JP2023120328A - センサ装置および使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】流体の化学的および／または物理的特性を判定するためのセンサ装置、センサ装置を動作させる方法、およびセンサ装置を受け入れるためのＩＶＤ分析装置に関する。【解決手段】センサ装置１は、流体を繰り返し受け取るための少なくとも２つの流体導管２、２’を備え、各流体導管２、２’は、それぞれの流体導管２、２’内の流体と接触するように配置された少なくとも１つの検知要素１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１３、１４、１５を備える。特に、流体導管２、２’は、異なる検知要素をそれぞれ備え、検知要素は、適合性または劣化のしやすさまたは動作温度に従ってそれぞれの流体導管内で分けられる。あるいは、流体導管２、２’は、少なくとも部分的に同じ検知要素を備え、センサ装置１は、一次動作モードで動作し、トリガイベントに応答して、拡張動作モードに切り替わる。【選択図】図３

Description

本開示は、流体導管内に配置されたセンサを備えるＩＶＤ分析装置用のセンサ装置に関する。本開示はまた、ＩＶＤ分析装置においてセンサ装置を動作させるための方法に関する。

血液ガス分析装置および電解質分析装置などのインビトロ診断（ＩＶＤ）分析装置は、救命救急室、救急室、病室、手術室、麻酔、外来診療所、医療業務、または患者の搬送中に使用されることができる。これらは、典型的には、ポイントオブケアの設定であり、診断結果のターンアラウンド時間（ＴＡＴまたはＳＴＡＴ）が要求され、および／または患者から複数の試料を短い連続で採取する必要がある。

血液ガスおよび電解質試験では、血液ガス分圧（ＰＯ₂、ＰＣＯ₂）、酸素飽和度（ＳＯ₂）、ｐＨ値、電解質濃度（例えば、Ｎａ⁺、Ｋ⁺、Ｍｇ²⁺、Ｃａ²⁺、Ｌｉ⁺、Ｃｌ^-）、重炭酸塩値（ＨＣＯ₃ ^-）、代謝産物（例えば、グルコース、乳酸、尿素、クレアチニン）の濃度、ヘモグロビンおよびヘモグロビン誘導体の値（例えば、ｔＨｂ、Ｏ₂Ｈｂ、ＨＨｂ、ＣＯＨｂ、ＭｅｔＨｂ、ＳｕｌｆＨｂ）、ビリルビン値、ならびにヘマトクリットなどのパラメータが患者の試料から判定される。これらのパラメータは、医師が患者の心機能、肺機能および腎機能に関する重要な情報を得ることを可能にする。

現在、様々な自動化度によるこれらのパラメータの測定を可能にするいくつかのＩＶＤ分析装置が市販されている。一般に、パラメータは、導電率、電気化学的および／または光学的測定原理によって判定される。これらの最新世代のＩＶＤ分析装置では、これらの測定原理に必要な検知要素は、ＩＶＤ分析装置に挿入される多用途センサ装置において組み合わされる。これは、１回の測定において１つの単一試料から複数のパラメータを同時に判定することを可能にする。通常、できるだけ多くの測定に同じセンサ装置を使用することが目標である。しかしながら、必要に応じて、例えば、１つ以上のセンサが使用時間の終わりに到達した場合、センサ装置は、新しいものと交換されることができる。

測定は、センサ装置内に配置された測定チャンバで行われる。これらのチャンバは、それぞれの導電性、電気化学的、および／または光学的検知要素を備えた流体導管として設計されることができる。測定を行うために、試料は、検知要素と接触するように流体導管に導入される。測定後、試料は、流体導管から取り出され、例えば、スタンバイ溶液、洗浄液、品質管理（ＱＣ）試料、後続の試料、キャリブレータなど、他の流体に置き換えられる。

測定は、通常、全血試料に対して、理想的には動脈血試料に対して行われる。しかしながら、動脈血の採取は、患者にとって特に負担である。特定の患者群、例えば新生児では、毛細管血液試料が採取される。これは、限られた体積の試料材料しか利用できないことを意味する。したがって、血液ガスおよび電解質試験では、できるだけ多くの検知要素をセンサ装置に配置し、測定チャンバのサイズを最小限に抑えることが一般的な傾向である。これは、１つの単一試料からできるだけ多くのパラメータを得ることを可能にし、したがって患者のための複数の試料採取の負担を軽減し、小さな試料体積の取り扱いを可能にする。

しかしながら、センサ装置に複数の検知要素を実装することは、特定の欠点を伴う。例えば、米国特許第８２６２９９２号明細書は、複数の検知要素が連続流体導管に沿って配置される「モジュール式センサカセット」を開示している。流体導管（例えば、試料、ＱＣ試料、キャリブレータ、スタンドバイ溶液、洗浄液）に導入された流体は、全ての利用可能な検知要素と接触する。結果として、流体と検知要素との間の適合性を達成するために、感覚ユニットに使用される材料および流体の組成（可能な場合）に妥協がなされなければならない。また、検知要素に使用されるいくつかの材料は、検知要素間に浸出し、それによって干渉を引き起こす可能性があることが知られている。

さらに、センサ装置の使用時間は、第１の検知要素が故障した時間に限定される。影響を受けたパラメータのいずれかがその後の測定に利用できなくなるか、または検知要素もしくはセンサ装置全体が交換される必要がある。センサ装置を新しいものと交換することは、交換のための時間および新しいセンサ装置が初期化を必要とする時間を含む、ＩＶＤ分析装置のダウンタイムの増加につながる。したがって、頻繁なセンサ装置の交換は、経済性および有用性に関して不利である。

本開示の実施形態が従来技術に勝るある自明でない利点および進歩を提供することは上記を背景にしている。特に、インビトロ診断（ＩＶＤ）分析装置用のセンサ装置の改善の必要性が認識された。

本開示の実施形態は、特定の利点または機能に限定されないが、本開示は、ＩＶＤ分析装置用のセンサ装置、およびセンサ装置の使用時間を延長するＩＶＤ分析装置においてセンサ装置を動作させるための方法を可能にし、それによってセンサ装置の交換回数を低減し、その結果、ＩＶＤ分析装置のダウンタイムを低減することに留意されたい。

特定の実施形態にかかるセンサ装置およびその使用方法の別の利点は、測定可能なパラメータの数を減らすことなく、小さな試料体積を有する１つの単一の試料からの複数のパラメータの干渉のない信頼できる判定を可能にすることである。これは、少なくとも２つの流体導管内で特定の様態で検知要素を分けることによって達成される。

特定の実施形態にかかるセンサ装置およびその使用方法の別の利点は、それらの使用中の時間を延長するために、最適化された温度範囲での検知要素の動作を可能にすることである。

特に、本開示は、センサ装置およびセンサ装置をＩＶＤ分析装置内で動作させるための方法に関する。センサ装置は、流体を繰り返し受け取るための少なくとも２つの流体導管を備え、各流体導管は、それぞれの流体導管内の流体と接触するように配置された少なくとも１つの感覚素子を備える。実施形態によれば、少なくとも２つの流体導管は、異なる検知要素をそれぞれ備える少なくとも２つの一次流体導管を備え、検知要素は、それらの劣化のしやすさ、それらの測定原理、それらの動作条件またはそれらの干渉の程度などの任意の１つ以上の基準に従ってそれぞれの一次流体導管内で分けられる。本方法は、少なくとも２つの一次流体導管が流体を受け取ることを可能にすることと、少なくとも２つの一次流体導管に流体を繰り返し供給することとを含む。別の実施形態によれば、少なくとも２つの流体導管は、少なくとも１つの一次流体導管および少なくとも１つの二次流体導管を備え、二次流体導管は、少なくとも１つの一次流体導管と同じ検知要素を少なくとも部分的に備える。本方法は、少なくとも１つの一次流体導管が流体を受け取ることが可能であり且つ流体が少なくとも１つの一次流体導管に繰り返し供給される一次動作モードでセンサ装置を動作させることを含む。本方法は、所定のトリガイベントに応答して、少なくとも１つの二次試料導管は流体を受け取ることが可能であり且つ流体が少なくとも１つの一次流体導管および／または少なくとも１つの二次流体導管に繰り返し供給される拡張動作モードに切り替えることをさらに含む。

本明細書で使用される「ＩＶＤ分析装置」という用語は、スクリーニング、診断および治療監視目的のための情報を提供するために、インビトロで試料を検査するように構成された自動または半自動分析装置を指す。ＩＶＤ分析装置は、適用の医療分野、判定されるパラメータ、および対応する実験室ワークフローに合わせて設計および適合される。例えば、ポイントオブケア試験環境では、ＩＶＤ分析装置は、スループットが低く、ターンアラウンド時間が短く、測定可能なパラメータの数が限られているハンドヘルド装置から、スループットが高く、測定可能なパラメータの数が多いコンパクトなベンチトップ機器まで様々とすることができる。そのようなＩＶＤ分析装置は、血液ガス、電解質、代謝産物、臨床化学分析物、免疫化学分析物、凝固パラメータ、血液学パラメータなどの特定のタイプのパラメータを判定するように設計される。関心のあるパラメータに応じて、様々な異なる分析方法および異なる検出技術が適用されることができる。例えば、血液ガスおよび電解質試験の分野では、電気化学測定原理および／または導電率測定原理および／または光学的検出方法が使用される。ＩＶＤ分析装置は、それぞれが特定のタスクに専用であり、自動化された試料処理および分析を可能にするために互いに協働する複数の機能ユニットを備える。そのような機能ユニットは、例えば、試料を受け入れるための充填ポート、ポンプ、バルブ、分析測定ユニット、光学検出ユニット、溶血ユニット、試料注入ノズル、試薬貯蔵部、温度調整ユニット、コントローラなどとすることができる。ＩＶＤ分析装置の動作を単純化するために、１つ以上の機能ユニットがより大きなユニットまたはモジュールに統合されることができる。そのようなモジュールの例は、流体パックである。それは、試料を受け入れるための充填ポート、光学検出ユニット、流体システム、ポンプ、バルブ、パウチをシステム流体などと組み合わせ、必要に応じて交換されることができる。そのような交換可能モジュールは、恒久的に設置された部品でなくても、本開示におけるＩＶＤ分析装置の一部とも見なされる。

実施形態によれば、ＩＶＤ分析装置は、センサ装置を受け入れるためのレセプタクルを備え、センサ装置は、ＩＶＤ分析装置と動作可能に接続される。本明細書で使用される「レセプタクル」は、センサ装置を保持するように設計され、センサ装置がＩＶＤ分析装置と動作可能に接続することを可能にするＩＶＤ分析装置の機能ユニットを指す。したがって、レセプタクルは、例えば、センサ装置との熱的、電気的、流体的、光学的または機械的接続を可能にする接続要素を備えることができる。レセプタクルは、多用途センサ装置が交換可能に挿入されることができるように設計されてもよく、またはセンサ装置が恒久的に設置されるように設計されてもよい。

ＩＶＤ分析装置は、コントローラをさらに備える。本明細書で使用される「コントローラ」は、動作計画に従って動作を実行する命令を備えるコンピュータ可読プログラムを実行するプログラマブルロジックコントローラまたはプロセッサである。この用語は、中央処理ユニット、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、論理回路、および、本明細書に記載の機能／方法を実行することが可能な任意の他の回路またはプロセッサを意味することができる。プロセッサのタイプにかかわらず、コントローラは、本明細書に記載の方法の１つ以上を実行するように構成される。コントローラは、ＩＶＤ分析装置に統合されてもよく、ＩＶＤ分析装置のユニット、サブユニットもしくはモジュールに統合されてもよく、または直接接続を介して、有線もしくは無線で、または例えばインターネットなどの広域ネットワークもしくはヘルスケアプロバイダのローカルエリアネットワークもしくはイントラネットなどの通信ネットワークを介して、有線もしくは無線で、ネットワークインターフェース装置を介して間接的に、ＩＶＤ分析装置またはそのユニット、サブユニットもしくはモジュールと通信する別個の論理エンティティであってもよい。いくつかの実施形態では、コントローラは、例えば、デスクトップコンピュータ、ラップトップ、スマートフォン、タブレット、ＰＤＡなどのようなコンピューティング装置上に実装されるデータ管理ユニットと統合されることができるか、またはサーバコンピュータからなるおよび／または複数のＩＶＤ診断装置にわたって／その間で分散／共有されることができる。さらに、システムは、有線でまたは無線で（例えば、赤外線、セルラー、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））で通信する、リモートデバイス、リモートサーバ、およびクラウドベース要素、または、リモートＰＣ／サーバまたはクラウドベースシステムを含むことができる。プロセッサはまた、ワークフローおよびワークフローのステップがＩＶＤ分析装置によって実行されるように、ＩＶＤ分析装置を制御するように構成可能であってもよい。

特に、実施形態によれば、コントローラは、センサ装置の少なくとも２つの一次流体導管が流体を受け取り、少なくとも２つの一次流体導管に流体を繰り返し供給することを可能にするようにＩＶＤ分析装置を制御するように構成される。実施形態によれば、コントローラは、一次動作モードでセンサ装置を動作させるようにＩＶＤ分析装置を制御する代わりに、またはそれに加えて構成されてもよく、コントローラは、少なくとも１つの一次流体導管が流体を受け取り、少なくとも１つの一次流体導管に流体を供給することを可能にするようにＩＶＤ分析装置を制御する。所定のトリガイベントに応答して、コントローラは、拡張動作モードに切り替えるようにＩＶＤ分析装置を制御し、コントローラは、少なくとも１つの二次試料導管が流体を受け取ることを可能にするようにＩＶＤ分析装置を制御し、少なくとも１つの一次流体導管および／または少なくとも１つの二次流体導管に流体を供給するようにＩＶＤ分析装置を制御する。

本明細書で使用される「センサ装置」という用語は、２つ以上の検知要素を備える機能ユニットを指し、検知要素は、例えば同じ機能原理および／またはセンサ設計に基づいて同じタイプであってもよく、または異なるタイプであってもよい。センサ装置は、典型的には、交換可能な多用途ユニットとして設計される。しかしながら、本明細書で使用される「センサ装置」という用語はまた、ＩＶＤ分析装置に恒久的に設置される機能ユニットを指すこともできる。典型的には、使用時間の終わりに到達する前に、１つのセンサ装置によって数百の試料が測定されることができる。センサ装置の検知要素は、典型的には、１つ以上の基板に適用され、基板は、検知要素を電気接触要素と接続するために必要な配線を担持することができる平面要素である。これらの接触要素は、ＩＶＤ分析装置との電気的接続を確立するために必要とされる。基板は、２つの対向する主表面領域を有する。検知要素は、典型的には、基板の同じ主表面領域に適用される。センサ装置は、検知要素が適用される単一の基板を備えることができる。あるいは、それは複数の基板を備えてもよく、各基板は少なくとも１つの検知要素を担持し、複数の基板は、検知要素が同じ方向を向くように平面方向に並んで位置合わせされる。基板は、非導電性材料、例えばポリマー、セラミック、ガラス、または導電性材料、例えば鋼、アルミニウム、白金、金、もしくは金属合金のような金属のいずれかから作製されることができる。後者の場合、絶縁層、例えばポリマー層またはエポキシ樹脂がセンサと導電性基板との間に適用される。基板は、熱伝導性要素、例えば金属または金属合金要素を含むかまたはそれと接触していてもよく、または基板は、それ自体熱伝導性、例えば鋼基板であってもよい。これは、ＩＶＤ分析装置の温度調整ユニット、例えば加熱コイルまたはペルチェ素子との温度交換を可能にする。センサ装置は、外部の影響からセンサおよび配線を保護し、取り扱いを容易にするためのハウジングを備えることができる。ハウジングは、電気化学的測定への影響を防止するために、任意の非導電性材料から作製されることができる。

「検知要素」という用語は、本明細書では、量子化およびデジタル化されることができる相関信号出力を生成することによって試料パラメータを検出するように構成された検出器または検出器の一部を示すために一般に使用される。検知要素は、関心のある１つの試料パラメータに関して選択的または特異的とすることができるか、または関心のある複数の異なる試料パラメータを検出および定量化するように構成されることができる。したがって、「検知要素」という用語は、完全に機能的なセンサ、例えば電気化学センサ、導電率センサ、光学センサ、酵素結合センサを指すことができる。この用語はまた、１つ以上の他の検知要素と組み合わせて完全に機能的なセンサを形成するセンサ（例えば、作用電極、参照電極、対電極）の一部を指すことができる。検知要素によって生成された信号は、ある期間にわたる連続信号であってもよく、または経時的な単一の測定点または複数の離散測定点を指してもよい。

センサ装置は、流体を繰り返し受け取るための少なくとも２つの流体導管をさらに備え、各流体導管は、少なくとも１つの検知要素を備え、すなわち、検知要素は、導入された流体と接触するためにそれらが流体導管に向かって配向されるように基板上に配置される。流体導管は、基板内または基板を覆うカバー要素内のいずれかに、または基板およびカバー要素の双方に部分的に形成されることができる。カバー要素は、外部の影響から基板および検知要素を保護するために、検知要素を担持する基板の主表面領域に適用される平面要素である。カバー要素は、不活性な非導電性材料、例えばポリマー、セラミック、またはガラス材料から作製されることができる。あるいは、ハウジングは、カバー要素を形成することができる。別の代替例では、流体導管は、スペーサ要素内に、または基板およびスペーサ要素の双方に部分的に形成されることができる。スペーサは、基板とカバー要素との間に平行に配置された平面要素である。スペーサ要素の高さは、流体導管の必要な断面積に基づいて判定される。典型的には、スペーサの高さは、１０μｍと１０００μｍとの間、例えば５０μｍと６００μｍとの間、または７０μｍと５００μｍとの間に含まれる。導入された流体の漏れを防止するために、基板とカバー要素との間または基板とスペーサ要素との間に封止要素が適用されて、少なくとも２つの流体導管を封止することができる。封止要素は、粘度および弾性に関して適切な特性を有するポリマー、例えば、熱可塑性エラストマー、ゴム、シリコーン、ラテックスのようなエラストマーであってもよい。代替例では、スペーサ要素自体が封止要素として機能するように設計されることができる。別の代替例では、カバー要素自体が封止要素として機能するように設計されることができる。組み立てられると、基板およびカバー要素、あるいはスペーサ要素は、互いに取り付けられ、これは、例えば接着剤または溶接（熱または超音波）によって、またはねじもしくはボルトなどの機械的締結方法によって達成されることができる。

少なくとも２つの流体導管は、物理的に分離されていてもよく、すなわち、各流体導管は、別個の流体入口および流体出口を有するか、または少なくとも２つの流体導管は、センサ装置の内部に収束し、共通流体経路（例えば、共通流体入口および／または共通流体出口）を少なくとも部分的に共有してもよい。後者の場合、流体的に接続されていても、共通経路は、通常、測定結果を得るために重要ではないため、本開示では流体導管は別個の流体導管と呼ばれる。換言すれば、検知要素が存在し且つ測定が行われる領域は、互いに空間的に分離されている。

センサ装置の少なくとも２つの流体導管は、少なくとも２つの一次流体導管を備えてもよく、または少なくとも１つの一次流体導管および少なくとも１つの二次流体導管を備えてもよい。「一次流体導管」という用語は、主に動作に使用される流体導管を指す。複数の一次流体導管が利用可能である場合、それらは同時に動作に取り込まれる。流体導管を動作させるプロセスは、流体導管を未使用状態から使用中状態にするために必要な任意の動作または手順を指し、使用中状態では、流体導管が使用されて試料測定を実行し、その結果、関心のある試料パラメータを判定することができる。例えば、センサ装置がＩＶＤ分析装置に設置された後、任意の利用可能な一次流体導管が流体を受け取ることが可能になる。本明細書で使用される「流体を受け取ることを可能にする」とは、センサ装置と協働してＩＶＤ分析装置（例えば、ポンプ、バルブ、流体システム）の機能ユニットを調整して、流体がそれぞれの流体導管に供給されることを可能にする（例えば、ＩＶＤ分析装置および／またはセンサ装置のバルブが適切な位置に切り替えられ、ＩＶＤ分析装置のそれぞれのポンプが動作モードにあり、それぞれの流体導管への利用可能な封止または障害物が除去されるなど）ことを指す。調整ステップは、一次流体導管およびそれぞれの検知要素を調整流体と接触させることによって実行されることができる。調整ステップの完了後、１つ以上の較正および任意に品質管理（ＱＣ）測定が実行されることができる。その後、利用可能な一次流体導管は、試料測定を実行するために利用可能であり、すなわち、一次流体導管は使用中である。センサ装置が２つ以上の一次流体導管を備える場合、試料測定は、一次流体導管内で同時に行われることができる。したがって、試料は、複数の利用可能な一次流体導管に分配される。他のプロセス、例えばＱＣ試料またはキャリブレータにも同じことが当てはまる。あるいは、試料測定は、利用可能な検知要素および要求された試験パネルに応じて、利用可能な一次流体導管のサブセットで実行されることができる。その場合、試料は、要求された試験を実行するために必要なそれぞれの一次流体導管内に導かれ、一方、試料は、他の一次流体導管内に導かれることが防止される。スタンドバイ溶液は、その動作性を維持するために他の一次流体導管内に残ってもよい。センサ装置が少なくとも２つの一次流体導管を備える場合、少なくとも２つの一次流体導管は、それぞれ、異なる検知要素を備え、検知要素は、それらの劣化のしやすさ、それらの測定原理、それらの動作条件またはそれらの干渉の程度などの任意の１つ以上の基準に従ってそれぞれの一次流体導管内で分けられる。

本明細書で使用される「二次流体導管」という用語は、一次流体導管よりも後の時点で動作に取り込まれる流体導管のタイプを指す。すなわち、二次流体導管を動作に取り込む時点で、一次流体導管は、使用中の状態にあるか、または使用中の状態にあった。センサ装置が２つ以上の二次流体導管を備える場合、二次流体導管は、同時にまたは順次に動作に取り込まれることができる。例えば、センサ装置がＩＶＤ分析装置に設置された後、センサ装置は、利用可能な一次流体導管が流体を受け取ることが可能にされる一次動作モードで動作される。流体は、例えば、試料測定、較正、ＱＣ試料測定または調整ステップを実行するために、一次流体導管に繰り返し供給される。一次動作モードの間、二次流体導管は、いかなる流体とも接触することが防止される。したがって、二次流体導管は、まだ動作しておらず、したがって試料測定を実行するのに適していない、すなわち、二次流体導管は使用されていない。しかしながら、所定のトリガイベントに応答して、本方法は、少なくとも１つの二次試料導管が流体を受け取ることが可能にされる拡張動作モードに切り替えることを含む。次いで、流体は、二次流体導管に繰り返し供給されて、例えば調整ステップ、較正、ＱＣ試料測定または試料測定を行うことができる。トリガイベントは、例えば一次流体導管内の少なくとも１つの検知要素が仕様外であることを自動的に検出したときに自動的に開始されてもよく、または例えばＩＶＤ分析装置のオペレータによって手動で開始されてもよい。センサ装置が少なくとも１つの一次流体導管および少なくとも１つの二次流体導管を備える場合、二次流体導管は、一次流体導管と少なくとも部分的に同じ検知要素を備える。例えば、一次流体導管は、例えばｐＨ、ＰＯ₂、ＰＣＯ²、Ｎａ⁺、Ｋ⁺、Ｃａ²⁺、Ｃｌ^-、グルコースおよび乳酸塩を判定するための検知要素を備えることができる。二次流体導管は、例えばｐＨ、グルコースおよび乳酸塩を判定するための検知要素を備えてもよい。例えば、グルコースを判定するための検知要素が仕様外であることが検出された場合、コントローラは、ＩＶＤ分析装置を制御して拡張動作モードに切り替える。このモードでは、二次流体導管は、流体を受け取ることが可能である。これは、二次流体導管内のグルコースを判定するための検知要素によって後続の試料のグルコースレベルの測定を実行することを可能にするが、一次流体導管内のグルコースを判定するための検知要素からの測定信号は省略される。同時に、他のパラメータを判定するための測定は、依然として仕様内で動作するため、一次流体導管内の検知要素によって実行される。したがって、拡張動作モードでは、流体が一次流体導管および二次流体導管の双方に供給されることができる。例えば、流体は、同時に、または少なくとも部分的に時間的に重複して、または異なる時間に双方の流体導管に供給されてもよい。あるいは、拡張動作モードは、例えば二次流体導管が一次流体導管と同じ検知要素のセットを備える場合、一次流体導管ではなく二次流体導管に流体を供給することを含んでもよい。この場合、少なくとも１つの二次流体導管は、一次流体導管の代わりとして機能することができる。代替の流体導管を設けることは、センサ装置のより長い使用時間を可能にする。別の例では、拡張動作モードは、２つの異なる流体をそれぞれ一次流体導管と二次流体導管の双方に供給することを含んでもよい。これは、２つの異なる試料の同じパラメータを同時に判定することを可能にし、それによって試料スループットが向上する。さらに別の例では、流体は一次流体導管と二次流体導管の双方に供給され、一次流体導管内の１つ以上の検知要素によって生成された試験結果を確認するために使用されることができる特定のパラメータの比較測定が二次流体導管内で実行されることができる。

実施形態によれば、拡張動作モードは、調整ステップを含み、調整ステップは、少なくとも１つの二次流体導管の調整のために少なくとも１つの二次流体導管に調整流体を供給することを含む。本明細書で使用される「調整ステップ」は、流体導管およびその対応する検知要素を動作させ、それらを正確で信頼性の高い試験結果を生成する状態にするために実行される必要がある任意の手順を指す。典型的には、調整ステップは、センサ装置の設置直後に実行される。一次流体導管および二次流体導管を有するセンサ装置の場合、設置直後に二次流体導管が動作しない場合、一次流体導管に対して第１の調整ステップが実行されてもよい。二次流体導管のための第２の調整ステップは、後に、例えばトリガイベントに応答して実行されてもよい。拡張動作モードで調整ステップを実行するために、二次流体導管は、流体を受け取ることが可能である。次いで、調整流体は、任意に複数回、二次流体導管に供給され、二次流体導管を湿らせて作動させるために所定の時間にわたって留まる。調整ステップは、二次流体導管とＩＶＤ分析装置との間の熱的、電気的および流体的接続がチェックされる接続性チェックをさらに含むことができる。調整ステップは、較正をさらに含んでもよい。

実施形態によれば、センサ装置を動作させるための方法は、調整ステップを実行しながら、少なくとも１つの二次流体導管の動作温度を少なくとも１つの一次流体導管の動作温度よりも高くなるように調整することを含む。連続的に動作する２つ以上の二次流体導管を有するセンサ装置の場合、動作温度は、さらなる二次流体導管のための調整ステップを実行しながら、一次流体導管および使用中の二次流体導管の動作温度よりも高くなるように調整されてもよい。温度が試料測定のための動作温度と比較してより高い値に設定されている場合、調整ステップはより速く、より効果的に実行されることができる。例えば、血液ガスを判定するための検知要素を調整するために、対応する流体導管が４０℃を超える温度、例えば５０℃から５５℃の温度に加熱されることができ、一次流体導管の動作温度は、２５℃から４０℃の動作温度に設定される。

本明細書で使用される「流体」という用語は、ＩＶＤ分析装置で処理される任意のタイプの液体材料を示す総称である。それは、分析されることが求められる液体、例えば試料、または既知のレベルの分析物を含み、ＩＶＤ分析装置の動作性を確認するために使用される液体、例えばＱＣ試料またはキャリブレータまたは参照溶液を指すことができる。それは、さらに、ＩＶＤ分析装置を動作モードにするかまたは維持するために使用される液体、例えば、スタンドバイ溶液／すすぎ溶液または調整流体を指すことができる。

「試料」は、１つ以上の分析物を含有するか、または物理的もしくは化学的特性を有すると疑われる任意の生体物質を指し、その検出は、定性的および／または定量的であり、医学的状態に関連付けられることができる。試料は、血液、唾液、つば、眼内レンズ流体、脳脊髄液（ＣＳＦ）、汗、尿、母乳、腹水、粘液、滑液、腹膜液、胸膜液、羊水、組織、骨髄、糞便、細胞、または同様なものを含む生理液などの任意の生物学的供給源に由来することができる。生物学的試料は、供給源から得られたまま、または前処理および／または試料調製ワークフローに従って直接使用されて、血液からの血漿の調製、粘性流体の希釈、溶解などの生物学的試料の特性を改変することができる。処置方法は、濾過、遠心分離、希釈、濃縮、干渉成分の不活性化、および例えば１つ以上のインビトロ診断試験の実施を可能にするための試薬の添加を含むことができる。「試料」という用語は、したがって、必ずしも元の試料を示すために使用されるわけではなく、既に処理された（ピペッティングされた、希釈された、試薬と混合された、富化された、浄化された、増幅された等を行われた）試料に関連することもできる。実施形態によれば、試料は全血試料であり、全血は、動脈血、静脈血または毛細血管全血とすることができる。

「ＱＣ試料」は、試料を模倣し、１つ以上のＱＣ物質の既知の値を含む流体を指す。ＱＣ試料は、１つ以上のレベル、例えばＱＣ物質の異なる濃度範囲に対応する２つまたは３つのレベルで供給されることができる。ＱＣ試料は、典型的には、較正されたセンサが実際に仕様または許容範囲内にあることを確認するために、試料と同じ方法および同じ条件下で測定される。「ＱＣ物質」は、その濃度が既知である関心のある分析物と同一の分析物、またはその濃度が既知である関心のある分析物と同一の分析物を反応によって生成する分析物、例えば重炭酸塩からのＣＯ₂とすることができるか、または関心のある分析物を模倣するか、そうでなければ関心のある特定のパラメータと相関することができる既知の濃度の任意の他の等価な物質、例えばヘモグロビンまたはビリルビンと光学的に同様に挙動する色素とすることができる。

「キャリブレータ」は、較正に用いる１種以上の較正用物質の既知の値を含み、試料と同じ条件で測定される較正用溶液である。典型的には、センサが分析物濃度に線形に応答する場合、１つまたは２つのキャリブレータがそれぞれ１点または２点較正に使用される。較正曲線が非線形である場合、３つ以上のキャリブレータが使用されてもよい。特に、ＱＣ材料の異なる濃度範囲に対応する異なるレベルでキャリブレータが提供されることもできる。較正材料は、ＱＣ物質と同じとすることができる。例えば、較正（典型的には２点較正）が実行されて、信号勾配を判定することができる。「信号勾配」は、センサの感度を判定するために使用されることができる。信号勾配が所定の下限勾配限界に到達した場合、または所定の上限勾配限界に到達した場合、センサの正確な測定性能をさらに保証することができず、センサは、さらなる測定のためにブロックされることができる。信号勾配は、履歴信号勾配データとさらに比較されることができる。最新の信号勾配と以前に判定された信号勾配値との差が高すぎる、すなわち所定の閾値に到達した場合、最新の信号勾配が許容範囲内にあるにもかかわらず、較正が繰り返されることができる。差異が所定の回数に対して高すぎる場合、センサは、さらなる測定のためにブロックされてもよい。

イオン選択性電極センサの動作のために、例えばＫＣｌの高い含有量を有する参照溶液が、安定であり、個々の試料組成から実質的に独立した液体接合電位を得るために必要とされる。参照溶液は、例えば、塩化物に特異的な膜を含む電位差測定センサの参照電極と接触させることができる。一定のＫＣｌ濃度は、参照電極が、関心のある試料と直接接触している電位差測定センサの作用電極によって返される信号と比較して、一定の信号を返すことを可能にする。参照電極は、対応する作用電極に近接した流体導管内または専用の参照流体導管内に配置されることができる。参照電極および参照流体導管は、センサ装置の一部であってもよく、センサ装置は、複数の参照電極および／または参照流体導管を備えてもよい。あるいは、参照電極および参照流体導管は、ＩＶＤ分析装置の一部であってもよく、参照電極および参照流体導管は、それぞれセンサ装置の対応する作用電極および流体導管と動作可能に接続している。

「スタンドバイ溶液／すすぎ溶液」は、試料測定が行われた後に検知要素をすすぎするために使用される溶液であり、別のタイプの試料に交換されるまで検知要素と接触したままである。

「調整流体」は、新しい非湿潤センサを初期化するために使用される溶液である。この調整ステップは、通常、新しいセンサまたは新しいセンサのセットがＩＶＤ分析装置に挿入されたときに実行される。それは、各センサの確実な動作を確保するために必要な手順である。これにより、センサは、所定の時間、調整流体と接触される。あるいは、調整流体は、全血試料であってもよい。調整ステップ中に試料測定は行われない。

「洗浄液」は、試料の測定後に流体システムおよびセンサをすすぎ洗浄するために使用される溶液である。微量の以前の試料材料またはデブリなどを除去する際の洗浄液の有効性を高めるために、洗浄剤、次亜塩素酸ナトリウム、殺生物剤などの特定の添加剤を含んでもよい。

上述したタイプの溶液は、異なる組成を有してもよく、または部分的もしくは完全に同じ組成を有してもよい。したがって、それらの名称はそれらの機能を反映する。例えば、調整流体は、スタンドバイ溶液と同じ組成を有してもよい。しかしながら、それは異なる目的および異なる方法で使用される。

「流体を繰り返し受け取る」という用語は、多用途ユニットとして設計されているセンサ装置を指す。したがって、「繰り返し」とは、センサ装置の使用中に、様々な異なるタイプの流体がセンサ装置の流体導管を通して順次導かれることができることを意味する。例えば、試料測定が完了した後、スタンバイ溶液／すすぎ溶液が流体導管に導入されてセンサ装置をすすぎ、それによって流体出口を通ってセンサ装置から試料を移動させる。次いで、スタンドバイ溶液／すすぎ溶液は、新しい試料が導入されたときにセンサ装置から除去されてもよい。一定の間隔で、ＱＣ試料またはキャリブレータが流体導管に導入されることができる。

「パラメータ」という用語は、本明細書では、適切な方法で判定および分析されることができる試料の成分または試料の物理的もしくは化学的特性を示す一般用語として使用される。例えば、「パラメータ」という用語は、分析方法または試験が検出しようとする試料中の任意の物質または化合物（例えば、イオンのような化学元素、またはペプチド、タンパク質、ＲＮＡ、ＤＮＡ、脂肪酸、炭水化物などのような分子）である分析物を指すことができる。それはまた、試料の物理的または化学的特性、例えば色、温度、濁度、粘度、酸性度、アルカリ度などを指すこともできる。一般に、試料パラメータの有無、濃度および／または特性に関する情報は、患者の健康状態に関する指標を与えることができ、したがって診断を導き出すために使用されることができ、または治療レジメンを判定および調整するために使用されることができる。さらに、ＩＶＤ分析装置が依然として仕様または許容範囲内で動作していることを確認するために、例えばＱＣ試料またはキャリブレータにおいて既知の分析物レベルが使用されることができる。本開示の文脈において関心のあるパラメータの例は、ＰＯ₂およびＰＣＯ₂などのガス分圧、酸素飽和度（ＳＯ₂）、ナトリウム（Ｎａ⁺）、カリウム（Ｋ⁺）、マグネシウム（Ｍｇ²⁺）、カルシウム（Ｃａ²⁺）、リチウム（Ｌｉ⁺）などの血液電解質、塩化物（Ｃｌ^-）、ｐＨに関連するプロトン（Ｈ⁺）、重炭酸塩値（ＨＣＯ₃ ^-）、ならびにグルコース、乳酸塩、尿素、クレアチニンなどの代謝産物である。関心のある他のパラメータは、ヘモグロビン、脱酸素化ヘモグロビンなどのヘモグロビン誘導体、オキシヘモグロビン、カルボキシヘモグロビン、メトヘモグロビン、スルフヘモグロビン、およびビリルビンである。関心のある身体パラメータの例は、ヘマトクリット値である。

実施形態によれば、所定のトリガイベントは、少なくとも１つの一次流体導管内の少なくとも１つの検知要素の性能が仕様外であることを検出することを含む。そのような場合、検知要素は、信頼できる測定結果をもはや保証することができない程度に経年劣化または劣化している。一般に、トリガイベントは、検知要素がその使用時間の終わりに到達しようとしているかまたは到達したことを示す所定の閾値（例えば、所定の信号勾配限界、所定の数の連続する範囲外ＱＣ測定結果、センサ装置が使用されていた所定の日数）に到達したかまたは超えたときに開始される。例えば、トリガイベントは、信号勾配が所定の範囲限界に到達した場合、または信号勾配が履歴信号勾配データと所定の程度異なる場合に開始されることができる。あるいは、トリガイベントは、ＱＣ試料測定値が連続して所定の回数にわたって許容範囲外である場合に開始されてもよく、または検知要素が安定した電気測定信号を生成することができない場合に開始されてもよい。あるいは、トリガイベントは、（再）較正されているにもかかわらず、検知要素が測定範囲全体にわたって測定値を生成することができない場合に開始されてもよい。閾値は、影響を受けた検知要素がその使用時間の終わりに到達する前に、トリガイベントが特定のリードタイムで開始されるように設定されてもよい。これは、試料測定のために二次流体導管を開始するために拡張動作モードへの適時の切り替えを可能にし、したがって、一次流体導管内の欠陥のある検知要素から二次流体導管内の未使用の検知要素へのシームレスな移行を確実にする。

実施形態によれば、センサ装置を動作させるための方法は、各流体導管内の動作温度を別々に調整することを含む。したがって、センサ装置は、複数の熱伝導性素子を備え、基板自体が熱伝導性とすることができ、または熱伝導性素子が基板の少なくとも１つに隣接して配置される。本明細書で使用される「動作温度」は、関心のあるパラメータの試料測定を実行するための最適条件を提供する流体導管内の温度または温度範囲を指す。例えば、ＰＯ₂を判定する場合、動作温度は、約３７℃に設定される。他のセンサタイプは、他の動作温度を必要とすることができる。そのため、流体導管への、または流体導管からの制御された熱の伝達が確立されることができる。動作温度は、例えば加熱コイル、ペルチェ素子、ヒートシンクなどによって、センサ装置に熱を伝達し、またはセンサ装置から熱を除去するのに必要なユニットを備えたＩＶＤ分析装置を介して間接的に調整されることができる。センサ装置は、ＩＶＤ分析装置の温度調整ユニットがセンサ装置の熱伝導性基板または熱伝導性素子と直接接触するように、ＩＶＤ分析装置に設置される。熱伝導性素子は、少なくとも１つの基板に取り付けられてもよく、またはセンサ装置のハウジングに一体化されてもよい。熱伝導性素子の表面は、複数の基板を覆ってもよく、単一の基板の主表面領域全体を覆ってもよく、または例えば流体導管の特定の領域に限定された単一の基板を部分的に覆ってもよい。流体導管内の異なる領域が異なる動作温度を必要とする場合、または個々の温度制御を必要とする複数の流体導管が利用可能である場合、基板には複数の熱伝導性素子が設けられてもよい。熱伝導性素子は、例えば、金属要素もしくは金属合金要素、または任意の他の適切な材料であってもよい。あるいは、熱伝導性素子は、例えばペルチェ素子である場合、温度を能動的に調整するように設計されてもよい。この場合、ＩＶＤ分析装置は、センサ装置上の対応する電気接点を介して電力を供給することによって熱伝導性素子を動作させることができる。

実施形態によれば、センサ装置の検知要素は、電気化学センサまたは導電率センサまたは光学センサのいずれかを含む。それにより、「電気化学センサ」という用語は、（生物）化学反応を電気信号に変換する任意のタイプのセンサを含む。測定されるパラメータに応じて、異なる測定原理が適用されてもよい。さらなる実施形態によれば、電気化学センサを含むセンサ装置の検知要素は、イオン選択性電極センサまたは酵素結合センサまたは血液ガスセンサのいずれかを含む。例えば、電解質またはイオンは、電位差測定原理によって判定されることができる。電位差センサは、溶液中の２つの電極間の電位または電圧を測定する。したがって、電位差測定センサは、通常、少なくとも作用電極（測定電極とも呼ばれる）および参照電極を備える。特定の電解質またはイオンに感応する膜が、試料と作用電極との間に配置される。膜は、通常、例えばポリマー、可塑剤、親油性塩およびイオノフォアを含む複合組成物を有する。イオノフォアは、イオンに可逆的に結合し、それによって関心のある特定のイオンに対する膜の透過性を増加させる化合物のクラスであり、センサによって測定されるパラメータに従って選択される。関心のあるイオンは、膜と相互作用し、それによって試料／膜界面で電位の変化が生じ、これが作用電極によって検出される。一方、参照電極は、それ自体が試料と接触している参照溶液と直接接触しており（液体接合部）、したがって、試料誘導電位変化は確立されない。このようにして、参照センサは、試料中のイオン濃度とは無関係に一定の信号を返す。次いで、参照電極と作用電極との間の電圧の差が使用されて、溶液中の関心のあるイオンの濃度を計算する。実際に、電極間の電圧の差は、関心のあるイオンの濃度の対数に比例する。これらのタイプのセンサは、イオン選択性であるため、イオン選択性電極とも呼ばれる。それらは、多くの分析物、例えばカリウム（Ｋ⁺）、ナトリウム（Ｎａ⁺）、カルシウム（Ｃａ²⁺）、塩化物（Ｃｌ^-）、マグネシウム（Ｍｇ²⁺）、リチウム（Ｌｉ⁺）などの測定、および／または例えば試料のｐＨ値を判定することによる試料の化学的特性の判定を可能にする。しかしながら、電位差測定原理は、電解質またはイオンの測定を可能にするだけでなく、血中ガスレベル、例えばＰＣＯ₂（セバリンガウス型センサを用いる）、および／または代謝産物、例えば尿素、アンモニウムを判定するためにも使用される。作用電極および参照電極とは別に、電位差測定センサは、潜在的なバックグラウンドノイズまたは干渉を補正するためのさらなる補正電極を備えてもよい。さらに、電位差測定センサは、特定の酵素で補完された電極を含むことができ、すなわち、酵素は、膜と電極との間の電解質層または電解質流体に適用される。例えば、セバリングハウス型センサは、水の存在下で二酸化炭素の炭酸水素塩への水和を触媒する炭素脱水酵素を含む。

別の電気化学測定原理は、電流測定原理である。電流測定センサは、２つの電極間の電流の流れを測定し、電流は酸化／還元反応によって生成される。したがって、電流測定センサは、通常、少なくとも作用電極（測定電極とも呼ばれる）および対電極を備える。そのような二電極構成において、対極は、作用電極の電位を測定して安定化させる際の基準となる参照電極としても機能する。しかしながら、参照電極は、作用電極および対電極以外の別個の電極として実装されてもよい。ＩＶＤ分野では、異なるタイプの電流測定センサが使用される。例えば、酸素分圧（ＰＯ₂）を測定するためのセンサは、酸素が膜を通って対参照電極に対して一定の負電圧に保たれた作用電極に拡散するクラーク測定原理に従って機能することができる。作用電極において酸素が還元され、作用電極と対極参照電極との間に電流が誘起される。電流は測定されることができ、試料に含まれる酸素に比例する。他のタイプの電流測定センサは、酵素結合電極を含み、酵素は、特定の所望の反応を加速する。例えば、グルコースオキシダーゼに基づく特定のグルコースセンサは、水および酸素の存在下でのグルコースの過酸化水素およびグルコン酸への変換を触媒する。作用電極は、過酸化水素を酸化し、それを水素イオン、酸素および電子に分解する参照電極に対して一定の電圧に保持される。これは、測定可能であり且つ試料中のグルコース濃度に比例する電流を誘導する。これらのセンサは、酵素の適用のためにバイオセンサとも呼ばれる。ＰＯ₂およびグルコースの測定とは別に、電流測定センサが使用されて他の代謝産物、例えば乳酸塩、クレアチニン、クレアチンなどを測定することもできる。

本明細書で使用される「導電率センサ」という用語は、一般に、試料の導電率を測定するセンサを指す。導電率センサは、通常、上述した電位差センサまたは電流測定センサよりも複雑ではない。例えば、それらは、典型的にはイオン特異的膜を含まない。導電率センサは、典型的には、同一に構成された電極を備え、溶液が電流を伝導する能力を測定するために使用される。電流は、溶液に溶解したイオン（または荷電粒子）の数、それらの電荷およびそれらの移動度に比例して増加する。導電率センサは、流体導管内の試料または他の流体の有無を検出するために使用されてもよく、または試料中の特定のパラメータ、例えばヘマトクリット値を判定するために使用されてもよく、または試料中の気泡または血餅を検出するために使用されてもよい。それは、較正目的のためにさらに使用されてもよい。

本明細書で使用される「光学センサ」という用語は、一般に、試料パラメータおよび／または試料の物理的特性の光学的検出を可能にするセンサを指す。典型的な光学的検出方法は、例えば測光（例えば、光の吸光度または散乱）、蛍光分光法、散乱に基づく濁度測定、蛍光偏光である。光学的検出を可能にするために、カバー要素および／または基板は、完全に透明または半透明材料（例えば、ポリプロピレン、アクリル、ポリカーボネート、ガラスなど）から作製されることができ、あるいは透明領域または凹部（光学測定窓）を含むことができる。例えば、金属基板は、流体導管の領域に１つ以上の凹部を有してもよい。これは、ＩＶＤ分析装置に設置された光源が流体導管内の試料を照らすことを可能にする。感光体は、試料からの透過光または放出光を検出し、電磁エネルギーを電気信号に変換する。感光体の例は、アバランシェフォトダイオードを含むフォトダイオード、フォトトランジスタ、光導電検出器、リニアセンサレイ、ＣＣＤ検出器、ＣＭＯＳアレイ検出器を含むＣＭＯＳ光検出器、光電子増倍管、光電子増倍管アレイなどである。試料は、そのまま、または別の溶液で希釈された後、または試薬で処理された後に分析されることができる。光学的検出方法は、化学的もしくは生物学的反応の結果を検出するため、または化学的もしくは生物学的反応の進行を監視するために使用されることができる。光源と感光体との組み合わせは、本開示の意味においてセンサと見なされる。光学センサは、特定のパラメータ、例えばＯ₂、ＳＯ₂、ｔＨｂ、Ｏ₂Ｈｂ、ＨＨｂ、ＣＯＨｂ、ＭｅｔＨｂ、ＳｕｌｆＨｂ、およびビリルビンを判定するために使用されることができる。

実施形態によれば、少なくとも２つの一次流体導管は、それぞれ異なる検知要素を備え、検知要素は、例えば、それらの劣化のしやすさ、それらの測定原理、それらの動作条件またはそれらの干渉の程度に従って、それぞれの一次流体導管内で分けられる。

別の実施形態によれば、少なくとも１つの一次流体導管および少なくとも１つの二次流体導管内で同じである検知要素は、一次流体導管内の他の検知要素よりも劣化しやすい検知要素である。

さらに別の実施形態によれば、劣化しやすい検知要素は、酵素結合センサおよび／またはイオン選択性電極センサのいずれかを含む。

センサは、経時的に劣化することができることが知られている。センサが仕様外または許容範囲外であり、較正によって仕様に戻すことができない場合、センサは、もはや信頼性がなく、交換される必要がある。換言すれば、センサは、その使用時間の終わりに到達している。劣化速度は、センサの構造、例えばイオン選択電極に適用されるイオノフォアのタイプに大きく依存する。この自然発生的な劣化は、センサの予想使用時間を判定するときに予測されて考慮に入れられることができる。しかしながら、予測不可能な様態で劣化速度に影響を及ぼし、例えば、センサが液体中（例えば、試薬、ＱＣ試料、キャリブレータまたは洗浄液中）の特定の化合物に対して高い感受性を有する場合、予測よりも速い速度でセンサを劣化させる可能性がある他の要因がある。本開示では、そのようなセンサは、前記液体によって影響されないかまたは影響を最小限に抑えられるセンサと比較して、「劣化しやすい」と呼ばれる。例えば、酵素結合センサは、洗浄液に対して感度が高いとすることができる。洗浄液の特定の成分、例えば次亜塩素酸ナトリウムは、酵素と干渉し、それによって変性し、したがって予測不可能な方法でセンサの機能性を徐々に悪化させる可能性がある。センサの使用時間は、予想よりもはるかに短くなる可能性があり、それによってセンサ装置全体の使用時間も短縮される。一方、同じ洗浄液は、異なるアーキテクチャを有するセンサ、例えばナトリウム（Ｎａ⁺）を測定するためのセンサに対して効果的でないか、または無視できる効果を有することができる。別の例は、特定のＱＣ物質、例えばスルホローダミンＢまたはタートラジンに対して感受性を持たせることができるクロライドセンサである。さらに別の例は、流体中の界面活性剤に対して感受性を持たせることができるｐＨセンサである。センサ装置の使用時間を増加させるために、劣化しやすいセンサが前記干渉液体と接触するのを防ぐことが有利である。したがって、より劣化しにくいセンサを含む流体導管とは異なる別個の流体導管内にそれらを配置すること、すなわちそれらの劣化のしやすさに従ってそれらを分けることが有利とすることができる。バルブおよび／または分離された流体経路は、前記干渉液体が劣化しやすいセンサと接触するのを防止すると同時に、劣化しにくいセンサへの前記液体の供給を可能にするように実装されてもよい。あるいは、劣化しやすい検知要素は、一次流体導管と二次流体導管の双方に二連で形成されることができる。一次流体導管内の第１の検知要素がその使用時間の終わりに到達すると、二次流体導管は、流体を受け取り、試料測定を実行することが可能にされることができる。

別の例では、検知要素は、それらの測定原理に基づいて少なくとも２つの一次流体導管の間で分けることができる。製造プロセスを単純化するために、同様の構造、したがって同様の製造手順を有する検知要素をグループ化することが有利とすることができる。さらに、検知要素間の潜在的な干渉が防止されることができる。様々な測定原理は、本開示において既に説明されているので、ここでは説明しない。

さらに別の例では、検知要素は、それらの動作条件に基づいて少なくとも２つの一次流体導管の間で分けることができる。本明細書で使用される「動作条件」という用語は、一般に、検知要素およびセンサ装置の最適な動作を保証する条件を指す。例えば、この用語は、測定結果の精度および信頼性を向上させるために、検知要素が理想的に動作する温度条件を指すことができる。あるいは、この用語は、試験要求の頻度を指すことができる。臨床診療では、測定可能なパラメータは、検査要求の頻度に基づいて「パネル」にグループ化されることができる。例えば、医師は、代謝産物、例えばグルコースまたは乳酸塩の測定よりも、電解質と共に血液ガスパラメータの測定を要求することが多い。したがって、センサ装置内の異なるパネルのパラメータを測定する検知要素を物理的に分けることが有利とすることができる。センサが不必要に試料材料と接触することを防止し、それによって不必要な劣化を防止し、したがってそれらの使用時間を延長する。

さらに別の例では、検知要素は、それらの干渉の程度に基づいて少なくとも２つの一次流体導管の間で分けることができる。特に、検知要素を形成するために使用される特定の材料は、近くの検知要素間で浸出し、それによって干渉を引き起こす可能性がある。例えば、Ａｇ／ＡｇＣｌ電極からのＡｇイオンの放出は、電流測定センサの作用電極に固定化された酵素の安定性に悪影響を及ぼす可能性がある。別の例では、電流測定センサの作用電極からの酵素の浸出は、他の電流測定作用電極の機能性に悪影響を及ぼすことができる（例えば、ウシ血清アルブミン作用電極は、乳酸またはグルコース作用電極からの乳酸オキシダーゼおよび／またはグルコースオキシダーゼの浸出によって汚染されることがある）。さらに別の例では、イオン選択電極膜からの可塑剤および／またはイオノフォアの浸出は、隣接して配置された電位差計センサの機能に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって、これらの検知要素を物理的に分けることは、有利であると考えることができる。

実施形態によれば、センサ装置は、参照溶液を受け入れるための参照導管を備える。参照導管は、少なくとも１つの参照検知要素を備え、少なくとも１つの参照検知要素は、参照導管内の参照溶液と接触するように配置される。少なくとも１つの参照検知要素は、さらに、少なくとも２つの流体導管内の検知要素の少なくとも一部と動作可能に接続してもよい。電気化学センサの参照検知要素においてより安定した電位を達成するために、参照検知要素は、典型的には、例えば試料を用いて参照測定を行うのとは対照的に、既知のイオン濃度を有する参照溶液、例えば高濃度ＫＣｌ溶液に曝露される。したがって、参照検知要素は、電気化学センサの作用電極が関心のある試料と接触している間に参照溶液を参照検知要素に提供することを可能にする別個の参照導管内に形成される。これにより、異なる電気化学センサの複数の作用電極が同じ参照検知要素と動作可能に接続されてもよく、または各作用電極が対応する別個の参照検知要素と動作可能に接続されてもよい。センサ装置は、必要に応じて複数の参照導管を備えることができる。センサ装置内に参照導管を配置する代わりに、参照導管がＩＶＤ分析装置の機能ユニットに統合されることもできる。

実施形態によれば、センサ装置は、少なくとも２つの流体導管用の少なくとも１つの共通流体入口と、流体を少なくとも２つの流体導管のいずれかに別々にまたは同時に導くための切り替え可能バルブとを備える。流体入口は、ＩＶＤ分析装置からセンサ装置への流体の移送を可能にするために、ＩＶＤ分析装置の流体システムにさらに流体接続される。切り替え可能バルブは、ＩＶＤ分析装置と動作可能に接続しており、動作可能な接続は、例えば、機械的、導電性、磁気的、または任意の他の適切な機構とすることができる。したがって、コントローラは、ＩＶＤ分析装置を制御して、利用可能な試料を選択された流体導管に導くように切り替え可能バルブをそれぞれの位置に切り替える。一例では、バルブの代わりに、他の物理的障害物、例えば、気体または液体パウチ、可動フラップ、シャッタ様構造などが流体導管に設置されてもよい。別の例では、切り替え可能バルブまたは他の物理的障害物は、ＩＶＤ分析装置の流体システムに設置されてもよい。その場合、センサ装置は、複数の流体入口を備えてもよく、センサ装置の少なくとも２つの流体導管のそれぞれは、別個の流体入口にそれぞれ流体的に接続されてもよい。

実施形態によれば、センサ装置は、少なくとも２つの流体導管のそれぞれおよび参照導管と流体接続する流体出口を備える。流体出口は、流体をセンサ装置からＩＶＤ分析装置に戻すことを可能にするために、ＩＶＤ分析装置の流体システムにさらに流体的に接続され、そこで流体が廃棄されることができる。あるいは、少なくとも２つの流体導管および参照導管のそれぞれは、それぞれ別個の流体出口に流体接続されてもよい。

図３に示すようなセンサ装置を動作させるための方法のフロー図を示している。 図４に示すようなセンサ装置を動作させるための方法のフロー図を示している。 ２つの一次流体導管を備える実施形態にかかるセンサ装置の概略図である。 一次流体導管および二次流体導管を備えるさらなる実施形態にかかるセンサ装置の概略図である。 ＩＶＤ分析装置の概略図である。

当業者は、図中の要素が簡単および明確にするための例示であり、必ずしも一律の縮尺で描かれていないことを理解する。例えば、図中の要素のいくつかの寸法は、本開示の実施形態の理解を改善するのを助けるために、他の要素に対して誇張されている場合がある。また、本開示の教示に寄与しない部分は省略されている。

図１は、図３に参照されるようなセンサ装置を動作させるための方法を示すフロー図を示しており、センサ装置は、それぞれ異なる検知要素を備える少なくとも２つの一次流体導管を備える。コントローラ４０は、図１にかかる方法を実行するようにインビトロ診断（ＩＶＤ）分析装置を制御するように構成され、本方法は、センサ装置の少なくとも２つの一次流体導管が流体を受け取ることを可能にする（１０１）ことを含む。可能にするステップ１０１は、流体がＩＶＤ分析装置からセンサ装置の少なくとも２つの一次流体導管に供給されることを可能にするために、センサ装置と協働してＩＶＤ分析装置の機能ユニットをセットアップするための複数の動作を含むことができる。例えば、それは、ＩＶＤ分析装置および／またはセンサ装置内のバルブを適切な位置に切り替えることを含むことができる。それは、ＩＶＤ分析装置内のそれぞれのポンプを始動すること、または流体が少なくとも２つの一次流体導管に供給されるのを防止する任意の利用可能な封止または障害物を除去することをさらに含むことができる。それは、ＩＶＤ分析装置の流体システムを始動させることをさらに含むことができる。さらなるステップ１０２において、調整ステップ、較正、品質管理（ＱＣ）試料測定、試料測定、洗浄手順などの作業ワークフローを実行するために、それぞれの流体が少なくとも２つの一次流体導管に供給される。少なくとも２つの一次流体導管内の検知要素は、それらの正確で信頼できる動作を保証するために常に監視される（１０３）。少なくとも２つの一次流体導管内の検知要素が仕様の範囲内にある限り、センサ装置は、使用中のままであり、２つの一次流体導管には、それぞれの流体が繰り返し供給される（１０２）ことができる。センサ装置の少なくとも２つの一次流体導管内の少なくとも１つの検知要素が欠陥になる場合、すなわち仕様から外れる場合、センサ装置は、もはや信頼できる測定結果を生成することができない。したがって、センサ装置がチェックまたは交換されるべきであることを示す、対応するメッセージがオペレータに表示される（１０４）。

図２に示されるフロー図は、図４において参照されるようなセンサ装置を動作させるための代替方法の実施形態を示しており、センサ装置は、少なくとも１つの一次流体導管および少なくとも１つの二次流体導管を備え、二次流体導管は、少なくとも１つの一次流体導管と同じ検知要素を少なくとも部分的に備える。コントローラ４０は、図２にかかる方法を実行するようにＩＶＤ分析装置を制御するように構成され、本方法は、センサ装置を主動作モードで動作させることを含む。一次動作モードでは、少なくとも１つの一次流体導管は、流体を受け取る（２０１）ことが可能である。上記の図１に関連して説明したように、一次流体導管の使用可能化（２０１）は、センサ装置と協働してＩＶＤ分析装置の機能ユニットをセットアップするための複数の動作を含むことができる。さらなるステップ２０２において、特定の作業ワークフロー（例えば、調整ステップ、較正、またはＱＣ試料測定、試料測定、または洗浄手順）を実行するために、それぞれの流体が少なくとも１つの一次流体導管に供給される。少なくとも１つの一次流体導管内の検知要素は、それらの正確で信頼できる動作を保証するために監視される（２０３）。監視は、連続的にまたは一定の時間間隔で行われることができる。少なくとも１つの一次流体導管内の検知要素が仕様の範囲内にある限り、センサ装置は、一次動作モードで動作し、少なくとも１つの一次流体導管には、それぞれの流体が繰り返し供給される（２０２）ことができる。

所定のトリガイベントに応答して、コントローラ４０は、センサ装置の動作を拡張動作モードに切り替えるようにＩＶＤ分析装置を制御し、トリガイベントは、少なくとも１つの一次流体導管内の少なくとも１つの検知要素の性能が仕様外であることを検出することを含む。拡張動作モードは、少なくとも１つの二次流体導管が流体を受け取ることを可能にする（２０４）ことを含む。拡張動作モードは、調整ステップ２０５をさらに含む。調整ステップは、調整流体を少なくとも１つの二次流体導管に供給することを含み、調整流体は、二次流体導管を湿らせて動作させるために所定の時間の間だけ留まることができる。図２に示す実施形態では、調整ステップ２０５が実行されている間、二次流体導管の動作温度は、一次流体導管の動作温度とは異なるように調整される（２０６）ことができる。例えば、血液ガスを判定するための検知要素を調整するために、二次流体導管は、約５０℃から５５℃の温度に加熱されることができ、一次流体導管の動作温度は、２５℃から４０℃の温度に設定される。これは、二次流体導管の調整を加速することができる。調整ステップ２０５は、接続性チェックおよび／または較正をさらに含むことができる。流体を受け取るための二次流体導管の使用可能化２０４および調整ステップ２０５は、一次流体導管がまだ動作している間、例えば試料測定を実行している間に行われることができる。

調整ステップ２０５の完了後、二次流体導管は、使用中である。その後の作業ワークフローにおいて、コントローラ４０は、少なくとも１つの一次流体導管および／または少なくとも１つの二次流体導管に流体を供給する（２０７）ようにＩＶＤ分析装置を制御する。一次流体導管内の欠陥のある検知要素は、動作から外される（２０８）。あるいは、一次流体導管および二次流体導管の双方において同じである検知要素のセット全体が、一次流体導管において動作から外されることができる。「動作から外す」とは、欠陥のある検知要素または検知要素のセットの物理的な除去ではなく、ソフトウェア制御プロセスを指す。特に、その後に実行される動作ワークフロー（例えば、試料測定、ＱＣ試料測定、較正）のいずれにおいても、一次流体導管内の欠陥のある検知要素または一組の検知要素は、もはや読み出されなくてもよく、またはその測定信号は、無視されてもよい。しかしながら、試験パラメータは、二次流体導管内の同じタイプの検知要素によって測定される。一次流体導管および／または二次流体導管内でまだ使用されている検知要素は、それらの正確で信頼できる動作を保証するために監視される（２０９）。一次流体導管および二次流体導管内で依然として使用されている検知要素が仕様の範囲内にある限り、センサ装置は、拡張動作モードで連続的に動作し、少なくとも１つの一次流体導管および少なくとも１つの二次流体導管には、それぞれの流体が繰り返し供給される（２０７）ことができる。少なくとも１つの一次流体導管および少なくとも１つの二次流体導管においてまだ使用されている検知要素のうちの少なくとも１つが仕様から外れる場合、センサ装置は、もはや信頼できる測定結果を生成することができない。したがって、アラームがトリガされ、オペレータは、センサ装置をチェックするかまたは交換するように通知される（２１０）。

図３を参照すると、２つの一次流体導管２、２’を備えるセンサ装置１の実施形態が概略的に示されている。一次流体導管２、２’は、基板１０内、または基板１０を覆うカバー要素（図示せず）内、または基板１０とカバー要素との間に配置されたスペーサ要素（図示せず）内のいずれかに形成されることができる。あるいは、一次流体導管２、２’は、基板１０とカバー要素の双方、または基板１０とスペーサ要素の双方に部分的に形成されてもよい。一次流体導管２、２’は、破線で示されている。センサ装置１は、基板１０とカバー要素またはスペーサ要素との間にそれぞれ適用される封止要素（図示せず）をさらに備えることができる。封止要素は、一次流体導管２、２’を封止し、漏れを防止するために、粘度および弾性に関して適切な特性を有する不活性材料（例えば、熱可塑性エラストマー、ゴム、シリコーン、ラテックスなどのようなエラストマー）から作製されることができる。基板１０は、非導電性材料、例えばポリマー、セラミック、ガラス材料、または導電性材料、例えば金属もしくは金属合金から作製されることができる。基板１０は、鋼基板であってもよい。検知要素１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１３、１４、１５と鋼基板１０との間に絶縁層（図示せず）が形成されることができる。別の例では、基板１０は、光学的検出を可能にするための透明ポリマー基板であってもよい。２つの一次流体導管２、２’のそれぞれは、別個の流体入口５を有し、流体入口５は、ＩＶＤ分析装置への流体接触要素を表す。

センサ装置１がＩＶＤ分析装置内に配置されると、熱伝導性である鋼基板１０は、ＩＶＤ分析装置の温度調整ユニット、例えば加熱コイル、ペルチェ素子、ヒートシンク（図示せず）と動作可能に接続する。ＩＶＤ分析装置は、熱伝導性基板１０を介して一次流体導管２、２’にまたは一次流体導管２、２’から熱を伝達するように所定のプロトコルに従って温度調整ユニットを制御する。これにより、流体導管２、２’内の動作温度が調整されることができる。

複数の検知要素１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１３、１４、１５が、一次流体導管２、２’に面する基板１０上に形成される。図３に示す実施形態では、センサ装置１は、電気化学センサ１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１３、１４および導電率センサ１５を備える。これにより、電気化学センサのグループは、イオン選択性電極センサ１１Ａ、１１Ｂ（円として示されている）、酵素結合センサ１２Ａ（三角形として示されている）、血液ガスセンサ１３（正方形として示されている）、およびｐＨセンサ１４（アーチ形の側面を有する正方形として示されている）を含む。イオン選択性電極センサ１１Ａ、１１Ｂは、Ｎａ⁺、Ｃａ²⁺、Ｋ⁺、およびＣｌ^-などの分析物を検出するために使用されることができる。図３に示す実施形態によれば、イオン選択性電極センサ１１Ａ、１１Ｂは、第１の一次流体導管２内に形成された作用電極１１Ａと、参照導管４内に形成された参照電極１１Ｂとを備え、作用電極１１Ａおよび参照電極１１Ｂは、互いに動作可能に接続されている。酵素結合センサ１２Ａは、試料中の代謝産物、例えばグルコースまたは乳酸塩を検出するために使用されることができる。血液ガスセンサ１３は、例えばＰＯ₂、ＰＣＯ₂を判定するために使用されることができ、ｐＨセンサ１４は、試料のｐＨ値を判定するために使用されることができる。さらに、導電率センサ１５（六角形として示される）が基板１０上に形成され、流体が電流を伝導する能力を測定する。これは、例えば、試料中のヘマトクリット値を判定するため、一次流体導管２、２’または参照導管４に存在する異なるタイプの流体を区別するため、または導入された流体中の気泡または血餅を検出するために使用されることができる。

一例では、基板１０、カバー要素および／またはスペーサ要素および／または封止要素は、光学的検出を可能にするために、少なくとも部分的に透明ポリマー材料から作製されてもよい。例えば、光源および感光体を備える光学検出ユニットは、ＩＶＤ分析装置（図示せず）に設置されることができる。センサ装置１がＩＶＤ分析装置内に配置されると、光学検出ユニットは、流体導管２、２’のうちの１つ以上と位置合わせする。光源（図示せず）は、流体導管２、２’内の流体を通って導かれ、基板１０の下方に配置された感光体（図示せず）によって検出される光を放射するように基板１０の上方に配置されてもよい。したがって、基板１０および／またはカバー要素および／またはスペーサ要素および／または封止要素は、透過光が感光体に到達することを可能にする開口部を備えることができる。開口部は、透明材料、例えばポリマーまたはガラスによって充填された凹部とすることができる。あるいは、光源および感光体の双方は、センサ装置１の同じ側、例えば基板１０の上方に配置されてもよい。一例では、所与の試料中の酸素レベルを判定するために使用される光学検出方法は、蛍光消光に基づいてもよい。これにより、試料中の酸素レベルに反比例する蛍光信号が感光体によって検出され、電気信号に変換される。試料は、前処理されなければならない場合があり、例えば、測定前に試薬によって処理されなければならない場合がある。

作業ワークフロー（例えば、試料測定、ＱＣ試料測定、較正、すすぎ、洗浄、調整）を実行するために、それぞれの流体が一次流体導管２、２’の双方に、または一次流体導管２、２’のいずれか一方に別々に供給されることができる。例えば、生物学的試料は、それぞれの流体入口５を介して一次流体導管２、２’に導入されることができ、そこで検知要素１１Ａ、１２Ａ、１３、１４、１５と接触する。次いで、関心のある試料パラメータを検出するために試料測定が実行されることができる。

検知要素１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１３、１４、１５は、第１の一次流体導管２または第２の一次流体導管２’のいずれかに形成されることができる。２つの一次流体導管２、２’のうちの１つに検知要素を配置するための理論的根拠は、例えば、劣化のしやすさ、測定原理、動作条件、または他の検知要素もしくは他の基準との干渉の程度に基づくことができる。図３に示す実施形態では、検知要素１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１３、１４、１５は、劣化のしやすさに基づいて、第１の一次流体導管２または第２の一次流体導管２’のいずれかに分布している。例えば、イオン選択性電極センサ１１Ａ、血液ガスセンサ１３、および導電率センサ１５の作用電極を備える検知要素は、第１の一次流体導管２内に形成される。酵素結合センサ１２ＡおよびｐＨセンサ１４を備える検知要素は、第２の一次流体導管２’内に形成され、これらのセンサは、第１の一次流体導管２内の検知要素１１Ａ、１３、１５と比較して劣化しやすい。図３に示すような構成により、劣化しやすい検知要素１２Ａ、１４が、劣化する可能性のある流体（例えば、試薬、ＱＣ試料、洗浄液）と接触することが防止されることができる。ＩＶＤ分析装置は、第１の一次流体導管２内に導かれるが、第２の一次流体導管２’内には導かれないようにそれぞれの流体を制御する。

図３に示す実施形態では、参照導管４は、基準測定を行うために参照溶液を受け取るように指定されている。参照導管４は、参照溶液がＩＶＤ分析器（図示せず）内のリザーバからセンサ装置１内に供給される別個の流体入口６を有する。イオン選択性電極センサ１１Ｂの参照電極および導電率センサ１５は、参照導管４に沿って形成されている。一次流体導管２、２’および参照導管４は、収束して共通流体出口７に通じ、共通流体出口７を通って流体がセンサ装置１から出てＩＶＤ分析装置の流体システムに戻され、そこで流体は廃棄されることができる（図示せず）。ＩＶＤ分析装置内の対応する対応物との流体接続を確立するために、流体入口５、６および流体出口７は、図３に示されている基板１０から、例えば管状形状で突出してもよく、それによってプラグインコネクタを形成する。突起は、流体導管の流れ方向に平行な方向に形成されてもよい。あるいは、センサ装置１とＩＶＤ分析装置との間の流体接続は、１°から９０°の任意の角度で確立されてもよい。次いで、ＩＶＤ分析装置の対応部は、プラグインコネクタへの嵌合コネクタとして設計される。プラグインコネクタは、基板１０によって形成されてもよく、センサ装置１を囲むハウジング（図示せず）によって形成されてもよく、基板１０を覆うカバー要素（図示せず）によって形成されてもよく、または前述の要素のいずれかによって部分的に形成されてもよい。あるいは、プラグインコネクタは、ＩＶＤ分析装置内に形成されてもよく、嵌合コネクタは、センサ装置によって形成されてもよい。

電気接触要素１６は、センサ装置１の検知要素とＩＶＤ分析装置との間の電気的接続を確立するために使用される。図３に示す実施形態では、検知要素１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１３、１４、１５は、基板１０上に印刷された導電経路、例えば白金経路を介して対応する電気接触要素１６に接続される。

製造中に組み立てられるとき、基板１０は、カバー要素（図示せず）および／またはスペーサ要素（図示せず）および任意に封止要素（図示せず）に取り付けられてもよい。これは、例えば、接着剤または溶接によって、またはねじもしくはボルトなどの機械的締結方法によって達成されることができる。センサ装置１は、外部の影響から検知要素および配線を保護し、取り扱いを容易にするために、典型的には非導電性材料、例えばポリマーから作製されたハウジング（図示せず）をさらに備える。一例では、そのハウジングを含むセンサ装置１は、ＩＶＤ分析装置（図示せず）の対応するレセプタクルに交換可能に挿入されることができ、そこで分析測定が実行される。

図４は、本開示のさらなる実施形態にかかるセンサ装置１’の別の例を概略的に示している。センサ装置１’は、一次流体導管２および二次流体導管３を備え、二次流体導管３は、一次流体導管２と少なくとも部分的に同じ検知要素を備える。一次流体導管２および二次流体導管３は、破線で示されている。センサ装置１’は、検知要素１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ、１３、１４、１５が形成される基板１０をさらに備える。

センサ装置１’は、各流体導管内の動作温度を別々に調整するための複数の熱伝導性素子２０、２１をさらに備える。図４に示す実施形態では、２つの熱伝導性素子２０、２１が基板１０に隣接して配置されている。図４は、基板１０の平面図を示しており、熱伝導性素子２０、２１は、基板１０の下方に配置されている。したがって、熱伝導性素子２０、２１は、それらが直接見えない点線で示されている。熱伝導性素子２０、２１は、熱伝導性材料、例えば金属または金属合金から作製される。各熱伝導性素子２０、２１は、同じ熱伝導性材料から作製されていてもよいし、熱伝導性に関する特性が異なる、異なる材料から作製されていてもよい。熱伝導性素子２０、２１は、センサ装置１’がＩＶＤ分析装置内に配置されると、ＩＶＤ分析装置の別個の温度調整ユニット（図示せず）と動作可能に接続される。これは、独立して熱伝導性素子２０、２１を介したセンサ装置１’の一次流体導管２および／または二次流体導管３および任意に参照導管４への、またはそこからの熱の供給または抽出を可能にする。図４に示す実施形態によれば、一次流体導管２内の動作温度は、第１の熱伝導性素子２０を介して熱を供給または抽出することによって調整される。二次流体導管３内の動作温度は、第２の熱伝導性素子２１を介して熱を供給または抽出することによって別々に調整されることができる。絶縁層は、それらの間の温度交換を防止するために、２つの熱伝導性素子２０、２１の間に実装されることができる。

一次流体導管２および二次流体導管３は、共通流体入口５を共有する。あるいは、一次流体導管２および二次流体導管３は、図３に示す実施形態と同様に、別個の流体入口を有してもよい。参照導管４は、別個の流体入口６を有し、この流体入口６を通って参照溶液がＩＶＤ分析装置（図示せず）内のリザーバからセンサ装置１’内に供給される。一次流体導管２、二次流体導管３、および参照導管４は、収束して共通流体出口７に通じ、そこを通って流体がセンサ装置１’から輸送されてＩＶＤ分析装置の流体システムに戻され、そこでそれらは廃棄されることができる（図示せず）。流体入口５、６および流体出口７は、ＩＶＤ分析装置への流体接触要素を表す。イオン選択性電極センサ１１Ｂならびに酵素結合センサ１２Ｂおよび導電率センサ１５の参照検知要素は、参照導管４に沿って形成され、参照検知要素１１Ｂ、１２Ｂは、２つの流体導管２、３内の検知要素１１Ａ、１２Ａ、１３、１４の少なくとも一部と動作可能に接続している。

流体を一次流体導管２もしくは二次流体導管３または双方の流体導管２、３に同時に導くために、センサ装置１’は、図４に回転可能なバルブとして示されている切り替え可能バルブ９を備える。しかしながら、それはまた、フラップまたはシャッタ状要素または磁気的に動作可能な要素などとして実装されてもよい。バルブ９は、センサ装置１’が例えば適切な機械的、導電性または磁気的機構によってＩＶＤ分析装置内に配置されると、ＩＶＤ分析装置と動作可能に接続される（図示せず）。これは、バルブ９が所望の位置に切り替えられることを可能にする。例えば、図４において、バルブは、流体が一次流体導管２内に誘導されることを可能にすると同時に二次流体導管３へのアクセスを阻止する位置に切り替えられる。しかしながら、バルブ９はまた、一次流体導管２、または一次流体導管２と二次流体導管３の双方へのアクセスを同時に阻止しながら、二次流体導管３内への流体の供給を可能にするように配置されることもできる。

複数の検知要素１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ、１３、１４、１５が、一次流体導管２、二次流体導管３および参照導管４に面する基板１０上に形成される。図４に示す実施形態では、イオン選択性電極センサ１１Ａ、１１Ｂは、一次流体導管２内に形成された作用電極１１Ａと、参照導管４内に形成された参照電極１１Ｂとを備え、作用電極１１Ａと参照電極１１Ｂとは、互いに動作可能に接続している。酵素結合センサ１２Ａ、１２Ｂは、作用電極１２Ａおよび対電極１２Ａと、参照電極１２Ｂとを備え、同じ組の作用電極１２Ａおよび対電極１２Ａは、それぞれ一次流体導管２および二次流体導管３に配置される。血液ガスセンサ１３は、一次流体導管２内に形成され、ｐＨセンサ１４は、一次流体導管２と二次流体導管３の双方に形成される。酵素結合センサ１２Ａ、１２Ｂは、グルコース、乳酸塩などの試料中の代謝産物を検出するために使用されることができる。血液ガスセンサ１３は、例えばＰＯ₂、ＰＣＯ₂を判定するために使用されることができ、ｐＨセンサ１４は、流体のｐＨレベルを判定するために使用される。さらに、導電率センサ１５が基板１０上に形成され、流体が電流を伝導する能力を測定する。

二次流体導管３内に形成された検知要素１２Ａ、１４は、少なくとも部分的に一次流体導管２内と同じ検知要素であり、すなわち、それらは同じタイプであり、同じパラメータを測定するように意図されている。図４に示す実施形態によれば、一次流体導管２内および二次流体導管３内の同じ検知要素は、一次流体導管２内の他の検知要素、例えばグルコースおよび乳酸塩を測定するための酵素結合センサ１２ＡまたはｐＨセンサ１４よりも劣化しやすい検知要素である。

作業ワークフロー（例えば、試料測定、ＱＣ試料測定、較正、すすぎ、洗浄、調整）を実行するために、それぞれの流体が一次流体導管２内に供給される。例えば、生物学的試料は、それぞれの検知要素１１Ａ、１２Ａ、１３、１４、１５と接触する一次流体導管２に導入されることができる。次いで、関心のある分析物を検出するために試料測定が行われることができる。図４に示すような構成により、一次流体導管２内に形成された劣化しやすい検知要素１２Ａ、１４は、潜在的に劣化する流体（例えば、試薬、ＱＣ試料、洗浄液）と繰り返し接触し、したがって予想よりも速く劣化する可能性がある。しかしながら、劣化しやすい検知要素１２Ａ、１４が仕様から外れる場合、ＩＶＤ分析装置は、拡張動作モードに切り替わるように制御される。拡張動作モードは、二次流体導管３が流体を受け取ることを可能にすることを含む。したがって、切り替え可能バルブ９は、流体入口５と一次流体導管２および二次流体導管３の双方との間の流体接続を確立する位置に切り替えられる。次いで、ＩＶＤ分析装置は、その後の作業ワークフローのために一次流体導管２および二次流体導管３に流体を供給する。しかしながら、切り替え可能バルブ９はまた、流体を二次流体導管３にのみ導くことを可能にするが、一次流体導管２には導くことを可能にしない位置に切り替えられてもよい。別の例では、切り替え可能バルブ９は、第１の試料が一次流体導管２内に誘導されるが二次流体導管３内には誘導されないことを可能にする位置に切り替えられ、その後、切り替え可能バルブ９は、第２の試料が二次流体導管３内に誘導されるが一次流体導管２内には誘導されないことを可能にする位置に切り替えられてもよい。これは、同時にまたは少なくとも時間的に重なり合う２つの異なる試料の測定を可能にし、それによって試料スループットが向上する。図４に示すセンサ装置１’の実施形態および図２で参照される方法は、センサ装置１’の使用時間を増加させることを可能にする。

電気接触要素１６は、基板１０上に印刷された導電経路を介してそれぞれの検知要素に接続され、センサ装置１’とＩＶＤ分析装置との間の電気接点を表す。

本開示に示されていないさらなる実施形態によれば、一次流体導管２および二次流体導管３の双方に同じ組のセンサが形成されることができる。試料測定は、例えば、一次流体導管２内の第１の検知要素がその使用時間の終わりに到達するまで、一次流体導管２内で行われることができる。次いで、一次流体導管２へのアクセスを遮断しながら、試料流入が二次流体導管３内に導かれることができる。その後、例えば二次流体導管３内の第１の検知要素がその使用時間の終わりに到達するまで、任意の後続の作業ワークフローが二次流体導管３内で行われることができる。その場合にのみ、センサ装置１’がオペレータによって交換される必要があり、したがってセンサ装置１’の使用時間が増加する。

図５は、ＩＶＤ分析装置１００の例を概略的に示している。ＩＶＤ分析装置１００は、センサ装置１、１’を交換可能に受け入れるためのレセプタクル３０を備える。別の例では、センサ装置１、１’は、ＩＶＤ分析装置１００に恒久的に設置される。ＩＶＤ分析装置１００のレセプタクル３０内に配置されると、センサ装置１、１’は、ＩＶＤ分析装置１００と動作可能に接続される。それにより、「動作可能に接続」という用語は、例えば、熱的、電気的、流体的、光学的または機械的な接続を指す。確実で安定した接続を保証するために、センサ装置１、１’をＩＶＤ分析装置１００に設置した後に接続性チェックが実行されることができる。したがって、特定の実施形態を参照すると、レセプタクル３０は、センサ装置１、１’の流体入口および流体出口、電気接触要素、熱伝導性素子、および切り替え可能バルブに接続するための対応する対応物を備える。ＩＶＤ分析装置１００は、コントローラ４０をさらに備える。コントローラ４０は、ＩＶＤ分析装置１００を制御して、例えば試料測定、ＱＣ試料測定、較正、すすぎ、洗浄、電気信号を分析物濃度に変換すること、オペレータに情報を表示することなどの様々な作業ワークフローを実行するように構成される。特に、コントローラ４０は、ＩＶＤ分析装置１００を制御して、本明細書に開示され、図１および図２で参照されるような方法を実行するように構成される。図５に示す実施形態によれば、コントローラ４０は、ＩＶＤ分析装置１００に統合され、ＩＶＤ分析装置１００の他の機能サブユニットと通信可能に接続される。しかしながら、コントローラ４０は、代替的に、例えば、デスクトップコンピュータ、ラップトップ、スマートフォン、タブレット、ＰＤＡなどのコンピューティングデバイス上に実装された、ＩＶＤ分析装置１００と通信する別個の論理エンティティであってもよい。

先行する明細書において、種々の実施形態にかかる装置および方法が詳細に説明される。装置および方法は、多くの異なる形態で具体化されることができ、本明細書に記載および図示された実施形態に限定されると解釈されるべきではない。したがって、装置および方法は、開示された特定の実施形態に限定されるべきではなく、変更および他の実施形態は、添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されていることを理解されたい。本明細書では特定の用語が使用されているが、これらは、一般的で説明的な意味でのみ使用されており、限定を目的とするものではない。別段の定義がない限り、本明細書で使用される全ての技術用語および科学用語は、本開示に関する当業者によって一般的に理解されている意味と同じ意味を有する。本明細書に記載されるのと同様または等価な任意の方法および材料が、本方法の実施または試験に使用されることができるが、好ましい方法および材料が本明細書に記載される。

さらに、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」による要素への言及は、文脈上、１つおよび１つのみの要素しか存在しないことを明確に要求しない限り、複数の要素が存在する可能性を排除するものではない。したがって、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、通常、「少なくとも１つ」を意味する。同様に、「有する（ｈａｖｅ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、または「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」という用語、あるいはその任意の文法的変形は、非排他的な方法で使用される。したがって、これらの用語は、これらの用語によって導入される特徴に加えて、この文脈で説明されているエンティティにさらなる特徴が存在しない状況と、１つ以上の追加の特徴が存在する状況との双方を指す場合がある。例えば、表現「ＡはＢを有する（Ａ ｈａｓ Ｂ）」、「ＡはＢを備える（Ａ ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ Ｂ）」、および「ＡはＢを含む（Ａ ｉｎｃｌｕｄｅｓ Ｂ）」は共に、Ｂ以外に、他の要素がＡ内に存在しない状況（すなわち、Ａが、唯一且つ排他的にＢからなる状況）、または、Ｂ以外に、要素Ｃ、要素ＣおよびＤ、またはさらなる要素等の１つ以上のさらなる要素がＡ内に存在する状況を指すことができる。

同様に、「１つの実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「或る実施形態（ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「１つの例（ｏｎｅ ｅｘａｍｐｌｅ）」、または「ある例（ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ）」に対する本明細書全体を通しての参照は、実施形態または例に関連して述べる特定の特徴部、構造、または特徴が、少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。そのため、本明細書全体を通した種々の場所におけるフレーズ「１つの実施形態では（ｉｎ ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「ある実施形態（ｉｎ ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「１つの例（ｏｎｅ ｅｘａｍｐｌｅ）」、または「ある例（ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ）」の出現は、必ずしも、全てが同じ実施形態または例を参照するわけではない。

さらにまた、特定の特徴、構造、または特性は、１つ以上の実施形態または例において、特に限定されないが、異なる流体導管間で検知要素を分割する様々な方法において、任意の適切な組み合わせおよび／または部分的な組み合わせで組み合わせられることができる。

Claims (15)

1. ＩＶＤ分析装置（１００）用のセンサ装置（１、１’）であって、
   流体を繰り返し受け取るための少なくとも２つの流体導管（２、２’、３）であって、各流体導管が、それぞれの前記流体導管（２、２’、３）内の流体と接触するように配置された少なくとも１つの検知要素（１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ、１３、１４、１５）を備える、少なくとも２つの流体導管を備え、
   前記少なくとも２つの流体導管（２、２’、３）が、少なくとも１つの一次流体導管（２）および少なくとも１つの二次流体導管（３）を備え、前記二次流体導管（３）が、前記少なくとも１つの一次流体導管（２）と少なくとも部分的に同じ検知要素（１１Ａ、１２Ａ、１３、１４、１５）を備える、センサ装置。
2. 前記検知要素（１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ、１３、１４、１５）が、電気化学センサまたは導電率センサまたは光学センサのいずれかを含む、請求項１に記載のセンサ装置（１、１’）。
3. 電気化学センサを含む前記検知要素（１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ、１３、１４）が、イオン選択性電極センサ（１１Ａ、１１Ｂ、１４）または酵素結合センサ（１２Ａ、１２Ｂ）または血液ガスセンサ（１３）のいずれかを含む、請求項２に記載のセンサ装置（１、１’）。
4. 前記少なくとも１つの一次流体導管（２）および前記少なくとも１つの二次流体導管（３）において同じである前記検知要素（１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ、１３、１４、１５）が、前記一次流体導管内の他の前記検知要素よりも劣化しやすい検知要素である、請求項１から３のいずれか１項に記載のセンサ装置（１、１’）。
5. 相対的に劣化しやすい前記検知要素（１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ、１３、１４、１５）が、酵素結合センサ（１２Ａ、１２Ｂ）および／またはイオン選択性電極センサ（１１Ａ、１１Ｂ、１４）のいずれかを含む、請求項４に記載のセンサ装置（１、１’）。
6. 参照溶液を受け取るための参照導管（４）を備え、前記参照導管（４）が少なくとも１つの参照検知要素（１１Ｂ、１２Ｂ、１５）を備え、前記少なくとも１つの参照検知要素（１１Ｂ、１２Ｂ、１５）が前記参照導管（４）内の前記参照溶液と接触するように配置され、前記少なくとも１つの参照検知要素（１１Ｂ、１２Ｂ、１５）が前記少なくとも２つの流体導管（２、２’、３）内の前記検知要素（１１Ａ、１２Ａ、１３、１４、１５）の少なくとも一部とさらに動作可能に接続している、請求項１から５のいずれか１項に記載のセンサ装置（１、１’）。
7. 各流体導管（２、２’、３）内の動作温度を別々に調整するための複数の熱伝導性素子（２０、２１）を備える、請求項１から６のいずれか１項に記載のセンサ装置（１、１’）。
8. 前記少なくとも２つの流体導管（２、２’、３）用の少なくとも１つの共通流体入口（５）を備え、前記少なくとも２つの流体導管（２、２’、３）のいずれかに流体を別々にまたは同時に導くための切り替え可能バルブ（９）を備える、請求項１から７のいずれか１項に記載のセンサ装置（１、１’）。
9. 前記少なくとも２つの流体導管（２、２’、３）のそれぞれおよび参照導管（４）と流体接続する少なくとも１つの共通流体出口（７）を備える、請求項１から８のいずれか１項に記載のセンサ装置（１、１’）。
10. ＩＶＤ分析装置（１００）内で請求項１から９のいずれか１項に記載のセンサ装置（１、１’）を動作させるための方法であって、前記センサ装置が、流体を繰り返し受け取るための少なくとも２つの流体導管（２、２’、３）を備え、各流体導管が、それぞれの前記流体導管（２、２’、３）内の前記流体と接触するように配置された少なくとも１つの検知要素（１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ、１３、１４、１５）を備え、
    前記方法が、
    前記少なくとも１つの一次流体導管（２）が流体を受け取ることが可能にされる一次動作モードにおいて前記センサ装置（１’）を動作させることと、
    前記少なくとも１つの一次流体導管（２）に流体を繰り返し供給することと、
    所定のトリガイベントに応答して、前記少なくとも１つの二次流体導管（３）が流体を受け取ることが可能にされる拡張動作モードに切り替え、前記少なくとも１つの二次流体導管（３）に、または前記少なくとも１つの一次流体導管（２）および前記少なくとも１つの二次流体導管（３）に流体を繰り返し供給することと、を含む、方法。
11. 各流体導管（２、２’、３）内の動作温度を別々に調整することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記所定のトリガイベントが、前記少なくとも１つの一次流体導管（２）内の少なくとも１つの検知要素（１１Ａ、１２Ａ、１３、１４、１５）の性能が仕様外であることを検出することを含む、請求項１０または１１に記載の方法。
13. 前記拡張動作モードが調整ステップを含み、前記調整ステップが、
    前記少なくとも１つの二次流体導管（３）を調整するために前記少なくとも１つの二次流体導管（３）に調整流体を供給することを含む、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記調整ステップを実行しながら、前記少なくとも１つの二次流体導管（３）の動作温度を前記少なくとも１つの一次流体導管（２）の動作温度よりも高くなるように調整することを含む、請求項１３に記載の方法。
15. ＩＶＤ分析装置（１００）であって、
    請求項１から９のいずれか１項に記載のセンサ装置（１、１’）を受け入れるためのレセプタクル（３０）であって、前記センサ装置（１、１’）が前記ＩＶＤ分析装置（１００）と動作可能に接続されている、レセプタクル（３０）と、
    コントローラ（４０）であって、前記コントローラ（４０）が、前記ＩＶＤ分析装置（１００）を制御し、その結果、
    前記センサ装置（１’）を一次動作モードで動作させ、この場合に、前記コントローラ（４０）が、前記少なくとも１つの一次流体導管（２）が流体を受け取ることを可能にするように前記ＩＶＤ分析装置（１００）を制御し、前記少なくとも１つの一次流体導管（２）に流体を供給するように前記ＩＶＤ分析装置（１００）を制御し、
    所定のトリガイベントに応答して、拡張動作モードに切り替え、この場合に、前記コントローラ（４０）が、前記少なくとも１つの二次流体導管（３）が流体を受け取ることを可能にするように前記ＩＶＤ分析装置（１００）を制御し、前記少なくとも１つの二次流体導管（３）に、または前記少なくとも１つの一次流体導管（２）および前記少なくとも１つの二次流体導管（３）に流体を供給するように前記ＩＶＤ分析装置（１００）を制御するように構成された、コントローラと、を備える、ＩＶＤ分析装置。