JP2011529577A5

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Publication number: JP2011529577A5
Application number: JP2011521208A
Authority: JP
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2012-09-06

Claims

検体濃度測定デバイスであって、
センサであって、変換器と通信する少なくとも１つの指示薬分子を備えている、センサと、
前記センサと通信するセンサ・インターフェース・モジュールであって、マイクロコントローラを備えている、センサ・インターフェース・モジュールと、
を備えており、前記センサ・インターフェース・モジュールが、前記少なくとも１つの指示薬分子の励起放出の時間ドメイン測定を容易にする、検体濃度測定デバイス。
請求項１記載のデバイスにおいて、前記センサが光センサである、デバイス。
請求項２記載のデバイスにおいて、前記光センサが放射線源を備えている、デバイス。
請求項３記載のデバイスにおいて、前記放射線源が発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えている、デバイス。
請求項４記載のデバイスにおいて、前記ＬＥＤが、青色ＬＥＤ、紫色ＬＥＤ、および赤色ＬＥＤの内いずれか１つを備えている、デバイス。
請求項１記載のデバイスにおいて、前記センサ・インターフェース・モジュールが、前記センサと前記センサ・インターフェース・モジュールとの間における通信を可能にするインターフェースを備えている、デバイス。
請求項６記載のデバイスにおいて、前記インターフェースがアナログ・インターフェースを備えている、デバイス。
請求項１記載のデバイスであって、更に、外部データ・システムを備えている、デバイス。
請求項８記載のデバイスであって、更に、前記センサ・インターフェース・モジュールと前記外部データ・システムとの間における通信を可能にするインターフェースを備えている、デバイス。
請求項１記載のデバイスにおいて、前記少なくとも１つの指示薬分子が、コンプレックス・トリス（４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）ルテニウム（ＩＩ）過塩素酸塩、ランタニド系指示薬、および芳香族炭化水素の内いずれか１つを含む、デバイス。
請求項１０記載のデバイスにおいて、前記ランタニド系指示薬が、ユーロピニウムおよびテルビウム・コンプレックスの内いずれか１つを含む、デバイス。
請求項１記載のデバイスにおいて、前記少なくとも１つの指示薬分子が前記センサに隣接する、デバイス。
請求項１記載のデバイスにおいて、前記センサおよび前記センサ・インターフェース・モジュールが、回路ボード上に設けることができ、この回路ボードを用いて通信する、デバイス。
検体濃度測定方法であって、
センサを選択するステップと、
前記センサに隣接して指示薬分子を設けるステップと、
前記検体に基づいて刺激波形を発生するステップと、
前記指示薬分子を励起するステップと、
前記励起された指示薬分子に対する前記検体の応答特性に基づいて、この検体の特性を検出するステップと、
前記検体濃度を判定するステップと、
を備えている、方法。
請求項１４記載の方法において、刺激波形を発生する前記ステップが、電圧波形を正弦波のように近似するステップを含む、方法。
請求項１４記載の方法であって、更に、前記刺激波形および前記応答波形をオーバーサンプリングするステップを備えている、方法。
請求項１４記載の方法であって、更に、前記刺激波形と前記応答波形との間における位相遅延を判定するステップを備えている、方法。
請求項１４記載の方法において、前記指示薬分子を励起する前記ステップが、前記指示薬分子を照射するステップを含む、方法。
請求項１７記載の方法であって、更に、前記指示薬分子のフォトルミネセンス放射を検出するステップを備えている、方法。
請求項１４記載の方法において、センサを選択する前記ステップが、光センサを選択するステップを含む、方法。
請求項１４記載の方法であって、更に、前記刺激波形を用いて放射線源を駆動するステップを備えている、方法。
検体濃度測定デバイスであって、
所定の周波数の周期的ディジタル信号を出力し、刺激波形と応答波形との間における位相差を計算するように構成されているマイクロコントローラと、
前記周期的ディジタル信号を周期的電圧波形に変換するように動作可能なディジタル／アナログ変換器と、
前記周期的電圧波形を平滑化し、前記刺激波形を出力するように動作可能なロー・パス・フィルタと、
前記刺激波形を周期的電流波形に変換し、放射線源を駆動するように動作可能な電圧／電流変換器であって、前記放射線源が指示薬分子上に放射する、電圧／電流変換器と、
光電変換器からの電流を前記応答波形に変換するように動作可能なバンドパス・トランスインピーダンス増幅器であって、前記指示薬分子からの放射が光電変換器に入射する、バンドパス・トランスインピーダンス増幅器と、
を備えており、前記位相差が、前記指示薬分子に局限的な検体濃度の関数である、デバイス。
請求項２１記載のデバイスにおいて、前記周期的ディジタル信号が、９ｋＨｚから１１ｋＨｚの範囲の周波数を有する、デバイス。
請求項２１記載のデバイスにおいて、前記マイクロコントローラが、更に、検体濃度の計算に関するパラメータを、前記デバイスの外部にある装置とシリアルに伝達するように構成されている、デバイス。
請求項２１記載のデバイスにおいて、当該デバイスが外部デバイスと通信する、デバイス。
請求項２４記載のデバイスにおいて、前記外部デバイスがデータ収集システムを備えている、デバイス。
請求項２１記載のデバイスにおいて、前記放射線源が発光ダイオードを備えている、デバイス。
請求項２１記載のデバイスにおいて、前記マイクロコントローラが、更に、以下のようにして、前記ディジタル出力バス上に前記周期的ディジタル信号を出力するように構成されている、デバイス。
（ａ）前記マイクロコントローラが、濃度データを取り込む命令を受信するのを待ち、前記命令が前記マイクロコントローラのシリアル入力ポートに送信される。
（ｂ）前記マイクロコントローラが、前記ディジタル出力バス上にランプ信号を出力する。
（ｃ）前記マイクロコントローラが、前記ディジタル出力バスに、所定の周波数の量子化正弦波を表す信号を出力する。
（ｄ）前記マイクロコントローラが、前記ディジタル出力バスをスタンバイ値に設定する。
請求項２１記載のデバイスにおいて、前記マイクロコントローラが、更に、伝達関数を用いて、前記位相差を検体濃度値に変換するように構成されている、デバイス。
請求項２８記載のデバイスにおいて、前記伝達関数が、温度、圧力、および湿度の内いずれか１つの従属変数を含む、デバイス。
検体濃度センサであって、
請求項２１記載のデバイスを備えており、このデバイスが検体に隣接する、検体濃度センサ。
請求項３０記載の検体濃度センサにおいて、前記検体がＯ_２であり、前記放射線源がＬＥＤを備えており、前記光電変換器がフォトダイオードを備えており、前記指示薬分子が、Ｏ_２が存在する場合に、フォトルミネセンス消光を呈する、検体濃度センサ。
検体濃度判定方法であって、
マイクロコントローラの出力上に、周期的ディジタル出力信号を発生するステップと、
前記周期的ディジタル出力信号を平滑化駆動電流波形に変換するステップであって、前記平滑化駆動電流波形が、前記周期的ディジタル出力信号と同じ周波数である、ステップと、
前記平滑化駆動電流によって放射線源を駆動するステップであって、前記放射線源からの放射が指示薬分子に入射する、ステップと、
光電変換器によって、前記指示薬分子の放射線励起を検出するステップであって、前記光電変換器が、前記平滑化駆動電流波形と同じ周波数の波形を出力する、ステップと、
前記平滑化駆動電流波形と前記出力された光電変換器波形との間における位相差を測定するステップと、
を備えており、前記位相差が、前記指示薬分子に局限的な検体濃度と相関がある、方法。
請求項３２記載の方法において、前記検体がＯ_２であり、前記放射線源がＬＥＤを備えており、前記光電変換器がフォトダイオードを備えており、前記指示薬分子が、Ｏ_２が存在する場合に、フォトルミネセンス消光を呈する、方法。
検体濃度測定方法であって、
センサを選択するステップと、
前記センサに隣接して指示薬分子を設けるステップと、
前記検体に基づいて刺激波形を発生するステップと、
前記指示薬分子を励起するステップと、
前記励起した指示薬分子に対するその応答特性に基づいて、前記検体の特性を検出するステップと、
前記検体濃度を判定するステップと、
を備えている、方法。
請求項３４記載の方法であって、更に、前記刺激波形および前記応答波形をオーバーサンプリングするステップを備えている、方法。
請求項３４記載の方法であって、更に、前記刺激波形と前記応答波形との間における位相遅延を判定するステップを備えている、方法。
請求項３４記載の方法において、前記指示薬分子を励起するステップが、前記指示薬分子を照射するステップを含む、方法。
請求項３７記載の方法であって、更に、前記指示薬分子のフォトルミネセンス放射を検出するステップを備えている、方法。
請求項３４記載の方法において、センサを選択する前記ステップが、光センサを選択するステップを含む、方法。
請求項３４記載の方法であって、更に、前記刺激波形によって放射線源を駆動するステップを備えている、方法。
媒体内における酸素の存在を判定する方法であって、
酸素センサを選択するステップと、
前記センサに指示薬分子を供給するステップと、
前記センサを媒体内に配置するステップと、
センサ・インターフェース・モジュールから位相変調信号を前記センサに送信するステップと、
前記位相変調信号の変化率を判定するステップと、
前記媒体内における酸素濃度を判定するステップと、
を備えている、方法。
請求項４１記載の方法において、前記媒体が、水、血液、および空気の内いずれか１つを含む、方法。
請求項１記載のデバイスにおいて、前記マイクロコントローラが、刺激波形と応答波形との間における位相差を計算するように構成され、前記位相差は、少なくとも１つの指示薬分子に局限的な検体濃度の関数である、デバイス。
請求項４４記載のデバイスにおいて、
前記マイクロコントローラは、所定の周波数の周期的ディジタル信号を出力するように構成され、
前記少なくとも１つの指示薬分子の励起放出は、前記少なくとも１つの指示薬分子によって放出された放射であり、前記放射は、前記変換器に入射し、
前記変換器は、前記少なくとも１つの指示薬分子によって放出され前記変換器に入射する放射を検出するように構成された光電変換器であり、
前記センサは、光センサであって、更に、前記少なくとも１つの指示薬分子上に放射するように構成された放射線源を備え、
前記センサ・インターフェース・モジュールは、更に、
周期的なディジタル信号を周期的な電圧波形に変換するように動作可能なディジタル−アナログ変換器と、
前記周期的な電圧波形を平滑化し、前記刺激波形を出力するように動作可能なローパスフィルタと、
前記刺激波形を周期的な電流波形に変換し、前記センサの放射線源を駆動するように動作可能な電圧−電流変換器と、
前記光電変換器からの電流を応答波形に変換するように動作可能なバンドパス・トランスインピーダンス増幅器とを備える、
デバイス。
請求項１１記載のデバイスにおいて、前記ランタニド系指示薬は、ユーロピニウムおよびテルビウム・コンプレックスの内いずれか１つを含む、デバイス。
検体濃度測定デバイスであって、
光センサと少なくとも１つの指示薬分子の励起放出の時間ドメイン測定を実施するように構成されたセンサモジュールとを備え、
前記光センサは、
励起放出可能な少なくとも１つの指示薬分子と、
刺激波形に従って前記少なくとも１つの指示薬分子上に放射するように構成された放射線源と、
前記少なくとも１つの指示薬分子によって放出され光電変換器に入射する放射を検出するように構成された光電変換器とを備え、
前記センサモジュールは、
前記光電変換器からの電流を応答波形に変換するように動作可能な増幅器と、
前記刺激波形と前記応答波形との間における位相差を計算するように構成されたマイクロコントローラであって、前記位相差は、少なくとも１つの指示薬分子に局限的な検体濃度の関数である、マイクロコントローラとを備える、
検体濃度測定デバイス。