JPH0638946A - 血液パラメータ用センサの検定装置とその検定方法 - Google Patents

血液パラメータ用センサの検定装置とその検定方法

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JPH0638946A
JPH0638946A JP5050694A JP5069493A JPH0638946A JP H0638946 A JPH0638946 A JP H0638946A JP 5050694 A JP5050694 A JP 5050694A JP 5069493 A JP5069493 A JP 5069493A JP H0638946 A JPH0638946 A JP H0638946A
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assay
liquid
porous medium
housing
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JP5050694A
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Roxanne E Wall
ロクサーヌ・エリザベス・ウォール
Thomas P Maxwell
トーマス・パトリック・マックスウェル
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3M Co
Original Assignee
Minnesota Mining and Manufacturing Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 経済的で、気体と液体との平衡時間が短く、
物質移動を抑制することのできる、血液のパラメータセ
ンサを検定（校正）するための装置とその方法を提供す
る。 【構成】 センサ２９,３１,３３を備えたセンサカセッ
ト１３とハウジング１５とを有し、これらは導管手段１
７,１９,２１によって連結している。ハウジング１５に
は、入口３７から流入する無菌検定液１６を収容する、
チャンバー４３を備えた液路４１が設けられている。気
体は、キャップ５３によって閉塞されている気体注入路
から入れられる。チャンバー４３内には多孔性媒体１３
１が設けられており、これによって気体と検定液１６と
は十分に混合する。検定液１６は出口３９から流出して
センサ２９,３１,３３を通過し、気体は多孔性媒体１３
５を通じてガス抜き部５５より排出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に、血液のパラメー
タを検知するセンサを検定すなわち校正（calibratio
n）するためのシステム又は装置とその方法とに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】血液の種々のパラメータを観察し、その
パラメータに関する量的データをリアルタイムで得るこ
とは、度々、必要とされたり望まれたりする。この方法
の１つとして、血液を流通ハウジングに流して、所望の
パラメータを信号によって表示するセンサに通すという
やり方がある。例えば、クーパー（Cooper）氏による米
国特許第4,640,820号明細書には、蛍光センサを備えた
流通ハウジングが示されており、このセンサは、流通ハ
ウジングを通過した血液中の酸素と二酸化炭素それぞれ
の分圧とそのｐＨとに反応するようになっている。
【０００３】ところで、流通ハウジングを使用する前に
は、センサを検定（校正）しなければならない。クーパ
ー氏による上記特許明細書に示されたセンサに対する検
定法は、検定液を収容した検定ハウジングにセンサキャ
リヤを取り付けるというものである。この方法では、ま
ず、センサを比較的大きな横断面積を有する通路に連通
させ、その後、所定の気体を検定液内に泡立てながら送
り込むようになっている。マクスウェル（Maxwell）氏
による米国特許第4,830,013号明細書に示されたセンサ
を検定する際にも、これと同様の方法が用いられる。
【０００４】マクスウェル氏らによる米国特許第5,057,
278号明細書には、以下のような検定装置が示されてい
る。つまり、無菌検定液を、所定の気体と平衡させた後
に、検定されるセンサカセットの流路に送り込むのであ
る。この検定装置は、多くの用途に用いられるが、特
に、比較的小さな横断面積を有する流通ハウジングと併
用するのに適している。
【０００５】検定作業を速めるために、気体と検定液と
の平衡に要する時間を削減することが望ましい。実験室
環境においてこれを達成する１つの方法として、気体を
多孔性フリットストーン（fritted stone）に通してか
ら検定液に注入するというやり方がある。まず、気体供
給チューブから放出される気体が必ずフリットストーン
を通過するように、気体供給チューブの端部にフリット
ストーンを取り付ける。次に、フリットストーンを取り
付けた気体供給チューブを、検定液を収容したビーカー
の中に据え付ける。その後、気体を、供給チューブから
フリットストーンに通して検定液内に送り込む。この方
法によって、平衡に要する時間は幾分短くなる。しか
し、フリットストーンは、比較的高価であり、また、平
衡時間の短縮という目的に対して期待するほどの効力を
発揮しない。さらに、フリットストーンの粒子が検定液
と混ざる可能性があるので、医療目的の使用には適して
いない。
【０００６】検定装置に、空気成分、及び／または、検
定液と混合される気体に対して透過性を有する、チュー
ブ材料あるいは他の導管手段を使用することもあるが、
この場合には、空気が装置に入り込んだり、気体が装置
から出ていったりする可能性が生じてしまう。さらに、
装置を構成する種々の要素と検定液間、あるいは、それ
らの要素と気体間の物質移動が起こるかもしれない。検
定液内の所定の気体の分圧を正確に調節しなければなら
ないときにこれらの事態が発生すると、その作業に支障
を来す虞れがある。
【０００７】
【発明の要旨】本発明の重要な特徴は、平衡時間を実質
的に削減することによって、センサカセットの検定（校
正）に要する時間を実質的に短縮できるという点であ
る。さらに、本発明の重要な特徴として、透過性を低下
させたり、及び／または、物質移動を抑制したりするた
めに、装置のある部分にバリヤを設けているという点も
挙げられる。
【０００８】本発明は、例えば、気体の特性に反応す
る、検定されるべきセンサを少なくとも１つ備えたセン
サカセットを有する検定装置として使用することができ
る。この装置は、さらに、チャンバーを含む液路を有す
るハウジングを備えている。液路をセンサカセットに連
通させるために、ハウジングはセンサカセットに接続さ
れている。ハウジングには無菌検定液が収容されてい
る。ハウジングは気体注入路を有しており、気体は、こ
の注入路を通じて液路に送り込まれ、検定液と混合する
ようになっている。そして、ハウジングに設けられたガ
ス抜き部などの手段によって、気体はハウジングから排
出される。
【０００９】チャンバー内には多孔性媒体が設けられて
いる。多孔性媒体は、気体と検定液とがそこを通過でき
るような位置にあるので、両者の混合が促進され、ひい
ては、平衡時間が短縮するようになっている。これは、
検定液にフリットストーンを浸して気体だけをそのフリ
ットストーンに通した上記の実験室の装置とは対照的で
ある。検定液と気体両方が多孔性媒体を通過することに
よって乱流が発生し、この乱流によって、気体と検定液
とをより速くより効率良く混合することができるように
なっている。さらに、気泡は、多孔性媒体の固体部と衝
突することによって細かく分散する。このことも、気体
と検定液とをより速くより効率良く混合するために役立
っている。
【００１０】多孔性媒体としては色々な種類のものが考
えられるが、連続気泡ポリマーフォームがそこに含まれ
ていることが好ましい。ポリマーフォームは、フリット
ストーンに比べてかなり安価であり、さらに、検定液と
気体とをより効率良く混合する多孔性構造体として形成
することができる。
【００１１】ポリマーフォームは、１インチにつき約３
〜４５個の気孔と約２０％以上の気孔率とを有すること
が好ましい。連続気泡フォームを論ずる際には、「１イ
ンチ毎の気孔」というときには、それは線インチ単位の
気孔を指す。１インチ毎の気孔の数が、約４５個という
上記の上限を越えると、気体と検定液とがフォーム内を
別々に直進気味に通過しやすくなり、両者の混合を、望
むほど速くまたは望むほど効率良く達成することができ
なくなる。また、１インチ毎の気孔の数が、約３個とい
う上記の下限よりも少ないと、多孔性媒体の構造が、望
ましい乱流を発生させるには不十分なものとなる虞れが
生じる。気孔率にしても、約２０％という上記の基準に
達しないと、やはり、気体と検定液とが別々にフォーム
を通過しやすくなり、望むほど十分にはそれらを混合す
ることができなくなる。フォームの構造に適当な強度が
備わってさえいれば、気孔率に上限はない。作業を良好
に進めるためには、多孔性媒体の気孔の数を１インチに
つき約３〜７個とし、その気孔率を約８５％以上とすれ
ばよい。特に、気孔率を９６％とすると、最適な状態で
作業を行うことができる。
【００１２】多孔性媒体の高分子材料としては、ポリエ
ステルウレタンフォームなどの、生物適合性を有するも
のが使用されるべきである。フォームと検定液間及びフ
ォームと気体間の物質移動を抑制するために、フォーム
に不透過性のバリヤを塗布することが好ましい。ここで
言う物質移動とは、液体、気体、及び／または、固体の
移動を意味する。バリヤには種々の材料を使用すること
ができるが、非常に利用価値の高い材料としては、ポリ
キシレン（polyxylylenes）やその混合物より選択され
たものが挙げられる。特に有効的なポリキシレンは、ア
メリカ合衆国カリフォルニア州サン＝ホセに住所を有す
るヴァイキング・テクノロジー,インコーポレイテッド
（Viking Technology,Inc.）よりパリレンＣという登録
商標で販売されているものである。
【００１３】多孔性媒体は、その機能の増進を図ること
ができるような位置に設けられている。検定液と気体と
は、多孔性媒体を通過するときには上方へ向かうことが
好ましい。これは、例えば、以下のような構造によって
達成される。ハウジングは、センサカセットに連結した
入口と出口とを有しており、液路は、入口からチャンバ
ー内の接続部へ通じる流入部を有している。気体注入路
は流入部内の所定位置へ通じており、気体をその所定位
置から流入部内へ注入することができるようになってい
る。出口は、流入部から多孔性媒体を通過した検定液を
流すために設けられている。
【００１４】多孔性媒体は、チャンバー内であって、入
口とチャンバーとの接続部に隣接する位置にあることが
好ましい。特に、ハウジングは、チャンバーを散乱部と
溜り部とに分ける仕切を有していて、多孔性媒体は散乱
部にあることが好ましい。
【００１５】本発明は、また、検定液を液路に送り込む
ためのポンプをハウジング内に有する検定装置として使
用することもできる。このポンプは、液路の流入部の一
部をなす液体用通路を有している。この場合には、気体
注入路と液路の流入部とはポンプの下方の所定位置で接
続しており、検定液と気体とは散乱部内を上方へ流れる
ことが好ましい。
【００１６】ハウジングの入口と出口とは、導管手段に
よってセンサカセットに連結していることが好ましい。
液路と導管手段の内少なくとも一方が、所定の気体及び
／または酸素などの空気成分を少なくともある程度透過
させる部分を有する場合がある。本発明では、そのよう
な部分に、上記の気体や空気成分に対する透過性がより
低いバリヤを設けている。
【００１７】所定の気体も空気成分も透過させない材料
を液路と導管手段とに使用すれば、上記の問題が解決す
ることは明白である。しかし、その他の便宜を考え合わ
せると、所定の気体と空気成分の内少なくとも一方に対
して透過性を有する材料を使用しなければならないこと
もある。例えば、ぜん動式ポンプを使用するときには、
半径方向に圧縮自在の圧縮チューブをポンプの一部とし
て利用する。このチューブには生物適合性も必要とされ
る。従って、チューブは、酸素と二酸化炭素とに対して
透過性のあるシリコンより形成されるのが好ましい。こ
のシリコン製チューブにバリヤを塗布すると、その透過
性を実質的に低下させることができるのである。
【００１８】バリヤが必要とされるその他の例として、
ハウジングをセンサカセットに接続する導管手段が第１
管部と第２管部とを有する場合が挙げられる。第１管部
は、ハウジングに連結しており、比較的柔軟で変形自在
のものである。第２管部は、第１管部とセンサカセット
とに連結しており、第１管部に比べて、それほど柔軟で
はなくそれほど変形もしない。輸送や保管の際には、第
１管部をしっかりと折り曲げなければならない。さら
に、第１管部は生物適合性を有するものでなければなら
ない。これらのことを満足させるには、シリコンなどの
材料を使用しなければならない。シリコンは、上記のよ
うに、酸素にも二酸化炭素にも透過性を有している。
【００１９】透過性のあるこれらの部分に塗布するバリ
ヤは、上記多孔性媒体のフォームに使用したバリヤと同
じものを用いることができる。このバリヤによって、こ
れらの部分の、所定の気体などに対する透過性が低下し
たり消失したりするだけでなく、その部分と検定液間及
びその部分と気体間の物質移動が抑制される。
【００２０】本発明の他の特徴として、ハウジングのチ
ャンバー内であって、気体と検定液とを混合するための
多孔性媒体とガス抜き部との中間である位置に多孔性媒
体を設けているという点がある。この多孔性媒体が気泡
をつぶすことによって、気泡の液体成分は保持されるの
で、検定液がガス抜き部を通過する可能性を低減するこ
とができる。この多孔性媒体は、１インチにつき約３〜
１０個の気孔と約８０％以上の気孔率を有することが好
ましく、さらに、それ以外の部分は、上記の、気体と検
定液とを混合するための多孔性媒体と同様のものである
ことが好ましい。１インチの気孔の数が、約３個という
上記の下限よりも少ないと、多孔性媒体の構造が不十分
で、望むように気泡をつぶすことができないかもしれな
い。１インチの気孔の数が、約１０個という上記の上限
を越えると、表面張力が大きくなって、気泡がガス抜き
部より出てしまうかもしれない。
【００２１】気孔率が、約８０％という上記の基準より
も小さいと、気泡の液体成分が多孔性媒体に集中する可
能性が増大する。そうすると、集中したその液体成分の
いくらかは、気体の圧力によってガス抜き部から吹き出
てしまうかもしれない。多孔性媒体を支持できるだけの
構造が十分に備わってさえいれば、気孔率の上限は理論
上存在しない。
【００２２】
【実施例】以下に、添付図面に示した本発明の一実施例
について詳細に説明する。
【００２３】図１は、無菌ループ検定装置１１を示して
いる。無菌ループ検定装置１１は、通常、センサカセッ
ト１３と検定ハウジング１５と無菌検定液１６と導管手
段とを有している。導管手段は、第１管部１７と、第１
管部１７とセンサカセット１３とに連結した第２管部１
９と、ハウジング１５の一端とセンサカセット１３とに
連結した第３管部２１とを有している。装置１１は、使
い捨てのものであり、センサカセット１３を検定すなわ
ち校正するためのよく知られた検定器具と併用できるよ
うになっている。
【００２４】センサカセットの構造としては色々なもの
が考えられるが、図の実施例では、ゲーリッヒ（Gehric
h）氏らによる、「血管内の血液中の気体を検知する装
置」と題する米国特許第4,989,606号明細書に示された
タイプのものが使用されている。簡単に説明すると、セ
ンサカセット１３は、第３管部２１と第２管部１９のそ
れぞれに連結した管継手２５,２７のあたりに第１,２端
がある流路２３を有している。検定されるセンサ２９,
３１,３３は、この流路２３に連通した状態で、センサ
カセット１３の中に入っている。各センサ２９,３１,３
３は、例えば、二酸化炭素やｐＨや酸素をそれぞれ検知
できるものである。そして、これらのセンサ２９,３１,
３３は、それぞれ、上記米国特許第4,989,606号明細書
に記載されている所定の成分に対して透過性を有する半
透膜によって覆われている。流路２３は、縦約０.０１
５インチ横約０.１６４インチの長方形などの、非常に
小さな横断面積を有している。
【００２５】検定ハウジングの構造としては色々なのも
のが考えられるが、図示するハウジング１５が好まし
い。ハウジングに関しては、ここに示すもの以外に、マ
クスウェル氏らによる米国特許第5,057,278号明細書に
示された検定ハウジングと同じものを使用することもで
きる。
【００２６】検定ハウジング１５は、入口３７と、出口
３９と、ハウジング１５内を入口３７から出口３９まで
通じている液路４１とを有している。液路４１の一部に
はチャンバー４３が形成されており、チャンバー４３
は、堰すなわち仕切壁４５によって散乱部４７と溜り部
４９とに分けられている。流路２３、管部１７,１９,２
１、及び液路４１によって、無菌検定液１６を循環させ
る無端無菌ループが形成されている。
【００２７】ハウジング１５は、気体を液路４１に注入
するための、気体注入口５２から液路４１内の所定部位
に通じている気体注入路５１（図３）と、気体注入口５
２を閉塞するための手段すなわちねじ式クロージャーキ
ャップ（図１,３）５３とを有している。ハウジング１
５は、さらに、ガス抜き部５５（図１,４）を有してお
り、このガス抜き部５５は、本実施例では、例えば直径
が約１／１６インチである制限オリフィス５６を有して
いる。ガス抜き部５５は、溜り部４９からハウジング１
５の外部へ通じており、クロージャーキャップ５７（図
１,４）によって完全に閉塞されるようになっている。
【００２８】図３に示されるように、ハウジング１５
は、底部材６３、カバー部材６５、頂上部材６７などの
複数の成形プラスチック部材よりなるハウジング部６１
を有する。もっとも、このハウジング１５はその他種々
の態様をとることができる。少なくともカバー部材６５
と頂上部材６７とは透明であることが好ましい。底部材
６３、カバー部材６５、頂上部材６７は、接着剤などに
よって互いに適切に結合することができる。
【００２９】図１に示すように、入口３７は、液路４１
の流入部６９へ通じている。半径方向に圧縮自在の圧縮
チューブ７１（図１,２）が、カバー部材６５内の開口
部７３（図２）を通じて流入部６９と、さらに、やはり
カバー部材６５内の開口部７７（図２）を通じてチャン
バー入口部７５と連通している。図１に示すように、チ
ャンバー入口部７５は散乱部４７に通じている。
【００３０】気体注入路５１（図３）の一部は、頂上部
材６７に取り付けられた外ねじチューブ７９によって形
成されている。カバー部材６５には気体滅菌フィルター
８１が支持されており、フィルター８１は、頂上部材６
７のスパイダー部８２によって適当な位置に保持されて
いる。気体滅菌フィルター８１の気孔の大きさは、例え
ば０.２ミクロンであり、このような小さな気孔によっ
て、フィルターを通過する気体を滅菌できるようになっ
ている。キャップ５３を取り外して未滅菌気体を注入口
５２へ送り込むと、気体は、図１,３に示すように、フ
ィルター８１、カバー部材６５の開口部８３、そして、
底部材６３とカバー部材６５との間の、気体注入路５１
の通過部８５を通過して、チャンバー入口部７５へ至
る。図１に示すように、チャンバー入口部７５は直角を
なしており、通過部８５をこの直角と交差させることに
よって「Ｔ字形８４」が形成されている。従って、気体
は、検定液の流れる方向が変わっている位置でその中に
導入されることになる。尚、注入路５１に送り込まれる
気体の成分としては、例えば、二酸化炭素、酸素、及
び、窒素などの不活性ガスが挙げられる。
【００３１】無菌検定液１６とその中の気体とは、この
ような構造を通って、散乱部４７に流入する。「Ｔ字形
８４」によって、気体と検定液とは一次的に混合する。
図１に示すように、底部材６３は、検定液内に存在する
大きな気泡をつぶすために、チャンバー入口部７５が散
乱部４７内へ開放している接続部の上方であって、か
つ、堰４５に隣接する位置にバフル８６を有することが
好ましい。さらに、今１つのバフル８９（図１）がガス
抜き部５５に隣接して設けられている。
【００３２】図４に示すように、カバー部材６５にはく
ぼみ９１が形成されており、このくぼみ９１内に、カバ
ー部材６５に取り付けられた外ねじチューブ９３が収容
される。もっとも、この構成はその他種々の態様があ
る。このように、キャップ５７はねじ込み式にチューブ
９３に嵌め込まれるようになっている。
【００３３】図１に示すように、液路４１は、また、溜
り部４９から出口３９へ通じる流出部９５を有してい
る。ハウジング１５には温度検出部があり、これは、本
実施例では、図３に示すように、流出部９５と熱交換関
係にある温度プローブを収容する温度検出口９７として
形成されている。流出部９５の構造としては色々なのも
のが考えられるが、本実施例では、それは、図１に示す
ように、開口部９９を通じて溜り部４９と連通してい
る。この開口部９９は、温度検出口９７の周囲に流れが
発生するような位置に設けられている。
【００３４】検定液１６を無菌ループ内で循環させるた
めには、無菌ループに検定液を送り込むポンプが必要で
ある。ポンプは、ぜん動式のものであり、検定装置の一
部である外部の回転入力すなわち回転駆動手段（図示せ
ず）によって駆動される。図２に示すように、ハウジン
グ１５内のポンプの構成要素には、湾曲した壁面１０
３、圧縮チューブ７１、及び、チューブ圧縮部材１０５
が含まれる。チューブ７１の両端は、それぞれ、ポンプ
の入口と出口とをなしている。
【００３５】より詳しく言うと、本実施例では、壁面１
０３は、円筒形であり、円筒形のボス１０７の内面を構
成している。ボス１０７の一部は、カバー部材６５及び
頂上部材６７と一体的に形成されている。チューブ圧縮
部材１０５は壁面１０３によって囲まれている。チュー
ブ７１は、チューブ圧縮部材１０５の周囲に約１回円周
方向に巻かれており、チューブ圧縮部材１０５と壁面１
０３との間にある。
【００３６】カバー部材６５と頂上部材６７とは、それ
ぞれに対応するフランジ１０９,１１１を有している。
これらのフランジ１０９,１１１によって、チューブ圧
縮部材１０５が壁面１０３に対して軸方向に移動するの
を阻止する保持壁が形成されている。チューブ圧縮部材
１０５と壁面１０３との間には半径方向に隙間がある
が、フランジ１０９,１１１では、チューブ圧縮部材１
０５が半径方向に移動するのを阻止することはできな
い。従って、チューブ圧縮部材１０５は、壁面１０３と
ボス１０７とに対して半径方向に自在に移動できるよう
に、ハウジング１５に取り付けられていることになる。
言い換えると、チューブ圧縮部材１０５は、図２に示す
中心位置すなわち中立位置から、半径方向内のいかなる
方向にも移動することができるのである。チューブ圧縮
部材１０５がこのように半径方向に動くことから生じる
結果、圧縮チューブ７１がしごかれる。この構造によ
り、チューブ圧縮部材１０５がチューブ７１に沿って回
転すると、それに応じてチューブ７１がしごかれ、つま
りポンピング動作を生じ、チューブ７１内を検定液が圧
送される。尚、チューブ７１は、チューブ圧縮部材が中
立の位置にあるときは、締め付けられることはない。
【００３７】チューブ圧縮部材１０５は、略円筒形で管
状のものであり、そして、外方向に開放しているキャビ
ティ１１３を有する。キャビティ１１３は、半径方向外
側に広がった口部１１５を有しており、この口部１１５
に回転入力手段（図示せず）を受け入れるようになって
いる。従って、キャビティ１１３によって、チューブ圧
縮部材１０５には、それを外部の回転手段に取り外し自
在に駆動結合するための手段が設けられていることにな
る。これらが駆動結合することによって、チューブ圧縮
部材１０５はチューブ７１に沿って回転し、これにより
チューブ７１に検定液が送り込まれるのである。
【００３８】無菌検定液１６の漏れを防ぐために、チュ
ーブ７１の両端は、カバー部材６５の対面する部分に封
止されている。それを達成する手段は幾通りもあるが、
図２では、チューブ７１の両端は、クランプリング１２
１とカバー部材６５との間で締め付けられるフランジ１
１７,１１９を一体的に有している。
【００３９】ハウジング１５は、散乱部４７に多孔性媒
体１３１（図１）を備えているという点で、マクスウェ
ル氏らによる米国特許第5,057,278号明細書に示された
ハウジングとは異なっている。本実施例では、多孔性媒
体１３１は、１インチにつき約３〜７個の気孔を有する
連続気泡のポリエステルウレタンであり、その気孔率は
９６％となっている。気体と検定液とが多孔性媒体１３
１内を確実に通過するように、多孔性媒体１３１は、底
部材６３とカバー部材６５の間の散乱部４７の厚み（図
５）と、チャンバー４３の、堰４５と対面壁１３２の間
の幅とを完全に満たしていることが好ましい。また、気
体と検定液との混合時間を適切なものとするために、多
孔性媒体１３１は、散乱部４７の実質的な全長、つま
り、バフル８６の真上から堰４５の実質的な自由端まで
延在していることが好ましい。
【００４０】検定液１６と気体とは、チャンバー入口部
７５からバフル８６の下方の接続部を通って散乱部４７
へ進入する。多孔性媒体１３１を、チャンバー入口部７
５が散乱部４７内へ開放している接続部まで延在させる
こともできるが、図に示す実施例では、チャンバー入口
部７５の端部と多孔性媒体１３１の下面１３４との間に
は間隙１３３がある。
【００４１】多孔性媒体１３１によって、検定液内に乱
流が発生する。この乱流によって、より速くより効率良
く気体と検定液とを混合することができるようになって
いる。さらに、気泡は、多孔性媒体１３１の固体部と衝
突することによって細かく分散する。このことも、気体
と検定液とをより速くより効率良く混合するために役立
っている。通常、検定液と気体とが多孔性媒体１３１内
を通過するときに、検定液内の気体の表面積は多孔性媒
体１３１によって増大するので、両者の混合は円滑に行
われるようになっている。
【００４２】ハウジング１５は、また、検定液がガス抜
き部を通過する可能性を低減するために、多孔性媒体１
３１とガス抜き部５５との中間にある溜り部４９に多孔
性媒体１３５（図１）を設けている点において、マクス
ウェル氏らによる上記特許明細書に示されたものとは異
なっている。より具体的に言うと、多孔性媒体１３５が
ガス抜き部５５から出ようとする気泡をつぶすので、検
定中における検定液の損失を最小減に抑えることができ
るのである。本実施例では、多孔性媒体１３５は、１イ
ンチにつき約３〜１０個の気孔と約８０％以上の気孔率
を有するポリエステルウレタンフォームである。多孔性
媒体１３５の位置及び寸法構成は、ガス抜き部５５に至
る気体が、すべて、その前にまず多孔性媒体１３５を通
過しなければならないように考慮されている。つまり、
多孔性媒体１３５は、底部材６３とカバー部材６５との
間の溜り部の厚さ（図４）と、バフル８９とハウジング
１５の外壁１３７との間の幅（図１）とを完全に満たし
ているのである。このように、多孔性媒体１３５は、そ
こを通過しようとする気泡を十分につぶせるだけの寸法
を有している。
【００４３】このような構造によって、検定液と気体と
は散乱部４７内で実質的に混合し、その混合溶液は堰４
５の自由端の上方へ溯って溜り部４９へ流れ落ちる。混
合されなかった余剰の気体は、この溜り部４９を通って
上方へ流れ、ガス抜き部５５から排出される。先に述べ
たように、ガス抜き部５５から出ようとする気泡は、多
孔性媒体１３５によってつぶれるようになっている。
【００４４】本実施例では、多孔性媒体と検定液間及び
多孔性媒体と気体間の物質移動を抑えるために、検定液
あるいは気体と接触する多孔性媒体１３１の表面は、す
べて、バリヤで覆われている。本実施例では、バリヤと
してパリレンＣが使用されている。パリレンＣを多孔性
媒体１３１に塗布する方法としては、例えば、真空蒸着
を利用することができる。
【００４５】チューブ７１を圧縮して無菌ループ内にぜ
ん動式ポンプ作用が生じるように、そして、チューブ７
１と一体的なフランジ１１７,１１９が圧縮シール機能
を果たすことができるように、チューブ７１は、比較的
柔軟で、変形自在であり、生物適合性を有する材料より
形成される。好ましい材料はシリコンである。シリコン
は酸素と二酸化炭素とに対して透過性がある。しかし、
これら酸素と二酸化炭素の少なくとも一方は、検定液１
６と混合される気体に含まれており、センサ２９,３１,
３３の検定時には、これら酸素と二酸化炭素の分圧を検
定液内で調節することが望まれる。
【００４６】第１管部１７もまたシリコンにより形成さ
れる。従って、包装の際に第１管部１７をかなり折り曲
げても、本装置１１を使用するときには元どおりにまっ
すぐ復活させることができ、折り曲げ跡が後々まで残る
ようなことはないのである。このように、第１管部１７
も酸素と二酸化炭素とに対して透過性を有していること
になる。
【００４７】本発明は、所定の気体に対して透過性を有
する部分には、その部分よりもその気体に対する透過性
が低いバリヤを設けているという点において、マクスウ
ェル氏らによる米国特許第5,057,278号明細書に示され
た装置と異なっている。本実施例では、チューブ７１と
第１管部１７とがパリレンＣバリヤによって覆われてい
る。バリヤは、例えば真空蒸着によって、チューブ７１
と第１管部１７それぞれの内側及び外側の両面に塗布さ
れるのが好ましい。このバリヤによって、主として酸素
と二酸化炭素とからなる気体が第１管部１７及びチュー
ブ７１内に透過する割合は低下する。また、このバリヤ
によって、空気内の酸素が第１管部１７やチューブ７１
を通じて検定液１６に入り込む割合も低下する。さら
に、このバリヤによって、本装置１１の構成要素、すな
わち第１管部１７とチューブ７１、と検定液１６間、及
び、これらの構成要素と気体間の物質移動も抑制され
る。
【００４８】本装置１１は、例えば、マクスウェル氏ら
による米国特許第5,057,278号明細書に示されるような
方法で、センサカセット１３を検定するために使用され
る。簡単に述べれば、本装置１１を使用してセンサカセ
ット１３のセンサ２９,３１,３３を検定する際には、ま
ず、二酸化炭素６０mmHg,酸素１００mmHg、などといっ
た既知の分圧を有する第１検定気体を気体注入口５２に
導入し、一方で、ポンプを作動させて、ハウジング１
５、センサカセット１３、管部１７,１９,２１によって
形成される無菌ループ内に検定液１６を循環させる。検
定液１６内の二酸化炭素と酸素の分圧は、センサ２９,
３１,３３によって検出される。この間に、多孔性媒体
１３１,１３５は上記のように機能する。検定液１６内
の酸素と二酸化炭素の分圧が望ましい値になると、器具
すなわちモニタ（図示せず）を使用して、センサを検定
するための１つの検定ポイントを決定する。その後、酸
素と二酸化炭素の分圧が上記のものとは異なる第２検定
気体を検定液１６内に導入する。それらの分圧は、例え
ば、二酸化炭素２０mmHg,酸素４０mmHgとすることがで
きる。平衡した後、一般的な方法によって第２検定ポイ
ントを設置する。上記の例に示されたような分圧である
と、バリヤは、空気内の酸素を装置１１に入り込ませな
いように、そして、二酸化炭素を検定液１６内に留めて
おくように、さらに、上記のような物質移動を抑制する
ように、作用する。
【００４９】以上、本発明の一実施例について記載した
が、当該技術分野において通常の知識を有する者であれ
ば、本発明の範囲内でこの実施例に多くの変形を加える
ことは可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に係る検定装置の部分断面
図であり、センサカセットとハウジングの一部とを断面
によって示している。
【図２】 図１の２−２線拡大断面図である。
【図３】 図１の３−３線拡大断面図である。
【図４】 図１の４−４線拡大破断断面図である。
【図５】 図１の５−５線拡大破断断面図である。
【符号の説明】
１１ 無菌ループ検定装置 １３ センサカセット １５ ハウジング １６ 検定液 １７ 第１管部 １９ 第２管部 ２１ 第３管部 ２３ 流路 ２５,２７ 管継手 ２９,３１,３３ セン
サ ３７ 入口 ３９ 出口 ４１ 液路 ４３ チャンバー ４５ 堰 ４７ 散乱部 ４９ 溜り部 ５１ 気体注入路 ５２ 気体注入口 ５３,５７ クロージ
ャーキャップ ５５ ガス抜き部 ５６ 制限オリフィス ６１ ハウジング部 ６３ 底部材 ６５ カバー部材 ６７ 頂上部材 ６９ 流入部 ７１ 圧縮チューブ ７３,７７,８３,９９ 開口部 ７５ チャンバー入口
部 ７９,９３ 外ねじチューブ ８１ 気体滅菌フィル
ター ８２ スパイダー部 ８４ Ｔ字形 ８５ 通過部 ８６,８９ バフル ９１ くぼみ ９５ 流出部 ９７ 温度検出口 １０３ 壁面 １０５ チューブ圧縮部材 １０７ ボス １０９,１１１,１１７,１１９ フランジ １１３ キャビティ １１５ 口部 １２１ クランプリング １３１,１３５ 多孔
性媒体 １３２ 対面壁 １３３ 間隙 １３４ 下面 １３７ 外壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス・パトリック・マックスウェル アメリカ合衆国55144−1000ミネソタ州セ ント・ポール、スリーエム・センター（番 地の表示なし)

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 気体の特性に反応するセンサであってか
    つ検定されるべきセンサ（２９,３１,３３）を少なくと
    も１つ備えたセンサカセット（１３）と、 チャンバー（４３）を含む液路（４１）を有し、かつ、
    該液路（４１）を上記センサカセット（１３）に連通さ
    せるために上記センサカセット（１３）に連結し、か
    つ、気体を、上記検定液（１６）と混合するために上記
    液路（４１）内に導入するための気体注入路（５１）を
    有するハウジング（１５）と、 少なくともそのいくらかは上記液路（４１）内にある無
    菌検定液（１６）と、 上記気体を上記ハウジング（１５）から排出するための
    排出手段（５５）と、 上記チャンバー（４３）内に設けられた第１多孔性媒体
    （１３１）とを備え、 上記気体と上記検定液（１６）とが上記第１多孔性媒体
    （１３１）を通過することによって、上記気体と上記検
    定液（１６）との混合が促進されることを特徴とする検
    定装置。
  2. 【請求項２】 上記第１多孔性媒体（１３１）は、連続
    気泡ポリマーフォームであることを特徴とする請求項１
    記載の検定装置。
  3. 【請求項３】 上記ポリマーフォームは、１インチにつ
    き約３〜４５個の気孔と、少なくとも約２０％の気孔率
    を有することを特徴とする請求項２記載の検定装置。
  4. 【請求項４】 上記ポリマーフォームは、１インチにつ
    き約３〜７個の気孔と、少なくとも約８５％の気孔率を
    有することを特徴とする請求項２記載の検定装置。
  5. 【請求項５】 上記第１多孔性媒体（１３１）と上記検
    定液（１６）間及び上記第１多孔性媒体（１３１）と上
    記気体間における物質移動を抑制するために、上記多孔
    性媒体（１３１）にはバリヤが設けられていることを特
    徴とする請求項１記載の検定装置。
  6. 【請求項６】 上記バリヤはポリキシレンを含むことを
    特徴とする請求項５記載の検定装置。
  7. 【請求項７】 上記排出手段（５５）は、上記ハウジン
    グ（１５）に設けられていて上記チャンバー（４３）か
    ら通じているガス抜き部を有し、 上記検定装置は、液体が上記ガス抜き部を通過する可能
    性を低減するために、上記チャンバー（４３）内であっ
    て、上記第１多孔性媒体（１３１）と上記ガス抜き部と
    の中間である位置に、第２多孔性媒体（１３５）を有す
    ることを特徴とする請求項１記載の検定装置。
  8. 【請求項８】 上記第２多孔性媒体（１３５）は、１イ
    ンチにつき約３〜１０個の気孔と、少なくとも約８０％
    の気孔率を有することを特徴とする請求項７記載の検定
    装置。
  9. 【請求項９】 上記ハウジング（１５）は、上記チャン
    バー（４３）を散乱部（４７）と溜り部（４９）とに分
    ける仕切を有し、上記第１多孔性媒体（１３１）は上記
    散乱部（４７）内にあることを特徴とする請求項１記載
    の検定装置。
  10. 【請求項１０】 上記ハウジング（１５）は、上記セン
    サカセット（１３）に連結した、液体用入口（３７）と
    液体用出口（３９）とを有し、 上記液路（４１）は、上記液体用入口（３７）から、上
    記チャンバー（４３）内の接続部へ通じる流入部（６
    ９）を有し、 上記気体注入路（５１）は上記流入部（６９）内の所定
    位置へ通じていて、気体を上記所定位置から上記流入部
    （６９）へ注入することができるようになっており、 上記液体用出口（３９）は、上記流入部（６９）から上
    記第１多孔性媒体（１３１）を通過した液体を通すこと
    ができる位置に設けられていることを特徴とする請求項
    １記載の検定装置。
  11. 【請求項１１】 上記第１多孔性媒体（１３１）は、上
    記チャンバー（４３）内にあって、上記接続部に隣接し
    ていることを特徴とする請求項１０記載の検定装置。
  12. 【請求項１２】 上記ハウジング（１５）は、上記チャ
    ンバー（４３）を散乱部（４７）と溜り部（４９）とに
    分ける仕切を有し、上記接続部と上記第１多孔性媒体
    （１３１）とは上記散乱部（４７）内にあることを特徴
    とする請求項１０記載の検定装置。
  13. 【請求項１３】 （a）流路（２３）を有する循環通路
    に無菌検定液（１６）を送り込み、 （b）上記循環通路に無菌の気体を注入して、上記気体
    の分圧を周囲条件とは異なるものにし、 （c）上記気体の少なくとも１つの成分の分圧を上記無
    菌検定液内で調節するために、上記気体と上記無菌検定
    液（１６）とを上記循環通路内で混合し、 上記（c）のステップには、上記気体と上記検定液（１
    ６）とを高分子多孔性連続気泡媒体（１３１）に通すと
    いう段階が含まれ、 （d）上記循環通路から上記気体の少なくともいくらか
    を排出し、 （e）上記気体の上記少なくとも１つの成分の上記調節
    された分圧を有する上記無菌検定液（１６）をセンサ
    （２９,３１,３３）に検出させることによって該センサ
    （２９,３１,３３）を検定する、 というステップからなることを特徴とする、流路を有す
    るタイプのセンサカセットのセンサを検定するための方
    法。
  14. 【請求項１４】 上記（d）のステップは、上記（c）の
    ステップに続く、上記気体を多孔性媒体（１３５）に通
    すという段階を含むことを特徴とする請求項１３記載の
    方法。
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