JPH01503566A - 生物検定を行なうためのキュベットおよび装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 生物検定を行なうためのキュベツトおよび装置発明の分野 この発明は、表面上に特定の結合剤を有し、がっ表面結合剤に対して特定の結合 パートナを含む試料を加えられると、光を散乱させる能力が変化する材料がキュ ベツトに充填されるタイプの生物限定に関するものである。この発明はまた、そ のような検定が行なわれるかもしれない装置に関するものであり、特定的には、 特定のキュベツトが特定の分析装置において使用するのに適切であるかを検証す るためのデバイスおよび技術に関するものである。

発明の背景 ラテックス凝集は周知の、確立された免疫学的検定試験である。この技術の基礎 は特定の抗体を有するラテックス球体（直径３００−８００ｎｍ）を覆う能力に ある。この球体が、関連光源を含む試料にさらされると、結合が生じ得、ラテッ クス球が凝集する結果となる。もう１つのテスト形態は抗原に被覆されたラテッ クス球体を使用し、次に関連抗体の存在に関し試料がテストされ得る。

従来このテストは、試薬キット内の小瓶から多量の対照およびテスト・ラテック スを１片のブラック・カードに移すことによって手で行なわれ、テストされるべ き試料と混合された。ラテックス球の凝集は暗い背景に対照されて明確に確認さ れ得る。

また、特定の結合剤によって被覆された多量の直径の小さな球体（典型的にはラ テックス）をキニベットに充填し、そのキニベットに試料材料を添加し、試料の 球体への何らかの結合の結果、キニベットの内容物の光散乱特性に何らかの変化 があるかを観察することによって行なわれる生物検定も知られている。光散乱特 性の変化は、試料材料が結合することによって球体の直径が増加するために生じ 、結合が生じる場合は、試料が球体上の材料に対して特定の結合パートナを含有 するものと仮定される。

この発明の１つの目的は、そのような検定を行ない得る改良されたキニベットを 提供することである。

この発明のもう１つの目的は、そのようなキニベットを使用して検定を行ない、 かつ生物検定が行なわれる前にキーベットの検証試験を行なう、改良されたアナ ライザを提供することである。

この発明のさらなる目的は、生物検定を行なうための改良された方法を提供する ことである。

発明の概要 この発明の一局面によると、その表面上に特定の結合剤を有し、かつそれに対す る特定の結合パートナを有する材料が存在すると異なる光散乱特性が検出され得 る球状粒子を含むようにされたキニベットは、キニベットの内容物の光散乱特性 のいかなる変化をも測定するために光が投射され得る窓を含み、キニベット壁内 または壁上の、光が通過すると少なくともその光の一部が特定の点に向けて偏向 されるようにする光学的エレメントによって特徴づけられる。

そのようなキニベットを、前記特定点に位置する光レベル検出器とともに使用す ると、前記特定点における光レベルを検査することによって、検定が行なわれる 前にキニベットの妥当性が確認され得る。

キニベットが試験装置に一方方向にのみ挿入され得る場合は、その点は空間的位 置を固定され、前記点における光レベルを検査し、そこに光が入射しているかど うかを測定するだけでよい。

キニベットがその軸のまわりを回転可能であるときは、その点は円形経路のまわ りのいかなる位置をも取り得、その特定点を見出すために光検出器がその経路の まわりを回転可能であるか、あるいはその点を検出器上に移動させるためにキニ ベットが回転させられるかのいずれかでなければならない。

自明の方法によって、キニベットは特定の結合剤によって被覆された小さなラテ ックス球体を含み、試料試薬が添加された後、球体から散乱された光のパターン に何らかの変化があるかが測定されることによって試薬試料が検査される（散乱 光の変化は、試料試薬中に特定の結合パートナが存在すると凝集のために球体が 結合することによって引き起こされることが理解される。）。

光学的エレメントはホログラムまたは回折格子またはレンズの形態で、キニベッ ト壁内または壁上にあってもよく、あるいはそれらのいかなる組合わせであって もよい。

光感知検出器はフォトセルを含んでもよい。

検出器出力に応答し、その上に光学的エレメントによって焦点を合わされるか、 または回折されるか、さもなくば偏向された光が入射すると電気パルスを与える 、改良手段が設けられてもよい。

キニベットはその軸のまわりを回転可能であり、光学的エレメントは、軸に平行 な光の焦点を合わせ、または回折し、さもなくば偏向し、前記オフ軸点を通過さ せる働きをし、それはキニベットが回転させられるにつれて、キニベットの軸を 中心とする円形経路を描き、この円形経路のまわりの１点に検出器が置かれ、キ ニベットが３６０°回転して、偏向された光が前記点を通過すると検出器の出力 に電気パルスを発生する、のが便利である。

キニベットは３６０°の回転の間に電気パルスを１つだけ発生するはずなので、 検出されるパルスの数を測定するためにさらなる回路手段が設けられてもよく、 その結果キュベツトは確実に鑑定され得、回転の際に１つのパルスのみが検出さ れると容認可能なものとして示される。

したがりてこの発明の他の局面によると、キニベットが特定の光学的エレメント を有するかを検査する方法は、キーベットを照射し、キニベットと検出器との間 で相対的回転を実行し、さらに、光学的エレメントによって反射または屈折さも なくば転向された光が検出器上に入射することによってその回転の間に検出器が 特定の電気信号を発生するか否かを調べるという段階を含む。

そのような信号が検出されない場合、キニベットのさらなる使用を防止するため 禁止信号が発生されてもよい。

この発明の他の局面によると、表面上に特定の結合剤を有する複数の球体を含み 、かつその球体上の材料に対して特定の結合パートナを含むかもしれず、または 含まないかもしれない試料試薬がそれに添加され得るキニベットの内容物の生物 検定を行なうための装置であって、（特定の結合パートナの存在は、適切な照明 が存在すれば球体から異なる光散乱パターンが得られる結果となる球体の直径の 増加によって検出される）、さらに試料試薬が加えられる前後の光散乱パターン を測定するための検出器手段を含む装置は、 キュベツトを自動的に照射するための手段と、少なくともキニベットの予備運動 の間、予測可能な方法でそれを動かすための手段と、 キュベツトが特定の光学的エレメントを含む場合には、光がそれに沿って偏向さ れるであろう経路に沿ったある点に光が存在するかを検査するための光感知検出 器と、さらに 光感知手段からの電気信号に応答し、通常は前記検定を行なう装置の動作を禁止 しくあるいは少なくとも、キュベツトの内容物の光散乱特性の変化の検査を禁止 し）、シかしながら、キュベツトの前記予備運動の間に適切な信号が検出器手段 によって発生されると、装置が検定を行なうのを可能にする可能化信号を発生す る回路手段とによって特徴づけられる。

この装置は自動試料試薬添加手段を含んでもよく、それはキュベツトが適切な光 学的エレメントを含むことを装置が検証するまで、同様に禁止されてもよい。

あるいは試料試薬は、装置に挿入され、十分な検証の後検定が行なわれる前に、 キーベットに添加されてもよい。

あるいは、試料と被覆された球体との混合は挿入の前および／または予備回転の 際にキュベツトが回転すると自動的に、キュベツトを振ることによって行なわれ てもよい。

光学に基づく検定は前記回転の前またはその最中またはその後に行なわれてもよ く、前記回転の間に可能化信号が発生される場合にのみ完了（あるいはテスト結 果として解除）されてもよい。

装置内の光学距離は、キュベツト内に光学的エレメントが存在すればそれと協働 して、光学的エレメントによって偏向された光の焦点を光検出器上に向けて合わ せるレンズを含んでもよい。

キュベツトは中心軸のまわりを回転するようにされ、かつ回転を実行するための 駆動手段が装置内に設けられるのが望ましい。

検証段階は、キュベツトの制御された３６０°回転を含み、かつ回路手段は光検 出器の出力に感応するようにされ、キュベツトの制御された回転の間その上に入 射する光のいかなる増加をも測定するのが望ましい。

妥当性が確認されないキュベツトは使用され得ないので、試料試薬が被覆された 球体と混合される前に検証段階が行なわれることは重要ではない。

この発明の他の局面によると、球状粒子を含むキュベツトにおいて、粒子と試料 試薬との混合の前後にその上に入射する照射からの光散乱パターンの変化を測定 することによって生物検定を行なう装置は、 キュベツトの背面に装着された複数の光感知検出器と、検出器手段による検出の ために光散乱パターンを発生するようにキュベツトを照射するための手段とによ って特徴づけられる。

検出器は固定された方法で間隔をおいて配置されてもよく、光散乱パターンの実 際の形が、たとえば、間隔を置いて配置された検出器が光パターンに関して予測 可能な、制御された方法で動かされるときそれらから得られる信号を平均化する ことによって測定されるように、そのアレイは回転可能でありでもよい。

この発明の他の局面によると、入射する光を軸から逸れる特定の方向に偏向する 光学的エレメントを、その壁のうちの１つの少なくとも一部として含むキュベツ トとともに使用するためのアナライザであって、かつそのキュベツトの中の化享 結合に起因する、キュベツト内の被覆された球体からの光散乱の変化を調べるこ とによって生物検定を行なうことが可能なアナライザは、 （ａ）　光学的エレメントがその中に形成されたキュベツトの壁上に光を放射す るための光源と、（ｂ）　キュベツト内に含まれた粒子によって散乱された光の パターンの、試料試薬の添加に起因する変化を測定するための電気信号がそこか ら得られる、第１光検出器手段と、さらに （Ｃ）　キュベツト内に光学的エレメントが存在する場合、それによって転向さ れた光を受けるための、軸から放射状に変位された第２光検出器手段、とを含む 。

第１の光検出器手段は間隔をおかれた１対の検出器を含んでもよく、それらはキ ーベットへ向けてまたはキュベツトから遠ざかって移動可能であり（あるいはキ ュベツトが検出器に対して移動可能である）、２つの電気信号を発生し、それら を結合し、そのようにして得られた２つの信号の平均値を計算すれば光散乱パタ ーンの勾配を得ることが可能である。

キュベツトの妥当性は、光学的エレメント（もし存在すれば）に入射する光が第 ２のオフ軸検出器上に転向されるようにキュベツトを位置決めすることによって 確認されてもよい。

この発明の他の局面によると、生物検定を行なうための方法は、 （ａ）　キュベツトをアナライザへ挿入し、（ｂ）　少なくとも部分的には光学 的エレメント（キュベツト内に含まれていれば）によって転向されるようにキー ベットを介して光を照らし、 （Ｃ）　光学的エレメントが存在すれば、キュベツトが回転させられるにつれて 前記転向された光が描くであろう円形経路上に位置する光検出器に対し、前記回 転の間に光が検出器上に当たると電気信号を発生するように、キュベツトを回転 させ、 （ｄ）　可能化信号を発生するために、キュベツトが軸のまわりを回転する量検 出器の出力に単一の電気パルスが現われるかを測定し、 （ｅ）　試料試薬と被覆された球体とをキュベツト内において混合させ、さらに （ｆ）　可能化信号が発生される場合にのみ、混合の前後における光散乱を比較 することによって検定を行なう、段階を含む。

光学的エレメントは、凸レンズと同様の屈折特性を有するホログラフィックレン ズを含んでもよい。

キュベツトを照射するために用いられる光は、平行にされるか、あるいは少なく とも十分に規定された収束を有するのが好ましい。

光散乱を検出するための検出器は、高域アレイ光検出器、または個々の光検出器 のアレイ、またはテレビカメラであってもよい。

この発明は、非公認のソースがらのキニベットの使用を禁止するために特定のア ナライザとともに使用されるがもじれず、検証が得られない場合には、アナライ ザがキニベットを拒絶し、および／または直ちに検定の検出段階を終結または禁 止し、あるいは単に検定の結果を記録しないようにする。

キニベットは、テストおよび対照ラテックスを２つの独立した室に含む２室キニ ベツトであってもよい。そのような器具を使用するには、オペレータはテストお よび対照ラテックスを共に含むキニベットに試料材料をまず添加するであろう。

次にキニベットは、散乱された光の強度を時間の関数として測定することによっ て２室内の粒子のアグルチネーション率をモニタするであろう器具内に置かれる であろう。装置は、合格／不合格または「再度テスト」の表示を提供し、あるい は不確実なテストにおいては「試料を希釈せよ」の表示を提供する小さなディス クトップユニットでありでもよい。器具に与えられる電力は一般的には、標準型 充電装置によって再充電され得る内部電池から供給される。

キニベットは器具およびキャップを含んでもよく、後者は、乾燥ラテックスを含 み、かつキニベットが反転されるまでそれが濡れるのを防ぐ２つのスキースロー プ・ポケットを含む。室の形態およびサイズは混合池のサイズの制御を助けるこ とが可能°であり、かつそれが室のまわりをスムーズに動くことを可能にする。

キャップおよび器具の相対的方向決め＋／−６°を制御し、キニベットを閉める 際には０．２ｍｍ２の最小孔領域′を可能にする位置特徴が与えられるのが好ま しい。これはエアロゾル形成を妨げ、キャップと基部との組立が完了されると閉 じられる。

目による方向決めをより容易にするために、位置特徴に視覚ガイド特徴が加えら れてもよい。

光学的エレメントが回折格子である場合、これは反応の光学的検査のだめのオフ 軸検証照明およびタイミング信号を提供することが可能である。典型的には直径 ４ｍｍの２つの回折格子が設けられ、直径４ｍｍの２つの観察窓と同中心的に、 外表面上に位置決めされる。回折格子は対照ラテックスを含む室の側には放射状 に方向決めされ、反応室内にテスト・ラテックスを含む側には接線的に方向決め されてもよく、このようにしてこの器具が対照室からの光と反応室からの光とを 識別することを可能にする。

試薬室に対する回折格子の正確な位置決めは選択事項である。したがって成るタ イプのキニベットにおいては、回折格子は観察窓の上に載置されてもよく、器具 は観察窓および回折格子を介して反応の状態を測定する。もう１つのタイプのキ ュベツトにおいては、回折格子は室間領域上に位置決めされるかもしれず、その 結果反応の状態は窓を介して連続的に観察され得る。

器具の動作には時間遅延が導入されてもよく、それによって回折格子を通過した 後の反応の検査が可能となる。これによって、キニベット充填の際の誤差または サンプルの気泡形成についての器具の許容度が幾分低減されることに留意すべき である。

回折格子は一般に、２５°の偏向角を形成する２、３３μの公称溝間隔を有する 。０．２５μの最適な公称回折格子奥行は公称設計に９４０ｍｍで１４％の、回 折格子に対する曲折効率を提供する。

成型された回折格子においては回折効率の損失があるかもしれないが、約５％よ り大きい回折効率は器具内の凝集試料から許容され得る回折格子信号を提供する ことがわかった。

許容され得る泡の可動性を達成するために、キュベツトは群ごとにプラズマエツ チングされるかもしれず、かつ一群につき成る期間（典型的には３分）酸素プラ ズマとともに処理されるかもしれない。

この処理の２日間のうちに、キニベットは３０秒間０゜０５％のＣａ１ｓｏｌｉ ｎｅオイル（ＨＳ）溶液に浸され、乾燥するよう回転させられ、次に真空乾燥さ れるのが好ましい。プラズマエツチングは概して吸湿力を永久に改良するもので はないので、この第２の工程はプラズマエツチングされた゛吸湿力を維持するた めに必要であるかもしれない。

キニベットの表面処理に続いて、対照および試薬ラテックスがラテックス室内に 置かれ乾燥させられる前に、ボール・フィーダを使用してキャップの方向が決め られるかもしれない。この生産動作のための方向決めを指示するために、キャッ プの縁には非対称の特徴が付与されるかもしれない。

キャップおよび基部は真空形成されたトレイに詰められ、。

貯蔵中適切な湿度を維持し、かつ使用者がキニベットを組立てる際第２の流出ト レイを形成する。

この発明は、使用者がおそらく１キツトの形の、たとえば２０テストで一式のキ ニベットを購入するであろうと想定するものである。各キットは個々にバックさ れたいくつかのキニベット、支持リーフレット、緩衝溶液（適切であれば）およ び、場合によっては患者用記録カードを含むであろう。

典型的なテスト処理手順は以下のとおりであろう。

−看者の試料を適切に準備する −　希釈列（必要であれば）を行なう −キニベットのパッケージを開ける −　指示された量の資料をフィン・ピペットまたはドロッパー・ボトルを使用し てキ二ベットの各々の側ニ投与する −　蓋をほぼ正確な方向でキュベツト上に置く−他の部材の希釈列（必要であれ ば）を繰返す−キュベツト上に閉められた蓋をパチンと閉めるー　キュベツトを 振り、速やかに器具内に置く（典型的には３０秒以内） −器具の蓋を閉じ、テスト結果を待つ −　器具の蓋を開け、凝集したキュベツトを排出し、次のものを挿入する −　結果を看者用記録カード１ご記録する−　使用されたキュベツトを処理する この発明はここで例として、装置および、この発明に従って構成された、修正を 加えられたキュベツトを示す添付の図面を参照に説明されるであろう。

第１図は、修正されたキュベツトおよび検定装置の略図である。

第２図は、この発明を具体化する、２つの部分キュベツトのキャップの平面図で ある。

第３図は、第２図の線ＡＡにおける断面である。

第４図は、キュベツトの基部の平面図である。

第５図は、第４図の線ＢＢにおける断面である。

第６図は、第２図−第５図に示されたタイプのキュベツトを受けるテスト器具の 略図である。

第７図は、第６図の器具の略回路図である。

図面の説明 図面の第１図においては、ソース１２からの平行な光１Ｏが、概して１６として 示されるキュベツトの一方の面１４に向けて方向づげされる。面１４は１８に示 されるように、回折格子、あるいは、凸レンズと同様の屈折特性を有する光透過 ホログラムをその上に含み、かつ各々特定の結合剤に被覆された浮遊する球状粒 子を含む。

球体の表面上の特定の結合剤に対する特定の結合パートナを含む試料試薬がキュ ベツト１４に添加されると、球体の直径は増加し、その結果球体が当初の直径の ままである場合とは異なる光散乱パターンがキュベツトから得られる。

高域光検出器、または光検出器のアレイ、またはテレビカメラなどが２０に置か れ、検出器を調べるか、またはテレビカメラターゲットおよび分析された信号を 走査することによって光散乱パターンが測定される。分析を達成するための回路 手段は２２に示される。

キュベツト１６の背面に位置するレンズ２４は、散乱されることなくキュベツト を透過したあらゆる光の焦点を２６の点に合わせ、そこにおいてそれはさらに伝 達されるか、あるいは検出器２０上の像の一部を形成しないように遮断され得る 。いくつかの球体のうちの１つから散乱された光はレンズ２４によって集められ 、光散乱パターンが高域検出器上に形成される。

キュベツト１６の正面壁１４上のレンズ１８の機能は、キュベツトに入射する光 の一部を、第２のフォトセル３０が位置するオフ軸点２８に向けて転向すること である。フォトセル３０からの電気信号（存在すれば）は、検出器回路３２に供 給され、検出器回路３２は通常禁止信号を装置の残りに伝達するが、しかしなが らフォトセル３０によって光が受けられたことを示す電気信号が存在すれば回路 手段３２が可能化信号を発生し、それによって装置の残りが検定を行なうことを 可能にする。

特定的には、禁止信号および可能化信号は回路手段２２に与えられる。

キュベツト１６は、ゴム駆動輪３５の媒介物を介して電気モータ３４によって回 転させられるように装着される。

モータの駆動は、制御回路３６に関連するスタート・ボタン・スイッチ３８の動 作から自動的に実行される。適切な連動および近接スイッチング手段が設けられ 、その結果回路３６は、キュベツトがホルダ（図示されず）内に十分に位置決め された後にのみ可能化される。次にボタン・スイッチ３８を押すことによって、 モータ３４が回転し、それによってホルダ（図示されず）が３６０°回転するで あろう。同時に制御回路３６は光源１２に電力を提供し、さらに３６０°回転の 期間中回路３２を可能化する。

ホログラフィック・レンズ１８を有するキュベツトがキャリア内に挿入され、か つキュベツトが適切な位置にある場合、ホログラフィックレンズ１８は光のスポ ットを形成し、それがキュベツトの回転中成る点で検出器３０を捕え、検出器３ ０の出力に信号を発生し、それによって出力回路手段３２内の禁止信号が除去さ れ、可能化信号がそれにとって代わるであろう。

テスト試料を手で加えることが必要な場合はここで加えられてもよく、かつ可能 化信号がまた、可視あるいは可聴表示手段が使用者に対して試料試薬がここでキ ュベツトに加えられ得ることを示すことを可能にしてもよい。添加は皮下注射器 で行なわれてもよい。あるいは、試料添加は装置に関連するレザバーまたは注射 器（図示されず）から自動的に行なわれてもよく、あるいはキュベツトを振るか または回転させる結果生じてもよい。

広域検出器２００代わりに、軸４０に垂直な平面に２つの検出器が置かれてもよ い。そのような２つの検出器は４２および４４に示される。２つの検出器４２お よび４４を軸４０に沿って、キュベツトへ向けておよびキュベツトから遠ざけて 動かすと、２つの検出器４２および４４からの出力を合計することによって光散 乱パターン強度が測定され得る。そこに提供された技術作品は光散乱パターンに 対する円形対称である。そのような対称は検定の間キュベツトを回転させること によって得られるかもしれない。

第２図から第５図に示されたキュベツト４８は、１つの室５０にテスト・ラテッ クスを、別個の室５２に対照ラテックスを含む２宜装置である。

キュベツトは基部５４およびキャップ５６を含む。キャップは２つのスキースロ ープ・ポケット（そのうち１つが５８に示される）を含み、それは乾燥ラテック スを含み、キュベツトが反転されるまでそれが濡れるのを防ぐ。室の形態および サイズは混合池のサイズの制御を助けることが可能であり、かつそれが室のまわ りをスムーズに動くことを可能にする。排液溝が５９に設けられる。

キャップと器具との相対的方向決め＋／−６°を制御するために、キャップには 位置特徴６０が、基部には同様の特徴６２が設けられる。これによって、キュベ ツトを閉じる際には０．２ｒｎｍ２の最小の孔領域が許容される。これはエアロ ゾル形成を妨げ、キャップと基部との組立が完了されると孔は閉じられる。

目による方向状めをより容易にするため、視覚ガイド特徴が位置特徴に加えられ てもよい。

直径４ｍｍの２つの回折格子が６４および６６に設けられ、直径４ｍｍの観察窓 と同中心的に、外部表面上に位置決めされ、その１つが６８に示される。「対照 」室５２上の回折格子は放射状に位置決めされ、一方「反応」室５０上のそれは 接線的に方向状めされ、これによって「対照」室からの光と、「反応」室からの 光とを器具が＝別することを可能にする。

回折格子は一般に、２５°の偏向角を形成する２、３３μの公称溝間隔を有する 。０．２５μの最適公称回折格子奥行は公称設計に９４０ｍｍで１４％の、回折 格子に対する回折効率を提供する。

成型された回折格子においては回折効率の損失があるかもしれないが、しかしな がら約５％より大きい回折効率は器具内の凝集試料から許容され得る回折格子信 号を提供することがわかった。

許容され得る泡の可動性を獲得するために、キュベツトは群ごとにプラズマエツ チングされてもよく、かつ１つの群につき成る期間（典型的には３分）酸素プラ ズマとともに処理されてもよい。

第６図に示されたように、器具は２つの部分の成型物７２．７４から形成された 小さなデスク・トップ・ユニットである。光の漏れない蓋７６を有する開口部は 分析のためのキュベツトを受ける。液晶ディスプレイ装置７８は、たとえば、合 格／不合格／再テスト／希釈／バッテリをローに、キーベット故障、などの情報 をオペレータに伝えるために使用される。ディスプレイのすぐ下にある３つのボ タン８０，８２．８４は器具の動作を制御するために使用される。このユニット には、外部の定電圧変圧器から再充電される内部電池７０から電力が供給される 。

ディスプレイの下方に配置された３つのボタン８０１８２．８４はアルゴリズム の選択を可能にし、器具の動作を制御する。

ボタンの１つ８０はユニットに電力を与える。これはトグル・アクション・スイ ッチであり、すなわちブツシュオンされかつブツシュオンされる。このボタンは またテストを中断するために使用される。

ボタン８２はディスプレイ内のアルゴリズム・ナンバーをスクロールするために 使用される。選択されたアルゴリズムは次にキュベツトからのデータを合格／不 合格に関してテストするために使用される。

ボタン８４はダウン・スクロール・ボタンであり、ボタン８２と同様に使用され 、アルゴリズム・ナンバーを低減する。

ユニットはオン／オフ・スイッチ８０を押すことによりてオンにされる。電力が 与えられると、ディスプレイは以下のような表示を示すであろう。

−アルゴリズム１ −　バッテリ電力がローのときバッテリ記号が表示される −　その他のすべての表示は現われないであろうテストを行なうためには使用者 は以下のシーケンスを遂行する。

−スイッチ８０を押すことによってテスト・ユニットがスイッチ争オンにされる −　オペレータはまず試料材料を、テストおよび対照ラー　テックスを共に含む キュベツト室５０および５２に−アップ・スクロールおよびダウン・スクロール ・ボタン８２．８４が、ディスプレイがその試薬キットのための正しいアルゴリ ズム・ナンバーを示すまで押される。選択されたアルゴリズム・ナンバーが表示 されるであろう −キュベツトが封止され、器具内に置がれ、蓋が閉じられる。蓋を閉じる動作に よって器具が動作を開始する、すなわち電力をＬＥＤ８６およびモータ８８に与 え、データ収集システムを可能化するー　内部タイマおよびマイクロプロセッサ が測定シーケンスを制御し、測定時間の最後には（アルゴリズム・ナンバーによ って指示されるように）、ディスプレイは合格／不合格あるいはりテスト−（再 テストを意味する）を表示するであろう。テストの間ディスプレイは、テストの 進行を示すためカウントダウン・シーケンスを示す。

−オン／オフスイッチ８０を再び押すことによってシステムが再びオフにされる 。次にディスプレイの表示が徐々に消失するであろう。すべての内部データはオ フにされると失なわれる。

推定１０分のバッテリの寿命が過ぎると、バッテリ記号が現われるであろう。

この器具はアグルチネーシジン率を測定するために光学的回折を使用する。キュ ベツト内の浮遊するラテックス球体に当たる光の平行ビームによって、一部の光 が主要な平行ビームから回折されるであろう。凝集が発生すると有効球体直径が 増加し、角分布を引き起こし、散乱された光の強度が低減される。テスト器具内 の回路はテスト室からの散乱光と対照室からの散乱光との変化率を比較し、アセ スメントを提供する。

単一シリコン・フォトダイオードがｐ、ｃ、ｂ、９０上に装置され、散乱光の強 度をモニタするために使用される。

このフォトダイオードはシステムの光学軸から３．５ｍｍの位置に配置される。

これによって最適の感度が提供されることがわかった。使用される検出器は１ｍ ｍ２の検出器である。

回折格子検出器は、光学軸から約１１ｍｍの位置に配置された同様のフォトダイ オードである。これらの検出器は、回折格子からの平行ビームの回折された部分 を検知するように設計される。２つの検出器が使用され、一方は上死点に、他方 は９０°の位置に配置される。一方の検出器はテスト室用の回折格子によってト リガされ、他方は対照室用の回折格子によってトリガされる。

第６図には示されないが、２つのレンズが使用される。

コリメータ・レンズおよび開口は、キュベツトを調べる、ＬＥＤソースからの平 行ビームを提供するために使用される。第２のレンズは散乱光を集めるために使 用される。２つのレンズは２５ｍｍの焦点距離を有し、成型されたプラスチック からなる。回折格子からの回折ビーム上の収束レンズの効果は、回折格子検出器 平面に２．５Ｘ１ｍｍのスポットを形成することである。

キュベツトは、試料およびラテックス材料の混合を可能にするために器具内にお いて回転させられねばならない。

測定を回転と同期化することによって、テストおよ対照室を共に調べるのに単一 の光学系が使用され得る。

６ボルトＤＣモータ８０およびギヤ・ボックス９２は必要な回転駆動を与える。

電磁結合（図示されず）は、生物活性材料の流出の際には清掃が容易であるよう に取りはずし可能な回転アセンブリ内の、駆動輪に駆動を伝達するために使用さ れる。

キュベツトの回転率は約１５ｒｐｍである。

テスト・ユニットの電気制御、測定およびディスプレイ回路は第７図に概略的に 示される。

便宜上、ワン・チップ・コンピュータ９４が以下の機能を処理する。

−ボタン８０，８２．８４の読取 −ＬＣＤ表示器７８のだめの制御データの提供−モータ８８の制御 −安全ＬＥＤ９６および測定光源ＬＥＤ９ｇの制御−安全フォトダイオード１０ ０および回折格子フォトダイオード１０２，１０４の読取 −ＥＰＲＯＭ＜９４内）に記憶されたアルゴリズムに従って値を計算し、それに よって、測定されたデータに基づいて合格／不合格状態を発生 テストは、ＬＥＤ、ドライバ１０６がスイッチオンされる点である蓋７６が閉じ られることによって始められる。

ＬＥＤの電流要求は比較的高く、電力は測定中ＬＥＤをオンにすることによって のみ維持され得る。ドライバ１０６は、一定の光出力を保証するためにＬＥＤに 定電流を提供するよう動作する。

回折格子フォトダイオード１０２．１０４からの出力はバッファされ、セレクタ １０８内のしきい電圧と比較され、演算処理装置９４にクロック信号を与える。

クロック信号の存在は、適切な室が光学ビーム内にあり、かつ信号ダイオードか らの表示が有効であろうことを示す。信号は増幅器１１０によって増幅され、増 幅された信号はＡ／Ｄ変換器１１２によってディジタル化され、分析のために演 算処理装置９４に提示される。

ディスプレイ・ドライバ１１４はディスプレイ装置７８におけるディジットの表 示を制御し、その結果、選択されたアルゴリズムおよびテスト結果のみならず器 具の状態およびバッテリの状態についての情報をオペレータに提供する。

モータ８０は、バッテリの寿命を維持するためテストが進行中のときにのみ起動 し、モータのための定電流は、ドライバ１０６およびＰＷＲ増幅器１１６から得 られ、一定のモータ速度を維持する。

バッテリは外部の定電圧充電装置（図示されず）によって充電される。

コンピュータにインターフエイスされる器具を設ける必要があるときは、ＲＳ　 ２３２インターフエイスが設けられる。ＲＳ　２３２リンクを介して伝達される データは、試料が測定される時間およびその試料の電圧レベルについての情報を 含んでもよい。

特定の試料がテストに合格したかまたは不合格であったかの決定は、信号フォト ダイオードに現われる信号の変化率を測定することによって下されるであろうが 、それはこの傾きが影響を示す良い表示であると思われるからである。

ケーシング部分７２．７４は射出成型されたプラスチックからなってもよい。蓋 ７６は光を漏らさないものでなければならない。キュベツトによって占められた 空間および、電磁的に結合された駆動輪は、アルコールまたはその他の滅菌剤に よる洗浄で清掃可能でなければならない。蓋機構の特徴は、蓋が開けられるとキ ュベツトが出口チャネルへと排出されるであろうのが望ましい。これによって、 前のキュベツトが完全に除去される前に次のキュベツトを装填することが可能と なるであろう。

この器具とともに使用され得る試薬のタイプはオリオン・ダイアグツステイカ（ Ｏｒｉｏｎ　ＤｉａｇｎｏｓｔｉＣａ）の試薬キットの範囲内に見出され得る、 すなわちＲｏｔａｌｅｘ、Ａｄｅｎａｌｅｘ、Ｈｅｍｏｌｅｘ、Ｒｕｂａｌｅｘ 、Ｒｅ５ｐｉｒａｌｅｘおよびＭｙｏｌｅｘである。

オリオン・ダイアグツステイカの試験キットの範囲を満たすに十分なアルゴリズ ムの数はプロセッサ９４のＦＲＯＭ部分内に記憶される。

ｄ） 国際調査報告 国際調査報告 ＧＢ　８８００４５７ ＳＡ　２２７ε７

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．表面上に特定の結合剤を有し、かつそれに対する特定の結合パートナを有す る材料が存在すると異なる光散乱特性が検出され得る球状粒子を含むようにされ たキュベットであって、キュベット内容物の光散乱特性のいかなる変化をも測定 するために光が投射される窓を含み、光が通過すると光の少なくとも一部が、軸 から外れた特定の点に向けて偏向されるようにする光学的エレメントによって特 徴づけられる、キュベット。
2. ２．それ自体の軸のまわりを回転可能であり、その結果前記点は円形経路のまわ りのいかなる位置にも存在し得る、請求項１に記載のキュベット。
3. ３．光学的エレメントがホログラムまたは回折格子またはレンズであって、キュ ベットの壁内または壁上にあり、あるいはそれらのいずれかの組合わせである、 請求項１または２に記載のキュベット。
4. ４．キュベットが特定の光学的エレメントを有するかを検査するための方法であ って、キュベットを照射し、キュベットと検出器との間で相対的回転を実行し、 光学的エレメントによって反射または屈折さもなくは偏向された光が検出器上に 入射することによって回転の間に、検出器が特定の電気信号を発生するか否かを 調査する段階を含む、方法。
5. ５．そのような信号が検出されないとき、キュベットのさらなる使用を防ぐ禁止 信号が発生されてもよい、請求項１に記載の方法。
6. ６．表面上に特定の結合剤を有する複数の球体を含み、かつ球体上の材料に対し て特定の結合パートナを含んでもよく、または含まなくてもよい試料試薬がそれ に添加され得るキュベットの内容物の生物検定を行なうための装置であって、（ 特定の結合パートナの存在は、適切な照明が存在すれば球体から異なる光散乱パ ターンが得られる結果となる球体の直径の増加によって検出される）、さらに試 料試薬の添加の前後における光散乱パターンを測定するための検出器手段を含み 、 キュベットを自動的に照射するための手段と、少なくともキュベットの予備運動 の間、予測可能な方法でそれを動かすための手段と、 キュベットが特定の光学的エレメントを含む場合光がそれに沿って転向されるで あろう経路に沿った或る点における光の存在を検査するための光感知検出器と、 さらに光感知手段からの電気信号に応答し、通常は前記検定を行なう装置の動作 を禁止し（あるいは少なくとも、キュベットの内容物の光散乱特性の変化の検査 を禁止し）、しかしながら、キュベットの前記予備運動の間に適切な信号が検出 器手段によって発生されると、装置が検定を行なうことを可能にする可能化信号 を発生する回路手段とによって特徴づけられる、装置。
7. ７．１度の回転の間に検出されたパルスの数を測定するための回路手段をさらに 含み、かつその回転の間に１つのパルスのみが検出されればキュベットが容認し 得るものして確認される、請求項６に記載の装置。
8. ８．キュベットが適切な光学的エレメントを含むことを装置が検証するまでは禁 止される、自動化された試料試薬添加手段を含む、請求項６または７に記載の装 置。
9. ９．装置内の光学距離が、キュベット内に光学的エレメントが存在する場合それ と協働して、光学的エレメントによって偏向された光の焦点を、光検出器上に向 けて合わせるレンズを含む、請求項６または７または８に記載の装置。
10. １０．キュベットが中心軸のまわりを回転するようにされ、かつ回転を実行する ための駆動手段が装置内に設けられる、請求項６から９のいずれかに記載の装置 。
11. １１．球状粒子を含むキュベットにおいて、粒子と試料試薬との混合の前後にそ の上に入射する照明からの光散乱パターンの変化を測定することによって生物検 定を行なう装置であって、 キュベットの背面に装着された複数の光感知検出器と、検出器手段によって検出 のために光散乱パターンを発生するようにキュベットを照射するための手段とに よって特徴づけられる、装置。
12. １２．検出器がアレイを形成するように固定された方法で間隔をおいて配置され 、光散乱パターンの実際の形が、たとえは、間隔を置いて配置され検出器が光パ ターンに関して予想可能な、制御された方法で動かされるときそれらから得られ る信号を平均化することによって測定されるように、そのアレイが回転可能であ ることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
13. １３．入射する光を軸から外れた特定の方向に偏向する光学的エレメントを、そ の壁のうちの１つの少なくとも一部分として含むキュベットとともに使用される アナライザであって、かつそれによって、キュベット内の被覆された球体からの 光散乱における、キュベット内の化学結合に起因する変化を調べることによって 生物検定が行なわれ得、（ａ）光学的エレメントがそこに形成されたキュベット の壁上に光を放射する光源と、 （ｂ）キュベット内に含まれた粒子によって散乱された光のパターンの、試料試 薬の添加に起因する変化を測定するための電気信号がそこから得られる、第１の 光検出器手段と、さらに （ｃ）キュベット内に光学的エレメントが存在すれば、それによって偏向された 光を受けるための、軸から放射状に変位された第２の光検出器手段とによって特 徴づけられる、アナライザ。
14. １４．第１の検出器手段が、間隔をおいて配置された１対の検出器を含み、それ らはキュベットに向けて、またはキュベットから遠ざかって移動可能であり（ま たはキュベットが検出器に対して移動可能である）、２つの電気信号を提供し、 それらを結合し、そのようにして得られた２つの信号の平均値を計算することに よって光散乱パターンの勾配を得ることが可能な、請求項１３に記載のアナライ ザ。
15. １５．キュベットを照射するために用いられる光が平行にされる、請求項１３ま たは１４に記載のアナライザ。
16. １６．生物検定を行なうための方法であって、（ａ）キュベットをアナライザに 挿入し、（ｂ）少なくとも部分的には光学的エレメント（キュベット内に含まれ る場合）によって偏向されるようにキュベットを介して光を照らし、 （ｃ）光学エレメントが存在する場合キュベットが回転させられるにつれて前記 偏向された光が描くであろう円形経路上に位置する光検出器に対し、前記回転中 に光が検出器上に当たると電気信号を発生するようにキュベットを回転させ、 （ｄ）可能化信号を発生するために、キュベットがその軸のまわりを回転する間 検出器の出力に単一の電気パルスが現われるかを測定し、 （ｅ）試料試薬と被覆された球体とをキュベット内において混合させ、さらに （ｆ）可能化信号が発生される場合にのみ、混合の前後の光散乱を比較すること によって検定を行なう段階を含む、方法。