JP2000039395A

JP2000039395A - 臨床分析装置においてスループットを改善する方法

Info

Publication number: JP2000039395A
Application number: JP25077598A
Authority: JP
Inventors: Merrit Nyles Jacobs; ナイルズジェイコブスメリット; Iii Davis Freeman; フリーマンザサードデービス; James David Shaw; デビットショウジェイムス; James Samsoondar; サムスーンダージェイムス; Thomas Moffett; モフェットトーマス
Original assignee: Ortho Clinical Diagnostics Inc
Current assignee: Ortho Clinical Diagnostics Inc
Priority date: 1998-07-14
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2000-02-08
Also published as: JP2009204620A; JP4638546B2; CA2245422A1

Abstract

(57)【要約】【課題】患者サンプル液を吸引してスライド検査要素
へ分注するために使用されるチップ内で患者サンプル特
性と分析物の両方又はいずれかを検出するための装置及
び方法を提供すること。【解決手段】まだチップ内にある間に、光を通さない
囲い内で近赤外及び近可視放射線を使用してチップを透
過度に関して走査し、液体の吸光スペクトルを検出する
ことによって、分光光度分析が液体で行われる。その後
又はその前に、分光光度検定を行われていない分析物を
検定するために液体が乾式スライド検査要素に分注さ
れ、こうして、スループットを向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、血液サンプルを従
来通り乾式又は湿式検定法で検査する前に分光光度分析
を血液サンプルに関して行うことができるようにする、
古い装置の新しい使用法及び新規の分注ステーションに
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、分光測光法分析は内容物を決定
するために多くの液体に適用される。かかる分析は、近
赤外放射線で行われるのであれば、近赤外放射線の標的
分析物と他の物質とを差別化する能力のため、特に有効
となる。分光測光法分析はヘモグロビン、アルブミン、
脂質、及び他の多数の血清構成成分を確認することが可
能であることは、例えば臨床化学（Ｃｌｉｎ．Ｃｈｅ
ｍ．）第３８巻１６２３〜１６３１頁（１９９２年）か
ら明らかである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、血液サ
ンプルの内容物又は特性を決定するために、かかる分析
を血液サンプルに適用する際には問題が存在する。例え
ば、血液サンプルが最初に、すなわち、１次患者収集容
器に取られるので、この分析を血液サンプルに適用する
のは困難とされてきた。これらの容器は通常様々な寸法
のチューブであり、細胞相から液体血清又は血漿を分離
するために遠心分離処理を施されてきた。したがって、
このようなチューブは、ａ）患者識別ラベルを有し、
ｂ）血清の様々な予測不能な場所が分析され、ｃ）大量
（ミリリットル）のサンプルを必要とする。様々な位置
に関しては、細胞相から液体相を分離するために使用さ
れるゲルバリアが液体相の代わりに走査されると、不正
確な評価となるのは間違いない。

【０００４】したがって、予測不能な高さの液体のチュ
ーブを取り扱うときには、余計な露出をさせ且つ余計な
時間をかけて２次チューブに小分けすること、又は、例
えば、欧州特許出願第ＥＰＡ１８５３３０号について図
３に示されるようにチューブの中身をＬＥＤ走査するこ
とによって、液体相がどこにあるかを確認することが実
際的とされてきた。このような必要条件は付加的な装置
費用及び処理の遅延を生じさせる。このことは、患者ラ
ベルを通して分光測光法的に走査することの難しさと合
わさって、１次収集容器のこのような走査を問題があっ
て高価なものとさせている。

【０００５】他方で、乾式スライド検査要素を使用して
標的物質の検査を行う従来の臨床分析装置は、インキュ
ベーションを必要とするのであれば、標的物質の検定を
行うためには、通常は少なくとも５分を必要とする。こ
れらのインキュベーション時間がある場合には、毎時１
０００検査を大きく越すスループットを得ることが困難
となる。このような分析装置におけるより高いスループ
ットを可能にする方法が切に必要とされる。

【０００６】このように、本発明の前には、全血から分
離される血清又は血漿のような生物学的液体の分光光度
走査をする安価で簡単な方法、すなわち、どんな容器が
使用されているかに関係なく液体の位置を見つける必要
性を除去し、識別ラベルを透過させて走査する必要性を
さらに除去する方法を提供する必要性が存在した。さら
に、標的物質を検定する分析装置における検査のスルー
プットを向上させる必要性がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明により、分注ステ
ーションと、患者サンプルにおいて標的物質を検出する
ための少なくとも１つの検査ステーションとを備える臨
床分析装置において、前記分注ステーションが、吸引器
プローブと、１次収集容器から生物学的サンプル液を収
集し、収集されたサンプル液の少なくとも一部を検査要
素上へ又はその中へ分注するために、前記プローブに取
り付けられるチップと、前記プローブ及び前記チップ内
に部分的な圧力又は部分的な真空を生じさせるための手
段とを備え、ａ）前記プローブに取り付けられるチップの１つに生物
学的液体を吸引するステップと、ｂ）前記生物学的液体がチップ内にあり、チップがプロ
ーブに取り付けられている間に、近赤外及び近可視放射
線波長の光に複数の波長でチップを透過させることによ
って、生物学的液体中の１つ又はそれ以上の標的物質を
検出し、生物学的液体中の１つ又はそれ以上の標的物質
の濃度と透過した光を相関させることによって、チップ
を透過した光の一部分を複数の波長で分光光度分析を行
うステップとを含み、この相関させるステップは吸光度
の１次導関数の値を波長の関数として計算するステップ
を含み、ｃ）チップから生物学的液体の一部を検査要素へ分注す
るステップと、ｄ）前記１つ又はそれ以上の標的物質以外の標的物質に
関して、前記検査ステーションで生物学的液体を加えた
検査要素を検査するステップとをさらに含み、前記１つ
又はそれ以上の標的物質を前記検査ステーションで検査
するのに必要とされなくなった時間の量によって、スル
ープットを増加させる、臨床分析装置においてスループ
ットを改善する方法が提供される。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明が好適な実施態様に関して
以下で説明され、これらの実施態様においては、好適な
（従来の）半透明の使い捨てチップが、血清又は血漿の
患者サンプル品質を表す標的に関して分析を行うため
に、好適な（従来の）分析装置吸引器と、光ファイバを
使用している通路によって分光光度計に接続されている
好適な光を通さない囲いとで使用されている。しかしな
がら、さらに、本発明は、標的が十分なＮＩＲ及び近可
視放射吸収を有する限り、使用される半透明又は透明な
チップ、吸引器、液体、又は光を通さない囲いのタイ
プ、分光光度計への光の通路及びそこからの光の通路と
なる光学装置、及び検出される標的物質にかかわらず使
用される。すなわち、標的物質は、従来の分析装置にお
いてスライド検査要素上で濃度に関して検査されるあり
きたりの物質、例えば、アルブミン又はぶどう糖であっ
てもよい。液体は全血、尿、又は大脳髄液でもよい。液
体は好適には試薬に制限されない。さらに、チップは使
い捨てではなくて継続使用するものでよく、光を通さな
い囲いへ、次に検出ステーションへ光を集めるために、
光ファイバの代わりに開レンズシステムが使用されても
よい。

【０００９】本発明と共に使用される分光光度計は以下
においては示されず又詳細に関しても説明されていな
い。その理由は、分光光度計が十分なスペクトル精度を
持つ近赤外及び近可視光線領域で放射される放射線を発
生させ、透過を介して検出するものであれば、分光光度
計はどんなものでも有効であるからである。本願で使用
される「近赤外及び近可視」は４００ｎｍと２５００ｎ
ｍの間の放射線を意味し、最も好ましくは４７５ｎｍと
１０７５ｎｍの間の放射線を意味する。これらの波長
は、使い捨てチップの十分なスペクトル透過並びに標的
分析物からの十分なスペクトル吸収を示すので、有利と
なる。４７５ｎｍは本発明によってビリルビン検出に特
に有効であると考えられている。所望のスペクトル透過
を許容する有効なチップ用材料は使い捨てチップを製造
するのに一般的に使用されているもの（ポリプロピレン
又はポリエチレン）である。

【００１０】さらに本願で使用される「分光光度法（又
は分光測光法）」は或る範囲の波長に対するスペクトル
応答を捕捉して、その範囲の各波長に関する応答を相関
させる方法を意味する。比較として、「測光法」は特定
の波長のみに対する反応を相関させる光放射線の分析を
意味する。したがって、「分光光度計」はこの分光光度
分析を行う装置である。

【００１１】また、本願で使用される「１次患者収集容
器」は、患者の生物学的液体、普通は血液が、ラベルを
貼られて最初に入れられ、検査のために所望のサンプル
液を準備するための処理を施される容器を意味する。全
血の場合には、このような処理は、液体血清又は血漿が
普通はゲル分離バリアで血球からなる細胞相から分離さ
れる相分離を含んでいる。

【００１２】さらに、本願で使用される「検査要素」は
少なくとも１つの試薬が予め供給されている任意の容器
を意味し、この容器は、例えば米国特許出願第３９９２
１５８号に記載されているようないわゆる乾式スライド
検査要素、あるいは、米国特許出願第５４４１８９５号
に記載されているような１つ又はそれ以上の抗体で予備
被覆された窪み又は試薬を添加されている被覆されてい
ない窪みを有するカップ又はウェルのようなものであ
る。

【００１３】また、本願で使用される「光を通さない」
は、検出される光のわずか１０％が外部の周囲光による
ものとなるような量まで周囲光を排除する効果があるこ
とを意味する。さらにまた、本願で使用される「黄疸が
ある」は高水準のビリルビン及び／又はビリベルジンが
サンプル中に存在する状態を意味する。

【００１４】近赤外及び近可視放射線の生物学的液体の
透過量を標的物質の濃度と相関させる際に必要とされる
数学的分析に関する詳細は説明されていない。その理由
は、このような数学的分析は、カナダ特許第２０１９５
１１号、臨床化学（Ｃｌｉｎ．Ｃｈｅｍ．）第３８巻第
１６２３〜１６３１頁（１９９２年）の論説、及び、分
析化学（Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．）第５９巻Ｎｏ．１７第
１００７Ａ〜１０１７Ａ頁（１９８７年９月）及び分析
化学第６６巻Ｎｏ．１５台７９５Ａ〜８０４Ａ（１９９
４年８月）の指導論説から明らかであるように公知とな
っているからである。

【００１５】図１は最新の発明を利用している従来の分
析装置１２を示している。従来は、分注ステーション１
８を利用して、トレイ２０に複数の１次収集容器１９か
らなる供給物から吸引器プローブ４６に取り付けられて
いる使い捨てチップ４８へ、例えば血清又は血漿といっ
た生物学的液体のサンプルを吸引によって収集する。続
いて、サンプル液が、図示されていないスライド検査要
素供給源から獲得されてスライド分配器３０に保持され
ているスライド検査要素Ｅへ分注される。プローブ４６
を具備する分注器４０の制御は支持ロッド７０に取り付
けられている垂直方向駆動装置４４及び可動台４２のよ
うな機構によってなされ、このような機構は全て例えば
米国特許出願第４３４０３９０号に記載されている。任
意の種類の従来のポンプ７１が部分的な真空又は部分的
な圧力をチップ４８内に生じさせるための手段として使
用される。

【００１６】本発明の１つの態様によれば、単に容器１
９から液体を吸引によって収集して、続いてスライド検
査要素Ｅへ分注する以外に、新規の方法でのチップ４８
の使用がなされる。吸引されたサンプル液を搬送するチ
ップ４８が、分注のためにホルダ１１７へ置かれる前
に、検査ステーション８２へ図１の矢印８０の方向に移
動される。図２（Ａ）、（Ｂ）と図３により明確に示さ
れるように、検査ステーション８２は、チップ４８を受
容する寸法に形成されている空洞８４を有する光を通さ
ない効果を有する囲いである走査ブロックを備える。好
適には、空洞８４は、図３の上部部分８６と、上部部分
８６より小さい内径の下部部分８８と、上部部分と下部
部分の間の境界の棚部９０と、棚部９０の空気孔９２
と、上部部分から離れる方向へ下部部分から延びる円錐
状出口孔９４と、分光光度計の部分へ向かう及びそこか
ら来る光ファイバ９８、９８’を受容するのに適した２
つの通路９６とを備える。出口孔９４がチップ４８の出
口孔部分の形状、よって、この好適なチップ４８の場合
には円錐状形状と概略合う形状に形成されている。オプ
ションの空気チューブ１００がチップから流体をポンプ
効果で汲み出す可能性を低減させるために出口孔９４に
接続される。もし空気チューブが不透明であれば、オプ
ションで、空気チューブはチップへの光の漏れを無くす
手助けとなる。

【００１７】図１に示されるように、光ファイバ９８、
９８’が、光源１１０と、結合されて単一の装置１１０
になっている検出器とを備える従来の分光光度計に接続
される。最大に効果が発揮される場合、検査ステーショ
ン８２は、本願で定義されている、光を通さない効果が
あり、検出器へ通過する光は光ファイバ９８からチップ
４８を通って透過される光の少なくとも９０％となる。
これが達成されることができる方法が幾つかある。

【００１８】第一に、図２（Ａ）に示されるように、拡
大されている上部部分１１１のための支持肩として働
き、よって、拡大されている上部部分１１１よりは高い
位置へは行かない上部表面９０を有し、チップ４８との
間に０．５ｍｍの側部隙間があるブロック８３を備える
検査ステーション８２の場合には、発生する光の漏れ
が、ＮＩＲ及び近可視放射線が光ファイバ９８によって
伝送されるときに使用されるのと同じ周囲光条件で（フ
ァイバー９８が光を伝送していない状態で）空読み取り
を行うことによって補正される。次に、空読み取りがサ
ンプル読み取り及び基準読み取りから引き算される。

【００１９】あるいはまた、引き算される空読み取りが
利用されるべきではなく、側部隙間がまだ上述されたの
と同じであれば、同じ光不透過性が、図２（Ｂ）に示さ
れるように、ブロック８３の高さを少なくともチップ４
８の上部部分１１１の上部表面１１３の高さまで延長す
ることによって達成されることができる。肩表面９０へ
のチップ４８の着座は効果的なシールとなるので、好適
には、チップ４８が挿入及び引き抜かれるときには上部
部分８６と下部部分８８の間である種の空気抜きがなさ
れる。これが図３の空気孔９２の機能である。この空気
孔は、気泡がチップの液体へ無理に押し通されて、液体
の光走査を妨害する可能性がないように、チップが検査
ステーション８２へ挿入されるときに生じる圧力の増加
を解放させる。同様に、光を走査された後で、チップ４
８が引き抜かれるときに、空気孔９２は真空が生じるの
を防止するが、この真空はサンプル液の一部をチップ４
８から吸引することがあり、次のチップ及びサンプルに
とって検査ステーション８２を汚染する。

【００２０】光ファイバ９８及び９８’の間の空洞部分
８８内にチップ４８を中心合わせする際にさらなる補助
をするために、図３に示されるように、通路９６の上の
空洞部分８８の底部の近くに複数の位置決め突起１４０
を配置することができる。使用においては、チップ４８
が、ホルダ１１６への挿入の前に検査ステーション８２
へ挿入される。検査ステーション８２にある間に、上で
定義されたＮＩＲ及び近可視波長の光線がチップ及び液
体を通過させられ、透過した放射線が分光光度計１１０
で分光光度分析されるようにする。次に、検出器によっ
て生み出される信号が標的物質の濃度との相関関係を算
定させられる。標的物質の好適な組は、サンプル特性を
測定するもの、詳細には、以下の例で示されるようなヘ
モグロビン、脂質、ビリルビン（ＢＲ）、及びビリベル
ジン（ＢＶ）からなるグループから選択されるものであ
る。しかしながら、吸収スペクトルによって分光光度検
出が可能な標的物質はいずれも、本発明によって相関関
係を算定されて検出されることができる。さらに詳細に
は、従来はスライド検査要素Ｅで行われてきた或る検定
が以下で説明されるようにチップを通して分光測光法で
行われることができる。

【００２１】その後で、チップが引き抜かれて、ホルダ
１１６に挿入され、この時点で、公知であるようにサン
プル液の分析物の濃度を確認するために、サンプル液が
従来通り１つ又はそれ以上の試薬を含んでいるスライド
検査要素Ｅに分注される。容易に明らかとなるように、
本発明で使用されるチップ４８はＮＩＲ及び近可視放射
線、最も好適には４７５ｎｍから１２００ｎｍである放
射線を透過させることができ、ラベル貼付が１次容器１
９においてしか行われないので、好適にはラベルがな
い。この目的に有効な材料はポリプロピレン及びポリエ
チレンを含む。

【００２２】検査ステーション８２が使い捨てチップ用
空洞及び光ファイバ用孔のみを有する固体ブロックとし
て構成される必要はなく、チップが同じところまで降下
させられる必要もない。その代わりに、検査ステーショ
ン８２の側壁が開閉され、図４（Ａ）及び図５に示され
るように、チップの通り抜けを可能とさせるスロットを
具備することができる。前に説明された部分と類似の部
分は同じ参照番号を付されており、この参照番号に区別
するための接尾記号「Ａ」が添付されている。

【００２３】したがって、検査ステーション８２Ａはあ
る距離離されて配置されている２つの固定されている対
向部分１０９、１１２を備える。各部分は対向する面１
１６、１１６’を有し、この面がその間にスロット１１
５を画定する。面１１６、１１６’の上部表面１１７は
案内レール及びチップ４８Ａの上部部分１１１Ａのため
の台座となる。部分１０９は、図示されていない光源か
ら部分１０９を通る光ファイバ９８Ａを有し、一方、部
分１１２は、面１１６に分光光度計へ接続されているセ
ンサ１１４を有し、分光光度計は部分１１２に設けられ
ている又は部分１１２と接続されている。

【００２４】部分１０９及び１１２の対向する面はある
距離だけ間隔を空けたスリット１１５を画定し、このス
リット１１５は使い捨てチップ４８Ａが矢印１２０で示
されるように滑り抜けることを可能にする。これらの対
向する面がチップ４８Ａの滑り抜けのために一定の距離
だけ離間されることができる。部分１０９及び１１２
は、矢印１２０で示されるチップ４８Ａの通過のため
に、垂直方向孔８４に関して上で説明されたアスペクト
比よりもかなり小さいアスペクト比のスロットをつくり
出すので、分光光度測定のためにはスロット１１５を閉
じた方がよい。このために、矢印１３６及び１３８で示
されるように、閉鎖位置（不図示）へ旋回されたときに
スロット１１５を閉鎖するに十分な幅の旋回する扉１３
０、１３２が参照番号１３４で示される部分で部分１０
９の両端部へ蝶番式に取り付けられている。（扉１３２
が簡単化のためだけに仮想線で示されている）。扉を旋
回するために、好適には蝶番１３４のピントルが従来の
モータ１３６の回転駆動軸（不図示）に付設されている
又は取り付けられている。

【００２５】あるいはまた、扉１３０及び１３２が、空
洞８４に関して上述された垂直アスペクト比に等しい水
平方向アスペクト比を有するようにスロット１１５を長
くすることによって、省略されることができる。図５に
示される光ファイバ９８Ａ及び検出器１１４のところで
チップ４８Ａの矢印１２０で示されるような横方向の運
動を精度良く止める補助をするために、好適には、ばね
付勢されている移動止め２１０が面１１６に設けられ、
この移動止め２１０は反対側の面１１６’にある固定さ
れている突起２１２と協動する。読み取り後、矢印１２
０の方向にスロット１１５からチップ４８Ａを移動させ
るときには、移動止め２１０がチップによって面１１６
へ押し付けられる。前出の実施態様において述べられた
ように、チップ４８Ａは使用されるＮＩＲ及び近可視波
長を透過させる。

【００２６】あるいはまた、図４（Ｂ）に示される部分
１１２Ｂが光の漏れをふさぐために板１２２Ｂに可動に
取り付けられることができる。前に説明された部分に類
似の部分は同じ参照番号を付されており、この参照番号
に区別するための接尾記号「Ｂ」が添付されている。し
たがって、検査ステーション８２Ｂは、面１１６Ｂ及び
１１６’Ｂと共にＵ字形状スロットを形成する板１２２
Ｂを備え、このＵ字形状スロットはチップ４８Ｂが上部
表面１１７Ｂに支持されると同時に矢印１２０Ｂで示さ
れるように滑り抜けることを可能にさせる。光ファイバ
９８Ｂは静止部分１３０Ｂを通して光を伝送し、静止面
１１６Ｂのセンサ１１４Ｂは図示されていない分光光度
計へ光を伝送する。

【００２７】板１２２Ｂと面１１６Ｂ及び１１６’Ｂか
らなるＵ字形状スロットを通して起こり得る光の漏れを
ふさぐために、部分１１２Ｂが板１２２Ｂを滑動するよ
うに取り付けられ、ラック１６２及びドライブピニオン
１６４によって矢印１６８に駆動され、スロットを開放
又は閉鎖する。閉鎖されると、面１１６Ｂ及びチップ４
８Ｂが部分１１２Ｂ内の空間１７２を占有し、壁部分１
６９がスロット１１５Ｂを閉鎖する。

【００２８】患者サンプルの特性に関する検査に加え
て、ＮＩＲ及び近可視波長を使用して分光光度分析が可
能である標的物質はいずれも、患者サンプルがチップ４
８Ａにある間に分光光度計１１０によって分析されるこ
とができる。これらの標的物質は数あるなかでヘモグロ
ビン、アルブミン、ぶどう糖を含む。チップ内のこれら
の標的物質を検査することによって、必ずではないが、
実際には、サンプルがスライド検査要素Ｅに置かれたと
きに、好適には、分析装置はそれらの標的物質に関する
さらなるそれ以上の検定を抜かす。チップを通した分光
光度検出はスライド検査要素Ｅで行われる個別の各検定
での４秒と比較して、分析される標的物質全てで４秒し
か必要としないので、このことは分析装置の全体スルー
プット大幅に向上させる。「結果を出す時間」がさらに
チップを通しての分光光度分析によって劇的に改善さ
れ、スライド検査要素の場合の５分と比較してチップを
通しての場合には４秒となる。

【００２９】向上されたスループットの例として、以下
がジョンソン＆ジョンソン・クリニカルダイガノスティ
ックス（Ｊｏｈｎｓｏｎ＆ＪｏｈｎｓｏｎＣｌｉｎｉ
ｃａｌＤｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ）から商標「ＶＩＴＲ
ＯＳ９５０」分析装置で販売されているような分析装置
で達成され得る利点の推定である。この推定は、スライ
ド検査要素へのサンプル液の分注は分析における制限ス
テップであることと、分注ステップは吸引に８秒、検査
要素への分注して検査要素をＶＩＴＲＯＳ９５０（商
標）分析装置の分配器ヘ装填するのに４秒などを必要と
することと、本発明によって比色定量分析がチップ内で
行われることのみを仮定している。

【００３０】行われるべき化学的性質の混合比が電位差
検査０、比色検査７、示差（ｒａｔｅ）検査０であれ
ば、本発明を用いない場合には、スループットは毎時３
００検査要素である。本発明を用いた場合には、スルー
プットは毎時２１００検査となることが示され、これは
７倍の増加である。他方で比色検査５のみ、示差検査２
又は電位差検査２のいずれかが行われるのであれば、本
発明を用いない場合のスループットは毎時４２０検査
で、本発明を用いた場合は毎時１０５０検査となり、
２．５倍の増加である。さらにまた、７つ化学的性質の
混合比が比色検査３のみ、電位差検査４で行われるとす
れば、本発明を行うことによって得られるスループット
の増加はない（両方の場合とも毎時５２５検査であ
る）。

【００３１】好適には、チップ内にある間のかかる分析
物のこのような検査がサンプル液のある種の温度制御と
共に行われる。このことは、検査ステーション８２にお
いて温度を制御することによって行われることを必要と
するだけでなく、図１の容器１９内のサンプル液を加熱
する又は冷却することによって行われることができる又
はサンプル液がチップ４８等にある間に加熱又は冷却す
ることによって行われることができるが、検査ステーシ
ョン８２では加熱又は冷却は行われない。

【００３２】しかしながら、スライド検査要素Ｅの使用
を必要とする検定が依然として幾つかある。工程が図１
に略図的に示されている。チップ４８がホルダ１１７に
挿入され、患者サンプルの一部がスライド検査要素Ｅに
分注される。その後、分配器３０が、検査要素Ｅが矢印
１４２にインキュベータ（不図示）へ直線的に移送され
る位置へ矢印１４０に回転され、インキュベータ内で検
査要素Ｅが、検査ステーション１４６において読み取ら
れる又は検出されるまで矢印１４４へ回転されるが、以
上全ては、公知であり、従来のものである。検査ステー
ション１４６は、チップ４８、４８Ａと共に使用される
分光光度計１１０とは対照的に、従来通り比色検出器又
は電位差検出器を備える。

【００３３】上述されたように、好適には、検査ステー
ション１４６で行われる検査はチップを通して行われる
検査を抜かすけれども、チップ内で行われる検査の精度
の「確認」をするために、かかる分光測光法検定を検査
ステーション１４６で繰り返すことも可能である。検査
の順番を逆にすることも考えられる、すなわち、ＮＩＲ
及び近可視波長でチップを通した測定を行う前に、サン
プル液の一部を上述されたように検査スライドに置くこ
ともできる。

【００３４】本発明を説明するために、以下の非消耗的
検査を行う。図２の装置が使用され、この装置において
は、以前は「エクタケム（Ｅｋｔａｃｈｅｍ）」使い捨
てチップとして知られていた商標「ビトロス（Ｖｉｔｒ
ｏｓ）」でジョンソン＆ジョンソン・クリニカルダイガ
ノスティックス社から販売されている使い捨てチップが
使用された。光ファイバは０．２ｍｍシングルファイバ
であり、これによってファイバ９８及び９８’を介して
検査ステーション８２を「ＴＣ２０００」二重光線同期
分光光度計へ接続しており、この分光光度計はＣＭＥテ
レメトリクス（Ｔｅｌｅｍｅｔｒｉｘ）から販売してい
る検出器１１２としてタングステン−ハロゲン白熱電球
光源１１０を使用している線形ダイオード配列検出器を
使用している。５８０ｎｍから１１００ｎｍまでの放射
線のみを検出できるようにするために、検出器１１２で
は回折格子が使用された。（分光光度計の基準光線部分
は明確化のために省略されている）。チップ４８に吸引
される液体の量は液体の高さが図２の通過矢印２００の
完全に上となるように５０μＬとした。実証された３０
μＬのみを検査することが必要とされる。

【００３５】検査される液体は、第一に較正液として、
ヘモグロビンと、ファルマシア（Ｐｈａｒａｍａｃｉ
ａ）社から販売されているイントラリピド（Ｉｎｔｒａ
ｌｉｐｉｄ）（商標）（自然発生乳状脂粒を擬態する脂
肪乳液）と、ビリベルジンとを含む既知量の液体を無作
為に組合わせたものであり、これらの液体全てが人血清
基質に加えられている。

【００３６】以下の表１は添加後の血清中のＨｂ、Ｉ
Ｌ、及びＢＶを示している。「Ｈｂ」はヘモグロビン
を、「ＩＬ」はイントラリピド（商標）を、「ＢＶ」は
ビリベルジンを、「ＢＲ」はビリルビンを意味する。

【００３７】

【表１】

【００３８】同様に準備された２１種の液体の第二の組
み合わせは表２の構成成分を有するように準備され、未
知のものとして取り扱われた。

【００３９】

【表２】

【００４０】液体の第一の組み合わせが、従来の分光光
度手法を用いる較正アルゴリズムを作り出すために上述
されたように放射線照射され、この測定で検出されたＨ
ｂの値が回帰グラフを得るために図６のように実際の値
に対してグラフに記入された。種々の較正アルゴリズム
が有効であり、例えば、一次及び二次導関数によって式
を選択する。以下の等式は単に例示的なものである。１）Ｈｂ（ｇ／Ｌ）＝Ｃ₁（ｄＡ₆₀₀／ｄλ₆₀₀）−Ｃ
₂（ｄＡ₆₆₃／ｄλ₆₆₃）−Ｃ₃ ２）ＩＬ（ｇ／Ｌ）＝Ｃ₄（ｄＡ₈₇₄／ｄλ₈₇₄）＋Ｃ
₅ ３）ＢＶ（ｍｇ／ｄＬ）＝Ｃ₆（ｄＡ₇₂₄／ｄλ₇₂₄）
−Ｃ（ｄＡ₈₀₃／ｄλ₈₀ ₃）＋Ｃ₈ ここで、Ａ₆₀₀は６００ｎｍにおける吸光度、λ₆₀₀は
６００ｎｍの波長、その他のＡ及びλの値に関しても同
じであり、（ｄＡ_i／ｄλ_i）は波長に対する吸光度の
１次導関数、Ｃ₁、…Ｃ₉は好適には以下の値を有する
定数である。

【００４１】Ｃ₁＝１５．８９２Ｃ₅＝０．２４４Ｃ₂＝１５．８８２Ｃ₆＝９８．０６８Ｃ₃＝０．２１Ｃ₇＝１２２．７３２Ｃ₄＝２５２．１５５Ｃ₈＝０．０６８５図６の場合の回帰相関係数Ｒ²は０．９９１であった。

【００４２】次に、液体の第二の組み合わせが上述のよ
うに放射線照射され、液体の第一の組み合わせから導か
れた図６の較正アルゴリズムを使用して、予測値が図７
のように既知の結果に対してグラフに記入された。０．
９８２というＲ²の値は優秀である。この精度は、スラ
イド検査要素における検査に代わって、この結果を未知
のサンプル内のＨｂの臨床検定に信頼して適用すること
を可能にするのに適したものである。

【００４３】同様に、上述されたように検出されたスペ
クトルの数値がＩＬに関して評価された。較正の結果は
図８に示されており、予測の結果が図９に示されてい
る。この場合のＲ²はそれぞれ０．９９４１と０．９８
７８である。また、記述されたスペクトルが評価された
が、今度の分析はＢＶに関するものであった。図１０は
較正の結果を示しており、図１１はＲ²の値が示される
ようなものである予測の結果を示している。

【００４４】新しい、第三の液体の組み合わせがビリル
ビンの検出に関して本発明を説明するために用意され、
その組み合わせの較正液の形式は以下の表のように構成
された。

【００４５】

【表３】

【００４６】この検査に使用された較正アルゴリズムは
以下のようなものであった。４）ＢＲ（ｍｇ／ｄＬ）＝Ｃ₉（ｄＡ₄₉₅／ｄλ₄₉₅）
＋Ｃ₁₀（ｄＡ₅₁₂／ｄλ ₅₁₂）＋Ｃ₁₁（ｄＡ₅₇₈／ｄλ
₅₇₈）−Ｃ₁₂ 定数は以下のようになった。Ｃ₉＝−２４．８７８Ｃ₁₀＝２０１．６１Ｃ₁₁＝４４．９８Ｃ₁₂＝６．４７５液体の第四の組み合わせがビリルビンの値の予測に関す
る確認のために同様に用意され、その組み合わせは以下
の表のように構成された。

【００４７】

【表４】

【００４８】スペクトルが前出の例と同じように評価さ
れた。図１５は較正の結果を示し、図１６はＲ²の値が
示されるようなものである予測の結果を示している。４
つの実験（Ｈｂ、ＩＬ、ＢＶ、及びＢＲ）全てに関し
て、その結果は優れた相関を示し、その結果はスライド
検査要素での検査に代わって使用するに十分であり、こ
れらのいずれもが所望の検定と見なされるべきものであ
る。いずれにしても、これらの結果は明らかに生物学的
液体のサンプルの特性を確認することを可能にし、その
サンプルが許容可能な特性の範囲の外側にあると判定さ
れたなら不合格とすることができるようにする。

【００４９】用いることができる他の較正アルゴリズム
の例として、ＩＬに関して以下のものが上式＃２の代替
式となる。２’）ＩＬ（ｇ／Ｌ）＝Ｃ₁₃（ｄＡ₉₉₉／ｄλ₉₉₉）＋
Ｃ₁₄（ｄＡ₁₀₅₁／ｄλ₁₀ ₅₁）−Ｃ₁₅ ここで、Ｃ₁₃＝１６６．０６８、Ｃ₁₄＝９２．３５２、
Ｃ₁₅＝０．６９３である。この較正アルゴリズムが上述
の第一及び第二の液体の組み合わせに関して用いられる
と、Ｒ²は較正に関して０．９８８となり、予測に関し
て０．９８４となる。（実際のプロットは示されていな
い）。

【００５０】再び図７に関して、上述されたヘモグロビ
ンの存在を確認するための方法が、５ｇ／Ｌまででは、
直線性、すなわち測定の正確性を示したことが明らかと
なる。５ｇ／Ｌを越えると、データは「真値」から離れ
ていく傾向がある。このことは図１７において最も明確
に示されている。したがって、もし５ｇ／Ｌより多くの
量が含有されているようであれば、別な組み合わせのア
ルゴリズムの方が好ましい。

【００５１】より詳細には、全範囲を網羅するために２
つの異なるアルゴリズムが使用されるのであれば、真の
曲線とのより優れた追従性が達成され、これらのアルゴ
リズムが重なり部分で連続的なデータを示すように選択
される。好適には、３ｇ／Ｌから上で用いられるアルゴ
リズムはｇ／Ｌ単位のヘモグロビン濃度の自然対数であ
る。最も好適には、３ｇ／Ｌから３５ｇ／Ｌまででは、
用いられるアルゴリズムは以下の形態である。

【００５２】

【数１】

【００５３】ここで、Ｃ₁₆、Ｃ₁₇、Ｃ₁₈の詳細な例はＣ
₁₆＝−１７．３８、Ｃ₁₇＝＋９．９６＋Ｃ₁₈＝＋０．３
７である。３ｇ／Ｌ以下には、上で示された式１）に類
似の型の様々なアルゴリズムが有効である。３ｇ／Ｌよ
り上で式５）とかみ合うために、非常に好適な式は以下
の式となる。１’）Ｈｂ（ｇ／Ｌ）＝Ｃ₁₉（ｄＡ₅₉₃／ｄλ₅₉₃）＋
Ｃ₂₀（ｄＡ₆₀₈／ｄλ₆₀ ₈）＋Ｃ₂₁ ここで、Ｃ₁₉は好適には−６６．６８９、Ｃ₂₀は好適に
は８１．０８１、Ｃ₂₁は好適には−０．２５である。

【００５４】図１７に示されるヘモグロビンの水準が３
ｇ／Ｌ以上及び３ｇ／Ｌ以下に上述の新しいアルゴリズ
ム５）及び１’）を用いて再計算されたときに、図１８
のプロットが結果として得られた。このプロットは、予
測された値が図１７のデータ点で得られるものよりも４
５°の「真」の直線により近くなることを示している。

【００５５】図１８のデータは１０ｇ／Ｌまでしか延び
ていないが、希釈なしステップを用いることによって、
式５）及び式１’）がヘモグロビンの値に関しては３５
ｇ／Ｌまで有効となることが示された。図１２は、実際
にＮＩＲ及び近可視スペクトルにおける吸光度の一次導
関数の値が、有効波長において、ＩＬ、ＢＶ、又はＨｂ
構成成分が存在するサンプルの独立した検出を可能にす
るのに十分に分離していることを示すプロットである。
すなわち、曲線２００はそれらの構成成分のいずれも有
さないサンプル、曲線２０２は１．７９ｇ／ＬのＨｂの
みを有するサンプル、曲線２０４は２．３８ｇ／ＬのＩ
Ｌのみを有するサンプル、曲線２０６は３．９５ｍｇ／
ｄＬのＢＶのみを有するサンプルである。したがって、
Ｈｂは主としてＮＩＲの５８０〜６０５ｎｍの領域に寄
与し、ＩＬは８９６〜１０５１ｎｍの領域、好適には８
９６〜９３９ｎｍに寄与し、ＢＶは６８０〜７５０ｎｍ
の領域に寄与する。

【００５６】さらに別の実施態様においては、チップが
従来のチップから変更されていないが、図１３の吸収ス
ペクトルが受光される前に、分光光度計によって１本よ
り多くのＮＩＲ及び近可視放射線のチップを通した通過
が達成される。前述された部分が同じ参照番号によって
参照されており、この参照番号に区別するための接尾語
「Ｄ」が添付されている。

【００５７】したがって、光ファイバ９８Ｄから放射し
ているＮＩＲ及び近可視放射線による放射線照射が処理
用光ファイバ９８’Ｄによって受光されるように、チッ
プ４８Ｄが前述のように空洞８４Ｄにはめ込まれる。し
かしながら、前出の実施態様と異なり、受光用光ファイ
バ９８’Ｄは発光用光ファイバ９８Ｄと直接に向かい合
ってもいなければ、「第一通過」放射線を受光する位置
にもない。代わりに、少なくとも１対の、好適には３対
の鏡（２３０、２３２；２４０、２４２；２５０、２５
２）が、鏡と同じ回数だけ放射線にチップ４８Ｄを再度
通過させるように配置される。（３対からなる６枚の鏡
は放射線に６回チップを透過させる）。

【００５８】さらに別の実施態様においては、光ファイ
バ９８、９８’（又は上で開示された他の型の光ファイ
バ）はＮＩＲ及び近可視光にチップの最も厚い部分のみ
を通過させる必要はない。その代わりに、光がより狭い
首部分を透過させることができる。（前に説明された部
分と同様の部分は同じ参照番号を冠しており、区別のた
めの接尾語「Ｅ」が添付されている）。

【００５９】したがって、図１４の照射用光ファイバ９
８Ｅがチップ４８Ｅの円錐状首部分３００を放射線照射
するように検査ステーション８２Ｅのブロックに配置さ
れており、この首部分は本体部分２２４Ｅの直径「ｄ」
と比較して直径が小さくなっていく。次に、チップを通
って受光用光ファイバ９８’Ｅへ透過させられる光はサ
ンプルのずっと狭い部分を通過する。検出される分析物
が高密度のものである又は当のＮＩＲ及び近可視波長に
対して高吸光係数を有しているのであれば、これが所望
される。最も極端な場合には、光ファイバ９８Ｅ及び９
８’Ｅが、チップ４８Ｅの最も狭い部分３０４を通して
読み取る仮想位置３０２まで下に移動される。

【００６０】あるいはまた、チップのより狭い部分をＮ
ＩＲ及び近可視放射線が通過することが、前出の実施態
様を用いて、単に検査ステーション８２内でチップ（及
びプローブ）を十分に持ち上げてＮＩＲ放射線で照射す
ることによっても達成され得る。さらに好適には、ステ
ップの順番は、図２（Ａ）（Ｂ）、図４（Ａ）（Ｂ）の
いずれかに示されるようなＮＩＲ及び近可視放射線放射
源を含む光を通さない囲いに、チップが着座するまでチ
ップを下降させるステップ、放射源から放射されるＮＩ
Ｒ及び近可視放射線でチップ及びその中身を走査するス
テップ、もし中身が所定の閾値を上回る密度を有するな
ら、その後、放射源がチップのより狭い部分を走査する
ように配置されるまで囲いの中でチップを持ち上げるス
テップという順番となる。

【００６１】

【発明の効果】分析装置における標的物質の検定のスル
ープットを向上させることが本発明の有利な特徴であ
る。さらに別な有利な特徴は、分光測光法での分析にイ
ンキュベーション時間が必要とされないことから、結果
がより短い時間で得られることである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の分析装置の残りの部分における図２
（Ａ）及び（Ｂ）の走査ロックの位置を示す、分析装置
の吸引器プローブの部分等角図である。

【図２】本発明の２つの代替実施態様を示す、装置の中
間断面における代替部分立面図である。

【図３】チップが挿入されるときにパルス状の上方圧力
が発生することと、チップが取り除かれるときにチップ
の端部で吸引が発生することとの両方を防止する空気孔
を示す、部分的に中間断面で切り取られた図２（Ａ）の
検査ステーション８２の等角図である。

【図４】本発明の他の代替実施態様の部分等角図であ
る。

【図５】チップ４８Ａの位置を定めるための機構を示
す、図４の構造の一部分の断面平面図である。

【図６】本発明によって分光測光法で走査及び分析され
た検査サンプルのヘモグロビンの水準に関する回帰プロ
ットである。

【図７】本発明によって分光測光法で走査及び分析され
た検査サンプルのヘモグロビンの水準に関する回帰プロ
ットである。

【図８】本発明によって分光測光法で走査及び分析され
た検査サンプルの脂肪血の水準に関する回帰プロットで
ある。

【図９】本発明によって分光測光法で走査及び分析され
た検査サンプルの脂肪血の水準に関する回帰プロットで
ある。

【図１０】本発明によって分光測光法で走査及び分析さ
れた検査サンプルの黄疸性の水準に関する回帰プロット
である。

【図１１】本発明によって分光測光法で走査及び分析さ
れた検査サンプルの黄疸性の水準に関する回帰プロット
である。

【図１２】黄疸、ヘモグロビン、及び脂質のそれぞれの
サンプルを示す、本発明によって検出されたスペクトル
透過のプロットである。

【図１３】図２（Ａ）と類似である、光を通さない囲い
の代替実施態様の部分立面図である。

【図１４】図２（Ａ）と類似である、光を通さない囲い
の代替実施態様の部分立面図である。

【図１５】本発明によって分光測光法で走査及び分析さ
れた検査サンプルのビリルビンの水準に関する回帰プロ
ットである。

【図１６】本発明によって分光測光法で走査及び分析さ
れた検査サンプルのビリルビンの水準に関する回帰プロ
ットである。

【図１７】図１５及び図１６と類似である、ヘモグロビ
ンの分析に関する回帰プロットである。

【図１８】図１５及び図１６と類似である、ヘモグロビ
ンの分析に関する回帰プロットである。

【符号の説明】

１２…分析装置１８…分注ステーション１９…１次収集容器４６…吸引器プローブ４８…チップ７１…ポンプ８２…検査ステーション

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者デービスフリーマンザサードアメリカ合衆国，ニューヨーク 14624− 4977，ロチェスター，コロニストレーン 10 (72)発明者ジェイムスデビットショウアメリカ合衆国，ニューヨーク 14468, ヒルトン，ホーガンポイントロード 58 (72)発明者ジェイムスサムスーンダーカナダ国，エル４エー３アール５，オンタリオ，ミシソーガ，ウィスラークレッセント 5556 (72)発明者トーマスモフェットカナダ国，エル５エヌ２ビー３，オンタリオ，ミシソーガ，サンダンスプレイス 6013 Ｆターム(参考） 2G057 AA01 AB02 AC01 BA10 BC07 BD10 DB03 2G059 AA01 BB13 EE01 FF10 HH01 KK01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分注ステーションと、患者サンプルにお
いて標的物質を検出するための少なくとも１つの検査ス
テーションとを備える臨床分析装置において、前記分注
ステーションが、吸引器プローブと、１次収集容器から生物学的サンプル液を収集し、収集さ
れたサンプル液の少なくとも一部を検査要素上へ又はそ
の中へ分注するために、前記プローブに取り付けられる
チップと、前記プローブ及び前記チップ内に部分的な圧力又は部分
的な真空を生じさせるための手段とを備え、ａ）前記プローブに取り付けられるチップの１つに生物
学的液体を吸引するステップと、ｂ）前記生物学的液体がチップ内にあり、チップがプロ
ーブに取り付けられている間に、近赤外及び近可視放射
線波長の光に複数の波長でチップを透過させることによ
って、生物学的液体中の１つ又はそれ以上の標的物質を
検出し、前記生物学的液体中の１つ又はそれ以上の標的
物質の濃度と透過した光を相関させることによって、チ
ップを透過した光の一部分を複数の波長で分光光度分析
を行うステップとを含み、この相関ステップは吸光度の
１次導関数の値を波長の関数として計算するステップを
含み、ｃ）チップから生物学的液体の一部を検査要素へ分注す
るステップと、ｄ）前記１つ又はそれ以上の標的物質以外の標的物質に
関して、前記検査ステーションで生物学的液体を加えた
検査要素を検査するステップとをさらに含み、前記１つ
又はそれ以上の標的物質を前記検査ステーションで検査
するのに必要とされなくなった時間の量によって、スル
ープットを増加させる、臨床分析装置においてスループ
ットを改善する方法。