JPS6118986B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はテスト素子を含むカートリツジを受承
する装置およびかかるカートリツジに関する。

医師が患者の身体状態のより完全な実態を把握
し得るように、たとえば血清のような生理的液体
の試料の定量分析を行うための化学分析器が開発
されている。分析器に取外自在に取付けるように
されたカートリツジに装填しうる実質的に平面形
の乾燥形式のテスト素子が最近の開発により使用
可能となつた。分析器の使用に際し、カートリツ
ジから滴定位置にテスト素子を送り、この位置で
既定量の試料液をテスト素子上に滴らす。つぎに
テスト素子を読取位置に送りそこでテスト素子の
変化を感知する。その変化の量は試料液中の特定
の分析成分（analyte）の濃度に比例するのであ
る。前記テスト素子は一回限り使用され、読取が
終れば廃棄される。この種のテスト素子と併用す
る分析器は米国特許第4152390号に説明されてい
る。

上記に述べた形式のカートリツジには通常１種
類のテスト、たとえば血清中のナトリウム・イオ
ン濃度の分析、を行うためのテスト素子を装填す
る。カートリツジは一定寸法のカートリツジ支持
構造に適合しなければならないから、中に入つて
いるテスト素子のタイプに拘らず、寸法、形状が
一般に均一のものでなければならない。そのた
め、特に数多くの試料を連日分析する忙がしい実
験所では、所要のテストに対して間違つた種類の
素子が入つたカートリツジを分析器に挿入する可
能性があるという問題が存在する。このことは当
然、緊急事態に際して分析を行わなければならな
い時に、誤つた試験結果さらには貴重な時間の損
失を招くことになる。

複数種類のうち一種類のテスト素子を収容する
カートリツジを受承する装置において、上述の問
題を克服することが本発明の目的の一つであつ
て、前記装置はカートリツジを受承する手段を含
み、中に入る素子の種類を示すコードを有するカ
ートリツジと協働するように意図されている。

本発明はこの点に関し、装置がコードの型式と
判別装置の状態とに依り、カートリツジの受承を
許容または阻止するために、カートリツジのコー
ドと協働する調整式判別装置を特徴とする。受承
するカートリツジの中の素子の種類を制御し得る
ように、判別装置の状態を調整することができる
様になつている。

前記の問題を克服する目的をいま一歩進め、テ
スト素子を収容し、テスト素子を使用する装置に
受承し得るカートリツジを提供することも本発明
の目的である。装置内へのカートリツジの受承を
許容または阻止するために、カートリツジに付く
触知可能のコードと協働する調整式判別装置を前
記装置が有している。触知可能のコードがカート
リツジ内のテスト素子の種類を指示し、かつ前記
触知可能のコードが一連の類似カートリツジの
各々に対して一つずつ存在する複数の触知可能コ
ードの一つであり、カートリツジ内に存在してそ
の一部を成すテスト素子の種類を各々のコードが
指示することを前記カートリツジは特徴とする。

本発明の具体例を添付図面を参照して以下に説
明する。

本発明を漿液の如き生物学的液の定量分析に用
いる分析器との関連において下記に説明する。

この場合、試験を可能にする基盤
（substrate）が適切なイオン活動に基づき選択さ
れる一対の電極を含んでいる場合の本発明は電位
差計式分析器と共に用いる時に有用で、分析器内
で対にして使用するのに適した実質的に平面形の
乾燥型式のこの種の電極が最近開発されている。
本発明は次のような放射計式検知器を使つた分析
器にも使用し得る。すなわち、たとえば測定する
分析成分の濃度に比例した色合を発生する試薬を
含む適切な基盤を読取る検知器である。

本発明の望ましい具体例に依れば、カートリツ
ジ支持装置１０を含む、分析器のテスト素子供給
部が第１図に示すように設けられる。同支持装置
１０は分析器に用いるテスト素子を収容するカー
トリツジを受承する室１１を形成する壁１３を有
する。以後、より詳細に説明するように、正しい
テスト素子のみが分析器に装填されることを確実
ならしめるために、カートリツジ判別器１４がカ
ートリツジ１２に付くコード装置１６と相互作用
を生ずるようになつている。

第３図の展開図に見られるように、カートリツ
ジは断面が概して矩形を成しており、一対のケー
シング部分１８，２０により形成されている。ケ
ーシング部分は一重ねのテスト素子２２を包むよ
うに永久的に密閉結合される。各素子は所定のテ
ストを行うのに必要な試薬を含んでいる。テスト
素子２２は第３図の点線で示す押込板２４を持つ
移動装置により、カートリツジ１２から引続き供
給されるようになつている。押込板はスロツト２
６から中に入つて、配布位置のテスト素子を押し
て、図示のない出口スロツトからカートリツジの
外へ出す。積重ね位置決め機素２８は積重ねの最
下位の素子２２に当接して居り、第３図の点線で
示すばね付きプランジヤ３０により上方に偏倚さ
れている。プランジヤ３０は底壁の開孔３１を介
してカートリツジ内に突出る。位置決め機素２８
は両側面に一対の歯止３２を有し、スライド（テ
スト素子）が配布位置から下方に動かないように
ラチエツト歯３４と噛合うようにされている。

室１１の中にカートリツジ１２が正しい向きに
入るのを確実ならしめるため、カートリツジ・ケ
ーシング部分１８に一対の垂直レール３６，３８
が設けられ、またケーシング部分２０にはレール
３６，３８より間隔の狭い垂直レール３９，４０
が設けられる。

第２Ａ図に示すように溝４４は溝４２より狭い
ので、間隔の狭い方のレール３９，４０のみを受
承し得るが、間隔の広いレール３６，３８は受承
し得ない。この配備がカートリツジの正方形では
なく矩形である断面形状と相まつて、所要の向き
以外の向きにカートリツジが室１１に挿入される
ことを防止する。レール３６，３８，３９，４０
はそれぞれ壁３６ａ，３８ａ，３９ａ，４０ａと
協働して、挿入の際および室内に位置している
間、カートリツジの位置を正確に制御するのに役
立つ。

カートリツジ１２は図示のない蝶番付きカバー
部材により室１１内に固定される。

カートリツジ１２に入つているテスト素子２２
の種類はカートリツジのコード装置１６により指
示される。コード装置１６はウエブ４９を含みこ
れは４７で示す切欠の形をとる触知可能の不連続
部を有している。各種類のテスト素子に独特の切
欠のコードが与えられ、切欠４７の数および位置
を変えることにより異つたコードが作られる。

本発明の装置およびカートリツジに用いるのに
適したテスト素子は米国特許第4053381、3992158
号に公開されている。

カートリツジ判別装置１４（第１図）が所定の
分析成分に対するテスト素子を収容したカートリ
ツジのみが分析器に装填され得ることを確実なら
しめるように設けられている。前記判別装置１４
は中央ハブ５１およびこのハブから放射状に出た
機素即ち突起６６を含む感知ホイール５０を有す
る。感知ホイール５０は分析器の支持部材５４，
５６のジヤーナルで支えられる軸５２に取付けら
れている。

軸５２に取付けられた調整ノブ５８を含む調整
装置により感知ホイールを５つの角度位置に動か
すことができる。前記突起６６は次のようにハブ
５１上の円周上および軸線方向に位置決めされ
る。すなわち、ホイール５０の角度位置の各々に
おいて、突起６６の異つた組合せ、又はパターン
が室１１の中へ突出して、カートリツジ１２のコ
ード装置１６と相互作用する位置をとる。

たとえば、第１図に示すように、ハブ５１の軸
方向の一端にある突起６６は、図示の位置に切欠
４７を有するカートリツジのみを室１１に装填し
得るように位置決めされている。調整ノブ５８は
複数の面５９を有し、いかなる時も一時にその面
の一つのみが、操作員に見える様になつている。
第１図の見える位置すなわち「上」位置にある面
５９にはカリウムの記号Ｋが印してあり、後述す
るように前記装置がカリウム・テストを予定され
ていること、またカリウム・テスト素子に対応す
るコード装置を有するカートリツジの挿入を許容
するような位置に感知ホイール５０が在ることを
示す。同様に、ナトリウムの「Ｎ」を印した面５
９が「上」位置に動かされる時、前記装置はナト
リウム分析用の条件を整える。ノブ５８の位置を
決め、ホイール５０をカートリツジ室１１内の各
角度位置に対して正確に位置決めするため、止金
６０が設けられ、止金６０はノブ５８の出張り６
７を離脱自在に受承するようにされたくぼみ６５
を備えた板ばね６３を有する。ラチエツト歯車６
２が爪金６４と協働して調整ノブ５８の逆転防止
装置を与える。かくて第１図に示すようにノブ５
８は反時計廻り方向にのみ回転し得る。

ラチエツト歯車６２と爪金６４とはまた間違つ
た種類のテスト素子が入つたカートリツジ１２を
室１１に挿入しようと試みる時、軸５２の回転を
防止する機能をも果す。第１図を参照すれば、ウ
エブ４９が下降して突起６６に当る時、軸５２に
時計廻り方向のトルクが生ずることが判る。軸５
２の時計廻り方向への動きは歯車６２と爪金６４
とにより防止されて、それ以上カートリツジ１２
を挿入することができない。

操作員が選択した特定のテストを示す軸５２の
位置を受感し、図示しない分析器コンピユータに
選択テストを伝達するため、検出器７０が設けら
れる。検出器７０はエンコーダと光電式検知器の
形態をとることも出来るし、又論理回路と結合さ
せた一群のスイツチとすることも出来る。選択し
た特定テストについてコンピユータに貯えられた
情報はテストで得られたデータ処理に用いられ
る。

判別装置１４を室１１の入口近くに設け、コー
ド装置１６をカートリツジの先導端近くに設ける
ことにより、カートリツジを室に挿入する動作の
極く初期に、間違つた種類のカートリツジの挿入
を阻止することになる。このため誤りが有つたこ
とが直ぐに判る。

カートリツジを挿入しようと試みる時、ウエブ
４９が判別装置に近接するにつれ、レール３６，
３８，３９，４０と壁３６ａ，３８ａ，３９ａ，
４０ａとの協働作用がカートリツジの位置従つて
ウエブの切欠の位置を正確にすることを確実なら
しめる作用をする。

本発明の第２の具体例は感知ホイールの形状を
除けば、上記の第１の具体例と全ての点で同一で
ある。したがつて、感知ホイールのみを以下に説
明する。第２の具体例の他の面を理解するため、
第１の具体例の説明および図解をも参照された
い。

第２の具体例では、第４，５図に示す感知ホイ
ール１５０が感知ホイール５０に代替されている
軸５２に取付けられるホイール１５０は一般的に
多辺形の断面を持つもので、その上に突起即ちリ
ブ１６６を持つ概ね平担な複数面１５１を有す
る。突起１６６は突起６６につき、前に述べたと
同じ様にカートリツジ１２のウエブ４９の切欠４
７と協働するようになされている。ホイール１５
０はモールドされるか、突起１６６を機械加工で
形成することにより作ることが出来る。感知ホイ
ール１５０を用いる一つの特有の利点は、突起１
６６が長いので、カートリツジを室１１に装填し
てある時、ホイールを回転し得ないことである
（第５図参照）。したがつて、カートリツジが分析
器に装填してある時に、調整ノブ５８の設定を隅
然に変更することは生ずる惧れがない。

第１および第２の具体例の装置を操作する場
合、所要テストたとえば第１図のカリウムの記号
を付した面５９が「上」位置に来るよう先ず調整
ノブ５８を動かす。つぎに、所要テストを行うた
めのテスト素子が入つたカートリツジ１２を室１
１に挿入する。正しいカートリツジが選定されて
いると、カートリツジの切欠コードの位置は感知
ホイール５０（または１５０）上の突起６６，１
６６が切欠４７を通過するような所にあるので、
第１図に示す位置にカートリツジが入る。カート
リツジの選択を誤ると、ウエブ４９が突起６６に
ぶつかり、カードリツジは装填位置にまで入らな
い。

所要テストに適応したテスト素子のみが分析器
に装填され、分析器が選定テストに対し正しく段
取りされることを確実ならしめるのに、本発明の
具体例が特に適していることは以上の解説から明
らかである。したがつて所要テストに合致しない
試薬を分析器に装填することから生ずる高価な失
敗を回避することができる。幾つかの異つた切欠
コードを有する複数カートリツジを受承するよう
に単室型分析器を調整することができ、さらにそ
れぞれが判別器１４を有する複数の同一の室を組
合せて、異つたテストを同時に遂行し得る多室型
分析器を形成することもできる。各室に同じ構成
部品を用いることにより、かかる多室型分析器の
製作、修理が大巾に容易となる。

本発明の第３の具体例を第６，７図に図解す
る。この第３の具体例は、２個のウエブ４９を有
する以外はこれまで説明したものと実質的に同じ
カートリツジと協働することを意図されている。
したがつて、カートリツジの説明の繰返しを省略
する。

第１、第２の具体例と異る第３の具体例の特性
のみを以下に説明する。第１ないし第２の具体例
の特性と構造的ないし機能的に同じ特性は同じ参
照番号にタツシ（′）記号を付けて表わしてあ
る。この第３の具体例に述べない特性を理解する
ためには、さきの説明および第１〜５図を参照さ
れたい。

この第３の具体例では、カートリツジ判別装置
はカートリツジ支持装置１０′の壁１３′に有る孔
３０３に受承されるピン３０１から成る。図示の
具体例では、ウエブ４９ａの３個の可能位置にあ
る切欠４７と一致する３個の孔３０３ａ，ｂ，ｃ
が有り、さらにウエブ４９ｂの３個の可能位置に
ある切欠４７と一致する３個の孔３０ｄ，ｅ，ｆ
が有る。ウエブ４９ａはレール３６と３８の間に
配置され、ウエブ４９ｂはレール３９と４０の間
に配置される。

ピン３０１を孔３０３に挿入した時、壁１３′
の内面から突出て、カートリツジを室１１′に挿
入する時の無切欠ウエブ４９の進路迄達する程の
長さをピン３０１は持つている。

したがつて、切欠４７が何れか１個のピン３０
１と一致しないと、そのピンのためカートリツジ
１２を充分かつ正しく室１１′の中へ挿入するこ
とが阻止される。

操作員がカリウムのテストを行うことを望んで
いると仮定する。カリウム・テストに適応したテ
スト素子２２のみが本装置に供給され得るように
該装置が設定される。さらにカリウム・テスト用
のテスト素子が入つたカートリツジはウエブ４９
ａの中央に切欠４７を、またウエブ４９ｂのレー
ル３９に近い端に切欠４７を有している（第７図
の図解参照）、と仮定する。操作員はピン３０１
を孔３０３ｂに、またもう１個のピン３０１を孔
３０３ｄに挿入する。切欠はピン端がウエブを通
過するのを許容するから、カリウム・テスト素子
２２を含むカートリツジの挿入はピン端により阻
止されない。しかし図示以外の任意の位置に切欠
があると、ウエブおよびピンとの間に衝突が生
じ、そのためカートリツジの完全かつ正しい挿入
が阻止される。カートリツジの完全挿入ができな
いことを操作員が気付いて、カートリツジを検べ
る誘因となる。

第７図では、判り易くするために、テスト素子
と積重ね位置決め要素とを除去したカートリツジ
を図解してある。

第１および第２の具体例では、カートリツジ判
別装置１４は単一ウエブ４９を持つカートリツジ
のコード装置１６と協働する単一感知ホイール５
０を有する。第１および第２の具体例と類似する
装置に、第３の具体例のように配置された２個の
ウエブ４９の各々と協働する様に感知ホイール５
０，５０′を設けることも出来る。

以上の説明から明らかなように、第３の具体例
は第１および第２の具体例の持つ利点のすべてを
具備はしていない。

【図面の簡単な説明】

第１図は化学分析器の試薬供給部の斜視図であ
り、カートリツジ支持装置を示し、また本発明の
望ましい具体例に従つて構成される第１の形成の
感知ホイールを含むカートリツジ判別装置を示す
図面；第２図は分析器のカートリツジ室に挿入す
る位置をとつたカートリツジを示す斜視図；第２
Ａ図はカートリツジを挿入する室の輪部を示す部
分的平面図；第３図はカートリツジの展開図で、
カートリツジ・ケーシング、テスト素子の積重
ね、積重ね位置決め機素を示す図面；第４図は本
発明の第２の具体例に含まれた別の形式の感知ホ
イールの斜視図；第５図は第４図に示す感知ホイ
ールと組合わせたカートリツジ支持装置の部分的
に断面を示した正面図；第６図は本発明の第３の
具体例を判り易くするための部品を分解して示す
部分斜視図；第７図はカートリツジを室に入れた
時の第６図のほぼライン−上で切つた断面図
である。 １１，１１′：室、１２：カートリツジ、１
４：判別装置、１６：コード、２２：テスト素
子、３６，３８，３９，４０：レール、４７：切
欠、４９：ウエブ、５０：感知ホイール、５８：
調整ノブ上面、６２，６４：逆転防止装置、６
６：突起、７０：検知器、１５０：感知ホイー
ル、１６６：突起、３０１：ピン、３０３：孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数種類のうち一つのテスト素子２２を含
   み、素子の種類を示すコード１６を有するカート
   リツジ１２を受承する装置でカートリツジを受承
   する手段１１，１１′を含む装置に於て、コード
   １６の形状および判別装置１４，３０１，３０３
   の状態によりカートリツジ１２の受承を許容し、
   または阻止するためコード１６と協働する調整式
   判別装置１４，３０１，３０３を有し、同判別装
   置１４，３０１，３０３は調整可能であつてカー
   トリツジ１２に受承されるテスト素子２２の種類
   を制御することができるようにされることを特徴
   とする装置。 ２ カートリツジ１２のコード１６が触知可能で
   ある特許請求の範囲第１項記載の装置において、
   調整式判別装置１４，３０１，３０３が触知可能
   コード１６を感知するようになされていることを
   特徴とする装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の装置において、
   前記判別装置が、選択的に位置決めされて複数の
   異つた機素のパターンを形成することが可能な機
   素６６，１６６，３０１を含んでおり、前記機素
   パターンの各々がカートリツジ１２の特定の対応
   コードと協働するようにされていることを特徴と
   する装置。 ４ 切欠を持つウエブ４９を包含するコードを有
   するカートリツジを受承する、特許請求の範囲第
   ３項記載の装置において、前記判別装置が回転自
   在に取付けられた感知ホイール５０，１５０を含
   み、また前記機素がホイール上の放射状突起物６
   ６，１６６であることを特徴とする装置。 ５ 切欠を持つウエブ４９を包含するコードを備
   えたカートリツジを受承する特許請求の範囲第３
   項記載の装置において、前記判別装置が複数位置
   ３０３のうちの選定された位置に取付け得る少な
   くとも１本のピン３０１を含み、前記複数位置の
   各々がカートリツジ１２のウエブ４９の切欠４７
   の複数の可能位置の一つとそれぞれ関連を有し、
   ピン３０１の設定位置に見合つた種類以外のテス
   ト素子２２を入れたカートリツジ１２を挿入しよ
   うとした時、ピン３０１の一部がウエブ４９と衝
   突するように配置されることを特徴とする装置。 ６ 特許請求の範囲第４項記載の装置であつて、
   前記感知ホイール１５０が多角形の断面を有する
   部分を含み、前記機素が多角形断面を有する部分
   から盛上つたリブ部分１６６であることを特徴と
   する装置。 ７ 特許請求の範囲第４または６項の装置におい
   て、前記カートリツジ１２を挿入する際、カート
   リツジの影響を受けて前記ホイール５０が回転す
   ることを防止するための逆転防止装置を特徴とす
   る装置。 ８ 特許請求の範囲第４、６、７項記載の何れか
   一つの装置において、前記判別装置１４の状態を
   表わす信号を発生するために同判別装置に付随さ
   れた装置７０，５９を特徴とする装置。 ９ 特許請求の範囲第４、６、７、８項記載の何
   れか一つの装置において、前記ホイール５０，１
   ５０は複数の安定位置を有し、その位置の数は異
   つたテストの数と対応し、また前記突起物６６，
   １６６が同ホイールの円周上で同数の位置に、か
   つ軸線方向に独特のパターンを生ずるような各位
   置に配置されることを特徴とする装置。 １０ 特許請求の範囲第９項記載の装置におい
   て、前記感知ホイール５０，１５０を設定するた
   めの手による回転可能の調整ノブ５８を有し、同
   ノブがテストの種類を示す印を有することを特徴
   とする装置。 １１ 特許請求の範囲第１〜第１０項記載のいず
   れか一つの任意の装置において、カートリツジを
   受承する装置が室１１，１１′を含み、同室が向
   合う壁に溝４２，４４；４２′，４４′を有し、前
   記判別装置１４，３０１，３０３が同溝の少なく
   とも一つの中に突出ていることを特徴とする装
   置。 １２ テスト素子を含み、同テスト素子を使用す
   るための装置に受承し得るカートリツジであつ
   て、前記装置の中へのカートリツジの受承を許容
   しまたは阻止するために同カートリツジ１２の触
   知可能のコード１６と協働する調整可能な判別装
   置１４，３０１，３０３を前記装置が有している
   如き装置に使用するカートリツジに於て、前記カ
   ートリツジ１２内のテスト素子２２の種類を指示
   する触知可能コード１６と、そのコードが一連の
   同種カートリツジの各々に対して存在する複数の
   触知可能コードの一つであり、又前記カートリツ
   ジの一部でありその中に存在するテスト素子の種
   類を前記コードの各々が指示することを特徴とす
   るカートリツジ。 １３ 特許請求の範囲第１２項記載のカートリツ
   ジにおいて、前記触知可能コードが切欠４７を有
   するウエブ４９を含むことを特徴とするカートリ
   ツジ。 １４ 特許請求の範囲第１２または１３項記載の
   カートリツジにおいて、前記装置へカートリツジ
   を挿入する際、先行する側のカートリツジ端の近
   くに前記触知可能コード１６が存在することを特
   徴とするカートリツジ。 １５ 特許請求の範囲第１２項記載のカートリツ
   ジにおいて、前記触知可能コードが切欠４７を有
   するウエブ４９を含み、同ウエブがカートリツジ
   の長手軸線に平行に延びる一組のレール３６，３
   ８；３９，４０の間にわたつていることを特徴と
   するカートリツジ。