JPH0599804A - 各種の生体液体のための分配方法 - Google Patents

各種の生体液体のための分配方法

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JPH0599804A JP4063334A JP6333492A JPH0599804A JP H0599804 A JPH0599804 A JP H0599804A JP 4063334 A JP4063334 A JP 4063334A JP 6333492 A JP6333492 A JP 6333492A JP H0599804 A JPH0599804 A JP H0599804A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 本発明は生体液体のための分配方法に関し、
チップ内の圧力の変化に応じてチップの高さを変化させ
ることによって、パドリング及びパーフュージョンを防
止することを目的とする。 【構成】 液体を分配すべき表面３７に対して分配チッ
プ３０を分配液流がパドリングし、又は破断することを
排除することができる距離に自動的に調整する方法が開
示される。方法の特徴はチップ３０上に基準の小メニス
カスｍの形成すること、及びチップ３０とメニスカスｍ
とを表面が接触するに至るまで移動させることにある。
接触の結果としての圧力低下（−ｐ）が検出され、チッ
プ３０の前進を停止せしめ、分配を開始させる。接触表
面が疎水性であって基準より深いメニスカス深さΔｈ′
が必要とされるときは、分配の間にチップ３０は表面３
７から理想の深さまで再移動される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は液体を中実表面もしく
は液体表面に分配する方法に関するものである。より詳
しくは本発明は圧力フィードバックを使用することによ
りかかる分配おいて最適間隔を自動的に達成することが
できる方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ここ１０年ぐらいの医療上のアナライザ
の分野では液体の試薬を使用した湿式の被分析物からス
ライド試験エレメントを使用した乾燥型の被分析物に変
ってきている。その目的は、ごく自然なことであるが、
取り扱いのし難い液体を排除することにある。液体を避
けたいという要請は地球外部の環境が試験箇所となるよ
うな場合は一層大きくなる。宇宙空間の無重力の環境で
は大量の液体はその取り扱いに重大な問題点を惹起せし
めるからである。
【０００３】"Ektachem"の商標名で入手可能なアナライ
ザによって試験される"Ektachem"の商標名で入手可能な
スライド型の試験エレメント−これらのアナライザ及び
試験エレメントEastman Kodak 社製である−では上述し
た液体の取り扱い上の問題はかなり改善されている。し
かしながら、このような試験エレメントにおいても小量
の患者サンプル液体を試験エレメント上に滴下する必要
はある。この小量の液体は大きな容積の患者サンプル容
器から得る必要がある。この目的のために使い捨て型の
チップを備えた吸引プローブが使用されてきた。このチ
ップは外部で湿潤させてサンプルを内部に吸引させるも
のである。このような前駆的な湿潤付与によってチップ
の外部に除去の必要がある外部液体が形成されることに
なる。除去しないでそのままにしておくとパーフュージ
ョン(perfusion) を発生せしめるおそれがある。ここに
パーフュージョンとはプローブチップから分配された液
体がそれを受け取るべきスライド試験エレメント上に分
配される代りにチップの外側表面上に広がってしまう現
象のことをいう。
【０００４】パーフュージョンを防止するため外部表面
上の液体を制御するためさまざまな技術がこれまで試み
られてきている。最も普通にはチップの形状を外部液体
が分配作動に影響を及ぼす虞のある位置に留まらないよ
うなものとしている。その例は米国特許第４，３４７，
８７５号である。かかるチップにはワックスのコーティ
ングが付加されているがこのコーティングは外部液体を
放出させるためのものであり、この点については前記米
国特許第４，３４７，８７５号にも記載がある。他の技
術としては外部液体をエアーナイフの働き吹き飛ばす方
式で“切除”するものであり、米国特許第４，６１５，
３６０号に記載されている。更に、他の技術として液体
の吸引及び分配の毎にぬぐいとる方式のものであるが、
ぬぐいとり方式は自動化装置に支障をきたし、また生物
災害のおそれがある。
【０００５】ぬぐいとり方式は別として上記の従来の手
法はそれなりに成功している。しかしながら他のパーフ
ュージョン源が残っている。即ち、吸引プローブは小量
の患者サンプルを安定した流れとして乾燥試験エレメン
トのような物体もしくは表面に分配するために使用され
るものである。この流れは早すぎてはならず、さもない
と表面に水が溜まり（以下パドリング(puddling)) 、チ
ップの外部を湿潤させることによってパーフュージョン
を促進することになる。また、流れが遅すぎると流れが
液滴状に切断され、衝撃によって飛散し、試験エレメン
ト上に意図とは反した分布状態をとることになりリング
状を呈する。悪いことには、試験エレメントへの流れの
受容速度はこの現象を支配する制御因子であり、種々の
変数に依存する。そのような変数としてはスライド試験
エレメントの表面の湿潤性、患者サンプルの流れ特性、
更には、チップ−試験エレメント間間隔がある。
【０００６】これらの変数のうち試験エレメントの湿潤
性はその試験エレメントの化学的性質の関数として予測
可能である。即ち、湿潤性は検査を行なうべき被検査物
によって支配される、アナライザによって追跡可能な因
子である。仮に、この因子のみが制御変数であれば、プ
ローブへの化学的性質が変化する度に、アナライザを或
るチップ−試験エレメント間隔にリセットすることがで
きる。しかしながら、このためには製造公差が極めて小
さく管理されており、いつも所期のリセット間隔が得ら
れるとの前提が必要である。公差をこのように小さく維
持することは製造コストが嵩む要因となり、間隔を固定
値にリセットすることは解決手段としては充分ではな
い。加えて、製造コストが重要ではなかったとして、固
定リセットを採用したとしても、患者サンプルの変動に
よる問題は解決できない。サンプルの液体表面張力は前
もって知ることはできず、患者の識別データとして入力
可能な資料ではない。血液のサンプル等では、検出が希
求されている病気の存在が主要な原因で表面張力値に大
きな変動が起こる。
【０００７】公知のアナライザの別の問題はその上にサ
ンプル液体が分配されるスライド試験エレメントがその
基準の平面形状から反り返ることがある点である。これ
は、最適な流れ状態を得るため制御するのに必要なチッ
プ−試験エレメント間の間隔に悪影響を及ぼすものであ
る。このような反り返りの検出も前もって予測すること
は困難である。
【０００８】従って、この発明の目的は、上述の因子が
予測不能に変化した場合においても、チップ−試験エレ
メント間の間隔を自動的に調整することができるアナラ
イザのための分配ステーションを提供することを目的と
する。圧力トランスデューサは公知のアナライザでは分
配プローブと共に使用されてきた。例えば、米国特許第
4,340,390 号が開示する圧力トランスデューサは、とり
わけ、閉塞したプローブ及びプローブ内にある流体もし
くは液体の、試験エレメントからの完全な分離を検出す
るような記載がある（７欄１８〜２０行参照）。完全に
破断されたことに起因して圧力が“零”を記録するこの
検出技術は完全な分配ステップの完了を指示せしめるた
め前記米国特許第4,340,390 号においても使用されてい
る。
【０００９】この種のトランスデューサについては他の
使用例として米国特許第4,675,301号等に記載のものが
ある。即ち、プローブ内での不注意による圧力変化が監
視され、その結果液体メニスカスは分配ステップのため
いつも大体同一の位置から開始される。この行程は上に
議論したプローブと試験エレメントとの間の間隔の問題
の解決を指向したものではない。この代りに予め設定の
間隔が維持されることを仮定している。上述した通りこ
の仮定はいつも正しいわけではない。
【００１０】最近の圧力トランスデューサの使用につい
ては米国特許第4,794,085 号に記載がある。このシステ
ムは分配器をしてチップ内のエアーを或る高さまで加圧
（もしくは真空に吸引）せしめ、空のチップが吸引する
べき液体に未だ接触していないか否か検出せしめる。一
旦接触が達成されると、圧力の読取は変化される。この
システムはチップ内を充満された液体の液体もしくは固
体によるインターセプトの処理には不充分である。なぜ
なら、完全充満チップは外部条件を検出するため内部圧
力を容易に変更することはできないからである。
【００１１】従って、通常型の圧力トランスデューサの
使用は上述したチップ−試験エレメント間の間隔の自動
調整のための要請を解決するものではなかったのであ
る。この発明の目的は、上述の問題の解決として、液体
を分配するべき表面上の位置を自動的に確保し、かつ分
配の間にその表面からの適当な距離を維持するための方
法によって達成される。
【００１２】
【課題を解決するための手段】第１の発明によれば、前
記目的を達成する、制御された流れ状態にある各種の生
体流体を複数の異なった試験エレメントに生体液体分配
のための分配手段の使用によって分配するための方法で
あって、その分配装置は分配チップと、分配手段におけ
る生体流体に加わる圧力を検出するためのトランスデュ
ーサ手段と、前記圧力を可変とする手段と、試験エレメ
ントに対して分配手段を移動させるための手段とを具備
している。この方法は、(a) 表面張力が未知の生体液体
を前記分配チップに吸引する段階と、(b) 前記チップを
該チップに含まれた液体と共に供給試験エレメントに向
って前進させる段階と、(c) 前記段階(b) において、前
記可変手段で前記チップからの液体の外部メニスカスを
生成し、かつトランスデューサ手段により前記チップ内
のいかなる圧力変化をも検出する段階と、(d) 前記トラ
ンスデューサにより所定量の圧力減少を検出することに
よって前記メニスカスが供給される試験エレメントによ
ってインターセプトされたことを自動的に検出する段階
と、(e) 前記段階(b) の前進を段階(d) における減少圧
力を検出することで終了させ、チップと試験エレメント
との間に隙間を生成する段階と、(f) 前記可変手段によ
りチップからの液体を分配する段階と、とから構成さ
れ、機械的な公差が大きくても段階(f) の間にチップと
試験エレメントとの間の適当な間隔を得ることができ
る。
【００１３】第２の発明によれば、制御された流れ状態
にある各種の生体流体を複数の異なった試験エレメント
に生体液体分配のための分配手段の使用によって分配す
るための方法であって、その分配装置は分配チップと、
分配手段における生体流体に加わる圧力を検出するため
のトランスデューサ手段と、前記圧力を可変とする手段
と、液体表面のコンテナに対して分配手段を移動させる
ための手段とを具備しているる。前記方法は、(a) 表面
張力が未知の生体液体を前記分配チップに吸引する段階
と、(b) 前記チップをその中に含まれた液体表面の供給
コンテナに向って前進させる段階と、(c) 前記段階(b)
において、前記可変手段で前記チップからの液体の外部
メニスカスを生成し、かつトランスデューサ手段により
前記チップ内のいかなる圧力変化をも検出する段階と、
(d) 前記トランスデューサにより圧力における所定の量
の減少を検出することによって前記メニスカスが供給さ
れる試験エレメントによってインターセプトされたこと
を自動的に検出する段階と、(e) 前記段階(b) の前進を
段階(d) における減少圧力を検出することで終了させ、
チップと試験エレメントとの間に隙間を生成する段階
と、(f) 前記可変手段によりチップからの液体を分配す
る段階と、とから構成され、液面が高さ可変であるにも
関わらず段階(f) の間にチップと液体との間の適当な間
隔を得る。
【００１４】
【実施例】以下この発明の好ましい実施例について説明
する。この好ましい実施例では、最も好ましい液体とし
て血清を乾燥したスライドエレメント、Eastman Kodak
社によって"Ektchem" の商品名で製造されるスライドエ
レメント、富士写真工業株式会社によって"Drychem" の
商品名で製造されるスライドエレメントの好適表面に分
配する好ましいアナライザにおいて好ましい分配チップ
が使用される。加えて、この発明の方法は液体表面の上
方での分配高さを検出するのにも使用することができる
から、この発明は分配される液体の種類、使用される分
配チップもしくはアナライザの型、表面が乾燥したスラ
イド試験エレメントか他の種類の試験エレメントか、に
関わらず使用することができる。
【００１５】この発明の方法は図２に示されるごとき装
置を使用し、図１Ａ〜Ｆによりその本質が最もよく理解
されると考えられる。即ち、分配器（図１Ａ〜Ｆには図
示しない）は使い捨て型のチップ３０を具備し、チップ
３０は分配開口３４を形成しており、かつチップは通常
型のどのようなものであってもよい。Eastman Kodak社
から"DT-60" の商品名で入手可能なチップが図示されて
いる。適当な吸引ステーションにおいてチップは適当な
容積のサンプル、例えば、１０μリットル(L)の結成が
充填されており、吸引の後ではチップ３０の内部圧力は
本質的には零（図１Ａ）に等しい。次に、スライド試験
エレメントＥが分配ステーション（図１Ｂ）においてス
テーションＡに位置される。このステーションにおいて
かつこの時点において二つの事象が起き、即ち、一つは
チップ３０内の圧力が開口３４で所定容積の微小なメニ
スカス“ｍ”を形成するのに充分な圧力＋ｐまで一時的
に上昇され、第２にチップは試験エレメントＥに向って
矢印３５のようにゆっくり前進される。完全の液滴の形
成は未だされていないことから、メニスカス“ｍ”が形
成された後にチップ３０内の圧力は幾分の正の圧力に復
帰される。この圧力はメニスカスが試験エレメントＥの
表面３７とインターセプトするまで一定に維持される
（図１Ｃ）。この時点でメニスカスの液体は試験エレメ
ントに吸引され、かつもしメニスカスの容積が適当な量
であれば、チップ３０内の圧力は図示のように或負の値
“−ｐ”となる。この圧力変化が検出されると、チップ
３０の下方への移動が終了され、間隔はこの所定の容積
についての基準の値となる。
【００１６】容易に理解されようが表面３７の位置を検
出するこの方法は表面３７が実際にどこに位置している
かということには全体としては独立である。即ち、表面
３７は所期の位置を超えて相当な距離垂直に変位可能で
あり、しかし、チップは最適間隔に維持されている。但
し、そのような変位に関わらずメニスカス形成（図１
Ｂ）の前にチップを開口３４の位置の下方に位置させる
ものとする。
【００１７】次にチップ３０の内部の圧力は図２の装置
によって適量（＋ｐ）増加され、適当な分配速度で液体
の分配を開始せしめる（図１Ｄ）。この時点で表面３７
とチップ開口３４との間隔は基準値Δｈであり、その詳
細について以下説明する。ある場合は分配の間の間隔Δ
ｈをΔｈ′（図１Ｅ）まで徐々に増大させる必要があ
る。その理由はある種の試験エレメントＥ′を含んだあ
る種の表面は疎水性が高くて分配時に吸収されない。む
しろ、表面３７上に盛り上がる傾向があり、液体はチッ
プ３０にパーフュージョンする機会が大きくなる。これ
を回避するためチップ３０は表面３７上の液体の形成と
一致した速度で矢印３９ようにΔｈ′の高さまで引き出
される。この形成速度及び引き出し速度は試験エレメン
トＥ′内の特定化学物質の疎水性がどの程度かに依存し
て変化する。この大きい距離Δｈ′は予め形成されるメ
ニスカス“ｍ”の値としては使用されない。それは、あ
る場合（例えば、２μＬの場合）に過大であって下方に
移動するチップから液滴が垂れ下がり、パーフュージョ
ンの虞があるからである。
【００１８】図１Ｆにおいて分配が完了し、かつこの時
点においてのみ流れが開口３４のところで切れる。この
ときチップの内部の圧力は基準である零の圧力に復帰す
る。図１に示すようにチップ３０は、そのチップの容積
に基づいてその全内容物を単一の試験エレメントに分配
する。しかしながら、チップの容積が大きいときには図
１のＦの段階に来たところでは始めに含まれている全液
体の一部のみが分配されることになる。
【００１９】図１Ａ−図１Ｆまでの行程を実施するのに
適切なアナライザ装置が図２に示されている。このよう
なアナライザは通常の構成部品からなるものであり、米
国特許第4,794,085 号等に記載されている。即ち、チッ
プ３０はその大きい方の開口３２で吸引／分配プローブ
４０に取り外し自在に取り付けられている。プローブ４
０は１２の箇所で適切に支持された試験エレメントＥに
対して移動可能である。即ち、プローブ４０は通常の駆
動装置４４によって昇降駆動される。プローブ４０の内
部通路４６はホース５２を介して圧力トランスデューサ
７０に接続されると共にチップ３０内の圧力を変更する
ための手段５８にも接続されている。この手段５８はピ
ストン６０を有し、このピストン６０は駆動手段６４に
よってシリンダ６２内を破線にて示す種々の位置の間を
移動される。制御手段８０はトランスデューサ７０によ
って発生される圧力信号を検出するためのものであり、
適当なプログラムに応じて双方の駆動手段４４及び４６
への駆動信号を印加し、チップ３０の移動及び圧力の制
御が行われる。制御手段８０は好ましくはアナライザ１
０内のマイクロプロセッサーであり、トランスデューサ
７０は高感度で、低内部空気容積で、かつ高安定性のも
のであり、一例として、Motorola MPX シリーズの圧電
抵抗型の圧力センサもしくは歪みゲージ型のトランスデ
ューサとすることができる。
【００２０】矢印３５のようなチップ３０の移動が増加
されると開口３４は第１の距離Ｙ′移動して破線３０′
のところに来る。それから、３０″の位置に来る。移動
に伴って惹起されたメニスカスｍは面３７とインターセ
プトするに至る。図示しないが、チップロケータが設け
られ、この装置は試験エレメントＥに対してチップ３０
を安定とし、かつその向きを適正に決めることができる
ものであれば、いかなるものであってもよい。例えば、
アナライザの種類に依存しないものとして米国特許第4,
797,257 号に示したようなツインチップ型のロケータが
有益である。しかしながら、チップロケータは垂直軸線
に沿ったチップ３０の自由な移動を許容するように幾分
設計変更を加えるのが好ましく、試験エレメントＥの化
学的性質によってΔｈの間隔に変化が出てきてもこれに
適合することができる。
【００２１】吸引表面に接触時（乾燥試験エレメントと
接触時、もしくは選定された液体表面との接触時）メニ
スカス“ｍ”が或る寸法であるときのみ圧力減少−ｐを
惹起せしめるというのは驚異的な発見であった。或る値
以上ではチップの内部圧力はインターセプトの時点にお
いて変化しないか、又は実際に増加する。これは、接触
により移動を終了せしめた大きなメニスカス容積の慣性
に起因するものである。この現象を惹起せしめる現実の
メニスカス容積はチップの構造及び速度並びに接触表面
と流体との間の疎水性に依存する。図３は前記"DT-60"
チップ及び前記"Ektachem"グルコース試験を使用した代
表的な例である。分配された液体は水であるが、水はこ
のチップ及び試験エレメントの場合は最も代表的な水性
液体である。従って、図１Ｂもしくは図２のメニスカス
“ｍ”の容積が５μＬに到達したとき試験エレメントＥ
との接触時にチップ３０内で検出される圧力変化は零で
あり、圧力変化は５μＬより大きな容積のときは正の値
となる。従って、圧力変化の読取値におけるあいまいさ
を回避するために有益な“ｍ”の最大容積は４μＬであ
る。好ましくは、３μＬのみもしくはこれより小量のメ
ニスカスが使用され、試験エレメントの湿潤性の変化に
起因する僅かの変化等を補償するようにしている。加え
て、容積を２μＬと４μＬ間に選定するとスレッショル
ドがより敏感となり、即ち、25N/m2より小さなスレッシ
ョルド検知が必要となる。
【００２２】安全性のマージンが必要であり、即ち、ノ
イズの影響なしに液体に接触開始（以下タッチオフ(tou
ch-off))されたことを的確に示す圧力の落込みを起こさ
せるため、チップに予め形成するべき容積は最も好まし
くは２μＬもしくはそれ以下である。これにより、スレ
ッショルド圧力は水頭で−0.1 インチ（25 N/m2) にセ
ットすることを可能とし、図３の安全マージンを得るこ
とができる。一例として、僅か0.5 μＬの容積で殆ど−
125N/m2 のΔｐ信号が発生され、−25 N/m2 の過剰であ
ることは明かであり、タッチオフの点が明確となる。
【００２３】従って、この発明の好ましい方法は２μＬ
もしくは以下の容積を有した垂下メニスカスを使用し
て、かつインターセプト事象として超過されるべきスレ
ッショルド値として25N/m2を使用して、少なくとも25.0
N/m2 （水頭で0.1 インチ）の圧力減少を検出すること
ができる。図４及び図５は図３の関係をこの図と同一の
試験条件においてメニスカス深さＨとインターセプトで
の圧力変化との間の関係、及びメニスカス深さとその容
積との関係に変換したグラフである。前に述べたように
好ましいもしくは所定のメニスカス深さは0.3 ミリメー
トルである。
【００２４】液体の分配速度は液体を吸収するため接触
する表面の能力にも依存性がある。前に説明した試験エ
レメント上に分配される生体液体ではインターセプトが
一旦検出された後の有益な分配速度は約100 μＬ／秒で
あった。通常の方式に従って適当なプログラムがプログ
ラム制御手段８０に格納されている。図６，７，８のフ
ローチャートは実施例に関連する演算処理を示してい
る。まず、ステップ１００ではチップ３０に吸引され
る。次にステップ１０２では、制御手段８０はどんなシ
ーケンスで被検査物が動作しているかバーコードのスキ
ャンやオペレータのキー入力によって既にしらしめられ
ていることから、参照テーブルのチェックを行ない、そ
の被検査物に適当なチップ間隔Δｈ′（図１Ｄ）が決定
される。この値は使用される基準チップ高さΔｈとなる
ことがあり得るし、そうでないこともある。
【００２５】次にステップ１０４ではΔｈ′が基準高さ
Δｈ（図１Ｄの高さ）より大きいか否か判別される。肯
定的な判断結果のときは大きい方の値が格納される。否
定判断の場合はプログラムは直にステップ１０８に進
み、図５の関係等をベースにした参照テーブルを使用し
てΔｈ及びΔｈ′の二つのうち小さい方のメニスカス容
積が決定される。即ち、Δｈ及びΔｈ′の小さいものが
接触下にあるから、Δｈ及びΔｈ′のうち小さい方がメ
ニスカス深さに相当するのである。Δｈのための基準値
は0.3 mm±0.1 mmであるが、Δｈ′がこれよりも小さい
化学的性質を持ったものがある得ることに注意する必要
がある。このような場合にはメニスカス容積Ｖは基準値
0.7 μＬではなくこの小さい方の値に選定される。
【００２６】次にステップ１１０でチップ３０は図１Ａ
のホームポジションに位置され、ステップ１０８で選定
されたメニスカス容積Ｖがステップ１１２で分配され
る。次にステップ１１４で圧力基準値の読取がされ、基
準の“零”値として記憶され、この記憶値に対して後の
圧力計測値の変化が計測される。ステップ１１６ではチ
ップ３０が垂直軸〔Ｚ軸）に沿って試験エレメント（図
１Ｂ）に向って漸進的に駆動される。この間チップ３０
内の圧力はステップ１１８に示すように連続的に計測さ
れ、ステップ１１４にて計測された“零”基準値に対し
て比較される。ステップ１２０で零基準値に対して25 N
/m2 より小さい計測圧力の相違が判定される限りはステ
ップ１１６及び１１８が繰り返される。圧力が基準値に
対して25 N/m2 より大きいことが検出されると即座にプ
ログラムはステップ１２２に進み、チップの前進が停止
され、ステップ１２４に進み、Δｈより大きいとき格納
された最終的なチップ間隔Δｈ′の有無が判断される。
このような格納値がないと判断されたときはチップをこ
れ以上前進させる必要がないため、ステップ１２６にお
いて分配がその完了まで進められる。
【００２７】しかしながら、化学的性質によってはΔｈ
より大きい値が格納されていることがあり、この場合は
ステップ１２８に進む。例えばΔｈ′は0.7mmである。
即ち、残りの液体の分配が継続され、かつ同時にチップ
３０はその値Δｈ′が得られるまで引き出される（図１
Ｅ）。この作動によって液体が疎水性の表面３７′上に
パドリングするのが防止され、又は液体の分配中に層が
拡開するのが防止される。次にステップ１３０でそのエ
レメントに全液体の分配が行なわれ、ステップ１３２で
チップ３０は図１Ａの位置に相当するホームポジション
に復帰される。
【００２８】次にプログラムはステップ１３４に進み、
分配すべき容積はもはやないか否か判別され、これ以上
分配する必要がないときはステップ１３６でチップはエ
ジェクトされる。しかしながら、もし分配が必要なと
き、特に、サンプル液体の初期容積が１０μＬより大き
いチップとき、以上のステップ全体が繰り返しされる。
図９Ａ，Ｂはタッチオフ時点で計測圧力がどのように変
化するかその代表例を示しており、図９Ａは比較的疎水
性が小さい表面３７の場合、図９Ｂは比較的疎水性が大
きい表面３７′の場合である。各場合について分配され
る液体は１μＬのメニスカス容積を使用した水であり、
試験エレメントは"Ektachem"グルコーススライド及び"E
ktachem"全蛋白質スライドであった。グルコースの場合
は図９Ａにて示すように圧力減少は40 mVより僅か低い
電気信号によって表される。25 N/m2 に相当するスレッ
ショルド値は３０ mV であった。この場合Δｈ′は実際
上0.3 mmであった。従って、図１Ｅの段階は使用されな
かった。即ち、ステップ１２４の判断結果はNoとなる。
全蛋白質の場合は、圧力減少は８０ mV であった。この
化学的特性の場合分配ステップ１２６−１３０のΔｈ′
の値が格納され（ステップ１０６及び１２４）、Δｈ′
は0.7 mmで、Δｈより大きい。従って、全蛋白質の場合
のチップ間隔は分配の間に0.7 mmに増大される。
【００２９】図１０Ａ及びＢは類似の効果を示してお
り、この結果はEastman Kodak 社から"Koda-Control I
I" の商品名で入手可能な牛の血清からなる合成液体を
図７Ａ及びＢにおいて使用された試験エレメントに印加
したとき得られたものである。図１０Ｂと類似の圧力変
化（図示しない）が、予め湿潤させた試験エレメント、
例えば"Koda-Control II" 等の流体で予め湿潤させた試
験エレメント、にタッチオフするチップに水が含まれて
いるとき起こる。
【００３０】以上のプロセスは非吸収性の表面、例え
ば、ガラススライドとの分配チップのインターセプトを
検出するのにも有益である。この結果は図１１に示され
る。この場合、水はガラススライドでも図７Ａ及びＢの
試験と同様正確にタッチオフされる。しかしながら、完
全な分配は、非吸収表面はパーフュージョンを起こさせ
易いことから、これをスキップする。図１１においては
ｔ３以降に負の値か大きくなる傾向は平衡の影響を受け
ただけである。
【００３１】必ずしも固体だけがメニスカスをインター
セプトし、圧力の低下を惹起させる平面ではない。液体
表面もまた検出することができる。図１０ＡからＤ参
照。以前に説明したものと同様の部品ついては同一の参
照番号を使用するものとする。図１２Ａにおいて患者サ
ンプルを含んだチップ３０Ａはそのホームポジションに
あり、図１０Ｂではその前進を矢印３５Ａ方向に開始し
ており、一方、前の実施例と同様圧力の増大（＋ｐ）に
よってメニスカス"M" が開口３４Ａに形成されている。
しかしながら、チップ３０Ａが前進されるのは試験エレ
メントに向けてではなくて適当な液体Ｌを含んだ適当な
コンテナである。例えば、液体は希釈液体であることが
あり、そのため患者サンプルは希釈される。この希釈
は、特定の検体にのため範囲外の条件を示すサンプルを
再検査するため便利に行なうことができる。メニスカス
“ｍ”が液体Ｌの表面と接触したとき（図１０Ｃ）、チ
ップ３０Ａ内でスレッショルドレベル以上の圧力減少
（−ｐ）が検出され、チップ３０Ａはその前進を終了す
る。一方、図１０Ｄに示すようにチップ３０Ａ内の圧力
上昇（＋ｐ）があったとき液体内容物がコンテナ２００
に注入される。表面２０２の表面領域に応じて、このス
テップにおいてチップ３０Ａは徐々に引き抜かれ、チッ
プの外部に過度な湿潤が起こることを防止する。
【００３２】以上とは異なり、図示しないが、チップ３
０Ａ内の液体は希釈液体（例えば水）としてもよく、こ
の場合はコンテナ２００内の液体が患者サンプルであ
る。図は液体−液体実施例のための圧力輪郭を示してお
り、ここで条件はチップ内の水がビーカー内の"Koda-Co
ntrol II" とインターセプトされる以外は図７Ａの試験
と同様である。
【００３３】このような水−水のインターセプトは、液
体表面２０２（図１２Ｃ）がどこにあるかは常に知られ
ているとは限らないことから有益である。また、コンテ
ナ２００の液体に正確な容積が印加される必要性を回避
することができ、さもなければ光学的センサ等を使用し
て表面２０２の検出をしなければならない。
【００３４】
【発明の効果】分配チップは、液体の分配を行なうべき
表面からの適当な高さを自動的に見つけ出しそこに維持
することができる。この発明の分配方法では分配が過早
に行なわれること及びこれに伴うパドリング及びパーフ
ュージョンの発生を回避することができると共に、分配
が遅すぎること及びこれに伴う液流の破断及び問題の発
生を防止することができる。
【００３５】この発明の分配方法ではパドリングを回避
するため必要となる高さを許容するためインターセプト
検知のため使用される分配高さを変更することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は患者のサンプルを乾燥スライド試験エレ
メントに滴下するときの本発明の方法の各段階を説明す
る図である。
【図２】図２はこの発明に使用する装置の一部を概略
的、かつ破断して示す図ある。
【図３】図３はメニスカス容積が変化したときの図１Ｃ
にて起こる圧力変化の模様を示すグラフである。
【図４】図４は図３と類似しているが、圧力変化とメニ
スカスの高さとの関係を示すグラフである。
【図５】図５は図３から図４への変更を行う際のメニス
カス容積とメニスカス高さとの関係を示すグラフであ
る。
【図６】図６は本発明の方法を実施するためアナライザ
内ので実行されるプログラムのフローチャートである。
【図７】図７は図６に後続するフローチャートの部分で
ある。
【図８】図８は図７に後続するフローチャートの部分で
ある。
【図９】図９は前進中における時間と検出圧力との関係
を示すグラフである。
【図１０】図１０は図９と同様であるが別実施例の前進
時間と検出圧力との関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は更に別の実施例の前進時間と検出圧
力との関係を示すグラフである。
【図１２】図１２は図１Ａ−Ｇと類似するが、別実施例
を示す。
【図１３】図１３は図８と類似するが図１２例の実施例
における圧力変化特性を示すグラフである。
【符号の説明】
３０…分配チップ ｍ…メニスカス −ｐ…接触による圧力降下 Δｈ′…疎水性表面の場合の理想高さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジエイ．エリツク ハマン アメリカ合衆国，ニユーヨーク 14613， ロチエスター，パーク ビユー ストリー ト 47

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 制御された流れ状態にある各種の生体流
    体を複数の異なった試験エレメントに生体液体分配のた
    めの分配手段の使用によって分配するための方法であっ
    て、その分配装置は分配チップと、分配手段における生
    体流体に加わる圧力を検出するためのトランスデューサ
    手段と、前記圧力を可変とする手段と、試験エレメント
    に対して分配手段を移動させるための手段とを具備した
    ものにおいて、前記方法は、 (a) 表面張力が未知の生体液体を前記分配チップに吸引
    する段階と、 (b) 前記チップを該チップに含まれた液体と共に供給試
    験エレメントに向って前進させる段階と、 (c) 前記段階(b) において、前記可変手段で前記チップ
    からの液体の外部メニスカスを生成し、かつトランスデ
    ューサ手段により前記チップ内のいかなる圧力変化をも
    検出する段階と、 (d) 前記トランスデューサにより所定量の圧力減少を検
    出することによって前記メニスカスが供給される試験エ
    レメントによってインターセプトされたことを自動的に
    検出する段階と、 (e) 前記段階(b) の前進を段階(d) における減少圧力を
    検出することで終了させ、チップと試験エレメントとの
    間に隙間を生成する段階と、 (f) 前記可変手段によりチップからの液体を分配する段
    階と、とから構成され、機械的な公差が大きくても段階
    (f) の間にチップと試験エレメントとの間の適当な間隔
    を得る方法。
  2. 【請求項２】 制御された流れ状態にある各種の生体流
    体を複数の異なった試験エレメントに生体液体分配のた
    めの分配手段の使用によって分配するための方法であっ
    て、その分配装置は分配チップと、分配手段における生
    体流体に加わる圧力を検出するためのトランスデューサ
    手段と、前記圧力を可変とする手段と、液体表面のコン
    テナに対して分配手段を移動させるための手段とを具備
    したものにおいて、前記方法は、 (a) 表面張力が未知の生体液体を前記分配チップに吸引
    する段階と、 (b) 前記チップをその中に含まれた液体表面の供給コン
    テナに向って前進させる段階と、 (c) 前記段階(b) において、前記可変手段で前記チップ
    からの液体の外部メニスカスを生成し、かつトランスデ
    ューサ手段により前記チップ内のいかなる圧力変化をも
    検出する段階と、 (d) 前記トランスデューサにより所定量の圧力減少を検
    出することによって前記メニスカスが供給される試験エ
    レメントによってインターセプトされたことを自動的に
    検出する段階と、 (e) 前記段階(b) の前進を段階(d) における減少圧力を
    検出することで終了させ、チップと試験エレメントとの
    間に隙間を生成する段階と、 (f) 前記可変手段によりチップからの液体を分配する段
    階と、とから構成され、液面が高さ可変であるにも関わ
    らず段階(f) の間にチップと液体との間の適当な間隔を
    得る方法。
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