JP2020071233A - 検出カートリッジ、検出方法及び検出装置 - Google Patents

検出カートリッジ、検出方法及び検出装置 Download PDF

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Abstract

【課題】検出機械の複雑な操作プロセスを単純化することができる検出カートリッジ、検出方法及び検出装置を提供すること。【解決手段】検出カートリッジ、検出方法及び検出装置が提供される。検出カートリッジは、検出タンクと、試料タンクと、N個の容器と、少なくとも1つの第1の仮設タンクとを含む。試料タンクは検出タンクと連結している。N個の容器は検出タンクと連結しており、Nは2以上の正の整数である。少なくとも1つの第1の仮設タンクが、N個の容器と検出タンクの間のN個の流路のうちの少なくとも1つの上に配置され、N個の流路中のn番目の流路上の第1の仮設タンクの数は、(n−1)番目の流路上の仮設タンクの数に等しいか、又はそれより多く、nは2以上で、かつ、N以下の正の整数である。【選択図】図2A

Description

本発明は、検出カートリッジ、検出方法及び検出装置に関し、詳細には液体試料の検出に適した検出カートリッジ、検出方法及び検出装置に関する。
従来の液体試料の検出方法では、いくつかの検出方法には、必要な検出項目を反応結果から検出するために、2つ以上の試薬の添加が必要である。これらの検出方法は複雑な操作プロセスを有しており、また、人間が誤りを犯しやすく、そのために不正確な検出結果をもたらしている。
検出の精度を高くし、また、検出を便利にするために様々な検出カートリッジが開発されており、それらのほとんどは、液体を毛管作用によってマイクロ−チャネル構造中に流入させるように設計されたマイクロ−チャネル構造である。しかしながら現在の検出カートリッジを使用して検出が実施される場合、機械の操作プロセスは依然として極めて複雑である。したがって検出機械の複雑な操作プロセスを単純化することができる検出カートリッジをいかに開発するかが、産業界の目標である。
本発明は、検出機械の複雑な操作プロセスを単純化することができる検出カートリッジ、検出方法及び検出装置を提供する。
本発明は、検出タンク、試料タンク、N個の容器及び少なくとも1つの第1の仮設タンクを含む検出カートリッジを提供する。試料タンクは検出タンクと連結している。N個の容器は検出タンクと連結しており、Nは2以上の正の整数である。少なくとも1つの第1の仮設タンクは、N個の容器と検出タンクの間のN個の流路のうちの少なくとも1つの上に配置され、N個の流路中のn番目の流路上の仮設タンクの数は、(n−1)番目の流路上の仮設タンクの数に等しいか、又はそれより多く、nは2以上で、かつ、N以下の正の整数である。
本発明の実施形態によれば、検出カートリッジにおいて、試料タンクはN個の流路上に配置されていなくてもよい。
本発明の実施形態によれば、検出カートリッジにおいて、少なくとも1つの第1の仮設タンクをN個の流路の転換地点に配置することができる。
本発明の実施形態によれば、検出カートリッジには、廃棄タンクがさらに含まれる。廃棄タンクは検出タンクと連結している。
本発明の実施形態によれば、検出カートリッジには、遠心分離タンクがさらに含まれる。遠心分離タンクは、試料タンクと検出タンクの間で連結している。
本発明の実施形態によれば、検出カートリッジにおいて、遠心分離タンク及び少なくとも1つの第1の仮設タンクは、それぞれ廃棄タンクと連結することができる。
本発明の実施形態によれば、検出カートリッジには、第2の仮設タンク及び取込ユニットをさらに含むことができる。第2の仮設タンクは検出タンクと連結している。取込ユニットは、第2の仮設タンクの内壁に接続される。
本発明の実施形態によれば、検出カートリッジには、取込ユニットがさらに含まれる。取込ユニットは、少なくとも1つの第1の仮設タンクの内壁に接続される。
本発明の実施形態によれば、検出カートリッジには、N個の流路のうちのいくつかは共有経路を有することができる。
本発明の実施形態によれば、検出カートリッジにおいて、N個の容器中の(n−1)番目の容器は、n番目の容器と検出タンクの間の共有経路上に配置することができる。
本発明は、以下のステップを含む検出方法を提供する。遠心分離装置が提供される。遠心分離装置は、駆動ユニットと、駆動ユニットに接続されたプラットフォームと、プラットフォームの上に配置された回転台であって、プラットフォームが回転軸を有する、回転台とを含む。検出カートリッジが回転台の上に配置される。試料が試料タンク中に置かれる。N個の試薬がそれぞれN個の容器中に置かれる。試料が検出タンク内に導入される。N個の試薬がN個の流路を介して検出タンク内に逐次導入される。検出タンク内の液体が検出される。N個の試薬をN個の流路を介して検出タンク内に逐次導入するステップでは、プラットフォームの回転速度及び回転方向を制御することにより、回転軸に対する検出カートリッジ上の任意の位置の相対位置が変化し、遠心力が試料及びN個の試薬に加えられる。
検出方法における本発明の実施形態によれば、検出カートリッジは、基準方向に対するある回転角を有することができ、その回転角は、N個の流路中の、液体の位置が変更される流路に従って設定することができる。
検出方法における本発明の実施形態によれば、検出カートリッジがその回転角で配置され、遠心力が試料及びN個の試薬に加えられると、N個の流路の一部における液体の位置を変化させることができ、また、N個の流路の他の部分における液体は同じ位置を維持する。
検出方法における本発明の実施形態によれば、検出カートリッジは遠心分離タンクをさらに含む。遠心分離タンクは、試料タンクと検出タンクの間で連結している。
検出方法における本発明の実施形態によれば、検出カートリッジは廃棄タンクをさらに含む。廃棄タンクは検出タンクと連結している。
検出方法における本発明の実施形態によれば、N個の試薬をN個の流路を介して検出タンク内に逐次導入するステップは、以下のステップを含むことができる。(n−1)番目の流路内の液体が検出タンク内に導入される。検出タンク内の液体が廃棄タンク内に導入される。n番目の流路内の液体が検出タンク内に導入される。
検出方法における本発明の実施形態によれば、検出カートリッジは、第2の仮設タンク及び取込ユニットをさらに含む。第2の仮設タンクは検出タンクと連結している。取込ユニットは、第2の仮設タンクの内壁に接続される。
検出方法における本発明の実施形態によれば、検出タンク内の液体を廃棄タンク内に導入する前に、以下のステップをさらに含むことができる。検出タンク内の液体が第2の仮設タンク内に導入される。第2の仮設タンク内の液体が検出タンクへ戻される。
検出方法における本発明の実施形態によれば、検出カートリッジは取込ユニットをさらに含む。取込ユニットは、少なくとも1つの第1の仮設タンクの内壁に接続される。
本発明は、遠心分離装置及び検出カートリッジを含む検出装置を提供する。遠心分離装置は、駆動ユニットと、プラットフォームと、回転台とを含む。プラットフォームは駆動ユニットに接続される。回転台はプラットフォームの上に配置される。検出カートリッジは回転台の上に取り付けられる。
上記に基づいて、本発明によって提供される検出カートリッジ、検出方法及び検出装置においては、検出カートリッジのN個の流路中のn番目の流路上の仮設タンクの数を(n−1)番目の流路の仮設タンクの数以上に設定することにより、N個の試薬をN個の流路を介して検出タンク内に逐次導入することができる。したがって本発明によって提供される検出カートリッジ及び検出方法は、多段反応検出を実行し、検出機械の複雑な操作フローを単純化し、人的過誤を低減し、また、検出の利便性を改善することができる。
本開示の上記特徴及び利点をより分かり易くするために、以下、実施形態について、図を参照して詳細に説明する。
添付の図面は、本発明のさらなる理解を提供するために含まれており、本明細書に組み込まれ、また、本明細書の一部を構成している。図面は、本発明の実施形態を図解し、また、説明と相俟って本発明の原理を説明する役割を果たしている。
本発明の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の実施形態の検出装置の概略図である。 図2Aの検出装置の上面図である。 図2Aの検出装置の上面図である。 図2Aの検出装置の上面図である。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。
図1A〜図1Fは、本発明の実施形態の検出方法のフローチャートである。図2Aは、本発明の実施形態の検出装置の概略図である。図2B〜図2Dは、図2Aの検出装置の上面図である。説明をより明確にするために、回転台は図2B〜図2Dには示されていない。
図1A及び図2A〜図2Dを参照すると、検出装置10は、遠心分離装置12及び検出カートリッジ100aを含む。遠心分離装置12は、駆動ユニット14、プラットフォーム16及び回転台18を含む。プラットフォーム16は駆動ユニット14に接続されている。回転台18は、プラットフォーム16の上に配置されている。検出カートリッジ100aは、回転台18の上に取り付けられている。検出カートリッジ100aは円板形であってもよいが、本発明はそれには限定されない。
検出カートリッジ100aは、検出タンク102、試料タンク104、N個の容器及び少なくとも1つの第1の仮設タンクを含む。検出カートリッジ100aを使用して液体中の試験対象を検出することができる。例えば検出カートリッジ100aは、生化学検出(例えば血液生化学値、抗原検出)又は汚染物質検出(例えば重金属)のために使用することができる。検出タンク102を使用して、試験対象を含有した液体を保持することができる。
試料タンク104は、検出タンク102と連結しており、試料を収納するために使用することができる。試料は、例えば血液、血漿、又は工場から排出される廃液である。試料タンク104は、通路を介して検出タンク102と連結することができる。
N個の容器は検出タンク102と連結しており、Nは2以上の正の整数である。容器を使用して様々な試薬を収納することができる。試薬は、液体試薬又は固体試薬であってもよい。容器が固体試薬を収納する場合、希釈剤を添加して固体試薬を溶解させ、それにより液体試薬を得ることができる。当業者は、試料のタイプ及び検出項目に基づいて試薬の組成を決定することができる。本実施形態ではNは3によって例示されているが、本発明はそれには限定されない。すなわち検出カートリッジ100aは容器106a〜106cを含む。容器106aは、第1の流路を介して検出タンク102と連結している。容器106bは、第2の流路を介して検出タンク102と連結している。容器106cは、第3の流路を介して検出タンク102と連結している。試料タンク104は、第1の流路〜第3の流路上に配置されていなくてもよい。
少なくとも1つの第1の仮設タンクは、N個の容器と検出タンク102の間のN個の流路のうちの少なくとも1つの上に配置され、N個の流路中のn番目の流路上の仮設タンクの数は、(n−1)番目の流路上の仮設タンクの数に等しいか、又はそれより多く、nは2以上で、かつ、N以下の正の整数である。本実施形態ではnは、2以上で、かつ、3以下の正の整数によって例示されているが、本発明はそれには限定されない。
本実施形態では、仮設タンクの数は6によって例示されているが、本発明はそれには限定されない。検出カートリッジ100aは第1の仮設タンク108a〜108fを含む。第1の仮設タンク108a及び108bは、容器106bと検出タンク102の間の第2の流路上に配置されている。第1の仮設タンク108c〜108fは、容器106cと検出タンク102の間の第3の流路上に配置されている。さらに、第3の流路上の仮設タンクの数(4)は第2の流路上の仮設タンクの数(2)より多く、また、第2の流路上の仮設タンクの数(2)は第1の流路上の仮設タンクの数(0)より多い。
詳細には、容器106a及び検出タンク102は、第1の流路上に逐次配置することができる。容器106b、第1の仮設タンク108a〜108b及び検出タンク102は、第2の流路上に連続的に配置することができる。容器106c、第1の仮設タンク108c〜108f及び検出タンク102は、第3の流路上に連続的に配置することができる。
本実施形態では、第1の仮設タンク108a〜108fは、それぞれ、第1の流路〜第3の流路の転換地点に配置することができる。第1の仮設タンク108a〜108fを流路の転換地点に配置することにより、流路に沿って第1の仮設タンク108a〜108fに流入する液体は、一時的に第1の仮設タンク108a〜108f内に留まり、流路に沿って流れない。したがって流路上の仮設タンクの数を設定することにより、容器106a〜106c内の液体が検出タンク102に流入する順序を調整することができる。
以下、上記検出カートリッジ100aを使用した検出方法について、図1A〜図1F及び図2A〜図2Dを参照して説明する。
図2A〜図2Dを参照すると、遠心分離装置12が提供され、遠心分離装置12は、駆動ユニット14、駆動ユニット14に接続されたプラットフォーム16、及びプラットフォーム16の上に配置された回転台18を含む。
プラットフォーム16は回転軸01を有している。駆動ユニット14を使用してプラットフォーム16が駆動され、それによりプラットフォーム16が回転軸01の周りを回転する。複数の回転台18をプラットフォーム16の上に配置することができ、したがって複数の検出カートリッジ100aを同時に取り付けることができ、検出効率を改善することができる。本実施形態では、例として1つの検出カートリッジ100aが取り付けられているが、本発明はそれには限定されない。1つ又は複数の検出カートリッジ100aが遠心分離装置12のプラットフォーム16の上に取り付けられるいずれの事例も本発明の範囲内である。さらに、遠心分離装置12の駆動ユニット14がプラットフォーム16を駆動して回転させる前に、プラットフォーム16のバランスを維持し、遠心分離装置12が適切に機能していることを保証するために、最初にプラットフォーム16に重みが付加されることは当業者によく知られており、それについては本明細書においては説明されない。2つ以上の検出カートリッジ100aが遠心分離装置12のプラットフォーム16の上に取り付けられる事例では、遠心分離装置12を正規に動作させることができることを保証するために、複数の検出カートリッジ100aを使用することによって同じくプラットフォーム16に重みを付加することができる。さらに、上記駆動デバイス14は、電動機(図示せず)及び回転軸(図示せず)などの様々な構成要素を含むことができることは当業者によく知られており、それについては本明細書においては説明されない。
回転台18は回転軸02を有することができる。回転軸01は回転軸02と同軸ではない。回転台18は、つり合いおもりと相俟った回転台18の質量中心が回転台18の回転軸02に位置しないよう、例えばつり合いおもり(図示せず)をその上に備えている。したがって回転台18の質量中心の設計により、回転台18は、プラットフォーム16が回転する際に、回転台18の上に取り付けられた検出カートリッジ100aを駆動して、プラットフォーム16に対して回転させることができる。
検出カートリッジ100aは、基準方向Dに対する回転角θを有することができる。検出カートリッジ100aは、回転軸02に沿って別の回転角まで回転させることができる。検出カートリッジ100aは、整列マークとして弦部分110を有している。例えば回転軸01及び回転軸02の方向を基準方向Dとして設定することにより、検出カートリッジ100aの弦部分110上の法線Nと基準方向Dの間の角度を回転角θとして設定することができる。プラットフォーム16が回転軸01の周りを回転すると、遠心力によって検出カートリッジ100a内の液体に駆動力を提供することができ、それにより遠心力の方向に向かって液体を移動させることができる。さらに、回転角θは、3つの流路(第1の流路〜第3の流路)のうちの液体の位置が変更される流路に従って設定することができる。
以下、回転角θの制御方法について、図2B〜図2Dを参照して説明する。
実施形態では、弾性部材(例えば、ばね)(図示せず)を遠心分離装置12のプラットフォーム16と回転台18の間に配置することができ、また、停止構造(図示せず)をプラットフォーム16の上に配置することができる。遠心分離装置12の駆動ユニット14は、プラットフォーム16を駆動して回転軸01の周りを回転させ、回転台18に加えられる遠心力は、弾性部材の弾性力(予備張力、初期張力又はばねの初期力など)より弱く、また、回転台18は回転軸02の周りを回転せず、すなわち検出カートリッジ100aの回転角θは不変を維持する(図2B)。駆動ユニット14がプラットフォーム16の回転速度を駆動して速くし、また、回転台18に加えられる遠心力が弾性部材の弾性力より強くなると、回転台18が回転軸02の周りを回転し、したがって回転軸01に対する回転台18上の任意の位置の相対位置が変化し、すなわち検出カートリッジ100aの回転角θが変化する。この時点で回転角θは、プラットフォーム16上の停止点の設計によって固定角を有することができる(図2C)。次に、プラットフォーム16の回転速度が減速され、また、回転台18に加えられる遠心力が弾性部材の弾性力より弱くなると、その駆動力によって回転台18の回転が消失し、回転台18は初期状態に戻る。プラットフォーム16上の停止点の設計により、検出カートリッジ100aの回転角θは初期の角度に戻り、それは固定角である(図2B)。
さらに、遠心分離装置12は、駆動ユニット14をさらに利用して、方向が変化している間に生成される加速及び減速慣性を変化させることができ、したがってつり合いおもりと相俟った回転台18の質量中心が遠心力の変化にさらされ、また、プラットフォーム16と回転台18の間の干渉(例えば歯車の連動)を介して回転台18の方向が変化し、延いては検出カートリッジ100aの回転角θが変化する。例えば第1の歯車(図示せず)は、遠心分離装置12の駆動ユニット14とプラットフォーム16の間に存在し、また、第2の歯車(図示せず)は、プラットフォーム16と回転台18の間に存在し、第1の歯車及び第2の歯車は連動設計によって接続されている。図2Bの状態では、プラットフォーム16は回転軸01の周りを回転し(例えば時計方向に回転し)、また、検出カートリッジ100aの回転角θは不変を維持していることが仮定されている。しかしながら駆動ユニット14が駆動方向を変化させると(例えば反時計方向の回転に変化させると)、慣性のため(時計方向の回転などの)、プラットフォーム16が回転し、また、この時点で、第1の歯車及び第2の歯車の連動設計のため、駆動ユニット14によって加えられる駆動力によって第2の歯車が回転台18を駆動して回転軸02の周りを回転させ(時計方向の回転など)、それにより回転軸01に対する回転台18上の任意の位置の相対位置が変化し、すなわち検出カートリッジ100aの回転角θが変化し、また、プラットフォーム16上の停止点の設計によって回転角θは固定角である(図2Dに示されているように)。次に、駆動ユニット14がもう一度駆動方向を変化させると、上記動作原理と同様、回転台18は初期状態に戻る(図2Bに示されているように)。
実施形態では、検出カートリッジ100aは、0度(図2B)、−60度(図2C)及び90度(図2D)などの3つの回転角θを有することができるが、本発明はそれには限定されない。例えばプラットフォーム16が低速で時計方向に回転すると、回転台18に加えられる遠心力が弾性部材の弾性力より弱いため、検出カートリッジ100aの回転角θは0度を維持することができる(図2B)。プラットフォーム16が高速で時計方向に回転すると、回転台18に加えられる遠心力が弾性部材の弾性力より強いため、回転台18は反時計方向に回転し、また、停止点の設計により、検出カートリッジ100aの回転角θは−60度を維持することができる(図2C)。さらに、プラットフォーム16が反時計方向に回転すると、回転台18は、回転の慣性を変化させることによって、また、歯車の連動によって時計方向に回転し、また、停止点の設計により、検出カートリッジ100aの回転角θは90度を維持することができる(図2D)。
本実施形態では、つり合いおもり、弾性部材、停止構造、停止点、及び駆動方向、高回転速度及び低回転速度の切換えを有する歯車の構成により、検出カートリッジ100aが複数の異なる回転角θを有するよう、プラットフォーム16の回転状態を停止させることなく、回転台18の方向を変更することができることが分かる。
本実施形態では、回転角θは、弦部分110上の法線Nと基準方向Dの間の角度によって定義されているが、本発明はそれには限定されない。他の実施形態では、回転角は、検出カートリッジ100aの上に配置された他の整列マーク(例えば整列点、整列線又は整列パターン)と基準方向Dの相対角関係に従って定義することも同じく可能である。
検出カートリッジ100aが特定の回転角で配置され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、3つの流路内の液体の位置を変化させることができ(次のタンクに流入する)、あるいは同じ位置を維持する(同じタンク内に留まる)。本実施形態では、回転角の大きさは、例として2つに設定されている。第1の回転角は0度であり、また、第2の回転角は−60度であるが、本発明の回転角の大きさ及び角度値はそれには限定されない。
図1Aを参照すると、検出カートリッジ100aが提供される。試料Sが試料タンク104の中に置かれ、また、試薬R1〜R3がそれぞれ容器106a〜106cの中に置かれる。次に、検出カートリッジ100aが回転台18の上に取り付けられる。別の実施形態では、最初に検出カートリッジ100aを回転台18の上に取り付けることができ、また、試料S及び試薬R1〜R3はそれぞれ試料タンク104及び容器106a〜106cの中に置かれる。
図1Bを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ100aが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料Sが検出タンク102に流入し、試薬R1が検出タンク102に流入し、試薬R2が第1の仮設タンク108aに流入し、また、試薬R3が第1の仮設タンク108cに流入する。この時点で、検出タンク102に流入する試料S及び試薬R1が反応する。
図1Cを参照すると、第2の回転角(例えば−60度)で配置されるように検出カートリッジ100aが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S及び試薬R1は検出タンク102内に留まり、試薬R2が第1の仮設タンク108bに流入し、また、試薬R3が第1の仮設タンク108dに流入する。遠心分離の間、検出タンク102内の液体は、回転角設定を使用した通路レイアウトの設計のため、通路を介して検出タンク102から流出しないが、液体に振動が付与され、それにより検出タンク102内の試料S及び試薬R1の混合を容易にし、かつ、反応を加速する。
図1Dを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ100aが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S及び試薬R1は検出タンク102内に留まり、試薬R2が検出タンク102に流入し、また、試薬R3が第1の仮設タンク108eに流入する。このステップでは、検出タンク102に流入する試薬R2は、検出タンク102内の反応に加わることができる。
図1Eを参照すると、第2の回転角(例えば−60度)で配置されるように検出カートリッジ100aが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S及び試薬R1ならびにR2は検出タンク102内に留まり、また、試薬R3が第1の仮設タンク108fに流入する。このステップでは、遠心力は、検出タンク102内の液体を振動させて反応を容易にすることができる。
図1Fを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ100aが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S及び試薬R1ならびにR2は検出タンク102内に留まり、また、試薬R3が検出タンク102に流入する。このステップでは、検出タンク102に流入する試薬R3は、検出タンク102内の反応に加わって試験対象を形成することができる。
次に、検出結果を得るために、検出タンク102内の液体に含有されている試験対象が検出される。当業者は、実験的設計に従って試験対象の測定方法を選択することができ、それについては本明細書においては説明されない。
以上から分かるように、本実施形態の検出方法は以下のステップを含む。検出カートリッジ100aが遠心分離装置12のプラットフォーム16の回転台18の上に取り付けられ、プラットフォーム16は、遠心分離装置12の駆動ユニット14に接続され、また、回転軸01を有している。試料Sが試料タンク104の中に置かれ、また、試薬R1〜R3がそれぞれ容器106a〜106cの中に置かれ、また、回転軸01の回転速度及び回転方向を制御することにより、回転軸01に対する検出カートリッジ100a上の試料S及び試薬R1〜R3の相対位置が変更され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられる。試料Sが検出タンク102内に導入され、また、第1の流路、第2の流路及び第3の流路を介して試薬R1〜R3がそれぞれ検出タンク102内に逐次導入される。検出タンク102内の液体が検出される。
さらに、第1の流路〜第3の流路を介して試薬R1〜R3を検出タンク102内に逐次導入するステップでは、回転軸01に対する検出カートリッジ100a上の任意の位置の相対位置を変化させるために、回転軸01の回転速度(例えば2000rpmから4000rpmへ加速する)及び回転方向(例えば時計方向の回転から反時計方向の回転へ)を制御することができる。この方法によれば、遠心分離装置12の回転速度、回転方向及び回転時間を事前設定することによって検出カートリッジ100aの検出処理を実行することができ、それにより自動検出の目的が達成される。
上記実施形態の検出カートリッジ100a、検出方法及び検出装置では、検出カートリッジ100aの第3の流路上の仮設タンクの数は、第2の流路の仮設タンクの数より多くなるように設定されており、また、第2の流路上の仮設タンクの数は、第1の流路上の仮設タンクの数より多くなるように設定されており、したがって試薬R1〜R3は、3つの流路を介して検出タンク102に逐次流入する。したがって上記実施形態の検出カートリッジ100a及び検出方法は、多段反応検出を実行し、検出機械の複雑な操作フローを単純化し、人的過誤を低減し、また、検出の利便性を改善することができる。
以下では、異なる検出カートリッジ及び対応する検出方法ならびに検出装置が異なる実施形態で説明される。以下の実施形態には、上記実施形態の参照数表示及び内容が使用されている。詳細には、同じ又は同様の構成要素を表すために同じ参照番号が使用されており、また、同じ技術的内容の説明は省略されている。省略された部分は、上記実施形態で説明された通りであり、以下の実施形態では反復されない。
図3A〜図3Fは、本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。
図1A及び図3Aを同時に参照すると、図3Aの検出カートリッジ100bと図1Aの検出カートリッジ100aの間の相違は以下の通りである。検出カートリッジ100bは、検出カートリッジ100aにおける第1の仮設タンク108e及び108fを有しておらず、また、検出カートリッジ100bの第2の流路及び第3の流路は共有経路を有することができる。詳細には、検出カートリッジ100bの第1の仮設タンク108dは第1の仮設タンク108aと連結しており、また、第2の流路及び第3の流路は、第1の仮設タンク108aから検出タンク102までの経路を共有している。
以下、上記検出カートリッジ100bを使用した検出方法について、図3A〜図3Fを参照して説明する。
図1A〜図1F及び図3A〜図3Fを同時に参照すると、検出カートリッジ100bを使用して検出する場合、検出カートリッジ100bによって設定される回転角は、検出カートリッジ100aによって設定される回転角と同じである。図3A〜図3Fの検出方法と図1A〜図1Fの検出方法の間の相違は以下の通りである。試薬R3が第1の仮設タンク108dへ流れた後(図3C)、試薬R3は、最初に第1の仮設タンク108aに流入し(図3D)、次に、第2の流路及び第3の流路の共有経路(すなわち第1の仮設タンク108aから検出タンク102までの経路)を介して検出タンク102に流入する(図3E〜図3F)。
上記実施形態の検出カートリッジ100b、検出方法及び検出装置では、検出カートリッジ100bの第2の流路及び第3の流路が共有経路を有しているため、検出カートリッジ100bのために必要な第1の仮設タンクの数を少なくすることができ、それにより検出カートリッジプロセスの複雑さを単純化することができる。
図4A〜図4Fは、本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。
図1A及び図4Aを同時に参照すると、図4Aの検出カートリッジ100cと図1Aの検出カートリッジ100aの間の相違は以下の通りである。検出カートリッジ100cは、廃棄タンク112及び取込ユニットCをさらに含む。検出カートリッジ100cの廃棄タンク112は検出タンク102と連結しており、第1の流路、第2の流路、第3の流路及び試料タンク104が検出タンク102と連結している通路上には配置されていない。検出カートリッジ100cの取込ユニットCは、検出タンク102の内壁(例えば底部表面)に接続することができるが、本発明はそれには限定されない。取込ユニットCは、例えば化合物、抗原、抗体、磁気ビーズ、配位子又はそれらの組合せである。当業者は、試料のタイプ及び検出項目に基づいて取込ユニットCの組成を決定することができる。
以下、上記検出カートリッジ100cを使用した検出方法について、図4A〜図4Fを参照して説明する。
図4Aを参照すると、検出カートリッジ100cが提供される。試料Sが試料タンク104の中に置かれ、また、試薬R1〜R3がそれぞれ容器106a〜106cの中に置かれる。
図4Bを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ100cが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料Sが検出タンク102に流入し、試薬R1が検出タンク102に流入し、試薬R2が第1の仮設タンク108aに流入し、また、試薬R3が第1の仮設タンク108cに流入する。この時点で、検出タンク102に流入する試料S及び試薬R1が取込ユニットCと相互作用し、検出タンク102に接続された取込ユニット複合物C’を形成することができる。取込ユニット複合物C’は、試料S、試薬R1及び取込ユニットCのすべてによって形成することができ、あるいは試料Sと試薬R1の反応による化合物が取込ユニットCと結合される。当然、試料Sと試薬R1の反応による化合物を使用して取込ユニットCの構造を修正することも同じく可能である。当業者は、使用される検出項目及び試薬の組成に従って取込ユニット複合物C’の組成を知ることができ、また、本発明はそれには限定されない。さらに、上記実施形態では、遠心分離装置の上に検出カートリッジ100cを取り付ける方法が提供されており、本明細書においては反復されない。
図4Cを参照すると、第2の回転角(例えば−60度)で配置されるように検出カートリッジ100cが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S及び試薬R1が廃棄タンク112に流入し、試薬R2が第1の仮設タンク108bに流入し、また、試薬R3が第1の仮設タンク108dに流入する。このステップでは、液体が検出タンク102から除去され、検出タンク102内の取込ユニット複合物C’の後続する反応が妨害されるのを防止する。
図4Dを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ100cが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S及び試薬R1は廃棄タンク112内に留まり、試薬R2が検出タンク102に流入し、また、試薬R3が第1の仮設タンク108eに流入する。実施形態では、検出タンク102に流入する試薬R2は取込ユニット複合物C’と反応することができる。別の実施形態では、試薬R2は、取込ユニット複合物C’と反応しない洗浄溶液又は緩衝剤であってもよい。遠心分離の間、廃棄タンク112内の液体は、回転角設定を使用した通路レイアウトの設計のため、通路を介して廃棄タンク112から流出しない。
図4Eを参照すると、第2の回転角(例えば−60度)で配置されるように検出カートリッジ100cが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S及び試薬R1は廃棄タンク112内に留まり、試薬R2が廃棄タンク112に流入し、また、試薬R3が第1の仮設タンク108fに流入する。このステップでは、液体が検出タンク102から除去され、検出タンク102内の取込ユニット複合物C’の後続する反応が妨害されるのを防止する。
図4Fを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ100cが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S及び試薬R1ならびにR2は廃棄タンク112内に留まり、また、試薬R3が検出タンク102に流入する。このステップでは、検出タンク102に流入する試薬R3は、検出タンク102内の取込ユニット複合物C’と反応し、試験対象を形成することができる。本実施形態では、試験対象は、試薬R3と取込ユニット複合物C’の反応による生成物であってもよく、試薬R3の色の変化をもたらすことになる。別の実施形態では、試験対象は、試薬R3による取込ユニット複合物C’の構造の修正による取込ユニット試験対象(図示せず)である。別の実施形態では、試薬R3は、検出タンク102から取込ユニット複合物C’を分離して、試薬R3中の取込ユニット複合物C’を分散させることができ、それにより検出タンク102内の液体濁度を増すことができる。当業者は、検出項目及び試薬の組成に従って試験対象の組成を知ることができ、また、本発明はそれには限定されない。
次に、検出結果を得るために、検出タンク102内に含有されている試験対象が検出される。例えば検出タンク102内の液体の特定の波長における吸光度、又はこの点における検出タンク102内の液体の透過率を検出することができる。当業者は、試験対象の性質に従って適切な検出方法を選択することができ、また、本発明はそれには限定されない。
以上から、試薬R1〜R3がそれぞれ第1の流路、第2の流路及び第3の流路を介して検出タンク102に流入するステップは以下のステップを含むことができることが分かる。第1の流路内の試薬R1が検出タンク102に流入し、したがって検出タンク102内の試薬R1が廃棄タンク112に流入し、また、第2の流路の試薬R2が検出タンク102に流入し、したがって検出タンク102内の試薬R2が廃棄タンク112に流入し、次に、第3の流路の試薬R3が検出タンク102に流入する。
上記実施形態の検出カートリッジ100c、検出方法及び検出装置では、検出カートリッジ100cが廃液を格納するための廃棄タンク112を含んでいるため、試薬間の相互作用による多段反応の妨害を防止することができ、それにより検出精度を改善することができる。
図5A〜図5Fは、本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。
図4A及び図5Aを同時に参照すると、図5Aの検出カートリッジ100dと図4Aの検出カートリッジ100cの間の相違は以下の通りである。検出カートリッジ100dは、検出カートリッジ100cにおける第1の仮設タンク108e及び108fを有しておらず、また、検出カートリッジ100dの第2の流路及び第3の流路は共有経路を有することができる。詳細には、検出カートリッジ100dの第1の仮設タンク108dは第1の仮設タンク108aと連結しており、また、第2の流路及び第3の流路は、第1の仮設タンク108aから検出タンク102までの経路を共有している。
以下、上記検出カートリッジ100dを使用した検出方法について、図5A〜図5Fを参照して説明する。
図4A〜図4F及び図5A〜図5Fを同時に参照すると、検出カートリッジ100dを使用して検出する場合、検出カートリッジ100dが配置される回転角は、検出カートリッジ100cが配置される回転角と同じである。図5A〜図5Fの検出方法と図4A〜図4Fの検出方法の間の相違は以下の通りである。試薬R3が第1の仮設タンク108dへ流れた後(図5C)、試薬R3は、最初に第1の仮設タンク108aに流入し(図5D)、次に、第2の流路及び第3の流路の共有経路(すなわち第1の仮設タンク108aから検出タンク102までの経路)を介して検出タンク102に流入する(図5E〜図5F)。
上記実施形態の検出カートリッジ100d、検出方法及び検出装置では、検出カートリッジ100dの第2の流路及び第3の流路が共有経路を有しているため、検出カートリッジ100dのために必要な仮設タンクの数を少なくすることができ、それにより検出カートリッジプロセスの複雑さを単純化することができる。
図6A〜図6Gは、本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。
図5A及び図6Aを同時に参照すると、図6Aの検出カートリッジ100eと図5Aの検出カートリッジ100dの間の相違は以下の通りである。検出カートリッジ100eでは、試料タンク104及び容器106aは第1の仮設タンク108bと連結しており、また、第1の流路、第2の流路及び第3の流路は共有経路を有することができる。詳細には、検出カートリッジ100eの第1の仮設タンク108bは検出タンク102と連結しており、また、第1の流路、第2の流路及び第3の流路は、第1の仮設タンク108bから検出タンク102までの経路を共有している。さらに、検出カートリッジ100eでは、取込ユニットCが第1の仮設タンク108bの内壁(例えば底部表面)に接続されている。
以下、上記検出カートリッジ100eを使用した検出方法について、図6A〜図6Gを参照して説明する。
図6Aを参照すると、検出カートリッジ100eが提供される。試料Sが試料タンク104の中に置かれ、また、試薬R1〜R3がそれぞれ容器106a〜106cの中に置かれる。
図6Bを参照すると、第3の回転角(例えば90度)で配置されるように検出カートリッジ100eが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料Sが第1の仮設タンク108bに流入し、試薬R1が第1の仮設タンク108bに流入し、また、試薬R2及び試薬R3は同じ位置を維持する。この時点で、第1の仮設タンク108b内の試料S、試薬R1及び取込ユニットCは、相互作用して、検出タンク102に接続された取込ユニット複合物C’を形成することができる。この時点では、容器106b及び106cの中の液体は、回転角設定を使用した通路レイアウトの設計のため、通路を介して容器106b及び106cから流出しない。さらに、上記実施形態では、検出カートリッジ100eが遠心分離装置12の上に取り付けられる方法、及び取込ユニット複合物C’の組成が提供されており、本明細書においては反復されない。
図5B〜図5F及び図6C〜図6Gを同時に参照すると、検出カートリッジ100eを使用して検出する場合、検出カートリッジ100eが配置される後続する回転角は、検出カートリッジ100dが配置される後続する回転角と同じである。図6C〜図6Gの検出方法と図5B〜図5Fの検出方法の間の相違は以下の通りである。試薬R3が第1の仮設タンク108bに流入すると、試薬R3は、第1の仮設タンク108b内の取込ユニット複合物C’と反応して試験対象を形成することができる(図6F)。本実施形態では、試験対象は、検出のために検出タンク102に流入する試薬R3と取込ユニット複合物C’の反応による生成物であってもよい(図6G)。この時点では、取込ユニット化合物C’は試薬R3と共に流れず、第1の仮設タンク108bの内壁に接続されたままである。
他の実施形態では、試薬R3は、第1の仮設タンク108bから取込ユニット複合物C’を分離して、試薬R3中の取込ユニット化合物C’を分散させることができ、それにより試薬R3の液体濁度を増すことができる。次に、取込ユニット複合物C’及び試薬R3が検出のために共に検出タンク102に流入する。当業者は、検出項目及び試薬の組成に従って試験対象の組成を知ることができ、また、本発明はそれには限定されない。
検出カートリッジ100e、検出方法及び検出装置における上記実施形態に基づいて、取込ユニットCは、検出タンク102の検出に対する妨害を回避するために、第1の仮設タンク108bの内壁に接続されている。さらに、試験対象を第1の仮設タンク108bから検出タンク102内に導入するステップが追加されているため、液体中の試験対象の混合がより均一になり、したがって検出結果の信頼性が改善される。
図7A〜図7Fは、本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。
図1A及び図7Aを同時に参照すると、図7Aの検出カートリッジ100fと図1Aの検出カートリッジ100aの間の相違は以下の通りである。検出カートリッジ100fは、検出カートリッジ100aにおける第1の仮設タンク108d〜108fを有しておらず、また、第1の仮設タンク108gをさらに含む。第1の仮設タンク108gは、第1の仮設タンク108cと検出タンク102の間で連結している。すなわち検出カートリッジ100fの容器106cは、第1の仮設タンク108c及び108gを介して検出タンク102と連結している。詳細には、容器106c、第1の仮設タンク108c及び108g、ならびに検出タンク102は、第3の流路上に連続的に配置することができる。本実施形態では、第3の流路上の仮設タンクの数(2)は第2の流路上の仮設タンクの数(2)に等しく、また、第2の流路上の仮設タンクの数(2)は第1の流路上の仮設タンクの数(0)より多い。
以下、上記検出カートリッジ100fを使用した検出方法について、図7A〜図7Fを参照して説明する。
図7Aを参照すると、検出カートリッジ100fが提供される。試料Sが試料タンク104の中に置かれ、また、試薬R1〜R3がそれぞれ容器106a〜106cの中に置かれる。
図7Bを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ100fが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料Sが検出タンク102に流入し、試薬R1が検出タンク102に流入し、試薬R2が第1の仮設タンク108aに流入し、また、試薬R3が第1の仮設タンク108cに流入する。この時点で、検出タンク102に流入する試料S及び試薬R1が反応する。さらに、上記実施形態では、遠心分離装置の上に検出カートリッジ100fを取り付ける方法が提供されており、本明細書においては反復されない。
図7Cを参照すると、第2の回転角(例えば−60度)で配置されるように検出カートリッジ100fが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S及び試薬R1は検出タンク102内に留まり、試薬R2が第1の仮設タンク108bに流入し、また、試薬R3は第1の仮設タンク108c内に留まる。遠心分離の間、検出タンク102及び第1の仮設タンク108c内の液体は、回転角設定を使用した通路レイアウトの設計のため、通路を介して検出タンク102及び第1の仮設タンク108cから流出しないが、液体に振動が付与され、それにより検出タンク102内の試料S及び試薬R1の混合を容易にし、かつ、反応を加速する。
図7Dを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ100fが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S及び試薬R1は検出タンク102内に留まり、試薬R2が検出タンク102に流入し、また、試薬R3は第1の仮設タンク108c内に留まる。このステップでは、検出タンク102に流入する試薬R2は、検出タンク102内の反応に加わることができる。
図7Eを参照すると、第3の回転角(例えば90度)で配置されるように検出カートリッジ100fが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S及び試薬R1ならびにR2は検出タンク102内に留まり、また、試薬R3が第1の仮設タンク108gに流入する。このステップでは、遠心力は、検出タンク102内の液体を振動させて反応を容易にすることができる。
図7Fを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ100fが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S及び試薬R1ならびにR2は検出タンク102内に留まり、また、試薬R3が検出タンク102に流入する。このステップでは、検出タンク102に流入する試薬R3は、検出タンク102内の反応に加わって試験対象を形成することができる。試験対象の組成については上記実施形態を参照し、本明細書においては説明は反復されない。
次に、検出結果を得るために、検出タンク102内に含有されている試験対象が検出される。
上で説明したように、上記検出方法では、検出カートリッジ100fによって設定される回転角の大きさは3つであり、すなわち検出カートリッジ100aによって設定される回転角の大きさ以外に、第3の余分の回転角が1つ存在している。この方法によれば、第3の回転角で配置されるように検出カートリッジ100fが設定されると、液体の位置のみを変更する通路を追加することが可能であり、それにより第3の流路上の仮設タンクの数を少なくすることができる。
上記実施形態によれば、検出カートリッジ100f、検出方法及び検出装置において、検出カートリッジ100fによって設定される回転角の大きさを大きくすることにより、検出カートリッジ100fのために必要な仮設タンクの数を少なくすることができ、それにより検出カートリッジプロセスの複雑さを単純化することができる。
図8A〜図8Fは、本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。
図7A及び図8Aを同時に参照すると、図8Aの検出カートリッジ100gと図7Aの検出カートリッジ100fの間の相違は以下の通りである。検出カートリッジ100gは、検出カートリッジ100fにおける第1の仮設タンク108gを有しておらず、また、検出カートリッジ100gの第2の流路及び第3の流路は共有経路を有することができる。詳細には、検出カートリッジ100gの第1の仮設タンク108cは第1の仮設タンク108bと連結しており、また、第2の流路及び第3の流路は、第1の仮設タンク108bから検出タンク102までの経路を共有している。
以下、上記検出カートリッジ100gを使用した検出方法について、図8A〜図8Fを参照して説明する。
図7A〜図7F及び図8A〜図8Fを同時に参照すると、検出カートリッジ100gを使用して検出する場合、検出カートリッジ100gが配置される回転角は、検出カートリッジ100fが配置される回転角と同じである。図8A〜図8Fの検出方法と図7A〜図7Fの検出方法の間の相違は以下の通りである。試薬R3が仮設タンク108cへ流れた後(図8B)、試薬R3は仮設タンク108c内に留まり(図8C〜図8D)、次に仮設タンク108bに流入し(図8E)、また、次に、第2の流路及び第3の流路(すなわち仮設タンク108bから検出タンク102までの経路)の共有経路を介して検出タンク102に流入する(図8F)。
検出カートリッジ100g、検出方法及び検出装置における上記実施形態によれば、検出カートリッジ100fと比較すると、検出カートリッジ100gの第2の流路及び第3の流路が共有経路を有しているため、検出カートリッジ100gのために必要な仮設タンクの数をさらに少なくすることができ、それにより検出カートリッジプロセスの複雑さを単純化することができる。
図9A〜図9Gは、本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。
図7A及び図9Aを同時に参照すると、図9Aの検出カートリッジ100hと図7Aの検出カートリッジ100fの間の相違は以下の通りである。検出カートリッジ100hは廃棄タンク112をさらに含み、また、検出カートリッジ100hの検出タンク102は取込ユニットCを有することができる。検出カートリッジ100hの廃棄タンク112は検出タンク102と連結しており、また、第1の流路、第2の流路、第3の流路及び試料タンク104が検出タンク102と連結する通路上には配置されていない。検出カートリッジ100hの取込ユニットCは、検出タンク102の内壁(例えば底部表面)に接続することができるが、本発明はそれには限定されない。取込ユニットCの組成については、検出カートリッジ100c(図4A)の実施形態で詳細に説明されており、本明細書においては反復されない。
以下、上記検出カートリッジ100hを使用した検出方法について、図9A〜図9Gを参照して説明する。
図9Aを参照すると、検出カートリッジ100hが提供される。試料Sが試料タンク104の中に置かれ、また、試薬R1〜R3がそれぞれ容器106a〜106cの中に置かれる。
図9Bを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ100hが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料Sが検出タンク102に流入し、試薬R1が検出タンク102に流入し、試薬R2が第1の仮設タンク108aに流入し、また、試薬R3が第1の仮設タンク108cに流入する。この時点で、検出タンク102に流入する試料S、試薬R1及び取込ユニットCは、相互作用して、検出タンク102に接続された取込ユニット複合物C’を形成することができる。取込ユニット複合物C’の組成については、検出カートリッジ100c(図4B)の実施形態で詳細に説明されている。さらに、上記実施形態では、遠心分離装置の上に検出カートリッジ100hを取り付ける方法が提供されており、本明細書においては反復されない。
図9Cを参照すると、第2の回転角(例えば−60度)で配置されるように検出カートリッジ100hが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S及び試薬R1が廃棄タンク112に流入し、試薬R2が第1の仮設タンク108bに流入し、また、試薬R3は第1の仮設タンク108c内に留まる。このステップでは、液体が検出タンク102から除去され、検出タンク102内の取込ユニット複合物C’の後続する反応が妨害されるのを防止する。さらに、遠心分離の間、第1の仮設タンク108c内の液体は、回転角設定を使用した通路レイアウト設計のため、通路を介して第1の仮設タンク108cから流出しない。
図9Dを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ100hが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S及び試薬R1は廃棄タンク112内に留まり、試薬R2が検出タンク102に流入し、また、試薬R3は第1の仮設タンク108c内に留まる。実施形態では、検出タンク102に流入する試薬R2は取込ユニット複合物C’と反応することができる。別の実施形態では、試薬R2は、取込ユニット複合物C’と反応しない洗浄溶液又は緩衝剤であってもよい。遠心分離の間、廃棄タンク112内の液体は、回転角設定を使用した通路レイアウトの設計のため、通路を介して廃棄タンク112から流出しない。
図9Eを参照すると、第2の回転角(例えば−60度)で配置されるように検出カートリッジ100hが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S及び試薬R1は廃棄タンク112内に留まり、試薬R2が廃棄タンク112に流入し、また、試薬R3は第1の仮設タンク108c内に留まる。このステップでは、液体が検出タンク102から除去され、検出タンク102内の取込ユニット複合物C’の後続する反応が妨害されるのを防止する。
図9Fを参照すると、第3の回転角(例えば90度)で配置されるように検出カートリッジ100hが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S及び試薬R1ならびにR2は廃棄タンク112内に留まり、また、試薬R3が第1の仮設タンク108gに流入する。
図9Gを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ100hが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S及び試薬R1ならびにR2は廃棄タンク112内に留まり、また、試薬R3が検出タンク102に流入する。このステップでは、検出タンク102に流入する試薬R3は、取込ユニット複合物C’と反応して試験対象を形成することができる。試験対象の組成については上記実施形態を参照し、本明細書においては説明は反復されない。
次に、検出結果を得るために、検出タンク102内の液体に含有されている試験対象が検出される。
検出カートリッジ100h、検出方法及び検出装置における上記実施形態によれば、検出カートリッジ100hが廃液を格納するための廃棄タンク112を含んでいるため、試薬間の相互作用による多段反応の妨害を防止することができ、それにより検出精度を改善することができる。
図10A〜図10Gは、本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。
図9A及び図10Aを同時に参照すると、図10Aの検出カートリッジ100iと図9Aの検出カートリッジ100hの間の相違は以下の通りである。検出カートリッジ100iは、検出カートリッジ100hにおける第1の仮設タンク108gを有しておらず、また、検出カートリッジ100iの第2の流路及び第3の流路は共有経路を有することができる。詳細には、検出カートリッジ100iの第1の仮設タンク108cは第1の仮設タンク108bと連結しており、また、第2の流路及び第3の流路は、第1の仮設タンク108bから検出タンク102までの経路を共有している。
以下、上記検出カートリッジ100iを使用した検出方法について、図10A〜図10Gを参照して説明する。
図9A〜図9G及び図10A〜図10Gを同時に参照すると、検出カートリッジ100iを使用して検出する場合、検出カートリッジ100iが配置される回転角は、検出カートリッジ100hが配置される回転角と同じである。図10A〜図10Gの検出方法と図9A〜図9Gの検出方法の間の相違は以下の通りである。試薬R3が第1の仮設タンク108cへ流れた後(図10B)、試薬R3は第1の仮設タンク108c内に留まり(図10C〜図10E)、次に第1の仮設タンク108bに流入し(図10F)、また、次に、第2の流路及び第3の流路の共有経路(すなわち第1の仮設タンク108bから検出タンク102までの経路)を介して検出タンク102に流入する(図10G)。
検出カートリッジ100i、検出方法及び検出装置における上記実施形態によれば、検出カートリッジ100hと比較すると、検出カートリッジ100iの第2の流路及び第3の流路が共有経路を有しているため、検出カートリッジ100iのために必要な仮設タンクの数をさらに少なくすることができ、それにより検出カートリッジプロセスの複雑さを単純化することができる。
図11A〜図11Nは、本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。
図4A及び図11Aを同時に参照すると、図11Aの検出カートリッジ100jと図4Aの検出カートリッジ100cの間の相違は以下の通りである。検出カートリッジ100jは、遠心分離タンク114、第1の仮設タンク108h及び第2の仮設タンク116をさらに含み、また、取込ユニットCは、第2の仮設タンク116の内壁(例えば底部表面)に接続されているが、本発明はそれには限定されない。取込ユニットCの組成については、検出カートリッジ100c(図4A)の実施形態で詳細に説明されており、本明細書においては反復されない。
遠心分離タンク114は、試料タンク104及び検出タンク102と連結している。遠心分離タンク114は試料採取部分114a及び分離部分114bを含み、また、試料採取部分114aは試料タンク104と連結している。検出カートリッジ100jの容器106a、遠心分離タンク114の試料採取部分114a及び検出タンク102は、それぞれ第1の仮設タンク108hと連結している。詳細には、試料タンク104、遠心分離タンク114の試料採取部分114a、第1の仮設タンク108h及び検出タンク102は、試料タンク104の流路上に検出タンク102と連結して連続的に配置することができる。容器106a、第1の仮設タンク108h及び検出タンク102は、第1の流路上に連続的に配置することができる。すなわち検出カートリッジ100jの試料タンク104は、遠心分離タンク114の試料採取部分114a及び第1の仮設タンク108hを介して検出タンク102と連結しており、また、容器106aは、第1の仮設タンク108hを介して検出タンク102と連結している。検出カートリッジ100jの第2の仮設タンク116は検出タンク102と連結している。
以下、上記検出カートリッジ100jを使用した検出方法について、図11A〜図11Nを参照して説明する。
図11Aを参照すると、検出カートリッジ100jが提供される。試料Sが試料タンク104の中に置かれ、また、試薬R1〜R3がそれぞれ容器106a〜106cの中に置かれる。
図11Bを参照すると、第2の回転角(例えば−60度)で配置されるように検出カートリッジ100jが設定され、また、遠心力が試料S及び試薬R1〜R3に加えられると、試料Sが遠心分離タンク114に流入し、また、試薬R1〜R3は容器106a〜106c内に留まる。この時点で、遠心分離タンク114に流入する試料Sが遠心分離された後、試料Sは、試料S中の成分密度に応じて試料S1及びS2の2つの層に分割される。試料S1が遠心分離タンク114の試料採取部分114aに配置され、また、試料S2が遠心分離タンク114の分離部分114bに配置される。例えば試料Sは例えば全血であり、試料S1は例えば血漿であり、また、試料S2は例えば血液細胞である。当業者は、試料のタイプ及び遠心分離速度に従って試料S1及び試料S2の組成を知ることができ、また、本発明はそれには限定されない。さらに、上記実施形態では、遠心分離装置の上に検出カートリッジ100jを取り付ける方法が提供されており、本明細書においては反復されない。
図11Cを参照すると、第3の回転角(例えば90度)で配置されるように検出カートリッジ100jが設定され、また、遠心力が試料S1及びS2ならびに試薬R1〜R3に加えられると、試料S1が第1の仮設タンク108hに流入し、試薬R1が第1の仮設タンク108hに流入し、試薬R2が第1の仮設タンク108aに流入し、また、試薬R3が第1の仮設タンク108cに流入する。このステップでは、第1の仮設タンク108hに流入する試料S1は試薬R1と混合される。遠心分離のこの時点では、遠心分離タンク114の分離部分114b内の試料S2は、回転角設定を使用した遠心分離タンク114の構造設計のため、分離部分114bから流出しない。本実施形態では、試料S2は、遠心分離タンク114の分離部分114b内に留まったままであり、それについての説明は、以下では省略される。
図11Dを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ100jが設定され、また、遠心力が試料S1及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S1及び試薬R1が検出タンク102に流入し、試薬R2は第1の仮設タンク108a内に留まり、また、試薬R3は第1の仮設タンク108c内に留まる。
図11Eを参照すると、第3の回転角(例えば90度)で配置されるように検出カートリッジ100jが設定され、また、遠心力が試料S1及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S1及び試薬R1が第2の仮設タンク116に流入し、試薬R2は第1の仮設タンク108a内に留まり、また、試薬R3は第1の仮設タンク108c内に留まる。この時点で、試料S、試薬R1及び取込ユニットCは、相互作用して、第2の仮設タンク116に接続された取込ユニット複合物C’を形成することができる。取込ユニット複合物C’の組成については、検出カートリッジ100c(図4B)の実施形態で詳細に説明されており、本明細書においては反復されない。
図11Fを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ100jが設定され、また、遠心力が試料S1及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S1及び試薬R1が検出タンク102へ逆流し、試薬R2は第1の仮設タンク108a内に留まり、また、試薬R3は第1の仮設タンク108c内に留まる。このステップでは、液体が第2の仮設タンク116から除去され、第2の仮設タンク116の取込ユニット複合物C’の後続する反応が妨害されるのを防止する。
図11Gを参照すると、第2の回転角(例えば−60度)で配置されるように検出カートリッジ100jが設定され、また、遠心力が試料S1及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S1及び試薬R1が廃棄タンク112に流入し、試薬R2が第1の仮設タンク108bに流入し、また、試薬R3が第1の仮設タンク108dに流入する。このステップでは、液体が検出タンク102から除去され、後続する検出に対する妨害が回避される。
図11Hを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ100jが設定され、また、遠心力が試料S1及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S1及び試薬R1は廃棄タンク112内に留まり、試薬R2が検出タンク102に流入し、また、試薬R3は第1の仮設タンク108d内に留まる。このステップでは、廃棄タンク112内の液体は、回転角設定を使用した通路レイアウトの設計のため、通路を介して廃棄タンク112から流出しない。
図11Iを参照すると、第3の回転角(例えば90度)で配置されるように検出カートリッジ100jが設定され、また、遠心力が試料S1及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S1及び試薬R1は廃棄タンク112内に留まり、試薬R2が第2の仮設タンク116に流入し、また、試薬R3が第1の仮設タンク108eに流入する。実施形態では、第2の仮設タンク116に流入する試薬R2は、取込ユニット複合物C’と反応することができる。別の実施形態では、試薬R2は、取込ユニット複合物C’と反応しない洗浄溶液又は緩衝剤であってもよい。
図11Jを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ100jが設定され、また、遠心力が試料S1及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S1及び試薬R1は廃棄タンク112内に留まり、試薬R2が検出タンク102へ逆流し、また、試薬R3は第1の仮設タンク108e内に留まる。このステップでは、液体が第2の仮設タンク116から除去され、第2の仮設タンク116の取込ユニット複合物C’の後続する反応が妨害されるのを防止する。
図11Kを参照すると、第2の回転角(例えば−60度)で配置されるように検出カートリッジ100jが設定され、また、遠心力が試料S1及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S1及び試薬R1は廃棄タンク112内に留まり、試薬R2が廃棄タンク112に流入し、また、試薬R3が第1の仮設タンク108fに流入する、このステップでは、液体が検出タンク102から除去され、後続する検出に対する妨害が回避される。
図11Lを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ100jが設定され、また、遠心力が試料S1及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S1及び試薬R1ならびにR2は廃棄タンク112内に留まり、また、試薬R3が検出タンク102に流入する。
図11Mを参照すると、第3の回転角(例えば90度)で配置されるように検出カートリッジ100jが設定され、また、遠心力が試料S1及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S1及び試薬R1ならびにR2は廃棄タンク112内に留まり、また、試薬R3が第2の仮設タンク116に流入する。このステップでは、第2の仮設タンク116に流入する試薬R3は、取込ユニット複合物C’と反応して試験対象を形成することができる。試験対象の組成については上記実施形態を参照することができ、本明細書においてはその説明は反復されない。試験対象は試薬R3の中に配置される。
図11Nを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ100jが設定され、また、遠心力が試料S1及び試薬R1〜R3に加えられると、試料S1及び試薬R1ならびにR2は廃棄タンク112内に留まり、また、試薬R3が検出タンク102へ逆流する。
次に、検出結果を得るために、検出タンク102内の液体に含有されている試験対象が検出される。
以上から、試薬R1〜R3がそれぞれ第1の流路、第2の流路及び第3の流路を介して検出タンク102に流入するステップは以下のステップを含むことができることが分かる。第1の流路内の試薬R1が検出タンク102に流入する。検出タンク102内の試薬R1が第2の仮設タンク116に流入する。第2の仮設タンク116内の試薬R1が検出タンク102へ戻る。検出タンク102の試薬R1が廃棄タンク112に流入する。第2の流路内の試薬R2が検出タンク102に流入する。検出タンク102内の試薬R2が第2の仮設タンク116に流入する。第2の仮設タンク116内の試薬R2が検出タンク102へ戻る。検出タンク102の試薬R2が廃棄タンク112に流入する。第3の流路内の試薬R3が検出タンク102に流入する。検出タンク102内の試薬R3が第2の仮設タンク116に流入する。第2の仮設タンク116内の試薬R3が検出タンク102へ戻る。
検出カートリッジ100i、検出方法及び検出装置における上記実施形態に基づいて、検出カートリッジ100iは第2の仮設タンク116を有しており、また、取込ユニットCは第2の仮設タンク116に接続されているため、試薬R1〜R3は、すべて、取込ユニット複合物C’と反応する前に検出タンクを通って流れる。したがって反応の前後における試薬R1〜R3の数値変化をそれぞれ測定して動的検出結果を得ることができ、それにより検出の精度を改善することができる。
図12A〜図12Nは、本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。
図11A及び図12Aを同時に参照すると、図12Aの検出カートリッジ100kと図11Aの検出カートリッジ100jの間の相違は以下の通りである。検出カートリッジ100kは、検出カートリッジ100jにおける第1の仮設タンク108d〜108fを有しておらず、また、検出カートリッジ100kの第2の流路及び第3の流路は共有経路を有することができる。さらに、検出カートリッジ100kでは、容器106bは、第1の仮設タンク108cと検出タンク102の間の共有経路の上に配置されている。詳細には、検出カートリッジ100kの第1の仮設タンク108cは容器106bと連結しており、また、第2の流路及び第3の流路は、容器106bから検出タンク102までの経路を共有している。
以下、上記検出カートリッジ100kを使用した検出方法について、図12A〜図12Nを参照して説明する。
図11A〜図11N及び図12A〜図12Nを同時に参照すると、検出カートリッジ100kを使用して検出する場合、検出カートリッジ100kが配置される回転角は、検出カートリッジ100jが配置される回転角と同じである。図12A〜図12Nの検出方法と図11A〜図11Nの検出方法の間の相違は以下の通りである。試薬R3が第1の仮設タンク108cへ流れた後(図12C)、試薬R3は第1の仮設タンク108c内に留まることになり(図12D〜図12F)、次に、最初に容器106bに流入し(図12G)、また、次に、第2の流路及び第3の流路の共有経路(すなわち容器106bから検出タンク102までの経路)を介して検出タンク102に流入する(図12H〜図12L)。
上記実施形態に基づいて、上記実施形態の検出カートリッジ100k、検出方法及び検出装置では、検出カートリッジ100kの第2の流路及び第3の流路は共有経路を有しているため、検出カートリッジ100kのために必要な仮設タンクの数を少なくすることができ、それにより検出カートリッジプロセスの複雑さを単純化することができる。
図13A〜図13Qは、本発明の別の実施形態の検出方法のフローチャートである。
図13Aを参照すると、検出カートリッジ200は、検出タンク202、試料タンク204、遠心分離タンク206、第2の仮設タンク208、取込ユニットC1、廃棄タンク210、容器212a〜212c、及び第1の仮設タンク214a〜214hを含む。
さらに、図13Aは、検出カートリッジ200の前面表面を示している。検出カートリッジ200は、検出カートリッジ200の前面表面に配置された通路だけでなく、検出カートリッジ200の背面表面に配置された通路をさらに含み、この通路は、製品設計方法に従って上記タンク本体と連結することができる。
試料タンク204は検出タンク202と連結している。遠心分離タンク206は、検出タンク202と試料タンク204の間で連結しており、また、遠心分離タンク206は、試料採取部分206a及び分離部分206bを含む。第2の仮設タンク208は検出タンク202と連結している。取込ユニットC1は、第2の仮設タンク208の内壁(例えば底部表面)に結合されている。取込ユニットC1の関連する説明については取込ユニットC(図4A)を参照し、本明細書においては説明は反復されない。廃棄タンク210は検出タンク202と連結している。容器212aは、第1の流路を介して検出タンク202と連結している。容器212bは、第2の流路を介して検出タンク202と連結している。容器212cは、第3の流路を介して検出タンク202と連結している。仮設タンク214a〜214hは検出タンク202と連結している。
詳細には、容器212a、第1の仮設タンク214a、第1の仮設タンク214b、第1の仮設タンク214c及び検出タンク202は、第1の流路上に連続的に配置されている。容器212b、第1の仮設タンク214d、第1の仮設タンク214e、第1の仮設タンク214f、第1の仮設タンク214b、第1の仮設タンク214c及び検出タンク202は、第2の流路上に連続的に配置されている。容器212c、第1の仮設タンク214g、第1の仮設タンク214h、第1の仮設タンク214d、第1の仮設タンク214e、第1の仮設タンク214f、第1の仮設タンク214b、第1の仮設タンク214c及び検出タンク202は、第3の流路上に連続的に配置されている。第1の仮設タンク214b及び第1の仮設タンク214cは、遠心分離タンク206と検出タンク202の間に配置されている。言い換えると、検出カートリッジ200の第1の流路、第2の流路及び第3の流路、ならびに検出タンク202と連結している試料タンク204の流路は共有経路を有している。すなわち第1の流路及び第2の流路、ならびに検出タンク202と連結している試料タンク204の通路は、第1の仮設タンク214bから検出タンク202までの経路を共有し、また、第2の流路及び第3の流路は、第1の仮設タンク214dから検出タンク202までの経路を共有している。
遠心分離タンク206及び第1の仮設タンク214a〜214hのうちの少なくとも1つはそれぞれ廃棄タンク210と連結しており、したがってタンク空間と遠心力のバランスを使用して液体を定量化することができ、また、過剰な液体は廃棄タンク210に流入し、それにより反応後の試験対象の含有量が検出可能な範囲内であることを保証することができ、また、異なるバッチの検出結果を同じく比較可能にすることができる。本実施形態では、遠心分離タンク206の試料採取部分206a及び第1の仮設タンク214aならびに214dはそれぞれ廃棄タンク210と連結しているが、本発明はそれには限定されない。
以下、上記検出カートリッジ200を使用した検出方法について、図13A〜図13Qを参照して説明する。本実施形態では、上記検出カートリッジ200の検出方法は、酵素免疫クロマト化方法によって例示されている。試料Sは全血試料によって例示されており、試薬R1は酵素ラベル化抗体溶液によって例示されており、試薬R2は洗浄溶液によって例示されており、試薬R3は、酵素受容体を含有した着色溶液によって例示されており、また、取込ユニットC1は特定の抗体によって例示されており、酵素免疫クロマトグラフィ方法を使用して血液中の目標抗原の相対濃度を定量化することができるが、本発明はそれには限定されない。他の実施形態では、検出カートリッジ200を使用した検出方法は、酵素免疫クロマトグラフィ方法以外の検出方法であってもよく、また、試料S、試薬R1、試薬R2及び試薬R3のタイプは、検出方法のタイプに従って選択することができる。
図13Aを参照すると、検出カートリッジ200が提供される。全血(試料S)が試料タンク204の中に置かれ、また、酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1)、洗浄溶液(試薬R2)、及び酵素受容体を含有した着色溶液(試薬R3)がそれぞれ容器212a〜212cの中に置かれる。
図13Bを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ200が設定され、また、遠心力が加えられると、全血(試料S)は試料タンク204内に留まり、酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1)が第1の仮設タンク214aに流入し、洗浄液(試薬R2)が第1の仮設タンク214dに流入し、また、着色溶液(試薬R3)が第1の仮設タンク214gに流入する。さらに、上記実施形態では、遠心分離装置の上に検出カートリッジ200を取り付ける方法が提供されており、本明細書においては反復されない。
図13Cを参照すると、第2の回転角(例えば−60度)で配置されるように検出カートリッジ200が設定され、また、遠心力が加えられると、全血(試料S)が遠心分離タンク206に流入し、酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1)中の定量的酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1a)は第1の仮設タンク214a内に留まり、洗浄溶液(試薬R2)中の定量的洗浄溶液(試薬R2a)は第1の仮設タンク214d内に留まり、また、着色溶液(試薬R3)は第1の仮設タンク214g内に留まる。さらに、酵素ラベル化抗体溶液中の残りの酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1b)、及び洗浄溶液(試薬R2)中の残りの洗浄溶液(試薬R2b)が廃棄タンク210に流入する。
この時点で、遠心分離タンク206に流入する全血(試料S)が遠心分離された後、定量的血漿(試料S1a)が遠心分離タンク206の試料採取部分206aの中に配置され、過剰の血漿(試料S1b)が廃棄タンク210に流入し、また、血液細胞(試料S2)が遠心分離タンク206の分離部分206bの中に配置される。
図13Dを参照すると、第3の回転角(例えば90度)で配置されるように検出カートリッジ200が設定され、また、遠心力が加えられると、定量的血漿(試料S1a)が仮設タンク214bに流入し、定量的酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1a)が第1の仮設タンク214bに流入し、定量的洗浄溶液(試薬R2a)が第1の仮設タンク214eに流入し、また、着色溶液(試薬R3)が第1の仮設タンク214hに流入する。この時点で、第1の仮設タンク214bに流入する血漿(試料S1a)が酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1a)と混合され、また、血漿(試料S1a)中の目標抗原、及び酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1a)中の酵素ラベル化抗体は反応を生成することができる。遠心分離時に、遠心分離タンク206の分離部分206b内の血液細胞(試料S2)は、回転角設定を使用した遠心分離タンク206の構造設計のため、分離部分206bから流出せず、また、廃棄タンク210内の血漿(試料S1b)、酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1b)及び洗浄溶液(試薬R2b)も同じく廃棄タンク210から流出せず、その説明は以下では省略される。
図13Eを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ200が設定され、また、遠心力が加えられると、血漿(試料S1a)と酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1a)の混合物は第1の仮設タンク214bに留まり、洗浄溶液(試薬R2a)は第1の仮設タンク214e内に留まり、また、着色溶液(試薬R3)は第1の仮設タンク214h内に留まる。このステップでは、第1の仮設タンク214b内の液体に加えられる遠心力は、第1の仮設タンク214bから液体を流出させないが、第1の仮設タンク214b内の液体を振動させ、それにより仮設タンク214b内の血漿(試料S1a)と酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1a)の混合の連続的な混合及び反応を促進する。
図13Fを参照すると、第2の回転角(例えば−60度)で配置されるように検出カートリッジ200が設定され、また、遠心力が加えられると、血漿(試料S1a)と酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1a)の混合物が第1の仮設タンク214cに流入し、洗浄溶液(試薬R2a)が第1の仮設タンク214fに流入し、また、着色溶液(試薬R3)が第1の仮設タンク214dに流入する。このステップでは、着色溶液(試薬R3)中の定量的着色溶液(試薬R3a)は第1の仮設タンク214d内に留まり、また、残りの着色溶液(試薬R3b)は廃棄タンク210に流入する。この時点で、血漿(試料S1a)と酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1a)の混合物が連続的に混合され、かつ、反応する。
図13Gを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ200が設定され、また、遠心力が加えられると、血漿(試料S1a)と酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1a)の混合物が検出タンク202に流入し、洗浄溶液(試薬R2a)が第1の仮設タンク214bに流入し、また、着色溶液(試薬R3a)は第1の仮設タンク214d内に留まる。このステップでは、血漿(試料S1a)と酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1a)の混合物が連続的に混合され、かつ、反応する。
図13Hを参照すると、第3の回転角(例えば90度)で配置されるように検出カートリッジ200が設定され、また、遠心力が加えられると、血漿(試料S1a)と酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1a)の混合物が第2の仮設タンク208に流入し、洗浄溶液(試薬R2a)は第1の仮設タンク214b内に留まり、また、着色溶液(試薬R3a)が第1の仮設タンク214eに流入する。この時点で、第2の仮設タンク208に流入する血漿(試料S1a)と、酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1a)の混合物が特定の抗体(取込ユニットC1)と相互作用し、第2の仮設タンク208に接続された酵素ラベル化抗体抗原−抗体複合物(取込ユニット複合物C1’)を形成する。
図13Iを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ200が設定され、また、遠心力が加えられると、特定の抗体(取込ユニットC1)と反応した血漿(試料S1a)と酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1a)の混合物が検出タンク202へ逆流し、洗浄溶液(試薬R2a)は第1の仮設タンク214b内に留まり、また、着色溶液(試薬R3a)は第1の仮設タンク214e内に留まる。このステップでは、液体が第2の仮設タンク208から除去され、第2の仮設タンク208の酵素ラベル化抗体抗原−抗体複合物(取込ユニット複合物C1’)の後続する反応が妨害されるのを防止する。
図13Jを参照すると、第2の回転角(例えば−60度)で配置されるように検出カートリッジ200が設定され、また、遠心力が加えられると、血漿(試料S1a)と酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1a)の混合物が廃棄タンク210に流入し、洗浄溶液(試薬R2a)が第1の仮設タンク214cに流入し、また、着色溶液(試薬R3a)が第1の仮設タンク214fに流入する。このステップでは、液体が検出タンク202から除去され、後続する検出に対する妨害が回避される。
図13Kを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ200が設定され、また、遠心力が加えられると、洗浄溶液(試薬R2a)が検出タンク202に流入し、また、着色溶液(試薬R3a)が第1の仮設タンク214bに流入する。
図13Lを参照すると、第3の回転角(例えば90度)で配置されるように検出カートリッジ200が設定され、また、遠心力が加えられると、洗浄溶液(試薬R2a)が第2の仮設タンク208に流入し、また、着色溶液(試薬R3a)は第1の仮設タンク214b内に留まる。
図13Mを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ200が設定され、また、遠心力が加えられると、洗浄溶液(試薬R2a)が検出タンク202へ逆流し、また、着色溶液(試薬R3a)は第1の仮設タンク214b内に留まる。このステップでは、洗浄溶液(試薬R2a)は、第2の仮設タンク208から完全に除去されないうちに、血漿(試料S1a)と酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1a)の混合物を除去することができ、それにより第2の仮設タンク208の酵素ラベル化抗体抗原−抗体複合物(取込ユニット複合物C1’)の後続する反応が妨害されるのを防止することができる。
図13Nを参照すると、第2の回転角(例えば−60度)で配置されるように検出カートリッジ200が設定され、また、遠心力が加えられると、洗浄溶液(試薬R2a)が廃棄タンク210に流入し、また、着色溶液(試薬R3a)が第1の仮設タンク214cに流入する。このステップでは、液体が検出タンク202から除去され、後続する検出に対する妨害が回避される。
図13Oを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ200が設定され、また、遠心力が着色溶液(試薬R3a)に加えられると、着色溶液(試薬R3a)が検出タンク202に流入する。
図13Pを参照すると、第3の回転角(例えば90度)で配置されるように検出カートリッジ200が設定され、また、遠心力が加えられると、着色溶液(試薬R3a)が第2の仮設タンク208へ流れる。このステップでは、第2の仮設タンク208に流入する着色溶液(試薬R3a)中の酵素受容体は、酵素ラベル化抗体抗原−抗体複合物(取込ユニット複合物C1’)の酵素と反応して、着色溶液(試薬R3a)の色又は濁度を変化させることができる。
図13Qを参照すると、第1の回転角(例えば0度)で配置されるように検出カートリッジ200が設定され、また、遠心力が加えられると、着色溶液(試薬R3a)が検出タンク202へ逆流する。
次に、検出タンク202内の着色溶液(試薬R3a)に含有されている着色された物質、又はその液体濁度が検出され、それにより血液中の目標抗原の相対濃度が獲得される。
他の実施形態では、上記検出カートリッジ200を使用して動的検出結果を得ることができる。
図13Gを参照すると、血漿(試料S1a)と酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1a)の混合物が検出タンク202に流入すると、第1の検出結果を得るために、検出タンク202内の液体が最初に検出される。
次に、図13Hを参照すると、血漿(試料S1a)と酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1a)の混合物が第2の仮設タンク208に流入すると、第2の仮設タンク208に流入する血漿(試料S1a)と、酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1a)の混合物が特定の抗体(取込ユニットC1)と相互作用し、第2の仮設タンク208に接続された酵素ラベル化抗体抗原−抗体複合物(取込ユニット複合物C1’)を形成する。
図13Iを参照すると、特定の抗体(取込ユニットC1)と反応していない血漿(試料S1a)と酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1a)の混合物が検出タンク202へ逆流し、また、この時点で、第2の検出結果を得るために、検出タンク202内の液体が再度検出される。第1の検出値と第2の検出値の間の相違により、血漿(試料S1a)と酵素ラベル化抗体溶液(試薬R1a)の混合物が特定の抗体(取込ユニットC1)と相互作用する成分の含有量が分かる。
次に、図13Oを参照すると、着色溶液(試薬R3a)が検出タンク202に流入すると、この時点で、第3の検出結果を得るために、検出タンク202内の液体が再度検出される。
次に、図13Pを参照すると、第2の仮設タンク208に流入する着色溶液(試薬R3a)中の酵素受容体は、酵素ラベル化抗体抗原−抗体複合物(取込ユニット複合物C1’)の酵素と反応して、着色溶液(試薬R3a)の色を変化させることができる。
図13Qを参照すると、着色溶液(試薬R3a)が検出タンク202へ逆流する。次に、第4の検出結果を得るために、検出タンク202内の液体に含有されている着色された物質が検出される。第3の検出値を背景値として使用し、第3の検出値と第4の検出値の間の相違を使用して、溶液中の着色された物質の含有量が計算され、それにより血液中の目標抗原の相対濃度をより正確に得ることができる。
上記実施形態に基づいて、上記実施形態の検出カートリッジ200、検出方法及び検出装置では、検出カートリッジ200の第3の流路上の仮設タンクの数は、第2の流路の仮設タンクの数より多くなるように設定されており、また、第2の流路上の仮設タンクの数は、第1の流路上の仮設タンクの数より多くなるように設定されており、したがって試薬R1〜R3は、3つの流路を介して検出タンク202に逐次流入する。したがって上記実施形態の検出カートリッジ200及び検出方法は、多段反応検出を実行し、検出機械の複雑な操作フローを単純化し、人的過誤を低減し、また、検出の利便性を改善することができる。さらに、動的検出が使用される場合、検出結果は、反応の前後における値の変化を測定することにより、より正確であり得る。
上記に基づいて、上記実施形態の検出カートリッジ、検出方法及び検出装置では、複数の流路上の仮設タンクの数の設計により、試薬は、検出タンクに逐次流入することができる。したがって上記実施形態の検出カートリッジ、検出方法及び検出装置は、多段反応検出を実行し、検出機械の複雑な操作フローを単純化し、人的過誤を低減し、また、検出の利便性を改善することができる。
本発明について、上記実施形態を参照して説明したが、本発明の精神を逸脱することなく、説明されている実施形態に対する修正を加えることができることは当業者には明らかであろう。したがって本発明の範囲は、上記の詳細な説明によってではなく、添付の特許請求の範囲によって定義されている。
本発明の検出カートリッジ、検出方法及び検出装置は、液体試料の検出に適用することができる。
10 検出装置
12 遠心分離装置
14 駆動ユニット
16 プラットフォーム
18 回転台
100a〜100j及び200 検出カートリッジ
102及び202 検出タンク
104及び204 試料タンク
106a〜106c及び212a〜212c 容器
108a〜108h及び214a〜214h 第1の仮設タンク
110 弦部分
112及び210 廃棄タンク
114及び206 遠心分離タンク
114a及び206a 試料採取部分
114b及び206b 分離部分
116及び208 第2の仮設タンク
C及びC1 取込ユニット
C’及びC1’ 取込ユニット複合物
D 基準方向
N 法線
01及び02 回転軸
R1、R1a、R1b、R2、R2a、R2b、R3、R3a、R3b 試薬
S、S1、S1a、S1b、S2 試料
θ 回転角

Claims (20)

  1. 検出カートリッジであって、
    検出タンクと、
    前記検出タンクと連結している試料タンクと、
    前記検出タンクと連結しているN個の容器であって、Nが2以上の正の整数である、N個の容器と、
    前記N個の容器と前記検出タンクの間のN個の流路のうちの少なくとも1つの上に配置された少なくとも1つの第1の仮設タンクであって、前記N個の流路中のn番目の流路上の前記仮設タンクの数が、(n−1)番目の流路上の前記仮設タンクの数に等しいか、又はそれより多く、nは2以上で、かつ、N以下の正の整数である、第1の仮設タンクと
    を備える検出カートリッジ。
  2. 前記N個の流路上に前記試料タンクが配置されない、請求項1に記載の検出カートリッジ。
  3. 前記N個の流路の転換地点に前記少なくとも1つの第1の仮設タンクが配置される、請求項1に記載の検出カートリッジ。
  4. 前記検出タンクと連結している廃棄タンクをさらに備える、請求項1に記載の検出カートリッジ。
  5. 前記試料タンクと前記検出タンクの間で連結している遠心分離タンクをさらに備える、請求項4に記載の検出カートリッジ。
  6. 前記遠心分離タンク及び前記少なくとも1つの第1の仮設タンクがそれぞれ前記廃棄タンクと連結している、請求項5に記載の検出カートリッジ。
  7. 前記検出タンクと連結している第2の仮設タンクと、
    前記第2の仮設タンクの内壁に接続された取込ユニットと
    をさらに備える、請求項1に記載の検出カートリッジ。
  8. 前記少なくとも1つの第1の仮設タンクの内壁に接続された取込ユニットをさらに備える、請求項1に記載の検出カートリッジ。
  9. 前記N個の流路のうちのいくつかが共有経路を有する、請求項1に記載の検出カートリッジ。
  10. 前記N個の容器中の(n−1)番目の容器が、n番目の容器と前記検出タンクの間の前記共有経路上に配置される、請求項9に記載の検出カートリッジ。
  11. 検出方法であって、
    遠心分離装置を提供するステップであって、前記遠心分離装置が、駆動ユニットと、前記駆動ユニットに接続されたプラットフォームと、前記プラットフォームの上に配置された回転台であって、前記プラットフォームが回転軸を有する、ステップと、
    請求項1に記載の前記検出カートリッジを前記回転台の上に取り付けるステップと、
    試料を前記試料タンクの中に置くステップと、
    N個の試薬をそれぞれ前記N個の容器の中に置くステップと、
    前記試料を前記検出タンク内に導入するステップと、
    前記N個の試薬を前記N個の流路を介して前記検出タンク内に逐次導入するステップであって、前記N個の試薬を前記N個の流路を介して前記検出タンク内に逐次導入する前記ステップでは、前記プラットフォームの回転速度及び回転方向が制御され、それにより前記回転軸に対する前記検出カートリッジ上の任意の位置の相対位置が変化し、また、遠心力が前記試料及び前記N個の試薬に加えられる、ステップと、
    前記検出タンク内の液体を検出するステップと
    を含む検出方法。
  12. 前記検出カートリッジが基準方向に対するある回転角を有し、前記回転角が、液体の位置が前記N個の流路中で変更される流路に従って設定される、請求項11に記載の検出方法。
  13. 前記検出カートリッジが前記回転角で配置され、また、前記遠心力が前記試料及び前記N個の試薬に加えられると、前記N個の流路の一部における前記液体の位置が変化し、また、前記N個の流路の他の部分における前記液体が同じ位置を維持する、請求項12に記載の検出方法。
  14. 前記検出カートリッジが、前記試料タンクと前記検出タンクの間で連結している遠心分離タンクをさらに備える、請求項11に記載の検出方法。
  15. 前記検出カートリッジが、前記検出タンクと連結している廃棄タンクをさらに備える、請求項11に記載の検出方法。
  16. 前記N個の試薬を前記N個の流路を介して前記検出タンク内に逐次導入する前記ステップが、
    (n−1)番目の流路内の液体を前記検出タンク内に導入するステップと、
    前記検出タンク内の前記液体を前記廃棄タンク内に導入するステップと、
    n番目の流路内の液体を前記検出タンク内に導入するステップと
    を含む、請求項15に記載の検出方法。
  17. 前記検出カートリッジが、
    前記検出タンクと連結している第2の仮設タンクと、
    前記第2の仮設タンクの内壁に接続された取込ユニットと
    をさらに備える、請求項15に記載の検出方法。
  18. 前記検出タンク内の前記液体を前記廃棄タンク内に導入する前に、
    前記検出タンク内の前記液体を前記第2の仮設タンク内に導入するステップと、
    前記第2の仮設タンク内の前記液体を前記検出タンクへ戻すステップと
    をさらに含む、請求項17に記載の検出方法。
  19. 前記検出カートリッジが取込ユニットをさらに備え、前記取込ユニットが前記少なくとも1つの第1の仮設タンクの内壁に接続される、請求項11に記載の検出方法。
  20. 駆動ユニットと、
    前記駆動ユニットに接続されたプラットフォームと、
    前記プラットフォームの上に配置された回転台と
    を備える遠心分離装置と、
    前記回転台の上に取り付けられた、請求項1に記載の検出カートリッジと
    を備える検出装置。

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