JP2019516961A - プラズマ充填センサ - Google Patents

Abstract

本発明は、血液分析に関する。カートリッジの充填レベルを決定するため、カートリッジを受け入れるカートリッジインターフェース１４と液体レベルセンサ１６とを含むデバイス１０が提供される。カートリッジ位置案内装置は、カートリッジに６自由度制約を与えるため、カートリッジと係合するよう構成される。液体レベルセンサは、光源１８及び光検出器２０を含む。光源は、カートリッジインターフェースにより受け入れられるカートリッジの光学ピット２６のキャビティ表面２４に入射する光ビーム２２を提供するよう構成される。光検出器は、光学ピットのキャビティ表面から反射された光ビームの部分２８を検出するよう構成される。デバイスは、光ビームの検出された部分に基づき光学ピットの充填レベルを決定するよう構成される。

Description

本発明は、血液分析の分野に関し、特に光反射に基づきカートリッジの充填レベルを決定するデバイス、分析器システム、及びカートリッジの充填レベルを決定する方法に関する。

少量、例えば２０から５０μｌの範囲の血液から血漿を分離する血漿分離が、血液分析において使用される。分離された血漿は、約７〜９μｌであり、カートリッジを充填し、例えば分子の濃度を測定するため光学ピットに集められる。フールプルーフ動作を保証するため、カートリッジの充填を検出することが必要とされる。

しかしながら、いくつかの方法、例えばＵＳ６４９０９２０Ｂ１号書に記載される静電容量感知は、少量の血漿を検出する小型システムには適していない場合があり、従って、比較的複雑な分析設定を生じさせる。

ＥＰ２４８３０８０Ｂ１号は、側面に充填レベル検出手段を備えるインクジェットプリンタ用のインクカートリッジを開示する。それは、カートリッジに対する２つの側面の制約を提供し、この制約は、正確な測定には不十分である。なぜなら、カートリッジの位置決めは、測定における正確さを保証するために不可欠であるからである。カートリッジの位置決めは、正確かつ繰り返される位置決めのために重要であり、精度に影響する。本書で論じられる従来技術は２つの側面の制約のみを提供するので、正確かつ繰り返される位置決めは達成できず、測定誤差をもたらす。

小さな試料量を決定するのに適したコンパクトなデバイスを提供する必要がある。

本発明の目的は、独立請求項の主題により解決される。更なる実施形態は、従属項に含まれる。本発明の以下の記載された態様は、デバイス、分析器システム、及び方法にも適用される点に留意されたい。

特に、以下では、挿入可能なカートリッジを参照してデバイスが説明される。しかしながら、このデバイスは、デバイスと挿入可能なカートリッジとを備える分析器システムにも適用される。

本発明の第１の態様によれば、光の反射に基づきカートリッジの充填レベルを決定するデバイスが提供される。このデバイスは、カートリッジを受け入れるカートリッジインターフェース及び液体レベルセンサを備える。上記液体レベルセンサが、光源と光検出器とを含む。上記光源は、上記カートリッジインターフェースにより受け入れられるカートリッジの光学ピットのキャビティ表面に入射する光ビームを提供する。上記光検出器が、上記光学ピットの上記キャビティ表面から反射された上記光ビームの一部を検出する。上記デバイスは、上記光ビームの上記検出された部分に基づき上記光学ピットの充填レベルを決定する。

本書で使用される「カートリッジ」という用語は、血液又は唾液などの体液の試料を収集するために使用されるデバイスに関し、例えば４０ｍｍ×２５ｍｍの寸法を持つことができる。カートリッジは例えば、試料流体から自動的に満たされる使い捨てカートリッジとすることができる。斯かる使い捨てカートリッジは、可動部品又は電子機器を伴うことなく、透明なプラスチック要素から構成され、例えばアクリルから作られることができる。カートリッジはまた、特定の測定又は機能を実行するため、可動部品又は電子機器を備えた使い捨て又は非使い捨てカートリッジであってもよい。

こうして、液体レベルセンサがデバイスに一体化されることができる。従って、コンパクトで設計の容易な分析器システムが実現されることができる。

一例によれば、上記光源が、カートリッジ基板−空気インターフェースでの内部全反射に関する臨界角より大きい角度で上記キャビティ表面に入射する光ビームを提供する。

こうして、光検出器により受光される光の部分が増加される。これは、信号対雑音比も増加させることができる。

一例によれば、上記液体レベルセンサが、１つのハウジング内に光源と光検出器の両方を備える再帰反射型センサである。

同じハウジング内の光源と検出器の両方の配置は、設計を単純化することができる。

一例によれば、上記光源と上記光検出器が、上記カートリッジが上記デバイスの上記カートリッジインターフェースに挿入されるとき、上記カートリッジの透明なカートリッジ基板の前面に隣接して上記カートリッジインターフェース内に配置される。

言い換えると、光源と光検出器は、前面に対する短い距離内に配置される。これは、伝送損失を低減させ、信号対雑音比を向上させることができる。

一例によれば、このデバイスは、送信器及び受信器を備える貫通ビームセンサを更に有する。上記カートリッジが上記デバイスに挿入されるとき、上記送信器から上記受信器に送信される光ビームが中断され、上記カートリッジの存在を決定するため、上記受信器の出力状態における変化がもたらされるよう、上記送信器及び受信器が構成される。

従って、カートリッジの存在がデバイスにより検出される。また、機械的限界センサと比較して、貫通ビームセンサは、カートリッジの存在を堅牢に検出することができる。更に、非接触検出は、カートリッジへの任意の妨害をもたらすことがなく、こうして、検出精度が向上されることができる。

一例によれば、上記カートリッジが上記デバイスの上記カートリッジインターフェースに挿入されるとき、上記貫通ビームセンサに対して上記カートリッジが不透明に見えるよう、上記カートリッジの一部が、入射光を偏向するよう成形される。

貫通ビームセンサは典型的には、不透明な光インターセプタと共に動作する点に留意されたい。しかしながら、カートリッジは典型的には、診断のために透明な材料で作られる必要がある。これは、その物質が、不透明な光インターセプタとしては機能しないことを意味する。従って、カートリッジの成形部分は、カートリッジがデバイスに挿入されるとき、入射光を反射し、受信器に対してカートリッジを不透明にする反射器として機能することができる。こうして、カートリッジの存在が検出されることができる。

一例によれば、上記デバイスは、カートリッジ位置案内装置を更に有し、これは、上記カートリッジが上記デバイスに挿入されるとき上記カートリッジに６自由度の制約を与えるため、上記カートリッジと係合するよう構成される。

こうして、カートリッジは、液体レベル検出のための正確な位置に正確かつ繰り返し可能に位置決めされることができる。こうして、繰り返し不可能な位置による測定誤差が低減されることができる。自由度に関する検出は、表１及びその説明から収集されることができる。

本発明の第２の態様によれば、分子検出のための分析器システムが提供される。分析器システムは、カートリッジと、前述及び以下に説明される例の１つによるデバイスとを有する。上記デバイスが、上記カートリッジを受け入れるよう構成され、光反射に基づき上記カートリッジの充填レベルを決定するよう構成される。

こうして、カートリッジの充填レベルがより正確に決定されることができる。

本発明の第３の態様によれば、カートリッジの充填レベルを決定する方法が提供される。この方法は、
ａ）カートリッジを受け入れるステップと、
ｂ）上記受け入れたカートリッジの光学ピットのキャビティ表面に入射する光ビームを提供するステップと、
ｃ）上記光学ピットのキャビティ表面から反射された上記光ビームの一部を検出するステップと、
ｄ）上記検出された光の部分に基づき上記光学ピットの充填レベルを決定するステップとを有する。

この方法は本質的に、本発明のデバイス及び分析器システムの動作原理を反映する。

一例によれば、上記ステップｂ）において、上記光ビームが、カートリッジ基板−空気インターフェースにおける内部全反射に関する臨界角よりも大きな角度でキャビティ表面に入射するよう提供される。

一例によれば、上記ステップａ）が、ａ１）上記カートリッジの存在を検出するステップを更に有する。

一例によれば、ステップａ）は、ａ２）上記カートリッジが上記デバイスに挿入されるとき、上記カートリッジに６自由度の制約を与えるステップを更に有する。

本発明の一態様によれば、カートリッジの充填レベルを決定するデバイス（光学エンジンとも呼ばれる）が提供される。このデバイスは、光の反射に基づき充填レベルを検出するため、光源と光検出器とを備えた液体レベルセンサを有する。フロート、容量感知のような他のタイプのセンサと比較して、光反射に基づかれる液体レベルセンサは、小型分析器システムへのその一体化を容易にすることができる。このデバイスはオプションで、カートリッジの存在を検出するための貫通ビームセンサ又は光学スロットセンサを有することができる。カートリッジがデバイスに挿入されるとき、カートリッジの正確で繰り返し可能な位置決めを達成するため、６自由度の制約が設けられ、これは、カートリッジの充填レベルの検出精度を向上させることができる。

本発明のこれら及び他の側面は、本書に記載される実施形態から明らかとなり、及び実施形態を参照して説明されることになる。

カートリッジの充填レベルを決定するデバイスの一例を示す図である。 液体レベルセンサの一例の拡大表示を図２に示す図である。 液体レベルセンサの一例の拡大表示を図２に示す図である。 貫通ビームセンサの一例を図３に示す図である。 貫通ビームセンサの一例を図３に示す図である。 貫通ビームセンサの一例を図３に示す図である。 分析器システムの一例を示す図である。 図４の異なる断面表示を示す図である。 図４の異なる断面表示を示す図である。 図４の異なる断面表示を示す図である。 方法の一例の基本的なステップを示す図である。

本発明の例示的な実施形態が、以下の図面を参照して以下に説明される。

これらの図は、概略的にのみ図示されており、正確な縮尺ではない。同じ参照符号は、図面全体にわたって同じ又は同様の特徴を指す。

図１は、本発明の例示的な実施形態による、カートリッジ１２（図１には示されていない。図２を参照）の充填レベルを決定するデバイス１０の一例を示す。デバイス１０は、カートリッジ１２を受け入れるカートリッジインターフェース１４と、液体レベルセンサ１６とを備える。

デバイス１０は、カートリッジを受け入れるよう構成された分析器システムのユニットに関する光学エンジン又は光学エンジンユニットとも呼ばれる。デバイス１０は例えば、液体の吸収を測定し分子の濃度を決定するため、特定の測定値を提供する更なるセンサを有することができる。

図２Ａ及び図２Ｂは、デバイス１０のカートリッジインターフェース１４に挿入されるカートリッジ１２と共に液体レベルセンサ１６の拡大図を示す。液体レベルセンサ１６は、光源１８及び光検出器２０を有する。光源１８は、カートリッジ１２の光学ピット２６のキャビティ表面２４に入射する光ビーム２２を提供するよう構成される。一例では、光源１８は、例えば４００ｎｍから６００ｎｍの波長範囲における可視光を提供することができる。更なる例では、光源１８は、赤外光を提供することができる。光検出器２０は、光学ピット２６のキャビティ表面２４から反射される光ビーム２２の部分２８を検出するよう構成される。デバイス１０は、例えばデバイスにおけるコンピューティングユニットを介して、又はコンピュータなどの外部コンピューティングユニットを介して、光ビーム２２の検出された部分２８に基づき光学ピット２６の充填レベルを決定するよう構成される。

本書で使用される「光学ピット」という用語は、分子検出のため試料流体を収集するのに使用されるカートリッジ基板におけるキャビティに関する。

オプションで、図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、光源１８及び光検出器２０は、カートリッジ１２がデバイス１０のカートリッジインターフェース１４に挿入されるとき、カートリッジ１２の透明なカートリッジ基板３２の前面３０に隣接するカートリッジインターフェース１４（更なる図示省略）に配置される。

本書で使用される「前面」という用語は、カートリッジの挿入方向に対するカートリッジ基板の表面に関する。

図２Ａは、光学ピット２６が空である例を示す。光学ピット２６が空になるとき、光ビーム２２は、空気とカートリッジ基板１４との間のキャビティ表面２４に達し、光の一部（内部全反射がない場合）又は全光（内部全反射の場合）が反射され、光検出器２０により検出される。

図２Ｂは、光学ピット２６が試料流体で満たされた例を示す。光学ピット２６が、典型的に１.３３付近の屈折率を持つ試料流体で満たされるとき、キャビティ表面２４における条件が変化する。より多くの光が屈折され、より少ない光が反射され、光検出器２０により受光される。言い換えると、光検出器２０の信号出力が減少する。これは、本発明のデバイス及び方法により検出されることができる。本技術の説明を容易にするため、反射光は図示されていないが、反射光も存在する点を理解されたい。

更に別のオプションとして、図２Ａに示されるように、光源１８及び分析器システム全体は、カートリッジの基板−空気インターフェースにおける内部全反射に関する臨界角より大きい角度でキャビティ表面２４に入射する光ビームを提供する。言い換えると、臨界角に関するこの基準が満たされるよう、光源１８とカートリッジ１２とが互いに対して提供される。

言い換えると、光学ピット２６が空であるとき、光学ピット（即ち空気）における屈折率がカートリッジ基板（例えばプラスチック材料）よりも低く、入射角が臨界角よりも大きいので、光ビーム２２は、キャビティ表面２４を通過することができず、全反射される。これは、光検出器２０により検出される。光学ピット２６が試料流体で満たされるとき、光ビーム２２は、キャビティ表面で部分的に屈折され、部分的に反射される。

こうして、より多くの量の光が光検出器により受光され、従って信号対雑音比が増加される。

図２Ａ及び図２Ｂは、液体レベルセンサ１６が、光源１８及び光検出器２０の両方を１つのハウジング内に備える再帰反射型センサとして設けられる、別のオプションを示す。

「再帰反射（ｒｅｔｒｏｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ）」という用語は、光源と受光器とを同じ場所（同じハウジング内）に配置し、反射器（即ちキャビティ表面）を使用して光源から光検出器に戻る例えば赤外、赤又はレーザといった光ビームを跳ね返す装置に関する。

図３Ａから図３Ｃは、送信器３６及び受信器３８を備えた貫通ビームセンサ３４の一例を示す。送信器３６及び受信器３８は、カートリッジ１２がデバイス１０に挿入されるとき、送信器３６及び受信器３８から送信される光ビーム４０が中断され、受信器３８の出力状態における変化がもたらされるよう構成される。カートリッジの存在は、受信器３８の出力状態における変化に基づき決定される。

オプションで、カートリッジ１２の一部は、カートリッジ１２がデバイス１０のカートリッジインターフェース１４に挿入されるとき、貫通ビームセンサ３４のためカートリッジ１２が不透明に見えるよう、入射光を偏向させるよう成形される。例が、図３Ｂを参照して以下に説明される。

特に、図３Ａは、デバイス１０のカートリッジインターフェース１４に挿入される前のカートリッジ１２の一例を示す。

図３Ｂは、カートリッジ１２がカートリッジインターフェース１４（図４も参照）により受け入れられることを示す。光ビーム４０は、例えばカートリッジ１２のくさび形部分４２による反射又は屈折の結果として、送信器３６から受信器３８に到達することが阻止される。従って光は受光器３８に到達することができない。言い換えると、透明材料にくさび形が与えられるとき、入射光は、部分的に一方の側に反射され、残りは他方の側に反射され、従って受信器に対して不透明であるように見える。

図３Ｃは、カートリッジインターフェース１４内にカートリッジがないとき、送信器３６から送信される光ビーム４０が、受信器３８により完全に（又はほぼ完全に）受信されることを示す。

図４は、本発明の例示的な実施形態による分析器システム５０の一例を示す。分析器システム５０は、カートリッジ１２と、上述した及び後述する例の１つによるデバイス１０とを有する。デバイス１０は、カートリッジ１２を受け入れるよう構成され、光の反射に基づきカートリッジ１２の充填レベルを決定するよう構成される。

本書で使用される用語「分析器システム」は、標的分子を測定するためのバイオセンサープラットフォームに関する。分析器システムは例えば、ハンドヘルド分析器であり、これは、例えば、ポイントオブケアテストに適している。デバイスの他に、分析器システムは例えば、電磁石、光学検出システム、制御エレクトロニクス、ソフトウェア及び読出しディスプレイを含むことができる。

例えば分析器システム５０は、分子濃度を測定するように更に構成されてもよい。一例では、図４に示される（図５Ａにも示される）ように、デバイス１０は、迷光を制御するための光源（例えばＬＥＤ）アパーチャ４１、ビームを結合及び分離するためのダイクロイックミラー４３（例えば、２つのダイクロイックミラー）、狭帯域（例えば１０ｎｍ）の光学フィルタ４５、及び光強度測定センサ４７を更に含むことができる。従って、周波数センサへの光を使用することが可能である。この場合、周波数を測定することが、光の強度を提供する。この測定が流体と共に次に流体なしで１回行われるとき、吸収を決定することが可能であり、吸収は分子の濃度に変換されることができる。

更に別のオプションとして、デバイス１０は、カートリッジ位置案内装置４４（図４には詳細には図示せず、図５Ａから図５Ｃにおける例を参照する）を有することもできる。カートリッジ位置案内装置４４は、カートリッジ１２がデバイス１０に挿入されるとき、カートリッジ１２に６自由度制約を提供するため、カートリッジと係合するよう構成される。

本書で使用される「自由度」という用語は、カートリッジが持つ独立した動き、例えば並進運動及び回転運動の数に関する。図４には、３つの並進方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が示される。以下の説明では、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向がそれぞれ、第１、第２、第３の並進方向とも呼ばれる。

本書で使用される用語「制約」は、カートリッジの移動の自由に関する制限に関する。例えば、自由体は、６自由度又は可能な運動を有する。それぞれは、停止又は制約される必要がある。正確な繰り返される位置は、これらの制約（停止又は接触）が設計により規定されることを必要とする。

この制約は、改良された精度でカートリッジを繰り返し位置決めすることを保証することができる。こうして、充填レベルの検出の精度も向上されることができる。

図５Ａから図５Ｃは、真空インターフェース半球４６、ボール４８、及び２つの側部制約部５２Ａ、５２Ｂを含むカートリッジ位置案内装置４４の一例を示す。

図５Ａは、図５に示される分析器システムの上面図を示す。２つの側部制約部５２Ａ及び５２Ｂは、カートリッジインターフェース１４に設けられ、カートリッジの反対側に結合して、カートリッジ１２を第３の並進方向、即ちＺ方向に制約するよう構成される。これらの２つの制約部は、それぞれＺ１及びＺ２とも呼ばれる。また、図５Ａには、カートリッジ１２をＺ方向に制約するために設けられたボール４８が示され、これはＺ３とも呼ばれる。

図５Ｂは、図５Ａに示される線１Ａ−１Ａに沿った断面図を示す。ボール４８は、カートリッジインターフェース１４に配置され、カートリッジ１２のノッチ５６に結合して、カートリッジ１２を第１並進方向、即ちＸ方向及び第３並進方向、即ちＺ方向に制約するよう構成される。Ｘ制約は、Ｘ１とも呼ばれる。

図５Ｃは、図５Ａに示される１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図を示す。真空インターフェース半球部４６は、カートリッジ１２の円錐部５４に配置され、カートリッジを第１並進方向、即ちＸ方向及び第２並進方向、即ちＹ方向に制約する。Ｘ制約はＸ２とも呼ばれ、Ｙ制約はＹ１とも呼ばれる。

第２の並進方向、即ちＹ方向は、カートリッジがデバイスに挿入される挿入方向である。第１の並進方向、即ちＸ方向は、第２の並進方向に対して垂直であり、表面延長部に平行である。第３の並進方向、即ちＺ方向は、第１の並進方向及び第２の並進方向に垂直である。

上記の制約のセットは、表１に示されるように、すべての線形自由度、即ちＸ、Ｙ、及びＺ方向、並びにＲｘ、Ｒｙ、及びＲｚとも呼ばれる回転自由度でカートリッジ１２を位置決めする。

図６は、カートリッジの充填レベルを決定する方法１００の一例の基本ステップを示す。この方法は、以下のステップを含む。

ステップａ）とも呼ばれる第１のステップ１１０では、例えば本書に記載されるデバイスにより、カートリッジが受け入れられる。

ステップｂ）とも呼ばれる第２のステップ１２０では、受け入れられたカートリッジの光学ピットのキャビティ表面に入射する光ビームが提供される。

ステップｃ）とも呼ばれる第３のステップ１３０では、光学ピットのキャビティ表面から反射された光ビームの一部が検出される。

第４のステップ１４０では、光学ピットの充填レベルが、検出された光の部分に基づき決定される。

一例では、ステップｂ）において、カートリッジ基板−空気インターフェースにおける内部全反射に関する臨界角よりも大きな角度でキャビティ表面に入射する光ビームが提供される。

オプションとして、図６に破線矢印で示されるように、ステップａ）は、ａ１）カートリッジの存在を検出するステップ１１２を更に有する。

更に別のオプションとして、図６に破線の矢印で示されるように、ステップａ）は、ａ２）カートリッジがデバイスに挿入されるとき、カートリッジに６自由度制約を提供するステップ１１４を更に有する。

本発明の実施形態が、異なる主題を参照して説明される点に留意されたい。特に、ある実施形態は、方法タイプの請求項を参照して説明されるが、他の実施形態は、デバイスタイプの請求項を参照して説明される。しかしながら、当業者であれば、上記及び以下の説明から、別段の通知がない限り、１つのタイプの主題に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、異なる主題に関連する特徴間の任意の組み合わせが、本願に開示されると考えられることの説明を得ることになる。しかしながら、すべての特徴は、これらの特徴の単純な合計より多くの共同効果を提供する態様で、結合されることができる。

本発明が図面及び前述の説明において詳細に図示され及び説明されたが、斯かる図示及び説明は、説明的又は例示的であると考えられ、本発明を限定するものではない。本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。図面、開示及び従属項の研究から、開示された実施形態に対する他の変形が、請求項に記載の本発明を実施する当業者により理解され、及び実行されることができる。

請求項において、単語「有する」は他の要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数性を除外するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に記載される複数のアイテムの機能を果たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを意味するものではない。請求項における任意の参照符号は、発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (11)

1. 光反射に基づきカートリッジの充填レベルを決定するデバイスであって、
   カートリッジを受け入れるカートリッジインターフェースと、
   カートリッジ位置案内装置であって、前記カートリッジが前記デバイスに挿入されるとき前記カートリッジに６自由度の制約を与えるため、前記カートリッジと係合し、前記カートリッジを拘束するボールを持つ、カートリッジ位置案内装置と、
   液体レベルセンサとを有し、
   前記液体レベルセンサが、光源と光検出器とを含み、
   前記光源は、前記カートリッジインターフェースにより受け入れられるカートリッジの光学ピットのキャビティ表面に入射する光ビームを提供し、
   前記光検出器が、前記光学ピットの前記キャビティ表面から反射された前記光ビームの一部を検出し、
   前記デバイスは、前記光ビームの前記検出された部分に基づき前記光学ピットの充填レベルを決定する、デバイス。
2. 前記光源が、カートリッジ基板−空気インターフェースでの内部全反射に関する臨界角より大きい角度で前記キャビティ表面に入射する光ビームを提供する、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記液体レベルセンサが、１つのハウジング内に前記光源及び前記光検出器の両方を備える再帰反射型センサである、請求項１又は２に記載のデバイス。
4. 前記光源と前記光検出器が、前記カートリッジが前記デバイスの前記カートリッジインターフェースに挿入されるとき、前記カートリッジのカートリッジ基板の前面に隣接して前記カートリッジインターフェース内に配置される、請求項１乃至３の一項に記載のデバイス。
5. 送信器及び受信器を備える貫通ビームセンサを更に有し、
   前記カートリッジが前記デバイスに挿入されるとき、前記送信器から前記受信器に送信される光ビームが中断され、前記カートリッジの存在を決定するため、前記受信器の出力状態における変化がもたらされるよう、前記送信器及び受信器が構成される、請求項１乃至４の一項に記載のデバイス。
6. 前記カートリッジが前記デバイスの前記カートリッジインターフェースに挿入されるとき、前記貫通ビームセンサに対して前記カートリッジが不透明に見えるよう、前記カートリッジの一部が、入射光を偏向するよう成形される、請求項５に記載のデバイス。
7. 前記カートリッジ位置案内装置が、
   真空インターフェース半球と、
   ボールと、
   ２つの側部制約部とを有し、
   前記真空インターフェース半球が、前記カートリッジを第１並進方向及び第２並進方向に制約するよう、前記カートリッジの円錐内に配置され、
   前記ボールは、前記カートリッジインターフェース内に位置決めされ、前記カートリッジのノッチに結合して前記カートリッジを前記第１並進方向及び第３並進方向に制約し、
   前記２つの側部制約部が、前記カートリッジインターフェースに設けられ、前記カートリッジの反対側に結合して前記カートリッジを前記第３の並進方向に制約し、
   前記第２の並進方向は、前記カートリッジが前記デバイスに挿入される挿入方向であり、前記第１の並進方向が、前記第２の並進方向に垂直であり、表面延長部に平行であり、前記第３の並進方向は、前記第１の並進方向及び前記第２の並進方向に垂直である、請求項１乃至６の一項に記載のデバイス。
8. 分子検出のための分析器システムであって、
   カートリッジと、
   請求項１乃至７の一項に記載のデバイスとを有し、
   前記デバイスが、前記カートリッジを受け入れ、光の反射に基づき前記カートリッジの充填レベルを決定する、分析器システム。
9. カートリッジの充填レベルを検出する方法において、
   ａ）カートリッジを受け入れるステップであって、ａ２）前記カートリッジが前記デバイスに挿入されるとき、前記カートリッジに６自由度の制約を与えるステップを含む、ステップと、
   ｂ）前記受け入れたカートリッジの光学ピットのキャビティ表面に入射する光ビームを提供するステップと、
   ｃ）前記光学ピットのキャビティ表面から反射された前記光ビームの一部を検出するステップと、
   ｄ）前記検出された光の部分に基づき前記光学ピットの充填レベルを決定するステップとを有する、方法。
10. 前記ステップｂ）において、前記光ビームが、カートリッジ基板−空気インターフェースにおける内部全反射に関する臨界角よりも大きな角度で前記キャビティ表面に入射するよう提供される、請求項９に記載の方法。
11. 前記ステップａ）が、ａ１）前記カートリッジの存在を検出するステップを更に有する、請求項９又は１０に記載の方法。

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