JP2004533318A - 光を使用して流体製品を処理するシステムに関する方法および装置 - Google Patents
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Abstract
光線処理を使用して製品を処理する処理システムに関する方法および装置。一実施態様では、パルス光線処理を使用して流体製品の改質、例えば微生物の不活性化を行う処理システムが提供される。処理システムにおける光線処理に関連するデータの厳密な監視および収集を行うための方法および装置がさらに提供される。一実施態様では、光線処理のスペクトルにわたる多波長において光線処理のフルエンスを測定する。また、光線処理、および処理システムの他の動作システムパラメータを厳密に制御するための方法および装置が提供される。一実施形態では、当該制御機能は、適切なレベルの処理およびシステム動作を確保するリアルタイム自動フィードバックを含む。
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には処理システムに関し、より具体的には、光源を使用して製品を処理する処理システムに関する。さらに具体的には、本発明は、光線処理を用いる処理システムのフィードバックおよび制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
目標製品上または目標製品内のウィルス、バクテリア、真菌、微生物などの病原菌または他の有害物質を不活性化するために光線処理を用いるシステムが、数年間使用されてきた。例えば、水銀ランプによって生成される連続波長紫外（ＵＶ）光を製品に照射する多くの処理システムが存在する。また、キセノン閃光ランプによって生成されるパルス光エネルギーの如き広域スペクトルを有するパルス光エネルギーに製品を曝す処理システムも存在する。
【０００３】
いくつかの処理システムでは、所定の製品を照明する光線処理を定量または測定して、その効果を判断し、または光線処理により製品が適切に照明されるかどうかを査定することが望まれる。例えば、光線処理のフルエンスまたは強度を測定するのに感光検出器が採用されてきた。例えば、参照により本明細書に組み込まれている、１９９９年７月２０日に発行された「PARAMETRIC CONTROL IN PULSED LIGHT STERILIZATION OF PACKAGES AND THEIR CONTENTS」という名称の（特許文献１）（Clark他）に記載されるように、パルス光源から放射された光を受光し、光線処理の所定の帯域幅の範囲内の閃光当たりのフルエンスまたはエネルギーを測定するように光検出器を配置する。当該検出器は、検出器で受けた波長のスペクトルに亘る受光エネルギーを表す単一の測定値を出力する。典型的には、これらの測定値は、光線処理のパラメトリック制御に用いられている。
【０００４】
他の例では、参照により本明細書に組み込まれている、２０００年９月１２日に発行された「DECONTAMINATION OF WATER BY PHOTOLYTIC OXIDATION/REDUCTION UTILIZING NEAR BLACKBODY RADIATION」という名称の（特許文献２）（Bender）に記載されるように、処理されている流体の流れや光線処理のエネルギーを調整するために、感光検出器を使用してフルエンス測定を行っている。
【０００５】
最近、血液製品の如き高感度な生物学的かつ薬学的流体製品が当該処理システムで処理されている。当該高感度な生物学的流体を処理するときは、流体の特性を損なうこと（例えば、血液製品のタンパク質活性を低下させること）を避けながら、同時に微生物または他の汚染物質を所望のレベルまで不活性化するためには、特別の措置を講じなければならないことが確認されている。これらのタイプの製品は、著しく損なわれると使用できなくなるおそれがあるため、損なわないことが重要である。さらに、ある生物学的流体は非常に高価で、容易に置き換えることはできない。
【０００６】
したがって、光線処理過程を精密に制御して、製品への損傷を最小限に抑える適正な処理を保証するより精密な方法に対する要望が高まっている。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許第５，９２５，８８５号明細書
【特許文献２】
米国特許第６，１１７，３３５号明細書
【特許文献３】
米国特許第６，０８７，７８３号明細書
【特許文献４】
米国特許第４，８７１，５５９号明細書
【特許文献５】
米国特許第４，９１０，９４２号明細書
【特許文献６】
米国特許第５，０３４，２３５号明細書
【特許文献７】
米国特許第５，４８９，４４２号明細書
【特許文献８】
米国特許第５，７６８，８５３号明細書
【特許文献９】
米国特許第５，７８６，５９８号明細書
【特許文献１０】
米国特許第５，９００，２１１号明細書
【特許文献１１】
米国特許出願第０９／３２９，０１８号明細書
【特許文献１２】
米国特許出願第０９／５０２，１９０号明細書
【特許文献１３】
米国特許出願０９／５９６，９８７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、光線処理により製品を処理する処理システムに関する様々な方法および装置を提供することによって、上記要望ならびに他の要望に有利に応えるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施形態において、本発明は、光を供給するための光源と、入口ポートおよび出口ポートを有する可撓性処理チャンバであって、少なくとも一部が光を受光するように配置された可撓性処理チャンバとを含む流体処理システムとして特徴づけることができる。可撓性処理チャンバの少なくとも一部は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、可撓性処理チャンバは、処理対象流体を入口ポートから特定速度で流し、出口ポートから流出させるように構成される。光源は、流体を処理するために、流体が可撓性処理チャンバを流れているときに流体を照明する。
【００１０】
他の実施形態において、本発明は、光を供給するための光源と、光を受光するように配置され、流体製品を流す処理チャンバと、処理チャンバを支持し、処理チャンバの処理ゾーンの少なくとも１つの寸法境界を定める支持構造体とを含む、流体製品を処理するための光線処理システムとして特徴づけることができる。処理チャンバの少なくとも一部および支持構造体の少なくとも一部を、１７０から２６００ｎｍの範囲内の少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。光源は、流体製品を処理するために、流体が処理チャンバを流れているときに流体を照明する。
【００１１】
さらなる実施形態において、本発明は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光線処理の少なくとも１％を透過させる可撓性フローチャンバであって、流体を流すように構成され、流体を処理するために光線処理で照明される可撓性フローチャンバを含む使い捨て可能な光線処理チャンバとして特徴づけることができる。可撓性フローチャンバの１つの部分に形成され、処理対象流体の流れを受け入れるように構成された入口ポートと、可撓性フローチャンバの他の部分に形成され、光線処理によって処理された流体の流れを受け入れるように構成された出口ポートも含まれる。
【００１２】
さらに他の実施形態において、本発明は、第１の部分および第２の部分を備えたカートリッジ体と、第１の部分の第１の光透過窓と、第１の光透過窓に圧接して配置される可撓性処理チャンバとを含む、光で照明されて流体製品を処理する光線処理デバイスとして特徴づけることができる。可撓性処理チャンバの少なくとも一部は、１７０から２６００ｎｍの範囲内の少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。光で処理される流体は、可撓性処理チャンバを流れる。可撓性処理チャンバに圧接して配置され、流体の流体流動経路の少なくとも１つの寸法境界を可撓性処理チャンバ内に定めるために、第１の光透過窓に対して可撓性処理チャンバを固定する第２の部分のプレート部も含まれる。
【００１３】
さらに他の実施形態において、本発明は、可撓性処理チャンバに流体製品を流すステップであって、可撓性処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光線処理の少なくとも１％を透過させるステップと、可撓性処理チャンバを流れる流体製品を光で照明するステップと、流体製品内の微生物を不活性化するステップとを含む流体処理方法として特徴づけることができる。
【００１４】
一実施形態において、本発明は、処理チャンバ部を含み、そこを通過示、光で処理される流体を収容する密封流体流動経路を含む流体処理システムとして特徴づけることができる。処理ゾーンは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。いくつかの変形形態において、密封流体流動経路は、光線処理システムから取外すことが可能である。
【００１５】
他の実施形態において、本発明は、光で処理される流体を収容するための第１の流体容器部と、第１の流体容器部の入口に密封結合される処理チャンバ部と、処理チャンバ部の出口に密封結合される第２の流体容器部とを備えた密封流体流動経路を含む流体処理システムとして特徴づけることができる。処理チャンバ部は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。流体は、第１の流体容器部から処理チャンバ部を介して第２の流体容器部に流され、処理チャンバ部を流れているときに光で処理されることになる。
【００１６】
さらなる実施形態において、本発明は、流体製品を収容する密封流体流動経路の一部分から密封流体流動経路の他の部分へ流体を流すステップと、流体製品を処理するために、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光で、密封可撓性流体流動経路を流れる流体製品を照明するステップとを含む、流体製品を光で処理する方法として特徴づけることができる。
【００１７】
さらに他の実施形態において、本発明は、密封流体流動経路の第１の流体容器部から密封流体流動経路の処理チャンバ部を介して密封流体流動経路の第２の流体容器部に流体製品を流すステップであって、第１の流体容器部は処理チャンバ部の入口に密封結合され、第２の流体容器部は処理チャンバ部の出口に密封結合されるステップと、流体製品を処理するために、処理チャンバを流れる流体製品を光で照明するステップとを含む、流体製品を光で処理する方法として特徴づけることができる。
【００１８】
一実施形態において、本発明は、１７０から２６００ｎｍの範囲内にスペクトルを有する光を含み、製品を処理するための光線処理で製品を照明するステップと、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して光線処理の一部のフルエンスを同時に測定するステップとを含む、光を使用する処理システムに用いられる方法として特徴づけることができる。
【００１９】
他の実施形態において、本発明は、光線処理を提供するための光源であって、光線処理は１７０から２６００ｎｍの範囲内に波長のスペクトルを有する光源と、製品を処理するための光線処理によって処理する製品を収容する処理チャンバと、光線処理の一部を受けるように配置される入力コレクタを有し、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して光線処理の一部の流束を同時に測定するための分光計とを備えた、光を使用する処理システムとして特徴づけることができる。
【００２０】
他の実施形態において、本発明は、光を使用して微生物を不活性化するためのシステムに用いられる方法であって、波長のスペクトルを有する光線処理で製品を照明するステップであって、製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、光線処理は製品を処理することを目的とするステップと、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して製品を照明する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定するステップと、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して製品を透過する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定するステップと、測定ステップの結果の比較に基づいて、製品に対して複数の波長の各々に対する吸収プロフィルを生成するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００２１】
他の実施形態において、本発明は、光を使用して製品を処理するための処理システムに使用される監視システムであって、波長のスペクトルを有する光線処理で製品を照明するための光源であって、製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、光線処理は製品を処理することを目的とする光源と、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して製品を照明する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定するように配置される第１の光学的検出器と、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して製品を透過する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定するように配置される第２の光学的検出器と、測定ステップの結果の比較に基づいて、製品に対して複数の波長に対する吸収プロフィルを生成するために、第１の光学的検出器および第２の光学的検出器に結合されたコントローラとを備えた監視システムとして特徴づけることができる。
【００２２】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムに用いられる方法であって、波長のスペクトルを有する光線処理で処理チャンバを照明するステップであって、処理チャンバは１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、処理チャンバは空であるが、光線処理によって処理される製品を流すように構成されたステップと、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して処理チャンバを照明する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定するステップと、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して処理チャンバを透過する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定するステップと、複数の波長の各々に対して測定されたそれぞれのフルエンスレベルを比較するステップと、比較ステップに基づいて、処理チャンバは、処理チャンバに流す製品を処理する準備が整っているかどうかを判断するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００２３】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムに用いられる監視システムであって、波長のスペクトルを有する光線処理で処理チャンバを照明するための光源であって、光線処理は、波長のスペクトルの複数の波長の各々に既知のフルエンスレベルを有し、処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、処理チャンバは空であるが、光線処理によって処理される製品を流すように構成された光源と、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して処理チャンバを照明する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定するための第１の光学的検出器と、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して処理チャンバを透過する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定するための第２の光学的検出器と、第１の光学的検出器および第２の光学的検出器に結合されたコントローラであって、複数の波長の各々に対して測定されたそれぞれのフルエンスレベルを比較するステップと、比較ステップに基づいて、処理チャンバは、処理チャンバに流す製品を処理する準備が整っているかどうかを判断するステップとを実施するように構成されたコントローラとを備えた監視システムとして特徴づけることができる。
【００２４】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムに用いられる方法であって、処理システムの流体流動経路に緩衝流体を流すステップであって、緩衝流体は波長のスペクトルの複数の波長に対して既知の物理的かつ光学的吸収特性を有するステップと、波長のスペクトルの複数の波長の各々に既知のフルエンスレベルを有する光線処理で緩衝流体を照明するステップであって、流体流動経路の一部および製品は１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させるステップと、緩衝流体を透過する光線処理の一部に対する複数の波長の１つまたは複数の波長におけるフルエンスレベルを測定するステップと、測定ステップに基づいて、緩衝流体の光学的吸収特性を検証するステップと、検証ステップに基づいて、流体流動経路の光学的特性が処理のための許容範囲にあるかどうかを判断するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００２５】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムに用いられる監視システムであって、緩衝流体を流すための処理システムの流体流動経路であって、緩衝流体は、波長のスペクトルの複数の波長に対して既知の物理的かつ光学的吸収特性を有する流体流動経路と、波長のスペクトルの複数の波長の各々において既知のフルエンスレベルを有する光線処理で緩衝流体を照明するための光源であって、流体流量経路の一部および製品は１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる光源と、緩衝流体を透過する光線処理の一部に対する複数の波長の１つまたは複数の波長におけるフルエンスレベルを測定するように配置された光学的検出器と、光学的検出器に結合されたコントローラであって、測定ステップに基づいて、緩衝流体の光学的吸収特性を検証するステップと、検証ステップに基づいて、流体流動経路の光学的特性が処理のための許容範囲にあるかどうかを判断するステップとを実施するように構成されたコントローラとを備えた監視システムとして特徴づけることができる。
【００２６】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムに用いられる方法であって、処理システムの流体流動経路に緩衝流体を流すステップであって、緩衝流体は、既知の物理的かつ光学的吸収特性を有し、流れが処理システムの動作条件を確定するステップと、動作条件が確定されたかどうかを判断するステップと、光線処理によって処理する流体製品を流体流動経路に流すステップと、光線処理で流体製品を照明するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００２７】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムであって、処理システムの動作条件を確定するために緩衝流体を流すための処理システムの流体流動経路であって、緩衝流体は既知の物理的かつ光学的特性を有する流体流動経路と、動作条件が確定されたかどうかを判断する手段と、光線処理によって処理する流体製品を流体流動経路に流す手段と、光線処理で流体製品を照明するための光源とを備えた処理システムとして特徴づけることができる。
【００２８】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する流体処理システムに用いられる方法であって、処理システムの処理チャンバを光線処理で照明するステップであって、処理チャンバは、光線処理によって処理する製品を収容し、処理チャンバの一部および製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過するステップと、処理チャンバの第１の部分に近接する第１の箇所において、処理チャンバを透過する光線処理の一部のフルエンスレベルを測定するステップと、処理チャンバの第２の部分に近接する第２の箇所において、処理チャンバを透過する光線処理の一部のフルエンスレベルを測定するステップであって、第２の箇所は第１の箇所から位置的にずれ、第１の箇所および第２の箇所は処理チャンバのプロフィルの一部の範囲内におさまるステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００２９】
他の実施形態において、本発明は、光線処理によって処理する製品を収容するための処理チャンバであって、処理チャンバの少なくとも一部および製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過する処理チャンバと、処理チャンバの第１の部分を透過する光のフルエンスレベルを測定するように配置された第１の光学的検出器と、処理チャンバの第２の部分を透過する光のフルエンスレベルを測定するように配置された第２の光学的検出器であって、第２の部分は、第１の箇所から位置的にずれた第２の光学的検出器とを備えた光線処理監視システムとして特徴づけることができる。
【００３０】
他の実施形態において、本発明は、光線処理によって処理する製品を収容するための処理チャンバであって、処理チャンバの一部および製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる処理チャンバと、処理チャンバの第１の部分を透過する光のフルエンスレベルを測定するように配置された光学的検出器と、光学的検出器に結合され、処理チャンバのプロフィルの一部の範囲内におさまる異なる箇所に光学的検出器を再配置するために１つまたは複数の方向に移動可能な位置調整構造体とを備えた光線処理監視システムとして特徴づけることができる。
【００３１】
他の実施形態において、本発明は、処理チャンバに流体製品を流すステップであって、流体製品および処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過するステップと、少なくとも１パルスの光で流体製品および処理チャンバを照明するステップと、流体製品および処理チャンバを照明する光の量を測定するステップと、流体製品および処理チャンバを透過する光の量を測定するステップとを含む流体汚染除去方法として特徴づけることができる。
【００３２】
他の実施形態において、本発明は、光のパルスを供給するための光源と、光のパルスを受け取るように配置された処理チャンバであって、処理対象流体製品を流し、処理チャンバの少なくとも一部および流体製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる処理チャンバと、処理チャンバおよび流体製品を照明する光源により生成される光のパルスのフルエンスレベルを測定するための第１のプロセスモニタと、処理チャンバおよび流体製品の光のパルスの部分のフルエンスレベルを測定するための第２のプロセスモニタとを備えた流体処理システムのための監視システムとして特徴づけることができる。
【００３３】
他の実施形態において、本発明は、分光放射計を較正する方法であって、分光放射計の動作スペクトルの波長の第１のスペクトルを第１の較正光源で較正するステップであって、第１の較正光源は、波長の第１のスペクトルにおいて分光放射計の正確な較正を提供しないステップと、分光放射計の動作スペクトルの波長の第２のスペクトルを第２の較正光源で較正するステップであって、第２の較正光源は、波長の第２のスペクトルにおいて分光放射計の正確な較正を提供し、波長の第１のスペクトルの一部が波長の第２のスペクトルと重複するステップと、波長の第２のスペクトルと重複する波長の第１のスペクトルの部分における第１の較正と第２の較正の差に基づいて、波長の第１のスペクトルの較正を調整して、波長の第１のスペクトルおよび波長の第２のスペクトルに対して分光放射計を較正するのに十分な絶対照射量較正ファイルを作成するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００３４】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムにおける分光計に用いられる方法であって、分光計への入力光を減衰させるのに使用されるフィルタに対応する透過ファイルを作成するステップであって、フィルタは透過スペクトル内の光をフィルタに不均一に透過させ、透過ファイルは波長毎に作成されるステップと、分光計の読取りが、波長毎のフィルタの不均一透過に対応するように、透過ファイルに基づいて分光計の較正を補償するステップとを含む方法として特徴づけられる。
【００３５】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する流体処理システムに用いられる方法であって、光線処理として光のパルスを使用する流体処理システムの処理チャンバを流れる流体内の移動粒子の特殊速度を推定するステップであって、流体は質量流量速度で流れ、処理チャンバおよび流体は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させるステップと、光線処理を最適化するために、特殊速度に基づいて光のパルスの閃光速度を設定するステップとを含む方法、および該方法を遂行する手段として特徴づけることができる。
【００３６】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムに用いられる方法であって、光源から所定の距離離れた測定点において光源により生成された光線処理の一部のフルエンスレベルを測定するステップであって、光線処理は製品を処理することを目的とするステップと、測定ステップに応じて、光源と光線処理によって処理される製品との距離を調整することによって測定点における光線処理のフルエンスレベルを調整するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００３７】
他の実施形態において、本発明は、光線処理を生成するための光源であって、光線処理は製品を処理することを目的とする光源と、光線処理によって処理する製品を収容するための処理チャンバと、光源に結合されて製品からの選択可能な距離に光源を配置するポジショナと、ポジショナに結合され、測定点において測定される光線のフルエンスを制御するために、自動的に制御信号をポジショナに送信して、製品から光源までの距離を調整するコントローラとを備えた調整可能フルエンス光線処理システムとして特徴づけることができる。
【００３８】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する流体処理システムに用いられる方法であって、光線処理システムの処理チャンバに流体製品を流すステップであって、処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、流体製品は初期特性を有するステップと、処理チャンバ内の流体製品を光線処理で照明するステップであって、光線処理は、流体製品の初期特性に基づくフルエンスレベルを有するステップと、あらかじめ選択したレベルの処理を維持するために、流動中に、流体製品の初期特性が変化するのに従って、光線処理のフルエンスレベルを経時的に調整するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００３９】
他の実施形態において、本発明は、あらかじめ設定されたフルエンスレベルを有する光線処理を生成するための光源であって、光線処理は流体製品を処理することを目的とする光源と、光線処理によって処理する流体製品を流すための処理チャンバであって、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、製品は初期特性を有する処理チャンバと、あらかじめ選択したレベルの処理を維持するために、使用中に流体製品の初期特性が変化するに従って、あらかじめ設定された光線処理のフルエンスレベルを経時的に調整させるためのコントローラとを備えた調整可能フルエンス光線処理システムとして特徴づけることができる。
【００４０】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する流体処理システムに用いられる方法であって、光源によって生成された光線処理で製品を照明するステップであって、光線処理は１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光を含み、光線処理は製品を処理することを目的とするステップと、製品の一部における光線処理のフルエンスレベルを、製品の該部分に配置されるフルエンス検出器を使用することなく推定するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００４１】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムであって、光線処理で製品を照明するように構成された光源であって、光線処理は１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光を含み、光線処理は製品を処理することを目的とする光源と、製品の一部における光線処理のフルエンスレベルを、製品の該部分に配置されるフルエンス検出器を使用することなく推定するように構成されたコントローラとを備えた処理システムとして特徴づけることができる。
【００４２】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する流体処理システムに用いられる方法であって、光源から離れた基準点において光源によって生成された光線処理の所定のフルエンスレベルを測定するステップと、基準点における測定された所定のフルエンスレベル、基準点から光源までの距離、および基準点から製品の該部分の箇所までの距離に基づいて、光源から、光線処理で照明される製品の一部の箇所までの距離を設定するステップとを含む方法として特徴づけられる。
【００４３】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムであって、光線処理を供給するように構成された光源と、光線処理の所定のフルエンスレベルを測定するように構成され、光源から離れた基準点に配置された光学的検出器と、光学的検出器に結合され、基準点における測定された所定のフルエンスレベル、基準点から光源までの距離、および基準点から製品の該部分の箇所までの距離に基づいて、光源から、光線処理で照明される製品の一部の箇所までの距離を設定するように構成されたコントローラとを備えた処理システムとして特徴づけることができる。
【００４４】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムに用いられる方法であって、処理対象製品、および製品を収容する処理チャンバを光線処理で照明するステップであって、光線処理は、製品を処理するための規定レベルの処理を提供し、処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過し、所定の厚みを有するステップと、処理レベルを示す量を測定するステップと、規定レベルの処理を維持するために、測定ステップに応じて、所定の厚みを調整するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００４５】
他の実施形態において、本発明は、光線処理によって処理する製品を処理システムの処理チャンバに流すステップであって、処理チャンバの処理チャンバ部は所定の厚みを有するステップと、製品の流動中に光線処理で製品を照明するステップと、流動中にシステム測定を行うステップと、システム測定に基づいて、製品の流動中に所定の厚みを調整するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００４６】
他の実施形態において、本発明は、処理対象製品を光線処理で照明するための光源であって、光線処理は製品を処理するための規定レベルの処理を提供する光源と、製品を収容する処理チャンバであって、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、所定の厚みを有する処理チャンバと、処理レベルを示す量を測定するように配置された光学的検出器と、処理チャンバに結合された、処理チャンバの厚みを調整する手段と、光学的検出器および厚みを調整する手段に結合されたコントローラであって、規定レベルの処理を維持するために、光学的検出器の測定に応じて制御信号を生成して、所定の厚みを調整することを目的とするコントローラとを備えた調整可能光線処理システムとして特徴づけることができる。
【００４７】
他の実施形態において、本発明は、処理対象製品を光線処理で照明するための光源であって、光線処理は製品を処理することを目的とする光源と、製品を流すための処理チャンバであって、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、所定の厚みを有する処理チャンバと、システム測定を行うための検出器と、処理チャンバに結合された、処理チャンバの厚みを調整する手段と、検出器および厚みを調整する手段に結合されたコントローラであって、システム測定に応じて制御信号を生成して、所定の厚みを調整するコントローラとを備えた調整可能光線処理システムとして特徴づけることができる。
【００４８】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する流体処理システムに使用される方法であって、光線処理システムの処理チャンバに流体製品を流すステップであって、処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、流体製品を所定の濃度で流すステップと、処理チャンバ内の流体製品を光源によって生成された光線処理で照明するステップと、処理レベルを示す量を測定するステップと、規定レベルの処理を維持するために、測定ステップに応じて、処理チャンバを流れる流体製品の濃度を調整するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００４９】
他の実施形態において、本発明は、流体製品を処理するための光線処理を生成するための光源と、光線処理によって処理する流体製品を流すための処理チャンバであって、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる処理チャンバと、処理レベルを示す量を測定するための検出器と、規定レベルの処理を維持するために、流体製品の濃度を調整させるためのコントローラとを備えたことを特徴とする調整可能光線処理システムとして特徴づけることができる。
【００５０】
他の実施形態において、本発明は、流体処理システムの処理チャンバに試験流体を流すステップと、規定の光線パラメータで動作することを目的とした光線処理で試験流体を照明するステップと、光線処理の一部を測定するステップと、測定ステップに基づいて、光線処理の該部分が規定の光線パラメータで動作しないことを確認するステップと、光線処理が規定の光線パラメータで動作するように調整するステップと、光線処理が規定の光線パラメータで動作することを検証するステップと、光線処理によって処理する流体製品を処理チャンバに流すステップと、流体製品を光線処理で照明しながら処理チャンバに流すステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００５１】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムに用いられる方法であって、非膨張状態の可撓性処理チャンバを設けるステップと、流体処理システムの可撓性処理チャンバに緩衝流体を流して、可撓性処理チャンバの処理構造を確定するステップと、可撓性処理チャンバに流体製品を流すステップと、流体製品を光線処理で照明するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００５２】
他の実施形態において、本発明は、光を使用して製品を処理する処理システムに用いられ、ソフトウェアを実行するプロセッサによって実施される方法であって、光線処理のパラメータを受け取るステップと、パラメータを処理システムのためのシステム設定に変換するステップと、処理システムの動作中に光線処理に関連する測定値を受け取るステップと、測定値およびパラメータに基づいて、システム設定に対するシステム調整を決定するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００５３】
他の実施形態において、本発明は、光を使用して製品を処理する処理システムのための制御システムであって、光線処理を使用する処理システムのためのプロセス制御ソフトウェアを実行するように構成されたプロセッサであって、プロセス制御ソフトウェアは、光線処理のパラメータを受け取るためのパラメータ入力モジュールと、パラメータを処理システムのためのシステム設定に変換するためのインプリメンテーションモジュールと、処理システムの動作中に光線処理に関連する測定値を受け取るための較正データ入力モジュールと、測定値を解析するための解析モジュールと、測定値およびパラメータに基づいて、システム設定に対するシステム調整を決定するための調整モジュールとを含むプロセッサを備えた制御システムとして特徴づけることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
本発明の上記の、かつ他の態様、特徴および利点は、添付の図面を用いて示される、以下のより詳細な説明を読めばより明らかになるであろう。
【００５５】
いくつかの図面を通じて、対応する参照符号は、対応するコンポーネントを示す。
【００５６】
以下の説明は限定的な意味で捉えられるべきではなく、単に本発明の一般的な原理を説明する目的でなされるものである。本発明の範囲は、請求項に基づいて定められるべきである。
【００５７】
ここでは、製品を処理するための光線処理の使用に関わる様々な方法および装置について記載する。全体にわたって様々に記載されるように、かかる光線処理は、実施形態に応じて様々な光源により生成され得る。したがって、全体にわたって用いられるように、「光線処理」という用語は、連続波光線処理またはパルス光線処理などの全てのタイプの光線処理を意味する。また、光線処理は、１つまたは複数の波長を有する光を含むことができる。実施形態に依存して、処理対象「製品」は固体であっても流体（例えば液体または気体）であってもよく、さらには光線処理に対して不透明であっても、光線処理の少なくとも一部を透過させるものであってもよい。流体製品は、チャンバに流してもよいし、チャンバ内で静的状態を維持していてもよい。例えば、いくつかの実施形態において、製品は血液製品の如き生物学的流体である。したがって、本明細書で用いられる製品という用語は、例えば、血液、血漿、血漿誘導体、バイオプロセッシング流体の如き生物学的流体およびそれらの誘導体、ならびに薬剤および医薬品、特にモノクロナル抗体のようなバイオ医薬品、緩衝液のような溶液、グルコースおよび他の糖液、培地、ならびに分子生物および生物化学試薬の如き他の流体製品を包含するものである。当該製品は天然物であっても、合成により製造されたものであってもよい。
【００５８】
加えて、実施形態に応じて、製品を「処理する」目的で光線処理が広く使用される。例えば、光線処理は、製品を改質または改変すること、あるいは製品の変化を刺激することを目的とする。さらなる例により、光線処理は製品の一部の改変、不活性化または活性化を目的とする。例えば、いくつかの実施形態において、光線処理は、製品内の微生物を抑制または不活性化すること、あるいは製品に光化学反応を引き起こすことを目的とする。本明細書を通じて用いられているように、「微生物」という用語は広く用いられ、ウィルス、真菌、バクテリア、汚染物質、ならびに病理的または非病理的であり得る他の生体または非生体微生物を包含するものである。「不定冠詞」は、特に指定のない限り「１つまたは複数」を意味するもので、すなわち「不定冠詞」は単一または複数を包含することを注記する。
【００５９】
光およびコンポーネントを使用する流体処理システム
このセクションでは、光線処理を使用して流体製品を処理する、例えば光線処理によって流れる流体製品を処理する処理システムのいくつかの異なる実施形態の構造的コンポーネントおよび用途について述べる。
【００６０】
まず、図１ないし３を参照すると、本発明の一実施形態による、パルス多色光、例えば広域スペクトルパルス多色光（ＢＳＰＬ）の如き光線処理を放射する光源を使用する流体処理システムがいくつかの図に示されている。図１は、流体処理システムの前方斜視図、図２は後方斜視図、図３はその正面図である。基板１０２、支持レベラ１０３、処理領域筐体１０４、アクチュエータ組立体１０６および１０８（総称的にポンプとも称される）、ランプ支持板１１０、リニアスライドサーボドライブ１１２および支柱１１４を含む流体処理システム１００（総称的に処理システムと称される）が示されている。
【００６１】
アクチュエータ組立体１０６および１０８は、アクチュエータ組立体ブラケット１４２によって所定の位置に保持され、各々は、シール１４９位置で壁１４８を貫通するリニアアクチュエータ１４４および１４６を含む。リニアアクチュエータ１４４および１４６の末端にはそれぞれのブラケット１２６がある。ランプ支持板１１０は、反射体１５２、および反射体１５２のプロフィル内の光源１５４を含むランプ組立体１５０を保持している。好ましい実施形態では、光源１５４は閃光ランプの如きパルス光源であるが、他の実施形態では、光源１５４は、連続波光源（例えばＵＶランプ）、または単一波長で動作する、またはある波長の範囲内で動作する他のパルス光源であることを注記する。光源１５４は、図３の窓１２８を通じて部分的に見ることができ、図１０にも示されていることを注記する。処理領域筐体１０４は、流体処理システム１００の内部の他の部分から処理領域を保護している。処理領域筐体１０４は、シリンジプランジャ１２２および１２４を含むシリンジ１１８および１２０（総称的に流体容器１１８および１２０とも称される）を保持するシリンジ装着機構１１６を含む。シリンジプランジャ１２２および１２４は、ブラケット１２６によって保持されるように構成されている。処理領域筐体１０４の壁１３０のなかにカートリッジ位置合せ板１３２が配置されている。カートリッジ位置合せ板１３２の内部に窓１２８が形成されている。カートリッジ位置合せ板１３２は、いくつかの実施形態において、処理チャンバを含むカートリッジ１３４を位置的に調整し、保持するように構成されている。カートリッジ１３４は、カートリッジロッククリップ１３６およびカートリッジ保持クリップ１３３によって所定の位置に保持される。カートリッジ１３４のカートリッジ窓１３５の前方にモニタプロセスモニタハウジング１３８が配置されている。モニタプロセスモニタハウジング１３８は、カートリッジ１３４に面するプロセスモニタ１３７および１３９を含んでいる。プロセスモニタ１３７および１３９は、図２において窓１２８を通して確認されるのに対して、プロセスモニタ１３７および１３９の位置は、図３においてモニタプロセスモニタハウジング１３８を通して確認されることに留意されたい。放出袋１４０および試料袋１４１（それぞれ総称的に流体コレクタまたは流体容器と称することができる）も含まれている。
【００６２】
本実施形態の流体処理システム１００は、生物学的流体およびそれらの誘導体、例えば血液、血漿、血漿誘導体、バイオプロセッシング流体、および薬剤および医薬品、特にモノクロナル抗体のようなバイオ医薬品、緩衝液のような溶液、グルコースおよび他の糖液、培地、ならびに分子生物および生物化学試薬の如き他の流体製品などを含む流体製品を光、例えば本実施形態ではパルス光で処理するように設計されている。この光は、一般に光線処理と称され、例えば、ウィルス、バクテリア、真菌、および病理的または非病理的であり得る他の微生物を含む微生物を不活性化するのに使用される。
【００６３】
いくつかの実施形態では、光線処理は、製品を改質または改変する、あるいは製品または製品の一部の変化を刺激することを目的とする。例としては、核酸破壊、タンパク質分解、脂質分解、製品の炭素−炭素結合の破壊を含む特殊な処理に光線処理を使用することができる。
【００６４】
本明細書で用いられるように、流体という用語は、一般に、液体、気体、または流動能力を有する固体物質を意味し、処理システム１００は、様々な流動性物質または製品を処理するのに使用することができる。
【００６５】
一般に、流体は、制御された速度で（カートリッジ１３４内に形成された）処理チャンバまたは処理ゾーンを介して流体容器（例えばシリンジ１１８および１２０）から輸送される一方、光源１５４からの光、例えば光のパルスで照明される。処理された流体製品は、継続的に放流袋１４０に流れる一方、試験、評価および使用に向けて試料が試料袋１４１に収集される。有利には、一実施形態において光線処理はパルス光であるため、流体処理過程全体が、数秒、例えば１０秒未満で完了するように設計されるが、これは、流速、流体容器の大きさなどに左右される。流体処理システム１００は、連続的な流動システムに合わせて調整およびスケール調整できるように設計され、いくつかの実施形態では、使い捨て可能な処理チャンバまたは処理ゾーンを含む。
【００６６】
処理対象流体を所望の速度で処理チャンバに流すために、ポンプ機構が設けられている。本実施形態では、光によって処理される流体がシリンジ１１８に収容され、シリンジ１２０は、注射用水の如き、一般に緩衝流体と称することができる他の流体を収容している。あるいは、シリンジ１２０は、より多くの処理対象流体製品を収容することができる。これらのシリンジ１１８および１２０は、シリンジ１１８および１２０の本体がシリンジ装着機構１１６内におさまり、そして、シリンジプランジャのヘッドがブラケット１２６に捕らえられるべくシリンジプランジャ１２２および１２４がシリンジ装着機構１１６から伸びるように、シリンジ装着機構１１６に装填される。アクチュエータ組立体１０６および１０８は、シリンジプランジャ１２２および１２４の軸内で自由に遊動するように装着されるが、本実施形態では、アクチュエータ組立体ブラケット１４２、および処理領域筐体１０４の壁１４８の内部に保持されている。（アクチュエータ組立体１０６および１０８の）リニアアクチュエータ１４４および１４６は、シール１４９において直線的に壁１４８を貫通し、それぞれシリンジプランジャ１２２および１２４を保持するブラケット１２６に堅固に装着されている。本実施形態では、アクチュエータ組立体１０６および１０８は、それぞれ約５インチ（１２７ｍｍ）の行程を有する。
【００６７】
アクチュエータ組立体１０６および１０８は、オペレータが設定したパラメータに応じて、互いに独立に、または一緒に動作するように設計されている。アクチュエータ組立体１０６および１０８のいずれかまたは両方が作動すると、それぞれのリニアアクチュエータ１４４および１４６は、シリンジプランジャ１２２および１２４のほうへ移動（伸張）を開始する。しかしながら、本実施形態では、アクチュエータ組立体１０６および１０８はアクチュエータ組立体ブラケット１４２内部で自由に浮動するため、アクチュエータ組立体１０６および１０８全体は、アクチュエータ組立体ブラケット１４２に結合されたロードセルブロック１５６内に収容されているロードセルに接触するまで、それぞれシリンジプランジャ１２２および１２４からわずかに移動する。ロードセルに接触すると、流体の流れが確立されていることをシステムコントローラに伝える。ここで、ロードセルブロック１５６はアクチュエータ組立体ブラケット１４２によって所定の位置に保持されているので、シリンジプランジャ１２２および１２４からのアクチュエータ組立体１０６および１０８のさらなる移動が回避され、リニアアクチュエータ１４４および１４６は、それぞれブラケット１２６によって保持されているシリンジプランジャ１２２および１２４に対して力を加える。リニアアクチュエータ１４４および１４６は、オペレータが設定した一定、可変または他の制御速度で独立的に、一緒にまたは連続して移動する。リニアアクチュエータ１４４および１４６は、シリンジプランジャ１２２および１２４をシリンジ１１８および１２０に押し込み、そこに収容されている流体を、カートリッジ１３４に結合されたチューブに流入させる。流速は、リニアアクチュエータ１４４および１４６の直線速度によって確定される。この速度は、リニアアクチュエータ１４４および１４６の各々に一体化されたリニアエンコーダ、例えばステッパドライブによって監視される。
【００６８】
本実施形態では、「ポンプ機構」はシリンジ装着組立体１１６、ブラケット１２６、アクチュエータ組立体１０６および１０８、アクチュエータ組立体ブラケット１４２、ロードセルブロック１５６、シール１４９およびリニアアクチュエータ１４４および１４６を含むことを注記する。しかしながら、当業者はいくつかの異なるポンピング機構を使用して、特定速度でカートリッジ１３４に流体の流れを生成できることを理解するであろう。例えば、ギアポンプ、ローブポンプ、気圧ポンプ、ダイヤフラム、ペロスタルティックポンプおよび重力送りを利用して流体の流れを起こすことができる。
【００６９】
流体をチューブに流して、カートリッジ１３４内に含まれる処理チャンバ（処理ゾーンとも称する）を通過させる。例えば、本実施形態では、カートリッジ１３４の下から上に流体を流す。他の実施形態では、システムの構成に応じて、流体の流れを上から下、または左右または他の方向にすることができる。一実施形態では、流体がカートリッジ１３４を通過しているときに、光源１５４を含むランプ組立体１５０は、光、例えば光の短期パルスを照射して流体を除染する。光は、流体製品内に含まれている微生物を不活性化する。
【００７０】
いくつかの実施形態では、光源１５４は閃光ランプであるが、他の実施形態では、光源１５４は、連続波光源またはパルスレーザ光源の如き、閃光ランプ１５４以外の光源を含むことができる。したがって、ランプ組立体１５０は、特定のシステム設計に応じて、パルス光または連続的光エネルギーを放射することができる。また、流体が敏感な生物学的流体、例えば血漿誘導体または他のバイオプロセッシング媒体である場合は、放射光のフルエンスレベルを慎重に選択して、タンパク質の損傷を最小に抑える。処理された流体は、カートリッジ１３４から連続的に流れ、放流袋１４０に収集される。流体処理の途中で、処理された流体の試料が試料袋１４１に収集される。本実施形態では、試料袋１４１の流体は、試験評価の如き、その目的とする使用、または用途に向けて保持される。したがって、放流袋の内容物は典型的には廃棄される。
【００７１】
処理に際して、シリンジ１２０内の流体、例えば注射用水（ＷＦＩ）、あるいは食塩水やリン酸塩の如き他の緩衝流体または溶液を、シリンジ１１８内の処理対象流体に先立って、またはそれと同時に流すことができる。したがって、ＷＦＩは、流体の濃度を希釈することができる。また、いくつかの実施形態によれば、シリンジ１１８内の流体を流す前に、ＷＦＩをカートリッジ１３４に流すことができる。そのように、ＷＦＩを使用して流体処理システムを初期化し、流体経路を満たして、実際の処理対象流体を流す前に背圧を生成し、気泡を除去することができる。いくつかの実施形態では、以下により詳細に記載されるように、カートリッジ１３４は、最初に流した緩衝液が、カートリッジ１３４の内部構造によって定められるあらかじめ設定されたジオメトリまでカートリッジ１３４内で膨張する流体流動経路を満たすように可撓性処理チャンバを包含している。すなわち本実施形態では、緩衝液が、処理チャンバまたは処理ゾーンの処理ジオメトリを確立し、かつ所望の流速を確立するために用いられている。一旦、確立されると、（例えばシリンジ１１８内の）処理対象流体が流体経路に流される。また、ＷＦＩは、オペレータによって設定されたように放射光の（例えば、流体流動圧、処理ジオメトリ、所望の光線処理フルエンスの如き）動作パラメータを検証するために用いられている。緩衝流体を使用して動作パラメータを検証する具体的な例については、本明細書を通じてより十分に説明する。光線処理が検証され、流体処理システムが正しく動作していると、アクチュエータ組立体１０６が動作され、（例えばシリンジ１１８内の）処理対象流体が流動経路に流される。初期化が行われ、一定の流れの処理対象流体がシステムを流れはじめた後に、試料袋１４１に試料を収集する。有利には、ＷＦＩまたは好適な緩衝流体を使用して、処理対象流体の均一な処理を保証する。
【００７２】
一実施形態によれば、ランプ組立体１５０は、処理チャンバを通過する流体を照明して処理するパルス多色光、例えば広域スペクトルパルス光（ＢＳＰＬ）を供給する光源１５４を含む。ＢＳＰＬは、一般には、当該技術分野において知られているキセノンガス閃光ランプによって生成される。ＢＳＰＬは、広域スペクトルパルス光（すなわちＢＳＰＬ）または広域パルス光とも称する、広帯域スペクトルの非干渉性多色光の高強度短期パルスの形態のパルス光である。例えば、広域スペクトル（例えば１７０から２６００ｎｍ；すなわち１．８×１０15Ｈｚから１．２×１０14Ｈｚ）の高強度（処理される流体のタイプに応じて、例えば０．００１Ｊ／ｃｍ2から５０Ｊ／ｃｍ2、例えば０．０１Ｊ／ｃｍ2から１．０Ｊ／ｃｍ2）の非干渉性多色光の少なくとも１つ、好ましくは少なくとも２つ、最も好ましくは少なくとも３つ（例えば３、５、１０、１５、２０、３０、４０またはそれ以上）の連続する短期（例えば約１００ｍｓ、好ましくは約１５０μｓまたは３００μｓ未満）パルスで流体の各部を照明する。しかし、当該多色光は、（例えば放射光を濾過することにより）１７０ｎｍから２６００ｎｍの範囲の任意の部分集合内の波長を含むことができ、例えば、パルス光のエネルギー密度またはフルエンスを、例えば１７０ｎｍと１８００ｎｍ、１７０ｎｍと１０００ｎｍ、２００ｎｍと５００ｎｍ、または２００ｎｍと３００ｎｍの間の波長内に集中させることができる。また、特定の生物学的流体は、比較的小さなフルエンスレベルで、多くの多色光の短期パルスにより最も効果的に処理されることがわかった。例えば、そのような場合は、０．００１Ｊ／ｃｍ2と０．１Ｊ／ｃｍ2の間の強度を有する約２０、３０、４０またはそれ以上の短期パルスで流体製品を照明する。
【００７３】
光線処理として本明細書を通じて記載される広域スペクトルパルス光（ＢＳＰＬ）は、一般に「パルス多色光」またはより総称的にはパルス光とも称することができる。パルス多色光は、複数の波長にわたるパルス光放射線を表す。例えば、多色光は、パルスであっても連続波であっても、１８０ｎｍと１５００ｎｍの間、１８０ｎｍと１１００ｎｍの間、１８０ｎｍと３００ｎｍの間、２００ｎｍと３００ｎｍの間、２４０ｎｍと２８０ｎｍの間といったような１７０ｎｍと２６００ｎｍの間の波長、または１７０から２６００ｎｍの範囲内の任意の波長範囲内の波長を含むことができる。材料の選定により、および／またはスペクトルフィルタを使用して、所望のスペクトルレンジの照明を生成することができる。広く知られているように、キセノンガス閃光ランプは、少なくとも遠紫外（２００から３００ｎｍ）から近紫外（３００から３８０ｎｍ）および可視（３８０ｎｍから７８０ｎｍ）を経て赤外（７８０から１１００ｎｍ）に至る波長を有するパルス多色光を生成する。一例では、これらのキセノンガス閃光ランプによって生成されるパルス多色光は、エネルギー分布の約２５％が紫外線（ＵＶ）、エネルギー分布の約４５％が可視光線、エネルギー分布の約３０％が赤外線（ＩＲ）以上である。２００ｎｍ未満の波長におけるフルエンスまたはエネルギー密度は無視することができ、例えば全エネルギー密度の１％未満であることを注記する。また、エネルギー密度のこれらの比率をさらに調整することができる。換言すれば、多少のエネルギー分布が、ＵＶ、可視およびＩＲの如き特定のスペクトルレンジにおさまるように、（例えば閃光ランプに対する電圧を変化させることによって）スペクトルレンジをずらすことができる。いくつかの実施形態では、ＵＶレンジにより高いエネルギー分布を有するのが好ましいといえる。パルス多色光はキセノンガス閃光ランプ以外の光源によっても生成され得ることをさらに注記する。
【００７４】
本発明の多くの実施形態は、パルス多色光（ＢＳＰＬがその一例である）を含む光線処理を供給する光源１５４を利用するが、本発明の他の実施形態は、特定波長の光を放射するパルスレーザの如き、単色光のパルスを供給する光源１５４を使用する。したがって、「パルス光」を使用する流体処理システムに言及する場合は、このパルス光は多色または単色パルス光であり得得る。本発明の好ましい実施形態はパルス光を利用するが、いくつかの実施形態は、水銀ガスランプによって供給されるような連続波ＵＶ光の如き連続波光を供給する光源１５４を利用する。
【００７５】
したがって、一般的な用語では、流体処理システムの光源１５４は、１７０ｎｍと２６００ｎｍの間の範囲内に少なくとも１つの波長を有する光を放射する光源を含む。例えば、パルス多色閃光ランプ（広域スペクトルまたは狭域スペクトル）、パルスＵＶランプ、パルスレーザ、連続波ランプ、連続波ＵＶランプなどは、すべて本発明の異なる実施形態にしたがって使用できる光源１５４として機能することが可能である。
【００７６】
また、好ましい実施形態では、閃光ランプ１５４から放射されるパルス多色（または単色）光のエネルギー密度またはフルエンスレベルの少なくとも０．５％（好ましくは少なくとも１％または少なくとも５％）を２００ｎｍから３２０ｎｍの範囲内の波長に集中させる。パルス光のパルスの期間は、おおよそ約０．０１ｍｓから約１００ｍｓ、例えば約１０μｓから３００μｓとすべきである。
【００７７】
いくつかの実施形態では、処理される流体に応じて、パルス光のフルエンスまたは強度を０．００１Ｊ／ｃｍ2から５０Ｊ／ｃｍ2、例えば１．０Ｊ／ｃｍ2から２．０Ｊ／ｃｍ2とする。処理対象流体製品が血漿誘導体または他のバイオプロセッシング流体である実施形態では、パルス光のフルエンスを慎重に選択して、大きなタンパク質損傷を回避すると同時に、微生物を特定の対数減少まで不活性化する必要がある。例えば、血液、血漿および血漿誘導体の如き生物学的流体およびその誘導体を処理するときは、好ましくは０．１と０．６Ｊ／ｃｍ2の間のフルエンスレベルを有する光のパルスで流体製品を照明する。
【００７８】
当該照明の結果として、流体内に含まれるウィルス、真菌、バクテリア、病原菌の如き微生物および他の汚染物質が、６から７対数減少以上のレベル（すなわち、滅菌として広く認められている微生物減少レベル）まで効果的に不活性化される。有利には、パルス多色光や広域スペクトルパルス光（すなわちＢＳＰＬ）の如き短期パルス光を使用すると、既知の連続波ＵＶ流体処理システムに比べて、流体の処理の処理時間または照射時間が著しく低減され（例えば、数分以上に対して２から２０秒に低減され）、目標物体上または目標物体内の微生物の不活性化率を広く認められているレベル（２から４の対数減少に比べて約６対数減少を上回るレベル）まで上昇することが発明者等により見出された。
【００７９】
多くの用途では、生物学的流体を一次的に処理して、過度のタンパク質損傷を引き起こすことなく微生物を不活性化する。したがって、これらの実施形態では、パルス光線処理は、タンパク質損傷を最小に抑えながら、２対数減少、より好ましくは４対数減少、最も好ましくは６対数減少を上回る対数減少を達成するように構成される。これらの不活性化レベルのいくつかは、滅菌として認められているレベルを下回っているが、短期間に、タンパク質損傷を最小に抑えながら、微生物および他の汚染物質を所望の対数減少率で効果的に不活性化するという点において、パルス光は連続波ＵＶ処理システムに比べて著しい利点を提供する。また、キセノン閃光ランプを使用するＢＳＰＬを使用すると、キセノン閃光ランプの漏れまたは破損により曝露した場合でも、キセノンは無害な不活性ガスであるため、当該連続波ＵＶ流体処理デバイスで遭遇し得る水銀ランプの破損による水銀汚染の問題が完全に取り除かれる。参照により本明細書に組み込まれている、２０００年７月１１日に発行された「METHOD AND APPARATUS UTILIZING MICROWAVES TO ENHANCE ELECTRODE ARC LAMP EMISSION SPECTRA」という名称の（特許文献３）（Eastland他）に記載されているようなキセノン閃光ランプの変形形態を流体処理システム１００のための適切な光源として使用することもできる。
【００８０】
広帯域スペクトルの高強度短期パルス非干渉性多色光を供給するように設計されたいくつかの装置が、例えば、いずれもＰｕｒｅＰｕｌｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（カリフォルニア州サンディエゴ）に譲渡され、いずれも参照により本明細書に組み込まれている、１９８９年１０月３日に発行された「METHODS FOR PRESERVATION OF FOODSTUFFS」という名称の（特許文献４）（Dunn他）；１９９０年３月２７日に発行された「METHOD FOR ASEPTIC PACKAGING OF MEDICAL DEVICES」という名称の（特許文献５）（Dunn他）；１９９１年７月２３日に発行された「METHODS FOR PRESERVATION OF FOODSTUFFS」という名称の（特許文献６）（Dunn他）；１９９６年２月６に発行された「PROLONGATION OF SHELF LIFE IN PERISHABLE FOOD PRODUCTS」という名称の（特許文献７）（Dunn他）；１９９８年６月２３日に発行された「DEACTIVATION OF MICROORGANISMS」という名称の（特許文献８）（Bushnell他）；１９９８年７月２８日に発行された「STERILIZATION OF PACKAGES ANDTHEIR CONTENTS USING HIGH-DENSITY, SHORT-DURATION PULSES OF INCOHERENT POLYCHROMATIC LIGHT IN A BROAD SPECTRUM」という名称の（特許文献９）（Clark他）；および１９９９年５月４日に発行された「DEACTIVATION OF ORGANISMS USING HIGH-INTENSITY PULSED POLYCHROMATIC LIGHT」という名称の（特許文献１０）（Dunn他）に記載されている。
【００８１】
図３に部分的に示され、図１０により明確に示されるように、光源１５４は、流体の流れの方向に向かって横方向に配置されている。しかし、具体的なシステム構成に応じて、光源１５４を異なる方位に配置することも可能である。また、１つの光源１５４のみが示されているが、流動経路長、流速、およびシステムの他の要件に応じて、複数の光源１５４（例えば１つまたは複数のランプまたは他の光源）を使用することが可能である。
【００８２】
光線処理、例えばランプ組立体１５０から放射されるパルス光が、適切なフルエンスおよび適切なスペクトルの如き適切な処理レベルを提供するように、プロセスモニタハウジング１３８内にプロセスモニタ１３７および１３９が配置されている。これらのプロセスモニタ１３７および１３９は、光検出器、フォトダイオード、光ファイバプローブ、カロリメータ、ジュールメータ、光電子増倍管（ＰＭＴ）、カメラ、荷電結合デバイス（ＣＣＤ）アレイの如きいくつかのタイプの光検出器または光監視デバイスのうちの１つまたは複数のタイプを含むことができ、分光放射計のような分光計へ入力する。これらのプロセスモニタ１３７および１３９は、熱電対、熱電対列、カロリメータおよびジュールメータの如く熱式感知器であってもよい。一実施形態では、１つまたは複数のプロセスモニタ１３７および１３９は、光源１５４から直接放射される光を受光し、かつ処理対象製品およびカートリッジ１３４を介して受光または伝達された光を受光する光検出器デバイスである。また、いくつかの実施形態では、１つまたは複数のプロセスモニタ１３７および１３９が光の紫外（ＵＶ）部を検出し、他のプロセスモニタ１３７および１３９が光源から放射された全スペクトル光を検出する。例えば、一実施形態では、プロセスモニタは、一方のチャネルが光線処理のＵＶ含有量を測定するのに使用され、他方のチャネルが光線処理の可視スペクトルを測定するのに使用される二チャネル分光計に結合される光ファイバプローブを含む。
【００８３】
以下に説明されるように、カートリッジ１３４は、光線処理がカートリッジ１３４を透過して処理チャンバに達するように、両側に透光性の板または窓（総称的に「透光性支持構造体」と称することができる）を含む。光線処理の少なくとも一部は、モニタプロセスモニタハウジング１３８のプロセスモニタ１３９が、流体による光の吸収を測定するのにも役立てられる、流体を透過する光を検出することができるように、カートリッジ１３４における窓１３５を通じて処理チャンバおよび流体製品をも透過する。また、プロセスモニタ１３７は、光源１５４から直接放射される光を検出する。より詳細については、例えば図１０、１５Ａおよび１６Ａを参照されたい。一般的に、処理チャンバ、支持構造体、処理対象製品の如き透光性コンポーネントに言及する場合には、当該項目は、１７０ｎｍから２６００ｎｍの間の範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させることが意味されることを注記する。
【００８４】
フルエンスレベルは、光源１５４、例えば閃光ランプに対する電圧を調整することによって、一般に調整可能であるが、このような調整は、所定のスペクトルにわたる放射光のフルエンスレベルまたは強度プロフィルに影響すること、すなわち光源１５４に対する電圧の変化は所定のスペクトルに対するフルエンスを不均一に変化させることが確認されている。また、カートリッジ１３４において受けるフルエンスも、カートリッジ１３４からランプ組立体１５０（および光源１５４）までの距離を直線的に調整することによって調整可能である。これにより、放射スペクトルに対するスペクトル強度に影響することなく、フルエンスの均一な調整が可能になる。したがって、リニアスライドサーボドライブ１１２によって駆動されると、ランプ組立体１５０全体が直線的にランプ支持板１１０へ移動する。実際上、光源１５４から処理チャンバまたは処理ゾーンまでの距離が調整可能である。多くの実施形態では、処理過程を通じてフルエンスを調整することが可能である。一実施形態では、ランプ組立体は、処理領域筐体１０４の窓１２８から１３インチ（約３３０ｍｍ）まで調整することができる。したがって、プロセスモニタ１３７および１３９によって測定されるように、一実施形態では、リニアサーボドライブ１１２上のランプ組立体１５０の位置に応じて、放射光のフルエンスを０．１Ｊ／ｃｍ2と０．５Ｊ／ｃｍ2の間で調整することが可能である。また、この範囲は、反射体１５２の大きさおよび形状、または当業者にとって明らかであるような光源１５４の大きさもしくはエネルギーの改変に応じてより大きく、またはより小さくなり得得る。
【００８５】
いくつかの実施形態では、フルエンス、所望のスペクトルにわたるフルエンスプロフィル、光源１５４から処理チャンバまでの距離、光源１５４に対する電圧などの１つまたは複数のシステムパラメータの調整を、プロセスモニタ１３７および１３９によって提供される測定値に応じて自動的に行うことができる。当該実施形態では、コントローラは、ユーザが入力した所望のシステムパラメータを得るために、プロセスモニタ１３７および１３９の測定値、ならびに他のシステムおよび光線処理パラメータを利用して、適切な調整を自動的に決定して行わせる。このような制御特徴については、本明細書を通じてより十分に説明される。
【００８６】
以下に説明するように、いくつかの実施形態では、カートリッジ１３４は処理チャンバを包含する。処理チャンバを含む流体経路のすべてのコンポーネントは、容易に除去可能で、かつ使い捨可能であるように設計されている。例えば、シリンジ１１８および１２０、処理チャンバ、放流袋１４０、試料袋、およびこれらのコンポーネントを接続するすべてのチューブが使い捨て可能である。これにより、流体のそれぞれの流れを切換えるときに、これらのコンポーネントの各々を「洗浄する」必要がなくなる。いくつかの実施形態では、流体流動経路全体を密封流体流動経路として着脱することができる。
【００８７】
流体処理システム１００は、光線処理を調整できるように設計されている。当該調整性は自動であっても手動であってもよい。例えば、光線処理のフルエンス、流体の流速、および処理される流体の厚みはすべて調整可能である。一例によれば、流体処理システムは、１リットル／分の流速において６Ｊ／ｃｍ2および１０フラッシュまでの光線処理を提供することができる。しかし、これらのすべてのパラメータは、システムおよびオペレータの要求に応じて調整できるように設計されている。したがって、他の例では、処理チャンバに対する調整により、同様の処理パラメータで、流速を１１リットル／分以上に調整可能である。例えば、（上述した）反射体／ランプの改造によって、および／またはパルス発生器の出力を増加させることによって、１０パルス（すなわち、２０、３０、４０または５０パルスなど）を上回る処理に合わせて処理をスケール調整することもできる。しかし、実施態様に応じて、ポンプ速度、閃光速度、および流体流動経路におけるそれぞれのコンポーネントの相対的大きさを調整できることを注記する。オペレータは、流速および閃光速度をいくつかの異なる設定のいずれかに変えることができる。また、小さな改造で、連続的な流れおよび流体処理システムに向けて、追加的な代替ポンピングデバイスが、シリンジ１１８および１２０からではなく、カートリッジ１３４を介して結合されるより大きな流体源または容器から流体を流す。
【００８８】
また、流体処理システム１００は、コンピュータ／コントローラに結合されて、電子的制御および処理、ならびに流体処理システム１００に対するユーザインタフェースを提供するように構成される。例えば、ユーザは、流速、閃光速度、フルエンスなどの動作パラメータを入力し、コンピュータベースの制御システムは、動作において採取された測定値を受取り、これらのパラメータが満たされるように自動的に調整を行う。ＢＳＰＬの如きパルス光を使用する実施形態では、エネルギー保存パルス発生デバイスをも流体処理システムに結合し、閃光ランプに結合する。これについては、図４１を参照しながらより十分に説明する。
【００８９】
また、キセノンガス閃光ランプの如きパルス光源を使用する実施形態では、キセノンガス閃光ランプは、長時間使用している間に大量の熱を生成することが知られている。しかし、一般には、この実施形態を用いた多くの流体の流れに対する時間の長さは極めて短いため、冷却手段は必要とされない。しかし、連続的に運転するように設計され、連続的な源または容器から流体を流す大型の流体処理システムでは、冷却手段が重要になる。
【００９０】
いくつかの実施形態では、処理システムは、複数の方式で調整可能な実験ツールとして使用され、光によって処理する所定の製品に対する動作パラメータの最適な集合を決定するのに使用される。例えば、処理システムを使用して所定の製品を試験し、各試験で１つまたは複数のシステムまたは光線処理パラメータを変化させることができる。処理システムは、各試験に対する測定値を比較のために保存する。製品を使用した多くの試験を行った後に、すべての結果を解析して、所定の製品に対するシステムおよび光線処理パラメータの最適な集合を決定する。例えば、一連の試験の後に、特定の流速、照射量（例えば閃光速度、閃光数、フルエンスレベル、スペクトル）、流体濃度、処理チャンバの形状などにおいて、所定の製品が最も効果的に処理される（すなわち、製品に対する損傷を許容レベルに抑えながら最大の不活性化率が達成される）ことを判断する。これらの最適パラメータが把握されると、処理対象製品に合わせて具体的に調整された簡易な製造規模の処理システムを設計し、製造することができる。それについては、本明細書を通じてさらに詳細に説明される。
【００９１】
次に図４を参照すると、図１から３の流体処理システムの外面図が示されている。ランプ組立体、アクチュエータ組立体、ならびに他の電子系統および制御系統がユーザに触れられないように、筐体４０２が流体処理チャンバ１００を囲んでいる。筐体４０２は、シリンジ１１８および１２０、カートリッジ１３４、試料袋１４１および放流袋１４０を含む処理領域４０１へのアクセスを可能にする処理領域開口部４０４を含む。使用時の処理領域４０１を密封するために処理領域ドア（不図示）も設けられる。また、処理領域４０１は、処理領域筐体１０４によって流体処理システム１００の内部の他の部分からも密封されている。したがって、あらゆる流体漏出または他の事故が処理領域４０１に限定され、流体処理システム１００の内部の他の部分を汚染することはない。また、処理領域ドアは、使用時に光線処理が流体処理システムから漏れるのを防ぐために不透明になっている。筐体４０２は、非常電源遮断スイッチ４０６や指示灯４０９および４１１のようなユーザ制御系統をも含む。また、リニアアクチュエータ１４４および１４６がシリンジプランジャ１２２および１２４のプランジャヘッドを正しく保持できるように、それらの直線位置を左または右に調整するのに使用するトグルボタン４０８および４１０も設けられている。これは、シリンジプランジャ１２２および１２４のヘッドが、シリンジ１１８および１２０の本体から可変的な距離にわたって伸びるからである。プランジャヘッドは、リニアアクチュエータ１４４および１４６の端部においてブラケット１２６により保持されることになるため、トグルボタン４０８および４１０は、ブラケットを左または右に移動させる。したがって、プランジャヘッドはブラケット１２６の内部で整列することになる。また、ファンカバー４１２も示されている。ファンカバー４１２は、ファンカバー４１２の下のファンによって、熱および／またはオゾンを流体処理システムの内部から外部に引き出す。
【００９２】
次に図５を参照すると、本発明の一実施形態による図１から３のシリンジ装着組立体１１６の斜視図が示されている。シリンジ、例えば図１のシリンジ１１８および１２０を装填するために、シリンジポンプ装着板５０２（総称的に流体容器ホルダとも称する）は、バー５０６を中心に、シリンジポンプ装着ブラケット５０４に対して外方向に回転する。シリンジポンプ装着板５０２は、それぞれシリンジ１１８および１２０を受けるためのスロット５０８および５１０を含む。スロット５０８および５１０に配置されると、シリンジポンプ装着板５０２は、シリンジポンプ装着ブラケット５０４と同一平面上で逆回転する。シリンジ装着組立体１１６を所定の位置に固定するために、シリンジポンプ装着ブラケット５０４の穴５１４およびシリンジポンプ装着板５０２の穴５１６にプッシュピン５１２が挿入される。
【００９３】
次に図６を参照すると、図１から３の流体処理システムの流体流動経路コンポーネントの一実施形態の概略図が示されている。それぞれチューブ６０２および６０４を含むシリンジ１１８および１２０（いずれも、総称的には、一般的な流体処理システムに使用される流体流動経路の「流体容器部」とも称することができる）が示されている。チューブ６０２および６０４はＹ継手６０６で接続されている。あるいは、図１および図３に示されるように、Ｙ継手６０６はＴ継手である。チューブ６０２を取り除くか、またはその長さを縮小できるように、Ｔ継手はシリンジの１つ（例えば図１のシリンジ１１８）に直接結合することができるので、Ｔ継手が好ましい。チューブ６０８（供給管または入口管とも称する）はＹ継手６０６（あるいはＴ継手または他の継手）を処理チャンバ６１０の入口に結合する。処理チャンバ６１０は、総称的に、流体流動経路の「処理チャンバ部」または「処理ゾーン」とも称することができる。処理チャンバ６１０の出口は、Ｙ継手６１４において、それぞれ試料袋１４１および放流袋１４０に接続されるチューブ６１６および６１８に分かれるチューブ６１２（出口管とも称する）に結合される。試料袋１４１および放流袋１４０は、総称的に、流体流動経路の流体容器部または流体コレクタ部とも称することができる。処理チャンバ６１０をインラインで容易に接続するために、チューブ６０８に高速分断器６２２が随意に設けられ、チューブ６１２に高速分断器６２４が設けられる。これらの高速分断器６２２および６２４は、当該技術分野において知られている、Ｃｏｌｄｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｃｏｍｐａｎｙ（ミネソタ州セントポール）が製造するＣＤＣ高速分断器、またはＶａｌｕｅ Ｐｌａｓｔｉｃｓ社（コロラド州フォートコリンズ）が市販するルアー高速分断器の如き当該技術分野において知られている任意の高速分断器であり得得る。また、ソレノイド弁６２６および６２８（例えばピンチ弁）は、それぞれ試料袋１４１および放流袋１４０への流体の流れを制御する。
【００９４】
また、流体の流れの圧力および温度を監視するために、圧力変換器６３２および熱電対６３０が処理チャンバ６１０の入口、例えばチューブ６０８に結合されている。
【００９５】
また、圧力変換器６３６および熱電対６３４は、処理チャンバ６１０の出口、例えばチューブ６１２に結合されている。これらの圧力変換器および熱電対は、システムのプロセスコントローラに伝達される電気信号を供給する。したがって、システムは、処理チャンバの入口および出口における流体の流れの圧力を測定し、かつ光線処理による流体の流れのあらゆる温度変化を監視することが可能である。キセノンガス閃光ランプおよび他のパルス光源は、流体の温度を上昇させることができる大量の熱を生成できることを注記する。したがって、試験される流体の熱に対する感度に応じ、圧力変換器および熱電対によって採取された測定値に対応して、（例えば光源１５４と処理チャンバ６１０の間の距離を調整することによって）光源１５４のフルエンスを調整できる。圧力変換器６３２および６３６ならびに熱電対６３０および６３４は、流体の流れを監視するのに使用されるため、総称的にプロセスモニタとも称することができることを注記する。さらなる実施形態では、１つまたは複数の圧力変換器６３２、６３６および熱電対６３０、６３４に加えて、またはそれらの代わりに、流速センサまたはモニタを処理チャンバの入口および出口に配置して、流体の流速を監視することができる。いくつかの実施形態では、処理チャンバを通じて一定の流速を維持することが重要であることを注記する。したがって、当該流速モニタを使用して、測定された流速が、所望のまたは設定された流速に実質的に等しいことを保証する。冷却機構を使用して、光源１５４を冷却し、および／または処理される製品を冷却できることをさらに注記する。例えば、光源１５４を囲むチューブまたは外筒に冷媒を流すことによって光源１５４を冷却できる。処理チャンバ６１０に圧接して、またはその近傍に配置されるファンまたは他の冷却デバイスなどのように、処理チャンバ６１０に対して冷媒を循環させることによって製品を冷却することができる。
【００９６】
処理に際して、シリンジ１１８は、光線処理によって処理する流体または流体製品、例えば接種または汚染された流体を収容し、シリンジ１２０は、非接種流体またはＷＦＩ（注射用水）あるいは上述した他の緩衝流体または溶液を収容する。アクチュエータデバイスまたはポンプ（例えばリニアアクチュエータ１４４または他のポンピングデバイスを含むアクチュエータ組立体１０６）は、個別または同時に動作して、力、例えばＦ１およびＦ２をシリンジ１１８および１２０のプランジャ１２２および１２４に加える。これにより、１つまたは複数のシリンジ１１８および１２０のなかの流体がチューブに導入される。例えば、シリンジ１１８内の流体は、チューブ６０２に導入され、Ｙ継手６０６を通じて、チューブ６０８および処理チャンバ６１０を通じて、すなわち所望の流速で処理チャンバに通される。流速は、シリンジ胴体の直径、およびオペレータによって設定され、閃光ランプ１５４の閃光速度に対応されるリニアアクチュエータ速度によって決まる。これらのアクチュエータ組立体、および流速は、流体処理システム内の電子系統の制御を受ける。
【００９７】
流体は、処理チャンバ６１０を通過しながら光線処理に曝され、すなわち光源１５４から放射されるパルス光の１つまたは複数の閃光が流体に照射される。光源１５４の背後に配置される反射体１５２も含まれており、反射体１５２は、処理チャンバ６１０に向かってフルエンスパターンを投射するように成形されている。一実施形態では、光源１５４は、上述した、ＢＳＰＬを放射するキセノンガス閃光ランプである。処理チャンバ６１０で受光される光のフルエンスは、光源１５４への電力を調整することによって、および／または光源１５４と処理チャンバ６１０の直線距離を調整することによって調整可能である。直線距離の調整は、放射光の全スペクトルに対してフルエンスを均一に調整することを可能にするので好ましいことを注記する。１つの光源のみが示されているが、システムは複数の光源またはランプを含むことができることを注記する。
【００９８】
流体は、処理チャンバ６１０からチューブ６１２、Ｙ継手６１４を通って、チューブ６１６および６１８から試料袋１４１および放流袋１４０の一方または両方に連続的に流れ込む。試料袋１４１および放流袋１４０への流体の流れは、ソレノイド弁６２６および６２８によって制御される。流体の流れの大半において、流体が放流袋１４０へ誘導されるように、ソレノイド弁６２８が開放されソレノイド弁６２６が閉鎖される。したがって、放流袋１４０は、処理された、例えば除染された流体製品と、シリンジ１２０、例えば注射用水または他の溶液との混合物を収容する。あるいは、両シリンジ１１８および１２０が同じ流体を収容する場合は、放流袋１４０は、処理対象流体のみを含み得る。清潔で使用可能な試料を収集するために、ソレノイド弁６２６を開放し、ソレノイド弁６２８を閉鎖して、試料袋１４１内の（オペレータが設定した）所定量の流体を収集して、試験および評価または使用する。
【００９９】
一般に、処理チャンバ６１０は、所定の形状を有する可撓性または硬質の構造体であり得る。いくつかの実施形態によれば、処理チャンバ６１０は、全体的に、実質的に平坦なシート状処理チャンバである。処理チャンバは使い捨て可能であっても再使用可能であってもよい。処理チャンバ６１０は、可撓性の袋状物体であっても、硬質に成形された物体であってもよい。いくつかの実施形態では、処理チャンバは、可撓性または硬質であり得る実質的に管状の構造体である。処理チャンバが可撓性物体である実施形態では、処理ゾーンの形状を設定するのに緩衝流体が有用である。例えば、緩衝流体が処理チャンバを流れるに従って、緩衝流体は、処理チャンバを「充満する」まで流体の圧力下で膨張させる。この時点で、流体流動経路および処理ゾーンの形状が「設定」される。いくつかの実施形態では、処理チャンバは膨張して、板、または流体流動経路または処理ゾーンの１つまたは複数の寸法境界を定める他の構造体を形成する。形状、圧力および流速が設定されると、処理対象流体製品を流す。これにより、処理対象流体の均一な処理が保証される。
【０１００】
いくつかの実施形態では、図１から３に示されるように、処理チャンバ６１０は、一般にカートリッジ内に保持されるが、代替的な実施形態では、図１１に示されるようにカートリッジを必要としない。したがって、代替的な実施形態では、処理チャンバは、単にランプ組立体１５０の前方、または総称的に処理用の処理システムの光源の前方に配置される。カートリッジを使用する実施形態では、カートリッジは、特定の距離だけ離れた２つの透光性支持構造体または板の間に処理チャンバ６１０を固定する。したがって、いくつかの実施形態では、処理チャンバ６１０内の流体の流れは、調整可能な厚みおよび調整可能な幅を有する実質的に平坦な層流になる。ただし、流れは、平坦な流れ、層流、管状の流れ、乱流、または当該技術分野で理解されている任意の他の流れで特徴づけられることを注記する。いくつかの実施形態では、特定の厚みを変化させる調整機構を使用することによって処理チャンバ６１０の厚みを調整することが可能である（これについては、後にさらに説明する）。幅は、適切な処理チャンバの選定において調整可能である。例えば、オペレータは、製造仕様に応じて、幅の異なる多くの異なる大きさの処理チャンバから選択することができる。
【０１０１】
一般に、処理チャンバ６１０は透光性である。いくつかの実施形態では、処理チャンバの少なくとも一部が、１７０ｎｍと２６００ｎｍの間に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。例えば、処理チャンバ６１０は、光源１５４によって放射される光の少なくとも一部を透過させる材料、例えばＦＥＰ（フッ化エチレンプロピレン過フルオロ（エチレンプロピレン））、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（過フルオロ（アルコキシアルカン））、エチルビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）；サラン、およびナイロンやポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）などのポリアミド；アクラで構成される。したがって、いくつかの実施形態では、処理チャンバ６１０は、ポリマー、ポリオレフィン、フッ化ポリマー、ハロゲン化ポリマー、ポリアミド、ナイロン、プラスチックまたはそれらの組合せから構成される。処理チャンバ６１０およびカートリッジの様々な実施形態を、例えば図７Ａ、７Ｂ、１２、１３および１４を参照しながら以下にさらに説明するが、処理チャンバは、図７Ａ、７Ｂ、１２、１３および１４に具体的に示されているもの以外の他の形態をとり得ることが理解される。
【０１０２】
一実施形態では、流体流動経路全体を密封し、流体処理システムから取外し可能とする。本実施形態では、第１の流体容器部、例えばシリンジ１１８および１２０の一方または両方、処理チャンバ部、例えば処理チャンバ６１０、および第２の流体容器部、例えば試料袋１４１および放流袋１４０の一方または両方を有するものとして流体流動経路を定めることができる。第１の流体容器部は、光線処理によって処理する流体を収容する。第１の流体容器部の流体は、処理チャンバに流され、光で照明される。処理された流体は第２の流体容器部で収集される。本実施形態における有利点として、第１の流体容器部は、（例えば可撓性チューブおよびコネクタを使用して）処理チャンバ部に密封結合され、第２の流体容器部は、（例えば可撓性チューブおよびコネクタを使用して）処理チャンバ部の出口に密封結合される。本実施形態では、流体流動経路全体に予備滅菌を施し、処理対象流体を収容させることができる。流体流動経路全体を流体処理システム（例えば流体処理システム１００）に挿入し、光線処理が完了すると取り除くことができる。処理された流体または処理された試料を除去すると、流体流動経路全体を破棄し、他の流体流動経路と取り換えることができるため、使用が終了する毎に流体流動経路を滅菌する必要がなくなる。
【０１０３】
また、いくつかの実施形態では、流体流動経路の多くのコンポーネントは、プラスチック、ナイロン、ポリマーまたはそれらの組合せのような安価な材料で設計されている。これらのコンポーネントの多くは、一般に可撓性材料で構成される。いくつかの実施形態では、流体流動経路全体を密封し、流体処理システムから除去できるようにしているが、流体流動経路を密封流体流動経路として装着する必要がないことを注記する。例えば、１つまたは複数のコンポーネントを個別に流体処理システムに挿入し、次いで互いに結合して密封することができる。他の例では、流体流動経路全体を互いに結合して密封し、次いで流体処理システムに挿入することができる。
【０１０４】
また、密封された流体流動経路は、任意の数の形状で具体化することができ、例えば、処理対象流体を収容する第１の容器部と、流体を流すように構成される第１の容器部に結合された処理チャンバ部と、処理チャンバ部を流れる流体を受け入れるように構成される処理チャンバ部に結合された第２の容器部とを含む。ポンプまたは他のデバイスを使用して、あるいは流体をある部分から他の部分へ流す任意の手段により、例えば重力を使用することによっても、流体を処理チャンバ部に流すことができる。流体を処理チャンバ部に流しながら、光源からの光で流体を処理する。例示されているように、チューブまたはコネクタを介して異なる部分を互いに結合させることができ、あるいは他の実施形態では、第１の容器部、第２の容器部および処理チャンバ部を一体的な構造体とする。また、いくつかの実施形態では、密封された流体流動経路は、上記の材料のうちのいずれかで構成され、可撓性であっても硬質であってもよい。いくつかの実施形態では、処理対象流体は最初から第１の容器部に存在していなくてもよく、処理チャンバ部に流される前に第１の容器部に注入または挿入されることを注記する。処理チャンバ６１０を流れる流体の流れは様々な形態をとり得得ることも注記する。例えば、流体は、処理チャンバの形状に応じて、層流、平坦な流れ、管状の流れ、均一な流れ、非均一な流れ、および混合を可能にする乱流などの形態で処理チャンバを流れる。
【０１０５】
多くの実施形態では、光線処理によって処理する実際の流体製品を流す前に、シリンジ１２０内の緩衝流体、例えばＷＦＩを使用して、流体処理システムを初期化し、流体経路を満たして、背圧を形成し気泡を除去する。また、緩衝流体は流体の濃度を下げることができる。また、いくつかの実施形態では、光源のフルエンスレベルを検証し、または透光性のシステムコンポーネントの清潔さを検証するなど、光線処理パラメータを検証するのに緩衝流体が使用される。光線処理およびシステムの清潔さが検証され、流体処理システムが正しく動作すると、アクチュエータ組立体１０６を動作させ、（例えばシリンジ１１８内の）処理対象流体を流動経路に流す。
【０１０６】
次に図７Ａを参照すると、図６の処理チャンバの一実施形態の斜視図が示されている。示されているのは、それぞれ高速分断器７０８および７１０を有する、入口ポート７０５に結合された入口チューブ７０４（または供給配管）と、出口ポート７０７に結合された出口チューブ７０６（または出口配管）とを含む処理チャンバ７０２である。入口チューブ７０４および出口チューブ７０６は、入口ポート７０５および出口ポート７０７に結合された丸形チューブである。入口および出口ポート７０５および７０７は、処理チャンバ７０２のフローチャンバ７１２にテーパ付けられている。好ましい実施形態では、入口および出口ポート７０５および７０７からフローチャンバ７１２までのテーパは、チューブを流れる概ね円形の流体流れの断面をフローチャンバ７１２を流れる実質的に層流プロフィルに均一に変換するように設計される必要があることを注記する。これについては、図７Ｃを参照しながらさらに説明する。しかし、入口および出口ポート７０５および７０７は、死点または淀みを最小限に抑え、実質的に均一な流れを全体的に維持するように設計されるように構成され得ることを注記する。他の実施形態では、フローチャンバ７１２を流れる流体は、フローチャンバを流れる流体が混合されるように乱流になるべく設計され得る。
【０１０７】
フローチャンバ７１２は、入口ポート７０５から出口ポート７０７まで延在している。フローチャンバ７１２は、総称的に流動経路の処理ゾーンまたは処理部と称することができることを注記する。処理チャンバ７０２の本体部７１４は、一般には、ポリマー、ポリオレフィン、フッ化ポリマー、ハロゲン化ポリマー、ポリアミド、ナイロン、プラスチック、またはそれらの組合せの如き透光性材料の複合シートを使用して形成される。したがって、例を挙げれば、ＦＥＰ、ＥＶＡ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＶＤＦおよびＰＣＴＦＥを本体部７１４に使用することができる。これら２つのシートは互いの上面に配置され、外縁７１６、およびフローチャンバ７１２との境界７１８でシールされる。それら材料のシートを互いに溶接（例えば高周波溶接）、あるいは接着して、処理チャンバ７０２を形成する。したがって、処理チャンバ７０２は全体的に平坦かつ可撓性で、処理チャンバを通じてフローチャンバ７１２が形成されている。
【０１０８】
いくつかの実施形態では、シートを接着または接合する前に、それぞれの材料のシートのフローチャンバ７１２の境界付近に軽微なプリフォーム７１３を形成する。プリフォームは、かすかな屈曲体または他の変形特徴であり得る。このプリフォームは、流体がフローチャンバ７１２を満たしながら通過するときに、可撓性シートが、フローチャンバの縁にしわを生じさせることなく、より自然にフローチャンバを形成することを可能にする。しかし、プリフォームを用いても、フローチャンバは、そこを流れる流体が存在しなくても実質的に平坦である。
【０１０９】
処理に際して、流体を制御速度で入口ポート７０５からフローチャンバ７１２に流入させ、出口ポート７０７から流出させる。流体がフローチャンバ７１２を流れると、フローチャンバの体積が拡大し、すなわちフローチャンバが満たされ、または充満して、全体的に平坦な楕円形の管状構造を形成する。そのように、フローチャンバ７１２を流れる流体は、フローチャンバ７１２のフロー形状を定める。しかし、フローチャンバ７１２の厚みは、フローチャンバ７１２の幅に対して、全体的に均一ではない。例えば、フローチャンバ７１２は、フローチャンバ７１２の幅に対して、中央のほうが縁よりわずかに広くなっている。また、フローチャンバ７１２を形成する本体部７１４の材料の厚みは、それがフローチャンバ７１２を輸送されるか、あるいは流されるときに流体の圧力に耐えることができるように設計される。
【０１１０】
好ましい実施形態では、処理チャンバ７０２は、少なくとも部分的に光を透過させる構造体に圧接して配置され、例えば上述したカートリッジ内に配置される。処理チャンバ７０２をカートリッジ内に位置を合わせて配置するために、本体部７１４に穴７２０を空け、そこからカートリッジの位置合せピンまたは他の保持用組立体を通す。これらの穴７２０は総称的に「位置合せ特徴」と称することができ、位置合せピンは総称的に「対応する位置合せ特徴」と称することができることを注記する。他のタイプの位置合せ特徴および対応する位置合せ特徴としては、テーパ、楔、隆起、スロット内キーなどを挙げることができる。
【０１１１】
以下にさらに説明するように、いくつかの実施形態は、処理チャンバ７０２に圧接して配置される１つまたは複数の透光性支持構造体、例えば板または窓を含む。１つまたは複数の支持構造体は、フローチャンバ７１２の１つまたは複数の寸法境界を効果的に定め、したがって１つまたは複数の透光性支持構造体は、処理ゾーンまたは処理容量の１つまたは複数の寸法境界を定める。例えば、処理チャンバ７０２が単一の板または窓で保持される場合には、単一の板または窓はフローチャンバ７１２の１つの寸法境界を定める。２つの板または窓の場合は、処理チャンバ７０２は２つの板の間に狭持され、すなわち２つの板がフローチャンバ７１２の２つの寸法境界を定める。フローチャンバが流体で満たされて、実質的に均一な光線処理に向けてフローチャンバ７１２を通じて層流の流体の流れを提供すると、これらの板または窓はフローチャンバ７１２を効果的に平坦化する。したがって、いくつかの実施形態によれば、フローチャンバ７１２を流れる流体の流れは、フローチャンバを周囲の支持構造体、例えば板の寸法境界へと膨張させることによって、フローチャンバ７１２の形状を確立する。好ましい実施形態では、処理対象流体を流す前に、最初に好適な緩衝流体をフローチャンバ７１２に流して、フロー形状、流速などを設定する。１つまたは複数の板または窓の形状に応じて、それらの間の厚みは均一であってもなくてもよく、したがって流体の流れは、フローチャンバ７１２の長さを通じて均一な厚みを有しても有さなくてもよい。フローチャンバ７１２が調整可能な流体厚を有するように、２つの板または窓の間の距離を制御することができる。いくつかの実施形態では、流体の流れは、その幅に対して、またフローチャンバ７１２の長さに沿って実質的に均一になる。１つまたは複数の支持構造体は平坦な板または湾曲した板を含むことができ、その少なくとも一部が光線処理の少なくとも一部を透過させ得ることを注記する。板が湾曲している実施形態では、２つの板の曲率は、実施形態に応じて同じであっても異なっていてもよい。１つまたは複数の板は、総称的に、フローチャンバ７１２または処理ゾーンまたは処理容量の１つまたは複数の寸法境界を定める「処理チャンバ支持構造体」または「処理ゾーン支持構造体」と称することができることを注記する。代替的な実施形態では、処理チャンバ７０２自体は、必ずしも１つまたは複数の透光性支持構造体、例えば板または窓の内部に、またはそれらに圧接して配置されずに、１つまたは複数の光源の前方に配置され得る。上述したいくつかの実施形態では、処理チャンバは、特別に設計されたカートリッジの内部に保持される。いくつかの実施形態では、処理チャンバ７０２は、支持構造体（例えば１つまたは複数の板または窓またはカートリッジ）に至る線状構造体に見える。
【０１１２】
有利には、処理チャンバ７０２は、光源１５４から放射される光の少なくとも一部を透過させるように設計される。さらに、処理チャンバ７０２は、使用後に使い捨てできるように容易に製造される。処理チャンバ７０２は、高速分断器７０８および７１０で簡単に取外され、次の流体処理に向けて取り換えられる。これにより、異なるタイプまたは系統の流体の間で切換えを行うときに処理チャンバ６１０を清掃または洗浄する必要がなくなる。いくつかの実施形態では、流体流動経路全体を使い捨てることができる。例えば、使用終了毎に、処理チャンバ７０２をシリンジ、チューブ、ならびに試料袋および放流袋とともに取り除いて交換する。有利には、これらのコンポーネントは、次の系統に向けてあらかじめ滅菌されたコンポーネントに取り換えられるので、清掃する必要がない。
【０１１３】
この処理チャンバは、既知の光線処理デバイスとは異なるものである。既知の光線処理流体デバイスでは、処理容量である容量はデバイス内に定められる。典型的には水である流体を低速で処理容量を通過させ、連続波紫外光の如き光で処理する。処理容量は、流体を流す硬質容器によって定められる。この従来の処理チャンバは、複数の使用のために設計された硬質構造体で、異なる流体を処理する前に清掃しなければならない。当該処理チャンバは、一般には、硬質石英、または同様の透光性材料で構成される。石英容器の製造は費用と時間がかかる。したがって、当該石英材処理チャンバを使用終了毎に交換することは法外に費用がかかる。また、当該処理チャンバは、流体製品を適切に収容するために硬質である。
【０１１４】
対照的に、本実施形態および他の実施形態の処理チャンバは、使い捨て可能で可撓性である。寸法境界は剛く設定されず、処理チャンバを適切な支持構造体に圧接して配置することに影響され得る。出願人は、他の可撓性処理チャンバを認識していない。流体を収容する密封可撓性袋を処理デバイス内で処理することができるが、流体は当該袋内で静止し、ある部分から他の部分へ流れることはない。本発明のいくつかの実施形態における可撓性処理チャンバは、最初から流体を収容しているわけではない。処理チャンバ７０２を通じて流体を入口チューブ７０４（供給配管）から出口チューブ７０６（出口配管）へ流す。流体は、処理チャンバを流れながら、可撓性の処理チャンバを膨張させ、流動処理容量を設定する。流体は、処理チャンバを流れながら、光によって処理される。適切な可撓性かつ透光性の材料を使用すると、処理チャンバ７０２は製造費用が安価で、容易に交換可能になる。例えば、当該処理チャンバを硬質の石英材料で構成すると、当該処理チャンバは、製造費用がより高くなり、使用終了毎に洗浄しなければならなくなる。また、そのような石英の処理チャンバを製造するのに用いられた接着剤は、特定タイプの生物学的流体および血漿誘導体と不利に反応することが確認された。有利には、処理チャンバ７０２は使い捨て可能であるために、処理チャンバ７０２を洗浄する必要はなく、使用後に単に交換すればよい。
【０１１５】
処理チャンバ７０２に流す流体製品の所望の流速およびタイプに応じて、処理チャンバ７０２の寸法を変更できることを注記する。例えば、処理チャンバをより長く、またはより広くすることができる。フローチャンバ７１２もより広く、またはより狭くすることが可能である。
【０１１６】
次に図７Ｂを参照すると、図７Ａの処理チャンバ７０２の側面図が示されている。ここに見られるように、フローチャンバ７１２に形成されたプリフォーム（図７Ａを参照）が存在しても、処理チャンバ７０２、外縁７１６を含む本体部７１４、フローチャンバ７１２および境界７１８は実質的に平坦である。テーパ部７２２および７２４に示されるように、フローチャンバ７１２は、外向きにテーパして、それぞれ入口ポート７０５および出口ポート７０７を形成する。高速分断器７０８および７１０に結合する入口および出口チューブ７０４および７０６も示されている。ここに示されるように、流体はフローチャンバ７１２を流れていない。有利には、処理チャンバ７０２は、フローチャンバ７１２の幅に沿って薄い流体流動経路を提供する。また、本実施形態では、処理チャンバは、可撓性の平坦な処理チャンバになるように設計されている。
【０１１７】
次に図７Ｃを参照すると、本発明の他の実施形態による、図７Ａおよび図７Ｂの処理チャンバにおける、円形の流れプロフィルから実質的に平坦なプロフィルへの移行の概略図が示されている。図７Ａおよび７Ｂの処理チャンバの入口ポートおよび出口ポート７０５および７０７では、流体の流れは全体的に円形の断面プロフィル７２６（入口および出口チューブで定められる）を有する。しかし、処理チャンバが２つの板、例えば透光性の板の間に配置されるときは、フローチャンバ７１２は、（２つの板の間隔に応じて）調整可能な厚みの比較的平坦な断面プロフィル７２８を有する。したがって、本実施形態によれば、円形の流れのプロフィルは、実質的に平坦な流れのプロフィルに移行または再分布されることになる。これは、テーパ内のテーパ部７２２（および７２４）において達成される。好ましい実施形態では、該移行は、フローチャンバ７１２を流れる層状の流体の流れが流体の流れの幅に対して実質的に同一の速度を有するように行われるのが望ましい。したがって、テーパ部７２２を慎重に設計することにより、（例えば、フローチャンバ７１２の処理ゾーン７３０内で）照明される流体の流れが、その幅に対して実質的に均一な流線型の速度を有する。
【０１１８】
したがって、テーパ部７２２（７２４）は、円形のプロフィルから実質的に平坦なプロフィルへの円滑な移行を提供するように慎重に構成される。一実施形態によれば、テーパ部７２２の長さは、テーパ部７２２に入る円形の流体プロフィルの直径のおよそ１０倍に等しい。一実施形態によれば、流体の流れがテーパ部７２２を出ると、流体の流れが処理ゾーン７３０に入った場合に、流体の流れが、フローチャンバ７１２の幅に対して実質的に同じ速度を有する実質的に層状の流れに効果的に変換されるように、すなわち流体の流れが均一な流線型の速度になるように、流体のいくつかの部分の相対的な速度をインラインで流線型にするのに、円形の流体プロフィルの直径の約２倍の距離が必要になる。処理チャンバの出口ポートにおけるテーパセクション７２４に同様のテーパを形成して、層流を円形の流れに再分布させ、好ましくは処理ゾーン７３０からテーパ部７２４の始まりまでと、テーパ部７２４の始まりから出口ポート７０７までの距離を同一にする。
【０１１９】
有利には、テーパ部７２２および７２４の大きさを適切に設定することにより、フローチャンバ７１２の処理チャンバ７３０にデッドスペース、淀みおよび渦が形成するのを防ぎ、すなわち実質的に均一な流体の流れが得られる。したがって、入口ポート７０５において、チューブからフローチャンバ７１２までの円滑な移行が行われる。また、処理ゾーン７３０内の流れを乱さないように、出口ポート７０７における実質的に円形の流れへの移行が円滑になる。いくつかの実施形態では、処理チャンバまたは処理ゾーンを流れる流体を均一にならず、乱流になるように設計することができることも注記する。本発明のいくつかの実施形態による処理チャンバは、上述のようなテーパ部を有する必要がないことがさらに理解される。
【０１２０】
次に図８を参照すると、そこに配置される図７の処理チャンバを示す、図１から３に示されるカートリッジの一実施形態の分解図が示されている。カートリッジ上部８０２、カートリッジ上部開口部８０３、ねじ８０４、第１の窓８０６（第１の透光性窓または板、あるいは総称的に透光性支持構造体とも称する）、処理チャンバ７０２、不透明部品８０８、第２の窓８１０（第２の透光性窓、あるいは総称的に板部または支持構造体部とも称する）、位置合せピン８１２（総称的に位置合せ特徴と称する）、スペーサ８１４、カートリッジ底部８１６、位置合せピン穴８２２（総称的に対応する位置合せ特徴と称する）、スペーサ穴８２４、ねじ穴８２６、カートリッジ底部開口部８１８およびスロット８２０を含むカートリッジ８００が示されている。カートリッジ上部８０２およびカートリッジ底部８１６は、総称的にカートリッジ本体の「パーツ」と称することができることを注記する。
【０１２１】
第１の窓８０６は、カートリッジ上部８０２の開口部８０３内に取付け、または付着される。第１の窓８０６は、光線処理の少なくとも一部を透過させるように設計されている。第２の窓８１０は、カートリッジ底部開口部８１８内に取付け、または付着され、光線処理の少なくとも一部を透過する。第１の窓８０６および第２の窓８１０は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。第１の窓８０６および第２の窓８１０は、石英または同様の材料で構成されるのが好ましい。スペーサ８１４および位置合せピン８１２は、それぞれスペーサ穴８２４および位置合せピン穴８２２内でカートリッジ底部８１６に取りつけられる。随意に、不透明部品８０８が、位置合せピン８１２に嵌合し、且つ、第２の窓８１０から（ファイバプローブまたは光検出器のようなプロセスモニタに）入射する光が処理チャンバを透過する光となるべく側方からの光を遮断するように、カートリッジ底部８１６の上面に配置される。次に、処理チャンバ７０２が、カートリッジ底部８１６内の不透明部品８０８上に配置される。位置合せピン８１２は、処理チャンバ７０２の穴７２０を貫通して位置合わせする。次に、カートリッジ上部が処理チャンバ７０２上に配置され、ねじ８０４が、所望の強さでカートリッジ底部８１６のねじ穴８２６にねじ込まれる。（例えば１から５ｍｍの厚さの）スペーサ８１４を使用して、第１の窓８０６と第２の窓８１０との間に可変的な厚さを得ることができる。入口チューブ７０４および出口チューブ７０６は、カートリッジ８００のそれぞれのスロット８２０内に嵌合することに留意されたい。第２の窓８１０は透光性である必要がないことを注記する。第２の窓８１０または板部が透光性でない実施形態では、第２の窓をカートリッジ底部８１６に一体化することが可能である。それは、流体を透過する光線処理の測定を可能にするとともに、処理チャンバへの逆反射を避けるためには透光性であるのが好ましい。いくつかの実施形態では、処理チャンバを長時間露光するか、あるいは処理チャンバの温度を制御することが求められる用途においては、カートリッジ内の処理チャンバを冷却するために、冷却板または冷却コンポーネントをカートリッジ構造体に圧接して、またはその内部に配置することができる。
【０１２２】
次に、図９Ａおよび９Ｂを参照すると、本発明の一実施形態による、図７Ａから７Ｂの処理チャンバを収容する図８のカートリッジの断面図が示されている。図９Ａの図は、カートリッジ８００の幅に対する全断面図であるのに対して、図９Ｂの図は、処理チャンバを示す図９Ａの図の部分拡大図である。ここに示されるように、処理チャンバ７０２は、第１の窓８０６（または板）と第２の窓８１０（または板）の間に保持される。流体がフローチャンバ７１２を流れると、フローチャンバが膨張または充満して、処理ゾーンのフロー形状を設定し、背圧を形成し、気泡を除去する。しかし、本実施形態では、処理チャンバ７１２は、硬質の板の間、すなわち第１の窓８０６と第２の窓８０８の間に配置されるため、フローチャンバ７１２は、フローチャンバ７１２の幅に対して、またフローチャンバ７１２の長さを通じて、実質的に均一な厚み９０２を有することになる。そのように、有利には、流体は、光線処理が流体のすべての部分を同一のレベルで透通するように、フローチャンバ７１２を実質的に均一に流れる。いくつかの実施形態では、当該フローチャンバ７１２が管状の場合に、フローチャンバの一部が他の部分より密になるのではなく、流体のすべての部分が均等に処理されるようにするのが重要である。図９Ｂの断面図には、入口ポート７０５（あるいは出口ポート７０７）も示されている。ライン９０６は、入口ポート７０５からフローチャンバ７１２の全幅に至るテーパリングを表す。
【０１２３】
代替的な実施形態では、２つの支持構造体または板、例えば第１の窓８０６および第２の窓８１０は、湾曲していても、（図示されるように）平坦であってもよく、それぞれが個別の物理的形状を有することができる。
【０１２４】
いくつかの実施形態では、カートリッジを使用せず、代わりに光源または光源を収容するランプ組立体の前方に処理チャンバ７０２を装着または配置する。当該代替的な実施形態では、フローチャンバ７１２の厚みは、フローチャンバ７１２の幅に対して変化し得る。有利には、カートリッジを使用することによって、フローチャンバ７１２を２つの板の間に狭持する。したがって、処理チャンバ支持構造体の本実施形態は、それがフローチャンバ７１２の少なくとも１つの寸法境界、すなわち上面および底面を定めるようにフローチャンバ７１２を固定する。これらの構造体の少なくとも１つは透光性でなければならないが、第２の板は透光性であってもなくてもよい。したがって、第１の窓８０６は透光性であるのに対して、第２の窓８１０は透光性である必要はない。しかし、好ましい実施形態では、光検出器が、処理チャンバおよび流体製品を透通する光をとらえて測定するとともに、反射光が逆行して処理チャンバに入射するのを防止することを可能にするために、第２の窓８１０を透光性とする。
【０１２５】
いくつかの実施形態では、フローチャンバ７１２が実質的に平坦化されるのに、処理チャンバ７０２をカートリッジ内に配置しなくてもよいことを注記する。例えば、処理チャンバ７０２（フローチャンバ７１２を含む）を１つまたは複数の支持構造体に圧接して保持または配置する、例えば１つの板に圧接して配置するか、またはフローチャンバ（または総称的に処理ゾーン）が支持構造体（この場合は板または窓）により固定されるようにフローチャンバ７１２を間に保持するために２つの板の間に狭持することができる。したがって、これらの実施形態では、処理チャンバ支持構造体が、フローチャンバ７１２の１つまたは複数の寸法境界を定める。換言すれば、フローチャンバ７１２を流れる流体の圧力が、処理チャンバ支持構造体の領域内にフローチャンバ７１２のフロー形状を確立する。これらの板の少なくとも一方、好ましくは両方の板は透光性である。例えば、それらの板の一方が窓１２８であってもよい。代替的な実施形態では、処理チャンバ支持構造体は、フローチャンバの厚みがその長さに沿って変化し得るものであってもよく、すなわち、必ずしも平坦または板状構造体でなくてもよいことも注記する。
【０１２６】
次に図１０を参照すると、本発明の一実施形態による、図１から３の流体処理システムのカートリッジ位置合せ板内に配置される図８のカートリッジの斜視図が示されている。ここに見られるように、処理チャンバを収容するカートリッジ８００は、処理領域筐体１０４のカートリッジ位置合せ板１３２内に配置されている。そのように、カートリッジ８００は、カートリッジ位置合せ板１３２内に位置合わせされる。カートリッジ８００は、カートリッジ位置合せ板の縁１００２と面一になるまでモニタプロセスモニタハウジング１３８の下を滑動する。カートリッジロッククリップ１３６およびカートリッジ保持クリップ１３３は、カートリッジ８００を所定の位置に保持する。かくて、カートリッジは、カートリッジ位置合せ板１３２に挿入される。また、カートリッジは、入口チューブ７０４および出口チューブ７０６が屈曲することなくスロット８２０から伸びるような十分な厚さを有する。
【０１２７】
光、例えばパルス光を測定するプロセスモニタ１３７および１３９も示されている。ここに見られるように、プロセスモニタ１３９は、カートリッジ８００および処理チャンバを透過または通過する光源からの光をとらえるのに対して、プロセスモニタ１３７は、窓１２８を通過し光源から直接放射された光（すなわち処理チャンバを照明する光または入射光）をとらえる。これらのプロセスモニタ１３７および１３９は背後から示されていることを注記する。プロセスモニタ１３７および１３９は、窓１２８の反対側に配置される光源に直面する。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のプロセスモニタ１３７および１３９は、フォトダイオードまたは当該技術分野において知られている他の光検出器であってもよく、他の実施形態では、１つまたは複数のプロセスモニタ１３９および１３９は、プロセスモニタハウジングから光監視システムの電子系統および制御部に伸びる光ファイバケーブルに結合されたファイバプローブであってもよい。例えば、いくつかの実施形態では、これらの光ファイバプローブは、光線処理の複数の波長におけるフルエンスを同時に測定する、当該技術分野において知られている分光放射計への入力である。一実施形態では、２つのプロセスモニタ１３７は、処理チャンバへの入射光を測定する２チャンネル分光放射計にそれぞれ結合された光ファイバプローブまたはコレクタであるのに対して、２つのプロセスモニタ１３９は、処理チャンバおよび処理される製品を透過する光を測定する他の２チャンネル分光放射計にそれぞれ結合された光ファイバプローブまたはコレクタである。当該実施形態および他の変形形態をさらに以下に説明する。他の実施形態では、プロセスモニタ１３７および１３９の１つまたは複数を、当該技術分野で知られている圧力変換器または熱電対列とすることができる。
【０１２８】
次に図１１を参照すると、図１から３の流体処理システムの他の実施形態が示されている。図１から３の流体処理システムのコンポーネントのいくつかは、前述したものと同じである。本実施形態では、処理チャンバ７０２を収容するのにカートリッジ１３４を使用しない。処理チャンバ７０２（すなわち、図６の処理チャンバ６１０の一実施形態）は、単にカートリッジ位置合せ板１３２（総称的に処理チャンバ装着デバイスまたは処理チャンバ支持構造体とも称することができる）の内部に配置され、クリップで所定の位置に保持される。したがって、上述したように、すべての実施形態においてカートリッジを使用するわけではないが、カートリッジは、処理チャンバの少なくとも１つの寸法境界を定めるために、可撓性の透光性処理チャンバ７０２のフローチャンバを保持するので、好ましいとされる。好ましい実施形態では、カートリッジは、処理チャンバの長さに沿う流体の流れの厚みを実質的に均一にする。また、処理チャンバをカートリッジ内に収容することを必要とせずに、処理チャンバ７０２に実質的に平坦な層流（または要望に応じて湾曲流または乱流）を確保するために、（好ましくは透光性の）支持構造体または板を配置して、処理チャンバ７０２のフローチャンバを（例えばクリップ、またはスペーサ付きの調節ねじを使用して）窓１２８に圧接させて保持または狭持できることを注記する。いくつかの実施形態では、クリップはフローチャンバを窓１２８に押しつける。かくて、窓１２８は、処理チャンバ７０２のフローチャンバの１つの寸法境界を定める支持構造体になる。処理チャンバを２つの板または窓の間に保持する実施形態では、２つの板または窓は、フローチャンバの２つの寸法境界を定める支持構造体になる。ここでも、有利には、処理チャンバ全体、ならびに流体流動経路におけるコンポーネントのいずれも流体を流し終わると使い捨て可能である。
【０１２９】
次に図１２を参照すると、本発明の他の実施形態による、図１から３の流体処理システムに使用できる平坦な使い捨て可能な処理チャンバの斜視図が示されている。それぞれ高速分断器１２０８および１２１０を有する、入口ポート１２０５に結合された入口チューブ１２０４、および出口ポート１２０７に結合された出口チューブ１２０６を含む処理チャンバ１２０２が示されている。入口チューブ１２０４および出口チューブ１２０６は、入口および出口ポート１２０５および１２０７に結合された丸形チューブである。入口および出口ポート１２０５および１２０７は、テーパ付けられて処理チャンバ１２０２のフローチャンバ１２１２に入り込む。図７Ｃに示されているものと同様に、テーパ部は、円形の流体の流れを円滑に移行させて、死点または淀みを最小限に抑え、実質的に平坦な層状の流体の流れを達成するように設計され得る。フローチャンバ１２１２は、入口ポート１２０５から出口ポート１２０７へ伸びている。フローチャンバ１２１２は、総称的に流体流動経路の処理ゾーンまたは処理部と称することができることを注記する。処理チャンバ１２０２の本体部１２１４は、一般に、図６および７Ａを参照しながら説明したような複数枚の透光性材料シートを使用して形成される。これらのシートは、互いの上面に配置され、外縁１２１６、およびフローチャンバ１２１２に対する境界１２１８においてシールされる。例えば、それらの材料シートを互いに溶接（例えば高周波溶接）または接着して、処理チャンバ１２０２を形成する。いくつかの実施形態では、接着または貼り合わせる前に、材料シートにプリフォーム１２１３を形成する。このプルフォームは、フローチャンバがチャンバとしての形を成し、流体がそこを流れるときに、接着部または貼り合せ部に沿ってしわや屈曲を生じることなく膨張するようにする。したがって、処理チャンバ１２０２は、全体的に平坦で可撓性の構造体である。
【０１３０】
図１２の処理チャンバ１２０２は、図７Ａおよび７Ｂの処理チャンバ７０２に類似しているが、フローチャンバ１２１２の幅は、図７Ａおよび７Ｂのフローチャンバ７１２に比べて大きくなる。有利には、これにより、処理チャンバ７１２の場合より大きな流量が得られる。一実施形態では、（処理チャンバ７０２を使用した場合の１リットル／分に対して）処理チャンバ１２０２を使用すると１１リットル／分の流量が得られる。したがって、処理チャンバ１２０２は、使い捨て可能な可撓性の平坦な処理チャンバの他の実施形態である。また、本体部１２１４に穴１２２０（総称的に位置合せ特徴と称する）をあけて、上述のカートリッジの如きカートリッジ内での位置合せを可能にする。カートリッジの透光性板（窓）は、カートリッジに使用されると、フローチャンバ１２１２の幅に対して、またフローチャンバ１２１２の長さを通じて実質的に平坦なプロフィルを有するようにフローチャンバ１２１２を制御する。これは、フローチャンバ１２１２のすべての部分を通じて流体の処理の均一化を図るものである。
【０１３１】
次に、図１３を参照すると、本発明の他の実施形態による再使用可能な非使い捨て可能な処理チャンバの斜視図が示されている。処理チャンバ１３００は、第１の窓板１３０６を含む中央後板１３０４を含む硬質の本体１３０２を有する。中央後板１３０４および第１の窓板１３０６の反対側には、第２の窓板（不図示）を含む中央前板がある。（第１の窓板と第２の窓板の間の）フローチャンバが、本体部１３０２内に形成される。フローチャンバは、本体１３０２を通じて、管状の断面または実質的に平坦な断面を有することができる。入口ポート１３０８および出口ポート（不図示）は、流体流動経路の様々な流管への接続を可能にする。図６から７Ｂおよび図１２の可撓性の使い捨て可能な処理チャンバと同様に、再使用可能処理チャンバ１３００は、入口ポート１３０８と出口ポートの間にフローチャンバを形成する。本体部１３０２は硬質であるため、フローチャンバの厚みを制御することができる。すなわち、製造仕様に基づいて、第１の窓板と第２の窓板との距離を厳密に制御することができる。処理に際して、流体は入口ポート１３０８から流入し、フローチャンバを通って出口ポートから流出する。流体は、第１の窓板と第２の窓板の間を通過しながら、流体内の微生物を不活性化させる光線処理、例えばパルス光処理を施される。
【０１３２】
オペレータが処理チャンバ１３００を保持することを可能にするハンドル部１３１０も本体部１３０２内に形成されている。処理チャンバ１３００の一部は不透明であるため、フローチャンバの一部の中にかすかな陰影が生じる可能性がある。
【０１３３】
また、いくつかの実施形態では、電気出力１３１２が提供されている。それぞれフローチャンバの温度、および内部の流体によって加えられる圧力を測定するオプションの熱電対および圧力変換器が本体部に組み込まれる。これらの熱電対および圧力変換器によって生成される電気信号が電気出力１３１２を介して出力される。したがって、電気出力１３１２と結合するように構成された電気コンポーネントが、これらの信号をシステムコントローラに出力する。
【０１３４】
この処理チャンバは再使用可能であるため、流体を処理してから次の流体を処理するまでの合間に処理チャンバを洗浄、滅菌する必要がある。不利なことには、このために処理チャンバを分解して、例えばオートクレーブまたは他の化学洗浄液を使用して洗浄する必要がある。
【０１３５】
次に図１４を参照すると、本発明の他の実施形態による、図１から３の流体処理システムに使用できる平坦な使い捨て可能な処理チャンバの斜視図が示されている。それぞれ高速分断器１４０８および１４１０を有する、入口ポート１４０５に結合された入口チューブ１４０４、および出口ポート１４０７に結合された出口チューブ１４０６を含む処理チャンバ１４０２が示されている。放熱フローチャンバ１４１２が、入口ポート１４０５から出口ポート１４０７に伸びている。フローチャンバ１４１２は、総称的に、流体流動経路の処理ゾーンまたは処理部と称することができる。放熱フローチャンバ１４０２は、図６および図７Ａを参照しながら説明したような透光性材料から構成される。放熱器パターンのフローチャンバ１４１２は、本体部１４１４に溶接される。
【０１３６】
図１４の処理チャンバ１４０２は、図７Ａ、７Ｂおよび図１２の処理チャンバに類似しているが、フローチャンバ１４１２は、流体流動経路が、（流体経路における矢印で示されるように）処理チャンバ１４０２の長さに沿って進行しながら処理チャンバ１４０２の幅に対して前後に旋回するように放熱器状になっている。有利には、当該流動経路は、同様の閃光速度が用いられる場合に、流体をより多くのパルス光に露光させる。この処理チャンバ１４０２は、使い捨て可能である可撓性の平坦な処理チャンバの他の実施形態である。また、上述したカートリッジのようなカートリッジ内での位置合せを可能にするために、本体部１４１４に穴１４２０（すなわち位置合せ特徴）が穿設されている。カートリッジの板は、カートリッジに使用されると、フローチャンバ１４１２の幅に対して、またフローチャンバ１４１２の長さを通じて実質的に平坦なプロフィルを有するようにフローチャンバ１４１２を押す。これは、フローチャンバ１４１２のすべての部分を通じて実質的に均一な流体製品の処理を図るものである。これは、処理チャンバ１４０２内の異なる流体経路に対する可能性の１つの変形形態にすぎないことを注記する。露光の継続時間に応じて、他の多くの流動経路を所定の処理チャンバに溶接することが可能である。他の実施形態では、該放熱器設計は、硬質で、ランプ組立体の前方の所定の位置に保持される、例えば図１の窓１２８に圧接して配置される放熱器状のチューブから単になっていてもよい。
【０１３７】
処理チャンバ１４０２は、フローチャンバ１４１２の１つまたは複数の寸法境界を定める１つまたは複数の支持構造体または板に圧接して配置できることも注記する。また、互いに接着された可撓性材料のシートで構成される実施形態では、接着箇所にしわまたは屈曲を生じることなく、フローチャンバを流体で満たすことを可能にするために、フローチャンバの縁に沿ってシートにプリフォームを形成することができる。
【０１３８】
光線処理の監視およびデータ収集
このセクションでは、光線処理の監視および測定、ならびに製品の処理、例えば微生物の不活性化に光線処理を使用する処理システムの使用における光線処理および他のシステムパラメータに関連するデータの収集に関わるいくつかの方法および装置について説明する。ここに記載する様々な監視方法による測定の多くは、分析およびフィードバック用のコントローラまたは制御システムによって使用される。したがって、様々なデータ監視技術の結果が適切なコントローラに入力される。当該コントローラの方法および装置については、図２８から４４を参照しながらさらに説明する。
【０１３９】
次に図１５Ａを参照すると、本発明の一実施形態による、処理チャンバと光源とそれぞれのプロセスモニタとの関係を示す簡易正面図が示されている。同時に、図１５Ｂを参照すると、処理チャンバ、光源、およびそれぞれのプロセスモニタの簡易側面図が示されている。図１５Ａでは、処理チャンバ１５０１（例えば処理チャンバ６１０、７０２、１２０２、１４０２）の少なくとも一部を照明するように光源１５４、例えば閃光ランプが配置される。換言すれば、システムの流体流動経路の処理ゾーンを照明するために光源１５４が配置される。処理チャンバ１５０１に達する、光源１５４から直接放射された光をとらえるために光検出器１５０２および１５０４（すなわちプロセスモニタ１３７の一実施形態）が配置される。例えば、図１から３の流体処理システムにおいて、光検出器１５０６および１５０８（すなわちプロセスモニタ１３９の一実施形態）は、カートリッジ位置合せ板１３２の窓１２８を透過する光をとらえる。光源１５４から放射され、処理チャンバ１５０１およびその流体内容物を透通する光をとらえるために、光検出器１５０６および１５０８が配置される。例えば、図１から３の流体処理システムにおいて、光検出器１５０６および１５０８は、カートリッジ１３４の窓１３５、および位置合せ板窓１２８を透過する光をとらえる。これにより、処理チャンバ１５０１に到達する光、ならびに流体製品を透通する光のフルエンスまたは強度およびスペクトル含有量の測定が可能になる。
【０１４０】
また、光源１５４から放射される光は、約１８０ｎｍから２６００ｎｍの波長を含むので、本実施形態の光検出器１５０２および１５０６は紫外光検出器またはフォトダイオードで、例えば約２３０ｎｍと４００ｎｍの間の波長を有する光を測定する。したがって、光検出器１５０２および１５０６は、放射光のＵＶ部のフルエンスおよびスペクトル含有量の厳密な特徴づけを行う。例えば、光検出器１５０２および１５０６は、ＵＶ光を透過させるスペクトルフィルタを組み込んでいる。また、本実施形態の光検出器１５０４および１５０８は、約４００ｎｍと９５０ｎｍの間の波長を有する光を測定する全スペクトル光検出器およびフォトダイオードである。例えば、光検出器１５０４および１５０８は、約４００ｎｍと９５０ｎｍの間の光を透過させるスペクトルフィルタを組み込んでいる。有利には、処理チャンバの背後の光検出器の対、および処理チャンバの側方の光検出器の対は、それぞれ１つのＵＶ光検出器および１つの全スペクトル光検出器を含む。放射光の波長範囲およびシステム構成に応じて他の光検出器を使用できることを注記する。したがって、光検出器は、任意の所定の波長範囲または所望の単一波長の光を測定するように構成され得る。
【０１４１】
一例では、操作に先立ってオペレータが選択するフルエンス、および操作時における各閃光のフルエンス、ならびに光のスペクトル含有量を検証するために光検出器１５０２および１５０４が使用される。例えば、流体処理をはじめる前にオペレータがフルエンスレベルを０．３Ｊ／ｃｍ2に設定すると、光源１５４への電力が設定され、（例えばリニアスライドサーボドライブ１１０を使用して）光源１５４と処理チャンバ１５０１の間の距離が設定されるように光源１５４が矢印１５１０の方向に移動される。次いで、光源１５４、例えば閃光ランプをフラッシュさせ、光検出器１５０２および１５０４を使用してフルエンスを測定する。フルエンスが予測したレベルでない場合は、あらかじめ習得した調整に基づいて光源１５４と処理チャンバ１５０１の距離を徐々に調整し、光検出器が選定フルエンスを確認するまで再度フラッシュさせる。この時点で、製品の処理を開始する。これは、処理対象流体製品が血漿誘導体または他のバイオプロセッシング中膜の場合は、流体製品は高感度な性質を有するため、重要な特徴になる。例えば、フルエンスレベルの高い光に露光すると、微生物を不活性化することができるが、許容できない量のタンパク質損傷が生じるおそれがある。場合によっては、当該バイオプロセッシング流体中膜は、極めて高価および／または交換不能であるため、流体処理システムによってフルエンスレベルを厳密に設定することが重要になる。
【０１４２】
各々のプロセスモニタは、測定光のフルエンスレベルおよび測定光のスペクトル含有量の一方または両方を測定できることを注記する。いくつかの実施形態では、プロセスモニタ１５０２、１５０４、１５０６および１５０８のうちの１つまたは複数のプロセスモニタは、光検出器、フォトダイオード、光学的検出器に結合された光ファイバプローブ、カロリメータ、ジュールメータ、光増倍管、カメラおよびＣＣＤアレイの如き光学的検出器を含むことができることも注記する。また、いくつかの実施形態では、プロセスモニタは、光線処理の多波長のフルエンスまたは強度レベルを同時に測定することが可能な分光放射計に結合された光ファイバプローブである。他の実施形態では、プロセスモニタ１５０２、１５０４、１５０６および１５０８のうちの１つまたは複数のプロセスモニタは、熱電対、熱電対列、カロリメータおよびジュールメータの如き熱式感知器を含むことができる。
【０１４３】
図１５Ｂに側面図が示されている。この図において、反射体１５２は処理チャンバ１５０１へ光を誘導する。ＵＶ光検出器１５０６および全スペクトル光検出器１５０８も見られる。また、図１５Ｂは、それぞれのプロセスモニタからの信号を入力し、それらを処理して、光線処理のスペクトル含有量および／またはフルエンスレベルまたは強度をモデル化する、プロセスコントローラ１５１２を示している。このような監視を利用して、流体処理システムの動作パラメータの調整および検証を行う。
【０１４４】
他の実施形態では、図１６Ａを参照しながら説明されるように、処理チャンバを透過する、および光源１５４から直接に放射される光に対して、ＵＶと全スペクトルの両方についての多波長に対する個別のフルエンスレベルを同時に測定する光ファイバケーブルを介して分光放射計に結合される光ファイバプローブを、光検出器１５０２、１５０４、１５０６および１５０８の代わりに使用できることを注記する。あるいは、多波長においてフルエンスが同時に存在するか、または存在しないという二元的な意味でフルエンスを測定する単純な分光計に当該光ファイバプローブを結合することができるため、各波長における光の精密なフルエンスまたは強度レベルがなくても、測定光のスペクトルを得ることができる。そのように、ここで使用されるように、分光計を使用して、集光された光のスペクトルの多数の個別波長におけるフルエンスを測定し、例えばそれらの個別波長の各々の分光放射計を使用して当該フルエンス測定値を定量化することができる。したがって、ここでは、「分光計」という用語が用いられる。
【０１４５】
本発明の好ましい実施形態では、処理チャンバ１５０１の通過側に反射面を採用しない。例えば、図８を手短に参照すると、窓８１０は透光性である。窓８１０を、処理チャンバを通じて到達した光を処理チャンバへと反射させる反射面とすることが可能である。しかし、この追加的な反射光は、チャンバ内の光をとらえる光検出器によって測定されるフルエンスレベルに影響することが分かった。つまり、閃光ランプ１５４から真に放射されるものよりフルエンスレベルがわずかに高くなる。いくつかの処理対象流体製品は高感度な性質を有するため、処理チャンバ内のフルエンスを最大にするのではなく、放射光のフルエンスの均一かつ正確な測定値を得ることがより重要である。したがって、好ましい実施形態では、処理チャンバ１５０１の通過側に反射面を採用しない。
【０１４６】
次に図１６Ａを参照すると、本発明の他の実施形態による、図１５Ａおよび１５Ｂのプロセス監視システムの変形形態の簡易側面図が示されている。本実施形態によれば、個別的なフォトダイオード型光検出器をプロセスモニタとして使用するのではなく、光ファイバプローブ１６０２を光検出器１５０２、１５０４、１５０６および１５０８の代わりに設ける。したがって、光ファイバプローブ１６０２は、プロセスモニタ１３７および１３９の一実施形態である。処理チャンバを照明し、当該技術分野において知られているように、光ファイバケーブル１６０６を介して分光放射計１６０４（総称的に「分光計」と称することができる）に結合される光ファイバプローブ１６０２を介して処理チャンバ１５０１を透過する光線処理、例えばパルス光線処理の各閃光の出力を直接サンプリングする。分光放射計１６０４は、単一の集光点で集光された光を採取し、光線処理のスペクトルにわたる多波長における個別的なフルエンス測定値を同時に採取する。プロセスコントローラ１５１２によって分光放射計１６０４の出力をリアルタイムで分析して、各々の閃光が、具体的な微生物または処理対象流体製品に応じて最適化される、適切なフルエンスレベルまたは強度における適切な波長分布を含むようにする。連続波光を使用する実施形態では、分光放射計は光を連続的に処理するように構成されることを注記する。
【０１４７】
分光放射計１６０４は、アナログ／デジタル変換器を含むマルチチャネルデバイスである。一実施形態では、光ファイバプローブ１６０２は、光ファイバケーブル１６０６、例えば２００、３００または４００μｍまたは他の直径の光ファイバケーブルを介して分光放射計１６０４のアナログ／デジタル変換器に結合される、余弦補正放射プローブである（例えば、各プローブはディフーザとして作用するテフロン（登録商標）カバーを有する）。分光放射計１６０４は、光源１５４からの各閃光のスペクトル強度（フルエンス）を測定するソフトウェアと一体化される。一実施形態では、図１５Ａおよび１５Ｂに記載されるものと同様に、２つのプローブがＵＶ光（２２５から４００ｎｍ）を測定し、他の２つのプローブが４００から９５０ｎｍの波長を測定し、各々のタイプのプローブの１つが、光源１５４から直接放射される光を測定し、１つが処理チャンバ１５０１を透過する光を測定する。好ましくは、各プローブ１６０２は、光の所望の部分を測定するように構成される個別的な分光放射計に結合される。例えば、第１のプローブは、例えば２２５から４００ｎｍのＵＶ光の分離および測定を行うように構成された第１の分光放射計に光ファイバケーブルを介して結合される。同様に、第２のプローブは、例えば４００から９５０ｎｍの光の分離および測定を行うように構成された第２の分光放射計に光ファイバケーブルを介して結合される。あるいは、各プローブは、ＵＶおよびＩＲを含む全スペクトルを測定するように構成された分光放射計に結合される。他の実施形態では、一方が２２５から４００ｎｍの光を測定し、他方が４００から９５０ｎｍの光を測定する２つのプローブが単一の２チャンネル分光放射計に結合され、該２チャンネル分光放射計は２２５から９５０ｎｍの個別のフルエンスを測定する。
【０１４８】
処理に際して、光検出器１５０２、１５０４、１５０６、１５０８または光ファイバプローブ１６０２のいずれを使用しても、流体を処理チャンバ１５０１に流す前に、光源１５４をフラッシュさせることによって光源強度を検査する。プロセスコントローラ１５１２を含む検出システムは、正しいスペクトル含有量およびフルエンスまたは強度を検証する。これらの実施形態では、集光されたスペクトルに対するフルエンスを表す、従来の光検出器によって採取された単一の測定値ではなく、集光された光のスペクトル内の特定波長のフルエンスを検証することができる。放射分光計が多数存在する場合は、各々を同一のプロセスコントローラ１５１２に結合して分析することができる。換言すれば、プロセスコントローラ１５１２は、光線処理のスペクトル符号とも称する、光線処理のスペクトルのそれぞれの波長に対するフルエンスを検証する。スペクトル符号が不正確である場合は、プロセスコントローラ１５１２は、流体処理を開始する前に、スペクトル分布にわたる強度またはフルエンスを変化させるために、光源１５４から処理チャンバ１５０１までの距離を調整する。また、知られているように、光源１５４、例えば閃光ランプに対して荷電圧を調整すると、スペクトル分布が変化する。例えば、より高い荷電圧は、閃光ランププラズマをより高温にし、処理チャンバ１５０１に送られるＵＶ対可視ＩＲ比を上昇させる。したがって、分光放射計１６０４およびプロセスコントローラ１５１２を使用することで、これらのパラメータの制御および最適化が可能になる。
【０１４９】
また、流体製品を処理チャンバに流し、または輸送しながら、処理チャンバ１５０１を透通する光をとらえる光ファイバプローブ１６０２を介して様々な波長における光エネルギー吸収量の計算および監視を行う。例えば、光源から直接放射される光のスペクトル分布（例えば１つの分光放射計によって生成される）、および処理チャンバ１５０１を透過する光（例えば他の分光放射計によって生成される）に対する個別の曲線が生成されるが、これらの曲線の一例が図４８に示されている。生成された２つの曲線を統合することによって、２つの領域が得られる。２つの領域の差をとることによって、様々な監視波長における吸収光エネルギーを計算して吸収曲線を生成するが、その一例が図１７に示されている。血液、血漿および血漿誘導体の如き特定の生物学的流体は、光のフルエンスレベルが高すぎると、過度のタンパク質損傷を引き起こすおそれがあるため、これは入手すべき重要な計量である。そのように、吸収されるエネルギーが多すぎると、過度のタンパク質損傷が生じるおそれがある。一方、吸収されるエネルギーが少なすぎると、微生物を所望のレベルまで不活性化できない。
【０１５０】
したがって、バイオプロセッシング流体や血漿誘導体の如き特定タイプの処理製品は感度が高いため、光線処理を慎重に監視することが必要とされる。光ファイバプローブ１６０２、光ファイバケーブル１６０６および分光放射計１６０４を使用することで、正確な処理が可能になるとともに、光線処理のスペクトルに対する強度（フルエンス）のモデル化が可能になるのに対して、流体処理システムの制御システムは、光線処理の処理に応じて光線処理のスペクトル含有量および強度を調整することを可能にする。
【０１５１】
次に図１６Ｂを参照すると、光線処理スペクトルの多波長に対する光線処理のフルエンスの同時測定を可能にする図１６Ａの分光放射計（総称的に分光計と称する）の一実施形態を示す図が示されている。例えば、図１６Ａの分光放射計、または多波長に対する光のフルエンスを同時に測定することが望まれる他の光線処理システムにおける集光デバイスとして、図１６Ｂのデバイスを使用することができる。
【０１５２】
連続波またはパルス光源の如き光源１６１２は、波長のスペクトルを有する光（すなわち光線処理）、すなわち多波長が存在する光を生成する。例えば、生成される光は、１７０から２６００ｎｍ、２００から１１００ｎｍ、２２５から４００ｎｍ、２００から３００ｎｍ、および２４０から２８０ｎｍの如き任意の範囲の光とすることができる。光線処理は製品の処理、例えば、一実施形態では、微生物の不活性化を目的とする。光の少なくとも一部をコレクタ１６１４、例えば光ファイバプローブで集光し、光ファイバケーブル１６１６を介して出力１６１８に送る。コレクタ１６１４の配置に応じて、光によって処理する製品をコレクタ１６１４と光源１６１２の間に配置し、例えばコレクタ１６１４を図１６Ａのプロセスモニタ１６０２として使用できることを注記する。あるいは、コレクタ１６１４と光源１６１２の間に処理対象製品が位置しないように、すなわちコレクタ１６１４が光源から直接放射される光、または処理対象製品を照明する光を集光するように、コレクタ１６１４を配置する。一変形形態では、コレクタ１６１４はディフーザとして作用すること、すなわち入射光が様々な角度でコレクタに入射することを可能にする余弦補正放射プローブであることを注記する。当該プローブは、米国フロリダ州ＤｕｎｅｄｉｎのＯｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃｓ社から市販されている（部品番号 ＣＣ３）。
【０１５３】
集光された光は、ダイオード１６２４または他の光学的検出器のアレイ１６２２に投射される個別の波長成分へと光を分離または分割する格子１６２０へ投射する。簡単にするために、個別のダイオード１６２４のすべてが示されているわけではない。また、本実施形態では、アレイ１６２２の右側に衝突する光は、より短い波長を有する光を含むのに対し、アレイ１６２２の左側に衝突する光は、より長い波長を有する光を含む。各ダイオード１６２４において電気信号が生成され、次いでアナログ／デジタル変換器１６２６（以後、ＡＤＣ１６２６と記載する）に結合される。ＡＤＣ１６２６のデジタル出力は、データを解析し、いくつかの実施形態では、例が図４８に示される、集光された光の波長のスペクトルに対する各波長におけるフルエンスのプロット１６３０を生成する、（図１６Ａのプロセスモニタ１５１２の如き、または図４１のコンピュ−タオペレーティングシステムに実装され得る）コントローラ１６２８に結合される。また、いくつかの実施形態では、製品を照明する光と製品を透過する光に対する曲線を比較して、光線処理に対する製品の吸収プロフィルを生成し（例えば図１７を参照のこと）、それを使用して、所定の露光時間（すなわちパルス）に製品に吸収された全エネルギーを求めることができる。
【０１５４】
コレクタ１６１４、光ファイバケーブル１６１６、出力１６１８、格子１６２０、ダイオード１６２４のアレイ１６２２、およびＡＤＣ１６２６は、すべて当該技術分野において知られている分光放射計の共通のコンポーネントであることを注記する。したがって、当業者であればその動作を理解している。当該技術分野において知られている分光放射計は、米国フロリダ州ＤｕｎｅｄｉｎのＯｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃｓ社から市販されている（型番号 Ｓ２０００）。
【０１５５】
光線処理を使用する処理システム内の好ましい実施形態では、コレクタ１６１４は、コレクタ１６１４を光源１６１２の前方に配置して、放射光のフルエンスを測定し、他のコレクタ１６１４を光線処理によって処理される製品（例えば流体製品）の通過側に配置して、製品を透過する光を測定する。製品を透過する光を測定する実施形態では、処理対象製品は、光線処理を少なくとも部分的に透過させる固体、液体または気体であり得る。好ましい実施形態では、製品は、光源１６１２から光を受け取るように配置された流体流動経路（または処理チャンバ）の処理ゾーンを流すことができる流体製品（液体または気体）である。有利には、直接光と、製品を透過する光の両方の多波長のフルエンスが同時に測定される。
【０１５６】
光線処理デバイスにおいて多波長の光を同時に測定する複合的な分光放射計を使用することは、既知の技術から逸脱したものである。連続波ＵＶ光線処理システムの如き従来の光線処理システムは、単純なフォトダイオードを使用して、単一波長における光のフルエンス、またはある範囲の波長を有する光に対する単一フルエンスを測定する。したがって、これらのシステムは単色監視システムである。当該波長は光線処理に使用されるため、当該システムは、典型的には所定のＵＶ波長（または所定の範囲のＵＶ波長）におけるフルエンスを測定する。対照的に、分光放射計を採用するシステムは、光線処理のスペクトル内の多くの個別的な波長におけるフルエンスを測定する多色監視システムである。また、分光放射計によって測定した光を単一の集光点で集光する。
【０１５７】
図１６Ｃを手短に参照すると、本発明の一実施形態による、入射光および透過光を測定するために多数の分光放射計を使用する処理システムの図が示されている。処理対象製品１６３０が光線処理で照明される。コレクタ１６３１および１６３２（例えば光ファイバプローブ）は、製品１６３０を照明する入射光を集光するのに対して、コレクタ１６３３および１６３４（例えば光ファイバプローブ）は、製品１６３０を透過する光を集光する。製品１６３０は光線処理の少なくとも一部を透過させ、製品１６３０は処理チャンバ内に収容することができ、例えば製品は処理チャンバに流される流体製品であることを注記する。一実施形態では、コレクタ１６３１および１６３３は（例えば２００から４００ｎｍの）ＵＶ光を集光するのに対して、コレクタ１６３２および１６３４は（例えば４００から１０００ｎｍの）ＵＶ範囲外の光を集光する。コレクタ１６３１および１６３２は（例えば光ファイバケーブルを介して）分光放射計１６３６に結合されるのに対して、コレクタ１６３３および１６３４は（例えば光ファイバケーブルを介して）分光放射計１６３８に結合される。分光放射計１６３６および１６３８は、一方のチャネルがＵＶコレクタからの光に対応し、他方のチャネルが他のコレクタ（４００から１０００ｎｍ）に対応する２チャンネル分光放射計である。そのように、分光放射計１６３６は、２００ｎｍから１０００ｎｍの範囲内の多波長に対して、製品に入射する光の個別的なフルエンス測定値を生成するのに対して、分光放射計１６３８は、２００ｎｍから１０００ｎｍの範囲内の多波長に対して、製品１６３０を透過する光の個別的なフルエンス測定値を生成する。システムコントローラ１６４０は、例えば、上述したように、吸収プロフィルおよび吸収エネルギーを生成するためといった様々な目的にこれらの測定値を使用する。
【０１５８】
実施形態によっては、ただ１つのコレクタが入射光に対応し、１つのコレクタが透過光に対応し得ることを注記する。例えば、コレクタ１６３１のみを使用して、所望のスペクトルの範囲内、例えば２００から１０００ｎｍ、２００から４００ｎｍなどの入射光を集光し、コレクタ１６３３のみを使用して、所望のスペクトルの範囲内の透過光を集光する。そのように、分光放射計１６３６および１６３８は単一チャネルであってもよいし、多重チャネルデバイスであってもよい。また、分光放射計１６３６および１６３８は、所望のスペクトル内の多波長における光の存在を測定する単純な分光計であってもよい。したがって、これらの分光計は、所定の波長にフルエンスが存在するか否かという観点で多波長におけるフルエンスを測定する。当該実施形態は、フルエンスレベルを必要とせずに、入射光および透過光のスペクトルを知りたい場合に採用できる。異なる構成が存在し得るが、入射光および透過光に対して別個の分光計が使用されることを注記する。
【０１５９】
次に図１６Ｄを参照すると、本発明の一実施形態に従って実施されるステップのフローチャートが示されている。一実施形態では、図１の流体処理システム１００の如き、光を使用して微生物を不活性化する処理システム内に使用される図１６Ａから１６Ｃの装置によって図１６Ｄのステップを実施することができるが、他の構造を使用してこれらのステップを実施することができる。最初に、波長のスペクトルを有し、製品を処理することを目的とした光線処理で製品を照明する（ステップステップ１６５０）。本明細書に記載されている通りに製品を処理できることを注記する。いくつかの実施形態では、処理システムの処理チャンバまたは処理ゾーン内に製品を収容し、光源を処理チャンバの外部に置く。製品は流体製品であってもよいし、他のタイプの処理対象製品、例えば気体、液体または固体であってもよい。また、光線処理は、少なくとも１つの光のパルスを含むパルス光線処理であってもよい。あるいは、光線処理は連続波光線処理であってもよい。光線処理が微生物を不活性化することを目的とする場合は、不活性化の性質は製品に依存することを注記する。例えば、微生物の不活性化は気体または液体製品の内部であってもよいが、固体製品の表面、または固体製品が光線処理を透過させるのであれば固体製品の内部であってもよい。
【０１６０】
次に、波長のスペクトルのうちの複数の波長のそれぞれに対して光線処理に対するフルエンスを測定する（ステップ１６５２）。いくつかの実施形態では、分光計を使用してフルエンスを測定する。例えば、分光放射計を使用して、複数の波長の各々に対するフルエンスレベルを測定する。他の例では、複数の波長の各々に対するフルエンスを測定する（フルエンスのレベルを測定しない）単純な分光計を使用する。すなわち、該分光計は、単に、複数の波長の各々におけるフルエンスの存在を測定するか、または複数の波長における光線処理のスペクトル含有量を測定する。一実施形態では、光線処理の少なくとも一部をコレクタで集光し、分光放射計に入力する図１６Ｂの装置を使用する。次いで、分光放射計は、波長のスペクトルを、個別の光学的検出器に直接向けられる個別の波長に分割する。
【０１６１】
この方法は、単一の集光点から、同時に、異なる波長に対して、光線処理の２つ以上の波長におけるフルエンスを測定するので、光線処理の監視における既知の技術から逸脱しているものと信じられる。これは、光の個々のパルスの継続時間は極めて短いといえるため、パルス光の用途では特に重要になる。したがって、有利には、パルス光処理システムにおいては、光線処理の各閃光に対してパルス光線処理のスペクトルの多波長に対するフルエンスが測定される。
【０１６２】
いくつかの実施形態では、製品を照明する光線処理の一部に対するフルエンスが測定され、および／または製品を透過する光線処理の一部に対するフルエンスが測定される。いくつかの実施形態では、製品を照明する光と、製品を透過する光に対して個別の集光点が存在する。したがって、各集光点は１つまたは複数の分光計に導かれ、各集光点は、多波長における個別のフルエンスの測定値を生成する。
【０１６３】
次に図１７を参照すると、本発明の一実施形態による吸収プロフィルが示されている。波長のスペクトルを有する光を使用するシステムにおいて、それは、光線処理の波長のスペクトルに対するフルエンスレベルを求めるのに役立つ。例えば、光源により直接放射される光を測定する１つまたは複数のコレクタ（光学的検出器）、および処理する製品を透過する光を測定する他の１つまたは複数のコレクタを配置することによって（例えば、図１６Ｃを参照のこと）、生成された２つの曲線（例えばプロット１６３０）の差を用いて、スペクトルの波長範囲に対する、製品が吸収した光の量を求めることができる。これにより、全スペクトル吸収曲線をリアルタイムで生成することができる。当業者によって、好適な吸収プロフィルを生成するようにコントローラまたはプロセッサを構成することができる。
【０１６４】
図１７は、パルス光源の、それぞれ５フラッシュおよび１０フラッシュにおける当該吸収プロフィル１７２０、１７２２（製品の吸収曲線または光学的符号とも称する）の例である。光エネルギーの照射量が多いほど、吸収が大きくなることを注記する。光線処理のスペクトルの各波長におけるフルエンスの積分値として、フラッシュ当たりの全吸収エネルギーを測定または計算することができる。フラッシュ当たりの全吸収エネルギーを記憶し、光線処理を調整、制御するための計量値、例えば処理が十分であること、またはさらに露光すると過処理になることを示す計量値として利用することができる。光線処理が連続処理である場合は、この処理を、分析される時間間隔に分割することができる。すなわち、個別の吸収プロフィルを所定の間隔で生成し、分析することができる。
【０１６５】
また、全体的にＵＶレンジ、例えば２５０から４００ｎｍ内の吸収プロフィル１７２０、１７２２が示されているが、光線処理のスペクトルの範囲内における対象波長の任意の範囲に対して吸収プロフィルを分析することができる。
【０１６６】
所定の製品の吸収プロフィルは、存在する分子のタイプ、物質内に存在する原子結合のタイプ、物質の色、ならびに様々な波長の光エネルギーと物質との相互作用など、処理する物質に関する多くのことを示唆する。いくつかの実施形態では、この吸収プロフィルを経時的に監視する。例えば、製品によっては、より多くの光エネルギーを製品に照射すると吸収プロフィルが変化する。パルス光源および特定のタイプの流体製品を使用する一実施形態では、流体製品にさらなる光のフラッシュを照射すると、吸収される波長がシフトする。例えば、４フラッシュ後は、２フラッシュ後に比べて、ある波長で吸収される光が多くなり、他の波長で吸収される光が少なくなる。処理される製品によっては、吸収プロフィルにおける当該シフトは、製品が過度に処理されていることを示唆する。特に、高感度の生物学的流体製品では、過度の光線処理によって製品そのものが損なわれる。例えば、ＢＳＡの如き血液製品では、製品内のタンパク質が損なわれるに従って、３２０ｎｍ付近の波長の吸収が増加する。光のスペクトルに対して各波長におけるフルエンスを同時に測定し、吸収プロフィルをリアルタイムで生成できることによる吸収プロフィルの慎重な監視によって、製品の過処理を回避することができる。
【０１６７】
次に図１８を参照すると、本発明の他の実施形態で実施されるステップのフローチャートが示されている。一実施形態では、図１の流体処理システム１００の如き、光を使用して微生物の不活性化する処理システム内で使用される図１６Ａから１６Ｃの装置によって、図１８のステップを実施することができる。しかし、様々な目的に対応する様々な構成を有する他の光線処理システムによってもこれらのステップを実施できることを理解すべきである。最初に、波長のスペクトルを有する光線処理で製品を照明し、製品は光線処理の少なくとも一部を透過させ、光線処理は製品を処理することを目的とする（ステップ１８２０）。製品は、流体製品であってもよいし、任意のタイプの処理対象製品、例えば気体、液体または固体であってもよいが、光線処理の少なくとも一部は、例えば約１７０ｎｍと２６００ｎｍの間の範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させるものとする。製品は処理チャンバに収容されてもよい。好ましくは、光線処理を受けるように配置された透光性の処理チャンバに製品を流す。また、光線処理は、本明細書に記載される少なくとも１つの光のパルスを含むパルス光線処理であってもよい。あるいは、光線処理は、連続波光線処理であってもよい。
【０１６８】
次に、所定の時点に、製品を直接照明する（製品に入射する）光線処理、および波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して製品を透過する光線処理の部分に対するフルエンスを測定する（ステップ１８２２）。一実施形態では、図１６Ｂの装置は、光線処理の少なくとも一部が、光源から直接放射された光を受光するように配置されたコレクタで収集され、製品を透過した光を受光するように配置されたコレクタから収集されるように使用される。コレクタは、光を１つまたは複数の分光計、例えば１つまたは複数の分光放射計に入力する。
【０１６９】
次に、複数の波長の各々に対する吸収プロフィルを所定の時点に対して生成する（ステップ１８２４）。一実施形態では、吸収プロフィルは、スペクトルの複数の波長の各々に対する、製品を直接照明するフルエンスと製品を透過するフルエンスとの差である。一実施形態では、コントローラ１６２８（またはコントローラ１６４０）は、ステップ１８２４を実行するが、当該測定を分光計、または例えば図４１のコンピュータオペレーティングシステム／ユーザインタフェースに組み込むことができることを注記する。
【０１７０】
パルス光線処理において、吸収プロフィルをパルス毎に生成し、記憶することができる。同様に、連続波光線処理において、吸収プロフィルをあらかじめ選定した間隔で生成し、記憶することができる。
【０１７１】
短波長、またはある範囲の波長を包括する吸収単一フルエンスレベルとは対照的に、波長のスペクトル内の多波長における吸収を測定するので、当該吸収プロフィルの生成は、光を使用する処理デバイスにおける既知の技術から逸脱するものと信じられる。また、吸収プロフィルを後の時点で生成することができ、好ましい実施形態では、吸収プロフィルが、測定されるのとリアルタイムで生成される。リアルタイム測定は、処理が行われているときに光線処理プロセスの分析および制御を行うツールを処理システムに提供する。
【０１７２】
いくつかの実施形態では、例えば、光線処理のスペクトルにわたる各波長に対するフルエンス測定値を積分することによって、製品に吸収された全エネルギーを測定する。全吸収エネルギーをパルス毎、または時間間隔毎に求め、適切なコントローラに使用して処理の進行状況を示すことができる。
【０１７３】
次に、後続時点において、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して、製品を直接照明する光線処理、および製品を透過する光線処理の部分に対するフルエンスを測定し（ステップ１８２６）、複数の波長にわたる吸収プロフィルを後続時点に対して生成する（ステップ１８２８）。
【０１７４】
実施形態に応じて、所定の時点および後続時点が多様に定められる。例えば、パルス光処理システムにおいて、所定の時点および後続時点は、最初の光のパルスおよび次の光のパルスと符合する。連続波光線システムでは、所定の時点および後続時点は、単に所定の時間間隔、例えば０．５秒または他の好適な間隔である。
【０１７５】
所定の時点および後続時点における吸収プロフィルを比較して、複数の波長にわたる吸収の変化が生じたかどうかを判断する（ステップ１８３０）。この比較は、コントローラ１６２８または１６４０、あるいは他のプロセッサまたは分析システムによって行うことができる。上述したように、製品の吸収プロフィルの変化またはシフトは、所定の製品の適切な処理、および製品が過処理される時点に関する情報を提供することができる。従って、いくつかの実施形態によれば、吸収プロフィルは、光線処理が適切なレベルであること、または動作条件が満たされていることについての誘因として分析される。例えば、一実施形態では、動作条件は、合格条件および不合格条件である。一実施形態では、合格条件は、製品はさらなる処理に対して安全であることを示すのに対して、不合格条件は、製品は過処理されたか、または過処理されることを示す。
【０１７６】
多くの実施形態によれば、ステップ１８２４において吸収プロフィルが生成された後に、吸収プロフィルを、同一のシステムおよび処理設定における所定の製品に対して既に記録されている既知の有効な吸収プロフィルと比較する。この比較は、コントローラ１６２８または他のプロセッサもしくは分析システムによって実施することができる。この比較において、測定された吸収プロフィルが既知の有効なプロフィルと相関しているかどうかを判断することができる。したがって、既知の有効な吸収プロフィルと差があるかどうか、またどの波長において差が生じているかを判断することができる。この情報は、システムにおける故障または光線処理パラメータを判断する上で有益であり、システムコントローラを起動して適切な調整を行わせることができる。
【０１７７】
また、多くの実施形態によれば、ステップ１８２４において吸収プロフィルを生成した後に、光線処理のスペクトルの波長のうちの１つの波長における吸収ピークを識別する。この分析は、コントローラ１６２８または１６４０あるいは他のプロセッサまたは分析システムによって実施することができる。２つ以上の吸収ピークが存在することを確認することもできる。例えば、図１７の吸収プロフィル１７２２において、約３１５ｎｍに吸収ピークが存在し、約２５５ｎｍにより小さいピークが存在する。これらの吸収ピークは、処理される製品に関して多くのことを示唆することも可能である。所定の製品に対する特定の吸収ピークの識別には多くの使用法があるといえる。例えば、後の分析および比較のために吸収ピークを記憶することができる。他の使用法は、追加的な露光によって吸収ピークの変化を追跡することである。例えば、いくつかの実施形態では、吸収ピークは、特定のレベルの露光の後にシフトし、それを用いて、製品が過処理されているかどうかを判断し、および／または処理の合格／不合格条件を設定することができる。
【０１７８】
次に図１９を参照すると、本発明の他の実施形態に従って実施することができるステップを示すフローチャートが示されている。一実施形態では、図１９のステップは、図１の流体処理システム１００の如き、本明細書に記載される、光を使用して製品を処理する処理システム内で使用される図１６Ａから１６Ｃの装置によって実施することができる。しかし、様々な用途に対する様々な製品を処理するために様々な構成を有する他の光線処理システムによってこれらのステップを実施できることを理解すべきである。
【０１７９】
最初に、波長のスペクトルを有する光線処理で処理チャンバを照明し、処理チャンバは、光線処理の少なくとも一部を透過させ、空ではあるが、光線処理によって処理する製品を流すように構成されている（ステップ１９２０）。所定の処理がまだ開始されていない、所定の処理が終了した、または一次的に停止されているために、処理チャンバが空であってもよい。処理対象製品は流体製品、または他の製品、例えば気体、液体または固体であってもよい。また、光線処理は、本明細書に記載されている、少なくとも１つの光のパルスを含むパルス光線処理であっても、連続波光線処理であってもよい。
【０１８０】
次に、上述したように、所定の時刻に複数の波長の各々に対して、処理チャンバを直接照明する光線処理、および処理チャンバを透過する光線処理の部分に対するフルエンスを測定する（ステップ１９２２）。例えば、一実施形態では、分光放射計を使用して、複数の波長の各々における速低レベルを測定する。次に、測定されたそれぞれのフルエンスレベルを複数の波長の各々について比較し（ステップ１９２４）、いくつかの実施形態では、複数の波長に対する吸収プロフィルを生成する。
【０１８１】
次いで、比較ステップに基づいて、処理チャンバは、処理チャンバに製品を流して処理する準備が整っているかどうかを判断する（ステップ１９２６）。これは、処理チャンバの光吸収プロフィルが、ユーザおよび／またはシステムによって定められる許容動作範囲内にあるときに判断することができる。この判断は、システムコントローラまたは他のコントローラ、例えばプロセスコントローラ１５１２、１６２８、１６４０によって行うことができる。このプロセスを用いて、例えば処理チャンバおよびシステムコンポーネントの清潔さを判断する。例えば、使用により、処理チャンバは、光の透過に影響を与えるおそれがある物質の付着物を蓄積し得る。したがって、この方法は、光学測定値を用いて、処理チャンバまたは他の透過性構造体の如きシステムコンポーネントがシステムの動作に対して十分に清潔であるかどうか、または処理時に過度に汚染されていないかどうかを光学的に判断する技術を提供する。例えば、図１から４の処理システム１００において、シリンジ１２０内の緩衝流体またはシリンジ１１８内の流体製品を流す前に、光源を動作させて測定する。
【０１８２】
これらの結果は、処理チャンバの如き透過性コンポーネントが正しく配置または設置されているかどうかを示すこともできる。例えば、処理チャンバが正しく配置されていない場合は、反射によって光線処理透過量を抑えることができる。あるいは、窓、または処理チャンバの透光部が正しい箇所に存在しない場合は、光線処理の一部を遮って、照明および製品の透過を阻止することができる。
【０１８３】
次に図２０を参照すると、本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートが示されている。一実施形態では、図１６Ａから１６Ｃの装置、または図１の流体処理システム１００の如き、本明細書に記載されている、光を使用して処理を行う処理システム内に使用される他の装置によって図２０のステップを実施することができる。しかし、様々な製品を処理するために様々な構成を有する他の処理システムによってこれらのステップを実施できることを理解すべきである。
【０１８４】
最初に、波長のスペクトルの複数の波長に対して既知の物理的かつ光学的吸収特性を有する緩衝流体を処理システム（例えば処理チャンバ）の流体流動経路に流す（ステップ２０３０）。緩衝流体は、本明細書に記載した流体の如き任意の流体とすることができる。緩衝流体は、この意味において、流体製品を処理する前に処理システムを試験するのに使用される「試験流体」とも称することができることを注記する。そのように、流す緩衝流体または試験流体は、処理される流体製品に移行するために流す、または所定の濃度で流体製品に混入する緩衝流体と同じ流体であっても異なる流体であってもよく、あるいは個別の流体であってもよい。
【０１８５】
波長のスペクトルの複数の波長の各々に既知のフルエンスレベルを有する光線処理で緩衝流体を照明する（ステップ２０３２）。光線処理は、本明細書に記載されている流体製品の処理、例えば微生物の不活性化を目的とする。
【０１８６】
次に、本明細書に記載されているように、所定時刻に複数の波長の各々に対して、緩衝流体を直接照明する光線処理、および緩衝流体を透過する光線処理の部分に対するフルエンスを測定する（ステップ２０３４）。次に、測定されたそれぞれのフルエンスレベルを複数の波長の各々について比較し（ステップ２０３６）、いくつかの実施形態において、複数の波長に対する吸収プロフィルを生成する。
【０１８７】
次に、例えば、複数の波長における測定フルエンスレベルと、既に記憶されている、複数の波長における緩衝流体の既知の光吸収特性とを比較することによって、緩衝流体の光吸収特性を検証する（ステップ２０３８）。
【０１８８】
次いで、比較ステップに基づいて、複数の波長における流体流動経路の光学特性が動作のための許容範囲内にあるかどうかを判断する（ステップ２０４０）。この判断は、システムコントローラまたは他のコントローラ、例えばプロセスコントローラ１５１２、１６２８、１６４０によって行うことができる。このプロセスを用いて、例えば、処理対象製品、または図１９を参照しながら説明したような乾燥システムではなく、緩衝流体に使用しながら、流体流動経路または処理チャンバおよびシステムコンポーネントの清潔さを判断する。この方法は、システムが動作している間に、閃光速度、流速、フルエンス、処理チャンバ形状、処理チャンバの清潔さを支配するコンポーネントの如きすべてのシステムコンポーネントの相互作用を判断するのに特に有用である。この方法は、光線処理システムにおける既知の技術から逸脱した技術を表す。
【０１８９】
次に図２１を参照すると、本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートが示されている。一実施形態では、図１６Ａから１６Ｃの装置、または図１の流体処理システム１００の如き、本明細書に記載されている、光を使用して製品を処理する処理システム内で使用される他の装置によって図２１のステップを実施することができる。しかし、様々な製品を処理するために様々な構成を有する他の光線処理システムによってこれらのステップを実施できることを理解すべきである。最初に、処理システムの流体流動経路に緩衝流体を流して、処理システムの動作条件を確立する（ステップ２１１０）。緩衝流体は、本明細書に記載されている流体の如き任意の流体であってもよい。ここでも、緩衝流体は、この意味において、流体製品を処理する前に処理システムを試験するのに使用される「試験流体」と称することもできる。そのように、流す緩衝流体または試験流体は、処理される流体製品に移行するために流す、または所定の濃度で流体製品に混入する緩衝流体と同じ流体であっても異なる流体であってもよい。動作条件は、処理システムの光線処理プロセスが正しく機能するように設定されるべき条件である。
【０１９０】
例えば、一実施形態では、動作条件は、流体流動経路内、特に流体流動経路の処理チャンバまたは処理ゾーン内に確立される必要がある処理ジオメトリである。先に説明したように、可撓性の処理チャンバまたは可撓性の流体流動経路を有するいくつかの実施形態では、可撓性の処理チャンバを膨張させ、流体製品が流れる処理ゾーンまたは処理ジオメトリを形成、確定する流体を経路に流し、経路を光線処理で照明しなければならない。したがって、１つの動作条件は処理ジオメトリを確立することである。
【０１９１】
他の実施形態では、動作条件は、流体流動経路、または少なくとも流体流動経路の処理チャンバまたは処理ゾーン部の流体の流れが、特定の流速を有するものであるべきである。流速はパルス光源の閃光速度と調和されるので、これは、パルス光源を使用する処理システムにおいては特に重要である。所望の最低限の処理を確保しながらも流体製品の過処理を避けるために注意を払う必要があるので、これは、敏感な生物学的流体製品を処理するシステムにおいても重要である。したがって、他の実施形態では、流速は、満たされるべき動作条件である。
【０１９２】
次に、動作条件が確立されたかどうかを判断する（ステップ２１１２）。例えば、動作条件が、処理ジオメトリを確立することである場合には、システムは、例えば、流体流動経路の処理チャンバまたは処理ゾーン部の入口および出口における流体の流れの圧力を測定する。圧力読取り値があらかじめ選定された値に達するか、または適切なコントローラによって決定されるような許容範囲におさまると、可撓性の処理チャンバが適切に膨張して処理ジオメトリを確立したことが示されたことになる。いくつかの実施形態では、処理チャンバが外側に導かれて、処理ジオメトリの１つまたは複数の寸法境界を定める支持構造体に押し込まれることを注記する。例として、図６のシステムでは、圧力変換器６３２および６３６が、処理チャンバ６１０の入口および出口の圧力を測定する。これらの圧力変換器の出力は、測定値を記憶値と比較して、条件が満たされているかどうかを判断する制御システムに出力される。
【０１９３】
あるいは、動作条件が、特定の流速が確立されるべきことである場合には、流体流動経路の処理チャンバまたは処理ゾーンの入口および出口に流速センサを採用することができる。同様に、センサの出力は、測定値があらかじめ選定された値であるか、あるいはあらかじめ選定された値の範囲におさまっており、流速が確立されたことを決定する制御システムに入力される。
【０１９４】
次に、光線処理によって処理する流体製品を流体流動経路に流す（ステップ２１１４）。次いで、流体製品を光線処理で照明する（ステップ２１１６）。有利には、緩衝流体の使用を通じて動作条件が既に確立されていて、その結果、流体製品の処理を最大限にすることができる。例えば流体製品の浪費、不十分な処理、過処理などがない。
【０１９５】
本明細書に記載されている方法、例えば図１６Ｄ、図１８、１９、２０および２１は、本明細書に記載されているシステムおよび構造体によって、または光を使用して、ウィルス、バクテリア、病原体などの微生物の不活性化の如き製品の処理を行う他の処理システムにおいて実施することができる。例えば、光線処理は、本明細書に記載されている任意のパルス光処理または連続波光線処理などであってもよい。
【０１９６】
次に図２２を参照すると、処理チャンバのプロフィルにわたる複数の位置において、処理チャンバを透過する光のフルエンスの測定を行う、本発明の一実施形態に従って実施されるステップを列記したフローチャートが示されている。図２２に列記されているステップは、以下に規定される図２３から２５の方法および装置に対する基礎を提供する。
【０１９７】
最初に、図２２を参照しながら、同時に図２３も参照する。図２３は、本発明の一実施形態による、光を使用して製品を処理する処理システムの処理チャンバ（例えば処理ゾーン）の２つの異なる部分における入射光および透過光を測定する検出器システムの簡易斜視図を示す図である。また、ここに示されるように、検出器システムは、処理チャンバの入口および出口部分における入射光および透過光を測定する。
【０１９８】
図２３に示されているのは、光を使用する処理システムの処理ゾーン１７０４を有する処理チャンバ１５０１（総称的に流体流動経路）である。光線処理によって処理する流体製品を所望の速度で（矢印２３２８の方向に）流しながら、光線処理で照明する。本実施形態では、処理ゾーン１７０４の入口部を透過する光をとらえるために光学的検出器２３２０が配置され、処理ゾーン１７０４の入口部を照明する入射光をとらえるために光学的検出器２３２２が配置され、処理ゾーン１７０４の出口部を透過する光をとらえるために光学的検出器２３２４が配置され、処理ゾーン１７０４の出口部を照明する入射光をとらえるために光学的検出器２３２６が配置されている。光学的検出器２３２０、２３２２、２３２４、２３２６は、上述したいずれかの光学的検出器またはプロセスモニタであってもよい。例えば、一実施形態では、光学的検出器はフォトダイオードであり、一方他の実施形態では、分光放射計に通じる光ファイバプローブである。１つまたは複数の光源（不図示）によって提供される光線処理は、本明細書に記載されているもののような任意のパルスまたは連続波光線処理であってもよい。
【０１９９】
光学的検出器２３２２、２３２４、２３２６、２３２８の測定値は、分析に向けてコントローラ２３３０（または他のプロセッサまたはモニタ）に入力される。いくつかの実施形態では、分光放射計（不図示）が、様々な光学的検出器とコントローラ２３３０の間に結合されることを注記する。
【０２００】
本実施形態では、入口部における強度またはフルエンス測定値を出口部で採取した測定値と比較する。したがって、処理ゾーンの入口における吸収光と処理ゾーンの出口における吸収光との間に差があるかどうかを判断することができる。例えば、そのような差を利用して、処理チャンバの流動経路（処理ゾーン１７０４）の長さにわたる、処理される流体製品の濃度の変化の有無を判断したり、または変化を確認することが可能である。これらの測定値を利用して、処理ゾーンの長さにわたる処理ジオメトリの変化の有無、例えば処理ゾーンの厚みが入口から出口にかけて異なっているかどうかを判断したり、またはその変化を確認することも可能である。他の実施形態では、これらの測定値を利用して、処理ゾーンの長さにわたる流体製品の特性の変化、例えば血液製品において、入口から出口にかけてのタンパク質濃度の変化を判断することもできる。さらなる実施形態では、これらの測定値を利用して、処理ゾーンの長さにわたって変性タンパク質または汚染物質がシステムコンポーネントに蓄積しているかどうかを判断することもでき、交換処理チャンバを必要とするときを判断する上で有益であると考えられる。
【０２０１】
光学的検出器２３２０と２３２２の間の測定値の差をとることによって、上述した吸収プロフィルと同様に、入口部における吸収のレベルを測定する。同様に、光学的検出器２３２４と２３２６の間の測定値の差をとることによって、出口における吸収のレベルを測定する。これら２つの吸収値を比較して、入口部から出口部にかけての吸収の変化を判断する。
【０２０２】
いくつかの実施形態では、入口部と出口部への入射光はほぼ同じであると想定されるため、光学的検出器２３２２および２３２６による測定値は使用されず、例えば光学的検出器２３２２および２３２６が存在しないことを注記する。したがって、光学的検出器２３２０および２３２４による測定値をとって、互いに比較して、透過光の変化を測定するが、それは、光学的検出器２３２２および２３２６を使用する実施形態と同様の分析の利点を提供することになる。
【０２０３】
他の実施形態では、測定箇所および比較箇所は処理ゾーンの入口部および出口部に位置する必要がないことを注記する。したがって、第１の箇所から第２の箇所に至るまでの処理ゾーンの長さにわたる吸収の変化を判断するために、第１の箇所および第２の箇所において入射および透過光を測定する。また、処理チャンバに流す流体は、緩衝流体であっても、本明細書に記載されている処理対象流体製品であってもよい。
【０２０４】
再び図２２を参照すると、広義には、本発明の一実施形態による方法は、処理システムの処理チャンバであって、光線処理によって処理される製品を包含する処理チャンバを光線処理で照明するステップ（ステップ２２１０）を含む。処理チャンバの一部および製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。光線処理は、本明細書に記載されているような任意の光線処理であってもよい。
【０２０５】
次に、処理チャンバの第１の部分に近接する第１の位置における、処理チャンバを透過する光線処理の一部のフルエンスレベルを測定する（ステップ２２１２）。また、処理チャンバの第２の部分に近接する第２の箇所における、処理チャンバを透過する光線処理の一部のフルエンスレベルを測定する（ステップ２２１４）。第２の箇所は第１の箇所から位置的にずれ、第１の箇所および第２の箇所は、処理チャンバまたは処理ゾーンのプロフィルの一部のなかにおさまる。例えば、図２３に示されるように、処理チャンバの２つの異なる箇所に位置する部分に対応する処理チャンバの通過側の２つの異なる箇所に光学的検出器２３２０および２３２４が配置される。
【０２０６】
図２３に示されるように、一実施形態では、第１の部分は処理ゾーンの入口部で、第２の部分は処理ゾーンの出口部である。しかしながら、第１および第２の部分は、処理ゾーンのプロフィルまわりの様々な位置に配置され得ることが理解される。
【０２０７】
概して、この方法は様々な目的に用いることができ、そのうちのいくつかについては、図２３から２５の実施形態においてより詳細に説明する。しかしながら、一般的には、処理対象製品は、本明細書に記載されているような任意の製品、例えば光線処理の一部を透過させる固体または流体（流動または静止流体）であり得る。また、製品が流体である場合は、該流体は緩衝流体であっても、試験流体であっても、または光線処理によって処理される流体製品であってもよい。
【０２０８】
また、一般には、図２３の実施形態に関連する図２２の一般的な方法を実行する装置は、光線処理によって処理される製品を収容するための処理チャンバを含むものとする。処理チャンバの少なくとも一部および製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。処理チャンバの第１の部分を透過する光のフルエンスレベルを測定するように配置される第１の光学的検出器、および処理チャンバの第２の部分を透過する光のフルエンスレベルを測定するように配置される第２の光学的検出器も含まれる。第２の部分は第１の箇所から位置的にずれる。いくつかの実施形態では、これらの測定値を利用して、例えば、様々な部分での処理チャンバを透過するフルエンスの照射量マッピングを生成し、または流体の流れまたは処理の長さにわたる吸収または透過の変化を分析することができる。
【０２０９】
図２３の実施形態に適用すると、製品は流体で、該流体は照明ステップ（ステップ２２１０）を通じて処理チャンバを流される。本実施形態では、該方法を用いて、処理チャンバの流体の流れの長さの一部にわたる吸収の変化を判断する。一実施形態では、図２３のデバイスを使用して図２２のステップを実施することができるが、他の構造体を使用して本発明の実施形態を実施できることを理解すべきである。流体は緩衝流体であっても、光線処理によって処理される流体製品であってもよい。光線処理は、本明細書に記載されている任意の光線処理であり得る。
【０２１０】
次に、ステップ２２１２および２２１４の後に、測定されたフルエンスを例えばコントローラ２３３０によって比較する。上述したように、これらの測定値は、第１の部分と第２の部分の間の処理ゾーン内の流体の流れの長さに沿った流体の吸収の変化に関する情報を提供することができる。
【０２１１】
図２３に関連する代替的な実施形態では、ステップ２２１２および２２１４が、処理ゾーンの第１の部分および第２の部分を照明する光のフルエンスレベルを測定することを含む。この代替的な実施形態では、それぞれの部分を照明する測定フルエンスと処理ゾーンのそれぞれの部分を透過するフルエンスレベルとの差をとることによって、第１の部分および第２の部分における吸収のレベルを測定する。次いで、これらの吸収レベルを比較して、流動経路に沿う様々な点からの吸収の変化を判断する。
【０２１２】
上述したように、第１の部分から第２の部分にいたる処理チャンバ（または処理ゾーン）の長さに沿う透過光の吸収またはフルエンスの変化は、流体製品の濃度の如き、流体製品の特性の変化を示し得る。これらの変化は、例えば、第１の部分から第２の部分にいたる血液製品のタンパク質濃度の変化をも示し得る。また、処理チャンバまたは区間の厚みの如き形状の変化を判断することができる。また、例えば処理チャンバの過度の使用による、処理チャンバ内の変性物質の蓄積を判断することができる。
【０２１３】
次に図２４を参照すると、本発明のさらに他の実施形態による、処理チャンバ全体にわたる光線処理のスペクトルプロフィルを得るために使用される検出器アレイの簡易斜視図が示されている。本明細書に記載されている処理チャンバのいずれかであり得る処理チャンバ１５０１が示されている。上述した、処理チャンバを透過する光を測定する２つの光学的検出器、例えば光検出器または光ファイバプローブではなく、検出器アレイ１７０２を処理チャンバ１５０１の（本実施形態における処理チャンバ１５０１のフローチャンバのプロフィルの少なくとも一部に対応する）処理ゾーン１７０４全体の背後に配置する。例えば、検出器アレイ１７０２は、（例えば板または他の構造体に配置される）処理ゾーン１７０４の背後に格子状に配列された光ファイバプローブ１６０２のアレイである。いくつかの実施形態では、光ファイバプローブの１つまたは複数のプローブを、波長のスペクトル内の個々の波長におけるフルエンスレベルの測定を同時に行うことを可能にする１つまたは複数の分光計、例えば分光放射計に入力する。代替的な実施形態では、光ファイバプローブ１６０２は、個別的な感光デバイス（例えばフォトダイオード）の如き他の検出器またはコレクタであってもよいし、荷電結合素子（ＣＣＤ）アレイを含むこともできる。
【０２１４】
検出器アレイ１７０２を使用することで、処理チャンバ１５０１の処理ゾーン１７０４のプロフィル（例えばフローチャンバのプロフィル）の少なくとも一部の照射量マッピングを作成するための測定値がプロセスコントローラに提供される。したがって、処理チャンバ１５０１を透過する光エネルギーが、処理ゾーン１７０４（すなわち走査領域）の一部、好ましくは全部分にわたって収集される。流体を流さずに、この検出器アレイ１７０２を使用して、処理ゾーン１７０４のプロフィルの一部にわたって光線処理の均一性を試験する。水または他のより吸収性の強い流体の如き、既知の一定の光学密度を有する流体を流すことによって同じ試験を行うことが可能である。処理に際して、処理チャンバ１５０１に流体製品を流しながら、流体の光線処理の吸収の均一性を試験する。上述したように、特に血漿誘導体および他のバイオプロセッシング流体を用いる場合は、過度のタンパク質の損傷を回避しながら、それと同時に流体製品の処理効果、例えば微生物、ウィルス、バクテリア、病原体などの殺菌効果を最大にするように、流体製品の均一な処理を確保することが重要である。
【０２１５】
いくつかの実施形態では、処理ゾーン１７０４のプロフィルの少なくとも一部を通過する光を測定するために検出器アレイ１７０２を配置できることを注記する。例えば、検出器アレイ構造体の大きさを処理ゾーン１７０４のプロフィルより小さくしてもよいし、あるいは光ファイバプローブ１６０２（または他の光学的検出器）が検出器アレイ構造体の一部のみを覆うようにしてもよい。当該実施形態では、フローチャンバまたは処理ゾーン１７０４の全部分より小さい部分を透過する光を測定するように、検出器アレイ１７０２の大きさを調整することができる。したがって、検出器アレイは、コントローラ１７０６（またはプロセッサもしくは他の監視デバイス）が、検出器アレイ１７０２の測定値に基づいて、処理ゾーン１７０４のプロフィルの少なくとも一部の照射量マッピングを作成することを可能にする。
【０２１６】
いくつかの実施形態では、光学的検出器、例えば光検出器１５０６および１５０８またはファイバプローブ１６０２と処理チャンバとの間にレンズシステム（不図示）を配置して、透過光をそれぞれのプロセスモニタに集光することができる。当該レンズシステムは、単一のレンズまたは複数のレンズを含むことが可能である。したがって、各光学的検出器と処理チャンバの間にレンズを配置することができる。他の実施形態では、放射光のエネルギーをＣＣＤアレイに集光するために、処理チャンバとＣＣＤアレイ（不図示）の間にレンズを配置することができる。これらの実施形態では、ＣＣＤアレイは、他の代替的なタイプのプロセスモニタである。
【０２１７】
図２４の実施形態を図２２で説明した方法に適用すると、図２４の構造は同じステップをたどる。ただし、さらには、測定ステップ（ステップ２２１２および２２１４）に基づいて、処理チャンバのプロフィルの少なくとも一部に対する照射量マッピングを作成する。例えば、コントローラ１７０６がこのステップを実施する。
【０２１８】
ここでも、ステップ２２１０の光線処理は、微生物を不活性化するための、本明細書に記載されているような任意のパルスまたは連続波光線処理であってもよい。製品は、光線処理によって処理される任意の製品、例えば固体、液体または気体状の製品であってもよい。いくつかの実施形態では、製品は、処理システムの処理ゾーンを流れる流体製品であるのに対して、他の実施形態では、製品は処理システム内で静止し、流体であってもなくてもよい。
【０２１９】
しかし、本実施形態では、処理チャンバの追加的な部分に近接する複数の追加的な位置において、処理チャンバを透過する光線処理の一部のフルエンスレベルを測定することによってステップ２２１２およびステップ２２１４のフルエンス測定を補足する。例えば、それらの箇所は、検出器アレイ構造体上の様々箇所である。図示されるように、各々の追加的な箇所は、全体的に、互いに、かつ第１の箇所および第２の箇所から位置的にずれている。また、多くの実施形態では、様々な測定箇所が、処理チャンバまたは処理ゾーンのプロフィルの少なくとも一部を実質的にカバーしている。
【０２２０】
また、図示されるように、測定ステップ、例えばステップ２２１２、２２１４、および追加的な測定ステップは実質的に同時に行われる。光学的検出器は、検出器アレイ１７０２の構造体状の様々な箇所に配置されるため、これは容易に観察される。
【０２２１】
処理チャンバのプロフィルの照射量マッピングを作成する追加的なステップを実施するときに、処理ゾーンのプロフィルは、処理ゾーン全体または処理ゾーンの一部のプロフィルであり得ることを注記する。一般に、光学的検出器は、光線処理を提供する光源と処理ゾーンの反対側に面するように配置される。これらの光学的検出器は、例えば光を分光計、例えば分光放射計に入力する個別の光検出器または光ファイバプローブであってもよい。フルエンス測定は、フルエンスが存在するかしないかという観点のフルエンス測定であってもよいし、フルエンス測定は、所定の波長におけるフルエンスレベル測定であってもよいことを注記する。
【０２２２】
一実施形態では、図２４の装置は、図１の流体処理システム１００の如き、光を使用して製品を処理する、例えば本明細書に記載されているように微生物を不活性化する処理システム内に使用されて、図２２の方法を実施できることを注記する。しかし、様々な製品を処理するために様々な構成を有する他の光線処理システムによってこれらのステップを実施できることを理解すべきである。
【０２２３】
次に図２５を参照すると、本発明のさらに他の実施形態による、処理チャンバ（または処理ゾーン）の異なる部分にわたる光線処理のスペクトルプロフィルを得るために使用される調整可能なｘ−ｙ並進テーブル上に一体化された光学的検出器の簡易斜視図が示されている。本実施形態では、光学的検出器１７１０および１７１２は、処理チャンバ１５０１の処理ゾーン１７０４に基づいてそれぞれの光学的検出器１７１０および１７１２のｘ−ｙ位置を調整するｘ−ｙ並進テーブル１７１４に統合される。当該ｘ−ｙ並進テーブル１７１４は当該技術分野においてよく知られている。出力１７１６は、プロセスモニタの出力が分析に向けてプロセスコントローラまたは他の監視システムに連結されることを可能にする。これらの光学的検出器１７１０および１７１２は、光ファイバプローブ、フォトダイオード（または他の光検出器）、圧力変換器または熱電対列、あるいは本明細書に記載されている他のプロセスモニタであってもよい。一実施形態では、光学的検出器１７１２は、例えば２２５から４００ｎｍのＵＶ光を測定するように構成された光ファイバプローブ（あるいは光検出器）であるのに対して、光学的検出器１７１０は、４００から９５０ｎｍの光を測定するように構成された光ファイバプローブ（あるいは光検出器）である。これらのプロセスモニタは、任意の特定範囲の波長または単一波長を有する光を測定するように構成され得ることを注記する。
【０２２４】
処理チャンバの少なくとも一部または処理ゾーン１７０４、例えば全処理ゾーン１７０４を連続的に走査して、流体処理時に較正および／またはプロセス監視を行うために、光学的検出器１７１０および１７１２を装着する。これは、処理領域にわたる光線処理の均一性に関するさらなる情報を提供し、汚染領域を識別し、十分に処理されていない処理ゾーンの領域を特定するものである。
【０２２５】
図２５の実施形態を図２２で説明した方法に適用すると、図２５の構造は全体的に同じステップをたどる。しかし、また、測定ステップ（ステップ２２１２および２２１４）に基づいて処理チャンバのプロフィルの少なくとも一部に対して照射量マッピングが作成される。
【０２２６】
ここでも、ステップ２２１０の光線処理は、製品を処理するための、例えば微生物を不活性化するための、本明細書に記載されているような任意のパルスまたは連続波光線処理であってもよい。製品は、光線処理によって処理される任意の製品、例えば固体、液体または気体状の製品であってもよいが、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させるものとする。いくつかの実施形態では、製品は処理システムの処理ゾーンを流れる流体製品であるのに対して、他の実施形態では、製品は処理システム内で静止し、流体であってもなくてもよい。
【０２２７】
しかし、本実施形態では、測定ステップ２２１２および２２１４は様々に実施される。例えば、照明ステップ２２１０に先立って、第１の箇所に光学的検出器を配置し、次いで処理チャンバを照明する。次に光学的検出器を第２の箇所に再配置して、再度照明を行う。例えば、図２５のｘ−ｙ並進テーブルを用いてプロセスモニタを配置することができるが、他のデバイスを使用して当該配置を行うことができることを理解すべきである。次いで、処理チャンバのプロフィルの一部のなかの様々な位置に配置される光学的検出器のフルエンス測定値に基づいて、照射量マッピングを生成する。
【０２２８】
いくつかの実施形態では、第３、第４、第５の箇所等でさらなる再配置、照明および測定ステップを実施して、より精細度の高い照射量マッピングを作成する。コントローラまたはプロセッサを光学的検出器の出力に結合し、それを使用して照射量マッピングを作成する。上述したように、照射量マッピングは、処理ゾーンのプロフィル内におけるフルエンスと位置のプロットすなわちマッピングで、処理ゾーンにわたる処理が均一であるかどうかを判断するのに有用である。いくつかの実施形態では、光学的検出器の測定値と、処理ゾーンを照明する光を測定するように配置された光学的検出器からの光線処理の測定値とを比較して、処理ゾーンのプロフィルにわたる吸収プロフィルとして照射量マッピングを確定することを注記する。
【０２２９】
図２５の装置に関連する図２２の方法は、処理チャンバに流体製品を流し、処理チャンバおよび流体製品を照明しながら実施することができることをさらに注記する。
【０２３０】
実施形態および使用する光学的検出器のタイプに応じて、フルエンス測定値は、光線処理の１つまたは複数の波長にわたるフルエンスを示す単一測定値であってもよいし、あるいは第１の箇所で収集される光線処理の多波長にわたる複数のフルエンス測定値を含んでいてもよい。
【０２３１】
一実施形態では、図２５の装置は、図１の流体処理システム１００の如き、本明細書に記載されている、光を使用して微生物を不活性化する処理システム内に用いられる図２２の方法を実施することができる。しかし、様々な製品を処理するためには様々な構成を有する他の光線処理システムによってこれらのステップを実施できることを理解すべきである。
【０２３２】
以下の説明は図２６Ａから２６Ｃに関するものである。最初に、図２６Ａを参照すると、本発明の一実施形態による、分光計に使用される光源を示す図が示されている。
【０２３３】
本発明のいくつかの実施形態によれば、分光放射計を使用して、波長のスペクトルを有する光線処理の複数の波長の各々におけるフルエンスレベル、例えば各々の波長のフルエンスレベルを測定する。当該技術分野において知られているように、分光放射計は、市販されているデバイス、例えば米国フロリダ州ＤｕｎｅｄｉｎのＯｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃｓ社のミニチュアファイバオプティクスペクトロメータ（型式 Ｓ２０００）である。典型的には、当該分光計２６０２の絶対放射度の較正を行うために、波長の範囲を較正するための較正光源（例えばランプ）が使用される。ランプ製造元は顧客に較正ファイルを支給する。この較正ファイルは、較正光源のスペクトルレンジ内の各々の個別波長におけるフルエンスレベルのリストである。較正ファイルは、標準化された距離および動作設定において、標準化された光源、例えばＮＩＳＴ（国立標準技術研究所）追跡可能光源２６０４（一般に「較正光源」とも称する）で分光放射計を照明することによって生成される。例えば、３０ワット重水素ランプは、ＮＩＳＴ追跡可能ＵＶ較正光源、例えば図２６ＡのＮＩＳＴ追跡可能光源２６０４の一例である。３０ワット重水素ＵＶランプは、約半メートルの距離におけるランプの遠視野放射度パターンで動作するように設計される。
【０２３４】
しかし、小さな放射度（フルエンス）収集デバイス、例えば光学的コレクタ２６０６を備えた分光放射計は、ＮＩＳＴ追跡可能光源２６０４の標準化された距離Ｒ１で較正するのに十分な感度を有していない。不利なことには、３０ワット重水素光源は、現在、ユーザが利用できる最も放射度の高いＮＩＳＴ追跡可能ＵＶ源（２００から４００ｎｍ）である。
【０２３５】
それを補うため、ユーザは、分光放射計２６０２を較正するのに十分な信号強度を高めるために、較正ファイルに必要とされる距離Ｒ１より、ＮＩＳＴ追跡可能光源２６０４を分光放射計２６０２に物理的に近づけることができる。この場合、ユーザは、１／Ｒ2法則に従って、提供された較正ファイルの絶対値を調整する。この法則は、点源からの放射度は、コレクタ２６０６から光源２６０４までの距離（すなわち距離Ｒ２）の二乗に反比例して変化するというものである。したがって、コレクタ２６０６と光源２６０４の距離が小さくなると、提供された較正ファイルの値を１／Ｒ2法則に従って調整しなければならない（ただし、Ｒは点光源からコレクタまでの距離である）。
【０２３６】
しかし、多くの場合、当該技術分野で理解されているように、特に、光源２６０４がコレクタ２６０６にとって点源に見えなくなるほどコレクタ２６０６を光源に近づける場合は、１／Ｒ2法則の調整を高精度に用いることはできない。これによって、コレクタ２６０６（例えば分光放射計の光ファイバプローブ）が、ＮＩＳＴ追跡可能光源２６０４の近視野にくる。したがって、調整された測定フルエンスレベルの絶対値は、支給された較正ファイルに正確に対応しない。しかし、較正ファイルの相対値（スペクトル形状）はまだ正確であることを注記する。すなわち、測定フルエンス対波長曲線は、同じ形状を有するが、フルエンスにおける未知の量によって相殺されることになる（図２６Ｂを参照）。そのように、放射度またはフルエンスの値を正確に較正することはできない。
【０２３７】
光線処理を使用する処理システムのいくつかの実施形態によれば、分光放射計２６０２に結合される光ファイバケーブル２６０８に結合された光ファイバプローブの如き光学的コレクタ２６０６を使用して、光線処理の測定が行われる。多くの実施形態では、光源は管状光源である。光ファイバプローブは、非常に狭い角度の入射光のみを集光することが知られているため、多くの実施形態は、光学的コレクタ２６０６に対してディフーザ２６１０、例えば入射角度の広い範囲の入射光を集光することを可能にする余弦補正プローブを採用している。あるいは、余弦補正プローブとしてのディフーザの代わりに、当該技術分野において知られている積分球を使用することができる。また、積分球が大きすぎる場合は、システムサイズ条件にマッチできない。したがって、多くの実施形態では、入射光を余弦補正するディフーザが好まれる。これらの実施形態の多くでは、光線処理を正確に測定するために、多くの入射角度から可能な限り大量の光を集光することが重要である。しかし、当該ディフーザは入射光を減衰させ、それによってＮＩＳＴ追跡可能光源２６０４に対する分光放射計の感度も小さくなる。したがって、いくつかの実施形態では、光学的コレクタ２６１０にディフーザが採用されなければ、分光放射計２６０２は、ＮＩＳＴ追跡可能光源２６０４によって正確に較正されるのに十分な感度を有することになる。したがって、これらの実施形態では、ディフーザを装備した光学的コレクタを有する分光放射計を、製造元支給の較正ファイルを用いて許容誤差内で正確に較正することは不可能である。
【０２３８】
また図２６Ｂを参照すると、本発明の一実施形態による、分光放射計の較正において測定されたフルエンス対波長のプロットが示されている。図２６Ｂを参照しながら、本発明の一実施形態による、分光放射計の較正において実施されるステップを示すフローチャートである図２６Ｃを同時に参照する。
【０２３９】
よって、較正光源、例えばＮＩＳＴ追跡可能光源が、分光放射計を較正するのに必要とされる最小限の放射度を提供しない場合は、２つの較正光源を使用して以下のように較正を行う。
【０２４０】
最初に、光学的コレクタに結合された分光放射計を正確に較正するのに必要とされる最小限の放射度を提供しない較正光源（例えばＮＩＳＴ追跡可能光源２６０４）に対して離れた位置に光学的コレクタ（例えば光学的コレクタ２６０６）を配置する（ステップ２６２０）。したがって、第１の較正光源が、分光放射計の動作スペクトルの第１の波長のスペクトルに対する光学的コレクタに結合された分光放射計を較正するのに十分な信号を提供するように、距離、図２６Ａの距離Ｒ２を第１の較正光源に十分に近づける。光学的コレクタが、第１の較正光源の近視野に配置されるように、第１の較正ファイルにおいて第１の波長のスペクトルに対して指定されたところより光学的コレクタの近くに第１の較正光源を配置する。一実施形態では、第１の較正光源は、２００から４００ｎｍのスペクトルを較正するのに使用される３０Ｗ重水素ＵＶランプである。したがって、一実施形態では、第１の波長のスペクトルは２００から４００ｎｍで、分光放射計の動作スペクトルは例えば２００から１０００ｎｍである。第１の較正ファイルは、２００から４００ｎｍに対する３０Ｗ重水素ランプに対して製造元から提供された較正ファイルである。一実施形態では、光学的コレクタは、光を減衰させながら、同時に幅広い入射角で光を集光することを可能にするディフーザを含む光ファイバプローブである。したがって、ディフーザは、第１の較正ファイルを使用して、第１の較正源により分光放射計を正確に較正させる。
【０２４１】
正確な較正対不正確な較正を参照する場合には、正確な較正とは、得られる測定値が、提供された較正ファイルで指定された値の特定の変動または誤差内にあることを意味することを注記する。
【０２４２】
次に、光学的コレクタから第１の較正光源までの距離に基づいて、第１の較正ファイルを調整する（ステップ２６２２）。例えば、第１の較正ファイルは距離Ｒ１に基づくのに対して、光学的コレクタは、第１の較正光源からＲ２の距離にある。したがって、点源からのフルエンスの絶対値は光源からの距離の二乗に比例するという関係を利用する。しかし、距離Ｒ２では、光源は点源に見えない（すなわち、コレクタは較正光源の近視野にある）ため、絶対値調整が正確にならないことを注記する。分光計に結合されたコントローラ２６０３によってステップ２６２２を実施できることを注記する。
【０２４３】
次に、調整された較正ファイルを用いて分光放射計を較正して、第１の波長のスペクトルに対するシステム較正ファイルを生成する（ステップ２６２４）。例えば、第１の較正光源を照明し、第１の波長のスペクトル内の各波長においてフルエンスレベル測定を行う。これらの値をシステム較正ファイルとして記憶する。図では、図２６Ｃを参照すると、これらの測定の絶対値は正確ではないが、相対値（スペクトル形状）は正確である。曲線２６１２は、２００から４００ｎｍの第１の波長のスペクトルに対する第１の較正ファイルの一実施形態に対するフルエンス対波長プロットを示すのに対して、曲線２６１４（点線）は、正確に測定、較正された場合の実際のフルエンス対波長プロットを示す。曲線２６１２の相対値は、曲線２６１４の値と同じである（すなわち、曲線２６１２は実質的に曲線２６１４と同じ形状を有する）が、２つの曲線の間の絶対値は異なる（すなわち、曲線２６１２はフルエンスにおいて曲線２６１４とずれている）。一実施形態では、コントローラ２６０３は、少なくとも部分的にステップ２６２４を実施する。
【０２４４】
次に、光学的コレクタは、第２の較正光源に対応する第２の較正ファイルにおいて指定された第２の較正光源に対して離れた位置に配置され、その距離は、分光放射計の動作スペクトルの第２の波長のスペクトルに対して分光放射計を較正するのに十分なものとする（ステップ２６２６）。第２の較正源は他のＮＩＳＴ追跡可能光源である。一実施形態では、第２の較正光源は、使用可能な波長範囲が約３５０ｎｍから１０００ｎｍの石英タングステンハロゲンランプ（ＱＴＨランプ）である。ＱＴＨランプは、１０００ワットまでの電力定格で利用可能である。較正光源またはランプ製造元は、約半メートルの距離のＱＴＨランプに基づいて作成された第２の較正ファイルをも支給している。
【０２４５】
そのように、第２の波長のスペクトルは第１の波長のスペクトルの一部と重複し、第１および第２の波長のスペクトルは、分光放射計の動作スペクトルを覆う。例えば、一実施形態では、第１のスペクトルは２００から４００ｎｍで、第２のスペクトルは３５０から１０００ｎｍであるため、３５０から４００ｎｍの範囲が重複する。例えば、分光放射計の動作スペクトルは２００から４００ｎｍ、２００から５００ｎｍ、２００から１０００ｎｍ、３００から５００ｎｍ、３５０から１０００ｎｍ、または具体的な分光計に応じた任意の範囲であってもよく、それは、単一の較正光源を使用して正確に較正することができない。
【０２４６】
次に、第２の較正ファイルを用いて分光放射計を較正して、第２の波長のスペクトルに対するシステム較正ファイルを更新する（ステップ２６２８）。例えば、第２の較正光源を照明し、第２の波長のスペクトル内の各波長においてフルエンスレベル測定を行う。これらの値は、システム較正ファイルに記憶される。図では、図２６Ｂを参照すると、第２の光源は較正デバイスとして正しく使用されるため、これらの測定の絶対値および相対値（スペクトル形状）は正確なものとする。したがって、曲線２６１６は、３５０から１０００ｎｍの第２の波長のスペクトルに対する第２の較正ファイルの一実施形態についてのフルエンス対波長プロットを示す。３５０ｎｍと４００ｎｍの間では、曲線２６１６の絶対値および相対値は曲線２６１４の値と一致することに留意されたい。３５０ｎｍと４００ｎｍの間では、曲線２６１６の相対値は曲線２６１２の値と一致するが、絶対値はずれることにも留意されたい。したがって、２つの較正ステップによる、第１の波長のスペクトルと第２の波長のスペクトルの重複部分の絶対値は、一致しない。一実施形態では、コントローラ２６０３は少なくとも部分的にステップ２６２８を実施する。
【０２４７】
次いで、第１の波長のスペクトルと第２の波長のスペクトルの重複する部分に対応するシステム較正ファイルにおける絶対値の差を求める（ステップ２６３０）。例えば、重複する波長の１つまたは複数の波長における曲線２６１６と２６１２の絶対値の差を求める。一実施形態では、その差は、重複する波長の１つまたは複数の波長に対する第２の較正光源を使用した分光放射計読取り値（曲線２６１６）と第１の較正光源を使用した分光放射計読取り値（曲線２６１２）との比として求められる。いくつかの実施形態では、その差は、単一の個別波長、または複数の個別波長の比の平均として求められる。
【０２４８】
よって、その差に応じてシステム較正ファイルを第１の波長のスペクトルに対して調整して、絶対放射度較正ファイルを生成する（ステップ２６３２）。例えば、第１のスペクトルにおいて第１の較正光源から得られた値に対するシステム較正ファイルの絶対値を、それらが重複するスペクトルにおいて第２の較正源から得られた値と実質的に一致するように調整する。そのように、波長の第１のスペクトル全体が、重複するスペクトルの外側のスペクトルの部分であっても較正に対して一致することになる。換言すれば、３５０ｎｍと４００ｎｍの間で、曲線２６１２と２６１６が絶対値と相対値の両方において一致するように、曲線２６１２を適切な曲線２６１４へシフトさせる。これらの値は、分光放射計の正確な較正を提供する絶対放射度較正ファイルに記憶される。
【０２４９】
最後に、最終チェックとして、絶対放射度較正ファイルを用いて分光放射計を較正することによって、絶対放射度較正ファイルを検証する（ステップ２６３４）。次いで、第２の較正光源エネルギースペクトルを読み出し、そのランプに対する第２の較正ファイルと比較する。これらの読取り値は、切れ目なく、許容範囲内の波長の両集合体に対して、絶対放射度較正ファイルと一致しなければならない。すべての測定値が、第２のスペクトルにおける最初の第２の較正ファイルと一致すれば、このチェックにより、分光放射計が十分に較正されていることが確認されることになる。一実施形態では、コントローラ２６０３は、少なくとも部分的にステップ２６３０、２６３２および２６３４を実施できることを注記する。
【０２５０】
一般に、較正される分光放射計の動作スペクトルおよび感度に応じて異なるスペクトルを有する異なる較正光源を使用できることを注記する。しかし、その動作スペクトル全体にわたって分光放射計を正確に較正するために、単一の較正光源を使用することはできない。すなわち、較正光源の一方に対する較正ファイルにおいて、較正距離（例えばＲ１）からずれたコレクタの距離に対して、支給されたファイルを正確に調整することはできない。したがって、一方の較正源が動作スペクトルの一部に使用され、他の較正光源が動作スペクトルの他の部分に使用される二較正光源システムが使用される。一方の較正源のみを指示通りに使用してスペクトルのそれぞれの部分を較正し、２つのスペクトルの組合せを較正するために、スペクトルの一部が１つまたは複数の波長の分だけ重複するようにする。
【０２５１】
したがって、広義には、この方法は、第一に、分光放射計の動作スペクトルの第１の波長のスペクトルが第１の較正光源で較正され、第１の較正光源は、第１の波長のスペクトルにおいて分光放射計の正確な較正を提供しないものと記載することができる。例えば、第１の較正光源は、正確な絶対放射度較正を提供しないが、相対値またはスペクトル形状に対しては正確である。第二に、分光放射計の動作スペクトルの第２の波長のスペクトルが第２の較正光源で較正され、第２の較正光源は、第２の波長のスペクトルにおいて分光放射計の正確な較正を提供し、第１の波長のスペクトルの一部が第２の波長のスペクトルと重複する。例えば、第２の較正光源は、正確な絶対放射度較正を提供する。そして、第三に、第２の波長のスペクトルと重複する第１の波長のスペクトルの部分における第１の較正と第２の較正の差に基づいて、第１の波長のスペクトルの較正を調整する。これによって、第１の波長のスペクトルおよび第２の波長のスペクトルにわたって分光放射計を較正するのに十分な絶対放射度較正が得られる。
【０２５２】
この方法は、本明細書に記載されている、または分光放射計を較正することが必要とされる他のシステムを使用した処理システムにおいて多様に実施され得ることを注記する。また、図２６Ｃのステップは、コントローラ２６０３、または適切な調整、比較および計算を行うように構成された他のプロセッサによって部分的に実施することができる。
【０２５３】
いくつかの実施形態では、処理システムの使用において測定することが望まれるスペクトルに応じて、２つ以上の分光計を使用して、処理システムの動作スペクトルを十分にカバーすることができる。例えば、一実施形態では、２００から５００ｎｍの動作スペクトルを有する第１の分光計を使用し、３５０から１０００ｎｍの動作スペクトルを有する第２の分光計を使用する。使用される実際の分光計およびそれらの動作スペクトルは、それらが使用されるシステムのニーズに応じて異なることが理解される。
【０２５４】
そのように、図２６Ｃを参照しながら説明したような絶対放射度較正は、分光計毎に実施される（すなわち、分光計毎に絶対放射度較正ファイルが生成される）。アルゴリズムは、各分光計から、帯域に対する各波長および放射度情報を抽出し、それらをつなぎ合わせて１つの連続的なファイルにする。次いで、このファイルを処理して、全スペクトルを表示するか、または選択された波長帯域のエネルギーを計算する。例えば、２つ以上の分光計に結合されたコントローラは、それぞれの測定値をつなぎ合わせて、処理システムの全動作スペクトルに対するフルエンス測定値を生成し、例えば図１７および４８に示される曲線が生成される。
【０２５５】
また、本明細書に記載されるように、多くの実施形態では、１つまたは複数の分光計を使用して、処理システムの使用時における対象スペクトルにわたる各波長における精密光線処理測定を可能にする。多くの実施形態では、これらの測定はリアルタイムで行われ、それによって、様々な光線処理およびシステムパラメータのリアルタイム制御が可能になる。
【０２５６】
以下の説明は、図２７Ａおよび２７Ｂに関するものである。まず、図２７Ａを参照すると、本発明の一実施形態による、光を使用して製品を処理する処理システムに使用される分光計で受光された光を減衰する１つの方法を示す図が示されている。
【０２５７】
光源２７０２、光学的コレクタ２７０４、光ファイバケーブル２７０６、視準光学素子２７０８、中性（ＮＤ）フィルタ２７１０（一般にフィルタとも称する）、焦点調整光学素子２７１２、分光計２７１４（分光放射計など）、フィルタホルダ２７１６およびコントローラ２７１８が示されている。
【０２５８】
分光計２７１４は、本明細書に記載されているような任意の分光計デバイスであってもよく、本明細書に記載されている処理システムの如き処理システムのいずれかに使用できる。
【０２５９】
処理システムの多くの実施形態では、あるフルエンスの範囲内の照明を行うことを目的とした光源が使用される。また、これらの実施形態では、光線処理のフルエンス、例えば提供される照明および／または処理される製品を透過する照明を測定するために分光計デバイスが使用されることになる。しかし、多くの処理用途では、光源２７０２によって生成されるフルエンスは、所定の分光計２７１４での使用に向けて定格されたフルエンスを上回る。よく知られているように、これによって、分光計２７１４の検出器アレイ（例えば、ＣＣＤアレイとも称する図１６Ｂの検出器アレイ１６２２）が飽和する。例えば、分光計の一実施形態では、フルエンスレベルが０．２５Ｊ／ｃｍ2より大きいと、検出器アレイが飽和することになる。また、本例では、処理システムは、フルエンスが０．２５Ｊ／ｃｍ2と３．０Ｊ／ｃｍ2の間の放射度を提供するように設計された光源を使用する。
【０２６０】
そのように、分光計２７１４に入力される光を減衰させながら、それと同時に分光計２７１４の較正（図２６Ａから２６Ｃによる較正など）を維持する。例えば、較正は、較正の±１から２％の範囲内に保持されるものとする。多くの実施形態では、分光計２７１４を較正するのに使用される較正光源は、典型的には、光線処理に使用される光源２７０２より数オーダ暗いこと、また分光計は測定を行うように構成されていることを注記する。これらの場合、最初に分光計２７１４を較正し、次いで処理システム内で分光計２７１４を実際に使用する前に、分光計に入力される光を減衰させる手段を所定の位置に配置する。しかし、実際に使用する前に、光を減衰させる手段を分光計の較正に組み込み、あるいは分光計の実際の値をこの較正によって調整する。
【０２６１】
図２７Ａに示されているように、光源２７０２は光線処理を生成し、その一部が、光学的コレクタ２７０４、例えば光ファイバプローブによるコレクタである。光源２７０２は、パルス光源、あるいは減衰しなければ分光計２７１４の検出器アレイを飽和させるフルエンスレベルを有する多色光を生成する連続波光源の如き、本明細書に記載されているいずれかの光源であってもよい。光ファイバケーブル２７０６は、集光された光を分光計２７１４に結合する。
【０２６２】
分光計２７１４に入力される光を減衰させ、検出器アレイの飽和を避けるために、光ファイバケーブル２７０６にブレーキを設ける。視準光学素子２７０８を光路に挿入して、光ファイバケーブル２７０６から伸びる光を視準してビーム（例えば約１から２ｍｍのビーム）とし、次いでそれを中性フィルタ２７１０に通す。ＮＤフィルタ２７１０をフィルタホルダ２７１６内の所望の位置または指定の方位に保持する。次いで、濾過後の光線は、光線の焦点を調整して光ファイバケーブル２７０６に集める焦点調整光学素子２７１２を通過する。次いで、光を分光計２７１４へ誘導する。
【０２６３】
当該技術分野において知られるように、ＮＤフィルタ２７１０は、所定の透過スペクトル内の入射光の一部を通すことで、光を減衰させる。例えば、所定の中性フィルタ２７１０は、２００から４００ｎｍのスペクトルを有する入射光の１０％を通すことができる。しかし、標準的なＮＤフィルタ２７１０の透過率は、フィルタの面に対して±３％から４％以内で変動し得る。そのように、ＮＤフィルタ２７１０の透過率の不均一性は、透過光の不均一性をもたらし、分光計２７１４の読取り値が較正の範囲内におさまらなくなる。したがって、この不均一性を考慮しない分光計読取り値は大きな誤差を有することになる。この問題は、ＮＤフィルタ２７１０に通す光のスペクトルの幅が大きくなるほど、すなわち透過スペクトルが大きくなるほど深刻になる。例えば、いくつかの実施形態では、ＮＤフィルタ２７１０は、実際のシステムに応じて、２００から３００ｎｍ、２００から５００ｎｍ、２００から１０００ｎｍ、または他の任意の範囲の波長を有する光を通すことができる。ＮＤフィルタ２７１０を通るスペクトルが広くなるほど、光が通るＮＤフィルタ２７１０の領域が広くなって、透過の不均一性が悪化する。
【０２６４】
その問題は、ＮＤフィルタ２７１０を通る光線処理のフルエンスの変動によっても悪化する。例えば、光線処理のフルエンスレベルは透過スペクトルの範囲内で急激に変化し得るので、２４０から２９０ｎｍの波長を有する光を通すＮＤフィルタは不均一に透過させる。したがって、透過スペクトルにわたるＮＤフィルタ２７１０の透過の不均一に対応して正確な分光計読取り値を得るための手段が必要になる。
【０２６５】
次に図２７Ｂを参照すると、分光計の較正を維持しながら分光計２７１４に入力される光を減衰させるのに使用される中性フィルタ２７１０を較正するために実施するステップを示すフローチャートが示されている。
【０２６６】
以下の方法は、分光計に入力される光を減衰させるのに不均一に透過させる中性フィルタを使用すると、分光計較正の変動が所定の誤差しきい値を上回る場合に用いられるのが好ましい。例えば、一実施形態では、較正の±１から２％である。実施態様に応じて、他のシステムはより大きな誤差を許容し得ることを注記する。一般に、ＮＤフィルタ２７１０の透過帯域幅が広くなるほど、または透過スペクトル内の光線処理のフルエンスの変動が大きくなるほど、この誤差しきい値を上回る可能性が高くなる。
【０２６７】
最初に、処理システムの動作において使用されるＮＤフィルタ２７１０をフィルタホルダデバイス２７１６内に配置し、較正光源で照明する（ステップ２７２０）。例えば、図２６Ａから２６Ｃを参照しながら説明したようなＮＩＳＴ追跡可能較正ランプを使用できる。いずれの場合も、多くの実施形態では、較正光源は、製品の処理に使用される光源２７０２よりはるかに小さいフルエンスを与える。例えば、照明の読取り値を分光計２７１４から採取し、コントローラ２７１８に入力する。較正光源が連続波光源である場合は、照明は、正しい読取り値を提供するための規定期間に対応したものとなる。
【０２６８】
次に、フィルタ２７１０をゆっくり（徐々に）回転させ、段階的な位置で照明して、分光計測定値を採取する（ステップ２７２２）。分光計２７１４の測定値は、それぞれ規定の期間にわたって採取される。これらの測定値をコントローラ２７１８に入力し、分析して、透過における「フラットスポット」を検出する。すなわち、特定の角回転に対して透過率が最小になる物理的方位を識別する（ステップ２７２４）。この時点において、システムは、最も均一に光を透過させるＮＤフィルタ２７１０の部分を検出することを目的とするのではなく、透過スペクトルにわたる透過率が回転距離にわたって非常にわずかしか変化しないＮＤフィルタ２７１０の部分または領域を検出して（反復性を確保する）ことを目的とする。好ましい実施形態では、±５度の角回転にわたって透過率が安定しているＮＤフィルタ２７１０の最適な方位を検出するのが望ましい。
【０２６９】
フィルタ２７１０を最適な箇所に配置して使用できるように、この最適なフィルタの方位にマーク付けを行う（ステップ２７２６）。例えば、対応するマークをフィルタホルダ２７１６に設けて整列させる。最適な方位を検出する利点は、フィルタ２７１０を使用する際に、フィルタ２７１０を光路から出し入れすることができ、フィルタ２７１０が最適な方位からわずかにずれたフィルタホルダ２７１６に挿入されても、フィルタ２７１０は実質的に同じ透過特性を提供する可能性がほとんどないことである。
【０２７０】
いくつかの実施形態では、ステップ２７２０、２７２２および２７２４を実施しないことを注記する。あるいは、フィルタ２７１０が使用されるたびに、その方位でフィルタホルダ２７１６内に配置されるように、ＮＤフィルタ２７１０をフィルタ方位としてマーク付けする場合における任意の位置とする（代替ステップ２７２６）。透過特性が実質的に規定の特性を維持するように（以下を参照のこと）、ＮＤフィルタ２７１０がマーク付きフィルタ方位にできるだけ近くなるように注意を払う必要がある。最悪の場合として、透過特性が、フィルタ２７１０の角回転においてマーク付きフィルタ方位から急激に変化した場合に、フィルタホルダ２７１６におけるフィルタ２７１０の方位のわずかなずれによって透過特性が変化し、特定のＮＤフィルタ２７１０に対して較正された分光計読取り値に誤差が生じるおそれがある。しかし、ＮＤフィルタ２７１０をマーク付きフィルタ方位に慎重に合わせると、分光計読取り値は精度を維持することになる。
【０２７１】
該方法はフィルタ２７１０が１つであっても複数であっても適用されることを注記する。しかし、複数のフィルタ２７１０が存在する場合は、すべてのフィルタ２７１０の方位に対して較正できるように、各フィルタ２７１０の方位にマーク付けする必要がある。
【０２７２】
次に、ＮＤフィルタ２７１０をフィルタホルダ２７１６から取り除き（すなわち、光路の所定位置にフィルタが存在しない状態にし）、ベースライン暗電流読取り値を透過スペクトルにわたって採取し、較正光源を活性化して、透過スペクトルの波長にわたって分光計から基準読取り値を採取する（ステップ２７２８）。ＮＤフィルタをできるだけ正確に較正するために、分光計のベースライン暗電流応答をとる。すなわち、光を分光計に入力せずに、分光計２７１４から読取り値を採取する。一実施形態では、分光計に対してすべての光を遮断する。光が存在しなくても、典型的にはベースライン暗電流読取り値が存在する。基準読取り値は、ＮＤフィルタ２７１０を配置せずに、較正光源から分光計に照明が導入される場合の分光計読取り値である。したがって、コントローラ２７１８は、ベースライン暗電流読取り値によって基準読取り値を調整する。
【０２７３】
次いで、フィルタ２７１０をマーク付き方位（最適な方位または他のマーク付き方位）で光路（例えばフィルタホルダ２７１６）に再度配置し、他のベースライン暗電流読取り値を透過スペクトルにわたって採取し、較正光源を照明して、そのスペクトルにわたる分光計からの透過読取り値を採取する（ステップ２７３０）。したがって、コントローラ２７１８は、ベースライン暗電流読取り値によって透過読取り値を調整する。この読取り値は経時的に変化するため、個別的なベースライン暗電流読取り値を採取する。再び、指定期間にわたって、ステップ２７２８および２７３０におけるこれらの読取り値を採取する。
【０２７４】
いくつかの実施形態では、ベースライン暗電流読取り値を採取せず、コントローラ２７１８は、単に（フィルタ２７１０を用いない）直接的な基準読取り値および（フィルタ２７１０を用いた）透過読取り値を使用することを注記する。
【０２７５】
次に、基準読取り値と透過読取り値（各々がそれぞれのベースライン暗電流読取り値に対して調整されている）を比較して、ＮＤフィルタの透過の不均一性に対応する透過スペクトルにわたる透過ファイルを生成する（ステップ２７３２）。そのように、透過ファイルは、透過スペクトルの波長毎に、ＮＤフィルタ２７１０への光の透過レベルを示すファイルである。例えば、光が２００から５００ｎｍの波長を有している場合は、透過ファイルは、やはり波長毎に異なる、２００から５００ｎｍの各々の波長において透過する光の量を示す。一実施形態では、透過スペクトルの波長毎に透過読取り値を基準読取り値で割って、透過ファイルを生成する。
【０２７６】
したがって、この方法は、分光計２７１４の解像度レベルで正確なＮＤフィルタ透過ファイルを生成する。有利には、透過ファイルが把握されると、透過スペクトルにわたる透過の不均一性に応じて、使用される分光計２７１４を波長毎に多様に補償することができる。したがって、使用される分光計２７１４の読取り値は正確で、許容較正誤差内におさまることになる。
【０２７７】
この補償は、分光計較正プロセスにおいて行うことができ、例えば、本来の較正ファイルを透過ファイルによって調整して、システムへのＮＤフィルタの使用に合わせて調整されるシステム較正ファイルを作成する（ステップ２７３４）。例えば、本来のシステム較正ファイルに透過ファイルの逆数を乗じて、特定のＮＤフィルタ２７１０の不均一な透過に対応するシステム較正ファイルを作成する。有利には、本実施形態では、光源２７０２に使用される分光計から採取される読取り値が較正され、不均一なフィルタ２７１０の透過に対して調整される。これによって、光線処理のリアルタイムな分光計測定が可能になる。したがって、様々なコントローラを使用して、これらのリアルタイム測定を分析し、対処することができる。
【０２７８】
あるいは、ステップ２７３２において生成された透過ファイルに基づいて、波長毎に分光計測定値を調整することによって、分光計２７１４が光線処理を測定しているときにＮＤフィルタの不均一な透過に対応することができる。しかし、これにより、これらの測定が行われている間にコントローラ２７１８、または分光計２７１４に結合されたプロセッサにおいてよけいな処理が必要とされ、おそらく遅れが生じる。したがって、好ましくは、使用に際して測定時の調整が必要とされないように、ＮＤフィルタ２７１０の使用に合わせて分光計をあらかじめ較正する。
【０２７９】
広義には、この方法は、第一に、分光計に入力される光を減衰するのに使用されるフィルタ（例えばＮＤフィルタ）に対応する透過ファイルを生成し、フィルタは、透過スペクトル内の光を該フィルタに不均一に透過させ、透過ファイルが波長毎に生成されるものと記載することができる。例えば、一実施形態では、ステップ２７２０から２７３２またはステップ２７２６から２７３２を実施することができる。第二に、分光計の読取り値が、波長毎にフィルタの不均一な透過に対応するように、透過ファイルに基づいて分光計の較正を補償する。例えば、一実施形態では、ステップ２７３４が実施される。
【０２８０】
この方法は、本明細書に記載されている分光計、または分光計を較正することが必要とされる他のシステムを使用して多様に実施され得ることを注記する。また、コントローラ２７１８、または適切な調整、比較および計算を行うように構成された他のプロセッサによって図２７Ｂのステップを部分的に実施することができる。
【０２８１】
システム動作、制御およびフィードバック
このセクションでは、本発明のいくつかの実施形態の動作および制御機能、ならびに自動化されたフィードバックのための測定値の利用について説明する。多くの実施形態では、動作および制御機能は、図１５Ａから２７を参照しながら説明した１つまたは複数の方法を用いて収集された測定値およびデータを利用する。また、１つまたは複数の制御およびフィードバック機能を図２８から４４に示されるようなコントローラに組み込むことができる。多くの実施形態では、本明細書に記載されている制御機能は、処理プロセスを通じて動的に使用することでリアルタイムに自動フィードバックを提供することを目的とする。例えば、所定の製品を処理しながら（例えば、流れる製品を光線処理で照明しながら）、測定を行い、コントローラが、リアルタイムに光線処理および他のシステムパラメータに対して自動的に調整を行う。
【０２８２】
次に、図２８を参照すると、本発明の他の実施形態による、処理チャンバと閃光ランプの間に配置されたスペクトルフィルタを含む処理チャンバの簡易側面図が示されている。処理チャンバ１８０８のフローチャンバの厚みを定める（すなわち、処理チャンバの２つの寸法境界を定める）、第１の窓板１８０４と第２の窓板１８０６の間に保持された処理チャンバ１８０２が示されている。フローチャンバの厚さは、カートリッジ１８１２のねじ１８１０（またはデジタル精密スペーサまたは他のスペーシング構造体、例えば図８のスペーサ８１４）を調節することによって調整可能である。閃光ランプ１５４からの放射光の一部を濾過するために、閃光ランプ１５４と処理チャンバ１８０２の間にフィルタ１８１４を配置する。フィルタは、様々な方法で配置され得る。例えば、図１から３を参照すると、フィルタ１８１４を窓１２８のいずれかの側に配置してもよいし、カートリッジ１３４内に配置することができる。例えば、図８を参照すると、フィルタ１８１４をカートリッジ上部８０２と第１の窓８０６の間に配置することができる。有利には、このフィルタ１８１４は、光源１５４からの光の選択可能なスペクトルフィルタリングを可能にする。いくつかの実施形態では、２つの窓または板の間の距離を定める構造体を２つの板の外側に配置するが、他の実施形態ではそれを２つの板の間に配置できることを注記する（例えば、第１の窓板１８０４と第２の窓板１８０６の間の所定の位置に保持されるスペーサ）。
【０２８３】
また、いくつかの実施形態では、光線処理測定値および／または他のシステム測定値およびパラメータに応じて、処理チャンバまたは処理ゾーンを自動的に調整する。これらの実施形態では、例えば、プロセスコントローラ１８１３によって制御されるドライブモータ１８１１にねじ１８１０を結合する。透過光のフルエンス測定値に応じて、コントローラ１８１３は、そこを流れる流体をより均一に処理するために、処理厚みを減じる必要があると判断することができる。ねじ１８１０を所定量だけ回転させて、処理厚みを変化させるドライブモータ１８１１に制御信号が送信される。そのような処理ゾーンの厚みの変化は、例えば、処理チャンバを流れる流速の測定値、流体製品のタイプ、緩衝流体に対する粒体製品の濃度、測定フルエンス、および製品の吸収量の変化に基づいたものであってもよい。また、いくつかの実施形態では、ユーザは、所望の開始処理チャンバ厚みを入力することができ、次いでそれがコントローラによって設定される。したがって、これらの実施形態では、処理ゾーンの寸法を自動的に設定し、光線処理、流量および／またはシステム測定値／較正に応じて使用時に自動的に調整することが可能である。
【０２８４】
次に図２９を参照すると、本発明の他の実施形態による、処理チャンバを照明する光の熱エネルギーにより、処理チャンバを冷却するデバイスを含む処理チャンバの簡易側面図が示されている。キセノン閃光ランプを使用すると大量の熱が生成するが、多くの実施形態では、処理チャンバおよび光源１５４を冷却する手段は設けられていない。これは、比較的短い動作時間で一回の流体処理が終了するためである。一般に、処理チャンバは、処理製品に影響を及ぼすほどの熱を蓄積しない。
【０２８５】
しかし、生産規模の流体処理システムは、数時間にわたって連続的に動作し得る。したがって、当該システムでは、処理チャンバを冷却する手段が設けられる。また、例えば、光源１５４を囲む外筒１９０２に水または他の液体を流すことによって光源１５４そのものを冷却することができる。したがって、本明細書に記載されている様々な処理システムにおけるパルス光源は、そこに冷却媒体を流すための適切な外筒を含むことができることを注記する。同様に、処理チャンバ１８０２を保持する透過性の窓に圧接して配置された配管１９０６および外筒に、水または空気などの冷媒１９０４を流すことによって処理チャンバを冷却することができる。他の実施形態では、冷却板、熱交換器または渦冷却器、ファン、または冷却材槽への処理チャンバの浸漬によって冷却を行う。あるいは、一実施形態では、処理チャンバ１８０２を保持する窓の外側に冷却管を取りつける。
【０２８６】
次に図３０を参照すると、光線処理を使用して病原体（例えばウィルス、微生物など）を不活性化する処理システムの処理ゾーンの寸法境界を自動的に調整する本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートが示されている。一実施形態では、図１の流体処理システム１００の如き、本明細書に記載されている、光を使用して製品を処理する処理システム内で使用される図２８の装置によって図３０のステップを実施することができる。しかし、様々な目的で様々な製品を処理するために様々な構成を有する他の光線処理システムによってこれらのステップを実施できることを理解すべきである。
【０２８７】
最初に、処理対象製品、および製品を収容する処理チャンバ（または処理ゾーン）を光線処理で照明し、光線処理は、製品を処理するための規定レベルの処理を提供し、処理チャンバは、所定の厚みなどの初期寸法を有する（ステップ５００２）。処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。光線処理は、本明細書に記載されているような任意のパルスまたは連続波光線処理であってもよい。また、光線処理は、製品のウィルス、バクテリア、真菌などを含む微生物の不活性化を目的とすることができ、あるいは光線処理は、製品の改質を目的とすることができる。製品は、光線処理によって処理される任意の製品、例えば固体、液体または気体状の製品であり得る。いくつかの実施形態では、製品は、処理システムの処理チャンバを流れる流体製品であるのに対して、他の実施形態では、製品は処理システム内で静止し、流体であってもなくてもよい。
【０２８８】
次に、処理のレベルを示す量を測定する（ステップ５００４）。したがって、一実施形態によれば、その量は、光学的検出器によって測定される光線処理のフルエンスの測量に対応する。当該光学的検出器は、本明細書に記載されている、または当該技術分野で知られている任意の光学的検出器であり得る。したがって、光学的検出器は、１つの波長における単一のフルエンス測定値、波長のスペクトルに対する単一のフルエンス測定値、または波長のスペクトル内の各波長に対する複数のフルエンス測定値を出力することができる。他の実施形態では、その量は、製品および処理チャンバを照明する光線処理の一部、ならびに製品および処理チャンバを透通する光線処理の一部のフルエンス測定値を用いることによって生成される吸収プロフィルに基づくものである。
【０２８９】
他の実施形態では、該量は、処理ゾーンを流れる流体製品の流速の測定値に対応する。さらなる実施形態では、該量は、緩衝体内の製品の濃度、例えば緩衝流体内の流体製品の濃度の測定値に対応する。当該量は、本明細書に記載されているプロセス検出器や流速検出器、あるいは光線処理のレベルに関連する量を測定するための他の任意の既知の検出器または手段のいずれかを使用することによって測定できる。該量は、上述のタイプの測定値を含むことができ、流れ圧力、処理チャンバ温度および製品の密度のような他のシステム測定値をも含むシステム測定値とも称することができることも注記する。
【０２９０】
次に、規定レベルの処理を維持するために、処理チャンバの寸法を該量に応じて自動的に調整する（ステップ５００６）。一実施形態では、処理チャンバの厚みを自動的に調整する。当該調整は、処理チャンバの寸法を自動的に調整させる適切な制御信号を生成する、処理チャンバに結合されたコントローラによって遂行される。例えば、図２８の実施形態では、透過光のフルエンス測定値に応じて、コントローラは、そこを流れる流体をより均一に処理するために、処理厚みを小さくすることを判断することができる。このコントローラは、ねじを所定量回転させて処理厚みを変化させるドライブモータに送信される制御信号を生成する。他の実施形態では、構成に応じて、処理ゾーンの幅、長さおよび／または体積のような処理チャンバの他の寸法を自動的に調整できる。光線処理過程を通じて、例えば照明ステップおよび測定ステップを連続的に実施しながら、調整ステップを実施できることも注記する。
【０２９１】
いくつかの実施形態では、層流プロフィルを有する製品を流すために、処理チャンバの厚みを制御することが特に重要になる。例えば、厚みが大きすぎると、処理厚みに沿って光源から最も遠い粒子は、処理厚みに沿って光源に最も近い流体粒子と同等に処理されないため、製品の処理が不均一になる。そのように、製品を透過する測定フルエンス、流速および濃度のような指標は、処理チャンバの寸法にわたる光線処理の均一さを示すのに役立つ。
【０２９２】
次に図３１を参照すると、本発明の一実施形態による調整可能フルエンス光線処理システムの簡易図が示されている。光線処理システムの処理チャンバ３００２、処理チャンバ３００２を照明するように配置された光源３００４、光源３００４に結合され、光源３００４を移動させて、光源から処理対象製品までの距離を変化させるポジショナ３００６が示されている。例えば、ここに示される実施形態では、ポジショナ３００６は、製品を収容するように構成された処理チャンバ３００２に向かって伸びる直線軸３００８に沿う選択可能な位置に光源３００４を配置するリニアポジショナである。光学的検出器３０１０および３０１２、ならびにポジショナ３００６および光学的検出器３０１０および３０１２に結合されたコントローラ３０１４も示されている。
【０２９３】
図３１の調整可能フルエンスシステムは、処理チャンバ３００２、およびそこに収容され、またはそこを流れる製品を照明する光のフルエンスレベルに対する自動調整を行う。処理に際して、光源３００４は、処理チャンバ３００２内の製品を処理することを目的とする光線処理で処理チャンバ３００２を照明する。しかし、フルエンスを慎重に制御して、処理チャンバ３００２および製品を照明するフルエンスがあまり大きくならないようにすることが重要である。これは、血漿誘導体の如き高感度な生物学的化合物について特に当てはまる。殺菌率（病原体の対数減少）と過処理によるタンパク質自体の損傷との間の慎重なバランスを確保すべきである。
【０２９４】
最初に、オペレータが、所定のフルエンスレベルで対象物を処理しようとすると、コントローラ３０１４は、光源３００４を処理チャンバ３００２から適切な距離移動させるポジショナ３００６に対して適切な制御信号を生成する。典型的には、使用前に、ポジショナ３００６の各位置（またはステップ）における光線処理のフルエンスレベルを測定し、記憶する。したがって、コントローラ３０１４は、所望のフルエンスまたは処理レベルを提供するために、ポジショナ３００６が光源を配置する処理チャンバ３００２と相対的な位置を決定することができる。上述したように、有利には、光源３００４から処理チャンバ３００２または製品までの直線距離を調整することで、光線処理のスペクトルに影響を与えることなく均一なフルエンス調整が可能になる。いくつかの実施形態では、製品の処理を通じて、例えば製品を照明しながら、この調整が行われる。
【０２９５】
一実施形態によれば、処理チャンバ３００２と相対的な光源３００４の位置が設定されると、光学的検出器３０１０および３０１２は、処理チャンバ３００２を照明し処理チャンバ３００２およびそのなかの製品を透過する光線処理のフルエンスレベルの測定を継続する。これらの測定値は経時的に記憶され、光線処理の測定フルエンスレベルが変化、例えば低下すると、コントローラ３０１４は、ポジショナ３００６に、測定フルエンスレベルが所望のレベルになるまで、直線軸３００８に沿って光源３００４を再配置させる適切な制御信号を生成する。有利には、この方法は、光源３００４および（使用されていれば）反射体組立体３０１６の経年変化を補償する。
【０２９６】
他の実施形態では、（例えばコントローラ３０１４または他のフィードバックおよびコントロールシステムで行われる）他のシステム測定に応じて光線処理のフルエンスレベルを調整する。一実施形態では、コントロールシステムは、光線処理のフルエンスレベルが高すぎること、または所望のフルエンスレベルを下げて、他の所望の処理パラメータに合わせる必要があることを判断できる。そこで、コントローラ３０１４は、例えば光源３００４を直線軸３００８に沿う他の位置に再配置するポジショナ３００６を再配置する適切な制御信号を生成する。
【０２９７】
図３１のシステムは、一般に自動リニアスライドと称することができるリニアスライドサーボドライブ１１２としてポジショナ３００６を具体化するように、図１１に示されるような処理システムに実装することができる。他の実施形態、例えば本明細書に記載されている任意の他の実施形態では、ポジショナ３００６はステッパモータまたは磁気ドライブである。システムが、光源３００４と処理チャンバ３００２または製品との直線距離の自動調整を可能にする限り、他の幾何学的構成を有する他の処理システムに調整可能フルエンスシステムを実装することができる。例えば、処理チャンバに対する各光源の位置を半径方向に調整できるように（すなわち、各ランプの直線距離を調整するように）、いくつかの光源を筒型処理チャンバのまわりに配置することができる。また、いくつかの実施形態では、ポジショナ３００６は、処理チャンバ３００２または製品のほうへ伸びない軸のまわりに光源３００４を移動させるが、この軸に沿う移動によって、光源と製品の直線距離が変化することはない。一実施例は、示されているような軸３００８に垂直な軸に沿って光源を移動させることができる。
【０２９８】
本明細書に記載されている１つまたは複数のコントローラおよびコントローラシステムの機能をコントローラに組み込むことができることを注記する。光源は、本明細書に記載されているように１つまたは複数の光源、例えば連続波またはパルス光源であり得ることも注記する。実施形態に応じて、そのいくつかについて以下に考察する多くの理由により、処理チャンバを照明する光線処理のフルエンスレベルを調整できることをさらに注記する。
【０２９９】
いくつかの実施形態では、処理対象製品を処理チャンバにおさめる必要がないことも注記する。これらの実施形態では、コントローラ３０１４によって光源と製品の距離が調整される。また、光学的検出器３０１０および３０１２の両方が存在する必要はない。例えば、いずれかの検出器、または他の既知の位置に配置された他の検出器の測定値に基づいて、距離の調整を行うことができる。いくつかの実施形態では、検出器は、処理対象製品、流体製品内に配置される。
【０３００】
次に図３２を参照すると、製品を処理するための光線処理のフルエンスレベルを光源から処理対象製品までの距離の自動調整によって調整できる、本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートが示されている。一実施形態では、図１の流体処理システム１００の如き、本明細書に記載されている、光を使用する処理システム内で使用される図３１の装置によって図３２のステップを実施することができる。しかし、様々な製品を処理するための様々な構成を有する他の光線処理システムによってこれらのステップを実施できることを理解すべきである。
【０３０１】
最初に、光源によって生成される光線処理の一部のフルエンスレベルを、光源から所定の距離だけ離れた測定点において測定し、光線処理は製品を処理することを目的とする（ステップ５０１０）。一実施形態では、製品は処理チャンバに収容されるが、製品を処理チャンバに収容する必要はない。一実施形態では、光学的検出器を測定点に配置し、処理チャンバまたは製品、あるいはそれに近接する位置で光を集光するように測定点を位置づける。したがって、いくつかの実施形態では、製品を照明する光源によって生成される光線処理の一部のフルエンスレベルを測定する。他の実施形態では、製品は処理チャンバ内に収容される流体製品で、好ましくは処理チャンバに流される。製品が処理チャンバ内にあるときは、処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。
【０３０２】
光線処理は、製品を処理するための、本明細書に記載されるような任意のパルスまたは連続波光線処理であり得る。例えば、光線処理は微生物の不活性化を目的とする。製品は、光線処理によって処理される任意の製品、例えば固体、液体または気体状製品であり得る。
【０３０３】
次に、光源と、光線処理によって処理される製品との距離を調整することによって、測定点における光線処理のフルエンスレベルを自動的に調整する（ステップ５０１２）。例えば、測定点で光ととらえるように配置された光学的検出器は信号をコントローラに出力し、信号は、測定点における光線処理のフルエンスレベルに対応する。それに応じて、コントローラは、光線処理のフルエンスの調整が必要であると判断し、制御信号を生成する。制御信号はポジショナに、処理される製品の近くまたは遠くに光源を再配置させる。例えば、光源から製品までの距離を変化させる軸に沿って光源を移動させる。いくつかの実施形態では、製品の処理時に自動調整が行われる。
【０３０４】
一実施形態では、自動調整は、光源および／または光源の反射体組立体の老化を補償することを目的とする。例えば、光源および反射体が老化するに従って、フルエンスレベル出力が徐々に低下する。自動調整は、均一な処理レベルを維持するために、光源を製品にわずかに近づけて配置することによって補償を行う。他の実施形態では、自動調整は、測定フルエンスレベルの増減の原因にかかわらず、単に光線処理のフルエンスレベルを一定レベルに維持し、ここでも、製品の均一な処理レベルを確保する。
【０３０５】
次に、図３３を参照すると、製品を処理するための光線処理のフルエンスレベルが、処理される製品の特性の変化に応じて調整可能である、本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートが示されている。一実施形態では、図１の流体処理システム１００の如き、本明細書に記載されているような光を使用する処理システム内に使用される装置のいずれかによって図３３のステップを実施することができる。しかし、様々な製品を処理するために様々な構成を有する他の光線処理システムによってこれらのステップを実施できることを理解すべきである。
【０３０６】
最初に、光線処理システムの処理チャンバ（または流体流動経路）に流体製品を流し、流体製品は初期特性を有する（ステップ５０２０）。処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させることが好ましい。初期特性は、流体製品の任意の特性または特徴、例えば緩衝流体内の流体製品の濃度、流体製品の密度および流体製品の不透明度であり得る。
【０３０７】
次に、光線処理で流体製品を照明し、光線処理は、流体製品の初期特性に基づいたフルエンスレベルを有する（ステップ５０２２）。１つまたは複数の光源は光線処理を生成する。光線処理は、流体製品を処理するための、本明細書に記載されているような任意のパルスまたは連続波光源であり得る。例えば、光線処理は、流体製品内の微生物の不活性化を目的とする。光線処理の少なくとも一部を透過させる処理チャンバの内部または外部に１つまたは複数の光源を配置できることを注記する。
【０３０８】
次に、初期特性が変化したかどうかを判断する（ステップ５０２４）。この判断は、システム測定および／または光線処理測定の結果として行うことができる。例えば、いくつかの実施形態では、例えば適切に配置された光学的検出器を使用して、製品を照明する光線処理の一部および／または流体製品を透過する光線処理の一部を測定する。当該測定値の変化に基づいて、初期特性が変化したかどうかを判断することができる。さらなる実施形態では、入射光および透過光の測定に基づいて流体製品の吸収プロフィルが決定され、吸収プロフィルは、流体製品に吸収される光線処理の量を示す。吸収プロフィルの変化は、特性が変化したことを示唆する。例えば、緩衝流体内の流体製品の濃度が低下すると、吸収される光が減少する。
【０３０９】
他の実施形態では、システム測定値によって特性の変化を判断することができる。例えば、流体製品とともに流体流動経路に計量供給される緩衝流体の量が変化し、それがコントローラに送られる。次いで、コントローラは、特性が変化したことを把握する。
【０３１０】
次に、あらかじめ選定したレベルの処理を維持するために、流体製品の初期特性が変化するに従って、（流動時に）光線処理のフルエンスレベルを経時的に調整する（ステップ５０２６）。好ましい実施形態では、調整は、システム測定値および／または光線処理測定値に対応する自動調整である。多くの実施形態では、本明細書にそれぞれ記載されているような、製品に光線処理を提供する１つまたは複数の光源からの距離を自動的に調整することによってフルエンスレベルを調整する。有利には、光源から製品までの距離を調整することによって、フルエンスが、光線処理の波長のスペクトルにわたって調整される。
【０３１１】
判断ステップおよび調製ステップは、典型的には、様々なシステムおよび光線処理測定値を受け取るコントローラによって実施される。次いで、コントローラは、処理システムのコンポーネントに送信されて適切な調整を行わせる適切な制御信号を生成する。この機能を、本明細書に記載されているコントローラデバイスのいずれかにおいて具体化することができる。
【０３１２】
次に図３４を参照すると、光線処理によって処理される緩衝流体内の流体製品の濃度を光線処理測定値に応じて調整できる、本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートが示されている。一実施形態では、図１の流体処理システム１００の如き、本明細書に記載されている光を使用する処理システム内に使用される装置のいずれかによって、図３４のステップを実施することができる。しかし、様々な製品を処理するために様々な構成を有する他の光線処理システムによって、これらのステップを実施できることを理解すべきである。
【０３１３】
最初に、光線処理システムの処理チャンバ（または流体流動経路）に流体製品を流し、緩衝流体内における所定の濃度で流体製品を流す（ステップ５０３０）。いくつかの実施形態では、処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。
【０３１４】
次に、流体製品を光線処理で照明し、光線処理は１つまたは複数の光源によって生成される（ステップ５０３２）。光線処理は、流体製品を処理するための、本明細書に記載されているような任意のパルスまたは連続波光線処理であり得る。例えば、光線処理は、流体製品内の微生物の不活性化を目的とする。光線処理の少なくとも一部を透過させる処理チャンバの内部または外部に１つまたは複数の光源を配置できることを注記する。
【０３１５】
次に、処理のレベルを示す量を測定する（ステップ５０３４）。例えば、光線処理の１つまたは複数の部分をとらえるように配置される１つまたは複数の光学的検出器を使用して、光線処理の測定値を収集する。一実施形態では、該量を求めるために、製品を照明する光線処理の一部および／または流体製品を透過する光線処理の一部を測定する。さらなる実施形態では、入射光の測定値と透過光の測定値との差に基づく流体製品の吸収プロフィルを決定し、吸収プロフィルは、光線処理のレベル、または流体製品に吸収される光線処理の量を示す。
【０３１６】
次に、規定レベルの処理を維持するために、測定ステップ（ステップ５０３４）に応じて、処理チャンバを流れる流体製品の濃度を自動的に調整する（ステップ５０３６）。例えば、流体製品とともに流動経路に計量供給される緩衝流体の量を変化させることができ、それによって流体製品の濃度が調整されることになる。一実施形態では、１つまたは複数の検出器に結合されたコントローラは、流体製品の濃度の調整（例えば、流体製品の濃度が高すぎるため、光源からより離れた流体製品の部分を、光源からより近い部分と同レベルで処理しないようにすること）が必要であると判断する。コントローラは、流体製品の濃度を調整させる適切な制御信号を生成して送信する。例えば、図１の処理システムでは、制御信号をアクチュエータ組立体１０６および１０８に送って、流体製品および緩衝流体の流れを適切に制御する。本明細書に記載されているコントローラデバイスのいずれかを、光線処理測定値を分析し、流体製品の濃度を自動的に変化させるように構成することができる。当該コントローラを実装するシステムは、１つまたは複数の光源、流体製品を流すための処理チャンバ、光線処理の一部を測定するための１つまたは複数の検出器、コントローラ、および流体の流れの中における流体製品の濃度を調整する手段を有するものとする。
【０３１７】
以下の説明は、図３５Ａから３５Ｃおよび図３６および３７に関するものである。既に説明および例示したように、多くの実施形態では、処理対象製品に対する光源の直線位置を調整することが可能である。すなわち、処理される製品から様々な距離に光源を配置することができる。また、多くの実施形態では、製品、特に光線処理によりタンパク質に過度な損傷をもたらさないことが望ましい高感度な生物学的製品に供給される正確なフルエンスを把握することが望ましい。多くの実施形態では、物理的制限により、光学的検出器が製品に供給される正確なフルエンスを測定する箇所に光学的検出器（例えば光検出器または光ファイバコレクタ）を配置しにくいというのが１つの問題である。以下の記述は、１つまたは複数の基準箇所または基準点において測定されたフルエンスに基づいて、製品に供給されるフルエンスを計算する方法を提示するものである。
【０３１８】
一般に、該方法は、較正および実装を含む。図３５Ａを参照すると、光源３５０２、処理対象製品が配置される箇所３５０４、基準点Ａにおけるコレクタ３５０６、基準点Ｂにおけるコレクタ３５０８、およびコントローラ３５０９が示されている。コレクタ３５０６（基準点Ａ）と箇所３５０４の距離をｘ１とし、コレクタ３５０６（基準点Ａ）と光源３５０２の距離をｘ２とし、コレクタ３５０８（基準点Ｂ）と光源３５０２の距離をｘ３とする。基準点Ａにおけるコレクタ３５０６は、光源３５０２に垂直で、箇所３５０４の通過側で箇所３５０４を貫通する軸に沿って配置されるのが好ましい。
【０３１９】
ここに示されるように、箇所３５０４に製品を配置するときは、箇所３５０４に供給される正確なフルエンスを求めるためには、その箇所に光学的検出器またはコレクタを配置するのが困難である。一般に、コレクタ３５０６は、透光性の製品を透過する光線処理の一部を収集するのに対して、コレクタ３５０８は、製品に入射する光線処理の一部を収集する。しかし、コレクタ３５０８における測定値は、製品に供給されるフルエンスの概算を表すものの、コレクタ３５０８（点Ｂ）は箇所３５０４の正確な位置に配置されないため、これらの測定値は製品に供給される正確なフルエンスを表していない。例えば、コレクタ３５０８は、ｘ方向とｙ方向の両方において箇所３５０４からずれている。また、コレクタ３５０６は、製品に入射する光線処理ではなく、製品を透過する光線処理を測定する。コレクタ３５０６は、製品が光線処理を透過させない場合は使用されない。
【０３２０】
したがって、製品を箇所３５０４に配置する前に（すなわち、光源３５０２とコレクタ３５０６の間に製品が存在しないときに）、フルエンスと距離の関係を示す曲線を生成する。すなわち、基準点Ａから段階的に離れた距離に光源３５０２を配置し、活性化させる。換言すれば、各距離ｘ２におけるフルエンスの測定値を記録できるように、それぞれの距離ｘ２に光源３５０２を配置する。光源３５０２はパルス光源または連続波光源であり得ることを注記する。一実施形態では、各々の段階的な距離ｘ２においてパルス光源をフラッシュするのに対して、他の実施形態では、各々の距離ｘ２において、規定時間連続波光源を活性化させる。
【０３２１】
図３５Ｂは、それぞれの距離ｘ２におけるコレクタ３５０６およびそれぞれの距離ｘ３におけるコレクタ３５０８に対して生成された、フルエンスと距離の関係の曲線を示す。一実施形態では、曲線３５１０は、それぞれの距離ｘ２に対して、コレクタ３５０６（点Ａ）で採取された測定値から生成された曲線であるのに対して、曲線３５１２は、距離ｘ２に対応するそれぞれの距離ｘ３においてコレクタ３５０８（点Ｂ）で採取された測定値から生成された曲線である。（曲線３５１０の）距離ｘ２の最大値において、（曲線３５１２）の距離ｘ３の最大値はそれより小さくなるが、これは、基準点Ｂのほうが基準点Ａよりも光源３５０２に近いことを想定していることを注記する。一般に、距離ｘ２においては、コレクタ３５０６で測定されるフルエンスは、コレクタ３５０８で測定されるフルエンスより低いことを注記する。しかし、それは、特に、コレクタ３５０８がコレクタ３５０６からｙ方向に十分ずれている場合は、常に当てはまるとは限らず、コレクタ３５０８が光源３５０２により近くても、コレクタ３５０８が光源３５０２の全長に沿って収集するフルエンスはより小さくなる。これは、コレクタが入力できる収集角度の範囲にさらに依存することを理解されたい。したがって、構成、使用するコレクタ、および関係するそれぞれの距離に応じて、曲線３５１０と曲線３５１２の差の程度が異なることを注記する。
【０３２２】
次に、曲線適合をプログラム式に生成して、両コレクタ３５０６および３５０８に対して、距離の関数としてのフルエンスとフルエンスの関数としての距離の両方に対する方程式を導く。これらの式に対する係数を較正データとしてファイルに記憶し、後に使用する。コレクタ３５０６および３５０８に結合されたコントローラ３５０９を使用して、上記の判断を行い、光源３５０２の適切な再配置および試験を開始する。フルエンスと距離の関係を示す曲線を実際にプロットする必要はなく、較正データ（すなわちそれぞれの距離におけるフルエンス）を求めて、それぞれの方程式をモデル化するだけでよいこともさらに注記する。
【０３２３】
随意的に、それぞれの曲線３５１０および３５１２に対する距離の関数としてのフルエンスとフルエンス方程式の関数としての距離とを比較することによって、フルエンス関係式の関数としてのフルエンスを導くことができる。そのように、曲線３５１０の所定のフルエンスレベルは、曲線３５１２の所定のフルエンスレベルに対応する。例えば、基準点Ｂにおいて測定されたフルエンスが与えられると、特定の距離を把握しなくても、製品の箇所に存在するフルエンスを求めることができる。
【０３２４】
実装段階において、（例えばフルエンスと距離の関係を示す曲線からからモデル化された方程式からの）較正データを用いて、箇所３５０４における製品に対する光源３５０２の開始位置を選択する。そのように、開始フルエンスは、オペレータによって入力されるか、あるいは処理に対して把握される。曲線３５１０に基づくフルエンス方程式の関数としての距離を用いて、光源３５０２から箇所３５０４における製品までの距離を設定する。例えば、所望のフルエンスをＦ１とすると、Ｆ１をこの方程式に入力して適切な距離ｘ２を導く。しかし、距離ｘ２は、光源３５０２から基準点Ａまでの距離として既に定められている。したがって、図３５Ｃに示されるように、システムは、光源３５０２から箇所３５０４（および製品３５１４）までの距離をｘ２に設定する。これは、箇所３５０４から光源３５０２までの距離がここでｘ２になるように、光源３５０２を基準点Ａ（コレクタ３５０６）からｘ２＋ｘ１の距離のところに配置することによって達成される。したがって、光源３５０２の開始位置はｘ２＋ｘ１の距離で、ｘ２は、曲線３５１０から生成されたフルエンス方程式の関数としての距離における入力フルエンスから求められる。
【０３２５】
次に、使用時には、箇所３５０４に供給される正確なフルエンスは、実際は、曲線３５１０の生成において、処理の前に測定されたフルエンスであることを確認するための方法が提供される。図３５Ｃに示されるように、基準点Ａにおけるコレクタ３５０６は、ここで製品３５１４を透過する光のフルエンスを測定するので、供給されるフルエンスの正確な測定および検証を提供しない。同様に、製品が光線処理を透過させない場合は、基準点Ａにおけるコレクタは全く使用されない。
【０３２６】
このフルエンスを検証するために、基準点Ｂに対する曲線３５１２からモデル化された方程式が利用される。例えば、光源から箇所３５０４までの距離が把握されると、距離ｘ３も把握される。したがって、使用時には、距離ｘ３を、曲線３５１２からモデル化された距離方程式の関数としてのフルエンスに用いて、基準点Ｂ（コレクタ３５０８）での予測フルエンスであるべきものを生成する。基準点Ｂ（コレクタ３５０８）における測定フルエンスが予測フルエンスと一致する場合は、箇所３５０４に供給されるフルエンスが、距離ｘ２に対して基準点Ａで最初に測定されたフルエンスと実質的に等しくなることが示される（図３５Ａ）。測定フルエンスが予測フルエンスでない場合は、製品３５１４に供給されたフルエンスは、コレクタ３５０６で最初に測定されたものと等しくならない。
【０３２７】
測定フルエンスが予測レベルでない場合は、システムコントローラは、光線処理の調整、例えば光源への電力や製品からの距離などの調整を行って、測定値を予測値にすることができる。一実施形態では、基準点Ｂにおける測定フルエンスと予測フルエンスの比を用いて、例えば光源（および反射体）の老化、または光線処理における他の劣化に対応する（図３５Ｃにおける）距離ｘ２に対するスケール調整を決定する。
【０３２８】
システムの使用にわたる様々な時点において検証プロセスを実施する。例えば、この検証は、継続的に実施されるか、または間隔をあけて実施される。
【０３２９】
測定フルエンスは、単一波長で採取された個別的なフルエンス測定値であってもよいし、波長のスペクトル内の光をカバーする個別的な測定値、例えばＵＶ測定値であってもよい。あるいは、フルエンス測定値は、波長のスペクトルにわたる複数の波長であってもよい。そのような場合は、複数の波長のうちの選択された波長におけるフルエンスを用いて、フルエンスと距離の関係を示す曲線を生成する。他の場合では、フルエンス測定値またはレベルは、波長のスペクトルにわたるフルエンスの積分値である。
【０３３０】
そのように、いくつかの実施形態では、コレクタ３５０６および３５０８は、それぞれ適切な分光計、例えば分光放射計に結合される光ファイバプローブである。好ましくは、光ファイバプローブは、広い入力角度で光を受光するように余弦補正される。追加的な実施形態では、各基準点ＡおよびＢにおいて２つのコレクタが使用され、各々のコレクタが、異なる波長の光または異なるスペクトル内の光を集光する。一実施形態では、各基準点における一方のコレクタは（例えば２００から４００ｎｍの）ＵＶ光を集光するのに対して、各基準点における他方のコレクタは４００から１０００ｎｍの光を集光する。また、各基準点における各コレクタは、二チャネル分光放射計のそれぞれのチャネルに入力される。
【０３３１】
また、箇所３５０４において処理される製品３５１４は、固体製品であっても流体（液体または気体）製品であってもよい。また、製品は、光線処理の少なくとも一部を透過させるものであってもよいし、光線処理を透過させないものであってもよい。
【０３３２】
また、基準点の箇所を互いに変化させることもできる。例えば、基準点Ｂにおけるコレクタを基準点Ａにおけるコレクタより光源から遠ざけることができるが、基準点Ｂにおけるコレクタは、製品の処理時に光源からの光を受光するように配置されるものとする。また、代替的に、基準点Ａにおけるコレクタを箇所３５０４よりも光源に近づけた位置に配置してもよい。当該代替的な実施形態では、コレクタは、フルエンスと距離の関係を示す較正曲線の生成に主に使用され、その後、製品の処理に際して除去される。
【０３３３】
規定の容積を有する処理チャンバ内に製品を配置できることも注記する。いくつかの実施形態では、製品は、処理チャンバを流れる流体製品である。したがって、処理チャンバは、本明細書に記載されている処理チャンバ、または当該技術分野において知られている処理チャンバのいずれかと類似していてもよい。
【０３３４】
有利には、上記較正および実施態様を採用することによって、特定の箇所における光線処理のフルエンスレベルを、その箇所に光学的検出器を必要とせずに、推定することが可能である。これにより、コレクタは製品の光線処理に緩衝することがないため、コレクタを所望の箇所に配置する必要がなくなるという利点が提供される。
【０３３５】
次に、図３６を参照すると、本発明の他の実施形態によって実施されるステップを示すフローチャートが示されている。一実施形態では、図３６のステップは、図１の流体処理システム１００の如き、本明細書に記載されている光を使用する処理システム内に使用される、例えば図３５Ａおよび３５Ｃに示されるような装置のいずれかによって実施され得る。しかし、様々な製品を処理するために様々な構成を有する他の光線処理システムによってこれらのステップを実施できることを理解すべきである。
【０３３６】
最初に、光源によって生成された光線処理で製品を照明し、光線処理は、製品を処理することを目的とする（ステップ３６０２）。本明細書に記載されているような１つまたは複数の光源によって光線処理を生成することができる。光線処理は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光を含む。製品は、図３５Ａから３５Ｃを参照しながら説明した、あるいは本明細書の他の箇所に記載されているような任意の製品であり得る。光線処理は、本明細書に記載されているような任意の目的、例えば微生物の不活性化に対応することができる。また、製品を処理チャンバ内に配置することができる。実施形態に応じて、光線処理の少なくとも一部を透過させる処理チャンバの内部または外部に１つまたは複数の光源を配置することができる。
【０３３７】
次に、製品の一部に配置されるフルエンス検出器を使用することなく、製品の一部における光線処理のフルエンスレベルを推定する（ステップ３６０４）。上述したように、いくつかの実施形態では、これは、基本的に、光源から所定の距離に予測されるフルエンスをあらかじめ測定し、その箇所に製品の一部を配置した後、あらかじめ測定したフルエンスが正確であることを確認することによって達成される。図３５Ａから３５Ｃを参照しながら説明した、あるいは本明細書の他の箇所に記載されているような適切な光学的検出器によってフルエンスを測定できることを注記する。フルエンスレベルは、単一波長で採取された個別的なフルエンス測定値であっても、波長のスペクトル内の光をカバーする個別的な測定値であってもよいことも注記する。また、フルエンスレベルは、フルエンスと距離の関係を示す曲線を生成するのに使用される、複数の波長のうちの選択された波長におけるフルエンスであり得ることも注記する。他の場合では、フルエンスレベルは、波長のスペクトルにわたるフルエンスの積分である。
【０３３８】
また、一実施形態では、フルエンスレベルの推定は、光源からの距離の関数としてのフルエンスに基づく。例えば、製品の一部から光源までの距離を把握し、製品の一部においてとらえられるフルエンスを推定する。他の実施形態では、フルエンスレベルの推定は、基準点で測定されるフルエンスの関数としてのフルエンスに基づく。例えば、基準点（例えば基準点Ｂ）で測定されるフルエンスを把握し、製品の一部においてとらえられるフルエンスを推定する。
【０３３９】
したがって、次に、製品の一部以外の箇所に配置されたフルエンス検出器を使用して、製品の一部における光線処理のフルエンスレベルを検証する（ステップ３６０６）。上述したように、一実施形態では、該検証は、第２の基準点で使用される実際のフルエンス測定値と比較される第２の基準点におけるフルエンスの測定値に基づく。
【０３４０】
１つまたは複数の光学的検出器に結合されるコントローラは、ステップ３６０４および３６０６を実施するように構成されることを注記する。
【０３４１】
一実施形態では、図３５Ａから３５Ｃを参照しながら説明したものと同様に、基準点に配置された光学的検出器（例えば基準点Ａにおけるコレクタ３５０６）から第１の距離（例えばｘ２）にある第１の位置に光源を配置することによって、ステップ３６０４を実施することができる。一実施形態では、第１の距離は、光源と、処理時に製品の一部が配置される位置（例えば箇所３５０４）との間の軸に沿う。基準点は、処理時に製品の一部が配置される位置から該軸に沿って第２の距離（例えばｘ１）に配置される。光源は、処理時に製品の一部が配置される位置から該軸に沿って第３の距離（例えばｘ２−ｘ１）に配置される。
【０３４２】
次に、基準点に配置される光学的検出器を、規定のフルエンスレベルを有する光線処理で照明する。この規定のフルエンスレベルは、所定の距離ｘ２で検証される。
【０３４３】
次に、処理時に製品の一部が配置される位置（例えば箇所３５０４）から第１の距離（例えば図３５Ｃのｘ２）にある第２の位置に光源を再配置する。この距離は、光源から基準点までの第１の距離と第２の距離（例えばｘ２＋ｘ１）の合計になることを注記する。
【０３４４】
光源が再配置されると、製品の一部が処理位置にくるように、処理対象製品が配置される。
【０３４５】
製品が配置されると、製品の一部におけるフルエンスレベルが、規定のフルエンスレベルに実質的に等しくなるように規定のフルエンスレベルを有する光線処理で製品が照射される。
【０３４６】
次に図３７を参照すると、処理対象製品と相対的な光源の開始位置を決定するために、本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートが示されている。一実施形態では、図１の流体処理システム１００の如き、本明細書に記載されている光を使用する処理システム内に使用される装置、例えば図３５Ａおよび３５Ｃに示される装置のいずれかによって、図３７のステップを実施することができる。しかし、様々な製品を処理するために様々な構成を有する他の光線処理システムによってこれらのステップを実施できることを理解すべきである。
【０３４７】
最初に、光源によって生成される光線処理の所定のフルエンスレベルを、光源から一定の距離に位置する基準点において測定する（ステップ３７０２）。光源および光線処理は、本明細書に記載されている任意の光源または処理であり得る。例えば、一実施形態では、一定の距離（例えばｘ２）にある基準点（例えば点Ａ）に配置されたコレクタ（例えば図３５Ａのコレクタ３５０６）は、所定のフルエンスレベルを測定する。好ましい実施形態では、光線処理によって処理される製品は、測定ステップ時に存在しないことを注記する。
【０３４８】
次に、基準点における所定の測定フルエンスレベル、基準点から光源までの距離、基準点から製品の一部の箇所までの距離に基づいて、光源から、光線処理で照明される製品の一部の箇所までの距離（例えば図３５のｘ２）を設定する（ステップ３７０４）。そのように、所定のフルエンスを製品の一部に提供することが望まれる場合は、光源が基準点から距離ｘ２＋ｘ１の所にくるように、光源を製品の一部から（図３５Ｃにおける）距離ｘ２の所に配置する。したがって、製品の一部におけるフルエンスは、所定のフルエンスに等しくなる。
【０３４９】
製品は、図３５Ａから３５Ｃを参照しながら説明した、あるいは本明細書の他の箇所で説明したような任意の製品であり得ることを注記する。例えば、製品は、処理チャンバを流れる流体製品であってもよい。処理チャンバが光線処理の少なくとも一部を透過させるように、光源を処理チャンバの内部に配置してもよいし、処理チャンバの外部に配置してもよい。
【０３５０】
次に、設定ステップ（ステップ３７０４）に続いて、製品の一部において受け取られたフルエンスが所定のフルエンスレベルになるように、製品を光線処理で照明する（ステップ３７０６）。実施形態に応じて、少なくとも１つの光のパルス、または連続的な露光によって製品を照明することができる。次いで、製品の一部に配置されるフルエンス検出器を使用せずに、製品の一部における所定のフルエンスレベルを検証する（ステップ３７０８）。
【０３５１】
一実施形態によれば、製品の一部の箇所および光源を貫通する軸に沿う位置に基準点が設けられる。また、この場合、設定ステップ（３７０４）は、光源から製品の一部の箇所までの距離が、光源を移動する前の基準点と光源の距離に実質的に等しくなるように、基準点（例えば点Ａ）から製品の一部の箇所（例えば箇所３５０４）までの距離に実質的に等しい距離（例えばｘ１）だけ光源を移動（または再配置）することを含む。
【０３５２】
図３６および３７の方法は、その構造によって、また図３５Ａから３５Ｃを参照しながら例示および説明した構造の観点で実施できるが、当該方法は、本発明の本実施形態による構造および他の光線処理システムの観点に関連して実施することができる。
【０３５３】
次に、図３８を参照すると、本発明の一実施形態による、処理チャンバの流体流動経路の厚みにわたる様々な粒子速度（速度ベクトル）を示す簡易図が示されている。
【０３５４】
本明細書を通じて記載されているように、静的または流動する特定タイプの流体製品は、パルス光線処理に敏感である。例えば、製品自体を過度に損傷させることなく微生物を不活性化するなど、製品を処理することがしばしば望まれる。このことは、血液製品の如き高感度な生物学的製品の場合に特に重要である。光線処理は、タンパク質損傷の上限レベルを超えることなく最低限の殺菌率を得るとともに、製品を可能な限り迅速に処理するように行われる必要がある。
【０３５５】
流動する流体製品を処理する処理システムでは、この目的を満たすのに、パルス光源の閃光速度が重要になる。例えば、処理チャンバを流れる流体の速度は、所望のレベルの処理を満たすために、パルス光源が放射する速度に影響を与える。また、処理チャンバ３８０２または流体流動経路の形状が、そこを流れる流体の速度に影響を与える。例として、光源と相対的な処理チャンバ３８０２の厚み３８０４（または隙間）に沿い、処理チャンバの厚みに沿う位置に応じて、流体の粒子が異なる速度で流れる。一般に、厚みに沿う粒子の速度は、粒子速度プロフィル３８０８に示されるような放物線状のプロフィルを有する。例えば、図３８に示されるように、処理チャンバ３８０２の境界に沿って流れる流体粒子は、処理チャンバ容積の中央部を流れる粒子よりわずかに低速度で流れる。図３８には、所定の流体粒子に対し、矢印の大きさで相対速度が示されていることを注記する。各々の矢印は特定の速度ベクトルを表す。線３８０６は、典型的には流体の流れのなかのピーク粒子速度である中心線速度を示す。また、境界付近の粒子は、処理チャンバに流入する流体の質量流れ速度３８１０（または平均流速）よりも低速度で流れ、中央部の粒子はそれより高速度で流れる。
【０３５６】
不利なことには、処理チャンバに流入する流体の質量流れ速度３８１０（平均流速）に基づいて、パルス光源の閃光速度を設定すると、いくつかの流体粒子は、質量流れ速度より高速度で流れるため、処理不足になる可能性がある。
【０３５７】
処理レベルでの処理の変動は、処理チャンバのジオメトリによって異なる。いくつかのシステムは、自動または手動の処理チャンバジオメトリ調整を有するか、あるいは単に、処理チャンバを、異なるジオメトリを有する他の処理チャンバと交換することが可能であることを注記する。厚みなどの処理チャンバジオメトリが調整可能なシステムでは、ジオメトリが変化するに従って、粒子が処理不足になり得る度合いが変化する。
【０３５８】
また、流体製品の粘度も、処理チャンバの厚みに沿う粒子の流れの変動に影響する。流体の質量流れ速度はもう１つの要因である。例えば、流体が処理チャンバを流れる速度の変化は、流体の流れのなかの粒子の流速の変動に影響を与え得る。
【０３５９】
よって、処理チャンバを流れる流体の流れのなかの特定の粒子の流速を推定し、次いで質量流れ速度ではなく、特定の粒子の流速に基づいて光線速度を設定する方法が提供される。いくつかの実施形態では、またオペレータが処理不足を懸念する度合いに応じて、特定の流速は、流体の流れのなかの最速粒子の流速、すなわちピーク速度であってもよい。ピーク粒子流速のパーセント値である特定の粒子の流速に基づいて閃光速度を設定することができる。例えば、閃光速度は、ピーク粒子流速の８０％に基づくものであってもよい。
【０３６０】
そのように、閃光速度の基礎となる特定速度は、ピーク以外、すなわち中心線３８０６以外の粒子速度プロフィル３８０８に沿う位置における速度であり得る。一実施形態では、流体製品の光学的特性（例えば吸収）、および厚みの深さを考慮して、粒子速度プロフィル３８０８に沿う適切な粒子速度を選択する。
【０３６１】
次に、図３９Ａを参照すると、パルス光源処理システムの閃光速度を設定するのに用いられる、本発明の他の実施形態において実施されるステップのフローチャートが示されている。そのように、本発明の一実施形態によれば、光のパルスを光線処理として使用する処理システムの処理チャンバを流れる流体内の移動粒子の特定速度を推定し、流体は質量流れ速度で流れる（ステップ３９０２）。いくつかの実施形態では、処理チャンバおよび流体は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。光線処理は、本明細書に記載されている光線処理の如き、任意の単色または多色パルス光線処理であり得る。特定速度は、最高粒子速度（ピーク粒子速度）であっても、最低粒子速度であっても、または他の粒子流速であってもよい。いくつかの実施形態では、特定の粒子の流速は、中心線速度（典型的にはピーク粒子速度）と質量流れ速度（平均流速）との比である。
【０３６２】
特定の粒子の速度を推定すると、光線処理を最適化するために、特定速度に基づいて、パルス光源によって供給される光のパルスの閃光速度を設定する（ステップ３９０４）。いくつかの実施形態では、中心線速度と質量流れ速度の比に基づいて閃光速度を設定する。
【０３６３】
処理不足が懸念される実施形態では、ピーク粒子速度に基づいて設定された最低限のレベルの処理を確保するために、最速移動粒子を処理するように閃光速度を設定する。しかし、実施態様に応じて、ピーク速度ベクトル以外の特定粒子流速に基づいて閃光速度を設定できることを注記する。一実施形態では、最低限のレベルの処理を満たすために、流体製品の光学的特性および厚みの深さを考慮して、粒子速度プロフィルに沿う適切な粒子速度を選択することを注記する。
【０３６４】
特定粒子流速を測定するために（ステップ３９０２）、一実施形態では、実験の設計（ＤＯＥ）ツールを用いて、いくつかの入力変数の関数としての特定粒子流速に対する方程式を導く。一実施形態では、実験の設計ツールは、特定速度プロフィルの所定の３つの入力変数、すなわち流体粘度（すなわち流体特性）、処理チャンバの厚み（すなわち流れジオメトリ）、および処理チャンバを流れる流体の質量流れ速度をモデル化するための単一の方程式を生成する。他の流体特性および流れジオメトリを用いて異なる方程式をモデル化できることを注記する。１つの変形形態では、粒子速度プロフィルに対して生成された単一の方程式を、中心線速度（すなわちピーク速度）と平均速度の比の観点から表す。したがって、速度ベクトルが、平均速度に対して正規化される。
【０３６５】
最初に、流体粘度、処理チャンバの厚みおよび質量流れ速度を３つの選択可能な値の間で変化させる一連の試験を実行する。各々の試験において、中心線速度と平均速度（ＣＬとＡ）の比を計算または測定して求める。あるいは、特定粒子速度を計算または測定する。一実施形態では、流れに染料を挿入し、光学的センサまたはドプラセンサを使用して、所望の比または速度を求めることによって当該速度を測定することができる。
【０３６６】
一実施形態において、図３９Ｂは、試験の実行条件の表を示す図である。流体粘度は１ｃＰと３ｃＰと５ｃＰの間で変化し、処理チャンバの厚みは１ｍｍと３ｍｍと５ｍｍの間で変化し、質量流れ速度は５０ｍｌ／分と５２５ｍｌ／分と１０００ｍｌ／分の間で変化していたことに留意されたい。得られた中心線速度と平均速度の比は約１．３から１．６の変化を示した。したがって、図３９Ｂに示されている初期の有限要素分析は、粘度、厚みおよび質量流れの変動は中心線速度と平均速度の比に影響を与えることを示している。
【０３６７】
いくつかの実施形態では、実用において、中心線速度と平均速度（ＣＬとＡ）の実際の比に従って閃光速度を設定することが重要である。例えば、オペレータが、ある範囲の動作ＣＬ／Ａ比のうちの最大のＣＬ／Ａ比（約１．６）に基づいて閃光速度を設定しようとする場合は、システムが１．３のＣＬ／Ａ比で実際に動作すると、流体製品の一部が過処理されることになる。一方、ある範囲の動作ＣＬ／Ａ比のうちの最小のＣＬ／Ａ比（約１．３）に基づいて閃光速度を設定する場合は、システムが１．６のＣＬ／Ａ比で実際に動作すると、流体製品の一部が処理不足になる。したがって、いくつかの実施形態では、流体が流れる実際の特定速度、または実際のＣＬ／Ａ比を求め、それに応じて閃光速度を動的に調整することが重要である。
【０３６８】
動作条件の考えられるすべての設定に対して試験を実行する必要性を回避するために、実験の設計（ＤＯＥ）ソフトウェアを利用して、図３９Ｂのデータから単一の方程式を導く。当該ＤＯＥソフトウェアは当該技術分野においてよく知られており、一例としては、米国ミネソタ州ミネアポリスのＳｔａｔ−Ｅａｓｅ社から市販されているものがある。単一方程式は、入力として、流体速度、処理チャンバの厚み、および質量流れ速度を有し、中心線速度と平均速度の比を出力する。したがって、具体的な入力に応じて、得られる特定速度、例えば中心線速度と平均速度の特定比を推定する。当該ソフトウェアは、ＤＯＥソフトウェアに入力されるデータに応じて、その比ではなく特定粒子速度を求めるように構成することも可能である。
【０３６９】
そのように、実用では、流体粘度に応じて、処理チャンバおよび質量流れ速度のいずれか一方または両方を、システム制御の他の態様に従って調整することができ、中心線速度と平均速度の比をリアルタイムで求めることができる。したがって、他のシステムパラメータが変化するのに応じて、パルス光源の閃光速度を調整して、適切なレベルの処理を確保することができる。
【０３７０】
代替的な実施形態では、流体粘度、処理チャンバの厚み、または質量流れ速度の１つまたはそれ以上に基づいて閃光速度を設定できる。例えば、閃光速度を調整するのではなく、特定速度を増減して、閃光速度をより良好に整合するように、質量流れ速度を調整する。他の例では、例えば多少の緩衝流体を計量することによって、流体製品の粘度を調整する。また、閃光速度、および流体粘度、処理チャンバの厚み、または質量流れ速度の１つまたはそれ以上を一緒に調整することができる。
【０３７１】
システムコントローラは、ＤＯＥソフトウェアからの方程式を解いて、必要とされる調整を判断し、次いで適切な調整を行うように構成され得ることを注記する。例えば、コントローラは、閃光速度などを調整する適切なコントロール信号を送る。
【０３７２】
次に、図４０を参照すると、流体を連続的に処理するようにスケール調整された生産流体処理システムの簡易概略図が示されている。固定流体源２０１０を入口チューブ２０１２（供給導管）に結合する。固定流体源２０１０は、大規模な流体槽であっても、指定速度で流体の流れを供給するポンプまたはポンピング機構を有する任意の容器であってもよい。流速検出器２０１４をチューブ２０１２に導入して、流体の流れの速度を検出することができる。検出された流速を用いて、（パルス光源の実施形態における）光源１５４の閃光速度を設定することができる。流速検出器を出口チューブ２０２２に結合して、処理チャンバ２０１６を出る流体の流速をも測定できることを注記する。いくつかの実施形態では、例えば、閃光速度は流速に基づくため、一定の流速を維持することが重要である。したがって、流速検出器２０１４は、常に測定を行い、流速が予測される一定レベルに維持されており、そうでなければ閃光速度が適切な処理レベルを提供しないことを検証する機能を果たす。したがって、本明細書に記載されている実施形態のいずれかに流速検出器を使用して一定の流速を測定し、検証することができる。
【０３７３】
図６を参照しながら説明した熱式感知器や圧力変換器の如き様々な検出器を、流体流動経路内の処理チャンバ２０１６の入口および出口に配置できることも注記する。流体は、本明細書を通じて記載したものと同様の処理チャンバ２０１６を流れる。処理チャンバは、２つの透光性支持構造体（板または窓２０１８および２０２０）の間に配置される。これらの構造体は、処理チャンバ２０１６の少なくとも１つの寸法境界を定める。これらの構造体を上述したカートリッジに組み込んでもよいし、処理チャンバを所定の位置に保持するように構成された個別の構造体としてもよい。また、スペーサまたはスペーシング構造体、本明細書に記載されているような、例えば手動または電子制御されるねじを用いて、板間の距離を可変にすることができる。また、いくつかの実施形態では、これらの板を使用して、処理チャンバのフローチャンバを実質的に均一な流れの形状に合わせることができる。処理された流体は、連続的に、出口チューブ２０２２を介して処理チャンバから流出し、出口槽２０２４に流入する。この実施形態は、例えば、閃光ランプ１５４のフルエンスおよびフラッシュの数に応じて、処理チャンバの冷却を必要とする場合がある。そのように、水または空気の如き冷媒を透光性板２０１８および２０２０に循環させることが可能である。
【０３７４】
代替的な実施形態では、処理チャンバ２０１６は、構造体または板間に配置されず、単に光源１５４からの光を受光するように配置される。処理チャンバ２０１６は可撓性であっても硬質であってもよく、脱着式で使い捨て可能であるのが好ましい。処理チャンバ２０１６を流れる流体は、任意の形状を有することができ、例えば平坦な流れ、層流、管状の流れ、均一な流れまたは乱流、あるいは処理チャンバの寸法によって規定される（または処理チャンバ２０１６を固定し、処理チャンバ２０１６の少なくとも１つの寸法境界を定める構造体２０１８および２０２０によって規定される）任意の流れを提供することができる。有利には、処理チャンバは使い捨て可能であるため、定期的に交換すればよく、洗浄または滅菌する必要はない。例えば図１５Ａから図２７を参照しながら本明細書に説明されている監視方法および構造の１つまたはそれ以上、ならびに図２８から図３９Ｂを参照しながら本明細書に説明されている制御関連方法および構造を、図４０のシステムで実現できることを注記する。
【０３７５】
次に、図４１を参照すると、本発明の一実施形態による、光線処理を使用する流体処理システムについてのシステムレベル図が示されている。流体処理システム１００、コンピュータオペレーティングシステム／ユーザインタフェース２００２およびパルス生成器２００４が示されている。コンピュータオペレーティングシステム／ユーザインタフェース２００２は、流体処理システム１００およびパルス生成器２００４の制御および動作を行うための主な処理および制御システム／制御ソフトウェアを含む。図４１のシステムを使用して、本明細書に記載されている任意の光線処理、例えばパルス光線処理によって任意の製品、流体などを処理できることを注記する。
【０３７６】
ユーザは、流体処理デバイスの動作のための具体的なパラメータ、例えばポンプ速度（流体の流速）、光のスペクトル分布、光線処理のフルエンスまたは強度、露光（例えばフラッシュの数、または流体の特定部分に対する露光時間）、処理ゾーンの厚み、緩衝流体に対する粒体製品の濃度などの１つまたはそれ以上を設定する。オペレーティングシステム／ユーザインタフェース２００２は、流体処理システム１００からフィードバックおよび監視信号を受け取るとともに、パルス生成器２００４を制御する。パルス生成器２００４は、流体処理システム１００に供給されるパルスを生成するもので、米国カリフォルニア州サンディエゴのＰｕｒｅＰｕｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社から入手可能なＰＵＲＥＢＲＩＧＨＴモデル番号ＰＢＳ−１として製造されている。パルス生成器２００４は、エネルギー蓄積キャパシタを充電するＤＣ電源、キャパシタを放電するのに使用されるスイッチ、プログラム設定された時間間隔でスイッチを点火するのに使用されるトリガ回路、および放電パルスをキャパシタスイッチ組立体から収容流体処理システム１００内の閃光ランプに運ぶ高電圧同心ケーブルの集合体を含む。
【０３７７】
図１５Ａから図２７を参照しながら本明細書に説明されている監視方法および構造の１つまたはそれ以上、ならびに図２８から図３９Ｂを参照しながら本明細書に説明されている制御関連方法および構造体を、図４１のシステムで実現できることを注記する。
【０３７８】
一実施形態によれば、コンピュータオペレーティングシステム／ユーザインタフェース２００２の制御システムは、ユーザが望む設定を入力し、適切な試験または処理に合わせてこれらの設定を自動的に実行するコンピュータベースのシステムである。
【０３７９】
制御システムは、使用によるフィードバックを用いて設定を実行し、または使用時に設定を微調整し、または試験または処理を通じて設定を維持する。いくつかの実施形態では、制御システムは、最初のユーザ入力に応じて全自動で動作する。また、制御システムは、すべての試験データを記憶し、結果の分析を行う。
【０３８０】
実施形態、および制御システムが提供する制御のレベルに応じて、ユーザは、初期試験変数として、流体製品の流速、製品の特定部分を曝すフラッシュの数（一般に露光時間）、流体製品の粘度、流体製品の密度、処理される中膜、中膜または製品の濃度、不活性化する微生物、接種レベルおよびフルエンス／フラッシュ（一般に照射量）のうちの１つまたはそれ以上を入力することができる。
【０３８１】
ユーザの入力に応じて、制御システムは、入力パラメータを、光線処理システムのハードウェアによって使用可能な値に変換する。例えば、システムは、光源の充電電圧、流速、露光量（または閃光速度）、光源から製品または処理ゾーンまでの距離、およびユーザ設定を実行する処理ゾーンの厚みを決定する。これらの値は自動的に生成され、様々なシステムコンポーネントに送信される。
【０３８２】
いくつかの実施形態では、制御システムは、システム設定を実行または維持するために、較正データ、例えば使用時に採取した測定値を受け取る。例えば、一実施形態では、製品を処理ゾーンに流して照明する前に、処理ゾーンを閃光で照明する。好ましい実施形態では、分光計、例えば分光放射計を使用して、放射光のフルエンスおよびスペクトルの測定値を求め、それらをコンピュータオペレーティングシステム／ユーザインタフェース２００２の制御システムにフィードバックして適切なパラメータを確認し、必要な変更を加えて、適切な設定を実行する。処理ゾーンのシステムコンポーネントの清潔さのわずかな変化、ならびに光源や反射体などのコンポーネントの老化は、実際の測定パラメータにわずかな影響を与え得ることが確認された。いくつかの用途、とくに高感度な生物学的製品を処理する用途では、流体製品自体を過熱または損なうことなく、適切な接種レベルを達成するために、精密な処理が必要とされる。
【０３８３】
多くの実施形態では、例えば、図１５Ａから図２７を参照しながら本明細書に説明されているプロセスコントローラが制御システムの機能に実装される。例えば、コンピュータオペレーティングシステム／ユーザインタフェース２００２によりソフトウェアで多くの分析および処理ステップ、例えば吸収プロフィルの生成、使用時における処理変更の判断、システム清潔さの判断、および動作条件が満たされているかどうかを判断して、いくつかをリストすることなどが実施される。
【０３８４】
いくつかの実施形態では、処理システムおよび統合制御システムは、所定の製品を効果的に処理するパラメータの最適な集合体を最終的に決定するために、多くの入力変数の自動調整を可能にする試験システムの一部である。異なる流体製品、特に高感度な生物学的製品は、異なるフルエンス、波長、処理チャンバの厚み、露光数などに対して多様に反応し、当該システムを使用して、所定の製品に対する最適なフルエンス、最適な厚み、最適な流速、最適な濃度などを決定する。所定の製品に対してこれらの最適なパラメータが決定されると、対象となる実際の製品に合わせて特別に設計される製造規模のシステムを提供することができる。
【０３８５】
次に、図４２を参照すると、本発明の一実施形態による、例えば図４１のオペレーティングシステム／ユーザインタフェース２００２内に実装されたコンピュータベースの制御システムのハードウェアコンポーネントを示す図が示されている。コンピュータベースの制御システムは、ディスプレイ４２０２、プロセッサ４２０４、ユーザ入力４２１０（例えばキーボード）、メモリ４２０６、較正データ入力４２１２、制御出力４２１４およびバス４２０８を含む。ディスプレイ４２０２、プロセッサ４２０４、ユーザ入力４２１０、メモリ４２０６、較正データ入力４２１２および制御出力４２１４がバス４２０８を介して結合されている。
【０３８６】
一実施形態によれば、制御システムは、ユーザが望む設定を入力し、適切な試験または処理に合わせてこれらの設定を自動的に実行するコンピュータベースのシステムである。該システムは、使用によるフィードバックを用いて設定を初期化および実行し、または使用時に設定を微調整し、または試験または処理を通じて設定を維持する。該システムは、最初のユーザ入力に応じて全自動で動作する。また、制御システムは、すべての試験データを記憶し、結果の分析を行う。
【０３８７】
システムの制御および動作を行うソフトウェアがメモリ４２０６に格納され、プロセッサ４２０４によってランまたは実行される。プロセッサ４２０４はシングルプロセッサであっても、デュアルプロセッサであっても、当該技術分野において知られている他のマルチプロセッサであってもよいが、システムによって多くの命令を同時に実行できるようなデュアルプロセッサが好ましい。ユーザは、ディスプレイ４２０２およびユーザ入力４２１０を介して、システムプロンプトに応じてデータをシステムに入力する。実施形態、およびシステムの制御レベルに応じて、ユーザは、初期試験変数として、流体製品の流速、製品の特定部分を曝すフラッシュの数（一般に露光時間）、流体製品の粘度、流体製品の密度、処理される中膜、中膜すなわち製品の濃度、不活性化する生体、接種レベルおよびフルエンス／フラッシュ（一般に照射量）のうちの１つまたはそれ以上を入力することができる。ディスプレイ４２０２を介して、システムプロンプトならびにユーザ入力をユーザレビューのために表示することができる。
【０３８８】
ユーザの入力に応じて、システムは、入力パラメータを、光線処理システムのハードウェアによって使用可能な値に変換する。例えば、システムは、光源の充電電圧、光源から製品または処理ゾーンまでの距離、およびユーザ設定を実行する処理ゾーンの厚みを決定する。これらの値は、制御出力４２１４を介して様々なシステムコンポーネントに伝達される。
【０３８９】
較正データ入力４２１２は、システム設定または規定の処理レベルを実行または維持するためにシステムによって使用される、システムからのフィードバック値を表す。このデータは、本明細書に記載されている処理過程において収集または測定されるデータのいずれかであり得る。いくつかの実施形態では、較正データは、システムの較正、例えば分光計デバイス、および／または図２６Ａから図２７Ｂを参照しながら説明した、光を減衰させるのに使用されるフィルタの較正時に採取される測定値を含む。
【０３９０】
光線処理デバイスのための既知の制御システムと対照的に、ユーザ入力の実行はすべて自動化されている。すなわち、ユーザは、設定を実行するのに手動調整を行わない。さらに、光線処理デバイスのための既知の制御システムと対照的に、フィードバック測定値を用いて、当該設定の検証および微調整を自動的に行う。
【０３９１】
制御ソフトウェアは、図１５Ａから図３９Ｂを参照しながら説明した方法の如き、本明細書に記載されている方法のいずれかの機能を実行することができる。
【０３９２】
次に、図４３を参照すると、本発明の一実施形態による、制御ソフトウェアによって実施されるステップのフローチャートが示されている。一実施形態では、制御ソフトウェアの機能は図４２の制御システムによって実行され、例えば該ソフトウェアはメモリ４２０６に格納され、プロセッサ４２０４によって実行される。
【０３９３】
図４３を参照しながら、機能的モジュールの観点から、コンピュータベースの制御システムのための制御ソフトウェアの一実施形態を示す図４４を同時に参照する。制御ソフトウェア４４００、パラメータ入力モジュール４４０２、実行モジュール４４０４、較正データ入力モジュール４４０６、分析モジュール４４０８および調整モジュール４４１０が示されている。
【０３９４】
最初に、セットアップが入力される（ステップ４３０２）。このステップにおいて、ソフトウェアは、ユーザインタフェースを初期化する。例えば、適切なユーザインタフェース表示を生成して、システムを動作させるためのパスワードのような情報をユーザに督促する。また、ユーザは、試験に望まれる動作設定を入力するように督促される。これらの入力パラメータは、制御ソフトウェア４４００のパラメータ入力モジュール４４０２に入力される。いくつかの実施形態では、入力パラメータはユーザからではなく、制御システムに結合された他の源、または制御システムそのものから入手されることを注記する。一実施形態では、ユーザは、流速、製品の特定部分を曝すフラッシュの数、流体製品の粘度、流体製品の密度、処理される中膜、中膜すなわち製品の濃度、不活性化する生体、接種レベルおよびフルエンス／フラッシュのうちの１つまたはそれ以上を入力する。処理システムの構成および動作に応じて、ユーザは、他の多くの動作パラメータを入力できることを理解すべきである。
【０３９５】
次に、システムはシステム設定を計算する（ステップ４３０４）。このステップによれば、システムは、入力処理パラメータを実行できるように、システムに対する適切な設定を計算または決定する。例えば、ユーザが所定のフルエンスレベルを入力すると、システムは光源に仕込む電圧を決定し、光源から処理ゾーンまでの距離を決定する。また、システムは、特定の流速を実現するためにアクチュエータまたはポンプデバイスに必要とされる値を決定する。例えば、制御システムは、図３５Ａから図３７を参照しながら説明したような、処理される製品と相対的な光源の開始位置を計算する。
【０３９６】
次に、これらの設定を実行する（ステップ４３０６）。例えば、システムは、パルス生成器、光源、アクチュエータなどの光源処理システムの適切なコンポーネントに送信される制御信号を生成する。設定を実行する適切な制御信号を出力する制御ソフトウェア４４００の実行モジュール４４０４によって、ステップ４３０４および４３０６を実行できることを注記する。
【０３９７】
次に、システムは、実行された設定におけるフルエンスを確認する（ステップ４３０８）。したがって、一実施形態では、光源が活性化、例えばパルス化され、処理ゾーンを照明し、かつ処理ゾーンを透過するフルエンスの測定値が採取される。一実施形態では、分光計によって、多波長にわたるフルエンスが測定される。これらの測定値は、光線処理パラメータを検証するのに用いられる。いくつかの実施形態では、較正データを較正データ入力モジュール４４０６に入力し、制御ソフトウェア４４００の分析モジュール４４０８によって分析する。また、いくつかの実施形態では、較正データモジュール４４０６に入力された較正データは、分光計の較正、または減衰用フィルタの較正の如き他の較正を通じて採取される測定値を含む。
【０３９８】
次に、実験を開始する（ステップ４３１０）。この時点で、一実施形態によれば、既知の光学的特性を有する緩衝液または他の溶液を処理チャンバまたは処理ゾーンに流し、光線処理で照明する。例えば、シリンジ１２０からのＷＦＩを処理チャンバに流す。ここでも、緩衝体を照明する光および緩衝体を透過する光の多波長にわたるフルエンスの測定を光線処理のフラッシュ毎に行い、それを制御システムにフィードバックする。これらの測定値を用いて、光線処理パラメータに対するさらなる調整を行うことができる。緩衝体を流し、パラメータを検証した後に、処理対象製品を処理ゾーンに流し、光線処理、例えば少なくとも１つの光のパルスまたは光エネルギーの連続放射線で照明する。また、いくつかの実施形態では、この較正データまたは測定値を較正データ入力モジュール４４０６に入力し、制御ソフトウェア４４００の分析モジュール４４０８で分析する。
【０３９９】
処理対象製品が流れると、光線処理のパラメータを再びチェックする（ステップ４３１２）。したがって、製品を照明する光線処理および製品を透過する光線処理の多波長にわたるフルエンスの測定を行う。また、この較正データを較正データ入力モジュール４４０６に入力し、制御ソフトウェア４４００の分析モジュール４４０８で分析する。必要であれば、システムの変化、または濃度の変化の如き流体製品の特性の変化によって均一な処理を確保するために、測定値に応じて追加的な調整を行うことができる。いくつかの実施形態では、あらかじめ設定したパラメータにより、所定の時点におけるシステムパラメータの変化を規定できることも注記する。
【０４００】
適切な制御信号を出力する制御ソフトウェア４４００の調整モジュール４４１０によって、システム動作パラメータまたは光線処理パラメータに対する任意の調整を行う。
【０４０１】
次に、動作パラメータおよび設定、ならびにすべてのフルエンス測定値をメモリに記憶する（ステップ４３１４）。次いで、記憶したデータ集合を分析して（ステップ４３１６）、例えば、他のデータファイルと比較して、吸収や経時的な吸収パターンを決定する。一実施形態では、制御ソフトウェア４４００の分析モジュール４４０８によって分析を行う。分光放射計の如き光学的検出器によってフルエンス測定値が採取される各々の点において、波長に対するフルエンスの曲線が生成されることを注記する。好ましい実施形態では、処理／製品を照明する光と、処理ゾーン／製品を透過する光とに対する個別的な曲線を、２つの曲線の差として吸収曲線を生成できるように生成する。当該吸収曲線は、流体製品に吸収される、それぞれの波長における光の量を示すのに有益である。
【０４０２】
いくつかの実施形態では、処理システムは、所定の製品に対する最適な動作パラメータを決定するのに使用される実験システムであるので、多くの実験が実施され、実験毎にデータファイルが記憶される。次いで、このデータを分析して、所定の製品に対する動作および処理パラメータの最適な集合を決定する。
【０４０３】
図４４の機能的ソフトウェアモジュールを参照すると、異なるモジュールの機能が他のモジュールの機能と重複し得ることを注記する。当該技術分野において、この機能は異なる機能モジュールおよびサブモジュール内に多様に仕込まれ、しかも同等に機能し得ることを理解すべきである。
【０４０４】
有利なことには、上述したように、本発明の多くの実施形態の制御ソフトウェアおよびコンピュータベースの制御システムは、オペレータが、処理を実行するのに手動調整を行わなくてすむように完全自動化されている。当該調整は、自動的に決定され、実行される。制御システムは、基本的には、システムが所望の処理に応じて動作する準備が整うまで、またはシステムを所望の処理に維持するために、試験を実施し、調整を行う技師として機能する。また、制御ソフトウェア４２００は、本明細書に記載されているフィードバックおよび制御方法、例えば図２８から３９Ｂを参照しながら説明した方法の１つまたはそれ以上を遂行するのに必要な機能を実行することができる。
【０４０５】
実施例
次に、以下の実施例は、図１１の流体処理システムと類似したデバイスを使用して、パルス光、例えば光源から放射されるＢＳＰＬ処理に対する血漿誘導体のタンパク質の反応、ならびに大腸菌の如き微生物の不活性化を例証する実験結果である。
【実施例１】
【０４０６】
（タンパク質損傷）
アルカリリン酸酵素、乳酸脱水素酵素、酸リン酸酵素およびベータガラクトシダーゼのような様々なタンパク質のＢＳＰＬに対する敏感性についての試験を行った。各タンパク質を全タンパク質濃度が５ｍｇ／ｍｌの流体内に含ませ、静的なチャンバで処理した。処理剤を１ｍｌ試料に作製し、同じものを３つ作製した。各試料を、Ｎ０．２５ＪフラッシュのＢＳＰＬ（ただし、Ｎ＝１、２、４、６、８および１２）に曝した。これは、それぞれ、Ｎ＝１、２、４、６、８および１２に対して、０．２５Ｊ、０．５Ｊ、１．０Ｊ、１．５Ｊ、２．０Ｊおよび３．０Ｊの全エネルギーに対応する。処理に続いて、各タンパク質または酵素を分析して、残留酵素活性の比率を求めた。結果は、残留タンパク質活性の比率（％）とフラッシュ数との関係として図４５にプロットされている。
【０４０７】
図４５に見られるように、それぞれのタンパク質（酵素）がＢＳＰＬに影響される度合いが異なっている。ライン２１０２はアルカリリン酸酵素に対応し、ライン２１０４は乳酸脱水素酵素に対応し、ライン２１０６は酸リン酸酵素に対応し、ライン２１０８はベータガラクトシダーゼに対応する。アルカリリン酸酵素は、ＢＳＰＬに対する抵抗が非常に強く、３ジュールの全エネルギーを照射してもタンパク質活性の低下が見られないのに対して、ベータガラクトシダーゼははるかに抵抗が弱く、０．２５ジュールの全ＢＳＰＬエネルギーで活性の低下を示す。したがって、タンパク質の損傷を最低限に抑えながらバイオプロセッシング流体内の微生物（ウィルス、バクテリアなど）を不活性化することが望まれるので、バイオプロセッシング流体内に存在する具体的なタンパク質に応じて、光線処理のフルエンス、および流体の一部に照射するフラッシュ数が大きく異なることになる。
【実施例２】
【０４０８】
実施例２は、流体が５ｍｇ／ｍｌウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）を含む図１０の流体処理システムの流れにおける処理動力学およびシステム反応を測定する「段階」試験の使用を含む。ＢＳＡは、ＢＳＰＬによる劣化から他の分子を保護するのに有効な既知のタンパク質である血清アルブミンの一形態である。ＢＳＡは、容易に入手可能な血清アルブミン源で、ヒトアルブミンの代わりとして、生体外生物学的試験に広く使用される。２５０ｍｌ／分の流速で試料を流した。実験では、初期処理レベルが高く、２０分間の試験の過程にわたって非処理レベルまで徐々に低下している。閃光ランプに結合されたパルス生成器の閃光速度と流体の流速とを同期させて、４、３、２、１および０パルスの有効処理を確保する。試料率は毎分１試料である。流体試料の大腸菌による接種も行った。２つの異なる処理レベル、すなわちフラッシュ当たり０．１Ｊ／ｃｍ2の「低」フルエンス、およびフラッシュ当たり０．２Ｊ／ｃｍ2の「高」フルエンスに対する結果が図４６にプロットされている。図４６に見られるように、ライン２２０２は低フルエンスを表し、ライン２２０４は高フルエンスを表す。このデータは、閃光速度、流速、フラッシュ数、およびフラッシュ当たりのフルエンスをどのように調整して、所望のレベルの微生物殺菌および／または製品活性回収を確保できるかを示すものである。
【実施例３】
【０４０９】
実施例２などで実施された最適化試験に基づいて、所望の大腸菌殺菌レベルを確保するための最適操作点を選択し、約２時間にわたって操作を行った。本例では、タンパク質濃度（ＢＳＡ）は５ｍｇ／ｍｌＢＳＡで、流速は３００ｍｌ／分であった。流体は大腸菌およびベータガラクトシダーゼをも含んでいた。処理レベルはフラッシュ当たり０．５Ｊ／ｃｍ2で、全エネルギーは１．５Ｊ／ｃｍ2と３Ｊ／ｃｍ2の間であった。４分ごとに試料を採取し、大腸菌のログ減少対時間の結果が図４７に示されている。図４７に示されるように、２時間を経て、殺菌レベルが６から７ログ減少、すなわち微生物不活性化に対する最も望ましい範囲で、多くの用途に対して広く受け入れられる滅菌レベルになった。（上述したシリンジと対照的に）代替的なポンプ組立体および流体容器を使用して、試験流体を２時間にわたって連続的に流したことを注記する。したがって、ここでわかるように、ＢＳＰＬは、血漿誘導体の如きバイオプロセッシング流体におけるタンパク質の損傷を最小限に抑えるためのパラメータのもとで操作される場合でも、微生物を不活性化するのに非常に有効である。
【実施例４】
【０４１０】
（処理厚さが３ｍｍの場合）
実施例４から６では、実験アウトプットとして、殺菌（これらの実験では大腸菌）とタンパク質活性低下（この場合はベータガラクトシダーゼまたはβ ｇａｌ．）の両方を試験する試験を実施した、多くの実施形態では、低レベルのタンパク質活性低下またはタンパク質損傷に対して、高レベルの殺菌を達成することが目標である。したがって、処理効率の指標のための、また処理最適化のツールとしての有益な計量は、殺菌レベル（ログ減少）に対するタンパク質損傷（活性低下率％）である。損傷／殺菌比が低いほどよい。例えば、殺菌が５ログでβガラクトシダーゼ損傷が３０％であれば、損傷／殺菌比＝６になる。殺菌が５ログで損傷が２５％であれば、より良好な損傷／殺菌比＝５が得られる。
【０４１１】
実施例４では、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）（シグマ４０Ｋ０８９８）を（５、１０、１５、２５および５０）ｍｇ／ｍｌの濃度になるように再構成し、１対１０００の希釈率で３ｍｇ／ｍｌのベータガラクトシダーゼ（ＩＣＮ７０２６Ｂ）と混合し（ベータガラクトシダーゼ活性を用いてタンパク質損傷を監視する）、１０6ｃｆｕ／ｍｌまで大腸菌（ＡＴＣＣ１１７７５）を接種した。各接種濃度液を２００ｍｌ／分の流速で１１分の１の実験規模の処理チャンバ（例えば処理チャンバ７０２）に流し、処理深さを３ｍｍとした（処理深さは、カートリッジのそれぞれの窓板間の距離を変えることによって調整される）。流体の各濃度液を処理チャンバに流しながら、それぞれに対して、フラッシュ当たり０．１Ｊ／ｃｍ2と０．６８Ｊ／ｃｍ2の間のエネルギーレベルを供給するように配置された単一閃光ランプからの広域スペクトルパルス光を照射した。処理ゾーンの中心を通る流体が１から５の露光を受けるように、中心線速度に基づいて閃光周波数を変化させた。処理された濃度液の試料を回収し、ベータガラクトシダーゼ活性および大腸菌殺菌についての分析を行った。
【０４１２】
これらの試験の結果を表１に示す。表１のなかの数は、タンパク質損傷対殺菌比で、括弧内の数字は、必要とされたフラッシュの数である。大腸菌殺菌は、試験対象の全エネルギーレベルを通じて、ＢＳＡ濃度に依存することがわかった。それぞれ異なるＢＳＡ濃度に対するフラッシュ当たり（０．２、０．３、０．４および０．６８）Ｊ／ｃｍ2のフルエンスまたはエネルギーレベルにおいて、６ログを上回る殺菌レベルが達成された。これらの流れ条件の各々におけるそれぞれの濃度およびフラッシュ数は、（５ｍｇ／ｍｌＢＳＡに対して０．２Ｊ／フラッシュにおけるフラッシュ数４）、（１０ｍｇ／ｍｌＢＳＡに対して０．３Ｊ／フラッシュにおけるフラッシュ数５）、（１０ｍｇ／ｍｌＢＳＡに対して０．４Ｊ／フラッシュにおけるフラッシュ数３）および（１５ｍｇ／ｍｌＢＳＡに対して０．６８Ｊ／フラッシュにおけるフラッシュ数４）であった。上記流れ条件の各々に対するベータガラクトシダーゼ活性の関数として測定されたタンパク質損傷は、いずれの場合も３０％未満であった。これは、６以下の損傷／殺菌比に対応する。例えば、場合によっては、損傷対殺菌比が５未満、４未満、３未満、そして２未満になる。
【０４１３】
【表１】
【実施例５】
【０４１４】
（処理深さが１ｍｍの場合）
本実施例では、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）（シグマ４０Ｋ０８９８）を（５、１０、１５、２５および５０）ｍｇ／ｍｌの濃度になるように再構成し、１対１０００の希釈率で３ｍｇ／ｍｌのベータガラクトシダーゼ（ＩＣＮ７０２６Ｂ）と混合し（ベータガラクトシダーゼ活性を用いてタンパク質損傷を監視する）、１０6ｃｆｕ／ｍｌまで大腸菌（ＡＴＣＣ１１７７５）を接種した。各接種濃度液を６１ｍｌ／分の流速で１１分の１の実験規模の処理チャンバ（例えば処理チャンバ７０２）に流し、処理深さを１ｍｍとした。各濃度液を処理チャンバに流しながら、それぞれに対して、フラッシュ当たり０．１Ｊ／ｃｍ2と０．３Ｊ／ｃｍ2の間のフルエンスまたはエネルギーレベルを供給するように配置された単一ランプからの広域スペクトルパルス光を照射した。処理ゾーンの中心を通る流体が１から５の露光を受けるように、中心線速度に基づいて閃光周波数を変化させた。処理された濃度液の試料を回収し、ベータガラクトシダーゼ活性および大腸菌殺菌についての分析を行った。
【０４１５】
これらの試験の結果を表２に示す。ここでも、大腸菌殺菌は、試験対象の全エネルギーレベルを通じて、ＢＳＡ濃度に依存することがわかった。それぞれ異なるＢＳＡ濃度における（フラッシュ当たり０．１、０．２、０．３Ｊ／ｃｍ2の）異なるフルエンスまたはエネルギーレベルにおいて、５ログを上回る殺菌レベルが達成された。これらの流れ条件の各々におけるそれぞれの濃度およびフラッシュ数は、（２５ｍｇ／ｍｌＢＳＡに対して０．１Ｊ／フラッシュにおけるフラッシュ数４）、（２５ｍｇ／ｍｌＢＳＡに対して０．２Ｊ／フラッシュにおけるフラッシュ数３）および（５０ｍｇ／ｍｌＢＳＡに対して０．３Ｊ／フラッシュにおけるフラッシュ数５）であった。上記流れ条件の各々に対するベータガラクトシダーゼ活性の関数として測定されたタンパク質損傷は、いずれの場合も２５％未満であった。したがって、ここでわかるように、それぞれ５未満、６未満、４未満、そして３未満の損傷／殺菌比が達成可能である。
【０４１６】
【表２】
【実施例６】
【０４１７】
（処理深さが０．２ｍｍの場合）
本実施例では、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）（シグマ４０Ｋ０８９８）を１００ｍｇ／ｍｌの濃度になるように再構成し、１対１０００の希釈率で３ｍｇ／ｍｌのベータガラクトシダーゼ（ＩＣＮ７０２６Ｂ）と混合し（ベータガラクトシダーゼ活性を用いてタンパク質損傷を監視する）、１０6ｃｆｕ／ｍｌまで大腸菌（ＡＴＣＣ１１７７５）を接種した。その接種濃度液を２０ｍｌ／分の流速で１１分の１の実験規模の処理チャンバに流し、処理深さを０．２ｍｍとした。その溶液を処理チャンバに流しながら、その溶液に対して、フラッシュ当たり０．１Ｊ／ｃｍ2のフルエンスまたはエネルギーレベルを供給するように配置された単一ランプからの広域スペクトルパルス光を照射した。処理ゾーンの中心を通る流体が１から５の露光を受けるように、中心線速度に基づいて閃光周波数を変化させた。処理された濃度液の試料を回収し、ベータガラクトシダーゼ活性および大腸菌殺菌についての分析を行った。
【０４１８】
０．１Ｊ／フラッシュで処理した１００ｍｇ／ｍｌ濃度のＢＳＡで５．２のタンパク質損傷／殺菌比が得られ、１．５ログを上回る殺菌レベル（例えば１．７ログ）が達成された。この流れ条件におけるそれぞれのフラッシュ数は４フラッシュであった。上記流れ条件に対するベータガラクトシダーゼ活性の関数として測定されたタンパク質損傷は１０％未満であった。
【実施例７】
【０４１９】
（スペクトルプロフィル）
本例において、図４８を参照すると、スペクトル放射監視測定装置（ＳＩＭＩ）、例えば製品処理を通じて処理チャンバを透過する光を監視する上での、本発明に記載されているプロセスコントローラ（例えばプロセスコントローラ１５１２、１６２８、１７０６、２６２０）の一実施形態の出力の例が示されている。最初に水（好適な緩衝流体の一例）を処理チャンバに流して、システム内に流れを確立させ、基準診断データを提供する。曲線２４０２は、水が処理チャンバを流れているときの典型的なスペクトル放射エネルギー測定値と、曲線２４０４に示されるタンパク質溶液製品を通じて測定されたスペクトル放射エネルギーとの比較を示す。それらの測定値は、４００ｎｍ以上の波長に対してほぼ同じであることに留意されたい。この試料タンパク質溶液は４００ｎｍを下回ると吸収量が著しく大きくなり、水に比べてＵＶエネルギー測定値が著しく小さくなる。２つの測定値の比、ならびにタンパク質溶液のスペクトル符号は、タンパク質溶液の特性および処理のパラメータを分析する上で極めて有用であり得る。所定の波長における２つの曲線２４０２と２４０４の差は、所定の波長でのタンパク質に吸収される放射エネルギーの量を表す。したがって、対象となる波長のスペクトル内の波長毎に曲線２４０２と曲線２４０４の差を取ることによって、波長のスペクトルにわたる吸収プロフィルを生成することができる。例えば、そのような吸収プロフィルを図１７に示す。
【実施例８】
【０４２０】
図４９に示されるように、様々なフルエンスレベル／フラッシュについて、タンパク質回収率とＢＳＰＬの全エネルギーとの関係を示すグラフが示されている。この場合、試験対象タンパク質は、０．０３８、０．０５、０．１、０．１５、０．２および０．２５Ｊ／フラッシュのフラッシュにおける水中のベータガラクトシダーゼであった。一般に、０．０３８Ｊ／ｃｍ2および０．０５Ｊ／ｃｍ2のようにフルエンスレベルが低くなると、光線処理後に維持されるベータガラクトシダーゼの活性がより高くなる。
【実施例９】
【０４２１】
図５０に示されるように、５ｍｇ／ｍｌＢＳＡ以内のベータガラクトシダーゼの残留タンパク質活性の比率と、溶液を照明する光の全エネルギーとの関係が示されている。その溶液を０．２５、０．５、０．７５および１Ｊ／ｃｍ2の閃光フルエンスまたは強度で試験した。ここでも、わかるように、０．２５Ｊ／ｃｍ2および０．５Ｊ／ｃｍ2のようにフルエンスレベルが低くなると、残留タンパク質活性の比率が最も高くなる。
【０４２２】
ＢＳＰＬのようなパルス多色光による血漿プラズマ誘導体の如き、生物学的流体の照明に関わる他の例および試験結果が、それぞれ参照により全面的に本明細書に組み込まれている以下の同時係属出願、すなわち１９９９年６月９日に提出された「METHODS OF INACTIVATING VIRUSES, BACTERIA AND OTHER PATHOGENS, IN BIOLOGICALLY DERIVED COMPOSITIONS, USING BROAD-SPECTRUM PULSED LIGHT」という名称の（特許文献１１）（Cover他）、２０００年２月１１日に提出された「PROTECTING MOLECULES IN BIOLOGICALLY DERIVED COMPOSITIONS WHILE TREATING WITH BROAD-SPECTRUM PULSED LIGHT」という名称の（特許文献１２）（Cover他）、および２０００年６月２０日に提出された「THE INACTIVATION OF NUCLEIC ACIDS USING BROAD-SPECTRUM PULSED LIGHT」という名称の（特許文献１３）（Holloway他）（いずれも参照により本明細書に組み込まれている）に多様な形で提示されている。
【０４２３】
本明細書に開示される内容を具体的な実施形態およびその用途によって説明したが、当業者であれば、請求項によって規定される本発明の範囲を逸脱することなく、多くの改造および変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０４２４】
【図１】本発明の一実施形態による、例えば広域スペクトルパルス光（ＢＳＰＬ）の如きパルス多色光を放射する光源を使用する流体処理システムの前方斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による、例えば広域スペクトルパルス光（ＢＳＰＬ）の如きパルス多色光を放射する光源を使用する流体処理システムの後方斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態による、例えば広域スペクトルパルス光（ＢＳＰＬ）の如きパルス多色光を放射する光源を使用する流体処理システムの正面図である。
【図４】図１から３の流体処理システムの外面図である。
【図５】本発明の一実施形態による、図１から３の流体処理システムのシリンジ装着組立体の斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態による、図１から３の流体処理システムの流体流動経路コンポーネントの概略図である。
【図７Ａ】図６の流体流動経路の処理チャンバの一実施形態の斜視図である。
【図７Ｂ】それぞれ、図６の流体流動経路の処理チャンバの一実施形態の側面図である。
【図７Ｃ】本発明の他の実施形態による、図７Ａおよび７Ｂの処理チャンバの入口および出口における、円形流動プロフィルから実質的に平坦なプロフィルへの移行の概略図である。
【図８】そこに配置される図７の処理チャンバを示す、図１から３に示されるカートリッジの一実施形態の分解図である。
【図９Ａ】本発明の一実施形態による、図７Ａおよび７Ｂの処理チャンバを含む図８のカートリッジの断面図である。
【図９Ｂ】本発明の一実施形態による、図７Ａおよび７Ｂの処理チャンバを含む図８のカートリッジの断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による、図１から３の流体処理システムのカートリッジ位置合せ板内に配置される図８のカートリッジの斜視図である。
【図１１】図１から３の流体処理システムの他の実施形態の斜視図である。
【図１２】本発明の他の実施形態による、図１から３の流体処理システムに使用できる平坦な使い捨て処理チャンバの斜視図である。
【図１３】本発明の他の実施形態による、再使用可能な非使い捨て処理チャンバの斜視図である。
【図１４】本発明の他の実施形態による、図１から３の流体処理システムに使用できる処理チャンバの斜視図である。
【図１５Ａ】本発明の一実施形態による、処理チャンバと光源とそれぞれのプロセスモニタの関係を示す簡易正面図である。
【図１５Ｂ】それぞれ、本発明の一実施形態による、処理チャンバと光源とそれぞれのプロセスモニタの関係を示す側面図である。
【図１６Ａ】本発明の他の実施形態による、図１５Ｂのプロセス監視システムの変化の簡易側面図である。
【図１６Ｂ】光線処理のスペクトルの複数の波長における個別のフルエンスの同時測定を可能にする図１６Ａの分光放射計の一実施形態を示す図である。
【図１６Ｃ】本発明の一実施形態による、入射光および透過光を測定するための複数の分光計デバイスを使用する処理システムを示す図である。
【図１６Ｄ】本発明の一実施形態に従って実施されるステップのフローチャートである。
【図１７】本発明の一実施形態による流体製品の吸収プロファイルを示す図である。
【図１８】本発明の様々な実施形態で実施されるステップを示すフローチャートである。
【図１９】本発明の様々な実施形態で実施されるステップを示すフローチャートである。
【図２０】本発明の様々な実施形態で実施されるステップを示すフローチャートである。
【図２１】本発明の様々な実施形態で実施されるステップを示すフローチャートである。
【図２２】処理チャンバのプロフィルに対する複数の箇所において処理チャンバを透過する光線処理のフルエンス測定を行う、本発明の一実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートである。
【図２３】本発明の一実施形態による、処理システムの処理ゾーンの異なる部分、例えば入口部および出口部における入射光および透過光を測定する検出器システムの簡易斜視図である。
【図２４】本発明のさらに他の実施形態による、処理チャンバ全体に対する光線処理のスペクトルプロフィルを得るのに使用される検出器アレイの簡易斜視図である。
【図２５】本発明のさらに他の実施形態による、処理チャンバの異なる部分に対する光線処理のスペクトルプロフィルを得るのに使用される調整可能なｘ−ｙ並進テーブル上に集積されたプロセスモニタの簡易斜視図である。
【図２６Ａ】本発明の一実施形態による、分光計の較正に使用される光源を示す図である。
【図２６Ｂ】本発明の一実施形態による、分光放射計の較正において測定されたフルエンスと波長のプロットである。
【図２６Ｃ】本発明の一実施形態による、図２６Ａに示されるような分光放射計の較正において実施されるステップを示すフローチャートである。
【図２７Ａ】本発明の一実施形態による、光を使用して製品を処理する処理システムに使用される分光計で受光される光を減衰させる一方法を示す図である。
【図２７Ｂ】分光計較正を維持しながら分光計に入力させる光の減衰を使用すべきフィルタを較正するために実行されるステップを示す図である。
【図２８】本発明の他の実施形態による、処理チャンバと光源の間に配置されるスペクトルフィルタを含む処理チャンバの簡易側面図である。
【図２９】本発明の他の実施形態による、処理チャンバを照明する光の熱エネルギーによって処理チャンバを冷却するデバイスを含む処理チャンバの簡易側面図である。
【図３０】光線処理を使用する処理システムの処理ゾーンの寸法境界を自動的に調整する、本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートである。
【図３１】本発明の一実施形態による、調整可能フルエンス光処理システムの簡易図である。
【図３２】光源から処理チャンバまでの直線距離を自動的に調整することによって、製品を処理するための光線処理のフルエンスレベルが調整可能である、本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートである。
【図３３】処理されている製品の特性変化に応じて、製品を処理するための光線処理のフルエンスレベルが調整可能である、本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートである。
【図３４】光線処理によって処理する緩衝流体内の流体製品の濃度が自動的に調整可能である、本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートである。
【図３５Ａ】本発明の一実施形態による、所定の箇所におけるフルエンスを、その箇所における光学的検出器を使用することなく測定、検証し、光源の配置を決定するためのシステムの簡易図である。
【図３５Ｂ】図３５Ａおよび３５Ｂの様々な基準点における光学的コレクタに対して作成されたフルエンス対距離の曲線を示すグラフである。
【図３５Ｃ】本発明の一実施形態による、所定の箇所におけるフルエンスを、その箇所における光学的検出器を使用することなく測定、検証し、光源の配置を決定するためのシステムの簡易図である。
【図３６】本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートである。
【図３７】処理対象製品と相対的な光源の開始位置を決定するために、本発明の他の実施形態に従って実施されるステップのフローチャートである。
【図３８】本発明の一実施形態による、処理チャンバの流体流動経路の厚みに対する様々な粒子速度を示す簡易図である。
【図３９Ａ】パルス光源処理システムの閃光率を設定するのに用いられる本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートである。
【図３９Ｂ】パルス光処理の閃光率を設定するための実験ソフトウェアの設計に使用される、実行条件のおよび得られる中心線対平均速度比の有限要素解析の一実施形態の表である。
【図４０】本発明の一実施形態による、流体を連続的に処理するためにスケール調整される製造流体処理システムの簡易図である。
【図４１】本発明の一実施形態による流体処理システムのシステムレベル図である
【図４２】本発明の一実施形態による、光線処理を使用して製品を処理する処理システムのためのコンピュータベースの制御システムのハードウェアコンポーネントを示す図である。
【図４３】本発明の一実施形態による制御ソフトウェアによって実施されるステップのフローチャートである。
【図４４】光線処理を使用する処理システムのためのコンピュータベースの制御システムのための制御ソフトウェアの一実施形態の機能ブロック図である。
【図４５】実施例１で使用された、残留活性タンパク質の比と閃光の数をプロットしたグラフである。
【図４６】実施例２による、高フルエンスレベルおよび低フルエンスレベルにおける試験流体内の大腸菌の対数的減少と閃光の数をプロットしたグラフである。
【図４７】実施例３による、長時間連続試験における試験流体内の大腸菌の対数減少と時間をプロットしたグラフである。
【図４８】実施例７による、処理チャンバを透過する光線処理の波長スペクトルに対する放射エネルギーをプロットしたグラフである。
【図４９】それぞれ、水およびＢＳＡにおけるベータガラクトシダーゼに対する様々なフルエンスレベル／閃光に対するタンパク質回収またはタンパク質活性の比率とＢＳＰＬの全エネルギーをプロットしたグラフである。
【図５０】それぞれ、水およびＢＳＡにおけるベータガラクトシダーゼに対する様々なフルエンスレベル／閃光に対するタンパク質回収またはタンパク質活性の比率とＢＳＰＬの全エネルギーをプロットしたグラフである。
【０００１】
本発明は、一般には処理システムに関し、より具体的には、光源を使用して製品を処理する処理システムに関する。さらに具体的には、本発明は、光線処理を用いる処理システムのフィードバックおよび制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
目標製品上または目標製品内のウィルス、バクテリア、真菌、微生物などの病原菌または他の有害物質を不活性化するために光線処理を用いるシステムが、数年間使用されてきた。例えば、水銀ランプによって生成される連続波長紫外（ＵＶ）光を製品に照射する多くの処理システムが存在する。また、キセノン閃光ランプによって生成されるパルス光エネルギーの如き広域スペクトルを有するパルス光エネルギーに製品を曝す処理システムも存在する。
【０００３】
いくつかの処理システムでは、所定の製品を照明する光線処理を定量または測定して、その効果を判断し、または光線処理により製品が適切に照明されるかどうかを査定することが望まれる。例えば、光線処理のフルエンスまたは強度を測定するのに感光検出器が採用されてきた。例えば、参照により本明細書に組み込まれている、１９９９年７月２０日に発行された「PARAMETRIC CONTROL IN PULSED LIGHT STERILIZATION OF PACKAGES AND THEIR CONTENTS」という名称の（特許文献１）（Clark他）に記載されるように、パルス光源から放射された光を受光し、光線処理の所定の帯域幅の範囲内の閃光当たりのフルエンスまたはエネルギーを測定するように光検出器を配置する。当該検出器は、検出器で受けた波長のスペクトルに亘る受光エネルギーを表す単一の測定値を出力する。典型的には、これらの測定値は、光線処理のパラメトリック制御に用いられている。
【０００４】
他の例では、参照により本明細書に組み込まれている、２０００年９月１２日に発行された「DECONTAMINATION OF WATER BY PHOTOLYTIC OXIDATION/REDUCTION UTILIZING NEAR BLACKBODY RADIATION」という名称の（特許文献２）（Bender）に記載されるように、処理されている流体の流れや光線処理のエネルギーを調整するために、感光検出器を使用してフルエンス測定を行っている。
【０００５】
最近、血液製品の如き高感度な生物学的かつ薬学的流体製品が当該処理システムで処理されている。当該高感度な生物学的流体を処理するときは、流体の特性を損なうこと（例えば、血液製品のタンパク質活性を低下させること）を避けながら、同時に微生物または他の汚染物質を所望のレベルまで不活性化するためには、特別の措置を講じなければならないことが確認されている。これらのタイプの製品は、著しく損なわれると使用できなくなるおそれがあるため、損なわないことが重要である。さらに、ある生物学的流体は非常に高価で、容易に置き換えることはできない。
【０００６】
したがって、光線処理過程を精密に制御して、製品への損傷を最小限に抑える適正な処理を保証するより精密な方法に対する要望が高まっている。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許第５，９２５，８８５号明細書
【特許文献２】
米国特許第６，１１７，３３５号明細書
【特許文献３】
米国特許第６，０８７，７８３号明細書
【特許文献４】
米国特許第４，８７１，５５９号明細書
【特許文献５】
米国特許第４，９１０，９４２号明細書
【特許文献６】
米国特許第５，０３４，２３５号明細書
【特許文献７】
米国特許第５，４８９，４４２号明細書
【特許文献８】
米国特許第５，７６８，８５３号明細書
【特許文献９】
米国特許第５，７８６，５９８号明細書
【特許文献１０】
米国特許第５，９００，２１１号明細書
【特許文献１１】
米国特許出願第０９／３２９，０１８号明細書
【特許文献１２】
米国特許出願第０９／５０２，１９０号明細書
【特許文献１３】
米国特許出願０９／５９６，９８７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、光線処理により製品を処理する処理システムに関する様々な方法および装置を提供することによって、上記要望ならびに他の要望に有利に応えるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施形態において、本発明は、光を供給するための光源と、入口ポートおよび出口ポートを有する可撓性処理チャンバであって、少なくとも一部が光を受光するように配置された可撓性処理チャンバとを含む流体処理システムとして特徴づけることができる。可撓性処理チャンバの少なくとも一部は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、可撓性処理チャンバは、処理対象流体を入口ポートから特定速度で流し、出口ポートから流出させるように構成される。光源は、流体を処理するために、流体が可撓性処理チャンバを流れているときに流体を照明する。
【００１０】
他の実施形態において、本発明は、光を供給するための光源と、光を受光するように配置され、流体製品を流す処理チャンバと、処理チャンバを支持し、処理チャンバの処理ゾーンの少なくとも１つの寸法境界を定める支持構造体とを含む、流体製品を処理するための光線処理システムとして特徴づけることができる。処理チャンバの少なくとも一部および支持構造体の少なくとも一部を、１７０から２６００ｎｍの範囲内の少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。光源は、流体製品を処理するために、流体が処理チャンバを流れているときに流体を照明する。
【００１１】
さらなる実施形態において、本発明は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光線処理の少なくとも１％を透過させる可撓性フローチャンバであって、流体を流すように構成され、流体を処理するために光線処理で照明される可撓性フローチャンバを含む使い捨て可能な光線処理チャンバとして特徴づけることができる。可撓性フローチャンバの１つの部分に形成され、処理対象流体の流れを受け入れるように構成された入口ポートと、可撓性フローチャンバの他の部分に形成され、光線処理によって処理された流体の流れを受け入れるように構成された出口ポートも含まれる。
【００１２】
さらに他の実施形態において、本発明は、第１の部分および第２の部分を備えたカートリッジ体と、第１の部分の第１の光透過窓と、第１の光透過窓に圧接して配置される可撓性処理チャンバとを含む、光で照明されて流体製品を処理する光線処理デバイスとして特徴づけることができる。可撓性処理チャンバの少なくとも一部は、１７０から２６００ｎｍの範囲内の少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。光で処理される流体は、可撓性処理チャンバを流れる。可撓性処理チャンバに圧接して配置され、流体の流体流動経路の少なくとも１つの寸法境界を可撓性処理チャンバ内に定めるために、第１の光透過窓に対して可撓性処理チャンバを固定する第２の部分のプレート部も含まれる。
【００１３】
さらに他の実施形態において、本発明は、可撓性処理チャンバに流体製品を流すステップであって、可撓性処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光線処理の少なくとも１％を透過させるステップと、可撓性処理チャンバを流れる流体製品を光で照明するステップと、流体製品内の微生物を不活性化するステップとを含む流体処理方法として特徴づけることができる。
【００１４】
一実施形態において、本発明は、処理チャンバ部を含み、そこを通過示、光で処理される流体を収容する密封流体流動経路を含む流体処理システムとして特徴づけることができる。処理ゾーンは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。いくつかの変形形態において、密封流体流動経路は、光線処理システムから取外すことが可能である。
【００１５】
他の実施形態において、本発明は、光で処理される流体を収容するための第１の流体容器部と、第１の流体容器部の入口に密封結合される処理チャンバ部と、処理チャンバ部の出口に密封結合される第２の流体容器部とを備えた密封流体流動経路を含む流体処理システムとして特徴づけることができる。処理チャンバ部は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。流体は、第１の流体容器部から処理チャンバ部を介して第２の流体容器部に流され、処理チャンバ部を流れているときに光で処理されることになる。
【００１６】
さらなる実施形態において、本発明は、流体製品を収容する密封流体流動経路の一部分から密封流体流動経路の他の部分へ流体を流すステップと、流体製品を処理するために、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光で、密封可撓性流体流動経路を流れる流体製品を照明するステップとを含む、流体製品を光で処理する方法として特徴づけることができる。
【００１７】
さらに他の実施形態において、本発明は、密封流体流動経路の第１の流体容器部から密封流体流動経路の処理チャンバ部を介して密封流体流動経路の第２の流体容器部に流体製品を流すステップであって、第１の流体容器部は処理チャンバ部の入口に密封結合され、第２の流体容器部は処理チャンバ部の出口に密封結合されるステップと、流体製品を処理するために、処理チャンバを流れる流体製品を光で照明するステップとを含む、流体製品を光で処理する方法として特徴づけることができる。
【００１８】
一実施形態において、本発明は、１７０から２６００ｎｍの範囲内にスペクトルを有する光を含み、製品を処理するための光線処理で製品を照明するステップと、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して光線処理の一部のフルエンスを同時に測定するステップとを含む、光を使用する処理システムに用いられる方法として特徴づけることができる。
【００１９】
他の実施形態において、本発明は、光線処理を提供するための光源であって、光線処理は１７０から２６００ｎｍの範囲内に波長のスペクトルを有する光源と、製品を処理するための光線処理によって処理する製品を収容する処理チャンバと、光線処理の一部を受けるように配置される入力コレクタを有し、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して光線処理の一部の流束を同時に測定するための分光計とを備えた、光を使用する処理システムとして特徴づけることができる。
【００２０】
他の実施形態において、本発明は、光を使用して微生物を不活性化するためのシステムに用いられる方法であって、波長のスペクトルを有する光線処理で製品を照明するステップであって、製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、光線処理は製品を処理することを目的とするステップと、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して製品を照明する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定するステップと、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して製品を透過する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定するステップと、測定ステップの結果の比較に基づいて、製品に対して複数の波長の各々に対する吸収プロフィルを生成するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００２１】
他の実施形態において、本発明は、光を使用して製品を処理するための処理システムに使用される監視システムであって、波長のスペクトルを有する光線処理で製品を照明するための光源であって、製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、光線処理は製品を処理することを目的とする光源と、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して製品を照明する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定するように配置される第１の光学的検出器と、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して製品を透過する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定するように配置される第２の光学的検出器と、測定ステップの結果の比較に基づいて、製品に対して複数の波長に対する吸収プロフィルを生成するために、第１の光学的検出器および第２の光学的検出器に結合されたコントローラとを備えた監視システムとして特徴づけることができる。
【００２２】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムに用いられる方法であって、波長のスペクトルを有する光線処理で処理チャンバを照明するステップであって、処理チャンバは１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、処理チャンバは空であるが、光線処理によって処理される製品を流すように構成されたステップと、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して処理チャンバを照明する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定するステップと、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して処理チャンバを透過する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定するステップと、複数の波長の各々に対して測定されたそれぞれのフルエンスレベルを比較するステップと、比較ステップに基づいて、処理チャンバは、処理チャンバに流す製品を処理する準備が整っているかどうかを判断するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００２３】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムに用いられる監視システムであって、波長のスペクトルを有する光線処理で処理チャンバを照明するための光源であって、光線処理は、波長のスペクトルの複数の波長の各々に既知のフルエンスレベルを有し、処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、処理チャンバは空であるが、光線処理によって処理される製品を流すように構成された光源と、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して処理チャンバを照明する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定するための第１の光学的検出器と、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して処理チャンバを透過する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定するための第２の光学的検出器と、第１の光学的検出器および第２の光学的検出器に結合されたコントローラであって、複数の波長の各々に対して測定されたそれぞれのフルエンスレベルを比較するステップと、比較ステップに基づいて、処理チャンバは、処理チャンバに流す製品を処理する準備が整っているかどうかを判断するステップとを実施するように構成されたコントローラとを備えた監視システムとして特徴づけることができる。
【００２４】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムに用いられる方法であって、処理システムの流体流動経路に緩衝流体を流すステップであって、緩衝流体は波長のスペクトルの複数の波長に対して既知の物理的かつ光学的吸収特性を有するステップと、波長のスペクトルの複数の波長の各々に既知のフルエンスレベルを有する光線処理で緩衝流体を照明するステップであって、流体流動経路の一部および製品は１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させるステップと、緩衝流体を透過する光線処理の一部に対する複数の波長の１つまたは複数の波長におけるフルエンスレベルを測定するステップと、測定ステップに基づいて、緩衝流体の光学的吸収特性を検証するステップと、検証ステップに基づいて、流体流動経路の光学的特性が処理のための許容範囲にあるかどうかを判断するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００２５】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムに用いられる監視システムであって、緩衝流体を流すための処理システムの流体流動経路であって、緩衝流体は、波長のスペクトルの複数の波長に対して既知の物理的かつ光学的吸収特性を有する流体流動経路と、波長のスペクトルの複数の波長の各々において既知のフルエンスレベルを有する光線処理で緩衝流体を照明するための光源であって、流体流量経路の一部および製品は１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる光源と、緩衝流体を透過する光線処理の一部に対する複数の波長の１つまたは複数の波長におけるフルエンスレベルを測定するように配置された光学的検出器と、光学的検出器に結合されたコントローラであって、測定ステップに基づいて、緩衝流体の光学的吸収特性を検証するステップと、検証ステップに基づいて、流体流動経路の光学的特性が処理のための許容範囲にあるかどうかを判断するステップとを実施するように構成されたコントローラとを備えた監視システムとして特徴づけることができる。
【００２６】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムに用いられる方法であって、処理システムの流体流動経路に緩衝流体を流すステップであって、緩衝流体は、既知の物理的かつ光学的吸収特性を有し、流れが処理システムの動作条件を確定するステップと、動作条件が確定されたかどうかを判断するステップと、光線処理によって処理する流体製品を流体流動経路に流すステップと、光線処理で流体製品を照明するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００２７】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムであって、処理システムの動作条件を確定するために緩衝流体を流すための処理システムの流体流動経路であって、緩衝流体は既知の物理的かつ光学的特性を有する流体流動経路と、動作条件が確定されたかどうかを判断する手段と、光線処理によって処理する流体製品を流体流動経路に流す手段と、光線処理で流体製品を照明するための光源とを備えた処理システムとして特徴づけることができる。
【００２８】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する流体処理システムに用いられる方法であって、処理システムの処理チャンバを光線処理で照明するステップであって、処理チャンバは、光線処理によって処理する製品を収容し、処理チャンバの一部および製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過するステップと、処理チャンバの第１の部分に近接する第１の箇所において、処理チャンバを透過する光線処理の一部のフルエンスレベルを測定するステップと、処理チャンバの第２の部分に近接する第２の箇所において、処理チャンバを透過する光線処理の一部のフルエンスレベルを測定するステップであって、第２の箇所は第１の箇所から位置的にずれ、第１の箇所および第２の箇所は処理チャンバのプロフィルの一部の範囲内におさまるステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００２９】
他の実施形態において、本発明は、光線処理によって処理する製品を収容するための処理チャンバであって、処理チャンバの少なくとも一部および製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過する処理チャンバと、処理チャンバの第１の部分を透過する光のフルエンスレベルを測定するように配置された第１の光学的検出器と、処理チャンバの第２の部分を透過する光のフルエンスレベルを測定するように配置された第２の光学的検出器であって、第２の部分は、第１の箇所から位置的にずれた第２の光学的検出器とを備えた光線処理監視システムとして特徴づけることができる。
【００３０】
他の実施形態において、本発明は、光線処理によって処理する製品を収容するための処理チャンバであって、処理チャンバの一部および製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる処理チャンバと、処理チャンバの第１の部分を透過する光のフルエンスレベルを測定するように配置された光学的検出器と、光学的検出器に結合され、処理チャンバのプロフィルの一部の範囲内におさまる異なる箇所に光学的検出器を再配置するために１つまたは複数の方向に移動可能な位置調整構造体とを備えた光線処理監視システムとして特徴づけることができる。
【００３１】
他の実施形態において、本発明は、処理チャンバに流体製品を流すステップであって、流体製品および処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過するステップと、少なくとも１パルスの光で流体製品および処理チャンバを照明するステップと、流体製品および処理チャンバを照明する光の量を測定するステップと、流体製品および処理チャンバを透過する光の量を測定するステップとを含む流体汚染除去方法として特徴づけることができる。
【００３２】
他の実施形態において、本発明は、光のパルスを供給するための光源と、光のパルスを受け取るように配置された処理チャンバであって、処理対象流体製品を流し、処理チャンバの少なくとも一部および流体製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる処理チャンバと、処理チャンバおよび流体製品を照明する光源により生成される光のパルスのフルエンスレベルを測定するための第１のプロセスモニタと、処理チャンバおよび流体製品の光のパルスの部分のフルエンスレベルを測定するための第２のプロセスモニタとを備えた流体処理システムのための監視システムとして特徴づけることができる。
【００３３】
他の実施形態において、本発明は、分光放射計を較正する方法であって、分光放射計の動作スペクトルの波長の第１のスペクトルを第１の較正光源で較正するステップであって、第１の較正光源は、波長の第１のスペクトルにおいて分光放射計の正確な較正を提供しないステップと、分光放射計の動作スペクトルの波長の第２のスペクトルを第２の較正光源で較正するステップであって、第２の較正光源は、波長の第２のスペクトルにおいて分光放射計の正確な較正を提供し、波長の第１のスペクトルの一部が波長の第２のスペクトルと重複するステップと、波長の第２のスペクトルと重複する波長の第１のスペクトルの部分における第１の較正と第２の較正の差に基づいて、波長の第１のスペクトルの較正を調整して、波長の第１のスペクトルおよび波長の第２のスペクトルに対して分光放射計を較正するのに十分な絶対照射量較正ファイルを作成するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００３４】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムにおける分光計に用いられる方法であって、分光計への入力光を減衰させるのに使用されるフィルタに対応する透過ファイルを作成するステップであって、フィルタは透過スペクトル内の光をフィルタに不均一に透過させ、透過ファイルは波長毎に作成されるステップと、分光計の読取りが、波長毎のフィルタの不均一透過に対応するように、透過ファイルに基づいて分光計の較正を補償するステップとを含む方法として特徴づけられる。
【００３５】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する流体処理システムに用いられる方法であって、光線処理として光のパルスを使用する流体処理システムの処理チャンバを流れる流体内の移動粒子の特殊速度を推定するステップであって、流体は質量流量速度で流れ、処理チャンバおよび流体は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させるステップと、光線処理を最適化するために、特殊速度に基づいて光のパルスの閃光速度を設定するステップとを含む方法、および該方法を遂行する手段として特徴づけることができる。
【００３６】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムに用いられる方法であって、光源から所定の距離離れた測定点において光源により生成された光線処理の一部のフルエンスレベルを測定するステップであって、光線処理は製品を処理することを目的とするステップと、測定ステップに応じて、光源と光線処理によって処理される製品との距離を調整することによって測定点における光線処理のフルエンスレベルを調整するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００３７】
他の実施形態において、本発明は、光線処理を生成するための光源であって、光線処理は製品を処理することを目的とする光源と、光線処理によって処理する製品を収容するための処理チャンバと、光源に結合されて製品からの選択可能な距離に光源を配置するポジショナと、ポジショナに結合され、測定点において測定される光線のフルエンスを制御するために、自動的に制御信号をポジショナに送信して、製品から光源までの距離を調整するコントローラとを備えた調整可能フルエンス光線処理システムとして特徴づけることができる。
【００３８】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する流体処理システムに用いられる方法であって、光線処理システムの処理チャンバに流体製品を流すステップであって、処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、流体製品は初期特性を有するステップと、処理チャンバ内の流体製品を光線処理で照明するステップであって、光線処理は、流体製品の初期特性に基づくフルエンスレベルを有するステップと、あらかじめ選択したレベルの処理を維持するために、流動中に、流体製品の初期特性が変化するのに従って、光線処理のフルエンスレベルを経時的に調整するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００３９】
他の実施形態において、本発明は、あらかじめ設定されたフルエンスレベルを有する光線処理を生成するための光源であって、光線処理は流体製品を処理することを目的とする光源と、光線処理によって処理する流体製品を流すための処理チャンバであって、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、製品は初期特性を有する処理チャンバと、あらかじめ選択したレベルの処理を維持するために、使用中に流体製品の初期特性が変化するに従って、あらかじめ設定された光線処理のフルエンスレベルを経時的に調整させるためのコントローラとを備えた調整可能フルエンス光線処理システムとして特徴づけることができる。
【００４０】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する流体処理システムに用いられる方法であって、光源によって生成された光線処理で製品を照明するステップであって、光線処理は１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光を含み、光線処理は製品を処理することを目的とするステップと、製品の一部における光線処理のフルエンスレベルを、製品の該部分に配置されるフルエンス検出器を使用することなく推定するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００４１】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムであって、光線処理で製品を照明するように構成された光源であって、光線処理は１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光を含み、光線処理は製品を処理することを目的とする光源と、製品の一部における光線処理のフルエンスレベルを、製品の該部分に配置されるフルエンス検出器を使用することなく推定するように構成されたコントローラとを備えた処理システムとして特徴づけることができる。
【００４２】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する流体処理システムに用いられる方法であって、光源から離れた基準点において光源によって生成された光線処理の所定のフルエンスレベルを測定するステップと、基準点における測定された所定のフルエンスレベル、基準点から光源までの距離、および基準点から製品の該部分の箇所までの距離に基づいて、光源から、光線処理で照明される製品の一部の箇所までの距離を設定するステップとを含む方法として特徴づけられる。
【００４３】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムであって、光線処理を供給するように構成された光源と、光線処理の所定のフルエンスレベルを測定するように構成され、光源から離れた基準点に配置された光学的検出器と、光学的検出器に結合され、基準点における測定された所定のフルエンスレベル、基準点から光源までの距離、および基準点から製品の該部分の箇所までの距離に基づいて、光源から、光線処理で照明される製品の一部の箇所までの距離を設定するように構成されたコントローラとを備えた処理システムとして特徴づけることができる。
【００４４】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムに用いられる方法であって、処理対象製品、および製品を収容する処理チャンバを光線処理で照明するステップであって、光線処理は、製品を処理するための規定レベルの処理を提供し、処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過し、所定の厚みを有するステップと、処理レベルを示す量を測定するステップと、規定レベルの処理を維持するために、測定ステップに応じて、所定の厚みを調整するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００４５】
他の実施形態において、本発明は、光線処理によって処理する製品を処理システムの処理チャンバに流すステップであって、処理チャンバの処理チャンバ部は所定の厚みを有するステップと、製品の流動中に光線処理で製品を照明するステップと、流動中にシステム測定を行うステップと、システム測定に基づいて、製品の流動中に所定の厚みを調整するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００４６】
他の実施形態において、本発明は、処理対象製品を光線処理で照明するための光源であって、光線処理は製品を処理するための規定レベルの処理を提供する光源と、製品を収容する処理チャンバであって、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、所定の厚みを有する処理チャンバと、処理レベルを示す量を測定するように配置された光学的検出器と、処理チャンバに結合された、処理チャンバの厚みを調整する手段と、光学的検出器および厚みを調整する手段に結合されたコントローラであって、規定レベルの処理を維持するために、光学的検出器の測定に応じて制御信号を生成して、所定の厚みを調整することを目的とするコントローラとを備えた調整可能光線処理システムとして特徴づけることができる。
【００４７】
他の実施形態において、本発明は、処理対象製品を光線処理で照明するための光源であって、光線処理は製品を処理することを目的とする光源と、製品を流すための処理チャンバであって、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、所定の厚みを有する処理チャンバと、システム測定を行うための検出器と、処理チャンバに結合された、処理チャンバの厚みを調整する手段と、検出器および厚みを調整する手段に結合されたコントローラであって、システム測定に応じて制御信号を生成して、所定の厚みを調整するコントローラとを備えた調整可能光線処理システムとして特徴づけることができる。
【００４８】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する流体処理システムに使用される方法であって、光線処理システムの処理チャンバに流体製品を流すステップであって、処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、流体製品を所定の濃度で流すステップと、処理チャンバ内の流体製品を光源によって生成された光線処理で照明するステップと、処理レベルを示す量を測定するステップと、規定レベルの処理を維持するために、測定ステップに応じて、処理チャンバを流れる流体製品の濃度を調整するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００４９】
他の実施形態において、本発明は、流体製品を処理するための光線処理を生成するための光源と、光線処理によって処理する流体製品を流すための処理チャンバであって、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる処理チャンバと、処理レベルを示す量を測定するための検出器と、規定レベルの処理を維持するために、流体製品の濃度を調整させるためのコントローラとを備えたことを特徴とする調整可能光線処理システムとして特徴づけることができる。
【００５０】
他の実施形態において、本発明は、流体処理システムの処理チャンバに試験流体を流すステップと、規定の光線パラメータで動作することを目的とした光線処理で試験流体を照明するステップと、光線処理の一部を測定するステップと、測定ステップに基づいて、光線処理の該部分が規定の光線パラメータで動作しないことを確認するステップと、光線処理が規定の光線パラメータで動作するように調整するステップと、光線処理が規定の光線パラメータで動作することを検証するステップと、光線処理によって処理する流体製品を処理チャンバに流すステップと、流体製品を光線処理で照明しながら処理チャンバに流すステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００５１】
他の実施形態において、本発明は、光を使用する処理システムに用いられる方法であって、非膨張状態の可撓性処理チャンバを設けるステップと、流体処理システムの可撓性処理チャンバに緩衝流体を流して、可撓性処理チャンバの処理構造を確定するステップと、可撓性処理チャンバに流体製品を流すステップと、流体製品を光線処理で照明するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００５２】
他の実施形態において、本発明は、光を使用して製品を処理する処理システムに用いられ、ソフトウェアを実行するプロセッサによって実施される方法であって、光線処理のパラメータを受け取るステップと、パラメータを処理システムのためのシステム設定に変換するステップと、処理システムの動作中に光線処理に関連する測定値を受け取るステップと、測定値およびパラメータに基づいて、システム設定に対するシステム調整を決定するステップとを含む方法として特徴づけることができる。
【００５３】
他の実施形態において、本発明は、光を使用して製品を処理する処理システムのための制御システムであって、光線処理を使用する処理システムのためのプロセス制御ソフトウェアを実行するように構成されたプロセッサであって、プロセス制御ソフトウェアは、光線処理のパラメータを受け取るためのパラメータ入力モジュールと、パラメータを処理システムのためのシステム設定に変換するためのインプリメンテーションモジュールと、処理システムの動作中に光線処理に関連する測定値を受け取るための較正データ入力モジュールと、測定値を解析するための解析モジュールと、測定値およびパラメータに基づいて、システム設定に対するシステム調整を決定するための調整モジュールとを含むプロセッサを備えた制御システムとして特徴づけることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
本発明の上記の、かつ他の態様、特徴および利点は、添付の図面を用いて示される、以下のより詳細な説明を読めばより明らかになるであろう。
【００５５】
いくつかの図面を通じて、対応する参照符号は、対応するコンポーネントを示す。
【００５６】
以下の説明は限定的な意味で捉えられるべきではなく、単に本発明の一般的な原理を説明する目的でなされるものである。本発明の範囲は、請求項に基づいて定められるべきである。
【００５７】
ここでは、製品を処理するための光線処理の使用に関わる様々な方法および装置について記載する。全体にわたって様々に記載されるように、かかる光線処理は、実施形態に応じて様々な光源により生成され得る。したがって、全体にわたって用いられるように、「光線処理」という用語は、連続波光線処理またはパルス光線処理などの全てのタイプの光線処理を意味する。また、光線処理は、１つまたは複数の波長を有する光を含むことができる。実施形態に依存して、処理対象「製品」は固体であっても流体（例えば液体または気体）であってもよく、さらには光線処理に対して不透明であっても、光線処理の少なくとも一部を透過させるものであってもよい。流体製品は、チャンバに流してもよいし、チャンバ内で静的状態を維持していてもよい。例えば、いくつかの実施形態において、製品は血液製品の如き生物学的流体である。したがって、本明細書で用いられる製品という用語は、例えば、血液、血漿、血漿誘導体、バイオプロセッシング流体の如き生物学的流体およびそれらの誘導体、ならびに薬剤および医薬品、特にモノクロナル抗体のようなバイオ医薬品、緩衝液のような溶液、グルコースおよび他の糖液、培地、ならびに分子生物および生物化学試薬の如き他の流体製品を包含するものである。当該製品は天然物であっても、合成により製造されたものであってもよい。
【００５８】
加えて、実施形態に応じて、製品を「処理する」目的で光線処理が広く使用される。例えば、光線処理は、製品を改質または改変すること、あるいは製品の変化を刺激することを目的とする。さらなる例により、光線処理は製品の一部の改変、不活性化または活性化を目的とする。例えば、いくつかの実施形態において、光線処理は、製品内の微生物を抑制または不活性化すること、あるいは製品に光化学反応を引き起こすことを目的とする。本明細書を通じて用いられているように、「微生物」という用語は広く用いられ、ウィルス、真菌、バクテリア、汚染物質、ならびに病理的または非病理的であり得る他の生体または非生体微生物を包含するものである。「不定冠詞」は、特に指定のない限り「１つまたは複数」を意味するもので、すなわち「不定冠詞」は単一または複数を包含することを注記する。
【００５９】
光およびコンポーネントを使用する流体処理システム
このセクションでは、光線処理を使用して流体製品を処理する、例えば光線処理によって流れる流体製品を処理する処理システムのいくつかの異なる実施形態の構造的コンポーネントおよび用途について述べる。
【００６０】
まず、図１ないし３を参照すると、本発明の一実施形態による、パルス多色光、例えば広域スペクトルパルス多色光（ＢＳＰＬ）の如き光線処理を放射する光源を使用する流体処理システムがいくつかの図に示されている。図１は、流体処理システムの前方斜視図、図２は後方斜視図、図３はその正面図である。基板１０２、支持レベラ１０３、処理領域筐体１０４、アクチュエータ組立体１０６および１０８（総称的にポンプとも称される）、ランプ支持板１１０、リニアスライドサーボドライブ１１２および支柱１１４を含む流体処理システム１００（総称的に処理システムと称される）が示されている。
【００６１】
アクチュエータ組立体１０６および１０８は、アクチュエータ組立体ブラケット１４２によって所定の位置に保持され、各々は、シール１４９位置で壁１４８を貫通するリニアアクチュエータ１４４および１４６を含む。リニアアクチュエータ１４４および１４６の末端にはそれぞれのブラケット１２６がある。ランプ支持板１１０は、反射体１５２、および反射体１５２のプロフィル内の光源１５４を含むランプ組立体１５０を保持している。好ましい実施形態では、光源１５４は閃光ランプの如きパルス光源であるが、他の実施形態では、光源１５４は、連続波光源（例えばＵＶランプ）、または単一波長で動作する、またはある波長の範囲内で動作する他のパルス光源であることを注記する。光源１５４は、図３の窓１２８を通じて部分的に見ることができ、図１０にも示されていることを注記する。処理領域筐体１０４は、流体処理システム１００の内部の他の部分から処理領域を保護している。処理領域筐体１０４は、シリンジプランジャ１２２および１２４を含むシリンジ１１８および１２０（総称的に流体容器１１８および１２０とも称される）を保持するシリンジ装着機構１１６を含む。シリンジプランジャ１２２および１２４は、ブラケット１２６によって保持されるように構成されている。処理領域筐体１０４の壁１３０のなかにカートリッジ位置合せ板１３２が配置されている。カートリッジ位置合せ板１３２の内部に窓１２８が形成されている。カートリッジ位置合せ板１３２は、いくつかの実施形態において、処理チャンバを含むカートリッジ１３４を位置的に調整し、保持するように構成されている。カートリッジ１３４は、カートリッジロッククリップ１３６およびカートリッジ保持クリップ１３３によって所定の位置に保持される。カートリッジ１３４のカートリッジ窓１３５の前方にモニタプロセスモニタハウジング１３８が配置されている。モニタプロセスモニタハウジング１３８は、カートリッジ１３４に面するプロセスモニタ１３７および１３９を含んでいる。プロセスモニタ１３７および１３９は、図２において窓１２８を通して確認されるのに対して、プロセスモニタ１３７および１３９の位置は、図３においてモニタプロセスモニタハウジング１３８を通して確認されることに留意されたい。放出袋１４０および試料袋１４１（それぞれ総称的に流体コレクタまたは流体容器と称することができる）も含まれている。
【００６２】
本実施形態の流体処理システム１００は、生物学的流体およびそれらの誘導体、例えば血液、血漿、血漿誘導体、バイオプロセッシング流体、および薬剤および医薬品、特にモノクロナル抗体のようなバイオ医薬品、緩衝液のような溶液、グルコースおよび他の糖液、培地、ならびに分子生物および生物化学試薬の如き他の流体製品などを含む流体製品を光、例えば本実施形態ではパルス光で処理するように設計されている。この光は、一般に光線処理と称され、例えば、ウィルス、バクテリア、真菌、および病理的または非病理的であり得る他の微生物を含む微生物を不活性化するのに使用される。
【００６３】
いくつかの実施形態では、光線処理は、製品を改質または改変する、あるいは製品または製品の一部の変化を刺激することを目的とする。例としては、核酸破壊、タンパク質分解、脂質分解、製品の炭素−炭素結合の破壊を含む特殊な処理に光線処理を使用することができる。
【００６４】
本明細書で用いられるように、流体という用語は、一般に、液体、気体、または流動能力を有する固体物質を意味し、処理システム１００は、様々な流動性物質または製品を処理するのに使用することができる。
【００６５】
一般に、流体は、制御された速度で（カートリッジ１３４内に形成された）処理チャンバまたは処理ゾーンを介して流体容器（例えばシリンジ１１８および１２０）から輸送される一方、光源１５４からの光、例えば光のパルスで照明される。処理された流体製品は、継続的に放流袋１４０に流れる一方、試験、評価および使用に向けて試料が試料袋１４１に収集される。有利には、一実施形態において光線処理はパルス光であるため、流体処理過程全体が、数秒、例えば１０秒未満で完了するように設計されるが、これは、流速、流体容器の大きさなどに左右される。流体処理システム１００は、連続的な流動システムに合わせて調整およびスケール調整できるように設計され、いくつかの実施形態では、使い捨て可能な処理チャンバまたは処理ゾーンを含む。
【００６６】
処理対象流体を所望の速度で処理チャンバに流すために、ポンプ機構が設けられている。本実施形態では、光によって処理される流体がシリンジ１１８に収容され、シリンジ１２０は、注射用水の如き、一般に緩衝流体と称することができる他の流体を収容している。あるいは、シリンジ１２０は、より多くの処理対象流体製品を収容することができる。これらのシリンジ１１８および１２０は、シリンジ１１８および１２０の本体がシリンジ装着機構１１６内におさまり、そして、シリンジプランジャのヘッドがブラケット１２６に捕らえられるべくシリンジプランジャ１２２および１２４がシリンジ装着機構１１６から伸びるように、シリンジ装着機構１１６に装填される。アクチュエータ組立体１０６および１０８は、シリンジプランジャ１２２および１２４の軸内で自由に遊動するように装着されるが、本実施形態では、アクチュエータ組立体ブラケット１４２、および処理領域筐体１０４の壁１４８の内部に保持されている。（アクチュエータ組立体１０６および１０８の）リニアアクチュエータ１４４および１４６は、シール１４９において直線的に壁１４８を貫通し、それぞれシリンジプランジャ１２２および１２４を保持するブラケット１２６に堅固に装着されている。本実施形態では、アクチュエータ組立体１０６および１０８は、それぞれ約５インチ（１２７ｍｍ）の行程を有する。
【００６７】
アクチュエータ組立体１０６および１０８は、オペレータが設定したパラメータに応じて、互いに独立に、または一緒に動作するように設計されている。アクチュエータ組立体１０６および１０８のいずれかまたは両方が作動すると、それぞれのリニアアクチュエータ１４４および１４６は、シリンジプランジャ１２２および１２４のほうへ移動（伸張）を開始する。しかしながら、本実施形態では、アクチュエータ組立体１０６および１０８はアクチュエータ組立体ブラケット１４２内部で自由に浮動するため、アクチュエータ組立体１０６および１０８全体は、アクチュエータ組立体ブラケット１４２に結合されたロードセルブロック１５６内に収容されているロードセルに接触するまで、それぞれシリンジプランジャ１２２および１２４からわずかに移動する。ロードセルに接触すると、流体の流れが確立されていることをシステムコントローラに伝える。ここで、ロードセルブロック１５６はアクチュエータ組立体ブラケット１４２によって所定の位置に保持されているので、シリンジプランジャ１２２および１２４からのアクチュエータ組立体１０６および１０８のさらなる移動が回避され、リニアアクチュエータ１４４および１４６は、それぞれブラケット１２６によって保持されているシリンジプランジャ１２２および１２４に対して力を加える。リニアアクチュエータ１４４および１４６は、オペレータが設定した一定、可変または他の制御速度で独立的に、一緒にまたは連続して移動する。リニアアクチュエータ１４４および１４６は、シリンジプランジャ１２２および１２４をシリンジ１１８および１２０に押し込み、そこに収容されている流体を、カートリッジ１３４に結合されたチューブに流入させる。流速は、リニアアクチュエータ１４４および１４６の直線速度によって確定される。この速度は、リニアアクチュエータ１４４および１４６の各々に一体化されたリニアエンコーダ、例えばステッパドライブによって監視される。
【００６８】
本実施形態では、「ポンプ機構」はシリンジ装着組立体１１６、ブラケット１２６、アクチュエータ組立体１０６および１０８、アクチュエータ組立体ブラケット１４２、ロードセルブロック１５６、シール１４９およびリニアアクチュエータ１４４および１４６を含むことを注記する。しかしながら、当業者はいくつかの異なるポンピング機構を使用して、特定速度でカートリッジ１３４に流体の流れを生成できることを理解するであろう。例えば、ギアポンプ、ローブポンプ、気圧ポンプ、ダイヤフラム、ペロスタルティックポンプおよび重力送りを利用して流体の流れを起こすことができる。
【００６９】
流体をチューブに流して、カートリッジ１３４内に含まれる処理チャンバ（処理ゾーンとも称する）を通過させる。例えば、本実施形態では、カートリッジ１３４の下から上に流体を流す。他の実施形態では、システムの構成に応じて、流体の流れを上から下、または左右または他の方向にすることができる。一実施形態では、流体がカートリッジ１３４を通過しているときに、光源１５４を含むランプ組立体１５０は、光、例えば光の短期パルスを照射して流体を除染する。光は、流体製品内に含まれている微生物を不活性化する。
【００７０】
いくつかの実施形態では、光源１５４は閃光ランプであるが、他の実施形態では、光源１５４は、連続波光源またはパルスレーザ光源の如き、閃光ランプ１５４以外の光源を含むことができる。したがって、ランプ組立体１５０は、特定のシステム設計に応じて、パルス光または連続的光エネルギーを放射することができる。また、流体が敏感な生物学的流体、例えば血漿誘導体または他のバイオプロセッシング媒体である場合は、放射光のフルエンスレベルを慎重に選択して、タンパク質の損傷を最小に抑える。処理された流体は、カートリッジ１３４から連続的に流れ、放流袋１４０に収集される。流体処理の途中で、処理された流体の試料が試料袋１４１に収集される。本実施形態では、試料袋１４１の流体は、試験評価の如き、その目的とする使用、または用途に向けて保持される。したがって、放流袋の内容物は典型的には廃棄される。
【００７１】
処理に際して、シリンジ１２０内の流体、例えば注射用水（ＷＦＩ）、あるいは食塩水やリン酸塩の如き他の緩衝流体または溶液を、シリンジ１１８内の処理対象流体に先立って、またはそれと同時に流すことができる。したがって、ＷＦＩは、流体の濃度を希釈することができる。また、いくつかの実施形態によれば、シリンジ１１８内の流体を流す前に、ＷＦＩをカートリッジ１３４に流すことができる。そのように、ＷＦＩを使用して流体処理システムを初期化し、流体経路を満たして、実際の処理対象流体を流す前に背圧を生成し、気泡を除去することができる。いくつかの実施形態では、以下により詳細に記載されるように、カートリッジ１３４は、最初に流した緩衝液が、カートリッジ１３４の内部構造によって定められるあらかじめ設定されたジオメトリまでカートリッジ１３４内で膨張する流体流動経路を満たすように可撓性処理チャンバを包含している。すなわち本実施形態では、緩衝液が、処理チャンバまたは処理ゾーンの処理ジオメトリを確立し、かつ所望の流速を確立するために用いられている。一旦、確立されると、（例えばシリンジ１１８内の）処理対象流体が流体経路に流される。また、ＷＦＩは、オペレータによって設定されたように放射光の（例えば、流体流動圧、処理ジオメトリ、所望の光線処理フルエンスの如き）動作パラメータを検証するために用いられている。緩衝流体を使用して動作パラメータを検証する具体的な例については、本明細書を通じてより十分に説明する。光線処理が検証され、流体処理システムが正しく動作していると、アクチュエータ組立体１０６が動作され、（例えばシリンジ１１８内の）処理対象流体が流動経路に流される。初期化が行われ、一定の流れの処理対象流体がシステムを流れはじめた後に、試料袋１４１に試料を収集する。有利には、ＷＦＩまたは好適な緩衝流体を使用して、処理対象流体の均一な処理を保証する。
【００７２】
一実施形態によれば、ランプ組立体１５０は、処理チャンバを通過する流体を照明して処理するパルス多色光、例えば広域スペクトルパルス光（ＢＳＰＬ）を供給する光源１５４を含む。ＢＳＰＬは、一般には、当該技術分野において知られているキセノンガス閃光ランプによって生成される。ＢＳＰＬは、広域スペクトルパルス光（すなわちＢＳＰＬ）または広域パルス光とも称する、広帯域スペクトルの非干渉性多色光の高強度短期パルスの形態のパルス光である。例えば、広域スペクトル（例えば１７０から２６００ｎｍ；すなわち１．８×１０15Ｈｚから１．２×１０14Ｈｚ）の高強度（処理される流体のタイプに応じて、例えば０．００１Ｊ／ｃｍ2から５０Ｊ／ｃｍ2、例えば０．０１Ｊ／ｃｍ2から１．０Ｊ／ｃｍ2）の非干渉性多色光の少なくとも１つ、好ましくは少なくとも２つ、最も好ましくは少なくとも３つ（例えば３、５、１０、１５、２０、３０、４０またはそれ以上）の連続する短期（例えば約１００ｍｓ、好ましくは約１５０μｓまたは３００μｓ未満）パルスで流体の各部を照明する。しかし、当該多色光は、（例えば放射光を濾過することにより）１７０ｎｍから２６００ｎｍの範囲の任意の部分集合内の波長を含むことができ、例えば、パルス光のエネルギー密度またはフルエンスを、例えば１７０ｎｍと１８００ｎｍ、１７０ｎｍと１０００ｎｍ、２００ｎｍと５００ｎｍ、または２００ｎｍと３００ｎｍの間の波長内に集中させることができる。また、特定の生物学的流体は、比較的小さなフルエンスレベルで、多くの多色光の短期パルスにより最も効果的に処理されることがわかった。例えば、そのような場合は、０．００１Ｊ／ｃｍ2と０．１Ｊ／ｃｍ2の間の強度を有する約２０、３０、４０またはそれ以上の短期パルスで流体製品を照明する。
【００７３】
光線処理として本明細書を通じて記載される広域スペクトルパルス光（ＢＳＰＬ）は、一般に「パルス多色光」またはより総称的にはパルス光とも称することができる。パルス多色光は、複数の波長にわたるパルス光放射線を表す。例えば、多色光は、パルスであっても連続波であっても、１８０ｎｍと１５００ｎｍの間、１８０ｎｍと１１００ｎｍの間、１８０ｎｍと３００ｎｍの間、２００ｎｍと３００ｎｍの間、２４０ｎｍと２８０ｎｍの間といったような１７０ｎｍと２６００ｎｍの間の波長、または１７０から２６００ｎｍの範囲内の任意の波長範囲内の波長を含むことができる。材料の選定により、および／またはスペクトルフィルタを使用して、所望のスペクトルレンジの照明を生成することができる。広く知られているように、キセノンガス閃光ランプは、少なくとも遠紫外（２００から３００ｎｍ）から近紫外（３００から３８０ｎｍ）および可視（３８０ｎｍから７８０ｎｍ）を経て赤外（７８０から１１００ｎｍ）に至る波長を有するパルス多色光を生成する。一例では、これらのキセノンガス閃光ランプによって生成されるパルス多色光は、エネルギー分布の約２５％が紫外線（ＵＶ）、エネルギー分布の約４５％が可視光線、エネルギー分布の約３０％が赤外線（ＩＲ）以上である。２００ｎｍ未満の波長におけるフルエンスまたはエネルギー密度は無視することができ、例えば全エネルギー密度の１％未満であることを注記する。また、エネルギー密度のこれらの比率をさらに調整することができる。換言すれば、多少のエネルギー分布が、ＵＶ、可視およびＩＲの如き特定のスペクトルレンジにおさまるように、（例えば閃光ランプに対する電圧を変化させることによって）スペクトルレンジをずらすことができる。いくつかの実施形態では、ＵＶレンジにより高いエネルギー分布を有するのが好ましいといえる。パルス多色光はキセノンガス閃光ランプ以外の光源によっても生成され得ることをさらに注記する。
【００７４】
本発明の多くの実施形態は、パルス多色光（ＢＳＰＬがその一例である）を含む光線処理を供給する光源１５４を利用するが、本発明の他の実施形態は、特定波長の光を放射するパルスレーザの如き、単色光のパルスを供給する光源１５４を使用する。したがって、「パルス光」を使用する流体処理システムに言及する場合は、このパルス光は多色または単色パルス光であり得得る。本発明の好ましい実施形態はパルス光を利用するが、いくつかの実施形態は、水銀ガスランプによって供給されるような連続波ＵＶ光の如き連続波光を供給する光源１５４を利用する。
【００７５】
したがって、一般的な用語では、流体処理システムの光源１５４は、１７０ｎｍと２６００ｎｍの間の範囲内に少なくとも１つの波長を有する光を放射する光源を含む。例えば、パルス多色閃光ランプ（広域スペクトルまたは狭域スペクトル）、パルスＵＶランプ、パルスレーザ、連続波ランプ、連続波ＵＶランプなどは、すべて本発明の異なる実施形態にしたがって使用できる光源１５４として機能することが可能である。
【００７６】
また、好ましい実施形態では、閃光ランプ１５４から放射されるパルス多色（または単色）光のエネルギー密度またはフルエンスレベルの少なくとも０．５％（好ましくは少なくとも１％または少なくとも５％）を２００ｎｍから３２０ｎｍの範囲内の波長に集中させる。パルス光のパルスの期間は、おおよそ約０．０１ｍｓから約１００ｍｓ、例えば約１０μｓから３００μｓとすべきである。
【００７７】
いくつかの実施形態では、処理される流体に応じて、パルス光のフルエンスまたは強度を０．００１Ｊ／ｃｍ2から５０Ｊ／ｃｍ2、例えば１．０Ｊ／ｃｍ2から２．０Ｊ／ｃｍ2とする。処理対象流体製品が血漿誘導体または他のバイオプロセッシング流体である実施形態では、パルス光のフルエンスを慎重に選択して、大きなタンパク質損傷を回避すると同時に、微生物を特定の対数減少まで不活性化する必要がある。例えば、血液、血漿および血漿誘導体の如き生物学的流体およびその誘導体を処理するときは、好ましくは０．１と０．６Ｊ／ｃｍ2の間のフルエンスレベルを有する光のパルスで流体製品を照明する。
【００７８】
当該照明の結果として、流体内に含まれるウィルス、真菌、バクテリア、病原菌の如き微生物および他の汚染物質が、６から７対数減少以上のレベル（すなわち、滅菌として広く認められている微生物減少レベル）まで効果的に不活性化される。有利には、パルス多色光や広域スペクトルパルス光（すなわちＢＳＰＬ）の如き短期パルス光を使用すると、既知の連続波ＵＶ流体処理システムに比べて、流体の処理の処理時間または照射時間が著しく低減され（例えば、数分以上に対して２から２０秒に低減され）、目標物体上または目標物体内の微生物の不活性化率を広く認められているレベル（２から４の対数減少に比べて約６対数減少を上回るレベル）まで上昇することが発明者等により見出された。
【００７９】
多くの用途では、生物学的流体を一次的に処理して、過度のタンパク質損傷を引き起こすことなく微生物を不活性化する。したがって、これらの実施形態では、パルス光線処理は、タンパク質損傷を最小に抑えながら、２対数減少、より好ましくは４対数減少、最も好ましくは６対数減少を上回る対数減少を達成するように構成される。これらの不活性化レベルのいくつかは、滅菌として認められているレベルを下回っているが、短期間に、タンパク質損傷を最小に抑えながら、微生物および他の汚染物質を所望の対数減少率で効果的に不活性化するという点において、パルス光は連続波ＵＶ処理システムに比べて著しい利点を提供する。また、キセノン閃光ランプを使用するＢＳＰＬを使用すると、キセノン閃光ランプの漏れまたは破損により曝露した場合でも、キセノンは無害な不活性ガスであるため、当該連続波ＵＶ流体処理デバイスで遭遇し得る水銀ランプの破損による水銀汚染の問題が完全に取り除かれる。参照により本明細書に組み込まれている、２０００年７月１１日に発行された「METHOD AND APPARATUS UTILIZING MICROWAVES TO ENHANCE ELECTRODE ARC LAMP EMISSION SPECTRA」という名称の（特許文献３）（Eastland他）に記載されているようなキセノン閃光ランプの変形形態を流体処理システム１００のための適切な光源として使用することもできる。
【００８０】
広帯域スペクトルの高強度短期パルス非干渉性多色光を供給するように設計されたいくつかの装置が、例えば、いずれもＰｕｒｅＰｕｌｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（カリフォルニア州サンディエゴ）に譲渡され、いずれも参照により本明細書に組み込まれている、１９８９年１０月３日に発行された「METHODS FOR PRESERVATION OF FOODSTUFFS」という名称の（特許文献４）（Dunn他）；１９９０年３月２７日に発行された「METHOD FOR ASEPTIC PACKAGING OF MEDICAL DEVICES」という名称の（特許文献５）（Dunn他）；１９９１年７月２３日に発行された「METHODS FOR PRESERVATION OF FOODSTUFFS」という名称の（特許文献６）（Dunn他）；１９９６年２月６に発行された「PROLONGATION OF SHELF LIFE IN PERISHABLE FOOD PRODUCTS」という名称の（特許文献７）（Dunn他）；１９９８年６月２３日に発行された「DEACTIVATION OF MICROORGANISMS」という名称の（特許文献８）（Bushnell他）；１９９８年７月２８日に発行された「STERILIZATION OF PACKAGES ANDTHEIR CONTENTS USING HIGH-DENSITY, SHORT-DURATION PULSES OF INCOHERENT POLYCHROMATIC LIGHT IN A BROAD SPECTRUM」という名称の（特許文献９）（Clark他）；および１９９９年５月４日に発行された「DEACTIVATION OF ORGANISMS USING HIGH-INTENSITY PULSED POLYCHROMATIC LIGHT」という名称の（特許文献１０）（Dunn他）に記載されている。
【００８１】
図３に部分的に示され、図１０により明確に示されるように、光源１５４は、流体の流れの方向に向かって横方向に配置されている。しかし、具体的なシステム構成に応じて、光源１５４を異なる方位に配置することも可能である。また、１つの光源１５４のみが示されているが、流動経路長、流速、およびシステムの他の要件に応じて、複数の光源１５４（例えば１つまたは複数のランプまたは他の光源）を使用することが可能である。
【００８２】
光線処理、例えばランプ組立体１５０から放射されるパルス光が、適切なフルエンスおよび適切なスペクトルの如き適切な処理レベルを提供するように、プロセスモニタハウジング１３８内にプロセスモニタ１３７および１３９が配置されている。これらのプロセスモニタ１３７および１３９は、光検出器、フォトダイオード、光ファイバプローブ、カロリメータ、ジュールメータ、光電子増倍管（ＰＭＴ）、カメラ、荷電結合デバイス（ＣＣＤ）アレイの如きいくつかのタイプの光検出器または光監視デバイスのうちの１つまたは複数のタイプを含むことができ、分光放射計のような分光計へ入力する。これらのプロセスモニタ１３７および１３９は、熱電対、熱電対列、カロリメータおよびジュールメータの如く熱式感知器であってもよい。一実施形態では、１つまたは複数のプロセスモニタ１３７および１３９は、光源１５４から直接放射される光を受光し、かつ処理対象製品およびカートリッジ１３４を介して受光または伝達された光を受光する光検出器デバイスである。また、いくつかの実施形態では、１つまたは複数のプロセスモニタ１３７および１３９が光の紫外（ＵＶ）部を検出し、他のプロセスモニタ１３７および１３９が光源から放射された全スペクトル光を検出する。例えば、一実施形態では、プロセスモニタは、一方のチャネルが光線処理のＵＶ含有量を測定するのに使用され、他方のチャネルが光線処理の可視スペクトルを測定するのに使用される二チャネル分光計に結合される光ファイバプローブを含む。
【００８３】
以下に説明されるように、カートリッジ１３４は、光線処理がカートリッジ１３４を透過して処理チャンバに達するように、両側に透光性の板または窓（総称的に「透光性支持構造体」と称することができる）を含む。光線処理の少なくとも一部は、モニタプロセスモニタハウジング１３８のプロセスモニタ１３９が、流体による光の吸収を測定するのにも役立てられる、流体を透過する光を検出することができるように、カートリッジ１３４における窓１３５を通じて処理チャンバおよび流体製品をも透過する。また、プロセスモニタ１３７は、光源１５４から直接放射される光を検出する。より詳細については、例えば図１０、１５Ａおよび１６Ａを参照されたい。一般的に、処理チャンバ、支持構造体、処理対象製品の如き透光性コンポーネントに言及する場合には、当該項目は、１７０ｎｍから２６００ｎｍの間の範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させることが意味されることを注記する。
【００８４】
フルエンスレベルは、光源１５４、例えば閃光ランプに対する電圧を調整することによって、一般に調整可能であるが、このような調整は、所定のスペクトルにわたる放射光のフルエンスレベルまたは強度プロフィルに影響すること、すなわち光源１５４に対する電圧の変化は所定のスペクトルに対するフルエンスを不均一に変化させることが確認されている。また、カートリッジ１３４において受けるフルエンスも、カートリッジ１３４からランプ組立体１５０（および光源１５４）までの距離を直線的に調整することによって調整可能である。これにより、放射スペクトルに対するスペクトル強度に影響することなく、フルエンスの均一な調整が可能になる。したがって、リニアスライドサーボドライブ１１２によって駆動されると、ランプ組立体１５０全体が直線的にランプ支持板１１０へ移動する。実際上、光源１５４から処理チャンバまたは処理ゾーンまでの距離が調整可能である。多くの実施形態では、処理過程を通じてフルエンスを調整することが可能である。一実施形態では、ランプ組立体は、処理領域筐体１０４の窓１２８から１３インチ（約３３０ｍｍ）まで調整することができる。したがって、プロセスモニタ１３７および１３９によって測定されるように、一実施形態では、リニアサーボドライブ１１２上のランプ組立体１５０の位置に応じて、放射光のフルエンスを０．１Ｊ／ｃｍ2と０．５Ｊ／ｃｍ2の間で調整することが可能である。また、この範囲は、反射体１５２の大きさおよび形状、または当業者にとって明らかであるような光源１５４の大きさもしくはエネルギーの改変に応じてより大きく、またはより小さくなり得得る。
【００８５】
いくつかの実施形態では、フルエンス、所望のスペクトルにわたるフルエンスプロフィル、光源１５４から処理チャンバまでの距離、光源１５４に対する電圧などの１つまたは複数のシステムパラメータの調整を、プロセスモニタ１３７および１３９によって提供される測定値に応じて自動的に行うことができる。当該実施形態では、コントローラは、ユーザが入力した所望のシステムパラメータを得るために、プロセスモニタ１３７および１３９の測定値、ならびに他のシステムおよび光線処理パラメータを利用して、適切な調整を自動的に決定して行わせる。このような制御特徴については、本明細書を通じてより十分に説明される。
【００８６】
以下に説明するように、いくつかの実施形態では、カートリッジ１３４は処理チャンバを包含する。処理チャンバを含む流体経路のすべてのコンポーネントは、容易に除去可能で、かつ使い捨可能であるように設計されている。例えば、シリンジ１１８および１２０、処理チャンバ、放流袋１４０、試料袋、およびこれらのコンポーネントを接続するすべてのチューブが使い捨て可能である。これにより、流体のそれぞれの流れを切換えるときに、これらのコンポーネントの各々を「洗浄する」必要がなくなる。いくつかの実施形態では、流体流動経路全体を密封流体流動経路として着脱することができる。
【００８７】
流体処理システム１００は、光線処理を調整できるように設計されている。当該調整性は自動であっても手動であってもよい。例えば、光線処理のフルエンス、流体の流速、および処理される流体の厚みはすべて調整可能である。一例によれば、流体処理システムは、１リットル／分の流速において６Ｊ／ｃｍ2および１０フラッシュまでの光線処理を提供することができる。しかし、これらのすべてのパラメータは、システムおよびオペレータの要求に応じて調整できるように設計されている。したがって、他の例では、処理チャンバに対する調整により、同様の処理パラメータで、流速を１１リットル／分以上に調整可能である。例えば、（上述した）反射体／ランプの改造によって、および／またはパルス発生器の出力を増加させることによって、１０パルス（すなわち、２０、３０、４０または５０パルスなど）を上回る処理に合わせて処理をスケール調整することもできる。しかし、実施態様に応じて、ポンプ速度、閃光速度、および流体流動経路におけるそれぞれのコンポーネントの相対的大きさを調整できることを注記する。オペレータは、流速および閃光速度をいくつかの異なる設定のいずれかに変えることができる。また、小さな改造で、連続的な流れおよび流体処理システムに向けて、追加的な代替ポンピングデバイスが、シリンジ１１８および１２０からではなく、カートリッジ１３４を介して結合されるより大きな流体源または容器から流体を流す。
【００８８】
また、流体処理システム１００は、コンピュータ／コントローラに結合されて、電子的制御および処理、ならびに流体処理システム１００に対するユーザインタフェースを提供するように構成される。例えば、ユーザは、流速、閃光速度、フルエンスなどの動作パラメータを入力し、コンピュータベースの制御システムは、動作において採取された測定値を受取り、これらのパラメータが満たされるように自動的に調整を行う。ＢＳＰＬの如きパルス光を使用する実施形態では、エネルギー保存パルス発生デバイスをも流体処理システムに結合し、閃光ランプに結合する。これについては、図４１を参照しながらより十分に説明する。
【００８９】
また、キセノンガス閃光ランプの如きパルス光源を使用する実施形態では、キセノンガス閃光ランプは、長時間使用している間に大量の熱を生成することが知られている。しかし、一般には、この実施形態を用いた多くの流体の流れに対する時間の長さは極めて短いため、冷却手段は必要とされない。しかし、連続的に運転するように設計され、連続的な源または容器から流体を流す大型の流体処理システムでは、冷却手段が重要になる。
【００９０】
いくつかの実施形態では、処理システムは、複数の方式で調整可能な実験ツールとして使用され、光によって処理する所定の製品に対する動作パラメータの最適な集合を決定するのに使用される。例えば、処理システムを使用して所定の製品を試験し、各試験で１つまたは複数のシステムまたは光線処理パラメータを変化させることができる。処理システムは、各試験に対する測定値を比較のために保存する。製品を使用した多くの試験を行った後に、すべての結果を解析して、所定の製品に対するシステムおよび光線処理パラメータの最適な集合を決定する。例えば、一連の試験の後に、特定の流速、照射量（例えば閃光速度、閃光数、フルエンスレベル、スペクトル）、流体濃度、処理チャンバの形状などにおいて、所定の製品が最も効果的に処理される（すなわち、製品に対する損傷を許容レベルに抑えながら最大の不活性化率が達成される）ことを判断する。これらの最適パラメータが把握されると、処理対象製品に合わせて具体的に調整された簡易な製造規模の処理システムを設計し、製造することができる。それについては、本明細書を通じてさらに詳細に説明される。
【００９１】
次に図４を参照すると、図１から３の流体処理システムの外面図が示されている。ランプ組立体、アクチュエータ組立体、ならびに他の電子系統および制御系統がユーザに触れられないように、筐体４０２が流体処理チャンバ１００を囲んでいる。筐体４０２は、シリンジ１１８および１２０、カートリッジ１３４、試料袋１４１および放流袋１４０を含む処理領域４０１へのアクセスを可能にする処理領域開口部４０４を含む。使用時の処理領域４０１を密封するために処理領域ドア（不図示）も設けられる。また、処理領域４０１は、処理領域筐体１０４によって流体処理システム１００の内部の他の部分からも密封されている。したがって、あらゆる流体漏出または他の事故が処理領域４０１に限定され、流体処理システム１００の内部の他の部分を汚染することはない。また、処理領域ドアは、使用時に光線処理が流体処理システムから漏れるのを防ぐために不透明になっている。筐体４０２は、非常電源遮断スイッチ４０６や指示灯４０９および４１１のようなユーザ制御系統をも含む。また、リニアアクチュエータ１４４および１４６がシリンジプランジャ１２２および１２４のプランジャヘッドを正しく保持できるように、それらの直線位置を左または右に調整するのに使用するトグルボタン４０８および４１０も設けられている。これは、シリンジプランジャ１２２および１２４のヘッドが、シリンジ１１８および１２０の本体から可変的な距離にわたって伸びるからである。プランジャヘッドは、リニアアクチュエータ１４４および１４６の端部においてブラケット１２６により保持されることになるため、トグルボタン４０８および４１０は、ブラケットを左または右に移動させる。したがって、プランジャヘッドはブラケット１２６の内部で整列することになる。また、ファンカバー４１２も示されている。ファンカバー４１２は、ファンカバー４１２の下のファンによって、熱および／またはオゾンを流体処理システムの内部から外部に引き出す。
【００９２】
次に図５を参照すると、本発明の一実施形態による図１から３のシリンジ装着組立体１１６の斜視図が示されている。シリンジ、例えば図１のシリンジ１１８および１２０を装填するために、シリンジポンプ装着板５０２（総称的に流体容器ホルダとも称する）は、バー５０６を中心に、シリンジポンプ装着ブラケット５０４に対して外方向に回転する。シリンジポンプ装着板５０２は、それぞれシリンジ１１８および１２０を受けるためのスロット５０８および５１０を含む。スロット５０８および５１０に配置されると、シリンジポンプ装着板５０２は、シリンジポンプ装着ブラケット５０４と同一平面上で逆回転する。シリンジ装着組立体１１６を所定の位置に固定するために、シリンジポンプ装着ブラケット５０４の穴５１４およびシリンジポンプ装着板５０２の穴５１６にプッシュピン５１２が挿入される。
【００９３】
次に図６を参照すると、図１から３の流体処理システムの流体流動経路コンポーネントの一実施形態の概略図が示されている。それぞれチューブ６０２および６０４を含むシリンジ１１８および１２０（いずれも、総称的には、一般的な流体処理システムに使用される流体流動経路の「流体容器部」とも称することができる）が示されている。チューブ６０２および６０４はＹ継手６０６で接続されている。あるいは、図１および図３に示されるように、Ｙ継手６０６はＴ継手である。チューブ６０２を取り除くか、またはその長さを縮小できるように、Ｔ継手はシリンジの１つ（例えば図１のシリンジ１１８）に直接結合することができるので、Ｔ継手が好ましい。チューブ６０８（供給管または入口管とも称する）はＹ継手６０６（あるいはＴ継手または他の継手）を処理チャンバ６１０の入口に結合する。処理チャンバ６１０は、総称的に、流体流動経路の「処理チャンバ部」または「処理ゾーン」とも称することができる。処理チャンバ６１０の出口は、Ｙ継手６１４において、それぞれ試料袋１４１および放流袋１４０に接続されるチューブ６１６および６１８に分かれるチューブ６１２（出口管とも称する）に結合される。試料袋１４１および放流袋１４０は、総称的に、流体流動経路の流体容器部または流体コレクタ部とも称することができる。処理チャンバ６１０をインラインで容易に接続するために、チューブ６０８に高速分断器６２２が随意に設けられ、チューブ６１２に高速分断器６２４が設けられる。これらの高速分断器６２２および６２４は、当該技術分野において知られている、Ｃｏｌｄｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｃｏｍｐａｎｙ（ミネソタ州セントポール）が製造するＣＤＣ高速分断器、またはＶａｌｕｅ Ｐｌａｓｔｉｃｓ社（コロラド州フォートコリンズ）が市販するルアー高速分断器の如き当該技術分野において知られている任意の高速分断器であり得得る。また、ソレノイド弁６２６および６２８（例えばピンチ弁）は、それぞれ試料袋１４１および放流袋１４０への流体の流れを制御する。
【００９４】
また、流体の流れの圧力および温度を監視するために、圧力変換器６３２および熱電対６３０が処理チャンバ６１０の入口、例えばチューブ６０８に結合されている。
【００９５】
また、圧力変換器６３６および熱電対６３４は、処理チャンバ６１０の出口、例えばチューブ６１２に結合されている。これらの圧力変換器および熱電対は、システムのプロセスコントローラに伝達される電気信号を供給する。したがって、システムは、処理チャンバの入口および出口における流体の流れの圧力を測定し、かつ光線処理による流体の流れのあらゆる温度変化を監視することが可能である。キセノンガス閃光ランプおよび他のパルス光源は、流体の温度を上昇させることができる大量の熱を生成できることを注記する。したがって、試験される流体の熱に対する感度に応じ、圧力変換器および熱電対によって採取された測定値に対応して、（例えば光源１５４と処理チャンバ６１０の間の距離を調整することによって）光源１５４のフルエンスを調整できる。圧力変換器６３２および６３６ならびに熱電対６３０および６３４は、流体の流れを監視するのに使用されるため、総称的にプロセスモニタとも称することができることを注記する。さらなる実施形態では、１つまたは複数の圧力変換器６３２、６３６および熱電対６３０、６３４に加えて、またはそれらの代わりに、流速センサまたはモニタを処理チャンバの入口および出口に配置して、流体の流速を監視することができる。いくつかの実施形態では、処理チャンバを通じて一定の流速を維持することが重要であることを注記する。したがって、当該流速モニタを使用して、測定された流速が、所望のまたは設定された流速に実質的に等しいことを保証する。冷却機構を使用して、光源１５４を冷却し、および／または処理される製品を冷却できることをさらに注記する。例えば、光源１５４を囲むチューブまたは外筒に冷媒を流すことによって光源１５４を冷却できる。処理チャンバ６１０に圧接して、またはその近傍に配置されるファンまたは他の冷却デバイスなどのように、処理チャンバ６１０に対して冷媒を循環させることによって製品を冷却することができる。
【００９６】
処理に際して、シリンジ１１８は、光線処理によって処理する流体または流体製品、例えば接種または汚染された流体を収容し、シリンジ１２０は、非接種流体またはＷＦＩ（注射用水）あるいは上述した他の緩衝流体または溶液を収容する。アクチュエータデバイスまたはポンプ（例えばリニアアクチュエータ１４４または他のポンピングデバイスを含むアクチュエータ組立体１０６）は、個別または同時に動作して、力、例えばＦ１およびＦ２をシリンジ１１８および１２０のプランジャ１２２および１２４に加える。これにより、１つまたは複数のシリンジ１１８および１２０のなかの流体がチューブに導入される。例えば、シリンジ１１８内の流体は、チューブ６０２に導入され、Ｙ継手６０６を通じて、チューブ６０８および処理チャンバ６１０を通じて、すなわち所望の流速で処理チャンバに通される。流速は、シリンジ胴体の直径、およびオペレータによって設定され、閃光ランプ１５４の閃光速度に対応されるリニアアクチュエータ速度によって決まる。これらのアクチュエータ組立体、および流速は、流体処理システム内の電子系統の制御を受ける。
【００９７】
流体は、処理チャンバ６１０を通過しながら光線処理に曝され、すなわち光源１５４から放射されるパルス光の１つまたは複数の閃光が流体に照射される。光源１５４の背後に配置される反射体１５２も含まれており、反射体１５２は、処理チャンバ６１０に向かってフルエンスパターンを投射するように成形されている。一実施形態では、光源１５４は、上述した、ＢＳＰＬを放射するキセノンガス閃光ランプである。処理チャンバ６１０で受光される光のフルエンスは、光源１５４への電力を調整することによって、および／または光源１５４と処理チャンバ６１０の直線距離を調整することによって調整可能である。直線距離の調整は、放射光の全スペクトルに対してフルエンスを均一に調整することを可能にするので好ましいことを注記する。１つの光源のみが示されているが、システムは複数の光源またはランプを含むことができることを注記する。
【００９８】
流体は、処理チャンバ６１０からチューブ６１２、Ｙ継手６１４を通って、チューブ６１６および６１８から試料袋１４１および放流袋１４０の一方または両方に連続的に流れ込む。試料袋１４１および放流袋１４０への流体の流れは、ソレノイド弁６２６および６２８によって制御される。流体の流れの大半において、流体が放流袋１４０へ誘導されるように、ソレノイド弁６２８が開放されソレノイド弁６２６が閉鎖される。したがって、放流袋１４０は、処理された、例えば除染された流体製品と、シリンジ１２０、例えば注射用水または他の溶液との混合物を収容する。あるいは、両シリンジ１１８および１２０が同じ流体を収容する場合は、放流袋１４０は、処理対象流体のみを含み得る。清潔で使用可能な試料を収集するために、ソレノイド弁６２６を開放し、ソレノイド弁６２８を閉鎖して、試料袋１４１内の（オペレータが設定した）所定量の流体を収集して、試験および評価または使用する。
【００９９】
一般に、処理チャンバ６１０は、所定の形状を有する可撓性または硬質の構造体であり得る。いくつかの実施形態によれば、処理チャンバ６１０は、全体的に、実質的に平坦なシート状処理チャンバである。処理チャンバは使い捨て可能であっても再使用可能であってもよい。処理チャンバ６１０は、可撓性の袋状物体であっても、硬質に成形された物体であってもよい。いくつかの実施形態では、処理チャンバは、可撓性または硬質であり得る実質的に管状の構造体である。処理チャンバが可撓性物体である実施形態では、処理ゾーンの形状を設定するのに緩衝流体が有用である。例えば、緩衝流体が処理チャンバを流れるに従って、緩衝流体は、処理チャンバを「充満する」まで流体の圧力下で膨張させる。この時点で、流体流動経路および処理ゾーンの形状が「設定」される。いくつかの実施形態では、処理チャンバは膨張して、板、または流体流動経路または処理ゾーンの１つまたは複数の寸法境界を定める他の構造体を形成する。形状、圧力および流速が設定されると、処理対象流体製品を流す。これにより、処理対象流体の均一な処理が保証される。
【０１００】
いくつかの実施形態では、図１から３に示されるように、処理チャンバ６１０は、一般にカートリッジ内に保持されるが、代替的な実施形態では、図１１に示されるようにカートリッジを必要としない。したがって、代替的な実施形態では、処理チャンバは、単にランプ組立体１５０の前方、または総称的に処理用の処理システムの光源の前方に配置される。カートリッジを使用する実施形態では、カートリッジは、特定の距離だけ離れた２つの透光性支持構造体または板の間に処理チャンバ６１０を固定する。したがって、いくつかの実施形態では、処理チャンバ６１０内の流体の流れは、調整可能な厚みおよび調整可能な幅を有する実質的に平坦な層流になる。ただし、流れは、平坦な流れ、層流、管状の流れ、乱流、または当該技術分野で理解されている任意の他の流れで特徴づけられることを注記する。いくつかの実施形態では、特定の厚みを変化させる調整機構を使用することによって処理チャンバ６１０の厚みを調整することが可能である（これについては、後にさらに説明する）。幅は、適切な処理チャンバの選定において調整可能である。例えば、オペレータは、製造仕様に応じて、幅の異なる多くの異なる大きさの処理チャンバから選択することができる。
【０１０１】
一般に、処理チャンバ６１０は透光性である。いくつかの実施形態では、処理チャンバの少なくとも一部が、１７０ｎｍと２６００ｎｍの間に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。例えば、処理チャンバ６１０は、光源１５４によって放射される光の少なくとも一部を透過させる材料、例えばＦＥＰ（フッ化エチレンプロピレン過フルオロ（エチレンプロピレン））、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（過フルオロ（アルコキシアルカン））、エチルビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）；サラン、およびナイロンやポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）などのポリアミド；アクラで構成される。したがって、いくつかの実施形態では、処理チャンバ６１０は、ポリマー、ポリオレフィン、フッ化ポリマー、ハロゲン化ポリマー、ポリアミド、ナイロン、プラスチックまたはそれらの組合せから構成される。処理チャンバ６１０およびカートリッジの様々な実施形態を、例えば図７Ａ、７Ｂ、１２、１３および１４を参照しながら以下にさらに説明するが、処理チャンバは、図７Ａ、７Ｂ、１２、１３および１４に具体的に示されているもの以外の他の形態をとり得ることが理解される。
【０１０２】
一実施形態では、流体流動経路全体を密封し、流体処理システムから取外し可能とする。本実施形態では、第１の流体容器部、例えばシリンジ１１８および１２０の一方または両方、処理チャンバ部、例えば処理チャンバ６１０、および第２の流体容器部、例えば試料袋１４１および放流袋１４０の一方または両方を有するものとして流体流動経路を定めることができる。第１の流体容器部は、光線処理によって処理する流体を収容する。第１の流体容器部の流体は、処理チャンバに流され、光で照明される。処理された流体は第２の流体容器部で収集される。本実施形態における有利点として、第１の流体容器部は、（例えば可撓性チューブおよびコネクタを使用して）処理チャンバ部に密封結合され、第２の流体容器部は、（例えば可撓性チューブおよびコネクタを使用して）処理チャンバ部の出口に密封結合される。本実施形態では、流体流動経路全体に予備滅菌を施し、処理対象流体を収容させることができる。流体流動経路全体を流体処理システム（例えば流体処理システム１００）に挿入し、光線処理が完了すると取り除くことができる。処理された流体または処理された試料を除去すると、流体流動経路全体を破棄し、他の流体流動経路と取り換えることができるため、使用が終了する毎に流体流動経路を滅菌する必要がなくなる。
【０１０３】
また、いくつかの実施形態では、流体流動経路の多くのコンポーネントは、プラスチック、ナイロン、ポリマーまたはそれらの組合せのような安価な材料で設計されている。これらのコンポーネントの多くは、一般に可撓性材料で構成される。いくつかの実施形態では、流体流動経路全体を密封し、流体処理システムから除去できるようにしているが、流体流動経路を密封流体流動経路として装着する必要がないことを注記する。例えば、１つまたは複数のコンポーネントを個別に流体処理システムに挿入し、次いで互いに結合して密封することができる。他の例では、流体流動経路全体を互いに結合して密封し、次いで流体処理システムに挿入することができる。
【０１０４】
また、密封された流体流動経路は、任意の数の形状で具体化することができ、例えば、処理対象流体を収容する第１の容器部と、流体を流すように構成される第１の容器部に結合された処理チャンバ部と、処理チャンバ部を流れる流体を受け入れるように構成される処理チャンバ部に結合された第２の容器部とを含む。ポンプまたは他のデバイスを使用して、あるいは流体をある部分から他の部分へ流す任意の手段により、例えば重力を使用することによっても、流体を処理チャンバ部に流すことができる。流体を処理チャンバ部に流しながら、光源からの光で流体を処理する。例示されているように、チューブまたはコネクタを介して異なる部分を互いに結合させることができ、あるいは他の実施形態では、第１の容器部、第２の容器部および処理チャンバ部を一体的な構造体とする。また、いくつかの実施形態では、密封された流体流動経路は、上記の材料のうちのいずれかで構成され、可撓性であっても硬質であってもよい。いくつかの実施形態では、処理対象流体は最初から第１の容器部に存在していなくてもよく、処理チャンバ部に流される前に第１の容器部に注入または挿入されることを注記する。処理チャンバ６１０を流れる流体の流れは様々な形態をとり得得ることも注記する。例えば、流体は、処理チャンバの形状に応じて、層流、平坦な流れ、管状の流れ、均一な流れ、非均一な流れ、および混合を可能にする乱流などの形態で処理チャンバを流れる。
【０１０５】
多くの実施形態では、光線処理によって処理する実際の流体製品を流す前に、シリンジ１２０内の緩衝流体、例えばＷＦＩを使用して、流体処理システムを初期化し、流体経路を満たして、背圧を形成し気泡を除去する。また、緩衝流体は流体の濃度を下げることができる。また、いくつかの実施形態では、光源のフルエンスレベルを検証し、または透光性のシステムコンポーネントの清潔さを検証するなど、光線処理パラメータを検証するのに緩衝流体が使用される。光線処理およびシステムの清潔さが検証され、流体処理システムが正しく動作すると、アクチュエータ組立体１０６を動作させ、（例えばシリンジ１１８内の）処理対象流体を流動経路に流す。
【０１０６】
次に図７Ａを参照すると、図６の処理チャンバの一実施形態の斜視図が示されている。示されているのは、それぞれ高速分断器７０８および７１０を有する、入口ポート７０５に結合された入口チューブ７０４（または供給配管）と、出口ポート７０７に結合された出口チューブ７０６（または出口配管）とを含む処理チャンバ７０２である。入口チューブ７０４および出口チューブ７０６は、入口ポート７０５および出口ポート７０７に結合された丸形チューブである。入口および出口ポート７０５および７０７は、処理チャンバ７０２のフローチャンバ７１２にテーパ付けられている。好ましい実施形態では、入口および出口ポート７０５および７０７からフローチャンバ７１２までのテーパは、チューブを流れる概ね円形の流体流れの断面をフローチャンバ７１２を流れる実質的に層流プロフィルに均一に変換するように設計される必要があることを注記する。これについては、図７Ｃを参照しながらさらに説明する。しかし、入口および出口ポート７０５および７０７は、死点または淀みを最小限に抑え、実質的に均一な流れを全体的に維持するように設計されるように構成され得ることを注記する。他の実施形態では、フローチャンバ７１２を流れる流体は、フローチャンバを流れる流体が混合されるように乱流になるべく設計され得る。
【０１０７】
フローチャンバ７１２は、入口ポート７０５から出口ポート７０７まで延在している。フローチャンバ７１２は、総称的に流動経路の処理ゾーンまたは処理部と称することができることを注記する。処理チャンバ７０２の本体部７１４は、一般には、ポリマー、ポリオレフィン、フッ化ポリマー、ハロゲン化ポリマー、ポリアミド、ナイロン、プラスチック、またはそれらの組合せの如き透光性材料の複合シートを使用して形成される。したがって、例を挙げれば、ＦＥＰ、ＥＶＡ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＶＤＦおよびＰＣＴＦＥを本体部７１４に使用することができる。これら２つのシートは互いの上面に配置され、外縁７１６、およびフローチャンバ７１２との境界７１８でシールされる。それら材料のシートを互いに溶接（例えば高周波溶接）、あるいは接着して、処理チャンバ７０２を形成する。したがって、処理チャンバ７０２は全体的に平坦かつ可撓性で、処理チャンバを通じてフローチャンバ７１２が形成されている。
【０１０８】
いくつかの実施形態では、シートを接着または接合する前に、それぞれの材料のシートのフローチャンバ７１２の境界付近に軽微なプリフォーム７１３を形成する。プリフォームは、かすかな屈曲体または他の変形特徴であり得る。このプリフォームは、流体がフローチャンバ７１２を満たしながら通過するときに、可撓性シートが、フローチャンバの縁にしわを生じさせることなく、より自然にフローチャンバを形成することを可能にする。しかし、プリフォームを用いても、フローチャンバは、そこを流れる流体が存在しなくても実質的に平坦である。
【０１０９】
処理に際して、流体を制御速度で入口ポート７０５からフローチャンバ７１２に流入させ、出口ポート７０７から流出させる。流体がフローチャンバ７１２を流れると、フローチャンバの体積が拡大し、すなわちフローチャンバが満たされ、または充満して、全体的に平坦な楕円形の管状構造を形成する。そのように、フローチャンバ７１２を流れる流体は、フローチャンバ７１２のフロー形状を定める。しかし、フローチャンバ７１２の厚みは、フローチャンバ７１２の幅に対して、全体的に均一ではない。例えば、フローチャンバ７１２は、フローチャンバ７１２の幅に対して、中央のほうが縁よりわずかに広くなっている。また、フローチャンバ７１２を形成する本体部７１４の材料の厚みは、それがフローチャンバ７１２を輸送されるか、あるいは流されるときに流体の圧力に耐えることができるように設計される。
【０１１０】
好ましい実施形態では、処理チャンバ７０２は、少なくとも部分的に光を透過させる構造体に圧接して配置され、例えば上述したカートリッジ内に配置される。処理チャンバ７０２をカートリッジ内に位置を合わせて配置するために、本体部７１４に穴７２０を空け、そこからカートリッジの位置合せピンまたは他の保持用組立体を通す。これらの穴７２０は総称的に「位置合せ特徴」と称することができ、位置合せピンは総称的に「対応する位置合せ特徴」と称することができることを注記する。他のタイプの位置合せ特徴および対応する位置合せ特徴としては、テーパ、楔、隆起、スロット内キーなどを挙げることができる。
【０１１１】
以下にさらに説明するように、いくつかの実施形態は、処理チャンバ７０２に圧接して配置される１つまたは複数の透光性支持構造体、例えば板または窓を含む。１つまたは複数の支持構造体は、フローチャンバ７１２の１つまたは複数の寸法境界を効果的に定め、したがって１つまたは複数の透光性支持構造体は、処理ゾーンまたは処理容量の１つまたは複数の寸法境界を定める。例えば、処理チャンバ７０２が単一の板または窓で保持される場合には、単一の板または窓はフローチャンバ７１２の１つの寸法境界を定める。２つの板または窓の場合は、処理チャンバ７０２は２つの板の間に狭持され、すなわち２つの板がフローチャンバ７１２の２つの寸法境界を定める。フローチャンバが流体で満たされて、実質的に均一な光線処理に向けてフローチャンバ７１２を通じて層流の流体の流れを提供すると、これらの板または窓はフローチャンバ７１２を効果的に平坦化する。したがって、いくつかの実施形態によれば、フローチャンバ７１２を流れる流体の流れは、フローチャンバを周囲の支持構造体、例えば板の寸法境界へと膨張させることによって、フローチャンバ７１２の形状を確立する。好ましい実施形態では、処理対象流体を流す前に、最初に好適な緩衝流体をフローチャンバ７１２に流して、フロー形状、流速などを設定する。１つまたは複数の板または窓の形状に応じて、それらの間の厚みは均一であってもなくてもよく、したがって流体の流れは、フローチャンバ７１２の長さを通じて均一な厚みを有しても有さなくてもよい。フローチャンバ７１２が調整可能な流体厚を有するように、２つの板または窓の間の距離を制御することができる。いくつかの実施形態では、流体の流れは、その幅に対して、またフローチャンバ７１２の長さに沿って実質的に均一になる。１つまたは複数の支持構造体は平坦な板または湾曲した板を含むことができ、その少なくとも一部が光線処理の少なくとも一部を透過させ得ることを注記する。板が湾曲している実施形態では、２つの板の曲率は、実施形態に応じて同じであっても異なっていてもよい。１つまたは複数の板は、総称的に、フローチャンバ７１２または処理ゾーンまたは処理容量の１つまたは複数の寸法境界を定める「処理チャンバ支持構造体」または「処理ゾーン支持構造体」と称することができることを注記する。代替的な実施形態では、処理チャンバ７０２自体は、必ずしも１つまたは複数の透光性支持構造体、例えば板または窓の内部に、またはそれらに圧接して配置されずに、１つまたは複数の光源の前方に配置され得る。上述したいくつかの実施形態では、処理チャンバは、特別に設計されたカートリッジの内部に保持される。いくつかの実施形態では、処理チャンバ７０２は、支持構造体（例えば１つまたは複数の板または窓またはカートリッジ）に至る線状構造体に見える。
【０１１２】
有利には、処理チャンバ７０２は、光源１５４から放射される光の少なくとも一部を透過させるように設計される。さらに、処理チャンバ７０２は、使用後に使い捨てできるように容易に製造される。処理チャンバ７０２は、高速分断器７０８および７１０で簡単に取外され、次の流体処理に向けて取り換えられる。これにより、異なるタイプまたは系統の流体の間で切換えを行うときに処理チャンバ６１０を清掃または洗浄する必要がなくなる。いくつかの実施形態では、流体流動経路全体を使い捨てることができる。例えば、使用終了毎に、処理チャンバ７０２をシリンジ、チューブ、ならびに試料袋および放流袋とともに取り除いて交換する。有利には、これらのコンポーネントは、次の系統に向けてあらかじめ滅菌されたコンポーネントに取り換えられるので、清掃する必要がない。
【０１１３】
この処理チャンバは、既知の光線処理デバイスとは異なるものである。既知の光線処理流体デバイスでは、処理容量である容量はデバイス内に定められる。典型的には水である流体を低速で処理容量を通過させ、連続波紫外光の如き光で処理する。処理容量は、流体を流す硬質容器によって定められる。この従来の処理チャンバは、複数の使用のために設計された硬質構造体で、異なる流体を処理する前に清掃しなければならない。当該処理チャンバは、一般には、硬質石英、または同様の透光性材料で構成される。石英容器の製造は費用と時間がかかる。したがって、当該石英材処理チャンバを使用終了毎に交換することは法外に費用がかかる。また、当該処理チャンバは、流体製品を適切に収容するために硬質である。
【０１１４】
対照的に、本実施形態および他の実施形態の処理チャンバは、使い捨て可能で可撓性である。寸法境界は剛く設定されず、処理チャンバを適切な支持構造体に圧接して配置することに影響され得る。出願人は、他の可撓性処理チャンバを認識していない。流体を収容する密封可撓性袋を処理デバイス内で処理することができるが、流体は当該袋内で静止し、ある部分から他の部分へ流れることはない。本発明のいくつかの実施形態における可撓性処理チャンバは、最初から流体を収容しているわけではない。処理チャンバ７０２を通じて流体を入口チューブ７０４（供給配管）から出口チューブ７０６（出口配管）へ流す。流体は、処理チャンバを流れながら、可撓性の処理チャンバを膨張させ、流動処理容量を設定する。流体は、処理チャンバを流れながら、光によって処理される。適切な可撓性かつ透光性の材料を使用すると、処理チャンバ７０２は製造費用が安価で、容易に交換可能になる。例えば、当該処理チャンバを硬質の石英材料で構成すると、当該処理チャンバは、製造費用がより高くなり、使用終了毎に洗浄しなければならなくなる。また、そのような石英の処理チャンバを製造するのに用いられた接着剤は、特定タイプの生物学的流体および血漿誘導体と不利に反応することが確認された。有利には、処理チャンバ７０２は使い捨て可能であるために、処理チャンバ７０２を洗浄する必要はなく、使用後に単に交換すればよい。
【０１１５】
処理チャンバ７０２に流す流体製品の所望の流速およびタイプに応じて、処理チャンバ７０２の寸法を変更できることを注記する。例えば、処理チャンバをより長く、またはより広くすることができる。フローチャンバ７１２もより広く、またはより狭くすることが可能である。
【０１１６】
次に図７Ｂを参照すると、図７Ａの処理チャンバ７０２の側面図が示されている。ここに見られるように、フローチャンバ７１２に形成されたプリフォーム（図７Ａを参照）が存在しても、処理チャンバ７０２、外縁７１６を含む本体部７１４、フローチャンバ７１２および境界７１８は実質的に平坦である。テーパ部７２２および７２４に示されるように、フローチャンバ７１２は、外向きにテーパして、それぞれ入口ポート７０５および出口ポート７０７を形成する。高速分断器７０８および７１０に結合する入口および出口チューブ７０４および７０６も示されている。ここに示されるように、流体はフローチャンバ７１２を流れていない。有利には、処理チャンバ７０２は、フローチャンバ７１２の幅に沿って薄い流体流動経路を提供する。また、本実施形態では、処理チャンバは、可撓性の平坦な処理チャンバになるように設計されている。
【０１１７】
次に図７Ｃを参照すると、本発明の他の実施形態による、図７Ａおよび図７Ｂの処理チャンバにおける、円形の流れプロフィルから実質的に平坦なプロフィルへの移行の概略図が示されている。図７Ａおよび７Ｂの処理チャンバの入口ポートおよび出口ポート７０５および７０７では、流体の流れは全体的に円形の断面プロフィル７２６（入口および出口チューブで定められる）を有する。しかし、処理チャンバが２つの板、例えば透光性の板の間に配置されるときは、フローチャンバ７１２は、（２つの板の間隔に応じて）調整可能な厚みの比較的平坦な断面プロフィル７２８を有する。したがって、本実施形態によれば、円形の流れのプロフィルは、実質的に平坦な流れのプロフィルに移行または再分布されることになる。これは、テーパ内のテーパ部７２２（および７２４）において達成される。好ましい実施形態では、該移行は、フローチャンバ７１２を流れる層状の流体の流れが流体の流れの幅に対して実質的に同一の速度を有するように行われるのが望ましい。したがって、テーパ部７２２を慎重に設計することにより、（例えば、フローチャンバ７１２の処理ゾーン７３０内で）照明される流体の流れが、その幅に対して実質的に均一な流線型の速度を有する。
【０１１８】
したがって、テーパ部７２２（７２４）は、円形のプロフィルから実質的に平坦なプロフィルへの円滑な移行を提供するように慎重に構成される。一実施形態によれば、テーパ部７２２の長さは、テーパ部７２２に入る円形の流体プロフィルの直径のおよそ１０倍に等しい。一実施形態によれば、流体の流れがテーパ部７２２を出ると、流体の流れが処理ゾーン７３０に入った場合に、流体の流れが、フローチャンバ７１２の幅に対して実質的に同じ速度を有する実質的に層状の流れに効果的に変換されるように、すなわち流体の流れが均一な流線型の速度になるように、流体のいくつかの部分の相対的な速度をインラインで流線型にするのに、円形の流体プロフィルの直径の約２倍の距離が必要になる。処理チャンバの出口ポートにおけるテーパセクション７２４に同様のテーパを形成して、層流を円形の流れに再分布させ、好ましくは処理ゾーン７３０からテーパ部７２４の始まりまでと、テーパ部７２４の始まりから出口ポート７０７までの距離を同一にする。
【０１１９】
有利には、テーパ部７２２および７２４の大きさを適切に設定することにより、フローチャンバ７１２の処理チャンバ７３０にデッドスペース、淀みおよび渦が形成するのを防ぎ、すなわち実質的に均一な流体の流れが得られる。したがって、入口ポート７０５において、チューブからフローチャンバ７１２までの円滑な移行が行われる。また、処理ゾーン７３０内の流れを乱さないように、出口ポート７０７における実質的に円形の流れへの移行が円滑になる。いくつかの実施形態では、処理チャンバまたは処理ゾーンを流れる流体を均一にならず、乱流になるように設計することができることも注記する。本発明のいくつかの実施形態による処理チャンバは、上述のようなテーパ部を有する必要がないことがさらに理解される。
【０１２０】
次に図８を参照すると、そこに配置される図７の処理チャンバを示す、図１から３に示されるカートリッジの一実施形態の分解図が示されている。カートリッジ上部８０２、カートリッジ上部開口部８０３、ねじ８０４、第１の窓８０６（第１の透光性窓または板、あるいは総称的に透光性支持構造体とも称する）、処理チャンバ７０２、不透明部品８０８、第２の窓８１０（第２の透光性窓、あるいは総称的に板部または支持構造体部とも称する）、位置合せピン８１２（総称的に位置合せ特徴と称する）、スペーサ８１４、カートリッジ底部８１６、位置合せピン穴８２２（総称的に対応する位置合せ特徴と称する）、スペーサ穴８２４、ねじ穴８２６、カートリッジ底部開口部８１８およびスロット８２０を含むカートリッジ８００が示されている。カートリッジ上部８０２およびカートリッジ底部８１６は、総称的にカートリッジ本体の「パーツ」と称することができることを注記する。
【０１２１】
第１の窓８０６は、カートリッジ上部８０２の開口部８０３内に取付け、または付着される。第１の窓８０６は、光線処理の少なくとも一部を透過させるように設計されている。第２の窓８１０は、カートリッジ底部開口部８１８内に取付け、または付着され、光線処理の少なくとも一部を透過する。第１の窓８０６および第２の窓８１０は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。第１の窓８０６および第２の窓８１０は、石英または同様の材料で構成されるのが好ましい。スペーサ８１４および位置合せピン８１２は、それぞれスペーサ穴８２４および位置合せピン穴８２２内でカートリッジ底部８１６に取りつけられる。随意に、不透明部品８０８が、位置合せピン８１２に嵌合し、且つ、第２の窓８１０から（ファイバプローブまたは光検出器のようなプロセスモニタに）入射する光が処理チャンバを透過する光となるべく側方からの光を遮断するように、カートリッジ底部８１６の上面に配置される。次に、処理チャンバ７０２が、カートリッジ底部８１６内の不透明部品８０８上に配置される。位置合せピン８１２は、処理チャンバ７０２の穴７２０を貫通して位置合わせする。次に、カートリッジ上部が処理チャンバ７０２上に配置され、ねじ８０４が、所望の強さでカートリッジ底部８１６のねじ穴８２６にねじ込まれる。（例えば１から５ｍｍの厚さの）スペーサ８１４を使用して、第１の窓８０６と第２の窓８１０との間に可変的な厚さを得ることができる。入口チューブ７０４および出口チューブ７０６は、カートリッジ８００のそれぞれのスロット８２０内に嵌合することに留意されたい。第２の窓８１０は透光性である必要がないことを注記する。第２の窓８１０または板部が透光性でない実施形態では、第２の窓をカートリッジ底部８１６に一体化することが可能である。それは、流体を透過する光線処理の測定を可能にするとともに、処理チャンバへの逆反射を避けるためには透光性であるのが好ましい。いくつかの実施形態では、処理チャンバを長時間露光するか、あるいは処理チャンバの温度を制御することが求められる用途においては、カートリッジ内の処理チャンバを冷却するために、冷却板または冷却コンポーネントをカートリッジ構造体に圧接して、またはその内部に配置することができる。
【０１２２】
次に、図９Ａおよび９Ｂを参照すると、本発明の一実施形態による、図７Ａから７Ｂの処理チャンバを収容する図８のカートリッジの断面図が示されている。図９Ａの図は、カートリッジ８００の幅に対する全断面図であるのに対して、図９Ｂの図は、処理チャンバを示す図９Ａの図の部分拡大図である。ここに示されるように、処理チャンバ７０２は、第１の窓８０６（または板）と第２の窓８１０（または板）の間に保持される。流体がフローチャンバ７１２を流れると、フローチャンバが膨張または充満して、処理ゾーンのフロー形状を設定し、背圧を形成し、気泡を除去する。しかし、本実施形態では、処理チャンバ７１２は、硬質の板の間、すなわち第１の窓８０６と第２の窓８０８の間に配置されるため、フローチャンバ７１２は、フローチャンバ７１２の幅に対して、またフローチャンバ７１２の長さを通じて、実質的に均一な厚み９０２を有することになる。そのように、有利には、流体は、光線処理が流体のすべての部分を同一のレベルで透通するように、フローチャンバ７１２を実質的に均一に流れる。いくつかの実施形態では、当該フローチャンバ７１２が管状の場合に、フローチャンバの一部が他の部分より密になるのではなく、流体のすべての部分が均等に処理されるようにするのが重要である。図９Ｂの断面図には、入口ポート７０５（あるいは出口ポート７０７）も示されている。ライン９０６は、入口ポート７０５からフローチャンバ７１２の全幅に至るテーパリングを表す。
【０１２３】
代替的な実施形態では、２つの支持構造体または板、例えば第１の窓８０６および第２の窓８１０は、湾曲していても、（図示されるように）平坦であってもよく、それぞれが個別の物理的形状を有することができる。
【０１２４】
いくつかの実施形態では、カートリッジを使用せず、代わりに光源または光源を収容するランプ組立体の前方に処理チャンバ７０２を装着または配置する。当該代替的な実施形態では、フローチャンバ７１２の厚みは、フローチャンバ７１２の幅に対して変化し得る。有利には、カートリッジを使用することによって、フローチャンバ７１２を２つの板の間に狭持する。したがって、処理チャンバ支持構造体の本実施形態は、それがフローチャンバ７１２の少なくとも１つの寸法境界、すなわち上面および底面を定めるようにフローチャンバ７１２を固定する。これらの構造体の少なくとも１つは透光性でなければならないが、第２の板は透光性であってもなくてもよい。したがって、第１の窓８０６は透光性であるのに対して、第２の窓８１０は透光性である必要はない。しかし、好ましい実施形態では、光検出器が、処理チャンバおよび流体製品を透通する光をとらえて測定するとともに、反射光が逆行して処理チャンバに入射するのを防止することを可能にするために、第２の窓８１０を透光性とする。
【０１２５】
いくつかの実施形態では、フローチャンバ７１２が実質的に平坦化されるのに、処理チャンバ７０２をカートリッジ内に配置しなくてもよいことを注記する。例えば、処理チャンバ７０２（フローチャンバ７１２を含む）を１つまたは複数の支持構造体に圧接して保持または配置する、例えば１つの板に圧接して配置するか、またはフローチャンバ（または総称的に処理ゾーン）が支持構造体（この場合は板または窓）により固定されるようにフローチャンバ７１２を間に保持するために２つの板の間に狭持することができる。したがって、これらの実施形態では、処理チャンバ支持構造体が、フローチャンバ７１２の１つまたは複数の寸法境界を定める。換言すれば、フローチャンバ７１２を流れる流体の圧力が、処理チャンバ支持構造体の領域内にフローチャンバ７１２のフロー形状を確立する。これらの板の少なくとも一方、好ましくは両方の板は透光性である。例えば、それらの板の一方が窓１２８であってもよい。代替的な実施形態では、処理チャンバ支持構造体は、フローチャンバの厚みがその長さに沿って変化し得るものであってもよく、すなわち、必ずしも平坦または板状構造体でなくてもよいことも注記する。
【０１２６】
次に図１０を参照すると、本発明の一実施形態による、図１から３の流体処理システムのカートリッジ位置合せ板内に配置される図８のカートリッジの斜視図が示されている。ここに見られるように、処理チャンバを収容するカートリッジ８００は、処理領域筐体１０４のカートリッジ位置合せ板１３２内に配置されている。そのように、カートリッジ８００は、カートリッジ位置合せ板１３２内に位置合わせされる。カートリッジ８００は、カートリッジ位置合せ板の縁１００２と面一になるまでモニタプロセスモニタハウジング１３８の下を滑動する。カートリッジロッククリップ１３６およびカートリッジ保持クリップ１３３は、カートリッジ８００を所定の位置に保持する。かくて、カートリッジは、カートリッジ位置合せ板１３２に挿入される。また、カートリッジは、入口チューブ７０４および出口チューブ７０６が屈曲することなくスロット８２０から伸びるような十分な厚さを有する。
【０１２７】
光、例えばパルス光を測定するプロセスモニタ１３７および１３９も示されている。ここに見られるように、プロセスモニタ１３９は、カートリッジ８００および処理チャンバを透過または通過する光源からの光をとらえるのに対して、プロセスモニタ１３７は、窓１２８を通過し光源から直接放射された光（すなわち処理チャンバを照明する光または入射光）をとらえる。これらのプロセスモニタ１３７および１３９は背後から示されていることを注記する。プロセスモニタ１３７および１３９は、窓１２８の反対側に配置される光源に直面する。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のプロセスモニタ１３７および１３９は、フォトダイオードまたは当該技術分野において知られている他の光検出器であってもよく、他の実施形態では、１つまたは複数のプロセスモニタ１３９および１３９は、プロセスモニタハウジングから光監視システムの電子系統および制御部に伸びる光ファイバケーブルに結合されたファイバプローブであってもよい。例えば、いくつかの実施形態では、これらの光ファイバプローブは、光線処理の複数の波長におけるフルエンスを同時に測定する、当該技術分野において知られている分光放射計への入力である。一実施形態では、２つのプロセスモニタ１３７は、処理チャンバへの入射光を測定する２チャンネル分光放射計にそれぞれ結合された光ファイバプローブまたはコレクタであるのに対して、２つのプロセスモニタ１３９は、処理チャンバおよび処理される製品を透過する光を測定する他の２チャンネル分光放射計にそれぞれ結合された光ファイバプローブまたはコレクタである。当該実施形態および他の変形形態をさらに以下に説明する。他の実施形態では、プロセスモニタ１３７および１３９の１つまたは複数を、当該技術分野で知られている圧力変換器または熱電対列とすることができる。
【０１２８】
次に図１１を参照すると、図１から３の流体処理システムの他の実施形態が示されている。図１から３の流体処理システムのコンポーネントのいくつかは、前述したものと同じである。本実施形態では、処理チャンバ７０２を収容するのにカートリッジ１３４を使用しない。処理チャンバ７０２（すなわち、図６の処理チャンバ６１０の一実施形態）は、単にカートリッジ位置合せ板１３２（総称的に処理チャンバ装着デバイスまたは処理チャンバ支持構造体とも称することができる）の内部に配置され、クリップで所定の位置に保持される。したがって、上述したように、すべての実施形態においてカートリッジを使用するわけではないが、カートリッジは、処理チャンバの少なくとも１つの寸法境界を定めるために、可撓性の透光性処理チャンバ７０２のフローチャンバを保持するので、好ましいとされる。好ましい実施形態では、カートリッジは、処理チャンバの長さに沿う流体の流れの厚みを実質的に均一にする。また、処理チャンバをカートリッジ内に収容することを必要とせずに、処理チャンバ７０２に実質的に平坦な層流（または要望に応じて湾曲流または乱流）を確保するために、（好ましくは透光性の）支持構造体または板を配置して、処理チャンバ７０２のフローチャンバを（例えばクリップ、またはスペーサ付きの調節ねじを使用して）窓１２８に圧接させて保持または狭持できることを注記する。いくつかの実施形態では、クリップはフローチャンバを窓１２８に押しつける。かくて、窓１２８は、処理チャンバ７０２のフローチャンバの１つの寸法境界を定める支持構造体になる。処理チャンバを２つの板または窓の間に保持する実施形態では、２つの板または窓は、フローチャンバの２つの寸法境界を定める支持構造体になる。ここでも、有利には、処理チャンバ全体、ならびに流体流動経路におけるコンポーネントのいずれも流体を流し終わると使い捨て可能である。
【０１２９】
次に図１２を参照すると、本発明の他の実施形態による、図１から３の流体処理システムに使用できる平坦な使い捨て可能な処理チャンバの斜視図が示されている。それぞれ高速分断器１２０８および１２１０を有する、入口ポート１２０５に結合された入口チューブ１２０４、および出口ポート１２０７に結合された出口チューブ１２０６を含む処理チャンバ１２０２が示されている。入口チューブ１２０４および出口チューブ１２０６は、入口および出口ポート１２０５および１２０７に結合された丸形チューブである。入口および出口ポート１２０５および１２０７は、テーパ付けられて処理チャンバ１２０２のフローチャンバ１２１２に入り込む。図７Ｃに示されているものと同様に、テーパ部は、円形の流体の流れを円滑に移行させて、死点または淀みを最小限に抑え、実質的に平坦な層状の流体の流れを達成するように設計され得る。フローチャンバ１２１２は、入口ポート１２０５から出口ポート１２０７へ伸びている。フローチャンバ１２１２は、総称的に流体流動経路の処理ゾーンまたは処理部と称することができることを注記する。処理チャンバ１２０２の本体部１２１４は、一般に、図６および７Ａを参照しながら説明したような複数枚の透光性材料シートを使用して形成される。これらのシートは、互いの上面に配置され、外縁１２１６、およびフローチャンバ１２１２に対する境界１２１８においてシールされる。例えば、それらの材料シートを互いに溶接（例えば高周波溶接）または接着して、処理チャンバ１２０２を形成する。いくつかの実施形態では、接着または貼り合わせる前に、材料シートにプリフォーム１２１３を形成する。このプルフォームは、フローチャンバがチャンバとしての形を成し、流体がそこを流れるときに、接着部または貼り合せ部に沿ってしわや屈曲を生じることなく膨張するようにする。したがって、処理チャンバ１２０２は、全体的に平坦で可撓性の構造体である。
【０１３０】
図１２の処理チャンバ１２０２は、図７Ａおよび７Ｂの処理チャンバ７０２に類似しているが、フローチャンバ１２１２の幅は、図７Ａおよび７Ｂのフローチャンバ７１２に比べて大きくなる。有利には、これにより、処理チャンバ７１２の場合より大きな流量が得られる。一実施形態では、（処理チャンバ７０２を使用した場合の１リットル／分に対して）処理チャンバ１２０２を使用すると１１リットル／分の流量が得られる。したがって、処理チャンバ１２０２は、使い捨て可能な可撓性の平坦な処理チャンバの他の実施形態である。また、本体部１２１４に穴１２２０（総称的に位置合せ特徴と称する）をあけて、上述のカートリッジの如きカートリッジ内での位置合せを可能にする。カートリッジの透光性板（窓）は、カートリッジに使用されると、フローチャンバ１２１２の幅に対して、またフローチャンバ１２１２の長さを通じて実質的に平坦なプロフィルを有するようにフローチャンバ１２１２を制御する。これは、フローチャンバ１２１２のすべての部分を通じて流体の処理の均一化を図るものである。
【０１３１】
次に、図１３を参照すると、本発明の他の実施形態による再使用可能な非使い捨て可能な処理チャンバの斜視図が示されている。処理チャンバ１３００は、第１の窓板１３０６を含む中央後板１３０４を含む硬質の本体１３０２を有する。中央後板１３０４および第１の窓板１３０６の反対側には、第２の窓板（不図示）を含む中央前板がある。（第１の窓板と第２の窓板の間の）フローチャンバが、本体部１３０２内に形成される。フローチャンバは、本体１３０２を通じて、管状の断面または実質的に平坦な断面を有することができる。入口ポート１３０８および出口ポート（不図示）は、流体流動経路の様々な流管への接続を可能にする。図６から７Ｂおよび図１２の可撓性の使い捨て可能な処理チャンバと同様に、再使用可能処理チャンバ１３００は、入口ポート１３０８と出口ポートの間にフローチャンバを形成する。本体部１３０２は硬質であるため、フローチャンバの厚みを制御することができる。すなわち、製造仕様に基づいて、第１の窓板と第２の窓板との距離を厳密に制御することができる。処理に際して、流体は入口ポート１３０８から流入し、フローチャンバを通って出口ポートから流出する。流体は、第１の窓板と第２の窓板の間を通過しながら、流体内の微生物を不活性化させる光線処理、例えばパルス光処理を施される。
【０１３２】
オペレータが処理チャンバ１３００を保持することを可能にするハンドル部１３１０も本体部１３０２内に形成されている。処理チャンバ１３００の一部は不透明であるため、フローチャンバの一部の中にかすかな陰影が生じる可能性がある。
【０１３３】
また、いくつかの実施形態では、電気出力１３１２が提供されている。それぞれフローチャンバの温度、および内部の流体によって加えられる圧力を測定するオプションの熱電対および圧力変換器が本体部に組み込まれる。これらの熱電対および圧力変換器によって生成される電気信号が電気出力１３１２を介して出力される。したがって、電気出力１３１２と結合するように構成された電気コンポーネントが、これらの信号をシステムコントローラに出力する。
【０１３４】
この処理チャンバは再使用可能であるため、流体を処理してから次の流体を処理するまでの合間に処理チャンバを洗浄、滅菌する必要がある。不利なことには、このために処理チャンバを分解して、例えばオートクレーブまたは他の化学洗浄液を使用して洗浄する必要がある。
【０１３５】
次に図１４を参照すると、本発明の他の実施形態による、図１から３の流体処理システムに使用できる平坦な使い捨て可能な処理チャンバの斜視図が示されている。それぞれ高速分断器１４０８および１４１０を有する、入口ポート１４０５に結合された入口チューブ１４０４、および出口ポート１４０７に結合された出口チューブ１４０６を含む処理チャンバ１４０２が示されている。放熱フローチャンバ１４１２が、入口ポート１４０５から出口ポート１４０７に伸びている。フローチャンバ１４１２は、総称的に、流体流動経路の処理ゾーンまたは処理部と称することができる。放熱フローチャンバ１４０２は、図６および図７Ａを参照しながら説明したような透光性材料から構成される。放熱器パターンのフローチャンバ１４１２は、本体部１４１４に溶接される。
【０１３６】
図１４の処理チャンバ１４０２は、図７Ａ、７Ｂおよび図１２の処理チャンバに類似しているが、フローチャンバ１４１２は、流体流動経路が、（流体経路における矢印で示されるように）処理チャンバ１４０２の長さに沿って進行しながら処理チャンバ１４０２の幅に対して前後に旋回するように放熱器状になっている。有利には、当該流動経路は、同様の閃光速度が用いられる場合に、流体をより多くのパルス光に露光させる。この処理チャンバ１４０２は、使い捨て可能である可撓性の平坦な処理チャンバの他の実施形態である。また、上述したカートリッジのようなカートリッジ内での位置合せを可能にするために、本体部１４１４に穴１４２０（すなわち位置合せ特徴）が穿設されている。カートリッジの板は、カートリッジに使用されると、フローチャンバ１４１２の幅に対して、またフローチャンバ１４１２の長さを通じて実質的に平坦なプロフィルを有するようにフローチャンバ１４１２を押す。これは、フローチャンバ１４１２のすべての部分を通じて実質的に均一な流体製品の処理を図るものである。これは、処理チャンバ１４０２内の異なる流体経路に対する可能性の１つの変形形態にすぎないことを注記する。露光の継続時間に応じて、他の多くの流動経路を所定の処理チャンバに溶接することが可能である。他の実施形態では、該放熱器設計は、硬質で、ランプ組立体の前方の所定の位置に保持される、例えば図１の窓１２８に圧接して配置される放熱器状のチューブから単になっていてもよい。
【０１３７】
処理チャンバ１４０２は、フローチャンバ１４１２の１つまたは複数の寸法境界を定める１つまたは複数の支持構造体または板に圧接して配置できることも注記する。また、互いに接着された可撓性材料のシートで構成される実施形態では、接着箇所にしわまたは屈曲を生じることなく、フローチャンバを流体で満たすことを可能にするために、フローチャンバの縁に沿ってシートにプリフォームを形成することができる。
【０１３８】
光線処理の監視およびデータ収集
このセクションでは、光線処理の監視および測定、ならびに製品の処理、例えば微生物の不活性化に光線処理を使用する処理システムの使用における光線処理および他のシステムパラメータに関連するデータの収集に関わるいくつかの方法および装置について説明する。ここに記載する様々な監視方法による測定の多くは、分析およびフィードバック用のコントローラまたは制御システムによって使用される。したがって、様々なデータ監視技術の結果が適切なコントローラに入力される。当該コントローラの方法および装置については、図２８から４４を参照しながらさらに説明する。
【０１３９】
次に図１５Ａを参照すると、本発明の一実施形態による、処理チャンバと光源とそれぞれのプロセスモニタとの関係を示す簡易正面図が示されている。同時に、図１５Ｂを参照すると、処理チャンバ、光源、およびそれぞれのプロセスモニタの簡易側面図が示されている。図１５Ａでは、処理チャンバ１５０１（例えば処理チャンバ６１０、７０２、１２０２、１４０２）の少なくとも一部を照明するように光源１５４、例えば閃光ランプが配置される。換言すれば、システムの流体流動経路の処理ゾーンを照明するために光源１５４が配置される。処理チャンバ１５０１に達する、光源１５４から直接放射された光をとらえるために光検出器１５０２および１５０４（すなわちプロセスモニタ１３７の一実施形態）が配置される。例えば、図１から３の流体処理システムにおいて、光検出器１５０６および１５０８（すなわちプロセスモニタ１３９の一実施形態）は、カートリッジ位置合せ板１３２の窓１２８を透過する光をとらえる。光源１５４から放射され、処理チャンバ１５０１およびその流体内容物を透通する光をとらえるために、光検出器１５０６および１５０８が配置される。例えば、図１から３の流体処理システムにおいて、光検出器１５０６および１５０８は、カートリッジ１３４の窓１３５、および位置合せ板窓１２８を透過する光をとらえる。これにより、処理チャンバ１５０１に到達する光、ならびに流体製品を透通する光のフルエンスまたは強度およびスペクトル含有量の測定が可能になる。
【０１４０】
また、光源１５４から放射される光は、約１８０ｎｍから２６００ｎｍの波長を含むので、本実施形態の光検出器１５０２および１５０６は紫外光検出器またはフォトダイオードで、例えば約２３０ｎｍと４００ｎｍの間の波長を有する光を測定する。したがって、光検出器１５０２および１５０６は、放射光のＵＶ部のフルエンスおよびスペクトル含有量の厳密な特徴づけを行う。例えば、光検出器１５０２および１５０６は、ＵＶ光を透過させるスペクトルフィルタを組み込んでいる。また、本実施形態の光検出器１５０４および１５０８は、約４００ｎｍと９５０ｎｍの間の波長を有する光を測定する全スペクトル光検出器およびフォトダイオードである。例えば、光検出器１５０４および１５０８は、約４００ｎｍと９５０ｎｍの間の光を透過させるスペクトルフィルタを組み込んでいる。有利には、処理チャンバの背後の光検出器の対、および処理チャンバの側方の光検出器の対は、それぞれ１つのＵＶ光検出器および１つの全スペクトル光検出器を含む。放射光の波長範囲およびシステム構成に応じて他の光検出器を使用できることを注記する。したがって、光検出器は、任意の所定の波長範囲または所望の単一波長の光を測定するように構成され得る。
【０１４１】
一例では、操作に先立ってオペレータが選択するフルエンス、および操作時における各閃光のフルエンス、ならびに光のスペクトル含有量を検証するために光検出器１５０２および１５０４が使用される。例えば、流体処理をはじめる前にオペレータがフルエンスレベルを０．３Ｊ／ｃｍ2に設定すると、光源１５４への電力が設定され、（例えばリニアスライドサーボドライブ１１０を使用して）光源１５４と処理チャンバ１５０１の間の距離が設定されるように光源１５４が矢印１５１０の方向に移動される。次いで、光源１５４、例えば閃光ランプをフラッシュさせ、光検出器１５０２および１５０４を使用してフルエンスを測定する。フルエンスが予測したレベルでない場合は、あらかじめ習得した調整に基づいて光源１５４と処理チャンバ１５０１の距離を徐々に調整し、光検出器が選定フルエンスを確認するまで再度フラッシュさせる。この時点で、製品の処理を開始する。これは、処理対象流体製品が血漿誘導体または他のバイオプロセッシング中膜の場合は、流体製品は高感度な性質を有するため、重要な特徴になる。例えば、フルエンスレベルの高い光に露光すると、微生物を不活性化することができるが、許容できない量のタンパク質損傷が生じるおそれがある。場合によっては、当該バイオプロセッシング流体中膜は、極めて高価および／または交換不能であるため、流体処理システムによってフルエンスレベルを厳密に設定することが重要になる。
【０１４２】
各々のプロセスモニタは、測定光のフルエンスレベルおよび測定光のスペクトル含有量の一方または両方を測定できることを注記する。いくつかの実施形態では、プロセスモニタ１５０２、１５０４、１５０６および１５０８のうちの１つまたは複数のプロセスモニタは、光検出器、フォトダイオード、光学的検出器に結合された光ファイバプローブ、カロリメータ、ジュールメータ、光増倍管、カメラおよびＣＣＤアレイの如き光学的検出器を含むことができることも注記する。また、いくつかの実施形態では、プロセスモニタは、光線処理の多波長のフルエンスまたは強度レベルを同時に測定することが可能な分光放射計に結合された光ファイバプローブである。他の実施形態では、プロセスモニタ１５０２、１５０４、１５０６および１５０８のうちの１つまたは複数のプロセスモニタは、熱電対、熱電対列、カロリメータおよびジュールメータの如き熱式感知器を含むことができる。
【０１４３】
図１５Ｂに側面図が示されている。この図において、反射体１５２は処理チャンバ１５０１へ光を誘導する。ＵＶ光検出器１５０６および全スペクトル光検出器１５０８も見られる。また、図１５Ｂは、それぞれのプロセスモニタからの信号を入力し、それらを処理して、光線処理のスペクトル含有量および／またはフルエンスレベルまたは強度をモデル化する、プロセスコントローラ１５１２を示している。このような監視を利用して、流体処理システムの動作パラメータの調整および検証を行う。
【０１４４】
他の実施形態では、図１６Ａを参照しながら説明されるように、処理チャンバを透過する、および光源１５４から直接に放射される光に対して、ＵＶと全スペクトルの両方についての多波長に対する個別のフルエンスレベルを同時に測定する光ファイバケーブルを介して分光放射計に結合される光ファイバプローブを、光検出器１５０２、１５０４、１５０６および１５０８の代わりに使用できることを注記する。あるいは、多波長においてフルエンスが同時に存在するか、または存在しないという二元的な意味でフルエンスを測定する単純な分光計に当該光ファイバプローブを結合することができるため、各波長における光の精密なフルエンスまたは強度レベルがなくても、測定光のスペクトルを得ることができる。そのように、ここで使用されるように、分光計を使用して、集光された光のスペクトルの多数の個別波長におけるフルエンスを測定し、例えばそれらの個別波長の各々の分光放射計を使用して当該フルエンス測定値を定量化することができる。したがって、ここでは、「分光計」という用語が用いられる。
【０１４５】
本発明の好ましい実施形態では、処理チャンバ１５０１の通過側に反射面を採用しない。例えば、図８を手短に参照すると、窓８１０は透光性である。窓８１０を、処理チャンバを通じて到達した光を処理チャンバへと反射させる反射面とすることが可能である。しかし、この追加的な反射光は、チャンバ内の光をとらえる光検出器によって測定されるフルエンスレベルに影響することが分かった。つまり、閃光ランプ１５４から真に放射されるものよりフルエンスレベルがわずかに高くなる。いくつかの処理対象流体製品は高感度な性質を有するため、処理チャンバ内のフルエンスを最大にするのではなく、放射光のフルエンスの均一かつ正確な測定値を得ることがより重要である。したがって、好ましい実施形態では、処理チャンバ１５０１の通過側に反射面を採用しない。
【０１４６】
次に図１６Ａを参照すると、本発明の他の実施形態による、図１５Ａおよび１５Ｂのプロセス監視システムの変形形態の簡易側面図が示されている。本実施形態によれば、個別的なフォトダイオード型光検出器をプロセスモニタとして使用するのではなく、光ファイバプローブ１６０２を光検出器１５０２、１５０４、１５０６および１５０８の代わりに設ける。したがって、光ファイバプローブ１６０２は、プロセスモニタ１３７および１３９の一実施形態である。処理チャンバを照明し、当該技術分野において知られているように、光ファイバケーブル１６０６を介して分光放射計１６０４（総称的に「分光計」と称することができる）に結合される光ファイバプローブ１６０２を介して処理チャンバ１５０１を透過する光線処理、例えばパルス光線処理の各閃光の出力を直接サンプリングする。分光放射計１６０４は、単一の集光点で集光された光を採取し、光線処理のスペクトルにわたる多波長における個別的なフルエンス測定値を同時に採取する。プロセスコントローラ１５１２によって分光放射計１６０４の出力をリアルタイムで分析して、各々の閃光が、具体的な微生物または処理対象流体製品に応じて最適化される、適切なフルエンスレベルまたは強度における適切な波長分布を含むようにする。連続波光を使用する実施形態では、分光放射計は光を連続的に処理するように構成されることを注記する。
【０１４７】
分光放射計１６０４は、アナログ／デジタル変換器を含むマルチチャネルデバイスである。一実施形態では、光ファイバプローブ１６０２は、光ファイバケーブル１６０６、例えば２００、３００または４００μｍまたは他の直径の光ファイバケーブルを介して分光放射計１６０４のアナログ／デジタル変換器に結合される、余弦補正放射プローブである（例えば、各プローブはディフーザとして作用するテフロン（登録商標）カバーを有する）。分光放射計１６０４は、光源１５４からの各閃光のスペクトル強度（フルエンス）を測定するソフトウェアと一体化される。一実施形態では、図１５Ａおよび１５Ｂに記載されるものと同様に、２つのプローブがＵＶ光（２２５から４００ｎｍ）を測定し、他の２つのプローブが４００から９５０ｎｍの波長を測定し、各々のタイプのプローブの１つが、光源１５４から直接放射される光を測定し、１つが処理チャンバ１５０１を透過する光を測定する。好ましくは、各プローブ１６０２は、光の所望の部分を測定するように構成される個別的な分光放射計に結合される。例えば、第１のプローブは、例えば２２５から４００ｎｍのＵＶ光の分離および測定を行うように構成された第１の分光放射計に光ファイバケーブルを介して結合される。同様に、第２のプローブは、例えば４００から９５０ｎｍの光の分離および測定を行うように構成された第２の分光放射計に光ファイバケーブルを介して結合される。あるいは、各プローブは、ＵＶおよびＩＲを含む全スペクトルを測定するように構成された分光放射計に結合される。他の実施形態では、一方が２２５から４００ｎｍの光を測定し、他方が４００から９５０ｎｍの光を測定する２つのプローブが単一の２チャンネル分光放射計に結合され、該２チャンネル分光放射計は２２５から９５０ｎｍの個別のフルエンスを測定する。
【０１４８】
処理に際して、光検出器１５０２、１５０４、１５０６、１５０８または光ファイバプローブ１６０２のいずれを使用しても、流体を処理チャンバ１５０１に流す前に、光源１５４をフラッシュさせることによって光源強度を検査する。プロセスコントローラ１５１２を含む検出システムは、正しいスペクトル含有量およびフルエンスまたは強度を検証する。これらの実施形態では、集光されたスペクトルに対するフルエンスを表す、従来の光検出器によって採取された単一の測定値ではなく、集光された光のスペクトル内の特定波長のフルエンスを検証することができる。放射分光計が多数存在する場合は、各々を同一のプロセスコントローラ１５１２に結合して分析することができる。換言すれば、プロセスコントローラ１５１２は、光線処理のスペクトル符号とも称する、光線処理のスペクトルのそれぞれの波長に対するフルエンスを検証する。スペクトル符号が不正確である場合は、プロセスコントローラ１５１２は、流体処理を開始する前に、スペクトル分布にわたる強度またはフルエンスを変化させるために、光源１５４から処理チャンバ１５０１までの距離を調整する。また、知られているように、光源１５４、例えば閃光ランプに対して荷電圧を調整すると、スペクトル分布が変化する。例えば、より高い荷電圧は、閃光ランププラズマをより高温にし、処理チャンバ１５０１に送られるＵＶ対可視ＩＲ比を上昇させる。したがって、分光放射計１６０４およびプロセスコントローラ１５１２を使用することで、これらのパラメータの制御および最適化が可能になる。
【０１４９】
また、流体製品を処理チャンバに流し、または輸送しながら、処理チャンバ１５０１を透通する光をとらえる光ファイバプローブ１６０２を介して様々な波長における光エネルギー吸収量の計算および監視を行う。例えば、光源から直接放射される光のスペクトル分布（例えば１つの分光放射計によって生成される）、および処理チャンバ１５０１を透過する光（例えば他の分光放射計によって生成される）に対する個別の曲線が生成されるが、これらの曲線の一例が図４８に示されている。生成された２つの曲線を統合することによって、２つの領域が得られる。２つの領域の差をとることによって、様々な監視波長における吸収光エネルギーを計算して吸収曲線を生成するが、その一例が図１７に示されている。血液、血漿および血漿誘導体の如き特定の生物学的流体は、光のフルエンスレベルが高すぎると、過度のタンパク質損傷を引き起こすおそれがあるため、これは入手すべき重要な計量である。そのように、吸収されるエネルギーが多すぎると、過度のタンパク質損傷が生じるおそれがある。一方、吸収されるエネルギーが少なすぎると、微生物を所望のレベルまで不活性化できない。
【０１５０】
したがって、バイオプロセッシング流体や血漿誘導体の如き特定タイプの処理製品は感度が高いため、光線処理を慎重に監視することが必要とされる。光ファイバプローブ１６０２、光ファイバケーブル１６０６および分光放射計１６０４を使用することで、正確な処理が可能になるとともに、光線処理のスペクトルに対する強度（フルエンス）のモデル化が可能になるのに対して、流体処理システムの制御システムは、光線処理の処理に応じて光線処理のスペクトル含有量および強度を調整することを可能にする。
【０１５１】
次に図１６Ｂを参照すると、光線処理スペクトルの多波長に対する光線処理のフルエンスの同時測定を可能にする図１６Ａの分光放射計（総称的に分光計と称する）の一実施形態を示す図が示されている。例えば、図１６Ａの分光放射計、または多波長に対する光のフルエンスを同時に測定することが望まれる他の光線処理システムにおける集光デバイスとして、図１６Ｂのデバイスを使用することができる。
【０１５２】
連続波またはパルス光源の如き光源１６１２は、波長のスペクトルを有する光（すなわち光線処理）、すなわち多波長が存在する光を生成する。例えば、生成される光は、１７０から２６００ｎｍ、２００から１１００ｎｍ、２２５から４００ｎｍ、２００から３００ｎｍ、および２４０から２８０ｎｍの如き任意の範囲の光とすることができる。光線処理は製品の処理、例えば、一実施形態では、微生物の不活性化を目的とする。光の少なくとも一部をコレクタ１６１４、例えば光ファイバプローブで集光し、光ファイバケーブル１６１６を介して出力１６１８に送る。コレクタ１６１４の配置に応じて、光によって処理する製品をコレクタ１６１４と光源１６１２の間に配置し、例えばコレクタ１６１４を図１６Ａのプロセスモニタ１６０２として使用できることを注記する。あるいは、コレクタ１６１４と光源１６１２の間に処理対象製品が位置しないように、すなわちコレクタ１６１４が光源から直接放射される光、または処理対象製品を照明する光を集光するように、コレクタ１６１４を配置する。一変形形態では、コレクタ１６１４はディフーザとして作用すること、すなわち入射光が様々な角度でコレクタに入射することを可能にする余弦補正放射プローブであることを注記する。当該プローブは、米国フロリダ州ＤｕｎｅｄｉｎのＯｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃｓ社から市販されている（部品番号 ＣＣ３）。
【０１５３】
集光された光は、ダイオード１６２４または他の光学的検出器のアレイ１６２２に投射される個別の波長成分へと光を分離または分割する格子１６２０へ投射する。簡単にするために、個別のダイオード１６２４のすべてが示されているわけではない。また、本実施形態では、アレイ１６２２の右側に衝突する光は、より短い波長を有する光を含むのに対し、アレイ１６２２の左側に衝突する光は、より長い波長を有する光を含む。各ダイオード１６２４において電気信号が生成され、次いでアナログ／デジタル変換器１６２６（以後、ＡＤＣ１６２６と記載する）に結合される。ＡＤＣ１６２６のデジタル出力は、データを解析し、いくつかの実施形態では、例が図４８に示される、集光された光の波長のスペクトルに対する各波長におけるフルエンスのプロット１６３０を生成する、（図１６Ａのプロセスモニタ１５１２の如き、または図４１のコンピュ−タオペレーティングシステムに実装され得る）コントローラ１６２８に結合される。また、いくつかの実施形態では、製品を照明する光と製品を透過する光に対する曲線を比較して、光線処理に対する製品の吸収プロフィルを生成し（例えば図１７を参照のこと）、それを使用して、所定の露光時間（すなわちパルス）に製品に吸収された全エネルギーを求めることができる。
【０１５４】
コレクタ１６１４、光ファイバケーブル１６１６、出力１６１８、格子１６２０、ダイオード１６２４のアレイ１６２２、およびＡＤＣ１６２６は、すべて当該技術分野において知られている分光放射計の共通のコンポーネントであることを注記する。したがって、当業者であればその動作を理解している。当該技術分野において知られている分光放射計は、米国フロリダ州ＤｕｎｅｄｉｎのＯｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃｓ社から市販されている（型番号 Ｓ２０００）。
【０１５５】
光線処理を使用する処理システム内の好ましい実施形態では、コレクタ１６１４は、コレクタ１６１４を光源１６１２の前方に配置して、放射光のフルエンスを測定し、他のコレクタ１６１４を光線処理によって処理される製品（例えば流体製品）の通過側に配置して、製品を透過する光を測定する。製品を透過する光を測定する実施形態では、処理対象製品は、光線処理を少なくとも部分的に透過させる固体、液体または気体であり得る。好ましい実施形態では、製品は、光源１６１２から光を受け取るように配置された流体流動経路（または処理チャンバ）の処理ゾーンを流すことができる流体製品（液体または気体）である。有利には、直接光と、製品を透過する光の両方の多波長のフルエンスが同時に測定される。
【０１５６】
光線処理デバイスにおいて多波長の光を同時に測定する複合的な分光放射計を使用することは、既知の技術から逸脱したものである。連続波ＵＶ光線処理システムの如き従来の光線処理システムは、単純なフォトダイオードを使用して、単一波長における光のフルエンス、またはある範囲の波長を有する光に対する単一フルエンスを測定する。したがって、これらのシステムは単色監視システムである。当該波長は光線処理に使用されるため、当該システムは、典型的には所定のＵＶ波長（または所定の範囲のＵＶ波長）におけるフルエンスを測定する。対照的に、分光放射計を採用するシステムは、光線処理のスペクトル内の多くの個別的な波長におけるフルエンスを測定する多色監視システムである。また、分光放射計によって測定した光を単一の集光点で集光する。
【０１５７】
図１６Ｃを手短に参照すると、本発明の一実施形態による、入射光および透過光を測定するために多数の分光放射計を使用する処理システムの図が示されている。処理対象製品１６３０が光線処理で照明される。コレクタ１６３１および１６３２（例えば光ファイバプローブ）は、製品１６３０を照明する入射光を集光するのに対して、コレクタ１６３３および１６３４（例えば光ファイバプローブ）は、製品１６３０を透過する光を集光する。製品１６３０は光線処理の少なくとも一部を透過させ、製品１６３０は処理チャンバ内に収容することができ、例えば製品は処理チャンバに流される流体製品であることを注記する。一実施形態では、コレクタ１６３１および１６３３は（例えば２００から４００ｎｍの）ＵＶ光を集光するのに対して、コレクタ１６３２および１６３４は（例えば４００から１０００ｎｍの）ＵＶ範囲外の光を集光する。コレクタ１６３１および１６３２は（例えば光ファイバケーブルを介して）分光放射計１６３６に結合されるのに対して、コレクタ１６３３および１６３４は（例えば光ファイバケーブルを介して）分光放射計１６３８に結合される。分光放射計１６３６および１６３８は、一方のチャネルがＵＶコレクタからの光に対応し、他方のチャネルが他のコレクタ（４００から１０００ｎｍ）に対応する２チャンネル分光放射計である。そのように、分光放射計１６３６は、２００ｎｍから１０００ｎｍの範囲内の多波長に対して、製品に入射する光の個別的なフルエンス測定値を生成するのに対して、分光放射計１６３８は、２００ｎｍから１０００ｎｍの範囲内の多波長に対して、製品１６３０を透過する光の個別的なフルエンス測定値を生成する。システムコントローラ１６４０は、例えば、上述したように、吸収プロフィルおよび吸収エネルギーを生成するためといった様々な目的にこれらの測定値を使用する。
【０１５８】
実施形態によっては、ただ１つのコレクタが入射光に対応し、１つのコレクタが透過光に対応し得ることを注記する。例えば、コレクタ１６３１のみを使用して、所望のスペクトルの範囲内、例えば２００から１０００ｎｍ、２００から４００ｎｍなどの入射光を集光し、コレクタ１６３３のみを使用して、所望のスペクトルの範囲内の透過光を集光する。そのように、分光放射計１６３６および１６３８は単一チャネルであってもよいし、多重チャネルデバイスであってもよい。また、分光放射計１６３６および１６３８は、所望のスペクトル内の多波長における光の存在を測定する単純な分光計であってもよい。したがって、これらの分光計は、所定の波長にフルエンスが存在するか否かという観点で多波長におけるフルエンスを測定する。当該実施形態は、フルエンスレベルを必要とせずに、入射光および透過光のスペクトルを知りたい場合に採用できる。異なる構成が存在し得るが、入射光および透過光に対して別個の分光計が使用されることを注記する。
【０１５９】
次に図１６Ｄを参照すると、本発明の一実施形態に従って実施されるステップのフローチャートが示されている。一実施形態では、図１の流体処理システム１００の如き、光を使用して微生物を不活性化する処理システム内に使用される図１６Ａから１６Ｃの装置によって図１６Ｄのステップを実施することができるが、他の構造を使用してこれらのステップを実施することができる。最初に、波長のスペクトルを有し、製品を処理することを目的とした光線処理で製品を照明する（ステップステップ１６５０）。本明細書に記載されている通りに製品を処理できることを注記する。いくつかの実施形態では、処理システムの処理チャンバまたは処理ゾーン内に製品を収容し、光源を処理チャンバの外部に置く。製品は流体製品であってもよいし、他のタイプの処理対象製品、例えば気体、液体または固体であってもよい。また、光線処理は、少なくとも１つの光のパルスを含むパルス光線処理であってもよい。あるいは、光線処理は連続波光線処理であってもよい。光線処理が微生物を不活性化することを目的とする場合は、不活性化の性質は製品に依存することを注記する。例えば、微生物の不活性化は気体または液体製品の内部であってもよいが、固体製品の表面、または固体製品が光線処理を透過させるのであれば固体製品の内部であってもよい。
【０１６０】
次に、波長のスペクトルのうちの複数の波長のそれぞれに対して光線処理に対するフルエンスを測定する（ステップ１６５２）。いくつかの実施形態では、分光計を使用してフルエンスを測定する。例えば、分光放射計を使用して、複数の波長の各々に対するフルエンスレベルを測定する。他の例では、複数の波長の各々に対するフルエンスを測定する（フルエンスのレベルを測定しない）単純な分光計を使用する。すなわち、該分光計は、単に、複数の波長の各々におけるフルエンスの存在を測定するか、または複数の波長における光線処理のスペクトル含有量を測定する。一実施形態では、光線処理の少なくとも一部をコレクタで集光し、分光放射計に入力する図１６Ｂの装置を使用する。次いで、分光放射計は、波長のスペクトルを、個別の光学的検出器に直接向けられる個別の波長に分割する。
【０１６１】
この方法は、単一の集光点から、同時に、異なる波長に対して、光線処理の２つ以上の波長におけるフルエンスを測定するので、光線処理の監視における既知の技術から逸脱しているものと信じられる。これは、光の個々のパルスの継続時間は極めて短いといえるため、パルス光の用途では特に重要になる。したがって、有利には、パルス光処理システムにおいては、光線処理の各閃光に対してパルス光線処理のスペクトルの多波長に対するフルエンスが測定される。
【０１６２】
いくつかの実施形態では、製品を照明する光線処理の一部に対するフルエンスが測定され、および／または製品を透過する光線処理の一部に対するフルエンスが測定される。いくつかの実施形態では、製品を照明する光と、製品を透過する光に対して個別の集光点が存在する。したがって、各集光点は１つまたは複数の分光計に導かれ、各集光点は、多波長における個別のフルエンスの測定値を生成する。
【０１６３】
次に図１７を参照すると、本発明の一実施形態による吸収プロフィルが示されている。波長のスペクトルを有する光を使用するシステムにおいて、それは、光線処理の波長のスペクトルに対するフルエンスレベルを求めるのに役立つ。例えば、光源により直接放射される光を測定する１つまたは複数のコレクタ（光学的検出器）、および処理する製品を透過する光を測定する他の１つまたは複数のコレクタを配置することによって（例えば、図１６Ｃを参照のこと）、生成された２つの曲線（例えばプロット１６３０）の差を用いて、スペクトルの波長範囲に対する、製品が吸収した光の量を求めることができる。これにより、全スペクトル吸収曲線をリアルタイムで生成することができる。当業者によって、好適な吸収プロフィルを生成するようにコントローラまたはプロセッサを構成することができる。
【０１６４】
図１７は、パルス光源の、それぞれ５フラッシュおよび１０フラッシュにおける当該吸収プロフィル１７２０、１７２２（製品の吸収曲線または光学的符号とも称する）の例である。光エネルギーの照射量が多いほど、吸収が大きくなることを注記する。光線処理のスペクトルの各波長におけるフルエンスの積分値として、フラッシュ当たりの全吸収エネルギーを測定または計算することができる。フラッシュ当たりの全吸収エネルギーを記憶し、光線処理を調整、制御するための計量値、例えば処理が十分であること、またはさらに露光すると過処理になることを示す計量値として利用することができる。光線処理が連続処理である場合は、この処理を、分析される時間間隔に分割することができる。すなわち、個別の吸収プロフィルを所定の間隔で生成し、分析することができる。
【０１６５】
また、全体的にＵＶレンジ、例えば２５０から４００ｎｍ内の吸収プロフィル１７２０、１７２２が示されているが、光線処理のスペクトルの範囲内における対象波長の任意の範囲に対して吸収プロフィルを分析することができる。
【０１６６】
所定の製品の吸収プロフィルは、存在する分子のタイプ、物質内に存在する原子結合のタイプ、物質の色、ならびに様々な波長の光エネルギーと物質との相互作用など、処理する物質に関する多くのことを示唆する。いくつかの実施形態では、この吸収プロフィルを経時的に監視する。例えば、製品によっては、より多くの光エネルギーを製品に照射すると吸収プロフィルが変化する。パルス光源および特定のタイプの流体製品を使用する一実施形態では、流体製品にさらなる光のフラッシュを照射すると、吸収される波長がシフトする。例えば、４フラッシュ後は、２フラッシュ後に比べて、ある波長で吸収される光が多くなり、他の波長で吸収される光が少なくなる。処理される製品によっては、吸収プロフィルにおける当該シフトは、製品が過度に処理されていることを示唆する。特に、高感度の生物学的流体製品では、過度の光線処理によって製品そのものが損なわれる。例えば、ＢＳＡの如き血液製品では、製品内のタンパク質が損なわれるに従って、３２０ｎｍ付近の波長の吸収が増加する。光のスペクトルに対して各波長におけるフルエンスを同時に測定し、吸収プロフィルをリアルタイムで生成できることによる吸収プロフィルの慎重な監視によって、製品の過処理を回避することができる。
【０１６７】
次に図１８を参照すると、本発明の他の実施形態で実施されるステップのフローチャートが示されている。一実施形態では、図１の流体処理システム１００の如き、光を使用して微生物の不活性化する処理システム内で使用される図１６Ａから１６Ｃの装置によって、図１８のステップを実施することができる。しかし、様々な目的に対応する様々な構成を有する他の光線処理システムによってもこれらのステップを実施できることを理解すべきである。最初に、波長のスペクトルを有する光線処理で製品を照明し、製品は光線処理の少なくとも一部を透過させ、光線処理は製品を処理することを目的とする（ステップ１８２０）。製品は、流体製品であってもよいし、任意のタイプの処理対象製品、例えば気体、液体または固体であってもよいが、光線処理の少なくとも一部は、例えば約１７０ｎｍと２６００ｎｍの間の範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させるものとする。製品は処理チャンバに収容されてもよい。好ましくは、光線処理を受けるように配置された透光性の処理チャンバに製品を流す。また、光線処理は、本明細書に記載される少なくとも１つの光のパルスを含むパルス光線処理であってもよい。あるいは、光線処理は、連続波光線処理であってもよい。
【０１６８】
次に、所定の時点に、製品を直接照明する（製品に入射する）光線処理、および波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して製品を透過する光線処理の部分に対するフルエンスを測定する（ステップ１８２２）。一実施形態では、図１６Ｂの装置は、光線処理の少なくとも一部が、光源から直接放射された光を受光するように配置されたコレクタで収集され、製品を透過した光を受光するように配置されたコレクタから収集されるように使用される。コレクタは、光を１つまたは複数の分光計、例えば１つまたは複数の分光放射計に入力する。
【０１６９】
次に、複数の波長の各々に対する吸収プロフィルを所定の時点に対して生成する（ステップ１８２４）。一実施形態では、吸収プロフィルは、スペクトルの複数の波長の各々に対する、製品を直接照明するフルエンスと製品を透過するフルエンスとの差である。一実施形態では、コントローラ１６２８（またはコントローラ１６４０）は、ステップ１８２４を実行するが、当該測定を分光計、または例えば図４１のコンピュータオペレーティングシステム／ユーザインタフェースに組み込むことができることを注記する。
【０１７０】
パルス光線処理において、吸収プロフィルをパルス毎に生成し、記憶することができる。同様に、連続波光線処理において、吸収プロフィルをあらかじめ選定した間隔で生成し、記憶することができる。
【０１７１】
短波長、またはある範囲の波長を包括する吸収単一フルエンスレベルとは対照的に、波長のスペクトル内の多波長における吸収を測定するので、当該吸収プロフィルの生成は、光を使用する処理デバイスにおける既知の技術から逸脱するものと信じられる。また、吸収プロフィルを後の時点で生成することができ、好ましい実施形態では、吸収プロフィルが、測定されるのとリアルタイムで生成される。リアルタイム測定は、処理が行われているときに光線処理プロセスの分析および制御を行うツールを処理システムに提供する。
【０１７２】
いくつかの実施形態では、例えば、光線処理のスペクトルにわたる各波長に対するフルエンス測定値を積分することによって、製品に吸収された全エネルギーを測定する。全吸収エネルギーをパルス毎、または時間間隔毎に求め、適切なコントローラに使用して処理の進行状況を示すことができる。
【０１７３】
次に、後続時点において、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して、製品を直接照明する光線処理、および製品を透過する光線処理の部分に対するフルエンスを測定し（ステップ１８２６）、複数の波長にわたる吸収プロフィルを後続時点に対して生成する（ステップ１８２８）。
【０１７４】
実施形態に応じて、所定の時点および後続時点が多様に定められる。例えば、パルス光処理システムにおいて、所定の時点および後続時点は、最初の光のパルスおよび次の光のパルスと符合する。連続波光線システムでは、所定の時点および後続時点は、単に所定の時間間隔、例えば０．５秒または他の好適な間隔である。
【０１７５】
所定の時点および後続時点における吸収プロフィルを比較して、複数の波長にわたる吸収の変化が生じたかどうかを判断する（ステップ１８３０）。この比較は、コントローラ１６２８または１６４０、あるいは他のプロセッサまたは分析システムによって行うことができる。上述したように、製品の吸収プロフィルの変化またはシフトは、所定の製品の適切な処理、および製品が過処理される時点に関する情報を提供することができる。従って、いくつかの実施形態によれば、吸収プロフィルは、光線処理が適切なレベルであること、または動作条件が満たされていることについての誘因として分析される。例えば、一実施形態では、動作条件は、合格条件および不合格条件である。一実施形態では、合格条件は、製品はさらなる処理に対して安全であることを示すのに対して、不合格条件は、製品は過処理されたか、または過処理されることを示す。
【０１７６】
多くの実施形態によれば、ステップ１８２４において吸収プロフィルが生成された後に、吸収プロフィルを、同一のシステムおよび処理設定における所定の製品に対して既に記録されている既知の有効な吸収プロフィルと比較する。この比較は、コントローラ１６２８または他のプロセッサもしくは分析システムによって実施することができる。この比較において、測定された吸収プロフィルが既知の有効なプロフィルと相関しているかどうかを判断することができる。したがって、既知の有効な吸収プロフィルと差があるかどうか、またどの波長において差が生じているかを判断することができる。この情報は、システムにおける故障または光線処理パラメータを判断する上で有益であり、システムコントローラを起動して適切な調整を行わせることができる。
【０１７７】
また、多くの実施形態によれば、ステップ１８２４において吸収プロフィルを生成した後に、光線処理のスペクトルの波長のうちの１つの波長における吸収ピークを識別する。この分析は、コントローラ１６２８または１６４０あるいは他のプロセッサまたは分析システムによって実施することができる。２つ以上の吸収ピークが存在することを確認することもできる。例えば、図１７の吸収プロフィル１７２２において、約３１５ｎｍに吸収ピークが存在し、約２５５ｎｍにより小さいピークが存在する。これらの吸収ピークは、処理される製品に関して多くのことを示唆することも可能である。所定の製品に対する特定の吸収ピークの識別には多くの使用法があるといえる。例えば、後の分析および比較のために吸収ピークを記憶することができる。他の使用法は、追加的な露光によって吸収ピークの変化を追跡することである。例えば、いくつかの実施形態では、吸収ピークは、特定のレベルの露光の後にシフトし、それを用いて、製品が過処理されているかどうかを判断し、および／または処理の合格／不合格条件を設定することができる。
【０１７８】
次に図１９を参照すると、本発明の他の実施形態に従って実施することができるステップを示すフローチャートが示されている。一実施形態では、図１９のステップは、図１の流体処理システム１００の如き、本明細書に記載される、光を使用して製品を処理する処理システム内で使用される図１６Ａから１６Ｃの装置によって実施することができる。しかし、様々な用途に対する様々な製品を処理するために様々な構成を有する他の光線処理システムによってこれらのステップを実施できることを理解すべきである。
【０１７９】
最初に、波長のスペクトルを有する光線処理で処理チャンバを照明し、処理チャンバは、光線処理の少なくとも一部を透過させ、空ではあるが、光線処理によって処理する製品を流すように構成されている（ステップ１９２０）。所定の処理がまだ開始されていない、所定の処理が終了した、または一次的に停止されているために、処理チャンバが空であってもよい。処理対象製品は流体製品、または他の製品、例えば気体、液体または固体であってもよい。また、光線処理は、本明細書に記載されている、少なくとも１つの光のパルスを含むパルス光線処理であっても、連続波光線処理であってもよい。
【０１８０】
次に、上述したように、所定の時刻に複数の波長の各々に対して、処理チャンバを直接照明する光線処理、および処理チャンバを透過する光線処理の部分に対するフルエンスを測定する（ステップ１９２２）。例えば、一実施形態では、分光放射計を使用して、複数の波長の各々における速低レベルを測定する。次に、測定されたそれぞれのフルエンスレベルを複数の波長の各々について比較し（ステップ１９２４）、いくつかの実施形態では、複数の波長に対する吸収プロフィルを生成する。
【０１８１】
次いで、比較ステップに基づいて、処理チャンバは、処理チャンバに製品を流して処理する準備が整っているかどうかを判断する（ステップ１９２６）。これは、処理チャンバの光吸収プロフィルが、ユーザおよび／またはシステムによって定められる許容動作範囲内にあるときに判断することができる。この判断は、システムコントローラまたは他のコントローラ、例えばプロセスコントローラ１５１２、１６２８、１６４０によって行うことができる。このプロセスを用いて、例えば処理チャンバおよびシステムコンポーネントの清潔さを判断する。例えば、使用により、処理チャンバは、光の透過に影響を与えるおそれがある物質の付着物を蓄積し得る。したがって、この方法は、光学測定値を用いて、処理チャンバまたは他の透過性構造体の如きシステムコンポーネントがシステムの動作に対して十分に清潔であるかどうか、または処理時に過度に汚染されていないかどうかを光学的に判断する技術を提供する。例えば、図１から４の処理システム１００において、シリンジ１２０内の緩衝流体またはシリンジ１１８内の流体製品を流す前に、光源を動作させて測定する。
【０１８２】
これらの結果は、処理チャンバの如き透過性コンポーネントが正しく配置または設置されているかどうかを示すこともできる。例えば、処理チャンバが正しく配置されていない場合は、反射によって光線処理透過量を抑えることができる。あるいは、窓、または処理チャンバの透光部が正しい箇所に存在しない場合は、光線処理の一部を遮って、照明および製品の透過を阻止することができる。
【０１８３】
次に図２０を参照すると、本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートが示されている。一実施形態では、図１６Ａから１６Ｃの装置、または図１の流体処理システム１００の如き、本明細書に記載されている、光を使用して処理を行う処理システム内に使用される他の装置によって図２０のステップを実施することができる。しかし、様々な製品を処理するために様々な構成を有する他の処理システムによってこれらのステップを実施できることを理解すべきである。
【０１８４】
最初に、波長のスペクトルの複数の波長に対して既知の物理的かつ光学的吸収特性を有する緩衝流体を処理システム（例えば処理チャンバ）の流体流動経路に流す（ステップ２０３０）。緩衝流体は、本明細書に記載した流体の如き任意の流体とすることができる。緩衝流体は、この意味において、流体製品を処理する前に処理システムを試験するのに使用される「試験流体」とも称することができることを注記する。そのように、流す緩衝流体または試験流体は、処理される流体製品に移行するために流す、または所定の濃度で流体製品に混入する緩衝流体と同じ流体であっても異なる流体であってもよく、あるいは個別の流体であってもよい。
【０１８５】
波長のスペクトルの複数の波長の各々に既知のフルエンスレベルを有する光線処理で緩衝流体を照明する（ステップ２０３２）。光線処理は、本明細書に記載されている流体製品の処理、例えば微生物の不活性化を目的とする。
【０１８６】
次に、本明細書に記載されているように、所定時刻に複数の波長の各々に対して、緩衝流体を直接照明する光線処理、および緩衝流体を透過する光線処理の部分に対するフルエンスを測定する（ステップ２０３４）。次に、測定されたそれぞれのフルエンスレベルを複数の波長の各々について比較し（ステップ２０３６）、いくつかの実施形態において、複数の波長に対する吸収プロフィルを生成する。
【０１８７】
次に、例えば、複数の波長における測定フルエンスレベルと、既に記憶されている、複数の波長における緩衝流体の既知の光吸収特性とを比較することによって、緩衝流体の光吸収特性を検証する（ステップ２０３８）。
【０１８８】
次いで、比較ステップに基づいて、複数の波長における流体流動経路の光学特性が動作のための許容範囲内にあるかどうかを判断する（ステップ２０４０）。この判断は、システムコントローラまたは他のコントローラ、例えばプロセスコントローラ１５１２、１６２８、１６４０によって行うことができる。このプロセスを用いて、例えば、処理対象製品、または図１９を参照しながら説明したような乾燥システムではなく、緩衝流体に使用しながら、流体流動経路または処理チャンバおよびシステムコンポーネントの清潔さを判断する。この方法は、システムが動作している間に、閃光速度、流速、フルエンス、処理チャンバ形状、処理チャンバの清潔さを支配するコンポーネントの如きすべてのシステムコンポーネントの相互作用を判断するのに特に有用である。この方法は、光線処理システムにおける既知の技術から逸脱した技術を表す。
【０１８９】
次に図２１を参照すると、本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートが示されている。一実施形態では、図１６Ａから１６Ｃの装置、または図１の流体処理システム１００の如き、本明細書に記載されている、光を使用して製品を処理する処理システム内で使用される他の装置によって図２１のステップを実施することができる。しかし、様々な製品を処理するために様々な構成を有する他の光線処理システムによってこれらのステップを実施できることを理解すべきである。最初に、処理システムの流体流動経路に緩衝流体を流して、処理システムの動作条件を確立する（ステップ２１１０）。緩衝流体は、本明細書に記載されている流体の如き任意の流体であってもよい。ここでも、緩衝流体は、この意味において、流体製品を処理する前に処理システムを試験するのに使用される「試験流体」と称することもできる。そのように、流す緩衝流体または試験流体は、処理される流体製品に移行するために流す、または所定の濃度で流体製品に混入する緩衝流体と同じ流体であっても異なる流体であってもよい。動作条件は、処理システムの光線処理プロセスが正しく機能するように設定されるべき条件である。
【０１９０】
例えば、一実施形態では、動作条件は、流体流動経路内、特に流体流動経路の処理チャンバまたは処理ゾーン内に確立される必要がある処理ジオメトリである。先に説明したように、可撓性の処理チャンバまたは可撓性の流体流動経路を有するいくつかの実施形態では、可撓性の処理チャンバを膨張させ、流体製品が流れる処理ゾーンまたは処理ジオメトリを形成、確定する流体を経路に流し、経路を光線処理で照明しなければならない。したがって、１つの動作条件は処理ジオメトリを確立することである。
【０１９１】
他の実施形態では、動作条件は、流体流動経路、または少なくとも流体流動経路の処理チャンバまたは処理ゾーン部の流体の流れが、特定の流速を有するものであるべきである。流速はパルス光源の閃光速度と調和されるので、これは、パルス光源を使用する処理システムにおいては特に重要である。所望の最低限の処理を確保しながらも流体製品の過処理を避けるために注意を払う必要があるので、これは、敏感な生物学的流体製品を処理するシステムにおいても重要である。したがって、他の実施形態では、流速は、満たされるべき動作条件である。
【０１９２】
次に、動作条件が確立されたかどうかを判断する（ステップ２１１２）。例えば、動作条件が、処理ジオメトリを確立することである場合には、システムは、例えば、流体流動経路の処理チャンバまたは処理ゾーン部の入口および出口における流体の流れの圧力を測定する。圧力読取り値があらかじめ選定された値に達するか、または適切なコントローラによって決定されるような許容範囲におさまると、可撓性の処理チャンバが適切に膨張して処理ジオメトリを確立したことが示されたことになる。いくつかの実施形態では、処理チャンバが外側に導かれて、処理ジオメトリの１つまたは複数の寸法境界を定める支持構造体に押し込まれることを注記する。例として、図６のシステムでは、圧力変換器６３２および６３６が、処理チャンバ６１０の入口および出口の圧力を測定する。これらの圧力変換器の出力は、測定値を記憶値と比較して、条件が満たされているかどうかを判断する制御システムに出力される。
【０１９３】
あるいは、動作条件が、特定の流速が確立されるべきことである場合には、流体流動経路の処理チャンバまたは処理ゾーンの入口および出口に流速センサを採用することができる。同様に、センサの出力は、測定値があらかじめ選定された値であるか、あるいはあらかじめ選定された値の範囲におさまっており、流速が確立されたことを決定する制御システムに入力される。
【０１９４】
次に、光線処理によって処理する流体製品を流体流動経路に流す（ステップ２１１４）。次いで、流体製品を光線処理で照明する（ステップ２１１６）。有利には、緩衝流体の使用を通じて動作条件が既に確立されていて、その結果、流体製品の処理を最大限にすることができる。例えば流体製品の浪費、不十分な処理、過処理などがない。
【０１９５】
本明細書に記載されている方法、例えば図１６Ｄ、図１８、１９、２０および２１は、本明細書に記載されているシステムおよび構造体によって、または光を使用して、ウィルス、バクテリア、病原体などの微生物の不活性化の如き製品の処理を行う他の処理システムにおいて実施することができる。例えば、光線処理は、本明細書に記載されている任意のパルス光処理または連続波光線処理などであってもよい。
【０１９６】
次に図２２を参照すると、処理チャンバのプロフィルにわたる複数の位置において、処理チャンバを透過する光のフルエンスの測定を行う、本発明の一実施形態に従って実施されるステップを列記したフローチャートが示されている。図２２に列記されているステップは、以下に規定される図２３から２５の方法および装置に対する基礎を提供する。
【０１９７】
最初に、図２２を参照しながら、同時に図２３も参照する。図２３は、本発明の一実施形態による、光を使用して製品を処理する処理システムの処理チャンバ（例えば処理ゾーン）の２つの異なる部分における入射光および透過光を測定する検出器システムの簡易斜視図を示す図である。また、ここに示されるように、検出器システムは、処理チャンバの入口および出口部分における入射光および透過光を測定する。
【０１９８】
図２３に示されているのは、光を使用する処理システムの処理ゾーン１７０４を有する処理チャンバ１５０１（総称的に流体流動経路）である。光線処理によって処理する流体製品を所望の速度で（矢印２３２８の方向に）流しながら、光線処理で照明する。本実施形態では、処理ゾーン１７０４の入口部を透過する光をとらえるために光学的検出器２３２０が配置され、処理ゾーン１７０４の入口部を照明する入射光をとらえるために光学的検出器２３２２が配置され、処理ゾーン１７０４の出口部を透過する光をとらえるために光学的検出器２３２４が配置され、処理ゾーン１７０４の出口部を照明する入射光をとらえるために光学的検出器２３２６が配置されている。光学的検出器２３２０、２３２２、２３２４、２３２６は、上述したいずれかの光学的検出器またはプロセスモニタであってもよい。例えば、一実施形態では、光学的検出器はフォトダイオードであり、一方他の実施形態では、分光放射計に通じる光ファイバプローブである。１つまたは複数の光源（不図示）によって提供される光線処理は、本明細書に記載されているもののような任意のパルスまたは連続波光線処理であってもよい。
【０１９９】
光学的検出器２３２２、２３２４、２３２６、２３２８の測定値は、分析に向けてコントローラ２３３０（または他のプロセッサまたはモニタ）に入力される。いくつかの実施形態では、分光放射計（不図示）が、様々な光学的検出器とコントローラ２３３０の間に結合されることを注記する。
【０２００】
本実施形態では、入口部における強度またはフルエンス測定値を出口部で採取した測定値と比較する。したがって、処理ゾーンの入口における吸収光と処理ゾーンの出口における吸収光との間に差があるかどうかを判断することができる。例えば、そのような差を利用して、処理チャンバの流動経路（処理ゾーン１７０４）の長さにわたる、処理される流体製品の濃度の変化の有無を判断したり、または変化を確認することが可能である。これらの測定値を利用して、処理ゾーンの長さにわたる処理ジオメトリの変化の有無、例えば処理ゾーンの厚みが入口から出口にかけて異なっているかどうかを判断したり、またはその変化を確認することも可能である。他の実施形態では、これらの測定値を利用して、処理ゾーンの長さにわたる流体製品の特性の変化、例えば血液製品において、入口から出口にかけてのタンパク質濃度の変化を判断することもできる。さらなる実施形態では、これらの測定値を利用して、処理ゾーンの長さにわたって変性タンパク質または汚染物質がシステムコンポーネントに蓄積しているかどうかを判断することもでき、交換処理チャンバを必要とするときを判断する上で有益であると考えられる。
【０２０１】
光学的検出器２３２０と２３２２の間の測定値の差をとることによって、上述した吸収プロフィルと同様に、入口部における吸収のレベルを測定する。同様に、光学的検出器２３２４と２３２６の間の測定値の差をとることによって、出口における吸収のレベルを測定する。これら２つの吸収値を比較して、入口部から出口部にかけての吸収の変化を判断する。
【０２０２】
いくつかの実施形態では、入口部と出口部への入射光はほぼ同じであると想定されるため、光学的検出器２３２２および２３２６による測定値は使用されず、例えば光学的検出器２３２２および２３２６が存在しないことを注記する。したがって、光学的検出器２３２０および２３２４による測定値をとって、互いに比較して、透過光の変化を測定するが、それは、光学的検出器２３２２および２３２６を使用する実施形態と同様の分析の利点を提供することになる。
【０２０３】
他の実施形態では、測定箇所および比較箇所は処理ゾーンの入口部および出口部に位置する必要がないことを注記する。したがって、第１の箇所から第２の箇所に至るまでの処理ゾーンの長さにわたる吸収の変化を判断するために、第１の箇所および第２の箇所において入射および透過光を測定する。また、処理チャンバに流す流体は、緩衝流体であっても、本明細書に記載されている処理対象流体製品であってもよい。
【０２０４】
再び図２２を参照すると、広義には、本発明の一実施形態による方法は、処理システムの処理チャンバであって、光線処理によって処理される製品を包含する処理チャンバを光線処理で照明するステップ（ステップ２２１０）を含む。処理チャンバの一部および製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。光線処理は、本明細書に記載されているような任意の光線処理であってもよい。
【０２０５】
次に、処理チャンバの第１の部分に近接する第１の位置における、処理チャンバを透過する光線処理の一部のフルエンスレベルを測定する（ステップ２２１２）。また、処理チャンバの第２の部分に近接する第２の箇所における、処理チャンバを透過する光線処理の一部のフルエンスレベルを測定する（ステップ２２１４）。第２の箇所は第１の箇所から位置的にずれ、第１の箇所および第２の箇所は、処理チャンバまたは処理ゾーンのプロフィルの一部のなかにおさまる。例えば、図２３に示されるように、処理チャンバの２つの異なる箇所に位置する部分に対応する処理チャンバの通過側の２つの異なる箇所に光学的検出器２３２０および２３２４が配置される。
【０２０６】
図２３に示されるように、一実施形態では、第１の部分は処理ゾーンの入口部で、第２の部分は処理ゾーンの出口部である。しかしながら、第１および第２の部分は、処理ゾーンのプロフィルまわりの様々な位置に配置され得ることが理解される。
【０２０７】
概して、この方法は様々な目的に用いることができ、そのうちのいくつかについては、図２３から２５の実施形態においてより詳細に説明する。しかしながら、一般的には、処理対象製品は、本明細書に記載されているような任意の製品、例えば光線処理の一部を透過させる固体または流体（流動または静止流体）であり得る。また、製品が流体である場合は、該流体は緩衝流体であっても、試験流体であっても、または光線処理によって処理される流体製品であってもよい。
【０２０８】
また、一般には、図２３の実施形態に関連する図２２の一般的な方法を実行する装置は、光線処理によって処理される製品を収容するための処理チャンバを含むものとする。処理チャンバの少なくとも一部および製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。処理チャンバの第１の部分を透過する光のフルエンスレベルを測定するように配置される第１の光学的検出器、および処理チャンバの第２の部分を透過する光のフルエンスレベルを測定するように配置される第２の光学的検出器も含まれる。第２の部分は第１の箇所から位置的にずれる。いくつかの実施形態では、これらの測定値を利用して、例えば、様々な部分での処理チャンバを透過するフルエンスの照射量マッピングを生成し、または流体の流れまたは処理の長さにわたる吸収または透過の変化を分析することができる。
【０２０９】
図２３の実施形態に適用すると、製品は流体で、該流体は照明ステップ（ステップ２２１０）を通じて処理チャンバを流される。本実施形態では、該方法を用いて、処理チャンバの流体の流れの長さの一部にわたる吸収の変化を判断する。一実施形態では、図２３のデバイスを使用して図２２のステップを実施することができるが、他の構造体を使用して本発明の実施形態を実施できることを理解すべきである。流体は緩衝流体であっても、光線処理によって処理される流体製品であってもよい。光線処理は、本明細書に記載されている任意の光線処理であり得る。
【０２１０】
次に、ステップ２２１２および２２１４の後に、測定されたフルエンスを例えばコントローラ２３３０によって比較する。上述したように、これらの測定値は、第１の部分と第２の部分の間の処理ゾーン内の流体の流れの長さに沿った流体の吸収の変化に関する情報を提供することができる。
【０２１１】
図２３に関連する代替的な実施形態では、ステップ２２１２および２２１４が、処理ゾーンの第１の部分および第２の部分を照明する光のフルエンスレベルを測定することを含む。この代替的な実施形態では、それぞれの部分を照明する測定フルエンスと処理ゾーンのそれぞれの部分を透過するフルエンスレベルとの差をとることによって、第１の部分および第２の部分における吸収のレベルを測定する。次いで、これらの吸収レベルを比較して、流動経路に沿う様々な点からの吸収の変化を判断する。
【０２１２】
上述したように、第１の部分から第２の部分にいたる処理チャンバ（または処理ゾーン）の長さに沿う透過光の吸収またはフルエンスの変化は、流体製品の濃度の如き、流体製品の特性の変化を示し得る。これらの変化は、例えば、第１の部分から第２の部分にいたる血液製品のタンパク質濃度の変化をも示し得る。また、処理チャンバまたは区間の厚みの如き形状の変化を判断することができる。また、例えば処理チャンバの過度の使用による、処理チャンバ内の変性物質の蓄積を判断することができる。
【０２１３】
次に図２４を参照すると、本発明のさらに他の実施形態による、処理チャンバ全体にわたる光線処理のスペクトルプロフィルを得るために使用される検出器アレイの簡易斜視図が示されている。本明細書に記載されている処理チャンバのいずれかであり得る処理チャンバ１５０１が示されている。上述した、処理チャンバを透過する光を測定する２つの光学的検出器、例えば光検出器または光ファイバプローブではなく、検出器アレイ１７０２を処理チャンバ１５０１の（本実施形態における処理チャンバ１５０１のフローチャンバのプロフィルの少なくとも一部に対応する）処理ゾーン１７０４全体の背後に配置する。例えば、検出器アレイ１７０２は、（例えば板または他の構造体に配置される）処理ゾーン１７０４の背後に格子状に配列された光ファイバプローブ１６０２のアレイである。いくつかの実施形態では、光ファイバプローブの１つまたは複数のプローブを、波長のスペクトル内の個々の波長におけるフルエンスレベルの測定を同時に行うことを可能にする１つまたは複数の分光計、例えば分光放射計に入力する。代替的な実施形態では、光ファイバプローブ１６０２は、個別的な感光デバイス（例えばフォトダイオード）の如き他の検出器またはコレクタであってもよいし、荷電結合素子（ＣＣＤ）アレイを含むこともできる。
【０２１４】
検出器アレイ１７０２を使用することで、処理チャンバ１５０１の処理ゾーン１７０４のプロフィル（例えばフローチャンバのプロフィル）の少なくとも一部の照射量マッピングを作成するための測定値がプロセスコントローラに提供される。したがって、処理チャンバ１５０１を透過する光エネルギーが、処理ゾーン１７０４（すなわち走査領域）の一部、好ましくは全部分にわたって収集される。流体を流さずに、この検出器アレイ１７０２を使用して、処理ゾーン１７０４のプロフィルの一部にわたって光線処理の均一性を試験する。水または他のより吸収性の強い流体の如き、既知の一定の光学密度を有する流体を流すことによって同じ試験を行うことが可能である。処理に際して、処理チャンバ１５０１に流体製品を流しながら、流体の光線処理の吸収の均一性を試験する。上述したように、特に血漿誘導体および他のバイオプロセッシング流体を用いる場合は、過度のタンパク質の損傷を回避しながら、それと同時に流体製品の処理効果、例えば微生物、ウィルス、バクテリア、病原体などの殺菌効果を最大にするように、流体製品の均一な処理を確保することが重要である。
【０２１５】
いくつかの実施形態では、処理ゾーン１７０４のプロフィルの少なくとも一部を通過する光を測定するために検出器アレイ１７０２を配置できることを注記する。例えば、検出器アレイ構造体の大きさを処理ゾーン１７０４のプロフィルより小さくしてもよいし、あるいは光ファイバプローブ１６０２（または他の光学的検出器）が検出器アレイ構造体の一部のみを覆うようにしてもよい。当該実施形態では、フローチャンバまたは処理ゾーン１７０４の全部分より小さい部分を透過する光を測定するように、検出器アレイ１７０２の大きさを調整することができる。したがって、検出器アレイは、コントローラ１７０６（またはプロセッサもしくは他の監視デバイス）が、検出器アレイ１７０２の測定値に基づいて、処理ゾーン１７０４のプロフィルの少なくとも一部の照射量マッピングを作成することを可能にする。
【０２１６】
いくつかの実施形態では、光学的検出器、例えば光検出器１５０６および１５０８またはファイバプローブ１６０２と処理チャンバとの間にレンズシステム（不図示）を配置して、透過光をそれぞれのプロセスモニタに集光することができる。当該レンズシステムは、単一のレンズまたは複数のレンズを含むことが可能である。したがって、各光学的検出器と処理チャンバの間にレンズを配置することができる。他の実施形態では、放射光のエネルギーをＣＣＤアレイに集光するために、処理チャンバとＣＣＤアレイ（不図示）の間にレンズを配置することができる。これらの実施形態では、ＣＣＤアレイは、他の代替的なタイプのプロセスモニタである。
【０２１７】
図２４の実施形態を図２２で説明した方法に適用すると、図２４の構造は同じステップをたどる。ただし、さらには、測定ステップ（ステップ２２１２および２２１４）に基づいて、処理チャンバのプロフィルの少なくとも一部に対する照射量マッピングを作成する。例えば、コントローラ１７０６がこのステップを実施する。
【０２１８】
ここでも、ステップ２２１０の光線処理は、微生物を不活性化するための、本明細書に記載されているような任意のパルスまたは連続波光線処理であってもよい。製品は、光線処理によって処理される任意の製品、例えば固体、液体または気体状の製品であってもよい。いくつかの実施形態では、製品は、処理システムの処理ゾーンを流れる流体製品であるのに対して、他の実施形態では、製品は処理システム内で静止し、流体であってもなくてもよい。
【０２１９】
しかし、本実施形態では、処理チャンバの追加的な部分に近接する複数の追加的な位置において、処理チャンバを透過する光線処理の一部のフルエンスレベルを測定することによってステップ２２１２およびステップ２２１４のフルエンス測定を補足する。例えば、それらの箇所は、検出器アレイ構造体上の様々箇所である。図示されるように、各々の追加的な箇所は、全体的に、互いに、かつ第１の箇所および第２の箇所から位置的にずれている。また、多くの実施形態では、様々な測定箇所が、処理チャンバまたは処理ゾーンのプロフィルの少なくとも一部を実質的にカバーしている。
【０２２０】
また、図示されるように、測定ステップ、例えばステップ２２１２、２２１４、および追加的な測定ステップは実質的に同時に行われる。光学的検出器は、検出器アレイ１７０２の構造体状の様々な箇所に配置されるため、これは容易に観察される。
【０２２１】
処理チャンバのプロフィルの照射量マッピングを作成する追加的なステップを実施するときに、処理ゾーンのプロフィルは、処理ゾーン全体または処理ゾーンの一部のプロフィルであり得ることを注記する。一般に、光学的検出器は、光線処理を提供する光源と処理ゾーンの反対側に面するように配置される。これらの光学的検出器は、例えば光を分光計、例えば分光放射計に入力する個別の光検出器または光ファイバプローブであってもよい。フルエンス測定は、フルエンスが存在するかしないかという観点のフルエンス測定であってもよいし、フルエンス測定は、所定の波長におけるフルエンスレベル測定であってもよいことを注記する。
【０２２２】
一実施形態では、図２４の装置は、図１の流体処理システム１００の如き、光を使用して製品を処理する、例えば本明細書に記載されているように微生物を不活性化する処理システム内に使用されて、図２２の方法を実施できることを注記する。しかし、様々な製品を処理するために様々な構成を有する他の光線処理システムによってこれらのステップを実施できることを理解すべきである。
【０２２３】
次に図２５を参照すると、本発明のさらに他の実施形態による、処理チャンバ（または処理ゾーン）の異なる部分にわたる光線処理のスペクトルプロフィルを得るために使用される調整可能なｘ−ｙ並進テーブル上に一体化された光学的検出器の簡易斜視図が示されている。本実施形態では、光学的検出器１７１０および１７１２は、処理チャンバ１５０１の処理ゾーン１７０４に基づいてそれぞれの光学的検出器１７１０および１７１２のｘ−ｙ位置を調整するｘ−ｙ並進テーブル１７１４に統合される。当該ｘ−ｙ並進テーブル１７１４は当該技術分野においてよく知られている。出力１７１６は、プロセスモニタの出力が分析に向けてプロセスコントローラまたは他の監視システムに連結されることを可能にする。これらの光学的検出器１７１０および１７１２は、光ファイバプローブ、フォトダイオード（または他の光検出器）、圧力変換器または熱電対列、あるいは本明細書に記載されている他のプロセスモニタであってもよい。一実施形態では、光学的検出器１７１２は、例えば２２５から４００ｎｍのＵＶ光を測定するように構成された光ファイバプローブ（あるいは光検出器）であるのに対して、光学的検出器１７１０は、４００から９５０ｎｍの光を測定するように構成された光ファイバプローブ（あるいは光検出器）である。これらのプロセスモニタは、任意の特定範囲の波長または単一波長を有する光を測定するように構成され得ることを注記する。
【０２２４】
処理チャンバの少なくとも一部または処理ゾーン１７０４、例えば全処理ゾーン１７０４を連続的に走査して、流体処理時に較正および／またはプロセス監視を行うために、光学的検出器１７１０および１７１２を装着する。これは、処理領域にわたる光線処理の均一性に関するさらなる情報を提供し、汚染領域を識別し、十分に処理されていない処理ゾーンの領域を特定するものである。
【０２２５】
図２５の実施形態を図２２で説明した方法に適用すると、図２５の構造は全体的に同じステップをたどる。しかし、また、測定ステップ（ステップ２２１２および２２１４）に基づいて処理チャンバのプロフィルの少なくとも一部に対して照射量マッピングが作成される。
【０２２６】
ここでも、ステップ２２１０の光線処理は、製品を処理するための、例えば微生物を不活性化するための、本明細書に記載されているような任意のパルスまたは連続波光線処理であってもよい。製品は、光線処理によって処理される任意の製品、例えば固体、液体または気体状の製品であってもよいが、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させるものとする。いくつかの実施形態では、製品は処理システムの処理ゾーンを流れる流体製品であるのに対して、他の実施形態では、製品は処理システム内で静止し、流体であってもなくてもよい。
【０２２７】
しかし、本実施形態では、測定ステップ２２１２および２２１４は様々に実施される。例えば、照明ステップ２２１０に先立って、第１の箇所に光学的検出器を配置し、次いで処理チャンバを照明する。次に光学的検出器を第２の箇所に再配置して、再度照明を行う。例えば、図２５のｘ−ｙ並進テーブルを用いてプロセスモニタを配置することができるが、他のデバイスを使用して当該配置を行うことができることを理解すべきである。次いで、処理チャンバのプロフィルの一部のなかの様々な位置に配置される光学的検出器のフルエンス測定値に基づいて、照射量マッピングを生成する。
【０２２８】
いくつかの実施形態では、第３、第４、第５の箇所等でさらなる再配置、照明および測定ステップを実施して、より精細度の高い照射量マッピングを作成する。コントローラまたはプロセッサを光学的検出器の出力に結合し、それを使用して照射量マッピングを作成する。上述したように、照射量マッピングは、処理ゾーンのプロフィル内におけるフルエンスと位置のプロットすなわちマッピングで、処理ゾーンにわたる処理が均一であるかどうかを判断するのに有用である。いくつかの実施形態では、光学的検出器の測定値と、処理ゾーンを照明する光を測定するように配置された光学的検出器からの光線処理の測定値とを比較して、処理ゾーンのプロフィルにわたる吸収プロフィルとして照射量マッピングを確定することを注記する。
【０２２９】
図２５の装置に関連する図２２の方法は、処理チャンバに流体製品を流し、処理チャンバおよび流体製品を照明しながら実施することができることをさらに注記する。
【０２３０】
実施形態および使用する光学的検出器のタイプに応じて、フルエンス測定値は、光線処理の１つまたは複数の波長にわたるフルエンスを示す単一測定値であってもよいし、あるいは第１の箇所で収集される光線処理の多波長にわたる複数のフルエンス測定値を含んでいてもよい。
【０２３１】
一実施形態では、図２５の装置は、図１の流体処理システム１００の如き、本明細書に記載されている、光を使用して微生物を不活性化する処理システム内に用いられる図２２の方法を実施することができる。しかし、様々な製品を処理するためには様々な構成を有する他の光線処理システムによってこれらのステップを実施できることを理解すべきである。
【０２３２】
以下の説明は図２６Ａから２６Ｃに関するものである。最初に、図２６Ａを参照すると、本発明の一実施形態による、分光計に使用される光源を示す図が示されている。
【０２３３】
本発明のいくつかの実施形態によれば、分光放射計を使用して、波長のスペクトルを有する光線処理の複数の波長の各々におけるフルエンスレベル、例えば各々の波長のフルエンスレベルを測定する。当該技術分野において知られているように、分光放射計は、市販されているデバイス、例えば米国フロリダ州ＤｕｎｅｄｉｎのＯｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃｓ社のミニチュアファイバオプティクスペクトロメータ（型式 Ｓ２０００）である。典型的には、当該分光計２６０２の絶対放射度の較正を行うために、波長の範囲を較正するための較正光源（例えばランプ）が使用される。ランプ製造元は顧客に較正ファイルを支給する。この較正ファイルは、較正光源のスペクトルレンジ内の各々の個別波長におけるフルエンスレベルのリストである。較正ファイルは、標準化された距離および動作設定において、標準化された光源、例えばＮＩＳＴ（国立標準技術研究所）追跡可能光源２６０４（一般に「較正光源」とも称する）で分光放射計を照明することによって生成される。例えば、３０ワット重水素ランプは、ＮＩＳＴ追跡可能ＵＶ較正光源、例えば図２６ＡのＮＩＳＴ追跡可能光源２６０４の一例である。３０ワット重水素ＵＶランプは、約半メートルの距離におけるランプの遠視野放射度パターンで動作するように設計される。
【０２３４】
しかし、小さな放射度（フルエンス）収集デバイス、例えば光学的コレクタ２６０６を備えた分光放射計は、ＮＩＳＴ追跡可能光源２６０４の標準化された距離Ｒ１で較正するのに十分な感度を有していない。不利なことには、３０ワット重水素光源は、現在、ユーザが利用できる最も放射度の高いＮＩＳＴ追跡可能ＵＶ源（２００から４００ｎｍ）である。
【０２３５】
それを補うため、ユーザは、分光放射計２６０２を較正するのに十分な信号強度を高めるために、較正ファイルに必要とされる距離Ｒ１より、ＮＩＳＴ追跡可能光源２６０４を分光放射計２６０２に物理的に近づけることができる。この場合、ユーザは、１／Ｒ2法則に従って、提供された較正ファイルの絶対値を調整する。この法則は、点源からの放射度は、コレクタ２６０６から光源２６０４までの距離（すなわち距離Ｒ２）の二乗に反比例して変化するというものである。したがって、コレクタ２６０６と光源２６０４の距離が小さくなると、提供された較正ファイルの値を１／Ｒ2法則に従って調整しなければならない（ただし、Ｒは点光源からコレクタまでの距離である）。
【０２３６】
しかし、多くの場合、当該技術分野で理解されているように、特に、光源２６０４がコレクタ２６０６にとって点源に見えなくなるほどコレクタ２６０６を光源に近づける場合は、１／Ｒ2法則の調整を高精度に用いることはできない。これによって、コレクタ２６０６（例えば分光放射計の光ファイバプローブ）が、ＮＩＳＴ追跡可能光源２６０４の近視野にくる。したがって、調整された測定フルエンスレベルの絶対値は、支給された較正ファイルに正確に対応しない。しかし、較正ファイルの相対値（スペクトル形状）はまだ正確であることを注記する。すなわち、測定フルエンス対波長曲線は、同じ形状を有するが、フルエンスにおける未知の量によって相殺されることになる（図２６Ｂを参照）。そのように、放射度またはフルエンスの値を正確に較正することはできない。
【０２３７】
光線処理を使用する処理システムのいくつかの実施形態によれば、分光放射計２６０２に結合される光ファイバケーブル２６０８に結合された光ファイバプローブの如き光学的コレクタ２６０６を使用して、光線処理の測定が行われる。多くの実施形態では、光源は管状光源である。光ファイバプローブは、非常に狭い角度の入射光のみを集光することが知られているため、多くの実施形態は、光学的コレクタ２６０６に対してディフーザ２６１０、例えば入射角度の広い範囲の入射光を集光することを可能にする余弦補正プローブを採用している。あるいは、余弦補正プローブとしてのディフーザの代わりに、当該技術分野において知られている積分球を使用することができる。また、積分球が大きすぎる場合は、システムサイズ条件にマッチできない。したがって、多くの実施形態では、入射光を余弦補正するディフーザが好まれる。これらの実施形態の多くでは、光線処理を正確に測定するために、多くの入射角度から可能な限り大量の光を集光することが重要である。しかし、当該ディフーザは入射光を減衰させ、それによってＮＩＳＴ追跡可能光源２６０４に対する分光放射計の感度も小さくなる。したがって、いくつかの実施形態では、光学的コレクタ２６１０にディフーザが採用されなければ、分光放射計２６０２は、ＮＩＳＴ追跡可能光源２６０４によって正確に較正されるのに十分な感度を有することになる。したがって、これらの実施形態では、ディフーザを装備した光学的コレクタを有する分光放射計を、製造元支給の較正ファイルを用いて許容誤差内で正確に較正することは不可能である。
【０２３８】
また図２６Ｂを参照すると、本発明の一実施形態による、分光放射計の較正において測定されたフルエンス対波長のプロットが示されている。図２６Ｂを参照しながら、本発明の一実施形態による、分光放射計の較正において実施されるステップを示すフローチャートである図２６Ｃを同時に参照する。
【０２３９】
よって、較正光源、例えばＮＩＳＴ追跡可能光源が、分光放射計を較正するのに必要とされる最小限の放射度を提供しない場合は、２つの較正光源を使用して以下のように較正を行う。
【０２４０】
最初に、光学的コレクタに結合された分光放射計を正確に較正するのに必要とされる最小限の放射度を提供しない較正光源（例えばＮＩＳＴ追跡可能光源２６０４）に対して離れた位置に光学的コレクタ（例えば光学的コレクタ２６０６）を配置する（ステップ２６２０）。したがって、第１の較正光源が、分光放射計の動作スペクトルの第１の波長のスペクトルに対する光学的コレクタに結合された分光放射計を較正するのに十分な信号を提供するように、距離、図２６Ａの距離Ｒ２を第１の較正光源に十分に近づける。光学的コレクタが、第１の較正光源の近視野に配置されるように、第１の較正ファイルにおいて第１の波長のスペクトルに対して指定されたところより光学的コレクタの近くに第１の較正光源を配置する。一実施形態では、第１の較正光源は、２００から４００ｎｍのスペクトルを較正するのに使用される３０Ｗ重水素ＵＶランプである。したがって、一実施形態では、第１の波長のスペクトルは２００から４００ｎｍで、分光放射計の動作スペクトルは例えば２００から１０００ｎｍである。第１の較正ファイルは、２００から４００ｎｍに対する３０Ｗ重水素ランプに対して製造元から提供された較正ファイルである。一実施形態では、光学的コレクタは、光を減衰させながら、同時に幅広い入射角で光を集光することを可能にするディフーザを含む光ファイバプローブである。したがって、ディフーザは、第１の較正ファイルを使用して、第１の較正源により分光放射計を正確に較正させる。
【０２４１】
正確な較正対不正確な較正を参照する場合には、正確な較正とは、得られる測定値が、提供された較正ファイルで指定された値の特定の変動または誤差内にあることを意味することを注記する。
【０２４２】
次に、光学的コレクタから第１の較正光源までの距離に基づいて、第１の較正ファイルを調整する（ステップ２６２２）。例えば、第１の較正ファイルは距離Ｒ１に基づくのに対して、光学的コレクタは、第１の較正光源からＲ２の距離にある。したがって、点源からのフルエンスの絶対値は光源からの距離の二乗に比例するという関係を利用する。しかし、距離Ｒ２では、光源は点源に見えない（すなわち、コレクタは較正光源の近視野にある）ため、絶対値調整が正確にならないことを注記する。分光計に結合されたコントローラ２６０３によってステップ２６２２を実施できることを注記する。
【０２４３】
次に、調整された較正ファイルを用いて分光放射計を較正して、第１の波長のスペクトルに対するシステム較正ファイルを生成する（ステップ２６２４）。例えば、第１の較正光源を照明し、第１の波長のスペクトル内の各波長においてフルエンスレベル測定を行う。これらの値をシステム較正ファイルとして記憶する。図では、図２６Ｃを参照すると、これらの測定の絶対値は正確ではないが、相対値（スペクトル形状）は正確である。曲線２６１２は、２００から４００ｎｍの第１の波長のスペクトルに対する第１の較正ファイルの一実施形態に対するフルエンス対波長プロットを示すのに対して、曲線２６１４（点線）は、正確に測定、較正された場合の実際のフルエンス対波長プロットを示す。曲線２６１２の相対値は、曲線２６１４の値と同じである（すなわち、曲線２６１２は実質的に曲線２６１４と同じ形状を有する）が、２つの曲線の間の絶対値は異なる（すなわち、曲線２６１２はフルエンスにおいて曲線２６１４とずれている）。一実施形態では、コントローラ２６０３は、少なくとも部分的にステップ２６２４を実施する。
【０２４４】
次に、光学的コレクタは、第２の較正光源に対応する第２の較正ファイルにおいて指定された第２の較正光源に対して離れた位置に配置され、その距離は、分光放射計の動作スペクトルの第２の波長のスペクトルに対して分光放射計を較正するのに十分なものとする（ステップ２６２６）。第２の較正源は他のＮＩＳＴ追跡可能光源である。一実施形態では、第２の較正光源は、使用可能な波長範囲が約３５０ｎｍから１０００ｎｍの石英タングステンハロゲンランプ（ＱＴＨランプ）である。ＱＴＨランプは、１０００ワットまでの電力定格で利用可能である。較正光源またはランプ製造元は、約半メートルの距離のＱＴＨランプに基づいて作成された第２の較正ファイルをも支給している。
【０２４５】
そのように、第２の波長のスペクトルは第１の波長のスペクトルの一部と重複し、第１および第２の波長のスペクトルは、分光放射計の動作スペクトルを覆う。例えば、一実施形態では、第１のスペクトルは２００から４００ｎｍで、第２のスペクトルは３５０から１０００ｎｍであるため、３５０から４００ｎｍの範囲が重複する。例えば、分光放射計の動作スペクトルは２００から４００ｎｍ、２００から５００ｎｍ、２００から１０００ｎｍ、３００から５００ｎｍ、３５０から１０００ｎｍ、または具体的な分光計に応じた任意の範囲であってもよく、それは、単一の較正光源を使用して正確に較正することができない。
【０２４６】
次に、第２の較正ファイルを用いて分光放射計を較正して、第２の波長のスペクトルに対するシステム較正ファイルを更新する（ステップ２６２８）。例えば、第２の較正光源を照明し、第２の波長のスペクトル内の各波長においてフルエンスレベル測定を行う。これらの値は、システム較正ファイルに記憶される。図では、図２６Ｂを参照すると、第２の光源は較正デバイスとして正しく使用されるため、これらの測定の絶対値および相対値（スペクトル形状）は正確なものとする。したがって、曲線２６１６は、３５０から１０００ｎｍの第２の波長のスペクトルに対する第２の較正ファイルの一実施形態についてのフルエンス対波長プロットを示す。３５０ｎｍと４００ｎｍの間では、曲線２６１６の絶対値および相対値は曲線２６１４の値と一致することに留意されたい。３５０ｎｍと４００ｎｍの間では、曲線２６１６の相対値は曲線２６１２の値と一致するが、絶対値はずれることにも留意されたい。したがって、２つの較正ステップによる、第１の波長のスペクトルと第２の波長のスペクトルの重複部分の絶対値は、一致しない。一実施形態では、コントローラ２６０３は少なくとも部分的にステップ２６２８を実施する。
【０２４７】
次いで、第１の波長のスペクトルと第２の波長のスペクトルの重複する部分に対応するシステム較正ファイルにおける絶対値の差を求める（ステップ２６３０）。例えば、重複する波長の１つまたは複数の波長における曲線２６１６と２６１２の絶対値の差を求める。一実施形態では、その差は、重複する波長の１つまたは複数の波長に対する第２の較正光源を使用した分光放射計読取り値（曲線２６１６）と第１の較正光源を使用した分光放射計読取り値（曲線２６１２）との比として求められる。いくつかの実施形態では、その差は、単一の個別波長、または複数の個別波長の比の平均として求められる。
【０２４８】
よって、その差に応じてシステム較正ファイルを第１の波長のスペクトルに対して調整して、絶対放射度較正ファイルを生成する（ステップ２６３２）。例えば、第１のスペクトルにおいて第１の較正光源から得られた値に対するシステム較正ファイルの絶対値を、それらが重複するスペクトルにおいて第２の較正源から得られた値と実質的に一致するように調整する。そのように、波長の第１のスペクトル全体が、重複するスペクトルの外側のスペクトルの部分であっても較正に対して一致することになる。換言すれば、３５０ｎｍと４００ｎｍの間で、曲線２６１２と２６１６が絶対値と相対値の両方において一致するように、曲線２６１２を適切な曲線２６１４へシフトさせる。これらの値は、分光放射計の正確な較正を提供する絶対放射度較正ファイルに記憶される。
【０２４９】
最後に、最終チェックとして、絶対放射度較正ファイルを用いて分光放射計を較正することによって、絶対放射度較正ファイルを検証する（ステップ２６３４）。次いで、第２の較正光源エネルギースペクトルを読み出し、そのランプに対する第２の較正ファイルと比較する。これらの読取り値は、切れ目なく、許容範囲内の波長の両集合体に対して、絶対放射度較正ファイルと一致しなければならない。すべての測定値が、第２のスペクトルにおける最初の第２の較正ファイルと一致すれば、このチェックにより、分光放射計が十分に較正されていることが確認されることになる。一実施形態では、コントローラ２６０３は、少なくとも部分的にステップ２６３０、２６３２および２６３４を実施できることを注記する。
【０２５０】
一般に、較正される分光放射計の動作スペクトルおよび感度に応じて異なるスペクトルを有する異なる較正光源を使用できることを注記する。しかし、その動作スペクトル全体にわたって分光放射計を正確に較正するために、単一の較正光源を使用することはできない。すなわち、較正光源の一方に対する較正ファイルにおいて、較正距離（例えばＲ１）からずれたコレクタの距離に対して、支給されたファイルを正確に調整することはできない。したがって、一方の較正源が動作スペクトルの一部に使用され、他の較正光源が動作スペクトルの他の部分に使用される二較正光源システムが使用される。一方の較正源のみを指示通りに使用してスペクトルのそれぞれの部分を較正し、２つのスペクトルの組合せを較正するために、スペクトルの一部が１つまたは複数の波長の分だけ重複するようにする。
【０２５１】
したがって、広義には、この方法は、第一に、分光放射計の動作スペクトルの第１の波長のスペクトルが第１の較正光源で較正され、第１の較正光源は、第１の波長のスペクトルにおいて分光放射計の正確な較正を提供しないものと記載することができる。例えば、第１の較正光源は、正確な絶対放射度較正を提供しないが、相対値またはスペクトル形状に対しては正確である。第二に、分光放射計の動作スペクトルの第２の波長のスペクトルが第２の較正光源で較正され、第２の較正光源は、第２の波長のスペクトルにおいて分光放射計の正確な較正を提供し、第１の波長のスペクトルの一部が第２の波長のスペクトルと重複する。例えば、第２の較正光源は、正確な絶対放射度較正を提供する。そして、第三に、第２の波長のスペクトルと重複する第１の波長のスペクトルの部分における第１の較正と第２の較正の差に基づいて、第１の波長のスペクトルの較正を調整する。これによって、第１の波長のスペクトルおよび第２の波長のスペクトルにわたって分光放射計を較正するのに十分な絶対放射度較正が得られる。
【０２５２】
この方法は、本明細書に記載されている、または分光放射計を較正することが必要とされる他のシステムを使用した処理システムにおいて多様に実施され得ることを注記する。また、図２６Ｃのステップは、コントローラ２６０３、または適切な調整、比較および計算を行うように構成された他のプロセッサによって部分的に実施することができる。
【０２５３】
いくつかの実施形態では、処理システムの使用において測定することが望まれるスペクトルに応じて、２つ以上の分光計を使用して、処理システムの動作スペクトルを十分にカバーすることができる。例えば、一実施形態では、２００から５００ｎｍの動作スペクトルを有する第１の分光計を使用し、３５０から１０００ｎｍの動作スペクトルを有する第２の分光計を使用する。使用される実際の分光計およびそれらの動作スペクトルは、それらが使用されるシステムのニーズに応じて異なることが理解される。
【０２５４】
そのように、図２６Ｃを参照しながら説明したような絶対放射度較正は、分光計毎に実施される（すなわち、分光計毎に絶対放射度較正ファイルが生成される）。アルゴリズムは、各分光計から、帯域に対する各波長および放射度情報を抽出し、それらをつなぎ合わせて１つの連続的なファイルにする。次いで、このファイルを処理して、全スペクトルを表示するか、または選択された波長帯域のエネルギーを計算する。例えば、２つ以上の分光計に結合されたコントローラは、それぞれの測定値をつなぎ合わせて、処理システムの全動作スペクトルに対するフルエンス測定値を生成し、例えば図１７および４８に示される曲線が生成される。
【０２５５】
また、本明細書に記載されるように、多くの実施形態では、１つまたは複数の分光計を使用して、処理システムの使用時における対象スペクトルにわたる各波長における精密光線処理測定を可能にする。多くの実施形態では、これらの測定はリアルタイムで行われ、それによって、様々な光線処理およびシステムパラメータのリアルタイム制御が可能になる。
【０２５６】
以下の説明は、図２７Ａおよび２７Ｂに関するものである。まず、図２７Ａを参照すると、本発明の一実施形態による、光を使用して製品を処理する処理システムに使用される分光計で受光された光を減衰する１つの方法を示す図が示されている。
【０２５７】
光源２７０２、光学的コレクタ２７０４、光ファイバケーブル２７０６、視準光学素子２７０８、中性（ＮＤ）フィルタ２７１０（一般にフィルタとも称する）、焦点調整光学素子２７１２、分光計２７１４（分光放射計など）、フィルタホルダ２７１６およびコントローラ２７１８が示されている。
【０２５８】
分光計２７１４は、本明細書に記載されているような任意の分光計デバイスであってもよく、本明細書に記載されている処理システムの如き処理システムのいずれかに使用できる。
【０２５９】
処理システムの多くの実施形態では、あるフルエンスの範囲内の照明を行うことを目的とした光源が使用される。また、これらの実施形態では、光線処理のフルエンス、例えば提供される照明および／または処理される製品を透過する照明を測定するために分光計デバイスが使用されることになる。しかし、多くの処理用途では、光源２７０２によって生成されるフルエンスは、所定の分光計２７１４での使用に向けて定格されたフルエンスを上回る。よく知られているように、これによって、分光計２７１４の検出器アレイ（例えば、ＣＣＤアレイとも称する図１６Ｂの検出器アレイ１６２２）が飽和する。例えば、分光計の一実施形態では、フルエンスレベルが０．２５Ｊ／ｃｍ2より大きいと、検出器アレイが飽和することになる。また、本例では、処理システムは、フルエンスが０．２５Ｊ／ｃｍ2と３．０Ｊ／ｃｍ2の間の放射度を提供するように設計された光源を使用する。
【０２６０】
そのように、分光計２７１４に入力される光を減衰させながら、それと同時に分光計２７１４の較正（図２６Ａから２６Ｃによる較正など）を維持する。例えば、較正は、較正の±１から２％の範囲内に保持されるものとする。多くの実施形態では、分光計２７１４を較正するのに使用される較正光源は、典型的には、光線処理に使用される光源２７０２より数オーダ暗いこと、また分光計は測定を行うように構成されていることを注記する。これらの場合、最初に分光計２７１４を較正し、次いで処理システム内で分光計２７１４を実際に使用する前に、分光計に入力される光を減衰させる手段を所定の位置に配置する。しかし、実際に使用する前に、光を減衰させる手段を分光計の較正に組み込み、あるいは分光計の実際の値をこの較正によって調整する。
【０２６１】
図２７Ａに示されているように、光源２７０２は光線処理を生成し、その一部が、光学的コレクタ２７０４、例えば光ファイバプローブによるコレクタである。光源２７０２は、パルス光源、あるいは減衰しなければ分光計２７１４の検出器アレイを飽和させるフルエンスレベルを有する多色光を生成する連続波光源の如き、本明細書に記載されているいずれかの光源であってもよい。光ファイバケーブル２７０６は、集光された光を分光計２７１４に結合する。
【０２６２】
分光計２７１４に入力される光を減衰させ、検出器アレイの飽和を避けるために、光ファイバケーブル２７０６にブレーキを設ける。視準光学素子２７０８を光路に挿入して、光ファイバケーブル２７０６から伸びる光を視準してビーム（例えば約１から２ｍｍのビーム）とし、次いでそれを中性フィルタ２７１０に通す。ＮＤフィルタ２７１０をフィルタホルダ２７１６内の所望の位置または指定の方位に保持する。次いで、濾過後の光線は、光線の焦点を調整して光ファイバケーブル２７０６に集める焦点調整光学素子２７１２を通過する。次いで、光を分光計２７１４へ誘導する。
【０２６３】
当該技術分野において知られるように、ＮＤフィルタ２７１０は、所定の透過スペクトル内の入射光の一部を通すことで、光を減衰させる。例えば、所定の中性フィルタ２７１０は、２００から４００ｎｍのスペクトルを有する入射光の１０％を通すことができる。しかし、標準的なＮＤフィルタ２７１０の透過率は、フィルタの面に対して±３％から４％以内で変動し得る。そのように、ＮＤフィルタ２７１０の透過率の不均一性は、透過光の不均一性をもたらし、分光計２７１４の読取り値が較正の範囲内におさまらなくなる。したがって、この不均一性を考慮しない分光計読取り値は大きな誤差を有することになる。この問題は、ＮＤフィルタ２７１０に通す光のスペクトルの幅が大きくなるほど、すなわち透過スペクトルが大きくなるほど深刻になる。例えば、いくつかの実施形態では、ＮＤフィルタ２７１０は、実際のシステムに応じて、２００から３００ｎｍ、２００から５００ｎｍ、２００から１０００ｎｍ、または他の任意の範囲の波長を有する光を通すことができる。ＮＤフィルタ２７１０を通るスペクトルが広くなるほど、光が通るＮＤフィルタ２７１０の領域が広くなって、透過の不均一性が悪化する。
【０２６４】
その問題は、ＮＤフィルタ２７１０を通る光線処理のフルエンスの変動によっても悪化する。例えば、光線処理のフルエンスレベルは透過スペクトルの範囲内で急激に変化し得るので、２４０から２９０ｎｍの波長を有する光を通すＮＤフィルタは不均一に透過させる。したがって、透過スペクトルにわたるＮＤフィルタ２７１０の透過の不均一に対応して正確な分光計読取り値を得るための手段が必要になる。
【０２６５】
次に図２７Ｂを参照すると、分光計の較正を維持しながら分光計２７１４に入力される光を減衰させるのに使用される中性フィルタ２７１０を較正するために実施するステップを示すフローチャートが示されている。
【０２６６】
以下の方法は、分光計に入力される光を減衰させるのに不均一に透過させる中性フィルタを使用すると、分光計較正の変動が所定の誤差しきい値を上回る場合に用いられるのが好ましい。例えば、一実施形態では、較正の±１から２％である。実施態様に応じて、他のシステムはより大きな誤差を許容し得ることを注記する。一般に、ＮＤフィルタ２７１０の透過帯域幅が広くなるほど、または透過スペクトル内の光線処理のフルエンスの変動が大きくなるほど、この誤差しきい値を上回る可能性が高くなる。
【０２６７】
最初に、処理システムの動作において使用されるＮＤフィルタ２７１０をフィルタホルダデバイス２７１６内に配置し、較正光源で照明する（ステップ２７２０）。例えば、図２６Ａから２６Ｃを参照しながら説明したようなＮＩＳＴ追跡可能較正ランプを使用できる。いずれの場合も、多くの実施形態では、較正光源は、製品の処理に使用される光源２７０２よりはるかに小さいフルエンスを与える。例えば、照明の読取り値を分光計２７１４から採取し、コントローラ２７１８に入力する。較正光源が連続波光源である場合は、照明は、正しい読取り値を提供するための規定期間に対応したものとなる。
【０２６８】
次に、フィルタ２７１０をゆっくり（徐々に）回転させ、段階的な位置で照明して、分光計測定値を採取する（ステップ２７２２）。分光計２７１４の測定値は、それぞれ規定の期間にわたって採取される。これらの測定値をコントローラ２７１８に入力し、分析して、透過における「フラットスポット」を検出する。すなわち、特定の角回転に対して透過率が最小になる物理的方位を識別する（ステップ２７２４）。この時点において、システムは、最も均一に光を透過させるＮＤフィルタ２７１０の部分を検出することを目的とするのではなく、透過スペクトルにわたる透過率が回転距離にわたって非常にわずかしか変化しないＮＤフィルタ２７１０の部分または領域を検出して（反復性を確保する）ことを目的とする。好ましい実施形態では、±５度の角回転にわたって透過率が安定しているＮＤフィルタ２７１０の最適な方位を検出するのが望ましい。
【０２６９】
フィルタ２７１０を最適な箇所に配置して使用できるように、この最適なフィルタの方位にマーク付けを行う（ステップ２７２６）。例えば、対応するマークをフィルタホルダ２７１６に設けて整列させる。最適な方位を検出する利点は、フィルタ２７１０を使用する際に、フィルタ２７１０を光路から出し入れすることができ、フィルタ２７１０が最適な方位からわずかにずれたフィルタホルダ２７１６に挿入されても、フィルタ２７１０は実質的に同じ透過特性を提供する可能性がほとんどないことである。
【０２７０】
いくつかの実施形態では、ステップ２７２０、２７２２および２７２４を実施しないことを注記する。あるいは、フィルタ２７１０が使用されるたびに、その方位でフィルタホルダ２７１６内に配置されるように、ＮＤフィルタ２７１０をフィルタ方位としてマーク付けする場合における任意の位置とする（代替ステップ２７２６）。透過特性が実質的に規定の特性を維持するように（以下を参照のこと）、ＮＤフィルタ２７１０がマーク付きフィルタ方位にできるだけ近くなるように注意を払う必要がある。最悪の場合として、透過特性が、フィルタ２７１０の角回転においてマーク付きフィルタ方位から急激に変化した場合に、フィルタホルダ２７１６におけるフィルタ２７１０の方位のわずかなずれによって透過特性が変化し、特定のＮＤフィルタ２７１０に対して較正された分光計読取り値に誤差が生じるおそれがある。しかし、ＮＤフィルタ２７１０をマーク付きフィルタ方位に慎重に合わせると、分光計読取り値は精度を維持することになる。
【０２７１】
該方法はフィルタ２７１０が１つであっても複数であっても適用されることを注記する。しかし、複数のフィルタ２７１０が存在する場合は、すべてのフィルタ２７１０の方位に対して較正できるように、各フィルタ２７１０の方位にマーク付けする必要がある。
【０２７２】
次に、ＮＤフィルタ２７１０をフィルタホルダ２７１６から取り除き（すなわち、光路の所定位置にフィルタが存在しない状態にし）、ベースライン暗電流読取り値を透過スペクトルにわたって採取し、較正光源を活性化して、透過スペクトルの波長にわたって分光計から基準読取り値を採取する（ステップ２７２８）。ＮＤフィルタをできるだけ正確に較正するために、分光計のベースライン暗電流応答をとる。すなわち、光を分光計に入力せずに、分光計２７１４から読取り値を採取する。一実施形態では、分光計に対してすべての光を遮断する。光が存在しなくても、典型的にはベースライン暗電流読取り値が存在する。基準読取り値は、ＮＤフィルタ２７１０を配置せずに、較正光源から分光計に照明が導入される場合の分光計読取り値である。したがって、コントローラ２７１８は、ベースライン暗電流読取り値によって基準読取り値を調整する。
【０２７３】
次いで、フィルタ２７１０をマーク付き方位（最適な方位または他のマーク付き方位）で光路（例えばフィルタホルダ２７１６）に再度配置し、他のベースライン暗電流読取り値を透過スペクトルにわたって採取し、較正光源を照明して、そのスペクトルにわたる分光計からの透過読取り値を採取する（ステップ２７３０）。したがって、コントローラ２７１８は、ベースライン暗電流読取り値によって透過読取り値を調整する。この読取り値は経時的に変化するため、個別的なベースライン暗電流読取り値を採取する。再び、指定期間にわたって、ステップ２７２８および２７３０におけるこれらの読取り値を採取する。
【０２７４】
いくつかの実施形態では、ベースライン暗電流読取り値を採取せず、コントローラ２７１８は、単に（フィルタ２７１０を用いない）直接的な基準読取り値および（フィルタ２７１０を用いた）透過読取り値を使用することを注記する。
【０２７５】
次に、基準読取り値と透過読取り値（各々がそれぞれのベースライン暗電流読取り値に対して調整されている）を比較して、ＮＤフィルタの透過の不均一性に対応する透過スペクトルにわたる透過ファイルを生成する（ステップ２７３２）。そのように、透過ファイルは、透過スペクトルの波長毎に、ＮＤフィルタ２７１０への光の透過レベルを示すファイルである。例えば、光が２００から５００ｎｍの波長を有している場合は、透過ファイルは、やはり波長毎に異なる、２００から５００ｎｍの各々の波長において透過する光の量を示す。一実施形態では、透過スペクトルの波長毎に透過読取り値を基準読取り値で割って、透過ファイルを生成する。
【０２７６】
したがって、この方法は、分光計２７１４の解像度レベルで正確なＮＤフィルタ透過ファイルを生成する。有利には、透過ファイルが把握されると、透過スペクトルにわたる透過の不均一性に応じて、使用される分光計２７１４を波長毎に多様に補償することができる。したがって、使用される分光計２７１４の読取り値は正確で、許容較正誤差内におさまることになる。
【０２７７】
この補償は、分光計較正プロセスにおいて行うことができ、例えば、本来の較正ファイルを透過ファイルによって調整して、システムへのＮＤフィルタの使用に合わせて調整されるシステム較正ファイルを作成する（ステップ２７３４）。例えば、本来のシステム較正ファイルに透過ファイルの逆数を乗じて、特定のＮＤフィルタ２７１０の不均一な透過に対応するシステム較正ファイルを作成する。有利には、本実施形態では、光源２７０２に使用される分光計から採取される読取り値が較正され、不均一なフィルタ２７１０の透過に対して調整される。これによって、光線処理のリアルタイムな分光計測定が可能になる。したがって、様々なコントローラを使用して、これらのリアルタイム測定を分析し、対処することができる。
【０２７８】
あるいは、ステップ２７３２において生成された透過ファイルに基づいて、波長毎に分光計測定値を調整することによって、分光計２７１４が光線処理を測定しているときにＮＤフィルタの不均一な透過に対応することができる。しかし、これにより、これらの測定が行われている間にコントローラ２７１８、または分光計２７１４に結合されたプロセッサにおいてよけいな処理が必要とされ、おそらく遅れが生じる。したがって、好ましくは、使用に際して測定時の調整が必要とされないように、ＮＤフィルタ２７１０の使用に合わせて分光計をあらかじめ較正する。
【０２７９】
広義には、この方法は、第一に、分光計に入力される光を減衰するのに使用されるフィルタ（例えばＮＤフィルタ）に対応する透過ファイルを生成し、フィルタは、透過スペクトル内の光を該フィルタに不均一に透過させ、透過ファイルが波長毎に生成されるものと記載することができる。例えば、一実施形態では、ステップ２７２０から２７３２またはステップ２７２６から２７３２を実施することができる。第二に、分光計の読取り値が、波長毎にフィルタの不均一な透過に対応するように、透過ファイルに基づいて分光計の較正を補償する。例えば、一実施形態では、ステップ２７３４が実施される。
【０２８０】
この方法は、本明細書に記載されている分光計、または分光計を較正することが必要とされる他のシステムを使用して多様に実施され得ることを注記する。また、コントローラ２７１８、または適切な調整、比較および計算を行うように構成された他のプロセッサによって図２７Ｂのステップを部分的に実施することができる。
【０２８１】
システム動作、制御およびフィードバック
このセクションでは、本発明のいくつかの実施形態の動作および制御機能、ならびに自動化されたフィードバックのための測定値の利用について説明する。多くの実施形態では、動作および制御機能は、図１５Ａから２７を参照しながら説明した１つまたは複数の方法を用いて収集された測定値およびデータを利用する。また、１つまたは複数の制御およびフィードバック機能を図２８から４４に示されるようなコントローラに組み込むことができる。多くの実施形態では、本明細書に記載されている制御機能は、処理プロセスを通じて動的に使用することでリアルタイムに自動フィードバックを提供することを目的とする。例えば、所定の製品を処理しながら（例えば、流れる製品を光線処理で照明しながら）、測定を行い、コントローラが、リアルタイムに光線処理および他のシステムパラメータに対して自動的に調整を行う。
【０２８２】
次に、図２８を参照すると、本発明の他の実施形態による、処理チャンバと閃光ランプの間に配置されたスペクトルフィルタを含む処理チャンバの簡易側面図が示されている。処理チャンバ１８０８のフローチャンバの厚みを定める（すなわち、処理チャンバの２つの寸法境界を定める）、第１の窓板１８０４と第２の窓板１８０６の間に保持された処理チャンバ１８０２が示されている。フローチャンバの厚さは、カートリッジ１８１２のねじ１８１０（またはデジタル精密スペーサまたは他のスペーシング構造体、例えば図８のスペーサ８１４）を調節することによって調整可能である。閃光ランプ１５４からの放射光の一部を濾過するために、閃光ランプ１５４と処理チャンバ１８０２の間にフィルタ１８１４を配置する。フィルタは、様々な方法で配置され得る。例えば、図１から３を参照すると、フィルタ１８１４を窓１２８のいずれかの側に配置してもよいし、カートリッジ１３４内に配置することができる。例えば、図８を参照すると、フィルタ１８１４をカートリッジ上部８０２と第１の窓８０６の間に配置することができる。有利には、このフィルタ１８１４は、光源１５４からの光の選択可能なスペクトルフィルタリングを可能にする。いくつかの実施形態では、２つの窓または板の間の距離を定める構造体を２つの板の外側に配置するが、他の実施形態ではそれを２つの板の間に配置できることを注記する（例えば、第１の窓板１８０４と第２の窓板１８０６の間の所定の位置に保持されるスペーサ）。
【０２８３】
また、いくつかの実施形態では、光線処理測定値および／または他のシステム測定値およびパラメータに応じて、処理チャンバまたは処理ゾーンを自動的に調整する。これらの実施形態では、例えば、プロセスコントローラ１８１３によって制御されるドライブモータ１８１１にねじ１８１０を結合する。透過光のフルエンス測定値に応じて、コントローラ１８１３は、そこを流れる流体をより均一に処理するために、処理厚みを減じる必要があると判断することができる。ねじ１８１０を所定量だけ回転させて、処理厚みを変化させるドライブモータ１８１１に制御信号が送信される。そのような処理ゾーンの厚みの変化は、例えば、処理チャンバを流れる流速の測定値、流体製品のタイプ、緩衝流体に対する粒体製品の濃度、測定フルエンス、および製品の吸収量の変化に基づいたものであってもよい。また、いくつかの実施形態では、ユーザは、所望の開始処理チャンバ厚みを入力することができ、次いでそれがコントローラによって設定される。したがって、これらの実施形態では、処理ゾーンの寸法を自動的に設定し、光線処理、流量および／またはシステム測定値／較正に応じて使用時に自動的に調整することが可能である。
【０２８４】
次に図２９を参照すると、本発明の他の実施形態による、処理チャンバを照明する光の熱エネルギーにより、処理チャンバを冷却するデバイスを含む処理チャンバの簡易側面図が示されている。キセノン閃光ランプを使用すると大量の熱が生成するが、多くの実施形態では、処理チャンバおよび光源１５４を冷却する手段は設けられていない。これは、比較的短い動作時間で一回の流体処理が終了するためである。一般に、処理チャンバは、処理製品に影響を及ぼすほどの熱を蓄積しない。
【０２８５】
しかし、生産規模の流体処理システムは、数時間にわたって連続的に動作し得る。したがって、当該システムでは、処理チャンバを冷却する手段が設けられる。また、例えば、光源１５４を囲む外筒１９０２に水または他の液体を流すことによって光源１５４そのものを冷却することができる。したがって、本明細書に記載されている様々な処理システムにおけるパルス光源は、そこに冷却媒体を流すための適切な外筒を含むことができることを注記する。同様に、処理チャンバ１８０２を保持する透過性の窓に圧接して配置された配管１９０６および外筒に、水または空気などの冷媒１９０４を流すことによって処理チャンバを冷却することができる。他の実施形態では、冷却板、熱交換器または渦冷却器、ファン、または冷却材槽への処理チャンバの浸漬によって冷却を行う。あるいは、一実施形態では、処理チャンバ１８０２を保持する窓の外側に冷却管を取りつける。
【０２８６】
次に図３０を参照すると、光線処理を使用して病原体（例えばウィルス、微生物など）を不活性化する処理システムの処理ゾーンの寸法境界を自動的に調整する本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートが示されている。一実施形態では、図１の流体処理システム１００の如き、本明細書に記載されている、光を使用して製品を処理する処理システム内で使用される図２８の装置によって図３０のステップを実施することができる。しかし、様々な目的で様々な製品を処理するために様々な構成を有する他の光線処理システムによってこれらのステップを実施できることを理解すべきである。
【０２８７】
最初に、処理対象製品、および製品を収容する処理チャンバ（または処理ゾーン）を光線処理で照明し、光線処理は、製品を処理するための規定レベルの処理を提供し、処理チャンバは、所定の厚みなどの初期寸法を有する（ステップ５００２）。処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。光線処理は、本明細書に記載されているような任意のパルスまたは連続波光線処理であってもよい。また、光線処理は、製品のウィルス、バクテリア、真菌などを含む微生物の不活性化を目的とすることができ、あるいは光線処理は、製品の改質を目的とすることができる。製品は、光線処理によって処理される任意の製品、例えば固体、液体または気体状の製品であり得る。いくつかの実施形態では、製品は、処理システムの処理チャンバを流れる流体製品であるのに対して、他の実施形態では、製品は処理システム内で静止し、流体であってもなくてもよい。
【０２８８】
次に、処理のレベルを示す量を測定する（ステップ５００４）。したがって、一実施形態によれば、その量は、光学的検出器によって測定される光線処理のフルエンスの測量に対応する。当該光学的検出器は、本明細書に記載されている、または当該技術分野で知られている任意の光学的検出器であり得る。したがって、光学的検出器は、１つの波長における単一のフルエンス測定値、波長のスペクトルに対する単一のフルエンス測定値、または波長のスペクトル内の各波長に対する複数のフルエンス測定値を出力することができる。他の実施形態では、その量は、製品および処理チャンバを照明する光線処理の一部、ならびに製品および処理チャンバを透通する光線処理の一部のフルエンス測定値を用いることによって生成される吸収プロフィルに基づくものである。
【０２８９】
他の実施形態では、該量は、処理ゾーンを流れる流体製品の流速の測定値に対応する。さらなる実施形態では、該量は、緩衝体内の製品の濃度、例えば緩衝流体内の流体製品の濃度の測定値に対応する。当該量は、本明細書に記載されているプロセス検出器や流速検出器、あるいは光線処理のレベルに関連する量を測定するための他の任意の既知の検出器または手段のいずれかを使用することによって測定できる。該量は、上述のタイプの測定値を含むことができ、流れ圧力、処理チャンバ温度および製品の密度のような他のシステム測定値をも含むシステム測定値とも称することができることも注記する。
【０２９０】
次に、規定レベルの処理を維持するために、処理チャンバの寸法を該量に応じて自動的に調整する（ステップ５００６）。一実施形態では、処理チャンバの厚みを自動的に調整する。当該調整は、処理チャンバの寸法を自動的に調整させる適切な制御信号を生成する、処理チャンバに結合されたコントローラによって遂行される。例えば、図２８の実施形態では、透過光のフルエンス測定値に応じて、コントローラは、そこを流れる流体をより均一に処理するために、処理厚みを小さくすることを判断することができる。このコントローラは、ねじを所定量回転させて処理厚みを変化させるドライブモータに送信される制御信号を生成する。他の実施形態では、構成に応じて、処理ゾーンの幅、長さおよび／または体積のような処理チャンバの他の寸法を自動的に調整できる。光線処理過程を通じて、例えば照明ステップおよび測定ステップを連続的に実施しながら、調整ステップを実施できることも注記する。
【０２９１】
いくつかの実施形態では、層流プロフィルを有する製品を流すために、処理チャンバの厚みを制御することが特に重要になる。例えば、厚みが大きすぎると、処理厚みに沿って光源から最も遠い粒子は、処理厚みに沿って光源に最も近い流体粒子と同等に処理されないため、製品の処理が不均一になる。そのように、製品を透過する測定フルエンス、流速および濃度のような指標は、処理チャンバの寸法にわたる光線処理の均一さを示すのに役立つ。
【０２９２】
次に図３１を参照すると、本発明の一実施形態による調整可能フルエンス光線処理システムの簡易図が示されている。光線処理システムの処理チャンバ３００２、処理チャンバ３００２を照明するように配置された光源３００４、光源３００４に結合され、光源３００４を移動させて、光源から処理対象製品までの距離を変化させるポジショナ３００６が示されている。例えば、ここに示される実施形態では、ポジショナ３００６は、製品を収容するように構成された処理チャンバ３００２に向かって伸びる直線軸３００８に沿う選択可能な位置に光源３００４を配置するリニアポジショナである。光学的検出器３０１０および３０１２、ならびにポジショナ３００６および光学的検出器３０１０および３０１２に結合されたコントローラ３０１４も示されている。
【０２９３】
図３１の調整可能フルエンスシステムは、処理チャンバ３００２、およびそこに収容され、またはそこを流れる製品を照明する光のフルエンスレベルに対する自動調整を行う。処理に際して、光源３００４は、処理チャンバ３００２内の製品を処理することを目的とする光線処理で処理チャンバ３００２を照明する。しかし、フルエンスを慎重に制御して、処理チャンバ３００２および製品を照明するフルエンスがあまり大きくならないようにすることが重要である。これは、血漿誘導体の如き高感度な生物学的化合物について特に当てはまる。殺菌率（病原体の対数減少）と過処理によるタンパク質自体の損傷との間の慎重なバランスを確保すべきである。
【０２９４】
最初に、オペレータが、所定のフルエンスレベルで対象物を処理しようとすると、コントローラ３０１４は、光源３００４を処理チャンバ３００２から適切な距離移動させるポジショナ３００６に対して適切な制御信号を生成する。典型的には、使用前に、ポジショナ３００６の各位置（またはステップ）における光線処理のフルエンスレベルを測定し、記憶する。したがって、コントローラ３０１４は、所望のフルエンスまたは処理レベルを提供するために、ポジショナ３００６が光源を配置する処理チャンバ３００２と相対的な位置を決定することができる。上述したように、有利には、光源３００４から処理チャンバ３００２または製品までの直線距離を調整することで、光線処理のスペクトルに影響を与えることなく均一なフルエンス調整が可能になる。いくつかの実施形態では、製品の処理を通じて、例えば製品を照明しながら、この調整が行われる。
【０２９５】
一実施形態によれば、処理チャンバ３００２と相対的な光源３００４の位置が設定されると、光学的検出器３０１０および３０１２は、処理チャンバ３００２を照明し処理チャンバ３００２およびそのなかの製品を透過する光線処理のフルエンスレベルの測定を継続する。これらの測定値は経時的に記憶され、光線処理の測定フルエンスレベルが変化、例えば低下すると、コントローラ３０１４は、ポジショナ３００６に、測定フルエンスレベルが所望のレベルになるまで、直線軸３００８に沿って光源３００４を再配置させる適切な制御信号を生成する。有利には、この方法は、光源３００４および（使用されていれば）反射体組立体３０１６の経年変化を補償する。
【０２９６】
他の実施形態では、（例えばコントローラ３０１４または他のフィードバックおよびコントロールシステムで行われる）他のシステム測定に応じて光線処理のフルエンスレベルを調整する。一実施形態では、コントロールシステムは、光線処理のフルエンスレベルが高すぎること、または所望のフルエンスレベルを下げて、他の所望の処理パラメータに合わせる必要があることを判断できる。そこで、コントローラ３０１４は、例えば光源３００４を直線軸３００８に沿う他の位置に再配置するポジショナ３００６を再配置する適切な制御信号を生成する。
【０２９７】
図３１のシステムは、一般に自動リニアスライドと称することができるリニアスライドサーボドライブ１１２としてポジショナ３００６を具体化するように、図１１に示されるような処理システムに実装することができる。他の実施形態、例えば本明細書に記載されている任意の他の実施形態では、ポジショナ３００６はステッパモータまたは磁気ドライブである。システムが、光源３００４と処理チャンバ３００２または製品との直線距離の自動調整を可能にする限り、他の幾何学的構成を有する他の処理システムに調整可能フルエンスシステムを実装することができる。例えば、処理チャンバに対する各光源の位置を半径方向に調整できるように（すなわち、各ランプの直線距離を調整するように）、いくつかの光源を筒型処理チャンバのまわりに配置することができる。また、いくつかの実施形態では、ポジショナ３００６は、処理チャンバ３００２または製品のほうへ伸びない軸のまわりに光源３００４を移動させるが、この軸に沿う移動によって、光源と製品の直線距離が変化することはない。一実施例は、示されているような軸３００８に垂直な軸に沿って光源を移動させることができる。
【０２９８】
本明細書に記載されている１つまたは複数のコントローラおよびコントローラシステムの機能をコントローラに組み込むことができることを注記する。光源は、本明細書に記載されているように１つまたは複数の光源、例えば連続波またはパルス光源であり得ることも注記する。実施形態に応じて、そのいくつかについて以下に考察する多くの理由により、処理チャンバを照明する光線処理のフルエンスレベルを調整できることをさらに注記する。
【０２９９】
いくつかの実施形態では、処理対象製品を処理チャンバにおさめる必要がないことも注記する。これらの実施形態では、コントローラ３０１４によって光源と製品の距離が調整される。また、光学的検出器３０１０および３０１２の両方が存在する必要はない。例えば、いずれかの検出器、または他の既知の位置に配置された他の検出器の測定値に基づいて、距離の調整を行うことができる。いくつかの実施形態では、検出器は、処理対象製品、流体製品内に配置される。
【０３００】
次に図３２を参照すると、製品を処理するための光線処理のフルエンスレベルを光源から処理対象製品までの距離の自動調整によって調整できる、本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートが示されている。一実施形態では、図１の流体処理システム１００の如き、本明細書に記載されている、光を使用する処理システム内で使用される図３１の装置によって図３２のステップを実施することができる。しかし、様々な製品を処理するための様々な構成を有する他の光線処理システムによってこれらのステップを実施できることを理解すべきである。
【０３０１】
最初に、光源によって生成される光線処理の一部のフルエンスレベルを、光源から所定の距離だけ離れた測定点において測定し、光線処理は製品を処理することを目的とする（ステップ５０１０）。一実施形態では、製品は処理チャンバに収容されるが、製品を処理チャンバに収容する必要はない。一実施形態では、光学的検出器を測定点に配置し、処理チャンバまたは製品、あるいはそれに近接する位置で光を集光するように測定点を位置づける。したがって、いくつかの実施形態では、製品を照明する光源によって生成される光線処理の一部のフルエンスレベルを測定する。他の実施形態では、製品は処理チャンバ内に収容される流体製品で、好ましくは処理チャンバに流される。製品が処理チャンバ内にあるときは、処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。
【０３０２】
光線処理は、製品を処理するための、本明細書に記載されるような任意のパルスまたは連続波光線処理であり得る。例えば、光線処理は微生物の不活性化を目的とする。製品は、光線処理によって処理される任意の製品、例えば固体、液体または気体状製品であり得る。
【０３０３】
次に、光源と、光線処理によって処理される製品との距離を調整することによって、測定点における光線処理のフルエンスレベルを自動的に調整する（ステップ５０１２）。例えば、測定点で光ととらえるように配置された光学的検出器は信号をコントローラに出力し、信号は、測定点における光線処理のフルエンスレベルに対応する。それに応じて、コントローラは、光線処理のフルエンスの調整が必要であると判断し、制御信号を生成する。制御信号はポジショナに、処理される製品の近くまたは遠くに光源を再配置させる。例えば、光源から製品までの距離を変化させる軸に沿って光源を移動させる。いくつかの実施形態では、製品の処理時に自動調整が行われる。
【０３０４】
一実施形態では、自動調整は、光源および／または光源の反射体組立体の老化を補償することを目的とする。例えば、光源および反射体が老化するに従って、フルエンスレベル出力が徐々に低下する。自動調整は、均一な処理レベルを維持するために、光源を製品にわずかに近づけて配置することによって補償を行う。他の実施形態では、自動調整は、測定フルエンスレベルの増減の原因にかかわらず、単に光線処理のフルエンスレベルを一定レベルに維持し、ここでも、製品の均一な処理レベルを確保する。
【０３０５】
次に、図３３を参照すると、製品を処理するための光線処理のフルエンスレベルが、処理される製品の特性の変化に応じて調整可能である、本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートが示されている。一実施形態では、図１の流体処理システム１００の如き、本明細書に記載されているような光を使用する処理システム内に使用される装置のいずれかによって図３３のステップを実施することができる。しかし、様々な製品を処理するために様々な構成を有する他の光線処理システムによってこれらのステップを実施できることを理解すべきである。
【０３０６】
最初に、光線処理システムの処理チャンバ（または流体流動経路）に流体製品を流し、流体製品は初期特性を有する（ステップ５０２０）。処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させることが好ましい。初期特性は、流体製品の任意の特性または特徴、例えば緩衝流体内の流体製品の濃度、流体製品の密度および流体製品の不透明度であり得る。
【０３０７】
次に、光線処理で流体製品を照明し、光線処理は、流体製品の初期特性に基づいたフルエンスレベルを有する（ステップ５０２２）。１つまたは複数の光源は光線処理を生成する。光線処理は、流体製品を処理するための、本明細書に記載されているような任意のパルスまたは連続波光源であり得る。例えば、光線処理は、流体製品内の微生物の不活性化を目的とする。光線処理の少なくとも一部を透過させる処理チャンバの内部または外部に１つまたは複数の光源を配置できることを注記する。
【０３０８】
次に、初期特性が変化したかどうかを判断する（ステップ５０２４）。この判断は、システム測定および／または光線処理測定の結果として行うことができる。例えば、いくつかの実施形態では、例えば適切に配置された光学的検出器を使用して、製品を照明する光線処理の一部および／または流体製品を透過する光線処理の一部を測定する。当該測定値の変化に基づいて、初期特性が変化したかどうかを判断することができる。さらなる実施形態では、入射光および透過光の測定に基づいて流体製品の吸収プロフィルが決定され、吸収プロフィルは、流体製品に吸収される光線処理の量を示す。吸収プロフィルの変化は、特性が変化したことを示唆する。例えば、緩衝流体内の流体製品の濃度が低下すると、吸収される光が減少する。
【０３０９】
他の実施形態では、システム測定値によって特性の変化を判断することができる。例えば、流体製品とともに流体流動経路に計量供給される緩衝流体の量が変化し、それがコントローラに送られる。次いで、コントローラは、特性が変化したことを把握する。
【０３１０】
次に、あらかじめ選定したレベルの処理を維持するために、流体製品の初期特性が変化するに従って、（流動時に）光線処理のフルエンスレベルを経時的に調整する（ステップ５０２６）。好ましい実施形態では、調整は、システム測定値および／または光線処理測定値に対応する自動調整である。多くの実施形態では、本明細書にそれぞれ記載されているような、製品に光線処理を提供する１つまたは複数の光源からの距離を自動的に調整することによってフルエンスレベルを調整する。有利には、光源から製品までの距離を調整することによって、フルエンスが、光線処理の波長のスペクトルにわたって調整される。
【０３１１】
判断ステップおよび調製ステップは、典型的には、様々なシステムおよび光線処理測定値を受け取るコントローラによって実施される。次いで、コントローラは、処理システムのコンポーネントに送信されて適切な調整を行わせる適切な制御信号を生成する。この機能を、本明細書に記載されているコントローラデバイスのいずれかにおいて具体化することができる。
【０３１２】
次に図３４を参照すると、光線処理によって処理される緩衝流体内の流体製品の濃度を光線処理測定値に応じて調整できる、本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートが示されている。一実施形態では、図１の流体処理システム１００の如き、本明細書に記載されている光を使用する処理システム内に使用される装置のいずれかによって、図３４のステップを実施することができる。しかし、様々な製品を処理するために様々な構成を有する他の光線処理システムによって、これらのステップを実施できることを理解すべきである。
【０３１３】
最初に、光線処理システムの処理チャンバ（または流体流動経路）に流体製品を流し、緩衝流体内における所定の濃度で流体製品を流す（ステップ５０３０）。いくつかの実施形態では、処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。
【０３１４】
次に、流体製品を光線処理で照明し、光線処理は１つまたは複数の光源によって生成される（ステップ５０３２）。光線処理は、流体製品を処理するための、本明細書に記載されているような任意のパルスまたは連続波光線処理であり得る。例えば、光線処理は、流体製品内の微生物の不活性化を目的とする。光線処理の少なくとも一部を透過させる処理チャンバの内部または外部に１つまたは複数の光源を配置できることを注記する。
【０３１５】
次に、処理のレベルを示す量を測定する（ステップ５０３４）。例えば、光線処理の１つまたは複数の部分をとらえるように配置される１つまたは複数の光学的検出器を使用して、光線処理の測定値を収集する。一実施形態では、該量を求めるために、製品を照明する光線処理の一部および／または流体製品を透過する光線処理の一部を測定する。さらなる実施形態では、入射光の測定値と透過光の測定値との差に基づく流体製品の吸収プロフィルを決定し、吸収プロフィルは、光線処理のレベル、または流体製品に吸収される光線処理の量を示す。
【０３１６】
次に、規定レベルの処理を維持するために、測定ステップ（ステップ５０３４）に応じて、処理チャンバを流れる流体製品の濃度を自動的に調整する（ステップ５０３６）。例えば、流体製品とともに流動経路に計量供給される緩衝流体の量を変化させることができ、それによって流体製品の濃度が調整されることになる。一実施形態では、１つまたは複数の検出器に結合されたコントローラは、流体製品の濃度の調整（例えば、流体製品の濃度が高すぎるため、光源からより離れた流体製品の部分を、光源からより近い部分と同レベルで処理しないようにすること）が必要であると判断する。コントローラは、流体製品の濃度を調整させる適切な制御信号を生成して送信する。例えば、図１の処理システムでは、制御信号をアクチュエータ組立体１０６および１０８に送って、流体製品および緩衝流体の流れを適切に制御する。本明細書に記載されているコントローラデバイスのいずれかを、光線処理測定値を分析し、流体製品の濃度を自動的に変化させるように構成することができる。当該コントローラを実装するシステムは、１つまたは複数の光源、流体製品を流すための処理チャンバ、光線処理の一部を測定するための１つまたは複数の検出器、コントローラ、および流体の流れの中における流体製品の濃度を調整する手段を有するものとする。
【０３１７】
以下の説明は、図３５Ａから３５Ｃおよび図３６および３７に関するものである。既に説明および例示したように、多くの実施形態では、処理対象製品に対する光源の直線位置を調整することが可能である。すなわち、処理される製品から様々な距離に光源を配置することができる。また、多くの実施形態では、製品、特に光線処理によりタンパク質に過度な損傷をもたらさないことが望ましい高感度な生物学的製品に供給される正確なフルエンスを把握することが望ましい。多くの実施形態では、物理的制限により、光学的検出器が製品に供給される正確なフルエンスを測定する箇所に光学的検出器（例えば光検出器または光ファイバコレクタ）を配置しにくいというのが１つの問題である。以下の記述は、１つまたは複数の基準箇所または基準点において測定されたフルエンスに基づいて、製品に供給されるフルエンスを計算する方法を提示するものである。
【０３１８】
一般に、該方法は、較正および実装を含む。図３５Ａを参照すると、光源３５０２、処理対象製品が配置される箇所３５０４、基準点Ａにおけるコレクタ３５０６、基準点Ｂにおけるコレクタ３５０８、およびコントローラ３５０９が示されている。コレクタ３５０６（基準点Ａ）と箇所３５０４の距離をｘ１とし、コレクタ３５０６（基準点Ａ）と光源３５０２の距離をｘ２とし、コレクタ３５０８（基準点Ｂ）と光源３５０２の距離をｘ３とする。基準点Ａにおけるコレクタ３５０６は、光源３５０２に垂直で、箇所３５０４の通過側で箇所３５０４を貫通する軸に沿って配置されるのが好ましい。
【０３１９】
ここに示されるように、箇所３５０４に製品を配置するときは、箇所３５０４に供給される正確なフルエンスを求めるためには、その箇所に光学的検出器またはコレクタを配置するのが困難である。一般に、コレクタ３５０６は、透光性の製品を透過する光線処理の一部を収集するのに対して、コレクタ３５０８は、製品に入射する光線処理の一部を収集する。しかし、コレクタ３５０８における測定値は、製品に供給されるフルエンスの概算を表すものの、コレクタ３５０８（点Ｂ）は箇所３５０４の正確な位置に配置されないため、これらの測定値は製品に供給される正確なフルエンスを表していない。例えば、コレクタ３５０８は、ｘ方向とｙ方向の両方において箇所３５０４からずれている。また、コレクタ３５０６は、製品に入射する光線処理ではなく、製品を透過する光線処理を測定する。コレクタ３５０６は、製品が光線処理を透過させない場合は使用されない。
【０３２０】
したがって、製品を箇所３５０４に配置する前に（すなわち、光源３５０２とコレクタ３５０６の間に製品が存在しないときに）、フルエンスと距離の関係を示す曲線を生成する。すなわち、基準点Ａから段階的に離れた距離に光源３５０２を配置し、活性化させる。換言すれば、各距離ｘ２におけるフルエンスの測定値を記録できるように、それぞれの距離ｘ２に光源３５０２を配置する。光源３５０２はパルス光源または連続波光源であり得ることを注記する。一実施形態では、各々の段階的な距離ｘ２においてパルス光源をフラッシュするのに対して、他の実施形態では、各々の距離ｘ２において、規定時間連続波光源を活性化させる。
【０３２１】
図３５Ｂは、それぞれの距離ｘ２におけるコレクタ３５０６およびそれぞれの距離ｘ３におけるコレクタ３５０８に対して生成された、フルエンスと距離の関係の曲線を示す。一実施形態では、曲線３５１０は、それぞれの距離ｘ２に対して、コレクタ３５０６（点Ａ）で採取された測定値から生成された曲線であるのに対して、曲線３５１２は、距離ｘ２に対応するそれぞれの距離ｘ３においてコレクタ３５０８（点Ｂ）で採取された測定値から生成された曲線である。（曲線３５１０の）距離ｘ２の最大値において、（曲線３５１２）の距離ｘ３の最大値はそれより小さくなるが、これは、基準点Ｂのほうが基準点Ａよりも光源３５０２に近いことを想定していることを注記する。一般に、距離ｘ２においては、コレクタ３５０６で測定されるフルエンスは、コレクタ３５０８で測定されるフルエンスより低いことを注記する。しかし、それは、特に、コレクタ３５０８がコレクタ３５０６からｙ方向に十分ずれている場合は、常に当てはまるとは限らず、コレクタ３５０８が光源３５０２により近くても、コレクタ３５０８が光源３５０２の全長に沿って収集するフルエンスはより小さくなる。これは、コレクタが入力できる収集角度の範囲にさらに依存することを理解されたい。したがって、構成、使用するコレクタ、および関係するそれぞれの距離に応じて、曲線３５１０と曲線３５１２の差の程度が異なることを注記する。
【０３２２】
次に、曲線適合をプログラム式に生成して、両コレクタ３５０６および３５０８に対して、距離の関数としてのフルエンスとフルエンスの関数としての距離の両方に対する方程式を導く。これらの式に対する係数を較正データとしてファイルに記憶し、後に使用する。コレクタ３５０６および３５０８に結合されたコントローラ３５０９を使用して、上記の判断を行い、光源３５０２の適切な再配置および試験を開始する。フルエンスと距離の関係を示す曲線を実際にプロットする必要はなく、較正データ（すなわちそれぞれの距離におけるフルエンス）を求めて、それぞれの方程式をモデル化するだけでよいこともさらに注記する。
【０３２３】
随意的に、それぞれの曲線３５１０および３５１２に対する距離の関数としてのフルエンスとフルエンス方程式の関数としての距離とを比較することによって、フルエンス関係式の関数としてのフルエンスを導くことができる。そのように、曲線３５１０の所定のフルエンスレベルは、曲線３５１２の所定のフルエンスレベルに対応する。例えば、基準点Ｂにおいて測定されたフルエンスが与えられると、特定の距離を把握しなくても、製品の箇所に存在するフルエンスを求めることができる。
【０３２４】
実装段階において、（例えばフルエンスと距離の関係を示す曲線からからモデル化された方程式からの）較正データを用いて、箇所３５０４における製品に対する光源３５０２の開始位置を選択する。そのように、開始フルエンスは、オペレータによって入力されるか、あるいは処理に対して把握される。曲線３５１０に基づくフルエンス方程式の関数としての距離を用いて、光源３５０２から箇所３５０４における製品までの距離を設定する。例えば、所望のフルエンスをＦ１とすると、Ｆ１をこの方程式に入力して適切な距離ｘ２を導く。しかし、距離ｘ２は、光源３５０２から基準点Ａまでの距離として既に定められている。したがって、図３５Ｃに示されるように、システムは、光源３５０２から箇所３５０４（および製品３５１４）までの距離をｘ２に設定する。これは、箇所３５０４から光源３５０２までの距離がここでｘ２になるように、光源３５０２を基準点Ａ（コレクタ３５０６）からｘ２＋ｘ１の距離のところに配置することによって達成される。したがって、光源３５０２の開始位置はｘ２＋ｘ１の距離で、ｘ２は、曲線３５１０から生成されたフルエンス方程式の関数としての距離における入力フルエンスから求められる。
【０３２５】
次に、使用時には、箇所３５０４に供給される正確なフルエンスは、実際は、曲線３５１０の生成において、処理の前に測定されたフルエンスであることを確認するための方法が提供される。図３５Ｃに示されるように、基準点Ａにおけるコレクタ３５０６は、ここで製品３５１４を透過する光のフルエンスを測定するので、供給されるフルエンスの正確な測定および検証を提供しない。同様に、製品が光線処理を透過させない場合は、基準点Ａにおけるコレクタは全く使用されない。
【０３２６】
このフルエンスを検証するために、基準点Ｂに対する曲線３５１２からモデル化された方程式が利用される。例えば、光源から箇所３５０４までの距離が把握されると、距離ｘ３も把握される。したがって、使用時には、距離ｘ３を、曲線３５１２からモデル化された距離方程式の関数としてのフルエンスに用いて、基準点Ｂ（コレクタ３５０８）での予測フルエンスであるべきものを生成する。基準点Ｂ（コレクタ３５０８）における測定フルエンスが予測フルエンスと一致する場合は、箇所３５０４に供給されるフルエンスが、距離ｘ２に対して基準点Ａで最初に測定されたフルエンスと実質的に等しくなることが示される（図３５Ａ）。測定フルエンスが予測フルエンスでない場合は、製品３５１４に供給されたフルエンスは、コレクタ３５０６で最初に測定されたものと等しくならない。
【０３２７】
測定フルエンスが予測レベルでない場合は、システムコントローラは、光線処理の調整、例えば光源への電力や製品からの距離などの調整を行って、測定値を予測値にすることができる。一実施形態では、基準点Ｂにおける測定フルエンスと予測フルエンスの比を用いて、例えば光源（および反射体）の老化、または光線処理における他の劣化に対応する（図３５Ｃにおける）距離ｘ２に対するスケール調整を決定する。
【０３２８】
システムの使用にわたる様々な時点において検証プロセスを実施する。例えば、この検証は、継続的に実施されるか、または間隔をあけて実施される。
【０３２９】
測定フルエンスは、単一波長で採取された個別的なフルエンス測定値であってもよいし、波長のスペクトル内の光をカバーする個別的な測定値、例えばＵＶ測定値であってもよい。あるいは、フルエンス測定値は、波長のスペクトルにわたる複数の波長であってもよい。そのような場合は、複数の波長のうちの選択された波長におけるフルエンスを用いて、フルエンスと距離の関係を示す曲線を生成する。他の場合では、フルエンス測定値またはレベルは、波長のスペクトルにわたるフルエンスの積分値である。
【０３３０】
そのように、いくつかの実施形態では、コレクタ３５０６および３５０８は、それぞれ適切な分光計、例えば分光放射計に結合される光ファイバプローブである。好ましくは、光ファイバプローブは、広い入力角度で光を受光するように余弦補正される。追加的な実施形態では、各基準点ＡおよびＢにおいて２つのコレクタが使用され、各々のコレクタが、異なる波長の光または異なるスペクトル内の光を集光する。一実施形態では、各基準点における一方のコレクタは（例えば２００から４００ｎｍの）ＵＶ光を集光するのに対して、各基準点における他方のコレクタは４００から１０００ｎｍの光を集光する。また、各基準点における各コレクタは、二チャネル分光放射計のそれぞれのチャネルに入力される。
【０３３１】
また、箇所３５０４において処理される製品３５１４は、固体製品であっても流体（液体または気体）製品であってもよい。また、製品は、光線処理の少なくとも一部を透過させるものであってもよいし、光線処理を透過させないものであってもよい。
【０３３２】
また、基準点の箇所を互いに変化させることもできる。例えば、基準点Ｂにおけるコレクタを基準点Ａにおけるコレクタより光源から遠ざけることができるが、基準点Ｂにおけるコレクタは、製品の処理時に光源からの光を受光するように配置されるものとする。また、代替的に、基準点Ａにおけるコレクタを箇所３５０４よりも光源に近づけた位置に配置してもよい。当該代替的な実施形態では、コレクタは、フルエンスと距離の関係を示す較正曲線の生成に主に使用され、その後、製品の処理に際して除去される。
【０３３３】
規定の容積を有する処理チャンバ内に製品を配置できることも注記する。いくつかの実施形態では、製品は、処理チャンバを流れる流体製品である。したがって、処理チャンバは、本明細書に記載されている処理チャンバ、または当該技術分野において知られている処理チャンバのいずれかと類似していてもよい。
【０３３４】
有利には、上記較正および実施態様を採用することによって、特定の箇所における光線処理のフルエンスレベルを、その箇所に光学的検出器を必要とせずに、推定することが可能である。これにより、コレクタは製品の光線処理に緩衝することがないため、コレクタを所望の箇所に配置する必要がなくなるという利点が提供される。
【０３３５】
次に、図３６を参照すると、本発明の他の実施形態によって実施されるステップを示すフローチャートが示されている。一実施形態では、図３６のステップは、図１の流体処理システム１００の如き、本明細書に記載されている光を使用する処理システム内に使用される、例えば図３５Ａおよび３５Ｃに示されるような装置のいずれかによって実施され得る。しかし、様々な製品を処理するために様々な構成を有する他の光線処理システムによってこれらのステップを実施できることを理解すべきである。
【０３３６】
最初に、光源によって生成された光線処理で製品を照明し、光線処理は、製品を処理することを目的とする（ステップ３６０２）。本明細書に記載されているような１つまたは複数の光源によって光線処理を生成することができる。光線処理は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光を含む。製品は、図３５Ａから３５Ｃを参照しながら説明した、あるいは本明細書の他の箇所に記載されているような任意の製品であり得る。光線処理は、本明細書に記載されているような任意の目的、例えば微生物の不活性化に対応することができる。また、製品を処理チャンバ内に配置することができる。実施形態に応じて、光線処理の少なくとも一部を透過させる処理チャンバの内部または外部に１つまたは複数の光源を配置することができる。
【０３３７】
次に、製品の一部に配置されるフルエンス検出器を使用することなく、製品の一部における光線処理のフルエンスレベルを推定する（ステップ３６０４）。上述したように、いくつかの実施形態では、これは、基本的に、光源から所定の距離に予測されるフルエンスをあらかじめ測定し、その箇所に製品の一部を配置した後、あらかじめ測定したフルエンスが正確であることを確認することによって達成される。図３５Ａから３５Ｃを参照しながら説明した、あるいは本明細書の他の箇所に記載されているような適切な光学的検出器によってフルエンスを測定できることを注記する。フルエンスレベルは、単一波長で採取された個別的なフルエンス測定値であっても、波長のスペクトル内の光をカバーする個別的な測定値であってもよいことも注記する。また、フルエンスレベルは、フルエンスと距離の関係を示す曲線を生成するのに使用される、複数の波長のうちの選択された波長におけるフルエンスであり得ることも注記する。他の場合では、フルエンスレベルは、波長のスペクトルにわたるフルエンスの積分である。
【０３３８】
また、一実施形態では、フルエンスレベルの推定は、光源からの距離の関数としてのフルエンスに基づく。例えば、製品の一部から光源までの距離を把握し、製品の一部においてとらえられるフルエンスを推定する。他の実施形態では、フルエンスレベルの推定は、基準点で測定されるフルエンスの関数としてのフルエンスに基づく。例えば、基準点（例えば基準点Ｂ）で測定されるフルエンスを把握し、製品の一部においてとらえられるフルエンスを推定する。
【０３３９】
したがって、次に、製品の一部以外の箇所に配置されたフルエンス検出器を使用して、製品の一部における光線処理のフルエンスレベルを検証する（ステップ３６０６）。上述したように、一実施形態では、該検証は、第２の基準点で使用される実際のフルエンス測定値と比較される第２の基準点におけるフルエンスの測定値に基づく。
【０３４０】
１つまたは複数の光学的検出器に結合されるコントローラは、ステップ３６０４および３６０６を実施するように構成されることを注記する。
【０３４１】
一実施形態では、図３５Ａから３５Ｃを参照しながら説明したものと同様に、基準点に配置された光学的検出器（例えば基準点Ａにおけるコレクタ３５０６）から第１の距離（例えばｘ２）にある第１の位置に光源を配置することによって、ステップ３６０４を実施することができる。一実施形態では、第１の距離は、光源と、処理時に製品の一部が配置される位置（例えば箇所３５０４）との間の軸に沿う。基準点は、処理時に製品の一部が配置される位置から該軸に沿って第２の距離（例えばｘ１）に配置される。光源は、処理時に製品の一部が配置される位置から該軸に沿って第３の距離（例えばｘ２−ｘ１）に配置される。
【０３４２】
次に、基準点に配置される光学的検出器を、規定のフルエンスレベルを有する光線処理で照明する。この規定のフルエンスレベルは、所定の距離ｘ２で検証される。
【０３４３】
次に、処理時に製品の一部が配置される位置（例えば箇所３５０４）から第１の距離（例えば図３５Ｃのｘ２）にある第２の位置に光源を再配置する。この距離は、光源から基準点までの第１の距離と第２の距離（例えばｘ２＋ｘ１）の合計になることを注記する。
【０３４４】
光源が再配置されると、製品の一部が処理位置にくるように、処理対象製品が配置される。
【０３４５】
製品が配置されると、製品の一部におけるフルエンスレベルが、規定のフルエンスレベルに実質的に等しくなるように規定のフルエンスレベルを有する光線処理で製品が照射される。
【０３４６】
次に図３７を参照すると、処理対象製品と相対的な光源の開始位置を決定するために、本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートが示されている。一実施形態では、図１の流体処理システム１００の如き、本明細書に記載されている光を使用する処理システム内に使用される装置、例えば図３５Ａおよび３５Ｃに示される装置のいずれかによって、図３７のステップを実施することができる。しかし、様々な製品を処理するために様々な構成を有する他の光線処理システムによってこれらのステップを実施できることを理解すべきである。
【０３４７】
最初に、光源によって生成される光線処理の所定のフルエンスレベルを、光源から一定の距離に位置する基準点において測定する（ステップ３７０２）。光源および光線処理は、本明細書に記載されている任意の光源または処理であり得る。例えば、一実施形態では、一定の距離（例えばｘ２）にある基準点（例えば点Ａ）に配置されたコレクタ（例えば図３５Ａのコレクタ３５０６）は、所定のフルエンスレベルを測定する。好ましい実施形態では、光線処理によって処理される製品は、測定ステップ時に存在しないことを注記する。
【０３４８】
次に、基準点における所定の測定フルエンスレベル、基準点から光源までの距離、基準点から製品の一部の箇所までの距離に基づいて、光源から、光線処理で照明される製品の一部の箇所までの距離（例えば図３５のｘ２）を設定する（ステップ３７０４）。そのように、所定のフルエンスを製品の一部に提供することが望まれる場合は、光源が基準点から距離ｘ２＋ｘ１の所にくるように、光源を製品の一部から（図３５Ｃにおける）距離ｘ２の所に配置する。したがって、製品の一部におけるフルエンスは、所定のフルエンスに等しくなる。
【０３４９】
製品は、図３５Ａから３５Ｃを参照しながら説明した、あるいは本明細書の他の箇所で説明したような任意の製品であり得ることを注記する。例えば、製品は、処理チャンバを流れる流体製品であってもよい。処理チャンバが光線処理の少なくとも一部を透過させるように、光源を処理チャンバの内部に配置してもよいし、処理チャンバの外部に配置してもよい。
【０３５０】
次に、設定ステップ（ステップ３７０４）に続いて、製品の一部において受け取られたフルエンスが所定のフルエンスレベルになるように、製品を光線処理で照明する（ステップ３７０６）。実施形態に応じて、少なくとも１つの光のパルス、または連続的な露光によって製品を照明することができる。次いで、製品の一部に配置されるフルエンス検出器を使用せずに、製品の一部における所定のフルエンスレベルを検証する（ステップ３７０８）。
【０３５１】
一実施形態によれば、製品の一部の箇所および光源を貫通する軸に沿う位置に基準点が設けられる。また、この場合、設定ステップ（３７０４）は、光源から製品の一部の箇所までの距離が、光源を移動する前の基準点と光源の距離に実質的に等しくなるように、基準点（例えば点Ａ）から製品の一部の箇所（例えば箇所３５０４）までの距離に実質的に等しい距離（例えばｘ１）だけ光源を移動（または再配置）することを含む。
【０３５２】
図３６および３７の方法は、その構造によって、また図３５Ａから３５Ｃを参照しながら例示および説明した構造の観点で実施できるが、当該方法は、本発明の本実施形態による構造および他の光線処理システムの観点に関連して実施することができる。
【０３５３】
次に、図３８を参照すると、本発明の一実施形態による、処理チャンバの流体流動経路の厚みにわたる様々な粒子速度（速度ベクトル）を示す簡易図が示されている。
【０３５４】
本明細書を通じて記載されているように、静的または流動する特定タイプの流体製品は、パルス光線処理に敏感である。例えば、製品自体を過度に損傷させることなく微生物を不活性化するなど、製品を処理することがしばしば望まれる。このことは、血液製品の如き高感度な生物学的製品の場合に特に重要である。光線処理は、タンパク質損傷の上限レベルを超えることなく最低限の殺菌率を得るとともに、製品を可能な限り迅速に処理するように行われる必要がある。
【０３５５】
流動する流体製品を処理する処理システムでは、この目的を満たすのに、パルス光源の閃光速度が重要になる。例えば、処理チャンバを流れる流体の速度は、所望のレベルの処理を満たすために、パルス光源が放射する速度に影響を与える。また、処理チャンバ３８０２または流体流動経路の形状が、そこを流れる流体の速度に影響を与える。例として、光源と相対的な処理チャンバ３８０２の厚み３８０４（または隙間）に沿い、処理チャンバの厚みに沿う位置に応じて、流体の粒子が異なる速度で流れる。一般に、厚みに沿う粒子の速度は、粒子速度プロフィル３８０８に示されるような放物線状のプロフィルを有する。例えば、図３８に示されるように、処理チャンバ３８０２の境界に沿って流れる流体粒子は、処理チャンバ容積の中央部を流れる粒子よりわずかに低速度で流れる。図３８には、所定の流体粒子に対し、矢印の大きさで相対速度が示されていることを注記する。各々の矢印は特定の速度ベクトルを表す。線３８０６は、典型的には流体の流れのなかのピーク粒子速度である中心線速度を示す。また、境界付近の粒子は、処理チャンバに流入する流体の質量流れ速度３８１０（または平均流速）よりも低速度で流れ、中央部の粒子はそれより高速度で流れる。
【０３５６】
不利なことには、処理チャンバに流入する流体の質量流れ速度３８１０（平均流速）に基づいて、パルス光源の閃光速度を設定すると、いくつかの流体粒子は、質量流れ速度より高速度で流れるため、処理不足になる可能性がある。
【０３５７】
処理レベルでの処理の変動は、処理チャンバのジオメトリによって異なる。いくつかのシステムは、自動または手動の処理チャンバジオメトリ調整を有するか、あるいは単に、処理チャンバを、異なるジオメトリを有する他の処理チャンバと交換することが可能であることを注記する。厚みなどの処理チャンバジオメトリが調整可能なシステムでは、ジオメトリが変化するに従って、粒子が処理不足になり得る度合いが変化する。
【０３５８】
また、流体製品の粘度も、処理チャンバの厚みに沿う粒子の流れの変動に影響する。流体の質量流れ速度はもう１つの要因である。例えば、流体が処理チャンバを流れる速度の変化は、流体の流れのなかの粒子の流速の変動に影響を与え得る。
【０３５９】
よって、処理チャンバを流れる流体の流れのなかの特定の粒子の流速を推定し、次いで質量流れ速度ではなく、特定の粒子の流速に基づいて光線速度を設定する方法が提供される。いくつかの実施形態では、またオペレータが処理不足を懸念する度合いに応じて、特定の流速は、流体の流れのなかの最速粒子の流速、すなわちピーク速度であってもよい。ピーク粒子流速のパーセント値である特定の粒子の流速に基づいて閃光速度を設定することができる。例えば、閃光速度は、ピーク粒子流速の８０％に基づくものであってもよい。
【０３６０】
そのように、閃光速度の基礎となる特定速度は、ピーク以外、すなわち中心線３８０６以外の粒子速度プロフィル３８０８に沿う位置における速度であり得る。一実施形態では、流体製品の光学的特性（例えば吸収）、および厚みの深さを考慮して、粒子速度プロフィル３８０８に沿う適切な粒子速度を選択する。
【０３６１】
次に、図３９Ａを参照すると、パルス光源処理システムの閃光速度を設定するのに用いられる、本発明の他の実施形態において実施されるステップのフローチャートが示されている。そのように、本発明の一実施形態によれば、光のパルスを光線処理として使用する処理システムの処理チャンバを流れる流体内の移動粒子の特定速度を推定し、流体は質量流れ速度で流れる（ステップ３９０２）。いくつかの実施形態では、処理チャンバおよび流体は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる。光線処理は、本明細書に記載されている光線処理の如き、任意の単色または多色パルス光線処理であり得る。特定速度は、最高粒子速度（ピーク粒子速度）であっても、最低粒子速度であっても、または他の粒子流速であってもよい。いくつかの実施形態では、特定の粒子の流速は、中心線速度（典型的にはピーク粒子速度）と質量流れ速度（平均流速）との比である。
【０３６２】
特定の粒子の速度を推定すると、光線処理を最適化するために、特定速度に基づいて、パルス光源によって供給される光のパルスの閃光速度を設定する（ステップ３９０４）。いくつかの実施形態では、中心線速度と質量流れ速度の比に基づいて閃光速度を設定する。
【０３６３】
処理不足が懸念される実施形態では、ピーク粒子速度に基づいて設定された最低限のレベルの処理を確保するために、最速移動粒子を処理するように閃光速度を設定する。しかし、実施態様に応じて、ピーク速度ベクトル以外の特定粒子流速に基づいて閃光速度を設定できることを注記する。一実施形態では、最低限のレベルの処理を満たすために、流体製品の光学的特性および厚みの深さを考慮して、粒子速度プロフィルに沿う適切な粒子速度を選択することを注記する。
【０３６４】
特定粒子流速を測定するために（ステップ３９０２）、一実施形態では、実験の設計（ＤＯＥ）ツールを用いて、いくつかの入力変数の関数としての特定粒子流速に対する方程式を導く。一実施形態では、実験の設計ツールは、特定速度プロフィルの所定の３つの入力変数、すなわち流体粘度（すなわち流体特性）、処理チャンバの厚み（すなわち流れジオメトリ）、および処理チャンバを流れる流体の質量流れ速度をモデル化するための単一の方程式を生成する。他の流体特性および流れジオメトリを用いて異なる方程式をモデル化できることを注記する。１つの変形形態では、粒子速度プロフィルに対して生成された単一の方程式を、中心線速度（すなわちピーク速度）と平均速度の比の観点から表す。したがって、速度ベクトルが、平均速度に対して正規化される。
【０３６５】
最初に、流体粘度、処理チャンバの厚みおよび質量流れ速度を３つの選択可能な値の間で変化させる一連の試験を実行する。各々の試験において、中心線速度と平均速度（ＣＬとＡ）の比を計算または測定して求める。あるいは、特定粒子速度を計算または測定する。一実施形態では、流れに染料を挿入し、光学的センサまたはドプラセンサを使用して、所望の比または速度を求めることによって当該速度を測定することができる。
【０３６６】
一実施形態において、図３９Ｂは、試験の実行条件の表を示す図である。流体粘度は１ｃＰと３ｃＰと５ｃＰの間で変化し、処理チャンバの厚みは１ｍｍと３ｍｍと５ｍｍの間で変化し、質量流れ速度は５０ｍｌ／分と５２５ｍｌ／分と１０００ｍｌ／分の間で変化していたことに留意されたい。得られた中心線速度と平均速度の比は約１．３から１．６の変化を示した。したがって、図３９Ｂに示されている初期の有限要素分析は、粘度、厚みおよび質量流れの変動は中心線速度と平均速度の比に影響を与えることを示している。
【０３６７】
いくつかの実施形態では、実用において、中心線速度と平均速度（ＣＬとＡ）の実際の比に従って閃光速度を設定することが重要である。例えば、オペレータが、ある範囲の動作ＣＬ／Ａ比のうちの最大のＣＬ／Ａ比（約１．６）に基づいて閃光速度を設定しようとする場合は、システムが１．３のＣＬ／Ａ比で実際に動作すると、流体製品の一部が過処理されることになる。一方、ある範囲の動作ＣＬ／Ａ比のうちの最小のＣＬ／Ａ比（約１．３）に基づいて閃光速度を設定する場合は、システムが１．６のＣＬ／Ａ比で実際に動作すると、流体製品の一部が処理不足になる。したがって、いくつかの実施形態では、流体が流れる実際の特定速度、または実際のＣＬ／Ａ比を求め、それに応じて閃光速度を動的に調整することが重要である。
【０３６８】
動作条件の考えられるすべての設定に対して試験を実行する必要性を回避するために、実験の設計（ＤＯＥ）ソフトウェアを利用して、図３９Ｂのデータから単一の方程式を導く。当該ＤＯＥソフトウェアは当該技術分野においてよく知られており、一例としては、米国ミネソタ州ミネアポリスのＳｔａｔ−Ｅａｓｅ社から市販されているものがある。単一方程式は、入力として、流体速度、処理チャンバの厚み、および質量流れ速度を有し、中心線速度と平均速度の比を出力する。したがって、具体的な入力に応じて、得られる特定速度、例えば中心線速度と平均速度の特定比を推定する。当該ソフトウェアは、ＤＯＥソフトウェアに入力されるデータに応じて、その比ではなく特定粒子速度を求めるように構成することも可能である。
【０３６９】
そのように、実用では、流体粘度に応じて、処理チャンバおよび質量流れ速度のいずれか一方または両方を、システム制御の他の態様に従って調整することができ、中心線速度と平均速度の比をリアルタイムで求めることができる。したがって、他のシステムパラメータが変化するのに応じて、パルス光源の閃光速度を調整して、適切なレベルの処理を確保することができる。
【０３７０】
代替的な実施形態では、流体粘度、処理チャンバの厚み、または質量流れ速度の１つまたはそれ以上に基づいて閃光速度を設定できる。例えば、閃光速度を調整するのではなく、特定速度を増減して、閃光速度をより良好に整合するように、質量流れ速度を調整する。他の例では、例えば多少の緩衝流体を計量することによって、流体製品の粘度を調整する。また、閃光速度、および流体粘度、処理チャンバの厚み、または質量流れ速度の１つまたはそれ以上を一緒に調整することができる。
【０３７１】
システムコントローラは、ＤＯＥソフトウェアからの方程式を解いて、必要とされる調整を判断し、次いで適切な調整を行うように構成され得ることを注記する。例えば、コントローラは、閃光速度などを調整する適切なコントロール信号を送る。
【０３７２】
次に、図４０を参照すると、流体を連続的に処理するようにスケール調整された生産流体処理システムの簡易概略図が示されている。固定流体源２０１０を入口チューブ２０１２（供給導管）に結合する。固定流体源２０１０は、大規模な流体槽であっても、指定速度で流体の流れを供給するポンプまたはポンピング機構を有する任意の容器であってもよい。流速検出器２０１４をチューブ２０１２に導入して、流体の流れの速度を検出することができる。検出された流速を用いて、（パルス光源の実施形態における）光源１５４の閃光速度を設定することができる。流速検出器を出口チューブ２０２２に結合して、処理チャンバ２０１６を出る流体の流速をも測定できることを注記する。いくつかの実施形態では、例えば、閃光速度は流速に基づくため、一定の流速を維持することが重要である。したがって、流速検出器２０１４は、常に測定を行い、流速が予測される一定レベルに維持されており、そうでなければ閃光速度が適切な処理レベルを提供しないことを検証する機能を果たす。したがって、本明細書に記載されている実施形態のいずれかに流速検出器を使用して一定の流速を測定し、検証することができる。
【０３７３】
図６を参照しながら説明した熱式感知器や圧力変換器の如き様々な検出器を、流体流動経路内の処理チャンバ２０１６の入口および出口に配置できることも注記する。流体は、本明細書を通じて記載したものと同様の処理チャンバ２０１６を流れる。処理チャンバは、２つの透光性支持構造体（板または窓２０１８および２０２０）の間に配置される。これらの構造体は、処理チャンバ２０１６の少なくとも１つの寸法境界を定める。これらの構造体を上述したカートリッジに組み込んでもよいし、処理チャンバを所定の位置に保持するように構成された個別の構造体としてもよい。また、スペーサまたはスペーシング構造体、本明細書に記載されているような、例えば手動または電子制御されるねじを用いて、板間の距離を可変にすることができる。また、いくつかの実施形態では、これらの板を使用して、処理チャンバのフローチャンバを実質的に均一な流れの形状に合わせることができる。処理された流体は、連続的に、出口チューブ２０２２を介して処理チャンバから流出し、出口槽２０２４に流入する。この実施形態は、例えば、閃光ランプ１５４のフルエンスおよびフラッシュの数に応じて、処理チャンバの冷却を必要とする場合がある。そのように、水または空気の如き冷媒を透光性板２０１８および２０２０に循環させることが可能である。
【０３７４】
代替的な実施形態では、処理チャンバ２０１６は、構造体または板間に配置されず、単に光源１５４からの光を受光するように配置される。処理チャンバ２０１６は可撓性であっても硬質であってもよく、脱着式で使い捨て可能であるのが好ましい。処理チャンバ２０１６を流れる流体は、任意の形状を有することができ、例えば平坦な流れ、層流、管状の流れ、均一な流れまたは乱流、あるいは処理チャンバの寸法によって規定される（または処理チャンバ２０１６を固定し、処理チャンバ２０１６の少なくとも１つの寸法境界を定める構造体２０１８および２０２０によって規定される）任意の流れを提供することができる。有利には、処理チャンバは使い捨て可能であるため、定期的に交換すればよく、洗浄または滅菌する必要はない。例えば図１５Ａから図２７を参照しながら本明細書に説明されている監視方法および構造の１つまたはそれ以上、ならびに図２８から図３９Ｂを参照しながら本明細書に説明されている制御関連方法および構造を、図４０のシステムで実現できることを注記する。
【０３７５】
次に、図４１を参照すると、本発明の一実施形態による、光線処理を使用する流体処理システムについてのシステムレベル図が示されている。流体処理システム１００、コンピュータオペレーティングシステム／ユーザインタフェース２００２およびパルス生成器２００４が示されている。コンピュータオペレーティングシステム／ユーザインタフェース２００２は、流体処理システム１００およびパルス生成器２００４の制御および動作を行うための主な処理および制御システム／制御ソフトウェアを含む。図４１のシステムを使用して、本明細書に記載されている任意の光線処理、例えばパルス光線処理によって任意の製品、流体などを処理できることを注記する。
【０３７６】
ユーザは、流体処理デバイスの動作のための具体的なパラメータ、例えばポンプ速度（流体の流速）、光のスペクトル分布、光線処理のフルエンスまたは強度、露光（例えばフラッシュの数、または流体の特定部分に対する露光時間）、処理ゾーンの厚み、緩衝流体に対する粒体製品の濃度などの１つまたはそれ以上を設定する。オペレーティングシステム／ユーザインタフェース２００２は、流体処理システム１００からフィードバックおよび監視信号を受け取るとともに、パルス生成器２００４を制御する。パルス生成器２００４は、流体処理システム１００に供給されるパルスを生成するもので、米国カリフォルニア州サンディエゴのＰｕｒｅＰｕｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社から入手可能なＰＵＲＥＢＲＩＧＨＴモデル番号ＰＢＳ−１として製造されている。パルス生成器２００４は、エネルギー蓄積キャパシタを充電するＤＣ電源、キャパシタを放電するのに使用されるスイッチ、プログラム設定された時間間隔でスイッチを点火するのに使用されるトリガ回路、および放電パルスをキャパシタスイッチ組立体から収容流体処理システム１００内の閃光ランプに運ぶ高電圧同心ケーブルの集合体を含む。
【０３７７】
図１５Ａから図２７を参照しながら本明細書に説明されている監視方法および構造の１つまたはそれ以上、ならびに図２８から図３９Ｂを参照しながら本明細書に説明されている制御関連方法および構造体を、図４１のシステムで実現できることを注記する。
【０３７８】
一実施形態によれば、コンピュータオペレーティングシステム／ユーザインタフェース２００２の制御システムは、ユーザが望む設定を入力し、適切な試験または処理に合わせてこれらの設定を自動的に実行するコンピュータベースのシステムである。
【０３７９】
制御システムは、使用によるフィードバックを用いて設定を実行し、または使用時に設定を微調整し、または試験または処理を通じて設定を維持する。いくつかの実施形態では、制御システムは、最初のユーザ入力に応じて全自動で動作する。また、制御システムは、すべての試験データを記憶し、結果の分析を行う。
【０３８０】
実施形態、および制御システムが提供する制御のレベルに応じて、ユーザは、初期試験変数として、流体製品の流速、製品の特定部分を曝すフラッシュの数（一般に露光時間）、流体製品の粘度、流体製品の密度、処理される中膜、中膜または製品の濃度、不活性化する微生物、接種レベルおよびフルエンス／フラッシュ（一般に照射量）のうちの１つまたはそれ以上を入力することができる。
【０３８１】
ユーザの入力に応じて、制御システムは、入力パラメータを、光線処理システムのハードウェアによって使用可能な値に変換する。例えば、システムは、光源の充電電圧、流速、露光量（または閃光速度）、光源から製品または処理ゾーンまでの距離、およびユーザ設定を実行する処理ゾーンの厚みを決定する。これらの値は自動的に生成され、様々なシステムコンポーネントに送信される。
【０３８２】
いくつかの実施形態では、制御システムは、システム設定を実行または維持するために、較正データ、例えば使用時に採取した測定値を受け取る。例えば、一実施形態では、製品を処理ゾーンに流して照明する前に、処理ゾーンを閃光で照明する。好ましい実施形態では、分光計、例えば分光放射計を使用して、放射光のフルエンスおよびスペクトルの測定値を求め、それらをコンピュータオペレーティングシステム／ユーザインタフェース２００２の制御システムにフィードバックして適切なパラメータを確認し、必要な変更を加えて、適切な設定を実行する。処理ゾーンのシステムコンポーネントの清潔さのわずかな変化、ならびに光源や反射体などのコンポーネントの老化は、実際の測定パラメータにわずかな影響を与え得ることが確認された。いくつかの用途、とくに高感度な生物学的製品を処理する用途では、流体製品自体を過熱または損なうことなく、適切な接種レベルを達成するために、精密な処理が必要とされる。
【０３８３】
多くの実施形態では、例えば、図１５Ａから図２７を参照しながら本明細書に説明されているプロセスコントローラが制御システムの機能に実装される。例えば、コンピュータオペレーティングシステム／ユーザインタフェース２００２によりソフトウェアで多くの分析および処理ステップ、例えば吸収プロフィルの生成、使用時における処理変更の判断、システム清潔さの判断、および動作条件が満たされているかどうかを判断して、いくつかをリストすることなどが実施される。
【０３８４】
いくつかの実施形態では、処理システムおよび統合制御システムは、所定の製品を効果的に処理するパラメータの最適な集合体を最終的に決定するために、多くの入力変数の自動調整を可能にする試験システムの一部である。異なる流体製品、特に高感度な生物学的製品は、異なるフルエンス、波長、処理チャンバの厚み、露光数などに対して多様に反応し、当該システムを使用して、所定の製品に対する最適なフルエンス、最適な厚み、最適な流速、最適な濃度などを決定する。所定の製品に対してこれらの最適なパラメータが決定されると、対象となる実際の製品に合わせて特別に設計される製造規模のシステムを提供することができる。
【０３８５】
次に、図４２を参照すると、本発明の一実施形態による、例えば図４１のオペレーティングシステム／ユーザインタフェース２００２内に実装されたコンピュータベースの制御システムのハードウェアコンポーネントを示す図が示されている。コンピュータベースの制御システムは、ディスプレイ４２０２、プロセッサ４２０４、ユーザ入力４２１０（例えばキーボード）、メモリ４２０６、較正データ入力４２１２、制御出力４２１４およびバス４２０８を含む。ディスプレイ４２０２、プロセッサ４２０４、ユーザ入力４２１０、メモリ４２０６、較正データ入力４２１２および制御出力４２１４がバス４２０８を介して結合されている。
【０３８６】
一実施形態によれば、制御システムは、ユーザが望む設定を入力し、適切な試験または処理に合わせてこれらの設定を自動的に実行するコンピュータベースのシステムである。該システムは、使用によるフィードバックを用いて設定を初期化および実行し、または使用時に設定を微調整し、または試験または処理を通じて設定を維持する。該システムは、最初のユーザ入力に応じて全自動で動作する。また、制御システムは、すべての試験データを記憶し、結果の分析を行う。
【０３８７】
システムの制御および動作を行うソフトウェアがメモリ４２０６に格納され、プロセッサ４２０４によってランまたは実行される。プロセッサ４２０４はシングルプロセッサであっても、デュアルプロセッサであっても、当該技術分野において知られている他のマルチプロセッサであってもよいが、システムによって多くの命令を同時に実行できるようなデュアルプロセッサが好ましい。ユーザは、ディスプレイ４２０２およびユーザ入力４２１０を介して、システムプロンプトに応じてデータをシステムに入力する。実施形態、およびシステムの制御レベルに応じて、ユーザは、初期試験変数として、流体製品の流速、製品の特定部分を曝すフラッシュの数（一般に露光時間）、流体製品の粘度、流体製品の密度、処理される中膜、中膜すなわち製品の濃度、不活性化する生体、接種レベルおよびフルエンス／フラッシュ（一般に照射量）のうちの１つまたはそれ以上を入力することができる。ディスプレイ４２０２を介して、システムプロンプトならびにユーザ入力をユーザレビューのために表示することができる。
【０３８８】
ユーザの入力に応じて、システムは、入力パラメータを、光線処理システムのハードウェアによって使用可能な値に変換する。例えば、システムは、光源の充電電圧、光源から製品または処理ゾーンまでの距離、およびユーザ設定を実行する処理ゾーンの厚みを決定する。これらの値は、制御出力４２１４を介して様々なシステムコンポーネントに伝達される。
【０３８９】
較正データ入力４２１２は、システム設定または規定の処理レベルを実行または維持するためにシステムによって使用される、システムからのフィードバック値を表す。このデータは、本明細書に記載されている処理過程において収集または測定されるデータのいずれかであり得る。いくつかの実施形態では、較正データは、システムの較正、例えば分光計デバイス、および／または図２６Ａから図２７Ｂを参照しながら説明した、光を減衰させるのに使用されるフィルタの較正時に採取される測定値を含む。
【０３９０】
光線処理デバイスのための既知の制御システムと対照的に、ユーザ入力の実行はすべて自動化されている。すなわち、ユーザは、設定を実行するのに手動調整を行わない。さらに、光線処理デバイスのための既知の制御システムと対照的に、フィードバック測定値を用いて、当該設定の検証および微調整を自動的に行う。
【０３９１】
制御ソフトウェアは、図１５Ａから図３９Ｂを参照しながら説明した方法の如き、本明細書に記載されている方法のいずれかの機能を実行することができる。
【０３９２】
次に、図４３を参照すると、本発明の一実施形態による、制御ソフトウェアによって実施されるステップのフローチャートが示されている。一実施形態では、制御ソフトウェアの機能は図４２の制御システムによって実行され、例えば該ソフトウェアはメモリ４２０６に格納され、プロセッサ４２０４によって実行される。
【０３９３】
図４３を参照しながら、機能的モジュールの観点から、コンピュータベースの制御システムのための制御ソフトウェアの一実施形態を示す図４４を同時に参照する。制御ソフトウェア４４００、パラメータ入力モジュール４４０２、実行モジュール４４０４、較正データ入力モジュール４４０６、分析モジュール４４０８および調整モジュール４４１０が示されている。
【０３９４】
最初に、セットアップが入力される（ステップ４３０２）。このステップにおいて、ソフトウェアは、ユーザインタフェースを初期化する。例えば、適切なユーザインタフェース表示を生成して、システムを動作させるためのパスワードのような情報をユーザに督促する。また、ユーザは、試験に望まれる動作設定を入力するように督促される。これらの入力パラメータは、制御ソフトウェア４４００のパラメータ入力モジュール４４０２に入力される。いくつかの実施形態では、入力パラメータはユーザからではなく、制御システムに結合された他の源、または制御システムそのものから入手されることを注記する。一実施形態では、ユーザは、流速、製品の特定部分を曝すフラッシュの数、流体製品の粘度、流体製品の密度、処理される中膜、中膜すなわち製品の濃度、不活性化する生体、接種レベルおよびフルエンス／フラッシュのうちの１つまたはそれ以上を入力する。処理システムの構成および動作に応じて、ユーザは、他の多くの動作パラメータを入力できることを理解すべきである。
【０３９５】
次に、システムはシステム設定を計算する（ステップ４３０４）。このステップによれば、システムは、入力処理パラメータを実行できるように、システムに対する適切な設定を計算または決定する。例えば、ユーザが所定のフルエンスレベルを入力すると、システムは光源に仕込む電圧を決定し、光源から処理ゾーンまでの距離を決定する。また、システムは、特定の流速を実現するためにアクチュエータまたはポンプデバイスに必要とされる値を決定する。例えば、制御システムは、図３５Ａから図３７を参照しながら説明したような、処理される製品と相対的な光源の開始位置を計算する。
【０３９６】
次に、これらの設定を実行する（ステップ４３０６）。例えば、システムは、パルス生成器、光源、アクチュエータなどの光源処理システムの適切なコンポーネントに送信される制御信号を生成する。設定を実行する適切な制御信号を出力する制御ソフトウェア４４００の実行モジュール４４０４によって、ステップ４３０４および４３０６を実行できることを注記する。
【０３９７】
次に、システムは、実行された設定におけるフルエンスを確認する（ステップ４３０８）。したがって、一実施形態では、光源が活性化、例えばパルス化され、処理ゾーンを照明し、かつ処理ゾーンを透過するフルエンスの測定値が採取される。一実施形態では、分光計によって、多波長にわたるフルエンスが測定される。これらの測定値は、光線処理パラメータを検証するのに用いられる。いくつかの実施形態では、較正データを較正データ入力モジュール４４０６に入力し、制御ソフトウェア４４００の分析モジュール４４０８によって分析する。また、いくつかの実施形態では、較正データモジュール４４０６に入力された較正データは、分光計の較正、または減衰用フィルタの較正の如き他の較正を通じて採取される測定値を含む。
【０３９８】
次に、実験を開始する（ステップ４３１０）。この時点で、一実施形態によれば、既知の光学的特性を有する緩衝液または他の溶液を処理チャンバまたは処理ゾーンに流し、光線処理で照明する。例えば、シリンジ１２０からのＷＦＩを処理チャンバに流す。ここでも、緩衝体を照明する光および緩衝体を透過する光の多波長にわたるフルエンスの測定を光線処理のフラッシュ毎に行い、それを制御システムにフィードバックする。これらの測定値を用いて、光線処理パラメータに対するさらなる調整を行うことができる。緩衝体を流し、パラメータを検証した後に、処理対象製品を処理ゾーンに流し、光線処理、例えば少なくとも１つの光のパルスまたは光エネルギーの連続放射線で照明する。また、いくつかの実施形態では、この較正データまたは測定値を較正データ入力モジュール４４０６に入力し、制御ソフトウェア４４００の分析モジュール４４０８で分析する。
【０３９９】
処理対象製品が流れると、光線処理のパラメータを再びチェックする（ステップ４３１２）。したがって、製品を照明する光線処理および製品を透過する光線処理の多波長にわたるフルエンスの測定を行う。また、この較正データを較正データ入力モジュール４４０６に入力し、制御ソフトウェア４４００の分析モジュール４４０８で分析する。必要であれば、システムの変化、または濃度の変化の如き流体製品の特性の変化によって均一な処理を確保するために、測定値に応じて追加的な調整を行うことができる。いくつかの実施形態では、あらかじめ設定したパラメータにより、所定の時点におけるシステムパラメータの変化を規定できることも注記する。
【０４００】
適切な制御信号を出力する制御ソフトウェア４４００の調整モジュール４４１０によって、システム動作パラメータまたは光線処理パラメータに対する任意の調整を行う。
【０４０１】
次に、動作パラメータおよび設定、ならびにすべてのフルエンス測定値をメモリに記憶する（ステップ４３１４）。次いで、記憶したデータ集合を分析して（ステップ４３１６）、例えば、他のデータファイルと比較して、吸収や経時的な吸収パターンを決定する。一実施形態では、制御ソフトウェア４４００の分析モジュール４４０８によって分析を行う。分光放射計の如き光学的検出器によってフルエンス測定値が採取される各々の点において、波長に対するフルエンスの曲線が生成されることを注記する。好ましい実施形態では、処理／製品を照明する光と、処理ゾーン／製品を透過する光とに対する個別的な曲線を、２つの曲線の差として吸収曲線を生成できるように生成する。当該吸収曲線は、流体製品に吸収される、それぞれの波長における光の量を示すのに有益である。
【０４０２】
いくつかの実施形態では、処理システムは、所定の製品に対する最適な動作パラメータを決定するのに使用される実験システムであるので、多くの実験が実施され、実験毎にデータファイルが記憶される。次いで、このデータを分析して、所定の製品に対する動作および処理パラメータの最適な集合を決定する。
【０４０３】
図４４の機能的ソフトウェアモジュールを参照すると、異なるモジュールの機能が他のモジュールの機能と重複し得ることを注記する。当該技術分野において、この機能は異なる機能モジュールおよびサブモジュール内に多様に仕込まれ、しかも同等に機能し得ることを理解すべきである。
【０４０４】
有利なことには、上述したように、本発明の多くの実施形態の制御ソフトウェアおよびコンピュータベースの制御システムは、オペレータが、処理を実行するのに手動調整を行わなくてすむように完全自動化されている。当該調整は、自動的に決定され、実行される。制御システムは、基本的には、システムが所望の処理に応じて動作する準備が整うまで、またはシステムを所望の処理に維持するために、試験を実施し、調整を行う技師として機能する。また、制御ソフトウェア４２００は、本明細書に記載されているフィードバックおよび制御方法、例えば図２８から３９Ｂを参照しながら説明した方法の１つまたはそれ以上を遂行するのに必要な機能を実行することができる。
【０４０５】
実施例
次に、以下の実施例は、図１１の流体処理システムと類似したデバイスを使用して、パルス光、例えば光源から放射されるＢＳＰＬ処理に対する血漿誘導体のタンパク質の反応、ならびに大腸菌の如き微生物の不活性化を例証する実験結果である。
【実施例１】
【０４０６】
（タンパク質損傷）
アルカリリン酸酵素、乳酸脱水素酵素、酸リン酸酵素およびベータガラクトシダーゼのような様々なタンパク質のＢＳＰＬに対する敏感性についての試験を行った。各タンパク質を全タンパク質濃度が５ｍｇ／ｍｌの流体内に含ませ、静的なチャンバで処理した。処理剤を１ｍｌ試料に作製し、同じものを３つ作製した。各試料を、Ｎ０．２５ＪフラッシュのＢＳＰＬ（ただし、Ｎ＝１、２、４、６、８および１２）に曝した。これは、それぞれ、Ｎ＝１、２、４、６、８および１２に対して、０．２５Ｊ、０．５Ｊ、１．０Ｊ、１．５Ｊ、２．０Ｊおよび３．０Ｊの全エネルギーに対応する。処理に続いて、各タンパク質または酵素を分析して、残留酵素活性の比率を求めた。結果は、残留タンパク質活性の比率（％）とフラッシュ数との関係として図４５にプロットされている。
【０４０７】
図４５に見られるように、それぞれのタンパク質（酵素）がＢＳＰＬに影響される度合いが異なっている。ライン２１０２はアルカリリン酸酵素に対応し、ライン２１０４は乳酸脱水素酵素に対応し、ライン２１０６は酸リン酸酵素に対応し、ライン２１０８はベータガラクトシダーゼに対応する。アルカリリン酸酵素は、ＢＳＰＬに対する抵抗が非常に強く、３ジュールの全エネルギーを照射してもタンパク質活性の低下が見られないのに対して、ベータガラクトシダーゼははるかに抵抗が弱く、０．２５ジュールの全ＢＳＰＬエネルギーで活性の低下を示す。したがって、タンパク質の損傷を最低限に抑えながらバイオプロセッシング流体内の微生物（ウィルス、バクテリアなど）を不活性化することが望まれるので、バイオプロセッシング流体内に存在する具体的なタンパク質に応じて、光線処理のフルエンス、および流体の一部に照射するフラッシュ数が大きく異なることになる。
【実施例２】
【０４０８】
実施例２は、流体が５ｍｇ／ｍｌウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）を含む図１０の流体処理システムの流れにおける処理動力学およびシステム反応を測定する「段階」試験の使用を含む。ＢＳＡは、ＢＳＰＬによる劣化から他の分子を保護するのに有効な既知のタンパク質である血清アルブミンの一形態である。ＢＳＡは、容易に入手可能な血清アルブミン源で、ヒトアルブミンの代わりとして、生体外生物学的試験に広く使用される。２５０ｍｌ／分の流速で試料を流した。実験では、初期処理レベルが高く、２０分間の試験の過程にわたって非処理レベルまで徐々に低下している。閃光ランプに結合されたパルス生成器の閃光速度と流体の流速とを同期させて、４、３、２、１および０パルスの有効処理を確保する。試料率は毎分１試料である。流体試料の大腸菌による接種も行った。２つの異なる処理レベル、すなわちフラッシュ当たり０．１Ｊ／ｃｍ2の「低」フルエンス、およびフラッシュ当たり０．２Ｊ／ｃｍ2の「高」フルエンスに対する結果が図４６にプロットされている。図４６に見られるように、ライン２２０２は低フルエンスを表し、ライン２２０４は高フルエンスを表す。このデータは、閃光速度、流速、フラッシュ数、およびフラッシュ当たりのフルエンスをどのように調整して、所望のレベルの微生物殺菌および／または製品活性回収を確保できるかを示すものである。
【実施例３】
【０４０９】
実施例２などで実施された最適化試験に基づいて、所望の大腸菌殺菌レベルを確保するための最適操作点を選択し、約２時間にわたって操作を行った。本例では、タンパク質濃度（ＢＳＡ）は５ｍｇ／ｍｌＢＳＡで、流速は３００ｍｌ／分であった。流体は大腸菌およびベータガラクトシダーゼをも含んでいた。処理レベルはフラッシュ当たり０．５Ｊ／ｃｍ2で、全エネルギーは１．５Ｊ／ｃｍ2と３Ｊ／ｃｍ2の間であった。４分ごとに試料を採取し、大腸菌のログ減少対時間の結果が図４７に示されている。図４７に示されるように、２時間を経て、殺菌レベルが６から７ログ減少、すなわち微生物不活性化に対する最も望ましい範囲で、多くの用途に対して広く受け入れられる滅菌レベルになった。（上述したシリンジと対照的に）代替的なポンプ組立体および流体容器を使用して、試験流体を２時間にわたって連続的に流したことを注記する。したがって、ここでわかるように、ＢＳＰＬは、血漿誘導体の如きバイオプロセッシング流体におけるタンパク質の損傷を最小限に抑えるためのパラメータのもとで操作される場合でも、微生物を不活性化するのに非常に有効である。
【実施例４】
【０４１０】
（処理厚さが３ｍｍの場合）
実施例４から６では、実験アウトプットとして、殺菌（これらの実験では大腸菌）とタンパク質活性低下（この場合はベータガラクトシダーゼまたはβ ｇａｌ．）の両方を試験する試験を実施した、多くの実施形態では、低レベルのタンパク質活性低下またはタンパク質損傷に対して、高レベルの殺菌を達成することが目標である。したがって、処理効率の指標のための、また処理最適化のツールとしての有益な計量は、殺菌レベル（ログ減少）に対するタンパク質損傷（活性低下率％）である。損傷／殺菌比が低いほどよい。例えば、殺菌が５ログでβガラクトシダーゼ損傷が３０％であれば、損傷／殺菌比＝６になる。殺菌が５ログで損傷が２５％であれば、より良好な損傷／殺菌比＝５が得られる。
【０４１１】
実施例４では、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）（シグマ４０Ｋ０８９８）を（５、１０、１５、２５および５０）ｍｇ／ｍｌの濃度になるように再構成し、１対１０００の希釈率で３ｍｇ／ｍｌのベータガラクトシダーゼ（ＩＣＮ７０２６Ｂ）と混合し（ベータガラクトシダーゼ活性を用いてタンパク質損傷を監視する）、１０6ｃｆｕ／ｍｌまで大腸菌（ＡＴＣＣ１１７７５）を接種した。各接種濃度液を２００ｍｌ／分の流速で１１分の１の実験規模の処理チャンバ（例えば処理チャンバ７０２）に流し、処理深さを３ｍｍとした（処理深さは、カートリッジのそれぞれの窓板間の距離を変えることによって調整される）。流体の各濃度液を処理チャンバに流しながら、それぞれに対して、フラッシュ当たり０．１Ｊ／ｃｍ2と０．６８Ｊ／ｃｍ2の間のエネルギーレベルを供給するように配置された単一閃光ランプからの広域スペクトルパルス光を照射した。処理ゾーンの中心を通る流体が１から５の露光を受けるように、中心線速度に基づいて閃光周波数を変化させた。処理された濃度液の試料を回収し、ベータガラクトシダーゼ活性および大腸菌殺菌についての分析を行った。
【０４１２】
これらの試験の結果を表１に示す。表１のなかの数は、タンパク質損傷対殺菌比で、括弧内の数字は、必要とされたフラッシュの数である。大腸菌殺菌は、試験対象の全エネルギーレベルを通じて、ＢＳＡ濃度に依存することがわかった。それぞれ異なるＢＳＡ濃度に対するフラッシュ当たり（０．２、０．３、０．４および０．６８）Ｊ／ｃｍ2のフルエンスまたはエネルギーレベルにおいて、６ログを上回る殺菌レベルが達成された。これらの流れ条件の各々におけるそれぞれの濃度およびフラッシュ数は、（５ｍｇ／ｍｌＢＳＡに対して０．２Ｊ／フラッシュにおけるフラッシュ数４）、（１０ｍｇ／ｍｌＢＳＡに対して０．３Ｊ／フラッシュにおけるフラッシュ数５）、（１０ｍｇ／ｍｌＢＳＡに対して０．４Ｊ／フラッシュにおけるフラッシュ数３）および（１５ｍｇ／ｍｌＢＳＡに対して０．６８Ｊ／フラッシュにおけるフラッシュ数４）であった。上記流れ条件の各々に対するベータガラクトシダーゼ活性の関数として測定されたタンパク質損傷は、いずれの場合も３０％未満であった。これは、６以下の損傷／殺菌比に対応する。例えば、場合によっては、損傷対殺菌比が５未満、４未満、３未満、そして２未満になる。
【０４１３】
【表１】
【０４１４】
（処理深さが１ｍｍの場合）
本実施例では、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）（シグマ４０Ｋ０８９８）を（５、１０、１５、２５および５０）ｍｇ／ｍｌの濃度になるように再構成し、１対１０００の希釈率で３ｍｇ／ｍｌのベータガラクトシダーゼ（ＩＣＮ７０２６Ｂ）と混合し（ベータガラクトシダーゼ活性を用いてタンパク質損傷を監視する）、１０6ｃｆｕ／ｍｌまで大腸菌（ＡＴＣＣ１１７７５）を接種した。各接種濃度液を６１ｍｌ／分の流速で１１分の１の実験規模の処理チャンバ（例えば処理チャンバ７０２）に流し、処理深さを１ｍｍとした。各濃度液を処理チャンバに流しながら、それぞれに対して、フラッシュ当たり０．１Ｊ／ｃｍ2と０．３Ｊ／ｃｍ2の間のフルエンスまたはエネルギーレベルを供給するように配置された単一ランプからの広域スペクトルパルス光を照射した。処理ゾーンの中心を通る流体が１から５の露光を受けるように、中心線速度に基づいて閃光周波数を変化させた。処理された濃度液の試料を回収し、ベータガラクトシダーゼ活性および大腸菌殺菌についての分析を行った。
【０４１５】
これらの試験の結果を表２に示す。ここでも、大腸菌殺菌は、試験対象の全エネルギーレベルを通じて、ＢＳＡ濃度に依存することがわかった。それぞれ異なるＢＳＡ濃度における（フラッシュ当たり０．１、０．２、０．３Ｊ／ｃｍ2の）異なるフルエンスまたはエネルギーレベルにおいて、５ログを上回る殺菌レベルが達成された。これらの流れ条件の各々におけるそれぞれの濃度およびフラッシュ数は、（２５ｍｇ／ｍｌＢＳＡに対して０．１Ｊ／フラッシュにおけるフラッシュ数４）、（２５ｍｇ／ｍｌＢＳＡに対して０．２Ｊ／フラッシュにおけるフラッシュ数３）および（５０ｍｇ／ｍｌＢＳＡに対して０．３Ｊ／フラッシュにおけるフラッシュ数５）であった。上記流れ条件の各々に対するベータガラクトシダーゼ活性の関数として測定されたタンパク質損傷は、いずれの場合も２５％未満であった。したがって、ここでわかるように、それぞれ５未満、６未満、４未満、そして３未満の損傷／殺菌比が達成可能である。
【０４１６】
【表２】
【０４１７】
（処理深さが０．２ｍｍの場合）
本実施例では、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）（シグマ４０Ｋ０８９８）を１００ｍｇ／ｍｌの濃度になるように再構成し、１対１０００の希釈率で３ｍｇ／ｍｌのベータガラクトシダーゼ（ＩＣＮ７０２６Ｂ）と混合し（ベータガラクトシダーゼ活性を用いてタンパク質損傷を監視する）、１０6ｃｆｕ／ｍｌまで大腸菌（ＡＴＣＣ１１７７５）を接種した。その接種濃度液を２０ｍｌ／分の流速で１１分の１の実験規模の処理チャンバに流し、処理深さを０．２ｍｍとした。その溶液を処理チャンバに流しながら、その溶液に対して、フラッシュ当たり０．１Ｊ／ｃｍ2のフルエンスまたはエネルギーレベルを供給するように配置された単一ランプからの広域スペクトルパルス光を照射した。処理ゾーンの中心を通る流体が１から５の露光を受けるように、中心線速度に基づいて閃光周波数を変化させた。処理された濃度液の試料を回収し、ベータガラクトシダーゼ活性および大腸菌殺菌についての分析を行った。
【０４１８】
０．１Ｊ／フラッシュで処理した１００ｍｇ／ｍｌ濃度のＢＳＡで５．２のタンパク質損傷／殺菌比が得られ、１．５ログを上回る殺菌レベル（例えば１．７ログ）が達成された。この流れ条件におけるそれぞれのフラッシュ数は４フラッシュであった。上記流れ条件に対するベータガラクトシダーゼ活性の関数として測定されたタンパク質損傷は１０％未満であった。
【実施例７】
【０４１９】
（スペクトルプロフィル）
本例において、図４８を参照すると、スペクトル放射監視測定装置（ＳＩＭＩ）、例えば製品処理を通じて処理チャンバを透過する光を監視する上での、本発明に記載されているプロセスコントローラ（例えばプロセスコントローラ１５１２、１６２８、１７０６、２６２０）の一実施形態の出力の例が示されている。最初に水（好適な緩衝流体の一例）を処理チャンバに流して、システム内に流れを確立させ、基準診断データを提供する。曲線２４０２は、水が処理チャンバを流れているときの典型的なスペクトル放射エネルギー測定値と、曲線２４０４に示されるタンパク質溶液製品を通じて測定されたスペクトル放射エネルギーとの比較を示す。それらの測定値は、４００ｎｍ以上の波長に対してほぼ同じであることに留意されたい。この試料タンパク質溶液は４００ｎｍを下回ると吸収量が著しく大きくなり、水に比べてＵＶエネルギー測定値が著しく小さくなる。２つの測定値の比、ならびにタンパク質溶液のスペクトル符号は、タンパク質溶液の特性および処理のパラメータを分析する上で極めて有用であり得る。所定の波長における２つの曲線２４０２と２４０４の差は、所定の波長でのタンパク質に吸収される放射エネルギーの量を表す。したがって、対象となる波長のスペクトル内の波長毎に曲線２４０２と曲線２４０４の差を取ることによって、波長のスペクトルにわたる吸収プロフィルを生成することができる。例えば、そのような吸収プロフィルを図１７に示す。
【実施例８】
【０４２０】
図４９に示されるように、様々なフルエンスレベル／フラッシュについて、タンパク質回収率とＢＳＰＬの全エネルギーとの関係を示すグラフが示されている。この場合、試験対象タンパク質は、０．０３８、０．０５、０．１、０．１５、０．２および０．２５Ｊ／フラッシュのフラッシュにおける水中のベータガラクトシダーゼであった。一般に、０．０３８Ｊ／ｃｍ2および０．０５Ｊ／ｃｍ2のようにフルエンスレベルが低くなると、光線処理後に維持されるベータガラクトシダーゼの活性がより高くなる。
【実施例９】
【０４２１】
図５０に示されるように、５ｍｇ／ｍｌＢＳＡ以内のベータガラクトシダーゼの残留タンパク質活性の比率と、溶液を照明する光の全エネルギーとの関係が示されている。その溶液を０．２５、０．５、０．７５および１Ｊ／ｃｍ2の閃光フルエンスまたは強度で試験した。ここでも、わかるように、０．２５Ｊ／ｃｍ2および０．５Ｊ／ｃｍ2のようにフルエンスレベルが低くなると、残留タンパク質活性の比率が最も高くなる。
【０４２２】
ＢＳＰＬのようなパルス多色光による血漿プラズマ誘導体の如き、生物学的流体の照明に関わる他の例および試験結果が、それぞれ参照により全面的に本明細書に組み込まれている以下の同時係属出願、すなわち１９９９年６月９日に提出された「METHODS OF INACTIVATING VIRUSES, BACTERIA AND OTHER PATHOGENS, IN BIOLOGICALLY DERIVED COMPOSITIONS, USING BROAD-SPECTRUM PULSED LIGHT」という名称の（特許文献１１）（Cover他）、２０００年２月１１日に提出された「PROTECTING MOLECULES IN BIOLOGICALLY DERIVED COMPOSITIONS WHILE TREATING WITH BROAD-SPECTRUM PULSED LIGHT」という名称の（特許文献１２）（Cover他）、および２０００年６月２０日に提出された「THE INACTIVATION OF NUCLEIC ACIDS USING BROAD-SPECTRUM PULSED LIGHT」という名称の（特許文献１３）（Holloway他）（いずれも参照により本明細書に組み込まれている）に多様な形で提示されている。
【０４２３】
本明細書に開示される内容を具体的な実施形態およびその用途によって説明したが、当業者であれば、請求項によって規定される本発明の範囲を逸脱することなく、多くの改造および変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０４２４】
【図１】本発明の一実施形態による、例えば広域スペクトルパルス光（ＢＳＰＬ）の如きパルス多色光を放射する光源を使用する流体処理システムの前方斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による、例えば広域スペクトルパルス光（ＢＳＰＬ）の如きパルス多色光を放射する光源を使用する流体処理システムの後方斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態による、例えば広域スペクトルパルス光（ＢＳＰＬ）の如きパルス多色光を放射する光源を使用する流体処理システムの正面図である。
【図４】図１から３の流体処理システムの外面図である。
【図５】本発明の一実施形態による、図１から３の流体処理システムのシリンジ装着組立体の斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態による、図１から３の流体処理システムの流体流動経路コンポーネントの概略図である。
【図７Ａ】図６の流体流動経路の処理チャンバの一実施形態の斜視図である。
【図７Ｂ】それぞれ、図６の流体流動経路の処理チャンバの一実施形態の側面図である。
【図７Ｃ】本発明の他の実施形態による、図７Ａおよび７Ｂの処理チャンバの入口および出口における、円形流動プロフィルから実質的に平坦なプロフィルへの移行の概略図である。
【図８】そこに配置される図７の処理チャンバを示す、図１から３に示されるカートリッジの一実施形態の分解図である。
【図９Ａ】本発明の一実施形態による、図７Ａおよび７Ｂの処理チャンバを含む図８のカートリッジの断面図である。
【図９Ｂ】本発明の一実施形態による、図７Ａおよび７Ｂの処理チャンバを含む図８のカートリッジの断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による、図１から３の流体処理システムのカートリッジ位置合せ板内に配置される図８のカートリッジの斜視図である。
【図１１】図１から３の流体処理システムの他の実施形態の斜視図である。
【図１２】本発明の他の実施形態による、図１から３の流体処理システムに使用できる平坦な使い捨て処理チャンバの斜視図である。
【図１３】本発明の他の実施形態による、再使用可能な非使い捨て処理チャンバの斜視図である。
【図１４】本発明の他の実施形態による、図１から３の流体処理システムに使用できる処理チャンバの斜視図である。
【図１５Ａ】本発明の一実施形態による、処理チャンバと光源とそれぞれのプロセスモニタの関係を示す簡易正面図である。
【図１５Ｂ】それぞれ、本発明の一実施形態による、処理チャンバと光源とそれぞれのプロセスモニタの関係を示す側面図である。
【図１６Ａ】本発明の他の実施形態による、図１５Ｂのプロセス監視システムの変化の簡易側面図である。
【図１６Ｂ】光線処理のスペクトルの複数の波長における個別のフルエンスの同時測定を可能にする図１６Ａの分光放射計の一実施形態を示す図である。
【図１６Ｃ】本発明の一実施形態による、入射光および透過光を測定するための複数の分光計デバイスを使用する処理システムを示す図である。
【図１６Ｄ】本発明の一実施形態に従って実施されるステップのフローチャートである。
【図１７】本発明の一実施形態による流体製品の吸収プロファイルを示す図である。
【図１８】本発明の様々な実施形態で実施されるステップを示すフローチャートである。
【図１９】本発明の様々な実施形態で実施されるステップを示すフローチャートである。
【図２０】本発明の様々な実施形態で実施されるステップを示すフローチャートである。
【図２１】本発明の様々な実施形態で実施されるステップを示すフローチャートである。
【図２２】処理チャンバのプロフィルに対する複数の箇所において処理チャンバを透過する光線処理のフルエンス測定を行う、本発明の一実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートである。
【図２３】本発明の一実施形態による、処理システムの処理ゾーンの異なる部分、例えば入口部および出口部における入射光および透過光を測定する検出器システムの簡易斜視図である。
【図２４】本発明のさらに他の実施形態による、処理チャンバ全体に対する光線処理のスペクトルプロフィルを得るのに使用される検出器アレイの簡易斜視図である。
【図２５】本発明のさらに他の実施形態による、処理チャンバの異なる部分に対する光線処理のスペクトルプロフィルを得るのに使用される調整可能なｘ−ｙ並進テーブル上に集積されたプロセスモニタの簡易斜視図である。
【図２６Ａ】本発明の一実施形態による、分光計の較正に使用される光源を示す図である。
【図２６Ｂ】本発明の一実施形態による、分光放射計の較正において測定されたフルエンスと波長のプロットである。
【図２６Ｃ】本発明の一実施形態による、図２６Ａに示されるような分光放射計の較正において実施されるステップを示すフローチャートである。
【図２７Ａ】本発明の一実施形態による、光を使用して製品を処理する処理システムに使用される分光計で受光される光を減衰させる一方法を示す図である。
【図２７Ｂ】分光計較正を維持しながら分光計に入力させる光の減衰を使用すべきフィルタを較正するために実行されるステップを示す図である。
【図２８】本発明の他の実施形態による、処理チャンバと光源の間に配置されるスペクトルフィルタを含む処理チャンバの簡易側面図である。
【図２９】本発明の他の実施形態による、処理チャンバを照明する光の熱エネルギーによって処理チャンバを冷却するデバイスを含む処理チャンバの簡易側面図である。
【図３０】光線処理を使用する処理システムの処理ゾーンの寸法境界を自動的に調整する、本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートである。
【図３１】本発明の一実施形態による、調整可能フルエンス光処理システムの簡易図である。
【図３２】光源から処理チャンバまでの直線距離を自動的に調整することによって、製品を処理するための光線処理のフルエンスレベルが調整可能である、本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートである。
【図３３】処理されている製品の特性変化に応じて、製品を処理するための光線処理のフルエンスレベルが調整可能である、本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートである。
【図３４】光線処理によって処理する緩衝流体内の流体製品の濃度が自動的に調整可能である、本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートである。
【図３５Ａ】本発明の一実施形態による、所定の箇所におけるフルエンスを、その箇所における光学的検出器を使用することなく測定、検証し、光源の配置を決定するためのシステムの簡易図である。
【図３５Ｂ】図３５Ａおよび３５Ｂの様々な基準点における光学的コレクタに対して作成されたフルエンス対距離の曲線を示すグラフである。
【図３５Ｃ】本発明の一実施形態による、所定の箇所におけるフルエンスを、その箇所における光学的検出器を使用することなく測定、検証し、光源の配置を決定するためのシステムの簡易図である。
【図３６】本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートである。
【図３７】処理対象製品と相対的な光源の開始位置を決定するために、本発明の他の実施形態に従って実施されるステップのフローチャートである。
【図３８】本発明の一実施形態による、処理チャンバの流体流動経路の厚みに対する様々な粒子速度を示す簡易図である。
【図３９Ａ】パルス光源処理システムの閃光率を設定するのに用いられる本発明の他の実施形態に従って実施されるステップを示すフローチャートである。
【図３９Ｂ】パルス光処理の閃光率を設定するための実験ソフトウェアの設計に使用される、実行条件のおよび得られる中心線対平均速度比の有限要素解析の一実施形態の表である。
【図４０】本発明の一実施形態による、流体を連続的に処理するためにスケール調整される製造流体処理システムの簡易図である。
【図４１】本発明の一実施形態による流体処理システムのシステムレベル図である
【図４２】本発明の一実施形態による、光線処理を使用して製品を処理する処理システムのためのコンピュータベースの制御システムのハードウェアコンポーネントを示す図である。
【図４３】本発明の一実施形態による制御ソフトウェアによって実施されるステップのフローチャートである。
【図４４】光線処理を使用する処理システムのためのコンピュータベースの制御システムのための制御ソフトウェアの一実施形態の機能ブロック図である。
【図４５】実施例１で使用された、残留活性タンパク質の比と閃光の数をプロットしたグラフである。
【図４６】実施例２による、高フルエンスレベルおよび低フルエンスレベルにおける試験流体内の大腸菌の対数的減少と閃光の数をプロットしたグラフである。
【図４７】実施例３による、長時間連続試験における試験流体内の大腸菌の対数減少と時間をプロットしたグラフである。
【図４８】実施例７による、処理チャンバを透過する光線処理の波長スペクトルに対する放射エネルギーをプロットしたグラフである。
【図４９】それぞれ、水およびＢＳＡにおけるベータガラクトシダーゼに対する様々なフルエンスレベル／閃光に対するタンパク質回収またはタンパク質活性の比率とＢＳＰＬの全エネルギーをプロットしたグラフである。
【図５０】それぞれ、水およびＢＳＡにおけるベータガラクトシダーゼに対する様々なフルエンスレベル／閃光に対するタンパク質回収またはタンパク質活性の比率とＢＳＰＬの全エネルギーをプロットしたグラフである。
Claims (309)
- 光を供給するための光源と、
入口ポートおよび出口ポートを有し、少なくとも一部が光を受光するように配置された可撓性処理チャンバであって、
可撓性処理チャンバの少なくとも一部は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、
処理対象流体を入口ポートから特定速度で流して、出口ポートから流出させるように構成された可撓性処理チャンバとを備え、
光源は、流体を処理するために、流体が可撓性処理チャンバを流れているときに流体を照明することを特徴とする流体処理システム。 - 可撓性処理チャンバは透光性プラスチック材料から構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
- 可撓性処理チャンバを支持し、可撓性処理チャンバの処理ゾーンの少なくとも１つの寸法境界を定める透光性窓をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
- 光源と可撓性処理チャンバの間に配置され、光の少なくとも一部を透過させる第１の支持構造体をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
- 第２の支持構造体と第１の支持構造体の間に可撓性処理チャンバを保持するように配置された第２の支持構造体をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
- 可撓性処理チャンバを所定の位置に保持し、可撓性処理チャンバの処理ゾーンの少なくとも１つの寸法境界を定める硬質カートリッジをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
- カートリッジ位置合せ板をさらに備え、硬質カートリッジはカートリッジ位置合せ板によって所定の位置に保持されることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
- 可撓性処理チャンバをその間に固定する第１の支持構造体および第２の支持構造体をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
- 第１の支持構造体と第２の支持構造体の間の距離が調整可能であることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
- 第１の支持構造体と第２の支持構造体との距離を定める、第１の支持構造体と第２の支持構造体の間に配置されたスペーサをさらに備えることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
- 光源から直接放射される光を測定するための第１のプロセスモニタをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
- 処理チャンバの少なくとも一部が第２のプロセスモニタと光源との間におさまるように配置され、可撓性処理チャンバを透通する光を測定することを目的とする第２のプロセスモニタをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
- 第１のプロセスモニタおよび第２のプロセスモニタの一方または両方が、光検出器、フォトダイオード、光ファイバプローブ、カロリメータ、ジュールメータ、光増倍管、カメラおよびＣＣＤアレイよりなる群から選択される光学的検出器を備えることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
- 第１のプロセスモニタおよび第２のプロセスモニタの一方または両方が、熱電対、熱電対列、カロリメータおよびジュールメータよりなる群から選択される熱式感知器を備えることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
- 光源は、光のパルスを供給するパルス光源を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
- 可撓性処理チャンバに結合されて、流体を特定の流速で可撓性処理チャンバに流すアクチュエータ組立体をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
- 処理対象流体を収容し、可撓性処理チャンバに結合された流体容器をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
- 可撓性処理チャンバは、流体を流す袋状構造体を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
- 光源は、微生物を不活性化するために、流体が処理チャンバを流れているときに流体を照明することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
- 流体製品を処理するための光線処理システムであって、
光を供給するための光源と、
光を受光し、かつ流体製品を流すように配置された処理チャンバと、
処理チャンバを支持し、処理チャンバの処理ゾーンの少なくとも１つの寸法境界を定める支持構造体であって、処理チャンバの少なくとも一部および支持構造体の少なくとも一部が、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる支持構造体とを備え、
光源は、流体製品を処理するために、流体製品が処理チャンバを流れているときに流体製品を照明することを特徴とする光線処理システム。 - 支持構造体は、
光源と処理チャンバの間に配置された透光性窓と、
板と透光性窓の間で処理チャンバを支持するように配置された板とを備えることを特徴とする請求項２０に記載のシステム。 - 透光性窓は平坦な透光性窓を備え、板は平坦な板を備えることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
- 処理チャンバ内に形成され、流体製品が流れるフローチャンバであって、支持構造体がフローチャンバを固定して、流体製品を処理ゾーンに流しながら処理ゾーンの少なくとも１つの寸法境界を定めることを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
- フローチャンバは、支持構造体により処理チャンバに対して生成された体積の少なくとも１つの側の寸法に実質的に従うことを特徴とする請求項２３に記載のシステム。
- 処理ゾーンの厚みを制御するために、フローチャンバの拘束状態を制御する手段をさらに備えることを特徴とする請求項２３に記載のシステム。
- 支持構造体に結合されて、処理ゾーンの厚みを定める少なくとも１つのスペーサをさらに備えることを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
- 支持構造体はカートリッジを備え、処理チャンバがカートリッジ内に配置されることを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
- 処理チャンバは可撓性処理チャンバを備えることを特徴とする請求項２０に記載のシステム。
- １７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光線処理の少なくとも１％を透過させる可撓性フローチャンバであって、流体を流して光線処理で照明して、流体を処理するように構成された可撓性フローチャンバと、
可撓性フローチャンバの１つの部分に形成され、処理対象流体の流れを受け入れるように構成された入口ポートと、
可撓性フローチャンバの他の部分に形成され、光線処理によって処理された流体の流れを受け入れるように構成された出口ポートとを備えることを特徴とする使い捨て可能な光線処理チャンバ。 - 可撓性本体部をさらに備え、フローチャンバが可撓性本体部内に形成されることを特徴とする請求項２９に記載のチャンバ。
- 可撓性本体部は実質的に平坦であることを特徴とする請求項３０に記載のチャンバ。
- 可撓性本体部および可撓性フローチャンバは、貼り合わされた２つ以上の透光性材料のシートを備え、可撓性フローチャンバは、２つ以上の透光性材料の一部の間に形成されることを特徴とする請求項３１に記載のチャンバ。
- 可撓性フローチャンバは、透光性プラスチック材料から構成されることを特徴とする請求項２９に記載のチャンバ。
- 可撓性フローチャンバは、ポリオレフィン、フッ化ポリマー、ハロゲン化ポリマー、ナイロン、およびそれらの組合せよりなる群から選択される透光性材料から構成されることを特徴とする請求項２９に記載のチャンバ。
- 可撓性フローチャンバは、ＦＥＰ（フッ化エチレンプロピレンパーフルオロ（エチレンプロピレン））、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（パーフルオロ（アルコキシアルケン））、エチルビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）；サラン、ならびにナイロンおよびポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）などのポリアミド；およびアクラよりなる群から選択される透光性材料から構成されることを特徴とする請求項２９に記載のチャンバ。
- フローチャンバは、流体が流れていないときは実質的に平坦で、流体が流れると流体がフローチャンバを膨張させることを特徴とする請求項２９に記載のチャンバ。
- 可撓性フローチャンバは、可撓性フローチャンバのいずれかの側で２つの支持構造体の間に固定されるように構成されることを特徴とする請求項２９に記載のチャンバ。
- 使い捨て可能な処理チャンバは、一度使用して廃棄するように設計されることを特徴とする請求項２９に記載のチャンバ。
- 入口ポートは実質的に円形の断面プロフィルを有し、可撓性フローチャンバは、実質的に平坦な断面プロフィルを有するチャンバであって、
入口ポートと可撓性フローチャンバの間に形成されたテーパ領域であって、可撓性フローチャンバを流れる流体の流れが、実質的に、可撓性フローチャンバのプロフィルにわたってほぼ同じ流体流速を有する層流になるように、実質的に円形の流体の流れを実質的に平坦な流体の流れに変化させるように形成されたテーパ領域を備えることを特徴とする請求項２９に記載のチャンバ。 - 流体製品を処理するために光で照明される光線処理デバイスであって、
第１の部分および第２の部分を備えたカートリッジ体と、
第１の部分の第１の透光性窓と、
第１の透光性窓に圧接して配置された可撓性処理チャンバであって、可撓性処理チャンバの少なくとも一部が、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、光によって処理される流体が可撓性処理チャンバを流れる可撓性処理チャンバと、
可撓性処理チャンバに圧接して配置された第２の部分の板部であって、可撓性処理チャンバ内に流体のための流体流動経路の少なくとも１つの寸法境界を定めるために、可撓性処理チャンバを第１の透光性窓に対して固定する板部とを備えることを特徴とする光線処理デバイス。 - 可撓性処理チャンバは、
可撓性本体部と、
可撓性本体部に形成された入口ポートと、
可撓性本体部に形成された出口ポートと、
可撓性本体部内に形成され、入口ポートおよび出口ポートに結合された可撓性フローチャンバであって、光を透過させる可撓性フローチャンバとを含み、光によって処理される流体は入口ポート、可撓性フローチャンバおよび出口ポートを流れ、可撓性フローチャンバは、第１の透光性窓と板部との間に固定されることを特徴とする請求項４０に記載のデバイス。 - 板部は第２の透光性窓を備えることを特徴とする請求項４０に記載のデバイス
- 第１の透光性窓は、第１の平坦な透光性窓を備え、板部は平坦な板部を備えることを特徴とする請求項４０に記載のデバイス。
- 板部と第１の透光性窓が特定の距離だけ離れるように、第１の部分と第２の部分との間に配置された少なくとも１つのスペーサをさらに備えることを特徴とする請求項４０に記載のデバイス。
- 可撓性処理チャンバは少なくとも１つの位置合せ特徴を含むことを特徴とする請求項４０に記載のデバイス。
- 少なくとも１つの位置合せ特徴のそれぞれが、第１の部分および第２の部分の一方または両方に結合されたそれぞれの対応する位置合せ特徴に結合されることを特徴とする請求項４５に記載のデバイス。
- １７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光線処理の少なくとも１％を透過させる可撓性処理チャンバに流体製品を流し、
可撓性処理チャンバに流体製品を流しながら流体製品を光で照明し、かつ
流体製品内の微生物を不活性化することを含むことを特徴とする流体除染方法。 - 流体製品は、少なくとも１つのタンパク質を含む生物学的流体を含むことを特徴とする請求項４７に記載の方法。
- 照明ステップはタンパク質損傷対殺菌比が５未満であり、タンパク質損傷対殺菌比は、照明ステップ後のタンパク質活性低下率を病原体の対数減少で割ったものと定義されることを特徴とする請求項４８に記載の方法。
- 照明ステップは、光のパルスで流体製品を照明することを含むことを特徴とする請求項４７に記載の方法。
- 照明ステップは、少なくとも２４０ｎｍと２８０ｎｍの間のスペクトルレンジ内に波長を有し、パルス継続時間が１００ｍｓ未満である光のパルスで流体製品を照明することを含むことを特徴とする請求項５０に記載の方法。
- 照明ステップは、０．００１Ｊ／ｃｍ2より大きいフルエンスを有する光のパルスで流体製品を照明することを含むことを特徴とする請求項５０に記載の方法。
- 照明ステップは、光のパルスで流体製品を照明することを含み、光のパルスのフルエンスの少なくとも０．５％を２００ｎｍから３２０ｎｍの範囲内の波長に集中させることを特徴とする請求項５０に記載の方法。
- 流し込みステップは、流体製品を一定の流速で可撓性処理チャンバに流すことを含むことを特徴とする請求項４７に記載の方法。
- 処理チャンバ部を含み、流しながら光で処理する流体を収容する密封流体流動経路であって、処理ゾーンは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、密封流体流動経路は光線処理システムから取外し得る密封流体経路を備えることを特徴とする流体処理システム。
- 密封可撓性流体流動経路は、処理対象流体を供給するための入口導管を含み、
処理チャンバ部は入口導管に密封結合され、
密封可撓性流体流動経路は、処理チャンバ部に密封結合された出口導管を含み、流体は、入口導管から処理チャンバを流れ、出口導管から流出し、流体は、処理チャンバ部を流れているときに光によって処理されることを特徴とする請求項５５に記載のシステム。 - 処理対象流体を収容する、入口導管に結合された第１の容器部をさらに備えることを特徴とする請求項５６に記載のシステム。
- 出口導管に結合されて処理された流体を受け入れる第２の容器部をさらに備えることを特徴とする請求項５７に記載のシステム。
- 出口導管に結合された第３の流体容器部をさらに備え、処理チャンバ部を流れる流体の一部が第２の流体容器部に回収され、処理チャンバ部を流れる流体の他の部分が第３の流体容器部に回収されることを特徴とする請求項５８に記載のシステム。
- 第１の流体容器部に結合されて、流体を密封可撓性流体流動経路に特定流速で流すアクチュエータ組立体をさらに備えることを特徴とする請求項５８に記載のシステム。
- 処理チャンバ部は、光源から光を受光するように配置されることを特徴とする請求項５６に記載のシステム。
- 入口導管に結合された第１のプロセスモニタと、
出口導管に結合された第２のプロセスモニタとを備えることを特徴とする請求項５６に記載のシステム。 - 第１のプロセスモニタおよび第２のプロセスモニタの一方または両方が、圧力センサおよび温度センサよりなる群から選択されることを特徴とする請求項６２に記載のシステム。
- 密封流体流動経路は可撓性密封流体流動経路を備えることを特徴とする請求項５５に記載のシステム。
- 密封流体流動経路の処理チャンバは可撓性であることを特徴とする請求項５５に記載のシステム。
- 処理チャンバ部を含み、流しながら光で処理する流体を収容する密封流体流動経路であって、処理ゾーンは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる密封流体流動経路を備えることを特徴とする流体処理システム。
- 光によって処理する流体を収容するための第１の流体容器部と、
第１の流体容器部の入口に密封結合された処理チャンバ部であって、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる処理チャンバ部と、
処理チャンバ部の出口に密封結合された第２の流体容器部とを備え、
流体が、第１の流体容器部から処理チャンバ部を通って第２の流体容器部に流れ、流体は、処理チャンバ部を流れているときに光によって処理される密封流体流動経路
を備えることを特徴とする流体処理システム。 - 処理チャンバ部は可撓性材料から構成されることを特徴とする請求項６７に記載のシステム。
- 密封流体流動経路は、光線処理システムから除去し得ることを特徴とする請求項６７に記載のシステム。
- 流体を光によって処理する方法であって、
流体製品を収容する密封流体流動経路の１つの部分から密封流体流動経路の他の部分へ流体製品を流し、かつ
流体製品を処理するために、流体製品が密封可撓性流体流動経路を流れているときに、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光で流体製品を処理することを含むことを特徴とする方法。 - 流し込みステップは、流体製品を収容する密封可撓性流体流動経路の１つの部分から密封可撓性流体流動経路の他の部分へ流体製品を流すことを含むことを特徴とする請求項７０に記載の方法。
- 流し込みステップは、流体製品を密封流体流動経路の第１の流体容器部から、密封流体流動経路の処理チャンバ部を介して密封流体流動経路の第２の流体容器部へ流すことを含み、第１の流体容器部は処理チャンバ部の入口に密封結合され、第２の流体容器部は処理チャンバ部の出口に密封結合されることを特徴とする請求項７０に記載の方法。
- 流体製品を第１の流体容器部内に密封することをさらに含むことを特徴とする請求項７２に記載の方法。
- 照明ステップの後に、第１の流体容器部、第２の流体容器部および処理チャンバ部を流体処理システムから除去することをさらに含むことを特徴とする請求項７２に記載の方法。
- 流体処理システムにおいて、流体処理システムから除去された第１の流体容器部、第２の流体容器部および処理チャンバ部を、他の処理対象流体を収容する他の第１の流体容器部、他の第２の流体容器部および他の処理チャンバ部に取り換えることをさらに含むことを特徴とする請求項７４に記載の方法。
- 照明ステップの後に、第１の流体容器部、第２の流体容器部および処理チャンバ部を、密封結合された流体処理システムから除去することをさらに含むことを特徴とする請求項７２に記載の方法。
- 第２の流体容器部を密封流体流動経路から外すことをさらに含むことを特徴とする請求項７２に記載の方法。
- 密封流体流動経路を収容する流体処理システムから第２の流体容器部を除去することをさらに含むことを特徴とする請求項７７に記載の方法。
- 照明ステップは、光のパルスで流体製品を照明することを含むことを特徴とする請求項７２に記載の方法。
- 照明ステップは、少なくとも２４０ｎｍと２８０ｎｍの間のスペクトルレンジ内に波長を有し、１００ｍｓ未満のパルス継続時間を有する光のパルスで流体製品を照明することを含むことを特徴とする請求項７９に記載の方法。
- 照明ステップは、０．００１Ｊ／ｃｍ2より大きいフルエンスを有する光のパルスで流体製品を照明することを含むことを特徴とする請求項７９に記載の方法。
- 照明ステップは、光のパルスで流体製品を照明することを含み、光のパルスのフルエンスの少なくとも０．５％を２００ｎｍから３２０ｎｍの範囲内の波長に集中させることを特徴とする請求項７９に記載の方法。
- 流体製品を光によって処理する方法であって、
流体製品を密封流体流動経路の第１の流体容器部から、密封流体流動経路の処理チャンバ部を介して密封流体流動経路の第２の流体容器部へ流し、第１の流体容器部は処理チャンバ部の入口に密封結合され、第２の流体容器部は処理チャンバ部の出口に密封結合され、かつ
流体製品を処理するために、流体製品が処理チャンバを流れているときに流体製品を光で照明することを含むことを特徴とする方法。 - 処理チャンバ部は可撓性処理チャンバ部を備えることを特徴とする請求項８３に記載の方法。
- 照明ステップは、流体製品を光のパルスで照明することを含むことを特徴とする請求項８３に記載の方法。
- 光を使用する処理システムに用いられる方法であって、
１７０から２６００ｎｍの範囲内に波長のスペクトルを有する光を含む光線処理で製品を照明し、光線処理は製品を処理することを目的とし、かつ
波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して、光線処理の一部のフルエンスを同時に測定することを含むことを特徴とする方法。 - 測定は、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して、製品を照明する光線処理の一部のフルエンスを同時に測定することを含むことを特徴とする請求項８６に記載の方法。
- 製品は、複数の波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、測定は、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して、製品を透過する光線処理の一部のフルエンスを同時に測定することを含むことを特徴とする請求項８６に記載の方法。
- 単一の光学的コレクタで光線処理の一部を収集することをさらに含み、測定ステップは、収集された光線処理の一部のフルエンスを測定することを含むことを特徴とする請求項８６に記載の方法。
- 照明は、製品を光線処理で照明することを含み、光線処理は少なくとも１つの光のパルスを含むことを特徴とする請求項８６に記載の方法。
- 測定ステップは、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して各光のパルスの一部のフルエンスを光のパルス毎に同時に測定することを含むことを特徴とする請求項８８に記載の方法。
- 測定ステップは、分光放射計を使用してフルエンスを測定することを含むことを特徴とする請求項８６に記載の方法。
- 分光計は分光放射計を含むことを特徴とする請求項９２に記載の方法。
- 測定は、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して光線処理の一部のフルエンスレベルを同時に測定することを含むことを特徴とする請求項８６に記載の方法。
- 光線処理は、微生物の不活性化を目的とすることを特徴とする請求項８６に記載の方法。
- 光線処理は、製品の改質を目的とすることを特徴とする請求項８６に記載の方法。
- 製品は流体製品を含み、
光線処理を受けるように配置された流体流動経路の処理チャンバに流体製品を流すことをさらに含み、
照明ステップは、流体製品が処理チャンバを流れているときに流体製品を光線処理で照明することを含むことを特徴とする請求項８６に記載の方法。 - 光を使用する処理システムであって、
１７０から２６００ｎｍの範囲内に波長のスペクトルを有する光線処理を提供するための光源と、
光線処理によって処理される製品を収容する処理チャンバであって、光線処理は製品を処理することを目的とする処理チャンバと、
光線処理の一部を受けるように配置された入力コレクタを有する分光計であって、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して、光線処理の一部のフルエンスを同時に測定することを目的とする分光計とを備えることを特徴とする処理システム。 - 分光計は、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して、製品を照明する光線処理の一部のフルエンスを測定することを特徴とする請求項９８に記載のシステム。
- 製品は、複数の波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、分光計は、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して、製品を透過する光線処理の一部のフルエンスを同時に測定することを特徴とする請求項９８に記載のシステム。
- 光源は、少なくとも１つの光のパルスを供給するためのパルス光源を含み、
分光計は、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して各光のパルスの一部のフルエンスを光のパルス毎に同時に測定することを特徴とする請求項９８に記載のシステム。 - 分光計は、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して光線処理の一部のフルエンスレベルを同時に測定するための分光放射計を含むことを特徴とする請求項９８に記載のシステム。
- 光線処理は微生物の不活性化を目的とすることを特徴とする請求項９８に記載のシステム。
- 光を使用して微生物を不活性化するためのシステムに用いられる方法であって、
波長のスペクトルを有する光線処理で製品を照明し、製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、光線処理は製品を処理することを目的とし、
波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して、製品を照明する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定し、
波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して、製品を透過する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定し、かつ
測定ステップの結果の比較に基づいて、製品に対する複数の波長の各々にわたる吸収プロフィルを生成することを含むことを特徴とする方法。 - 製品に対する波長のスペクトルの複数の波長のそれぞれの波長における吸収ピークを識別することをさらに含むことを特徴とする請求項１０４に記載の方法。
- 吸収プロフィルを、光線処理で照明された製品に対する既知の有効吸収プロフィルと比較し、かつ
吸収プロフィルが既知の有効吸収プロフィルと相関していることを確認することをさらに含むことを特徴とする請求項１０４に記載の方法。 - 既知の有効吸収プロフィルとの比較において吸収プロフィルのずれを識別することをさらに含むことを特徴とする請求項１０６に記載の方法。
- 識別は、既知の有効吸収プロフィルとの比較において、複数の波長のうちの少なくとも１つの波長における吸収プロフィルのずれを識別することをさらに含むことを特徴とする請求項１０７に記載の方法。
- 製品に吸収されるエネルギーの量を測定することをさらに含むことを特徴とする請求項１０４に記載の方法。
- 光線処理は光のパルスを含み、吸収されたエネルギーの量を測定するステップは、光のパルスに対して、製品に吸収されたエネルギーの量を測定することを含むことを特徴とする請求項１０４に記載の方法。
- 波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して、製品を照明する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを後続時点において測定し、
波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して、製品を透過する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを後続時点において測定し、
後続時点において測定するステップの結果の比較に基づいて、製品に対する複数の波長の各々にわたる他の吸収プロフィルを生成し、他の吸収プロフィルは後続時点に対応し、かつ
吸収プロフィルと他の吸収プロフィルとを比較して、吸収に変化が生じたかどうかを判断することをさらに含むことを特徴とする請求項１０４に記載の方法。 - 複数の波長の１つまたは複数の選択波長において吸収に変化が生じたかどうかを判断し、かつ
１つまたは複数の選択波長における吸収の変化の度合いに基づいて、システムの動作条件を確立することをさらに含むことを特徴とする請求項１１１に記載の方法。 - 動作条件は、合格条件または不合格条件を含む動作条件の群から選択されることを特徴とする請求項１１２に記載の方法。
- 照明は、少なくとも１つの光のパルスを含む光線処理で製品を照明することを含むことを特徴とする請求項１０４に記載の方法。
- 吸収プロフィルの生成は、パルス毎に吸収プロフィルを決定することを含むことを特徴とする請求項１１４に記載の方法。
- 測定ステップは、波長のスペクトルの複数の波長の各々に対するそれぞれのフルエンスレベルを光のパルス毎に測定することを特徴とする請求項１１５に記載の方法。
- 測定ステップは、分光放射計を使用してそれぞれのフルエンスレベルを測定することを含むことを特徴とする請求項１０４に記載の方法。
- 製品は流体製品を含み、
光線処理を受けるように配置された処理チャンバに流体製品を流すことを含み、
照明ステップは、流し込みステップを通じて流体製品を光線処理で照明することを含むことを特徴とする請求項１０４に記載の方法。 - 光を使用して製品を処理するための処理システムに使用される監視システムであって、
波長のスペクトルを有する光線処理で製品を照明するための光源であって、製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、光線処理は製品を処理することを目的とする光源と、
波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して、製品を照明する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定するように配置された第１の光学的検出器と、
波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して、製品を透過する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定するように配置された第２の光学的検出器と、
第１の光学的検出器および第２の光学的検出器に結合されて、測定ステップの結果の比較に基づいて、製品に対する複数の波長にわたる吸収プロフィルを生成するコントローラとを備えることを特徴とする監視システム。 - コントローラは、製品に対する波長のスペクトルの複数の波長のそれぞれ１つの波長における吸収ピークを識別するように構成されることを特徴とする請求項１１９に記載のシステム。
- コントローラは、
吸収プロフィルを、光線処理で照明された製品に対する既知の有効吸収プロフィルと比較するステップと、
吸収プロフィルは既知の有効吸収プロフィルと相関していることを確認するステップとを実施するように構成されることを特徴とする請求項１１９に記載のシステム。 - コントローラは、既知の有効吸収プロフィルとの比較において吸収プロフィルのずれを特定するように構成されることを特徴とする請求項１２１に記載のシステム。
- コントローラは、
波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して、製品を照明する光線処理の一部に対するフルエンスレベルの測定値を後続時点において受け取るステップと、
波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して、製品を透過する光線処理の一部に対するフルエンスレベルの測定値を後続時点において受け取るステップと、
後続時点において測定値を受け取るステップの比較に基づいて、製品に対する複数の波長にわたる他の吸収プロフィルを生成するステップであって、他の吸収プロフィルは後続時点に対応するステップと、
吸収プロフィルと他の吸収プロフィルとを比較して、吸収に変化が生じたかどうかを判断するステップとの追加的なステップを実施するように構成されることを特徴とする請求項１１９に記載のシステム。 - 第１および第２の光学的検出器をコントローラに結合する分光放射計をさらに備え、第１および第２の光学的検出器は分光放射計のための光学的コレクタを含むことを特徴とする請求項１１９に記載のシステム。
- 光を使用する処理システムに用いられる方法であって、
波長のスペクトルを有する光線処理で処理チャンバを照明し、処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、処理チャンバは空であるが、光線処理によって処理される製品を流すように構成され、
波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して、処理チャンバを照明する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定し、
波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して、処理チャンバを透過する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定し、
複数の波長の各々に対して測定されたそれぞれのフルエンスレベルを比較し、かつ
比較ステップに基づいて、処理チャンバは、製品を処理チャンバに流して処理する準備が整っているかどうかを判断することを含むことを特徴とする方法。 - 判断ステップは、比較ステップに基づいて、複数の波長における処理チャンバの光吸収が許容動作範囲内にあるかどうかを判断することを含むことを特徴とする請求項１２５に記載の方法。
- 照明ステップは、処理チャンバを光線処理で照明することを含み、光線処理は少なくとも１つの光のパルスを含むことを特徴とする請求項１２５に記載の方法。
- 測定ステップは、複数の波長の各々に対するそれぞれのフルエンスレベルを光のパルス毎に測定することを含むことを特徴とする請求項１２７に記載の方法。
- 測定ステップは、分光放射計を使用してそれぞれのフルエンスレベルを測定することを含むことを特徴とする請求項１２５に記載の方法。
- 光を使用する処理システムに使用される監視システムであって、
波長のスペクトルを有する光線処理で処理チャンバを照明するための光源であって、光線処理は、波長のスペクトルの複数の波長の各々に既知のフルエンスレベルを有する光源を備え、
処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、処理チャンバは空であるが、光線処理によって処理される製品を流すように構成され、
該監視システムは、
波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して、処理チャンバを照明する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定するための第１の光学的検出器と、
波長のスペクトルの複数の波長の各々に対して、処理チャンバを透過する光線処理の一部に対するフルエンスレベルを測定するための第２の光学的検出器と、
第１の光学的検出器および第２の光学的検出器に結合されたコントローラであって、
複数の波長の各々に対して測定されたそれぞれのフルエンスレベルを比較するステップと、
比較ステップに基づいて、処理チャンバは、製品を処理チャンバに流して処理する準備が整っているかどうかを判断するステップとを実施するように構成されるコントローラとを備えることを特徴とする監視システム。 - 光源はパルス光源を含むことを特徴とする請求項１３０に記載のシステム。
- 第１および第２の光学的検出器をコントローラに結合する分光放射計をさらに備え、第１および第２の光学的検出器は、分光放射計のための光学的コレクタを含むことを特徴とする請求項１３０に記載のシステム。
- 光を使用する処理システムに用いられる方法であって、
緩衝流体を処理システムの流体流動経路に流し、緩衝流体は、波長のスペクトルの複数の波長にわたって既知の物理的かつ光学的吸収特性を有し、
波長のスペクトルの複数の波長の各々に既知のフルエンスレベルを有する光線処理で緩衝流体を照明し、流体流動経路の一部および製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、
緩衝流体を透過する光線処理の一部に対する複数の波長の１つまたは複数の波長におけるフルエンスレベルを測定し、
測定ステップに基づいて、緩衝流体の光学的吸収特性を検証し、かつ
検証ステップに基づいて、流体流動経路の光学的特性が、処理のための許容範囲内にあるかどうかを判断することを含むことを特徴とする方法。 - 判断ステップ後に、光線処理によって処理される流体製品を流体流動経路に流し、かつ
流体製品を光線処理で照明することをさらに含むことを特徴とする請求項１３３に記載の方法。 - 緩衝流体を照明する光線処理の一部に対する複数の波長の１つまたは複数の波長におけるフルエンスレベルを測定し、
緩衝流体を照明する光線処理の一部に対して測定されたフルエンスレベルを、光線処理の１つまたは複数の波長の各々に対する既知のフルエンスレベルと比較することをさらに含むことを特徴とする請求項１３３に記載の方法。 - 比較ステップに基づいて、光線処理の１つまたは複数の波長の各々に対するあらかじめ設定されたフルエンスレベルを検証することをさらに含むことを特徴とする請求項１３５に記載の方法。
- 緩衝流体を光線処理で照明することをさらに含み、光線処理は少なくとも１つの光のパルスを含むことを特徴とする請求項１３３に記載の方法。
- 測定ステップは、干渉流体を照明する光のパルス毎に、緩衝流体を透過する光線処理の一部に対する複数の波長の１つまたは複数の波長におけるフルエンスレベルを測定することを含むことを特徴とする請求項１３７に記載の方法。
- 測定ステップは、分光放射計を使用してフルエンスレベルを測定することを含むことを特徴とする請求項１３３に記載の方法。
- 光を使用する処理システムに使用される監視システムであって、
緩衝流体を流す処理システムの流体流動経路であって、緩衝流体は、波長のスペクトルの複数の波長にわたって既知の物理的かつ光学的吸収特性を有する流体流動経路と、
波長のスペクトルの複数の波長の各々の波長に既知のフルエンスレベルを有する光線処理で緩衝流体を照明するための光源であって、流体流動経路の一部および製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる光源と、
緩衝流体を透過する光線処理の一部に対する複数の波長の１つまたは複数の波長におけるフルエンスレベルを測定するように配置された光学的検出器と、
光学的検出器に結合されたコントローラであって、
測定ステップに基づいて、緩衝流体の光学的吸収特性を検証するステップと、
検証ステップに基づいて、流体流動経路の光学的特性が、処理のための許容範囲内にあるかどうかを判断するステップとを実施するように構成されるコントローラとを備えることを特徴とする監視システム。 - 光を使用する処理システムに用いられる方法であって、
緩衝流体を処理システムの流体流動経路に流し、緩衝流体は、既知の物理的かつ光学的吸収特性を有し、流れが処理システムの動作条件を確立し、
動作条件が確立されたかどうかを判断し、
光線処理によって処理される流体製品を流体流動経路に流し、かつ
流体製品を光線処理で照明することを含むことを特徴とする方法。 - 緩衝流体を流すことによって、流体流動経路の一部の流れの形状を設定することを特徴とする請求項１４１に記載の方法。
- 判断ステップは、
流体流動経路の流れ圧力を測定し、かつ
測定された流れ圧力が、許容範囲内にあることを確認することを含むことを特徴とする請求項１４２に記載の方法。 - 緩衝流体を流すことによって、流体流動経路の一部を流れる緩衝流体の流速を設定することを特徴とする請求項１４１に記載の方法。
- 判断ステップは、
流体流動経路の一部を流れる緩衝流体の流速を測定し、
測定された流速が、あらかじめ定めた流速と実質的に等しいことを確認することを含むことを特徴とする請求項１４４に記載の方法。 - 照明は、光線処理で緩衝流体を照明することを含み、光線処理は少なくとも１つの光のパルスを含むことを特徴とする請求項１４１に記載の方法。
- 光を使用する処理システムであって、
処理システムの動作条件を確立するために緩衝流体を流す処理システムの流体流動経路であって、緩衝流体は、既知の物理的かつ光学的吸収特性を有する流体流動経路と、
動作条件が確立されたかどうかを判断する手段と、
光線処理によって処理される流体製品を流体流動経路に流す手段と、
流体製品を光線処理で照明するための光源とを備えることを特徴とする処理システム。 - 光を使用する流体処理システムに用いられる方法であって、
処理システムの処理チャンバを光線処理で照明し、処理チャンバは、光線処理によって処理される製品を収容し、処理チャンバの一部および製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、
処理チャンバの第１の部分に近接する第１の箇所において、処理チャンバを透過する光線処理の一部のフルエンスレベルを測定し、かつ
処理チャンバの第２の部分に近接する第２の箇所において、処理チャンバを透過する光線処理の一部のフルエンスレベルを測定し、第２の箇所は第１の箇所から位置的にずれ、第１の箇所および第２の箇所は処理チャンバのプロフィルの一部におさまることを含むことを特徴とする方法。 - 照明ステップは、処理チャンバを光線処理で照明することを含み、光線処理は少なくとも１つの光のパルスを含むことを特徴とする請求項１４８に記載の方法。
- 流体を処理チャンバに流し、かつ
測定されたフルエンス測定値を比較することをさらに含むことを特徴とする請求項１４８に記載の方法。 - 処理チャンバの第１の箇所の付近での処理チャンバを照明する光線処理の一部のフルエンスレベルを測定し、
処理チャンバの第２の部分の付近での処理チャンバを照明する光線処理の一部のフルエンスレベルを測定することをさらに含むことを特徴とする請求項１５０に記載の方法。 - 比較ステップは、
第１の箇所の付近での処理チャンバを照明する光線処理の一部の測定フルエンスレベルと、第１の箇所における処理チャンバを透過する光線処理の一部の測定フルエンスレベルとの差として、処理チャンバの第１の部分における第１の吸収レベルを測定し、
第２の箇所の付近での処理チャンバを照明する光線処理の一部の測定フルエンスレベルと、第２の箇所における処理チャンバを透過する光線処理の一部の測定フルエンスレベルとの差として、処理チャンバの第２の部分における第２の吸収レベルを測定し、かつ
第１の吸収レベルと第２の吸収レベルを比較することを含むことを特徴とする請求項１５１に記載の方法。 - 第１の部分は処理チャンバの入口部を含み、第２の部分は処理チャンバの出口部を含むことを特徴とする請求項１５０に記載の方法。
- 比較ステップに基づいて、第１の部分から流体の流れの長さにわたって処理チャンバの第２の部分までの流体の特性の変化を判断することをさらに含むことを特徴とする請求項１５０に記載の方法。
- 特性は、流体内の汚染物質の濃度の変化を含むことを特徴とする請求項１５４に記載の方法。
- 流体はタンパク質溶液を含み、特性は、流体内のタンパク質の濃度の変化を含むことを特徴とする請求項１５４に記載の方法。
- 比較ステップに基づいて、処理チャンバの形状の変化を判断することをさらに含むことを特徴とする請求項１５０に記載の方法。
- 比較ステップに基づいて、処理チャンバ内の変性物質の蓄積量を測定することをさらに含むことを特徴とする請求項１５０に記載の方法。
- 流体は、光線処理によって処理される流体製品を含むことを特徴とする請求項１５０に記載の方法。
- 測定ステップに基づいて、処理チャンバのプロフィルの少なくとも一部における照射量マッピングを作成することを特徴とする請求項１４８に記載の方法。
- 製品は流体製品を含み、
流体製品を処理チャンバに流しながら、処理チャンバおよび流体製品を照明することをさらに含むことを特徴とする請求項１６０に記載の方法。 - 処理チャンバの追加的な部分に近接する複数の追加的な箇所において、処理チャンバを透過する光線処理の一部のフルエンスレベルを測定し、各々の追加的な箇所は、互いに、また第１の箇所および第２の箇所から位置的にずれることを含むことを特徴とする請求項１６０に記載の方法。
- 第１の箇所、第２の箇所および追加的な箇所は、処理チャンバのプロフィルの少なくとも一部を実質的にカバーすることを特徴とする請求項１６２に記載の方法。
- 測定ステップが実質的に同時に行われることを特徴とする請求項１６２に記載の方法。
- 測定ステップは、処理チャンバのプロフィルの少なくとも一部の寸法にわたる離れた箇所に配列された複数の光学的検出器を使用して、フルエンスレベルを測定することを含むことを特徴とする請求項１６２に記載の方法。
- 複数の光学的検出器を検出器アレイ上に配列することを特徴とする請求項１６５に記載の方法。
- 照明に先立って、第１の箇所に光学的検出器を配置し、
照明ステップは、処理チャンバおよび製品を第１の光線処理で照明することを含み、
第１の光線処理で照明した後に、光学的検出器を第２の箇所に再配置し、かつ
照明ステップは、処理チャンバおよび製品を第２の光線処理で照明することをさらに含むことをさらに含むことを特徴とする請求項１６０に記載の方法。 - 第１の箇所においてフルエンスレベルを測定することは、
第１の箇所において、処理チャンバを透過する第１の光線処理の一部のフルエンスレベルを測定することを含み、
第２の箇所においてフルエンスレベルを測定することは、
第２の箇所において、処理チャンバを透過する第２の光線処理の一部のフルエンスレベルを測定することを含むことを特徴とする請求項１６７に記載の方法。 - 製品は流体製品を含み、
流体製品を処理チャンバに流しながら、処理チャンバおよび流体製品を照明することをさらに含むことを特徴とする請求項１６７に記載の方法。 - 光線処理によって処理される製品を収容するための処理チャンバであって、処理チャンバの少なくとも一部および製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる処理チャンバと、
処理チャンバの第１の部分を透過する光のフルエンスレベルを測定するように配置された第１の光学的検出器と、
処理チャンバの第２の部分を透過する光のフルエンスレベルを測定するように配置された第２の光学的検出器であって、第２の部分は第１の箇所から位置的にずれる第２の光学的検出器とを備えることを特徴とする光線処理監視システム。 - 光線処理を提供するための光源をさらに備えることを特徴とする請求項１７０に記載のシステム。
- 光源はパルス光源を含むことを特徴とする請求項１７１に記載のシステム。
- 処理チャンバは流体を流すように構成され、第２の部分は、処理チャンバ内の流体の流れの長さ方向に離れた位置にあることを特徴とする請求項１７０に記載のシステム。
- 第１の光学的検出器および第２の光学的検出器に結合され、測定流速レベルを比較して、第１の箇所から第２の可塑に至る流体の流れの長さ方向の変化を判断することを目的とするコントローラをさらに備えることを特徴とする請求項１７３に記載のシステム。
- コントローラに結合され、処理チャンバの第１の部分を照明する光のフルエンスレベルを測定するように配置された第３の光学的検出器と、
コントローラに結合され、処理チャンバの第２の部分を照明する光のフルエンスレベルを測定するように配置された第４の光学的検出器とをさらに備えることを特徴とする請求項１７４に記載のシステム。 - 第１の部分は処理チャンバの入口部を含み、第２の部分は処理チャンバの出口部を含むことを特徴とする請求項１７４に記載のシステム。
- 流体は、光線処理によって処理される流体製品を含むことを特徴とする請求項１７３に記載のシステム。
- 第１の光学的検出器および第２の光学的検出器に結合されて、測定フルエンスレベルに基づいて、処理チャンバのプロフィルの少なくとも一部の照射量マッピングを作成するコントローラをさらに備えることを特徴とする請求項１７０に記載のシステム。
- 処理チャンバの透過側に配置された検出器構造体をさらに備え、
第１の光学的検出器および第２の光学的検出器は、処理チャンバのプロフィルの一部のなかの検出器アレイ構造体上に配置されることを特徴とする請求項１７８に記載のシステム。 - 検出器アレイ構造体上に配置された複数の追加的な光学的検出器をさらに備え、各々の追加的なコレクタは、互いに、また第１の光学的検出器および第２の光学的検出器から位置的にずれて、処理チャンバのプロフィルの少なくとも一部を実質的にカバーすることを特徴とする請求項１７９に記載のシステム。
- 処理チャンバは流体流動経路の処理チャンバを含み、製品は処理チャンバを流れることを特徴とする請求項１７８に記載のシステム。
- 光線処理によって処理される製品を収容するための処理チャンバであって、処理チャンバの一部および製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる処理チャンバと、
処理チャンバの第１の部分を透過する光のフルエンスレベルを測定するように配置された光学的検出器と、
光学的検出器に結合され、光学的検出器を処理チャンバのプロフィルの一部のなかの異なる箇所に再配置するように１つまたは複数の方向に移動可能な位置調整構造体とを備えることを特徴とする光線処理監視システム。 - 光線処理を提供するための光源をさらに備えることを特徴とする請求項１８２に記載のシステム。
- 光源はパルス光源を含むことを特徴とする請求項１８３に記載のシステム。
- 位置調整構造体に結合されて、処理チャンバに対する光学的検出器の位置を制御するコントローラをさらに備えることを特徴とする請求項１８２に記載のシステム。
- 位置調整構造体は、光学的検出器をｘ方向およびｙ方向に移動させて、光学的検出器を再配置するｘ−ｙ並進テーブルを含むことを特徴とする請求項１８５に記載のシステム。
- 流体製品を処理チャンバに流し、流体製品および処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、
流体製品および処理チャンバを少なくとも１つの光のパルスで照明し、
流体製品および処理チャンバを照明する光の量を測定し、かつ
流体製品および処理チャンバを透過する光の量を測定することを含むことを特徴とする流体除染方法。 - 流体処理システムのための監視システムであって、
光のパルスを供給するための光源と、
光のパルスを受けるように配置された処理チャンバであって、処理チャンバは処理対象流体製品を流し、処理チャンバの少なくとも一部および流体製品は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる処理チャンバと、
処理チャンバおよび流体製品を照明する光源により供給される光のパルスのフルエンスレベルを測定するための第１のプロセスモニタと、
処理チャンバおよび流体製品を透過する光のパルスの一部のフルエンスレベルを測定するための第２のプロセスモニタとを備えることを特徴とする監視システム。 - 分光放射計の動作スペクトルの第１の波長のスペクトルを第１の較正光源で較正し、第１の較正光源は、第１の波長のスペクトルにおいて、分光放射計の正確な較正を提供せず、
分光放射計の動作スペクトルの第２の波長のスペクトルを第２の較正光源で較正し、第２の較正光源は、第２の波長のスペクトルにおいて、分光放射計の正確な較正を提供し、第１の波長のスペクトルの一部が第２の波長のスペクトルに重複し、かつ
第２の波長のスペクトルに重複する第１の波長のスペクトルの一部における第１の較正と第２の較正との差に基づいて、第１の波長のスペクトルの較正を調整して、第１の波長のスペクトルおよび第２の波長のスペクトルにわたって分光放射計を較正するのに十分な絶対放射量較正ファイルを生成することを特徴とする分光放射計較正方法。 - 第１の波長のスペクトルを第１の較正光源で較正することは、
第１の較正光源に対して一定の距離に光学的コレクタを配置し、該距離は、第１の較正光源が、第１の波長のスペクトルに対して、光学的コレクタに結合された分光放射計を較正するのに十分な信号を提供するように、第１の較正光源から十分に近く、第１の較正光源は、第１の波長のスペクトルに対して第１の較正ファイルに規定されるものより光学的検出器の近くに配置され、光学的コレクタは、第１の較正光源の近視野に配置され、
光学的コレクタから第１の較正光源までの距離に基づいて、第１の較正ファイルを調整し、かつ
調整された較正ファイルを用いて分光放射計を較正して、第１の波長のスペクトルに対するシステム較正ファイルを生成することを含むことを特徴とする請求項１８９に記載の方法。 - 第２の波長のスペクトルを第２の較正光源で較正することは、
第２の較正光源に対応する第２の較正ファイルに規定されるように、第２の較正光源に対して一定の距離に光学的コレクタを、該距離が第２の波長のスペクトルに対して分光放射計を較正するのに十分な距離になるように、配置し、かつ
第２の較正ファイルを用いて分光放射計を較正して、第２の波長のスペクトルに対するシステム較正ファイルを更新し、較正ステップによる第１の波長のスペクトルと第２の波長のスペクトルの重複部分の絶対値が一致しないことを含むことを特徴とする請求項１９０に記載の方法。 - 第１の波長のスペクトルの較正を調整することは、
第１の波長のスペクトルと第２の波長のスペクトルの重複する部分に対応するシステム較正ファイルにおける絶対値の差を求め、
絶対値の差によって第１の波長のスペクトルに対するシステム較正ファイルを調整して、絶対放射量較正ファイルを生成することを含むことを特徴とする請求項１９１に記載の方法。 - 絶対放射量較正ファイルおよび第２の較正光源を使用して分光放射計を再較正することによって、絶対放射量較正ファイルを検証することをさらに含むことを特徴とする請求項１９２に記載の方法。
- 第１の較正光源は、第１の波長のスペクトルにおける分光放射計の正確な絶対放射量の較正を提供しないことを特徴とする請求項１８９に記載の方法。
- 光を使用する処理システムにおける分光計に用いられる方法であって
分光計に入力される光を減衰させるのに使用されるフィルタに対応する透過ファイルを生成し、フィルタは、透過スペクトル内の光を不均一に透過させ、透過ファイルは波長毎に生成され、かつ
分光計の読取り値が、波長毎のフィルタの不均一な透過に対応するように、透過ファイルに基づいて分光計の較正を補償することを含むことを特徴とする方法。 - 透過ファイルの生成は、
光路にフィルタを設けずに、較正光源を使用して、透過スペクトルにわたる基準読取り値を採取し、
光路にフィルタを設け、較正光源を使用して、透過スペクトルにわたる透過読取り値を採取し、
基準読取り値と透過読取り値の波長毎の比較に基づいて、透過ファイルを生成することを含むことを特徴とする請求項１９５に記載の方法。 - 入力光を伴わない分光計のそれぞれのベースライン暗電流読取り値によって、基準読取り値および透過読取り値を調整することをさらに含むことを特徴とする請求項１９６に記載の方法。
- フィルタはマーク付き方位で光路内に配置されることを特徴とする請求項１９６に記載の方法。
- フィルタを最初の方位で光路内に配置し、
較正光源を使用して分光計読取り値を採取し、
フィルタを徐々に回転させて、前の方位から角度的にずれた他の箇所に移動させ、
分光計読取り値を採取するステップおよび徐々に回転させるステップを繰り返し、
すべての分光計読取り値を比較して、特定角度だけ最適方位から角度的にずれた方位における分光計読取り値と比較した場合における分光計読取り値の変化が最小になるフィルタの最適方位を決定することによって、マーク付き方位を決定することをさらに含むことを特徴とする請求項１９８に記載の方法。 - 補償は、波長毎に、透過ファイルに基づいてシステム較正ファイルを調整することを含むことを特徴とする請求項１９５に記載の方法。
- 補償は、波長毎に、透過ファイルに基づいて、処理光源に用いられる分光計読取り値を調整することを含むことを特徴とする請求項１９５に記載の方法。
- 光を使用する流体処理システムに用いられる方法であって、
光のパルスを光線処理として使用して、流体処理システムの処理チャンバを流れる流体内の移動粒子の特定速度を推定し、流体は質量流動速度で流れ、処理チャンバおよび流体は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、かつ
光線処理を最適化するために、特定速度に基づいて光のパルスの閃光速度を設定することを含むことを特徴とする方法。 - 推定ステップは、移動粒子のピーク速度を推定することを含むことを特徴とする請求項２０２に記載の方法。
- 特定速度は、流体の光学的特性、処理チャンバの深さ、および処理の最小レベルに基づくものであることを特徴とする請求項２０２に記載の方法。
- 流体の流れの特定速度プロフィルを決定することをさらに含み、特定速度プロフィルは特定速度を含むことを特徴とする請求項２０２に記載の方法。
- 推定ステップは、処理チャンバを流れる流体の流量比を推定することを含み、流量比は、処理チャンバを流れる流体の流れの平均速度に対する処理チャンバを流れる流体の中心速度の比と定義されることを特徴とする請求項２０２に記載の方法。
- 設定ステップは、流量比に基づいて、光のパルスの閃光速度を設定することを含むことを特徴とする請求項２０６に記載の方法。
- 推定ステップは、処理チャンバを流れる流体の流量比の対する方程式を解くことを含み、方程式は複数の入力を有することを特徴とする請求項２０６に記載の方法。
- 実験ツールの設計を用いて、処理チャンバを流れる流体の流量比に対する方程式をモデル化することをさらに含むことを特徴とする請求項２０８に記載の方法。
- 複数の入力は、流体特性、処理チャンバの形状、および流れる流体の質量流動速度の１つまたは複数を含むことを特徴とする請求項２０８に記載の方法。
- 流体特性は流体速度を含むことを特徴とする請求項２１０に記載の方法。
- 形状は処理チャンバの厚みを含むことを特徴とする請求項２１０に記載の方法。
- 流れる流体の質量流動速度を調整して特定速度を調整することをさらに含むことを特徴とする請求項２０２に記載の方法。
- 流れる流体の速度を調整して、特定速度を調整することをさらに含むことを特徴とする請求項２０２に記載の方法。
- 処理チャンバの形状を調整して特定速度を調整することをさらに含むことを特徴とする請求項２０２に記載の方法。
- 光を使用する処理システムに使用されるデバイスであって、
光のパルスを光線処理として使用して、流体処理システムの処理チャンバを流れる流体内の移動粒子の特定速度を推定する手段であって、流体は質量流動速度で流れ、処理チャンバおよび流体は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる手段と、
光線処理を最適化するために、特定速度に基づいて光のパルスの閃光速度を設定する手段とを備えることを特徴とするデバイス。 - 光を使用する処理システムに用いられる方法であって、
光源から所定の距離の測定点において、光源によって生成される光線処理の一部のフルエンスレベルを測定し、光線処理は製品を処理することを目的とし、かつ
測定ステップに応じて、光源と、光線処理によって処理される製品との距離を調整することにより、測定点における光線処理のフルエンスレベルを自動的に調整することを含むことを特徴とする方法。 - 自動調整ステップは、光源の老化を補償することを特徴とする請求項２１７に記載の方法。
- 自動調整ステップは、測定ステップに応じて、光源と製品の距離を自動的に調整して、測定フルエンスレベルをあらかじめ選定したフルエンスレベルに維持することを含むことを特徴とする請求項２１７に記載の方法。
- 測定ステップは、製品を照明する光源によって生成される光線処理の一部のフルエンスレベルを測定することを含むことを特徴とする請求項２１７に記載の方法。
- 製品は、処理チャンバ内に収容される流体製品を含み、処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させることを特徴とする請求項２１７に記載の方法。
- 流体製品を処理チャンバに流すことをさらに含むことを特徴とする請求項２２１に記載の方法。
- 光線処理は少なくとも１つの光のパルスを含むことを特徴とする請求項２１７に記載の方法。
- 自動調整は、製品を処理しながらフルエンスレベルを自動的に調整することを含むことを特徴とする請求項２１７に記載の方法。
- 製品を処理するための光線処理を生成するための光源と、
光線処理によって処理される製品を収容する処理チャンバと、
光源に結合されて、製品から選択可能な距離に光源を配置するポジショナと、
ポジショナに結合されたコントローラであって、測定点において測定される光線処理のフルエンスを制御するために、制御信号を自動的にポジショナに送信して、製品から光源までの距離を調整するためのコントローラとを備えることを特徴とする調整可能フルエンス光線処理システム。 - コントローラは、フルエンスを制御するための制御信号を自動的に送信して、光源の老化を補償することを特徴とする請求項２２５に記載のシステム。
- コントローラは、フルエンスを制御するための制御信号を自動的に送信して、測定点における測定フルエンスレベルをあらかじめ選択されたフルエンスレベルに維持することを特徴とする請求項２２５に記載のシステム。
- コントローラは、製品を照明する光線処理のフルエンスを制御するための制御信号を自動的に送信することを特徴とする請求項２２５に記載のシステム。
- コントローラに結合された光学的検出器をさらに備え、光学的検出器は、測定点において、光源により生成される光線処理の一部のフルエンスレベルを測定するように配置され、光学的検出器は信号をコントローラに出力することを特徴とする請求項２２５に記載のシステム。
- 光学的検出器は、処理チャンバを照明する光線処理の一部のフルエンスレベルを測定するように配置されることを特徴とする請求項２２９に記載のシステム。
- 光源はパルス光源を含むことを特徴とする請求項２２５に記載のシステム。
- 処理チャンバを流れる流体製品をさらに備えることを特徴とする請求項２２５に記載のシステム。
- 光源を保持し、ポジショナに結合されたランプ組立体をさらに備えることを特徴とする請求項２２５に記載のシステム。
- 光線処理によって処理される製品を収容するための光線処理チャンバをさらに備え、光線処理チャンバは処理チャンバを定め、光線処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させることを特徴とする請求項２２５に記載のシステム。
- ポジショナは、処理チャンバに向かって伸びる直線軸に沿って移動可能なリニアポジショナを備え、リニアポジショナは、直線軸に沿う択可能な位置に光源を配置することを特徴とする請求項２２５に記載のシステム。
- ポジショナは自動化リニアスライドを備えることを特徴とする請求項２２５に記載のシステム。
- 光を使用する流体処理システムに用いられる方法であって、
光線処理システムの処理チャンバに流体製品を流し、処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、流体製品は初期特性を有し、
処理チャンバ内の流体製品を光線処理で照明し、光線処理は、流体製品の初期特性に基づいたフルエンスレベルを有し、かつ
あらかじめ選定された処理レベルを維持するために、流体製品の初期特性が変化するに従って、流動時に光線処理のフルエンスレベルを経時的に調整することを含むことを特徴とする方法。 - 調整ステップは、流体製品の初期特性が変化するに従って、光線処理のフルエンスレベルを経時的に自動調整することを含むことを特徴とする請求項２３７に記載の方法。
- 流体製品の初期特性の変化を判断することをさらに含むことを特徴とする請求項２３７に記載の方法。
- 処理チャンバを照明する光線処理の一部、ならびに処理チャンバおよび流体製品を透過する光線処理の一部を測定し、
測定ステップに基づいて、流体製品の初期特性が変化したことを判断することをさらに含むことを特徴とする請求項２３７に記載の方法。 - 測定ステップに基づいて流体製品の吸収プロフィルを決定し、吸収プロフィルは、流体製品が吸収した光線処理の量を示すことをさらに含み、
吸収特性の決定に基づいて、初期特性が変化したことを判断することを特徴とする請求項２４０に記載の方法。 - 流体製品の初期特性は、干渉流体内の流体製品の濃度を含み、
調整ステップは、あらかじめ選定されたレベルの処理を維持するために、干渉流体内の流体製品の濃度が変化するに従って光線処理のフルエンスレベルを経時的に調整することを含むことを特徴とする請求項２３７に記載の方法。 - 流体製品の初期特性は、流体製品の不透明度を含み、
調整ステップは、あらかじめ選定されたレベルの処理を維持するために、流体製品の不透明度が変化するに従って、光線処理のフルエンスレベルを経時的に調整することを含むことを特徴とする請求項２３７に記載の方法。 - 調整は、光線処理を提供する光源から流体製品までの距離を調整することを含むことを特徴とする請求項２３７に記載の方法。
- 照明ステップは、処理チャンバ内の流体製品を少なくとも１つの光のパルスで照明することを含むことを特徴とする請求項２３７に記載の方法。
- 各光のパルスは、波長のスペクトルを有する光を含むことを特徴とする請求項２４５に記載の方法。
- あらかじめ設定されたフルエンスレベルを有する光線処理を生成するための光源であって、光線処理は流体製品を処理することを目的とする光源と、
光線処理によって処理される流体製品を流す処理チャンバであって、処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、製品は初期特性を有する処理チャンバと、
あらかじめ選定されたレベルの処理を維持するために、流体製品の初期特性が使用時に変化するに従って、光線処理のあらかじめ設定されたフルエンスレベルを調整させるためのコントローラとを備えることを特徴とする調整可能フルエンス光線処理システム。 - コントローラは、現在のフルエンスレベルを自動的に調整させることを特徴とする請求項２４７に記載のシステム。
- コントローラに結合された流体製品の初期特性の変化を判断する手段をさらに備えることを特徴とする請求項２４７に記載のシステム。
- 判断手段は、
コントローラに結合されて、処理チャンバを照明する光線処理の一部を測定する第１の光学的検出器と、
コントローラに結合されて、処理チャンバおよび流体製品を透過する光線処理の一部を測定する第２の光学的検出器とを備え、
コントローラは、第１の光学的検出器および第２の光学的検出器の測定値に基づいて、変化を判断することを特徴とする請求項２４９に記載のシステム。 - 流体製品の初期特性は干渉流体内の流体製品の濃度を含み、
コントローラは、あらかじめ選定されたレベルの処理を維持するために、干渉流体内の流体製品の濃度が変化するに従って、光線処理のフルエンスレベルを経時的に調整させることを特徴とする請求項２４７に記載のシステム。 - 流体製品の初期特性は流体製品の不透明度を含み、
コントローラは、あらかじめ選定されたレベルの処理を維持するために、流体製品の不透明度が変化するに従って、光線処理のフルエンスレベルを経時的に調整させることを特徴とする請求項２４７に記載のシステム。 - コントローラは、光線処理を提供する光源から処理チャンバまでの距離を調整させることを特徴とする請求項２４７に記載のシステム。
- 光源はパルス光源を含むことを特徴とする請求項２４７に記載のシステム。
- パルス光源は、波長のスペクトルを有する光を供給することを特徴とする請求項２５４に記載のシステム。
- 光を使用する流体処理システムに用いられる方法であって、
光源によって生成される光線処理で製品を照明し、光線処理は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光を含み、光線処理は製品を処理することを目的とし、かつ
製品の一部に配置されるフルエンス検出器を使用せずに、製品の一部における光線処理のフルエンスレベルを推定することを含むことを特徴とする方法。 - 推定は、光源から製品の一部までの距離の関数としてのフルエンスレベルの関係に基づくことを特徴とする請求項２５６に記載の方法。
- 推定は、基準点におけるフルエンス測定値の関数としてのフルエンスレベルの関係に基づくことを特徴とする請求項２５６に記載の方法。
- 製品の一部以外の箇所に配置されるフルエンス検出器を使用して、製品の一部における光線処理のフルエンスレベルを検証することをさらに含むことを特徴とする請求項２５６に記載の方法。
- 照明は、パルス光源によって生成される少なくとも１つの光のパルスで製品を照明することを含むことを特徴とする請求項２５６に記載の方法。
- 製品は流体製品を含むことを特徴とする請求項２５６に記載の方法。
- 流体製品を処理チャンバに流しながら照明することをさらに含むことを特徴とする請求項２６１に記載の方法。
- 推定は、
基準点に配置された光学的検出器から第１の距離にある第１の位置に光源を配置し、第１の距離は、光源と、処理時に製品の一部が配置される位置との間の軸に沿い、基準点は、処理時に製品の一部が配置される位置から該軸に沿って第２の距離に配置され、光源は、処理時に製品の一部が配置される位置から該軸に沿って第３の距離に配置され、
基準点に配置された光学的検出器を、規定のフルエンスレベルを有する光線処理で照明し、
光線処理が規定のフルエンスレベルを有することを確認し、
処理時に製品の一部が配置される位置から第１の距離にある第２の位置に光源を再配置し、
製品の一部が処理に応じた位置にくるように、製品を配置し、
製品の一部におけるフルエンスレベルが規定のフルエンスレベルに等しくなるように、規定のフルエンスレベルを有する光線処理で製品を照明することを含むことを特徴とする請求項２５６に記載の方法。 - 光を使用する処理システムであって、
製品を光線処理で照明するように構成された光源であって、光線処理は、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光を含み、光線処理は製品を処理することを目的とする光源と、
製品の一部に配置されるフルエンス検出器を使用せずに、製品の一部における光線処理のフルエンスレベルを推定するように構成されたコントローラとを備えることを特徴とする処理システム。 - 光を使用する流体処理システムに用いられる方法であって、
光源から一定距離に位置する基準点において、光源により生成される光線処理の所定のフルエンスレベルを測定し、かつ
基準点における所定の測定フルエンスレベル、基準点から光源までの距離、および基準点から製品の一部の箇所までの距離に基づいて、光源から、光線処理によって照明される製品の一部の箇所までの距離を設定することを含むことを特徴とする方法。 - 設定ステップ後に、製品の一部において受け取られるフルエンスが所定のフルエンスレベルになるように、製品を光線処理で照明することをさらに含むことを特徴とする請求項２５６に記載の方法。
- 製品の一部に配置されるフルエンス検出器を使用せずに、製品の一部における所定のフルエンスレベルを検証することをさらに含むことを特徴とする請求項２６６に記載の方法。
- 製品を少なくとも１つの光のパルスで照明することを含むことを特徴とする請求項２６６に記載の方法。
- 製品は流体製品を含み、
流体製品を光線処理チャンバに流しながら照明し、光線処理チャンバは１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光を透過させることをさらに含むことを特徴とする請求項２６６に記載の方法。 - 基準点の箇所は、製品の一部の箇所および光源を貫通する軸に沿う位置にあり、製品の該一部は測定時に存在しないことを特徴とする請求項２６５に記載の方法。
- 設定ステップは、基準点から製品の一部の箇所までの距離に実質的に等しい距離だけ光源を移動させ、光源から製品の一部の箇所までの距離が、基準点と、異動前の光源との距離に実質的に等しくなるようにすることをさらに含むことを特徴とする請求項２７０に記載の方法。
- 光を使用する処理システムであって、
光線処理を提供するように構成された光源と、
光線処理の所定のフルエンスレベルを測定するように構成された光学的検出器であって、光源から一定距離にある基準点に配置される光学的検出器と、
光学的検出器に結合されたコントローラであって、基準点における所定の測定フルエンスレベル、基準点から光源までの距離、および基準点から製品の一部の箇所までの距離に基づいて、光源から、光線処理で照明される製品の一部の箇所までの距離を設定するように構成されたコントローラとを含むことを特徴とする処理システム。 - 光を使用する処理システムに用いられる方法であって、
処理対象製品、および製品を収容する処理チャンバを光線処理で照明し、光線処理は、製品を処理するための規定レベルの処理を提供し、処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、処理チャンバは所定の厚みを有し、
処理レベルを示す量を測定し、かつ
規定レベルの処理を維持するために、測定ステップに応じて、所定の厚みを調整することを含むことを特徴とする方法。 - 測定は、製品および処理チャンバを透通する光線処理の一部のフルエンスレベルを測定することを含むことを特徴とする請求項２７３に記載の方法。
- 量の測定は、
製品および処理チャンバを照明する光線処理の一部のフルエンスレベルを測定し、かつ
製品が吸収する光線処理の一部の吸収プロフィルを決定することを含むことを特徴とする請求項２７４に記載の方法。 - 製品は流体製品を含み、
流体製品を処理チャンバに流すことをさらに含むことを特徴とする請求項２７３に記載の方法。 - 調整ステップは、流し込みステップおよび照明ステップを通じて、所定の厚みを調整することを含むことを特徴とする請求項２７６に記載の方法。
- 測定は、流体製品の流速を測定することを含み、流速は処理のレベルを示すことを特徴とする請求項２７６に記載の方法。
- 照明は、少なくとも１つの光のパルスで製品および処理チャンバを照明することを含むことを特徴とする請求項２７３に記載の方法。
- 光線処理によって処理される製品を処理システムの処理チャンバに流し、処理チャンバの処理チャンバ部は所定の厚みを有し、
製品を流しながら製品を光線処理で照明し、
製品を流しながらシステム測定値を採取し、
システム測定値に基づいて、製品を流しながら所定の厚みを調整することを含むことを特徴とする方法。 - システム測定値は製品の流速の測定値を含むことを特徴とする請求項２８０に記載の方法。
- システム測定値は製品の濃度の測定値を含むことを特徴とする請求項２８０に記載の方法。
- システム測定値は光線処理の処理レベルの測定値を含むことを特徴とする請求項２８０に記載の方法。
- 照明は、製品を流しながら、少なくとも１つの光のパルスで製品を照明することを含むことを特徴とする請求項２８０に記載の方法。
- 光線処理によって処理される製品を照明するための光源であって、光線処理は、製品を処理するための規定レベルの処理を提供する光源と、
製品を収容し、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、所定の厚みを有する処理チャンバと、
処理のレベルを示す量を測定するように配置された光学的検出器と、
処理チャンバに結合された、処理チャンバの厚みを調整する手段と、
光学的検出器、および厚みを調整する手段に結合されたコントローラであって、規定レベルの処理を維持するために、光学的検出器の測定値に応じて制御信号を生成して所定の厚みを調整することを目的とするコントローラとを備えることを特徴とする調整可能光線処理システム。 - 光線処理によって処理される製品を照明するための光源であって、光線処理は製品を処理することを目的とする光源と、
製品を流し、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、所定の厚みを有する処理チャンバと、
システム測定値を測定するための検出器と、
処理チャンバに結合された、処理チャンバの厚みを調整する手段と、
光学的検出器、および厚みを調整する手段に結合されたコントローラであって、システム測定値に応じて制御信号を生成して所定の厚みを調整することを目的とするコントローラとを備えることを特徴とする調整可能光線処理システム。 - システム測定値は製品の濃度の測定値を含むことを特徴とする請求項２８６に記載のシステム。
- 検出器は光学的検出器を含み、システム測定値は光線処理の処理レベルの測定値を含むことを特徴とする請求項２８６に記載のシステム。
- 光源は、少なくとも１つの光のパルスで製品を照明することを特徴とする請求項２８６に記載のシステム。
- 光を使用する流体処理システムに用いられる方法であって、
光線処理システムの処理チャンバに流体製品を流し、処理チャンバは、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させ、流体製品を所定の濃度で流し、
処理チャンバ内の流体製品を、光源により生成される光線処理で照明し、
処理のレベルを示す量を測定し、かつ
規定レベルの処理を維持するために、処理ステップに応じて、処理チャンバを流れる流体製品の濃度を調整することを含むことを特徴とする方法。 - 測定は、処理チャンバおよび流体製品を照明する光線処理の一部、ならびに処理チャンバおよび流体製品を透過する光線処理の一部を測定し、
測定ステップに基づいて、量を測定することを含むことを特徴とする請求項２９０に記載の方法。 - 量の測定は、測定ステップに基づいて流体製品の吸収プロフィルを決定し、吸収プロフィルは流体製品が吸収した光線処理の量を示すことを含み、
量の測定は吸収プロフィルの決定に基づくことを特徴とする請求項２９１に記載の方法。 - 濃度調整ステップは、流体製品に混入され、処理チャンバに流される緩衝流体の量を調整することを含むことを特徴とする請求項２９０に記載の方法。
- 照明ステップは、処理チャンバ内の流体製品を、パルス光源によって生成される少なくとも１つの光のパルスで照明することを含むことを特徴とする請求項２９０に記載の方法。
- 各光のパルスは、波長のスペクトルを有する光を含むことを特徴とする請求項２９４に記載の方法。
- 流体製品を処理するための光線処理を生成するための光源と、
光線処理によって処理される流体製品を流す処理チャンバであって、１７０から２６００ｎｍの範囲内に少なくとも１つの波長を有する光の少なくとも１％を透過させる処理チャンバと、
処理のレベルを示す量を測定するための検出器と、
規定レベルの処理を維持するために、流体製品の濃度を調整させるためのコントローラとを備えることを特徴とする調整可能光線処理システム。 - 検出器は、光線処理の一部を測定するように配置される光学的検出器を含むことを特徴とする請求項２９６に記載のシステム。
- 光源は少なくとも１つの光のパルスを生成することを特徴とする請求項２９６に記載のシステム。
- 試験流体を流体処理システムの処理チャンバに流し、
規定の光線パラメータで動作するようになされた光線処理で試験流体を照明し、
光線処理の一部を測定し、
測定ステップに基づいて、光線処理の一部が規定の光線パラメータで動作していないことを判断し、
規定の光線パラメータで動作するように光線処理を調整し、
光線処理が規定の光線パラメータで動作していることを確認し、
光線処理によって処理される流体製品を処理チャンバに流し、かつ
流体製品を処理チャンバに流しながら流体製品を光線処理で照明することを含むことを特徴とする方法。 - 測定は、試験流体を照明しながら光線処理のフルエンスレベルを測定することを含み、
判断は、測定フルエンスレベルを規定のフルエンスレベルと比較することを含むことを特徴とする請求項２９９に記載の方法。 - 調整は、光線処理のフルエンスレベルを調整することを含むことを特徴とする請求項３００に記載の方法。
- 調整は、処理チャンバと光源の距離を調整することを含むことを特徴とする請求項３０１に記載の方法。
- 調整は、光源の少なくとも１つのランプの特性を調整することを含むことを特徴とする請求項３０１に記載の方法。
- 光を使用する処理システムに用いられる方法であって、
未膨張状態の可撓性処理チャンバを設け、
緩衝流体を流体処理システムの可撓性処理チャンバに流して可撓性処理チャンバの処理ジオメトリを設定し、
流体製品を可撓性処理チャンバに流し、かつ
流体製品を光線処理で照明することを含むことを特徴とする方法。 - 緩衝流体を流すことは、緩衝流体を可撓性処理チャンバに流して、可撓性処理チャンバの形状を設定し、かつ所望の流速を設定することを含むことを特徴とする請求項３０４に記載の方法。
- 緩衝流体を流すことは、緩衝流体が、可撓性処理チャンバを少なくとも一寸法膨張させて形状を設定するように、緩衝流体を可撓性処理チャンバに流すことを含むことを特徴とする請求項３０４に記載の方法。
- 緩衝流体を流すことは、緩衝流体が、可撓性処理チャンバを膨張させて硬質構造体に接触させ、硬質構造体が、可撓性処理チャンバの形状の少なくとも１つの寸法境界を定めるように、緩衝流体を可撓性処理チャンバに流すことを含むことを特徴とする請求項３０６に記載の方法。
- 光を使用して製品を処理する処理システムに用いられる方法であって、ソフトウェアを実行するプロセッサによって実施され、
光線処理のパラメータを受け取り、
パラメータを処理システムのためのシステム設定に変換し、
処理システムの動作時に、光線処理に関連する測定値を受け取り、
測定値を分析し、かつ
測定値およびパラメータに基づいて、システムに対するシステム調整を決定することを含むことを特徴とする方法。 - 光を使用して製品を処理する処理システムのための制御システムであって、
光線処理を使用する処理システムのためのプロセス制御ソフトウェアを実行するように構成されたプロセッサを備え、
プロセス制御ソフトウェアは、
光線処理のパラメータを受け取るためのパラメータ入力モジュールと、
パラメータを処理システムのためのシステム設定に変換するための実装モジュールと、
処理システムの動作時に、光線処理に関連する測定値を受け取るための較正データ入力モジュールと、
測定値を分析するための分析モジュールと、
測定値およびパラメータに基づいて、システム設定に対するシステム調整を決定するための調整モジュールとを含むことを特徴とする制御システム。
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