JP5213286B2 - 自動化分析器において液体を吸引し分配する装置 - Google Patents
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Description
(発明の分野)
本発明は、例えば全血などの液体を試料容器から吸引し、かつ適切であるように、分析またはさらなる処理のために吸引された液体を調製するために、その後の混合用に複数の反応チャンバおよび/または反応槽に正確な容量の吸引された液体を分配するための装置における改良に関する。本発明は、血液学、フローサイトメトリおよび血液化学の分野において特に有用であり、これらの分野においては、全血および/または調製された血液試料のうちの比較的少量(例えば、1〜30マイクロリットル)を高精度で分配することがしばしば必要である。
血液、尿および他の体液などの生物学的液体の試料に対して試験を行なう際に、密閉された試験管すなわちバイアルで自動化された分析器に試料を提供することが一般的である。試験管を受け取り次第、分析器は、試験管を吸引場所に自動的に輸送し、該吸引場所において、吸引プローブの尖った先端がシール(典型的にはゴムのストッパ)を突き通し、試料容量に入る。試料の一部分をその容器から吸引した後に、比較的小さいアリコートの試料であって、その各々は例えば1〜30マイクロリットルの容量を有する、小さいアリコートの試料は、後に、処理および/または分析のために分析器内の種々の反応チャンバおよび/または反応槽に分配される。例えば赤血球および白血球のカウントなどの一部の定量的分析は分配される試料容量の精度において極度の正確さを必要とするが、他のより定性的分析は、分配容量においてそのような正確さを必要としない。
前述の討議を考慮して、この発明の目的は、上記のBSV装置の精度を与える、生物学的液体を吸引しかつ分配するための改良されたハイブリッドの装置、および小体積の特徴の注射器ポンプ(吸い込みおよび吐き出し)装置を提供することである。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
吸引プローブおよびポンプに動作するように接続可能であり、容器から液体を吸引し、該吸引プローブを介して該吸引された液体の複数の別個の液体アリコートを分配する液体サンプリング弁であって、該液体サンプリング弁は、
並んで配置された複数の向かい合う、隣接した弁パッドを備えているせん断弁アセンブリであって、該弁パッドの少なくとも1つは、該弁パッドの他の1つに対して可動であり、その結果、該弁パッドの相対的位置を変化させ、該弁パッドの各々は、該弁パッドの相対的位置が変化すると、隣接する弁パッドのフロー経路画定構造と協働して、該せん断弁アセンブリ内の少なくとも第1、第2および第3の液体フロー経路を画定するフロー経路画定構造を有し、該弁パッドの該少なくとも1つは、該弁パッドの他の1つに対して可動であり、その結果、(a)該せん断弁センブリ内の第1のアリコーティングチャンバが、該第1の液体フロー経路内に位置決めされ、該ポンプによって該吸引プローブを介して吸引された液体で満たされる充填構成と、(b)分割/分配構成であって、(i)該第1のアリコーティングチャンバ内の液体は、外部の力によって作用されるように位置決めされ、これによりそのような液体は、該第2の液体フロー経路に沿って該第1のアリコーティングチャンバから分配され、(ii)液体は、該ポンプによって該吸引プローブを介してかつ該弁アセンブリ内の該第3の液体フロー経路に沿って吸引されるかまたは分配され得る、分割/分配構成と、を画定する、せん断弁アセンブリを備えている、液体サンプリング弁。
(項目2)
前記第1のアリコーティングチャンバは、前記弁パッドのうちの1つを貫通するボアホールによって画定される、項目1に記載の液体サンプリング弁。
(項目3)
前記せん断弁アセンブリは3個の隣接する弁パッドを備え、前記ボアホールは該3個の弁パッドのうちの中間弁パッドに形成される、項目2に記載の液体サンプリング弁。
(項目4)
前記液体吸引弁が前記充填構成であるとき、第2のアリコーティングチャンバは前記第1の液体フロー経路に位置決めされ、前記液体サンプリング弁を介して吸引された液体で満たされるようになり、該液体サンプリング弁が前記分割/分配構成であるとき、該第2のアリコーティングチャンバ内の液体は外部の力によって作用されるように位置決めされ、該第2のアリコーティングチャンバから第4のフロー経路に沿ってそのような液体を分配する、項目1に記載の液体サンプリング弁。
(項目5)
吸引プローブおよびポンプと共に使用するように適合され、それらに動作するように接続され、容器から液体を吸引し、該吸引プローブを介して該吸引された液体の複数の別個の液体アリコートを分配する液体サンプリング弁であって、該液体サンプリング弁は、せん断弁アセンブリを備え、該せん断弁アセンブリは、該吸引プローブが吸引および分配モードで用いられ、それと同時に、該せん断弁アセンブリは、該吸引プローブを介して該せん断弁アセンブリの中に以前に吸引された液体の1つ以上の正確なアリコートを分配するために貯蔵しかつ位置決めするように動作することを可能にするように組み立てられている、液体サンプリング弁。
(項目6)
前記せん断弁アセンブリは、複数の向かい合う、隣接した弁パッドを備え、該弁パッドの各々は、隣接する弁パッドの構造と協働し、該せん断弁アセンブリ内の種々の液体フロー経路を画定する構造を有し、該弁パッドの少なくとも1つは、該弁パッドの他の1つに対して可動であり、その結果、(a)第1のアリコーティングチャンバが、第1のフロー経路内に位置決めされ、該ポンプによって該吸引プローブおよび該弁アセンブリを介して吸引された液体で満たされる充填構成と、(b)分割/分配構成であって、(i)該第1のアリコーティングチャンバ内の液体は、外部の力によって作用されるように位置決めされ、第2の液体フロー経路に沿って該第1のアリコーティングチャンバからそのような液体を分配し、(ii)液体は、該ポンプによって第3の液体フロー経路に沿って該弁アセンブリを介して吸引されるかまたは分配され得る、分割/分配構成と、の両方を画定する、項目5に記載の液体サンプリング弁。
(項目7)
前記第1のアリコーティングチャンバは、前記弁パッドのうちの1つを貫通するボアホールによって画定される、項目6に記載の液体サンプリング弁。
(項目8)
前記せん断弁アセンブリは3個の隣接する弁パッドを備え、前記ボアホールは該3個の弁パッドのうちの中間弁パッドに形成される、項目7に記載の液体サンプリング弁。
(項目9)
前記液体吸引弁が充填構成であるとき、第2のアリコーティングチャンバは、前記第1のフロー経路に位置決めされ、前記液体サンプリング弁を介して吸引された液体で満たされ、該液体サンプリング弁が分割/分配構成であるとき、該第2のアリコーティングチャンバ内の液体は、外部の力によって作用されるように位置決めされ、第4の液体フロー経路に沿って該第2のアリコーティングチャンバからそのような液体を分配する、項目6に記載の液体サンプリング弁。
(項目10)
自動化分析計器において液体試料を吸引し分配する装置であって、該装置は、
(a)ポンプに動作可能に接続され、試料容器の中に入り、そのような容器内の液体試料を吸引するように適合された吸引プローブと、
(b)輸送システムであって、互いに垂直な平面において該吸引プローブを選択的に前進させ、その結果、該吸引プローブは、間隔をあけて置かれた種々の容器から液体を吸引するか、またはそれらの容器に液体を分配し得る、輸送システムと、
(c)液体サンプリング弁であって、該吸引プローブとポンプとの間に動作するように接続され、分配されるべき正確な容量の液体試料を一時的に貯蔵する少なくとも1つのアリコーティングチャンバを画定する構造を備えている、液体サンプリング弁と
を備え、
該ポンプは、(i)該吸引プローブおよび該液体サンプリング弁を介して液体試料を引き寄せ、該アリコーティングチャンバを満たすか、または(ii)該液体サンプリング弁および該吸引プローブを介して、既に吸引された液体試料を分配するかのいずれかを選択的に動作可能であるように動作的であり、該液体サンプリング弁は、(i)該ポンプの作用を受けて該吸引プローブによって吸引された液体試料が該液体サンプリング弁を通過し、それと同時に、該液体サンプリング弁の該アリコーティングチャンバを満たす充填構成か、または(ii)分割/分配構成であって、該アリコーティングチャンバ内の液体が、外部の力によって該液体サンプリング弁から分配されるように位置決めされ、それと同時に、液体試料は、該ポンプによって該吸引プローブおよび該液体サンプリング弁を介して吸引または分配のいずれかが行なわれ得る、分割/分配構成のいずれかにおいて選択的に動作可能である、装置。
(項目11)
前記ポンプは、ステッパモータ制御の注射器ポンプである、項目10に記載の装置。
(項目12)
前記せん断弁アセンブリは、複数の向かい合う、隣接した弁パッドを備え、該パッドの各々は、隣接するパッドの構造と協働する構造を有し、該せん断弁アセンブリ内の種々の液体フロー経路を画定し、該パッドの少なくとも1つは、該パッドの他の1つに対して可動であり、その結果、(a)第1のアリコーティングチャンバが、第1の液体フロー経路内に位置決めされ、前記ポンプによって前記吸引プローブおよび該弁アセンブリを介して吸引された液体で満たされる充填構成と、(b)分割/分配構成であって、(i)該第1のアリコーティングチャンバ内の液体は、外部の力によって作用されるように位置決めされ、第2の液体フロー経路に沿って該第1のアリコーティングチャンバからそのような液体を分配し、(ii)液体は、該ポンプによって該弁アセンブリを介して第3の液体フロー経路に沿って吸引または分配のいずれかが行なわれ得る、分割/分配構成と、の両方を画定する、項目10に記載の装置。
(項目13)
前記第1のアリコーティングチャンバは、前記弁パッドのうちの1つを貫通するボアホールによって画定される、項目12に記載の液体サンプリング弁。
(項目14)
前記せん断弁アセンブリは3個の弁パッドを備え、前記ボアホールは該3個の弁パッドのうちの中間弁パッドに形成される、項目13に記載の液体サンプリング弁。
(項目15)
前記液体吸引弁がその充填構成であるとき、第2のアリコーティングチャンバは前記第1のフロー経路に位置決めされ、前記液体サンプリング弁を介して吸引された液体で満たされるようになり、該液体サンプリング弁がその分割/分配構成であるとき、該第2のアリコーティングチャンバ内の液体は外部の力によって作用されるように位置決めされ、該第2のアリコーティングチャンバから第4のフロー経路に沿ってそのような液体を分配する、項目12に記載の液体サンプリング弁。
(項目16)
(a)試料容器の上部のシールを貫き、そのような容器内の液体試料にアクセスするように適合された吸引プローブと、
(b)該吸引プローブに動作するように接続され、正確な容量の液体試料を一時的に貯蔵する少なくとも1つのアリコーティングチャンバを画定するせん断弁アセンブリであって、該せん断弁アセンブリは、(i)該吸引プローブによって吸引された液体試料を該せん断弁アセンブリのアリコーティングチャンバに受け取る充填モードと、(ii)該アリコーティングチャンバ内の液体試料が該チャンバから分配されることを可能にする分配モードとにおいて選択的に動作可能である、せん断弁アセンブリと、
(c)該せん断弁アセンブリに動作するように接続される注射器ポンプであって、(i)該せん断アセンブリがその充填モードで動作しているときに、該吸引プローブを介して該せん断弁アセンブリの該アリコーティングチャンバの中に試料液体を引き込むための吸引モードと、(ii)吸引/分配モードであって、該せん断弁アセンブリが、液体試料を該試料容器から吸引し、該吸引プローブおよびせん断弁アセンブリを介して該せん断弁アセンブリの下流の位置に向けるか、または該せん断アセンブリのそのような下流の位置から該せん断弁アセンブリおよび該吸引プローブを介して以前に吸引された液体試料を分配するかのいずれかを行ない得る、吸引/分配モードとで動作可能である、注射器ポンプと
を備えている、液体吸引/分配装置。
ここで図面を参照すると、図1A〜図1Cは、ゴムシールSを有する容器Cに配置された全血試料WBSを吸引しかつ分配する先行技術装置10を概略的に例示する。そのような装置は、全血試料を構成する種々の種類の赤血球および白血球をカウントし、区別し、そうでなければ分析するように設計される、従来の自動化計器システムの一部である。上記の米国特許第6,322,752号に、より完全に説明されているが、血液吸引および分配装置は、試料容器上のシールSを貫き、その中の液体試料にアクセスするように働く尖った遠位端11を有する空洞の吸引プローブAPを備えている。吸引プローブは、血液サンプリング弁BSVに堅く接続された近位端12を有する。この装置において吸引プローブおよびその堅く接続されたBSVは、横の動き、すなわちそれらが容器内の試料にアクセスするために動く垂直の方向に対して直角に動くように取り付けられ、それによって、吸引プローブは、試料容器から間隔をあけて横に置かれるチャンバの中に試料の試料アリコートを分配し得る。例示されるように、BSVは、本質的に、3個の向かい合うパッドP1、P2およびP3を備えているせん断弁アセンブリであり、各パッドは、そこに戦略的に設けられた複数のボアホールBを有する。せん断パッドは、互いに対して可動であり、それぞれのボアホールが、選択的に整列させられ、それによって液体が隣接するパッド間を流れ得るか、または、整列しないようにされ、それによって液体のそのような流れが妨げられる。図1Aにおいて、せん断弁は、試料充填構成において示され、その構成において、血液試料は、真空ポンプVPの負の圧力を受けて、引き寄せられるかまたは吸引されて、3つのせん断パッドにおける3つの整列されたボアホールの中に入りそして通過し、次いで、上部パッドP3における整列されたボアホールに接続された導管14の中に入る。導管14にある吸引された血液が血液検出器BDに達したとき、信号が、BSV、真空ポンプVP、開/閉弁V1−V6、および希釈剤ポンプDP1〜DP3を含むすべてのシステム構成要素の動作を制御するプログラマブルロジックおよび制御ユニット(LCU)に送信される。LCUは次いで、真空ポンプを非活動化しかつせん断パッドP1〜P3の相対的位置を図1Bに示される位置に調整するように動作し、それによって、全血の2つの正確なアリコート(A1およびA2)は、分析のために分割されるかまたは吸引された容量の血液から隔離される。同時に、せん断弁パッドにある種々のボアホールは整列させられ、それによって全血の正確なアリコートA1およびA2が、分析のために分配され得る。中間のパッドP2において形成されるボアホールの内部容量によって画定される小さい方のアリコートA1は、赤血球(RBC)のカウントを決定するために用いられ、中間のパッドP2の下流にある吸引プローブの内部容量によって画定される大きい方のアリコートA2は、白血球(WBC)のカウントおよび分析のために用いられる。理解されるように、アリコートA1の容量は、パッドP2の厚さおよびそこにあるボアホールの直径によって画定される。典型的には、RBC分析のためのアリコートA1の容量は、1〜10マイクロリットルであるように選択される。比較的大容量のアリコートA2は、吸引プローブAPの内部容量、プラス、吸引試料がボアホールを介して吸引される、せん断パッドP1のあるボアホールの容量によって画定される。典型的には、アリコートのこの容量は、200〜300マイクロリットルである。適切な遅延後、LCUは、弁V4〜V6が開かれる分配モード(図1Cに示される)で装置10を動作させ、希釈剤ポンプDP1〜DP3は、試料調製のため試料のアリコートを種々の槽に追い払い、使用されない血液試料を廃棄容器に洗い流すように起動される。より詳細には、RBCポンプDP1は、アリコートA1を介して所定の容量の希釈剤をRBC槽に分配し、該RBC槽から、希釈および混合されたRBC試料が抽出されかつ分析される。WBCポンプDP2は、アリコートA2を介して所定の量の希釈剤をWBC槽に分配するように動作し、WBC槽において種々の試薬(例えば、リシン(lyse)、染料など)が加えられ、WBC分析のために適切な試料を提供する。そして希釈剤ポンプP3は、導管26にある血液試料を洗い流すように動作する。
Claims (12)
- 自動化分析計器において液体試料を吸引および吐出する装置であって、該装置は、
(a)ポンプに動作可能に接続された吸引プローブであって、試料容器の中に入り、そのような容器内の液体試料を吸引するように適合された吸引プローブと、
(b)該吸引プローブが、間隔をあけて配置された複数の異なる容器から液体を吸引する、または、それらの容器に液体を吐出することが可能なように、互いに垂直な複数の平面において該吸引プローブを選択的に前進させる輸送システムと、
(c)該吸引プローブとポンプとの間に動作可能に接続された液体サンプリング弁であって、吐出されるべき正確な量の液体試料を一時的に貯蔵する少なくとも1つのアリコーティングチャンバを画定する構造を備えている液体サンプリング弁と
を備え、
該ポンプは、(i)該アリコーティングチャンバを満たすように、該吸引プローブを介して、かつ、該液体サンプリング弁を介して液体試料を吸引すること、および、(ii)該液体サンプリング弁を介して、かつ、該吸引プローブを介して、既に吸引された液体試料を吐出することを行うように選択的に動作可能であり、
該液体サンプリング弁は、(i)充填構成、および、(ii)分割/分配構成において、選択的に動作可能であり、該充填構成において、該ポンプの影響下で該吸引プローブによって吸引された液体試料は、該液体サンプリング弁を通過し、それと同時に、該液体サンプリング弁の該アリコーティングチャンバを満たし、該分割/分配構成において、該アリコーティングチャンバ内の液体は、外部の力によって該液体サンプリング弁から吐出されるように位置決めされ、その一方で、液体試料は、該ポンプによって該吸引プローブを介して、かつ、該液体サンプリング弁を介して選択的に吸引および吐出されることが可能である、装置。 - 前記ポンプは、ステッパモータ制御の注射器ポンプである、請求項1に記載の装置。
- 前記液体サンプリング弁は、複数の向かい合う、隣接した弁パッドを備えたせん断弁アセンブリであり、該複数のパッドの各々は、該せん断弁アセンブリ内の複数の異なる液体フロー経路を画定するように、隣接するパッドの構造と協働する構造を有し、該複数のパッドのうちの少なくとも1つは、(a)充填構成、および、(b)分割/分配構成のいずれかを画定するように、該複数のパッドのうちの他のものに対して移動可能であり、該充填構成において、第1のアリコーティングチャンバは、第1の液体フロー経路内に位置決めされ、前記ポンプによって前記吸引プローブを介して、かつ、該せん断弁アセンブリを介して吸引された液体で満たされるようになり、該分割/分配構成において、(i)該第1のアリコーティングチャンバ内の液体は、第2の液体フロー経路に沿って該第1のアリコーティングチャンバからそのような液体を吐出するように、外部の力によって作用されるように位置決めされ、(ii)液体は、該ポンプによって該せん断弁アセンブリを介して第3の液体フロー経路に沿って選択的に吸引および吐出されることが可能である、請求項1に記載の装置。
- 前記第1のアリコーティングチャンバは、前記複数の弁パッドのうちの1つを貫通するボアホールによって画定されている、請求項3に記載の装置。
- 前記せん断弁アセンブリは、3個の弁パッドを備え、前記ボアホールは、該3個の弁パッドのうちの中間弁パッドに形成されている、請求項4に記載の装置。
- 前記液体サンプリング弁が充填構成であるとき、第2のアリコーティングチャンバは、前記第1のフロー経路に位置決めされ、該液体サンプリング弁を介して吸引された液体で満たされるようになり、該液体サンプリング弁が分割/分配構成であるとき、該第2のアリコーティングチャンバ内の液体は、第4のフロー経路に沿って該第2のアリコーティングチャンバからそのような液体を吐出するように、外部の力によって作用されるように位置決めされる、請求項3に記載の装置。
- 自動化分析計器において液体試料を吸引および吐出する方法であって、該方法は、装置によって実行され、該装置は、ポンプに動作可能に接続された吸引プローブであって、試料容器の中に入り、そのような容器内の液体試料を吸引するように適合された吸引プローブと、輸送システムと、該吸引プローブとポンプとの間に動作可能に接続された液体サンプリング弁であって、吐出されるべき正確な量の液体試料を一時的に貯蔵する少なくとも1つのアリコーティングチャンバを画定する構造を備えている液体サンプリング弁とを備え、
該方法は、
該輸送システムが、該吸引プローブが、間隔をあけて配置された複数の異なる容器から液体を吸引する、または、それらの容器に液体を吐出することが可能なように、互いに垂直な複数の平面において該吸引プローブを選択的に前進させることと、
該ポンプが、(i)該アリコーティングチャンバを満たすように、該吸引プローブを介して、かつ、該液体サンプリング弁を介して液体試料を吸引すること、および、(ii)該液体サンプリング弁を介して、かつ、該吸引プローブを介して、既に吸引された液体試料を吐出すること、を選択的に行うことと、
該液体サンプリング弁が、(i)該液体サンプリング弁が充填構成であるとき、該ポンプの影響下で該吸引プローブによって吸引された液体試料が該液体サンプリング弁を通過し、それと同時に、該アリコーティングチャンバを満たすこと、および、(ii)該液体サンプリング弁が分割/分配構成であるとき、該アリコーティングチャンバ内の液体が、外部の力によって該液体サンプリング弁から吐出されるように位置決めされる一方で、該ポンプの影響下で該吸引プローブを介して液体試料を選択的に吸引および吐出すること、を選択的に行うことと
を含む、方法。 - 前記ポンプは、ステッパモータ制御の注射器ポンプである、請求項7に記載の方法。
- 前記液体サンプリング弁は、複数の向かい合う、隣接した弁パッドを備えたせん断弁アセンブリであり、該複数のパッドの各々は、該せん断弁アセンブリ内の複数の異なる液体フロー経路を画定するように、隣接するパッドの構造と協働する構造を有し、
前記方法は、該せん断弁アセンブリの該複数のパッドのうちの少なくとも1つが、(a)充填構成、および、(b)分割/分配構成のいずれかを画定するように、該複数のパッドのうちの他のものに対して移動することを含み、該充填構成において、第1のアリコーティングチャンバは、第1の液体フロー経路内に位置決めされ、前記ポンプによって前記吸引プローブを介して、かつ、該せん断弁アセンブリを介して吸引された液体で満たされるようになり、該分割/分配構成において、(i)該第1のアリコーティングチャンバ内の液体は、第2の液体フロー経路に沿って該第1のアリコーティングチャンバからそのような液体を吐出するように、外部の力によって作用されるように位置決めされ、(ii)液体は、該ポンプによって該せん断弁アセンブリを介して第3の液体フロー経路に沿って選択的に吸引および吐出されることが可能である、請求項7に記載の方法。 - 前記第1のアリコーティングチャンバは、前記複数の弁パッドのうちの1つを貫通するボアホールによって画定されている、請求項9に記載の方法。
- 前記せん断弁アセンブリは、3個の弁パッドを備え、前記ボアホールは、該3個の弁パッドのうちの中間弁パッドに形成されている、請求項10に記載の方法。
- 第2のアリコーティングチャンバは、前記第1のフロー経路に位置決めされ、
前記方法は、
前記液体サンプリング弁が充填構成であるとき、該第2のアリコーティングチャンバが、該液体サンプリング弁を介して吸引された液体で満たされるようになることと、
該液体サンプリング弁が分割/分配構成であるとき、第4のフロー経路に沿って該第2のアリコーティングチャンバからそのような液体を吐出するように、外部の力が該第2のアリコーティングチャンバ内の液体に作用することと
をさらに含む、請求項9に記載の方法。
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