JP2010261953A - 試料の自動分析のためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より費用効率的な工程の要求と、検体の検出限界における試験の信頼性および精度を高める目的に照らして、尿などの試料の自動分析のための改善されたシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】システムは、試料の色を測定するように容器関連光学ユニットを含む第１の光学装置と、前記試料の前記色とは別の少なくとも１つの特徴に応じて光学的に検出可能なテストエレメント関連光学ユニットを含む第２の光学装置とを含み、前記試料の前記色に関連した前記第１の結果に応じて、前記試料の前記特徴を測定するか否かを決定するように前記試料の分析を制御するよう設定された制御ユニットとを含む。試料が強い色の場合であっても信頼性のある測定を可能にし、時間および費用を削減する。
【選択図】なし

Description

本発明は、医学的診断の分野であって、試料の自動分析のためのシステムおよび方法に関する。

医学的診断において、種々の乾燥化学試薬を含むテストパッドを設けたテストストリップに尿などの体液を適用することは最も一般的な方法の一つであり、乾燥化学試薬は試料中の特定の検体との反応により濃度依存性の着色または退色を示す。従来、テストストリップ（「スティック」）は体液に手動で浸漬された後、テストパッドの目視検査が行われ、これはたとえば色彩パターンと比較して、少なくとも体液中の検体の通常成分と病的な成分との間の明確な区別を可能にする。

近年、体液の自動分析に対する強い要望を見ることができる。これは、臨床分析においてより費用効率的な工程の要求の増加があるのみならず、特に検体の検出限界における試験の信頼性および精度を高める目的のためである。このため、試料の自動分析のための新しい臨床分析器を開発する強い試みがなされてきた。今日市販されている分析器において、試料がテストパッド上に自動的にピペット移送された後、テストパッドの測光分析が行われる。試薬と試料との間の化学反応の結果としてのテストパッドの着色または退色に応じて、テストパッド上に入射する光線はより多くまたは少なく吸収される。したがって、反射光の強度は、テストパッドの着色または退色を検出し、たとえば試料中の検体濃度を測定するために使用可能である。

前述に照らして、本発明の目的は、尿などの試料の自動分析のための改善されたシステムおよび方法を提供することである。この目的は、本発明の独立請求項によるシステムおよび方法によって満たされる。本発明の好ましい実施の形態は従属請求項の特徴に与えられる。

本発明の第１の特徴によると、試料の自動分析のための新しいシステムが提案される。

システムは、少なくとも１つの試料を受領するための少なくとも１つの空洞形成容器を含む第１の光学装置を含む。一実施の形態において、容器はガラスなどの光透過材料製である。別の実施の形態において、容器は一部がガラスなどの光透過材料製で提供される。第１の光学装置は、容器関連光学ユニットをさらに含む。容器関連光学ユニットは、容器中に含まれた試料の色を測定し、容器に含まれた試料を照射するために光線を生成するように適合された光を放射する、少なくとも１つの（第１の）容器関連光源を含む。さらに容器関連光学ユニットは、容器に含まれた試料を透過した光を検出し、透過光に基づき（第１の）容器関連検出信号を生成するための少なくとも１つの（第１の）容器関連光検出器を含む。

システムは、さらに、少なくとも１つの試料を受領し、該試料の色とは別の試料の少なくとも１つの特徴を光学的に検出するように適合された少なくとも１つのテストエレメントを含む第２の光学装置を含む。該第２の光学装置は、さらに、試料の少なくとも１つの特徴を測定し、テストエレメント関連検出信号を生成するためのテストエレメント関連光学ユニットを含む。

第２の光学装置において、少なくとも１つのテストエレメントには、試料を適用するための少なくとも１つの試験領域（たとえば、テストパッド）が設けられ、該試験領域は、試料の色とは別の試料の少なくとも１つの特徴に応じた光学的に検出可能な変化を受ける。テストエレメント関連光学ユニットは、少なくとも１つの試験領域の光学的に検出可能な変化を測定し、試験領域を照射する光線を生成するように適合された、光を照射するための少なくとも１つのテストエレメント関連光源を含む。さらに、テストエレメント関連光学ユニットは、試験領域から反射した光を検出し、テストエレメント関連検出信号を生成するための少なくとも１つのテストエレメント関連光検出器を含む。

このようなテストエレメントにおいて、試験領域には、通常、試料の少なくとも１つの特徴に応じて光学的に検出可能な変化を受ける（たとえば乾燥化学）試薬が設けられる。たとえば、試薬と試料中に含まれる試薬特異的検体との間の化学反応により、試験領域の着色または退色が生じ得る。このような化学反応は当業者に周知であるため、ここではさらなる説明をしない。本発明のシステムの実施の形態によると、テストエレメントは、試料の遠心分離された成分を光学的に検出するために、試料の遠心分離に適合したキュベットなどの容器でよい。容器は、特にフロースルーキュベットとして具現化される。

さらに、システムは、試料の色に関連した第１の結果を得るための容器関連検出信号を分析し、また、色とは別の試料の少なくとも１つの特徴に関連した第２の結果を得るためのテストエレメント関連検出信号を分析するための分析ユニットを含む。

さらに、システムは、試料の分析を制御するように設定された制御ユニットを含む。これについて、制御ユニットは、容器関連光学ユニット、テストエレメント関連光学ユニットおよび分析ユニットの起動を制御するように構成され、容器中に含まれた試料の色を分析し、試料に含まれた少なくとも１つの検体の存在、任意的に濃度または非存在など、試料の色とは別の試料の少なくとも１つの特徴を測定する。より詳細には、制御ユニットは、試料の色に関連した第１の結果に基づき、第２の装置により色とは別の試料の特徴を測定するか否かを決定する形式で試料の分析を制御するよう設定される。

本発明について、試料の色は、（第１の）容器関連光源および（第１の）容器関連光検出器によって適切に検出可能であることが関連する。これは、（第１の）容器関連光源により生成された光のスペクトル成分が試料により選択的に吸収可能である場合に該当する。したがって、（第１の）容器関連光源によって放射された光は、試料により選択的に吸収するよう適合されたスペクトル成分を含む。これはまた、試料により吸収されない補完的なスペクトル成分も含む。より詳細には、たとえば黄色を検出する場合、青色に対応する光のスペクトル成分が試料によって吸収されるため、試料は黄色を有するように見える。一実施の形態において、（第１の）容器関連光源によって放射された光は白色光であり、これは複数の（第１の）容器関連光源により生成された複数の光線で、赤色光、緑色光および青色光などを加えた白色光のスペクトルから構成されるか、または光は単一の（第１の）容器関連光源により放射される。原理的に、先行技術において既知である光学的検出目的の光源は容器関連光源として好適である。一実施の形態において、たとえば半導体回路基板に搭載可能な白色または単色の赤色、緑色および青色発光ダイオードが使用される。容器関連光学ユニットは、さらに、容器に含まれた試料を照射する光線を形成する少なくとも１つの（第１の）容器関連光源に加えて、好適なレンズおよび開口部を含み得る。

一実施の形態において、（第１の）容器関連光検出器は、透過光のスペクトル強度などのスペクトル特性を測定するように適合された波長感受性光検出器である。基本的に、先行技術において周知である半導体検出器などの検出器は、検出器が照射された際に、試料を透過した光が波長感受性検出信号をもたらす場合に使用可能である。透過光の範囲に最大の感度を有する検出器が使用可能である。任意的に、干渉光の影響に対してより安定した測定を行うために、透過光を選択的に通過させることができるフィルタを使用することができる。

本発明について、少なくとも１つの試験領域の光学的に検出可能な変化は、テストエレメント関連光源およびテストエレメント関連光検出器により適切に検出可能であることが関連する。これは、試薬と試料との間の化学反応の結果として試験領域に生じた着色が、テストエレメント関連光源により放射された光を吸収し、反射光を減衰する場合に該当する。しかしながら逆の場合もあり、この場合、存在が光学的に検出された色素が試薬と試料との間の反応の結果として破壊され、測定信号が反射光の減衰において減少する。したがって、テストエレメント関連光源によって放射された光は、試験領域の着色または退色に応じて、試験領域により選択的に吸収されるように適合されたスペクトル成分を含む。一実施の形態において、テストエレメント関連光源によって放射された光は単色光である。別の実施の形態において、テストエレメント関連光源によって放射された光は白色光である。

原理的に、先行技術において既知である光学的検出目的の光源は、テストエレメント関連光学ユニットの光源として好適である。一実施の形態において、単色発光ダイオードが使用される。別の実施の形態において、白色発光ダイオードが使用される。またテストエレメント関連光学ユニットは、たとえばテストエレメントの少なくとも１つの試験領域を照射する光線を形成する少なくとも１つのテストエレメント関連光源に加えて、好適なレンズおよび開口部を備え得る。一実施の形態において、少なくとも１つのテストエレメント関連光源は、受領した光の、たとえば直線など、空間分解強度を検出可能である。テストエレメント関連光検出器としては、先行技術において周知である、たとえば半導体検出器、ＣＭＯＳ検出器、ＣＣＤカメラ、レミッション光度計（remission photometer）などが使用可能である。

本発明のシステムにおいて、容器への試料の輸送のために、比較的多くの試料体積が使用可能であり、このことは、試料の色のきわめて信頼性の高い光学的測定を有利には可能にする。これについて、試料の色は、色の目視検査に類似して有利には測定可能である。このような測定は、試料中の少なくとも１つの検体の有無および／または濃度など、試料の少なくとも１つの特徴の測定を開始する前に実施されるため、このような分析は、測定色に基づき選択的に適合または省略される。

ここで使用されるように、「光」という用語は、光学的構成によって使用可能な波長範囲を含むことが意図されており、可視範囲に加えて紫外線および赤外線を含む。「色」という用語は、いかなる試料の着色または退色化学反応なしに見える試料の自然色を意味する。「着色」という用語は、試薬と試料との間の特定の化学反応によりテストエレメントの試験領域の色を形成することを意味し、一方で、「退色」という用語は、試薬と試料との間の特定の化学反応により試験領域の色素に由来する色を減少または破壊することを意味する。「強度」という用語は、試料の色の特定のグラデーションを意味し、たとえば尿については淡黄色から暗い黄色などである。色の強度は、そのスペクトル組成により説明可能である。より詳細には、原色の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）またはシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黄（Ｙ）および黒（Ｂ）に基づくＲＧＢまたはＣＭＹＫなどの色空間を使用して、色および色の強度は、それぞれ、組数または色成分として示すことができる。したがって、試料の色強度は、使用された色空間の色成分によって説明可能である。

試料は、血液、血清、尿、脳脊髄液、および体液の自動分析が流体の色の測定と、流体に含まれる検体の存在、任意的に濃度または非存在などの色とは別の流体の少なくとも１つの特徴との測定に関連する限りにおいて他の重要な流体などの体液を含み得る。一実施の形態において、本発明のシステムは尿検査のために使用される。

本発明のシステムの実施の形態によると、第１の結果は試料の色の強度に関連し、制御ユニットは、色の強度が第１の所定の強度水準未満の場合には色とは別の試料の特徴が測定され、色の強度が第１の強度水準に一致またはこれを超える場合には測定されないように試料の分析を制御するよう設定される。

本発明のシステムの別の実施の形態によると、第１の装置は、所定量の少なくとも１つの希釈液を試料に添加するための手段を含み、制御ユニットは、色の強度が第２の所定の強度水準未満の場合には試料に希釈液が添加されず、色の強度が第２の強度水準に一致するか、または第２の所定の強度水準と第１の強度水準との間にある場合には添加されるように試料の分析を制御するよう設定される。試料の特徴は色の強度が第１の強度水準未満である場合のみ測定されるため、第２の強度水準は第１の強度水準未満である。したがって、希釈液を添加した後のみにおいて、前述の試料の特徴が測定される。

本発明のシステムの別の実施の形態によると、システムは、試料を容器へ輸送および／または試料をテストエレメントへ輸送するように適合された少なくとも１つのピペットユニットを含む。該ピペットユニットは、好ましくは、ポンプと、該ポンプとピペット先端部とを流体接続するポンプ導管とが設けられた、流体の自動ピペット採取のための少なくとも１つの（たとえばモジュール式）ピペット溝からなり、ピペット先端部は、該ピペット先端部に正圧または負圧を伝達する、たとえば鋼鉄製の金属針などである。ポンプ導管は、たとえば、可撓性プラスチック材料製でよい。容器はポンプ導管に流体接続され、容器の第１の入口／出口はポンプ導管の先端側の第１の部分に接続可能であり、容器の第２の入口／出口はポンプ導管のポンプ側の第２の部分に接続され得る。一実施の形態において、容器はフロースルーキュベットである。

本発明のシステムの別の実施の形態によると、容器関連光学ユニットは、容器に含まれた試料の濁度を測定するように適合されている。この場合、（第１の）容器関連光検出器は、容器に含まれた試料の透過光のスペクトル強度を感知するように適合され、容器関連検出信号を分析するための検出ユニットは、容器に含まれた試料の透過光のスペクトル強度を測定するように適合されている。この手段により、試料の色の測定は試料の濁度に基づき、よって色測定の信頼性および精度を向上し得る。より詳細には、分析ユニットは、試料の濁度に関連した第３の結果を得るために、容器関連検出信号を分析するよう適合され、制御ユニットは、色、特に色の強度に関連した試料の第１の結果が、試料の濁度に関連した第３の結果に基づく所定の修正規則にしたがって修正されるように試料の分析を制御するよう設定される。

本発明のシステムのさらに別の実施の形態によると、容器関連光学ユニットは、容器に含まれた試料の特定の重量を測定するように適合されている。この場合、容器関連光学ユニットは、試料の特定重量を測定し、容器に含まれた試料を照射する光線を生成するように適合された、光を放射するための少なくとも１つの（第２の）容器関連光源を含む。この場合、容器関連光学ユニットは、さらに、容器に含まれた試料の表面を反射した光を検出し、別の（第２の）容器関連検出信号を生成するための少なくとも１つの（第２の）容器関連検出器を含む。さらに、分析ユニットは、試料の特定重量を測定するために、（第２の）容器関連検出信号を分析するように適合されている。この場合、容器関連光学ユニットにおいて、容器に含まれた試料の表面を反射した光を検出するための少なくとも１つの（第２の）容器関連光検出器は、反射光の、たとえば直線など、空間分解強度を検出可能である。先行技術において周知である光検出器は、検出器が試料から反射した光に照射された際に、この光が検出信号をもたらす場合に使用可能である。反射光の範囲に最大の感度を有する検出器が有利には使用可能である。任意的に、干渉光の影響に対してより安定した測定を行うために、反射光を選択的に通過させることができるフィルタを使用することができる。

本発明の第２の特徴によると、試料の自動分析のための新しい光学装置が提案される。該光学装置は、本発明のシステムに関連して前述したように具現化された少なくとも１つの試料を受領するための少なくとも１つの容器を含む。より詳細には、容器はフロースルーキュベットとして具現化される。

光学装置は、さらに、試料の色を測定し、容器に含まれた試料を照射するために（第１の）光線を生成するように適合された光を放射する、少なくとも１つの（第１の）キュベット関連光源を含む光学ユニットからなる。光学ユニットは、さらに、試料を透過した光を検出し、（第１の）キュベット関連検出信号を生成するための少なくとも１つの（第１の）キュベット関連光検出器を含む。一実施の形態において、（第１の）キュベット関連光検出器は、試料を透過した光のスペクトル特性および（スペクトル）強度を検出可能である。光学ユニットは、さらに、試料の特定重量を測定し、容器に含まれた試料を照射するための光線を生成するように適合された光を放射する、少なくとも１つの（第２の）キュベット関連光源を含む。これは、さらに、キュベットに含まれた試料を反射した光を検出し、第２のキュベット関連検出信号を生成するための少なくとも１つの（第２の）キュベット関連光検出器を含む。一実施の形態において、（第２の）容器関連光検出器は、試料を反射した光の、たとえば直線など、空間分解強度を検出可能である。

光学装置は、さらに、試料の色に関連した第１の結果を得るための（第１の）キュベット関連検出信号を分析し、また、試料の特定重量に関連した第２の結果を得るための（第２の）キュベット関連検出信号を分析するための分析ユニットを含む。

光学装置は、またさらに、試料の分析を制御するように設定された制御ユニットを含む。

光学装置の実施の形態によると、第１のキュベット関連光源の光は、また、試料の濁度を測定するために適合される。さらに、分析ユニットは、試料の濁度に関連した第３の結果を得るために第１の容器関連検出信号を分析するよう適合される。濁度自体は測定すべき重要なパラメータである一方で、これは試料の色に影響を及ぼし得る。特に、混濁した試料が存在する場合、測定される色は赤色になる傾向があり、換言すれば、青色が赤色に比べて多く吸収される。したがって、制御ユニットは、試料の色に関連した第１の結果が、試料の濁度に関連した第３の結果に基づき所定の修正規則にしたがって修正するように試料の分析を制御するよう設定される。

本発明の第３の特徴によると、試料の自動分析のための新しい方法が提案される。前述の本発明のシステムにおいて実施され得る本発明の方法は、少なくとも１つの試料を容器に提供する工程を含み、該容器は、光透過材料製であるか、または光透過材料製の部分を含む。

これは、さらに、試料の色を測定するように適合された少なくとも１つの（第１の）容器関連光線によって試料を照射する工程を含む。（第１の）容器関連光線の光は、試料により選択的に吸収可能なスペクトル成分を含み、またたとえば、その補完的なスペクトル成分も含み得る。一実施の形態において、（第１の）容器関連光線の光は白色光である。本実施の形態において、試料は、複数の（第１の）容器関連光線によって照射可能であり、そのスペクトルは赤色光、緑色光および青色光などを加えた白色光である。後者の場合、複数の（第１の）容器関連光線は、同時にまたは連続的に所望のとおりに試料を照射し得る。

前述の方法は、さらに、（第１の）容器関連光検出器によって試料を透過した光を検出し、（第１の）容器関連検出信号を生成する工程を含む。（第１の）容器関連光検出器は、たとえば、透過光のスペクトル特性および強度（スペクトル強度）を検出可能である。

前述の方法は、さらに、試料の色に関連した第１の結果を得るために、分析ユニットにより（第１の）容器関連検出信号を分析する工程を含む。

前述の方法は、さらに、試料の色に関連した第１の結果に基づき、試料の色とは別の試料の少なくとも１つの特徴を測定するための、以下において「測定ルーチン」と表示される一連の工程に進むか否かを決定する工程を含む。測定ルーチンは、次の工程を含む。

−テストエレメントの少なくとも１つの試験領域に試料を適用する工程であって、該試験領域が、試料の特徴に応じて光学的に検出可能な変化を受ける工程。

−試験領域の光学的に検出可能な変化を測定するように適合された少なくとも１つのテストエレメント関連光線によって少なくとも１つの試験領域を照射する工程。テストエレメント関連光線の光は、試験領域により選択的に吸収可能なスペクトル成分を含む。一実施の形態において、テストエレメント関連光線の光は白色光である。

−試験領域を反射した光をテストエレメント関連光検出器により検出し、テストエレメント関連検出信号を生成する工程。一実施の形態において、テストエレメント関連光検出器は、試験領域を反射した光の、たとえば直線など、空間分解強度を検出可能である。

−試料に含まれた少なくとも１つの検体の有無および／または濃度など試料の少なくとも１つの特徴に関連した第２の結果を得るために、分析ユニットによりテストエレメント関連検出信号を分析する工程。

前述の試料の自動分析のための本発明の方法は、試料を容器に輸送する工程を含み得る。また、テストエレメントの少なくとも１つの試験領域に試料を輸送する工程も含み得る。

前述の方法において、試料の色は第１の測定段階中に測定され、試料の少なくとも１つの特徴は、試料の色に関連した第１の結果に基づき特徴の測定を実施することが決定された場合に、第２の測定段階中に測定される。したがって、第２の測定段階は、第１の測定段階の経過後に開始する。ピペットユニットなどの輸送ユニットを試用して、第１の測定段階の開始前に試料を容器中に輸送し、第２の測定段階開始前に試料をテストエレメントの少なくとも１つの試験領域に輸送することが好ましいことがある。前述のとおり、試料の色の測定結果に基づき、輸送ユニットを洗浄することが好ましい場合があり、試料の色が所定の水準を超過した場合は特別の洗浄を実施することがある。

本発明の方法において、試料の色の測定結果に基づき、試料の少なくとも１つの特徴の測定が実施されるか否かが決定される。この手段により、試料の強い色のために信頼性のある分析が供されない場合にこのような分析が実施されず、時間および材料（すなわち、費用）が有利には節約される。

本発明の方法の実施の形態によると、容器関連検出信号は、試料の色の強度に関連した第１の結果を得るように分析される。より詳細には、色の強度が第１の所定の強度水準未満である場合には測定ルーチンに進み、色の強度が第１の強度水準に一致またはこれを超える場合には測定ルーチンに進まないことが決定される。

本発明の方法の別の実施の形態によると、色の強度が第１の強度水準より低い所定の第３の強度水準に一致またはこれを超える場合には、低下した信頼性を有する色とは別の試料の特徴に関連した第２の結果をマークするマーク工程を実施し、色の強度が第３の強度水準未満である場合にはマーク工程が実施されないことが決定される。

本発明の方法の別の実施の形態によると、測定ルーチンは、試料の色に関連した第１の結果に基づく第２の所定の修正規則にしたがって修正される。この手段により、試料の色強度が所定の水準を超過した場合に、たとえば所定の分析工程が省略または追加され得る。

本発明の方法の別の実施の形態によると、色の強度が第１の強度水準より低い第２の強度水準に一致またはこれを超える場合、測定ルーチンの実施前に、所定量の少なくとも１つの希釈液を試料に添加する希釈工程を実施し、色の強度が第２の強度水準未満である場合に希釈工程が実施されないことが決定される。詳細には、試料の少なくとも１つの特徴の測定信頼性を向上するために、試料の色強度が所定の水準を超えた場合に、試料を希釈するために流体が使用される。試料の添加に使用される流体は、水、緩衝液、およびたとえば試料の希釈など所望の効果が得られる限りにおいてあらゆる他の流体を含む。

本発明の方法の別の実施の形態によると、試料の濁度に関連した第３の結果を得るために、試料の濁度を測定するさらなる工程を含み、試料の色に関連した第１の結果は、試料の濁度に関連した第３の結果に基づく所定の第１の修正規則にしたがって修正される。詳細には、色の測定の信頼性を向上するために、試料の色の測定は試料の濁度に基づく。この実施の形態において、試料の濁度を測定するために、試料を透過した（第１の）容器関連光線の光は、（第１の）容器関連光検出器により分析され得る。

本発明の方法の別の実施の形態によると、容器に含まれた試料の特定重量を測定するさらなる工程を含む。この場合において、該方法は、試料の特定重量を測定するように適合された少なくとも１つの（第２の）容器関連光線で試料を照射する工程と、試料を反射した光を少なくとも１つの（第２の）容器関連光検出器により検出し、（第２の）容器関連検出信号を生成する工程とを含む。容器に含まれた試料の表面を反射した光を検出するための（第２の）容器関連光検出器は、反射光の、たとえば直線など、空間分解強度を検出可能である。またこの場合において、該方法は、試料の特定重量を測定するために、分析ユニットにより（第２の）容器関連検出信号を分析する工程を含む。

本発明の方法の別の実施の形態によると、測定ルーチンを実施しない場合、別の試料の分析に関して試料の持ち越しを回避するために、容器は（特別に）洗浄される。

本発明の方法の別の実施の形態によると、測定ルーチンを実施しない場合、別の試料の分析に関して試料の持ち越しを回避するために、試料を容器に輸送および／または試料を少なくとも１つの試験領域に輸送するために使用されたピペットユニットの少なくとも試料接触部は（特別に）洗浄される。

本発明の方法の別の実施の形態によると、試料の色に関連した第１の結果に応じて試料特定フラグが設定される。該フラグは、一連のフラグから選択的に選ばれて、前述の測定ルーチンの実施、測定ルーチンの省略、測定ルーチンの修正、前述の希釈工程の実施、前述のマーク工程の実施、前述の容器洗浄工程および前述のピペットユニットの洗浄工程の実施からなる選択肢の群から１以上の選択肢を選択することを指示する。前述の選択肢を指示するフラグは例示目的のみに説明したものであり、当業者は、ここに特定した以外の選択肢を指示するフラグが想定可能であることを理解する。

本発明の他のさらなる目的、特徴および利点は以下の説明からより完全になる。明細書に組み込まれてその一部を構成する添付の図面は、本発明の好ましい実施の形態を示し、前述の一般的な説明および次の詳細な説明と共に、本発明の原理の説明を提供する。

試料の自動分析のための本発明のシステムの例示的実施の形態の概略図である。 フロースルーキュベットを含む、図１のシステムの詳細を示す拡大図である。 図１のシステムにおいて実施される本発明のシステムの例示的実施の形態を説明するフローチャートである。

次に本発明を添付の図面を参照して説明し、同等の記号表示は同等または同類の要素を示す。

図１および２を参照して、たとえば尿を含む試料１７の自動分析のためのシステム１の例示的実施の形態を説明する。図１には単一の試料１７のみが表されているが、複数の試料１７がシステム１により分析可能であることが理解される。

システム１には、ポンプ３を含む少なくとも１つのピペットユニット２が設けられ、該ポンプは、たとえばプランジャポンプまたは膜型ポンプとして具現化可能であり、たとえば双方向に動作可能である。ポンプ３は、３／２流体弁４の第１の弁口５に流体接続している。流体弁４には、さらに、可撓性のポンプ管８により、たとえば鋼鉄製の金属針などのピペット先端部１２に流体接続された第２の弁口６と、可撓性の容器管１１により、液体システム流体１４で満たされた容器１３に流体接続された第３の弁口７とが設けられている。ポンプおよび容器管８，１１の両方は、たとえばプラスチック製である。ポンプ管８は、フロースルーキュベット１５により相互に流体接続した先端側の第１の管部９と容器側の第２の管部１０とから構成される。

流体弁４はポンプ３に動作可能に連結されるため、弁口５〜７は、ピペット先端部１２からの流体の吸引または分注ために、または液体システム流体１４を容器およびポンプ管８，１１に貫流させるために選択的に開閉可能である。詳述すると、ポンプ３のポンプ方向に応じて、ポンプ生成された正圧または負圧がピペット先端部１２に伝達可能となり、ピペット先端部１２を通じて尿などの試料１７を管１６から／管１６へ吸引または分注し、またはシステム流体１４を容器１３から吸引してピペット先端部１２を通じて分注し、ピペットユニット２を洗浄する。その他、ポンプ３の双方向の操作性によって、システム流体１４は、ピペット先端部１２を通じた試料１７の吸引または分注のために、ピペットユニット２内で前後移動可能である。例示目的のみのために、図１には３ポート流体弁４が表されているが、３以外の数のポートを有する流体弁も使用可能であることが理解される。

ピペットユニット２は、流体をピペット採取するための機能要素であると考えることができ、モジュラー式構造でよい。例示目的のみのために図１には１つのみのピペットユニット２が表されているが、システム１は、代替的に、試料１７のピペット採取のために特定の要求に応じて１以上のピペット装置２を備え得る。

フロースルーキュベット１５（導入部では「容器」として表示）は、ガラスなどの光透過材料製である。これは、基本的に、平行六面体の基部２３と基部２３の上のテーパ状のキャップ部分２４とからなる。基部２３には、平面の基部表面３３と、基部表面３３に対して垂直に延びた垂直の側面３４とが設けられる。キャップ部分２４には、基部表面３３に対して斜めに延びた傾斜側面３５と基部表面３３に対して平行に延びた上面３６が設けられる。

フロースルーキュベット１５は内部流体管を形成し、以下において「キュベット管」２２（図１の斜線）と称す。キュベット管２２は、基部３３に対して垂直で、互いに対して平行関係に延びた２つの第１の導管部分３７と、基部３３に対して平行で、第１の導管部分３７を相互接続する第２の導管部分３８とを構成する。第１の導管部分３７は、それぞれ、第１と第２のキュベットポート２０，２１にて終結し、第１のキュベットポート２０は、先端側の第１の管部分９に流体接続され、第２のキュベットポート２１はポンプ側の第２の管部分１０に流体接続されている。したがって、管１６に含まれた試料１７は、フロースルーキュベット１５のキュベット導管２２を満たすために、ピペット先端部１２を通じて吸引可能である。

システム１は、フロースルーキュベット１５のキュベット導管２２に含まれた試料１７の色を測定するための比色計として展開された容器関連光学ユニット４９を含む第１の光学装置４７を含む。詳述すると、容器関連光学ユニット４９は、光線３９を生成するための光線形成要素（詳述しない）を含むダイオードなどの白色光を放射するための第１の容器関連光源２５を含む。光線３９は、キュベット導管２２の第２の導管部分３８を通って伝播するように、基部２３の側面３４に略直角に入射する。容器関連光学ユニット４９は、さらに、第１の容器関連光検出器２６（色センサ）を含み、該検出器は、キュベット導管２２の第２の導管部分３８に含まれた試料１７を透過して基部２３の反対側のキュベット１５から出る透過光線４０が検出されることによって、第１の容器関連検出信号が生成されるように配置される。より詳細には、第１の容器関連光検出器２６は、試料１７の色を測定するために、入射光線３９の非吸収波長の検出を可能にするように透過光線４０のスペクトル特性を検出可能である。

第１の容器関連光検出器２６は、さらに、キュベット導管２２の第２の導管部分３８に含まれた試料１７の濁度を測定するために、透過光線４０の強度（スペクトル特性）を検出可能である。

容器関連光学ユニット４９は、さらに、フロースルーキュベット１５のキュベット導管２２に含まれた試料１７の特定重量を測定するための屈折計として展開される。詳述すると、容器関連光学ユニット４９は、さらに、光線４１を生成するための光線形成要素（詳述しない）を含むダイオードなどの単色（たとえば赤）光を放射するための第２の容器関連光源２７を含む。光線４１は、基本的に、キュベット導管２２の第２の導管部分３８に含まれた試料１７の表面での反射のために、キャップ部分２４の傾斜側面３５に略直角に入射する。容器関連光学ユニット４９は、さらに、第２の容器関連光検出器（たとえば、ラインセンサ）２８を含み、該検出器は、キュベット導管２２の第２の導管部分３８に含まれた試料１７を反射してキャップ部分２４の反対側のキュベット１５を出る反射光線４２が検出されることによって、第２の容器関連検出信号を生成可能なように配置される。より詳細には、第２の容器関連光検出器２８は、屈折計測定において典型的であるように、反射光の暗部４２と明部４４との間の移行の検出が可能となるように、反射光線４２の、たとえば直線など、空間分解強度を検出可能である。

システム１は、さらに、試料１７の適用のためのテストストリップ１８を含み、該テストストリップには、テストストリップ１８の上側に互いに対して連続して配置された複数のテストパッド１９が設けられる。個々のテストパッド１９には、試料１７に含まれた特定の検体と反応する乾燥化学試薬が設けられ、試料１７に含まれた検体の有無および任意的に濃度に応じて、着色または退色など光学的に検出可能な変化をする。より詳細には、尿を検出するためには、テストパッド１９は、白血球、亜硝酸塩、タンパク質、グルコース、ケトン、ウロビリノーゲン、ビリルビン、赤血球およびヘモグロビンの有無および任意的に濃度を測定するための試薬を含み得る。テストパッド１９は、さらに、試料１７のｐＨ値を測定可能である。

テストパッド１９を光学的に評価するために、システム１は、さらに、第２の光学装置４８を含み、これは、テストパッド１９の着色または退色などの光学的な変化を測定するためのレミッション光度計として展開されるテストエレメント関連光学ユニット５０を含む。詳述すると、テストエレメント関連光学ユニット５０は、光線４５を生成するための光線形成要素（詳述しない）を含むダイオードなどの単色（たとえば赤）光を放射するためのテストエレメント関連光源３０を含む。個々のテストパッド１９は、光線４５により選択的に照射可能であり、該光線はテストパッド１９に斜めに入射する。

テストエレメント関連光学ユニットは、さらに、個々のテストパッド１９を反射した反射光線４６が検出されて第２の検出信号が生成されるように配置されたテストエレメント関連光検出器（たとえば、ラインセンサ）３１を含む。より詳細には、テストエレメント関連光検出器３１は、反射光の暗部と明部との間の移行を検出可能となるように、反射光線４６の、たとえば直線など、空間分解強度を検出可能である。

システム１は、さらに、ピペット先端部１２を管１６および／またはテストストリップ１８に対して移送するための自動位置決め装置（図１には示さず）を含み得る。このような位置決め装置は当業者には周知であるため、ここでは詳述しない。

システム１は、さらに、個々のテストパッド１９を光線４５により選択的に照射するために、テストストリップ１８に対してテストエレメント関連光学ユニット５０を移送するための別の自動位置決め装置（図１には示さず）を含む。

システム１は、さらに、キュベット１５に含まれた試料１７の色、濁度および特定重量を測定し、また試料に含まれた特定の検体の有無、任意的に濃度など、試料１７の少なくとも１つの特徴に応じたテストパッド１９の着色または退色などの光学的に検出可能な変化を測定するために、検出信号を分析するための各々の光検出器２６，２８，３１に電気的に接続された分析ユニット２９を含む。

システム１は、さらに、所定の処理工程計画にしたがって試料の自動分析を制御するための制御ユニット３２を含み、これは、たとえば、該処理工程計画にしたがって工程を実施するための命令をもつコンピュータ可読プログラムを実行するプログラム可能な論理制御器として具現化され得る。制御ユニット３２は、システム１の異なる要素から情報を受け取り、処理工程計画にしたがって要素を制御するための対応する制御信号を生成および送信する。これについて、制御ユニット３２はシステム要素に電気的に接続され、該システム要素は、処理工程計画に特定された情報の制御および／または提供を要求し、ポンプ３、流体弁４、光源２５，２７，３０、光検出器２６，２８，３１および分析ユニット２９を含む。

フローチャートを示す図３を特に参照して、試料１７の自動分析のための方法の例示的実施の形態を説明する。

処理（工程Ｉ）の開始後、ピペット先端部１２は管１６に含まれた試料１７に浸漬され、試料１７はピペット先端部１２を通じて吸引されて、第１の管部分９とフロースルーキュベット１５のキュベット導管２２とを満たす（工程II）。

その後、第１の容器関連光源２５および第２の容器関連光源２７の両方を作動させて光線３９，４１を生成し、その一方は第２の導管部分３８に含まれた試料１７を通過して透過光線４０となり、他方は第２の導管部分３８に含まれた試料１７を反射して反射光線４２となる。透過光線４０および反射光線４２は、それぞれ、第１の容器関連光検出器２６および第２の容器関連光検出器２８により検出され、分析ユニット２９により、試料１７の色、濁度および特定重量を測定する（工程III）。より詳細には、試料１７の色は、試料１７の濁度に基づき測定可能である。

得られた結果に基づき、試料１７の色の強度が所定水準を超過しているかが確認される（工程IV）。

その場合、試料１７は廃棄容器（図示せず）に分注され、その後、システム流体１４を容器１３から吸引し、システム流体１４をピペット先端部１２を通じて廃棄容器に分注することでシステム流体１４によりピペットユニット２を特別に洗浄し、ピペットユニット２を完全に洗浄することで次の試料の汚染を回避する（工程Ｖ）。別の試料１７が分析される場合、処理は工程IIから継続し、ピペット先端部１２を通じて次の試料１７を吸引する。そうでなければ、処理は終了する（図示せず）。

別の場合において、試料１７の色の強度が所定の水準を超過しない場合、キュベット導管２２に含まれた試料１７のアリコートは、図１に示されるように、テストストリップ１８のテストパッド１９上にピペット移送される（工程VI）。

試料１７をテストパッド１９に含まれた試薬と反応させた後、個々のテストパッド１９の着色または退色は、テストエレメント関連光源３０を作動してテストパッド１９を照射する光線４５を生成することによって測定される。より詳細には、放射された光線４５は、あるテストパッド１９から別のテストパッドに連続的に搬送され、各々のテストパッド１９を反射した反射光線４６を得る。反射光線４６は、テストエレメント関連光検出器３１により検出され、分析ユニット２９によって、たとえば試料１７に含まれた特定の検体の有無および任意的に濃度にしたがって、テストパッド１９の着色および退色を測定する（工程VII）。

工程VIIの後（または代替的に工程VIIと同時に）、ピペットユニット２は、容器１３からシステム流体１４を吸引し、ピペット先端部１２を通じて該システム流体１４を廃棄容器に分注することにより、通常の様式で洗浄される。

その後、別の試料１７が分析される場合、処理は工程IIから継続して、ピペット先端部１２を通じて次の試料１７を吸引する。そうでなければ、処理は終了する（工程IX）。

図３に破線により表された代替案として、測定された試料１７の色強度が所定の水準を超過した場合、キュベット導管２２に含まれた試料１７のアリコートは、テストストリップ１８のすべてまたはいくつかの所定の（選択された）テストパッド１９上にピペット移送され、試料の色の強度に対する分析を適用し（工程VI’）、次に、テストパッド１９の着色または退色を測定する（工程VI”）。

測定の信頼性を向上するために、任意的に、テストパッド１９に試料のアリコートをピペット移送する前に、緩衝液などの流体を試料１７に添加して試料１７を希釈することができる。

工程VII’の後、ピペットユニット２は、液体システム流体１４を容器１３から吸引し、ピペット先端部１２を通じてシステム流体１４を廃棄容器に分注してピペットユニット２を完全に洗浄することにより特別な（通常でない）様式で洗浄され、次の試料のいかなる汚染も回避する。

その後、別の試料１７分析される場合、処理は工程IIから継続して、ピペット先端部１２を通じて次の試料１７を吸引する。そうでなければ、処理は終了する（工程IX）。

したがって、図３に関連して例示した本発明の方法において、試料に含まれた検体の有無および任意的に濃度など、試料１７の少なくとも１つの特徴を測定する前に、試料１７の色が測定可能である。したがって、試料１７に含まれた検体の分析は試料１７の色の測定結果に基づき終了可能であり、これは、試料１７の強い色が有利には費用および時間を削減しテストストリップの浪費を回避する場合において、検体に関して信頼性のある結果が得られないことがあるためである。そうでない場合、試料１７の少なくとも１つの特徴の測定が、試料１７の色の測定結果に基づき適用され、このことは、試料１７が強い色の場合であっても信頼性のある測定を可能にし、時間および費用を削減する。さらに、試料１７色の測定結果に基づくさらなる分析工程を実施することができる。さらには、試料１７の色の測定結果に基づき、ピペットユニット２は特別に洗浄され、次の試料の汚染を回避する。

明らかに、前述の説明に照らし合わせて、本発明の多くの変更および変形例が可能である。したがって、本発明は、具体的考案でなく、添付の請求項の範囲内において実施可能である。

１ システム
２ ピペットユニット
３ ポンプ
４ 流体弁
５ 第１の弁口
６ 第２の弁口
７ 第３の弁口
８ ポンプ管
９ 第１の管部分
１０ 第２の管部分
１１ 容器管
１２ ピペット先端部
１３ 容器
１４ システム流体
１５ キュベット
１６ 管
１７ 試料
１８ テストストリップ
１９ テストパッド
２０ 第１のキュベットポート
２１ 第２のキュベットポート
２２ キュベット導管
２３ 基部
２４ キャップ部分
２５ 第１の容器関連光源
２６ 第１の容器関連光検出器
２７ 第２の容器関連光源
２８ 第２の容器関連光検出器
２９ 分析ユニット
３０ テストエレメント関連光源
３１ テストエレメント関連光検出器
３２ 制御ユニット
３３ 基部表面
３４ 垂直側面
３５ 傾斜側面
３６ 上面
３７ 第１の導管部分
３８ 第２の導管部分
３９ 光線
４０ 光線
４１ 光線
４２ 光線
４３ 暗部
４４ 明部
４５ 光線
４６ 光線
４７ 第１の光学装置
４８ 第２の光学装置
４９ 容器関連光学ユニット
５０ テストエレメント関連光学ユニット

Claims (15)

1. 試料（１７）の自動分析のためのシステム（１）であって、
   Ａ）第１の光学装置（４７）であって、
   Ａ１）少なくとも１つの前記試料（１７）を受領するための少なくとも１つの容器（１５）と、
   Ａ２）前記試料（１７）の色を測定するように適合された光を放射し、前記容器（１５）に含まれた前記試料（１７）を照射する光線（３９）を生成する少なくとも１つの容器関連光源（２５）と、前記試料（１７）を透過した光（４０）を検出し、容器関連検出信号を生成する少なくとも１つの容器関連光検出器（２６）とを含む容器関連光学ユニット（４９）とを含む、第１の光学装置と、
   Ｂ）第２の光学装置（４８）であって、
   Ｂ１）前記試料（１７）を適用するための少なくとも１つの試験領域（１９）を設けた少なくとも１つのテストエレメント（１８）であって、該試験領域（１９）が、前記試料（１７）の前記色とは別の少なくとも１つの特徴に応じて光学的に検出可能な変化を受ける、少なくとも１つのテストエレメントと、
   Ｂ２）前記少なくとも１つの試験領域（１９）の前記光学的に検出可能な変化を測定するように適合された光を放射し、前記試験領域（１９）を照射する光線（４５）を生成するための少なくとも１つのテストエレメント関連光源（３０）を含むテストエレメント関連光学ユニット（５０）であって、テストエレメント関連光検出器（３１）が、前記試験領域（１９）を反射した光（４６）を検出し、テストエレメント関連検出信号を生成するように適合された、テストエレメント関連光学ユニットと、を含む第２の光学装置と、
   Ｃ）前記試料（１７）の前記色に関連した第１の結果を得るために前記容器関連検出信号を分析し、前記試料（１７）の前記特徴に関連した第２の結果を得るために前記テストエレメント関連検出信号を分析するための分析ユニット（２９）と、
   Ｄ）前記試料の前記色に関連した前記第１の結果に応じて、前記試料の前記特徴を測定するか否かを決定するように前記試料（１７）の分析を制御するよう設定された制御ユニット（３２）とからなるシステム。
2. 前記第１の結果が前記色の強度に関連しており、前記制御ユニット（３２）は、前記強度が第１の所定の強度水準未満の場合には前記特徴が測定され、前記強度が前記第１の強度水準に一致またはこれを超える場合には測定されないように前記試料（１７）の分析を制御するよう設定されてなる請求項１記載のシステム。
3. 前記制御ユニット（３２）は、前記強度が前記第１の所定の強度水準より低い所定の第２の強度水準未満の場合には所定量の少なくとも１つの希釈液が前記試料（１７）に添加されず、前記強度が前記第２の強度水準に一致または前記第２の強度水準と第１の強度水準との間にある場合には前記試料（１７）に添加され、前記希釈液を添加した後にのみ前記特徴が測定されるように、前記試料（１７）の分析を制御するよう設定されてなる請求項２記載のシステム。
4. 前記容器関連光源（２５）により放射された光が前記試料（１７）の濁度を測定するように適合されており、前記分析ユニット（２９）が前記試料（１７）の前記濁度に関連した第３の結果を得るために前記容器関連検出信号を分析するように適合され、前記制御ユニット（３２）は、前記試料（１７）の前記色に関連した前記第１の結果が前記試料（１７）の前記濁度に関連した前記第３の結果に応じて修正されるように前記試料（１７）の分析を制御するよう設定されてなる請求項１〜３のいずれか１項に記載のシステム。
5. 試料（１７）の自動分析のための光学装置（４７）であって、
   少なくとも１つの前記試料（１７）を受領するための少なくとも１つのフロースルーキュベット（１５）と、
   前記試料（１７）の色を測定するように適合された光を放射し、前記キュベット（１５）に含まれた前記試料（１７）を照射する光線（３９）を生成するための少なくとも１つの第１のキュベット関連光源（２５）、
   前記試料（１７）を透過した光（４０）を検出し、第１のキュベット関連検出信号を生成するための少なくとも１つの第１のキュベット関連光検出器（２６）、
   前記試料（１７）の特定重量を測定するように適合された光を放射し、前記容器（１５）に含まれた前記試料（１７）を照射する光線（４１）を生成するための少なくとも１つの第２のキュベット関連光源（２７）、および
   前記キュベット（１５）に含まれた前記試料（１７）を反射した光（４２）を検出し、第２のキュベット関連検出信号を生成するための少なくとも１つの第２のキュベット関連光検出器（２８）を含む光学ユニット（４９）と、
   前記試料（１７）の前記色に関連した第１の結果を得るために前記第１のキュベット関連検出信号を分析し、前記試料（１７）の前記特定重量に関連した第２の結果を得るために前記第２のキュベット関連検出信号を分析する分析ユニット（２９）と、
   前記試料（１７）の分析を制御するよう設定された制御ユニット（３２）とからなる光学装置。
6. 前記第１のキュベット関連光源（２５）の光が前記試料（１７）の濁度を測定するように適合されてなり、前記分析ユニット（２９）が、前記試料の前記濁度に関連した第３の結果を得るために前記第１の容器関連検出信号を分析するように適合され、前記制御ユニットは、前記試料（１７）の前記色に関連した前記第１の結果が前記試料（１７）の前記濁度に関連した前記第３の結果に応じて修正されるように前記試料（１７）の分析を制御するよう設定されてなる請求項５記載の光学装置。
7. 試料（１７）の自動分析のための方法であって、
   容器（１５）に少なくとも１つの前記試料（１７）を提供する工程と、
   前記試料（１７）の色を測定するように適合された少なくとも１つの光線（３９）により前記容器（１５）に含まれた前記試料（１７）を照射する工程と、
   前記試料（１７）を透過した光（４０）を検出し、容器関連検出信号を生成する工程と、
   前記試料（１７）の前記色に関連した第１の結果を得るために前記容器関連検出信号を分析する工程と、
   前記試料（１７）の前記色に応じて、前記試料（１７）の前記色とは別の少なくとも１つの特徴を測定するための測定ルーチンに進むか否かを決定する工程と、を含み、前記測定ルーチンが、
   前記試料（１７）をテストエレメント（１８）の少なくとも１つの試験領域（１９）に適用する工程であって、前記試験領域（１９）が前記試料（１７）の前記特徴に応じて光学的に検出可能な変化を受ける工程と、
   前記試験領域（１９）の前記光学的に検出可能な変化を測定するように適合された少なくとも１つの光線（４１）で前記試料領域（１９）を照射する工程と、
   前記試験領域（１９）を反射した光（４２）を検出し、テストエレメント関連検出信号を生成する工程と、
   前記試料（１７）の前記特徴に関連した第２の結果を得るために、前記テストエレメント関連検出信号を分析する工程とを含む方法。
8. 前記容器関連検出信号が前記試料（１７）の前記色の強度に関連した第１の結果を得るように分析されてなり、前記色の強度が第１の所定の強度水準未満である場合には前記測定ルーチンに進むことが決定され、前記色の強度が前記第１の強度水準に一致またはこれを超える場合には前記測定ルーチンに進まないことが決定される請求項７記載の方法。
9. 前記強度が前記第１の強度水準より低い第２の強度水準に一致または前記第２の強度水準と前記第１の強度水準との間にある場合には、前記測定ルーチンを実施する前に、所定量の少なくとも１つの希釈液を前記試料（１７）に添加する希釈工程を実施し、前記強度が前記第２の強度水準未満である場合には前記希釈工程を実施しないことが決定される請求項８記載の方法。
10. 前記強度が前記第１の強度水準より低い所定の第３の強度水準に一致またはこれを超える場合には、低下した信頼性を有する前記特徴に関連した第２の結果をマークするマーキング工程を実施し、前記強度が前記第３の強度水準未満である場合には前記マーキング工程を実施しないことが決定される請求項８または９記載の方法。
11. 濁度に関連した第３の結果を得るために前記試料（１７）の濁度を測定する工程をさらに含み、前記試料（１７）の前記色に関連した前記第１の結果が、前記試料（１７）の前記濁度に関連した前記第３の結果に応じて修正される請求項７〜１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記測定ルーチンが、前記試料（１７）の前記色に関連した前記第１の結果に応じて修正される請求項７〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記試料の前記色に関連した前記第１の結果に応じて、別の試料の分析に関して試料の持ち越しを回避するために、前記容器（１５）を洗浄する特別の容器洗浄工程が実施される請求項７〜１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記試料の前記色に関連した前記第１の結果に応じて、別の試料の分析に関して試料の持ち越しを回避するために、前記試料（１７）を前記容器（１５）へ／前記容器（１５）から移送するため、および／または前記試料（１７）を前記少なくとも１つの試験領域（１９）に移送するために使用されたピペットユニット（２）の少なくとも試料接触部分を洗浄する特別のピペットユニット洗浄工程が実施される請求項７または１３記載の方法。
15. 試料特定フラグが前記試料の前記色に関連した前記第１の結果に応じて設定され、前記フラグが、前記測定ルーチンの実施、前記測定ルーチンの省略、前記測定ルーチンの修正、前記希釈工程の実施、前記マーク工程の実施、前記容器洗浄工程および前述のピペットユニットの洗浄工程の実施からなる選択肢の群から選択された１以上の選択肢を指示する請求項７〜１４のいずれか１項に記載の方法。

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