JP2012523555A - イオン化装置を含むゲルカード充填装置 - Google Patents

Abstract

最初は蓋（１８）で密閉されているゲルカードタイプの少なくとも１つの容器（１２）に充填するための装置（１００）であって、前記蓋に孔をあけるための孔あけ部材（１１０）と、前記容器によって生じうる静電荷を除去するための手段（１２０）と、前記蓋の孔あけと静電荷の除去の後に前記容器に充填するための充填手段（１３０）と、を備えることを特徴とする充填装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、医療分析を行なうための装置の分野に関する。

従来、分析機器とも呼ばれるこのような装置により、たとえばピペットで液体をゲルカードへ分注するというような一定の手順を自動化することができる。この手順には、1つまたは複数の試薬を収容しているゲルカードの反応ウェルに所定量の液体を注ぐことが含まれる。この液体は、たとえば血液サンプルや他の種類の人的サンプルでありうる。

周知の方法では、ゲルカードは、１つまたは複数の反応ウェルを含む容器であり、反応ウェルは最初は蓋で密閉されている。蓋に孔をあけて液体を注いだ後、注がれた液体とカードの試薬との間で化学反応が起こる。

一般に、注がれる液体の量は非常に少なく、およそ数マイクロリットルで、一般に「１ドース（dose）」と呼ばれる。また、ウェルの充填においては、一定の品質基準を遵守しなければならない。この基準の中で特に挙げられるのが、ウェルへ分配された１ドースの液体と事前にウェルの底に存在する試薬との間の空隙の生成に関する基準と、ウェルの内壁上に液体飛沫が無いことに関する基準である。飛沫は、分配された１ドースの液体が多少大きくかつ不規則に分割されることからもっともよく生じる。

空隙が存在することによって、分配された１ドースの液体と試薬との間の物理的接触を一時的に防ぐ効果がある。１つの利点は、化学反応の開始時点を制御できることである。実際には、１ドースの液体を分配した後、ゲルカードをインキュベートし遠心分離することによって化学反応が起こる。

一方、１ドースの液体の一部がウェルの壁に付着し、これによりインキュベートされ遠心分離された反応混合物から除外されることのないよう、飛沫を無くすことが必要である。

１つ目の問題を解決するために、米国特許第5 780 248号明細書ではプラスチック製の消耗品アクセサリーの使用が提案されている。このアクセサリーは、先の尖った下端を有する６つのキャビティが設けられた挿入部材で形成されている。また、キャビティの下端には非常に小さな孔が設けられている。このアクセサリーは手作業でゲルカードに取り付けられるためのものであり、ゲルカードのウェルを密閉する蓋にキャビティの端で孔をあける。アクセサリーの各キャビティがゲルカードのウェル内に入り、その後１ドースの液体がアクセサリーの各キャビティに分配される。アクセサリーを使用することによって、分配された１ドースの液体とウェルの底に収容された試薬とがキャビティで隔離されるので、オペレーターは空隙が形成されるかどうかを心配する必要がない。さらに、このようなアクセサリーを使用することによって飛沫を減少させることができると考えられる。

米国特許第5 780 248号明細書

しかしこの対策にはいくつかの欠点がある。つまり、アクセサリーを購入し、保管し、ハンドリングしなければならない。その上、ゲルカードへのアクセサリーの取り付けを必ず手作業で行わなければならず、不便かつ時間がかかる。

本発明の１つの目的は、最初は蓋で密閉されているゲルカードタイプの少なくとも１つの容器に充填するための装置であって、前述の欠点を克服しつつ自動充填が可能な装置を提案することである。

本発明は、充填装置が、蓋に孔をあけるための孔あけ部材と、容器によって生じうる静電荷を除去するための手段と、蓋の孔あけと静電荷の除去の後に容器に充填するための充填手段と、を備えているという事実によってその目的を達成する。

実際、発明者たちは、容器の静電荷を除去することにより、容器の内壁上の飛沫の形成を明らかに回避することができるということに注目した。事実、１ドースの液体が充填手段から離れるときに、容器によって生じた静電荷がその液体の位置を変えてしまう傾向がある。その結果、静電荷によって生じた引力により、１ドースの液体の一部が容器の内壁に付着する。

したがって、本発明に係る充填装置は、飛沫の形成を有利に防ぐことができると考えられる。さらに、従来の装置とは異なり、本発明では消耗品を用いる必要がない。また本発明の別の利点として、自動充填が可能である。

また、空隙の形成は、充填手段から放たれた１ドースの液体を偏向させる傾向のある静電力を無くすのに好都合である。

容器は、蓋で密閉された複数のウェルを含むゲルカードタイプのカードであり、各ウェルは１つまたは複数の試薬を収容していることが好ましい。

孔あけ部材は、蓋を通過してウェルに貫入するための複数の孔あけ先端部を有する孔あけレーキを含むことが好ましい。

このレーキの１つの利点は、蓋に数個の孔を一度にあけることができることである。これらの孔を通して、充填手段によって液体がウェルに注がれる。

レーキは、ゲルカードのウェルと同数の先端部を含むことが好ましい。その結果、ゲルカードの蓋に孔をあける作業が一度で済む。

静電荷を除去するための手段はイオン化装置を含むことが特に好ましい。イオン化装置は、交互に正の電荷と負の電荷を帯びたイオンの流れを生じさせる。このイオンの流れは、好ましくは蓋に孔があけられた後に容器の方へ送られる。この交互変化によって、ゲルカードのウェルによって生じた静電荷を除去することができる。

イオン化装置は、コロナ作用を生む電界を発生させるためのものであり、それが可能であることが好ましい。この周知のコロナ作用は、クラウン効果とも呼ばれる。

１つの好ましい実施形態によれば、充填装置には孔あけ部材に向かって容器を取込む際の取込み方向があり、イオン化装置はこの取込み方向を横切るように伸びる少なくとも１つのイオン化ランプ（ionization ramp）で構成されている。蓋に孔があけられた直後にゲルカードをイオン化するために、ランプは孔あけゾーンのできるだけ近くに配置されていることが好ましい。

さらに、イオン化装置は、容器の蓋の孔あけ中にこの容器が配置されるべきゾーンを対象とする複数の電極を含むことが好ましい。

本発明の範囲を越えることなく、イオン化された空気をゲルカードの方へ送るための手段が設けられたイオン化装置を用いることも可能である。

イオン化ランプは、前記孔あけレーキを有する２つの可動アームの間に伸び、これにより孔あけ作業直後にゲルカードをイオン化できることが好ましい。

また本発明は、１つまたは複数の試薬を収容しているとともに少なくとも１つの蓋で密閉されている複数のウェルを含む少なくとも１つの容器内で起こる化学反応を分析するための医療分析機器であって、本発明に係る充填装置と、容器を充填装置の方へ運ぶための手段と、充填手段が一定量の液体を容器の各ウェルに注いだ後にウェル内で生じうる化学反応を分析するための手段と、を備える医療分析機器にも関する。

医療分析機器は、同様または異なるゲルカードで構成された複数の容器を含むことが好ましい。

本発明に係る医療分析機器は、充填手段によってウェルに注がれた液体の位置を確認するためのチェックステーションをさらに備えることが好ましい。

このチェックステーションは、空隙と飛沫の有無を確認することが可能なカメラと画像加工手段とを含むことが好ましい。

また本発明は、蓋で密閉された複数のウェルを有するゲルカードタイプの容器に充填する方法であって、
・ウェルを開口するために容器の蓋に孔あけをする工程と、
・容器によって生じうる静電荷を除去する工程と、
・一定量の液体を容器の各ウェルに注ぐ充填工程と、を含む充填方法にも関する。

この方法は本発明に係る充填装置によって実現されることが好ましい。

好ましくは、静電荷を除去する工程は、コロナ作用を生む電界を発生させることによって容器のウェルをイオン化することを含む。

必須ではないが、静電荷を除去する工程は孔あけ工程後に行なわれることが好ましい。１つの利点として、ウェル内の空気をイオン化できる。

ウェルに充填する工程は少なくとも１つのピペットで行なわれ、この充填工程中に当該ピペットがウェルのうちの１つと同軸に伸びることが好ましい。

１つの利点として、ピペットの端がウェルの内壁に存在しうる試薬の液滴と接触するのを防ぐことができ、これによりピペットの汚染を回避することができる。

本発明によれば、ピペットの汚染を回避する補完的な方法の１つは、充填工程中にピペットの下端を蓋のわずかに下に位置させることである。好ましくは、ピペットの下端を蓋の数ミリメートル下に位置させる。

充填工程中に、注がれた液体と事前にウェル内に存在する別の液体との間に空隙が生成されることが好ましい。言いかえれば、各ウェルに収容されている試薬と注がれた１ドースの液体との間に空隙が生成される。

最後に、本発明に係る方法は、注がれた液体の位置を充填工程の終わりに確認する工程をさらに含むことが好ましい。主に空隙が適切に生成されていることを確認する。

本発明は、限定的でない例として図示された以下の実施形態の詳細な説明から一層よく理解され、その利点がより明らかになる。説明では以下の図を参照する。

図１は、本発明に係る充填装置を備える、本発明に係る医療分析機器の概略図である。 図２は、図１の医療分析機器と共に用いるための容器の正面図である。 図３は、本発明に係る充填装置の１つの好ましい実施形態の斜視図である。 図４は、図３の充填装置のイオン化ランプの詳細図である。 図５は、図２の容器のウェルに収容されている試薬と図１の医療分析機器のピペットによって分配された１ドースの液体との間の空隙の形成を示す。

図１は、本発明に係る医療分析機器１０の非常に概略化された限定的でない図である。

この医療分析機器１０では周知の消耗品容器が用いられる。ここではウェル１４を有するゲルカード１２が用いられる。図２に示すように、本実施例の各ゲルカード１２は、ゲルカードの上部壁１２ａに現れる６つのウェル１４を含む。したがって、これらのウェル１４は、ゲルカードの上部壁１２ａに形成された開口１６を有する。これらの開口１６は、ゲルカード１２の左右方向Ｌに伸びる蓋１８で最初は密閉されている。本実施例では、蓋１８はゲルカード１２の上部壁を密閉する薄い帯状片で構成されている。

図２から分かるように、ゲルカード１２の各ウェル１４は試薬Ｒを周知の方法で収容している。この試薬は隣り合うウェル同士で異なりうる。

より具体的には、各ウェル１４は、テーパ状の中間キャビティを介して下部キャビティ１４ｂに接続された、実質的に円筒形の上部キャビティ１４ａによって形成されている。下部キャビティ１４ｂも実質的に円筒形である。上部キャビティ１４ａは下部キャビティ１４ｂの直径よりも実質的に大きな直径を有し、上部キャビティ１４ａと下部キャビティ１４ｂは共用軸Ａで同軸である。図２に示すように、試薬は下部キャビティ１４ｂに収容されており、試薬レベルは下部キャビティ１４ｂの上端よりわずかに下に位置し、最初は空である上部キャビティ１４ａがゲルカード１２の上部壁１２ａに現れている。

プラスチック製のゲルカード１２は静電荷Ｃ⁺，Ｃ^-を帯びやすい。これらの静電荷は、ハンドリングの間にゲルカード１２が衝撃を受けたときに発生すると考えられる。

再度図１を参照すると、医療分析機器１０は、医療分析機器１０のゲルカード１２を取込み方向Ｄに移動させることが可能なコンベヤー５０を備える。もちろん、本発明の範囲を越えることなく他のタイプのコンベヤーを用いることができる。

取込み方向Ｄにおいて、医療分析機器１０は、本発明に係る充填装置１００と、充填装置によってウェルに注がれた液体の位置を確認するためのチェックステーション２００と、コンプレッサインペラ３００と、ゲルカードのウェル内で生じうる化学反応を分析するための手段４００とを順に含む。

ゲルカード１２は、まず充填装置１００の方へ運ばれる。充填装置１００は、ゲルカード１２のウェルに所定量の液体を充填するためのものである。

そのため、本発明による充填装置１００は、まず、ゲルカードの蓋１８に孔をあけるための孔あけ部材１１０を備える。

本発明の１つの重要な側面によれば、充填装置１００は、ゲルカードによって生じうる静電荷を除去するための手段１２０も備える。もちろん、充填装置は、蓋の孔あけと静電荷の除去の後にゲルカードのウェルに充填するための充填手段１３０も備える。本発明の好ましい実施形態によれば、充填手段１４０は自動である。しかし、本発明の範囲を越えることなく、充填手段はオペレーターによって操作される手動のピペットで構成されていてもよい。

まず、孔あけ部材１１０および静電荷を除去するための手段１２０について、図３と４を用いてより詳細に説明する。

孔あけ部材１１０は、６つの先端部１１４を有する孔あけレーキ１１２を含む。これらの先端部は、蓋１８を通過して蓋に一連の孔１７を形成しながら、ゲルカードのウェルに貫入するためのものである。ゲルカードも６つのウェル１４を含んでおり、レーキ１１２によって各ゲルカード１２の蓋に６つの孔１７を一度にあけることができる。

図３に示すように、このレーキ１１２は、取込み方向Ｄを横切るように伸びている。

また、蓋１８の孔あけを容易にするために、レーキ１１２の先端部１１４が平面１１４ａを有することが好ましい。

さらに、蓋１８に孔をあけた後の孔あけレーキ１１２の引き離しを促進するために、先端部１１４間に伸びる１対のスプリングブレード１１６が設けられている。

最後に、レーキ１１２はロック部材１１８によってレーキホルダー１１３にロックされている。ロック部材１１８は、レーキ１１２の取り外しを可能にする。また、このレーキホルダー１１２は２つの可動アーム１１３ａ、１１３ｂを含み、この可動アーム１１３ａ、１１３ｂの間にレーキ１１２が伸びている。これらのアームは旋回結合ロッド１１５に接続されている。この旋回結合ロッド１１５によって、回転並進運動に続いて、レーキ１１２を、アイドル位置（図３に示す）から、先端部１１４がゲルカードの蓋１８に孔をあける作業位置へと運ぶことができる。

本発明の１つの好ましい側面によると、静電荷を除去するための手段１２０はイオン化装置１２２を含む。ここでは、イオン化装置１２２は、従来の電源手段（図示せず）によって電力供給されるイオン化ランプで構成されている。

このイオン化ランプ１２２は医療分析機器に対して固定されており、レーキホルダー１１３のアーム１１３ａと１１３ｂとの間で取込み方向Ｄを横切るように伸びている。図３に示すように、レーキ１１２がそのアイドル位置にあるときは、イオン化ランプ１２２はレーキ１１２の先端部１１４の下に位置している。ランプ１２２もまた、レーキ１１２がその作業位置へと動く間にレーキ１１２の先端部１１４がランプに触れないように配置されている。

さらに、図３に示すように、イオン化ランプ１２２は、長手方向の溝１２６の底部から突出している数個の、ここでは５個の電極１２４を含む。

また図４を参照すると、イオン化ランプ１２２は、留め足１２９を有するホルダー１２８に取り付けられている。蓋１８の孔あけ作業中にゲルカードが配置されるゾーンをランプの電極１２４が狙えるように、ランプは垂直に対して約６０°傾いている。イオン化ランプとウェル１４の開口１６との間の距離は、１５〜３０ｍｍが好ましい。この特定のケースでは、イオン化ランプ１２２の電極１２４は、ゲルカード１２のウェル１４の周囲にコロナタイプの電界Ｅを発生させる役割を果たす。そのため、たとえば、周波数５０Ｈｚ、各電極に、電位差が４ｋＶでファンアウトが２．５ｍＡの正弦波を送るオートトランスフォーマータイプの電源を選ぶことができる。

次に、本発明に係る充填装置１００が用いる充填方法について説明する。

図３に示すように、ゲルカード１２は、取込み方向Ｄを横切るように伸びるハウジング１０２内において連続的に孔あけ部材１１０の近くに運ばれ、孔あけ作業中はゲルカード１２は取込み方向Ｄを横切る垂直平面内に維持される。

孔あけ部材１１０が始動すると、レーキ１１２は、上述した回転並進運動に続いて作業位置で傾き、これによりレーキ１１２の先端部１１４が蓋１８に孔をあける。その後、図３に示すように、レーキ１１２はアイドル位置に戻される。孔あけ工程の終わりには、ウェル１４の位置で蓋１８に６つの孔２０があいている。

この孔あけ工程後、イオン化ランプが始動し、コロナ作用を有する電界をウェル１４の周囲に発生させる。上述したように、このコロナ作用電界は、ゲルカード１２のウェルによって生じうる静電荷Ｃ⁺，Ｃ^-の除去をもたらすイオン化された空気を発生させる。ウェル１４のイオン化時間は１〜１．５秒であることが好ましい。

イオン化工程後、ゲルカード１２は充填手段１７０の方へ運ばれる。充填手段は、図５に示す少なくとも１つのピペット１３２を含む。この図で示すように、ピペット１３２は、孔あけ作業後に蓋１８に形成された孔２０を通って、各ウェル１４の上部キャビティ１４ａに連続的に挿入される。孔２０を通ってウェル１４のうちの１つにピペットが挿入される際は、ピペットがこのウェルと同軸に配置されるとともにピペットの下端１３２ａが蓋の数ミリメートル下に運ばれる。

その後、図５に示すように、ピペット１３２は、１ドース１３４の液体、たとえば約１０μｌの液体を、ゲルカード１２の左端近くに位置するウェルの上部キャビティ１４ａに注ぐ。

１ドース１３４とウェル１４の下部キャビティ１４ｂに収容されている試薬との間に、空隙１３６が形成されることが非常に好ましい。この空隙は、実質的に、テーパ状の中間キャビティの下に位置している。

空隙１３６の存在を確認するために、ゲルカード１２は充填工程の終わりにチェックステーション２００へ運ばれる。

その後、ゲルカード１２はインキュベートされ、そしてコンプレッサインペラ３００によって遠心分離される。

その後、化学反応を分析するための手段４００を用いて、ウェル１４内で起こる化学反応の結果が分析される。通常、このような周知の手段は、ゲルカード１２のウェル１４内で起こる反応の結果を視覚化できる読取り装置を含む。

Claims (17)

1. 最初は蓋（１８）で密閉されているゲルカードタイプの少なくとも１つの容器（１２）に充填するための装置（１００）であって、
   前記蓋に孔をあけるための孔あけ部材（１１０）と、
   前記容器によって生じうる静電荷を除去するための手段（１２０）と、
   前記蓋の孔あけと静電荷（Ｃ⁺，Ｃ^-）の除去の後に前記容器に充填するための充填手段（１３０）と、を備えることを特徴とする充填装置。
2. 前記容器が、前記蓋（１８）で密閉された複数のウェル（１４）を含むカード（１２）であり、前記ウェルのそれぞれが１つまたは複数の試薬（Ｒ）を収容していることを特徴とする、請求項１に記載の充填装置。
3. 前記孔あけ部材（１２０）が、前記蓋を通過して前記ウェルに貫入するための複数の孔あけ先端部（１１４）を有する孔あけレーキ（１１２）を含むことを特徴とする、請求項２に記載の充填装置。
4. 前記充填手段が少なくとも１つのピペット（１３２）を含むことを特徴とする、請求項２または３に記載の充填装置。
5. 前記静電荷を除去するための前記手段（１２０）がイオン化装置（１２２）を含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の充填装置。
6. 前記充填装置には前記孔あけ部材に向かって容器を取込む際の取込み方向（Ｄ）があり、前記イオン化装置が前記取込み方向を横切るように伸びるイオン化ランプ（１２２）で構成されていることを特徴とする、請求項５に記載の充填装置。
7. 前記イオン化装置（１２２）が、前記容器（１２）の前記蓋の孔あけ中に前記容器（１２）が配置されるべきゾーンを対象とする複数の電極（１３４）を含むことを特徴とする、請求項５または６に記載の充填装置。
8. 前記イオン化装置（１２２）が、コロナ作用を生む電界（Ｅ）を発生させるためのものであることを特徴とする、請求項５から７のいずれか１項に記載の充填装置。
9. １つまたは複数の試薬を収容しているとともに少なくとも１つの蓋（１８）で密閉されている複数のウェル（１４）を含む少なくとも１つの容器（１２）内で起こる化学反応を分析するための医療分析機器（１０）であって、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の充填装置（１００）と、
   前記容器を前記充填装置の方へ運ぶための手段（５０）と、
   前記充填手段（１３０）が一定量の液体を前記容器の各ウェルに注いだ後に前記ウェル内で生じうる化学反応を分析するための手段（４００）と、を備える医療分析機器。
10. 前記充填手段（１３０）によって前記ウェルに注がれた液体の位置を確認するためのチェックステーション（２００）をさらに備えることを特徴とする、請求項９に記載の医療分析機器。
11. 蓋で密閉された複数のウェルを有するゲルカードタイプの容器（１２）に充填する方法であって、
    ・前記ウェルを開口するために前記容器の前記蓋に孔あけをする工程と、
    ・前記容器によって生じうる静電荷を除去する工程と、
    ・一定量の液体を前記容器の各ウェルに注ぐ充填工程と、を含む充填方法。
12. 前記静電荷を除去する工程が、コロナ作用を生む電界を発生させることによって前記容器の前記ウェルをイオン化することを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の充填方法。
13. 前記静電荷を除去する工程が前記孔あけ工程後に行なわれることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の充填方法。
14. 前記ウェルに充填する工程が少なくとも１つのピペットで行なわれ、前記充填工程中に前記ピペットが前記ウェルのうちの１つと同軸に伸びることを特徴とする、請求項１１から１３のいずれか１項に記載の充填方法。
15. 前記充填工程が、下端を有する少なくとも１つのピペットで行なわれ、前記充填工程中に前記下端を前記蓋のわずかに下に位置させることを特徴とする、請求項１１から１４のいずれか１項に記載の充填方法。
16. 前記充填工程中に、前記注がれた液体と事前に前記ウェル内に存在する別の液体との間に空隙が生成されることを特徴とする、請求項１１から１５のいずれか１項に記載の充填方法。
17. 前記注がれた液体の位置を前記充填工程の終わりに確認する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１１から１６のいずれか１項に記載の充填方法。

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