２を含む。パイプシステム１１０は、計量セル１０８の入口ポート２００に接続され得る。計量セル１０８の出口ポート２０２は、液体廃物容器１３４に流体接続することができる。
【００４７】
計量セル１０８は、計量セルに磁界を供給するための永久磁石などの磁気構成要素１１６を有する。磁気構成要素１１６は、導管内の磁界をオンまたはオフに切り替えるために、磁気構成要素１１６を回転させて導管１１４へと往復させるためのアクチュエータ１１８に結合され得る。
【００４８】
磁気構成要素１１６は、電圧源１２２に結合された作用電極１２０の下に位置づけられる。励起区域１２４が、導管１１４において、磁気構成要素１１６によって引き起こされた磁界内で作用電極１２０上に形成される。
【００４９】
励起エネルギーの印加、すなわち、作用電極１２０への電流パルスの印加によって励起区域１２４で引き起こされた発光は、光電子増倍管ＰＭＴ１２６などの光センサによって測定される。
【００５０】
光電子増倍管１２６は、作用電極１２０の対電極１２８によって形成される窓の上方で、励起区域１２４の反対側に位置づけられ、窓を通って励起エネルギーによる発光光子が光電子増倍管１２６に衝突する。結果として生じた時間分解測定信号１３０が、光電子増倍管１２６から分析システム１００の制御ユニット１３２に供給される。
【００５１】
輸送経路は、透明窓２１２と、窓とセル本体１１２との間のシール２０６とによって、ＰＭＴ１２６の近くに閉じ込められる。
測定が実行された後、導管１１４内に含まれる液体は、液体廃物容器１３４中に除去され、計量セル１０８は、測定信号の後続の取得のために再生される。
【００５２】
制御ユニット１３２は、電圧源１２２を制御して信号を作用電極１２０に印加するために電圧源１２２に結合される。制御ユニット１３２はまた、アクチュエータ１１８の制御のためにアクチュエータ１１８に結合されて、永久磁石を対応して移動させることによって磁界をオンおよびオフに切り替える。
【００５３】
さらに、制御ユニット１３２は、インキュベータ１０２から液体１０４の一部およびリザーバ１０６から共反応物の一部を引き出すために、ならびに計量セル１０８から液体を除去し、計量セルを再生させるために、「シッパーユニット」、すなわち、ポンプ１３６に結合され得る。加えて、制御ユニット１３２は、ピペッティングステーションなどの追加のロボット構成要素に結合され得る。
【００５４】
計量セル１０８は、様々な発光イムノアッセイを使用してＥＣＬ−ＢＲＡを実行するように構成され得る。
以下でＥＣＬ−ＢＲＡが論じられるが、これは単に例であり、この例は当業者によって他のＥＣＬ技法に拡張され得る。
【００５５】
例えば、液体１０４は、いわゆる「サンドイッチ」を形成するために液体試料のアリコート、ストレプトアビジン被覆磁性粒子、ビオチン化抗体、およびルテニル化抗体の混合物を含むことができ、一方、リザーバ１０６に含まれる共反応物はトリプロピルアミン（ＴＰＡ）である。したがって、結合した標識を有する磁性粒子１３８が導管１１４に流れ込む。磁性粒子１３８は、磁界がオンに切り替えられると、作用電極１２０上に固定される。次に、パルスが作用電極１２０に印加されて、ＥＣＬ−ＢＲＡ技法に従って電気化学発光が引き起こされる。
【００５６】
制御ユニット１３２は、干渉信号が重畳されていない有効な測定信号の発光減衰を記述した基準データを記憶するための電子メモリ１４０を有する。その基準データは、検体を検出するために利用される発光イムノアッセイに特有である。
【００５７】
ここで考慮されている実施形態では、基準データは、ルックアップテーブルまたはデータベーステーブルに記憶される。基準データは、分析システム１００によってサポートされた発光イムノアッセイごとの基準データセットを含む。例えば、サポートされたイムノアッセイごとに、２つの係数ａおよびｂならびに時間ｔがメモリに記憶される。係数ａおよびｂは、発光信号の最大振幅を減衰期間ｔの後に到達する発光レベルに関連づける線形法則を記述する。考慮されている減衰期間ｔが常に同じである場合、減衰期間ｔを基準データの一部として保存することは不必要であり得る。
【００５８】
制御ユニット１３２は、メモリ１４０に含まれるプログラムモジュールを実行するための少なくとも１つの電子プロセッサ１４４を有する。例えば、プログラムモジュール１４６は、ＥＣＬ測定信号を取得するためにプロセッサ１４４によって実行される。別のプログラムモジュール１４８は、取得された測定信号を評価するためにプロセッサ１４４によって実行される。
【００５９】
光源２０４、例えばＬＥＤが、図１および図１０にさらに示される。光源は、計量セル１０８に配列され、光を輸送経路１１４に結合させるように構成される。輸送経路１１４と、輸送経路に含まれる液体とは、光源とＰＭＴ１２６との間の光ガイドを形成している。ＰＭＴ１２６は、結合光を検出することができる。メモリ１４０に含まれるさらなる命令を実行することによって、プロセッサ１４４は、輸送経路中の気泡２１４の存在に関する検出光を分析し、分析の結果が輸送経路１１４中の気泡の存在に関する目標状態から逸脱している場合には測定状態を提供することができる。輸送経路１１４中の気泡の存在は、輸送経路に含まれる液体の光屈折特性および光学的光散乱特性の変化をもたらす。それゆえに、メモリ１４０に含まれる命令は、まず、気泡が輸送経路に少しでも存在するかどうか、２番目に、例えば気泡の体積のような気泡の物理的性質を検出光から導き出すことができる。
【００６０】
制御ユニット１３２は、ディスプレイユニット（もしくはディスプレイ）１５２または別のヒューマン・マシン・インタフェースを制御ユニット１３２に結合させるためのインタフェース１５０を有する。インタフェース１５０は、検出光の分析の結果を表示するためにウィンドウ１５６を表示するためのグラフィカルユーザインタフェースとして実装されてもよい。例えば、検出光の分析の結果が輸送経路中の気泡の存在に関する目標状態から逸脱している場合には、測定状態が表示され得る。
【００６１】
以下では、ＥＣＬ−ＢＲＡ技法が、図１、図２、および図３と組み合わせて説明される。図２は、作用電極で測定された電圧によって表され、ＥＣＬ−ＢＲＡの様々なフェーズを示すタイミング図であり、図３はそれぞれの流れ図である。
【００６２】
この方法は、ＤＣ電位が特定の電圧プロファイル１０で印加される調節フェーズであるブロック３００（フェーズｉ）で始まる。図２の実線は、対電極１２８を基準にして作用電極１２０に印加された電位プロファイルである。調節には、後続の測定のために作用電極を準備する目的があり、−  調節は、電極が後続の測定の開始時に既知の表面状態を有するのを確実にするために使用される。調節は、サポート液体「共反応物液」ＣｏＳを使用して実行される。
【００６３】
動作中、ユーザは、それぞれの選択をウィンドウ１５６に入れることによって、分析システム１００でサポートされる発光イムノアッセイのうちの１つを選択する。液体試料の分析は、ポンプ１３６が液体試料１０４および共反応物の一部を導管１１４に輸送するように制御されるようにプログラムモジュール１４６を実行することによって始められる。
【００６４】
次に、磁界が導管１１４に印加されて、結合した標識を有する磁性粒子を作用電極１２０に固定する、すなわち、捕捉するために、アクチュエータ１１８は、永久磁石を所定の位置に素早く動かすように制御される。液体試料１０４の輸送および磁性粒子の捕捉のプロセスは、ブロック３０２により示され、図２のフェーズｉｉに対応する。
【００６５】
フェーズｉからフェーズｉｉに切り替わる、すなわち、ＣｏＳの吸込みから液体試料１０４の吸込みに切り替わるとき、輸送経路中でＣｏＳと液体試料との間に気泡がないことが望まれる。望ましくない気泡は、最初に、ＣｏＳを含むリザーバ１０６に吸引パイプを浸し、リザーバ１０６から吸引パイプを引き出し、続いて、吸引パイプをインキュベータ１０２に浸すことから生じることがある。これらの２つのリザーバ間で吸引パイプをスイベルで回転させ、その時ポンプ１３６を動作させると、空気または周囲気体が、パイプ１１０、したがって、輸送経路に吸引されることがある。
【００６６】
液体試料１０４が輸送経路に吸引されるフェーズｉｉの期間が、図２の参照番号１２により示される。これには、さらに、ＣｏＳが輸送経路に吸引されて、液体試料を作用電極まで移動させる、輸送フェーズｉｉの一部でもある期間１３が続く。詳細には、期間１３は、液体試料の作用電極への輸送および磁性微粒子の捕捉に対応する。この捕捉は、前記液体試料が電気化学発光励起として検出されるべき電気化学発光反応を引き起こすことができるマーキング物質を含んでおり、前記複合体が磁性微粒子に結合されているので可能である。捕捉は、磁界で微粒子を引きつけ、それによって、微粒子を作用電極の表面に堆積させることを含んでいる。したがって、期間１３は、液体試料を輸送経路に吸い上げることと、続いてＣｏＳを輸送経路に吸い上げることによって液体試料を作用電極に輸送することとを含む。
【００６７】
ここで、液体試料の吸い上げからＣｏＳの吸い上げに切り替わるとき、すなわち、期間１２と期間１３との間の移行時に、ＣｏＳと液体試料との間に気泡があることが望まれる。気泡は、これらの液体のためのインキュベータ１０２とリザーバ１０６との間の吸引パイプをスイベルで回転させ、その時にポンプ１３６を動作させるときに、空気または周囲気体を吸引パイプに吸引することにより生じ得る。
【００６８】
液体試料とＣｏＳとの間に気泡があることの主な利点は、気泡を作用電極上に移動させることによって、液体試料とＣｏＳとの間の明確な分離が確認されることである。したがって、液体試料とＣｏＳの望ましくない混合が避けられる。
【００６９】
期間１２から期間１３に移行するときのＣｏＳと液体試料との間の気泡の別の理由は、以下の通りである。液体試料の吸引および気体の吸引が始まった時点がシステムによく分かる。液体試料が輸送経路中で輸送される速度、ならびに輸送経路の幾何学的寸法が、情報としてさらに分かる。気泡が輸送経路中の特定の場所に到着する正確な時点の決定、ならびに前述の情報によって、輸送経路に取り入れられた液体試料の全体積が計算され得る。
【００７０】
上述のように、ＰＭＴ１２６は、結合光を検出することができる。例えば、結合光の強度の変化が検出される時点から、気泡の始まりが決定され得る。これは、気泡が液体試料と比べて異なる光回析および光透過特性を有するからである。
【００７１】
次に、ブロック３０６（フェーズｉｖ）において、電圧源１２２は、測定信号１３０が生じるように、発光の励起のためにパルス１５を作用電極上に印加するように制御される。
【００７２】
測定信号１３０は、発光の時間分解測定のために、パルスを印加する前の０．８秒および電圧源１２２によるパルスの印加の後の１．２秒などの所与の期間にわたって光電子増倍管１２６の出力をサンプリングすることによって取得される。
【００７３】
発光の励起の間、光源２０４は発光測定を妨害しないようにオフにされる。
測定信号１３０を構成するデータサンプルは、制御ユニット１３２のメモリ１４０内に記憶され、プログラムモジュール１４８が、検体の濃度を得るために、取得された測定信号１３０の評価に向けて開始される。
【００７４】
次に、ブロック３０８（フェーズｖ）において、ポンプ１３６は、導管１１４から液体を除去し、計量セル１０８を再生するために制御ユニット１３２によって制御される。このフェーズｖは、リザーバ１０７から輸送経路にクリーニング液を吸い上げることを含む。バルブ１０９を使用して、リザーバ１０６、インキュベータ２０１、およびリザーバ１０７に輸送経路を選択的に結合させることができる。フェーズｉｖからフェーズｖに切り替わるとき、計量セル、したがって、輸送経路は、依然としてＣｏＳを含んでいる。作用電極をより効果的に清浄するために、再度、気体を輸送経路に吸引させて、ＣｏＳをクリーニング液から分離する気泡を形成することができる。クリーニング液が、それぞれのリザーバから吸い上げられ、気泡が、これらの液体のための２つのリザーバ（ＣｏＳおよびクリーニング液）間で吸引パイプをスイベルで回転させ、吸引パイプが、例えば、２つのリザーバの外の周囲空気中に配置されたその時にポンプ１３６を動作させることから生じ得る。ここで、気泡は、再度、２つの液体ＣｏＳおよびクリーニング液の間の明確な分離に、したがって、２つの液体の混合の回避に役立ち、それゆえに、「純粋な」クリーニング液のより効率的なクリーニング作用に役立つ。
【００７５】
作用電極と対電極との間の測定された様々な電流パルスが、参照番号１６によって示されている。これらの電流パルスは、計量セルを通過する多数のオプションの気泡の結果である。例えば、多数の気泡は、フェーズｖにおいてクリーニング液自体に加えられてもよい。多数の気泡は、各気泡が、作用電極上を移動されているときに作用電極上に機械的な力をかける気液界面を供給するので、作用電極からの望ましくない物質の除去を機械的に支援する。作用電極上の気泡の移動の結果として、作用電極と対電極との間に印加された電流の電流パルスが測定される。
【００７６】
期間１７の間に、ＣｏＳは、調節（ステップ３００およびフェーズｉ）の後続の繰り返しのための輸送経路の準備のために輸送経路に再度吸い上げられる。再度、クリーニング液とＣｏＳの混合を避けるために、気泡を使用して、クリーニング液と、続いて吸い上げられるＣｏＳとを分離する。一般に液体の混合を避け、気泡で液体を分離することによって、必要とされる液体の量が、液体間の「清浄な」界面のために最小にされる。
【００７７】
磁石にまだ付着していない磁気微粒子に結合されていないマーキング物質が、ブロック３０６のＥＣＬ測定を実行する前に確実に除去されるように、捕捉（ブロック３０２）と測定（ブロック３０６）との間にオプションの洗浄ステップ（ブロック３０４およびフェーズｉｉｉ）が実行され得る。
【００７８】
上述のフェーズのいずれの間でも、気泡の存在、非存在、および存在の時点、ならびに気泡によって閉じ込められた液体の体積が、光源２０４および上述で論じた測定原理を使用して決定され得る。結合光の測定の結果に応じて、ＥＣＬ測定は、結合光の測定の結果を示すそれぞれの測定状態を用いてフラグが立てられ得る。ディスプレイ１５２によって、測定状態、ならびに例えば「バルブ不具合」または「液体試料体積が小さすぎる」などのような測定状態の解釈を示す追加の情報も提供され得る。
【００７９】
複数の液体試料に対して既定の繰り返しパターンに従って測定状態が提供される場合、プロセッサ１４４は、計量セルの動作を停止することもできる。例えば、繰り返しパターンが、同じエラーの「液体試料体積が小さすぎる」がすべての試料に対して生じているという場合には、これは、系統的エラーに対応し、液体試料の吸込み中に気体を輸送経路に吸引していると解釈され得る。これもディスプレイ１５２を使用して示され得る。
【００８０】
図４は、光源がオフにされた状態での測定サイクル全体の間のＰＭＴ信号を示すダイアグラムである。フェーズｉｖの間、ＥＣＬ信号が明確に見える。
図５のダイアグラムに示されるＰＭＴ信号の測定の間、光源は、４ｍＡの電流によりＬＥＤとして絶えず駆動された。結果として、検出光強度の全信号レベルは上にシフトしている。
【００８１】
輸送経路への光の結合に起因して、輸送経路の光学的特性の変化が、参照番号８０および９０によって示された位置で見える。これによって、参照番号８０は、期間１２から期間１３（フェーズｉｉ）への移行における液体試料とＣｏＳとの間の気泡の存在に対応する。位置９０は、クリーニング液と続いて吸い上げられたＣｏＳとの間、すなわち、フェーズｖからフェーズｉへの移行時の気泡に対応する。
【００８２】
図６および図７は、光源がオンにされているときの測定サイクルの一部にわたる異なるＰＭＴ測定結果を示す。図６では、１６０μｌのインキュベートサイズが使用されたが、図７では、インキュベートサイズは０μｌであった。両方の場合において、インキュベート物の吸込み（またはインキュベート物の非吸込み）は、輸送経路に吸引された気泡によって仕切られた。図６から分かるように、輸送経路にインキュベート物が恒久的に存在することに起因してサイクル中に、気泡が輸送経路に到着し、ＰＭＴ信号が変更されるような方法で輸送経路の光学的特性を変化させるまでに約１３秒かかる。これは、約１３秒に始まるＰＭＴ信号強度の増加に対応する。
【００８３】
それとは対照的に、インキュベート物が輸送経路に吸い込まれず、通常は液体試料（インキュベート物）が輸送経路に吸い込まれている時点に気泡が輸送経路に直ちに注入される場合には、輸送経路の光学的特性は直ちに変化する。これは、図７において、サイクル時間の約８秒で既に始まっているＰＭＴ信号強度の増加によってはっきり分かる。
【００８４】
インキュベート体積を系統的に変更し、気泡の到着時刻を記録することによって、インキュベート体積と気泡の到着時刻との間の関係が導き出され得る。この結果が図８にプロットされている。１２０μｌ未満のインキュベート体積では、気泡の到着時刻とインキュベート体積との間の線形依存性が識別され得る。インキュベート体積が、輸送経路によって完全に吸い上げられる体積に対応する場合には、気泡の到着時刻は「飽和状態」に入る。
【００８５】
図８から、輸送経路に結合された光のＰＭＴ測定によって、輸送経路に吸い上げられたインキュベート物の体積を決定することが可能であることが明らかになる。これはシステムの正しい動作をモニタすることを可能にするが、その理由は、正しく動作するために最小量のインキュベート体積しか必要としないからである。
【００８６】
図９は、決定テーブルであり、それに従って測定状態が提供され得る。「検出」の列には、測定サイクルの特定の時点での気泡の存在または非存在のみがリストされている。次の「問題」の列は、気泡が検出された時点の基準または閾値からの偏差を記載している。「時折発生」の列は、問題が１回または不規則にのみ生じる場合にシステムによって自動的に行われる処置をリストしている。最後に、「系統的発生」の列は、問題の系統的および定期的発生の場合にシステムが自動的に行う処置をリストしている。
【００８７】
行番号１は、図６、図７、および図８に関して上述で論じられたシナリオ、すなわち、液体試料とＣｏＳとの間の気泡が輸送経路に早く到着しすぎるという問題に対応する。上述で論じられたように、これは、正しいＥＣＬ測定を実行するには液体試料量が低すぎることに対応する。この問題が時折発生する場合には、結果として生じるＥＣＬ測定は、ＥＣＬ測定結果が正しくない可能性があることを示す対応する方法でフラグが立てられ得る。さらに、システムのユーザは、上述のディスプレイを使用してこの問題に関して通知され得る。この問題が系統的に発生する場合には、この系統的問題についてユーザに通知するシステムによって、アラームが提供され得、測定が中断され得る。
【００８８】
行番号２では、液体試料とＣｏＳとの間の同じ気泡が、輸送経路における到着時刻に関して分析され得る。到着時刻が遅すぎる場合には、これは、ＣｏＳ体積流量が輸送経路において低すぎることを示す。結果として、ＥＣＬ測定のそれぞれの測定結果は、作用電極上で液体試料がわずかしか移動しないことに起因して、限られた量の検体材料しか作用電極に堆積されなかった可能性があるという問題を示している可能性があるので、それに応じてフラグが立てられ得る。系統的発生の場合には、アラームが、システムのユーザに提供され得、測定全体が中断され得、追加として、ディスプレイによって、システムのユーザは、例えば、シールが故障している、バルブが故障している、またはさらにポンプが故障しているというあり得る機能不良が通知され得る。
【００８９】
行番号３は、共反応物とクリーニング液との間の気泡の検出を記載している。この気泡が輸送経路に遅く着きすぎる場合には、これは、クリーニング液体積流量も低すぎることを意味する。時折または系統的発生の場合のユーザへの通知に関する同じ結果が、行番号２に関して論じられたように実行され得る。
【００９０】
行番号４は、クリーニングの気泡、すなわち、電流パルス１６の印加の間、多数の気泡が作用電極上を移動するシナリオに対応する。再度、これらの多数の気泡のうちの気泡が輸送経路に遅く着きすぎる場合には、これは、行番号３に関して前に説明したものと同じ結果を有する。
【００９１】
行番号５は、クリーニング液とＣｏＳとの間に配置された気泡に関連する。この気泡が輸送経路に遅く着きすぎる場合には、再度、これは、ＣｏＳ液体積流量が低すぎることを意味し、時折および系統的発生に関する同じ結果が、行番号２、３、および４に関して上述で論じたように提供される。
【００９２】
最後に、行番号６は、気泡が共反応物と液体試料との間で検出されるシナリオに関連する。上述で論じたように、共反応物と液体試料との間に気泡があることが全く望ましくないことがある。それゆえに、気泡が予想されていなかったにもかかわらず、気泡が検出されるという問題が生じる場合には、再度、システムは、それぞれのＥＣＬ測定結果にフラグを立て、警告を提供することによってシステムのユーザにそれぞれの情報を提供する。系統的発生の場合には、ＥＣＬ測定のあり得る中断および故障したバルブのあり得る機能不良の指標を含むアラームが提供され得る。
【００９３】
１つまたは複数のコンピュータ可読媒体の任意の組合せが利用され得る。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体またはコンピュータ可読記憶媒体とすることができる。本明細書で使用される「コンピュータ可読記憶媒体」は、コンピューティングデバイスのプロセッサによって実行可能な命令を記憶する任意の有形記憶媒体を包含する。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ可読非一時的記憶媒体と呼ばれることがある。コンピュータ可読記憶媒体はまた、有形コンピュータ可読媒体と呼ばれることがある。いくつかの実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体はまた、コンピューティングデバイスのプロセッサによってアクセスされ得るデータを記憶することもできる。コンピュータ可読記憶媒体の例には、限定はしないが、フロッピーディスク、磁気ハードディスクドライブ、ソリッドステートハードディスク、フラッシュメモリ、ＵＳＢサムドライブ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、光ディスク、光磁気ディスク、およびプロセッサのレジスタファイルが含まれる。光ディスクの例には、コンパクトディスク（ＣＤ）およびデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、またはＤＶＤ−Ｒディスクが含まれる。コンピュータ可読記憶媒体という用語は、ネットワークまたは通信リンクを介してコンピュータデバイスによってアクセスされ得る様々なタイプの記録媒体も参照する。例えば、データは、モデムによって、インターネットによって、またはローカルエリアネットワークによって取り出され得る。コンピュータ可読媒体上で具現されるコンピュータ実行可能コードは、限定はしないが、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦなど、または前述のものの任意の適切な組合せを含む、任意の適切な媒体を使用して送信され得る。
【００９４】
コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ実行可能コードが、例えば、ベースバンドでまたは搬送波の一部として具現された伝搬データ信号を含むことができる。そのような伝搬信号は、限定はしないが、電磁気、光、またはこれらの任意の適切な組合せを含む様々な形式のいずれもとることができる。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読記憶媒体ではなく、命令実行システム、装置、またはデバイスによるまたはそれに関連して使用するためのプログラムを通信、伝搬、または輸送することができる任意のコンピュータ可読媒体とすることができる。
【００９５】
「コンピュータメモリ」または「メモリ」は、コンピュータ可読記憶媒体の一例である。コンピュータメモリは、プロセッサに直接アクセスすることができる任意のメモリである。「コンピュータ記憶装置」または「記憶装置」は、コンピュータ可読記憶媒体のさらなる例である。コンピュータ記憶装置は、任意の不揮発性コンピュータ可読記憶媒体である。いくつかの実施形態では、コンピュータ記憶装置はコンピュータメモリとすることもでき、逆の場合も同様である。
【００９６】
本明細書で使用される「プロセッサ」は、プログラムまたはマシン実行可能命令またはコンピュータ実行可能コードを実行することができる電子構成要素を包含する。「プロセッサ」を含むコンピューティングデバイスへの言及は、１つを超えるプロセッサまたは処理コアを含む可能性があると解釈されるべきである。プロセッサは、例えば、マルチコアプロセッサとすることができる。プロセッサはまた、単一のコンピュータシステム内の、または多数のコンピュータシステム間に分散されたプロセッサの集合を指すことができる。コンピューティングデバイスという用語はまた、各々が１つまたは複数のプロセッサを含むコンピューティングデバイスの集合またはネットワークを指す可能性があると解釈されるべきである。コンピュータ実行可能コードは、同じコンピューティングデバイス内にあってもよくまたは多数のコンピューティングデバイスにわたって分散されてもよい多数のプロセッサによって実行されてもよい。
【００９７】
コンピュータ実行可能コードは、プロセッサに本発明の一態様を実行させるマシン実行可能命令またはプログラムを含むことができる。本発明の態様のための動作を遂行するコンピュータ実行可能コードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋などのようなオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語を含む１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組合せで書かれ、マシン実行可能命令にコンパイルされてもよい。いくつかの事例では、コンピュータ実行可能コードは、高水準言語の形態でまたは事前コンパイルされた形態であってもよく、マシン実行可能命令をオンザフライで発生するインタプリタとともに使用されてもよい。
【００９８】
コンピュータ実行可能コードは、全体的にユーザのコンピュータで、部分的にユーザのコンピュータで、スタンドアロンのパッケージソフトとして、部分的にユーザのコンピュータおよび部分的にリモートコンピュータで、または全体的にリモートコンピュータもしくはサーバで実行することができる。後者のシナリオでは、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）もしくはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを通してユーザのコンピュータに接続されてもよく、またはその接続が外部コンピュータに（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用してインターネットを通して）なされてもよい。
【００９９】
本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）、およびコンピュータプログラム製品の流れ図および／またはブロック図を参照して記載されている。流れ図、説明図、および／またはブロック図の各ブロックまたはブロックの一部分は、適用可能である場合、コンピュータ実行可能コードの形態のコンピュータプログラム命令によって実施され得ることが理解されよう。互いに排他的でない場合、異なる流れ図、説明図、および／またはブロック図におけるブロックの組合せが組み合わされてもよいことがさらに理解されよう。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、またはマシンを生成する他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサに提供され、その結果、コンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサを介して実行する命令は、流れ図および／またはブロック図の１つまたは複数のブロックに指定された機能／動作を実施するための手段を作り出すことができる。
【０１００】
これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ可読媒体に記憶された命令が流れ図および／またはブロック図の１つまたは複数のブロックに指定された機能／動作を実施する命令を含む製品を生成するように、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、または他のデバイスに特定のやり方で機能するように指示することができるコンピュータ可読記憶媒体に記憶されてもよい。
【０１０１】
コンピュータ可読プログラム命令はまた、コンピュータまたは他のプログラマブル装置で実行される命令が流れ図および／またはブロック図の１つまたは複数のブロックに指定された機能／動作を実施するためのプロセスを行うように、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、または他のデバイスにロードされて、一連の動作ステップをコンピュータ、他のプログラマブル装置、または他のデバイス上で実行させて、コンピュータ実装プロセスを生成させてもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１０  電圧プロファイル
１２  期間
１３  期間
１５  期間
１６  期間
１７  期間
８０  時点
９０  時点
１００  分析システム
１０２  インキュベータ
１０４  液体
１０６  リザーバ
１０７  リザーバ
１０８  計量セル
１０９  バルブ
１１０  パイプシステム
１１２  セル本体
１１４  導管
１１６  磁気構成要素
１１８  アクチュエータ
１２０  作用電極
１２２  電圧源
１２４  励起区域
１２６  光電子増倍管
１２８  対電極
１３０  測定信号
１３２  制御ユニット
１３４  容器
１３６  ポンプ
１３８  粒子
１４０  メモリ
１４４  プロセッサ
１４６  プログラムモジュール
１４８  プログラムモジュール
１５０  インタフェース
１５２  ディスプレイ
１５６  ウィンドウ
２００  入口
２０２  出口
２０４  光源
２０６  シーリング
２１２  窓
２１４  気泡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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