ガス交換を減少させた流体収容パウチおよびその作製方法
本発明は、流体収容パウチおよび流体収容パウチを形成するための方法を対象とする。一実施形態においては、本発明は、第１および第２の対抗シートと、第１の対向シートと第２の対向シートとの間に配置される、流体（例えば、較正用流体、反応物流体、または洗浄流体）とを含む、流体収容パウチを対象とする。第１のシートおよび第２のシートは、実質的に液体およびガス不透過性周辺シールを有する。これらのシートは、例えば、熱圧着、圧力圧着、熱および圧力圧着、超音波溶接、金属間溶接、またはレーザ溶接のうちの１つもしくは複数によって、封止され得る。本開示の方法および装置に従って封止される流体収容パウチは、ガス交換の減少、特にＣＯ２加圧レベルに関して、実質的な改善を示す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００８年９月１５日に出願された米国特許第１２／２１１，０９５号の優先権を主張し、それは、参照することにより、その全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、医療用診断センサパッケージに関する。より具体的には、本発明は、単回使用の医療用診断センサパッケージのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
様々な感知技術を使用して患者の血液検査を行なう領域において、所望の精度で測定を行なう場合には、センサは、適切に較正しなければならないことは周知である。臨床診断における近年の開発は、センサが試験の単一パネルに使用され、次いで、破棄される装置内にパッケージ化される、統合試験システムの開発につながった。これらの装置は、典型的には、装置と相互作用することが可能である、読み込み機と併せて使用される。相互作用には、各センサから信号を抽出することと、装置内の流体の動作を任意に制御すること、例えば、センサに対してサンプルおよび較正用流体を配置することが挙げられる。本明細書において、ｉ−ＳＴＡＴ（登録商標）と称される、そのようなシステムの詳細な説明は、特許文献１で確認することができ、それは、共同所有され、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００４】
これらの感知システムの主な特性は、これらの装置が定期的に製造され、顧客に発送されることである。しかしながら、装置の製造と使用との間の時間は、数ヶ月である可能性がある。その結果、装置は、ある条件下で使用可能な保存期間、例えば、保管条件の中でもとりわけ、冷蔵庫で６ヶ月、および室温で２週間を示す標識と共に、製造される。
【０００５】
所与のセンサの保存期間が制限され得る様々な理由が存在し、センサの安定性および較正用流体の安定性が含まれるが、これらに限定されない。較正用流体に関しては、較正用分析物の濃度（例えば、とりわけ、カリウムイオン濃度、二酸化炭素の分圧）は、保管中に変化しないことが重要である。この問題に対する１つの解決策は、較正用流体を封止ガラス製容器またはアンプルに保管することである。封止容器では、この容器の壁が、ガスまたは液体交換を不可能にする。しかしながら、装置が、例えば、ベッド脇またはケア試験環境の場所における従来の使用のために設計される時には、ガラス製保管容器を使用することは、非実用的であり得る。非実用性は、脆性およびガラス要素を試験筐体、例えば、単回使用の試験カートリッジ内にパッケージ化する問題に関連する可能性がある。その結果、プラスチック相を有するホイルパウチが、シールに作用するために使用されている。例えば、特許文献１は、周辺シールを有するプラスチックライニングホイルで作製される、較正用パックを開示する。具体的には、プラスチック面が接合されたプラスチックライニングホイルの２つの部分は、液体相およびガス相を含む封入容器を形成するために相互に封止される。ここで、周辺シールは、プラスチックを融解するために十分な熱、およびプラスチック周辺シールを形成するために十分な圧力を加えることによって形成される。封入容器（またはパウチ）内で、液体相は、較正用流体、例えば、とりわけ、カリウム、ナトリウム、グルコース、およびラクトースを含む、例えば、公知の濃度の試験される分析物を含有する、緩衝水性混合物を含む。また、そのパウチ内のガス相は、例えば、空気または所望のガス組成物、例えば、５％の二酸化炭素、２０％の酸素、および７５％の窒素であってもよい。そのガス相またはその液体相中の溶解ガスはまた、例えば、酸素および二酸化炭素、ｐＯ２およびｐＣＯ２のそれぞれの分圧の血液ガス感知のための較正として機能することができる。
【０００６】
本パウチの構成に関して、ホイルの選択、例えば、約４０μｍのアルミニウムロールは、そのバリア特性、すなわち、ガス、蒸気、および液体の輸送に対する耐性によって決定される。ホイルはまた、望ましくは、ピンホールを最小限化するために選択される。ピンホール破損を特定するための様々な最適な検査手段は、当該技術分野において周知である。プラスチック層は、シールを提供し、また、較正用流体成分のうちの１つもしくは複数の分解を引き起こす可能性のある、金属ホイルとの直接接触から流体を保護するための手段として機能する。
【０００７】
ホイルは、一般に、効果的なバリアである一方、様々なガス、例えば、酸素、二酸化炭素、および水蒸気は、異なる程度でプラスチック中に可溶であり、所与の速度でプラスチック母材に浸透することができる。この速度は、温度および圧力、プラスチックの化学組成物、溶媒からそれが鋳造される溶媒、ならびに鋳造材料の濃度の関数である。
【０００８】
特別なガス、例えば、ｐＣＯ２センサを較正するための公知の分圧の二酸化炭素（ｐＣＯ２）が較正目的のために使用される場合は、シールがｐＣＯ２に対して低い透過性および溶解性を有することが好ましい。しかしながら、筐体の中に流体収容パウチがパッケージ化される、筐体の寸法は、シール寸法を制限し得る。
【０００９】
小さいプラスチック筐体へのパウチのパッケージ化は、特許第’６６９号に示されている。ここでは、パウチは、パウチを穿孔することが可能なバルブ構造を有するプラスチック基板内に配置する。パウチは、プラスチックカバーに取り付けられた両面接着テープによって定位置に保持される。プラスチックカバーは、パウチの真上にあり、それと整合する可撓性へらを有する。へらに力が加えられた時に、それは、バルブに対してパウチを圧迫し、導管を流れてセンサの配列に接触させるために、パウチを破断させ、較正用流体を解放する。
【００１０】
可能である場合は、さらなる検討は、駆動力、すなわち、シールの両側面上の分析物の圧力および濃度の差異を最小限化させることによって、シールを横切るガス交換、を最小限化することである。低下した温度はまた、ガス交換を減少させるが、パウチ内の水性流体を凍結させることが、望ましくない効果につながり得るため、このアプローチは、思慮深く使用されなければならない。結果として、冷蔵が有用な妥協案である。
【００１１】
他の技術分野に関しては、特許文献２は、圧調整された較正を含む、液体を有する、内蔵型試薬チャンバを説明し、そのチャンバ壁は、材料の複数の層を含み、少なくとも１つの層は、薄い可撓性ガラス材料である。これらの壁は、泡が試薬チャンバ内に捕獲されないように、充填線の下の封止線に沿って、熱および圧力によって封止される充填ネックを形成するために延在する。
【００１２】
特許文献３は、血液等の生理的液体中のガスパラメータを測定するために、装置の較正または品質管理を実施する上での使用のための、参照ガスのための可撓性容器を開示する。当該可撓性容器は、環境圧力において、またはその近くの圧力で参照ガスを保持するように適合される。
【００１３】
特許文献４は、液体試薬のための容器を開示し、この容器は、外壁と内部の穿孔部材とを有する。そのような容器は、容器が破裂した場合以外、内部の液体の喪失を最小限に抑え、６〜１８ヶ月の期間、液体を保管するように構成される。本容器は、望ましくは、マイクロ流体装置との使用に適合される。
【００１４】
特許文献５は、化学分析を実施するための、電極モジュールおよび流体を取り込む、診断装置を開示する。この装置は、流体導線を有するプラスチックカード状本体、およびホイルライニング空洞に含まれる封止された流体貯蔵器から成る。この貯蔵器は、電極を較正するために使用される、較正用流体を保持する。
特許文献１に説明するタイプの従来の流体収容パウチは、パウチが冷蔵により延長された保存期間を有する、血液試験センサを較正することに商業的に成功することが照明されている。しかしながら、それらの内容物が延長された室温保管で実質的に変化しないよう、冷蔵せずに延長された保存期間を有する、流体収容パウチを改善する必要性が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第５０９６６６９号明細書
【特許文献２】米国特許第６１７８８３２号明細書
【特許文献３】米国特許公開広報第２００６００１３７４４号明細書
【特許文献４】米国特許公開広報第２００６０１８３２１６号明細書
【特許文献５】米国特許公開広報第２００４０２２２０９１号明細書
【特許文献６】米国特許公開広報第５１１２４５５号明細書
【特許文献７】米国特許公開広報第５２０００５１号明細書
【特許文献８】米国特許公開広報第５１１２４５５号明細書
【特許文献９】米国特許公開広報第５６１４４１６号明細書
【特許文献１０】米国特許公開広報第６０３０８２７号明細書
【特許文献１１】米国特許公開広報第６４３８４９８号明細書
【特許文献１２】米国特許公開広報第６７５００５３号明細書
【特許文献１３】米国特許公開広報第７２６３５０１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
したがって、本発明の一般的態様は、前述の種類の問題を未然に防ぐか、または最小限化する、流体収容パウチを提供することである。様々な実施形態においては、本発明は、ガス、例えば、ＣＯ２ガスに対して低透過性および溶解性を有するシールを有する、流体収容パウチに関する。減少した透過性および溶解性は、例えば、ガス、例えば、ＣＯ２ガスに対して低透過性および溶解性を有するシール材料から形成される、改善されたパウチシールを用いることによって、達成されてもよい。いくつかの実施形態においては、シール寸法は、最小限の断面、すなわち、経路長に対する断面積の比率が小さい断面を用いて、長い蛇行した経路長を提供する。本発明はまた、そのような流体収容パウチを形成するための様々なプロセスを対象とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
一実施形態においては、本発明は、第１および第２の対向シートと、第１および第２の対抗シートとの間に配置される流体とを備える、流体収容パウチを対象とし、第１のシートおよび第２のシートは、実質的に、液体およびガス不透過性である周辺シールを有し、その少なくとも一部分は、約４ｍｍ未満のシール幅を有し、本パウチは、約１０ｍｍＨｇ未満の、本明細書に規定するパウチ完全性試験のΔｐＣＯ２値をもたらす。実質的に液体およびガス不透過性であるシールを有する他に、本流体収容パウチは、望ましくは、１２％未満の破裂強度標準偏差を有する。そのようなパウチは、少なくとも１つのセンサを含む、単回使用カートリッジの使用に特に最適であり、そのカートリッジは、サンプル、例えば、血液サンプル中の分析物を測定するための読み取り機と併せて使用される。
【００１８】
第１のシートおよび第２のシートは、任意に、複数の屈曲を有する、波状パターンで折り畳まれる。好ましい態様においては、第１のシートは、第１のホイル層と第１のプラスチック層とを含み、第２のシートは、第２のホイル層と第２のプラスチック層とを含む。任意に、本パウチはさらに、周辺シールの内縁に配置される、内部プラスチックシールビーズを備える。
【００１９】
一態様においては、第１のシートは、第１のホイル層と第１のプラスチック層とを含み、第２のシートは、第２のホイル層と第２のプラスチック層とを含み、周辺シールは、第１のホイルと第２のホイルとの間に配置され、第１および第２のプラスチック層の合わせた厚さより薄い平均厚を有する、第３のプラスチック層を備える。第３のプラスチック層は、例えば、任意に、第１および第２のプラスチック層の合わせた厚さよりも、少なくとも約２５％薄い、例えば、少なくとも約５０％薄い平均厚を有する。好ましい実施形態においては、第１および第２のプラスチック層は、Ｐｒｉｍａｃｏｒ、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ならびにニトロセルロース、尿素およびアクリル樹脂に基づくラッカーから成る群から選択される、プラスチックを備える。一実施形態においては、第１のシートは、第１のホイル層と第１のラッカー層とを含み、第２のシートは、第２のホイル層と第２のラッカー層とを含み、第１および第２のホイル層は、周辺シールにおいて相互に融合される。
【００２０】
周辺シールは、好ましくは、約３４．５ＭＮ／ｍ２〜約６２．１ＭＮ／ｍ２の範囲の圧力を加えることによって、および／または約２００℃〜約５００℃の範囲の熱を加えることによって、形成される。周辺シールは、任意に、約１ｍｍ〜約２ｃｍの周幅を有し、任意に、約１ｃｍ〜約２０ｃｍの周長を有する。
【００２１】
パウチ内に収容される流体は、異なってもよいが、好ましくは、公知の濃度の１つもしくは複数の分析物を含有する較正用流体であるか、反応物流体であるか、または洗浄流体である。パウチは、好ましくは、約５μＬ〜約５ｍＬのパウチ容量を有する。パウチ内の液体容量は、パウチ容量の合計に基づき、好ましくは、約５０％〜約９５％であり、ガス容量は、好ましくは、パウチ容量の合計に基づき、約５％〜約５０％である。ガス相中のガスは、好ましくは、公知の濃度または分圧の１つもしくは複数のガスを有する、較正ガスを備える。ガス相中のガスは、任意に、環境大気である。
【００２２】
好ましい実施形態においては、周辺シールは、１つもしくは複数の圧着領域を含む。この１つもしくは複数の圧着領域は、好ましくは、複数の同心圧着環を備える。
【００２３】
別の実施形態においては、本発明は、第１および第２の対向シートと、第１および第２の対向シートとの間に配置される流体とを備える、流体収容パウチに関し、このパウチは、１２％未満の標準偏差を有する破裂強度を有する。
【００２４】
別の実施形態においては、本発明は、（ａ）第１のシート上に流体を沈着させるステップと、（ｂ）第２のシートを第１のシートの反対に配置するステップと、（ｃ）対向する第１および第２のシートを相互に封止し、それらの間に流体を収容させた封止領域を形成するステップであって、その封止領域は、実質的に、液体およびガス不透過性であるステップと、を含む、流体収容パウチを形成するための方法を対象とする。好ましくは、パウチは、１０ｍｍＨｇ未満の、本明細書に定義するパウチ完全性試験のΔｐＣＯ２値をもたらす。好ましくは、本プロセスはさらに、第１のシート内に空洞を形成し、空洞内に流体を沈着させることを含む。
【００２５】
封止することは、好ましくは、第１のシートおよび第２のシートに熱および／または圧力を加えることを含む。別の態様においては、封止することは、超音波溶接またはレーザ溶接することを含む。任意に、第１のシートおよび第２のシートは、複数の屈曲を有する波状パターンで折り畳まれる。特に好ましい態様においては、第１のシートは、第１のホイル層と第１のプラスチック層とを含み、第２のシートは、第２のホイル層と第２のプラスチック層とを含み、封止することは、内部プラスチックシールビーズが形成されるように、第１のシート上の第１のプラスチック層を第２のシート上の第２のプラスチック層とともに融解することを含む。内部プラスチックシールビーズは、較正用液体が第１および第２のホイル層のうちのいずれか一方、または両方に接触するのを実質的に防止する。
【００２６】
別の実施形態においては、本発明は、第２の相から第１の相を分離するために、隣接部分が相互に封止される場所でプラスチック面が接合されたプラスチックライニングホイルの２つの部分を備える、プラスチックライニングホイルで形成される、実質的にガス気密性のシールに関する。このシールは、プラスチックを融解し、プラスチックシールを形成するために十分な熱および圧力を加えることによって形成され、それによって、シールの１つもしくは複数の領域をもたらす圧着要素によって熱および圧力が加えられ、圧着領域内のプラスチックの平均厚は、２つのプラスチックライニングの初期の合わせた厚さより薄く、かつそれによって、前記プラスチックシールを通る、前記第１の相と前記第２の相との間のガス輸送が、封止中にプラスチックが圧着されないシールよりも実質的に少ない。好ましくは、該方法は、リール上の該ホイルを用いて実施される。圧力は、任意に、該ホイルを圧着させる治具を用いて加えられる。熱および圧力は、任意に、超音波溶接を用いて加えられる。
【００２７】
別の実施形態においては、本発明は、液体相およびガス相を含む封止容器を形成するようにプラスチック面を相互に封止させ、接合させたプラスチックライニングホイルの２つの部分を備える、周辺シールを有する実質的にガス気密性のプラスチックライニングホイルパウチに関する。周辺シールは、プラスチックを融解し、プラスチック周辺層を形成するために十分な熱および圧力を加えることによって形成され、圧力は、周辺シールの１つもしくは複数の領域をもたらす、圧着要素によって加えられ、圧着領域内の周辺シールのプラスチックの平均厚は、実質的に、２つのプラスチックライニングの初期の合わせた厚さより薄い。
【００２８】
別の実施形態においては、本発明は、（ａ）第１のプラスチックライニングホイル内にポケットを形成し、ポケット内に液体の一部分を適用することと、（ｂ）プラスチック面を接合させて第２のプラスチックライニングホイルでポケットを被覆することと、（ｃ）周辺シールを形成するために、第１および第２のプラスチックライニングホイルを相互に封止することであって、前記周辺シールは、プラスチックを融解し、プラスチック周辺層を形成するために十分な熱および圧力を加えることによって形成される、ことと、を含む、プラスチックライニングホイルパウチ内に実質的にガス気密性のシールを形成するための方法に関する。この実施形態においては、圧力は、周辺シールの１つもしくは複数の領域をもたらす圧着要素によって加えられ、圧着領域内のプラスチックの平均厚は、実質的に、２つのプラスチックライニングの合わせた厚さより薄く、前記シールは、液体相およびガス相を含む実質的にガス気密性のパウチを形成する。
【００２９】
別の実施形態においては、本発明は、（ａ）液体相およびガス相を含む周辺シールを用いて封入容器を形成するために、プラスチック面を接合させるようにプラスチックライニングホイルの２つの部分を相互に封止する、第１のステップを含む、周辺シールを有する、実質的にガス気密性のプラスチックライニングホイルパウチを形成する方法である。周辺シールは、プラスチックを融解するために十分な熱、および連続プラスチック周辺シールを形成するために十分な圧力を加えることによって形成される。該方法は、（ｂ）周辺シールの１つもしくは複数の領域をもたらすために、前記周辺シールを圧着させ、圧着領域内のプラスチックの平均厚は、実質的に、２つのプラスチックライニングの合わせた厚さより薄い、第２のステップを含む。
【００３０】
別の実施形態においては、本発明は、第２の相から第１の相を分離するために、隣接領域が相互に封止される場所でプラスチック面を接合させたプラスチックライニングホイルの２つの部分を有する、プラスチックライニングホイルで形成される、実質的にガス気密性のシールに関し、このシールは、プラスチックを融解し、プラスチックシールを形成するために十分な超音波溶接を適用することによって形成される。超音波溶接は、プラスチックシールの１つもしくは複数の領域をもたらし、シール領域の平均厚は、実質的に、２つのプラスチックライニングの合わせた厚さより薄く、かつそれによって、前記プラスチックシールを通る、前記第１の相と前記第２の相との間のガス輸送は、プラスチックの厚さが２つのプラスチックライニングの合わせた厚さである、シールよりも実質的に少ない。
【００３１】
別の実施形態においては、本発明は、液体相およびガス相を含む封入容器を形成するためにプラスチック面を相互に接合させ、封止させたプラスチックライニングホイルの２つの部分を備える、周辺シールを有する実質的にガス気密性のプラスチックライニングホイルパウチに関し、前記周辺シールは、プラスチックを融解して、連続プラスチック周辺層を形成し、かつシール領域から封入容器の周辺の少なくとも一部分内にプラスチックの一部分を押し出し、それによって、周辺シール内のプラスチックの平均厚が２つのプラスチックライニングの初期の合わせた厚さより薄くなるように、超音波溶接を適用することによって形成される。
【００３２】
別の実施形態においては、本発明は、（ａ）第１のプラスチックライニングホイル内にポケットを形成することと、（ｂ）ポケット内に液体の一部分を適用することと、（ｃ）プラスチック面を接合させるように第２のプラスチックライニングホイルでポケットを被覆することと、（ｄ）周辺シールを形成するために、第１および第２のプラスチックライニングホイルをいっしょに封止することであって、前記周辺シールは、プラスチックを融解し、プラスチックの一部分をシール領域からポケット内に押し出すために、超音波溶接を適用することによって形成される、ことと、を含む、プラスチックライニングホイルパウチ内に実質的にガス気密性のシールを形成する方法に関する。このシールは、液体相およびガス相を含む、実質的にガス気密性のポケットを形成し、それによって、周辺シール内のプラスチックの平均厚が、実質的に、２つのプラスチックライニングの合わせた厚さより薄くなる。
【００３３】
別の実施形態においては、本発明は、第２の相から第１の相を分離するために、隣接部分がいっしょに封止される場所でプラスチック面を接合させたプラスチックライニングホイルの２つの部分を備える、プラスチックライニングホイルで形成された、実質的にガス気密性のシールに関する。このシールは、シール領域からプラスチックを実質的に除去し、かつホイルを融解し、前記シール領域内に金属対金属シールを形成するために十分な溶接エネルギーを加えることによって形成される。溶接エネルギーは、好ましくは、超音波エネルギーまたはレーザエネルギーによって提供される。
【００３４】
別の実施形態においては、本発明は、液体相およびガス相を含む、内側プラスチック周辺シールによって囲まれた封入容器を形成するために、領域およびプラスチック面を整合させ、接合させ、いっしょに封止させたホイルの所定の領域上にプラスチックライニングを有するホイルの２つの部分を含み、ホイルの２つの部分の周囲部分がいっしょにレーザ溶接され外側金属間シールを形成している、内側プラスチック周辺シールと外側金属間シールとを有する、実質的にガス気密性のホイルパウチに関する。
【００３５】
別の実施形態においては、本発明は、液体相およびガス相を含む、内部封止されたプラスチック封入容器と、ホイルの２つの部分が前記プラスチック封入容器を封入する外側金属間シールを形成するためにいっしょにレーザ溶接される、外側封止されたホイル封入容器とを含む、実質的にガス気密性のパウチに関する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】流体収容パウチを充填し、かつ封止するための、自動形成、充填および封止プロセスの概略設計を図示する。
【図２】図１に示す自動流体収容パウチ封止システムに進入するときの、封止ホイルの２つの部品の断面図を図示する。
【図３】従来の流体収容パウチ封止治具を図示する。
【図４】封止領域を示す、従来通り封止された流体収容パウチの上面図を図示する。
【図５】特許文献１に説明するように、封止後の流体収容パウチのシール領域の断面の顕微鏡写真を図示する。
【図６Ａ】本発明の例示的実施形態に従う、封止後の２つの流体収容パウチのシール領域の断面顕微鏡写真を例示する。
【図６Ｂ】本発明の例示的実施形態に従う、封止後の２つの流体収容パウチのシール領域の断面顕微鏡写真を例示する。
【図７Ａ】本発明の例示的実施形態に従う、図１に示す、システムを使用して製造される流体収容パウチの上面図。
【図７Ｂ】図７Ａの流体収容パウチの斜視図。
【図７Ｃ】図７Ａの流体収容パウチの側面図。
【図７Ｄ】従来通り封止された図７Ａの流体収容パウチの斜視図。
【図７Ｅ】図７Ａの流体収容パウチのもう一つの斜視図。
【図８】本発明の例示的実施形態に従う、封止治具の断面図を図示する。
【図９】図８に示す、圧着治具の圧着領域の接近断面図を図示する。
【図１０】下部圧着治具に対して定置される、下部封止ホイル２を有する、圧着領３６のさらなる接近断面図を図示する。
【図１１Ａ】制御された温度で延長された期間、制御されたガス環境において、流体収容パウチを保管するために使用される、ガス制御保管容器を図示する。
【図１１Ｂ】制御された温度で延長された期間、制御されたガス環境において、流体収容パウチを保管するために使用される、ガス制御保管容器を図示する。
【図１２】図１１Ａおよび１１Ｂに示す、ガス制御保管容器の分解図を図示する。
【図１３】本発明の実施形態に従う、超音波溶接システムを図示する。
【図１４】本発明の超音波溶接実施形態に従い、流体収容パウチの上部封止ホイル層と下部封止ホイル層との間に位置する、Ｐｒｉｍａｃｏｒを用いて製造される、流体収容パウチのシール領域の断面の顕微鏡写真である。
【図１５Ａ】本発明の超音波溶接実施形態に従い、流体収容パウチの上部封止ホイル層と下部封止ホイル層との間に位置する、Ｐｒｉｍａｃｏｒを用いて製造される、流体収容パウチの別のシール領域の断面の顕微鏡写真である。
【図１５Ｂ】図１５Ａの領域の接近断面図である。
【図１６】本発明の超音波溶接実施形態に従い、流体収容パウチの２つの封止ホイル層との間に位置する、ラッカーを用いて製造される、流体収容パウチのシール領域の断面の顕微鏡写真である。
【図１７】図１６に示す断面の一部分の接近図である。
【図１８】本発明の代替的実施形態に従う、レーザ溶接システムを図示する。
【図１９】本発明の代替的実施形態に従い、流体収容パウチの２つの封止ホイル層との間に位置する、Ｐｒｉｍａｃｏｒを使用するレーザ溶接を使用して、製造される、流体収容パウチのシール領域の断面の顕微鏡写真である。
【図２０Ａ】本発明の代替的実施形態に従い、流体収容パウチの２つの封止ホイル層との間に位置する、Ｐｒｉｍａｃｏｒを使用するレーザ溶接を使用して、製造される、流体収容パウチのシール領域の断面のさらなる顕微鏡写真である。
【図２０Ｂ】図２０Ａの接近図である。
【図２１】本発明の様々な実施形態に従う、様々なシール設計の様々なパラメータおよび改善度を表にする。
【図２２】本発明の様々な実施形態に従う、様々なシール設計のそれぞれのために図２１に表示した、改善度のプロットである。
【図２３】約１８０日間の期間にわたり、５０℃で保管された流体収容パウチの２組の二酸化炭素（ＣＯ２）圧力対時間のデータプロットを図示し、流体収容パウチの第１の組は、従来の方法で封止されており、流体収容パウチの第２の組は、本発明の実施形態に従う方法を使用して封止されている。
【図２４】流体収容パウチの第１の組および流体収容パウチの第２の組の破裂強度と破裂強度変化を比較した、データプロットを図示する。
【図２５】本発明の代替的実施形態に従う、圧着治具の圧着領域の接近断面図を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明の新規特性および利点は、付随の図面と併せて読む時に、それに続く発明を実施するための好ましい実施形態への参照により、より良く理解されるであろう。
これから、好ましい実施形態の様々な特性を、同じ部品が同一の参照番号で特定される図面を参照して説明する。
【００３８】
本発明は、ｉ−ＳＴＡＴ血液試験システムに有用な実施形態に関して説明する。しかしながら、当業者は、本発明が、臨床および非臨床環境の両方に使用される、水質試験を含むが、それに限定されない、他の同様のシステムに対する広域な適用性を有することを理解するであろう。ｉ−ＳＴＡＴシステムの広範囲にわたる説明は、以下の共同所有の特許で確認することができ、参照により、それらの全体が本明細書に組み込まれる：特許文献１、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、および特許文献１２。
【００３９】
ｉ−ＳＴＡＴシステムは、様々な単回使用の使い捨てカートリッジで動作する、手持ち式読み取り機を備える。各カートリッジは、例えば、ナトリウム、カリウム、グルコース、クレアチニン、ｐＨ、酸素、二酸化炭素、トロポニンＩ、Ｂ−ナトリウム利尿ペプチド、および同等物等の様々な分析物の濃度を測定するために使用することができる、１組の電気化学センサを備える、シリコーンチップを有する。
【００４０】
各ｉ−ＳＴＡＴカートリッジはまた、サンプルと反応するように、または洗浄流体として、較正を提供するために、分析プロセス、例えば、アッセイプロセス中に使用される、流体を収容する気密性封止されたホイルパウチを有する。較正のために流体が使用される場合では、第１のステップにおいて、パウチは、読み取り機によって生成された力によって破裂させられる。次いで、流体は、導管を流れ、センサと接触する。読み取り機と電気接触しているセンサは、読み取り機によって記録される較正用信号を生成する。第２のステップにおいて、血液サンプルは、較正用流体を置換する導管を通って押し出され、血液サンプルと接触しているセンサからの信号が、記録される。読み取り機は、較正用流体内の分析物の公知の濃度に基づき、２つの信号を使用するアルゴリズムによって、血液中の分析物の未知の濃度を計算することができる。
【００４１】
例示的実施形態に従い製造された流体収容パウチは、病院および他のユーザのために、製品の簡略化された発送および保管の利点を提供する。例示的実施形態に従い、高度なパウチ封止技術は、パウチの形成中に使用される。好ましい実施形態においては、材料の対向シート、例えば、ホイルは、それらが相互に融合され、その周辺において実質的に液体およびガス不透過性である界面を生成するように、相互に封止される。好適な封止プロセスの例としては、他のパウチ封止技術の中でもとりわけ、熱圧着、圧力圧着、熱および圧力圧着、超音波溶接、金属間溶接およびレーザ溶接が挙げられる。
【００４２】
当業者は、得られるパウチの完全性が、流体、例えば、較正用流体の完全性に直接左右されることを理解するであろう。これは、流体が製造された時間とパウチ内に封止された時間との間、およびそれが、例えば、アッセイに使用される時に、実質的に不変のままであることを意味する。この時間差は、数ヶ月であり得る。その結果、パウチの封止は、その完全性に極めて重要である。
【００４３】
従来の流体収容パウチの形成および封止
図２に示すように、各封止ホイル２ａ、２ｂは、プラスチックライニング側面１０とホイル側面８とを備える。従来の方法に従い、図３に図示する、治具４は、一般に凹型形状の下部部分４ａ、と平面である上部部分４ｂとを備える。この状況においては、「凹型」という用語は、一般に、凹型形状ではない可能性もある、くぼみ部分を指すために使用される。下部部分４ａおよび／または上部部分４ｂのうちのいずれか、または両方は、発熱体６ａ、６ｂをそれぞれ含む。封止ホイル２ａの一部品は、下部の凹型部分４ａから離れて対向する、ホイル２ａのプラスチックライニング側面１０を有する、治具４の下部部分４ａによって、凹型態様で形成される。凹型形状へのホイルの形成は、圧縮空気手段によるか、真空チャックを用いるか、または凹型形状を有するプレス機の使用によるものであり得る。次いで、下部部分４ａの凹型領域内に配置されるホイル２ａは、所望の流体５（図３に示す）、例えば、較正用流体で部分的に充填され、第２の封止ホイル２ｂは、封止ホイル２ａのプラスチックライニング側面（図２および３に示す）を接合する、封止ホイル２ｂのプラスチックライニング側面を有するホイル２ａの上部に定置される。次いで、治具４の上部部分４ｂは、封止をもたらすように、封止ホイル２ａ、２ｂの２つの部品に適用され、熱および圧力は、発熱体６ａ、６ｂを通って、封止ホイル２ａ、２ｂの周辺領域に加えられる。その結果、ホイル２ａ、２ｂの２つの個別のプラスチック層１０ａ、１０ｂはそれぞれ、ホイル２ａおよびホイル２ｂを相互に融合した単一のプラスチック相を形成するように、いっしょに融解する。このプロセスは、以下のように段階的に効果的に進められる（ａ）第１のプラスチックライニングホイル内にポケットを形成すること、（ｂ）ポケット内に液体を沈着させること、（ｃ）プラスチック面を相互に接合させるよう第２のプラスチックライニングホイルでポケットを被覆すること、および（ｄ）周辺シールを形成するために、第１および第２のプラスチックライニングホイルをいっしょに封止することであって、周辺シールは、周辺シールをもたらすために十分な熱および／または圧力を加えることによって形成される。図４は、周辺封止面積５２（番号記号）を示す、従来通り封止された流体収容パウチ５０の上面図を図示する。図７Ｄは、同様のパウチ５０の斜視図を図示する。
【００４４】
図５は、上述の従来の治具４で封止した後の流体収容パウチ１００のシール領域の断面の顕微鏡写真を図示する。示すように、上部の層ホイル２ｂは、下部のホイル層２ａに極めて接近し、上部および下部のプラスチック層１０ｂ、１０ａはそれぞれ相互に融解して、単一の連続プラスチック層９を形成している。顕微鏡写真は、プラスチックシール層（上部のホイル層２ｂおよび下部のホイル層２ａのそれぞれの上部および下部のプラスチック層１０ｂ、１０ａから成る）は、シールが生じる全領域にわたって実質的に均一の厚さを有する。上述のように、本発明の流体収容パウチは、パウチ内からパウチの外部の環境大気へのガス交換をより阻害する、シールを有する。
【００４５】
改善された流体収容パウチ
いくつかの実施形態においては、本発明は、実質的に液体およびガス不透過性であるシールを有する、改善された流体収容パウチを対象とする。本仕様書および請求項の目的のために、シールが、３０ｍｍＨｇ未満、好ましくは２０ｍｍＨｇ，または１０ｍｍＨｇ未満の、下記に説明するパウチの完全性試験のΔｐＣＯ２値をもたらす場合、それは「実質的に液体およびガス不透過性」である。１０ｍｍＨｇ未満のΔｐＣＯ２値をもたらすパウチは、それらが特に室温において、従来のパウチよりも改善されたパウチの保存期間を提供するため、非常に望ましい。別の態様においては、本発明は、流体収容パウチを形成するための様々なプロセスを対象とする。
【００４６】
パウチは、例えば、材料が目的とする形状を保持するよう、１つもしくは複数の屈曲を有する、通常の波動で材料を圧着（例えば、熱および／または圧力を用いる）、超音波溶接、レーザ溶接、および折り畳むことによって形成され得る。好ましい実施形態においては、流体収容パウチは、熱および圧力が対向ホイルを相互に封止し、実質的に液体およびガス不透過性であるシールを形成するために加えられる、圧着プロセスによって封止される。好ましくは、熱は、プラスチックを融解するために十分であり、圧力は、融解したプラスチックの一部分をシール領域からポケット内に押し出すために十分であり、それによって、周辺シールのプラスチックの平均厚が２つのプラスチックライニングの合わせた厚さより薄い、好ましくは、加熱前の２つのプラスチックライニングの合わせた厚さよりも、少なくとも２５％薄い、例えば、少なくとも５０％薄い、少なくとも７５％薄い、少なくとも９０％薄い構造がもたらされる。
【００４７】
図６Ａおよび６Ｂは、本発明の２つの例示的実施形態に従う、シール領域の断面の顕微鏡写真を図示する。これらの顕微鏡写真は、シールの画像が記録されるように、パウチを切断し、それを樹脂ブロック内に載置し、表面を研磨して作製された。具体的には、樹脂、例えば、Ｃｒｙｓｔａｌｂｏｎｄ（登録商標）を加熱し（約２５０℃）、構成要素を用いて鋳型内に定置した。冷却後、好ましくは、例えば、まず、徐々に細かくなる研磨剤である、８００研磨紙で樹脂を用いて、次いで、光学的に十分な表面が生成されるまで、最終的に３μｍのダイアモンド研磨を用いて研磨した。暗い領域の画像は、より優れた詳細を提供することが分かっており、本方法を示した画像に使用する。
【００４８】
図６Ａの実施形態に示すように、下部の封止ホイル２ａは、減少したプラスチック封止領域１２（減少した厚さ）を形成するために圧着治具１８（図８参照）を使用して、上部封止ホイル２ｂおよび形成内部プラスチックシールビーズ１４で封止されており、その正味の影響は、下記により詳細に説明するように、実質的に液体およびガス不透過性であるシールを提供する。図６Ｂの実施形態においては、下部封止ホイル２ａは、減少したプラスチック封止領域１２（減少した厚さ）を形成するために圧着治具１８（図８参照）を使用し、および実質的に液体およびガス不透過性であるシールを提供するための内部プラスチックシールビーズ１４ならびに外部プラスチックシールビーズ１６を形成する上部封止ホイル２ｂで封止されている。図６Ａの実施形態は、例えば、外側ビーズ１６を除去するように、減少したプラスチック封止領域内のパウチを（任意に、図１を参照して下記に説明する、穿孔ステーション３２内）をトリミングすることによって、図６Ｂの実施形態から形成され得る。
【００４９】
図１は、本発明の一実施形態に従い、流体収容パウチを充填し、封止するための自動形成、充填、ならびにシールプロセスおよびシステム（パウチ封止システム１５０）の概略設計である。好ましい実施形態に従い、封止ホイル２ａ、２ｂは、約０．０１〜約２．０ｍｍ、好ましくは、約０．０２〜約０．０５ｍｍの範囲、好ましい実施形態においては、約０．００１５インチ（０．０３８ｍｍ）の呼び厚さを有する、アルミニウムホイル８を含む。このホイルはまた、好ましくは、そのホイル上に形成された、約０．００５〜約０．５ｍｍ、好ましくは、約０．０１〜約０．０５ｍｍ、好ましい実施形態においては、約０．０００８インチ（０．０２０ｍｍ）の呼び厚さを有する、プラスチック層１０を含む。
【００５０】
プラスチック層に使用される具体的なプラスチック材料は、大幅に異なり得る。いくつかの例示的実施形態においては、そのプラスチックは、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンおよびポリプロピレン、例えば、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｐｒｉｍａｃｏｒ（登録商標）プラスチックライナーから選択される。製造中、プラスチック層１０は、好ましくは、アルミニウムホイルロール８上に押し出される。当業者は、例えば、ＰＶＣでコーティングされたアルミニウム、またはポリエチレンでコーティングされたアルミニウムを含む、他のライニングホイルを使用することもできることを認識するであろう。ホイル層には、アルミニウムの使用の他に、銅もしくは真ちゅうホイル、または他の金属ホイルを使用し得る。
【００５１】
図１に示すように、封止システム１５０は、形成ホイル巻き戻しステーション２０、アクティブ／パッシブインデックスステーション（インデックスステーション）２２、形成ステーション２４、流体分配ステーション２５、蓋ホイル巻き戻しステーション２６、シールステーション２８、ディンプルステーション３０、穿孔地点３２、およびリアインデックスステーション３３を含む、いくつかの構成要素を備える。下部封止ホイル２ａを保持し、分配する、形成ホイル巻き戻しステーション２０は、ガイドローラ、駆動ローラ、およびカウンタゴムローラを含む、様々な材料のリール幅の調節を含む。封止ホイル２ａの移動を可能にする、インデックスステーション２２は、アクティブインデックスのための機械的停止部を有する摺動テーブル上の空気圧式ドライバ、および封止ホイル２ａ上の一定張力を維持するためのバネ戻りパッシブインデックスを含む。インデックスステーション２２は、アクティブおよびパッシブインデックスの両方のために調節可能である。形成ステーション２４は、成形された形状（図８に示す、凹型圧着治具１８）にわたる高圧の加圧によるか、または機械的変形によって、ホイルを空気圧で冷間成形する。どちらの方法も、流体が流体分配ステーション２５内で分配されるポケットを形成する。流体分配ステーション２５は、ポンプおよびコントローラ実装部を含む。様々な実施形態に従い、約０．０１〜約２の流体を使用し得る。好ましい実施形態においては、約０．１〜約０．３ｍＬが使用され、好ましくは、約０．１６ｍＬの流体、例えば、較正用流体、反応物流体、または洗浄流体が各ポケット内に分配される。
【００５２】
蓋ホイル巻き戻しステーション２６は、上部封止ホイル２ｂを提供し、様々な材料のリール幅およびガイドローラのための調節を含む。シールステーション２８は、蓋ホイル巻き戻しステーション２６に続く。圧着治具１８の部品を形成する、シールステーション２８のシール構成要素は、冷却された上部プレートおよび加熱された上部封止プレート（図８に示す、平面の圧着治具１８ｂ）、ならびに温度コントローラを含む。例示的実施形態に従い、シール温度は、使用されているプラスチックの融解点に左右され、典型的には、約２００℃〜約５００℃、例えば、約２００℃〜約４５０℃の範囲である。これらの値は、プラスチックの文献から容易に得られる。Ｐｒｉｍａｃｏｒを使用する、好ましい実施形態においては、約３００〜４００℃の封止温度を使用することが好ましく、実際のパウチの産生では、温度を、３６０℃±５℃に設定した。シール力は、好ましくは、初期で約９００ニュートン±５０Ｎであり、封止サイクル中に約６，７００ニュートン±２３０Ｎの最大力まで増加させる。任意に、周辺シールは、約５，０００ｌｂ／平方インチ（３４．５ＭＮ／ｍ２）〜約９，０００ｌｂ／平方インチ（６２．１ＭＮ／ｍ２）の範囲、および任意に約６，６６６ｌｂ／平方インチ（４６．０ＭＮ／ｍ２）の圧力を加えることによって形成される。
【００５３】
当業者は、シールの領域が、確実なシールを得るために所望の適用した圧力に影響を及ぼすことを理解するであろう。これは、本明細書に説明する方法を使用する、必要以上の実験を伴わずに確認し得る。流体分散ステーション２８はまた、好ましくは、封止力を監視するためのロードセルを含む。
【００５４】
例示的封止システム１５０の次の構成要素は、ディンプルステーション３０である。ディンプルステーション３０は、封止されたホイルパウチの１つの側面を機械的に変形させて、圧痕を形成する。圧痕は、好ましくは、図７Ａおよび７Ｂに示すように、流体収容パウチ１００のポケットの中心にある。図７Ａ〜７Ｃは、封止システム１５０を使用して製造された流体収容パウチ１００の上面図、斜視図、および側面図をそれぞれ図示する。図７Ｅは、圧着縁部１０１を示す、さらなる斜視図を提供する。（比較のために、図７Ｄは、圧着縁部１０１が欠乏する、従来通りの封止された流体収容パウチを図示する）。図１に図示しない、レーザを使用して、圧痕の寸法を測定することができる。ｉ−ＳＴＡＴカートリッジにおいて、圧痕の目的とは、ホイルパウチとの穿孔要素の早期接触を回避することである。
【００５５】
例示的封止システム１５０はまた、ホイルリールから流体収容パウチ１００を切り抜くように機能する、穿孔つまり切断ステーション３２を含む。穿孔ステーション３２は、例えば、テーブル、ガイド支柱、ダイアルインジケータ、および調節ネジを含み得る。さらに、穿孔ステーション３２は、例えば、１分当たり約１０〜約１００サイクルの範囲、典型的には、１分辺り約３０サイクルの速度で、穿孔された流体収容パウチ１００を排出コンベヤに排出する、送達シュートを含み得る。ホイルの幅が２つ以上のパウチに対応する場合に、生産速度は、２倍、３倍等になることに留意されたい。好ましい封止システム１５０においては、ホイルの幅は、３つの隣接するパウチに対応する。インデックスステーション２２と同様の方法で動作し得る、リアインデックスステーション３３が穿孔ステーション３２に続く。
【００５６】
好ましい実施形態に従い、図１に示すように、プラスチックライニング封止ホイル２ａ、２ｂの２つの個々の部分は、流体収容パウチ１００を作製するために使用される（すなわち、封止ホイル２の２つの個別のロールが共に集結され、相互に融合される）。別の実施形態においては、封止ホイル２の単一部品が、流体収容パウチ１００を製造するために使用される。この代替的実施形態に従い、封止ホイルの単一部品は、例えば、折り畳まれ、対向する端部を封止して流体収容パウチ１００を形成する。
【００５７】
封止ステップ前の１つもしくは複数のステップ、例えば、液体適用および封止ステップは、パウチ内に収容される、得られるガス相組成物を制御するために、制御された気圧において実施され得る。例えば、グローブボックスは、この目的のために使用され得る。さらにまたはあるいは、液体相の化学組成物は、封止後にガス相組成物を実質的に決定するために選択され得る。可能な場合、全体の製造プロセスを簡素化するため、後者が好ましい。例えば、重炭酸塩を流体に添加し、ヘッドの間隙がない、封止された分配容器内で保管することができる。次いで、混合された流体および重炭酸塩は、ポケット内に分散され、即座に封止することができる。その後、重炭酸がパウチ内の小さなヘッドの間隙内の空気と平衡するため、流体およびヘッドの間隙内の二酸化炭素の分圧が決定される。重炭酸の平衡は、周知であり、反応順序
【００５８】
【化１】
に従う。
【００５９】
上述のパウチ形成プロセスは、ホイル形成治具が、封止治具とは分離して実質的な手動フォーマットで実施され、充填ステップは、手動ピペットによって行われる。しかしながら、自動流体収容パウチリールベースの封止システム１５０を示す、図１に示すように、ホイル２ａ、２ｂのロールが形状に断続的に送り込まれ、充填され、封止されるプロセスが自動であることが好ましい。自動化は、流体分散ステップと封止ステップとの間の時間が共に短くなり（例えば、約１秒〜約１０秒）、パウチ毎に制御されることを可能にする。
【００６０】
図８は、流体分散および封止ステーション２８に使用する、例示的実施形態に従う、圧着治具１８の断面図を図示し、図９は、図８に示す、治具１８の圧着領域の接近断面図を図示する。圧着治具１８は、下部の凹型圧着治具１８ａと、平面の圧着治具１８ｂとを含む。示すように、圧着治具の開口部３４は、形成ホイル巻き戻しステーション、インデックスステーション２２、および形成ステーション２４から下部の凹型圧着治具１８ａの上を通過すると、真空の任意の適用により、下部封止ホイル２ａを許容する。下部封止ホイル２ａの外周縁は、圧着領域３６の上に位置する。図９でより詳細に示される、圧着領域３６は、内部圧着領域縁３８と、平面の圧着領域４０と、外部圧着領域縁４２とを含む。示すように、内向きに角度付けされた縁３９は、内部圧着領域縁３８および平面圧着領域４０を分離する。プレス中、内向きに角度付けされた縁３９は、平面圧着領域４０から内部圧着領域縁３８に向かう、融解されたプラスチックの内向きの移動を促進する。さらに、またはあるいは、その圧着領域は、外部圧着領域縁４２から圧着領域４０を分離する、外向きに角度付けされた縁（図示せず）を含み得、外向きに角度付けされた縁は、平面圧着領域４０から外部圧着領域縁４２に向かう、融解されたプラスチックの外向きの移動を促進する。
【００６１】
図８は、下部の凹型圧着治具１８ａの一部として、圧着領域３６を図示するが、別の実施形態（図示せず）においては、その圧着領域は、上部圧着治具の一部であり、下部の凹型圧着治具の周辺領域は、実質的に平面である。別の態様（図示せず）においては、上部および下部の圧着治具の両方は、圧着領域を含む（すなわち、上部または下部の圧着治具のいずれも、その周辺において実質的な平面領域を含まない）。
【００６２】
図１０は、下部封止ホイル２ａが下部の凹型圧着治具１８ａに対して定置され、かつ、開口部３４が、封止ホイル２ａを許容した後であるが、上部封止ホイル２ｂおよび上部平面圧着治具１８ｂが、下部封止ホイル２ａおよび下部圧着治具１８ａに対してプレスされる前の、圧着領域３６を図示する。結局、圧着流体収容パウチ１００を形成するために、好ましくは、熱の存在下（下部凹型圧着治具１８ａおよび／または上部平面圧着治具１８ｂのうちのいずれか、または両方が加熱され得る）で、上部平面圧着治具１８ｂおよび上部封止ホイル２ｂを下部封止ホイル２ａおよび下部圧着治具１８ａに対してプレスすることによって、力をかける。上記のように、ホイル２ａ、２ｂのプラスチック側面は、ホイル２ａおよびホイル２ｂのプラスチックが相互に融解され、内部および／または外部プラスチックシールビーズをそれぞれ形成するために、平面圧着領域４０から内向きおよび／または外向きに移動するように、好ましくは、相互に対向するか、または接合される。
【００６３】
平面圧着領域４０の幅（Ｗ）は、大幅に異なり得る。いくつかの異なる設計変更（Ａ〜Ｈ）は、平面圧着領域４０の幅がガス処理における流体収容パウチ１００のＣＯ２に抵抗する能力に及ぼす影響を判定するために試験された。いくつかの設計寸法、Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤを、図７Ａ〜７Ｃに示す。試験設計Ａ〜Ｈのための設計パラメータを図２１に提供する。一実施形態においては、寸法ＡとＢとの間の差異は、流体収容パウチ１００の２つの側面上の平面圧着領域４０の幅（単一側面では、［Ａ〜Ｂ］／２）を提供し、寸法ＣとＤとの間の差異は、流体収容パウチ１００の他の２つの側面上の平面圧着領域４０の幅を提供する。他の態様においては、平面圧着領域４０は、流体収容パウチ１００の２つの側面上の寸法ＡとＢとの間の差異よりも少なく（例えば、寸法ＡとＢとの間の差異よりも、１０〜９０パーセント少ない、２５〜７５パーセント少ない、または４５〜５５パーセント少ない）、および流体収容パウチ１００の他の２つの側面上の寸法ＣとＤとの間の差異よりも少ない（例えば、寸法ＣとＤとの間の差異よりも、１０〜９０パーセント少ない、２５〜７５パーセント少ない、または４５〜５５パーセント少ない）。圧着された領域が、寸法ＡとＢ、および／または寸法ＣとＤとの間の差異よりも少ない、これらの態様においては、圧着領域は、好ましくは、寸法ＡとＢ、または寸法ＣとＤとの間をそれぞれ中心とする。結果を、図２１に表にし、図２２に図形で示し、下記により詳細に説明する。図２１はまた、Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤの寸法の関数である、平方インチの封止領域を表にする。
【００６４】
図５は、加熱プレス後の従来の流体収容パウチ１００のシール領域の断面の顕微鏡写真を図示する。この顕微鏡写真は、プラスチックシール領域１２が、シール全体にわたって実質的に均一の厚さを有することを示す。対照的に、本発明の例示的実施形態に従う、圧着ステップの影響を、図６Ａおよび６Ｂの顕微鏡写真に示す。示すように、上部および下部の封止ホイル２の両方のプラスチック１０のうちのいくつかは、内部プラスチックシールビーズ１４を形成するために、シール領域１２から流体収容パウチ１００の内部内に、すなわち、圧着領域３６から離れて押し出されている。これらの画像は、圧着後に、圧着領域３６の外縁および圧着領域３６の内部の両方に向かって押し出されると、圧着領域３６内のプラスチック層が実質的に厚さを減少したことを明確に示すことに留意されたい。その圧着領域内のシールの厚さは、大幅に異なり得るが、いくつかの例示的実施形態においては、２〜３０μｍ、例えば、２〜２０μＭ、または２〜１０μｍの範囲である。圧着領域にわたって厚さが異なる、これらの実施形態においては、これらの範囲は、圧着領域全体にわたる平均厚を指す。
【００６５】
図６Ａおよび６Ｂに示す実施形態においては、封止ホイルの各層上のプラスチック層１０の初期の製造された厚さは、約０．０００８インチ（または約０．０２０ｍｍもしくは２０μｍ）である。したがって、圧着前のプラスチックの平均厚は、ホイル２ａおよびホイル２ｂの両方を考慮すると、約０．００１６インチつまり４０μｍの範囲である。圧着後、プラスチックシール領域１２は、好ましくは、約１μｍ〜約１０μｍ、約３μｍ〜約７μｍの範囲、または好ましくは、約５μｍの平均厚を有する。したがって、本発明のこの実施形態は、かなりの倍数で、全体のシールの断面のプラスチック領域を実質的に減少させる。好ましい実施形態においては、全体のシール幅は、約２ｍｍであり、シール周辺の長さは、約７５ｍｍである。
【００６６】
本発明の様々な実施形態において、多くの異なる圧着パターンを使用し得る。いくつかの例示的試験パターンから得られるシールの有効性を図２１に示す。様々な設計Ａ〜Ｈは、異なって選択された封止表面を有した。図７Ａ〜７Ｃに示すように、これらのパウチ設計は、全体的に長方形の形状を有したことに留意されたい。その結果、長方形設計の長軸および短軸の内側および外側シールは、特定の寸法を有する。各設計Ａ〜Ｈでは、較正用流体をそれぞれ収容するパウチのバッチは、ガス交換を試験するために調製された。パウチ完全性試験（ＰＩＴ）システムおよび方法を下記により詳細に説明する。
【００６７】
パウチ完全性試験
図１１Ａおよび１１Ｂは、ＰＩＴを実施する目的で、制御された温度で延長された期間、制御されたガス環境下で流体収容パウチを保管するために使用する、ガス制御保管容器４４を図示し、図１２は、図１１Ａおよび１１Ｂに示す、ガス制御保管容器４４の分解図を図示する。保管容器４４は、ガス入口ポート４６とガス出口４８とを有する、封止可能な金属ボックス４５を備える。保管容器４４は、試験前に、制御された条件、例えば、温度、圧力、および外部ガス組成物下における流体収容パウチのインキュベーションを可能にする。保管容器４４内に定置される、流体収容パウチは、異なる期間の間、インキュベートされ、次いで、シールを通って生じたガス交換の量を測定するために試験することができる。ＰＩＴにおいては、較正用パウチは、較正用管または注射器を用いて破裂させられ、内容物は、化学分析システム、例えば、商業用血液ガス分析器または臨床化学分析器内に導入される。当業者は、商業用血液ガス分析器がｐＯ２、ｐＣＯ２、およびｐＨを試験し、毛細管または注射筒によって送達されるサンプルに対応することができる、サンプル導入ポートを有することを認識するであろう。ＰＩＴは、ガス組成物を判定するための特定の装置に左右されないことに留意されたい。重要な要素は、試験手段が、容器４４内でのインキュベーション前後のサンプルの溶解したガス組成物を決定するための確実な方法を提供することである。さらに、パウチが単回使用の使い捨て構成要素であるため、同一の方法でパウチのバッチを作製し、次いで、時間の経過に伴う、シール設計の全体の性能を判定するために、ＰＩＴプロセスの異なる段階でバッチの部分を試験する必要があることを理解する。
【００６８】
ＰＩＴを以下のとおり実施した。確実にサンプルが保管容器４４の内側のガス入口ポート４６およびガス出口ポート４８を被覆しないように、流体収容パウチを保管容器４４内に定置する。次いで、Ｏ型環５６を清浄し、領域およびＯ型環５６が、適切なシールを防止し得る、任意の汚染物質を含まないことを確認して、Ｏ型環溝５８内に定置する。次いで、保管容器４４の蓋５４を、供給されたハードウエアを使用して、封止可能な金属ボックス４５を封止し、６個のボルト６４を交差パターンで締める。次いで、保管容器４４上の入口弁６０および出口弁６２を開口し、入口弁６０をＣＯ２ガスシリンダ（図示せず）に接続する。好ましくは、保管容器４４の容量の少なくとも１０倍のＣＯ２ガス流を、最低限約１５分間、保管容器４４を満たすために使用する。最終的に、入口弁６０を閉じ、次いで、出口弁６２を閉じる。次いで、保管容器４４を、所望の試験環境下、例えば、制御された温度で保管する。
【００６９】
本明細書に説明するＰＩＴにおいては、各流体収容パウチは、以下を収容した：ｐＨ７．３の４７ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液中のグルコース（９０ｍｇ／ｄＬ）、尿素（４．０ｍＭ）、ナトリウム（１１８ｍＭ）、カリウム（４．０ｍＭ）、塩素（１００ｍＭ）、カルシウム（１．５ｍＭ）、および乳酸（２．０ｍＭ）を含有する、１６０μＬの水溶液。勿論、試験するパウチの具体的な目的によって、他の流体を使用し、ＰＩＴ下で分析し得る。十分な重炭酸はまた、パウチ内のガス相が約１００μＬである、初期の２８ｍｍＨｇのｐＣＯ２を生じるために存在した。ＰＩＴにおいては、パウチを、８日間、１気圧の二酸化炭素で上述のインキュベーション容器内に保管する。これらの実験を５０℃の温度で実施した。パウチ内の初期のｐＣＯ２を測定し、パウチ内のｐＣＯ２を、再度、実験の最後に測定した。典型的には、ｐＣＯ２（初期）は、第１のパウチを毛細管で破裂させることによって測定され、ｐＣＯ２（最終）は、同一の方法で決定されるが、第１のパウチと同一のパウチ内に形成された第２のパウチから測定される。ｐＣＯ２（初期）とｐＣＯ２（最終）との間の差異は、ΔｐＣＯ２値を提供し、それは、パウチの完全性を示し、より低いΔｐＣＯ２値は、少ないガス交換、したがって、より優れたシールを示す。
【００７０】
提案した各設計を、上述のインキュベーション容器を使用して加速試験モードで評価した。流体収容パウチ（Ａ〜Ｈ）のいくつかのサンプルを、二酸化炭素の１気圧で インキュベーション容器内に定置し、８日間保管した。これらの実験を５０℃の温度で実施した。パウチ内の初期のｐＣＯ２（一般に、約２８ｍｍＨｇ）を測定し、ｐＣＯ２を実験の最後に再度測定した。従来のシールを用いる標準的プロセスでは、最終ｐＣＯ２は、約６０ｍｍＨｇであった。これは、上述のように、シールを通るＣＯ２の侵入によるものであった。この３２ｍｍＨｇのΔｐＣＯ２値を、様々な圧着設計を試験するための基準結果として使用した。図２１の表は、本明細書において、新たなプロセスのためのΔｐＣＯ２で割った標準プロセスのためのΔｐＣＯ２として定義する、改善度を列挙する。Ａの設計では、ΔｐＣＯ２値は、標準プロセスで認められた３２ｍｍＨｇよりも遥かに少なく、４．８の改善度を生じる。他の設計のための改善度を図２１に列挙し、図２２において図形で示し、設計Ｅが最良の結果をもたらす。設計Ｅをすぐ下記に説明する試験に使用した。
【００７１】
長期安定性研究
次の一連の実験を、通常の保管条件、すなわち、冷蔵または室温のうちのいずれかの環境大気下での設計Ｅの長期性能を示すように設計した。これらの実験もまた、加速モード、すなわち、試験サンプルを５０℃で保管することによって実施した。当業者は、プラスチックのガス透過性が一般に温度に伴い上昇するため、加速モードで得られた満足のいく結果が、環境または冷蔵温度において同様または（おそらく）より良い性能を示さなければならないことを認識するであろう。
【００７２】
設計Ｅの流体収容パウチ１００内のヘッドの間隙またはガス相は、約１００μＬの容量を有し、流体収容パウチ１００内のＣＯ２の分圧は、血液サンプルに見られる分圧、例えば、約２８ｍｍＨｇと同様であった。対照的に、環境大気中のＣＯ２濃度は、約０．０３％、または約０．２４ｍｍＨｇである。これは、実質的に少なく、したがって、流体収容パウチ１００からのＣＯ２の損失を生じさせる駆動力である。駆動力は、質量作用の法則に基づき、ネットプロセスは、ＣＯ２がプラスチックシールを通って徐々に拡散し、流体収容パウチ１００から出ることである。当業者は、上述のＰＩＴ実験と同様の試験が二酸化炭素ガスではなく、環境大気で実施できることを理解するであろう。１気圧（７６０ｍｍＨｇ）で二酸化炭素を使用することにより、ＣＯ２の侵入のための駆動力が提供される一方、環境大気は、放出のための駆動力を提供する。それらの両方は、シールの完全性に関する情報を提供することができるが、ＰＩＴは、パウチ内のｐＣＯ２の増加を測定することがより容易であり、また、結果がよりすぐれた駆動力によって、より早く得られるため、二酸化炭素環境を使用する。上昇温度は、２種類のパウチ、例えば、例示的実施形態に従い圧着されたパウチと、従来通りに封止された流体収容パウチ５０との間の明白な差異を認めることを意図して、ガス輸送の速度を増加させるために使用されることに留意されたい。
【００７３】
流体収容パウチ１００のＣＯ２の内部の初期分圧における任意の変化を判定するために、流体収容パウチ１００の一部を断続的に試験した。具体的には、０日、３０日、６０日、９０日、１２０日、１５０日、および１８０日の時点で、流体収容パウチ１００および従来の流体収容パウチ５０の両方を、５０℃の環境大気インキュベータから除去し、試験した。これは、それらをｉ−ＳＴＡＴ ＥＧ７＋カートリッジに組立て、２８ｍｍＨｇのｐＣＯ２で、二酸化炭素（ｐＣＯ２）の得られた分圧対圧調整された対照流体を試験することによって行われた。ｐＣＯ２は、電気化学ｐＣＯ２センサを使用する、ｉ−ＳＴＡＴシステムによって提供される標準試験であることに留意されたい。
【００７４】
背景として、ｉ−ＳＴＡＴ読み取り機内の試験アルゴリズムは、較正用流体内に記録された信号に２８ｍｍＨｇの値を代入することに留意することが重要である。これは、工場での較正プロセスであり、読み取り機は、較正用流体のｐＣＯ２値が２８ｍｍＨｇであると仮定するソフトウエアで事前にプログラムされ、流体収容パウチ１００は、２８ｍｍＨｇであることを意図する流体組成物を用いて製造される。流体収容パウチ１００のバッチが作製され、試験機器内に組立てられた時点で、バッチの統計的に有効なサンプルを、目的としたｐＣＯ２値が実際に認められるか否かを判定するために試験した。認められた場合は、流体収容パウチ１００のバッチは、カートリッジ内に組立てることができ、次いで、顧客に発送することができる。
【００７５】
その結果、実験において、較正用流体および圧調節された流体の両方が、約２８ｍｍＨｇの濃度を有する場合には、次いで、これは、報告値になるであろう（図２３のデータ点を参照）。しかしながら、センサが実際に２８ｍｍＨｇである圧調節されたサンプルを提示された時に、読み取り機が事前にプログラムした２８ｍｍＨｇ値を較正用流体からの信号に代入するため、ＣＯ２が流体収容パウチ１００から喪失されており、実際の値が、例えば、１０ｍｍＨｇである場合には、報告値は、より高くなるであろう。報告値が２８ｍｍＨｇ以上であるという範囲は、保管中にどれほどのＣＯ２がパウチから喪失されているかの測定値である。
【００７６】
図２３は、約１８０日間にわたり、５０℃で保管された、２組の流体収容パウチの二酸化炭素（ＣＯ２）の分圧対時間のデータプロットを図示し、流体収容パウチ５０の第１の組は、従来の方法で封止されており、流体収容パウチの第２の組は、本発明の例示的実施形態（設計Ｅ）に従う方法を使用して圧着されている。図２３においては、ダイアモンドは、設計Ｅの流体収容パウチのｐＣＯ２値を表し、四角は、従来の流体収容パウチ５０のｐＣＯ２値を表し、それらの両方は、データ点を通って計算された直線の当てはめを用いて、５０℃で保管される。初めに、パウチの両組のｐＣＯ２は、約２８ｍｍＨｇを読み取った。しかしながら、１８０日後に、標準パウチ内のｐＣＯ２は、圧調節された流体サンプルが約４７ｍｍＨｇを読み取らせせるように有意に低下した一方、設計Ｅに従い製造された流体収容パウチは、約３１ｍｍＨｇを読み取るように、わずかに変化したのみであった。
【００７７】
これは、圧着ステップが、シールの断面を狭窄するにもかかわらず、シールへの有害な影響を有することが予期される可能性があるため、驚くべき予期せぬ有意な結果である。例えば、プラスチック層１０またはホイル層８封止ホイル２のうちのいずれか、または両方における微小な亀裂の形成は、パウチ性能を低下させることが予期され得る。その結果、驚くべきことに、ガス交換を減少させることによって、圧着特性が実質的にシールを改善させることが発見された。
【００７８】
上記のように、あるいは、ＣＯ２の喪失は、流体収容パウチ１００（または従来の流体収容パウチ５０）を破裂させ、ガラス製毛管を流体収容パウチ内の流体の一部分で充填させることによって判定し得ることも明らかであろう。次いで、流体は、流体が注入され、ｐＣＯ２の結果が分析器によって報告される、標準ベンチトップ血液ガス分析器に輸送される。これらの実験においては、設計Ｅの流体収容パウチが、５０℃で、１８０日後にｐＣＯ２値を実質的に変化させなかったことも示したが、従来の流体収容パウチ５０は、ＣＯ２の喪失を呈した。
【００７９】
破裂強度試験
図２３のデータに基づく結論を、流体収容パウチ１００の破裂強度に対する個別の実験で確認した。破裂強度試験においては、異なる治具を使用して、流体収容パウチ１００を破裂させる、すなわち、シールの破壊故障を引き起こすために必要とされる力を判定した。圧着がシールへの損傷を引き起こす状況においては、これは、より変化しやすいシールの破裂強度をもたらすであろう。図２４に示すように、従来の流体収容パウチ５０の破裂強度がより高い（ｎ＝１０２において平均５５１．７Ｎであり、６６．１（１２％）の標準偏差）一方、例示的実施形態の設計Ｅに従う流体収容パウチ１００（ｎ＝１０５において平均３０７．２Ｎであり、３０．７（１０％）の標準偏差）よりも変化しやすい。流体収容パウチ１００の設計Ｅの、より一定の破裂強度、すなわち、より低い絶対変化は、より確実で再現性のあるプロセスを示す。より低い破裂強度は、シール領域内のＰｒｉｍａｃｏｒ（登録商標）接着剤の量の減少を示すことに留意されたい。
【００８０】
上述のように、図２１は、異なる圧着設計を示す表を図示し、設計Ｅは、流体収容パウチ１００の好ましい実施形態に対応する。これらの結果はまた、多量の需要に好適な圧着プロセスが改善され実行可能な製造プロセスをもたらすことができることを示す。所望の圧着設計は、ホイル層間の間隙が実質的に最小限化されるものである。しかしながら、圧着は、流体収容パウチ１００内に収容される流体の潜在的な腐食特性およびそのアルミニウム層８との相互作用により、封止ホイル２のポリマー（プラスチック）ライナー１０の完全性を妨害してはならない。圧着は、アルミニウム層８に亀裂または他の損傷を引き起こしてはならない。
【００８１】
さらなる実験および設計を通して、以下の特性が流体収容パウチの好ましい実施形態を示すことを発見した。好ましい実施形態に従い、封止ホイル２の２つの部分は、約３．３ｃｍ２の面積を有する長方形、例えば、１．５ｃｍ×２．２ｃｍである。有用なホイル面積は、約０．５ｃｍ２〜２０ｃｍ２の範囲である可能性があることを発見した。
【００８２】
好ましい実施形態に従い、流体収容パウチ１００の封入容器の容量は、約１００〜３００μＬであるが、約５μＬ〜約５ｍＬの範囲の内部容量を有するパウチを使用し得る。したがって、封入容器内の液体相の容量は、約５μＬ〜約５ｍＬの範囲である可能性がある。同様に、封入容器内のガス相の容量は、約５μＬ〜約５ｍＬの範囲である可能性がある。
【００８３】
好ましい実施形態に従い、封入容器内の液体相の容量は、封入容器の総容量の約５０％〜９５％、例えば、６０％〜６５％である。また、封入容器内のガス相の容量は、封入容器の総容量の約５％〜約５０％の範囲である可能性がある。
【００８４】
好ましい実施形態に従い、プラスチック層１０の一部分は、図６Ａおよび６Ｂに示すように、封止および圧着する作用によって、封入内に押し込まれ、シールの内周の少なくとも１部分に沿って内部シールビーズ１４を形成する。このプロセスは、封止および圧着中にシール領域から喪失される、プラスチックに対応する。図５および６で見られるように、周辺シール内のプラスチックの平均厚は、２つのプラスチック層１０の従来の合わせた厚さより薄く、少なくとも２０％薄い。
【００８５】
好ましい実施形態に従い、周辺シールは、約２０ｍｍ未満、例えば、約１０ｍｍ未満または約５ｍｍ未満の周幅（またはガス拡散経路長）を有する。範囲に関しては、周辺シールは、任意に、約１ｍｍ〜約２０ｍｍ、最も好ましくは、約２ｍｍ〜約３ｍｍの幅を有する。この周幅は、図７Ａに示すように、好ましくは、Ａの半分−（マイナス）Ｂ、またはＣの半分−Ｄで画定される長さ以下である。具体的な周幅は、典型的には、圧着領域の幅によって決定されるであろう。また、好ましい実施形態に従い、周辺シールは、図７Ａに示すように、約１ｃｍ〜約２０ｃｍ、最も好ましくは、約７ｃｍ〜約８ｃｍの周長、すなわち、２Ａ＋２Ｃで定義される長さを有する。
【００８６】
流体収容パウチ１００を圧着するための装置の好ましい実施形態を図８および図９に示すが、圧着された部分はまた、複数の同心圧着環から成り得、環は、例えば、２〜１０個の数の圧着環であり得る。このコンテキストにおいては、「環」および「同心」という用語は、四角形または長方形の圧着機能が好ましいため、円形形状に制限されない。典型的には、これらは、丸角を有するであろう。例えば、図９を参照すると、平面の圧着領域４０は、５つの部分に均一に分割することができ、内側、外側、および中心部分は、平面の圧着領域４０に示す高さと同一の高さであり、中心部分のいずれかの側面上の２つの部分は、領域５２に図示する高さを有する。この構成は、図２５に示し、３つの同心圧着環を形成するように機能する。示すように、これらの環は、先端部４０ａ、４０ｂ、４０ｃから形成され、谷部４２ａ、４２ｂ、および４２ｃに対応する間隙によって分離される。勿論、他のパターンは、先端部の数および／または幅を変化させることによって同様に形成され得る。
【００８７】
本明細書に示し、説明する本発明の原理に従い製造された例示的流体収容パウチは、血液試験センサを較正する上での成功を証明した。また、本発明の流体収容パウチは、冷蔵での延長された保存期間を呈し、また、延長された室温保管、例えば、６ヶ月間、実質的に変化されないままであった。本発明の流体収容パウチは、好ましくは、３ヶ月を超える、６ヶ月を超える、９ヶ月を超える、または１年を超える、室温の保存期間を有する。その結果、本発明の流体収容パウチは、本発明の流体収容パウチを収容する試験カートリッジの製造のために簡素化された発送、ならびに病院のおよび他のユーザのためのカートリッジの簡素化された保管の利点も提供する。
【００８８】
さらなる例示的実施形態に従い、実質的に液体およびガス不透過性のシールを有する流体収容パウチは、図１３に示す、超音波溶接機械６６を使用して製造することができる。当業者は、ポリマーがそれらのガス輸送率によって特徴付けられ得、したがって、非気密性材料であることを理解するであろう。したがって、ピンホールの非存在下で、金属、例えば、アルミニウムが一般にガスに対して不浸透性であるため、金属間封止を得るための利点とみなされる。しかしながら、金属間封止の利点は、上述のように、金属との較正用流体の相互作用の可能性に対して均衡される必要がある。介在する不活性ポリマーの使用は、この潜在的な問題を未然に防ぐ。
【００８９】
少なくとも２つのさらなる種類の封止ホイルは、様々な例示的実施形態に従い、超音波溶接機械６６とともに使用することができ、上述の第１の種類は、Ｐｒｉｍａｃｏｒでコーティングされたアルミニウムホイル（すなわち、ホイル層８およびプラスチック層１０を有する封止ホイル２）であり、第２の種類は、ラッカーでコーティングされた封止ホイル（ホイル層８およびラッカー層１１を有する封止ホイル２′）である。例示的実施形態に従い、較正用流体とアルミニウムとの直接接触を回避するために、ホイル層８の上に存在するラッカー層１１を有することが望ましい。ラッカーは、例えば、１つもしくは複数のニトロセルロース、尿素およびアクリル樹脂を含み得、例えば、印刷することによって、塗布され得る。塗布されるラッカーの量は、一般に約０．１〜約１０ｇ／ｍ２、好ましくは、約１．５ｇ／ｍ２である。
【００９０】
図１３は、例示的実施形態に従う溶接機械６６を図示する。超音波溶接は、定常多重山プレート７０と、超音波周波数で振動する可動多重山プレート６８との間に把持される部品への加圧によって達成される。封止ホイル７２の可動部分に対して封止ホイル７４の固定部分を摩擦する動作は、酸素の分散を引き起こし、金属間の結合が生じるのを可能にする。勿論、他の実施形態においては、下部プレートは、上部プレートの代わりに、または上部プレートに加えて振動し得る。
【００９１】
図１４は、プラスチック層（Ｐｒｉｍａｃｏｒ（登録商標）から形成）を有する封止ホイル２を使用して形成され、および突起プレートを有する超音波溶接機械から形成されたシール領域の顕微鏡写真を図示する。図１４は、シールの上部および下部の３８μｍの上部封止ホイル２ｂおよび下部封止ホイル２ａが未損傷であり、Ｐｒｉｍａｃｏｒ（約５〜３０μｍの変厚）の連続層が残存することを示す。図１４に示すシールは、第１のプラスチック領域７６と、その第１のプラスチックよりも薄い第２のプラスチック領域７８とを有する。図１５Ａおよび１５Ｂは、また超音波溶接によって形成され、約５μｍの厚さであるプラスチック層を有する第１のプラスチック領域７６と、約１５μｍの厚さであるプラスチック層を有する第２のプラスチック領域７８とを有する、同様のシール領域の顕微鏡写真を示す。例示的実施形態に従い、実質的に非直接的な金属間接触または結合は、図１５Ａおよび１５Ｂの領域８２に示すように、薄い領域においてさえも生じる。具体的には、領域８２は、プラスチック層１０ａ、１０ｂの厚さが、約１０μｍである領域を表す。領域８０は、プラスチック層１０ａ、１０ｂの厚さが、約３０μｍである、
【００９２】
図１６は、接合する保護ラッカー層を有する封止ホイルの超音波溶接によって形成されたシール領域の顕微鏡写真である。示す実施形態は、実質的に平面プレートを有する超音波溶接機械から形成される。図１６、特に、図１６に示すシール領域を拡大した図１７は、上部封止ホイル層２ａと下部封止ホイル層２ｂとの間に最小限の間隙があり、いくつかの領域において、図１７の拡大図の領域８１に示すように、金属間接触があることを示す。
【００９３】
したがって、例示的実施形態に従い、圧着治具１８ａ、ｂによって作製された圧着シールと同様に、超音波溶接機械６６によって作製されたシールはまた、有利に、流体収容パウチの内部と外部環境大気との間のガス交換を最小限化または除外することができる。
【００９４】
別の実施形態においては、実質的に液体およびガス不透過性のシールは、レーザ溶接システムによって形成される。図１８は、レーザ溶接システム８４を図示する。レーザ溶接はまた、Ｐｒｉｍａｃｏｒでコーティングされた封止ホイル、またはラッカーでコーティングされた封止ホイルを使用して、流体収容パウチを封止するために有効に適用することができる。レーザ溶接は、２つのシート、例えば、ホイルを密接に接触させた後に、材料の融解を引き起こすために、レーザ光の十分高い電力密度（アルミニウムでは、約１０７ワット／平方インチ）を加えることによって達成される。ポリマーコーティングされた封止ホイル等の薄い材料を溶接するためのレーザ溶接システム８４を、図１８に図示する。この図においては、上部封止ホイル２ｂおよび下部封止ホイル２ａの両方を融解させるように、レーザ光学素子ガイド８８を使用して、十分に高いエネルギー密度までレーザ光を集光するために、レーザ光学素子８６を使用する。代替的溶接形状はまた、例えば、接合またはＴ溶接連結部を形成するためのレーザ溶接で可能である。
【００９５】
好ましい実施形態に従い、レーザ溶接機械８４は、レーザ光学素子８６およびレーザ光学素子ガイド８８を介して結合された、パルスネオジムＹＡＧレーザを用いて、封止ホイル２ａ、２ｂの気密レーザ溶接を達成する。レーザパルス幅は、約１．５ミリ秒の持続時間であり、パルス毎に送達されるエネルギーは、約１．０ジュールである。連続溶接（または、シール）は、例えば、約１〜２０ｍｍ／秒、好ましくは、５ｍｍ／秒の速度で、アセンブリ、すなわち、レーザ溶接機械８４に対する封止ホイル２ａ、２ｂの位置を平衡移動することによる、レーザパルスの重複によって達成することができる。
【００９６】
レーザ溶接機械８４が、Ｐｒｉｍａｃｏｒでコーティングされたシールホイル２（すなわち、ホイル層８およびプラスチック層１０を有する封止ホイル２）を使用して、金属間シールを生じることができることを証明するために、ホイル層８ａ、８ｂが相互に接合されるように、封止ホイル層２ａ、２ｂを反転させた。図１９は、シール領域の顕微鏡写真であり、上部および下部封止ホイル層２ｂ、２ａとの間に間隙がなく、レーザ封止領域９０において金属間結合が形成されていることを図示する。図２０Ａは、レーザ封止領域９０を有する溶接の１つの側面のさらなる顕微鏡写真を提供し、図２０Ｂは、図２０Ａの領域の接近図を示す。前述のように、完全な金属間シールは、それが、プラスチックシールを介するガス交換の機会を無くし、したがって、実質的に液体およびガス不透過性のシールを形成するため、非常に望ましい。金属間結合はまた、プラスチック層とホイル層をともに接合し、レーザ溶接プロセスを実施することによって形成することができることに留意されたい。ここでは、シール領域内のプラスチックは、好ましくは、金属間結合形成を可能にするように、蒸発される。
【００９７】
代替的実施形態に従い、完全な金属間封止された流体収容パウチ１００は、パターン化されたポリマーをコーティングしたホイルが使用可能であるという条件で、収容された流体をポリマー内に完全に封入して、製造することができる。ポリマーパターンホイルは、空間的に制御されたホイルへのポリマーの追加か、または完全にポリマーでコーティングされたホイルからのポリマーの選択的除去によって産生することができる。空間的に制御されたホイルへのポリマーの追加を可能にするために使用し得る方法の例には、印刷、フォトリソグラフィー、およびラミネーションが挙げられる。完全にポリマーでコーティングされたホイルからのポリマーの選択的除去は、レーザ切断によって達成することができる。そのようなパウチの連続製造では、重要なプロセス制御問題は、上面および底面パターンのホイル部分の整合である。それによって、一貫した整合が達成し得る、１つの方法は、リール上のインデックス付きストック材料の使用を介することである。さらなる代替的実施形態に従い、完全な金属間封止された流体収容パウチ１００は、まず、流体を収容するポリマーパウチを封止し、次いで、気密性金属間封止されたパウチ内のその容器を封止することによって、内部流体がポリマー内に完全に収容されるように製造することができる。ポリマーパウチは、流体で充填されたポリマー管の断片を熱的に封止し、切断することによって産生することができる。次いで、これらのポリマーパウチは、ホイルパウチ内で封止するために適切に定置することができる。
【００９８】
本発明は、その特定の例示的実施形態を参照して説明されている。しかしながら、本発明を上述の例示的実施形態の形態ではなく、具体的な形態で具体化することが可能であることは、当業者には容易に明らかとなるであろう。これは、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく行い得る。例示的実施形態は、単に、例示的なものであり、多少なりとも制限するものとみなされるべきではない。本発明の範囲は、前述の説明ではなく、付属の請求項およびそれらの等価物によって定義される。上記に示した、すべての米国特許および明細書、海外の特許、ならびに発刊物は、参照により、それらの全体が本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００８年９月１５日に出願された米国特許第１２／２１１，０９５号の優先権を主張し、それは、参照することにより、その全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、医療用診断センサパッケージに関する。より具体的には、本発明は、単回使用の医療用診断センサパッケージのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
様々な感知技術を使用して患者の血液検査を行なう領域において、所望の精度で測定を行なう場合には、センサは、適切に較正しなければならないことは周知である。臨床診断における近年の開発は、センサが試験の単一パネルに使用され、次いで、破棄される装置内にパッケージ化される、統合試験システムの開発につながった。これらの装置は、典型的には、装置と相互作用することが可能である、読み込み機と併せて使用される。相互作用には、各センサから信号を抽出することと、装置内の流体の動作を任意に制御すること、例えば、センサに対してサンプルおよび較正用流体を配置することが挙げられる。本明細書において、ｉ−ＳＴＡＴ（登録商標）と称される、そのようなシステムの詳細な説明は、特許文献１で確認することができ、それは、共同所有され、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００４】
これらの感知システムの主な特性は、これらの装置が定期的に製造され、顧客に発送されることである。しかしながら、装置の製造と使用との間の時間は、数ヶ月である可能性がある。その結果、装置は、ある条件下で使用可能な保存期間、例えば、保管条件の中でもとりわけ、冷蔵庫で６ヶ月、および室温で２週間を示す標識と共に、製造される。
【０００５】
所与のセンサの保存期間が制限され得る様々な理由が存在し、センサの安定性および較正用流体の安定性が含まれるが、これらに限定されない。較正用流体に関しては、較正用分析物の濃度（例えば、とりわけ、カリウムイオン濃度、二酸化炭素の分圧）は、保管中に変化しないことが重要である。この問題に対する１つの解決策は、較正用流体を封止ガラス製容器またはアンプルに保管することである。封止容器では、この容器の壁が、ガスまたは液体交換を不可能にする。しかしながら、装置が、例えば、ベッド脇またはケア試験環境の場所における従来の使用のために設計される時には、ガラス製保管容器を使用することは、非実用的であり得る。非実用性は、脆性およびガラス要素を試験筐体、例えば、単回使用の試験カートリッジ内にパッケージ化する問題に関連する可能性がある。その結果、プラスチック相を有するホイルパウチが、シールに作用するために使用されている。例えば、特許文献１は、周辺シールを有するプラスチックライニングホイルで作製される、較正用パックを開示する。具体的には、プラスチック面が接合されたプラスチックライニングホイルの２つの部分は、液体相およびガス相を含む封入容器を形成するために相互に封止される。ここで、周辺シールは、プラスチックを融解するために十分な熱、およびプラスチック周辺シールを形成するために十分な圧力を加えることによって形成される。封入容器（またはパウチ）内で、液体相は、較正用流体、例えば、とりわけ、カリウム、ナトリウム、グルコース、およびラクトースを含む、例えば、公知の濃度の試験される分析物を含有する、緩衝水性混合物を含む。また、そのパウチ内のガス相は、例えば、空気または所望のガス組成物、例えば、５％の二酸化炭素、２０％の酸素、および７５％の窒素であってもよい。そのガス相またはその液体相中の溶解ガスはまた、例えば、酸素および二酸化炭素、ｐＯ２およびｐＣＯ２のそれぞれの分圧の血液ガス感知のための較正として機能することができる。
【０００６】
本パウチの構成に関して、ホイルの選択、例えば、約４０μｍのアルミニウムロールは、そのバリア特性、すなわち、ガス、蒸気、および液体の輸送に対する耐性によって決定される。ホイルはまた、望ましくは、ピンホールを最小限化するために選択される。ピンホール破損を特定するための様々な最適な検査手段は、当該技術分野において周知である。プラスチック層は、シールを提供し、また、較正用流体成分のうちの１つもしくは複数の分解を引き起こす可能性のある、金属ホイルとの直接接触から流体を保護するための手段として機能する。
【０００７】
ホイルは、一般に、効果的なバリアである一方、様々なガス、例えば、酸素、二酸化炭素、および水蒸気は、異なる程度でプラスチック中に可溶であり、所与の速度でプラスチック母材に浸透することができる。この速度は、温度および圧力、プラスチックの化学組成物、溶媒からそれが鋳造される溶媒、ならびに鋳造材料の濃度の関数である。
【０００８】
特別なガス、例えば、ｐＣＯ２センサを較正するための公知の分圧の二酸化炭素（ｐＣＯ２）が較正目的のために使用される場合は、シールがｐＣＯ２に対して低い透過性および溶解性を有することが好ましい。しかしながら、筐体の中に流体収容パウチがパッケージ化される、筐体の寸法は、シール寸法を制限し得る。
【０００９】
小さいプラスチック筐体へのパウチのパッケージ化は、特許第’６６９号に示されている。ここでは、パウチは、パウチを穿孔することが可能なバルブ構造を有するプラスチック基板内に配置する。パウチは、プラスチックカバーに取り付けられた両面接着テープによって定位置に保持される。プラスチックカバーは、パウチの真上にあり、それと整合する可撓性へらを有する。へらに力が加えられた時に、それは、バルブに対してパウチを圧迫し、導管を流れてセンサの配列に接触させるために、パウチを破断させ、較正用流体を解放する。
【００１０】
可能である場合は、さらなる検討は、駆動力、すなわち、シールの両側面上の分析物の圧力および濃度の差異を最小限化させることによって、シールを横切るガス交換、を最小限化することである。低下した温度はまた、ガス交換を減少させるが、パウチ内の水性流体を凍結させることが、望ましくない効果につながり得るため、このアプローチは、思慮深く使用されなければならない。結果として、冷蔵が有用な妥協案である。
【００１１】
他の技術分野に関しては、特許文献２は、圧調整された較正を含む、液体を有する、内蔵型試薬チャンバを説明し、そのチャンバ壁は、材料の複数の層を含み、少なくとも１つの層は、薄い可撓性ガラス材料である。これらの壁は、泡が試薬チャンバ内に捕獲されないように、充填線の下の封止線に沿って、熱および圧力によって封止される充填ネックを形成するために延在する。
【００１２】
特許文献３は、血液等の生理的液体中のガスパラメータを測定するために、装置の較正または品質管理を実施する上での使用のための、参照ガスのための可撓性容器を開示する。当該可撓性容器は、環境圧力において、またはその近くの圧力で参照ガスを保持するように適合される。
【００１３】
特許文献４は、液体試薬のための容器を開示し、この容器は、外壁と内部の穿孔部材とを有する。そのような容器は、容器が破裂した場合以外、内部の液体の喪失を最小限に抑え、６〜１８ヶ月の期間、液体を保管するように構成される。本容器は、望ましくは、マイクロ流体装置との使用に適合される。
【００１４】
特許文献５は、化学分析を実施するための、電極モジュールおよび流体を取り込む、診断装置を開示する。この装置は、流体導線を有するプラスチックカード状本体、およびホイルライニング空洞に含まれる封止された流体貯蔵器から成る。この貯蔵器は、電極を較正するために使用される、較正用流体を保持する。
特許文献１に説明するタイプの従来の流体収容パウチは、パウチが冷蔵により延長された保存期間を有する、血液試験センサを較正することに商業的に成功することが照明されている。しかしながら、それらの内容物が延長された室温保管で実質的に変化しないよう、冷蔵せずに延長された保存期間を有する、流体収容パウチを改善する必要性が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第５０９６６６９号明細書
【特許文献２】米国特許第６１７８８３２号明細書
【特許文献３】米国特許公開広報第２００６００１３７４４号明細書
【特許文献４】米国特許公開広報第２００６０１８３２１６号明細書
【特許文献５】米国特許公開広報第２００４０２２２０９１号明細書
【特許文献６】米国特許公開広報第５１１２４５５号明細書
【特許文献７】米国特許公開広報第５２０００５１号明細書
【特許文献８】米国特許公開広報第５１１２４５５号明細書
【特許文献９】米国特許公開広報第５６１４４１６号明細書
【特許文献１０】米国特許公開広報第６０３０８２７号明細書
【特許文献１１】米国特許公開広報第６４３８４９８号明細書
【特許文献１２】米国特許公開広報第６７５００５３号明細書
【特許文献１３】米国特許公開広報第７２６３５０１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
したがって、本発明の一般的態様は、前述の種類の問題を未然に防ぐか、または最小限化する、流体収容パウチを提供することである。様々な実施形態においては、本発明は、ガス、例えば、ＣＯ２ガスに対して低透過性および溶解性を有するシールを有する、流体収容パウチに関する。減少した透過性および溶解性は、例えば、ガス、例えば、ＣＯ２ガスに対して低透過性および溶解性を有するシール材料から形成される、改善されたパウチシールを用いることによって、達成されてもよい。いくつかの実施形態においては、シール寸法は、最小限の断面、すなわち、経路長に対する断面積の比率が小さい断面を用いて、長い蛇行した経路長を提供する。本発明はまた、そのような流体収容パウチを形成するための様々なプロセスを対象とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
一実施形態においては、本発明は、第１および第２の対向シートと、第１および第２の対抗シートとの間に配置される流体とを備える、流体収容パウチを対象とし、第１のシートおよび第２のシートは、実質的に、液体およびガス不透過性である周辺シールを有し、その少なくとも一部分は、約４ｍｍ未満のシール幅を有し、本パウチは、約１０ｍｍＨｇ未満の、本明細書に規定するパウチ完全性試験のΔｐＣＯ２値をもたらす。実質的に液体およびガス不透過性であるシールを有する他に、本流体収容パウチは、望ましくは、１２％未満の破裂強度標準偏差を有する。そのようなパウチは、少なくとも１つのセンサを含む、単回使用カートリッジの使用に特に最適であり、そのカートリッジは、サンプル、例えば、血液サンプル中の分析物を測定するための読み取り機と併せて使用される。
【００１８】
第１のシートおよび第２のシートは、任意に、複数の屈曲を有する、波状パターンで折り畳まれる。好ましい態様においては、第１のシートは、第１のホイル層と第１のプラスチック層とを含み、第２のシートは、第２のホイル層と第２のプラスチック層とを含む。任意に、本パウチはさらに、周辺シールの内縁に配置される、内部プラスチックシールビーズを備える。
【００１９】
一態様においては、第１のシートは、第１のホイル層と第１のプラスチック層とを含み、第２のシートは、第２のホイル層と第２のプラスチック層とを含み、周辺シールは、第１のホイルと第２のホイルとの間に配置され、第１および第２のプラスチック層の合わせた厚さより薄い平均厚を有する、第３のプラスチック層を備える。第３のプラスチック層は、例えば、任意に、第１および第２のプラスチック層の合わせた厚さよりも、少なくとも約２５％薄い、例えば、少なくとも約５０％薄い平均厚を有する。好ましい実施形態においては、第１および第２のプラスチック層は、Ｐｒｉｍａｃｏｒ、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ならびにニトロセルロース、尿素およびアクリル樹脂に基づくラッカーから成る群から選択される、プラスチックを備える。一実施形態においては、第１のシートは、第１のホイル層と第１のラッカー層とを含み、第２のシートは、第２のホイル層と第２のラッカー層とを含み、第１および第２のホイル層は、周辺シールにおいて相互に融合される。
【００２０】
周辺シールは、好ましくは、約３４．５ＭＮ／ｍ２〜約６２．１ＭＮ／ｍ２の範囲の圧力を加えることによって、および／または約２００℃〜約５００℃の範囲の熱を加えることによって、形成される。周辺シールは、任意に、約１ｍｍ〜約２ｃｍの周幅を有し、任意に、約１ｃｍ〜約２０ｃｍの周長を有する。
【００２１】
パウチ内に収容される流体は、異なってもよいが、好ましくは、公知の濃度の１つもしくは複数の分析物を含有する較正用流体であるか、反応物流体であるか、または洗浄流体である。パウチは、好ましくは、約５μＬ〜約５ｍＬのパウチ容量を有する。パウチ内の液体容量は、パウチ容量の合計に基づき、好ましくは、約５０％〜約９５％であり、ガス容量は、好ましくは、パウチ容量の合計に基づき、約５％〜約５０％である。ガス相中のガスは、好ましくは、公知の濃度または分圧の１つもしくは複数のガスを有する、較正ガスを備える。ガス相中のガスは、任意に、環境大気である。
【００２２】
好ましい実施形態においては、周辺シールは、１つもしくは複数の圧着領域を含む。この１つもしくは複数の圧着領域は、好ましくは、複数の同心圧着環を備える。
【００２３】
別の実施形態においては、本発明は、第１および第２の対向シートと、第１および第２の対向シートとの間に配置される流体とを備える、流体収容パウチに関し、このパウチは、１２％未満の標準偏差を有する破裂強度を有する。
【００２４】
別の実施形態においては、本発明は、（ａ）第１のシート上に流体を沈着させるステップと、（ｂ）第２のシートを第１のシートの反対に配置するステップと、（ｃ）対向する第１および第２のシートを相互に封止し、それらの間に流体を収容させた封止領域を形成するステップであって、その封止領域は、実質的に、液体およびガス不透過性であるステップと、を含む、流体収容パウチを形成するための方法を対象とする。好ましくは、パウチは、１０ｍｍＨｇ未満の、本明細書に定義するパウチ完全性試験のΔｐＣＯ２値をもたらす。好ましくは、本プロセスはさらに、第１のシート内に空洞を形成し、空洞内に流体を沈着させることを含む。
【００２５】
封止することは、好ましくは、第１のシートおよび第２のシートに熱および／または圧力を加えることを含む。別の態様においては、封止することは、超音波溶接またはレーザ溶接することを含む。任意に、第１のシートおよび第２のシートは、複数の屈曲を有する波状パターンで折り畳まれる。特に好ましい態様においては、第１のシートは、第１のホイル層と第１のプラスチック層とを含み、第２のシートは、第２のホイル層と第２のプラスチック層とを含み、封止することは、内部プラスチックシールビーズが形成されるように、第１のシート上の第１のプラスチック層を第２のシート上の第２のプラスチック層とともに融解することを含む。内部プラスチックシールビーズは、較正用液体が第１および第２のホイル層のうちのいずれか一方、または両方に接触するのを実質的に防止する。
【００２６】
別の実施形態においては、本発明は、第２の相から第１の相を分離するために、隣接部分が相互に封止される場所でプラスチック面が接合されたプラスチックライニングホイルの２つの部分を備える、プラスチックライニングホイルで形成される、実質的にガス気密性のシールに関する。このシールは、プラスチックを融解し、プラスチックシールを形成するために十分な熱および圧力を加えることによって形成され、それによって、シールの１つもしくは複数の領域をもたらす圧着要素によって熱および圧力が加えられ、圧着領域内のプラスチックの平均厚は、２つのプラスチックライニングの初期の合わせた厚さより薄く、かつそれによって、前記プラスチックシールを通る、前記第１の相と前記第２の相との間のガス輸送が、封止中にプラスチックが圧着されないシールよりも実質的に少ない。好ましくは、該方法は、リール上の該ホイルを用いて実施される。圧力は、任意に、該ホイルを圧着させる治具を用いて加えられる。熱および圧力は、任意に、超音波溶接を用いて加えられる。
【００２７】
別の実施形態においては、本発明は、液体相およびガス相を含む封止容器を形成するようにプラスチック面を相互に封止させ、接合させたプラスチックライニングホイルの２つの部分を備える、周辺シールを有する実質的にガス気密性のプラスチックライニングホイルパウチに関する。周辺シールは、プラスチックを融解し、プラスチック周辺層を形成するために十分な熱および圧力を加えることによって形成され、圧力は、周辺シールの１つもしくは複数の領域をもたらす、圧着要素によって加えられ、圧着領域内の周辺シールのプラスチックの平均厚は、実質的に、２つのプラスチックライニングの初期の合わせた厚さより薄い。
【００２８】
別の実施形態においては、本発明は、（ａ）第１のプラスチックライニングホイル内にポケットを形成し、ポケット内に液体の一部分を適用することと、（ｂ）プラスチック面を接合させて第２のプラスチックライニングホイルでポケットを被覆することと、（ｃ）周辺シールを形成するために、第１および第２のプラスチックライニングホイルを相互に封止することであって、前記周辺シールは、プラスチックを融解し、プラスチック周辺層を形成するために十分な熱および圧力を加えることによって形成される、ことと、を含む、プラスチックライニングホイルパウチ内に実質的にガス気密性のシールを形成するための方法に関する。この実施形態においては、圧力は、周辺シールの１つもしくは複数の領域をもたらす圧着要素によって加えられ、圧着領域内のプラスチックの平均厚は、実質的に、２つのプラスチックライニングの合わせた厚さより薄く、前記シールは、液体相およびガス相を含む実質的にガス気密性のパウチを形成する。
【００２９】
別の実施形態においては、本発明は、（ａ）液体相およびガス相を含む周辺シールを用いて封入容器を形成するために、プラスチック面を接合させるようにプラスチックライニングホイルの２つの部分を相互に封止する、第１のステップを含む、周辺シールを有する、実質的にガス気密性のプラスチックライニングホイルパウチを形成する方法である。周辺シールは、プラスチックを融解するために十分な熱、および連続プラスチック周辺シールを形成するために十分な圧力を加えることによって形成される。該方法は、（ｂ）周辺シールの１つもしくは複数の領域をもたらすために、前記周辺シールを圧着させ、圧着領域内のプラスチックの平均厚は、実質的に、２つのプラスチックライニングの合わせた厚さより薄い、第２のステップを含む。
【００３０】
別の実施形態においては、本発明は、第２の相から第１の相を分離するために、隣接領域が相互に封止される場所でプラスチック面を接合させたプラスチックライニングホイルの２つの部分を有する、プラスチックライニングホイルで形成される、実質的にガス気密性のシールに関し、このシールは、プラスチックを融解し、プラスチックシールを形成するために十分な超音波溶接を適用することによって形成される。超音波溶接は、プラスチックシールの１つもしくは複数の領域をもたらし、シール領域の平均厚は、実質的に、２つのプラスチックライニングの合わせた厚さより薄く、かつそれによって、前記プラスチックシールを通る、前記第１の相と前記第２の相との間のガス輸送は、プラスチックの厚さが２つのプラスチックライニングの合わせた厚さである、シールよりも実質的に少ない。
【００３１】
別の実施形態においては、本発明は、液体相およびガス相を含む封入容器を形成するためにプラスチック面を相互に接合させ、封止させたプラスチックライニングホイルの２つの部分を備える、周辺シールを有する実質的にガス気密性のプラスチックライニングホイルパウチに関し、前記周辺シールは、プラスチックを融解して、連続プラスチック周辺層を形成し、かつシール領域から封入容器の周辺の少なくとも一部分内にプラスチックの一部分を押し出し、それによって、周辺シール内のプラスチックの平均厚が２つのプラスチックライニングの初期の合わせた厚さより薄くなるように、超音波溶接を適用することによって形成される。
【００３２】
別の実施形態においては、本発明は、（ａ）第１のプラスチックライニングホイル内にポケットを形成することと、（ｂ）ポケット内に液体の一部分を適用することと、（ｃ）プラスチック面を接合させるように第２のプラスチックライニングホイルでポケットを被覆することと、（ｄ）周辺シールを形成するために、第１および第２のプラスチックライニングホイルをいっしょに封止することであって、前記周辺シールは、プラスチックを融解し、プラスチックの一部分をシール領域からポケット内に押し出すために、超音波溶接を適用することによって形成される、ことと、を含む、プラスチックライニングホイルパウチ内に実質的にガス気密性のシールを形成する方法に関する。このシールは、液体相およびガス相を含む、実質的にガス気密性のポケットを形成し、それによって、周辺シール内のプラスチックの平均厚が、実質的に、２つのプラスチックライニングの合わせた厚さより薄くなる。
【００３３】
別の実施形態においては、本発明は、第２の相から第１の相を分離するために、隣接部分がいっしょに封止される場所でプラスチック面を接合させたプラスチックライニングホイルの２つの部分を備える、プラスチックライニングホイルで形成された、実質的にガス気密性のシールに関する。このシールは、シール領域からプラスチックを実質的に除去し、かつホイルを融解し、前記シール領域内に金属対金属シールを形成するために十分な溶接エネルギーを加えることによって形成される。溶接エネルギーは、好ましくは、超音波エネルギーまたはレーザエネルギーによって提供される。
【００３４】
別の実施形態においては、本発明は、液体相およびガス相を含む、内側プラスチック周辺シールによって囲まれた封入容器を形成するために、領域およびプラスチック面を整合させ、接合させ、いっしょに封止させたホイルの所定の領域上にプラスチックライニングを有するホイルの２つの部分を含み、ホイルの２つの部分の周囲部分がいっしょにレーザ溶接され外側金属間シールを形成している、内側プラスチック周辺シールと外側金属間シールとを有する、実質的にガス気密性のホイルパウチに関する。
【００３５】
別の実施形態においては、本発明は、液体相およびガス相を含む、内部封止されたプラスチック封入容器と、ホイルの２つの部分が前記プラスチック封入容器を封入する外側金属間シールを形成するためにいっしょにレーザ溶接される、外側封止されたホイル封入容器とを含む、実質的にガス気密性のパウチに関する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】流体収容パウチを充填し、かつ封止するための、自動形成、充填および封止プロセスの概略設計を図示する。
【図２】図１に示す自動流体収容パウチ封止システムに進入するときの、封止ホイルの２つの部品の断面図を図示する。
【図３】従来の流体収容パウチ封止治具を図示する。
【図４】封止領域を示す、従来通り封止された流体収容パウチの上面図を図示する。
【図５】特許文献１に説明するように、封止後の流体収容パウチのシール領域の断面の顕微鏡写真を図示する。
【図６Ａ】本発明の例示的実施形態に従う、封止後の２つの流体収容パウチのシール領域の断面顕微鏡写真を例示する。
【図６Ｂ】本発明の例示的実施形態に従う、封止後の２つの流体収容パウチのシール領域の断面顕微鏡写真を例示する。
【図７Ａ】本発明の例示的実施形態に従う、図１に示す、システムを使用して製造される流体収容パウチの上面図。
【図７Ｂ】図７Ａの流体収容パウチの斜視図。
【図７Ｃ】図７Ａの流体収容パウチの側面図。
【図７Ｄ】従来通り封止された図７Ａの流体収容パウチの斜視図。
【図７Ｅ】図７Ａの流体収容パウチのもう一つの斜視図。
【図８】本発明の例示的実施形態に従う、封止治具の断面図を図示する。
【図９】図８に示す、圧着治具の圧着領域の接近断面図を図示する。
【図１０】下部圧着治具に対して定置される、下部封止ホイル２を有する、圧着領３６のさらなる接近断面図を図示する。
【図１１Ａ】制御された温度で延長された期間、制御されたガス環境において、流体収容パウチを保管するために使用される、ガス制御保管容器を図示する。
【図１１Ｂ】制御された温度で延長された期間、制御されたガス環境において、流体収容パウチを保管するために使用される、ガス制御保管容器を図示する。
【図１２】図１１Ａおよび１１Ｂに示す、ガス制御保管容器の分解図を図示する。
【図１３】本発明の実施形態に従う、超音波溶接システムを図示する。
【図１４】本発明の超音波溶接実施形態に従い、流体収容パウチの上部封止ホイル層と下部封止ホイル層との間に位置する、Ｐｒｉｍａｃｏｒを用いて製造される、流体収容パウチのシール領域の断面の顕微鏡写真である。
【図１５Ａ】本発明の超音波溶接実施形態に従い、流体収容パウチの上部封止ホイル層と下部封止ホイル層との間に位置する、Ｐｒｉｍａｃｏｒを用いて製造される、流体収容パウチの別のシール領域の断面の顕微鏡写真である。
【図１５Ｂ】図１５Ａの領域の接近断面図である。
【図１６】本発明の超音波溶接実施形態に従い、流体収容パウチの２つの封止ホイル層との間に位置する、ラッカーを用いて製造される、流体収容パウチのシール領域の断面の顕微鏡写真である。
【図１７】図１６に示す断面の一部分の接近図である。
【図１８】本発明の代替的実施形態に従う、レーザ溶接システムを図示する。
【図１９】本発明の代替的実施形態に従い、流体収容パウチの２つの封止ホイル層との間に位置する、Ｐｒｉｍａｃｏｒを使用するレーザ溶接を使用して、製造される、流体収容パウチのシール領域の断面の顕微鏡写真である。
【図２０Ａ】本発明の代替的実施形態に従い、流体収容パウチの２つの封止ホイル層との間に位置する、Ｐｒｉｍａｃｏｒを使用するレーザ溶接を使用して、製造される、流体収容パウチのシール領域の断面のさらなる顕微鏡写真である。
【図２０Ｂ】図２０Ａの接近図である。
【図２１】本発明の様々な実施形態に従う、様々なシール設計の様々なパラメータおよび改善度を表にする。
【図２２】本発明の様々な実施形態に従う、様々なシール設計のそれぞれのために図２１に表示した、改善度のプロットである。
【図２３】約１８０日間の期間にわたり、５０℃で保管された流体収容パウチの２組の二酸化炭素（ＣＯ２）圧力対時間のデータプロットを図示し、流体収容パウチの第１の組は、従来の方法で封止されており、流体収容パウチの第２の組は、本発明の実施形態に従う方法を使用して封止されている。
【図２４】流体収容パウチの第１の組および流体収容パウチの第２の組の破裂強度と破裂強度変化を比較した、データプロットを図示する。
【図２５】本発明の代替的実施形態に従う、圧着治具の圧着領域の接近断面図を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明の新規特性および利点は、付随の図面と併せて読む時に、それに続く発明を実施するための好ましい実施形態への参照により、より良く理解されるであろう。
これから、好ましい実施形態の様々な特性を、同じ部品が同一の参照番号で特定される図面を参照して説明する。
【００３８】
本発明は、ｉ−ＳＴＡＴ血液試験システムに有用な実施形態に関して説明する。しかしながら、当業者は、本発明が、臨床および非臨床環境の両方に使用される、水質試験を含むが、それに限定されない、他の同様のシステムに対する広域な適用性を有することを理解するであろう。ｉ−ＳＴＡＴシステムの広範囲にわたる説明は、以下の共同所有の特許で確認することができ、参照により、それらの全体が本明細書に組み込まれる：特許文献１、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、および特許文献１２。
【００３９】
ｉ−ＳＴＡＴシステムは、様々な単回使用の使い捨てカートリッジで動作する、手持ち式読み取り機を備える。各カートリッジは、例えば、ナトリウム、カリウム、グルコース、クレアチニン、ｐＨ、酸素、二酸化炭素、トロポニンＩ、Ｂ−ナトリウム利尿ペプチド、および同等物等の様々な分析物の濃度を測定するために使用することができる、１組の電気化学センサを備える、シリコーンチップを有する。
【００４０】
各ｉ−ＳＴＡＴカートリッジはまた、サンプルと反応するように、または洗浄流体として、較正を提供するために、分析プロセス、例えば、アッセイプロセス中に使用される、流体を収容する気密性封止されたホイルパウチを有する。較正のために流体が使用される場合では、第１のステップにおいて、パウチは、読み取り機によって生成された力によって破裂させられる。次いで、流体は、導管を流れ、センサと接触する。読み取り機と電気接触しているセンサは、読み取り機によって記録される較正用信号を生成する。第２のステップにおいて、血液サンプルは、較正用流体を置換する導管を通って押し出され、血液サンプルと接触しているセンサからの信号が、記録される。読み取り機は、較正用流体内の分析物の公知の濃度に基づき、２つの信号を使用するアルゴリズムによって、血液中の分析物の未知の濃度を計算することができる。
【００４１】
例示的実施形態に従い製造された流体収容パウチは、病院および他のユーザのために、製品の簡略化された発送および保管の利点を提供する。例示的実施形態に従い、高度なパウチ封止技術は、パウチの形成中に使用される。好ましい実施形態においては、材料の対向シート、例えば、ホイルは、それらが相互に融合され、その周辺において実質的に液体およびガス不透過性である界面を生成するように、相互に封止される。好適な封止プロセスの例としては、他のパウチ封止技術の中でもとりわけ、熱圧着、圧力圧着、熱および圧力圧着、超音波溶接、金属間溶接およびレーザ溶接が挙げられる。
【００４２】
当業者は、得られるパウチの完全性が、流体、例えば、較正用流体の完全性に直接左右されることを理解するであろう。これは、流体が製造された時間とパウチ内に封止された時間との間、およびそれが、例えば、アッセイに使用される時に、実質的に不変のままであることを意味する。この時間差は、数ヶ月であり得る。その結果、パウチの封止は、その完全性に極めて重要である。
【００４３】
従来の流体収容パウチの形成および封止
図２に示すように、各封止ホイル２ａ、２ｂは、プラスチックライニング側面１０とホイル側面８とを備える。従来の方法に従い、図３に図示する、治具４は、一般に凹型形状の下部部分４ａ、と平面である上部部分４ｂとを備える。この状況においては、「凹型」という用語は、一般に、凹型形状ではない可能性もある、くぼみ部分を指すために使用される。下部部分４ａおよび／または上部部分４ｂのうちのいずれか、または両方は、発熱体６ａ、６ｂをそれぞれ含む。封止ホイル２ａの一部品は、下部の凹型部分４ａから離れて対向する、ホイル２ａのプラスチックライニング側面１０を有する、治具４の下部部分４ａによって、凹型態様で形成される。凹型形状へのホイルの形成は、圧縮空気手段によるか、真空チャックを用いるか、または凹型形状を有するプレス機の使用によるものであり得る。次いで、下部部分４ａの凹型領域内に配置されるホイル２ａは、所望の流体５（図３に示す）、例えば、較正用流体で部分的に充填され、第２の封止ホイル２ｂは、封止ホイル２ａのプラスチックライニング側面（図２および３に示す）を接合する、封止ホイル２ｂのプラスチックライニング側面を有するホイル２ａの上部に定置される。次いで、治具４の上部部分４ｂは、封止をもたらすように、封止ホイル２ａ、２ｂの２つの部品に適用され、熱および圧力は、発熱体６ａ、６ｂを通って、封止ホイル２ａ、２ｂの周辺領域に加えられる。その結果、ホイル２ａ、２ｂの２つの個別のプラスチック層１０ａ、１０ｂはそれぞれ、ホイル２ａおよびホイル２ｂを相互に融合した単一のプラスチック相を形成するように、いっしょに融解する。このプロセスは、以下のように段階的に効果的に進められる（ａ）第１のプラスチックライニングホイル内にポケットを形成すること、（ｂ）ポケット内に液体を沈着させること、（ｃ）プラスチック面を相互に接合させるよう第２のプラスチックライニングホイルでポケットを被覆すること、および（ｄ）周辺シールを形成するために、第１および第２のプラスチックライニングホイルをいっしょに封止することであって、周辺シールは、周辺シールをもたらすために十分な熱および／または圧力を加えることによって形成される。図４は、周辺封止面積５２（番号記号）を示す、従来通り封止された流体収容パウチ５０の上面図を図示する。図７Ｄは、同様のパウチ５０の斜視図を図示する。
【００４４】
図５は、上述の従来の治具４で封止した後の流体収容パウチ１００のシール領域の断面の顕微鏡写真を図示する。示すように、上部の層ホイル２ｂは、下部のホイル層２ａに極めて接近し、上部および下部のプラスチック層１０ｂ、１０ａはそれぞれ相互に融解して、単一の連続プラスチック層９を形成している。顕微鏡写真は、プラスチックシール層（上部のホイル層２ｂおよび下部のホイル層２ａのそれぞれの上部および下部のプラスチック層１０ｂ、１０ａから成る）は、シールが生じる全領域にわたって実質的に均一の厚さを有する。上述のように、本発明の流体収容パウチは、パウチ内からパウチの外部の環境大気へのガス交換をより阻害する、シールを有する。
【００４５】
改善された流体収容パウチ
いくつかの実施形態においては、本発明は、実質的に液体およびガス不透過性であるシールを有する、改善された流体収容パウチを対象とする。本仕様書および請求項の目的のために、シールが、３０ｍｍＨｇ未満、好ましくは２０ｍｍＨｇ，または１０ｍｍＨｇ未満の、下記に説明するパウチの完全性試験のΔｐＣＯ２値をもたらす場合、それは「実質的に液体およびガス不透過性」である。１０ｍｍＨｇ未満のΔｐＣＯ２値をもたらすパウチは、それらが特に室温において、従来のパウチよりも改善されたパウチの保存期間を提供するため、非常に望ましい。別の態様においては、本発明は、流体収容パウチを形成するための様々なプロセスを対象とする。
【００４６】
パウチは、例えば、材料が目的とする形状を保持するよう、１つもしくは複数の屈曲を有する、通常の波動で材料を圧着（例えば、熱および／または圧力を用いる）、超音波溶接、レーザ溶接、および折り畳むことによって形成され得る。好ましい実施形態においては、流体収容パウチは、熱および圧力が対向ホイルを相互に封止し、実質的に液体およびガス不透過性であるシールを形成するために加えられる、圧着プロセスによって封止される。好ましくは、熱は、プラスチックを融解するために十分であり、圧力は、融解したプラスチックの一部分をシール領域からポケット内に押し出すために十分であり、それによって、周辺シールのプラスチックの平均厚が２つのプラスチックライニングの合わせた厚さより薄い、好ましくは、加熱前の２つのプラスチックライニングの合わせた厚さよりも、少なくとも２５％薄い、例えば、少なくとも５０％薄い、少なくとも７５％薄い、少なくとも９０％薄い構造がもたらされる。
【００４７】
図６Ａおよび６Ｂは、本発明の２つの例示的実施形態に従う、シール領域の断面の顕微鏡写真を図示する。これらの顕微鏡写真は、シールの画像が記録されるように、パウチを切断し、それを樹脂ブロック内に載置し、表面を研磨して作製された。具体的には、樹脂、例えば、Ｃｒｙｓｔａｌｂｏｎｄ（登録商標）を加熱し（約２５０℃）、構成要素を用いて鋳型内に定置した。冷却後、好ましくは、例えば、まず、徐々に細かくなる研磨剤である、８００研磨紙で樹脂を用いて、次いで、光学的に十分な表面が生成されるまで、最終的に３μｍのダイアモンド研磨を用いて研磨した。暗い領域の画像は、より優れた詳細を提供することが分かっており、本方法を示した画像に使用する。
【００４８】
図６Ａの実施形態に示すように、下部の封止ホイル２ａは、減少したプラスチック封止領域１２（減少した厚さ）を形成するために圧着治具１８（図８参照）を使用して、上部封止ホイル２ｂおよび形成内部プラスチックシールビーズ１４で封止されており、その正味の影響は、下記により詳細に説明するように、実質的に液体およびガス不透過性であるシールを提供する。図６Ｂの実施形態においては、下部封止ホイル２ａは、減少したプラスチック封止領域１２（減少した厚さ）を形成するために圧着治具１８（図８参照）を使用し、および実質的に液体およびガス不透過性であるシールを提供するための内部プラスチックシールビーズ１４ならびに外部プラスチックシールビーズ１６を形成する上部封止ホイル２ｂで封止されている。図６Ａの実施形態は、例えば、外側ビーズ１６を除去するように、減少したプラスチック封止領域内のパウチを（任意に、図１を参照して下記に説明する、穿孔ステーション３２内）をトリミングすることによって、図６Ｂの実施形態から形成され得る。
【００４９】
図１は、本発明の一実施形態に従い、流体収容パウチを充填し、封止するための自動形成、充填、ならびにシールプロセスおよびシステム（パウチ封止システム１５０）の概略設計である。好ましい実施形態に従い、封止ホイル２ａ、２ｂは、約０．０１〜約２．０ｍｍ、好ましくは、約０．０２〜約０．０５ｍｍの範囲、好ましい実施形態においては、約０．００１５インチ（０．０３８ｍｍ）の呼び厚さを有する、アルミニウムホイル８を含む。このホイルはまた、好ましくは、そのホイル上に形成された、約０．００５〜約０．５ｍｍ、好ましくは、約０．０１〜約０．０５ｍｍ、好ましい実施形態においては、約０．０００８インチ（０．０２０ｍｍ）の呼び厚さを有する、プラスチック層１０を含む。
【００５０】
プラスチック層に使用される具体的なプラスチック材料は、大幅に異なり得る。いくつかの例示的実施形態においては、そのプラスチックは、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンおよびポリプロピレン、例えば、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｐｒｉｍａｃｏｒ（登録商標）プラスチックライナーから選択される。製造中、プラスチック層１０は、好ましくは、アルミニウムホイルロール８上に押し出される。当業者は、例えば、ＰＶＣでコーティングされたアルミニウム、またはポリエチレンでコーティングされたアルミニウムを含む、他のライニングホイルを使用することもできることを認識するであろう。ホイル層には、アルミニウムの使用の他に、銅もしくは真ちゅうホイル、または他の金属ホイルを使用し得る。
【００５１】
図１に示すように、封止システム１５０は、形成ホイル巻き戻しステーション２０、アクティブ／パッシブインデックスステーション（インデックスステーション）２２、形成ステーション２４、流体分配ステーション２５、蓋ホイル巻き戻しステーション２６、シールステーション２８、ディンプルステーション３０、穿孔地点３２、およびリアインデックスステーション３３を含む、いくつかの構成要素を備える。下部封止ホイル２ａを保持し、分配する、形成ホイル巻き戻しステーション２０は、ガイドローラ、駆動ローラ、およびカウンタゴムローラを含む、様々な材料のリール幅の調節を含む。封止ホイル２ａの移動を可能にする、インデックスステーション２２は、アクティブインデックスのための機械的停止部を有する摺動テーブル上の空気圧式ドライバ、および封止ホイル２ａ上の一定張力を維持するためのバネ戻りパッシブインデックスを含む。インデックスステーション２２は、アクティブおよびパッシブインデックスの両方のために調節可能である。形成ステーション２４は、成形された形状（図８に示す、凹型圧着治具１８）にわたる高圧の加圧によるか、または機械的変形によって、ホイルを空気圧で冷間成形する。どちらの方法も、流体が流体分配ステーション２５内で分配されるポケットを形成する。流体分配ステーション２５は、ポンプおよびコントローラ実装部を含む。様々な実施形態に従い、約０．０１〜約２の流体を使用し得る。好ましい実施形態においては、約０．１〜約０．３ｍＬが使用され、好ましくは、約０．１６ｍＬの流体、例えば、較正用流体、反応物流体、または洗浄流体が各ポケット内に分配される。
【００５２】
蓋ホイル巻き戻しステーション２６は、上部封止ホイル２ｂを提供し、様々な材料のリール幅およびガイドローラのための調節を含む。シールステーション２８は、蓋ホイル巻き戻しステーション２６に続く。圧着治具１８の部品を形成する、シールステーション２８のシール構成要素は、冷却された上部プレートおよび加熱された上部封止プレート（図８に示す、平面の圧着治具１８ｂ）、ならびに温度コントローラを含む。例示的実施形態に従い、シール温度は、使用されているプラスチックの融解点に左右され、典型的には、約２００℃〜約５００℃、例えば、約２００℃〜約４５０℃の範囲である。これらの値は、プラスチックの文献から容易に得られる。Ｐｒｉｍａｃｏｒを使用する、好ましい実施形態においては、約３００〜４００℃の封止温度を使用することが好ましく、実際のパウチの産生では、温度を、３６０℃±５℃に設定した。シール力は、好ましくは、初期で約９００ニュートン±５０Ｎであり、封止サイクル中に約６，７００ニュートン±２３０Ｎの最大力まで増加させる。任意に、周辺シールは、約５，０００ｌｂ／平方インチ（３４．５ＭＮ／ｍ２）〜約９，０００ｌｂ／平方インチ（６２．１ＭＮ／ｍ２）の範囲、および任意に約６，６６６ｌｂ／平方インチ（４６．０ＭＮ／ｍ２）の圧力を加えることによって形成される。
【００５３】
当業者は、シールの領域が、確実なシールを得るために所望の適用した圧力に影響を及ぼすことを理解するであろう。これは、本明細書に説明する方法を使用する、必要以上の実験を伴わずに確認し得る。流体分散ステーション２８はまた、好ましくは、封止力を監視するためのロードセルを含む。
【００５４】
例示的封止システム１５０の次の構成要素は、ディンプルステーション３０である。ディンプルステーション３０は、封止されたホイルパウチの１つの側面を機械的に変形させて、圧痕を形成する。圧痕は、好ましくは、図７Ａおよび７Ｂに示すように、流体収容パウチ１００のポケットの中心にある。図７Ａ〜７Ｃは、封止システム１５０を使用して製造された流体収容パウチ１００の上面図、斜視図、および側面図をそれぞれ図示する。図７Ｅは、圧着縁部１０１を示す、さらなる斜視図を提供する。（比較のために、図７Ｄは、圧着縁部１０１が欠乏する、従来通りの封止された流体収容パウチを図示する）。図１に図示しない、レーザを使用して、圧痕の寸法を測定することができる。ｉ−ＳＴＡＴカートリッジにおいて、圧痕の目的とは、ホイルパウチとの穿孔要素の早期接触を回避することである。
【００５５】
例示的封止システム１５０はまた、ホイルリールから流体収容パウチ１００を切り抜くように機能する、穿孔つまり切断ステーション３２を含む。穿孔ステーション３２は、例えば、テーブル、ガイド支柱、ダイアルインジケータ、および調節ネジを含み得る。さらに、穿孔ステーション３２は、例えば、１分当たり約１０〜約１００サイクルの範囲、典型的には、１分辺り約３０サイクルの速度で、穿孔された流体収容パウチ１００を排出コンベヤに排出する、送達シュートを含み得る。ホイルの幅が２つ以上のパウチに対応する場合に、生産速度は、２倍、３倍等になることに留意されたい。好ましい封止システム１５０においては、ホイルの幅は、３つの隣接するパウチに対応する。インデックスステーション２２と同様の方法で動作し得る、リアインデックスステーション３３が穿孔ステーション３２に続く。
【００５６】
好ましい実施形態に従い、図１に示すように、プラスチックライニング封止ホイル２ａ、２ｂの２つの個々の部分は、流体収容パウチ１００を作製するために使用される（すなわち、封止ホイル２の２つの個別のロールが共に集結され、相互に融合される）。別の実施形態においては、封止ホイル２の単一部品が、流体収容パウチ１００を製造するために使用される。この代替的実施形態に従い、封止ホイルの単一部品は、例えば、折り畳まれ、対向する端部を封止して流体収容パウチ１００を形成する。
【００５７】
封止ステップ前の１つもしくは複数のステップ、例えば、液体適用および封止ステップは、パウチ内に収容される、得られるガス相組成物を制御するために、制御された気圧において実施され得る。例えば、グローブボックスは、この目的のために使用され得る。さらにまたはあるいは、液体相の化学組成物は、封止後にガス相組成物を実質的に決定するために選択され得る。可能な場合、全体の製造プロセスを簡素化するため、後者が好ましい。例えば、重炭酸塩を流体に添加し、ヘッドの間隙がない、封止された分配容器内で保管することができる。次いで、混合された流体および重炭酸塩は、ポケット内に分散され、即座に封止することができる。その後、重炭酸がパウチ内の小さなヘッドの間隙内の空気と平衡するため、流体およびヘッドの間隙内の二酸化炭素の分圧が決定される。重炭酸の平衡は、周知であり、反応順序
【００５８】
【化１】
に従う。
【００５９】
上述のパウチ形成プロセスは、ホイル形成治具が、封止治具とは分離して実質的な手動フォーマットで実施され、充填ステップは、手動ピペットによって行われる。しかしながら、自動流体収容パウチリールベースの封止システム１５０を示す、図１に示すように、ホイル２ａ、２ｂのロールが形状に断続的に送り込まれ、充填され、封止されるプロセスが自動であることが好ましい。自動化は、流体分散ステップと封止ステップとの間の時間が共に短くなり（例えば、約１秒〜約１０秒）、パウチ毎に制御されることを可能にする。
【００６０】
図８は、流体分散および封止ステーション２８に使用する、例示的実施形態に従う、圧着治具１８の断面図を図示し、図９は、図８に示す、治具１８の圧着領域の接近断面図を図示する。圧着治具１８は、下部の凹型圧着治具１８ａと、平面の圧着治具１８ｂとを含む。示すように、圧着治具の開口部３４は、形成ホイル巻き戻しステーション、インデックスステーション２２、および形成ステーション２４から下部の凹型圧着治具１８ａの上を通過すると、真空の任意の適用により、下部封止ホイル２ａを許容する。下部封止ホイル２ａの外周縁は、圧着領域３６の上に位置する。図９でより詳細に示される、圧着領域３６は、内部圧着領域縁３８と、平面の圧着領域４０と、外部圧着領域縁４２とを含む。示すように、内向きに角度付けされた縁３９は、内部圧着領域縁３８および平面圧着領域４０を分離する。プレス中、内向きに角度付けされた縁３９は、平面圧着領域４０から内部圧着領域縁３８に向かう、融解されたプラスチックの内向きの移動を促進する。さらに、またはあるいは、その圧着領域は、外部圧着領域縁４２から圧着領域４０を分離する、外向きに角度付けされた縁（図示せず）を含み得、外向きに角度付けされた縁は、平面圧着領域４０から外部圧着領域縁４２に向かう、融解されたプラスチックの外向きの移動を促進する。
【００６１】
図８は、下部の凹型圧着治具１８ａの一部として、圧着領域３６を図示するが、別の実施形態（図示せず）においては、その圧着領域は、上部圧着治具の一部であり、下部の凹型圧着治具の周辺領域は、実質的に平面である。別の態様（図示せず）においては、上部および下部の圧着治具の両方は、圧着領域を含む（すなわち、上部または下部の圧着治具のいずれも、その周辺において実質的な平面領域を含まない）。
【００６２】
図１０は、下部封止ホイル２ａが下部の凹型圧着治具１８ａに対して定置され、かつ、開口部３４が、封止ホイル２ａを許容した後であるが、上部封止ホイル２ｂおよび上部平面圧着治具１８ｂが、下部封止ホイル２ａおよび下部圧着治具１８ａに対してプレスされる前の、圧着領域３６を図示する。結局、圧着流体収容パウチ１００を形成するために、好ましくは、熱の存在下（下部凹型圧着治具１８ａおよび／または上部平面圧着治具１８ｂのうちのいずれか、または両方が加熱され得る）で、上部平面圧着治具１８ｂおよび上部封止ホイル２ｂを下部封止ホイル２ａおよび下部圧着治具１８ａに対してプレスすることによって、力をかける。上記のように、ホイル２ａ、２ｂのプラスチック側面は、ホイル２ａおよびホイル２ｂのプラスチックが相互に融解され、内部および／または外部プラスチックシールビーズをそれぞれ形成するために、平面圧着領域４０から内向きおよび／または外向きに移動するように、好ましくは、相互に対向するか、または接合される。
【００６３】
平面圧着領域４０の幅（Ｗ）は、大幅に異なり得る。いくつかの異なる設計変更（Ａ〜Ｈ）は、平面圧着領域４０の幅がガス処理における流体収容パウチ１００のＣＯ２に抵抗する能力に及ぼす影響を判定するために試験された。いくつかの設計寸法、Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤを、図７Ａ〜７Ｃに示す。試験設計Ａ〜Ｈのための設計パラメータを図２１に提供する。一実施形態においては、寸法ＡとＢとの間の差異は、流体収容パウチ１００の２つの側面上の平面圧着領域４０の幅（単一側面では、［Ａ〜Ｂ］／２）を提供し、寸法ＣとＤとの間の差異は、流体収容パウチ１００の他の２つの側面上の平面圧着領域４０の幅を提供する。他の態様においては、平面圧着領域４０は、流体収容パウチ１００の２つの側面上の寸法ＡとＢとの間の差異よりも少なく（例えば、寸法ＡとＢとの間の差異よりも、１０〜９０パーセント少ない、２５〜７５パーセント少ない、または４５〜５５パーセント少ない）、および流体収容パウチ１００の他の２つの側面上の寸法ＣとＤとの間の差異よりも少ない（例えば、寸法ＣとＤとの間の差異よりも、１０〜９０パーセント少ない、２５〜７５パーセント少ない、または４５〜５５パーセント少ない）。圧着された領域が、寸法ＡとＢ、および／または寸法ＣとＤとの間の差異よりも少ない、これらの態様においては、圧着領域は、好ましくは、寸法ＡとＢ、または寸法ＣとＤとの間をそれぞれ中心とする。結果を、図２１に表にし、図２２に図形で示し、下記により詳細に説明する。図２１はまた、Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤの寸法の関数である、平方インチの封止領域を表にする。
【００６４】
図５は、加熱プレス後の従来の流体収容パウチ１００のシール領域の断面の顕微鏡写真を図示する。この顕微鏡写真は、プラスチックシール領域１２が、シール全体にわたって実質的に均一の厚さを有することを示す。対照的に、本発明の例示的実施形態に従う、圧着ステップの影響を、図６Ａおよび６Ｂの顕微鏡写真に示す。示すように、上部および下部の封止ホイル２の両方のプラスチック１０のうちのいくつかは、内部プラスチックシールビーズ１４を形成するために、シール領域１２から流体収容パウチ１００の内部内に、すなわち、圧着領域３６から離れて押し出されている。これらの画像は、圧着後に、圧着領域３６の外縁および圧着領域３６の内部の両方に向かって押し出されると、圧着領域３６内のプラスチック層が実質的に厚さを減少したことを明確に示すことに留意されたい。その圧着領域内のシールの厚さは、大幅に異なり得るが、いくつかの例示的実施形態においては、２〜３０μｍ、例えば、２〜２０μＭ、または２〜１０μｍの範囲である。圧着領域にわたって厚さが異なる、これらの実施形態においては、これらの範囲は、圧着領域全体にわたる平均厚を指す。
【００６５】
図６Ａおよび６Ｂに示す実施形態においては、封止ホイルの各層上のプラスチック層１０の初期の製造された厚さは、約０．０００８インチ（または約０．０２０ｍｍもしくは２０μｍ）である。したがって、圧着前のプラスチックの平均厚は、ホイル２ａおよびホイル２ｂの両方を考慮すると、約０．００１６インチつまり４０μｍの範囲である。圧着後、プラスチックシール領域１２は、好ましくは、約１μｍ〜約１０μｍ、約３μｍ〜約７μｍの範囲、または好ましくは、約５μｍの平均厚を有する。したがって、本発明のこの実施形態は、かなりの倍数で、全体のシールの断面のプラスチック領域を実質的に減少させる。好ましい実施形態においては、全体のシール幅は、約２ｍｍであり、シール周辺の長さは、約７５ｍｍである。
【００６６】
本発明の様々な実施形態において、多くの異なる圧着パターンを使用し得る。いくつかの例示的試験パターンから得られるシールの有効性を図２１に示す。様々な設計Ａ〜Ｈは、異なって選択された封止表面を有した。図７Ａ〜７Ｃに示すように、これらのパウチ設計は、全体的に長方形の形状を有したことに留意されたい。その結果、長方形設計の長軸および短軸の内側および外側シールは、特定の寸法を有する。各設計Ａ〜Ｈでは、較正用流体をそれぞれ収容するパウチのバッチは、ガス交換を試験するために調製された。パウチ完全性試験（ＰＩＴ）システムおよび方法を下記により詳細に説明する。
【００６７】
パウチ完全性試験
図１１Ａおよび１１Ｂは、ＰＩＴを実施する目的で、制御された温度で延長された期間、制御されたガス環境下で流体収容パウチを保管するために使用する、ガス制御保管容器４４を図示し、図１２は、図１１Ａおよび１１Ｂに示す、ガス制御保管容器４４の分解図を図示する。保管容器４４は、ガス入口ポート４６とガス出口４８とを有する、封止可能な金属ボックス４５を備える。保管容器４４は、試験前に、制御された条件、例えば、温度、圧力、および外部ガス組成物下における流体収容パウチのインキュベーションを可能にする。保管容器４４内に定置される、流体収容パウチは、異なる期間の間、インキュベートされ、次いで、シールを通って生じたガス交換の量を測定するために試験することができる。ＰＩＴにおいては、較正用パウチは、較正用管または注射器を用いて破裂させられ、内容物は、化学分析システム、例えば、商業用血液ガス分析器または臨床化学分析器内に導入される。当業者は、商業用血液ガス分析器がｐＯ２、ｐＣＯ２、およびｐＨを試験し、毛細管または注射筒によって送達されるサンプルに対応することができる、サンプル導入ポートを有することを認識するであろう。ＰＩＴは、ガス組成物を判定するための特定の装置に左右されないことに留意されたい。重要な要素は、試験手段が、容器４４内でのインキュベーション前後のサンプルの溶解したガス組成物を決定するための確実な方法を提供することである。さらに、パウチが単回使用の使い捨て構成要素であるため、同一の方法でパウチのバッチを作製し、次いで、時間の経過に伴う、シール設計の全体の性能を判定するために、ＰＩＴプロセスの異なる段階でバッチの部分を試験する必要があることを理解する。
【００６８】
ＰＩＴを以下のとおり実施した。確実にサンプルが保管容器４４の内側のガス入口ポート４６およびガス出口ポート４８を被覆しないように、流体収容パウチを保管容器４４内に定置する。次いで、Ｏ型環５６を清浄し、領域およびＯ型環５６が、適切なシールを防止し得る、任意の汚染物質を含まないことを確認して、Ｏ型環溝５８内に定置する。次いで、保管容器４４の蓋５４を、供給されたハードウエアを使用して、封止可能な金属ボックス４５を封止し、６個のボルト６４を交差パターンで締める。次いで、保管容器４４上の入口弁６０および出口弁６２を開口し、入口弁６０をＣＯ２ガスシリンダ（図示せず）に接続する。好ましくは、保管容器４４の容量の少なくとも１０倍のＣＯ２ガス流を、最低限約１５分間、保管容器４４を満たすために使用する。最終的に、入口弁６０を閉じ、次いで、出口弁６２を閉じる。次いで、保管容器４４を、所望の試験環境下、例えば、制御された温度で保管する。
【００６９】
本明細書に説明するＰＩＴにおいては、各流体収容パウチは、以下を収容した：ｐＨ７．３の４７ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液中のグルコース（９０ｍｇ／ｄＬ）、尿素（４．０ｍＭ）、ナトリウム（１１８ｍＭ）、カリウム（４．０ｍＭ）、塩素（１００ｍＭ）、カルシウム（１．５ｍＭ）、および乳酸（２．０ｍＭ）を含有する、１６０μＬの水溶液。勿論、試験するパウチの具体的な目的によって、他の流体を使用し、ＰＩＴ下で分析し得る。十分な重炭酸はまた、パウチ内のガス相が約１００μＬである、初期の２８ｍｍＨｇのｐＣＯ２を生じるために存在した。ＰＩＴにおいては、パウチを、８日間、１気圧の二酸化炭素で上述のインキュベーション容器内に保管する。これらの実験を５０℃の温度で実施した。パウチ内の初期のｐＣＯ２を測定し、パウチ内のｐＣＯ２を、再度、実験の最後に測定した。典型的には、ｐＣＯ２（初期）は、第１のパウチを毛細管で破裂させることによって測定され、ｐＣＯ２（最終）は、同一の方法で決定されるが、第１のパウチと同一のパウチ内に形成された第２のパウチから測定される。ｐＣＯ２（初期）とｐＣＯ２（最終）との間の差異は、ΔｐＣＯ２値を提供し、それは、パウチの完全性を示し、より低いΔｐＣＯ２値は、少ないガス交換、したがって、より優れたシールを示す。
【００７０】
提案した各設計を、上述のインキュベーション容器を使用して加速試験モードで評価した。流体収容パウチ（Ａ〜Ｈ）のいくつかのサンプルを、二酸化炭素の１気圧で インキュベーション容器内に定置し、８日間保管した。これらの実験を５０℃の温度で実施した。パウチ内の初期のｐＣＯ２（一般に、約２８ｍｍＨｇ）を測定し、ｐＣＯ２を実験の最後に再度測定した。従来のシールを用いる標準的プロセスでは、最終ｐＣＯ２は、約６０ｍｍＨｇであった。これは、上述のように、シールを通るＣＯ２の侵入によるものであった。この３２ｍｍＨｇのΔｐＣＯ２値を、様々な圧着設計を試験するための基準結果として使用した。図２１の表は、本明細書において、新たなプロセスのためのΔｐＣＯ２で割った標準プロセスのためのΔｐＣＯ２として定義する、改善度を列挙する。Ａの設計では、ΔｐＣＯ２値は、標準プロセスで認められた３２ｍｍＨｇよりも遥かに少なく、４．８の改善度を生じる。他の設計のための改善度を図２１に列挙し、図２２において図形で示し、設計Ｅが最良の結果をもたらす。設計Ｅをすぐ下記に説明する試験に使用した。
【００７１】
長期安定性研究
次の一連の実験を、通常の保管条件、すなわち、冷蔵または室温のうちのいずれかの環境大気下での設計Ｅの長期性能を示すように設計した。これらの実験もまた、加速モード、すなわち、試験サンプルを５０℃で保管することによって実施した。当業者は、プラスチックのガス透過性が一般に温度に伴い上昇するため、加速モードで得られた満足のいく結果が、環境または冷蔵温度において同様または（おそらく）より良い性能を示さなければならないことを認識するであろう。
【００７２】
設計Ｅの流体収容パウチ１００内のヘッドの間隙またはガス相は、約１００μＬの容量を有し、流体収容パウチ１００内のＣＯ２の分圧は、血液サンプルに見られる分圧、例えば、約２８ｍｍＨｇと同様であった。対照的に、環境大気中のＣＯ２濃度は、約０．０３％、または約０．２４ｍｍＨｇである。これは、実質的に少なく、したがって、流体収容パウチ１００からのＣＯ２の損失を生じさせる駆動力である。駆動力は、質量作用の法則に基づき、ネットプロセスは、ＣＯ２がプラスチックシールを通って徐々に拡散し、流体収容パウチ１００から出ることである。当業者は、上述のＰＩＴ実験と同様の試験が二酸化炭素ガスではなく、環境大気で実施できることを理解するであろう。１気圧（７６０ｍｍＨｇ）で二酸化炭素を使用することにより、ＣＯ２の侵入のための駆動力が提供される一方、環境大気は、放出のための駆動力を提供する。それらの両方は、シールの完全性に関する情報を提供することができるが、ＰＩＴは、パウチ内のｐＣＯ２の増加を測定することがより容易であり、また、結果がよりすぐれた駆動力によって、より早く得られるため、二酸化炭素環境を使用する。上昇温度は、２種類のパウチ、例えば、例示的実施形態に従い圧着されたパウチと、従来通りに封止された流体収容パウチ５０との間の明白な差異を認めることを意図して、ガス輸送の速度を増加させるために使用されることに留意されたい。
【００７３】
流体収容パウチ１００のＣＯ２の内部の初期分圧における任意の変化を判定するために、流体収容パウチ１００の一部を断続的に試験した。具体的には、０日、３０日、６０日、９０日、１２０日、１５０日、および１８０日の時点で、流体収容パウチ１００および従来の流体収容パウチ５０の両方を、５０℃の環境大気インキュベータから除去し、試験した。これは、それらをｉ−ＳＴＡＴ ＥＧ７＋カートリッジに組立て、２８ｍｍＨｇのｐＣＯ２で、二酸化炭素（ｐＣＯ２）の得られた分圧対圧調整された対照流体を試験することによって行われた。ｐＣＯ２は、電気化学ｐＣＯ２センサを使用する、ｉ−ＳＴＡＴシステムによって提供される標準試験であることに留意されたい。
【００７４】
背景として、ｉ−ＳＴＡＴ読み取り機内の試験アルゴリズムは、較正用流体内に記録された信号に２８ｍｍＨｇの値を代入することに留意することが重要である。これは、工場での較正プロセスであり、読み取り機は、較正用流体のｐＣＯ２値が２８ｍｍＨｇであると仮定するソフトウエアで事前にプログラムされ、流体収容パウチ１００は、２８ｍｍＨｇであることを意図する流体組成物を用いて製造される。流体収容パウチ１００のバッチが作製され、試験機器内に組立てられた時点で、バッチの統計的に有効なサンプルを、目的としたｐＣＯ２値が実際に認められるか否かを判定するために試験した。認められた場合は、流体収容パウチ１００のバッチは、カートリッジ内に組立てることができ、次いで、顧客に発送することができる。
【００７５】
その結果、実験において、較正用流体および圧調節された流体の両方が、約２８ｍｍＨｇの濃度を有する場合には、次いで、これは、報告値になるであろう（図２３のデータ点を参照）。しかしながら、センサが実際に２８ｍｍＨｇである圧調節されたサンプルを提示された時に、読み取り機が事前にプログラムした２８ｍｍＨｇ値を較正用流体からの信号に代入するため、ＣＯ２が流体収容パウチ１００から喪失されており、実際の値が、例えば、１０ｍｍＨｇである場合には、報告値は、より高くなるであろう。報告値が２８ｍｍＨｇ以上であるという範囲は、保管中にどれほどのＣＯ２がパウチから喪失されているかの測定値である。
【００７６】
図２３は、約１８０日間にわたり、５０℃で保管された、２組の流体収容パウチの二酸化炭素（ＣＯ２）の分圧対時間のデータプロットを図示し、流体収容パウチ５０の第１の組は、従来の方法で封止されており、流体収容パウチの第２の組は、本発明の例示的実施形態（設計Ｅ）に従う方法を使用して圧着されている。図２３においては、ダイアモンドは、設計Ｅの流体収容パウチのｐＣＯ２値を表し、四角は、従来の流体収容パウチ５０のｐＣＯ２値を表し、それらの両方は、データ点を通って計算された直線の当てはめを用いて、５０℃で保管される。初めに、パウチの両組のｐＣＯ２は、約２８ｍｍＨｇを読み取った。しかしながら、１８０日後に、標準パウチ内のｐＣＯ２は、圧調節された流体サンプルが約４７ｍｍＨｇを読み取らせせるように有意に低下した一方、設計Ｅに従い製造された流体収容パウチは、約３１ｍｍＨｇを読み取るように、わずかに変化したのみであった。
【００７７】
これは、圧着ステップが、シールの断面を狭窄するにもかかわらず、シールへの有害な影響を有することが予期される可能性があるため、驚くべき予期せぬ有意な結果である。例えば、プラスチック層１０またはホイル層８封止ホイル２のうちのいずれか、または両方における微小な亀裂の形成は、パウチ性能を低下させることが予期され得る。その結果、驚くべきことに、ガス交換を減少させることによって、圧着特性が実質的にシールを改善させることが発見された。
【００７８】
上記のように、あるいは、ＣＯ２の喪失は、流体収容パウチ１００（または従来の流体収容パウチ５０）を破裂させ、ガラス製毛管を流体収容パウチ内の流体の一部分で充填させることによって判定し得ることも明らかであろう。次いで、流体は、流体が注入され、ｐＣＯ２の結果が分析器によって報告される、標準ベンチトップ血液ガス分析器に輸送される。これらの実験においては、設計Ｅの流体収容パウチが、５０℃で、１８０日後にｐＣＯ２値を実質的に変化させなかったことも示したが、従来の流体収容パウチ５０は、ＣＯ２の喪失を呈した。
【００７９】
破裂強度試験
図２３のデータに基づく結論を、流体収容パウチ１００の破裂強度に対する個別の実験で確認した。破裂強度試験においては、異なる治具を使用して、流体収容パウチ１００を破裂させる、すなわち、シールの破壊故障を引き起こすために必要とされる力を判定した。圧着がシールへの損傷を引き起こす状況においては、これは、より変化しやすいシールの破裂強度をもたらすであろう。図２４に示すように、従来の流体収容パウチ５０の破裂強度がより高い（ｎ＝１０２において平均５５１．７Ｎであり、６６．１（１２％）の標準偏差）一方、例示的実施形態の設計Ｅに従う流体収容パウチ１００（ｎ＝１０５において平均３０７．２Ｎであり、３０．７（１０％）の標準偏差）よりも変化しやすい。流体収容パウチ１００の設計Ｅの、より一定の破裂強度、すなわち、より低い絶対変化は、より確実で再現性のあるプロセスを示す。より低い破裂強度は、シール領域内のＰｒｉｍａｃｏｒ（登録商標）接着剤の量の減少を示すことに留意されたい。
【００８０】
上述のように、図２１は、異なる圧着設計を示す表を図示し、設計Ｅは、流体収容パウチ１００の好ましい実施形態に対応する。これらの結果はまた、多量の需要に好適な圧着プロセスが改善され実行可能な製造プロセスをもたらすことができることを示す。所望の圧着設計は、ホイル層間の間隙が実質的に最小限化されるものである。しかしながら、圧着は、流体収容パウチ１００内に収容される流体の潜在的な腐食特性およびそのアルミニウム層８との相互作用により、封止ホイル２のポリマー（プラスチック）ライナー１０の完全性を妨害してはならない。圧着は、アルミニウム層８に亀裂または他の損傷を引き起こしてはならない。
【００８１】
さらなる実験および設計を通して、以下の特性が流体収容パウチの好ましい実施形態を示すことを発見した。好ましい実施形態に従い、封止ホイル２の２つの部分は、約３．３ｃｍ２の面積を有する長方形、例えば、１．５ｃｍ×２．２ｃｍである。有用なホイル面積は、約０．５ｃｍ２〜２０ｃｍ２の範囲である可能性があることを発見した。
【００８２】
好ましい実施形態に従い、流体収容パウチ１００の封入容器の容量は、約１００〜３００μＬであるが、約５μＬ〜約５ｍＬの範囲の内部容量を有するパウチを使用し得る。したがって、封入容器内の液体相の容量は、約５μＬ〜約５ｍＬの範囲である可能性がある。同様に、封入容器内のガス相の容量は、約５μＬ〜約５ｍＬの範囲である可能性がある。
【００８３】
好ましい実施形態に従い、封入容器内の液体相の容量は、封入容器の総容量の約５０％〜９５％、例えば、６０％〜６５％である。また、封入容器内のガス相の容量は、封入容器の総容量の約５％〜約５０％の範囲である可能性がある。
【００８４】
好ましい実施形態に従い、プラスチック層１０の一部分は、図６Ａおよび６Ｂに示すように、封止および圧着する作用によって、封入内に押し込まれ、シールの内周の少なくとも１部分に沿って内部シールビーズ１４を形成する。このプロセスは、封止および圧着中にシール領域から喪失される、プラスチックに対応する。図５および６で見られるように、周辺シール内のプラスチックの平均厚は、２つのプラスチック層１０の従来の合わせた厚さより薄く、少なくとも２０％薄い。
【００８５】
好ましい実施形態に従い、周辺シールは、約２０ｍｍ未満、例えば、約１０ｍｍ未満または約５ｍｍ未満の周幅（またはガス拡散経路長）を有する。範囲に関しては、周辺シールは、任意に、約１ｍｍ〜約２０ｍｍ、最も好ましくは、約２ｍｍ〜約３ｍｍの幅を有する。この周幅は、図７Ａに示すように、好ましくは、Ａの半分−（マイナス）Ｂ、またはＣの半分−Ｄで画定される長さ以下である。具体的な周幅は、典型的には、圧着領域の幅によって決定されるであろう。また、好ましい実施形態に従い、周辺シールは、図７Ａに示すように、約１ｃｍ〜約２０ｃｍ、最も好ましくは、約７ｃｍ〜約８ｃｍの周長、すなわち、２Ａ＋２Ｃで定義される長さを有する。
【００８６】
流体収容パウチ１００を圧着するための装置の好ましい実施形態を図８および図９に示すが、圧着された部分はまた、複数の同心圧着環から成り得、環は、例えば、２〜１０個の数の圧着環であり得る。このコンテキストにおいては、「環」および「同心」という用語は、四角形または長方形の圧着機能が好ましいため、円形形状に制限されない。典型的には、これらは、丸角を有するであろう。例えば、図９を参照すると、平面の圧着領域４０は、５つの部分に均一に分割することができ、内側、外側、および中心部分は、平面の圧着領域４０に示す高さと同一の高さであり、中心部分のいずれかの側面上の２つの部分は、領域５２に図示する高さを有する。この構成は、図２５に示し、３つの同心圧着環を形成するように機能する。示すように、これらの環は、先端部４０ａ、４０ｂ、４０ｃから形成され、谷部４２ａ、４２ｂ、および４２ｃに対応する間隙によって分離される。勿論、他のパターンは、先端部の数および／または幅を変化させることによって同様に形成され得る。
【００８７】
本明細書に示し、説明する本発明の原理に従い製造された例示的流体収容パウチは、血液試験センサを較正する上での成功を証明した。また、本発明の流体収容パウチは、冷蔵での延長された保存期間を呈し、また、延長された室温保管、例えば、６ヶ月間、実質的に変化されないままであった。本発明の流体収容パウチは、好ましくは、３ヶ月を超える、６ヶ月を超える、９ヶ月を超える、または１年を超える、室温の保存期間を有する。その結果、本発明の流体収容パウチは、本発明の流体収容パウチを収容する試験カートリッジの製造のために簡素化された発送、ならびに病院のおよび他のユーザのためのカートリッジの簡素化された保管の利点も提供する。
【００８８】
さらなる例示的実施形態に従い、実質的に液体およびガス不透過性のシールを有する流体収容パウチは、図１３に示す、超音波溶接機械６６を使用して製造することができる。当業者は、ポリマーがそれらのガス輸送率によって特徴付けられ得、したがって、非気密性材料であることを理解するであろう。したがって、ピンホールの非存在下で、金属、例えば、アルミニウムが一般にガスに対して不浸透性であるため、金属間封止を得るための利点とみなされる。しかしながら、金属間封止の利点は、上述のように、金属との較正用流体の相互作用の可能性に対して均衡される必要がある。介在する不活性ポリマーの使用は、この潜在的な問題を未然に防ぐ。
【００８９】
少なくとも２つのさらなる種類の封止ホイルは、様々な例示的実施形態に従い、超音波溶接機械６６とともに使用することができ、上述の第１の種類は、Ｐｒｉｍａｃｏｒでコーティングされたアルミニウムホイル（すなわち、ホイル層８およびプラスチック層１０を有する封止ホイル２）であり、第２の種類は、ラッカーでコーティングされた封止ホイル（ホイル層８およびラッカー層１１を有する封止ホイル２′）である。例示的実施形態に従い、較正用流体とアルミニウムとの直接接触を回避するために、ホイル層８の上に存在するラッカー層１１を有することが望ましい。ラッカーは、例えば、１つもしくは複数のニトロセルロース、尿素およびアクリル樹脂を含み得、例えば、印刷することによって、塗布され得る。塗布されるラッカーの量は、一般に約０．１〜約１０ｇ／ｍ２、好ましくは、約１．５ｇ／ｍ２である。
【００９０】
図１３は、例示的実施形態に従う溶接機械６６を図示する。超音波溶接は、定常多重山プレート７０と、超音波周波数で振動する可動多重山プレート６８との間に把持される部品への加圧によって達成される。封止ホイル７２の可動部分に対して封止ホイル７４の固定部分を摩擦する動作は、酸素の分散を引き起こし、金属間の結合が生じるのを可能にする。勿論、他の実施形態においては、下部プレートは、上部プレートの代わりに、または上部プレートに加えて振動し得る。
【００９１】
図１４は、プラスチック層（Ｐｒｉｍａｃｏｒ（登録商標）から形成）を有する封止ホイル２を使用して形成され、および突起プレートを有する超音波溶接機械から形成されたシール領域の顕微鏡写真を図示する。図１４は、シールの上部および下部の３８μｍの上部封止ホイル２ｂおよび下部封止ホイル２ａが未損傷であり、Ｐｒｉｍａｃｏｒ（約５〜３０μｍの変厚）の連続層が残存することを示す。図１４に示すシールは、第１のプラスチック領域７６と、その第１のプラスチックよりも薄い第２のプラスチック領域７８とを有する。図１５Ａおよび１５Ｂは、また超音波溶接によって形成され、約５μｍの厚さであるプラスチック層を有する第１のプラスチック領域７６と、約１５μｍの厚さであるプラスチック層を有する第２のプラスチック領域７８とを有する、同様のシール領域の顕微鏡写真を示す。例示的実施形態に従い、実質的に非直接的な金属間接触または結合は、図１５Ａおよび１５Ｂの領域８２に示すように、薄い領域においてさえも生じる。具体的には、領域８２は、プラスチック層１０ａ、１０ｂの厚さが、約１０μｍである領域を表す。領域８０は、プラスチック層１０ａ、１０ｂの厚さが、約３０μｍである、
【００９２】
図１６は、接合する保護ラッカー層を有する封止ホイルの超音波溶接によって形成されたシール領域の顕微鏡写真である。示す実施形態は、実質的に平面プレートを有する超音波溶接機械から形成される。図１６、特に、図１６に示すシール領域を拡大した図１７は、上部封止ホイル層２ａと下部封止ホイル層２ｂとの間に最小限の間隙があり、いくつかの領域において、図１７の拡大図の領域８１に示すように、金属間接触があることを示す。
【００９３】
したがって、例示的実施形態に従い、圧着治具１８ａ、ｂによって作製された圧着シールと同様に、超音波溶接機械６６によって作製されたシールはまた、有利に、流体収容パウチの内部と外部環境大気との間のガス交換を最小限化または除外することができる。
【００９４】
別の実施形態においては、実質的に液体およびガス不透過性のシールは、レーザ溶接システムによって形成される。図１８は、レーザ溶接システム８４を図示する。レーザ溶接はまた、Ｐｒｉｍａｃｏｒでコーティングされた封止ホイル、またはラッカーでコーティングされた封止ホイルを使用して、流体収容パウチを封止するために有効に適用することができる。レーザ溶接は、２つのシート、例えば、ホイルを密接に接触させた後に、材料の融解を引き起こすために、レーザ光の十分高い電力密度（アルミニウムでは、約１０７ワット／平方インチ）を加えることによって達成される。ポリマーコーティングされた封止ホイル等の薄い材料を溶接するためのレーザ溶接システム８４を、図１８に図示する。この図においては、上部封止ホイル２ｂおよび下部封止ホイル２ａの両方を融解させるように、レーザ光学素子ガイド８８を使用して、十分に高いエネルギー密度までレーザ光を集光するために、レーザ光学素子８６を使用する。代替的溶接形状はまた、例えば、接合またはＴ溶接連結部を形成するためのレーザ溶接で可能である。
【００９５】
好ましい実施形態に従い、レーザ溶接機械８４は、レーザ光学素子８６およびレーザ光学素子ガイド８８を介して結合された、パルスネオジムＹＡＧレーザを用いて、封止ホイル２ａ、２ｂの気密レーザ溶接を達成する。レーザパルス幅は、約１．５ミリ秒の持続時間であり、パルス毎に送達されるエネルギーは、約１．０ジュールである。連続溶接（または、シール）は、例えば、約１〜２０ｍｍ／秒、好ましくは、５ｍｍ／秒の速度で、アセンブリ、すなわち、レーザ溶接機械８４に対する封止ホイル２ａ、２ｂの位置を平衡移動することによる、レーザパルスの重複によって達成することができる。
【００９６】
レーザ溶接機械８４が、Ｐｒｉｍａｃｏｒでコーティングされたシールホイル２（すなわち、ホイル層８およびプラスチック層１０を有する封止ホイル２）を使用して、金属間シールを生じることができることを証明するために、ホイル層８ａ、８ｂが相互に接合されるように、封止ホイル層２ａ、２ｂを反転させた。図１９は、シール領域の顕微鏡写真であり、上部および下部封止ホイル層２ｂ、２ａとの間に間隙がなく、レーザ封止領域９０において金属間結合が形成されていることを図示する。図２０Ａは、レーザ封止領域９０を有する溶接の１つの側面のさらなる顕微鏡写真を提供し、図２０Ｂは、図２０Ａの領域の接近図を示す。前述のように、完全な金属間シールは、それが、プラスチックシールを介するガス交換の機会を無くし、したがって、実質的に液体およびガス不透過性のシールを形成するため、非常に望ましい。金属間結合はまた、プラスチック層とホイル層をともに接合し、レーザ溶接プロセスを実施することによって形成することができることに留意されたい。ここでは、シール領域内のプラスチックは、好ましくは、金属間結合形成を可能にするように、蒸発される。
【００９７】
代替的実施形態に従い、完全な金属間封止された流体収容パウチ１００は、パターン化されたポリマーをコーティングしたホイルが使用可能であるという条件で、収容された流体をポリマー内に完全に封入して、製造することができる。ポリマーパターンホイルは、空間的に制御されたホイルへのポリマーの追加か、または完全にポリマーでコーティングされたホイルからのポリマーの選択的除去によって産生することができる。空間的に制御されたホイルへのポリマーの追加を可能にするために使用し得る方法の例には、印刷、フォトリソグラフィー、およびラミネーションが挙げられる。完全にポリマーでコーティングされたホイルからのポリマーの選択的除去は、レーザ切断によって達成することができる。そのようなパウチの連続製造では、重要なプロセス制御問題は、上面および底面パターンのホイル部分の整合である。それによって、一貫した整合が達成し得る、１つの方法は、リール上のインデックス付きストック材料の使用を介することである。さらなる代替的実施形態に従い、完全な金属間封止された流体収容パウチ１００は、まず、流体を収容するポリマーパウチを封止し、次いで、気密性金属間封止されたパウチ内のその容器を封止することによって、内部流体がポリマー内に完全に収容されるように製造することができる。ポリマーパウチは、流体で充填されたポリマー管の断片を熱的に封止し、切断することによって産生することができる。次いで、これらのポリマーパウチは、ホイルパウチ内で封止するために適切に定置することができる。
【００９８】
本発明は、その特定の例示的実施形態を参照して説明されている。しかしながら、本発明を上述の例示的実施形態の形態ではなく、具体的な形態で具体化することが可能であることは、当業者には容易に明らかとなるであろう。これは、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく行い得る。例示的実施形態は、単に、例示的なものであり、多少なりとも制限するものとみなされるべきではない。本発明の範囲は、前述の説明ではなく、付属の請求項およびそれらの等価物によって定義される。上記に示した、すべての米国特許および明細書、海外の特許、ならびに発刊物は、参照により、それらの全体が本明細書に組み込まれる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体収容パウチであって、
第１および第２の対向シートと、
前記第１の対向シートと前記第２の対向シートとの間に配置される流体と、を備え、前記第１のシートおよび前記第２のシートは、実質的に液体およびガス不透過性である周辺シールを有し、その少なくとも一部分は、約４ｍｍ未満のシール幅を有し、前記パウチは、約１０ｍｍＨｇ未満のパウチ完全性試験のΔｐＣＯ２値をもたらす、流体収容パウチ。
【請求項２】
前記第１のシートおよび前記第２のシートは、複数の屈曲を有する波状パターンで折り畳まれる、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項３】
前記第１のシートは、第１のホイル層と第１のプラスチック層とを含み、前記第２のシートは、第２のホイル層と第２のプラスチック層とを含む、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項４】
前記周辺シールの内縁に配置される、内部プラスチックシールビーズをさらに備える、請求項３に記載の流体収容パウチ。
【請求項５】
前記第１のシートは、第１のホイル層と第１のプラスチック層とを含み、前記第２のシートは、第２のホイル層と第２のプラスチック層とを含み、前記周辺シールは、前記第１のホイルと前記第２のホイルとの間に配置され、かつ前記第１および前記第２のプラスチック層の合わせた厚さ未満の平均厚を有する、第３のプラスチック層を備える、請求項３に記載の流体収容パウチ。
【請求項６】
前記第３のプラスチック層は、前記第１および前記第２のプラスチック層の合わせた厚さよりも、少なくとも約２５％薄い平均厚を有する、請求項５に記載の流体収容パウチ。
【請求項７】
前記第３のプラスチック層は、前記第１および前記第２のプラスチック層の合わせた厚さよりも、少なくとも約５０％薄い平均厚を有する、請求項５に記載の流体収容パウチ。
【請求項８】
前記第１および前記第２のホイル層は、約０．０１〜約２．０ｍｍの範囲の厚さを有する、請求項５に記載の流体収容パウチ。
【請求項９】
前記第１および前記第２のプラスチック層は、約０．００５〜約０．５ｍｍの範囲の厚さを有する、請求項５に記載の流体収容パウチ。
【請求項１０】
前記第１および前記第２のプラスチック層は、Ｐｒｉｍａｃｏｒ、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ならびにニトロセルロース、尿素およびアクリル樹脂に基づくラッカーから成る群から選択される、プラスチックを備える、請求項５に記載の流体収容パウチ。
【請求項１１】
前記第１および前記第２のプラスチック層は、実質的に長方形であり、約０．５ｃｍ２〜約２０ｃｍ２の範囲の各面積を有する、請求項５に記載の流体収容パウチ。
【請求項１２】
前記周辺シールの少なくとも一部分に沿って、プラスチックビーズをさらに備える、請求項５に記載の流体収容パウチ。
【請求項１３】
前記周辺シールは、約２００℃〜約５００℃の範囲の熱を加えることによって形成される、請求項５に記載の流体収容パウチ。
【請求項１４】
前記周辺シールは、約３４．５ＭＮ／ｍ２〜約６２．１ＭＮ／ｍ２の範囲の圧力を加えることによって形成される、請求項５に記載の流体収容パウチ。
【請求項１５】
前記周辺シールは、約１ｍｍ〜約２ｃｍの周辺幅を有する、請求項５に記載の流体収容パウチ。
【請求項１６】
前記周辺シールは、約１ｃｍ〜約２０ｃｍの周長を有する、請求項５に記載の流体収容パウチ。
【請求項１７】
前記第１のシートは、第１のホイル層と第１のラッカー層とを含み、前記第２のシートは、第２のホイル層と第２のラッカー層とを含み、前記第１および第２のホイル層は、前記周辺シールにおいて相互に融合される、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項１８】
前記流体は、公知の濃度の１つもしくは複数の分析物を含有する、較正用流体である、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項１９】
前記流体は、反応物流体である、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項２０】
前記流体は、洗浄流体である、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項２１】
前記パウチは、１２％未満の破裂強度標準偏差を有する、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項２２】
前記第１のシートおよび前記第２のシートはそれぞれ、単一のプラスチックライニングホイルの対向する折り畳み部分である、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項２３】
前記第１のシートおよび前記第２のシートはそれぞれ、２つの個別のホイルである、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項２４】
前記第１のシートおよび前記第２のシートは、アルミニウムホイル、銅ホイル、および真ちゅうホイルから成る群から選択される、金属ホイルを備える、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項２５】
前記第１のシートおよび前記第２のシートは、約０．０１〜約２．０ｍｍの範囲の厚さを有するホイルを備える、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項２６】
前記パウチは、約５μＬ〜約５ｍＬのパウチ容量を有する、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項２７】
前記パウチは、約５μＬ〜約５ｍＬの液体容量を有する、液体を含む、請求項２６に記載の流体収容パウチ。
【請求項２８】
前記液体容量は、パウチ容量の合計に基づき、約５０％〜約９５％である、請求項２７に記載の流体収容パウチ。
【請求項２９】
前記パウチは、約５μＬ〜約５ｍＬのガス容量を含む、請求項２６に記載の流体収容パウチ。
【請求項３０】
前記ガス容量は、パウチ容量の合計に基づき、約５％〜約５０％である、請求項２９に記載の流体収容パウチ。
【請求項３１】
ガス相の前記ガスは、公知の濃度または分圧の１つもしくは複数のガスを有する、較正ガスを含む、請求項２９に記載の流体収容パウチ。
【請求項３２】
前記ガス相の前記ガスは、環境大気である、請求項２９に記載の流体収容パウチ。
【請求項３３】
前記周辺シールは、１つもしくは複数の圧着領域を含む、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項３４】
前記１つもしくは複数の圧着領域は、複数の同心圧着環を備える、請求項３３に記載の流体収容パウチ。
【請求項３５】
前記パウチは、センサを含むカートリッジ内にある、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項３６】
前記パウチは、センサを較正するために使用する、較正用流体を含む、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項３７】
前記パウチは、所定の分圧の二酸化炭素を有する、較正用流体であって、前記分圧の二酸化炭素のためにセンサを較正するために使用される、較正用流体を含む、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項３８】
前記パウチは、少なくとも１つのセンサを含む、単回使用カートリッジ内にあり、前記カートリッジは、サンプル中の分析物を測定するために、読み取り機と併せて使用される、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項３９】
第１および第２の対向シートと、
前記第１および第２の対抗シートとの間に配置される、流体と、を備え、前記パウチは、１２％未満の標準偏差を有する破裂強度を有する、流体収容パウチ。
【請求項４０】
流体収容パウチを形成するための方法であって、
（ａ）第１のシート上に流体を沈着させるステップと、
（ｂ）第２のシートを、前記第１のシートの反対に配置するステップと、
（ｃ）前記対向する第１および第２のシートを相互に封止し、それらの間に含まれる前記流体を収容させた封止領域を形成するステップであって、前記封止領域は、実質的に液体およびガス不透過性である、ステップと、を含む、方法。
【請求項４１】
前記パウチは、約１０ｍｍＨｇ未満のパウチ完全性試験ΔｐＣＯ２値をもたらす、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記封止領域は、封止周辺領域を備える、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記封止することは、前記第１のシートおよび前記第２のシートに熱および圧力を加えることを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
前記封止するステップは、超音波溶接を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４５】
前記封止するステップは、レーザ溶接を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４６】
前記第１のシートおよび前記第２のシートは、複数の屈曲を有する、波状パターンで折り畳まれる、請求項４０に記載の方法。
【請求項４７】
前記第１のシートは、第１のホイル層と第１のプラスチック層とを含み、前記第２のシートは、第２のホイル層と第２のプラスチック層とを含み、前記封止するステップは、内部プラスチックシールビーズが形成されるように、前記第１のシート上の前記第１のプラスチック層を、前記第２のシート上の前記第２のプラスチック層とともに融解するステップを含み、前記内部プラスチックシールビーズは、前記較正用液体が、前記第１および前記第２のホイル層のうちのいずれか一方に、または両方に接触するのを実質的に防止する、請求項４０に記載の方法。
【請求項４８】
前記第１のシートは、第１のホイル層と第１のプラスチック層とを含み、前記第２のシートは、第２のホイル層と第２のプラスチック層とを含み、前記周辺シールは、前記第１のホイルと前記第２のホイルとの間に配置され、前記第１および前記第２のプラスチック層の合わせた厚さより薄い平均厚を有する、第３のプラスチック層を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４９】
前記第３のプラスチック層は、前記第１および前記第２のプラスチック層の合わせた厚さよりも、少なくとも５０％薄い平均厚を有する、請求項４０に記載の方法。
【請求項５０】
前記第３のプラスチック層は、前記第１および前記第２のプラスチック層の合わせた厚さよりも、少なくとも約２５％薄い平均厚を有する、請求項４０に記載の方法。
【請求項５１】
前記第１のシートは、第１のホイル層と第１のラッカー層とを含み、前記第２のシートは、第２のホイル層と第２のラッカー層とを含み、前記封止するステップは、前記第１のホイル層を前記第２のホイル層に超音波溶接するステップを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項５２】
前記流体は、較正用流体である、請求項４０に記載の方法。
【請求項５３】
前記流体は、反応物流体である、請求項４０に記載の方法。
【請求項５４】
前記流体は、洗浄流体である、請求項４０に記載の方法。
【請求項５５】
前記パウチは、１２％未満の破裂強度標準偏差を有する、請求項４０に記載の方法。
【請求項５６】
前記プロセスは、前記第１のシート内に空洞を形成し、前記流体を前記空洞内に沈着させるステップをさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項５７】
請求項４０の方法によって、形成される、流体収容パウチ。
【請求項５８】
プラスチックライニングホイルで形成される、実質的にガス気密性のシールであって、第２の相から第１の相を分離するために、隣接部分がいっしょに封止されるプラスチック面が接合された、プラスチックライニングホイルの２つの部分を備え、前記シールは、前記プラスチックを融解し、プラスチックシールを形成するために十分な熱および圧力を加えることによって形成され、それによって、前記シールの１つもしくは複数の領域をもたらす、圧着要素によって熱および圧力が加えられ、前記圧着領域のプラスチックの平均厚は、前記２つのプラスチックライニングの初期の合わせた厚さより薄く、かつ、それによって、前記プラスチックシールを通る、前記第１の相と前記第２の相との間のガス輸送が、封止中にプラスチックが圧着されないシールよりも実質的に少ない、シール。
【請求項５９】
周辺シールを有する、実質的にガス気密性のプラスチックライニングホイルパウチであって、液体相およびガス相を収容する、封入容器を形成するために、プラスチック面をいっしょに接合させ、封止させたプラスチックライニングホイルの２つの部分を備え、前記周辺シールは、前記プラスチックを融解し、プラスチック周辺層を形成するために十分な熱および圧力を加えることによって形成され、前記圧力は、前記周辺シールの１つもしくは複数の領域をもたらす、圧着要素によって加えられ、前記圧着領域内の前記周辺シールのプラスチックの平均厚は、実質的に前記２つのプラスチックライニングの前記初期の合わせた厚さより薄い、パウチ。
【請求項６０】
プラスチックライニングホイルパウチ内に実質的にガス気密性のシールを形成するための方法であって、
（ａ）第１のプラスチックライニングホイル内にポケットを形成し、前記ポケット内に液体の一部を適用することと、
（ｂ）前記プラスチック面を接合させて第２のプラスチックライニングホイルで前記ポケットを被覆することと、
（ｃ）周辺シールを形成するために、前記第１および前記第２のプラスチックライニングホイルをいっしょに封止することと、を含み、前記周辺シールは、前記プラスチックを融解し、プラスチック周辺層を形成するために十分な熱および圧力を加えることによって形成され、前記圧力は、前記周辺シールの１つもしくは複数の領域をもたらす、圧着要素によって加えられ、前記圧着領域内の前記周辺シールのプラスチックの平均厚は、実質的に、前記２つのプラスチックライニングの前記初期の合わせた厚さより薄く、前記シールは、液体相およびガス相を含む、実質的にガス気密性のパウチを形成する、方法。
【請求項６１】
リール上で前記ホイルを用いて実施する、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記圧力は、前記ホイルを圧着する治具を用いて加えられる、請求項６０に記載の方法。
【請求項６３】
前記熱および圧力は、超音波溶接を用いて加えられる、請求項６０に記載の方法。
【請求項６４】
周辺シールを有する、実質的にガス気密性のプラスチックライニングホイルパウチを形成するための方法であって、
（ａ）前記プラスチック面を接合させたプラスチックライニングホイルの２つの部分は、液体相およびガス相を含む、周辺シールで封入容器を形成するために、いっしょに封止され、前記周辺シールは、前記プラスチックを融解するために十分な熱、および連続プラスチック周辺シールを形成するために十分な圧力を加えることによって形成される、第１のステップと、
（ｂ）前記周辺シールは、前記周辺シールの１つもしくは複数の領域をもたらすように圧着され、前記圧着領域のプラスチックの平均厚は、実質的に、前記２つのプラスチックライニングの合わせた厚さより薄い、第２のステップと、を含む、方法。
【請求項６５】
プラスチックライニングホイルで形成された、実質的にガス気密性のシールであって、第２の相から第１の相を分離するために、隣接部分がいっしょに封止される前記プラスチック面を接合させたプラスチックライニングホイルの２つの部分を備え、前記シールは、前記プラスチックを融解し、プラスチックシールを形成するために十分な超音波溶接を加えることによって形成され、それによって、前記超音波溶接は、前記プラスチックシールの１つもしくは複数の領域をもたらし、前記シール領域内のプラスチックの平均厚は、実質的に、前記２つのプラスチックライニングの初期の合わせた厚さより薄く、かつそれによって、前記プラスチックシールを通る、前記第１の相と前記第２の相との間のガス輸送が、プラスチックの厚さが、実質的に、２つのプラスチックライニングの合わせた厚さであるシールよりも実質的に少ない、シール。
【請求項６６】
周辺シールを有する、実質的にガス気密性のプラスチックライニングホイルパウチであって、液体相およびガス相を含む封入容器を形成するために、前記プラスチック面をいっしょに接合させ、封止させたプラスチックライニングホイルの２つの部分を備え、前記周辺シールは、前記プラスチックを融解し、連続プラスチック周辺層を形成し、かつプラスチックの一部分を前記シール領域から前記封入容器の周辺の少なくとも一部分内に押し出すために、超音波溶接を適用することによって形成され、それによって、前記周辺シール内のプラスチックの平均厚が前記２つのプラスチックライニングの初期の合わせた厚さより薄い、パウチ。
【請求項６７】
プラスチックライニングホイルパウチ内に実質的にガス気密性シールを形成するための方法であって、
（ａ）第１のプラスチックライニングホイル内にポケットを形成することと、
（ｂ）前記ポケット内に液体の一部分を適用することと、
（ｃ）前記プラスチック面を接合させて第２のプラスチックライニングホイルで前記ポケットを被覆することと、
（ｄ）周辺シールを形成するために、前記第１および第２のプラスチックライニングホイルをいっしょに封止することと、を含み、前記周辺シールは、前記プラスチックを融解し、プラスチックの一部分を前記シール領域から前記ポケット内に押し出すために、超音波溶接を適用することによって形成され、前記シールは、液体相およびガス相を含む、実質的にガス気密性ポケットを形成し、それによって、前記周辺シール内のプラスチックの平均厚は、前記２つのプラスチックライニングの合わせた厚さよりも実質的に薄い、方法。
【請求項６８】
プラスチックライニングホイルで形成される、実質的にガス気密性のシールであって、第２の相から第１の相を分離するために隣接部分がいっしょに封止される前記プラスチック面を接合させたプラスチックライニングホイルの２つの部分を備え、前記シールは、前記シール領域からプラスチックを実質的に除去し、前記ホイルを融解し、前記シール領域内に金属間シールを形成するために十分な溶接エネルギーを加えることによって形成される、シール。
【請求項６９】
前記溶接エネルギーは、超音波エネルギーまたはレーザエネルギーによって提供される、請求項６８に記載のシール。
【請求項７０】
内側プラスチック周辺シールと外側金属間シールとを有する、実質的にガス気密性のホイルパウチであって、封入容器を形成するために、液体相およびガス相を含む、内側プラスチック周辺シールによって、前記領域およびプラスチック面を整合させ、接合させ、いっしょに封止させた前記ホイルの所定領域上のプラスチックライニングを有するホイルの２つの部分を備え、前記ホイルの前記２つの部分の周囲部分は、いっしょに溶接され、外側金属間シールを形成する、パウチ。
【請求項７１】
実質的にガス気密性パウチであって、液体相およびガス相を含む、内側封止プラスチック封入容器と、外側封止ホイル封入容器とを備え、ホイルの２つの部分は、前記プラスチック封入容器を封入する、外側金属間シールを形成するようにいっしょに溶接される、パウチ。
【請求項１】
流体収容パウチであって、
第１および第２の対向シートと、
前記第１の対向シートと前記第２の対向シートとの間に配置される流体と、を備え、前記第１のシートおよび前記第２のシートは、実質的に液体およびガス不透過性である周辺シールを有し、その少なくとも一部分は、約４ｍｍ未満のシール幅を有し、前記パウチは、約１０ｍｍＨｇ未満のパウチ完全性試験のΔｐＣＯ２値をもたらす、流体収容パウチ。
【請求項２】
前記第１のシートおよび前記第２のシートは、複数の屈曲を有する波状パターンで折り畳まれる、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項３】
前記第１のシートは、第１のホイル層と第１のプラスチック層とを含み、前記第２のシートは、第２のホイル層と第２のプラスチック層とを含む、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項４】
前記周辺シールの内縁に配置される、内部プラスチックシールビーズをさらに備える、請求項３に記載の流体収容パウチ。
【請求項５】
前記第１のシートは、第１のホイル層と第１のプラスチック層とを含み、前記第２のシートは、第２のホイル層と第２のプラスチック層とを含み、前記周辺シールは、前記第１のホイルと前記第２のホイルとの間に配置され、かつ前記第１および前記第２のプラスチック層の合わせた厚さ未満の平均厚を有する、第３のプラスチック層を備える、請求項３に記載の流体収容パウチ。
【請求項６】
前記第３のプラスチック層は、前記第１および前記第２のプラスチック層の合わせた厚さよりも、少なくとも約２５％薄い平均厚を有する、請求項５に記載の流体収容パウチ。
【請求項７】
前記第３のプラスチック層は、前記第１および前記第２のプラスチック層の合わせた厚さよりも、少なくとも約５０％薄い平均厚を有する、請求項５に記載の流体収容パウチ。
【請求項８】
前記第１および前記第２のホイル層は、約０．０１〜約２．０ｍｍの範囲の厚さを有する、請求項５に記載の流体収容パウチ。
【請求項９】
前記第１および前記第２のプラスチック層は、約０．００５〜約０．５ｍｍの範囲の厚さを有する、請求項５に記載の流体収容パウチ。
【請求項１０】
前記第１および前記第２のプラスチック層は、Ｐｒｉｍａｃｏｒ、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ならびにニトロセルロース、尿素およびアクリル樹脂に基づくラッカーから成る群から選択される、プラスチックを備える、請求項５に記載の流体収容パウチ。
【請求項１１】
前記第１および前記第２のプラスチック層は、実質的に長方形であり、約０．５ｃｍ２〜約２０ｃｍ２の範囲の各面積を有する、請求項５に記載の流体収容パウチ。
【請求項１２】
前記周辺シールの少なくとも一部分に沿って、プラスチックビーズをさらに備える、請求項５に記載の流体収容パウチ。
【請求項１３】
前記周辺シールは、約２００℃〜約５００℃の範囲の熱を加えることによって形成される、請求項５に記載の流体収容パウチ。
【請求項１４】
前記周辺シールは、約３４．５ＭＮ／ｍ２〜約６２．１ＭＮ／ｍ２の範囲の圧力を加えることによって形成される、請求項５に記載の流体収容パウチ。
【請求項１５】
前記周辺シールは、約１ｍｍ〜約２ｃｍの周辺幅を有する、請求項５に記載の流体収容パウチ。
【請求項１６】
前記周辺シールは、約１ｃｍ〜約２０ｃｍの周長を有する、請求項５に記載の流体収容パウチ。
【請求項１７】
前記第１のシートは、第１のホイル層と第１のラッカー層とを含み、前記第２のシートは、第２のホイル層と第２のラッカー層とを含み、前記第１および第２のホイル層は、前記周辺シールにおいて相互に融合される、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項１８】
前記流体は、公知の濃度の１つもしくは複数の分析物を含有する、較正用流体である、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項１９】
前記流体は、反応物流体である、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項２０】
前記流体は、洗浄流体である、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項２１】
前記パウチは、１２％未満の破裂強度標準偏差を有する、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項２２】
前記第１のシートおよび前記第２のシートはそれぞれ、単一のプラスチックライニングホイルの対向する折り畳み部分である、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項２３】
前記第１のシートおよび前記第２のシートはそれぞれ、２つの個別のホイルである、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項２４】
前記第１のシートおよび前記第２のシートは、アルミニウムホイル、銅ホイル、および真ちゅうホイルから成る群から選択される、金属ホイルを備える、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項２５】
前記第１のシートおよび前記第２のシートは、約０．０１〜約２．０ｍｍの範囲の厚さを有するホイルを備える、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項２６】
前記パウチは、約５μＬ〜約５ｍＬのパウチ容量を有する、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項２７】
前記パウチは、約５μＬ〜約５ｍＬの液体容量を有する、液体を含む、請求項２６に記載の流体収容パウチ。
【請求項２８】
前記液体容量は、パウチ容量の合計に基づき、約５０％〜約９５％である、請求項２７に記載の流体収容パウチ。
【請求項２９】
前記パウチは、約５μＬ〜約５ｍＬのガス容量を含む、請求項２６に記載の流体収容パウチ。
【請求項３０】
前記ガス容量は、パウチ容量の合計に基づき、約５％〜約５０％である、請求項２９に記載の流体収容パウチ。
【請求項３１】
ガス相の前記ガスは、公知の濃度または分圧の１つもしくは複数のガスを有する、較正ガスを含む、請求項２９に記載の流体収容パウチ。
【請求項３２】
前記ガス相の前記ガスは、環境大気である、請求項２９に記載の流体収容パウチ。
【請求項３３】
前記周辺シールは、１つもしくは複数の圧着領域を含む、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項３４】
前記１つもしくは複数の圧着領域は、複数の同心圧着環を備える、請求項３３に記載の流体収容パウチ。
【請求項３５】
前記パウチは、センサを含むカートリッジ内にある、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項３６】
前記パウチは、センサを較正するために使用する、較正用流体を含む、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項３７】
前記パウチは、所定の分圧の二酸化炭素を有する、較正用流体であって、前記分圧の二酸化炭素のためにセンサを較正するために使用される、較正用流体を含む、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項３８】
前記パウチは、少なくとも１つのセンサを含む、単回使用カートリッジ内にあり、前記カートリッジは、サンプル中の分析物を測定するために、読み取り機と併せて使用される、請求項１に記載の流体収容パウチ。
【請求項３９】
第１および第２の対向シートと、
前記第１および第２の対抗シートとの間に配置される、流体と、を備え、前記パウチは、１２％未満の標準偏差を有する破裂強度を有する、流体収容パウチ。
【請求項４０】
流体収容パウチを形成するための方法であって、
（ａ）第１のシート上に流体を沈着させるステップと、
（ｂ）第２のシートを、前記第１のシートの反対に配置するステップと、
（ｃ）前記対向する第１および第２のシートを相互に封止し、それらの間に含まれる前記流体を収容させた封止領域を形成するステップであって、前記封止領域は、実質的に液体およびガス不透過性である、ステップと、を含む、方法。
【請求項４１】
前記パウチは、約１０ｍｍＨｇ未満のパウチ完全性試験ΔｐＣＯ２値をもたらす、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記封止領域は、封止周辺領域を備える、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記封止することは、前記第１のシートおよび前記第２のシートに熱および圧力を加えることを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
前記封止するステップは、超音波溶接を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４５】
前記封止するステップは、レーザ溶接を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４６】
前記第１のシートおよび前記第２のシートは、複数の屈曲を有する、波状パターンで折り畳まれる、請求項４０に記載の方法。
【請求項４７】
前記第１のシートは、第１のホイル層と第１のプラスチック層とを含み、前記第２のシートは、第２のホイル層と第２のプラスチック層とを含み、前記封止するステップは、内部プラスチックシールビーズが形成されるように、前記第１のシート上の前記第１のプラスチック層を、前記第２のシート上の前記第２のプラスチック層とともに融解するステップを含み、前記内部プラスチックシールビーズは、前記較正用液体が、前記第１および前記第２のホイル層のうちのいずれか一方に、または両方に接触するのを実質的に防止する、請求項４０に記載の方法。
【請求項４８】
前記第１のシートは、第１のホイル層と第１のプラスチック層とを含み、前記第２のシートは、第２のホイル層と第２のプラスチック層とを含み、前記周辺シールは、前記第１のホイルと前記第２のホイルとの間に配置され、前記第１および前記第２のプラスチック層の合わせた厚さより薄い平均厚を有する、第３のプラスチック層を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４９】
前記第３のプラスチック層は、前記第１および前記第２のプラスチック層の合わせた厚さよりも、少なくとも５０％薄い平均厚を有する、請求項４０に記載の方法。
【請求項５０】
前記第３のプラスチック層は、前記第１および前記第２のプラスチック層の合わせた厚さよりも、少なくとも約２５％薄い平均厚を有する、請求項４０に記載の方法。
【請求項５１】
前記第１のシートは、第１のホイル層と第１のラッカー層とを含み、前記第２のシートは、第２のホイル層と第２のラッカー層とを含み、前記封止するステップは、前記第１のホイル層を前記第２のホイル層に超音波溶接するステップを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項５２】
前記流体は、較正用流体である、請求項４０に記載の方法。
【請求項５３】
前記流体は、反応物流体である、請求項４０に記載の方法。
【請求項５４】
前記流体は、洗浄流体である、請求項４０に記載の方法。
【請求項５５】
前記パウチは、１２％未満の破裂強度標準偏差を有する、請求項４０に記載の方法。
【請求項５６】
前記プロセスは、前記第１のシート内に空洞を形成し、前記流体を前記空洞内に沈着させるステップをさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項５７】
請求項４０の方法によって、形成される、流体収容パウチ。
【請求項５８】
プラスチックライニングホイルで形成される、実質的にガス気密性のシールであって、第２の相から第１の相を分離するために、隣接部分がいっしょに封止されるプラスチック面が接合された、プラスチックライニングホイルの２つの部分を備え、前記シールは、前記プラスチックを融解し、プラスチックシールを形成するために十分な熱および圧力を加えることによって形成され、それによって、前記シールの１つもしくは複数の領域をもたらす、圧着要素によって熱および圧力が加えられ、前記圧着領域のプラスチックの平均厚は、前記２つのプラスチックライニングの初期の合わせた厚さより薄く、かつ、それによって、前記プラスチックシールを通る、前記第１の相と前記第２の相との間のガス輸送が、封止中にプラスチックが圧着されないシールよりも実質的に少ない、シール。
【請求項５９】
周辺シールを有する、実質的にガス気密性のプラスチックライニングホイルパウチであって、液体相およびガス相を収容する、封入容器を形成するために、プラスチック面をいっしょに接合させ、封止させたプラスチックライニングホイルの２つの部分を備え、前記周辺シールは、前記プラスチックを融解し、プラスチック周辺層を形成するために十分な熱および圧力を加えることによって形成され、前記圧力は、前記周辺シールの１つもしくは複数の領域をもたらす、圧着要素によって加えられ、前記圧着領域内の前記周辺シールのプラスチックの平均厚は、実質的に前記２つのプラスチックライニングの前記初期の合わせた厚さより薄い、パウチ。
【請求項６０】
プラスチックライニングホイルパウチ内に実質的にガス気密性のシールを形成するための方法であって、
（ａ）第１のプラスチックライニングホイル内にポケットを形成し、前記ポケット内に液体の一部を適用することと、
（ｂ）前記プラスチック面を接合させて第２のプラスチックライニングホイルで前記ポケットを被覆することと、
（ｃ）周辺シールを形成するために、前記第１および前記第２のプラスチックライニングホイルをいっしょに封止することと、を含み、前記周辺シールは、前記プラスチックを融解し、プラスチック周辺層を形成するために十分な熱および圧力を加えることによって形成され、前記圧力は、前記周辺シールの１つもしくは複数の領域をもたらす、圧着要素によって加えられ、前記圧着領域内の前記周辺シールのプラスチックの平均厚は、実質的に、前記２つのプラスチックライニングの前記初期の合わせた厚さより薄く、前記シールは、液体相およびガス相を含む、実質的にガス気密性のパウチを形成する、方法。
【請求項６１】
リール上で前記ホイルを用いて実施する、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記圧力は、前記ホイルを圧着する治具を用いて加えられる、請求項６０に記載の方法。
【請求項６３】
前記熱および圧力は、超音波溶接を用いて加えられる、請求項６０に記載の方法。
【請求項６４】
周辺シールを有する、実質的にガス気密性のプラスチックライニングホイルパウチを形成するための方法であって、
（ａ）前記プラスチック面を接合させたプラスチックライニングホイルの２つの部分は、液体相およびガス相を含む、周辺シールで封入容器を形成するために、いっしょに封止され、前記周辺シールは、前記プラスチックを融解するために十分な熱、および連続プラスチック周辺シールを形成するために十分な圧力を加えることによって形成される、第１のステップと、
（ｂ）前記周辺シールは、前記周辺シールの１つもしくは複数の領域をもたらすように圧着され、前記圧着領域のプラスチックの平均厚は、実質的に、前記２つのプラスチックライニングの合わせた厚さより薄い、第２のステップと、を含む、方法。
【請求項６５】
プラスチックライニングホイルで形成された、実質的にガス気密性のシールであって、第２の相から第１の相を分離するために、隣接部分がいっしょに封止される前記プラスチック面を接合させたプラスチックライニングホイルの２つの部分を備え、前記シールは、前記プラスチックを融解し、プラスチックシールを形成するために十分な超音波溶接を加えることによって形成され、それによって、前記超音波溶接は、前記プラスチックシールの１つもしくは複数の領域をもたらし、前記シール領域内のプラスチックの平均厚は、実質的に、前記２つのプラスチックライニングの初期の合わせた厚さより薄く、かつそれによって、前記プラスチックシールを通る、前記第１の相と前記第２の相との間のガス輸送が、プラスチックの厚さが、実質的に、２つのプラスチックライニングの合わせた厚さであるシールよりも実質的に少ない、シール。
【請求項６６】
周辺シールを有する、実質的にガス気密性のプラスチックライニングホイルパウチであって、液体相およびガス相を含む封入容器を形成するために、前記プラスチック面をいっしょに接合させ、封止させたプラスチックライニングホイルの２つの部分を備え、前記周辺シールは、前記プラスチックを融解し、連続プラスチック周辺層を形成し、かつプラスチックの一部分を前記シール領域から前記封入容器の周辺の少なくとも一部分内に押し出すために、超音波溶接を適用することによって形成され、それによって、前記周辺シール内のプラスチックの平均厚が前記２つのプラスチックライニングの初期の合わせた厚さより薄い、パウチ。
【請求項６７】
プラスチックライニングホイルパウチ内に実質的にガス気密性シールを形成するための方法であって、
（ａ）第１のプラスチックライニングホイル内にポケットを形成することと、
（ｂ）前記ポケット内に液体の一部分を適用することと、
（ｃ）前記プラスチック面を接合させて第２のプラスチックライニングホイルで前記ポケットを被覆することと、
（ｄ）周辺シールを形成するために、前記第１および第２のプラスチックライニングホイルをいっしょに封止することと、を含み、前記周辺シールは、前記プラスチックを融解し、プラスチックの一部分を前記シール領域から前記ポケット内に押し出すために、超音波溶接を適用することによって形成され、前記シールは、液体相およびガス相を含む、実質的にガス気密性ポケットを形成し、それによって、前記周辺シール内のプラスチックの平均厚は、前記２つのプラスチックライニングの合わせた厚さよりも実質的に薄い、方法。
【請求項６８】
プラスチックライニングホイルで形成される、実質的にガス気密性のシールであって、第２の相から第１の相を分離するために隣接部分がいっしょに封止される前記プラスチック面を接合させたプラスチックライニングホイルの２つの部分を備え、前記シールは、前記シール領域からプラスチックを実質的に除去し、前記ホイルを融解し、前記シール領域内に金属間シールを形成するために十分な溶接エネルギーを加えることによって形成される、シール。
【請求項６９】
前記溶接エネルギーは、超音波エネルギーまたはレーザエネルギーによって提供される、請求項６８に記載のシール。
【請求項７０】
内側プラスチック周辺シールと外側金属間シールとを有する、実質的にガス気密性のホイルパウチであって、封入容器を形成するために、液体相およびガス相を含む、内側プラスチック周辺シールによって、前記領域およびプラスチック面を整合させ、接合させ、いっしょに封止させた前記ホイルの所定領域上のプラスチックライニングを有するホイルの２つの部分を備え、前記ホイルの前記２つの部分の周囲部分は、いっしょに溶接され、外側金属間シールを形成する、パウチ。
【請求項７１】
実質的にガス気密性パウチであって、液体相およびガス相を含む、内側封止プラスチック封入容器と、外側封止ホイル封入容器とを備え、ホイルの２つの部分は、前記プラスチック封入容器を封入する、外側金属間シールを形成するようにいっしょに溶接される、パウチ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図７Ｅ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１４】
【図１５Ｂ】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２５】
【図１３】
【図１５Ａ】
【図１６】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図７Ｅ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１４】
【図１５Ｂ】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２５】
【図１３】
【図１５Ａ】
【図１６】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公表番号】特表２０１２−５０２８５４（Ｐ２０１２−５０２８５４Ａ）
【公表日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２７０３４（Ｐ２０１１−５２７０３４）
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０５６９０９
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０３１０２６
【国際公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【出願人】（５０１３５４５２１）アボット ポイント オブ ケア インコーポレイテッド (21)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０５６９０９
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０３１０２６
【国際公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【出願人】（５０１３５４５２１）アボット ポイント オブ ケア インコーポレイテッド (21)
【Ｆターム（参考）】
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