JP2006300964A

JP2006300964A - 電子検定装置

Info

Publication number: JP2006300964A
Application number: JP2006184229A
Authority: JP
Inventors: Joel M Blatt; ブラット，ジョエル・エム; Michael P Allen; アレン，マイケル・ピー; Joseph T Widunas; ヴィドゥナス，ジョセフ・ティー
Original assignee: Metrika Inc
Current assignee: Bayer Healthcare LLC
Priority date: 1996-06-07
Filing date: 2006-07-04
Publication date: 2006-11-02
Also published as: EP0991933A1; WO1997046868A1; AU3305397A; US5837546A; CA2251048A1; JP2002509605A

Abstract

【課題】体液中の一つ以上の分析量を測定するための使い捨て型自己内蔵の電子検定装置で、自動分析を行い、分析物質の濃度及び／又は別の情報出力を読み取り可能な形態にて表示するクレジットカード寸法の装置を提供する。
【解決手段】装置は、外面を有し且つ内部領域を画成するハウジングを備えている。検体処理ストリップが検体と試薬とを反応させ、検体中の選択された分析物質の量に相関する物理的に検出可能な変化を生じさせる。検出器が物理的に検出可能な変化に応答し且つ検体中の選択された分析物質の量に相関する電気信号を発生させる。プロセッサが電気信号をデジタル出力に変換する。検体を装置に付与したとき、始動装置がプロセッサ及び検出器を自動的に作動させる。本発明は、ハウジング内にて検体中に１つ以上の選択された分析物質が存在するか否かを判定し、診断装置を自動的に始動させて検体を分析する。
【選択図】なし

Description

本発明は、血液又は尿のような体液中の１つ以上の分析物質の量を測定するために使用される使い捨て型の自己内蔵の電子検定装置に関するものである。特に、本発明は、体液を検体受容器に付与すれば、自動的に分析を行い、分析物質の濃度及び／又は別の情報出力を読み取り可能な形態にて表示する、クレジットカード寸法の小型で使い捨て型の電子式装置に関するものである。

本出願は、1993年8月24日付けで出願され、現在は放棄されている米国特許出願第第08／111,347号の継続出願である、1995年5月31日付けで出願された先の米国特許出願第08／455,236号の相当な部分と重複する。本出願は、先の出願に含まれなかった追加的な開示を加え且つ請求の範囲に含めたものである。本出願は、先の出願におけると発明者が同一であるため、本出願は、以前の先の出願の一部継続出願となるものである。
本出願の主題は、以下の米国特許出願に開示された、全ての化学試薬を含む、完全に自己内蔵の使い捨て型である、一回使用のデジタル電子式計測器に関するものである。すなわち、ジョエル・エム・ブラット（Joel M. Blatt）及びミッチェル・ピー・アレン（Michael P. Allen）が1995年8月9日付けで出願した、「多数の試験領域を有する、乾燥試薬粒子検定法及びその装置並びにその方法（Dry Reagent Particle Assay And Device Having Multiple Test Zones And Method Therefor）」という名称の米国特許出願第08／512,844号、レイモンド・ティー・ヘバート（Raymond T. Hebert）及びその他の者が1996年4月30日付けで出願した、「反射した光線を測定するための方法及び装置（Method And Device For Measuring Reflected Optical Radiation）」という名称の米国特許出願第08／642,228号、ジョエル・エム・ブラット及びその他の者が1996年5月11日付けで出願した、「検定時に検出可能な変化を所定の分布で生じる方法及びその装置（Method And Device Producing A Predetermined Distribution Of Detectable Change In Assays）」という名称の米国特許出願第642,228号である。上記の出願は、本発明の譲受人と同一人に譲渡され、その全体を引用して本明細書に含めてある。

過去半世紀の間に、定性的及び定量的な自己試験は、徐々に開発されている。免疫学的化学試薬を固体の支持体の上に付与することで計測器不要型の試験が改良された。この結果、ＨＣＧ（妊娠）、ＬＨ、ＦＳＨ、ＣＫＭＢ、ブドウ状球菌、及び風疹用のものを含む、商業的に有用な多数の診断試験が利用可能となっている。これらの試験の内、妊娠を検出するためにホルモンＨＣＧを測定することが家庭用市場にて商業的に成功した最初のものであった。家庭用の最初の妊娠試験、すなわち、ｅ.ｐ.ｔ.（登録商標名）は、ＨＣＧの存在下にて、尿溶液の面に褐色の輪を形成する液相の化学的反応を使用するものである。この試験に関連して、２時間かかる長時間の実施要綱は、振動及び時間的影響を受け易く、誤った結果を生ずることになる。

1980年代後半に登場した２つの追加的な試験装置は、ホーム・ダイアグノスティク・インコーポレーテッド（Home Diagnostics Inc.）によるリポスキャン（LipoScan）（登録商標名）及び、ケマティクス・インコーポレーテッド（Chematics Inc.）によるケムカード（Chemcard）（登録商標名）であった。双方の試験は、視覚的に色を比較することにより、全細胞中のコレステロールを測定するものである。視覚的に色合わせすることは、主観的であるため、これらの試験は、コレステロールの試験に必要な定量的性能を達成していない（プラデラ（Pradella）及びその他の者による、臨床化学（Clin. Chem.）、36：1994−1995（1990））。

妊娠及び排卵に関するマーカーような多くの分析物質にとって、定性的又は半定量的試験が適している。しかしながら、正確な定量化を必要とする、多岐に亙る分析物質がある。これらには、グルコース、コレステロール、ＨＤＬコレステロール、トリグリセリド、例えば、テオフィリン（theophylline）のような多岐に亙る治療薬、ビタミン量、及びその他の健康判断物質が含まれる。一般に、その定量化は、計測器を使用して行われている。これらの方法は、臨床的分析には適しているが、これらの方法は、一般に、計測器は高価であるため、家庭よりも病院内の治療現場での試験に使用することが望ましい。

最近、分析物質を測定するための複雑な機器不要の方法が多数、登場し始めている。複雑な機器不要型の定量化試験のための必須のことは、視覚的信号として、色を合わせることではなくて、移行距離を使用することである。移行距離検定法において、分析物質が固体支持体を通じて浸み出されるとき、化学的／生化学的反応が生ずる。浸み出し（wicking）中、分析物質は、信号発生試薬と反応して、支持体に沿って可視的信号を発生させる。移行距離（migration distance）、すなわち、信号境界の距離は、分析物質の濃度に関連する。操作者は、温度計を読み取るときと全く同一の方法で色バーの高さを読み取り、較正目盛りから濃度を知る。

商業的に利用可能な幾つかの移行型分析方法がある。これらには、水泳プール内及びコンクリート混合中の塩素を測定する、環境試験装置のクオンタブ（Quantab）（登録商標名）、治療薬剤を測定するためのスイバズ・アキュレーベル（Syva's AccuLevel）（登録商標名）、及び全血中のコレステロールを測定するためのケムトレックス（ChemTrak's）のアキュメータ（AccuMeter）（登録商標名）が含まれる。エンジマテックス（Enzymatics）及びクリスタル・ダイアグノスティクス（Crystal Diagnostics）のようなその他の会社は、より最近、それぞれ、唾液中のアルコール及び血液中のコレステロールを測定するためのＱ.Ｅ.Ｄ.（登録商標名）及びクリニメータ（Clinimeter）（登録商標名）を開発したと発表している。アクティメド（ActiMed）（登録商標名）ラボラトリーズは、アーチングハウセン（Ertinghausen）の米国特許第5,087,556号（1992年）に温度計型式のコレステロール検定装置を開示している。

定性的測定のために、これら一回使用の温度計型の複雑に機器化されていない（non-instrumented）定量装置及び複雑に機器化されていない色比較装置は、十分な性能を示しているが、これら装置は、信頼性及び便宜性の点で幾つかの問題点がある。第一に、これらの装置にて発生された色は、常に均一で且つ鮮明であるとは限らないことである。移行型検定法の場合、その境界は色が薄く、不明瞭で且つ読み取り難いことが多い。ユーザは、色帯域の境界の位置に関して判定しなければならないため、このことは、ユーザの誤りに直接、結び付く。複雑に機器化されていない妊娠試験の場合、着色部分（特に、遮断感度（cut-off sensitivity）のＨＣＧの濃度）を視覚的に判定することが難しい場合があり、また、その結果を解釈することが問題を生ずる場合がある。熟練していない操作者が視覚的に判定し又は解釈することが必要とされる全ての場合に、誤りが生じる可能性があり、しかも、それが不可避である場合もある。

第二に、これら試験の検定法（assay protocol）は、難しく且つ時間がかかり、１つの結果を得るのに15分乃至１時間かかることもあることである。第三に、これらの試験は、十分な試験性能を保証するのに十分な方法及び試薬の参考資料がないことである。第四に、複雑に機器化されていない装置は、２つの分析物質の酵素の試験又はその比率分析を測定できないため、単一の最終目標型の試験しか行うことができないことである。このため、存在が予想される分析物質の試験の種類は限定される。

これら問題点の重大さの一例として、臨床化学の最近の論文（ダビアッド（Daviaud）その他の者による、臨床化学、39：53−59（1993年））には、フランスで販売されている27種の全ての家庭用妊娠試験法の評価が報告されている。この報告者によれば、「陽性である、提供された478件の尿検体の内、230件が誤って陰性と判定された」という。
このため、家庭、緊急の医療現場、又は病院以外の場所にて未熟達の者が治療箇所で使用することを可能にし得るのに十分に正確で且つ信頼し得る一回使用の検定法が診断分野にて必要とされている。

本発明は、検体（sample）中に１つ以上の選択された分析物質が存否するか否かを判定するための検定装置を提供するものである。この装置は、外面を有し且つ内部領域を画成するハウジングを備えている。検体の受容器手段は、検体を受け取り、また、ハウジングの外面に配置されている。検体の処理手段は、検体を試薬と反応させて、その検体中の選択された分析物質の量に相関する、物理的に検出可能な変化を生じさせる。この検体の処理手段は、ハウジング内に配置され且つ検体の受容器手段と流体的に連通している。また、この装置は、検出器手段も備えており、この検出器手段は、物理的に検出可能な変化に応答して、検体中の選択された分析物質の量に相関する電気信号を発生させる。この検出器手段は、ハウジング内に配置され且つ検体処理手段と電気的に又は光学的に連通している。処理手段がその電気信号をデジタル出力に変換し、また、該処理手段は、ハウジング内に配置され且つ検出器手段に接続されている。検体を装置に付与したとき、始動手段が処理手段及び検出器手段を自動的に作動させる。この始動手段は、ハウジング内に配置され且つ処理手段に接続されている。ディスプレイ手段は、ハウジングの外部にデジタル出力信号を視覚的に表示し、また、処理手段に接続されている。

本発明の１つの好適な実施の形態は、１つの検体中に複数の選択した分析物質が存在するか否かを判定するための多数検定装置を提供するものである。この多数検定装置は、外面を有し且つ内部領域を画成するハウジングを備えている。検定の受容器手段が検体を受け取り、また、ハウジングの外面に配置されている。検体処理手段は検体を複数の選択された分析物質に対応する複数の試薬と反応させ、検体中の選択した分析物質の１つの量と相関する物理的に検出可能な変化を生じさせる。検体処理手段はハウジング内に配置され且つ検体受容器手段と流体的に連通している。検出手段は、物理的に検出可能な変化に応答して、電気信号を発生させる。この電気信号の各々は、検体中の選択された分析物質の１つの量に相関する。検出器手段は、ハウジング内に配置され、検体処理手段と電気的に又は光学的に連通している。処理手段が電気信号の各々を選択された分析物質の１つに対応するデジタル信号に変換し、また、該処理手段は、ハウジング内に配置され且つ検出器手段に接続されている。該装置は、選択された分析物質の１つに対応するデジタル出力を外部に表示するディスプレイ手段を備えている。選択された分析物質の１つに対応する、デジタル出力の１つは、選択された分析物質の同一性のような検定結果を提供する、少なくとも第一の構成要素と、選択された分析物質の量を提供する第二の構成要素とを備えている。ディスプレイ手段は、処理手段に接続されている。

本発明の別の好適な実施の形態は、反射した光線を使用して検体中の１つ以上の選択された分析物質の定量的測定値を提供する検定装置を提供する。該装置は、外面を有し且つ内部領域を密封するハウジングを備えている。受容器は、その存在を判断し得るように選択された分析物質を含む検体を受け取る形態とされ且つハウジングの外面に配置されている。少なくとも１つの検定ストリップが検体を自己内蔵した試薬と反応させ、検体中の選択された分析物質の量に相関する物理的に検出可能な変化を各検定ストリップ上に発生させる。検定ストリップの各々は、受容器と流体的に連通している。光線源と、光線を定量的に検出し得る形態とした検出器と、光線源から検体採取領域へ光線を向ける形態とされ且つ検体採取領域から検出器まで拡散して反射された光線を向ける形態とされた光学素子組立体とを有する反射率計が装置内に設けられている。この検出器は、検体中の選択された分析物質の１つの分析物質の量に相対する電気信号を発生させる。プロセッサは、各特定の自己内蔵試薬及び各検体採取領域内の物理的に検出可能な変化に対し、更に、個々の検定装置の特定の反射率計に対して特有の特徴的な検定較正情報を記憶させる形態とされている。このプロセッサは、更に、記憶した検定較正情報を使用して、各検体採取領域と、反射率計とを較正し得る形態とされている。このプロセッサは、更に、電気信号をデジタル出力に変換し得る形態とされている。このプロセッサは、ハウジング内にて密封され且つ反射率計に接続されている。始動装置は、検体を装置に付与したとき、プロセッサ及び反射率計を自動的に作動させる形態とされている。この始動装置は、ハウジング内に配置され且つプロセッサに接続されている。ディスプレイは、ハウジングの外部にてデジタル出力を視覚的に表示する形態とされ且つプロセッサに接続されている。また、本発明は、使い捨て型ハウジング内にて検体中に１つ以上の選択された分析物質が存在するか否かを判定する方法も提供するものである。この方法は、次のステップを備えている。すなわち、ハウジング内にて検体を選択された分析物質に対応する試薬と反応させ、検体中の選択された分析物質の量に相関する物理的に検出可能な変化を生じさせるステップと、ハウジング内の特定の試薬に対し且つ各選択された分析物質の物理的に検出可能な変化に対して特有の特徴的な検定較正情報を使用して物理的に検出可能な変化を較正し、選択した分析物質の量を判定するステップと、各選択された分析物質の量を表示するステップとである。

本発明により提供される別の方法は、診断装置を自動的に始動させて検体を分析する。この方法は、装置への検体の導入を検出するステップと、装置を作動させる信号を発生するステップとを含んでいる。この検出ステップは、複数の電極の間にて電位を発生させることと、検体が電極に接触したときに、電極の間にて電位を変化させることとを含むことが望ましい。

また、本発明は、診断装置における検体中の複数の選択された分析物質に対する定量的検定結果を表示する方法も提供するものである。この方法は、選択された分析物質の１つの同一性及びその分析物質の量を所定の時間に亙って同時に表示するステップと、複数の選択された分析物質の別の１つに対して上記のステップを繰り返すステップとを含むものである。
本発明の有利な点、実施の形態及び変形例等は、添付図面及び添付した請求の範囲の記載から、本発明の当業者にとって明らかになるであろう。

発明の実施の形態

本発明は、定性的及び定量的結果が得られる検定方法及び装置を提供することにより、従来技術を著しく改良するものである。この検定用の化学物質は、計測器内に自己内蔵されており、反射光が使用される固体のマトリックス（すなわち、薄膜）上に乾燥形成されるか、又は、透過光が使用される、反応室内で急速凍結させ且つ付着させるか、若しくは凝縮させ且つ乾燥させ、或いは、化学物質が電流又はｐＨを変化させる、電極上に存在するようにする。この化学物質は、分析物質に応答して作用し、化学的マトリックス内にて、又は検体及び液体状に戻した試薬により形成された液体（すなわち、プラズマ）中にて色変化する。これと代替的に、化学物質は、電流を変化させる（すなわち、電子を発生又は消費し、若しくは導電率を変化させる）か、若しくは、容易に検出可能である、ｐＨの変化を生じさせる。この型式の化学物質は、試薬ストリップ中に含浸させた化学的試薬を保持する家庭用の糖分計測器にて一般的なものである。

本発明に従えば、多岐に亙る分析物質について実質的にあらゆる型式の検定法を行うことができる。実施可能な検定法は、一般的な化学的検定法及び免疫学的検定法を含むが、これらにのみ限定されるものではない。本発明によって限界点検定及び反応率型検定の双方を行うことが可能である。

本明細書にて使用する分析物質という語は、試験検体中に存在する可能性のある、検出すべき物質を意味するものとする。例えば、一般的な化学的検定法は、グルコース、コレステロール、ＨＤＬコレステロール、ＬＤＬコレステロール、中性脂肪（triglyceride）及びＢＵＮのような分析物質について行うことができるが、これらにのみ限定されるものではない。免疫学的検定法の場合、分析物質は、自然に生ずる特定的な結合要素（例えば、抗体）が存在する物質、又は特定的な結合要素を形成することのできる任意の物質とすることができる。このため、分析物質は、検定時に、１つ以上の特定の結合要素に結合することができる物質である。また、分析物質は、任意の抗原物質、ハプテン、抗体、巨大分子、及びそれらの組み合わせをも含めることができる。ビタミンＢ１２の判定のため特定的な結合対の要素として内因性因子タンパクを使用するといったような、自然に生ずる特定的な対の結合相方により、又は炭水化物を判定するため、特定的な対の結合要素としてレクテンを使用することによって、分析物質を特定的な対の結合要素として検出することができる。この分析物質は、タンパク、ペプチド、アミノ酸、ホルモン、ステロイド、ビタミン、治療目的用に投与されるもの、及び不法な目的のために投与されるものを含む薬剤、バクテリア、ウィルス、及び上記任意の物質の代謝物又は抗体を含むことができる。特に、かかる分析物質は、次のものを含むが、これらにのみ限定されるものではない。すなわち、フェリチン、クレアチニン、キナーゼＭＢ（ＣＫ−ＭＢ）、ジゴキシン、フェニトイン、フェノバルビタール、カルバマゼピン、バンコマイシン、ゲンタマイシン、テオフィリン、バルブロエック酸、キニジン、黄体形成ホルモン（ＬＨ）、卵胞刺激ホルモン（ＦＳＨ）、エストラジオール、プロゲステロン、ＩｇＥ抗体、ビタミンＢ２マイクログロブリン、糖化ヘモグロビン（Ｇｌｙ．Ｈｂ）、コルチゾル、ジギトキシン、Ｎ−アセチルプロカインアミド（ＮＡＰＡ）、プロカインアミド、ＩｇＧ風疹、ＩｇＥ風疹のような風疹に対する抗体、ＩｇＧトキソプラズマ（Ｔｏｘｏ−ＩｇＧ）及びＩｇＭトキソプラズマ（Ｔｏｘｏ−ＩｇＭ）のようなトキソプラズマに対する抗体、テストステロン、サリチル酸塩、アセトアミノフェン、抗Ｂ型肝炎コア抗原ＩｇＧ及びＩｇＭ（抗−ＨＢＣ）のようなＢ型肝炎コア抗原、ヒト免疫欠乏症ウィルス１、２（ＨＩＶ１及び２）、ヒトＴ細胞白血病ウィルス１及び２（ＨＴＬＶ）、Ｂ型肝炎抗原（ＨＢＡｇ）、Ｂ型肝炎抗原に対する抗体（Ａｎｔｉ−ＨＢ）、甲状腺刺激ホルモン（ＴＳＨ）、サイロキシン（Ｔ４）、総トリヨードサイロニン（Total Ｔ３）、自由総トリヨードサイロニン（Free Ｔ３）、胎児癌抗原（ＣＥＡ）及びアルファ胎児タンパク（ＡＦＰ）である。麻薬及び基準物質は、次のものを含むが、これらにのみ限定されるものではない。すなわち、アンフェタミン、メタンフェタミン、アモバルビタール、セコプ（secp）バルビタール、ペントバルビタール、フェノバルビタール及びバルビタールのようなバルビタール酸塩、リブリウム及びバリウムのようなベンゾジアゼピン、ハシシュ及びマリファナのようなカンナビノイド、コカイン、フェンタニール、ＬＳＤ、メタクアロン、ヘロイン、モルヒネ、コディン、ヒドロモルホン、ヒドロコドン、メサドン、オキシコドン、オキシモルホン及びアヘンのようなアヘン剤、フェニルシクリジン、及びプロポキシフェンである。かかる抗体を形成する詳細及び特定的な結合要素としてそれらの抗体を使用することが適当であることは、当業者に周知のことである。

本発明は、特定的な結合要素を使用することが好ましい検定法を提供するものである。本明細書にて使用したような、特定的な結合相方又は要素は、特定的な対の結合要素である。すなわち、化学的又は物理的手段を通じて１つの分子が第二の分子に特定的に結合する、２つの異なる分子である。このため、一般的な免疫学的検定法の抗体及び抗原に特定的な結合対に加えて、その他の特定的な結合対は、バイオチン、アビジン、炭水化物、レクチン、相補的ヌクレオチドシーケンス、作用子、受容体分子、共因子、酵素、酵素阻害剤及び酵素等を含むことができる。更に、特定的な結合対は、例えば、分析物質類似体のような最初の特定的な結合要素の類似体である要素を含めることができる。免疫学的反応性を有する特定的な結合要素は、抗原、抗原破屑、抗体、単クローン、及び多クローンの双方の抗体破屑、及び遺伝子組み換えＤＮＡ分子によって形成されるものを包含するその錯体を含む。本明細書にて使用するハプテンという語は、抗体に結合可能であるが、担体タンパクに結合しない限り抗体を形成できない、部分的抗原又は非タンパク結合要素を意味するものとする。

分析物質−類似体は、分析物質に特定的な結合要素と架橋反応する任意の物質とすることができる。しかし、この物質が架橋結合する程度は、分析物質自身が行う場合と多少、程度は異なる。分析物質−類似体は、分析物質−類似体が対象とする分析物質と共通する少なくとも１つのエピトープ部分を有する限り、改質した分析物質、及び分析物質の分子の分画部分又は合成部分を含むことができる。分析物質−類似体の一例は、分析物質−類似体が分析物質に特定的な結合要素に結合し得るようにするため、全分子分析物質の少なくとも１つのエピトープを複製する合成ペプチドシーケンスである。

分析物質が存在するか否かを判定すべく本発明によって試験する検体は、生理学的流体のような任意の生物学的源から得ることができる。これらは、全血液とし、又は、赤血球細胞、白血球細胞、血小板、血清及び血漿を含む、全血液成分として、若しくは腹水、尿、汗、乳、唾液流体、腹膜流体、アミノ系流体、脳脊髄流体、及び対象とする分析物質を含む可能性のある身体のその他の成分とする。試験検体は、例えば、血液から血漿を形成すること、粘性流体を希釈すること等により、使用前に前処理を行うことができる。処理方法は、不要な成分のろ過、蒸留、濃縮化、不活性化、及び試薬の添加を含めることができる。環境学的又は食品の製造分析のため、生理学的流体以外に、水、食品製品などのようなその他の検体液を使用することが可能である。更に、分析物質を含むと疑われる固体材料を試験検体として使用してもよい。液状媒体を形成し、又は分析物質を解放するために固体の試験検体を改質することが有利な場合もある。この分析物質は、検出し且つ計測すべき任意の化合物又は組成物とすることができ、及び少なくとも１つのエピトープ又は結合部分を有する化合物又は組成物とすることができる。１回の、又は多数の検定を同時に行うことができる。例えば、コレステロールを測定する一回の検定法を行うことができ、又は、１個の検体から総コレステロール及びＨＤＬコレステロールの双方を測定し得るように単一の装置を設定することができる。同時に、１、２、３又はより多数の分析物質を測定し得るように単一の試験装置を設定することができる。

本発明の装置は、世界中の遠隔の健康会場、専門的な健康施設、病院、及び家庭の現場にて試験する上で理想的なものである。この装置は、試薬の自動取り扱い機能（検体のろ過、成分の分離、血液の分離等）、検体を自動的に測定する機能を備えており、また、自動的に試験する場合、技術者以外のユーザが事前に練習することなく容易に試験できるように、制御盤から制御することを可能にするものである。また、この装置は、デジタルディスプレイ（計算機のような）を使用する結果、色の質や強さを視覚的に判定したり、又は信号の伝達距離を視覚的に計測する必要がない、このため、この使い捨て型の電子装置を使用すれば、ユーザの誤りを著しく軽減するることが可能となる。

本発明の重要な特徴の１つは、装置のコストが経済的であり、このため、この装置を一回限りの使い捨て型ユニットとして使用することが経済的に実現可能となる点である。この装置は、電子的構成要素と、化学的試薬構成要素と、電子機器及び化学物質を保持するハウジングとを含む。電子機器及びハウジングは、単一体となるように一体化することが望ましい。しかしながら、電子的構成要素を再使用することができるように、試薬ストリップは１回、又は数回、交換することができる。

図面を参照すると、図１は、本発明の使い捨て型装置の１つの実施の形態の等角図である。該装置１２は、検体受容器１４と、液晶ディスプレイのような視覚的読み取りディスプレイ１６とを有している。所望の全体的寸法が得られるように厚さ「ｔ」、幅「ｗ」及び深さ「ｄ」を変更することができる。装置１２は、任意の便宜な寸法でよいが、最適な寸法は、１）電子的構成要素の寸法、２）化学的構成要素の寸法、３）消費者のマーケット調査結果を含むが、これらにのみ限定されない、幾つかのファクタにより決まる。電子機器及び化学物質を許容可能な性能を保持して経済的に含めることができる限り、装置１２は、四角、矩形、三角形、楕円形、円形、又はその他の任意の所望の形状を含む任意の便宜な形態でよい。

該計測器は、一回使用型の設計とされており、例えば、伝達、反射、導電率、電流又はｐＨの変化を測定することができる。この計測器は、製造コストを削減するため単一体とした一体の形態で製造される。該計測器は、次に略説明した構成要素を備えることができる。すなわち、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような光源と、光学素子と、反射光又は透過光を感知する検出器と、検定の開始及び終了を制御し、検出器からの入力を受け取り且つ処理し、検定の較正情報等を記憶する記憶装置を有するプロセッサと、アナログ−デジタル変換器（電流の積分比較器を使用できる）等と、バッテリ、又は太陽電池又は任意の便宜な電源とすることのできる電源と、温度補償機構（選択任意）と、１乃至６桁（3・1／2桁であることが好ましい）を有する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）とである。上述した計測器は、上述した構成要素の１つ、又はその全てを備えることができ、若しくはそれらを全く含まないようにしてもよく、或いは、診断用の反射光又は透過光の計測器が作動するために必要とされる、その他の構成要素を含めることができる。図２は、検出可能な信号の反射測定用として設計された本発明の装置１２の概略図であり、１つの分析物質を試験するための電子式検体処理構成要素の１つの形態を示す。検定を行うのに必要とされる電源３８を含む、全ての構成要素がハウジング１８内に取り付けられている。試薬ストリップ２０は、検体付与領域２４と試薬領域２６との間にて、又は検体付与箇所にて、該ストリップに取り付けられた電極対２２を有している。この電極対は、試薬ストリップ２０に検体液が存在するか否かを検出し且つその動きを検出する。電極対２２を架橋する検体液が存在することは、電極における抵抗を小さくし、その間に導体（検体液）が存在することの信号を発する。検出器３０、３２の間にＬＥＤ２８が配置されている。これらの検出器３０、３２は、従来の光検出器である。これらの光検出器は、物理的に検出可能な標識の性質に対応する、予め選択した波長にて反射した光を検出する。温度センサ３４が試薬ストリップ上に取り付けられており、装置の温度を検出し、極端な温度のとき、較正調整のための周囲温度に関する情報を提供する。この温度センサは、装置内の任意の箇所に配置し、又は装置に配置するのに適している。例えば、この温度センサは、マイクロプロセッサ上に配置してもよい。光センサが存在する検出領域を超えて検体液が動くことを検出する位置に電極対３６が配置されている。

電源３８は、電極対２２、３６の一側部に接続されたその陰極からの導線と、アナログ−デジタル変換器４０及びディスプレイ１６に接続されたその陽極からの導線とを有している。プロセッサ及び記憶構成要素４２は、アナログ−デジタル変換器４０及びディスプレイ１６に接続されている。外部の較正ポート４４は、アナログ−デジタル変換器４０に接続されている。

図２の実施の形態は、２組みの電極（２２、３６）を有している。これら２組みの電極は、検体が存在するとき、電極間の回路を完成させるべく検体の導電性の性質を使用することにより、２つのモード内の一方にて計測器を作動させる働きをする。電極組み２２は、検体付与ポートの直ぐ下流に配置された「基準」電極である。検体は、装置に付与された略直後に、この電極に接触する。該計測器の自動零較正（calibrating-to-self-zero）の特徴が励起されて、未反応の試薬領域における測定値を読み取ることにより、光源を待機状態にし、光学装置（ＬＥＤ、検出器、及び光学素子）を零設定することを可能にする。電極組み３６は、「測定」電極と称される。この電極は、化学的試薬の端部に配置され且つ電極組み２２から下流にあり、また、光学装置から下流に配置されている。検体がこの電極組みに達すると、化学的反応が生じて、計測器は、試薬装置の読み取りを開始する。検体が電極対３６に達したとき、又は約１秒乃至10分以下（好ましくは、約30秒乃至２分間）の時間的遅れが生じるときに、直ちに測定を開始することができる、１回又は多数回の測定を行うことができ、又は、試薬装置の応答が限界点、最大値、又は最小値の何れかにて安定するか、若しくは一定の反応速度に安定する迄、測定を続行することができる。これらの測定は、電極組み２２又は３６の何れかにより開始することができる。

上述したように、電極組み３５は、十分な検体が装置に導入され且つ試薬ストリップを横断するように搬送されたことを表示する。電極組み３５を使用するか否かは選択随意である。
検体が存在することに応答して、計測器の「自動零設定」及び「測定」機能が始動する。この電極の方法について上述したが、任意の便宜且つ経済的な方法を使用してもよい。別の方法は、装置を遮光性のフォイル格納パウチから除去したときに作動する太陽電池を使用するものである。ユーザが装置をパウチから除去すると、周囲光が計測器をオンにし、自己基準設定機能を行い、ＬＥＤ及び光学素子が待機状態となることを許容する。また、このことは、プロセッサに設けられたタイマーも始動させる。このタイマーは、所定時間の後、「測定」機能を開始させる。この装置は、「基準電極」及び「測定」電極対を不要にするものである。

本発明の自動始動の形態は、一体型の検定装置内にて使用することができるが、本発明は、交換可能な試薬の一部として、任意の他の計測器使用の反射計又は透過率計、電位差計、電流計、導電率計、又はｐＨ計等にて使用することができる。このように、本発明の自動始動の実施の形態は、本発明の検定装置を構成する、非一体型の検定計測器及び分析用の検定計測器をも包含するものである。

本発明の幾つかの実施の形態にとって、光学素子を使用するか否かは、随意選択的である。この光学素子は、ＬＥＤ、検出器及び光源のような光源を含むことができる。光学的表面は、光源及び検出器の明瞭な又は透明な被覆のように簡単なものにすることができる。レンズに代えて、簡単な開孔を使用して、光を集束し且つ計測することができる。この被覆は、任意のプラスチック、シリコーン、ガラス等とすることができる。この装置の光学系は、１又は多数の分析物質を測定し得るように設定することができる。１つの分析物質の場合、１つの光源及び検出器があればよい。２つの分析物質の場合、２組みの光源及び検出器を使用することができる。それ以上の数についても同様である。

プロセッサ４２は、記憶装置を有する、任意の一般的又は特製の集積回路とすることができる。プロセッサ４２は、予めプログラム化した１組みの較正曲線を記憶させる能力を有し、又は、装置の製造中に、プログラム化する機能を有しなければならない。予めプログラム化した較正の場合、製造中に、曲線を選択する方法が必要である。このことは、回路の通路の選択部分をレーザで焼くか又は任意の便宜な手段で行うことができる。製造後の較正の場合、例えば、外部の較正接点４４を使用して較正データをチップに付与する方法を行う必要がある。外部較正は、外部の電気接点を使用して行うことができ、又は無線波、磁界、パルス光、レーザ等のような非接触的方法を使用して行うことができる。製造上の観点からして、この非接触式の較正方法は、より実際的で且つより効率的である。

また、プロセッサ４２は、次のものを含むが、これらにのみ限定されない計測器の作動の全体を制御する。すなわち、電極の電力又は時間信号に応答して計測器の「基準電極」及び「測定電極」を作動させることと、計測器の零機能の時間を設定し、記録し且つ処理することと、読み取り中の少しの時間遅れ又は時間設定したステップを制御することと、反応が安定したときを判定することと、温度センサからの情報を受け取り且つ処理することと、較正情報に基づいて光学系から入力を受け取り且つその入力をディスプレイへの出力に変換することとである。該プロセッサは、また、検体が電極組み２２から電極組み３６に移動するのに必要な時間を計算することもでき、時間が過大であるならば、ディスプレイにエラーコードが表示される。また、該プロセッサは、所定の時間内に所定の限界点の範囲又は所定の反応速度範囲内にて化学的反応が生じたか否かも判定し、不作動の試薬を制御する。また、任意のその他の制御チェックを含めることもできる。電源３８は、バッテリ又は太陽電池を含むが、これらにのみ限定されない任意の便宜な装置とすることができる。最終的な製品の貯蔵寿命は、室温にて約６カ月乃至約24カ月である。電源はこの貯蔵寿命に合った安定性がなければならない。太陽電池を使用することは、検定装置を格納フォイルパウチから除去した直後に、計測器が始動し且つそれ自体で自動的に零設定することを可能にする。このことは電極組み２２（基準電極）を不要にする。

ディスプレイ１６は、液晶装置ＬＣＤ、又は任意の従来のディスプレイ装置とすることが好ましい。ディスプレイの寸法は、視力が弱くても大部分の人が検定値を読み取ることを可能にするのに十分な大きさでなければならない。ディスプレイの高さは、約0.5乃至2.0ｃｍとし、約0.75ｃｍ乃至1.5ｃｍの範囲が最も一般的である。ディスプレイ内の桁数は、１乃至約10桁内の何れかにすることができるが、殆どの検定法は、3・1／2桁のみで十分であり、このため、この装置におけるディスプレイは、３乃至５桁のディスプレイを有することになろう。検定結果を示すことに加えて、このディスプレイは、「検体量ＯＫ」及び「結果ＯＫ」のような情報を表すことができる。

１つの分析物質を測定する場合、通常、１つのディスプレイがあれば足りる。２つ以上の分析物質を同時に測定する場合、少なくとも２つのディスプレイの形態を選択することが可能である。この形態は、１つのディスプレイを備え、該ディスプレイが結果を交互に表示するようにし、その一方の結果のみを一時にディスプレイに表示するか、又は２つ以上の結果を同時にディスプレイに表示するようにする。例えば、総コレステロール及びＨＤＬコレステロールの双方を測定する場合、ディスプレイは、総コレステロールとＨＤＬ値とを交互に表示し、又は、その双方の値を同時に表示するようになる。理想的な状況は、全ての値を同時に表示することである。しかしながら、製造コストを考える必要がある。

図３は、１つの分析物質を試験する検体処理構成要素の１つの形態を示す分解斜視図である。試薬ストリップ２０は、電極２２、３６、ＬＥＤ２８、電極３０、３２を支持するハウジング１８の下側プレート上に位置する。分離装置４６は、ストリップ２０の入力端に位置する。ストリップ２０は、複数の領域４８、５０、５２を有し、その領域の機能については以下に詳細に説明する。

化学試薬は、従来の任意の吸水性材料とすることのできる試薬ストリップ２０上に乾燥して形成することができる。この汲水性材料は、綿、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン等で出来た織地又はメッシュとし、ホワットマン（Whatman）１Ｃ、２Ｃ、３１ＥＴ又は３ＭＭ若しくはＳ＆Ｓ９０３Ｃ、４７０、６０４等のような紙、ホワットマンＧＦＡ又はＧＦＤ又はＳ＆Ｓ３３６２又は３２のようなガラス繊維、プラスチック繊維、金属繊維、又は任意の親水性の合成薄膜、ミリポア・イモビロン（Millipore IMMOBILON）、ポール・ナイロン（Pall nylon）、Ｓ＆Ｓ硝酸セルロース、セルロースアセテート、再生セルロース、ゲルマン・ヴェルサポア（Gelman VERSAPORE）等のような合成薄膜を含むが、これらにのみ限定されるものではない。また、試薬ストリップ２０は、ポリエチレン及びポリプロピレンのような多孔質材料を含む任意の便宜な吸水性材料で出来たものでもよい。その材料の例は、ポーレックス・テクノロジーズ・コーポレーション（Porex Technologies Corp.）が製造するものがあり、又は、例えば、テトコ（Tetko）が製造する合成又は天然のメッシュスクリーンがある。「多孔質」とは、試験検体が容易に透過することのできる材料を意味し、吸水性及び非吸水性材料の双方の固体相を含むものとする。

本発明の検定装置は、多数の形態を有することができ、その幾つかは試薬ストリップ２０として選択される材料によって決まる。試薬ストリップのその他の形態は、多数の検定試薬用の多層と、吸い上げ作用、すなわち薄層クロマトグラフィ毛管作用（例えば、硝酸セルロース）技術用の試験ストリップと、又は当業者に周知の他の多孔質又は独立ポア材料（例えば、ポリエチレンシート）を有する、注入及びフロースルー検定装置にて使用するため、繊維ガラス、セルロース、又はナイロンパッドを含むが、これらにのみ限定されるものではない。

１つの好適な実施の形態において、本発明の乾燥試薬検定装置は、基端及び末端を有し、その長さに沿って少なくとも１つの中央領域を保持する、横方向へ流す吸水性材料を使用する。このストリップの形態は、所望の数の領域を提供する任意の寸法とすることができ、また、この寸法は、（ａ）所望の結合又は化学的反応を再現可能な方法にて完了させることと、（ｂ）反応示標が生じるのを検出することとを可能にする。本発明のストリップは、全長が約100ｍｍ以下で且つ幅が約６ｍｍであることが好ましく、また、長さが約10ｍｍ乃至約40ｍｍで、幅が約１ｍｍ乃至約５ｍｍであることがより好ましい。

この吸水性ストリップは、その長さに沿って複数の領域を有することができる。領域の各々は、幅が約0.1ｍｍ乃至約10ｍｍであり、約１ｍｍ乃至約５ｍｍであることがより好ましい。１つの吸水性ストリップ上にて行われるべき検定の回数に対応して、少なくとも２つの領域及び最大で約10以上の領域が存在することになる。このストリップは、１、２、３以上の部分から成る１つの連続部分とすることができる。領域の各々は、別個の吸水性材料から成るものとすることができ、その材料の全ては、流体連通し、１つ以上の領域は共通の材料から成り、その他の領域は別個の材料から成るようにしてもよい。

該検定装置は、吸水性材料を含み、この吸水性材料に対して、標識することのできる特定的結合対の要素を拡散状に又は非拡散状に固定化することができる。非拡散状の固定化は、結合対の未標識要素のような試薬を吸水性基層に吸収、吸着、架橋結合又は共有結合させることによって行うことができる。

拡散状に固定することは、固定化すべき検定試薬を調合することと（例えば、任意の所望の添加剤と共に、水、Ｃ1−Ｃ4、アルコール又はその混合体のような適当な溶剤を溶融させることにより）、形成される調合物を所望の位置にて薄膜、フィルタ又は搬送層の吸水性材料に付与することと、材料を乾燥させることとによって行うことができる。拡散状に固定することは、反応後又は未反応であるかどうかを問わずに、試薬を迅速に液体状に戻し且つ吸水性材料を通じて動かすことを可能にする。適当な添加剤は、洗浄剤、タンパク、遮断剤、ポリマー、糖等を含むことができる。これと代替的に、「遮断剤」、水溶性ポリマー、糖又は洗浄剤を予め被覆し、その後に、共役体又は共有結合体の調合物を沈着させ且つその材料を乾燥させることにより。添加剤及び検定試薬を薄膜、フィルタ又は搬送層に付与することができる。

血液中の赤血球細胞のような望ましくない汚染物を検体からろ過するための分離装置４６は、ガラス、繊維、プラスチック繊維、金属繊維、セルロース系繊維等、又はフィルタ及び薄膜の組合せ体のような合成薄膜、繊維状深さフィルタを使用して構成することができる。例えば、分離装置４６は、孔寸法が約0.2μｍ乃至約12μｍ（好ましくは、約0.4μｍ乃至約７μｍ）の微細孔の合成薄膜を含めることができる。それらの例としては、ポールナイロン、Ｓ＆Ｓ硝酸セルロース、セルロースアセテート、再生セルロース、ヌクレオポア・ポアティクス（nucleopore Poretics）等が含まれる。分離材料は、未処理とし、又は細胞の安定化のためタンパク、デキストラン、糖又は赤血球、炭水化物、例えば、塩化マグネシウム、硫化デキストラン、抗体とし、又は赤血球細胞の除去を容易にする赤血球凝固剤のようなＬＤＬ析出試薬で被覆することができる。検体の搬送領域は、未処理とするか、又は安定化タンパク、洗剤、ヘパリン又はＥＤＴＡ、ＬＤＬ析出試薬、抗体、又は麦芽レクチン又は抗人間ＲＢＣのような色々な試薬を拡散状に又は非拡散状に固定化することができる。
この装置のハウジング１８は、ポリエチレン、デルリン、ＡＢＳ及びポリスチレンのよう熱可塑剤を含むが、これらにのみ限定されない、任意の従来の材料にて製造することができる。

免疫学的検定法の場合、本発明は、検体中の分析物質の量に関連した各試験領域中の検出可能な応答、すなわち信号に対して粒子検出法を使用することが好ましい。試験領域中の検出可能な応答を提供するその他の手段も、本発明と共に使用するのに適している。例えば、限定的にではなく、分析物質は、特徴的な光の波長の電気的導電性又は反射又は吸収を測定するため、示標剤で標識することができる。また、分析物質は、その他の化学物質と反応させて、染料、発色性化合物等を変換して透過光又は反射光クロマトグラフィによって検出可能な色着形態にすることもできる。本明細書にて使用する「示標剤」とは、分析物質又はその共役体を標識することができ且つ検体中の分析物質の濃度を示す検出可能な応答すなわち信号を発生させることのできる、あらゆる化合物を含む意味であるとする。

本発明は、家庭にて、及び病院又は緊急時に遠方の場所の現場で使用することができる。このため、この装置は、上述したように、検体の前処理装置、及び検体の引き出し装置（例えば、指スティック）又はその任意の組み合わせを含むことが有利である。また、検体処理装置は、ｐＨを特定の範囲に調節し、基準の塩分濃度、濁り度及び／又は粘度を調節し、且つ／又は免疫学的交差反応剤、酸化還元物質等のような不要な物質を軽減し又は除去することもできる。

一回使用の診断装置６０の１つの好適な実施の形態が図４に示してある。該装置６０は、ハウジング６２と、入口ポート６６のような受容器を有するカバー６４とを備えている。該入口ポート６６は、カバーの外面６８からハウジングの内部７０まで伸長して、判定すべき１つ以上の選択した分析物質を含む検体７２を受け入れる。
入口ポート６６は、検体７２を検体受け入れ装置７４内に導入することを許容する。この装置７４は、図５に示すように、カバー６４の内面７６に取り付けられている。この検体受け入れ装置７４は、パッドを有している。このパッドは、２つの検定ストリップと流体連通しており、検体を２つのストリップ間にて分配する働きをする。選択随意的に、この検体受け入れ装置７４は、検体フィルタパッドを有するようにしてもよい。この検体フィルタパッドは、望ましくない汚染物質を検体から除去する働きをする。この検体フィルタパッドは、検体受け入れパッドと同一とし、その一方のパッドが双方の機能を果たすようにすることができる。この装置６０は、異なる種類の汚染物質を除去する、１つ以上の検体フィルタパッドを検体の流路に沿って含むことができる。これら２つの検定ストリップは、１つ以上の選択した分析物質の有無を判定する化学的試薬を含んでいる。

図４を参照すると、ハウジングの内部７０は、プリント回路板（ＰＣＢ）８８を有するプリント配線組立体を含む反射率計８６を取り囲んでいる。また、該反射率計８６は、光学素子組立体９０と、遮蔽体９２とを有している。ＰＣＢ８８は、その上に基準検出器９６及び領域検出器９８、１００が直接、取り付けられた１つの面９４を有している。また、ＰＣＢの面６４は、ＰＣＢに直接、取り付けられた各対の照射光通路に対し１つずつの２つのＬＥＤ９５、９７も有している。ＬＥＤ９５、９７は、一体のレンズ、囲い物又はハウジングの無い裸のダイ形態であることが好ましい。その結果、ＬＥＤ９５、９７は、面９４の上方の全方向に向けて照射光を提供し、光学素子組立体９０によってのみ向けられる。同様に、領域検出器９８、１００及び基準検出器９６は、ＰＣＢの面９４に直接、取り付けられた裸のダイである。ＬＥＤ９５、９７及び検出器９６、９８、１００は、全て同一の面内に配置されている。

図４には、ＰＣＢ８８に対する遮蔽体９２の位置も示してある。開孔１０２が遮蔽体９２に形成されており、ＬＥＤ９５、９７及び基準検出器９６を妨害するのを防止する。領域検出器９８、１００を妨害するのを防止するために開口１０４が形成されている。遮蔽体９２は、漂遊光線が領域検出器９８、１００に入るのを防止する、直立壁１０６を有している。反射率計８６を完全に組み立てたとき、直立壁１０６は、光学素子組立体９０の反射要素及び屈折要素に隣接する位置に配置される。

光学素子組立体９０は、少なくとも１つの上面１０８と、底面１１０とを有する略平面状の支持体である。底面１１０は、ＬＥＤ９５、９７から照射光を受け取る形態とされており、光学素子組立体９０は、その照射光を第一の検定ストリップ１１４及び第二の検定ストリップ１１６上にある１つ以上の検定採取領域１１２に向ける。また、この光学素子組立体の上面１０８は、検体採取領域１１２から戻る拡散して反射した光線を１つ以上の領域検出器９８、１００に伝送する形態とされている。また、上面１０８も検体採取領域１１２から拡散して反射した光線を１つ以上の領域検出器９８、１００にも伝送する。

光学素子組立体の上面１０８は、図６に独立的に示してある。この上面１０８は、仮想線で示した第一の検定ストリップ１１４及び第二の検定ストリップ１１６上の検体採取領域１１２に向けられた照射光を伝送し得る形態とされている。また、該上面１０８は、検体採取領域１１２から拡散して反射した光線を領域検出器９８、１００の１つ以上にも伝送する。また、該上面１０８は、第一の検定ストリップ１１４及び第二の検定ストリップ１１６の下側部も支持し且つ検定ストリップを直立の分岐部分８０の間にて検出器９８、１００の上に配置し、また、検定ストリップ１１４、１１６の末端８２に形成された対応する穴内にピン７８を圧力嵌めさせている。

別個の光路又は通路は、図４にて検出器及びＬＥＤに対して、より具体的には、光学素子組立体を独立的に示す図６及び図７により詳細に示してある。光学素子組立体９０の下側に配置されたＬＥＤ９５、９７からの照射光は、それぞれの対の屈折要素１１８、１２０によって部分的に平行とされる。ＬＥＤ９５、９７の各々からの反射要素の表面からの漂遊光線は、基準検出器９６に向けられる。部分的に平行とされた光線は、各対の屈折要素１１８、１２０に対し２つの通路に分割されて、合計、２対の通路となる、すなわち４つの個々の光線通路となる。次に、各対の通路内の光線は、次の順序にて、すなわち対の反射要素１２２、１２４、対の反射要素１２６、１２８、対の反射要素１３０、１３２の順序にて一連の反射要素対から偏向される。

次に、各通路内の照射光は、対の屈折要素１３４、１３６を通って進み、これらの対の屈折要素は、各通路に対する照射光を検体採取領域１１２を横断して所定の形状にて拡張させる。より具体的には、対の屈折要素１３４は、検定ストリップ１１４、１１６上の第一の検出領域１３８、１４０をそれぞれ横断してその照射光を拡張させる。対の屈折要素１３６は、検定ストリップ１１４、１１６上の第二の検出領域１４２、１４４を横断するようにそれぞれ照射光を拡張させる。第一の検出領域１３８、１４０によって下方に反射された拡散する光線の一部分は、一対の屈折要素１４６によって平行とされる。同様に、第二の検出領域１４２、１４４によって下方に反射された拡散する光線の一部分は、一対の屈折要素１４８によって平行とされる。対の屈折要素１５０、１５２は、屈折要素１４６、１４８から部分的に平行とされて拡散する光線を検出器９８、１００に向ける。より具体的には、検出器９８は、第一の検定ストリップ１１４上における第一の検出領域１３８及び第二の検出領域１４２から拡散する光線を受け取る。検出器１００は、第二の検定ストリップ１１６上における第一の検出領域１４０、１４４から拡散した光線を受け取る。

検出領域１３８用として使用される、参照番号１４６、１５０で示すような各対の屈折要素は、検出領域１３８の像を検出器９８上に異なる状態に形成するアナモルフィックレンズ系を構成し、検出器９８の境界が各軸線内の検出領域１３８の境界を独立的に明確に設定するようにする。検出器９８の前縁９９及び後縁１０１は、化学的試薬を検定ストリップ１１４上に配置することに関して検出領域１３８の前縁１３７及び後縁１３９を画成する。アナモルフィックレンズ系は、アナモルフィック屈折要素１４６、１５０を通じて検出領域１３８を検出器９８の上に異なる程度に拡大することにより、検出器ダイ９８及びＬＥＤダイ９５、９７を配置するときの許容公差に対応可能な設計とされている。このため、照射光領域は、検体が流れる方向に向けて検出領域１３８を過度に充填し、また、検体が流れる方向と垂直方向に向けて過小に充填する。更に、本発明は、検出領域１３８の全体に亙って感度を均一にすることをも図るものである。

図８は、遮蔽体９２の上側部を独立的に示す図であり、より具体的には、遮蔽体９２が基部１６０と一体に形成された状態を示す図である。該基部１６０は、図５に示すように、入口ポート近くの端部１６２にて検定ストリップ１１４、１１６を部分的に支持する。遮蔽体及び光学素子組立体９０が組み立てられたとき、基部１６０は、図６に示すように、光学素子組立体９０の切欠き部分１６４に入り子式に入る。図６及び図８に示すように、基部の上面１６６は、光学素子組立体の上面１０８と略面一となっており、検定ストリップ１１４、１１６の長さに亙って均一に支持する。

上記の本明細書に開示したように、本発明の自動的に始動する特徴も図８に図示されている。基部１６０は、該基部の上面１６６を平行に横断する関係に配置された２つの通路１６８、１７０を備えている。これらの通路１６８、１７０は、入口ポートから下流に瞬間的に又は直ちに入口ポートを通じて供給したときに検体に接触する位置に配置されている。通路１６８、１７０の各々は、電極１７２、１７４をそれぞれ内部に受け入れる寸法とされている。各電極の直径は約0.5ｍｍであることが好ましい。該電極１７２、１７４は制御回路に接続し、該制御回路は不作動状態、すなわち休止状態から作動状態に変化する。

不作動状態のとき、装置６０が消費する電力は極めて僅かである。マイクロプロセッサ４２には、揮発性ランダムアクセスメモリを保つのに必要な十分な電力のみが供給される。自己作動の自動的に始動する特徴は、不作動状態にあるマイクロプロセッサが消費する電力を約５μＡＨ以下、より好ましくは１μＡＨ乃至２μＡＨ以下、最も好ましくは約0.1μＡＨにすることを可能にする。本発明の自動的に始動する特徴は、プロセッサの状態を「停止」すなわち「休止」状態から完全な「作動可能」状態に直接的に切り換えることを可能にする。特定のマイクロプロセッサが作動する回数は、自動的に始動する特徴により容易に対応できる。作動状態のとき、装置６０は、検体を導入し且つ対の電極１７２、１７４を湿らせる結果として作動可能となる。このように、本発明の自動的に始動する特徴により、手動スイッチすなわちオン／オフ制御装置が不要となる。これら手動スイッチすなわちオン／オフ制御装置は、さもなければ装置を作動させるために後で必要となるであろう相当量の電力を不作動状態のときに消費する。また、自動的に始動する特徴は、個々の装置に関係無く均一である検定となるように比較的正確な始動時間も提供する。操作者が作動させる手動スイッチ又はその他の手段ではこの精度は得られない。正確な始動時間は、マイクロプロセッサの過早の作動に起因する電力の無駄を防止する。
本発明によれば、当業者は、本明細書に示した例以外の特定のマイクロプロセッサの電力消費量を考慮して、所望の貯蔵寿命をより短くし又はより長くするのに適した寸法の装置内にバッテリを内蔵させることができる。

図９には、電極１７２、１７４と、自動的に始動する特徴の制御回路１７６とがより詳細に示してある。これらの電極１７２、１７４は、該電極の間の電位の変化に応答する制御回路の入力側に接続されている。電極１７４は、接地接続され且つ零電圧電位を示す銅線であることが好ましい。電極１７２は、抵抗器１７８を通じて電源３８に及びプロセッサ４２に接続する亜鉛クラッド銅線であることが好ましい。電源３８は、またプロセッサ４２にも接続する。装置が休止状態にあるとき、電極１７２から発生した電位は、この好適な実施の形態において約＋３ｖであるバッテリの電位を反映する。検体を装置に導入した後、電極１７２にて発生する電位は−0.7ｖまで極性を逆にする。好適な実施の形態の抵抗器１７８の値は約2.2Ｍオームである。

これらの電極は、検体に露呈されたときに該電極の間に電位を生じさせる異質金属で出来ている。休止状態すなわち乾燥状態のあるとき、逆極性の電位が抵抗器を通じて電極に印加される。電極として銅線及び亜鉛クラッド銅線を使用することが好ましい。しかしながら、スズ及び銀も適しており、また、必要な電位が得られ且つ製造過程に容易に含めることのできるその他の金属も本発明と共に使用することが可能である。

図４及び図９に図示した好適な実施の形態に対し少なくとも２年の貯蔵寿命を確実にするため、150ｍＡＨの容量を有する２つのＡ７６のバッテリが使用される。制御回路は室温にて約0.1μＡＨを消費する。このことは、試験を完了する迄の約３分間の間、約100μａを消費する作動状態のときに装置６０に十分な電力を提供する。
図４を参照すると、定量的な検定結果が表示される方法にて、本発明の別の特徴が図示されている。この好適な実施の形態において、3・1／2桁表示機能を有するＬＣＤ２７０がカバーの外面６８を通じて一体に取り付けられ且つプロセッサに電気的に接続されている。ＬＣＤ２７０の各桁又はその一部分は、関連する情報を表示する別個のスクリーンとみなすことができる。

図示した検定の実施例において、ＨＤＬコレステロール、ＬＤＬコレステロール及び総コレステロールという、３つの異なる型式の検定結果の情報がカバーの外面６８の上でＬＣＤ２７０に沿って印刷される。各検定結果が表示されるとき、対応するデジタル出力の第一の要素は第一のスクリーン２７２に数値出力を表示する。これと同時に、対応するデジタル出力の第二の要素は、カバーの外面の適当な標識を指すことにより検定結果の特徴を示す文字を第二のスクリーン２７４に表示する。選択された分析物質の１つ、すなわちＨＤＬコレステロールの１つの特徴及び量を同時に表示する状態は、プロセッサによって制御される所定の時間に亙って続けられる。この所定の時間が満了すると、選択された分析物質の１つ、すなわち、この実施例において、ＬＤＬコレステロールの一方の特徴及び量が表示される。この方法は、総コレステロールの値が得られるまで繰り返され１つのサイクルを完了させる。このサイクルは、第一の分析物質、すなわちＨＤＬコレステロールに対する情報を表示することで再開される。

表示が繰り返される間、検定結果をプロセッサによって更新することができる。上述したように、検定結果のサイクル中の色々な時間にてＬＣＤによりその他の情報を表示することができる。全ての分析物質の検定結果を同時に表示する、より大型のＬＣＤを提供することが適当である。しかしながら、特に、使い捨て型装置において、追加的なコストが必要となることは商業的に望ましくない。また、カバー６４の１つの標識を指すことに代えて、ＬＣＤ２７０によって検定結果の特徴を表示することが適当である。
上述したように、診断装置６０は、任意の便宜な寸法とすることができ、その最適な寸法は、消費者の使い勝手を含む幾つかのファクタにより決まる。該装置６０は約５ｃｍ^３乃至約500ｃｍ^３の容積範囲を有することが好ましい。より具体的には、装置６０の容積は約20ｃｍ^３乃至約50ｃｍ^３の範囲である。

本発明の好適な実施の形態の１つの作動時、使い捨て型装置のハウジング内の検体と選択された分析物質に対応する試薬とを反応させ、検体中の選択された分析物質の量に相関する物理的に検出可能な変化を生じさせることにより、検体中に１つ以上の選択された分析物質が存在するか否かが判定される。その後、上述した検定の較正情報を使用して、物理的に検出可能な変化を較正し且つ数値出力に変換する。検定の較正情報は、ハウジング内の特定の試薬に及び選択された各分析物質に対する物理的に検出可能な変化に独特の特徴的なものである。

特定的な試薬という語は、個々の装置のハウジング内に保持された試薬を意味するものとする。特定的な試薬の化学特性（すなわち、製造ロット番号等）は、ハウジング、内部の構成要素及び試薬を製造するときに把握される。その結果、本発明は、特定的な試薬に独特の検定の較正情報を使用することができる。同様に、検定の較正情報は、個々の検定装置の製造時に使用される各構成要素に関する特定的な個々の情報を含むことができる。検定の較正情報がハウジング内のプロセッサに記憶され且つ構成要素の全てがハウジング内で密封された状態にて該装置が製造されることが好ましい。

この検定の較正情報は、電気信号に対して所定の範囲にて物理的に検出可能な変化に応答して発生する電気信号を測定することにより、検定精度を判定するために使用することができる。また、この物理的に検出可能な変化は、検定の較正情報に含まれ、また、該情報を使用して計算された基準標準に対して較正することができる。較正情報を使用して装置のハウジングの周囲温度となるように該検定の結果を調節することもできる。情報中に表示出力の所定の範囲を含めることにより、検定の精度を判断すべくこの検定の較正情報を表示出力と比較することができる。検定精度を判定する別の方法は、検体が存在する時間を測定し、検定結果を得るのに必要な時間とそのパラメータに対し所定の範囲を含むことのできる較正情報とを比較することである。

定量的な検定結果は、所定の時間に亙って選択された分析物質の１つの特徴及び量を同時に表示することにより、検定中の各選択された分析物質に関して表示されることが好ましい。所定の時間が満了したとき、選択された分析物質のもう一方の特徴及び量が表示される。この手順は、一回のサイクルを完了させるため分析物質の各々に関して繰り返される。このサイクルは、第一の分析物質に対する情報を表示することで再開される。

この装置の作動は、ハウジングに検体が導入されたことを感知し且つ装置を作動させる信号を発生させることにより、自動的に始動することが好ましい。装置に検体が導入されたことを感知する好適な方法の１つは、複数の電極の間に電位を発生させ、検体が電極に接触したときに電極間の電位が変化するようにすることを含む。上述したように、少なくとも１つの電極が電源及び装置に接続される。他方の電極は接地接続されて、検体が電極に接触したときに変化する電位をその間に発生させる。次に、この電圧の変化信号を装置に送る。
本発明の全体を説明したが、単に一例としてのみ掲げ、本発明の範囲を限定することを意図するものではない、本明細書の以下の特定の実施の形態を参照することにより、更に理解することが可能である。

実施例１
図１０及び図１１には、上述した診断装置６０の好適な実施の形態に使用するのに適した、ＮＴｘ検定用の積層ストリップの配置２００が図示されている。該ストリップの配置２００は、該ストリップの基端２０６にて検体分配パッド２０２の上側部２０４に対する入口ポート（図示せず）から検体を受け取るための検体分配パッド２０２を有している。サイトセップ（CytoSep）からの材料Ｎｏ.1662で出来ているこの分配パッド２０２は略四角寸法が約７ｍｍであり、厚さが約0.023ｍｍである。該検体分配パッド２０２は図４に以前に図示した、参照番号１１４、１１６で示すような２つの検定ストリップに取り付けられ且つこれら２つの検定ストリップと流体連通している。これらのストリップの一方は図１０及び図１１に、多数の構成要素で出来た検定ストリップ２０８として示してある。

検体は検体処理パッド２１０まで流れ、その後、共有結合パッド２１２まで流れる。パッド２１０、２１２の双方はアクウィック（Accuwik）からの材料Ｎｏ.14−20で出来ており、その各々は、長さが約４ｍｍ、幅３ｍｍで厚さが約0.24003ｍｍ（0.00945インチ）である。この共有結合パッド２１２は、ＮＴｘに対するマウスの単クローン抗体を有する青ポリスチレン微細粒子の拡散状に固定した共役体を含み、また、長さ約12.4ｍｍ、幅３ｍｍ、厚さが約0.118999ｍｍ（0.004685インチ）の寸法を有する、シュレイチャ・アンド・シュエル（Schleicher & Schuell）からの硝酸セルロース材料Ｐ／Ｎ・ＡＥ98で出来た試薬ストリップ２１４と流体連通している。この試薬ストリップ２１４は、ストリップの下側２１８に物理的に検出可能な変化を生じさせるべく検定を行う化学的試薬を保持しており、上述した検出器によりこの物理的に検出可能な変化が測定される。試薬ストリップ２１４上には非拡散状態に固定した材料の２つの領域が存在し、その第一の領域はＮＴｘ抗体を保持し、第二の領域はマウスＩｇＧに対するヤギの抗体を保持している。この試薬ストリップ２１４は試験済みの検体がストリップの末端２１６に向けて迅速に流れることを許容し、このストリップの末端にて、余剰な検体は端部パッド２２０により集められる。図６に図示するように、光学素子組立体の上面１０８は、端部パッド２２０を受け入れるべく各検定ストリップに対する凹部８４を提供する。該端部パッドは、シュレイチャ・アンド・シュエルからの材料Ｐ／Ｎ・ＧＢ002で出来ており、幅約３ｍｍ、長さ約４ｍｍ、厚さ約0.4826ｍｍ（0.019インチ）の寸法である。

該パッド２１０、２１２、２１４は、支持され且つアドヒシブズ・リサーチ（Adhesives Research）からのポリ（エチレンテレフタレート）プラスチックで出来た裏当て材料２２２に接着剤Ｐ／Ｎ8565に取り付けられている。この裏当て材料は長さが約22.5ｍｍ、幅約３ｍｍ、厚さが約0.01ｍｍである。ストリップの末端２１６は、裏当て材料２１８に形成された割り出し穴２２４を有しており、該割り出し穴にはピン７８が係合して、図６に示すようにストリップ２０８を配置する。

実施例２
図１２及び図１３には、上述した診断装置６０の好適な実施の形態に使用するのに適した一般的な化学検定法用の積層ストリップ配置２３０が図示されている。該ストリップ配置２３０は、ストリップ２３８の基端２３６にてパッド２３２の上側部２３４に形成された入口ポート（図示せず）から検体を受け取る検体分配パッド２３２を有している。該分配パッド２３２は、サイトセップからの材料Ｎｏ.1662で出来ており、厚さが約0.5842ｍｍ（0.023インチ）の約７ｍｍ角の寸法を有している。該検体分配パッド２３２は、前に図４に参照番号１１４、１１６で示すように、２つの検定ストリップに取り付けられ且つ該２つの検定ストリップと流体連通している。

検体は分配パッド２３２から検体処理パッド２４０まで流れ、この検体処理パッドは、ポール・バイオサポート・アクウィック（Pall Biosupport Accuwik）からの材料Ｎｏ.14−20で出来ており、長さ約７ｍｍ、幅３ｍｍ、厚さが約0.24003ｍｍ（0.00945インチ）である。該検体処理パッド２４０は、長さ約11ｍｍ、幅約３ｍｍ、厚さ約0.214884ｍｍ（0.00846インチ）の寸法を有する、テトコからのポリエステル基層Ｐ／Ｎ7−2Ｆ777ＢＭで出来た搬送マトリックス２４２と流体連通している。該搬送マトリックス２４２は、処理済みの検体がストリップの末端２４４に向けて迅速に流れることを可能にする。処理済みの検体がストリップの長さに亙って拡がるを支援する拡張層２４６が搬送ストリップ２４２に略重なり合っている。試薬層２４８は、拡張層２４６に略重なり合い、試薬層の上面２５０の上に物理的に検出可能な変化を生じさせる、検定を行うための化学的試薬を保持しており、この物理的に検出可能な変化は、上述した検出器により測定される。この試薬層は、検体中のクレアチニンを測定するのに必要な乾燥した化学成分を含む。すなわち、0.5％のｗ／ｖスクロース、1.0％のｗ／ｖポリビニル−ピロリジン（平均分子重量約40,000）、５％のｖ／ｖ界面活性剤10Ｇ（ｐ−イソノニルフェノキシポリ（グリシドール））、75ｍｇ／ｍｌのビス（４−（Ｎ−（３′−サルフォ−ｎ−プロピル）−Ｎ−ｎ−プロピル）アミノ−２、６−ジメチル−フェニル）メタン、ジナトリウムｍ塩を含む、表示剤を浸漬させる溶液と、1000ｕ／ｍｌのホースラデッシュ過酸化物（ＥＣ1.11.17）、500ｕ／ｍｌのサルコシブ酸化酸素（ＥＣ1.5.3.1）、5000ｕ／ｍｌのクレアチニン・アミジノヒドロラーゼ（ＥＣ3.5.3.3）、1200ｕ／ｍｌのクレアチニン・アミドヒドロラーゼ（ＥＣ3.5.2.10）（全てトーヨボー・カンパニー（Toyobo Company）から）、１％のｗ／ｖポリ（ビニルアルコール）（平均分子重量約70,000）、１％のｖ／ｖトリトンＸ−100（ｔ−オクチルフェノキシポリエトキシエタノール）、１％のｖ／ｖスクロース、５ｍｇ／ｍｌのウシ血清アルブミン、及び50ｍＭの緩衝剤３−（Ｎ−モルファリノ）−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸、ナトリウム塩、ｐＨ7.5を含む、試薬層を浸漬させるのに使用される酵素溶液とを含んでいる。

検体処理パッド２４０及び搬送マトリックス２４２は支持され且つアドヒシブズ・リサーチからのポリ（エチレンテレフタレート）プラスチックで出来た裏当て材料２５２に接着剤Ｐ／Ｎ8565により取り付けられる。この裏当て材料は長さ約22.5ｍｍ、幅約３ｍｍ、厚さ約0.01ｍｍである。該ストリップの末端２４４は、裏当て材料２５２に形成された割り出し穴２５４を有しており、該割り出し穴にピン７８が係合して、図５に示すようにストリップ２３８を配置する。
上記の教示に鑑みて、本発明の多数の改変例及び変形例が可能である。従って添付した請求の範囲において、本発明は、本明細書に具体的に記載した以外の形態にて実施することも可能であることを理解すべきである。

本発明の使い捨て型装置の１つの実施の形態の等角図である。分析物質の一回の試験のための電子機器及び検体処理構成要素の形態を示す、本発明の装置の概略図である。一回の分析物質の試験のための検体処理構成要素の１つの形態を示す、分解断面側面図である。本発明の診断装置の１つの好適な実施の形態の分解斜視図である。図４の装置のカバーの下側を示す独立的な斜視図である。図４の装置の光学素子組立体の上面を示す、独立的な斜視図である。図４の装置の光学素子組立体の底面を示す、独立的な斜視図である。図４の装置の遮蔽体の上側部を示す、独立的な斜視図である。本発明によって利用される、自動的な始動の１つの実施の形態の概略図的な回路の形態を示す図である。ＮＴｘ検定法に使用するのに適した検定ストリップの１つの実施の形態の側面図である。図１０における検定ストリップの平面図である。一般的な化学的検定にて使用するのに適した検定ストリップの１つの実施の形態の側面図である。図１２の検定ストリップの平面図である。

符号の説明

４２マイクロプロセッサ６０診断装置
６２ハウジング７４検体受け入れ装置
８６反射率計９０光学素子組立体
９６、９８、１００検出器

Claims

反射した光線を使用して、検体中の１つ以上の選択された分析物質の定量的測定値を提供する検定装置において、
外面を有し且つ内部領域を密封するハウジングと、
分析物質を含む検体を受け取る形態とされた受容器であって、ハウジングの外面に配置された受容器と、
検定ストリップの各々における少なくとも１つの検体採取領域内にて物理的に検出可能な変化を生じさせ得るように検体と自己内蔵した試薬とを反応させ、該物理的に検出可能な変化が検体中の選択された分析物質の量に相関する、少なくとも１つの検定ストリップであって、その各々が受容器と流体連通した少なくとも１つの検定ストリップと、
光線源と、光線を定量的に検出し得る形態とされた検出器と、少なくとも１つの検定ストリップ上における検体採取領域の各々に光線源からの照射光を向け且つ検体採取領域の各々から拡散して反射した光線を検出器に向ける形態とされた光学素子組立体とを有し、該検出器が検体中の選択された分析物質の量に相関する電気信号を発生させる、反射率計と、
検定較正情報であって、特定的な自己内蔵した試薬に対し、検体採取領域の各々内の物理的に検出可能な変化に対し且つ個々の検定装置の特定的な反射率計に対し独特の特徴を有する検定較正情報を記憶する形態とされたプロセッサであって、記憶された検定較正情報を使用して、検体採取領域の各々及び反射率計を較正する形態とされ、更に、電気信号の各々をデジタル出力に変換する形態とされ、及びハウジング内にて密封され且つ反射率計に接続されたプロセッサと、
検体を装置に付与したとき、プロセッサ及び反射率計を自動的に作動させる形態とされた始動装置であって、ハウジング内に配置され且つプロセッサに接続し、プロセッサの状態を、揮発性ランダムアクセルメモリを保つのみに必要な電力のみが供給される休止状態から動作可能状態に変化させる始動装置と、
を備える検定装置。
請求項１に記載の検定装置において、検定ストリップの各々が少なくとも２つの検体採取領域を含み、プロセッサが、更に、検体採取領域の各々からの電気信号を互いに合算することと、該合計値と検体採取領域の各々の電気信号と比較し又は記憶させた検定較正情報と比較することとにより、検定ストリップの各々を較正する更なる形態とされた、検定装置。
請求項１又は２に記載の検定装置において、検体から汚染物質を除去し得る形態とされたフィルタを備え、該フィルタが、検体採取領域の前にて検定ストリップの各々と流体連通している、検定装置。