JP2829000B2 - センサ機構 - Google Patents

センサ機構

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JP2829000B2
JP2829000B2 JP63204924A JP20492488A JP2829000B2 JP 2829000 B2 JP2829000 B2 JP 2829000B2 JP 63204924 A JP63204924 A JP 63204924A JP 20492488 A JP20492488 A JP 20492488A JP 2829000 B2 JP2829000 B2 JP 2829000B2
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    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/48707—Physical analysis of biological material of liquid biological material by electrical means

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセンサ装置に関し、特に例えば被検査体液
（sample body fluids）の臨床試験のために用いられう
るこの種の装置に関する。
イオン選択電界効果トランジスタ（ISFET）技術を取
入れた小型センサは臨床分析の分野で有望であるが、こ
れらの目的のために小型センサを用いることに関連する
大きな困難は感知装置に標準液および被検査体液を与え
ることに関連するものである。本発明のこのような困難
を軽減すること、および問題の被検査体液の衛生的な処
理および簡単かつ確実な処分の問題に対処することを目
的とする。
本発明は、何回も再使用されうるセンサ装置のある種
の部品がホスト・インストルメントに組入れられ、かつ
１個またはそれ以上の感知装置と、そのような装置に標
準液および被検査体液を与えるための手段と、廃物容器
を具備した便宜上「カートリッジ」と呼ばれる使いすて
型ユニットが上記ホスト・インストルメントとインタフ
ェースするようになされる構成に原則的に関係する。上
記処分可能ユニットは１回だけ使用されるようになされ
たものである。
特に本発明は、上述した種類の構成に使用するための
処分可能なカートリッジを提供するものであり、このカ
ートリッジは標準液（calibrant fluid）の溜めと、セ
ンサ装置と、前記溜めを前記装置に連結する通路と、こ
の通路内に分析のための流体を導入するための手段と、
前記装置を通って前記流体を順次的に（いずれかの順序
で）流動させる手段と、前記通路に連結されていて、前
記流体を、それらが前記装置を通過した後に収集する閉
塞容器を具備している。
以下図面を参照して本発明の実施例につき説明しよ
う。
図面を参照すると、本発明の１つの実施例による使い
すて型カートリッジが１で示されており、これはプラス
チック材料よりなる「サンドイッチ」構造で構成されて
いる。
ISFETセンサのアレイが２で示されており、これらの
センサは、この場合には毛管ダクトである通路３内に配
置されており、あるいは少なくともそれらの感応領域を
その通路に連通されている。通路３はそれの一端を標準
液の溜め４に連結され、他端を廃液空洞５に連結されて
いる。貯蔵する目的のために、廃液空洞５との連結部の
近傍で通路３内に栓６が配置されている。これにより、
貯蔵時に必要に応じてアレイ２を標準液に露呈させると
ともに、カートリッジの貯蔵寿命のあいだその液が溜め
４から事故で送り出されるのを防止する。
溜め４内の標準液がアレイ２を通って流動するように
させたい場合には、その溜め４が手動でまたは機械的に
圧縮されてプラグ６を破壊するかあるいは物理的に廃液
空洞内に変位させる。この液は、通路３の毛管作用、溜
め４に加えられる圧力および廃液空洞５に吸収材を設け
たことによって発生される吸い込みの組合せによりアレ
イを通って引かれる。必要に応じて付加的なポンピング
または吸い込み力が加えられうる。
溜め４とセンサのアレイ２との間には被検査体液が通
路３内に導入されうるアクセス・ポイント７が設けられ
ている。このアクセス・ポイントには、上記サンドイッ
チ構造のトップ・カバーに用いられるプラスチック材料
の薄肉部が設けられるかあるいはそのカバーの孔を被っ
て箔が接着されるのが都合がよい。いずれの場合でも、
好ましくは円錐状の小さい溜め８が設けられ、その中に
問題の被検査体液が適当な時に導入されうる。被検査体
液が所定の場所にあり、かつ標準体液がアレイ２を通っ
て流れると、そのすぐ下のカバーの薄壁または箔が、例
えばそれに突きさすことによって破断され、それにより
被検査体液が通路３に入り、そしてこの通路に沿った毛
管流れと、廃液空洞５における吸収材によって発生され
る吸い込みとの複合作用によってその被検査体液はアレ
イ２を通って引かれ、廃液空洞に入る。
センサのアレイ２はインタフェース・トラックのアレ
イ９と電気的に接続し、そしてそのアレイ９はホスト・
インストルメント10の適当な相補性インタフェース・ポ
ートに接続する。ホスト・インストルメント10は種々の
形態をとるうるのでアウトラインで示されているにすぎ
ない。好ましくは、インストルメント10は熱板を具備
し、その熱板が前記ポートに連結された場合にカートリ
ッジ１に隣接し、かつテスト・サンプルを実質的に一定
の温度に維持する。トラック・アレイ９とのインタェー
スを介してセンサ・アレイ２から得られた電気信号はイ
ンストルメント10のマイクロプロセッサによって処理さ
れ、そのインストルメント10は、この装置の動作のため
の時間ベースを与える内部クロック、バックアップ・バ
ッテリ電源、オペレータ・キーボード、ディスプレイお
よびプリンタをも具備している。インストルメント10
は、カートリッジ上に例えばバーコードとして記録され
たデータを自動的に読み取りかつそれを上記マイクロプ
ロセッサに送ることができる読取器をも具備していると
便利である。そのデータはカートリッジ・テスト型式、
バッチ番号および貯蔵寿命期限日を含みうる。
ここで第２図を参照すると、溜め４は、共通の縁に沿
って接合されかつ気密封着された２つの屈曲面で構成さ
れた変形可能な嚢として形成されるのが都合がよい。そ
の嚢の外面は大気圧である。上記嚢から標準液が栓６に
よって外に出ないようになされている（第１図）。
上記嚢の外表面にオペレータが指で圧力を加えること
によってまたは機械的手段によって標準液の排出が開始
される。栓６はそれを横切る方向の圧力差の増大によっ
て破壊されるか外されるが、その圧力差の増大は、機械
手段、重力または毛管作用あるいは他の手段を用いた流
体および／またはガス・ポンピング装置によって大きく
なされうる。
上記嚢は二安定性の構造であり、標準液がその嚢に閉
じ込められているものをダクト３内に押し入れると、そ
の嚢の外面がつぶれて反対側の面に対接して安定な位置
となるように構成されている。
嚢に対して指で圧力が加えられたことにより（その圧
力は上記栓に予め存在する圧力差によって上昇され
る）、標準液が流動する。上記嚢の外面が完全に変形さ
れて内面に対接されると、その嚢内の容積がゼロに近づ
く。上記ダクトに沿った圧力差が流体を充満されたダク
ト内に部分真空を生じさせるのに不十分であるから標準
液の流れが阻止される。
上記嚢に隣接して外部から与えられる流体に対するダ
クト３へのアクセス・ポイント７が存在している。この
アクセス・ポイントは前述のようにシールされたダクト
への開孔よりなり、そのシールはもちろん標準液の排出
の工程時にそのままの状態にとどまるのに充分なだけの
強度を有している。上記開孔は逆円錐状のリセプタクル
８の基部に設けられており、そのリセプタクル８内には
所定の量のテスト流体が入れられる。
シールに例えば皮下注射針によって孔をあけるとダク
ト３が大気圧となり、その結果テスト流体がダクト内に
入り込み、その前に標準液を排出させる。その流体を駆
動する圧力差は上述したポンピング装置によって大きく
なされうる。
つぶすことのできる上記嚢と上記ダクトの寸法は、予
め定められた流量でダクトを通じて既知の量の液体を送
り出すことができる。（例えば毛管にともなう現象を利
用することによって）。
逆流を防止しかつ液体の分離を許容するため、例えば
標準液と水和液の混合を防止するためにダクトに弁を設
けてもよい。（貯蔵時にセンサをテストに備えた状態に
維持するために水和液を用いることは、テストの直前に
用いられる標準液に依存することより好ましいかも知れ
ない。）
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例による使いすて型カートリッ
ジをホスト・インストルメントと一緒に示す図、第２図
（ａ）〜第２図（ｃ）は第１図の使いすて型カートリッ
ジの一部を示す概略図である。 図面において、１はカートリッジ、２はセンサ・アレ
イ、３は通路、４は標準液の溜め、５は廃液空洞、６は
栓、７はアクセス・ポイント、８は溜め、９はインタフ
ェース・トラックのアレイをそれぞれ示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−190653（ＪＰ，Ａ) 特表 昭61−500508（ＪＰ，Ａ) 実表 昭61−501873（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 27/27 G01N 1/00 101

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】流体の特徴を感知するためのホスト・イン
    ストルメントとインタフェースするようになされた使い
    すて型カートリッジであって、標準液の溜めと、少なく
    とも１個のセンサ装置と、前記溜めを前記少なくとも１
    個のセンサ装置に連結する通路と、分析のための液を前
    記通路内に導入するための手段と、前記両液を前記少な
    くとも１個のセンサ装置を通って順次的に流動させる手
    段と、前記通路に連結されており、前記流体が前記少な
    くとも１個のセンサ装置を通過した後に前記液を集める
    ための閉塞容器と、前記閉塞容器内への液の流入を禁止
    するための破壊可能な手段であって前記破壊可能な手段
    が、前記閉塞容器に前記少なくとも１個のセンサ装置を
    連結する手段に配置しうる栓よりなるもの、を具備した
    カートリッジ。
  2. 【請求項２】前記少なくとも１個のセンサ装置に連結さ
    れており、かつ前記ホスト・インストルメントによって
    支持された相補性のコネクタ手段とインタフェースする
    ように構成された電気的エッジ・コネクタ手段を具備し
    た請求項１記載のカートリッジ。
  3. 【請求項３】前記閉塞容器が、前記液のいずれかとの接
    触に従って、そのように接触した液を前記少なくとも１
    個のセンサ装置を通って前記閉塞容器内に引き込むよう
    になされた吸収材を具備している請求項１または２記載
    のカートリッジ。
  4. 【請求項４】前記通路および前記閉塞容器を前記少なく
    とも１個のセンサ装置と連結する手段が連続した毛管ダ
    クトよりなる請求項１〜３のうちの１つに記載されたカ
    ートリッジ。
  5. 【請求項５】前記標準液の溜めが湾曲面を有して構成さ
    れた変形可能な嚢よりなる請求項１〜４のうちの１つに
    記載されたカートリッジ。
  6. 【請求項６】前記分析のための液を導入するための手段
    が前記通路へのアクセス手段を有し、この手段は破壊可
    能にシールされた開孔を有している請求項１〜５のうち
    の１つに記載されたカートリッジ。
  7. 【請求項７】ホスト・インストルメントと組合せた請求
    項１〜６のうちの１つに記載されたカートリッジを具備
    し、前記ホスト・インストルメントは前記少なくとも１
    個のセンサ装置から得られた電気信号を利用するための
    手段を具備しているセンサ機構。
  8. 【請求項８】前記ホスト・インストルメントは、前記カ
    ートリッジが前記ホスト・インストルメントとインタフ
    ェース関係に配置された場合に前記カートリッジの温度
    を制御するための手段を具備している請求項７記載のセ
    ンサ機構。
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