KR20060035770A - 자동화된 다중 탐지 분석기 - Google Patents

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KR20060035770A
KR20060035770A KR1020067001186A KR20067001186A KR20060035770A KR 20060035770 A KR20060035770 A KR 20060035770A KR 1020067001186 A KR1020067001186 A KR 1020067001186A KR 20067001186 A KR20067001186 A KR 20067001186A KR 20060035770 A KR20060035770 A KR 20060035770A
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알란 티-싱 초우
윌리엄 잭슨 시니어 데블린
티모시 패트릭 에버스
데이빗 러셀 톰슨
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데이드 베어링 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 환자 샘플들의 분석을 위한 자동화된 분석기에 관한 것이다. 상기 분석기는 다수의 큐벳들을 포함하고, 이들은 샘플들이 여러 시약들과 혼합되도록 해준다. 분석기는 하나 이상의 탐지기들을 포함하고, 이 탐지기들은 큐벳들 내에서 반응 혼합물의 발광도를 탐지하기에 적합한 탐지기를 포함한다. 분석기는 단일 시스템에서 수행될 여러 진단 분석법들을 허용하고, 보다 신속한 속도로 고감도의 분석을 제공하게 된다.
자동화 분석기, 큐벳, 광도계, 탁도계, 이온 선택적 전극

Description

자동화된 다중 탐지 분석기{AUTOMATED MULTI-DETECTOR ANALYZER}
본 발명은, 소변, 혈청(serum), 혈장, 뇌척수액(cerebrospinal fluid) 등과 같은 환자의 생체액 샘플을 자동으로 처리하기 위한 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 다수의 분석 프로토콜(assay protocol) 중의 하나 이상에 따라 샘플들을 분석하기 위한 다중 탐지기를 구비한 자동화된 시스템을 제공한다.
환자의 감염부위, 체액, 농양부(abscess)로부터 채취된 샘플을 분석함으로써 환자 진단과 치료에 관련된 여려 형식의 테스트들이 수행될 수 있다. 이들 분석법은 전형적으로, 환자의 샘플을 보관하는 유리병(vial)들이 장착되는 자동화된 분석기를 포함한다. 상기 분석기는 유리병들로부터 샘플을 추출하고, 특수한 반응 큐벳(cuvette)들 또는 튜브들에서 여러 시약(reagent)들과 이들 샘플을 결합시킨다. 종종, 샘플들은 배양되거나 그렇지 않은 경우 분석 전에 처리된다. 분석적 측정은 종종 탁도계(turbidimetric), 형광측정기(fluorometric), 흡수 눈금 등과 같은 샘플-시약 결합물과 상호작용하는 탐지 방사 빔(beam of interrogating radiation)을 이용하여 수행된다. 상기 측정들로, 분석물의 양이 공지된 교정 기술들을 이용하여 결정될 수 있는 종점(end-point) 또는 변화율을 결정하게 된다.
비록 샘플에 대한 화학적, 면역화학적(immunochemical), 생물학적 테스트를 위한 공지된 여러 의료 분석기들이 유용하다고 할지라도, 의료 분석 기술은 점점 개선된 수준의 분석을 요구받고 있다. 분석 감도에 대한 개선은 계속되는 도전과제이다. 게다가, 보고가능 결과당 비용(cost-per-reportable result)을 감소하도록 의료 연구소에 가해지는 압력이 증가되고 있어서, 자동화된 의료 분석기들의 전체 비용 성능에 있어서의 개선에 대한 요구가 계속되고 있다. 종종 분석될 샘플은 상이한 분석기들을 이용하여 다수의 상이한 분석 기술로 처리되도록 다수의 샘플 분체(aliquot)들로 분할된다. 샘플 분석은 환자 샘플을 평가하는 데 있어서 연구소의 효율을 강화하도록 증가된 수의 고급 분석 옵션을 제공하는 것만이 아니라 분석 작업량을 증가시키고 속도를 증가시킨다는 관점에서 보다 효과적이 되도록 계속 요구하고 있다. 특히, 샘플에 대한 제 1 군의 분석 결과들은 종종 역류(reflux) 혹은 부속 테스트로 불리는 진단을 완료하거나 확인하기 위해서 제 2 군의 다른 분석들이 수행되도록 지시한다. 이러한 경우에, 제 2 군의 분석들은 종종 제 1 군보다 더 정교한 분석 기술로 수행되어서 샘플은 상이한 분석 실험실들 사이에서 옮겨져야 한다. 증가된 비효율성뿐만 아니라, 부가의 샘플 취급도 오류의 가능성을 증가시킨다.
자동화된 의료 분석기들은 전형적으로 미국 일리노이즈 디어필드 소재의 데이드 베링 인코포레이션사가 판매하고 컴퓨터 기반 전기화학적 제어 프로그래밍 분야의 당업자에게 널리 사용되는 화학 분석기인 Dimension® 상에 기계어로 쓰여진 소프트웨어 프로그램을 사용하는 컴퓨터에 의해 실행되는 소프트웨어에 의해 제어 된다. 이러한 컴퓨터는 분석기에 의해 실행되는 분석을 수행하기 위한 응용 소프트웨어 프로그램을 실행하지만, 이는 또한 다음과 같은 항목들을 제어하고 추적(track)하도록 프로그램되는 것이 요구된다:
●혈액, 혈청, 소변 등과 같은 상이한 샘플들에 대한 100+ 이상의 상이한 분석을 수행하기 위한 여러 분석 장치들;
●이전 결과들에 요구되는 경우에 샘플들에 대한 재시험 또는 부가 테스트들;
●샘플 분체들이 분석기 내부에 보존되어야 하는 경우의 수행될 테스트들, 환자의 신원;
●교정 및 품질 관리(quality control) 과정;
●유입 및 유출 샘플 튜브 전송 시스템;
●환경 챔버 내부에서의 샘플 분체들에 대한 접근가능성 및 재고(inventory);
●재활용가능한 큐벳들의 세척 및 세정;
●시간에 따른 시약과 분석 화학용액 소모량, 및 특별히 한정된 시간동안의 시약 용기, 각 교정 유리병 용기, 각 품질 관리 용기, 각 분석 및 각 교정 기준(calibration basis)에 대한 각 시약 용기로부터 소모된 모든 시약들의 소모량과 각 유리병 용기로부터 소모된 분석 화학용액의 소모량.
●최소한 매시간 1000 분석들에 대한 계획수립.
의료 분석기 내부에서 실행되는 복잡한 다중 작업에 대한 상기 기술로부터, "사용자 편의" 방식으로 상대적으로 다수의 상이한 분석 형식을 사용하는 분석 테스트들을 수행하기 위해 단일 분석기의 성능을 증가시키는 것은, 분석기가 단지 두 개의 상이한 분석 형식만을 수행하는 경우보다 훨씬 더 많은 도전과제들을 예방하게 된다는 점은 명백하다. 그러나, 의료 진단 분야에서는 상이한 분석물들의 폭넓은 스펙트럼(spectrum)에 적합하거나 다른 방법들을 용이하게 적용할 수 없는 특정한 경우에 사용될 수 있는 신규하며 정확한 분석 기술들에 대한 요구가 계속되고 있다. 액체 내에 낮은 농도로 존재하는 물질들을 감지하기 위한 편리하고, 신뢰성있으며 위험하지 않은 수단이 요구된다. 의료 화학분야에서 이들 물질들은 10-12몰 이하의 농도로 체액 내에 존재할 수 있다. 활용할 수 있는 상대적으로 작은 샘플 크기로 인해서 이들 물질의 낮은 농도를 감지해 내는 것은 더욱 어렵게 된다. 분석법을 개발할 경우에 다수의 고려사항이 존재한다. 제 1 고려사항은 분석물의 농도 변화에 대한 신호 반응성이다. 제 2 고려사항은 분석용 프로토콜이 용이하게 실행될 수 있어야 한다는 점이다. 제 3 고려사항은 샘플간 간섭량의 편차이다. 시약들의 조제와 정화(purification)의 용이성, 장비의 입수가능성, 자동화 그리고 대상 물질과의 용이한 상호작용성이 유용한 분석법을 개발하는데 있어서의 부가적인 고려사항들이 된다.
형광성 화합물 및 화학발광(chemiluminescent) 화합물들과 같은 발광성 화합물들은 그들의 발광 능력 덕분에 분석 분야에서 널리 응용된다. 이러한 이유 때문에, 발광체들은 핵산 분석 및 면역 검정법(immunoassay)과 같은 분석법에 있어서 표식(label)으로서 활용되어 왔다. 예를 들면, 다수의 특정 결합쌍들은 발광체에 접합되고 여러 프로토콜들이 활용된다. 발광체 접합물은 분석물을 함유하고 있는 것으로 의심되는 샘플 내의 분석물의 함량과 관련하여 고체 상태와 약체 상태로 분할된다. 상기 상태 중의 어느 하나에 대한 발광도를 측정함으로써, 이는 샘플 내에서의 분석물의 농도로 관찰되는 발광도의 수준과 관련될 수 있게 된다.
또한 라텍스 비드(latex bead)들 및 리포솜(liposome)들과 같은 입자들이 분석법에 활용되어 왔다. 예를 들어, 균질성 분석에 있어서 효소는 항체 혹은 항원(antigen)으로 표시된 수화 상태의 리포솜에 포획된다. 리포솜들은 샘플과 보체(complement)의 존재로 인해서 효소를 방출하게 된다. 수화 상태의 소포체(vesicle) 내에서 수용성 형광 염료 또는 비수용성 형광 염료를 갖거나 지질(lipid)로 된 지질 이중층 내에 용해된 지용성 염료를 갖는, 항체 또는 항원 표식된 리포솜들은 또한 표면 결합된(surface bound) 항체 또는 항원과 면역화학적 반응할 수 있는 분석물을 분석하기 위해 활용되어 왔다. 수화 상태의 리포솜들로부터 염료를 방출하기 위해 세척제가 사용되어 왔다. 화학발광 표식들은 리간드(ligand) 결합 분석에 있어서 예외적인 감도를 제공하지만, 하나 이상의 화학적 활성화 단계들이 보통 필요하다. 형광 표식들은 이러한 결함을 갖지는 않지만 낮은 감도를 갖는다.
미국특허 제 5,340,716호와 제 5,709,994호는, 활성화될 경우에 단일항 산소(singlet oxygen)를 생성할 수 있는 감광제(photosensitizer)와 단일항 산소에 의해 활성화될 수 있는 화학발광 화합물을 구비하는 입자들과 관련되어서 감광제의 활성시에 단일항 산소가 생성되고 화학발광 화합물을 활성화시키게 되는 제 1 특정 결합쌍 부재를 포함하는 표식 시약을 사용하는 발광 산소 채널 면역 검정법(Luminescent Oxygen Channeled Immunoassay, LOCI)으로서 공지된 고감도의 분석 형식으로 분석물을 결정하는 방법을 공개하고, 여기서 제 1 특정 결합쌍 부재는 분석물에 결합하거나 제 2 특정 결합쌍 부재에 결합하여 분석물의 존재와 관련된 복합물을 형성할 수 있고; 감광제는 활성화되고 화학발광 화합물에 의해서 생성되는 발광체의 양이 감지되고 이는 샘플 내에서의 분석물의 양과 관련된다.
미국특허 제 5,807,675호는, 여기된 상태에서 단일항 산소를 발생할 수 있는 감광제를 사용하는 형광 산소 채널 면역 검정법(Fluorescent Oxygen Channeled Immunoassay, FOCI)로서 공지된 저감도 분석 형식으로 분석물을 결정하기 위한 방법을 공개하고, 여기서 상기 감광제는 단일항 산소와 반응시 광활성의 지시자를 형성할 수 있는 광활성 지시자 전구체(photoactive indicator precursor)와 결합하여 제 1 특정 결합쌍 부재와 연계하고, 상기 광활성 지시자 전구체는 제 2 특정 결합쌍 부재와 연계한다. 상기 결합물은 감광제를 여기시키기 위해 빛에 노출되고, 최종 단계에서 형광도가 측정되며 이는 샘플 내의 분석물의 양에 관련된다.
결합 및 비결합 표식을 구분하는 것이 불필요한 균질 면역 검정법(homogeneous immunoassay)은 소형 분자용으로 이미 기술되었다. 이들 분석법들은 시바(SYVA)사의 프랫(FRAT) 분석법, EMIT® 분석법, 효소 채널 면역 검정법 및 형광 에너지 전달 면역 검정법(fluorescence energy transfer immunoassay, FETI); 효소 억제제 면역 검정법(호프만 라로쉬 및 애보트 러보러터리즈); 형광 편광 면역 검정법(fluorescence polarization immunoassay)(댄들리커(Dandlicker))를 포함한다. 이들 방법들 모두는 제한된 감도를 가지며 FETI와 효소 채널 면역 검정법을 포함해서 단지 몇몇만이 대형의 다중에피토픽(multiepitopic) 분석물들에 적합하다. 분리 단계가 필요한 이질 면역 검정법(heterogenous)은 일반적으로 소형과 대형 분자 양자에 유용하다. 효소들(ELISA), 형광 표식들(FIA), 방사선 표식들(radiolabel), 화학발광 표식들(CLA) 등을 포함하는 여러 표식들이 사용되어 왔다. 이러한 균질 및 이질 면역 검정법이 상업적으로 입수가능하게 되는 의료 분석기들은 일반적으로 꽤 복잡하게 된다. 미국특허 제 6,074,615호, 제 5,717,148호, 제 5,985,672호 및 제 5,635,364호를 참조할 것. 이들과 같은 특허를 고려하면, 자동화된 면역 검정 시스템을 구비한 의료 분석기들이 민감한 발광 산소 채널 면역 검정법들을 수행하기 위한 부가의 자동화된 능력을 갖도록 능력이 강화될 경우에 다수의 도전들이 형성될 것이라는 것이 명백하다.
본 발명의 분석기는 단일 시스템 상에서 수행될 여러 진단 분석법들을 고려하고, 더 신속한 처리 속도뿐만 아니라 더 고감도에 대해서도 대비한다. 본 발명의 일 태양에 따라, 자동화된 분석기는 다수의 큐벳들을 포함하고, 이들 각각은 샘플과 하나 이상의 시약을 포함하는 반응 혼합물을 보관하기에 적합하게 되어 있다. 분석기는 하나 이상의 큐벳들에서 반응 혼합물의 발광도를 탐지하기에 적합한 LOCI 판독기(LOCI reader)를 포함한다. 또한 하나 이상의 다른 탐지기들이 포함될 수 있고 이들은 하나 이상의 큐벳들 또는 액체 관통 유동 셀에서 반응 혼합물의 다른 분석들을 수행하기에 적합하다. 큐벳 전송 메커니즘은 큐벳들을 탐지기들로 이동시키기에 적합하다. 또한 분석기는 탐지기들과 큐벳 전송 메커니즘을 제어하기에 적합한 제어 메커니즘을 포함한다. 본 발명의 추가적인 태양들은 본원에 첨부된 청구항들을 기초로 하여 명백하게 될 것이다.
본 발명은 본원의 일부를 형성하는 첨부된 도면과 연계된 하기의 상세한 설명으로부터 보다 충분히 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 자동화된 분석기에 대한 평면도.
도 2는 도 1의 분석기의 일부에 대한 확대 평면도.
도 3은 도 1의 분석기에 유용한 시약 용기의 사시도.
도 3a는 도 1의 분석기에 유용한 보정 용액 유리병 용기의 사시도.
도 4는 도 1의 분석기에 유용한 분체 용기 어레이 저장기와 취급 유닛에 대한 사시도.
도 4a는 도 1의 분석기에 유용한 샘플링 프로브(sampling probe)에 대한 도면.
도 4b는 도 1의 분석기에 유용한 세척 스테이션(wash station)에 대한 도면.
도 5는 도 1에 유용한 분체 용기 어레이에 대한 도면.
도 6은 도 1의 분석기에 유용한 용기 전송 시스템에 대한 평면도.
도 7은 도 1의 분석기에 유용한 용기 셔틀(shuttle)에 대한 사시도.
도 8은 도 1의 분석기에 유용한 용기 트레이 셔틀(tray shuttle)에 대한 사시도.
도 9는 본 발명에 유용한 관찰 스크린에 대한 도면.
도 10은 본 발명에 유용한 이온 선택적 전극 측정 장치에 대한 사시도.
도 11은 본 발명에 유용한 광도 측정 장치에 대한 사시도.
도 12는 본 발명에 유용한 LOCI 측정 장치에 대한 사시도.
도 2와 함께 도 1은, 그 내부에 형성된 큐벳 포트(20)를 구비한 외부 큐벳 카루셀(carousel; 14)과, 그 내부에 형성된 용기 포트(22)를 구비한 내부 큐벳 카루셀(16)을 지지하는 반응 카루셀(12)을 포함하고, 상기 외부 카루셀(14)과 내부 카루셀(16)은 개방 홈(18)에 의해서 분리되는 자동 화학 분석기(10)의 부품들을 개념적으로 도시한다. 큐벳 포트들(20)은 본 발명의 양수인에게 양도되어 현재 공동계류 중인 특허출원 제 09/949,132호에 공개된 바와 같으며 종래의 의료용 및 면역 검정법들용 여러 시약들과 샘플액들을 보관하는 다수의 반응 큐벳들(24)을 수용하기에 적합하지만, 용기 포트들(22)은 초고감도의 발광 면역 검정법용 특수 시약들을 보관하는 다수의 반응 용기들(25)을 수용하기에 적합하다. 반응 카루셀(12)은 일정한 방향으로 단계식 원운동을 사용하여 회전가능하며, 이러한 단계식 운동들은 카루셀(12)이 정지상태로 유지되는 동안 일정한 휴지 시간(dwell time)에 의해서 분할되고, 센서들, 시약 첨가 스테이션들, 혼합 스테이션 등과 같은 컴퓨터 제어 분석 기능장치들(13)은 큐벳들(24) 및 반응 용기들(25) 내부에 보관된 분석 혼합물 에 필요한 경우에 작동한다.
분석기(10)는 미국 일리노이즈 디어필드 소재의 데이드 베링 인코포레이션 사가 판매하고 컴퓨터 기반 전기화학적 제어 프로그래밍 분야의 당업자에게 널리 사용되는 화학 분석기인 Dimension®사용되는 것과 같은 기계어로 쓰여진 컴퓨터 프로그램을 기초로 하는 컴퓨터에 의해 실행되는 소프트웨어에 의해 제어된다. 또한 컴퓨터(15)는 분석기(10) 내부의 여러 분석 수단들에 의해 수행되는 분석법들을 실행하기 위한 응용 소프트웨어 프로그램들을 실행한다. 본 발명에 따른 분석기(10)는 다중 탐지 유닛들(17A, 17B, 17C, 17D)을 포함하며, 이들 각각은 하나 이상의 탐지기들을 포함한다. 양호한 실시예에서, 각 탐지 유닛(17A, 17B, 17C, 17D)은 상이한 측정들을 실행하고 다른 탐지 유닛들이 행사는 여러 분석 프로토콜들을 따르기에 적합하다. 탐지기의 다양성으로 인해서 다중 형식의 테스트들이 동일한 시스템에 대해서 실행될 수 있고, 이에 따라 특정한 분석물에 가장 적합한 분석법, 즉 분석물에 대해 고도로 특정하며, 합리적인 기간 내에 달성되고 비용적으로 효과적인 분석법에 의해서 분석물이 판정될 가능성이 증가된다. 샘플들과 반응 혼합물은 각각 카루셀들(14, 16)에 있는 동안 큐벳들(24, 25)에서 분석되거나, 종래의 큐벳 전송기(미도시)에 의해 탐지 유닛들(17A, 17B, 17C, 17D)로 이동될 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서, 분석기(10)는 반응 용기(25) 중 하나에서 반응 혼합물의 광도를 측정하기에 적합한 탐지기를 포함하는, 도 12에 예시된 탐지 유닛(17C)을 포함한다. 양호하게, 상기 탐지기는 종래의 발광분석기(iluminometer;17C) 혹은 화학발광분석기(chemiluminometer; 17C)가 된다. 보다 양호하게, 발광분석기는 LOCI 판독기(17C)로서 구성되는데, 다시 말하면 발광분석기는 양호하게 분석기(10)가 발광 산소 채널 면역 검정법("LOCI")을 수행하도록 구성된다. LOCI 분석법은 자동화된 분석기에 실행되는 다수의 종래 면역 검정법에 비해서 현저한 이점을 제공하며, 이는 LOCI가 고도로 특정된 것이며 이러한 종래 면역 검정법들과 통상적으로 관련되는 여러 시간소모적 분리 단계들없이 수행될 수 있기 때문이다. 또한, LOCI는 신뢰성있는 방법이며 보다 적은 분석기 중단 시간(down time)을 초래한다. 전술한 바와 같이, LOCI 분석법은 특정 분석물의 존재하에서 감광제와 관련되는 화학발광 화합물로부터의 발광도를 측정하는 것을 포함한다. 선택적으로, 화학발광 화합물은 단일항 산소에 의해서 광화학적으로 활성화된다. 단일항 산소는 감광제에 빛을 조사함으로써 양호하게 형성된다. 화학발광 화합물이 발산하는 빛은 분석물의 양을 결정하기 위해 정량적으로 측정된다. 따라서, 저장 영역(26)에 저장된 시약들은 양호하게 감광제 및 상보적인 화학발광 화합물을 포함한다. 탐지 유닛(17C)은 양호하게 탐지 유닛(17C)을 보호하고 샘플이 주변 빛에 노출되어 분석되는 환경 챔버(점선으로 도시)에 의해서 둘러싸이게 되고, 상기 주변 빛은 분석에 유해하게 된다. 또한 큐벳들(25) 및/또는 이에 수반하는 카루셀(16)은 광민감 시약 또는 반응 혼합물을 주위의 주변 빛으로부터 보호하도록 구성된다.
또한 나머지 탐지 유닛들(17A, 17B, 17D)은 발광도를 탐지하기에 적합하지만, 이들은 양호하게 분석기의 능력들을 최적화 및 다각화하기 위해 상이한 비발광도 기반의 분석들을 수행하기에 적합하다. 예를 들어, 탐지 유닛(17A)은 광도계 또 는 탁도계(turbidometer)를 포함할 수 있다. 적합한 광도계는 미국 일리노이즈 디어필드 소재의 데이드 베링 인코포레이션사가 제조 및 판매하는 Dimension® 의료 화학 분석기의 일부로서 사용된다. 탐지 유닛(17B)은 역시 비탁계(nephelometer)와 같은 상이한 형식의 탐지기를 포함할 수 있다. 게다가, 탐지 유닛(17D)은 양호하게 이온 선택적 적극과 같은 또 다른 형식의 탐지기를 포함할 수 있다.
컴퓨터(15)는 공지된 응용 인터페이스 소프트웨어들을 사용하여 연구소 정보 시스템(Laboratory Information System, LIS) 및/또는 병원 정보 시스템(Hospital Information System, HIS)과 상호연결되어서 환자, 환자 진단 요청, 진단 결과, 분석기 상태 등과 관련된 정보가 연구원이 필요할 때 즉시 접속가능할 수 있게 된다. 컴퓨터(15)는, 본원에 기술된 바와 같이 분석기(10)의 작동 상태에 관한 정보가 호출되고 표시되거나, 분석기(10) 내부에서 오작동이 발생하는 경우에 자동으로 표시되는 평판 패널 터치 관찰 스크린(flat-panel touch viewing screen) 또는 모니터 및 키보드를 전형적으로 포함하는 작업자 인터페이스 모듈을 포함한다.
온도 제어식 시약 저장 영역(26, 27, 28)은, 다수의 웰(well)들 내부에서 소정의 분석을 수행하기에 필요한 시약들을 보관하며 도 3에 도시된 바와 같은 다수의 다중 구획 신장형 시약 용기들(30)을 저장하고, 상기 각각의 웰들은 3.4mL의 소정의 시약을 보관한다. 용기(30)는, 시약 용기(30)가 초기에 분석기로 위치되는 때마다 시약 용기(30)가 이전에 사용된 적이 있는지 그리고 가능하게는 오염되었는지 여부 또는 시약 용기(30)가 사용된 적이 없는 새로운 것인지 여부를 분석기(10)가 자동적으로 판단할 수 있게 하는 형상부들을 구비한다. 도 3a는 교정 용액 유리병(30V) 내의 알고 있는 분석물 농도의 교정 용액을 보관하는 보정 유리병 운반기(30A)를 도시하고, 상기 용액들은 분석기(10) 내부에서 공지된 교정과 품질 관리 과정을 수행하게 된다. 또한 교정 유리병 운반기(30A)는 시약 저장 영역(26, 27, 28) 내에서 분석기(10) 상에 정리된다.
입력 레인(input lane; 34A) 및 출력 레인(output lane; 34B)을 구비한 양방향의 유입 및 유출 샘플 튜브 전송 시스템(36)은 샘플 튜브 랙(rack; 42)들에 장착되며 테스트될 액체 표본들을 보관하는 유입 중인 개별 샘플 튜브들을 액체 샘플링 프로브(44)의 샘플링 범위로 전송하며, 이는 본 발명의 양수인에게 양도된 공동계류 주인 특허출원 제 10/623,311호에 공개된 바와 같다. 샘플 튜브들(40)에 보관된 액체 표본들은, 다른 것들 중에서도 환자의 신원, 수행될 테스트, 샘플 분체가 분석기(10) 내부에 유지되어야 하는지 여부, 만약 그렇다면 얼마의 시간 동안인지를 결정하기 위해 종래의 바코드 판독기를 사용하여 배치된 바코드 표지(bar coded indicia)를 읽음으로써 확인될 수 있다. 또한 샘플 튜브 랙(42)에 바코드 표지를 배치하고 분석기 전체에 걸쳐 설치된 다수의 바코드 판독기를 활용하여 샘플 튜브들(40) 및 샘플 튜브 랙들(42)을 확인, 제어 및 추적하는 것은 통상적인 관행이다.
샘플링 프로브(44)는 이동가능한 액체 샘플링 프로브(48)를 포함하여서, 샘플링 암(sampling arm; 44)의 이동은 도 4에 도시된 바와 같이 샘플 튜브 전송 시스템(36)과 분체 어레이 전송 시스템(50)을 교차하는 원호를 형성하게 된다. 도 4a에 도시된 바와 같이 샘플링 프로브(44)는, 표 1에 기술된 주기능을 갖는 수평 구 동부(44H), 수직 구동부(44V), 세척 모듈(44W), 펌프 모듈(44P), 세정 모듈(44C)을 포함하여서, 필요한 분석을 수행하며 또한 환경 챔버(38) 내에서 분석기(10)에 의해 유지되는 샘플 분체를 준비하는데 필요한 양의 샘플에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 분체 용기 어레이(52)에 하나 이상의 다수의 용기(52v)로 분체 샘플을 분배하고 샘플 튜브들(40)로부터 액체 샘플을 배출하도록 샘플 프로브(44)가 작동가능하게 된다.
모듈 주요 기능
수평 구동부(44H) 1. 수직 구동부(44V)를 랙(38) 상의 샘플액 튜브 위로, 분체 용기 어레이(52)의 개별 용기 위로 그리고 세정 모듈(44C) 위로 위치시킴.
수직 구동부(44V) 1. 배출과 분배 작업을 위해 수직 위치들로 샘플링 프로브(44P)를 위치시킴. 2. 샘플액 튜브(40)의 멈춤부(44S)를 통해 프로브(44P)를 구동시킴. 3. 샘플 튜브(40) 내의 샘플액의 액체 수준을 판단함. 4. 배출 품질을 모니터링함.
세척 모듈(44W) 1. 액체 세정 용액으로 프로브(44C)로부터 오염물을 제거함.
세정 모듈(44C) 1. 샘플액 프로브(44P)의 내부 및 외부 표면을 세정함.
펌프 모듈(44P) 1. 샘플액을 배출 및 분배함. 2. 프로브(44P)를 세척함.
세척 매니폴드(44M) 1. 세척 모듈(44W)과 펌프 모듈(44P)을 프로브(44P)에 연결함.
환경 챔버(38)는, 동일한 환자 표본이 이전 제 1 테스트 후의 제 2 시기에 테스트되도록 보장하기 위해 컴퓨터의 의해서 작동된다. 처리 효율을 위해, 종종 예정된 시간동안 환경 챔버 내에 유지된 샘플 분체를 자동적으로 재처리하는 것이 바람직하다. 테스트될 유입 샘플들은 샘플 튜브 상에 위치된 바코드 표지로 식별되어서 샘플 분체가 유지되어야 하는지 여부 및, 그렇게 되어야 한다면 얼마의 시간 동안인지를 결정하게 된다. 테스트될 환자의 표본으로부터 취해진 제 1 샘플 분체에 부가하여, 또한 제 2 샘플 분체가 동일한 환자의 표본으로부터 취해지고 환경 챔버(38) 내에 유지된다. 제 1 샘플에 대한 테스트가 완료되고, 보고되며 내과의에게 분석된 후 일정 시간동안 환자의 샘플을 재테스트 또는 부가적인 테스트를 하는 것이 바람직하게 된다고 할지라도, 제 2 샘플 분체는 환경 챔버(38)로부터 신속히 제거되고 분석기(10)에서 테스트되어, 테스트될 정확히 동일한 환자 표본에 대해서 준비될 뿐만 아니라 시간도 절약하게 된다.
종래의 이온 선택적 전자 프로브(49)를 갖춘 종래의 이온 선택적 전자 측정 스테이션(17D)은, 도 10에 도시된 바와 같이 프로브(49)에 의해서 용기(52v)로부터 배출되며 이온 선택적 전자 측정 스테이션으로 분배되는 샘플 분체들에 대한 이온 분석물 측정을 수행하기 위해서 편리하게 분체 용기 어레이 전송 시스템(50)에 인접해서 배치된다.
분체 용기 어레이 전송 시스템(50)은, 반응 카루셀(12)에 인접해서 배치되는 샘플 흡입 및 분배 암(54) 아래의 다수의 분체 용기 어레이 트랙(57) 내에서 분체 용기 어레이(52)를 양방향으로 이동시키기에 적합한 다수의 선형 구동 모터(58)와 분체 용기 어레이 저장 및 분배 모듈(56)을 포함한다. 샘플 흡입 및 분배 암(54)은 컴퓨터(15)에 의해서 제어되고 종래의 액체 프로브(54P)를 사용하여 트랙(57) 내의 샘플링 위치에 배치된 개별 용기들(52v)로부터 제어된 양의 샘플을 흡입하기에 적합하고, 그후에 액체 프로브(54P)는 적절한 양의 흡입된 샘플들이 분석기에 의한 하나 이상의 분석물들에 대한 테스트를 위한 큐벳 포트들(20) 내의 하나 이상의 큐벳들(24)로 분배되는 분배 위치로 이동된다. 샘플이 반응 큐벳들(24)로 분배된 후에 종래의 전송 수단은 분체 용기 어레이 전송 시스템(50), 환경 챔버 및 미도시된 처지 영역 사이에서 원하는 데로 분체 용기 어레이들(52)을 이동시킨다.
각각 최소한 하나의 종래의 액체 시약 프로브(60P, 61P, 62P)를 포함하는 다수의 시약 흡입 및 분배 암들(60, 61, 62)은 시약 저장 영역들(26, 27, 28) 사이에서 이동가능하며 독립적으로 설치된다. 프로브들(60P, 61P, 62P)은 반응 위치에서 특정한 분석법들을 수행하기에 필요한 시약들을 적합한 시약 용기(30) 내의 웰들(32)로부터 흡입하기 위한 메커니즘이고, 이 프로브들(60P, 61P, 62P)은 다음으로 시약(들)이 반응 큐벳(24)으로 분배되는 시약 분배 위치로 이동된다. 또한 브로브들(60P, 61P, 62P)은 분석기(10)의 적합한 작동을 보장하기에 필요한 교정과 제어 과정을 수행하는 것이 요구되는 경우에 교정 용액 유리병(30V)로부터 교정 및 제어 용액을 흡입하기 위해 사용되고, 다음으로 프로브들(60P, 61P, 62P)은 용액(들)이 반응 큐벳(24)으로 분배되며 분석 수단(17)에 의해서 분석되는 교정 용액 분배 위치로 이동된다.
반응 큐벳 장착 스테이션(61) 및 반응 용기 장착 스테이션(63)은 각각 외부 큐벳 카루셀(14)과 내부 용기 카루셀(16)에 인접해서 위치되고, 예를 들어 이동가능한 로보트 암(65)을 이용하여 후술하는 바와 같이 반응 큐벳들(24)을 큐벳 포트들(20)에 비스듬히 장착하고 반응 용기들(25)을 용기 포트들(22)로 장착하기에 적합하다. 작동시, 분석법이 최종적으로 실행된 사용 큐벳들(24)은 본 발명의 양수인에게 양도된 현재 공동계류 중인 특허출원 제 10/623,360호에 공개된 바와 같이 세척 스테이션(67)에서 세척되고 건조된다. 컴퓨터(15)는 사용된 반응 큐벳(24)이 세정되도록 세척 스테이션(67)을 작동시켜서 특정한 "예외적인" 분석들이 반응 큐벳(24)에서 다음에 수행될 것으로 계획될 때마다 사용된 반응 큐벳(24)은 자동으로 부가적인 정화(cleansing) 또는 세정 작동을 받게 되며, 상기 "정화 및 세정"이란 용어는 세척 및 헹굼 그리고 건조를 포함한다. 사용된 반응 큐벳(24)에 대한 이러한 선택적인 세정은 도 4b에 도시된 바와 같이 다수의 세척 및 건조 매니폴드(67M)를 제공함으로써 부분적으로 달성되고, 이들 각각은 상기 반응 큐벳(24)에 다음으로 수행되도록 계획된 분석의 내용에 따라서 세정 작업을 수행하거나 하지 않도록 독립적 선택적으로 활성화된다. 게다가, 세척 스테이션(67)은, 큐벳(24) 내의 생화학적 반응으로부터의 생물학적 위험 폐기 잔류물들을 큐벳(24) 내의 화학적 반응으로부터의 화학적 폐기 잔류물로부터 분리하고 진공 라인들(67V)로 안전한 생화학적 폐기물 저장부(67B)와 화학적 폐기물 저장부(67C)로 안전하게 처리되도록 컴퓨터에 의해서 작동된다.
다음 분석들이 본 발명의 양수인에게 양도된 현재 공동계류 중인 특허출원 제 10/318,804호에 공개된 바와 같은 이유에 대해서 달리 지지되지 않는다면 세정된 사용 큐벳들(24)에서 수행된다. 컴퓨터(15)는, 세정된 사용 반응 큐벳(24)에서 다음 수행되도록 계획된 분석이 세정된 사용 반응 큐벳(24)에서 이미 수행된 분석으로부터 잔류된 임의의 오염물에 의해서 유해한 영향을 받게 될 때마다 세정된 사용 반응 큐벳(24)을 재사용하지 않게 결정하도록 프로그램된다. 게다가, 컴퓨터(15)는, 특정한 분석들이 세정된 사용 반응 큐벳(24)에 다음 실행되도록 계획될 때마다 세정된 사용 반응 큐벳(24)이 자동적으로 제거되고, 폐기되며 새로운 미사용의 반응 큐벳(24)으로 교체되도록 분석기를 작동시킬 수 있다. 큐벳 해제 스테이션(59)은 장착 스테이션(61 및 63)에서와 마찬가지로 이동가능한 로보트 암(65)을 다시 사용하여 큐벳 포트들(20)로부터 사용불가한 반응 큐벳들(24)을 제거하기에 적합하다.
분석 수요에 따라 소모된 분석 시약들과 교정 용액들을 재공급하기 위해서, 분석기(10)는 용기 셔틀(72) 아래의 장착 위치에 용기(30)와 캐리어(30A)를 자동으로 위치시키는 모터장착 랙(motorized rack; 73)을 구비한 용기 장착 트레이(29)로부터 시약 용기들(30)과 교정 유리병 캐이어들(30A)을 제거하기에 적합하고 도 6에 도시되어 있는 단일의, 양방향 선형 용기 셔틀(72)을 포함한다. 셔틀(72)은 각 시약 저장 영역들(27 또는 28) 내부의 최소한 하나의 슬롯형성 시약 용기 트레이(27T또는 28T) 내의 슬롯들에 시약 용기(30) 또는 교정 유리병 캐리어(30A)를 배치하기에 추가로 적합하다. 유사한 방식으로, 셔틀(72)은 시약 용기 트레이들(27T, 28T)로부터 시약 용기들(30) 또는 교정 유리병 캐리어(30A)를 제거하고 시약 저장 영역(26) 내부의 두 동심의 시약 카루셀들(26A, 26B) 중 어느 하나에 시약 용기들(30) 또는 교정 유리병 캐리어들(30A)을 배치하기에 추가로 적합하다. 또한 셔틀(72)은 두 동심의 시약 카루셀들(26A, 26B) 사이의 시약 용기들(30) 및 교정 유리병 캐리어들(30A)을 제거하기에 적합하다.
원호형 이중화살표로 표시되는 바와 같이, 시약 카루셀(26A)은 양방향으로 회전가능하여서 배치된 시약 용기들(30) 또는 교정 유리병 캐리어들(30A) 중 특정한 하나를 시약 흡입 암(60) 아래에 배치할 수 있다. 또한 시약 카루셀(26B)이 시약 흡입 암들(60, 62)에 의해서 접근가능한 시약 용기들(30) 및 교정 유리병 캐리어들(30A)을 포함할 수 있다고 하더라도, 카루셀들(26B)은 양호하게 단지 시약 용기들(30) 및 교정 유리병 캐리어(30A)의 과도한 재고(excess inventory)를 저장하는 데에만 지정된다. 시약 용기 트레이들(27T, 28T)에 배치된 시약 용기들(30) 중 임의의 하나는, 각 시약 저장 영역들(27, 28) 내부의 시약 용기 셔틀들(27S, 28S)에 의해서 용기 셔틀(72) 아래의 장착 위치 또는, 흡입 및 분배 암들(61, 62) 아래의 시약 흡입 위치에 위치될 수 있다. 시약 흡입 암들(60, 62)은, 카루셀(26B)에 적재된 시약 용기들(30) 및 시약 용기 트레이들(27T, 28T) 위에 위치됨을 나타내기 위해 점선으로 도시된다.
또한 외부 큐벳 카루셀(14)에서 지지되는 반응 큐벳들(24)은, 시약 용기들(30)의 표면 위에 이들이 위치됨을 표시하기 위해 모두 점선으로 도시된다. 또한 도 6은 제 1 시약 용기 전송 장치(75)에 의해서 시약 작용 카루셀(26B)에 연결된 시약 준비 스테이션(74)을 도시한다. 시약 준비 스테이션(74)은 필요할 때 화학적 부가물들, 재혼합, 수화 건조 시약 분말 등과 같은 다수의 시약 준비 작용을 수행하기에 적합하다. 게다가, 모터장착 벨트 셔틀(78)은 제 2 시약 용기 전송 장치(77)에 의해서 시약 작용 카루셀(26B)에 연결되어서 유사하게 구비된 분석기들 사이에서 시약 용기들(30)의 교환을 가능하게 한다. 도 6에 도시된 바와 같은 용기 셔틀 시스템은 본 발명의 양수인에에게 양도된 현재 공동계류 중인 미국특허 제 10/623,310호에 기술되어 있다.
도 7에 도시된 용기 셔틀은 본 발명의 양수인에게 양도된 현재 공동계류 중인 특허출원 제 10/623,311호에 기술되어 있는 자동화된 텐셔너(automated tensioner; 72T)에 의해 모터(72M)로 구동되는 구동 벨트(72B)의 길이방향으로의 미지의 변화를 보상하기에 적합하고, 구동 방향으로의 신속한 변화에도 불구하고 구동 벨트(72B)에 대해서 일정한 장력을 유지하기에 적합하여서, 클램프들(72C)에 의해서 부착되는 시약 용기들(30)과 교정 유리병 캐리어들(30A)은 이중 화살표로 도시된 바와 같이 구동 벨트(72B)의 방향을 따라 정확하게 위치될 수 있으며 구동 벨트(72B)가 마모됨에 따라 저장 영역(26, 27, 28) 내부에 또는 시약 용기 셔틀(72) 아래의 의도된 위치에 배치될 수 있다. 시약 용기 셔틀들(27S, 28S)은 디자인에 있어서 서로 유서하고, 도 8에 도시된 바와 같이 구동 벨트(28B)의 일 레그(leg)에 고정된 시약 용기 트레이(28T)를 포함하여서, 트레이(28T)는 이중 화살표로 도시된 바와 같이 구동 벨트(28B)의 방향을 따라 그 방향으로 또는 그로부터 자유로이 구동된다. 결과적으로, 트레이(28T) 내의 슬롯들 내에서 시약 용기들(30)은 용기 셔틀(72)의 아래의 픽업 위치(pick-up position)에 자동으로 위치된다.
분석기(10)에 대해서 전술한 바로부터, 컴퓨터(15)의 제어하에서 분석기(10)의 능력들은 시약 용기들(30) 및 교정 유리병 캐리어들(30A)을 용기 장착 트레이(29), 시약 용기 트레이들(27T, 28T) 및 시약 카루셀들(26A, 26B) 사이로 자동으로 이동시키는 것을 포함한다는 것은 당업자에게 자명하다. 셔틀들(27S, 28S)에 의해서 분석기(10)는 추가로 시약 용기 트레이들(27T, 28T) 내의 시약 용기들(30) 및 교정 유리병 용기들을 프로브(61P, 62P)에 의한 적합한 흡입 위치로(또는 셔틀(72) 아래의 장착 위치로) 이동시킬 수 있어서, 시약 흡입 암들(60P, 61P, 62P) 아래에 임의의 시약 용기(30) 또는 교정 유리병 캐리어(30A)를 위치시키는 시약 카루셀들(26A, 26B)의 능력과 조합될 수 있다. 따라서, 분석기(10)는 상이한 흡입 위치에 다수의 상이한 시약들과 교정 용액들을 위치시키는 유연성을 갖는 자동화된 임의 접근 시약 및 교정 용액 재공급 시스템을 포함한다.
분석기(10) 내에서 최적의 분석 작업량을 유지하는 주요 요소는, 보관된 시약들이 고갈되기 전에 적시에 시약 용기들(30)을 시약 저장 영역들(26, 27, 28)로 재공급하는 능력이다. 직전 교정 또는 다수의 분석이 정상 범위를 벗어나서 그리고 분석기의 성능상 변화를 벗어나서 결과를 나타내기 때문에 수행될 교정들 또는 다수의 분석들 사이의 시간을 기초로 하던지 아니던지 간에, 보관된 용액들이 고갈되기 전에 유리병 캐리어(30A) 내의 교정 및 품질 관리 용액들을 적시에 재공급하여 필요할 때 교정과 제어 과정들이 수행될 수 있도록 하는 능력도 유사하게 중요하다. 이러한 도전은, 고갈되기 전에 교정 및 제어 과정에 사용되는 그리고 본원에서 편의를 의해 표준 화학 용액들이라고 칭하는 부가적인 필수의 교정 및 품질 관리 용액들을 분석기(10)에 제공함으로써, 그리하여 분석기(10)의 분석 처리량이 중단되지 않도록 유지함으로써 충족될 수 있다.
분석 처리량의 연속성을 유지하기 위해서, 컴퓨터(15)는, 특수하게 규정된 시간 간격에 대해서 매(per) 시약 용기, 매 교정 유리병 용기, 매 품질 관리 용기, 매 분석 그리고 매 교정에 대한 각 유리병 캐리어(30A)에서 소비된 분석 화학 용액들 및 각 시약 용기(30)에서 소비된 모든 시약들의 일일 소비량 및, 시간에 따른 시약 및 분석 화학 용액 소비량을 추적하도록 프로그램된다. 본 발명의 양수인에게 양도된 현재 공동계류 중인 특허출원 제 10/622,435호에 공개된 바와 같이, 컴퓨터(15)는 특수하게 규정된 시간 간격에 대한 재고 수요 분석을 하도록 프로그램 되어서, 특수하게 규정된 시간 간격들에 대한 미래 재고 수요들을 결정하고 도 9에 도시된 바와 같이 관찰 스크린(15S) 상에, 상기 시약 용기(30) 및 교정/품질 관리 유리병 캐리어(30A)에 대한 실제적인 수요가 발생하기 전에 시기적절하게 장래에 요구될 모든 시약 용기들(30) 및 교정/품질 관리 유리병 캐리어들(30A)의 리스트를 작업자에게 표시한다.
컴퓨터에 의해서 수행되는 분석에 대한 간략한 설명이 표 2에 나타나 있으며, 여기서 이전 4 화요일에 대한 최근의 역사적인 화요일 특정 분석 수요량법을 이용하여 월요일에 수행되는 평균 분석 수요량은 전체 CO2, 크레아티닌(creatinine), BUN에 대해서 각각 1255, 1140, 1050이 된다. 전체 CO2, 크레아티닌 및 BUN 분석법들을 수행하는데 필요한 시약들을 보관하는 단일의 상이한 시약 용기들(30)에서 수행될 수 있는 다수의 분석법들의 견지에서 그리고 도시된 바와 같은 상이한 시약 용기들(30)의 탑재 재고량을 고려할 때, 전체 CO2를 위한 하나의 부가적인 시약 용기(30)가 화요일을 위해 필요하고, 크레아티닌 및 BUN을 위한 두 개의 부가적인 시약 용기들(30)이 화요일을 위해 필요하게 된다는 점이 명백하게 된다. 이러한 정보는 관찰 스크린(15S)에 표시되어서, 필수적인 상이한 시약 용기들(30)이 분석기 내의 연속적인 작업량을 유지하기 위해서 도 6에 도시된 바와 같이 용기 전송 시스템에 의해서 필요할 때 분석기의 트레이(29)로 적시에 공급되고 분석기(10) 전체에 걸쳐 왕복된다.
매 시약 용기(30) 당 분석량 분석 형식 평균 분석 수요량 분석기(10) 상의 시약 용기들(30) 분석기(10)에 필요한 부가적인 시약 용기(30)
540 전체 CO2 1255 2 1
450 크레아티닌 1140 1 2
480 BUN 1050 1 2
기술 분야에 공지된 바와 같이, 상기 분석기(10)와 같은 분석기는 표 2 상의 세 가지 분석법들에 한정되는 것이 아니며, 오히려 전형적으로 180 내지 200가지의 상이한 분석법들을 수행하기에 적합하고, 약 50%의 이러한 "탑재형 분석법들"을 수행하는데 필요한 시약들은 항상 저장 영역들(26, 27, 28) 내의 탑재형 분석기(10)가 된다. 분석기(10)의 예시적인 실시예에 있어서, 분석 작업량을 개선하기 위해서, 모든 "탑재형 분석법들"을 수행하는데 필요한 시약들을 보관하는 시약 용기들(30)은 저장 영역(26)에 고정될 것이며, 요청되는 모든 "탑재형 분석법들"을 보다 낮은 빈도로 수행하는데 필요한 시약들을 보관하는 시약 용기들(30)은 저장 영역들(27, 28) 사이에서 분할될 수 있다. 이러한 방식으로 작동될 경우, 매 시간당 약 250 내지 500의 분석법들이 저장 영역(26)에 고정된 시약 용기들(30)을 사용하여 컴퓨터(15)에 의해서 계획될 수 있으며, 매 시간당 약 500의 분석법들이 각각의 저장 영역(27, 28)에 고정된 시약 용기들(30)을 사용하여 컴퓨터(15)에 의해서 계획될 수 있어서, 컴퓨터(15)는 매 시간당 1250 내지 1500의 분석법들을 계획하게 된다. 이들 분석 작업량값은, 분체 용기 웰들(52v)에서의 매 시간당 약 125의 상이한 샘플들에 대해서 이온 선택적 측정 스테이션(47)에서 부가적으로 수행되는 나트륨, 칼륨 및 염화물에 대한 약 375의 이온 분석물 측정들을 포함하지는 않는다.
전술한 바와 같은 작업량값들은, 컴퓨터(15)에 의한 분석기(10)의 작업 동안에 상이한 분석이 수행될 상이한 유입 샘플들(40)이 반응 카루셀(14) 상에서 완료될 분석에 필요한 시간의 길이에 따라 다수의 분할된 분석 그룹들로 분할되기 때문에 달성될 수 있고, 이는 본 발명의 양수인에게 양도되고 현재 공동계류 중인 특허출원 제 10/151,424호에 공개되어 있다. 주의깊게 디자인된 휴지 시간에 의한 분석법들의 적절한 분할, 다수의 반응 용기들(24) 및 분석 장치들의 위치(13)로 인해서 제 1의 중간 시간길이의 분석 및 단일 작업 주기보다 더 짧은 시간에 완료되는 제 2의 단기간의 분석이 가능하게 되어서, 분석된 반응 혼합물이 비활성의 비생산적인 시간동안 반응 카루셀 상에서 유지되는 종래의 분석기들에 비해서 분석기(10)들의 체적 작업량이 증가된다. 특히, 반응 카루셀(14)의 단일의 완전한 작업 주기 동안에, 중간 시간길이의 분석들이 다수의 반응 용기들(24) 내에서 최초로 완료되고; 각 중간 길이의 분석들이 완료될 때, 이들 반응 용기들(24)은 반응 카루셀(14)로부터 제거되고, 더 단기의 분석들이 그후에 완료되는 새롭거나 세정된 반응 용기들(24)로 교체된다. 더 장기의 분석들은 전체 작업 주기 동안 반응 카루셀(14)에서 유지된다.
명백히, 컴퓨터(15)에 의해서 제어될 때 분석기(10) 내부에서 실행되는 다중 작업들에 대한 전술한 바로부터, 해결해야할 복잡한 문제는, 의료 연구원 혹은 분석 기술자에게 도 9에 도시된 바와 같이 관찰 스크린(15S) 상에 소정의 상황에 관련된 정보를 "사용제 편의" 방식으로 어떻게 표시하는가에 관한 것이다.
디스플레이 모듈의 관찰 스크린(15S)은, 관찰 스크린의 상당부, 양호하게는 대부분이 분석기(10)의 일상적 작업에 사용되는 일상적 작업 정보를 표시하도록 분할된다. 전형적으로 관찰 스크린(15S)의 최소한 90%가 분석기(10)의 일상적 작업에서 사용되는 일상적 작업 정보를 표시한다. 일상적 작업 정보들은, 예를 들어 샘플 순서의 입력, 샘플 결과의 판독, 다음날 트레이(29)로 장착될 필요가 있는 교정/품질 관리 유리병 캐리어(30A) 및 시약 용기들(30)의 리스트의 판독 등을 포함한다. 대조적으로, 10% 미만의 관찰 스크린(15S)은, 분석기의 작업에 관련된 정보에 관한 상세한 조사에 사용되는 비일상적 또는 고급의 작업 정보들을 표시한다. 고급 작업 정보는, 예를 들어 구비된 분석기가 수행할 각각의 상이한 분석법들을 현재 수행하기 위해 어떤 시약 용기(30) 로트(lot)가 사용 중인지, 각 시약 로트들의 유효 기일들, 각 시약 로트들의 교정 상태, 신규 교정 및 이전 교정 사이의 교정 계수의 상대적인 비교값, 현재의 교정 합격 기준(calibration acceptance criteria)은 무엇인지 등에 관한 정보를 포함한다.
도 9는, 9R로 표시된 일상적 작업 정보가 스크린(15S)의 하부 90%를 차지하며 이러한 정보가 단지 스크린(15S)의 하단부에 있는 탭 열들(9B, 9C) 및 뒤로/앞으로 버튼(back/forward button; 9D)을 사용하여 용이하기 접근되는 관찰 스크린(15S)에 대한 특정한 예시이다. 도 9는 어떻게 컴퓨터(15)가 사용자 특정 원칙으로 스크린(15S)을 구성하여 일상적인 사용자가 그들이 처리할 수 없는 복잡성으로 인해서 실수할 수 없도록 프로그램되는가를 도시한다. 이러한 구조화는 문서작성과 훈련 프로그램을 내포하며, 또한 강도 높은 전체 운영 지식을 제공할 필요없이 분석기(10)에 있어서 연속적인 작업량을 유지하는데 필요한 기본적인 기능을 달설하도록 작업자를 훈련시키는 것을 보다 용이하게 한다. 대조적으로, 보다 구형의 시스템들은 "기능적"으로 구성되어왔으며, 여기서 예를 들면 아무리 복잡한 교정이라고 하더라고 이는 동일 스크린 공간 상에 표시된다. 일상적인 작업자는 고도로 자질을 갖추고 훈련을 받은 작업자에게는 유용한 동일한 기능들과 직면하게 되었지만 이러한 문제들을 해결하는 훈련을 받지는 못하였다. 컴퓨터(15)에 의해서 사용되는 일상적인 스크린들은 일상적인 작업자가 분석기(10)의 작업량을 유지하는 복잡하며, 비일상적인 작업 상황에 대해서 알고 있을 것을 요구하지는 않는다. 문제가 발생한다면, 경고가 표시되며, 일상적인 작업자가 이러한 문제를 해결하기 위해 보내질 필요가 있는 곳으로 보내지며, 이를 달성하기 위한 도구는 아주 가까운 곳에 있게 된다. 일상적인 스크린들은 단순한 정보를 표시하고, 불가능하지는 않더라도 버튼을 잘못 눌러 저장부의 재고목록을 파괴하는 등과 같은 실수를 하는 것은 매우 어렵게 된다. 의료 화학 시스템의 모든 비일상적 국면에 대한 지식을 가진 고도로 훈련되고 자질을 갖춘 기술자에게 유용한 고급 모드 인터페이스(advanced mode interface)가 존재한다.
분석기(10)에 관한 전술한 바로부터, 컴퓨터(15)는 다음과 같은 항목들을 제어하도록 프로그램될 필요가 있다.
●분석 모듈(17A, 17B, 17C, 17D);
●시약 용기(30)가 새것이며 미사용된 것인지에 대한 판단;
●필요한 경우 익숙한 교정 및 품질 관리 과정들을 수행하는 것;
●유입 및 유출 샘플 튜브 전송 시스템(36);
●샘플 분체가 분석기(10) 내부에 유지되어야 하는 경우, 환자의 신원, 수행될 테스트들;
●샘플 튜브들(40), 샘플 튜브 랙들(42) 및 분체 용기 어레이들(52)의 위치의 제어 및 추적;
●샘플링 프로브(44)의 작동;
●환경 챔버(38) 내부의 샘플 분체의 재고 및 접근 가능성;
●이온 선택적 프로브(49) 및 이온 선택적 전자 측정 스테이션(17D);
●분체 용기 어레이 전송 시스템(50);
●액체 시약 프로브들(60P, 61P, 62P)을 포함하는 시약 흡입 및 분배 암들(60, 61, 62);
●반응 큐벳 장착 스테이션(61) 및 반응 용기 장착 스테이션(63);
●세척 스테이션(67);
●선형 용기 셔틀(72), 시약 카루셀(26A, 26B), 셔틀(27S, 28S), 시약 용기 트레이들(27T, 28T);
●시간에 따른 시약 및 분석 화학용액 소비량 추적, 특별히 규정된 시간 동안의 매 시약 용기, 매 교정 유리병 용기, 매 품질 관리 용기, 매 분석 및 매 교정 기준에 대한 각 시약 용기(30)로부터 소비된 모든 시약과 각 유리병 캐리어(30A)로부터 소비된 분석 화학 용액들의 소비 일수,
●매 시간에 대한 1250 내지 1500의 분석들에 대한 계획.
상기 능력들은 광도 분석기 또는 탁도 분석기(17A) 및/또는 도 12에 도시된 바와 같은 비탁 분석기(17C)와 종래의 발광 분석기 또는 도 12에 도시된 바와 같은 화학발광 분석기(17C) 및 도 12에 도시된 바와 같은 이온 선택적 전극 측정 스테이션(17D)을 구비한 분석기(10)의 작동을 가능하게 하여서, 고도의 감도 및 더 신속한 처리 속도를 구비한 단일 분석 시스템 상에서 수행되는 여러 진단 분석법들을 가능하게 한다.
당업자는, 다른 종래의 탐지기들이 탐지 유닛들(17A, 17B, 17C 17D)을 위해서 선택될 수 있고, 탐지 유닛들(17A, 17B, 17C 17D)의 상대적인 위치는 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 수정될 수 있다는 것을 용이하게 이해할 것이다. 도시된 실시예에서, 이온 선택적 전극으로 활용된 탐지 유닛(17D)은 프로브(49)를 통해서 샘플을 채취하는 분체 용기 어레이(52)에 인접해서 위치된다. 그러나, 대안적 실시예에서, 탐지 유닛(17D)은 분석기의 다른 위치들에 배치될 수도 있다.
본 발명이 폭넓은 활용성과 응용성을 갖는다는 것을 당업자는 용이하게 이해할 것이다. 본원에 기술된 것 외의 본 발명의 다수의 실시예들 및 변형물, 그리고 여러 변형예들, 수정예들 및 등가물들은 본 발명의 범위와 실체로부터 벗어남이 없이 본원으로부터 명백하게 되며 본원 및 그 전술한 사항으로부터 마땅히 제한되는 것이다.
따라서, 본 발명은 특정한 실시예들과 관련되어 세부적으로 기술되었지만, 그 공개사항은 본 발명의 단지 예시적인 것에 지나지 않으며 본 발명의 기술을 가능하게 하고 완전한 공개를 위해서 제공된 것임을 이해해야 한다. 전술한 내용은 한 발명을 제한할 의도나 그를 위해 구성된 것이 아니며, 다른 실시예, 변형물, 변형예들, 수정예들 및 등가물을 배제하는 것은 아니고, 본 발명은 본원에 첨부된 청구항 및 그 등가물에 의해서만 제한되는 것이다.

Claims (12)

  1. 샘플 및 최소한 하나의 시약을 포함하는 반응 혼합물을 보관하기에 적합한 다수의 큐벳들과;
    상기 큐벳들 중 최소한 하나에서 반응 혼합물의 발광도를 탐지하기에 적합한 LOCI 탐지기와;
    상기 탐지기로 상기 큐벳들 중 적어도 하나를 이동시키기에 적합한 큐벳 전송 메커니즘과;
    상기 탐지기와 상기 큐벳 전송 메커니즘을 제어하기에 적합한 제어 메커니즘을 포함하는 자동화된 분석기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반응 큐벳들 중 최소한 하나에서 반응 혼합물의 분석을 수행하기에 적합한 최소한 하나의 다른 탐지기를 추가로 포함하는 자동화된 분석기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 최소한 하나의 다른 탐지기는 광도계를 포함하는 자동화된 분석기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 최소한 하나의 다른 탐지기는 탁도계를 포함하는 자동화된 분석기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 최소한 하나의 다른 탐지기는 비탁계를 포함하는 자동화된 분석기.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 최소한 하나의 다른 탐지기는 이온 선택적 전극을 포함하는 자동화된 분석기.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 최소한 하나의 다른 탐지기는 다른 탐지기들과는 다른 분석을 수행하기에 적합한 제 3 탐지기를 추가로 포함하는 자동화된 분석기.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 최소한 하나의 다른 탐지기는 다른 탐지기들과는 다른 분석을 수행하기에 적합한 제 4 탐지기를 추가로 포함하는 자동화된 분석기.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 반응 큐벳들은 제 1 세트의 반응 큐벳들과 제 2 세트의 반응 큐벳들을 포함하고, 상기 제 1 세트는 주변 빛으로부터 광민감 시약들을 보호하기에 적합한 자동화된 분석기.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 큐벳 전송 메커니즘은 제 1 전송 서브시스템 및 제 2 전송 서브 시스템을 포함하고, 상기 제 1 전송 서브 시스템은 제 1 세트의 반응 큐벳들을 상기 제 1 탐지기로 이동시키기에 적합하고, 상기 제 2 전송 서브시스템은 상기 제 2 세트의 반응 큐벳들을 상기 최소한 하나의 다른 탐지기로 이동시키기에 적합한 자동화된 분석기.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 최소한 하나의 시약은 빛을 흡수하여 단일항 산소를 생성할 수 있는 감광제를 포함하는 자동화된 분석기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 최소한 하나의 시약은 단일항 산소와의 반응으로 빛을 발산할 수 있는 화학발광기를 추가로 포함하는 자동화된 분석기.
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