JP4274545B2 - 反応容器 - Google Patents

Description

本発明は、患者試料測定の分野に関し、さらに詳細には効果的に相互に熱的に隔離された隣接する反応ウェルを有し、多数の湿式検査を行うために利用される容器に関する。

種々のタイプの検査を準備し実施するために複数の患者試料や他の流体を保持するための反応容器すなわちキュヴットは、「湿式」化学臨床分析システムの分野において公知である。

キンモ(Kimmo)らによる米国特許第４，６９０，９００号に記載されているように、これらの容器は通常、複数の隣接して配置された反応ウェルを備えた支持固定具を具備しており、各ウェルは患者試料、希釈液、試薬及び／又は校正用流体などの、ある量の計量供給された流体を保持する大きさに各々作製されている。上記の４，６９０，９００号特許に説明されているように、反応チャンバの各々に保持されている流体は、容器の側壁に設けられた透明な窓を通して、分光光度計などの装置によって必要に応じて検査されることができる。

患者試料測定の分野の当業者にとって一般に公知の問題点は、多数の湿式検査を行う反応容器の隣接したチャンバの間で熱伝達が起こるということである。このような熱による影響は容器を使用した検査における信頼度だけでなく、それと共に使用される臨床分析装置全体のスループットにも影響を及ぼす。

そのため、本分野では、反応容器すなわちキュヴット内の個々の試料の間での熱による影響を最小限に抑える、つまり複数の隣接して配置された反応ウェルすなわちチャンバを収容している容器内の流体内容物を断熱できることが一般に必要である。

本分野において、先に上述したような反応容器の一つまたはそれ以上の反応チャンバに試料または他の流体が計量配分される態様を改善することがさらに一般に必要である。

本発明の一つの主要な目的は、従来技術に関連する上述の問題を解決することである。

本発明の他の主要な目的は、容器の隣接する反応チャンバの流体内容物が相互に断熱されている、湿式検査の処理用の反応容器すなわちキュヴットを提供することである。

本発明のさらなる他の主要な目的は、湿式検査を行う際に使用される流体の、より高度に制御された吸引および計量配分を可能にする反応容器を提供することである。

本発明のさらに別の主要な目的は、湿式検査が行われる臨床分析装置に対してより大きなスループットを提供することである。

そのため本発明の好ましい側面によれば、
ａ）離間された位置関係で保持され、各々がある量の少なくとも一つの流体を保持する大きさに作製された複数の垂直方向に配置された反応チャンバを有するフレームと、
ｂ）少なくとも２つの隣接する反応チャンバの間に配置される、前記反応チャンバの流体内容物に熱的に影響を及ぼす手段と、を備えた反応容器が提供される。

好ましい実施例による前記熱影響手段は、前記反応容器の少なくとも２つの隣接する反応チャンバの間に画成される少なくとも一つのギャップ領域を有する。前記ギャップ領域は、移動性あるいは一過性の熱による影響を防ぐか、少なくとも実質的に最小限に抑えることによって前記容器の前記流体内容物に対して改良された断熱を提供する、少なくとも一つのエアギャップあるいは真空ギャップを有することが好ましい。

好ましい実施例によれば、ここに説明される容器の各反応チャンバの下方部分は上方部分に比べて小さく、前記反応チャンバは、先細になった使い捨て計量供給チップなどの、反応チャンバから流体を吸引あるいは反応チャンバへ流体を計量配分することができる流体計量配分／吸引部材を受け入れる大きさに作製される。

前記反応チャンバは各々少なくとも一対の光透過窓を有することが好ましく、該窓は前記容器の各反応チャンバの前記下方部分に設置され、分光光度計検査あるいは他の形態の光学検査が、保持されている流体試料に対して行われることを可能にすることが好ましい。

前記熱影響手段はまた、ここに説明される容器の少なくとも一つの反応チャンバに対して熱をより容易に伝えるために使用されることができる。例えば、導熱性材料から作製されるアダプタブロックを前記画成されたギャップ領域の少なくとも一つに配置することができる。インキュベータに挿入されると、前記導熱性アダプタブロックの入っている前記ギャップ領域に隣接する前記反応チャンバの間で、熱伝達が容易に起こる。あるいは、前記インキュベータは、前記容器の任意の数量の熱チャンバに対して直接、選択的に熱を加えるように前記反応容器の前記ギャップ領域に直接係合するよう構成することもできる。

本発明のさらなる他の好ましい側面によれば、臨床分析器で使用される反応容器が提供され、前記反応容器は、各々ある量の流体を保持する大きさに作製され、離間された位置関係で垂直方向に配置された複数の反応チャンバを有するフレームと、少なくとも２つの前記チャンバの間に配置された、少なくとも一対の反応チャンバの前記流体内容物を断熱する手段とを、備える。

前記断熱手段は、前記反応チャンバの少なくとも一対の間に配置された少なくとも一つのギャップ領域を有することができることが好ましい。

さらに、前記反応チャンバの少なくとも一つは、流体を反応チャンバに直接計量配分するか反応チャンバから流体を吸引するように、ピペットチップなどの流体計量配分／吸引部材を受け入れる大きさに作製される。好ましい実施例によれば、前記流体計量配分／吸引部材は使い捨ての先細になった計量供給チップである。

前記キュベットはプラスティック材料から作られることが好ましく、少なくとも一対の透明な窓を有し、前記容器の前記反応チャンバの少なくとも一つに入れられている流体試料の光学検査を可能とする。

本発明のさらに別の好ましい側面によれば、湿式化学分析システムと、少なくとも一つの流体試料を保持する少なくとも一つの反応容器とを有する臨床分析器が提供される。前記反応容器は複数の反応チャンバを備え、前記チャンバの各々は、前記分析器のインキュベータと共に使用された場合、前記反応チャンバの前記流体内容物を断熱するか、反応チャンバへまたは反応チャンバ間で容易に熱伝達が起こるようにする熱影響手段をチャンバの間で画成した。

本発明のさらに別の好ましい側面によれば、患者試料を検査する方法が説明されており、前記方法は、
ａ）複数の隣接する反応チャンバを有する反応容器を提供するステップと、
ｂ）流体吸引／計量配分部材に流体を吸引するステップと
ｃ）前記流体吸引／計量配分部材を反応チャンバの下方部分に挿入するステップと
ｄ）前記容器の前記反応チャンバの下方部分に直接流体を計量配分するステップとを含む。

先細になった計量供給チップなどの、反応チャンバ内に降下される流体吸引／計量配分部材を好ましくは用いて、患者試料、試薬又は校正用流体などの流体を反応チャンバから選択的に吸引することもできることが好ましい。

本発明の有利な特徴は、前記容器の別個の反応チャンバの反応容器内に納められている多数の流体が相互に熱的に隔離されることができるということである。

本発明の他の利点は、前記反応容器の前記反応チャンバの各々が、試料あるいは他の流体を反応チャンバから吸引または計量配分する計量供給チップを受け入れるために使用されうることである。

本発明のさらなる他の利点は、臨床分析装置においてここで説明されるような反応容器を用いて、全体のスループットが効果的に増大されうるということである。

これらの及び他の目的、特徴及び利点は、以下の図面と共に読まれるべき以下の「発明を実施するための最良の形態」から容易に明らかになるであろう。

以下の説明は、好ましくは自動臨床分析器とともに使用される反応容器すなわちキュベットのある好ましい実施の形態に関する。説明の全過程にわたり、本発明の概念を具体化する種々の修正及び変形があるということは当業者にとって容易に明らかであろう。

図１を参照して背景のため、複数の隣接して離間配置された反応ウェルすなわちチャンバ１４を有する従来の反応容器１０についてまず説明する。容器１０は、装置２０を使用して反応ウェル１４内に入れられた流体内容物の光学検査を可能とするもので、この装置２０は本実施の形態では分光光度計あるいは容器の側壁を通して光学特性を測定できる他の装置である。容器１０の反応ウェル１４の各々は、開いた頂部すなわち上方端２４と底部壁２５を有するほぼ一様な矩形部分であり、該反応ウェルの各々はプラスティック材料でできたそれぞれの壁２６によって互いに分離されている。

ここで図３ないし図５を参照すると、本発明の好ましい第１の実施形態に従って作製された反応容器４０が説明されている。反応容器４０は、好ましくはポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリカーボネートあるいは他の同様の材料など成型可能なプラスティックから製造される支持フレーム４４を有する。プラスティックでキュベット４０を作製しているが、この容器はガラスや金属などの他の材料から作られてもよい。支持フレーム４４は複数の隣接する先端の開いた反応ウェルすなわちチャンバ４８を備えていて、好ましい実施の形態においては各々互いに対して均等に離間されている。本実施の形態によれば、６つの反応チャンバ４８が設けられているが、この数は容器の用途あるいは使用法によって適宜変更可能であることがわかるであろう。

この特定の実施の形態による支持フレーム４４は矩形形状をしており、一対の側壁５２と一対の向い合う端壁５６によって画成される。反応チャンバ４８の各々は実質的に円筒状の断面によって画成され、先端の開いた上方部分６４、および底部壁６０を備えた狭隘な下方部分６８を有する。各内側反応チャンバ４８の上方部分６４及び下方部分６８は、前記上方部分および下方部分を一体に連結する傾斜部分７２を除いて、実質的に相互に平行である内部の向い合う端壁６９を有する。容器４０の外側反応チャンバは一つの内部端壁６９と末端壁５６を有する。さらに、本実施の形態による反応チャンバ４８は流体吸引／計量配分部材７６を収容する大きさに作製される。この例では、流体吸引／計量配分部材７６はジョンソン・エンド・ジョンソン株式会社(Johnson and Johnson Company)によってVitros(登録商標)の商標名で製造されるような先細になった使い捨て計量供給チップ７６であるが、他の形態のピペットチップが本発明の発明概念を用いて代わりに代用されてもよいことは当業者にとって明らかであろう。

傾斜部分７２が必要であるのは主にチップ７６の形状に基づくものであり、他のチップが用いられる場合には必須でないことは容易に明らかであるか、容易に明らかになるであろう。さらに、矩形のみでなく他の形状の容器４０が想定されうるであろう。

反応チャンバ４８の各々の端壁５６，６９は流体容量の重量を支持するよう厚くなっており、従来の成形技術を使用して形成される。さらに、ここに説明される反応容器４０のプラスティック支持フレーム４４の側壁５２も反応チャンバ４８の各々の側壁を形成している。各側壁５２の少なくとも一部分８２は光学的に透明に作製されて、光が各反応チャンバ４８の下方部分６８を透過できるように、また例えば上記図２に部分的に示されているような分光光度計を用いて、保持された流体試料の光学検査を実行できるようにしている。この形式の検査に関する詳細は米国特許第４，６９０，９００号に提供されており、その全内容を本明細書に引用したものとする。内部端壁６９を含む支持フレーム４４の全体は透過性を有することが好ましいが、これは必須というわけではないことを理解すべきである。実際、必要に応じて、各内部端壁６９あるいは容器の他の部分は内部チャンバ４８の間での光の透過性を妨げるように光止めとなるように作製されうるであろう。

本実施の形態による各反応チャンバ４８の狭隘な下方部分６８と上方部分６４との間の寸法の差異により、隣接する内部反応チャンバ４８の各対の間にギャップ領域７８が形成される。本実施の形態によると、合計５つのギャップ領域７８が設けられ、各々先細になった形状または断面を有する。さらに、各端壁５６と各末端反応チャンバ４８の間に小さいギャップ領域７５が設けられる。

本実施の形態によれば、使い捨て計量供給チップ７６は、吻状部及び計量供給移送レールを含む従来の計量供給システム(図示せず)を使用することにより供給器(図示せず)から患者試料を吸引することができる。あるいは、試料を手動で供給できるであろう。それから、チップ７６は、反応チャンバ４８内に直接配置されることができ、チップの計量配分端部が流体を計量配分するために下方部分６８内に直接配置される。そして、チップ７６は取り外されて廃棄されるか、洗浄されることが可能である。その後、新しいチップ(図示せず)が、検査を行うために反応ウェル４８に計量配分されうる試薬や校正用流体などの付加的な流体を吸引できる。そして、キュベット４０をインキュベータ（図示せず）に挿入でき、流体内容物を、実施されている検査のプロトコルに従って光学的に読み取ることができる。

本反応容器４０は一回使い切りキュベットである。そのため、反応容器４０は、多数の分析検査及びそれらのテストを実施した後、廃棄されうる。

ギャップ領域は、数ある中でも図６及び図７に示されているような他の形状をとりうることに留意すべきである。多数のギャップの設計が可能であるので、これらの例示が全てではないことは容易に明らかであろう。

図３ないし図５に戻って参照すると、ここに説明される反応容器４０のギャップ領域７８は空気を含み、この空気が反応容器４０の反応チャンバ４８の隣接する下方部分６８の間で内容物を断熱する役割を果たす。

あるいは、真空状態を作って隣接する反応チャンバ４８の間で断熱量を変化させるために、ギャップ領域７８の各々は真空にされることもできるであろう。

小さいギャップ領域７５はインキュベータ（図示せず）の加熱された端部表面からキュベットを熱的に隔離するよう別の機能を果たす。

この反応容器は、任意の反応ウェル４８の流体内容物に他の態様で熱的に影響を及ぼすために使用することもできる。図６を参照して、本発明の実施の形態２に従って作製された反応容器すなわちキュベット８０についてここで説明する。前述の実施形態と同様に、反応容器８０は複数の隣接する反応チャンバ８８によって画成される支持フレーム８４を有する。反応チェンバ８８の各々は、ある体積量の流体を保持する大きさに作製され、傾斜部分１００によって分離された各上方部分９２及び下方部分９６を有する。幾つかのギャップ領域１０４が容器８０の各下方部分９６の間に設けられる。

本実施の形態によれば、対応する数のアダプタ素子１０８（そのうちの一つのみが図示されている）が反応容器８０の画成されたギャップ領域１０４内に嵌合される大きさに作製される。アダプタ素子１０８の各々は銅あるいは他の導熱性の高い材料から作製され、反応時間を速めるため、かつ／または処理時間を上げるために臨床分析器のインキュベータと共に温度を促進するために選択的に嵌め込まれうる。

図８を参照して、実施の形態３による反応容器についてここで説明する。先述の実施の形態でのようにこの反応容器１２０は、複数の隣接している反応チャンバすなわちウェル１２８を有する、部分的にのみ図示されている支持フレーム１２４を有し、本実施の形態では容器の高さ全体にわたって延在している幾つかのギャップ領域１３２を有している。図示されているようなギャップ領域１３２は、隣接している反応ウェル間を断熱するエアギャップである。しかしながら、ギャップ領域１３２の各々には導熱性の高い材料から作製されるアダプタ素子１３８を代わりに備えてもよいであろう。

本発明の発明概念を具体化する他の修正及び変形が可能であることは容易に明らかであろう。例えば、挿入可能なあるいは一体型アダプタ素子を使用するのではなく、臨床分析器が、図７に示されているような反応容器のギャップ領域に係合する加熱プレートすなわちプレートアダプタ１４２を有するインキュベータを備えてもよく、それにより必ずしも隣接していない任意の２つまたはそれ以上のチャンバが、アダプタプレート１４２上にアダプタ素子１４３を適切に設置することで熱的に連結されうる。

従来技術に従って作製された反応容器の一部を断面で示した側面立面図である。 光学検査装置と共に使用されている図１の従来の反応容器の側面立面図である。 本発明の実施の形態１に従って作製された反応容器の上面図である。 図３の反応容器の断面正面斜視図である。 容器の反応ウェル内に嵌合されうる計量供給チップを有する図４の反応容器の側面断面図である。 本発明の実施の形態２に従った反応容器の断面をとった側面立面図である。 図６の容器内に嵌合されうるアダプタアセンブリの上面斜視図である。 本発明の実施の形態３に従って作製された反応容器の断面をとった部分側面斜視図である。

符号の説明

１０ 反応容器
１４ フレーム
１８ 反応ウェルすなわちチャンバ
２０ 装置
２４ 開いた端部
２６ 分離壁
４０ 反応容器
４４ 支持フレーム
４８ 反応チャンバすなわちウェル
５２ 側壁
５６ 端壁
６０ 底部壁
６４ 上方部分
６８ 下方部分
６９ 端壁
７２ 傾斜部分
７５ ギャップ領域
７６ 流体吸引／計量配分部材
７８ ギャップ領域
８０ 反応容器すなわちキュベット
８２ 光学的に透明な部分
８４ 支持フレーム
８８ 反応チャンバ
９２ 上方部分
９６ 下方部分
１００ 傾斜部分
１０４ ギャップ領域
１０８ アダプタ素子
１２０ 反応容器
１２４ 支持フレーム
１２８ 反応チャンバすなわちウェル
１３２ ギャップ領域
１３８ アダプタ素子
１４２ アダプタプレート
１４３ アダプタ素子

Claims (22)

1. 湿式検査の処理のための反応容器であって、
   間隔をあけて突合わされた位置関係で垂直に配置された、単一線形行の端開口された反応チャンバを含み、前記反応チャンバの各々が側壁および１対の対向する端壁を有し、前記反応チャンバの各々が少なくとも１つの計量された流体の体積を保持する寸法である、フレームと、
   前記反応チャンバの各々の間に配置された、前記線形行の反応チャンバの少なくとも一つの隣接する対の流体内容物に対して熱的に影響を及ぼすための手段とを、備え、
   前記垂直に配置された反応チャンバの各々は、個々の上方部分、および下方部分により定義され、
   各隣接する反応チャンバの前記上方部分は、第１の間隔を有する実質的に平行である端壁により定義され、
   各反応チャンバの前記下方部分は、前記上方部分の第１の間隔よりも小さい第２の間隔を有する実質的に平行である端壁により定義され、
   前記端壁は、更に、前記反応チャンバの前記上方部分と下方部分を分離する、遷移的な内側に先細になっている部分を定義しており、
   前記反応容器は、前記反応チャンバの各々の前記下方部分に対して配置された、少なくとも２つの光透過窓を有するキュベットであり、
   前記光透過窓は、各反応チャンバの向い合う側壁を通して前記下方部分に入れられた少なくとも一つの流体の光学検査が行われることを可能とし、
   前記熱影響手段は、前記反応チャンバの下方部分の間に前記容器の底部壁から伸びる複数のギャップ領域を有し、
   前記ギャップ領域の各々は、前記各反応チャンバの遷移的な内側に先細になっている部分に対応する、内側に先細になっている端により定義され、
   先端部分が細くそしてそれより少し上の部分で胴回りが急に大きくなっている特定の形状および寸法を有する流体吸引，計量配分部材７６に対して、
   前記内側に先細になっている部分７２は、前記部材７６の前記胴回りが急に大きくなっている部分と接触し、前記部材７６が所定の距離を超えて下方向に向かうのを阻止するストッパとして機能する寸法となっており、
   前記部材７６の前記先端部は、前記下方部分６８内に位置せられることを可能とするよう成形されており、
   前記部材７６は、前記下方部分６８に対して、流体を吸引する、あるいは計量配分する、の少なくとも一方を行うことが可能である計量供給チップ７６であることを特徴とする反応容器。
2. 請求項１に記載の容器において、前記計量供給チップは使い捨てであることを特徴とする容器。
3. 請求項１に記載の容器において、前記ギャップ領域は、少なくとも一対の隣接する反応チャンバの前記流体内容物間を断熱するよう構成されていることを特徴とする容器。
4. 請求項３に記載の容器において、前記少なくとも一つのギャップ領域は少なくとも一つのエアギャップを有することを特徴とする容器。
5. 請求項１に記載の容器において、前記フレームはプラスティックから作製されることを特徴とする容器。
6. 請求項１に記載の容器において、前記フレームは実質的に矩形であることを特徴とする容器。
7. 請求項１に記載の容器において、前記熱影響手段は、少なくとも一対の反応チャンバの内容物に熱を伝える導熱手段を備え、前記導熱手段は前記少なくとも一つのギャップ領域内に配置されることを特徴とする容器。
8. 請求項７に記載の容器において、前記導熱手段は、隣接する反応チャンバの間のギャップ領域に嵌合する大きさに作製された少なくとも一つの導熱部材を有することを特徴とする容器。
9. 請求項８に記載の容器において、前記導熱部材は導熱性の高い材料から作製されることを特徴とする容器。
10. 請求項８に記載の容器において、前記導熱部材は前記ギャップ領域から取り外せることを特徴とする容器。
11. 請求項１に記載の容器において、前記容器は使い捨てであることを特徴とする容器。
12. 請求項１に記載の容器において、前記計量供給チップは使い捨てでないことを特徴とする容器。
13. 請求項１に記載の容器において、前記容器は洗浄可能であることを特徴とする容器。
14. 臨床分析器に使用されるキュベットであって、前記キュベットは、以下のものよりなる：
    透明な材料からなるフレームであって、
    該フレームは、間隔をあけて隣接する位置関係で垂直に配置された、単一線形行の反応チャンバを含み、前記隣接する反応チャンバの各々は、少なくとも１つの流体の体積を保持する寸法であり、
    前記反応チャンバの各々は、それらの間に間隔を有する一対の端壁により定義され、
    前記端壁は、個々の上方部分及び下方部分を定義し、前記上方部分及び下方部分の各々は、実質的に平行である端壁部を持ち、
    前記各反応チャンバの側壁部間の間隔は、その各下方部分において定義された間隔より、その各上方部分のおのおのにおける方が広く、
    前記各反応チャンバの端壁は、更に、先端部分が細くそしてそれより少し上の部分で胴回りが急に大きくなっている特定の形状および寸法を有する計量供給チップ７６の前記胴回りが急に大きくなった部分を受けるよう成形された、前記上方部分６４と前記下方部分６８との間の内側に先細になっている中間部分７２を定義し、
    前記内側に先細になっている中間部分７２は、前記計量供給チップ７６の前記胴回りが急に大きくなっている部分と接触し、前記計量供給チップ７６が所定の距離を超えて下方向に向かうのを阻止するストッパとして機能する寸法となっており、
    かつ前記内側に先細になっている中間部分７２は、前記下方部分６８に対して流体の吸引と計量配分の少なくとも一方を可能とするよう、前記計量供給チップ７６の細い先端部分が前記下方部分７６内へアクセスするのを可能とし、
    前記各反応チャンバは、更に、各下方部分において、キュベットの向い合う側壁を通して光学的に、少なくとも一つの収容された流体を検査することを可能とするよう、一対の光透過窓を有する；および、
    少なくとも一対の前記複数の反応チャンバの流体内容物を断熱するための、前記チャンバの各々の間に配置された手段であって、
    前記断熱手段は、前記キュベットの底壁から前記下方部分間に伸びる複数のギャップ領域を含み、
    前記ギャップ領域の各々は、前記反応チャンバの内部の先細になる中間部のそれと合致する内部の先細りする端を含む先細になる形状を有する、ことを特徴とするキュベット。
15. 請求項１４に記載のキュベットにおいて、前記計量供給チップは使い捨てであることを特徴とするキュベット。
16. 請求項１４に記載のキュベットにおいて、前記少なくとも一つのギャップ領域は少なくとも一つのエアギャップを有することを特徴とするキュベット。
17. 請求項１４に記載のキュベットにおいて、前記フレームはプラスティックから作製されることを特徴とするキュベット。
18. 請求項１４に記載のキュベットにおいて、前記フレームは実質的に矩形であることを特徴とするキュベット。
19. 請求項１４に記載のキュベットにおいて、前記フレームは実質的に矩形であり、一対の向い合う側壁と一対の向い合う端壁によって定義されることを特徴とするキュベット。
20. 請求項１４に記載のキュベットにおいて、前記キュベットは使い捨てであることを特徴とするキュベット。
21. 請求項１４に記載のキュベットにおいて、前記計量供給チップは使い捨てでないことを特徴とするキュベット。
22. 請求項１４に記載のキュベットにおいて、前記キュベットは洗浄可能であることを特徴とするキュベット。

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