JP6560671B2 - 流体を分注するカートリッジ、自動分析器、および生体試料を分析する方法 - Google Patents

Description

本発明は、流体工学の分野、特に生体試料の分析を行う目的で流体のマイクロ流体部分を分注するカートリッジに関する。

医療研究所において、インビトロ診断は、生体試料に関して一般的に行われる。かかる検査は、ピペットを使用して手動で行われてもよく、または自動分析器を使用して行われてもよい。自動分析器は、試薬を生体試料に自動的に添加してもよく、分析中に生体試料の１つまたは複数の物理的性質を測定してもよい。自動分析器は、先行技術において知られている。例えば、欧州特許出願公開第１９５９２５７号明細書は、複数の試薬カセットを保持する試薬カセット保持機構を含む自動分析器を開示する。欧州特許出願公開第１９５９２５７号明細書は、分析器が、試薬ピペッタを有することを開示する。試薬ピペッタは、化学反応を開始するために試料を含む容器に試薬を分注するために使用される。

国際特許出願公開第２００７／１２２３８７号パンフレットは、試薬リザーバ内に含まれる試薬を分注するカートリッジを開示する。カートリッジは、試薬上の閉鎖ガス空間を画定するリザーバを含む。カートリッジは、使用時にガスをガス空間に入れるガス通気孔を更に含む。

米国特許第８３１８１０９号明細書は、流体操作および流体試料を分析するためのマイクロ流体装置を示す。ベローズポンプは、ベローズポンプおよびマイクロ流体チャネルの端部の間に置かれた液体バリアによってマイクロ流体チャネルに流体連結され、液体バリアは、ガス透過性であり、かつ液体不透過性である。

米国特許第５９４７１６７号明細書は、交換可能なカートリッジポンプを有する分注アセンブリを開示する。他の流体ディスペンサが、国際公開第２００５／０１６５３４号パンフレットおよび国際公開第２００７／１２２３８７号パンフレットに開示される。Ｗ．Ｓｔｒｅｕｌｅら、「ＰｉｐｅＪｅｔ：Ａ ｓｉｍｐｌｅ ｄｉｓｐｏｓａｂｌｅ ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ ｆｏｒ ｔｈｅ ｎａｎｏ −ａｎｄ ｍｉｃｒｏｌｉｔｅｒ ｒａｎｇｅ」、ＪＡＬＡ、２００４年１０月、３００〜３０６ページは、２つのジョーの間に締め付けられたポリマー管を開示する。管の後端は、リザーバに連結され、供給路として役立つ。

本発明は、独立請求項に特許請求されたような、流体を分注するカートリッジ、生体試料を分析する自動分析器、および分析物を検出するために生体試料を分析する方法を提供する。本発明の実施形態は、従属請求項において与えられる。

本発明の実施形態は、カートリッジの底部に沈殿する粒子を含む懸濁液である流体を貯蔵および分注することに特に好適である。分析を行うために流体の一部を分注する前に、沈殿した粒子または沈殿した粒子の少なくとも一部は、沈殿した粒子に向けられ、粒子が懸濁された状態に戻されるように、粒子を流体と混合させる流体の流れによって懸濁される。換言すると、圧縮可能な流体ポンプが圧縮される時、沈殿した粒子は、導管の端部から混合量を放出することよって引き起こされる流体の流れによって再懸濁される。このことは、懸濁液の流体フラクション中の粒子の濃度および分布は、分析を行うために、分注量がカートリッジから分注される前に、予め定義したレベルに到達するという利点を有する。このことは、分析が、再現可能な精度で行われ得ることを確実にする。

本発明の実施形態は、沈殿した粒子を流体内部で再懸濁するために、沈殿した粒子を流体と混合するために回転部分が必要とされないので、特に好適である。このことは、単一の弾性ポンピング要素を有する単一の圧縮可能な流体ポンプと、マイクロ流体の応用に特に有益である、流体ポンプから流体出口に向かって延びる取り付け導管とを提供することによって達成される。弾性ポンピング要素に対して圧力を加えると、弾性ポンピング要素は、圧縮され、それによりポンピング要素内のポンピング量を圧縮する。ポンピング量に対する圧力で、ポンピング量が導管に向かって移動し、最終的に導管からの流体の流れをもたらす。

この場合に、「弾性」は、ポンピング要素に対して力または圧力を加えることで、ポンピング要素がその形を変化させることを意味する。しかしながら、一旦、力または圧力が消滅すると、ポンピング要素は、単独でその元の形状に戻る。従って、後続のポンピングステップのためにポンピング要素を準備する追加の手段の必要はない。ポンピング要素が、全体として「弾性」であるために必ずしも（可逆的に変形可能な）弾性材料で作られる必要がないことに注目されたい。ポンピング要素は、例えばベローズによって形成されるならば、その形状のために弾性であってもよい。その材料のために弾性であるポンピング要素の一例は、弾性膜である。

本発明の実施形態によれば、カートリッジのリザーバ室は、シンクを形成する底部を有し、シンクは、リザーバ室の流体出口を含み、導管は、流体出口から所定の距離までシンクに延びる。このことは、懸濁液中の粒子の局所濃度および分布が、その予め定義したレベルに到達するように、流体出口に近接する導管から混合量を放出することによってこのシンク領域で局所的に流体の流れを引き起こすという利点を有する。分注ステップ中、流体出口に近接する流体のこの部分は、分注量が、再懸濁された粒子を定義された濃度範囲で有する流体を含むように分注される。もう１つの利点は、流体のいかなる残留部分もシンク内に収集され、従って、圧縮可能な流体ポンプに加えられるポンピング運動によって引き起こされる流体の流れによって混合され得るために、カートリッジが、ほぼ空の時でも完全に操作可能なままであるように、死容積が限定されることである。

本発明の実施形態によれば、カートリッジは、換気通路を形成するバッフル手段を有する。本発明の実施形態によれば、換気通路は、流体ポンプが、最大限に圧縮され、それ故に最大ポンピング量が、この圧縮によって移動される時に、流体ポンプによって分注される混合量以上である換気量を有する。このことは、リザーバ室内に含まれる流体の（例えば酸素化による）劣化を抑えるために、周囲大気からカートリッジへの酸素または二酸化炭素のような雰囲気ガスの流入を最小限に抑えるという利点を有する。

本明細書において理解される「カートリッジ」は、流体を貯蔵および分注する容器を含む。カートリッジは、自動分析器のホルダの機械的インタフェースと調和する機械的インタフェースを有する。カートリッジおよび自動分析器の機械的インタフェースは、カートリッジが空の時に、カートリッジが、新しいカートリッジに便利に交換され得るように、ホルダへ、かつホルダからのカートリッジの着脱を可能にする。

本発明の実施形態によれば、カートリッジは、流体を受け、かつ保持するリザーバ室を含み、リザーバ室は、換気ガスを受けるためにも操作可能である。リザーバ室は、換気ガスを受ける入口を含む。リザーバ室の少なくとも一部は、カートリッジが、操作位置に設置される時、換気ガスで充填されるように操作可能である。入口は、換気ガスで充填されるように操作可能な部分に置かれる。流体は、試薬を含む。カートリッジは、入口を通したガス拡散を制限するバッフル手段を更に含む。リザーバ室は、バッフル手段を介して換気ガスを受ける。換気ガスは、リザーバ内でガスに直接提供されるので、そうでない場合にリザーバ室内の圧力変動を引き起こし得る、リザーバ室内に含まれる流体フラクション中の気泡形成はない。本発明の実施形態によれば、バッフル手段は、換気ガスを、換気ガスで充填されるように操作可能なリザーバ室の部分に直接提供する。それ故に、本発明の実施形態は、カートリッジの外側、およびリザーバ室内のガス中の間で圧力の平衡が常にあるという利点を有する。本発明の実施形態は、（例えば、リザーバ室が、雰囲気との接触によって劣化し得る酸素感受性の試薬を含む場合）バッフル手段が、流体を損なう、または劣化させることがあるリザーバ室へのガスの拡散を減少させるという利点も有してもよい。バッフル手段は、リザーバ室からのガスまたは蒸気の拡散が同様に減少するので、リザーバ室内の流体の蒸発も減少させ得る。

本明細書で使用される「コントローラ」は、１つまたは複数の他のデバイスの操作および／または機能を制御するデバイス、機械または装置を包含する。コントローラの例は、コンピュータ、プロセッサ、埋め込みシステムまたはコントローラ、プログラマブルロジックコントローラ、およびマイクロコントローラを含んでもよいが、それらに限定されない。本明細書で使用される「計算デバイス」または「コンピュータ」は、プロセッサを含むいかなるデバイスも包含する。本明細書で使用される「プロセッサ」は、プログラムまたは機械実行可能命令を実行することが可能な電子構成部品を包含する。

本明細書で使用される「ハードウェアインタフェース」は、プロセッサまたは他のコントローラが、外部計算デバイスおよび／または装置と相互作用し、かつ／または制御することを可能にするインタフェースを包含する。ハードウェアインタフェースは、プロセッサが、外部計算デバイスおよび／または装置に制御信号または命令を送信するようにしてもよい。

一態様において、本発明は、流体を分注するカートリッジを提供する。カートリッジは、流体を受け、かつ換気ガスを受けるように操作可能なリザーバ室を含む。本明細書で使用される換気ガスは、流体がリザーバ室から除去される時、リザーバ室の外側、およびリザーバ室内側の圧力を均等にするために使用されるガスを包含する。リザーバ室は、換気ガスを受ける入口と、流体を分注する出口とを含む。リザーバ室の少なくとも一部は、操作位置にある時、換気ガスで充填されるように操作可能である。入口は、換気ガスで充填されるように操作可能な部分に置かれる。換言すると、カートリッジが、操作位置にある時、換気ガスは、すでに換気ガスがあるか、または換気ガスで直ちに充填される場所でリザーバ室に添加される。流体は、試薬を含む。本明細書で使用される試薬は、化学または生化学反応を開始もしくは促進するために、またはかかる反応が起こるか識別もしくは観察するために、（生）化学系に添加される物質または化合物である。

本発明の実施形態によれば、カートリッジは、入口を通したガス拡散を制限するバッフル手段を更に含む。リザーバ室は、バッフル手段を介して換気ガスを受けるように操作可能である。本明細書で使用されるバッフル手段は、入口に到達するためにガスに特定の経路を辿らせる、構造を包含する。バッフル手段は、入口へのかつ／または入口からのガスの拡散を制限する手段を提供する。このように、本明細書で使用されるガス拡散は、カートリッジへの換気ガスの拡散、および／またはリザーバ室にすでに存在するガスが外に拡散することによる拡散を指してもよい。この実施形態は、カートリッジ内で試薬の寿命を保全し得るので好適であり得る。例えば、試薬成分に応じて、換気ガスは、試薬に有効性を失わせるか、またはその化学反応性を失わせることがあり、同様にリザーバ室内側のガスは、流体からの蒸気を含むことがある。バッフル手段は、入口からの流体蒸気の拡散を同様に制限する。このことは、特定の試薬の濃度が変化することを妨げることに役立ち得る。

もう１つの実施形態において、カートリッジは、キャップのような閉鎖要素を含む。閉鎖要素は、入口を開放するために開放位置に動かされるように、かつ／またはポンプへのアクセスを可能にするように操作可能であってもよい。実施形態によっては、閉鎖要素は、入口を直接密閉してもよく、すなわち閉鎖要素の密閉効果は、入口にある。他の実施形態において、閉鎖要素は、バッフルまたはバッフルの一部を密閉する。これは、入口を間接的に密閉する。

本明細書で使用される閉鎖要素は、実施形態によっては、入口を開放または閉鎖するように操作可能な機械部品であってもよい。閉鎖要素の例は、除去可能なプラスチック片、テープ片、およびねじ蓋のようなカートリッジと組み合うように操作可能な機械部品を含んでもよい。同様に、バッフルの可撓性部分を閉鎖し得る締め付け要素が、閉鎖要素として使用され得る。

もう１つの実施形態において、入口は、換気ガスで充填されるように操作可能であるリザーバ室の部分内の定圧を維持するように操作可能である。一定値で圧力を維持することが、流体の更に正確な分注を可能にするので、この実施形態は、有益であり得る。実施形態によっては、入口は、流体を分注する時に換気ガスで充填されるように操作可能であるリザーバ室の部分内の定圧を維持するように操作可能である。

例えば、米国特許出願公開第２０１０／００１５００９号明細書において、流体内に浸漬される入口が開示される。ガスは、入口で発泡させることによってカートリッジリザーバに入る。

実施形態によっては、換気ガスは、通常の大気であってもよい。実施形態によっては、バッフル手段は、大気に開放される。
もう１つの実施形態において、閉鎖要素は、入口を開放するために開放位置に動かされるように操作可能である。閉鎖要素は、除去可能であってもよいか、または移動可能であるが、カートリッジに固定されてもよい。

もう１つの実施形態において、カートリッジは、流体を更に含む、すなわち充填された状態にある。
もう１つの実施形態において、流体は、分散または懸濁を含む。本明細書で使用される分散または懸濁は、流体内に懸濁される粒子または微粒子を包含する。

もう１つの実施形態において、流体は、ラテックス粒子を含んでもよい。
もう１つの実施形態において、流体は、ナノ粒子を含んでもよい。
もう１つの実施形態において、流体は、磁気粒子を含んでもよい。

もう１つの実施形態において、カートリッジは、流体を分注するディスペンサを更に含む。ディスペンサは、リザーバ室の出口から流体を受けるように操作可能である。実施形態によっては、ディスペンサは、流体のマイクロ流体部分を分注するマイクロ流体ディスペンサであってもよい。他の実施形態において、ディスペンサは、ノズルを含んでもよい。例えば、ディスペンサは、直管を含んでもよいか、または１つまたは複数の弁が内部に含まれるノズルを含んでもよい。

もう１つの実施形態において、ディスペンサは、バッフル手段と無関係な速度で流体を分注するように操作可能である。換言すると、流体の分注は、バッフル手段によって調節または制御されない。

例えば、米国特許出願公開第２０１１／０３０７６０号明細書において、物質を制御可能に放出する装置が、開示される。調節要素は、装置へのガスの流れを制限し、流体の放出速度を効果的に制御する。これと対照的に、本発明の実施形態によっては、流体は、バッフル手段と効果的に無関係である速度で分注され得る。本発明の幾つかの実施形態によるバッフル手段は、効果が分注される実際の量よりも遙かに小さいような、分注速度に対する小さな効果を有してもよい。このことは、流体の更に正確な分注を可能にし得る。

もう１つの実施形態において、ディスペンサは、マイクロ流体分注アセンブリである。
もう１つの実施形態において、ディスペンサは、次のいずれかを分注するように操作可能である：１０μＬ未満、５００ｎＬ未満、２００ｎＬ未満、１００ｎＬ未満、および２０ｎＬ未満の量。

もう１つの態様において、本発明は、本発明の実施形態によるカートリッジを保持または受ける自動分析器を提供する。自動分析器は、ディスペンサを作動させるように操作可能なアクチュエータアセンブリを含む。自動分析器は、流体ポンプを作動させるように操作可能なアクチュエータアセンブリも含む。自動分析器は、アクチュエータアセンブリおよび流体ポンプの操作を制御するコントローラを更に含む。

ディスペンサおよび流体ポンプは、機械的に、空気圧で、磁気的に、かつ／または電気的に作動してもよい。このことは、実装およびディスペンサがいかにして構築されるかによって決まる。実施形態において、カートリッジは、自動分析器に設置される時に操作位置にある。

以下において、本発明の実施形態は、図面を参照して、ほんの一例として更に詳細に記載される。

本発明によるカートリッジの実施形態の断面図である。 ベローズがカートリッジのハウジングに組み込まれる、カートリッジの代替的な実施形態を示す図である。 ベローズの代わりに膜を有するカートリッジの代替的な実施形態を示す図である。 本発明の実施形態による導管の端部を概略的に示す図である。 本発明による自動分析器の実施形態のブロック図である。 バッフル手段および可撓性リザーバ室の壁のないカートリッジの代替的な実施形態を示す図である。

種々の実施形態の以下の記載を通して、同一の参照番号が、同様なまたは同一の要素を指し示すために利用される。
図１は、本発明の実施形態によるカートリッジ１００を例示する。カートリッジ１００は、流体１０４を保持するリザーバ室１０２を含む。リザーバ室１０２は、流体１０４で部分的にのみ充填される。リザーバ室１０２の上部に空気のようなガス１０６で充填される領域がある。

バッフル手段１０８が、リザーバ室１０２に隣接する。バッフル手段１０８は、この実施例において大気への通気孔１１０を有する。バッフル手段を通って移動すると、リザーバ室１０２への入口１１４を覆う任意のガスフィルタ１１２がある。入口１１４は、リザーバ室１０２のガス充填部分１０６に換気ガスを提供する。入口１１４は、バッフル手段１０８に取り付けられる。

流体１０４は、出口１１６を介してリザーバ室１０２から出る。この実施例において、ディスペンサ１１８がある。ディスペンサ１１８は、例えば分析器のアクチュエータアセンブリによって（図５の実施形態を参照されたい）、外部デバイスによって作動する時、流体を分注するノズルまたは管を含んでもよい。

ディスペンサ１１８は、容器１０３に分注量１０１を分注することに役立つ。例えば、リザーバ室内に含まれる試薬流体の分注量１０１は、分析物を検出する分析を行うために容器１０３に含まれる生体試料１０５と混合される。

ディスペンサ１１８は、リザーバ室１０２の流体出口１１６に連結される。
カートリッジ１００は、カートリッジ１００のハウジングの外側に弾性ポンピング要素を形成するベローズ１０９を含む流体ポンプ１０７を有する。ベローズ１０９は、ベローズから流体出口１１６に向かって延びる導管１１１に連結される。

本明細書で検討される実施形態において、流体１０４は、粒子を含む懸濁液である。粒子の一部、すなわち粒子１１３は、リザーバ室１０２の底部の沈殿物を形成する。沈殿した粒子１１３を再懸濁するために、ベローズ１０９は、流体の流れが、沈殿した粒子１１３を流体１０４と混合させることになる導管１１１の端部１１５から、流体の混合量１２４が放出され、従って粒子１１３を再懸濁するように、例えばカートリッジ１００を保持する分析器のアクチュエータによって（図５の実施形態を参照されたい）（または代替的な要素において同様に手動で）圧縮される。

ベローズ１０９が、解放される時、次の混合サイクルの準備をするために、以前に放出された混合量１２４を減圧し、かつリザーバ室１０２に含まれる流体１０４から吸引する。

本発明の実施形態によれば、導管１１１は、図１に示すように管形状またはピペット形状である。あるいは、導管１１１は、湾曲形状を有してもよい。例えば、ベローズ１０９は、上部よりもむしろカートリッジ１００のハウジングの側に配設されてもよい。この事例において、カートリッジ１００の形状は、導管１１１が、湾曲形状を有することを必要とし得る。

本明細書で検討される実施形態において、リザーバ室１０２は、流体出口１１６を含むシンク１１７を形成する底部を有する。導管１１１は、流体出口１１６からの所定の距離ｄまでシンク１１７に延びる。例えば、距離ｄは、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲、好ましくは３ｍｍであってもよい。このことは、導管１１１の端部１１５から混合量を放出することによって引き起こされる流体の流れが、シンク１１７の底部に沈殿した沈殿粒子１１３を再懸濁するためにシンク１１７内で濃縮されるという利点を有する。このことは、リザーバ室のこの部分内で、粒子の強烈な混合および再懸濁を引き起こす。混合工程の終了後の次のステップにおいて、シンク１１７内にある流体１０４の部分は、ディスペンサ１１８によって分注量１０１として分注される。

本発明の実施形態によれば、リザーバ室１０２およびベローズ１０９によって構成されるポンプおよび導管１１１は、例えば２成分射出成形によって生成される射出成形部品のような単一形部品である。例えば、リザーバ室１０２は、ポリプロピレンからなってもよく、ポンプ、すなわちベローズおよび導管１１１は、ポリエチレンからなってもよい。なおももう１つの実施形態において、ベローズは、カートリッジのカバーを有する単一形部品であってもよい。

流体１０４中に含まれる粒子１１３は、電気化学発光分析を行うために必要なストレプトアビジンで被覆された磁気ビーズのような、磁気ビーズを含んでもよい。（例えば臨床化学検査のための）代替的な実施形態において、同様に被覆されたラテックス粒子が粒子１１３として使用され得る。流体１０４は、幾らかの貯蔵時間後に沈殿し得る懸濁粒子を含むいかなる粒子強化免疫測定試薬であってもよい。

本発明の実施形態によれば、バッフル手段１０８に含まれる空気量は、ベローズ１０９が最大限に圧縮される時、放出される最大混合量１２４以上である。このことは、ポンピングサイクルが実行される時、周囲大気からリザーバ室１０２への空気の流入を回避または減少させるためである。

本発明の他の実施形態によれば、リザーバ室の壁は、可撓性であり得る。これらの壁は、流体ポンプが圧縮される（かつ追加の混合量がリザーバ室に押圧される）時に膨張し、流体ポンプが減圧される時、かつバッフル手段が必要とされないように、流体１０４が、分注される時に収縮される。バッフル手段のない、かかる実施形態は、図６に示される。破線は、ポンピングサイクル中のリザーバ室１０２の量の変動を示す。

図２は、ベローズ１０９がカートリッジ１００のハウジング内に組み込まれる代替的な実施形態を示す。カートリッジ１００のハウジングは、ベローズ１０９が圧縮のためにアクセス可能である開口部１１９を有する上部を有してもよい。例えば、自動分析器のアクチュエータは、ベローズ１０９を圧縮するために、開口部１１９に挿入され得る。更なる代替案として、閉鎖要素としてのキャップは、カートリッジ１００の輸送のために、開口部１１９へ、または開口部１１９上に設置されてもよい。カートリッジ１００が、自動分析器のホルダに乗せられる時、キャップは、開口部１１９から除去される。キャップの除去は、大気への通気孔１１０を同様に開放してもよい。図２の実施形態は、ベローズによって画定されるポンピング要素が、容易な包装、輸送、取り付けおよび分析器のホルダからの解放のために、カートリッジのハウジング内に統合されるという利点を有する。

図３は、弾性ポンピング要素が、弾性膜１２０であるカートリッジ１００の更なる実施形態を示す。外部アクチュエータを用いて、膜１２０は、変形され、図３に点線によって示されるようにポンピング量を圧縮するために、導管１１１の内側に延びることができる。

図４は、導管１１１の端部１１５を示す。端部１１５は、導管１１１の端部１１５の周囲の周りで広げられる開口部１２２を有する。流体出口１１６に面する導管１１１の端部は、混合量が、最大の渦流および混合効果を引き起こすために、開口部１２２を通って放出されるように閉鎖されてもよい。

図５は、本発明の実施形態による自動分析器２００を例示する。この自動分析器は、３つのカートリッジ１００、１００’および１００”を有するとして示される。カートリッジ１００のような、カートリッジの少なくとも１つは、図１から図４の実施形態による懸濁され、部分的に沈殿した粒子１１３を有する流体１０４を含む。他のカートリッジ１００’および１００”は、同一または類似の設計であってもよく、沈殿する粒子のない、従って図１から図４の実施形態の圧縮可能な流体ポンプを必要としない流体を含んでもよい。

カートリッジ１００に連結されるアクチュエータアセンブリ２０４がある。カートリッジ１００’に取り付けられたアクチュエータアセンブリ２０４’がある。カートリッジ１００”に取り付けられたアクチュエータアセンブリ２０４”がある。アクチュエータ２０４、２０４’、２０４”は、カートリッジ１００、１００’、１００”のディスペンサ１１８を作動させるためにある。

自動分析器２００は、容器１０３ならびにカートリッジ１００、１００’および１００”の間に相対運動２１２を提供する相対運動手段２１０を有するとして示される。容器１０３は、生体試料１０５を含むとして示される。カートリッジ１００、１００’、１００”は、１種または複数の流体を生体試料１０５に添加するために使用されてもよい。自動分析器２００は、測定システム２１４を任意に含んでもよい。測定システムは、生体試料１０５の物理量または物理的性質を測定する１つまたは複数のセンサを含んでもよい。例えば、測定システム２１４は、ＮＭＲシステム、光伝送もしくは反射率測定システム、電気化学もしくは光学センサ、ｐＨ計、カメラシステムまたはクロマトグラフィシステムを含んでもよい。相対運動手段２１０は、容器１０３を測定システム２１４に動かすように、同様に操作可能である。

カートリッジ１００、１００’、１００”および測定システム２１４の配設は、代表的である。測定システム２１４は、あるいは容器１０３の一部であってもよい。実施形態によっては、容器１０３は、固定位置に留まってもよく、カートリッジ１００、１００’、１００”が動いてもよい。作動システム２０４、２０４’、２０４”および測定システム２１４は、コンピュータシステム２２０のハードウェアインタフェース２２２に連結されるとして示される。コンピュータシステム２２０は、自動分析器２００のコントローラの役割を果たす。

コンピュータ２２０は、ハードウェアインタフェース２２２を使用して、自動分析器２００の操作および機能を制御することが可能であるプロセッサ２２４を含むとして更に示される。プロセッサ２２４は、ユーザインタフェース２２６、コンピュータストレージ２２８およびコンピュータメモリ２３０に更に接続されるとして示される。コンピュータストレージ２２８は、分析要求２３２を含むとして示される。分析要求２３２は、生体試料１０５を分析する要求を含む。

コンピュータストレージ２２８は、測定システム２１４からセンサデータ２３４を更に含むとして示される。コンピュータストレージ２２８は、センサデータ２３４を使用して判定された分析結果２３６を更に含むとして示される。コンピュータメモリ２３０は、制御モジュール２４０を含む。制御モジュール２４０は、プロセッサ２２４が自動分析器２００の操作および機能を制御することを可能にするコンピュータ実行可能コードを含む。例えば、制御モジュール２４０は、作動システム２０４、２０４’、２０４”、測定システム２１４、および相対運動システム２１０を発生させ、それらに送信する指令を発生させるために、分析要求２３２を使用してもよい。制御モジュール２４０は、センサデータ２３４を使用して、分析結果２３６を同様に発生させてもよい。

自動分析器２００は、カートリッジ１００に結合される追加のアクチュエータアセンブリ２０５を有する。アクチュエータアセンブリ２０５は、制御モジュール２４０からそれぞれの制御信号を受信するならば、カートリッジ１００の圧縮可能な流体ポンプに、例えばベローズ１０９（図１および図２の実施形態を参照されたい）、または弾性膜１２０（図３の実施形態を参照されたい）に作用する。

カートリッジ１００、１００’および１００”は、空である場合に便利に交換するために、かつピペッティングせずにカートリッジから直接分注するために、自動分析器２００によって着脱自在に保持されることに注目することが、重要である。

操作中、カートリッジ１００、１００’および１００”を保持する自動分析器は、生体試料１０５を分析する次のステップを行う。
ａ．コンピュータシステム２２０は、容器１０３をカートリッジ１００のディスペンサ１１８の下に設置するために、相対運動手段２１０を制御する。

ｂ．コンピュータシステム２２０は、沈殿し得た流体１０４のいずれの粒子１１３も、導管１１１から混合量１２４を放出すること（図１から図３を参照されたい）によって引き起こされる混合のために再懸濁されるように、カートリッジ１００の流体ポンプの弾性ポンピング要素を圧縮するためにカートリッジ１００に結合されるアクチュエータアセンブリ２０５を制御する。弾性ポンピング要素のかかる圧縮／低下サイクルは、流体内の粒子の、定義され、再現可能な混合を確実にするために、複数回、繰り返され得る。

ｃ．アクチュエータアセンブリ２０４は、生体試料１０５と混合するために、必要な量の流体１０４を容器１０３に分注するディスペンサ１１８に作用するためにコンピュータシステム２２０によって制御される。

以下において、コンピュータシステム２２０は、カートリッジ１００’および１００”から容器１０３へそれぞれの量の流体を分注する、カートリッジ１００’および１００”のディスペンサ１１８の下に容器１０３を設置するために、相対運動手段２１０を制御してもよい。電気化学発光分析のような、行われる分析の種類に応じて、培養は、生体試料１０５内の分析物の存在の判定のために、測定システム２１４によって実行される測定ステップの前に行われる。

１００ カートリッジ
１０１ 分注量
１０２ リザーバ室
１０３ 容器
１０４ 流体
１０５ 生体試料
１０６ ガス
１０７ 流体ポンプ
１０８ バッフル手段
１０９ ベローズ
１１０ 大気への通気孔
１１１ 導管
１１２ ガスフィルタ
１１３ 粒子
１１４ 入口
１１５ 端部
１１６ 出口
１１７ シンク
１１８ ディスペンサ
１１９ 開口部
１２０ 膜
１２２ 開口部
２００ 自動分析器
１００ カートリッジ
１００’ カートリッジ
１００” カートリッジ
２０４ アクチュエータアセンブリ
２０４’ アクチュエータアセンブリ
２０４” アクチュエータアセンブリ
２０５ アクチュエータアセンブリ
２１０ 相対運動手段
２１２ 相対運動
２１４ 測定システム
２２０ コンピュータ
２２２ ハードウェアインタフェース
２２４ プロセッサ
２２６ ユーザインタフェース
２２８ コンピュータストレージ
２３０ コンピュータメモリ
２３２ 分析要求
２３４ センサデータ
２３６ 分析結果
２４０ 制御モジュール

Claims (15)

1. 流体（１０４）を分注するカートリッジ（１００）であって、
   − 前記流体を受けるように操作可能なリザーバ室（１０２）であって、流体出口（１１６）を有するリザーバ室と、
   − 分注量（１０１）の流体を前記リザーバ室から分注する制御可能なディスペンサ構成部品（１１８）であって、前記リザーバ室の前記流体出口に連結されたディスペンサ構成部品と、
   − 単一の弾性ポンピング要素（１０９、１２０）を有する単一の圧縮可能な流体ポンプ（１０７）と、
   − 前記流体ポンプから前記流体出口に向かって延びる導管（１１１）とを含み、
   前記流体ポンプは、前記弾性ポンピング要素を圧縮すると、前記導管から前記リザーバ室に混合量（１２４）の流体を放出するように操作可能であり、前記混合量は、前記弾性ポンピング要素の圧縮度によって決まり、前記流体ポンプは、前記弾性ポンピング要素を減圧すると、前記リザーバ室から前記導管に前記混合量を吸引するように操作可能である、カートリッジ。
2. 前記弾性ポンピング要素がベローズ（１０９）によって形成される、請求項１に記載のカートリッジ。
3. 前記弾性ポンピング要素が弾性膜（１２０）である、請求項１に記載のカートリッジ。
4. 前記導管が管形状またはピペット形状である、請求項１、２、または３に記載のカートリッジ。
5. 前記リザーバ室が、シンク（１１７）を形成する底部を有し、前記シンクが、前記リザーバ室の前記流体出口を含み、前記導管が、前記流体出口から所定の距離（ｄ）まで前記シンクに延びる、請求項１から４のいずれか一項に記載のカートリッジ。
6. 前記距離ｄが、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲にある、請求項５に記載のカートリッジ。
7. 前記導管が、前記出口に面する端部（１１５）を有し、前記端部が、前記混合量を放出するために、前記端部の周囲に画定される複数の開口部（１２２）を有する、請求項５または６に記載のカートリッジ。
8. 前記リザーバ室が、換気ガス（１０６）を受ける入口（１１４）を更に含み、前記入口は、前記流体が分注される時、前記リザーバ室内で一定のガス圧を維持するように操作可能である、請求項１から７のいずれか一項に記載のカートリッジ。
9. 前記リザーバ室が、前記入口を通るガス拡散を制限するバッフル手段（１０８）を更に含み、前記バッフル手段が、換気通路を形成し、前記換気通路が、前記弾性ポンピング要素の最大圧縮に起因する混合量以上である換気量を有する、請求項８に記載のカートリッジ。
10. 前記リザーバ室の壁が、可撓性であり、前記リザーバ室が、前記弾性ポンピング要素を圧縮すると膨張し、前記弾性ポンピング要素を減圧すると収縮するように設計される、請求項１から７のいずれかに記載のカートリッジ。
11. 前記リザーバ室が、前記流体で少なくとも部分的に充填され、前記流体が、前記リザーバ室の底部に沈殿する粒子を含む分散または懸濁である、請求項１から１０のいずれか一項に記載のカートリッジ。
12. 前記粒子が磁気ビーズであり、前記粒子が、１μｍ〜４μｍの直径を有し、または前記粒子が、０．０５μｍ〜０．４μｍの直径を有するラテックスビーズである、請求項１１に記載のカートリッジ。
13. 生体試料（１０５）を分析する自動分析器（２００）であって、請求項１から１２のいずれか一項に記載のカートリッジ（１００）を保持するホルダを操作位置で含み、前記分注量（１０１）を分注するディスペンサ構成部品（１１８）を制御する前記カートリッジの前記ディスペンサ構成部品を作動させるように操作可能である第１のアクチュエータアセンブリ（２０４）を更に含み、前記自動分析器が、前記分注量を使用して分析物を検出するために前記生体試料の分析を行うように操作可能であり、前記自動分析器が、前記カートリッジの前記弾性ポンピング要素を圧縮する第２のアクチュエータアセンブリ（２０５）と、前記分注量を分注するために前記第１のアクチュエータアセンブリを制御する前に、前記弾性ポンピング要素を圧縮するために、前記第２のアクチュエータアセンブリを制御するコントローラ（２２０、２４０）とを更に含む、自動分析器。
14. 分析物を検出するために生体試料（１０５）を分析する方法であって、
    − 請求項１０、１１、または１２のいずれか一項に記載のカートリッジ（１００）を保持する請求項１３に記載の自動分析器（２００）を提供するステップと、
    − 前記混合量（１２４）が、沈殿した粒子を再懸濁するために、前記導管の端部（１１５）から放出されるように、前記弾性ポンピング要素を圧縮するために前記コントローラによって前記第２のアクチュエータアセンブリ（２０５）を制御するステップと、
    − 前記分注量（１０１）の流体を分注するために、前記コントローラによって前記第１のアクチュエータアセンブリ（２０４）を制御するステップと、
    − 前記分注された量の流体を使用して、前記分析物を検出するために前記自動分析器によって分析を行うステップとを含む、方法。
15. 前記第２のアクチュエータアセンブリ（２０５）は、前記沈殿した粒子が分析を行うために十分に再懸濁されるまで、前記弾性ポンピング要素が、繰り返し圧縮され、解放されるように制御され得る、請求項１４に記載の方法。

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