JP2017524954A - 蛍光検出アセンブリ - Google Patents

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Abstract

分析カートリッジは、本体部分と、フィルタアセンブリとを含む。本体部分は、上チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分とを含む。フィルタアセンブリは、第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である。フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有する。第１の位置では、この開口部は、上チャンバを部分的に画定し、第２の位置では、この開口部は、流体チャンバを部分的に画定する。

Description

（関連出願への相互参照）
本出願は、２０１５年５月４日に出願された米国仮出願番号第６２／１５６，４４１号、２０１５年４月２０日に出願された米国仮出願番号第６２／１４９，９８８号、および２０１４年６月２７日出願された米国仮出願番号第６２／０１８，４４８号の利益を主張しており、これら仮出願はすべてそれらの全体が参考として本明細書中に援用される。
本発明は、カルボニル検出および定量の分野、具体的には、生物学的サンプル中のカルボニル含有成分の濃度の検出および定量を対象とする。
（発明の背景）
カルボニル含有成分の検出が知られているが、生物学的サンプル中の具体的なカルボニル含有成分の具体的な低い濃度の精密検出は知られていない。高温でｏ−フェニレンジアミンおよびｐ−フェニレンジアミンの重合を誘発するためのカルボニルの使用は、製品を製造する際に後で使用するための固体ポリマーを生成することが知られているが、フェニレンジアミン誘導体の使用は、いくつかの生物学的サンプル中のカルボニル含有成分を検出する方法で使用されることは知られていない。加えて、蛍光発生種に対応する分子の存在を判定するように、溶液中の光発生種の蛍光を測定すること、ならびに所与のサンプル中のそのような分子の濃度の定量が知られている。加えて、アルコールレベル用を含む、呼気分析デバイスが知られている。
（好ましい実施形態の要旨）
本発明の側面によると、上チャンバを画定する上部分および流体チャンバを画定する下部分を有する、本体部分と、第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリとを含む、分析カートリッジが提供される。フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有する。第１の位置では、開口部は、上チャンバを部分的に画定し、第２の位置では、開口部は、流体チャンバを部分的に画定する。好ましい実施形態では、フィルタアセンブリは、上チャンバから流体チャンバまで延在する円筒スリーブ内で移動可能である。好ましくは、スリーブは、フィルタアセンブリの上面が本体部分の外部に暴露されるように、最上開口部を含む。
好ましい実施形態では、フィルタアセンブリは、それを通って横方向に延在する開口部を含む、円筒形状のフィルタホルダと、開口部に跨架するように位置付けられる２つのフィルタとを含む。フィルタは、それらの間に基質空間を画定し、基質が、基質空間の中に配置される。好ましい実施形態では、基質は、シリカであり、流体チャンバは、その中に溶出溶液またはすすぎ液を含む。好ましくは、上チャンバは、呼気入口開口部と、呼気出口開口部と、それらの間の呼気経路とを含む、呼気チャンバである。好ましい実施形態では、分析カートリッジは、呼気チャンバを、本体部分を通って下部分内に画定される圧力陥凹まで延在する圧力トンネルと連通させる、上部分の壁の中に画定される圧力測定孔を含む。
好ましい実施形態では、フェニレンジアミン誘導体が、分析カートリッジの中に配置される。好ましくは、分析カートリッジは、フェニレンジアミン誘導体がその中に配置された蛍光発色団空間を有する、アンプル部材を含み、流体チャンバは、その中に配置された溶出溶液を含む。アンプル部材は、フェニレンジアミン誘導体が溶出溶液から分離される第１の位置と、フェニレンジアミン誘導体が溶出溶液の中に配置される第２の位置との間で移動可能である。好ましい実施形態では、フェニレンジアミン誘導体は、ｍ−フェニレンジアミンである。
本発明の実施形態によると、（ａ）呼気チャンバを画定する上部分および流体チャンバを画定する下部分を有する、本体部分と、第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリとを含む、分析カートリッジを取得するステップを含む、方法が提供される。フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、第１の位置では、開口部は、上チャンバを部分的に画定し、第２の位置では、開口部は、流体チャンバを部分的に画定し、流体チャンバは、以下で説明されるように、その中に溶出溶液を含む。本方法はまた、（ｂ）フィルタアセンブリの中で呼気サンプルを捕捉するステップと、（ｃ）フィルタアセンブリを第１の位置から第２の位置まで移動させるステップと、（ｄ）構成物質溶液を形成するように、呼気サンプルの構成物質を溶出溶液の中へ溶出するステップとを含む。好ましい実施形態では、ステップ（ｃ）に先立って、本方法は、分析カートリッジを分析ポケットに挿入するステップと、アームがステップ（ｃ）を行う挿入位置まで分析カートリッジを回転させるステップとを含む。
本発明の別の実施形態によると、呼気分析カートリッジと、蛍光分析カートリッジとを含む、分析カートリッジシステムが提供される。呼気分析カートリッジは、呼気チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分とを含む、本体部分を含む。呼気チャンバは、呼気入口開口部と、呼気出口開口部と、それらの間の呼気経路とを含み、下部分は、そこから延在する受容器部材を含む。呼気分析カートリッジはまた、第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリも含む。フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、第１の位置では、開口部は、呼気チャンバを部分的に画定し、呼気経路の一部であり、第２の位置では、開口部は、流体チャンバを部分的に画定する。蛍光分析カートリッジは、上チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分とを含む、本体部分を含む。上チャンバは、その中に呼気分析カートリッジの受容器部材を受容するように適合される前開口部を含む。蛍光分析カートリッジはまた、第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリも含む。フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、第１の位置では、開口部は、上チャンバを部分的に画定し、第２の位置では、開口部は、流体チャンバを部分的に画定する。好ましい実施形態では、呼気分析カートリッジおよび蛍光分析カートリッジの両方では、呼気または上チャンバは、フィルタアセンブリが第１の位置にあるときに流体チャンバから密閉される。
好ましい実施形態では、呼気分析カートリッジは、第１および第２の位置の間のスライド管内で摺動可能である、アンプル部材を含む。好ましくは、アンプル部材は、アンプル部材が第１の位置にあるときに流体チャンバとの流体連通から密閉され、アンプル部材が第２の位置にあるときに、流体チャンバと流体連通している、少なくとも１つの開口部をその中に含む。好ましい実施形態では、フィルタアセンブリは、蛍光分析カートリッジの上チャンバを前チャンバおよび後チャンバに分割する。前チャンバは、アンプル部材の壊れやすい障壁を穿刺するように適合される、その中に配置された穿刺部材を含む。好ましくは、蛍光分析カートリッジの後チャンバは、その中に位置付けられた吸収部材を含む。
好ましい実施形態では、呼気分析カートリッジは、呼気チャンバと連通している中心開口部を画定する、取り外し可能なマウスピースを含む。マウスピースは、呼気入口開口部の中に受容されるスリーブ部分と、マウスピース部分とを含む。好ましくは、マウスピースは、本体部分に接するストッパを含む。ストッパは、本体部分内の整合開口部の中で受容される、そこから延在する整合部材を含む。好ましい実施形態では、蛍光分析カートリッジは、流体チャンバの反対側に位置付けられる、対向する光入射窓および光出射窓と、本体部分の底部上に位置付けられる蛍光窓とを含む。好ましくは、光入射および光出射窓はそれぞれ、外面を含み、外面は、相互と平行である。好ましくは、蛍光窓は、外面を含み、蛍光窓の外面は、光入射窓の外面と垂直である。
本発明の別の実施形態によると、生物学的分析カートリッジと、識別された構成物質の分析カートリッジとを含む、分析カートリッジシステムを取得するステップを含む、方法が提供される。生物学的分析カートリッジは、上チャンバと、流体チャンバとを有し、識別された構成物質の分析カートリッジは、上チャンバと、流体チャンバとを有する。本方法はまた、生物学的分析カートリッジ内の上チャンバの中に位置付けられる、以下で説明されるような基質上で、以下で説明されるような生物学的サンプルを捕捉するステップと、基質を上チャンバから流体チャンバまで移動させるステップであって、流体チャンバは、以下で説明されるような第１の溶出溶液をその中に含む、ステップと、以下で説明されるような構成物質溶液を形成するように、生物学的サンプルの構成物質を第１の溶出溶液の中へ溶出するステップと、第１の識別可能な構成物質溶液を形成するように、成分を第２の溶液の中へ放出するステップと、識別された構成物質が上チャンバの中に位置付けられる基質上で捕捉されるように、以下で説明されるような第１の識別可能な構成物質溶液を識別された構成物質の分析カートリッジの上チャンバに移送するステップと、上チャンバから、以下で説明されるような第２の溶出溶液をその中に含む流体チャンバまで、基質を移動させるステップと、以下で説明されるような第２の識別可能な構成物質溶液を形成するように、識別された構成物質を第２の溶出溶液の中へ溶出するステップとを含む。
好ましい実施形態では、生物学的分析カートリッジは、呼気分析カートリッジであり、識別された構成物質の分析カートリッジは、蛍光分析カートリッジであり、生物学的サンプルは、呼気サンプルである。好ましくは、成分は、以下で説明されるような蛍光発色団である。
本発明の別の実施形態によると、呼気チャンバを画定する上部分、その中に配置された溶出溶液を有する流体チャンバを画定する下部分を伴う本体部分と、第１の位置と第２の位置との間で移動可能であるアンプル部材とを含む、呼気分析カートリッジ内で、溶液を形成する方法が提供される。アンプル部材は、その中に配置された蛍光発色団を有する、蛍光発色団空間を含む。本方法は、蛍光発色団空間および蛍光発色団が流体チャンバから分離される、第１の位置から、蛍光発色団空間が流体チャンバと連通している、第２の位置まで、アンプル部材を移動させるステップと、蛍光発色団を溶出溶液と混合させるステップとを含む。
本発明の別の実施形態によると、呼気チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分とを含む、本体部分を含む、分析カートリッジが提供される。呼気チャンバは、呼気入口開口部と、呼気出口開口部と、それらの間の呼気経路とを含む。分析カートリッジはまた、第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリも含む。フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、第１の位置では、開口部は、呼気チャンバを部分的に画定し、かつ呼気経路の一部であり、第２の位置では、開口部は、流体チャンバを部分的に画定する。好ましい実施形態では、フィルタアセンブリは、開口部の中に位置付けられる第１および第２のフィルタを含み、第１および第２のフィルタは、基質がその中に配置された基質空間をそれらの間に画定する。好ましくは、基質は、活性反応型捕捉剤を取り込んだ。好ましい実施形態では、活性反応型捕捉剤は、蛍光ヒドラジンまたはアミノオキシ化合物である。
本発明の別の実施形態によると、呼気チャンバを画定する上部分、その中に配置された溶出溶液を有する流体チャンバを画定する下部分を伴う本体部分と、第１の位置と第２の位置との間で移動可能であるフィルタアセンブリとを含む、分析カートリッジ内で、蛍光溶液を形成する方法が提供される。フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、第１の位置では、開口部は、呼気チャンバを部分的に画定し、第２の位置では、開口部は、流体チャンバを部分的に画定する。フィルタアセンブリは、その中に配置された活性反応型捕捉剤を取り込んだ基質を含む。本方法は、基質上でカルボニル含有成分を捕捉するステップと、フィルタアセンブリを第１の位置から第２の位置まで移動させるステップと、蛍光溶液を形成するように、カルボニル含有蛍光発色団および活性反応型捕捉剤を溶出溶液の中へ溶出するステップとを含む。
本発明の別の実施形態によると、ハンドル内部を画定する伸長本体部分を有する、ハンドルアセンブリと、その中に画定された圧力開口部を含む、本体部分の端部に配置されるキャップと、ハンドル内部の中に配置される圧力変換器とを含む、呼気捕捉アセンブリが提供される。呼気捕捉アセンブリはまた、ハンドルアセンブリの上端上で受容される分析カートリッジも含む。分析カートリッジは、呼気チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分を含む、本体部分を含む。呼気チャンバは、呼気入口開口部と、呼気出口開口部と、それらの間の呼気経路とを含む。分析カートリッジは、第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリを含む。フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、第１の位置では、開口部は、呼気チャンバを部分的に画定し、かつ呼気経路の一部であり、第２の位置では、開口部は、流体チャンバを部分的に画定する。
好ましい実施形態では、圧力測定孔は、分析カートリッジの上部分の壁の中に画定され、呼気チャンバを、本体部分を通って延在する圧力トンネルと連通させる。圧力経路は、呼気チャンバから、圧力測定孔、圧力トンネル、圧力開口部を通して、圧力変換器まで画定される。好ましくは、ハンドルアセンブリのキャップは、分析カートリッジ内の圧力陥凹の中で密閉して受容される、そこから上向きに延在する圧力突出を含む。圧力陥凹は、圧力トンネルと連通し、圧力開口部は、圧力突出の中に画定される。好ましい実施形態では、キャップは、その周囲に画定された座部を含み、分析カートリッジから下向きに垂れ下がるカラーは、座部上で受容される。キャップは、好ましくは、分析カートリッジのカラーの中に画定される取付陥凹の中で受容される、そこから半径方向外向きに延在する取付突出を含む。
好ましい実施形態では、中空拡張部が、ハンドルアセンブリのキャップからハンドル内部の中へ外向きに進む。中空拡張部は、圧力経路の一部である。好ましくは、圧力管が、中空拡張部上で受容され、そして中空拡張と圧力変換器との間の圧力経路の中にある。
好ましい実施形態では、分析カートリッジは、流体チャンバから呼気チャンバを密閉するように、フィルタアセンブリが第１の位置にあるときに、呼気チャンバと流体チャンバとの間に配置される、壊れやすい障壁を含む。
本発明の別の実施形態によると、ケース内部を画定するケースと、開放および閉鎖位置との間で移動可能なドアと、第１および第２の固定された部材、ならびに第１および第２の固定された部材の間に位置付けられる回転可能部分を含む、ケース内部の中に位置付けられる回転アセンブリとを含む、分析デバイスが提供される。回転可能部分は、第１および第２の固定された部材に対して回転軸の周囲で回転可能である。回転可能部分は、回転させられる物体を受容するためにその中に画定された漏斗部分を有する、シュラウドを含む。シュラウドは、その最上部に画定されるポケット開口部を含み、回転アセンブリは、概してシュラウドの下方に位置付けられる蛍光検出アセンブリを含む。分析デバイスはまた、回転可能部分の回転を駆動するモータと、モータおよび蛍光検出アセンブリを制御するコントローラとを含む。
好ましい実施形態では、シュラウドは、相互と反対である、ポケット開口部と、分析開口部とを含み、シュラウドは、ポケット開口部と分析開口部との間で先細になる壁を含む。蛍光検出アセンブリは、好ましくは、分析ポケットを形成するようにシュラウド内の分析開口部と整合させられる、ウェルがその中に画定された分析カートリッジ受容部分を有する、筐体を含む。好ましい実施形態では、分析カートリッジ受容部分は、光入射開口、光出射開口、および蛍光開口を画定するようにシュラウドと協働する。好ましくは、蛍光検出アセンブリは、筐体の中に画定される光チャンバを通り、光入射開口を通り、光出射開口を通り、光トラップの中へ延在する、光路に沿って指向されるように構成される、光を含む。
好ましい実施形態では、蛍光検出アセンブリは、蛍光開口部を通して、および筐体の中に画定される蛍光チャンバを通して発せられる、蛍光を受容するための検出器を含む。好ましくは、蛍光チャンバは、光チャンバに対して略直角である。好ましい実施形態では、分析デバイスは、格納位置と展開位置との間で枢動するアームを含む。アームは、展開位置にあるときに、シュラウドの中に画定されるアーム開口部を通って延在する、第１の端部を含む。回転可能部分が開始位置から挿入位置まで回転するとき、アームは、格納位置から展開位置まで枢動する。好ましい実施形態では、アームは、格納位置に向かって付勢され、第２の固定された部材上のカム表面と動作的に関連付けられる第２の端部を含む。カム表面は、好ましくは、アームの格納位置と関連付けられる格納端と、アームの展開端と関連付けられる展開端とを有し、格納端から展開端まで増加する半径を含む。好ましい実施形態では、アームは、カム表面と相互作用する玉軸受をその第２の端部上に含む。好ましくは、アームは、シュラウドから延在するシャフト上で枢動する。
本発明の別の実施形態によると、第１および第２の固定された部材と、第１および第２の固定された部材に対して回転軸の周囲で回転可能である、第１および第２の固定された部材の間に位置付けられる回転可能部分とを含む、回転アセンブリが提供される。回転可能部分は、回転させられる物体を受容するためにその中に画定された漏斗部分を有する、シュラウドと、格納位置と展開位置との間で枢動するアームとを含む。アームは、展開位置にあるときに、シュラウドの中に画定されるアーム開口部を通って延在する、第１の端部を含む。分析デバイスはまた、回転可能部分の回転を駆動するモータも含む。回転可能部分が開始位置から挿入位置まで回転させられるとき、アームは、格納位置から展開位置まで枢動する。好ましい実施形態では、シュラウドは、相互と反対であるポケット開口部および分析開口部と、ポケット開口部と分析開口部との間で先細になる壁とを含む。
好ましい実施形態では、シュラウドは、それぞれ、第１および第２の固定された部材内の開口部の中に受容される、そこから外向きに延在する第１および第２の車軸部材を含む。好ましくは、シュラウドは、そこから延在する、少なくとも１つの内部ねじ山付き締結具受容器部材を含む。蛍光検出アセンブリの筐体は、少なくとも１つの受容器管を含み、ねじ山付き受容器は、シュラウドを筐体に固着するように、受容器管を通って締結具受容器部材の中へ延在する。好ましくは、筐体は、第１および第２の筐体半分を含む。第１の受容器管は、第１の筐体半分の上に位置し、第２の受容器管は、第２の筐体半分の上に位置する。ねじ山付き受容器は、シュラウドを筐体に固着するように、第１および第２の容器管を通って締結具受容器部材の中へ延在する。
本発明の別の実施形態によると、分析カートリッジと、分析デバイスとを含む、呼気分析システムとともに使用するためのハンドルアセンブリが提供される。ハンドルは、ハンドル内部を画定する伸長本体部分と、その中に画定された圧力開口部を含む、本体部分の端部に配置されるキャップと、ハンドル内部の中に配置される圧力変換器と、圧力開口部と圧力変換器との間に画定される圧力経路とを含む。好ましい実施形態では、キャップは、そこから上向きに延在する圧力突出を含み、圧力開口部は、圧力突出の中に画定される。好ましくは、ハンドル内部は、分析デバイス内の磁石と相互作用する、その中に配置された磁石を含む。磁石は、キャップの中に画定される磁石陥凹の中に位置付けられる。
本発明の別の実施形態によると、第１の軸を画定する略円筒形状を有する、本体部分と、第１の軸と略垂直に延在する、本体部分を通って横方向に画定される開口部と、開口部に跨架し、それらの間に基質空間を画定する、第１および第２のフィルタと、基質空間の中に配置される基質とを含む、フィルタアセンブリが提供される。好ましくは、第１および第２のフィルタは、それらを通して画定される細孔を有する、プラスチックを備える。好ましい実施形態では、本体部分は、軸と略平行に延在するガイドレールをその外面上に含む。好ましくは、本体部分は、そこから下向きに延在する少なくとも１つの穿刺器を含む、下面を含む。
本発明の別の実施形態によると、第１の軸を画定し、第１の軸と略垂直に延在する、本体部分を通って横方向に画定される開口部を含む、略円筒形状を伴う本体部分を有するフィルタホルダを取得するステップと、第１のフィルタに基質を投与するステップと、第２のフィルタを基質上に圧迫するステップと、第１および第２のフィルタが開口部に跨架するように、第１のフィルタ、基質、ならびに第２のフィルタを開口部の中へ位置付けるステップとを含む、フィルタアセンブリを作製する方法が提供される。第１および第２のフィルタならびに基質は、ともに、または別個に、開口部の中に位置付けられる。
本発明の別の実施形態によると、エミッタと、検出器と、光チャンバ、蛍光チャンバ、およびウェルを画定する筐体と、エミッタから光チャンバを通り、ウェルを通って延在する、光路と、ウェルから蛍光チャンバを通って検出器まで延在する、蛍光経路とを含む、蛍光検出アセンブリが提供される。好ましい実施形態では、蛍光検出アセンブリは、第１のレンズと、光路内に位置付けられる第１のフィルタとを含む。好ましくは、蛍光検出アセンブリは、第２のレンズと、蛍光経路内に位置付けられる第２のフィルタとを含む。好ましい実施形態では、蛍光検出アセンブリは、エミッタと第１のレンズとの間の光路内に位置付けられる第１の光バッフル、第１のレンズと第１のフィルタとの間の光路内に位置付けられる第２の光バッフル、第１のフィルタとウェルとの間の光路内に位置付けられる第３の光バッフルのうちの少なくとも１つを含む。第１のバッフルは、光チャンバの内径より小さい内径を有する、その中に画定された第１の光バッフル開口を含む。第２のバッフルは、第１の光バッフル開口の内径より小さい内径を有する、その中に画定された第２の光バッフル開口を含む。第３のバッフルは、第２の光バッフル開口の内径より小さい内径を有する、その中に画定された第３の光バッフル開口を含む。
好ましい実施形態では、光トラップは、光路の遠位端に位置付けられ、光路に対して約２５°〜約４５°に角度を付けられる第１の壁を含む。好ましくは、光トラップは、第１の壁に接続される第２の壁を含み、第２の壁は、光路と垂直ではない。好ましい実施形態では、筐体は、上筐体半分および下筐体半分を含み、下筐体半分は、ウェルを画定する分析カートリッジ受容部分を含む。好ましい実施形態では、上筐体半分は、そこから下向きに延在し、下筐体半分から上向きに延在するフランジに重複する、フランジを含む。好ましい実施形態では、光入射窓と、光出射窓と、蛍光窓とを含む、分析カートリッジが、ウェルの中に位置付けられる。光入射窓および光出射窓は、光路に沿って位置付けられる。
好ましい実施形態では、筐体は、第１のレンズを収納する第１のレンズポケット、第１のフィルタを収納する第１のフィルタポケット、第２のレンズを収納する第２のレンズポケット、ならびに第２のフィルタを収納する第２のフィルタポケットを画定するように協働する、上筐体半分および下筐体半分を含む。好ましくは、蛍光検出アセンブリは、相互と反対であるポケット開口部および分析開口部と、それらの間の漏斗部分とを含む、筐体に接続されるシュラウドを含む。漏斗部分は、分析ポケットを画定するようにウェルと協働し、シュラウドは、光入射開口および蛍光開口を少なくとも部分的に画定する。
本発明の別の実施形態によると、それに沿って感知チャンバを含む光路に沿って、エミッタから光チャンバの中へ光を発するステップを含む、蛍光を検出する方法が提供される。感知チャンバは、その中に蛍光溶液を含む。放射光は、蛍光溶液を通過し、蛍光を生成し、蛍光は、蛍光経路に沿って感知チャンバから蛍光チャンバの中へ発せられ、蛍光の蛍光信号を検出する。
本発明の別の実施形態によると、分析カートリッジを分析ポケットに挿入するステップを含む、蛍光を検出する方法が提供される。分析カートリッジは、その上にカルボニル含有成分を有する基質を含む、フィルタアセンブリを含む。本方法はまた、開始位置から挿入位置まで分析カートリッジを回転させるステップと、上チャンバから溶出溶液を含有する流体チャンバまで、分析カートリッジ内のフィルタアセンブリを移動させるステップと、溶出溶液がフィルタアセンブリを通って流出し、カルボニル含有成分が蛍光溶液を形成するよう溶出溶液の中へ溶出されるように、挿入位置から分析位置まで分析カートリッジを回転させるステップと、蛍光溶液の蛍光を分析するステップとを含む。
本発明の別の実施形態によると、ハンドル内部を画定する伸長本体部分を含むハンドルアセンブリと、伸長本体部分の端部の中に画定される圧力開口部と、ハンドル内部の中に配置される圧力変換器とを含む、呼気捕捉アセンブリを含む、呼気分析システムが提供される。呼気分析システムはまた、ハンドルアセンブリの上端の上に受容される分析カートリッジも含む。分析カートリッジは、呼気チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分とを含む、本体部分を含む。呼気チャンバは、呼気入口開口部と、呼気出口開口部と、それらの間の呼気経路とを含む。分析カートリッジは、呼気捕捉位置と分析位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリを含む。フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、呼気捕捉位置では、開口部は、呼気チャンバを部分的に画定し、かつ呼気経路の一部であり、分析位置では、開口部は、流体チャンバを部分的に画定する。本システムはまた、ケース内部を画定するケースと、開放および閉鎖位置との間で移動可能なドアと、分析カートリッジを受容するためにその中に画定された漏斗部分を有するシュラウドを含む、ケース内部の中に位置付けられる回転アセンブリとを含む、分析デバイスを含む。本システムはまた、モータおよび蛍光検出アセンブリを制御するコントローラも含む。圧力変換器は、コントローラと通信している。
本発明の別の実施形態によると、呼気中のカルボニル含有成分を検出して定量化するための方法が提供される。本方法は、（ａ）分析カートリッジを提供するステップと、（ｂ）分析カートリッジをハンドルアセンブリに接続するステップと、（ｃ）フィルタアセンブリ上でカルボニル含有成分の呼気サンプルを収集するステップと、（ｄ）標識溶液を提供するように、カルボニル含有成分を標識化するステップと、（ｅ）標識溶液を分析デバイスに挿入するステップと、（ｆ）標識溶液を通して所定の波長範囲内の光を指向し、それによって、蛍光を生成するステップと、（ｇ）蛍光を検出するステップとを含む。
任意の生物学的サンプルが、本システムを使用して分析され得ることが理解されるであろう。カルボニル含有成分（ＣＣＭ）またはアルデヒド以外の呼気構成物質が、所望に応じて捕捉されて分析されることができる。米国特許公開第２００３／０２０８１３３号および第２０１１／０００３３９５号は、参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる。
図１は、ポケットの中の分析カートリッジを示すようにドアが開放されている、本発明の好ましい実施形態による、呼気分析システムの斜視図である。 図２は、分析カートリッジの断面立面図である。 図３Ａは、分析カートリッジの断面斜視図である。 図３Ｂは、分析カートリッジの断面分解斜視図である。 図４は、ハンドルアセンブリの分解図である。 図５Ａは、ハンドルアセンブリに接続されることに先立った分析カートリッジの断面斜視図である。 図５Ｂは、ハンドルアセンブリに接続された後の分析カートリッジの断面斜視図である。 図６Ａは、ハンドルアセンブリに接続されることに先立った分析カートリッジの斜視図である。 図６Ｂは、ハンドルアセンブリに接続された分析カートリッジの斜視図であ 図７は、分析カートリッジの底面図である。 図８は、分析デバイスの後部の斜視図である。 図９は、バッテリカバーが除去されている、分析デバイスの後部の斜視図である。 図１０は、ケースの半分が除去されている、分析デバイスの斜視図である。 図１１は、分析デバイスの分解斜視図である。 図１２は、ポケットの中に分析カートリッジを伴う回転アセンブリの上面斜視図である。 図１３は、回転アセンブリの分解斜視図である。 図１４は、回転アセンブリの底面斜視図の別の斜視図である。 図１５は、ポケットの中に分析カートリッジを伴う回転アセンブリの斜視図である。 図１６は、ポケットの中に分析カートリッジを伴う回転可能部分の斜視図である。 図１７Ａは、ポケットの中に分析カートリッジを伴う回転可能部分の分解斜視図である。 図１７Ｂは、回転可能部分の別の分解斜視図である。 図１７Ｃは、光学システムの分解斜視図である。 図１７Ｄは、光学システム筐体の底半分の平面図である。 図１７Ｅは、光学システムの斜視図である。 図１８は、カムトラックを含む、第２の固定された部材の斜視図である。 図１９Ａは、格納位置にアームを伴う回転アセンブリの斜視図である。 図１９Ｂは、展開位置にあるアームを伴う回転アセンブリの斜視図である。 図２０は、光学システムの構成要素を示すように筐体の第２の半分が除去されている、回転可能アセンブリの一部の斜視図である。 図２１Ａは、（開始位置とも称される）第１の位置における回転可能部分を示す、回転アセンブリの断面端面図である。 図２１Ｂは、（第１の混合位置とも称される）第２の位置における回転可能部分を示す、回転アセンブリの断面端面図である。 図２１Ｃは、（本明細書では基準読取位置とも称される）第３の位置における回転可能部分を示す、回転アセンブリの断面端面図である。 図２１Ｄは、格納位置におけるアームおよび第４の位置に向かって回転する回転可能部分を示す、回転アセンブリの断面端面図である。 図２１Ｅは、（挿入位置とも称される）第４の位置における回転可能部分および展開位置におけるアームを示す、回転アセンブリの断面端面図である。 図２２は、（分析位置とも称される）第５の位置における回転可能部分を示す、回転アセンブリの断面端面図である。 図２３は、分析カートリッジが除去されることができる、第６の位置における回転可能部分を示す、回転アセンブリの断面端面図である。 図２４は、本発明の別の好ましい実施形態による、呼気分析カートリッジと、蛍光分析カートリッジとを含む、分析カートリッジシステムの分解斜視図である。 図２５は、アンプルアセンブリが上昇している、図２４の呼気分析カートリッジの断面図である。 図２５Ａは、呼気分析カートリッジのアンプルアセンブリの断面図である。 図２６は、アンプルアセンブリが上昇し、アンプル部材が押し込まれている、図２４の呼気分析カートリッジの断面図である。 図２６Ａは、呼気分析カートリッジのアンプルアセンブリの断面図である。 図２７は、図２４の蛍光分析カートリッジの断面図である。 図２８は、呼気分析カートリッジが蛍光分析カートリッジ上で受容されている、図２４の分析カートリッジシステムの立面図である。 図２９は、図２４の分析カートリッジシステムの断面図である。 図３０は、本発明の別の好ましい実施形態による、分析カートリッジの断面図である。 図３１Ａは、低減した界面活性剤依存性を伴う代替的フェニレンジアミン誘導体を示す。図３１Ｂは、代替的フェニレンジアミン誘導体を示す。図３１Ｃは、図３１Ｂに示される代替的フェニレンジアミン誘導体の合成のための経路を示す。図３１Ｄは、ｍ−フェニレンジアミンのアルデヒド誘発性重合への図３１Ｂに示される代替的フェニレンジアミン誘導体のＦｒｅｔ応答の説明図を示す。図３１Ｅは、１μΜヘキサナールの存在下の図３１Ｂに示される代替的フェニレンジアミン誘導体の蛍光の増加をプロットする、グラフを示す。 図３２は、時間の関数として１−ヘキサナールとのｍＰＤＡの反応の発光スペクトルを描写する、グラフを示す。 図３３Ａは、カルボニル含有成分である１−ヘキサナールとのｍＰＤＡの反応の経時的な蛍光の増加を描画する、グラフを示す。 図３３Ｂは、カルボニル含有成分である１−ヘキサナールとのｍＰＤＡの反応の経時的な蛍光の増加を描画する、グラフを示す。 図３３Ｃは、カルボニル含有成分である１−ヘキサナールとのｍＰＤＡの反応の経時的な蛍光の増加を描画する、グラフを示す。 図３４Ａは、０．０１〜０．４％（ｗ／ｖ）のドデシル硫酸ナトリウム（「ＳＤＳ」）濃度の関数として１−ヘキサナールとの反応の経時的な蛍光の増加を描画する、グラフを示す。図３４Ｂは、０．２％ＳＤＳにおけるＳＤＳ濃度を伴う、ブランクと比較した１−ヘキサナールとの反応の経時的な蛍光の増加を描画する、グラフを示す。図３４Ｃは、０．４％ＳＤＳにおけるＳＤＳ濃度を伴う、ブランクと比較した１−ヘキサナールとの反応の経時的な蛍光の増加を描画する、グラフを示す。 図３５は、１−ヘキサナール濃度の関数として蛍光を表示するグラフを示す。 図３６は、アルデヒド鎖長の関数として相対的蛍光を描写する、チャートを示す。 図３７は、選択された小型芳香族アミンの相対的蛍光を描写する、チャートを示す。
（好ましい実施形態の詳細な説明）
以下の説明および図面は、例証的であり、限定的と解釈されるものではない。多数の具体的詳細が、本開示の徹底的な理解を提供するために説明される。しかしながら、ある場合においては、周知または従来の詳細は、説明を曖昧にすることを回避するために説明されない。本開示内の１つまたは別の実施形態の言及は、同一の実施形態の言及であり得るが、必ずしもそうではなく、そのような言及は、実施形態のうちの少なくとも１つを意味する。
本明細書内の「一実施形態」または「実施形態」の言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、もしくは特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書内の種々の場所における「一実施形態では」という語句の出現は、必ずしも同一の実施形態を指すわけでもなく、他の実施形態と相互排他的な別個または代替的実施形態でもない。また、他の実施形態ではなく、いくつかの実施形態によって呈され得る、種々の特徴が説明される。同様に、他の実施形態ではなく、いくつかの実施形態の要件であり得る、種々の実施形態が説明される。
本明細書で使用される用語は、概して、本開示の文脈内で、かつ各用語が使用される具体的文脈において、当技術分野内のそれらの通常の意味を有する。本開示を説明するために使用される、ある用語が、本開示の説明に関して付加的誘導を実践者に提供するように、以下で、または本明細書内の他の場所で議論される。便宜上、ある用語が、例えば、イタリック体および／または引用符を使用して、強調表示されてもよい。強調表示の使用は、用語の範囲および意味に影響を及ぼさない。用語の範囲および意味は、強調表示されているかどうかに関わらず、同一の文脈内で同一である。同じことが、１つより多くの方法で言われ得ることが理解されるであろう。
その結果として、代替的言語および同義語が、本明細書で議論される用語のうちのいずれか１つまたはそれを上回るものに使用されてもよい。また、用語が本明細書で詳述または議論されるかどうかにかかわらず、いかなる特別な重視もされない。ある用語の同義語が提供される。１つまたはそれを上回る同義語の記載は、他の同義語の使用を除外しない。本明細書で議論される任意の用語の実施例を含む、本明細書内のいずれかの場所の実施例の使用は、例証的にすぎず、本開示または任意の例示された用語の範囲および意味をさらに限定することを意図していない。同様に、本開示は、本明細書で挙げられる種々の実施形態に限定されない。
本開示の範囲をさらに限定することを意図せずに、本開示の実施形態による、器具、装置、方法、およびそれらの関連結果の実施例が、以下に挙げられる。題名または副題は、読者の便宜のために実施例で使用され得、本開示の範囲を決して限定するべきではないことに留意されたい。別様に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術的および科学的用語は、本開示が関連する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有する。矛盾の場合、定義を含む、本書が優先されるであろう。
本明細書で使用される「前」、「後」、「最上部」、「底部」、「側面」、「短い」、「長い」、「上に」、「下に」、および「下方」等の用語は、説明を容易にするためにすぎず、図に示されるような構成要素の配向を指すことが理解されるであろう。本明細書に説明される構成要素の任意の配向は、本発明の範囲内であることを理解されたい。
図１−３０は、患者の呼気中のカルボニル含有成分（「ＣＣＭ」）を分析するための呼気分析システム１０を示す。図１に示されるように、システム１０は、概して、ハンドルアセンブリ１２と、分析カートリッジ１４と、分析デバイス１６とを含む。概して、ハンドルアセンブリ１２および分析カートリッジ１４は、（以下でさらに完全に説明されるように）患者の呼気のある構成要素を捕捉するために、臨床医および患者によって使用され、分析デバイス１６は、捕捉された構成要素を分析するために使用される。
ここで、図２−７および２１Ａ−２３に示される分析カートリッジ１４を説明する。好ましい実施形態では、分析カートリッジ１４は、上または呼気チャンバ３０を画定する上部分２９と、下または流体チャンバ３２を画定する下部分３１とを含む、本体部分１１を含む。呼気チャンバ３０は、前開口部または呼気入口開口部３３と、呼気出口開口部４０と、それらの間の呼気経路Ｐ１とを含む。好ましい実施形態では、呼気チャンバ３０は、呼気出口開口部４０に向かって先細になるが、これは、制限ではない。分析カートリッジ１４はまた、第１または呼気捕捉位置（図２）と第２または分析位置（図２１Ｅ）との間でフィルタアセンブリ経路Ｐ２に沿って移動可能である、フィルタアセンブリ１９も含む。フィルタアセンブリ１９は、その中に位置付けられる、少なくとも１つ、好ましくは、２つのフィルタ２６を含む、それを通して画定された開口部１７を有する。呼気捕捉位置では、開口部１７は、呼気チャンバ３０を部分的に画定し、呼気経路Ｐ１の一部であり、分析位置では、開口部１７は、流体チャンバ３２を部分的に画定する。
好ましい実施形態では、分析カートリッジ１４は、取り外し可能なマウスピース１８と、最上部上のフィルタアセンブリ１９と、底部上のアンプル部材２２とを含む。図３Ｂに示されるように、マウスピース１８は、本体部分１１上の呼気入口開口部３３の中に受容されるスリーブ部分１５と、マウスピース部分１８ａと、本体部分１１に接するストッパ２１と、本体部分１１内の相補的整合開口部（図示せず）の中で受容される整合部材２１ａとを含む。マウスピース１８は、呼気チャンバ３０および呼気経路Ｐ１を部分的に画定する。フィルタアセンブリ１９は、好ましくは、フリットホルダ２０によって保持される２つのフィルタまたはフリットプレート２６（ともにフリットスタックと称されることもある）を含む。フリットプレート２６は、開口部１７に跨架する。
好ましい実施形態では、フリットホルダ２０は、以下で議論される壊れやすい障壁を穿刺するための少なくとも１つの穿刺器２０ａをその底面上に含む。好ましくは、フリットホルダ２０は、フィルタアセンブリ経路に沿って移動させられるにつれてフリットアセンブリ１９を誘導することに役立つための少なくとも１つのガイドレール３９を外面上に含む。穿刺器２０ａは、ガイドレール３９の底部の上にあり得る。使用に先立って、フリットスタック２６は、呼気チャンバ３０の中に位置付けられる。図２に示されるように、基質空間２７が、フリットプレート２６の間に画定される。好ましい実施形態では、シリカ等の基質２８が、フリットプレート２６の間の基質空間２７の中に配置される。フリットプレート２６は、呼気がそれを通過することができるように十分に多孔質であるが、それらの間に閉じ込められた基質２８が流出し得るほど多孔質ではないことが理解されるであろう。フィルタまたはフリットプレート２６は、好ましくは、ある形態でともに圧迫されて押し固められる、ポリエチレン球体で作製される。ともにディスクまたはプレート形状で圧迫されたとき、球形または丸みのある形状は、呼気が通過するために必要な空隙もしくは細孔を作成する。球体は、異なる直径で異なるプラスチック材料（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等）またはテフロン（登録商標）から作製されることができる。別の実施形態では、フィルタ２６は、全て同一のプラスチック材料および同一または異なる直径で作製される球体を備えてもよい。例示的実施形態では、フリット２６は、１０ｕｍまたは２０ｕｍ細孔径を伴うポリエチレンもしくはテフロン（登録商標）フリットである。以下でさらに完全に説明されるように、使用時に、患者が呼気チャンバ３０を通して息を吹き込むと、アルデヒドを含むＣＣＭが、基質２８（ＣＣＭ捕捉材料とも称される）上に集合する。好ましい実施形態では、シリカが、基質またはＣＣＭ捕捉材料として使用される。しかしながら、これは本発明への制限ではなく、ＣＣＭまたはアルデヒドを捕捉する能力を伴う他の基質が使用されることができる。
好ましい実施形態では、開口部１７に跨架するフリットプレートまたはフィルタ２６が、好ましくは、その中に圧入される。フィルタアセンブリを作成する方法は、球形プラスチック片を第１および第２のフィルタ２６に圧入し、第１のフィルタ２６をフリットホルダ２０内の開口部１７に圧入するステップを含む。次いで、基質２８（好ましくは、シリカ）が、第１のフリット２６上で投与され、次いで、第２のフィルタ２６が、事前定義された圧力を使用して、シリカ２８上へ開口部１７に圧入される。別の実施形態では、シリカ２８は、第１のフリット２６上に投与されることができ、次いで、フリットスタックをフリットホルダ２０内の開口部１７に圧入することに先立って、第２のフリット２６は、フリットスタックを作成するようにシリカ２８に圧接されることができる。別の実施形態では、フィルタは、フリットホルダ２０の内壁の中に画定される溝の中に配置されることができる。
図２−３Ｂに示されるように、アンプル部材２２は、上縁２３ａおよび下面２３ｂを含む、その中に画定された蛍光発色団空間またはトラフ２５を有する、本体部分２３を備える。トラフ２５は、その中に配置されたフェニレンジアミン誘導体（「ＰＤ誘導体」）２４を含む。アンプル部材２２は、トラフ２５およびＰＤ誘導体２４が第１の壊れやすい障壁３６ａによって流体チャンバ３２から分離される、第１の位置と、トラフ２５が流体チャンバ３２と連通している（ＰＤ誘導体２４および溶出溶液３４が、以下で説明されるように、流体チャンバ３２の中で混合させられる）、第２の位置との間で移動可能である。壊れやすい障壁３６ａは、箔または同等物であり得る。好ましい実施形態では、アンプル部材２２は、分析カートリッジ１４の下部分３１の中に画定されるアンプルトンネル１３０内で移動可能である。好ましい実施形態では、アンプル部材２２は、アンプル部材２２が第２の位置まで移動させられるときに、分析カートリッジ１４上のストッパ表面１３２に接する、フランジまたはストッパ２３ｃを含む。ストッパ２３ｃは、アンプル部材２２がアンプルトンネル１３０の中へ、および／または流体チャンバ３２の中へ過剰に移動することを防止する。好ましい実施形態では、アンプルトンネル１３０は、流体チャンバ３２に対して直角である。しかしながら、これは制限ではない。
図２−３Ｂに示されるように、流体チャンバ３２は、呼気チャンバ３０とアンプル部材２２およびアンプルトンネル１３０との間に位置する。溶出溶液３４が、流体チャンバ３２の中に配置される。好ましい実施形態では、溶出溶液３４は、水およびエタノールを含むが、これは、本発明への制限ではない。好ましい実施形態では、流体チャンバ３２は、アンプルトンネル１３０から密閉される。これは、任意の密閉方法によって行われることができる。好ましい実施形態では、流体チャンバ３２は、第１の壊れやすい障壁３６ａによってアンプルトンネル１３０から密閉される。好ましい実施形態では、流体チャンバ３２は、呼気チャンバ３０から密閉される。これは、任意の密閉方法によって行われることができる。好ましい実施形態では、第２の壊れやすい障壁３６ｂが、呼気チャンバ３０と流体チャンバ３２との間で（フィルタアセンブリスリーブ５３を分割する）フィルタアセンブリ経路Ｐ２を横断して位置付けられる。流体および呼気チャンバの間の開口部は、本明細書ではフィルタアセンブリ開口部１３４と称され、第２の壊れやすい障壁３６ｂが固着されるレッジを含む。流体チャンバ３２はまた、混合中に溶出溶液３４が「エアロック」されることを防ぐように、通気口３７も含む。
分析カートリッジ１４の使用前に（すなわち、ハンドルアセンブリ１２に取り付けられるか、または接続される前に）、フィルタアセンブリ１９が呼気捕捉位置にあり、アンプル部材２２が第１の位置にあることが、当業者によって理解されるであろう。本構成では、流体チャンバ３２の内の溶出溶液３４は、第２の壊れやすい障壁３６ｂによって呼気チャンバ３０内のフィルタアセンブリ１９、および第１の壊れやすい障壁３６ａによってアンプルトンネル１３０内のアンプル部材２２から分離される。
図４は、ハンドルアセンブリ１２およびその構成要素の分解図である。好ましい実施形態では、ハンドルアセンブリ１２は、ハンドル内部９９（図５Ａ参照）を画定する第１および第２の半分１０２、最上ならびに底端キャップ１０３および１０５、グリップ１０４、プラグ１０７を介して分析デバイス１６（電子および／またはデータ）に接続するケーブル１０６、ならびに圧力変換器５０および関連構成要素（回路基板１０８、圧力管１１０等）を伴う、伸長本体部分１０１を含む。ハンドルアセンブリ１２はまた、好ましくは、以下で説明される、ハンドル貯蔵ポケット６６および管１５０の中の磁石１５０ａと相互作用する、磁石１１１も含む。圧力突出４９は、最上端キャップ１０３の上面５２から外向きに延在する（図５Ａ参照）。圧力開口部１１３が、圧力突出４９の最上部の中に画定される。好ましい実施形態では、圧力突出は、分析カートリッジ１４に連結されるときに圧力突出４９を密閉する、Ｏリング１１５をその周囲に含む。好ましくは、圧力突出４９は、分析カートリッジの下部分３１の中に画定される圧力陥凹１３９（図７参照）の中に受容される。図５および５Ａに示されるように、好ましい実施形態では、ハンドルアセンブリ１２内の圧力経路は、圧力開口部１１３から、（圧力管１１０の中に受容される）最上端キャップ１０３の底面上の拡張部１１７を通り、圧力管１１０を通って（その端部が圧力管１１０の中に受容される）圧力変換器５０まで延在する。概して、圧力経路は、圧力開口部１１３と圧力変換器５０との間に画定される。ケーブル１０６は、回路基板１０８に接続される。したがって、圧力変換器５０の圧力示度値は、分析デバイス１６の主回路基板７４に伝達されることができる。
図５Ａ−６Ｂは、ハンドルアセンブリ１２に取り付けられている分析カートリッジ１４を示す。好ましい実施形態では、分析カートリッジ１４は、本体部分１１から下向きに延在するカラー１３８を含む。カラー１３８は、その中に画定された、少なくとも１つ、好ましくは、複数の取付陥凹１４０を含む。陥凹１４０のうちの１つは、ハンドルアセンブリ１２の最上端キャップ１０３上の整合または取付突出１４２と噛合する（別の実施形態では、より多くの取付突出１４２があり得る）。カラー１３８はまた、最上端キャップ１０３の一部である座部１４４上で受容される。環状突出が、カラー１３８上のアンダーカットスロットと噛合し、スナップ嵌合を作成する、キャップ１０３から外向きに延在する。摩擦嵌合も本発明の範囲内である。取付陥凹１４０は、ハンドルアセンブリ１２の最上部の上に固着されたときに、カラーが拡張することを可能にする。
ハンドルアセンブリ１２の最上部の上で圧力突出４９を受容するための圧力陥凹１３９は、カラー１３８内で画定される。相補的取付陥凹１４０および取付突出１４２は、圧力突出４９が圧力陥凹１３９の中で受容されるように、取付プロセス中に分析カートリッジ１４およびハンドルアセンブリ１２を整合させる。座部１４４は、カラー１３８との摩擦嵌合を提供するためのゴム材料または同等物を含むことができる。分析カートリッジ１４をハンドルアセンブリ１２に取り付ける任意の方法は、本発明の範囲内である。例えば、ハンドルアセンブリ１２に分析カートリッジ１４は、螺合嵌合、スナップ嵌合、または同等物によって接続されることができる。
図５Ａに示されるように、第１の位置では、アンプル部材２２は、分析カートリッジ１４の下部分３１から下向きに延在する。したがって、分析カートリッジ１４がハンドルアセンブリ１２に接続されるとき、アンプル部材２２の下面２３ｂは、ハンドルアセンブリ１２の上面５２に接触し、それによって、アンプル部材２２を上向きに押動し、したがって、第１の壊れやすい障壁３６ａを破壊し、アンプル部材を第１の位置から第２の位置まで移動させる。これは、ＰＤ誘導体２４を流体チャンバ３２および溶出溶液３４の中へ移送することを促進する。ＰＤ誘導体２４は、分析カートリッジ１４がハンドルアセンブリ１２に接続されるまで、溶出溶液３４から分離されて保たれることが理解されるであろう。溶出溶液３４およびＰＤ誘導体２４は、フェニレンジアミン溶液（「ＰＤ溶液」）３５を形成するように混合される（分析デバイス１６の溶出溶液３４およびＰＤ誘導体２４のさらなる混合が以下で説明される）。
図２−７を参照すると、分析カートリッジ１４に含まれる別の特徴は、呼気圧力測定能力である。これは、分析カートリッジに息を吹き込む患者が、分析デバイス１６上のスクリーン６０を介して、吹き込まれた圧力が所定の範囲内であるかどうかを把握することを可能にする。概して、圧力経路が、（呼気チャンバ３０と連通している）分析カートリッジ１４の上部分２９内の圧力測定孔４２とハンドルアセンブリ１２内の圧力変換器５０との間に画定される。図３Ａに示されるように、圧力経路は、圧力測定孔４２から、部分的にフィルタアセンブリ１９の周囲に延在する圧力チャネル４４まで、および本体部分１１を通って下向きに延在する圧力トンネル４６まで延在する。図３Ａは、分析カートリッジ１４から省略された最上リングカバー４７を示すことが理解されるであろう。最上リングカバー４７（または他の壁もしくは障壁）は、圧力を維持するように圧力チャネル４４を封入する。
図７は、分析カートリッジ１４の底部および圧力陥凹１３９と連通する圧力トンネル４６の端部を示す。圧力突出４９が圧力陥凹１３９の中で受容されるとき、圧力トンネル４６が圧力開口部１１３と連通させられる。したがって、完全な圧力経路は、圧力測定孔４２から、圧力チャネルを通り、圧力トンネルを通り、圧力開口部を通り、中空拡張部１１７を通り、圧力管１１０を通り、圧力変換器５０まで延在する。
患者が呼気チャンバ３０（およびフリットプレート２６）を通して息を吹き込むとき、圧力測定が行われる。好ましい実施形態では、これは、圧力差流量計算を必要とする。呼気が呼気チャンバを通して息を吹き込まれると、個人がどれだけ強く吹いているかに応じて、フリットプレート２６と呼気出口孔４０との間の呼気チャンバ３０の遠位空間３８の中で生成される圧力差がある。圧力測定孔４２は、遠位空間３８内の壁の中に画定され、本質的に、周囲および遠位圧力差を測定するためのタップである。圧力測定孔４２を介した遠位空間３８内の呼気の圧力は、圧力チャネル（圧力経路）内の既存の空気を加圧する。圧力経路は、圧力測定孔４２を通ってチャネル４４の中へ延在し、圧力トンネル４６を経由し、次いで、それを通って下に、ハンドルアセンブリ１２まで導かれる。呼気チャンバ３０の遠位空間３８の内側にある圧力は、圧力変換器５０によって測定されており、圧力測定に基づいて、呼気チャンバ３０を通した流速が計算されることができる。圧力変換器５０の電子機器は、ハンドルアセンブリ１２の中に（すなわち、回路基板１０８の上に）位置する。
使用時に、いったん分析カートリッジ１４がハンドルアセンブリ１２上に配置されると、ユーザは、所定の体積の空気または呼気（例えば、３リットル）が呼気チャンバ３０を通して吐き出されるように、マウスピース１８および呼気チャンバ３０を通して息を吹き込む。したがって、ＣＣＭが、所定または公知の体積の呼気からフィルターアウトされ、基質２８上で収集される。ＣＣＭが収集された後、ユーザは、以下で説明されるように、ハンドルアセンブリ１２から分析カートリッジ１４を除去し、マウスピース１８を除去し、分析デバイス１６の中に分析カートリッジ１４を配置する。（図６Ｂに示される）分析カートリッジ１４およびハンドルアセンブリ１２は、組み合わせて、本明細書では呼気捕捉アセンブリ１３と称される。
図６Ａ−７に示されるように、分析カートリッジは、底部窓と、２つの側面窓とを含む。底部窓は、本明細書では蛍光窓１７０と称され、側面窓は、本明細書では光入射窓１７２ａおよび光出射窓１７２ｂと称される。蛍光窓１７０、光入射窓１７２ａ、および光出射窓１７２ｂは、以下で説明される分析デバイス１６内の光学システム７７（本明細書では蛍光検出アセンブリまたは蛍光光度計とも称される）と併せて使用される。好ましい実施形態では、窓１７０ならびに１７２ａおよび１７２ｂは、透明プラスチックであり、本体部分１１の残りの部分と同一の材料である。しかしながら、窓は、異なる材料であり得る。好ましくは、窓１７０ならびに１７２ａおよび１７２ｂは、光学的に研磨され、外面が（以下で説明される）光学システム７７の適切な構成要素に対して直角であるように配向される。好ましい実施形態では、本体部分１１の残りの部分は、光学的に透明ではなく、窓１７０ならびに１７２ａおよび１７２ｂが隔離される（すなわち、カートリッジの側面または底部が角度を付けられるか、もしくは窓の外面と平行ではない）ように、ドラフトを含む。好ましくは、光入射および光出射窓１７２ａならびに１７２ｂは、相互と平行であり、蛍光窓１７０は、光入射および光出射窓１７２ａならびに１７２と垂直である。
好ましい実施形態では、分析カートリッジ１４は、プラスチック（例えば、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ等）で作製され、種々の部品が、超音波で相互に結合される。しかしながら、これは制限ではなく、分析カートリッジは、所望に応じて、任意の望ましい材料で作製され、結合されることができる。
図１および８−２３は、分析デバイス１６を示す。図１および８−１１に示されるように、概して、分析デバイス１６は、（２つの半分４８ａおよび４８ｂから成る）ケース４８と、開放および閉鎖位置の間で摺動可能であるドア５４と、シュラウド５６と、（分析カートリッジが受容される）シュラウド５６の中で画定される分析ポケット５８と、底部５７と、主回路基板７４と、回転アセンブリ７６と、（好ましくは、タッチスクリーンである）ディスプレイ６０とを含む。完全な分析ポケット５８は、以下で説明される、先細漏斗部分５８ａと、ウェル１７３とを含むことが理解されるであろう。分析デバイス１６はまた、オン／オフボタン６２と、スピーカ６４と、ハンドル貯蔵ポケット６６と、ＵＳＢポート６８と、ＤＣ入力電力ポート７０（図８参照）とを含む。分析デバイス１６はまた、図９に示されるようなバッテリ７２と、図１１に示されるバッテリドア１５６とを含む。バッテリは、好ましくは、再充電可能であるが、これは制限ではない。
シュラウド５６は、分析カートリッジ１４と分析デバイス１６との間のインターフェースである。使用時に、分析カートリッジ１４を使用して呼気サンプルが採取された後、ユーザは、（ポケット開口部５８ｂを通して）分析ポケット５８の中に分析カートリッジを配置し、ドア５４を閉鎖する。図１０は、ケース４８ｂの底部半分が除去されている、分析デバイス１６を示す。示されるように、分析デバイス１６は、主回路基板７４と、以下で説明されるように、溶出溶液３４およびアルデヒドを混合するための回転アセンブリ７６とを含む。回転アセンブリ７６はまた、光学システム７７も含む。主回路基板７４（マザーボード）は、コントローラであり、ＵＳＢポート６８と、ＤＣ入力電力ポート７０と、モータ７８および光学システム７７（以下で説明される光学基板１６０および１６２）と通信するためのケーブルと、（プラグ１０７および１４８、ケーブル１０６、ならびに回路基板１０８を介して）ハンドルアセンブリ１２と通信するためのケーブルと、ディスプレイ６０と、オン／オフスイッチ６２と、バッテリ７２と、ドア５４が開放しているか、または閉鎖されているかどうかを感知するための光学センサとを含む（またはそれらと電気的に通信している）が、それらに限定されない。
図１１は、分解された分析デバイス１６を示し、ケース４８ａおよび４８ｂの第１および第２の半分、摺動可能ドア５４、主回路基板７４、ならびに回転アセンブリ７６を図示する。示されるように、分析デバイス１６はまた、ケーブル１０６の接続のためにその中にプラグ１４８を有する端部キャップ１４６と、ハンドル貯蔵ポケット６６を画定する管１５０とを含む。上記で議論されるように、ハンドル貯蔵ポケット６６および管１５０は、ハンドルアセンブリ１２の中の磁石１１１と相互作用する、磁石１５０ａを含む。２つの磁石の相互作用は、ハンドル貯蔵ポケット６６の中でハンドルアセンブリ１２を保持することに役立つ。好ましい実施形態では、ケース４８ａの第１の半分は、分析ポケット５８を画定するようにシュラウド５６と整合する、開口部１５２を含む。ケース４８の中の開口部／カバー１５４は、ディスプレイ６０を収納する。好ましい実施形態では、ケース４８ｂの第２の半分は、底部５７と、バッテリドア１５６と、主回路基板７４の一部である、ＵＳＢポート６８およびＤＣ入力電力ポート７０用の開口部とを含む。
図１２−２０は、殆どの他の構成要素が省略されている、回転アセンブリ７６を示す。図１２−１３に示されるように、回転アセンブリ７６は、概して、回転可能部分８６と、第１および第２の固定された部材８８ａならびに８８ｂと、モータ７８と、歯車列８１（好ましくは、大型歯車８４を駆動するピニオン歯車８３を含む）と、シュラウド５６と、光学システム７７とを含む。モータ７８は、大型歯車８４と噛み合ってそれを回転させる、ピニオン歯車８３を駆動する、駆動シャフト（図示せず）を含む。モータ７８は、好ましくは、主回路基板７４によって制御される。中心部分（回転可能部分８６）が枢動し、固定された部材８８ａおよび８８ｂがケース４８内で静止したままであることが理解されるであろう。大型歯車８４は、好ましくは、固定された部材８８ａ上でガイド突出１８８を受容する弓形スロット１８６をその中に含む。弓形スロット１８６の端部は、回転可能部分８６が各方向にある程度のみ回転することができるように、（ガイド突出１８８と相互作用することによって）停止を提供する。
図１６−１７Ｂは、回転可能部分８６のみを示す。回転可能部分８６は、キーおよびキー溝関係を介してシュラウドに接続する、第１および第２の車軸部材１６４ならびに１６６を含む。これは、制限ではない。別の実施形態では、第１および第２の車軸部材１６４ならびに１６６は、シュラウドに接着または結合されることができ、もしくはシュラウドと一体であり得る。図１３に示されるように、好ましい実施形態では、シュラウド５６は、その反対側にキー５６ａを伴う軸方向に整合させられた円筒突出１７４を含む。突出１７４は、その中に画定された相補的キー溝１７６を含む、第１および第２の車軸部材１６４ならびに１６６を受容する。第１および第２の車軸部材１６４ならびに１６６は、好ましくは、１つの配向においてシュラウド５６上で嵌合するのみであるように、キーを付けられる。
第１および第２の車軸部材１６４ならびに１６６は、固定された部材８８ａおよび８８ｂ内の中心開口部１８０と協働し、回転可能部分８６が回転することを可能にする、軸受１７８をその上に有する。回転可能部分８６は、大型歯車８４の中心開口部内の少なくとも１つのキー溝８４ａと噛み合う少なくとも１つのキー１６６ａを介して、大型歯車８４に接続される。第２の車軸部材１６６はまた、大型歯車８４用の停止部１８４と、主回路基板７４に由来し、光学システム７７まで延在するケーブル（図示せず）がそれを通過することを可能にする、ケーブル通過陥凹１６５とを含む。したがって、モータ７８は、（分析ポケット５８の中で分析カートリッジ１４を保持する）シュラウド５６ならびに（以下で議論される）光学システム７７およびアーム８０等のそれに取り付けられた全ての他の構成要素を駆動する、第２の車軸部材１６６と噛み合ってそれを駆動する、大型歯車８４を駆動する、ピニオン歯車８３を駆動する。
好ましい実施形態では、分析デバイス１６は、ドア５４が回転アセンブリ７６の運動によって施錠される、ドアロックアセンブリを含む。好ましくは、ドアロックアセンブリは、ドアが開放しているか、または閉鎖されているかどうかを感知する、ドア検出センサを含む。シュラウド５６は、ケース上の枢動タブ部材と相互作用するカム特徴（図１６参照）をその上に含む。カム特徴１１４は、回転アセンブリ７６が装填位置に進むときにタブが係脱させられ、したがって、ドアが摺動して開くように位置付けられる。回転アセンブリ７６の全ての他の配向では、タブは、上向きであり、ドアを施錠し、それが摺動して開くことを防止する。
以下で説明されるように、回転可能部分８６は、その中でＰＤ溶液３５を混合するように、および光学システム７７がその分析を行うことを可能にするように、その中の分析カートリッジ１４とともに回転する。加えて、回転可能部分８６は、アーム８０がフィルタアセンブリ１９を呼気チャンバ３０から流体チャンバ３２に押し込むように、回転運動を枢動運動に変換するカムおよびレバーシステムを含む。図１７Ａ−１９Ｃは、カムおよびレバーシステム、ならびにどのようにして回転アセンブリ７６がアーム８０を移動させるかを示す。アーム８０は、枢軸を画定する支柱１９１上で枢動し、カム表面１２０上に乗設する玉軸受１２２を伴う第１の端部８０ａと、シュラウド５６の側面内のアーム開口部５６ｂの中および外へ移動する第２の端部とを含む。好ましい実施形態では、アーム８０は、支柱１９１上で枢動し、図１７Ｂに示されるように、第１の車軸部材１６４から延在するタブ１９２に固着される。好ましくは、アーム８０は、シュラウド５６から下向きに延在する支柱１９１を受容する、開口部１８９を含む（図１７Ｂ参照）。コイル区分が支柱１９１を受容する開口部を形成するように、ばね１２４が形成される。締結具１９０が、タブ１９２内の開口部１９２ａを通って支柱１９１の端部の中へ延在する。玉軸受１２２を伴うアーム８０の第１の端部８０ａは、第２の固定された部材８８ｂの中に画定されるカムチャネル１９４の中へ延在する（図１８参照）。
アーム８０は、格納位置（図１９Ａ）と展開位置（図１９Ｂ）との間で移動可能である。ばね１２４は、アームを格納位置に付勢する。図１８にされるように、カム表面１２０は、曲面であり、玉軸受１２２が進行する経路に沿って増加する半径を含む。回転可能部分８６（およびアーム８０）が回転すると、玉軸受１２２がカム表面１２０上に乗設する。カム表面１２０の増加する半径は、アーム８０を枢軸の周囲で枢動させ、したがって、アーム８０の第２または作業端８０ｂをシュラウド５６内のアーム開口部５６ｂに押し込む。アームが内向きに枢動させられない図１９Ａを、それが内向きに枢動させられる図１９Ｂと比較されたい。シュラウド５６内の分析カートリッジ１４の位置付けにより、アーム８０の第２の端部８０ｂは、フィルタアセンブリ１９を呼気チャンバ３０から流体チャンバ３２まで押動する。カム表面１２０、玉軸受１２２、および枢動する（かつばね１２４を介してばね付勢される）アーム８０は、回転運動を枢動運動に変換するように連動する。
図１７Ｂ−１７Ｄおよび２０は、光学システム７７を示す。光学システム７７は、第１および第２の半分１９７ａならびに１９７ｂから成る筐体１９６を含む（第２の半分１９７ｂは図２０で省略されている）。筐体１９６は、好ましくは、ねじ山付き締結具１９６ａによってシュラウド５６に固着される（図１０参照）。好ましい実施形態では、シュラウド５６は、第１および第２の筐体半分１９７ａ上で相補的第１および第２の受容器管１７７ａならびに１７７ｂを通って延在する伸長ねじ山付き締結具１９６ａを受容する、４つの締結具受容器部材１７５を含む。締結具受容器部材１７５は、内部でねじ山をつけられることができ、またはねじ山付き締結具１９６ａがその中に螺入されると、ねじ山がプラスチックに作成されるように作製されることができる。図１７Ｂに示されるように、シュラウド５６上の締結具受容器部材１７５に対応しない、第１および第２の受容器管１７７ａならびに１７７ｂの余剰セットが含まれる。したがって、ねじ山付き締結具１９６ａは、筐体の２つの半分をともに固着し、筐体１９６をシュラウド５６に固着する。
シュラウド５６は、分析ポケット５８の中にあるときに、それを通って分析カートリッジ１４の後部が延在する、分析開口部２００をその底部に含む。分析開口部２００は、その中で分析カートリッジ１４の後部を受容する、筐体１９６の第２の半分１９７ｂの中のウェル１７３と整合させられる。筐体１９６は、ウェル１７３を画定する、図１７Ｃ示されるような分析カートリッジ受容部分２０４を含む。筐体１９６は、第１および第２の筐体半分１９７ａならびに１９７ｂが、光チャンバ１９８、蛍光チャンバ２０７、光トラップ９４、およびウェル１７３を画定するよう協働するように、形成される。シュラウド５６は、光入射開口２１６、蛍光開口２１７、および光トラップ開口部２１８を画定するように、分析カートリッジ受容部分２０４上の陥凹と協働する、３つの陥凹２０３をその底面上に含む。
光学システム７７はまた、ＬＥＤ７９を含む、第１の光学回路路基板またはマイクロントローラ１６２と、受容器もしくは検出器８２（例えば、フォトダイオード）を含む、第２の光学回路基板１６０とを含む。両方の光学回路基板は、主回路基板７４からの通信および制御のためのケーブル（図示せず）を接続するためのソケットまたはコネクタ１６３を含む。光学システム７７はまた、光チャンバ１９８の中に位置付けられる、少なくとも１つの第１のレンズ９０および少なくとも１つの第１のフィルタ９２と、蛍光チャンバ２０７の中に位置付けられる、少なくとも１つの第２のレンズ９６および少なくとも１つの第２のフィルタ９８とを含む。筐体１９６は、第１および第２の筐体半分１９７ａならびに１９７ｂが、第１のレンズポケット１９９、第１のフィルタポケット２０１、第２のレンズポケット２０３、および第２のフィルタポケット２０５を画定するよう協働するように、形成される。
図１７Ｃ−１７Ｅおよび２０に示されるように、最上筐体半分１９７ａは、光入射開口２１６および蛍光開口２１７を少なくとも部分的に形成するように、分析カートリッジ受容部分２０４の頂面内の第１および第２の陥凹２１３ならびに２１５と協働する、その中に画定された第１および第２の陥凹２１２ならびに２１４を含む。最上および底筐体半分１９７ａならびに１９７ｂはまた、光トラップ開口部２１８を少なくとも部分的に形成するように協働する。分析カートリッジ１４がウェル１７３の中に位置付けられるとき、光入射窓１７２ａは、光入射開口２１６と整合させられ、蛍光窓１７０は、蛍光開口２１７と整合させられ、光出射窓１７２ｂは、光トラップ開口部２１８と整合させられる。
使用時に、ＬＥＤ７９は、第１のレンズ９０を通り、第１のフィルタ９２を通り、光入射開口２１６を通り、（蛍光溶液２０６内のＣＣＭに感知チャンバ３２ｂ内で蛍光を出させる）分析カートリッジ１４内の光入射窓１７２ａを通り、光出射窓１７２ｂを通り、光トラップ開口部２１８を通り、光トラップ９４の中へ光路（ＬＰ）に沿って照射する。光トラップ９４は、その中に入射する光が跳ね返り、入射開口部を通って戻るよう漏出し、検出器８２に向かって決して反射されることができないように、傾斜壁を伴って構成される。蛍光を発したＣＣＭから反射される光は、分析カートリッジ１４に入射する光から約９０度で蛍光窓１７０を通る蛍光経路（ＦＰ）に沿って、分析カートリッジ１４から出射する。蛍光経路は、蛍光開口２１７を通り、第２のレンズ９６および第２のフィルタ９８を通って検出器８２まで進む。これは、概して、エミッタ検出器設定である。好ましい実施形態では、検出器８２は、エミッタ７９に対して約９０度にある。他の角度も、本発明の範囲内である。
好ましい実施形態では、ＬＥＤ７９から発せられ、光路ＬＰに沿って指向される光は、可能な限り平行にされる。好ましくは、光チャンバ１９８は、可能な限り多くの平行ではない光を排除するように設計される。これを達成するために、光チャンバ１９８は、少なくとも第１のレンズ９０と、光路ＬＰの中に位置付けられる（以下で説明される）一連のバッフルおよび開口とを含む。図１７Ｄは、光チャンバ１９８の軸と平行に指向されているものとして光路ＬＰを示す。しかしながら、ＬＥＤ７９から発せられる一部の光は、軸と平行に延在しなくてもよい。例えば、図１７Ｄの鎖線を参照されたい。好ましい実施形態では、第１のレンズ９０は、フレネルレンズである。しかしながら、これは、本発明への制限ではない。例示的実施形態では、第１のレンズ９０は、１２．７ｍｍのレンズ直径を伴う２５．４ｍｍ×２５．４ｍｍ×２２ｍｍの全体的寸法である、約１０ｍｍの焦点距離を伴うフレネルレンズである（第２のレンズは、同一の性質を有することができる）。しかしながら、これらの寸法のうちのいずれも限定的ではない。第１のレンズ９０は、好ましくは、ウェル１７３内の感知チャンバ３２ｂの内側でＬＥＤ７９からの光を集束するように位置付けられる仕様を含む。例示的実施形態では、平行光線は、感知チャンバ３２ｂの中心で直径が約４ｍｍである。
図１７Ｃ−１７Ｄに示されるように、好ましい実施形態では、光チャンバ１９８は、その中に画定された第１の光バッフル開口２４４ａを含む、その中に位置付けられた第１の光バッフル２４４を含む。第１の光バッフル２４４は、第１のレンズ９０の前に光路ＬＰに沿って位置付けられる。光チャンバ１９８はまた、その中に画定された第２の光バッフル開口２４６ａを含む、その中に位置付けられた第２の光バッフル２４６を含む。第２の光バッフル２４４は、第１のレンズ９０と第１のフィルタ９２との間の光路ＬＰに沿って位置付けられる。好ましくは、第３の光バッフル開口２４８ａを含む第３の光バッフル２４８は、第１のフィルタ９２の後で光路ＬＰの中に位置付けられる。好ましくは、第１および第２の光バッフルは、光路ＬＰの方向に対して直角であり、第３の光バッフルは、光路ＬＰの方向に対して直角ではない。バッフルおよび開口は、第２の筐体半分１９７ｂと協働する第１の筐体半分１９７ａによって形成されることが理解される。図１７Ｄは、第２の筐体半分１９７ｂのみを示す。
光は、分析カートリッジを通過した後、光トラップ９４の中へ光トラップ開口部２１８を通過する。好ましい実施形態では、光トラップの壁は、入射する光の大部分を吸収するであろう黒である。図１７Ｄは、光トラップ９４の平面図を示す。好ましい実施形態では、光トラップ９４は、光が跳ね返るにつれて分散させることに役立つ、曲面壁を含む。しかしながら、図１７Ｄに示されるように、光路ＬＰに対して、壁は、それらが黒いため殆どの光を吸収するが、また、実質上、いかなる光も光トラップ開口部２１８を通って漏出しないように、別の壁に向かって反射されるあらゆる光を反射するようにも設計される。光トラップ９４は、好ましくは、光トラップに入射した後に光を受容する、第１の壁９４ａを含む。第１の壁は、好ましくは、光路ＬＰに対して約２５°〜４５°に角度を付けられる。例示的実施形態では、それは、光路ＬＰから３５°に角度を付けられる。光トラップ９４はまた、好ましくは、光路ＬＰから角度を付けられる第２の壁９４ｂも含む。好ましくは、それは、光路ＬＰと直角にない。例示的実施形態では、光が光トラップ９４に入射すると、異なる壁から跳ね返る度に、約８０％が吸収され、２０％が反射される。８０％〜２０％の吸収対反射比でいくつかの壁から跳ね返った後、残りの光は、ごくわずかであろう。
蛍光経路ＦＰはまた、第２のレンズ９６および第２のフィルタ９８とともに、その中にバッフルおよび開口も含む。図１７Ｄに示されるように、好ましい実施形態では、蛍光経路ＦＰは、それに沿って、第１の蛍光バッフル２５０と、分析カートリッジ受容部分２０４の頂面内の第２の陥凹２１５によって形成される蛍光開口２１７である関連開口と、その中に画定された第２のレンズ９６と、その中に画定された第２の蛍光バッフル開口２５２ａを含む、第２の蛍光バッフル２５２と、第２のフィルタ９８とを含む。好ましくは、第２のレンズ９６は、第１のレンズ９０と同一の仕様を有する。しかしながら、これは、制限ではなく、２つのレンズは、異なり得る。別の実施形態では、光路および蛍光経路のいずれか一方または両方は、その中に１つより多くのレンズを含むことができる。
ＬＥＤから発せられる光は、完全には平行にされないことが理解されるであろう。したがって、光バッフルおよび開口は、光チャンバ１９８の内側から跳ね返される光の一部および他の外部光を遮断するように提供される。第１、第２、および第３の光バッフル２４４、２４６、ならびに２４８内の開口は、光チャンバ１９８より小さい直径を有し、それによって、光バッフルに、非平行光のいくらかの光を遮断または排除させ、光チャンバ１９８を通る光路ＬＰに沿って進行する、より平行な光線を生成することに役立つ。
好ましい実施形態では、第１、第２、および第３の光バッフルの直径は、光路に沿って遭遇されるにつれて、より小さくなる。例示的実施形態では、光チャンバ１９８は、約１６ｍｍの内径を有し、第１の光バッフル開口は、約１０ｍｍの内径を有し、第２の光バッフル開口は、約９ｍｍの内径を有し、第１の光バッフル開口は、約５ｍｍの内径を有する。蛍光チャンバ２０７に関して、例示的実施形態では、第１の蛍光バッフル開口は、約５ｍｍの内径を有し、第２の蛍光バッフル開口は、約７ｍｍの内径を有する。
図１７Ｄに示されるように、好ましい実施形態では、第１のレンズポケット１９９、第１のフィルタポケット２０１、第２のレンズポケット２０３、および第２のフィルタポケット２０５はそれぞれ、安定した位置でレンズまたはフィルタをその中に維持し、それが振動することを防止することに役立つ、圧搾隆起をその中に含む。しかしながら、圧搾隆起は、省略されることができる。また、ウェル１７３は、その中の整合部材２５４と、ウェル１７３内の任意の流体を排出するための排出管２５６とを含むことができる。
第１のフィルタ９２は、ＬＥＤ７９から発せられる光線から不要な光の波長をフィルタ処理するように提供される。任意のフィルタが、本発明の範囲内である。好ましい実施形態では、第１のフィルタは、第１の範囲内の光の透過を可能にする。例えば、第１のフィルタは、３００ｎｍ〜５４０ｎｍの透過領域、Ｔ＜０．０００１％、ＯＤ＞６、５４０ｎｍ〜５５０ｎｍの遷移領域、０％＜Ｔ＜１００％、および５５０ｎｍ〜８００ｎｍの光を遮断する遮断領域、Ｔ＞９０％を含むことができる。しかしながら、これは、例示的にすぎず、任意のフィルタが、本発明の範囲内である。好ましい実施形態では、第２のフィルタは、第２の範囲内の光の透過を可能にする。例えば、第２のフィルタは、３００ｎｍ〜５５５ｎｍの光を遮断する遮断領域、Ｔ＜０．０００１％、ＯＤ＞６、５５５ｎｍ〜５６５ｎｍの遷移領域、０％＜Ｔ＜１００％、および５６５ｎｍ〜８００ｎｍの透過領域、Ｔ＞９０％を含むことができる。しかしながら、これは、例示的にすぎず、任意のフィルタが、本発明の範囲内である。第２のフィルタ９８は、何らかの方法で蛍光チャンバ２０７の中へ進んだ全てのＬＥＤ光を遮断するように、および所定の波長における蛍光のみを通過させるように設計される（例えば、ロングパスフィルタ）。
好ましい実施形態では、蛍光信号をさらに分離するために、ロックイン増幅が使用される。ロックイン増幅器は、背景光（例えば、部屋、デバイスの内側の回路基板、スクリーンからの背面照明、および潜在的に検出器８２に到達し得る任意の他の白色源からの光）を起源とする、信号を排除することに役立つために使用される。本技法を使用することの例示的実施形態では、ＬＥＤは、第１の速度（例えば、４００ＨＺ〜１０００ＨＺ）で点滅させられる。これは、ＤＣから離れることに役立ち、雑音問題に役立つ。次いで、検出する間に、同一の周波数を有していない、ＬＥＤが駆動されている周波数に位相が非常に近い信号が検出される場合、光が、ある他の源（例えば、背景光）に由来している可能性があるため、信号から排除される。概して、ロックイン増幅器は、信号を取り、ＬＥＤがオンであるときから信号を平均化し、次いで、ＬＥＤがオフであるときから信号を平均化し、２つを減算する。これは、好ましくは、雑音が少ししかない蛍光信号をもたらす。
図１７Ｃに示されるように、好ましい実施形態では、上筐体半分１９７ａは、下向きに延在し、下筐体半分１９７ｂから上向きに延在する別の穴縁またはフランジ２６０に重複する、穴縁またはフランジ２５８を含む。相補的フランジは、光チャンバ１９８または蛍光チャンバ２０７に入射もしくは出射するための光を遮断することに役立つ。好ましくは、フランジは、重複するように相互からオフセットされる。
本明細書で議論されるように、光学システム７７の構成要素は、分析カートリッジの化学性質のために、ならびに本特定のＰＤ誘導体および測定される蛍光の量のために、特異的に調整される。９０度の角度は、光検出器８２が蛍光を発したＣＣＭからの放射光を検出することを可能にする。換言すると、検出器８２は、ＬＥＤからいかなる光も受容していないが、蛍光を発したアルデヒドの粒子のみを検出している。
本明細書の説明から、呼気分析システムは、好ましくは、分析カートリッジ１４の中で患者から呼気サンプルを取得するために使用され、次いで、呼気サンプルは、分析デバイス１６の中で分析されることを理解されたい。いったん分析カートリッジ１４が分析デバイス１６内の分析ポケット５８の中に配置され、ウェル１７３の中へ下に延在すると、回転アセンブリ７６は、内容物を混合し、フィルタアセンブリ１９を呼気チャンバ３０から流体チャンバ３２まで移動させ、光学システム７７に分析を行わせるように、数回、分析カートリッジ１４ａを回転させる。
図２１Ａ−２３は、どのようにして回転アセンブリ７６がＰＤ溶液３５を混合し、フィルタアセンブリ１９を呼気チャンバ３０から流体チャンバ３２まで移動させ、蛍光溶液２０６を形成するようにＰＤ溶液および呼気アルデヒド（ＣＣＭ）を混合するか、ならびにどのようにして光学システム７７が蛍光溶液２０６の分析を行うかについてステップを示す。図のそれぞれは、分析ポケット５８の中に分析カートリッジ１４を伴う回転アセンブリ７６の断面端面図を示す。好ましい実施形態では、図２１Ａに示されるように、分析カートリッジが分析ポケット５８の中に配置され、後部が分析開口部２００を通ってウェル１７３の中へ下に延在するとき、整合部材２０８が、呼気出口孔４０の中で受容される。
図２１Ａでは、分析カートリッジ１４は、回転アセンブリ７６内の分析ポケット５８の中にあり、臨床医がちょうどそれをハンドルアセンブリ１２から取り外し、分析ポケット５８の中に配置した際の構成（本明細書では開始位置と称される）にある。使用時に、回転アセンブリ７６は、ＰＤ誘導体２４を溶出溶液３４に導入または混入するように、少なくとも１回の枢動もしくは回転を通して、分析カートリッジ１４を回転させる。図２１Ｂは、回転後の第２の位置（本明細書では第１の混合位置と称される）における回転可能部分８６および分析カートリッジ１４の配向を示す。回転可能部分８６は、適切な撹拌または混合のために、開始位置と第１の混合位置との間で、所定の回数、移動することができる。上記で議論されるように、回転可能部分８６は、回転可能部分８６を回転させ、ＰＤ誘導体２４が完全に溶液中にあることを確認するように、基本的にＰＤ溶液３５を前後に振る、モータ７８（図１５参照）を介して、移動させられる。これは、混合ステップである。
図２１Ｃは、第３の位置（本明細書では基準読取位置と称される）における回転可能部分８６および分析カートリッジ１４の配向を示す。本ステップ（本明細書では基準読取ステップと称される）では、分析カートリッジ１４は、流体チャンバ３２が上下にまっすぐであるように枢動させられる。したがって、ＰＤ溶液３５の全ては、流体チャンバ３２の後部分または感知チャンバ３２ｂの中にある。本時点で、基準蛍光示度値が、光学システム７７によって得られる。好ましい実施形態では、これは、ＬＥＤ７９をオンにし（主回路基板７４が第１の光学回路基板１６２と通信する）、検出器８２を使用して、その中にいかなるＣＣＭも伴わないＰＤ溶液３５の蛍光を測定することによって、行われる。基準示度値は、第２の光学回路基板１６０によって主回路基板７４に伝達される。
次に、図２１Ｄ−２１Ｅに示されるように、回転可能部分８６およびシュラウド５６（ならびに分析カートリッジ）は、（図２１Ｄに示される）第１の混合位置を通り過ぎて、図２１Ｅに示される第４の位置（本明細書では挿入位置と称される）まで移動し、そこで、アーム８０は、フィルタアセンブリ１９を押動し、フィルタアセンブリ経路Ｐ２（図２参照）に沿って、それを呼気チャンバ３０から流体チャンバ３２まで移動させる。換言すると、本ステップでは、フィルタアセンブリ１９は、アーム８０によって流体チャンバ３２に挿入される。これが起こるとき、第２の壊れやすい障壁３６ｂが破壊される。アーム８０は、上記で議論されるカム経路１２０の結果として、フィルタアセンブリ１９を押動することが理解されるであろう。図２１Ｄに示されるように、アーム８０は、基準読取ステップの後に依然として格納位置にある。したがって、混合ステップおよび基準読取ステップ、ならびに開始位置、第１の混合位置、および分析位置の間の回転中に、カム経路１２０は、アーム８０が格納位置にとどまるように構成される。しかしながら、回転可能部分８６が第１の混合位置を越えて回転するとき、カム表面１２０の増加する半径は、玉軸受１２２を外向きに押動し、それによって、図２１Ｅに示されるように、アーム８０の第２の端部８０ｂを枢動させ、フィルタアセンブリ１９を内向きに押動する。本位置では、流体の全てが、流体チャンバ３２の前部分３２ａの中で下にあり、フィルタアセンブリ１９（フリットプレート２６および基質２８）は、流体チャンバ３２の中にある。しかしながら、ＰＤ溶液３５は、流体体積により、フリットプレート２６または基質２８のうちのいずれかにまだ触れていない。
次に、図２２に示されるように、回転可能部分８６およびシュラウド５６（ならびに分析カートリッジ）は、流体チャンバ３２が、もう一度、上下にまっすぐである、第５の位置（本明細書では分析位置と称される）まで回転する。回転可能部分８６の位置付けは、分析位置および基準読取位置と同一であることが理解されるであろう。本位置では、ＰＤ溶液３５は、フリットスタックホルダ２０内の開口部１７、ならびにフリットプレート２６および基質２８に染み透り、それによって、ＰＤ溶液３５にフリットプレート２６およびシリカ２８を浸漬する。また、アーム８０は、格納位置に戻るよう後退しているが、フィルタアセンブリ１９は、定位置にとどまっている。ＰＤ溶液は、下に流出し、フリットプレート２６を通って滴り落ちると、基質２８から溶液（本明細書では蛍光溶液２０６と称される）の中へＣＣＭを洗い流す。分析カートリッジ１４は、ＰＤ溶液３５が流体チャンバ３２の感知チャンバ３２ｂを通って排出し、その中で集合するために十分な時間である、所定の時間量にわたって本配向で残される（排出ステップ）。本ステップ中に、ＣＣＭは、ＰＤ溶液で標識化または着色される。別の実施形態では、蛍光溶液をさらに混合するように、別の混合ステップが追加されることができる。次に、蛍光示度値が、蛍光溶液を分析するように光学システム７７によって得られる。元の示度値は、溶液中にいかなるＣＣＭも伴わない基準であり、ここで、ＣＣＭを伴う測定が行われる。
分析ステップ後に、回転アセンブリ７６は、第１の位置と同一である第６の位置まで回転する。換言すると、回転可能部分８６は、図２３に示されるように、分析カートリッジ１４が除去されることができるように、開始位置に戻る。次いで、分析カートリッジ１４が配置されることができる。好ましい実施形態では、上記で説明される全てのステップは、自動的に行われる。基本的に、ユーザは、ドア５４を開放し、中に分析カートリッジ１４を入れ、ドア５４を閉鎖し、ディスプレイ６０上でクリックなどを行う。
図２４−２９は、分析カートリッジ１４を用いた上記で議論されるステップのうちのいくつかが、呼気分析カートリッジ２２０および蛍光分析カートリッジ２２２を含むシステムに分割される、本発明の別の実施形態を示す。２つのカートリッジはともに、本明細書では分析カートリッジシステム２１９と称される。呼気分析カートリッジ２２０および蛍光分析カートリッジ２２２の両方の構造は、以下で説明されるように分析ポケット５８の中へ嵌合することができるように、上記で説明される分析カートリッジ１４に類似する。図２４−２９の類似数字は、図１−２３の類似構成要素を指す。
分析カートリッジシステム２１９は、呼気アルデヒド（ＣＣＭ）を捕捉し、上記で説明される呼気カートリッジおよびシステムに類似するデバイス内の光学システム７７を用いて、それらを分析するために使用される。分析カートリッジシステム２１９を使用する際の一般的ステップは、以下の通りである。１）ＣＣＭを捕捉するように、呼気分析カートリッジ２２０内の呼気チャンバ３０を通して息を吹き込む。２）呼気分析カートリッジ２２０を分析ポケット５８の中に配置する。３）回転アセンブリ７６およびアーム８０が、フィルタアセンブリ１９を呼気チャンバ３０から流体チャンバ３２まで押して移動させることを可能にし、そこで、ＣＣＭがＣＣＭ溶液を形成するように溶出溶液３４と混合する。４）分析ポケット５８から呼気分析カートリッジ２２０を除去する。５）ＣＣＭ溶液が着色ＣＣＭ溶液２０９を形成するようにＰＤ誘導体と混合することを可能にするように、アンプル部材を第１の位置から第２の位置まで移動させる。６）着色ＣＣＭ溶液が蛍光分析カートリッジ２２２の上チャンバの中へフィルタアセンブリ１９を通って流出するように、呼気分析カートリッジ２２０を蛍光分析カートリッジ２２２に接続する。フィルタアセンブリ１９内の基質２８は、着色ＣＣＭ溶液２０９から着色ＣＣＭを捕捉し、吸収部材２３８は、残りの溶液を吸収する。７）蛍光分析カートリッジ２２２を分析ポケット５８の中に配置する。８）回転アセンブリ７６およびアーム８０が、フィルタアセンブリ１９を呼気チャンバ３０から流体チャンバ３２まで移動させることを可能にし、そこで、着色ＣＣＭが蛍光溶液２０６を形成するように第２の溶出溶液２０２の中へ溶出される。９）光学システム７７を用いて蛍光溶液２０６の蛍光検出分析を行う。好ましい実施形態では、第２の溶出溶液すすぎ液は、５０％を上回るアセトニトリル、好ましくは、９０％エタノールを含む。
図２５に示されるように、呼気分析カートリッジ２２０は、上または呼気チャンバ３０と、流体チャンバ３２と、（その中に基質２８を伴う）フィルタアセンブリ１９とを含む。キャップ２２１は、流体チャンバ３２を塞いで密閉する。呼気分析カートリッジ２２０は、流体チャンバ３２の後部の中に位置付けられるアンプルアセンブリ２２４を含む。溶出溶液３４は、流体チャンバ３２の中に配置され、流体チャンバ３２は、呼気チャンバ３０から密閉される。これは、上記で説明されるように壊れやすい箔障壁によって、または別の密閉方法によって行われることができる。例えば、フリットスタックホルダ２０は、フィルタアセンブリ開口部１３４を密閉することができる。使用時に、患者は、呼気アルデヒドが基質２８上で収集されるように、呼気チャンバ３０を通して息を吹き込む。次に、呼気分析カートリッジ２２０は、開始位置で分析ポケット５８の中に配置される（図２１Ａ参照）。次いで、回転アセンブリ７６は、フィルタアセンブリ１９が呼気チャンバ３０から流体チャンバまで移動するように、シュラウド５６および呼気分析カートリッジ２２０を挿入位置まで回転させる（図２１Ｅ参照）。流体チャンバでは、ＣＣＭが、ＣＣＭ溶液を形成するように溶出溶液２４の中へ溶出される。次いで、呼気分析カートリッジ２２０は、分析ポケット５８から除去される。
好ましい実施形態では、アンプルアセンブリ２２４は、スライド管２２８の中で受容され、その内側で摺動可能である、アンプル部材２２６を含む。アンプル部材２２６は、好ましくは、内部２２６ａを画定し、封入端を含み、その側壁の中に画定される、少なくとも１つ、好ましくは、２つの流体開口部２３０を有する、円筒である。流体チャンバの外側に突出する端部は、壊れやすい障壁２３１で封入される。図２５に示されるように、ＰＤ誘導体２４は、アンプル部材内部または蛍光発色団空間２２６ａの中に配置される。アンプル部材２２６は、ＰＤ誘導体２４が流体チャンバ３２から分離される第１の位置と、アンプル部材内部２２６ａが流体チャンバ３２と連通している第２の位置まで、スライド管２２８内で移動可能である。好ましい実施形態では、アンプル部材２２６が第１の位置にあるとき、流体開口部２３０は、スライド管２２８の内側に位置付けられ、したがって、図２５に示されるように、その中に溶出溶液３４があることから密閉される。しかしながら、アンプル部材２２６が第２の位置まで摺動させられるとき、ここで、開口部２３０は、流体チャンバ３２と流体連通しており、流体チャンバ３２内の流体がアンプル部材内部２２６ａに進入することを可能にする。図２６は、第２の位置におけるアンプル部材２２６を示す。図２４−２５に示されるように、好ましい実施形態では、アンプルアセンブリ２２４は、以下で説明されるように、蛍光分析カートリッジ２２２と噛合する受容器部材２３２の中で収納される。使用時に、上記で説明されるように、分析ポケット５８から呼気分析カートリッジ２２０を除去した後、ユーザは、アンプル部材２２６を圧迫し、それを第１の位置から第２の位置まで移動させる。
図２７に示されるように、好ましい実施形態では、蛍光分析カートリッジ２２２は、上チャンバ３０と、流体チャンバ３２と、（その中に基質２８を伴う）フィルタアセンブリ１９とを含む。第２の溶出溶液２０２は、流体チャンバ３２の中に配置される。キャップ２２１は、流体チャンバ３２を塞いで密閉する。穿刺部材２３４が、前開口部３３に隣接して上チャンバ３０の中に配置される。穿刺部材２３４は、そこから延在する穿刺器２３６を伴う本体部分２３５を含む、中空管状部材である。穿刺器２３６は、本体部分および上チャンバ３０より小さい直径を有する。
使用時に、図２８−２９に示されるように、呼気分析カートリッジ２２０の受容器部材２３２は、蛍光分析カートリッジ２２２の前開口部３３に挿入される。次いで、穿刺器２３６は、壊れやすい障壁２３１を穿刺し、それによって、アンプル部材内部２２６ａを蛍光分析カートリッジ２２２の下チャンバ３２と連通させる。壊れやすい障壁２３１が穿刺されるとき、着色ＣＣＭ溶液２０９は、蛍光分析カートリッジ２２２の上チャンバ３０に流入し、フィルタアセンブリ１９内のフィルタ２６および基質２８に打ち寄せ、着色ＣＣＭは、基質２８によって捕捉される。任意の過剰な溶液は、上チャンバ３０の後部内の吸収部材２３８に吸収される。
次いで、蛍光分析カートリッジ２２２は、開始位置で分析デバイス１６内の分析ポケット５８の中に配置される（図２１Ａ参照）。次いで、回転アセンブリ７６は、着色ＣＣＭが蛍光溶液２０６を形成するように第２の溶出溶液２０２の中へ溶出される、挿入位置（図２１Ｅ参照）まで蛍光分析カートリッジ２２２を回転させる。次いで、回転アセンブリ７６は、分析位置（図２２参照）まで蛍光分析カートリッジ２２２を回転させ、上記で説明されるような蛍光溶液２０６の蛍光分析が行われる。
図３０は、分析カートリッジ２４０の別の実施形態を示す。分析カートリッジ２４０の構造は、以下で説明されるように、分析ポケット５８の中へ嵌合することができるように、上記で説明される分析カートリッジ１４に類似する。図３０の類似番号は、図１−２９の類似構成要素を指す。図３０に示されるように、分析カートリッジ２４０は、上チャンバまたは呼気チャンバ３０と、流体チャンバ３２と、（基質空間２７によって分離されるフィルタ２６を伴う）フィルタアセンブリ１９と、流体チャンバ３２を密閉する通気キャップ２４２とを含む。ＰＤ誘導体（本明細書ではＰＤ基質と称される）が事前に装填される基質は、基質空間２７の中に配置され、溶出溶液３４は、流体チャンバ３２の中に配置される。
使用時に、分析カートリッジ２４０は、ハンドルアセンブリ１２上に配置され、ＣＣＭがＰＤ基質２４１上で収集されるまで、ユーザは、所定の時間量にわたって、所定の圧力において（または所定の圧力範囲内で）マウスピース１８および呼気チャンバ３０を通して空気を吹き込む。ＣＣＭが収集された後、ユーザは、ハンドルアセンブリ１２から分析カートリッジ２４０を除去し、マウスピース１８を除去し、分析カートリッジ２４０を分析デバイス１６の中に配置する。
最初に、分析カートリッジ２４０は、開始位置で分析ポケット５８の中にある（図２１Ａ参照）。好ましい実施形態では、第１の混合または基準読取ステップが必要とされない。しかしながら、別の実施形態では、これらのステップが含まれることができる。次いで、回転アセンブリ７６は、図２１Ｄに示される位置を通り過ぎて、挿入位置まで分析カートリッジ１４を回転させ、そこで、アーム８０は、フィルタアセンブリ１９を押動し、フィルタアセンブリ経路Ｐ２に沿って、それを呼気チャンバ３０から流体チャンバ３２まで移動させる。換言すると、本ステップでは、フィルタアセンブリ１９は、アーム８０によって流体チャンバ３２に挿入される。アーム８０は、上記で議論されるカム経路１２０の結果として、フィルタアセンブリ１９を押動することが理解されるであろう。回転可能部分８６が挿入位置まで回転するとき、カム表面１２０の増加する半径は、玉軸受１２２を外向きに押動し、それによって、図２１Ｅに示されるように、アーム８０の第２の端部８０ｂを枢動させ、フィルタアセンブリ１９を内向きに押動する。本位置では、流体の全てが、流体チャンバ３２の前部分３２ａの中で下にあり、フィルタアセンブリ１９は、流体チャンバ３２の中にある。しかしながら、溶出溶液３４は、流体体積により、フリットプレート２６またはＰＤ基質２４１のうちのいずれかにまだ触れていない。
次に、図２２に示されるように、回転可能部分８６およびシュラウド５６（ならびに分析カートリッジ）は、流体チャンバ３２が、もう一度、上下にまっすぐである、分析位置まで回転する。本位置では、溶出溶液３４は、フリットスタックホルダ２０内の開口部１７、ならびにフリットプレート２６およびＰＤ基質２４１に染み透り、それによって、溶出溶液３４にフリットプレート２６およびＰＤ基質２４１を浸漬する。溶出溶液３４は、下に流出し、フリットプレート２６を通って滴り落ちると、ＰＤ基質２４１から溶液（本明細書では蛍光溶液２０６と称される）の中へ着色ＣＣＭを洗い流す。分析カートリッジ２４０は、溶出溶液３４が流体チャンバ３２の感知チャンバ３２ｂを通って排出し、その中で集合するために十分な時間である、所定の時間量にわたって本配向で残される（排出ステップ）。別の実施形態では、蛍光溶液をさらに混合するように、別の混合ステップが追加されることができる。次に、蛍光示度値が、蛍光溶液を分析するように光学システム７７によって得られる。
分析ステップ後に、回転アセンブリ７６は、図２３に示されるように、分析カートリッジ２４０が除去されることができるように、開始位置に戻るよう回転する。次いで、分析カートリッジ２４０が配置されることができる。
分析デバイス１６およびそのスクリーン６０は、呼気分析を行うために必要なステップを通して、患者および実践者を案内する能力を含む。例えば、スクリーンは、過剰に強く、または過剰に弱く吹いているかどうかを患者に知らせるように、例えば、流速についてのフィードバックをユーザに提供する。
システム１０およびスクリーン６０上のユーザインターフェース（ＵＩ）を使用するステップの例示的セットが、以下で説明される。これは、例示的にすぎず、所望に応じて、ステップが再配列および／または省略され得ることが理解されるであろう。さらに、全ての入力がＵＩ上で行われていることが理解されるであろう。別の実施形態では、ＵＩボタンおよびキーパッドは、手動ボタンおよびキーパッドであり得る。実践者ステップは、以下の通りである。１）タッチスクリーンの上方に位置する電源ボタン６２を押すことによって、デバイスをオンにする。２）ＵＩ上の開始ボタンを押す。３）ＵＩキーパッドの左下のリストボタンを押し、右上隅で実践者名を選択する。これは、実践者ＩＤを自動的に投入する。進むボタンを押す。４）患者フィールド内に患者ＩＤを入力する（番号または患者のＥメールアドレスであり得る）。進むボタンを押す。５）分析カートリッジロット番号フィールド内に６桁のロット番号を入力する。進むボタンを押す。６）分析カートリッジパッケージを開封する。７）ハンドル貯蔵ポケット６６からハンドルアセンブリ１２を除去する。矢印ボタン「＞」を押して継続する。８）呼気捕捉アセンブリ１３を患者に渡す。矢印ボタン「＞」を押して継続する。９）開始を押す。
患者ステップは、以下の通りである。１）「タップして開始する」を押す。２）ＵＩ上の緑色ゾーン内に円を保ち、マウスピース１８を通して息を吹き込むことによって、呼気サンプルを送達する。全体積を表すリングが、円の外側に出現するであろう。リングが１００％完了を示すまで、緑色の円を維持する。２）１００％全体積に達したとき、息を吹くことを停止し、ハンドルを実践者に渡す。
継続的実践者ステップは、以下の通りである。１０）「次」を押す。１１）ハンドルアセンブリ１２から分析カートリッジ１４、２２０、または２４０を取り外す。矢印ボタン「＞」を押して継続する。１２）ハンドルアセンブリをハンドル貯蔵ポケット６６の中に戻して配置する。矢印ボタン「＞」を押して継続する。１３）分析カートリッジ１４、２２０、または２４０からマウスピース１８を断絶する。矢印ボタン「＞」を押して継続する。１４）ドア５４を開放する。矢印ボタン「＞」を押して継続する。分析カートリッジ１４、２２０、または２４０を分析ポケット５８に挿入する。矢印ボタン「＞」を押して継続する。１５）ドア５４を閉鎖する。１６）「終了」を押す。１７）分析デバイス１６が、サンプルを処理し始めるであろう。終了したとき、「１００％」を表示するであろう。１８）タップしてスコアを公開する。１９）「終了」を押す。
分析カートリッジシステム２１９が使用される場合、最終的ないくつかのステップが変化するであろうことが理解されるであろう。ステップ１６の後に、ステップは、以下の通りである。１７）分析デバイス１６が、呼気分析カートリッジ２２０内のフィルタアセンブリ１９を第２の位置まで押動するであろう。終了したとき、「終了」を表示するであろう。１８）ドア５４を開放し、呼気分析カートリッジを除去する。１９）アンプル部材を押す。２０）着色ＣＣＭ溶液が蛍光分析カートリッジに進入することを可能にするように、呼気分析カートリッジを蛍光分析カートリッジに接続する。２１）蛍光分析カートリッジから呼気分析カートリッジを取り外す。２２）蛍光分析カートリッジ２２２を分析ポケット５８に挿入する。矢印ボタン「＞」を押して継続する。２３）ドア５４を閉鎖する。２４）「終了」を押す。２５）分析デバイス１６が、サンプルを処理し始めるであろう。終了したとき、「１００％」を表示するであろう。２６）タップしてスコアを公開する。２７）「終了」を押す。
デバイスがＷｉ−Ｆｉに接続される場合、デバイスは、検査記録をポータルに自動的にアップロードするであろう。もしそうでなければ、安全な接続を見出すまで、スコアを記憶するであろう。スコアはまた、ＵＳＢポート１６８を介してアップロードされることもできる。
本発明の修正が行われ得ることが理解されるであろう。例えば、マウスピースは、取り外し不能であり得る。
本発明は、好ましくは、生物学的サンプル中のアルデヒドを含み、好ましくは、生物学的サンプル中の低い濃度における、カルボニル含有成分（「ＣＣＭ」）の検出、定量、および検定に有用な方法ならびにデバイスを対象とする。この点に関して、ＣＣＭは、１つまたはそれを上回る異なるカルボニル含有成分を含むことが定義される。
本明細書で使用されるように、「生物学的サンプル」は、その最も広い意味で参照され、個人、体液、細胞株、組織培養、または任意の他の供給源を含む、自然から取得される固体および液体もしくは任意の生物学的サンプルを含む。示されるように、生物学的サンプルは、呼気、血液、精液、リンパ液、血清、血漿、尿、滑液、髄液、唾液、膿、汗等の体液またはガス、ならびに植物抽出物、池水等の環境からの液体サンプルを含む。固体サンプルは、毛髪、指の爪、葉等を含むが、それらに限定されない、動物または植物の身体部分を含んでもよい。本発明の一実施形態のための好ましい生物学的サンプルは、人間の呼気である。
ＣＣＭは、少なくとも１つのカルボニル基を有する化合物である。カルボニル基は、広範囲の化合物内で生じる、二価基＞Ｃ＝０である。本基は、酸素原子に二重結合された炭素原子から成る。カルボニル官能性は、３つの主要な種類の有機化合物、すなわち、アルデヒド、ケトン、およびカルボン酸において、最も頻繁に見られる。本明細書で使用されるように、「アルデヒド」は、その通常の化学的意味を有し、本発明の方法は、生物学的サンプル中のアルデヒドの濃度を検出する際に有用である。具体的には、本発明は、限定ではないが、１−ヘキサナール、マロンジアルデヒド、４−ヒドロキシノネナール、アセトアルデヒド、１−プロパナール、２−メチルプロパナール、２，２−ジメチルプロパナール、１−ブタナール、および１−ペンタナールを含む、種々の形態のアルデヒドを検出する際に有用である。
基質によって捕捉されるＣＣＭの量は、変動し得るが、典型的には、１２．５ｍｍの層直径を伴う２００ｍｇの５０〜２７０メッシュ（３００〜５０μｍ）粒子から成る基質に関して、概して、呼気分析器のような管に息を吹き込んだ後の人間の呼気中の量と同等であろう。好ましくは、これは、７５〜０．１ｐｐｂ（４００〜４ピコモル）、より好ましくは、２０ｐｐｂ〜０．０１ｐｐｂ（８０〜０．４ピコモル）であろう。
本発明は、ＣＣＭの検出のための「混合および読取」ならびに「リアルタイム」検定形式に適している。本発明は、溶液中のＣＣＭの検出に適用されることができる。本発明は、（以下で議論されるような基質上の）主要捕捉および放出（以下で議論されるような装填された基質からの溶出）プロセスの追加によって、気相中の微量ＣＭＭの検出に適用されることができる。好ましくは、プロセスの１つのステップでは、気相ＣＣＭ、例えば、人間の呼気からのアルデヒドが、基質上で捕捉される。
本発明の基質は、望ましくは、固体から形成されるが、必ずしも剛性材料ではない。固体基質は、フィルム、紙、不織ウェブ、編物、織物、発泡体、ガラス等の種々の材料のうちのいずれかから形成されてもよい。例えば、固体基質を形成するために使用される材料は、多糖類（例えば、紙ならびに酢酸セルロースおよびニトロセルロース等のセルロース誘導体等のセルロース材料）、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ナイロン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエステル、ポリプロピレン、シリカ、不活性化アルミナ、珪藻土、ＭｇＳＣ４、または塩化ビニル、塩化ビニルプロピレン共重合体、および塩化ビニル酢酸ビニル共重合体等のポリマーを伴う、多孔質母材中に一様に分散された他の無機微細材料等の無機材料、天然に存在する（例えば、綿）ならびに合成（例えば、ナイロンまたはレーヨン）の両方の布、シリカゲル、アガロース、デキストラン、およびゼラチン等の多孔質ゲル、ポリアクリルアミド等のポリマーフィルム等の合成的に修正される天然、合成、もしくは天然に存在する材料等を含んでもよいが、それらに限定されない。好ましくは、基質は、随意に、フリットの間に離間される、シリカの固相母材である。基質のサイズは、測定可能な量のＣＣＭが基質によって捕捉されるように選定される。サイズは、変動し得るが、概して、約２ｍＬ、好ましくは、約１ｍＬ、より好ましくは、約０．２５ｍＬである。
基質は、典型的には、５０〜２７０メッシュ（３００〜５０μｍ）および７５〜３００ｍｇの質量、好ましくは、１００〜２００ｍｇの質量とともに６０〜１２０メッシュ（２５０〜１２５μｍ）、より好ましくは、１２５〜１７５ｍｇの質量とともに５０〜１２０メッシュ（２１０〜１２５μｍ）を伴う、５０〜６０オングストローム細孔の粒子層から成る。
プロセスの別のステップでは、フェニレンジアミン誘導体等の蛍光発色団が、フェニレンジアミン溶液を形成するように溶出溶液に追加される。本発明に関連して有用なフェニレンジアミン誘導体は、限定ではないが、メタフェニレンジアミン（「ｍＰＤＡ」）およびその誘導体、ならびに図１Ａおよび図１Ｂに示されるものを含む、多くのフェニレンジアミン誘導体を含むが、それらに限定されず、ｍＰＤＡが、限定ではないが１−ヘキサナールを含む、アルデヒドを検出するために好ましい。あるｐ−ＰＤＡまたはｏ−ＰＤＡ誘導体が本発明の方法で有用であり得るが、それらは、以下で議論される光学ベースの検出のために有用ではない、混濁したコロイド懸濁液を生じさせるため、１−ヘキサナールを検出するために有用ではない。
他のフェニレンジアミン誘導体は、以下またはその混合物を含む。
式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれ、Ｈ、アルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、アクリル、アクリルアミノ、アシルオキシ、アミノ、置換アミノ、アミノカルボニル、アミノチオカルボニル、アミノカルボニルアミン、アミノチオカルボニルアミノ、アミノカルボニルオキシ、アミノスルホニル、アミノスルホニルオキシ、アミノスルホニルアミノ、アミジノ、カルボキシル、カルボキシルエステル、（カルボキシルエステル）アミノ、（カルボキシエステル）オキシ、シアノ、ハロ、ヒドロキシ、ＳＯ３−、スルホニル、置換スルホニル、スルホニルオキシ、チオアシル、チオアル、アルキルチオ、置換アルキルチオ、アシル、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、シクロアルキル、置換シクロアルキル、複素環、および置換複素環から成る群から独立して選択される。
図１Ｂを参照すると、ｍＰＤＡ−Ｏｒａｎｇｅ、すなわち、ピリジニウム，４−［２−［４−（ジエチルアミニオ）フェニル−エテニル］−ｌ−［ｌ−（３，５−ジミノベンザミド）−ペンチルアミノ−５−オキシヘキシチル］が示されている。ｍＰＤＡ誘導体、すなわち、ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅは、ａ）環境変化に対する感受性およびｂ）ｍＰＤＡ−アルデヒド誘発性重合の界面活性剤依存性を変調する可能性の両方を活用する。ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅを合成するために使用される方式が、図２Ｃに図示されている。基本方式は、アルキルアミドリンカを介して、ｍＰＤＡをスチリルピリジニウム部分に共役させることであった。
ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅは、分子がアルデヒド誘発性ｍＰＤＡポリマーに組み込まれると、量子収率増加を呈する。加えて、スチリルピリジニウム部分の励起および発光性質は、ｍＰＤＡポリマーからＦＲＥＴ（Ｆｏｒｓｔｅｒエネルギー伝達）生成信号を提供する。スチリルピリジニウム部分は、４７０ｎｍにおける最大値を伴う広い励起および５７０ｎｍにおける発光最大値を呈する。励起プロファイルは、ＦＲＥＴベースの信号生成を得るためにｍＰＤＡポリマーの発光プロファイルとの十分な重複を提供する。Ｆｒｅｔベースの信号生成は、ｍＰＤＡポリマー（４０５ｎｍ）における励起および５７０ｎｍにおけるスチリルピリジニウム部分での発光によって発現されるであろう。ｍＰＤＡのアルデヒド誘発性重合へのｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅのＦＲＥＴ応答の説明図が、図１Ｄに表示されている。
ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅの直接アルデヒド誘発性重合は、単独では、ポリマーの誘導のために必要とされる高濃度におけるスチリルピリジニウムの消光により、応答信号を生成しない。応答は、ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅがｍＰＤＡおよびｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅの混合物内に含有されるときのみ期待されるであろう。実際に、アルデヒド応答は、ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅが、有意に希薄なモル比、すなわち、ｍＰＤＡ／ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅ １，０００：１〜１０，０００：１において、ｍＰＤＡの中ヘドープされるときのみ観察される。アルデヒドへの応答は、図１Ｅに図示されている。５７０ｎｍにおけるｍＰＤＡ−Ｏｒａｎｇｅ発光の増加は、１μΜヘキサナールがシステムに添加されるときに、４０５ｎｍにおいて励起されると観察される。発光の増加は、ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅスチリルピリジニウム部分が４７０〜４９０ｎｍにおいて直接励起されるときには観察されない。応答は、背景の約３倍であり、条件が、７ｍＭ ｍＰＤＡ、５μΜ ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅ（モル比１５，０００：１）、９０ｍＭ ＮａＣｌ、１５％エタノール、０．１％ＳＤＳ、ｐｈ２．５における５０ｍＭクエン酸塩である、図１Ｅを参照されたい。励起は、４０５ｎｍにあり、発光は、５７５〜５８５ｎｍにある。図に示すように、アルデヒドがない場合、背景レベルは、極めて一定のままであり、ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅの組み込みにつながる自己誘導は、最小限であると考えられる。ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅへの応答は、ｍＰＤＡ単独の１５倍と対比してはるかに少ない３倍であるがが、誘導体は、１）励起と発光との間の大きなストークスシフトによって提供される波長判別を増加させる、および２）増進した基準安定性といった、いくつかの利点を提供する。
一般に、フェニレンジアミン溶液中のフェニレンジアミン誘導体の濃度は、０．５ｍＭから２５ｍＭまで及ぶ。ｍＰＤＡに関して、フェニレンジアミン溶液中のｍＰＤＡ濃度は、概して、１−ヘキサナール等のアルデヒドについて、０．５ｍＭから２１ｍＭまで、好ましくは、２ｍＭから１０ｍＭまで、最適には、５ｍＭに及ぶ。先述にもかかわらず、ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅに関して、これは、低いモル比、好ましくは、１０００〜１０，０００において、ｍＰＤＡに希釈されなければならない。
一般に、溶出溶液は、塩、緩衝剤、界面活性剤、および有機溶媒を含む。塩の濃度は、５ｍＭから２００ｍＭまで、好ましくは、２０ｍＭから８０ｍＭまで及ぶことができ、緩衝剤の濃度は、２５ｍＭから２００ｍＭまで、好ましくは、４０ｍＭから６０ｍＭまで及ぶことができ、界面活性剤の濃度は、０．０５％（１．７ｍＭ）から０．４％（１３．９ｍＭ）まで、好ましくは、０．１５％（５．２ｍＭ）から０．２５％（８．７ｍＭ）まで及ぶことができる。最適には、０．２％または６．９６ｍＭが使用される。塩は、蛍光溶液に悪影響を及ぼさず、溶出溶液中の加塩効果を制御する、任意の塩であり得、ＮａＣｌ、ＬｉＣｌ、ＫＣ１、硫酸塩およびリン酸塩、ならびにそれらの混合物を含んでもよく、ＮａＣｌが好ましい。
緩衝剤は、溶出溶液を弱酸性、好ましくは、２〜４．５のｐＨ、より好ましくは、２．５で維持するために採用される。緩衝剤は、ホウ酸緩衝剤、リン酸緩衝剤、クエン酸緩衝剤、ＨＥＰＥＳ（１−ピペラジンエタンスルホン酸）またはＴＲＩＳ（トリス（ヒドロキシメチル）アミノエタン）緩衝剤等の有機緩衝剤、好ましくは、アルデヒドを検出する際に使用するためのクエン酸緩衝剤であり得る。
界面活性剤は、デシル硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム（「ＳＤＳ」）、テトラデシル硫酸ナトリウム、およびＳｔａｎｄａｐｏｌ ＥＳ−１を含むことができ、ＳＤＳのＣ１０、Ｃ１２、およびＣ１４バージョンを含む、ＳＤＳが好ましい。Ｔｒｉｔｉｏｎ Ｘ−１００、Ｎｉｎａｔｅ １１、Ｇｅｏｒｐｏｎ ７１、Ｔｅｔｒａｏｎｉｃ １３５７、Ｃｒｅｍａｐｏｒ−ｅｌ、Ｃｈｅｍａｌ ｌａ−９、Ｓｉｌｗｅｔ Ｌ７９００、Ｓｕｒｆｙｎｌｙ４６８、Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ １０Ｇ、およびＴｗｅｅｎ ８０もまた、使用され得るが、それらは、好ましい溶出溶液、すなわち、ＣＣＭ １−ヘキサナールおよびｍＰＤＡを用いると、良好な結果を提供しなかった。
ＳＤＳがない場合、以下で議論されるような重合およびアルデヒド応答は、大きく阻害される。ｍＰＤＡは、高度に水溶性であり、ＳＤＳの存在は、重合反応を促進するように、ｍＰＤＡを母材に組織化して配向するための足場を提供してもよい。
溶媒は、ＥｔＯＨ、ＭｅＯＨ、プロパノール、およびイソプロパノールの水溶液を含むことができ、１５％ＥｔＯＨが好ましい。
フェニレンジアミン濃度に対する塩濃度のモル比が重要である。概して、比は、０．０３から０．５まで及ぶはずである。ＣＣＭ１−ヘキサナールに関して、０．１６５のＮａＣｌに対するｍＰＤＡのモル比が、最適な応答を提供することが見出された
本発明の方法を実践するための温度は、好ましくは、１５℃から３５℃まで及び、２５〜３０℃がより好ましい。
１−ヘキサナール等のアルデヒドに関して、溶出溶液の１つの好ましい実施形態は、３３ｍＭ ＮａＣｌ、５０ｍＭクエン酸塩、ｐＨ２．５、１５％ＥｔＯＨ、および０．２％ＳＤＳを含む。他の好ましい溶出溶液は、５０ｍＭクエン酸塩、ｐＨ２．５、１５％プロパノール、および０．４％デシル硫酸ナトリウムを含む。
フェニレンジアミン誘導体を含有する溶出溶液を使用して、ＣＣＭが、蛍光溶液を形成するようにフェニレンジアミン溶液の中へ溶出される。ＣＣＭおよびｍＰＤＡは、蛍光発生種を形成するように反応し、蛍光溶液中のその存在は、蛍光溶液中の蛍光発生種によって発せられる蛍光を測定することによって検出される。
アルデヒド含有量は、所与のｍＰＤＡ濃度のためのアルデヒド濃度の関数として変動する、信号上昇（エンドポイント）および／または信号変化率（動力学）を監視し、そのようなデータを呼気のカルボニル集団サンプルと比較することによって定量される。実践では、選択されたカルボニル以外のカルボニルの影響は、除外されなければならない。２つの一般的な検定形式または検出モードがある。それらは、一般的にエンドポイントおよび動力学として表される。エンドポイント検定では、本システムが設定された時間にわたって培養され、信号が読み取られる。その時点での信号は、システム内の被分析物の量を反映する。陽性検定に関して、被分析物の濃度が高くなるほど、信号の増加が大きくなる。動力学的検定では、変化率が、設定された持続時間にわたって監視される。変化率は、被分析物の量に相関がある。好ましくは、エンドポイント検定が、本発明とともに採用される。
検定測定は、標準検定実践に従う、従来の走査型分光計、プレートリーダ、またはＬＥＤ／ダイオードベースの分光計を含む、典型的な蛍光分光計上で行われることができる。例証すると、図２に表示されるデータは、合計２ｍＬの反応溶液およびアルデヒドを標準蛍光キュベットに混入し、エンドポイント判定をシミュレートするように、特定の時間スライスにおいてＬＥＤ／ダイオード分光計を使用して、強度増加を測定することによって、獲得された。利用されたＬＥＤ／ダイオード分光計は、光ファイバを介してＱｐｏｄ−ｅ（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ）温度制御型蛍光サンプルホルダに連結されたＬＥＤ源およびダイオード検出を伴うＯｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃｓ Ｊａｚｚ分光計から成った。４０５ｎｍ励起が、紫色ＬＥＤ（ボルト：３．３Ｖ、Ｉ：０．０３Ａ）を用いて生成された。信号は、４９５〜５０５ｎｍ帯域通過および２５０ミリ秒積分に設定された発光とともに、ＩＬＸ−５１１８ダイオード検出を使用して検出された。殆どの蛍光ベースの検定のように、最適な設定は、使用される分光計のスループットおよび迷光拒否特性に依存し、各器具について経験的に判定されなければならない。
１つの好ましい実施形態では、フェニレンジアミン誘導体は、蛍光発光または蛍光発生種を産生するように溶液中のＣＣＭと反応する。フェニレンジアミン誘導体は、ＣＣＭに酸化的に結合し、フェニレンジアミン誘導体は、二量体、三量体、オリゴマー、および／またはポリマーに重合することが考えられる。重合がＣＣＭの存在によって変調され、用量反応があるが、ＣＣＭが実際に増大するポリマーの一部になるかどうかは明確ではない。
フェニレンジアミン誘導体を重合させるためにＣＣＭを使用するプロセスは、分散重合として表され得る。ポリフェニレンジアミンが、異なる形状、管、球体、および同等物のナノ構造ならびにコロイド分散を構築するために使用されてきた。しかしながら、重合が大型の高分子量構造をもたらす場合には、沈殿が溶液中で起こり、本発明では、光学検出を不利にし得る。したがって、本発明の方法で使用される原料は、ＣＣＭの検出および定量を阻害する要素を蛍光溶液中に有することを回避するように選定されなければならない。
本発明は、生物学的サンプル中の微量アルデヒド、ケトン、およびカルボニル含有被分析物を検出して定量するために、フェニレンジアミン誘導体の酸化結合ならびに重合を変調する（開始、触媒、および加速する）ＣＣＭの能力を利用する。フェニレンジアミンの酸化結合および重合は、発色ならびに蛍光発生種を生成する。ｍＰＤＡおよびアルデヒドの場合、ポリマーまたは多量体の形成が、４０５ｎｍにおける広い光学吸収帯域および５０５ｎｍにおける関連発光帯域を生じさせる。単量体吸光度は、紫外線領域＜３５０ｎｍで見出される。結果として、ポリマーの産生の後には、便宜的に、従来の吸光度または蛍光分光法のいずれか一方が続くことができる。この点に関して、吸収および発光帯域は、選定されるＣＣＭおよびフェニレンジアミン誘導体に応じて変動し得るが、本発明を実践する際に有用である全てのそのような帯域は、本発明の一部であることを理解されたい。
例えば、図２を参照すると、時間の関数としての１μΜ １−ヘキサナールの存在下のｍＰＤＡの反応の発光スペクトルが示されている。蛍光溶液の条件は、１μ Μ１−ヘキサナール、５．４ｍＭ ｍＰＤＡ、３３ｍＭ ＮａＣｌ、５０ｍＭクエン酸塩（ｐＨ２．５）、１５％ＥｔＯＨ、および０．１％ＳＤＳである。発光は、時間の関数として劇的に増加する。
図３を参照すると、アルデヒドを伴う、および伴わない（「ブランク」）反応ならびに応答が観察される。蛍光溶液の条件は、１μΜ １−ヘキサナール、５．４ｍＭ ｍＰＤＡ、３３ｍＭ ＮａＣｌ、５０ｍＭクエン酸塩（ｐＨ２．５）、１５％ＥｔＯＨ、および０．１％ＳＤＳである。発光増加の程度および増加率は、フェニレンジアミン溶液中のアルデヒドの濃度に依存する。より高いアルデヒド濃度において、より大きくより急速な信号増加が観察される。アルデヒドがない場合、「ブランク」は、検査される条件下でｍＰＤＡの遅い重合を示す、遅い漸進的でわずかな信号上昇を受ける。重合は、おそらく、鉄、反応性酸素種、および他の開始剤等の微量酸化剤の存在によるものであろう。ＣＣＭの添加により、ブランクまたは背景と比べて有意な信号増進が観察される。特に注目すべきは、変化率が容易に辿られることである。結果として、検出システムは、動力学的およびエンドポイント検定設定ならびに検出様相の両方に適している。応答は、具体的時点、例えば、１５分（時間スライス）で、またはアルデヒドの関数として傾斜を監視することによって、定量されることができる。運動速度が十分に遅いので、急速かつ高精度の反応物質添加が必要とされない。アルデヒド等のＣＣＭによる重合反応の変調およびＣＣＭ定量的センサとしてのその使用は、本明細書で説明される別の新規発見および用途である。他の代替案は、後続の分析のためにＣＣＭを標識化する、着色する、またはタグ付けすることを含む。
図４Ａ、４Ｂ、および４Ｃを参照すると、フェニレンジアミン誘導体とのＣＣＭ誘発性重合反応は、環境条件およびＳＤＳの濃度等の反応システムの構成要素に敏感であることが示される。これらの図中の蛍光溶液の条件は、１μΜ １−ヘキサナール、５．４ｍＭ ｍＰＤＡ、３３ｍＭ ＮａＣｌ、５０ｍＭクエン酸塩（ｐＨ２．５）、および１５％ＥｔＯＨである。例えば、反応およびアルデヒド検定実施は、塩分、ｍＰＤＡ含有量、界面活性剤、ｐＨ、ならびに温度に依存する。反応が単量体からポリマーへの「凖相」遷移を伴うため、不十分なｍＰＤＡ濃度は、限定された信号変化とともに遅い反応を生じさせる。対照的に、大量の過剰なｍＰＤＡは、非常に急速な反応および光学検出を制限する不溶性沈殿物の形成をもたらす。加えて、大量の過剰は、増加した背景または「ブランク」信号をもたらす。
図４Ａを参照すると、信号は、ＳＤＳ濃度の関数として増加する。０．４％のＳＤＳ濃度において、信号は、０．２％において観察される信号のほぼ３倍である。
図４Ｂおよび４Ｃは、それぞれ、０．２％ＳＤＳおよび０．４％ＳＤＳについて、ブランクと対比したアルデヒド応答の比較を示す。ＳＤＳ濃度の増加はまた、「ブランク」または背景信号の増加ももたらす。信号および背景の両方は、ＳＤＳ濃度によって変調され、最適化されたＳＤＳ濃度は、信号応答のみを監視することによって判定されることはできない。結果として、ＳＤＳ濃度は、信号および背景信号生成の間の最も優れた判別を提供するように最適化されなければならない。規定される実施形態に関して、最適なＳＤＳ濃度は、狭い濃度帯域内に収まり、わずかな偏差が、増加した変動性をもたらし、検定感度を制限し得る。
図５を参照すると、背景が補正された、１−ヘキサナール濃度の関数としてのｍＰＤＡの蛍光応答が表示されている。直線状応答が、０．１〜１μΜ １−ヘキサナールで観察される。データ点は、３部のサンプルの平均である。信号は、アルデヒドがフェニレンジアミン溶液に添加された後の２０分において測定される。これらの条件下で、１０．８ｍＭ ｍＰＤＡ、６５．５ＮａＣｌ、５０ｍＭクエン酸塩（ｐＨ２．５）、２５℃における０．２％ＳＤＳ、０．１μＭの溶液検出限界（ＬＯＤ）が達成されることができる。
図６のチャートを参照すると、ｍＰＤＡは、鎖長の関数として脂肪族アルデヒドの反応差を呈する。チャートは、アルデヒド添加後の２０分において蛍光信号を反映し、以下の条件、すなわち、５．４ｍＭ ｍＰＤＡ、３３ｍＭ ＮａＣｌ、５０ｍＭクエン酸塩（ｐＨ２．５）、１５％ＥｔＯＨ、および０．１％ＳＤＳである。信号は、２０分において測定され、本時間スライスは、疑似エンドポイント分析方法としての機能を果たす。脂肪族アルデヒドに関して、相対的応答は、脂肪族鎖長とともに増加する。アセチルアルデヒドの応答は、１−ヘキサナールに観察される応答のわずか１２％である。対照的に、デシル（Ｃｉｏ）アルデヒドの応答は、１−ヘキサナールより３０％大きい。
芳香族ジアミンの性質はまた、本発明の方法を採用する際に考慮するために重要である。Ｏ−ＰＤＡは、高度に反応性であり、急速な一般的酸化を受ける。ｏ−ＰＤＡの高い反応性は、本発明の好ましい実施形態では、アルデヒドセンサとしてのその使用を不可能にする。図７を参照すると、ジアミンのサブセットの相対的蛍光応答が表示され、アルデヒド蛍光応答への位置および電子的効果の両方の影響を図示する。従来の芳香族電子供与および求引効果は、重合に向かったフェニレンジアミン誘導体の反応性ならびに感受性を変調するはずである。アルデヒド応答は、過剰なアルデヒドに暴露されたときでさえも、好ましい条件下でニトロフェニレンジアミンおよびナフタレンジアミンの両方に観察されなかった。アルデヒド検出は、反応の重合の変調に基づくことが見出されている。選択される分子が高度に反応性であり、容易に重合に誘導される場合には、一般的酸化剤が反応プロセスを促すことができ、センサとしてのその有用性を制限し得る。一方で、分子が「過剰に」安定させられる場合、重合プロセスが阻害され、アルデヒドによって十分に促されることができず、応答を生じさせるために、はるかに強い酸化剤を必要とするであろう。
上記で議論される本発明はまた、本発明の方法を採用するためのデバイスも含む。本デバイスは、好ましくは、プラスチックで作製され、呼気チャンバ中に基質を有する、呼気チャンバを備える。基質は、上記で議論される材料、好ましくは、シリカから作製される。基質は、動物の呼気からのカルボニル含有成分、例えば、アルデヒドを支持する。本デバイスはまた、流体チャンバも含む。流体チャンバは、アルコール（例えば、１５％ＥｔＯＨ）、塩（例えば、ＮａＣｌ）、界面活性剤（例えば、ＳＤＳ）、および緩衝剤（例えば、クエン酸塩）を含む、水溶液を含む。溶液はまた、ｍＰＤＡ等のフェニレンジアミン誘導体を含むこともできる。
以下の実施例は、人間のサンプル呼気が測定可能なアルデヒド濃度および呼気中のアルデヒドの濃度を含有するかどうかを判定するために本発明を使用する１つの方法を実証する。上記で議論される方法を採用して、人間の呼気サンプル（集団）に含有されることが知られている、種々の具体的アルデヒドおよびそれらの混合物の標準、ならびにそのような種々の標準およびそれらの混合物の濃度の標準を提供するように、一連の蛍光測定が行われる。これらの標準を使用して、人間の呼気のサンプル中の特定のアルデヒドまたはアルデヒドの混合物の存在、およびそのような特定のアルデヒドまたはアルデヒドの混合物の濃度が、判定されることができる。一般に、一実施形態では、ステップは、以下の通りである。
ａ． シリカ上で人間の呼気サンプルからアルデヒドを捕捉する
ｂ． 弱酸性条件でアルコール中に塩、緩衝剤、界面活性剤を含む溶液を形成する
ｃ． フェニレンジアミン誘導体をステップｂの溶液に添加する
ｄ． 捕捉されたアルデヒドをステップｃの溶液の中へ溶出する
ｅ． ステップｃの溶液の蛍光信号を判定する
ｆ． ステップｄの溶液の蛍光信号を判定する
ｇ． ステップｆからの蛍光信号から、ステップｅからの蛍光信号を差し引く
ｈ． 蛍光溶液中のアルデヒドの濃度を判定するように、ステップｇからの正味の結果として生じる蛍光信号を公知のアルデヒドの標準蛍光（較正曲線、すなわち、検定を介した公知の濃度への応答）と比較する。簡単に言うと、これは、「ｘ」軸値を提供するための「ｙ」軸値の比較であり、または代替として、ｙを把握したｘの解および較正関数ｙ＝ｆ（ｘ）である。
本発明の別の実施形態では、基質は、限定ではないが、蛍光ヒドラジンまたはアミノオキシ化合物を含む、ＣＣＭ（「作用物質」）に共有結合する活性反応型捕捉剤を事前に装填されることができる。アミノオキシ化合物のいくつかの実施例は、以下の通り、すなわち、５または６のいずれか一方の単一の異性体が好ましい、アミノオキシ５（６）テトラメチルローダミン（アミノオキシ５（６）ＴＡＭＲＡ）、および５または６のいずれか一方の単一の異性体が好ましい、アミノオキシ５（６）カルボキシフルオレセイン（アミノオキシ５（６）ＦＡＭ）、例えば、アミノオキシ−Ｃ５−５−ＦＡＭである。他は、アミノオキシ７−アミノ−３−アセチル−４メチルクマリン−６−スルホン酸、５−アミノオキシ酢酸ローダミンＢ、およびジニトロフェニルヒドラジンを含む。先述の実施例では、反応基は、当業者に周知であろう連鎖群を伴わずに規定される。先述に加えて、ヒドラジンまたはヒドラジドバージョンが、本発明に含まれる。好ましくは、作用物質は、若干極性である。
例えば、１２．５ｍｍの層直径を伴う２００ｍｇの５０〜２７０メッシュ（３００〜５０μｍ）粒子から成る基質に関して、作用物質の量は、５．５ｍｇ〜０．１ｍｇ、好ましくは、２．５ｍｇ〜０．４ｍｇであり得る。
本発明のさらに別の実施形態では、２溶液方法が使用される。基質がＣＣＭを装填された後、ＣＣＭは、概して、３０％エタノール、好ましくは、５０ｍＭクエン酸塩、ｐｈ２．５における３０％エタノールを含む、第１の溶出溶液または「すすぎ」溶液の中へ溶出される。作用物質は、すすぎ溶液に添加され、それによって、着色ＣＣＭをもたらす。次いで、本溶液は、着色ＣＣＭを捕捉するように、別の基質、好ましくは、シリカフリットスタックを通過させられる。次いで、着色ＣＣＭは、５０％を上回るアセトニトリル、好ましくは、９０％エタノールを含む、第２の溶出溶液または「すすぎ」溶液を使用して、着色ＣＣＭがその中に捕捉された基質から溶出される。本第２の実施形態の利益のうちの１つは、基準示度値が雑音を除去するために必要ではないことである。
文脈が別様に明確に要求しない限り、説明および請求項の全体を通して、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（備える）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」という言葉、および同等物は、排他的または包括的な意味とは対照的に、包含的な意味で、すなわち、「〜を含むが、それらに限定されない」という意味で解釈されるものである。本明細書で使用されるように、「接続される」、「連結される」という用語、またはその任意の変異形は、直接的もしくは間接的のいずれかである、２つまたはそれを上回る要素の間の任意の接続もしくは連結を意味し、要素の間の連結または接続は、物理的、論理的、もしくはそれらの組み合わせであり得る。代替として、「本明細書で」、「上方」、「下方」という言葉、および類似する趣旨の言葉は、本願で使用されるときに、本願のいかなる特定の部分でもなく、全体して本願を指すものとする。文脈が許可する場合、単数または複数を使用する、上記の発明を実施するための形態の中の言葉はまた、それぞれ、複数または単数も含み得る。２つまたはそれを上回る項目のリストを参照した「または」という言葉は、言葉の以下の解釈の全て、すなわち、リストの中の項目のうちのいずれか、リストの中の項目の全て、およびリストの中の項目の任意の組み合わせを網羅する。
本開示の実施形態の上記の詳細な説明は、包括的であること、または教示を上記で開示される正確な形態に限定することを意図していない。本開示の具体的実施形態および実施例が、例証目的で上記に説明されるが、関連技術分野の当業者が認識するように、種々の同等の修正が本開示の範囲内で可能である。さらに、本明細書で記述される任意の具体的な数字は、実施例にすぎない。代替的実装は、異なる値または範囲を採用し得る。
本開示の実施形態の上記の詳細な説明は、包括的であること、または教示を上記で開示される正確な形態に限定することを意図していない。本開示の具体的実施形態および実施例が、例証目的で上記に説明されるが、関連技術分野の当業者が認識するように、種々の同等の修正が本開示の範囲内で可能である。さらに、本明細書で記述される任意の具体的な数字は、実施例にすぎない。代替的実装は、異なる値、測定、または範囲を採用し得る。本明細書で挙げられる任意の寸法は、例示的にすぎず、寸法または説明のうちのいずれも本発明で限定的ではないことが理解されるであろう。
本明細書で提供される本開示の教示は、必ずしも上記で説明されるシステムではなく、他のシステムに適用されることができる。上記で説明される種々の実施形態の要素および行為は、さらなる実施形態を提供するように組み合わせられることができる。
添付の出願用紙に列挙され得るいずれかを含む、上記の任意の特許および出願ならびに他の参考文献は、参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる。本開示の側面は、必要であれば、本開示のその上さらなる実施形態を提供するために、上記で説明される種々の参考文献のシステム、機能、および概念を採用するように修正されることができる。
これらおよび他の変更は、上記の発明を実施するための形態を踏まえて、本開示に行われることができる。上記の説明は、本開示のある実施形態を説明し、考慮される最良の様態を説明するが、上記が本文でどれだけ詳細に見えても、教示は、多くの方法で実装されることができる。システムの詳細は、依然として本明細書で開示される主題によって包含されながら、その実装の詳細が著しく変動し得る。上記のように、本開示のある特徴または側面を説明するときに使用される特定の用語は、その用語が関連付けられる本開示の任意の具体的特性、特徴、または側面に制約されるように、用語が本明細書で再定義されていることを示唆すると解釈されるべきではない。一般に、以下の請求項で使用される用語は、上記の発明を実施するための形態の節がそのような用語を明示的に定義しない限り、本開示を本明細書で開示される具体的実施形態に限定すると解釈されるべきではない。したがって、本開示の実際の範囲は、開示される実施形態だけでなく、請求項の下で本開示を実践または実装する全ての同等の方法も含有する。
したがって、本発明の例示的実施形態が示され、説明されているが、本明細書で使用される全ての用語は、限定的ではなく記述的であり、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、多くの変更、修正、ならびに置換が当業者によって行われ得ることを理解されたい。
（関連出願への相互参照）
本出願は、２０１５年５月４日に出願された米国仮出願番号第６２／１５６，４４１号、２０１５年４月２０日に出願された米国仮出願番号第６２／１４９，９８８号、および２０１４年６月２７日出願された米国仮出願番号第６２／０１８，４４８号の利益を主張しており、これら仮出願はすべてそれらの全体が参考として本明細書中に援用される。
本発明は、カルボニル検出および定量の分野、具体的には、生物学的サンプル中のカルボニル含有成分の濃度の検出および定量を対象とする。
（発明の背景）
カルボニル含有成分の検出が知られているが、生物学的サンプル中の具体的なカルボニル含有成分の具体的な低い濃度の精密検出は知られていない。高温でｏ−フェニレンジアミンおよびｐ−フェニレンジアミンの重合を誘発するためのカルボニルの使用は、製品を製造する際に後で使用するための固体ポリマーを生成することが知られているが、フェニレンジアミン誘導体の使用は、いくつかの生物学的サンプル中のカルボニル含有成分を検出する方法で使用されることは知られていない。加えて、蛍光発生種に対応する分子の存在を判定するように、溶液中の光発生種の蛍光を測定すること、ならびに所与のサンプル中のそのような分子の濃度の定量が知られている。加えて、アルコールレベル用を含む、呼気分析デバイスが知られている。
（好ましい実施形態の要旨）
本発明の側面によると、上チャンバを画定する上部分および流体チャンバを画定する下部分を有する、本体部分と、第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリとを含む、分析カートリッジが提供される。フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有する。第１の位置では、開口部は、上チャンバを部分的に画定し、第２の位置では、開口部は、流体チャンバを部分的に画定する。好ましい実施形態では、フィルタアセンブリは、上チャンバから流体チャンバまで延在する円筒スリーブ内で移動可能である。好ましくは、スリーブは、フィルタアセンブリの上面が本体部分の外部に暴露されるように、最上開口部を含む。
好ましい実施形態では、フィルタアセンブリは、それを通って横方向に延在する開口部を含む、円筒形状のフィルタホルダと、開口部に跨架するように位置付けられる２つのフィルタとを含む。フィルタは、それらの間に基質空間を画定し、基質が、基質空間の中に配置される。好ましい実施形態では、基質は、シリカであり、流体チャンバは、その中に溶出溶液またはすすぎ液を含む。好ましくは、上チャンバは、呼気入口開口部と、呼気出口開口部と、それらの間の呼気経路とを含む、呼気チャンバである。好ましい実施形態では、分析カートリッジは、呼気チャンバを、本体部分を通って下部分内に画定される圧力陥凹まで延在する圧力トンネルと連通させる、上部分の壁の中に画定される圧力測定孔を含む。
好ましい実施形態では、フェニレンジアミン誘導体が、分析カートリッジの中に配置される。好ましくは、分析カートリッジは、フェニレンジアミン誘導体がその中に配置された蛍光発色団空間を有する、アンプル部材を含み、流体チャンバは、その中に配置された溶出溶液を含む。アンプル部材は、フェニレンジアミン誘導体が溶出溶液から分離される第１の位置と、フェニレンジアミン誘導体が溶出溶液の中に配置される第２の位置との間で移動可能である。好ましい実施形態では、フェニレンジアミン誘導体は、ｍ−フェニレンジアミンである。
本発明の実施形態によると、（ａ）呼気チャンバを画定する上部分および流体チャンバを画定する下部分を有する、本体部分と、第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリとを含む、分析カートリッジを取得するステップを含む、方法が提供される。フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、第１の位置では、開口部は、上チャンバを部分的に画定し、第２の位置では、開口部は、流体チャンバを部分的に画定し、流体チャンバは、以下で説明されるように、その中に溶出溶液を含む。本方法はまた、（ｂ）フィルタアセンブリの中で呼気サンプルを捕捉するステップと、（ｃ）フィルタアセンブリを第１の位置から第２の位置まで移動させるステップと、（ｄ）構成物質溶液を形成するように、呼気サンプルの構成物質を溶出溶液の中へ溶出するステップとを含む。好ましい実施形態では、ステップ（ｃ）に先立って、本方法は、分析カートリッジを分析ポケットに挿入するステップと、アームがステップ（ｃ）を行う挿入位置まで分析カートリッジを回転させるステップとを含む。
本発明の別の実施形態によると、呼気分析カートリッジと、蛍光分析カートリッジとを含む、分析カートリッジシステムが提供される。呼気分析カートリッジは、呼気チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分とを含む、本体部分を含む。呼気チャンバは、呼気入口開口部と、呼気出口開口部と、それらの間の呼気経路とを含み、下部分は、そこから延在する受容器部材を含む。呼気分析カートリッジはまた、第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリも含む。フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、第１の位置では、開口部は、呼気チャンバを部分的に画定し、呼気経路の一部であり、第２の位置では、開口部は、流体チャンバを部分的に画定する。蛍光分析カートリッジは、上チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分とを含む、本体部分を含む。上チャンバは、その中に呼気分析カートリッジの受容器部材を受容するように適合される前開口部を含む。蛍光分析カートリッジはまた、第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリも含む。フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、第１の位置では、開口部は、上チャンバを部分的に画定し、第２の位置では、開口部は、流体チャンバを部分的に画定する。好ましい実施形態では、呼気分析カートリッジおよび蛍光分析カートリッジの両方では、呼気または上チャンバは、フィルタアセンブリが第１の位置にあるときに流体チャンバから密閉される。
好ましい実施形態では、呼気分析カートリッジは、第１および第２の位置の間のスライド管内で摺動可能である、アンプル部材を含む。好ましくは、アンプル部材は、アンプル部材が第１の位置にあるときに流体チャンバとの流体連通から密閉され、アンプル部材が第２の位置にあるときに、流体チャンバと流体連通している、少なくとも１つの開口部をその中に含む。好ましい実施形態では、フィルタアセンブリは、蛍光分析カートリッジの上チャンバを前チャンバおよび後チャンバに分割する。前チャンバは、アンプル部材の壊れやすい障壁を穿刺するように適合される、その中に配置された穿刺部材を含む。好ましくは、蛍光分析カートリッジの後チャンバは、その中に位置付けられた吸収部材を含む。
好ましい実施形態では、呼気分析カートリッジは、呼気チャンバと連通している中心開口部を画定する、取り外し可能なマウスピースを含む。マウスピースは、呼気入口開口部の中に受容されるスリーブ部分と、マウスピース部分とを含む。好ましくは、マウスピースは、本体部分に接するストッパを含む。ストッパは、本体部分内の整合開口部の中で受容される、そこから延在する整合部材を含む。好ましい実施形態では、蛍光分析カートリッジは、流体チャンバの反対側に位置付けられる、対向する光入射窓および光出射窓と、本体部分の底部上に位置付けられる蛍光窓とを含む。好ましくは、光入射および光出射窓はそれぞれ、外面を含み、外面は、相互と平行である。好ましくは、蛍光窓は、外面を含み、蛍光窓の外面は、光入射窓の外面と垂直である。
本発明の別の実施形態によると、生物学的分析カートリッジと、識別された構成物質の分析カートリッジとを含む、分析カートリッジシステムを取得するステップを含む、方法が提供される。生物学的分析カートリッジは、上チャンバと、流体チャンバとを有し、識別された構成物質の分析カートリッジは、上チャンバと、流体チャンバとを有する。本方法はまた、生物学的分析カートリッジ内の上チャンバの中に位置付けられる、以下で説明されるような基質上で、以下で説明されるような生物学的サンプルを捕捉するステップと、基質を上チャンバから流体チャンバまで移動させるステップであって、流体チャンバは、以下で説明されるような第１の溶出溶液をその中に含む、ステップと、以下で説明されるような構成物質溶液を形成するように、生物学的サンプルの構成物質を第１の溶出溶液の中へ溶出するステップと、第１の識別可能な構成物質溶液を形成するように、成分を第２の溶液の中へ放出するステップと、識別された構成物質が上チャンバの中に位置付けられる基質上で捕捉されるように、以下で説明されるような第１の識別可能な構成物質溶液を識別された構成物質の分析カートリッジの上チャンバに移送するステップと、上チャンバから、以下で説明されるような第２の溶出溶液をその中に含む流体チャンバまで、基質を移動させるステップと、以下で説明されるような第２の識別可能な構成物質溶液を形成するように、識別された構成物質を第２の溶出溶液の中へ溶出するステップとを含む。
好ましい実施形態では、生物学的分析カートリッジは、呼気分析カートリッジであり、識別された構成物質の分析カートリッジは、蛍光分析カートリッジであり、生物学的サンプルは、呼気サンプルである。好ましくは、成分は、以下で説明されるような蛍光発色団である。
本発明の別の実施形態によると、呼気チャンバを画定する上部分、その中に配置された溶出溶液を有する流体チャンバを画定する下部分を伴う本体部分と、第１の位置と第２の位置との間で移動可能であるアンプル部材とを含む、呼気分析カートリッジ内で、溶液を形成する方法が提供される。アンプル部材は、その中に配置された蛍光発色団を有する、蛍光発色団空間を含む。本方法は、蛍光発色団空間および蛍光発色団が流体チャンバから分離される、第１の位置から、蛍光発色団空間が流体チャンバと連通している、第２の位置まで、アンプル部材を移動させるステップと、蛍光発色団を溶出溶液と混合させるステップとを含む。
本発明の別の実施形態によると、呼気チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分とを含む、本体部分を含む、分析カートリッジが提供される。呼気チャンバは、呼気入口開口部と、呼気出口開口部と、それらの間の呼気経路とを含む。分析カートリッジはまた、第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリも含む。フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、第１の位置では、開口部は、呼気チャンバを部分的に画定し、かつ呼気経路の一部であり、第２の位置では、開口部は、流体チャンバを部分的に画定する。好ましい実施形態では、フィルタアセンブリは、開口部の中に位置付けられる第１および第２のフィルタを含み、第１および第２のフィルタは、基質がその中に配置された基質空間をそれらの間に画定する。好ましくは、基質は、活性反応型捕捉剤を取り込んだ。好ましい実施形態では、活性反応型捕捉剤は、蛍光ヒドラジンまたはアミノオキシ化合物である。
本発明の別の実施形態によると、呼気チャンバを画定する上部分、その中に配置された溶出溶液を有する流体チャンバを画定する下部分を伴う本体部分と、第１の位置と第２の位置との間で移動可能であるフィルタアセンブリとを含む、分析カートリッジ内で、蛍光溶液を形成する方法が提供される。フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、第１の位置では、開口部は、呼気チャンバを部分的に画定し、第２の位置では、開口部は、流体チャンバを部分的に画定する。フィルタアセンブリは、その中に配置された活性反応型捕捉剤を取り込んだ基質を含む。本方法は、基質上でカルボニル含有成分を捕捉するステップと、フィルタアセンブリを第１の位置から第２の位置まで移動させるステップと、蛍光溶液を形成するように、カルボニル含有蛍光発色団および活性反応型捕捉剤を溶出溶液の中へ溶出するステップとを含む。
本発明の別の実施形態によると、ハンドル内部を画定する伸長本体部分を有する、ハンドルアセンブリと、その中に画定された圧力開口部を含む、本体部分の端部に配置されるキャップと、ハンドル内部の中に配置される圧力変換器とを含む、呼気捕捉アセンブリが提供される。呼気捕捉アセンブリはまた、ハンドルアセンブリの上端上で受容される分析カートリッジも含む。分析カートリッジは、呼気チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分を含む、本体部分を含む。呼気チャンバは、呼気入口開口部と、呼気出口開口部と、それらの間の呼気経路とを含む。分析カートリッジは、第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリを含む。フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、第１の位置では、開口部は、呼気チャンバを部分的に画定し、かつ呼気経路の一部であり、第２の位置では、開口部は、流体チャンバを部分的に画定する。
好ましい実施形態では、圧力測定孔は、分析カートリッジの上部分の壁の中に画定され、呼気チャンバを、本体部分を通って延在する圧力トンネルと連通させる。圧力経路は、呼気チャンバから、圧力測定孔、圧力トンネル、圧力開口部を通して、圧力変換器まで画定される。好ましくは、ハンドルアセンブリのキャップは、分析カートリッジ内の圧力陥凹の中で密閉して受容される、そこから上向きに延在する圧力突出を含む。圧力陥凹は、圧力トンネルと連通し、圧力開口部は、圧力突出の中に画定される。好ましい実施形態では、キャップは、その周囲に画定された座部を含み、分析カートリッジから下向きに垂れ下がるカラーは、座部上で受容される。キャップは、好ましくは、分析カートリッジのカラーの中に画定される取付陥凹の中で受容される、そこから半径方向外向きに延在する取付突出を含む。
好ましい実施形態では、中空拡張部が、ハンドルアセンブリのキャップからハンドル内部の中へ外向きに進む。中空拡張部は、圧力経路の一部である。好ましくは、圧力管が、中空拡張部上で受容され、そして中空拡張と圧力変換器との間の圧力経路の中にある。
好ましい実施形態では、分析カートリッジは、流体チャンバから呼気チャンバを密閉するように、フィルタアセンブリが第１の位置にあるときに、呼気チャンバと流体チャンバとの間に配置される、壊れやすい障壁を含む。
本発明の別の実施形態によると、ケース内部を画定するケースと、開放および閉鎖位置との間で移動可能なドアと、第１および第２の固定された部材、ならびに第１および第２の固定された部材の間に位置付けられる回転可能部分を含む、ケース内部の中に位置付けられる回転アセンブリとを含む、分析デバイスが提供される。回転可能部分は、第１および第２の固定された部材に対して回転軸の周囲で回転可能である。回転可能部分は、回転させられる物体を受容するためにその中に画定された漏斗部分を有する、シュラウドを含む。シュラウドは、その最上部に画定されるポケット開口部を含み、回転アセンブリは、概してシュラウドの下方に位置付けられる蛍光検出アセンブリを含む。分析デバイスはまた、回転可能部分の回転を駆動するモータと、モータおよび蛍光検出アセンブリを制御するコントローラとを含む。
好ましい実施形態では、シュラウドは、相互と反対である、ポケット開口部と、分析開口部とを含み、シュラウドは、ポケット開口部と分析開口部との間で先細になる壁を含む。蛍光検出アセンブリは、好ましくは、分析ポケットを形成するようにシュラウド内の分析開口部と整合させられる、ウェルがその中に画定された分析カートリッジ受容部分を有する、筐体を含む。好ましい実施形態では、分析カートリッジ受容部分は、光入射開口、光出射開口、および蛍光開口を画定するようにシュラウドと協働する。好ましくは、蛍光検出アセンブリは、筐体の中に画定される光チャンバを通り、光入射開口を通り、光出射開口を通り、光トラップの中へ延在する、光路に沿って指向されるように構成される、光を含む。
好ましい実施形態では、蛍光検出アセンブリは、蛍光開口部を通して、および筐体の中に画定される蛍光チャンバを通して発せられる、蛍光を受容するための検出器を含む。好ましくは、蛍光チャンバは、光チャンバに対して略直角である。好ましい実施形態では、分析デバイスは、格納位置と展開位置との間で枢動するアームを含む。アームは、展開位置にあるときに、シュラウドの中に画定されるアーム開口部を通って延在する、第１の端部を含む。回転可能部分が開始位置から挿入位置まで回転するとき、アームは、格納位置から展開位置まで枢動する。好ましい実施形態では、アームは、格納位置に向かって付勢され、第２の固定された部材上のカム表面と動作的に関連付けられる第２の端部を含む。カム表面は、好ましくは、アームの格納位置と関連付けられる格納端と、アームの展開端と関連付けられる展開端とを有し、格納端から展開端まで増加する半径を含む。好ましい実施形態では、アームは、カム表面と相互作用する玉軸受をその第２の端部上に含む。好ましくは、アームは、シュラウドから延在するシャフト上で枢動する。
本発明の別の実施形態によると、第１および第２の固定された部材と、第１および第２の固定された部材に対して回転軸の周囲で回転可能である、第１および第２の固定された部材の間に位置付けられる回転可能部分とを含む、回転アセンブリが提供される。回転可能部分は、回転させられる物体を受容するためにその中に画定された漏斗部分を有する、シュラウドと、格納位置と展開位置との間で枢動するアームとを含む。アームは、展開位置にあるときに、シュラウドの中に画定されるアーム開口部を通って延在する、第１の端部を含む。分析デバイスはまた、回転可能部分の回転を駆動するモータも含む。回転可能部分が開始位置から挿入位置まで回転させられるとき、アームは、格納位置から展開位置まで枢動する。好ましい実施形態では、シュラウドは、相互と反対であるポケット開口部および分析開口部と、ポケット開口部と分析開口部との間で先細になる壁とを含む。
好ましい実施形態では、シュラウドは、それぞれ、第１および第２の固定された部材内の開口部の中に受容される、そこから外向きに延在する第１および第２の車軸部材を含む。好ましくは、シュラウドは、そこから延在する、少なくとも１つの内部ねじ山付き締結具受容器部材を含む。蛍光検出アセンブリの筐体は、少なくとも１つの受容器管を含み、ねじ山付き受容器は、シュラウドを筐体に固着するように、受容器管を通って締結具受容器部材の中へ延在する。好ましくは、筐体は、第１および第２の筐体半分を含む。第１の受容器管は、第１の筐体半分の上に位置し、第２の受容器管は、第２の筐体半分の上に位置する。ねじ山付き受容器は、シュラウドを筐体に固着するように、第１および第２の容器管を通って締結具受容器部材の中へ延在する。
本発明の別の実施形態によると、分析カートリッジと、分析デバイスとを含む、呼気分析システムとともに使用するためのハンドルアセンブリが提供される。ハンドルは、ハンドル内部を画定する伸長本体部分と、その中に画定された圧力開口部を含む、本体部分の端部に配置されるキャップと、ハンドル内部の中に配置される圧力変換器と、圧力開口部と圧力変換器との間に画定される圧力経路とを含む。好ましい実施形態では、キャップは、そこから上向きに延在する圧力突出を含み、圧力開口部は、圧力突出の中に画定される。好ましくは、ハンドル内部は、分析デバイス内の磁石と相互作用する、その中に配置された磁石を含む。磁石は、キャップの中に画定される磁石陥凹の中に位置付けられる。
本発明の別の実施形態によると、第１の軸を画定する略円筒形状を有する、本体部分と、第１の軸と略垂直に延在する、本体部分を通って横方向に画定される開口部と、開口部に跨架し、それらの間に基質空間を画定する、第１および第２のフィルタと、基質空間の中に配置される基質とを含む、フィルタアセンブリが提供される。好ましくは、第１および第２のフィルタは、それらを通して画定される細孔を有する、プラスチックを備える。好ましい実施形態では、本体部分は、軸と略平行に延在するガイドレールをその外面上に含む。好ましくは、本体部分は、そこから下向きに延在する少なくとも１つの穿刺器を含む、下面を含む。
本発明の別の実施形態によると、第１の軸を画定し、第１の軸と略垂直に延在する、本体部分を通って横方向に画定される開口部を含む、略円筒形状を伴う本体部分を有するフィルタホルダを取得するステップと、第１のフィルタに基質を投与するステップと、第２のフィルタを基質上に圧迫するステップと、第１および第２のフィルタが開口部に跨架するように、第１のフィルタ、基質、ならびに第２のフィルタを開口部の中へ位置付けるステップとを含む、フィルタアセンブリを作製する方法が提供される。第１および第２のフィルタならびに基質は、ともに、または別個に、開口部の中に位置付けられる。
本発明の別の実施形態によると、エミッタと、検出器と、光チャンバ、蛍光チャンバ、およびウェルを画定する筐体と、エミッタから光チャンバを通り、ウェルを通って延在する、光路と、ウェルから蛍光チャンバを通って検出器まで延在する、蛍光経路とを含む、蛍光検出アセンブリが提供される。好ましい実施形態では、蛍光検出アセンブリは、第１のレンズと、光路内に位置付けられる第１のフィルタとを含む。好ましくは、蛍光検出アセンブリは、第２のレンズと、蛍光経路内に位置付けられる第２のフィルタとを含む。好ましい実施形態では、蛍光検出アセンブリは、エミッタと第１のレンズとの間の光路内に位置付けられる第１の光バッフル、第１のレンズと第１のフィルタとの間の光路内に位置付けられる第２の光バッフル、第１のフィルタとウェルとの間の光路内に位置付けられる第３の光バッフルのうちの少なくとも１つを含む。第１のバッフルは、光チャンバの内径より小さい内径を有する、その中に画定された第１の光バッフル開口を含む。第２のバッフルは、第１の光バッフル開口の内径より小さい内径を有する、その中に画定された第２の光バッフル開口を含む。第３のバッフルは、第２の光バッフル開口の内径より小さい内径を有する、その中に画定された第３の光バッフル開口を含む。
好ましい実施形態では、光トラップは、光路の遠位端に位置付けられ、光路に対して約２５°〜約４５°に角度を付けられる第１の壁を含む。好ましくは、光トラップは、第１の壁に接続される第２の壁を含み、第２の壁は、光路と垂直ではない。好ましい実施形態では、筐体は、上筐体半分および下筐体半分を含み、下筐体半分は、ウェルを画定する分析カートリッジ受容部分を含む。好ましい実施形態では、上筐体半分は、そこから下向きに延在し、下筐体半分から上向きに延在するフランジに重複する、フランジを含む。好ましい実施形態では、光入射窓と、光出射窓と、蛍光窓とを含む、分析カートリッジが、ウェルの中に位置付けられる。光入射窓および光出射窓は、光路に沿って位置付けられる。
好ましい実施形態では、筐体は、第１のレンズを収納する第１のレンズポケット、第１のフィルタを収納する第１のフィルタポケット、第２のレンズを収納する第２のレンズポケット、ならびに第２のフィルタを収納する第２のフィルタポケットを画定するように協働する、上筐体半分および下筐体半分を含む。好ましくは、蛍光検出アセンブリは、相互と反対であるポケット開口部および分析開口部と、それらの間の漏斗部分とを含む、筐体に接続されるシュラウドを含む。漏斗部分は、分析ポケットを画定するようにウェルと協働し、シュラウドは、光入射開口および蛍光開口を少なくとも部分的に画定する。
本発明の別の実施形態によると、それに沿って感知チャンバを含む光路に沿って、エミッタから光チャンバの中へ光を発するステップを含む、蛍光を検出する方法が提供される。感知チャンバは、その中に蛍光溶液を含む。放射光は、蛍光溶液を通過し、蛍光を生成し、蛍光は、蛍光経路に沿って感知チャンバから蛍光チャンバの中へ発せられ、蛍光の蛍光信号を検出する。
本発明の別の実施形態によると、分析カートリッジを分析ポケットに挿入するステップを含む、蛍光を検出する方法が提供される。分析カートリッジは、その上にカルボニル含有成分を有する基質を含む、フィルタアセンブリを含む。本方法はまた、開始位置から挿入位置まで分析カートリッジを回転させるステップと、上チャンバから溶出溶液を含有する流体チャンバまで、分析カートリッジ内のフィルタアセンブリを移動させるステップと、溶出溶液がフィルタアセンブリを通って流出し、カルボニル含有成分が蛍光溶液を形成するよう溶出溶液の中へ溶出されるように、挿入位置から分析位置まで分析カートリッジを回転させるステップと、蛍光溶液の蛍光を分析するステップとを含む。
本発明の別の実施形態によると、ハンドル内部を画定する伸長本体部分を含むハンドルアセンブリと、伸長本体部分の端部の中に画定される圧力開口部と、ハンドル内部の中に配置される圧力変換器とを含む、呼気捕捉アセンブリを含む、呼気分析システムが提供される。呼気分析システムはまた、ハンドルアセンブリの上端の上に受容される分析カートリッジも含む。分析カートリッジは、呼気チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分とを含む、本体部分を含む。呼気チャンバは、呼気入口開口部と、呼気出口開口部と、それらの間の呼気経路とを含む。分析カートリッジは、呼気捕捉位置と分析位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリを含む。フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、呼気捕捉位置では、開口部は、呼気チャンバを部分的に画定し、かつ呼気経路の一部であり、分析位置では、開口部は、流体チャンバを部分的に画定する。本システムはまた、ケース内部を画定するケースと、開放および閉鎖位置との間で移動可能なドアと、分析カートリッジを受容するためにその中に画定された漏斗部分を有するシュラウドを含む、ケース内部の中に位置付けられる回転アセンブリとを含む、分析デバイスを含む。本システムはまた、モータおよび蛍光検出アセンブリを制御するコントローラも含む。圧力変換器は、コントローラと通信している。
本発明の別の実施形態によると、呼気中のカルボニル含有成分を検出して定量化するための方法が提供される。本方法は、（ａ）分析カートリッジを提供するステップと、（ｂ）分析カートリッジをハンドルアセンブリに接続するステップと、（ｃ）フィルタアセンブリ上でカルボニル含有成分の呼気サンプルを収集するステップと、（ｄ）標識溶液を提供するように、カルボニル含有成分を標識化するステップと、（ｅ）標識溶液を分析デバイスに挿入するステップと、（ｆ）標識溶液を通して所定の波長範囲内の光を指向し、それによって、蛍光を生成するステップと、（ｇ）蛍光を検出するステップとを含む。
任意の生物学的サンプルが、本システムを使用して分析され得ることが理解されるであろう。カルボニル含有成分（ＣＣＭ）またはアルデヒド以外の呼気構成物質が、所望に応じて捕捉されて分析されることができる。米国特許公開第２００３／０２０８１３３号および第２０１１／０００３３９５号は、参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる。
本願発明は、以下の項目を提供する。
(項目１)
上チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分とを含む、本体部分と、
第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリであって、上記フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、上記第１の位置では、上記開口部は、上記上チャンバを部分的に画定し、上記第２の位置では、上記開口部は、上記流体チャンバを部分的に画定する、フィルタアセンブリと、
を備える、分析カートリッジ。
(項目２)
上記フィルタアセンブリは、上記上チャンバから上記流体チャンバまで延在する円筒スリーブ内で移動可能である、項目１に記載の分析カートリッジ。
(項目３)
上記スリーブは、上記フィルタアセンブリの上面が上記本体部分の外部に暴露されるように、最上開口部を含む、項目２に記載の分析カートリッジ。
(項目４)
上記フィルタアセンブリは、それを通って横方向に延在する開口部を含む、円筒形状のフィルタホルダと、上記開口部に跨架するように位置付けられる２つのフィルタとを含み、上記フィルタは、それらの間に基質空間を画定し、基質が、上記基質空間の中に配置される、項目１に記載の分析カートリッジ。
(項目５)
上記基質は、シリカである、項目４に記載の分析カートリッジ。
(項目６)
上記流体チャンバは、その中に溶出溶液を含む、項目１に記載の分析カートリッジ。
(項目７)
上記上チャンバは、呼気入口開口部と、呼気出口開口部と、それらの間の呼気経路とを含む、呼気チャンバである、項目１に記載の分析カートリッジ。
(項目８)
圧力測定孔が、上記上部分の壁の中に画定され、上記圧力測定孔は、上記呼気チャンバを、上記本体部分を通って上記下部分内に画定される圧力陥凹まで延在する圧力トンネルと連通させる、項目７に記載の分析カートリッジ。
(項目９)
その中に配置されたフェニレンジアミン誘導体をさらに含む、項目１に記載の分析カートリッジ。
(項目１０)
上記フェニレンジアミン誘導体がその中に配置された蛍光発色団空間を有する、アンプル部材をさらに備え、上記流体チャンバは、その中に配置された溶出溶液を含み、上記アンプル部材は、上記フェニレンジアミン誘導体が上記溶出溶液から分離される第１の位置と、上記フェニレンジアミン誘導体が上記溶出溶液の中に配置される第２の位置との間で移動可能である、項目９に記載の分析カートリッジ。
(項目１１)
上記フェニレンジアミン誘導体は、ｍ−フェニレンジアミンである、項目９に記載の分析カートリッジ。
(項目１２)
上記フェニレンジアミン誘導体は、ｍ−フェニレンジアミンである、項目１０に記載の分析カートリッジ。
(項目１３)
（ａ） 呼気チャンバを画定する上部分および流体チャンバを画定する下部分を有する、本体部分と、第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリとを含む、分析カートリッジを取得するステップであって、上記フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、上記第１の位置では、上記開口部は、上記上チャンバを部分的に画定し、上記第２の位置では、上記開口部は、上記流体チャンバを部分的に画定し、上記流体チャンバは、その中に溶出溶液を含む、ステップと、
（ｂ） 上記フィルタアセンブリの中で呼気サンプルを捕捉するステップと、
（ｃ） 上記フィルタアセンブリを上記第１の位置から上記第２の位置まで移動させるステップと、
（ｄ） 構成物質溶液を形成するように、上記呼気サンプルの構成物質を上記溶出溶液の中へ溶出するステップと、
を含む、方法。
(項目１４)
上記フィルタアセンブリは、上記上チャンバから上記流体チャンバまで延在する円筒スリーブ内で移動可能である、項目１３に記載の方法。
(項目１５)
上記スリーブは、上記フィルタアセンブリの上面が上記本体部分の外部に暴露されるように、最上開口部を含む、項目１４に記載の方法。
(項目１６)
上記フィルタアセンブリは、それを通って横方向に延在する上記開口部を含む、円筒形状のフィルタホルダと、上記開口部に跨架するように位置付けられる２つのフィルタとを含み、上記フィルタは、それらの間に基質空間を画定し、基質が、上記基質空間の中に配置される、項目１３に記載の方法。
(項目１７)
上記基質は、シリカである、項目１６に記載の方法。
(項目１８)
ステップ（ｃ）に先立って、上記方法は、上記分析カートリッジを分析ポケットに挿入するステップと、アームがステップ（ｃ）を行う挿入位置まで上記分析カートリッジを回転させるステップとを含む、項目１５に記載の方法。
(項目１９)
呼気チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分とを含む、本体部分であって、上記呼気チャンバは、呼気入口開口部と、呼気出口開口部と、それらの間の呼気経路とを含み、上記下部分は、そこから延在する受容器部材を含む、本体部分と、
第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリであって、上記フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、上記第１の位置では、上記開口部は、上記呼気チャンバを部分的に画定し、かつ上記呼気経路の一部であり、上記第２の位置では、上記開口部は、上記流体チャンバを部分的に画定する、フィルタアセンブリと、
を含む、呼気分析カートリッジと、
上チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分とを含む、本体部分であって、上記上チャンバは、上記呼気分析カートリッジの上記受容器部材をその中に受容するように適合される前開口部を含む、本体部分と、
第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリであって、上記フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、上記第１の位置では、上記開口部は、上記上チャンバを部分的に画定し、上記第２の位置では、上記開口部は、上記流体チャンバを部分的に画定する、フィルタアセンブリと、
を含む、蛍光分析カートリッジと、
を備える、分析カートリッジシステム。
(項目２０)
上記呼気分析カートリッジでは、上記呼気チャンバは、上記フィルタアセンブリが上記第１の位置にあるときに上記流体チャンバから密閉され、上記蛍光分析カートリッジでは、上記上チャンバは、上記フィルタアセンブリが上記第１の位置にあるときに上記流体チャンバから密閉される、項目１９に記載の分析カートリッジシステム。
(項目２１)
上記呼気分析カートリッジフィルタアセンブリは、上記開口部の中に位置付けられる第１および第２のフィルタを含み、上記第１および第２のフィルタは、それらの間に基質空間を画定し、基質が、上記基質空間の中に配置され、上記蛍光分析カートリッジフィルタアセンブリは、上記開口部の中に位置付けられる第１および第２のフィルタを含み、上記第１および第２のフィルタは、それらの間に基質空間を画定し、基質が、上記基質空間の中に配置される、項目１９に記載の分析カートリッジシステム。
(項目２２)
上記呼気分析カートリッジは、その中に配置された活性反応型捕捉剤を含む、項目１９に記載の分析カートリッジ。
(項目２３)
上記呼気分析カートリッジは、上記活性反応型捕捉剤がその中に配置された蛍光発色団空間を有する、アンプル部材を備え、上記流体チャンバは、その中に配置された溶出溶液を含み、上記アンプル部材は、上記活性反応型捕捉剤が上記溶出溶液から分離される第１の位置と、上記活性反応型捕捉剤が上記溶出溶液の中に配置される第２の位置との間で移動可能である、項目２２に記載の分析カートリッジ。
(項目２４)
上記アンプル部材は、第１の位置と第２の位置との間のスライド管内で摺動可能である、項目２３に記載の分析カートリッジシステム。
(項目２５)
上記アンプル部材は、その中に少なくとも１つの開口部を含み、上記開口部は、上記アンプル部材が上記第１の位置にあるときに、上記流体チャンバとの流体連通から密閉され、上記開口部は、上記アンプル部材が上記第２の位置にあるときに、上記流体チャンバと流体連通している、項目２４に記載の分析カートリッジシステム。
(項目２６)
上記呼気分析カートリッジは、上記上部分の壁の中に画定される圧力測定孔を含み、上記圧力測定孔は、上記呼気チャンバを、上記本体部分を通って延在する圧力トンネルと連通させる、項目１９に記載の分析カートリッジシステム。
(項目２７)
上記呼気分析カートリッジは、上記本体部分から下向きに延在するカラーを含み、上記カラーは、圧力突出を受容するための圧力陥凹を含み、上記圧力トンネルは、上記圧力陥凹と連通している、項目２６に記載の分析カートリッジシステム。
(項目２８)
上記フィルタアセンブリは、上記蛍光分析カートリッジの上記上チャンバを前チャンバおよび後チャンバに分割し、上記前チャンバは、上記アンプル部材の壊れやすい障壁を穿刺するように適合される、その中に配置された穿刺部材を含む、項目１９に記載の分析カートリッジシステム。
(項目２９)
上記蛍光分析カートリッジの上記後チャンバは、その中に位置付けられた吸収部材を含む、項目２８に記載の分析カートリッジシステム。
(項目３０)
上記呼気分析カートリッジは、上記呼気チャンバと連通している中心開口部を画定する、取り外し可能なマウスピースを含み、上記マウスピースは、上記呼気入口開口部の中で受容されるスリーブ部分と、マウスピース部分とを含む、項目１９に記載の分析カートリッジシステム。
(項目３１)
上記マウスピースは、上記本体部分に接するストッパを含む、項目３０に記載の分析カートリッジシステム。
(項目３２)
上記ストッパは、上記本体部分内の整合開口部の中で受容される、そこから延在する整合部材を含む、項目３０に記載の分析カートリッジシステム。
(項目３３)
上記蛍光分析カートリッジは、上記流体チャンバの反対側に位置付けられる、対向する光入射および光出射窓と、上記本体部分の底部上に位置付けられる蛍光窓とを含む、項目１９に記載の分析カートリッジシステム。
(項目３４)
上記光入射および光出射窓はそれぞれ、外面を含み、上記外面は、相互と平行である、項目３３に記載の分析カートリッジシステム。
(項目３５)
上記蛍光窓は、外面を含み、上記蛍光窓の上記外面は、上記光入射窓の上記外面と垂直である、項目３４に記載の分析カートリッジシステム。
(項目３６)
上記活性反応型捕捉剤は、蛍光ヒドラジンまたはアミノオキシ化合物である、項目２２に記載の分析カートリッジ。
(項目３７)
上記活性反応型捕捉剤は、蛍光ヒドラジンまたはアミノオキシ化合物である、項目２３に記載の分析カートリッジ。
(項目３８)
生物学的分析カートリッジと、識別された構成物質の分析カートリッジとを含む、分析カートリッジシステムを取得するステップであって、上記生物学的分析カートリッジは、上チャンバと、流体チャンバとを有し、上記識別された構成物質の分析カートリッジは、上チャンバと、流体チャンバとを有する、ステップと、
上記生物学的分析カートリッジ内の上記上チャンバの中に位置付けられる基質上で生物学的サンプルを捕捉するステップと、
上記基質を上記上チャンバから上記流体チャンバまで移動させるステップであって、上記流体チャンバは、その中に第１の溶出溶液を含む、ステップと、
構成物質溶液を形成するように、上記生物学的サンプルの構成物質を上記第１の溶出溶液の中へ溶出するステップと、
第１の識別可能な構成物質溶液を形成するように、成分を第２の溶液の中へ放出するステップと、
上記第１の識別可能な構成物質溶液を上記識別された構成物質の分析カートリッジの上記上チャンバに移送するステップであって、識別された構成物質は、上記上チャンバの中に位置付けられる基質上で捕捉される、ステップと、
上記上チャンバから、その中に第２の溶出溶液を含む流体チャンバまで上記基質を移動させるステップと、
第２の識別可能な構成物質溶液を形成するように、上記識別された構成物質を上記第２の溶出溶液の中へ溶出するステップと、
を含む、方法。
(項目３９)
上記生物学的分析カートリッジは、呼気分析カートリッジであり、上記識別された構成物質の分析カートリッジは、蛍光分析カートリッジであり、上記生物学的サンプルは、呼気サンプルである、項目３８に記載の方法。
(項目４０)
上記成分は、蛍光発色団である、項目３９に記載の方法。
(項目４１)
上記活性反応型捕捉剤は、蛍光ヒドラジンまたはアミノオキシ化合物である、項目４０に記載の方法。
(項目４２)
上記活性反応型捕捉剤は、蛍光ヒドラジンまたはアミノオキシ化合物である、項目４１に記載の方法。
(項目４３)
呼気チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分とを含む、本体部分であって、上記呼気チャンバは、呼気入口開口部と、呼気出口開口部と、それらの間の呼気経路とを含み、上記下部分は、そこから延在する受容器部材を含む、本体部分と、
第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリであって、上記フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、上記第１の位置では、上記開口部は、上記呼気チャンバを部分的に画定し、かつ上記呼気経路の一部であり、上記第２の位置では、上記開口部は、上記流体チャンバを部分的に画定する、フィルタアセンブリと、
を備える、呼気分析カートリッジ。
(項目４４)
上記呼気チャンバは、上記フィルタアセンブリが上記第１の位置にあるときに上記流体チャンバから密閉される、項目４３に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目４５)
上記フィルタアセンブリは、上記開口部の中に位置付けられる第１および第２のフィルタを含み、上記第１および第２のフィルタは、それらの間に基質空間を画定し、基質が、上記基質空間の中に配置される、項目４３に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目４６)
その中に配置された活性反応型捕捉剤をさらに備える、項目４３に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目４７)
上記活性反応型捕捉剤がその中に配置された蛍光発色団空間を有する、アンプル部材をさらに備え、上記流体チャンバは、その中に配置された溶出溶液を含み、上記アンプル部材は、上記活性反応型捕捉剤が上記溶出溶液から分離される第１の位置と、上記活性反応型捕捉剤が上記溶出溶液の中に配置される第２の位置との間で移動可能である、項目４６に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目４８)
上記アンプル部材は、第１の位置と第２の位置との間のスライド管内で摺動可能である、項目４７に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目４９)
上記アンプル部材は、その中に少なくとも１つの開口部を含み、上記開口部は、上記アンプル部材が上記第１の位置にあるときに、上記流体チャンバとの流体連通から密閉され、上記開口部は、上記アンプル部材が上記第２の位置にあるときに、上記流体チャンバと流体連通している、項目４８に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目５０)
上記アンプル部材は、上記流体チャンバの外側に位置付けられる、壊れやすい障壁をその端部上に含む、項目４７に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目５１)
上記呼気分析カートリッジは、上記上部分の壁の中に画定される圧力測定孔を含み、上記圧力測定孔は、上記呼気チャンバを、上記本体部分を通って延在する圧力トンネルと連通させる、項目４３に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目５２)
上記呼気分析カートリッジは、上記本体部分から下向きに延在するカラーを含み、上記カラーは、圧力突出を受容するための圧力陥凹を含み、上記圧力トンネルは、上記圧力陥凹と連通している、項目５１に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目５３)
上記呼気分析カートリッジは、上記呼気チャンバと連通している中心開口部を画定する、取り外し可能なマウスピースを含み、上記マウスピースは、上記呼気入口開口部の中で受容されるスリーブ部分と、マウスピース部分とを含む、項目４３に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目５４)
上記マウスピースは、上記本体部分に接するストッパを含む、項目５３に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目５５)
上記ストッパは、上記本体部分内の整合開口部の中で受容される、そこから延在する整合部材を含む、項目５４に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目５６)
上記活性反応型捕捉剤は、蛍光ヒドラジンまたはアミノオキシ化合物である、項目４６に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目５７)
上記活性反応型捕捉剤は、蛍光ヒドラジンまたはアミノオキシ化合物である、項目４７に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目５８)
呼気チャンバを画定する上部分、その中に配置された溶液を有する流体チャンバを画定する下部分を伴う本体部分と、第１の位置と第２の位置との間で移動可能であるアンプル部材とを含む、呼気分析カートリッジ内で、フェニレンジアミン溶液を形成する方法であって、上記アンプル部材は、その中に配置された活性反応型捕捉剤を有する、蛍光発色団空間を含み、
（ａ） 上記蛍光発色団空間および活性反応型捕捉剤が上記流体チャンバから分離される、上記第１の位置から、上記蛍光発色団空間が上記流体チャンバと連通している、上記第２の位置まで、上記アンプル部材を移動させるステップと、
（ｂ） 上記活性反応型捕捉剤を上記溶液と混合させるステップと、
を含む、方法。
(項目５９)
上記アンプル部材は、第１の位置と第２の位置との間のスライド管内で摺動可能である、項目５８に記載の方法。
(項目６０)
上記アンプル部材は、その中に少なくとも１つの開口部を含み、上記開口部は、上記アンプル部材が上記第１の位置にあるときに、上記流体チャンバとの流体連通から密閉され、上記開口部は、上記アンプル部材が上記第２の位置にあるときに、上記流体チャンバと流体連通している、項目５９に記載の方法。
(項目６１)
上チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分とを含む、本体部分であって、上記上チャンバは、呼気分析カートリッジの受容器部材をその中に受容するように適合される前開口部を含む、本体部分と、
第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリであって、上記フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、上記第１の位置では、上記開口部は、上記上チャンバを部分的に画定し、上記第２の位置では、上記開口部は、上記流体チャンバを部分的に画定する、フィルタアセンブリと、
を備える、蛍光分析カートリッジ。
(項目６２)
上記呼気チャンバは、上記フィルタアセンブリが上記第１の位置にあるときに上記流体チャンバから密閉される、項目６１に記載の分析カートリッジシステム。
(項目６３)
上記フィルタアセンブリは、上記上チャンバを前チャンバおよび後チャンバに分割し、上記前チャンバは、上記前開口部に隣接して位置付けられる、その中に配置された穿刺部材を含む、項目６１に記載の分析カートリッジシステム。
(項目６４)
上記穿刺部材は、中空であり、そこから延在する穿刺器を有する、本体部分を含み、上記穿刺器は、上記本体部分より小さい直径を有する、項目６３に記載の分析カートリッジシステム。
(項目６５)
上記蛍光分析カートリッジの上記後チャンバは、その中に位置付けられた吸収部材を含む、項目６３に記載の分析カートリッジシステム。
(項目６６)
上記流体チャンバの反対側に位置付けられる、対向する光入射および光出射窓と、上記本体部分の底部上に位置付けられる蛍光窓とをさらに備える、項目６１に記載の分析カートリッジシステム。
(項目６７)
上記光入射および光出射窓はそれぞれ、外面を含み、上記外面は、相互と平行である、項目６６に記載の分析カートリッジシステム。
(項目６８)
上記蛍光窓は、外面を含み、上記蛍光窓の外面は、上記光入射窓の上記外面と垂直である、項目６７に記載の分析カートリッジシステム。
(項目６９)
上記流体チャンバの中に配置される溶出溶液をさらに備える、項目６１に記載の分析カートリッジシステム。
(項目７０)
呼気チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分とを含む、本体部分であって、上記呼気チャンバは、呼気入口開口部と、呼気出口開口部と、それらの間の呼気経路とを含む、本体部分と、
第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリであって、上記フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、上記第１の位置では、上記開口部は、上記呼気チャンバを部分的に画定し、かつ上記呼気経路の一部であり、上記第２の位置では、上記開口部は、上記流体チャンバを部分的に画定する、フィルタアセンブリと、
を備える、分析カートリッジ。
(項目７１)
上記フィルタアセンブリは、上記開口部の中に位置付けられる第１および第２のフィルタを含み、上記第１および第２のフィルタは、それらの間に基質空間を画定し、基質が、上記基質空間の中に配置される、項目７０に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目７２)
上記基質は、活性反応型捕捉剤を取り込んだ、項目７０に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目７３)
上記活性反応型捕捉剤は、蛍光ヒドラジンまたはアミノオキシ化合物である、項目７２に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目７４)
その中に配置された活性反応型捕捉剤をさらに備える、項目７０に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目７５)
上記活性反応型捕捉剤は、蛍光ヒドラジンまたはアミノオキシ化合物である、項目７４に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目７６)
上記分析カートリッジは、上記上部分の壁の中に画定される圧力測定孔を含み、上記圧力測定孔は、上記呼気チャンバを、上記本体部分を通って延在する圧力トンネルと連通させる、項目７０に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目７７)
上記分析カートリッジは、上記本体部分から下向きに延在するカラーを含み、上記カラーは、圧力突出を受容するための圧力陥凹を含み、上記圧力トンネルは、上記圧力陥凹と連通している、項目７６に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目７８)
呼気チャンバを画定する上部分と、その中に配置された溶出溶液を有する流体チャンバを画定する下部分を伴う本体部分と、第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリに沿って移動可能であるフィルタアセンブリとを含む、分析カートリッジ内で、蛍光溶液を形成する方法であって、上記フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、上記第１の位置では、上記開口部は、上記呼気チャンバを部分的に画定し、上記第２の位置では、上記開口部は、上記流体チャンバを部分的に画定し、上記フィルタアセンブリは、その中に配置された活性反応型捕捉剤を取り込んだ基質を含み、
（ａ） 上記基質上でカルボニル含有成分を捕捉するステップと、
（ｂ） 上記フィルタアセンブリを上記第１の位置から上記第２の位置まで移動させるステップと、
（ｃ） 上記蛍光溶液を形成するように、上記カルボニル含有成分および活性反応型捕捉剤を上記溶出溶液の中へ溶出するステップと、
を含む、方法。
(項目７９)
上記フィルタアセンブリは、上記開口部の中に位置付けられる第１および第２のフィルタを含み、上記第１および第２のフィルタは、それらの間に基質空間を画定し、活性反応型捕捉剤を取り込んだ上記基質は、上記基質空間の中に配置される、項目７８に記載の方法。
(項目８０)
上記分析カートリッジは、上記上部分の壁の中に画定される圧力測定孔を含み、上記圧力測定孔は、上記呼気チャンバを、上記本体部分を通って延在する圧力トンネルと連通させる、項目７８に記載の方法。
(項目８１)
上記分析カートリッジは、上記本体部分から下向きに延在するカラーを含み、上記カラーは、圧力突出を受容するための圧力陥凹を含み、上記圧力トンネルは、上記圧力陥凹と連通している、項目８０に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目８２)
上記活性反応型捕捉剤は、蛍光ヒドラジンまたはアミノオキシ化合物である、項目７８に記載の呼気分析カートリッジ。
(項目８３)
呼気チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分を含む、本体部分であって、上記呼気チャンバは、呼気入口開口部と、呼気出口開口部と、それらの間の呼気経路とを含む、本体部分と、
呼気捕捉位置と分析位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリであって、上記フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、上記呼気捕捉位置では、上記開口部は、上記呼気チャンバを部分的に画定し、かつ上記呼気経路の一部であり、上記分析位置では、上記開口部は、上記流体チャンバを部分的に画定する、フィルタアセンブリと、
を備える、分析カートリッジ。
(項目８４)
上記呼気チャンバは、上記フィルタアセンブリが上記呼気捕捉位置にあるときに上記流体チャンバから密閉される、項目８３に記載の分析カートリッジ。
(項目８５)
上記フィルタアセンブリが上記呼気捕捉位置にあるときに、上記流体チャンバから上記呼気チャンバを密閉するように、上記呼気チャンバと上記流体チャンバとの間に配置される、壊れやすい障壁をさらに備える、項目８４に記載の分析カートリッジ。
(項目８６)
上記フィルタアセンブリは、上記開口部の中に位置付けられる第１および第２のフィルタを含み、上記第１および第２のフィルタは、それらの間に基質空間を画定し、カルボニル含有成分捕捉材料が、上記基質空間の中に配置される、項目８３に記載の分析カートリッジ。
(項目８７)
その中に画定されたトラフを含む、アンプル部材をさらに備え、上記アンプル部材は、上記トラフが上記流体チャンバから分離される第１の位置と、上記トラフが上記流体チャンバと連通している第２の位置との間で移動可能である、項目８３に記載の分析カートリッジ。
(項目８８)
上記第１の位置では、上記トラフは、壊れやすい障壁によって上記流体チャンバから分離される、項目８７に記載の分析カートリッジ。
(項目８９)
上記上部分の壁の中に画定される圧力測定孔をさらに備え、上記圧力測定孔は、上記呼気チャンバを、上記本体部分を通って延在する圧力トンネルと連通させる、項目８３に記載の分析カートリッジ。
(項目９０)
上記本体部分から下向きに延在するカラーをさらに備え、上記カラーは、圧力突出を受容するための圧力陥凹を含み、上記圧力トンネルは、上記圧力陥凹と連通している、項目８９に記載の分析カートリッジ。
(項目９１)
上記呼気チャンバと連通している中心開口部を画定する、取り外し可能なマウスピースをさらに備え、上記マウスピースは、上記呼気入口開口部の中で受容されるスリーブ部分と、マウスピース部分とを含む、項目８３に記載の分析カートリッジ。
(項目９２)
上記マウスピースは、上記本体部分に接するストッパを含む、項目９１に記載の分析カートリッジ。
(項目９３)
上記ストッパは、上記本体部分内の整合開口部の中で受容される、そこから延在する整合部材を含む、項目９２に記載の分析カートリッジ。
(項目９４)
上記流体チャンバの反対側に位置付けられる、対向する光入射および光出射窓と、上記本体部分の底部上に位置付けられる蛍光窓とをさらに備える、項目８３に記載の分析カートリッジ。
(項目９５)
上記光入射窓および光出射窓はそれぞれ、外面を含み、上記外面は、相互と平行である、項目９４に記載の分析カートリッジ。
(項目９６)
上記蛍光窓は、外面を含み、上記蛍光窓の上記外面は、上記光入射窓の上記外面と垂直である、項目９５に記載の分析カートリッジ。
(項目９７)
呼気チャンバを画定する上部分と、その中に配置された溶出溶液を有する流体チャンバを画定する下部分を伴う本体部分と、アンプルトンネルの中に配置され、第１の位置と第２の位置との間で移動可能であるアンプル部材とを含む、分析カートリッジ内で、フェニレンジアミン溶液を形成する方法であって、上記アンプル部材は、その中に配置されたフェニレンジアミン誘導体を有する、トラフを含み、第１の壊れやすい障壁は、上記流体チャンバから上記アンプルトンネルを分離し、
（ａ） 上記トラフおよびフェニレンジアミン誘導体が上記第１の壊れやすい障壁によって上記流体チャンバから分離される、上記第１の位置から、上記トラフが上記流体チャンバと連通している上記第２の位置まで、アンプル部材を移動させるステップと、
（ｂ） 上記フェニレンジアミン誘導体を上記溶出溶液と混合させるステップと、
を含む、方法。
(項目９８)
上面を有するハンドルアセンブリ上で上記分析カートリッジを固着するステップをさらに含み、上記ハンドルアセンブリの上記上面は、上記アンプル部材の下面に接触し、上記アンプル部材を上記第１の位置から上記第２の位置まで移動させる、項目９７に記載の方法。
(項目９９)
上記分析カートリッジは、上記本体部分から下向きに延在するカラーを含み、かつカラー内部を画定し、上記アンプル部材は、ステップ（ａ）に先立って、上記本体部分から上記カラー内部の中へ下向きに延在する、項目９８に記載の方法。
(項目１００)
上記フェニレンジアミン誘導体は、ｍ−フェニレンジアミンである、項目９７に記載の方法。
図１は、ポケットの中の分析カートリッジを示すようにドアが開放されている、本発明の好ましい実施形態による、呼気分析システムの斜視図である。 図２は、分析カートリッジの断面立面図である。 図３Ａは、分析カートリッジの断面斜視図である。 図３Ｂは、分析カートリッジの断面分解斜視図である。 図４は、ハンドルアセンブリの分解図である。 図５Ａは、ハンドルアセンブリに接続されることに先立った分析カートリッジの断面斜視図である。 図５Ｂは、ハンドルアセンブリに接続された後の分析カートリッジの断面斜視図である。 図６Ａは、ハンドルアセンブリに接続されることに先立った分析カートリッジの斜視図である。 図６Ｂは、ハンドルアセンブリに接続された分析カートリッジの斜視図であ 図７は、分析カートリッジの底面図である。 図８は、分析デバイスの後部の斜視図である。 図９は、バッテリカバーが除去されている、分析デバイスの後部の斜視図である。 図１０は、ケースの半分が除去されている、分析デバイスの斜視図である。 図１１は、分析デバイスの分解斜視図である。 図１２は、ポケットの中に分析カートリッジを伴う回転アセンブリの上面斜視図である。 図１３は、回転アセンブリの分解斜視図である。 図１４は、回転アセンブリの底面斜視図の別の斜視図である。 図１５は、ポケットの中に分析カートリッジを伴う回転アセンブリの斜視図である。 図１６は、ポケットの中に分析カートリッジを伴う回転可能部分の斜視図である。 図１７Ａは、ポケットの中に分析カートリッジを伴う回転可能部分の分解斜視図である。 図１７Ｂは、回転可能部分の別の分解斜視図である。 図１７Ｃは、光学システムの分解斜視図である。 図１７Ｄは、光学システム筐体の底半分の平面図である。 図１７Ｅは、光学システムの斜視図である。 図１８は、カムトラックを含む、第２の固定された部材の斜視図である。 図１９Ａは、格納位置にアームを伴う回転アセンブリの斜視図である。 図１９Ｂは、展開位置にあるアームを伴う回転アセンブリの斜視図である。 図２０は、光学システムの構成要素を示すように筐体の第２の半分が除去されている、回転可能アセンブリの一部の斜視図である。 図２１Ａは、（開始位置とも称される）第１の位置における回転可能部分を示す、回転アセンブリの断面端面図である。 図２１Ｂは、（第１の混合位置とも称される）第２の位置における回転可能部分を示す、回転アセンブリの断面端面図である。 図２１Ｃは、（本明細書では基準読取位置とも称される）第３の位置における回転可能部分を示す、回転アセンブリの断面端面図である。 図２１Ｄは、格納位置におけるアームおよび第４の位置に向かって回転する回転可能部分を示す、回転アセンブリの断面端面図である。 図２１Ｅは、（挿入位置とも称される）第４の位置における回転可能部分および展開位置におけるアームを示す、回転アセンブリの断面端面図である。 図２２は、（分析位置とも称される）第５の位置における回転可能部分を示す、回転アセンブリの断面端面図である。 図２３は、分析カートリッジが除去されることができる、第６の位置における回転可能部分を示す、回転アセンブリの断面端面図である。 図２４は、本発明の別の好ましい実施形態による、呼気分析カートリッジと、蛍光分析カートリッジとを含む、分析カートリッジシステムの分解斜視図である。 図２５は、アンプルアセンブリが上昇している、図２４の呼気分析カートリッジの断面図である。 図２５Ａは、呼気分析カートリッジのアンプルアセンブリの断面図である。 図２６は、アンプルアセンブリが上昇し、アンプル部材が押し込まれている、図２４の呼気分析カートリッジの断面図である。 図２６Ａは、呼気分析カートリッジのアンプルアセンブリの断面図である。 図２７は、図２４の蛍光分析カートリッジの断面図である。 図２８は、呼気分析カートリッジが蛍光分析カートリッジ上で受容されている、図２４の分析カートリッジシステムの立面図である。 図２９は、図２４の分析カートリッジシステムの断面図である。 図３０は、本発明の別の好ましい実施形態による、分析カートリッジの断面図である。 図３１は、時間の関数として１−ヘキサナールとのｍＰＤＡの反応の発光スペクトルを描写する、グラフを示す。 図３２は、カルボニル含有成分である１−ヘキサナールとのｍＰＤＡの反応の経時的な蛍光の増加を描画する、グラフを示す。 図３３Ａは、０．０１〜０．４％（ｗ／ｖ）のドデシル硫酸ナトリウム（「ＳＤＳ」）濃度の関数として１−ヘキサナールとの反応の経時的な蛍光の増加を描画する、グラフを示す。 図３３Ｂは、０．２％ＳＤＳにおけるＳＤＳ濃度を伴う、ブランクと比較した１−ヘキサナールとの反応の経時的な蛍光の増加を描画する、グラフを示す。 図３３Ｃは、０．４％ＳＤＳにおけるＳＤＳ濃度を伴う、ブランクと比較した１−ヘキサナールとの反応の経時的な蛍光の増加を描画する、グラフを示す。 図３４は、１−ヘキサナール濃度の関数として蛍光を表示するグラフを示す。 図３５は、アルデヒド鎖長の関数として相対的蛍光を描写する、チャートを示す。 図３６は、選択された小型芳香族アミンの相対的蛍光を描写する、チャートを示す。
（好ましい実施形態の詳細な説明）
以下の説明および図面は、例証的であり、限定的と解釈されるものではない。多数の具体的詳細が、本開示の徹底的な理解を提供するために説明される。しかしながら、ある場合においては、周知または従来の詳細は、説明を曖昧にすることを回避するために説明されない。本開示内の１つまたは別の実施形態の言及は、同一の実施形態の言及であり得るが、必ずしもそうではなく、そのような言及は、実施形態のうちの少なくとも１つを意味する。
本明細書内の「一実施形態」または「実施形態」の言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、もしくは特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書内の種々の場所における「一実施形態では」という語句の出現は、必ずしも同一の実施形態を指すわけでもなく、他の実施形態と相互排他的な別個または代替的実施形態でもない。また、他の実施形態ではなく、いくつかの実施形態によって呈され得る、種々の特徴が説明される。同様に、他の実施形態ではなく、いくつかの実施形態の要件であり得る、種々の実施形態が説明される。
本明細書で使用される用語は、概して、本開示の文脈内で、かつ各用語が使用される具体的文脈において、当技術分野内のそれらの通常の意味を有する。本開示を説明するために使用される、ある用語が、本開示の説明に関して付加的誘導を実践者に提供するように、以下で、または本明細書内の他の場所で議論される。便宜上、ある用語が、例えば、イタリック体および／または引用符を使用して、強調表示されてもよい。強調表示の使用は、用語の範囲および意味に影響を及ぼさない。用語の範囲および意味は、強調表示されているかどうかに関わらず、同一の文脈内で同一である。同じことが、１つより多くの方法で言われ得ることが理解されるであろう。
その結果として、代替的言語および同義語が、本明細書で議論される用語のうちのいずれか１つまたはそれを上回るものに使用されてもよい。また、用語が本明細書で詳述または議論されるかどうかにかかわらず、いかなる特別な重視もされない。ある用語の同義語が提供される。１つまたはそれを上回る同義語の記載は、他の同義語の使用を除外しない。本明細書で議論される任意の用語の実施例を含む、本明細書内のいずれかの場所の実施例の使用は、例証的にすぎず、本開示または任意の例示された用語の範囲および意味をさらに限定することを意図していない。同様に、本開示は、本明細書で挙げられる種々の実施形態に限定されない。
本開示の範囲をさらに限定することを意図せずに、本開示の実施形態による、器具、装置、方法、およびそれらの関連結果の実施例が、以下に挙げられる。題名または副題は、読者の便宜のために実施例で使用され得、本開示の範囲を決して限定するべきではないことに留意されたい。別様に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術的および科学的用語は、本開示が関連する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有する。矛盾の場合、定義を含む、本書が優先されるであろう。
本明細書で使用される「前」、「後」、「最上部」、「底部」、「側面」、「短い」、「長い」、「上に」、「下に」、および「下方」等の用語は、説明を容易にするためにすぎず、図に示されるような構成要素の配向を指すことが理解されるであろう。本明細書に説明される構成要素の任意の配向は、本発明の範囲内であることを理解されたい。
図１−３０は、患者の呼気中のカルボニル含有成分（「ＣＣＭ」）を分析するための呼気分析システム１０を示す。図１に示されるように、システム１０は、概して、ハンドルアセンブリ１２と、分析カートリッジ１４と、分析デバイス１６とを含む。概して、ハンドルアセンブリ１２および分析カートリッジ１４は、（以下でさらに完全に説明されるように）患者の呼気のある構成要素を捕捉するために、臨床医および患者によって使用され、分析デバイス１６は、捕捉された構成要素を分析するために使用される。
ここで、図２−７および２１Ａ−２３に示される分析カートリッジ１４を説明する。好ましい実施形態では、分析カートリッジ１４は、上または呼気チャンバ３０を画定する上部分２９と、下または流体チャンバ３２を画定する下部分３１とを含む、本体部分１１を含む。呼気チャンバ３０は、前開口部または呼気入口開口部３３と、呼気出口開口部４０と、それらの間の呼気経路Ｐ１とを含む。好ましい実施形態では、呼気チャンバ３０は、呼気出口開口部４０に向かって先細になるが、これは、制限ではない。分析カートリッジ１４はまた、第１または呼気捕捉位置（図２）と第２または分析位置（図２１Ｅ）との間でフィルタアセンブリ経路Ｐ２に沿って移動可能である、フィルタアセンブリ１９も含む。フィルタアセンブリ１９は、その中に位置付けられる、少なくとも１つ、好ましくは、２つのフィルタ２６を含む、それを通して画定された開口部１７を有する。呼気捕捉位置では、開口部１７は、呼気チャンバ３０を部分的に画定し、呼気経路Ｐ１の一部であり、分析位置では、開口部１７は、流体チャンバ３２を部分的に画定する。
好ましい実施形態では、分析カートリッジ１４は、取り外し可能なマウスピース１８と、最上部上のフィルタアセンブリ１９と、底部上のアンプル部材２２とを含む。図３Ｂに示されるように、マウスピース１８は、本体部分１１上の呼気入口開口部３３の中に受容されるスリーブ部分１５と、マウスピース部分１８ａと、本体部分１１に接するストッパ２１と、本体部分１１内の相補的整合開口部（図示せず）の中で受容される整合部材２１ａとを含む。マウスピース１８は、呼気チャンバ３０および呼気経路Ｐ１を部分的に画定する。フィルタアセンブリ１９は、好ましくは、フリットホルダ２０によって保持される２つのフィルタまたはフリットプレート２６（ともにフリットスタックと称されることもある）を含む。フリットプレート２６は、開口部１７に跨架する。
好ましい実施形態では、フリットホルダ２０は、以下で議論される壊れやすい障壁を穿刺するための少なくとも１つの穿刺器２０ａをその底面上に含む。好ましくは、フリットホルダ２０は、フィルタアセンブリ経路に沿って移動させられるにつれてフリットアセンブリ１９を誘導することに役立つための少なくとも１つのガイドレール３９を外面上に含む。穿刺器２０ａは、ガイドレール３９の底部の上にあり得る。使用に先立って、フリットスタック２６は、呼気チャンバ３０の中に位置付けられる。図２に示されるように、基質空間２７が、フリットプレート２６の間に画定される。好ましい実施形態では、シリカ等の基質２８が、フリットプレート２６の間の基質空間２７の中に配置される。フリットプレート２６は、呼気がそれを通過することができるように十分に多孔質であるが、それらの間に閉じ込められた基質２８が流出し得るほど多孔質ではないことが理解されるであろう。フィルタまたはフリットプレート２６は、好ましくは、ある形態でともに圧迫されて押し固められる、ポリエチレン球体で作製される。ともにディスクまたはプレート形状で圧迫されたとき、球形または丸みのある形状は、呼気が通過するために必要な空隙もしくは細孔を作成する。球体は、異なる直径で異なるプラスチック材料（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等）またはテフロン（登録商標）から作製されることができる。別の実施形態では、フィルタ２６は、全て同一のプラスチック材料および同一または異なる直径で作製される球体を備えてもよい。例示的実施形態では、フリット２６は、１０ｕｍまたは２０ｕｍ細孔径を伴うポリエチレンもしくはテフロン（登録商標）フリットである。以下でさらに完全に説明されるように、使用時に、患者が呼気チャンバ３０を通して息を吹き込むと、アルデヒドを含むＣＣＭが、基質２８（ＣＣＭ捕捉材料とも称される）上に集合する。好ましい実施形態では、シリカが、基質またはＣＣＭ捕捉材料として使用される。しかしながら、これは本発明への制限ではなく、ＣＣＭまたはアルデヒドを捕捉する能力を伴う他の基質が使用されることができる。
好ましい実施形態では、開口部１７に跨架するフリットプレートまたはフィルタ２６が、好ましくは、その中に圧入される。フィルタアセンブリを作成する方法は、球形プラスチック片を第１および第２のフィルタ２６に圧入し、第１のフィルタ２６をフリットホルダ２０内の開口部１７に圧入するステップを含む。次いで、基質２８（好ましくは、シリカ）が、第１のフリット２６上で投与され、次いで、第２のフィルタ２６が、事前定義された圧力を使用して、シリカ２８上へ開口部１７に圧入される。別の実施形態では、シリカ２８は、第１のフリット２６上に投与されることができ、次いで、フリットスタックをフリットホルダ２０内の開口部１７に圧入することに先立って、第２のフリット２６は、フリットスタックを作成するようにシリカ２８に圧接されることができる。別の実施形態では、フィルタは、フリットホルダ２０の内壁の中に画定される溝の中に配置されることができる。
図２−３Ｂに示されるように、アンプル部材２２は、上縁２３ａおよび下面２３ｂを含む、その中に画定された蛍光発色団空間またはトラフ２５を有する、本体部分２３を備える。トラフ２５は、その中に配置されたフェニレンジアミン誘導体（「ＰＤ誘導体」）２４を含む。アンプル部材２２は、トラフ２５およびＰＤ誘導体２４が第１の壊れやすい障壁３６ａによって流体チャンバ３２から分離される、第１の位置と、トラフ２５が流体チャンバ３２と連通している（ＰＤ誘導体２４および溶出溶液３４が、以下で説明されるように、流体チャンバ３２の中で混合させられる）、第２の位置との間で移動可能である。壊れやすい障壁３６ａは、箔または同等物であり得る。好ましい実施形態では、アンプル部材２２は、分析カートリッジ１４の下部分３１の中に画定されるアンプルトンネル１３０内で移動可能である。好ましい実施形態では、アンプル部材２２は、アンプル部材２２が第２の位置まで移動させられるときに、分析カートリッジ１４上のストッパ表面１３２に接する、フランジまたはストッパ２３ｃを含む。ストッパ２３ｃは、アンプル部材２２がアンプルトンネル１３０の中へ、および／または流体チャンバ３２の中へ過剰に移動することを防止する。好ましい実施形態では、アンプルトンネル１３０は、流体チャンバ３２に対して直角である。しかしながら、これは制限ではない。
図２−３Ｂに示されるように、流体チャンバ３２は、呼気チャンバ３０とアンプル部材２２およびアンプルトンネル１３０との間に位置する。溶出溶液３４が、流体チャンバ３２の中に配置される。好ましい実施形態では、溶出溶液３４は、水およびエタノールを含むが、これは、本発明への制限ではない。好ましい実施形態では、流体チャンバ３２は、アンプルトンネル１３０から密閉される。これは、任意の密閉方法によって行われることができる。好ましい実施形態では、流体チャンバ３２は、第１の壊れやすい障壁３６ａによってアンプルトンネル１３０から密閉される。好ましい実施形態では、流体チャンバ３２は、呼気チャンバ３０から密閉される。これは、任意の密閉方法によって行われることができる。好ましい実施形態では、第２の壊れやすい障壁３６ｂが、呼気チャンバ３０と流体チャンバ３２との間で（フィルタアセンブリスリーブ５３を分割する）フィルタアセンブリ経路Ｐ２を横断して位置付けられる。流体および呼気チャンバの間の開口部は、本明細書ではフィルタアセンブリ開口部１３４と称され、第２の壊れやすい障壁３６ｂが固着されるレッジを含む。流体チャンバ３２はまた、混合中に溶出溶液３４が「エアロック」されることを防ぐように、通気口３７も含む。
分析カートリッジ１４の使用前に（すなわち、ハンドルアセンブリ１２に取り付けられるか、または接続される前に）、フィルタアセンブリ１９が呼気捕捉位置にあり、アンプル部材２２が第１の位置にあることが、当業者によって理解されるであろう。本構成では、流体チャンバ３２の内の溶出溶液３４は、第２の壊れやすい障壁３６ｂによって呼気チャンバ３０内のフィルタアセンブリ１９、および第１の壊れやすい障壁３６ａによってアンプルトンネル１３０内のアンプル部材２２から分離される。
図４は、ハンドルアセンブリ１２およびその構成要素の分解図である。好ましい実施形態では、ハンドルアセンブリ１２は、ハンドル内部９９（図５Ａ参照）を画定する第１および第２の半分１０２、最上ならびに底端キャップ１０３および１０５、グリップ１０４、プラグ１０７を介して分析デバイス１６（電子および／またはデータ）に接続するケーブル１０６、ならびに圧力変換器５０および関連構成要素（回路基板１０８、圧力管１１０等）を伴う、伸長本体部分１０１を含む。ハンドルアセンブリ１２はまた、好ましくは、以下で説明される、ハンドル貯蔵ポケット６６および管１５０の中の磁石１５０ａと相互作用する、磁石１１１も含む。圧力突出４９は、最上端キャップ１０３の上面５２から外向きに延在する（図５Ａ参照）。圧力開口部１１３が、圧力突出４９の最上部の中に画定される。好ましい実施形態では、圧力突出は、分析カートリッジ１４に連結されるときに圧力突出４９を密閉する、Ｏリング１１５をその周囲に含む。好ましくは、圧力突出４９は、分析カートリッジの下部分３１の中に画定される圧力陥凹１３９（図７参照）の中に受容される。図５および５Ａに示されるように、好ましい実施形態では、ハンドルアセンブリ１２内の圧力経路は、圧力開口部１１３から、（圧力管１１０の中に受容される）最上端キャップ１０３の底面上の拡張部１１７を通り、圧力管１１０を通って（その端部が圧力管１１０の中に受容される）圧力変換器５０まで延在する。概して、圧力経路は、圧力開口部１１３と圧力変換器５０との間に画定される。ケーブル１０６は、回路基板１０８に接続される。したがって、圧力変換器５０の圧力示度値は、分析デバイス１６の主回路基板７４に伝達されることができる。
図５Ａ−６Ｂは、ハンドルアセンブリ１２に取り付けられている分析カートリッジ１４を示す。好ましい実施形態では、分析カートリッジ１４は、本体部分１１から下向きに延在するカラー１３８を含む。カラー１３８は、その中に画定された、少なくとも１つ、好ましくは、複数の取付陥凹１４０を含む。陥凹１４０のうちの１つは、ハンドルアセンブリ１２の最上端キャップ１０３上の整合または取付突出１４２と噛合する（別の実施形態では、より多くの取付突出１４２があり得る）。カラー１３８はまた、最上端キャップ１０３の一部である座部１４４上で受容される。環状突出が、カラー１３８上のアンダーカットスロットと噛合し、スナップ嵌合を作成する、キャップ１０３から外向きに延在する。摩擦嵌合も本発明の範囲内である。取付陥凹１４０は、ハンドルアセンブリ１２の最上部の上に固着されたときに、カラーが拡張することを可能にする。
ハンドルアセンブリ１２の最上部の上で圧力突出４９を受容するための圧力陥凹１３９は、カラー１３８内で画定される。相補的取付陥凹１４０および取付突出１４２は、圧力突出４９が圧力陥凹１３９の中で受容されるように、取付プロセス中に分析カートリッジ１４およびハンドルアセンブリ１２を整合させる。座部１４４は、カラー１３８との摩擦嵌合を提供するためのゴム材料または同等物を含むことができる。分析カートリッジ１４をハンドルアセンブリ１２に取り付ける任意の方法は、本発明の範囲内である。例えば、ハンドルアセンブリ１２に分析カートリッジ１４は、螺合嵌合、スナップ嵌合、または同等物によって接続されることができる。
図５Ａに示されるように、第１の位置では、アンプル部材２２は、分析カートリッジ１４の下部分３１から下向きに延在する。したがって、分析カートリッジ１４がハンドルアセンブリ１２に接続されるとき、アンプル部材２２の下面２３ｂは、ハンドルアセンブリ１２の上面５２に接触し、それによって、アンプル部材２２を上向きに押動し、したがって、第１の壊れやすい障壁３６ａを破壊し、アンプル部材を第１の位置から第２の位置まで移動させる。これは、ＰＤ誘導体２４を流体チャンバ３２および溶出溶液３４の中へ移送することを促進する。ＰＤ誘導体２４は、分析カートリッジ１４がハンドルアセンブリ１２に接続されるまで、溶出溶液３４から分離されて保たれることが理解されるであろう。溶出溶液３４およびＰＤ誘導体２４は、フェニレンジアミン溶液（「ＰＤ溶液」）３５を形成するように混合される（分析デバイス１６の溶出溶液３４およびＰＤ誘導体２４のさらなる混合が以下で説明される）。
図２−７を参照すると、分析カートリッジ１４に含まれる別の特徴は、呼気圧力測定能力である。これは、分析カートリッジに息を吹き込む患者が、分析デバイス１６上のスクリーン６０を介して、吹き込まれた圧力が所定の範囲内であるかどうかを把握することを可能にする。概して、圧力経路が、（呼気チャンバ３０と連通している）分析カートリッジ１４の上部分２９内の圧力測定孔４２とハンドルアセンブリ１２内の圧力変換器５０との間に画定される。図３Ａに示されるように、圧力経路は、圧力測定孔４２から、部分的にフィルタアセンブリ１９の周囲に延在する圧力チャネル４４まで、および本体部分１１を通って下向きに延在する圧力トンネル４６まで延在する。図３Ａは、分析カートリッジ１４から省略された最上リングカバー４７を示すことが理解されるであろう。最上リングカバー４７（または他の壁もしくは障壁）は、圧力を維持するように圧力チャネル４４を封入する。
図７は、分析カートリッジ１４の底部および圧力陥凹１３９と連通する圧力トンネル４６の端部を示す。圧力突出４９が圧力陥凹１３９の中で受容されるとき、圧力トンネル４６が圧力開口部１１３と連通させられる。したがって、完全な圧力経路は、圧力測定孔４２から、圧力チャネルを通り、圧力トンネルを通り、圧力開口部を通り、中空拡張部１１７を通り、圧力管１１０を通り、圧力変換器５０まで延在する。
患者が呼気チャンバ３０（およびフリットプレート２６）を通して息を吹き込むとき、圧力測定が行われる。好ましい実施形態では、これは、圧力差流量計算を必要とする。呼気が呼気チャンバを通して息を吹き込まれると、個人がどれだけ強く吹いているかに応じて、フリットプレート２６と呼気出口孔４０との間の呼気チャンバ３０の遠位空間３８の中で生成される圧力差がある。圧力測定孔４２は、遠位空間３８内の壁の中に画定され、本質的に、周囲および遠位圧力差を測定するためのタップである。圧力測定孔４２を介した遠位空間３８内の呼気の圧力は、圧力チャネル（圧力経路）内の既存の空気を加圧する。圧力経路は、圧力測定孔４２を通ってチャネル４４の中へ延在し、圧力トンネル４６を経由し、次いで、それを通って下に、ハンドルアセンブリ１２まで導かれる。呼気チャンバ３０の遠位空間３８の内側にある圧力は、圧力変換器５０によって測定されており、圧力測定に基づいて、呼気チャンバ３０を通した流速が計算されることができる。圧力変換器５０の電子機器は、ハンドルアセンブリ１２の中に（すなわち、回路基板１０８の上に）位置する。
使用時に、いったん分析カートリッジ１４がハンドルアセンブリ１２上に配置されると、ユーザは、所定の体積の空気または呼気（例えば、３リットル）が呼気チャンバ３０を通して吐き出されるように、マウスピース１８および呼気チャンバ３０を通して息を吹き込む。したがって、ＣＣＭが、所定または公知の体積の呼気からフィルターアウトされ、基質２８上で収集される。ＣＣＭが収集された後、ユーザは、以下で説明されるように、ハンドルアセンブリ１２から分析カートリッジ１４を除去し、マウスピース１８を除去し、分析デバイス１６の中に分析カートリッジ１４を配置する。（図６Ｂに示される）分析カートリッジ１４およびハンドルアセンブリ１２は、組み合わせて、本明細書では呼気捕捉アセンブリ１３と称される。
図６Ａ−７に示されるように、分析カートリッジは、底部窓と、２つの側面窓とを含む。底部窓は、本明細書では蛍光窓１７０と称され、側面窓は、本明細書では光入射窓１７２ａおよび光出射窓１７２ｂと称される。蛍光窓１７０、光入射窓１７２ａ、および光出射窓１７２ｂは、以下で説明される分析デバイス１６内の光学システム７７（本明細書では蛍光検出アセンブリまたは蛍光光度計とも称される）と併せて使用される。好ましい実施形態では、窓１７０ならびに１７２ａおよび１７２ｂは、透明プラスチックであり、本体部分１１の残りの部分と同一の材料である。しかしながら、窓は、異なる材料であり得る。好ましくは、窓１７０ならびに１７２ａおよび１７２ｂは、光学的に研磨され、外面が（以下で説明される）光学システム７７の適切な構成要素に対して直角であるように配向される。好ましい実施形態では、本体部分１１の残りの部分は、光学的に透明ではなく、窓１７０ならびに１７２ａおよび１７２ｂが隔離される（すなわち、カートリッジの側面または底部が角度を付けられるか、もしくは窓の外面と平行ではない）ように、ドラフトを含む。好ましくは、光入射および光出射窓１７２ａならびに１７２ｂは、相互と平行であり、蛍光窓１７０は、光入射および光出射窓１７２ａならびに１７２と垂直である。
好ましい実施形態では、分析カートリッジ１４は、プラスチック（例えば、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ等）で作製され、種々の部品が、超音波で相互に結合される。しかしながら、これは制限ではなく、分析カートリッジは、所望に応じて、任意の望ましい材料で作製され、結合されることができる。
図１および８−２３は、分析デバイス１６を示す。図１および８−１１に示されるように、概して、分析デバイス１６は、（２つの半分４８ａおよび４８ｂから成る）ケース４８と、開放および閉鎖位置の間で摺動可能であるドア５４と、シュラウド５６と、（分析カートリッジが受容される）シュラウド５６の中で画定される分析ポケット５８と、底部５７と、主回路基板７４と、回転アセンブリ７６と、（好ましくは、タッチスクリーンである）ディスプレイ６０とを含む。完全な分析ポケット５８は、以下で説明される、先細漏斗部分５８ａと、ウェル１７３とを含むことが理解されるであろう。分析デバイス１６はまた、オン／オフボタン６２と、スピーカ６４と、ハンドル貯蔵ポケット６６と、ＵＳＢポート６８と、ＤＣ入力電力ポート７０（図８参照）とを含む。分析デバイス１６はまた、図９に示されるようなバッテリ７２と、図１１に示されるバッテリドア１５６とを含む。バッテリは、好ましくは、再充電可能であるが、これは制限ではない。
シュラウド５６は、分析カートリッジ１４と分析デバイス１６との間のインターフェースである。使用時に、分析カートリッジ１４を使用して呼気サンプルが採取された後、ユーザは、（ポケット開口部５８ｂを通して）分析ポケット５８の中に分析カートリッジを配置し、ドア５４を閉鎖する。図１０は、ケース４８ｂの底部半分が除去されている、分析デバイス１６を示す。示されるように、分析デバイス１６は、主回路基板７４と、以下で説明されるように、溶出溶液３４およびアルデヒドを混合するための回転アセンブリ７６とを含む。回転アセンブリ７６はまた、光学システム７７も含む。主回路基板７４（マザーボード）は、コントローラであり、ＵＳＢポート６８と、ＤＣ入力電力ポート７０と、モータ７８および光学システム７７（以下で説明される光学基板１６０および１６２）と通信するためのケーブルと、（プラグ１０７および１４８、ケーブル１０６、ならびに回路基板１０８を介して）ハンドルアセンブリ１２と通信するためのケーブルと、ディスプレイ６０と、オン／オフスイッチ６２と、バッテリ７２と、ドア５４が開放しているか、または閉鎖されているかどうかを感知するための光学センサとを含む（またはそれらと電気的に通信している）が、それらに限定されない。
図１１は、分解された分析デバイス１６を示し、ケース４８ａおよび４８ｂの第１および第２の半分、摺動可能ドア５４、主回路基板７４、ならびに回転アセンブリ７６を図示する。示されるように、分析デバイス１６はまた、ケーブル１０６の接続のためにその中にプラグ１４８を有する端部キャップ１４６と、ハンドル貯蔵ポケット６６を画定する管１５０とを含む。上記で議論されるように、ハンドル貯蔵ポケット６６および管１５０は、ハンドルアセンブリ１２の中の磁石１１１と相互作用する、磁石１５０ａを含む。２つの磁石の相互作用は、ハンドル貯蔵ポケット６６の中でハンドルアセンブリ１２を保持することに役立つ。好ましい実施形態では、ケース４８ａの第１の半分は、分析ポケット５８を画定するようにシュラウド５６と整合する、開口部１５２を含む。ケース４８の中の開口部／カバー１５４は、ディスプレイ６０を収納する。好ましい実施形態では、ケース４８ｂの第２の半分は、底部５７と、バッテリドア１５６と、主回路基板７４の一部である、ＵＳＢポート６８およびＤＣ入力電力ポート７０用の開口部とを含む。
図１２−２０は、殆どの他の構成要素が省略されている、回転アセンブリ７６を示す。図１２−１３に示されるように、回転アセンブリ７６は、概して、回転可能部分８６と、第１および第２の固定された部材８８ａならびに８８ｂと、モータ７８と、歯車列８１（好ましくは、大型歯車８４を駆動するピニオン歯車８３を含む）と、シュラウド５６と、光学システム７７とを含む。モータ７８は、大型歯車８４と噛み合ってそれを回転させる、ピニオン歯車８３を駆動する、駆動シャフト（図示せず）を含む。モータ７８は、好ましくは、主回路基板７４によって制御される。中心部分（回転可能部分８６）が枢動し、固定された部材８８ａおよび８８ｂがケース４８内で静止したままであることが理解されるであろう。大型歯車８４は、好ましくは、固定された部材８８ａ上でガイド突出１８８を受容する弓形スロット１８６をその中に含む。弓形スロット１８６の端部は、回転可能部分８６が各方向にある程度のみ回転することができるように、（ガイド突出１８８と相互作用することによって）停止を提供する。
図１６−１７Ｂは、回転可能部分８６のみを示す。回転可能部分８６は、キーおよびキー溝関係を介してシュラウドに接続する、第１および第２の車軸部材１６４ならびに１６６を含む。これは、制限ではない。別の実施形態では、第１および第２の車軸部材１６４ならびに１６６は、シュラウドに接着または結合されることができ、もしくはシュラウドと一体であり得る。図１３に示されるように、好ましい実施形態では、シュラウド５６は、その反対側にキー５６ａを伴う軸方向に整合させられた円筒突出１７４を含む。突出１７４は、その中に画定された相補的キー溝１７６を含む、第１および第２の車軸部材１６４ならびに１６６を受容する。第１および第２の車軸部材１６４ならびに１６６は、好ましくは、１つの配向においてシュラウド５６上で嵌合するのみであるように、キーを付けられる。
第１および第２の車軸部材１６４ならびに１６６は、固定された部材８８ａおよび８８ｂ内の中心開口部１８０と協働し、回転可能部分８６が回転することを可能にする、軸受１７８をその上に有する。回転可能部分８６は、大型歯車８４の中心開口部内の少なくとも１つのキー溝８４ａと噛み合う少なくとも１つのキー１６６ａを介して、大型歯車８４に接続される。第２の車軸部材１６６はまた、大型歯車８４用の停止部１８４と、主回路基板７４に由来し、光学システム７７まで延在するケーブル（図示せず）がそれを通過することを可能にする、ケーブル通過陥凹１６５とを含む。したがって、モータ７８は、（分析ポケット５８の中で分析カートリッジ１４を保持する）シュラウド５６ならびに（以下で議論される）光学システム７７およびアーム８０等のそれに取り付けられた全ての他の構成要素を駆動する、第２の車軸部材１６６と噛み合ってそれを駆動する、大型歯車８４を駆動する、ピニオン歯車８３を駆動する。
好ましい実施形態では、分析デバイス１６は、ドア５４が回転アセンブリ７６の運動によって施錠される、ドアロックアセンブリを含む。好ましくは、ドアロックアセンブリは、ドアが開放しているか、または閉鎖されているかどうかを感知する、ドア検出センサを含む。シュラウド５６は、ケース上の枢動タブ部材と相互作用するカム特徴（図１６参照）をその上に含む。カム特徴１１４は、回転アセンブリ７６が装填位置に進むときにタブが係脱させられ、したがって、ドアが摺動して開くように位置付けられる。回転アセンブリ７６の全ての他の配向では、タブは、上向きであり、ドアを施錠し、それが摺動して開くことを防止する。
以下で説明されるように、回転可能部分８６は、その中でＰＤ溶液３５を混合するように、および光学システム７７がその分析を行うことを可能にするように、その中の分析カートリッジ１４とともに回転する。加えて、回転可能部分８６は、アーム８０がフィルタアセンブリ１９を呼気チャンバ３０から流体チャンバ３２に押し込むように、回転運動を枢動運動に変換するカムおよびレバーシステムを含む。図１７Ａ−１９Ｃは、カムおよびレバーシステム、ならびにどのようにして回転アセンブリ７６がアーム８０を移動させるかを示す。アーム８０は、枢軸を画定する支柱１９１上で枢動し、カム表面１２０上に乗設する玉軸受１２２を伴う第１の端部８０ａと、シュラウド５６の側面内のアーム開口部５６ｂの中および外へ移動する第２の端部とを含む。好ましい実施形態では、アーム８０は、支柱１９１上で枢動し、図１７Ｂに示されるように、第１の車軸部材１６４から延在するタブ１９２に固着される。好ましくは、アーム８０は、シュラウド５６から下向きに延在する支柱１９１を受容する、開口部１８９を含む（図１７Ｂ参照）。コイル区分が支柱１９１を受容する開口部を形成するように、ばね１２４が形成される。締結具１９０が、タブ１９２内の開口部１９２ａを通って支柱１９１の端部の中へ延在する。玉軸受１２２を伴うアーム８０の第１の端部８０ａは、第２の固定された部材８８ｂの中に画定されるカムチャネル１９４の中へ延在する（図１８参照）。
アーム８０は、格納位置（図１９Ａ）と展開位置（図１９Ｂ）との間で移動可能である。ばね１２４は、アームを格納位置に付勢する。図１８にされるように、カム表面１２０は、曲面であり、玉軸受１２２が進行する経路に沿って増加する半径を含む。回転可能部分８６（およびアーム８０）が回転すると、玉軸受１２２がカム表面１２０上に乗設する。カム表面１２０の増加する半径は、アーム８０を枢軸の周囲で枢動させ、したがって、アーム８０の第２または作業端８０ｂをシュラウド５６内のアーム開口部５６ｂに押し込む。アームが内向きに枢動させられない図１９Ａを、それが内向きに枢動させられる図１９Ｂと比較されたい。シュラウド５６内の分析カートリッジ１４の位置付けにより、アーム８０の第２の端部８０ｂは、フィルタアセンブリ１９を呼気チャンバ３０から流体チャンバ３２まで押動する。カム表面１２０、玉軸受１２２、および枢動する（かつばね１２４を介してばね付勢される）アーム８０は、回転運動を枢動運動に変換するように連動する。
図１７Ｂ−１７Ｄおよび２０は、光学システム７７を示す。光学システム７７は、第１および第２の半分１９７ａならびに１９７ｂから成る筐体１９６を含む（第２の半分１９７ｂは図２０で省略されている）。筐体１９６は、好ましくは、ねじ山付き締結具１９６ａによってシュラウド５６に固着される（図１０参照）。好ましい実施形態では、シュラウド５６は、第１および第２の筐体半分１９７ａ上で相補的第１および第２の受容器管１７７ａならびに１７７ｂを通って延在する伸長ねじ山付き締結具１９６ａを受容する、４つの締結具受容器部材１７５を含む。締結具受容器部材１７５は、内部でねじ山をつけられることができ、またはねじ山付き締結具１９６ａがその中に螺入されると、ねじ山がプラスチックに作成されるように作製されることができる。図１７Ｂに示されるように、シュラウド５６上の締結具受容器部材１７５に対応しない、第１および第２の受容器管１７７ａならびに１７７ｂの余剰セットが含まれる。したがって、ねじ山付き締結具１９６ａは、筐体の２つの半分をともに固着し、筐体１９６をシュラウド５６に固着する。
シュラウド５６は、分析ポケット５８の中にあるときに、それを通って分析カートリッジ１４の後部が延在する、分析開口部２００をその底部に含む。分析開口部２００は、その中で分析カートリッジ１４の後部を受容する、筐体１９６の第２の半分１９７ｂの中のウェル１７３と整合させられる。筐体１９６は、ウェル１７３を画定する、図１７Ｃ示されるような分析カートリッジ受容部分２０４を含む。筐体１９６は、第１および第２の筐体半分１９７ａならびに１９７ｂが、光チャンバ１９８、蛍光チャンバ２０７、光トラップ９４、およびウェル１７３を画定するよう協働するように、形成される。シュラウド５６は、光入射開口２１６、蛍光開口２１７、および光トラップ開口部２１８を画定するように、分析カートリッジ受容部分２０４上の陥凹と協働する、３つの陥凹２０３をその底面上に含む。
光学システム７７はまた、ＬＥＤ７９を含む、第１の光学回路路基板またはマイクロントローラ１６２と、受容器もしくは検出器８２（例えば、フォトダイオード）を含む、第２の光学回路基板１６０とを含む。両方の光学回路基板は、主回路基板７４からの通信および制御のためのケーブル（図示せず）を接続するためのソケットまたはコネクタ１６３を含む。光学システム７７はまた、光チャンバ１９８の中に位置付けられる、少なくとも１つの第１のレンズ９０および少なくとも１つの第１のフィルタ９２と、蛍光チャンバ２０７の中に位置付けられる、少なくとも１つの第２のレンズ９６および少なくとも１つの第２のフィルタ９８とを含む。筐体１９６は、第１および第２の筐体半分１９７ａならびに１９７ｂが、第１のレンズポケット１９９、第１のフィルタポケット２０１、第２のレンズポケット２０３、および第２のフィルタポケット２０５を画定するよう協働するように、形成される。
図１７Ｃ−１７Ｅおよび２０に示されるように、最上筐体半分１９７ａは、光入射開口２１６および蛍光開口２１７を少なくとも部分的に形成するように、分析カートリッジ受容部分２０４の頂面内の第１および第２の陥凹２１３ならびに２１５と協働する、その中に画定された第１および第２の陥凹２１２ならびに２１４を含む。最上および底筐体半分１９７ａならびに１９７ｂはまた、光トラップ開口部２１８を少なくとも部分的に形成するように協働する。分析カートリッジ１４がウェル１７３の中に位置付けられるとき、光入射窓１７２ａは、光入射開口２１６と整合させられ、蛍光窓１７０は、蛍光開口２１７と整合させられ、光出射窓１７２ｂは、光トラップ開口部２１８と整合させられる。
使用時に、ＬＥＤ７９は、第１のレンズ９０を通り、第１のフィルタ９２を通り、光入射開口２１６を通り、（蛍光溶液２０６内のＣＣＭに感知チャンバ３２ｂ内で蛍光を出させる）分析カートリッジ１４内の光入射窓１７２ａを通り、光出射窓１７２ｂを通り、光トラップ開口部２１８を通り、光トラップ９４の中へ光路（ＬＰ）に沿って照射する。光トラップ９４は、その中に入射する光が跳ね返り、入射開口部を通って戻るよう漏出し、検出器８２に向かって決して反射されることができないように、傾斜壁を伴って構成される。蛍光を発したＣＣＭから反射される光は、分析カートリッジ１４に入射する光から約９０度で蛍光窓１７０を通る蛍光経路（ＦＰ）に沿って、分析カートリッジ１４から出射する。蛍光経路は、蛍光開口２１７を通り、第２のレンズ９６および第２のフィルタ９８を通って検出器８２まで進む。これは、概して、エミッタ検出器設定である。好ましい実施形態では、検出器８２は、エミッタ７９に対して約９０度にある。他の角度も、本発明の範囲内である。
好ましい実施形態では、ＬＥＤ７９から発せられ、光路ＬＰに沿って指向される光は、可能な限り平行にされる。好ましくは、光チャンバ１９８は、可能な限り多くの平行ではない光を排除するように設計される。これを達成するために、光チャンバ１９８は、少なくとも第１のレンズ９０と、光路ＬＰの中に位置付けられる（以下で説明される）一連のバッフルおよび開口とを含む。図１７Ｄは、光チャンバ１９８の軸と平行に指向されているものとして光路ＬＰを示す。しかしながら、ＬＥＤ７９から発せられる一部の光は、軸と平行に延在しなくてもよい。例えば、図１７Ｄの鎖線を参照されたい。好ましい実施形態では、第１のレンズ９０は、フレネルレンズである。しかしながら、これは、本発明への制限ではない。例示的実施形態では、第１のレンズ９０は、１２．７ｍｍのレンズ直径を伴う２５．４ｍｍ×２５．４ｍｍ×２２ｍｍの全体的寸法である、約１０ｍｍの焦点距離を伴うフレネルレンズである（第２のレンズは、同一の性質を有することができる）。しかしながら、これらの寸法のうちのいずれも限定的ではない。第１のレンズ９０は、好ましくは、ウェル１７３内の感知チャンバ３２ｂの内側でＬＥＤ７９からの光を集束するように位置付けられる仕様を含む。例示的実施形態では、平行光線は、感知チャンバ３２ｂの中心で直径が約４ｍｍである。
図１７Ｃ−１７Ｄに示されるように、好ましい実施形態では、光チャンバ１９８は、その中に画定された第１の光バッフル開口２４４ａを含む、その中に位置付けられた第１の光バッフル２４４を含む。第１の光バッフル２４４は、第１のレンズ９０の前に光路ＬＰに沿って位置付けられる。光チャンバ１９８はまた、その中に画定された第２の光バッフル開口２４６ａを含む、その中に位置付けられた第２の光バッフル２４６を含む。第２の光バッフル２４４は、第１のレンズ９０と第１のフィルタ９２との間の光路ＬＰに沿って位置付けられる。好ましくは、第３の光バッフル開口２４８ａを含む第３の光バッフル２４８は、第１のフィルタ９２の後で光路ＬＰの中に位置付けられる。好ましくは、第１および第２の光バッフルは、光路ＬＰの方向に対して直角であり、第３の光バッフルは、光路ＬＰの方向に対して直角ではない。バッフルおよび開口は、第２の筐体半分１９７ｂと協働する第１の筐体半分１９７ａによって形成されることが理解される。図１７Ｄは、第２の筐体半分１９７ｂのみを示す。
光は、分析カートリッジを通過した後、光トラップ９４の中へ光トラップ開口部２１８を通過する。好ましい実施形態では、光トラップの壁は、入射する光の大部分を吸収するであろう黒である。図１７Ｄは、光トラップ９４の平面図を示す。好ましい実施形態では、光トラップ９４は、光が跳ね返るにつれて分散させることに役立つ、曲面壁を含む。しかしながら、図１７Ｄに示されるように、光路ＬＰに対して、壁は、それらが黒いため殆どの光を吸収するが、また、実質上、いかなる光も光トラップ開口部２１８を通って漏出しないように、別の壁に向かって反射されるあらゆる光を反射するようにも設計される。光トラップ９４は、好ましくは、光トラップに入射した後に光を受容する、第１の壁９４ａを含む。第１の壁は、好ましくは、光路ＬＰに対して約２５°〜４５°に角度を付けられる。例示的実施形態では、それは、光路ＬＰから３５°に角度を付けられる。光トラップ９４はまた、好ましくは、光路ＬＰから角度を付けられる第２の壁９４ｂも含む。好ましくは、それは、光路ＬＰと直角にない。例示的実施形態では、光が光トラップ９４に入射すると、異なる壁から跳ね返る度に、約８０％が吸収され、２０％が反射される。８０％〜２０％の吸収対反射比でいくつかの壁から跳ね返った後、残りの光は、ごくわずかであろう。
蛍光経路ＦＰはまた、第２のレンズ９６および第２のフィルタ９８とともに、その中にバッフルおよび開口も含む。図１７Ｄに示されるように、好ましい実施形態では、蛍光経路ＦＰは、それに沿って、第１の蛍光バッフル２５０と、分析カートリッジ受容部分２０４の頂面内の第２の陥凹２１５によって形成される蛍光開口２１７である関連開口と、その中に画定された第２のレンズ９６と、その中に画定された第２の蛍光バッフル開口２５２ａを含む、第２の蛍光バッフル２５２と、第２のフィルタ９８とを含む。好ましくは、第２のレンズ９６は、第１のレンズ９０と同一の仕様を有する。しかしながら、これは、制限ではなく、２つのレンズは、異なり得る。別の実施形態では、光路および蛍光経路のいずれか一方または両方は、その中に１つより多くのレンズを含むことができる。
ＬＥＤから発せられる光は、完全には平行にされないことが理解されるであろう。したがって、光バッフルおよび開口は、光チャンバ１９８の内側から跳ね返される光の一部および他の外部光を遮断するように提供される。第１、第２、および第３の光バッフル２４４、２４６、ならびに２４８内の開口は、光チャンバ１９８より小さい直径を有し、それによって、光バッフルに、非平行光のいくらかの光を遮断または排除させ、光チャンバ１９８を通る光路ＬＰに沿って進行する、より平行な光線を生成することに役立つ。
好ましい実施形態では、第１、第２、および第３の光バッフルの直径は、光路に沿って遭遇されるにつれて、より小さくなる。例示的実施形態では、光チャンバ１９８は、約１６ｍｍの内径を有し、第１の光バッフル開口は、約１０ｍｍの内径を有し、第２の光バッフル開口は、約９ｍｍの内径を有し、第１の光バッフル開口は、約５ｍｍの内径を有する。蛍光チャンバ２０７に関して、例示的実施形態では、第１の蛍光バッフル開口は、約５ｍｍの内径を有し、第２の蛍光バッフル開口は、約７ｍｍの内径を有する。
図１７Ｄに示されるように、好ましい実施形態では、第１のレンズポケット１９９、第１のフィルタポケット２０１、第２のレンズポケット２０３、および第２のフィルタポケット２０５はそれぞれ、安定した位置でレンズまたはフィルタをその中に維持し、それが振動することを防止することに役立つ、圧搾隆起をその中に含む。しかしながら、圧搾隆起は、省略されることができる。また、ウェル１７３は、その中の整合部材２５４と、ウェル１７３内の任意の流体を排出するための排出管２５６とを含むことができる。
第１のフィルタ９２は、ＬＥＤ７９から発せられる光線から不要な光の波長をフィルタ処理するように提供される。任意のフィルタが、本発明の範囲内である。好ましい実施形態では、第１のフィルタは、第１の範囲内の光の透過を可能にする。例えば、第１のフィルタは、３００ｎｍ〜５４０ｎｍの透過領域、Ｔ＜０．０００１％、ＯＤ＞６、５４０ｎｍ〜５５０ｎｍの遷移領域、０％＜Ｔ＜１００％、および５５０ｎｍ〜８００ｎｍの光を遮断する遮断領域、Ｔ＞９０％を含むことができる。しかしながら、これは、例示的にすぎず、任意のフィルタが、本発明の範囲内である。好ましい実施形態では、第２のフィルタは、第２の範囲内の光の透過を可能にする。例えば、第２のフィルタは、３００ｎｍ〜５５５ｎｍの光を遮断する遮断領域、Ｔ＜０．０００１％、ＯＤ＞６、５５５ｎｍ〜５６５ｎｍの遷移領域、０％＜Ｔ＜１００％、および５６５ｎｍ〜８００ｎｍの透過領域、Ｔ＞９０％を含むことができる。しかしながら、これは、例示的にすぎず、任意のフィルタが、本発明の範囲内である。第２のフィルタ９８は、何らかの方法で蛍光チャンバ２０７の中へ進んだ全てのＬＥＤ光を遮断するように、および所定の波長における蛍光のみを通過させるように設計される（例えば、ロングパスフィルタ）。
好ましい実施形態では、蛍光信号をさらに分離するために、ロックイン増幅が使用される。ロックイン増幅器は、背景光（例えば、部屋、デバイスの内側の回路基板、スクリーンからの背面照明、および潜在的に検出器８２に到達し得る任意の他の白色源からの光）を起源とする、信号を排除することに役立つために使用される。本技法を使用することの例示的実施形態では、ＬＥＤは、第１の速度（例えば、４００ＨＺ〜１０００ＨＺ）で点滅させられる。これは、ＤＣから離れることに役立ち、雑音問題に役立つ。次いで、検出する間に、同一の周波数を有していない、ＬＥＤが駆動されている周波数に位相が非常に近い信号が検出される場合、光が、ある他の源（例えば、背景光）に由来している可能性があるため、信号から排除される。概して、ロックイン増幅器は、信号を取り、ＬＥＤがオンであるときから信号を平均化し、次いで、ＬＥＤがオフであるときから信号を平均化し、２つを減算する。これは、好ましくは、雑音が少ししかない蛍光信号をもたらす。
図１７Ｃに示されるように、好ましい実施形態では、上筐体半分１９７ａは、下向きに延在し、下筐体半分１９７ｂから上向きに延在する別の穴縁またはフランジ２６０に重複する、穴縁またはフランジ２５８を含む。相補的フランジは、光チャンバ１９８または蛍光チャンバ２０７に入射もしくは出射するための光を遮断することに役立つ。好ましくは、フランジは、重複するように相互からオフセットされる。
本明細書で議論されるように、光学システム７７の構成要素は、分析カートリッジの化学性質のために、ならびに本特定のＰＤ誘導体および測定される蛍光の量のために、特異的に調整される。９０度の角度は、光検出器８２が蛍光を発したＣＣＭからの放射光を検出することを可能にする。換言すると、検出器８２は、ＬＥＤからいかなる光も受容していないが、蛍光を発したアルデヒドの粒子のみを検出している。
本明細書の説明から、呼気分析システムは、好ましくは、分析カートリッジ１４の中で患者から呼気サンプルを取得するために使用され、次いで、呼気サンプルは、分析デバイス１６の中で分析されることを理解されたい。いったん分析カートリッジ１４が分析デバイス１６内の分析ポケット５８の中に配置され、ウェル１７３の中へ下に延在すると、回転アセンブリ７６は、内容物を混合し、フィルタアセンブリ１９を呼気チャンバ３０から流体チャンバ３２まで移動させ、光学システム７７に分析を行わせるように、数回、分析カートリッジ１４ａを回転させる。
図２１Ａ−２３は、どのようにして回転アセンブリ７６がＰＤ溶液３５を混合し、フィルタアセンブリ１９を呼気チャンバ３０から流体チャンバ３２まで移動させ、蛍光溶液２０６を形成するようにＰＤ溶液および呼気アルデヒド（ＣＣＭ）を混合するか、ならびにどのようにして光学システム７７が蛍光溶液２０６の分析を行うかについてステップを示す。図のそれぞれは、分析ポケット５８の中に分析カートリッジ１４を伴う回転アセンブリ７６の断面端面図を示す。好ましい実施形態では、図２１Ａに示されるように、分析カートリッジが分析ポケット５８の中に配置され、後部が分析開口部２００を通ってウェル１７３の中へ下に延在するとき、整合部材２０８が、呼気出口孔４０の中で受容される。
図２１Ａでは、分析カートリッジ１４は、回転アセンブリ７６内の分析ポケット５８の中にあり、臨床医がちょうどそれをハンドルアセンブリ１２から取り外し、分析ポケット５８の中に配置した際の構成（本明細書では開始位置と称される）にある。使用時に、回転アセンブリ７６は、ＰＤ誘導体２４を溶出溶液３４に導入または混入するように、少なくとも１回の枢動もしくは回転を通して、分析カートリッジ１４を回転させる。図２１Ｂは、回転後の第２の位置（本明細書では第１の混合位置と称される）における回転可能部分８６および分析カートリッジ１４の配向を示す。回転可能部分８６は、適切な撹拌または混合のために、開始位置と第１の混合位置との間で、所定の回数、移動することができる。上記で議論されるように、回転可能部分８６は、回転可能部分８６を回転させ、ＰＤ誘導体２４が完全に溶液中にあることを確認するように、基本的にＰＤ溶液３５を前後に振る、モータ７８（図１５参照）を介して、移動させられる。これは、混合ステップである。
図２１Ｃは、第３の位置（本明細書では基準読取位置と称される）における回転可能部分８６および分析カートリッジ１４の配向を示す。本ステップ（本明細書では基準読取ステップと称される）では、分析カートリッジ１４は、流体チャンバ３２が上下にまっすぐであるように枢動させられる。したがって、ＰＤ溶液３５の全ては、流体チャンバ３２の後部分または感知チャンバ３２ｂの中にある。本時点で、基準蛍光示度値が、光学システム７７によって得られる。好ましい実施形態では、これは、ＬＥＤ７９をオンにし（主回路基板７４が第１の光学回路基板１６２と通信する）、検出器８２を使用して、その中にいかなるＣＣＭも伴わないＰＤ溶液３５の蛍光を測定することによって、行われる。基準示度値は、第２の光学回路基板１６０によって主回路基板７４に伝達される。
次に、図２１Ｄ−２１Ｅに示されるように、回転可能部分８６およびシュラウド５６（ならびに分析カートリッジ）は、（図２１Ｄに示される）第１の混合位置を通り過ぎて、図２１Ｅに示される第４の位置（本明細書では挿入位置と称される）まで移動し、そこで、アーム８０は、フィルタアセンブリ１９を押動し、フィルタアセンブリ経路Ｐ２（図２参照）に沿って、それを呼気チャンバ３０から流体チャンバ３２まで移動させる。換言すると、本ステップでは、フィルタアセンブリ１９は、アーム８０によって流体チャンバ３２に挿入される。これが起こるとき、第２の壊れやすい障壁３６ｂが破壊される。アーム８０は、上記で議論されるカム経路１２０の結果として、フィルタアセンブリ１９を押動することが理解されるであろう。図２１Ｄに示されるように、アーム８０は、基準読取ステップの後に依然として格納位置にある。したがって、混合ステップおよび基準読取ステップ、ならびに開始位置、第１の混合位置、および分析位置の間の回転中に、カム経路１２０は、アーム８０が格納位置にとどまるように構成される。しかしながら、回転可能部分８６が第１の混合位置を越えて回転するとき、カム表面１２０の増加する半径は、玉軸受１２２を外向きに押動し、それによって、図２１Ｅに示されるように、アーム８０の第２の端部８０ｂを枢動させ、フィルタアセンブリ１９を内向きに押動する。本位置では、流体の全てが、流体チャンバ３２の前部分３２ａの中で下にあり、フィルタアセンブリ１９（フリットプレート２６および基質２８）は、流体チャンバ３２の中にある。しかしながら、ＰＤ溶液３５は、流体体積により、フリットプレート２６または基質２８のうちのいずれかにまだ触れていない。
次に、図２２に示されるように、回転可能部分８６およびシュラウド５６（ならびに分析カートリッジ）は、流体チャンバ３２が、もう一度、上下にまっすぐである、第５の位置（本明細書では分析位置と称される）まで回転する。回転可能部分８６の位置付けは、分析位置および基準読取位置と同一であることが理解されるであろう。本位置では、ＰＤ溶液３５は、フリットスタックホルダ２０内の開口部１７、ならびにフリットプレート２６および基質２８に染み透り、それによって、ＰＤ溶液３５にフリットプレート２６およびシリカ２８を浸漬する。また、アーム８０は、格納位置に戻るよう後退しているが、フィルタアセンブリ１９は、定位置にとどまっている。ＰＤ溶液は、下に流出し、フリットプレート２６を通って滴り落ちると、基質２８から溶液（本明細書では蛍光溶液２０６と称される）の中へＣＣＭを洗い流す。分析カートリッジ１４は、ＰＤ溶液３５が流体チャンバ３２の感知チャンバ３２ｂを通って排出し、その中で集合するために十分な時間である、所定の時間量にわたって本配向で残される（排出ステップ）。本ステップ中に、ＣＣＭは、ＰＤ溶液で標識化または着色される。別の実施形態では、蛍光溶液をさらに混合するように、別の混合ステップが追加されることができる。次に、蛍光示度値が、蛍光溶液を分析するように光学システム７７によって得られる。元の示度値は、溶液中にいかなるＣＣＭも伴わない基準であり、ここで、ＣＣＭを伴う測定が行われる。
分析ステップ後に、回転アセンブリ７６は、第１の位置と同一である第６の位置まで回転する。換言すると、回転可能部分８６は、図２３に示されるように、分析カートリッジ１４が除去されることができるように、開始位置に戻る。次いで、分析カートリッジ１４が配置されることができる。好ましい実施形態では、上記で説明される全てのステップは、自動的に行われる。基本的に、ユーザは、ドア５４を開放し、中に分析カートリッジ１４を入れ、ドア５４を閉鎖し、ディスプレイ６０上でクリックなどを行う。
図２４−２９は、分析カートリッジ１４を用いた上記で議論されるステップのうちのいくつかが、呼気分析カートリッジ２２０および蛍光分析カートリッジ２２２を含むシステムに分割される、本発明の別の実施形態を示す。２つのカートリッジはともに、本明細書では分析カートリッジシステム２１９と称される。呼気分析カートリッジ２２０および蛍光分析カートリッジ２２２の両方の構造は、以下で説明されるように分析ポケット５８の中へ嵌合することができるように、上記で説明される分析カートリッジ１４に類似する。図２４−２９の類似数字は、図１−２３の類似構成要素を指す。
分析カートリッジシステム２１９は、呼気アルデヒド（ＣＣＭ）を捕捉し、上記で説明される呼気カートリッジおよびシステムに類似するデバイス内の光学システム７７を用いて、それらを分析するために使用される。分析カートリッジシステム２１９を使用する際の一般的ステップは、以下の通りである。１）ＣＣＭを捕捉するように、呼気分析カートリッジ２２０内の呼気チャンバ３０を通して息を吹き込む。２）呼気分析カートリッジ２２０を分析ポケット５８の中に配置する。３）回転アセンブリ７６およびアーム８０が、フィルタアセンブリ１９を呼気チャンバ３０から流体チャンバ３２まで押して移動させることを可能にし、そこで、ＣＣＭがＣＣＭ溶液を形成するように溶出溶液３４と混合する。４）分析ポケット５８から呼気分析カートリッジ２２０を除去する。５）ＣＣＭ溶液が着色ＣＣＭ溶液２０９を形成するようにＰＤ誘導体と混合することを可能にするように、アンプル部材を第１の位置から第２の位置まで移動させる。６）着色ＣＣＭ溶液が蛍光分析カートリッジ２２２の上チャンバの中へフィルタアセンブリ１９を通って流出するように、呼気分析カートリッジ２２０を蛍光分析カートリッジ２２２に接続する。フィルタアセンブリ１９内の基質２８は、着色ＣＣＭ溶液２０９から着色ＣＣＭを捕捉し、吸収部材２３８は、残りの溶液を吸収する。７）蛍光分析カートリッジ２２２を分析ポケット５８の中に配置する。８）回転アセンブリ７６およびアーム８０が、フィルタアセンブリ１９を呼気チャンバ３０から流体チャンバ３２まで移動させることを可能にし、そこで、着色ＣＣＭが蛍光溶液２０６を形成するように第２の溶出溶液２０２の中へ溶出される。９）光学システム７７を用いて蛍光溶液２０６の蛍光検出分析を行う。好ましい実施形態では、第２の溶出溶液すすぎ液は、５０％を上回るアセトニトリル、好ましくは、９０％エタノールを含む。
図２５に示されるように、呼気分析カートリッジ２２０は、上または呼気チャンバ３０と、流体チャンバ３２と、（その中に基質２８を伴う）フィルタアセンブリ１９とを含む。キャップ２２１は、流体チャンバ３２を塞いで密閉する。呼気分析カートリッジ２２０は、流体チャンバ３２の後部の中に位置付けられるアンプルアセンブリ２２４を含む。溶出溶液３４は、流体チャンバ３２の中に配置され、流体チャンバ３２は、呼気チャンバ３０から密閉される。これは、上記で説明されるように壊れやすい箔障壁によって、または別の密閉方法によって行われることができる。例えば、フリットスタックホルダ２０は、フィルタアセンブリ開口部１３４を密閉することができる。使用時に、患者は、呼気アルデヒドが基質２８上で収集されるように、呼気チャンバ３０を通して息を吹き込む。次に、呼気分析カートリッジ２２０は、開始位置で分析ポケット５８の中に配置される（図２１Ａ参照）。次いで、回転アセンブリ７６は、フィルタアセンブリ１９が呼気チャンバ３０から流体チャンバまで移動するように、シュラウド５６および呼気分析カートリッジ２２０を挿入位置まで回転させる（図２１Ｅ参照）。流体チャンバでは、ＣＣＭが、ＣＣＭ溶液を形成するように溶出溶液２４の中へ溶出される。次いで、呼気分析カートリッジ２２０は、分析ポケット５８から除去される。
好ましい実施形態では、アンプルアセンブリ２２４は、スライド管２２８の中で受容され、その内側で摺動可能である、アンプル部材２２６を含む。アンプル部材２２６は、好ましくは、内部２２６ａを画定し、封入端を含み、その側壁の中に画定される、少なくとも１つ、好ましくは、２つの流体開口部２３０を有する、円筒である。流体チャンバの外側に突出する端部は、壊れやすい障壁２３１で封入される。図２５に示されるように、ＰＤ誘導体２４は、アンプル部材内部または蛍光発色団空間２２６ａの中に配置される。アンプル部材２２６は、ＰＤ誘導体２４が流体チャンバ３２から分離される第１の位置と、アンプル部材内部２２６ａが流体チャンバ３２と連通している第２の位置まで、スライド管２２８内で移動可能である。好ましい実施形態では、アンプル部材２２６が第１の位置にあるとき、流体開口部２３０は、スライド管２２８の内側に位置付けられ、したがって、図２５に示されるように、その中に溶出溶液３４があることから密閉される。しかしながら、アンプル部材２２６が第２の位置まで摺動させられるとき、ここで、開口部２３０は、流体チャンバ３２と流体連通しており、流体チャンバ３２内の流体がアンプル部材内部２２６ａに進入することを可能にする。図２６は、第２の位置におけるアンプル部材２２６を示す。図２４−２５に示されるように、好ましい実施形態では、アンプルアセンブリ２２４は、以下で説明されるように、蛍光分析カートリッジ２２２と噛合する受容器部材２３２の中で収納される。使用時に、上記で説明されるように、分析ポケット５８から呼気分析カートリッジ２２０を除去した後、ユーザは、アンプル部材２２６を圧迫し、それを第１の位置から第２の位置まで移動させる。
図２７に示されるように、好ましい実施形態では、蛍光分析カートリッジ２２２は、上チャンバ３０と、流体チャンバ３２と、（その中に基質２８を伴う）フィルタアセンブリ１９とを含む。第２の溶出溶液２０２は、流体チャンバ３２の中に配置される。キャップ２２１は、流体チャンバ３２を塞いで密閉する。穿刺部材２３４が、前開口部３３に隣接して上チャンバ３０の中に配置される。穿刺部材２３４は、そこから延在する穿刺器２３６を伴う本体部分２３５を含む、中空管状部材である。穿刺器２３６は、本体部分および上チャンバ３０より小さい直径を有する。
使用時に、図２８−２９に示されるように、呼気分析カートリッジ２２０の受容器部材２３２は、蛍光分析カートリッジ２２２の前開口部３３に挿入される。次いで、穿刺器２３６は、壊れやすい障壁２３１を穿刺し、それによって、アンプル部材内部２２６ａを蛍光分析カートリッジ２２２の下チャンバ３２と連通させる。壊れやすい障壁２３１が穿刺されるとき、着色ＣＣＭ溶液２０９は、蛍光分析カートリッジ２２２の上チャンバ３０に流入し、フィルタアセンブリ１９内のフィルタ２６および基質２８に打ち寄せ、着色ＣＣＭは、基質２８によって捕捉される。任意の過剰な溶液は、上チャンバ３０の後部内の吸収部材２３８に吸収される。
次いで、蛍光分析カートリッジ２２２は、開始位置で分析デバイス１６内の分析ポケット５８の中に配置される（図２１Ａ参照）。次いで、回転アセンブリ７６は、着色ＣＣＭが蛍光溶液２０６を形成するように第２の溶出溶液２０２の中へ溶出される、挿入位置（図２１Ｅ参照）まで蛍光分析カートリッジ２２２を回転させる。次いで、回転アセンブリ７６は、分析位置（図２２参照）まで蛍光分析カートリッジ２２２を回転させ、上記で説明されるような蛍光溶液２０６の蛍光分析が行われる。
図３０は、分析カートリッジ２４０の別の実施形態を示す。分析カートリッジ２４０の構造は、以下で説明されるように、分析ポケット５８の中へ嵌合することができるように、上記で説明される分析カートリッジ１４に類似する。図３０の類似番号は、図１−２９の類似構成要素を指す。図３０に示されるように、分析カートリッジ２４０は、上チャンバまたは呼気チャンバ３０と、流体チャンバ３２と、（基質空間２７によって分離されるフィルタ２６を伴う）フィルタアセンブリ１９と、流体チャンバ３２を密閉する通気キャップ２４２とを含む。ＰＤ誘導体（本明細書ではＰＤ基質と称される）が事前に装填される基質は、基質空間２７の中に配置され、溶出溶液３４は、流体チャンバ３２の中に配置される。
使用時に、分析カートリッジ２４０は、ハンドルアセンブリ１２上に配置され、ＣＣＭがＰＤ基質２４１上で収集されるまで、ユーザは、所定の時間量にわたって、所定の圧力において（または所定の圧力範囲内で）マウスピース１８および呼気チャンバ３０を通して空気を吹き込む。ＣＣＭが収集された後、ユーザは、ハンドルアセンブリ１２から分析カートリッジ２４０を除去し、マウスピース１８を除去し、分析カートリッジ２４０を分析デバイス１６の中に配置する。
最初に、分析カートリッジ２４０は、開始位置で分析ポケット５８の中にある（図２１Ａ参照）。好ましい実施形態では、第１の混合または基準読取ステップが必要とされない。しかしながら、別の実施形態では、これらのステップが含まれることができる。次いで、回転アセンブリ７６は、図２１Ｄに示される位置を通り過ぎて、挿入位置まで分析カートリッジ１４を回転させ、そこで、アーム８０は、フィルタアセンブリ１９を押動し、フィルタアセンブリ経路Ｐ２に沿って、それを呼気チャンバ３０から流体チャンバ３２まで移動させる。換言すると、本ステップでは、フィルタアセンブリ１９は、アーム８０によって流体チャンバ３２に挿入される。アーム８０は、上記で議論されるカム経路１２０の結果として、フィルタアセンブリ１９を押動することが理解されるであろう。回転可能部分８６が挿入位置まで回転するとき、カム表面１２０の増加する半径は、玉軸受１２２を外向きに押動し、それによって、図２１Ｅに示されるように、アーム８０の第２の端部８０ｂを枢動させ、フィルタアセンブリ１９を内向きに押動する。本位置では、流体の全てが、流体チャンバ３２の前部分３２ａの中で下にあり、フィルタアセンブリ１９は、流体チャンバ３２の中にある。しかしながら、溶出溶液３４は、流体体積により、フリットプレート２６またはＰＤ基質２４１のうちのいずれかにまだ触れていない。
次に、図２２に示されるように、回転可能部分８６およびシュラウド５６（ならびに分析カートリッジ）は、流体チャンバ３２が、もう一度、上下にまっすぐである、分析位置まで回転する。本位置では、溶出溶液３４は、フリットスタックホルダ２０内の開口部１７、ならびにフリットプレート２６およびＰＤ基質２４１に染み透り、それによって、溶出溶液３４にフリットプレート２６およびＰＤ基質２４１を浸漬する。溶出溶液３４は、下に流出し、フリットプレート２６を通って滴り落ちると、ＰＤ基質２４１から溶液（本明細書では蛍光溶液２０６と称される）の中へ着色ＣＣＭを洗い流す。分析カートリッジ２４０は、溶出溶液３４が流体チャンバ３２の感知チャンバ３２ｂを通って排出し、その中で集合するために十分な時間である、所定の時間量にわたって本配向で残される（排出ステップ）。別の実施形態では、蛍光溶液をさらに混合するように、別の混合ステップが追加されることができる。次に、蛍光示度値が、蛍光溶液を分析するように光学システム７７によって得られる。
分析ステップ後に、回転アセンブリ７６は、図２３に示されるように、分析カートリッジ２４０が除去されることができるように、開始位置に戻るよう回転する。次いで、分析カートリッジ２４０が配置されることができる。
分析デバイス１６およびそのスクリーン６０は、呼気分析を行うために必要なステップを通して、患者および実践者を案内する能力を含む。例えば、スクリーンは、過剰に強く、または過剰に弱く吹いているかどうかを患者に知らせるように、例えば、流速についてのフィードバックをユーザに提供する。
システム１０およびスクリーン６０上のユーザインターフェース（ＵＩ）を使用するステップの例示的セットが、以下で説明される。これは、例示的にすぎず、所望に応じて、ステップが再配列および／または省略され得ることが理解されるであろう。さらに、全ての入力がＵＩ上で行われていることが理解されるであろう。別の実施形態では、ＵＩボタンおよびキーパッドは、手動ボタンおよびキーパッドであり得る。実践者ステップは、以下の通りである。１）タッチスクリーンの上方に位置する電源ボタン６２を押すことによって、デバイスをオンにする。２）ＵＩ上の開始ボタンを押す。３）ＵＩキーパッドの左下のリストボタンを押し、右上隅で実践者名を選択する。これは、実践者ＩＤを自動的に投入する。進むボタンを押す。４）患者フィールド内に患者ＩＤを入力する（番号または患者のＥメールアドレスであり得る）。進むボタンを押す。５）分析カートリッジロット番号フィールド内に６桁のロット番号を入力する。進むボタンを押す。６）分析カートリッジパッケージを開封する。７）ハンドル貯蔵ポケット６６からハンドルアセンブリ１２を除去する。矢印ボタン「＞」を押して継続する。８）呼気捕捉アセンブリ１３を患者に渡す。矢印ボタン「＞」を押して継続する。９）開始を押す。
患者ステップは、以下の通りである。１）「タップして開始する」を押す。２）ＵＩ上の緑色ゾーン内に円を保ち、マウスピース１８を通して息を吹き込むことによって、呼気サンプルを送達する。全体積を表すリングが、円の外側に出現するであろう。リングが１００％完了を示すまで、緑色の円を維持する。２）１００％全体積に達したとき、息を吹くことを停止し、ハンドルを実践者に渡す。
継続的実践者ステップは、以下の通りである。１０）「次」を押す。１１）ハンドルアセンブリ１２から分析カートリッジ１４、２２０、または２４０を取り外す。矢印ボタン「＞」を押して継続する。１２）ハンドルアセンブリをハンドル貯蔵ポケット６６の中に戻して配置する。矢印ボタン「＞」を押して継続する。１３）分析カートリッジ１４、２２０、または２４０からマウスピース１８を断絶する。矢印ボタン「＞」を押して継続する。１４）ドア５４を開放する。矢印ボタン「＞」を押して継続する。分析カートリッジ１４、２２０、または２４０を分析ポケット５８に挿入する。矢印ボタン「＞」を押して継続する。１５）ドア５４を閉鎖する。１６）「終了」を押す。１７）分析デバイス１６が、サンプルを処理し始めるであろう。終了したとき、「１００％」を表示するであろう。１８）タップしてスコアを公開する。１９）「終了」を押す。
分析カートリッジシステム２１９が使用される場合、最終的ないくつかのステップが変化するであろうことが理解されるであろう。ステップ１６の後に、ステップは、以下の通りである。１７）分析デバイス１６が、呼気分析カートリッジ２２０内のフィルタアセンブリ１９を第２の位置まで押動するであろう。終了したとき、「終了」を表示するであろう。１８）ドア５４を開放し、呼気分析カートリッジを除去する。１９）アンプル部材を押す。２０）着色ＣＣＭ溶液が蛍光分析カートリッジに進入することを可能にするように、呼気分析カートリッジを蛍光分析カートリッジに接続する。２１）蛍光分析カートリッジから呼気分析カートリッジを取り外す。２２）蛍光分析カートリッジ２２２を分析ポケット５８に挿入する。矢印ボタン「＞」を押して継続する。２３）ドア５４を閉鎖する。２４）「終了」を押す。２５）分析デバイス１６が、サンプルを処理し始めるであろう。終了したとき、「１００％」を表示するであろう。２６）タップしてスコアを公開する。２７）「終了」を押す。
デバイスがＷｉ−Ｆｉに接続される場合、デバイスは、検査記録をポータルに自動的にアップロードするであろう。もしそうでなければ、安全な接続を見出すまで、スコアを記憶するであろう。スコアはまた、ＵＳＢポート１６８を介してアップロードされることもできる。
本発明の修正が行われ得ることが理解されるであろう。例えば、マウスピースは、取り外し不能であり得る。
本発明は、好ましくは、生物学的サンプル中のアルデヒドを含み、好ましくは、生物学的サンプル中の低い濃度における、カルボニル含有成分（「ＣＣＭ」）の検出、定量、および検定に有用な方法ならびにデバイスを対象とする。この点に関して、ＣＣＭは、１つまたはそれを上回る異なるカルボニル含有成分を含むことが定義される。
本明細書で使用されるように、「生物学的サンプル」は、その最も広い意味で参照され、個人、体液、細胞株、組織培養、または任意の他の供給源を含む、自然から取得される固体および液体もしくは任意の生物学的サンプルを含む。示されるように、生物学的サンプルは、呼気、血液、精液、リンパ液、血清、血漿、尿、滑液、髄液、唾液、膿、汗等の体液またはガス、ならびに植物抽出物、池水等の環境からの液体サンプルを含む。固体サンプルは、毛髪、指の爪、葉等を含むが、それらに限定されない、動物または植物の身体部分を含んでもよい。本発明の一実施形態のための好ましい生物学的サンプルは、人間の呼気である。
ＣＣＭは、少なくとも１つのカルボニル基を有する化合物である。カルボニル基は、広範囲の化合物内で生じる、二価基＞Ｃ＝０である。本基は、酸素原子に二重結合された炭素原子から成る。カルボニル官能性は、３つの主要な種類の有機化合物、すなわち、アルデヒド、ケトン、およびカルボン酸において、最も頻繁に見られる。本明細書で使用されるように、「アルデヒド」は、その通常の化学的意味を有し、本発明の方法は、生物学的サンプル中のアルデヒドの濃度を検出する際に有用である。具体的には、本発明は、限定ではないが、１−ヘキサナール、マロンジアルデヒド、４−ヒドロキシノネナール、アセトアルデヒド、１−プロパナール、２−メチルプロパナール、２，２−ジメチルプロパナール、１−ブタナール、および１−ペンタナールを含む、種々の形態のアルデヒドを検出する際に有用である。
基質によって捕捉されるＣＣＭの量は、変動し得るが、典型的には、１２．５ｍｍの層直径を伴う２００ｍｇの５０〜２７０メッシュ（３００〜５０μｍ）粒子から成る基質に関して、概して、呼気分析器のような管に息を吹き込んだ後の人間の呼気中の量と同等であろう。好ましくは、これは、７５〜０．１ｐｐｂ（４００〜４ピコモル）、より好ましくは、２０ｐｐｂ〜０．０１ｐｐｂ（８０〜０．４ピコモル）であろう。
本発明は、ＣＣＭの検出のための「混合および読取」ならびに「リアルタイム」検定形式に適している。本発明は、溶液中のＣＣＭの検出に適用されることができる。本発明は、（以下で議論されるような基質上の）主要捕捉および放出（以下で議論されるような装填された基質からの溶出）プロセスの追加によって、気相中の微量ＣＭＭの検出に適用されることができる。好ましくは、プロセスの１つのステップでは、気相ＣＣＭ、例えば、人間の呼気からのアルデヒドが、基質上で捕捉される。
本発明の基質は、望ましくは、固体から形成されるが、必ずしも剛性材料ではない。固体基質は、フィルム、紙、不織ウェブ、編物、織物、発泡体、ガラス等の種々の材料のうちのいずれかから形成されてもよい。例えば、固体基質を形成するために使用される材料は、多糖類（例えば、紙ならびに酢酸セルロースおよびニトロセルロース等のセルロース誘導体等のセルロース材料）、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ナイロン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエステル、ポリプロピレン、シリカ、不活性化アルミナ、珪藻土、ＭｇＳＣ４、または塩化ビニル、塩化ビニルプロピレン共重合体、および塩化ビニル酢酸ビニル共重合体等のポリマーを伴う、多孔質母材中に一様に分散された他の無機微細材料等の無機材料、天然に存在する（例えば、綿）ならびに合成（例えば、ナイロンまたはレーヨン）の両方の布、シリカゲル、アガロース、デキストラン、およびゼラチン等の多孔質ゲル、ポリアクリルアミド等のポリマーフィルム等の合成的に修正される天然、合成、もしくは天然に存在する材料等を含んでもよいが、それらに限定されない。好ましくは、基質は、随意に、フリットの間に離間される、シリカの固相母材である。基質のサイズは、測定可能な量のＣＣＭが基質によって捕捉されるように選定される。サイズは、変動し得るが、概して、約２ｍＬ、好ましくは、約１ｍＬ、より好ましくは、約０．２５ｍＬである。
基質は、典型的には、５０〜２７０メッシュ（３００〜５０μｍ）および７５〜３００ｍｇの質量、好ましくは、１００〜２００ｍｇの質量とともに６０〜１２０メッシュ（２５０〜１２５μｍ）、より好ましくは、１２５〜１７５ｍｇの質量とともに５０〜１２０メッシュ（２１０〜１２５μｍ）を伴う、５０〜６０オングストローム細孔の粒子層から成る。
プロセスの別のステップでは、フェニレンジアミン誘導体等の蛍光発色団が、フェニレンジアミン溶液を形成するように溶出溶液に追加される。本発明に関連して有用なフェニレンジアミン誘導体は、限定ではないが、メタフェニレンジアミン（「ｍＰＤＡ」）およびその誘導体、ならびに図１Ａおよび図１Ｂに示されるものを含む、多くのフェニレンジアミン誘導体を含むが、それらに限定されず、ｍＰＤＡが、限定ではないが１−ヘキサナールを含む、アルデヒドを検出するために好ましい。あるｐ−ＰＤＡまたはｏ−ＰＤＡ誘導体が本発明の方法で有用であり得るが、それらは、以下で議論される光学ベースの検出のために有用ではない、混濁したコロイド懸濁液を生じさせるため、１−ヘキサナールを検出するために有用ではない。
他のフェニレンジアミン誘導体は、以下またはその混合物を含む。

式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれ、Ｈ、アルキル、置換アルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、アクリル、アクリルアミノ、アシルオキシ、アミノ、置換アミノ、アミノカルボニル、アミノチオカルボニル、アミノカルボニルアミン、アミノチオカルボニルアミノ、アミノカルボニルオキシ、アミノスルホニル、アミノスルホニルオキシ、アミノスルホニルアミノ、アミジノ、カルボキシル、カルボキシルエステル、（カルボキシルエステル）アミノ、（カルボキシエステル）オキシ、シアノ、ハロ、ヒドロキシ、ＳＯ３−、スルホニル、置換スルホニル、スルホニルオキシ、チオアシル、チオアル、アルキルチオ、置換アルキルチオ、アシル、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、シクロアルキル、置換シクロアルキル、複素環、および置換複素環から成る群から独立して選択される。
ｍＰＤＡ誘導体、すなわち、ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅ（ピリジニウム，４−［２−［４−（ジエチルアミニオ）フェニル−エテニル］−ｌ−［ｌ−（３，５−ジミノベンザミド）−ペンチルアミノ−５−オキシヘキシチル］）は、ａ）環境変化に対する感受性およびｂ）ｍＰＤＡ−アルデヒド誘発性重合の界面活性剤依存性を変調する可能性の両方を活用する。ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅを合成するために使用される方式は、アルキルアミドリンカを介して、ｍＰＤＡをスチリルピリジニウム部分に共役させることであった。
ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅは、分子がアルデヒド誘発性ｍＰＤＡポリマーに組み込まれると、量子収率増加を呈する。加えて、スチリルピリジニウム部分の励起および発光性質は、ｍＰＤＡポリマーからＦＲＥＴ（Ｆｏｒｓｔｅｒエネルギー伝達）生成信号を提供する。スチリルピリジニウム部分は、４７０ｎｍにおける最大値を伴う広い励起および５７０ｎｍにおける発光最大値を呈する。励起プロファイルは、ＦＲＥＴベースの信号生成を得るためにｍＰＤＡポリマーの発光プロファイルとの十分な重複を提供する。Ｆｒｅｔベースの信号生成は、ｍＰＤＡポリマー（４０５ｎｍ）における励起および５７０ｎｍにおけるスチリルピリジニウム部分での発光によって発現されるであろう。
ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅの直接アルデヒド誘発性重合は、単独では、ポリマーの誘導のために必要とされる高濃度におけるスチリルピリジニウムの消光により、応答信号を生成しない。応答は、ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅがｍＰＤＡおよびｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅの混合物内に含有されるときのみ期待されるであろう。実際に、アルデヒド応答は、ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅが、有意に希薄なモル比、すなわち、ｍＰＤＡ／ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅ １，０００：１〜１０，０００：１において、ｍＰＤＡの中ヘドープされるときのみ観察される。５７０ｎｍにおけるｍＰＤＡ−Ｏｒａｎｇｅ発光の増加は、１μΜヘキサナールがシステムに添加されるときに、４０５ｎｍにおいて励起されると観察される。発光の増加は、ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅスチリルピリジニウム部分が４７０〜４９０ｎｍにおいて直接励起されるときには観察されない。応答は、背景の約３倍であり、条件が、７ｍＭ ｍＰＤＡ、５μΜ ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅ（モル比１５，０００：１）、９０ｍＭ ＮａＣｌ、１５％エタノール、０．１％ＳＤＳ、ｐｈ２．５における５０ｍＭクエン酸塩である。励起は、４０５ｎｍにあり、発光は、５７５〜５８５ｎｍにある。図に示すように、アルデヒドがない場合、背景レベルは、極めて一定のままであり、ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅの組み込みにつながる自己誘導は、最小限であると考えられる。ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅへの応答は、ｍＰＤＡ単独の１５倍と対比してはるかに少ない３倍であるがが、誘導体は、１）励起と発光との間の大きなストークスシフトによって提供される波長判別を増加させる、および２）増進した基準安定性といった、いくつかの利点を提供する。
一般に、フェニレンジアミン溶液中のフェニレンジアミン誘導体の濃度は、０．５ｍＭから２５ｍＭまで及ぶ。ｍＰＤＡに関して、フェニレンジアミン溶液中のｍＰＤＡ濃度は、概して、１−ヘキサナール等のアルデヒドについて、０．５ｍＭから２１ｍＭまで、好ましくは、２ｍＭから１０ｍＭまで、最適には、５ｍＭに及ぶ。先述にもかかわらず、ｍＰＤＡ−ｏｒａｎｇｅに関して、これは、低いモル比、好ましくは、１０００〜１０，０００において、ｍＰＤＡに希釈されなければならない。
一般に、溶出溶液は、塩、緩衝剤、界面活性剤、および有機溶媒を含む。塩の濃度は、５ｍＭから２００ｍＭまで、好ましくは、２０ｍＭから８０ｍＭまで及ぶことができ、緩衝剤の濃度は、２５ｍＭから２００ｍＭまで、好ましくは、４０ｍＭから６０ｍＭまで及ぶことができ、界面活性剤の濃度は、０．０５％（１．７ｍＭ）から０．４％（１３．９ｍＭ）まで、好ましくは、０．１５％（５．２ｍＭ）から０．２５％（８．７ｍＭ）まで及ぶことができる。最適には、０．２％または６．９６ｍＭが使用される。塩は、蛍光溶液に悪影響を及ぼさず、溶出溶液中の加塩効果を制御する、任意の塩であり得、ＮａＣｌ、ＬｉＣｌ、ＫＣ１、硫酸塩およびリン酸塩、ならびにそれらの混合物を含んでもよく、ＮａＣｌが好ましい。
緩衝剤は、溶出溶液を弱酸性、好ましくは、２〜４．５のｐＨ、より好ましくは、２．５で維持するために採用される。緩衝剤は、ホウ酸緩衝剤、リン酸緩衝剤、クエン酸緩衝剤、ＨＥＰＥＳ（１−ピペラジンエタンスルホン酸）またはＴＲＩＳ（トリス（ヒドロキシメチル）アミノエタン）緩衝剤等の有機緩衝剤、好ましくは、アルデヒドを検出する際に使用するためのクエン酸緩衝剤であり得る。
界面活性剤は、デシル硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム（「ＳＤＳ」）、テトラデシル硫酸ナトリウム、およびＳｔａｎｄａｐｏｌ ＥＳ−１を含むことができ、ＳＤＳのＣ１０、Ｃ１２、およびＣ１４バージョンを含む、ＳＤＳが好ましい。Ｔｒｉｔｉｏｎ Ｘ−１００、Ｎｉｎａｔｅ １１、Ｇｅｏｒｐｏｎ ７１、Ｔｅｔｒａｏｎｉｃ １３５７、Ｃｒｅｍａｐｏｒ−ｅｌ、Ｃｈｅｍａｌ ｌａ−９、Ｓｉｌｗｅｔ Ｌ７９００、Ｓｕｒｆｙｎｌｙ４６８、Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ １０Ｇ、およびＴｗｅｅｎ ８０もまた、使用され得るが、それらは、好ましい溶出溶液、すなわち、ＣＣＭ １−ヘキサナールおよびｍＰＤＡを用いると、良好な結果を提供しなかった。
ＳＤＳがない場合、以下で議論されるような重合およびアルデヒド応答は、大きく阻害される。ｍＰＤＡは、高度に水溶性であり、ＳＤＳの存在は、重合反応を促進するように、ｍＰＤＡを母材に組織化して配向するための足場を提供してもよい。
溶媒は、ＥｔＯＨ、ＭｅＯＨ、プロパノール、およびイソプロパノールの水溶液を含むことができ、１５％ＥｔＯＨが好ましい。
フェニレンジアミン濃度に対する塩濃度のモル比が重要である。概して、比は、０．０３から０．５まで及ぶはずである。ＣＣＭ１−ヘキサナールに関して、０．１６５のＮａＣｌに対するｍＰＤＡのモル比が、最適な応答を提供することが見出された
本発明の方法を実践するための温度は、好ましくは、１５℃から３５℃まで及び、２５〜３０℃がより好ましい。
１−ヘキサナール等のアルデヒドに関して、溶出溶液の１つの好ましい実施形態は、３３ｍＭ ＮａＣｌ、５０ｍＭクエン酸塩、ｐＨ２．５、１５％ＥｔＯＨ、および０．２％ＳＤＳを含む。他の好ましい溶出溶液は、５０ｍＭクエン酸塩、ｐＨ２．５、１５％プロパノール、および０．４％デシル硫酸ナトリウムを含む。
フェニレンジアミン誘導体を含有する溶出溶液を使用して、ＣＣＭが、蛍光溶液を形成するようにフェニレンジアミン溶液の中へ溶出される。ＣＣＭおよびｍＰＤＡは、蛍光発生種を形成するように反応し、蛍光溶液中のその存在は、蛍光溶液中の蛍光発生種によって発せられる蛍光を測定することによって検出される。
アルデヒド含有量は、所与のｍＰＤＡ濃度のためのアルデヒド濃度の関数として変動する、信号上昇（エンドポイント）および／または信号変化率（動力学）を監視し、そのようなデータを呼気のカルボニル集団サンプルと比較することによって定量される。実践では、選択されたカルボニル以外のカルボニルの影響は、除外されなければならない。２つの一般的な検定形式または検出モードがある。それらは、一般的にエンドポイントおよび動力学として表される。エンドポイント検定では、本システムが設定された時間にわたって培養され、信号が読み取られる。その時点での信号は、システム内の被分析物の量を反映する。陽性検定に関して、被分析物の濃度が高くなるほど、信号の増加が大きくなる。動力学的検定では、変化率が、設定された持続時間にわたって監視される。変化率は、被分析物の量に相関がある。好ましくは、エンドポイント検定が、本発明とともに採用される。
検定測定は、標準検定実践に従う、従来の走査型分光計、プレートリーダ、またはＬＥＤ／ダイオードベースの分光計を含む、典型的な蛍光分光計上で行われることができる。例証すると、図３１に表示されるデータは、合計２ｍＬの反応溶液およびアルデヒドを標準蛍光キュベットに混入し、エンドポイント判定をシミュレートするように、特定の時間スライスにおいてＬＥＤ／ダイオード分光計を使用して、強度増加を測定することによって、獲得された。利用されたＬＥＤ／ダイオード分光計は、光ファイバを介してＱｐｏｄ−ｅ（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ）温度制御型蛍光サンプルホルダに連結されたＬＥＤ源およびダイオード検出を伴うＯｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃｓ Ｊａｚｚ分光計から成った。４０５ｎｍ励起が、紫色ＬＥＤ（ボルト：３．３Ｖ、Ｉ：０．０３Ａ）を用いて生成された。信号は、４９５〜５０５ｎｍ帯域通過および２５０ミリ秒積分に設定された発光とともに、ＩＬＸ−５１１８ダイオード検出を使用して検出された。殆どの蛍光ベースの検定のように、最適な設定は、使用される分光計のスループットおよび迷光拒否特性に依存し、各器具について経験的に判定されなければならない。
１つの好ましい実施形態では、フェニレンジアミン誘導体は、蛍光発光または蛍光発生種を産生するように溶液中のＣＣＭと反応する。フェニレンジアミン誘導体は、ＣＣＭに酸化的に結合し、フェニレンジアミン誘導体は、二量体、三量体、オリゴマー、および／またはポリマーに重合することが考えられる。重合がＣＣＭの存在によって変調され、用量反応があるが、ＣＣＭが実際に増大するポリマーの一部になるかどうかは明確ではない。
フェニレンジアミン誘導体を重合させるためにＣＣＭを使用するプロセスは、分散重合として表され得る。ポリフェニレンジアミンが、異なる形状、管、球体、および同等物のナノ構造ならびにコロイド分散を構築するために使用されてきた。しかしながら、重合が大型の高分子量構造をもたらす場合には、沈殿が溶液中で起こり、本発明では、光学検出を不利にし得る。したがって、本発明の方法で使用される原料は、ＣＣＭの検出および定量を阻害する要素を蛍光溶液中に有することを回避するように選定されなければならない。
本発明は、生物学的サンプル中の微量アルデヒド、ケトン、およびカルボニル含有被分析物を検出して定量するために、フェニレンジアミン誘導体の酸化結合ならびに重合を変調する（開始、触媒、および加速する）ＣＣＭの能力を利用する。フェニレンジアミンの酸化結合および重合は、発色ならびに蛍光発生種を生成する。ｍＰＤＡおよびアルデヒドの場合、ポリマーまたは多量体の形成が、４０５ｎｍにおける広い光学吸収帯域および５０５ｎｍにおける関連発光帯域を生じさせる。単量体吸光度は、紫外線領域＜３５０ｎｍで見出される。結果として、ポリマーの産生の後には、便宜的に、従来の吸光度または蛍光分光法のいずれか一方が続くことができる。この点に関して、吸収および発光帯域は、選定されるＣＣＭおよびフェニレンジアミン誘導体に応じて変動し得るが、本発明を実践する際に有用である全てのそのような帯域は、本発明の一部であることを理解されたい。
例えば、図３１を参照すると、時間の関数としての１μΜ １−ヘキサナールの存在下のｍＰＤＡの反応の発光スペクトルが示されている。蛍光溶液の条件は、１μ Μ１−ヘキサナール、５．４ｍＭ ｍＰＤＡ、３３ｍＭ ＮａＣｌ、５０ｍＭクエン酸塩（ｐＨ２．５）、１５％ＥｔＯＨ、および０．１％ＳＤＳである。発光は、時間の関数として劇的に増加する。
図３２を参照すると、アルデヒドを伴う、および伴わない（「ブランク」）反応ならびに応答が観察される。蛍光溶液の条件は、１μΜ １−ヘキサナール、５．４ｍＭ ｍＰＤＡ、３３ｍＭ ＮａＣｌ、５０ｍＭクエン酸塩（ｐＨ２．５）、１５％ＥｔＯＨ、および０．１％ＳＤＳである。発光増加の程度および増加率は、フェニレンジアミン溶液中のアルデヒドの濃度に依存する。より高いアルデヒド濃度において、より大きくより急速な信号増加が観察される。アルデヒドがない場合、「ブランク」は、検査される条件下でｍＰＤＡの遅い重合を示す、遅い漸進的でわずかな信号上昇を受ける。重合は、おそらく、鉄、反応性酸素種、および他の開始剤等の微量酸化剤の存在によるものであろう。ＣＣＭの添加により、ブランクまたは背景と比べて有意な信号増進が観察される。特に注目すべきは、変化率が容易に辿られることである。結果として、検出システムは、動力学的およびエンドポイント検定設定ならびに検出様相の両方に適している。応答は、具体的時点、例えば、１５分（時間スライス）で、またはアルデヒドの関数として傾斜を監視することによって、定量されることができる。運動速度が十分に遅いので、急速かつ高精度の反応物質添加が必要とされない。アルデヒド等のＣＣＭによる重合反応の変調およびＣＣＭ定量的センサとしてのその使用は、本明細書で説明される別の新規発見および用途である。他の代替案は、後続の分析のためにＣＣＭを標識化する、着色する、またはタグ付けすることを含む。
図３３Ａ、３３Ｂ、および３３Ｃを参照すると、フェニレンジアミン誘導体とのＣＣＭ誘発性重合反応は、環境条件およびＳＤＳの濃度等の反応システムの構成要素に敏感であることが示される。これらの図中の蛍光溶液の条件は、１μΜ １−ヘキサナール、５．４ｍＭ ｍＰＤＡ、３３ｍＭ ＮａＣｌ、５０ｍＭクエン酸塩（ｐＨ２．５）、および１５％ＥｔＯＨである。例えば、反応およびアルデヒド検定実施は、塩分、ｍＰＤＡ含有量、界面活性剤、ｐＨ、ならびに温度に依存する。反応が単量体からポリマーへの「凖相」遷移を伴うため、不十分なｍＰＤＡ濃度は、限定された信号変化とともに遅い反応を生じさせる。対照的に、大量の過剰なｍＰＤＡは、非常に急速な反応および光学検出を制限する不溶性沈殿物の形成をもたらす。加えて、大量の過剰は、増加した背景または「ブランク」信号をもたらす。
図３３Ａを参照すると、信号は、ＳＤＳ濃度の関数として増加する。０．４％のＳＤＳ濃度において、信号は、０．２％において観察される信号のほぼ３倍である。
図３３Ｂおよび３３Ｃは、それぞれ、０．２％ＳＤＳおよび０．４％ＳＤＳについて、ブランクと対比したアルデヒド応答の比較を示す。ＳＤＳ濃度の増加はまた、「ブランク」または背景信号の増加ももたらす。信号および背景の両方は、ＳＤＳ濃度によって変調され、最適化されたＳＤＳ濃度は、信号応答のみを監視することによって判定されることはできない。結果として、ＳＤＳ濃度は、信号および背景信号生成の間の最も優れた判別を提供するように最適化されなければならない。規定される実施形態に関して、最適なＳＤＳ濃度は、狭い濃度帯域内に収まり、わずかな偏差が、増加した変動性をもたらし、検定感度を制限し得る。
図３４を参照すると、背景が補正された、１−ヘキサナール濃度の関数としてのｍＰＤＡの蛍光応答が表示されている。直線状応答が、０．１〜１μΜ １−ヘキサナールで観察される。データ点は、３部のサンプルの平均である。信号は、アルデヒドがフェニレンジアミン溶液に添加された後の２０分において測定される。これらの条件下で、１０．８ｍＭ ｍＰＤＡ、６５．５ＮａＣｌ、５０ｍＭクエン酸塩（ｐＨ２．５）、２５℃における０．２％ＳＤＳ、０．１μＭの溶液検出限界（ＬＯＤ）が達成されることができる。
図３５のチャートを参照すると、ｍＰＤＡは、鎖長の関数として脂肪族アルデヒドの反応差を呈する。チャートは、アルデヒド添加後の２０分において蛍光信号を反映し、以下の条件、すなわち、５．４ｍＭ ｍＰＤＡ、３３ｍＭ ＮａＣｌ、５０ｍＭクエン酸塩（ｐＨ２．５）、１５％ＥｔＯＨ、および０．１％ＳＤＳである。信号は、２０分において測定され、本時間スライスは、疑似エンドポイント分析方法としての機能を果たす。脂肪族アルデヒドに関して、相対的応答は、脂肪族鎖長とともに増加する。アセチルアルデヒドの応答は、１−ヘキサナールに観察される応答のわずか１２％である。対照的に、デシル（Ｃｉｏ）アルデヒドの応答は、１−ヘキサナールより３０％大きい。
芳香族ジアミンの性質はまた、本発明の方法を採用する際に考慮するために重要である。Ｏ−ＰＤＡは、高度に反応性であり、急速な一般的酸化を受ける。ｏ−ＰＤＡの高い反応性は、本発明の好ましい実施形態では、アルデヒドセンサとしてのその使用を不可能にする。図３６を参照すると、ジアミンのサブセットの相対的蛍光応答が表示され、アルデヒド蛍光応答への位置および電子的効果の両方の影響を図示する。従来の芳香族電子供与および求引効果は、重合に向かったフェニレンジアミン誘導体の反応性ならびに感受性を変調するはずである。アルデヒド応答は、過剰なアルデヒドに暴露されたときでさえも、好ましい条件下でニトロフェニレンジアミンおよびナフタレンジアミンの両方に観察されなかった。アルデヒド検出は、反応の重合の変調に基づくことが見出されている。選択される分子が高度に反応性であり、容易に重合に誘導される場合には、一般的酸化剤が反応プロセスを促すことができ、センサとしてのその有用性を制限し得る。一方で、分子が「過剰に」安定させられる場合、重合プロセスが阻害され、アルデヒドによって十分に促されることができず、応答を生じさせるために、はるかに強い酸化剤を必要とするであろう。
上記で議論される本発明はまた、本発明の方法を採用するためのデバイスも含む。本デバイスは、好ましくは、プラスチックで作製され、呼気チャンバ中に基質を有する、呼気チャンバを備える。基質は、上記で議論される材料、好ましくは、シリカから作製される。基質は、動物の呼気からのカルボニル含有成分、例えば、アルデヒドを支持する。本デバイスはまた、流体チャンバも含む。流体チャンバは、アルコール（例えば、１５％ＥｔＯＨ）、塩（例えば、ＮａＣｌ）、界面活性剤（例えば、ＳＤＳ）、および緩衝剤（例えば、クエン酸塩）を含む、水溶液を含む。溶液はまた、ｍＰＤＡ等のフェニレンジアミン誘導体を含むこともできる。
以下の実施例は、人間のサンプル呼気が測定可能なアルデヒド濃度および呼気中のアルデヒドの濃度を含有するかどうかを判定するために本発明を使用する１つの方法を実証する。上記で議論される方法を採用して、人間の呼気サンプル（集団）に含有されることが知られている、種々の具体的アルデヒドおよびそれらの混合物の標準、ならびにそのような種々の標準およびそれらの混合物の濃度の標準を提供するように、一連の蛍光測定が行われる。これらの標準を使用して、人間の呼気のサンプル中の特定のアルデヒドまたはアルデヒドの混合物の存在、およびそのような特定のアルデヒドまたはアルデヒドの混合物の濃度が、判定されることができる。一般に、一実施形態では、ステップは、以下の通りである。
ａ． シリカ上で人間の呼気サンプルからアルデヒドを捕捉する
ｂ． 弱酸性条件でアルコール中に塩、緩衝剤、界面活性剤を含む溶液を形成する
ｃ． フェニレンジアミン誘導体をステップｂの溶液に添加する
ｄ． 捕捉されたアルデヒドをステップｃの溶液の中へ溶出する
ｅ． ステップｃの溶液の蛍光信号を判定する
ｆ． ステップｄの溶液の蛍光信号を判定する
ｇ． ステップｆからの蛍光信号から、ステップｅからの蛍光信号を差し引く
ｈ． 蛍光溶液中のアルデヒドの濃度を判定するように、ステップｇからの正味の結果
として生じる蛍光信号を公知のアルデヒドの標準蛍光（較正曲線、すなわち、検定を介した公知の濃度への応答）と比較する。簡単に言うと、これは、「ｘ」軸値を提供するための「ｙ」軸値の比較であり、または代替として、ｙを把握したｘの解および較正関数ｙ＝ｆ（ｘ）である。
本発明の別の実施形態では、基質は、限定ではないが、蛍光ヒドラジンまたはアミノオキシ化合物を含む、ＣＣＭ（「作用物質」）に共有結合する活性反応型捕捉剤を事前に装填されることができる。アミノオキシ化合物のいくつかの実施例は、以下の通り、すなわち、５または６のいずれか一方の単一の異性体が好ましい、アミノオキシ５（６）テトラメチルローダミン（アミノオキシ５（６）ＴＡＭＲＡ）、および５または６のいずれか一方の単一の異性体が好ましい、アミノオキシ５（６）カルボキシフルオレセイン（アミノオキシ５（６）ＦＡＭ）、例えば、アミノオキシ−Ｃ５−５−ＦＡＭである。他は、アミノオキシ７−アミノ−３−アセチル−４メチルクマリン−６−スルホン酸、５−アミノオキシ酢酸ローダミンＢ、およびジニトロフェニルヒドラジンを含む。先述の実施例では、反応基は、当業者に周知であろう連鎖群を伴わずに規定される。先述に加えて、ヒドラジンまたはヒドラジドバージョンが、本発明に含まれる。好ましくは、作用物質は、若干極性である。
例えば、１２．５ｍｍの層直径を伴う２００ｍｇの５０〜２７０メッシュ（３００〜５０μｍ）粒子から成る基質に関して、作用物質の量は、５．５ｍｇ〜０．１ｍｇ、好ましくは、２．５ｍｇ〜０．４ｍｇであり得る。
本発明のさらに別の実施形態では、２溶液方法が使用される。基質がＣＣＭを装填された後、ＣＣＭは、概して、３０％エタノール、好ましくは、５０ｍＭクエン酸塩、ｐｈ２．５における３０％エタノールを含む、第１の溶出溶液または「すすぎ」溶液の中へ溶出される。作用物質は、すすぎ溶液に添加され、それによって、着色ＣＣＭをもたらす。次いで、本溶液は、着色ＣＣＭを捕捉するように、別の基質、好ましくは、シリカフリットスタックを通過させられる。次いで、着色ＣＣＭは、５０％を上回るアセトニトリル、好ましくは、９０％エタノールを含む、第２の溶出溶液または「すすぎ」溶液を使用して、着色ＣＣＭがその中に捕捉された基質から溶出される。本第２の実施形態の利益のうちの１つは、基準示度値が雑音を除去するために必要ではないことである。
文脈が別様に明確に要求しない限り、説明および請求項の全体を通して、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（備える）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」という言葉、および同等物は、排他的または包括的な意味とは対照的に、包含的な意味で、すなわち、「〜を含むが、それらに限定されない」という意味で解釈されるものである。本明細書で使用されるように、「接続される」、「連結される」という用語、またはその任意の変異形は、直接的もしくは間接的のいずれかである、２つまたはそれを上回る要素の間の任意の接続もしくは連結を意味し、要素の間の連結または接続は、物理的、論理的、もしくはそれらの組み合わせであり得る。代替として、「本明細書で」、「上方」、「下方」という言葉、および類似する趣旨の言葉は、本願で使用されるときに、本願のいかなる特定の部分でもなく、全体して本願を指すものとする。文脈が許可する場合、単数または複数を使用する、上記の発明を実施するための形態の中の言葉はまた、それぞれ、複数または単数も含み得る。２つまたはそれを上回る項目のリストを参照した「または」という言葉は、言葉の以下の解釈の全て、すなわち、リストの中の項目のうちのいずれか、リストの中の項目の全て、およびリストの中の項目の任意の組み合わせを網羅する。
本開示の実施形態の上記の詳細な説明は、包括的であること、または教示を上記で開示される正確な形態に限定することを意図していない。本開示の具体的実施形態および実施例が、例証目的で上記に説明されるが、関連技術分野の当業者が認識するように、種々の同等の修正が本開示の範囲内で可能である。さらに、本明細書で記述される任意の具体的な数字は、実施例にすぎない。代替的実装は、異なる値または範囲を採用し得る。
本開示の実施形態の上記の詳細な説明は、包括的であること、または教示を上記で開示される正確な形態に限定することを意図していない。本開示の具体的実施形態および実施例が、例証目的で上記に説明されるが、関連技術分野の当業者が認識するように、種々の同等の修正が本開示の範囲内で可能である。さらに、本明細書で記述される任意の具体的な数字は、実施例にすぎない。代替的実装は、異なる値、測定、または範囲を採用し得る。本明細書で挙げられる任意の寸法は、例示的にすぎず、寸法または説明のうちのいずれも本発明で限定的ではないことが理解されるであろう。
本明細書で提供される本開示の教示は、必ずしも上記で説明されるシステムではなく、他のシステムに適用されることができる。上記で説明される種々の実施形態の要素および行為は、さらなる実施形態を提供するように組み合わせられることができる。
添付の出願用紙に列挙され得るいずれかを含む、上記の任意の特許および出願ならびに他の参考文献は、参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる。本開示の側面は、必要であれば、本開示のその上さらなる実施形態を提供するために、上記で説明される種々の参考文献のシステム、機能、および概念を採用するように修正されることができる。
これらおよび他の変更は、上記の発明を実施するための形態を踏まえて、本開示に行われることができる。上記の説明は、本開示のある実施形態を説明し、考慮される最良の様態を説明するが、上記が本文でどれだけ詳細に見えても、教示は、多くの方法で実装されることができる。システムの詳細は、依然として本明細書で開示される主題によって包含されながら、その実装の詳細が著しく変動し得る。上記のように、本開示のある特徴または側面を説明するときに使用される特定の用語は、その用語が関連付けられる本開示の任意の具体的特性、特徴、または側面に制約されるように、用語が本明細書で再定義されていることを示唆すると解釈されるべきではない。一般に、以下の請求項で使用される用語は、上記の発明を実施するための形態の節がそのような用語を明示的に定義しない限り、本開示を本明細書で開示される具体的実施形態に限定すると解釈されるべきではない。したがって、本開示の実際の範囲は、開示される実施形態だけでなく、請求項の下で本開示を実践または実装する全ての同等の方法も含有する。
したがって、本発明の例示的実施形態が示され、説明されているが、本明細書で使用される全ての用語は、限定的ではなく記述的であり、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、多くの変更、修正、ならびに置換が当業者によって行われ得ることを理解されたい。

Claims (100)

  1. 上チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分とを含む、本体部分と、
    第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリであって、前記フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、前記第１の位置では、前記開口部は、前記上チャンバを部分的に画定し、前記第２の位置では、前記開口部は、前記流体チャンバを部分的に画定する、フィルタアセンブリと、
    を備える、分析カートリッジ。
  2. 前記フィルタアセンブリは、前記上チャンバから前記流体チャンバまで延在する円筒スリーブ内で移動可能である、請求項１に記載の分析カートリッジ。
  3. 前記スリーブは、前記フィルタアセンブリの上面が前記本体部分の外部に暴露されるように、最上開口部を含む、請求項２に記載の分析カートリッジ。
  4. 前記フィルタアセンブリは、それを通って横方向に延在する開口部を含む、円筒形状のフィルタホルダと、前記開口部に跨架するように位置付けられる２つのフィルタとを含み、前記フィルタは、それらの間に基質空間を画定し、基質が、前記基質空間の中に配置される、請求項１に記載の分析カートリッジ。
  5. 前記基質は、シリカである、請求項４に記載の分析カートリッジ。
  6. 前記流体チャンバは、その中に溶出溶液を含む、請求項１に記載の分析カートリッジ。
  7. 前記上チャンバは、呼気入口開口部と、呼気出口開口部と、それらの間の呼気経路とを含む、呼気チャンバである、請求項１に記載の分析カートリッジ。
  8. 圧力測定孔が、前記上部分の壁の中に画定され、前記圧力測定孔は、前記呼気チャンバを、前記本体部分を通って前記下部分内に画定される圧力陥凹まで延在する圧力トンネルと連通させる、請求項７に記載の分析カートリッジ。
  9. その中に配置されたフェニレンジアミン誘導体をさらに含む、請求項１に記載の分析カートリッジ。
  10. 前記フェニレンジアミン誘導体がその中に配置された蛍光発色団空間を有する、アンプル部材をさらに備え、前記流体チャンバは、その中に配置された溶出溶液を含み、前記アンプル部材は、前記フェニレンジアミン誘導体が前記溶出溶液から分離される第１の位置と、前記フェニレンジアミン誘導体が前記溶出溶液の中に配置される第２の位置との間で移動可能である、請求項９に記載の分析カートリッジ。
  11. 前記フェニレンジアミン誘導体は、ｍ−フェニレンジアミンである、請求項９に記載の分析カートリッジ。
  12. 前記フェニレンジアミン誘導体は、ｍ−フェニレンジアミンである、請求項１０に記載の分析カートリッジ。
  13. （ａ） 呼気チャンバを画定する上部分および流体チャンバを画定する下部分を有する、本体部分と、第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリとを含む、分析カートリッジを取得するステップであって、前記フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、前記第１の位置では、前記開口部は、前記上チャンバを部分的に画定し、前記第２の位置では、前記開口部は、前記流体チャンバを部分的に画定し、前記流体チャンバは、その中に溶出溶液を含む、ステップと、
    （ｂ） 前記フィルタアセンブリの中で呼気サンプルを捕捉するステップと、
    （ｃ） 前記フィルタアセンブリを前記第１の位置から前記第２の位置まで移動させるステップと、
    （ｄ） 構成物質溶液を形成するように、前記呼気サンプルの構成物質を前記溶出溶液の中へ溶出するステップと、
    を含む、方法。
  14. 前記フィルタアセンブリは、前記上チャンバから前記流体チャンバまで延在する円筒スリーブ内で移動可能である、請求項１３に記載の方法。
  15. 前記スリーブは、前記フィルタアセンブリの上面が前記本体部分の外部に暴露されるように、最上開口部を含む、請求項１４に記載の方法。
  16. 前記フィルタアセンブリは、それを通って横方向に延在する前記開口部を含む、円筒形状のフィルタホルダと、前記開口部に跨架するように位置付けられる２つのフィルタとを含み、前記フィルタは、それらの間に基質空間を画定し、基質が、前記基質空間の中に配置される、請求項１３に記載の方法。
  17. 前記基質は、シリカである、請求項１６に記載の方法。
  18. ステップ（ｃ）に先立って、前記方法は、前記分析カートリッジを分析ポケットに挿入するステップと、アームがステップ（ｃ）を行う挿入位置まで前記分析カートリッジを回転させるステップとを含む、請求項１５に記載の方法。
  19. 呼気チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分とを含む、本体部分であって、前記呼気チャンバは、呼気入口開口部と、呼気出口開口部と、それらの間の呼気経路とを含み、前記下部分は、そこから延在する受容器部材を含む、本体部分と、
    第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリであって、前記フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、前記第１の位置では、前記開口部は、前記呼気チャンバを部分的に画定し、かつ前記呼気経路の一部であり、前記第２の位置では、前記開口部は、前記流体チャンバを部分的に画定する、フィルタアセンブリと、
    を含む、呼気分析カートリッジと、
    上チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分とを含む、本体部分であって、前記上チャンバは、前記呼気分析カートリッジの前記受容器部材をその中に受容するように適合される前開口部を含む、本体部分と、
    第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリであって、前記フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、前記第１の位置では、前記開口部は、前記上チャンバを部分的に画定し、前記第２の位置では、前記開口部は、前記流体チャンバを部分的に画定する、フィルタアセンブリと、
    を含む、蛍光分析カートリッジと、
    を備える、分析カートリッジシステム。
  20. 前記呼気分析カートリッジでは、前記呼気チャンバは、前記フィルタアセンブリが前記第１の位置にあるときに前記流体チャンバから密閉され、前記蛍光分析カートリッジでは、前記上チャンバは、前記フィルタアセンブリが前記第１の位置にあるときに前記流体チャンバから密閉される、請求項１９に記載の分析カートリッジシステム。
  21. 前記呼気分析カートリッジフィルタアセンブリは、前記開口部の中に位置付けられる第１および第２のフィルタを含み、前記第１および第２のフィルタは、それらの間に基質空間を画定し、基質が、前記基質空間の中に配置され、前記蛍光分析カートリッジフィルタアセンブリは、前記開口部の中に位置付けられる第１および第２のフィルタを含み、前記第１および第２のフィルタは、それらの間に基質空間を画定し、基質が、前記基質空間の中に配置される、請求項１９に記載の分析カートリッジシステム。
  22. 前記呼気分析カートリッジは、その中に配置された活性反応型捕捉剤を含む、請求項１９に記載の分析カートリッジ。
  23. 前記呼気分析カートリッジは、前記活性反応型捕捉剤がその中に配置された蛍光発色団空間を有する、アンプル部材を備え、前記流体チャンバは、その中に配置された溶出溶液を含み、前記アンプル部材は、前記活性反応型捕捉剤が前記溶出溶液から分離される第１の位置と、前記活性反応型捕捉剤が前記溶出溶液の中に配置される第２の位置との間で移動可能である、請求項２２に記載の分析カートリッジ。
  24. 前記アンプル部材は、第１の位置と第２の位置との間のスライド管内で摺動可能である、請求項２３に記載の分析カートリッジシステム。
  25. 前記アンプル部材は、その中に少なくとも１つの開口部を含み、前記開口部は、前記アンプル部材が前記第１の位置にあるときに、前記流体チャンバとの流体連通から密閉され、前記開口部は、前記アンプル部材が前記第２の位置にあるときに、前記流体チャンバと流体連通している、請求項２４に記載の分析カートリッジシステム。
  26. 前記呼気分析カートリッジは、前記上部分の壁の中に画定される圧力測定孔を含み、前記圧力測定孔は、前記呼気チャンバを、前記本体部分を通って延在する圧力トンネルと連通させる、請求項１９に記載の分析カートリッジシステム。
  27. 前記呼気分析カートリッジは、前記本体部分から下向きに延在するカラーを含み、前記カラーは、圧力突出を受容するための圧力陥凹を含み、前記圧力トンネルは、前記圧力陥凹と連通している、請求項２６に記載の分析カートリッジシステム。
  28. 前記フィルタアセンブリは、前記蛍光分析カートリッジの前記上チャンバを前チャンバおよび後チャンバに分割し、前記前チャンバは、前記アンプル部材の壊れやすい障壁を穿刺するように適合される、その中に配置された穿刺部材を含む、請求項１９に記載の分析カートリッジシステム。
  29. 前記蛍光分析カートリッジの前記後チャンバは、その中に位置付けられた吸収部材を含む、請求項２８に記載の分析カートリッジシステム。
  30. 前記呼気分析カートリッジは、前記呼気チャンバと連通している中心開口部を画定する、取り外し可能なマウスピースを含み、前記マウスピースは、前記呼気入口開口部の中で受容されるスリーブ部分と、マウスピース部分とを含む、請求項１９に記載の分析カートリッジシステム。
  31. 前記マウスピースは、前記本体部分に接するストッパを含む、請求項３０に記載の分析カートリッジシステム。
  32. 前記ストッパは、前記本体部分内の整合開口部の中で受容される、そこから延在する整合部材を含む、請求項３０に記載の分析カートリッジシステム。
  33. 前記蛍光分析カートリッジは、前記流体チャンバの反対側に位置付けられる、対向する光入射および光出射窓と、前記本体部分の底部上に位置付けられる蛍光窓とを含む、請求項１９に記載の分析カートリッジシステム。
  34. 前記光入射および光出射窓はそれぞれ、外面を含み、前記外面は、相互と平行である、請求項３３に記載の分析カートリッジシステム。
  35. 前記蛍光窓は、外面を含み、前記蛍光窓の前記外面は、前記光入射窓の前記外面と垂直である、請求項３４に記載の分析カートリッジシステム。
  36. 前記活性反応型捕捉剤は、蛍光ヒドラジンまたはアミノオキシ化合物である、請求項２２に記載の分析カートリッジ。
  37. 前記活性反応型捕捉剤は、蛍光ヒドラジンまたはアミノオキシ化合物である、請求項２３に記載の分析カートリッジ。
  38. 生物学的分析カートリッジと、識別された構成物質の分析カートリッジとを含む、分析カートリッジシステムを取得するステップであって、前記生物学的分析カートリッジは、上チャンバと、流体チャンバとを有し、前記識別された構成物質の分析カートリッジは、上チャンバと、流体チャンバとを有する、ステップと、
    前記生物学的分析カートリッジ内の前記上チャンバの中に位置付けられる基質上で生物学的サンプルを捕捉するステップと、
    前記基質を前記上チャンバから前記流体チャンバまで移動させるステップであって、前記流体チャンバは、その中に第１の溶出溶液を含む、ステップと、
    構成物質溶液を形成するように、前記生物学的サンプルの構成物質を前記第１の溶出溶液の中へ溶出するステップと、
    第１の識別可能な構成物質溶液を形成するように、成分を第２の溶液の中へ放出するステップと、
    前記第１の識別可能な構成物質溶液を前記識別された構成物質の分析カートリッジの前記上チャンバに移送するステップであって、識別された構成物質は、前記上チャンバの中に位置付けられる基質上で捕捉される、ステップと、
    前記上チャンバから、その中に第２の溶出溶液を含む流体チャンバまで前記基質を移動させるステップと、
    第２の識別可能な構成物質溶液を形成するように、前記識別された構成物質を前記第２の溶出溶液の中へ溶出するステップと、
    を含む、方法。
  39. 前記生物学的分析カートリッジは、呼気分析カートリッジであり、前記識別された構成物質の分析カートリッジは、蛍光分析カートリッジであり、前記生物学的サンプルは、呼気サンプルである、請求項３８に記載の方法。
  40. 前記成分は、蛍光発色団である、請求項３９に記載の方法。
  41. 前記活性反応型捕捉剤は、蛍光ヒドラジンまたはアミノオキシ化合物である、請求項４０に記載の方法。
  42. 前記活性反応型捕捉剤は、蛍光ヒドラジンまたはアミノオキシ化合物である、請求項４１に記載の方法。
  43. 呼気チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分とを含む、本体部分であって、前記呼気チャンバは、呼気入口開口部と、呼気出口開口部と、それらの間の呼気経路とを含み、前記下部分は、そこから延在する受容器部材を含む、本体部分と、
    第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリであって、前記フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、前記第１の位置では、前記開口部は、前記呼気チャンバを部分的に画定し、かつ前記呼気経路の一部であり、前記第２の位置では、前記開口部は、前記流体チャンバを部分的に画定する、フィルタアセンブリと、
    を備える、呼気分析カートリッジ。
  44. 前記呼気チャンバは、前記フィルタアセンブリが前記第１の位置にあるときに前記流体チャンバから密閉される、請求項４３に記載の呼気分析カートリッジ。
  45. 前記フィルタアセンブリは、前記開口部の中に位置付けられる第１および第２のフィルタを含み、前記第１および第２のフィルタは、それらの間に基質空間を画定し、基質が、前記基質空間の中に配置される、請求項４３に記載の呼気分析カートリッジ。
  46. その中に配置された活性反応型捕捉剤をさらに備える、請求項４３に記載の呼気分析カートリッジ。
  47. 前記活性反応型捕捉剤がその中に配置された蛍光発色団空間を有する、アンプル部材をさらに備え、前記流体チャンバは、その中に配置された溶出溶液を含み、前記アンプル部材は、前記活性反応型捕捉剤が前記溶出溶液から分離される第１の位置と、前記活性反応型捕捉剤が前記溶出溶液の中に配置される第２の位置との間で移動可能である、請求項４６に記載の呼気分析カートリッジ。
  48. 前記アンプル部材は、第１の位置と第２の位置との間のスライド管内で摺動可能である、請求項４７に記載の呼気分析カートリッジ。
  49. 前記アンプル部材は、その中に少なくとも１つの開口部を含み、前記開口部は、前記アンプル部材が前記第１の位置にあるときに、前記流体チャンバとの流体連通から密閉され、前記開口部は、前記アンプル部材が前記第２の位置にあるときに、前記流体チャンバと流体連通している、請求項４８に記載の呼気分析カートリッジ。
  50. 前記アンプル部材は、前記流体チャンバの外側に位置付けられる、壊れやすい障壁をその端部上に含む、請求項４７に記載の呼気分析カートリッジ。
  51. 前記呼気分析カートリッジは、前記上部分の壁の中に画定される圧力測定孔を含み、前記圧力測定孔は、前記呼気チャンバを、前記本体部分を通って延在する圧力トンネルと連通させる、請求項４３に記載の呼気分析カートリッジ。
  52. 前記呼気分析カートリッジは、前記本体部分から下向きに延在するカラーを含み、前記カラーは、圧力突出を受容するための圧力陥凹を含み、前記圧力トンネルは、前記圧力陥凹と連通している、請求項５１に記載の呼気分析カートリッジ。
  53. 前記呼気分析カートリッジは、前記呼気チャンバと連通している中心開口部を画定する、取り外し可能なマウスピースを含み、前記マウスピースは、前記呼気入口開口部の中で受容されるスリーブ部分と、マウスピース部分とを含む、請求項４３に記載の呼気分析カートリッジ。
  54. 前記マウスピースは、前記本体部分に接するストッパを含む、請求項５３に記載の呼気分析カートリッジ。
  55. 前記ストッパは、前記本体部分内の整合開口部の中で受容される、そこから延在する整合部材を含む、請求項５４に記載の呼気分析カートリッジ。
  56. 前記活性反応型捕捉剤は、蛍光ヒドラジンまたはアミノオキシ化合物である、請求項４６に記載の呼気分析カートリッジ。
  57. 前記活性反応型捕捉剤は、蛍光ヒドラジンまたはアミノオキシ化合物である、請求項４７に記載の呼気分析カートリッジ。
  58. 呼気チャンバを画定する上部分、その中に配置された溶液を有する流体チャンバを画定する下部分を伴う本体部分と、第１の位置と第２の位置との間で移動可能であるアンプル部材とを含む、呼気分析カートリッジ内で、フェニレンジアミン溶液を形成する方法であって、前記アンプル部材は、その中に配置された活性反応型捕捉剤を有する、蛍光発色団空間を含み、
    （ａ） 前記蛍光発色団空間および活性反応型捕捉剤が前記流体チャンバから分離される、前記第１の位置から、前記蛍光発色団空間が前記流体チャンバと連通している、前記第２の位置まで、前記アンプル部材を移動させるステップと、
    （ｂ） 前記活性反応型捕捉剤を前記溶液と混合させるステップと、
    を含む、方法。
  59. 前記アンプル部材は、第１の位置と第２の位置との間のスライド管内で摺動可能である、請求項５８に記載の方法。
  60. 前記アンプル部材は、その中に少なくとも１つの開口部を含み、前記開口部は、前記アンプル部材が前記第１の位置にあるときに、前記流体チャンバとの流体連通から密閉され、前記開口部は、前記アンプル部材が前記第２の位置にあるときに、前記流体チャンバと流体連通している、請求項５９に記載の方法。
  61. 上チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分とを含む、本体部分であって、前記上チャンバは、呼気分析カートリッジの受容器部材をその中に受容するように適合される前開口部を含む、本体部分と、
    第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリであって、前記フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、前記第１の位置では、前記開口部は、前記上チャンバを部分的に画定し、前記第２の位置では、前記開口部は、前記流体チャンバを部分的に画定する、フィルタアセンブリと、
    を備える、蛍光分析カートリッジ。
  62. 前記呼気チャンバは、前記フィルタアセンブリが前記第１の位置にあるときに前記流体チャンバから密閉される、請求項６１に記載の分析カートリッジシステム。
  63. 前記フィルタアセンブリは、前記上チャンバを前チャンバおよび後チャンバに分割し、前記前チャンバは、前記前開口部に隣接して位置付けられる、その中に配置された穿刺部材を含む、請求項６１に記載の分析カートリッジシステム。
  64. 前記穿刺部材は、中空であり、そこから延在する穿刺器を有する、本体部分を含み、前記穿刺器は、前記本体部分より小さい直径を有する、請求項６３に記載の分析カートリッジシステム。
  65. 前記蛍光分析カートリッジの前記後チャンバは、その中に位置付けられた吸収部材を含む、請求項６３に記載の分析カートリッジシステム。
  66. 前記流体チャンバの反対側に位置付けられる、対向する光入射および光出射窓と、前記本体部分の底部上に位置付けられる蛍光窓とをさらに備える、請求項６１に記載の分析カートリッジシステム。
  67. 前記光入射および光出射窓はそれぞれ、外面を含み、前記外面は、相互と平行である、請求項６６に記載の分析カートリッジシステム。
  68. 前記蛍光窓は、外面を含み、前記蛍光窓の外面は、前記光入射窓の前記外面と垂直である、請求項６７に記載の分析カートリッジシステム。
  69. 前記流体チャンバの中に配置される溶出溶液をさらに備える、請求項６１に記載の分析カートリッジシステム。
  70. 呼気チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分とを含む、本体部分であって、前記呼気チャンバは、呼気入口開口部と、呼気出口開口部と、それらの間の呼気経路とを含む、本体部分と、
    第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリであって、前記フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、前記第１の位置では、前記開口部は、前記呼気チャンバを部分的に画定し、かつ前記呼気経路の一部であり、前記第２の位置では、前記開口部は、前記流体チャンバを部分的に画定する、フィルタアセンブリと、
    を備える、分析カートリッジ。
  71. 前記フィルタアセンブリは、前記開口部の中に位置付けられる第１および第２のフィルタを含み、前記第１および第２のフィルタは、それらの間に基質空間を画定し、基質が、前記基質空間の中に配置される、請求項７０に記載の呼気分析カートリッジ。
  72. 前記基質は、活性反応型捕捉剤を取り込んだ、請求項７０に記載の呼気分析カートリッジ。
  73. 前記活性反応型捕捉剤は、蛍光ヒドラジンまたはアミノオキシ化合物である、請求項７２に記載の呼気分析カートリッジ。
  74. その中に配置された活性反応型捕捉剤をさらに備える、請求項７０に記載の呼気分析カートリッジ。
  75. 前記活性反応型捕捉剤は、蛍光ヒドラジンまたはアミノオキシ化合物である、請求項７４に記載の呼気分析カートリッジ。
  76. 前記分析カートリッジは、前記上部分の壁の中に画定される圧力測定孔を含み、前記圧力測定孔は、前記呼気チャンバを、前記本体部分を通って延在する圧力トンネルと連通させる、請求項７０に記載の呼気分析カートリッジ。
  77. 前記分析カートリッジは、前記本体部分から下向きに延在するカラーを含み、前記カラーは、圧力突出を受容するための圧力陥凹を含み、前記圧力トンネルは、前記圧力陥凹と連通している、請求項７６に記載の呼気分析カートリッジ。
  78. 呼気チャンバを画定する上部分と、その中に配置された溶出溶液を有する流体チャンバを画定する下部分を伴う本体部分と、第１の位置と第２の位置との間のフィルタアセンブリに沿って移動可能であるフィルタアセンブリとを含む、分析カートリッジ内で、蛍光溶液を形成する方法であって、前記フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、前記第１の位置では、前記開口部は、前記呼気チャンバを部分的に画定し、前記第２の位置では、前記開口部は、前記流体チャンバを部分的に画定し、前記フィルタアセンブリは、その中に配置された活性反応型捕捉剤を取り込んだ基質を含み、
    （ａ） 前記基質上でカルボニル含有成分を捕捉するステップと、
    （ｂ） 前記フィルタアセンブリを前記第１の位置から前記第２の位置まで移動させるステップと、
    （ｃ） 前記蛍光溶液を形成するように、前記カルボニル含有成分および活性反応型捕捉剤を前記溶出溶液の中へ溶出するステップと、
    を含む、方法。
  79. 前記フィルタアセンブリは、前記開口部の中に位置付けられる第１および第２のフィルタを含み、前記第１および第２のフィルタは、それらの間に基質空間を画定し、活性反応型捕捉剤を取り込んだ前記基質は、前記基質空間の中に配置される、請求項７８に記載の方法。
  80. 前記分析カートリッジは、前記上部分の壁の中に画定される圧力測定孔を含み、前記圧力測定孔は、前記呼気チャンバを、前記本体部分を通って延在する圧力トンネルと連通させる、請求項７８に記載の方法。
  81. 前記分析カートリッジは、前記本体部分から下向きに延在するカラーを含み、前記カラーは、圧力突出を受容するための圧力陥凹を含み、前記圧力トンネルは、前記圧力陥凹と連通している、請求項８０に記載の呼気分析カートリッジ。
  82. 前記活性反応型捕捉剤は、蛍光ヒドラジンまたはアミノオキシ化合物である、請求項７８に記載の呼気分析カートリッジ。
  83. 呼気チャンバを画定する上部分と、流体チャンバを画定する下部分を含む、本体部分であって、前記呼気チャンバは、呼気入口開口部と、呼気出口開口部と、それらの間の呼気経路とを含む、本体部分と、
    呼気捕捉位置と分析位置との間のフィルタアセンブリ経路に沿って移動可能である、フィルタアセンブリであって、前記フィルタアセンブリは、それを通して画定される開口部を有し、前記呼気捕捉位置では、前記開口部は、前記呼気チャンバを部分的に画定し、かつ前記呼気経路の一部であり、前記分析位置では、前記開口部は、前記流体チャンバを部分的に画定する、フィルタアセンブリと、
    を備える、分析カートリッジ。
  84. 前記呼気チャンバは、前記フィルタアセンブリが前記呼気捕捉位置にあるときに前記流体チャンバから密閉される、請求項８３に記載の分析カートリッジ。
  85. 前記フィルタアセンブリが前記呼気捕捉位置にあるときに、前記流体チャンバから前記呼気チャンバを密閉するように、前記呼気チャンバと前記流体チャンバとの間に配置される、壊れやすい障壁をさらに備える、請求項８４に記載の分析カートリッジ。
  86. 前記フィルタアセンブリは、前記開口部の中に位置付けられる第１および第２のフィルタを含み、前記第１および第２のフィルタは、それらの間に基質空間を画定し、カルボニル含有成分捕捉材料が、前記基質空間の中に配置される、請求項８３に記載の分析カートリッジ。
  87. その中に画定されたトラフを含む、アンプル部材をさらに備え、前記アンプル部材は、前記トラフが前記流体チャンバから分離される第１の位置と、前記トラフが前記流体チャンバと連通している第２の位置との間で移動可能である、請求項８３に記載の分析カートリッジ。
  88. 前記第１の位置では、前記トラフは、壊れやすい障壁によって前記流体チャンバから分離される、請求項８７に記載の分析カートリッジ。
  89. 前記上部分の壁の中に画定される圧力測定孔をさらに備え、前記圧力測定孔は、前記呼気チャンバを、前記本体部分を通って延在する圧力トンネルと連通させる、請求項８３に記載の分析カートリッジ。
  90. 前記本体部分から下向きに延在するカラーをさらに備え、前記カラーは、圧力突出を受容するための圧力陥凹を含み、前記圧力トンネルは、前記圧力陥凹と連通している、請求項８９に記載の分析カートリッジ。
  91. 前記呼気チャンバと連通している中心開口部を画定する、取り外し可能なマウスピースをさらに備え、前記マウスピースは、前記呼気入口開口部の中で受容されるスリーブ部分と、マウスピース部分とを含む、請求項８３に記載の分析カートリッジ。
  92. 前記マウスピースは、前記本体部分に接するストッパを含む、請求項９１に記載の分析カートリッジ。
  93. 前記ストッパは、前記本体部分内の整合開口部の中で受容される、そこから延在する整合部材を含む、請求項９２に記載の分析カートリッジ。
  94. 前記流体チャンバの反対側に位置付けられる、対向する光入射および光出射窓と、前記本体部分の底部上に位置付けられる蛍光窓とをさらに備える、請求項８３に記載の分析カートリッジ。
  95. 前記光入射窓および光出射窓はそれぞれ、外面を含み、前記外面は、相互と平行である、請求項９４に記載の分析カートリッジ。
  96. 前記蛍光窓は、外面を含み、前記蛍光窓の前記外面は、前記光入射窓の前記外面と垂直である、請求項９５に記載の分析カートリッジ。
  97. 呼気チャンバを画定する上部分と、その中に配置された溶出溶液を有する流体チャンバを画定する下部分を伴う本体部分と、アンプルトンネルの中に配置され、第１の位置と第２の位置との間で移動可能であるアンプル部材とを含む、分析カートリッジ内で、フェニレンジアミン溶液を形成する方法であって、前記アンプル部材は、その中に配置されたフェニレンジアミン誘導体を有する、トラフを含み、第１の壊れやすい障壁は、前記流体チャンバから前記アンプルトンネルを分離し、
    （ａ）前記トラフおよびフェニレンジアミン誘導体が前記第１の壊れやすい障壁によって前記流体チャンバから分離される、前記第１の位置から、前記トラフが前記流体チャンバと連通している前記第２の位置まで、アンプル部材を移動させるステップと、
    （ｂ）前記フェニレンジアミン誘導体を前記溶出溶液と混合させるステップと、
    を含む、方法。
  98. 上面を有するハンドルアセンブリ上で前記分析カートリッジを固着するステップをさらに含み、前記ハンドルアセンブリの前記上面は、前記アンプル部材の下面に接触し、前記アンプル部材を前記第１の位置から前記第２の位置まで移動させる、請求項９７に記載の方法。
  99. 前記分析カートリッジは、前記本体部分から下向きに延在するカラーを含み、かつカラー内部を画定し、前記アンプル部材は、ステップ（ａ）に先立って、前記本体部分から前記カラー内部の中へ下向きに延在する、請求項９８に記載の方法。
  100. 前記フェニレンジアミン誘導体は、ｍ−フェニレンジアミンである、請求項９７に記載の方法。

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