JP2004518965A - 生物学的流体分析装置 - Google Patents
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Abstract
作用電極（５１）及び参照電極（５２）を含む電気化学的酵素センサーを備えたバイオセンサー（５０）を含む、生物流体分析装置（１００）が開示されている。
Description
【０００１】
本出願は米国仮特許出願第６０／２４４，８７７号（２０００年１１月２日出願）および米国特許出願第０９／８２７，１４２号（２００１年４月６日出願）の利益を主張する（これらはそれぞれが参考として組み込まれる）。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、細菌などの微生物で汚染されているかもしれない、血液および血液成分などの生物学的流体とともに使用される装置で、微生物による酸素消費を検出するために配置される装置に関する。
【０００３】
（発明の背景）
血液は通常、輸血製剤などの様々な貴重な製造物を得るために処理される（例えば、成分に分離される）。軟膜および血小板などの血液成分または血液製剤は処理時にプールされることがあり、例えば、４ユニットから６ユニットの血小板濃縮物を輸血製剤として投与前にプールすることができる。さらに、閉鎖系で（例えば、外部の環境に成分をさらすことなく）処理された血液成分は投与まで保存することができる。例えば、赤血球は数週間保存することができ、血小板は数日間（例えば、現在の合衆国基準に従って５日間）保存することができる。
【０００４】
保存された成分および／または保存されない成分は、細菌などの望ましくない物質を含み得る。細菌により、血液または血液成分は採血時（血液サンプリング時を含む）および／または保存時に汚染され得る。他の汚染源には、献血者の血液、環境（空気、および環境内の装置を含む）、献血者の皮膚栓、および採血従事者が含まれる。
【０００５】
いくつかの血液成分（具体的には血小板）は典型的には周囲温度（例えば、約２２℃から２６℃）で保存されるので、汚染問題は拡大し得る。これは、ほとんどの細菌が、例えば、約２℃から８℃よりも、周囲温度で迅速に増殖するからである。
【０００６】
汚染された血液製剤（特に、細菌で汚染された血液製剤）は、これらの製剤と接触する人またはこれらの製剤を受ける人の健康を潜在的に脅かす。例えば、細菌で汚染された輸血製剤の投与は受血者に対する有害作用を有しており、甚だしいレベルの細菌汚染を有する血小板の投与が、合衆国では、毎年、約１５０例の重篤な病的状態または死亡に関係している。
【０００７】
典型的な細菌検出技術には、細菌の増殖と相関させられる濁度または色変化を光学的に測定することが含まれる。細菌検出技術は、一般に、作業および時間がかかり、高価な装置を必要とし得る。そのような技術のいくつかは不正確な結果をもたらすことがあり、かつ／または環境からの汚染をサンプルに持ち込むことがある。
【０００８】
本発明は、先行技術のこれらの欠点の少なくともいくつかを改善することをもたらす。本発明のこれらの利点および他の利点は、下記に示される説明から明らかになる。
【０００９】
（発明の概要）
本発明の実施形態に従って、生物学的流体分析装置が提供される。この分析装置は、微生物を含むと考えられる生物学的流体の血漿含有部分を収容するために適切な生物学的流体分析チャンバーを含むハウジング、および分析チャンバーと連絡するバイオセンサーで、微生物による酸素消費を検出（例えば、モニター）するための電気化学的酵素センサーを含むバイオセンサーを含む。好ましくは、生物学的流体分析装置はさらに、分析チャンバーと連絡するベントを含む。
【００１０】
いくつかの実施形態において、生物学的流体分析装置はさらに、好ましくは、微生物（存在する場合）をより迅速に増殖させるために所望する期間、血漿含有流体の温度を周囲温度よりも高く上昇させるために適切なヒーターを含む。例示的には、ヒーターは、温度を約３５℃に少なくとも約４時間にわたって上昇させることができ、または約３０℃から約３７℃の範囲に、より好ましくは３２℃から３５℃の範囲に、少なくとも約４時間にわたって温度を維持することができる。
【００１１】
さらに、生物学的流体処理システムが本発明の実施形態に従って提供される。このシステムは、ヒーターを好ましくは含む生物学的流体分析装置、および分析装置と流体的に連絡している柔軟な血液バッグなどの少なくとも１つの容器を含む。より好ましい実施形態において、このシステムは、容器と分析装置との間に配置されていて、血小板、赤血球および白血球の少なくとも１つの通過を低下させる一方で、微生物および血漿を含有する生物学的流体の一部を血液バッグから分析装置の分析チャンバー内に通すことができるフィルターを含む。
【００１２】
本発明の別の実施形態に従って、生物学的流体処理装置が提供される。この処理装置は、生物学的流体の血漿含有部分を収容するために適切な生物学的流体分析チャンバーを含むハウジング、分析チャンバーと連絡するベント、および分析チャンバー内の酸素濃度を検出するための電気化学酵素センサーを含むバイオセンサーで、分析チャンバーと連絡するバイオセンサーを含む生物学的流体分析装置；血小板、赤血球および白血球の少なくとも１つの通過を低下させる一方で、微生物および血漿を含有する生物学的流体の一部を（例えば、供給源容器、および／または血液バッグなどの貯蔵容器から）分析チャンバー内に通すことができるフィルターを、分析装置と流体的に連絡して含む。１つの好ましい実施形態において、この処理装置はさらに、上記に記載されたように、血漿含有流体の温度を上昇させるために適切なヒーターを含む。
【００１３】
典型的には、生物学的流体処理システム、より好ましくは、生物学的流体分析装置自体は、可視マーカー（例えば、表示ランプ）などのシグナル発生器を１つ以上含む。この場合、１つ以上のシグナル発生器は、例えば、酸素濃度もしくは酸素濃度の変化を示すシグナル、および／または酸素濃度がモニターされていることを示すシグナルをもたらす。さらにより好ましくは、分析装置は少なくとも１つの電池などの自給電源を含み、分析装置は、酸素濃度および／または酸素濃度の変化が所望する期間にわたって検出され得るように配置される。例えば、供給源容器および／または貯蔵容器における生物学的流体が血小板を含むいくつかの実施形態（例えば、血小板濃縮物またはプールされた血小板）において、分析装置は酸素濃度を約８日間またはそれ以上まで検出することができる。
【００１４】
本発明の実施形態による方法は、微生物を含むことが考えられる生物学的流体の血漿含有部分を提供すること、および酸素濃度を検出するために配置された電気化学的酵素センサーを含むバイオセンサーを使用して微生物による酸素消費を検出することを含む。典型的には、酸素濃度は、一定の期間にわたって、例えば、少なくとも約４時間の期間にわたって、より典型的には少なくとも約６時間の期間にわたってモニターされる。好ましくは、酸素濃度が一定の期間で低下する場合、酸素濃度の低下が、事前に設定された基準値、閾値またはアルゴリズム計算値に達したとき、シグナルがもたらされる。
【００１５】
好ましい実施形態において、本発明の方法は、生物学的流体のろ過された血漿含有サンプルを生物学的流体分析チャンバーに提供することを含む。この場合、ろ過されたサンプル中の微生物（存在する場合）により、酸素が消費され、この酸素消費が、続いて、バイオセンサーを使用して検出される。より好ましい実施形態において、微生物を含有すると考えられるろ過されたサンプルは、血小板を減少させた、細菌を含有すると考えられる血漿濃縮流体を含み、チャンバー内の酸素濃度の変化（例えば、細菌による酸素消費）が所望する期間にわたってモニターされる。
【００１６】
いくつかの実施形態において、本発明の方法はまた、生物学的流体の血漿含有サンプルの温度を、微生物がより迅速に増殖する温度に上昇させること、および血漿含有サンプル中の微生物による酸素消費を検出することを含む。
【００１７】
本発明による分析装置、システムおよび方法は、輸血サービス部、血液センターおよび／または血液銀行職員による使用に特に好適である。
【００１８】
本発明は、血小板を含有する生物学的流体における臨床的に有意なレベルの細菌を早期に検出することにおいて特に好都合である。
【００１９】
（発明の詳細な説明）
本発明の実施形態に従って、生物学的流体分析装置が提供される、この分析装置は、微生物を含むことが考えられる生物学的流体の血漿含有部分を収容するために適切な生物学的流体分析チャンバーを含むハウジング；分析チャンバーと連絡するベントで、細菌阻止細孔度を有する多孔性媒体を含むベント；および分析チャンバーと連絡するバイオセンサーで、作用電極と参照電極とを含む電気化学的酵素センサーを含み、分析チャンバー内の酸素濃度を検出するために配置されるバイオセンサーを含む。より好ましい実施形態において、生物学的流体処理システムは、生物学的流体を保持するために適切な容器と流体的に連絡している生物学的流体分析装置を含む。さらにより好ましい実施形態において、生物学的流体処理システムはさらに、容器と生物学的流体分析装置との間に配置されて、血小板、赤血球および白血球の少なくとも１つの通過を低下させる一方で、微生物および血漿を含有する生物学的流体の一部を分析チャンバー内に通すことを許容するフィルターを（例えば、フィルターアセンブリーを提供するためのハウジングに）含む。
【００２０】
別の実施形態において、生物学的流体処理装置は、微生物を含むことが考えられる生物学的流体の血漿含有部分を収容するために適切な生物学的流体分析チャンバーを含むハウジングと、およびチャンバーと連絡するバイオセンサーで、作用電極と参照電極とを含む電気化学的酵素センサーを含み、分析チャンバー内の酸素濃度を検出するために配置されるバイオセンサーとを含む生物学的流体分析装置；血小板、赤血球および白血球の少なくとも１つのその通過を低下させる一方で、微生物分および血漿を含有する生物学的流体の一部を（例えば、血液バッグから）分析チャンバーに通すことを可能にするフィルターを、分析装置と流体的に連絡して含む。
【００２１】
典型的には、分析チャンバー内の酸素濃度および／または酸素濃度の変化が、所定の期間にわたって、例えば、少なくとも約４時間の期間にわたって、より典型的には少なくとも約６時間の期間にわたって、いくつかの実施形態では少なくとも約１２時間の期間にわたってモニターされる。本発明の実施形態には、分析チャンバーにおける酸素濃度および／または酸素濃度の変化を少なくとも約２４時間の期間または少なくとも４８時間の期間またはそれ以上の期間にわたってモニターすることが含まれる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、酸素濃度がモニターされていることを示すためにシグナルが発生する。好ましい実施形態において、酸素濃度が一定の期間にわたって低下する場合、酸素濃度の低下が、事前に設定された基準値、閾値またはアルゴリズム計算値に達したとき、シグナルが発生する。１つの実施形態において、少なくとも２つのシグナルが発生する。１つのシグナルにより、酸素濃度がモニターされていることが示され、少なくとも別のシグナルにより、酸素濃度が、事前に設定された基準値、閾値もしくはアルゴリズム計算値に達したこと（従って、臨床的に有意なレベルの微生物が存在すること）、または酸素濃度が、事前に設定された基準値、閾値もしくはアルゴリズム計算値に低下していないこと（従って、臨床的に有意なレベルの微生物が存在しないこと）のいずれか示される。
【００２３】
好ましくは、本発明のいくつかの実施形態には、チャンバー内の血漿含有流体の温度を、任意の所望する期間にわたって、例えば、少なくとも約２時間にわたって、または例えば、上記に記載されるように、酸素濃度および／もしくは酸素濃度の変化をモニターするための少なくとも一定の期間にわたって、例えば、少なくとも約４時間、少なくとも約６時間、少なくとも約１２時間、いくつかの実施形態では、少なくとも約２４時間、または少なくとも約４８時間、またはそれ以上にわたって、少なくとも約３０℃以上に上昇させるために配置されたヒーターを含む。一部の微生物（特に、一部の細菌）は、約３０℃以上の温度（例えば、３２℃から３５℃の範囲の温度）でより迅速に増殖するので、このような実施形態では、微生物をより迅速に検出可能なレベルに増殖させることができる。
【００２４】
生物学的流体分析装置、生物学的流体処理装置および生物学的流体処理システムの様々な実施形態を使用する方法もまた本発明によって提供される。
【００２５】
本発明の１つの実施形態に従った方法は、微生物を含むことが考えられる生物学的流体の血漿含有部分を提供すること、および酸素濃度を検出するために配置された電気化学的酵素センサーを含むバイオセンサーを使用して微生物による酸素消費を検出することを含む。酸素濃度および／または濃度の変化（例えば、微生物により消費されることによる濃度の低下）を任意の所望する期間にわたってモニターすることができる。好ましくは、この方法は、少なくとも２つのシグナルを発することを含む：１つのシグナルにより、酸素濃度がモニターされていることが示され、少なくとも別のシグナルにより、酸素濃度が、事前に設定された基準値、閾値もしくはアルゴリズム計算値に低下したこと（従って、臨床的に有意なレベルの微生物が存在すること）、または酸素濃度が、前に設定された基準値、閾値もしくはアルゴリズム計算値に低下していないこと（従って、臨床的に有意なレベルの微生物が存在しないこと）のいずれかが示される。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態に従って、バイオセンサーを含む生物学的流体分析装置は、ろ過された生物学的流体とともに利用される。ろ過された流体は、微生物を含有する可能性が高く、かつ血小板、白血球および赤血球の少なくとも１つのレベルが低下したものである。ろ過された流体は、微生物が酸素消費することによる酸素濃度の低下を検出することによって微生物の存在について分析されることになる。
【００２７】
例えば、本発明によるバイオセンサーを含む分析装置は、細菌によって消費される酸素のレベルまたは濃度を検出する際の使用に特に好適である。これは、生物学的流体の成分（具体的には、血小板）が酸素を消費し、従って、生物学的流体がフィルターを通過するときに、生物学的流体の他の成分が低下されるか、または除去されることにより、分析チャンバー内の「ノイズ」（具体的には、バックグラウンドノイズ）の可能性が低下するからである。バックグラウンドノイズ（例えば、血小板の代謝に起因し得る酸素消費）が低下するので、「細菌の消費酸素」を分析チャンバーにおいてより正確にモニターすることができる。
【００２８】
さらに、本発明によるバイオセンサーはこの用途に対して特に好都合であり、高感度である。これは、本発明によるバイオセンサーは最初に酸素濃度を検出し、低下するレベルをモニターすることが可能であるからである。対照的に、例えば、濁度の増大を測定するいくつかの検出システムでは、測定されている物質が、検出され得る前に閾値レベルに達することが必要である。
【００２９】
微生物（特に、細菌）が本発明に従って検出され得るので、本発明の実施形態は、各国の規則により現在認められているよりも長い期間にわたって保存できる血液成分を提供するために好適であり得る。例えば、少なくとも部分的には、血小板濃縮物（ＰＣ）が細菌で汚染され得るという恐れのために、現在の合衆国基準では、ＰＣの個々のユニット物は５日以内に利用すること、プールされたＰＣはプールした８時間以内に利用することが定められている。しかし、本発明の実施形態により、汚染されたＰＣの検出が可能になるので、プールされたＰＣおよびプールされていないＰＣをモニターすることができ、汚染されていないことが確認された場合、現在定められている５日／８時間の制限の後で使用することができる。例示的には、ＰＣの個々のユニット物またはプールされたＰＣは、例えば、７日間の保存の後で輸血することができる。
【００３０】
下記の定義が本発明に従って使用される。
【００３１】
バイオセンサー。バイオセンサーは、酸素の電気還元を触媒するために少なくとも１つの酵素を利用する電気化学的酵素センサー（好ましくは、２電極の電気化学的酵素センサー）を示す。好ましい実施形態において、酵素は、直接的に、すなわち、メディエーターを伴うことなく反応を触媒する。ラッカーゼは、本発明を実施するための好ましい電気触媒的に活性な酵素である。他の適切な電気触媒的に活性な酸化還元酵素には、ビリルビンオキシダーゼおよびアスコルビン酸オキシダーゼが含まれる。適切な酵素は、例えば、Ｓｉｇｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）から市販されている。
【００３２】
バイオセンサーは、作用電極（実際の測定用電極として示されることがある）および参照電極を含み、これにより電位差測定による測定を可能にする。あまり好ましくない実施形態において、バイオセンサーは対極を含む。
【００３３】
酸素を検出するバイオセンサーでは、酵素の活性部位を介して作用電極または実際の電極から酸素分子に、好ましくは直接的に輸送される電子が利用される。
【００３４】
酵素ラッカーゼは、下記の反応によって表されるように、過電圧の接触的還元によって直接的に酸素の電気還元を触媒する：
Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ− → ２Ｈ２Ｏ。
【００３５】
例示的には、ラッカーゼを含むバイオセンサーは、増大した濃度の大気酸素にさらされるとき、ラッカーゼの活性部位を介して、作用電極から大気酸素への直接的な電子移動により、電極電位の観測可能な増大、例えば、参照電極のレベルよりも３００ｍＶ以上の増大を示す。
【００３６】
ラッカーゼを含むバイオセンサーは、低下した濃度の酸素にさらされたとき、電極電位の観測可能な低下、すなわち、約３００ｍＶ以上の典型的な初期値（より典型的には、約３５０ｍＶから約５００ｍＶの範囲にある初期値）から参照電極（ラッカーゼを含まない電極）のレベルに向かって電位の低下を示す。電圧低下は酸素濃度の低下にほぼ比例する。
【００３７】
作用電極。作用電極は、目的とする物質が、好ましくは電子移動剤（例えば、レドックスメディエーター）を伴うことなく電気還元される電極である。
【００３８】
参照電極。参照電極は、変化する電位がそれに対して測定され得る標準として使用される電極である。
【００３９】
対極。対極は、作用電極を通過する電流に対して大きさが等しく、符号が逆の電流が流れる、作用電極と対にされる電極である。
【００４０】
生物学的流体。生物学的流体には、生きた生物に関連する任意の処理された流体または未処理の流体が含まれ、これには、血液（全血、温血または冷血、保存血または新鮮血を含む）；処理された血液、例えば、少なくとも１つの生理学的溶液（生理的食塩水、栄養物および／または抗凝固剤溶液を含むが、これらに限定されない）で希釈された血液など；血液成分、例えば、血小板濃縮物（ＰＣ）、血小板濃縮血漿（ＰＲＰ）、血小板低下血漿（ＰＰＰ）、血小板非含有血漿、血漿、新鮮凍結血漿（ＦＦＰ）、血漿から得られた成分、濃縮赤血球（ＰＲＣ）、移行域物質または軟膜（ＢＣ）など；血液もしくは血液成分に由来するか、または骨髄に由来する類似する血液製剤；血漿から分離され、生理学的流体または凍結保護液に再懸濁された赤血球；および血漿から分離され、生理学的流体または凍結保護液に再懸濁された血小板などが含まれるが、これらに限定されない。生物学的流体は、本発明に従って処理される前に白血球の一部を除くために処理されたものであってもよい。本明細書中で使用されるように、血液製剤または生物学的流体は、上記に記載される成分、および他の手段によって得られる、類似する性質を有する類似する血液製剤または生物学的流体を示す。
【００４１】
「ユニット」は、献血者から得られるか、または全血の１ユニットに由来する生物学的流体の量である。ユニットはまた、１回の献血のときに採取される量を示すことがある。典型的には、１ユニットの容量は、量が患者毎に、献血毎に異なるので変化する。いくつかの血液成分（具体的には、血小板および軟膜）の複数ユニットは、典型的には４ユニット以上を一緒にすることによってプールすることができ、または一緒にすることができる。
【００４２】
本明細書中で使用される用語「閉じた（閉鎖）」は、システムの無菌完全性を損なう必要がなく、生物学的流体（例えば、献血者の血液、血液サンプルおよび／または血液成分）の採取および処理（所望する場合には、操作、例えば、一部の分離、成分への分離、ろ過、貯蔵および保存）を可能にするシステムをいう。閉鎖系は、最初に作られた通りであり得るか、または「無菌接続」デバイスとして知られているものを使用してシステム構成要素を接続することから得ることができる。例示的な無菌接続デバイスが米国特許第４，５０７，１１９号、同第４，７３７，２１４号および同第４，９１３，７５６号に開示される。
【００４３】
微生物。微生物は原生動物および／または細菌（グラム陽性細菌およびグラム陰性細菌を含む）を含む。例示的な細菌には、表皮ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ）、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）、霊菌（Ｓｅｒｒａｔｉａ ｍａｒｃｅｓｃｅｎｓ）、Ｓｅｒｒａｔｉａ ｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ、Ｙｅｒｓｉｎｉａ ｅｎｔｅｒｏｃｏｌｉｔｉｃａ、肺炎桿菌（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ）、Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ ｏｘｙｔｏｃａ、大腸菌、Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ ｃｌｏａｃａｅ、Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ ａｅｒｏｇｅｎｅｓ、緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）、サルモネラ（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｓｐｐ．）、バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐｐ．）（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｅｒｅｕｓなど）、Ｂ群連鎖球菌、およびコアグラーゼ陰性ブドウ球菌が含まれるが、これらに限定されない。
【００４４】
次に、本発明の構成要素のそれぞれが下記にさらに詳しく記載される。この場合、同じ構成要素は同じ参照数字を有する。
【００４５】
図１は、電極チャンバー５４内に配置された作用電極５１および参照電極５２を含むバイオセンサー５０の１つの実施形態を示す（それぞれの電極はさらに導電路５８を含む）。この場合、バイオセンサーはまた、電極チャンバー５４を覆うガス透過性エレメント５５を含む電極カバー５７と、電極５１および５２の導電路５８の上面と電極カバー５７との間に置かれた絶縁体エレメント５７ａを含み、バイオセンサーは支持部材１５上に配置される。絶縁体エレメント５７ａは、電極カバー５７の一部が絶縁体エレメント５７ａによって遮断または被覆されないように配置され、電極カバー５７のこの非遮断部または非被覆部により、ガス透過性エレメント５５が形成される。
【００４６】
図２に例示される実施形態は生物学的流体分析装置１００の拡大内部図を示す。この場合、分析装置は、第１のセクション１０ａおよび第２のセクション１０ｂを有するハウジング１０であって、生物学的流体の血漿含有部分を収容するために適切な内部容量を有する生物学的流体分析チャンバー２５と、分析チャンバー２５と流体的に連絡している入口ポート１、ベント８０およびベントポート８１を含むハウジング；電極チャンバー５４内に配置された作用電極５１および参照電極５２を含むバイオセンサー５０、電極チャンバー５４を覆うガス透過性エレメント５５を含む電極カバー５７上に配置された絶縁体エレメント５７ａ、電源９０、処理ユニット９９、２つの表示ランプ９５および９６を含む可視マーカー９４（これらは支持体部材１５に配置される）を含む。
【００４７】
図３は、バイオセンサー５０がハウジング１０内に組み立てられている、図２に記載される分析装置１００の別の分解内部図を示す。
【００４８】
図４ａおよび図４ｂは、ハウジング１０が組み立てられ、バイオセンサー５０が分析チャンバー２５の内部容量部と連絡する、図３に示される分析装置の実施形態の断面図を示す。
【００４９】
図５は、本発明による生物学的流体分析装置の１つの実施形態に従ったブロックダイアグラムであり、バイオセンサー５０の電極と、高インピーダンス増幅器６０と、アナログ・デジタルコンバータ６５と、処理ユニット９９（マイクロプロセッサーを含む）と、シグナル発生器（（発光ダイオード（ＬＥＤ）などの表示ランプ９５および９６を含む）複数のエレメントを含む可視マーカー９４など）との関係を示す。電源９０により、電力が、高インピーダンス増幅器６０、アナログ・デジタルコンバータ６５、処理ユニット９９、表示ランプ９５および９６を作動させるために供給される。
【００５０】
図６は、生物学的流体分析装置１００および分析装置ハウジング１０の別の実施形態の様々な図を示す。この場合、ハウジングは、ハウジングセクション１０ａ、１０ｂ、１０ｃおよび１０ｄを含む。図６ａは、（電池カバー１０ｃが挿入された）分析装置１００の斜視図を示す。図６ｂは、ハウジングセクション１０ａ、１０ｂ、１０ｃおよび１０ｄ；バイオセンサー５０、分析チャンバーシール２５ａ、電源９０、マイクロプロセッサーを含む処理ユニット９９、表示ランプ９５および９６を含む可視マーカー９４を含む分析装置１００の分解図を示す。図６ｃは、ハウジングセクション１０ａ、１０ｂ、１０ｃおよび１０ｄを含む分析装置ハウジング１０の分解図を示す。図６ｄは、電池カバーが開いているハウジング１０の断面側面図を示す。この場合、分析チャンバーシール２５ａが分析チャンバー２５（ハウジングセクション１０ａの一部）とハウジングセクション１０ｂとの間に置かれ、ヒーター７０がハウジングセクション１０ｂと一緒になる。図６ｅは、ヒーター７０を収容するためのハウジングセクション１０ｂの底部の底面図を示す。図６ｆは、バイオセンサーを収容するためのハウジングセクション１０ｂの底部の上面図を示す。この図において、バイオセンサーは領域４８に配置される（バイオセンサーは示されず）。図６ｇは、分析チャンバー２５を含むハウジングの上部セクションの底面図を示す。分析チャンバーシール２５ａもまた示されている。
【００５１】
図７は、ヒーターを含む本発明による生物学的流体分析装置の１つの実施形態に従ったブロックダイアグラムであり、バイオセンサー５０の電極と、高インピーダンス増幅器６０、処理ユニット９９（マイクロプロセッサーを含む）、シグナル発生器（（ＬＥＤとして例示される表示ランプ９５および９６を含む）複数のエレメントを含む可視マーカー９４など）との関係を示す。この実施形態において、アナログ・デジタル変換は、処理ユニット９９におけるソフトウエアによって実行される。ヒーター７０（サーミスター７１を含む）は、処理ユニット９９におけるソフトウエアにより制御されるヒーター駆動装置７５によって始動および停止される。電源９０により、電力が、高インピーダンス増幅器６０、処理ユニット９９、表示ランプ９５および９６、ヒーター７０を作動させるために供給される。この線図において、電源とマイクロプロセッサーとの間に置かれた低ドロップアウト電圧調節器９２により、処理ユニット９９は、弱った電池でさえ作動するために安定した電圧を常に有することが保証され、高インピーダンス増幅器６０と処理ユニット９９との間の電力遮断器９３により、電力消費のさらなる制御が、読み取り処理と読み取り処理との間で高インピーダンス増幅器を停止させることによってもたらされる。
【００５２】
図８ａから図８ｃは、組み立てられた分析装置１００の実施形態を示す。この場合、ハウジング１０の第１および第２のセクション１０ａ、１０ｂがきっちりシールされて、液漏れしないシールをもたらし、分析装置が電池カバー１０ｃを含む。
【００５３】
図９は、生物学的流体処理システム１０００の実施形態を示す。この場合、処理システム１０００は、生物学的流体分析装置１００と、フィルターハウジング２１０を含むフィルターアセンブリー２００と、少なくとも１つのフィルターエレメント２５５を含むフィルター２５０とを含む生物学的流体処理装置４００を含む。この例示された実施形態において、システム１０００はさらに、生物学的流体を含有するために適切な少なくとも１つの容器３００（例えば、供給源容器）、複数の導管３０５、３０６および３０７、流量制御デバイス３５０を含む。
【００５４】
図１０は、図１に示される構成要素を含むバイオセンサー５０の別の実施形態を示す。この場合、バイオセンサーはさらに、電極カバー５７を覆う保持エレメント５７ｂを含み、保持エレメント５７ｂは、電極カバー５７の一部を遮断または被覆しないように配置される。図１０はまた、支持体部材１５に配置されたバイオセンサー５０およびヒーター７０を示す。
【００５５】
本発明に従って、バイオセンサーは、微生物を含むことが考えられる生物学的流体を含有する生物学的流体分析チャンバーと連絡するように配置され、その結果、分析チャンバー内の酸素濃度が検出され、微生物が存在する場合、微生物により消費される酸素が検出され得るようになる。より好ましくは、バイオセンサーにより、細菌により消費される酸素が分析チャンバーにおいて所望する期間にわたってモニターされる。
【００５６】
図１から図１０に例示される実施形態を参照のために使用して、バイオセンサー５０は作用電極５１および参照電極５２を含む（それぞれの電極はさらに、接触パッド５９を含む導電路５８を含む）。この場合、電極の非接触パッド端が電極チャンバー５４内に配置され、電極チャンバーは、酸素をチャンバー内に通過させるガス透過性エレメント５５を含む電極カバー５７で覆われる。
【００５７】
これらの実施形態において、（ガス透過性エレメント５５の領域に対応する切り抜き部を有する）絶縁体エレメント５７ａが、電極カバー５７の下面と、電極５１および５２の導電路５８の上面との間に置かれる。図１０はまた、電極カバー５７の上面を覆う、オプションの保持エレメント５７ｂを示す。この場合、保持エレメント５７ｂもまた、ガス透過性エレメント５５の領域に対応する切り抜き部を有する。絶縁体エレメント５７ａの切り抜きセクション（図１および図１０）ならびに保持エレメント５７ｂの切り抜きセクション（図１０）を見ると、電極カバー５７の一部がエレメント５７ａおよび５７ｂによって遮断または被覆されず、従って、電極カバー５７のこの非遮断部分または非被覆部分により、ガス透過性エレメント５５が形成される。これらの例示された実施形態において、バイオセンサー５０は支持体部材１５に配置される。
【００５８】
電極チャンバー５４は、ガス透過性エレメント５５の下面と支持体部材１５の上面との間の領域を含み、電極チャンバーは作用電極５１および参照電極５２を含有する。電極チャンバー５４内において、電気触媒的に活性な酵素（好ましくはラッカーゼ）（酵素は作用電極５１上に配置することができる）、ならびに（電導用の）電解質がシールされる。
【００５９】
作用電極５１および参照電極５２は、好ましくは支持体部材１５に配置される導電路５８を使用して形成される。導電路は、典型的には、炭素（例えば、グラファイト）、導電性ポリマー、金属もしくは合金、または金属化合物などの導電性材料を使用して形成される。適切な導電性材料には、例えば、導電性インクまたは導電性ペーストが含まれる。適切な市販されている導電性インクは、例えば、Ｅｒｃｏｎ，Ｉｎｃ．（Ｗａｒｅｈａｍ、ＭＡ）、Ｍｅｔｅｃｈ，Ｉｎｃ．（Ｅｌｖｅｒｓｏｎ、ＰＡ）、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥ）、Ｅｍｃａ−Ｒｅｍｅｘ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｍｏｎｔｇｏｍｅｒｙｖｉｌｌｅ、ＰＡ）およびＭＣＡ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ（Ｍｅｌｂｏｕｒｎ、英国）から入手可能である。
【００６０】
典型的には、導電性インクは、炭素、金属、合金または金属化合物の粒子および溶媒または分散剤を含有する半固体またはペーストとして塗布される。支持体に導電性インクを塗布した後、溶媒または分散剤が蒸発し、後に導電性材料の固体が残る。いくつかの実施形態において、導電性インクはまた、例えば、導電性材料を支持体にさらに結合させるために結合剤を含有する。
【００６１】
作用電極５１は、フラットカーボンまたは分散カーボン、グラファイト、カーボンブラック、導電性の分散された熱分解生成物、導電性金属酸化物、金属および金属粉末、半導体材料、ならびに分散された導電性ポリマーなどの電気伝導性の非常に分散された材料を含む。
【００６２】
参照電極５２は、銀（Ａｇ）、銀／塩化銀（Ａｇ／ＡｇＣｌ）、水銀（Ｈｇ）、塩化水銀（カロメル）（例えば、参照電極はカロメル参照電極であり得る）、または導電性材料に結合した非溶出性レドックス対（例えば、カーボンに結合したレドックス対）などの電気伝導性材料を含む。
【００６３】
いくつかの実施形態において、電極は、導電路との関係で上記に記載されるような導電性インクを使用して形成される。インク（１つまたは複数）は１つ以上の結合剤を含むことができる。適切な市販されている導電性インクには、上記に記載されるインクが含まれる。
【００６４】
導電路および電極は、この分野で知られているように、例えば、蒸着（例えば、化学的蒸着および物理的蒸着）スパッタリング、反応性スパッタリング、印刷（例えば、シルク印刷）、コーティング、塗装および電解加工によって、支持体部材１５に接着および固定して設置され（図１、図２、図６ｂおよび図１０）、またはハウジングに接着および固定して設置される（例えば、それらは、ハウジングセクション１０ｂに、例えば、図６ｃおよび図６ｆに示される領域４８において設置することができる）。いくつかの実施形態では、薄いシート形態の打ち抜き電極をハウジングまたは支持体部材に接着することができる。
【００６５】
所望する場合、導電路および／または電極は、例えば、導電路および電極の上面が支持体部材またはハウジングの非切り抜き部分の上面に関して同一面またはほぼ同一面であるように、支持体部材またはハウジングにおける切り抜き部または凹部または溝に配置することができる。そのような構成は、ハウジングの液漏れしないシールのためのいくつかのプロトコルには好適であり得る。
【００６６】
参照のために図１、図６ｂおよび図１０に戻り、導電路５８のそれぞれの一部は、典型的には、処理ユニット９９の導電性接点を接続するために好適である（処理ユニットは下記においてさらに詳しく記載される）。例えば、導電路は接触パッド５９を含むことができる。それぞれの接触パッドは、導電路の残部から見分けがつかないが、より一般的には例えば、図１、図６ｂおよび図１０に示されるように、処理ユニットにおける接点との接続を容易にするために導電路の他の領域よりも大きい幅を有する。接触パッドは、導電路および／または電極と同じ材料を使用して作製することができるが、これは必須ではない。
【００６７】
図１および図１０に示されるように、電極５１および５２を覆う電極カバー５７は、ガス透過性エレメント５５（ガス透過性エレメントは多孔性または半多孔性の構造体（好ましくは、膜）を含む）を含む。該ガス透過性エレメントは、検出されるガス（酸素）を自由に通過させることができるが、細菌、血小板、白血球、赤血球および血漿の分子成分に対して本質的に不透過性である。従って、図６ｂを参照のために使用して、分析チャンバー２５内に入口１を通って分析装置１００に入る生物学流体は、（ガス透過性エレメント５５を含む）電極カバー５７と接触するが、生物学的流体は電極カバーを通り抜けず、電極チャンバー５４内の酵素または電極と接触しない。
【００６８】
図１、図６ｂおよび図１０に示されるガス透過性エレメント５５は、形成時において、または形成後の処理もしくは修飾により疎水性である。適切な電極カバーおよびガス透過性エレメントは、例えば、ポリプロピレン膜、またはより好ましくはポリエチレン（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））膜を含み、市販されている。
【００６９】
電極カバー５７はさらなるエレメントまたは構成要素を含むことができ、またはより好ましくは、さらなるエレメントまたは構成要素を、例えば、図１および図１０に示されるように、カバー５７と接触させて設置することができる。
【００７０】
例えば、いくつかの実施形態において、少なくとも１つの非電導性の層またはフィルム（例えば、ポリエステル、プラスチックまたは他の適切なポリマーフィルム、好ましくは裏面接着性フィルムまたは熱シール性フィルム（適切なフィルムは市販されており、当業者に知られている）などの絶縁体エレメントが、電極カバー５７の下面と導電路５８の上面との間に置かれる。例示的には、図１、図２、図６ｂ、図１０および図１１を参照のために使用して、（例えば、ガス透過性エレメント５５を覆われない状態で保ちながら電極チャンバー５４の側壁を形成させるために）両面に接着剤を有し、電極５１および５２の非接触パッド端を覆って配置させられる切り抜き領域を有するフィルムを含む絶縁体エレメント５７ａを、導電路５８および支持体部材１５の上面並びに、電極カバー５７の下面に接着剤で固定することができる。絶縁体エレメント５７ａによって遮断されない電極カバー５７の部分はガス透過性エレメント５５を提供し、同時に電極の両端を覆い、電極チャンバー５４をシールする。絶縁体エレメントにより、１つの電極から別の電極への望ましくない電気的経路によって生じるシグナル損失またはシグナル劣化は最小限に抑えられるか、または防止される。（例えば、図１０に示されるように）ヒーターを含む分析装置に関しては、熱損失を低下させ、かつ／または熱を一様に拡げることに加えて、いくつかの実施形態では、絶縁体エレメントにより、ヒーターが電極チャンバーから電気的に隔離される。
【００７１】
図１０はまた、電極カバー５７の上面に取り付けられる、オプションの保持エレメント５７ｂを示す（これは、上記に記載されるような絶縁体エレメント５７ａと類似し得るか、または同一であり得るフィルム（好ましくは裏面接着性フィルムまたは熱シール性フィルム；適切なフィルムは市販されており、当業者に知られている）を含む。いくつかの実施形態において、保持エレメントの使用により、電極カバーが、所望する位置および／または場所に保たれる。あるいは、またはさらに、保持エレメントにより、電極カバー（特に、ガス透過性エレメント）を実質的に平坦に保つことができる。
【００７２】
電極チャンバー５４（これはまた図４ａおよび図４ｂにおける断面図にも示される）は、酵素および電解質（導電用）をその中に含む。所望する場合、電極チャンバーは、電極カバー５７にシールされ、かつ、作用電極および参照電極の端部の周りでシールされた非電導性キャップをさらに含むことができる。あるいは、またはさらに、支持体部材またはハウジングの底部部分は、電極の端部がその中に配置される溝または切り抜きまたはくぼみなどの凹部を含むことができるか、または提供することができ、その結果、ガス透過性エレメント５５を含む電極カバー５７が、凹部を覆ってシールされて電極チャンバーが提供される。例示的には、図４ａおよび図４ｂでは、凹部がハウジングセクション１０ｂの一部に示される。この場合、支持体部材１５は、一般には凹部の外郭に従い、かつ電極チャンバー５４の一部を形成する柔軟なフィルムを含む。しかし、凹部は必須ではなく、図６ｂに例示される実施形態はそのような凹部を含まない。これらの実施形態のすべてにおいて、電極チャンバーは、酸素がチャンバー内に進入することができるが、細菌および生物学的流体の成分（例えば、血小板、白血球、赤血球および血漿の分子成分）が電極チャンバー内に進入しないようにシールされる。
【００７３】
電極カバー５７は酸素のその通過を可能にするが、細菌および生物学的流体の成分に対して本質的に不透過性であるので、カバーを通って拡散する酸素は、妨害物または妨害物質を本質的には含まない酵素と接触する。
【００７４】
酵素（好ましくは、ラッカーゼ）は電解質内を自由に移動して、電極と接触する。いくつかの実施形態において、酵素は分析装置の組み立て時に作用電極に加えられる。液体またはゲルまたはゾル−ゲルマトリックスを含み得る電解質は、好ましくは塩化物イオンおよびナトリウムイオンの供給源を含有する緩衝剤溶液を含む。適切な緩衝剤溶液には、緩衝化生理的食塩水（例えば、ホウ酸塩緩衝化生理的食塩水、酢酸塩緩衝化生理的食塩水およびリン酸塩緩衝化生理的食塩水）およびグッド緩衝剤（例えば、ＭＥＳ）が含まれるが、これらに限定されない。電解質はまた、ツィーンおよびトリトン（これらに限定されない）などの界面活性剤、ならびにＮ，Ｎ’−ジメチルホルムアミドなどの有機化合物を含むことができる。
【００７５】
バイオセンサー５０（図１および図１０）は、生物学的流体分析ハウジング内に様々な適切な構成および／または配向で配置することができる。例えば、バイオセンサー５０は、例えば、図６ｃおよび図６ｄにおけるハウジングセクション１０ｂの領域４８において、生物学的流体分析装置ハウジングに直接的に取り付けることができる。しかし、典型的には、バイオセンサーは、図１、図２、図６ｂ、図１０および図１１に示されるように支持体部材１５に取り付けられる。１つの実施形態において、好ましくは平面状である支持体部材１５は、フィルムおよび／またはガラス（ガラス繊維を含む）またはポリマー（例えば、プラスチック）の基板などの回路基盤カードなどの非電導性エレメントまたは絶縁性エレメントを含む。支持体部材１５は絶縁体エレメント５７ａと類似し得るか、または同一であり得る。支持体部材は積層体または複合体（例えば、プラスチックエレメントに接着されたフィルム）を含むことができる。ガラスに加えて、適切な材料には、例えば、フェノール系材料、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリアミド、ポリイミドおよびこれらの材料の共重合体などの熱可塑性樹脂が含まれる。適切な支持体部材は市販されており、当業者には知られている。
【００７６】
図２に示されるように、生物学的流体分析装置１００の１つの実施形態は、生物学的流体の血漿含有部分を収容するために適切な内部容量を有する生物学的流体分析チャンバー２５、入口ポート１およびベント８０（ともに分析チャンバー２５と流体的に連絡している）を含む、第１のセクション１０ａおよび第２のセクション１０ｂを含むハウジング１０；バイオセンサー５０（上記に記載される通りである）；少なくとも１個の電池を含む電源９０；高入力インピーダンス増幅器６０；アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ６５；処理ユニット９９；バイオセンサー、電源、処理ユニットおよび表示ランプをその上に取り付けるために適切な支持体部材１５に配置された、２つの表示ランプ９５および９６を含む可視マーカー９４などのシグナル発生器を含む。この例示される実施形態において、第１のハウジング部分１０ａは、電源９０および処理ユニット９９を含むためのチャンバー９１と、表示ランプ９５および９６をそれぞれ含むためのチャンバー９５ａおよび９６ａとを含む。第１のハウジング部分１０ａはまた、チャンバー９１を分析チャンバー２５から隔てる壁１１と、チャンバー９１をチャンバー９５ａおよび９６ａから隔てる壁１２とを含む。
【００７７】
図６ｂにさらに詳しく示される実施形態において、生物学流体分析装置１００は、第１のハウジングセクション１０ａと、第２のハウジングセクション１０ｂと、第３のハウジングセクション１０ｃとを有するハウジング１０であって、生物学的流体の血漿含有部分を収容するために適切な内部容量を有する生物学的流体分析チャンバー２５、分析チャンバー２５と流体的に連絡している入口ポート１、ベント８０およびベントポート８１を含むハウジングと、支持体部材に配置されたバイオセンサー５０とを含む。図６ｂおよび図６ｃに示されるように、この実施形態では、ハウジング１０はまた、第４のハウジングセクション１０ｄ（例えば、さらなる支持体部材）を含み、少なくとも１個の電池を含む電源９０、高入力インピーダンス増幅器６０、処理ユニット９９、２つの表示ランプ９５および９６を含む可視マーカー９４は、さらなる支持体部材１０ｄに配置される。
【００７８】
ハウジング１０ならびに様々なチャンバー（特に、分析チャンバー２５）および入口ポート１は、任意の適切なサイズおよび／または形態（例えば、形状）を有することができ、処理される生物学的流体と適合し得る、任意の不透過性の熱可塑性材料を含む任意の適切な堅い不透過性材料から製造することができる。１つの実施形態において、ハウジングは、アクリル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂またはポリカーボネート樹脂などのポリマー（より好ましくは、透明または半透明のポリマー）から射出成形によって製造される。そのようなハウジングは、容易かつ経済的に製造されるだけでなく、ハウジング内における液体（および装置のそれ以外の構成要素）の観察をも可能にする。
【００７９】
典型的には、ハウジング１０は、組み立てられて、一緒にシールされる複数のセクションまたは部分を含む。例えば、図２および図３に示される実施形態において、装置は第１のセクション１０ａおよび第２のセクション１０ｂを含み、これらは、図４ａ、図４ｂおよび図８ｃに示されるように、その後、一緒にシールされる。図６ａから図６ｇに示される例示的な実施形態において、分析装置は、第１のセクション１０ａ、および後で一緒にシールされる第２のセクション１０ｂを含み、ハウジングはさらに、第１のセクション１０ａとともに組み立てられる第３のセクション１０ｃ（例えば、電池カバー）を少なくとも含む。下記に記載されるように、図６ｂに示されるように、ハウジングは、さらなる構成要素、例えば、１つ以上のピン４０（図６ｄおよび図６ｆにおいてさらに詳しく示される）、およびハウジングの各セクションをアラインメントするための対応するくぼみまたは穴４１（図６ｅにおいてさらに詳しく示される）を含むことができる。図６ｂにはまた、別の組のピン４２、およびハウジングの各セクション、例えば、電源およびさらなる支持体部材１０ｄを含むためのチャンバー（図６ｂから図６ｄに示される）をアラインメントするための対応するくぼみまたは穴４３（図６ｆおよび図６ｇにおいてさらに詳しく示される）が示される。
【００８０】
例えば、図６ａおよび図８ａに示されるように組み立てられると、生物学的流体分析装置１００（特に、分析用流体チャンバー）は、好ましくは、入口ポート１が分析チャンバー２５との流体的な連絡を可能にすることを除いて液漏れしないシールを有するが、電池カバー１０ｃまたはタブはハウジングのそれ以外のセクションと気密的にシールされる必要はない。ハウジングは、この分野で知られているように、例えば、接着剤、溶媒、高周波シール、超音波シール、熱シール、ピン止めおよび／または圧着の少なくとも１つを使用してシールすることができる。図６ｂ、図６ｄおよび図６ｇに例示される実施形態において、分析装置１００は、典型的にはゴムおよびシリコーンおよびスチレンなどの材料から作製されるガスケットまたはＯ−リングなどの分析チャンバーシール２５ａを含む。
【００８１】
１つの実施形態において、分析装置１００（例えば、分析チャンバー２５）は、例えば、微生物の増殖の遅れを防止するために、かつ／または増殖速度を改善するために、少なくとも１つの試薬、溶液、添加剤、増殖培地および／または培養培地をその中に含む。いくつかの実施形態において、増殖の遅れを最小限にし、かつ／または増殖速度を改善することにより、微生物をより迅速に検出することが可能になる。様々な試薬、溶液、添加剤、増殖培地および／または培養培地が好適である。それらは、乾燥形態（すなわち、増量するための不活性物質（マルトースおよびマンニトールの少なくとも１つなど）もまた典型的には含む粉末または「錠剤」）であり得るか、または液体形態であり得る。１つの実施形態において、分析チャンバーはポリアネトールスルホン酸ナトリウム（ＳＰＳ）を乾燥形態または液体形態で含む。
【００８２】
所望する場合、例えば、（上記に記載されるように）図６ｂ、図６ｄおよび図６ｇに示されるように、ハウジングは、組み立て時にハウジングの各セクションをアラインメントするために、かつ、ハウジングのシールを容易にするために、ピン４０およびくぼみまたは穴４１、ならびにピン４２およびくぼみまたは穴４３を含むことができる。
【００８３】
いくつかの実施形態において、ハウジング１０は、例えば、ハウジング部分が組み立てられた後、酵素を含む溶液のチャンバーへの導入を可能するために、電極チャンバー５４と連絡する、シール可能な開口部などの１つ以上のアクセス部分を含む。例示的には、図６ｂ、図６ｃ、図６ｅおよび図６ｆに示される実施形態を参照のために使用して、ハウジング部分１０ｂは、少なくとも２つの穴４９などの１つ以上の開口部を含むことができ、これらの穴は、穴が電極５１、５２または電極カバー５７を通り抜けることなく、ハウジング部分１０ｂを通り抜けて電極チャンバー５４内に伸張する（これは図６ｂにさらに詳しく示される：穴４９はまた図１０にも示される）。あるいは、図２に示される実施形態を参照のために使用して、ハウジング部分１０ｂは２つの穴を含むことができ、これらの穴は、電極または電極カバーを通り抜けることなく、支持体部材１５（穴は支持体部材には示されていない）を通り抜けて電極チャンバー内に伸張する。これらの構成により、１つの開口部を通して酵素含有溶液を電極チャンバー５４内に導入することが、もう一方の開口部を通して空気を追い出しながら可能になる。電極チャンバーが所望の溶液を含有すると、開口部は、この分野で知られているような任意の適切な技術によってシールすることができ、例えば、不透過性材料を、例えば、領域６８（図６ｅ）においてハウジングに接着することを可能にする接着性裏材を有するガス不透過性または本質的に不透過性のフィルムまたは膜を使用してシールすることができる。
【００８４】
図６ａ、図６ｂおよび図８ａを参照のために使用して、入口ポート１は、典型的には、ルアーコネクターなどのフィッティングまたはコネクターを含む。いくつかの実施形態において、例えば、分析装置１００が、生物学的流体処理システムの別のエレメント（フィルターアセンブリーまたは導管など）に前もって取り付けられているのではなく、分離ユニットとして供給される場合、入口ポート１は、キャップまたはカバーを受けるように構成される。例えば、キャップまたはカバーは、使用前の分析装置の無菌性を維持するために用いることができる。
【００８５】
上記に記されるように、入口ポート１を介して生物学的流体を収容する分析チャンバー２５は、任意の適切なサイズおよび／または形状を有することができる。典型的には、チャンバーは少なくとも約２ｍｌの内部容量を有し、いくつかの実施形態では、約５ｍｌから約５０ｍｌ以上の範囲の内部容量を有する。例えば、図３および図６ｂに示されるように、分析装置１００はまた、好ましくは、分析チャンバーと連絡するベント８０（下記に記載される）を含むので、生物学的流体が分析チャンバーに入ることにより、気体（例えば、空気）がチャンバーから追い出され、チャンバーの内部容量が生物学的流体で満たされるか、または実質的に満たされることが可能になる。しかし、バイオセンサーは、分析チャンバー内に残留する空気の一部で機能する。
【００８６】
分析装置１００および分析チャンバー２５は、所望する期間にわたってチャンバー内の酸素濃度を検出するようにバイオセンサー５０が設置され得るように配置される。例示的には、（分析装置の１つの実施形態の分解内部図を示す）図３、（組み立てられた分析装置の様々な断面図を示す）図４ａおよび図４ｂは、バイオセンサー５０が分析チャンバー２５の内部容量の一部に伸張することを示す。ハウジング１０が組み立てられ、分析チャンバーが生物学的流体で満たされると、生物学的流体は電極カバー５７と接触するが、ガス透過性エレメント５５を通り抜けない。しかし、酸素は、分析チャンバー内の生物学的流体からガス透過性エレメント５５を通って、酵素を含有する電極チャンバー５４内に拡散する。微生物（生物学的流体に存在する場合）は酸素を消費するので、バイオセンサー５０は、低下した酸素濃度にさらされると、電極電位の観測可能な低下を示し、その電圧降下は酸素濃度の低下にほぼ比例する。
【００８７】
図２、図３、図４ａ、図４ｂ、図６ｂおよび図８ｂに示される例示された実施形態において、分析装置１００は、少なくとも１つの微細孔膜を含む少なくとも１つのベント８０（ハウジング１０に液漏れしないようにシールされ、かつ分析チャンバー２５とベントポート８１を介して連絡する）を含む。この場合、膜は、細菌遮断細孔度などの細菌遮断細孔構造を有する。ベント８０は様々な場所に配置することができ、例えば、上記に記載されるようにハウジングに取り付けることができ、かつ／またはバイオセンサーの別の構成要素（例えば、支持体部材）に、もしくは絶縁体エレメントに取り付けることができる。ベントの使用により、生物学的流体が分析装置内を通るとき、外部環境からの細菌がベントを通って分析装置内に通過することを妨げる一方で、空気を分析装置から（すなわち、分析チャンバーから微細孔膜を通って）追い出すことが効率的に可能になる。空気が分析装置から追い出されるので、分析装置は、より完全に満たされて、より多量の生物学的流体サンプルが存在するので、微生物をより迅速に検出することを可能にする。所望する場合、分析装置が生物学的流体で満たされた後、ベントを、この分野で知られている技術によって（例えば、ベントをガス不透過性材料で覆うことによって）シールまたは閉じることができる。例えば、ベントは、外部の空気がベントを通って分析装置内に拡散しないようにシールすることができる。分析装置は、分析チャンバーに存在する空気で機能する一方で、バイオセンサーは、分析チャンバー内の空気の存在が最小限にされる場合、より迅速に平衡に達し得る。
【００８８】
好ましくは、微細孔膜は疎水性の層またはエレメントを少なくとも含み、また、例えば、生物学的流体が親水性の層またはエレメントと接触したとき、ベントをシールするために、少なくとも１つの親水性の層またはエレメントを含むことができる。適切なベントには、米国特許第５，１２６，０５４号、同第５，４５１，３２１号、同第５，８６３，４３６号、同第５，３６４，５２６号および同第５，４７２，６２１号ならびに国際特許出願公開ＷＯ９１／１７８０９に開示されるベントが含まれるが、これらに限定されない。
【００８９】
典型的には、ハウジングは、分析装置の少なくとも１つの他の構成要素を収容するための少なくとも１つのチャンバーを含む。例えば、図２および図３は、電源９０および処理ユニット９９を収容するためのチャンバー（チャンバー９１；これはまた図４ｂにも示される）、表示ランプ９５を収容するためのチャンバー（チャンバー９５ａ）、および表示ランプ９６を収容するためのチャンバー（チャンバー９６ａ）を含む分析装置１００を示す。他の実施形態（例えば、図６ｂ）において、１つのチャンバー９１が構成要素のそれぞれを収容するか、または装置は他の構成のチャンバーを有することができる。
【００９０】
例えば、分析装置は、様々な識別可能なシグナル（例えば、異なる色）を発し得る単一のシグナル発生器に対して単一のチャンバーを有することができ、または１つのチャンバーを、少なくとも２つのシグナル表示エレメントのために、例えば、２つ以上の表示ランプおよび／または音響学的デバイス（示されず）のために使用することができる。所望する場合、少なくとも１つの表示ランプを収容し、かつ／または少なくとも１つの音響学的デバイスを収容するための１つ以上のチャンバーを、表示器のシグナルをより効率的に伝えるために配置することができる。さらに、またはあるいは、ランプおよび／または音響学的デバイスは、表示器のシグナルをより効率的に伝えるために配置することができる。例えば、表示ランプおよび／またはチャンバーは、シグナルを反射および／または大きくする部分を含むことができる。
【００９１】
ハウジングは、複数の内壁（これに限定されない）などのさらなる構造部またはエレメント、例えば、図２および図３に示されるような壁１１および１２を含むことができる。あるいは、またはさらに、ハウジングは、１つ以上の可動エレメント（示されず）を含むことができ、例えば、分析チャンバーが生物学的流体で満たされた後、入口ポートと分析チャンバーとの流体的連絡を妨げるための弁として作用する可動壁を含むことができる。典型的には、ハウジングはまた、取り外し可能なセクション１０ｃ、例えば、電池の挿入および／または取り出しを可能にする取り替え可能なカバーまたはタブを含む。
【００９２】
電源９０（図３、図５、図６ｂおよび図７）は、電力を、高入力インピーダンス増幅器（増幅器により、バイオセンサー５０の電極からの電位が増幅される）、処理ユニット９９（電極からの測定値を分析するためのアルゴリズムを含む）、可視マーカー９４および他の構成要素を作動させるために供給する。図５におけるブロックダイアグラムに示されるように、電源９０は、高入力インピーダンス増幅器６０、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ６５、処理ユニット９９およびシグナル発生器（例えば、可視マーカー９４）を作動させるために電力を供給する。図７に例示される実施形態では、電源９０は、高入力インピーダンス増幅器６０、処理ユニット９９、シグナル発生器（例えば、可視マーカー９４）およびヒーター７０（サーミスター７１を含む）を作動させるために電力を供給する。
【００９３】
電源９０は、好ましくは自給型であり、例えば、１つ以上の取り出し可能な電池（組電池または単電池）である（図６ｂに例示される実施形態は４つの電池を有する）。電源は、典型的には、少なくとも約１２ヶ月の寿命を有し、好ましくは約２年以上の寿命を有し、いくつかの実施形態では約５年以上の寿命を有する。様々な市販の電源が好適であり、これには、例えば、補聴器、時計、カメラ、フラッシュライトなどのために通常的に使用される１個以上の１．５ボルト電池、３ボルト電池、６ボルト電池および／または１２ボルト電池（例えば、リチウム電池）が含まれる。いくつかの実施形態では、（より環境に優しい様式で、例えば、特別な取扱いを要することなく通常的に処分することができる）炭素型電池またはある種のリチウム電池が利用される。いくつかの実施形態において、生物学的分析装置は、所望するときには、例えば、使用直前および／または使用直後に、電源をハウジング内に挿入または取り出しすることができるように配置される。
【００９４】
いくつかの実施形態において、電源は１つ以上の充電可能な電池を含む。例えば、複数の分析装置は、２つ以上の分析装置を本質的には同時に「接続ステーション」で充電することを可能にする類似するプラグおよび／またはワイヤリングハーネスを含むことができる。
【００９５】
処理ユニット９９（図３、図５、図６ｂおよび図７）はバイオセンサーからの測定値を分析し、電位の経時変化を追う。処理ユニットは、好ましくはマイクロプロセッサーを含むが、いくつかの実施形態ではマイクロコントローラーを含むことができる。マイクロプロセッサーはまた、例えば、高入力インピーダンス増幅器およびアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータを含むことができる（またはマイクロプロセッサーはＡ／Ｄ変換ソフトウエアを作動させることができる）。
【００９６】
様々な適切なマイクロプロセッサーおよびマイクロコントローラーが市販されている。典型的には、マイクロプロセッサーは、低電圧演算（例えば、約２．５ｖｄｃから約５．５ｖｄｃの範囲での演算）、省電力モード、８ビット演算、少なくとも１６ＫＢの内部ＲＯＭ、および少なくとも５１２バイトの内部ＲＡＭを有する。
【００９７】
様々な適切な高入力インピーダンス増幅器、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータおよびＡ／Ｄ変換ソフトウエアもまた市販されている。典型的には、増幅器およびコンバータは単一電源演算（例えば、約２．５ｖｄｃから約５．５ｖｄｃの範囲での演算）および低電力演算（例えば、約１００μａ以下）を有する。
【００９８】
電源および処理ユニットは、任意の所望する場所において、例えば、ハウジング内またはハウジング上に配置することができる。
【００９９】
好ましくは、処理ユニット９９は、電極電位の変化レベルまたは変化率をモニターし、かつ／または解釈し、例えば、適切なアルゴリズムを使用して、事前設定またはコンピューター処理された基準値、閾値、および／またはアルゴリズムの別の部分または組み込まれた部分によって確立されるような他のパラメーターに対してその値を比較する。変化が、例えば、３回の連続した測定値に対して約１０ｍＶ以上の合計変化（例えば、それぞれが約３ｍＶの３回の連続した測定値）に達したとき、シグナルが生じる。例えば、音響学的デバイスまたは可視マーカー（例えば、表示ランプ）が作動する。あるいは、またはさらに、生じるシグナルに至る変化は、変化率の増大、例えば、２回の連続した測定値に対して約４％を越える低下であり得る。
【０１００】
様々なプロトコルが、電極電位の変化レベルまたは変化率をモニターおよび／または解釈し、その値を事前に設定された基準値、閾値および／またはアルゴリズムと比較して、例えば、臨床的に有意なレベルの微生物（好ましくは、細菌）が存在することを示す可視マーカーを作動させるために好適である。例えば、多数の市販のソフトウエアプログラム（例えば、ＯＲＩＧＩＮ（登録商標）（３．５、５．０および６．１の各バージョンを含む）（ＯｒｉｇｉｎＬａｂ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｎｏｒｔｈａｍｐｔｏｎ、ＭＡ））、参考書（例えば、Ｄｏｃｕｍｅｎｔａ Ｇｅｉｇｙ：Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｔａｂｌｅｓ、Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ Ｌｔｄ、例えば、第７版（ＤｉｅｍｓおよびＬｅｎｔｎｅｒ編、１９７２））および教本により、この分野で知られているような様々な適切なアルゴリズム（平滑化アルゴリズムを含む）が提供される。アルゴリズムに関して、一次導関数（曲線の傾き）を使用することは、本発明を実施するために好適である一方で、二次導関数（曲線の傾きの変化率）を使用して、二次導関数が０の値を有するときをモニターすることにより、微生物の臨床的に有意なレベルをより迅速に決定することが可能になる。例えば、１つの実施形態において、二次導関数が０の値を有したとき、シグナル発生器が作動して、臨床的に有意なレベルの微生物が存在することを示すシグナルを発する。
【０１０１】
例示された実施形態（例えば、図３および図６ｂ、図５および図７のブロックダイアグラムに示される実施形態）に従って、処理ユニット９９は、複数のエレメント、例えば、変化レベルまたは変化率がモニターされているが、事前に設定された基準値、閾値および／またはアルゴリズム計算値に（例えば、所定の期間内に）達していないことを示すための第１の表示ランプ９５、変化レベルまたは変化率が、事前に設定された基準値、閾値および／またはアルゴリズム計算値に達したことを示すための第２の表示ランプ９６を含む可視マーカー９４などのシグナル発生器を作動させる。
【０１０２】
シグナル発生器は、（例えば、視覚的シグナルおよび／または音響学的シグナルをもたらす）任意の適切な数のシグナル表示エレメントを有することができ、かつ／またはシグナル発生器は、任意の所望する期間にわたって所望する情報を提供するために、様々な識別可能なシグナルを発生させることができる。例えば、シグナル発生器は、目的とする１つ以上のパラメーターを提供するために、生物学的流体が貯蔵されているそれぞれの日の間中および／またはその後、様々な識別可能なシグナルを発することができる異なるエレメント、エレメントの組合せ、または１つのエレメントを介してシグナルを提供するように配置することができる。例示的には、１つのシグナルエレメントを、臨床的に有意なレベルの細菌が所定の期間内に存在しないことを示すために、貯蔵した初日の後で作動させることができ、別のシグナルエレメントを２日後などで作動させることができる。例えば、臨床的に有意なレベルの細菌が貯蔵の他の日のときに検出された場合、好ましくは他のエレメントとは容易に識別可能なシグナルエレメントが作動する。所望する場合には、１つ以上の他のシグナルエレメントを、目的とする任意の他のパラメーターを示すために、例えば、変化レベルまたは変化率が依然としてモニターされていることを示すために配置することができる。別の実施形態では、シグナルがもたらされ、例えば、赤外線ポートを介して別の場所に移される。
【０１０３】
典型的には、処理ユニットは、シグナル発生器（１つまたは複数）を作動させる駆動装置、例えば、可視マーカー（１つまたは複数）または音響学的デバイス（１つまたは複数）を始動および停止させる１つ以上の駆動装置（例えば、スイッチトランジスターまたはリレー）を（ソフトウエアによって）制御する。所望する場合、１つ以上のランプを連続して点灯させたままにすることができ、または点滅させたままにすることができる。１つの実施形態において、１つの表示ランプまたは音響学的デバイスは、第２の表示ランプまたは音響学的デバイスが始動したときに停止され、停止したままにされる。好ましい実施形態において、シグナル発生器は、ランプおよび／または音響学的デバイスの作動が、分析装置内の生物学的流体が臨床的に有意なレベルの細菌を含有すること（従って、供給源容器内の生物学的流体は輸血することができないこと）、または生物学的流体が臨床的に有意なレベルの細菌を含有しないこと（従って、生物学的流体は輸血することができること）を技術者に知らせるように配置される。
【０１０４】
シグナル発生器（１つまたは複数）、例えば、マーカー（１つまたは複数）または音響学的デバイスは、任意の所望する場所（１つまたは複数）において、例えば、ハウジング内またはハウジング上に配置することができる。適切なシグナル発生器は市販されており、当業者に知られている。様々な適切な可視マーカー、例えば、液晶ディスプレー（ＬＣＤ）、および着色光または発光ダイオード（ＬＥＤ）などの表示ランプ、ならびに、例えば、（例えば、時計アラーム、煙検出器およびガス検出器において通常的に使用されている）音声変換器を含む可聴シグナルデバイスなどの音響学的デバイス（例えば、固体型デバイスまたは圧電結晶型デバイス）が市販されている。好ましくは、マーカーおよび／または音響学的デバイスは低電流でなければならない。例えば、表示ランプおよび音響学的デバイスは低電流のランプおよびデバイスであり、より好ましくは、それぞれは異なる可視波長または振動数を有する。典型的な実施形態において、少なくとも１つの表示ランプは、少なくとも５００ｍｃｄの強度を有するＬＥＤを含む。より好ましくは、それぞれが異なる可視波長を有する少なくとも２つのそのようなＬＥＤが利用される。
【０１０５】
分析装置１００および特に処理ユニット９９は、回路を完成させるために、例えば、１つ以上の抵抗器、トランジスターおよび／またはコンデンサーなどのさらなる構成要素を有することができる。
【０１０６】
図７に示されるブロックダイアグラムの実施形態において、低ドロップアウト電圧調節器９２が、電池が弱ったときでさえマイクロプロセッサーを作動させるための安定した電圧を供給するために、電源９０と処理ユニット９９との間に置かれ、電力遮断器９３が、読み取り処理と読み取り処理との間において高インピーダンス増幅器を停止させること（すなわち、読み取りが行われていないとき、電力を保存すること）によって電力消費のさらなる制御を提供するために、高入力インピーダンス増幅器６０と処理ユニット９９との間に置かれる。
【０１０７】
いくつかの実施形態において、分析装置はさらに、チャンバー内の血漿含有流体の温度を、好ましくは所望する期間にわたって周囲温度よりも高く上昇させるために適切なヒーターを含む。例示的には、放射的および／または伝導的に放出し得る熱放出エレメントを含むヒーター（ヒーターは、例えば、サーミスター、抵抗器、白熱灯または白熱電球などのランプ、ディスク型またはホイル型の加熱エレメント、導電路および半導体の少なくとも１つを含むことができる）は、温度を約２２℃から約３５℃に少なくとも約２時間（典型的には少なくとも約４時間、いくつかの実施形態では少なくとも約６時間以上、例えば、少なくとも約１２時間、少なくとも約２４時間、少なくとも約３６時間、いくつかの実施形態では少なくとも約４８時間以上）にわたって上げるために作動させることができ、かつ／または温度を約３０℃から約３７℃の範囲（いくつかの実施形態では３２℃から３５℃の範囲）でこれらの期間にわたって維持するために作動させることができる。
【０１０８】
例示的には、図７を参照のために使用して、ヒーター７０（この実施形態ではサーミスター７１を含む；図１０に示される導電路を含むヒーターを同様に制御することができる）は、処理ユニット９９内のソフトウエアにより制御されるヒーター駆動装置７５によって始動および停止され、ヒーターの操作は任意の所望する期間にわたって続けることができる。ヒーターの稼働サイクルは変化させることができ、その変化は、所望する温度を持続させるためのソフトウエアによって制御され得る。いくつかの実施形態において、（自己調節され得る）ヒーターにより、温度を、約１時間以内に所望する値または範囲に上げることができる。
【０１０９】
所望する場合、ヒーターの作動は任意の回数中断させることができる。例えば、ヒーターに対する電力は、例えば、測定値がバイオセンサーから得られているとき、および／または電力を節約することが望ましいときには止めることができる。例示的には、測定値が得られた後、次回の測定値が得られるまで、ヒーターに電力が供給される。
【０１１０】
ヒーターは、十分な内部容量を生物学的流体にもたらすと同時に様々な適切な構成および配向で生物学的流体分析ハウジングに関して配置することができる。ヒーターは分析チャンバー内の内部またはチャンバーの外側に配置することができる。例えば、ヒーターの加熱エレメントは、分析チャンバーの内部容量部の中に伸張する浸漬ヒーターの形態であり得るか、または支持体と絶縁体エレメントとの間の印刷体もしくは路の形態であり得るか、または分析チャンバーの壁に取り付けられたディスクもしくはプレートの形態であり得るか、またはハウジングの別の部分に取り付けることができる。
【０１１１】
例示的には、図６ｄおよび図６ｅに例示される実施形態を参照のために使用して、ヒーター７０は分析チャンバー２５の外側に取り付けることができ、すなわち、ハウジング部分１０ｂに対して切り抜き部分６４内に取り付けることができ、リード線を切り抜き部分６６内に取り付けることができる。図１０に示される実施形態において、ヒーター７０は支持体１５（例えば、電極５１および５２の周辺部）上に取り付けられ、絶縁体エレメント５７ａによって覆われる。あるいは、例えば、ヒーターが浸漬ヒーターまたは白熱電球もしくはランプを含む場合、白熱電球もしくはランプの「ドーム」または浸漬ヒーターは、ドームまたはヒーターと接触したときに血漿が加熱されるようにチャンバーのくぼみの中に伸張することができる。好ましい実施形態において、ヒーターは、血漿の温度を所望する値に上げるために必要とされる全エネルギー出力が減少し得るように配置され、これにより、より小さい電源を用いることが可能になる。
【０１１２】
様々な適切なヒーターがこの分野では知られており、市販されている。ヒーターがサーミスターまたは導電路を含む典型的な実施形態において、チャンバー内の生物学的流体の温度を約３２℃から約３５℃の範囲で約２４時間にわたって維持するために利用される全エネルギー出力は約０．０８ワットから約０．４ワット（例えば、約０．２ワットから約０．４ワット）の範囲内であるか、またはより好ましくは約０．０８ワットから約０．３ワットの範囲内である。
【０１１３】
市販のサーミスターの適切な例には、正の温度係数（ＰＴＣ）を有するサーミスター、例えば、温度が上昇するに従って流れる電流が小さくなる自己調節型サーミスター（これは、例えば、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．（Ｓｔ．Ｍａｒｙｓ、ＰＡ）から入手可能である）が含まれるが、これに限定されない。
【０１１４】
あるいは、例えば、図１０に示されるように、ヒーター７０は、例えば、電極（例えば、参照電極５２）に関して上記に記載されるような導電路５８と類似または同一である少なくとも１つの導電路５８ａを含むことができる。この場合、ヒーターは適切な抵抗を有する。例えば、ヒーターが導電路を含み、電源が６ボルト電池を含む１つの実施形態において、導電路の抵抗は約２５オームから約７５オームの範囲内である。この例示された実施形態に従って、導電路５８ａの一部は、処理ユニット９９の導電性接点を接続するために好適であり、例えば、少なくとも１つの路は少なくとも１つの接触パッド５９ａを含むことができる。接触パッド５９ａは、上記に記載されるように接触パッド５９と類似または同一であり得る。それぞれの接触パッドは、導電路のそれ以外の部分から識別可能であり得るが、より一般的には（例えば、図１０に示されるように）、処理ユニットにおける接点との接続を容易にするために、導電路の他の領域よりも広い幅を有する。接触パッドは、導電路および／または電極と同じ材料を使用して作製することができるが、これは必須ではない。
【０１１５】
ヒーターは、この分野で知られているように、ハウジング内において、かつ／またはハウジングに対してシールすることができる。
【０１１６】
生物学的流体分析装置の上記の構成要素（すなわち、電源、処理ユニット、および／または表示ランプ（１つまたは複数）、バイオセンサー、ならびにヒーター）は直接、ハウジングおよび／または支持体部材に取り付けることができる。例えば、少なくともいくつかの構成要素を、図６ｂに示されるハウジングセクション１０ｄに、図６ｅに示されるようにハウジングセクション１０ｂに取り付けることができる。しかし、他の構成もまた好適であり得る。例えば、これらの構成要素の１つ以上を、図２、図６ｃおよび図１０に示されるように支持体部材１５に取り付けることができる。
【０１１７】
本発明の実施形態は、例えば、オン／オフスイッチを含むことができるが、より典型的な実施形態において、バイオセンサーの操作は、電池（１個または複数）をハウジング内に挿入することによって電源の接点を処理ユニットの接点とかみ合わせたときに始まるか、またはそれぞれの接点との間の絶縁体を除くことによって電源の接点を処理ユニットの接点とかみ合わせたときに始まる。
【０１１８】
生物学的流体分析装置１００（例えば、図２、図３、図６ａ、図６ｂおよび図８ａから図８ｃに示される）は、閉じた生物学的流体処理システムにおける使用に特に好適である。従って、分析装置は、この分野で知られているような様々な従来の滅菌プロトコルと適合し得る。適切な適合し得る滅菌プロトコルの一例がガンマ線滅菌である。ハウジングが組み立てられた後、かつ滅菌後に、酵素が分析装置に加えられるそのような実施形態（例えば、酵素が、上記に記載されるようなシール可能な開口部を介して導入される実施形態）において、不透過性材料により、細菌が分析装置に入ることが防止される。さらに、ラッカーゼは滅菌剤であり、電極カバー５７（図６ｂ）は、分析チャンバー内の生物学的流体に電極チャンバーから細菌が通過することを防止するさらなる細菌バリアを提供する。あるいは、またはさらに、分析装置の各部分を組み立て時に注意深くかつ効率的に取り扱うこと（例えば、ハウジングセクションは、ハウジングを製造するための鋳型から本質的には無菌的に取り出すことができること）により、汚染を低下させることができ、分析装置の各部分は、無菌の分析装置を得るために、例えば、組み立ての直前にガスプラズマ放電にさらすことができる。所望する場合（例えば、品質管理目的のために組み立て手順を調べるために）、組み立てられた分析装置のサンプルは、分析チャンバーを滅菌された微生物増殖培地（例えば、培養液）で満たし、電源と接続することにより分析装置を操作することによって試験することができる。所望する期間の後、例えば、２日後に、チャンバー内の酸素濃度の変化が検出できない場合、分析装置は無菌である。
【０１１９】
１つの実施形態において、生物学的流体分析装置１００は、生物学的流体に対する１つ以上の容器（例えば、柔軟な血液バッグ）を含む生物学的流体処理システムの１つのエレメントである。例えば、（微生物をその中に含有することが考えられる）生物学的流体は、生物学的流体を１つ以上の成分に分離するために、例えば、輸血製剤を得るために処理することができ、分析装置は、生物学的流体または分離された成分をその中に含有する供給源容器および／または貯蔵容器と流体的に連絡して設置することができる。汚染の可能性を有する流体の一部を生物学的流体分析装置に通すことができ、（臨床的に有意なレベルの微生物が存在する場合）微生物により消費される酸素を上記に記載されるように検出することができる。分析装置が、分析チャンバー内の生物学的流体が臨床的に有意なレベルの細菌を含有しないことを示す場合、分析チャンバー内および／または貯蔵容器内の生物学的流体はさらに利用することができ、例えば、流体は患者に輸血される。
【０１２０】
典型的には、生物学的流体は、通常の血液処理技術を使用して、例えば、生物学的流体が容器から分析装置内に流れるように重力落差を生じさせることによって、または（例えば、容器を圧縮することにより）容器に力を加えることによって、または生物学的流体を装置内に移動させるために生物学的流体を含有する導管を空にすることによって生物学的流体分析装置内に通される。例えば、血漿交換法を伴う他の実施形態において、血漿交換システムを改変して、好ましくは血漿交換法のときに生物学的流体の一部を分析装置内に通すために提供することができる。
【０１２１】
好ましい実施形態において、生物学的流体分析装置は、ろ過された生物学的流体の一部を分析するために利用することができる。この場合、ろ過された生物学的流体は、血小板、白血球および赤血球の少なくとも１つのレベルが低下しており、ろ過された生物学的流体が細菌などの微生物を含有することが考えられる。前記に説明されたように、生物学的流体の成分（具体的には、血小板）は酸素を消費するので、生物学的流体をろ過することにより、分析チャンバーにおけるこれらの酸素消費成分の存在が低下するか、または除かれる。その結果、「細菌の消費酸素」をより正確にモニターすることができる。
【０１２２】
従って、生物学的流体処理システムの１つの実施形態は、生物学的流体容器、フィルターアセンブリーおよび生物学的流体分析装置を含むことができる。いくつかの実施形態において、フィルターアセンブリーおよび生物学的流体分析装置を含む生物学的流体処理アセンブリーを提供することができ、処理アセンブリーを、好ましくは閉鎖系を維持しながら生物学的流体処理システムに組み込むことができる。
【０１２３】
従って、図９は、入口および出口を有し、かつ入口と出口との間の流体流路を規定するハウジング２１０を含むフィルターアセンブリー２００と流体的に連絡する生物学的流体分析装置１００（上記に記載される通りである）と、流体流路にまたがる少なくとも１つの多孔性媒体を含む少なくとも１つの多孔性フィルターエレメント２５５を含むフィルター２５０とを含む生物学的流体処理アセンブリー４００の１つの実施形態を示す。この例示された実施形態において、生物学的流体処理アセンブリー４００はまた、分析装置１００とフィルターアセンブリー２００との間に置かれた導管３０７、およびフィルターアセンブリーの入口と連絡する導管３０６を含む。他の実施形態において、処理アセンブリーはいずれかの導管または両方の導管を含まない。例えば、１つの実施形態において、導管は分析装置１００とアセンブリー２００との間に置かれず、例えば、フィルターアセンブリーの出口が分析装置１００の入口１に接続される。
【０１２４】
図９はまた、生物学的流体処理アセンブリー４００と流体的に連絡する、生物学的流体（好ましくは、血小板濃縮物または血漿交換用血小板などの血小板含有流体）をその中に含有するために適切な第１または供給源の容器３００を含む生物学的流体処理システム１０００の１つの実施形態を示す。この場合、このシステムはまた、フィルターアセンブリー２００と容器３００との間に置かれた、クランプ、トランスファーレッグ栓、または弁などの流量制御デバイス３５０を含む。あるいは、またはさらに、システムは、フィルターアセンブリー２００と生物学的流体分析装置１００との間に置かれた流量制御デバイスを含むことができる。典型的には、処理システム１０００はさらなる容器（示されず）を含み、生物学的流体が容器の１つから導管３０５を通って容器３００の中に移動する。
【０１２５】
上記に記されるように、生物学的流体は、通常の処理技術を使用して生物学的流体分析装置内に移動させることができる。例えば、図９に例示される実施形態を参照のために使用して、力を、（例えば、容器を圧縮することによって）容器３００に加えることができ、その結果、生物学的流体が容器３００からフィルターアセンブリー２００を通って分析装置１００内に移動するようになる。あるいは、またはさらに、容器３００は、図に示される向きから逆にして、フィルターアセンブリーおよび分析装置の上に保つことができ、これにより、生物学的流体が容器３００からフィルターアセンブリー２００を通って分析装置１００内に移動するように重力落差を生じさせることができる。
【０１２６】
所望する場合、（生物学的流体をその中に含有する）導管３０６および／または３０７を、流体を分析装置１００内に移動させるために空にすることができる。いくつかの実施形態において、導管３０６および／または３０７は、所定量の生物学的流体を含有することができるように（例えば、長さおよび内径を選択することによって）配置することができる。その結果、導管を空にすることにより、所望する量の流体が装置内に移動する。例えば、血漿交換法を伴う他の実施形態において、血漿交換システム（示されず）は生物学的流体の一部を分析装置内に移動させるために改変することができる。
【０１２７】
生物学的流体処理システム１０００の実施形態には、さらなる導管、白血球除去フィルター、コネクター、さらなる容器およびさらなるベント（例えば、ガス入口および／またはガス出口）の少なくとも１つなどのさらなる構成要素を含むことができる。
【０１２８】
フィルター２５０の好ましい実施形態において、フィルターは、繊維状の多孔性媒体を含む少なくとも１つの多孔性フィルターエレメント２５５を含み、フィルターエレメントは約４０００ｇ／ｆｔ３以下（いくつかの実施形態では約３８００ｇ／ｆｔ３以下）の密度を有する。この場合、密度は、所与の平均繊維直径および空隙容量において、下記の式に従って計算される：
密度（ｇ／ｆｔ３）＝
［フィルターの坪量（ｇ／ｆｔ２）×フィルターエレメント内の層数×（１２インチ／ｆｔ）］／［エレメントの厚さ（インチ）］。
【０１２９】
例えば、本発明のいくつかの実施形態による適切な繊維状フィルターエレメント２５５は、密度が約２５５０ｇ／ｆｔ３から約４０００ｇ／ｆｔ３（約０．０９ｇ／ｃｍ３から約０．１４ｇ／ｃｍ３）の範囲内である。他の例示的な実施形態において、繊維状フィルターエレメントは、密度が約２５５０ｇ／ｆｔ３から約３２００ｇ／ｆｔ３の範囲内であるか、または約３２２０ｇ／ｆｔ３から約４０００ｇ／ｆｔ３の範囲内である。
【０１３０】
典型的には、フィルター２５０により、少なくともあるレベルの白血球（およびおそらくは他の生物学的流体成分）がふるい分けによって除かれる。いくつかの実施形態において、フィルター２５０によりまた、少なくともあるレベルの白血球（およびおそらくは、血小板などの他の生物学的流体成分）が吸着によって除かれる。
【０１３１】
好ましくは、フィルターは、それを通る生物学的流体の、血小板および白血球のレベルをそれぞれの成分について少なくとも約１ｌｏｇほど低下させ、低下は少なくとも約２ｌｏｇほどであり得る。いくつかの実施形態において、フィルターは、血小板のレベルを少なくとも１ｌｏｇのレベルで低下させ、白血球のレベルを少なくとも３ｌｏｇのレベルで低下させる。
【０１３２】
フィルターエレメント２５５は、典型的には繊維状の多孔性不織媒体を含み、より好ましくは繊維状の白血球除去媒体を含み、さらにより好ましくは、金属吹きつけ繊維（ｍｅｌｔ−ｂｌｏｗｎ ｆｉｂｅｒ）を含む繊維状の合成ポリマーの白血球除去媒体を含む。適切なフィルターおよびフィルターエレメントには、例えば、国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ００２９５４３（２０００年１０月２７日出願）に開示されるものが含まれる。
【０１３３】
合成ポリマー材料を含む様々な材料を、フィルターエレメントの多孔性媒体を製造するために使用することができる。適切な合成ポリマー材料には、例えば、ポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６Ｔ、ナイロン６１２、ナイロン１１およびナイロン６共重合体が含まれる。
【０１３４】
金属吹きつけ繊維から媒体を調製するための例示的な一般的技術には、例えば、米国特許第４，８８０，５４８号、同第４，９２５，５７２号、同第５，１５２，９０５号、同第５，４４３，７４３号、同第５，４７２，６２１号、同第５，５８２，９０７号および同第５，６７０，０６０号、ならびに国際特許出願公開ＷＯ９１／０４０８８および同ＷＯ９３／０４７６３に開示される技術が含まれるが、これらに限定されない。
【０１３５】
典型的には、図９に例示される例示的なシステム１０００を参照のために使用して、容器３００および導管３０５から３０７は、生物学的流体（例えば、血液）処理システムにおいて使用される市販の材料から作製される。より典型的には、それらは可塑化された材料から作製され、例えば、可塑化ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）から作製される。例示的な可塑化ＰＶＣ材料には、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）またはフタル酸ジエチルヘキシル（ＤＥＨＰ）またはトリメリト酸トリオクチル（ＴＯＴＭ）、例えばトリメリト酸トリエチルヘキシルで可塑化されたＰＶＣが含まれるが、これらに限定されない。フィルターアセンブリーハウジング２１０もまた、生物学的流体（例えば、血液）処理システムにおいて使用される市販の材料から作製され、生物学的流体分析装置１００のハウジング１０のために利用される同じ材料から作製することができる。
【０１３６】
図９に例示される実施形態を参照のために使用して、生物学的流体分析装置１００は、使用時に（例えば、導管３０７を介して）システムのそれ以外のエレメントと結合されたままにすることができる。しかし、例えば、コードが装置と供給源容器との間のつなぎ綱をもたらし、かつ／または供給源容器が、例えば、分析装置に対するストラップ、受け口または保持具を含む場合、分析装置を導管から離すことができる。例えば、導管３０７および３０６を熱シールして、切断することができ、フィルターアセンブリー２００を外すことができ、分析装置および供給源容器に取り付けられたコードにより、分析装置は供給源容器と結合したままにすることができる。
【０１３７】
所望する場合には、本発明の実施形態は、自動化された追跡用および／または自動化された検出用のプロトコルおよび装置を含むことができる。例えば、１つ以上の容器および分析装置は、生物学的流体の供給源、血液型、用いられた添加剤、酸素レベルの変化が達したかどうかの指示などの情報を有するしるし（例えば、バーコードのラベル）を含むことができ、この情報はたどることができ、検出結果と一緒にすることができ、形式が何であっても適切な形式で提供することができ、例えば、分析チャンバーおよび貯蔵容器の少なくとも１つにおいて、かつ／または印刷出力物として（所望する場合には機械読み込み可能な形態で）示すことができる。
【０１３８】
実施例
図１に示される一般的な形状を有する２つのバイオセンサーが形成される。この場合、支持体部材（１５）は、ポリカーボネート板に貼り付けられた裏面接着ポリエステルフィルムである。それぞれのバイオセンサー（５０）は下記のように調製される。
【０１３９】
作用電極（５１）および参照電極（５２）は、厚さが０．００３”の裏面接着ポリエステルフィルムにスクリーン印刷される。作用電極（５１）はＥｒｃｏｎ社（Ｗａｒｅｈａｍ、ＭＡ）のグラファイトインク０５１１Ｄ０５０２（７４１８０１）を含み、参照電極（５２）はＥｒｃｏｎ社のＡｇ／ＡｇＣｌインクＲ−４１４（ＤＰＭ−６８）を含む。Ｅｒｃｏｎ社のＡｇ／ＡｇＣｌインクＲ−４１４を使用して、導電路（５８）および接触パッド（５９）が得られる。
【０１４０】
接着剤カバーをポリエステルフィルムから除き、接着物を、公称厚が０．０６３”の透明なポリカーボネート板と接触させて置く。フィルムおよび板により、支持体部材（１５）が形成される。
【０１４１】
０．２５”の穴を０．５ミル厚の両面テープ（透明なポリエステルフィルム、アクリル接着剤）５７ａに切り込む。接着剤カバーをテープの一方の側から除き、テープを、スクリーン印刷された電極がその上に有するポリエステルフィルムの上部に接着する。穴は、センサー領域（電極チャンバー５４）をもたらすように電極の端部を覆って位置する。
【０１４２】
２つの穴（それぞれ、直径が０．０３１”）を、電極路を通り抜けることなくセンサー領域（０．２５”の穴）の反対側部分にドリルで開ける。ドリルビットは、スクリーン印刷されたフィルムを通り抜け、次にポリカーボネート板を通り抜ける。
【０１４３】
接着剤カバーを両面テープの反対側から除き、０．０００５”の高密度ポリエチレン膜（５７）をセンサー領域を覆って置く。膜は、しわがないようにセンサー領域を覆ってたるませずに配置される。センサー領域を覆う膜の部分により、バイオセンサー（５０）のガス透過性部分（５５）が形成される。
【０１４４】
電極を清浄化し、滅菌するために、センサー領域は、ピペットを使用して３％の過酸化水素水溶液で満たされ、０．０３１”の１つの穴から溶液が導入される。溶液によって追い出される空気は反対側の０．０３１”の穴を通って排気される。溶液をセンサー領域内に約２５分間留まらせる。その後、水を５回導入して、電極表面を洗浄する。
【０１４５】
その後、センサー領域（５４）はラッカーゼ／電解質の溶液で満たされる。ラッカーゼは、Ｇｈｉｎｄｉｌｉｓらにより、Ｂｉｏｋｈｉｍｉｙａ（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）、５３：６５〜６３９（１９８８）に一般的に記載されるように、Ｃｏｒｉｏｌｕｓ ｈｉｒｓｕｔｉｓ（これはＡｍｅｒｉｃａｎ Ｔｙｐｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ（ＡＴＣＣ）からＡＴＣＣ受託番号６６１３１で入手可能である）から調製される。ラッカーゼ／電解質溶液は、１：１のグリセロール−リン酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．５）におけるラッカーゼ（１４ｍｇ／ｍｌ）溶液の１０μＬを、０．０３ＭのＫＣｌを含有する０．１Ｍ酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ４．５）の６０μＬに加え、その後、３０μＬのＮ，Ｎ’−ジメチルホルムアミドを加えることによって調製される。
【０１４６】
接着剤カバーを別の裏面接着の０．００３”厚のポリエステルフィルムから除き、フィルムをポリカーボネート板における穴を覆って置き、バイオセンサーをシールする。
【０１４７】
それぞれのバイオセンサーを、大腸菌が接種された白血球除去血小板濃縮物の１１０ｍｌ懸濁物を含有する、１２５ｍＬの滅菌Ｃｅｌｌ−Ｓｔｉｒフラスコの側面アームに導入する。酸素電極（Ｔｈｅｒｍｏ Ｏｒｉｏｎ（登録商標）（Ｂｅｖｅｒｌｙ、ＭＡ）携帯型酸素計モデル８１０）をシリコーンキャップを介してフラスコの中央部に挿入する。血小板濃縮物はまた０．０５％ポリアネトールスルホン酸ナトリウムを含む。フラスコは磁石撹拌子を含有する。
【０１４８】
バイオセンサー（５０）の電極（５１および５２）の接触パッド（５９）が、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータに取り付けられる高インピーダンス増幅器に配線によって接続され、インターフェースを介してラップトップコンピューターに接続される。酸素電極はまた、別のコンピューターに対するインターフェースを介して接続される。
【０１４９】
フラスコの側面アームをシリコーン栓でシールする。
【０１５０】
フラスコを磁石撹拌装置の上に置き、フラスコを約２２．５℃の温度で維持する。システムを始動させ、データを続く１８時間にわたって連続的に集める。
【０１５１】
サンプルを、０時間、２時間、４時間、８時間および１８時間において無菌的に採取し、希釈して、トリプチケースダイズ寒天に置床する。寒天平板をインキュベーターにおいて３７℃で２４時間インキュベーションし、その後、平板を計数する。２０時間までに、コロニーカウント数は１×１０３個から１×１０８個の生物まで上昇する。
【０１５２】
０時間において、（Ａｇ／ＡｇＣｌ電極に対する）作用電極の電位は両方の分析装置について４００ｍＶである（これは、Ｏｒｉｏｎ（登録商標）電極によって測定されたときの約１３２ｍｍＨｇの酸素濃度に対応する）。
【０１５３】
一方の分析装置における作用電極の電位は、約９．５時間において約３７５ｍＶ（約１２８ｍｍＨｇの酸素濃度）に低下し、約１５時間において約３２５ｍＶ（約１２０ｍｍＨｇの酸素濃度）にまでさらに低下し、約１６時間までに約１５０ｍＶ（約９０ｍｍＨｇの酸素濃度）に急激に低下する。１８時間後、作用電極の電位は約５０ｍＶである（これは約７２ｍｍＨｇの酸素濃度に対応する）。
【０１５４】
もう一方の分析装置における作用電極の電位は、約９．５時間において約３６０ｍＶ（約１２５ｍｍＨｇの酸素濃度）に低下し、約１５時間において約３００ｍＶ（約１１５ｍｍＨｇの酸素濃度）にまでさらに低下し、約１６時間までに約１７５ｍＶ（約９５ｍｍＨｇの酸素濃度）に急激に低下する。１８時間後、分析装置における作用電極の電位は約７５ｍＶである（約７６ｍｍＨｇの酸素濃度）。
【０１５５】
細菌カウント数は、４時間における６×１０３個のカウントから、８時間における１．３×１０５個のカウントまで上昇する。
【０１５６】
この例は、大腸菌の存在が、（約９時間における）酸素濃度の変化を反映する電位の変化によって示されるように、本発明の実施形態によるバイオセンサーを利用して検出され得ることを示している。
【０１５７】
本明細書中に引用されるすべての参考文献（刊行物、特許出願および特許を含む）は、それぞれの参考文献が、参照により組み込まれることが個々に、かつ具体的に示され、その全体が本明細書中に示されているかのようにそれと同じ程度で参考として本明細書により組み込まれる。
【０１５８】
本発明を記載することに関連して、「ａ」および「ａｎ」および「ｔｈｅ」の各用語ならびに類似する参照の使用は、本明細書中に別途示されない限り、または文脈により明らかに矛盾しない限り、単数および複数の両方を包含するように解釈すべきである。本明細書中における値の範囲の列挙は、本明細書中に別途示されない限り、その範囲内に含まれるそれぞれの各値を個々に示すことの略記法として使用されることが単に意図されるだけであり、それぞれの各値は、値が個々に本明細書中に列記されているかのように本明細書中に組み込まれる。本明細書中に記載される方法はすべて、本明細書中に別途示されない限り、または文脈により明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で行うことができる。本明細書中に示されるいずれかの例およびすべての例または例示的表現（例えば、「など」）の使用は、本発明をより良く解明することを単に意図するだけであり、請求項に別途示されない限り、本発明の範囲に対する限定ではない。本明細書中の表現はいずれも、それにより、本発明の実施形態に不可欠であるとして請求項に記載されない何らかの要素が示されるように解釈すべきではない。
【０１５９】
本発明を実施するために本発明者らに知られている最適な態様を含む本発明の好ましい様々な実施形態が本明細書中に記載される。当然のことではあるが、そのような好ましい実施形態の様々な変化が、前記の説明を読んだとき、当業者には明かになる。本発明者らは、当業者がそのような変化を適するように用いることを予想しており、本発明者らは、本発明が、本明細書中に具体的に記載されたのとは異なる方法で実施されることを意図する。従って、本発明は、適用法令により容認されるように、本明細書に添付された請求項に示される主題のすべての改変体および均等物を包含する。さらに、上記に記載された要素のそのすべての可能な変化における任意の組合せは、本明細書中に別途示されない限り、または文脈により明らかに矛盾しない限り、本発明によって包含される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
作用電極、参照電極、電極チャンバー、電極カバー及び絶縁体エレメントを含むバイオセンサーであって、支持部材上に配置された本発明に従うバイオセンサーの実施形態を示す図である。
【図２】
第一のハウジング部分及び第二のハウジング部分を有するハウジングであって分析チャンバー及び入口ポートを含むもの、図１に例示されたバイオセンサー、電源、処理ユニット、及び２つの表示ランプを備えた、本発明に従う生物学的流体分析装置の実施例を示す分解図である。
【図３】
図２に示される分析装置の内部図を例示する。バイオセンサー、電源、処理ユニット、及び表示ランプがハウジング内に組み立てられている。
【図４】
図３の組み立てられた装置の実施例を示す種々の断面図である。ハウジングの部分が組み立てられている。図４ａは、横の断面図を示す。図４ｂは、縦の断面図を示す。
【図５】
本発明に従う生物学的流体分析装置の１つの実施形態に従うブロックダイアグラムである。
【図６】
分析装置（ヒーターが含まれている）の他の実施形態を示す種々の図と、分析装置ハウジングの種々の図を示す。図６ａは、組み立てられた装置（バッテリーカバーが挿入されている）の斜視図を示す。図６ｂは、装置の分解図を示し、バイオセンサーも示している。図６ｃは、ハウジングの分解図を示す。図６ｄは、ハウジング側面の断面図、並びに分析チャンバーシール及びヒーターを示す。図６ｅは、ヒーターを収容するためのハウジングの底部セクションの低面図である。図６ｆは、バイオセンサーを収容するためのハウジングの低部セクションの上面図である。図６ｇは、分析チャンバーを含むハウジングの上部セクションの底面図を示す。
【図７】
本発明に従う生物学的流体分析装置であってヒーターを含む装置の実施形態に従うブロックダイアグラムである。
【図８】
組み立てられた装置の他の実施形態についての種々の図を示す。図８ａは、斜方図であり、図８ｂは背面図であり、図８ｃは側面図である。
【図９】
本発明に従う生物学的流体処理システムの実施形態を例示し、生物学的流体を保持するための第一の容器、第一のフィルターアセンブリーを含む処理装置、及び生物学的流体分析装置を示す。フィルターアセンブリーは、第一の容器と分析装置との間に配置されており、第一の容器と分析装置とに流体連絡している。
【図１０】
本発明に従うバイオセンサー及びヒーターについての他の実施形態を示す。バイオセンサーは、作用電極、参照電極、電極チャンバー、電極カバー、絶縁体エレメント、及び保持エレメントを含み、バイオセンサー及びヒーターは、支持部材上に配置されている。
【図１１】
図１０に例示されるバイオセンサー及びヒーターが、ハウジングの底部セクションに配置された実施例を示す。
本出願は米国仮特許出願第６０／２４４，８７７号（２０００年１１月２日出願）および米国特許出願第０９／８２７，１４２号（２００１年４月６日出願）の利益を主張する（これらはそれぞれが参考として組み込まれる）。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、細菌などの微生物で汚染されているかもしれない、血液および血液成分などの生物学的流体とともに使用される装置で、微生物による酸素消費を検出するために配置される装置に関する。
【０００３】
（発明の背景）
血液は通常、輸血製剤などの様々な貴重な製造物を得るために処理される（例えば、成分に分離される）。軟膜および血小板などの血液成分または血液製剤は処理時にプールされることがあり、例えば、４ユニットから６ユニットの血小板濃縮物を輸血製剤として投与前にプールすることができる。さらに、閉鎖系で（例えば、外部の環境に成分をさらすことなく）処理された血液成分は投与まで保存することができる。例えば、赤血球は数週間保存することができ、血小板は数日間（例えば、現在の合衆国基準に従って５日間）保存することができる。
【０００４】
保存された成分および／または保存されない成分は、細菌などの望ましくない物質を含み得る。細菌により、血液または血液成分は採血時（血液サンプリング時を含む）および／または保存時に汚染され得る。他の汚染源には、献血者の血液、環境（空気、および環境内の装置を含む）、献血者の皮膚栓、および採血従事者が含まれる。
【０００５】
いくつかの血液成分（具体的には血小板）は典型的には周囲温度（例えば、約２２℃から２６℃）で保存されるので、汚染問題は拡大し得る。これは、ほとんどの細菌が、例えば、約２℃から８℃よりも、周囲温度で迅速に増殖するからである。
【０００６】
汚染された血液製剤（特に、細菌で汚染された血液製剤）は、これらの製剤と接触する人またはこれらの製剤を受ける人の健康を潜在的に脅かす。例えば、細菌で汚染された輸血製剤の投与は受血者に対する有害作用を有しており、甚だしいレベルの細菌汚染を有する血小板の投与が、合衆国では、毎年、約１５０例の重篤な病的状態または死亡に関係している。
【０００７】
典型的な細菌検出技術には、細菌の増殖と相関させられる濁度または色変化を光学的に測定することが含まれる。細菌検出技術は、一般に、作業および時間がかかり、高価な装置を必要とし得る。そのような技術のいくつかは不正確な結果をもたらすことがあり、かつ／または環境からの汚染をサンプルに持ち込むことがある。
【０００８】
本発明は、先行技術のこれらの欠点の少なくともいくつかを改善することをもたらす。本発明のこれらの利点および他の利点は、下記に示される説明から明らかになる。
【０００９】
（発明の概要）
本発明の実施形態に従って、生物学的流体分析装置が提供される。この分析装置は、微生物を含むと考えられる生物学的流体の血漿含有部分を収容するために適切な生物学的流体分析チャンバーを含むハウジング、および分析チャンバーと連絡するバイオセンサーで、微生物による酸素消費を検出（例えば、モニター）するための電気化学的酵素センサーを含むバイオセンサーを含む。好ましくは、生物学的流体分析装置はさらに、分析チャンバーと連絡するベントを含む。
【００１０】
いくつかの実施形態において、生物学的流体分析装置はさらに、好ましくは、微生物（存在する場合）をより迅速に増殖させるために所望する期間、血漿含有流体の温度を周囲温度よりも高く上昇させるために適切なヒーターを含む。例示的には、ヒーターは、温度を約３５℃に少なくとも約４時間にわたって上昇させることができ、または約３０℃から約３７℃の範囲に、より好ましくは３２℃から３５℃の範囲に、少なくとも約４時間にわたって温度を維持することができる。
【００１１】
さらに、生物学的流体処理システムが本発明の実施形態に従って提供される。このシステムは、ヒーターを好ましくは含む生物学的流体分析装置、および分析装置と流体的に連絡している柔軟な血液バッグなどの少なくとも１つの容器を含む。より好ましい実施形態において、このシステムは、容器と分析装置との間に配置されていて、血小板、赤血球および白血球の少なくとも１つの通過を低下させる一方で、微生物および血漿を含有する生物学的流体の一部を血液バッグから分析装置の分析チャンバー内に通すことができるフィルターを含む。
【００１２】
本発明の別の実施形態に従って、生物学的流体処理装置が提供される。この処理装置は、生物学的流体の血漿含有部分を収容するために適切な生物学的流体分析チャンバーを含むハウジング、分析チャンバーと連絡するベント、および分析チャンバー内の酸素濃度を検出するための電気化学酵素センサーを含むバイオセンサーで、分析チャンバーと連絡するバイオセンサーを含む生物学的流体分析装置；血小板、赤血球および白血球の少なくとも１つの通過を低下させる一方で、微生物および血漿を含有する生物学的流体の一部を（例えば、供給源容器、および／または血液バッグなどの貯蔵容器から）分析チャンバー内に通すことができるフィルターを、分析装置と流体的に連絡して含む。１つの好ましい実施形態において、この処理装置はさらに、上記に記載されたように、血漿含有流体の温度を上昇させるために適切なヒーターを含む。
【００１３】
典型的には、生物学的流体処理システム、より好ましくは、生物学的流体分析装置自体は、可視マーカー（例えば、表示ランプ）などのシグナル発生器を１つ以上含む。この場合、１つ以上のシグナル発生器は、例えば、酸素濃度もしくは酸素濃度の変化を示すシグナル、および／または酸素濃度がモニターされていることを示すシグナルをもたらす。さらにより好ましくは、分析装置は少なくとも１つの電池などの自給電源を含み、分析装置は、酸素濃度および／または酸素濃度の変化が所望する期間にわたって検出され得るように配置される。例えば、供給源容器および／または貯蔵容器における生物学的流体が血小板を含むいくつかの実施形態（例えば、血小板濃縮物またはプールされた血小板）において、分析装置は酸素濃度を約８日間またはそれ以上まで検出することができる。
【００１４】
本発明の実施形態による方法は、微生物を含むことが考えられる生物学的流体の血漿含有部分を提供すること、および酸素濃度を検出するために配置された電気化学的酵素センサーを含むバイオセンサーを使用して微生物による酸素消費を検出することを含む。典型的には、酸素濃度は、一定の期間にわたって、例えば、少なくとも約４時間の期間にわたって、より典型的には少なくとも約６時間の期間にわたってモニターされる。好ましくは、酸素濃度が一定の期間で低下する場合、酸素濃度の低下が、事前に設定された基準値、閾値またはアルゴリズム計算値に達したとき、シグナルがもたらされる。
【００１５】
好ましい実施形態において、本発明の方法は、生物学的流体のろ過された血漿含有サンプルを生物学的流体分析チャンバーに提供することを含む。この場合、ろ過されたサンプル中の微生物（存在する場合）により、酸素が消費され、この酸素消費が、続いて、バイオセンサーを使用して検出される。より好ましい実施形態において、微生物を含有すると考えられるろ過されたサンプルは、血小板を減少させた、細菌を含有すると考えられる血漿濃縮流体を含み、チャンバー内の酸素濃度の変化（例えば、細菌による酸素消費）が所望する期間にわたってモニターされる。
【００１６】
いくつかの実施形態において、本発明の方法はまた、生物学的流体の血漿含有サンプルの温度を、微生物がより迅速に増殖する温度に上昇させること、および血漿含有サンプル中の微生物による酸素消費を検出することを含む。
【００１７】
本発明による分析装置、システムおよび方法は、輸血サービス部、血液センターおよび／または血液銀行職員による使用に特に好適である。
【００１８】
本発明は、血小板を含有する生物学的流体における臨床的に有意なレベルの細菌を早期に検出することにおいて特に好都合である。
【００１９】
（発明の詳細な説明）
本発明の実施形態に従って、生物学的流体分析装置が提供される、この分析装置は、微生物を含むことが考えられる生物学的流体の血漿含有部分を収容するために適切な生物学的流体分析チャンバーを含むハウジング；分析チャンバーと連絡するベントで、細菌阻止細孔度を有する多孔性媒体を含むベント；および分析チャンバーと連絡するバイオセンサーで、作用電極と参照電極とを含む電気化学的酵素センサーを含み、分析チャンバー内の酸素濃度を検出するために配置されるバイオセンサーを含む。より好ましい実施形態において、生物学的流体処理システムは、生物学的流体を保持するために適切な容器と流体的に連絡している生物学的流体分析装置を含む。さらにより好ましい実施形態において、生物学的流体処理システムはさらに、容器と生物学的流体分析装置との間に配置されて、血小板、赤血球および白血球の少なくとも１つの通過を低下させる一方で、微生物および血漿を含有する生物学的流体の一部を分析チャンバー内に通すことを許容するフィルターを（例えば、フィルターアセンブリーを提供するためのハウジングに）含む。
【００２０】
別の実施形態において、生物学的流体処理装置は、微生物を含むことが考えられる生物学的流体の血漿含有部分を収容するために適切な生物学的流体分析チャンバーを含むハウジングと、およびチャンバーと連絡するバイオセンサーで、作用電極と参照電極とを含む電気化学的酵素センサーを含み、分析チャンバー内の酸素濃度を検出するために配置されるバイオセンサーとを含む生物学的流体分析装置；血小板、赤血球および白血球の少なくとも１つのその通過を低下させる一方で、微生物分および血漿を含有する生物学的流体の一部を（例えば、血液バッグから）分析チャンバーに通すことを可能にするフィルターを、分析装置と流体的に連絡して含む。
【００２１】
典型的には、分析チャンバー内の酸素濃度および／または酸素濃度の変化が、所定の期間にわたって、例えば、少なくとも約４時間の期間にわたって、より典型的には少なくとも約６時間の期間にわたって、いくつかの実施形態では少なくとも約１２時間の期間にわたってモニターされる。本発明の実施形態には、分析チャンバーにおける酸素濃度および／または酸素濃度の変化を少なくとも約２４時間の期間または少なくとも４８時間の期間またはそれ以上の期間にわたってモニターすることが含まれる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、酸素濃度がモニターされていることを示すためにシグナルが発生する。好ましい実施形態において、酸素濃度が一定の期間にわたって低下する場合、酸素濃度の低下が、事前に設定された基準値、閾値またはアルゴリズム計算値に達したとき、シグナルが発生する。１つの実施形態において、少なくとも２つのシグナルが発生する。１つのシグナルにより、酸素濃度がモニターされていることが示され、少なくとも別のシグナルにより、酸素濃度が、事前に設定された基準値、閾値もしくはアルゴリズム計算値に達したこと（従って、臨床的に有意なレベルの微生物が存在すること）、または酸素濃度が、事前に設定された基準値、閾値もしくはアルゴリズム計算値に低下していないこと（従って、臨床的に有意なレベルの微生物が存在しないこと）のいずれか示される。
【００２３】
好ましくは、本発明のいくつかの実施形態には、チャンバー内の血漿含有流体の温度を、任意の所望する期間にわたって、例えば、少なくとも約２時間にわたって、または例えば、上記に記載されるように、酸素濃度および／もしくは酸素濃度の変化をモニターするための少なくとも一定の期間にわたって、例えば、少なくとも約４時間、少なくとも約６時間、少なくとも約１２時間、いくつかの実施形態では、少なくとも約２４時間、または少なくとも約４８時間、またはそれ以上にわたって、少なくとも約３０℃以上に上昇させるために配置されたヒーターを含む。一部の微生物（特に、一部の細菌）は、約３０℃以上の温度（例えば、３２℃から３５℃の範囲の温度）でより迅速に増殖するので、このような実施形態では、微生物をより迅速に検出可能なレベルに増殖させることができる。
【００２４】
生物学的流体分析装置、生物学的流体処理装置および生物学的流体処理システムの様々な実施形態を使用する方法もまた本発明によって提供される。
【００２５】
本発明の１つの実施形態に従った方法は、微生物を含むことが考えられる生物学的流体の血漿含有部分を提供すること、および酸素濃度を検出するために配置された電気化学的酵素センサーを含むバイオセンサーを使用して微生物による酸素消費を検出することを含む。酸素濃度および／または濃度の変化（例えば、微生物により消費されることによる濃度の低下）を任意の所望する期間にわたってモニターすることができる。好ましくは、この方法は、少なくとも２つのシグナルを発することを含む：１つのシグナルにより、酸素濃度がモニターされていることが示され、少なくとも別のシグナルにより、酸素濃度が、事前に設定された基準値、閾値もしくはアルゴリズム計算値に低下したこと（従って、臨床的に有意なレベルの微生物が存在すること）、または酸素濃度が、前に設定された基準値、閾値もしくはアルゴリズム計算値に低下していないこと（従って、臨床的に有意なレベルの微生物が存在しないこと）のいずれかが示される。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態に従って、バイオセンサーを含む生物学的流体分析装置は、ろ過された生物学的流体とともに利用される。ろ過された流体は、微生物を含有する可能性が高く、かつ血小板、白血球および赤血球の少なくとも１つのレベルが低下したものである。ろ過された流体は、微生物が酸素消費することによる酸素濃度の低下を検出することによって微生物の存在について分析されることになる。
【００２７】
例えば、本発明によるバイオセンサーを含む分析装置は、細菌によって消費される酸素のレベルまたは濃度を検出する際の使用に特に好適である。これは、生物学的流体の成分（具体的には、血小板）が酸素を消費し、従って、生物学的流体がフィルターを通過するときに、生物学的流体の他の成分が低下されるか、または除去されることにより、分析チャンバー内の「ノイズ」（具体的には、バックグラウンドノイズ）の可能性が低下するからである。バックグラウンドノイズ（例えば、血小板の代謝に起因し得る酸素消費）が低下するので、「細菌の消費酸素」を分析チャンバーにおいてより正確にモニターすることができる。
【００２８】
さらに、本発明によるバイオセンサーはこの用途に対して特に好都合であり、高感度である。これは、本発明によるバイオセンサーは最初に酸素濃度を検出し、低下するレベルをモニターすることが可能であるからである。対照的に、例えば、濁度の増大を測定するいくつかの検出システムでは、測定されている物質が、検出され得る前に閾値レベルに達することが必要である。
【００２９】
微生物（特に、細菌）が本発明に従って検出され得るので、本発明の実施形態は、各国の規則により現在認められているよりも長い期間にわたって保存できる血液成分を提供するために好適であり得る。例えば、少なくとも部分的には、血小板濃縮物（ＰＣ）が細菌で汚染され得るという恐れのために、現在の合衆国基準では、ＰＣの個々のユニット物は５日以内に利用すること、プールされたＰＣはプールした８時間以内に利用することが定められている。しかし、本発明の実施形態により、汚染されたＰＣの検出が可能になるので、プールされたＰＣおよびプールされていないＰＣをモニターすることができ、汚染されていないことが確認された場合、現在定められている５日／８時間の制限の後で使用することができる。例示的には、ＰＣの個々のユニット物またはプールされたＰＣは、例えば、７日間の保存の後で輸血することができる。
【００３０】
下記の定義が本発明に従って使用される。
【００３１】
バイオセンサー。バイオセンサーは、酸素の電気還元を触媒するために少なくとも１つの酵素を利用する電気化学的酵素センサー（好ましくは、２電極の電気化学的酵素センサー）を示す。好ましい実施形態において、酵素は、直接的に、すなわち、メディエーターを伴うことなく反応を触媒する。ラッカーゼは、本発明を実施するための好ましい電気触媒的に活性な酵素である。他の適切な電気触媒的に活性な酸化還元酵素には、ビリルビンオキシダーゼおよびアスコルビン酸オキシダーゼが含まれる。適切な酵素は、例えば、Ｓｉｇｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）から市販されている。
【００３２】
バイオセンサーは、作用電極（実際の測定用電極として示されることがある）および参照電極を含み、これにより電位差測定による測定を可能にする。あまり好ましくない実施形態において、バイオセンサーは対極を含む。
【００３３】
酸素を検出するバイオセンサーでは、酵素の活性部位を介して作用電極または実際の電極から酸素分子に、好ましくは直接的に輸送される電子が利用される。
【００３４】
酵素ラッカーゼは、下記の反応によって表されるように、過電圧の接触的還元によって直接的に酸素の電気還元を触媒する：
Ｏ２＋４Ｈ＋＋４ｅ− → ２Ｈ２Ｏ。
【００３５】
例示的には、ラッカーゼを含むバイオセンサーは、増大した濃度の大気酸素にさらされるとき、ラッカーゼの活性部位を介して、作用電極から大気酸素への直接的な電子移動により、電極電位の観測可能な増大、例えば、参照電極のレベルよりも３００ｍＶ以上の増大を示す。
【００３６】
ラッカーゼを含むバイオセンサーは、低下した濃度の酸素にさらされたとき、電極電位の観測可能な低下、すなわち、約３００ｍＶ以上の典型的な初期値（より典型的には、約３５０ｍＶから約５００ｍＶの範囲にある初期値）から参照電極（ラッカーゼを含まない電極）のレベルに向かって電位の低下を示す。電圧低下は酸素濃度の低下にほぼ比例する。
【００３７】
作用電極。作用電極は、目的とする物質が、好ましくは電子移動剤（例えば、レドックスメディエーター）を伴うことなく電気還元される電極である。
【００３８】
参照電極。参照電極は、変化する電位がそれに対して測定され得る標準として使用される電極である。
【００３９】
対極。対極は、作用電極を通過する電流に対して大きさが等しく、符号が逆の電流が流れる、作用電極と対にされる電極である。
【００４０】
生物学的流体。生物学的流体には、生きた生物に関連する任意の処理された流体または未処理の流体が含まれ、これには、血液（全血、温血または冷血、保存血または新鮮血を含む）；処理された血液、例えば、少なくとも１つの生理学的溶液（生理的食塩水、栄養物および／または抗凝固剤溶液を含むが、これらに限定されない）で希釈された血液など；血液成分、例えば、血小板濃縮物（ＰＣ）、血小板濃縮血漿（ＰＲＰ）、血小板低下血漿（ＰＰＰ）、血小板非含有血漿、血漿、新鮮凍結血漿（ＦＦＰ）、血漿から得られた成分、濃縮赤血球（ＰＲＣ）、移行域物質または軟膜（ＢＣ）など；血液もしくは血液成分に由来するか、または骨髄に由来する類似する血液製剤；血漿から分離され、生理学的流体または凍結保護液に再懸濁された赤血球；および血漿から分離され、生理学的流体または凍結保護液に再懸濁された血小板などが含まれるが、これらに限定されない。生物学的流体は、本発明に従って処理される前に白血球の一部を除くために処理されたものであってもよい。本明細書中で使用されるように、血液製剤または生物学的流体は、上記に記載される成分、および他の手段によって得られる、類似する性質を有する類似する血液製剤または生物学的流体を示す。
【００４１】
「ユニット」は、献血者から得られるか、または全血の１ユニットに由来する生物学的流体の量である。ユニットはまた、１回の献血のときに採取される量を示すことがある。典型的には、１ユニットの容量は、量が患者毎に、献血毎に異なるので変化する。いくつかの血液成分（具体的には、血小板および軟膜）の複数ユニットは、典型的には４ユニット以上を一緒にすることによってプールすることができ、または一緒にすることができる。
【００４２】
本明細書中で使用される用語「閉じた（閉鎖）」は、システムの無菌完全性を損なう必要がなく、生物学的流体（例えば、献血者の血液、血液サンプルおよび／または血液成分）の採取および処理（所望する場合には、操作、例えば、一部の分離、成分への分離、ろ過、貯蔵および保存）を可能にするシステムをいう。閉鎖系は、最初に作られた通りであり得るか、または「無菌接続」デバイスとして知られているものを使用してシステム構成要素を接続することから得ることができる。例示的な無菌接続デバイスが米国特許第４，５０７，１１９号、同第４，７３７，２１４号および同第４，９１３，７５６号に開示される。
【００４３】
微生物。微生物は原生動物および／または細菌（グラム陽性細菌およびグラム陰性細菌を含む）を含む。例示的な細菌には、表皮ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ）、黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ａｕｒｅｕｓ）、霊菌（Ｓｅｒｒａｔｉａ ｍａｒｃｅｓｃｅｎｓ）、Ｓｅｒｒａｔｉａ ｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ、Ｙｅｒｓｉｎｉａ ｅｎｔｅｒｏｃｏｌｉｔｉｃａ、肺炎桿菌（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ）、Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ ｏｘｙｔｏｃａ、大腸菌、Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ ｃｌｏａｃａｅ、Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ ａｅｒｏｇｅｎｅｓ、緑膿菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）、サルモネラ（Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｓｐｐ．）、バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐｐ．）（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｅｒｅｕｓなど）、Ｂ群連鎖球菌、およびコアグラーゼ陰性ブドウ球菌が含まれるが、これらに限定されない。
【００４４】
次に、本発明の構成要素のそれぞれが下記にさらに詳しく記載される。この場合、同じ構成要素は同じ参照数字を有する。
【００４５】
図１は、電極チャンバー５４内に配置された作用電極５１および参照電極５２を含むバイオセンサー５０の１つの実施形態を示す（それぞれの電極はさらに導電路５８を含む）。この場合、バイオセンサーはまた、電極チャンバー５４を覆うガス透過性エレメント５５を含む電極カバー５７と、電極５１および５２の導電路５８の上面と電極カバー５７との間に置かれた絶縁体エレメント５７ａを含み、バイオセンサーは支持部材１５上に配置される。絶縁体エレメント５７ａは、電極カバー５７の一部が絶縁体エレメント５７ａによって遮断または被覆されないように配置され、電極カバー５７のこの非遮断部または非被覆部により、ガス透過性エレメント５５が形成される。
【００４６】
図２に例示される実施形態は生物学的流体分析装置１００の拡大内部図を示す。この場合、分析装置は、第１のセクション１０ａおよび第２のセクション１０ｂを有するハウジング１０であって、生物学的流体の血漿含有部分を収容するために適切な内部容量を有する生物学的流体分析チャンバー２５と、分析チャンバー２５と流体的に連絡している入口ポート１、ベント８０およびベントポート８１を含むハウジング；電極チャンバー５４内に配置された作用電極５１および参照電極５２を含むバイオセンサー５０、電極チャンバー５４を覆うガス透過性エレメント５５を含む電極カバー５７上に配置された絶縁体エレメント５７ａ、電源９０、処理ユニット９９、２つの表示ランプ９５および９６を含む可視マーカー９４（これらは支持体部材１５に配置される）を含む。
【００４７】
図３は、バイオセンサー５０がハウジング１０内に組み立てられている、図２に記載される分析装置１００の別の分解内部図を示す。
【００４８】
図４ａおよび図４ｂは、ハウジング１０が組み立てられ、バイオセンサー５０が分析チャンバー２５の内部容量部と連絡する、図３に示される分析装置の実施形態の断面図を示す。
【００４９】
図５は、本発明による生物学的流体分析装置の１つの実施形態に従ったブロックダイアグラムであり、バイオセンサー５０の電極と、高インピーダンス増幅器６０と、アナログ・デジタルコンバータ６５と、処理ユニット９９（マイクロプロセッサーを含む）と、シグナル発生器（（発光ダイオード（ＬＥＤ）などの表示ランプ９５および９６を含む）複数のエレメントを含む可視マーカー９４など）との関係を示す。電源９０により、電力が、高インピーダンス増幅器６０、アナログ・デジタルコンバータ６５、処理ユニット９９、表示ランプ９５および９６を作動させるために供給される。
【００５０】
図６は、生物学的流体分析装置１００および分析装置ハウジング１０の別の実施形態の様々な図を示す。この場合、ハウジングは、ハウジングセクション１０ａ、１０ｂ、１０ｃおよび１０ｄを含む。図６ａは、（電池カバー１０ｃが挿入された）分析装置１００の斜視図を示す。図６ｂは、ハウジングセクション１０ａ、１０ｂ、１０ｃおよび１０ｄ；バイオセンサー５０、分析チャンバーシール２５ａ、電源９０、マイクロプロセッサーを含む処理ユニット９９、表示ランプ９５および９６を含む可視マーカー９４を含む分析装置１００の分解図を示す。図６ｃは、ハウジングセクション１０ａ、１０ｂ、１０ｃおよび１０ｄを含む分析装置ハウジング１０の分解図を示す。図６ｄは、電池カバーが開いているハウジング１０の断面側面図を示す。この場合、分析チャンバーシール２５ａが分析チャンバー２５（ハウジングセクション１０ａの一部）とハウジングセクション１０ｂとの間に置かれ、ヒーター７０がハウジングセクション１０ｂと一緒になる。図６ｅは、ヒーター７０を収容するためのハウジングセクション１０ｂの底部の底面図を示す。図６ｆは、バイオセンサーを収容するためのハウジングセクション１０ｂの底部の上面図を示す。この図において、バイオセンサーは領域４８に配置される（バイオセンサーは示されず）。図６ｇは、分析チャンバー２５を含むハウジングの上部セクションの底面図を示す。分析チャンバーシール２５ａもまた示されている。
【００５１】
図７は、ヒーターを含む本発明による生物学的流体分析装置の１つの実施形態に従ったブロックダイアグラムであり、バイオセンサー５０の電極と、高インピーダンス増幅器６０、処理ユニット９９（マイクロプロセッサーを含む）、シグナル発生器（（ＬＥＤとして例示される表示ランプ９５および９６を含む）複数のエレメントを含む可視マーカー９４など）との関係を示す。この実施形態において、アナログ・デジタル変換は、処理ユニット９９におけるソフトウエアによって実行される。ヒーター７０（サーミスター７１を含む）は、処理ユニット９９におけるソフトウエアにより制御されるヒーター駆動装置７５によって始動および停止される。電源９０により、電力が、高インピーダンス増幅器６０、処理ユニット９９、表示ランプ９５および９６、ヒーター７０を作動させるために供給される。この線図において、電源とマイクロプロセッサーとの間に置かれた低ドロップアウト電圧調節器９２により、処理ユニット９９は、弱った電池でさえ作動するために安定した電圧を常に有することが保証され、高インピーダンス増幅器６０と処理ユニット９９との間の電力遮断器９３により、電力消費のさらなる制御が、読み取り処理と読み取り処理との間で高インピーダンス増幅器を停止させることによってもたらされる。
【００５２】
図８ａから図８ｃは、組み立てられた分析装置１００の実施形態を示す。この場合、ハウジング１０の第１および第２のセクション１０ａ、１０ｂがきっちりシールされて、液漏れしないシールをもたらし、分析装置が電池カバー１０ｃを含む。
【００５３】
図９は、生物学的流体処理システム１０００の実施形態を示す。この場合、処理システム１０００は、生物学的流体分析装置１００と、フィルターハウジング２１０を含むフィルターアセンブリー２００と、少なくとも１つのフィルターエレメント２５５を含むフィルター２５０とを含む生物学的流体処理装置４００を含む。この例示された実施形態において、システム１０００はさらに、生物学的流体を含有するために適切な少なくとも１つの容器３００（例えば、供給源容器）、複数の導管３０５、３０６および３０７、流量制御デバイス３５０を含む。
【００５４】
図１０は、図１に示される構成要素を含むバイオセンサー５０の別の実施形態を示す。この場合、バイオセンサーはさらに、電極カバー５７を覆う保持エレメント５７ｂを含み、保持エレメント５７ｂは、電極カバー５７の一部を遮断または被覆しないように配置される。図１０はまた、支持体部材１５に配置されたバイオセンサー５０およびヒーター７０を示す。
【００５５】
本発明に従って、バイオセンサーは、微生物を含むことが考えられる生物学的流体を含有する生物学的流体分析チャンバーと連絡するように配置され、その結果、分析チャンバー内の酸素濃度が検出され、微生物が存在する場合、微生物により消費される酸素が検出され得るようになる。より好ましくは、バイオセンサーにより、細菌により消費される酸素が分析チャンバーにおいて所望する期間にわたってモニターされる。
【００５６】
図１から図１０に例示される実施形態を参照のために使用して、バイオセンサー５０は作用電極５１および参照電極５２を含む（それぞれの電極はさらに、接触パッド５９を含む導電路５８を含む）。この場合、電極の非接触パッド端が電極チャンバー５４内に配置され、電極チャンバーは、酸素をチャンバー内に通過させるガス透過性エレメント５５を含む電極カバー５７で覆われる。
【００５７】
これらの実施形態において、（ガス透過性エレメント５５の領域に対応する切り抜き部を有する）絶縁体エレメント５７ａが、電極カバー５７の下面と、電極５１および５２の導電路５８の上面との間に置かれる。図１０はまた、電極カバー５７の上面を覆う、オプションの保持エレメント５７ｂを示す。この場合、保持エレメント５７ｂもまた、ガス透過性エレメント５５の領域に対応する切り抜き部を有する。絶縁体エレメント５７ａの切り抜きセクション（図１および図１０）ならびに保持エレメント５７ｂの切り抜きセクション（図１０）を見ると、電極カバー５７の一部がエレメント５７ａおよび５７ｂによって遮断または被覆されず、従って、電極カバー５７のこの非遮断部分または非被覆部分により、ガス透過性エレメント５５が形成される。これらの例示された実施形態において、バイオセンサー５０は支持体部材１５に配置される。
【００５８】
電極チャンバー５４は、ガス透過性エレメント５５の下面と支持体部材１５の上面との間の領域を含み、電極チャンバーは作用電極５１および参照電極５２を含有する。電極チャンバー５４内において、電気触媒的に活性な酵素（好ましくはラッカーゼ）（酵素は作用電極５１上に配置することができる）、ならびに（電導用の）電解質がシールされる。
【００５９】
作用電極５１および参照電極５２は、好ましくは支持体部材１５に配置される導電路５８を使用して形成される。導電路は、典型的には、炭素（例えば、グラファイト）、導電性ポリマー、金属もしくは合金、または金属化合物などの導電性材料を使用して形成される。適切な導電性材料には、例えば、導電性インクまたは導電性ペーストが含まれる。適切な市販されている導電性インクは、例えば、Ｅｒｃｏｎ，Ｉｎｃ．（Ｗａｒｅｈａｍ、ＭＡ）、Ｍｅｔｅｃｈ，Ｉｎｃ．（Ｅｌｖｅｒｓｏｎ、ＰＡ）、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤＥ）、Ｅｍｃａ−Ｒｅｍｅｘ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｍｏｎｔｇｏｍｅｒｙｖｉｌｌｅ、ＰＡ）およびＭＣＡ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ（Ｍｅｌｂｏｕｒｎ、英国）から入手可能である。
【００６０】
典型的には、導電性インクは、炭素、金属、合金または金属化合物の粒子および溶媒または分散剤を含有する半固体またはペーストとして塗布される。支持体に導電性インクを塗布した後、溶媒または分散剤が蒸発し、後に導電性材料の固体が残る。いくつかの実施形態において、導電性インクはまた、例えば、導電性材料を支持体にさらに結合させるために結合剤を含有する。
【００６１】
作用電極５１は、フラットカーボンまたは分散カーボン、グラファイト、カーボンブラック、導電性の分散された熱分解生成物、導電性金属酸化物、金属および金属粉末、半導体材料、ならびに分散された導電性ポリマーなどの電気伝導性の非常に分散された材料を含む。
【００６２】
参照電極５２は、銀（Ａｇ）、銀／塩化銀（Ａｇ／ＡｇＣｌ）、水銀（Ｈｇ）、塩化水銀（カロメル）（例えば、参照電極はカロメル参照電極であり得る）、または導電性材料に結合した非溶出性レドックス対（例えば、カーボンに結合したレドックス対）などの電気伝導性材料を含む。
【００６３】
いくつかの実施形態において、電極は、導電路との関係で上記に記載されるような導電性インクを使用して形成される。インク（１つまたは複数）は１つ以上の結合剤を含むことができる。適切な市販されている導電性インクには、上記に記載されるインクが含まれる。
【００６４】
導電路および電極は、この分野で知られているように、例えば、蒸着（例えば、化学的蒸着および物理的蒸着）スパッタリング、反応性スパッタリング、印刷（例えば、シルク印刷）、コーティング、塗装および電解加工によって、支持体部材１５に接着および固定して設置され（図１、図２、図６ｂおよび図１０）、またはハウジングに接着および固定して設置される（例えば、それらは、ハウジングセクション１０ｂに、例えば、図６ｃおよび図６ｆに示される領域４８において設置することができる）。いくつかの実施形態では、薄いシート形態の打ち抜き電極をハウジングまたは支持体部材に接着することができる。
【００６５】
所望する場合、導電路および／または電極は、例えば、導電路および電極の上面が支持体部材またはハウジングの非切り抜き部分の上面に関して同一面またはほぼ同一面であるように、支持体部材またはハウジングにおける切り抜き部または凹部または溝に配置することができる。そのような構成は、ハウジングの液漏れしないシールのためのいくつかのプロトコルには好適であり得る。
【００６６】
参照のために図１、図６ｂおよび図１０に戻り、導電路５８のそれぞれの一部は、典型的には、処理ユニット９９の導電性接点を接続するために好適である（処理ユニットは下記においてさらに詳しく記載される）。例えば、導電路は接触パッド５９を含むことができる。それぞれの接触パッドは、導電路の残部から見分けがつかないが、より一般的には例えば、図１、図６ｂおよび図１０に示されるように、処理ユニットにおける接点との接続を容易にするために導電路の他の領域よりも大きい幅を有する。接触パッドは、導電路および／または電極と同じ材料を使用して作製することができるが、これは必須ではない。
【００６７】
図１および図１０に示されるように、電極５１および５２を覆う電極カバー５７は、ガス透過性エレメント５５（ガス透過性エレメントは多孔性または半多孔性の構造体（好ましくは、膜）を含む）を含む。該ガス透過性エレメントは、検出されるガス（酸素）を自由に通過させることができるが、細菌、血小板、白血球、赤血球および血漿の分子成分に対して本質的に不透過性である。従って、図６ｂを参照のために使用して、分析チャンバー２５内に入口１を通って分析装置１００に入る生物学流体は、（ガス透過性エレメント５５を含む）電極カバー５７と接触するが、生物学的流体は電極カバーを通り抜けず、電極チャンバー５４内の酵素または電極と接触しない。
【００６８】
図１、図６ｂおよび図１０に示されるガス透過性エレメント５５は、形成時において、または形成後の処理もしくは修飾により疎水性である。適切な電極カバーおよびガス透過性エレメントは、例えば、ポリプロピレン膜、またはより好ましくはポリエチレン（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））膜を含み、市販されている。
【００６９】
電極カバー５７はさらなるエレメントまたは構成要素を含むことができ、またはより好ましくは、さらなるエレメントまたは構成要素を、例えば、図１および図１０に示されるように、カバー５７と接触させて設置することができる。
【００７０】
例えば、いくつかの実施形態において、少なくとも１つの非電導性の層またはフィルム（例えば、ポリエステル、プラスチックまたは他の適切なポリマーフィルム、好ましくは裏面接着性フィルムまたは熱シール性フィルム（適切なフィルムは市販されており、当業者に知られている）などの絶縁体エレメントが、電極カバー５７の下面と導電路５８の上面との間に置かれる。例示的には、図１、図２、図６ｂ、図１０および図１１を参照のために使用して、（例えば、ガス透過性エレメント５５を覆われない状態で保ちながら電極チャンバー５４の側壁を形成させるために）両面に接着剤を有し、電極５１および５２の非接触パッド端を覆って配置させられる切り抜き領域を有するフィルムを含む絶縁体エレメント５７ａを、導電路５８および支持体部材１５の上面並びに、電極カバー５７の下面に接着剤で固定することができる。絶縁体エレメント５７ａによって遮断されない電極カバー５７の部分はガス透過性エレメント５５を提供し、同時に電極の両端を覆い、電極チャンバー５４をシールする。絶縁体エレメントにより、１つの電極から別の電極への望ましくない電気的経路によって生じるシグナル損失またはシグナル劣化は最小限に抑えられるか、または防止される。（例えば、図１０に示されるように）ヒーターを含む分析装置に関しては、熱損失を低下させ、かつ／または熱を一様に拡げることに加えて、いくつかの実施形態では、絶縁体エレメントにより、ヒーターが電極チャンバーから電気的に隔離される。
【００７１】
図１０はまた、電極カバー５７の上面に取り付けられる、オプションの保持エレメント５７ｂを示す（これは、上記に記載されるような絶縁体エレメント５７ａと類似し得るか、または同一であり得るフィルム（好ましくは裏面接着性フィルムまたは熱シール性フィルム；適切なフィルムは市販されており、当業者に知られている）を含む。いくつかの実施形態において、保持エレメントの使用により、電極カバーが、所望する位置および／または場所に保たれる。あるいは、またはさらに、保持エレメントにより、電極カバー（特に、ガス透過性エレメント）を実質的に平坦に保つことができる。
【００７２】
電極チャンバー５４（これはまた図４ａおよび図４ｂにおける断面図にも示される）は、酵素および電解質（導電用）をその中に含む。所望する場合、電極チャンバーは、電極カバー５７にシールされ、かつ、作用電極および参照電極の端部の周りでシールされた非電導性キャップをさらに含むことができる。あるいは、またはさらに、支持体部材またはハウジングの底部部分は、電極の端部がその中に配置される溝または切り抜きまたはくぼみなどの凹部を含むことができるか、または提供することができ、その結果、ガス透過性エレメント５５を含む電極カバー５７が、凹部を覆ってシールされて電極チャンバーが提供される。例示的には、図４ａおよび図４ｂでは、凹部がハウジングセクション１０ｂの一部に示される。この場合、支持体部材１５は、一般には凹部の外郭に従い、かつ電極チャンバー５４の一部を形成する柔軟なフィルムを含む。しかし、凹部は必須ではなく、図６ｂに例示される実施形態はそのような凹部を含まない。これらの実施形態のすべてにおいて、電極チャンバーは、酸素がチャンバー内に進入することができるが、細菌および生物学的流体の成分（例えば、血小板、白血球、赤血球および血漿の分子成分）が電極チャンバー内に進入しないようにシールされる。
【００７３】
電極カバー５７は酸素のその通過を可能にするが、細菌および生物学的流体の成分に対して本質的に不透過性であるので、カバーを通って拡散する酸素は、妨害物または妨害物質を本質的には含まない酵素と接触する。
【００７４】
酵素（好ましくは、ラッカーゼ）は電解質内を自由に移動して、電極と接触する。いくつかの実施形態において、酵素は分析装置の組み立て時に作用電極に加えられる。液体またはゲルまたはゾル−ゲルマトリックスを含み得る電解質は、好ましくは塩化物イオンおよびナトリウムイオンの供給源を含有する緩衝剤溶液を含む。適切な緩衝剤溶液には、緩衝化生理的食塩水（例えば、ホウ酸塩緩衝化生理的食塩水、酢酸塩緩衝化生理的食塩水およびリン酸塩緩衝化生理的食塩水）およびグッド緩衝剤（例えば、ＭＥＳ）が含まれるが、これらに限定されない。電解質はまた、ツィーンおよびトリトン（これらに限定されない）などの界面活性剤、ならびにＮ，Ｎ’−ジメチルホルムアミドなどの有機化合物を含むことができる。
【００７５】
バイオセンサー５０（図１および図１０）は、生物学的流体分析ハウジング内に様々な適切な構成および／または配向で配置することができる。例えば、バイオセンサー５０は、例えば、図６ｃおよび図６ｄにおけるハウジングセクション１０ｂの領域４８において、生物学的流体分析装置ハウジングに直接的に取り付けることができる。しかし、典型的には、バイオセンサーは、図１、図２、図６ｂ、図１０および図１１に示されるように支持体部材１５に取り付けられる。１つの実施形態において、好ましくは平面状である支持体部材１５は、フィルムおよび／またはガラス（ガラス繊維を含む）またはポリマー（例えば、プラスチック）の基板などの回路基盤カードなどの非電導性エレメントまたは絶縁性エレメントを含む。支持体部材１５は絶縁体エレメント５７ａと類似し得るか、または同一であり得る。支持体部材は積層体または複合体（例えば、プラスチックエレメントに接着されたフィルム）を含むことができる。ガラスに加えて、適切な材料には、例えば、フェノール系材料、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリアミド、ポリイミドおよびこれらの材料の共重合体などの熱可塑性樹脂が含まれる。適切な支持体部材は市販されており、当業者には知られている。
【００７６】
図２に示されるように、生物学的流体分析装置１００の１つの実施形態は、生物学的流体の血漿含有部分を収容するために適切な内部容量を有する生物学的流体分析チャンバー２５、入口ポート１およびベント８０（ともに分析チャンバー２５と流体的に連絡している）を含む、第１のセクション１０ａおよび第２のセクション１０ｂを含むハウジング１０；バイオセンサー５０（上記に記載される通りである）；少なくとも１個の電池を含む電源９０；高入力インピーダンス増幅器６０；アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ６５；処理ユニット９９；バイオセンサー、電源、処理ユニットおよび表示ランプをその上に取り付けるために適切な支持体部材１５に配置された、２つの表示ランプ９５および９６を含む可視マーカー９４などのシグナル発生器を含む。この例示される実施形態において、第１のハウジング部分１０ａは、電源９０および処理ユニット９９を含むためのチャンバー９１と、表示ランプ９５および９６をそれぞれ含むためのチャンバー９５ａおよび９６ａとを含む。第１のハウジング部分１０ａはまた、チャンバー９１を分析チャンバー２５から隔てる壁１１と、チャンバー９１をチャンバー９５ａおよび９６ａから隔てる壁１２とを含む。
【００７７】
図６ｂにさらに詳しく示される実施形態において、生物学流体分析装置１００は、第１のハウジングセクション１０ａと、第２のハウジングセクション１０ｂと、第３のハウジングセクション１０ｃとを有するハウジング１０であって、生物学的流体の血漿含有部分を収容するために適切な内部容量を有する生物学的流体分析チャンバー２５、分析チャンバー２５と流体的に連絡している入口ポート１、ベント８０およびベントポート８１を含むハウジングと、支持体部材に配置されたバイオセンサー５０とを含む。図６ｂおよび図６ｃに示されるように、この実施形態では、ハウジング１０はまた、第４のハウジングセクション１０ｄ（例えば、さらなる支持体部材）を含み、少なくとも１個の電池を含む電源９０、高入力インピーダンス増幅器６０、処理ユニット９９、２つの表示ランプ９５および９６を含む可視マーカー９４は、さらなる支持体部材１０ｄに配置される。
【００７８】
ハウジング１０ならびに様々なチャンバー（特に、分析チャンバー２５）および入口ポート１は、任意の適切なサイズおよび／または形態（例えば、形状）を有することができ、処理される生物学的流体と適合し得る、任意の不透過性の熱可塑性材料を含む任意の適切な堅い不透過性材料から製造することができる。１つの実施形態において、ハウジングは、アクリル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂またはポリカーボネート樹脂などのポリマー（より好ましくは、透明または半透明のポリマー）から射出成形によって製造される。そのようなハウジングは、容易かつ経済的に製造されるだけでなく、ハウジング内における液体（および装置のそれ以外の構成要素）の観察をも可能にする。
【００７９】
典型的には、ハウジング１０は、組み立てられて、一緒にシールされる複数のセクションまたは部分を含む。例えば、図２および図３に示される実施形態において、装置は第１のセクション１０ａおよび第２のセクション１０ｂを含み、これらは、図４ａ、図４ｂおよび図８ｃに示されるように、その後、一緒にシールされる。図６ａから図６ｇに示される例示的な実施形態において、分析装置は、第１のセクション１０ａ、および後で一緒にシールされる第２のセクション１０ｂを含み、ハウジングはさらに、第１のセクション１０ａとともに組み立てられる第３のセクション１０ｃ（例えば、電池カバー）を少なくとも含む。下記に記載されるように、図６ｂに示されるように、ハウジングは、さらなる構成要素、例えば、１つ以上のピン４０（図６ｄおよび図６ｆにおいてさらに詳しく示される）、およびハウジングの各セクションをアラインメントするための対応するくぼみまたは穴４１（図６ｅにおいてさらに詳しく示される）を含むことができる。図６ｂにはまた、別の組のピン４２、およびハウジングの各セクション、例えば、電源およびさらなる支持体部材１０ｄを含むためのチャンバー（図６ｂから図６ｄに示される）をアラインメントするための対応するくぼみまたは穴４３（図６ｆおよび図６ｇにおいてさらに詳しく示される）が示される。
【００８０】
例えば、図６ａおよび図８ａに示されるように組み立てられると、生物学的流体分析装置１００（特に、分析用流体チャンバー）は、好ましくは、入口ポート１が分析チャンバー２５との流体的な連絡を可能にすることを除いて液漏れしないシールを有するが、電池カバー１０ｃまたはタブはハウジングのそれ以外のセクションと気密的にシールされる必要はない。ハウジングは、この分野で知られているように、例えば、接着剤、溶媒、高周波シール、超音波シール、熱シール、ピン止めおよび／または圧着の少なくとも１つを使用してシールすることができる。図６ｂ、図６ｄおよび図６ｇに例示される実施形態において、分析装置１００は、典型的にはゴムおよびシリコーンおよびスチレンなどの材料から作製されるガスケットまたはＯ−リングなどの分析チャンバーシール２５ａを含む。
【００８１】
１つの実施形態において、分析装置１００（例えば、分析チャンバー２５）は、例えば、微生物の増殖の遅れを防止するために、かつ／または増殖速度を改善するために、少なくとも１つの試薬、溶液、添加剤、増殖培地および／または培養培地をその中に含む。いくつかの実施形態において、増殖の遅れを最小限にし、かつ／または増殖速度を改善することにより、微生物をより迅速に検出することが可能になる。様々な試薬、溶液、添加剤、増殖培地および／または培養培地が好適である。それらは、乾燥形態（すなわち、増量するための不活性物質（マルトースおよびマンニトールの少なくとも１つなど）もまた典型的には含む粉末または「錠剤」）であり得るか、または液体形態であり得る。１つの実施形態において、分析チャンバーはポリアネトールスルホン酸ナトリウム（ＳＰＳ）を乾燥形態または液体形態で含む。
【００８２】
所望する場合、例えば、（上記に記載されるように）図６ｂ、図６ｄおよび図６ｇに示されるように、ハウジングは、組み立て時にハウジングの各セクションをアラインメントするために、かつ、ハウジングのシールを容易にするために、ピン４０およびくぼみまたは穴４１、ならびにピン４２およびくぼみまたは穴４３を含むことができる。
【００８３】
いくつかの実施形態において、ハウジング１０は、例えば、ハウジング部分が組み立てられた後、酵素を含む溶液のチャンバーへの導入を可能するために、電極チャンバー５４と連絡する、シール可能な開口部などの１つ以上のアクセス部分を含む。例示的には、図６ｂ、図６ｃ、図６ｅおよび図６ｆに示される実施形態を参照のために使用して、ハウジング部分１０ｂは、少なくとも２つの穴４９などの１つ以上の開口部を含むことができ、これらの穴は、穴が電極５１、５２または電極カバー５７を通り抜けることなく、ハウジング部分１０ｂを通り抜けて電極チャンバー５４内に伸張する（これは図６ｂにさらに詳しく示される：穴４９はまた図１０にも示される）。あるいは、図２に示される実施形態を参照のために使用して、ハウジング部分１０ｂは２つの穴を含むことができ、これらの穴は、電極または電極カバーを通り抜けることなく、支持体部材１５（穴は支持体部材には示されていない）を通り抜けて電極チャンバー内に伸張する。これらの構成により、１つの開口部を通して酵素含有溶液を電極チャンバー５４内に導入することが、もう一方の開口部を通して空気を追い出しながら可能になる。電極チャンバーが所望の溶液を含有すると、開口部は、この分野で知られているような任意の適切な技術によってシールすることができ、例えば、不透過性材料を、例えば、領域６８（図６ｅ）においてハウジングに接着することを可能にする接着性裏材を有するガス不透過性または本質的に不透過性のフィルムまたは膜を使用してシールすることができる。
【００８４】
図６ａ、図６ｂおよび図８ａを参照のために使用して、入口ポート１は、典型的には、ルアーコネクターなどのフィッティングまたはコネクターを含む。いくつかの実施形態において、例えば、分析装置１００が、生物学的流体処理システムの別のエレメント（フィルターアセンブリーまたは導管など）に前もって取り付けられているのではなく、分離ユニットとして供給される場合、入口ポート１は、キャップまたはカバーを受けるように構成される。例えば、キャップまたはカバーは、使用前の分析装置の無菌性を維持するために用いることができる。
【００８５】
上記に記されるように、入口ポート１を介して生物学的流体を収容する分析チャンバー２５は、任意の適切なサイズおよび／または形状を有することができる。典型的には、チャンバーは少なくとも約２ｍｌの内部容量を有し、いくつかの実施形態では、約５ｍｌから約５０ｍｌ以上の範囲の内部容量を有する。例えば、図３および図６ｂに示されるように、分析装置１００はまた、好ましくは、分析チャンバーと連絡するベント８０（下記に記載される）を含むので、生物学的流体が分析チャンバーに入ることにより、気体（例えば、空気）がチャンバーから追い出され、チャンバーの内部容量が生物学的流体で満たされるか、または実質的に満たされることが可能になる。しかし、バイオセンサーは、分析チャンバー内に残留する空気の一部で機能する。
【００８６】
分析装置１００および分析チャンバー２５は、所望する期間にわたってチャンバー内の酸素濃度を検出するようにバイオセンサー５０が設置され得るように配置される。例示的には、（分析装置の１つの実施形態の分解内部図を示す）図３、（組み立てられた分析装置の様々な断面図を示す）図４ａおよび図４ｂは、バイオセンサー５０が分析チャンバー２５の内部容量の一部に伸張することを示す。ハウジング１０が組み立てられ、分析チャンバーが生物学的流体で満たされると、生物学的流体は電極カバー５７と接触するが、ガス透過性エレメント５５を通り抜けない。しかし、酸素は、分析チャンバー内の生物学的流体からガス透過性エレメント５５を通って、酵素を含有する電極チャンバー５４内に拡散する。微生物（生物学的流体に存在する場合）は酸素を消費するので、バイオセンサー５０は、低下した酸素濃度にさらされると、電極電位の観測可能な低下を示し、その電圧降下は酸素濃度の低下にほぼ比例する。
【００８７】
図２、図３、図４ａ、図４ｂ、図６ｂおよび図８ｂに示される例示された実施形態において、分析装置１００は、少なくとも１つの微細孔膜を含む少なくとも１つのベント８０（ハウジング１０に液漏れしないようにシールされ、かつ分析チャンバー２５とベントポート８１を介して連絡する）を含む。この場合、膜は、細菌遮断細孔度などの細菌遮断細孔構造を有する。ベント８０は様々な場所に配置することができ、例えば、上記に記載されるようにハウジングに取り付けることができ、かつ／またはバイオセンサーの別の構成要素（例えば、支持体部材）に、もしくは絶縁体エレメントに取り付けることができる。ベントの使用により、生物学的流体が分析装置内を通るとき、外部環境からの細菌がベントを通って分析装置内に通過することを妨げる一方で、空気を分析装置から（すなわち、分析チャンバーから微細孔膜を通って）追い出すことが効率的に可能になる。空気が分析装置から追い出されるので、分析装置は、より完全に満たされて、より多量の生物学的流体サンプルが存在するので、微生物をより迅速に検出することを可能にする。所望する場合、分析装置が生物学的流体で満たされた後、ベントを、この分野で知られている技術によって（例えば、ベントをガス不透過性材料で覆うことによって）シールまたは閉じることができる。例えば、ベントは、外部の空気がベントを通って分析装置内に拡散しないようにシールすることができる。分析装置は、分析チャンバーに存在する空気で機能する一方で、バイオセンサーは、分析チャンバー内の空気の存在が最小限にされる場合、より迅速に平衡に達し得る。
【００８８】
好ましくは、微細孔膜は疎水性の層またはエレメントを少なくとも含み、また、例えば、生物学的流体が親水性の層またはエレメントと接触したとき、ベントをシールするために、少なくとも１つの親水性の層またはエレメントを含むことができる。適切なベントには、米国特許第５，１２６，０５４号、同第５，４５１，３２１号、同第５，８６３，４３６号、同第５，３６４，５２６号および同第５，４７２，６２１号ならびに国際特許出願公開ＷＯ９１／１７８０９に開示されるベントが含まれるが、これらに限定されない。
【００８９】
典型的には、ハウジングは、分析装置の少なくとも１つの他の構成要素を収容するための少なくとも１つのチャンバーを含む。例えば、図２および図３は、電源９０および処理ユニット９９を収容するためのチャンバー（チャンバー９１；これはまた図４ｂにも示される）、表示ランプ９５を収容するためのチャンバー（チャンバー９５ａ）、および表示ランプ９６を収容するためのチャンバー（チャンバー９６ａ）を含む分析装置１００を示す。他の実施形態（例えば、図６ｂ）において、１つのチャンバー９１が構成要素のそれぞれを収容するか、または装置は他の構成のチャンバーを有することができる。
【００９０】
例えば、分析装置は、様々な識別可能なシグナル（例えば、異なる色）を発し得る単一のシグナル発生器に対して単一のチャンバーを有することができ、または１つのチャンバーを、少なくとも２つのシグナル表示エレメントのために、例えば、２つ以上の表示ランプおよび／または音響学的デバイス（示されず）のために使用することができる。所望する場合、少なくとも１つの表示ランプを収容し、かつ／または少なくとも１つの音響学的デバイスを収容するための１つ以上のチャンバーを、表示器のシグナルをより効率的に伝えるために配置することができる。さらに、またはあるいは、ランプおよび／または音響学的デバイスは、表示器のシグナルをより効率的に伝えるために配置することができる。例えば、表示ランプおよび／またはチャンバーは、シグナルを反射および／または大きくする部分を含むことができる。
【００９１】
ハウジングは、複数の内壁（これに限定されない）などのさらなる構造部またはエレメント、例えば、図２および図３に示されるような壁１１および１２を含むことができる。あるいは、またはさらに、ハウジングは、１つ以上の可動エレメント（示されず）を含むことができ、例えば、分析チャンバーが生物学的流体で満たされた後、入口ポートと分析チャンバーとの流体的連絡を妨げるための弁として作用する可動壁を含むことができる。典型的には、ハウジングはまた、取り外し可能なセクション１０ｃ、例えば、電池の挿入および／または取り出しを可能にする取り替え可能なカバーまたはタブを含む。
【００９２】
電源９０（図３、図５、図６ｂおよび図７）は、電力を、高入力インピーダンス増幅器（増幅器により、バイオセンサー５０の電極からの電位が増幅される）、処理ユニット９９（電極からの測定値を分析するためのアルゴリズムを含む）、可視マーカー９４および他の構成要素を作動させるために供給する。図５におけるブロックダイアグラムに示されるように、電源９０は、高入力インピーダンス増幅器６０、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ６５、処理ユニット９９およびシグナル発生器（例えば、可視マーカー９４）を作動させるために電力を供給する。図７に例示される実施形態では、電源９０は、高入力インピーダンス増幅器６０、処理ユニット９９、シグナル発生器（例えば、可視マーカー９４）およびヒーター７０（サーミスター７１を含む）を作動させるために電力を供給する。
【００９３】
電源９０は、好ましくは自給型であり、例えば、１つ以上の取り出し可能な電池（組電池または単電池）である（図６ｂに例示される実施形態は４つの電池を有する）。電源は、典型的には、少なくとも約１２ヶ月の寿命を有し、好ましくは約２年以上の寿命を有し、いくつかの実施形態では約５年以上の寿命を有する。様々な市販の電源が好適であり、これには、例えば、補聴器、時計、カメラ、フラッシュライトなどのために通常的に使用される１個以上の１．５ボルト電池、３ボルト電池、６ボルト電池および／または１２ボルト電池（例えば、リチウム電池）が含まれる。いくつかの実施形態では、（より環境に優しい様式で、例えば、特別な取扱いを要することなく通常的に処分することができる）炭素型電池またはある種のリチウム電池が利用される。いくつかの実施形態において、生物学的分析装置は、所望するときには、例えば、使用直前および／または使用直後に、電源をハウジング内に挿入または取り出しすることができるように配置される。
【００９４】
いくつかの実施形態において、電源は１つ以上の充電可能な電池を含む。例えば、複数の分析装置は、２つ以上の分析装置を本質的には同時に「接続ステーション」で充電することを可能にする類似するプラグおよび／またはワイヤリングハーネスを含むことができる。
【００９５】
処理ユニット９９（図３、図５、図６ｂおよび図７）はバイオセンサーからの測定値を分析し、電位の経時変化を追う。処理ユニットは、好ましくはマイクロプロセッサーを含むが、いくつかの実施形態ではマイクロコントローラーを含むことができる。マイクロプロセッサーはまた、例えば、高入力インピーダンス増幅器およびアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータを含むことができる（またはマイクロプロセッサーはＡ／Ｄ変換ソフトウエアを作動させることができる）。
【００９６】
様々な適切なマイクロプロセッサーおよびマイクロコントローラーが市販されている。典型的には、マイクロプロセッサーは、低電圧演算（例えば、約２．５ｖｄｃから約５．５ｖｄｃの範囲での演算）、省電力モード、８ビット演算、少なくとも１６ＫＢの内部ＲＯＭ、および少なくとも５１２バイトの内部ＲＡＭを有する。
【００９７】
様々な適切な高入力インピーダンス増幅器、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータおよびＡ／Ｄ変換ソフトウエアもまた市販されている。典型的には、増幅器およびコンバータは単一電源演算（例えば、約２．５ｖｄｃから約５．５ｖｄｃの範囲での演算）および低電力演算（例えば、約１００μａ以下）を有する。
【００９８】
電源および処理ユニットは、任意の所望する場所において、例えば、ハウジング内またはハウジング上に配置することができる。
【００９９】
好ましくは、処理ユニット９９は、電極電位の変化レベルまたは変化率をモニターし、かつ／または解釈し、例えば、適切なアルゴリズムを使用して、事前設定またはコンピューター処理された基準値、閾値、および／またはアルゴリズムの別の部分または組み込まれた部分によって確立されるような他のパラメーターに対してその値を比較する。変化が、例えば、３回の連続した測定値に対して約１０ｍＶ以上の合計変化（例えば、それぞれが約３ｍＶの３回の連続した測定値）に達したとき、シグナルが生じる。例えば、音響学的デバイスまたは可視マーカー（例えば、表示ランプ）が作動する。あるいは、またはさらに、生じるシグナルに至る変化は、変化率の増大、例えば、２回の連続した測定値に対して約４％を越える低下であり得る。
【０１００】
様々なプロトコルが、電極電位の変化レベルまたは変化率をモニターおよび／または解釈し、その値を事前に設定された基準値、閾値および／またはアルゴリズムと比較して、例えば、臨床的に有意なレベルの微生物（好ましくは、細菌）が存在することを示す可視マーカーを作動させるために好適である。例えば、多数の市販のソフトウエアプログラム（例えば、ＯＲＩＧＩＮ（登録商標）（３．５、５．０および６．１の各バージョンを含む）（ＯｒｉｇｉｎＬａｂ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｎｏｒｔｈａｍｐｔｏｎ、ＭＡ））、参考書（例えば、Ｄｏｃｕｍｅｎｔａ Ｇｅｉｇｙ：Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｔａｂｌｅｓ、Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ Ｌｔｄ、例えば、第７版（ＤｉｅｍｓおよびＬｅｎｔｎｅｒ編、１９７２））および教本により、この分野で知られているような様々な適切なアルゴリズム（平滑化アルゴリズムを含む）が提供される。アルゴリズムに関して、一次導関数（曲線の傾き）を使用することは、本発明を実施するために好適である一方で、二次導関数（曲線の傾きの変化率）を使用して、二次導関数が０の値を有するときをモニターすることにより、微生物の臨床的に有意なレベルをより迅速に決定することが可能になる。例えば、１つの実施形態において、二次導関数が０の値を有したとき、シグナル発生器が作動して、臨床的に有意なレベルの微生物が存在することを示すシグナルを発する。
【０１０１】
例示された実施形態（例えば、図３および図６ｂ、図５および図７のブロックダイアグラムに示される実施形態）に従って、処理ユニット９９は、複数のエレメント、例えば、変化レベルまたは変化率がモニターされているが、事前に設定された基準値、閾値および／またはアルゴリズム計算値に（例えば、所定の期間内に）達していないことを示すための第１の表示ランプ９５、変化レベルまたは変化率が、事前に設定された基準値、閾値および／またはアルゴリズム計算値に達したことを示すための第２の表示ランプ９６を含む可視マーカー９４などのシグナル発生器を作動させる。
【０１０２】
シグナル発生器は、（例えば、視覚的シグナルおよび／または音響学的シグナルをもたらす）任意の適切な数のシグナル表示エレメントを有することができ、かつ／またはシグナル発生器は、任意の所望する期間にわたって所望する情報を提供するために、様々な識別可能なシグナルを発生させることができる。例えば、シグナル発生器は、目的とする１つ以上のパラメーターを提供するために、生物学的流体が貯蔵されているそれぞれの日の間中および／またはその後、様々な識別可能なシグナルを発することができる異なるエレメント、エレメントの組合せ、または１つのエレメントを介してシグナルを提供するように配置することができる。例示的には、１つのシグナルエレメントを、臨床的に有意なレベルの細菌が所定の期間内に存在しないことを示すために、貯蔵した初日の後で作動させることができ、別のシグナルエレメントを２日後などで作動させることができる。例えば、臨床的に有意なレベルの細菌が貯蔵の他の日のときに検出された場合、好ましくは他のエレメントとは容易に識別可能なシグナルエレメントが作動する。所望する場合には、１つ以上の他のシグナルエレメントを、目的とする任意の他のパラメーターを示すために、例えば、変化レベルまたは変化率が依然としてモニターされていることを示すために配置することができる。別の実施形態では、シグナルがもたらされ、例えば、赤外線ポートを介して別の場所に移される。
【０１０３】
典型的には、処理ユニットは、シグナル発生器（１つまたは複数）を作動させる駆動装置、例えば、可視マーカー（１つまたは複数）または音響学的デバイス（１つまたは複数）を始動および停止させる１つ以上の駆動装置（例えば、スイッチトランジスターまたはリレー）を（ソフトウエアによって）制御する。所望する場合、１つ以上のランプを連続して点灯させたままにすることができ、または点滅させたままにすることができる。１つの実施形態において、１つの表示ランプまたは音響学的デバイスは、第２の表示ランプまたは音響学的デバイスが始動したときに停止され、停止したままにされる。好ましい実施形態において、シグナル発生器は、ランプおよび／または音響学的デバイスの作動が、分析装置内の生物学的流体が臨床的に有意なレベルの細菌を含有すること（従って、供給源容器内の生物学的流体は輸血することができないこと）、または生物学的流体が臨床的に有意なレベルの細菌を含有しないこと（従って、生物学的流体は輸血することができること）を技術者に知らせるように配置される。
【０１０４】
シグナル発生器（１つまたは複数）、例えば、マーカー（１つまたは複数）または音響学的デバイスは、任意の所望する場所（１つまたは複数）において、例えば、ハウジング内またはハウジング上に配置することができる。適切なシグナル発生器は市販されており、当業者に知られている。様々な適切な可視マーカー、例えば、液晶ディスプレー（ＬＣＤ）、および着色光または発光ダイオード（ＬＥＤ）などの表示ランプ、ならびに、例えば、（例えば、時計アラーム、煙検出器およびガス検出器において通常的に使用されている）音声変換器を含む可聴シグナルデバイスなどの音響学的デバイス（例えば、固体型デバイスまたは圧電結晶型デバイス）が市販されている。好ましくは、マーカーおよび／または音響学的デバイスは低電流でなければならない。例えば、表示ランプおよび音響学的デバイスは低電流のランプおよびデバイスであり、より好ましくは、それぞれは異なる可視波長または振動数を有する。典型的な実施形態において、少なくとも１つの表示ランプは、少なくとも５００ｍｃｄの強度を有するＬＥＤを含む。より好ましくは、それぞれが異なる可視波長を有する少なくとも２つのそのようなＬＥＤが利用される。
【０１０５】
分析装置１００および特に処理ユニット９９は、回路を完成させるために、例えば、１つ以上の抵抗器、トランジスターおよび／またはコンデンサーなどのさらなる構成要素を有することができる。
【０１０６】
図７に示されるブロックダイアグラムの実施形態において、低ドロップアウト電圧調節器９２が、電池が弱ったときでさえマイクロプロセッサーを作動させるための安定した電圧を供給するために、電源９０と処理ユニット９９との間に置かれ、電力遮断器９３が、読み取り処理と読み取り処理との間において高インピーダンス増幅器を停止させること（すなわち、読み取りが行われていないとき、電力を保存すること）によって電力消費のさらなる制御を提供するために、高入力インピーダンス増幅器６０と処理ユニット９９との間に置かれる。
【０１０７】
いくつかの実施形態において、分析装置はさらに、チャンバー内の血漿含有流体の温度を、好ましくは所望する期間にわたって周囲温度よりも高く上昇させるために適切なヒーターを含む。例示的には、放射的および／または伝導的に放出し得る熱放出エレメントを含むヒーター（ヒーターは、例えば、サーミスター、抵抗器、白熱灯または白熱電球などのランプ、ディスク型またはホイル型の加熱エレメント、導電路および半導体の少なくとも１つを含むことができる）は、温度を約２２℃から約３５℃に少なくとも約２時間（典型的には少なくとも約４時間、いくつかの実施形態では少なくとも約６時間以上、例えば、少なくとも約１２時間、少なくとも約２４時間、少なくとも約３６時間、いくつかの実施形態では少なくとも約４８時間以上）にわたって上げるために作動させることができ、かつ／または温度を約３０℃から約３７℃の範囲（いくつかの実施形態では３２℃から３５℃の範囲）でこれらの期間にわたって維持するために作動させることができる。
【０１０８】
例示的には、図７を参照のために使用して、ヒーター７０（この実施形態ではサーミスター７１を含む；図１０に示される導電路を含むヒーターを同様に制御することができる）は、処理ユニット９９内のソフトウエアにより制御されるヒーター駆動装置７５によって始動および停止され、ヒーターの操作は任意の所望する期間にわたって続けることができる。ヒーターの稼働サイクルは変化させることができ、その変化は、所望する温度を持続させるためのソフトウエアによって制御され得る。いくつかの実施形態において、（自己調節され得る）ヒーターにより、温度を、約１時間以内に所望する値または範囲に上げることができる。
【０１０９】
所望する場合、ヒーターの作動は任意の回数中断させることができる。例えば、ヒーターに対する電力は、例えば、測定値がバイオセンサーから得られているとき、および／または電力を節約することが望ましいときには止めることができる。例示的には、測定値が得られた後、次回の測定値が得られるまで、ヒーターに電力が供給される。
【０１１０】
ヒーターは、十分な内部容量を生物学的流体にもたらすと同時に様々な適切な構成および配向で生物学的流体分析ハウジングに関して配置することができる。ヒーターは分析チャンバー内の内部またはチャンバーの外側に配置することができる。例えば、ヒーターの加熱エレメントは、分析チャンバーの内部容量部の中に伸張する浸漬ヒーターの形態であり得るか、または支持体と絶縁体エレメントとの間の印刷体もしくは路の形態であり得るか、または分析チャンバーの壁に取り付けられたディスクもしくはプレートの形態であり得るか、またはハウジングの別の部分に取り付けることができる。
【０１１１】
例示的には、図６ｄおよび図６ｅに例示される実施形態を参照のために使用して、ヒーター７０は分析チャンバー２５の外側に取り付けることができ、すなわち、ハウジング部分１０ｂに対して切り抜き部分６４内に取り付けることができ、リード線を切り抜き部分６６内に取り付けることができる。図１０に示される実施形態において、ヒーター７０は支持体１５（例えば、電極５１および５２の周辺部）上に取り付けられ、絶縁体エレメント５７ａによって覆われる。あるいは、例えば、ヒーターが浸漬ヒーターまたは白熱電球もしくはランプを含む場合、白熱電球もしくはランプの「ドーム」または浸漬ヒーターは、ドームまたはヒーターと接触したときに血漿が加熱されるようにチャンバーのくぼみの中に伸張することができる。好ましい実施形態において、ヒーターは、血漿の温度を所望する値に上げるために必要とされる全エネルギー出力が減少し得るように配置され、これにより、より小さい電源を用いることが可能になる。
【０１１２】
様々な適切なヒーターがこの分野では知られており、市販されている。ヒーターがサーミスターまたは導電路を含む典型的な実施形態において、チャンバー内の生物学的流体の温度を約３２℃から約３５℃の範囲で約２４時間にわたって維持するために利用される全エネルギー出力は約０．０８ワットから約０．４ワット（例えば、約０．２ワットから約０．４ワット）の範囲内であるか、またはより好ましくは約０．０８ワットから約０．３ワットの範囲内である。
【０１１３】
市販のサーミスターの適切な例には、正の温度係数（ＰＴＣ）を有するサーミスター、例えば、温度が上昇するに従って流れる電流が小さくなる自己調節型サーミスター（これは、例えば、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．（Ｓｔ．Ｍａｒｙｓ、ＰＡ）から入手可能である）が含まれるが、これに限定されない。
【０１１４】
あるいは、例えば、図１０に示されるように、ヒーター７０は、例えば、電極（例えば、参照電極５２）に関して上記に記載されるような導電路５８と類似または同一である少なくとも１つの導電路５８ａを含むことができる。この場合、ヒーターは適切な抵抗を有する。例えば、ヒーターが導電路を含み、電源が６ボルト電池を含む１つの実施形態において、導電路の抵抗は約２５オームから約７５オームの範囲内である。この例示された実施形態に従って、導電路５８ａの一部は、処理ユニット９９の導電性接点を接続するために好適であり、例えば、少なくとも１つの路は少なくとも１つの接触パッド５９ａを含むことができる。接触パッド５９ａは、上記に記載されるように接触パッド５９と類似または同一であり得る。それぞれの接触パッドは、導電路のそれ以外の部分から識別可能であり得るが、より一般的には（例えば、図１０に示されるように）、処理ユニットにおける接点との接続を容易にするために、導電路の他の領域よりも広い幅を有する。接触パッドは、導電路および／または電極と同じ材料を使用して作製することができるが、これは必須ではない。
【０１１５】
ヒーターは、この分野で知られているように、ハウジング内において、かつ／またはハウジングに対してシールすることができる。
【０１１６】
生物学的流体分析装置の上記の構成要素（すなわち、電源、処理ユニット、および／または表示ランプ（１つまたは複数）、バイオセンサー、ならびにヒーター）は直接、ハウジングおよび／または支持体部材に取り付けることができる。例えば、少なくともいくつかの構成要素を、図６ｂに示されるハウジングセクション１０ｄに、図６ｅに示されるようにハウジングセクション１０ｂに取り付けることができる。しかし、他の構成もまた好適であり得る。例えば、これらの構成要素の１つ以上を、図２、図６ｃおよび図１０に示されるように支持体部材１５に取り付けることができる。
【０１１７】
本発明の実施形態は、例えば、オン／オフスイッチを含むことができるが、より典型的な実施形態において、バイオセンサーの操作は、電池（１個または複数）をハウジング内に挿入することによって電源の接点を処理ユニットの接点とかみ合わせたときに始まるか、またはそれぞれの接点との間の絶縁体を除くことによって電源の接点を処理ユニットの接点とかみ合わせたときに始まる。
【０１１８】
生物学的流体分析装置１００（例えば、図２、図３、図６ａ、図６ｂおよび図８ａから図８ｃに示される）は、閉じた生物学的流体処理システムにおける使用に特に好適である。従って、分析装置は、この分野で知られているような様々な従来の滅菌プロトコルと適合し得る。適切な適合し得る滅菌プロトコルの一例がガンマ線滅菌である。ハウジングが組み立てられた後、かつ滅菌後に、酵素が分析装置に加えられるそのような実施形態（例えば、酵素が、上記に記載されるようなシール可能な開口部を介して導入される実施形態）において、不透過性材料により、細菌が分析装置に入ることが防止される。さらに、ラッカーゼは滅菌剤であり、電極カバー５７（図６ｂ）は、分析チャンバー内の生物学的流体に電極チャンバーから細菌が通過することを防止するさらなる細菌バリアを提供する。あるいは、またはさらに、分析装置の各部分を組み立て時に注意深くかつ効率的に取り扱うこと（例えば、ハウジングセクションは、ハウジングを製造するための鋳型から本質的には無菌的に取り出すことができること）により、汚染を低下させることができ、分析装置の各部分は、無菌の分析装置を得るために、例えば、組み立ての直前にガスプラズマ放電にさらすことができる。所望する場合（例えば、品質管理目的のために組み立て手順を調べるために）、組み立てられた分析装置のサンプルは、分析チャンバーを滅菌された微生物増殖培地（例えば、培養液）で満たし、電源と接続することにより分析装置を操作することによって試験することができる。所望する期間の後、例えば、２日後に、チャンバー内の酸素濃度の変化が検出できない場合、分析装置は無菌である。
【０１１９】
１つの実施形態において、生物学的流体分析装置１００は、生物学的流体に対する１つ以上の容器（例えば、柔軟な血液バッグ）を含む生物学的流体処理システムの１つのエレメントである。例えば、（微生物をその中に含有することが考えられる）生物学的流体は、生物学的流体を１つ以上の成分に分離するために、例えば、輸血製剤を得るために処理することができ、分析装置は、生物学的流体または分離された成分をその中に含有する供給源容器および／または貯蔵容器と流体的に連絡して設置することができる。汚染の可能性を有する流体の一部を生物学的流体分析装置に通すことができ、（臨床的に有意なレベルの微生物が存在する場合）微生物により消費される酸素を上記に記載されるように検出することができる。分析装置が、分析チャンバー内の生物学的流体が臨床的に有意なレベルの細菌を含有しないことを示す場合、分析チャンバー内および／または貯蔵容器内の生物学的流体はさらに利用することができ、例えば、流体は患者に輸血される。
【０１２０】
典型的には、生物学的流体は、通常の血液処理技術を使用して、例えば、生物学的流体が容器から分析装置内に流れるように重力落差を生じさせることによって、または（例えば、容器を圧縮することにより）容器に力を加えることによって、または生物学的流体を装置内に移動させるために生物学的流体を含有する導管を空にすることによって生物学的流体分析装置内に通される。例えば、血漿交換法を伴う他の実施形態において、血漿交換システムを改変して、好ましくは血漿交換法のときに生物学的流体の一部を分析装置内に通すために提供することができる。
【０１２１】
好ましい実施形態において、生物学的流体分析装置は、ろ過された生物学的流体の一部を分析するために利用することができる。この場合、ろ過された生物学的流体は、血小板、白血球および赤血球の少なくとも１つのレベルが低下しており、ろ過された生物学的流体が細菌などの微生物を含有することが考えられる。前記に説明されたように、生物学的流体の成分（具体的には、血小板）は酸素を消費するので、生物学的流体をろ過することにより、分析チャンバーにおけるこれらの酸素消費成分の存在が低下するか、または除かれる。その結果、「細菌の消費酸素」をより正確にモニターすることができる。
【０１２２】
従って、生物学的流体処理システムの１つの実施形態は、生物学的流体容器、フィルターアセンブリーおよび生物学的流体分析装置を含むことができる。いくつかの実施形態において、フィルターアセンブリーおよび生物学的流体分析装置を含む生物学的流体処理アセンブリーを提供することができ、処理アセンブリーを、好ましくは閉鎖系を維持しながら生物学的流体処理システムに組み込むことができる。
【０１２３】
従って、図９は、入口および出口を有し、かつ入口と出口との間の流体流路を規定するハウジング２１０を含むフィルターアセンブリー２００と流体的に連絡する生物学的流体分析装置１００（上記に記載される通りである）と、流体流路にまたがる少なくとも１つの多孔性媒体を含む少なくとも１つの多孔性フィルターエレメント２５５を含むフィルター２５０とを含む生物学的流体処理アセンブリー４００の１つの実施形態を示す。この例示された実施形態において、生物学的流体処理アセンブリー４００はまた、分析装置１００とフィルターアセンブリー２００との間に置かれた導管３０７、およびフィルターアセンブリーの入口と連絡する導管３０６を含む。他の実施形態において、処理アセンブリーはいずれかの導管または両方の導管を含まない。例えば、１つの実施形態において、導管は分析装置１００とアセンブリー２００との間に置かれず、例えば、フィルターアセンブリーの出口が分析装置１００の入口１に接続される。
【０１２４】
図９はまた、生物学的流体処理アセンブリー４００と流体的に連絡する、生物学的流体（好ましくは、血小板濃縮物または血漿交換用血小板などの血小板含有流体）をその中に含有するために適切な第１または供給源の容器３００を含む生物学的流体処理システム１０００の１つの実施形態を示す。この場合、このシステムはまた、フィルターアセンブリー２００と容器３００との間に置かれた、クランプ、トランスファーレッグ栓、または弁などの流量制御デバイス３５０を含む。あるいは、またはさらに、システムは、フィルターアセンブリー２００と生物学的流体分析装置１００との間に置かれた流量制御デバイスを含むことができる。典型的には、処理システム１０００はさらなる容器（示されず）を含み、生物学的流体が容器の１つから導管３０５を通って容器３００の中に移動する。
【０１２５】
上記に記されるように、生物学的流体は、通常の処理技術を使用して生物学的流体分析装置内に移動させることができる。例えば、図９に例示される実施形態を参照のために使用して、力を、（例えば、容器を圧縮することによって）容器３００に加えることができ、その結果、生物学的流体が容器３００からフィルターアセンブリー２００を通って分析装置１００内に移動するようになる。あるいは、またはさらに、容器３００は、図に示される向きから逆にして、フィルターアセンブリーおよび分析装置の上に保つことができ、これにより、生物学的流体が容器３００からフィルターアセンブリー２００を通って分析装置１００内に移動するように重力落差を生じさせることができる。
【０１２６】
所望する場合、（生物学的流体をその中に含有する）導管３０６および／または３０７を、流体を分析装置１００内に移動させるために空にすることができる。いくつかの実施形態において、導管３０６および／または３０７は、所定量の生物学的流体を含有することができるように（例えば、長さおよび内径を選択することによって）配置することができる。その結果、導管を空にすることにより、所望する量の流体が装置内に移動する。例えば、血漿交換法を伴う他の実施形態において、血漿交換システム（示されず）は生物学的流体の一部を分析装置内に移動させるために改変することができる。
【０１２７】
生物学的流体処理システム１０００の実施形態には、さらなる導管、白血球除去フィルター、コネクター、さらなる容器およびさらなるベント（例えば、ガス入口および／またはガス出口）の少なくとも１つなどのさらなる構成要素を含むことができる。
【０１２８】
フィルター２５０の好ましい実施形態において、フィルターは、繊維状の多孔性媒体を含む少なくとも１つの多孔性フィルターエレメント２５５を含み、フィルターエレメントは約４０００ｇ／ｆｔ３以下（いくつかの実施形態では約３８００ｇ／ｆｔ３以下）の密度を有する。この場合、密度は、所与の平均繊維直径および空隙容量において、下記の式に従って計算される：
密度（ｇ／ｆｔ３）＝
［フィルターの坪量（ｇ／ｆｔ２）×フィルターエレメント内の層数×（１２インチ／ｆｔ）］／［エレメントの厚さ（インチ）］。
【０１２９】
例えば、本発明のいくつかの実施形態による適切な繊維状フィルターエレメント２５５は、密度が約２５５０ｇ／ｆｔ３から約４０００ｇ／ｆｔ３（約０．０９ｇ／ｃｍ３から約０．１４ｇ／ｃｍ３）の範囲内である。他の例示的な実施形態において、繊維状フィルターエレメントは、密度が約２５５０ｇ／ｆｔ３から約３２００ｇ／ｆｔ３の範囲内であるか、または約３２２０ｇ／ｆｔ３から約４０００ｇ／ｆｔ３の範囲内である。
【０１３０】
典型的には、フィルター２５０により、少なくともあるレベルの白血球（およびおそらくは他の生物学的流体成分）がふるい分けによって除かれる。いくつかの実施形態において、フィルター２５０によりまた、少なくともあるレベルの白血球（およびおそらくは、血小板などの他の生物学的流体成分）が吸着によって除かれる。
【０１３１】
好ましくは、フィルターは、それを通る生物学的流体の、血小板および白血球のレベルをそれぞれの成分について少なくとも約１ｌｏｇほど低下させ、低下は少なくとも約２ｌｏｇほどであり得る。いくつかの実施形態において、フィルターは、血小板のレベルを少なくとも１ｌｏｇのレベルで低下させ、白血球のレベルを少なくとも３ｌｏｇのレベルで低下させる。
【０１３２】
フィルターエレメント２５５は、典型的には繊維状の多孔性不織媒体を含み、より好ましくは繊維状の白血球除去媒体を含み、さらにより好ましくは、金属吹きつけ繊維（ｍｅｌｔ−ｂｌｏｗｎ ｆｉｂｅｒ）を含む繊維状の合成ポリマーの白血球除去媒体を含む。適切なフィルターおよびフィルターエレメントには、例えば、国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ００２９５４３（２０００年１０月２７日出願）に開示されるものが含まれる。
【０１３３】
合成ポリマー材料を含む様々な材料を、フィルターエレメントの多孔性媒体を製造するために使用することができる。適切な合成ポリマー材料には、例えば、ポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６Ｔ、ナイロン６１２、ナイロン１１およびナイロン６共重合体が含まれる。
【０１３４】
金属吹きつけ繊維から媒体を調製するための例示的な一般的技術には、例えば、米国特許第４，８８０，５４８号、同第４，９２５，５７２号、同第５，１５２，９０５号、同第５，４４３，７４３号、同第５，４７２，６２１号、同第５，５８２，９０７号および同第５，６７０，０６０号、ならびに国際特許出願公開ＷＯ９１／０４０８８および同ＷＯ９３／０４７６３に開示される技術が含まれるが、これらに限定されない。
【０１３５】
典型的には、図９に例示される例示的なシステム１０００を参照のために使用して、容器３００および導管３０５から３０７は、生物学的流体（例えば、血液）処理システムにおいて使用される市販の材料から作製される。より典型的には、それらは可塑化された材料から作製され、例えば、可塑化ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）から作製される。例示的な可塑化ＰＶＣ材料には、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）またはフタル酸ジエチルヘキシル（ＤＥＨＰ）またはトリメリト酸トリオクチル（ＴＯＴＭ）、例えばトリメリト酸トリエチルヘキシルで可塑化されたＰＶＣが含まれるが、これらに限定されない。フィルターアセンブリーハウジング２１０もまた、生物学的流体（例えば、血液）処理システムにおいて使用される市販の材料から作製され、生物学的流体分析装置１００のハウジング１０のために利用される同じ材料から作製することができる。
【０１３６】
図９に例示される実施形態を参照のために使用して、生物学的流体分析装置１００は、使用時に（例えば、導管３０７を介して）システムのそれ以外のエレメントと結合されたままにすることができる。しかし、例えば、コードが装置と供給源容器との間のつなぎ綱をもたらし、かつ／または供給源容器が、例えば、分析装置に対するストラップ、受け口または保持具を含む場合、分析装置を導管から離すことができる。例えば、導管３０７および３０６を熱シールして、切断することができ、フィルターアセンブリー２００を外すことができ、分析装置および供給源容器に取り付けられたコードにより、分析装置は供給源容器と結合したままにすることができる。
【０１３７】
所望する場合には、本発明の実施形態は、自動化された追跡用および／または自動化された検出用のプロトコルおよび装置を含むことができる。例えば、１つ以上の容器および分析装置は、生物学的流体の供給源、血液型、用いられた添加剤、酸素レベルの変化が達したかどうかの指示などの情報を有するしるし（例えば、バーコードのラベル）を含むことができ、この情報はたどることができ、検出結果と一緒にすることができ、形式が何であっても適切な形式で提供することができ、例えば、分析チャンバーおよび貯蔵容器の少なくとも１つにおいて、かつ／または印刷出力物として（所望する場合には機械読み込み可能な形態で）示すことができる。
【０１３８】
実施例
図１に示される一般的な形状を有する２つのバイオセンサーが形成される。この場合、支持体部材（１５）は、ポリカーボネート板に貼り付けられた裏面接着ポリエステルフィルムである。それぞれのバイオセンサー（５０）は下記のように調製される。
【０１３９】
作用電極（５１）および参照電極（５２）は、厚さが０．００３”の裏面接着ポリエステルフィルムにスクリーン印刷される。作用電極（５１）はＥｒｃｏｎ社（Ｗａｒｅｈａｍ、ＭＡ）のグラファイトインク０５１１Ｄ０５０２（７４１８０１）を含み、参照電極（５２）はＥｒｃｏｎ社のＡｇ／ＡｇＣｌインクＲ−４１４（ＤＰＭ−６８）を含む。Ｅｒｃｏｎ社のＡｇ／ＡｇＣｌインクＲ−４１４を使用して、導電路（５８）および接触パッド（５９）が得られる。
【０１４０】
接着剤カバーをポリエステルフィルムから除き、接着物を、公称厚が０．０６３”の透明なポリカーボネート板と接触させて置く。フィルムおよび板により、支持体部材（１５）が形成される。
【０１４１】
０．２５”の穴を０．５ミル厚の両面テープ（透明なポリエステルフィルム、アクリル接着剤）５７ａに切り込む。接着剤カバーをテープの一方の側から除き、テープを、スクリーン印刷された電極がその上に有するポリエステルフィルムの上部に接着する。穴は、センサー領域（電極チャンバー５４）をもたらすように電極の端部を覆って位置する。
【０１４２】
２つの穴（それぞれ、直径が０．０３１”）を、電極路を通り抜けることなくセンサー領域（０．２５”の穴）の反対側部分にドリルで開ける。ドリルビットは、スクリーン印刷されたフィルムを通り抜け、次にポリカーボネート板を通り抜ける。
【０１４３】
接着剤カバーを両面テープの反対側から除き、０．０００５”の高密度ポリエチレン膜（５７）をセンサー領域を覆って置く。膜は、しわがないようにセンサー領域を覆ってたるませずに配置される。センサー領域を覆う膜の部分により、バイオセンサー（５０）のガス透過性部分（５５）が形成される。
【０１４４】
電極を清浄化し、滅菌するために、センサー領域は、ピペットを使用して３％の過酸化水素水溶液で満たされ、０．０３１”の１つの穴から溶液が導入される。溶液によって追い出される空気は反対側の０．０３１”の穴を通って排気される。溶液をセンサー領域内に約２５分間留まらせる。その後、水を５回導入して、電極表面を洗浄する。
【０１４５】
その後、センサー領域（５４）はラッカーゼ／電解質の溶液で満たされる。ラッカーゼは、Ｇｈｉｎｄｉｌｉｓらにより、Ｂｉｏｋｈｉｍｉｙａ（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）、５３：６５〜６３９（１９８８）に一般的に記載されるように、Ｃｏｒｉｏｌｕｓ ｈｉｒｓｕｔｉｓ（これはＡｍｅｒｉｃａｎ Ｔｙｐｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ（ＡＴＣＣ）からＡＴＣＣ受託番号６６１３１で入手可能である）から調製される。ラッカーゼ／電解質溶液は、１：１のグリセロール−リン酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ６．５）におけるラッカーゼ（１４ｍｇ／ｍｌ）溶液の１０μＬを、０．０３ＭのＫＣｌを含有する０．１Ｍ酢酸ナトリウム緩衝液（ｐＨ４．５）の６０μＬに加え、その後、３０μＬのＮ，Ｎ’−ジメチルホルムアミドを加えることによって調製される。
【０１４６】
接着剤カバーを別の裏面接着の０．００３”厚のポリエステルフィルムから除き、フィルムをポリカーボネート板における穴を覆って置き、バイオセンサーをシールする。
【０１４７】
それぞれのバイオセンサーを、大腸菌が接種された白血球除去血小板濃縮物の１１０ｍｌ懸濁物を含有する、１２５ｍＬの滅菌Ｃｅｌｌ−Ｓｔｉｒフラスコの側面アームに導入する。酸素電極（Ｔｈｅｒｍｏ Ｏｒｉｏｎ（登録商標）（Ｂｅｖｅｒｌｙ、ＭＡ）携帯型酸素計モデル８１０）をシリコーンキャップを介してフラスコの中央部に挿入する。血小板濃縮物はまた０．０５％ポリアネトールスルホン酸ナトリウムを含む。フラスコは磁石撹拌子を含有する。
【０１４８】
バイオセンサー（５０）の電極（５１および５２）の接触パッド（５９）が、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータに取り付けられる高インピーダンス増幅器に配線によって接続され、インターフェースを介してラップトップコンピューターに接続される。酸素電極はまた、別のコンピューターに対するインターフェースを介して接続される。
【０１４９】
フラスコの側面アームをシリコーン栓でシールする。
【０１５０】
フラスコを磁石撹拌装置の上に置き、フラスコを約２２．５℃の温度で維持する。システムを始動させ、データを続く１８時間にわたって連続的に集める。
【０１５１】
サンプルを、０時間、２時間、４時間、８時間および１８時間において無菌的に採取し、希釈して、トリプチケースダイズ寒天に置床する。寒天平板をインキュベーターにおいて３７℃で２４時間インキュベーションし、その後、平板を計数する。２０時間までに、コロニーカウント数は１×１０３個から１×１０８個の生物まで上昇する。
【０１５２】
０時間において、（Ａｇ／ＡｇＣｌ電極に対する）作用電極の電位は両方の分析装置について４００ｍＶである（これは、Ｏｒｉｏｎ（登録商標）電極によって測定されたときの約１３２ｍｍＨｇの酸素濃度に対応する）。
【０１５３】
一方の分析装置における作用電極の電位は、約９．５時間において約３７５ｍＶ（約１２８ｍｍＨｇの酸素濃度）に低下し、約１５時間において約３２５ｍＶ（約１２０ｍｍＨｇの酸素濃度）にまでさらに低下し、約１６時間までに約１５０ｍＶ（約９０ｍｍＨｇの酸素濃度）に急激に低下する。１８時間後、作用電極の電位は約５０ｍＶである（これは約７２ｍｍＨｇの酸素濃度に対応する）。
【０１５４】
もう一方の分析装置における作用電極の電位は、約９．５時間において約３６０ｍＶ（約１２５ｍｍＨｇの酸素濃度）に低下し、約１５時間において約３００ｍＶ（約１１５ｍｍＨｇの酸素濃度）にまでさらに低下し、約１６時間までに約１７５ｍＶ（約９５ｍｍＨｇの酸素濃度）に急激に低下する。１８時間後、分析装置における作用電極の電位は約７５ｍＶである（約７６ｍｍＨｇの酸素濃度）。
【０１５５】
細菌カウント数は、４時間における６×１０３個のカウントから、８時間における１．３×１０５個のカウントまで上昇する。
【０１５６】
この例は、大腸菌の存在が、（約９時間における）酸素濃度の変化を反映する電位の変化によって示されるように、本発明の実施形態によるバイオセンサーを利用して検出され得ることを示している。
【０１５７】
本明細書中に引用されるすべての参考文献（刊行物、特許出願および特許を含む）は、それぞれの参考文献が、参照により組み込まれることが個々に、かつ具体的に示され、その全体が本明細書中に示されているかのようにそれと同じ程度で参考として本明細書により組み込まれる。
【０１５８】
本発明を記載することに関連して、「ａ」および「ａｎ」および「ｔｈｅ」の各用語ならびに類似する参照の使用は、本明細書中に別途示されない限り、または文脈により明らかに矛盾しない限り、単数および複数の両方を包含するように解釈すべきである。本明細書中における値の範囲の列挙は、本明細書中に別途示されない限り、その範囲内に含まれるそれぞれの各値を個々に示すことの略記法として使用されることが単に意図されるだけであり、それぞれの各値は、値が個々に本明細書中に列記されているかのように本明細書中に組み込まれる。本明細書中に記載される方法はすべて、本明細書中に別途示されない限り、または文脈により明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で行うことができる。本明細書中に示されるいずれかの例およびすべての例または例示的表現（例えば、「など」）の使用は、本発明をより良く解明することを単に意図するだけであり、請求項に別途示されない限り、本発明の範囲に対する限定ではない。本明細書中の表現はいずれも、それにより、本発明の実施形態に不可欠であるとして請求項に記載されない何らかの要素が示されるように解釈すべきではない。
【０１５９】
本発明を実施するために本発明者らに知られている最適な態様を含む本発明の好ましい様々な実施形態が本明細書中に記載される。当然のことではあるが、そのような好ましい実施形態の様々な変化が、前記の説明を読んだとき、当業者には明かになる。本発明者らは、当業者がそのような変化を適するように用いることを予想しており、本発明者らは、本発明が、本明細書中に具体的に記載されたのとは異なる方法で実施されることを意図する。従って、本発明は、適用法令により容認されるように、本明細書に添付された請求項に示される主題のすべての改変体および均等物を包含する。さらに、上記に記載された要素のそのすべての可能な変化における任意の組合せは、本明細書中に別途示されない限り、または文脈により明らかに矛盾しない限り、本発明によって包含される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
作用電極、参照電極、電極チャンバー、電極カバー及び絶縁体エレメントを含むバイオセンサーであって、支持部材上に配置された本発明に従うバイオセンサーの実施形態を示す図である。
【図２】
第一のハウジング部分及び第二のハウジング部分を有するハウジングであって分析チャンバー及び入口ポートを含むもの、図１に例示されたバイオセンサー、電源、処理ユニット、及び２つの表示ランプを備えた、本発明に従う生物学的流体分析装置の実施例を示す分解図である。
【図３】
図２に示される分析装置の内部図を例示する。バイオセンサー、電源、処理ユニット、及び表示ランプがハウジング内に組み立てられている。
【図４】
図３の組み立てられた装置の実施例を示す種々の断面図である。ハウジングの部分が組み立てられている。図４ａは、横の断面図を示す。図４ｂは、縦の断面図を示す。
【図５】
本発明に従う生物学的流体分析装置の１つの実施形態に従うブロックダイアグラムである。
【図６】
分析装置（ヒーターが含まれている）の他の実施形態を示す種々の図と、分析装置ハウジングの種々の図を示す。図６ａは、組み立てられた装置（バッテリーカバーが挿入されている）の斜視図を示す。図６ｂは、装置の分解図を示し、バイオセンサーも示している。図６ｃは、ハウジングの分解図を示す。図６ｄは、ハウジング側面の断面図、並びに分析チャンバーシール及びヒーターを示す。図６ｅは、ヒーターを収容するためのハウジングの底部セクションの低面図である。図６ｆは、バイオセンサーを収容するためのハウジングの低部セクションの上面図である。図６ｇは、分析チャンバーを含むハウジングの上部セクションの底面図を示す。
【図７】
本発明に従う生物学的流体分析装置であってヒーターを含む装置の実施形態に従うブロックダイアグラムである。
【図８】
組み立てられた装置の他の実施形態についての種々の図を示す。図８ａは、斜方図であり、図８ｂは背面図であり、図８ｃは側面図である。
【図９】
本発明に従う生物学的流体処理システムの実施形態を例示し、生物学的流体を保持するための第一の容器、第一のフィルターアセンブリーを含む処理装置、及び生物学的流体分析装置を示す。フィルターアセンブリーは、第一の容器と分析装置との間に配置されており、第一の容器と分析装置とに流体連絡している。
【図１０】
本発明に従うバイオセンサー及びヒーターについての他の実施形態を示す。バイオセンサーは、作用電極、参照電極、電極チャンバー、電極カバー、絶縁体エレメント、及び保持エレメントを含み、バイオセンサー及びヒーターは、支持部材上に配置されている。
【図１１】
図１０に例示されるバイオセンサー及びヒーターが、ハウジングの底部セクションに配置された実施例を示す。
Claims (42)
- 生物学的流体分析装置であって、
生物学的流体の血漿含有部分を収容するために適切な生物学的流体分析チャンバーを含むハウジングと、
分析チャンバーと連絡するベントであって、細菌遮断細孔度を有する多孔性媒体を備えたベントと、
分析チャンバーと連絡するバイオセンサーであって、作用電極と参照電極とを含む電気化学的酵素センサーを備え、分析チャンバー内の酸素濃度を検出するように配置されたバイオセンサーと、
を備えた、前記生物学的流体分析装置。 - 生物学的流体処理システムであって、
生物学的流体の血漿含有部分を収容するために適切な生物学的流体分析チャンバーを含むハウジングを備えた生物学的流体分析装置であって、血漿含有流体は微生物を含むと考えられる生物学的流体分析装置と、
分析チャンバーと連絡するバイオセンサーであって、作用電極と参照電極とを含む電気化学的酵素センサーを備え、分析チャンバー内の酸素濃度を検出するように配置されたバイオセンサーと、
生物学的流体分析装置と流体的に連絡する柔軟性血液バッグと、
を備えた、前記生物学的流体処理システム。 - バイオセンサーがラッカーゼを含む、請求項１に記載の装置または請求項２に記載のシステム。
- 自給電源を含む、請求項１または３に記載の装置。
- ある期間にわたって、分析チャンバー内の酸素濃度をモニターするように配置された、請求項１、３または４に記載の装置。
- 少なくとも約４時間にわたって、分析チャンバーの酸素濃度をモニターするように配置された、請求項５に記載の装置。
- 少なくとも約４時間にわたって、酸素濃度の変化を検出するように配置された、請求項１、３乃至６のいずれか一項に記載の装置。
- 酸素濃度の変化がモニターされる間に作動される、少なくとも１つの可視マーカーをさらに備えた、請求項７に記載の装置。
- 酸素濃度がモニターされる間に作動される、少なくとも１つの可視マーカーをさらに備えた、請求項５または６に記載の装置。
- 酸素濃度の低下が、事前に設定された基準値、閾値またはアルゴリズム計算値に達するときに作動される、少なくとも第二の可視マーカーをさらに備えた、請求項８または９に記載の装置。
- 酸素濃度がモニターされるときに作動される第一の表示ランプと、酸素濃度の低下が、事前に設定された基準値、閾値またはアルゴリズム計算値に達するときに作動される、少なくとも第二の表示ランプとを備えた、請求項１、３乃至１０のいずれか一項に記載の装置。
- 酸素濃度がモニターされるときに作動される第一の表示ランプと、
事前に決定された時間内で、酸素濃度の低下が事前に設定された基準値、閾値またはアルゴリズム計算値に達するときに作動されるか、酸素濃度が事前に設定された基準値、閾値またはアルゴリズム計算値に達しないときに作動される、少なくとも第二の表示ランプと、
を備えた、請求項１、３乃至１０のいずれか一項に記載の装置。 - 第一の表示ランプが、第二の表示ランプとは異なる可視波長を有する、請求項１１または１２に記載の装置。
- 所望する期間、分析チャンバー内の血漿含有流体の温度を周囲温度よりも高く上昇させるために配置されたヒーターをさらに備えた、請求項１、３乃至１３のいずれか一項に記載の装置。
- 分析チャンバーが、約１０ｍｌ以下の生物学的流体を収容するために適切な内部容量を有する、請求項１、３乃至１４のいずれか一項に記載の装置。
- 内部容量が、約２ｍｌから約５ｍｌの生物学的流体を収容するために適切である、請求項１５に記載の装置。
- 生物学的流体分析装置と流体的に連絡している柔軟な血液バッグをさらに備えた、請求項１、３乃至１４のいずれか一項に記載の装置。
- 自給電源を含む、請求項２または３に記載のシステム。
- ある期間にわたって、分析チャンバー内の酸素濃度をモニターするように配置された、請求項２、３または１８に記載の装置。
- 少なくとも約１２時間にわたって、分析チャンバー内の酸素濃度をモニターするように配置された、請求項１９に記載のシステム。
- 少なくとも約１２時間にわたって、酸素濃度の変化を検出するように配置された、請求項２、３、１８乃至２０のいずれか一項に記載のシステム。
- 酸素濃度の変化がモニターされる間に作動される、少なくとも１つの可視マーカーをさらに備えた、請求項２１に記載のシステム。
- 酸素濃度がモニターされる間に作動される、少なくとも１つの可視マーカーをさらに備えた、請求項１９または２０に記載のシステム。
- 酸素濃度の低下が、事前に設定された基準値、閾値またはアルゴリズム計算値に達するときに作動される、少なくとも第二の可視マーカーをさらに備えた、請求項２２または２３に記載のシステム。
- 酸素濃度がモニターされるときに作動される第一の表示ランプと、酸素濃度の低下が、事前に設定された基準値、閾値またはアルゴリズム計算値に達するときに作動される、少なくとも第二の表示ランプとを備えた、請求項２、３、１８乃至２４のいずれか一項に記載のシステム。
- 酸素濃度がモニターされるときに作動される第一の表示ランプと、
事前に決定された時間内で、酸素濃度の低下が事前に設定された基準値、閾値またはアルゴリズム計算値に達するときに作動されるか、酸素濃度が事前に設定された基準値、閾値またはアルゴリズム計算値に達しないときに作動される、少なくとも第二の表示ランプと、
を備えた、請求項２、３、及び１８乃至２４のいずれか一項に記載のシステム。 - 第一の表示ランプが、第二の表示ランプとは異なる可視波長を有する、請求項２５または２６に記載のシステム。
- 所望する期間、分析チャンバー内の血漿含有流体の温度を周囲温度よりも高く上昇させるために配置されたヒーターをさらに備えた、請求項２、３、１８乃至２７のいずれか一項に記載のシステム。
- 分析チャンバーが、約１０ｍｌ以下の生物学的流体を収容するために適切な内部容量を有する、請求項２、３、１８乃至２８のいずれか一項に記載のシステム。
- 内部容量が、約２ｍｌから約５ｍｌの生物学的流体を収容するために適切である、請求項２９に記載のシステム。
- 生物学的流体を処理する方法であって、
生物学的流体の一部分を、請求項１乃至３０のいずれか一項に記載の装置の分析チャンバーの中へ通す工程と、
分析チャンバー内の酸素濃度を検出する工程と、
を含む、前記方法。 - 少なくとも約４時間にわたって、分析チャンバー内の酸素濃度をモニターする工程を含む、請求項３１に記載の方法。
- 少なくとも約６時間にわたって、分析チャンバー内の酸素濃度の変化をモニターする工程を含む、請求項３１に記載の方法。
- 少なくとも約６時間、分析チャンバー内の生物学的流体の温度を少なくとも約３０℃に上昇させる工程を含む、請求項３１乃至３３のいずれか一項に記載の方法。
- 生物学的流体の部分を分析チャンバーの中へ通す前に、白血球、赤血球及び血小板の少なくとも１つを流体から減少させる一方で、微生物の通過を許容するフィルターを介して生物学的流体の部分を通す工程を含む、請求項３１乃至３４のいずれか一項に記載の方法。
- 酸素濃度の変化がモニターされるときに第一の表示ランプを作動させる工程と、酸素濃度の低下が、事前に設定された基準値に達するときに少なくとも第二の表示ランプを作動させる工程とを含む、請求項３１乃至３５のいずれか一項に記載の方法。
- 生物学的流体を処理する方法であって、
微生物を含むと考えられる生物学的流体の一部分を分析チャンバーの中へ通す工程であって、該分析チャンバーはバイオセンサーと連絡しており、該バイオセンサーは作用電極と参照電極とを含む電気化学酵素センサーを備えており、分析チャンバー内の酸素濃度を検出するように配置されている、前記工程と、
分析チャンバー内の酸素濃度を検出する工程と、
を含む、前記方法。 - 少なくとも約６時間にわたって、分析チャンバー内の酸素濃度を検出する工程を含む、請求項３７に記載の方法。
- 少なくとも約６時間、分析チャンバー内の生物学的流体の温度を少なくとも約３０℃に上昇させる工程を含む、請求項３７または３８に記載の方法。
- 少なくとも約６時間にわたって、分析チャンバー内の酸素濃度の低下を検出する工程を含む、請求項３７乃至３９のいずれか一項に記載の方法。
- 酸素濃度の変化がモニターされるときに第一の表示ランプを作動させる工程と、酸素濃度の低下が事前に設定された基準値に達するときに少なくとも第二の表示ランプを作動させる工程とをさらに含む、請求項３７乃至４０のいずれか一項に記載の方法。
- 酸素濃度がモニターされるときに第一の表示ランプを作動させる工程と、
事前に決定された時間内で、酸素濃度の低下が事前に設定された基準値、閾値またはアルゴリズム計算値に達するときか、酸素濃度が事前に設定された基準値、閾値またはアルゴリズム計算値に達しないときのいずれかに、少なくとも第二の表示ランプを作動させる工程と、
をさらに含む、請求項３７乃至４０のいずれか一項に記載の方法。
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