[go: up one dir, main page]

JP2008529674A - System and method for detecting specimen by reducing sample volume - Google Patents

System and method for detecting specimen by reducing sample volume Download PDF

Info

Publication number
JP2008529674A
JP2008529674A JP2007555296A JP2007555296A JP2008529674A JP 2008529674 A JP2008529674 A JP 2008529674A JP 2007555296 A JP2007555296 A JP 2007555296A JP 2007555296 A JP2007555296 A JP 2007555296A JP 2008529674 A JP2008529674 A JP 2008529674A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
liquid
body fluid
patient
analysis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007555296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
バーンハード ビー. ステアリング
ジェニファー エイチ. ゲーブル
ジェームズ アール. ブレイグ
マーク ウェシュラー
ペン チェン
ピーター ルール
リチャード キーナン
Original Assignee
オプティスキャン バイオメディカル コーポレーション
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US11/316,686 external-priority patent/US7860542B2/en
Application filed by オプティスキャン バイオメディカル コーポレーション filed Critical オプティスキャン バイオメディカル コーポレーション
Publication of JP2008529674A publication Critical patent/JP2008529674A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

患者の体液を採取する方法を開示する。本方法は、1以上の液体経路(20)を含む液体処理システムを準備する工程、液体処理システムによって1以上の液体経路を介して注入液を患者に注入する工程を含む。本方法は更に、液体処理システムによって1以上の経路を介して体液の試料を患者から取得するステップを含む。取得する試料は体積で400μl以下である。本方法は更に、液体処理システムと動作的に連動する検体検出システム(324)によって取得した試料の少なくとも分析部分を分析し、少なくとも一つの検体の濃度を測定するステップを含む。対応するシステムもまた開示する。
【選択図】図7E
A method for collecting body fluid from a patient is disclosed. The method includes providing a liquid processing system that includes one or more liquid pathways (20), and injecting an infusate into the patient via the one or more liquid pathways by the liquid processing system. The method further includes obtaining a sample of bodily fluid from the patient via the one or more pathways by the liquid processing system. The sample to be obtained is 400 μl or less in volume. The method further includes analyzing at least an analytical portion of the sample obtained by the analyte detection system (324) operatively associated with the liquid processing system and measuring the concentration of at least one analyte. A corresponding system is also disclosed.
[Selection] Figure 7E

Description

本願明細書に開示する個別の実施の形態は、体液試料中の検体など、試料中の検体濃度を測定する方法及び装置、更にかかる測定を支援するために用いる方法及び装置に関する。   Individual embodiments disclosed herein relate to a method and apparatus for measuring the concentration of an analyte in a sample, such as an analyte in a body fluid sample, and to a method and apparatus used to support such measurements.

血液などの体液中のグルコースなどの特定の検体レベルを測定することは一般的に実施されている。これは病院又は臨床治療において、特定の検体レベルが所定の範囲を上回ると患者の健康を危うくするリスクがある場合に行われる。   It is common practice to measure specific analyte levels such as glucose in body fluids such as blood. This is done in hospitals or clinical treatments when there is a risk of compromising patient health if a particular specimen level exceeds a predetermined range.

現在知られている病院又は臨床治療において検体を監視するシステムは、さまざまな欠点が指摘されている。   Various deficiencies have been pointed out in currently known systems for monitoring specimens in hospitals or clinical treatments.

特定の実施の形態は、体液を採取する方法である。本方法は、1以上の液体経路を有する液体処理システムを準備するステップを含む。本方法は更に、液体処理システムを用いて、注入液を1以上の液体経路を介して体外の流体管に注入するステップを含む。本方法は更に、液体処理システムを用いて、1以上の液体経路を介して導管から、体液の試料を取得するステップを含む。こうして取得した試料は、体積で400μl以下である。本方法は更に、液体処理システムと動作可能に連動した検体検出システムを用いて、取得した試料の少なくとも分析部分を分析して、少なくとも一つの検体の濃度を測定するステップを含む。   A particular embodiment is a method of collecting body fluid. The method includes providing a liquid processing system having one or more liquid paths. The method further includes injecting the infusate into the extracorporeal fluid conduit via the one or more liquid pathways using the liquid processing system. The method further includes obtaining a sample of bodily fluid from the conduit via the one or more liquid pathways using the liquid processing system. The sample thus obtained has a volume of 400 μl or less. The method further includes analyzing at least an analytical portion of the acquired sample and measuring the concentration of at least one analyte using an analyte detection system operatively associated with the liquid processing system.

特定の実施の形態では、本方法は更に、取得した試料を第1の部分と、分析をせずに患者に戻す第2の部分に分離するステップを含む。一実施の形態では、第1の部分は体積で60μl以下である。他の実施の形態では、第1の部分は体積で40μl以下である。特定の実施の形態では、本方法は更に、第1の部分を複数の部分に分離するステップを含み、この複数の部分の一つが分析部分である。一実施の形態では、分析部分は体積で10μl以下である。   In certain embodiments, the method further includes separating the acquired sample into a first portion and a second portion that is returned to the patient without analysis. In one embodiment, the first portion is no greater than 60 μl by volume. In other embodiments, the first portion has a volume of 40 μl or less. In certain embodiments, the method further includes the step of separating the first portion into a plurality of portions, one of the plurality of portions being the analysis portion. In one embodiment, the analysis portion is no greater than 10 μl by volume.

特定の実施の形態は、患者の体液と連通(access)するように構成され、患者側端部を有する液体処理ネットワークとを備えた体液処理システムである。本体液処理システムは更に、液体処理ネットワークに連結したポンプシステムであって、該ポンプシステムは、注入液を液体処理ネットワークを介して患者に向かって注入するように動作する第1のモードと、患者から体液の試料を液体処理ネットワークに抜き出すように動作する第2のモードを有するポンプシステムを備える。本体液処理システムは更に、液体処理ネットワークと連通可能(accessible)で、抜き出した体液の試料の少なくとも一部の検体を測定するように構成された検体検出システムを備える。液体処理ネットワークは、液体処理システムの最大抽出状態に対応する最大抽出領域を有する。最大抽出領域は体積で400μl以下である。   A particular embodiment is a bodily fluid treatment system that includes a liquid treatment network configured to access a patient's bodily fluid and having a patient end. The main body liquid treatment system is further a pump system coupled to the liquid treatment network, the pump system operating in a first mode that operates to infuse the infusate toward the patient via the liquid treatment network; A pump system having a second mode that operates to withdraw a sample of bodily fluid from the fluid processing network. The main body fluid treatment system further comprises an analyte detection system that is accessible to the fluid treatment network and configured to measure at least a portion of the analyte of the extracted body fluid sample. The liquid processing network has a maximum extraction area corresponding to the maximum extraction state of the liquid processing system. The maximum extraction area is 400 μl or less in volume.

特定の実施の形態では、体液処理システムは更に、抜き出した試料を第1の部分と、分析をせずに患者に戻す第2の部分に分離する試料調合部を含む。一実施の形態では、第1の部分は、体積で60μl以下である。他の実施の形態では、第1の部分は、体積で40μl以下である。特定の実施の形態では、体液処理システムは更に、第1の部分を複数の部分に分離するように構成された試料調合部を備え、複数の部分の一つが分析部分を含む。一実施の形態では、分析部分が体積で10μl以下である。   In certain embodiments, the bodily fluid processing system further includes a sample preparation section that separates the extracted sample into a first portion and a second portion that is returned to the patient without analysis. In one embodiment, the first portion is no greater than 60 μl by volume. In other embodiments, the first portion is no greater than 40 μl by volume. In certain embodiments, the bodily fluid processing system further comprises a sample preparation portion configured to separate the first portion into a plurality of portions, one of the plurality of portions including an analysis portion. In one embodiment, the analysis portion is no greater than 10 μl by volume.

特定の実施の形態は、液体経路を備えた体液分析システムである。本液体分析システムは更に、液体経路と連通可能(accessible)で、試料の検体測定に関する情報を送出するように構成された分析器を備える。本液体分析システムは更に、分析器と連動するプロセッサを備える。本液体分析システムは更に、保存されたプログラム命令を備え、保存されたプログラム命令は、システムが、(a)注入液を液体経路の患者側端部の方向へ注入する工程と、(b)試料を体積で400μl以下、液体経路を介して患者側端部から分析器の方向へ抜き出す工程と、(c)抜き出した試料の少なくとも一部を分析して、少なくとも一つの検体の濃度を測定する工程と、を動作するように、プロセッサによって実行可能である。   A particular embodiment is a body fluid analysis system with a fluid pathway. The liquid analysis system further includes an analyzer that is accessible to the liquid path and configured to deliver information related to the analyte measurement of the sample. The liquid analysis system further includes a processor in conjunction with the analyzer. The liquid analysis system further comprises stored program instructions, the stored program instructions comprising: (a) injecting infusate toward the patient end of the liquid path; and (b) sample. Extracting 400 μl or less from the patient side end toward the analyzer through the liquid path, and (c) analyzing at least a part of the extracted sample and measuring the concentration of at least one specimen And can be executed by the processor to operate.

一実施の形態では、本体液分析システムは更に、抜き出した試料を第1の部分と、分析をせずに患者に戻す第2の部分に分離する試料調合部を含む。一実施の形態では、第1の部分は、体積で60μl以下である。他の実施の形態では、第1の部分は、体積で40μl以下である。特定の実施の形態では、本体液分析システムは更に、第1の部分を複数の部分に分離するように構成された試料調合部を備え、複数の部分の一つが分析部分を含むようになっている。一実施の形態では、分析部分が体積で10μl以下である。   In one embodiment, the body fluid analysis system further includes a sample preparation section that separates the extracted sample into a first portion and a second portion that is returned to the patient without analysis. In one embodiment, the first portion is no greater than 60 μl by volume. In other embodiments, the first portion is no greater than 40 μl by volume. In certain embodiments, the main body fluid analysis system further comprises a sample preparation portion configured to separate the first portion into a plurality of portions, one of the plurality of portions including the analysis portion. Yes. In one embodiment, the analysis portion is no greater than 10 μl by volume.

特定の実施の形態では、本液体処理モジュールをポンプシステムと検体検出システムを有する体液分析器とともに利用可能である。本液体処理モジュールは、患者側端部と患者側端部と離間した境界部部分と有し、ポンプシステムと係合し、患者から体液を取得するように構成された液体送出ネットワークを備える。本液体処理モジュールは更に、液体送出ネットワークと連通可能(accessible)で、検体検出システムと連動するように構成された試料分析セルとを備える。液体送出ネットワークは、ネットワークの最大抽出状態に対応する最大抽出領域を有する。最大抽出領域は体積で400μl以下である。   In certain embodiments, the liquid processing module can be used with a body fluid analyzer having a pump system and an analyte detection system. The liquid treatment module includes a liquid delivery network having a patient end and a boundary portion spaced from the patient end and engaged with the pump system and configured to obtain body fluid from the patient. The liquid processing module further includes a sample analysis cell that is accessible to the liquid delivery network and configured to interface with the analyte detection system. The liquid delivery network has a maximum extraction area corresponding to the maximum extraction state of the network. The maximum extraction area is 400 μl or less in volume.

特定の実施の形態では、液体処理モジュールは更に、患者から取得した体液を第1の部分と、分析をせずに患者に戻す第2の部分に分離する試料調合部を備える。一実施の形態では、第1の部分は、体積で60μl以下である。他の実施の形態では、第1の部分は、体積で40μl以下である。特定の実施の形態では、本液体処理モジュールは更に、第1の部分を複数の部分に分離するように構成された試料調合部を備え、複数の部分の一つが分析部分を含む。一実施の形態では、分析部分が体積で10μl以下である。   In certain embodiments, the liquid processing module further comprises a sample preparation unit that separates bodily fluid obtained from the patient into a first part and a second part that is returned to the patient without analysis. In one embodiment, the first portion is no greater than 60 μl by volume. In other embodiments, the first portion is no greater than 40 μl by volume. In certain embodiments, the liquid processing module further comprises a sample preparation portion configured to separate the first portion into a plurality of portions, one of the plurality of portions including an analysis portion. In one embodiment, the analysis portion is no greater than 10 μl by volume.

ここに本発明の目的及び長所を記載する。かかる目的及び長所を必ずしも個別の実施の形態で全て実現していない場合もありうることは理解されたい。このため、例えば、当業者には、本発明を実施又は実行する際に、ここに教示する長所又は長所群の一つを達成、又は最適化するようにして、ここに教示又は示唆する他の目的又は長所を必ずしも達成しない場合があってもよいことは明らかである。   The objects and advantages of the present invention are described here. It should be understood that not all such objects and advantages may be realized in separate embodiments. Thus, for example, those skilled in the art will recognize other advantages or teachings herein to achieve or optimize one or more of the advantages or advantages taught herein when implementing or implementing the present invention. Obviously, an objective or advantage may not necessarily be achieved.

以上、特定の実施の形態の要約を説明した。しかし、特定の実施の形態について説明したが、本発明は(要約ではなく)添付の特許請求の範囲のみによって定義される。当業者には要約した実施の形態及びその他の実施の形態は、好ましい実施の形態を用いて以下、図面を参照して説明する発明の詳細な記述によって容易に明らかになる。但し、本発明はここに開示する個別の実施の形態に限定するものではない。   The summary of the specific embodiment has been described above. However, while specific embodiments have been described, the invention is defined solely by the appended claims (not the abstract). Summary embodiments and other embodiments will be readily apparent to those skilled in the art from the detailed description of the invention that follows, using preferred embodiments and with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the individual embodiments disclosed herein.

構成要素、態様又は特徴を示すため、図面内に参照記号を付しているが、同様の構成要素、態様又は特徴については複数の図面に共通の参照記号を用いている。   In order to show a component, an aspect, or a feature, the reference symbol is attached | subjected in drawing, However, The common reference symbol is used in several drawing about the same component, aspect, or feature.

以下、好ましい実施の形態及び例について個別に説明するが、本発明の内容は、具体的に開示する実施の形態を超えてその他の代替の実施の形態及び/又は本発明の使用へ発展し、明らかな修正態様及び同等物に及ぶことが当業者には理解される。したがって、本明細書に開示する本発明の範囲は、以下に説明する実施の形態によって限定されるものでない。例えば、本明細書に開示する方法又は工程において、方法/工程を構成する行為又は動作は、適当な如何なる手順によって実行してもよく、本明細書に開示されるものに限定する必要はない。各種の実施の形態と従来技術を比較するため、これらの実施の形態の特定の態様及び長所を本明細書中の適当な箇所で説明する。当然のことながら、かかる態様又は長所の全てが、何れの実施の形態からも達成可能とは限らないことは理解されるであろう。例えば、各種の実施の形態は、本明細書で教示する特定長所又は長所群を達成又は最適化するように実施できても、本明細書で教示するその他の態様又は長所を達成するとは限らないことを理解されたい。本明細書で説明するシステム及び方法は、侵襲的手法に用いることができるが、これらのシステム及び方法は、非侵襲的手法又はその他の適当な技術、或いは病院、診療所、ICU又は住宅でも用いることができる。

実施の形態の液体処理システムの概要
Hereinafter, preferred embodiments and examples will be individually described, but the content of the present invention extends beyond the specifically disclosed embodiments to other alternative embodiments and / or uses of the present invention. Those skilled in the art will appreciate that obvious modifications and equivalents are covered. Therefore, the scope of the present invention disclosed in this specification is not limited by the embodiments described below. For example, in the methods or steps disclosed herein, the acts or actions making up the methods / steps may be performed by any suitable procedure and need not be limited to those disclosed herein. In order to compare the various embodiments with the prior art, certain aspects and advantages of these embodiments are described in appropriate places in the specification. Of course, it will be understood that not all such aspects or advantages may be achieved from any embodiment. For example, various embodiments may be implemented to achieve or optimize a particular advantage or group of advantages taught herein, but may not achieve the other aspects or advantages taught herein. Please understand that. Although the systems and methods described herein can be used in invasive procedures, these systems and methods are also used in non-invasive procedures or other suitable techniques, or hospitals, clinics, ICUs, or homes. be able to.

Outline of liquid processing system of embodiment

液体処理システム及び様々な種類の試料流体分析方法について開示する。図1を参照して、患者Pから採取した全血などの試料流体中の1以上の物質の濃度を測定できる、ある実施の形態の液体処理システム10について説明する。液体処理システム10はまた、注入液(infusion fluid)14を患者に注入できるようになっている。   Disclosed are liquid processing systems and various types of sample fluid analysis methods. With reference to FIG. 1, an embodiment of a liquid processing system 10 that can measure the concentration of one or more substances in a sample fluid such as whole blood collected from a patient P will be described. The liquid treatment system 10 is also adapted to inject an infusion fluid 14 into the patient.

図示された液体処理システム10は患者のベッド側に配置され、一般的に、注入液14を保持する容器15と、容器15及び患Pと連通した者採取システム100とを備える。いくつかの実施の形態において、液体処理システム10は、ある量の体液を含有した体外流体管と連通してもよい。管13は、容器15から採取システム100へ延在する。管12は、採取システム100から患者Pへ延在する。いくつかの実施の形態では、図示された管12の代わりに、カテーテル、PV管又はIVネットワーク(network)など適当な体外流体管を、図示の接合部110などのコネクタを用いて採取システム100に接続できる。体外流体管は、患者Pに取り付ける必要はなく、例えば、体外流体管を対象とする体液(例えば血液)又の容器と連通してもよく、或いは単独で、対象とする体液の容器であってもよい。いくつかの実施の形態では、液体処理システム10を構成する1以上の構成要素を、他の施設、部屋、又は適当な遠隔の場所に配置できる。液体処理システム10を構成する1以上の構成要素は、液体処理システム10を構成するその他の1以上の構成要素(又は機器)と、光インタフェース、電気的インタフェース、及び無線インタフェースを含むが、これに限定されない、適当な通信手段によって通信できる。これらのインタフェースは、ローカルネットワーク、インターネット、無線ネットワーク、又はその他の適当なネットワークで構成できる。   The illustrated liquid processing system 10 is disposed on the bed side of a patient and generally includes a container 15 that holds an infusion solution 14 and a person collection system 100 that communicates with the container 15 and the patient P. In some embodiments, the liquid treatment system 10 may be in communication with an extracorporeal fluid line that contains an amount of bodily fluid. A tube 13 extends from the container 15 to the collection system 100. The tube 12 extends from the collection system 100 to the patient P. In some embodiments, instead of the illustrated tube 12, a suitable extracorporeal fluid tube, such as a catheter, PV tube, or IV network, is connected to the collection system 100 using a connector, such as the illustrated junction 110. Can connect. The extracorporeal fluid pipe does not need to be attached to the patient P. For example, the extracorporeal fluid pipe may communicate with a body fluid (for example, blood) or a container intended for the extracorporeal fluid pipe, or may be a body fluid container intended alone. Also good. In some embodiments, one or more components that make up the liquid treatment system 10 can be located in other facilities, rooms, or suitable remote locations. The one or more components constituting the liquid processing system 10 include one or more other components (or devices) constituting the liquid processing system 10, an optical interface, an electrical interface, and a wireless interface. The communication can be performed by an appropriate communication means without limitation. These interfaces can consist of a local network, the Internet, a wireless network, or other suitable network.

注入液14は、水、食塩水、デキストロース、乳酸化リンゲル液、薬物、インシュリン、又はそれらの混合物、或いはその他の適当な物質を含んでもよい。図示の採取システム100は、注入液を患者Pに注入する、及び/又は注入液を分析に用いることができ、いくつかの実施の形態では、体液処理システム10は、注入液を用いなくてもよい。こうして、体液処理システム10は、患者Pに液体を投与ることなく、試料を抜き出してもよい。   Infusion solution 14 may contain water, saline, dextrose, lactated Ringer's solution, drug, insulin, or mixtures thereof, or other suitable materials. The illustrated collection system 100 can inject an infusate into the patient P and / or use the infusate for analysis, and in some embodiments, the bodily fluid treatment system 10 can use no infusion. Good. Thus, the body fluid treatment system 10 may extract the sample without administering the liquid to the patient P.

採取システム100は、管13及び管12と接合部110、120を介して脱着可能に、或いは恒常的に接合できる。患者との接合部110は、図1Bに示すように、患者接合部経路112と採取経路113を含む管束130を流れる液体の流れを選択的に制御できる。採取システム100はまた、患者Pから1以上の試料を適当な手段を用いて抜き出すことができる。採取システム100は、試料に対して1以上の分析を行い、その後試料を患者に戻す、或いは廃棄容器に廃棄できる。いくつかの実施の形態では、採取システム100は、必要に応じて取り外し、交換可能なモジュラーユニットである。採取システム100は、液体処理及び分析装置、接合部、経路、カテーテル、チュービング、液体制御部、バルブ、ポンプ、液体センサ、圧力センサ、温度センサ、ヘマトクリットセンサ、ヘモグロビンセンサ、比色センサ及びガス(又は「バブル」)センサ、流体調節部、ガス注入器、ガスフィルタ、血漿分離器、及び/又は、採取システム100内、又は採取システム100とネットワークの間で情報の伝達を行う通信機(例えば、無線通信器)を備えることができる。図示の採取システム100は、患者接合部110と、患者Pから採取された試料を分析する液体処理及び分析装置140を備える。液体処理及び分析装置140及び患者接合部110は共同して、患者Pへの注入液及び/又は患者Pから抜き出される試料の流れを制御する。試料は、採取した後、他の適当な方法で転送することもできる。   The collection system 100 can be detachably or permanently joined to the tube 13 and the tube 12 via the joints 110 and 120. The patient junction 110 can selectively control the flow of liquid through the tube bundle 130 including the patient junction path 112 and the collection path 113, as shown in FIG. 1B. The collection system 100 can also extract one or more samples from the patient P using suitable means. The collection system 100 can perform one or more analyzes on the sample and then return the sample to the patient or discard it in a waste container. In some embodiments, the harvesting system 100 is a modular unit that can be removed and replaced as needed. The collection system 100 includes liquid processing and analysis devices, junctions, pathways, catheters, tubing, liquid controllers, valves, pumps, liquid sensors, pressure sensors, temperature sensors, hematocrit sensors, hemoglobin sensors, colorimetric sensors and gases (or “Bubble”) sensors, fluid regulators, gas injectors, gas filters, plasma separators and / or communicators (eg, wireless) that communicate information within collection system 100 or between collection system 100 and a network. Communication device). The illustrated collection system 100 includes a patient junction 110 and a liquid processing and analysis device 140 that analyzes a sample collected from a patient P. The liquid processing and analysis device 140 and the patient junction 110 jointly control the infusate to the patient P and / or the sample flow drawn from the patient P. Samples can also be transferred by other suitable methods after collection.

図1Aは、一部の内部部品を説明するための部分破断図を含む液体処理及び分析装置140の拡大図である。液体処理及び分析装置140は、好ましくは、容器15から患者Pへの液体の流れ、及び/又は患者Pから採取した液体の流れを制御するポンプ203を備える。ポンプ203は、液体の流れの流速、方向、及び必要に応じてその他の流量パラメータを選択的に制御できる。本明細書において「ポンプ」という用語は広義であり、圧力/加圧装置、真空装置、或いは流体の流れを発生させるその他の如何なる適当な手段を意味するが、これに限定されるものではない。ポンプ203は、これに限定されないが、可逆的蠕動ポンプ、バルブと共同して二方向に流れを発生させる二方向ポンプ、一方向ポンプ、可変ポンプ、シリンジ、膜ポンプ、ローラポンプ、又はその他の適当な加圧ポンプを含むことができる。   FIG. 1A is an enlarged view of a liquid processing and analysis apparatus 140 including a partial cutaway view for illustrating some internal components. The liquid processing and analysis device 140 preferably includes a pump 203 that controls the flow of liquid from the container 15 to the patient P and / or the flow of liquid collected from the patient P. The pump 203 can selectively control the flow rate, direction, and other flow parameters of the liquid flow as needed. As used herein, the term “pump” is broad and refers to, but is not limited to, a pressure / pressurization device, a vacuum device, or any other suitable means for generating a fluid flow. Pump 203 may be, but is not limited to, a reversible peristaltic pump, a two-way pump that generates flow in two directions in conjunction with a valve, a one-way pump, a variable pump, a syringe, a membrane pump, a roller pump, or other suitable Pressure pumps can be included.

図示の液体処理及び分析装置140は、表示部141と入力部143を備える。図示の液体処理及び分析装置140は、取り入れた液体試料を分析するように構成された採取部200を備えることができる。採取部200は、試料を受け取り、試料を調合し、及び/又は(調合済み又は未調合の)試料に1以上の試験を受けさせることができる。次に採取部200は、試料を受け取り、試験の結果を分析できる。採取部200は、これに限定されないが、分離器、フィルタ、遠心分離器、遠心分離器、試料要素、及び/又は以下に詳細に説明する検出システムを備えることができる。採取部200(図3)は、体液試料内の1以上の検体濃度を検出する検体検出システムを備えることができる。いくつかの実施の形態では、採取部200は、分析用に試料を調合できる。液体処理及び分析装置140が患者Pから採取した全血内の血漿の分析を行う場合、フィルタ、分離器、遠心分離器又はその他の種類の試料調合器を用いて、血漿を血液中のその他の成分から分離できる。分離工程の後、採取部200は、血漿を分析して、例えば、患者Pのグルコースレベルを測定できる。採取部200は、試料の分析を行うために分光方法、比色方法、電気化学的方法、又はその他の適当な方法を用いることができる。   The illustrated liquid processing and analysis apparatus 140 includes a display unit 141 and an input unit 143. The illustrated liquid processing and analysis device 140 can include a collection unit 200 configured to analyze an incorporated liquid sample. The collection unit 200 can receive the sample, prepare the sample, and / or have the (prepared or unprepared) sample undergo one or more tests. Next, the collection unit 200 can receive the sample and analyze the result of the test. The collection unit 200 may include, but is not limited to, a separator, a filter, a centrifuge, a centrifuge, a sample element, and / or a detection system described in detail below. The collection unit 200 (FIG. 3) can include a sample detection system that detects one or more sample concentrations in the body fluid sample. In some embodiments, the collection unit 200 can prepare a sample for analysis. When the liquid processing and analysis device 140 analyzes plasma in whole blood collected from the patient P, the plasma is removed from other blood in the blood using a filter, separator, centrifuge or other type of sample preparation device. Can be separated from the components. After the separation step, the collection unit 200 can analyze the plasma to measure the glucose level of the patient P, for example. The sampling unit 200 can use a spectroscopic method, a colorimetric method, an electrochemical method, or other suitable methods to analyze the sample.

再び図1及び図1Aを参照して説明を続ける。容器15内の液体14は管13を介して液体源経路111に流れる。液体は更に、経路111を介してポンプ203に流れ、ポンプ203は液体を加圧する。すると液体14は、ポンプ203から患者接合部経路112を介してカテーテル11から患者P内に流入する。患者Pの体液(例えば、全血、血漿、間質液、胆汁、汗、排出物等)を分析するため、液体処理及び分析装置140は、患者Pから試料をカテーテル11を介して患者接合部110へ抽出する。患者接合部110は、液体試料を採取部200へ続く採取経路113へ導く。採取部200は、試料に対して1以上の分析を行うことができる。液体処理及び分析装置140は、採取部200から得られた結果を表示部141上で出力できる。   The description will be continued with reference to FIGS. 1 and 1A again. The liquid 14 in the container 15 flows to the liquid source path 111 through the pipe 13. The liquid further flows to the pump 203 via the path 111, and the pump 203 pressurizes the liquid. The liquid 14 then flows from the catheter 11 into the patient P via the patient joint path 112 from the pump 203. In order to analyze the body fluid of the patient P (for example, whole blood, plasma, interstitial fluid, bile, sweat, excretion, etc.), the liquid processing and analysis device 140 sends a sample from the patient P via the catheter 11 to the patient junction. Extract to 110. The patient junction 110 guides the liquid sample to the collection path 113 that continues to the collection unit 200. The sampling unit 200 can perform one or more analyzes on the sample. The liquid processing and analysis apparatus 140 can output the result obtained from the collection unit 200 on the display unit 141.

いくつかの実施の形態では、液体処理システム10は、患者Pから体液試料を抽出して分析を行い、リアルタイム又はほぼリアルタイムでグルコースレベルを測定できる。体液試料は、患者Pから継続的に、一定の間隔(例えば、5、10、15、20、30、60分)、又は不規則な間隔、或いは、任意の時間又は手順で所望の測定のために抽出できる。これらの測定値は患者のベッド側で表示部141によって快適に表示できる。   In some embodiments, the liquid processing system 10 can extract a body fluid sample from the patient P for analysis and measure glucose levels in real time or near real time. Body fluid samples can be taken from patient P continuously, at regular intervals (eg, 5, 10, 15, 20, 30, 60 minutes), at irregular intervals, or for any desired measurement at any time or procedure Can be extracted. These measured values can be comfortably displayed by the display unit 141 on the bed side of the patient.

図示の液体処理システム10は、スタンド16に取り付け、病院、ICU、住宅、診療所などで使用できるようになっている。いくつかの実施の形態では、液体処理システム10は、外来患者用に搬送可能又は携帯可能である。外来用液体処理システム10を患者に繋げることを可能とするため(例えば、紐で結ぶ、付着させる等)、図1に示す臨床用液体処理システム10よりも小型でもよい。いくつかの実施の形態では、液体処理システム10は、継続的なモニタリングのために使用できるように、皮下に埋め込む大きさの埋め込み用システムとなっている。いくつかの実施の形態では、液体処理システム10を更に小型化して、液体処理システム全体を埋め込めるようにしている。他の実施の形態では、液体処理システム10の一部のみを埋め込める大きさにしている。   The illustrated liquid processing system 10 is attached to a stand 16 and can be used in hospitals, ICUs, houses, clinics, and the like. In some embodiments, the liquid treatment system 10 is transportable or portable for outpatients. In order to make it possible to connect the outpatient liquid processing system 10 to a patient (for example, by tying or attaching the outpatient liquid processing system 10), it may be smaller than the clinical liquid processing system 10 shown in FIG. 1. In some embodiments, the liquid treatment system 10 is an implantation system sized to be implanted subcutaneously so that it can be used for continuous monitoring. In some embodiments, the liquid processing system 10 is further miniaturized so that the entire liquid processing system can be embedded. In other embodiments, only a portion of the liquid processing system 10 can be embedded.

いくつかの実施の形態では、液体処理システム10は、使い捨ての液体処理システム、及び/又は1以上の使い捨て部を有する。本明細書において、システム又は、カセット又は試料要素などの構成要素(又は構成要素の組み合わせ)に適用する「使い捨て」とは、広義であり、対象とする構成要素が、有限の回数使用した後に廃棄されることを意味するが、これに限定されることはない。一部の使い捨て構成要素は、1回使用したら廃棄する。他の使い捨て構成要素は、2回以上使用した後に廃棄する。例えば、液体処理及び分析装置140は、以下に説明するように、中央計器部と、中央計器部に取り付けた使い捨てカセットを備えてもよい。使い捨てカセットは、所定の時間使用して所定の量の試料流体に分析などを行えるようになっている。いくつかの実施の形態では、カセットを使用して複数の試料を調合し、中央計器部で続けて分析できるようになっている。所望の数のカセットを備えた再利用可能な中央計器部を使用する。付加的に、或いは代替に、輸送に都合のよいように、カセットを携帯可能、又は手持ちのカセットとできる。これらの実施の形態では、カセットは、中央計器部に手作業で取り付ける、又は取り外せる。いくつかの実施の形態では、カセットを、以下に説明するように、中央計器部に恒久的に取り付ける、使い捨てでないカセットとしてもよい。   In some embodiments, the liquid processing system 10 includes a disposable liquid processing system and / or one or more disposable parts. In this specification, “disposable” applied to a system or a component (or a combination of components) such as a cassette or a sample element is a broad meaning, and is discarded after a target component is used a finite number of times. It is meant to be, but is not limited to this. Some disposable components are discarded after a single use. Other disposable components are discarded after more than one use. For example, the liquid processing and analysis device 140 may include a central instrument section and a disposable cassette attached to the central instrument section, as described below. The disposable cassette can be used for a predetermined amount of time to analyze a predetermined amount of sample fluid. In some embodiments, a cassette is used to prepare multiple samples for subsequent analysis at the central instrument section. A reusable central instrument section with the desired number of cassettes is used. Additionally or alternatively, the cassette can be portable or hand-held for convenient transportation. In these embodiments, the cassette can be manually attached to or removed from the central instrument section. In some embodiments, the cassette may be a non-disposable cassette that is permanently attached to the central instrument section, as described below.

本明細書では、複数の実施の形態の液体処理システム、採取システム、液体処理及び分析装置、検体システム及びそれらの使用方法について説明する。第I部では、患者から抽出した液体を分析のために輸送する際に使用可能な様々な実施の形態の液体処理システムを開示する。以下の第II部では、第I部の装置と共に使用できる様々な実施の形態の液体処理方法を開示する。以下の第III部では、第I部の装置又は第II部の方法と共に使用可能な様々な実施の形態の採取システムを開示する。以下の第IV部では、材料試料中の1以上の検体濃度を検出するために使用できる様々な実施の形態の試料分析システムを開示する。以下の第V部では、試料スペクトルから検体濃度を測定する方法を開示する。

第I部 液体処理システム
In the present specification, a liquid processing system, a collection system, a liquid processing and analysis apparatus, a specimen system, and methods of using them according to a plurality of embodiments will be described. Part I discloses various embodiments of liquid processing systems that can be used in transporting liquid extracted from a patient for analysis. In Part II below, various embodiments of liquid treatment methods that can be used with the Part I apparatus are disclosed. In Part III below, various embodiments of the collection system that can be used with the Part I apparatus or Part II method are disclosed. Part IV below discloses various embodiments of sample analysis systems that can be used to detect one or more analyte concentrations in a material sample. Part V below discloses a method for measuring analyte concentration from a sample spectrum.

Part I Liquid treatment system

図1は、スタンド16によって支持され、内部に液体を充填可能な容器15と、カテーテル11と、採取システム100を備えた液体処理システム10の概略図である。液体処理システム10は、容器、採取システム、カテーテルの間を繋ぐ導管を形成する1以上の経路20を備えている。一般的に、採取システム100は、液体14などの液体を受けるようになっており、これに限定されることはないが、患者Pに挿入するカテーテル11を用いて患者と繋がっている。液体14は、これに限定されることはないが、食塩水、乳酸化リンゲル液、又は水などの患者に注入するための液体である。採取システムは、患者と繋がると、この液体を患者に注入できるようになっている。更に、採取システム100は、血液などの試料を患者からカテーテル11及び経路20を介して抽出し、抽出した試料の少なくとも一部を分析できるようになっている。採取システムは抽出した試料の、これに限定されないが、血漿グルコース、血中尿素窒素(BUN)、ヘマトクリット、ヘモグロビン又は乳酸のレベル等の1以上の性質を測定する。必要な場合、採取システム100は、これ以外の装置又はセンサを備え、これに限定されないが、患者の血圧、採取システム内の圧力変動、試料抽出速度など、これ以外の患者又は装置に関する、情報を測定する。   FIG. 1 is a schematic view of a liquid processing system 10 that is supported by a stand 16 and includes a container 15 that can be filled with liquid, a catheter 11, and a collection system 100. The liquid processing system 10 includes one or more pathways 20 that form a conduit connecting the container, collection system, and catheter. In general, the collection system 100 is adapted to receive a liquid such as the liquid 14 and is connected to the patient using a catheter 11 inserted into the patient P, although not limited thereto. Although the liquid 14 is not limited to this, it is a liquid for inject | pouring into patients, such as a salt solution, lactated Ringer's solution, or water. When the collection system is connected to the patient, the liquid can be injected into the patient. Further, the collection system 100 can extract a sample such as blood from a patient via the catheter 11 and the path 20 and analyze at least a part of the extracted sample. The collection system measures one or more properties of the extracted sample such as, but not limited to, plasma glucose, blood urea nitrogen (BUN), hematocrit, hemoglobin or lactic acid levels. If necessary, the collection system 100 may include other devices or sensors, including but not limited to information about other patients or devices such as patient blood pressure, pressure fluctuations within the collection system, sampling rate, etc. taking measurement.

より具体的には、図1に示すように、採取システム100は、患者接合部110、液体処理及び分析装置140、及び接合部120を備える。採取システム100は、経路、液体制御及び測定器、分析器を組み合わせており、試料を導いて液体を分析するようになっている。採取システム100の経路20は、接合部120から液体処理及び分析装置140迄の液体源経路111と、液体処理及び分析装置140から患者接合部110迄の患者接合部経路112と、患者接合部110から液体処理及び分析装置140迄の採取経路113を含む。本システムの説明を容易にするため、経路20を1以上の経路、例えば経路111、112、113を含むように示しているが、経路は、これに限定されないが、ポンプ、バルブ、マニホルド、及び分析用機器などの、1以上の個別の構成要素、及びその他の多くの介在する構成要素を含んでもよいことを理解されたい。   More specifically, as shown in FIG. 1, the collection system 100 includes a patient joint 110, a liquid processing and analysis device 140, and a joint 120. The collection system 100 combines a path, a liquid control and measurement device, and an analyzer, and guides a sample to analyze the liquid. Path 20 of collection system 100 includes a liquid source path 111 from junction 120 to liquid treatment and analysis device 140, a patient junction path 112 from liquid treatment and analysis device 140 to patient junction 110, and patient junction 110. To a liquid processing and analysis device 140. For ease of description of the system, path 20 is shown to include one or more paths, such as paths 111, 112, 113, but the path is not limited to this, but includes pumps, valves, manifolds, and It should be understood that one or more individual components, such as analytical instruments, and many other intervening components may be included.

本明細書では、「経路」とは広義であり、その通常の意味で用い、これに限定されないが、明示的に示されない限り、液体又はガスなどの流体が通過できる導管として機能する部材の開口部を含む。経路は、これに限定されないが、可撓性、不可撓性、又は部分的に可撓性の管、開口部を有する積層構造体、部材を貫通する孔、及びその他の導管として機能しうる如何なる構造体、又はその組み合わせを含む。液体を患者に与える、又は血液を輸送するための経路の内面は、好ましくは、これに限定されないが、シリコン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)又はポリエチレン(PE)を含む生体適合性材料で形成する。一つの種類の好ましい経路は、流体接触面を生体適合性材料で形成した可撓性の管である。本明細書において経路は、接合した際に経路を形成する、個別の部分も含む。   As used herein, “path” is broadly defined and is used in its ordinary sense and is not limited thereto, but unless explicitly indicated, an opening in a member that functions as a conduit through which a fluid, such as a liquid or gas, can pass. Part. The pathway can be, but is not limited to, any flexible, inflexible, or partially flexible tube, laminated structure with openings, holes through the member, and other conduits. Includes structures or combinations thereof. The inner surface of the pathway for delivering fluid to the patient or transporting blood is preferably formed of a biocompatible material including, but not limited to, silicon, polyetheretherketone (PEEK) or polyethylene (PE). . One type of preferred path is a flexible tube with a fluid contact surface formed of a biocompatible material. As used herein, a path also includes individual portions that form the path when joined.

経路内面は、導管固有の特性を強化するため、血液凝固に影響を与える皮膜や、流れによって生じる摩擦を減少する皮膜など、様々な種類の皮膜を有してもよい。皮膜は、これに限定されないが、分子処理物又はイオン処理物を含んでもよい。   The inner surface of the passage may have various types of coatings, such as coatings that affect blood coagulation and coatings that reduce friction caused by flow to enhance the inherent properties of the conduit. The film may include, but is not limited to, a molecular processed product or an ion processed product.

本明細書において、「接合した」とは広義であり、その通常の意味で用い、これに限定されないが、明示的に示されない限り、2つ以上の物(例えば部品、装置、患者など)について、直接的、(例えば、介在物を介して)間接的、連続的、選択的、又は断続的に物理的に接触した、又は付着した状態、及び/又は直接的、間接的、連続的、(例えば、1以上の介在するバルブ、液体処理部、スイッチ、負荷などを用いて)選択的、又は断続的に流体連通した状態、電気又は光信号による通信状態を含む。流体連通した状態とは、2以上の対象とするものの間を連続的に、又は接触して延在する流体カラム(column)又は液体カラムが存在するかないかに関わらず、存在すると考える。様々な種類の接合部が、本明細書に記載の液体処理システムの構成要素を接続できる。本明細書において、「接合部」とは広義であり、その通常の意味で用い、これに限定されないが、明示的に示されない限り、経路又は電気配線を接続して、(直接的、間接的、連続的、選択的または断続的であるかないかに関わらず)接合部の何れかの側を接合又は連通させる機器を意味する。本明細書において接合部は、流体が通過できる開口部を接続する機器も含む。これらの接合部は、介在するバルブ、スイッチ、液体処理機器など、流量に影響を与えるものも含んでもよい。いくつかの実施の形態では、接合部はまた、上述の複数の実施の形態で説明したように、測定器、制御器及び液体調合器などの機器を収容してもよい。   In this specification, the term “joined” is used in its broad sense and is used in its ordinary sense, but is not limited thereto, but two or more things (eg, parts, devices, patients, etc.) unless explicitly indicated. Direct, indirect (eg, via inclusions), continuous, selective, or intermittently in physical contact or attachment, and / or direct, indirect, continuous, ( For example, including a state of selective or intermittent fluid communication (using one or more intervening valves, liquid processing units, switches, loads, etc.), a communication state by electrical or optical signals. A fluid communication state is considered to exist whether or not there is a fluid column or liquid column extending continuously or in contact between two or more objects of interest. Various types of joints can connect the components of the liquid processing system described herein. In this specification, the term “junction” has a broad meaning and is used in its ordinary sense, and is not limited to this. Means a device that joins or communicates on either side of the joint (whether continuous, selective or intermittent). In this specification, the junction includes an apparatus that connects an opening through which fluid can pass. These joints may include those that affect the flow rate, such as intervening valves, switches, and liquid processing equipment. In some embodiments, the junction may also contain equipment such as a meter, controller, and liquid dispenser, as described in the above embodiments.

液体処理及び分析装置140は、既に説明したように、経路20を流れる流体の流れを制御して、患者から抽出した試料の分析を行う。液体処理及び分析装置140は、表示部141とボタン143などの入力部を備える。表示部141は、液体処理及び分析装置140が実行する動作又は分析結果に関する情報を提供する。一実施の形態では、表示部141は、情報を液体処理及び分析装置140に入力するために使用するボタン143の機能を表示する。液体処理及び分析装置140に入力される情報又は液体処理及び分析装置140によって得られる情報は、これに限定されないが、必要とする注入比、用量比、採取比、又は、これに限定されないが、患者識別番号、又は医療情報などの患者固有の情報を含む。他の代替の実施の形態では、液体処理及び分析装置140は、患者Pに関する情報を、例えば、これに限定されないが、病状、投与中の薬剤、臨床検査時の血液に関する報告書、性別、体重を含む、患者固有の情報を有する病院通信ネットワークなどの通信ネットワークを介して取得する。本発明の範囲を限定するものではないが、液体処理システム10の用途の一例として、図1にカテーテル11を患者Pに接合した場合を示す。   As described above, the liquid processing and analysis apparatus 140 controls the flow of the fluid flowing through the path 20 and analyzes the sample extracted from the patient. The liquid processing and analysis apparatus 140 includes an input unit such as a display unit 141 and a button 143. The display unit 141 provides information on the operation or analysis result executed by the liquid processing and analysis device 140. In one embodiment, the display 141 displays the function of the button 143 used to input information to the liquid processing and analysis device 140. Information input to the liquid processing and analysis device 140 or information obtained by the liquid processing and analysis device 140 is not limited to, but is not limited to, an injection ratio, a dose ratio, a sampling ratio, or the like. Includes patient-specific information such as patient identification number or medical information. In other alternative embodiments, the liquid processing and analysis device 140 may provide information regarding the patient P, such as, but not limited to, a medical condition, a drug being administered, a blood report at the time of a clinical test, gender, weight Through a communication network such as a hospital communication network having patient specific information. Although the scope of the present invention is not limited, FIG. 1 shows a case where the catheter 11 is joined to the patient P as an example of the use of the liquid processing system 10.

以下に説明するように、液体処理システム10は、患者の静脈又は動脈にカテーテルを挿入してもよい。採取システム100は、容器15及びカテーテル11と取り外し可能に接合する。このため、例えば、図1に示すように、容器15は、容器への又は容器からの液体の経路を形成する管13を有し、カテーテル11は、患者外部の管12を有するカテーテルを有している。接合部120は、管13と経路111を接合するようになっている。患者接合部110は、管12と連結し、経路112と経路113とを接合するようになっている。   As described below, the liquid treatment system 10 may insert a catheter into a patient's vein or artery. The collection system 100 is removably joined to the container 15 and the catheter 11. Thus, for example, as shown in FIG. 1, the container 15 has a tube 13 that forms a path for liquid to or from the container, and the catheter 11 has a catheter having a tube 12 outside the patient. ing. The joint portion 120 joins the pipe 13 and the path 111. The patient joint 110 is connected to the tube 12 and joins the path 112 and the path 113.

患者接合部110はまた、経路112と経路113を流れる流れを制御、導く、処理する、或いは影響を与える1以上の機器を有してもよい。いくつかの実施の形態では、患者接合部110と液体処理及び分析装置140との間の信号をやりとりする1以上の回線1114を備える。回線114は、電気的な回線、光通信回線、無線通信回線、又はその他の通信手段でもよい。図1に示すように、採取システム100は、経路112、経路113、及び回線114を含んでもよい。装置140と患者接合部110との間の経路及び電気的な回線を、これに限定されないが、管束130と呼ぶものとする。   Patient junction 110 may also include one or more devices that control, direct, process, or affect the flow through path 112 and path 113. In some embodiments, one or more lines 1114 are provided for exchanging signals between the patient junction 110 and the liquid processing and analysis device 140. The line 114 may be an electrical line, an optical communication line, a wireless communication line, or other communication means. As shown in FIG. 1, the collection system 100 may include a route 112, a route 113, and a line 114. The path and electrical line between the device 140 and the patient junction 110 shall be referred to as, but not limited to, the tube bundle 130.

各種の実施の形態において、液体処理及び分析装置140及び/又は患者接合部110は、他の構成要素(図1に示されてない)を含み、これに限定されないが、例えば、バルブ、ポンプなどの液体制御部、圧力センサ、温度センサ、ヘマトクリットセンサ、ヘモグロビンセンサ、比色センサ、ガス(又は「バブル」)センサを含む液体センサ、ガス注入器、ガスフィルタ、及び血漿分離器を含む流体調節部、採取システム内又は採取システム100と無線ネットワークとの間で情報の伝達を行う無線通信部など、図1に示した以外の構成要素を含む。   In various embodiments, the liquid processing and analysis device 140 and / or the patient interface 110 includes other components (not shown in FIG. 1), such as, but not limited to, valves, pumps, etc. Fluid control unit, pressure sensor, temperature sensor, hematocrit sensor, hemoglobin sensor, colorimetric sensor, liquid sensor including gas (or “bubble”) sensor, fluid injector including gas injector, gas filter, and plasma separator 1 includes components other than those shown in FIG. 1, such as a wireless communication unit that transmits information within the collection system or between the collection system 100 and the wireless network.

一実施の形態において、患者接合部110は、血液が液体液14に流入したことを検知する機器を備え、採取した試料が経路113を通って抽出されたことを知らせるようになっている。患者接合部110にこのような機器を設けることによって、試料を分析する液体処理システム10が管12の実際の長さの影響を受けずに動作できるようになる。したがって、管束130は、患者接合部110と液体処理及び分析装置140の間で、空気を含む流体を運ぶ、または情報通信を行うための、これに限定されることはないが、例えば1以上のその他の経路及び/又は配線を含む、構成要素を含んでもよい。   In one embodiment, the patient junction 110 is equipped with a device that detects that blood has flowed into the liquid liquid 14 and informs that the collected sample has been extracted through the path 113. Providing such a device at the patient junction 110 allows the liquid processing system 10 for analyzing the sample to operate without being affected by the actual length of the tube 12. Thus, the tube bundle 130 is not limited to carrying fluids including air or communicating information between the patient junction 110 and the liquid processing and analysis device 140, for example one or more Components may be included, including other paths and / or wiring.

一実施の形態の採取システム100では、管束130の経路及び回線は、患者接合部110を患者Pの近傍に配置できるように十分に長く、例えば、管12の長さは0.1〜0.5メートル、好ましくは約0.15メートルで、液体処理及び分析装置140は、都合のよい距離、例えば、スタンド16の近傍に配置するようになっている。このため、例えば、管束130は0.3〜3メートル、より好ましくは1.5〜2.0メートルの長さとなる。必須ではないが、患者接合部110及び接合部120が、管12、13をそれぞれ取り付けられるように、脱着可能な接合部を有することが好ましい。一実施の形態では、容器15/管13及びカテーテル11/管12は、スタンドと医療用部品であり、採取システム100は、容器及びカテーテルを液体処理システム10に容易に取り付け及び液体処理システム10から取り外しできるようになっている。   In one embodiment of the collection system 100, the path and line of the tube bundle 130 is long enough to allow the patient junction 110 to be placed near the patient P, for example, the length of the tube 12 is 0.1-0. At 5 meters, preferably about 0.15 meters, the liquid processing and analysis device 140 is adapted to be located at a convenient distance, for example in the vicinity of the stand 16. Therefore, for example, the tube bundle 130 has a length of 0.3 to 3 meters, more preferably 1.5 to 2.0 meters. Although not required, it is preferred that the patient joint 110 and the joint 120 have removable joints so that the tubes 12, 13 can be attached respectively. In one embodiment, container 15 / tube 13 and catheter 11 / tube 12 are stands and medical parts, and collection system 100 can easily attach and remove containers and catheters to and from liquid processing system 10. It can be removed.

他の実施の形態の採取システム100では、管12、13と経路111、112の実質的な部分はほぼ同一の内部断面積を有する。必須ではないが、経路113の内部断面積は経路111、112の内部断面積よりも小さいことが好ましい(図1Bを参照)。以下に説明するように、この面積の差によって、液体処理システム10は患者接合部110から少量の血液の試料を液体処理及び分析装置140へ搬送できる。   In other embodiments of the collection system 100, the substantial portions of the tubes 12, 13 and the channels 111, 112 have substantially the same internal cross-sectional area. Although not essential, the internal cross-sectional area of the path 113 is preferably smaller than the internal cross-sectional areas of the paths 111 and 112 (see FIG. 1B). As described below, this area difference allows the liquid processing system 10 to transport a small amount of blood sample from the patient junction 110 to the liquid processing and analysis device 140.

例えば、一実施の形態では、経路111、112は、内径が0.3ミリから1.50ミリ、より好ましくは0.60ミリから1.2ミリの管で形成される。経路113は、内径が0.3ミリから1.50ミリ、より好ましくは0.60ミリから1.2ミリの管で形成される。   For example, in one embodiment, the paths 111, 112 are formed of tubes having an inner diameter of 0.3 mm to 1.50 mm, more preferably 0.60 mm to 1.2 mm. The passage 113 is formed by a tube having an inner diameter of 0.3 mm to 1.50 mm, more preferably 0.60 mm to 1.2 mm.

図1に患者と液体源を接合する採取システム100を示したが、本開示の範囲は本実施の形態に限定されるものではない。代替の実施の形態は、これに限定されないが、より多くの数の、或いはより少ない数の接合部又は経路を備えてもよく、接合部は、液体処理システム10内の異なる位置、代替の流体経路に配置してもよい。例えば、経路111、112は、1つの管で形成してもよく、或いは、例えば、採取システム100内の他の管への分岐部を含む2つ以上の連結した管でもよく、及び/又は患者に注入する、或いは患者から試料を抽出する分岐部を有してもよい。更に、患者接合部110及び接合部120及び採取システム100は、以下に説明するように流体の流れを制御するポンプ及び/又はバルブを備える。   Although the collection system 100 that joins the patient and the liquid source is shown in FIG. 1, the scope of the present disclosure is not limited to the present embodiment. Alternative embodiments may include, but are not limited to, a greater or lesser number of junctions or pathways, where the junctions are located at different locations within the liquid treatment system 10, alternative fluids. It may be arranged in the route. For example, the pathways 111, 112 may be formed of one tube, or may be two or more connected tubes including, for example, branches to other tubes in the collection system 100 and / or the patient. It may have a bifurcation for injecting into or extracting a sample from the patient. In addition, patient junction 110, junction 120, and collection system 100 include pumps and / or valves that control fluid flow, as described below.

図1A及び図2は、患者Pから採取した血液を分析するように構成された採取システム100を示す図である。図1に示した実施の形態の採取システムとほぼ同様であるが、相違点について以下詳細に説明する。図1と図2の実施の形態と同様の構成には同様の図番を付して説明する。図1及び図2に、採取要素部220と接合部230、経路111、113の部分、回線114を備えた患者接合部110、及びポンプ、203、採取部200、制御部210を備えた液体処理及び分析装置140を示す。ポンプ203、採取部200及び制御部は、液体処理及び分析装置140のハウジング209内に収納されている。経路111は、接合部120からハウジング209を介してポンプ203へ延在している。管束130は、ポンプ203、採取部200及び制御部210から患者接合部110へ延在している。   1A and 2 are diagrams illustrating a collection system 100 configured to analyze blood collected from a patient P. FIG. Although it is almost the same as the sampling system of the embodiment shown in FIG. 1, the differences will be described in detail below. The same components as those in the embodiment of FIGS. 1 and 2 will be described with the same reference numerals. FIG. 1 and FIG. 2 show a liquid treatment including a sampling element 220 and a junction 230, portions of paths 111 and 113, a patient junction 110 including a line 114, and a pump 203, a sampling unit 200, and a controller 210. And an analyzer 140. The pump 203, the collection unit 200, and the control unit are housed in the housing 209 of the liquid processing and analysis device 140. The path 111 extends from the joint 120 to the pump 203 via the housing 209. The tube bundle 130 extends from the pump 203, the sampling unit 200 and the control unit 210 to the patient joint 110.

図1A及び図2に示すように、経路111は、接合部120とポンプ203を流体連通し、経路113は、ポンプ203と接合部110を流体連通する。制御部210は、ポンプ203、採取部200、採取要素部220と回線114を介して通信する。制御部210は、メモリ212にアクセスでき、必要に応じて、これに限定されないが、DVD又はCD−ROM読取部を含む媒体読取部214、及び、これに限定されないが、専用回線、イントラネット又はインターネット接続を含む、有線又は無線通信ネットワークを有する通信リンク216へアクセスできる。   As shown in FIGS. 1A and 2, the path 111 provides fluid communication between the joint 120 and the pump 203, and the path 113 provides fluid communication between the pump 203 and the joint 110. The control unit 210 communicates with the pump 203, the sampling unit 200, and the sampling element unit 220 via the line 114. The control unit 210 can access the memory 212 and, if necessary, a medium reading unit 214 including, but not limited to, a DVD or CD-ROM reading unit, and a private line, an intranet, or the Internet. A communication link 216 having a wired or wireless communication network, including connections, can be accessed.

以下に説明するように、いくつかの実施の形態では、採取部200は、1以上の経路、ポンプ、及び/又はバルブを含んでもよく、採取要素部220は、経路、センサ、バルブ、及び/又は試料検出器を備えてもよい。制御部210は、採取要素部220内のセンサ及び機器から、採取部200内のセンサ及び分析機器から情報を収集し、調整信号を送出し、ポンプ203及び、存在する場合は、採取要素部220内のポンプとバルブを制御する。   As described below, in some embodiments, the collection unit 200 may include one or more pathways, pumps, and / or valves, and the collection element unit 220 may include pathways, sensors, valves, and / or valves. Alternatively, a sample detector may be provided. The control unit 210 collects information from the sensors and instruments in the sampling element unit 220 and from the sensors and analysis instruments in the sampling unit 200 and sends an adjustment signal to the pump 203 and, if present, the sampling element unit 220. Control the pumps and valves inside.

液体処理及び分析装置140はポンプを、順方向(患者の方向)及び反対方向(患者から離れる方向)に駆動する機能を有する。このため、例えば、ポンプ203が液体14を患者Pへ導く、或いは患者Pから血液試料などの試料をカテーテル11から採取要素部220へ汲み出し、そこから更に分析のために経路113を介して採取部200へ導くこともできる。好ましくは、ポンプ203は、少なくとも、患者の結果を開いた状態に保てる程度の順方向の流速を発生し、一実施の形態では、順方向の流速が1〜5ml/時である。いくつかの実施の形態では、液体の流速が約0.05ml/時、0.1ml/時、0.2ml/時、0.4ml/時、0.6ml/時、0.8ml/時、1.0ml/時、及びこれらの流速を含む範囲であり、いくつかの実施の形態では、例えば、液体の流速は、約1.0ml/時を下回ってもよい。特定の実施の形態では、液体の流速は、約0.1ml/時を下回ってもよい。反対方向に動作時は、液体処理及び分析装置140はポンプを、患者から試料を採取要素部220へ汲み出して、経路113を通って流れるように駆動する機能を有する。一実施の形態では、ポンプ203は、血液を採取要素部220へ逆流させる、好ましくは、採取部を超えて十分な距離迄血液を逆流させて、採取部が確実に未希釈の血液試料を含有するようにしている。一実施の形態では、経路113の内径は、25〜200ミクロン、より好ましくは50〜100ミクロンである。採取部200は、少量の試料、例えば、10から100マイクロリットルの血液、より好ましくは40マイクロリットルの量の血液を採取要素部220から汲み出す。   The liquid processing and analysis device 140 has the function of driving the pump in the forward direction (patient direction) and in the opposite direction (direction away from the patient). For this reason, for example, the pump 203 guides the liquid 14 to the patient P, or pumps a sample such as a blood sample from the patient P to the collection element unit 220, and from there through the path 113 for further analysis. It can also lead to 200. Preferably, the pump 203 generates a forward flow rate that is at least sufficient to keep the patient's results open, and in one embodiment, the forward flow rate is 1-5 ml / hour. In some embodiments, the liquid flow rate is about 0.05 ml / hour, 0.1 ml / hour, 0.2 ml / hour, 0.4 ml / hour, 0.6 ml / hour, 0.8 ml / hour, 1 ml 0.0 ml / hour and ranges including these flow rates, and in some embodiments, for example, the liquid flow rate may be less than about 1.0 ml / hour. In certain embodiments, the liquid flow rate may be less than about 0.1 ml / hour. When operating in the opposite direction, the liquid processing and analysis device 140 has the function of driving the pump to pump the sample from the patient to the collection element 220 and to flow through the path 113. In one embodiment, the pump 203 causes the blood to flow back to the collection element portion 220, preferably backflow the blood to a sufficient distance beyond the collection portion to ensure that the collection portion contains an undiluted blood sample. Like to do. In one embodiment, the inner diameter of the path 113 is 25-200 microns, more preferably 50-100 microns. The collection unit 200 pumps a small amount of sample, eg, 10 to 100 microliters of blood, more preferably 40 microliters of blood, from the collection element unit 220.

一実施の形態では、ポンプ203は、経路111の可撓性部分に働く、方向を制御可能なポンプである。方向を制御可能なポンプの例として、これに限定されないが、可逆的蠕動ポンプ又は、バルブと連動して動作して、二方向の流れを発生する2つの一方向ポンプが含まれる。代替の実施の形態では、ポンプ203は、これに限定されないが、シリンジ、及び/又はバルブなどの可変ポンプを含む、経路111中の2方向の流れを制御するポンプの組み合わせも含む。   In one embodiment, pump 203 is a directionally controllable pump that acts on the flexible portion of path 111. Examples of directionally controllable pumps include, but are not limited to, reversible peristaltic pumps or two one-way pumps that operate in conjunction with a valve to generate bi-directional flow. In an alternative embodiment, pump 203 also includes a combination of pumps that control bi-directional flow in path 111, including but not limited to syringes and / or variable pumps such as valves.

制御部210は、液体処理システム10の動作を制御し、液体処理及び分析装置140からの試料測定値を分析する1以上のプロセッサを備える。制御部210はまた、ボタン143からの入力を受け付けて、表示部141に情報を出力する。必要に応じて、制御部210は有線又は無線通信システム、例えば、患者の情報について病院ネットワークと双方向に通信する。制御部210を備える1以上のプロセッサは、液体処理及び分析装置140内又は装置とネットワーク接続した1以上のプロセッサを含んでもよい。   The controller 210 includes one or more processors that control the operation of the liquid processing system 10 and analyze sample measurements from the liquid processing and analysis device 140. The control unit 210 also receives an input from the button 143 and outputs information to the display unit 141. As necessary, the control unit 210 communicates with a hospital network in a wired or wireless communication system, for example, patient information. The one or more processors comprising the controller 210 may include one or more processors in the liquid processing and analysis device 140 or networked with the device.

制御部210による液体処理システム10の制御は、これに限定されないが、患者に注入する流量、試料の採取、調合及び分析の制御を含んでもよい。液体処理及び分析装置140によって得られる測定値の分析は、これに限定されないが、患者固有の情報に関するデータベースより得た情報から、或いは液体処理及び分析装置140による測定値の分析のために制御部210へネットワークを介して提供された情報から入力された患者固有の情報に基づく試料の分析を含んでもよい。   Control of the liquid processing system 10 by the controller 210 may include, but is not limited to, control of the flow rate to be injected into the patient, sample collection, preparation, and analysis. The analysis of the measurement values obtained by the liquid processing and analysis device 140 is not limited to this, but from the information obtained from the database regarding the patient-specific information or for the analysis of the measurement values by the liquid processing and analysis device 140 210 may include analysis of the sample based on patient-specific information input from information provided via the network to 210.

液体処理システム10によって患者に注入する手順、及び患者の血液を採取する手順は以下の通りである。液体処理システム10は液体14を含有したバッグ15及び患者Pと接続しており、制御部210はポンプ203を作動して、液体を患者に導いて注入する。これによって、例えば、一実施の形態では、制御部はポンプ203を作動して、患者から試料を吸い込み、抽出するように動作する。一実施の形態では、ポンプ203は、採取要素部220に送るために十分な所定量の試料を吸い込む。他の実施の形態では、ポンプ203は、採取要素部220内の装置が、試料が患者接合部110に到達したことを示すまで試料を吸い込む。本発明の範囲の限定を意図しない一例として、この表示は、試料の色変化を検出するセンサによって行われる。他の例では、これに限定されないが、液体14の量の減少、時間の経過に伴う液体の量の変化、ヘモグロビン量の測定値、或いは、経路内で流体から血液へ変化する兆候を含む、経路111内の物質の変化を表示する装置を用いる。   The procedure for injecting the patient by the liquid processing system 10 and the procedure for collecting the blood of the patient are as follows. The liquid processing system 10 is connected to the bag 15 containing the liquid 14 and the patient P, and the control unit 210 operates the pump 203 to guide the liquid to the patient for injection. Thus, for example, in one embodiment, the controller operates to activate the pump 203 to draw and extract a sample from the patient. In one embodiment, the pump 203 draws a predetermined amount of sample sufficient to be sent to the collection element 220. In other embodiments, pump 203 draws the sample until the device in collection element 220 indicates that the sample has reached patient junction 110. As an example not intended to limit the scope of the present invention, this display is made by a sensor that detects the color change of the sample. Other examples include, but are not limited to, a decrease in the amount of liquid 14, a change in the amount of liquid over time, a measure of the amount of hemoglobin, or a sign of a change from fluid to blood in the pathway, A device that displays a change in the substance in the path 111 is used.

試料が採取要素部220に到達すると、制御部210は動作信号を、採取システム100内のバルブ及び/又はポンプ(図示されてない)に送り、試料を採取要素部220から採取部200へ汲み入れる。試料が採取部200に汲み入れられた後、制御部210は信号をポンプ203へ送り、患者への注入を再開させる。一実施の形態では、制御部210は信号をポンプ203へ送り、試料を採取要素部220から汲み出している間、患者への注入を繰り返す。代替の実施の形態では、制御部210は信号をポンプ203へ送り、試料を採取要素部220から汲み出している間、患者への注入を停止する。他の代替の実施の形態では、制御部210は信号をポンプ203へ送り、試料を採取要素部220から汲み出している間、患者から血液を汲み出す速度を遅くする。   When the sample reaches the sampling element 220, the controller 210 sends an operating signal to a valve and / or pump (not shown) in the sampling system 100 to pump the sample from the sampling element 220 to the sampling unit 200. . After the sample has been pumped into the collection unit 200, the control unit 210 sends a signal to the pump 203 to resume infusion into the patient. In one embodiment, the controller 210 sends a signal to the pump 203 and repeats the patient injection while the sample is being pumped from the collection element 220. In an alternative embodiment, the controller 210 sends a signal to the pump 203 and stops injecting the patient while pumping the sample from the collection element 220. In another alternative embodiment, the controller 210 sends a signal to the pump 203 to slow the rate at which blood is drawn from the patient while the sample is being pumped from the collection element 220.

他の代替の実施の形態では、制御部210は、逆方向にポンプが作動している間、経路又はカテーテルを挿入した血管内の閉塞の兆候を監視し、ポンプ流量及び/又はポンプ203の方向を調節する。例えば、ポンプ作動中の経路の閉塞又は屈曲、或いはカテーテルを挿入した血管の異常により流れに閉塞が発生すると、閉塞していない状態よりも流れの圧力が低下する。一実施の形態では、採取要素部220内の、又は経路20に沿った圧力センサを用いて閉塞を監視する。ポンプが作動中に圧力が低下し始める、又は圧力値が所定の値を下回ると、制御部210はポンプ203を制御して、ポンプを逆回転させる、ポンプを停止する、或いはポンプが再び閉塞のない状態で作動するように、準方向にポンプを作動させる。   In another alternative embodiment, the controller 210 monitors for signs of occlusion in the vessel or the vessel into which the catheter was inserted while the pump is operating in the reverse direction, and the pump flow rate and / or the direction of the pump 203. To adjust. For example, when the flow is blocked due to blockage or bending of the path during operation of the pump, or an abnormality in the blood vessel into which the catheter is inserted, the flow pressure is lower than that in the non-blocked state. In one embodiment, the occlusion is monitored using a pressure sensor in the collection element 220 or along the path 20. When the pressure starts to decrease while the pump is operating or the pressure value falls below a predetermined value, the control unit 210 controls the pump 203 to reversely rotate the pump, stop the pump, or the pump is closed again. Operate the pump in a quasi-direction so that it operates in the absence.

図3は、採取システム300の詳細を示す概略図である。図1及び図2に図示した実施の形態の採取システム100とほぼ同様であるが、相違点について以下詳細に説明する。採取システム300は、経路112に沿って、管12を接合する接合部230、圧力センサ317、比色センサ311、第1バブルセンサ314a、第1バルブ312、第2バルブ313、第2バブルセンサ314bを備える。経路113は、第1バルブ312と第2バルブ313の間に位置する接合点318において経路111と「T」字形を形成し、ガス注入マニホルド315と第3バルブ316を備える。回線114は、比色センサ311、第1、第2、及び第3バルブ(312、313、316)、第1及び第2バブルセンサ(314a、314b)、ガス注入マニホルド315、圧力センサ317の間を延在する制御及び/又は信号回線を有する。採取システム300はまた、バブルセンサ321、試料分析器330、第1バルブ323a、廃棄物容器325、第2バルブ323b、ポンプ328を有する採取部200を備える。経路113は「T」字形を形成し、廃棄経路324とポンプ経路327に分岐している。   FIG. 3 is a schematic diagram showing details of the collection system 300. Although it is almost the same as the sampling system 100 of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the differences will be described in detail below. The sampling system 300 includes a joint 230 that joins the pipe 12 along the path 112, a pressure sensor 317, a colorimetric sensor 311, a first bubble sensor 314a, a first valve 312, a second valve 313, and a second bubble sensor 314b. Is provided. The path 113 forms a “T” shape with the path 111 at a junction 318 located between the first valve 312 and the second valve 313, and includes a gas injection manifold 315 and a third valve 316. Line 114 is between colorimetric sensor 311, first, second and third valves (312, 313, 316), first and second bubble sensors (314a, 314b), gas injection manifold 315, and pressure sensor 317. With control and / or signal lines extending. The collection system 300 also includes a collection unit 200 having a bubble sensor 321, a sample analyzer 330, a first valve 323 a, a waste container 325, a second valve 323 b, and a pump 328. The path 113 forms a “T” shape and branches into a discard path 324 and a pump path 327.

必須ではないが、採取システム100のセンサは、試料が通る可能性のある経路を収容し、該経路の壁を介して検出するようになっていることが好ましい。以下に説明するように、この構成によって、経路を使い捨てとしながら、センサを再利用できる。また、必須ではないが、経路は平滑であり、血液の破損や、血液の潤滑な流れを妨げる原因となるような急な立体的な変化のないことが好ましい。更に、患者から分析器へ血液を運ぶ経路は、流体を滞留させ、血液が経路を流れにくくするような間隙や寸法の変化などのないことが好ましい。   Although not essential, the sensor of the collection system 100 preferably accommodates a path through which the sample may pass and detects through the path wall. As will be described below, this configuration allows the sensor to be reused while the path is disposable. Further, although not essential, it is preferable that the path is smooth and that there is no sudden three-dimensional change that causes damage to the blood or hinders the smooth flow of blood. Furthermore, it is preferable that the path for transporting blood from the patient to the analyzer does not have a gap or dimensional change that causes fluid to stay and makes it difficult for blood to flow through the path.

一実施の形態では、バルブ312、313、316、323が位置するそれぞれの経路は可撓性の管であり、バルブ312、313、316、323は、1以上の可動面が管を圧縮して管を貫流する流れを制限または停止させる「ピンチバルブ」である。一実施の形態では、ピンチバルブは、作動して、可撓性の経路を「挟み」、流れを停止する1以上の移動面を有する。一実施の形態では、ピンチバルブの例として、例えば、Model PV256 Low Power Pinch Valve (Instech Laboratories, Inc., Plymouth Meeting, PA)が挙げられる。或いは、1以上のバルブ312、313、316、323は、それぞれの経路を貫流する流れを制御できるのであればその他のバルブであってもよい。   In one embodiment, each path in which the valves 312, 313, 316, 323 are located is a flexible tube, and the valves 312, 313, 316, 323 have one or more movable surfaces compressing the tube. A “pinch valve” that restricts or stops the flow through the tube. In one embodiment, the pinch valve has one or more moving surfaces that act to “pinch” the flexible path and stop the flow. In one embodiment, an example of a pinch valve is, for example, Model PV256 Low Power Pinch Valve (Intech Laboratories, Inc., Plymouth Meeting, PA). Alternatively, the one or more valves 312, 313, 316, and 323 may be other valves as long as the flow through each path can be controlled.

比色センサ311は、経路111の一部を収容する、或いは形成し、経路内に血液が存在するか否かを示すようになっている。一実施の形態では、比色センサ311は、制御部210が液体14と血液を判別するようになっている。好ましくは、比色センサ311は、管又はその他の経路を収容して血液を検出するようになっている。これは、例えば、使い捨ての管を再利用可能な比色センサに挿入又は取り付けて行う。代替の実施の形態では、比色センサ311を、バブルセンサ314b近傍に配置する。比色センサの例として、例えば、Intro tek International(Edgewood, NJ)から入手可能なOptical Blood Leak/Blood vs. Saline Decetorが挙げられる。   The colorimetric sensor 311 accommodates or forms part of the path 111 to indicate whether blood is present in the path. In one embodiment, the colorimetric sensor 311 is configured such that the controller 210 discriminates between the liquid 14 and blood. Preferably, the colorimetric sensor 311 is adapted to detect blood by accommodating a tube or other path. This is done, for example, by inserting or attaching a disposable tube to a reusable colorimetric sensor. In an alternative embodiment, the colorimetric sensor 311 is placed near the bubble sensor 314b. Examples of colorimetric sensors include, for example, Optical Blood Leak / Blood vs. available from Introtek International (Edgewood, NJ). For example, Saline Dector.

以下に説明するように、採取システム300は、ガス(本明細書では、これに限定するものではないが、「バブル」と呼ぶ)を経路113に注入する。採取システム300は、ガス注入マニホルド315を接合点318又は接合点318近傍に備え、それぞれ液体から分離した1以上のバブルを、経路113に注入するようになっている。バブルを用いることによって、分析用に希釈して試料を流す場合と、試料の間の経路をクリーニングするために試料を流す場合の両方において、流体が経路を貫流する際に液体が前後で混じり合うことを防止するために役立つ。例えば、経路113の流体として、本発明の一実施の形態では、試料Sとバブルで分離された液体14などの2つの量の液体、又はそれぞれがバブルで分離された複数の量の液体が挙げられる。   As will be described below, the collection system 300 injects gas (referred to herein as “bubbles”, but not limited to this) into the path 113. The collection system 300 includes a gas injection manifold 315 at or near the junction 318 and injects one or more bubbles, each separated from the liquid, into the path 113. By using bubbles, the liquid mixes back and forth as the fluid flows through the path, both when diluting the sample for analysis and when flowing the sample to clean the path between the samples. Help to prevent that. For example, in one embodiment of the present invention, the fluid of the path 113 includes two amounts of liquid such as the sample S and the liquid 14 separated by bubbles, or a plurality of amounts of liquid each separated by bubbles. It is done.

バブルセンサ314a、314b、321は、それぞれ経路112又は経路113の一部を収容、或いは形成し、経路内に空気が存在するか否か、又は液体の流れと空気の流れの変化を示すようになっている。バブルセンサの例として、これに限定されないが、経路内の液体から発生する小さいバブル又は泡の差異を検出可能な超音波センサ又は光センサが挙げられる。このようなバブル検出器として、MEC Series Air Bubble/Liquid Detection Sensor(Introtek International, Edgewood, NY)がある。好ましくは、バブルセンサ314a、314b、321はそれぞれ、バブルを検出する管又はその他の経路を収納するようになっている。これによって、例えば、使い捨て管を再利用可能なバブルセンサに取り付けることができる。   Bubble sensors 314a, 314b, 321 contain or form a portion of path 112 or path 113, respectively, to indicate whether air is present in the path, or to indicate a change in the flow of liquid and air. It has become. Examples of bubble sensors include, but are not limited to, ultrasonic sensors or optical sensors that can detect small bubbles or bubble differences generated from liquid in the path. As such a bubble detector, there is a MEC Series Air Bubble / Liquid Detection Sensor (Introtek International, Edgewood, NY). Preferably, each of the bubble sensors 314a, 314b, 321 houses a tube or other path that detects the bubble. Thereby, for example, a disposable tube can be attached to a reusable bubble sensor.

圧力センサ317は、経路111の一部を収容する、或いは形成し、経路内の流体の測定値を示すようになっている。圧力センサ317とカテーテル11の間の全てのバルブが開の場合、圧力センサ317は、患者のカテーテルを挿入した血管内の圧力の測定値を示す。一実施の形態では、圧力センサ317の出力は、制御部210へ送られ、ポンプ203の動作の調整が行われる。例えば、圧力センサ317によって所定の値を上回る圧力値が測定された場合は、システムが適切に動作しているとして解され、圧力センサ317によって所定の値を下回る圧力値が測定された場合は、例えば、経路又は血管の閉塞によってポンプが過剰に動作していると解される。例えば、患者Pから血液を汲み入れるように動作しているポンプ203において、圧力センサ317によって測定した圧力値が正常な血圧の範囲内である場合、血液が患者から汲み出されており、ポンプは継続して動作しているとしてよい。しかしながら、圧力センサ317によって測定した圧力値があるレベルを下回ると、血管が再び開くように制御部210はポンプ203に減速する、又は順方向に動作するように命令する。かかる圧力センサとして、Deltran IV part number DPT−412(Utah Medical Products, Midvale, UT)が挙げられる。   The pressure sensor 317 accommodates or forms a part of the path 111 and indicates the measured value of the fluid in the path. When all valves between the pressure sensor 317 and the catheter 11 are open, the pressure sensor 317 indicates a measurement of the pressure in the blood vessel into which the patient's catheter has been inserted. In one embodiment, the output of the pressure sensor 317 is sent to the control unit 210 and the operation of the pump 203 is adjusted. For example, if the pressure sensor 317 measures a pressure value above a predetermined value, it is interpreted that the system is operating properly, and if the pressure sensor 317 measures a pressure value below the predetermined value, For example, it is understood that the pump is over-operating due to a path or vessel occlusion. For example, in the pump 203 operating to pump blood from the patient P, if the pressure value measured by the pressure sensor 317 is within the normal blood pressure range, blood is being pumped from the patient and the pump It may be operating continuously. However, when the pressure value measured by the pressure sensor 317 falls below a certain level, the control unit 210 instructs the pump 203 to decelerate or operate in the forward direction so that the blood vessel opens again. Examples of such pressure sensors include Deltran IV part number DPT-412 (Utah Medical Products, Midvale, UT).

材料分析器330は、試料を受けると、分析を実行する。いくつかの実施の形態において、材料分析器330は、分析のために試料を調合するように構成されている。このため、例えば、材料分析器330は、試料調合部332と検体検出システム334を備え、試料調合部を患者と検体検出システムの間に配置する。一般的に、試料の調合は、採取と分析の間に行われる。このため、例えば、試料調合部332は、検体検出から離して、例えば、採取要素部220内に配置してもよく、或いは検体検出システム334の近傍或いは検体検出システム334内に配置してもよい。   When material analyzer 330 receives the sample, it performs an analysis. In some embodiments, the material analyzer 330 is configured to prepare a sample for analysis. For this reason, for example, the material analyzer 330 includes a sample preparation unit 332 and a sample detection system 334, and places the sample preparation unit between the patient and the sample detection system. In general, sample preparation takes place between collection and analysis. For this reason, for example, the sample preparation unit 332 may be arranged away from the specimen detection, for example, in the sampling element part 220, or in the vicinity of the specimen detection system 334 or in the specimen detection system 334. .

本明細書において、「検体」とは広義であり、その通常の意味で用い、これに限定されないが、検体検出システムによって材料試料内の存在又は濃度を検出する化学種を含む。例えば、検体は、これに限定されないが、グルコース、エタノール、インシュリン、水、二酸化炭素、血液、酸素、コレステロール、ビリルビン、ケトン、脂肪酸、リポタンパク質、アルブミン、尿素、クレアチニン、白血球、赤血球、ヘモグロビン、酸化ヘモグロビン、カルボキシヘモグロビン、有機分子、無機分子、薬物、シトクロム、各種タンパク質及び発色団、微小石灰化物、電解質、ナトリウム、カリウム、塩素化合物、重炭酸塩、ホルモンを含む。本明細書において、「材料試料」(又は、「試料」)とは広義であり、その通常の意味で用い、これに限定されないが、分析に適した物質の集合体を含む。例えば、材料試料は、全血、血液成分(例えば、血漿又は血清)、間質液、細胞間液、唾液、尿、汗及び/又はその他の有機又は無機物質、或いはこれらの物質の誘導体を含む。一実施の形態では、全血成分又は血液成分は、患者の毛細血管から採取してもよい。   As used herein, “analyte” is broadly defined and is used in its ordinary sense and includes, but is not limited to, a chemical species that detects the presence or concentration in a material sample by an analyte detection system. For example, the sample is not limited to this, but glucose, ethanol, insulin, water, carbon dioxide, blood, oxygen, cholesterol, bilirubin, ketone, fatty acid, lipoprotein, albumin, urea, creatinine, leukocyte, red blood cell, hemoglobin, oxidation Includes hemoglobin, carboxyhemoglobin, organic molecules, inorganic molecules, drugs, cytochromes, various proteins and chromophores, microcalcifications, electrolytes, sodium, potassium, chlorine compounds, bicarbonates, hormones. In the present specification, the term “material sample” (or “sample”) has a broad meaning and is used in its ordinary sense, and includes, but is not limited to, a collection of substances suitable for analysis. For example, the material sample includes whole blood, blood components (eg, plasma or serum), interstitial fluid, intercellular fluid, saliva, urine, sweat and / or other organic or inorganic substances, or derivatives of these substances. . In one embodiment, whole blood components or blood components may be collected from a patient's capillaries.

一実施の形態では、試料調合部332は、血漿を全血試料から分離し、或いは血液試料から汚染物質を取り除くようになっており、これに限定されないが、フィルタ、膜、遠心分離器、又はそれらの組み合わせを含む一以上の機器を備える。代替の実施の形態では、検体検出システム334は、試料を直接分析するようになっており、試料調合部332を不要としている。   In one embodiment, the sample preparation unit 332 separates plasma from a whole blood sample or removes contaminants from the blood sample, including but not limited to a filter, membrane, centrifuge, or One or more devices including those combinations are provided. In an alternative embodiment, the analyte detection system 334 directly analyzes the sample, eliminating the need for the sample preparation unit 332.

一般的に、採取要素部220、及び採取要素部220から採取した液体を経路113を介して試料分析器330に導く採取部200を備えている。図4は、試料の一部を試料分析器330へバイパスする実施の形態の採取部400の概略図である。採取部400は、採取部200とほぼ同様であるが、相違点について以下詳細に説明する。採取部400は、バブルセンサ321、バルブ323、試料分析器330、廃棄物用管324、廃棄物容器325、バルブ326、ポンプ用管327、ポンプ328、バルブ322、廃棄物用管329を備える。廃棄物用管329は、バルブ322を含み、ポンプ用管337と「T」字形を形成する。バルブ316、322、323、326は、経路113を貫流する流れを試料分析器330を介して廃棄物容器325へ、或いは廃棄物用管324を介して廃棄物容器325へ導く。   Generally, a sampling element unit 220 and a sampling unit 200 that guides the liquid sampled from the sampling element unit 220 to the sample analyzer 330 via the path 113 are provided. FIG. 4 is a schematic diagram of the collection unit 400 according to the embodiment in which a part of the sample is bypassed to the sample analyzer 330. The collection unit 400 is substantially the same as the collection unit 200, but the differences will be described in detail below. The collection unit 400 includes a bubble sensor 321, a valve 323, a sample analyzer 330, a waste pipe 324, a waste container 325, a valve 326, a pump pipe 327, a pump 328, a valve 322, and a waste pipe 329. Waste tube 329 includes a valve 322 and forms a “T” shape with pump tube 337. Valves 316, 322, 323, and 326 guide the flow through path 113 to waste container 325 via sample analyzer 330 or to waste container 325 via waste tube 324.

図5は、一実施の形態の採取システム500の概略図である。採取部500は、図1から図4に示した実施の形態の採取システム100又は300とほぼ同様であるが、相違点について以下詳細に説明する。採取システム500は、経路111から送られた液体が、ポンプ203と接合部120との接合点502で経路111に戻る点において、採取システム300と部分的に異なる実施の形態の採取部510を備える。   FIG. 5 is a schematic diagram of a collection system 500 of one embodiment. The collection unit 500 is substantially the same as the collection system 100 or 300 of the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, but the differences will be described in detail below. The collection system 500 includes a collection unit 510 that is partially different from the collection system 300 in that the liquid sent from the path 111 returns to the path 111 at a junction 502 between the pump 203 and the junction 120. .

図5に示すように、採取部510は、経路111をポンプ203の反対側と経路113、制御部210によって制御されるバブルセンサ505及び圧力センサ507との側に分ける戻り管503を備える。バブルセンサ505は、バブルセンサ314a、314b、321とほぼ同様であり、圧力センサ507は圧力センサ317とほぼ同様である。圧力センサ507を用いて、経路111内の圧力を監視することによって採取システム500が正しく動作しているかを判断できる。例えば、圧力センサ507がカテーテル11と流体連通している場合(即ち介在するバルブが開の場合)、経路111内の圧力はカテーテル11の圧力と関係する。既に説明した圧力センサ317のように、圧力センサ507の出力を用いて、採取システム500のポンプを制御できる。   As shown in FIG. 5, the sampling unit 510 includes a return pipe 503 that divides the path 111 into the opposite side of the pump 203 and the path 113, the bubble sensor 505 and the pressure sensor 507 controlled by the control unit 210. The bubble sensor 505 is substantially the same as the bubble sensors 314 a, 314 b, and 321, and the pressure sensor 507 is substantially the same as the pressure sensor 317. The pressure sensor 507 can be used to determine whether the sampling system 500 is operating correctly by monitoring the pressure in the path 111. For example, when the pressure sensor 507 is in fluid communication with the catheter 11 (ie, when the intervening valve is open), the pressure in the path 111 is related to the pressure of the catheter 11. Like the pressure sensor 317 already described, the output of the pressure sensor 507 can be used to control the pump of the sampling system 500.

採取部510は、制御部210が制御するバルブ501、326a、326bを備える。バルブ501は更に、採取部200と採取部510との間の流量制御を行う。ポンプ328は、好ましくは、液体を経路113から汲み入れる、及び液体を経路113へ汲み出すことができる双方向ポンプである。液体は、経路501から汲み出される、又は経路501へ戻る、或いは廃棄物容器325へ導かれるようになっている。バルブ326a、326bはポンプ328の何れかの側に位置する。液体は経路113を通って汲み出され、ポンプ328、バルブ326a、326bの共同制御によって、戻り管503へ送られる。戻り管503からの流れを導いて採取システム500に液体を送ることができる。例えば、バルブ326aが開でバルブ326bが閉であれば、ポンプ328を作動して液体を経路113から汲み出して採取部510へ送り出すようになっている。バルブ326aが閉でバルブ326bが開であれば、ポンプ328を作動して液体を経路113へ押し出して経路113へ戻すようになっている。   The sampling unit 510 includes valves 501, 326 a and 326 b controlled by the control unit 210. The valve 501 further controls the flow rate between the collection unit 200 and the collection unit 510. Pump 328 is preferably a bi-directional pump capable of pumping liquid from path 113 and pumping liquid to path 113. The liquid is pumped from the path 501, returned to the path 501, or led to the waste container 325. Valves 326a, 326b are located on either side of pump 328. Liquid is pumped through path 113 and sent to return pipe 503 by joint control of pump 328 and valves 326a, 326b. The flow from the return tube 503 can be directed to send liquid to the collection system 500. For example, when the valve 326a is open and the valve 326b is closed, the pump 328 is operated to pump the liquid from the path 113 and send it to the collection unit 510. If the valve 326a is closed and the valve 326b is open, the pump 328 is operated to push the liquid to the path 113 and return to the path 113.

図6Aは、一実施の形態のガス注入マニホルド315の概略図である。図1から図5に図示した実施の形態に含まれるガス注入マニホルドとほぼ同様であるが、相違点について以下詳細に説明する。ガス注入マニホルド315は、バルブを大気側に開き、マニホルド内の流体の圧力を下げて、空気を吸い込むことによって、経路113内の液体に1以上のバブルを注入する装置である。以下に説明するように、ガス注入マニホルド315は、空気又はその他のガスのバブルを経路113内の液体に注入することを促進する。ガス注入マニホルド315は、第1注入器610a、第2注入器610b、第3注入器610cからなる3つのガス注入器610を備える。各注入器610は、経路113に沿って横方向に離間して位置する複数の場所の一つから対応するバルブ613へ延在し、大気側に開いた端部615で終端する経路611を有する。代替の実施の形態では、フィルタを端部615に配置して、大気中の塵又は粒子をフィルタするようになっている。以下に説明するように、各注入器610は、対応するバルブ613を開き、経路113の一端のバルブを閉じ、経路の反対側のポンプを作動して、圧力を下げ、大気を液体に引き込むことによって経路113内の液体にバブルを注入することができる。一実施の形態のガス注入マニホルド315において、経路113、経路611は一体の部材内に(例えば、一体のプラスチック又は金属製ハウジングに形成した孔又は該ハウジングを貫通する孔として)形成される(図示されてない)。代替の実施の形態では、ガス注入マニホルド315は、3より少ない数、例えば1個又は2個の注入器を備え、或いは3より大きい数の注入器を備える。他の代替の実施の形態では、ガス注入マニホルド315は、液体を経路113に注入するための制御可能な高圧源を備える。バルブ613は、経路611内に滞留する液体を最小とするために経路113に近接して配置することが好ましい。   FIG. 6A is a schematic diagram of a gas injection manifold 315 according to one embodiment. Although it is almost the same as the gas injection manifold included in the embodiment shown in FIGS. 1 to 5, the differences will be described in detail below. The gas injection manifold 315 is a device that injects one or more bubbles into the liquid in the passage 113 by opening a valve to the atmosphere side, lowering the pressure of the fluid in the manifold, and sucking air. As described below, the gas injection manifold 315 facilitates the injection of air or other gas bubbles into the liquid in the path 113. The gas injection manifold 315 includes three gas injectors 610 including a first injector 610a, a second injector 610b, and a third injector 610c. Each injector 610 has a path 611 extending from one of a plurality of locations spaced laterally along path 113 to a corresponding valve 613 and terminating at an end 615 open to the atmosphere. . In an alternative embodiment, a filter is placed at the end 615 to filter atmospheric dust or particles. As described below, each injector 610 opens the corresponding valve 613, closes the valve at one end of the path 113, and activates the pump on the other side of the path to reduce the pressure and draw the atmosphere into the liquid. Thus, bubbles can be injected into the liquid in the path 113. In the gas injection manifold 315 of one embodiment, the passage 113 and the passage 611 are formed in an integral member (for example, as a hole formed in an integral plastic or metal housing or a hole penetrating the housing) (illustrated). Not) In alternative embodiments, the gas injection manifold 315 includes fewer than three, such as one or two injectors, or includes more than three injectors. In another alternative embodiment, the gas injection manifold 315 includes a controllable high pressure source for injecting liquid into the path 113. The valve 613 is preferably disposed in the vicinity of the path 113 in order to minimize the liquid remaining in the path 611.

重要なことは、経路20に注入したガスが、カテーテル11に到達することを防止することである。安全対策として、一実施の形態では、例えば、図3のバブルセンサ314aを用いてガスがカテーテル11の方向に流れることを防止している。バブルセンサ314aが経路111内のガスを検出すると、いくつかの代替の実施の形態の一つでは、好ましくないガス流を防止する。一実施の形態では、採取要素部220近傍の流れを管113へ、或いは管113を通して廃棄物容器325へ導く。図3に示すように、バブルセンサ314aによってガスが検出されると、バルブ316、323aは開き、バルブ313とガス注入マニホルド315のバルブ613a、613b、613cは閉じ、ポンプ328が作動して流れを採取要素部220と患者Pの間の経路111の一部から経路113へ導く。バブルセンサ321は監視が行い、経路113がクリアになると通知する。次にバルブ313が開いて、バルブ312が閉じ、経路111の残りの部分をクリアにする。或いは、例えば、全てのバルブを閉じて、全てのポンプを停止することによって、カテーテル11の方向の全ての流れを停止する。代替の実施の形態の採取要素部220では、経路113内又はガス注入マニホルド315内にガス透過性膜を配置し、かかるガスを膜を介して大気又は廃棄物容器へ逃がすことによって、好ましくないガスを液体処理システム10から除去する。   What is important is to prevent the gas injected into the path 20 from reaching the catheter 11. As a safety measure, in one embodiment, for example, the bubble sensor 314a of FIG. When bubble sensor 314a detects gas in path 111, one of several alternative embodiments prevents undesirable gas flow. In one embodiment, the flow near the collection element 220 is directed to the tube 113 or through the tube 113 to the waste container 325. As shown in FIG. 3, when gas is detected by bubble sensor 314a, valves 316 and 323a are opened, valves 313 and valves 613a, 613b and 613c of gas injection manifold 315 are closed, and pump 328 is activated to flow. A part of the path 111 between the collection element unit 220 and the patient P is guided to the path 113. The bubble sensor 321 performs monitoring and notifies when the route 113 is cleared. Valve 313 is then opened and valve 312 is closed, clearing the remainder of path 111. Alternatively, all flow in the direction of the catheter 11 is stopped, for example by closing all valves and stopping all pumps. In an alternative embodiment sampling element 220, an undesired gas is provided by placing a gas permeable membrane in the path 113 or in the gas inlet manifold 315 and allowing such gas to escape through the membrane to the atmosphere or a waste container. Is removed from the liquid processing system 10.

図6Bは別の実施の形態のガス注入マニホルド315’の概略図である。図1から図6Aに図示した実施の形態に含まれるガス注入マニホルドとほぼ同様であるが、相違点について以下詳細に説明する。ガス注入マニホルド315’では、空気管615と経路113が接合点318で交差している。液体を経路113に汲み入れている際に、バルブ316、613を開くことによってバブルを注入する。ガス注入マニホルド315’はガス注入マニホルド315より小型であるため、ガス生成器の制御と信頼性が向上する。

第II部―液体処理方法
FIG. 6B is a schematic diagram of another embodiment of a gas injection manifold 315 ′. Although it is substantially the same as the gas injection manifold included in the embodiment shown in FIGS. 1 to 6A, the differences will be described in detail below. In the gas injection manifold 315 ′, the air pipe 615 and the path 113 intersect at the junction 318. Bubbles are injected by opening valves 316 and 613 while liquid is being pumped into path 113. Since the gas injection manifold 315 ′ is smaller than the gas injection manifold 315, the control and reliability of the gas generator is improved.

Part II-Liquid Processing Method

図2、図3、図6Aに図示した採取要素部220と採取部200を備えた一実施の形態の液体処理システム10を用いた方法について表1及び図7Aから図7Jの流体経路の概略図を参照して説明する。一般的にポンプ及びバルブを制御して患者に経路111を介して注入を行い、患者から経路113を介して試料を抽出し、試料を経路113に沿って試料分析器330へ導く。更に、ポンプ及びバルブを制御して、バブルを液体に注入し、液体に前の液体による希釈効果が及ばないようにして、採取に用いた管の間を清掃する。図7Aから図7Jに図示するバルブは、バルブが開状態か閉状態かがわかるように記している。例えば、「x」と記したバルブは、バルブが開状態の場合は「x−o」とし、バルブが閉状態の場合は「x−c」として記す。

Figure 2008529674
Schematic diagram of the fluid path of Table 1 and FIGS. 7A to 7J for a method using the liquid processing system 10 of the embodiment including the sampling element unit 220 and the sampling unit 200 illustrated in FIGS. 2, 3, and 6A. Will be described with reference to FIG. In general, the pump and valve are controlled to infuse the patient via path 111, the sample is extracted from the patient via path 113, and the sample is directed along path 113 to sample analyzer 330. In addition, the pump and valve are controlled to inject bubbles into the liquid and to clean the space between the tubes used for collection so that the liquid does not have a dilution effect with the previous liquid. The valve shown in FIGS. 7A to 7J is shown so that it can be seen whether the valve is open or closed. For example, a valve indicated as “x” is indicated as “xo” when the valve is open, and is indicated as “xc” when the valve is closed.
Figure 2008529674

図7Aを参照して、一実施の形態の患者への注入方法を説明する。図7Aのステップでは、ポンプ203は順方向(患者の方向)に動作し、ポンプ328はオフ又は停止し、バルブ313、312は開で、バルブ613a、613b、613c、316、323a、323bは閉である。これらの動作条件で、液体14は患者Pに送られる。好ましい実施の形態では、図7Aのステップの時点で他の経路は全て液体14を含有している。   With reference to FIG. 7A, the injection method to the patient of one Embodiment is demonstrated. In the step of FIG. 7A, the pump 203 operates in the forward direction (patient direction), the pump 328 is turned off or stopped, the valves 313, 312 are open, and the valves 613a, 613b, 613c, 316, 323a, 323b are closed. It is. Under these operating conditions, liquid 14 is delivered to patient P. In the preferred embodiment, all other pathways contain liquid 14 at the time of the step of FIG.

次の7つの図(図7Bから図7J)を参照して、患者から採取する方法のステップについて説明する。以下のステップは、患者から採取するステップを全て含むものではなく、代替の実施の形態では、より多くのステップを含んでもよく、より少ないステップを含んでもよく、或いはステップの順序が異なってもよい。図7Bを参照して、液体を患者接合部経路112及び採取経路113の一部から除去する第1の採取ステップについて説明する。図7Bのステップでは、ポンプ203は反対方向(患者から離れる方向)に作動して、ポンプ328はオフで、バルブ313は開で、1以上のバルブ613a、613b、613cは開で、バルブ312、316、323a、326bは閉である。これらの動作条件で、空気701は採取経路113に吸い込まれ、バブルセンサ314bが空気の存在を検出するまで患者接合部経路112へ戻る。   With reference to the next seven figures (FIGS. 7B to 7J), the steps of the method of sampling from a patient will be described. The following steps do not include all steps taken from the patient, and alternative embodiments may include more steps, fewer steps, or different order of steps. . With reference to FIG. 7B, the first collection step of removing liquid from the patient junction path 112 and a portion of the collection path 113 will be described. In the step of FIG. 7B, pump 203 operates in the opposite direction (away from the patient), pump 328 is off, valve 313 is open, one or more valves 613a, 613b, 613c are open, Reference numerals 316, 323a, and 326b are closed. Under these operating conditions, air 701 is drawn into the collection path 113 and returns to the patient junction path 112 until the bubble sensor 314b detects the presence of air.

図7Cを参照して、試料を患者Pから患者接合部経路112に汲み入れる第2の採取ステップについて説明する。図7Cのステップでは、ポンプ203は反対方向に作動して、ポンプ328はオフで、バルブ312、313は開で、バルブ316、613a、613b、613c、323a、326bは閉である。これらの動作条件で、試料Sは経路112へ吸い込まれ、空気701は採取経路113内の空気701aと患者接合部経路112内の空気701bとに分離される。好ましくは、このステップを、試料Sが経路112、113の接合点を丁度超えるまで行う。一実施の形態では、比色センサ311の出力の変化(例えば、一定の値に横ばい状態となる)によって血液の存在を知らされるまで図7Cのステップは続き、次に、更に所定の時間続行して十分な量の試料Sを確保する。   With reference to FIG. 7C, the second collection step of pumping the sample from the patient P into the patient junction path 112 will be described. In the step of FIG. 7C, pump 203 operates in the opposite direction, pump 328 is off, valves 312 and 313 are open, and valves 316, 613a, 613b, 613c, 323a and 326b are closed. Under these operating conditions, the sample S is drawn into the path 112 and the air 701 is separated into air 701 a in the collection path 113 and air 701 b in the patient junction path 112. Preferably, this step is performed until the sample S just exceeds the junction point of the paths 112 and 113. In one embodiment, the steps of FIG. 7C continue until the presence of blood is signaled by a change in the output of colorimetric sensor 311 (eg, leveling off to a constant value), and then continuing for a further predetermined time. Thus, a sufficient amount of sample S is secured.

図7Dを参照して、試料を採取経路113に汲み入れる第3の採取ステップについて説明する。図7Dのステップでは、ポンプ203はオフ、又は停止し、ポンプ328は作動し、バルブ312、316、326bは開で、バルブ313、613a、613b、613c、323aは閉である。これらの動作条件で、試料Sは経路113へ吸い込まれる。好ましくは、ポンプ328が作動して十分な量の試料Sを経路113へ引き込む。一実施の形態では、ポンプ328は30〜50マイクロリットルの量の試料Sを吸い込む。代替の実施の形態では、試料を2つの経路112、113の両方に吸い込む。ポンプ203は反対方向に作動して、ポンプ328は作動し、バルブ312、313、316、323bは開で、バルブ613a、613b、613c、323aは閉で、試料Sに新鮮な血液を確保する。   With reference to FIG. 7D, the third collection step for pumping the sample into the collection path 113 will be described. In the step of FIG. 7D, the pump 203 is turned off or stopped, the pump 328 is activated, the valves 312, 316, 326b are open, and the valves 313, 613a, 613b, 613c, 323a are closed. Under these operating conditions, the sample S is sucked into the path 113. Preferably, pump 328 is activated to draw a sufficient amount of sample S into path 113. In one embodiment, pump 328 draws sample S in an amount of 30-50 microliters. In an alternative embodiment, the sample is drawn into both of the two paths 112,113. Pump 203 operates in the opposite direction, pump 328 operates, valves 312, 313, 316, 323 b are open, valves 613 a, 613 b, 613 c, 323 a are closed, ensuring fresh blood in sample S.

図7Eを参照して、空気を試料に注入する第4の採取ステップについて説明する。採取経路113の断面積に及ぶバルブは、試料が経路113に沿って抜き取られる際に試料が汚染されることを防止する。図7Eのステップでは、ポンプ203をオフ又は停止し、ポンプ328を作動し、バルブ316、323bを開、バルブ312、313、323aを閉、3つのバブルを別々に生成するためにバルブ613a、613b、613cをそれぞれ続けて開閉する。これらの動作条件では、経路113内の圧力は大気圧を下回るため、空気は経路113内に吸い込まれる。或いは、バルブ613a、613b、613cを短期間同時に開き、3つのバブルを離間して生成してもよい。図7Eに示すように、注入器610a、610b、610cはそれぞれバブル704、703、702を注入し、試料Sを前方試料S1、中間試料S2、後方試料S3に分離する。   With reference to FIG. 7E, the 4th collection | recovery step which inject | pours air into a sample is demonstrated. A valve that spans the cross-sectional area of the collection path 113 prevents the sample from being contaminated when the sample is withdrawn along the path 113. In the step of FIG. 7E, the pump 203 is turned off or stopped, the pump 328 is activated, the valves 316, 323b are opened, the valves 312, 313, 323a are closed, and the valves 613a, 613b are generated to generate three bubbles separately. , 613c are opened and closed successively. Under these operating conditions, the air in the path 113 is sucked into the path 113 because the pressure in the path 113 is below atmospheric pressure. Alternatively, the valves 613a, 613b, and 613c may be simultaneously opened for a short period and three bubbles may be generated separately. As shown in FIG. 7E, injectors 610a, 610b, and 610c inject bubbles 704, 703, and 702, respectively, and separate sample S into front sample S1, intermediate sample S2, and rear sample S3.

図7Fを参照して、バブルを患者接合部経路112から除去する第5の採取ステップについて説明する。図7Fのステップでは、ポンプ203を順方向に作動し、ポンプ328をオフにし、バルブ313、316、323aを開にして、バルブ312、613a、613b、613c、323bを閉にする。これらの動作条件によって、既に注入した空気701bは第1の経路111から出て第2の経路113に吸い込まれる。このステップは、空気701bが経路113に入るまで続く。   With reference to FIG. 7F, a fifth collection step for removing bubbles from the patient junction path 112 will be described. In the step of FIG. 7F, the pump 203 is operated in the forward direction, the pump 328 is turned off, the valves 313, 316, 323a are opened, and the valves 312, 613a, 613b, 613c, 323b are closed. Under these operating conditions, the already injected air 701b exits the first path 111 and is sucked into the second path 113. This step continues until air 701b enters path 113.

図7Gを参照して、経路112内の血液を患者に戻す第6の採取ステップについて説明する。図7Gのステップでは、ポンプ203を順方向に作動し、ポンプ328をオフにし、バルブ312、313を開にして、バルブ316、323a、613a、613b、613c、323bを閉にする。これらの動作条件によって、既に注入した空気は経路113に留まり、経路111は液体14で満たされる。   With reference to FIG. 7G, the sixth collection step for returning the blood in the path 112 to the patient will be described. In the step of FIG. 7G, the pump 203 is operated in the forward direction, the pump 328 is turned off, the valves 312 and 313 are opened, and the valves 316, 323a, 613a, 613b, 613c, and 323b are closed. Under these operating conditions, the already injected air remains in the path 113 and the path 111 is filled with the liquid 14.

図7Hと図7Iを参照して、試料を経路113へ部分的に押し出し、続いて液体14、更にバブルを押し出す第8の採取ステップについて説明する。図7Hのステップでは、ポンプ203は順方向に作動し、ポンプ328はオフ、バルブ313、316、323aは開、バルブ312、613a、613b、613c、323bは閉である。これらの動作条件で、試料Sは経路113へ部分的に移動し、注入器610a、610b、610cからバブルが連続して、或いは同時に液体14に注入される。図7Iのステップでは、ポンプ及びバルブは図7Eのステップと同様に動作し、液体はバブル705、706、707によって前方溶剤C1、中間溶剤C2、後方溶剤C3に分離される。   With reference to FIG. 7H and FIG. 7I, the 8th collection | recovery step which extrudes a sample partially to the path | route 113 and pushes out the liquid 14 and also a bubble is demonstrated. In the step of FIG. 7H, pump 203 operates in the forward direction, pump 328 is off, valves 313, 316, 323a are open, and valves 312, 613a, 613b, 613c, 323b are closed. Under these operating conditions, the sample S partially moves to the path 113, and bubbles are injected into the liquid 14 continuously or simultaneously from the injectors 610a, 610b, and 610c. In the step of FIG. 7I, the pump and valve operate similarly to the step of FIG. 7E, and the liquid is separated into the front solvent C1, the intermediate solvent C2, and the rear solvent C3 by the bubbles 705, 706, and 707.

図7の最後のステップである、図7Jを参照して、中間試料S2を試料分析器330に押し出すステップについて説明する。図7Jのステップでは、ポンプ203は順方向に作動し、ポンプ328はオフ、バルブ313、316、323aは開、バルブ312、613a、613b、613c、323bは閉である。この動作条件によって、試料は経路113に押し出される。バブルセンサ321がバブル702を検出すると、ポンプ203は、試料S2が試料分析器330に入るまで動作を継続する。図7Jのステップの設定を用いてポンプを更に作動すると、試料S2を分析した後、バブルと溶剤を更に廃棄物容器325へ押し出して、次の試料を受け入れる前に経路113をクリーニングできる。

第III部−採取システム
The step of pushing the intermediate sample S2 to the sample analyzer 330 will be described with reference to FIG. In the step of FIG. 7J, the pump 203 operates in the forward direction, the pump 328 is off, the valves 313, 316, 323a are open, and the valves 312, 613a, 613b, 613c, 323b are closed. Under this operating condition, the sample is pushed out into the path 113. When bubble sensor 321 detects bubble 702, pump 203 continues to operate until sample S2 enters sample analyzer 330. Further activation of the pump using the step settings of FIG. 7J allows the bubble 113 and solvent to be pushed further into the waste container 325 after analysis of the sample S2 to clean the path 113 before receiving the next sample.

Part III-Collection system

図8は、第3の実施の形態の採取システム800の正面斜視図である。図1〜図7に示した実施の形態の採取システム100、300又は500とほぼ同様であるが、相違点について以下詳細に説明する。採取システム800の液体処理及び分析装置140は、計器部810と採取システムカセット820とを組み合わせて備える。図8に示す計器部810とカセット820は部分的に取り外し可能である。計器部810は、制御部210(図示されてない)、表示部141と入力部143、カセット境界部811、回線114を備える。カセット820は、接合部120から接合部230へ延伸する経路111と経路113、経路111、113の接合点829、計器部境界部821、前方面823、経路111の入口部825、経路111、113の入口部827を備える。更に、採取要素部220は、接合点829を受ける開口部815を有した採取用計器部要素813から形成される。境界部811、821は、計器部810及びカセット820の構成要素と係合し、液体の汲み上げ、及び患者からの試料の分析を容易にしており、採取用計器部要素813は開口部815内に接合点829を受け、経路111から採取を行うようになっている。   FIG. 8 is a front perspective view of a sampling system 800 according to the third embodiment. Although it is substantially the same as the sampling system 100, 300 or 500 of the embodiment shown in FIGS. 1 to 7, the differences will be described in detail below. The liquid processing and analysis device 140 of the collection system 800 includes a combination of an instrument unit 810 and a collection system cassette 820. The instrument unit 810 and the cassette 820 shown in FIG. 8 are partially removable. The instrument section 810 includes a control section 210 (not shown), a display section 141 and an input section 143, a cassette boundary section 811, and a line 114. The cassette 820 includes a path 111 and a path 113 extending from the joint 120 to the joint 230, a junction 829 of the paths 111 and 113, an instrument boundary 821, a front surface 823, an inlet 825 of the path 111, and paths 111 and 113. The inlet portion 827 is provided. Further, the sampling element portion 220 is formed from a sampling instrument element 813 having an opening 815 that receives the junction 829. The boundaries 811, 821 engage the components of the instrument 810 and cassette 820 to facilitate liquid pumping and analysis of the sample from the patient, and the collection instrument element 813 is within the opening 815. In response to the junction point 829, sampling is performed from the path 111.

図9及び図10はそれぞれ、採取システム800を構成する採取システムカセット820及び計器部810の正面図である。カセット820及び計器部810は、組み立てると、図5の採取部510、図3の採取要素部220及び図6Bのガス注入マニホルド315’からなる装置を形成する、図9及び図10の各種構成要素を構成する。   FIG. 9 and FIG. 10 are front views of the collection system cassette 820 and the instrument unit 810 constituting the collection system 800, respectively. The cassette 820 and instrument portion 810, when assembled, form a device comprising the sampling portion 510 of FIG. 5, the sampling element portion 220 of FIG. 3, and the gas injection manifold 315 ′ of FIG. 6B. Configure.

具体的には、図9に示すように、カセット820は、部分111a、112a、112b、112c、112d、112e、112fを含む経路111、部分113a、113b、113c、113d、113e、113fを含む経路113、及び経路615を有する経路20と、廃棄物容器325と、例えば、血漿のみを貫流させる試料調合部332、血漿の特性を測定するために、検体検出システム334内に血漿を保つ試料チャンバ903を含む試料分析器330の使い捨て部分と、ピストン制御部907を有する可変ポンプ905とを備える。   Specifically, as shown in FIG. 9, the cassette 820 includes a path 111 including portions 111a, 112a, 112b, 112c, 112d, 112e, and 112f, and a path including portions 113a, 113b, 113c, 113d, 113e, and 113f. 113, a path 20 having a path 615, a waste container 325, for example, a sample preparation unit 332 that allows only plasma to flow through, a sample chamber 903 that retains plasma in the analyte detection system 334 to measure plasma characteristics. Including a disposable part of the sample analyzer 330 and a variable pump 905 having a piston controller 907.

図10に示すように、計器部810は、バブルセンサ部1001a、1001b、100c、ヘモグロビンセンサ部1003である比色センサ、蠕動ポンプローラ1005a、ローラ支持部1005b、ピンサーの組1007a、1007b、1007c、1007d、1007e、1007f、1007g、1007h、アクチュエータ1009、圧力センサ部1011を備える。更に、計器部810は、光検体検出システム334のプローブ領域1002近傍又はプローブ領域1002内に位置すると、試料チャンバ903内に含有される試料を測定する試料分析器330の部分を備える。   As shown in FIG. 10, the instrument unit 810 includes bubble sensor units 1001a, 1001b, and 100c, a colorimetric sensor that is a hemoglobin sensor unit 1003, a peristaltic pump roller 1005a, a roller support unit 1005b, and a pair of pincers 1007a, 1007b, 1007c, 1007d, 1007e, 1007f, 1007g, 1007h, an actuator 1009, and a pressure sensor unit 1011 are provided. Furthermore, the instrument unit 810 includes a sample analyzer 330 that measures a sample contained in the sample chamber 903 when positioned near or within the probe region 1002 of the optical analyte detection system 334.

カセット820の経路部分は計器部810の各種構成要素に接触して採取システム800を形成する。図5に示すように、例えば、ローラが作動すると液体を経路111を通して移動させるポンプ203は、蠕動ポンプローラ1005aとローラ支持部1005bの間に配置された部分111aから形成され、バルブ501、323、326a、326bはそれぞれ、部分113a、113c、113d、113eを囲み、液体の流れを貫流させる、或いは遮断させるピンサーの組1007a、1007b、1007c、1007dによって形成される。ポンプ328は、ピストン制御部907を動かすように配置されたアクチュエータ1009から形成される。ここで説明したカセット820の構成要素と計器部810の構成要素の間の相互接続は、1回の動作で行われることが好ましい。例えば、境界部811、821は経路が、スタンドを背として、及び/又はセンサ、アクチュエータ、及びその他の構成要素の間に位置するように配置する。   The path portion of the cassette 820 contacts the various components of the instrument section 810 to form the collection system 800. As shown in FIG. 5, for example, the pump 203 that moves the liquid through the path 111 when the roller is operated is formed of a portion 111 a disposed between the peristaltic pump roller 1005 a and the roller support portion 1005 b. 326a and 326b are formed by pincer sets 1007a, 1007b, 1007c, and 1007d that surround the portions 113a, 113c, 113d, and 113e, respectively, and allow or prevent the flow of liquid. Pump 328 is formed from an actuator 1009 arranged to move piston controller 907. The interconnection between the components of the cassette 820 and the components of the instrument section 810 described here is preferably performed in a single operation. For example, the boundaries 811, 821 are positioned so that the path is located with the stand on the back and / or between sensors, actuators, and other components.

境界部811を境界部821に対して配置することに加えて、装置800の組み立ては、採取要素部200の組み立ても含む。具体的には、開口部815a、815bがそれぞれ経路111、113を受け、接合点829を採取用計器部要素813内に収納するようにする。このように、例えば、図3に示すように、バルブ313、312は、部分112a、112bがそれぞれ、ピンチバルブ1007e、1007fのピンサー内に位置すると形成され、バブルセンサ314b、314aは、バブルセンサ部1001b、1001cがそれぞれ、内部のバブルの存在を検出するように、部分112a、112dと十分に接触すると形成され、ヘモグロビン検出器は、ヘモグロビンセンサ1003が部分112eと十分に接触すると形成され、圧力センサ317は、内部の流体の圧力を測定するように、部分112fが圧力センサ部1011と十分に接触すると形成される。図6Bに示すように、バルブ316、613は、部分113f、615がそれぞれ、ピンチバルブ1007h、1007gのピンサー内に位置すると形成される。   In addition to placing the boundary 811 relative to the boundary 821, assembly of the device 800 also includes assembly of the harvesting element portion 200. Specifically, the openings 815a and 815b receive the paths 111 and 113, respectively, and the junction 829 is accommodated in the sampling instrument element 813. Thus, for example, as shown in FIG. 3, the valves 313 and 312 are formed so that the portions 112a and 112b are located in the pincers of the pinch valves 1007e and 1007f, respectively, and the bubble sensors 314b and 314a 1001b and 1001c are formed when the portions 112a and 112d are in sufficient contact with each other so as to detect the presence of internal bubbles, respectively, and the hemoglobin detector is formed when the hemoglobin sensor 1003 is sufficiently in contact with the portion 112e and the pressure sensor 317 is formed when the portion 112f sufficiently contacts the pressure sensor unit 1011 so as to measure the pressure of the internal fluid. As shown in FIG. 6B, the valves 316 and 613 are formed when the portions 113f and 615 are located in the pincers of the pinch valves 1007h and 1007g, respectively.

こうして組み立てられた図9、図10に示す中央計器部810及びカセット820の動作は以下の通りである。システムは、ローラポンプが順方向に動作(図10に示すようにインペラ1005aが反時計回りに回転)して、注入液を容器15から経路111及び経路112を通して患者Pへ汲み入れる場合をアイドル状態又は注入モードと考えることができる。この注入モードでは、ポンプ1005は、本明細書の他の部分で説明する適当な注入速度で注入液を患者へ投与する。   Operations of the central instrument section 810 and the cassette 820 shown in FIGS. 9 and 10 assembled in this way are as follows. The system is idle when the roller pump moves forward (impeller 1005a rotates counterclockwise as shown in FIG. 10) and pumps the infusate from container 15 through path 111 and path 112 to patient P. Or it can be considered as an injection mode. In this infusion mode, the pump 1005 administers the infusate to the patient at an appropriate infusion rate as described elsewhere herein.

測定を実行する時間になると、最初に空気をシステムへ送り出し、図7Bを参照して説明したような方法で液体を経路112、113の一部から除去する。ここで、図9の(接合点829から経路813の反対側の端部615へ延在する)単一の空気注入器が図7Aから図7Jに示すマニホルドの代わりに機能する。次に、試料を吸い込む場合、ポンプ1005は試料吸入モードで作動し、反対方向に動作して、患者から体液(例えば、血液)の試料を経路112へ接合部230を介して送り込む。試料はヘモグロビンセンサ1003迄吸入され、好ましくはセンサ1003の出力が、センサ1003近傍の経路112における未希釈の血液試料の存在を示す所定のプラトーレベルに達するまで吸引する。   When it is time to perform a measurement, air is first pumped into the system and liquid is removed from a portion of paths 112, 113 in the manner described with reference to FIG. 7B. Here, the single air injector of FIG. 9 (extending from junction 829 to the opposite end 615 of path 813) functions in place of the manifold shown in FIGS. 7A-7J. Next, when inhaling the sample, the pump 1005 operates in the sample inhalation mode and operates in the opposite direction to deliver a sample of bodily fluid (eg, blood) from the patient to the path 112 via the junction 230. The sample is inhaled to the hemoglobin sensor 1003 and preferably aspirated until the output of the sensor 1003 reaches a predetermined plateau level indicating the presence of an undiluted blood sample in the path 112 near the sensor 1003.

この時点から、ポンプ905、1005、バルブ1007e、1007f、1007g、1007h、バブルセンサ1001b、1001c、及び/又はヘモグロビンセンサ1003は、図7D〜図7Fを参照して説明したような方法で、一連のバブルと試料流体カラム(sample−fluid columns)を経路113へ移動するように動作できるようになる。ポンプ905のピストン制御部907をアクチュエータ1009によって適当な方向(図9〜図10に示す左又は右の方向)へ移動することによって、ポンプ328の代わりにポンプ905が動作可能となる。   From this point on, the pumps 905, 1005, valves 1007e, 1007f, 1007g, 1007h, bubble sensors 1001b, 1001c, and / or hemoglobin sensor 1003 are arranged in a series of ways as described with reference to FIGS. 7D-7F. The bubble and sample-fluid columns can be operated to move to path 113. The pump 905 can be operated in place of the pump 328 by moving the piston controller 907 of the pump 905 in an appropriate direction (left or right direction shown in FIGS. 9 to 10) by the actuator 1009.

体液試料の一部及び所望のバブルが経路113内へ移動すると、バルブ1007hを閉じて、経路112が再び注入液で満ちる迄ポンプ1005を順方向又は注入方向に作動することによって最初に吸い込んだ試料又は経路112内の体液の残りを患者に戻すことができる。   As part of the bodily fluid sample and the desired bubble move into the path 113, the valve 1007h is closed and the sample aspirated first by operating the pump 1005 in the forward or infusion direction until the path 112 is again filled with infusate. Alternatively, the remainder of the body fluid in the pathway 112 can be returned to the patient.

バルブ1007a〜1007h及びポンプ905及び/又はポンプ1005が適当に動作することによって、経路113内の体液試料の少なくとも一部(体積として10〜100マイクロリットル又は各種の実施の形態では20、30、40、50、又は60マイクロリットル)が試料調合部332(図示の実施の形態ではフィルタ又は膜、或いは以下に詳細を説明する遠心分離器)を通って移動する。このようにして、体液(例えば、血液試料の血漿のみ)の一以上の成分のみが試料調合部332又はフィルタ/膜を通って、試料チャンバ又はセル903に入る。或いは、試料調合部332を省いた代替の構成では、「全」液体が分析のたえに試料チャンバ903へ移動する。   By appropriately operating the valves 1007a to 1007h and the pump 905 and / or the pump 1005, at least a part of the body fluid sample in the path 113 (10 to 100 microliters in volume, or 20, 30, 40 in various embodiments). , 50, or 60 microliters) moves through the sample preparation portion 332 (in the illustrated embodiment, a filter or membrane, or a centrifuge described in detail below). In this way, only one or more components of bodily fluid (eg, blood plasma only) enter the sample chamber or cell 903 through the sample preparation unit 332 or filter / membrane. Alternatively, in an alternative configuration that omits the sample preparation section 332, “all” liquid moves to the sample chamber 903 for analysis.

液体の成分又は全てが試料チャンバ903に入ると分析が行われ、グルコース、乳酸、二酸化炭素、血中尿素窒素、ヘモグロビン、及び/又は、本明細書の他の箇所で説明するその他の適当な検体の1以上の検体レベル又は濃度が測定される。検体検出システム1700は分光型の場合(例えば、図17又は図44〜図46のシステム1700)、液体の一部又は全部の分光分析が実行される。   Once the liquid component or all enters the sample chamber 903, the analysis is performed and glucose, lactic acid, carbon dioxide, blood urea nitrogen, hemoglobin, and / or other suitable analytes described elsewhere herein. One or more analyte levels or concentrations are measured. When the analyte detection system 1700 is of a spectroscopic type (for example, the system 1700 of FIG. 17 or FIGS. 44 to 46), a part or all of the liquid is subjected to spectroscopic analysis.

分析後、経路113内の体液試料は、廃棄物容器325へ移動する。好ましくは、ポンプ905をアクチュエータ1009によって作動し、経路909から得た食塩水又は注入液のカラムで体液を押し出し、試料チャンバ903、試料調合部332を介して廃棄物容器325へ導く。こうして、試料チャンバ903及び試料調合部332は、体液が廃棄物容器に導かれる間、逆流した食塩水又は注入液で満たされる。この洗浄の後、第2の分析を、こうして試料チャンバ903内に流入した食塩水又は注入液に対して行い、「ゼロ」又は背景値を読み取ることができる。この時、図9の液体処理ネットワークには廃棄物処理325以外に、体液は存在せず、他の体液試料を分析のために引き込む準備ができている。   After the analysis, the body fluid sample in the path 113 moves to the waste container 325. Preferably, the pump 905 is actuated by the actuator 1009 to push out the body fluid through the column of saline or infusion solution obtained from the path 909 and guide it to the waste container 325 through the sample chamber 903 and the sample preparation unit 332. Thus, the sample chamber 903 and the sample preparation unit 332 are filled with the reverse saline solution or infusion while the body fluid is guided to the waste container. After this wash, a second analysis can thus be performed on the saline or infusate that has flowed into the sample chamber 903 to read the “zero” or background value. At this time, there is no body fluid other than the waste treatment 325 in the liquid treatment network of FIG. 9, and other body fluid samples are ready to be drawn for analysis.

いくつかの実施の形態の液体処理及び分析装置140では、ピンチバルブのピンサーの組が経路の2つの分岐部の流れを一方へ切り替えるように動作する。図13A及び図13Bは、経路の2つの分岐部又は区間の何れかへ流れを導くことができる開状態の第1の実施の形態のピンチバルブ1300の正面図及び断面図である。ピンチバルブ1300は、「Y」形の経路1310上で動作して様々な区間の間で流体の流れを切り替える、2つの個別に制御可能なピンチバルブを有する。具体的には、経路1310の内面は、可撓性ピンチ領域1312を有する第1の区間1311、可撓性ピンチ領域1314を有する第2の区間1313、第1の区間と第2の区間を交点1317で連結する第3の区間1315を有する。第1のピンチバルブのピンサーの組1320は、ピンチ領域1312の周りに配置し、第2のピンチバルブのピンサーの組1330は、ピンチ領域1314の周りに配置する。それぞれのピンチバルブのピンサーの組1320、1330は経路1310に対して垂直に、それぞれのピンチ領域1312、1314の両側に向かい合って位置し、制御部210が個別に開と閉を制御することによって、ピンチ領域を介して流体を連通状態する、或いは非連通状態にできる。このため、例えば、ピンチバルブのピンサーの組1320(又は1330)が十分に閉じると、ピンチ領域1312(又は1314)の一方の部分はそのピンチ領域の他方の部分と接触し、液体はピンチ領域を貫流しなくなる。   In the liquid processing and analysis device 140 of some embodiments, a pincer set of pinch valves operates to switch the flow at the two branches of the path to one. FIGS. 13A and 13B are a front view and a cross-sectional view of the pinch valve 1300 of the first embodiment in the open state capable of guiding the flow to either of two branches or sections of the path. The pinch valve 1300 has two individually controllable pinch valves that operate on a “Y” shaped path 1310 to switch fluid flow between various sections. Specifically, the inner surface of the path 1310 intersects the first section 1311 having the flexible pinch area 1312, the second section 1313 having the flexible pinch area 1314, and the first section and the second section. A third section 1315 is connected at 1317. The first pinch valve pincer set 1320 is disposed about the pinch region 1312 and the second pinch valve pincer set 1330 is disposed about the pinch region 1314. A pincer set 1320, 1330 of each pinch valve is positioned perpendicular to the path 1310, opposite to each side of the respective pinch regions 1312, 1314, and the controller 210 controls the opening and closing individually, The fluid can be communicated or not communicated via the pinch region. Thus, for example, when the pincer set 1320 (or 1330) of the pinch valve is sufficiently closed, one part of the pinch region 1312 (or 1314) contacts the other part of the pinch region and the liquid passes through the pinch region. It will not flow through.

ピンチバルブ1300の一使用例について説明する。図13Bに、開状態にある第1及び第2のピンチバルブのピンサーの組1320、1330を示す。図13Cにピンチバルブのピンサーの組1320が接近し、第1の区間1311の一部が第2及び第3の区間1313、1315に対して閉塞する。ピンサー1320と交点1317の間に距離があるため、第1の区間1311には空間1321が「デッドスペース」として孤立して存在する。様々な種類の液体をピンチバルブの様々な区間の間で切り替えることができるように、デッドスペースは最小限化することが好ましい。一実施の形態では、デッドスペースを、ピンチバルブを区間の交点近くに設けることによって削減している。他の実施の形態では、デッドスペースを、経路の壁に多様な厚さを持たせることによって削減している。このため、例えば、ピンチバルブと交点の間の剰余の物質は、空間1321部分を移動することによって、バルブをより効果的に分離する。   An example of use of the pinch valve 1300 will be described. FIG. 13B shows a set of pincers 1320, 1330 for the first and second pinch valves in the open state. The pincer set 1320 of the pinch valve approaches FIG. 13C, and a part of the first section 1311 is closed with respect to the second and third sections 1313 and 1315. Since there is a distance between the pincer 1320 and the intersection point 1317, the space 1321 is present as an isolated “dead space” in the first section 1311. The dead space is preferably minimized so that different types of liquid can be switched between different sections of the pinch valve. In one embodiment, dead space is reduced by providing a pinch valve near the intersection of the sections. In other embodiments, dead space is reduced by providing various thicknesses for the walls of the path. Thus, for example, the surplus material between the pinch valve and the intersection will separate the valve more effectively by moving through the space 1321 portion.

採取システム300内のピンチバルブ1300の一使用例では、ピンサーの組1320、1330をそれぞれバルブ323、236として動作するように位置する。   In one use case of the pinch valve 1300 in the collection system 300, the pincer sets 1320, 1330 are positioned to operate as valves 323, 236, respectively.

図14A及び図14Bに、第2の実施の形態のピンチバルブ1400を示す。図14Aは一つのバルブが閉位置にあるピンチバルブの正面図であり、図14Bはその断面図である。ピンチバルブ1400は、経路1310と共に用いるピンチバルブのピンサーの組1320、1330がそれぞれ、ピンサー1420、1430に交換している点においてピンチバルブ1300と異なる。   14A and 14B show a pinch valve 1400 of the second embodiment. FIG. 14A is a front view of a pinch valve with one valve in the closed position, and FIG. 14B is a cross-sectional view thereof. The pinch valve 1400 differs from the pinch valve 1300 in that the pincer sets 1320 and 1330 of the pinch valve used with the path 1310 are replaced with pincers 1420 and 1430, respectively.

代替の実施の形態のピンチバルブは、共通の接合点で連結する2、3、4、又はそれ以上の経路部を有し、接合点近傍の1以上の経路にピンサーを配置する。   An alternative embodiment pinch valve has two, three, four, or more pathways that connect at a common junction, and places the pincer in one or more pathways near the junction.

図11及び図12に、一実施の形態の患者動脈接合部1100と一実施の形態の患者静脈接合部1200として、カセット820の使い捨て部分を形成する、或いはカセット820の使い捨て部分を取り付け可能な、様々な実施の形態の接合部230を示す。接合部1100、1200は、図1〜図10で示した実施の形態とほぼ同様であるが、相違点について以下詳細に説明する。   11 and 12, a disposable part of the cassette 820 can be formed as a patient artery joint 1100 of one embodiment and a patient vein joint 1200 of one embodiment, or a disposable part of the cassette 820 can be attached. Fig. 5 illustrates a joint 230 of various embodiments. The joint portions 1100 and 1200 are substantially the same as those of the embodiment shown in FIGS. 1 to 10, but the differences will be described in detail below.

図11に示すように、患者動脈接合部1100は、ストップコック1101、長さXを有する第1の管部分1103、実験室分析用に血液試料を取得する血液採取ポート1105、長さYを有する第2の管1107、及び管接合部1109を含む。更に、患者動脈接合部1100は、採取要素部220の反対側に圧力センサ部1011とほぼ同様の圧力センサ部1102を含む。長さXは、好ましくは6インチ(0.15メートル)から50インチ(1.27メートル)、又はほぼ48インチ(1.2メートル)の長さである。長さYは、好ましくは1インチ(25ミリメートル)から20インチ(0.5メートル)、又はほぼ12インチ(0.3メートル)の長さである。図12に示すように、患者静脈接合部1200は、クランプ1201、注入ポート1105、及び管接合部1109を含む。

第IV部−試料分析システム
As shown in FIG. 11, the patient artery junction 1100 has a stopcock 1101, a first tube portion 1103 having a length X, a blood collection port 1105 for obtaining a blood sample for laboratory analysis, and a length Y. A second tube 1107 and a tube joint 1109 are included. Further, the patient arterial junction 1100 includes a pressure sensor unit 1102 that is substantially similar to the pressure sensor unit 1011 on the opposite side of the sampling element unit 220. The length X is preferably 6 inches (0.15 meters) to 50 inches (1.27 meters), or approximately 48 inches (1.2 meters) long. The length Y is preferably 1 inch (25 millimeters) to 20 inches (0.5 meters), or approximately 12 inches (0.3 meters) long. As shown in FIG. 12, the patient vein junction 1200 includes a clamp 1201, an injection port 1105, and a tube junction 1109.

Part IV-Sample analysis system

いくつかの実施の形態では、血漿を分析する。かかる実施の形態では、血漿を患者から得た全血より分離する必要があり、全血より血漿を分離する作業は、例えば、患者接合部110で、又は経路113に沿って血液を抜き取る時から血液を分析する時迄の間の如何なる時点に行ってもよい。全血に測定を実行するシステムでは、測定時又は測定を実行する前に血液を分離することは必須とは限らない。   In some embodiments, plasma is analyzed. In such an embodiment, it is necessary to separate the plasma from the whole blood obtained from the patient, and the work of separating the plasma from the whole blood can be performed, for example, at the patient junction 110 or when blood is drawn along the path 113. It may be done at any point in time until the time when blood is analyzed. In a system that performs measurement on whole blood, it is not always essential to separate blood at the time of measurement or before performing measurement.

例示のため、本章では、液体処理システム10を構成しうる、いくつかの実施の形態の分離器及び検体検出システムについて説明する。本明細書で説明する分離器は、特定の実施の形態では、液体成分分離器を備えうる。本明細書において「液体成分分離器」とは広義であり、その通常の意味で用い、これに限定されないが、1以上の液体成分を分離して、2以上の異なる物質を生成する機器を含む。例えば、液体成分分離器は、全血の試料を血漿成分と非血漿成分とに分離する、及び/又は固体液体混合物(例えば、固体が混入した液体)を固体成分と液体成分とに分離できる。液体成分分離器は、このようにして生成された異なる物質を完全に分離する必要はない。液体成分分離器の例として、フィルタ、膜、遠心分離器、電解装置、又はそれらの組み合わせが挙げられる。液体成分分離器は、静止した「放置状態」の液体にかかる重力の作用によるよりも早く液体を分離する点において「アクティブ」である。以下、第IV部Aでは、本明細書で開示するある実施の形態の装置で血液分離器として使用可能なフィルタを開示する。第IV部Bでは、以下に、本明細書で開示するある実施の形態の装置で使用可能な検体検出システムを開示する。第IV部Cでは、本明細書で開示するある実施の形態の装置で使用可能な試料要素を開示する。第IV部Dでは、本明細書で開示するある実施の形態の装置で使用可能な遠心分離器及び試料チャンバを開示する。

第IV部A―血液フィルタ
For purposes of illustration, this section describes a separator and analyte detection system of some embodiments that may constitute the liquid processing system 10. The separator described herein may comprise a liquid component separator in certain embodiments. As used herein, “liquid component separator” has a broad meaning and is used in its ordinary sense and includes, but is not limited to, equipment that separates one or more liquid components to produce two or more different substances. . For example, a liquid component separator can separate a sample of whole blood into a plasma component and a non-plasma component, and / or a solid liquid mixture (eg, a liquid mixed with solids) into a solid component and a liquid component. Liquid component separators need not completely separate the different materials thus produced. Examples of liquid component separators include filters, membranes, centrifuges, electrolyzers, or combinations thereof. The liquid component separator is “active” in that it separates the liquid faster than by the action of gravity on the stationary “stand-by” liquid. Hereinafter, Part IV discloses a filter that can be used as a blood separator in the device of an embodiment disclosed herein. In Part IV B, an analyte detection system that can be used with the apparatus of an embodiment disclosed herein is disclosed below. Part IV C discloses sample elements that can be used with the apparatus of certain embodiments disclosed herein. Part IV discloses a centrifuge and sample chamber that can be used with the apparatus of certain embodiments disclosed herein.

Part IV A-Blood Filter

本発明の範囲を限定するものではないが、一実施の形態の試料調合部332として、図15及び図16を参照して、血液フィルタ1500を説明する。図15は、一実施の形態のフィルタの側面図であり、図16は該フィルタの分解斜視図である。   Although not limiting the scope of the present invention, a blood filter 1500 will be described as a sample preparation unit 332 of one embodiment with reference to FIGS. 15 and 16. FIG. 15 is a side view of a filter according to an embodiment, and FIG. 16 is an exploded perspective view of the filter.

図15に示すように、本実施の形態のフィルタは、入口部1503、第1の出口部1505、第2の出口部1507を有するハウジング1501を含む。ハウジング1501は、ハウジング1501の内部空間を、入口部1503と第1の出口部1505が存在する第1の空間1502と第2の空間1504に分ける膜1509を有する。図16に、入口部1503と出口部1505を有する第1のプレート1511と、第1の空間1502を画成する開口部を有する第1のスペーサ1513、第2の空間1504を画成する開口部を有する第2のスペーサ1515、出口部1507を有する第2のプレート1517を含む、一実施の形態のフィルタ1500を示す。   As shown in FIG. 15, the filter of the present embodiment includes a housing 1501 having an inlet portion 1503, a first outlet portion 1505, and a second outlet portion 1507. The housing 1501 has a membrane 1509 that divides the internal space of the housing 1501 into a first space 1502 and a second space 1504 in which the inlet portion 1503 and the first outlet portion 1505 exist. FIG. 16 shows a first plate 1511 having an inlet portion 1503 and an outlet portion 1505, a first spacer 1513 having an opening portion that defines a first space 1502, and an opening portion that defines a second space 1504. The filter 1500 of one embodiment is shown including a second spacer 1515 having a second plate 1517 having an outlet 1507.

フィルタ1500は、全血から血漿を連続的にフィルタリングする。このため、例えば、入口部1503に全血が流れ、僅かな減圧が膜1509の第2の空間1504側にかかると、膜は血球をフィルタリングし、血漿を第1の出口部1507から通過させる。好ましくは、血液の流れが膜1509の表面を横断するようにして、血球がフィルタ1500に凝固することを防止する。したがって、一実施の形態の入口部1503、第1の出口部1505は、膜1509を横断して流れるように構成してもよい。   Filter 1500 continuously filters plasma from whole blood. For this reason, for example, when whole blood flows into the inlet portion 1503 and a slight decompression is applied to the second space 1504 side of the membrane 1509, the membrane filters blood cells and allows plasma to pass through the first outlet portion 1507. Preferably, the blood flow crosses the surface of the membrane 1509 to prevent blood cells from clotting on the filter 1500. Therefore, the inlet portion 1503 and the first outlet portion 1505 in one embodiment may be configured to flow across the membrane 1509.

一実施の形態では、膜1509は薄くて強度のある高分子薄膜である。例えば、薄膜フィルタは、厚さ10ミクロンのポリエステル膜又はポリカーボネート膜でもよい。好ましくは、薄膜フィルタは、平滑なガラス状の面を有し、孔部は均一で、正確な寸法で、明確に画定されている。膜を構成する物質は、化学的に不活性であり、タンパク質結合性が低い。   In one embodiment, membrane 1509 is a thin, strong polymer thin film. For example, the thin film filter may be a 10 micron thick polyester film or polycarbonate film. Preferably, the membrane filter has a smooth glassy surface and the pores are uniform, precisely sized and well defined. The substances constituting the membrane are chemically inert and have low protein binding properties.

膜1509を製造する一方法としてトラックエッチング法がある。好ましくは、「生フィルム」を原子炉内で荷電粒子に露出し、膜に「トラック」を残す。トラックを膜にエッチングしてもよい。こうして、正確な寸法で均一な円筒形の孔部を生成する。例えば、GE Osmonics,Inc.(4636 Somerton Rd. Trevose, PA 19053−6783)は、同様の工程を用いて薄膜フィルタとして十分に機能する材料を製造している。上述の薄膜フィルタの表面は、GE Osmonics製のポリカーボネートTE膜である。   One method for manufacturing the film 1509 is a track etching method. Preferably, the “raw film” is exposed to charged particles in the reactor, leaving a “track” on the membrane. The track may be etched into the film. This produces a uniform cylindrical hole with precise dimensions. For example, GE Osmonics, Inc. (4636 Somerton Rd. Trevose, PA 19053-6783) uses a similar process to produce a material that functions well as a thin film filter. The surface of the above-described thin film filter is a polycarbonate TE film manufactured by GE Osmonics.

フィルタ1500の一使用例として、3ccの血液から血漿を、薄膜フィルタとしてポリカーボネートトラックエッチ膜(「PCTE」)を用いて抽出してもよい。PCTEの孔の寸法は2μmで、有効面積は170平方ミリメートルである。好ましくは、供給ポート、排出ポート、血漿ポートに接続したチュービングの内径は、1ミリメートルである。このような構成で実行する一実施の形態の方法では、最初に100μmの血漿を血漿から抽出できる。食塩水を用いてセルの供給側を洗浄した後、更に100μmの澄んだ血漿を抽出できる。本方法及び構成における血漿抽出速度は、約15〜25μl/minでよい。   As an example of use of filter 1500, plasma may be extracted from 3 cc of blood using a polycarbonate track etch membrane (“PCTE”) as a thin film filter. The PCTE hole size is 2 μm and the effective area is 170 square millimeters. Preferably, the inner diameter of the tubing connected to the supply port, the discharge port and the plasma port is 1 millimeter. In the method of one embodiment performed in such a configuration, 100 μm of plasma can be first extracted from plasma. After washing the supply side of the cell with saline, a further 100 μm clear plasma can be extracted. The plasma extraction rate in the present methods and configurations may be about 15-25 μl / min.

連続流機構を用いて血漿を抽出することには、いくつかの利点がある。一つの好ましい実施の形態では、連続流機構は、複数の試料で再利用可能であり、試料の残余が次の試料を汚染する可能性は僅かで無視できる。一実施の形態では、閉塞が発生することもほとんどない。更に、好ましい構成では、内部容量が小さい。   There are several advantages to extracting plasma using a continuous flow mechanism. In one preferred embodiment, the continuous flow mechanism can be reused with multiple samples, and the possibility that the remainder of the sample will contaminate the next sample is negligible. In one embodiment, occlusions rarely occur. Furthermore, in a preferred configuration, the internal capacity is small.

フィルタ、フィルタの使用方法、及び関連技術については、更に、「SAMPLE ELEMENT WITH BARRIER MATERIAL」と題する2005年2月17日に公開された米国特許出願第2005/0038357号、及び、「SAMPLE ELEMENT WITH SEPARATOR」と題する2005年5月5日出願の米国特許出願第11/122794号に記載している。上記公報及び特許出願の全ての内容は、参照によって本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなしている。

第IV部B―検体検出システム
For more information on filters, filter usage, and related techniques, see US Patent Application No. 2005/0038357 published February 17, 2005 entitled “SAMPLE ELEMENT WITH BARRIER MATERIAL” and “SAMPLE ELEMENT WITH SEPARATOR”. In US patent application Ser. No. 11/122794 filed May 5, 2005. The entire contents of the above publications and patent applications are hereby incorporated by reference and made a part hereof.

Part IV B-Sample Detection System

一実施の形態の検体検出システム334を、本発明の範囲を限定するものではないが、図17において光検体検出システム1700として説明する。検体検出システム1700は、血漿のスペクトルを測定するようになっている。検体検出システム334に供給する血漿は、これに限定されないが、フィルタ1500を含む試料調合部332によって処理される。   Although the sample detection system 334 of one embodiment does not limit the scope of the present invention, it will be described as an optical sample detection system 1700 in FIG. The analyte detection system 1700 measures the plasma spectrum. The plasma supplied to the specimen detection system 334 is processed by the sample preparation unit 332 including the filter 1500, but is not limited thereto.

検体検出システム1700は、システム1700の主軸Xに沿って配置したエネルギー源1720を備える。作動時、エネルギー源1720は、エネルギー源1702から主軸Xに沿って進むエネルギービームEを生成する。一実施の形態では、エネルギー源1720は赤外線源を備え、エネルギービームは赤外線エネルギービームを含む。   The analyte detection system 1700 includes an energy source 1720 disposed along the main axis X of the system 1700. In operation, the energy source 1720 generates an energy beam E that travels along the principal axis X from the energy source 1702. In one embodiment, energy source 1720 comprises an infrared source and the energy beam comprises an infrared energy beam.

エネルギービームEは、主軸X上に配置された光フィルタ1725を通って進み、プローブ領域1710に到達する。プローブ領域1710は、励起したビームEの経路上で、材料試料Sを受ける装置322の一部である。図17に示す一実施の形態では、プローブ領域1710は、材料試料Sを支持又は包含する試料要素又はキュベット1730を受けるようになっている。本発明の一実施の形態では、試料要素1730は、管又は光学セルなどの経路113の一部である。試料要素1730及び試料Sを通過した後、エネルギービームEは検出器1745に到達する。   The energy beam E travels through the optical filter 1725 disposed on the main axis X and reaches the probe region 1710. The probe region 1710 is part of a device 322 that receives the material sample S on the path of the excited beam E. In one embodiment shown in FIG. 17, the probe region 1710 is adapted to receive a sample element or cuvette 1730 that supports or contains a material sample S. In one embodiment of the invention, the sample element 1730 is part of a path 113, such as a tube or optical cell. After passing through the sample element 1730 and the sample S, the energy beam E reaches the detector 1745.

本明細書において、「試料要素」とは広義であり、その通常の意味で用い、これに限定されないが、試料チャンバ、及び少なくとも一つの試料チャンバ壁を有する構造体を含むが、より一般的には、材料試料を保持、支持、又は包含し、電磁放射を、保持、支持、または包含した試料に通過させる、任意の数のキュベット、試験片などの構造体を含む。   As used herein, “sample element” is broadly used in its ordinary sense and includes, but is not limited to, a sample chamber and a structure having at least one sample chamber wall, but more generally Includes any number of cuvettes, specimens, and other structures that hold, support, or contain a material sample and allow electromagnetic radiation to pass through the held, supported, or contained sample.

本発明の一実施の形態では、試料要素1730は、カセット820の使い捨て部分を形成し、システム1700の残りの部分は、計器部810の一部を形成し、プローブ領域1710はプローブ領域1002である。   In one embodiment of the present invention, the sample element 1730 forms a disposable part of the cassette 820, the remaining part of the system 1700 forms part of the instrument part 810, and the probe area 1710 is the probe area 1002. .

更に図17を参照して、検出器1745は、入射する放射に応答して電気信号を生成し、信号を分析のためにプロセッサ210に送出する。こうして検出器1745によって送られた信号に基づいて、プロセッサは、試料S内の対象とする検体の濃度、及び/又は、試料を分析するために採用した1以上の波長又は波長帯における試料Sの吸収/透過特性を算出する。プロセッサ210は、プロセッサ210によりアクセス可能なメモリ212内に常駐したデータ処理アルゴリズム又はプログラム命令を実行して、濃度、吸光度、透過度などを算出する。   Still referring to FIG. 17, detector 1745 generates an electrical signal in response to incident radiation and sends the signal to processor 210 for analysis. Based on the signal thus sent by the detector 1745, the processor can determine the concentration of the analyte of interest in the sample S and / or the sample S at one or more wavelengths or wavelength bands employed to analyze the sample. Absorption / transmission characteristics are calculated. The processor 210 executes data processing algorithms or program instructions resident in a memory 212 accessible by the processor 210 to calculate concentration, absorbance, permeability, and the like.

図17に示す実施の形態において、フィルタ1725は、試料Sを分析するために用いるフィルタ1725を通過するエネルギービームEの波長又は波長帯を、装置322を用いた測定時、及び/又は時間の推移において容易に変更できるように、可変通過域フィルタを備えてもよい。(その他の様々な実施の形態では、フィルタ1725全体を省いてもよい。)装置322とともに使用可能な可変通過域フィルタの例として、これに限定されないが、フィルタホイール(詳細については後に説明)、例えば、Aegis Semiconductor(Woburn,MA)製造のフィルタ等の電子的に同調可能フィルタ、「Active Thin Films platform」を用いたカスタムフィルタ、Scientific Solutions,Inc.(North Chelmsford,MA)製等のファブリ・ペロー干渉計、カスタム液晶ファブリ・ペロー(LCFP)同調可能フィルタ、又は7〜10μm格子を備えたHORIBA(Jobin Yvon, Inc.(Edison, NJ)H1034型等の同調可能モノクロメータ、又はカスタム設計システムを含む。   In the embodiment shown in FIG. 17, the filter 1725 measures the wavelength or wavelength band of the energy beam E passing through the filter 1725 used for analyzing the sample S at the time of measurement using the apparatus 322 and / or the transition of time. A variable pass band filter may be provided so that it can be easily changed. (In various other embodiments, the entire filter 1725 may be omitted.) Examples of variable passband filters that can be used with the device 322 include, but are not limited to, filter wheels (details will be described later), For example, electronically tunable filters such as filters manufactured by Aegis Semiconductor (Woburn, Mass.), Custom filters using “Active Thin Films platform”, Scientific Solutions, Inc. Fabry-Perot interferometer manufactured by (North Chelmsford, MA), custom liquid crystal Fabry-Perot (LCFP) tunable filter, or HORIBA (Jobin Yvon, Inc. (Edison, NJ) H1034 type equipped with 7-10 μm grating) Tunable monochromator or custom design system.

一実施の形態の検出システム1700では、フィルタ1725は、試料Sを分析するために用いるフィルタ1725を通過するエネルギービームEの波長又は波長帯を、検出システム1700を用いた測定時、及び/又は時間の推移において容易に変更できるように、可変通過域フィルタを備える。エネルギービームEを可変通過域フィルタによってフィルタリングするため、試料Sの吸収/透過特性を複数の波長又は波長帯で離散的、連続的に分析できる。例えば、試料SをN個の別々の波長(波長1〜波長N)で分析する場合、最初に、可変通過域フィルタを、エネルギービームEを波長1で通過させると同時に、検出器1745が感知しうるその他の波長(2〜N)の全て又はほとんどのエネルギービームEの成分をほぼ遮断するように同調する。次に、試料Sを通過して検出器1745に到達したビームEに基づいて、波長1の試料Sの吸収/透過特性を測定する。更に可変通過域フィルタを、エネルギービームEを波長2で通過させると同時に、上述のように、その他の波長のエネルギービームEの成分をほぼ遮断するように作動又は同調する。波長1に対して行ったように、波長2に対しても分析を行う。この工程を全ての対象とする波長について繰り返し実行して、試料Sを分析する。こうして収集した吸収/透過データをプロセッサ210によって分析して、材料試料S内の対象とする検体濃度を測定する。測定した試料Sのスペクトルをここで、C(λi)と呼ぶ。これは波長依存スペクトルであり、Cは、例えば、透過、吸光、光学濃度、又はその他の、波長λ又は波長λ近傍における試料Sの光学的特性の測定値であり、iの範囲は、実行する測定の回数に及ぶ。測定値C(λi)は測定値の線形配列であり、代わりにCとして表すこともある。 In the detection system 1700 according to one embodiment, the filter 1725 measures the wavelength or wavelength band of the energy beam E passing through the filter 1725 used for analyzing the sample S at the time of measurement using the detection system 1700 and / or the time. A variable pass-band filter is provided so that it can be easily changed in the transition of. Since the energy beam E is filtered by the variable pass band filter, the absorption / transmission characteristics of the sample S can be discretely and continuously analyzed at a plurality of wavelengths or wavelength bands. For example, if the sample S is analyzed at N different wavelengths (wavelength 1 to wavelength N), first, the detector 1745 senses at the same time that the energy beam E is passed through the variable passband filter at wavelength 1. It is tuned to substantially block all or most of the energy beam E components of other possible wavelengths (2-N). Next, based on the beam E that has passed through the sample S and reached the detector 1745, the absorption / transmission characteristics of the sample S of wavelength 1 are measured. In addition, the variable passband filter is operated or tuned to pass the energy beam E at wavelength 2 and at the same time substantially block the components of the energy beam E at other wavelengths as described above. As with wavelength 1, analysis is also performed for wavelength 2. This step is repeated for all target wavelengths to analyze the sample S. The absorption / transmission data collected in this way is analyzed by the processor 210 to measure the target analyte concentration in the material sample S. The spectrum of the measured sample S is herein referred to as C s (λi). This is a wavelength dependent spectrum, C s is, for example, transmission, absorbance, optical density, or other measurement of the optical properties of sample S at or near wavelength λ, and the range of i is The number of measurements to be made. The measured value C s (λi) is a linear array of measured values and may instead be represented as C s .

システム1700のスペクトル領域は、分析技術、対象とする検体及び混合物に依存する。例えば、吸収分光法を用いた血液中のグルコース測定に利用可能なスペクトル領域として、中赤外線(例えば、約4ミクロンから約11ミクロン)がある。一実施の形態の検出システム1700では、エネルギー源1720は、出力が約4ミクロンから約11ミクロンの範囲のビームEを生成する。主に水がこのスペクトル領域における全吸収に寄与しているが、約6.8ミクロンから約10.5ミクロンの血液スペクトルに存在するピーク及びその他の分布は、他の血液成分の吸収スペクトルによる。4〜11ミクロンの領域は、グルコースが約8.5〜10ミクロンの間に強い吸収ピーク構造を有するが、その他の血液成分はこの8.5〜10ミクロンの範囲で低く平坦な吸収スペクトルを有することから、有利であることが知られている。主な例外は水とヘモグロビンであり、水とヘモグロビンはこの領域における干渉物質である。   The spectral region of the system 1700 depends on the analytical technique, the analyte of interest and the mixture. For example, a spectral region available for measuring glucose in blood using absorption spectroscopy is mid-infrared (eg, about 4 microns to about 11 microns). In one embodiment of the detection system 1700, the energy source 1720 produces a beam E whose output ranges from about 4 microns to about 11 microns. Although water primarily contributes to the total absorption in this spectral region, the peaks and other distributions present in the blood spectrum from about 6.8 microns to about 10.5 microns are due to the absorption spectra of other blood components. The 4-11 micron region has a strong absorption peak structure between about 8.5 and 10 microns of glucose, while the other blood components have a low and flat absorption spectrum in this 8.5 to 10 micron range. Thus, it is known to be advantageous. The main exceptions are water and hemoglobin, which are interfering substances in this area.

検出システム1700によって得られるスペクトル量の詳細は、分析技術、対象とする検体及び混合物に依存する。例えば、中赤外線吸収分光法による血液中のグルコース測定は、スペクトル領域内の11〜25のフィルタによって行う。一実施の形態のシステム1700では、エネルギー源1720は、出力が約4ミクロンから約11ミクロンの範囲のビームEを生成し、フィルタ1725は、それぞれが、特定の波長又は波長帯のエネルギーのみを通過させる、この範囲の狭帯域フィルタを複数備える。このため、例えば、一実施の形態のフィルタ1725は、公称波長がほぼ、3μm、4.06μm、4.6μm、4.9μm、5.25μm、6.12μm、6.47μm、7.98μm、8.35μm、9.65μm、12.2μmの一つである11のフィルタを有するフィルタホイールを含む。   The details of the spectral quantities obtained by the detection system 1700 depend on the analytical technique, the analyte of interest and the mixture. For example, measurement of glucose in blood by mid-infrared absorption spectroscopy is performed with 11 to 25 filters in the spectral region. In one embodiment of the system 1700, the energy source 1720 generates a beam E with an output in the range of about 4 microns to about 11 microns, and the filters 1725 each pass only energy at a particular wavelength or wavelength band. A plurality of narrow-band filters in this range. Thus, for example, the filter 1725 of one embodiment has a nominal wavelength of approximately 3 μm, 4.06 μm, 4.6 μm, 4.9 μm, 5.25 μm, 6.12 μm, 6.47 μm, 7.98 μm, 8 A filter wheel having eleven filters, one of .35 μm, 9.65 μm and 12.2 μm.

一実施の形態では、フィルタホイールを構成する個別の赤外線フィルタは、OCLI(JDS Uniphase,San Jose,CA)或いはSpectrogon US, Inc.(Parsippany,NJ)製のゲルマニウム又はサファイアを基板とした多空洞、狭帯域誘電体スタックで構成される。このため、各フィルタは、公称で厚さが1ミリで10平方ミリでもよい。フィルタスタックのピーク透過率は通常、50%〜70%であり、帯域幅は通常、4〜10μmの中心波長で150nm〜350nmである。或いは、第2の遮光赤外線フィルタを個別のフィルタの前方に設ける。温度感応性は、好ましくは0.01%/℃で、様々な環境条件でほぼ一定の測定を行えるようにしている。   In one embodiment, the individual infrared filters that make up the filter wheel may be OCLI (JDS Uniphase, San Jose, Calif.) Or Spectrogon US, Inc. It is composed of a multi-cavity, narrow-band dielectric stack made of germanium or sapphire made by (Parsippany, NJ). Thus, each filter may have a nominal thickness of 1 millimeter and 10 square millimeters. The peak transmittance of the filter stack is typically 50% to 70% and the bandwidth is typically 150 nm to 350 nm with a center wavelength of 4 to 10 μm. Alternatively, the second light shielding infrared filter is provided in front of the individual filter. The temperature sensitivity is preferably 0.01% / ° C. so that almost constant measurement can be performed under various environmental conditions.

一実施の形態の検出システム1700は、最初に、主軸X上に試料要素1730を配置していない状態で検出器1745によって各中心波長又は波長帯で検出した電磁放射を測定し、検体濃度読み取り値(reading)を算出する(これを「エア」読み取り値という)。次に、システム1700は、材料試料Sを載せた試料要素1730を主軸X上に配置して、検出器1745によって各中心波長又は波長帯で検出した電磁放射を測定する(これを「ウェット」読み取り値という)。最後に、プロセッサ210は、これらの読み取り値に基づいて、試料Sに関する濃度、吸収度及び/又は透過度を算出する。   The detection system 1700 of one embodiment first measures the electromagnetic radiation detected at each central wavelength or wavelength band by the detector 1745 with no sample element 1730 disposed on the main axis X to provide an analyte concentration reading. (Reading) is calculated (this is called “air” reading). Next, the system 1700 places a sample element 1730 carrying the material sample S on the principal axis X and measures the electromagnetic radiation detected by the detector 1745 at each central wavelength or wavelength band (this is a “wet” reading). Called value). Finally, the processor 210 calculates the concentration, absorbance and / or permeability for the sample S based on these readings.

一実施の形態では、複数のエア読み取り値及びウェット読み取り値を用いて以下のようにして、経路長補正スペクトルを生成する。最初に、測定値を正規化して各波長における試料の透過度を得る。Sが波長iにおける検出器1745の信号を表し、Rが波長iにおける検出器の信号を表すとすると、各波長における信号と基準測定値を用いて波長iにおける透過度Tは、次の式から算出できる。T= S(ウェット)/S(エア).必要な場合、スペクトルを光学濃度OD、Log(T)として算出してもよい。次に、約4.5μm〜約5.5μmの波長範囲における透過度を分析して経路長を決定する。具体的には、水がこの波長領域における主な血液の吸収種(species)であり、光学濃度が光学経路長と既知の水の吸収係数との積(OD=Lσ、Lは光学経路長、σは吸収係数)であることから、標準的な曲線適合手順の一つを用いて、測定した光学濃度ODから光学経路長Lを決定してもよい。経路長を用いて、各波長における試料の吸収係数を決定してもよい。或いは、光学経路長を、吸収係数を光学濃度に変換する計算に用いてもよい。 In one embodiment, a path length correction spectrum is generated using a plurality of air readings and wet readings as follows. First, the measured value is normalized to obtain the transmittance of the sample at each wavelength. If S i represents the signal of the detector 1745 at wavelength i and R i represents the signal of the detector at wavelength i, then the transmittance T i at wavelength i using the signal at each wavelength and the reference measurement is It can be calculated from the following formula. T i = S i (wet) / S i (air). If necessary, the spectrum may be calculated as optical density OD i , Log (T i ). Next, the path length is determined by analyzing the transmission in the wavelength range of about 4.5 μm to about 5.5 μm. Specifically, water is the main blood absorption species in this wavelength region, the optical density is the product of the optical path length and the known water absorption coefficient (OD = Lσ, L is the optical path length, Since σ is an absorption coefficient), the optical path length L may be determined from the measured optical density OD using one of the standard curve fitting procedures. The path length may be used to determine the sample absorption coefficient at each wavelength. Alternatively, the optical path length may be used in calculations that convert the absorption coefficient into optical density.

血液試料は、システム1700によって様々な構成に調合し、分析できる。一実施の形態では、試料Sは、シリンジを用いて、或いはシリンジ又は血液フローシステムの一部から血液を抜き出し、この血液を試料チャンバ903に輸送して得る。他の実施の形態では、試料Sは、システム1700へ注入する試料チャンバ903である試料容器に抜き出す。   Blood samples can be prepared and analyzed in various configurations by system 1700. In one embodiment, the sample S may be obtained using a syringe or withdrawing blood from a syringe or part of a blood flow system and transporting this blood to the sample chamber 903. In other embodiments, sample S is withdrawn into a sample container, which is a sample chamber 903 for injection into system 1700.

図44は、他の実施の形態の検体検出システム1700を示す図である。図17に示した実施の形態とほぼ同様であるが、相違点について以下詳細に説明する。図17に示す実施の形態と図44に示す実施の形態において、同様の構成には同様の参照番号を付している。   FIG. 44 is a diagram illustrating an analyte detection system 1700 according to another embodiment. Although it is almost the same as the embodiment shown in FIG. 17, the differences will be described in detail below. In the embodiment shown in FIG. 17 and the embodiment shown in FIG. 44, the same reference numerals are assigned to the same components.

図44に示す検体システム1700は、光源1720とフィルタ1725の間に位置するコリメータ30と、フィルタと試料要素1730の間に位置するビーム集光素子90とを備える。フィルタ1725は、主フィルタ40と、複数の光フィルタの一つをエネルギービームEに挿入できるフィルタホイール組立体4420を有する。システム1700は、更に、以下に詳細に説明する点を除いて試料検出器1725とほぼ同様の試料検出器150を有する。   The specimen system 1700 shown in FIG. 44 includes a collimator 30 positioned between the light source 1720 and the filter 1725, and a beam condensing element 90 positioned between the filter and the sample element 1730. The filter 1725 includes a main filter 40 and a filter wheel assembly 4420 that can insert one of a plurality of optical filters into the energy beam E. The system 1700 further includes a sample detector 150 that is substantially similar to the sample detector 1725 except as described in detail below.

図44に示すように、光源1720からのエネルギービームEは、コリメータ30を通過して、コリメータ30の幅広端36下流に位置する主光フィルタ40に到達する。フィルタ1725は、主軸X上に光源1720及びコリメータ30と一直線に並び、好ましくは、以下に説明するように、光源1720から射出された、例えば、約2.5μm〜12.5μmの選択した帯域のみを通過させる広帯域フィルタとして動作するように構成する。一実施の形態では、エネルギー源1720は、赤外線源を含み、エネルギービームEは、赤外線エネルギービームを含む。適当なエネルギー源1720の一つとして、HawkEye Technologies、Milford,Connecticutから入手可能なTOMA TECHTM IR−50が挙げられる。 As shown in FIG. 44, the energy beam E from the light source 1720 passes through the collimator 30 and reaches the main light filter 40 located downstream of the wide end 36 of the collimator 30. The filter 1725 is aligned with the light source 1720 and the collimator 30 on the main axis X, and preferably only selected bands emitted from the light source 1720, for example, about 2.5 μm to 12.5 μm, as described below. It is comprised so that it may operate | move as a broadband filter which passes. In one embodiment, the energy source 1720 includes an infrared source and the energy beam E includes an infrared energy beam. One suitable energy source 1720 includes TOMA TECH IR-50 available from HawkEye Technologies, Milford, Connecticut.

図44に示すように、主フィルタ40は、エネルギービームEの主フィルタ40に入射する部分がマスク−主フィルタ組立体の面を通過するようにマスク44に取り付けている。主フィルタ40は、ほぼ主軸Xを中心とし、主軸Xに対して直交し、好ましくは、直径が約8mmの円形(主軸Xに対して直交する面)である。また、この他の如何なる寸法又は形状を用いてもよいことは明らかである。既に説明したように、主フィルタ40は、広帯域フィルタとして動作することが好ましい。図示の実施の形態では、主フィルタ40は、好ましくは波長が約4μm〜約11μmのエネルギーのみを通過させる。しかしながら、この他の範囲の波長も選択できる。主フィルタ40は、主フィルタ40の下流に位置する第2の光フィルタ60のフィルタ負荷を軽減し、所望の波長帯以外の波長を有する電磁波の放射防止を改善するという長所がある。更に、主フィルタ40は、エネルギービームEの通過に起因する第2のフィルタの加熱を最小にするように機能する。このような長所があっても、図44に示すシステム1700の代替の実施の形態では、主フィルタ40及び/又はマスク44を省略してもよい。   As shown in FIG. 44, the main filter 40 is attached to the mask 44 so that the portion of the energy beam E incident on the main filter 40 passes through the surface of the mask-main filter assembly. The main filter 40 is substantially centered on the main axis X and is orthogonal to the main axis X, and is preferably a circle having a diameter of about 8 mm (a plane orthogonal to the main axis X). Obviously, any other size or shape may be used. As already described, the main filter 40 preferably operates as a wideband filter. In the illustrated embodiment, the main filter 40 preferably passes only energy having a wavelength of about 4 μm to about 11 μm. However, other ranges of wavelengths can be selected. The main filter 40 has an advantage of reducing the filter load of the second optical filter 60 located downstream of the main filter 40 and improving the radiation prevention of electromagnetic waves having wavelengths other than the desired wavelength band. Furthermore, the main filter 40 functions to minimize the heating of the second filter due to the passage of the energy beam E. Even with such advantages, in an alternative embodiment of the system 1700 shown in FIG. 44, the main filter 40 and / or mask 44 may be omitted.

主フィルタ40は、好ましくは、エネルギービームEの一部又は全てが垂直入射から円錐角が主軸Xに対して約12度になるまで逸脱したとしても、その動作特性(中心波長、通過帯域幅)をほぼ維持するように構成する。更なる実施の形態では、この円錐角は、約15度〜35度、或いは約15度〜20度まででもよい。主フィルタ40は、その動作特性を「ほぼ維持する」とは、システム1700を使用した際に生じる変動の度合いが検出システム1700の性能又は動作に影響を与えるには不十分であり、システムのユーザに著しい懸念が生じない程度としてもよい。   The main filter 40 preferably has its operating characteristics (center wavelength, passband width) even if part or all of the energy beam E deviates from normal incidence until the cone angle is about 12 degrees with respect to the main axis X. Is configured to be substantially maintained. In further embodiments, the cone angle may be from about 15 degrees to 35 degrees, alternatively from about 15 degrees to 20 degrees. The primary filter 40 “maintains” its operating characteristics means that the degree of variation that occurs when using the system 1700 is insufficient to affect the performance or operation of the detection system 1700, and the system user It is also possible to make it so that there is no significant concern.

図44に図示した実施の形態では、フィルタホイール組立体4420は、光フィルタホイール50と、フィルタホイールに接続し、フィルタホイール50を回転する力を生じるように構成されたステップモータ70とを備えている。更に、位置センサ80は、フィルタホイール50の円周部にわたって配置され、フィルタホイール50の角度位置を検出し、対応するフィルタホイールの一信号を生成し、フィルタの主軸X上の位置を示すようになっている。或いは、ステップモータ70が、自身の回転をトラック又はカウントして、フィルタホイールの角度位置を検出し、対応する位置信号をプロセッサ210に送出してもよい。二つの適当な位置センサとして、Omron Corporation、Kyoto、Japanから入手可能なEE−SPX302−W2A及びEE−SPX402−W2Aが挙げられる。   In the embodiment illustrated in FIG. 44, the filter wheel assembly 4420 includes an optical filter wheel 50 and a step motor 70 configured to connect to the filter wheel and generate a force to rotate the filter wheel 50. Yes. Further, the position sensor 80 is arranged over the circumference of the filter wheel 50 so as to detect the angular position of the filter wheel 50, generate one signal of the corresponding filter wheel, and indicate the position on the main axis X of the filter. It has become. Alternatively, the step motor 70 may track or count its rotation to detect the angular position of the filter wheel and send a corresponding position signal to the processor 210. Two suitable position sensors include EE-SPX302-W2A and EE-SPX402-W2A available from Omron Corporation, Kyoto, Japan.

光フィルタホイール50を可変通過域フィルタとして用いて、選択的に第2のフィルタ60を主軸X上に、及び/又はエネルギービームEに配置する。したがって、フィルタホイール50はフィルタホイール50の下流で選択的にエネルギービームEの波長を同調できる。これらの波長は、フィルタホイール50に取り付けた第2のフィルタ60の特性に応じて変化する。フィルタホイール50は、第2のフィルタ60をエネルギービームEの位置に「一つずつ」配置して、既に説明したように、材料試料Sを分析するために用いる波長又は波長帯を順に変更する。フィルタホイール50の代わりに、モータ(図示されてない)によって並進する線形フィルタを用いてもよい。線形フィルタは、例えば、独立したフィルタの線形配列、又は二次元に変化するフィルタ特性を有する単独のフィルタでもよい。   The second filter 60 is selectively placed on the main axis X and / or the energy beam E using the optical filter wheel 50 as a variable passband filter. Accordingly, the filter wheel 50 can selectively tune the wavelength of the energy beam E downstream of the filter wheel 50. These wavelengths vary according to the characteristics of the second filter 60 attached to the filter wheel 50. The filter wheel 50 arranges the second filters 60 “one by one” at the position of the energy beam E, and sequentially changes the wavelength or wavelength band used for analyzing the material sample S as described above. Instead of the filter wheel 50, a linear filter that is translated by a motor (not shown) may be used. The linear filter may be, for example, a linear array of independent filters, or a single filter having filter characteristics that vary in two dimensions.

代替の構成では、図44に示す単独の主フィルタ40を、第2のフィルタ60それぞれの上流でフィルタホイール50に取り付けた追加の主フィルタで交換する、或いは、補間してもよい。或いは、主フィルタ40を主フィルタホイール(図示されてない)として構成し、検出システム1700の別の動作時には別の主フィルタを主軸X上に配置するようにしてもよく、或いは同調可能なフィルタとして構成してもよい。   In an alternative configuration, the single main filter 40 shown in FIG. 44 may be replaced with an additional main filter attached to the filter wheel 50 upstream of each second filter 60, or may be interpolated. Alternatively, the main filter 40 may be configured as a main filter wheel (not shown) and another main filter may be placed on the main axis X during another operation of the detection system 1700, or as a tunable filter It may be configured.

図45に示す実施の形態のフィルタホイール50は、ホイールボディ52と、ホイールボディ52上に配置した複数の第2のフィルタ60とを備え、各フィルタの中心がホイールボディの回転中心RCから等間隔に位置するようにしている。フィルタホイール50は、(i)主軸Xと平行で、(ii)回転中心RCと第2のフィルタ60の中心との間の距離とほぼ等しい直行距離だけ主軸Xから離間した軸を中心として回転するようになっている。この構成によって、ホイールボディ52が回転すると、各フィルタは順に主軸Xを通過して、エネルギービームEに影響を与えるようになっている。しかしながら、対象とする検体又は所望の測定速度に応じて、所定の測定ラン(run)ではフィルタホイール50上の所定のフィルタ群のみを使用するようにしてもよい。フィルタホイール50の定位置を位置センサに示すためにホームポジションノッチ54を設けてもよい。   The filter wheel 50 of the embodiment shown in FIG. 45 includes a wheel body 52 and a plurality of second filters 60 arranged on the wheel body 52, and the centers of the filters are equally spaced from the rotation center RC of the wheel body. To be located. The filter wheel 50 rotates about an axis that is (i) parallel to the main axis X and (ii) an orthogonal distance approximately equal to the distance between the center of rotation RC and the center of the second filter 60. It is like that. With this configuration, when the wheel body 52 rotates, each filter sequentially passes through the main axis X and affects the energy beam E. However, only a predetermined filter group on the filter wheel 50 may be used in a predetermined measurement run according to the target specimen or a desired measurement speed. A home position notch 54 may be provided to indicate the home position of the filter wheel 50 to the position sensor.

一実施の形態では、ホイールボディ52を、それぞれが、例えば、正方形で10mmx10mm又は5mmx5mm、厚さが1mmの複数の第2のフィルタ60を有する成形プラスチックで形成してもよい。この実施の形態のホイールボディでは、各フィルタ60が、直径が4mmの円形の開口部に対して軸方向に並び、開口部の中心は、ホイールボディ52と同心円状の直径約1.70インチの円を画成する。ホイールボディ52自体は外径が2.00インチの円形である。   In one embodiment, the wheel body 52 may be formed of a molded plastic having a plurality of second filters 60, each of which is, for example, square, 10 mm × 10 mm or 5 mm × 5 mm, and 1 mm thick. In the wheel body of this embodiment, the filters 60 are arranged in the axial direction with respect to a circular opening having a diameter of 4 mm, and the center of the opening has a diameter of about 1.70 inches concentric with the wheel body 52. Define a circle. The wheel body 52 itself is circular with an outer diameter of 2.00 inches.

第2のフィルタ60は各々、好ましくは、選択したエネルギー波長又は波長帯(即ち、フィルタリングしたエネルギービーム(Ef))のみを通過させる狭帯域フィルタとして動作する。フィルタホイール50がその回転中心RCを中心として回転すると、第2のフィルタ60は各々順に、第2のフィルタ60各々に対応する、選択されたドウェル時間だけ主軸Xに沿って位置する。   Each of the second filters 60 preferably operates as a narrowband filter that passes only a selected energy wavelength or wavelength band (ie, a filtered energy beam (Ef)). As the filter wheel 50 rotates about its center of rotation RC, the second filters 60 are each positioned along the main axis X for a selected dwell time corresponding to each of the second filters 60 in turn.

第2のフィルタ60の所定の「ドウェル時間」とは、以下の条件、即ち、(i)フィルタが主軸Xに沿って位置し、(ii)光源1720に電圧が印加された状態、が該当する、システム1700が実行する個別の測定ランの時間間隔とする。所定のフィルタのドウェル時間とは、個別の測定ラン時にフィルタが主軸Xに沿って位置する時間と等しくてもよく、或いはそれ以上でもよい。一実施の形態の検体検出システム1700において、第2のフィルタ60各々に対応するドウェル時間は、約1秒を下回る。しかしながら、第2のフィルタ60はこれ以外のドウェル時間を有してもよく、フィルタ60各々は所定の測定ラン時に異なるドウェル時間を有してもよい。   The predetermined “dwell time” of the second filter 60 corresponds to the following conditions: (i) a state where the filter is located along the main axis X and (ii) a voltage is applied to the light source 1720. , And the time interval between individual measurement runs performed by the system 1700. The dwell time for a given filter may be equal to or longer than the time the filter is positioned along the main axis X during an individual measurement run. In the analyte detection system 1700 of one embodiment, the dwell time corresponding to each of the second filters 60 is less than about 1 second. However, the second filter 60 may have other dwell times, and each filter 60 may have a different dwell time during a given measurement run.

第2のフィルタ60からフィルタリングされたエネルギービーム(Ef)が、主軸Xに対して角度θをなす面4400aを有し、主軸Xに沿って配置したビームスプリッタ4400を含むビーム集光素子90を通過する。ビームスプリッタ4400は、フィルタリングされたエネルギービーム(Ef)を試料ビーム(Es)と基準ビーム(Er)に分離することが好ましい。   The energy beam (Ef) filtered from the second filter 60 has a surface 4400a that forms an angle θ with respect to the main axis X, and passes through the beam condensing element 90 including the beam splitter 4400 disposed along the main axis X. To do. The beam splitter 4400 preferably separates the filtered energy beam (Ef) into a sample beam (Es) and a reference beam (Er).

図44に示すように、試料ビーム(Es)は更に、主軸Xに沿ってビームスプリッタ4400と並んで配置した第1のレンズ4410を通過する。第1のレンズ4410は、試料ビーム(Es)をほぼ軸Xに沿って材料試料Sに集めるように構成されている。試料Sは、好ましくは、試料要素1730の第1の窓122と第2の窓124の間の試料要素1730内部に配置する。更に試料要素1730は、好ましくは、ホルダ4430内に脱着可能に配置し、ホルダ4430は、それぞれ第1の窓122と第2の窓124と対応するように形成した第1の開口部132と第2の開口部134を有する。或いは、試料要素1730と試料Sは、ホルダ4430を用いずに、主軸Xに沿って配置してもよい。   As shown in FIG. 44, the sample beam (Es) further passes through a first lens 4410 arranged along the main axis X alongside the beam splitter 4400. The first lens 4410 is configured to collect the sample beam (Es) on the material sample S substantially along the axis X. Sample S is preferably placed inside sample element 1730 between first window 122 and second window 124 of sample element 1730. Further, the sample element 1730 is preferably detachably disposed in the holder 4430, and the holder 4430 has a first opening 132 and a second opening formed so as to correspond to the first window 122 and the second window 124, respectively. Two openings 134 are provided. Alternatively, the sample element 1730 and the sample S may be arranged along the main axis X without using the holder 4430.

試料ビーム(Es)の少なくとも一部は、試料Sを透過し、続いて主軸Xに沿って配置した第2のレンズ4440に入射する。第2のレンズ4440は、試料ビーム(Es)を試料検出器150に集め、試料検出器150に入射する試料ビーム(Es)の光束密度を高めるように構成されている。試料検出器150は、検出した試料ビーム(Es)に対応する信号を生成し、こうして生成した信号をプロセッサ210に送るように構成されている。この詳細については後に説明する。   At least a part of the sample beam (Es) passes through the sample S and subsequently enters the second lens 4440 disposed along the main axis X. The second lens 4440 is configured to collect the sample beam (Es) on the sample detector 150 and increase the light beam density of the sample beam (Es) incident on the sample detector 150. The sample detector 150 is configured to generate a signal corresponding to the detected sample beam (Es) and send the signal thus generated to the processor 210. Details of this will be described later.

ビーム集光素子90は更に、第3のレンズ160と、基準検出器170を有する。ビームスプリッタ4400からの基準ビーム(Er)はビーム集光素子90によって、主軸Xとほぼ直交する従軸Yに沿って配置した第3のレンズ160に導かれる。第3のレンズ160は、基準ビーム(Er)を基準検出器170に集め、基準検出器170に入射する基準ビーム(Er)の光束密度を高めるように構成されている。一実施の形態では、レンズ4410、4440、160は、赤外線放射に対する透過性の高い物質、例えば、ゲルマニウム又はシリコンで構成してもよい。更に、レンズ4410、4440、160は何れも、所望とする光学的性能に応じて、複数のレンズからなる光学系として構成してもよい。基準検出器170は更に、検出した基準ビーム(Er)に対応する信号を生成し、こうして生成した信号をプロセッサ210に送るように構成されている。この詳細については後に説明する。以下に説明するが、試料検出器150及び基準検出器170は、図17に示す検出器1745とほぼ同様の構成でもよい。試料検出器150及び基準検出器170から受信した信号に基づいて、プロセッサ210は、プロセッサ210がアクセス可能なメモリ212内に常駐するデータ処理アルゴリズム又はプログラム命令を実行して、試料Sに関する濃度、吸収度、透過度などを算出する。   The beam condensing element 90 further includes a third lens 160 and a reference detector 170. The reference beam (Er) from the beam splitter 4400 is guided by the beam condensing element 90 to the third lens 160 arranged along the slave axis Y substantially orthogonal to the main axis X. The third lens 160 is configured to collect the reference beam (Er) in the reference detector 170 and increase the luminous flux density of the reference beam (Er) incident on the reference detector 170. In one embodiment, the lenses 4410, 4440, 160 may be composed of a material that is highly transmissive to infrared radiation, such as germanium or silicon. Furthermore, any of the lenses 4410, 4440, and 160 may be configured as an optical system composed of a plurality of lenses according to desired optical performance. The reference detector 170 is further configured to generate a signal corresponding to the detected reference beam (Er) and send the signal thus generated to the processor 210. Details of this will be described later. As will be described below, the sample detector 150 and the reference detector 170 may have substantially the same configuration as the detector 1745 shown in FIG. Based on the signals received from the sample detector 150 and the reference detector 170, the processor 210 executes data processing algorithms or program instructions that reside in a memory 212 accessible to the processor 210 to provide concentration, absorption for the sample S. Calculate degrees, transparency, etc.

図44に示す検出システム1700の更なる態様では、検出システム1700の動作において、特に、光源1720の出力強度が、光源強度を参照する必要がない程度に十分に安定している場合、従軸Y上のビームスプリッタ4400を含むビーム集光素子90、基準検出器170及びその他の構造体を省略してもよい。例えば、十分な信号が検出器170、150によって生成されるのであれば、レンズ4410、4440、160の1以上を省略してもよい。更に、本明細書で説明する何れの実施の形態の検体検出システム1700において、プロセッサ210及び/又はメモリ212の一部、又は全体を、検出システム1700と接続した標準的なパーソナルコンピュータ(「PC」)に設けてもよい。   In a further aspect of the detection system 1700 shown in FIG. 44, in the operation of the detection system 1700, particularly when the output intensity of the light source 1720 is sufficiently stable that it is not necessary to refer to the light source intensity, The beam condensing element 90 including the upper beam splitter 4400, the reference detector 170, and other structures may be omitted. For example, if sufficient signals are generated by detectors 170, 150, one or more of lenses 4410, 4440, 160 may be omitted. Further, in any embodiment of the analyte detection system 1700 described herein, a portion of or the entire processor 210 and / or memory 212 may be a standard personal computer (“PC”) connected to the detection system 1700. ) May be provided.

図46は、他の実施の形態の検体検出システム1700の部分断面図である。図17、図44、図45に示した実施の形態とほぼ同様であるが、相違点について以下詳細に説明する。図17、図44、図45で説明した実施の形態と同様の構成には同様の参照番号を付している   FIG. 46 is a partial cross-sectional view of an analyte detection system 1700 according to another embodiment. Although it is substantially the same as that of embodiment shown in FIG.17, FIG.44, FIG.45, a difference is demonstrated in detail below. Components similar to those in the embodiment described in FIGS. 17, 44 and 45 are denoted by the same reference numerals.

図46に示す実施の形態のエネルギー源1720は、好ましくは、主軸Xをほぼ中心とする発光領域22を含む。一実施の形態において、発光領域22は、正方形でもよい。しかしながら、発光領域22はその他の適当な形状、例えば、長方形、円形、楕円形などであってもよい。適当な発光領域22の一例として、1辺が約1.5mmの正方形が挙げられるが、発光領域22その他の適当な形状又は寸法であってもよいことは言うまでもない。   The energy source 1720 of the embodiment shown in FIG. 46 preferably includes a light emitting region 22 that is approximately centered on the main axis X. In one embodiment, the light emitting region 22 may be square. However, the light emitting region 22 may have other suitable shapes, for example, a rectangle, a circle, an ellipse, and the like. An example of a suitable light emitting region 22 is a square with a side of about 1.5 mm, but it will be appreciated that the light emitting region 22 may have other suitable shapes or dimensions.

エネルギー源1720は、好ましくは、約1Hz〜30Hzの間の変調周波数で選択的に動作し、約1070度ケルビン〜1170度ケルビンの間のピーク動作温度を有するように構成する。更に、光源1720は、全ての変調周波数で約80%を上回る変調深さで動作することが好ましい。エネルギー源1720は、好ましくは、多数のスペクトル範囲の何れかの、例えば、赤外線波長内、中赤外線(mid−infrared)波長内で、約0.8μmを超える、約5.0μm〜約20.0μmの間、及び/又は約5.25μm〜約12.0μmの間の電磁放射を放射する。しかしながら、他の実施の形態では、該検出システム1700は、無変調、及び/又は可視スペクトル(visible spectrum)からマイクロ波スペクトル(microwave spectrum)までの何れかの波長、例えば、約0.4μmから約100μmを上回る何れかの波長で放射を行うエネルギー源1720を用いてもよい。なお他の実施の形態では、該エネルギーソース1720は、約3.5μm〜約14μmの範囲、又は約0.8μm〜約2.5μmの範囲、又は約2.5μm〜20μmの範囲、又は約20μm〜約100μmの範囲、又は約6.85μm〜約10.10μmの範囲の波長で電磁放射を放射できる。更に他の実施の形態では、該エネルギーソース1720は無線周波数(radio frequency)(RF)の範囲又はテラヘルツ(terahertz)の範囲の電磁放射を放射できる。これら詳述した動作特性は全て単に例示を目的とするものであり、光源1720は検体検出システム1700とともに使用する上で好適な如何なる動作特性を有してもよい。   The energy source 1720 is preferably configured to selectively operate at a modulation frequency between about 1 Hz and 30 Hz and have a peak operating temperature between about 1070 degrees Kelvin to 1170 degrees Kelvin. Furthermore, the light source 1720 preferably operates at a modulation depth greater than about 80% at all modulation frequencies. Energy source 1720 is preferably greater than about 0.8 μm to about 20.0 μm in any of a number of spectral ranges, for example, in the infrared wavelength, in the mid-infrared wavelength, greater than about 0.8 μm. And / or emit electromagnetic radiation between about 5.25 μm and about 12.0 μm. However, in other embodiments, the detection system 1700 may be unmodulated and / or any wavelength from the visible spectrum to the microwave spectrum, eg, from about 0.4 μm to about An energy source 1720 that emits at any wavelength above 100 μm may be used. In still other embodiments, the energy source 1720 has a range of about 3.5 μm to about 14 μm, or about 0.8 μm to about 2.5 μm, or about 2.5 μm to 20 μm, or about 20 μm. Electromagnetic radiation can be emitted at a wavelength in the range of ˜100 μm, or in the range of about 6.85 μm to about 10.10 μm. In still other embodiments, the energy source 1720 can emit electromagnetic radiation in the radio frequency (RF) range or terahertz range. All of the operational characteristics detailed above are for illustrative purposes only, and the light source 1720 may have any operational characteristic suitable for use with the analyte detection system 1700.

エネルギー源1720の電源(図示されてない)は、好ましくは、約30%〜約70%の範囲のデュティーサイクルで選択的に動作するよう構成する。更に、電源は、好ましくは約10Hz、又は約1Hz〜約30Hzの範囲の変調周波数で選択的に動作するよう構成する。該電源の動作は方形波(square wave)、正弦波(sine wave)、又はユーザにより規定されるその他の波形の形式が可能である。   The power source (not shown) of the energy source 1720 is preferably configured to selectively operate with a duty cycle ranging from about 30% to about 70%. In addition, the power supply is preferably configured to selectively operate at a modulation frequency in the range of about 10 Hz, or about 1 Hz to about 30 Hz. The operation of the power supply can be in the form of a square wave, a sine wave, or other waveform defined by the user.

図46に示すように、コリメータ30は、1以上の高反射性内面(highly−reflective inner surfaces)32を有する管30aを備える。該内面は該エネルギー源1720から離れるに従って、比較的狭い上流端部34から比較的広い下流端部36へ下流に向かって広がって延在している。狭い方の端部34は、発光領域22に近接して位置する上流開口部34aを画成する。この上流開口部34aは、発光領域22から射出される放射を下流のコリメータへ伝搬する。広い方の端部36は、下流開口部36aを画成する。発光領域22と同様に、高反射性内面32の各々、上流開口部34a及び下流開口部36aは、主軸Xをほぼ中心とすることが好ましい。   As shown in FIG. 46, the collimator 30 includes a tube 30a having one or more highly-reflective inner surfaces 32. The inner surface extends downstream from the relatively narrow upstream end 34 toward the relatively wide downstream end 36 as it moves away from the energy source 1720. The narrower end 34 defines an upstream opening 34 a located close to the light emitting region 22. The upstream opening 34a propagates the radiation emitted from the light emitting region 22 to the downstream collimator. The wider end 36 defines a downstream opening 36a. As with the light emitting region 22, each of the highly reflective inner surface 32, the upstream opening 34 a and the downstream opening 36 a is preferably centered about the main axis X.

図46に示すように、コリメータの高反射性内面(複数の場合を含む)3は、放物線、双曲線、楕円又は球形の形状など、ほぼ湾曲した形状を有してもよい。1つの好適なコリメータ30は複合放物面集光器(compound parabolic concentrator)(CPC)である。一実施の形態では、該コリメータ30の長さは約20mmまでとできる。他の実施の形態では、該コリメータ30の長さは約30mmまでとできる。しかしながら、検体検出システム1700とともに使用するために適切であれば、該コリメータ30の長さは如何なる長さでもよく、高反射性内面(複数の場合を含む)32は如何なる形状でもよい。   As shown in FIG. 46, the highly reflective inner surface (including a plurality of cases) 3 of the collimator may have a substantially curved shape such as a parabola, hyperbola, ellipse, or sphere. One suitable collimator 30 is a compound parabolic concentrator (CPC). In one embodiment, the length of the collimator 30 can be up to about 20 mm. In other embodiments, the length of the collimator 30 can be up to about 30 mm. However, the collimator 30 may be of any length and the highly reflective inner surface (including multiple cases) 32 may be of any shape, as appropriate for use with the analyte detection system 1700.

該コリメータ30の高反射性内面32は該エネルギービームEを構成する光線(rays)を、エネルギービームEが次第に、又はほぼ円筒形になり、主軸Xに対してほぼ平行となるように、該ビームEが下流へ進む際に直進(即ち、主軸Xに対して次第に平行な角度(at angles increasingly parallel)で伝播)させる。従って、高反射性内面32は、赤外線波長などの対象とする波長では反射性が高く、吸収性が最小である。   The highly reflective inner surface 32 of the collimator 30 allows the rays that make up the energy beam E to be emitted so that the energy beam E becomes progressively or substantially cylindrical and substantially parallel to the principal axis X. When E moves downstream, it travels straight (that is, propagates at an angle gradually parallel to the main axis X). Accordingly, the highly reflective inner surface 32 is highly reflective and has minimal absorptivity at wavelengths of interest such as infrared wavelengths.

管30a自体は、高反射性内面32に、対象とする波長で反射性が高くなるようにコーティングするか、或いはその他の処理をするのであれば、アルミニウム、鋼などの剛性の材料、又はその他の適当な材料で製造してもよい。例えば、研磨した金の皮膜を用いてもよい。好ましくは、該コリメータ30の高反射性内面32(複数の場合を含む)は、該主軸Xに対して直交するように見た時の断面が円形を画成するのがよい。しかしながら、代替の実施の形態では、断面は、正方形又はその他の多角形、放物線又は楕円の形状など、その他の形状を有してもよい。   The tube 30a itself may be coated on the highly reflective inner surface 32 to be highly reflective at the wavelength of interest, or if it is otherwise treated, a rigid material such as aluminum or steel, or other You may manufacture with an appropriate material. For example, a polished gold film may be used. Preferably, the highly reflective inner surface 32 (including a plurality of cases) of the collimator 30 has a circular cross section when viewed so as to be orthogonal to the main axis X. However, in alternative embodiments, the cross-section may have other shapes, such as a square or other polygonal, parabolic or elliptical shape.

既に説明したように、図46に示すフィルタホイール50は、好ましくは、各フィルタが特定の波長又は波長帯域のエネルギーだけを通過させる狭帯域フィルタとして動作する、複数の第2のフィルタ60を有する。試料S内のグルコースの検出に好適な一構成では、該フィルタホイール50は20又は22の第2のフィルタ60を有し、該第2のフィルタの各々は、下記、すなわち、3μm,4.06μm,4.6μm,4.9μm,5.25μm,6.12μm,6.47μm,7.98μm,8.35μm、9.65μm,そして12.2μm、の1つに概略等しい公称波長(nominal wavelength)でフィルタリングされたエネルギービーム(Ef)が通過出来るようにするよう構成する。(更に、この波長のセットはここで開示される実施の形態の検体検出システム1700と、又は実施の形態の検体検出システム1700の何れか一つとともに使用してもよい。)各第2のフィルタ60の中心波長(center wavelength)は、好ましくは所望の公称波長の±約2%とする。更に、第2のフィルタ60は、好ましくは帯域幅が約0.2μm、或いは公称波長の±約2%〜10%となるように構成する。   As already described, the filter wheel 50 shown in FIG. 46 preferably has a plurality of second filters 60, each filter operating as a narrow band filter that passes only energy in a particular wavelength or wavelength band. In one configuration suitable for the detection of glucose in the sample S, the filter wheel 50 has 20 or 22 second filters 60, each of which is described below, ie 3 μm, 4.06 μm. , 4.6 μm, 4.9 μm, 5.25 μm, 6.12 μm, 6.47 μm, 7.98 μm, 8.35 μm, 9.65 μm, and 12.2 μm, a nominal wavelength approximately equal to one of the following: It is configured to allow the energy beam (Ef) filtered in (1) to pass through. (Furthermore, this set of wavelengths may be used with either the analyte detection system 1700 of the embodiment disclosed herein or the analyte detection system 1700 of the embodiment.) Each second filter The center wavelength of 60 is preferably ± about 2% of the desired nominal wavelength. Further, the second filter 60 is preferably configured to have a bandwidth of about 0.2 μm, or ± about 2% to 10% of the nominal wavelength.

他の実施の形態では、フィルタホイール50は、20の第2のフィルタを有し、該フィルタの各々は、4.275μm,4.5μm,4.7μm,5.0μm,5.3μm,6.056μm,7.15μm,7.3μm,7.55μm,7.67μm,8.06μm,8.4μm,8.56μm,8.87μm,9.15μm,9.27μm,9.48μm,9.68μm,9.82μm,及び10.6μmの公称中心波長を有するフィルタリングされたエネルギービーム(Ef)が通過できるように構成される。(この波長のセットはここで開示される実施の形態の検体検出システム1700と、又は実施の形態の検体検出システム1700の何れか一つと共に使用してもよい。)更に他の実施の形態では、該第2のフィルタ60は下記の仕様、即ち、±0.01μmの中心波長許容差(center wavelength tolerance)、±0.01μmの電力半値帯域幅許容差(half−power bandwidth tolerance)、75%以上のピーク透過率(peak transmission)、2%を下回るカットオン/カットオフ傾斜(cut−on/cut−off slope)、1℃当たり0.01%を下回る中心波長温度係数(center−wavelength temperature coefficient)、3μm〜12μmのOD5を上回る帯域外減衰(out of band attenuation)、0.6328μmで1.0波を下回る平坦度(flatness less than 1.0 wave at 0.6328μm)、Mil−F−48616によるE−Eの表面品質(surface quality of E−E per MIL−F−48616)、及び約1mmの全体厚さ、の何れか1つ又はそれらの組み合わせに適合してもよい。   In other embodiments, the filter wheel 50 has twenty second filters, each of which is 4.275 μm, 4.5 μm, 4.7 μm, 5.0 μm, 5.3 μm, 6. 056 μm, 7.15 μm, 7.3 μm, 7.55 μm, 7.67 μm, 8.06 μm, 8.4 μm, 8.56 μm, 8.87 μm, 9.15 μm, 9.27 μm, 9.48 μm, 9.68 μm, A filtered energy beam (Ef) having a nominal center wavelength of 9.82 μm and 10.6 μm is configured to pass. (This set of wavelengths may be used with either the analyte detection system 1700 of the embodiment disclosed herein or the analyte detection system 1700 of the embodiment.) In yet other embodiments. The second filter 60 has the following specifications: center wavelength tolerance of ± 0.01 μm, power-half bandwidth tolerance of ± 0.01 μm (half-power bandwidth tolerance), 75% Peak transmission above, cut-on / cut-off slope below 2%, center wavelength temperature coefficient below 0.01% per degree Celsius (center-wavelength temperature coefficiency) out of band attenuation over OD5 of 3 μm to 12 μm, flatness of less than 1.0 wave at 0.6328 μm (flatness less than 1.0 wave at 0.6328 μm), Mil-F- The surface quality of EE according to 48616 (surface quality of EE per MIL-F-48616) and the total thickness of about 1 mm may be adapted to any one or a combination thereof.

他の更なる実施の形態では、上記の該第2のフィルタは下記電力半値帯域幅(half−power bandwidth)(HPBW)仕様の何れか1つ又はその組み合わせに適合してもよい。

Figure 2008529674
In other further embodiments, the second filter described above may conform to any one or combination of the following half-power bandwidth (HPBW) specifications.
Figure 2008529674

更なる実施の形態では、第2のフィルタは、±0.5%の中心波長許容誤差と±0.02μmの電力半値帯域幅許容誤差を有してもよい。   In a further embodiment, the second filter may have a center wavelength tolerance of ± 0.5% and a power half bandwidth tolerance of ± 0.02 μm.

使用する第2のフィルタの数、中心波長及びその他の特性は、グルコースを検出するか、或いはその他の検体を検出するか、グルコースに加えて他の検体を検出するかなどに応じて、様々な実施の形態のシステム1700毎に変更してもよいことは明らかである。例えば他の実施の形態では、フィルタホイール50は、50を下回る数の第2のフィルタ60を有してもよい。更に他の実施の形態では、該フィルタホイール50は20を下回る数の第2のフィルタ60を有してもよい。更に他の実施の形態では、該フィルタホイール50は10を下回る数の第2のフィルタ60を有してもよい。   The number of second filters used, the center wavelength, and other characteristics vary depending on whether glucose is detected, whether other analytes are detected, other analytes are detected in addition to glucose, etc. It is apparent that the system may be changed for each system 1700 according to the embodiment. For example, in other embodiments, the filter wheel 50 may have fewer than 50 second filters 60. In still other embodiments, the filter wheel 50 may have fewer than 20 second filters 60. In still other embodiments, the filter wheel 50 may have fewer than ten second filters 60.

一実施の形態では、第2のフィルタ60は各々が主軸Xに直交する面で長さが約10mm、幅が約10mmであり、厚さは約1mmである。しかしながら、該第2のフィルタ60は、検体検出システム1700の動作に好適であれば他の如何なる(例えば、より小さい)寸法も有してもよい。更に第2のフィルタ60は、好ましくは、約5℃〜約35℃の範囲の温度で動作し、フィルタが通過させる波長のエネルギービームEに対して約75%を上回る透過性を有するように構成できる。   In one embodiment, each of the second filters 60 has a length of about 10 mm, a width of about 10 mm, and a thickness of about 1 mm on a plane orthogonal to the main axis X. However, the second filter 60 may have any other (eg, smaller) dimensions that are suitable for operation of the analyte detection system 1700. Furthermore, the second filter 60 preferably operates at a temperature in the range of about 5 ° C. to about 35 ° C. and is configured to have greater than about 75% transmission for the energy beam E of the wavelength that the filter passes. it can.

図46に示す実施の形態では、主フィルタ40は広帯域フィルタとして動作し、該フィルタホイール50上に配置した第2のフィルタ60は狭帯域フィルタとして動作する。しかしながら、当業者はここ開示する実施の形態に従って、他の構造体を用いもエネルギー波長をフィルタリングできることを理解するであろう。例えば、該主フィルタ40を省いてもよく、及び/又は電子的に同調可能なフィルタ、又はファブリ・ペロー干渉計(図示されてない)をフィルタホイール50及び第2のフィルタ60の代わりに用いることができる。この様な同調可能なフィルタ又は干渉計は、一セットの波長又は波長帯域の電磁放射を連続的に「一つずつ」透過させて該材料試料Sを分析するように構成できる。   In the embodiment shown in FIG. 46, the main filter 40 operates as a wideband filter, and the second filter 60 disposed on the filter wheel 50 operates as a narrowband filter. However, those skilled in the art will appreciate that other structures can be used to filter energy wavelengths in accordance with the disclosed embodiments. For example, the main filter 40 may be omitted and / or an electronically tunable filter or a Fabry-Perot interferometer (not shown) may be used in place of the filter wheel 50 and the second filter 60. Can do. Such a tunable filter or interferometer can be configured to analyze the material sample S through a set of wavelengths or wavelength bands of electromagnetic radiation that are continuously transmitted “one by one”.

反射管(reflector tube)98は、第2のフィルタ(複数を含む)60から出てくるフィルタリングされたエネルギービーム(Ef)を受けるよう配置することが好ましい。迷光(stray light)などの漂遊電磁放射(stray electromagnetic radiation)が検体検出システム1700外部から反射管98内に入ることを防止するため、反射管98は第2のフィルタ(複数を含む)60に対して固定することが好ましい。反射管98の内面は当該波長で反射性が高く、好ましくは断面が主軸X及び/又は従軸Yにほぼ円形で直交する円筒形である。しかしながら、反射管98の内面はオーバル、正方形、長方形など、適当な形状の断面を有してもよい。コリメータ30の様に、反射管98は、対象とする波長で反射性が高くなるようにコーティングするか、或いはその他の処理をするのであれば、アルミニウム、鋼などの剛性の材料、又はその他の適当な材料で製造してもよい。例えば、研磨した金の皮膜を用いてもよい。   The reflector tube 98 is preferably arranged to receive the filtered energy beam (Ef) emerging from the second filter (s) 60. In order to prevent stray electromagnetic radiation, such as stray light, from entering the reflector tube 98 from outside the analyte detection system 1700, the reflector tube 98 is in contact with the second filter (s) 60. It is preferable to fix them. The inner surface of the reflecting tube 98 is highly reflective at the wavelength, and preferably has a cylindrical shape whose cross section is substantially circular and perpendicular to the major axis X and / or the minor axis Y. However, the inner surface of the reflecting tube 98 may have an appropriately shaped cross section such as an oval, square, or rectangle. Like the collimator 30, the reflector tube 98 is coated to be highly reflective at the wavelength of interest, or if it is otherwise treated, a rigid material such as aluminum or steel, or other suitable material. It may be made of any material. For example, a polished gold film may be used.

図46に示す実施の形態では、反射管98は好ましくは主断面98aと従断面98bを含む。図示のように、反射管98はT形であり、主断面98aの長さを従断面98bの長さより長くできる。他の実施の形態では、主断面98aと従断面98bを同じ長さとできる。主断面98aは主軸Xに沿って第1の端部98cと第2の端部98dの間を延在する。従断面98bは従軸Yに沿って主断面98aと第3の端部98eの間を延在する。   In the embodiment shown in FIG. 46, the reflector tube 98 preferably includes a main cross section 98a and a secondary cross section 98b. As illustrated, the reflecting tube 98 is T-shaped, and the length of the main cross section 98a can be made longer than the length of the subsection 98b. In other embodiments, the main section 98a and the secondary section 98b can be the same length. The main cross section 98a extends along the main axis X between the first end 98c and the second end 98d. The secondary section 98b extends along the secondary axis Y between the main section 98a and the third end 98e.

主断面98aは該フィルタリングされたエネルギービーム(Ef)を第1の端部98cから、主軸X及び従軸Yの交点で主断面98a内に収容されたビームスプリッタ100へ導く。主断面98aは更に、試料ビーム(Es)を該ビームスプリッタ100から第1のレンズ4410を通して第2の端部98dまで導く。試料ビーム(Es)は第2の端部98dから、試料要素1730、ホルダ4430、及び第2のレンズ4440を通過して試料検出器150へ進む。同様に、縦断面98bは基準ビーム(Er)をビームスプリッタ4400からビーム集光素子90、第3のレンズ160を通して第3の端部98eへ導く。基準ビーム(Er)は第3の端部98eから基準検出器170へ進む。   The main cross section 98a guides the filtered energy beam (Ef) from the first end 98c to the beam splitter 100 accommodated in the main cross section 98a at the intersection of the main axis X and the secondary axis Y. The main cross section 98a further guides the sample beam (Es) from the beam splitter 100 through the first lens 4410 to the second end 98d. The sample beam (Es) travels from the second end 98d through the sample element 1730, the holder 4430, and the second lens 4440 to the sample detector 150. Similarly, the longitudinal section 98b guides the reference beam (Er) from the beam splitter 4400 to the third end 98e through the beam condensing element 90 and the third lens 160. The reference beam (Er) travels from the third end 98e to the reference detector 170.

試料ビーム(Es)はフィルタリングされたエネルギービーム(Ef)のエネルギーの約75%〜約85%を有することが好ましい。より好ましくは、試料ビーム(Es)はフィルタリングされたエネルギービーム(Ef)の約80%を有する。基準ビーム(Er)はフィルタリングされたエネルギービーム(Ef)のエネルギーの約10%〜約50%を有することが好ましい。より好ましくは、基準ビーム(Er)は該フィルタリングされたエネルギービーム(Ef)のエネルギーの約20%を有する。ここで、試料ビーム及び基準ビームが取り込むエネルギーは該エネルギービームEに対して如何なる比率であってもよいことは明らかである。   The sample beam (Es) preferably has about 75% to about 85% of the energy of the filtered energy beam (Ef). More preferably, the sample beam (Es) has about 80% of the filtered energy beam (Ef). The reference beam (Er) preferably has about 10% to about 50% of the energy of the filtered energy beam (Ef). More preferably, the reference beam (Er) has about 20% of the energy of the filtered energy beam (Ef). Here, it is clear that the energy taken in by the sample beam and the reference beam may be any ratio with respect to the energy beam E.

反射管98は更に、第1のレンズ4410と第3のレンズ160を収容する。図46に示すように、反射管98はビームスプリッタ4400と第2の端部98dの間に第1レンズ4410を収容する。第1のレンズ4410は、好ましくはレンズ4410の面4612が主軸Xに対してほぼ直交するように配置する。同様に、該管98は該ビームスプリッタ100と第3の端部98eの間に第3のレンズ160を収容する。第3のレンズ160は、好ましくは第3のレンズ160の面162が従軸Yに対してほぼ直交するように配置する。第1のレンズ4410と第3のレンズ160の各々は、試料ビーム(Es)と基準ビーム(Er)が第1のレンズ4410と第3のレンズ160を通過する時、それぞれ試料ビーム(Es)と基準ビーム(Er)の焦点合わせをほぼ行えるように構成した焦点距離を有する。特に第1のレンズ4410は試料ビーム(Es)の焦点合わせをして、試料ビーム(Es)のほぼ全てが、該試料要素1730内に配置した材料試料Sを通過するように構成し、ホルダ4430に対して配置している。同様に第3のレンズ160は基準ビーム(Er)の焦点合わせをして、基準ビーム(Er)のほぼ全てが、基準検出器170に入射するように構成している。   The reflecting tube 98 further accommodates the first lens 4410 and the third lens 160. As shown in FIG. 46, the reflecting tube 98 houses the first lens 4410 between the beam splitter 4400 and the second end 98d. The first lens 4410 is preferably arranged so that the surface 4612 of the lens 4410 is substantially perpendicular to the principal axis X. Similarly, the tube 98 houses a third lens 160 between the beam splitter 100 and a third end 98e. The third lens 160 is preferably arranged so that the surface 162 of the third lens 160 is substantially perpendicular to the minor axis Y. Each of the first lens 4410 and the third lens 160 includes a sample beam (Es) and a reference beam (Er) when the sample beam (Es) and the reference beam (Er) pass through the first lens 4410 and the third lens 160, respectively. The focal length is configured so that the reference beam (Er) can be substantially focused. In particular, the first lens 4410 focuses the sample beam (Es) and is configured so that almost all of the sample beam (Es) passes through the material sample S disposed in the sample element 1730. Is arranged against. Similarly, the third lens 160 is configured to focus the reference beam (Er) so that almost all of the reference beam (Er) is incident on the reference detector 170.

試料要素1730は該ホルダ4430内に保持されており、ホルダ4430は、好ましくは主軸Xに対してほぼ直交する面上に配置する。ホルダ4430は検体検出システム1700内で装着位置と測定位置との間を摺動して移動可能に構成する。測定位置では、ホルダ4430は停止端136と接触し、試料要素1730とその中に含まれる試料Sとを主軸X上で並ぶように配置する。   The sample element 1730 is held in the holder 4430, and the holder 4430 is preferably disposed on a plane substantially perpendicular to the main axis X. The holder 4430 is configured to be slidable and movable between the mounting position and the measurement position in the specimen detection system 1700. In the measurement position, the holder 4430 is in contact with the stop end 136 and the sample element 1730 and the sample S contained therein are arranged on the main axis X.

ホルダが、試料要素1730と試料Sを主軸X上で、かつ主軸X上とほぼ直交するように配置し、更にエネルギービームEが試料要素1730と試料を通過可能とするのであれば、図46に示すホルダ4430の構造の詳細は重要ではない。図44を参照して説明した実施の形態のように、ホルダ4430を省略し、試料要素1730のみを主軸X上に示す位置に配置してもよい。しかしながら、ホルダ4430は、該試料要素1730が(以下で更に詳細を説明するが)、フッ化バリウムなどの非常脆く不安定な材料から製造される場合、又は極めて薄い場合は有用である。   If the holder arranges the sample element 1730 and the sample S on the main axis X so as to be substantially orthogonal to the main axis X, and further allows the energy beam E to pass through the sample element 1730 and the sample, FIG. The details of the structure of the holder 4430 shown are not important. As in the embodiment described with reference to FIG. 44, the holder 4430 may be omitted, and only the sample element 1730 may be disposed at a position shown on the main axis X. However, the holder 4430 is useful when the sample element 1730 (which will be described in further detail below) is manufactured from a very brittle and unstable material such as barium fluoride, or very thin.

図44を参照して説明した実施の形態のように、図46に示す試料検出器150及び基準検出器170は、放射が入射すると、信号を生成して、生成した信号をプロセッサ210へ送る。プロセッサ210は、試料検出器150及び基準検出器170から受信したこれらの信号に基づいて、プロセッサ210によりアクセス可能なメモリ212内に常駐したデータ処理アルゴリズム又はプログラム命令を実行して、試料Sに関する濃度、吸光度、透過度などを算出する。図46に示す検体検出システム1700の様々な態様では、特に、光源1720の出力強度が、検出システム1700の動作が光源強度を参照する必要のない程度に十分に安定している場合は、従軸Y上のビームスプリッタ4400、基準検出器170及びその他の構造体を省略してもよい。   As in the embodiment described with reference to FIG. 44, the sample detector 150 and the reference detector 170 shown in FIG. 46 generate a signal when radiation is incident, and send the generated signal to the processor 210. Based on these signals received from the sample detector 150 and the reference detector 170, the processor 210 executes data processing algorithms or program instructions resident in the memory 212 accessible by the processor 210 to provide a concentration for the sample S. Calculate absorbance, transmittance, and the like. In various aspects of the analyte detection system 1700 shown in FIG. 46, particularly when the output intensity of the light source 1720 is sufficiently stable that the operation of the detection system 1700 need not refer to the light source intensity. The beam splitter 4400 on Y, the reference detector 170 and other structures may be omitted.

図47に一実施の形態の試料検出器150の断面図を示す。試料検出器150は受け入れ部152aとカバー部152bとを有する検出器ハウジング152内に設置する。しかしながら、試料検出器150とハウジング152と適当であれば如何なる構造体を用いてもよい。受け入れ部152aは好ましくは、ハウジング152を検体検出システム1700内に設置した時に主軸Xとほぼ一直線上に並ぶように開口部152cとレンズチャンバ152dを画成する。開口部152cは、試料S及び試料要素1730を通過する該試料ビーム(Es)の少なくとも一部が、開口部152cを通過してレンズチャンバ152d内へ進むように構成する。   FIG. 47 shows a cross-sectional view of the sample detector 150 of one embodiment. The sample detector 150 is installed in a detector housing 152 having a receiving portion 152a and a cover portion 152b. However, any structure may be used as long as the sample detector 150 and the housing 152 are appropriate. The receiving part 152a preferably defines the opening 152c and the lens chamber 152d so as to be aligned with the main axis X when the housing 152 is installed in the specimen detection system 1700. The opening 152c is configured such that at least a part of the sample beam (Es) passing through the sample S and the sample element 1730 passes through the opening 152c and into the lens chamber 152d.

受け入れ部152aはレンズチャンバ152d内の開口部152c近傍に第2のレンズ4440を収容する。試料検出器150は、検出器150の検出面154が主軸Xにほぼ直交するようレンズチャンバ152d内で第2のレンズ4440の下流に配置する。第2のレンズ4440は、レンズ4440の面142が主軸Xにほぼ直交するよう配置する。第2のレンズ4440は好ましくはホルダ4430と該試料検出器150に対して配置し、試料ビーム(Es)を検出面154上に焦点合わせして、試料ビーム(Es)のほぼ全てが検出面154に入射し、検出面154上に入射する試料ビーム(Es)の光束密度を増加するように構成する。   The receiving part 152a accommodates the second lens 4440 in the vicinity of the opening 152c in the lens chamber 152d. The sample detector 150 is disposed downstream of the second lens 4440 in the lens chamber 152d so that the detection surface 154 of the detector 150 is substantially perpendicular to the main axis X. The second lens 4440 is arranged so that the surface 142 of the lens 4440 is substantially perpendicular to the main axis X. The second lens 4440 is preferably placed relative to the holder 4430 and the sample detector 150 to focus the sample beam (Es) on the detection surface 154 so that almost all of the sample beam (Es) is detected on the detection surface 154. And the beam density of the sample beam (Es) incident on the detection surface 154 is increased.

更に図47に示すように、支持部材156は好ましくは試料検出器150を受け入れ部152a内の位置に保持するのがよい。図示した実施の形態では、支持部材156は試料検出器150とカバー部152bの間に配置したスプリング156である。スプリング156は試料検出器150の検出面154を主軸Xに対してほぼ直交するように保持するよう構成される。好ましくは、ガスケット157をカバー部152bと受け入れ部152aの間に、支持部材156を囲むように配置する。   Further, as shown in FIG. 47, the support member 156 preferably holds the sample detector 150 in a position within the receiving portion 152a. In the illustrated embodiment, the support member 156 is a spring 156 disposed between the sample detector 150 and the cover portion 152b. The spring 156 is configured to hold the detection surface 154 of the sample detector 150 so as to be substantially orthogonal to the main axis X. Preferably, the gasket 157 is disposed between the cover portion 152b and the receiving portion 152a so as to surround the support member 156.

更に受け入れ部152aは、好ましくは該ガスケット157と試料検出器150の間に配置したプリント回路基板158を収容する。プリント基板158は少なくとも1つの接続部材150aを介して試料検出器150に接続する。試料検出器150は検出面154上に入射する試料ビーム(Es)に対応する検出信号を発生するようになっている。試料検出器150は接続部材150aを介してプリント基板158と通信して検出信号を伝達し、プリント基板158はこの検出信号をプロセサー180へ伝送する。   Further, the receiving portion 152a preferably accommodates a printed circuit board 158 disposed between the gasket 157 and the sample detector 150. The printed circuit board 158 is connected to the sample detector 150 through at least one connection member 150a. The sample detector 150 generates a detection signal corresponding to the sample beam (Es) incident on the detection surface 154. The sample detector 150 communicates with the printed circuit board 158 via the connection member 150 a to transmit a detection signal, and the printed circuit board 158 transmits this detection signal to the processor 180.

一実施の形態では、試料検出器150はほぼ円筒形のハウジング150a、例えば、その上流の端部にほぼ円形のハウジング開口部150bを画成する、TO−39型「金属缶」パッケージ(type TO−39 ”metal can” package)を備える。一実施の形態では、ハウジング150aは約8.20mm(0.323インチ)の直径と約6.29mm(0.248インチ)の深さを有し、開口部150bは約5.00mm(0.197インチ)の直径を有してもよい。   In one embodiment, the sample detector 150 is a TO-39 “metal can” package (type TO) that defines a generally cylindrical housing 150a, eg, a generally circular housing opening 150b at its upstream end. -39 "metal can" package). In one embodiment, the housing 150a has a diameter of about 8.23 mm (0.323 inches) and a depth of about 6.29 mm (0.248 inches), and the opening 150b is about 5.00 mm (. (197 inches) in diameter.

検出器窓150cを開口部150bに隣接して配置し、その上流側面は検出面154から好ましくは約1.98mm(約0.078インチ)(±0.10mm(±0.004インチ))有する。(検出面154は、ハウジングが約0.25mm(約0.010インチ)の厚さを有する場合、ハウジング150aの上流エッジから約2.24mm(約0.088インチ)(±0.10mm(0.004インチ))に配置する。)検出器窓150cは好ましくは、赤外線エネルギーの透過性を少なくとも3〜12μmの通過帯域で有する。従って、検出器窓154cに好適な材料の一つはゲルマニウムである。通過帯域の端点(endpoint)は、対象とする波長内で不必要な吸光が発生しないように、2.5μmより小さく、及び/又は12.5μmより大きくなるように、更に「拡張」してもよい。好ましくは、検出器窓150cの透過率はその通過帯域を2%を超えて変動しない。検出器窓150cの厚さは約0.51mm(約0.020インチ)が好ましい。試料検出器150は、好ましくは−20℃から+60℃の温度範囲でほぼその動作特性を保持する。   A detector window 150c is positioned adjacent to the opening 150b, and its upstream side preferably has about 0.078 inches (± 0.004 inches) from the detection surface 154. . (The sensing surface 154 is approximately 0.088 inches from the upstream edge of the housing 150a when the housing has a thickness of approximately 0.25 mm (approximately 0.010 inches) (± 0.10 mm (0 .004 inches)).) Detector window 150c preferably has infrared energy transparency in the passband of at least 3-12 μm. Thus, one suitable material for detector window 154c is germanium. The end point of the passband may be further “expanded” to be less than 2.5 μm and / or greater than 12.5 μm so that unnecessary light absorption does not occur within the wavelength of interest. Good. Preferably, the transmittance of detector window 150c does not vary by more than 2% in its passband. The thickness of the detector window 150c is preferably about 0.020 inches. The sample detector 150 preferably retains its operating characteristics in the temperature range of −20 ° C. to + 60 ° C.

図48は一実施の形態の基準検出器170の断面図である。基準検出器170は受け入れ部172aとカバー部172bを有する検出器ハウジング172内に設置されている。しかしながら、試料検出器150とハウジング152として適当であれば如何なる構造体を用いてもよい。受け入れ部172aは好ましくは、ハウジング172を検体検出システム1700内に設置した時に従軸Yとほぼ一直線上に並ぶように開口部172cとチャンバ172dを画成する。開口部172cは基準ビーム(Er)が開口部172cを通過して、チャンバ172d内へ進むように構成さする。   FIG. 48 is a cross-sectional view of the reference detector 170 according to one embodiment. The reference detector 170 is installed in a detector housing 172 having a receiving portion 172a and a cover portion 172b. However, any suitable structure may be used as the sample detector 150 and the housing 152. The receiving portion 172a preferably defines the opening 172c and the chamber 172d so as to be aligned substantially in line with the follower Y when the housing 172 is installed in the specimen detection system 1700. The opening 172c is configured such that the reference beam (Er) passes through the opening 172c and travels into the chamber 172d.

該受け入れ部分172aはチャンバ172d内の開口部172c近傍に基準検出器170を収容する。基準検出器170は、基準検出器170の検出面174が従軸Yにほぼ直交するようチャンバ172d内に配置する。第3のレンズ160は、基準ビーム(Er)を焦点合わせして、基準ビーム(Er)のほぼ全てが検出面174に入射し、検出面174上に入射する基準ビーム(Er)の光束密度を増加するように構成する。   The receiving portion 172a houses the reference detector 170 near the opening 172c in the chamber 172d. The reference detector 170 is disposed in the chamber 172d so that the detection surface 174 of the reference detector 170 is substantially perpendicular to the minor axis Y. The third lens 160 focuses the reference beam (Er), almost all of the reference beam (Er) is incident on the detection surface 174, and the light flux density of the reference beam (Er) incident on the detection surface 174 is reduced. Configure to increase.

更に図48に示すように、支持部材176は好ましくは基準検出器170を受け入れ部172a内の位置に保持するのがよい。図示した実施の形態では、支持部材176は基準検出器170とカバー部172bの間に配置したスプリング176である。スプリング176は基準検出器170の検出面174を従軸Yに対してほぼ直交するように保持するよう構成される。好ましくは、ガスケット177をカバー部172bと受け入れ部172aの間に、支持部材176を囲むように配置する。   Further, as shown in FIG. 48, the support member 176 preferably holds the reference detector 170 in a position within the receiving portion 172a. In the illustrated embodiment, the support member 176 is a spring 176 disposed between the reference detector 170 and the cover portion 172b. The spring 176 is configured to hold the detection surface 174 of the reference detector 170 so as to be substantially orthogonal to the driven shaft Y. Preferably, the gasket 177 is disposed between the cover portion 172b and the receiving portion 172a so as to surround the support member 176.

更に受け入れ部172aは、好ましくは該ガスケット177と基準検出器170の間に配置したプリント回路基板178を収容する。プリント基板178は少なくとも1つの接続部材170aを介して基準検出器170に接続する。基準検出器170は検出面174上に入射する基準ビーム(Er)に対応する検出信号を発生するようになっている。基準検出器170は接続部材170aを介してプリント基板178と通信して検出信号を伝達し、プリント基板178はこの検出信号をプロセサー210へ伝送する。   Further, the receiving portion 172a preferably houses a printed circuit board 178 disposed between the gasket 177 and the reference detector 170. The printed circuit board 178 is connected to the reference detector 170 through at least one connection member 170a. The reference detector 170 generates a detection signal corresponding to the reference beam (Er) incident on the detection surface 174. The reference detector 170 communicates with the printed circuit board 178 via the connection member 170 a to transmit a detection signal, and the printed circuit board 178 transmits this detection signal to the processor 210.

一実施の形態では、基準検出器170の構造は上述した試料検出器150とほぼ同様である。   In one embodiment, the structure of the reference detector 170 is substantially the same as the sample detector 150 described above.

一実施の形態では、試料検出器150及び基準検出器170はどちらも約0.8μm〜約25μmのスペクトル波長の範囲の電磁放射を検出するよう構成する。しかしながら、上述の波長のセットから適当な如何なるサブセットを選択できる。他の実施の形態では、試料検出器及び基準検出器170は約4μm〜約12μmの間の範囲の波長の電磁放射を検出するよう構成する。試料検出器及び基準検出器170の検出面154、174は各々が約2mm×2mm、又は約1mm×1mm〜約5mm×5mm迄の作動範囲(active area)を有してもよく、当然のことながら、適当であればこれ以外の如何なる寸法及び比率を適用してもよい。更に、試料検出器及び基準検出器170は、主軸Xから約45度以内の円錐角度で自体に向けた電磁放射を検出するよう構成してもよい。   In one embodiment, both sample detector 150 and reference detector 170 are configured to detect electromagnetic radiation in the spectral wavelength range of about 0.8 μm to about 25 μm. However, any suitable subset from the set of wavelengths described above can be selected. In other embodiments, the sample detector and reference detector 170 are configured to detect electromagnetic radiation in a wavelength range between about 4 μm and about 12 μm. The detection surfaces 154, 174 of the sample detector and reference detector 170 may each have an active area of about 2 mm × 2 mm, or about 1 mm × 1 mm to about 5 mm × 5 mm, of course. However, any other dimensions and ratios may be applied as appropriate. Further, the sample detector and reference detector 170 may be configured to detect electromagnetic radiation directed at itself at a cone angle within about 45 degrees from the main axis X.

一実施の形態では、試料検出器150及び基準検出器170のサブシステムは更に、該検出器の温度を調整するシステム(図示されてない)を備えてもよい。この温度調整システムは、適当な電気熱源、サーミスタ、比例積分微分(PID)制御などを備えてもよい。これらの構成要素を用いて、試料検出器150及び基準検出器170の温度を約35℃に調整してもよい。試料検出器150及び基準検出器170はオプションとして、他の所望の温度でも動作可能である。更に、PID制御は、好ましくは、約60Hzの制御レート(control rate)を有してもよく、該電気熱源及びサーミスタと共に、試料検出器150及び基準検出器170の温度を所望の温度の約0.1℃内に維持する。   In one embodiment, the sample detector 150 and reference detector 170 subsystems may further comprise a system (not shown) for adjusting the temperature of the detector. The temperature adjustment system may include a suitable electric heat source, thermistor, proportional integral derivative (PID) control, and the like. Using these components, the temperature of the sample detector 150 and the reference detector 170 may be adjusted to about 35 ° C. Sample detector 150 and reference detector 170 can optionally be operated at other desired temperatures. Further, the PID control may preferably have a control rate of about 60 Hz, and together with the electrical heat source and the thermistor, the temperature of the sample detector 150 and the reference detector 170 may be about 0% of the desired temperature. Maintain within 1 ° C.

試料検出器150及び基準検出器170は、電圧モード又は電流モードか何れかで動作でき、その何れのモードの動作も、好ましくはプリアンプモジュール(pre−amp module)を用いる。ここで開示する検体検出システム1700とともに使用する好適な電圧モード検出器として、InfraTec社(Dresden, Germany)製のモデルLIE302及びLIE312、BAE Systems社(Rockville, Maryland)制のモデルL2002、及びDias社(Dresden, Germany)製のモデルLTS−1が挙げられる。好適な電流モード検出器として、InfraTec社の301、315、345、及び355、及びDias社から入手可能な2×2電流モード検出器が挙げられる。   The sample detector 150 and the reference detector 170 can operate in either a voltage mode or a current mode, and the operation in either mode preferably uses a pre-amp module. Suitable voltage mode detectors for use with the analyte detection system 1700 disclosed herein include models LIE302 and LIE312 from InfraTech (Dresden, Germany), model L2002 from BAE Systems (Rockville, Maryland), and Dias ( Model LTS-1 manufactured by Dresden, Germany). Suitable current mode detectors include InfraTec 301, 315, 345, and 355, and 2 × 2 current mode detectors available from Dias.

一実施の形態では、試料検出器150及び基準検出器170の一つ又は両方は次の仕様、即ち、入射放射強度が約9.26×10−4W/cm(rms)、10Hz変調で、円錐角度が約15度以内の場合、検出部の面積が0.040cm(2mm×2mmの正方形)、検出部の入力が10Hzで3.70×10−5W(rms)、検出部の感度が10Hzで360V/W、検出部の出力が10Hzで1.333×10−2V(rms)、ノイズが10Hzで8.00x10−8volts/sqrtHz、信号対ノイズ比が1.67x10rms/sqrtHz及び104.4dB/sqrtHz、検出能が1.00x10cm sqrtHz/Wを満たしてもよい。 In one embodiment, one or both of the sample detector 150 and the reference detector 170 have the following specifications: an incident radiation intensity of about 9.26 × 10 −4 W / cm 2 (rms), with 10 Hz modulation. When the cone angle is about 15 degrees or less, the area of the detection unit is 0.040 cm 2 (2 mm × 2 mm square), the input of the detection unit is 10.70 × 10 −5 W (rms) at 10 Hz, The sensitivity is 360 V / W at 10 Hz, the output of the detection unit is 1.333 × 10 −2 V (rms) at 10 Hz, the noise is 8.00 × 10 −8 volts / sqrtHz at 10 Hz, and the signal-to-noise ratio is 1.67 × 10 5 rms. / SqrtHz and 104.4 dB / sqrtHz, and the detection ability may satisfy 1.00 × 10 9 cm sqrtHz / W.

代替の実施の形態では、試料検出器150及び基準検出器170は、検体検出システム1700が光音響モードで動作するために好適なマイクロホン、及び/又はその他のセンサを備えてもよい。   In alternative embodiments, the sample detector 150 and the reference detector 170 may comprise a microphone and / or other sensor suitable for the analyte detection system 1700 to operate in the photoacoustic mode.

如何なる実施の形態においても、迷光などの漂遊電磁放射の影響がエネルギービームEに及ぶことを防止するため、浮遊電磁放射検体検出システム1700を構成する部品を部分的に、又は全体を筐体又はケーシング(図示されてない)に収納してもよい。適当であるならば如何なるケーシングを用いてもよい。同様に、検出システム1700を構成する部品は、図17、図44、及び図46に示すように、動作的な整合性を保持するため、適当なフレーム又はシャーシ(図示されてない)上に取り付けてもよい。このフレーム及びシャーシは、一体の部品又は部材であってもよく、又は複数の部材から構成されてもよい。   In any embodiment, in order to prevent the influence of stray electromagnetic radiation such as stray light from reaching the energy beam E, parts or components of the stray electromagnetic radiation analyte detection system 1700 are partially or entirely a casing or casing. You may store in (not shown). Any casing may be used if appropriate. Similarly, the components that make up detection system 1700 are mounted on a suitable frame or chassis (not shown) to maintain operational integrity, as shown in FIGS. 17, 44 and 46. May be. The frame and the chassis may be an integral part or member, or may be composed of a plurality of members.

一動作方法では、図44又は図46に示す検体検出システム1700は、材料試料S内の1以上検体の濃度を、部分的に、試料検出器150及び基準検出器170によって検出された電磁放射を比較して測定する。検体検出システム1700の動作時に、第2のフィルタ60の各々は、その第2のフィルタ60に対応するドウェル時間だけ順番に主軸X上に並ぶ。(フィルタホイール50の代わりに、電子的に同調可能なフィルタ又はファブリ・ペロー干渉計を用いる場合は、第2のフィルタの各々を主軸X上に順番に配置する代わりに、電子的に同調可能なフィルタ又はファブリ・ペロー干渉計を順番に所望の波長又は波長帯のセット(set)の各々に同調する。)エネルギー源1720をドウェル時間、上述の変調周波数で動作する。ドウェル時間は、第2のフィルタ60の各々で(或いは、同調可能なフィルタ又は干渉計を同調する各波長又は帯域毎に)異なってもよい。一実施の形態の検体検出システム1700では、第2のフィルタ60各々のドウェル時間は約1秒を下回る。ドウェル時間を第2のフィルタ60各々に対して固有とすると、材料試料S内の検体濃度の算出において誤差の影響を受けやすい波長では、検体検出システム1700の動作時間を長くできるという長所がある。同様に、検体濃度の算出において誤差の影響を受けにくい波長では検体検出システム1700の作動時間を短くできる。或いは、ドウェル時間を、検出システムが用いるフィルタ/波長/帯域毎に不均一としてもよい。   In one method of operation, the analyte detection system 1700 shown in FIG. 44 or FIG. 46 can measure the concentration of one or more analytes in the material sample S and, in part, the electromagnetic radiation detected by the sample detector 150 and the reference detector 170. Compare and measure. During the operation of the specimen detection system 1700, each of the second filters 60 is arranged on the main axis X in order for the dwell time corresponding to the second filter 60. (If an electronically tunable filter or Fabry-Perot interferometer is used instead of the filter wheel 50, each of the second filters can be electronically tunable instead of being placed on the main axis X in turn. The filter or Fabry-Perot interferometer is tuned in turn to each of the desired wavelength or set of wavelength bands.) The energy source 1720 operates at the above-described modulation frequency for a dwell time. The dwell time may be different for each of the second filters 60 (or for each wavelength or band that tunes the tunable filter or interferometer). In the analyte detection system 1700 of one embodiment, the dwell time of each second filter 60 is less than about 1 second. If the dwell time is unique to each of the second filters 60, there is an advantage that the operation time of the sample detection system 1700 can be increased at a wavelength that is easily affected by an error in the calculation of the sample concentration in the material sample S. Similarly, the operating time of the sample detection system 1700 can be shortened at wavelengths that are not easily affected by errors in the calculation of the sample concentration. Alternatively, the dwell time may be non-uniform for each filter / wavelength / band used by the detection system.

選択的に主軸上に位置した第2のフィルタ60の各々について、試料検出器150は、該当する第2のフィルタ60に対応する波長又は波長帯で、材料試料Sを透過した試料ビーム(Es)成分を検出する。試料検出器150は、検出した電磁放射に対応する検出信号を生成し、この信号をプロセッサ210に送出する。同時に、基準検出器170は、該当する第2のフィルタ60に対応する波長又は波長帯で透過した基準ビーム(Er)を検出する。基準検出器170は、検出した電磁放射に対応する検出信号を生成し、この信号をプロセッサ210に送出する。試料検出器150及び基準検出器170によって送出された信号に基づいて、プロセッサ210は、試料S内の対象とする検体の濃度、及び/又は、一以上の波長又は波長帯における試料Sの吸収/透過性を算出して試料を分析する。プロセッサ210は、プロセッサ210によりアクセス可能なメモリ212内に常駐したデータ処理アルゴリズム又はプログラム命令を実行して、濃度、吸光度、透過度などを算出する。   For each of the second filters 60 that are selectively positioned on the main axis, the sample detector 150 transmits a sample beam (Es) that has passed through the material sample S at a wavelength or wavelength band corresponding to the corresponding second filter 60. Detect ingredients. The sample detector 150 generates a detection signal corresponding to the detected electromagnetic radiation and sends this signal to the processor 210. At the same time, the reference detector 170 detects the reference beam (Er) transmitted at the wavelength or wavelength band corresponding to the corresponding second filter 60. The reference detector 170 generates a detection signal corresponding to the detected electromagnetic radiation and sends this signal to the processor 210. Based on the signals sent by the sample detector 150 and the reference detector 170, the processor 210 may determine the concentration of the analyte of interest within the sample S and / or the absorption / absorption of the sample S at one or more wavelengths or wavelength bands. The permeability is calculated and the sample is analyzed. The processor 210 executes data processing algorithms or program instructions resident in a memory 212 accessible by the processor 210 to calculate concentration, absorbance, permeability, and the like.

基準検出器170によって生成した信号を用いて光源1720が放射するエネルギービームの強度変動を監視してもよい。強度の変動はしばしば、光源自体のドリフト効果、老朽化、摩耗又はその他の不具合によって発生する。強度の変動を監視することによって、プロセッサ210は、光源1720の放射強度の変化を原因とする、試料Sの成分とは無関係に生じた試料ビーム(Es)の強度変化を識別する。これによって、濃度、吸収特性などを算出する際に発生しうる誤差の原因を除去、又は最小限にする。   The signal generated by the reference detector 170 may be used to monitor the intensity variation of the energy beam emitted by the light source 1720. Intensity variations are often caused by drift effects, aging, wear or other malfunctions of the light source itself. By monitoring intensity variations, the processor 210 identifies intensity changes in the sample beam (Es) that occur independent of the components of the sample S due to changes in the radiation intensity of the light source 1720. This eliminates or minimizes the cause of errors that may occur when calculating density, absorption characteristics, and the like.

一実施の形態では、検出システム1700は、最初に、試料検出器150及び基準検出器170によって、試料要素1730を主軸X上に配置しない状態で、各中心波長又は波長帯で検出した電磁放射を測定して検体濃度読み取り値を算出する(これを「エア」読み取り値という)。次に検出システム1700は、試料検出器150及び基準検出器170によって、材料試料Sを試料要素1730に載せ、試料要素1730と試料Sを主軸X上に配置した状態で、各中心波長又は波長帯で検出した電磁放射を測定して検体濃度読み取り値を算出する(これを「ウェット」読み取り値という)。最後に、プロセッサ180は、こうして得られた読み取り値に基づいて試料Sに関する濃度、吸収度及び/又は透過度を算出する。   In one embodiment, the detection system 1700 first detects electromagnetic radiation detected at each central wavelength or wavelength band by the sample detector 150 and the reference detector 170 without the sample element 1730 being placed on the main axis X. Measure and calculate the analyte concentration reading (this is called the “air” reading). Next, the detection system 1700 uses the sample detector 150 and the reference detector 170 to place the material sample S on the sample element 1730 and place the sample element 1730 and the sample S on the main axis X in the respective center wavelengths or wavelength bands. The analyte concentration reading is calculated by measuring the electromagnetic radiation detected in (referred to as “wet” reading). Finally, the processor 180 calculates the concentration, absorbance and / or permeability for the sample S based on the readings thus obtained.

一実施の形態では、エア読み取り値及びウェット読み取り値を用いて、以下のようにして経路長補正スペクトルを生成する。まず、測定値を正規化して、各波長における透過度を得る。各波長における基準測定値と信号を用いて、波長iにおける検出器150の信号をSとし、波長iにおける検出器170の信号をRとし、透過度をτとすると、透過度τは次の式で算出される。τ=S(ウェット)/R(ウェット) / S(エア)/R(エア).必要な場合、スペクトルはスペクトル光度をOD、Log(T)として算出してもよい。 In one embodiment, a path length correction spectrum is generated using air readings and wet readings as follows. First, the measured values are normalized to obtain the transmittance at each wavelength. Using reference measurements and the signal at each wavelength, the signal of the detector 150 at a wavelength i and S i, when the signal of the detector 170 at a wavelength i and R i, the transparency and tau i, permeability tau i Is calculated by the following equation. τ i = S i (wet) / R i (wet) / S i (air) / R i (air). If necessary, the spectrum may be calculated with spectral intensity as OD i , Log (T i ).

次に、約4.5〜約5.5μmの波長範囲における透過度を分析し、経路長を決定する。具体的には、水がこの波長領域における主な血液の吸収種であり、光学濃度が光学経路長と既知の水の吸収係数との積(OD=Lσ、Lは光学経路長、σは吸収係数)であることから、標準的な曲線適合手順の一つを用いて、測定した光学濃度ODから光学経路長Lを決定してもよい。経路長を用いて、各波長における試料の吸収係数を決定してもよい。或いは、光学経路長を、吸収係数を光学濃度に変換する計算に用いてもよい。   Next, the transmission in the wavelength range of about 4.5 to about 5.5 μm is analyzed to determine the path length. Specifically, water is the main blood absorbing species in this wavelength region, and the optical density is the product of the optical path length and the known water absorption coefficient (OD = Lσ, L is the optical path length, σ is the absorption Therefore, the optical path length L may be determined from the measured optical density OD using one of standard curve fitting procedures. The path length may be used to determine the sample absorption coefficient at each wavelength. Alternatively, the optical path length may be used for calculations that convert the absorption coefficient into optical density.

検体検出システム、その使用方法、及び関連技術についてはこの他に、「SAMPLE ELEMENT WITH BARRIER MATERIAL」と題する2005年2月17日に公開された上述の、本明細書の一部をなす米国特許出願第2005/0038357号を参照してもよい。

第IV部C−試料要素
In addition to the analyte detection system, its method of use, and related techniques, the above-referenced US patent application published on Feb. 17, 2005, entitled “SAMPLE ELEMENT WITH BARRIER MATERIAL”. Reference may be made to 2005/0038357.

Part IV C-Sample elements

図18は、試料要素1730の上面図であり、図19は、試料要素の側面図であり、図20は、試料要素の分解斜視図である。本発明の一実施の形態の試料要素1730は、試料調合部332と連通し、試料調合部332からフィルタリングされた血液を受ける試料チャンバ903を備える。試料要素1730は、試料チャンバ壁1802によって画成される試料チャンバ903を備える。試料チャンバ903は、患者から抜き取られ、試料要素1730とともに検出システムによって分析される材料試料を保持するように構成される。   18 is a top view of the sample element 1730, FIG. 19 is a side view of the sample element, and FIG. 20 is an exploded perspective view of the sample element. The sample element 1730 of one embodiment of the present invention includes a sample chamber 903 that communicates with the sample preparation unit 332 and receives the filtered blood from the sample preparation unit 332. Sample element 1730 includes a sample chamber 903 defined by a sample chamber wall 1802. The sample chamber 903 is configured to hold a material sample that is extracted from the patient and analyzed with the sample element 1730 by the detection system.

図18及び図19に示す実施の形態では、試料チャンバ903は、第1の側部チャンバ壁1802a、第2の側部チャンバ壁1802b、上部チャンバ壁1802c、及び下部チャンバ壁1802dによって画成されるが、適当であれば如何なる数及び如何なる構成のチャンバ壁を用いてもよい。上部チャンバ壁1802c及び下部チャンバ壁1802dの少なくとも一つは、試料分析装置322(或いは試料要素を使用するその他のシステム)が用いる波長の電磁放射を十分に透過する物質で形成される。このように透過性を持つチャンバ壁を「窓」と呼ぶ。一実施の形態では、上部チャンバ壁1802c及び下部チャンバ壁1802dは、該当する波長の電磁放射に試料チャンバ903を通過させる第1の窓及び第2の窓を有する。他の実施の形態では、上部チャンバ壁1802c及び下部チャンバ壁1802dの少なくとも一方が窓を有する。この実施の形態では、上部チャンバ壁1802c及び下部チャンバ壁1802dの他方は、試料要素1703を使用する検体検出システムによって試料チャンバ903に放射する電磁エネルギーを後方反射する反射面を有する。したがって、本実施の形態は、エネルギー源と電磁エネルギーの検出器を試料要素の同じ面に配置した検体検出システムとの使用に好適である。   In the embodiment shown in FIGS. 18 and 19, the sample chamber 903 is defined by a first side chamber wall 1802a, a second side chamber wall 1802b, an upper chamber wall 1802c, and a lower chamber wall 1802d. However, any number and any configuration of chamber walls may be used as appropriate. At least one of the upper chamber wall 1802c and the lower chamber wall 1802d is formed of a material that is sufficiently transparent to the electromagnetic radiation of the wavelength used by the sample analyzer 322 (or other system that uses the sample element). Such a permeable chamber wall is called a “window”. In one embodiment, the upper chamber wall 1802c and the lower chamber wall 1802d have a first window and a second window that allow electromagnetic radiation of the appropriate wavelength to pass through the sample chamber 903. In another embodiment, at least one of the upper chamber wall 1802c and the lower chamber wall 1802d has a window. In this embodiment, the other of the upper chamber wall 1802c and the lower chamber wall 1802d has a reflective surface that back reflects electromagnetic energy radiated to the sample chamber 903 by the analyte detection system using the sample element 1703. Therefore, the present embodiment is suitable for use with an analyte detection system in which an energy source and an electromagnetic energy detector are arranged on the same surface of a sample element.

様々な実施の形態では、試料要素1730の検出器窓を構成する物質は、完全な透過性を有し、即ち、光源1720及びフィルタ1725から入射される如何なる電磁放射も吸収しない。他の実施の形態では、検出器窓の物質は、所望の電磁範囲で幾らかの吸収性を有するが、その吸収性は無視できる。更に他の実施の形態では、検出器窓の物質は無視できない程度の吸収性を有するが、比較的長期にわたり安定している。他の実施の形態では、検出器窓の吸収性は比較的短期間しか安定していないが、試料分析装置322は、物質の吸収性を監視して、その物質の特性の変化を測定しうる前に検体測定からそれを除去するように構成されている。なおもう1つの実施の形態では、該窓(複数を含む)の材料の吸収は無視出来ないが、それは比較的長い時間の間安定である。もう1つの実施の形態では、該窓(複数を含む)の吸収は比較的短い時間の間のみしか安定でないが、該被検体検出システム10は、該材料特性が測定可能に変化し得る前に、該材料の吸収を観察し、それを該被検体測定から除去する。試料要素1730の検出器窓(複数を含む)を形成するために好適な材料として、これに限定されることはないが、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、ゲルマニウム、シリコン、ポリプロピレン、ポリエチレン、又はその他の該当する波長で好適な透過性(即ち、単位厚さ当たりの透過性)を有するポリマーが挙げられる。検出器窓をポリマーで形成する場合、選択するポリマーの構造は、検出器窓間の試料の流れを高めるため、アイソタクチック、アタクチック又はシンディオタクチックにできる。試料要素1730を形成するために好適な一つの種類のポリエチレンとして、KUBE Ltd.(Staefa, Switzerland)から入手可能な、押し出し加工又はブロー成形したタイプ220が挙げられる。   In various embodiments, the material comprising the detector window of sample element 1730 is fully transmissive, i.e. does not absorb any electromagnetic radiation incident from light source 1720 and filter 1725. In other embodiments, the detector window material has some absorption in the desired electromagnetic range, but the absorption is negligible. In yet another embodiment, the detector window material has a non-negligible absorption, but is stable over a relatively long period of time. In other embodiments, the absorbance of the detector window is stable for only a relatively short period of time, but the sample analyzer 322 may monitor the absorbency of the substance and measure changes in the substance's properties. Previously configured to remove it from the analyte measurement. In yet another embodiment, the absorption of the material (s) of the window (s) is not negligible, but it is stable for a relatively long time. In another embodiment, the absorption of the window (s) is stable only for a relatively short period of time, but the analyte detection system 10 may be used before the material properties can change measurable. Observe the absorption of the material and remove it from the analyte measurement. Suitable materials for forming the detector window (s) of sample element 1730 include, but are not limited to, calcium fluoride, barium fluoride, germanium, silicon, polypropylene, polyethylene, or others And polymers having suitable permeability (that is, permeability per unit thickness) at the corresponding wavelength. When the detector window is formed of a polymer, the polymer structure selected can be isotactic, atactic or syndiotactic to enhance sample flow between the detector windows. One type of polyethylene suitable for forming the sample element 1730 is KUBE Ltd. Extruded or blow molded type 220 available from (Staefa, Switzerland).

一実施の形態では、試料要素1730はその検出器窓を通して、約4μm〜約10.5μmの間の波長を有する電磁エネルギーに対して十分な透過性を持つように構成される。しかしながら、該試料要素1730は、エネルギー源1720より放射される如何なるスペクトル範囲の波長も透過するよう構成できる。他の実施の形態では、該試料要素1730は、フィルタ1725を通して透過される電磁放射波長について、自身に入射する試料ビーム(Es)から約1.0MW/cmを上回る光学的パワーを受けるよう構成される。好ましくは、該試料要素1730の試料チャンバ903は、主軸X(図17参照)から45度の円錐角内で材料試料Sへ向かって進む試料ビーム(Es)が通過できるように構成される。 In one embodiment, the sample element 1730 is configured to be sufficiently transparent to electromagnetic energy having a wavelength between about 4 μm and about 10.5 μm through its detector window. However, the sample element 1730 can be configured to transmit any spectral range of wavelengths emitted by the energy source 1720. In other embodiments, the sample element 1730 is configured to receive optical power greater than about 1.0 MW / cm 2 from a sample beam (Es) incident on it for electromagnetic radiation wavelengths transmitted through the filter 1725. Is done. Preferably, the sample chamber 903 of the sample element 1730 is configured to allow a sample beam (Es) traveling from the main axis X (see FIG. 17) to the material sample S within a 45 degree cone angle.

図18、図19に示す実施の形態では、試料要素は更に、試料チャンバ903から供給開口部1806へ延在する供給経路1804と、試料チャンバ903からベント開口部1810へ延在するベント経路1808とを有する。ベント開口部1810及び供給開口部1806を試料要素1730の一端に示しているが、他の実施の形態では、ベント開口部1810及び供給開口部1806が流体連通するのであれば、これらの開口部をそれぞれ試料要素の別々の側に形成してもよい。   In the embodiment shown in FIGS. 18 and 19, the sample element further includes a supply path 1804 extending from the sample chamber 903 to the supply opening 1806, and a vent path 1808 extending from the sample chamber 903 to the vent opening 1810. Have Although vent opening 1810 and supply opening 1806 are shown at one end of sample element 1730, in other embodiments, if vent opening 1810 and supply opening 1806 are in fluid communication, these openings may be Each may be formed on a separate side of the sample element.

動作時に、試料要素1730の供給開口部1806は、患者から流れる液体などの材料試料と接触する。この液体は外部ポンプ又は毛管現象によって、試料供給経路1804を介して試料チャンバ903へ運ばれる。   In operation, the supply opening 1806 of the sample element 1730 is in contact with a material sample such as a liquid flowing from the patient. This liquid is carried to the sample chamber 903 via the sample supply path 1804 by an external pump or capillary action.

上部チャンバ壁1802c及び下部チャンバ壁1802dが窓を備える場合、それらの間の距離T(試料チャンバ903及び/又は窓1802a、1802bにほぼ直交する軸に沿って測定した、或いは、これに限定されないが上述のエネルギービームEなどのエネルギービームの軸に沿って測定した距離)はそれらの光学的経路長を含む。様々な実施の形態は、経路長は約1μm〜約300μmの間、約1μmと約100μmの間、約25μmと約40μmの間、約10μmと約40μmの間、約25μmと約60μmの間、又は約30μmと約50μmの間である。更に他の実施の形態では、光路長は約50μm又は約25μmである。幾つかの場合、経路長Tを、試料要素1730を用いる検体検出システムが指定する経路長の約±1μm内に保持することが望ましい。同様に、試料要素1730を使用する検体検出システムに応じて、壁1802c、1802dを相互に平行に±1μm内に配向させる、及び/又は壁1802c、1802dを各々±1μm内の(平)面に保持することが望ましい。代替の実施の形態では、壁1802c、1802dは平坦、ざらざらしている、角を有する、或いはそれらの組み合わせである。   When the upper chamber wall 1802c and the lower chamber wall 1802d are provided with a window, the distance T between them (measured along an axis substantially perpendicular to the sample chamber 903 and / or the windows 1802a and 1802b, or is not limited thereto). The distance measured along the axis of an energy beam such as the energy beam E described above) includes their optical path length. Various embodiments have path lengths between about 1 μm and about 300 μm, between about 1 μm and about 100 μm, between about 25 μm and about 40 μm, between about 10 μm and about 40 μm, between about 25 μm and about 60 μm, Or between about 30 μm and about 50 μm. In still other embodiments, the optical path length is about 50 μm or about 25 μm. In some cases, it is desirable to maintain the path length T within about ± 1 μm of the path length specified by the analyte detection system using the sample element 1730. Similarly, depending on the analyte detection system using sample element 1730, walls 1802c, 1802d are oriented parallel to each other within ± 1 μm, and / or walls 1802c, 1802d are each on a (planar) plane within ± 1 μm. It is desirable to hold. In alternative embodiments, the walls 1802c, 1802d are flat, rough, angular, or a combination thereof.

一実施の形態では、試料チャンバ903の横方向の寸法(即ち、横方向のチャンバ壁1802a、1802bによって画定される寸法)は、試料検出器1745の作動面の寸法とほぼ等しい。したがって、更なる実施の形態では、試料チャンバ903は、約4mm〜約12mm、より好ましくは約6mm〜約8mmの直径を有した円形である。   In one embodiment, the lateral dimension of sample chamber 903 (ie, the dimension defined by lateral chamber walls 1802a, 1802b) is approximately equal to the dimension of the working surface of sample detector 1745. Thus, in a further embodiment, the sample chamber 903 is circular with a diameter of about 4 mm to about 12 mm, more preferably about 6 mm to about 8 mm.

図18、図19に示す試料要素1730は、一実施の形態では、以下の寸法及び径を有する。供給経路1804は好ましくは約15mmの長さ、約1.0mmの幅、そして経路長Tに等しい高さを有するのがよい。更に、供給開口部1806は好ましくは幅が約1.5mmで試料供給経路1804の幅へスムーズに移行するのがよい。試料要素1730は幅が約12mm(約0.5インチ)で長さが約25mm(約1インチ)であり、約1.0mm〜約4.0mmの間の全体厚さを有する。ベント経路1808は好ましくは約1.0mmから5.0mmの長さと約1.0mmの幅を有し、壁1802c、1802dの間の経路長とほぼ等しい厚さを有する。ベント開口部1810はベント経路1808とほぼ同じ高さと幅である。勿論、試料要素1730の利点を実現するのであれば、他の実施の形態ではこの他の寸法を用いてもよい。   The sample element 1730 shown in FIGS. 18 and 19 has the following dimensions and diameters in one embodiment. The supply path 1804 preferably has a length of about 15 mm, a width of about 1.0 mm, and a height equal to the path length T. Further, the supply opening 1806 preferably has a width of about 1.5 mm and smoothly transitions to the width of the sample supply path 1804. The sample element 1730 is about 12 mm (about 0.5 inches) wide and about 25 mm (about 1 inch) long and has an overall thickness between about 1.0 mm and about 4.0 mm. The vent path 1808 preferably has a length of about 1.0 mm to 5.0 mm and a width of about 1.0 mm, and has a thickness approximately equal to the path length between the walls 1802c, 1802d. The vent opening 1810 is approximately the same height and width as the vent path 1808. Of course, other dimensions may be used in other embodiments as long as the benefits of the sample element 1730 are realized.

試料要素1730は好ましくは約15μl以下の(又は約10μl以下の、又は約5μl以下の)体積を有する材料試料Sを、より好ましくは、約2μl以下の体積を有する材料試料Sを、受け入れる寸法を有する。当然のことながら、試料要素1730の容積、試料チャンバ903の容積などは、試料検出器1745の寸法及び感度、エネルギー源1720からの放射強度、予想される試料の流れ特性、試料要素1730がフローエンハンサー(flow enhancer)を組み込んでいるか否かなどの様々な要因に応じて変更可能であることは明らかである。液体は試料チャンバ903へ、好ましくは、毛管現象によって運ばれるのがよいが、ウィッキング作用又は真空作用、或いは、ウィッキング作用、毛管現象、蠕動、ポンプ及び/又は真空作用の組み合わせによって運んでもよい。   Sample element 1730 is preferably sized to receive a material sample S having a volume of about 15 μl or less (or about 10 μl or less, or about 5 μl or less), more preferably a material sample S having a volume of about 2 μl or less. Have. Of course, the volume of the sample element 1730, the volume of the sample chamber 903, etc., depends on the size and sensitivity of the sample detector 1745, the radiant intensity from the energy source 1720, the expected flow characteristics of the sample, and the sample element 1730 is a flow enhancer. It is obvious that the change can be made according to various factors such as whether or not (flow enhancer) is incorporated. The liquid may be carried to the sample chamber 903, preferably by capillary action, but may be carried by wicking action or vacuum action, or a combination of wicking action, capillary action, peristalsis, pump and / or vacuum action. .

図20に、試料要素1730を構築するための一つの方法を示す。この方法では、試料要素1730は、第1の層1820、第2の層1830、及び第3の層1840を備える。第2の層1830は、好ましくは第1の層1820と第3の層1840の間に位置する。第1の層1820は、上部チャンバ壁1802cを形成し、第3の層1840は下部チャンバ壁1802dを形成する。上部チャンバ壁1802c及び下部チャンバ壁1802dが窓を有する場合、対象となる検出器窓/壁1802c/1802dは、壁が配置される層1820/1840の残りの部分を形成するために異なる材料を用いて製造してもよい。或いは、層1820/1840の全体を、検出器窓/壁1802c、1802dを形成するために選択した材料で製造してもよい。この場合、検出器窓/壁1802c、1802dは層1820、1840と一体に形成し、試料チャンバ903上のするそれぞれの層1820、1840の領域を有する。   FIG. 20 shows one method for constructing the sample element 1730. In this method, the sample element 1730 includes a first layer 1820, a second layer 1830, and a third layer 1840. The second layer 1830 is preferably located between the first layer 1820 and the third layer 1840. The first layer 1820 forms the upper chamber wall 1802c, and the third layer 1840 forms the lower chamber wall 1802d. If the upper chamber wall 1802c and the lower chamber wall 1802d have windows, the target detector window / wall 1802c / 1802d uses a different material to form the rest of the layer 1820/1840 on which the wall is placed. May be manufactured. Alternatively, the entire layer 1820/1840 may be made of a material selected to form the detector windows / walls 1802c, 1802d. In this case, the detector windows / walls 1802c, 1802d are integrally formed with the layers 1820, 1840 and have regions of the respective layers 1820, 1840 on the sample chamber 903.

図20に示すように、第2の層1830は全体を、第1の層1820及び第3の層1840を接合する接着剤で構成してもよい。他の実施の形態では、第2の層1830は、第1の層1820及び第3の層1840と同様の材料、又はその他の好適な材料で構成してもよい。第2の層1830は更に、その両側に接着剤を付着したキャリアとして形成してもよい。第2の層1830は、試料チャンバ903、試料供給経路1804、供給開口部1806、ベント経路1808、及びベント開口部1810を少なくとも部分的に形成する空隙を含む。第2の層1830の厚さは、試料要素1730に好適として上述した経路長の何れかと同一であってもよい。第1の層及び第3の層は、試料要素1730の検出器窓を形成するために好適として上述した材料の何れかで形成できる。一実施の形態では、第1の層1820及び第3の層1840は、試料Sを充填した場合にその形状を維持できるだけの十分な構造的な統合性を有する材料から形成する。第1の層1820及び第3の層1840は、例えば、厚さ0.5mmのフッ化カルシウムでもよい。他の実施の形態では、第2の層1830は、3M社から入手可能なAdhesive Transfer Tape no.9471LEの接着剤を含んでもよい。他の実施の形態では、第2の層1830は、例えば、TechFilm(31 Dunham Road, Billerica, MA 01821)から入手可能な、圧力及び熱を層に与えることによって第1の層1820及び第3の層1840を結合するエポキシを含んでもよい。   As shown in FIG. 20, the entire second layer 1830 may be composed of an adhesive that joins the first layer 1820 and the third layer 1840. In other embodiments, the second layer 1830 may be composed of the same material as the first layer 1820 and the third layer 1840, or other suitable material. The second layer 1830 may further be formed as a carrier with adhesive on both sides. The second layer 1830 includes voids that at least partially form the sample chamber 903, the sample supply path 1804, the supply opening 1806, the vent path 1808, and the vent opening 1810. The thickness of the second layer 1830 may be the same as any of the path lengths described above as suitable for the sample element 1730. The first and third layers can be formed of any of the materials described above as preferred for forming the detector window of the sample element 1730. In one embodiment, the first layer 1820 and the third layer 1840 are formed from a material that has sufficient structural integrity to maintain its shape when the sample S is filled. The first layer 1820 and the third layer 1840 may be, for example, calcium fluoride having a thickness of 0.5 mm. In another embodiment, the second layer 1830 is manufactured by Adhesive Transfer Tape no. 9471LE adhesive may be included. In other embodiments, the second layer 1830 can be formed by applying pressure and heat to the layers, such as, for example, available from TechFilm (31 Dunham Road, Billerica, MA 01821). Epoxy that bonds layer 1840 may be included.

試料チャンバ903は、好ましくは、無反応物チャンバを含む。換言すると、試料チャンバ903の内部空間、及び/又は試料チャンバ903を画成する壁1803は、好ましくは、分析するために該チャンバに導かれた試料に対して不活性であることがよい。ここで、「不活性」とは広義であり、その通常の意味で用い、これに限定されないが、試料を試料チャンバ903に導入してから、その検体濃度の測定を行うために十分な時間の間(例えば1〜30分)、試料分析装置322又はその他の好適なシステムを用いて行う試料中の検体濃度の測定に大きな影響を与える試料との反応を起こすことのない状態を意味する。或いは、試料チャンバ903は、試料を試薬と反応させる工程を含む試料分析技術において、試料要素を使いやすくするために1以上の試薬を含んでもよい。   Sample chamber 903 preferably includes a no-reactant chamber. In other words, the interior space of the sample chamber 903 and / or the walls 1803 defining the sample chamber 903 are preferably inert to the sample introduced into the chamber for analysis. Here, “inert” has a broad meaning and is used in its ordinary sense, and is not limited to this. However, a sufficient time is required to measure the analyte concentration after the sample is introduced into the sample chamber 903. It means a state in which no reaction occurs with the sample that greatly affects the measurement of the analyte concentration in the sample performed using the sample analyzer 322 or other suitable system for a while (for example, 1 to 30 minutes). Alternatively, the sample chamber 903 may contain one or more reagents to facilitate use of the sample elements in a sample analysis technique that includes reacting a sample with a reagent.

本発明の一実施の形態では、試料要素1730は、限られた回数の測定に用い、使い捨てである。このため、図8〜図10に示すように、試料要素1730は、プローブ領域1002内に試料チャンバ903を配置できるカセット820の使い捨て部分を形成する。   In one embodiment of the invention, the sample element 1730 is used for a limited number of measurements and is disposable. Thus, as shown in FIGS. 8-10, the sample element 1730 forms a disposable part of the cassette 820 in which the sample chamber 903 can be placed within the probe region 1002.

試料要素、その使用方法および関連技術については更に、上述の本明細書の一部をなす、「SAMPLE ELEMENT WITH BARRIER MATERIAL」と題する2005年2月17日に公開された米国特許出願第2005/0038357号、及び、「SAMPLE ELEMENT WITH SEPARATOR」と題する2005年5月5日出願の米国特許出願第11/122,794号に記載している。

第IV部D−遠心分離器
Sample elements, their method of use and related techniques are further described in US patent application 2005/0038357, published February 17, 2005, entitled “SAMPLE ELEMENT WITH BARRIER MATERIAL”, which forms part of the above-mentioned specification. And US patent application Ser. No. 11 / 122,794, filed May 5, 2005, entitled “SAMPLE ELEMENT WITH SEPARATOR”.

Part IV D-Centrifuge

図21は、遠心分離器を用いた一実施の形態の試料調合部2100の概略図である。試料調合部332とほぼ同様であるが、相違点について以下詳細に説明する。全体的には、試料調合部332において、フィルタ1500などのフィルタの代わりに、或いはフィルタに追加して遠心分離器を備えた構成となっている。試料調合部2100は、試料要素2112を含む遠心分離器2110と液体境界部2120の前方に液体処理要素を備える。試料要素2112は、図21に示すように、ほぼ円筒形の構成である。本実施の形態は例示的なものであり、試料要素は円筒形でもよく、平坦な形状でもよく、或いは遠心分離器2110に材料(好ましくは液体)を保持する機能を有するように構成できるのであれば、如何なる形状でもよい。遠心分離器2110を用いて、試料要素2112に保持した物質を分離するように試料要素2112を回転させることができる。   FIG. 21 is a schematic diagram of a sample preparation unit 2100 according to an embodiment using a centrifuge. Although it is substantially the same as the sample preparation part 332, a difference is demonstrated in detail below. In general, the sample preparation unit 332 includes a centrifuge instead of the filter such as the filter 1500 or in addition to the filter. The sample preparation unit 2100 includes a centrifuge 2110 including a sample element 2112 and a liquid processing element in front of the liquid boundary 2120. As shown in FIG. 21, the sample element 2112 has a substantially cylindrical configuration. This embodiment is exemplary, and the sample element may be cylindrical, flat, or configured to have a function of holding material (preferably liquid) in the centrifuge 2110. Any shape is possible. The centrifuge 2110 can be used to rotate the sample element 2112 to separate the material held in the sample element 2112.

いくつかの実施の形態では、液体境界部2120は、試料の遠心分離を行う際に経路113から試料要素2112への試料の輸送を選択的に制御する。他の実施の形態では、液体境界部2120はまた、液体を試料要素2112を貫流させてクリーニングする、或いは検体の測定を行うために試料要素を準備することができる。このように、試料要素2112を洗い流す、或いは充填するために液体境界部2120を使用できる。   In some embodiments, the liquid boundary 2120 selectively controls transport of the sample from the path 113 to the sample element 2112 when performing sample centrifugation. In other embodiments, the liquid boundary 2120 can also prepare the sample element for cleaning liquid through the sample element 2112 or for performing analyte measurements. In this way, the liquid boundary 2120 can be used to flush or fill the sample element 2112.

図21に示すように、遠心分離器2110は、試料要素2112と、モータ(図示されてない)を装着した軸2113を有した、制御部210によって制御されるロータ2111を備える。   As shown in FIG. 21, the centrifuge 2110 includes a sample element 2112 and a rotor 2111 controlled by the control unit 210 having a shaft 2113 equipped with a motor (not shown).

更に、図21に示すように、液体境界部2120は、第1の針2122を有する液体注入プローブ2121と、液体除去プローブ2123とを備える。液体除去プローブ2123は、第2のニードル2124を有する。試料要素2112を液体境界部2120に対して適切な方向に配置すると、試料流体又はその他の液体が、試料要素2112に注入され、貫流する。具体的には、液体注入プローブ2121は、患者接合部110からの体液などの試料を受ける経路を有する。体液は、液体注入プローブ2121と第1の針2122を通って試料要素2112へ進むことができる。試料要素2112から物質を除去するため、図示のように、試料要素2112を第2のシードル2124と一直線上に配置できる。物質は、第2のニードル2124を通って液体除去プローブ2123へ進むことができる。その後、物質は、除去プローブ2123の経路を通して、試料要素2112から排出できる。   Furthermore, as shown in FIG. 21, the liquid boundary 2120 includes a liquid injection probe 2121 having a first needle 2122 and a liquid removal probe 2123. The liquid removal probe 2123 has a second needle 2124. When sample element 2112 is positioned in the proper orientation relative to liquid boundary 2120, sample fluid or other liquid is injected into sample element 2112 and flows through. Specifically, the liquid injection probe 2121 has a path for receiving a sample such as a body fluid from the patient joint 110. Body fluid can travel through the liquid injection probe 2121 and the first needle 2122 to the sample element 2112. To remove material from the sample element 2112, the sample element 2112 can be aligned with the second cider 2124 as shown. The substance can travel through the second needle 2124 to the liquid removal probe 2123. The material can then be discharged from the sample element 2112 through the path of the removal probe 2123.

試料要素2112が回転する際にとりうる一つの位置として、試料測定位置2140がある。試料測定位置2140は、光検体検出システムなどの分析システムの領域と一致してもよい。試料測定位置2140は例えば、プローブ領域1002又はその他の装置の測定位置と一致してもよい。   One possible position when the sample element 2112 rotates is a sample measurement position 2140. The sample measurement position 2140 may coincide with an area of an analysis system such as an optical analyte detection system. The sample measurement position 2140 may coincide with the measurement position of the probe region 1002 or other device, for example.

ロータ2111は、矢印Rで示す方向に駆動し、これによって、試料要素2112内の試料に遠心力が生じるようになっている。回転の中心から距離を隔てて試料が回転すると、遠心力が生じる。いくつかの実施の形態では、試料要素2112は全血を保持する。この遠心力は、全血試料の円筒容器の高濃度部分を血液試料の軽い部分よりも回転の中心からより離れるようにする。こうして、全血の一以上の成分を相互に分離できる。その他の液体又は試料も、遠心力によって除去できる。一実施の形態では、試料要素2112は使い捨てのロータ2111に装着した使い捨て容器である。好ましくは、容器はプラスチックであり、再利用可能で洗い流すことができる。他の実施の形態では、試料要素2112は、ロータ2111に恒久的に装着した使い捨てでない(nondisposable)容器である。   The rotor 2111 is driven in the direction indicated by the arrow R so that a centrifugal force is generated in the sample in the sample element 2112. When the sample rotates at a distance from the center of rotation, centrifugal force is generated. In some embodiments, the sample element 2112 holds whole blood. This centrifugal force causes the high concentration portion of the whole blood sample cylindrical container to be more distant from the center of rotation than the light portion of the blood sample. In this way, one or more components of whole blood can be separated from each other. Other liquids or samples can also be removed by centrifugal force. In one embodiment, the sample element 2112 is a disposable container attached to a disposable rotor 2111. Preferably, the container is plastic and is reusable and washable. In other embodiments, the sample element 2112 is a non-disposable container that is permanently attached to the rotor 2111.

図示されたロータ2111は、軸2113に固定されたほぼ円形のプレートである。或いは、ロータ2111は他の形状を有してもよい。ロータ2111は、好ましくは、回転慣性を低く保ち、動作負荷時に形状を維持できるだけの強度と安定性を持った低密度の物質から構成され、光学的な配置を密接(close optical ailgnment)に保てるようにしている。例えば、ロータ2111は、GE brand ULTEM(登録商標)ポリエーテルイミドで構成してもよい。この材料は、安定しているが、機械加工を容易に行えるプレート形状で入手できる。更に、同様の特性を有するのであればその他の物質も使用可能である。   The illustrated rotor 2111 is a substantially circular plate fixed to the shaft 2113. Alternatively, the rotor 2111 may have other shapes. The rotor 2111 is preferably made of a low density material with strength and stability sufficient to keep the rotational inertia low and maintain its shape during operating loads, so that the optical arrangement can be kept close (close optical alignment). I have to. For example, the rotor 2111 may be made of GE brand ULTEM (registered trademark) polyetherimide. This material is stable but is available in plate form that can be easily machined. Furthermore, other substances can be used as long as they have similar characteristics.

所望の遠心力を得られるようにロータ2111の寸法は選択できる。いくつかの実施の形態では、ロータ2111の直径は、約75mm〜約125mm、或いは、約100mm〜約125mmである。ロータ2111の厚さは、好ましくは、遠心力を支持するためにちょうど十分な程度でよく、例えば、約1.0〜約2.0mmでもよい。   The size of the rotor 2111 can be selected so as to obtain a desired centrifugal force. In some embodiments, the rotor 2111 has a diameter of about 75 mm to about 125 mm, alternatively about 100 mm to about 125 mm. The thickness of the rotor 2111 may preferably be just enough to support centrifugal force, for example from about 1.0 to about 2.0 mm.

代替の実施の形態では、液体境界部2120は遠心分離後、選択的に血漿を試料要素2112から抜き出す。この血漿は、分析のために検体検出システムに送られる。一実施の形態では、こうして分離された液体は、試料要素2112から底部接合部を介して抜き出される。好ましくは、底部接合部及び容器の位置及び方向は、赤血球を最初に抜き出せるようになっている。一実施の形態では、赤血球検出器とともに構成してもよい。赤血球検出器は、止血レベルを測定することによって、ほとんどの赤血球が容器を出た時を検出するようにしてもよい。その後容器に残った血漿を分析チャンバに迂回させてもよい。液体を容器から抜き出した後、頂部接合部は液体(例えば、食塩水)を容器に注入してシステムを洗い直し、次の試料のために準備してもよい。   In an alternative embodiment, the liquid boundary 2120 selectively draws plasma from the sample element 2112 after centrifugation. This plasma is sent to an analyte detection system for analysis. In one embodiment, the liquid thus separated is withdrawn from the sample element 2112 via the bottom joint. Preferably, the position and orientation of the bottom joint and the container are such that red blood cells can be extracted first. In one embodiment, it may be configured with a red blood cell detector. The red blood cell detector may detect when most red blood cells have exited the container by measuring the level of hemostasis. The plasma remaining in the container may then be diverted to the analysis chamber. After draining the liquid from the container, the top junction may inject liquid (eg, saline) into the container to re-wash the system and prepare for the next sample.

図22A〜図23Cに、脱着可能な、使い捨て液体処理カセット820を用いた、他の実施の形態の液体処理及び分析装置140を示す。カセット820は、遠心分離器ロータ組立体2016を備え、試料の準備及び分析を容易にしている。図22A〜図22Cに示す本実施の形態の装置140は既に説明した他の実施の形態の装置140とほぼ同様であり、本実施の形態のカセット820は既に説明した他の実施の形態のカセット820とほぼ同様であるが、相違点について以下詳細に説明する。   FIGS. 22A-23C show another embodiment of a liquid processing and analysis device 140 using a removable, disposable liquid processing cassette 820. Cassette 820 includes a centrifuge rotor assembly 2016 to facilitate sample preparation and analysis. 22A to 22C is substantially the same as the apparatus 140 of the other embodiment already described, and the cassette 820 of the present embodiment is the cassette of the other embodiment already described. Although it is substantially the same as 820, the differences will be described in detail below.

脱着可能な液体処理カセット820は、主分析計器部810と脱着可能に係合できる。液体処理カセット820を中央計器部810と連結すると、中央計器部810の駆動システム2030は、カセット820のロータ組立体2016と結合する(図22B)。カセット820が中央計器部810と連結すると、駆動システム2030はロータ組立体2016と係合してロータ組立体2016を回転可能し、ロータ組立体2016によって担持される体液試料に遠心力を与える。   The removable liquid processing cassette 820 can be detachably engaged with the main analytical instrument section 810. When the liquid processing cassette 820 is coupled to the central instrument section 810, the drive system 2030 of the central instrument section 810 couples with the rotor assembly 2016 of the cassette 820 (FIG. 22B). When the cassette 820 is connected to the central instrument section 810, the drive system 2030 engages with the rotor assembly 2016 to rotate the rotor assembly 2016 and applies a centrifugal force to the body fluid sample carried by the rotor assembly 2016.

いくつかの実施の形態では、ロータ組立体2016は、ロータ2020と、遠心分離する試料を保持する試料要素2448(図22C)とを備える。ロータ2020が回転すると、遠心力が試料要素2448内の試料にかかる。遠心力は、試料の一以上の成分を分離する(例えば、全血から血漿を分離する)。こうして分離された成分は装置140によって分析される。この点について以下に詳細に説明する。   In some embodiments, the rotor assembly 2016 includes a rotor 2020 and a sample element 2448 (FIG. 22C) that holds a sample to be centrifuged. As the rotor 2020 rotates, centrifugal force is applied to the sample in the sample element 2448. Centrifugal force separates one or more components of a sample (eg, separates plasma from whole blood). The components thus separated are analyzed by the device 140. This point will be described in detail below.

中央計器部810は、その一部が中央計器部810のハウジング2049から突出した、遠心分離器駆動システム2030と検体検出システム1700を備える。駆動システム2030は、ロータ組立体2016と解除可能に連結するように構成され、回転運動をロータ組立体2016に伝えてロータ2020を所望の速度で回転させられるようになっている。遠心分離工程の後、検体検出システム1700は、ロータ2020によって担持される試料から分離された一以上の成分を分析できる。図示された検体検出システム1700の突出部には、検体検出システム1700が試料要素2448に担持された試料又は成分を分析できるように、試料要素2448を担持するロータ2020の一部を受ける溝部2074が形成されている。   The central instrument unit 810 includes a centrifuge drive system 2030 and a specimen detection system 1700, part of which protrudes from the housing 2049 of the central instrument unit 810. The drive system 2030 is configured to be releasably coupled to the rotor assembly 2016 so as to transmit rotational motion to the rotor assembly 2016 so that the rotor 2020 can be rotated at a desired speed. After the centrifugation step, the analyte detection system 1700 can analyze one or more components separated from the sample carried by the rotor 2020. The protrusion of the illustrated analyte detection system 1700 has a groove 2074 that receives a portion of the rotor 2020 carrying the sample element 2448 so that the analyte detection system 1700 can analyze the sample or component carried on the sample element 2448. Is formed.

図22Cに示す液体処理及び分析装置140を組み立てる場合は、図22A、図22Bに示す矢印20007で示す方向にカセット820を中央計器部810に配置する。カセット820が適切に中央計器部810に取り付けられると、駆動システム2030がロータ組立体2016と動作可能に係合するように、ロータ組立体2016は駆動システム2030に到達できるようになっている。駆動システム2030が通電すると、ロータ2020が所望の速度で回転する。回転するロータ2020は繰り返し、検出システム1700の溝部2074を通過できる。   When assembling the liquid processing and analyzing apparatus 140 shown in FIG. 22C, the cassette 820 is arranged in the central instrument section 810 in the direction indicated by the arrow 20007 shown in FIGS. 22A and 22B. When the cassette 820 is properly attached to the central instrument section 810, the rotor assembly 2016 can reach the drive system 2030 such that the drive system 2030 is operatively engaged with the rotor assembly 2016. When drive system 2030 is energized, rotor 2020 rotates at a desired speed. The rotating rotor 2020 can repeatedly pass through the groove 2074 of the detection system 1700.

遠心分離工程の後、ロータ2020は回転して、試料要素2448が溝部2074内に配置される分析位置(図22B及び図22Cを参照)に位置する。ロータ2020と試料要素2448が分析位置に位置すると、検体検出システム1700は、試料要素2448に担持される試料の1以上の成分を分析できる。例えば、検出システム1700は、遠心分離工程時に分離された成分のうち少なくとも一つを分析できる。カセット820を使用後、カセット820は中央計器部810から取り出し、廃棄できる。その後、別のカセット820を中央計器部810に装着できる。   After the centrifugation step, the rotor 2020 rotates and is located at an analysis position (see FIGS. 22B and 22C) where the sample element 2448 is disposed in the groove 2074. When the rotor 2020 and the sample element 2448 are in the analysis position, the analyte detection system 1700 can analyze one or more components of the sample carried on the sample element 2448. For example, the detection system 1700 can analyze at least one of the components separated during the centrifugation process. After using the cassette 820, the cassette 820 can be removed from the central instrument section 810 and discarded. Thereafter, another cassette 820 can be attached to the central instrument section 810.

図23Aに示すように、図示のカセット820は、ロータ組立体2016を囲むハウジング2400を備え、ロータ2020は、ロータ組立体2016によってハウジング2400に回動可能に接続される。ロータ2020は、カセット820を中央計器部810に取り付けると、駆動システム2030と係合駆動するロータ接続部2051を備える。   As shown in FIG. 23A, the illustrated cassette 820 includes a housing 2400 that surrounds the rotor assembly 2016, and the rotor 2020 is rotatably connected to the housing 2400 by the rotor assembly 2016. The rotor 2020 includes a rotor connecting portion 2051 that engages and drives the drive system 2030 when the cassette 820 is attached to the central instrument portion 810.

いくつかの実施の形態では、カセット820は、使い捨ての液体処理カセットである。所望の数のカセット820に再利用可能な中央計器部810を用いることができる。追加的に、又は、代替として、カセット820を、輸送に便利なように、携帯可能な、手持ち式の、カセットとしてもよい。これらの実施の形態では、カセット820は手動で中央計器部810に脱着が可能である。いくつかの実施の形態では、カセット820は、中央計器部810に恒久的に装着した使い捨てでない(nondisposable)カセットでもよい。   In some embodiments, the cassette 820 is a disposable liquid processing cassette. A reusable central instrument section 810 can be used for as many cassettes 820 as desired. Additionally or alternatively, the cassette 820 may be a portable, hand-held cassette for convenient transportation. In these embodiments, the cassette 820 can be manually attached to and detached from the central instrument section 810. In some embodiments, the cassette 820 may be a non-disposable cassette that is permanently attached to the central instrument section 810.

図25A及び図25Bに、体液などの試料を担持可能な遠心分離器ロータ2020を示す。図示の遠心分離器ロータ2020は、分光分析時に試料を保持するとともに、分析用に試料を調合することができる液体処理要素と考えることができる。ロータ2020は、好ましくは、細長の本体2446、少なくとも一つの試料要素2448、少なくとも一つのバイパス要素2452を備える。試料要素2448及びバイパス要素2452はそれぞれ、ロータ2020の対向する端部に配置できる。バイパス要素2452は、試料要素2448に液体を貫流させずに液体処理及び分析装置140の流体経路をクリーニング又は洗い流すことができる、流体の迂回経路となる。   25A and 25B show a centrifuge rotor 2020 that can carry a sample such as a body fluid. The illustrated centrifuge rotor 2020 can be thought of as a liquid processing element that holds a sample during spectroscopic analysis and can prepare the sample for analysis. The rotor 2020 preferably includes an elongated body 2446, at least one sample element 2448, and at least one bypass element 2452. Sample element 2448 and bypass element 2452 can each be disposed at opposite ends of rotor 2020. The bypass element 2452 provides a fluid bypass path that can clean or flush the fluid path of the liquid processing and analysis device 140 without allowing the sample element 2448 to flow liquid.

図示のロータ本体2446は、駆動システム2030と連結する装着用開口部2447を画成するほぼ平面の部材でもよい。図示のロータ2020は、幾分長方形の形状を有する。代替の実施の形態では、ロータ2020はほぼ円形、多角形、楕円形、又はその他所望のいかなる形状を有してもよい。図示の形状は、水平に配置した場合に検体検出システム1700に対応しやすくなっている。   The illustrated rotor body 2446 may be a substantially planar member that defines a mounting opening 2447 that connects to the drive system 2030. The illustrated rotor 2020 has a somewhat rectangular shape. In alternate embodiments, the rotor 2020 may have a generally circular, polygonal, elliptical, or any other desired shape. The shape shown in the figure is easy to correspond to the specimen detection system 1700 when arranged horizontally.

図25Bに示すように、それぞれ相対する第1の液体接合部2027と第2の液体接合部2029の組がロータ2020の前面から外側へ延在し、ロータ本体2446を介して試料要素2448及びバイパス要素2452へそれぞれ向かう液体の流れを容易にしている。第1の液体接合部2027は、試料要素2448と流体連通する排出ポート2472と注入ポート2474を画成する。図示の実施の形態において、液体流路2510、2512は、それぞれ排出ポート2472及び注入ポート2474から試料要素2448へ延在する(図25E及び図25Fを参照)。排出ポート2472と注入ポート2474、液体流路2510、2512はロータ2020を介して試料要素2448へ流入する流れと試料要素2448から戻る流れの経路を画成する。   As shown in FIG. 25B, a pair of the first liquid joint 2027 and the second liquid joint 2029 facing each other extends outward from the front surface of the rotor 2020, and the sample element 2448 and the bypass are passed through the rotor body 2446. It facilitates the flow of liquid toward element 2452 respectively. First liquid junction 2027 defines an exhaust port 2472 and an injection port 2474 that are in fluid communication with sample element 2448. In the illustrated embodiment, the liquid channels 2510, 2512 extend from the discharge port 2472 and the injection port 2474 to the sample element 2448, respectively (see FIGS. 25E and 25F). The discharge port 2472, the injection port 2474, and the liquid flow paths 2510 and 2512 define a flow path that flows into and returns from the sample element 2448 via the rotor 2020.

図25Bに示されるように、ロータ2020は更に、排出ポート272から注入ポート2574への液体の流れを可能とするバイパス要素2452を備える。流路2570は、排出ポート2572と注入ポート2574との間を延在して、この液体の流れを容易にしている。このように延在する流路2570はポート2572からロータ2020を介して一方の排出ポート2572から他方の注入ポート2574への閉じた流路を画成する。図示の実施の形態では、バイパス要素2452の排出ポート2572と注入ポート2574は、ロータ2020上の排出ポート2572と注入ポート2574の間とほぼ同様に離間している。   As shown in FIG. 25B, the rotor 2020 further includes a bypass element 2452 that allows the flow of liquid from the discharge port 272 to the injection port 2574. A flow path 2570 extends between the discharge port 2572 and the injection port 2574 to facilitate this liquid flow. The flow path 2570 extending in this way defines a closed flow path from the port 2572 through the rotor 2020 to one discharge port 2572 to the other injection port 2574. In the illustrated embodiment, the exhaust port 2572 and the injection port 2574 of the bypass element 2452 are spaced approximately the same as between the exhaust port 2572 and the injection port 2574 on the rotor 2020.

ロータ2020を介した光アクセスのため、一つ以上の窓2460a、2460bを設けてもよい。バイパス要素2452に隣接した窓2460aは、電磁放射がロータ2020を介して通過することができる貫通孔部(図25E)でもよい。更に、試料要素2448に隣接した窓2460bにも、電磁放射が通過できる同様の貫通孔部を設けてもよい。或いは、検出器窓2460a、2460bの一方、又は両方を、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、ゲルマニウム、シリコン、ポリプロピレン、ポリエチレン、又はそれらの組み合わせ、或いは、該当する波長で適当な透過性(即ち、単位厚さ当たりの透過性)を有する物質で形成されたシートとしてもよい。検出器窓2460a、2460bは、ロータ2020が垂直方向を向く時、検出器窓2460a、2460bの一方が溝部2074に位置するように配置される。   One or more windows 2460a, 2460b may be provided for optical access through the rotor 2020. The window 2460a adjacent to the bypass element 2452 may be a through hole (FIG. 25E) through which electromagnetic radiation can pass through the rotor 2020. Furthermore, a similar through hole through which electromagnetic radiation can pass may be provided in the window 2460b adjacent to the sample element 2448. Alternatively, one or both of the detector windows 2460a, 2460b may be made of calcium fluoride, barium fluoride, germanium, silicon, polypropylene, polyethylene, or combinations thereof, or appropriate transmission (ie units) at the appropriate wavelength. It may be a sheet formed of a material having permeability per thickness). The detector windows 2460a and 2460b are arranged such that one of the detector windows 2460a and 2460b is positioned in the groove 2074 when the rotor 2020 faces in the vertical direction.

ロータ2020は様々な製造技術を用いて製造できる。いくつかの実施の形態では、ロータ2020は、成形(例えば、圧縮成型又は射出成形)、機械加工などの製造工程、またはそれらの製造工程の組み合わせによって製造でき、いくつかの実施の形態では、ロータ2020は、プラスチックで製造される。プラスチック材料のコンプライアンスは、液体境界部2028のピン2542、2544の端部を密封できるように選択できる(これについては以下に詳細に説明する)。ポート(例えば、ポート2572、2574、2472、2474)を形成する非限定的な代表的なプラスチックは、化学的に比較的不活性であり、射出成形又は機械加工できる。これらのプラスチックとして、これに限定されないが、PEEK、又はポリフェニレンサルファイド(PPS)が挙げられる。これらのプラスチックは両方とも高い弾性を有するが、シール面を滑らかに仕上げ、高い接触圧力がかかる面積が極めて小さくなるようにシール領域の面積を小さくして、流体シールを生成できる。これによって、ロータ2020及びピン2542、2544を形成するために使用する材料をシールして、ロータ2020とピン2542、2544の間で、以下で詳細に説明する、所望の相互作用を実現できる。   The rotor 2020 can be manufactured using various manufacturing techniques. In some embodiments, the rotor 2020 can be manufactured by a manufacturing process such as molding (eg, compression molding or injection molding), machining, or a combination of these manufacturing processes, and in some embodiments, the rotor 2020 is made of plastic. The compliance of the plastic material can be selected such that the ends of the pins 2542, 2544 of the liquid interface 2028 can be sealed (this is described in detail below). Non-limiting exemplary plastics that form ports (eg, ports 2572, 2574, 2472, 2474) are chemically relatively inert and can be injection molded or machined. These plastics include, but are not limited to, PEEK or polyphenylene sulfide (PPS). Both of these plastics have high resilience, but the fluid seal can be created by smoothing the sealing surface and reducing the area of the sealing area so that the area under high contact pressure is very small. This seals the material used to form the rotor 2020 and pins 2542, 2544 to achieve the desired interaction between the rotor 2020 and pins 2542, 2544, described in detail below.

図23Aに示すロータ組立体2016は、ロータ2020を、カセットハウジング2400に対して固定され、ロータ軸2430とロータ2020を回動可能に保持するロータ軸ボス2426を介して、カセットハウジング2400に回転可能に接続する。ロータ軸2430は、ロータ軸ボス2426から外側へ延在し、好ましくはロータ2020の後部面に連結して固定されるロータブラケット2436に固定されている。このため、ロータ組立体2016と駆動システム2030は協動して、高速であっても確実にロータ2020が軸2024の周りを回転するようになっている。図示のカセット820は、単一のロータ組立体2016を有する。他の実施の形態では、カセット820は、2つ以上のロータ組立体2016を有することができる。複数のロータ組立体2016を用いて、複数の試料を(好ましくは同時に)準備し、試験することもできる。   The rotor assembly 2016 shown in FIG. 23A is rotatable to the cassette housing 2400 via a rotor shaft 2430 and a rotor shaft boss 2426 that rotatably holds the rotor 2020 with respect to the cassette housing 2400. Connect to. The rotor shaft 2430 extends outward from the rotor shaft boss 2426 and is preferably fixed to a rotor bracket 2436 that is connected and fixed to the rear surface of the rotor 2020. Thus, the rotor assembly 2016 and the drive system 2030 cooperate to ensure that the rotor 2020 rotates about the axis 2024 even at high speeds. The illustrated cassette 820 has a single rotor assembly 2016. In other embodiments, the cassette 820 can have more than one rotor assembly 2016. Multiple samples may be prepared and tested (preferably simultaneously) using multiple rotor assemblies 2016.

再び、図25A、図25B、図25E、図25Fに示すように、試料要素2448はロータ2020と連結し、遠心分離器を用いた処理のために体液の試料を保持できるようになっている。試料要素2448は、特定の実施の形態では、ここに開示する他の試料要素又はキュベット(例えば、試料要素1730、2112)とほぼ同様であるが、相違点について以下詳細に説明する。   Again, as shown in FIGS. 25A, 25B, 25E, and 25F, the sample element 2448 is coupled to the rotor 2020 to hold a sample of bodily fluid for processing with a centrifuge. The sample element 2448 is, in certain embodiments, substantially similar to other sample elements or cuvettes disclosed herein (eg, sample elements 1730, 2112), but the differences are described in detail below.

試料要素2448は、遠心分離用の試料を保持する試料チャンバ2464と、チャンバ2464及びロータ2020の流路2512、2510とそれぞれ流体連通する液体流路2466、2468を備える。このため、液体流路2512、2466は、ポート2474とチャンバ2464の間の第1の流路を画成し、液体流路2510、2468は、ポート2472とチャンバ2464の間の第2の流路を画成する。試料要素2448へ流れる液体の方向に応じて、第1の流路と第2の流路の何れか一方が流入する流路となり、他方が戻りの流路となる   The sample element 2448 includes a sample chamber 2464 that holds a sample for centrifugation, and liquid channels 2466 and 2468 that are in fluid communication with the channels 2412 and 2510 of the chamber 2464 and the rotor 2020, respectively. Therefore, the liquid flow paths 2512 and 2466 define a first flow path between the port 2474 and the chamber 2464, and the liquid flow paths 2510 and 2468 are a second flow path between the port 2472 and the chamber 2464. Is defined. Depending on the direction of the liquid flowing to the sample element 2448, one of the first flow path and the second flow path becomes a flow path, and the other becomes a return flow path.

試料チャンバ2464の一部は、チャンバ2464に含有される液体を検出システム1700によって分析する際に電磁放射が通過する試料チャンバの部分である、呼び掛け(interrogation)領域2091と考えられる。したがって、この呼び掛け領域2091は、試料要素2448がロータ2020と連結すると、検出器窓2460bと一直線上に並ぶ。図示の呼び掛け領域2091は、チャンバ2464の半径方向内側(即ち、ロータ2020の回転軸2024に比較的近い)部分を有し、遠心分離の後、体液試料(例えば、全血試料の血漿)の低濃度の部分の分光分析を行いやすくしている。これについて、以下詳細に説明する。体液試料の高濃度の部分が分光分析の対象となる場合は、呼び掛け領域2091を、チャンバ2464の半径方向外側(即ち、ロータ2020の回転軸2024から比較的遠い)部分に位置するようにできる。   A portion of the sample chamber 2464 is considered an interrogation region 2091 that is the portion of the sample chamber through which electromagnetic radiation passes when the liquid contained in the chamber 2464 is analyzed by the detection system 1700. Accordingly, this interrogation area 2091 is aligned with the detector window 2460b when the sample element 2448 is coupled to the rotor 2020. The interrogation area 2091 shown has a radially inner portion of the chamber 2464 (ie, relatively close to the rotational axis 2024 of the rotor 2020) and, after centrifugation, a low body fluid sample (eg, plasma of a whole blood sample). This makes it easy to perform spectroscopic analysis of the concentration part. This will be described in detail below. When a high-concentration portion of the body fluid sample is the target of spectroscopic analysis, the interrogation region 2091 can be located in a portion radially outside the chamber 2464 (that is, relatively far from the rotation axis 2024 of the rotor 2020).

ロータ2020は、試料要素2448を一時的または恒久的に保持できる。図24Fに示すように、ロータ2020は、試料要素2448を受ける凹部2502を有する。試料要素2448は、相互の摩擦作用、接着剤、又はその他の適当な結合手段によって凹部に保持できる。図示の試料要素2448は、ロータ2020内に埋め込まれている。しかしながら、試料要素2448は、ロータ2020上に配置してもよく、或いはロータ2020から突出してもよい。   The rotor 2020 can hold the sample element 2448 temporarily or permanently. As shown in FIG. 24F, the rotor 2020 has a recess 2502 that receives the sample element 2448. The sample element 2448 can be held in the recess by mutual frictional action, adhesive, or other suitable coupling means. The illustrated sample element 2448 is embedded in the rotor 2020. However, the sample element 2448 may be disposed on the rotor 2020 or may protrude from the rotor 2020.

試料要素2448は、所定量の試料流体を準備する、分析を複数回行うなどのため、所定の期間使用できる。必要な場合、試料要素2448をロータ2020から取り外して、廃棄できる。その後、他の試料要素2448を凹部2502に配置することもできる。このため、カセット820が使い捨ての場合でも、複数の使い捨て試料要素2448を単一のカセット820とともに使用できる。このため、単一のカセット820を所望の数の試料要素とともに使用できる。或いは、カセット820は、ロータ2020と恒久的に連結した試料要素2448を有してもよい。いくつかの実施の形態では、試料要素2448の少なくとも一部が、ロータ本体2446と一体又は同一構造となっている。付加的に、或いは代替として、ロータ2020は、複数の試料要素を有してもよい(例えば、バイパス要素2452の代わりに記録試料(record sample)要素を備える)。この実施の形態では、複数の試料(例えば、体液)を同時に準備することによって、試料の準備時間を短縮できる。   The sample element 2448 can be used for a predetermined period of time, such as preparing a predetermined amount of sample fluid or performing multiple analyzes. If necessary, the sample element 2448 can be removed from the rotor 2020 and discarded. Thereafter, another sample element 2448 can be placed in the recess 2502. Thus, even when the cassette 820 is disposable, multiple disposable sample elements 2448 can be used with a single cassette 820. Thus, a single cassette 820 can be used with a desired number of sample elements. Alternatively, the cassette 820 may have a sample element 2448 permanently connected to the rotor 2020. In some embodiments, at least a portion of the sample element 2448 is integral or identical with the rotor body 2446. Additionally or alternatively, the rotor 2020 may have multiple sample elements (eg, with a record sample element instead of the bypass element 2452). In this embodiment, the sample preparation time can be shortened by preparing a plurality of samples (for example, body fluids) simultaneously.

図25A及び図25Bは、特定の実施の形態の試料要素2448を形成する場合に使用できる、層状構造(layerd construction)技術を示す。図示の層状試料要素2448は、第1の層2473、第2の層2475、第3の層2478を有する。第2の層2475は、好ましくは、第1の層2473と第3の層2478の間に位置する。第1の層2473は上部チャンバ壁2482を形成し、第3の層2478は下部チャンバ壁2484を形成する。第2の層2475の横方向の壁は、チャンバ2464と流体流路2466、2468の側方を画成する。   FIG. 25A and FIG. 25B illustrate a layered construction technique that can be used to form a sample element 2448 of a particular embodiment. The illustrated layered sample element 2448 includes a first layer 2473, a second layer 2475, and a third layer 2478. The second layer 2475 is preferably located between the first layer 2473 and the third layer 2478. The first layer 2473 forms the upper chamber wall 2482 and the third layer 2478 forms the lower chamber wall 2484. The lateral walls of the second layer 2475 define the sides of the chamber 2464 and the fluid flow paths 2466, 2468.

第2の層2475は、ほぼ均一な厚さのシート材料を、図26Aの横方向の壁の形状に打ち抜いて形成できる。第2の層2475は、ポリマー材料など、軽量で可撓性を持った物質の層からなり、図26Bに示すように第1の層2473と第3の層2478の相対する側と接着剤を用いて挟まれた構成となっている。或いは、第2の層2475は、ほぼ均一な厚さの接着剤からなる層を図示の横方向の壁の形状に打ち抜いて形成した「接着剤のみの」層からなってもよい。   The second layer 2475 can be formed by stamping a substantially uniform thickness of sheet material into the shape of the lateral wall of FIG. 26A. The second layer 2475 is formed of a layer of a lightweight and flexible substance such as a polymer material. As shown in FIG. 26B, the second layer 2475 is bonded to the opposing side of the first layer 2473 and the third layer 2478 and the adhesive. The structure is sandwiched between them. Alternatively, the second layer 2475 may comprise an “adhesive only” layer formed by stamping a layer of adhesive having a substantially uniform thickness into the illustrated lateral wall shape.

しかしながら、このように構成した第2の層2475は、好ましくは均一の厚さで、ほぼ均一な厚さ又は経路長の試料チャンバ2464及び/又は呼び掛け領域2091を画成する。経路長(従って、第2の層2475の厚さ)は、好ましくは10ミクロン〜100ミクロンの間、或いは様々な実施の形態では20、40、50、60、80ミクロンである。   However, the second layer 2475 thus configured preferably defines a sample chamber 2464 and / or interrogation region 2091 with a uniform thickness and a substantially uniform thickness or path length. The path length (and hence the thickness of the second layer 2475) is preferably between 10 microns and 100 microns, or in various embodiments 20, 40, 50, 60, 80 microns.

上部チャンバ壁2482、下部チャンバ壁2484、横方向の壁2490は、協動してチャンバ2464を形成する。上部チャンバ壁2482及び/又は下部チャンバ壁2484は、電磁エネルギーを通過させることができる。これによって、第1の層2473と第3の層2478は、フッ化カルシウム、シリコン、ポリエチレン、又ポリプロピレンなど、(好ましくは赤外線放射又は中赤外線放射などの)電磁放射を比較的透過させる、或いは該電磁放射に対する透過性の比較的高い物質のシート又は層から構成される。第1の層2473と第3の層2478の一方の層みが透過性を有する場合、その他方の層は、好ましくは、放射が射出されると、入射する放射ビームを、試料要素2448の同一の側で検出が行えるように、後方反射する反射性を有する。上部チャンバ壁2482及び/又は下部チャンバ壁2484は、光学的窓と考えることができる。これらの窓は試料要素2448の呼び掛け領域2091の一方の側又は両側に配置する。   Upper chamber wall 2482, lower chamber wall 2484, and lateral wall 2490 cooperate to form chamber 2464. Upper chamber wall 2482 and / or lower chamber wall 2484 can pass electromagnetic energy. Thereby, the first layer 2473 and the third layer 2478 are relatively transparent to electromagnetic radiation (preferably infrared radiation or mid-infrared radiation) such as calcium fluoride, silicon, polyethylene, polypropylene, or the like. It consists of a sheet or layer of material that is relatively permeable to electromagnetic radiation. If one layer of the first layer 2473 and the third layer 2478 is transmissive, the other layer preferably causes the incident beam of radiation to be identical to the sample element 2448 when the radiation is emitted. It has reflectivity to reflect back so that detection can be performed on the side of the lens. Upper chamber wall 2482 and / or lower chamber wall 2484 can be considered an optical window. These windows are located on one or both sides of the interrogation area 2091 of the sample element 2448.

一実施の形態では、試料要素2448は、例えば、「SAMPLE ELEMENT QUALIFICATION」と題する2005年2月17日に公開された、本明細書の一部をなす米国特許出願第2005/0036146号に記載のように、赤外線放射に対して透過性を有し、光学的測定を行うために好適な相対する側面を有する。本発明は、いくつかの実施の形態では、「REAGENT−LESS WHOLE−BLOOD GLUCOSE METER」と題する2003年5月15日に公開された米国特許出願第2003/0090649号、又は、「DEVICE AND METHOD FOR IN VITRO DETERMINATION OF ANALYTE CONCENTRATIONS WITHIN BODY FLUIDS」と題する2003年5月8日に公開された米国特許出願第2003/0086075号、又は、「METHOD OF DETERMINING AN ANALYTE CONCENTRATION IN A SAMPLE FROM AN ABSORPTION SPECTRUM」と題する2004年1月29日に公開された米国特許出願第2004/0019431号、又は、「METHOD OF SIMULTANEOUS MIXING OF SAMPLES」と題する2003年11月25日にMarzialiに発行された米国特許第6,652,136号に記載の一以上の実施の形態、特徴、システム、装置、材料、方法及び技術と同様であるが、相違点について以下詳細に説明する。更に、本明細書で説明する実施の形態、特徴、システム、装置、材料、方法及び技術は、特定の実施の形態では、上述の米国特許出願、第2003/0090649号、第2003/0086075号、第2004/0019431号、又は米国特許第6652136号に開示した一以上の実施の形態、特徴、システム、装置、材料、方法及び技術に適用する、又は組み合わせて用いることができる。上述の特許公報及び特許は全て、参照によって本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなしている。   In one embodiment, the sample element 2448 is described, for example, in U.S. Patent Application No. 2005/0036146, published February 17, 2005, entitled “SAMPLE ELEMENT QUALIFICATION”. As such, it is transparent to infrared radiation and has opposite sides that are suitable for performing optical measurements. The present invention is, in some embodiments, US patent application 2003/0090649, published May 15, 2003, entitled “REAGENT-LESS WHOLE-BLOOD GLUCOSE METER”, or “DEVICE AND METHOD FOR FOR US patent application 2003/0086075 published on May 8, 2003 entitled "IN VITRO DETERMINATION OF ANALYTE CONCENTRATIONS WITHIN BODY FLUIDS", or "METHOD OF TERMINING ANONA TRAIN TE NON ATR Released on January 29, 2004 One or more implementations described in US Patent Application No. 2004/0019431, or US Patent No. 6,652,136 issued to Marziali on November 25, 2003 entitled "METHOD OF SIMULTANEOUS MIXING OF SAMPLES". However, the differences will be described in detail below. Further, the embodiments, features, systems, devices, materials, methods, and techniques described herein are, in certain embodiments, described in the above-mentioned U.S. patent applications, 2003/0090649, 2003/0086075, It can be applied to or used in combination with one or more of the embodiments, features, systems, devices, materials, methods and techniques disclosed in US 2004/0019431 or US Pat. No. 6,652,136. All of the aforementioned patent publications and patents are hereby incorporated by reference and made a part hereof.

図23B及び図23Cに示すように、カセット820は更に、試料要素2448に試料液体を充填する、及び/又は試料要素2448から試料液体を取り除くための移動可能な液体境界部2028を有する。図示の実施の形態では、液体境界部2028は、カセット820のハウジング2400に回転可能に装着されている。液体境界部2028は、低位置(図22C)と隆起又は充填位置(図27C)の間を動作できるようになっている。液体境界部2028が低位置にある場合、ロータ2020は自在に回転できる。試料流体を試料要素2448へ移動する場合、ロータ2020は試料要素装着位置(図22C参照)に静止し、液体境界部2028が矢印2590に示すように、上方の充填位置へ作動できるようになっている。液体境界部2028が充填位置にあると、液体境界部2028は、試料流体を試料要素2448へ送る、及び/又は試料流体を試料要素2448から排出できるようになる。   As shown in FIGS. 23B and 23C, the cassette 820 further includes a movable liquid boundary 2028 for filling the sample element 2448 with sample liquid and / or for removing sample liquid from the sample element 2448. In the illustrated embodiment, the liquid boundary 2028 is rotatably mounted on the housing 2400 of the cassette 820. The liquid boundary 2028 is operable between a low position (FIG. 22C) and a raised or filled position (FIG. 27C). When the liquid boundary 2028 is in the low position, the rotor 2020 can rotate freely. When moving the sample fluid to the sample element 2448, the rotor 2020 is stationary at the sample element mounting position (see FIG. 22C) and the liquid boundary 2028 can be actuated to the upper filling position as shown by arrow 2590. Yes. When the liquid boundary 2028 is in the fill position, the liquid boundary 2028 can send sample fluid to the sample element 2448 and / or drain the sample fluid from the sample element 2448.

更に、図27A及び図27Bに示すように、液体境界部2028は、カセット820のハウジング2400に回転可能に装着した本体部2580を有する。対向するブラケット2581、2584を用いて、本体部2580をカセット820のハウジング2400に回転可能に装着し、本体部2580及びピン2542、2544を回転軸2590を中心として低位置と充填位置の間に回動させることができる。中央計器部810は、水平に移動可能で、カセットハウジング2400の開口部2404(図23B参照)から展開可能な、ソレノイド式又は空圧式アクチュエータなどのアクチュエータ(図示されてない)を備えてもよい。展開時、アクチュエータは液体境界部2028の本体部2580に当たり、本体部2580を図27Cに示す充填位置に回動させる。本体部2580は、好ましくは、アクチュエータが後退すると、本体部が後退位置に戻るように、後退位置(図23A参照)の方向にスプリングで付勢されている。これによって、液体境界部2028は、定期的にピン2542、2544の流体経路がロータ2020に位置する試料要素2448と流体連通するように動作できる。   Further, as shown in FIGS. 27A and 27B, the liquid boundary portion 2028 has a main body portion 2580 that is rotatably attached to the housing 2400 of the cassette 820. Using the opposing brackets 2581 and 2584, the main body 2580 is rotatably mounted on the housing 2400 of the cassette 820, and the main body 2580 and the pins 2542 and 2544 are rotated between the low position and the filling position around the rotation shaft 2590. Can be moved. Central instrument portion 810 may include an actuator (not shown) such as a solenoid or pneumatic actuator that is horizontally movable and deployable from an opening 2404 (see FIG. 23B) of cassette housing 2400. During deployment, the actuator hits the main body 2580 of the liquid boundary 2028 and rotates the main body 2580 to the filling position shown in FIG. 27C. The body 2580 is preferably biased by a spring in the direction of the retracted position (see FIG. 23A) so that when the actuator is retracted, the body is returned to the retracted position. This allows the liquid interface 2028 to operate such that periodically the fluid path of the pins 2542, 2544 is in fluid communication with the sample element 2448 located in the rotor 2020.

図27A、図23Bに示す液体境界部2028は、液体境界部2028と、装置140及び/又は採取システム100/800の一以上とを流体連通させることができる液体接合部2530、2532を有する。この点ついて、以下に更に詳細に説明する。図示の接合部2530、2532は、本体部2580の対向する端部からそれぞれ上方向に延在して位置している。液体接合部2530、2532は、本体部2580に沿って他の方向、及び/又は位置にも配置できる。本体部2580は、接合部2530とピン2542との間を連通する第1の内部経路(図示されてない)と、接合部2532とピン2544との間を連通する第2の内部経路(図示されてない)とを有する。   The liquid interface 2028 shown in FIGS. 27A and 23B includes liquid junctions 2530 and 2532 that can fluidly communicate the liquid interface 2028 and one or more of the apparatus 140 and / or collection system 100/800. This point will be described in more detail below. The illustrated joining portions 2530 and 2532 are positioned so as to extend upward from the opposing end portions of the main body portion 2580, respectively. The liquid junctions 2530 and 2532 can be disposed in other directions and / or positions along the main body 2580. The main body 2580 has a first internal path (not shown) that communicates between the joint 2530 and the pin 2542, and a second internal path (not shown) that communicates between the joint 2532 and the pin 2544. Not).

液体ピン2542、2544は、本体部2580から外方向に延在し、ロータと係合して、試料流体をロータ2020に送出、及び/又はロータ2020から排出できる。液体ピン2542、2544はそれぞれ、ピン本体2561、2563とピン端部2571,2573を有する。ピン端部2571、2573は、液体接合部2027の対応するポート2472、2474、及び、又はロータ2020の液体接合部2029のポート2572、2574内に嵌合する寸法を有する。ピン端部2571、2573は、それぞれの先端部を僅かに面取りして、ピン端部2571、2573とロータポートとの間のシールを高めることができる。いくつかの実施の形態では、ピン端部2573、2571の外径を、ロータの2020のポートの内径より僅かに大きくして、密封を確実にしており、ピン2542、2544の内径は好ましくは、ポートから続く流体経路2510、2512の内径と同一、又は極めて近くして、他の実施の形態では、ピン端部2571、2573の外径をロータ2020のポートの内径以下としている。   The liquid pins 2542, 2544 can extend outward from the body 2580 and engage the rotor to deliver sample fluid to and / or out of the rotor 2020. The liquid pins 2542 and 2544 have pin bodies 2561 and 2563 and pin end portions 2571 and 2573, respectively. Pin ends 2571, 2573 have dimensions that fit within corresponding ports 2472, 2474 of liquid joint 2027 and / or ports 2572, 2574 of liquid joint 2029 of rotor 2020. The pin ends 2571, 2573 can be slightly chamfered at their respective tips to enhance the seal between the pin ends 2571, 2573 and the rotor port. In some embodiments, the outer diameter of the pin ends 2573, 2571 is slightly larger than the inner diameter of the rotor 2020 port to ensure sealing, and the inner diameter of the pins 2542, 2544 is preferably In other embodiments, the outer diameters of the pin ends 2571 and 2573 are set to be equal to or smaller than the inner diameter of the port of the rotor 2020.

ピン2542、2544とロータ2020の対応する部分、例えば、試料要素2448へ続く排出ポート2472又は注入ポート2474、或いはバイパス要素2452へ続くポート2572、2574とのとの接続は、比較的簡単であり、安価にできる。ロータ2020の少なくとも一部が、ピン2542、2544を確実に密封できるように補助するように構成してもよい。或いは、又は追加的に、シール部材(例えば、ガスケット、Oリング、など)を用いてピン端部2571、2573及び対応するポート2472、2474、2574の間の漏れを防止してもよい。   The connection between the pins 2542, 2544 and corresponding portions of the rotor 2020, such as the discharge port 2472 or injection port 2474 leading to the sample element 2448, or the ports 2572, 2574 following the bypass element 2452 is relatively simple, Can be cheap. At least a portion of the rotor 2020 may be configured to assist in ensuring that the pins 2542, 2544 are sealed. Alternatively or additionally, a seal member (eg, gasket, O-ring, etc.) may be used to prevent leakage between the pin ends 2571, 2573 and the corresponding ports 2472, 2474, 2574.

図23A及び図23Bに、ロータ組立体2016及び液体境界部2028を囲繞するカセットハウジング2400を示す。ハウジング2400はモジュール構造で、カセット820が動作可能に中央計器部810と連結する際、駆動システムハウジング2050を受ける開口又は開口部2404を画成する。ハウジング2400は、ロータ2020を外部の力から保護するとともに、カセット820が中央計器部810に取り付ける際に、試料がロータ2020内の試料要素に流入することによる汚染を制限できる。   23A and 23B show a cassette housing 2400 that surrounds the rotor assembly 2016 and the liquid boundary 2028. The housing 2400 is modular and defines an opening or opening 2404 that receives the drive system housing 2050 when the cassette 820 is operably coupled to the central instrument portion 810. The housing 2400 protects the rotor 2020 from external forces and can limit contamination due to sample flowing into the sample elements in the rotor 2020 when the cassette 820 is attached to the central instrument section 810.

図示のカセット820は、対向する側方壁2041、2043の組、上部2053、検出システム1700と適合するノッチ2408を備えている。側方壁2041、2043の間を前方壁2045と後方壁2047が延在する。ロータ組立体2016は、後方壁2047の内面に取り付けられている。前方壁2045は中央計器部810と結合すると共に、更に、駆動システム2030をロータ組立体2016に取り付けられるようになっている。   The illustrated cassette 820 includes notches 2408 that are compatible with opposing sets of side walls 2041, 2043, an upper portion 2053, and a detection system 1700. A front wall 2045 and a rear wall 2047 extend between the side walls 2041 and 2043. The rotor assembly 2016 is attached to the inner surface of the rear wall 2047. The front wall 2045 is coupled to the central instrument section 810 and further allows the drive system 2030 to be attached to the rotor assembly 2016.

図示の前方壁2045は、ロータ組立体2016を取り付けるための開口部2404を有する。駆動システム2030は、開口部2404を介してカセット820の内部へ、ロータ組立体2016と動作可能に係合するまで貫通できる。図23Bの開口部2404は、駆動システム2030と結合し、しっかりと囲繞するように構成されている。図示の開口部2404はほぼ円形であり、上述のように、中央計器部810の液体境界部アクチュエータが液体境界部2028に動作することを可能とする上部ノッチ2405を有する。開口部2404は、駆動システム2030及びアクチュエータをカセット820内に導入するために適当であるその他の構成を有してもよい。   The illustrated front wall 2045 has an opening 2404 for mounting the rotor assembly 2016. The drive system 2030 can penetrate through the opening 2404 into the interior of the cassette 820 until it is operatively engaged with the rotor assembly 2016. The opening 2404 in FIG. 23B is configured to couple and securely surround the drive system 2030. The illustrated opening 2404 is substantially circular and has an upper notch 2405 that allows the liquid boundary actuator of the central instrument portion 810 to operate on the liquid boundary 2028 as described above. The opening 2404 may have other configurations that are suitable for introducing the drive system 2030 and the actuator into the cassette 820.

ハウジング2400のノッチ2408は、カセット820を中央計器部810に装填時、検体検出システム1700の突出部を少なくとも部分的に囲繞できるようになっている。図示のノッチ2408は、カセット820の装填持、図22Cに示す細長の溝部2074と一直線上に並ぶカセットの溝部2410(図23A)を画成する。このため、回転するロータ2020は、一直線上に並んだ溝部2410、2074を通過できるようになっている。いくつかの実施の形態では、ノッチ2408は、図示のように、軸断面がほぼU字形である。さらに一般的には、ノッチ2408の構成は、検出システム1700の突出部の設計に応じて選択できる。   The notch 2408 of the housing 2400 can at least partially surround the protrusion of the analyte detection system 1700 when the cassette 820 is loaded into the central instrument portion 810. The notch 2408 shown defines a cassette groove 2410 (FIG. 23A) that is loaded with the cassette 820 and is aligned with the elongated groove 2074 shown in FIG. 22C. For this reason, the rotating rotor 2020 can pass through the grooves 2410 and 2074 arranged in a straight line. In some embodiments, the notch 2408 is substantially U-shaped in axial cross section, as shown. More generally, the configuration of the notch 2408 can be selected depending on the design of the protrusion of the detection system 1700.

図示してないが、動作時にカセット820を中央計器部810に連結した状態で確実に維持できるように、ファスナ、クリップ、機械的な締め付け用具、止め具又はその他の結合手段を用いることができる。或いは、ハウジング2400と中央計器部810の構成要素との間の相互作用によって、カセット820を中央計器部810に固定できる。   Although not shown, fasteners, clips, mechanical clamps, stops, or other coupling means can be used to ensure that the cassette 820 remains connected to the central instrument 810 during operation. Alternatively, the cassette 820 can be secured to the central instrument portion 810 by interaction between the housing 2400 and the components of the central instrument portion 810.

図28は、中央計器部810の断面図である。図示の遠心分離器駆動システム2030は、中央計器部810の前面2046から外側に延在し、カセット820のロータ組立体2016と容易に結合できるようになっている。遠心分離器駆動システム2030が作動すると、駆動システム2030は、ロータ2020を所望の回転速度で回転させることができる。   FIG. 28 is a cross-sectional view of the central instrument section 810. The illustrated centrifuge drive system 2030 extends outwardly from the front surface 2046 of the central instrument section 810 so that it can be easily coupled to the rotor assembly 2016 of the cassette 820. When the centrifuge drive system 2030 is activated, the drive system 2030 can rotate the rotor 2020 at a desired rotational speed.

図23E及び図28に示す遠心分離器駆動システム2030は、遠心分離器駆動モータ2038と、駆動モータ2038により駆動可能に連結した駆動スピンドル2034とを備える。駆動スピンドル2034は、駆動モータ2038から外側に延在し、遠心分離器境界部2042を形成する。遠心分離器境界部2042は、駆動モータ2038を収納する駆動システムハウジング2050から外側に延在する。ロータ2020に回転運動を与えるため、遠心分離器境界部2042は、キー部材、突起部、ノッチ、戻り止め、凹部、ピン、又は、ロータ2020と係合して駆動スピンドル2034とロータ2020を連結することができるその他の構造体を具備できる。   The centrifuge drive system 2030 shown in FIG. 23E and FIG. 28 includes a centrifuge drive motor 2038 and a drive spindle 2034 that is connected so as to be drivable by the drive motor 2038. The drive spindle 2034 extends outward from the drive motor 2038 and forms a centrifuge boundary 2042. The centrifuge boundary 2042 extends outwardly from the drive system housing 2050 that houses the drive motor 2038. To provide rotational motion to the rotor 2020, the centrifuge boundary 2042 engages the key member, protrusion, notch, detent, recess, pin, or rotor 2020 to connect the drive spindle 2034 and the rotor 2020. Other structures can be included.

図28の遠心分離器駆動モータ2038は、ロータ2020に回転運動を与えるために適当であれば如何なるモータでもよい。駆動モータ2038が作動すると、駆動モータ2038は、駆動スピンドル2034を一定又は可変の速度で回転させることができる。これに限定されることはないが、遠心分離器モータ、ステップモータ、スピンドルモータ、電動モータ、又は、その他のトルクを出力するモータなど、様々な種類のモータを使用できる。遠心分離器駆動モータ2038は、好ましくは、中央計器部810の駆動システムハウジング2050に駆動する。   The centrifuge drive motor 2038 of FIG. 28 may be any motor that is suitable for imparting rotational motion to the rotor 2020. When the drive motor 2038 is activated, the drive motor 2038 can rotate the drive spindle 2034 at a constant or variable speed. Although not limited thereto, various types of motors such as a centrifuge motor, a step motor, a spindle motor, an electric motor, and other motors that output torque can be used. The centrifuge drive motor 2038 preferably drives the drive system housing 2050 of the central instrument section 810.

駆動モータ2038は、Seagate Model ST38OO11Aハードドライブ(Seagate Technology, Scotts Valley, CA)のモータなど、精密軸受けで約7,200rpmで回転可能なパーソナルコンピュータのハードドライブで通常使用される種類のモータでよい。一実施の形態では、駆動スピンドル2034は6,000rpmで回転し、半径が2.5インチ(64ミリ)のロータに対して約2,000Gを生じてもよい。他の実施の形態では、駆動スピンドル2034は、約7,200rpmの速度で回転してもよい。駆動スピンドル2034の回転速度は、ロータ2020によって担持される試料に加える所望の遠心力を達成するものを選択できる。   The drive motor 2038 may be a motor of the type normally used in personal computer hard drives capable of rotating at about 7,200 rpm with a precision bearing, such as the motor of Seagate Model ST38OO11A hard drive (Seagate Technology, Scotts Valley, Calif.). In one embodiment, the drive spindle 2034 may rotate at 6,000 rpm, yielding about 2,000 G for a 2.5 inch (64 mm) radius rotor. In other embodiments, the drive spindle 2034 may rotate at a speed of about 7,200 rpm. The rotational speed of the drive spindle 2034 can be selected to achieve the desired centrifugal force applied to the sample carried by the rotor 2020.

中央計器部810は、検体検出システム1700のフィルタ駆動モータ2320とフィルタホイール2310を含むフィルタホイール組立体2300を収納する寸法のメインハウジング2049を含む。メインハウジング2049は、検体検出システムハウジング2070を受けるように構成された検出システム開口部3001を画成する。図示の検体検出システムハウジング2070は、ハウジング2049から外側に延在又は突出する。   Central instrument section 810 includes a main housing 2049 sized to house a filter wheel assembly 2300 including a filter drive motor 2320 and a filter wheel 2310 of analyte detection system 1700. The main housing 2049 defines a detection system opening 3001 that is configured to receive the analyte detection system housing 2070. The illustrated specimen detection system housing 2070 extends or projects outward from the housing 2049.

図23C及び図23Eの中央計器部810は、バブルセンサ部321、蠕動ポンプローラ2620aにより構成されるポンプ2619、ローラ支持部2620b、バルブ323a、323bを含む。図示のバルブ323a、323bは、ピンサーの組であるが、他の種類のバルブも使用可能である。カセット820を取り付けると、これらの部品は、カセット820の液体処理ネットワーク2600の部品と係合可能となる。これについて以下に詳細を説明する。   The central instrument unit 810 of FIGS. 23C and 23E includes a bubble sensor unit 321, a pump 2619 constituted by a peristaltic pump roller 2620a, a roller support unit 2620b, and valves 323a and 323b. The illustrated valves 323a and 323b are a pair of pincers, but other types of valves can be used. When the cassette 820 is installed, these parts can engage the parts of the liquid processing network 2600 of the cassette 820. This will be described in detail below.

図28に示すように、検体検出システムハウジング2070は、検体検出システム1700の内部部品のいくつかを囲繞し、収納する。細長の溝部2074は、ハウジング2070の上部面2072から下方向に延在する。細長の溝部2074の大きさ及び寸法は、ロータ2020の一部を受けるようになっている。ロータ2020が回転すると、ロータ2020は定期的に細長の溝部2074を通過する。ロータ2020の試料要素が、溝部2074によって画成される検出領域2080にあると、検体検出システム1700は、試料要素内の物質を分析できる。   As shown in FIG. 28, the specimen detection system housing 2070 surrounds and houses some of the internal components of the specimen detection system 1700. The elongated groove 2074 extends downward from the upper surface 2072 of the housing 2070. The elongated groove 2074 is sized and dimensioned to receive a portion of the rotor 2020. As the rotor 2020 rotates, the rotor 2020 periodically passes through the elongated groove 2074. When the sample element of the rotor 2020 is in the detection region 2080 defined by the groove 2074, the analyte detection system 1700 can analyze the substance in the sample element.

検体検出システム1700は、好ましくは、エネルギー源1720を備えた分光体液分析器でもよい。エネルギー源1720は、溝部2074を介して試料検出器1745へ向かう主光学軸Xに沿って導かれるエネルギービームを生成できる。このように、溝部2074は、ロータの少なくとも一部(例えば、試料要素2448の呼び掛け領域2091又は試料チャンバ2464)を光学軸Xに位置させることができる。試料要素2448によって担持される試料を分析する場合、光源1720から射出される光が溝部2074及び試料要素2448内に配置した試料を通過するように、試料要素及び試料を光学軸X上の検出領域2080に配置することができる。   The analyte detection system 1700 may preferably be a spectroscopic fluid analyzer with an energy source 1720. The energy source 1720 can generate an energy beam that is directed along the main optical axis X toward the sample detector 1745 via the groove 2074. Thus, the groove 2074 can position at least a portion of the rotor (eg, the interrogation region 2091 of the sample element 2448 or the sample chamber 2464) on the optical axis X. When analyzing a sample carried by the sample element 2448, the sample element and the sample are detected on the optical axis X so that light emitted from the light source 1720 passes through the groove 2074 and the sample disposed in the sample element 2448. 2080.

液体検出システム1700は、エネルギー源1720から射出されたエネルギーを透過するように位置した1以上のレンズを含むことができる。図28に示す検体検出システム1700は、第1のレンズ2084と第2のレンズ2086を含む。第1のレンズ2084は、光源1720からのエネルギーをほぼ試料要素及び材料試料に合わせるように構成されている。第2のレンズ2086は、試料要素及び試料検出器1745との間に位置する。エネルギー源1720からのエネルギーは試料要素を通過した後に、第2のレンズ2086を通過できる。第3のレンズ2090は、好ましくは、ビームスプリッタ2093と基準検出器2094の間に配置する。基準検出器2094は、ビームスプリッタ2093からのエネルギーを受けるように配置されている。   The liquid detection system 1700 can include one or more lenses positioned to transmit energy emitted from the energy source 1720. An analyte detection system 1700 shown in FIG. 28 includes a first lens 2084 and a second lens 2086. The first lens 2084 is configured to match the energy from the light source 1720 to approximately the sample element and material sample. The second lens 2086 is located between the sample element and the sample detector 1745. The energy from the energy source 1720 can pass through the second lens 2086 after passing through the sample element. The third lens 2090 is preferably disposed between the beam splitter 2093 and the reference detector 2094. Reference detector 2094 is arranged to receive energy from beam splitter 2093.

検体検出システム1700を用いて、ロータ2020によって担持される試料の検体濃度を測定できる。図示の遠心分離器装置又は試料調合部とともに他の種類の検出又は分析システムを用いることもできる。液体処理及び分析装置140を例示として検体検出システム1700とともに用いているが、試料調合部も検体検出システムも図示の構成に限定するものではなく、又は一緒に使用するものに限定するものでもない。   Using the sample detection system 1700, the sample concentration of the sample carried by the rotor 2020 can be measured. Other types of detection or analysis systems can be used with the illustrated centrifuge device or sample preparation section. Although the liquid processing and analyzing apparatus 140 is used together with the sample detection system 1700 as an example, the sample preparation unit and the sample detection system are not limited to the illustrated configuration, or are not limited to those used together.

液体処理及び分析装置140を組み立てる場合、カセット820を、図22Aの矢印2007で示すように、中央計器部810の方向に動かして取り付けることができる。カセット820を取り付けると、駆動システム2030は、開口部2040を通過して、スピンドル2034がロータ2020と連結する。同時に、カセット820のノッチ2408が検出システム1700の突出部を受ける。カセット820が中央計器部810に取り付けられると、ノッチ2048の溝部2410と検出システム1700の溝部2074は図22Cに示すように一直線上に並ぶ。このようにして、カセット820と中央計器部810が組み立てられると、ロータ2020は軸2024を中心として回転し、溝部2410、2074を通過することができる。   When assembling the liquid processing and analysis device 140, the cassette 820 can be moved and attached in the direction of the central instrument portion 810, as shown by the arrow 2007 in FIG. 22A. When the cassette 820 is installed, the drive system 2030 passes through the opening 2040 and the spindle 2034 is coupled to the rotor 2020. At the same time, the notch 2408 of the cassette 820 receives the protrusion of the detection system 1700. When the cassette 820 is attached to the central instrument 810, the groove 2410 of the notch 2048 and the groove 2074 of the detection system 1700 are aligned in a straight line as shown in FIG. 22C. When the cassette 820 and the central instrument 810 are assembled in this manner, the rotor 2020 can rotate about the shaft 2024 and pass through the grooves 2410 and 2074.

カセット820を中央計器部810に組み立てた後、試料を試料要素2448に追加できる。カセット820は、注入液源と患者に接続し、システムを分析する体液と流体連通させることができる。カセット820を患者に接続すると、体液を患者からカセット820に抜き取ることができる。ロータ2020は回転し、試料要素2448が液体境界部2028の近傍に位置し、バイパス要素2452が検出システム1700の溝部2074内に位置する垂直装着位置となる。ロータ2020が垂直装着位置となると、液体境界部2028のピン2542、2544は、ロータ2020の排出ポート2472及び注入ポート2474と連結するように位置する。次に、液体境界部2028は上方へ、ピン2542、2544の端部2571、2573が排出ポート2472及び注入ポート2474に挿入するまで回転する。   After the cassette 820 is assembled to the central instrument section 810, the sample can be added to the sample element 2448. The cassette 820 can be connected to the infusate source and the patient and in fluid communication with the bodily fluid to analyze the system. When cassette 820 is connected to the patient, bodily fluids can be withdrawn from the patient into cassette 820. The rotor 2020 rotates, resulting in a vertical mounting position in which the sample element 2448 is located near the liquid boundary 2028 and the bypass element 2452 is located in the groove 2074 of the detection system 1700. When the rotor 2020 is in the vertical mounting position, the pins 2542 and 2544 of the liquid boundary portion 2028 are positioned so as to be connected to the discharge port 2472 and the injection port 2474 of the rotor 2020. Next, the liquid boundary 2028 rotates upward until the ends 2571, 2573 of the pins 2542, 2544 are inserted into the discharge port 2472 and the injection port 2474.

こうして液体境界部2028と試料要素2448とが係合すると、試料流体(例えば、全血)は試料要素2448へ汲み出される。試料はピン2544を介して、ロータ流路2512と試料要素の流路2466へ、そして試料チャンバ2464へ流れる。図25Cに示すように、試料チャンバ2464は、部分的に、又は全体的に試料流体によって満たすことができる。いくつかの実施の形態では、試料は、少なくとも試料要素2448の試料チャンバ2464と呼び掛け領域2091を満たす。試料は、必要な場合、試料要素の流路2466、2468の一部を満たすこともできる。図示の試料チャンバ2464は、全血で満たされているが、試料チャンバ2464は、他の物質で満たしてもよい。試料要素2448が所望の量の液体で満たされると、液体境界部2028は、低位置へ動き、ロータ2020の回転できるようにする。   Thus, when the liquid boundary 2028 and the sample element 2448 are engaged, the sample fluid (eg, whole blood) is pumped to the sample element 2448. The sample flows via pins 2544 to the rotor channel 2512 and the sample element channel 2466 and to the sample chamber 2464. As shown in FIG. 25C, the sample chamber 2464 can be partially or fully filled with the sample fluid. In some embodiments, the sample fills at least the sample chamber 2464 and the interrogation area 2091 of the sample element 2448. The sample may also fill a portion of the sample element channels 2466, 2468, if desired. The illustrated sample chamber 2464 is filled with whole blood, but the sample chamber 2464 may be filled with other materials. When the sample element 2448 is filled with the desired amount of liquid, the liquid boundary 2028 moves to a low position, allowing the rotor 2020 to rotate.

遠心分離器駆動システム2030は、ロータ2020と関連する試料要素2448を試料の一以上の成分を分離するために必要な程度回転させる。分離された試料の成分は、分析のため、試料要素の一部に収集、又は分離してもよい。図示の実施の形態では、図25Cの試料要素2448は遠心分離を行う前に全血で満たされている。血球2592から血漿2594が分離されるまで全血に遠心力を与えることができる。遠心分離の後、血漿2594は好ましくは、呼び掛け領域2091を含む、試料要素2448の半径方向内側部分に位置する。血球2592は、試料チャンバ2464の一部である血漿2594及び呼び掛け領域2091の半径方向外側に集まる。   The centrifuge drive system 2030 rotates the sample element 2448 associated with the rotor 2020 as necessary to separate one or more components of the sample. The separated sample components may be collected or separated into a portion of the sample element for analysis. In the illustrated embodiment, the sample element 2448 of FIG. 25C is filled with whole blood prior to centrifugation. Centrifugal force can be applied to whole blood until plasma 2594 is separated from blood cells 2592. After centrifugation, plasma 2594 is preferably located in the radially inner portion of sample element 2448, including interrogation region 2091. Blood cells 2592 collect radially outside the plasma 2594 and interrogation region 2091 that are part of the sample chamber 2464.

次にロータ2020は、試料要素2448が溝部2074内に位置し、光源1720及び試料検出器1745と主光学軸X上に並ぶ垂直分析位置に移動できるようになっている。ロータ2020が分析位置に位置すると、呼び掛け領域2091は好ましくは、検出システム1700の主光学軸X上に並ぶ。検体検出システム1700は、既に説明したように、分光分析技術を用いて試料要素2448内の試料を分析できる。   Next, the rotor 2020 can move to a vertical analysis position where the sample element 2448 is positioned in the groove 2074 and aligned with the light source 1720 and the sample detector 1745 on the main optical axis X. When the rotor 2020 is located at the analysis position, the interrogation area 2091 is preferably aligned on the main optical axis X of the detection system 1700. The analyte detection system 1700 can analyze the sample in the sample element 2448 using spectroscopic techniques as previously described.

試料の分析後、試料は、試料要素2448から除去できる。試料は、廃棄物容器に運んでもよく、試料要素2448は続く試料の抽出及び分析に再利用できる。ロータ2020は回転して、分析位置から垂直装着位置に戻る。試料要素2448を空にする場合、液体境界部2028を再び試料要素2448と係合させ、試料要素2448に新しい液体(新しい体液の試料又は注入液)を流す。液体境界部2028が回転をして、ピン2542、2544がロータ2020の排出ポート2472と注入ポート2474と連結する。液体境界部2028は、試料要素2448から試料が流れ出るまで液体をピン2542、2544の一つから汲み上げる。注入液、空気、水などの様々な種類の流体を用いて、試料要素2448を洗い流すことができる。試料要素2448に流体を流した後、試料要素2448は再び他の試料で充填することができる。   After analysis of the sample, the sample can be removed from the sample element 2448. The sample may be carried to a waste container and the sample element 2448 can be reused for subsequent sample extraction and analysis. The rotor 2020 rotates and returns from the analysis position to the vertical mounting position. When the sample element 2448 is emptied, the liquid boundary 2028 is again engaged with the sample element 2448 and a new liquid (a new bodily fluid sample or infusate) flows through the sample element 2448. The liquid boundary 2028 rotates and the pins 2542 and 2544 are connected to the discharge port 2472 and the injection port 2474 of the rotor 2020. Liquid interface 2028 pumps liquid from one of pins 2542, 2544 until the sample flows out of sample element 2448. Various types of fluids such as infusate, air, water, etc. can be used to flush the sample element 2448. After flowing fluid through the sample element 2448, the sample element 2448 can again be filled with another sample.

代替の実施の形態では、試料要素2448をロータ2020から取り外して、分析を一回行う毎に、或いは所定の回数分析を行った後に交換してもよい。患者の治療が終了すると、患者から流体経路又は導管を取り外し、患者の体液と流体接触した試料カセット820は廃棄するか、再利用のために消毒してもよい。しかしながら、中央計器部810は、分析中のいかなる時点でも患者の体液と接触していないため、簡単に新しい液体処理カセット820と接続し、次の患者の分析に用いることができる。   In an alternative embodiment, the sample element 2448 may be removed from the rotor 2020 and replaced after every analysis or after a predetermined number of analyses. When the patient's treatment is complete, the fluid pathway or conduit may be removed from the patient and the sample cassette 820 in fluid contact with the patient's body fluid may be discarded or sterilized for reuse. However, the central instrument section 810 is not in contact with the patient's bodily fluid at any time during the analysis, so it can easily be connected to a new liquid treatment cassette 820 and used for the next patient analysis.

ロータ2020を用いて、液流のバイパスを発生してもよい。バイパスの流れを容易にするため、ロータ2020は最初に、バイパス要素2452が液体境界部2028の近傍に位置し、試料要素2448が検体検出システム1700の溝部2074に位置する垂直分析/バイパス位置に回転する。ロータ2020が垂直分析/バイパス位置になると、ピン2542、2544はロータ2020のポート2572、2574と結合できるようになる。図示の実施の形態では、液体境界部2028は、ピン2542、2544の端部2571、2573がポート2572、2574に挿入するまで上方に回転する。バイパス要素2452は、液体がピン2542、2544の一つを介してバイパス要素2452へ、バイパス要素2452を介して、その後ピン2542、2544へと貫流できる閉じた流体回路となることができる。このように、バイパス要素2452を利用して、カセット820に接続した液体システムの洗浄又は消毒を容易にできる。   The rotor 2020 may be used to generate a liquid flow bypass. To facilitate bypass flow, the rotor 2020 is first rotated to a vertical analysis / bypass position where the bypass element 2452 is located near the liquid boundary 2028 and the sample element 2448 is located in the groove 2074 of the analyte detection system 1700. To do. When the rotor 2020 is in the vertical analysis / bypass position, the pins 2542, 2544 can be coupled to the ports 2572, 2574 of the rotor 2020. In the illustrated embodiment, the liquid boundary 2028 rotates upward until the ends 2571, 2573 of the pins 2542, 2544 are inserted into the ports 2572, 2574. Bypass element 2452 can be a closed fluid circuit that allows liquid to flow through one of pins 2542, 2544 to bypass element 2452, through bypass element 2452, and then to pins 2542, 2544. In this way, the bypass element 2452 can be utilized to facilitate cleaning or disinfection of the liquid system connected to the cassette 820.

図23Bに示すように、カセット820は、好ましくは、分析のために液体をロータ2020の試料要素2448へ送出するために使用可能な液体処理ネットワーク2600を含む。中央計器部810は、以下に説明するように、カセット820を中央計器部810に取り付ける際に、カセット820の前面2045の開口部を介して延在し、液体ネットワーク2600の部品と係合可能な複数の部品を備える。   As shown in FIG. 23B, cassette 820 preferably includes a liquid processing network 2600 that can be used to deliver liquid to sample element 2448 of rotor 2020 for analysis. The central instrument portion 810 extends through an opening in the front surface 2045 of the cassette 820 and is engageable with parts of the liquid network 2600 when the cassette 820 is attached to the central instrument portion 810, as described below. A plurality of parts are provided.

液体処理及び分析装置140の液体処理ネットワーク2600は、接合部120からカセット820の方向に延在する経路111を含む。経路111はカセット820を介して患者接合部110へ延在する経路112となる。経路111の部分111aは、カセット820の前面2045の開口部2613を介して延在する。カセット820を中央計器部810に取り付けると、ローラポンプ2619は部分111aと係合し、インペラ2620aとインペラ支持部2620bの間に位置する(図23C参照)。   The liquid processing network 2600 of the liquid processing and analysis device 140 includes a path 111 that extends from the junction 120 in the direction of the cassette 820. Path 111 becomes path 112 that extends to patient junction 110 via cassette 820. A portion 111 a of the path 111 extends through the opening 2613 of the front surface 2045 of the cassette 820. When the cassette 820 is attached to the central instrument section 810, the roller pump 2619 engages with the portion 111a and is positioned between the impeller 2620a and the impeller support section 2620b (see FIG. 23C).

液体処理ネットワーク2600は更に、患者接合部110からカセット820内へ延在する経路113を含む。カセット820が中央計器部810に取り付けられ、カセット820が挿入された後、経路113は、前面2045の開口部2615を介して延在し、経路113が中央計器部810のバブルセンサ321と係合できるようになる。経路113は液体境界部2028の接合部2532へ進み、そこで経路113はピン2544へ延在する。患者から抜き取られた液体は、経路113を介して液体境界部2028を流れ、ピン2544に至る。抜き取られた体液は、以下詳細に説明するように、更に、ピン2544から試料要素2448へ流れることができる。   The liquid treatment network 2600 further includes a path 113 that extends from the patient junction 110 into the cassette 820. After cassette 820 is attached to central instrument section 810 and cassette 820 is inserted, path 113 extends through opening 2615 in front surface 2045 and path 113 engages bubble sensor 321 in central instrument section 810. become able to. The path 113 goes to the junction 2532 of the liquid boundary 2028 where the path 113 extends to the pin 2544. The liquid withdrawn from the patient flows through the liquid boundary 2028 via the path 113 and reaches the pin 2544. The withdrawn bodily fluid can further flow from the pin 2544 to the sample element 2448 as described in detail below.

経路2609は液体境界部2028の接合部2530から延在し、ピン2542と流体連通している。経路2609は、廃棄物用管324とポンプ用管327に分岐している。廃棄物用管324は、前面2045の開口部2617を通って、廃棄物容器325に延在している。ポンプ用管327は前面2045の開口部2619を通ってポンプ328に延在している。カセット820を中央計器部810に取り付けると、ピンチバルブ323a、323bは開口部2617、2619を通してそれぞれ経路324、327と係合する。   Pathway 2609 extends from junction 2530 at liquid boundary 2028 and is in fluid communication with pin 2542. The path 2609 branches into a waste pipe 324 and a pump pipe 327. Waste tube 324 extends to waste container 325 through opening 2617 in front surface 2045. Pump tube 327 extends to pump 328 through opening 2619 in front surface 2045. When the cassette 820 is attached to the central instrument section 810, the pinch valves 323a, 323b engage the paths 324, 327 through the openings 2617, 2619, respectively.

廃棄物容器325は前面2045に取り付ける。液体境界部2028から通過する廃棄液体は、経路2609、324を介して廃棄物容器325に流入できる。廃棄物容器325がいっぱいになると、カセット820を中央計器部810から取り外し、廃棄できる。或いは、いっぱいになった廃棄物容器325を空の廃棄物容器325と交換してもよい。   A waste container 325 is attached to the front face 2045. Waste liquid passing from the liquid boundary 2028 can flow into the waste container 325 via paths 2609 and 324. When the waste container 325 is full, the cassette 820 can be removed from the central instrument section 810 and discarded. Alternatively, the filled waste container 325 may be replaced with an empty waste container 325.

ポンプ328は、可変ポンプ(例えば、シリンジポンプ)でもよい。ピストン制御部2645は、カセット820を中央計器部810に取り付けると、カセット面2045の開口部2621の少なくとも一部から延在し、アクチュエータ2652と係合できるようになっている。カセット820を取り付けると、中央計器部810のアクチュエータ2652(図23E)は、ポンプ328のピストン制御部2645と係合し、ピストン制御部2645を所望の流量変位させることができる。   The pump 328 may be a variable pump (for example, a syringe pump). When the cassette 820 is attached to the central instrument unit 810, the piston control unit 2645 extends from at least a part of the opening 2621 of the cassette surface 2045 and can be engaged with the actuator 2652. When the cassette 820 is attached, the actuator 2652 (FIG. 23E) of the central instrument unit 810 engages with the piston control unit 2645 of the pump 328, and the piston control unit 2645 can be displaced by a desired flow rate.

図23Aのカセット820を図23Eの中央計器部810に取り付けると、図3の採取部200(図23E)で示したものと類似の流体回路が形成されることに留意されたい。この流体回路は、図3の装置を用いて説明したのと同様の方法で動作できる(例えば、図7A〜図7J及び表1に示した方法)。   Note that when the cassette 820 of FIG. 23A is attached to the central instrument portion 810 of FIG. 23E, a fluid circuit similar to that shown in the collection portion 200 (FIG. 23E) of FIG. 3 is formed. This fluid circuit can operate in a manner similar to that described using the apparatus of FIG. 3 (eg, the methods shown in FIGS. 7A-7J and Table 1).

図24Aは、カセット820を利用可能な他の実施の形態の液体処理ネットワーク2700を示す図である。液体処理ネットワーク2700は図23Bのネットワーク2600とほぼ同様の構成及び機能を有することができるが、相違点について、以下詳細に説明する。ネットワーク2700は、接合部120からカセット820へ延在する経路111を含み、経路111はカセット820から患者接合部110へ延在する経路112となる。経路111の部分111aは、カセット820の前面2745の開口部2713を介して延在する。カセット820を中央計器部810に取り付けると、図24Bの中央計器部810のローラポンプ2619は部分111aと図23B〜図23Cを参照して説明したのと同様の方法で係合する。経路113は患者接合部110からカセット820内へ延在する。カセット820が挿入された後、経路113は、前面2745の開口部2763を介して延在し、中央計器部810のバルブ2733と係合できるようになる。廃棄物用管2704は、経路113から廃棄物容器325に延在しており、前面2045の開口部2641を通っている。経路113は液体境界部2028の接合部2532へ進み、そこで経路113はピン2544へ延在する。経路113は、前面2045の開口部2743を超えて延在し、経路113が図24Bの中央計器部810のバブルセンサ2741と係合できるようになる。カセット820を中央計器部810に取り付けると、ピンチバルブ2732、2733は開口部2731、2743を通してそれぞれ経路113、2704と係合する。   FIG. 24A is a diagram illustrating another embodiment of a liquid processing network 2700 that can utilize a cassette 820. The liquid processing network 2700 may have substantially the same configuration and function as the network 2600 of FIG. 23B, but the differences will be described in detail below. The network 2700 includes a path 111 that extends from the junction 120 to the cassette 820, and the path 111 becomes a path 112 that extends from the cassette 820 to the patient junction 110. A portion 111 a of the path 111 extends through an opening 2713 in the front surface 2745 of the cassette 820. When cassette 820 is attached to central instrument section 810, roller pump 2619 of central instrument section 810 of FIG. 24B engages portion 111a in a manner similar to that described with reference to FIGS. 23B-23C. Path 113 extends from patient junction 110 into cassette 820. After the cassette 820 is inserted, the path 113 extends through the opening 2773 in the front surface 2745 and can engage the valve 2733 in the central instrument section 810. The waste pipe 2704 extends from the path 113 to the waste container 325 and passes through the opening 2641 of the front surface 2045. The path 113 goes to the junction 2532 of the liquid boundary 2028 where the path 113 extends to the pin 2544. The path 113 extends beyond the opening 2743 of the front surface 2045 so that the path 113 can engage the bubble sensor 2741 of the central instrument section 810 of FIG. 24B. When the cassette 820 is attached to the central instrument section 810, the pinch valves 2732 and 2733 engage the paths 113 and 2704 through the openings 2731 and 2743, respectively.

図示の液体処理ネットワーク2700はまた、経路111と経路2727の間を延在する経路2723を含む。経路2727は経路2723と液体境界部2028の間を延在する。経路2727は、前面2745の開口部2733を介して延在する。ポンプ用管2139は、ポンプ328から経路2723、2727へ延在する。カセット820を中央計器部810に取り付けると、ピンチバルブ2716、2718は、前面2745の開口部2725、2733を介して延在し、それぞれ経路2723、2727と係合する。   The illustrated liquid treatment network 2700 also includes a path 2723 that extends between path 111 and path 2727. Path 2727 extends between path 2723 and liquid boundary 2028. Path 2727 extends through opening 2733 in front surface 2745. Pump tube 2139 extends from pump 328 to paths 2723 and 2727. When cassette 820 is attached to central instrument portion 810, pinch valves 2716, 2718 extend through openings 2725, 2733 in front surface 2745 and engage pathways 2723, 2727, respectively.

カセット820を中央計器部810に取り付けると(図24Aに示すように)、図9〜図10の装置を参照して説明したのと類似の方法で動作可能な流体回路が形成されることに留意されたい。   Note that when cassette 820 is attached to central instrument section 810 (as shown in FIG. 24A), a fluid circuit is formed that is operable in a manner similar to that described with reference to the apparatus of FIGS. I want to be.

以上の説明から明らかなように、図22A〜図28に示す(中央計器部810及びカセット820を有する)様々な実施の形態の液体処理及び分析装置140は、図1〜図5に示す採取システム100/300/500の何れの液体処理及び分析装置140又は液体処理システム10として機能できることは明らかである。更に、図22A〜図28に示す液体処理及び分析装置140は、特定の実施の形態では、図1、図2、又は図8〜図10に示す液体処理及び分析装置140と類似してよいが、相違点について以下詳細に説明する。

第V部―試料スペクトルから検体濃度を測定する方法。
As is clear from the above description, the liquid processing and analysis device 140 of various embodiments shown in FIGS. 22A to 28 (having the central instrument unit 810 and the cassette 820) is the sampling system shown in FIGS. Obviously, any 100/300/500 liquid processing and analysis device 140 or liquid processing system 10 can function. Further, the liquid processing and analysis device 140 shown in FIGS. 22A-28 may be similar to the liquid processing and analysis device 140 shown in FIG. 1, FIG. 2, or FIG. 8-10 in certain embodiments. The difference will be described in detail below.

Part V—Method of measuring analyte concentration from sample spectrum.

本章では、試料S内の対象とする検体(複数の場合も含む)の濃度を算出する、及び/又は、検体濃度の算出を補助するために使用可能なその他の測定値を算出するために用いることができる算出方法又はアルゴリズムについて説明する。本章で開示するアルゴリズムの何れか1つ又はその組み合わせは実行可能なメモリ212にプログラム命令として保存されおり、液体処理及び分析装置140又は検体検出システム334のプロセッサ210がアクセスして、試料S内の対象とする検体(複数の場合も含む)の濃度を算出する、又は、その他の測定値を算出できるようになっている。   In this chapter, it is used to calculate the concentration of the target sample (including a plurality of cases) in the sample S and / or to calculate other measurement values that can be used to assist the calculation of the sample concentration. A calculation method or algorithm that can be used will be described. Any one or a combination of the algorithms disclosed in this section is stored as program instructions in the executable memory 212 and accessed by the liquid processing and analysis device 140 or the processor 210 of the analyte detection system 334 and stored in the sample S. The concentration of the target specimen (including a plurality of cases) can be calculated, or other measurement values can be calculated.

ここに開示する複数の実施の形態は、材料試料の測定値を分析し、干渉物質の存在下で1以上の検体を定量化する装置及び方法である。干渉物質の存在が検体の定量化に影響を与える場合、干渉物質は、検体分析を行う対象である材料試料の成分を含みうる。このため、例えば、検体濃度を測定する試料の分光分析において、干渉物質は、検体の分光特性と重畳する分光特性を有する化合物である場合がある。かかる干渉物質の存在は、検体の定量化において誤差の原因となりうる。具体的には、干渉物質の存在は、特に、干渉物質がない状態で、或いは干渉物質の量が不明の状態でシステムを較正した場合、材料試料中の対象とする検体濃度の測定技術の感度に影響を与えうる。   Embodiments disclosed herein are apparatus and methods for analyzing measured values of a material sample and quantifying one or more analytes in the presence of an interfering substance. If the presence of the interfering substance affects the quantification of the analyte, the interfering substance may include a component of the material sample that is the subject for the analyte analysis. For this reason, for example, in the spectroscopic analysis of a sample whose analyte concentration is to be measured, the interfering substance may be a compound having a spectral characteristic that overlaps with the spectral characteristic of the specimen. The presence of such interfering substances can cause errors in the quantification of the specimen. Specifically, the presence of interfering substances is particularly sensitive when the system is calibrated in the absence of interfering substances or when the amount of interfering substances is unknown. Can be affected.

上述のように、干渉物質の寄与とは独立して、又は寄与と組み合わせて、干渉物質は、内因性(即ち、体内に起因するもの)と外因性(体外に起因する、又は体外で作られたもの)に分類できる。これらの種類の干渉物質の例として、検体グルコース用の血液試料(或いは、血液成分試料又は血漿試料)の分析について考察する。内因性干渉物質は、グルコースの定量化に影響を与える体内由来の血液成分であり、水、ヘモグロビン、血球、及び血液中で自然発生するその他の成分を含みうる。外因性干渉物質は、グルコースの定量化に影響を与える体外由来の血液成分であり、医薬品、薬物、食べ物、薬草など、経口投与、経静脈投与、局所的投与などによって、人体に投与されたものを含みうる。   As described above, independent of or in combination with the contribution of the interfering substance, the interfering substance can be endogenous (ie, originating from within the body) and extrinsic (derived from outside the body or made outside the body). Can be classified. As an example of these types of interfering substances, consider the analysis of a blood sample (or blood component sample or plasma sample) for analyte glucose. Endogenous interfering substances are blood components from the body that affect the quantification of glucose and may include water, hemoglobin, blood cells, and other components that occur naturally in the blood. An exogenous interfering substance is a blood component derived from outside the body that affects the quantification of glucose, and is administered to the human body by oral administration, intravenous administration, local administration, etc., such as pharmaceuticals, drugs, foods, and herbs. Can be included.

上述のように干渉物質の寄与とは独立して、又は寄与と組み合わせて、干渉物質は、分析する試料型に存在しうるが、分析には必要のない成分を含む。薬物治療を受けている患者から抜き取った血液又は血漿の試料を分析する場合の一例として、アセトアミノフェンなどの薬物が存在する可能性があるが、この試料型には必須ではない。これとは反対に、血液又は血漿などの試料には水が必須である。   As described above, independent of or in combination with the contribution of the interfering substance, the interfering substance may contain components that may be present in the sample type to be analyzed but are not required for the analysis. As an example when analyzing a blood or plasma sample drawn from a patient undergoing drug treatment, a drug such as acetaminophen may be present, but this sample type is not essential. In contrast, water is essential for samples such as blood or plasma.

本発明の理解を容易にするため、ここでは、1以上の検体濃度を、検体を識別する1以上の波長を含む波長で試料を分光測定して得る実施の形態について説明する。ここに開示する実施の形態は、一般的に分光測定について説明しているが、特許請求の範囲を除き本発明の範囲を限定することを意図するものではない。   In order to facilitate understanding of the present invention, an embodiment is described here in which one or more analyte concentrations are obtained by spectroscopic measurement of a sample at a wavelength that includes one or more wavelengths that identify the analyte. Although the embodiments disclosed herein generally describe spectroscopic measurements, they are not intended to limit the scope of the invention except in the claims.

一例として、ここに開示する特定の方法を用いて、測定に影響を与える化合物(干渉物質)を含む混合物中の特定の化合物(検体)の濃度を測定値から定量的に判定する場合について説明する。特定の実施の形態は、各検体及び干渉物質の成分が測定において重要な性質を有し、測定値が、各検体及び干渉物質の濃度に対してアファイン(即ち、線形成分とオフセットを含む)である場合に特に効果的である。一実施の形態において、方法は、検体の定量化を可能とする係数群とオフセット値を判定するアルゴリズムを含む較正工程を含む。他の実施の形態では、HLA(混合線形アルゴリズム)を修正して、所望の成分に対して高い感度を保ちながら、ランダムな干渉物質の群に対応する方法がある。ランダムな干渉物質の群に対応するために用いるデータとして、(a)付加される可能性のある成分のファミリー(family)メンバー毎の特徴(signature)、存在する場合は、(b)付加成分毎の通常の量的レベルが挙げられる。   As an example, a case will be described in which the concentration of a specific compound (analyte) in a mixture containing a compound (interfering substance) that affects the measurement is quantitatively determined from the measured value using the specific method disclosed herein. . In certain embodiments, each analyte and interfering substance component has important properties in the measurement, and the measured value is affine (ie, includes linear components and offsets) for each analyte and interfering substance concentration. It is particularly effective in some cases. In one embodiment, the method includes a calibration step that includes an algorithm that determines a set of coefficients and an offset value that allow quantification of the analyte. In another embodiment, there is a method to modify the HLA (mixed linear algorithm) to accommodate a group of random interferents while maintaining high sensitivity to the desired component. The data used to deal with a group of random interfering substances includes: (a) a signature for each family member of components that may be added, and if present, (b) for each additional component The usual quantitative level of

ここに開示する特定の方法は、干渉物質が存在する可能性のある材料試料中の検体濃度の判定に関する。特定の実施の形態では、ここに開示する何れか一つまたは複数の方法の組み合わせを用いて、システム334のプロセッサ210で実行できる。プロセッサ210は、コンピュータネットワークと接続して、システム334から取得したデータをネットワークを介して、その方法を実施する一つ以上の個別のコンピュータに送信することができる。ここに開示する方法は、試料測定に関するデータ、及び方法に提供されるその他の情報(これに限定されないが、干渉物質スペクトル、試料集団モデル、及びしきい値など)の操作も含むことができる。これらの情報の一部又は全て、及び個別のアルゴリズムについては、更新、又は変更して方法を改善する、或いは、更なる検体又は干渉物質などのその他の情報を追加してもよい。   The particular method disclosed herein relates to determining analyte concentration in a material sample where an interfering substance may be present. Certain embodiments may be performed by processor 210 of system 334 using any one or a combination of methods disclosed herein. The processor 210 can be connected to a computer network to send data obtained from the system 334 via the network to one or more individual computers that implement the method. The methods disclosed herein can also include manipulation of data relating to sample measurements and other information provided to the method, including but not limited to interferant spectra, sample population models, and thresholds. Some or all of this information and individual algorithms may be updated or changed to improve the method, or other information such as additional analytes or interfering substances may be added.

開示する方法は「較正定数」を生成する。較正定数は測定値に乗じて検体濃度の測定値を得るようになっている。較正定数と測定値はそれぞれ数列を含むことができる。較正定数は、試料中に存在して識別される可能性のある干渉物質の存在に対する較正への影響を最小化、又は排除するように算出されている。ここで説明する特定の方法は、1)可能性のある干渉物質の存在を識別し、2)識別された干渉物質に関する情報を用いて較正定数を生成する。これらの特定の方法は、干渉物質に関する情報が干渉物質の濃度の推定値を含むことを必要とせず、単に、干渉物質を存在の可能性があるとして識別することのみを必要としている。一実施の形態では、この方法は、それぞれが既知の検体濃度に対応するトレーニング用のスペクトル群を用いて、干渉物質濃度の入った検体濃度の測定値の変動を最小化する較正係数を得る。こうして得られた較正定数は、検体濃度と比例し、平均的に、干渉物質の濃度には反応しないようになっている。   The disclosed method generates a “calibration constant”. The calibration constant is multiplied by the measured value to obtain the measured value of the analyte concentration. The calibration constant and the measured value can each include a number sequence. The calibration constants are calculated to minimize or eliminate the effect on calibration on the presence of interfering substances that may be present and identified in the sample. The particular method described here 1) identifies the presence of potential interfering substances, and 2) uses information about the identified interfering substances to generate calibration constants. These particular methods do not require that the information about the interfering substance include an estimate of the concentration of the interfering substance, but merely identify the interfering substance as likely present. In one embodiment, the method uses a set of training spectra, each corresponding to a known analyte concentration, to obtain a calibration factor that minimizes variations in analyte concentration measurements that contain interfering substance concentrations. The calibration constant thus obtained is proportional to the analyte concentration and, on average, does not react to the concentration of interfering substances.

一実施の形態では、トレーニング用スペクトルは、(禁止するわけではないが)検体濃度を測定する個別のスペクトルを含む必要はない。すなわち、「トレーニング」とは、ここに開示する方法に関して用いた場合、検体濃度を推定する個別の測定値を用いたトレーニング(例えば、個別の患者から抜き出した体液試料の分析など)を必要としない。   In one embodiment, the training spectrum need not include (but is not forbidden) a separate spectrum that measures analyte concentration. That is, “training”, when used in connection with the method disclosed herein, does not require training using individual measurements to estimate analyte concentration (eg, analysis of body fluid samples drawn from individual patients). .

ここで、いくつかの用語を用いて推定工程について説明する。「試料集団」とは広義であり、これに限定されないが、較正値を算出するため、換言すると、較正値を生成するための方法のトレーニングに用いる測定値を有する多数の試料である。グルコース濃度の分光測定に関する実施の形態では、試料集団の測定値は、それぞれ、スペクトル(分光測定値)及びグルコース濃度(検体測定値)を含むことができる。一実施の形態で、試料集団の測定値は、「集団データベース」と呼ぶデータベースに保存する。   Here, the estimation process will be described using some terms. A “sample population” is broad, but not limited to, a large number of samples having measurements used to calculate a calibration value, in other words, training a method for generating a calibration value. In embodiments relating to spectroscopic measurement of glucose concentration, the sample population measurements may include a spectrum (spectroscopic measurement) and a glucose concentration (analyte measurement), respectively. In one embodiment, sample population measurements are stored in a database called a “population database”.

試料集団は、対象とする検体(複数の場合も含む)の測定値に対する干渉物質を含む材料試料の測定値から導いてもよいし、或いはそうでなくてもよい。様々な干渉物質は、干渉物質が試料集団及び測定する試料の両方に存在するか否か、或いは試料のみに存在するかに基づいて分けることができる。ここで、「タイプA干渉物質」とは、試料集団と検体濃度を測定する材料試料の両方に存在する干渉物質を意味する。特定の方法では、試料集団は、内因性の干渉物質のみを含み、外因性干渉物質は含まないとするため、タイプA干渉物質は内因性となる。タイプA干渉物質の数は、測定と対象とする検体に応じて異なり、一般的に、ゼロから極めて大きな数となることがある。測定する材料試料、例えば、試料Sは、試料集団に存在しない干渉物質を含んでもよい。ここで、「タイプB干渉物質」とは、1)試料集団には発見されないが、測定する材料試料に発見される(例えば、外因性干渉物質)、或いは2)試料集団に自然に発見されるが、材料試料には極めて高濃度で発見される(例えば、内因性干渉物質)の何れかの干渉物質を意味する。タイプB外因性干渉物質の例として薬物が挙げられ、タイプA内因性干渉物質の例として、腎不全を煩う患者の尿素が挙げられる。血液中のグルコースを中赤外分光吸光測定する例では、水が全ての血液試料に存在するため、タイプA干渉物質となる。静脈内投薬を受けていない個々の人間かららなる試料集団と、選択的に静脈内投薬を受けている病院患者から採取した材料試料では、選択的に投与した薬物がタイプB干渉物質となる。   The sample population may or may not be derived from measurements of material samples that contain interfering substances with respect to measurements of the analyte of interest (including multiple cases). The various interfering substances can be separated based on whether the interfering substances are present in both the sample population and the sample to be measured or only in the sample. Here, the “type A interfering substance” means an interfering substance present in both the sample population and the material sample for measuring the analyte concentration. In certain methods, the type A interferent is endogenous because the sample population contains only endogenous interferents and no exogenous interferents. The number of type A interfering substances varies depending on the measurement and the target analyte, and may generally be from zero to a very large number. The material sample to be measured, for example sample S, may contain interfering substances that are not present in the sample population. Here, “type B interfering substances” are 1) not found in the sample population, but found in the material sample to be measured (eg, exogenous interfering substances), or 2) found naturally in the sample population. However, it refers to any interfering substance that is found in material samples at very high concentrations (eg, endogenous interfering substances). An example of a type B exogenous interfering substance is a drug, and an example of a type A endogenous interfering substance is urea of a patient suffering from renal failure. In an example in which glucose in blood is subjected to mid-infrared spectrophotometry, water is present in all blood samples, and thus is a type A interference substance. In a sample population consisting of individual humans who are not receiving intravenous medication and a material sample taken from a hospital patient who is selectively receiving intravenous medication, the selectively administered drug is the type B interferant.

一実施の形態では、可能性のある1以上のタイプB干渉物質のリストを、「干渉物質ライブラリ」と呼び、ライブラリの各干渉物質を「ライブラリ干渉物質」と呼ぶ。ライブラリ干渉物質は、例えば、病状によって異常なほど内因性干渉物質の濃度が高くなり、材料試料に存在する可能性のある外因性干渉物質と内因性干渉物質を含む。   In one embodiment, the list of one or more possible Type B interferers is referred to as an “interferer library” and each interferer in the library is referred to as a “library interferer”. The library interfering substance includes, for example, an exogenous interfering substance and an endogenous interfering substance that may be present in the material sample because the concentration of the endogenous interfering substance increases as the condition becomes abnormal depending on the medical condition.

血液中に自然に存在する成分の他に、医薬又は違法薬物の摂取又は注射によって外因性干渉物質の濃度が急速に変化し、極めて高くなることがある。病院又は緊急治療室の患者の血液中の検体を測定する場合、これが問題になる。血液成分と医薬のスペクトルが重畳する例を図29に示す。図29は、純グルコースと4つのスペクトル干渉物質、具体的には、マンニトール(化学式:ヘキサン−l,2,3,4,5,6−ヘキサオール)、NアセチルLシステイン、デキストラン、及びプロカインアミド(化学式:4−アミノ−N−(2−ジエチルアミノエチル)ベンズアミド)の濃度が同じ場合の吸収係数と光学的経路長の関係を示している。図30は、試料集団の血液成分の吸収スペクトルの変化を対数で、血液の波長の関数として示しており、血液は成分を、グルコースは具体的には、試料集団のグルコース濃度の2倍、マンニトール、NアセチルLシステイン、デキストラン及びプロカインアミドは各種量を含有していると考えられる。これらの成分は、広範囲の波長にわたって吸光度に影響を与えていることが伺える。一つの種の濃度を測定する場合、事前に他の種の濃度を知っておくか、或いは別途測定しておかなければ、測定値に問題が生じることが理解できる。   In addition to the components naturally present in the blood, the concentration of exogenous interfering substances can rapidly change and become very high due to ingestion or injection of drugs or illegal drugs. This is a problem when measuring specimens in the blood of patients in hospitals or emergency rooms. An example in which the blood component and the spectrum of the drug are superimposed is shown in FIG. FIG. 29 shows pure glucose and four spectral interferences, specifically mannitol (chemical formula: hexane-1,2,3,4,5,6-hexaol), N-acetyl L-cysteine, dextran, and procainamide. It shows the relationship between the absorption coefficient and the optical path length when the concentration of (chemical formula: 4-amino-N- (2-diethylaminoethyl) benzamide) is the same. FIG. 30 shows the change in the absorption spectrum of the blood component of the sample population in logarithm as a function of the wavelength of blood, where blood is the component, glucose is specifically twice the glucose concentration of the sample population, mannitol. , N acetyl L cysteine, dextran and procainamide are believed to contain various amounts. It can be seen that these components affect the absorbance over a wide range of wavelengths. When measuring the concentration of one species, it can be understood that there is a problem in the measured value unless the concentration of another species is known in advance or measured separately.

干渉物質の存在下で検体濃度を推定する一方法を、図31のフローチャート3100を参照して説明する。第1のステップ(ブロック3110)では、試料の測定値を得る。第2のステップ(ブロック3120)では、得られた測定データを分析して、検体に対して考えられる干渉物質を識別する。第3のステップ(ブロック3130)では、識別された考えられる干渉物質の存在下で検体濃度を予測するモデルを生成する。第4のステップ(ブロック3140)では、このモデルを用いて、測定値から試料中の検体濃度を推定する。好ましくは、ブロック3130のステップでは、試料が属する一般集団に識別された干渉物質が存在しない場合の干渉物質の存在の誤差を最小にするのがよい。   One method for estimating the analyte concentration in the presence of an interfering substance will be described with reference to the flowchart 3100 of FIG. In the first step (block 3110), a measurement of the sample is obtained. In a second step (block 3120), the obtained measurement data is analyzed to identify possible interfering substances for the specimen. In a third step (block 3130), a model is generated that predicts the analyte concentration in the presence of the identified possible interferent. In the fourth step (block 3140), the analyte concentration in the sample is estimated from the measured value using this model. Preferably, the step of block 3130 should minimize the error of the presence of interfering substances when there are no identified interfering substances in the general population to which the sample belongs.

この方法のブロック3110、3120、3130、3140は、濃度を求める検体毎に繰り返し実行してよい。1つの測定値が1以上の検体に対して敏感である場合は、ブロック3120、3130、3140を検体毎に繰り返してもよい。各検体が別個の測定値を有する場合、ブロック3110、3120、3130、3140は、検体毎に繰り返してもよい。   The method blocks 3110, 3120, 3130, 3140 may be repeated for each analyte for which concentration is to be determined. If one measurement is sensitive to one or more analytes, blocks 3120, 3130, 3140 may be repeated for each analyte. If each specimen has a separate measurement, blocks 3110, 3120, 3130, 3140 may be repeated for each specimen.

分光測定値から検体の濃度を決定する一実施の形態の方法のフローチャート3100について以下説明する。更に、本実施の形態は、血液試料S中のグルコース濃度の量を推定するが、ここに開示する本発明の範囲を限定するものではない。一実施の形態では、ブロック3100の測定値は吸収スペクトル、測定試料SのC(λ)であり、一般的に、1つの対象とする検体、グルコースと、1以上の干渉物質を含む。一実施の形態で方法は、吸収スペクトルC(λ)に乗じた場合に、グルコース濃度gの推定値gestとなる較正定数κ(λ)を生成する工程を含む。 A flowchart 3100 of a method of an embodiment for determining the concentration of an analyte from a spectroscopic measurement value will be described below. Furthermore, although this Embodiment estimates the quantity of the glucose concentration in the blood sample S, it does not limit the scope of the present invention disclosed here. In one embodiment, the measured value of block 3100 is the absorption spectrum, C si ) of the measurement sample S, and typically includes one analyte of interest, glucose, and one or more interfering substances. In one embodiment, the method includes generating a calibration constant κ (λ i ) that, when multiplied by the absorption spectrum C si ), results in an estimate g est of the glucose concentration g s .

以下に説明するように、一実施の形態のブロック3120は、試料Sの吸収スペクトルを試料集団のスペクトル及び個別のライブラリ干渉物質のスペクトルの組み合わせと統計的に比較する工程を有する。ブロック3120の分析の後、ブロック3120の分析結果に応じて、試料S内に含有されている可能性のあると識別されたライブラリ干渉物質のリストに、ライブラリ干渉物質が存在しないとするか、或いは1以上のライブラリ干渉物質の存在を含める。ブロック3130では、試料集団の多数のスペクトルとそれぞれの既知の検体濃度及び識別されたライブラリ干渉物質の既知のスペクトルを用いて多数のスペクトルを生成する。ブロック3130では、こうして生成されたスペクトルを用いて、較正定数マトリクスを生成して、測定されたスペクトルを、識別されたライブラリ干渉物質の存在に少なくとも応じた検体濃度に変換する。ブロック3140では、生成した較正定数を適用して試料S中のグルコース濃度を予測する。   As described below, block 3120 of one embodiment includes statistically comparing the absorption spectrum of sample S with the combination of the spectrum of the sample population and the spectrum of the individual library interfering substances. After the analysis of block 3120, depending on the analysis result of block 3120, the library interfering substance is not present in the list of library interfering substances identified as possibly contained in the sample S, or Include the presence of one or more library interferents. At block 3130, multiple spectra are generated using the multiple spectra of the sample population, each known analyte concentration, and the known spectra of the identified library interferents. At block 3130, the spectrum thus generated is used to generate a calibration constant matrix to convert the measured spectrum to an analyte concentration that is at least responsive to the presence of the identified library interferent. At block 3140, the generated calibration constant is applied to predict the glucose concentration in sample S.

ブロック3110では、試料の測定値が得られる。例示のため、測定値C(λ)は、試料Sについて様々な波長で測定して得られた複数の測定値、又はこれを分析した測定値であり、試料Sによって吸光された光の強度を示すものとする。分光測定及び算出は、これに限定されないが、透過、吸収を含む1以上のドメイン、及び/又は光学濃度ドメインで実行してよいことは明らかである。測定値C(λ)は、選択した波長又は波長帯における試料の吸光度、透過度、光学濃度、又はその他の分光測定値である。このような測定値は、例えば、検体検出システム334を用いて取得してもよい。一般的に、試料SはタイプA干渉物質を、好ましくは、試料集団に存在する範囲内の濃度で含有している。 At block 3110, a sample measurement is obtained. For illustration, the measured value C si ) is a plurality of measured values obtained by measuring the sample S at various wavelengths, or a measured value obtained by analyzing the measured values. It shall indicate strength. Obviously, the spectroscopic measurements and calculations may be performed in one or more domains including, but not limited to, transmission, absorption, and / or optical density domains. The measured value C si ) is the absorbance, transmittance, optical density, or other spectroscopic measurement value of the sample at the selected wavelength or wavelength band. Such a measurement value may be acquired using the specimen detection system 334, for example. In general, sample S contains a Type A interfering substance, preferably at a concentration within the range present in the sample population.

一実施の形態では、吸光測定値は、経路長を正規化した測定値に変換される。例えば、吸光度は、吸光度を測定を行う光学経路長Lによって割って光学濃度に変換される。一実施の形態では、経路長Lは、既知の化合物に対する1以上の吸光測定値から測定される。一実施の形態では、水又は既知の濃度の食塩水の溶剤中の試料Sを透過させて1以上の吸光度の測定値を求め、こうして得られた吸光測定値から経路長Lを算出する。他の実施の形態では、検体及び干渉物質による影響の少ないスペクトルの一部でも吸光測定値を得て、検体の測定値をこれらの波長の吸光測定値で補間する。   In one embodiment, the absorbance measurement is converted to a path length normalized measurement. For example, the absorbance is converted to an optical density by dividing the absorbance by the optical path length L at which the measurement is made. In one embodiment, the path length L is measured from one or more absorbance measurements for a known compound. In one embodiment, the sample S in water or a salt solution of known concentration is permeated to determine one or more absorbance measurements, and the path length L is calculated from the absorbance measurements thus obtained. In another embodiment, an absorbance measurement is obtained even for a portion of the spectrum that is less affected by the analyte and the interfering substance, and the analyte measurement is interpolated with the absorbance measurements at these wavelengths.

いくつかの方法は、「経路長に鈍感」であり、事前に正確な経路長を知っていなくても、用いることができる。試料は、試料チャンバ903又は2464、試料要素1730又は2448、キュベット、或いはその他の試料容器に配置できる。放射源から放射された電磁放射(例えば、中赤外線範囲)は、試料チャンバを介して進むことができる。検出器は、放射が通る場所、或いは、例えば、試料チャンバに対して放射源の反対側に配置できる。放射が試料を介して通過する距離を、「経路長」と呼ぶことができる。いくつかの実施の形態では、放射検出器を試料チャンバに対して放射源と同じ側に配置し、放射が、試料チャンバの1以上の内壁で反射をして検出器に至るようにできる。   Some methods are “insensitive to path length” and can be used without knowing the exact path length in advance. The sample can be placed in a sample chamber 903 or 2464, a sample element 1730 or 2448, a cuvette, or other sample container. Electromagnetic radiation emitted from the radiation source (eg, mid-infrared range) can travel through the sample chamber. The detector can be placed where the radiation passes or, for example, on the opposite side of the radiation source to the sample chamber. The distance that the radiation passes through the sample can be referred to as the “path length”. In some embodiments, the radiation detector can be placed on the same side of the sample chamber as the radiation source, such that the radiation reflects off one or more inner walls of the sample chamber and reaches the detector.

既に説明したように、様々な物質を試料チャンバに充填できる。検体(複数の場合も含む)を含む試料(複数の場合も含む)に加えて、例えば、水又は食塩水の溶剤などの基準液体を充填できる。いくつかの実施の形態では、食塩水の基準液体を試料チャンバに充填し、この基準液体に放射を射出する。検出器は、吸収または反射されずに、試料チャンバ及び基準液体を通過した放射の量、及び/又は性質を測定する。基準液体を用いて測定を行うことによって、放射が進む経路長に関する情報が得られる。例えば、以前に類似の環境で行った測定で得られたデータが存在する場合もある。すなわち、様々な既知の経路長を有する試料チャンバに放射を透過させて、例えば「ルックアップテーブル」に作成できる基準データを確立することができる。試料チャンバ内に基準液体を充填することによって、検出器の様々な読み取り値と様々な経路長の間のそれぞれ1対1の関係を実験で明確にできる。この関係は、ルックアップテーブルに記録して、例えば、コンピュータデータベース又は電子メモリに記憶できる。   As already explained, the sample chamber can be filled with various substances. In addition to a sample (including a plurality of cases) containing a specimen (including a plurality of cases), a reference liquid such as water or a saline solution can be filled, for example. In some embodiments, a saline reference liquid is filled into the sample chamber and radiation is injected into the reference liquid. The detector measures the amount and / or nature of radiation that has passed through the sample chamber and the reference liquid without being absorbed or reflected. By measuring with a reference liquid, information about the path length along which the radiation travels is obtained. For example, there may be data obtained from measurements previously made in similar environments. That is, radiation can be transmitted through sample chambers having various known path lengths to establish reference data that can be created, for example, in a “look-up table”. By filling the sample chamber with a reference liquid, a one-to-one relationship between various detector readings and various path lengths can be clarified experimentally. This relationship can be recorded in a lookup table and stored, for example, in a computer database or electronic memory.

放射経路長を測定する一つの方法は、薄い空の試料チャンバを用いて実行できる。特に、この方法は、二つの反射壁を備えた狭い試料チャンバ又はセルの厚さを測定できる。(チャンバは試料で充填されるため、この厚さが、放射が試料を進む「経路長」となる。)ある範囲の波長の放射を連続的にセル又は試料チャンバを透過することができる。放射はセルに入ると、セルの内部壁で反射し、これらの壁の間を1回から複数回反射した後にセルを出て放射検出器に入ることができる。これによって、最大と最小が繰り返して形成される断続的な干渉縞、即ち「縞」ができる。この断続的な模様は、水平軸を波長の範囲、垂直軸を、例えば、測定した透過度の全透過に対する百分率の範囲としてグラフ化できる。最大は、セルの二つの内部面で反射された放射が進む距離が反射せずに透過した放射の波長の整数倍Nである場合に生じる。波長が2b/Nとなると必ず、強め合う干渉が発生する。ここで「b」はセルの厚さ(即ち経路長)である。このため、ΔNを、所定の波長の範囲λ−λにおけるこの縞模様の最大の数とすると、セルの厚さbは、以下の式から得られる。
b=ΔN/2(λ−λ
この方法は、特に、試料チャンバ又は液体セル内の物質の屈折率がセルの壁の屈折率と等しくない場合、この条件が反射性を高めるために有用になりうる。
One method of measuring the radiation path length can be performed using a thin empty sample chamber. In particular, this method can measure the thickness of a narrow sample chamber or cell with two reflecting walls. (Because the chamber is filled with the sample, this thickness is the “path length” for the radiation to travel through the sample.) A range of wavelengths of radiation can be continuously transmitted through the cell or sample chamber. As radiation enters the cell, it reflects off the inner walls of the cell and can be reflected one to several times between these walls before exiting the cell and entering the radiation detector. This creates intermittent interference fringes, or “fringes”, that are repeatedly formed at the maximum and minimum. This intermittent pattern can be graphed with the horizontal axis representing the wavelength range and the vertical axis representing, for example, the percentage range of the measured transmission relative to the total transmission. The maximum occurs when the distance traveled by the radiation reflected by the two internal surfaces of the cell is an integer multiple N of the wavelength of the radiation transmitted without reflection. Whenever the wavelength is 2b / N, constructive interference occurs. Here, “b” is the cell thickness (ie, path length). For this reason, if ΔN is the maximum number of the stripe patterns in the predetermined wavelength range λ 12 , the cell thickness b is obtained from the following equation.
b = ΔN / 2 (λ 1 −λ 2 )
This method can be useful to increase reflectivity, especially if the refractive index of the material in the sample chamber or liquid cell is not equal to the refractive index of the cell walls.

経路長を決定すると、それを用いて試料中に存在する可能性のある干渉物質(タンパク質又は水など)の基準値又は基準スペクトルを算出又は決定できる。例えば、グルコースなどの検体と水などの干渉物質の両方が所定の波長の放射を吸収することがある。放射源がその波長の放射を射出して、この放射が検体と干渉物質を含有する試料を透過すると、検体と干渉物質の両方がこの放射を吸収する。このため、検出器の吸光の読み取り値は全体として検体と干渉物質の何れかに全て起因するということではなく、その両者の組み合わせに起因することとなる。しかし、所定の波長の放射が所定の経路長を有する試料を透過する際、所定の干渉物質によって放射がどれだけ吸収されたかに関するデータが存在すれば、検出器の読み取り値全体から干渉物質の寄与分を減じることによって、残りの値を試料中の検体濃度に関する情報として得ることができる。同様の方法が全スペクトルの波長にたいして行うことができる。放射が所定の経路長を有する試料を透過する際、放射が干渉物質によってある波長の範囲にわたりどれだけ吸収されたかに関するデータが存在すれば、全吸収スペクトルから干渉物質の吸収スペクトルを減じることによって、残りをその波長の範囲における検体の吸収スペクトルとして得ることができる。考えられる範囲の経路長について干渉物質の吸光度データを得れば、最初に個別の試料チャンバの経路長を測定することによって、その試料チャンバで測定される試料の正確なデータを得られるようになる。   Once the path length is determined, it can be used to calculate or determine a reference value or reference spectrum for interfering substances (such as protein or water) that may be present in the sample. For example, both an analyte such as glucose and an interfering substance such as water may absorb radiation of a predetermined wavelength. When the radiation source emits radiation of that wavelength and this radiation passes through the sample containing the analyte and the interfering substance, both the analyte and the interfering substance absorb this radiation. For this reason, the reading of the absorbance of the detector as a whole does not originate entirely from either the specimen or the interfering substance, but originates from a combination of both. However, if there is data on how much radiation is absorbed by a given interfering substance when it passes through a sample with a given path length, the contribution of the interfering substance from the entire detector reading By subtracting the minutes, the remaining value can be obtained as information on the analyte concentration in the sample. Similar methods can be performed for full spectrum wavelengths. By subtracting the absorption spectrum of the interfering material from the total absorption spectrum, if there is data on how much the radiation is absorbed by the interfering material over a range of wavelengths as it passes through a sample with a given path length, The rest can be obtained as the absorption spectrum of the analyte in that wavelength range. Obtaining interfering substance absorbance data for a possible range of path lengths allows you to obtain accurate data for the samples measured in that sample chamber by first measuring the path lengths of the individual sample chambers. .

これと同様の工程を複数の干渉物質、及び/又は複数の検体に対して繰り返し、又は同時に行うことができる。例えば、水の吸収スペクトルとタンパク質の吸収スペクトルの両方を減じれば、グルコースの吸収スペクトルが残る。   The same process can be repeated for a plurality of interfering substances and / or a plurality of specimens, or can be performed simultaneously. For example, reducing both the water absorption spectrum and the protein absorption spectrum leaves the glucose absorption spectrum.

経路長はまた、等吸収波長を用いても算出できる。等吸収波長とは、試料の全成分が同一の吸光度を有する波長である。特定の試料の成分(及び吸収係数)が既知であれば、それら特定の成分に対して1又は複数の等吸収波長が既知となる。それらの等吸収波長で放射検出器によって収集される吸光度データを用いて経路長を算出できる。これは、必要とする情報が、試料チャンバに配置された同一の試料を用いてほぼ同時に吸光度検出器の複数の読み取り値から得られるという点で有利である。等吸収波長の読み取り値を用いて経路長を決定し、他の選択した波長の読み取り値を用いて干渉物質、及び/又は検体濃度を測定する。このため、この方法は効率的であり、試料チャンバに基準液体を挿入する必要がない。   The path length can also be calculated using the isosbestic wavelength. The isosbestic wavelength is a wavelength at which all components of the sample have the same absorbance. If the components (and absorption coefficients) of a specific sample are known, one or more isosbestic wavelengths are known for those specific components. The path length can be calculated using the absorbance data collected by the radiation detector at these isosbestic wavelengths. This is advantageous in that the required information can be obtained from multiple readings of the absorbance detector almost simultaneously using the same sample placed in the sample chamber. The path length is determined using the reading of the isosbestic wavelength and the interfering substance and / or analyte concentration is measured using the reading of the other selected wavelength. Thus, this method is efficient and does not require the reference liquid to be inserted into the sample chamber.

いくつかの実施の形態では、試料中の検体濃度を測定する方法では、液体試料を試料容器に挿入し、放射源から放射を容器及び液体試料に照射して透過させて全試料の吸収データを得ることができる。検出器に到達した放射の量を測定し、正確な干渉物質の吸収値又はスペクトルを全試料の吸収データから減じて、残った吸収値又はスペクトルを用いて液体試料中の検体濃度を決定できる。正確な干渉物質の吸収値は、算出した経路長を用いて特定できる。   In some embodiments, in a method for measuring an analyte concentration in a sample, a liquid sample is inserted into a sample container, and radiation from a radiation source is irradiated to the container and the liquid sample to transmit the absorption data of all samples. Obtainable. The amount of radiation that reaches the detector can be measured, and the accurate interference value or spectrum of the interfering substance can be subtracted from the absorption data of the entire sample, and the remaining absorption value or spectrum can be used to determine the analyte concentration in the liquid sample. An accurate interference substance absorption value can be specified using the calculated path length.

試料中の検体濃度は、ベール−ランバートの法則(又はベールの法則)を用いて以下のように算出できる。透過度をT、吸光度をA、Pを試料に向かう放射の初期のパワー、Pを試料から出て検出器に到達する時のパワーとすると、
T=P/Po、A=−logT=log(P/P)となる。吸光度は、検体又は干渉物質とも呼ばれる試料中の光吸収種の濃度(c)に正比例する。このため、eをモル吸光係数(1/M I/cm)、bを経路長(cm)、cを濃度(M)とすると、ベールの法則は次のように表される。A=ebc このため、c=A/(e b)となる。
The analyte concentration in the sample can be calculated as follows using Beer-Lambert's law (or Beer's law). If the transmittance is T, the absorbance is A, P 0 is the initial power of radiation toward the sample, and P is the power when it leaves the sample and reaches the detector,
T = P / Po, A = −log T = log (P 0 / P). The absorbance is directly proportional to the concentration (c) of the light-absorbing species in the sample, also called the analyte or interfering substance. Therefore, when e is the molar extinction coefficient (1 / M I / cm), b is the path length (cm), and c is the concentration (M), Beer's law is expressed as follows. A = ebc Therefore, c = A / (eb).

フローチャート3100を再び参照すると、次のステップはどのライブラリ干渉物質が試料中に存在するかを判定する。特に、ブロック3120は、測定値を分析して、考えられる干渉物質を識別する。分光測定では、得られた測定値を干渉物質のスペクトルと光学濃度ドメインで比較して判定するのが好ましい。このステップの結果から、試料中に存在しうる干渉物質のリストが得られる。一実施の形態では、複数の入力パラメータを用いて測定したスペクトルCからグルコース濃度gestが推定される。入力パラメータは、以前に収集した測定用試料などの試料のスペクトル測定値を含み、検体と干渉物質ライブラリから考えられる干渉物質の組み合わせ、及び考えられる干渉物質毎のスペクトルと濃度範囲を含む。具体的には、入力パラメータは以下の通りである。 Referring again to flowchart 3100, the next step is to determine which library interfering substances are present in the sample. In particular, block 3120 analyzes the measurements to identify possible interferents. In the spectroscopic measurement, it is preferable to make a determination by comparing the obtained measurement value with the spectrum of the interference substance and the optical density domain. The result of this step provides a list of interfering substances that may be present in the sample. In one embodiment, the glucose concentration g est is estimated from the spectrum C s measured using a plurality of input parameters. Input parameters include spectral measurements of samples such as previously collected measurement samples, including combinations of analytes and possible interfering substances from the interfering substance library, and spectra and concentration ranges for each possible interfering substance. Specifically, the input parameters are as follows.

干渉物質ライブラリのデータ:干渉物質ライブラリのデータは、「M」個の干渉物質について、干渉物質毎の吸収スペクトル、IF={IF,IF,・・・,IF}、各干渉物質の最大濃度Tmax={Tmax,Tmax,・・・,Tmax}を含む。ここでm=1,2,・・・,Mである。 Interfering substance library data : The interfering substance library data includes the absorption spectrum for each interfering substance, IF = {IF 1 , IF 2 ,..., IF M }, for each interfering substance. Maximum density Tmax = {Tmax 1 , Tmax 2 ,..., Tmax M }. Here, m = 1, 2,..., M.

試料集団データ:試料集団データは、試料スペクトルCsiとして同一の波長範囲にわたって得た統計的に大きな集団の個々のスペクトルと、各スペクトルに対応する検体濃度を含む。例えば、試料集団スペクトルがN個の場合、スペクトルはC={C,C,・・・,C}で表すことができる。ここでn=1,2,・・・,Nで、各スペクトルに対応する検体濃度はg={g,g,・・・,g}で表せる。 Sample population data : The sample population data includes individual spectra of a statistically large population obtained over the same wavelength range as the sample spectrum Csi and the analyte concentration corresponding to each spectrum. For example, when the sample population spectrum is N, the spectrum can be represented by C = {C 1 , C 2 ,..., C N }. Here, n = 1, 2,..., N, and the analyte concentration corresponding to each spectrum can be expressed as g = {g 1 , g 2 ,..., G N }.

好ましくは、試料集団には、M個の干渉物質の何れも含まず、材料試料には、試料集団に含まれる干渉物質と、場合によっては、1以上ライブラリ干渉物質が含まれる。既に説明したタイプA干渉物質とタイプB干渉物質については、試料集団はタイプA干渉物質を含む。材料試料はタイプA干渉物質を含むが、タイプB干渉物質を含んでもよい。試料集団のデータを用いて、予想される範囲のスペクトルと検体濃度を統計的に定量化する。このため、例えば、未知のスペクトル特性を有する、人間の血液中のグルコースを測定するために用いるシステム10又は334では、スペクトル測定値は、好ましくは、集団の統計的試料から取得する。   Preferably, the sample population does not contain any of the M interfering substances, and the material sample contains the interfering substances contained in the sample population and, optionally, one or more library interfering substances. For the type A and type B interfering substances already described, the sample population includes type A interfering substances. The material sample contains type A interfering substances, but may also contain type B interfering substances. Sample population data is used to statistically quantify the expected range of spectra and analyte concentrations. Thus, for example, in the system 10 or 334 used to measure glucose in human blood having unknown spectral characteristics, the spectral measurements are preferably obtained from a statistical sample of the population.

以下、分光技術を用いて複数の検体を測定する図示の実施の形態について説明するが、本発明の範囲の限定を意図するものではない。2以上の検体が重畳しないスペクトル特性を有する場合、第1の実施の形態で、各検体に対応するスペクトルを取得する。次に、フローチャート3100の方法に従って、検体毎に測定値を分析する。お互いに重畳しない特性を有する複数の検体用の代替の実施の形態、又はお互いに重畳する特性を有する複数の検体用の実施の形態では、2以上の検体のスペクトル特性を有する測定値を得る。この測定値をフローチャート3100の方法に従って、検体毎に分析してもよい。即ち、測定値を、検体一つずつに対して、他の検体を、分析を行う検体に対する干渉物質とみなして分析を行う。

干渉物質の測定
Hereinafter, the illustrated embodiment in which a plurality of specimens are measured using a spectroscopic technique will be described, but the scope of the present invention is not intended to be limited. When two or more specimens have spectral characteristics that do not overlap, a spectrum corresponding to each specimen is acquired in the first embodiment. Next, the measurement value is analyzed for each specimen according to the method of the flowchart 3100. In an alternative embodiment for a plurality of specimens having characteristics that do not overlap each other, or an embodiment for a plurality of specimens that have characteristics that overlap each other, a measurement value having spectral characteristics of two or more specimens is obtained. This measured value may be analyzed for each sample according to the method of the flowchart 3100. In other words, the analysis is performed with respect to the measured value for each sample, and the other samples are regarded as interfering substances for the sample to be analyzed.

Interfering substance measurement

図32のフローチャートを参照して、一実施の形態の方法のブロック3120についてより詳細に説明する。本方法は、統計的な試料集団モデルを生成し(ブロック3210)、干渉物質ライブラリのデータを組み立て(ブロック3220)、取得した測定値と統計的な試料集団モデルとを、干渉物質ライブラリからの干渉物質毎のデータを用いて比較し(ブロック3230)、干渉物質ライブラリの干渉物質一つずつの存在について統計的な試験を実行して(ブロック3240)、統計的な試験に適合した干渉物質をそれぞれ考えられるライブラリ干渉物質として識別する(ブロック3250)。ブロック3220のステップは、1回実行して、必要に応じて更新することもできる。ブロック3230、3240、3250のステップは、既に説明したようにライブラリの全ての干渉物質について連続的に実行するか、或いは、干渉物質毎に連続的に繰り返して実行できる。   With reference to the flowchart of FIG. 32, the block 3120 of the method of one embodiment will be described in more detail. The method generates a statistical sample population model (block 3210), assembles the interferent library data (block 3220), and combines the acquired measurements with the statistical sample population model from the interferent library. Comparisons using substance-specific data (block 3230), and statistical tests for the presence of each interferent in the interferent library (block 3240) It is identified as a possible library interferent (block 3250). The steps of block 3220 may be performed once and updated as needed. The steps of blocks 3230, 3240, 3250 can be performed sequentially for all interfering substances in the library as previously described, or can be performed continuously and repeatedly for each interfering substance.

一実施の形態のブロック3210、3220、3230、3240、3250の各方法について、既に説明した試料集団データと干渉物質ライブラリデータを用いて分光測定値から試料中のライブラリ干渉物質を識別する例を挙げて説明する。各試料集団スペクトルは、ライブラリ干渉物質のない状態で試料に行った測定値(例えば、光学濃度)を含み、関連する既知の検体濃度を有している。全ての試料集団スペクトルを組み合わせて、検体濃度の範囲における統計的な集団モデル(ブロック3120)を形成し、試料集団について平均マトリクスと共分散マトリクスを得る。これによって、例えば、n個の異なる波長の各スペクトルをnx1マトリクスCで表すとすると、平均スペクトルμは、スペクトル範囲にわたって平均した各波長の値(例えば、光学濃度)を有するnx1マトリクスとなり、共分散マトリクスVは、Cとμの間の偏差の期待値で、V=E((C−μ)(C−μ))となる。マトリクスμとマトリクスVは、試料集団スペクトルの統計的な分布を表す一つのモデルであるである。 For each method of blocks 3210, 3220, 3230, 3240, and 3250 of one embodiment, an example of identifying a library interference substance in a sample from a spectroscopic measurement value using the sample group data and the interference substance library data described above is given. I will explain. Each sample population spectrum includes measurements (eg, optical density) performed on the sample in the absence of library interfering substances and has an associated known analyte concentration. All sample population spectra are combined to form a statistical population model (block 3120) over a range of analyte concentrations to obtain an average matrix and a covariance matrix for the sample population. Thus, for example, if each spectrum of n different wavelengths is represented by an nx1 matrix C, the average spectrum μ becomes an nx1 matrix having values (for example, optical density) averaged over the spectral range, and covariance The matrix V is an expected value of the deviation between C and μ, and V = E ((C−μ) (C−μ) T ). Matrix μ and matrix V are one model representing the statistical distribution of the sample population spectrum.

他のステップでは、ライブラリ干渉物質の情報を組み立てる(ブロック3220)。複数の考えられる干渉物質を、例えば、システム10又は334によって測定された、又は対象とする患者の集団が摂取した可能性のある薬物又は食品のリストとして識別し、それらのスペクトル(吸光、光学濃度、又は透過ドメイン)を取得する。更に、血液中の干渉物質の予想される濃度範囲、又は予想される試料物質を推定する。こうして、M個の干渉物質それぞれについてスペクトルIFと最大濃度Tmaxを得る。好ましくは、この情報を一度組み立て、その後必要に応じてアクセスするようにする。   In another step, library interferent information is assembled (block 3220). Identify multiple possible interfering substances as, for example, a list of drugs or foods measured by the system 10 or 334 or possibly taken by the intended patient population and their spectra (absorption, optical density) Or transmission domain). In addition, an expected concentration range of interfering substances in the blood or an expected sample substance is estimated. Thus, the spectrum IF and the maximum concentration Tmax are obtained for each of the M interference substances. Preferably, this information is assembled once and then accessed as needed.

次に、取得した測定値のデータ及び統計的な試料集団モデルを、干渉物質ライブラリの干渉物質毎のデータと比較して(ブロック3230)、統計的な試験を実行し(ブロック3240)、混合物中の干渉物質の識別を行う(ブロック3250)。この干渉物質の試験について先ず詳細な数式で示した後、本方法を図示する図33A及び図33Bを参照して説明する。   Next, the acquired measurement data and the statistical sample population model are compared with the data for each interfering substance in the interfering substance library (block 3230), and a statistical test is performed (block 3240) in the mixture. The interfering substance is identified (block 3250). This interfering substance test is first shown in detailed mathematical formulas and then described with reference to FIGS. 33A and 33B illustrating the method.

干渉物質の存在の試験は数学的には以下のようにして行う。測定した光学濃度スペクトルGに対してライブラリの干渉物質毎に、干渉物質が測定したスペクトルに存在する場合、その影響を解析的に減じることによって、修正を行う。具体的には、測定した光学濃度スペクトルGは波長毎に干渉物質の光学濃度スペクトルを減じて修正される。ある干渉物質Mが、干渉物質濃度単位で吸収スペクトルIFを有するとした場合、修正後のスペクトルは、
C’(T)=C−IFTとなる。ここで、Tは、最小値Tminから最大値Tmaxまでの範囲の干渉物質の濃度とする。Tminの値はゼロ、或いは、例えばTmaxの数分の一など、ゼロからTmaxまでの値である。
The test for the presence of interfering substances is performed mathematically as follows. For each interferent library against the measured optical density spectrum G s, if present in the spectrum where the interference substance was determined by subtracting the effects analytically corrects. Specifically, the measured optical density spectrum G s is corrected by subtracting the optical density spectrum of the interference substance for each wavelength. If there interferents M is, that to have an absorption spectrum IF M by the interference substance density units, spectrum after modification,
C ′ S (T) = C S −IF M T Here, T is the concentration of the interference substance in the range from the minimum value T min to the maximum value T max . The value of T min is zero, or such as a fraction of the T max, a value of from zero to T max.

次に、修正後のスペクトルC’(T)と試料集団スペクトルの統計モデル(μ、V)の間のマハラノビス距離(MD)を以下の式に基づいて算出する。 Next, the Mahalanobis distance (MD) between the corrected spectrum C ′ S (T) and the statistical model (μ, V) of the sample population spectrum is calculated based on the following equation.

MD(C−(Tt),μ;ρ
=(C−(TIF)−μ)−1(C−(TIF)−μ) 数式(1)
MD 2 (C s − (Tt), μ; ρ S )
= (C S - (TIF m ) -μ) T V -1 (C 8 - (TIF m) -μ) Equation (1)

干渉物質IFの存在に関する試験は、TをTminからTmaxへ変化させて行い(すなわち、Tの値の範囲にわたってC(T)を推定する)、この間隔において最小のMDが所定の範囲に存在するか否かを判別する。例えば、この間隔における最小MDが、ランダム変数χを自由度L(Lは波長の数)で割った分位数に対して十分に小さいかを判定してもよい。 The test for the presence of the interfering substance IF is performed by changing T from T min to T max (ie, estimating C s (T) over a range of values of T), with the smallest MD at a given range over this interval It is determined whether or not it exists. For example, it may be determined whether the minimum MD in this interval is sufficiently small relative to the quantile obtained by dividing the random variable χ 2 by the degree of freedom L (L is the number of wavelengths).

図33Aに、ブロック3230とブロック3240のステップを図示したグラフ3300を示す。グラフ3300の軸ODとODを用いて、測定値を取得した多くの波長うちの二波長における光学濃度をグラフ化している。点3301は試料集団分布の測定値である。点3301は、点の大多数を囲むように描いた楕円内に群をなしていることがわかる。楕円3302内の点3301は、ライブラリ干渉物質が存在しない場合の測定値を表す。点3303は試料測定値である。点3303は、1以上のライブラリ干渉物質の存在のために点3301の展開の外側にあると考えられる。線3304、線3307、線3309はそれぞれ、TminからTmaxの範囲にわたって3つの異なるライブラリ干渉物質の濃度Tが増加した場合の点3303の測定値の修正を示す。この例において3つの干渉物質を、干渉物質#1、#2、#3とする。具体的には、線3304、3307、3309は、試料測定値からライブラリ干渉物質(干渉物質#1、干渉物質#2、干渉物質#3)の量Tを減じて、修正後の試料測定値をTの増加に従ってグラフ化してものである。 FIG. 33A shows a graph 3300 illustrating the steps of block 3230 and block 3240. Using the axes OD i and OD j of the graph 3300, the optical density at two wavelengths among the many wavelengths from which the measured values are obtained is graphed. A point 3301 is a measured value of the sample population distribution. It can be seen that the points 3301 form a group in an ellipse drawn so as to surround the majority of the points. A point 3301 within the ellipse 3302 represents a measured value when the library interfering substance is not present. A point 3303 is a sample measurement value. Point 3303 is considered outside the expansion of point 3301 due to the presence of one or more library interferents. Line 3304, line 3307, and line 3309 each show a correction of the measured value at point 3303 as the concentration T of three different library interferents increases over the range T min to T max . In this example, the three interfering substances are referred to as interfering substances # 1, # 2, and # 3. Specifically, lines 3304, 3307, and 3309 are obtained by subtracting the amount T of the library interference substance (interference substance # 1, interference substance # 2, interference substance # 3) from the sample measurement value, and obtaining the corrected sample measurement value. It is a graph as T increases.

図33Bに、図32の方法を更に説明するグラフを示す。図33Bでは、マハラノビス距離の二乗MDを算出し、線3304、3307、3309の関数としてグラフ化している。図33Aに示すように、線3304は、干渉物質#1の濃度の減少を反映し、点3301の群に僅かだけ近接している。図33Bに示すように、線3304のMDの値は僅かに減少し、干渉物質#1の濃度が減少すると再び増加している。 FIG. 33B shows a graph that further describes the method of FIG. In FIG. 33B, the square MD 2 of the Mahalanobis distance is calculated and graphed as a function of lines 3304, 3307, and 3309. As shown in FIG. 33A, line 3304 reflects a decrease in the concentration of interferent # 1 and is only slightly closer to the group of points 3301. As shown in FIG. 33B, the value of MD 2 of line 3304 decreases slightly, and increased again when the concentration of interferent # 1 is reduced.

図33Aに示すように、線3307は、干渉物質#2の濃度の減少を反映し、点3301の群に近接、或いは点3301の群を貫通している。図33Bに示すように、線3307のMDの値は、干渉物質#2の濃度がある値を取るときに大幅に減少し、その後増加している。図33Aに示すように、線3309は、干渉物質#3の濃度の減少を反映し、点3303に近接、或いは点3303の群を貫通さえしている。図33Bに示すように、線3309のMDの値は、干渉物質#3の濃度がある値を取るときに更に大幅に減少している。 As shown in FIG. 33A, line 3307 reflects the decrease in the concentration of interfering substance # 2, and is close to or penetrating the group of points 3301. As shown in FIG. 33B, the value of MD 2 of line 3307, greatly reduced when taking a certain value the concentration of the interferent # 2, and increased thereafter. As shown in FIG. 33A, line 3309 reflects a decrease in the concentration of interfering substance # 3 and is close to point 3303 or even penetrates a group of points 3303. As shown in FIG. 33B, the value of MD 2 of line 3309, and further significantly reduced when taking a certain concentration of interferent # 3 value.

一実施の形態では、MDのしきい値レベルは、個別の干渉物質の存在を示すように設定されている。このため、例えば、図33Bには、スペクトルから干渉物質分を減じないMDを示す「オリジナルスペクトル」と記した線と、自由度L(ここではLはスペクトルに表される波長の数)でchi分布を割った95%分位数を示す「95%しきい値」と記した線が示されている。このレベルは、MDの計量値の95%を超えた値である。換言すると、このレベルの値は珍しく、上記のように、極めて希と考えられる。図33A及び図33Bで示した3つの干渉物質の中で干渉物質#3のみがしきい値を下回るMDの値を有している。このため、この試料分析では、干渉物質#3が最も試料中に存在する可能性の高い干渉物質を示す。干渉物質#1は、その最小値がしき値レベルを超えることはないため、存在する可能性は極めて低い。干渉物質#2は、しきい値レベルを僅かしに超えているため、その存在する可能性は干渉物質#1より高いが、干渉物質#3と比較すると依然として遙かに低い。 In one embodiment, the MD 2 threshold level is set to indicate the presence of an individual interfering substance. For this reason, for example, FIG. 33B shows a line labeled “original spectrum” indicating MD 2 that does not reduce the amount of interfering substances from the spectrum, and a degree of freedom L (here, L is the number of wavelengths represented in the spectrum). A line labeled “95% threshold” indicating the 95% quantile divided by the chi 2 distribution is shown. This level is a value exceeding 95% of the weight value of MD 2. In other words, the value of this level is unusual and, as mentioned above, is considered extremely rare. Only interferent # 3 of the three interfering substances shown in FIGS. 33A and 33B has a value of MD 2 below the threshold. For this reason, in this sample analysis, interference substance # 3 shows the interference substance with the highest possibility of existing in a sample. Interfering substance # 1 is very unlikely to be present because its minimum value never exceeds the threshold level. Interfering substance # 2 slightly exceeds the threshold level, so its presence is higher than interfering substance # 1, but still much lower than interfering substance # 3.

識別された干渉物質に関する情報を用いて、考えられる範囲の識別された干渉物質の濃度に対して比較的鈍感な較正定数を生成する方法について以下説明する。以下に説明する個別の方法を使用する他にも、干渉物質の識別は興味深いものであり、様々な有用な方法がありうる。例えば、病院で使用するグルコースモニターは、識別した干渉物質を表示部141で表示する、又は通信リンク216を介して病院のコンピュータに送信するようになっている。

較正定数を生成する実施の形態
A method for generating calibration constants that are relatively insensitive to the concentration of identified interfering substances in a possible range using information about the identified interfering substances is described below. Besides using the individual methods described below, the identification of interfering substances is interesting and there can be various useful methods. For example, a glucose monitor used in a hospital displays the identified interfering substance on the display unit 141 or transmits it to a hospital computer via a communication link 216.

Embodiment for generating calibration constants

分析時に試料中に存在する可能性のあるライブラリ干渉物質を識別すると、識別した干渉物質の存在下で検体濃度を推定するための較正定数を生成する(ブロック3130)。具体的には、ブロック3120の後、存在する可能性のあるライブラリ干渉物質のリストを作成する。一実施の形態のブロック3120のステップでは、図34のフローチャートに示すように、ブロック3410で、合成した試料集団の測定値を生成し、ブロック3420で、合成した試料集団の測定値を較正用の群と試験用の群に分け、ブロック3430で、較正用の群を用いて較正定数を生成し、ブロック3440で、較正用の群を用いて試験用の群の検体濃度を推定し、ブロック3450では、試験用の群に基づいて推定した検体濃度の誤差を算出し、ブロック3460では、平均較正定数を算出する。   Once the library interfering substances that may be present in the sample at the time of analysis are identified, a calibration constant is generated to estimate the analyte concentration in the presence of the identified interfering substances (block 3130). Specifically, after block 3120, a list of library interferents that may be present is created. In the step of block 3120 of one embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 34, block 3410 generates measurements of the synthesized sample population, and block 3420 converts the measurements of the synthesized sample population for calibration. In block 3430, a calibration constant is generated using the calibration group, and in block 3440, the analyte concentration of the test group is estimated using the calibration group, block 3450. Then, an error in the analyte concentration estimated based on the test group is calculated, and in block 3460, an average calibration constant is calculated.

一実施の形態のブロック3410、3420、3430、3440、3450、3460の各方法について、試料中の干渉物質を識別して平均較正定数を生成する例を挙げて説明する。ブロック3410に示すステップでは、存在の可能性のあるライブラリ干渉物質のランダムな濃度を試料集団のスペクトル毎に加算して、合成試料集団スペクトルを生成する。ブロック3410の方法で生成されるスペクトルを干渉物質加重スペクトルデータベース、又はIESD(Interferent−Enhanced Spectral Database)と呼ぶ。IESDは、図35〜図38に示すステップで生成される。図35は、ランダムにスケール変更した単一干渉物質のスペクトル(Randomly− Scaled Single Interferent Spectra)、即ちRSISを生成する工程を示す概略図3500である。図36は、干渉物質のスケール変更を説明するグラフ3600である。図37は、RSISを混合干渉物質スペクトル、即ち、CIS(Combination Interferent Spectra)に組み合わせる工程の概略図である。図38は、CISと試料集団スペクトルをIESDに組み合わせる工程の概略図である。   Each method of blocks 3410, 3420, 3430, 3440, 3450, 3460 of one embodiment will be described with an example of identifying interfering substances in a sample and generating an average calibration constant. In the step shown in block 3410, a random concentration of library interferents that may be present is added for each spectrum of the sample population to generate a composite sample population spectrum. The spectrum generated by the method of block 3410 is referred to as an interferent weighted spectrum database or IESD (Interferent-Enhanced Spectral Database). The IESD is generated by the steps shown in FIGS. FIG. 35 is a schematic diagram 3500 showing a process of generating a randomly scaled single interferer spectrum (RSIS), or RSIS. FIG. 36 is a graph 3600 illustrating scale change of an interfering substance. FIG. 37 is a schematic diagram of a process of combining RSIS with a mixed interference substance spectrum, that is, CIS (Combination Interferent Spectra). FIG. 38 is a schematic diagram of the process of combining CIS and sample population spectrum with IESD.

ブロック3410の第1のステップを図35及び図36に示す。図35のフローチャート3500及び図36のグラフ3600に概略を示すように、スペクトルIFを有する既に識別したライブラリ干渉物質(ブロック3510)を、グラフ3600に乱数分布によって示す、ゼロと1の間のランダムな係数(ブロック3530)を用いてスケール変更した最大濃度(Tmax)(ブロック3520)で乗じて、複数のRSIS(ブロック3540)を生成する。一実施の形態では、スケール変更する工程では、最大濃度を、標準偏差をその平均値の半分とした対数正規分布の95番目の百分位数として、この分布を有する広範囲の濃度を生成する。グラフ3600の乱数分布は、μ=100、σ=50の対数正規分布である。 The first step of block 3410 is shown in FIGS. As outlined in the flowchart 3500 of FIG. 35 and the graph 3600 of FIG. 36, the previously identified library interferent (block 3510) having the spectrum IF m is represented by a random number between zero and one, indicated by a random number distribution in the graph 3600. Multiply by the scaled maximum density (Tmax m ) (block 3520) using a random coefficient (block 3530) to generate a plurality of RSIS (block 3540). In one embodiment, the scaling step generates a wide range of concentrations having this distribution, with the maximum concentration being the 95th percentile of a lognormal distribution with the standard deviation being half its mean. The random number distribution of the graph 3600 is a lognormal distribution with μ = 100 and σ = 50.

個々のライブラリ干渉物質スペクトルをランダムな濃度で乗じてRSISを生成するとRSISを組み合わせて、図37に示すように、干渉物質のみのスペクトルの大規模な集団であるCISを生成する。個々のRSISは独立して組み合わされ、ランダムな混合体となって大ファミリーのCISが生成される。ランダムなRSISの混合体からなるCIS内の各スペクトルは識別されたライブラリ干渉物質の全群から選択される。図37に示す方法は、個別の干渉物質とは無関係に、各干渉物質に対して十分なバラツキを提供している。   When RSIS is generated by multiplying individual library interference substance spectra by random concentrations, RSIS is combined to generate CIS, which is a large group of interference-only spectra, as shown in FIG. Individual RSISs are independently combined to form a random mixture to produce a large family of CISs. Each spectrum in the CIS consisting of a mixture of random RSISs is selected from the entire group of identified library interferents. The method shown in FIG. 37 provides sufficient variation for each interfering substance regardless of the individual interfering substances.

次のステップは、CISと試料集団スペクトルのコピーを組み合わせて、図38に示すように、IESDを生成するステップである。干渉物質データと試料集団スペクトルは、異なる経路長で取得されていることがあるため、CISは最初に同一の経路長にスケール変更する(即ち、乗じる)。試料集団データベースからM個のコピーをとる。ここでMはデータベースのサイズ及び処理する干渉物質の数に応じて決定される。IESDは、それぞれが試料集団スペクトルを有するM個のコピーを含む。コピーの1つは、オリジナルの試料集団データであり、残りの(M−1)個のコピーは、それぞれ、ランダムに追加したCISスペクトルの一つを含む。IESDスペクトルは各々、個別のIESDスペクトルを形成するために用いる試料集団スペクトルからの関連する検体濃度を含む。   The next step is to combine the CIS and a copy of the sample population spectrum to generate an IESD, as shown in FIG. Since interferant data and sample population spectra may have been acquired with different path lengths, CIS first scales (ie, multiplies) to the same path length. Take M copies from the sample population database. Here, M is determined according to the size of the database and the number of interfering substances to be processed. The IESD contains M copies, each with a sample population spectrum. One copy is the original sample population data, and the remaining (M−1) copies each contain one of the randomly added CIS spectra. Each IESD spectrum includes an associated analyte concentration from the sample population spectrum used to form a separate IESD spectrum.

一実施の形態では、18のライブラリ干渉物質と58の異なる個々のスペクトルから得た130の試料集団スペクトルのために試料集団データベースの10倍のコピーを用いる。ライブラリ干渉物質スペクトルの間のスペクトルのバラツキを大きくするためには、コピーの割合は小さくする必要があるが、ライブラリ干渉物質の量を大きくするためには、コピーの割合は大きくする必要がある。   In one embodiment, a 10-fold copy of the sample population database is used for 130 sample population spectra obtained from 18 library interferents and 58 different individual spectra. In order to increase the spectral variation between the library interfering substance spectra, it is necessary to reduce the copy ratio. However, in order to increase the amount of the library interfering substance, it is necessary to increase the copy ratio.

ブロック3420、3430、3440、3450のステップを実行して、IESDの異なるスペクトルを繰り返し組み合わせ、識別したライブラリ干渉物質の影響を統計的に平均化する。まず、ブロック3420で、IESDを、較正用の群と試験用の群の二つの群に分ける。詳細ついては後で説明するが、IESDを較正用の群と試験用の群に繰り返し分けることによって、較正定数の統計的な重要度が向上する。一実施の形態では較正用の群は、ランダムに選択したIESDスペクトルの一部であり、試験用の群は、選択されなかったIESDスペクトルである。好ましい実施の形態では、較正用の群は、IESDスペクトルのほぼ3分の2を含む。   The steps of blocks 3420, 3430, 3440, 3450 are performed to iteratively combine the different spectra of IESD and statistically average the effects of the identified library interferents. First, at block 3420, the IESD is divided into two groups: a calibration group and a test group. As will be described in detail later, the statistical importance of the calibration constant is improved by repeatedly dividing the IESD into a calibration group and a test group. In one embodiment, the calibration group is a portion of a randomly selected IESD spectrum and the test group is an unselected IESD spectrum. In the preferred embodiment, the calibration group includes approximately two-thirds of the IESD spectrum.

代替の実施の形態では、ブロック3420、3430、3440、3450のステップを実行する代わりに利用可能な全てのデータを用いて平均較正定数を算出する一つのステップを実行する。   In an alternative embodiment, instead of performing the steps of blocks 3420, 3430, 3440, 3450, one step of performing an average calibration constant using all available data is performed.

次に、ブロック3430では、較正用の群を用いて試料測定値から検体濃度を予測するための較正定数を生成する。最初に、検体スペクトルを得る。吸光測定値からグルコースを測定する実施の形態では、グルコース吸収スペクトルをaで示す。次に較正定数を以下の手順で生成する。較正スペクトルトルC={C,C,・・・,C}と対応するグルコース濃度値G={g,g,・・・,g}を有する較正用の群を用いて、グルコースを含まないスペクトルC’={C’,C’,・・・,C’}をC’= C−aとして算出できる。次に、以下の5つのステップに従って較正定数KをC’とaから算出する。
1)C’をC’=AC’ΔC’C’に分解する。即ち、A因子をCのスパン又は列空間の正規直交基底として特異値分解を行う。
2)Δの対角要素(Cの特異値)のサイズに基づき、個別の列の階級rに過剰適合しないように、AC’の一部を切り捨てる。rの選択は、較正における正確さと安定性のトレードオフであり、rが大きくなると、正確さは向上するが、解の安定性は低下する。一実施の形態では、各スペクトルCはそれぞれ25個の波長を含み、rは15から19の範囲である。
3)AC’の最初のr列を、スパン(C’)の正規直交基底とする。
4)背景からの投影を、C’のスパンに対する直径投影である積PC’=AC’C’ として得て、補完的な部分空間C’への投影を形成する、補完(complementary)又はゼロ化投影(nulling projection)PC’ =1−PC’を算出する。
5)較正ベクトルKを、対象とする検体の吸収スペクトルに対して次のようにゼロ化投影を行うことによって得て、Kraw=PC’ 、次のように正規化する。K=Kraw/<Kraw,a>。ここで、角括弧<>は、標準的なベクトルの内積を表す。正規化した較正定数は、個別の構成用の群においてaの単位スペクトル入力に対して単位応答する。
Next, at block 3430, a calibration constant is generated to predict the analyte concentration from the sample measurement using the calibration group. First, an analyte spectrum is obtained. In the embodiment for measuring glucose from absorption measurements, showing the glucose absorption spectrum at a G. Next, a calibration constant is generated by the following procedure. Calibration spectra torr C = {C 1, C 2 , ···, C n} and the corresponding glucose concentration value G = {g 1, g 2 , ···, g n} using a group of calibration with , C ′ = {C ′ 1 , C ′ 2 ,..., C ′ n } without glucose can be calculated as C ′ j = C j −a G g 1 . Next, a calibration constant K is calculated from C ′ and a G according to the following five steps.
1) Decompose C ′ into C ′ = A C ′ ΔC B C ′ . That is, singular value decomposition is performed using the A factor as the C orthogonal span or the orthonormal basis of the column space.
2) Based on the size of the diagonal element of C (singular value of C), a part of AC is rounded down so as not to overfit the class r of the individual columns. The choice of r is a trade-off between accuracy and stability in calibration. As r increases, accuracy increases but solution stability decreases. In one embodiment, each spectrum C includes 25 wavelengths each, and r ranges from 15 to 19.
3) 'the first r columns of, Span (C' A C and orthonormal basis of).
4) Obtain the projection from the background as the product P C ′ = A C ′ A C ′ T , which is the diameter projection for the span of C ′, to form the projection onto the complementary subspace C ′ 補 完 Complementary) or zeroing projection (calculating the nulling projection) P C '⊥ = 1-P C'.
5) A calibration vector K is obtained by performing a zeroed projection on the absorption spectrum of the target analyte as follows, and K raw = PC a G , and is normalized as follows. K = K raw / <K raw , a G >. Here, square brackets <> represent an inner product of standard vectors. The normalized calibration constants are unit responsive to a G unit spectral inputs in groups for individual configurations.

次に較正定数を用いて試験用の群中の検体濃度を推定する(ブロック3440)。具体的には、試験用の群の各スペクトル(各スペクトルは、試験用の群を生成するために用いた試料集団スペクトルからの関連するグルコース濃度を含む)にブロック3430で得た較正ベクトルKを乗じて、グルコース濃度の推定値を算出する。算出したグルコース濃度と既知のグルコース濃度との誤差を算出する(ブロック3450)。具体的には、誤差の測定値は、1/rmsによって試験用の群全体にわたって平均をとった加重値を含むことができる。 The calibration constant is then used to estimate the analyte concentration in the test group (block 3440). Specifically, the calibration vector K obtained in block 3430 is assigned to each spectrum of the test group (each spectrum includes the associated glucose concentration from the sample population spectrum used to generate the test group). Multiply to calculate an estimate of glucose concentration. An error between the calculated glucose concentration and the known glucose concentration is calculated (block 3450). Specifically, the measurement value of the error may include a weight value averaged over the entire group of test by 1 / rms 2.

ブロック3420、3430、3440、3450を較正用の群の多くの異なるランダムな組み合わせに対して繰り返す。好ましくは、ブロック3420、3430、3440、3450を数百回から数千回繰り返す。最後に、多くの較正用の群及び試験用の群から得た較正定数及び誤差から平均較正定数を算出する(ブロック3460)。具体的には、平均較正定数は、較正ベクトルの加重平均として算出する。一実施の形態では、全ての試験に対して、Kave=K*rms/Σ(rms)などの正規化した平方二乗平均に従って加重を行う。 Blocks 3420, 3430, 3440, 3450 are repeated for many different random combinations of calibration groups. Preferably, blocks 3420, 3430, 3440, 3450 are repeated hundreds to thousands of times. Finally, an average calibration constant is calculated from calibration constants and errors obtained from a number of calibration groups and test groups (block 3460). Specifically, the average calibration constant is calculated as a weighted average of calibration vectors. In one embodiment, all tests are weighted according to a normalized root mean square, such as K ave = K * rms 2 / Σ (rms 2 ).

ブロック3130の最後は、図34のフローチャートに従って実行され、平均較正定数Kaveが取得したスペクトルに適用される(ブロック3140)。 The end of block 3130 is performed according to the flowchart of FIG. 34, and the average calibration constant K ave is applied to the acquired spectrum (block 3140).

したがって、識別した干渉物質に基づいて較正定数を算出する一実施の形態の方法は、以下のように要約できる。
1.RSISを生の(干渉物質を含まない)試料集団スペクトルに加えて合成試料集団スペクトルを生成し、干渉物質を加重したスペクトルデータベース(IESD)を形成する。ここで、IESDの各スペクトルは、試料集団のスペクトルの一つから合成したものであり、IESDの各スペクトルは、少なくとも一つの関連する既知の検体濃度を含む。
2.IESDのスペクトルを較正用のスペクトル群と試験用のスペクトル群に分離する。
3.較正用のスペクトル群とそれらに関連する既知の正確な検体濃度に基づいて較正用のスペクトル群用の較正定数を生成する(例えば、上記の5つのステップで概略を説明したマトリクス処理を用いる)。
4.ステップ3で生成した較正定数を用いて以下のようにして対応する試験用の群の誤差を算出する(試験用の群のスペクトル毎に繰り返す)。
a.(試験用の群から選択したスペクトル)を(ステップ3で生成した平均較正定数)で乗じてグルコース濃度の推定値を得る。
b.グルコース濃度の推定値と、選択した試験用スペクトルに関連する既知の、正確なグルコース濃度との差異を比較し、選択した試験用スペクトルに関する誤差を得る。
5.ステップ4で算出した誤差を平均して、現在の較正用の群と試験用の群の組に関する加重又は平均誤差を得る。
6.ステップ2からステップ5をn回繰り返し、n個の較正定数とn個の平均誤差を得る。
7.n個の平均誤差から「大平均」誤差を算出し、n個の較正定数から平均較正定数を算出し(最大の平均誤差と較正定数を除いた加重平均が好ましい)、識別した干渉物質の影響に対して最も影響を受けにくい較正定数を得る。
実施例1
Accordingly, the method of one embodiment for calculating the calibration constant based on the identified interfering substance can be summarized as follows.
1. The RSIS is added to the raw (interfering substance free) sample population spectrum to generate a synthetic sample population spectrum and form an interference material weighted spectral database (IESD). Here, each spectrum of IESD is synthesized from one of the spectra of the sample population, and each spectrum of IESD includes at least one associated known analyte concentration.
2. The spectrum of IESD is separated into a calibration spectrum group and a test spectrum group.
3. Generate calibration constants for the calibration spectrum groups based on the calibration spectrum groups and their known accurate analyte concentrations (eg, using matrix processing outlined in the five steps above).
4). Using the calibration constant generated in step 3, the error of the corresponding test group is calculated as follows (repeated for each spectrum of the test group).
a. Multiply (the spectrum selected from the test group) by (the average calibration constant generated in step 3) to obtain an estimate of the glucose concentration.
b. The difference between the estimated glucose concentration and the known and accurate glucose concentration associated with the selected test spectrum is compared to obtain an error for the selected test spectrum.
5. The errors calculated in step 4 are averaged to obtain a weighted or average error for the current set of calibration and test groups.
6). Steps 2 to 5 are repeated n times to obtain n calibration constants and n average errors.
7). Calculate the “large average” error from the n average errors, calculate the average calibration constant from the n calibration constants (preferably the weighted average excluding the maximum average error and the calibration constant), and the effect of the identified interfering substance Obtain a calibration constant that is least sensitive to.
Example 1

ここに開示する特定の方法の一実施例として、中赤外線吸収分光法を用いて血液中のグルコースを検出する場合について説明する。表2に10個のライブラリ干渉物質(それぞれグルコースと重畳する吸光度特性を有する)と、それぞれ対応するライブラリ干渉物質の最大濃度を列挙した。表2は更に、干渉物質に対するグルコース感度をトレーニングした場合とトレーニングしていない場合に分けて記載している。干渉物質に対するグルコース感度は、干渉物質濃度の単位当たりの変化に対するグルコース濃度推定値の変化として算出している。検体からグルコースを高精度で選択的に検出する技術では、この値はゼロである。トレーニングをしていない場合の干渉物質に対するグルコース感度とは、識別した干渉物質を用いずに較正値を上述の方法で決定した場合の干渉物質に対するグルコース感度をいう。トレーニングをした場合の干渉物質に対するグルコース感度とは、識別した適当な干渉物質を用いて較正値を上述の方法で決定した場合の干渉物質に対するグルコース感度をいう。この場合、最も改善が少なかったのが(干渉物質に対する感度の低下という意味で)尿素で、6.5倍感度が低下しただけであって、この他に改善の比率が60倍から80倍という3つの干渉物質が続く。残りの6つの干渉物質においては、感度が100倍以上1600倍まで低下している。干渉物質に対するグルコース感度がトレーニングによって低下したことは、本方法が、干渉物質の存在下でグルコースに対して選択的な較正定数を効果的に生成していることを示している。

Figure 2008529674
実施例2 As an example of the specific method disclosed herein, a case where glucose in blood is detected using mid-infrared absorption spectroscopy will be described. Table 2 lists 10 library interference substances (each having an absorbance characteristic superimposed on glucose) and the maximum concentration of each corresponding library interference substance. Table 2 further describes the case where the glucose sensitivity to the interfering substance is trained and the case where it is not trained. The glucose sensitivity to the interfering substance is calculated as a change in the estimated glucose concentration value with respect to the change per unit of the interfering substance concentration. In the technique of selectively detecting glucose from a specimen with high accuracy, this value is zero. The glucose sensitivity with respect to the interfering substance when training is not performed refers to the glucose sensitivity with respect to the interfering substance when the calibration value is determined by the above-described method without using the identified interfering substance. The glucose sensitivity with respect to the interfering substance in the case of training refers to the glucose sensitivity with respect to the interfering substance when the calibration value is determined by the above-described method using the identified appropriate interfering substance. In this case, urea was the least improved (in the sense of reduced sensitivity to interfering substances), only a 6.5-fold reduction in sensitivity, and the other improvement ratio was 60 to 80 times. Three interfering substances follow. In the remaining six interfering substances, the sensitivity is reduced from 100 times to 1600 times. The decrease in glucose sensitivity to interfering substances due to training indicates that the method is effectively generating a calibration constant that is selective for glucose in the presence of interfering substances.
Figure 2008529674
Example 2

18個の干渉物質に対して本方法の効果を示すもう一つの実施例について説明する。表3に、18個の干渉物質とそれぞれの最大濃度、及びトレーニングした場合とトレーニングしてない場合の干渉物質に対するグルコース感度を列挙した。表は、干渉物質が存在しない状態と全ての干渉物質が存在する状態で同時に行った較正と試験のシミュレーションを1000回実行した結果を要約したものである。図39に、1000回の試行に対するグルコース濃度推定値のRMS誤差の分布を示す。多くの物質(重炭酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、トルブタミド)においては感度が大幅に低下しているが、他の物質(エタノール、アセトアセテート)においては感度が上昇していることが表3に示されている。図39の曲線は、干渉物質が存在しない場合と18個の干渉物質が存在する場合の両方の較正用の群と試験用の群を示している。図39の較正曲線と試験曲線を比較して明らかなように干渉物質は性能を低下させる。例えば、ピークが約2mg/dLシフトし、分布の幅も僅かであるが増加している。分布の広がりによってピークの高さも低下しており、この結果、性能の低下が緩和されている。

Figure 2008529674
実施例3 Another embodiment illustrating the effect of the method on 18 interfering substances will be described. Table 3 lists the 18 interfering substances and their respective maximum concentrations and the glucose sensitivity for the interfering substances with and without training. The table summarizes the results of 1000 simulations of calibration and testing performed simultaneously in the absence of interfering substances and in the presence of all interfering substances. FIG. 39 shows the RMS error distribution of the glucose concentration estimate for 1000 trials. Table 3 shows that the sensitivity of many substances (sodium bicarbonate, magnesium sulfate, tolbutamide) is greatly reduced, while that of other substances (ethanol, acetoacetate) is increased. Yes. The curves in FIG. 39 show the calibration and test groups both in the absence of interfering substances and in the presence of 18 interfering substances. As can be seen by comparing the calibration and test curves of FIG. For example, the peak is shifted by about 2 mg / dL, and the width of the distribution is slightly increased. The height of the peak is also reduced due to the spread of the distribution, and as a result, the reduction in performance is mitigated.
Figure 2008529674
Example 3

本実施例では、病院の集中治療室(ICU)で患者に対して行われる可能性の多い、血液中に通常存在しない4つの干渉物質(タイプB干渉物質)の存在下で中赤外線吸収分光法を用いて、ここに開示した特定の方法で、血液中のグルコースを測定した。4つのタイプB干渉物質とは、マンニトール、デキストラン、n−アセチルLシステイン、及びプロカインアミドである。   In this example, mid-infrared absorption spectroscopy is performed in the presence of four interfering substances (type B interfering substances) that are not normally present in blood, which are often performed on patients in an intensive care unit (ICU) of a hospital. Was used to measure glucose in the blood by the specific method disclosed herein. The four type B interferents are mannitol, dextran, n-acetyl L cysteine, and procainamide.

4つのタイプB干渉物質のうち、マンニトールとデキストランは、両方ともスペクトルがグルコースに類似しており(図40A、図40B参照)、ICUにおける投与量が通常のグルコースレベルと比較して極めて多いことから、グルコースの評価に実質的な影響を与える可能性を有する。マンニトールは、例えば、血液中に2500mg/dLの濃度で存在し、デキストランが5000mg/dLを超える濃度で存在する場合がある。比較のため記載すると、通常の血漿のグルコースレベルは、100−200mg/dLのオーダーである。他のタイプB干渉物質であるn−アセチルLシステインとプロカインアミドについては、スペクトルがグルコースのスペクトルと大きく異なる。   Of the four type B interferents, mannitol and dextran are both similar in spectrum to glucose (see FIGS. 40A and 40B), and the dose in ICU is very high compared to normal glucose levels. Have the potential to have a substantial impact on the assessment of glucose. Mannitol may be present, for example, in blood at a concentration of 2500 mg / dL and dextran may be present at a concentration greater than 5000 mg / dL. For comparison purposes, normal plasma glucose levels are on the order of 100-200 mg / dL. For other type B interferents, n-acetyl L cysteine and procainamide, the spectrum is significantly different from that of glucose.

図40A、図40B、図40C、図40Dはそれぞれ、2つの異なる技術、補間解像度が1cm−1のフーリエ変換赤外線(FTIR)スペクトロメータ(三角形と実線で示す)と、7.08μmで140nmから10μmで279nmまで変化する帯域幅に対応する28cm−1の半波高全幅値(FWHM)帯域幅とガウス分布を有する25の有限帯域幅IRフィルタ(丸と鎖線で示す)を用いて得たグルコースと上述の干渉物質の吸収スペクトルの比較を示すグラフである。具体的には、これらの図は、濃度レベルを1mg/dL、経路長を1μmとした場合のグルコースとそれぞれの干渉物質、即ち、マンニトール(図40A)、デキストラン(図40B)、n−アセチルLシステイン(図40C)、プロカインアミド(図40D)との比較を示している。図40A〜図40Dにおいて水平軸は、7μm〜10μmの範囲のミクロン(μm)を単位とする波長を表しており、垂直軸は任意の単位となっている。 40A, 40B, 40C, and 40D are respectively two different techniques, a Fourier Transform Infrared (FTIR) spectrometer (shown as a triangle and a solid line) with an interpolation resolution of 1 cm −1 , and 140 nm to 10 μm at 7.08 μm. Glucose obtained using a 25 cm -1 full wave width (FWHM) bandwidth corresponding to a bandwidth varying up to 279 nm and 25 finite bandwidth IR filters with Gaussian distribution (shown as circles and chain lines) and It is a graph which shows the comparison of the absorption spectrum of other interference substances. Specifically, these figures show glucose and respective interfering substances at a concentration level of 1 mg / dL and a path length of 1 μm, namely mannitol (FIG. 40A), dextran (FIG. 40B), n-acetyl L Comparison with cysteine (FIG. 40C), procainamide (FIG. 40D) is shown. 40A to 40D, the horizontal axis represents a wavelength in units of microns (μm) in the range of 7 μm to 10 μm, and the vertical axis is an arbitrary unit.

フィルタを用いて得たデータの中心波長は、図40A、図40B、図40C、図40Dに鎖線の曲線に沿って丸で示し、それぞれ、ミクロンの単位で以下の波長、即ち、7.082,7.158,7.241,7.331,7.424,7.513,7.605,7.704,7.800,7.905,8.019,8.150,8.271,8.598,8.718,8.834,8.969,9.099,9.217,9.346,9.461,9.579,9.718,9.862,9.990に対応している。フィルタ帯域幅のスペクトル特性に対する影響は、図40A〜図40Dに見られるように、実線の曲線で示すスペクトル特性の鋭さが減少し、鎖線の曲線では比較的鋭さがなくなっていることから明らかである。   The center wavelength of the data obtained using the filter is indicated by a circle along the chain line curve in FIGS. 40A, 40B, 40C, and 40D, and each of the following wavelengths in units of microns: 7.082, 7.158, 7.241, 7.331, 7.424, 7.513, 7.605, 7.704, 7.800, 7.905, 8.019, 8.150, 8.271, 8.. 598, 8.718, 8.834, 8.969, 9.099, 9.217, 9.346, 9.461, 9.579, 9.718, 9.862, 9.990 . The effect of the filter bandwidth on the spectral characteristics is evident from the fact that the sharpness of the spectral characteristics shown by the solid curve is reduced and the sharpness is lost in the dashed curve, as seen in FIGS. 40A-40D. .

図41は、3人の供血者から採取した6つの血液試料を、波長の範囲を7μm〜10μmとして任意の単位で表した血漿スペクトルのグラフであり、曲線上の記号はそれぞれ、25個のフィルタの中心波長を示す。6つの血液試料は、本例のタイプB干渉物質である、マンニトール、デキストラン、n−アセチルLシステイン、プロカインアミドの何れも含まない、試料集団である。3人の供血者(供血者A、B、Cで示す)は、血液を別々の時間に提供しているため、グラフにmg/dLで示す、YSI製生化学分析器(YSI Biochemistry Analyzer(YSI Incorporated,Yellow Springs,OH))によって測定した血液グルコースレベルは異なっている。各試料スペクトルを測定する直前に同一のセルで食塩水を基準として走査したスペクトルの分析によって、これらの試料の経路長は36.3μmと推定され、これを用いてこれらの測定を正規化した。この数量を考慮して構成ベクトルを算出した。こうして得られたベクトルを他の装置から得たスペクトルに適用する場合、有効な結果を得るためには同様に経路長を推定して正規化する工程を要する。   FIG. 41 is a graph of plasma spectrum in which six blood samples collected from three blood donors are represented in arbitrary units with a wavelength range of 7 μm to 10 μm, and the symbols on the curve are 25 filters, respectively. The center wavelength of is shown. The six blood samples are a sample population that does not contain any of the mannitol, dextran, n-acetyl L cysteine, or procainamide, which are type B interferents in this example. Three blood donors (indicated by donors A, B, and C) are providing blood at different times, so a YSI biochemistry analyzer (YSI Biochemistry Analyzer (YSI), shown in mg / dL on the graph). Blood glucose levels measured by Incorporated, Yellow Springs, OH)) are different. By analyzing the spectra scanned with saline in the same cell immediately before each sample spectrum was measured, the path length of these samples was estimated to be 36.3 μm, which was used to normalize these measurements. The composition vector was calculated in consideration of this quantity. When the vector thus obtained is applied to a spectrum obtained from another device, a path length is similarly estimated and normalized in order to obtain an effective result.

次に、スペクトルに本例のタイプB干渉物質毎にランダムな量加えて混合物、例えば、干渉物質加重スペクトルを構成してもよい。表4に示すように、試料集団スペクトル一つに対して一つの干渉物質をランダムな量添加して組み合わせ、54のスペクトル一つずつに対してNで示す番号、供血者、グルコース濃度(GLU)、干渉物質濃度(conc(IF))、干渉物質について表にまとめた。表4の条件を用いて、それぞれが6つの血漿スペクトルの一つに4つの干渉物質の一つを2つのレベル組み合わせてなる混合スペクトルを形成した。

Figure 2008529674
表4 実施例3の干渉物質加重スペクトルデータベース Next, a random amount may be added to the spectrum for each type B interference substance of this example to form a mixture, for example, an interference substance weighted spectrum. As shown in Table 4, a random amount of one interfering substance is added and combined for one sample population spectrum, and the number indicated by N for each of the 54 spectra, donor, glucose concentration (GLU) Interfering substance concentration (conc (IF)) and interfering substances are summarized in a table. Using the conditions in Table 4, mixed spectra were formed, each consisting of two levels of one of the four interfering substances in one of the six plasma spectra.
Figure 2008529674
Table 4 Interference substance weighted spectrum database of Example 3

図42A、図42B、図42C、図42Dは、表4の条件によって形成されたスペクトルを含む。具体的にこれらの図は、濃度レベルを1mg/dL、経路長を1μmとした場合の、ランダムな量のマンニトール(図42A)、デキストラン(図42B)、n−アセチルLシステイン(図42C)、プロカインアミド(図42D)を含む6つの試料の試料集団のスペクトルを示している。   42A, 42B, 42C, and 42D include spectra formed by the conditions of Table 4. Specifically, these figures show random amounts of mannitol (FIG. 42A), dextran (FIG. 42B), n-acetyl L cysteine (FIG. 42C) when the concentration level is 1 mg / dL and the path length is 1 μm. FIG. 4 shows the spectrum of a sample population of 6 samples containing procainamide (FIG. 42D).

次に、図42A〜図42Dのスペクトルを用いて、ブロック3120のステップを再現するために有効な較正ベクトルを生成した。本例の次のステップは、試料中に存在する水のスペクトルを減じて、水のない状態のスペクトルを生成する。既に説明したように、ここで開示する個別の方法は、試料集団と測定試料の両方に存在する干渉物質(タイプA干渉物質)の存在下で検体濃度を推定するようになっているため、試料集団と測定する試料に存在する干渉物質のスペクトルを取り除く必要はない。   Next, the spectra of FIGS. 42A-42D were used to generate a calibration vector that was valid for reproducing the steps of block 3120. The next step in this example subtracts the spectrum of water present in the sample to produce a spectrum in the absence of water. As already described, the individual method disclosed here estimates the analyte concentration in the presence of an interfering substance (type A interfering substance) present in both the sample population and the measurement sample. It is not necessary to remove the spectrum of interfering substances present in the population and the sample to be measured.

較正ベクトルを、水のない状態のスペクトルとして、図43A〜図43Dにそれぞれ、マンニトール(図43A)、デキストラン(図43B)、n−アセチルLシステイン(図43C)、プロカインアミド(図43D)の場合について示す。具体的には、図43A〜図43Dの各々は、干渉物質の存在下のトレーニングによって得た較正ベクトルを、清浄な血漿スペクトルのみのトレーニングによって得た較正スペクトルと比較している。較正スペクトルは、基準スペクトルの処理で用いたフィルタの(経路長を正規化した)スペクトル吸光度の値を表すベクトルで内積を算出して用いる。大きな値(正の値であろうと負の値であろうと)は通常、対応するスペクトルがグルコースの存在に敏感である波長を表し、小さな値は通常、対応するスペクトル吸収がグルコースの存在に鈍感である波長を表す。干渉物質が存在すると、この対応性が幾分不透明になり、干渉物質の性質によって、グルコースの存在が隠されてしまう。   The calibration vector as a spectrum in the absence of water is shown in FIGS. 43A to 43D for mannitol (FIG. 43A), dextran (FIG. 43B), n-acetyl Lcysteine (FIG. 43C), and procainamide (FIG. 43D). Show about. Specifically, each of FIGS. 43A-43D compares a calibration vector obtained by training in the presence of interfering substances with a calibration spectrum obtained by training only a clean plasma spectrum. The calibration spectrum is used by calculating the inner product with a vector representing the spectral absorbance value (normalized path length) of the filter used in the processing of the reference spectrum. A large value (whether positive or negative) usually represents the wavelength at which the corresponding spectrum is sensitive to the presence of glucose, and a small value is usually insensitive to the presence of the corresponding spectral absorption in the presence of glucose. It represents a certain wavelength. The presence of interfering substances makes this correspondence somewhat opaque, and the nature of the interfering substance masks the presence of glucose.

2つの干渉物質、n−アセチルLシステインとプロカインアミドの影響を最小限にするために得た較正ベクトルが純粋な血漿用に得たものと類似していることは、これら二つの干渉物質がグルコースのスペクトルとスペクトルが全く異なることを反映しており、デキストランのマンニトールの影響を最小限にする較正ベクトルと純粋な血漿用に得たものとに大きな差異が見られることは、反対にこれらの物質のスペクトルとグルコースのスペクトルの類似性が大きいことを表している。干渉するスペクトルが、グルコースのスペクトルと類似している(即ち、マンニトールとデキストラン)の場合、較正ベクトルは大きく変化する。干渉するスペクトルが、グルコースのスペクトルと異なる(即ち、n−アセチルLシステインとプロカインアミド)の場合、干渉物質を添加して得た較正ベクトルと干渉物質を添加しないで得た較正ベクトルの間の差異を検出することは困難である。   The calibration vectors obtained to minimize the effects of the two interfering substances, n-acetyl L cysteine and procainamide, are similar to those obtained for pure plasma. Reflecting that the spectra of the two are completely different, the large difference between the calibration vector that minimizes the effects of dextran mannitol and that obtained for pure plasma is This indicates that the spectrum of glucose and the spectrum of glucose are very similar. If the interfering spectrum is similar to that of glucose (ie mannitol and dextran), the calibration vector will change significantly. If the interfering spectrum is different from that of glucose (ie, n-acetyl L cysteine and procainamide), the difference between the calibration vector obtained with and without the interfering substance added. Is difficult to detect.

ここで説明する方法ステップは一実施の形態においては、適当な記憶装置に保存した命令(又はコードセグメント)を実行する処理システム(即ちコンピュータシステム)の適当なプロセッサ(複数の場合も含む)によって実行されることは明らかである。ここに開示する方法及び装置は、個別のインプリメンテーション又はプログラム技術に限定されるものではなく、本方法及び装置は、ここに説明する機能を実施するために適当であれば如何なる技術を用いて実現してもよいことは明らかである。本方法及び装置は、個別のプログラム言語又はオペレーティングシステムに限定されるものではない。更に、装置を較正する様々な構成要素は、単一のハウジングに収納されてもよく、或いは、有線又は無線通信によって通信可能な複数のハウジングに収納されてもよい。   The method steps described herein, in one embodiment, are performed by a suitable processor (s) of a processing system (ie, a computer system) that executes instructions (or code segments) stored in a suitable storage device. Obviously it will be done. The methods and apparatus disclosed herein are not limited to individual implementations or programming techniques, and the methods and apparatus may be used with any technique that is appropriate for performing the functions described herein. Obviously, it may be realized. The method and apparatus are not limited to individual programming languages or operating systems. In addition, the various components that calibrate the device may be housed in a single housing or in multiple housings that can communicate via wired or wireless communication.

更に、本方法で用いる干渉物質、検体、又は集団データは更新、変更、追加、除去、又は必要に応じて修正してもよい。このため、例えば、本方法に関連する干渉物質のスペクトル情報、及び/又は濃度は、本方法を実施するプログラムのデータベースを更新又は変更することによって、更新又は変更してもよい。更新は、新しいコンピュータにより読み取り可能な媒体を提供して、又はコンピュータネットワークを介して行ってもよい。本方法又は装置に対するその他の変更は、これに限定されないが、新たな検体の追加、又は集団スペクトル情報の変更などによって行ってもよい。   Further, the interfering substance, specimen, or population data used in the method may be updated, changed, added, removed, or modified as necessary. Thus, for example, the spectral information and / or concentration of interfering substances associated with the method may be updated or changed by updating or changing a database of programs that implement the method. The update may be performed by providing a new computer readable medium or via a computer network. Other changes to the method or apparatus may be made by, but not limited to, adding new specimens or changing population spectral information.

ここに開示する方法各々の一実施の形態は、処理システムによってアクセス可能、及び/又は実行可能なコンピュータプログラム、例えば、内蔵されたシステムの一部を構成する一つ以上のプロセッサとメモリを含んでもよい。このため、当業者には、ここに開示する本発明の実施の形態は、専用装置などの装置、データ処理システムなどの装置又は、例えばコンピュータプログラム製品などの搬送媒体(carrier medium)、方法によって実現可能であることは明らかである。搬送媒体は、方法を実施する処理システムを制御するための1以上のコンピュータにより読み取り可能なコードセグメントを有する。したがって、ここに開示される発明の様々な形態は、方法、全体がハードウェアの実施の形態、全体がソフトウェアの実施の形態、又はソフトウェアとハードウェアの態様を組み合わせた実施の形態で実現できる。更に、ここに開示される1以上の方法(測定分析、干渉物質の測定、及び/又は構成定数の生成を含むが、これに限定されない)は、1以上のコンピュータにより読み取り可能なコードセグメント又は搬送媒体上のデータの集まりとして保存できる。コンピュータにより読み取り可能な搬送媒体は、適当であれば、ディスケット又はハードディスクなどの磁気記憶装置、メモリカートリッジ、モジュール、カード又はチップ(単独の場合も大型装置内に取り付けられたものも含む)、CD又はDVDなどの光学的記憶装置を含めて利用してもよい。   One embodiment of each of the methods disclosed herein may include a computer program accessible by and / or executable by a processing system, eg, one or more processors and memory that form part of an embedded system. Good. Therefore, for those skilled in the art, the embodiments of the present invention disclosed herein are realized by a device such as a dedicated device, a device such as a data processing system, or a carrier medium such as a computer program product or method. Obviously it is possible. The carrier medium has one or more computer readable code segments for controlling the processing system performing the method. Accordingly, the various aspects of the invention disclosed herein may be implemented in a method, an entirely hardware embodiment, an entirely software embodiment, or an embodiment combining software and hardware aspects. Further, one or more methods disclosed herein (including but not limited to measurement analysis, measurement of interfering substances, and / or generation of constitutive constants) may include one or more computer readable code segments or transports. It can be saved as a collection of data on the medium. A computer-readable carrier medium may be a magnetic storage device such as a diskette or a hard disk, a memory cartridge, a module, a card or a chip (including a single device or a device mounted in a large device), a CD, or An optical storage device such as a DVD may be used.

本明細書において、「一実施の形態」又は「実施の形態」とは、実施の形態に関連する個別の特長、構造又は性質が少なくとも一つの実施の形態に含まれていることを意味する。このため、本明細書の様々な箇所に記載されている「一実施の形態において」又は「実施の形態において」という表現は、必ずしも同一の実施の形態を指すとは限らない。更に、当業者には本開示内容から、一つ以上の実施の形態において個別の特長、構造又は性質を適当に組み合わせることができることは明らかである。   In this specification, “one embodiment” or “an embodiment” means that at least one embodiment includes individual features, structures, or properties related to the embodiment. Thus, the phrases “in one embodiment” or “in an embodiment” described in various places in this specification are not necessarily referring to the same embodiment. Furthermore, it will be apparent to those skilled in the art from the present disclosure that individual features, structures, or properties may be appropriately combined in one or more embodiments.

同様に、上述の実施の形態において、本開示を効率的に説明し、本発明の様々な態様の一つ以上に関する理解を追加するため、単一の実施の形態、図面、またはその記載の中でしばしば、本発明の様々な特長をまとめて説明している。こうした開示の方法は、しかしながら、特許請求の範囲が特許請求の範囲に明示的に記載された以上の特長を要することを意図したものと解釈すべきではない。むしろ、以下に記載する特許請求の範囲は、本発明の態様が、上述に開示された実施の形態の何れか一つが有するその全ての特徴より少ないものを組み合わせても成立することが反映されている。したがって、本発明の詳細な説明に続く特許請求の範囲は、各請求項はそれぞれ個別の実施の形態に基づくように、本発明の詳細な説明に明示的に組み込まれている。   Similarly, in the above-described embodiments, in order to efficiently describe the present disclosure and to add an understanding of one or more of the various aspects of the present invention, in a single embodiment, drawing, or description thereof. Often, various features of the present invention are described together. Such disclosed methods, however, are not to be construed as requiring the following claims to be pointed out beyond the features explicitly recited in the claims. Rather, the claims set forth below reflect that the aspects of the invention may be met by combining fewer than all of the features of any one of the embodiments disclosed above. Yes. Thus, the claims following the detailed description of the invention are expressly incorporated into the detailed description of the invention, with each claim standing on its own as a separate embodiment.

検体検出システム、試料要素、検体濃度の算出アルゴリズム及び方法、及びその他の関連する装置及び方法については、「REAGENT−LESS WHOLE−BLOOD GLUCOSE METER」と題する2003年5月15日に公開された米国特許出願第2003/0090649号、「PATHLENGTH−INDEPENDENT METHODS FOR OPTICALLY DETERMINING MATERIAL COMPOSITION」と題する2003年9月25日に公開された米国特許出願第2003/0178569号、「METHOD OF DETERMINING AN ANALYTE CONCENTRATION IN A SAMPLE FROM AN ABSORPTION SPECTRUM」と題する2004年1月29日に公開された米国特許出願第2004/0019431号、「METHOD OF DETERMINING AN ANALYTE CONCENTRATION IN A SAMPLE USING INFRARED TRANSMISSIO DATA」と題する2005年2月17日に公開された米国出願第2005/0036147号、及び「SAMPLE ELEMENT WITH BARRIER MATERIAL」と題する2005年2月17日に公開された米国特許出願第2005/0038357号も参照することができる。上記公報の全ての内容は、参照によって本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなしている。   US patent published on May 15, 2003 entitled “REAGENT-LESS WHOLE-BLOOD GLUCOSE METER” for an analyte detection system, sample elements, analyte concentration calculation algorithm and method, and other related apparatus and methods U.S. Patent Application No. 2003/0178569 published on September 25, 2003 entitled "METHOD OF TERMINAL PRODUCTION TRIMENTIN TRAIN TRAIN TRAIN TRA DIN TRAIN TRAIN T AN ABSORPTION SPECTR US Patent Application No. 2004/0019431 published January 29, 2004 entitled "M", "METHOD OF DETERMINING AN ANALYTE CONCENTRATION IN A SAMPLE USING INFRARED TRANSMISSIO DATA" published February 17, 2005. Reference may also be made to US Application No. 2005/0036147 and US Patent Application No. 2005/0038357, published February 17, 2005, entitled “SAMPLE ELEMENT WITH BARRIER MATERIAL”. The entire contents of the above publications are hereby incorporated by reference and made a part hereof.

複数の出願、公報及び外部文書が、参照によって本明細書に組み込まれている。本明細書本体の記載と、組み込まれた文書の記載に齟齬がある場合は、本明細書本体の記載を優先して解釈すべきである。   A number of applications, publications and external documents are incorporated herein by reference. If there is a discrepancy between the description of the main body of this specification and the description of the incorporated document, the description of the main body of this specification should be interpreted with priority.

患者からの体液(例えば、血液)の分析は、通常、患者から抜き取るか、或いは患者からの体液の試料を得て、この体液試料を試料分析器330に送出して行う。しかしながら、試料を適切に測定、分析できるように、事前に、新鮮な希釈していない試料を試料分析器330に通して、液体処理システム10内部を洗浄する必要がある。例えば、血液を抜き取る、又は液体処理システム10へ戻す段階の前に、血液を試料分析器300に供給するカテーテル11を食塩水で満たす。この食塩水は、少量の試料を採取経路113を介して試料分析器330へ送る前に、患者接合部経路112と採取経路113の接合点に新鮮で希釈していない血液の試料が確実に存在するように、システム10から洗い落としておくことが有利である。血液を抜き取る、又は戻す前に血液の供給のために用いるカテーテルを食塩水で満たすため、除去又は「洗浄」されてない場合、食塩水は希釈するか、或いは血液試料を混ぜることができる。液体経路に沿って分光器に運ばれる血液試料は、大幅に希釈(例えば、1%以上に)できる。分析用に希釈してない試料を確保しておくことも有利である。   Analysis of bodily fluid (eg, blood) from a patient is usually performed by drawing from the patient or obtaining a bodily fluid sample from the patient and delivering the bodily fluid sample to the sample analyzer 330. However, in order to properly measure and analyze the sample, it is necessary to pass the fresh undiluted sample through the sample analyzer 330 and clean the inside of the liquid processing system 10 in advance. For example, prior to the step of drawing blood or returning it to the liquid processing system 10, the catheter 11 that supplies blood to the sample analyzer 300 is filled with saline. This saline ensures that there is a fresh and undiluted blood sample at the junction of the patient junction path 112 and the collection path 113 before sending a small amount of sample to the sample analyzer 330 via the collection path 113. As such, it is advantageous to wash it off from the system 10. In order to fill the catheter used for blood supply before drawing or returning blood with saline, the saline can be diluted or mixed with the blood sample if not removed or “washed”. Blood samples that are carried along the fluid path to the spectrometer can be significantly diluted (eg, 1% or more). It is also advantageous to have an undiluted sample for analysis.

通常の病院の液体測定及び分析装置は、装置を洗浄するため、3mlを超える血液を抜き取り、装置は、試料を分析する前にこの量の血液を廃棄するようになっている。しかしながら、液体処理システム10は、システム洗浄のために抜き取る血液の量をはるかに少なくする機能を有している。血液の希釈がもはやない段階で検出をする比色センサ311を用いるため、液体処理システム10は効率的に抜き出す量を削減できる。これとは反対に、通常、病院で用いられる手動の機器は、機器が適切に洗浄され、試料が希釈されないことを確実にするため、大量の血液を抜き出す必要がある。   A typical hospital liquid measurement and analysis device draws more than 3 ml of blood to clean the device, and the device discards this amount of blood before analyzing the sample. However, the liquid processing system 10 has the function of greatly reducing the amount of blood drawn for system cleaning. Since the colorimetric sensor 311 is used for detection when there is no longer dilution of the blood, the liquid processing system 10 can efficiently reduce the amount to be extracted. In contrast, manual instruments typically used in hospitals need to draw a large amount of blood to ensure that the instrument is properly cleaned and the sample is not diluted.

液体処理システム10、採取システム100/300/500/800、液体処理及び分析装置140、モジュール又はカセット820、及び本明細書に開示されるその他の装置は、患者の体液を処理し、採取し、及び/又は分析する、様々な実施の形態の装置及び方法を容易にする。例えば、液体処理システム10、採取システム100/300/500/800、液体処理及び分析装置140、カセット820、及び液体処理及び分析装置140は、いくつかの実施の形態では通常の測定サイクルで、3ml(様々な実施の形態では、2ml以下、1ml以下、400μl以下、300μl以下、200μl以下、100μl以下、又は50μl以下)の血液又は体液を患者Pから抜き取る、及び/又は含有する低容量システム又は装置を含む。   Liquid treatment system 10, collection system 100/300/500/800, liquid treatment and analysis device 140, module or cassette 820, and other devices disclosed herein, process and collect body fluids of a patient, And / or facilitate the apparatus and method of various embodiments to analyze. For example, the liquid processing system 10, the collection system 100/300/500/800, the liquid processing and analysis device 140, the cassette 820, and the liquid processing and analysis device 140, in some embodiments, are 3 ml in a normal measurement cycle. A low volume system or device that, in various embodiments, draws and / or contains 2 ml or less, 1 ml or less, 400 μl or less, 300 μl or less, 200 μl or less, 100 μl or less, or 50 μl or less) from patient P including.

上述のように、特定の実施の形態の低容量システムでは、患者から合計で3ml以下を抜き取るか、或いは取得する。しかしながら、特定の実施の形態は、このように多く抜き取った試料からでもより少量の体液を分析するようになっている。少量の試料とはほぼ十数μlの量であり、約10〜約100μlの範囲の量でよい。例えば、体液を血液とした一実施の形態では、採取部200は採取要素部220から少量の試料として、約10〜約100μlの範囲の血液、或いは、より好ましくは、約40μlの量の血液を抽出する。他の実施の形態では、ポンプ328は、30〜50μlの量の試料Sを抜き取る。   As described above, in a low volume system of certain embodiments, a total of 3 ml or less is extracted or obtained from the patient. However, certain embodiments are designed to analyze a smaller amount of body fluid from even such a large sample. A small amount of sample is about a dozen microliters in volume and may range from about 10 to about 100 microliters. For example, in one embodiment where the body fluid is blood, the collection unit 200 provides a small amount of blood from the collection element unit 220 in the range of about 10 to about 100 μl, or more preferably about 40 μl of blood. Extract. In other embodiments, pump 328 draws sample S in an amount of 30-50 μl.

しかしながら、様々な実施の形態の低容量装置で抜き取る量は、少量であっても、検体の測定を実行するためには十分である。このため、この量は、例えば、抜き取った液体の一部を検体検出システム334へ送出する、及び検体濃度の測定を容易にするために十分な量である。   However, even if the amount extracted by the low-capacity apparatus of various embodiments is small, it is sufficient for performing the measurement of the specimen. Thus, this amount is sufficient to, for example, deliver a portion of the extracted liquid to the sample detection system 334 and facilitate measurement of the sample concentration.

試料を抜き取った後、液体処理システムは、既に少量である試料の更に一部に対して分析を行う。抜き取った試料には、図7Eに示すバルブ613a、613b、613cを介してバブルを注入する。バブルは、抜き取った試料を、それぞれが約10μl程度の体積を有する複数の小部分に分ける。例えば、小部分の第1群(例えば、3つの小部分)を用いて液体処理ネットワークを洗浄する。即ち、これらの3つの小部分を液体処理ネットワークと試料調合部332を通して、ネットワークを食塩水で洗浄する。続く小部分のみを検体検出システム334によって分析する。一実施の形態では、分析部分(即ち第4の小部分)を試料調合部332によって送出し、分析部分から血漿成分を分離し、続いて血漿成分のみを検体検出システム334によって分析する。   After withdrawing the sample, the liquid processing system performs analysis on a further portion of the sample that is already small. Bubbles are injected into the extracted sample through valves 613a, 613b, and 613c shown in FIG. 7E. The bubble divides the sample withdrawn into a plurality of small portions each having a volume of about 10 μl. For example, a first group of small portions (eg, three small portions) is used to clean the liquid processing network. That is, these three small parts are washed with a saline solution through the liquid processing network and the sample preparation unit 332. Only subsequent small portions are analyzed by the analyte detection system 334. In one embodiment, the analysis portion (ie, the fourth sub-portion) is delivered by the sample preparation unit 332, the plasma component is separated from the analysis portion, and then only the plasma component is analyzed by the analyte detection system 334.

特定の実施の形態では、体積の少ない試料を分光分析する。ここで、検体検出システムは、ここで開示した実施の形態の何れかの検体検出システム334/1700を備えてもよく、或いは適当であれば如何なる分光分析器を備えてもよい。他の特定の実施の形態では、体積の少ない試料を光学的に分析するが、ここで、検体検出システムは、適当であれば如何なる光学システムを備えてもよい。更に他の特定の実施の形態では、体積の少ない試料を電気化学的に分析する。ここで、検体検出システムは、適当であれば如何なる電気化学システムを備えてもよい。   In certain embodiments, a small volume sample is spectroscopically analyzed. Here, the sample detection system may include the sample detection system 334/1700 according to any of the embodiments disclosed herein, or may include any spectroscopic analyzer as appropriate. In other particular embodiments, a small volume sample is optically analyzed, where the analyte detection system may comprise any suitable optical system. In yet another specific embodiment, a small volume sample is analyzed electrochemically. Here, the analyte detection system may include any electrochemical system as appropriate.

液体処理システム10、採取システム100/300/500/800、カセット820、及び液体処理及び分析装置140は、本明細書に開示した液体処理ネットワーク、又は液体送出ネットワークを含むことができる。液体処理ネットワーク又は液体送出ネットワークは、血液(又はその他の体液)、注入液、及び/又は空気が、対象とする装置の動作時に通過する1以上の経路20を備える。経路20は、容器15、採取システム100/300/500/800及びカテーテル11を相互に連結する導管を形成する。   The liquid processing system 10, collection system 100/300/500/800, cassette 820, and liquid processing and analysis device 140 can include a liquid processing network or a liquid delivery network disclosed herein. The liquid treatment network or liquid delivery network comprises one or more pathways 20 through which blood (or other bodily fluid), infusate, and / or air pass during operation of the subject device. The pathway 20 forms a conduit that interconnects the container 15, the collection system 100/300/500/800 and the catheter 11.

採取システム100及びカセット820の経路20は、接合部120から液体処理及び分析装置140迄の液体源経路111、液体処理及び分析装置140から患者接合部110迄の患者接合部経路112、及び患者接合部110から液体処理及び分析装置140迄の採取経路113を含む。   The collection system 100 and the path 20 of the cassette 820 include a liquid source path 111 from the junction 120 to the liquid treatment and analysis device 140, a patient junction path 112 from the liquid treatment and analysis device 140 to the patient junction 110, and a patient junction. A sampling path 113 from the section 110 to the liquid processing and analysis apparatus 140 is included.

更に、液体処理及び分析装置140は、これに限定されないが、制御部、液体センサ、流体調整部、及び、無線、有線又は光ファイバ通信機を備えることができる。無線、有線又は光ファイバ通信機は、採取システム100内の情報の伝送、又は採取システム100と無線、有線、又は光ファイバネットワークの間の情報通信を行う。制御部は、これに限定されないが、バルブ、ポンプを含んでもよく、液体センサは、これに限定されないが、圧力センサ、温度センサ、ヘマトクリットセンサ、ヘモグロビンセンサ、比色センサ、及びガス(又は「バブル」)センサを含んでもよく、流体調整部は、これに限定されないが、ガス注入器、ガスフィルタ、液体(例えば、血漿)分離器を含んでもよい。   Further, the liquid processing and analysis device 140 may include, but is not limited to, a controller, a liquid sensor, a fluid regulator, and a wireless, wired or fiber optic communicator. The wireless, wired, or optical fiber communication device performs information transmission within the collection system 100 or information communication between the collection system 100 and a wireless, wired, or optical fiber network. The control unit may include, but is not limited to, a valve, a pump, and the liquid sensor includes, but is not limited to, a pressure sensor, a temperature sensor, a hematocrit sensor, a hemoglobin sensor, a colorimetric sensor, and a gas (or “bubble” )) May include a sensor, and the fluid regulator may include, but is not limited to, a gas injector, a gas filter, a liquid (eg, plasma) separator.

システム10/100/300/500/800、カセット820、又は装置140の動作時、液体処理システム10の経路20及び液体処理ネットワークは、最大抽出状態に到達できる。最大抽出状態とは、システム又は装置10の通常の動作サイクルにおいて、患者から抜き取った、或いは取得して液体処理ネットワーク内に存在する体液の体積又は量が最大の状態をいうものとする。最大抽出状態に対応する抜き取った体液の最大体積又は最大量とは、液体処理システム10に存在する可能性のある廃棄体液(例えば、1以上の廃棄物用管、及び/又は廃棄物容器内の体液)を全て除いたものとする。   During operation of system 10/100/300/500/800, cassette 820, or apparatus 140, path 20 and liquid processing network of liquid processing system 10 can reach a maximum extraction state. The maximum extraction state refers to a state in which the volume or amount of bodily fluid that has been extracted or acquired from the patient and present in the liquid processing network in the normal operating cycle of the system or device 10 is present. The maximum volume or volume of bodily fluid that corresponds to the maximum extraction state is the waste fluid that may be present in the liquid processing system 10 (eg, in one or more waste tubes and / or waste containers). All body fluids are removed.

最大抽出領域とは、システム10/100/300/500/800、カセット820、又は装置140が最大抽出状態において、体液が占める液体処理ネットワークの部分をいうものとする。最大抽出領域は、液体処理ネットワークの患者側端部によって画定される。患者側端部は、患者接合部110/1100/1200、又は、液体処理ネットワークと患者Pの間に介在する液体経路又は液体ネットワークの適当な接合部など、患者Pに最も近い液体処理ネットワークの端部又は領域を含むことができる。或いは、患者側端部は、接合部230、又は装置140に対向する接合部110の端部、又は、図11又は図12を参照した場合、接合部1100/1200に隣接する採取要素部220の端部を含むことができる。   The maximum extraction area refers to the portion of the liquid processing network occupied by body fluids when the system 10/100/300/500/800, cassette 820, or device 140 is in the maximum extraction state. The maximum extraction area is defined by the patient end of the liquid treatment network. The patient end is the end of the liquid treatment network closest to the patient P, such as the patient junction 110/1100/1200, or a suitable junction of the liquid pathway or liquid network interposed between the liquid treatment network and the patient P. Part or region. Alternatively, the patient-side end may be the junction 230, or the end of the junction 110 opposite the device 140, or the sampling element 220 adjacent to the junction 1100/1200 when referring to FIG. An end can be included.

一実施の形態において、採取システム100又はカセット820動作時に複数の動作状態で最大抽出状態に到達する。複数の動作状態とは、それぞれ、試料を液体処理システム10の液体処理ネットワークの異なる領域に分配可能な動作状態をいう。これら異なる領域とは各々、液体処理ネットワークの最大抽出領域を画定するものとし、これらの領域の最大容積は各々、最大抽出状態に対応する最大体積とほぼ等しい。   In one embodiment, the maximum extraction state is reached in multiple operating states during operation of the collection system 100 or cassette 820. The plurality of operation states each indicate an operation state in which a sample can be distributed to different regions of the liquid processing network of the liquid processing system 10. Each of these different regions shall define a maximum extraction region of the liquid treatment network, and each of these regions has a maximum volume approximately equal to the maximum volume corresponding to the maximum extraction state.

最大抽出状態に至る第1の動作状態は、図7Cに示すように、体液が最初に患者Pから抜き取られて患者接合部経路112に入る状態である。既に説明したように、このステップは、体液試料Sが経路112、113の接合点を丁度通過するまで続けることが好ましい。一実施の形態では、十分な量の試料Sの存在を確保するため、血液を患者接合部経路112に抜き取る際に、比色センサ311の出力の変化が血液の存在を示した後、更に、所定の時間を過ぎるまで液体の抜き取り処理を続ける。他の特定の実施の形態では、他の種類のセンサ(例えば、ヘモグロビンセンサ、又はヘマトクリットセンサ)を用いる。センサは、センサ位置における体液の存在を示す信号を提供するものが有利である。図7Cに示す状態で、最大抽出領域とは、患者側端部から体液のカラムの先頭まで、抜き取られた体液によって占められる経路112の部分である。抜き取られた体液の一部が他の液体によって希釈される一実施の形態では、希釈された液体は最大抽出状態又は最大抽出領域を画定する体積から除かられる。   The first operating state leading to the maximum extraction state is a state in which body fluid is first withdrawn from the patient P and enters the patient junction path 112, as shown in FIG. 7C. As already explained, this step is preferably continued until the body fluid sample S has just passed through the junction of the paths 112, 113. In one embodiment, in order to ensure the presence of a sufficient amount of sample S, when drawing blood into the patient junction path 112, after a change in the output of the colorimetric sensor 311 indicates the presence of blood, The liquid extraction process is continued until a predetermined time has elapsed. In other specific embodiments, other types of sensors (eg, hemoglobin sensors or hematocrit sensors) are used. The sensor advantageously provides a signal indicating the presence of bodily fluid at the sensor location. In the state shown in FIG. 7C, the maximum extraction region is a portion of the path 112 occupied by the extracted body fluid from the patient side end to the head of the body fluid column. In one embodiment where a portion of the withdrawn bodily fluid is diluted with another liquid, the diluted liquid is removed from the volume that defines the maximum extraction state or maximum extraction area.

最大抽出状態に至る第2の動作状態は、図7Dに示すように、体液が患者接合部経路112から採取経路113に入る状態である。この状態における最大抽出領域とは、患者側端部から経路112内の体液カラムの先端まで、及び経路112、113の接合点から経路113内の体液カラムの先端まで、抜き取られた体液によって占められる経路112、113の部分を含む。図7Dに示す状態が図7Cに示す状態と同一の体積又は量の抜き取った体液を有する特定の実施の形態では、図7Cの状態と図7Dの状態の両方が、それぞれ異なる最大抽出領域を画定することができる。ここで、図7Dに示す経路113内に体液を送り込む際、患者から経路112に新たな体液が抜き取られる場合、図7Cに示す状態は、図7Dに示す状態より抜き取った体液の体積又は量が少ないことになるため、図7Cに示す状態は、最大抽出状態ではなくなり、最大抽出領域でもなくなることに留意されたい。   The second operation state that reaches the maximum extraction state is a state in which bodily fluid enters the collection path 113 from the patient junction path 112, as shown in FIG. 7D. The maximum extraction region in this state is occupied by the extracted body fluid from the patient side end to the tip of the body fluid column in the path 112 and from the junction point of the paths 112 and 113 to the tip of the body fluid column in the path 113. It includes portions of paths 112 and 113. In certain embodiments where the state shown in FIG. 7D has the same volume or volume of body fluid as the state shown in FIG. 7C, both the state of FIG. 7C and the state of FIG. 7D each define a different maximum extraction region. can do. Here, when the body fluid is sent into the path 113 shown in FIG. 7D, when a new body fluid is extracted from the patient to the path 112, the state shown in FIG. 7C is the volume or amount of the body fluid extracted from the state shown in FIG. 7D. Note that the state shown in FIG. 7C is no longer the maximum extraction state and no longer the maximum extraction region, as it will be less.

システム内の体液の容量が、図7Dに示すものと等しい場合、図7E、図7Fに示す状態で、更なる最大抽出状態に到達し、及び更なる最大抽出領域が画定される。ここで、最大抽出領域は、バブル702、703、704によって複数の小領域に分割される。   If the volume of body fluid in the system is equal to that shown in FIG. 7D, a further maximum extraction state is reached and a further maximum extraction region is defined in the state shown in FIGS. 7E, 7F. Here, the maximum extraction area is divided into a plurality of small areas by bubbles 702, 703, and 704.

最大抽出領域(及び、通常の測定サイクル時にシステム内に抜き取られる体液の最大体積)は、好ましくは、体積で400μl以下である。更なる実施の形態では、最大抽出領域又は抜き取った体液の最大値は、体積で300、200、100、50μlである。   The maximum extraction area (and the maximum volume of bodily fluid drawn into the system during a normal measurement cycle) is preferably 400 μl or less in volume. In a further embodiment, the maximum extraction area or the maximum body fluid extracted is 300, 200, 100, 50 μl in volume.

特定の実施の形態は、液体処理システム10、採取システム100/300/500/800、カセット820、又は装置140(又は患者Pの所望の体液と流体連通する液体経路を有する適当なシステム又は装置)などのシステムを用いて患者Pの体液を少ない体積で採取、及び/又は分析する方法を含む。この方法は液体経路20(例えば、経路112)を介して患者に注入液を注入する工程と、時折、液体経路20(或いは、患者へ延在する他の経路)を介して患者から体液の試料を抜き取る工程を含む。試料を抜き取る工程は、既に詳細を説明したように、経路の患者側端部を超えて試料を抜き取る工程を含むことができる。   Particular embodiments include the liquid processing system 10, the collection system 100/300/500/800, the cassette 820, or the device 140 (or any suitable system or device having a fluid path in fluid communication with the desired body fluid of the patient P). A method of collecting and / or analyzing the body fluid of the patient P in a small volume using a system such as The method includes injecting an infusate into a patient via a fluid path 20 (eg, path 112), and occasionally a sample of bodily fluid from the patient via the liquid path 20 (or other path extending to the patient). A step of removing the. The step of withdrawing the sample can include the step of withdrawing the sample beyond the patient end of the pathway, as described in detail above.

抜き取った試料は体積で、好ましくは3ml以下、他の実施の形態では、2ml以下、1ml以下、400μl以下、300μl以下、200μl以下、100μl以下、50μl以下である。この方法は更に、抜き取った試料の少なくとも一部を分析し、この分析に基づいて、グルコース、乳酸、二酸化炭素、又はヘモグロビンなどの少なくとも一つの検体の濃度、即ちレベルを測定する工程を含む。分析は、経路20を介してアクセス可能な(又はシステム10/100/300/500/800、カセット820、又は経路20と動作可能に連動する)、検体検出システム334/1700、又はその他の適当な分光システム又は非分光システムなどの検体検出システムによって実行できる。   The sample removed is preferably 3 ml or less in volume, and in other embodiments, 2 ml or less, 1 ml or less, 400 μl or less, 300 μl or less, 200 μl or less, 100 μl or less, 50 μl or less. The method further includes analyzing at least a portion of the extracted sample and measuring the concentration or level of at least one analyte such as glucose, lactic acid, carbon dioxide, or hemoglobin based on the analysis. The analysis is accessible via path 20 (or system 10/100/300/500/800, cassette 820, or operably linked to path 20), analyte detection system 334/1700, or other suitable It can be performed by an analyte detection system such as a spectroscopic or non-spectral system.

抜き取った体液が全血を含む場合、本方法は更に、血液から血漿を分離する工程と、分離した血漿を分析する工程を含むことができる。この方法は更に、例えば、図7F及び図7Gを参照して説明したように、抜き取った体液の試料の一部を患者に戻す工程を含むことができる。   In the case where the extracted body fluid contains whole blood, the method can further include the steps of separating plasma from the blood and analyzing the separated plasma. The method can further include returning a portion of the sample of withdrawn bodily fluid to the patient, for example as described with reference to FIGS. 7F and 7G.

本発明について個々の好ましい実施の形態及び実施例を用いて開示したが、当業者であれば、本発明はここに具体的に開示した実施の形態を超えて他の代替の実施の形態、及び/又は本発明の使用、本発明の明らかな修正、及び等価なものも含むことは理解される。したがって、本発明の範囲は、ここに開示した個別の実施の形態に限定されるものではなく、以下に記載する特許請求の範囲を公正に読み取ることによってのみ決定される。   While the invention has been disclosed using specific preferred embodiments and examples, those skilled in the art will recognize that the invention extends to other alternative embodiments beyond those specifically disclosed herein, and It is understood that the use of the present invention, obvious modifications of the present invention, and equivalents are also included. Accordingly, the scope of the invention is not limited to the individual embodiments disclosed herein, but is determined only by a fair reading of the claims set forth below.

一実施の形態の液体処理システムの概略図である。It is the schematic of the liquid processing system of one embodiment. 液体処理システムの概略図であって、液体処理システムの液体処理及び分析装置の断面図である。It is the schematic of a liquid processing system, Comprising: It is sectional drawing of the liquid processing and analyzer of a liquid processing system. 図1Aの液体処理システムの管束の線1B〜1Bに沿った断面図である。1B is a cross-sectional view of the tube bundle of the liquid treatment system of FIG. 1A taken along lines 1B-1B. 一実施の形態の採取装置の概略図である。It is the schematic of the collection device of one embodiment. 一実施の形態の採取装置の詳細を示す概略図である。It is the schematic which shows the detail of the collection device of one Embodiment. 一実施の形態の採取部の概略図である。It is the schematic of the collection part of one Embodiment. 一実施の形態の採取装置の概略図である。It is the schematic of the collection device of one embodiment. 一実施の形態のガス注入マニホルドの概略図である。1 is a schematic view of an embodiment of a gas injection manifold. FIG. 一実施の形態のガス注入マニホルドの概略図である。1 is a schematic view of an embodiment of a gas injection manifold. FIG. 図7A〜図7Jは注入及び血液分析システムを用いた方法の概略図であって、図7Aは一実施の形態の患者への注入方法を示す図である。7A to 7J are schematic diagrams of a method using the infusion and blood analysis system, and FIG. 7A is a diagram illustrating an infusion method for a patient according to an embodiment. 図7B〜図7Jは患者から採取する方法のステップを説明する図であって、図7Bは第1の経路及び第2の経路の一部から液体を除去する工程を示す図である。7B to 7J are diagrams illustrating steps of a method of collecting from a patient, and FIG. 7B is a diagram illustrating a process of removing liquid from a part of the first path and the second path. 試料を第1の経路に汲み入れる工程を示す図である。It is a figure which shows the process of pumping a sample into the 1st path | route. 試料を第2の経路に汲み入れる工程を示す図である。It is a figure which shows the process of drawing in a sample to a 2nd path | route. 空気を試料に注入する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of inject | pouring air into a sample. バブルを第2の経路から除去する工程を示す図である。It is a figure which shows the process of removing a bubble from a 2nd path | route. 第2の経路の血液を患者に戻す工程を示す図である。It is a figure which shows the process of returning the blood of a 2nd path | route to a patient. 試料を第2の経路に部分的に押し出し、続いて液体、更にバブルを押し出す工程を示す図である。It is a figure which shows the process of extruding a sample partially to a 2nd path | route, and then extruding a liquid and a bubble further. 試料を第2の経路に部分的に押し出し、続いて液体、更にバブルを押し出す工程を示す図である。It is a figure which shows the process of extruding a sample partially to a 2nd path | route, and then extruding a liquid and a bubble further. 試料を分析器に押し出す工程を示す図である。It is a figure which shows the process of extruding a sample to an analyzer. 一実施の形態の採取装置の正面斜視図である。It is a front perspective view of the collection device of one embodiment. 一実施の形態の採取装置を構成するカセットの概略正面図である。It is a schematic front view of the cassette which comprises the collection device of one embodiment. 一実施の形態の採取装置を構成する計器部の概略正面図である。It is a schematic front view of the instrument part which comprises the collection device of one embodiment. 一実施の形態の患者動脈接合部を示す図である。It is a figure which shows the patient artery junction part of one Embodiment. 一実施の形態の患者静脈接合部を示す図である。It is a figure which shows the patient vein junction part of one Embodiment. 図13A、図13B、図13Cは、一実施の形態のピンチバルブの様々な図であり、図13Aはピンチバルブの正面図である。13A, 13B, and 13C are various views of the pinch valve of one embodiment, and FIG. 13A is a front view of the pinch valve. ピンチバルブの断面図である。It is sectional drawing of a pinch valve. 一つのバルブが閉位置の状態のピンチバルブの断面図である。It is sectional drawing of a pinch valve in the state where one valve is a closed position. 図14A、図14Bは一実施の形態のピンチバルブの様々な図であり、図14Aはピンチバルブの正面図である。14A and 14B are various views of the pinch valve according to the embodiment, and FIG. 14A is a front view of the pinch valve. 一つのバルブが閉位置の状態のピンチバルブの断面図である。It is sectional drawing of a pinch valve in the state where one valve is a closed position. 一実施の形態の分離器の側面図である。It is a side view of the separator of one embodiment. 図15に示す分離器の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the separator shown in FIG. 一実施の形態の液体分析装置を示す図である。It is a figure which shows the liquid analyzer of one Embodiment. 図17に示す装置で用いるキュベットの上面図である。It is a top view of the cuvette used with the apparatus shown in FIG. 図18に示すキュベットの側面図である。It is a side view of the cuvette shown in FIG. 図18に示すキュベットの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the cuvette shown in FIG. 一実施の形態の試料調合部の概略図である。It is the schematic of the sample preparation part of one Embodiment. 中央計器部と脱着可能なカセットを備えた他の実施の形態の液体処理及び分析装置の斜視図である。It is a perspective view of the liquid processing and analyzer of other embodiment provided with the central instrument part and the cassette which can be attached or detached. 中央計器部からカセットを離した、液体処理及び分析装置の部分的に切り取り側面図である。FIG. 4 is a partially cut away side view of a liquid processing and analysis apparatus with the cassette removed from the central instrument section. カセットを中央計器部に取り付けた状態の図22Aに示す液体処理及び分析装置の断面図である。FIG. 22B is a cross-sectional view of the liquid processing and analysis apparatus shown in FIG. 22A with the cassette attached to the central instrument section. 線23A〜23Aに沿った図22Aに示す液体処理及び分析装置のカセットの断面図である。FIG. 22B is a cross-sectional view of the cassette of the liquid processing and analysis apparatus shown in FIG. 22A along line 23A-23A. 線23B〜23Bに沿った図23Aに示すカセットの断面図である。FIG. 23B is a cross-sectional view of the cassette shown in FIG. 23A along line 23B-23B. 液体処理用のネットワークを有する液体処理及び分析装置の断面図であって、カセットのロータがほぼ垂直方向を向いた状態を示す図。FIG. 3 is a cross-sectional view of a liquid processing and analysis apparatus having a network for liquid processing, and shows a state in which the rotor of the cassette is oriented substantially in the vertical direction. 液体処理用のネットワークを有する液体処理及び分析装置の断面図であって、カセットのロータがほぼ水平方向を向いた状態を示す図。FIG. 3 is a cross-sectional view of a liquid processing and analysis apparatus having a network for liquid processing, and shows a state in which the rotor of the cassette is directed substantially in the horizontal direction. 図23Cに示す液体処理及び分析装置の中央計器部の正面図である。It is a front view of the central instrument part of the liquid processing and analyzer shown in FIG. 23C. 他の実施の形態の液体処理用のネットワークを有する液体処理及び分析装置の断面図である。It is sectional drawing of the liquid processing and analyzer which has the network for liquid processing of other embodiment. 図24Aに示す液体処理及び分析装置の中央計器部の正面図である。It is a front view of the central instrument part of the liquid processing and analyzer shown to FIG. 24A. 試料流体を保持した試料要素を有するロータの正面図である。It is a front view of a rotor having a sample element holding a sample fluid. 図25Aのロータの背面図である。FIG. 25B is a rear view of the rotor of FIG. 25A. 図25Aのロータの正面図であって、試料要素が試料流体で充填された状態を示す。FIG. 25B is a front view of the rotor of FIG. 25A, showing the sample element filled with the sample fluid. 図25Cのロータの正面図であって、試料流体が分離された後の状態を示す。FIG. 25C is a front view of the rotor of FIG. 25C, showing a state after the sample fluid is separated. 図25Aのロータの線25E〜25Eに沿った断面図である。FIG. 25B is a cross-sectional view along line 25E-25E of the rotor of FIG. 25A. 図25Eのロータの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the rotor of FIG. 25E. 液体処理及び分析装置とともに使用する試料要素の分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the sample element used with a liquid processing and analysis device. 組立てた状態の試料要素の斜視図である。It is a perspective view of the sample element of the assembled state. カセットとともに使用する液体境界部の正面図である。It is a front view of the liquid boundary part used with a cassette. 図27Aの液体境界部の上面図である。It is a top view of the liquid boundary part of FIG. 27A. ロータと係合した液体境界部の拡大側面図である。It is an enlarged side view of the liquid boundary part engaged with the rotor. 図22Aの液体処理及び分析装置の中央計器部の線28〜28に沿った断面図である。FIG. 22B is a cross-sectional view along line 28-28 of the central instrument portion of the liquid processing and analysis apparatus of FIG. 22A. 血液試料中に存在する可能性のある様々な成分の吸収スペクトルを示すグラフ。A graph showing the absorption spectra of various components that may be present in a blood sample. 水による寄与分をスペクトルから減算した、試料集団の血液及びグルコース濃度に対する図29で示した成分を付加した血液の吸収スペクトルの変化を示す図。The figure which shows the change of the absorption spectrum of the blood which added the component shown in FIG. 29 with respect to the blood and glucose concentration of a sample group which subtracted the contribution by water from a spectrum. 干渉物質の存在が考えられる状態で検体の濃度を測定する一実施の形態の分析方法を説明する図。The figure explaining the analysis method of one embodiment which measures the density | concentration of a test substance in the state which can think of presence of an interfering substance. 図31に示す実施の形態とともに用いる、試料の干渉物質を識別する一実施の形態の方法を説明する図。The figure explaining the method of one Embodiment which identifies the interference substance of a sample used with embodiment shown in FIG. 図32に示す一実施の形態の方法を説明するためのグラフ。The graph for demonstrating the method of one Embodiment shown in FIG. 図32に示す方法を更に説明するためのグラフ。The graph for further explaining the method shown in FIG. 図31に示す実施の形態とともに用いる、試料内の考えられる干渉物質を識別するためのモデルを生成する一実施の形態の方法を説明する図。FIG. 32 illustrates an embodiment method for generating a model for identifying possible interfering substances in a sample for use with the embodiment shown in FIG. ランダムにスケール変更した干渉物質スペクトルの一実施の形態の生成方法を説明する概略図である。It is the schematic explaining the production | generation method of one Embodiment of the interference substance spectrum rescaled at random. 図35に示す実施の形態で用いる一実施の形態の干渉物質の濃度分布を示すグラフである。It is a graph which shows the density | concentration distribution of the interference substance of one Embodiment used with embodiment shown in FIG. 混合干渉物質スペクトルの一実施の形態の生成方法を説明する概略図である。It is the schematic explaining the production | generation method of one Embodiment of a mixed interference substance spectrum. 干渉物質加重スペクトルデータベースの一実施の形態の生成方法を説明する概略図である。It is the schematic explaining the production | generation method of one Embodiment of an interference substance weighted spectrum database. 干渉物質がグルコース推定値の誤差に与える影響を示すグラフ。The graph which shows the influence which an interfering substance has on the error of a glucose estimated value. 図40A、図40B、図40C、図40Dはそれぞれ、二つの異なる技術、即ち、補間解像度が1cm−1のフーリエ変換赤外線(FTIR)スペクトロメータ(三角形と実線で示す)と、7.08μmで140nmから10μmで279nmまで変化する帯域幅に対応する28cm−1の半波高全幅値(FWHM)帯域幅とガウス分布を有する25の有限帯域幅IRフィルタ(丸と鎖線で示す)を用いて、濃度レベルを1mg/dL、経路長を1μmとしてグルコースの吸収スペクトルと様々な干渉物質とを比較したグラフであって、図40Aは、グルコースとマンニトールを比較したグラフである。40A, 40B, 40C, and 40D, respectively, are two different techniques: a Fourier transform infrared (FTIR) spectrometer (shown as a triangle and a solid line) with an interpolation resolution of 1 cm −1 , and 140 nm at 7.08 μm. Using 25 finite bandwidth IR filters (indicated by circles and chain lines) with a half wave height full width value (FWHM) bandwidth of 28 cm −1 corresponding to a bandwidth varying from 10 μm to 279 nm and a Gaussian distribution Is a graph comparing the absorption spectrum of glucose and various interfering substances with a path length of 1 μm, and FIG. 40A is a graph comparing glucose and mannitol. グルコースとデキストランを比較したグラフである。It is the graph which compared glucose and dextran. グルコースとn−アセチルLシステインを比較したグラフである。It is the graph which compared glucose and n-acetyl L cysteine. グルコースとプロカインアミドを比較したグラフである。It is the graph which compared glucose and procainamide. 3人の供血者から採取した6つの血液試料を、波長の範囲を7μm〜10μmとして任意の単位で表した血漿スペクトルのグラフであり、曲線上の記号はそれぞれ、25個のフィルタの中心波長を示す。6 is a plasma spectrum graph showing six blood samples collected from three blood donors in arbitrary units with a wavelength range of 7 μm to 10 μm, and the symbols on the curves represent the central wavelengths of 25 filters, respectively. Show. 濃度レベルを1mg/dL、経路長を1μmとした場合の、ランダムな量のマンニトールを含む6つの試料の試料集団のスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the spectrum of the sample population of six samples containing a random quantity of mannitol when a density | concentration level is 1 mg / dL and a path | route length is 1 micrometer. 濃度レベルを1mg/dL、経路長を1μmとした場合の、ランダムな量のデキストランを含む6つの試料の試料集団のスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the spectrum of the sample population of six samples containing a random amount of dextran when a density | concentration level is 1 mg / dL and a path | route length is 1 micrometer. 濃度レベルを1mg/dL、経路長を1μmとした場合の、ランダムな量のn−アセチルLシステインを含む6つの試料の試料集団のスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the spectrum of the sample population of six samples containing a random amount of n-acetyl L cysteine when the concentration level is 1 mg / dL and the path length is 1 μm. 濃度レベルを1mg/dL、経路長を1μmとした場合の、ランダムな量のプロカインアミドを含む6つの試料の試料集団のスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the spectrum of the sample population of six samples containing a random amount of procainamide when a concentration level is 1 mg / dL and a path length is 1 μm. マンニトールの存在下のトレーニングによって得た較正ベクトルを、清浄な血漿スペクトルのみのトレーニングによって得た較正スペクトルと比較したグラフ。A graph comparing the calibration vector obtained by training in the presence of mannitol with the calibration spectrum obtained by training only a clean plasma spectrum. デキストランの存在下のトレーニングによって得た較正ベクトルを、清浄な血漿スペクトルのみのトレーニングによって得た較正スペクトルと比較したグラフ。Graph comparing the calibration vector obtained by training in the presence of dextran with the calibration spectrum obtained by training only the clean plasma spectrum. n−アセチルLシステインの存在下のトレーニングによって得た較正ベクトルを、清浄な血漿スペクトルのみのトレーニングによって得た較正スペクトルと比較したグラフ。A graph comparing the calibration vector obtained by training in the presence of n-acetyl Lcysteine with the calibration spectrum obtained by training only a clean plasma spectrum. プロカインアミドの存在下のトレーニングによって得た較正ベクトルを、清浄な血漿スペクトルのみのトレーニングによって得た較正スペクトルと比較したグラフ。A graph comparing the calibration vector obtained by training in the presence of procainamide with the calibration spectrum obtained by training only the clean plasma spectrum. 他の実施の形態の検体検出システムの概略図。Schematic of the specimen detection system of other embodiments. 図44に示す検体検出システムに適した実施の形態のフィルタホイールの平面図。The top view of the filter wheel of embodiment suitable for the specimen detection system shown in FIG. 他の実施の形態の検体検出システムの部分断面図。The fragmentary sectional view of the sample detection system of other embodiments. 図46に示す検体検出システムの試料検出器の詳細断面図。46 is a detailed sectional view of the sample detector of the specimen detection system shown in FIG. 46. FIG. 図46に示す検体検出システムの基準検出器の詳細断面図。FIG. 47 is a detailed sectional view of a reference detector of the specimen detection system shown in FIG. 46.

Claims (72)

1以上の液体経路を有する液体処理システムを準備するステップと、
前記液体処理システムを用いて、注入液を前記1以上の液体経路を介して体外の流体管に注入するステップと、
前記液体処理システムを用いて、前記1以上の液体経路を介して前記流体管から、体積で400μl以下の体液の試料を取得するステップと、
前記液体処理システムと動作可能に連動した検体検出システムを用いて、前記取得した試料の少なくとも分析部分を分析して、少なくとも一つの検体の濃度を測定するステップと、を含んでなる体液を採取する方法。
Providing a liquid treatment system having one or more liquid paths;
Injecting an infusate into an extracorporeal fluid line via the one or more liquid pathways using the liquid processing system;
Using the liquid processing system to obtain a sample of 400 μl or less of bodily fluid from the fluid tube via the one or more liquid paths;
Using a sample detection system operatively associated with the liquid processing system to analyze at least an analysis portion of the acquired sample and measuring a concentration of at least one sample to collect a body fluid Method.
更に、前記取得した試料を第1の部分と第2の部分に分離するステップと、
前記第2の部分を分析せずに前記流体管に戻すステップと、を含む、請求項1記載の方法。
Further separating the acquired sample into a first part and a second part;
Returning the second portion to the fluid line without analysis.
前記第1の部分は体積で60μl以下である、請求項2記載の方法。   The method of claim 2, wherein the first portion is 60 μl or less in volume. 前記第1の部分は体積で40μl以下である、請求項2記載の方法。   The method of claim 2, wherein the first portion is 40 μl or less in volume. 更に、前記第1の部分を複数の部分に分離するステップを含み、前記複数の部分の一つが前記分析部分を含む、請求項2記載の方法。   The method of claim 2, further comprising the step of separating the first portion into a plurality of portions, one of the plurality of portions including the analysis portion. 前記分析部分が体積で10μl以下である、請求項5記載の方法。   The method of claim 5, wherein the analysis portion is 10 μl or less in volume. 前記検体がグルコースである、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the analyte is glucose. 前記検体が乳酸である、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the specimen is lactic acid. 前記検体が二酸化炭素である、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the analyte is carbon dioxide. 前記検体が血液である、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the specimen is blood. 更に、前記血液から血漿を分離するステップを含み、
前記取得した試料の少なくとも一部を分析するステップは、前記血漿を分析するステップを含む、請求項10記載の方法。
Further comprising separating plasma from said blood,
The method of claim 10, wherein analyzing at least a portion of the acquired sample comprises analyzing the plasma.
前記取得した試料は体積で300μl以下である、請求項1記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the obtained sample has a volume of 300 μl or less. 前記取得した試料は体積で200μl以下である、請求項1記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the obtained sample has a volume of 200 μl or less. 前記取得した試料は体積で100μl以下である、請求項1記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the obtained sample is 100 μl or less in volume. 前記取得した試料は体積で50μl以下である、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the acquired sample is 50 μl or less in volume. 更に、前記取得した試料の一部を前記流体管に戻すステップを含む、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, further comprising returning a portion of the acquired sample to the fluid line. 前記取得した試料は、前記取得した試料の少なくとも一部を前記検体検出システムへ送出すること、及び前記検体の濃度を測定することを容易にするために十分な量の体積である、請求項1記載の方法。   The acquired sample is of sufficient volume to facilitate delivering at least a portion of the acquired sample to the analyte detection system and measuring the concentration of the analyte. The method described. 前記試料を取得するステップは、前記試料を前記1以上の液体経路の患者側端部を超えて抜き取るステップを含む、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein obtaining the sample comprises withdrawing the sample beyond a patient end of the one or more fluid pathways. 前記取得した試料の少なくとも一部を分析するステップは、前記取得した試料の少なくとも一部を光学的に分析するステップを含む、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein analyzing at least a portion of the acquired sample comprises optically analyzing at least a portion of the acquired sample. 前記取得した試料の少なくとも一部を光学的に分析するステップは、前記取得した試料の少なくとも一部を分光分析するステップを含む、請求項19記載の方法。   20. The method of claim 19, wherein optically analyzing at least a portion of the acquired sample includes spectroscopic analysis of at least a portion of the acquired sample. 患者の体液と連通(access)するように構成され、患者側端部を有する液体処理ネットワークと、
前記液体処理ネットワークに連結したポンプシステムであって、該ポンプシステムは、注入液を前記液体処理ネットワークを介して前記患者に向かって注入するように動作する第1のモードと、前記患者から前記体液の試料を前記液体処理ネットワークに抜き出すように動作する第2のモードを有するポンプシステムと、
前記液体処理ネットワークと連通可能(accessible)で、前記抜き出した体液の試料の少なくとも一部の検体を測定するように構成された検体検出システムと、を含んでなる体液処理システムであって、
前記液体処理ネットワークは、前記体液処理システムの最大抽出状態に対応する、体積で400μl以下の最大抽出領域を有する、体液処理システム。
A liquid treatment network configured to access a patient's bodily fluid and having a patient end;
A pump system coupled to the liquid treatment network, wherein the pump system operates to infuse an infusate through the liquid treatment network toward the patient; and from the patient to the bodily fluid A pump system having a second mode that operates to withdraw a sample of liquid into the liquid treatment network;
A body fluid treatment system comprising: an analyte detection system that is accessible to the liquid treatment network and configured to measure at least a portion of the specimen of the extracted body fluid sample;
The liquid treatment network has a maximum extraction region having a volume of 400 μl or less corresponding to the maximum extraction state of the body fluid treatment system.
更に、前記抜き出した試料を第1の部分と、分析をせずに前記患者に戻す第2の部分に分離する試料調合部を含む、請求項21記載の体液処理システム。   The body fluid treatment system according to claim 21, further comprising a sample preparation unit that separates the extracted sample into a first part and a second part that is returned to the patient without analysis. 前記第1の部分は、体積で60μl以下である、請求項22記載の体液処理システム。   The body fluid treatment system according to claim 22, wherein the first part has a volume of 60 μl or less. 前記第1の部分は、体積で40μl以下である、請求項22記載の体液処理システム。   23. The body fluid treatment system according to claim 22, wherein the first portion has a volume of 40 μl or less. 前記試料調合部は、更に、前記第1の部分を複数の部分に分離するように構成され、前記複数の部分の一つが分析部分を含む、請求項22記載の体液処理システム。   23. The body fluid processing system according to claim 22, wherein the sample preparation unit is further configured to separate the first part into a plurality of parts, and one of the plurality of parts includes an analysis part. 前記分析部分が体積で10μl以下である、請求項25記載の体液処理システム。   26. The body fluid treatment system according to claim 25, wherein the analysis part has a volume of 10 μl or less. 前記検体がグルコースである、請求項21記載の体液処理システム。   The body fluid treatment system according to claim 21, wherein the specimen is glucose. 前記検体が血液である、請求項21記載の体液処理システム。   The body fluid treatment system according to claim 21, wherein the specimen is blood. 更に、前記液体処理ネットワークと連通可能で、前記抜き出した体液の試料から少なくとも一つの成分を分離するように構成された分離部を含む、請求項28記載の体液処理システム。   30. The bodily fluid treatment system according to claim 28, further comprising a separation portion that is in communication with the liquid treatment network and configured to separate at least one component from the sample of bodily fluid extracted. 前記体液は血液であり、前記少なくとも一つの成分は血漿であり、前記検体検出システムは、前記血漿に含まれる前記検体を測定するように構成された、請求項29記載の体液処理システム。   30. The bodily fluid processing system according to claim 29, wherein the bodily fluid is blood, the at least one component is plasma, and the sample detection system is configured to measure the sample contained in the plasma. 前記最大抽出領域は体積で300μl以下である、請求項21記載の体液処理システム。   The body fluid treatment system according to claim 21, wherein the maximum extraction region is 300 μl or less in volume. 前記最大抽出領域は体積で200μl以下である、請求項21記載の体液処理システム。   The body fluid treatment system according to claim 21, wherein the maximum extraction region has a volume of 200 µl or less. 前記最大抽出領域は体積で100μl以下である、請求項21記載の体液処理システム。   The bodily fluid treatment system according to claim 21, wherein the maximum extraction region is 100 μl or less in volume. 前記最大抽出領域は体積で50μl以下である、請求項21記載の体液処理システム。   The body fluid treatment system according to claim 21, wherein the maximum extraction region has a volume of 50 µl or less. 前記最大抽出状態が、前記体液処理システムの通常の動作サイクル時に、前記液体処理ネットワークの内部に含まれる廃棄用体液を除く、前記液体処理ネットワークの中に存在する前記体液の量が最大となる前記体液処理システムの状態である、請求項21記載の体液処理システム。   The maximum extraction state is such that, during a normal operation cycle of the bodily fluid treatment system, the amount of the bodily fluid present in the liquid treatment network is maximized, excluding waste bodily fluid contained in the liquid treatment network. The bodily fluid treatment system according to claim 21, which is in a state of the bodily fluid treatment system. 前記最大抽出領域は、前記最大抽出状態に前記体液によって占有される前記液体処理ネットワークの部分である、請求項21記載の体液処理システム。   The body fluid treatment system of claim 21, wherein the maximum extraction region is a portion of the liquid treatment network that is occupied by the body fluid in the maximum extraction state. 前記最大抽出領域は、前記液体処理ネットワークの前記患者側端部によって画定される、請求項21記載の体液処理システム。   The body fluid treatment system of claim 21, wherein the maximum extraction region is defined by the patient-side end of the liquid treatment network. 前記検体検出システムは、光学的検出システムを含む、請求項21記載の体液処理システム。   The bodily fluid treatment system according to claim 21, wherein the specimen detection system includes an optical detection system. 前記光学的検出システムは、分光的検出システムを含む、請求項38記載の体液処理システム   39. A body fluid treatment system according to claim 38, wherein the optical detection system comprises a spectroscopic detection system. 前記ポンプシステムが、前記第1のモードで動作する第1の単一モードポンプと、前記第2のモードで動作する第2の単一モードポンプとを含む、請求項21記載の体液処理システム。   The body fluid treatment system according to claim 21, wherein the pump system includes a first single mode pump operating in the first mode and a second single mode pump operating in the second mode. 液体経路と、
前記液体経路と連通可能(accessible)で、試料の検体測定に関する情報を送出するように構成された分析器と、
前記分析器と連動するプロセッサと、
保存されたプログラム命令と、を備えた体液分析システムであって、
前記保存されたプログラム命令は、前記体液分析システムが、
(a)注入液を前記液体経路の患者側端部の方向へ注入する工程と、
(b)前記試料を体積で400μl以下、前記液体経路を介して前記患者側端部から前記分析器の方向へ抜き出す工程と、
(c)前記抜き出した試料の少なくとも一部を分析して、少なくとも一つの検体の濃度を測定する工程と、を動作するように、前記プロセッサによって実行可能である、体液分析システム。
A liquid pathway;
An analyzer that is accessible to the liquid path and configured to deliver information about analyte measurement of the sample;
A processor in conjunction with the analyzer;
A body fluid analysis system comprising stored program instructions,
The stored program instructions are stored in the body fluid analysis system.
(A) injecting an infusate toward the patient side end of the liquid path;
(B) extracting the sample in a volume of 400 μl or less from the patient side end through the liquid path toward the analyzer;
(C) analyzing the at least a portion of the extracted sample to measure the concentration of at least one specimen, the body fluid analysis system executable by the processor to operate.
更に、前記抜き出した試料を第1の部分と、分析をせずに前記患者に戻す第2の部分に分離する試料調合部を含む、請求項41記載の体液分析システム。   42. The body fluid analysis system according to claim 41, further comprising a sample preparation unit that separates the extracted sample into a first part and a second part that is returned to the patient without analysis. 前記第1の部分は、体積で60μl以下である、請求項42記載の体液分析システム。   43. The body fluid analysis system according to claim 42, wherein the first portion has a volume of 60 μl or less. 前記第1の部分は、体積で40μl以下である、請求項42記載の体液分析システム。   43. The body fluid analysis system according to claim 42, wherein the first portion has a volume of 40 μl or less. 更に、前記第1の部分を複数の部分に分離するように構成された試料調合部を備え、前記複数の部分の一つが分析部分を含む、請求項42記載の体液分析システム。   43. The body fluid analysis system according to claim 42, further comprising a sample preparation unit configured to separate the first part into a plurality of parts, wherein one of the plurality of parts includes an analysis part. 前記分析部分が体積で10μl以下である、請求項45記載の体液分析システム。   46. The body fluid analysis system according to claim 45, wherein the analysis portion has a volume of 10 μl or less. 前記分析器が分光分析器を含む、請求項41記載の体液分析システム。   42. A body fluid analysis system according to claim 41, wherein the analyzer comprises a spectroscopic analyzer. 前記抜き出した試料の少なくとも一つの検体が、グルコース、二酸化炭素、乳酸、及びヘモグロビンからなる群から選択される、請求項41記載の体液分析システム。   42. The body fluid analysis system according to claim 41, wherein at least one specimen of the extracted sample is selected from the group consisting of glucose, carbon dioxide, lactic acid, and hemoglobin. 前記抜き出した試料は体積で300μl以下である、請求項41記載の体液分析システム。   42. The body fluid analysis system according to claim 41, wherein the extracted sample has a volume of 300 μl or less. 前記抜き出した試料は体積で200μl以下である、請求項41記載の体液分析システム。   42. The body fluid analysis system according to claim 41, wherein the extracted sample has a volume of 200 μl or less. 前記抜き出した試料は体積で100μl以下である、請求項41記載の体液分析システム。   42. The body fluid analysis system according to claim 41, wherein the extracted sample has a volume of 100 μl or less. 前記抜き出した試料は体積で50μl以下である、請求項41記載の体液分析システム。   42. The body fluid analysis system according to claim 41, wherein the extracted sample has a volume of 50 μl or less. 更に、前記液体経路と連通可能な試料調合部を備えた、請求項41記載の体液分析システム。   42. The body fluid analysis system according to claim 41, further comprising a sample preparation unit capable of communicating with the liquid path. 前記試料調合部が、前記抜き出した試料から少なくとも一つの成分を分離するように構成された、請求項53記載の体液分析システム。   54. The body fluid analysis system according to claim 53, wherein the sample preparation unit is configured to separate at least one component from the extracted sample. 前記試料調合部が、遠心分離器を備えた、請求項54記載の体液分析システム。   55. The body fluid analysis system according to claim 54, wherein the sample preparation unit includes a centrifuge. 前記試料調合部が、フィルタを備えた、請求項54記載の体液分析システム。   55. The body fluid analysis system according to claim 54, wherein the sample preparation unit includes a filter. ポンプシステムと検体検出システムを有する体液分析器とともに利用可能な液体処理モジュールであって、
当該液体処理モジュールは、
患者側端部と前記患者側端部と離間した境界部部分と有し、前記ポンプシステムと係合し、患者から体液を取得するように構成された液体送出ネットワークと、
前記液体送出ネットワークと連通可能(accessible)で、前記検体検出システムと連動するように構成された試料分析セルとを備え、
前記液体送出ネットワークは、前記液体送出ネットワークの最大抽出状態に対応する、体積で400μl以下の最大抽出領域を有する、液体処理モジュール。
A liquid processing module usable with a body fluid analyzer having a pump system and an analyte detection system,
The liquid treatment module is
A liquid delivery network having a patient end and a boundary portion spaced from the patient end, engaged with the pump system, and configured to obtain body fluid from the patient;
A sample analysis cell that is accessible to the liquid delivery network and configured to interface with the analyte detection system;
The liquid delivery module, wherein the liquid delivery network has a maximum extraction area of 400 μl or less in volume corresponding to the maximum extraction state of the liquid delivery network.
更に、前記患者から取得した前記体液を第1の部分と、分析をせずに前記患者に戻す第2の部分に分離する試料調合部を備えた、請求項57記載の液体処理モジュール。   58. The liquid processing module according to claim 57, further comprising a sample preparation unit that separates the body fluid obtained from the patient into a first part and a second part that is returned to the patient without analysis. 前記第1の部分は、体積で60μl以下である、請求項58記載の液体処理モジュール。   59. The liquid processing module according to claim 58, wherein the first portion has a volume of 60 [mu] l or less. 前記第1の部分は、体積で40μl以下である、請求項58記載の液体処理モジュール。   59. The liquid processing module according to claim 58, wherein the first portion has a volume of 40 [mu] l or less. 更に、前記第1の部分を複数の部分に分離するように構成された前記試料調合部を備え、前記複数の部分の一つが分析部分を含む、請求項58記載の液体処理モジュール。   59. The liquid processing module of claim 58, further comprising the sample preparation portion configured to separate the first portion into a plurality of portions, wherein one of the plurality of portions includes an analysis portion. 前記分析部分が体積で10μl以下である、請求項61記載の液体処理モジュール。   62. The liquid processing module according to claim 61, wherein the analysis portion has a volume of 10 [mu] l or less. 前記最大抽出領域は体積で300μl以下である、請求項57記載の液体処理モジュール。   58. The liquid processing module according to claim 57, wherein the maximum extraction region is 300 μl or less in volume. 前記最大抽出領域は体積で200μl以下である、請求項57記載の液体処理モジュール。   58. The liquid processing module according to claim 57, wherein the maximum extraction region has a volume of 200 μl or less. 前記最大抽出領域は体積で100μl以下である、請求項57記載の液体処理モジュール。   58. The liquid processing module according to claim 57, wherein the maximum extraction region has a volume of 100 μl or less. 前記最大抽出領域は体積で50μl以下である、請求項57記載の液体処理モジュール。   58. The liquid processing module of claim 57, wherein the maximum extraction region is 50 [mu] l or less in volume. 前記最大抽出状態が、液体処理モジュールの通常の動作サイクル時に、前記液体送出ネットワークの内部の廃棄用体液を除く、前記液体送出ネットワークの内部に存在する前記体液の量が最大となる前記液体処理モジュールの状態である、請求項57記載の液体処理モジュール。   The liquid processing module in which the amount of the body fluid existing inside the liquid delivery network is maximized when the maximum extraction state excludes body fluid for waste inside the liquid delivery network during a normal operation cycle of the liquid processing module. 58. The liquid processing module according to claim 57, wherein: 前記最大抽出領域は、前記最大抽出状態の時に前記体液によって占有される前記液体送出ネットワークの部分である、請求項57記載の液体処理モジュール。   58. The liquid processing module of claim 57, wherein the maximum extraction region is a portion of the liquid delivery network that is occupied by the body fluid when in the maximum extraction state. 更に、前記液体送出ネットワークと連通可能な試料調合部を備えた、請求項57記載の液体処理モジュール。   58. The liquid processing module according to claim 57, further comprising a sample preparation unit capable of communicating with the liquid delivery network. 前記試料調合部が、前記患者から取得した前記体液から少なくとも一つの成分を分離するように構成された、請求項69記載の液体処理モジュール。   70. The liquid processing module of claim 69, wherein the sample preparation unit is configured to separate at least one component from the bodily fluid obtained from the patient. 前記試料調合部が、遠心分離器を備えた、請求項70記載の液体処理モジュール。   The liquid processing module according to claim 70, wherein the sample preparation unit includes a centrifuge. 前記試料調合部が、フィルタを備えた、請求項70記載の液体処理モジュール。
The liquid processing module according to claim 70, wherein the sample preparation unit includes a filter.
JP2007555296A 2005-02-14 2006-02-13 System and method for detecting specimen by reducing sample volume Pending JP2008529674A (en)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US65266005P 2005-02-14 2005-02-14
US65800105P 2005-03-02 2005-03-02
US67355105P 2005-04-21 2005-04-21
US72419905P 2005-10-06 2005-10-06
US11/316,686 US7860542B2 (en) 2005-02-14 2005-12-21 Analyte detection system with reduced sample volume
PCT/US2006/004933 WO2006088772A1 (en) 2005-02-14 2006-02-13 Analyte detection system and method with reduced sample volume

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008529674A true JP2008529674A (en) 2008-08-07

Family

ID=38456601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007555296A Pending JP2008529674A (en) 2005-02-14 2006-02-13 System and method for detecting specimen by reducing sample volume

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1861012A1 (en)
JP (1) JP2008529674A (en)
AU (1) AU2006214503A1 (en)
CA (1) CA2597610A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015520395A (en) * 2012-06-21 2015-07-16 ライトシップ メディカル リミテッド Glucose sensor
JP2022534137A (en) * 2019-05-23 2022-07-27 アイピー2アイピーオー イノベーションズ リミテッド sensor
JP2023514495A (en) * 2020-01-24 2023-04-06 ベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニー Catheter with dedicated blood collection port and related method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118389258B (en) * 2024-04-22 2024-10-22 深圳山荣凯科技有限公司 Air bacteria or virus detector capable of automatically circulating collection and detection

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015520395A (en) * 2012-06-21 2015-07-16 ライトシップ メディカル リミテッド Glucose sensor
JP2022534137A (en) * 2019-05-23 2022-07-27 アイピー2アイピーオー イノベーションズ リミテッド sensor
JP2023514495A (en) * 2020-01-24 2023-04-06 ベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニー Catheter with dedicated blood collection port and related method

Also Published As

Publication number Publication date
EP1861012A1 (en) 2007-12-05
CA2597610A1 (en) 2009-08-24
AU2006214503A1 (en) 2006-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5185629B2 (en) Device for extracting and analyzing body fluids
CA2624302C (en) Anti-clotting apparatus and methods for fluid handling system
US9913604B2 (en) Analyte detection systems and methods using multiple measurements
CA2951271C (en) Method and apparatus for detection of multiple analytes
JP2009521258A (en) Analyte detection system and method with periodic sample extraction and body fluid analyzer
JP2009511125A (en) Fluid handling cassette system for body fluid analyzer
WO2006088785A1 (en) Analyte detection system with distributed sensing
CA2624417A1 (en) System and method for assessing measurements made by a body fluid analyzing device
JP2008529674A (en) System and method for detecting specimen by reducing sample volume
JP2008529676A (en) Analyte detection system with distributed detection