JP3464793B2 - 自動連続ランダムアクセス分析システムおよびその構成要素 - Google Patents

自動連続ランダムアクセス分析システムおよびその構成要素

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本出願は、1992年3月27日に出願さ
れた米国特許出願第07/859218号の一部継続出
願である。本出願は、すべて、1992年3月27日に
出願された米国特許出願第07/859218号の一部
継続出願である、1992年7月20日に出願された米
国特許出願第07/915162号、第07/9151
63号、第07/915164号、第07/91516
6号、第07/915167号、第07/915168
号、第07/916425号、第07/916551
号、第07/916556号、第07/916737
号、第07/917253号、第07/917634号
の各出願の一部継続出願でもある。本出願は、すべて、
1992年3月27日に出願された米国特許出願第07
/859218号の一部継続出願である、1993年3
月18日に出願された米国特許出願第08/02726
8号、第08/027270号、第08/027387
号、第08/027388号、第08/027481号
の各出願の一部継続出願でもある。本出願は、1992
年3月27日に出願された米国特許出願第07/859
218号の一部継続出願である1992年7月20日に
出願された米国特許出願第07/917634号の一部
継続出願である、1993年3月18日に出願された米
国特許出願第08/027269号の一部継続出願でも
ある。本出願は、1992年3月27日に出願された米
国特許出願第07/859218号の一部継続出願であ
る1992年7月20日に出願された米国特許出願第0
7/916556号の一部継続出願である、1993年
3月18日に出願された米国特許出願第08/0274
82号の一部継続出願でもある。
【0002】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動分析システム
と、液体試験標本を分析する方法とに関する。他の態様
では、本発明は、複数の検定、特に異種免疫学的検定ま
たは同種免疫学的検定、あるいはその両方を同時に実施
することができ、システムにいつでも追加的あるいは択
一的に標本を装入できしかも連続的な検定動作を維持で
きる点で連続システムでもある、ランダムアクセスシス
テムに関する。他の態様では、本発明は、そのようなシ
ステムに組み込まれ、かつそのようなシステムによって
使用される様々な構成要素に関する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】自動分析システム 標本を化学的、免疫化学的、生物学的に試験する様々な
既知の臨床分析計が利用可能であるが、臨床技術は、新
しいレベルのサービスを提供するために臨床研究所に対
する要求が増大しているために急速に変化している。こ
のような新しいレベルのサービスは、労務費などの操業
費用を低減させるためにより費用有効なものでなければ
ならず、試験結果のターンアラウンド時間を短縮して患
者の入院期間を短縮すると共に外来治療の効率を高めな
ければならない。分析装置および手順を近代化するに
は、臨床研究所に課される増大する課題を満たすために
ワークステーションを統合する必要がある。
【0004】一般に、試験標本の分析は、一つまたは複
数の試薬を含む試験標本を一つまたは複数のアナライト
(analyte)に対して反応させるものであり、多
くの場合、分析が各試験標本に対して選択的に実施され
ることが望ましい。しかし、処理量だけでなく様々な分
析の数および頻度に関して臨床研究所に課される要求が
高いために、正確な分析結果と、多重試験メニューの使
い勝手と、試薬および流体の低損失および消費量と、有
益で重要なものとして連続的な高処理量とを組み合わせ
ることができる自動分析システムを提供する必要があ
る。
【0005】現行の自動臨床分析システムは、以前のシ
ステムの精度と比べて大幅に改良された精度の分析結果
を提供する。現行のシステムでは、試験標本の分析では
通常、試験標本と一つまたは複数の試薬とを含む反応混
合物が形成され、反応混合物は次いで、試験標本の一つ
または複数の特性に関してある装置によって分析され
る。自動臨床分析計を使用することによって、技術者が
実施すべき作業が減少したため、研究所の手順の効率が
向上した。自動臨床分析計は、ずっと迅速に結果を提供
し、同時に多くの場合、オペレータまたは技術者のエラ
ーをなくし、したがって様々な試験の精度および再現性
を向上させる。現在研究所のルーチン試験に利用されて
いる自動臨床分析計は、様々なオペレーティングステー
ション間で液体標本の容器を輸送するように設計された
輸送システムまたはコンベアシステムを含む。たとえ
ば、試験標本を含む反応チューブまたはキュベットは、
試薬充填ステーション、混合ステーション、反応形成ス
テーション、検出ステーション、分析ステーションなど
を通過することができる。しかし、そのような現行の輸
送システムは、輸送が一方向であり、反応チューブまた
はキュベットが、装置に挿入された後、分析が行われる
までアクセスなしで通過しなければならないという点で
融通性に欠ける。さらに、システムに最初の標本が装入
された後、単一の動作サイクル中には、最初に装入され
た標本にしか試験を実施できず、長い期間にわたって動
作を継続できるように動作サイクル中に代替標本または
追加標本を装入することができないという点で、現行の
輸送システムではバッチ式動作しか許容されない。
【0006】多重試験メニューの使い勝手に関しては、
Abbott IMx(R)分析計やAbbott T
Dx(R)分析計(Abbott Laborator
ies社、米国イリノイ州アボットパーク)など現在利
用可能ないくつかの自動臨床分析計は、様々な異なる検
定ステップを必要とする手順を使用する。このような現
行のシステムは通常、検定プロセス中の反応混合物の光
学的変化の検出および測定に依存する。たとえば、単一
波長蛍光または多重波長蛍光を使用するいくつかの公知
の技術には、同種免疫学的検定技術を使用する蛍光偏光
免疫学的検定(FPIA)、異種免疫学的検定技術を使
用する微粒子酵素免疫学的検定(MEIA)などが含ま
れる。Abbott IMx(R)分析計上で使用され
ているようなMEIA技術は、より高い感度を必要とす
る高分子量アナライトおよび低分子量アナライトに使用
され、Abbott TDx(R)分析計上で使用され
ているようなFPIA技術は主として、より低い分子量
のアナライトに使用される。このようなシステムで前面
蛍光計を使用して、MEIA検定で生成される蛍光生成
物が定量化され、蛍光偏光光学システムを使用して、F
PIA検定での抗体とのトレーサ結合の度合いが定量化
される。試験標本は、Abbott IMx (R)分析
計やAbbott TDx(R)分析計などある種のこ
のようなシステムにおいて、分注プローブと、標本を処
理できるように位置決めする回転カルーセルとを含むロ
ボットアームによって自動的に処理される。このような
システムは通常、定型的な免疫学的検定でも特殊な免疫
学的検定でも完全自動免疫学的検定試験機能を提供する
小型の卓上分析計である。このようなアイソトープを用
いない方法は、放射能処分問題を解消し、試薬の有効期
間を延長し、同時に複数の異なる検定の様々な要件を満
たす。現在利用可能なこれらの臨床分析計は、以前のシ
ステムおよび慣習と比べてある程度改良された多重試験
メニューの使い勝手を提供するが、これらのシステム
が、複数の標本の分析を可能にし、後で反応混合物を形
成できるように試験標本へのアクセスを可能にするが、
一度に1種類の分析しか実施できない、一方向専用シス
テムまたはバッチ分析計であるという点で、現行の分析
計は依然として制限されている。したがって、複数のア
ナライトに対して複数の試験標本を分析できるようにす
るランダムアクセス分析計を提供すれば向上が図れる。
そのようなランダムアクセス分析計で連続動作が可能で
あり、すなわち、システムによる分析動作時に、分析動
作に割り込まずに分析用の追加標本または代替標本を装
填できればさらに向上が図れる。
【0007】現行の自動臨床分析計での試薬および流体
の消費量および損失に関しては、これらの分析計の共通
の特徴は、分注のために、装置自体内に様々な試薬を含
み、あるいは装置近傍に配置された様々な試薬を含むこ
とである。これらのシステムでは、バルク形態の液体試
薬が、試験標本に対して実施すべき様々なタイプの試験
向けに選択され、装置内または装置近傍に貯蔵される。
現行の自動分析計には、実施すべき試験のタイプに応じ
て異なる試薬を混合できるように、ポンプなどの試薬供
給装置が弁、制御機構、分注機構と共に含まれている。
たとえば、前述のAbbott IMx(R)分析計な
どある種のこれらの現行の分析では、試験標本の分析に
必要なすべてのステップが自動的に実行され、これらの
ステップには、検定が確実に実行されて完了し有効な結
果がもたらされるようにサブシステムの多数の検査が含
まれる。特にAbbott IMx(R)では、MEI
A方法での蛍光強度およびFPIA方法での偏光の定量
化と、最終的なデータ縮小は、完全に分析計上で自動化
され、結果は、分析計によって印刷され、データを自動
的に収集するのに適した手段を通じて研究所のコンピュ
ータによってアクセスすることができる。Abbott
IMx(R)など現行の自動臨床分析計のこの様々な
態様は、試薬および流体の消費量および損失を制限する
うえで助けとなると共に、他の利点を提供する。しか
し、このような利点を用いた場合でも、分析システムで
の試薬および流体の消費量および損失を改良することが
望ましい。さらに、これによる消費量および損失のその
ような改良と、連続動作、結果の精度、試験メニューの
使い勝手の諸利益が組み合わされば、従来技術は大幅に
改良されるであろう。
【0008】自動分析システムでの連続的な高処理量に
関しては、従来のシステムは、このような望ましい特性
を提供することができなかった。従来の自動分析システ
ムでは、システムには最初、複数の試験標本が装入され
る。標本は次いでそれぞれ、システムによる完全な試験
サイクル中に試験される。このようなシステムに最初に
装填できる標本の数はかなり多いが、システムが最初の
負荷を試験しているのと同時にシステムに追加試験標本
を装填することはできない。追加標本が装填できるの
は、前の標本の負荷試験が完了してからである。このよ
うなシステムでの処理量を増加させるには、場合によっ
てはシステムが他の標本を試験している間にいつでも追
加標本を装填できるようにする自動分析システムを提供
すると有利である。そのようなシステムが正確な結果、
多重試験メニューの使い勝手、試薬および流体の低損失
および消費量をもたらし、同時に標本の連続アクセスお
よび標本の試験を可能にすることができればさらに有利
である。従来のシステムはこれらの利点を提供すること
ができなかった。現行の自動連続ランダムアクセスシス
テムはすべてのこれらの利点を提供する。本発明は、こ
れらの利点だけでなく、このようなシステムの特定の態
様、部品、動作に関する他の改良も提供する。
【0009】特定の態様、部品、動作 自動臨床分析計の特定の態様、部品、動作に関する前述
の利益および利点(すなわち、正確な分析結果、多重試
験メニューの使い勝手、試薬および流体の低消費量およ
び損失、連続的な高処理量)だけでなくその他の利益お
よび利点によっても従来技術が改良される。
【0010】A.検出システム:たとえば、改良された
分析計は、同種検定と異種検定を共に実施する機能を組
み込むことができる。同種検定を実施する自動分析装
置、試験標本セル中の抗原と抗体との間の反応によって
形成され光散乱中心を形成する沈殿物の検出、免疫学的
結合反応を検出する方法および装置は当技術分野で公知
である。そのような装置および方法はたとえば、抗体が
吸収できる光を使用することによって抗原・抗体反応の
前後に抗体による液体媒体の吸収を測定するステップ
と、吸収の差を算出するステップとを含む。このよう
に、結合の有無は、液体媒体の光吸収に影響を及ぼす抗
体の濃度が結合反応によって低減されることに基づいて
検出される。同種検定を実施する方法および装置の場合
と同様に、この手順では、後で行う分析のために反応混
合物から固体相を分離する必要はない。たとえば、標本
中の蛍光粒子によって、強度が光線の強度および標本中
の蛍光粒子の濃度の関数である蛍光状態が発生するよう
に、標本上に光源を合焦させることによって、標本分析
計を使用して液体試験標本中の比較的少量の臨床的に重
要な化合物を定量する異種検定も知られている。検出器
は、光線によって励起された粒子の蛍光放出を形成する
光量子を検出する。固体相材料を標本に導入する場合、
その後、後で行う分析のために、および後で蛍光放出を
検出し測定することができるように、反応混合物から固
体相を分離する必要がある。自動臨床分析計では、様々
な同種検定および異種検定を同じ標本に対して選択的に
かつ同時にランダムアクセス的に実施する装置および方
法を組み込むと有利である。そのような装置および方法
では、同種検定技術と異種検定技術を共に使用して各標
本が少なくとも一つのアナライトに対して分析される複
数の液体標本の分析が可能である。
【0011】B.シリンジバブルフラッシャ:自動臨床
分析計の特定の態様、部品、動作に関する他の可能な利
益および利点には、自動分析計内の流体の精度が含まれ
る。検定手順中のそのような精度は、分析計によって流
体を吸入し吐出する精度に密に関係している。分析計内
のシリンジまたは類似の装置は吸引ステップおよび吐出
ステップを実施できるが、従来のシリンジの性能は、シ
リンジ中の気泡の存在によって著しく低下することが多
い。そのようなシリンジの既存の構成および設計は、そ
のような気泡を除去する効率的な手段を提供することが
できない。たとえば、シリンジを急激にたたくことな
ど、比較的非効率的で厄介な様々な手動技術および取り
扱いを使用してシリンジから気泡を流出させている。し
たがって、厳密で正確な吸入ステップ、吐出ステップ、
気泡流出ステップを実施し、同時に、以前に流体システ
ムから気泡を自動的に完全に流出させる際に出会った問
題を回避するシリンジまたは類似の装置を含む流体シス
テムを自動臨床分析計に設ける必要があり、そうするこ
とによって従来技術が改良される。
【0012】C.反応容器およびローダ:また、自動分
析計では、試験標本および試薬の装填および取り扱いを
容易にすると有利である。そのような装填および取り扱
いは特に、試験標本および試薬が様々な形状および寸法
の容器に含まれ、それらの標本および試薬を分析計に供
給しなければならないときに問題となる恐れがある。本
発明では、試験標本および試薬を操作するシステムで使
用される特定の容器のために装填および取り扱いがより
容易であり、さらに、これらの標本および試薬ならびに
反応プロセスの処理が容易である。本発明は、これらの
標本および試薬用の使い捨て容器と、汚染物質の影響を
受けない貯蔵などその他の利点も提供する。
【0013】D.試薬キャップアクチュエータ:自動臨
床分析計の特定の態様、部品、動作に関するその他の利
益および利点が可能である。システム容器からの高価な
試薬の蒸発を低減させる従来の方法では、手動操作を使
用して試薬容器にキャップを装着すると共に、液体アク
セスサイクル中に開放され、次いで開放力を除去するこ
とによって再密封することができる様々な他の再閉鎖容
器キャップが使用されている。これらの点に関してコン
ピュータ制御式ロボット装置で手動介入のニーズを代替
させる装置および方法を提供すれば自動臨床分析計が改
良される。そのような装置は、試薬の蒸発を最小限に抑
えることができれば有益で有利であろう。
【0014】E.カートリッジ、フィーダ、カートン
自動臨床分析計の特定の態様、部品、動作の他の利益お
よび利点も望ましい。診察分野では現在まで、それぞ
れ、カートリッジ、試薬パック、標本容器をバッチ半自
動分析計に手動で装填することを必要とする、いくつか
のタイプのシステムが通常使用されている。自動連続ラ
ンダムアクセス分析システムでは、体積および信頼性の
問題に対処する際、そのような品目の手動での装填はさ
らに複雑になる。その場合、カートリッジなどの管状部
品を供給し、開放端が上向きになるようにカートリッジ
を配向させることができる自動フィーダをこのような自
動分析計に組み込めば自動分析計が改良されることは明
らかである。複数のカートリッジの自動カートリッジフ
ィーダホッパは、複数のカートリッジをカートリッジ梱
包システムから直接ホッパフィーダシステムに装填する
ことができ、そのため、カートリッジの個別の手動供給
をなくし、自動診察システム内の信頼性を確保するの
で、オペレータ時間をかなり節約し、エラーをかなり少
なくする。その上、システムと共に利用される反応容器
の取扱いと装填を容易にするため、システム中に様々な
取扱いおよび装填手段を設けると有利である。
【0015】F.標本容器セグメント:本発明はさら
に、特定の容器を装填する有利な機構を提供する。この
機構は、ある種の例では小型の不均一な容器が必要なの
で非常に重要である。多数のこのような容器を使用しな
ければならない場合、容器の装填および位置決めが主と
して手動で行われる場合にオペレータが分析計への妥当
な供給を維持することは、不可能ではないにせよ困難に
なる。本発明は、改良された容器と、容易な連続装填・
処理機能を可能にする装填機構を提供する。
【0016】G.光学的制御システム:改良すると有益
である他の態様は、自動分析計で使用される光学系およ
び光学制御機構である。このようなシステムが実施する
測定およびその他の動作では、相対的光学特性の判定が
使用されることが多い。このような測定および動作は光
学システムの態様に依存するので、光学システムは、特
に、光学的測定だけでなく複数の同時動作も実施される
自動連続システムで、確実に機能しなければならない。
【0017】H.スマートワッシュ:自動分析計におけ
る一つの問題は、標本、試薬、その他の流体によるキャ
リオーバまたはそれらのクロス汚染であった。通常、こ
のような装置では、それぞれの異なる流体物質を切り替
える際、ステップの合間に、ある形態の洗浄液を使用し
て装置が洗浄される。以前に使用されたこの手法は多く
の場合、可能な汚染の最悪ケースに対処するために洗浄
液の量を最大にするためのものであった。汚染を防止す
るために可能な汚染の程度に応じて動作し、しかも洗浄
液およびその他の資源を節約する可変洗浄機構を提供す
れば、向上が図れる。
【0018】I.化学発光試験:化学発光試験は一般に
知られている。実際、化学発光試験はある種の自動分析
システムで使用されている。しかし、化学発光試験は連
続ランダムアクセスシステムでは使用されていないよう
である。化学発光試験に適した連続ランダムアクセス分
析システムを提供すると有利である。
【0019】J.標本セグメント容器:自動分析計シス
テムと共に使用される多くの場合異なる寸法および構造
の容器は、特殊な問題をもたらす。このような容器およ
びその内容物を追跡するにはかなりの資源が必要であっ
た。容器を操作し識別する手段を自動分析システムに設
けると有利である。
【0020】K.液位センサ:有利に改良された自動臨
床分析計の他の態様は、液体測定システムである。特
に、このような分析計では、様々な標本容器中の流体液
位を検知するために使用される液位検知機構が望まし
い。本発明は、液体測定を可能にする新規の流体液位検
知システムを提供する。このようなシステムは当技術分
野における改良である。
【0021】本発明、すなわち自動連続ランダムアクセ
ス分析システムおよびその構成要素は、従来技術の自動
臨床分析計にはなかった一次機能を提供する。すなわ
ち、現行のシステムは、正確な分析結果機能と、多重試
験メニューの使い勝手と、試薬および流体の低損失およ
び消費量と、連続的な高処理量とを組み合わせる。本発
明は、これらの機能を提供するので、従来技術を大幅に
改良する。しかし、本発明は、これらの機能だけでな
く、従来のシステムに勝る他の利益および利点も提供す
る。そのような利益および利点は、ある種の例では、自
動連続ランダムアクセス分析システムの特定の態様、部
品、動作に関するものであり、その特定のシステムと多
数の様々な応用分野を大幅に向上させる。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明の自動分析システ
ムは、複数の試験標本に対して二つ以上の検定を同時
に、かつ連続的にランダムアクセス的に実施することが
できる。特に、本発明の自動免疫検定分析システム装置
は、変更可能な別々のソフトウェアモジュールを介して
連続的に実行されるいくつかの異なる検定群を含む統合
されたサブアセンブリからなるマイクロプロセッサベー
スのシステムとみなすことができる。このマイクロプロ
セッサベースのシステムは、2自由度のロボットアーム
分注器と、二方向へ回転するカルーセルを使用して標本
を処理する。インキュベーション、洗浄、標本希釈など
重要な検定ステップは、分析計によって自動的に予定ど
おりに実施される。システムが行うスケジューリングに
よって、キッティング(kitting)動作と処理動
作が互いに独立するので、必要に応じて連続動作を行う
ことができる。連続動作において、キッティング領域に
配置される標本を追加し、あるいはキッティング領域に
配置された標本を変更する必要がある場合でも、スケジ
ューリングは、システムに最適な処理量を最小時間で処
理させるように機能する。
【0023】本発明によれば、複数の液体標本の複数の
検定を同時に実施できる自動連続ランダムアクセス分析
システムが提供される。本発明は、複数の液体標本向け
に様々な検定がスケジューリングされる方法を実施でき
るようにする。本発明は、キッティング手段により、検
定反応シーケンスを開始せずに液体標本と試薬を別々に
反応容器へ移送することによって単位用量ディスポーサ
ブルを生成することができる。キッティングされた複数
の単位用量ディスポーサブルは、キッティング手段から
処理領域へ移送され、そこで、反応容器内で独立の各標
本ごとにアリコートが一つまたは複数の液体試薬とそれ
ぞれの異なる回数だけ混合され、独立の反応混合物が形
成される。そのようなキッティングおよび混合の独立の
スケジューリングは、複数の反応混合物のインキュベー
ション時に同時にかつ独立に行われる。
【0024】本発明のシステムは、複数のスケジューリ
ング済み検定が行われる任意の順序で複数のスケジュー
リング済み検定を実施することができる。インキュベー
トされた反応混合物は、事前にスケジューリングされた
少なくとも二つの検定手順によって独立にかつ個別に分
析される。
【0025】本発明の自動連続ランダムアクセス分析シ
ステム装置は、キッティングまたは試薬と標本との混
合、あるいはその両方に適した移送分注手段によって同
心状に取り付けられ操作される標本カップカルーセルと
試薬パックカルーセルと反応容器カルーセルとを含むフ
ロントエンドカルーセルアセンブリで構成される。キッ
ティングされ分注された反応容器は、温度を維持する制
御された環境を含み試薬の混合およびインキュベーショ
ン用のタイミングをもたらす処理ワークステーションへ
キッティングされ分注された反応容器を移送する手段を
提供する移送ステーションを通じて移送される。インキ
ュベートされた反応混合物を分析するために単位用量デ
ィスポーザブル手段中の様々な標本およびキッティング
された試薬用にスケジューリングされた少なくとも二つ
の検定手順装置が提供される。単位用量ディスポーザブ
ル反応容器は、使い捨て反応容器をシステムから取り除
く手段を含む移送ステーションの動作によって処理カル
ーセルから取り除かれる。
【0026】本発明の他の利点および新規の特徴は、そ
の一部が以下の説明に記載されており、これは、当業者
には、以下から明らかになり、あるいは本発明を実施す
ることによって理解されよう。本発明の目的および利点
は、すべての等価物を含めて、以下の内容および添付の
請求の範囲で具体的に述べる典型的な組合せによって得
ることができる。
【0027】下記の説明は、本発明をさらに明確に説明
するために見出しの付けられたいくつかの節に分かれて
いるが、本発明の範囲を限定するものではない。
【0028】定義 本発明には下記の定義が適用される。
【0029】「試験標本」は、本明細書では、アナライ
トを含む可能性のある材料を指す。試験標本を標本源か
ら得たまま、あるいは前処理の後に使用して、標本の特
性を変更することができる。試験標本は、血液、唾液、
目の水晶体の液、脳脊髄液、汗、尿、乳汁、腹水、滑
液、羊水などを含む生理流体などの生物学的源から得る
ことができる。試験標本には、血液から血漿を準備する
ことや、粘性流体の希釈などの前処理を使用前に施すこ
とができる。処理の方法には、妨害成分の濾過、蒸発、
濃縮、不活化、試薬の添加などを含めることができる。
生理流体だけでなく、環境検定または食品生産検定を実
施するための水、食品など他の液体標本を使用すること
もできる。アナライトを含む可能性がある固体材料を試
験標本として使用することもできる。いくつかの例で
は、液体媒体を形成し、あるいはアナライトを解放する
ように固体試験標本を変更すると有利である。
【0030】「アナライト」または「所望のアナライ
ト」の語は、本明細書では、少なくとも一つのエピトー
プまたは結合部位を有する、検出または測定すべき化合
物または組成を指す。アナライトは、自然に発生する結
合部材が存在する対象の物質でも、結合部材を準備する
対象の物質でもよい。アナライトは、毒素、有機化合
物、タンパク質、殺虫剤、微生物、アミノ酸、核酸、ホ
ルモン、ステロイド、ビタミン、麻薬(治療目的で投与
されるものと、不正な目的で使用されるものとを含
む)、ウィルス粒子、前記の物質のうちのどれかの代謝
物質または抗体を含むがこれらに限らない。「アナライ
ト」の語は、抗原物質、ハプテン、抗体、高分子、それ
らの組合せも含む。
【0031】「アナライト類似体」の語は、本明細書で
は、アナライト特有の結合部材に交差活性(cross
−react)する物質を指す。ただし、このような物
質の交差活性は、アナライト自体の交差活性よりも程度
が大きい場合も小さい場合もある。アナライト類似体
は、所望のアナライトに共通する少なくとも一つのエピ
トープ部位を有するかぎり、変更されたアナライトと、
アナライト分子の分解された部位または合成部分を含む
ことができる。アナライト類似体の一例は、アナライト
類似体がアナライト特有の結合部材に結合できるように
全分子アナライトの少なくとも一つのエピトープを複製
する合成ペプチドシーケンスである。
【0032】「結合部材」の語は、本明細書では、結合
対、すなわち一つの分子が化学的手段または物理的手段
を介して特異的に第2の分子に結合する二つの異なる分
子の結合を指す。抗原および抗体結合部材対の他に、他
の結合対の例としては、ビチオンおよびアビジン、カル
ボヒドラーゼおよびレシチン、相補的ヌクレオチドシー
ケンス、相補的ペプチドシーケンス、エフェクタ分子お
よびリセプタ分子、酸素補因子および酵素、酵素阻害剤
および酵素、ペプチドシーケンスおよびペプチドシーケ
ンスまたはタンパク質全体特有の抗体、高分子酸および
塩基、染料およびタンパク質結合剤、ペプチドおよび特
有のタンパク質結合剤(たとえば、リボヌクレアーゼ、
Sペプチド、およびリボヌクレアーゼSタンパク質)な
どを含むがこれらに限らない。さらに、結合対には、最
初の結合部材の類似体、たとえばアナライト類似体や、
組換体技術または分子光学によって作られた結合部材で
ある部材を含めることができる。結合部材が免疫反応体
の場合は、たとえばモノクロナール抗体またはポリクロ
ナール抗体、組換型タンパク質または組換型抗体、キメ
ラ抗体、それらの混合物または断片や、結合部材として
使用するのに適切であることが当業者によく知られてい
る抗体、ペプチド、ヌクレオチドの調合物であってよ
い。
【0033】「検出可能な部分」の語は、本明細書で
は、検出可能な物理的特性または化学的特性を有し、結
合部材に標識して結合部材との共役体を形成するために
使用できる化合物または従来の検出可能な薬品群を指
す。そのような検出可能な薬品群は、酵素、酵素基質、
補欠分子族、または助酵素など酵素的に活性な群、スピ
ン標識、蛍光団および発蛍光団、発色団および色原体、
化学発光団や生物発光団などの発光団、ビオチンやアビ
ジンなど特異的に結合可能な配位子、電気活性種、放射
性同位元素、毒素、麻薬、ハプテン、DNA、RNA、
多糖、ポリペプチド、リポソーム、着色粒子、着色極微
粒子であってよいが、これらに限るものではない。
【0034】「連続アクセス」の語は、本明細書では、
本発明の自動分析システムが実行中の検定に割り込まず
に本発明の自動分析システムに追加試験標本または試薬
を添加する能力を指す。
【0035】「ランダムアクセス」の語は、本明細書で
は、スケジューリングされた複数の検定を、本発明の分
析システム内に提示された順序で同時に実行する、本発
明の自動分析システムの能力を指す。
【0036】「同時」の語は、本明細書では、二つのス
ケジューリングされた二つ以上の検定を独立にかつ同時
に実施する本発明の自動分析システムの能力を指す。
【0037】「キッティング」の語は、本明細書では、
検定反応シーケンスを開始せずに試験標本および試薬を
別々に反応容器へ移送することによって単位用量ディス
ポーサブルを生成する本発明の自動分析システムの能力
を指す。
【0038】「quat」の語は、本明細書では、抗体
でも抗原でもない材料を使用して、たとえばMEIAカ
ートリッジのマトリックス上の標本からアナライトを捕
獲する検定用のポリカチオン材料溶液を指す。本発明の
システムでは、反応混合物が反応容器から移送される前
に、試験処理時にquatがマトリックスに吐出され
る。
【0039】検出システム 本発明の自動分析システムは、従来技術で知られてお
り、エンドポイント反応分析および反応速度分析などの
分光測光吸収検定、比濁検定(米国特許第449629
3号および米国特許第4743561号に記載され、引
用によって本明細書に編入した検定などの)放射エネル
ギー減衰検定、イオン捕獲検定、比色検定、蛍光定量検
定、電気化学検出システム、電位差測定システム、電流
検出システム、免疫学的検定を含むがこれらに限らない
様々な検出システムを使用して様々な検定を実施するこ
とができる。免疫学的検定は、検定で使用される検出可
能な部分の量を測定し、試験標本に存在するアナライト
の量に相関付けることができる競争免疫学的検定、サン
ドイッチ免疫学的検定、抗体生成性免疫学的検定を含む
がこれらに限るものではない。
【0040】一般に、Abbott Spectrum
臨床分析計やAbbott Spectrumシリーズ
II臨床分析計(Abbott Laboratori
es社、米国イリノイ州Abbotto Park)上
で実施される検定などの分光測光検定では、検定溶剤に
おける判定すべきアナライトとアナライト特有の試薬シ
ステムとの間の相互作用によって、検定溶剤の透過特性
の検出可能な変化がもたらされる。透過特性の変化は、
知られている強度の光線を検定溶剤を通過させたときに
検定溶剤によって特定の波長帯内で吸収され、あるいは
散乱する光の量を表す。検定溶剤の透過特性の変化は、
既知の強度を有する単色光を検定溶剤を通過させ、透過
または散乱した光の強度と入射光の強度との比を求める
ことによって測定される。ほぼすべてのアナライトが特
定の波長のエネルギーを吸収し、あるいは検定溶剤内で
特定の試薬システムと相互作用して、検定溶剤の透過特
性の検出可能な変化をもたらす。このような特性によっ
て、多数の特定の分光測光検定が開発された。
【0041】検定溶剤中のアナライトの尺度として検定
溶剤の透過特性の変化の測定に依存する分光測光検定に
は、たとえば検定溶剤の濁度が変化したときに検定溶剤
の色が変化する検定、すなわち比濁検定が含まれる。
【0042】比色検定では、検定溶剤の透過特性の変化
は一般に、検定溶剤の吸光度と呼ばれ、判定すべきアナ
ライトとアナライト特有の試薬システムとの相互作用に
よる検定溶剤の色の変化に依存する。検定溶剤の吸光度
は、検定溶剤中のアナライトの濃度に関係するものであ
る。比色検定は、検定溶剤内で特定の所望のアナライト
と相互作用して検定溶剤の透過特性、特に色の検出可能
な変化をもたらすことができる発色試薬システムを使用
する。特定のアナライトの判定で有用な多数の発色試薬
システムが開発され市販されている。
【0043】比濁検定の原則は、光が検定溶剤を通過す
るときに粉体によって散乱し、あるいは遮断される光の
量を判定することである。比濁検定では、所望のアナラ
イトがアナライト特有の試薬システムと相互作用して、
検定溶剤内で混濁粒子を形成する。既知の強度を有する
光線を検定溶剤を通過させると、アナライト試薬システ
ムの相互作用によって形成される混濁粒子は入射光を散
乱させ、そのため、検定溶剤を介して透過される光の強
度が低下する。比濁検定での透過特性の変化は、検定溶
剤を介して透過される光の強度の低下を指し、粒子の浮
遊物質によって散乱しあるいは遮断される入射光の量に
関係し、存在する粒子の数とそのような粒子の断面積に
依存する。
【0044】ネフェロ検定は、所望のアナライトが配位
子特有の試薬システムと相互作用して検定溶剤内で混濁
粒子を形成するという点で比濁検定に類似している。ネ
フェロ検定でも、検定溶剤の透過特性の変化が混濁粒子
によって散乱しあるいは遮断される入射光の量に関係す
るが、検定溶剤を介して透過される光の強度が測定され
る比濁検定とは異なり、散乱しあるいは遮断される光
は、検定溶剤に入射する光に対してある角度で測定され
る。したがって、ネフェロ検定では、透過特性の変化
は、検定溶剤に入射する光の強度と、入射光に対してあ
る角度で散乱する光の強度の差を指す。比濁検定および
ネフェロ検定は、効果的な発色試薬システムがないため
に匹敵する比色検定がないタンパク質などのアナライト
の判定のために、血液、尿、髄液などの分析で使用され
る。YoeおよびKlimman著Photoelec
tric Chemical Analysis, V
ol.II: Nephelometry, Wile
y & Sons, Inc,ニューヨーク州,192
9年は、様々なネフェロ検定を記載している。分光測光
検定を本発明の自動分析システム上で実施するために使
用できる様々な試薬および試薬システムは、米国特許第
5037738号に記載され、引用によって本明細書に
編入した、グルコースと尿素の同時判定用の試薬および
試薬システムを含むがこれに限るものではない。カルシ
ウムとリンの同時判定、コレステロールとトリグリセリ
ドの同時判定、イソ酵素の判定、血液アンモニアレベル
の判定などは、装置上で本発明の方法によって実施する
ことができる。
【0045】通常、蛍光定量検定では、検定溶剤中のア
ナライトが化学的または免疫学的に蛍光複合体または共
役体に形質転換され、そのため、検定溶剤の蛍光特性に
検出可能な変化がもたらされる。検定溶剤の蛍光特性の
変化を測定するには、蛍光団の励起波長帯内の波長の単
色光によってもたらされる蛍光複合体または共役体特性
を励起し、蛍光団の放出波長帯内の波長での放出光の強
度を測定する。放出光の蛍光強度は、アナライトの濃度
に関係するものである。しかし、判定すべき配位子が、
標本内に存在するタンパク質やリン酸塩などの非蛍光干
渉物質と複合体を形成するとき、あるいは判定すべき配
位子を含む標本がフィルタとして働くのに十分な色を有
し、そのため、放出される蛍光の強度が低下するとき、
検定溶剤によって放出される蛍光の強度が阻害されるこ
とがある。蛍光定量検定の感度および特異性を最大にす
るために、このような阻害因子が存在する場合は、分析
の前に非蛍光干渉物質または着色材料を除去しておき、
あるいは標本の第2のアリコートに添加される内部標準
を使用し、内部標準を含むアリコートによって検定手順
全体を実施してそのような因子の存在を補償することに
よって、それらの阻害因子を解消しなければならないこ
とに留意されたい。
【0046】検定フォーマット 一般に、同種および異種免疫学的検定は、結合部材対の
第1の結合部材が特異的に結合部材対の第2の結合部材
に結合する能力に依存し、検出可能な部分で標識付けさ
れたそのような結合部材の一方を備える共役体を使用し
てそのような結合の程度が求められる。たとえば、その
ような結合対部材がアナライトとそのようなアナライト
の抗体である場合、結合の程度は、アナライトとの結合
反応に関与しており、あるいは関与していない共役体に
存在する検出可能な部分の量によって求められ、検出さ
れ測定された検出可能な部分の量は、試験標本に存在す
るアナライトの量に相関付けすることができる。
【0047】同種免疫学的検定は通常、試験標本から得
たアナライトと、アナライトの抗体上の限られた数のレ
セプタ結合部位用のトレーサとの間の競合を伴う競合免
疫学的検定フォーマットで実施される。トレーサは検出
可能な部分で標識付けされたアナライトまたはその類似
体を備え、試験標本中のアナライトの濃度が、特異的に
抗体と結合するトレーサの量を決定する。そのような結
合によって生成されるトレーサ抗体共役体の量は定量的
に測定することができ、試験標本内に存在するアナライ
トの量に反比例する。たとえば、本明細書に記載した蛍
光分光免疫学的検定など、そのような判定を下すための
蛍光偏光技術は、蛍光によって標識付けされた化合物
が、直線偏光された光によって励起されると、回転速度
に反比例する偏光の程度を有する蛍光を放出するという
原則に基づいている。ある蛍光レベルを有するトレーサ
抗体共役体などの分子は、直線偏光された蛍光分子で励
起されたとき、光が吸収されてから放出されるまでの
間、回転を抑制される。「自由な」トレーサ分子(すな
わち抗体に拘束されない)が、直線偏光された光によっ
て励起されると、その回転は、対応するトレーサ抗体共
役体よりもはるかに高速になり、分子がよりランダムに
配向し、したがって放出される光が偏光される。したが
って、平面偏光が前述の試薬を含む溶剤を通過すると
き、蛍光偏光応答が、検出され、試験標本内に存在する
アナライトの量に相関付けされる。
【0048】本発明の自動分析システム上で蛍光偏光検
定を実施するために使用できる様々な蛍光化合物は、引
用によって本明細書に編入した米国特許第451025
1号および米国特許第4614823号に記載されたア
ミノフルオレセイン、引用によって本明細書に編入した
米国特許第4420568号および米国特許第4593
089号に記載されたトリアジニアミノフルオレセイ
ン、引用によって本明細書に編入した米国特許第466
8640号に記載されたカルボキシフルオレセインなど
を含むが、これらに限るものではない。
【0049】異種免疫学的検定は通常、自由種および結
合種を形成するように検出可能な部分で標識付けされた
アナライト、アナライトの類似体、またはアナライトの
抗体を備える標識付き試薬またはトレーサを伴う。その
ような種の一つの中のトレーサの量を試験標本に存在す
るアナライトの量に相関付けるには、最初に自由種を結
合種から分離しておかなければならない。これは、固相
材料を使用して、抗体、アナライト、アナライトの類似
体など、結合反応の結合関与物のうちの一つを直接固定
化して、従来技術で知られている方法によって行うこと
ができる。ここで、結合関与物の一つは、従来技術で知
られている方法によって、試験チューブ、ビーズ、粒
子、微粒子、繊維状材料のマトリックスなどの固相材料
上に固定化される。
【0050】異種免疫学的検定は、前述の競合免疫学的
フォーマットで実施することができ、たとえば、抗体を
固相材料に固定化することができ、それによって分離時
に、そのような固相材料に結合されたトレーサの量を検
出して、試験標本に存在するアナライトの量に相関付け
することができる。固相材料を使用する他の形態の異種
免疫学的検定は、サンドイッチ免疫学的検定と呼ばれ、
たとえば抗原を含む試験標本を、抗原を結合することが
でき固相材料に固定化される抗体や他の物質などのタン
パク質と接触させることを必要とする。固相材料は通
常、検出可能な部分で標識付けされた第2の抗原または
抗体で処理される。第2の抗原または抗体は次いで、固
相材料上の対応する抗原または抗体に結合され、結合さ
れていない材料を除去するための1回または複数の洗浄
ステップの後に、検出可能な部分(たとえば、検出可能
な部分は酵素であり、そのような酵素用の基質が添加さ
れる)に反応して色の変化をもたらす発色物質などの指
示材料に結合される。次いで、色の変化が検出され、試
験標本に存在する抗原または抗体の量に相関付けされ
る。
【0051】たとえば、本発明の自動分析システムによ
って実施できる異種免疫学的検定は、競合免疫学的フォ
ーマットか、それともサンドイッチ免疫学的検定フォー
マットかにかかわらずに、固相材料として微粒子を使用
する、Clinical Chemistry第34
巻,第9号,1726ページないし1732ページ(1
988年)に記載された微粒子捕獲酵素免疫学的検定で
ある。
【0052】微粒子希釈剤にスクロースを使用すると、
微粒子の中和密度が達成されることも分かっている。こ
の方法は、微粒子の沈殿をなくする最適なスクロース濃
度を求めることを伴う。中和密度を達成するのに必要な
スクロース濃度は検定特有のものであり、微粒子ロット
特有のものである。この手法では、溶剤内でスクロース
を分解して希釈材の密度を増加させる必要がある。希釈
剤の密度と微粒子の密度とが等しいとき、微粒子は浮遊
状態になる。密度中和は、メトリザミドまたはメトリゾ
酸、あるいはその両方を使用することによって行うこと
もできる。
【0053】結合種と自由種の分離は、簡単なカートリ
ッジ(本明細書では「MEIAカートリッジ」)のガラ
ス繊維マトリックス上で微粒子を捕獲することによって
行われる。この方法は、ガラス繊維の微粒子に対する高
い親和力に依存する。微粒子はガラス繊維の表面に不可
逆的に付着し、非特異的に結合された材料は、マトリッ
クスを洗浄することによって有効に除去することができ
る。マトリックスは、本明細書に記載した検定プロトコ
ルの光学的定量相中に、微粒子に対する厳密に配置され
た機械的支持も提供する。
【0054】サンドイッチ免疫学的検定を実施する際、
アナライトに対する抗体を被覆された試験標本中の微粒
子は、所望のアナライトを含む試験標本によってインキ
ュベートされ、試験標本から得たアナライトとの捕獲複
合体を形成する。検出可能な部分、好ましくは酵素で標
識付けされたアナライトに対する抗体を備える共役体は
次いで、捕獲複合体によってインキュベートされ、第2
のサンドイッチ複合体を形成する。競合免疫検定を実施
する際、アナライトに対する抗体を被覆された試験標本
中の微粒子は、所望のアナライトと、検出可能な部分、
好ましくは酵素で標識付けされたアナライトまたはその
類似体を備える共役体とを含む試験標本によってインキ
ュベートされる。結合されていない共役体の除去はME
IAカートリッジのガラス繊維マトリックスによって行
われる。ここで、検出可能な部分は酵素であり、検出可
能な信号を提供できる酵素用の基質が添加され、それに
よって提供された信号が測定され、試験標本に存在する
アナライトの量に相関付けされる。好ましくは、競合M
EIAフォーマットおよびサンドイッチMEIAフォー
マットで使用される酵素−基質系は、アルカリホスファ
ターゼおよび4−メチルウンベリフェリルリン酸塩(M
UP)である。ただし、従来技術で知られている他の酵
素−基質系を使用することもできる。
【0055】本発明の自動分析システムによって使用さ
れるMEIAカートリッジは、微粒子−アナライト複合
体を保持し固定化するための反応ウェルを備える。この
反応ウェルは、入口と、前述のように微粒子−アナライ
ト複合体を保持し固定化する繊維マトリックス上に位置
決めされたある量の標本および検定反応混合物を保持す
る手段を有する。繊維マトリックスは、微粒子の平均直
径よりも大きな平均離間距離を有する繊維で構成され
る。好ましくは、平均離間距離は10ミクロンよりも大
きい。
【0056】反応ウェルはさらに、繊維マトリックスを
介した標本および検定反応化合物の流れを強めるように
繊維マトリックスの下方に位置決めされた吸収剤材料を
備える。好ましくは、吸収剤材料は、繊維が主として繊
維マトリックスの下面に垂直な平面に存在する繊維材料
である。吸収剤材料は繊維マトリックスと流体連通す
る。一般に、吸収剤材料は繊維マトリックスの下面に物
理的に接触する。したがって、反応ウェルの内側は、全
体的に、吸収剤材料と繊維マトリックスとの間の流体連
通を維持するように寸法付けられ、あるいはそうするた
めの位置決め手段を含む。好ましくは、反応ウェルの底
部に位置するスパイクを使用して、吸収剤材料を強制的
に繊維マトリックスの下面に接触させることができる。
また、免疫学的検定の実施中に、吸収剤材料に吸収され
た液体によって吸収剤材料内で変位されるガスを大気に
通気することが好ましい。
【0057】前述の免疫学的検定によれば、通常、臨床
濃度範囲をカバーする既知の濃度のアナライトの標準溶
剤が、検出すべき試験標本と同様に調合され検定され
る。このブランク検定では、標準曲線の基準である既知
の濃度に対応する一連の信号測定が行われる。未知の標
本に対応する光信号は、ブランク曲線または標準曲線か
ら得た解釈を介して濃度値で相関付けされる。
【0058】分析システム方法 本発明による複数の試験標本の分析を行う自動分析方法
は、試薬パック、試験標本容器、反応容器をメインカル
ーセルの同心カルーセル上に導入することによって達成
される。試験標本容器は、試験標本を保持する試験チュ
ーブ、キュベット、Vacutainerチューブなど
でよい。所定の試験の準備のため、試験標本と試薬パッ
クから得た特定の試薬との移送による反応容器の移送と
キッティングのために、試薬パックおよび試験標本容器
が識別され、それぞれ反応容器に位置合わせされる。標
本が様々な試薬にほぼ混合され反応混合物を形成した
後、試験標本および一つまたは複数の試薬を含む反応容
器は、インキュベーション向けの制御環境条件が存在す
る処理カルーセルへ移送される。すべての検定処理ステ
ップが完了すると、反応混合物は、同定され、少なくと
もたとえば、読取りの前に次の調合を行うために別々の
カートリッジホィールまたはカルーセル上に位置決めさ
れた蛍光偏光免疫検定読取り装置または微粒子酵素免疫
検定カートリッジのうちの一方へ移送される。処理済み
の試験標本を読み取り、読取り値を計算して、得られた
データを記録しまたは印刷しあるいはその両方を行う。
【0059】自動免疫検定分析システムの方法は、試薬
パックカルーセルと、反応容器カルーセルと、同心円状
に独立に回転できる試薬標本容器カルーセルとからなる
メインカルーセルアセンブリを備える自立型完全自動連
続ランダムアクセス分析計を使用することによって達成
される。メインカルーセルアセンブリは、所定の試験ス
ケジュールに従って自動的に試験標本および試薬を反応
容器へ移送してキッティングするブームアームによって
操作される移送分注器(ピペット)を備える。メインカ
ルーセルアセンブリは、試薬パックおよび試験標本用の
バーコード読取り装置を備え、試薬パックカルーセルお
よび試薬標本容器カルーセルと、反応容器を、ピペット
移送動作のために整列させる機能を有する。実施すべき
検定がスケジューリングされた後、反応容器、試薬パッ
ク、試験標本容器がそれぞれ、移送分注器アクセス位置
にあると判定されるまで、反応容器カルーセル、試薬パ
ックカルーセル、試験標本容器カルーセルが回転する。
移送分注器は次いで、試験標本を試験標本容器から移送
し、実施すべき検定に応じて、試薬パックから得た試薬
が反応容器へ移送される。次いで、反応容器カルーセル
を移送機構に接触させて反応容器を移送ステーションに
引き込む移送ステーション位置へ反応容器が回転する。
次いで、移送機構によって反応容器が処理カルーセル上
に装入される。
【0060】下記でさらに詳しく説明する本発明の自動
分析システムによる蛍光偏光免疫検定(FPIA)を実
施する際、処理カルーセルのために働く第2の移送分注
装置によって様々な分注活動が実施され、反応容器が、
たとえばFPIA試薬を適切に分注されたときにFPI
A処理ステーションの読取りステーションに来るように
処理カルーセルが回転し、反応容器上でFPIA判定読
取りが行われる。次いで、読取り反応容器が移送ステー
ションに来るように処理カルーセルが回転する。反応容
器は再び移送ステーションに接触して移送される。移送
ステーションは回転して、反応容器を解放容器開口部に
押し込む。
【0061】下記でさらに詳しく説明する本発明の自動
分析システムによって実施される微粒子酵素免疫検定
(MEIA)の場合、メインカルーセルアセンブリで完
了することができるMEIA用の様々な分注活動の後
に、反応容器が、FPIA方法で説明したように処理カ
ルーセルへ移送される。分注は、処理カルーセルで行う
ことも、あるいは二つのカルーセル間で共同で行うこと
もできる。MEIAを完了するには、第2の移送分注器
によって、反応混合物を反応容器からカートリッジカル
ーセル上のMEIAカートリッジのマトリックスへ移送
する。マトリックスは、MUP(定義済み)などの緩衝
剤および基質、または従来技術で知られている他の適当
な基質によって洗浄される。次いで、MEIAカートリ
ッジがMEIA処理アセンブリに位置決めされ、MEI
A判定が行われるようにカートリッジカルーセルが回転
する。FPIA反応容器に関して説明したように、ME
IA反応容器は廃棄物容器に排出される。MEIAカー
トリッジは、適当なイジェクタステーションにあるイジ
ェクタによって、カートリッジホィールから廃棄物容器
に独立に排出される。
【0062】好ましくは、本発明の自動分析システムに
は、前述の二つの異なる分析技術のFPIAおよびME
IAを組み込む。しかし、本発明のシステムには、二つ
よりも多くの異なる分析技術を組み込むことができる。
これらの方法は相補的なものであり、共通の装置および
手順ステップを共用する。FPIAは一般に、低分子量
のアナライト用に選択される方法であり、MEIAは、
より高い感度を必要とする低分子量のタンパク質ホルモ
ン、抗体、又はアナライトなどの分子用に選択される方
法である。この二つの技術は、オペレータ制御パネル、
分注ブームアセンブリ、流体システム、空気及び液体試
薬ヒータ、プリンタ、バーコードリーダ、およびステッ
プモータを含むシステムコンポーネントを共用する。シ
ステムコンポーネントをそのように共用することによっ
て、FPIA機能とMEIA機能を兼ね備えるにもかか
わらず、小型の分析計が可能になる。
【0063】(米国特許第4269511号に記載さ
れ、引用によって本明細書に編入した)FPIA光学シ
ステムは、偏光フィルタ、すなわち、電気的に切り替え
られる水晶を使用して、小さな寸法を維持し、複雑で信
頼できない可能性のある可動部品をなくしている。本発
明の自動分析システムを使用してFPIA検定を実施す
る際、FPIA試薬パックは通常、検出可能な部分に結
合されたアナライトまたはその類似体、そのアナライト
特有の抗体、および標本前処理試薬を備えるトレーサを
含む。好ましいFPIAフォーマットでは、判定中のア
ナライトが、アナライトおよびトレーサの一部またはい
くつかの部分の特有の抗体上の限られた数の結合部位に
対してトレーサと競合する。トレーサの検出可能部分成
分は好ましくは、フルオレセイン、アミノフルオレセイ
ン、カルボキシフルオレセイン、フルオレセインアミン
などからなる群から選択された蛍光部分であり、さらに
好ましくは、カルボメチルアミノメチルフルオレセイ
ン、カルボキシエチルアミノメチルカルボキシフルオレ
セイン、6−カルボキシフルオレセイン、5−カルボキ
シフルオレセイン、スクシニルアミノメチルフルオレセ
イン、チオユリアアミノフルオレセイン、メトキシトリ
アノリルフルオレセイン、アミノフルオレセインなどで
ある。
【0064】他の実施例では、FPIAフォーマット
は、上から下以外の配向を必要としない、フルオレセイ
ン偏光および吸収検定技術に適した固有の丸いプラスチ
ック製反応キュベットを使用する。このプラスチック製
キュベットは、光学式読取り領域全体にわたって低い複
屈折と、再生可能な吸収読取り値を可能にする厳しい寸
法交差の物理特性を有する。複屈折は、異常光線が材料
を通過する際の遅延の度合いとして定義される。遅延の
度合いが大きければ大きいほど、複屈折のレベルが大き
くなる。異常光線の遅延は、誘発される応力の大きさお
よび方向に依存する。したがって、直線的に偏光された
光線を、誘発された応力をもつ材料を通過させると、光
線の偏光が解消する。キュベットを蛍光偏光測定に使用
するには、最小限の応力を発生させる条件下でキュベッ
トを準備することが重要である。キュベットの形状は、
自動医療診断計器固有のフルイディクスを使用してプラ
スチックの疎水性効果を最小限に抑えるように設計され
ている。
【0065】MEIAの結果は、酵素で標識付けされた
共役体の作用によって発蛍基質が転化されたときに発生
する蛍光率を定量することによって判定することができ
る。たとえば、競合MEIAまたはサンドイッチMEI
Aを実施する際、微粒子上の特異的に結合されたアルカ
リフォスファターゼは、発蛍基質MUPをマトリックス
に添加することによって検出される。アルカリフォスフ
ァターゼは、MUPの無機リン酸塩および蛍光4−メチ
ルウンベリフェロン(4−MU)への加水分解において
触媒作用をする。4−MUの低濃度の蛍光を検出するよ
うに設計されたMEIA光学アセンブリ前面蛍光光度計
によって、波長367での4−MUPの蛍光による干渉
なしで、離脱された4−MUが検出される。レンズと光
学フィルタのシステムは、水銀ランプからのフィルタさ
れた光(波長=365)をマトリックスの表面に合焦さ
せ、4−MUから放出される蛍光(波長=448)を光
電子増倍管に合焦させる。FPIA光学アセンブリと同
様に、MEIA光学システムは小型であり、可動部を有
さない。約5%の励起光が光ダイオードによって検出さ
れ、そのため、蛍光データを正規化することができ、か
つ励起光の強度を電球の有効寿命にわたって5%以内に
維持するために電球の電源で使用される制御信号を生成
することができる。MEIAポストプロセッサは、線形
回帰分析を使用して、4−MU蛍光の複数の連続判定か
ら得たデータを、微粒子に特異的に結合されたアルカリ
フォスファターゼ共役体の濃度に比例する率に変換す
る。
【0066】MEIAフォーマットは、マルチポジショ
ンMEIA補助カルーセルおよび処理カルーセルと、微
粒子試薬、アルカリフォスファターゼ共役体、および場
合によっては、実施中の検定特有の希薄緩衝剤を含むM
EIA試薬パックによって実行することができる。微粒
子は、検定中に懸濁液から沈殿しない蛍光があるので、
容易に分注することができる。ポリスチレンラテックス
微粒子の有効表面積は、商業的な免疫検定法で一般に使
用されている大直径のポリスチレンビーズ(たとえば4
分の1インチビーズ)の表面積よりも数倍大きい。この
ように表面積が大きく、アナライトと微粒子の表面上の
捕獲分子との間の拡散距離が非常に小さいので、実施中
の多数のMEIA方法で使用されている捕獲相は数分内
に平衡状態に達し、非常に短いタイムフレームでカルー
セルを試験標本で満たすことができる。
【0067】FPIAとは異なり、MEIAなどの異種
免疫検定には、前述の分離ステップが必要である。特
に、試験標本による微粒子のインキュベーションの後、
その微粒子は、前述のようにMEIAカートリッジに含
まれるマトリックスへ移送することによって反応混合物
から分離される。マトリックスは、この後に続く検定の
光学式読取り相の間、正確に配置された機械的支持を微
粒子に与える。正確に配置されたこの機械的支持、すな
わちカートリッジは、カミング手段によって読取り装置
から所定の間隔で補助カルーセル内にはめこまれる。
【0068】分析システム装置 本発明による自動免疫検定分析システム(下記では「分
析システム」または「システム」と呼ぶ)は、連続的か
つランダムなアクセスを使用する。分析システムの下記
の説明は、当業者に十分な範囲の一般的な説明と、それ
に続く、システム固有の重要な構成要素およびサブシス
テムのより詳しい説明とを含む。図面は、システムの様
々な構成要素を駆動し制御するすべての機械的要素およ
び電気的要素を示しているわけではない。というのは、
そのような省略した要素の構造および動作は、本明細書
に提示した情報の知識を有しており、システムの動作
と、標本を処理し分析結果を判定するために使用される
様々な構成要素および関係するプロセスを理解する当業
者には既知のものだからである。
【0069】
【発明の実施の形態】図面を参照すると、図1および図
2は、本発明の自動免疫検定分析システム用の装置の等
角図を提示している。図1のシステム装置は、技術者が
使用するシステム装置を提示しており、図2は、構成要
素部品が取り外されたフレームおよびキャビネットの等
角図を示す。本発明のシステム装置は、全体的に図1の
符号2で識別されている。システム装置2は、スケジュ
ーリングされた試験を標本と共に反応容器内にキッティ
ングする第1の移送分注機構6によって操作される露出
されたフロントエンドカルーセル4を有する。システム
は、貯蔵および廃棄コンパートメントにアクセスするた
めのアクセスパネル12と共に、コンピュータ画面8と
コンピュータキーボード10とを備える。システム装置
2は、それを必要に応じて研究所構内で移動するための
ローラ14を備える。システムは電源の要求を除いて完
全に自立型のものなので、システム装置2はローラ14
を介して自由に移動することができる。
【0070】図2を参照すると、システム装置のほぼす
べての機能構成要素が取り外されたシステム装置2キャ
ビネットフレーム16が示されている。制御環境ゾーン
18は、フロントエンドカルーセル4とは異なり、光を
遮蔽され空気流と温度が厳しく制御された、動作時に密
閉されるものである。フロントエンドカルーセル4は、
移送ポート20を介して制御環境ゾーン18に連通す
る。フロントエンドカルーセル4は、支持台22上に位
置するアルミニウム製ベースプレートに取り付けられ、
第1の移送分注機構は手段24上に取り付けられる。
【0071】図3を参照すると、システム装置2の平面
図に、キャビネットフレーム16の一部と、フロントエ
ンドカルーセル4が部分的に仮想的に示されている。キ
ャビネット16のこの部分はまた、電源192、供給ボ
トル196、固体廃棄物容器198、液体廃棄物容器2
00を支持する。供給ボトル196は、実施中の試験用
の緩衝剤を提供し、容器198および200は、処理済
み廃棄物を貯蔵する。
【0072】図4Aおよび図4Bを参照すると、機能構
成要素システム装置の処理フローを示すためにシステム
装置の構成要素がさらに詳しく相対的位置関係と共に示
されている。たとえば、標本カップ26は、試薬パック
カルーセル32および反応容器カルーセル36と共にフ
ロントエンドカルーセル4内に同心円状にはめ込まれた
標本カップカルーセル28上に取り付けられる。試薬パ
ックカルーセル32は、標本カップカルーセル28と反
応容器カルーセル36の間に同心円状にはめ込まれる。
試薬パックカルーセルは試薬パック30を保持し、反応
容器カルーセル36は反応容器34を保持する。三つの
フロントエンドカルーセル、すなわち標本カップカルー
セル28、試薬カップカルーセル32、反応容器カルー
セル36を含むフロントエンドカルーセル4は、たとえ
ば下記の能力を含むことができる。標本カップカルーセ
ル28は、Vacutainer(R)血液収集チュー
ブなどの60本の血液収集チューブ、または1ピースと
して射出成形された90個の標本カップを保持すること
ができ、かつ独立した基台を備えることができる。独立
した基台は、技術者が標本を保持し、標本カップ内に分
注するのに適している。試薬パックカルーセル32は、
20個の異なる試薬パック30を備えることができる。
反応容器カルーセル36は、90個の反応容器34を備
えることができる。
【0073】フロントエンドカルーセル4は、試薬パッ
クカルーセル32および標本カルーセル28を自動的に
識別する操作可能なバーコード読取り装置38を有す
る。様々な標本および試薬の移送の合間に必要に応じて
洗浄を行うために第1の移送分注機構6に洗浄カップ4
0が設けられる。第1の移送分注機構6は、様々な試薬
パック液体材料および標本を反応容器34内にキッティ
ングする際に使用される。試薬および標本は、ポンプ手
段を含む第1の移送分注機構6の手段を介して適切にキ
ッティングされる。様々なカルーセルは、分注ステーシ
ョンでのキッティングのために回転し位置合わせされ
る。キッティングされた反応容器34は、反応容器カル
ーセル36によって、移送ステーション42へ移送する
のに適した位置に位置決めされる。反応容器34は、移
送手段を介して移送ステーション42へ移送される(図
9)。次いで、移送ステーション42が回転し、反応容
器を処理カルーセル46上へ移動する。
【0074】図のように、処理カルーセル46は、ステ
ップモータ48によって駆動され、第2の移送分注機構
50によって操作される。処理カルーセル46は、高さ
の制御と、不規則な形状のカルーセル要素によってもた
らされる半径方向の運動を制御するために三つのホィー
ルによって支持される。FPIA手順でも、MEIA手
順でも、システム装置は処理カルーセル46まで使用さ
れる。処理カルーセル46は、キッティングされ分注さ
れ適切に反応した試薬標本のFPIA分析を反応容器3
4から直接読み取るためのFPIA処理部52およびF
PIA処理ランプ54を含む。処理カルーセル46は、
たとえば36個の反応容器34を保持し、カルーセル直
径が約12.5インチ(31.75cm)である。処理
カルーセル46は、移送ステーション42と、第2の移
送分注機構50と、分注点と、FPIA読取り処理部5
2との間で反応容器34を移動する。制御環境ゾーン1
8は、移送ステーション42と処理カルーセル46とを
含み、キャビネット内空気循環ファン56による温度制
御の下での空気循環によるFPIA処理を行う。第2の
移送分注機構50用の洗浄カップ58が設けられてい
る。第2の移送ピペット50は、インキュベーションお
よびタイミングの条件に従って試薬を、FPIA処理用
のFPIA試験計画反応容器34中の標本に添加(分
注)するために使用される。
【0075】MEIA処理では、第2の移送ピペット5
0を使用して、カートリッジホィールカルーセルとも呼
ばれる補助カルーセル64上に取り付けられたMEIA
カートリッジ68に反応混合物を添加する前に標本に試
薬を添加することもできる。MEIA試薬を混合された
標本は、第2の移送ピペット50によってMEIAカー
トリッジ68へ移送される。第2の移送ピペット50
は、ピペットプローブを、処理カルーセル46上の反応
容器34中のウェル間で移動し、補助カルーセル64上
のMEIAカートリッジ68へ移動し、洗浄カップ58
へ移動する。二つの軸のステップモータ駆動によるラッ
クアンドピニオン駆動機構が、R軸とZ軸の両方で厳密
な駆動を行う。たとえば、Z軸上の走行は約3インチ
(7.62cm)であり、R軸上では約4.5インチ又
は5.0インチ(11.43cm又は12.7cm)で
ある。
【0076】補助カルーセル64はたとえば32個のM
EIAカートリッジ68を保持し、直径が約9.5イン
チ(24.13cm)である。補助カルーセル64は、
第2の移送分注器機構分注点、MUP吐出ステーション
72、MEIA洗浄ステーション70、MEIA読取り
装置74、MEIAカートリッジ排出点62を含め様々
なステーション間でMEIAカートリッジ68を移動す
る。補助カルーセル64は、ステップモータによって駆
動され、カートリッジ挿入点にあるZ軸高さ制御機構に
位置する一つのホィールと、分注点にある第2のホィー
ルと、MEIA読取り装置にある第3のホィールの三つ
のホィールによって保持され、補助カルーセル64はそ
れによって、これらの様々な機能に対して所望の配置関
係内に維持される。
【0077】MEIAカートリッジ68は、MEIAカ
ートリッジ68を補助カルーセル64に送り込むカート
リッジホッパ590に装填される。MEIAカートリッ
ジ68の自動送りは、MEIA読取りの必要に応じた補
助カルーセル64へのカートリッジ68の適切な高さ調
整によって行われる。カートリッジホッパ590は、個
別のカートリッジ68を補助カルーセル64へ送り、自
動手段によってカートリッジ68の配向の軸を水平方向
から垂直方向に変更する。MEIAカートリッジ68の
取外しは、排出ロッドを介して動作しMEIAカートリ
ッジ68を補助カルーセル64から押し出して固体廃棄
物容器200(図3)内に落とすイジェクタ62を使用
することによって行われる。補助カルーセル64はさら
に、MEIA緩衝剤ヒータディスペンサ70、MUPヒ
ータディスペンサプローブ72、MEIA読取り装置7
4によって操作される。MEIAカートリッジ68は、
MEIA読取りが完了した後、カートリッジイジェクタ
62によって補助カルーセル64から取り外される。
【0078】図5は、様々なカルーセルが取り外された
メインカルーセル4の駆動システムおよび案内システム
の要素の分離した分断の平面図を提示するものである。
図5では、標本カップカルーセルステップモータ76
は、取付けばね78によって取り付けられるものとして
示されている。試薬パックカルーセルモータ80も、取
付けばね82と共に示されている。反応容器カルーセル
モータ84および取付けばね86は、二つの内側カルー
セル、すなわち標本カップカルーセル28および試薬パ
ックカルーセル32の外側に位置決めされる。標本カッ
プカルーセル28および引張りばね90用にローラガイ
ド88が設けられる。試薬パックカルーセルは、ローラ
ガイド92と引張り手段94とを備える。反応容器ロー
ラガイド96もばね要素98を備えており、このガイド
とこれらの様々なばね要素の目的は、別々のステップモ
ータによって動かされたときに同心円カルーセルの非常
に限られたトラッキングを維持することである。
【0079】システム2に対する動作制御は、様々な寸
法の22個のステップモータによって実行される。本明
細書では、これらのモータのうちのいくつかを識別す
る、ステップモータの仕様および動作を下記で概略的に
説明する。そのような説明は当業者には十分なものであ
る。すべてのステップモータは、1ステップ当たり1.
8°に等しい1軸回転当たり200フルステップの永久
磁石モータである。単一ステップモータ制御システムは
下記のものを備える。
【0080】(1)必要に応じてある機構を移動するた
めにその機構に接続されたステップモータ (2)ステップモータに電圧を印加し、モータを制御電
子機器、すなわち「インデクサ」からの三つの制御信号
に応答して移動させる駆動装置 (3)駆動装置によってモータを制御する電子機器を備
えるインデクサ。インデクサは、回転方向パラメータ、
移動ステップ数パラメータ、加速度パラメータ、速度パ
ラメータを含む移動プロファイルを決定する。 (4)ホームセンサは、各ステップモータごとに使用さ
れる。ホームセンサは、インデクサによって位置基準と
して使用され、エラーがあるかどうかを検査するために
インデクサによって使用することもできる。 (5)エンコーダは、移動が正しいかどうかを検証する
ために回転装置、カルーセル、移送機構によって使用さ
れる。移動の終りに、エンコーダカウントが検査され、
モータが正しい位置へ移動したことが検証される。
【0081】システムマイクロプロセッサ(CPU)
は、ステップモータの移動距離、速度、加速度を決定す
るために使用される。システムマイクロプロセッサは、
移動を制御するインデクサへ情報を送る。移動の終り
に、インデクサは、移動が完了したことをシステムマイ
クロプロセッサ(CPU)に通知する。システムマイク
ロプロセッサ(CPU)は次いで、エンコーダを検査し
て、回転機構が移動された場合はその移動を検証し、か
つインデクサを検査して、エラーが検出されなかったこ
とを検証する。
【0082】各システム2に三つのインデクサボードが
ある。各ボードは、同じものであり、最大で八つのステ
ップモータを制御することができる。各ボードは、一つ
のスレーブマイクロプロセッサを使用して、各ボード上
で八つのインデクサ機能を提供する。そのような機能の
組合せを「8軸」インデクサと呼ぶ。二つのインデクサ
軸は使用されない。インデクサボードは、バックプレー
ンVMEバスを介してシステムマイクロプロセッサ(C
PU)と通信する。インデクサには、それがシステムに
設置される前に、ジャンパによって修正されるアドレス
が付加される。これは、他の点では同じボードが同じシ
ステムバックプレーンVMEバスに存在できるようにす
る機構である。各ボードは、インデクサ信号を駆動装置
へ搬送する1ボード当たり1本のケーブルにVMEバッ
クプレーンバスを介して接続される。インデクサは、様
々な移動プロファイルを提供する。ステップモータの多
くの移動では、モータの速度を、最終的速度に達するま
で制御しながら増加させる必要がある。移動のある点で
は、速度を制御しながら減少させなければならない。こ
のプロセスは、「速度プロファイル」と呼ばれ、直線的
または正弦曲線的または放物線的に行うことができる。
実施される速度プロファイルのタイプは、システムマイ
クロプロセッサ(CPU)によって決定される。インデ
クサは、「オフザシェルフ」8軸インデクサとしてベン
ダから入手することができる。
【0083】22個の別々のモータ駆動回路を提供する
ために使用される三つのPCボードがある。二つのボー
ドは、同じものであり、「ステップ駆動」ボードと呼ば
れる。各ステップ駆動ボードは、機能的には同じ八つの
ステップ駆動回路を備える。これらの回路の異なる点
は、各ステップモータに印加される電流レベルだけであ
る。この電流は、各駆動回路中の別々の抵抗器によって
制御される。第3のボードは、七つのモータ駆動回路と
八つの電磁弁駆動回路とを含むので「電力入出力」ボー
ドと呼ばれる。単一の駆動装置は、ステップモータへの
出力を制御する、インデクサからの下記の3種の入力を
受け取る。
【0084】(1)ステップ入力−各ステップパルス入
力ごとに、ステップモータが1ステップだけ移動され
る。 (2)方向入力−モータの回転方向を制御する一定レベ
ル信号 (3)電流Hi入力−移動時に駆動装置にステップモー
タに最大電力を印加させる論理レベル入力。電力Hiが
アサートされないときは、より低い電力レベルがステッ
プモータに印加されて熱が低減され、モータが移動しな
いときに熱とシステム電力消費量が低減される。
【0085】各駆動回路は、電流Hi向けの電流レベル
を設定し、電力Hiがアサートされないときに異なるモ
ータ電流レベルを設定する1対の電流設定抵抗器を有す
る。各駆動回路ごとに2対の電流設定抵抗器がある。各
ボードは、カードケージ中のボードの位置を識別するた
めに使用される論理機構も有する。電力バックプレーン
には、モータを駆動する三つのボードに対して各コネク
タスロットを符号化するために使用される2本のピンが
ある。接地し、あるいは接続しないでおくことによっ
て、2本のピンの四つの組合せが可能である。ボード論
理機構は、コネクタ位置を復号し、各駆動回路は、FE
Tスイッチを介して正しい電流設定抵抗器対を接続す
る。ボード出力が可能になるのは、ステップ駆動機構
が、ステップ駆動ボード用に割り振られた二つのコネク
タの一方に挿入された場合だけである。各ステップ駆動
回路は、業界で既知のものであり、大部分の回路ベンダ
から入手することができる。この回路は、「バイポーラ
チョッパ半ステップ駆動装置」として知られている。1
軸回転当たり200回の「フルステップ」があるが、モ
ータは、軸を「フルステップ」位置間で停止させるよう
に駆動することができる。モータはもちろん、「フルス
テップ」位置で停止することもでき、そのため、1軸回
転当たり合計400ステップがもたらされる。これは、
この可動機構の分解能を増大させ、モータによって励起
される振動を低減させるうえで助けとなる。
【0086】電力入出力ボードは、前記で指摘したよう
に、七つのステップ駆動回路と八つの電磁弁駆動装置と
を含む。六つのステップ駆動回路は、機能的にはステッ
プ駆動ボードの回路と同じである。7番目のステップ駆
動回路は、より小さなヒートシンクを備え、したがって
より低い出力のモータの駆動に限られることを除いて、
機能的には同じである。この回路は、小型のイジェクタ
62を駆動するために使用される。1システム当たりに
一つの電力入出力ボードしかないので、1駆動回路当た
りに1対の電流設定抵抗器しかない。電力入出力ボード
上の位置復号論理機構が出力を可能にするのは、それ
が、電力入出力ボード用に指定されたコネクタに挿入さ
れたときだけである。
【0087】ホームセンサは、インデクサに接続され、
エンコーダ回路は、VME汎用ボードに接続される。V
ME専用ボードは、エンコーダパルスをカウントするカ
ウンタを提供し、また、システムマイクロプロセッサ
(CPU)がこのカウンタを利用できるようにする。移
動の始めに、システムマイクロプロセッサ(CPU)
は、適当なエンコーダカウントを零に設定する。システ
ムマイクロプロセッサは次いで、対応するステップモー
タを必要なステップ数だけ移動するようインデクサに命
令する。移動の終りに、システムマイクロプロセッサ
(CPU)は、エンコーダカウンタを検査して、モータ
が正しいステップ数だけ移動したことを検証する。カウ
ンタを数カウントだけオフにできるように許容「窓」が
ある。カウンタが許容カウント数よりも多いカウント数
オフであった場合、システムマイクロプロセッサ(CP
U)によってエラーが宣言され、次いでシステムマイク
ロプロセッサ(CPU)によって適切な処置がとられ
る。
【0088】電力入出力ボードは、システム中の様々な
電磁弁を制御する「チョッパ駆動機構」を備える。シス
テムマイクロプロセッサ(CPU)は、ある弁を活動化
するために一つのディジタル入出力ボードのビットをセ
ットする。このビットは任意選択で、電力入出力電磁弁
駆動回路に結合される。電磁弁駆動回路は次いで、約3
00ミリ秒にわたって36Vターンオン電圧を提供し、
その後、電圧が約27Vに低減され、電力散逸および電
磁弁の温度上昇が低減される。電圧の低減は、実際の波
形が、36V信号レベルと接地信号レベルのみで構成さ
れるが、時間平均が27Vになるように36Vを断続的
に印加することによって行われる。これは、パルス幅変
調としても知られている。
【0089】図6を参照すると、処理カルーセル46
が、分離した断面の側面図に示されている。一つの反応
容器34は静止しており、あるいは非動作位置にあり、
第2の反応容器34は、FPIA読取り用の位置にあ
る。処理カルーセル46は、様々な反応容器34を丁度
よい時間に分注器の処理へ移動する二方向運動を行うこ
とも、あるいは読取りを行うことも、あるいはカルーセ
ルとの間の移送を行うこともできる。反応容器34の直
径および寸法に応じて、処理カルーセル46上で最大約
36個以上の反応容器34を一度に処理することができ
る。
【0090】次に、図7を参照すると、さらに詳しく図
示した第1の移送分注機構6は、プローブアーム10
4、プローブ106、プローブチップ108を垂直方向
へ移動する移送分注Z軸モータ102を含み、これに対
して、移送分注R軸モータ100はプローブアーム10
4、プローブ調整手段106、プローブチップ108を
水平方向へ駆動する。第1の移送分注機構6は、「標本
プローブアーム機構」と呼ばれることもあり、標本カッ
プ26と試薬パック30と試薬容器34と洗浄カップ4
0との間でプローブを移動する。洗浄カップ40は、第
1の移送分注機構6プローブの内面および外面を洗浄す
るために使用される。第1の移送分注機構の駆動機構
は、2ステップモータ駆動装置によるZ軸およびR軸に
沿ったラックアンドピニオン駆動手段である。電力が失
われたときにZ軸位置を保持し、それによって、システ
ム装置への損傷を回避するためにブレーキが設けられ
る。たとえば、第1の移送分注機構は、Z軸走行距離が
約3インチ(7.62cm)になり、R軸走行距離が約
11−1/2インチ(29.21cm)になるように設
計することができる。
【0091】第1の移送分注機構6と第2の移送分注機
構50は、全体的なシステム装置の機能および設計にお
いて密接に関係するものであり、走行距離および寸法の
違いが唯一の大きな違いである。この二つの装置は共
に、図8の概略側面図に示したプローブアーム回路11
0を有する。この概略図は、R軸モータ100およびZ
軸モータ102と上方PCB112およびR軸ホームセ
ンサ114との位置関係を示すものである。様々な要素
を接続するコイルケーブル120を含むZ軸ホームセン
サ118に対して下方PCB116が示されている。
【0092】移送ステーション42は、装置および処理
機能において重要な役割を果たす。図9Aおよび図9B
を参照すると、移送ステーション42の移送要素が、反
応容器移送突起部172によって反応容器34に係合さ
れているものとして示されている。移送アーム173
は、反応容器カルーセル36の反応容器要素間から突き
出ており、移送ステーション42の回転によって反応容
器移送突起部172に係合する。移送アーム駆動歯車1
74により、移送アーム173ラック歯車176は、移
送アーム173を移送ステーション42に出入りするよ
うに移動する。移送ステーション42は回転軸178を
有する。想像線で示した反応容器34’は、フロントエ
ンドカルーセル4上に取り付けられるものとして示され
ており、反応容器カルーセル36は、反応容器移送突起
部172によって移送アーム173に係合する。反応容
器34’は、移送操作手段、すなわち、係合手段または
ピック184が反応容器34’移送突起部172に係合
できるように移送カルーセルの移送アーム173がこの
係合手段を位置決めできるようにする移送突起部172
を有する。反応容器34は、反応容器34をフロントエ
ンドカルーセル4と処理カルーセル46との間で移動す
る反応移送ステーション42によって移送ステーション
上に配置されたものとして示されている。移送ステーシ
ョン42は、廃棄する反応容器34を処理カルーセル4
6から廃棄物排出ステーション(図示せず)へ移動す
る。移送ステーション42は、ステップモータ駆動機構
によって駆動され、精密な直線玉軸受および回転玉軸受
によって支持される。
【0093】システムスケジューラ 本発明によれば、分析システム2は、分析システム2上
で実施される試験を生成し最適化するアプリケーション
ソフトウェアも実行するシステムマイクロプロセッサ
(CPU)によって実行されるソフトウェアによって制
御される(下記では「スケジューラ」と呼ぶ)。スケジ
ューラは、検定を構成する活動を適切に順序付けするこ
とによって、スケジューラ自体が分析システム2の機械
的構成要素、すなわち資源が休止状態である時間を最小
限に抑えることができるようにする、フレキシブルプロ
トコル技術を使用することによってモデル化された検定
の活動をスケジューリングする。これらの活動とはたと
えば、分注(P)、光学的読取りまたはその他のタイプ
の読取り(R)、カートリッジの洗浄(W)、MUP吐
出(D)などでよい。これらの活動はすべて、システム
の資源を使用して行われる。分析システム2の好ましい
実施例による資源には、一次カルーセル46と、補助カ
ルーセル64と、処理分注器50とが含まれる。一般
に、ある活動では一つの資源しか使用されず、すなわ
ち、カルーセルの一つのステーションで読取り(R)ま
たは洗浄(W)または吐出(D)が行われる。しかし、
分注(P)は複数の資源、すなわち分注器50と一方ま
たは両方のカルーセル46、64を使用する。フレキシ
ブルプロトコル技術は、分析システム2上で計測ソフト
ウェアによって実行すべきFPIA検定やMEIA検定
などの検定をモデル化するために化学者によって使用さ
れる開発用ソフトウェアである。化学者が検定をモデル
化する際、フレキシブルプロトコルは、システム2上で
実行されない検定用の活動のシーケンスを禁止する。し
たがって、検定プロトコルにはすでにフレキシブルプロ
トコル規則が埋め込まれているので、システム2が不正
な検定に出会うことはない。
【0094】検定をモデル化するために使用されるフレ
キシブルプロトコル技術は、(1)特定の検定用にどの
活動を実行すべきかと、活動を実行する順序、(2)活
動間のインキュベーション期間、(3)活動をどのよう
に実行すべきかと、活動の継続時間、(4)各検定ごと
の平衡および蒸発に関する制約を指定する。フレキシブ
ルプロトコルの第1の仕様、すなわち活動プロトコルに
関して、図10および図11は、検定によって実行すべ
き活動と、その活動を実行すべき順序を示している。特
に図10を参照すると、第1の分注活動(P1)、第1
の読取り活動(R1)、第2の分注活動(P2)、第2
の読取り活動(R2)の四つの活動のシーケンスが示さ
れている。この活動シーケンスはたとえば、下記で詳し
く説明するFPIA検定用のシーケンスでよい。図11
を参照すると、二つの分注活動(P1)および(P2)
と、洗浄活動(W)と、吐出活動(D)と、読取り活動
(R)とを含む第2の活動シーケンスが示されている。
このシーケンスはたとえば、やはり下記でさらに詳しく
説明するMEIA活動シーケンスを表す。
【0095】フレキシブルプロトコルの第2の仕様、す
なわちインキュベーションスケジュールは、図12およ
び図13に示した活動間のインキュベーション期間に関
係するものである。インキュベーションスケジュール
は、活動間の期間、すなわち活動間の時間依存性を定義
する。さらに具体的には、インキュベーション期間は、
二つの活動間の公称時間差、すなわち公称インキュベー
ション期間(NIP)と、公称インキュベーション期間
が変化できる時間の長さ、すなわちインキュベーション
窓とを含む。インキュベーション窓は、システム2のス
ループットを最適化するためにスケジューラが公称イン
キュベーション期間(NIP)に加え、あるいは公称イ
ンキュベーション期間から減じることができる時間の長
さを含む。特に図12を参照すると分かるように、公称
インキュベーション期間(NIP)は、分注活動(P)
と読取り活動(R)との間の時間を定義する。読取り活
動(R)がより早く行われるように、公称インキュベー
ション期間を窓の負の部分で示された時間の長さだけ短
縮することも、あるいは読取り活動(R)がより遅く行
われるように、公称インキュベーション期間を窓の正の
部分で示された時間の長さだけ延長することもできる。
したがって、スケジューラは、時間Tから時間T
でのインキュベーション期間を変化させて、システム2
上で実施する作業を最適化するのに十分な融通性を有す
る。
【0096】図13を参照すると、六つのインキュベー
ションスケジュール規則が時間に関して示されている。
これらの規則は、インキュベーション期間に関連する適
切な活動シーケンスと不適切な活動シーケンスを記述し
たものである。規則(1)は、一つの活動が複数のイン
キュベーション期間を開始できることを指定するもので
ある。さらに具体的には、第1の分注活動(P1)は、
読取り活動(R)を含む第1のインキュベーション期間
(IP1)と、第2の分注活動(P2)を行うことを含
む第2のインキュベーション期間(IP2)を開始す
る。しかし、この逆は許可されない。規則(2)を参照
すると分かるように、ある活動では一つのインキュベー
ション期間しか終了できない。言い換えると、一つの活
動を複数のインキュベーション期間で制約することはで
きない。たとえば、それぞれ、第1の分注活動(P1)
および読取り活動(R)によって開始された、二つのイ
ンキュベーション期間(IP1)および(IP2)で第
2の分注活動(P2)を制約することはできない。フレ
キシブルプロトコル技術を使うと、このシーケンスが無
効になる。規則(3)を参照すると分かるように、検定
の最後の活動は、インキュベーション期間の終点でなけ
ればならない。したがって、分注活動(P)によって開
始されたインキュベーション期間(IP)を終了させる
第1の読取り活動(R1)とは異なり、第2の読取り活
動(R2)はインキュベーション期間を終了させないの
で、フレキシブルプロトコル技術は第2の読取り活動を
無効にする。そのような「後のインキュベーション」活
動は許可されない。規則(4)を参照すると分かるよう
に、第1のインキュベーション期間の前に実施されるイ
ンキュベーション期間の制約を受けない活動は許可され
る。たとえば第1の分注活動(P1)や第1の読取り活
動(R1)など、このような「前インキュベーション」
活動は、第2の分注活動(P2)および第2の読取り活
動(R2)を制約する第1のインキュベーション期間
(IP)よりも前に行われるかぎり、介在するインキュ
ベーション期間の制約を受けなくても検定において許可
される活動である。前のインキュベーション活動は許可
されるが、規則(5)は、インキュベーション期間によ
って制約された活動を、第2のインキュベーション期間
によって制約された1対の無関係の活動よりも前に行う
ことはできないと指定している。さらに具体的に、規則
(5)に関する特定の例を参照すると分かるように、分
注活動(P2)および読取り活動(R2)は、第2のイ
ンキュベーション期間(IP2)のために互いに制約し
あう場合でも、共に、第1の分注活動(P1)にも、第
1の読取り活動(R1)にも制約されないので時間的に
浮動する。最後に、規則(6)は、ある活動が、インキ
ュベーション期間の制約を受ける他の二つの活動間の制
約を受けずに浮動できることを明記するものである。さ
らに具体的には、第1および第2の分注活動(P1)お
よび(P2)は、読取り活動(R)を制約しないインキ
ュベーション期間(IP)の制約を受ける。読取り活動
(R)は、時間の制約を受けず、他の二つの活動に対す
る順序の制約のみを受け、すなわち第1の分注活動(P
1)と第2の分注活動(P2)との間に行わなければな
らない浮動的活動である。
【0097】フレキシブルプロトコル技術の第3の仕
様、すなわち活動の記述は、活動をどのように実施すべ
きかと、活動の継続時間、すなわち、前記で指摘したタ
イミングプロトコルを指定するものである。さらに具体
的に図14を参照すると、分注活動(P)に関するタイ
ミングプロトコルが示されている。この特定の分注活動
(P)は、一次カルーセル46と、補助カルーセル64
と、処理分注器50とを含む分析システム2の三つの資
源を必要とするMEIA検定に使用される分注活動に類
似している。分注活動(P)は、分注器50が前の分注
活動の汚染物質を除去しなければならないとアプリケー
ションソフトウェアが判定する時間T1での前洗浄事象
で開始する六つの事象からなる。しかし、システムが、
前の分注活動では現分注活動(P)は汚染されないこと
を知っている場合、前洗浄事象は発生しない。前洗浄事
象について下記でさらに詳しく説明する。
【0098】前洗浄の継続時間は、一次カルーセル46
に関係する第2の事象に対する分注活動(P)の実施を
開始するシステムソフトウェアに知られている。第2の
事象は、一次カルーセル46上で分注器50が反応容器
34を使用できるようになる前に経過する時間の長さに
対応する時間T2に発生する。反応容器34は、他の活
動が完了し一次カルーセル46が必要に応じて再位置決
めされるまで使用できない。時間T2で、分注器50
は、反応容器34からの流体の吸入を開始する。分注器
50は、十分に吸引すると、補助カルーセル64に整列
するように移動する。一次カルーセル64に関する分注
期間、すなわち時間T2から時間T4までは、分注器5
0が反応容器34から流体を吸引するのに必要な時間
と、分注器50が一次カルーセル46から離れるのに必
要な時間の長さとを含む。第3の事象は、補助カルーセ
ル64上で処理分注器50がカートリッジ68を使用で
きるようになる前に経過する時間の長さを表す時間T3
に発生する。時間T3で、補助カルーセル64は、分注
器50に整列してカートリッジ68への流体の吐出を開
始する。事象4および5は、それぞれ時間T4およびT
5に発生し、カルーセル46、64がもはや現分注活動
(P)から必要とされなくなり、後に続く活動で使用で
きるようになる時間を表す。補助カルーセル64が使用
可能になると、時間T2から時間T5までの分注期間が
完了する。分注期間の後、時間T6で前洗浄サイクルが
完了することによって分注活動(P)が終了する。後洗
浄サイクルが必要かどうかは、現分注活動(P)によっ
て、次に実行すべき活動が汚染されるかどうかに依存す
る。
【0099】前記の説明は明らかに、フレキシブルプロ
トコル技術によって、スケジューラが適切に検定活動を
順序付け、免疫期間を短縮し、分析システム2が高スル
ープット率で連続的に動作するように最適化されるよう
に他の機能を実行することができることを示すものであ
る。フレキシブルプロトコル技術は、最適化できない固
定サイクルに制限された分析器を記載する1991年1
月30日に公開された欧州特許出願第410645号で
開示されたプロトコルなどの「固定」プロトコルとは区
別すべきである。スケジューラが試験スケジューリング
プロセスを開始すると、このプロセスは二つの段階に分
解される。すなわち、(1)スケジューラは、前述の検
定活動と、たとえば反応容器34の装填活動および取外
し活動やカートリッジ68の装填活動および取外し活動
などの固定システム活動を再検討して、試験がキッティ
ングされる前に、試験の実施が実施中の他の試験の活動
と衝突しないようにする。(2)検定プロトコルのパラ
メータ内の最初にスケジューリングされた実行時間より
も前に各試験活動を実行して、資源が休止する時間の長
さを最小限に抑えシステム中の試験の処理量を増加させ
ようとする。
【0100】第1段階では、オペレータは、標本26の
システム2への配置を選択することによって、試験がシ
ステム2上で実施するために準備される順序を選択す
る。分注ステーションの最も近傍に置かれる標本26
は、システム2上で実施するために最初に準備される標
本である。蒸発を防止するために、スケジューラが、試
験の活動で使用されるすべての資源を、試験の検定プロ
トコルで規定された必要な時間に使用できるようにする
まで、試験は準備されない。進行中の他の試験の活動
が、次の試験の活動に必要な時間に資源を使用している
ときは、ライン中の次のテストの準備は延期される。シ
ステム2の標本準備領域は、次の試験が衝突なしで首尾
良くスケジューリングされるまで休止状態のままであ
る。たとえば、キッティング活動から3分後から5分後
までの2分の窓中にときどき、20秒かかる分注活動
(P)を実行しなければならない場合、その窓内のどこ
かで分注活動が行われるまで準備は延期される。次の試
験の適切なスケジューリングを行うことができるとき、
試験が準備され処理領域へ送られる。
【0101】スケジューリングプロセスの第2段階は、
資源の休止時間と、資源の作業量を実施するのに必要な
時間を最小限に抑えるように作業量を最適化することで
ある。試験が処理領域へ送られた後、スケジューラは、
各資源ごとに既存のスケジュールを最適化する。スケジ
ューラは所定の間隔で、各資源ごとの次の作業間隔を調
べる。この間隔内に休止時間がある場合、スケジューラ
は、活動が、許可されたインキュベーション窓内に残る
ことを条件として、休止時間をなくするように資源の作
業量を再構成することによって休止時間を最小限に抑え
ようとする。この間隔の最適化が完了したとき、作業量
のこのセクションが、指定の時間に資源によって実施さ
れる。スケジューラは、実施するように命令された試験
を有する標本26がシステム2上にあるかぎり、引き続
き標本を準備する。資源の作業量の最適化は、システム
に送られたすべての試験が処理を終了するまで継続す
る。
【0102】本発明の他の態様によって、スケジューラ
の標本26準備活動に割り込む手順が提供される。この
態様によれば、システム2のオペレータは、分析システ
ム2のフロントエンド標本領域でも処理領域でも優先操
作向けの標本26(下記では「スタット標本」と呼ぶ)
を識別する。オペレータは、標本カルーセル28への標
本26の配置を選択することによって、試験がシステム
2上で実施するために準備される順序を選択する。分注
ステーションの最も近傍に置かれる標本26は、システ
ム2上で実施するために最初に準備される標本である。
この標本26準備パターンは、オペレータがいつシステ
ム2上にスタット試験を配置するかにかかわらずに割り
込まれる。スタット試験が命令されたときはいつでも、
システム2は現標本に対する試験の準備を終了し、次い
でスタット標本へ直接移動してそのすべての試験を準備
する。蒸発を防止するために、処理領域中の試験の活動
が適切にスケジューリングされるまで、試験に関する標
本の準備は開始されない。
【0103】システムスケジューリングアルゴリズムも
スタット処理向けに修正される。通常の試験に使用され
るスケジューリングアルゴリズムは、各時間ごとに分析
計で処理される試験の数を最大にしようとする。これ
は、試験活動の合間に、このようなギャップに他の試験
の活動を実行できるようにするのに十分な時間を確保す
ることによって行われる。スタット試験に使用されるス
ケジューリング手法は、このある試験をできるだけ短い
時間で処理しようとする。スタット試験の各活動は、試
験の検定定義に定義されたできるだけ早い実行時間にス
ケジューリングされる。試験のすべての活動がシステム
2において適切にスケジューリングされたとき、試験の
標本準備が開始する。スタット標本に対するすべての試
験が準備された後、システム2は、スタット標本に対処
する前に操作していた標本26に戻る。
【0104】スタット試験は、資源の作業量に休止時間
があるときには処理領域での特殊な配慮を受ける。スケ
ジューラは所定の間隔で、システムの処理領域中の各資
源に割り振られた次の作業間隔を調べる。この間隔中に
休止時間がある場合、スケジューラは、前記で詳しく説
明したように資源の作業量を再構成することによってこ
の休止時間を最小限に抑えようとする。検定プロトコル
による定義に応じて現在スケジューリングされているよ
りも早く実施することができるこの資源に関してスケジ
ューリングされた試験活動は、この休止時間を埋めるよ
うに順方向へ移動される。スタット試験活動は、作業量
内で順方向へ移動し、すなわち分析計でスタット試験を
処理するのに必要な時間をさらに短縮する第1候補であ
る。スタット試験は、特殊なスケジューリング処理を受
けるが、システムの処理量に悪影響を与えずにこの処理
を受ける。
【0105】スマート洗浄 本発明は、ランダムアクセス分析システムでの様々なス
テップ、特に、可能性の高い相互作用が試験標本または
試薬によるキャリオーバまたはそれらのクロス汚染であ
る分注シーケンスを使用するステップ間で発生する可能
性が高い分析相互作用を識別する方法および装置も提供
する。本発明の方法および装置は、そのような相互作用
の可能性が高いのはいつかを判定し、そのような状況で
もランダムアクセス処理を可能にする(すなわち、この
方法および装置により、システムは、そのような相互作
用の可能性が高い例では、相互作用の可能性が低い例と
は異なるように反応することができる)。本発明がこれ
を行うことができるのは、システムソフトウェア(特に
スケジューラソフトウェア)が、キャリオーバまたはク
ロス汚染を制御するために分注事象をランダムに処理時
間線に挿入し、かつ処理時間線から除去することができ
るからである。システムは、そのように分注事象を挿入
し削除することによって、処理中の特定の試験標本また
は試薬に必要な洗浄量に対応するように試験標本および
試薬の洗浄量を変化させ、相互作用の可能性をなくす
る。
【0106】本発明は、下記で詳しく説明する簡単なマ
トリックスを使用することによってキャリオーバまたは
汚染を制御することができる。このマトリックスは、シ
ステムが実施する特定の分注ステップを、キャリオーバ
および汚染に関するそのステップの可能性に関係付ける
ようにセットアップされる。システムは、システム自体
がそのマトリックスから判定した値に基づいて、洗浄量
を最小限に抑えるが、汚染またはキャリオーバをなくす
るのに十分な洗浄量を確保するように分注ステップ間の
洗浄量を修正する。本発明の装置および方法は、複数の
試験標本に対して二つ以上の検定を同時に、かつ連続的
にランダムアクセス的に実施することができる、本明細
書で具体的に説明する自動分析システムに組み込んだと
きに特に有用である。
【0107】キャリオーバおよび汚染を低減させるため
に、本発明のシステムおよび方法は実際上、問題を発生
させる原因を調べる。これは、スケジューラソフトウェ
アの全体的な方式と分注ステップおよび洗浄ステップを
検討することによって概念的により適切に理解すること
ができる。各分注ステップが、キャリオーバまたは汚染
を発生させる可能性があると共に、場合によってはキャ
リオーバの影響を受けやすいので、本発明は、各分注ス
テップの汚染の可能性に関する簡単な範疇を提供し、次
いで、各検定ステップがそのような範疇のうちのどの範
疇の影響を受けやすいかを識別する。この場合、前述の
マトリックスが有用である。マトリックスは、スケジュ
ーラソフトウェアによってスケジューリングされた前の
分注ステップおよび次の分注ステップに基づいて、キャ
リオーバまたは汚染の発生する可能性が高いのはいつか
を識別するようにセットアップされる。本発明の装置お
よび方法により、分析システムは、前の分注ステップお
よび次の分注ステップに対応するマトリックスから得た
値に基づいて、適当な洗浄特性に応答して望ましくない
キャリオーバまたは汚染の可能性が高いときにはその可
能性をなくする。動作時には、分析システムは自動的
に、通常の例でのキャリオーバまたは汚染をなくするの
に適した公称レベルまで洗浄される。従来のシステムで
は、最悪ケースでのキャリオーバまたは汚染をなくする
極端なレベルで洗浄する必要があった。しかし、本発明
では、システムソフトウェアが、スケジューリングされ
たシーケンスに基づいて、影響を受けやすいステップの
前に行われる汚染の可能性があるステップの状況を識別
する場合に、余分の洗浄を行う。その組合せの例では、
ソフトウェアにより、システムは、そのような極端な例
でのキャリオーバを制御するのに適した所定の過洗浄を
活動化する。
【0108】本発明のこの手法は、影響を受けやすいス
テップが必ずしも汚染ステップの後に続くわけではな
く、したがって過洗浄が常に使用されるわけではないの
で、システムが実行する洗浄の量を減少させる。要する
に、このシステムの方法は、通常の洗浄が必要な状況で
も、それよりも強い洗浄が必要な状況でも有効であり、
システムのランダム連続アクセス性のために、キャリオ
ーバの発生する可能性が高く、あるいは低いのはいつか
を事前に知ることができない場合でも、任意の例でどの
タイプの洗浄が必要であるかを判定する。本発明は、シ
ステムのランダムアクセス性のために、分注ステップを
必要に応じて処理時間線から削除し、あるいは処理時間
線に挿入できるようにし、汚染状況の可能性をなくする
ようにシステムを維持する。さらに、本発明では、ソフ
トウェアは、連続動作を可能にするシステムにおいて
も、他の分注ステップを処理時間線で操作する必要なし
に必要な洗浄を調整することができる。
【0109】本発明の方法および装置は、時間線上で所
与のステップの直前および直後にある分注ステップに関
係するある種の基本情報をシステムソフトウェアに追跡
させることによって、分析計による洗浄流体消費量を最
小限に抑えるように設計される。本発明の方法および装
置ではすべての検定の相互作用が必要とされるので、す
べての検定がそのプロトコル内で、分注器を洗浄するの
に同じ手法を使用することが好ましい。前述の洗浄シス
テムおよび方法とは異なり、本発明によるこの方法は、
(1)洗浄量を減少させて分析計中の液体および廃棄物
の管理を助け、(2)洗浄時間を短縮して処理量を向上
させる。
【0110】特に、下記の各分注ブロック後の後洗浄に
関する推奨によって前述のシステムのプローブ洗浄制御
機構が設けられた。
【表1】
【0111】本発明によれば、基本分注洗浄は、前記と
同様に、すなわちキャリオーバの後に続く大部分の検定
ステップに対してキャリオーバを制御するのに十分な後
洗浄によって行われる。しかし、推奨された後洗浄が、
後に続くステップに対してクロス汚染またはキャリオー
バを制御するのに不適切なものである場合、下記のよう
に第2のステップのために前洗浄が組み込まれる。
【表2】
【0112】前洗浄は、可変であり、公称前洗浄および
過前洗浄の二つのレベルを有する。公称前洗浄とは、常
に使用すべき量である。キャリオーバの可能性があると
きは、過洗浄が使用される。通常、公称洗浄量は零であ
る。この方法のソフトウェア態様によって、キャリオー
バが発生する可能性があるのはいつかが識別されるの
で、システム全体にわたって使用される後洗浄量の値
を、この方法を実施する前の値から減少させることがで
き、そのため、最悪ケースのキャリオーバ状況を制御す
るのに十分な程度に各検定を洗浄することはもはや必要
とされない。ソフトウェアがキャリオーバの可能性を識
別したときは、キャリオーバを制御するのに必要な追加
洗浄が過洗浄を通じて加えられる。
【0113】スマート洗浄に関するパラメータ、表、用
語 この方法は好ましくは、各分注ステップを記述する五つ
のパラメータ、すなわち、二つの指標値および三つの洗
浄パラメータを使用する。この場合、(i)二つの指標
値とはsus(汚染の影響度)およびcon(汚染の確
率)であり、(ii)三つの洗浄パラメータとはnom
(公称前洗浄番号)、sup(過前洗浄番号)、pw
(後洗浄番号)である。洗浄パラメータは体積ではな
い。洗浄パラメータは、後述の洗浄ライブラリで洗浄を
識別する番号である。 現行の洗浄ライブラリ 洗浄番号 総容積 廃棄物 洗浄カップ 0 0ml − − 1 2 1ml 1ml 2 2.5 1 1.5 3 3 1 2 4 3.5 1.5 2 5 4 2 2 6 4.5 2 2.5 7 5 2 3 8 1 no yes 9 2 no yes 10 3 no yes 11 4 no yes 12 5 no yes
【0114】susパラメータおよびconパラメータ
は、キャリオーバまたはクロス汚染が発生する確率をフ
ラグで示すために使用される。これらのパラメータは、
本発明の方法のマトリックスを通じて相互に関係付けら
れる。
【0115】本発明の方法のマトリックスは、それぞ
れ、オフおよびオンに対応する、0および1のみを含
む。0は、キャリオーバの確率が零であり、1は、キャ
リオーバの確率が存在することを意味する。
【0116】
【表3】本発明の方法のマトリックス con 説明 1 汚染なし(標本なし) 2 エアギャップを含む標本または標本混合物の吸入 3 エアギャップを含まない標本または標本混合物の吸入sus 説明 1 汚染の影響を受けない。 2 エアギャップを含む標本または標本混合物の吸入の影響を受けやすい。 3 エアギャップを含まない標本または標本混合物およびエアギャップを含 む標本または標本混合物の吸入の影響を受けやすい。
【0117】たとえば、分注器ブロックは、すべての標
本分注の影響を受けやすい(sus指標=3)。con
指標が1である(マトリックス値=0)前の分注ステッ
プでは、過洗浄は実行されない。con指標が2または
3である(マトリックス値=1)前の分注ステップで
は、過洗浄が実行される。
【0118】本発明の方法のマトリックスは、キャリオ
ーバまたはクロス汚染の確率が存在するという情報をソ
フトウェアに提供するが、洗浄ステップにどの程度の体
積を使用するかに関する情報はソフトウェアに提供しな
い。その代わり、この情報はnomパラメータ、sup
パラメータ、pwパラメータから提供される。本発明の
方法のマトリックスは、標本だけでなく他の汚染種も定
義してある場合は拡張することができる。
【0119】conパラメータおよびpwパラメータ
は、次の分注ステップの前にプローブがどんな状態であ
るかをソフトウェアに示す。分注ステップ用のこれらの
パラメータを識別するために確立された規則は、後に続
くすべての検定の要件である。
【0120】conパラメータおよびpwパラメータは
下記のように定義される。 説明 con値 pw数/機能 汚染なし(標本なし) 1 (2ml) エアギャップのある標本 または標本混合物の吸入 2 *<= 50μl吸入 1 (2ml) *<= 100μl吸入 3 (3ml) *<= 150μl吸入 5 (4ml)
【0121】150μlよりも多くのエアギャップを含
む標本または標本混合物を吸引することは、過度の洗浄
を使用する必要が生じるので避けるべきである。
【0122】エアギャップを含まない標本または標本混
合物の吸引3では、前記と同じpw値を使用する。
【0123】“*”は、前記の推奨値を用いた場合、本
発明の方法を使用しないとき(後洗浄のみ)に存在する
標本キャリオーバのレベルが10ppm以下であること
を示す。すべてのケースで、最小許容pw値は2ml洗
浄量である。
【0124】susパラメータ、nomパラメータ、s
upパラメータは、検定プロトコルによって制御され
る。これらのパラメータを識別するために確立される基
準が推奨値であり、どの分注シーケンスがキャリオーバ
の影響を受けやすいか、どのシーケンスで問題が発生す
るか、プローブを洗浄するにはどの程度の洗浄量が必要
かを最もよく知っているのは検定プロトコル開発者であ
ることを理解されたい。
【0125】キャリオーバを制御するために、影響を受
けやすい分注ブロックには公称洗浄および過洗浄を使用
する。洗浄カップの洗浄のみが必要とされる洗浄ライブ
ラリ番号8ないし12に対しては0を使用する。nom
=0−公称前洗浄は行わない。nom=8ないし12−
洗浄ライブラリ番号8ないし12を使用する(洗浄カッ
プに対する1mlないし5ml洗浄量)。sup=0−
過前洗浄は行わない。sup=8ないし12−洗浄ライ
ブラリ番号8ないし12を使用する(洗浄カップに対す
る1mlないし5ml洗浄量)。
【0126】スケジューリングの制約のために、過洗浄
量は、最小後洗浄量(2ml)に公称洗浄量を加えた値
以下でよい。これよりも多くの過洗浄量を使用する必要
がある場合、公称洗浄量も増加させるべきである。たと
えば、公称洗浄量が0mlである場合、過洗浄量は0m
lでも、あるいは1mlでも、あるいは2mlでもよ
い。必要な過洗浄量が4mlである場合、公称洗浄量は
少なくとも2mlでなければならない。
【0127】最小後洗浄要件および過洗浄量制約によっ
て、適切なスケジューリングが確実に行われるだけでな
く、時間線上の影響を受けやすいステップとそのステッ
プから「隠れた」汚染の可能性が高いステップとの間
に、最小洗浄量しか必要としない簡単なステップが存在
するので、そのような汚染の可能性が高いステップから
システムが保護される。最小後洗浄要件により、プロー
ブは、影響を受けやすいステップの分注が行われる予定
であるときに適切に洗浄される。
【0128】キッティングセンターは一つの分注ブロッ
クとみなされる。キャリオーバ実験により、標本をキッ
ティングし、その後、洗浄および試薬の分注を行う際、
キャリオーバレベルが1ppm以下になるようにプロー
ブを洗浄するには少なくとも約2mlの後洗浄量で十分
であることが分かった。次のキッティング活動を行う前
の総洗浄量は約4mlであるべきである。試薬ビンの汚
染はプローブの外側からのものである。これは、廃棄物
カップの洗浄によって低いレベル、たとえば200μl
ないし1000μlに低減され、その後、洗浄カップに
対する約1mlないし約2mlの洗浄が行われる。
【0129】化学発光試験 他の実施例によれば、化学発光同種免疫学的検定や化学
発光異種免疫学的検定などの試験標本から得たアナライ
トで形成された免疫複合体によって生成される化学発光
信号を測定する方法および装置が提供される。一実施例
によれば、化学発光検出信号は、磁界によって分離され
た、抗体を塗布された磁粉を含む固定化免疫複合体によ
って生成される。そのような方法によれば、溶液内で懸
濁する磁粉に結合された免疫複合体を含む光学的キュベ
ットを使用し、キュベットの壁に沿って磁界を印加して
分離を行う。免疫複合体を含む粒子を洗浄し、トリガ試
薬を添加し、結果として生じる標識付き粒子からの化学
発光を、化学発光検出システムを使用してキュベット内
で検出し測定する。他の方法によれば、たとえば、アナ
ライトに対する結合親和性を有する微粒子、ポリイオン
捕獲剤などを使用してアナライトを液相で捕獲し、捕獲
アナライトを有孔要素で順次に固定化し、次いで化学発
光信号を化学的に励起し検出する。したがって、連続ラ
ンダムアクセス分析システム内のこのような方法は、溶
液中の高速融解速度を使用して、広範囲のアナライトに
関して極めて感度の高い検定を行う。そのような方法
は、同じ操作台上にさらに蛍光検定処理および化学発光
検定処理を含むことができる、本明細書で説明する自動
連続ランダムアクセス分析装置に対して特に有用であ
る。本発明のそのような自動分析システムは、複数の試
験標本に対して二つ以上の検定を同時に、かつ連続的お
よびランダムアクセス的に実施することができる。特
に、本発明の自動免疫学的検定分析装置は、いくつかの
異なる検定群が別々の交換可能なソフトウェアモジュー
ルを介して実施される統合サブアセンブリのマイクロプ
ロセッサベースのシステムとみなすことができる。この
マイクロプロセッサベースのシステムは、自由度2のロ
ボットアーム分注器および二方向回転カルーセルを使用
して標本を処理する。培養、洗浄、試験片希釈など重要
な検定ステップは、分析計によって自動的にかつスケジ
ューリングどおりに実行される。
【0130】特に、自動連続ランダムアクセス分析装置
は、それぞれ、引用によって本明細書に編入した、関連
米国特許第5089424号、および1988年6月1
4日に出願された米国特許出願第206645号に記載
されたような化学発光検定を実施することができる。前
述のように、この装置によって少なくとも2種類の化学
発光検定、すなわち磁粉捕獲および微粒子膜捕獲が可能
である。化学発光検定プロセスは、ある種の共役体分子
の光散乱特性を利用することによって行われる。このよ
うなプロセスは同種プロセスでも異種プロセスでもよ
い。同種検定プロセスでは、特定の抗体を含む液体媒体
の吸光を測定する。次いで、抗体を抗原と反応させて沈
殿物を形成する。次いで、抗原−抗体沈殿物溶液に、抗
体が吸収できる光を当てる。二つの吸光ステップで測定
された吸光の差を求める。その差が抗体および抗原の結
合の有無を示すものである。この結合反応によって溶液
中の抗体の濃度が減少するので、液体媒体による吸光
は、形成される抗原−抗体沈殿物の度合いに比例して低
減する。同種検定を実施する方法および装置の場合の特
徴として、これらの手順では、次の分析のために反応混
合物から固相を分離しておく必要はない。これに対し
て、異種検定プロセスでは、固相材料を分離しなければ
ならない。このようなプロセスでは、標本上に光源を合
焦させることによって、液体試験標本中の少量の臨床的
に重要な化合物を定量する。たとえば、蛍光光源を使用
することができる。その場合、標本中の蛍光粒子によっ
て蛍光状態が発生し、その強度が、光線の強度および標
本中の蛍光粒子の濃度に関係付けられる。光線に関して
使用される検出器は、粒子が光線によって励起されたと
きに粒子の蛍光放出を形成する光量子を検出する。その
後、次の分析のために、かつ蛍光放出を検出し測定する
ことができるように、標本中の固相材料を混合物から分
離しておかなければならない。
【0131】図15は、自動分析装置を詳しく示し、本
発明で使用できる、化学発光検定技術を使用する2種類
の検出システム、すなわち磁粉捕獲システムおよび微粒
子膜捕獲システムの相対位置を示すために構成要素カバ
ーが取り外された、自動分析システムの断面平面図であ
る。そのような一方の検出システムでは、処理カルーセ
ルは、化学発光磁粉捕獲検定を行うために処理カルーセ
ル上に組み込まれた、磁粉捕獲用の二つの磁気分離ステ
ーション67と化学発光読取り装置検出モジュール69
とを有する。他方の検出システムでは、カートリッジホ
ィールカルーセル上に、微粒子膜捕獲検定を行う化学発
光読取り装置71が取り付けられる。
【0132】磁粉捕獲システム67、69で使用すべき
信号検出モジュール69の断面図を図16に示す。検出
モジュール69は、光導体602を備える。モジュール
69は、ハウジング638内に水平に取り付けられ、反
応カルーセル46(図16には図示せず)上の使い捨て
キュベット140(想像線で図示されている)の近くに
位置決めされる。この位置では、信号検出モジュール6
9は、各キュベット140がモジュール69を通過する
際にそのキュベットの内容物の読取り値を得ることがで
きる。
【0133】図17には、微粒子膜捕獲システムで使用
すべき信号検出モジュール71の断面図が示されてい
る。検出モジュール71は、光導体650を含む。光導
体650の両側に注入導管652が位置決めされる。モ
ジュール71は、反応カルーセル46(図17には図示
せず)のファイバカートリッジ654の上方に垂直に取
り付けられ、各カートリッジ654がモジュール71を
通過する際にそのカートリッジの内容物を検出できるよ
うに位置決めされる。モジュール71は、環境光が読取
りに干渉するのを妨げるように働く光シールド660も
含む。このタイプのシステムで使用されるカートリッジ
654は、カートリッジ654の漏斗型孔656と、好
ましくは繊維マトリックスの形態の固体有孔要素658
とを有する容器である。
【0134】それぞれ、図16および図17に示した、
磁粉捕獲システム69および微粒子膜捕獲システム71
がそれぞれ、それらのタイプのシステムを例示するもの
であることを明確に理解されたい。他のシステム、配置
および構造も可能である。しかし、そのようなシステム
の動作はほぼ同じである。場合に応じてキュベット14
0またはカートリッジ654の内容物からの化学発光放
出光量子は、検出モジュール69、71の光導体60
2、650を通じて光電子増倍管(図示せず)へ送られ
る。モジュール69、71および光電子増倍管は、必要
に応じてキュベット140またはカートリッジ654の
内容物の化学発光信号を測定する。
【0135】液位検知 本発明は、自動分析システムの様々な標本容器中の液位
を検知する固有のシステムおよび方法を含む。液位検知
システムは、自動分注プローブに液体が接触するときに
は必ずそれを検出する。このシステムは、プローブによ
って放射され、様々な標本容器の下方に位置する一連の
アンテナによって受信される近無線周波数(RF)信号
振幅変化を検出する。このシステムは、プローブが液体
に接触したときのプローブと適用されるアンテナとの間
のキャパシタンスの変化を検出するものとみなすことが
できる。このシステムは、空中にあるプローブのキャパ
シタンスを連続的に監視し、プローブが液体に接触した
ことに応じてキャパシタンスの急速な変化を検出する。
【0136】この液位検知システムの重要な特徴は、液
体を報告するのは、プローブが液体に接触したことを信
号振幅と変化率との両方が示したときだけであることで
ある。信号振幅を使用して液体を検出する、以前のシス
テムは、信号振幅が事前に設定されたしきい値を超える
ことのみに基づいて液体の検出を報告していた。したが
って、このようなシステムは、温度、湿度、部品の老
化、部品のばらつき、さらに最も重要なこととして自動
分析システム中の他の構成要素に対するプローブの位置
などの変化によって誘発される信号振幅の変化の悪影響
を受けた。このような条件により、以前のシステムは、
誤って流体の存在を示すことも、あるいは逆に流体の存
在を検出しないこともあった。信号振幅と信号振幅の変
化率の両方に基づいて液体を検出することによって、そ
のような誤った検出または検出の失敗の数が大幅に減少
する。
【0137】ある種の以前の液位検出システムは、プロ
ーブが液体に接触したときに分注プローブ上に存在する
正弦波の電気移相を検出していた。しかし、このような
移相システムは、プローブへの流体配管内で脱イオン水
しか使用しない分析システムに限られていた。本発明で
は、信号振幅を使用して液体を検出するので、分注プロ
ーブへの流体配管で塩水などの導電希釈剤を使用するこ
とができる。
【0138】図18は、自動分析システムに関する本発
明の液位検知システム800の好ましい実施例の概略ブ
ロック図である。液位検知回路ボード801が、自動分
析システムコンピュータ(図示せず)によって使用可能
にされたときに、分注プローブ806および807を監
視するために使用され、プローブが液体に接触したとき
にプローブの移動を停止する。液位検知回路ボード80
1は、標準VMEカードケージに取り付けられ、接続部
814および818でVMEバスからの約+5Vおよび
グラウンドのみを受信する。このボード上のDC/DC
変換器(図示せず)は、ローカル動作電圧を生成して、
ボード自体をVMEバスから絶縁させる。ボードとの間
の制御信号は、接続部816および820を通じてシス
テム入出力ボード(図示せず)へルーチングされる。
【0139】ボード801は、それぞれ、互いに完全に
独立している、処理液位検知回路803とキッティング
液位検知回路805とを含む。処理液位検知回路803
は、処理センターでのプローブ806による液体検出専
用であり、キッティング液位検知回路805は、キッテ
ィングセンターでのプローブ807による液体検出専用
である。
【0140】処理センターの液体検出システムとキッテ
ィングセンターの液体検出システムは本質的に同じであ
り、液体検出は各システムごとに同様に行われる。した
がって、下記の説明は、処理センターでの液体検出シス
テムについて説明するものであるが、キッティングセン
ターにも同様に当てはまる。
【0141】二つの回路803および805はそれぞ
れ、分析システムコンピュータからの”CALIBRA
TE”信号によって制御され、各回路は、”READ
Y”および”DETECT”の二つの出力信号を提供す
る。動作時には、液体検出が必要なときを除いてCAL
IBRATEがセットされる。較正は、以下にさらに詳
しく説明する自動零回路811によって実施される。プ
ローブ806が、液体標本容器819の上方に、好まし
くは流体のすぐ上に置かれ、分析システムコンピュータ
が、標本容器819の様々な寸法を補償する所望の利得
ビットをセットする。出力信号レベルが零になるように
回路が較正されると、CALIBRATEがディアサー
ト(de−assert)され、READYがアサート
(assert)される。次いで、プローブが標本容器
819の方へ移動され、液体に接触し、その時点でDE
TECTがセットされる。分析システムコンピュータ
が、DETECT信号を受信し、垂直プローブ移動を停
止するようモータ制御装置(図示せず)に通知する。D
ETECTは、プローブ806が液体内にあるかぎりセ
ットされたままである。DETECTは、プローブが液
体から取り除かれたときにディアサートされるが、プロ
ーブが再び液体に接触するとリセットされる。プローブ
が液体から引き抜かれ、もはや液体検知が必要ではなく
なると、再びCALIBRATEがアサートされる。C
ALIBRATEモードでは、DETECTは、発生せ
ず、受信するアナログ信号にはかかわらずに論理的に使
用不能にされる。
【0142】同軸ケーブル802は、RF送信信号を検
知システム回路ボード801上の低インピーダンス駆動
装置信号源824からプローブ806へ搬送する。受信
システム813は、各回転カルーセルの下方、および液
体検知が必要とされる領域の下方の固定位置に取り付け
られる。キッティングセンターでは、液体検出が複数の
位置で行われる。したがって、アンテナ810およびア
ンテナアレイ812は、反応容器34、試薬パック3
0、試験標本セグメント容器26の下方に取り付けられ
る。アンテナは、三軸ケーブル808および809によ
って検知システム回路ボード801に接続される。
【0143】RF信号は、低インピーダンス駆動装置信
号源824によって周波数約125KHzで生成され、
同軸ケーブル802を通じてプローブ806に印加され
る。RF信号は次いで、プローブ806と、液体標本容
器819の下方に位置する受信アンテナ813との間の
空間を横切って受信アンテナに結合される。動作時に
は、プローブ806が下降して液体に接触したときに、
プローブからアンテナへの信号が、プローブが空中にあ
ったときに受信された信号よりもわずかに高いレベルに
なる。信号のレベルが高くなるのは、液体の表面が実際
上、送信中のプローブの一部となり、送信信号振幅が増
大し、プローブの電磁界が受信アンテナ813の方へ送
られるからである。
【0144】信号は、主として、キャパシタンスによっ
て数学的にモデル化できる電界によって、プローブ80
6からアンテナ813に結合される。この送信媒体は、
プローブ806から受信アンテナ813への小さなキャ
パシタンスとみなすことができる。したがって、この種
の液体検知を静電容量液面検知と呼ぶことができる。こ
の電界は実際には、プローブから放射される電磁界の一
部なので、この検知装置を”RF”(無線周波数)検知
システムと呼ぶこともできる。ただし、実際に使用され
る周波数は、標準無線周波数よりも数オクターブ低い。
【0145】図19は、自動分析システムに関する本発
明の液位検知システム800の好ましい実施例のより詳
しいブロック図である。液位検知システム800は、振
幅検出器841と低域フィルタ845とを含む同期(ヘ
テロダイン)受信機を含む。この受信機は、アンテナが
検出した電気信号の例外的な狭帯域受信を行う。この同
期受信機では、振幅検出器841が入信号830に基準
信号843を乗じて振幅情報の抽出を可能にする。信号
源824も基準信号843を使用して送信信号826を
生成し、したがって送信信号と受信信号は共にほぼ同じ
周波数のものである。入信号はまた、基準信号とほぼ同
位相でなければならない。
【0146】入信号830に基準信号843が乗じられ
た後、振幅検出器841の出力が低域フィルタ845に
渡され、所望の振幅情報が抽出される。好ましい実施例
の受信機で使用されるフィルタは、ベッセル線形位相フ
ィルタであり、最小オーバシュートまたはオーバシュー
トなしと最小リンギングまたはリンギングなしを示す。
【0147】液体検出システム800は、本発明の好ま
しい実施例での信号検出を機能強化する自動零回路81
1も含む。プローブ806からアンテナ813までの距
離が変化し、プローブが自動分析システム内の構成要素
に接近して誘電定数が周囲の空気よりも高くなるにつれ
て、アンテナ813に到達する信号のレベルが徐々に変
化する。プローブが液体に接触したときの増加が、プロ
ーブ806を空中でアンテナ813の方へ移動したとき
に発生する変化と比べて非常に急速に発生するので、自
動零回路811は、流体検知システム800を使用可能
にして、受信信号強度の非常に小さな増加(約0.2p
f)によって流体を検出する。自動零回路811は、振
幅が徐々に変化する信号を零にして、所定のしきい値を
超えた急速に変化する信号のみを報告する。
【0148】自動零回路のタイミングは、プローブ80
6が静止し、あるいは垂直に移動しているときに回路の
出力がほぼ零に維持されるようなものである。したがっ
て、プローブが自動分析システムの他の構成要素に接近
することによって発生する変化など、徐々に発生する信
号振幅の変化は、自動零回路によって所定のしきい値よ
りも低い値に低減され、振幅の変動がしきい値を超えた
場合でも液体検出として報告されることはない。プロー
ブが流体に接触したために、200マイクロ秒よりも短
い時間内に急速な信号の増大が発生することがある。信
号が急速に増大すると、自動零回路によって低域ベッセ
ルフィルタ844からの出力が増大する。この信号は次
いで、第2の低域フィルタ845を通過し、2Vの簡単
な固定しきい値846に印加される。信号がしきい値を
超えていない場合、液体検出システムは847でREA
DYモードに維持される。流体との接触によって発生し
た増加がしきい値846を超えるのに十分なものであっ
た場合、848でディジタルビットが出力され、DET
ECTがアサートされる。その時点で、自動零回路81
1が使用不能になる。DETECT信号は、849にあ
るシステムモータ制御ボードへルーチングされ、その結
果、流体が検出されたとき、モータ制御ボード(図示せ
ず)はただちにプローブの移動を停止することができ
る。
【0149】依然として図19を参照すると、流体検知
回路803は、それに結合された受信アンテナ813の
すぐ近くにあるシステムグラウンドを基準としているこ
とが分かる。前述のように、回路803は、好ましい実
施例では全長約10フィートの三軸ケーブル808によ
ってアンテナ813に接続される。三軸ケーブルの最外
導体851は、アンテナ852用の接地プレートに接続
され、かつシステムベースプレート853に接続され、
回路用の接地基準を提供する。三軸ケーブル854の内
側シールドは「被駆動シールド」である。内側シールド
854は、一端でアンテナ855用の被駆動シールドプ
レートに接続され、他端で信号・被駆動シールド回路8
40のシールド出力側に接続される。アンテナ813か
らの信号は、内側導体856によって信号・被駆動シー
ルド回路840の入力へ搬送される。信号・被駆動シー
ルド回路840は、バッファとして働き、内側シールド
854を駆動する。これによって、ケーブル808およ
びアンテナ813の有効キャパシタンスが係数約60だ
け減少する。アンテナおよび10フィートケーブルの総
キャパシタンスは通常、約600pfである。信号・被
駆動シールド回路840はこのキャパシタンスを実際
上、約10pfに減少させる。この減少によって、プロ
ーブ806が液体に接触したときに発生する信号強度の
0.2pfの増加の検出が大幅に簡略化される。
【0150】ベッセルフィルタは、送信回路では再現性
のために使用され、受信回路では雑音スパイクのための
最小リンギングのために使用され、その結果、システム
内で最小の雑音レベルが得られる。より鋭いフィルタ
は、場合によっては高いオーバシュートを有し、実際に
はより高い雑音及びリプルレベルをもたらす。
【0151】図20は、本発明の流体検知システム80
0中の電流を示す簡単な概略図である。総電流826
は、信号源824からプローブ806へ流れ、そこで二
つの経路に分割される。一方の経路では、電流836は
プローブから離れ、希釈剤を通じてグラウンドへ流れ、
信号源824に戻る。希釈剤は、希釈剤抵抗834およ
び希釈剤結合キャパシタンス838によって表される。
これとは別に、ずっと小さな電流830がプローブ80
6に入り、空間を通って受信アンテナ813に結合され
る。キャパシタ828は、空中のプローブ806のキャ
パシタンスを表す。プローブが液体に接触すると、液体
の増大した表面積によって追加された追加流体キャパシ
タンス832を介して追加電流が流れる。送信信号の波
長は、自動分析システム内の形状と比べて小さく、した
がってプローブ806からアンテナ813へのほぼすべ
ての結合は電界によるものである。低インピーダンスの
送信信号をプローブに印加し、その信号を別のアンテナ
で受信することによって、プローブプラミング中の導電
希釈剤の分路効果がなくなる。信号・被駆動シールド回
路840(図19)がアンテナ813からの電流しか測
定せず、希釈剤中の電流は測定しないことに留意された
い。
【0152】図21は、プローブが空中にあるときのプ
ローブ806とその電磁界815と液体標本容器819
とアンテナ813との配置を示すものである。アンテナ
813は、液体標本容器の真下にほぼ直線状のプローブ
806の長手方向軸の延長線に沿って位置決めされる。
図21に示したように、空中にあるプローブから放射さ
れた電気信号815は、長手方向軸に垂直な平面X−X
上であってプローブの長さの中心で最も強い。電気信号
中の長手方向軸の延長線に沿って零Yがある。したがっ
て、プローブ806が空中にあるとき、アンテナ813
に到達する信号はほとんどない。
【0153】図22は、プローブが液体に接触したとき
のプローブ806とその電磁界815と液体標本容器8
19とアンテナ813との配置を示すものである。プロ
ーブが空中にあるとき(図21参照)よりも大きな信号
レベルが長手方向軸の延長線に沿って放射される。した
がって、プローブ806が液体に接触したときにアンテ
ナ813が受信する信号レベルは著しく高くなる。
【0154】図23は、液体標本容器819からアンテ
ナ813までの距離が大きすぎる場合、液体中のプロー
ブによって生成される電磁界815でも、検出をトリガ
するのに十分な信号をアンテナ813で生成するのに不
十分であることを示す。この状態が発生するのは、標本
セグメント容器600(図36)で短い標本カップを使
用したときである。したがって、標本セグメント容器6
00は、短い標本カップが挿入される位置のすぐ下に取
り付けられた流体液位検知スリーブ608を備える。検
知スリーブ608は、アルミニウムで構成することも、
あるいはその他の導電材料で構成することもできる。
【0155】図24に示したように、検知スリーブ60
8は、電気信号815をプローブ/液体の組合せから受
信アンテナ813の近傍へチャネリングするように働
く。スリーブ608は、スリーブの頂部が標本カップ中
の液体の頂部にほぼ一致する高さに取り付けられる。ス
リーブの取り付け位置が高すぎる場合、空中にあるプロ
ーブからの信号のチャネリングのために誤った流体検出
が行われる恐れがある。スリーブの取り付け位置が低す
ぎる場合、スリーブが電気信号をアンテナ813にチャ
ネリングするように適切に機能しないので、流体検出は
失敗する。
【0156】図43および図44はそれぞれ、長試験標
本カップアダプタスリーブ649および短試験標本カッ
プアダプタスリーブ655の断面立面図である。これら
のアダプタスリーブは、図4Gの短試験標本Vacut
ainer(R)チューブセグメントアセンブリと共に
使用することができる。各アダプタスリーブ649およ
び655は、導電コア材料651、たとえばアルミニウ
ムで構成される。液体標本カップ653は、アダプタス
リーブのどちらかの頂部に置かれる。プローブが標本カ
ップ中の液体に接触すると、コア材料651が電気信号
をプローブ/液体の組合せから、下方に取り付けられた
受信アンテナ813の近傍へ伝達する。
【0157】図25は、システムの雑音レベル対信号周
波数をグラフに表したものである。このグラフは、狭フ
ィルタ帯域幅(250Hz)と共に高中心周波数(12
5KHz)を有することが重要であることを示してい
る。システムの雑音レベルは、低い周波数でピークに達
し、周波数が増加するにつれて低減する。すなわち、雑
音を低減させるには狭い帯域幅を有するより高い周波数
で動作すると有利である。
【0158】本発明の液位検知システムが、液位検知が
必要とされる任意の自動分析計で使用できることを理解
されたい。
【0159】シリンジ気泡フラッシャ 本発明によるシリンジは、自動分析システム、またはシ
リンジが流体を吸引し吐出する精度及び精密度に依存す
るプロセスでフルイディックスが使用される応用例で使
用することができる。気泡を自動的にフルイディックス
システムから完全に押し流す能力を有するシリンジは、
そのような精度及び精密度を達成し維持することができ
る。本発明によるシリンジは、ピストンがシールを通じ
て締まりばめボア内で往復運動するように構成される。
ボアは、閉鎖端部を有し、ボアとピストンは、流体入口
・出口手段と連通する環状チャンバを規定する。流体
は、シールの近傍で導入され、流体入口手段を通過し、
ピストンの周りの環に入り、環からの直交流押し流し気
泡を生成する。直交流が発生している間、ピストンはボ
ア内で往復運動する。この往復運動によって、環中のピ
ストンとボアとの間に高流体速度がもたらされる。この
高流体速度によって、ピストンまたはボア壁に付着して
いる気泡が押し流される。ピストンは、その完全な内側
伸長位置へ移動したときに、ボア端部に極めて接近し、
したがってボア端部またはピストン端部に付着している
気泡を押し流す。環状チャンバ内でのピストンの移動に
よって押し流された気泡は、シールの近くの直交流によ
ってシリンジから流し出される。
【0160】次に図26、図27、図28をまとめて参
照すると、流体を吸引し様々な分注機構に吐出し、シリ
ンジ122から気泡を自動的に押し流す能力を有するシ
リンジ122が示されている。診断計器が検定を正確に
実施する能力は、シリンジ、すなわち分注によって試薬
および標本を吸引し吐出する精度及び精密度に厳密に依
存する。シリンジの精度及び精密度は、シリンジ内に小
さな気泡が存在することによって著しく低下する。残念
なことに、気泡は、極めて頻繁に発生するものであり、
除去し、あるいはなくするのが困難である。シリンジ1
22は、気泡を自動的にフルイディックスシステムから
完全に押し流すことによってこのような問題を回避す
る。シリンジ122は、ピストン124がシール126
を通じて締まりばめボア128内で往復運動するように
構成される。ボアの端部130が閉じる。ピストン12
4は、閉鎖されたボア端部130の形状を近似するピス
トン端部132を有する。ピストン124とボア128
との間に環138が存在する。流体入口ポート134お
よび流体出口ポート136は、互いに180゜だけ離れ
るように位置決めされ、シール126の近傍に位置す
る。流体入口ポート134に、加圧された流体が導入さ
れる。流体は環138に流入し、ピストン124の両側
の周りを流れ、次いで流体出口ポート136から排出さ
れる。この直交流は、シール126の近くの領域から気
泡を押し流す。
【0161】依然として図26、図27、図28をまと
めて参照すると、環138中のシール126の近くで直
交流が発生している間、ピストン124はボア128の
内部で往復運動する。この往復運動によって、環138
中のピストン124とボア128との間に高流体速度が
もたらされる。この高流体速度によって、ピストン12
4またはボア壁に付着している気泡が除去される。ピス
トン124の内側への移動により、除去されたこのよう
な気泡は、直交流領域へ押し流され、そこで、直交流に
よってシリンジ122から流し出される。ピストン端部
132とボア端部130は、類似の球形を有する。ピス
トン124は、その完全な内側伸長位置へ移動したとき
に、ボア端部130に極めて接近する。ボア端部130
上に付着している気泡は分裂され除去される。同様に、
ボア端部130およびピストン端部132からの気泡
は、直交流領域へ押し流され、そこで、直交流によって
シリンジ122から流し出される。直交流が発生してい
る間にピストンを往復運動させるシーケンスは、この装
置によっていつでも自動的に実行することができる。
【0162】依然として図26、図27、図28を参照
すると分かるように、流体は、シリンジ122の流体出
口ポート136から出た後、管継手、管の全長、別の管
継手を通過し、プローブ106に入り、プローブ先端1
08から出る。試薬の吸引および吐出が実際に行われる
のはプローブ先端108である。シリンジとプローブ先
端との間に閉じ込められた気泡も性能を低下させ、した
がってシリンジから押し流された気泡が滞留する場所が
あってはならない。したがって、配管上のシリンジとプ
ローブとの間で死空間のない管継手を使用する必要があ
る。本発明のシリンジ122の気泡押し流し態様の動作
時には、静止位置またはホーム位置124’からのピス
トンの最初の引き込み速度は、ピストンが完全引き込み
位置124”に接近する際の速度よりも低い。ボアの端
部に対するピストン動作のこの種の操作によって、ボア
内の高真空および気泡の形成が回避される。これに対し
て、ボアの端部中の事前に形成された気泡の除去を迅速
化するためにピストンをホーム位置124’から最高速
度で引き抜くことができる。そのような気泡押し流し手
順の後、弁が閉鎖され、吸引を行うことができる。しか
し、このシリンジを吐出態様に使用する場合、規制され
た量の液体が吐出のために通過できるように弁を開放し
ておくことができる。
【0163】次に図26を参照して、シリンジ122の
吸引態様の動作を説明することができる。前述の気泡押
し流し動作に続いて、ピストン124がホーム位置12
4’に置かれ、死空間のない二方向電磁弁135が閉鎖
される。電磁弁135を閉鎖すると、プローブ先端10
8を除いてフルイディックスシステム中の流体が閉鎖さ
れる。フルイディックスシステム中の流体は、トリス流
体(tryss fluid)または作動流体媒体であ
り、好ましくは、吸引すべき標本または試薬に反応する
ことも、あるいは混合することもない。作動流体媒体の
例には、吸引すべき流体の特性に応じて脱イオン水、塩
水などが含まれるが、これらに限らない。
【0164】依然として図26を参照すると、流体を吸
引するために、プローブの先端108が、吸引すべき流
体内に位置決めされている。次いで、ピストン124が
ホーム位置124’から、吸引する流体の量を表す位置
へ移動される。ピストンを引き込むことによって、作動
流体媒体がプローブ先端108からその内部に引き込ま
れる。次いで、プローブ先端108が、吸引すべき流体
を排出する位置に位置決めされる。次いで、ピストン1
24をホーム位置124’に戻すことによって、吸引す
べき流体が排出される。流体を吐出する位置にプローブ
先端108を位置決めし、電磁弁135を開放し、作動
流体媒体をフルイディックスシステムに流し込むことに
よって、残留している吸引すべき流体をときどきフルイ
ディックスシステムから押し流すことができる。流体が
フルイディックスシステムから押し流された後、電磁弁
135が閉鎖され、シリンジ122を引き続き使用して
流体を吸引することができる。
【0165】再び図26、図27、図28をまとめて概
略的に参照すると分かるように、シリンジ122構造
は、長さ約8.3”、幅約3.5”、深さ約2.7”で
あってよいが、それに限るものではない。線形アクチュ
エータ125は、フレーム123に取り付けられる。ア
クチュエータモータ121は、対合する親ネジ137が
螺着するナット手段127を回転させる。親ネジ137
は、底面上に軸受131が取り付けられたカプラ129
に固定される。軸受131は、フレーム123の溝内を
走る。
【0166】カプラ129は、回転に関して軸受131
の制約を受けるので、線形アクチュエータモータ121
がナット手段127と、カプラ129に固定されたピス
トン124を回転させ、したがってピストン124をシ
ール126を通じて往復運動させたときに往復運動す
る。
【0167】ピストン124は、バネが装入され、ポリ
エチレン磨耗リング133によって保持され、ポリエチ
レン磨耗リングの上方のOリングで構成されたシール1
26を通じて往復運動する。ピストンとボアとの間の間
隙は、小さく、好ましい実施例によれば、約0.00
2”ないし約0.008”である。ピストン124が往
復運動すると、環138中のピストン124とボア12
8との間で非常に高い流速が生成される。このような高
い流速によって、ボア128中の気泡がシール領域へ押
し流され、そこで、直交流によってシリンダ122から
流し出される。シリンジ122から押し流された気泡
が、連通するチューブに沿って先端から流し出される際
に滞留する場所がなくなるように、シリンジ122と先
端解放手段との間に、死空間のないはめ込みが位置決め
される。
【0168】シリンジを手動で操作するか、それとも自
動分析計によって操作するかにかかわらず、多数の医療
診断器具および装置の場合のような流体の厳密な吸引お
よび吐出や、厳密な分析分注を含むがこれらに限らない
流体の厳密な操作が必要とされる状況や、様々な量の流
体、特に少量の流体の厳密な操作が必要とされる類似の
状況で本発明のシリンダを使用できることを理解された
い。また、シリンジの下流側に第2の弁を含めることに
よって、シリンジを精密容積式ポンプ(positiv
e displacement pump)に切り替え
ることができる。
【0169】本発明のシリンジは、本発明でさらに詳し
く説明するシステムなど、複数の試験標本に対して二つ
以上の検定を同時に、かつ連続的およびランダムアクセ
ス的に実施することができる自動分析システムに対して
特に有用である。特に、本発明の自動免疫学的検定分析
装置は、いくつかの異なる検定群が、別々の交換可能な
ソフトウェアモジュールを通じて実行される統合された
サブアセンブリのマイクロプロセッサベースのシステム
とみなすことができる。このマイクロプロセッサベース
のシステムは、自由度2のロボットアーム分注器と二方
向回転カルーセルを使用して標本を処理する。培養、洗
浄、標本希釈など重要な検定ステップは、分析計によっ
て自動的にかつスケジュールどおりに実施される。
【0170】試薬キャップパックアクチュエータ 試薬を使用して流体を分析する診断システムは、このよ
うな流体または試薬の濃度が正しいかどうかに強く依存
する。蒸発が試薬の濃度に影響を及ぼすことがあるの
で、このような流体の貯蔵容器からの蒸発を最小限に抑
えることが重要である。たとえば、自己密封隔膜設計を
使用して、出荷シールが破られた後、試薬が除去された
後などに蒸発を制御するのを助ける試薬容器が発表され
ている。しかし、そのような設計は、分注プローブによ
るある容器から他の容器への試薬のクロス汚染またはキ
ャリオーバの原因となる。また、現在知られている容器
閉鎖システムを手動で操作し、あるいは隔膜キャップを
使用すると、高価な試薬が汚染され蒸発する。
【0171】本発明によれば、システムの移送分注機構
によって、複数の容器を蒸発密封状態から、容器の試薬
にアクセスするための開放位置へ操作することが容易
な、試薬の蒸発を制御する装置および方法が提供され
る。以下にさらに詳しく説明するように、この装置は、
開閉手段を使用して、複数の容器を、閉鎖して蒸発密封
状態にすることができる。特に、試薬容器は、それが開
放状態のままである時間を最小限に抑えるように装置に
よって開閉され、したがって蒸発が最小限に抑えられ、
あるいはなくなり、同時に、分注プローブまたは容器に
含まれる液体試薬への分注プローブまたは移送機構によ
るアクセス可能性が最大になる。クロージャキャップ手
段を開閉するこの方法は、容器の蒸発差の変動に適応し
て、容器を適切に開閉し、同時に、容器が使用されない
ときには蒸発シールを維持する。
【0172】図34および図35に示したように、共通
の分注プローブによるそれぞれの異なる試薬容器間の汚
染またはキャリオーバを防止し、同時に蒸発を最小限に
抑えるように試薬容器450の閉鎖キャップ手段454
を開閉する開閉ステーション464が設けられている。
開放されたままの容器クロージャを有し、自動閉鎖手段
を含まないクロージャシステムについて説明したが、そ
のようなクロージャシステムは、本明細書で説明するク
ロージャキャップ手段を開閉することはできない。たと
えば、本発明の開閉ステーション464は、たとえば、
開閉の日常的な用途向けの蒸発密封ソフトクロージャ
や、試薬非使用期間または試薬パック操作向けの蒸発密
封ハードクロージャなど、様々な位置にクロージャキャ
ップ手段454を開閉することができる。
【0173】本発明によれば、パック30(図31およ
び図32)の試薬容器が開閉ステーションの464の下
方に移動され、そこで、ステーションがクロージャキャ
ップ手段454を開放する。分注プローブによって容器
中の流体が引き込まれ、開閉ステーションが容器を閉鎖
して蒸発密封状態にする。図29および図30に示した
本発明の一実施例では、試薬パック30は、ピン37上
の開放位置と閉鎖位置との間で旋回するカバー31を有
する。ピン37は、開放位置と閉鎖位置との間でのカバ
ー31の移動を容易にするバイアスバネ手段を含むこと
ができる。たとえば、そのようなバネ手段は、所望のバ
イアスをもたらすように、伸張プラスチックなど伸張材
料で形成されたヒンジでよい。
【0174】本発明の装置および方法は、試薬容器間の
汚染を低減させ、あるいは防止し、たとえば、普通なら
容器を急激に開放することの結果として生じる、通常は
滴の形態でランダムに噴霧された液体試薬または空中を
浮遊する液体試薬による試薬の損失を防止するように試
薬容器クロージャシステムの開放加速度を制御すること
もできる。カバー31は、ピン37の他方の側から半径
方向へ延びて、カバー31用のレバーアームとしてのタ
ブ33を形成する。この実施例によれば、この装置は、
フロントエンドカルーセル4上の開閉ステーション(図
示せず)に位置決めされた線形アクチュエータ(図示せ
ず)を備える。線形アクチュエータは、タブ33に係合
するノッチ付き下端35’を有するプランジャ35を往
復運動させる。線形アクチュエータがプランジャ35を
下向きに延ばすと、プランジャのノッチ付き下端35’
がタブ33に係合してカバー31を開放する。アクチュ
エータがプランジャ35を引き込むと、プランジャのノ
ッチ付き下端35’がタブ33を引き上げてキャップ3
1を閉鎖する。
【0175】好ましい実施例(図31ないし図35)に
よれば、クロージャキャップ手段454によって閉鎖さ
れる試薬容器開口部452を有する試薬容器450を含
む試薬パック30の平面図が図31に示されている。試
薬容器450は、開放されたバルク液体容器460と共
に試薬パック壁456内に維持される。試薬パック壁4
56は、フロントエンドカルーセル4(図3)の試薬パ
ックカルーセル32(図3)に挿入するのに適した構造
を試薬パック30に与える。試薬容器450および開放
されたバルク液体容器460は、試薬パック容器取り付
け安定化表面458によって試薬パック30内に維持さ
れる。図32の側面断面図は、図31の断面A−Aに沿
ってとった断面図であり、クロージャキャップ手段45
4の三つの位置を示す。たとえば、クロージャキャップ
手段454は、たとえばフロントエンドカルーセル4の
移動などによるクロージャキャップ手段454の閉鎖を
妨げるために、バネ手段によってロック位置に好ましく
バイアスされた開放位置454’と、開放されるがロッ
クされない位置454”と、閉鎖位置454で示されて
いる。開放位置454’および454”では、分注プロ
ーブが適切なアクセスを行い容器開口部452を通して
試薬容器450から液体容器を引き込むことができるこ
とを理解されたい。
【0176】なお、クロージャキャップ手段454の移
動および位置は、図のものに限るものではなく、分注プ
ローブが試薬容器450中の試薬にアクセスできるかぎ
り他の開放位置が企図される。図33の等角図は、試薬
容器450、クロージャキャップ手段431、接触表面
433、試薬容器開口部452を示す。クロージャキャ
ップ手段454は、前述のように閉鎖位置にあるとき
に、試薬容器開口部452にはまり、離隔されたリング
部材463と共に蒸発密封試薬容器450を提供するキ
ャップ部材462を露出させた開放位置で示されてい
る。そのような蒸発密封閉鎖位置が、長い非使用期間ま
たは試薬パック30操作向けにキャップ部材462が開
口部452にかたく固定される前述のハードシールで
も、キャップ部材462が、リング部材463の助けな
しで、あるいは最小限の助けで開口部452に対してわ
ずかに開放され、しかも蒸発密封位置を維持するソフト
シールでもよいことを理解されたい。
【0177】図34には、開閉ステーション464が斜
視側面立面図で示されており、図35には、開閉ステー
ションの異なる斜視側面立面図が示されている。開閉ス
テーション464にはハウジング466と駆動モータ4
68が取り付けられる。ハウジング466は、開閉ステ
ーション464を試薬カルーセル32(図3)の上方に
取り付け固定する取り付け手段470を有する。開閉ス
テーション464は、下向きに移動してクロージャキャ
ップ手段454のタブ部453に接触し、それによって
クロージャキャップ手段454を図34に示した所望の
開放位置へ動かす開放ピン472を備える。前述のよう
に、開閉ステーション464によってクロージャキャッ
プ手段454を開放する場合でも閉鎖する場合でも、試
薬カルーセル32の回転運動によって、所望の試薬容器
450が開閉ステーション464の下方に位置決めされ
る。
【0178】動作時には、試薬カルーセル32が、図3
4中の容器450が開放ピン472から離れて試薬パッ
ククロージャアクチベータ474の下方に位置決めされ
る。試薬パッククロージャアクチベータは、開放された
クロージャキャップ手段454に摩擦接触し、それによ
ってクロージャキャップ手段454を、図32に示した
ほぼ垂直な開放位置454’から開放ロック位置45
4”へ押す。クロージャキャップ手段454はこの位置
で、前述のように内部バネ手段(図示せず)によってロ
ックされる。たとえば、図34は、開放ピン472がク
ロージャキャップ手段454のタブ453に接触し、そ
のため、クロージャキャップ454が旋回手段476の
周りで旋回して図のほぼ垂直な位置へ開放された後の開
放位置にあるクロージャキャップ手段454を示す。開
閉ステーション464はさらに、三つの弁型ヘッドの形
態のものであり、開放ピン472が下向きに押されクロ
ージャキャップ手段454のタブ453に接触して試薬
容器450を開放する間非活動位置にある試薬パックク
ロージャアクチベータ部材474を備える。試薬パック
クロージャアクチベータ部材474は、クロージャキャ
ップ手段31(図30)またはクロージャキャップ手段
454(図34)の寸法に類似の寸法を有する単一の弁
型ヘッドの形態のものでもよい。
【0179】試薬容器450を閉鎖するために、図34
に示した開放位置454’または454”のとき、試薬
パック450は、カルーセル32の回転移動によって試
薬パッククロージャアクチュエータ部材474の下方に
位置決めされ、その結果、クロージャキャップ部材45
4は、部分的に下降された開放ピン472または部分的
に下降された試薬パッククロージャアクチュエータ部材
474に摩擦接触する。開放ピンまたはアクチュエータ
部材は、開放ロックされたクロージャキャップ手段45
4を押し続け、バネ手段に打ち勝ってクロージャキャッ
プ手段454を部分的に閉鎖された位置またはソフトシ
ール位置に戻す。試薬パッククロージャアクチュエータ
部材474がクロージャキャップ手段454に接触する
ことによって試薬容器450上にソフトシールを形成す
るようにクロージャキャップ手段454を形成すること
も、ソフト閉鎖されたクロージャキャップ手段454に
アクチュエータ部材474をよりきつく接触させてクロ
ージャキャップ手段を強制的にハード閉鎖位置にするこ
とも、その両方を行うこともできる。開放ピン472を
使用して試薬パックデザーブ(deserve)アクチ
ュエータ部材474の助けなしでそのようなソフトシー
ルまたはハードシールを同様に行うことができ、その結
果、すべての例で試薬容器450が閉鎖蒸発密封状態に
戻されることを理解されたい。
【0180】クロージャキャップ手段454が、図33
に示したように各試薬容器450ごとに個別のもので
も、あるいは図34および図35に示した一そろいの型
のものでもよいことを理解されたい。また、図30およ
び図34に示したように、クロージャキャップ手段45
4が各試験容器450ごとに個別のものであるか、それ
とも複数の試薬容器450をカバーする拡張クロージャ
キャップ手段を与えるように連結されるかにかかわら
ず、開閉ステーション464はたとえば、独立に機能
し、個別の試薬容器を開放し、あるいは好ましくはすべ
ての試薬容器450を同時に開放するように動作するこ
とができる、三つの開放ピン472と三つの試薬パック
クロージャアクチュエータ部材474とを有することも
できる。
【0181】好ましい実施例によれば、クロージャキャ
ップ手段454の開放の加速度は、試薬パッククロージ
ャ部材474によって制御され、そのため、試薬パック
クロージャ部材474は、前述のように、クロージャキ
ャップ手段454の開放プロセス中にクロージャキャッ
プ手段454の上面に接触し、クロージャキャップ手段
と共に上向きに往復運動する。試薬パッククロージャ部
材474は、クロージャキャップ手段454の上面に往
復接触する際、クロージャキャップ手段454に対する
下向きの抵抗を与えてその上向き加速度または開放加速
度を制御し、同時に、分注プローブが試薬容器450中
の液体試薬にアクセスできるようにクロージャキャップ
手段454が所望の開放位置へ開放できるようにする。
【0182】本発明の教示から逸脱せずにクロージャキ
ャップ手段454および開閉ステーション464の動作
の他の変形例が企図されることを理解されたい。たとえ
ば、バネ手段は、クロージャキャップ手段454の旋回
手段476に結合することも、あるいはクロージャキャ
ップ手段431(図33)のヒンジ手段437に結合す
ることもでき、その場合、クロージャキャップ手段45
4または431の閉鎖はそれぞれ、開放ピン472また
は試薬パックアクチュエータ部材474の下向きの力の
助けなしで行うことができる。たとえば、クロージャキ
ャップ手段454または431を閉鎖位置へバネバイア
スさせることができ、その場合、開放ピン472は、前
述の開放動作に続いてクロージャキャップ手段454の
タブ453またはクロージャキャップ手段431のタブ
433に接触したままになってクロージャキャップ手段
454または431を開放位置に維持し、分注プローブ
によって試薬容器450から試薬を取り出すことができ
るようにする。ピペットが試薬容器450から引き抜か
れた後、開放ピン472がタブ453または433から
離れて上向きに移動し、そのため、クロージャキャップ
手段454または431はその蒸発密封閉鎖位置に戻る
ことができる。バネ手段は、伸張プラスチック、引張り
バネなどの伸張材料の形態のものでよく、当業者なら前
記の考慮すべき点を知ることによって所望のバイアスを
確認することができる。当業者には理解されるように、
そのような実施例はたとえば、取り付けられた試薬パッ
クを移動する手段が設けられないAbbott IMx
(R)分析計またはTDx(R 分析計で使用すること
ができる。
【0183】また、分注プローブ移送機構を、開閉ステ
ーション464から離れた位置またはステーションに配
置して、分注プローブが試薬容器中の試薬にアクセスで
きるようにするためのそのような分注プローブ移送機構
への試薬パックの移動を要求することも、あるいは、開
閉ステーション464と結合して、試薬パックのそのよ
うな移動または位置決めを不要にすることもできる。さ
らに、開閉ステーションは464は、本明細書で説明す
るカルーセルの回転移動との併用に限られるものではな
い。たとえば、試薬パックを非同心状コンベアシステム
または直線状コンベアシステム上に取り付け、あるいは
その他の方法で位置決めすることができ、その場合、本
明細書で説明するように、非同心状システムが試薬パッ
クと共に往復運動してクロージャキャップ手段の開閉が
容易になる。同様に、開閉ステーションは、必ずしも水
平面内にはないカルーセルおよび非同心状コンベアシス
テムと共に使用することもできる。
【0184】キッティングセンターは、一つの分注ブロ
ックとみなされる。キャリオーバ実験により、標本をキ
ッティングし、その後、洗浄および試薬の分注を行う
際、キャリオーバレベルが1ppm以下になるようにプ
ローブを洗浄するには少なくとも約2mlの後洗浄量で
十分であることが分かった。次のキッティング活動を行
う前の標本のための総洗浄量は約4mlであるべきであ
る。標本による試薬ビンの汚染はプローブの外側からの
ものである。これは、廃棄物カップの洗浄によって低い
レベル、たとえば200μlないし1000μlに低減
され、その後、洗浄カップに対する約1mlないし約2
mlの洗浄が行われる。
【0185】オペレータの関与を最小限に抑えて試薬を
一様にかつ迅速に試薬も再懸濁させ連続的に混合するに
は、試薬カルーセルに新しい試薬パックを追加するたび
に試薬を自動的に混合し、分析計の動作時には試薬を定
期的に混合する。この自動混合は、非対称的な休止を含
む試薬カルーセルの前後運動によって行うことができ、
約1分ないし2分内に完了する。カルーセルの加速度、
速度、移動距離、休止の非対称性は、分析計で使用され
る充填量の範囲にわたって泡立ちも気泡の形成もなしに
最も迅速な試薬の再懸濁がもたらされるように最適化さ
れる。
【0186】自動試薬混合によって下記の利点がもたら
される。オペレータは、貯蔵されていた試薬を、分析計
上に配置する前に(たとえば反転または振混ぜによっ
て)手動で混合する必要がなくなる。このため、オペレ
ータがそれほど関与せずに短時間で試薬を分析計上に装
填することができる。反転などの手動混合の場合よりも
自動混合の場合の方が、試薬が泡立ち、あるいは気泡を
形成する確率が低い。泡立ちおよび気泡の形成は、分析
計の機能に悪影響を及ぼし、検定性能に悪影響を及ぼす
恐れもある。自動混合では、試薬が常に十分に混合さ
れ、かつ一様に混合される。分析計の動作時にときどき
自動混合を行えば、試薬が一様に懸濁し、オペレータが
試薬パックを定期的に取り外して試薬を混合する必要が
なくなる。ある種の状況では、自動混合によって、混合
の始めに存在する気泡を散逸させることができる。本発
明によるキッティング活動および処理活動の詳細な説明
は、後でフェノバルビタール検定用のFPIA手順およ
びCEA検定用のMEIA手順に関して提示する。
【0187】試験標本容器セグメント 他の実施例によれば、自動分析計と共に使用すべき様々
な寸法の複数の試験標本容器を受容するようになされた
試験標本容器セグメントが提供される。このセグメント
アセンブリは、自動分析計の試験標本カルーセルと共働
して、そのような自動分析計が処理できる試験標本容器
の種類を増加させることができる。したがって、試験標
本容器セグメントアセンブリのために、普通なら整合し
ない試験標本容器から、分析計と共に使用する必要があ
る試験標本容器へ試験標本を移送する必要がなくなる。
【0188】具体的には、試験標本カルーセルは、本発
明の試験標本セグメントを受容する複数の位置を備え
る。たとえば、カルーセルは好ましくは、それぞれ、1
0個または15個の試験標本容器を含む、六つの試験標
本セグメントを受容するようになされる。このセグメン
トはたとえば、一つまたは複数の標本カップおよび一次
チューブに適応することができる。一次チューブのサイ
ズの総数と寸法は一定ではない。一次チューブおよび標
本カップは、同じ標本セグメント内で組み合わせること
ができる。それぞれの異なる標本セグメントは、標本の
移送と試薬容器カルーセル上の反応容器への試薬のキッ
ティング(kitting)を行うために分注手段と組
み合わせて使用されるプローブに対する共通のレベルを
有する自動分析システムを提供するために標本の吸引が
ほぼ同じ高さで行われるように一次チューブおよび試験
カップを支持する。したがって、時間および用途との関
係でプローブ分注手段が必要なので、この試験セグメン
トアセンブリは、そのような一次チューブおよび試験カ
ップを使用する際に走行距離および検知時間を短縮し、
したがってシステムの処理量を増加させる。好ましく
は、各標本セグメントは、分析計によって読み取られ自
動ランダムアクセス分析計内のキッティングおよび処理
に関する標本セグメントに関連付けられる識別番号およ
びコードを含む。したがって、試験標本カルーセルは、
試験標本セグメントアセンブリと共に、一次チューブ、
標本カップ、本明細書で説明する類似の容器などの標本
容器を装入し取り外すうえで最大のアクセス可能性をも
たらす。
【0189】試験標本容器アセンブリ600を図36に
斜視図で示す。本発明によって構想される試験標本容器
が、すべて、様々なサイズや寸法のものであってよく、
Vacutainer(R)チューブ、試験チューブ、
キュベット(cuvette)、バイアル(via
l)、標本カップなどを含むが、これらに限らないこと
を理解されたい。このアセンブリは、フレーム601と
操作手段603とを有する。アセンブリ600は、容器
挿入開口部606を通じて試験標本容器を挿入すること
ができる試験標本容器取り付け棚604を有する。容器
は、容器挿入開口部606に挿入された後、液位検知ス
リーブ608によって受容され囲まれる。しかし、アセ
ンブリの挿入開口部606は、スリーブ608を使用せ
ずに試験標本容器を適切に支持し固定することができ
る。試験標本容器セグメントアセンブリ600は、互い
に平行であり試験標本容器カルーセルの曲率半径に等し
い二つの湾曲寸法を有する。試験標本容器セグメントア
センブリ600の外側湾曲部610と内側湾曲部612
は、共に垂直であり容器取り付け棚604に対して配置
され、試験標本容器カルーセルに対合可能なアセンブリ
を提供する。試験標本容器カルーセル28は、試験標本
容器セグメントアセンブリ600のピン受け614およ
び616内に受容することができる位置決め取付けピン
を有する。これらのピン受容要素により、オペレータは
試験標本容器セグメントアセンブリ600を試験標本容
器カルーセル28に適切に位置決めし取り付けることが
できる。試験標本容器カルーセル28は、試験標本容器
アセンブリ600受容セグメント614および616に
よって受容される図38に示した取り付けピン618を
有する。これらの受容セグメント614および616
は、図37、すなわち図36の試験標本容器セグメント
アセンブリの底面図に示されている。
【0190】取り付け済みの試験標本容器セグメントア
センブリ600が取り付けられた試験標本容器カルーセ
ルの部分断面図を図38に示す。図38の図は、試験標
本容器セグメントアセンブリ600受容湾曲部610お
よび612にはめ込むための操作手段603および位置
合わせピン618をオペレータに提供する、試験標本容
器セグメントアセンブリ600による試験標本容器カル
ーセル28への適応化を明確に示すものである。
【0191】変更が加えられた試験標本カップ620の
断面図をそれぞれ、図39の上方スカート部624およ
び下方スカート部622に示す。そのような変更がなさ
れた試験標本カップ620を試験標本容器セグメントア
センブリ内で使用して、様々な目的で試験標本カップ6
20の内部に標本が詰め込まれた場合でも試験標本容器
セグメントアセンブリ600にはまる一様な外のり寸法
をアセンブリに与えることができる。
【0192】短試験標本Vacutainer(R)
ューブ標本アセンブリ626を図40の斜視図に示す。
短試験標本Vacutainer(R)チューブセグメ
ントアセンブリ626は、フレーム628と操作手段6
30とを有する。このアセンブリは、短試験標本Vac
utainer(R)チューブを短試験標本Vacut
ainer(R)チューブセグメントアセンブリ626
に案内し取り付けるためにVacutainer(R)
チューブ挿入開口部634が設けられたVacutai
ner(R)チューブ取付け棚632を有する。
【0193】短試験標本Vacutainer(R)
ューブセグメントアセンブリの上部断面図を図41に示
す。この図は、図40の線A−Aに沿ってとったもので
ある。Vacutainer(R)チューブ取り付けバ
ネ手段636は、管状または試験管形状である挿入可能
なVacutainer(R)チューブ要素用の保持手
段を提供する。Vacutainer(R)チューブ取
り付けバネ手段636だけでなく、アセンブリが試験標
本カルーセル28に挿入されたときに、試験標本Vac
utainer(R)チューブが高さが一様になるよう
に位置決めされるだけでなく、カルーセル取り付け済み
の短試験標本Vacutainer(R チューブセグ
メントアセンブリ626内の特定の位置に位置決めされ
るように、短試験標本Vacutainer(R)チュ
ーブセグメントアセンブリ626に対する特定の位置で
Vacutainer(R)チューブをさらに安定化さ
せ維持するVacutainer(R)チューブ保持ア
ーム637も提供される。
【0194】図40の短試験標本Vacutainer
(R)チューブセグメントアセンブリの底面図を図42
に示す。試験カルーセル28取り付けピン受容要素64
2および644は、試験標本カルーセル28内のアセン
ブリ取り付け位置決めガイドを提供する。図43および
図44に、様々な長さの試験標本カップアダプタスリー
ブを提示する。図43には、長試験標本カップアダプタ
スリーブ649の断面図が示されている。図44には、
短試験標本カップの断面図が示されている。図43およ
び図44によって、図39の標本カップをVacuta
iner(R)チューブセグメントで使用することがで
きる。
【0195】本発明の分析計で使用される標本獲得カル
ーセルは好ましくは、たとえば、図36および図40に
示した試験標本容器セグメントアセンブリを取り付ける
ための六つの位置またはセクションを有する。試験標本
セグメントアセンブリは、オペレータの必要に応じて、
セグメント上の位置決めピン、またはセグメントをカル
ーセルに適切に位置決めできるようにする適当な受容手
段を含むカルーセル上の位置決めピンによって相互交換
することができる。したがって、そのような相互交換可
能なセグメントのために、所与の時点にカルーセル上に
存在することができる様々な試験標本容器を得ることが
できる。もちろん、標本獲得カルーセル位置またはセク
ションの数が一定ではなく、そのような数が各部分また
はセクションの寸法およびカルーセルの寸法に依存する
ことを理解されたい。
【0196】本発明によれば、たとえば、(1)最大1
5個の分析計標本カップ620を保持することができ
る、そのような試験標本カップと共に使用できる試験カ
ップセグメント、(2)直径が約0.400(1.01
cm)インチないし約0.650インチ(1.65c
m)で長さが約3.000インチ(7.62cm)ない
し4.000インチ(10.16cm)であるVacu
tainer(R)チューブと共に使用することがで
き、最大10本のそのような大型Vacutainer
(R)チューブを、セグメントに位置決めして収容する
ことができる、大型Vacutainer(R)チュー
ブセグメント、(3)図40の短試験Vacutain
er(R)標本チューブセグメントアセンブリと共に使
用することができ、直径が約0.400(1.01c
m)インチないし約0.650インチ(1.65cm)
で長さが約2.000インチ(5.08cm)ないし
3.000インチ(7.62cm)であるVacuta
iner(R)チューブを収容することができ、最大1
0本のVacutainer(R)チューブを収容する
約10個の位置を有する、小型Vacutainer
(R)チューブなどの試験標本カルーセルに、それぞれ
の異なるタイプのセグメントアセンブリを配置すること
ができる。
【0197】Vacutainer(R)チューブセグ
メントに標本カップ容器を配置できるようにする、特に
標本カップ620用の標本容器アダプタも使用すること
ができる。そのようなアダプタは、最小限の数の標本容
器が必要であり、かつある標本容器用の空間が得られな
いときにそれらの標本容器を使用できるようにする。
【0198】試験セグメント中の試験標本容器中の流体
の液位検知は、前記で詳しく説明したように行うことが
できる。また、セグメントアセンブリおよびアダプタス
リーブ上にバーコードIDが提供される。そのようなバ
ーコードIDは、たとえばアダプタスリーブのセグメン
トタイプおよび代替を識別すると共に、もちろん試験標
本自体を識別するために使用される。
【0199】一実施例では、オペレータは、空の試験標
本カップ620を試験標本セグメントに装入し、分注試
験標本を標本カップ620に装入することができる。オ
ペレータは、データ入力プロセスを介して生成された所
定の装入リストに従って試験標本を構成することもでき
る。もちろん、Vacutainer(R)チューブア
ダプタスリーブおよびその他のチューブを適当なセグメ
ント内で標本カップ620の代わりに使用することがで
きる。オペレータは次いで、試験標本セグメントを試験
標本カルーセル上に置き、内蔵スケジューリングコンピ
ュータシステムに、次の試験標本を処理する予定である
ことを示す。試験標本カルーセルは、適当な時間にすべ
てのセグメントを走査し、装入されたすべての試験標本
を追跡する。分析計は、「スタット(stat)」試験
が命令されるまで試験標本を順次に処理し続ける。「ス
タット」試験が命令されると、分析計は、「スタット」
試験標本を含むセグメントが見つかるまですべてのセグ
メントを走査する。スタットキッティングサイクルが完
了すると、フロントエンドカルーセルは前のシーケンス
に戻る。オペレータは、試験標本セグメントアセンブリ
の装入および取り外し時に分析計を保持フェーズ(Ph
ase)にすることもできる。キッティングプロセス
は、次のキッティングサイクルの後に中断される。装入
および取り外しが1回だけ完了した後、第2の命令によ
ってキッティングプロセスが再開する。装入された試験
標本の状況は、分析計のデータ入力画面を介して監査す
ることができる。そのような監査により、オペレータ
は、どのセグメントアセンブリが完了しており、取り外
すことができるかが分かる。試験標本カルーセル上に位
置するセグメントアセンブリに単一試験標本を配置する
ことができる。
【0200】反応容器およびローダ 複数の試験標本に対して少なくとも二つの異なる形態の
検定を同時に、かつ連続的およびランダムアクセス的に
実施することができ、一般に各検定に必要な反応容器が
一つであり、複数の反応容器を使用する、自動連続ラン
ダムアクセス分析システムでは、単位量使い捨て反応容
器が重要な役割を果たす。オペレータがシステムを一様
にかつ連続的に操作するには、そのような複数の反応容
器を操作し、反応容器カルーセルに装填する手段が特に
有用である。
【0201】次に図45Aないし図45Cをまとめて参
照すると、本発明の原則に従って構成された反応容器3
4が示されている。反応容器34は、側縁部143およ
び145を含む上面141を有する。反応容器34の側
縁部143および145は、一端で丸い形状147とし
てテーパ付けされる。上面141の逆の端部では、垂直
タブ151が上面141の上方に延びる。上面141の
端部の丸い形状147の近くに、キュベット140を反
応容器34に固定するために上面141の下方に延びる
保持手段149がある。保持手段149は通常、キュベ
ット140を上面141の下方に固定する圧入孔であ
る。上面141内および上面141の下方にウェル(w
ell)142、144、146、148、150、1
52、154が延びる。ウェル142、144、14
6、148、150、152、154は、装置の動作に
必要な試薬、または標本、または緩衝剤、または希釈液
体、あるいはそれらの組合せを含めるのに必要な特定の
寸法、位置、形状に関して選択することができる。ウェ
ル154の底部に、前述のように移送ステーションによ
って反応容器34を移動する際に使用すべき反応容器タ
ブ153がある。
【0202】次に図46を参照すると、レッジカットア
ウト(ledge cut−out)179によって分
離された連続ストリップ上部操作レッジセグメント17
7を示す、二つの反応容器34が取り付けられた反応容
器装填ストリップ175の断面等測図が示されている。
各レッジセグメント177は、連続ストリップ壁181
の下部にある反応容器取り付け手段182に一致する。
反応容器取り付け手段182は、それぞれ、各反応容器
34を取り付けるための二重フィンセット(fin s
et)187を有する、可とう性脚部183を含む。二
重フィンセット187は、ストリップ連続壁181およ
び脚部183の平面から垂直に突き出る。脚部183
は、可とう性であり、二重フィンセット187と共に、
反応容器34を、反応容器装填装置ストリップ175上
に取り付けられたときにはかたく保持し、しかも、反応
容器カルーセルに挿入されたときには解放することがで
きるようにする。
【0203】次に図47を参照すると、10個の反応容
器が取り付けられた反応容器装填装置ストリップ175
の平面図が示されている。反応容器34は、反応容器取
り付け手段182をウェル152に挿入することによっ
て反応容器保持装置ストリップ175上に取り付けられ
る。反応容器保持装置ストリップは、ストリップ連続壁
181を反応容器カルーセルの曲率半径に対応するよう
に湾曲させることによって複数の反応容器を一度に反応
容器カルーセルに装填するために使用される。図の実施
例では、10個の反応容器34が一つの連続ストリップ
壁181に取り付けられているものとして示されてい
る。しかし、10個よりも多くの反応容器を収容するよ
うに反応容器装填装置ストリップ175の長さを拡張す
ることも、あるいは10個よりも少ない反応容器を同じ
長さのストリップまたは短い長さのストリップ上に取り
付けることもできる。
【0204】次に図46および図47をまとめて参照す
ると分かるように、反応容器装填装置175は、複数の
反応容器34を反応容器カルーセル上に装填するために
それらの反応容器34を一度に保持する半硬質プラスチ
ックストリップで構成される。オペレータは、装填装置
175を、カルーセルの半径に一致する弧を描くように
湾曲させる。次いで、装填装置175上に取り付けられ
た複数の反応容器34をカルーセル上のそれぞれのスロ
ットに挿入する。複数の反応容器34をカルーセル上の
所定の位置にはめ込み、次いで、試薬容器装填装置17
5を再使用または廃棄するために取り外す。
【0205】次に図48を参照すると、二つの反応容器
34が取り付けられた代替反応容器装填装置451の断
面等測図が示されている。装填装置451は平面453
を有する。凹状平面453の下方に、反応容器34の上
面141の形状にほぼ整合する形状を有する複数の凹状
平面455が延びる。凹状平面455の下方に、反応容
器140のキュベット140に挿入できるように寸法付
けされ配置されたキュベットプラグ459が延びる。凹
状平面455の下方には、反応容器34の一つのウェル
142、144、146、148、150、152、1
54に挿入できるように寸法付けされ配置されたウェル
プラグ457も延びる。ウェルプラグ457およびキュ
ベットプラグ459は、凹状平面455から下向きに進
むにつれて寸法がしだいに減少し、すなわちテーパ付け
されており、そのため、反応容器34のウェルおよびキ
ュベット140への挿入またはそれらの取り外しを容易
に行うことができる。平面453の外周の周りで上向き
に連続張り出しリム461が延びる。張り出しリム46
1の上縁に、ほぼ平坦で平面453に平行な上面462
がある。装入装置451の両端部に、張り出しリム46
1に平行であり、張り出しリム461から延びる操作フ
ィン465がある。
【0206】次に図49を参照すると、10個の反応容
器34を保持する10個の凹状平面455を有する図4
8の代替反応容器装填装置451の平面図が示されてい
る。図の実施例は10個の反応容器34を保持するが、
装填装置451は、任意の数の反応容器34を保持する
ために任意の数の凹状平面455を有するように構成す
ることができる。装填装置451のウェルプラグ457
およびキュベットプラグ459はそれぞれ、ウェル15
2およびキュベット140に挿入されそれらに係合し、
それによって反応容器34を装填装置451に固定す
る。装填装置451は、ウェル152およびキュベット
140に係合することによって反応容器34を固定する
が、ウェル142、144、146、148、150、
152、154およびキュベット140のうちの一つま
たはそれらを任意の数だけ組み合わせたものに係合する
ことによって反応容器34を固定することができる。
【0207】次に図48および図49をまとめて参照す
ると分かるように、装填装置451は好ましくは、半硬
質プラスチックで製造され、全体的に反応容器カルーセ
ルの曲率半径に対応する形状として形成される。凹状平
面455は、反応容器カルーセル上に反応容器34を取
り付ける位置に対応する間隔で配置される。反応容器3
4は、ウェルプラグ457およびキュベットプラグ45
9を反応容器34の対応するウェル152およびキュベ
ット140に挿入することによって装填装置451上に
装入される。このように、凹状平面455は反応容器用
のカバーを提供する。ウェルプラグ457およびキュベ
ットプラグ459も、キュベット152およびキュベッ
ト140用の確実なシールを提供する。
【0208】さらに図48および図49をまとめて参照
すると分かるように、反応容器34を含む装填装置45
1は、反応容器カルーセル上に位置決めされ、装填装置
451上の反応容器34の位置は、反応容器34用の反
応容器カルーセル上の位置に対応する。装填装置451
が反応容器カルーセルの寸法に整合するように事前に形
状付けされているので、オペレータは装填装置451を
形状付ける際に特に注意を払う必要はない。なお、反応
容器装填装置は、反応容器34用の「ドロップイン(d
rop in)」型装填装置である。装填装置451上
の反応容器34は、整列した後、装填装置451の操作
フィン465および張り出しリム461を使用して反応
容器カルーセル上の所定の位置にはめ込まれる。このよ
うに、複数の反応容器34を一度に反応容器カルーセル
上に装填することができ、反応容器34を個別に反応容
器カルーセルに装入する方法と比べてオペレータ時間が
節約される。
【0209】さらに図48および図49をまとめて参照
すると分かるように、反応容器34が反応容器カルーセ
ルに装填された後、装填装置451をその位置に残し、
本明細書で説明したように使用されるまで反応容器34
用のカバーおよびシールを提供することができる。次い
で、たとえば操作フィン(fin)465または張り出
しリム(rim)461を使用して装入装置を上向きに
引くことによって、装填装置451を反応容器34から
取り外す。ウェルプラグ457およびキュベットプラグ
459の反応容器34に対する保持力が反応容器カルー
セルの反応容器34に対する保持力よりも小さいので、
装填装置451を取り外しても、反応容器カルーセルか
ら反応容器34が外れることはない。ウェルプラグ45
7およびキュベットプラグ458の方が保持力が小さい
のは、一つにはウェルプラグ457およびキュベットプ
ラグ458のテーパ付き形状のためであり、このため
に、反応容器34を装填装置451上に挿入するのも容
易になる。
【0210】環境温度制御 自動連続ランダムアクセス分析システム内のインキュベ
ーションおよび化学反応には制御された環境ゾーンが必
要である。制御された環境ゾーンでは、適当な化学反応
に最適なインキュベーション反応ゾーン内で使い捨て
品、薬品、配管、各機構などの温度を制御するために温
度制御が維持される。温度制御は、空気流量および空気
温度を熱動的作動流体として使用して行われる。空気も
ガスも液体槽ほど高速に熱を伝導するわけではないが、
空気は漏れ、蒸発、汚染などの関連する問題を有さな
い。
【0211】制御環境ゾーンは、それぞれの異なる試薬
および体積の薬品を搬送するカルーセルを含み、したが
って、加熱空気に、処理カルーセルのすぐ上流側にある
圧力が著しく降下された通路を強制的に通り抜けさせる
という例外的な温度制御手法が必要である。通路の圧力
降下は、カルーセルが完全に装填されているかどうかに
かかわらず、空気がカルーセルの下方を通過するときに
経験する圧力降下よりも高い。したがって、加熱空気
は、カルーセルの空の位置に存在するギャップに優先的
に入り込むのではなくカルーセルの周りで均一に分散す
る。制御環境内の空気流量制御によって、カルーセルの
上面の上方の空気流量が最小限に抑えられる。上部の開
放された容器によって露出された液体表面の上方を空気
が低速で移動するため、空気が高速で移動する場合より
も蒸発が少なくなる。しかし、制御環境ゾーン内では総
空気流量が比較的高く、カルーセルの下側に沿った空気
流量は乱流と層流の組合せとなることがある。温度の変
動を最小限に抑えるにはかなり高いターンオーバレート
(turnover rate)および空気流量が必要
である。
【0212】次に図50を参照すると、本発明の原理に
よって構成された環境空気流量温度制御システムを示す
概略図が示されている。連続分析システムの反応ゾーン
およびインキュベーションゾーン用の温度制御を行うに
は、加熱空気流を使用して、特に重要な処理カルーセル
46を含む制御環境ゾーン18のカルーセル19を制御
する。空気流202は、ファン要素210によって動か
され、適当なエアフィルタシステムを含む空気入口20
5を通過する。空気流202は、空気加熱器要素208
を強制通過し、分析計のベースプレートに埋め込まれた
導管手段を通過する。空気は、ダクトから現れたとき
に、カルーセル環境ゾーン19であり、分析すべき標本
と必要な試薬と処理で使用される使い捨て容器とを含む
カルーセル46の下側へ送られる。加熱空気がカルーセ
ル環境ゾーン19を通過するとき、その温度がセンサ2
12によってサンプリングされる。センサ212出力は
制御装置によって監視され、制御装置は、システムに追
加熱量が必要であると判定したときに、固体リレーを活
動化する。固体リレーは、加熱要素208に電力を印加
する。
【0213】さらに図50を参照すると、空気は、カル
ーセル環境ゾーン19から離れた後、制御環境ゾーン1
8内で循環する。排気導管206により、空気は、制御
を受けながら複数の開口部を通じて制御環境ゾーン18
から抜け出る。ファン要素210は加熱空気を強制的に
システム全体に分散させるが、フルイディックスシステ
ム(fluidics system)で使用される加
熱器アセンブリ501に冷却流体を提供することによっ
てシステムのフルイディックスを冷却するために、空気
入口207を通じて下流側の制御環境ゾーン18内の最
も重要な温度制御領域から大気が導入される。空気入口
207を通じたこのような大気の導入は、排気206導
管、ならびに制御環境ゾーンおよび排気導管206に連
通する様々な出口の近くで行われる。
【0214】さらに図50を参照すると分かるように、
制御環境ゾーン18は、空気を正しい温度に加熱し、カ
ルーセル環境ゾーン19など最も重要なゾーン領域に大
量の空気を供給することによって所望の温度に維持され
る。全体的に乱流を経験する空気を使用することによ
り、熱が対流によって重要な領域に伝達され、したがっ
てこのように、重要な領域をできるだけ迅速に所定の温
度にすることができる。それほど重要でない領域は下流
側であり、それほど強制的ではない条件の下で、すなわ
ち低速で移動する空気流によって加熱される。重要な領
域で乱流を使用するだけでなく、制御環境ゾーン18内
では総空気流量が比較的高く、空気は完全に排出され
る。完全に装填されたカルーセルと部分的に装填された
カルーセルを共に扱う際に発生する可能性のある問題
は、加熱空気に、カルーセルのすぐ上流側にある圧力降
下の大きな通路を強制的に通り抜けさせることによって
解決される。通路の圧力降下は、カルーセルが完全に装
入されているかどうかにかかわらず、空気がカルーセル
の下方を通過するときに経験する圧力降下よりも高い。
したがって、空気は、カルーセルの空の位置に存在する
ギャップに優先的に入り込むのではなくカルーセルの周
りで均一に分散する。FPIA手段もMEIA手段も処
理カルーセル46を通りそれを含むシステム装置を共通
に利用する。
【0215】次に図51を参照すると、本発明の原理に
従って構成された処理カルーセル46の断面図が示され
ている。カルーセル46は複数の反応容器34を保持す
る。反応容器34の下部は、制御環境ゾーン18のカル
ーセル環境ゾーン19内に配設される。カルーセル46
は、制御環境ゾーン18に開放された反応容器上方ゾー
ン47を含む。反応容器上方ゾーン47の下方におい
て、カルーセル46および反応容器34は、上方ゾーン
47とカルーセル環境ゾーン19との連通をほぼ密封す
る。
【0216】さらに図51を参照すると、反応容器上方
ゾーン47の壁が反応容器34の上方の空気を制御環境
ゾーン18中の空気流202の移動から絶縁させること
が分かる。反応容器上方ゾーン47中の空気が直接空気
流202にさらされることがないので、反応容器34の
開放された容器のすぐ上にある空気はほとんど移動せ
ず、そのため、反応容器34からの蒸発の量が減少され
る。上方ゾーン47をカルーセル環境ゾーン19から密
封することによって、反応容器34のすぐ上にある空気
を擾乱させずに空気流202を反応容器34の下側の上
方を通過させることができ、それによって、反応容器3
4中の流体の蒸発を増加させずに反応容器との間で熱の
伝導が行われる。
【0217】次に図52ないし図54をまとめて参照す
ると、図50の加熱器アセンブリ501が示されてい
る。加熱器アセンブリは一般に、一対の加熱器要素50
5a−bと、加熱器要素505a−b間のコイル状液体
配管521とを有する加熱器ブロックまたは加熱器本体
502を備える。加熱器本体502はたとえば、アルミ
ニウム、銀、銅などの金属、または従来技術で知られて
いる適当な熱伝導材料で構成され、電気抵抗加熱器シス
テム用の様々な電気端子と、加熱器アセンブリ内を流れ
特定の温度に維持された液体との厳密に温度制御された
熱交換を行うために加熱器アセンブリの温度を厳密に維
持する検知要素および制御要素とを含む。取り付け手段
516および518が、金属ブロック502に埋め込ま
れた接地ピン519と共に示されている。
【0218】さらに図52ないし図54をまとめて参照
すると分かるように、液体は液体入口513を通じてコ
イル状液体配管521に進入する。液体は、コイル状液
体配管521を通過した後、液体出口515を通じて加
熱器アセンブリから離れ、MEIAカートリッジ68
(図示せず)に蓄積される。液体出口515に付着する
恐れのある液体の蓄積を防止するために液体出口515
の外側にテフロン(登録商標)スリーブ517が固定さ
れる。加熱器要素505a−bは、加熱器本体502内
のコイル状液体配管521の対向側に位置決めされる。
加熱電気ポスト504および506は、制御された量の
エネルギーを抵抗加熱器要素505a−bに提供する。
サーミスタ508が、加熱器要素505a−bおよびコ
イル状液体配管521に対して中央に位置するように加
熱器本体502内に位置決めされる。サーミスタ508
は、抵抗が急速に変化し、あるいは厳密に温度と共に変
化する電気抵抗器を提供する。サーミスタ508は、恒
温接続部509およびバックアップ恒温接続部511と
協働して、加熱器要素505a−bに電力を供給し、加
熱器アセンブリ501、およびそれに含まれ、あるいは
それを通過する液体の温度を厳密に制御する。
【0219】さらに図52ないし図54をまとめて参照
すると分かるように、加熱器アセンブリ501は、増加
または減少する液体の体積と、そのような増加または減
少する液体の体積用の加熱手段に適応するように寸法付
けすることができる。加熱器アセンブリ501を使用点
のすぐ上に位置決めすることによって、加熱器アセンブ
リ501から受容材料への熱伝動時の大幅な温度変化は
なくなる。加熱器アセンブリ内の液体の温度は、約±
1.0℃と必要な液体温度の間になるように制御され
る。加熱器アセンブリ501を受容手段、たとえばME
IAカートリッジに対して位置決めするため、液体出口
515の先端から、液体が蓄積されるカートリッジ上の
点までのエアギャップの移行は約3.8インチ(9.6
5cm)以下であり、そのため、液体はほとんどあるい
はまったく温度変化なしで蓄積される。
【0220】MEIAカートリッジ、フィーダ、カート
次に図55を参照すると、本発明の原則に従って構成さ
れたMEIAカートリッジ68が示されている。MEI
Aカートリッジは、ほぼ円筒形であり、支持マトリック
ス材料222を含む。MEIAカートリッジ68の頂部
にはカートリッジ開口部218内へテーパ付けされた漏
斗状スロート216がある。カートリッジ開口部218
によって、MEIAカートリッジ内に含まれる支持マト
リックス材料222にアクセスすることができる。ME
IAカートリッジ68の底部は、平坦であり、漏斗状ス
ロートも開口部も有さない。
【0221】次に図56を参照すると、MEIAカート
リッジ68を必要に応じて一つずつ直立させてホッパ5
90からトラップドア(trap door)700へ
送るカートリッジフィーダ装置500が示されている。
カートリッジホッパ590は、カートリッジ開口部21
8を有するカートリッジホッパー590の中でがどちら
かの方を向くように水平横方向に位置決めされた複数の
MEIAカートリッジ68を含む。カートリッジホッパ
590は、ブリッジ510、すなわちカートリッジフィ
ーダ装置500の静止部分に取り外し可能に取り付けら
れる。ブリッジ510は、ホッパ590からのMEIA
カートリッジ68を受け入れ、このカートリッジがカー
トリッジフィーダ装置500を通過できるようにするブ
リッジスロート(bridge throat)514
を有する。ブリッジ510は、ガイドロッド512a−
bも有し、ガイドロッド512のa−b上にシャトル
(shuttle)520が摺動可能に取り付けられ
る。
【0222】さらに図56を参照すると分かるように、
線形モータ530は、ブリッジ510のガイドロッド5
12a−b上でシャトル520を前後に移動させる。シ
ャトル520は、シャトル自体がホーム位置にあるとき
にブリッジスロート514からのMEIAカートリッジ
68を受容するシャトルスロート522を有する。次い
で、線形モータ530は、シャトル520を落下位置へ
摺動させる。線形モータ530がシャトル520をホー
ム位置から移動すると、カップピン(Cuppin)5
50a−bがMEIAカートリッジ68を把持する。シ
ャトル520が落下位置に到達すると、カップピン55
0a−bがMEIAカートリッジ68を直立させてシュ
ート(shute)560内に解放する。
【0223】さらに図56を参照すると分かるように、
シュート560は、MEIAカートリッジ68がトラッ
プドア(trap door)700内に落下する際に
MEIAカートリッジ68を直立位置に配向させるのを
助けるテーパ付き内側形状を有する。シュート560
は、カートリッジフィーダ装置500に回転可能に取り
付けられる。バネ562は、カートリッジフィーダ装置
500の動作のためにシュート560を所定の位置に保
持する。ダンプレバー564は、シュート560に接続
されており、押されたときにシュート560をバネ56
2の力に対抗して回転させる。このように、シュート5
60に収容されたMEIAカートリッジ68は、ダンプ
レバー564を押し、シュート560を回転させ、ME
IAカートリッジ68を落下させることによってクリア
することができる。MEIAカートリッジ68が落下し
た後、ダンプレバー564が解放され、バネ562がシ
ュート560をその通常の動作位置に戻す。
【0224】さらに図56を参照すると、シャトル52
0にプッシャ540a−bが取り付けられていることが
ことが分かる。プッシャ540a−bは、カートリッジ
ホッパ590の開口部を通過してMEIAカートリッジ
68に接触し、MEIAカートリッジ68がカートリッ
ジフィーダ装置500のブリッジスロート514内の通
過を妨害されるのを防止する。シャトル520のホーム
位置では、プッシャ540aは、ホッパ590の開口部
を通過しブリッジスロート514の上方にMEIAカー
トリッジ68を位置合わせする。シャトル520の落下
位置では、プッシャ540bは、カートリッジホッパ5
90の対向開口部を通過し、やはりMEIAカートリッ
ジ68をブリッジスロート514を通過できるように位
置合わせする。
【0225】次に図57を参照すると、図56のカップ
ピン550a−bが示されている。カップピン550a
−bは、外側に延びMEIAカートリッジ68の漏斗状
スロート216に一致する輪郭を有する中心形状552
a−bを有する。中心形状552a−bの高さは、漏斗
状スロート216を越えてカートリッジ68のカートリ
ッジ開口部218または支持マトリックス材料222に
接触するのに十分なものではない。カップピン550a
−bは、中心形状552a−bの周りで周方向へ延びる
外側リップ(lip)554a−bも有する。外側リッ
プ554a−bは、MEIAカートリッジ68が外側リ
ップ554a−b内にはまるようにするのに十分な内径
を有する。また、外側リップ554a−bは、中心部5
52a−bを越えない。
【0226】次に図56および図57をまとめて参照す
ると、カートリッジフィーダ装置500がカートリッジ
をどのように、一つずつ直立位置でトラップドア700
へ送るかが分かる。前述のように、MEIAカートリッ
ジ68は、シャトル520がホーム位置にあるときにブ
リッジスロート514からシャトルスロート522へ渡
される。シャトルがホーム位置から先へ進むと、カップ
ピン550a−bがMEIAカートリッジ68に接近す
る。カップピン550a−bがカートリッジ68に接近
すると、カートリッジ開口部218に対向するカップピ
ン550a−bの中心形状552a−bがカートリッジ
68の漏斗状スロート216に係合しはまりこむ。この
位置で、カートリッジ開口部218に対向するカップピ
ン550a−bの中心形状552a−bは、漏斗状スロ
ート216に係合し、やはり外側リップ554a−bで
MEIAカートリッジ68の外側を囲む。MEIAカー
トリッジ68の底部は、カップピン550a−bの中心
形状552a−bがはまる凹部を有さない。その結果、
カートリッジ68の底部に係合するカップピン550の
外側リップ554a−bが、外側リップ554a−bで
カートリッジ68の底部を囲むことはない。
【0227】さらに図56および図57をまとめて参照
すると分かるように、シャトル520が落下位置に接近
すると、カップピン550a−bが、カートリッジ68
をシュート560に落下させるためにカートリッジから
の分離を開始する。カップピン550a−bが分離を開
始すると、重力により、カートリッジ68は下向きに引
かれる。カートリッジの底部に係合するカップピン55
0a−bが、漏斗状スロートに入り込むことも、あるい
は外側リップでカートリッジ68を囲むこともないの
で、カートリッジ68の底部は、カートリッジ68にお
いて最初にシュート560の方へ落下し始める部分とな
る。カップピン550a−bが分離を継続すると、カー
トリッジ68の頂部に係合するカップピン550a−b
の中心形状552a−bおよび外側リップ554a−b
が引き続きカートリッジ68の頂部に係合し、その間に
カートリッジ68の底部が重力のために落下する。カッ
プピン550a−bが十分な距離だけ分離した後、カー
トリッジ68の漏斗状スロート216が中心形状552
a−bから外れ、カートリッジ68の頂部に係合するカ
ップピン550a−bの外側リップ554a−bが外
れ、そのため、カートリッジ68は直立してシュート5
60に落下することができる。図18から、カップピン
550a−bの設計は、カートリッジ68が反転されて
いても、あるいはカップピン550a−b内になくて
も、カートリッジ68を直立位置で落下させるものであ
ることが分かる。このように、MEIAカートリッジ6
8は、必要に応じて一つずつ直立位置で、ホッパ590
からカートリッジフィーダ装置500を通じてトラップ
ドア700内に吐出される。
【0228】再び図56を参照すると、トラップドア7
00は、カートリッジ通路712を含むトラップドア本
体710と、カートリッジ高さアジャスタ(adjus
tor)722を含む半円ドア720とを有する。カー
トリッジフィーダ装置500が落下させたMEIAカー
トリッジ68は、カートリッジ通路に落下する。最初、
半円ドア720がカートリッジ通路712を遮断する。
トラップドア700の下方にあるカルーセルがカートリ
ッジ68を受容するように位置決めされると、半円ドア
720が、カートリッジ通路712を遮断せず、かつカ
ートリッジがカルーセルまで通過できるようにする位置
へ回転する。カートリッジ68がカートリッジ通路71
2を通過した後、半円ドア720は、カートリッジ高さ
アジャスタ722が、後で正確な試験を行うのに十分な
高さになるまでカートリッジをカルーセルに押し込むま
で回転し続ける。
【0229】次に図58を参照すると、カートリッジ6
8をカートリッジホッパ590に落下させるように位置
決めされたカートリッジカートン480を含むカートリ
ッジホッパ590の側面断面図が示されている。カート
リッジホッパ590の下部はホッパ解放開口部486の
方へテーパ付けされる。カートリッジホッパ590の上
部は、カートリッジ68の槽として働くのに十分な大き
さのものであり、二つのアンローディングローラピン
(unloading roller pin)484
を有する。カートリッジカートン480は、アンローデ
ィングローラピン484上に静止しているものとして示
されている。カートリッジカートン(carton)4
80は、想像線で最大開放アンローディング位置481
に示されており、この場合も静止しておりローラピン4
84によって案内される。
【0230】次に図59A、図59B、図60をまとめ
て参照すると、図58のカートリッジカートン480が
示されている。カートリッジカートン480は、ローラ
ピン484と共に行う開放および落下を容易にするブレ
ークオープンまたはタブ(tab)開口部482を有す
る。カートリッジカートン480の送り穴821は、タ
ブ開口部482からカートリッジカートン480の側面
839a−bに沿ってカートリッジカートン480の頂
部860へ延びる。カートリッジカートン480の頂部
860は、二つの送り穴821を接続するヒンジ手段8
80を有する。カートリッジカートン480は、任意の
数のカートリッジを含むように設計することができる。
しかし、カートリッジホッパ590の環境およびローラ
ピン484位置内での動作にはカートン容量約100個
が適している。カートリッジ68は、カートリッジ開口
部218がどちらかの方向を向く横配向でカートリッジ
カートン480に装填される。
【0231】次に図58、図59A、図59B、図60
をまとめて参照すると、カートリッジカートン480中
のカートリッジ68がどのようなカートリッジホッパ5
90に装填されるかが分かる。カートリッジホッパ59
0を装填するために、カートリッジカートン480から
タブ開口部482が取り外される。次いで、カートリッ
ジカートン480が、上向きのヒンジ手段880によっ
てローラピン484上に位置決めされる。カートリッジ
カートン480のヒンジ手段880に対してわずかな下
向きの力を加えることによって、送り穴821が分離さ
れ、カートリッジカートン480が、想像線で示した最
大開放位置481へ開放される。カートリッジ68は次
いで、カートリッジホッパ680に正しい横水平位置で
置かれる。いくつかのカートリッジ658は反転配向で
置かれるが、カートリッジフィーダアセンブリ500
は、カップピン550a−bの設計のために、このよう
な反転されたカートリッジを直立位置でフィーダ手段に
落下させることができる。
【0232】次に図61を参照すると、送り手段の残り
の部分から容易に取り外すことができる自立ホッパ48
8の代替実施例の等測図が示されている。ホッパは、オ
ペレータが検査すべき透明な壁部を介してカートリッジ
可用性表示494を提示する。自立ホッパは、ローラピ
ン484を使用して、図59A、図59B、図60に示
したカートン480から複数のカートリッジを装填する
際にホッパを支持する固定自立ベースまたは操作台49
2を有する。
【0233】光学制御システム 本発明は、共に、従来技術でよく知られているAbbo
tt社のIMx(R)分析計およびTDx(R)分析計
で使用される光学系を含む、図62に全体的に284で
示したFPIA用の光学システム(「FPIA光学シス
テム」)および図63に全体的に361で示したMEI
A用の光学システム(「MEIA光学システム」)を同
時にかつ連続的にリアルタイムで管理する、図64に全
体的に248で示した光学制御システムを含む。光学制
御システム248の中心は、光学システム284、36
1専用であり、二方向バス257を介して中央プロセッ
サ255と通信する光信号プロセッサ254である。中
央プロセッサ255上で動作するスケジューラ256が
OSP254へマクロコマンドを送り、OSP254
が、そのコマンドを解釈し、FPIA光学システム28
4およびMEIA光学システム361を制御するマイク
ロコマンドを生成する。スケジューラ256は、その試
薬の知識のために、光学システム284、361が共に
読み取るものに関する事前の知識を有するが、OSP2
54は、この両方からデータを収集し、中央プロセッサ
255へ送り返す。中央プロセッサ255は、リアルタ
イムでのランダムアクセス分析システムの操作を継続す
る。OSP254は、そのような事前の知識を有さない
が、大量のデータをリアルタイムで制御し、収集し、送
るうえで必須である。
【0234】光学制御システム248がFPIA光学シ
ステム284およびMEIA光学システム361をどの
ように管理するかを適切に理解するために、この両方の
システムをさらに具体的に下記のように定義する。図6
2を参照すると分かるように、FPIA光学システム2
84用の光源は、キュベット140中のFPIA反応混
合物を入射経路Iに沿って照明するタングステンハロゲ
ンランプ286である。ランプ286は、アパーチャ2
90、ヒートリフレクタ(heat reflecto
r)288、ヒートアブソーバ(absorber)2
92を介して、光線を励起フィルタ294を通じて、細
かな短い線fで表した周波数485nm、すなわち入
射周波数に視準する平凸レンズ293に光を合焦させ
る。視準された光線は、ビームスプリッタ296によっ
て分割され、反射された部分は、平凸レンズ310によ
って基準検出器312、すなわちフォトダイオードに合
焦され、透過された部分は、透過液晶298を通じて伝
搬し、別の平凹レンズ301によってFPIAキュベッ
ト140中のFPIA反応混合物に合焦される。FPI
A反応混合物は、より太い短い線fで表したより高い
周波数535nm、すなわち放出周波数で蛍光を発す
る。平凸レンズ306は、蛍光を発している混合物から
放出経路Eに沿って放出フィルタ302および偏光子3
04を通じて放出された光を他の平凸レンズ306に視
準し、平凸レンズ306は、放出された光を光電子増倍
管(“PMT”)308上の合焦させる。電力は、入力
287および308(a)を介してそれぞれランプ28
6およびPMT308に供給され、制御信号は、液晶2
98の状態を垂直偏光または水平偏光されるように制御
する出力299を介して液晶298へ送られる。基準検
出器312は、ランプ286への入力287を制御する
出力313を光学制御システム248に提供する。PM
T308も、PMT308のデータを中央プロセッサ2
55へ送る出力308(b)を光学制御システム248
に提供する。
【0235】図63を参照すると分かるように、MEI
A光学システム361用の光源は、水銀ランプ364で
あり、二本線の矢印で示した入射経路に沿ってMEIA
カートリッジ68の内容物を照明する光エネルギー源を
提供する。ランプ364からの光は、周波数365nm
の光を透過させる励起フィルタ362を照明する。その
光の大部分は、有彩色ビームスプリッタ360によって
反射され、光をMEIAカートリッジ68の開放端部に
光を合焦させる平凸レンズ358を透過する。励起光の
残りの部分は、有彩色ビームスプリッタ360を透過
し、光学的帯域通過フィルタ368を照明する。光学的
帯域通過フィルタは、光学制御システム248に出力3
67を提供する基準検出器366、すなわちフォトダイ
オードへ365nmを透過させる。
【0236】MEIAカートリッジ68の内容物は、励
起光エネルギーに当てられた結果、S字矢印で表した、
450nmを含む放出波長の蛍光を発する。放出光は、
レンズ358によって収集され、励起光よりも波長が長
いために、有彩色ビームスプリッタ360を透過する。
放出光は、450nmの光を透過させる放出フィルタ3
70および372を通過し、最終的にPMT374を照
明する。電力は、入力365および374(a)を介し
てそれぞれランプ364およびPMT374に供給さ
れ、PMT374はこれに対応して、PMT374のデ
ータを中央プロセッサ255へ送る光学制御システム2
48に出力374(b)を提供する。
【0237】本発明の他の態様は、非使用期間中にラン
プ364の温度を約70℃の最低温度に維持する加熱器
ブロック363である。この温度は、ランプ364の寿
命に悪影響を与えずに約1秒以内に完全な輝度を得るた
めに、ランプ364中の水銀が蒸気状態のままになるほ
ど高いものでなければならない。低温から全輝度に変わ
るのに要する正常の時間は20秒である。ランプ364
に関するこの1秒サイクル時間は、連続ランダムアクセ
ス分析システムの高速動作に必要なものである。下記で
このことについてさらに詳しく説明する。
【0238】FPIA光学システム284およびMEI
A光学システム361ならびに光学制御システム248
を、点線で分離された図64に示す。PMT308から
の出力308(b)および基準検出器312からの出力
313は、ディジタル信号プロセッサA/Dチップ25
0(”DSP”)、たとえばCrystal Semi
conductor社が供給しているチップへのアナロ
グ入力である。DSP250は、アナログ信号をディジ
タル信号に変換し、それを入力バス252を介してOS
P254へ送る。OSP254は、8ビットマイクロコ
ントローラであり、たとえばモトローラ(Motoro
la)社が販売しているHC11でよい。OSP254
からのディジタル出力は、直列出力バス268を介して
ディジタルアナログ変換器(”DAC”)269に提供
される。DAC269上の別々の変換器モジュールはそ
れぞれ、出力267および271を介してそれぞれPM
Tおよびランプ286を駆動する別々の電源266およ
び270に接続される。OSP254は、スケジューラ
256から受信したマクロコマンドに従ってランプ28
6を循環させ、ランプ286をオンにしたときは、スケ
ジューラ256に記憶されているデータおよび基準検出
器312からのフィードバックに基づいて、キュベット
140の内容物に対して十分な照明を提供するようにラ
ンプの強度を増加させる。通常、照明は、図20に示し
たように周波数485nmで約200マイクロワットに
設定される。スケジューラ256中のデータは、特定の
FPIA反応混合物で使用されることが知られている試
薬に基づく必要な標本照明を規定するテーブルの一部で
ある。OSP254は同時に、実施中の検定に基づくス
ケジューラ256からのコマンドに応答してPMT30
8の出力利得を調整する。OSP284はまた、スケジ
ューラ256からのコマンドに基づいてE電界を生成し
除去して垂直偏光と水平偏光とを切り替えることによっ
て出力299を介して液晶298を制御する。前記でお
よびこのパラグラフ全体にわたって指摘したように、検
定および試薬に関するすべての知識は、マクロコマンド
に応じたリアルタイム実行ができるようにOSP254
に依存するスケジューラ256内に存在する。
【0239】MEIA光学システム361に応用したと
きも同じことが当てはまる。PMT374からの出力3
74(b)および基準検出器366からの出力367
は、他のDSP260へのアナログ入力であり、DSP
260は、アナログ信号をディジタル信号に変換して、
その信号を他の入力バス262を介してOSP254へ
送れるようにする。OSP254は、直列出力バス26
8を介して、DAC269上の変換器モジュールを分離
するディジタルを提供する。DAC269上のこれらの
変換器モジュールはそれぞれ、出力374(a)および
365を介してそれぞれPMT374およびランプ36
4を駆動する別々の電源276および280に接続され
る。OSP254は、スケジューラ256から受信した
マイクロコマンドに従ってランプ364を循環させ、ラ
ンプ364をオンにしたときは、スケジューラ256に
記憶されているデータおよびフォトダイオード366か
らのフィードバックに基づいて、MEIAカートリッジ
68の内容物に対して十分な照明を提供するようにラン
プの強度を増加させる。この場合も、スケジューラ25
6中のデータは、特定のMEIA反応混合物で使用され
ることが知られている試薬に基づく必要な標本照明を規
定するテーブルの一部である。OSP254は同時に、
実施中の検定に基づくスケジューラ256からのコマン
ドに応答してPMT374の出力利得を調整する。
【0240】FPIA光学システム284およびMEI
A光学システム361に関連する光学制御システム24
8の動作はそれぞれ、同時に連続的に起きていることを
示す図65および図66のさし絵の時間グラフに最もよ
く示すことができる。図65を参照すると分かるよう
に、時間は、前読取り活動周期316、読取りシーケン
ス周期314、正規化周期352の各動作周期に分割さ
れる。各動作周期は、時間線332上の通信信号33
4、336、338で表したスケジューラ256とOS
P254との間の通信によって開始される。各通信信号
334、336、338の周期中に、スケジューラ25
6は、通信信号のトレーリングエッジ(trailin
g edge)によって開始された対応する動作周期に
必要なすべての事象を同時に実行するのに必要な時間の
長さを決定する。さらに具体的には、スケジューラ25
6が前読取り活動周期316の持続時間を決定すると、
通信信号334のトレーリングエッジが前読取り活動周
期316を開始する。この周期中には下記の事象が発生
する。(1)キュベット140が、319に記号で表し
た、PMT308が読み取るべきカルーセルによって位
置決めされる。(2)液晶298の偏光状態が適切に設
定される。(3)PMT308の利得が設定される。
(4)ランプ286の強度が、キュベット140中のF
PIA混合物を照明するのに十分なレベルに増加され
る。
【0241】第1の事象中には、スケジューラ256
は、カルーセル319がキュベット140を、読み取る
べき妥当な位置へ回転させるのに十分な時間318を割
り振る。カルーセル319が停止すると、スケジューラ
256は、減衰正弦曲線321で示した、カルーセル3
19が移動または振動を停止するための所定の時間32
0を割り振る。第2の事象中には、スケジューラ256
は、OSP254が液晶298を、垂直線のアイコンで
表した垂直偏光状態から水平線のアイコンで表した水平
偏光に遷移させるのに十分な時間322を割り振る。垂
直線のアイコンと水平線のアイコンとの間の斜め線のア
イコンは遷移周期を表す。第3の周期中には、スケジュ
ーラ256は、OSP254がPMT308の利得を調
整するのに十分な時間324を割り振る。最後に、第4
の事象中には、スケジューラ256は、OSP254が
タングステンランプ286の強度を待機強度328、す
なわちシマー(simmer)状態から、キュベット1
40中のFPIA混合物を照明するのに十分なより高い
完全強度330、すなわちバーン(burn)状態へ増
大させるのに十分な時間326を割り振る。ランプ28
6をオフから完全強度330へ循環させると、高速にか
つ連続的に動作する分析システムに対して過度に長い時
間が費やされ、ランプ286の寿命が短くなる。待機強
度328は、ランプ286の寿命を延ばせるほど低いも
のであるが、FPIA混合物を照明するのに必要な完全
強度330への割り振られた周期326内での急速な増
大を促進できるほどランプの熱動作点に近い。この態様
は、ランプ286の寿命が延びるだけでなく、高温が維
持されることによって完全強度330が安定するので、
連続的に動作する分析システムでは重要である。前読取
り活動周期316中には他の事象も発生するが、本発明
に最も関連が強いのは前述の事象である。
【0242】スケジューラ256はまた、トレーリング
エッジが読取りシーケンス周期314を開始し、同時
に、前読取り活動周期316後にPMT308の利得お
よびタングステンランプ286の照明を一定に維持する
通信周期336中に、読取りシーケンス周期314の妥
当な持続時間を決定する。読取りシーケンス周期314
中には、スケジューラ256は、PMT308が、二つ
の水平線アイコンで表した水平偏光時にキュベット14
0中の蛍光を発している混合物から放射された光のエネ
ルギーレベルを検出し対応するアナログ信号をDSP2
50へ送るのに十分な時間342を割り振る。スケジュ
ーラ256は次いで、OSP254が、斜め線のアイコ
ンで表したように液晶298を水平偏光から垂直偏光へ
遷移させるのに十分な時間346を割り振る。読取りシ
ーケンス周期314の終りには、スケジューラ256
は、PMT308が、垂直線のアイコンで示した垂直偏
光時にキュベット140中の蛍光を発している混合物か
ら放射された光のエネルギーレベルを検知し対応するア
ナログ信号をDSP250へ送るのに十分な時間348
を割り振る。読取りシーケンス周期314後の正規化周
期352中には、OSP254が自動的に、液晶298
を、アイコンで示したように通常の状態に戻し、PMT
308の利得を減少させ、タングステンランプ286の
強度を待機強度328に減少させる。スケジューラ25
6は、不定の長さの周期354中の任意の時間に別の周
期シーケンスを開始することができる。OSP254
は、スケジューラ通信周期338中に、読取りシーケン
ス周期314中に収集されたすべてのデータをCPU2
55へ送る。
【0243】MEIA光学システム361に関連する光
学制御システム248の動作を図66に示す。この図で
は、時間は、前読取り活動周期378、読取りシーケン
ス周期376、正規化周期417の各動作周期に分割さ
れる。各動作周期は、時間線392上の通信信号39
4、396、398で表したスケジューラ256とOS
P254との間の通信によって開始される。各通信信号
394、396、398の周期中に、スケジューラ25
6は、通信信号のトレーリングエッジによって開始され
た対応する動作周期に必要なすべての事象を同時に実行
するのに必要な時間の長さを決定する。さらに具体的に
は、スケジューラ256が前読取り活動周期378の持
続時間を決定すると、通信信号394のトレーリングエ
ッジが前読取り活動周期378を開始する。この周期中
には下記の事象が発生する。(1)MEIAカートリッ
ジ68が、381に記号で表した、PMT374が読み
取るべきカルーセルによって位置決めされる。(2)P
MT374の利得が設定される。(3)水銀蒸気ランプ
364の強度が、MEIAカートリッジ68中のMEI
A混合物を照明するのに十分なレベルに増加される。
【0244】第1の事象中には、スケジューラ256
は、カルーセル381がカートリッジ68を、読み取る
べき妥当な位置へ回転させるのに十分な時間380を割
り振る。カルーセル381が停止すると、スケジューラ
256は、減衰正弦曲線383で示した、カルーセル3
81が移動または振動を停止するための所定の時間38
2を割り振る。第2の事象中には、スケジューラ256
は、OSP254がPMT374の利得を調整するのに
十分な時間384を割り振る。第3の事象中には、スケ
ジューラ256は、OSP254が水銀ランプ364の
強度を待機強度388、すなわちシマー状態から、カー
トリッジ68中のMEIA混合物を照明するのに十分な
完全強度390、すなわちバーン状態へ増大させるのに
十分な時間386を割り振る。ランプ364をオフから
完全強度390へ循環させると、高速にかつ連続的に動
作する分析システムに対して過度に長い時間が費やさ
れ、ランプ364の寿命が短くなる。ランプ364の寿
命を延ばすには、ランプ364が照明用に必要とされな
い周期に、ランプ364の熱動作点を維持する手段を使
用しなければならない。二つの方法のどちらかが使用さ
れる。一つの方法は、ランプ364の寿命を延ばせるほ
ど低いが、MEIA混合物を照明するのに必要な完全強
度390への割り振られた周期386内での急速な増大
を促進できるほどランプの熱動作点に近い電流でランプ
364を操作することである。ランプ364をその熱動
作点近傍に維持する他の方法は、ランプ364を常に約
70℃の高温に維持するように制御される加熱器ハウジ
ング363にランプ364を密閉することである。この
態様は、ランプ364の寿命が延びるだけでなく、高温
が維持されることによって完全強度390が安定するの
で、連続的に動作する分析システムでは重要である。前
読取り活動周期378中には他の事象も発生するが、本
発明に最も関連が強いのは前述の事象である。
【0245】スケジューラ256はまた、トレーリング
エッジが読取りシーケンス周期376を開始し、同時
に、前読取り活動周期378後にPMT364の利得お
よび水銀蒸気ランプ364の照明を一定に維持する通信
周期396中に、読取りシーケンス周期376の妥当な
方向を決定する。読取りシーケンス周期376中には、
スケジューラ256は、PMT374が、二次読取り周
期402中にカートリッジ68中の蛍光を発している混
合物から放射された光のエネルギーレベルを検知し、対
応するアナログ信号をドウェル(dwell)周期40
4中にDSP260へ送るのに十分な時間400を割り
振る。読取りシーケンス周期376は、中断された時間
線412で表したように、二次読取り周期408とドウ
ェル周期410とを含むサイクル406と同様なサイク
ルで継続する。実施中の検定に応じて約8回のそのよう
な二次読取りの後、最後の二次読取り416と共に読み
シーケンス周期376が終了する。読取りシーケンス周
期376後の正規化周期417中には、OSP254が
自動的に、PMT374の利得を減少させ、水銀ランプ
364の強度を待機強度388に戻す。スケジューラ2
56は、不定の長さの周期418中の任意の時間に別の
前読取りシーケンスを開始することができる。OSP2
54も、スケジューラ通信周期398中に、読取りシー
ケンス周期376中に収集されたすべてのデータをCP
U255へ送る。
【0246】キッティング作業および処理作業 下記説明が例示的なキッティング作業および処理作業に
おいて本発明の自動分析システムの好ましい方法で使用
される様々な機能およびステップの概要を構成するもの
であり、これらの機能および方法が当業者には理解され
るように、分析計上で実施中の検定の特定のメニューに
応じて様々な数学的アルゴリズムおよび関連するコンピ
ュータソフトウェアを使用してコンピュータ制御の下で
実施されることを理解されたい。
【0247】FPIA検定キッティング領域の作業の説
A.仮定 1.標本を装填する際、分析計は待機/準備完了モード
である。システムは事前に初期設定されている(すべて
のモータがホーム位置にあり、シリンジおよびポンプが
洗浄されており、すべての電子機器およびセンサが検査
済みである)。 2.廃棄物が空になっており、希釈剤、MEIA緩衝
剤、MUP、およびQuatバルク液体消耗品の体積が
十分であるかどうか検査済みである。 3.すべての消耗品在庫ファイルが更新済みである。
【0248】B.準備ステップ 1.ユーザが空の反応容器(RV)をRVカルーセルに
装填する。 2.試薬パックを装填するには、ユーザがまずフロント
エンドカルーセルを休止しておかなければならない。シ
ステムは、現試験のキッティングを完了し、試験を処理
領域に移す。 3.ユーザは、試薬カルーセルカバーを開け、試薬パッ
クを試薬カルーセルに装填し、試薬カルーセルカバーを
閉じ、次いでフロントエンドを再開する。 4.分析計は自動的に、装填されたすべての試薬パック
を走査し、下記の試薬状況を検査する。 (a)各試薬パックは、試薬カルーセルの回転によって
試薬パックバーコード読取り装置の前に位置決めされ
る。 (b)試薬パックバーコード読取り装置は、バーコード
を読み取って検定タイプおよびカルーセル位置を識別す
る。 (c)バーコードが読取り不能な場合、システムはバー
コードの指定変更を要求する。 (d)バーコードが良好であり、あるいは指定変更が完
了した場合、システムはシステム在庫を検査する。ユー
ザは、パックが空または無効であり、あるいは古いこと
が分かった場合は通知を受ける。試薬パックは、良好で
あることが分かった後、使用可能な状態になる。
【0249】C.試験の要求 1.ユーザは、一つまたは複数の患者標本用の試験また
は試験群を要求するための下記の二つのオプションを有
する。 (a)ユーザは、試験要求ロードリストをホストコンピ
ュータからダウンロードして命令リストを作成すること
ができる。 (b)ユーザは、試験要求に入り、あるいはシステム上
で直接命令リストを作成する。 2.(バーコードなしの)標本カップを使用する場合、
下記のことが行われる。 (a)ユーザが命令リストで、標本を置くべきセグメン
トIDおよび位置番号を探す。 (b)ユーザが、参照されたセグメントの位置に標本カ
ップを装填する。 (c)ユーザが患者標本を血液収集チューブから標本カ
ップへ移送する。 (d)セグメントが標本カルーセル内に配置される。 (e)標本が装填されたことが分析計に示される。 (f)分析計が消耗品在庫、廃棄物状況、較正状況など
を検査する。 (g)標本カルーセルがセグメントをセグメント識別読
取り装置まで回転させる。 (h)分析計がセグメントIDを読み取る。 3.(バーコード付きの)一次チューブを使用する場
合、下記のことが行われる(2種類のキャリアがチュー
ブ用に使用される。一方のキャリアは高さ75mmのチ
ューブに使用され、他方のキャリアは高さ100mmの
チューブに使用される)。 (a)ユーザが、標本カルーセル上で次に利用できるセ
グメント位置に一次チューブを装填する。 (b)標本を操作することが可能であることが分析計に
示される。 (c)分析計が消耗品在庫、廃棄物状況、較正状況など
を検査する。
【0250】D.試験のスケジューリング 1.分注器に標本が提供されると、システムはその処理
用標本に対して命令された試薬をスケジューリングしよ
うとする。標本に対して命令された各試薬は別々にスケ
ジューリングされる。 (b)システムは、在庫(試薬パック、カートリッジ、
緩衝剤、MUP)、システム資源、試験を完了するため
の標本時間が妥当であるかどうか検査する。 (c)システムは、命令リスト上の試験の較正または順
番が妥当であるかどうか検査する。 (d)すべての試験要件が満たされている場合、試験が
処理向けにスケジューリングされる。 (e)満たされていない試験要件がある場合、その試験
要求が例外リストに移される。その試験要件が満たされ
た場合、その試験要求はユーザによって命令リストに戻
される。 2.ある試験がスケジューリングされると、システムは
その試験を処理リストに移し、その標本に対して命令さ
れた他の試験をスケジューリングしようとする。 3.現標本用のすべての試験がキッティングされると、
システムは標本カルーセル上の次の標本へ進む。
【0251】E.試験のキッティング 1.試験は、スケジューリングされた後ただちにキッテ
ィングされる(スケジューラが試験をただちに処理カル
ーセル上に移送して検定のタイミング要件内で処理でき
るようにするまで、試験はキッティングされない)。
【0252】2.RVが分注軸位置で検出されるまでR
Vカルーセルが時計回りに回転する。
【0253】3.命令された試験用の試薬パックがアク
チュエータ位置に来るまで試薬パックカルーセルが回転
する。アクチュエータが試薬カートリッジキャップを開
け、次いで、命令された試験用の試薬パックが分注軸位
置に来るまで試薬パックカルーセルが回転する。すべて
の分注ステップが完了した後、試薬パックカルーセルが
再びアクチュエータ位置まで回転し、そこで試薬カート
リッジキャップが閉じる。
【0254】4.標本カップ(または一次チューブ)が
分注軸位置に来るまで標本カルーセルが回転する。
【0255】5.分注器は、使用されないときは常に
“HOME”位置にある(分注R軸が洗浄ステーション
上に止まり、分注Z軸がZクリア位置に来る)。
【0256】6.標本のキッティング (a)標本の吸引 (i)シリンジが空気“X”μlを速度“X”μl/秒
で吸引する。 (ii)分注R軸が標本カップの上方へ移動する。 (iii)分注Z軸がZ上方位置へ下降する。 (iv)LLSが使用可能にされ、今現在液体が検出さ
れていないことが確認される。 (v)流体が検出され、あるいはZ−Asp限界に達す
る(流体が検出されたと仮定される)まで分注Z軸が一
定速度で下降する。 (vi)システムが、流体が検出されたZ高さ位置とZ
高さ/体積テーブルとに基づいてウェル中の液体の体積
を算出し、分注記述に指定された体積と比較する。十分
な体積がウェルに存在する場合、吸引シーケンスが開始
される(十分な体積が存在しない場合、試験が中止さ
れ、試験要求が例外リストに移される。例外リストは、
完了できない試験をオペレータに通知する)。 (vii)必要な標本の総体積が吸引されるまで、下記
のことが同時に行われる。 (1)分注Z軸モータが速度“X”ステップ/秒で移動
する。 (2)シリンジモータが“X”μlを速度“X”μl/
秒で吸引する。 (3)LLSが検査され、プローブがまだ液体内にある
ことが確認される。LLSが使用不能にされる。分注Z
軸がZクリア位置へ上昇する。 (4)分注R軸がRV標本ウェルの上方へ移動する。 (5)分注Z軸がRV標本ウェル内の吐出位置へ下降す
る。 (6)シリンジが標本“X”μlを速度“X”μl/秒
で吐出する。 (7)分注Z軸がZクリア位置へ上昇する。
【0257】(b)プローブの後洗浄 プローブは汚染がなくなるように洗浄される。(キッテ
ィング領域と処理領域の両方での)分注作業の後に必ず
プローブの後洗浄が行われ、ある流体吸出物質から他の
流体吸出物質へのキャリオーバが最小限に抑えられるこ
とを理解されたい。場合によっては、次の流体吸出物質
が有効なものになるように必要に応じて分注作業の前に
プローブの前洗浄を行うことができる。この検定の説明
では後洗浄だけを使用すると仮定する。
【0258】(i)まず、プローブの内側が洗浄され
る。 (1)分注R軸が廃棄物領域の上方へ移動する。 (2)分注Z軸が廃棄物領域内の適切な位置へ下降す
る。 (3)洗浄弁が、検定プロトコルに指定された時間だけ
開く。 (4)洗浄弁が閉じる。 (5)分注Z軸がZクリア位置へ上昇する。
【0259】(ii)次に、プローブの外側が洗浄され
る。 (1)分注R軸が洗浄カップの上方へ移動する。 (2)分注Z軸が洗浄カップ内の適切な位置へ下降す
る。 (3)洗浄弁が、検定プロトコルに指定された時間だけ
開く。 (4)洗浄弁が閉じる。
【0260】(iii)分注器が“HOME”位置に戻
る。
【0261】7.ポッパのキッティング(「ポッパ」と
は、検定における干渉物質をなくする物質、たとえば、
1985年1月8日に発行され、引用によって本明細書
に編入された米国特許出願第4492762号で論じら
れかつ請求された物質として定義される)
【0262】(a)ポッパの吸引 (i)シリンジが空気“X”μlを速度“X”μl/秒
で吸引する。 (ii)分注R軸が試薬パック中のポッパ試薬ボトルの
上方へ移動する。 (iii)分注Z軸がZ上方位置へ下降する。 (iv)LLSが使用可能にされ、今現在液体が検出さ
れていないことが確認される。 (v)流体が検出され、あるいはZ吸引下限(Z−As
p)に達する(流体が検出されたと仮定される)まで、
分注Z軸が一定速度で下降する。 (vi)システムが、流体が検出されたZ高さ位置とZ
高さ/体積テーブルとに基づいてウェル中の液体の体積
を算出し、分注記述に指定された体積と比較する。十分
な体積がウェルに存在する場合、吸引シーケンスが開始
される(十分な体積が存在しない場合、試験が中止さ
れ、試験要求が例外リストに移される)。 (vii)必要なポッパの総体積が吸引されるまで下記
のことが同時に行われる。 (1)分注Z軸モータが速度“X”ステップ/秒で移動
する。 (2)シリンジが“X”μlを速度“X”μl/秒で吸
引する。 (3)LLSが検査され、プローブがまだ液体内にある
ことが確認される。 (4)LLSが使用不能にされる。 (5)分注Z軸がZクリア位置へ上昇する。 (6)分注R軸がRV試薬1ウェルの上方へ移動する。 (7)分注Z軸がRV試薬1ウェル内の吐出位置へ下降
する。 (8)シリンジがポッパ“X”μlを速度“X”μl/
秒で吐出する。 (9)分注Z軸がZクリア位置へ上昇する。
【0263】(b)プローブの後洗浄 プローブが再び、第6節(標本のキッティング)で説明
したように、汚染がなくなるように洗浄される。
【0264】8.抗血清のキッティング (a)抗血清の吸引 (i)シリンジが空気“X”μlを速度“X”μl/秒
で吸引する。 (ii)分注R軸が試薬パック中の抗血清試薬ボトルの
上方へ移動する。 (iii)分注Z軸がZ上方位置へ下降する。 (iv)LLSが使用可能にされ、今現在液体が検出さ
れていないことが確認される。 (v)流体が検出され、あるいはZ−Asp限界に達す
る(流体が検出されたと仮定される)まで分注Z軸が一
定速度で下降する。 (vi)システムが、流体が検出されたZ高さ位置とZ
高さ/体積テーブルとに基づいてウェル中の液体の体積
を算出し、分注記述に指定された体積と比較する。十分
な体積がウェルに存在する場合、吸引シーケンスが開始
される(十分な体積が存在しない場合、試験が中止さ
れ、試験要求が例外リストに移される)。 (vii)必要な抗血清の総体積が吸引されるまで、下
記のことが同時に行われる。 (1)分注Z軸モータが速度“X”ステップ/秒で移動
する。 (2)シリンジが“X”マイクロリットル(μl)を速
度“X”μl/秒で吸引する。LLSが検査され、プロ
ーブがまだ液体内にあることが確認される。 (3)LLSが使用不能にされる。 (4)分注Z軸がZクリア位置へ上昇する。 (5)分注R軸がRV試薬2ウェルの上方へ移動する。 (6)分注Z軸がRV試薬2ウェル内の吐出位置へ下降
する。 (7)シリンジが抗血清“X”μlを速度“X”μl/
秒で吐出する。 (8)分注Z軸がZクリア位置へ上昇する。
【0265】(b)プローブの後洗浄 プローブが再び、第6節(標本のキッティング)で説明
したように汚染がなくなるように洗浄される。
【0266】9.トレーサのキッティング (a)トレーサの吸引 (i)シリンジが空気“X”μlを速度“X”μl/秒
で吸引する。 (ii)分注R軸が試薬パック中のトレーサ試薬ボトル
の上方へ移動する。 (iii)分注Z軸がZ上方位置へ下降する。 (iv)LLSが使用可能にされ、今現在液体が検出さ
れていないことが確認される。 (v)流体が検出され、あるいはZ−Asp限界に達す
る(流体が検出されたと仮定される)まで、分注Z軸が
一定速度で下降する。 (vi)システムが、流体が検出されたZ高さ位置とZ
高さ/体積テーブルSに基づいてウェル中の液体の体積
を算出し、分注記述に指定された体積と比較する。十分
な体積がウェルに存在する場合、吸引シーケンスが開始
される(十分な体積が存在しない場合、試験が中止さ
れ、試験要求が例外リストに移される)。 (vii)必要なトレーサの総体積が吸引されるまで下
記のことが同時に行われる。 (1)分注Z軸モータが速度“X”ステップ/秒で移動
する。 (2)シリンジが“X”μlを速度“X”μl/秒で吸
引する。 (3)LLSが検査され、プローブがまだ液体内にある
ことが確認される。 (4)LLSが使用不能にされる。 (5)分注Z軸がZクリア位置へ上昇する。 (6)分注R軸がRV試薬3ウェルの上方へ移動する。 (7)分注Z軸がRV試薬3ウェル内の吐出位置へ下降
する。 (8)シリンジが“X”μlのトレーサを速度“X”μ
l/秒で吐出する。 (9)分注Z軸がZクリア位置へ上昇する。
【0267】(b)プローブの後洗浄 プローブが再び、第6節(標本のキッティング)で説明
したように汚染がなくなるように洗浄される。
【0268】F.処理領域への反応容器(RV)の移送 1.RVカルーセルが移送ステーションまで回転する。 2.空位置が移送ステーションに整列するように処理カ
ルーセルが回転する。 3.移送機構O軸が標本入口領域まで回転する。 4.移送機構R軸がRVをつかみ、移送機構内に引き込
む。 5.RVが処理カルーセル上の空位置に整列するように
移送機構O軸が回転する。 6.RVが処理カルーセルに装填される。
【0269】処理領域 A.温度平衡時間および蒸発窓が満了するのを待つ。
【0270】B.第1の分注作業(希釈された標本およ
びポッパを備える標本ブランクの準備) 1.検定ファイルの指定に応じてインキュベーションタ
イマが設定される。
【0271】2.希釈剤の厳密な吸引。下記の作業が同
時に実行される。 (a)シリンジが“X”μlを速度“X”μl/秒で吸
引する。 (b)洗浄弁が開く。 (c)”n”秒間待つ。 (d)洗浄弁が閉じる。
【0272】3.標本の吸引 (a)分注R軸がRV標本ウェルの上方へ移動する。 (b)LLSが使用可能にされ、今現在液体が検出され
ていないことが確認される。 (c)流体が検出され、あるいはZ−Asp限界に達す
る(流体が検出されたと仮定される)まで、分注Z軸が
一定速度で下降する。 (d)システムが、流体が検出されたZ高さ位置とZ高
さ/体積テーブルとに基づいてウェル中の液体の体積を
算出し、分注記述に指定された体積と比較する。十分な
体積がウェルに存在する場合、吸引シーケンスが開始さ
れる(十分な体積が存在しない場合、試験が中止され、
試験要求が例外リストに移される)。 (e)必要な標本の総体積が吸引されるまで下記のこと
が同時に行われる。 (i)分注Z軸モータが速度“X”ステップ/秒で移動
する。 (ii)シリンジが標本“X”μlを速度“X”μl/
秒で吸引する。 (iii)LLSが検査され、プローブがまだ液体内に
あることが確認される。 (iv)LLSが使用不能にされる。 (v)分注Z軸がZ上方位置へ上昇する。
【0273】4.RV事前希釈ウェルに吐出される希釈
剤/標本 (a)分注R軸がRV事前希釈ウェルの上方へ移動す
る。 (b)分注Z軸がRV事前希釈ウェル内の吐出位置まで
下方に移動する。 (c)シリンジが希釈剤/標本“X”μlを“X”μl
/秒速度で吐き出す。 (d)分注Z軸がZクリア位置まで上方に移動する。
【0274】5.プローブの後洗浄 プローブが再び、第6節(標本のキッティング)で説明
したように、汚染がなくなるように洗浄される。
【0275】6.希釈剤の高密度な吸引。下記のことが
同時に実行される。 (a)シリンジが“X”μlを速度“X”μl/秒で吸
引する。 (b)洗浄弁が開く。 (c)”n”秒間待つ。 (d)洗浄弁が閉じる。
【0276】7.ポッパの吸引 (a)分注R軸がRV試薬(ポッパ)ウェルの上方へ移
動する。 (b)LLSが使用可能にされ、今現在液体が検出され
ていないことが確認される。 (c)流体が検出され、あるいはZ−Asp限界に達す
る(流体が検出されたと仮定される)まで、分注Z軸が
一定速度で下降する。 (d)システムが、流体が検出されたZ高さ位置とZ高
さ/体積テーブルとに基づいてウェル中の液体の体積を
算出し、分注記述に指定された体積と比較する。十分な
体積がウェルに存在する場合、吸引シーケンスが開始さ
れる(十分な体積が存在しない場合、試験が中止され、
試験要求が例外リストに移される)。 (e)必要なポッパの総体積が吸引されるまで、下記の
ことが同時に行われる。 (i)分注Z軸モータが速度“X”ステップ/秒で移動
する。 (ii)シリンジモータが標本“X”μlを速度“X”
μl/秒で吸引する。 (iii)LLSが検査され、プローブがまだ液体内に
あることが確認される。 (iv)LLSが使用不能にされる。 (v)分注Z軸がZ上方位置へ上昇する。
【0277】8.希釈済み標本の吸引 (a)分注R軸がRV事前希釈ウェルの上方へ移動す
る。 (b)LLSが使用可能にされ、今現在液体が検出され
ていないことが確認される。 (c)流体が検出され、あるいはZ−Asp限界に達す
る(流体が検出されたと仮定される)まで、分注Z軸が
一定速度で下降する。 (d)システムが、流体が検出されたZ高さ位置とZ高
さ/体積テーブルとに基づいてウェル中の液体の体積を
算出し、分注記述に指定された体積と比較する。十分な
体積がウェルに存在する場合、吸引シーケンスが開始さ
れる(十分な体積が存在しない場合、試験が中止され、
試験要求が例外リストに移される)。 (e)必要な希釈済み標本の総体積が吸引されるまで、
下記のことが同時に行われる。 (i)分注Z軸モータが速度“X”ステップ/秒で移動
する。 (ii)シリンジが“X”μlを速度“X”μl/秒で
吸引する。 (iii)LLSが検査され、プローブがまだ液体内に
あることが確認される。 (iv)LLSが使用不能にされる。 (v)分注Z軸がZ上方位置へ上昇する。
【0278】11.希釈済み標本/ポッパ希釈剤がRV
キュベットに吐出される。 (a)分注R軸がRVキュベット位置の上方へ移動す
る。 (b)分注Z軸がRVキュベット内の吐出位置へ下降す
る。 (c)シリンジが、希釈済み標本/ポッパ/希釈剤
“X”μlを速度“X”μl/秒で吐出する。 (d)分注Z軸がZ上方位置へ上昇する。
【0279】12.プローブの後洗浄 プローブが再び、第6節(標本のキッティング)で説明
したように、汚染がなくなるように洗浄され、第1の分
注器作業が完了する。
【0280】C.ブランク前読取り作業周期(割振り時
間378) インキュベーションタイマが満了すると同時に、FPI
A光学システム284が、前記で詳しく説明したスケジ
ューラ256および光学制御システム248に応答して
下記の作業を実行する。 1.カルーセル46がキュベット140を読取りができ
るように位置決めする。 2.液晶298の偏光状態を設定する。 3.PMT308の利得を設定する。 4.ランプ286の強度をシマー状態からバーン状態に
増大させる。
【0281】D.ブランク読取りシーケンス周期(割振
り時間314)FPIA光学システム284は次いで、
前述のスケジューラ256および光学制御システム24
8に応答して下記のことを実行する。 1.水平偏光による強度を割振り時間342にわたって
読み取る。 2.液晶298の状態を垂直偏光に遷移させ、割振り時
間246中に十分な停止時間を確保する。 3.垂直偏光による強度を割振り時間348にわたって
読み取る。 4.OSP254が、検出器312での強度とランプ2
86での強度を比較することによって、PMT308か
らのディジタル化アナログ信号を正規化読取り値に変換
する(「背景読取り値」)。
【0282】E.ブランク正規化周期 1.OSP254が、背景読取り値を記憶できるように
CPU255へ送る。 2.ランプ286の強度を低減させ、シマー状態に戻
す。
【0283】F.(希釈済み標本とポッパとトレーサと
抗血清との間の反応に関する)第2の分注作業 1.検定ファイルの指定に応じてインキュベーションタ
イマが設定される。
【0284】2.希釈剤の高精度な吸引。 (a)下記のことが同時に実行される。 (i)シリンジが“X”μlを速度“X”μl/秒で吸
引する。 (ii)洗浄弁が開く。 (iii)”n”秒間待つ。 (iv)洗浄弁が閉じる。
【0285】3.抗血清の吸引 (i)分注R軸がRV試薬2(血清)ウェルの上方へ移
動する。 (ii)LLSが使用可能にされ、今現在液体が検出さ
れていないことが確認される。 (iii)流体が検出され、あるいはZ−Asp限界に
達する(流体が検出されたと仮定される)まで、分注Z
軸が一定速度で下降する。 (iv)システムが、流体が検出されたZ高さ位置とZ
高さ/体積テーブルとに基づいてウェル中の液体の体積
を算出し、分注記述に指定された体積と比較する。十分
な体積がウェルに存在する場合、吸引シーケンスが開始
される(十分な体積が存在しない場合、試験が中止さ
れ、試験要求が例外リストに移される)。 (v)必要な抗血清の総体積が吸引されるまで、下記の
ことが同時に行われる。 (1)分注Z軸モータが速度“X”ステップ/秒で移動
する。 (2)シリンジが“X”μlを速度“X”μl/秒で吸
引する。 (3)LLSが検査され、プローブがまだ液体内にある
ことが確認される。 (4)LLSが使用不能にされる。 (5)分注Z軸がZ上方位置へ上昇する。
【0286】4.トレーサの吸引 (a)シリンジが空気“X”μlを速度“X”μl/秒
で吸引する。 (b)分注R軸がRV試薬3(トレーサ)ウェルの上方
へ移動する。 (c)LLSが使用可能にされ、今現在液体が検出され
ていないことが確認される。 (d)流体が検出され、あるいはZ−Asp限界に達す
る(流体が検出されたと仮定される)まで、分注Z軸が
一定速度で下降する。 (e)システムが、流体が検出されたZ高さ位置とZ高
さ/体積テーブルとに基づいてウェル中の液体の体積を
算出し、分注記述に指定された体積と比較する。十分な
体積がウェルに存在する場合、吸引シーケンスが開始さ
れる(十分な体積が存在しない場合、試験が中止され、
試験要求が例外リストに移される)。 (f)必要なトレーサの総体積が吸引されるまで、下記
のことが同時に行われる。 (i)分注Z軸モータが速度“X”ステップ/秒で移動
する。 (ii)シリンジが“X”μlを速度“X”μl/秒で
吸引する。インキュベーション (iii)LLSが検査され、プローブがまだ液体内に
あることが確認される。 (v)LLSが使用不能にされる。 (vi)分注Z軸がZ上方位置へ上昇する。
【0287】5.希釈済み標本の吸引 (a)分注R軸がRV事前希釈ウェルの上方へ移動す
る。 (b)LLSが使用可能にされ、現在の所液体が検出さ
れていないことが確認される。 (c)流体が検出され、あるいはZ−Asp限界に達す
る(流体が検出されたと仮定される)まで、分注Z軸が
一定速度で下降する。 (d)システムが、流体が検出されたZ高さ位置とZ高
さ/体積テーブルとに基づいてウェル中の液体の体積を
算出し、分注記述に指定された体積と比較する。十分な
体積がウェルに存在する場合、吸引シーケンスが開始さ
れる(十分な体積が存在しない場合、試験が中止され、
試験要求が例外リストに移される)。 (e)必要な希釈済み標本の総体積が吸引されるまで下
記のことが同時に行われる。 (1)分注Z軸モータが速度“X”ステップ/秒で移動
する。 (2)シリンジが“X”μlを速度“X”μl/秒で吸
引する。 (3)LLSが検査され、プローブがまだ液体内にある
ことが確認される。 (4)LLSが使用不能にされる。 (5)分注Z軸がZ上方位置へ上昇する。
【0288】6.希釈済み標本/トレーサ/吸出物質/
抗血清/希釈剤がRVキュベットに吐出される。 (a)分注R軸がRVキュベット位置の上方へ移動す
る。 (b)分注Z軸がRVキュベット内の吐出位置へ下降す
る。 (c)シリンジが、希釈済み標本/トレーサ//吸出物
質/抗血清/希釈剤を“X”μlを速度“X”μl/秒
で吐出する。 (d)分注Z軸がZ上方位置へ上昇する。
【0289】7.プローブの後洗浄 プローブが再び、第6節(標本のキッティング)で説明
したように汚染がなくなるように洗浄され、第2のピペ
ット活動が完了する。
【0290】8.次の活動は、インキュベーションタイ
マが満了したときに開始される。G.最終前読取り活動
周期(割振り時間378) インキュベーションタイマが満了すると同時に、FPI
A光学システム284が、前記で詳しく説明したスケジ
ューラ256および光学制御システム248に応答して
下記の活動を実行する。 1.カルーセル46がキュベット140を読取りができ
るように位置決めする。 2.液晶298の偏光状態を設定する。 3.PMT308の利得を設定する。 4.ランプ286の強度をシマー状態からバーン状態に
増大させる。
【0291】H.最終読取りシーケンス周期(割振り時
間314) FPIA光学システム284は次いで、前述のスケジュ
ーラ256および光学制御システム248に応答して下
記のことを実行する。 1.水平偏光による強度を割振り時間342にわたって
読み取る。 2.液晶298の状態を垂直偏光に遷移させ、割振り時
間246中に十分な停止時間を確保する。 3.垂直偏光による強度を割振り時間348にわたって
読み取る。 4.OSP254が、検出器312での強度とランプ2
86での強度を比較することによって、PMT308か
らのディジタル化アナログ信号を正規化読取り値に変換
する(「最終読取り値」)。
【0292】I.最終正規化周期 1.OSP254が、背景読取り値を記憶できるように
CPU255へ送る。 2.CPU255を使用して、NET強度(I)と、標
準曲線に対して較正されたミリ偏光(mP)が算出さ
れ、濃度結果が求められる。 3.ランプ286の強度を低減させ、シマー状態に戻
す。
【0293】J.RVの取り外し(この活動は、資源が
使用されていないときに行われる)。下記のことが同時
に実行される。 1.空位置が移送ステーションに来るように処理カルー
セルが回転する。移送機構O軸が処理カルーセルへ移動
する。 2.RVが移送機構R軸によってつかまれ、移送機構内
へ引き込まれる。 3.RVが廃棄物容器に整列するように移送機構O軸が
回転する。 4.RVが廃棄物容器に押し込まれる。
【0294】MEIA検定キッティング領域の活動の説
A.仮定 1.標本を装入する際、分析計は待機/準備完了モード
である。システムは事前に初期設定されている(すべて
のモータがホーム位置にあり、シリンジおよびポンプが
洗浄されており、すべての電子機器およびセンサが検査
済みである)。 2.廃棄物が空になっており、希釈剤、MEIA緩衝
剤、MUP、およびQuatバルク液体消耗品の体積が
十分であるかどうか検査済みである。 3.カートリッジがホッパ内に配置されており、必要に
応じて補助カルーセルへの装入に利用することができる
(MEIA検定のみ)。 4.すべての消耗品在庫ファイルが更新済みである。
【0295】B.準備ステップ 1.ユーザが空のRVをRVカルーセルに装入する。 2.試薬パックを装入するには、ユーザがまず、フロン
トエンドカルーセルを休止しておかなければならない。
システムは、現試験のキッティングを完了し、試験を処
理領域に移す。 3.ユーザは試薬カルーセルカバーを開け、試薬パック
を試薬カルーセルに装入し、試薬カルーセルカバーを閉
じ、次いでフロントエンドを再開する。 4.分析計は自動的に、装入されたすべての試薬パック
を走査し、試薬状況を検査する。 5.各試薬パックは、試薬カルーセルの回転によって試
薬パックバーコード読取り装置の前に位置決めされる。 6.試薬パックバーコード読取り装置は、バーコードを
読み取って検定タイプおよびカルーセル位置を識別す
る。バーコードが読取り不能な場合、システムはバーコ
ードの指定変更を要求する。 7.バーコードが良好であり、あるいは指定変更が完了
した場合、システムはシステム在庫を検査する。ユーザ
は、パックが空または無効であり、あるいは古いことが
分かった場合は通知を受ける。試薬パックは、良好であ
ることが分かった後、使用可能な状態になる。
【0296】C.試験の要求 1.ユーザは、一つまたは複数の患者標本用の試験また
は試験群を要求するための下記の二つのオプションを有
する。 (a)ユーザは、試験要求ロードリストをホストコンピ
ュータからダウンロードして命令リストを作成すること
ができる。 (b)ユーザは、試験要求に入り、あるいはシステム上
で直接命令リストを作成する。
【0297】2.(バーコードなしの)標本カップを使
用する場合、下記のことが行われる。 (a)ユーザが命令リストで、標本を置くべきセグメン
トIDおよび位置番号を探す。 (b)ユーザが、参照されたセグメントの位置に標本カ
ップを装入する。 (c)ユーザが患者標本を血液収集チューブから標本カ
ップへ移送する。 (d)セグメントが標本カルーセル内に配置される。 (e)標本が装入されたことが分析計に示される。 (f)分析計が消耗品在庫、廃棄物状況、較正状況など
を検査する。 (g)標本カルーセルがセグメントをセグメント識別読
取り装置まで回転させる。 (h)分析計がセグメント標識を読み取る。
【0298】3.(バーコード付きの)一次チューブを
使用する場合、下記のことが行われる。 (a)ユーザが、標本カルーセル上で次に利用できるセ
グメント位置に一次チューブを装入する(2種類のキャ
リアが一次チューブ用に使用される。一方のキャリアは
高さ75mmのチューブに使用され、他方のキャリアは
高さ100mmのチューブに使用される)。 (b)標本を操作することが可能であることが分析計に
示される。 (c)分析計がセグメントをセグメント識別予期装置へ
回転させる。
【0299】D.試験のスケジューリング 1.分注器に標本が提供されると、システムはその処理
用標本に対して命令された試薬をスケジューリングしよ
うとする。標本に対して命令された各試薬は別々にスケ
ジューリングされる。 (a)システムは、在庫(試薬パック、カートリッジ、
緩衝剤、MUP)、システム資源、試験を完了するため
の標本時間が妥当であるかどうか検査する。 (b)システムは、命令リスト上の試験の較正または順
番が妥当であるかどうか検査する。 (c)すべての試験要件が満たされている場合、試験が
処理向けにスケジューリングされる。 (d)満たされていない試験要件がある場合、その試験
要求が例外リストに移される。その試験要件が満たされ
た場合、その試験要求はユーザによって命令リストに戻
される。 2.ある試験がスケジューリングされると、システムは
その試験を処理リストに移し、その標本に対して命令さ
れた他の試験をスケジューリングしようとする。 3.現標本用のすべての試験がキッティングされると、
システムは標本カルーセル上の次の標本へ進む。
【0300】E.試験のキッティング 1.試験は、スケジューリングされた後ただちにキッテ
ィングされる(スケジューラが、試験をただちに処理カ
ルーセル上に移送して検定のタイミング要件内で処理で
きるようにするまで、試験はキッティングされない)。
【0301】2.RVが分注軸位置で検出されるまでR
Vカルーセルが時計回りに回転する。
【0302】3.命令された試験用の試薬パックがアク
チュエータ位置に来るまで試薬パックカルーセルが回転
する。アクチュエータが試薬カートリッジキャップを開
け、次いで、命令された試験用の試薬パックが分注軸位
置に来るまで試薬パックカルーセルが回転する。すべて
の分注ステップが完了した後、試薬パックカルーセルが
再びアクチュエータ位置まで回転し、そこで試薬カート
リッジキャップが閉じる。
【0303】4.標本カップ(または一次チューブ)が
分注軸位置に来るまで標本カルーセルが回転する。
【0304】5.分注器は、使用されないときは常にH
OME位置にある(分注R軸が洗浄ステーション上に止
まり、分注Z軸がZクリア位置に来る)。
【0305】6.標本のキッティング (a)標本の吸引 (i)シリンジが空気“X”μlを速度“X”μl/秒
で吸引する。 (ii)分注R軸が標本カップの上方へ移動する。 (iii)分注Z軸がZ上方位置へ下降する。 (iv)分注Z軸がZ−LLS位置へ下降する。 (v)LLSが使用可能にされ、現在の所液体が検出さ
れていないことが確認される。 (vi)流体が検出され、あるいはZ−Asp限界に達
する(流体が検出されたと仮定される)まで、分注Z軸
が一定速度で下降する。 (vii)システムが、流体が検出されたZ高さ位置と
Z高さ/体積テーブルとに基づいてウェル中の液体の体
積を算出し、分注記述に指定された体積と比較する。十
分な体積がウェルに存在する場合、吸引シーケンスが開
始される(十分な体積が存在しない場合、試験が中止さ
れ、試験要求が例外リストに移される)。 (viii)必要な標本の総体積が吸引されるまで、下
記のことが同時に行われる。 (1)分注Z軸モータが速度“X”ステップ/秒で移動
する。 (2)シリンジが“X”μlを速度“X”μl/秒で吸
引する。 (3)LLSが検査され、プローブがまだ液体内にある
ことが確認される。 (4)LLSが使用不能にされる。 (5)分注Z軸がZクリア位置へ上昇する。 (6)分注R軸がRV標本ウェルの上方へ移動する。 (7)分注Z軸がRV標本ウェル内の吐出位置へ下降す
る。 (8)シリンジが標本“X”μlを速度“X”μl/秒
で吐出する。 (9)分注Z軸がZクリア位置へ上昇する。
【0306】(b)プローブの後洗浄 プローブが、汚染がなくなるように洗浄される。キッテ
ィング領域と処理領域の両方での分注活動の後には一般
にプローブの後洗浄が行われ、ある流体吸出物質から他
の流体吸出物質へのキャリオーバが最小限に抑えられる
ことを理解されたい。場合によっては、次の流体吸出物
質が有効なものになるように必要に応じて分注活動の前
にプローブの前洗浄を行うことができる。この検定の説
明では、後洗浄だけを使用すると仮定する。 (i)まず、プローブの内側が洗浄される。 (1)分注R軸が廃棄物領域の上方へ移動する。 (2)分注Z軸が廃棄物領域内の適切な位置へ下降す
る。 (3)洗浄弁が、検定プロトコルに指定された時間だけ
開く。 (4)洗浄弁が閉じる。 (ii)分注Z軸がZクリア位置へ上昇する。 (iii)次に、プローブの外側が洗浄される。 (1)分注R軸が洗浄カップの上方へ移動する。 (2)分注Z軸が洗浄カップ内の適切な位置へ下降す
る。 (3)洗浄弁が、検定プロトコルに指定された時間だけ
開く。 (4)洗浄弁が閉じる。 (5)分注器が“HOME”位置に戻る。
【0307】7.微粒子のキッティング (a)微粒子の吸引(微粒子は、最も高価なMEIA試
薬なので、体積を節約するために、RVインキュベーシ
ョンウェルに直接分注される)。 (i)シリンジが空気“X”μlを速度“X”μl/秒
で吸引する。 (ii)分注R軸が試薬パック中の微粒子試薬ボトルの
上方へ移動する。 (iii)分注Z軸がZ上方位置へ下降する。 (iv)分注Z軸がZ−LLS位置へ下降する。 (v)LLSが使用可能にされ、現在の所液体が検出さ
れていないことが確認される。 (vi)流体が検出され、あるいはZ−Asp限界に達
する(流体が検出されたと仮定される)まで、分注Z軸
が一定速度で下降する。 (vii)システムが、流体が検出されたZ高さ位置と
Z高さ/体積テーブルとに基づいてウェル中の液体の体
積を算出し、分注記述に指定された体積と比較する。十
分な体積がウェルに存在する場合、吸引シーケンスが開
始される(十分な体積が存在しない場合、試験が中止さ
れ、試験要求が例外リストに移される)。 (viii)必要な微粒子の総体積が吸引されるまで、
下記のことが同時に行われる。 (1)分注Z軸モータが速度“X”ステップ/秒で移動
する。 (2)シリンジが“X”μlを速度“X”μl/秒で吸
引する。 (3)LLSが検査され、プローブがまだ液体内にある
ことが確認される。 (ix)LLSが使用不能にされる。 (x)分注Z軸がZクリア位置へ上昇する。 (xi)分注R軸がRVインキュベーションウェルの上
方へ移動する。 (xii)分注Z軸がRVインキュベーションウェル内
の吐出位置へ下降する。 (xiii)シリンジが微粒子“X”μlを速度“X”
μl/秒で吐出する。分注Z軸がZクリア位置へ上昇す
る。
【0308】(b)プローブの後洗浄 プローブが再び、第6節(標本のキッティング)で説明
したように、汚染がなくなるように洗浄される。
【0309】8.共役体のキッティング (a)共役体の吸引(共役体または特殊洗浄流体または
試験片希釈剤、あるいはそれらの組合せは、必要に応じ
てRV試薬ウェルまたはRV事前希釈ウェルに吐出され
る) (i)シリンジが空気“X”μlを速度“X”μl/秒
で吸引する。 (ii)分注R軸が試薬パック中の共役体試薬ボトルの
上方へ移動する。 (iii)分注Z軸がZ上方位置へ下降する。 (iv)分注Z軸がZ−LLS位置へ下降する。 (v)LLSが使用可能にされ、現在の所液体が検出さ
れていないことが確認される。 (vi)流体が検出され、あるいはZ−Asp限界に達
する(流体が検出されたと仮定される)まで、分注Z軸
が一定速度で下降する。 (vii)システムが、流体が検出されたZ高さ位置と
Z高さ/体積テーブルとに基づいてウェル中の液体の体
積を算出し、分注記述に指定された体積と比較する。十
分な体積がウェルに存在する場合、吸引シーケンスが開
始される(十分な体積が存在しない場合、試験が中止さ
れ、試験要求が例外リストに移される)。 (viii)必要な共役体の総体積が吸引されるまで下
記のことが同時に行われる。 (1)分注Z軸モータが速度“X”ステップ/秒で移動
する。 (2)シリンジが“X”μlを速度“X”μl/秒で吸
引する。 (3)LLSが検査され、プローブがまだ液体内にある
ことが確認される。 (ix)LLSが使用不能にされる。 (x)分注Z軸がZクリア位置へ上昇する。 (xi)分注R軸がRV試薬ウェルの上方へ移動する。 (xii)分注Z軸がRV試薬ウェル内の吐出位置へ下
降する。 (xiii)シリンジが共役体“X”μlを速度“X”
μl/秒で吐出する。 (xiv)分注Z軸がZクリア位置へ上昇する。
【0310】(b)プローブの後洗浄 プローブが再び、第6節(標本のキッティング)で説明
したように、汚染がなくなるように洗浄される。
【0311】9.MEIA緩衝剤のキッティング (a)RV緩衝剤ウェルが緩衝剤キッティングステーシ
ョンにあるMEIA緩衝剤ディスペンサの下方に来るよ
うにRVカルーセルが回転する。 (b)MEIA緩衝剤“X”μlが速度“X”μl/秒
で緩衝剤ウェルに吐出される。
【0312】F.処理領域へのRVの移送 1.RVカルーセルが移送ステーションまで回転する。 2.空位置が移送ステーションに整列するように処理カ
ルーセルが回転する。 3.移送機構O軸が標本入口領域まで回転する。 4.移送機構R軸がRVをつかみ、移送機構内に引き込
む。 5.RVが処理カルーセル上の空位置に整列するように
移送機構O軸が回転する。 6.RVが処理カルーセルに装入される。
【0313】処理領域 A.システムは、温度平衡時間および蒸発窓が満了する
のを待つ。
【0314】B.第1の分注活動(微粒子/標本の反
応) 1.検定ファイルの指定に応じてインキュベーションタ
イマが設定される。
【0315】2.MEIA緩衝剤の吸引 (a)RVが分注ステーションに来るように処理カルー
セルが回転する。 (b)シリンジが空気“X”μlを速度“X”μl/秒
で吸引する。 (c)分注R軸がRV緩衝剤ウェルの上方へ移動する。 (d)分注Z軸がRV緩衝剤ウェルの上方のZ上方位置
へ下降する。 (e)分注Z軸がZ−LLS位置へ下降する。 (f)LLSが使用可能にされ、現在の所液体が検出さ
れていないことが確認される。 (g)流体が検出され、あるいはZ−Asp限界に達す
る(流体が検出されたと仮定される)まで、分注Z軸が
一定速度で下降する。 (h)システムが、流体が検出されたZ高さ位置とZ高
さ/体積テーブルとに基づいてウェル中の液体の体積を
算出し、分注記述に指定された体積と比較する。十分な
体積がウェルに存在する場合、吸引シーケンスが開始さ
れる(十分な体積が存在しない場合、試験が中止され、
試験要求が例外リストに移される)。 (i)必要なMEIA緩衝剤の総体積が吸引されるま
で、下記のことが同時に行われる。 (1)分注Z軸モータが速度“X”ステップ/秒で移動
する。 (2)シリンジが“X”μlを速度“X”μl/秒で吸
引する。 (j)LLSが検査され、プローブがまだ液体内にある
ことが確認される。 (k)LLSが使用不能にされる。 (l)分注Z軸がZ上方位置へ上昇する。
【0316】3.標本の吸引 (a)分注R軸がRV標本ウェルの上方へ移動する。 (b)分注Z軸がZ−LLS位置へ下降する。 (c)LLSが使用可能にされ、現在の所液体が検出さ
れていないことが確認される。 (d)流体が検出され、あるいはZ−Asp限界に達す
る(流体が検出されたと仮定される)まで、分注Z軸が
一定速度で下降する。 (e)システムが、流体が検出されたZ高さ位置とZ高
さ/体積テーブルとに基づいてウェル中の液体の体積を
算出し、分注記述に指定された体積と比較する。十分な
体積がウェルに存在する場合、吸引シーケンスが開始さ
れる(十分な体積が存在しない場合、試験が中止され、
試験要求が例外リストに移される)。 (f)必要な標本の総体積が吸引されるまで、下記のこ
とが同時に行われる。 (1)分注器Z軸モータが速度“X”ステップ/秒で下
降する。 (2)シリンジが“X”μlを速度“X”μl/秒で吸
引する。 (g)LLSが検査され、プローブがまだ液体内にある
ことが確認される。 (h)LLSが使用不能にされる。 (i)分注Z軸がZ上方位置へ上昇する。
【0317】4.インキュベーションウェル中の微粒子
にMEIA緩衝剤および標本が添加される。 (a)分注Z軸がRVインキュベーションウェル内の吐
出位置へ下降する。 (b)シリンジが、MEIA緩衝剤および標本“X”μ
lを速度“X”μl/秒で吐出する。 (c)分注Z軸がZクリア位置へ上昇する。
【0318】5.プローブの後洗浄 プローブが再び、第6節(標本のキッティング)で説明
したように、汚染がなくなるように洗浄される。
【0319】C.カートリッジの装入(この活動は、資
源が使用されていないときに行われる) 1.予約されている位置がフィーダの下方に来るように
補助カルーセルを移動する。 2.トラップドア機構を循環させてカルーセルにフラッ
シュライトを装入する。 3.シャトル機構を循環させて(次のタブ装入のため
に)トラップドア上に別のMEIAカートリッジを装入
する。 4.インキュベーションタイマを検査する。インキュベ
ーションタイマが満了したときに次の分注を開始する。
【0320】D.第2の分注活動(反応混合物のマトリ
ックスへの移送) 1.検定ファイルの指定に応じてインキュベーションタ
イマが設定される。
【0321】2.緩衝剤の吸引 (a)RVが分注位置に来るように処理カルーセルが移
動する。 (b)シリンジが空気“X”μlを速度“X”μl/秒
で吸引する。 (c)分注R軸がRV緩衝剤ウェルの上方へ移動する。 (d)分注Z軸がZ上方位置へ下降する。 (e)分注Z軸がZ−LLS位置へ下降する。 (f)LLSが使用可能にされ、現在の所液体が検出さ
れていないことが確認される。 (g)流体が検出され、あるいはZ−Asp限界に達す
る(流体が検出されたと仮定される)まで、分注Z軸が
一定速度で下降する。 (h)システムが、流体が検出されたZ高さ位置とZ高
さ/体積テーブルとに基づいてウェル中の液体の体積を
算出し、分注記述に指定された体積と比較する。十分な
体積がウェルに存在する場合、吸引シーケンスが開始さ
れる(十分な体積が存在しない場合、試験が中止され、
試験要求が例外リストに移される)。 (i)必要な緩衝剤の総体積が吸引されるまで、下記の
ことが同時に行われる。 (1)分注Z軸モータが速度“X”ステップ/秒で移動
する。 (2)シリンジが“X”μlを速度“X”μl/秒で吸
引する。 (j)LLSが検査され、プローブがまだ液体内にある
ことが確認される。 (k)LLSが使用不能にされる。 (l)分注Z軸がZ上方位置へ上昇する。
【0322】3.反応混合物の吸引 (a)分注R軸がRVインキュベーションウェルの上方
へ移動する。 (b)分注Z軸がZ−LLS位置へ下降する。 (c)LLSが使用可能にされ、現在の所液体が検出さ
れていないことが確認される。 (d)流体が検出され、あるいはZ−Asp限界に達す
る(流体が検出されたと仮定される)まで、分注Z軸が
一定速度で下降する。 (e)システムが、流体が検出されたZ高さ位置とZ高
さ/体積テーブルとに基づいてウェル中の液体の体積を
算出し、分注記述に指定された体積と比較する。十分な
体積がウェルに存在する場合、吸引シーケンスが開始さ
れる(十分な体積が存在しない場合、試験が中止され、
試験要求が例外リストに移される)。 (f)必要な反応混合物の総体積が吸引されるまで、下
記のことが同時に行われる。 (1)分注Z軸モータが速度“X”ステップ/秒で移動
する。 (2)シリンジが“X”μlを速度“X”μl/秒で吸
引する。 (g)LLSが検査され、プローブがまだ液体内にある
ことが確認される。 (h)LLSが使用不能にされる。 (i)分注Z軸がZクリア位置へ上昇する。
【0323】4.マトリックス上での反応混合物の吐出 (a)下記のことは、反応混合物の吸引(上述)と同時
に実行される。 (i)カートリッジがカートリッジ分注ステーションに
来るように補助カルーセルが移動する。 (ii)分注R軸がMEIAカートリッジ(マトリック
ス)表面の上方へ移動する。 (iii)分注Z軸がマトリックス吐出位置へ下降す
る。 (iv)シリンジが反応混合物“X”μlを速度“X”
μl/秒で吐出する。 (v)反応混合物がマトリックスによって吸収されるま
で、システムが“X”秒だけ遅延する。
【0324】5.マトリックスの緩衝剤の洗浄 (a)シリンジが緩衝剤“X”μlを速度“X”μl/
秒で吐出する。 (b)分注Z軸がZクリア位置へ上昇する。
【0325】6.プローブの後洗浄 プローブが再び、第6節(標本のキッティング)で説明
したように、汚染がなくなるように洗浄される。
【0326】7.インキュベーションタイマが満了した
ときに次の活動が開始する。
【0327】E.第3の分注活動(共役体の添加) 1.検定ファイルの指定に応じてインキュベーションタ
イマが設定される。
【0328】2.共役体の吸引 (a)RVが分注位置に来るように処理カルーセルが移
動する。 (b)シリンジが空気“X”μlを速度“X”μl/秒
で吸引する。 (c)分注R軸がRV試薬1(共役体)ウェルの上方へ
移動する。 (d)分注Z軸がZ上方位置へ下降する。 (e)LLSが使用可能にされ、現在の所液体が検出さ
れていないことが確認される。 (f)流体が検出され、あるいはZ−Asp限界に達す
る(流体が検出されたと仮定される)まで、分注Z軸が
一定速度で下降する。 (g)システムが、流体が検出されたZ高さ位置とZ高
さ/体積テーブルとに基づいてウェル中の液体の体積を
算出し、分注記述に指定された体積と比較する。十分な
体積がウェルに存在する場合、吸引シーケンスが開始さ
れる(十分な体積が存在しない場合、試験が中止され、
試験要求が例外リストに移される)。 (h)必要な共役体の総体積が吸引されるまで下記のこ
とが同時に行われる。 (i)分注Z軸モータが速度“X”ステップ/秒で移動
する。 (ii)シリンジが“X”μlを速度“X”μl/秒で
吸引する。 (i)LLSが検査され、プローブがまだ液体内にある
ことが確認される。 (j)LLSが使用不能にされる。 (k)分注Z軸がZクリア位置へ上昇する。
【0329】3.共役体の吐出(同時に実行される) (a)カートリッジがカートリッジ分注ステーションに
来るように補助カルーセルが移動する。 (b)分注R軸がカートリッジ(マトリックス)表面の
上方へ移動する。 (c)分注Z軸がマトリックス吐出位置へ下降する。 (d)シリンジが共役体“X”μlを速度“X”μl/
秒で吐出する。 (e)分注Z軸がZクリア位置へ移動する。 (f)反応混合物がマトリックスによって吸収されるま
で“X”秒だけ待つ。
【0330】4.プローブの後洗浄 プローブが再び、第6節(標本のキッティング)で説明
したように、汚染がなくなるように洗浄される。
【0331】F.RVの取り外し(この活動は、資源が
使用されていないときに行われる)。 1.下記のことが同時に実行される。 (a)空位置が移送ステーションに来るように処理カル
ーセルが回転する。 (b)移送機構O軸が処理カルーセルへ移動する。 2.RVが移送機構R軸によってつかまれ、移送機構内
へ引き込まれる。 3.RVが廃棄物容器に整列するように移送機構O軸が
回転する。 4.RVが廃棄物容器に押し込まれる。 5.インキュベーションタイマを検査する。インキュベ
ーションタイマが満了したときに、次の活動が開始す
る。
【0332】G.前読取り活動周期(割振り周期37
8) MEIA光学システム361が、前記で詳しく説明した
スケジューラ256および光学制御システム248に応
答して下記の活動を実行する。 1.補助カルーセル64がキュベット68を読取りがで
きるように位置決めする。 2.PMT374の利得を設定する。 3.ランプ364の強度をシマー状態からバーン状態に
増大させる。
【0333】H.マトリックスの洗浄 1.カートリッジがマトリックス洗浄ステーションに来
るように補助カルーセルが回転する。 2.検定ファイルにカートリッジの洗浄用に指定された
すべての緩衝剤が吐出されるまで、下記のステップが繰
り返される。 (a)加熱されたMEIA緩衝剤“X”μlを50μl
サイクルで速度“X”μl/秒でマトリックス上に吐出
する。 (b)”n”秒だけ待つ。
【0334】I.MUPの吐出 1.カートリッジがMUPステーションに来るように補
助カルーセルが回転する。 2.加熱されたMUP50μlを速度“X”μl/秒で
マトリックス上に吐出する。 3.”n”秒だけ待つ。
【0335】J.読取りシーケンス周期(割振り周期3
76) MEIA光学システム361が、前述のスケジューラ2
56および光学制御システム248に応答して下記の活
動を実行する。 1.検定ファイルに指定された所定数(通常は8)の二
次読取りがPMT374によって検知される。 2.最後の二次読取りを除く各二次読取り後に、光学シ
ステム361がドエルタイムの間休止する。 3.OSP254が、検出器366での強度とランプ3
64での強度を比較することによって、PMT374か
らのディジタル化アナログ信号を正規化読取り値に変換
する(「正規化読取り値」) 4.光学マイクロプロセッサによって生読取り値が正規
化読取り値(検出器衝突光強度/ランプ強度)に変換さ
れる。 5.システムによって正規化読取り値対時間から速度が
算出される。 6.定量的検定の場合、この速度が較正曲線に適合さ
れ、濃度結果が求められる。 7.定性的検定の場合、標本速度がインデックスレート
またはカットオフレートと比較されて、標本が正かそれ
とも負か(反応性かそれとも非反応性か)が判定され
る。
【0336】K.カートリッジの取り外し(この活動
は、資源が使用されていないときに行われる) 1.カートリッジがエジェクタステーションに来るよう
に補助カルーセルが回転する。 2.エジェクタが循環してカートリッジを廃棄物容器に
入れる。
【0337】本発明の自動免疫学的検定分析システムが
取り扱うことができる検定で通常使用される概略反応シ
ーケンスを図26、図27、図28に示す。図26に
は、T4検定のFPIAシーケンス1420が示されて
いる。ステップ1で、チロキシン結合タンパク質(TB
P)1424に結合したT4がT4置換剤1426と反
応し、TBP1428および非結合T4(1430)が
生成される。ステップ2で、T4(1430)がT4抗
体1432に添加され反応生成物1434が生成される
(T4抗体−T4複合体)。ステップ3で、T4抗体−
T4複合体1434がT4トレーサ(蛍光)1346で
処理され蛍光偏光測定可能な反応生成物1438が生成
される。
【0338】図27には、1段サンドイッチMEIA判
定(フェリチン)用の概略反応シーケンス1440が示
されている。ステップ1および2で、アンチフェリチン
アルカリフォスファターゼ共役体がフェリチン標本14
44とアンチフェリチン微粒子1446が混合されフェ
リチン抗体−抗原−抗体複合体1448が生成される。
ステップ3で、抗体−抗原−抗体複合体1448が4−
メチルウンベリフェリルリン酸塩(MUP)1450と
反応し、蛍光を発するメチルウンベルフェロン(MU)
が生成される。MU生成速度が測定される。
【0339】図28には、HTSH検定に関する2段サ
ンドイッチMEIA用の概略反応シーケンス1456が
示されている。アンチ−hTSH特有の微粒子1458
がHTSH標本1460に添加され反応生成物HTSH
抗体−抗原複合体1462が得られる。ステップ2から
4で、複合体1462がアンチhTSHアルカリフォス
ファターゼ1464と組み合わされhTSH抗体−抗原
−抗体複合体1466が生成される。ステップ5で、複
合体1466がMUP1450に反応し、蛍光を発する
MUが生成される。MU生成速度が測定される。
【0340】本発明の実施例によれば、自動免疫学的検
定分析システムは、多数の検定を連続的に実施する、オ
ペレータによるランダムアクセスが可能な装置、ソフト
ウェア、ハードウェア、処理技術を提供する。スケジュ
ーリングされた試験に応じて、メインカルーセルまたは
処理カルーセルでのキッティング動作および分注動作に
カルーセル分注器技術を使用すると、従来は得られなか
ったスケジューリングの融通性がもたらされる。本発明
のシステムにより、それぞれの装置および処理要件に分
離する前に共通のメインカルーセル、移送ステーショ
ン、第1のキッティング分注プローブ、処理カルーセ
ル、第2の分注プローブを使用して、免疫沈降技術でも
競合免疫学的検定技術でも共通のキッティングおよび分
注を行うことができる。キャビネット使い捨て材料およ
び消耗品と、スケジューリング、試験、キッティング、
分注用の共通のコンピュータネットワークも共用され
る。
【0341】システム上でのオペレータの最小限の入力
および操作によって複数の検定を実行することができ、
直接論じてはいないが前記の本発明の開示および請求の
範囲にかんがみて当業者には明らかな他の方法および検
定にこのシステムを使用できることが理解されよう。本
発明の特定の実施例を開示したが、下記の請求の範囲に
記載した本発明の仕様および範囲の教示から逸脱するこ
となく、本発明の装置および方法に様々な変更および適
応化を加えられることも理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、システムキャビネット、露出されたフ
ロントエンドカルーセル、コンピュータ画面、キーボー
ドを示す自動分析システムの等角図である。
【図2】図2は、自動分析システム装置のフレームおよ
びキャビネットの等角図である。
【図3】図3は、自動分析システムの水または緩衝液、
あるいはその両方の供給システムと、液体および固体の
廃棄物の容器を示す図1および図2の下方キャビネット
の平面断面図である。
【図4A】図4Aは、自動分析システム装置を詳しく相
対位置で示すために構成要素カバーが取り外された自動
分析システムの平面断面図である。
【図4B】図4Bは、フロントエンドカルーセルの要素
の分離部分断面を示す自動分析システムの前面立面図で
ある。
【図5】図5は、取り外された自動分析システムのフロ
ントエンドカルーセルの駆動要素および案内要素の分離
断面平面図である。
【図6】図6は、一方がFPIA読取り用の位置にある
二つの反応容器が所定の位置に配置された自動分析シス
テムの処理カルーセルの分離断面側面図である。
【図7】図7は、自動分析システムのプローブ、プロー
ブアーム、分注器の分離等角図である。
【図8】図8は、自動分析システムのプローブアームワ
イヤリングセンサ手段の概略側面図である。
【図9A】図9Aは、反応容器を主カルーセルから移送
ステーションへ移送するために、該反応容器に係合して
いる自動分析システムの移送要素の断面側面図である。
【図9B】図9Bは、自動分析システムの移送ステーシ
ョンの斜視側面立面図である。
【図10】図10は、第1の検定で実施すべき活動のシ
ーケンスを示すブロック図である。
【図11】図11は、第2の検定で実施すべき活動のシ
ーケンスを示すブロック図である。
【図12】図12は、公称インキュベーション期間と可
変インキュベーション窓とを備えるものとして二つの活
動間のインキュベーション期間を示すブロック図であ
る。
【図13】図13は、それぞれ、フレキシブルプロトコ
ル技術の規則を反映する、それぞれの異なる組合せの活
動およびインキュベーション期間を示す1組の六つのブ
ロック図である。
【図14】図14は、分注活動用のタイミングプロトコ
ルを示すブロック図である。
【図15】図15は、磁気粒子捕捉技術用の化学発光読
取り装置と膜粒子捕捉技術用の化学発光読取り装置とを
含む自動分析装置を詳しく相対位置で示すために構成要
素カバーが取り外された自動分析システムの断面平面図
である。
【図16】図16は、化学発光検出用の検出装置の検出
ヘッドの断面図である。
【図17】図17は、光シールドが所定の位置に配置さ
れた化学発光粒子捕捉容器の上方に位置決めされた検出
装置光導体の断面図である。
【図18】図18は、自動分析システムと共に使用され
る本発明の液位検知装置の好ましい実施例の簡略ブロッ
ク図である。
【図19】図19は、図18の液位検知システムのより
詳しいブロック図である。
【図20】図20は、本発明の流体液位検知システム中
の電流の流れを示す簡略概略図である。
【図21】図21は、プローブが空中にあるときのプロ
ーブとその電磁界と液体標本容器とアンテナとの間の幾
何学的配置を示す図である。
【図22】図22は、プローブが液体に接触したときの
プローブとその電磁界と液体標本容器とアンテナとの間
の幾何学的配置を示す図である。
【図23】図23は、プローブが液体に接触し、プロー
ブ/液体の組合せからアンテナまでの距離が遠すぎて検
出がトリガされないときのプローブとその電磁界と液体
標本容器とアンテナとの間の幾何学的配置を示す図であ
る。
【図24】図24は、電気信号をプローブ/液体の組合
せから受信アンテナ近傍へ送るように機能する検知スリ
ーブを示す図である。
【図25】図25は、システムの雑音レベル対信号周波
数を表すグラフである。
【図26】図26は、自動分析システムの自動気泡流出
シリンジの断面側面立面図である。
【図27】図27は、図26の自動気泡流出シリンジの
ピストンおよびボアの分離断面図である。
【図28】図28は、往復ピストンがボア端部の方への
走行の終わり近くにある自動気泡流出シリンジのシリン
ジボア端部と、外側拡張部へのピストンの引き込みを示
すボア内の想像線位置の分離断面図である。
【図29】図29は、自動分析システムと共に使用すべ
き試薬パックおよび試薬パックカバー手段の斜視側面立
面図である。
【図30】図30は、自動分析システムと共に使用すべ
き試薬パックおよび試薬パックカバー手段の部分端面図
である。
【図31】図31は、カバーされた試薬容器を有する試
薬パックの平面図である。
【図32】図32は、様々な開放位置および閉鎖位置に
あるカバー手段を示す図31の線A−Aに沿う断面側面
図である。
【図33】図33は、開放試薬容器キャッピング手段の
等角図である。
【図34】図34は、蓋が開放された試薬パック内に試
薬容器を含む試薬容器蓋開放・閉鎖ステーションの斜視
側面立面図である。
【図35】図35は、試薬パックの試薬容器が開放・閉
鎖ステーションの要素の下方にあり、試薬パックの蓋が
閉鎖された、図34の異なる斜視側面立面図である。
【図36】図36は、試験標本容器セグメントアセンブ
リの斜視図である。
【図37】図37は、図36の試験標本容器セグメント
アセンブリの底面図である。
【図38】図38は、取り付けられた試験標本容器セグ
メントアセンブリも断面図で示した、標本カルーセルの
分離断面図である。
【図39】図39は、スカートを含む修正された標本カ
ップの断面図である。
【図40】図40は、短い試験標本Vacutaine
(R)チューブセグメントアセンブリの斜視図であ
る。
【図41】図41は、図40の線A−Aに沿う短い試験
標本Vacutainer(R)チューブセグメントア
センブリの平面断面図である。
【図42】図42は、図40の短い試験標本Vacut
ainer(R)チューブセグメントアセンブリの底面
図である。
【図43】図43は、所定の位置にある長い試験標本カ
ップアダプタの断面図である。
【図44】図44は、所定の位置にある長い試験標本カ
ップアダプタの断面図である。
【図45A】図45Aは、必要に応じてFPIA処理用
に符号付けされた反応容器コンパートメントを含む、自
動分析システムと共に使用すべき反応容器の平面図であ
る。
【図45B】図45Bは、必要に応じてFPIA処理用
に符号付けされた反応容器コンパートメントを含む、自
動分析システムと共に使用すべき反応容器の側面図であ
る。
【図45C】図45Cは、図45Bの反応容器の端面図
である。
【図46】図46は、容器を保持する装置と他の容器を
取り付ける手段を示す反応容器装入装置の断面等角図で
ある。
【図47】図47は、反応容器カルーセルの半径に一致
する弧状に設けられた、反応容器が取り付けられた反応
容器装填装置の平面図である。
【図48】図48は、二つの反応容器が取り付けられた
ローダと、他の反応容器を取り付ける手段を示す反応容
器装入装置の断面等角図である。
【図49】図49は、反応容器カルーセルの半径に一致
する弧直線寸法を有し、二つの反応容器が取り付けら
れ、他の八つの反応容器を取り付ける機能を有する、反
応容器装填装置の平面図である。
【図50】図50は、自動分析システムのシステム制御
環境空気流・温度制御を示す概略図である。
【図51】図51は、複数の反応層を保持する、制御環
境ゾーンで処分される処理カルーセルの立面断面図であ
る。
【図52】図52は、液体温度制御用のヒータアセンブ
リの斜視図である。
【図53】図53は、ブロック内にヒータ要素を示す図
52のヒータアセンブリの断面図である。
【図54】図54は、ヒータアセンブリ内の液体チュー
ビング、たとえばチュービングコイルを示す図52のヒ
ータアセンブリの部分断面図である。
【図55】図55は、自動分析システムと共に使用すべ
きMEIAカートリッジの部分断面側面立面図である。
【図56】図56は、自動分析システムのMEIAカー
トリッジフィーダの断面側面立面図である。
【図57】図57は、図56のカートリッジフィーダの
MEIAカートリッジフィーダ−カートリッジ配向ピン
の分離側面断面図である。
【図58】図58は、複数のカートリッジを含むカート
リッジホッパと協働して係合する、想像線で様々な開放
位置に示した分割開放カートリッジカートンの分離側面
断面図である。
【図59A】図59Aは、カートリッジカートンの下側
からとったカートリッジカートンの部分等角図である。
【図59B】図59Bは、タブ開口部の動作を示すカー
トリッジカートンの部分等角図である。
【図60】図60は、カートリッジカートンの上側から
とったカートリッジカートンの部分等角図である。
【図61】図61は、カートリッジカートンからカート
リッジを装入するのに適した分離モードのカートリッジ
ホッパを示す自立カートリッジホッパの他の実施例の等
角図である。
【図62】図62は、自動分析システムのFPIA光学
システムの概略図である。
【図63】図63は、自動分析システムのMEIA光学
システムの概略図である。
【図64】図64は、自動分析システムの光学的制御シ
ステムのボックス図である。
【図65】図65は、自動分析システムのFPIA読取
り装置シーケンスの絵画時間グラフである。
【図66】図66は、自動分析システムのMEIA読取
りシーケンスの絵画時間グラフである。
【図67】図67は、自動分析システム上で実施された
T4に関するFPIAの概略反応シーケンスを示す図で
ある。
【図68】図68は、自動分析システム上で実施された
1段サンドイッチMEIAの概略反応シーケンスを示す
図である。
【図69】図69は、自動分析システム上で実施された
2段サンドイッチMEIAの概略反応シーケンスを示す
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヨン・エム・クレメンス アメリカ合衆国、イリノイ・60083、ワ ドスワース、ミニ・ドライブ・3250 (72)発明者 ロバート・ビー・ハンス アメリカ合衆国、イリノイ・60202、エ バンストン、メープル・アベニユー・ 1129 (72)発明者 ケンドル・ビー・ヘンドリツク アメリカ合衆国、テキサス・76092、サ ウスレーク、フオレスト・レーン・1335 (72)発明者 アパラオ・タイ アメリカ合衆国、イリノイ・60030、グ レースレーク、ラングレー・コート・ 846 (72)発明者 ウイリアム・ジエイ・カニユースケ, ザ・サード アメリカ合衆国、テキサス・75208、ダ ラス、ウエスト・コロラド・1502 (72)発明者 ピーター・エー・ラゴクキー アメリカ合衆国、イリノイ・60068、パ ーク・リツジ、ノース・ハミルトン・ア ベニユー・225 (72)発明者 リチヤード・アール・マーテイン アメリカ合衆国、テキサス・75063、ア ービング、サドルホーン・8804・ナンバ ー・311 (72)発明者 ダグラス・デイー・マクドウエル アメリカ合衆国、イリノイ・60030、ワ イルドウツド、ウエスト・ワレン・ 17697 (72)発明者 リチヤード・エー・メリアム アメリカ合衆国、テキサス・75218、ダ ラス、レークドール・ドライブ・9925 (72)発明者 ラリー・ダブリユ・ムーア アメリカ合衆国、テキサス・75075、プ ラノ、ハンターズ・クリーク・2713 (72)発明者 カール・エム・オレクサツク アメリカ合衆国、テキサス・76118、フ オート・ワース、ミステイツク・トレイ ル・8716 (72)発明者 チヤールズ・デイー・ペニントン アメリカ合衆国、イリノイ・60061、レ ーク・チユーリツヒ、ハニー・レーク・ ロード・980 (72)発明者 ウイリアム・ジエイ・レイムーア アメリカ合衆国、イリノイ・60044、レ ーク・ブルツフ、ブライアー・レーン・ 352 (72)発明者 ウイリアム・デイー・ランボー アメリカ合衆国、テキサス・75006、キ ヤロルトン、セシル・コート・1517 (72)発明者 リンダ・エス・シユミツト アメリカ合衆国、イリノイ・60060、マ ンデレン、フオレスト・レーン・836 (72)発明者 ポール・アール・シユライアー アメリカ合衆国、テキサス・75007、キ ヤロルトン、プロクター・ドライブ・ 2203 (72)発明者 ビー・ジエーン・スミス アメリカ合衆国、イリノイ・60061、バ ーノン・ヒルズ、リンドン・レーン・26 (72)発明者 エイドリアン・エム・スプロンク アメリカ合衆国、イリノイ・60046、リ ンデンハースト、ウイツチウツド・2115 (72)発明者 エドナ・エス・ウオーカー アメリカ合衆国、イリノイ・60618、シ カゴ、ウエスト・ワーナー・3231 (72)発明者 ジエイムズ・エー・ボート アメリカ合衆国、テキサス・76039、ユ ーレス、ローズウツド・コート・908 (72)発明者 リチヤード・エル・ビツクストロム アメリカ合衆国、イリノイ・60102、ア ルゴンクイン、バーチ・ストリート・ 635 (72)発明者 ドニー・レイ・ウオーカー アメリカ合衆国、テキサス・75019、コ ペル、フオレストクレスト・308 (72)発明者 ウイリアム・イー・ワトキンス,ザ・サ ード アメリカ合衆国、テキサス・75104、セ ダー・ヒル、タングルウツド・ドライ ブ・1024 (72)発明者 ゲーリー・イー・ウインター アメリカ合衆国、イリノイ・60103、ハ ノーバー・パーク、ヒルクレスト・アベ ニユー・1407 (72)発明者 ロバート・エー・ウオールフオード アメリカ合衆国、テキサス・75062、ア ービング、ミルズ・レーン・626 (72)発明者 ギルバート・クリフト アメリカ合衆国、テキサス・75150、メ スキート、ライブ・オーク・4514 (72)発明者 ケビン・エム・クローナン アメリカ合衆国、イリノイ・60073、ラ ウンド・レーク、サウス・バレー・ビユ ー・14 (72)発明者 ジエイムズ・イー・ミツチエル アメリカ合衆国、イリノイ・60010、レ ーク・バリントン、リバー・ロード・ 184 (72)発明者 アリン・ケー・スタントン アメリカ合衆国、イリノイ・60010、バ リントン、リトル・ベンド・ロード・18 (72)発明者 デビツド・エー・ヨースト アメリカ合衆国、メリーランド・20837、 プールスビル、セルビー・アベニユー・ 19617 (72)発明者 デビツト・ビー・ヒルズ アメリカ合衆国、テキサス・75025、プ ラノ、スワンソン・ドライブ・3305 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 35/04 G01N 21/64 G01N 33/53 G01N 33/553 G01N 35/02

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正確な量の流体を開放先端を通じて厳密
    に吸引し吐出する気泡フラッシングシリンジであって、
    前記装置が、 閉鎖端部と開放端部とを有するほぼ円筒形の壁で形成さ
    れたボア内に位置し、ボアの壁および閉鎖端部と共に環
    を形成し、環内で往復運動することができるピストン
    と、 ボアの開放端部に位置し、前記ピストンが環内を往復運
    動するときに前記ピストンを囲んで環を十分密に閉鎖し
    流体を保持する環状シールと、 流体をボアの壁を通じて環へ送る入口手段と、流体を環
    からボアの壁を通じて開放先端へ送る出口手段と、 ボア内の前記ピストンが往復運動するように前記ピスト
    ンに接続された駆動手段とを備え、 そのため、前記入口手段からの流体が、流体供給機構に
    接続されたときに、前記ピストンの周りを流れ、かつ前
    記出口手段を通じて開放先端に流れ、その結果、前記ピ
    ストンが往復運動する際に前記ピストンの周りの環内に
    直交流パターンが形成され気泡が前記出口手段を通じて
    フラッシングされる、気泡フラッシングシリンジ。
  2. 【請求項2】 前記ピストンが、ボアの閉鎖端部の内側
    構造に類似の形状のヘッドを有する請求項1に記載の気
    泡フラッシングシリンジ。
  3. 【請求項3】 前記ピストンのヘッドがドーム形である
    請求項2に記載の気泡フラッシングシリンジ。
  4. 【請求項4】 前記ピストンのヘッドが、前記ピストン
    が完全内側伸張位置にあるときに、ピストン中の気泡を
    分裂させるほど、ボアの閉鎖端部の近くに配置される請
    求項2に記載の気泡フラッシングシリンジ。
  5. 【請求項5】 前記ピストンのヘッドが、前記ピストン
    が完全外側伸張位置にあるときに、前記入口手段と前記
    出口手段との間のシールとほぼ同一平面を構成する請求
    項2に記載の気泡フラッシングシリンジ。
  6. 【請求項6】 前記入口手段が加圧流体源と連通する請
    求項1に記載の気泡フラッシングシリンジ。
  7. 【請求項7】 前記駆動手段が、 一方が、ボアの開放端部に隣接する位置に取り付けられ
    た、対向する端面プレートを支持するベースプレートを
    有するフレームと、 前記フレーム内の端面プレート間で軸方向に移動できる
    ように前記フレームの基部上に摺動可能に結合され、前
    記ピストンに接続されたカプラと、 前記フレームの他方の端面プレート上に取り付けられ、
    前記ピストンに同軸状に整列するロータを有するモータ
    と、 前記モータのロータが始動されたときに、前記フレーム
    中の前記カプラを軸方向へ移動し、それによって前記ピ
    ストンを往復運動させるように前記モータのロータと前
    記カプラとの間に回転可能に結合された親ネジとを備え
    る請求項1に記載の気泡フラッシングシリンジ。
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