KR20200100137A

KR20200100137A - 유체 샘플을 수용하기 위한 디바이스

Info

Publication number: KR20200100137A
Application number: KR1020207020783A
Authority: KR
Inventors: 마이클 타가르드; 피터 프리스차우프
Original assignee: 라디오미터 메디컬 에이피에스
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2020-08-25
Also published as: KR102457612B1; CN111491737A; CN111491737B; JP2021508052A; EP3727690A1; WO2019121841A1; JP7170047B2; US20210162411A1

Abstract

본 발명은 유체 샘플, 특히 혈액 샘플이 입구(16)를 통해 디바이스(1)의 측정 챔버(3)로 유입되고, 측정 챔버(3)를 통해 유동하고, 출구(17)를 통해 측정 챔버(3)에서 배출될 수 있는 다중 사용 디바이스(1)에 관한 것이다. 디바이스(1)는 측정 챔버(3)의 외부 한계를 규정하는 내벽면(9)을 포함한다. 내벽면(9)은 유체 샘플(4)이 입구(16)를 통해 측정 챔버(3)로 유입되는 동안, 유체 샘플(4)이 측정 챔버(3)를 통해 유동하는 동안, 및 유체 샘플(4)이 출구(17)를 통해 측정 챔버(3)에서 배출되는 동안, 방향 (x)로 유체 샘플(4)의 유동 선단(6)의 전파를 제어하도록 구성된 표면 구조(13)를 포함한다. 표면 구조(13)의 형상은 유체 샘플(4)의 유동 선단(6)의 유속에 따라 선택될 수 있으며, 유속은 측정 챔버(3)의 입구(16)와 출구(17) 사이의 압력 차에 의해 적용될 수 있다.

Description

유체 샘플을 수용하기 위한 디바이스

본 발명은 유체 샘플, 특히 혈액 샘플과 같은 체액 샘플을 수용하기 위한 디바이스(device)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 유체 샘플을 수용하기 위한 디바이스를 포함하는 분석 장치에 관한 것으로, 분석 장치는 혈액 가스 분석을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 본 발명은 유체 샘플을 수용하기 위한 디바이스 내에 저장된 유체 샘플을 분석하는 방법에 관한 것이다.

혈액 샘플을 지닌 유체 샘플을 수용하기 위한 디바이스의 측정 챔버를 채우는 것은 공지되어 있다. 상기 디바이스는 센서 카세트(sensor cassette) 또는 그 일부일 수 있으며, 상기 카세트는 분석 장치 내에 수용되며, 이는 혈액 샘플을 분석하도록, 특히 혈액 가스 분석을 수행하도록 구성된다.

측정 챔버가 최적의 방식으로 채워지고 비워지는 경우, 유체는 대칭적으로 전파되는 모양 또는 경로를 따라야 한다. 그러나, 일부 경우에, 측정 챔버 내부의 표면 장력과 유체 사이의 특정 비율은 유체의 전파 형태가 비대칭적으로 되게 한다. 이는 측정 챔버를 비운 후 샘플 내 갇힌 공기 및 잔류 샘플에 대한 위험이 높아질 것이다. 이것은 작은 치수의 유체 경로 및 마이크로채널을 갖는 분석기에 대해 잘 알려진 문제이다. 측정 챔버(실리콘) 내부의 표면 장력을 변경하면 측정 챔버를 비운 후 공기 갇힘 및 잔류 샘플 문제가 악화된다. 이러한 유형의 문제는 실리콘을 피하거나, 유체의 표면 장력을 변경하거나, 측정 챔버 내부의 표면 장력을 변경함으로써 적어도 부분적으로 해결될 수 있다.

발명의 요약

본 발명의 목적은 측정 챔버를 비운 후 측정 챔버 내에 갇힌 공기 및 잔류 샘플에 대한 위험을 감소시킬 수 있는 유체 샘플을 수용하기 위한 대안적인 디바이스를 제공하는 것이다.

상기 문제는 독립항에 따른 요지에 의해 해결된다. 종속항, 이하의 설명 및 도면은 본 발명의 구체예를 나타낸다.

본 출원은 제한된 유체 전파 기술을 사용하여 측정 챔버의 유체 샘플로의 잘 제어된 충전 및 비우기를 확보하는 것을 제안한다. 특히, 유체 전파는 유체 선단의 중심과 비교되는 측정 챔버의 벽에서 제한될 수 있다. 일 구체예에서, 이는 제한된 크기의 세그먼트에서 작동하도록 모세관력의 범위를 제한함으로써 달성된다. 유체 전파의 제한으로 유체의 유동 선단(flow front)의 지나치게 비대칭적인 형태에 대한 위험을 줄일 수 있다. 특히, 유동 선단이 유동 선단의 중심과 비교하여 표면 구조의 영역에서 너무 앞으로 또는 뒤로 전파되지 않는 것이 가능하다. 이에 의해, 측정 챔버를 비운 후 샘플 내에 공기가 갇힐 위험 및 잔류 샘플에 대한 위험이 감소될 수 있다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 디바이스가 제공된다. 디바이스는 다중 사용(multiple use) 디바이스일 수 있다. 이와 관련하여 "다중 사용"은 특히 디바이스를 여러 번 사용할 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 디바이스의 측정 챔버를 유체 샘플로 채운 다음 적합한 센서를 사용하여 유체 샘플을 분석할 수 있다. 이어서, 측정 챔버는 적합한 헹굼 용액을 사용하여 헹구어질 수 있다. 또한, 센서가 다음 유체 샘플을 분석하기 위해 준비하고 설정하는 것을 보장하도록 품질 제어 단계가 실행될 수 있다. 예를 들어, 측정 챔버는 (상기 헹굼 단계 후) 품질 관리 액체로 채워질 수 있다. 해당 액체의 판독 값이 특정 범위에 있는 경우, 이는 센서가 의도한 대로 작동하고 있고, 디바이스가 다음 유체 샘플을 수용하고 분석할 준비가 되었음을 나타낼 수 있다.

디바이스는 일반적으로 유체 샘플을 수용하도록 구성될 수 있다. 특히, 디바이스는 입구 및 출구를 포함할 수 있고, 유체 샘플은 입구를 통해 디바이스의 측정 챔버로 유입될 수 있고 측정 챔버를 통해 흐를 수 있고, 출구를 통해 측정 챔버에서 배출될 수 있다. 특히, 디바이스는 다중 사용 디바이스를 통해 단방향으로, 즉 한 방향으로만 진행되는 유체 샘플의 유로가 가능하도록 구성될 수 있다. 디바이스는 단방향 흐름으로 의도되지만, 흐름을 곧바로 되돌리기 위한 헹굼 또는 세정 절차와 관련하여 필요할 수 있다. 유체 샘플은 생물학적 샘플, 예를 들어, 생리액, 예컨대, 희석되거나 희석되지 않은 전혈, 혈청, 혈장, 타액, 소변, 대변, 흉막, 뇌척수액, 활액, 밀크, 복수액, 투석액, 복막액 또는 양수일 수 있다. 다른 생물학적 샘플의 예는 발효액, 미생물 배양물, 폐수, 식품 등이 포함된다. 유체는 또한 다른 액체일 수 있다. 액체는 품질 관리 물질, 헹굼 용액, 완충액, 교정 용액 등으로부터 선택될 수 있다.

디바이스는 센서 카세트 또는 그 일부일 수 있다. 센서 카세트는 분석 장치, 특히 혈액 가스 분석을 수행하기 위한 분석 장치에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 출원인의 EP2147307B1은 본 출원에 의해 교시된 바와 같은 디바이스가 유리하게 구현될 수 있는 센서 카세트/센서 어셈블리를 개시하고 있다. 상기 센서 카세트/센서 어셈블리는 기판(시스 구성) 및 대향 기판(트랜스 구성) 상에 나란히 배열된 개별 분석물 센서를 포함한다. 디바이스는 유체 샘플을 수용하기 위한 측정 챔버의 외부 한계를 규정하는 내벽면을 포함할 수 있다. 내벽면은 디바이스의 몸체 부분에 의해 형성될 수 있다. 일부 구체예에서, 측정 챔버는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 또는 30개의 센서를 포함한다. 일부 구체예에서, 측정 챔버는 적어도 1개, 적어도 2개, 적어도 3개, 적어도 4개, 적어도 5개, 적어도 6개, 적어도 7개, 적어도 9개, 적어도 10개, 적어도 11개, 적어도 12개, 적어도 13개, 적어도 14개, 적어도 15개, 적어도 16개, 적어도 17개, 적어도 18개, 적어도 19개 또는 적어도 20개의 센서를 포함한다. 센서는 제1 기판 및/또는 제2 기판 상에 배열될 수 있으며, 본 발명에 따른 디바이스는 제1 기판과 제2 기판 사이에 끼워질 수 있다. 또한, 측정 챔버는 유체 샘플, 특히 혈액 샘플이 측정 챔버 외부에 위치한 적합한 센서에 의해 분석될 수 있도록 투명할 수 있다. 센서는 또한 접혀지거나 말리는 기판 상에 배열될 수 있으며, 이에 의해 센서는 예를 들어, WO 2016/106320 및 WO 2013/163120에 기술된 바와 같이 서로 대면한다.

측정 챔버가 유체 샘플로 채워질 때 또는 측정 챔버가 비워질 때 액체 샘플이 측정 챔버 내에서 너무 비대칭적으로 전파되는 것을 피하기 위해, 내벽면은 표면 구조를 포함할 수 있다. 표면 구조는 유체 샘플이 입구를 통해 측정 챔버로 유입되는 동안, 유체 샘플이 측정 챔버를 통해 유동하는 동안, 및 유체 샘플이 출구를 통해 측정 챔버에서 배출되는 동안, 소정 방향으로 유체 샘플의 유동 선단의 전파를 제어하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 표면 구조는 특히, 유체 샘플이 측정 챔버를 통해 유동하는 동안, 및 유체 샘플이 출구를 통해 측정 챔버에서 배출되는 동안, 상기 방향으로 유체 샘플의 맨뒤 끝면의 전파(유동 선단에 반대로 진행되는)를 제어하도록 구성될 수 있다. 상기 끝면은 특히 유체 샘플의 유동 선단이 측정 챔버를 통해 전파되는 것과 동일한 방향으로, 가스 선단, 특히 측정 챔버를 통해 전파되는 공기 선단일 수 있다.

표면 구조는 유체와 접촉하는 측정 챔버의 모든 벽 또는 표면에 존재할 수 있거나 상기 벽 또는 표면의 일부 또는 섹션에 존재할 수 있다. 일 구체예에서, 표면 구조(13)는 유체 샘플(4)을 수용하기 위한 측정 챔버(3)의 외부 한계를 규정하는 내벽면(9) 상에 존재한다. 일 구체예에서, 표면 구조는 유체 샘플(4)을 수용하기 위한 측정 챔버(3)의 외부 한계를 규정하는 내벽면(9)의 섹션 상에 존재한다. 일 구체예에서, 표면 구조는 측정 챔버의 입구에서 출구로 연장되는 내벽면의 하나 이상의 섹션에 존재한다. 일 구체예에서, 표면 구조는 내벽면의 하나 이상의 섹션에 존재하며, 이는 측정 챔버의 입구에서 출구로 부분적으로 연장된다. 일 구체예에서, 표면 구조는 하나 이상의 센서와 동일한 내벽면 상에, 예컨대 이를테면 센서 기판 상에 존재한다. 일 구체예에서, 표면 구조는 하나 이상의 센서와 다른 내벽면 상에, 예컨대 이를테면 스페이서, 개스킷, 또는 내벽면을 제공하는 다른 구성 요소 상에 존재한다. 유체 유동은 표면 구조가 바람직하게는 내벽면 상에 균일하게 분포됨으로써 제어된다. 일 구체예에서, 표면 구조는 입구에서 출구로 연장되는 내벽면의 2개 이상의 섹션에 존재하며, 이 섹션은 서로 반대쪽에 위치하거나 유동 방향 X 에 수직인 측정 챔버의 단면의 주변에서 균일하게 또는 거의 균일하게 분포된다. 일 구체예에서, 내벽면의 2개 이상의 섹션에 존재하는 표면 구조는 입구에서 출구로 부분적으로 연장된다. 일 구체예에서, 하나 이상의 섹션은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 또는 30개의 섹션일 수 있다. 일 구체예에서, 하나 이상의 섹션은 적어도 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 또는 적어도 30개의 섹션일 수 있다.

표면 구조는 유체 샘플의 유동 선단의 유속에 따라 선택될 수 있으며, 유속은 측정 챔버의 입구와 출구 사이의 압력 차이에 의해 적용될 수 있다. 예를 들어, 유체 샘플이 입구를 통해 측정 챔버로 흡입되도록 측정 챔버의 출구에 진공이 가해질 수 있다. 대안적으로, 대기압 초과의 값을 갖는 과압이 측정 챔버의 입구에 가해져서 유체 샘플이 측정 챔버 내로 밀려날 수 있다. 입구와 출구 사이의 압력 차는 예를 들어, 0 내지 최대 0.40의 대기압(atm), 예컨대 이를테면 약 0.01; 0.02; 0.03; 0.04; 0.05; 0.10; 0.15; 0.20; 0.25; 0.30; 0.35; 또는 0.40일 수 있다. 이러한 압력 차는 유체 샘플의 유속을 0 내지 최대 100 mm/s, 예컨대 이를테면 약 5; 10; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 55; 60; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 95; 또는 100 mm/s로 유도할 수 있다.

표면 구조는 유체 샘플이 모세관력에 의해 측정 챔버로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 대신에, 유체 샘플이 측정 챔버에 강제로 유입되도록 입구와 출구 사이에 압력 차가 가해져야 한다(출구에서 진공 또는 상기 기술된 바와 같이 입구에서 과압). 압력 차는 또한 특히 측정이 수행된 후에 측정 챔버가 다시 비워질 수 있게 한다. 이상적으로, 압력 차는 측정 챔버로 유입된 전체 유체 샘플이 측정 후에 다시 측정 챔버에서 배출되도록 한다. 유동 선단의 속도는 표면 구조의 형상에 따라 조정될 수 있다.

표면 구조는 교번식 상승부 및 하강부 또는 압입부(indentation)를 포함할 수 있다. 표면 구조는 표면 구조를 따라 유체 샘플에서 모세관력을 약화시키거나 증폭시키도록 구성된 적어도 하나의 표면 구조 요소를 포함할 수 있다.

특히, 표면 구조 요소 또는 적어도 하나의 표면 구조 요소는 반원형, 반타원형, 삼각형, 사다리꼴, 평행 사변형, 직사각형, 정사각형, 이들의 임의의 융합 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택된 형상을 가질 수 있다. 또한, 표면 구조는 위상이 같거나 다를 수 있다.

표면 구조 요소의 치수는 변할 수 있다. 표면 구조 요소에 기초한 폭(w)은 예컨대 1mm 이하, 예컨대 이를 테면 1.00 미만; 0.90; 0.80; 0.75; 0.70; 0.65; 0.60; 0.55; 0.50; 0.45; 0.40; 0.35; 0.30; 0.25; 0.20; 0.15; 0.10; 0.05; 0; 04; 0; 03; 0.02; 또는 0.01mm일 수 있다. 표면 구조 요소의 높이(h)는 1mm 이하, 예컨대 이를테면, 1.00 미만; 0.90; 0.80; 0.75; 0.70; 0.65; 0.60; 0.55; 0.50; 0.45; 0.40; 0.35; 0.30; 0.25; 0.20; 0.15; 0.10; 0.05; 0; 04; 0; 03; 0.02; 또는 0.01mm일 수 있다.

측정 챔버는 마이크로채널의 형상을 가질 수 있다. 측정 챔버, 특히 마이크로채널은 매우 작은 치수를 포함할 수 있다. 예를 들어, 측정 챔버, 특히 마이크로채널은 약 10 내지 최대 60mm, 약 10; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 55; 또는 60mm, 특히 30; 31; 32; 33; 34; 또는 35mm의 길이를 가질 수 있다. 측정 챔버, 특히 마이크로채널의 폭은 종점을 포함하여 예를 들어, 1 내지 5mm 사이; 1 내지 4mm; 1 내지 3mm; 2내지 5mm; 3 내지 5mm; 2 내지 4mm; 2 내지 3mm, 특히 2.0; 2.1; 2.2; 2.3; 2.4; 2.5; 2.6; 2.7; 2.8; 2.9; 또는 3.0mm일 수 있다. 또한, 측정 챔버, 특히 마이크로채널의 깊이는 0.2 내지 최대 0.6mm, 예컨대 이를테면, 0.20; 0.25; 0.30; 0.35; 0.40; 0.45; 0.50; 0.55; 또는 6.00mm일 수 있다. 이러한 치수를 갖는, 측정 챔버, 특히 마이크로채널의 표면 구조로 인해, 측정 챔버, 특히 마이크로채널이 유체 샘플, 예컨대 생물학적 샘플, 예컨대 희석되거나 희석되지 않은 전혈, 혈청, 혈장, 타액, 소변, 대변, 흉막, 뇌척수액, 활액, 밀크, 복수액, 복막액 또는 양수액, 또는 투석액 샘플, 품질 관리 물질 등으로 채워질 때 모세관 작용이 발생하지 않을 것이다. 대신, 측정 챔버는 입구와 출구 사이의 압력 차, 예를 들어, 진공을 적용하여 채워진다.

유체 샘플이 측정 챔버를 통해 유동하는 동안, 유체 샘플의 전파 방향은 측정 챔버, 특히 마이크로채널의 종축의 방향이거나 이에 평행할 수 있다. 표면 구조는 유체 전파가 단계적으로 진행되는 것을 제한할 수 있다. 표면 구조는 벽들 중 하나 또는 둘 모두에서의 유체 선단이 측정 챔버의 중간에 위치한 유체 선단과 비교하여 너무 빨리 앞으로 진행되지 않도록, 또는 측정 챔버의 중간에 위치한 유체 선단이 벽에서의 유체 선단과 비교하여 너무 빨리 앞으로 진행되지 않도록 한다. 이에 의해, 너무 비대칭적인 유체 형상에 대한 위험을 줄이는 것이 가능하고, 결과적으로 측정 챔버를 비운 후 유체 샘플 내에 공기가 갇힐 위험 및 측정 챔버 내 잔류 샘플의 위험을 줄일 수 있다. 또한, 불량한 습윤성과 관련된 다수, 예를 들어, 중단된 샘플, 불균일한 액체 또는 다른 액체 운송 관련 에러의 수가 감소될 수 있다. 본 발명의 일 구체예에서, 표면 구조는 유동 방향(x)으로 입구에서 출구로 연장되는 적어도 하나의 표면 벽 또는 표면 벽의 섹션에 존재한다. 따라서, 표면 구조의 존재없이 유동 방향(x)으로 입구에서 출구로 연장되는 벽의 하나 이상의 섹션이 있을 수 있다. 추가의 구체예에서, 표면 구조는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 또는 20개의 표면 벽 또는 표면 벽의 일부 상에 존재한다. 추가의 구체예에서, 표면 구조는 적어도 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 또는 적어도 20개의 표면 벽 또는 표면 벽의 일부 상에 존재한다. 일 구체예에서, 표면 구조는 서로 대향하여 위치된 적어도 2개 또는 그 초과의 표면 벽 또는 표면 벽의 일부 상에 존재한다. 표면 구조가 적어도 2개의 표면 벽 또는 표면 벽의 일부 상에 존재하는 경우, 방향 x로 입구에서 출구로 연장되는 상기 벽 또는 벽의 일부는 바람직하게는 측정 챔버의 주변 주위에서 균일하게 또는 거의 균일하게 분포된다.

팽창 각(α)은 유체 샘플이 유동하는 방향(즉, 유체 샘플의 전파 방향; 이 방향은 유체 샘플의 유동 선단에 수직일 수 있음)과 표면 구조 요소의 에지의 접선 사이의 각도를 규정할 수 있다. 측정 챔버의 단면이 확장되면 양의 값이 발생할 수 있고, 측정 챔버의 단면이 수축되면 음의 값이 발생할 수 있다. 팽창 각(α)은 -90°내지 최대 +90°의 범위 내에서 변할 수 있다. 그러나, 다른 값들도 적합할 수 있다.

내벽면의 표면 구조를 형성하는 디바이스의 몸체 부분 또는 다른 부분은 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 나일론, 폴리우레탄 또는 스티렌 디메틸 메타크릴레이트 코폴리머 또는 이들의 임의의 조합물로부터 선택된 재료로 이루어질 수 있다.

일 구체예에서, 표면 구조는 표면 구조를 따라 유체 샘플의 모세관력을 증가시키도록 구성될 수 있어서, 유체 샘플은 표면 구조의 영역에서 유체 전파의 방향으로 단계적으로 또는 작은 단계들로 진행된다.

다른 구체예에서, 내벽면은 제1 벽 섹션 및 제2 벽 섹션을 포함할 수 있다. 제1 벽 섹션은 제2 벽 섹션과 실질적으로 평행하게 연장될 수 있으며, 측정 챔버는 제1 벽 섹션과 제2 벽 섹션 사이에서 연장될 수 있다. 또한, 유체 전파의 방향은 제1 벽 섹션 및/또는 제2 벽 섹션에 실질적으로 평행하게 진행될 수 있다.

일 구체예에서, 제1 벽 섹션 및 제2 벽 섹션은 동일한 표면 구조를 포함할 수 있다. 또한, 제2 벽 섹션의 표면 구조는 제1 벽 섹션의 표면 구조와 축대칭일 수 있다.

일 구체예에서, 표면 구조는 표면 구조 요소에 의해 만들어진다. 일 구체예에서, 표면 구조는 제1 벽 섹션 및/또는 제2 벽 섹션에서 동일할 수 있다. 예를 들어, 표면 구조 요소는 제1 벽 섹션 및/또는 제2 벽 섹션에서 전체 표면 구조를 따라 또는 전체 표면 구조에 걸쳐 균일하게 분포될 수 있다. 대안적으로, 표면 구조는 제1 벽 섹션 및/또는 제2 벽 섹션에서 표면 구조를 따라 또는 표면 구조에 걸쳐 2개 이상의 상이한 표면 구조 요소를 포함할 수 있다. 따라서, 표면 구조의 형상은 또한 제1 벽 섹션 및/또는 제2 벽 섹션에서 상이할 수 있다.

일 구체예에서, 표면 구조는, 유체 샘플이 제1 벽 섹션의 영역에서 제1 단계를 전파하고, 이어서 제2 벽 섹션의 영역에서 제2 단계를 전파하도록, 유체 샘플의 전파를 상기 방향으로 제어하도록 구성될 수 있다.

특히, 제1 벽 섹션의 영역에서 제1 단계는 제1 벽 섹션의 제1 상승부에서 시작될 수 있고 제1 벽 섹션의 제2 상승부에서 종료될 수 있으며, 여기서 제2 상승부는 제1 상승부에 인접한다. 또한, 제2 벽 섹션의 영역에서 제2 단계는 제2 벽 섹션의 제1 상승부에서 시작될 수 있고 제2 벽 섹션의 제2 상승부에서 종료될 수 있으며, 여기서 제2 상승부는 제1 상승부에 인접한다. 기술된 제1 단계 및 제2 단계는 상기 기술된 "작은" 단계의 예일 수 있다.

또한, 표면 구조는 전체 유동 선단이 한 측면(예를 들어, 제1 벽 섹션이 위치한 측면), 예를 들어, 다른 측면(예를 들어, 제2 벽 섹션이 위치한 측면)에 앞서 작은 거리가 있는 측면으로 이동하도록, 유체 샘플의 전파를 상기 방향으로 제어하도록 구성될 수 있다. 따라서, 정확하게 선형으로 진행되는 유동 선단 대신에, 유동 선단의 한 측면이 항상 다른 측면을 이끌거나 앞에 있을 수 있다. 상기 "작은 거리"(예를 들어, 최대 1mm 또는 수 밀리미터 범위)는 측정 챔버를 비운 후, 유체 샘플 내에 기포가 갇히는 것을 방지하기 위해, 그리고 측정 챔버 내에서 유체 샘플의 잔류 부피를 피하기 위해 표면 구조의 형상에 의해 충분히 작게 유지될 수 있다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 본 발명의 제1 양태에 따른 다중 사용 디바이스를 포함하는 분석 장치가 제공된다. 일 구체예에서, 분석 장치는 다중 사용 디바이스 내에 수용된 혈액 샘플을 분석하도록 구성된다. 특히, 분석 장치는 혈액 가스 분석을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 분석 장치는 샘플에 존재하는 다른 성분을 측정하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 유체 샘플을 분석하기 위한 방법으로서, 유체 샘플이 본 발명의 제1 양태에 따른 다중 사용 디바이스 내에 수용되는 방법이 제공된다. 이 방법은 본 발명의 제2 양태에 따른 분석 장치를 제공하는 단계 100을 포함할 수 있다. 분석 장치는 본 발명의 제1 양태에 따른 다중 사용 디바이스를 포함할 수 있다. 단계 200에서, 유체 샘플이 다중 사용 디바이스의 측정 챔버에 채워질 수 있다. 또한, 단계 300에서, 다중 사용 디바이스의 측정 챔버 내에 수용된 유체 샘플은 분석 장치에 의해 분석될 수 있다. 유체 샘플의 분석이 완료된 후, 측정 챔버는 단계 400에서, 특히 출구를 통해 비워질 수 있다. 이는 측정 챔버의 충전과 관련하여 전술한 바와 같이 출구에 진공을 가하거나 입구에 과압을 가함으로써 수행될 수 있다.

이어서, 단계 500에서, 측정 챔버는 적합한 헹굼 용액을 사용하여 헹구어질 수 있다. 또한, 단계 600에서, 센서가 다음 유체 샘플을 분석하기 위해 준비되고 설정되도록 보장하기 위해 교정 단계가 실행될 수 있다. 예를 들어, 측정 챔버는 (상기 헹굼 단계 후) 품질 관리 액체로 채워질 수 있다. 해당 액체의 판독 값이 특정 범위에 있다면, 센서가 의도한 대로 작동하고 디바이스가 다음 유체 샘플을 수용하고 분석할 준비가 되었음을 나타낸다. 이후, 상기 단계 200 내지 500 또는 200 내지 600은 특히 다른 유체 샘플로 반복될 수 있다. 일 구체예에서, 유체 샘플은 혈액 샘플이고, 분석은 혈액 가스 분석을 포함한다.

이하의 설명에서, 본 발명의 예시적인 구체예는 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 설명되며, 동일하거나 유사한 요소에는 동일한 참조 부호가 제공된다.
도 1은 대칭 유동 선단을 갖는 유체 샘플로 채워지는 마이크로채널의 종단면도를 도시한 것이다.
도 2는 비대칭 유동 선단을 갖는 유체 샘플로 채워지는 마이크로채널의 종단면도를 도시한 것이다.
도 3은 출원인의 EP2147307B1에 의해 공개된 센서 카세트/시스템의 분해 사시도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 구체예에 따른 다중 사용 디바이스를 갖는 센서 카세트를 포함하는 분석 장치의 종단면도를 도시한 것이며, 여기서 디바이스의 마이크로채널 내의 유체 샘플은 대칭 유동 선단을 갖는다.
도 5는 센서 시스템이 다른 위치에 배열된, 도 4에 따른 분석 장치의 종단면도를 도시한 것이다.
도 6a는 유동 선단이 내벽면의 제1 벽 섹션에서 한 단계 전방으로 이동하여 유동 선단이 약간 비대칭인, 도 4에 따른 디바이스의 종단면도를 도시한 것이다.
도 6b는 유동 선단이 내벽면의 제2 벽 섹션에서 한 단계 전방으로 이동하여 유동 선단이 다시 대칭인, 도 6a에 따른 디바이스의 종단면도를 도시한 것이다.
도 6c는 유동 선단이 내벽면의 제2 벽 섹션에서 한 단계 전방으로 이동하여 유동 선단이 다시 약간 비대칭인, 도 6b에 따른 디바이스의 종단면도를 도시한 것이다.
도 7은 유체 샘플을 분석하기 위한 디바이스 내에 수용되는 유체 샘플이 분석되는 본 발명에 따른 방법의 예시적인 구체예의 흐름도를 도시한 것이다.
도 8은 측정 챔버가 비워지고 있는, 도 4에 따른 다중 사용 디바이스의 종단면도를 도시한 것이다.
도 9는 대안적인 형상의 표면 구조를 갖는, 본 발명의 일 구체예에 따른 다른 다중 사용 디바이스의 일부의 사시도를 도시한 것이다.
도 10은 대안적인 형상의 표면 구조를 갖는, 본 발명의 일 구체예에 따른 또 다른 다중 사용 디바이스의 일부의 사시도를 도시한 것이다.
도 11은 대안적인 형상의 표면 구조를 갖는, 본 발명의 일 구체예에 따른 또 다른 다중 사용 디바이스의 일부를 도시한 것이다.
도 12는 유체를 포함하는 벽에 표면 구조를 갖지 않는 (a), 및 표면 구조를 갖는 (b) 측정 챔버를 도시한 것이다.

도 1은 도시된 예에서 마이크로채널(3)의 형태로 측정 챔버를 형성하는 몸체부분(2)을 갖는 디바이스(1)를 도시한 것이다. 마이크로채널(3)은 유체 샘플(4)로 채워지고, 유체 샘플(4)은 유체 전파의 방향 x로 전파된다. 도시된 예에서, 이 방향 x는 마이크로채널(3)의 길이 방향과 실질적으로 동일하다. 도 1에 도시된 바와 같이, 마이크로채널(3)의 제1 부피(도 1의 우측 부분에 도시됨)는 유체 샘플(4)로 채워지는 반면, 마이크로채널(3)의 제2 부피(도 1의 좌측 부분에 도시됨)는 유체 샘플(4)이 아니라 공기(5)로 채워진다. 마이크로채널(3) 내의 좌측의 공기(5)와 우측의 유체 샘플 사이(4)의 경계가 유체 샘플(4)의 유동 선단(6)을 규정한다.

도 1은 측정 챔버(3)의 이상적이고 바람직한 최적의 충전 공정을 도시하며, 유체 샘플(4)은 대칭 전파를 따르고 볼록하거나 오목할 수 있는 대칭 유동 선단(6)(마이크로채널(3)의 종축과 대칭)을 포함한다.

도 2는 도 1에 대한 것과 유사한 디바이스(1)를 보여준다. 그러나, 도 2에 도시된 예에서, 측정 챔버(3) 내부의 표면 장력과 유체 샘플(4) 간의 특정 비율은 유체 샘플(4)의 전파를 비대칭으로 야기하여 유체 샘플(4)이 비대칭 유동 선단(6)을 포함하도록 한다. 이는 측정 챔버(3) 내 갇힌 공기의 위험을 증가시킨다. 비대칭 형상은 오목하거나 볼록할 수 있다. 또한, 유동 선단(6)이 대칭인 경우에도, 유동 선단(6)의 중심이 벽에서 유동 선단(6)보다 너무 멀리 앞에 또는 너무 멀리 뒤에 있으면 바람직하지 않다.

도 3은 제1 기판(2'), 제2 기판(3') 및 스페이서(4')를 포함하는 공지된 센서 어셈블리(1')의 분해도이다. 제1 기판(2')에는 제1 기판의 제1 표면 상에 배열되고 도 3에서 아래쪽을 향하는 복수의 분석물 센서(도 3에는 보이지 않음)가 제공된다. 제1 기판(2')에는 또한 도 3에서 위쪽을 향하는 제2 표면 상에 배열된 복수의 전기 접점(contact point)(5c)이 제공된다. 전기 접점(5c)은 센서 보드의 와이어(5b) 및 작은 보어(5a)를 통해 분석물 센서에 연결된다. 보어(5a)는 전기 전도성 재료, 예를 들어, 백금으로 채워지고, 이는 제1 표면 상의 분석물 센서 및 제2 표면 상의 와이어(5b)에 연결된다.

제2 기판(3')에는 또한 복수의 분석물 센서(6') 및 복수의 전기 접점(5c)이 제공된다. 전기 접점(5c) 뿐만 아니라 분석물 센서(6')는 제2 기판(3')의 제1 표면 상에, 그리고 도 3에서 위쪽을 향하여 배열된다. 제2 기판(3') 상의 분석물 센서(6')와 전기 접점(5c) 사이의 배선은 기판(3')의 제1 표면 상의 분석물 센서로부터 제2 표면으로 이어지고, 기판의 구멍을 통해 제1 표면 상의 접점(5c)으로 다시 유도된다. 도 3에 도시된 센서 어셈블리(1')는 복수의 분석물 센서가 제공된 기판(2' 및 3')을 나타낸다. 스페이서(4')에는 스페이서(4')의 주요 부분을 통해 연장되는 긴 보어 형태의 리세스(7')가 제공된다.

센서 어셈블리(1')가 조립될 때, 제1 기판(2')의 제1 표면과 제2 기판(3')의 제1 표면은 서로 대면하고, 스페이서 부분(4')은 제1 기판(2')과 제2 기판(3') 사이에 위치할 것이고, 리세스(7')는 기판(2' 및 3')의 제1 표면과 함께 측정 챔버(3)를 형성할 것이다. 측정 챔버(3)는, 제2 기판(3')의 분석물 센서(6') 뿐만 아니라 제1 기판(2')의 분석물 센서가 측정 셀(7a)과 유체 접촉하는 방식으로 위치될 것이다. 따라서, 기판(2', 3')과 결합된 리세스(7')는 유체 샘플이 수용될 수 있는 측정 챔버(3)를 규정한다.

유체 샘플이 측정 셀(7a) 내에 위치될 때, 각각의 분석물 센서(6')는 이에 의해 샘플과 접촉할 것이고, 따라서 각각의 분석물 센서(6')는 샘플의 관련 파라미터를 측정할 수 있다. 유체 샘플은 입구(52)를 통해 측정 셀(7a)로 유입되고 출구(53)를 통해 빠져 나간다.

측정 셀은 예를 들어, 약 25-45 μL, 예를 들어, 이를테면 25; 30; 35; 40; 45 μL의 부피를 제공할 수 있다. 리세스(7')의 치수는 다음 범위 내일 수 있다: 길이 10-60mm, 예컨대 이를테면 10; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 55; 또는 60mm; 폭, 1-5mm, 예컨대 이를테면, 1.0; 1.5; 2.0; 2.5; 3.0; 3.5; 4.0; 4.5; 또는 5.0mm; 및 두께 0.2-0.6mm, 예컨대 이를테면 0.20; 0.25; 0.30; 0.35; 0.40; 0.45; 0.50; 0.55; 또는 0; 60mm.

도 3에 따른 스페이서(4')는 본 출원에 의해 교시된 표면 구조 요소를 포함하도록 수정될 수 있으며, 다음의 도면에 도시된 바와 같이 다중 사용 디바이스(1)를 제공한다. 다중 사용 디바이스(1)의 측정 챔버(3)는 도 3에 따른 센서 어셈블리와 유사하거나 동일한 치수 및 용량을 가질 수 있다.

도 4는 유체 샘플(4)이 입구(16)를 통해 디바이스(1)의 측정 챔버(3)에 유입될 수 있고, 측정 챔버(3)를 통해 유동할 수 있고, 출구(17)를 통해 측정 챔버(3)에서 배출될 수 있는, 본 발명의 구체예에 따른 다중 사용 디바이스(1)를 도시한 것이다. 특히, 디바이스(1)는 다중 사용을 통해 단방향으로, 즉 한 방향으로만(입구(16)로부터 측정 챔버(3)를 통해 출구(17)로) 진행되는 유체 샘플(4)의 유로가 가능하도록 구성될 수 있다. 도시된 예에서, 유체 샘플은 혈액 샘플일 수 있다. 그러나, 유체 샘플은 예를 들어, 헹굼 용액, 흉막, 투석액 샘플 또는 품질 관리 물질과 같은 다른 액체일 수도 있다. 디바이스(1)는 유체 샘플을 분석하기 위한 분석 장치(8)에 통합된 센서 카세트(7)의 일부일 수 있다. 센서 카세트(7) 및 분석 장치(8)는 둘 모두 도 4에 더 상세히 도시되지 않는다. 본 출원의 EP2147307B1에 도시된 센서 어셈블리는 본 출원의 표면 구조 요소를 통합하여 변경됨으로써 본 발명에 따른 다중 사용 디바이스를 제공할 수 있다. 분석 장치(8)는 혈액 샘플이 디바이스(1)의 측정 챔버(3) 내에 수용될 때 혈액 샘플(4)의 혈액 가스 분석을 수행하도록 구성될 수 있다.

도 4에 따른 구체예에서, 디바이스(1)는 내벽면(9)을 형성하는 몸체 부분(2)을 포함한다. 몸체 부분(2)은 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 나일론, 폴리우레탄 또는 스티렌 디메틸 메타크릴레이트 코폴리머 또는 이들의 임의의 조합물로부터 선택된 물질로 제조될 수 있다. 내벽면(9)은 디바이스(1) 내 유체 샘플(4)을 수용하기 위한 측정 챔버(3)의 외부 한계를 규정한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 센서 시스템(10)은 측정 챔버 내부에 위치할 수 있다. 이 센서 시스템(10)은 도 3과 관련하여 기술된 바와 같이 복수의 분석물 센서를 포함할 수 있다. 대안적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 측정 챔버(3)는 유체 샘플(4), 특히 혈액 샘플이 측정 챔버(3)의 외부에 위치한 적절한 센서 시스템(10)에 의해 분석될 수 있도록 투명할 수 있다.

도 4에 따른 구체예에서, 측정 챔버(3)는 마이크로채널(3)의 형상을 포함한다. 마이크로채널(3)의 길이는 약 10 내지 최대 60mm, 약 10; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 55; 또는 60mm, 특히 30; 31; 32; 33; 34; 또는 35mm일 수 있다. 마이크로채널(3)의 폭은 종점을 포함하여, 예를 들어, 1 내지 5mm; 1 내지 4mm; 1 내지 3mm; 2 내지 5mm; 3 내지 5mm; 2 내지 4mm; 2 내지 3mm, 특히 2.0; 2.1; 2.2; 2.3; 2.4; 2.5; 2.6; 2.7; 2.8; 2.9; 또는 3.0mm일 수 있다. 또한, 마이크로채널(3)의 깊이는 0.2 내지 최대 0.6mm, 예컨대 이를테면, 0.20; 0.25; 0.30; 0.35; 0.40; 0.45; 0.50; 0.55; 또는 0.60mm일 수 있다. 유체 샘플(4)이 입구(16)를 통해 마이크로채널(3) 내로 흡입되도록 마이크로채널(3)의 출구(17)에 진공이 가해질 수 있다. 대안적으로, 대기압 초과의 값을 갖는 과압이 마이크로채널(3)의 입구(16)에 적용되어 유체 샘플(4)이 마이크로채널(3) 내로 밀려 들어갈 수 있다. 입구와 출구 사이의 압력 차는 예를 들어, 0 내지 최대 0.40의 대기압(atm), 예컨대 이를테면 약 0.01; 0.02; 0.03; 0.04; 0.05; 0.10; 0.15; 0.20; 0.25; 0.30; 0.35; 또는 0.40일 수 있다. 이러한 압력 차는 0 내지 최대 100mm/s, 예컨대 이를테면 약 5; 10; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 55; 60; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 95; 또는 100mm/s의 유체 샘플의 유속을 유도할 수 있다.

몸체 부분(2)의 내벽면(9)은 제1 벽 섹션(11) 및 제2 벽 섹션(12)을 포함할 수 있다. 제1 벽 섹션(11)은 제2 벽 섹션(12)과 실질적으로 평행하게 연장될 수 있으며, 측정 챔버(3)는 제1 벽 섹션(11)과 제2 벽 섹션(12) 사이에서 연장된다. 따라서, 제1 벽 섹션(11)은 마이크로채널(3)의 하부 경계를 형성할 수 있고, 제2 벽 섹션은 마이크로채널(3)의 상부 경계를 형성할 수 있다. 유체 전파의 방향 x는 제1 벽 섹션(11) 및 제2 벽 섹션(12)에 실질적으로 평행하게 진행될 수 있다. 제1 벽 섹션(11) 및 제2 벽 섹션(12)은 마이크로채널(3)의 측면 경계를 형성하는 측면 요소들에 의해 양 측면에서 닫힌 방식으로 연결될 수 있다(도 3 내지 도 6에 따른 도면에는 도시되지 않음). 벽 섹션(11, 12)과 측면 섹션 사이의 연결은 또한 밀봉 방식으로 실현될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 내벽면(9)의 표면은 균일하지 않지만 표면 구조(13) 또는 트레드(tread)를 포함한다. 이 표면 구조(13)는 측정 챔버(3)가 유체 샘플(4)로 채워질 때 액체 샘플(4)이 측정 챔버(3) 내에서 비대칭으로 전파되는 것을 피하는 것을 돕는 설계를 갖는다. 도시된 예에서, 제1 벽 섹션(11) 및 제2 벽 섹션(12) 둘 모두는 동일한 표면 구조(13)를 파형 또는 물결 형태로 포함한다. 측면 요소는 또한 벽 섹션(11 및 12)과 같은 표면 구조를 포함할 수 있다. 그러나, 이것은 필수는 아니며, 측면 요소는 또한 균일한 표면을 가질 수 있다.

도 4에 의해 도시된 바와 같이, 제2 벽 섹션(12)의 표면 구조(13)의 물결 형태는 제1 벽 섹션(11)의 표면 구조(13)와 축 대칭(특히 마이크로채널(3)의 종축(L)에 대해 축 대칭)일 수 있다. 표면 구조(13)는 마이크로채널(3) 내로 방사상 내측으로 보다 덜 돌출되는 하강부(15) 또는 압입부보다 마이크로채널(3) 내로 방사상 내측으로 보다 더 돌출되는 교번식 상승부(14)를 포함할 수 있다.

표면 구조(13)는 유체 샘플(4)이 입구(16)를 통해 측정 챔버(3) 내로 유입되는 동안, 유체 샘플(4)이 측정 챔버(3)를 통해 유동하는 동안, 및 유체 샘플(4)이 출구(17)를 통해 측정 챔버(3)에서 배출되는 동안, 방향 x로 유체 샘플(4)의 유동 선단(6)의 전파를 제어하도록 구성될 수 있다. 표면 구조(13)의 형상은 유체 샘플(4)의 유동 선단(6)의 유속에 따라 선택될 수 있으며, 유속은 측정 챔버(3)의 입구(16)와 출구(17) 사이의 압력 차에 의해 적용될 수 있다. 특히, 표면 구조 요소(도시된 예에서, 상승부(14) 및 하강부(15))는 물결 형상(도 4에 도시된 바와 같이), 또는 예를 들어, 반원형, 반타원형, 삼각형, 사다리꼴, 평행 사변형, 직사각형, 정사각형, 이들의 임의의 융합 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택된 형상을 가질 수 있다. 또한, 표면 구조(13)는 위상이 동일하거나 다를 수 있다.

표면 구조(13)는 유체 샘플(4)이 측정 챔버(3) 내로 충전될 때, 및 측정 챔버(3)가 다시 비워질 때 표면 구조(13)의 영역에서 유체 전파의 방향 x로 유체 샘플(4)의 전파를 제한할 수 있다(도 8과 비교). 특히, 표면 구조(13)의 설계는 유체 전파가 단계들(예를 들어, 도 4 내지 6에 도시됨)로 진행되는 것을 제한할 수 있도록 설계될 수 있다. 도시된 예에서, 이는 표면 구조(13)의 기술된 디자인이 모세관 작용의 발생을 피하고, 특히 유체 샘플(4)의 모세관력의 발생을 제어하여 유체 샘플(4)이 표면 구조(13) 영역에서 유체 전파의 방향 x로 작은 단계들로 진행되도록 하기 때문에 달성된다.

표면 구조(13)는 내벽면(9)에서의 유체 샘플이 측정 챔버(3)의 중간에 위치하고 전방으로 이동하는 유체 샘플과 비교하여 앞서 나가지 않도록 한다. 이로써, 비대칭 유체 형상 또는 유동 선단(6)에 대한 위험을 감소시킬 수 있다. 결과적으로, 측정 챔버(3)를 비운 후 유체 샘플에 갇힌 공기 및 잔류 샘플에 대한 위험이 감소될 수 있다. 또한, 불량한 습윤성과 관련된 에러, 예를 들어, 중단된 샘플, 불균일한 액체 또는 다른 액체 운송 관련 에러의 수가 감소될 수 있다.

도 6a 내지 6c는 어떻게 표면 구조(13)가 표면 구조(13)의 영역에서 유체 전파의 방향 x로 작은 단계들로 유체 샘플(4)의 전파를 제한하도록 구성될 수 있는 지를 도시한 것이다. 명확성을 위해, 센서 시스템(10)은 도 6a 내지 6c에 도시되어 있지 않다. 도 4에 따른 충전 상태로부터 시작하여, 유체 샘플(4), 특히 유동 선단(6)은 유동 선단(6)이 도 6a에 도시된 위치에 있도록 제1 벽 섹션(11)의 영역에서 방향 x로 제1 단계를 전파한다. 이 제1 단계가 "작은" 단계의 예이다. 이어서, 도 6a에 따른 충전 상태로부터 시작하여, 유체 샘플(4), 특히 유동 선단(6)은 유동 선단(6)이 도 6b에 도시된 위치에 있도록 제2 벽 섹션(12)의 영역에서 방향 x로 제2 단계를 전파하거나 따른다. 이 후, 도 6b에 따른 충전 상태로부터 시작하여, 유체 샘플(4), 특히 유동 선단(6)은 유동 선단(6)이 도 6c에 도시된 위치에 있도록 제2 벽 섹션(12)의 영역에서 방향 x로 제3 단계를 전파한다. 대안적으로, 또한 도 6b에 따른 충전 상태로부터 시작하여, 유체 샘플(4), 특히 유동 선단(6)은 제1 벽 섹션(11)의 영역에서 방향 x로 제3 단계를 전파할 수 있다(도 6c에 도시되지 않음).

유체 샘플의 이러한 교번식 및 단계적 전파는 마이크로채널(3)의 종축(L)을 따라 반복된다. 특히, 제1 벽 섹션(11)의 영역의 단계는 제1 벽 섹션(11)의 제1 상승부(14.1)에서 시작할 수 있고 제1 벽 섹션(11)의 제2 상승부(14.2)에서 끝날 수 있으며, 제2 상승부(14.2)는 제1 상승부(14.1)에 인접한다. 또한, 제2 벽 섹션(12)의 영역에서 제2 단계는 제2 벽 섹션(12)의 제1 상승부(14.3)에서 시작할 수 있고 제2 벽 섹션(12)의 제2 상승부(14.4)에서 끝날 수 있으며, 제2 상승부(14.4)는 제1 상승부(14.3)에 인접한다.

도 7은 도 3에 따른 다중 사용 디바이스(1) 내에 수용된 유체(4)를 분석하기위한 예시적인 방법의 흐름도를 도시한 것이다. 제1 단계(100)에서, 도 3에 따른 분석 장치(8)가 제공된다. 분석 장치(8)는 도 3에 따른 센서 카세트(7) 및 다중 사용 디바이스(1)를 포함한다. 제2 단계(200)에서, 유체 샘플(4)은 도 4 내지 6과 관련하여 상기 기술된 바와 같이 디바이스(1)의 측정 챔버(3)에 채워질 수 있다. 제3 단계(300)에서, 디바이스(1)의 측정 챔버(3) 내에 수용된 유체 샘플(4)은 분석 장치(8)에 의해, 특히 센서 시스템(10)에 의해 분석될 수 있다. 특히, 유체 샘플은 혈액 샘플일 수 있고, 분석 단계(300)는 혈액 가스 분석을 포함한다. 유체 샘플의 분석이 완료된 후, 측정 챔버는 단계 400에서 비워질 수 있다. 이는 측정 챔버의 충전과 관련하여 상기 기술된 바와 같이 출구에 진공을 가하거나 입구에 과압을 가함으로써 수행될 수 있다.

이어서, 단계 500에서, 측정 챔버는 적합한 헹굼 용액을 사용하여 헹구어질 수 있다. 또한, 단계 600에서, 센서가 다음 유체 샘플을 분석하기 위해 준비되고 설정되도록 보장하기 위해 교정 단계가 실행될 수 있다. 예를 들어, 측정 챔버는 (상기 헹굼 단계 후) 교정 용액으로 채워질 수 있다. 해당 액체의 판독 값이 특정 범위에 있는 경우, 이는 센서가 의도한 대로 작동하고 디바이스가 다음 유체 샘플을 수용하고 분석할 준비가 되었음을 나타낼 수 있다. 이후, 상기 단계 200 내지 500 또는 200 내지 600은 특히 다른 유체 샘플로 반복될 수 있다.

도 8은 측정 챔버(3)가 비워지는 동안의 측정 챔버(3)를 도시한 것이다. 표면 구조(13)는 특히 유체 샘플(4)이 측정 챔버(3)를 통해 유동하는 동안, 및 유체 샘플(4)이 출구(17)를 통해 측정 챔버(3)에서 배출되는 동안, 방향 x로 유체 샘플(4)의 맨뒤 끝면(18)(유동 선단(6)과 반대 방향으로 진행함, 도 3 내지 도 7과 비교)의 전파를 제어하도록 구성될 수 있다. 상기 끝면(18)은 측정 챔버(3)를 통해, 특히 유체 샘플(4)의 유동 선단(6)과 동일한 방향 x로 전파되는 가스 선단, 특히 공기 선단일 수 있다.

도 9는 삼각형 형상을 갖는 표면 구조(13)를 포함하는 다중 사용 디바이스(1)의 일부를 도시한 것이다. 표면 구조(13)는 제1 벽 섹션(12) 및 또한 제2 벽 섹션(도시되지 않음, 도 3 내지 도 7 비교)에서 전체 표면 구조(13)를 따라 또는 전체 표면 구조(13)에 걸쳐 균일하게 분포될 수 있는 패턴을 포함한다. 종방향 섹션에서, 패턴은 삼각형의 제1 레그(19) 및 삼각형의 제2 레그(20)의 열을 포함할 수 있고, 제1 레그(19)는 제2 레그(20)와 연결된다. 제1 레그(19)과 제2 레그(20) 사이의 각도(β)는 둔각, 예를 들어, 160°, 특히 157.38°의 범위일 수 있다. 제1 레그(19) 및 제2 레그(20)는 동일한 길이를 가질 수 있다. 제1 레그(19) 및/또는 제2 레그(20)의 길이는 1mm 이하의 치수, 예를 들어, 0.5mm일 수 있다.

도 10은 사다리꼴 형상을 갖는 표면 구조(13)를 포함하는 다중 사용 디바이스(1)의 일부를 도시한 것이다. 표면 구조(13)는 제1 벽 섹션(12) 및 또한 제2 벽 섹션(도시되지 않음, 도 3 내지 도 7 비교)에서 전체 표면 구조(13)를 따라 또는 전체 표면 구조(13)에 걸쳐 균일하게 분포될 수 있는 패턴을 포함한다. 종방향 섹션에서, 패턴은 (유체 샘플(4)의 전파 방향 x에 평행하게 진행될 수 있는) 일렬의 상승부(14) 및 하강부(15)를 포함할 수 있으며, 여기서 상승부(14)는 레그(21)를 통해 하강부(15)와 연결된다. 레그(21)와 하강부(15)의 수직 사이의 각도(γ)는 30°의 범위에 있을 수 있다.

도 11은 대안의 표면 구조 형상을 갖는 본 발명의 구체예에 따른 다중 사용 디바이스의 일부를 도시한 것이다. 확대도는 표면 구조(13)가, 상승부(14)가 상단, 즉 샘플을 향하는 부분에서 평면(플랫)인 형상을 갖고 하강부(15)가 도 10에서의 평면(플랫) 하강부(15)와 반대로 팁 절개(tip incision) 또는 팁 각도(tip angle)의 형상을 가짐을 나타낸다. 도 10의 21에 상응하는 표면 구조의 측면은 다소 둥글거나 직선일 수 있다. 따라서, 서로 인접하게 배치된 개별 표면 구조 요소는 평면(플랫) 상단을 갖는 사다리꼴에서 반원형 또는 반타원형에 이르는 형상을 가질 수 있다.

도 12는 벽에 표면 구조가 없는 측정 챔버(도 12a)와 비교되는 벽에 표면 구조가 있는 우측에서 좌측으로 유동 방향 X로 진행되는 어두운 샘플로 부분적으로 채워진 측정 챔버(도 12b)를 도시한 것이다. 표면 구조가 존재하지 않는 측정 챔버(a)에서, 벽을 따라 매우 고르지 않은 유동 선단 및 샘플 침착물이 관찰될 수 있다. 측정 챔버에 표면 구조가 존재하면(b) 더욱 고른 유동 선단이 되게 하고 측정 챔버에 샘플 침착물이 생성되지 않게 한다.

Claims

유체 샘플(4)을 수용하기 위한 측정 챔버(3)의 외부 한계를 규정하는 내벽면(9)을 포함하는 다중 사용 디바이스(multiple-use device)(1)로서, 상기 내벽면(9)은
상기 유체 샘플(4)이 입구(16)를 통해 상기 측정 챔버(3)로 이동하는 동안, 상기 유체 샘플(4)이 상기 측정 챔버(3)를 통해 통과하는 동안, 및 상기 유체 샘플(4)이 상기 측정 챔버(3)로부터 출구(17)를 통해 이동하는 동안, 방향 (x)로 상기 유체 샘플(4)의 유동 선단(flow front)(6)의 전파를 제어하도록 구성된 표면 구조(13)를 포함하고,
상기 표면 구조(13)는 상기 유체 샘플(4)의 상기 유동 선단(6)의 유속에 따라 선택되고, 상기 유속은 상기 측정 챔버(3)의 상기 입구(16)와 상기 출구(17) 사이의 압력 차에 의해 적용되고, 상기 표면 구조(13)가 상기 표면 구조(13)를 따라 상기 유체 샘플(4)의 모세관력을 증가시키도록 구성되어 상기 유체 샘플(4)이 상기 표면 구조(13)의 영역에서 유체 전파의 방향(x)으로 작은 단계들로 진행되는, 다중 사용 디바이스(1).
제1항에 있어서, 표면 구조(13)가 교번식 상승부(14) 및 하강부(15)를 포함하는, 다중 사용 디바이스(1).
제1항 또는 제2항에 있어서, 표면 구조(13)가 상기 표면 구조(13)를 따라 유체 샘플(4)의 모세관력을 약화시키거나 증폭시키도록 구성된 적어도 하나의 표면 구조 요소를 포함하는, 다중 사용 디바이스(1).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 표면 구조 요소가 반원형, 반타원형, 삼각형, 사다리꼴, 평행 사변형, 직사각형, 정사각형, 이들의 임의의 융합 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택된 형상을 갖는, 다중 사용 디바이스(1).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 표면 구조 요소가 제1 벽 섹션 및/또는 제2 벽 섹션에서 동일하거나, 상기 제1 벽 섹션 및/또는 상기 제2 벽 섹션에서 상이한, 다중 사용 디바이스(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 표면 구조(13)가 위상이 동일하거나 다른, 다중 사용 디바이스(1).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 표면 구조(13)를 형성하는 디바이스(1)의 몸체 부분(2)이 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 나일론, 폴리우레탄 또는 스티렌 디메틸 메타크릴레이트 코폴리머 또는 이들의 임의의 조합물로부터 선택된 재료로 이루어지는, 다중 사용 디바이스(1).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 벽 섹션(12)의 표면 구조(13)가 제1 벽 섹션(11)의 표면 구조(13)와 축 대칭인, 다중 사용 디바이스(1).
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 내벽면(9)이 제1 벽 섹션(11) 및 제2 벽 섹션(12)을 포함하고,
상기 제1 벽 섹션(11)이 상기 제2 벽 섹션(12)에 대해 실질적으로 평행하게 진행되고,
측정 챔버(3)가 상기 제1 벽 섹션(11)과 상기 제2 벽 섹션(12) 사이에서 연장되고,
유체 전파의 방향(x)이 상기 제1 벽 섹션(11) 및 상기 제2 벽 섹션(12)에 대해 실질적으로 평행하게 진행되는, 다중 사용 디바이스(1).
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 측정 챔버(3)의 길이가 약 10 내지 최대 60mm, 약 10; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 55; 또는 60mm, 특히 30; 31; 32; 33; 34; 또는 35mm인, 다중 사용 디바이스(1).
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 측정 챔버(3)의 폭이 종점을 포함하여, 예를 들어, 1 내지 5mm; 1 내지 4mm; 1 내지 3mm; 2 내지 5mm; 3 내지 5mm; 2 내지 4mm; 2 내지 3mm, 특히 2.0; 2.1; 2.2; 2.3; 2.4; 2.5; 2.6; 2.7; 2.8; 2.9; 또는 3.0mm인, 다중 사용 디바이스(1).
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 측정 챔버(3)의 깊이가 0.2 내지 최대 0.6mm, 예컨대 이를테면 0.20; 0.25; 0.30; 0.35; 0.40; 0.45; 0.50; 0.55; 또는 0.60mm인, 다중 사용 디바이스(1).
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
유체 샘플(4)이 제1 벽 섹션(11)의 영역에서 제1 단계를 전파하고,
이어서 제2 벽 섹션(12)의 영역에서 제2 단계를 전파하도록, 표면 구조(13)가 방향 (x)로 상기 유체 샘플(4)의 전파를 제어하도록 구성되는, 다중 사용 디바이스(1).
제13항에 있어서,
제1 벽 섹션(11)의 영역에서 제1 단계가 상기 제1 벽 섹션(11)의 제1 상승부(14.1)에서 시작하고, 상기 제1 벽 섹션(11)의 제2 상승부(14.2)에서 끝나고, 상기 제2 상승부(14.2)는 상기 제1 상승부(14.1)에 인접하고,
제2 벽 섹션(12)의 영역에서 제2 단계가 상기 제2 벽 섹션(12)의 제1 상승부(14.3)에서 시작하고, 상기 제2 벽 섹션(12)의 제2 상승부(14.4)에서 끝나고, 상기 제2 상승부(14.4)는 상기 제1 상승부(14.3)에 인접하는, 다중 사용 디바이스(1).
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 다중 사용 디바이스(1)를 포함하는 분석 장치(8).
제15항에 있어서, 분석 장치(8)가 유체 샘플(4)을 수용하기 위한 디바이스(1) 내에 수용된 혈액 샘플(4)을 분석하도록 구성되는, 분석 장치(8).
제16항에 있어서, 분석 장치(8)가 혈액 가스 분석을 수행하도록 구성되는, 분석 장치(8).
유체 샘플(4)을 수용하기 위한 디바이스(1) 내에 수용된 유체 샘플(4)을 분석하기 위한 방법으로서, 상기 방법이
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 다중 사용 디바이스(1)를 포함하는 분석 장치(8)를 제공하고,
상기 유체 샘플(4)을 상기 다중 사용 디바이스(1)의 측정 챔버(3)에 채우고;
상기 디바이스(1)의 상기 측정 챔버(3) 내에 수용된 상기 유체 샘플(4)을 상기 분석 장치(8)에 의해 분석하는 것을 포함하는 방법.
제18항에 있어서, 유체 샘플(4)이 혈액 샘플(4)이고, 분석이 혈액 가스 분석을 포함하는 방법.