生体サンプル内のバクテリアの同定を行うためのシステム
本発明は、生体サンプル内の微生物、例えば、バクテリアの同定及び定量を行うためのシステムに関する。より具体的には、本発明は、検査中のサンプルを所定の最適な温度に維持する冷却、加熱、及びファン装置と、カルーセル内のサンプルを位置合わせする視覚的な円周方向及び軸方向アラインメントシステムと、カルーセルから遠心分離機へサンプルを移送する移送システムと、遠心分離機の回転振動を最小化する平衡システムと、サンプルを含むシステムのための安全システム及び転倒防止システムと、緩衝生理食塩溶液を分注する液体分注アームと、サンプルから取り除いた液体をシステム外部へ排出し廃棄するための排出ポートとを含むシステムに関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は２００９年９月２１日に出願された米国仮特許出願第６１／２４４，１１８号からの優先権を主張するものであり、その開示内容は参考として本明細書で援用される。
本発明は、尿等の生体サンプル内の微生物、例えばバクテリアの同定及び定量を行うためのシステムに関する。より具体的には、本発明は、テスト前及びテスト中にサンプルの所定の最適温度を維持するための冷却、加熱、及び送風装置と、カルーセル内でサンプルを位置合わせするための視覚的、円周方向及び軸方向アラインメントシステムと、カルーセルから遠心分離機へサンプルを移送するための移送システムと、遠心分離機の回転振動を最小にするための平衡システムと、サンプル収納システムのための安全システム及び転倒防止設計と、緩衝生理食塩溶液を分注するための液体分注アームと、システムの外部へサンプルから除去した液体を排出して廃棄するための排出ポートと、を含むシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、尿サンプル内の微生物、例えばバクテリアを同定するための今日の実務は、微生物研究所における微生物を同定及び特定するための複雑で冗長且つ高価な処理を伴う。現在のプロセスでは、これらのサンプルは、研究所が受け入れる。次に、これらの試料は、分類されてラベリングされ、滅菌ループを使用して血液寒天培地に植菌される。次に、前記試料は、２４時間、専用の培養器に挿入される。１日後、検査技師が前記試料を陽性及び陰性培養に関してスクリーニングする。一般に、ほとんどの培養は陰性であるが、これらは手作業で報告される。陽性培養の微生物は単離され、生化学的液体に懸濁される。これは、生化学的廃棄物を生じる懸濁、希釈、ボルテックス、及び濁度測定を伴う。次に、前記懸濁液を多数の試薬に暴露して、前記培養物の種同定及び抗生物質感受性検査を行う。更に６乃至２４時間の培養期間を経て、検査技師によって知見の解釈及び報告がなされる。この全プロセスは、一般的に、試料結果を得るのに１１のステップ及び５０時間を要し、このプロセスは、労働集約的である。
【０００３】
同一所有の特許文献１は、その開示内容が参考として本明細書で援用され、液体に懸濁された生体サンプルの同定及び定量のためのシステムを開示している。この参考文献に開示されているように、生体サンプルを保持するためにキュベットが使用される。この参考文献は、これらキュベットは、当該技術分野では周知であり、典型的には正方形又は矩形であり（サンプルを収納するためのウェル領域を有する）、ガラス等の透明材料又はポリマー材料製であることを述べている。しかし、当該参考文献はキュベットについて具体的な記述／デザインを開示していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／００３７１３５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、特に、上記検査法の種同定は、それほど労働力を必要としないより効率的でより短期間のプロセスを提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のシステムは、試料結果を得るための現行のシステムを効率化するものである。本システムは、環境に優しく、迅速な診断を可能にし、結果に一貫性があり、試薬を必要とせず、多機能診断を提供する。同一所有のＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ/ＵＳ２００８/０７９５３３号に開示された一実施形態によれば、生体サンプルは、使い捨てカートリッジに収納される。これらのカートリッジは、バーコード化され、患者のＩＤと結び付けられる。これらのカートリッジは、マガジンに挿入された後、試料を処理するサンプルプロセッサに挿入される。調製されたサンプルが光学キュベットに移された後、前記マガジンは、試料を分析する光学式分析装置に挿入される。光学式分析装置は、バクテリアの最終的な処置が可能となる完全な結果を分析して生成する。本システムは、熟練のオペレータを必要とせず、迅速な結果を提供する。
【０００７】
第一の態様によれば、本発明は、光学分析において複数の光学カップ内のサンプルの温度を冷却制御するためのシステムを対象とする。本システムは、複数の使い捨てカートリッジを支持するためのカルーセルを含み、各カートリッジは、光学式分析装置によって光学的に分析されるサンプルを収納した使い捨て光学カップを支持する。前記カルーセルは、複数の入口開口及び出口開口を有し、前記複数の入口開口及び出口開口の各々が、前記複数の使い捨てカートリッジのうちの一つに関連付けられる。本システムは、更に、複数の入口開口及び出口開口を有するターンテーブルを含み、前記複数の入口開口及び出口開口の各々が、前記カルーセルの前記複数の入口開口及び出口開口のうちの一つに関連付けられる。前記ターンテーブルの下方には断熱板が配置され、前記サンプルの温度を制御するために前記カルーセルから前記ターンテーブルにかけて前記複数の入口開口及び出口開口を通って循環する空気を冷却するための少なくとも１つの熱電クーラを含む。前記ターンテーブルは、スペーサによって分断された上部プレート及び底部プレートを含み、前記複数の光学カップ及び前記複数の使い捨てカートリッジはプラスチック製であり、前記複数の光学カップ内の試料が迅速に冷却されるように、前記ターンテーブルと前記複数の使い捨てカートリッジ及び前記複数の光学カップを通る対流冷却が発生する。一設計によれば、サンプルの温度を冷却制御するための本システムは、光学式分析装置内に配置され、前記サンプルを所望の温度に冷却するのに適しており、且つ前記光学式分析装置での前記サンプルの処理が完了するまで前記サンプルの温度を前記所望の温度に実質的に維持するのに適している。
【０００８】
別の態様によれば、本発明は、マガジンに保持されたサンプルの汚染を防止するためのシステムを対象とする。本システムは、複数の使い捨てカートリッジを支持するためのマガジンであって、その各カートリッジが分析対象のサンプルを含む容器を支持するように構成されているマガジンと、前記マガジンと協働して前記マガジンの上部を密閉するように構成されたカバーと、前記カバーを適切な位置に保持するための少なくとも１つのロック部材とを含む。また、本システムは、前記カバーに取り外し可能に取付けられたハンドルを含む。
【０００９】
別の態様によれば、本発明は、マガジン内でサンプルを位置合わせするためのアラインメントシステムを対象とする。本アラインメントシステムは、前記マガジンの外縁表面に対して内側に延出する少なくとも１つのノッチと、前記少なくとも１つのノッチに隣接して配置される品質管理カートリッジと、前記ノッチ及び前記品質管理カートリッジの位置を検出するためのセンサとを含む。前記ノッチ及び品質管理カートリッジによって、前記マガジン内に収納されたカートリッジの初期化点として検査及び機能を初期化する固定位置が提供される。また、本アラインメントシステムは、前記マガジン内に品質管理開口を含んでもよい。この品質管理開口は、前記品質管理カートリッジを収容するように構成される。マガジン開口内のカートリッジ配置の目視基準を提供するように複数の半径方向アラインメントマークを前記マガジンの基板上面に配置してもよい。また、前記品質管理カートリッジは、検査装置が適切に機能することを保証するための検査基準を提供してもよい。
【００１０】
別の態様によれば、本発明は、サンプルの反射信号を最適化するためにマガジン内のサンプルを円周方向に位置合わせするための方法を対象とする。前記マガジンは、カルーセルベースアセンブリを含み、本方法は、サンプルに光を当てることと、前記サンプルからの光の反射率を測定するための部材を提供することと、前記光の反射率の信号が最大になるまで約９度の円弧に沿って前記カルーセルベースアセンブリを左右に回転させることを含む。
【００１１】
更に別の態様によれば、本発明は、サンプルプロセッサ内で使用される複数の収納ドロワを保持するラックアセンブリのための転倒防止システムを対象とする。前記ラックアセンブリは、前記複数の収納ドロワを保持するように構成された縦横レールと、ベースレールとを含む。本転倒防止システムは、前記ベースレールから延出するように構成された少なくとも１つの伸縮・収納可能脚部を含む。前記転倒防止システムは、２つ以上の収納ドロワが同時に引き出されることを防止するためのロック機構を含んでもよい。
【００１２】
別の態様によれば、本発明は、サンプルプロセッサ内でサンプルが結晶化するのを防止するための方法を対象とし、本方法は、マガジン内に収納された前記サンプルを加熱するための加熱デバイスを提供することと、前記サンプルを所望の温度に維持することを含む。好ましくは、前記サンプルは、約３７℃又は体温に維持される。
【００１３】
更に別の態様によれば、本発明は、生体サンプルの検査を行うためのプロセッサユニットで使用されるためのファン／フィルタ装置を対象とする。本装置は、前記プロセッサユニットに空気を入れ、それを通過させるためのファンを含み、前記プロセッサユニット内で所定の温度を維持するため、前記空気が前記所定の温度を有する。本装置は、更に、前記空気をろ過するためのフィルタであって、前記空気が前記プロセッサユニット外部へ流出する前に通過するフィルタと、前記プロセッサユニット内で前記空気を前記所定の温度に維持するための前記ファンの速度を調整するためのフィードバック制御ループとを含む。好ましくは、前記ファンはＨＥＰＡファンである。本装置は、フィルタの取り換えの必要性を示すために前記フィルタの外へ抜ける圧力の降下を測定する前記フィルタに隣接配置される圧力センサを含んでもよい。
【００１４】
別の態様によれば、本発明は、生体学的検査システムとともに使用するためのプロセッサユニットを対象とする。本プロセッサユニットは、サンプルを所定の温度に加熱するための加熱システムと、前記サンプルを前記所定の温度に維持するためのファン／フィルタ装置と、マガジンから遠心分離機へ管を移送するための移送アーム装置とを含む。前記移送アーム装置は、６バー連動機構を含んでもよく、前記６バー連動機構は、前記マガジンの両側に位置決めされるのに適した一対のアームを含み、各アームが、２つの管を同時に移動するように構成された一対のグリッパを含み、マガジンから遠心分離機へ同時に４つの管を総移動させることを可能にする。各アームは、前記管の位置を検出する光学センサを含んでもよい。前記一対のグリッパは、前記マガジン内に保持された管の位置と前記遠心分離機の位置決め開口との間隔差によっては軸方向に調整するように構成されてもよい。
【００１５】
別の態様によれば、本発明は、部分的に充填された遠心分離機の振動を減少するための方法を対象とし、本方法は、少なくとも１つのバランス管を提供することと、回転中に遠心分離機の振動を減少するためにその重量を平衡に保ち分散するために前記遠心分離機内で前記少なくとも１つのバランス管を効果的に位置決めすることとを含む。前記少なくとも１つのバランス管は、重りの付いた底部を有し、前記管の全重量がサンプルを含む管の重量と略等しくなるようにする。前記サンプル収納管及び前記少なくとも１つのバランス管の最適な配置場所を決定するために、コンピュータ制御されたシステムが設けられてもよい。
【００１６】
別の態様によれば、本発明は、生体検査システムにおいてプロセッサユニットとともに使用するための液体分注アームを対象とする。本液体分注アームは、処理液に関連付けられた第１の端部と、管に関連付けられた第２の端部と、前記処理液を前記管に注入するためのポンプとを含む。前記ポンプは、前記管から前記処理液を取り除くための吸引力を加えるのに適している。前記吸引した処理液を排出し、前記プロセッサユニットの外部の場所に前記処理液を廃棄するために、少なくとも１つの排出ポートが設けられる。前記アーム及び排出ポートは、前記管を取り外せるように、前記管に対して枢動可能である。前記処理液を前記管に分注する前に前記処理液を所定の温度に加熱するためにヒータが設けてもよい。
【００１７】
一実施形態では、本発明は、複数の使い捨てカートリッジを含むシステムに関し、本システムにおいて、前記カートリッジの各々は、遠心分離管と、容積１ｍｌの第１のピペットチップと、光学カップ又はキュベットと、容積０．５ｍｌの第２のピペットチップとを含む４つの使い捨てコンポーネントを含む。別の設計によれば、前記光学カップ又はキュベットは、矩形状の容器であって、好ましくは、上部矩形開口と、前記矩形開口に対して内側及び下側に延出するテーパ領域とを有する射出成形プラスチックでもよい。前記光学カップ又はキュベットは、サンプル、例えば、生体サンプル、化学的サンプル、又は毒物サンプル、例えば光学分析のための尿を保持する。前記サンプルが尿サンプルであれば、前記光学分析は微生物又は有機体、例えば尿中のバクテリアに対して行われる。
【００１８】
一実施形態では、本システムは、遠心分離管と、ピペットチップと、光学尿サンプルキュベットとを含む複数の使い捨てコンポーネントを保持する複数の使い捨てカートリッジと、前記複数の使い捨てカートリッジを受容するためのサンプルプロセッサであって、各前記使い捨てカートリッジの尿サンプルを処理して調製するように構成され、各前記使い捨てカートリッジの各光学キュベットに前記尿サンプルを移し替えるように構成されたサンプルプロセッサと、前記処理済み尿サンプルを収容した前記光学キュベットを有する前記カートリッジを受容し、試料結果を分析して生成するための光学式分析装置とを含む。前記サンプルプロセッサにおいて前記尿試料を処理し、次にそれらの尿試料を前記光学式分析装置で分析する全プロセスは、試料１つにつき約３０分を要し、試料４２個につき最大２時間を要する。
【００１９】
尿サンプルの調製又は処理に必要なコンポーネントが都合よく一か所に、即ちカートリッジに位置するため、本発明の前記使い捨てカートリッジ及び前記使い捨てコンポーネントは、効率を上げ、作業負荷を改善し、時間とコストを削減するので、現在使用されているカートリッジ及びコンポーネントに勝る利益を提供する。更に、尿サンプルの処理／分析には、労働力或いは前記コンポーネントの手作業での取扱をより少なくすることが求められる。また、カートリッジ及びそのコンポーネントが使い捨てであるという点で更なる利便性がある。即ち、これらのアイテムは次回の尿試料同定処理のために滅菌する必要が無く、作業領域及び／周辺環境の汚染を最小にする。
【００２０】
本発明の別の態様によれば、光学分析用の光学カップ又はキュベット内のサンプル、例えば尿サンプルの温度を冷却制御するためのシステムが提供され、本システムは、１つ以上のサンプルの分析を行う光学式分析装置内に配置してもよい。
【００２１】
前記ターンテーブルは、好ましくは、アルミニウム製であり、前記光学カップ又はキュベット及び使い捨てカートリッジは、好ましくはプラスチック製であり、それによって、試料を迅速に冷却するために前記アルミニウム材料及び前記プラスチック材料を通るように対流冷却が可能になり、前記試料或いはサンプルの光学分析中に前記試料が所望の温度に維持される。
【００２２】
一実施形態では、本発明は、前記試料の有機体の適切な分析のために前記試料の信号が維持されるように、光学分析対象のサンプルの温度を冷却制御するためのシステムを提供する。
【００２３】
更なる実施形態では、前記液体サンプルは、例えば、生体、化学、又は毒物サンプルでもよく、例えば、サンプル内の有機物又は微生物、例えばバクテリアの種類及び量が光学的に分析される尿サンプルである。
【００２４】
本発明の上記又はその他の目的及び利点を、図面を伴う以下の記述から明らかにしていく。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１Ａ】複数の使い捨てカートリッジを有するマガジンの上面斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示すマガジンで使用される使い捨てカートリッジの上面斜視図である。
【図２】図１Ｂの使い捨てカートリッジのコンポーネントを透視図で示す正面断面図である。
【図３Ａ】本発明のシステムのサンプルプロセッサの数個のコンポーネントを透視図で示す前記サンプルプロセッサの斜視図である。
【図３Ｂ】本発明のシステムのサンプルプロセッサの数個のコンポーネントを透視図で示す前記サンプルプロセッサの更なる斜視図である。
【図４Ａ】本発明のシステムの光学式分析装置の数個のコンポーネントを透視図で示す前記光学式分析装置の斜視図である。
【図４Ｂ】本発明のシステムの光学システムの数個のコンポーネントを透視図で示す前記光学システムの斜視図である。
【図４Ｃ】本発明のシステムの光学式分析装置の数個のコンポーネントを透視図で示す前記光学式分析装置の更なる斜視図である。
【図５】分光計のスリットの入口に設けられてよい鏡面凸面状「角部」を示す概略図である。
【図６】本発明のシステムの遠心分離機の数個のコンポーネントを透視図で示す前記遠心分離機の斜視図である。
【図７】本発明のシステムのサンプルプロセッサの数個のコンポーネントを透視図で示す前記サンプルプロセッサの更なる斜視図である。
【図８Ａ】光学カップを含む使い捨てコンポーネントを支持するための本発明の別の実施形態による使い捨てカートリッジの斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ａの使い捨てカートリッジ、及び透視図で示す光学カップを含めた使い捨てコンポーネントを示す、ＩＸＡ−ＩＸＡ線に沿う断面図である。
【図８Ｃ】図８Ａ及び図８Ｂの使い捨てカートリッジを複数有するマガジンの上面斜視図である。
【図８Ｄ】前記マガジン内の前記カートリッジを固定するための取付クリップを示す、図８Ａの使い捨てコンポーネントを取り外した状態の前記使い捨てカートリッジの斜視図である。
【図８Ｅ】図８Ｄのカートリッジの側面図である。
【図８Ｆ】図８Ｄのカートリッジの反対側の側面図である。
【図９Ａ】アルミニウムリボンライナによって前記光学カップの容器の内表面を部分的に被覆した本発明の光学カップを示す斜視図である。
【図９Ｂ】アルミニウムライナが前記容器の内表面を全体的に被覆した本発明の光学カップを示す斜視図である。
【図９Ｃ】本発明の前記光学カップのフランジに圧着処理により取付けられた図９Ａのリボンライナの一部を示す部分拡大斜視図である。
【図１０】アルミニウムコーティングで被覆された図９Ａ及び図９Ｂの容器の内表面を示す上面図である。
【図１１Ａ】片方向保持タブによって前記容器に取付けられた図９Ａのリボンライナを示す部分拡大斜視図である。
【図１１Ｂ】熱カシメピンによって前記容器に取付けられた図９Ａのリボンライナを示す斜視図である。
【図１１Ｃ】スナップ機構によって前記容器に取付けられた図９Ａのリボンライナを示す拡大部分斜視図である。
【図１２】本発明の矩形容器の更なる実施形態を示す斜視図である。
【図１３Ａ】本発明の冷却システムで提供され且つ空気流冷却へ変換される液冷却を含む、空気噴流の経路を示す本発明の一設計による概略図である。
【図１３Ｂ】前記サンプルを冷却するための空気噴流の経路を示す本発明の別の設計による概略図である。
【図１４Ａ】使い捨て光学カップを運んでいる使い捨てカートリッジを支持するカルーセル、及び前記カルーセルにおける複数の空気通路を示す、図１３Ａの冷却システムを利用した、上面斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａのカルーセルの底面斜視図である。
【図１５Ａ】図１３Ｂの冷却システムを利用した冷却室アセンブリの拡大斜視図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａの冷却室アセンブリの上面斜視図である。
【図１５Ｃ】図１５Ａの冷却室アセンブリの底面斜視図である。
【図１５Ｄ】図１５Ａの冷却室アセンブリの底板の斜視図である。
【図１５Ｅ】図１５Ａの冷却室アセンブリの上板の上面斜視図である。
【図１５Ｆ】使い捨て光学カップを運んでいる使い捨てカートリッジを支持するカルーセル、及び前記カルーセルにおける複数の空気通路を示す、図１３Ｂの冷却システムを利用した、上面図である。
【図１６】分光計のコンポーネントの配置の概略図である。
【図１７】照射光線の吸光効率対波長をプロットした、図１６の配置において使用した回折格子の応答のグラフである。
【図１８】本発明の光学式読取器の照射装置を示す斜視図である。
【図１９】図１８の照射装置によって生成された光源から試料への光線の経路を示す図である。
【図２０】図１８の照射装置内の反射鏡の反射率対波長を示すグラフである。
【図２１】図１８の照射装置内に位置決めされた光学カップを示す概略図である。
【図２２Ａ】図１Ａのマガジンとともに使用されるカバーアセンブリの上面図である。
【図２２Ｂ】図２２ＡのカバーアセンブリのＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図２３Ａ】本発明によるアラインメントノッチを含むカルーセルベースアセンブリの拡大斜視図である。
【図２３Ｂ】図２３Ａのカルーセルベースアセンブリの上面図である。
【図２３Ｃ】図２３Ａのカルーセルベースアセンブリの底板の上面図である。
【図２３Ｄ】図２３Ｃの局所的部分「ｄ」から取った前記アラインメントノッチの拡大図である。
【図２４Ａ】ラックアセンブリが転倒防止機能を含む前記サンプルプロセッサで使用される前記ラックアセンブリの斜視図である。
【図２４Ｂ】図２４Ａのサンプルプロセッサのラックアセンブリの概略図である。
【図２５】前記プロセッサユニットにおいて前記サンプルを加熱するためのヒータアセンブリの斜視図である。
【図２６Ａ】前記遠心分離機内で使用されるバランス管の断面図である。
【図２６Ｂ】図２６Ａにおける「Ｂ」によって囲まれた拡大図である。
【図２７Ａ】前記プロセッサユニット内で使用されるファン／フィルタ装置の背面図である。
【図２７Ｂ】図２７Ａのファン／フィルタ装置の側面図である。
【図２７Ｃ】図２７Ａのファン／フィルタ装置の上面図である。
【図２７Ｄ】後方ドアを含む図２７Ａのファン／フィルタ装置の正面斜視図である。
【図２７Ｅ】前記後方ドアを取り外した状態の図２７Ａのファン／フィルタ装置の背面図である。
【図２７Ｆ】図２７Ａのファン／フィルタ装置の背面拡大斜視図である。
【図２８Ａ】６バー連動移送機構の斜視図である。
【図２８Ｂ】一対の移送アームを含むカルーセルの側面図である。
【図２８Ｃ】図２８Ａの移送システムとともに使用されるグリッパ機構の概略図である。
【図２８Ｄ】前記カルーセルから前記遠心分離機への円周間隔の変化を示す概略図である。
【図２９Ａ】緩衝生理食塩溶液を分注し液体を吸引するための分注アームの側面図である。
【図２９Ｂ】前記カルーセルに対して、液体を前記システムの外部へ排出するように位置する分注アーム／排出ポートの概略図である。
【図２９Ｃ】前記液体を排出するためのポンプを含む図２９Ｂの排出ポートを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
添付の図面を参照しながら本発明を説明するが、これらの図面において類似の参照番号は類似の要素に対応している。
【００２７】
以下の記述のため、本発明は図面の中で方向づけられているので、空間及び方向に関する用語は本発明に関連するものとする。しかし、当然のことながら、本発明は、明確に不可能であると特定されている場合を除き、様々な別の変形が可能である。また、添付の図面に示され、且つ以下の明細書に記述された具体的なコンポーネントは、本発明の模範的な実施形態に過ぎない。従って、本書に開示された実施形態に関する具体的な寸法及びその他の物理的特徴は、制限事項と見なされるものではない。
【００２８】
図１Ａ〜図７は、２００８年１０月１０日に出願されたＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ/ＵＳ２００８/０７９５３３号に記述された「A system for Conducting the Identification of Bacteria in Urine」を開示しており、当システムは同一所有されており、その開示内容全体は参考として本明細書で援用される。図１Ａ、１Ｂ、２、３Ａ、３Ｂ、４Ａ〜４Ｃを参照すると、尿サンプル内バクテリアの同定を行うための本システムは、使い捨てカートリッジ１２（図１Ｂ及び図２）と、サンプルプロセッサ１４（図３Ａ、図３Ｂ、図６及び図７）と、光学式分析装置１６（図４Ａ、４Ｂ、及び４Ｃ）とを含む。図１Ａ及び図２に示すように、カートリッジ１２は、４つの使い捨てコンポーネントを含み、その４つのコンポーネントとは、遠心分離管１８と、容積１ｍｌの第１のピペットチップ２０と、光学カップ又はキュベット２２と、容積０．５ｍｌの第２のピペットチップ２４である。当然のことながら、現在記述している発明のシステムは、あらゆる液体内のバクテリアの同定に適しており、尿に含まれるバクテリアサンプルに制限されない。
【００２９】
遠心分離管１８は、参照番号１８ａで示す端部が先細りした細長い本体１８ｂを有する容器である。一般に、遠心分離管１８は初めから尿サンプルを含んでおり、第１のピペットチップ２０は尿に溶解した成分を希釈するために使用することが出来、第２のピペットチップ２４は前記希釈した尿サンプルを光学分析のために光学カップ又はキュベット２２に移し替えるために使用することが出来る。使い捨てカートリッジ１２及びその使い捨てコンポーネント１８、２０、２２、及び２４は、成形が容易で製造が安価なプラスチック材料で作成することが出来る。
【００３０】
図２を更に参照すると、使い捨てコンポーネント１８、２０、２２、及び２４は、各々、使い捨てカートリッジ１２の分離された場所３０、３２、３４、及び３６内に収納されている。図示のように、第１のピペットチップ２０を受容して支持するコンパートメント３２の底部は閉塞されており、第１のピペットチップ２０からの液滴が使い捨てカートリッジ１２下方の表面を汚染しない。各コンポーネント１８、２０、２２及び２４は、各コンポーネント１８、２０、２２及び２４に夫々取付けられた縁４０、４２、４６及び４８によって夫々の場所３０、３２、３４及び３６内に懸架されており、各縁４０、４２、４６及び４８は使い捨てカートリッジ１２の上面５０によって支持されている。
【００３１】
図２及び図４Ａを参照すると、光学カップ又はキュベット２２は、図４Ａの光学式分析装置１６で使用可能である。尿サンプルは生理食塩水で調整することが好ましいが、生理食塩水はバクテリアの完全性を保全しつつバックグラウンド蛍光を最小にするため、これは尿分析プロセスで光学システムを使用する際、特に重要である。光学カップ又はキュベット２２は、光学分析を支援する反射コーティングを含む。光学カップ又はキュベット２２は、ＡＢＳプラスチック材料、ガラス、又は金属材料、例えばアルミニウムから作成され、反射材料をコーティング又は積層することが出来る。或いは、光学カップ又はキュベット２２の製造において、反射材料の層をプラスチック、ガラス、又は金属材料上に一体化してもよい。図２に最もよく示されているように、光学カップ又はキュベット２２は、光学分析を支援するために、参照番号２２ａで示す端部が先細りしている。光学式分析装置１６（図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃ）のＵＶ光源は、光学カップ又はキュベット２２内の尿試料の光学分析のために光学カップ又はキュベット２２の中間部の下方に向けられていると考えられる。
【００３２】
数個の使い捨てカートリッジ１２は、各々４つの使い捨てコンポーネント１８、２０、２２、及び２４を含み、次に図１Ａの上部に示すマガジン２６に挿入され、次にそのマガジン２６は図３Ａに示すサンプルプロセッサ１４に装填される。マガジン２６は、数個の使い捨てカートリッジ１２を含み、その使い捨てカートリッジ１２の幾つかは番号を付され、各カートリッジ１２は、患者の試料と対になった図１Ａの参照番号２８で示す固有のバーコードを有する。或いは、次に、マガジン２６を、尿サンプルの光学分析用装置に挿入してもよい。サンプルプロセッサで処理された尿サンプルを得る際に使用したマガジン２６は、処理済み尿サンプルの光学分析用装置で使用されることが好ましい。
【００３３】
図３Ａ及び図３Ｂのサンプルプロセッサ１４は、遠心分離機３１と、数個の使い捨てカートリッジ１２を含むカルーセル１５と、カルーセル１５を支持する回転テーブル４１と、光学キュベット２２と、各使い捨てカートリッジ１２の遠心分離管１８（図１Ａ及び図１Ｂ）をつまみ上げ、その遠心分離管１８を遠心分離機３１に挿入する回転グリッパ機構３３と、ピペットチップ２０（図１Ｂ及び図２）によって尿サンプルの溶解物質を希釈するため、及びこの希釈したサンプルをピペットチップ２４によって光学カップ又はキュベット２２（図２）へ移し替えるために使用される２つの可動液体移動アーム３５、３５ａと、希釈のため水をサンプルに送水するためのシリンジポンプディスペンサ液体システム３７とを含む。また、サンプルプロセッサ１４は回転テーブル４１を有するドロワ３８を含み、ドロワ３８がサンプルプロセッサ１４に挿入されると、回転テーブル４１はマガジン２６を受容し、支持し、回転させる。ドロワ３８は、マガジン２６を回転させるマガジン駆動機構（図示せず）を含む。サンプルプロセッサは、更に、遠心分離管１８内のサンプルを遠心分離するために遠心分離管１８を受容するための遠心分離機３１と、食塩水に溶解した物質を希釈するための２つの可動液体移動アーム３５及び３５ａと、サンプル希釈のためサンプルへ清浄液を送水するためのシリンジポンプディスペンサ液体システム３７とを含む。図３Ａの右側に示す制御ユニット２７は、サンプルプロセッサ１４の空調、濾過、及び電力制御の制御装置を収納している。
【００３４】
また、サンプルプロセッサ１４は、カルーセル１５をサンプルプロセッサ１４へ挿入するためのドロワ３８と、カートリッジ１２の識別を行うためのバーコードリーダ５８と、ピペット操作システム４３と、ピペット操作システム４３及びディスペンサ液体システム３７を制御するための測定システム４５とを含む。
【００３５】
一般に、遠心分離管１８は、ユーザによって遠心分離管に入れられた約２ｍｌの濾過尿サンプルを含む。次に、このサンプルを遠心分離し、容積１．０ｍｌの第１のピペットチップ２０を使用して上清を２回のデカンテーション周期でデカンテーションし、遠心分離管１８に生理食塩水又は水を補充することによって、前記サンプルを生理食塩溶液又は水で十分に希釈することが出来る。次に、容積０．５ｍｌの第２のピペットチップ２４を使用して、遠心分離管１８から約５００μｌの液体を抜き取り、この５００μｌの液体を指定した患者の各光学カップ又はキュベット２２へ分注することが出来る。次に、この第２のピペットチップ２４は、第１のピペットチップ２０に挿入され、両ピペットチップ２０、２４は適切に廃棄されうる。２つのピペットチップの代わりに１つのピペットチップを使用して希釈及び抜取りを行ってもよいと思われる。このプロセスは手動で行われても自動で行われてもよい。
【００３６】
マガジン２６の装填及び抜取りは、前記数個の使い捨てカートリッジ１２が回転テーブル４１に搭載された状態（図１Ａ）で行われる。前記手動ドロワは、マガジン駆動機構（図示せず）を含む。一旦マガジン２６がサンプルプロセッサ１４に挿入されると、回転テーブル４１のための駆動機構（図示せず）がマガジン２６を回転させ、バーコードリーダ（図４Ａ内の要素５８）によってサンプルのリストが作成され、レベルセンサ（図示せず）によってサンプルが適量投入されていることが確認され、第２のセンサ（図示せず）によって必要な使い捨てコンポーネント１８、２０、２２、及び２４（図２）が全て各使い捨てカートリッジ１２に含まれていることが確認される。
【００３７】
ここで、遠心分離管１８（図２）の遠心分離機３１（図３Ａ及び図３Ｂ）への移送について記述する。遠心分離機３１の遠心分離機蓋３１ａは、回転グリッパ機構ユニット３３が遠心分離機３１に接近して搭載可能な方向に向けられている。回転テーブル４１の駆動機構は、回転グリッパ機構ユニット３３に関連する位置に各使い捨てカートリッジ１２の遠心分離管１８を合わせるように構成される。回転グリッパ機構３３のグリッパ３３ａは、マガジン２６から遠心分離機３１へ移送する遠心分離管１８を選択する。遠心分離機ロータ（図示せず）は、遠心分離機３１の空の遠心分離管ホルダを搭載位置に合わせるように構成される。「シータＺグリッパ」と呼ぶグリッパ３３ａは、回転する放射状部材であり、遠心分離管１８をつまみ上げて遠心分離機３１の空の遠心分離管ホルダに設置するために上下移動を行う。遠心分離機３１の蓋３１ａは、全遠心分離管１８が遠心分離機３１に配置された後、閉じられる。
【００３８】
遠心分離機３１（図６）は、約２分間約１２，０００Ｇで遠心分離管１８を回転するように自動運転する。遠心分離機３１は、遠心分離機３１が回転すると各遠心分離管１８を約９０度揺動させるよう構成された管ホルダを含む。前記遠心分離機は、遠心分離後にマガジンのカートリッジに正しい遠心分離管が戻されるように、正確な位置決め及び位置追跡が可能である。この作用によって、遠心分離管１８の底に尿サンプルに存在するバクテリアの塊が形成される。
【００３９】
２つの使い捨てカートリッジ１２の２つのサンプルから一度に上清を取り除くために２つの液体移動アーム３５、３５ａ（図３Ａ及び図３Ｂ）がある。２つの液体移動アーム３５、３５ａ（図３Ａ及び図３Ｂ）が容積１ｍｌのピペットチップ２０（図２）を取ると、各液体移動アーム３５及び３５ａ（図３Ａ及び図３Ｂ）は、サンプリングされている使い捨てカートリッジ上の定位置へピペットチップ２０を戻す前、及びサンプルプロセッサ１４のサンプリング位置で登録されるように回転される使い捨てカートリッジ１２の次のサンプルに進む前に、２回連続して遠心分離管１８へ移動し、その都度遠心分離管１８から液体を抜き取り、この液体をサンプルプロセッサ１４の廃棄ポート（図示せず）へ分注する。
【００４０】
希釈用に水又は生理食塩水をサンプルに送水するためのシリンジポンプディスペンサ液体システム３７を図７に示す。前項に記述のように、遠心分離管１８からデカンテーションされた廃水は、システム３７によって清浄な処理液と置換される。２つのシリンジポンプは、この清浄な処理液を、前ステップで廃水が除去された遠心分離管１８へ分注する。最後の補充ステップの期間は、遠心分離管１８内のバクテリアレベルを所要の濃度にするため、より少ない量の清浄液を使用する。
【００４１】
遠心分離管１８内のサンプルが清浄液によって十分に希釈された後、２つの液体移動アーム３５、３５ａ（図３Ａ及び図３Ｂ）のうちの一方が、遠心分離管１８内の処理済みサンプルをその各使い捨てカートリッジ１２の光学カップ又はキュベット２２へ移動させる。液体移動アーム３５、３５ａのうちの一方が、このプロセスにおいてこれまで未使用の容積０．５ｍｌのピペットチップ２４を掴む。より容積の小さいこのピペットチップ２４は、遠心分離管１８から約５００μｌの液体を抜き取るために使用され、指定患者の各光学カップ又はキュベット２２にこの液体を分注するために使用される。次に、より小さい容積のこのピペットチップ２４は、両ピペットチップ２０、２４を廃棄するため、液体移動アーム３５又は３５ａによってより大きい容積のピペットチップ２０へ挿入される。
【００４２】
本書に記述する計量／デカンテーション、計量／補充、及び計量／液体移動処理は、遠心分離管１８内の尿サンプル内バクテリアを保持する溶解物質を好ましくは約１，０００，０００：１に希釈するものである。これは、１）当業者に周知の手段によって１２，０００Ｇで尿サンプルを遠心分離し、２）第１のピペットチップ２０を使用して液体の約９５％をデカンテーションし、３）デカンテーションした２）の溶液を生理食塩水と置換し、４）第１のピペットチップ２０を使用して少なくとも５回１）、２）、及び３）のステップを繰り返すことによって達成可能である。次に、遠心分離管１８内の最終的に処理された尿サンプルを、第２のピペットチップ２４によって光学カップ又はキュベット２２へデカンテーションすることが出来る。
【００４３】
次に、光学カップ又はキュベット２２内の最終的に処理された尿サンプルは、光学カップ又はキュベット２２内の尿サンプル内の微生物を同定及び／又は定量するための光学分析に使用することが出来る。この情報は、上記の特許文献１に開示されたシステムによって得られる。
【００４４】
１本の遠心分離管１８に対する上述の各ステップは、マガジン２６内の各使い捨てカートリッジ１２に対して、サンプルプロセッサ１４で行われる。当然のことながら、各使い捨てカートリッジ１２の廃水はサンプルプロセッサ１４の容器（図示せず）内へ廃棄されるか、排水溝へ直接配管される。廃棄の使い捨て品、即ち、使い捨てカートリッジ１２及び使い捨てコンポーネント１８、２０、２２及び２４は、マガジン２６上に残り、次の尿サンプル群を処理するためにサンプルプロセッサ１４の次の運転に向けてマガジン２６が取り出される際、手動で取り除かれる。
【００４５】
図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃの光学式分析装置１６による分析に向けて尿サンプルを調製する際、以下のステップを伴う。一般に、尿のサンプルは、試験管内に取得される。このサンプルを、１０ミクロンフィルタに通し、２ｍｌのサンプルを得、遠心分離管１８内に注入する。この２ｍｌのサンプルを約１２，０００Ｇで遠心分離し、この液体の９５％をデカンテーションすることによって、所望の希釈サンプル、即ち、尿サンプル内バクテリアを保持しながら１，０００，０００：１に希釈された溶解物質が得られる。この後者のステップを５回繰り返し、その都度、デカンテーションされた溶液を生理食塩溶液と取り換える。この処理に生理食塩溶液を選択するのは、生理食塩水溶液が、バクテリアの完全性を保全しつつ、処理済み尿サンプルが光学式分析装置１６へ挿入された時に作用し始めるバックグラウンド蛍光を最小にするからである。
【００４６】
図８Ａ、図８Ｂ、及び図８Ｃを参照すると、参照番号１１２で全体を示す使い捨てカートリッジの別の実施形態が示され、この使い捨てカートリッジは、サンプル、即ち、尿サンプル内汚染物質、例えば、微生物、即ちバクテリアを同定及び定量するために使用することが出来る。使い捨てカートリッジ１１２は、遠心分離管１１８と、ピペットチップ１２０と、光学カップ又はキュベット１２２とを含む数個の使い捨てコンポーネントを収容して担持する。特に図８Ｂを参照すると、ピペットチップ１２０は、所定の容積、例えば、０．１ｍｌ乃至約１０ｍｌ、好ましくは１ｍｌ乃至２ｍｌの容積を有する。遠心分離管１１８は、参照番号１１８ａで示す端部が先細りした細長い本体１１８ｂを有する容器である。一般に、遠心分離管１１８は、初めにサンプルを含み、ピペットチップ１２０は、溶解したサンプルの成分を希釈し、希釈した尿サンプルを光学分析のため光学カップ又はキュベット１２２へ移動するのに使用することが出来る。使い捨てのカートリッジ１１２及びその使い捨てコンポーネント１１８、１２０及び１２２は、射出成形が容易で製造が安価なＡＢＳプラスチック材料で作成することが出来る。
【００４７】
図８Ａ及び図８Ｂを更に参照すると、使い捨てコンポーネント１１８、１２０及び１２２は、使い捨てカートリッジ１１２の別々のコンパートメント１３０、１３２及び１３４に夫々収容される。図示のように、ピペットチップ１２０を受容して担持するコンパートメント１３２の底部は閉塞されており、ピペットチップ１２０からの液滴が使い捨てカートリッジ１１２下方の表面を汚染しないようにしている。コンポーネント１１８及び１２０は、縁１４０、１４２によって夫々のコンパートメント１３０、１３２内に夫々懸架されている。縁１４０及び１４２は、各コンポーネント１１８及び１２０に取付けられており、使い捨てカートリッジ１１２の上面１５０によって支持されている。同様に、光学カップ又はキュベット１２２は、使い捨てカートリッジ１１２の上表面１５０によっても支持される光学カップ又はキュベット１２２のフランジ１５４によって夫々のコンパートメント１３４内に懸架されている。コンパートメント１３０及び１３２は、一般的に円筒形状であり、遠心分離管１１８とピペットチップ１２０の長手方向へ実質的に延出している。光学カップ又はキュベット１２２を位置決め及び支持するためのコンパートメント１３４は、実質的に使い捨てカートリッジ１１２内に囲まれており、光学カップ又はキュベット１２２と類似の構成を持っている。
【００４８】
光学カップ又はキュベット１２２は容器であり、好ましくは、光学分析を支援するための反射コーティング又は反射層を含む。光学カップ又はキュベット１２２は、図９Ａ及び図９Ｂに示されており、以下でより詳細に議論される。特に光学カップ又はキュベット１２２の内表面は反射材料でコーティングされるか、反射材料層を含む。光学カップ又はキュベット１２２は、非反射材料、例えばＡＢＳプラスチック材料又はガラスで作成しても、金属材料、例えばアルミニウムで作成してもよい。後者の例、即ち、光学カップ又はキュベット１２２を非反射材料で作成する場合、その光学カップ又はキュベット１２２に反射材料をコーティング又は積層する。或いは、光学カップ又はキュベット１２２の製造において、反射材料層をＡＢＳプラスチック又はガラス上に一体化してもよい。図９Ａに最もよく示されているように、光学カップ又はキュベット１２２は、試料の光学分析を支援するために参照番号１２４で示す下部テーパ領域を含み、光学分析に提供されるＵＶ光源は、試料の光学分析のため光学カップ又はキュベット１２２に向けられることが予想され、これについては以下に詳述する。
【００４９】
使い捨てカートリッジ１１２は、好ましくは射出成形され、ＡＢＳプラスチック、好ましくは非反射黒色プラスチックで作成される。使い捨てカートリッジ１１２は、上述の遠心分離管１１８、ピペットチップ１２０、及び光学カップ又はキュベット１２２を位置決めして支持するためのコンパートメント１３０、１３２及び１３４を含む。コンパートメント１３０及び１３２は、使い捨てカートリッジ１１２内で遠心分離管１１８及びピペットチップ１２０を適切に支持するために遠心分離管１１８及びピペットチップ１２０の円筒形状を受容するように略円筒形である。しかし、光学カップ又はキュベット１２２を位置決めして支持するためのコンパートメント１３４は、特に光学カップ又はキュベット１２２が矩形の場合、光学カップ又はキュベット１２２と同じ形状に成形する必要はない。この場合、使い捨てカートリッジ１１２内で光学カップ又はキュベット１２２を支持するためのコンパートメント１３４は、一般に、使い捨てカートリッジ１１２の上面１５０に位置する矩形開口１５８（図８Ａ）を含み、光学カップ又はキュベット１２２の上部フランジ１５４は使い捨てカートリッジ１１２の上面１５０に係合して支持され、光学カップ又はキュベット１２２は、使い捨てカートリッジに懸架される。或いは、光学カップ又はキュベット１２２を位置決めして支持するためのコンパートメント１３４は、完全に囲まれてもよく、矩形の光学カップ又はキュベット１２２と同様の形状を有してもよい。
【００５０】
上述したように、図８Ｃに示すように、夫々が使い捨てコンポーネント１１８、１２０及び１２２を含む数個の使い捨てカートリッジ１１２を、マガジン１２６に挿入することが出来、次にそのマガジン１２６を、図３Ａに示すプロセッサ等のサンプルプロセッサ１４に挿入することが出来る。各使い捨てカートリッジ１１２は、患者の最初の試料と対になった固有のバーコード１２８を有することが出来る。或いは、マガジン１２６を、次に、サンプルの光学分析のために、図４Ａに示す光学式分析装置１６等の装置に挿入してもよい。好ましくは、サンプルプロセッサで処理済み尿サンプルを得る際に使用した同一のカルーセルを、処理済みサンプルの光学分析のための装置で使用する。
【００５１】
図８Ｄ、図８Ｅ、及び図８Ｆは、本発明の一実施形態による使い捨てコンポーネント１１８、１２０及び１２２を除いた使い捨てカートリッジ１１２を示し、この使い捨てカートリッジ１１２には、取付クリップ１１３、１１５及び１１７が設けられている。これらの取付クリップ１１３、１１５及び１１７は、カートリッジ１１２の本体側部１１４の底面縁部に沿って水平方向に延出している。図８Ｄ及び図８Ｅに示すように、取付クリップ１１５は垂直に延出したアラインメント部材１１６を含んでもよい。この垂直延出アラインメント部材１１６は、マガジン１２６へ挿入する間カートリッジ１１２を位置合わせするために使用することが出来る。取付クリップ１１３、１１５及び１１７は、図８Ｃに示すように、マガジン１２６内のカートリッジ開口内にカートリッジ１１２を取付けるために、前記開口と協働してマガジン１２６内にスナップ式嵌合装置を形成するように構成されている。従って、本実施形態では、マガジン１２６内のカートリッジ開口は、カートリッジ１１２のクリップ１１３、１１５、１１７及びアラインメント部材１１６と協働するように構成された適切なクリップ開口（図示せず）を含むことが出来る。
【００５２】
一般に、遠心分離管１１８は、まず、例えば、濾過された試料の１ｍｌ乃至約２ｍｌのサンプルを含むことが出来る。次に、このサンプルを遠心分離し、ピペットチップ１２０を使用して上清を２回のデカンテーション周期でデカンテーションし、遠心分離管１１８に生理食塩水又は水を補充することによって、前記サンプルを生理食塩溶液又は水で十分に希釈することが出来る。次に、ピペットチップ１２０を使用して、遠心分離管１１８から所定量の液体、例えば、１００乃至５００μｌの液体を抜き取り、この量の液体を指定患者の各光学カップ又はキュベット１２２に分注することが出来る。
【００５３】
本文の前項で記述した計量／デカンテーション、計量／補充、及び計量／液体移動処理は、遠心分離管１１８内のサンプル、例えば生体サンプル内の汚染物質、例えばバクテリアを保持しながらサンプル内の溶解物質を好ましくは約１，０００，０００：１に希釈するために用いることが出来る。これは、１）当業者に周知の手段によって１２，０００Ｇでサンプルを遠心分離し、２）ピペットチップ１２０を使用して液体の約９５％をデカンテーションし、３）デカンテーションした２）の溶液を生理食塩水と置換し、４）ピペットチップ１２０を使用して少なくとも５回１）、２）、及び３）のステップを繰り返すことによって達成可能である。次に、遠心分離管１１８内の最終的な処理済み尿サンプルを、ピペットチップ１２０によって光学カップ又はキュベット１２２へデカンテーションすることが出来る。
【００５４】
次に、光学カップ又はキュベット１２２内の最終的な処理済みサンプルは、サンプル内の微生物を同定及び／又は定量するための光学分析に使用することが出来る。この情報は、上記の特許文献１に開示されたシステムによって得られる。
【００５５】
図９Ａ及び図９Ｂは、参照番号１２２で全体を示した光学カップ又はキュベットを示し、この光学カップ又はキュベットは、液体サンプルを受容するためのウェル１５６及びウェル１５６に連続した矩形開口１５８を有する矩形容器１２３を含み、この液体サンプルはウェル１５６に入れられた状態で運搬される。上記のように、光学カップ又はキュベット１２２は、ガラス又はプラスチック、好ましくは射出成形プラスチックで作成してもよい。液体サンプルは、例えばサンプル内有機体又は微生物、例えばバクテリアの種類と量を光学分析する生体、化学又は毒物サンプル、例えば尿サンプルでもよい。容器１２３のウェル１５６は、離間した側壁１６０及び１６２、離間した端壁１６４及び１６６、及び床部１６８によって形成される。離間した側壁１６０及び１６２及び離間した端壁１６４及び１６６は、矩形開口１５８に連続したフランジ１７０を形成する。図９Ａ及び図９Ｂに示すように、床部１６８の長さが矩形開口１５８の長さよりも短くなるように、端壁１６６は、上部領域１７２と、端壁１６６の上部領域１７２の内側且つ端壁１６６の上部領域１７２及び矩形開口１５８に対して下方に延出する下部テーパ領域１２４とを有する。
【００５６】
特に図９Ａを参照すると、光学カップ又はキュベット１２２は、端壁１６４、床部１６８、端壁１６６の上部領域１７２及び端壁１６６の下部テーパ領域１２４の内表面を被覆するように端壁１６４、床部１６８、端壁１６６の上部領域１７２及び端壁１６６の下部テーパ領域１２４の全長に渡って延出するリボンライナ１７４も含む。リボンライナ１７４は、全ての面から液体サンプルと接触するため、「濡れリボンライナ」と呼ぶことが出来る。リボンライナ１７４は、好ましくは反射材料、例えばアルミニウムで作成される。リボンライナ１７４は、リボンライナ１７４をウェル１５６に設置する前に端壁１６４、床部１６８、端壁１６６の下部テーパ領域１２４及び端壁１６６の上部領域１７２によって形成される形状に適合するように予め整形した型打ちアルミニウム片で作成してもよい。
【００５７】
光学カップ又はキュベット１２２は、サンプルの光学分析で使用される入射光によって励起される物質からの汚染物質の浸出を最小にすることで知られている材料で作成してもよい。上記のように、光学カップ又はキュベット１２２は、射出成形してもよく、例えばＡＢＳプラスチックやガラス等の材料で作成してもよい。光学カップ又はキュベット１２２の容器１２３内のサンプル又は試料の光学分析に提供されるＵＶ光は、試料の光学分析のためウェル１５６のテーパ領域１２４へ向けられ、端壁１６６の下部テーパ領域１２４を含むリボンライナ１７４によって反射されることが予想される。上述したように、光学カップ又はキュベット１２２の材料、リボンライナ１７４の反射材料、及び端壁１６６の下部テーパ領域１２４は、サンプル内の有機体又は微生物、例えばバクテリアを同定及び定量するためにサンプルの蛍光発光をより効果的に収集するためにＵＶ光反射を増幅すると同時に、バックグラウンド蛍光を最小にし、及び／又は容器又は容器の濡れ面からのサンプル液の汚染を最小にするように相乗的に機能する。光学カップ又はキュベット１２２からのサンプルの蛍光発光の収集を以下により詳細に議論する。
【００５８】
図９Ｂは、別の方法として、サンプルの光学分析のために端壁１６４、床部１６８、端壁１６６の下部テーパ領域１２４、及び端壁１６６の上部領域１７２だけでなく側壁１６０及び１６２から光を収集する必要がある場合、光学カップ又はキュベット１２２がフルライナ１７６を含む様子を示す。このフルライナ１７６は、側壁１６０及び１６２、端壁１６４、床部１６８、端壁１６６の下部テーパ領域１２４、及び端壁１６６の上部領域１７２を実質的にクラッディング又は被覆するように整形及び形成される。図９Ｂのフルライナ１７６は、光学式分析装置のＵＶ光に関して図９Ａの光学カップ又はキュベット１２２のウェル１５６内のリボンライナ１７４と同様に機能する。
【００５９】
図９Ａのリボンライナ１７４及び図９Ｂのフルライナ１７６は、光学カップ又はキュベット１２２内でのＵＶ光の反射のため所望の表面粗度を得るために研磨してもよい。研磨処理は、反射材料、即ちアルミニウムが型打ち及び形成処理前に未加工のシート形状である場合、又は、ライナ１７４及び１７６がバルク研磨処理によって形成されて光学カップ又はキュベット１２２へ挿入される場合に、濡れリボンライナ１７４又はフルライナ１７６を形成するのに使用される反射材料に対して行われる。即ち、反射材料を型打ち及び形成プロセス前に研磨してもよく、型打ち部品を研磨してもよい。
【００６０】
図９Ｃは、図９Ａの濡れリボンライナ１７４が圧着プロセスによって光学カップ又はキュベット１２２に固定される様子を示す。この場合、濡れリボンライナ１７４の一端部１７８は、端壁１６６によって形成されるフランジ１５４部分の外形に沿って巻くように下方に曲げられ、端部１７８は当業者に周知の圧着プロセスによってフランジ１５４に固定される。図９Ｃには示されていないが、当然のこととして、リボンライナ１７４の他端は、端壁１６４によって形成されるフランジ１５４部分の外形に沿って巻くように下方に曲げられ、圧着プロセスによってフランジ１５４に固定される。
【００６１】
更に、当然のことながら、図示されていないが、図９Ｂのフルライナ１７６が光学カップ又はキュベット１２２に設置される場合、このライナ１７６は圧着プロセスによってフランジ１５４に取り付けられる。フルライナ１７６は、順送り型で型打ち及び折曲させてから光学カップ又はキュベット１２２内への設置のために単体化してもよい。両ライナ１７４及び１７６は、リールに巻回させてもよく、光学カップ又はキュベット１２２は自動製造プロセスで容易に組立可能である。即ち、ライナ１７４及び１７６をリールに巻回し、そのリールを機械に供給してライナを光学カップ又はキュベット１２２に挿入してもよい。
【００６２】
図９Ａ及び図９Ｂは、容器１２３のウェル１５６への挿入又は設置のために製造、形成、及び整形された個別片としての、光学カップ又はキュベット１２２用反射材料を示す。本発明は、ライナ１７４及び１７６の代わりに、光学カップ又はキュベット１２２が、図１０に参照番号１８０で示す薄層の反射材料をコーティングすることを想定している。この実施形態では、光学カップ又はキュベット１２２は、所望の表面粗度を有するように射出成形され、次に、真空金属化プロセス又は電気めっきプロセスのいずれかによって薄層の反射材料１８０、例えば純アルミニウムをコーティングすることが出来る。工業界ではある程度の深さを有する容器の内表面をコーティングすることは困難であることが分かっている。この場合、光学カップ又はキュベット１２２の容器１２３のウェル１５６内のコーティングに所望のカバレージ及び均一性を達成するためにはカスタマイズ電極を提供する必要がある。反射材料１８０のコーティングは、図９Ｂのフルライナ１７６と同様に容器１２３の側壁１６０及び１６２、端壁１６４及び１６６、及び床部１６８の内面に沿って全体的に伸展していてもよく、図９Ａのリボンライナ１７４と同様に容器１２３の端壁１６４、床部１６８、端壁１６６の下部テーパ領域１２４、及び端壁１６４の上部領域１７２の内面に沿って部分的に進展していてもよい。
【００６３】
図１１Ａ、図１１Ｂ、及び図１１Ｃは、光学カップ又はキュベット１２２の容器１２３内にリボンライナ１７４を固定するための更なるシステムを示す。具体的には、図１１Ａは、当業者に周知の方法でリボンライナ１７４及びフランジ１７０を貫通させた片方向保持タブ１７５によって、端壁１６４によって形成されたフランジ１７０部分にリボンライナ１７４が固定されている様子を示す。例えば、この片方向保持タブに関し、容器１２３は、小さな「歯（teeth）」を有する柱状部を有し、ライナは孔又は開口を有し、ライナが柱状部上に位置決めされると、柱状部の「歯」によってライナは動きを抑制され、容器１２３からの滑落が防止される。図示されていないが、当然のこととして、リボンライナ１７４の他端も同様に端壁１６６によって形成されるフランジ１７０部分に取付けられる。
【００６４】
図１１Ｂは、特に、熱カシメピン１８２及び１８４によって、リボンライナ１７４の一端が、端壁１６４によって形成されるフランジ１７０部分に固定され、リボンライナ１７４の他端が、端壁１６６によって形成されるフランジ１７０部分に固定されている様子を示す。また、熱カシメピン１８２、１８４は当業者に周知である。例えば、一般に、熱カシメピン１８２、１８４は、略平滑であって、リボンライナ１７４がピン１８２、１８４上に位置決めされると、熱を使用してリボンライナ１７４の端部を変形しリボンライナ１７４が容器１２３から滑落することを防止する。
【００６５】
図１１Ｃは、具体的に、リボンライナ１７４の一端がスナップ機構１８６によってフランジ１７０近傍の端壁１６４に固定されている様子を示す。このスナップ機構１８６は、道具を使用して成形物を削剥することによって端壁１６４に形成することが出来る。リボンライナ１７４がアルミニウム製である場合、アルミニウムはスナップ機構１８６に容易に嵌入出来るだけの十分な可撓性があるため、リボンライナ１７４はスナップ機構１８６によってしっかりと保持されうる。図１１Ｃには示されていないが、当然のこととして、端壁１６６もまた光学カップ又はキュベット１２２の容器１２３にリボンライナ１７４の他端を固定するための同様のスナップ機構１８６を含む。
【００６６】
図１２は、上部片１９０及び下部片１９２を含むツーピース構造を有する光学カップ又はキュベット１８８を示す。図示のように、上部片１９０は、フランジ１９６に連続した矩形開口１９４を有する矩形本体１９３を有し、矩形開口１９４は、離間した側壁１９８及び１９９及び端壁２００及び２０１によって形成されている。図示されていないが、上部片１９０は底部も完全に開口しており、凹状部２０２を有する。下部片１９２は、離間した側壁２０６及び２０７、端壁２０８及び２０９、及び床部２１０によって形成される矩形開口２０４を有する。下部片１９２の端壁２０９は、光を反射するためのテーパ領域２１２を有する。テーパ領域２１２は、矩形開口１９４から下方に延出し、床部２１０に向かって下方に延出し、それによって床部２１０の長さを矩形開口２０４の長さよりも短くする。
【００６７】
上部片１９０及び下部片１９２の両方は、下部片１９２の矩形開口２０４に嵌合する凹状部２０２によって互いに接合され、これら２つの部分１９０及び１９２は、超音波突き合わせ溶接プロセスと、超音波せん断溶接プロセスと、圧入プロセスと、スナップフィットプロセスと、接合プロセス中２つの片１９０及び１９２を互いに固定するために圧入又はスナップフィットのいずれかを使用する溶剤溶接プロセスとからなる群から選択される方法によって互いに接着させることが出来る。この場合、図１０を参照して上述した深いウェル１５６を有する光学カップ又はキュベット１２２を使用する場合のいくつかの欠点と比較して、コスト効率のよい方法で、好ましくは真空金属化プロセスによって、下部片１９２の離間した側壁２０６及び２０７、端壁２０８及び２０９、及び床部２１０の所望の臨界光学内表面をアルミニウム等の反射材料１８０でコーティング可能な程度に下部片１９２は十分に浅い。上部片１９０は、サンプルが光学カップ又はキュベット１８８からの流出を防止するスカート又はスロッシングシールドとみなすことが出来る。
【００６８】
明らかなように、本発明の光学カップ又はキュベット１２２及び１８８の上部フランジは、サンプルを処理して同サンプルを光学的に分析するためにマガジン１２６内で使用される使い捨てカートリッジ１１２の上面１５０上に光学カップ又はキュベット１２２、１８８を支持するために使用することが出来る。また、光学カップ又はキュベット１２２及び１８８の反射面は、以下に詳述するように、試料又は尿サンプル内の例えば有機体又は微生物、例えばバクテリアの同定及び定量を行うために試料を光学的に分析するのに必要な情報を得る際に必要な蛍光発光をより効率的且つ効果的に発生するように、光学式分析装置からのＵＶ光が、光学カップ又はキュベットに向かって下方に入射し、反射面及びテーパ領域で反射されるようなものである。
【００６９】
ＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０７９５３３号に開示されたような図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃの光学式分析装置１６について記述する。図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃは図１Ａ、図１Ｂ、及び図２に示す実施形態によるカートリッジ１２を示しているが、図９Ａ〜図９Ｃ、図１０、図１１Ａ〜図１１Ｃ、及び図１２の光学カップ又はキュベットデザイン１２２及び／又は１８８とともに図８Ａ及び図８Ｆの代替カートリッジを、光学式分析装置１６とともに利用することも出来る。図４Ａを参照すると、光学式分析装置１６は、光学システム４４（図４Ｂ及び図４Ｃにより詳細に示す）と、熱制御ユニット（図示せず）と、光学カップ又はキュベット２２が分析対象の処理済み尿サンプルを含む使い捨てカートリッジ１２を受容するための複数のホルダ５６を含むマガジン５４を受容し、支持し、回転させる回転テーブル５２を有するドロワ５１と、バーコードリーダ５８（図４Ａ）を含む。
【００７０】
明らかなように、光学分析のための処理済み尿サンプルを含む光学カップ又はキュベット２２、１２２、又は１８８を有するカートリッジ１２又は１１２は、マガジン５４のホルダ５６に配置される。図４Ａは、光学式分析装置１６に搭載された回転テーブル５２上に載置されたマガジン５４を示す。ドロワ５１は、マガジン５４の搭載及び取出しのために手動で引き出される。ドロワ５１は、熱制御ユニット（図示せず）及び駆動機構（図示せず）を含む。マガジン５４上のアラインメント機構及びドロワ５１によって、マガジン５４が回転テーブル５２上に搭載される際、オペレータが適切にマガジン５４を駆動機構及び熱制御ユニット上の正確な方向に配置することが可能になる。ドロワ５１及びマガジン５４が光学式分析装置１６に手動で挿入されると、駆動機構がマガジン５４を回転し、その際、バーコードリーダステーション５８（図４Ａ）がサンプルのリストを作成する。レベルセンサ（図示せず）は、各光学カップ又はキュベット２２が正確なサンプル体積を含んでいることを確認する。オペレータは、ユーザインターフェースが光学カップ又はキュベット２２内サンプルを全て分析したことを示した時に光学式分析装置１６にアクセスすることが出来、光学式分析装置１６のいずれかのコンポーネントが動いている時又は光学システム４４のＵＶ光源が点灯している時にドロワ５１を開けることが防止される。
【００７１】
図４Ａは、光学式分析装置１６内に位置決めされている回転テーブル５２上のマガジン５４を示す。光学式分析装置１６は、更に、光学システム４４に対して正確にドロワ５１を位置決めする機械的ロックシステム（図示せず）を含む。駆動機構は、各カートリッジ１２をバーコードリーダステーション５８に対して位置決めし且つ光学システム４４に対して正確な位置合わせを行うようにマガジン５４を自動的に回転するよう構成される。第２の機械的ロックシステム（図示せず）を、光学分析のために光学システム４４に対して適切な位置に各光学カップ又はキュベット２２を固定するために使用する。
【００７２】
図４Ａは、光学カップ又はキュベット２２の熱制御を示す。好ましくは、各光学カップ又はキュベット２２の温度を、蛍光信号を増加しつつバクテリアの代謝速度を遅くする温度にまで低下させる。熱電クーラ（ＴＥＣ）である熱制御ユニット４７は、マガジン５４の下、回転テーブル５２上に位置する大型のヒートマス６０を冷却する。ヒートマス６０（図４Ａ）は、光学カップ又はキュベット２２に直接接触する。
【００７３】
別の実施形態において、本発明は、使い捨てカートリッジによって担持される光学カップ又はキュベット２２、即ち、本発明のキュベット又は光学カップ内のサンプルの温度を低下及び制御するシステムを含む。本発明のシステムは、蛍光信号が温度変化とともに変化するため、結果的に試料が適切に分析されないという点で、試料の光学分析における特別な用途を見出す。
【００７４】
図１３Ａは、試料を冷却するために供給される空気を冷却する水を供給するためのシステムの、本発明の一設計に従う概略図を示す。より具体的には、光学式分析装置１６は、試料を含む光学カップ又はキュベット（図示せず）を支持する複数の使い捨てカートリッジ（図示せず）を支持するカルーセル１５を包囲するハウジング７２を含む。配管システム７４がターンテーブル８０の外周を包囲し、上部フィン付き配管７６及び下部フィン付き配管７８を含み、ターンテーブル８０の周囲で水を運搬する。図１３Ａの左側の矢印Ａ１によって示すように、熱電クーラ（ＴＥＣ）（図示せず）からの冷水は上部フィン付き配管７６へ供給され、図１３Ａの右側の矢印Ａ２で示すように、冷水は上部フィン付き配管７６から毎分約０．５乃至１．０ガロンの割合で、熱電クーラ又は冷却装置へ供給される。上部フィン付き配管７６へ供給された冷水の温度は、試料を冷却するために所望の温度の±０．１℃に維持される。これは、矢印Ａ２で示す熱電クーラへ供給された冷水の温度を検出し、この情報を使用して、矢印Ａ１で示す熱電クーラから供給された冷水の水温を、サンプルを適切に冷却して所望の温度に維持するのに必要な温度に調節することによって達成される。数個の太い黒矢印Ａ３は、下部フィン付き配管７８を囲む空気が上方のフラットパック（Flatpak）ファン８２（即ち、薄型ファン）内へ導かれることを示し、数個の太い黒矢印Ａ４は、フラットパックファン８２からの空気がターンテーブル８０内へ移動し、ターンテーブル８０の上方の開口８４内へ移動し、矢印Ａ５で示すように、カルーセル１５の開口を通過する。
【００７５】
図１４Ａにもっともよく示されているように、カルーセル１５の上面８６は、複数のセクションを有し、その幾つかを参照番号８８で示す。各セクション８８は、セルを形成し、開口９０を有する。フラットパックファン８２によって分配されターンテーブル８０の開口８４から移動する冷気は、開口９０を通過して各セクション８８のセルへ移動する。図１４Ｂにもっともよく示されているように、カルーセル１５の下面９２は、内側ハブ９４と、内側ハブ９４から延出する複数の放射状リブ９６と、放射状リブ９６に接続され、カルーセル１５の上面８６に取付けられたセクション８８へ冷気を供給するための複数の開口９０を含む外側リング９８を有する。開口９０は、０．１５６インチの孔である。カルーセル１５が４８個前後のコンパートメント又はセクション８８を有し、各コンパートメント又はセクション８８が開口９０を有するので、開口９０を通過してコンパートメント又はセクション８８内へ供給される冷気流の流量は毎分約１５乃至２０立方フィートの範囲である。
【００７６】
図１４Ａ及び図１４Ｂを参照すると、当然のことながら、カルーセル１５を形成する各セクション８８は、図２及び図３Ａのカートリッジ１１２と同様に、使い捨てカートリッジ１１２を支持する。各使い捨てカートリッジ１１２は、試料を運搬するための遠心分離管１１８と、ピペットチップ１２０と、使い捨て光学カップ又はキュベット１２２（図１４Ａ）と、を含む。遠心分離管１１８及びピペットチップ１２０は、一般に、図１３Ａの光学式分析装置１６で試料内の汚染物質、例えば、有機体を光学分析するために使い捨て光学カップ又はキュベット１２２内のサンプルを調製して処理するために使用される。各カートリッジは、コンパートメント内に受容される。図１４Ａから分かるように、各コンパートメントは、図８Ｄに示すようにクリップ１１３、１１５及び１１７を受容する下部凹状縁部を含む。また、図８Ｄのアラインメント部材１１６は、使い捨てカートリッジ１１２を受容する各コンパートメントを画定する隣接壁の一方と協働するように構成されており、水平に位置合わせされるように、アラインメント部材が一方のコンパートメント壁と接触し、他方のコンパートメント壁がアラインメント部材１１６の反対側の壁１１４を接触する。アラインメント部材１１６は、任意であり、図８Ｅでは透視図で示されている。
【００７７】
好ましくは、ターンテーブル８０は、アルミニウム製であって、使い捨てカートリッジ１１２は光学カップ又はキュベット１２２と同様に射出成形された透明プラスチックである。
【００７８】
図１３Ｂは、カルーセル１５に冷却空気を供給するための気流の経路を示す、本発明の別の設計による概略図を示す。アセンブリ２７０内の一対の熱電クーラモジュール２７８は、図１５Ａに示す「冷却板」２７１、２７２、２７４を冷却し、冷却板２７１、２７２、２７４は周辺空気を冷却し、この空気はエアポンプ又はラジアルファン２７９によってサンプルへ供給される。冷却された空気は、矢印Ａ６で示すように、上方へ供給され、ターンテーブル２８０のすくなくとも１つ以上の開口２８４及びカルーセル１５の開口を通過する。
【００７９】
図１５Ａは、図１３Ｂの冷却システムを利用した、参照番号２７０で全体を示す冷却チャンバアセンブリの拡大斜視図を示す。冷却チャンバアセンブリ２７０は、カルーセル１５を包含し、スペーサ２７４によって隔てられた図１５Ｂ及び図１５Ｅに最もよく示されている上板２７１と図１５Ｄに最もよく示されている底板２７２とからなる「冷却板」を含む。図１５Ｃに最もよく示されている断熱底部材２７５は、底板２７２の下方に位置決めされる。断熱底部材２７５には一対の開口２７６が設けられる。熱電クーラモジュール２７８は、各開口２７６を貫通して底板２７２に接触し、底板２７２を冷却する。この空気は、ラジアルファン２７９によってカルーセル全体に伝達又は供給される。冷気がセルセクション２８８に供給されるように複数の開口２８４は上板及び底板２７１、２７２及びスペーサ２７４を貫通している。上板２７１には複数の戻り開口２８５が設けられ、冷気がセルセクション２８８全体を循環出来るようにし、より温かい空気を再冷却のため熱電モジュール２７８を通して再循環させ、戻す。
【００８０】
図１５Ｆに最もよく示されるように、カルーセル１５の上表面２８６は複数のセクションを含み、その幾つかを参照番号２８８で示す。各セクション２８８はセルを構成し、入口開口２９０及び出口開口２９１によって冷気の循環が達成される。上述のように、冷気は、ラジアルファン２７９によって供給され、上板及び底板２７１、２７２の開口２８４から入口開口２９０を通過して各セクション２８８のセルへ流入し、出口開口２９１を通って流出する。入口及び出口開口２９０、２９１は、０．１５６インチの孔である。カルーセル１５は、４０〜５０個前後のコンパートメント又はセクション２８８を有し、各コンパートメント又はセクション２８８は、入口開口２９０及び出口開口２９１を有し、入口開口及び出口開口２９０、２９１を通過してコンパートメント又はセクション２８８へ循環する冷気流の流量は、毎分約１５乃至２０立方フィートの範囲でもよい。当然のことながら、コンパートメント又はセクション８８、２８８の数は変更可能である。
【００８１】
図１３Ａ，図１３Ｂ，図１４Ａ及び図１５Ｆを再び参照すると、光学式分析装置１６では、セクション８８，２８８で構成されたカルーセル１５は、光学システム（図示せず）の下方で、光学カップ又はキュベット１２２（図１４Ａ，図１５Ｆ）を一つずつ配置及び位置決めするターンテーブル８０によって支持される。図１３Ａ及び図１３Ｂを参照して記述した本発明の冷却システムは、光学カップ又はキュベット１２２内の試料を所望の温度に冷却するように動作することを意図している。例えば、各試料は、図１３Ａ及び図１３Ｂの冷却システムの開始後約５分以内に常温から所望の温度、例えば約２５〜１８℃に冷却され、この温度は、サンプルの光学分析が完了するまで所望の温度の±０．５℃以内に制御される。ターンテーブル８０がアルミニウムであり、使い捨てカートリッジ１２，１１２及び光学カップ又はキュベット１２２がプラスチックであり、光学カップ又はキュベット１２２が使い捨てカートリッジ１２内に支持され、使い捨てカートリッジ１２はカルーセル１５のセクション８８，２８８内に支持されているため、サンプルの迅速な冷却において対流冷却を利用して冷却噴流が開口９０を通ってセクション８８，２８８へ流入するのを支援する。
【００８２】
本発明の更なる実施形態は、図１３Ａ及び図１４Ａを参照して示し上述したターンテーブルと類似のターンテーブルを想定する。ターンテーブルの下方にはアルミニウムブロックが配置され、このアルミニウムブロックは、ターンテーブルに関連して、図１３Ａ及び図１４Ａを参照して上述した同様の方法でサンプルを冷却するために熱電クーラモジュールからターンテーブルへ冷気を運搬し、ターンテーブルひいてはカルーセルから熱電クーラモジュールへ冷気を運搬し、試料の温度を冷却するための複数の経路を有する。
【００８３】
光学式分析装置１６の光学システム４４についてここで記述する。光学システムは図４Ｂにより詳細に示されている。光学システム４４は、３つの分離したユニット、即ち、励起ユニット４４（ａ）と、集光ユニット４４（ｂ）と、分光計とを含む。励起は紫外線（ＵＶ）光源によって提供され、ＵＶ光源は好ましくはＬＥＤ（発光ダイオード）である。連続した５つのＬＥＤモジュールが励起ユニット４４（ａ）を提供し、同じ順番で各サンプルカップ又はキュベット２２、１２２、又は１８８に適用される５つの異なる励起波長で各サンプルカップ又はキュベット２２、１２２又は１８８へ連続して励起信号を提供する。励起時間は１波当たり約１４秒である。励起発光は、レンズ及びフィルタ４４（ｄ）によってキュベット２２、１２２又は１８８内のサンプルの上面に向けられる。各励起波長の形状を狭める又は制御するために、狭帯域フィルタが使用される。これらのフィルタは、励起波長Ｅを下方のサンプルカップ又はキュベット２２へ向かわせ、蛍光発光Ｆはカセットの同じ位置から上方の集光ユニットへ反射される。蛍光発光は、分離され、フィルタ装置によって方向付けられる。図４Ｃは、光学システム４４の位置決めを示す。上述のように、機械的ロック機構は、サンプルカップ又はキュベット２２が正確に位置合わせされるように駆動機構を位置決めする。正確な位置合わせによって、蛍光の測定を可能にする光学システム４４への蛍光発光の反射が可能になる。光学要素（図示せず）を利用して蛍光発光を集束し、測定のために分光計へ向かわせる。
【００８４】
更に、集光ユニットは、カップ又はキュベット１２２内サンプルの蛍光発光を集束して分光計へ向かわせる光学要素を含む。
【００８５】
光学システム４４（図４Ｂ及び図４Ｃ）は、ＣＣＤ（電荷結合素子）光子検出器を有するツェルニーターナー分光計を含み、それによって、蛍光光子はＣＣＤデバイスに接触する前に数個のミラーによって反射される。発光蛍光は、一定期間積分によってＣＣＤデバイスで観察される。また、光子利用効率を向上するために、ツェルニーターナー分光計が、入射スリットに隣接する追加の円柱レンズとＣＣＤデバイスによって修正されることも想定している。更に、図５に概略的に示すように、鏡面凸面状「角部」Ｈを分光計ＳＭのスリットＳの入口に設け、更なる光子にスリットＳを通過させてもよい。
【００８６】
図４Ａを参照すると、光学システム４４は、光学システム４４に入射する光を最小にするために、遮光筐体又はハウジング６４を含み、ＣＣＤデバイスのカメラは、カメラチップから光学システム４４の遮光筐体又はハウジング６４へ熱を移動させるために熱電クーラ（ＴＥＣ）（図示せず）を含む。
【００８７】
光学システムの分光計について記述する。本発明の分光計のコンポーネントの配置は、試料内の汚染物質、例えばバクテリアの存在を同定且つ定量する光学式分析装置で使用される光学カップ又はキュベットに隣接した集光システムから放出する照射光線を受光する。
【００８８】
まず図１６を参照すると、本発明の分光計３００は、複数のレンズを有する集光ユニット２３２と尿試料を有する光学カップ又はキュベット１８８と併せて使用される。分光計３００は、集光ユニット２３２に直ぐ隣接して位置する分光計スリット３０２と、集光ユニット２３２及び光学カップ又はキュベット１８８の照射光線の経路と同じ照射光線の経路においてスリット３０２に直ぐ隣接して位置する第１の円柱レンズ３０４とを含む。第１のコリメートミラー３０６及び第２のコリメートミラー３０８は、第１の円柱レンズ３０４の左端に位置し、回折格子３１０は集光ユニット２３２の底部に位置する。第２の円柱レンズ３１２及びＣＣＤセンサ３１４は図１６の回折格子３１０の左に位置する。
【００８９】
照射光線が上述した方法で光源（図示せず）から光学カップ又はキュベット１８８へ入射し、蛍光が光学カップ又はキュベット１８８から集光ユニット２３２のレンズを通って放射される。集光ユニット２３２から、蛍光光線は、分光計スリット３０２及び第１の円柱レンズ３０４を通過する。第１の円柱レンズ３０４から、蛍光光線は、第１の光路に沿って、第１の光コリメートミラー３０６へ移動する。蛍光光線は、コリメートミラー３０６で反射され、第２の光路で回折格子３１０を通過する。回折格子３１０の蛍光光線は、複数の分散光に分散して回折格子３１０から反射され、第３の光路に沿って第２のコリメータミラー３０８に移動する。これらの分散光は、第２のコリメータミラー３０８に衝突し、第２のコリメータミラー３０８は、分散光を第４の光路に沿って第２の円柱レンズ３１２に集束させる。第２の円柱レンズ３１２から分散光はＣＣＤセンサ３１４で受光される。光学カップ又はキュベット１８８内の尿サンプルの光学分析のため、ＣＣＤセンサ３１４によってスペクトル情報が捕捉される。
【００９０】
第１のミラー３０６、第２のミラー３０８及び回折格子３１０は、好ましくは、形状が球面であり、３インチの直径を有する。回折格子３１０は、好ましくは、１２００行／ｍｍ（ｌｐｍ）及び３００ｎｍ波長帯に対して１０．４°のブレーズ角を有する平面回折格子である。このような適切な回折格子は、製品型番５３−０３０Ｒとしてニューポートコーポレーションが製造しており、同社から得られる。
【００９１】
この種の回折格子３１０の回折格子応答を図１７に示し、線Ｌ１はＳ平面を表わし、線Ｌ２はＰ平面を表わし、線Ｌ３はＳ平面とＰ平面の平均を表わす。図２１のグラフから分かるように、最良の吸収効率は、３００乃至４００ｎｍ波長帯に出現し、この波長帯は本発明の分光計３００に必要な回折格子の関心領域である。
【００９２】
図１６を再度参照すると、第１の円柱レンズ３０４及び第２の円柱レンズ３１２は、溶融シリカから作成され、オフザシェルフ或いはＣＯＴＳのコンポーネントと見なされるコンポーネントである。分光計スリット３０２に隣接位置する第１の円柱レンズ３０４は、スリット３０２から約１０．７ｍｍに位置し、ＣＶＩ社の型番ＣＬＣＸ−１５．００−１０．２−ＵＶであり、ＣＣＤセンサ３１４に隣接位置する第２の円柱レンズ３１２は、ＣＶＩ社の型番ＲＣＸ−４００ ２５．４−１５．３−ＵＶである。
【００９３】
更に図１６を参照すると、分光計スリット３０２に隣接する第１のコリメータミラー３０６は、約４００ｍの公称半径を有し、第２のコリメータミラー３０８は、約３５０ｍの公称半径を有する。第１のコリメータミラー３０６と第２のコリメータミラー３０８の焦点距離の比率は、照射光線の３００乃至４２０ｎｍのスペクトルをＣＣＤセンサ３１４のチップに合わせるように調整される。
【００９４】
ＣＣＤセンサ３１４は、約２５ｍｍ幅及び６ｍｍ長の浜松ホトニクス社の型番Ｓ７０３１−１００８のチップを使用することができる。ＣＣＤセンサ３１４は、好ましくは、熱電冷却（ＴＥＣ）を使用する単段冷却ユニットである。本発明の関心帯域幅である３００〜４００ｎｍの帯域幅では、好適なＣＣＤセンサ３１４用チップの量子効率は約５０％である。
【００９５】
更に図１６を参照すると、分光計スリット３０２のスリットの寸法は、公称で２．８ｍｍ幅及び５ｍｍ長である。半値全幅１０ｎｍの光源帯域及び波長を有する光源出力三角形関数（triangular function for the source output）を使用して、ＣＣＤセンサ３１４の平面での図１６のシステムのスペクトル幅は、半値全幅で１２．５ｎｍである。図１６の分光計３００の受光角度は、約０．４ＮＡ（ナノオングストローム）である。
【００９６】
本発明の配置３００において、第１の円柱レンズ３０４は、分光計スリット３０２を抜ける蛍光光線の更なる放射を捕捉し、その放射に図１６の光学システムを通過させやすい。ＣＣＤセンサ３１４の平面に直ぐ近接した第２の円柱レンズ３１２は、長さ約６ｍｍのＣＣＤ平面の画素に前記放射を集束させやすい。本発明のレンズ３０４及び３１２と同様のレンズを含まない従来の分光計と比較して、第１の円柱レンズ３０４及び第２の円柱レンズ３１２の組み合わせが図２０の分光計３００のスループットを向上させるということが本発明者の見解である。
【００９７】
図１６の分光計３００は、概して、第１の円柱レンズ３０４及び第２の円柱レンズ３１２を特に付加したクロスツェルニーターナー配置に類似であり、３００ｎｍ乃至４２０ｎｍの範囲内の波長の使用に対して低解像度（１０ｎｍ未満）だが高感度の分光計を創出する。ＣＣＤセンサ３１４の平面は２５ｍｍ長の検出器を表わしている。
【００９８】
サンプルプロセッサ１４は、サンプルプロセッサ１４から排気される空気を濾過する換気目的のＨＥＰＡ空気濾過システムを有する。
【００９９】
更に、発光蛍光を励起蛍光の強度と関連付けるためにＬＥＤ強度を監視することを想定している。特に、光学式分析装置１６によって得られた情報を使用して、本発明と同一所有されその開示内容全体が参考として本明細書で援用される特許文献１の図５乃至９と同様のグラフを生成してもよく、以下により詳細に記述する。これらのグラフは、サンプルカップ又はキュベット２２内のバクテリアの濃度、蛍光強度、発光波長及び励起波長を示す。
【０１００】
サンプル内の汚染物質を同定及び定量する光学式分析装置１６に使用される光学カップ又はキュベット１２２内で光を励起し集光するための照明装置を図１８〜２１に示し、以下により詳細に記述する。
【０１０１】
既知の測定システムは、米国特許第７，２７７，１７５（Ｂ２）号に示され、これは、液体サンプルの特徴の波長選択的測定のためのシステム及び方法を開示している。より具体的には、前記システムは、光源、光伝送システム、少なくとも２個の光学システム、サンプル保持アセンブリ、フィルタアセンブリ、透過システム及び検出器を含む。フィルタアセンブリは、フィルタホイールに含有された一群のフィルタでもよい。このシステムは、少量の液体サンプルの特徴を測定することが出来、信号対ノイズ比を増加するために、測定位置に近接する光学トレインに選択的波長フィルタを挿入可能にする。しかし、このシステムでは、尿試料内のバクテリアを光学的に分析するために増加させた信号対ノイズ比を有するコンパクトな光学式読取装置が提供されない。
【０１０２】
本発明は、コリメート光を生成して光学分析の試料に入射させるコンパクトなキャリッジトレイン配置を有する光学式読取装置を含む改良光学システムを提供するとともに、試料分析を向上させるため増加させた信号対ノイズ比を提供する。図１８を参照すると、本発明の光学式読取装置２１４は、照明装置２１６、照射光線を生成するための光源２１８、第１の光学システム２２０、第２の光学システム２２１、アンカーシュー２２２、及び第２の光学システム２２１とアンカーシュー２２２の間に位置するフィルタホイール２２３を含む。光源２１８は、キセノン、ＬＥＤ、ジュウテリウム等である。フィルタホイール２２３は図１８に示すが、線形可変フィルタが使用されてもよい。第１の光学システム２２０は、ターニングミラー及びフィルタ（図示せず）を支持するためのハウジング２２６を有するキャリッジ２２４を含む。第２の光学システム２２１は、ターニングミラー及びフィルタ（図示せず）を支持するためのハウジング２３０を有するキャリッジ２２８を含む。図１８に示すように、第１の光学システム２２０のキャリッジ２２４は、第２の光学システム２２１のハウジング２３０内に延出し、第１の光学システム２２０を第２の光学システム２２１に接続する。第２の光学システム２２１のキャリッジ２２８は、フィルタホイール２２３内、第２の光学システム２２１のハウジング２３０内、及びアンカーシュー２２２内に延出し、第２の光学システム２２１をアンカーシュー２２２に接続する。アンカーシュー２２２は、液体サンプルを含む光学カップ又はキュベット１２２を受容するため図２１に示すようにスロット２２２ａの右側に位置するターニングミラー（図示せず）と、複数のレンズを含むスロット２２２ａの上方に位置する集光デバイス２３２（更なる詳細については以下に記述する）とを含む。
【０１０３】
当業者には周知のように、フィルタは、スペクトルの特定領域の光のみを透過するために使用され、また光線の全又は相対エネルギー分布を変更又は修正するために使用される。ターニングミラーは、光が移動する方向を変更するために様々な位置点に存在する。レンズは、光を集束又は分散させ、それによって異なる光学的効果を可能にするために使用される。スリットは、概して特定の形状を有する開口である。スリットを通過した光は、回折格子へ移動し、ＣＣＤカメラ等の検出用デバイス内に移動する。
【０１０４】
図１８の照明装置２１６は、更に、フィルタホイール２２３を含む。上述の米国特許第７，２７７，１７５（Ｂ２）号の第４欄１０〜２３行に開示されているように、フィルタホイールは、一群のフィルタを含み、予め選択されたフィルタがコリメート電磁放射の光路に設置される。前記予め選択されたフィルタは、実質的に所定の波長領域の透過を選択する。前記一群のフィルタは、通常、測定対象の所望のサンプルと、電磁放射と前記サンプルの相互作用から生じる吸収（又は発光）帯のスペクトル幅とに基づいて予め選択される。生体サンプルに関して、電磁放射吸収は、２００ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲、主に２３０ｎｍ、２６０ｎｍ及び２８０ｎｍの波長（λ）を中心とする。
【０１０５】
集光デバイス２３２に使用されるレンズは、商用オフザシェルフ（ＣＯＴＳ）コンポーネントでもよい。
【０１０６】
図１９は、昨今のレンズ配置によって生成される光源から試料への光路の理論的シミュレーションを示す、参照番号２３４で示す典型的な照射光線を示す。図２３では、ランプ又は光源（図示せず）が、第１のレンズシステムＨ、Ｉ、Ｊ及びＫの左に位置し、第２のレンズシステムは、図１９において右端に位置するシステムの照明シューアパーチャ（図示せず）に出力を有する第１のレンズシステムから約８インチ離れている。本発明において、図１９のこの照射光線２３４の長さは、図１８の照明装置２１６によって縮小され、照明装置２１６はフィルタホイール２２３を組み込んでいる。フィルタホイール２２３は、複数の狭帯域フィルタ、即ち、紫外領域のフィルタを担持してもよい。本例では、図１８の光源２１８からの放射は、２６０ｎｍ乃至３００ｎｍの範囲の波長に制限され得る。或いは、フィルタホイール２２３は、全光スペクトル及び関連波長を提供するフィルタを担持してもよい。また、上述したように、フィルタホイール２２３の代わりに線形可変フィルタを使用してもよい。図１８の照明装置２１６の第１の光学システム２２０及び第２の光学システム２２１におけるターニングミラー（図示せず）は、主に紫外帯域を反射するカスタムフィルタである。
【０１０７】
図１８は、図１８の照明装置２１６の第１の光学システム２２０及び第２の光学システム２２１におけるターニングミラーとして使用される、ニューポートコーポレーションが製造するニューポート薄膜であるカスタムフィルタのグラフを示す。図示のように、これらのカスタムフィルタは、２００ｎｍから３８０ｎｍの範囲の波長にある紫外領域において、約１００という比較的高い反射率を生じ、可視光線（ＶＩＳ）及び放射（ＩＲ）範囲、即ち約４００ｎｍ乃至６０８ｎｍで低い反射率、即ち、６８乃至１０未満の反射率を生じる。従って、フィルタは、可視、近赤外、及び／又は遠赤外阻止フィルタでもよい。
【０１０８】
上記に詳述され、図１Ａ、図１Ｂ、及び図２のカートリッジ１２に使用される、ＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０７９５３３号に記載の光学カップ又はキュベット２２は、細長い円筒形の本体と、下方に向かって先細りした端部とを有する。この設計では、光学式分析装置の紫外（ＵＶ）光源は、生体試料の光学分析のためキュベット中間部より下方に向かってこの下部テーパ端部に入射する。図１２Ａ〜図１２Ｃ、図１３、図１４Ａ〜図１４Ｃに示す光学カップ又はキュベット１２２及び図１５に示すカップ又はキュベット１８８は、カップ又はキュベット１２２、１８８内の透過光線の蛍光感知を最適化するよう設計される。
【０１０９】
図２１は、図１８の照明装置２１６のアンカー又はインジェクションシュー２２２及び集光デバイス２３２の側面概略図であり、上述したように、光学カップ又はキュベット１２２はアンカーシュー２２２のスロット２２２ａ内に位置決めされる。
【０１１０】
再び図９Ａ、図９Ｂ、図１０及び図２１を参照すると、本発明の光学式読取装置に使用可能な光学カップ又はキュベット１２２の一例が示されている。光学カップ又はキュベット１２２は、下部テーパ領域１２４及び内部反射表面を有する矩形容器１２３を含む。容器１２３は、更に、２枚の平行に離間した側壁１６０、１６２、２枚の離間した端壁１６４、１６６及び水平な床部１６８を含み、第１の端壁１６４は水平床部１６８に接触したテーパ領域１２４を含む。光学カップ又はキュベット１２２の水平床部１６８の幅は約７ｍｍであり、側壁１６０、１６２及び第２の端壁１６６の深さは約１８ｍｍであり、第１の端壁１６４の深さは約１１ｍｍであり、水平床部１６８の長さは約１６ｍｍであり、テーパ領域１２４の長さは約７ｍｍである。テーパ領域１２４は第１の端壁１６４に対して約４５°傾斜している。
【０１１１】
更に図２１を参照すると、光学カップ又はキュベット１２２の内表面は反射性であり、好ましくは、高品質の表面仕上げを有するアルミニウム、又は５０オングストローム未満の微細粗度を有するアルミニウム製である。光学カップ又はキュベット１２２は、低浸出の蛍光信号材料、例えばプラスチック又はガラス製でもよい。光学カップ又はキュベット１２２は射出成形プラスチックでもよく、成形後に蒸着アルミニウムを使用する金属化ステップを施してもよい。このアプローチにより、一括処理コーティングによって低コストの機械加工が可能になる。本発明に使用される光学カップ又はキュベット１２２を製造するための更なるアプローチは、上述のように第１の端壁１６４、下部テーパ領域１２４、床部１６８及び第２の端壁１６６の形状を形成する容器１２３の内表面長さに沿って、図９Ａに示すように、アルミホイルライナーリボン１７４を使用することである。光学カップ又はキュベット１２２に含まれる液体試料の体積は、約９５５μｌでもよい。
【０１１２】
再び図２１を参照するが、線Ｌ１は入射する照射光線を表す。この照射光線は、図２２の照明装置２１６によって生成され、照射光線をほぼコリメートするスリット（図示せず）を通過する。このスリットは、断面が約４×４ｍｍの正方形であり、アンカーシュー２２２に位置している。照射光線は、上述のように、アンカーシュー２２２に位置するターニングミラー２３５を使用して反射し、光学カップ又はキュベット１２２に入射する。光線Ｌ２が衝突する第１の表面は、光学カップ又はキュベット１２２の下部テーパ領域１２４の４５°の内表面である。反射光線Ｌ３は、線Ｌ４によって表わされる液体の体積内で光学カップ又はキュベット１２２を横断する。第２の端壁１６６の反射内表面に衝突すると、光線は４５°の下部テーパ領域１２４の反射内表面に戻り、光学カップ又はキュベット１２２から上方のアンカーシュー２２２の方へ蛍光を出射される。光線の拡大は、本発明の光学式読取装置２１４（図１８）の光学システムによって制御され、概して、アンカーシュー２２２へ戻ってきた時点で断面約５×５ｍｍとなるようにすればよい。
【０１１３】
光学カップ又はキュベット１２２を考慮すると、光学カップ又はキュベット１２２内の光線は、試料の液体体積内を横断する間は光学カップ又はキュベット１２２の底部又は床部１６８を照明しない方向に向かうことを理解されたい。スロット２２２ａの上方に位置する集光デバイス２３２は、参照番号２３６、２３８、２４０、及び２４２で示す複数のレンズを含み、図２１の発光蛍光光線を表わす線Ｌ５、Ｌ６及びＬ７によって示すように、光学カップ又はキュベット１２２の床部１６８及び光学カップ又はキュベット１２２内の液体を観察する。試料の液体体積の約４７％が蛍光集光デバイス２３２によって読み取られる。光学カップ又はキュベット１２２の床部１６８を照明しないことによって、及び光学カップ又はキュベット１２２（図９Ａ及び９Ｂ）の側壁１６０、１６２及び端壁１６４、１６６ではなく底部１６８のみを観察するように集光デバイス２３２を制限することによって、集光デバイス２３２によって観察される光学カップ又はキュベット１２２のバックグラウンド蛍光を最小化又はほぼ排除することが出来る。光線追跡モデリングは、１０００倍未満のノイズは理論的に達成可能であることを示している。これは、高い信号対ノイズ比を達成するのに非常に有利である。光学カップ又はキュベット１２２からの蛍光ノイズを排除することによって、信号はより際立ち、より高い忠実度及び感度が達成出来る。照射光線の伝送及び発光蛍光の測定はサンプル毎に同時に行われてもよく、或いは、サンプル内への照明を蛍光の測定中に停止してもよい。
【０１１４】
以下の式は、ＳＮ比（信号対ノイズ比）の計算を詳述する。
【０１１５】
【数１】
【０１１６】
Ｓは信号を表わす。Ｂｆはバックグラウンド蛍光を表わし、Ｂｒは試料内の液体水によって発生するラマンバックグラウンドを表わす。先行技術の光学式読取装置では、信号対ノイズ比（ＳＮ比）は、蛍光からの１．５ｅ６超のノイズ光子及び信号からの１ｅ４光子の場合、約８．１である。本発明の設計では、信号が約１．２ｅ４光子にまで増加することが期待される一方で、ノイズが１．５ｅ４ノイズ光子にまで減少されることが期待される。これらの結果を考慮すると、本発明によって生成されるＳＮ比は約７３であると期待される。
【０１１７】
上述したように、光学式分析装置１６は、尿サンプル内のバクテリアの種類を同定するために使用される結果を提供する。これは、光学式分析装置１６をコンピュータモジュール（図示せず）に結合し、コンピュータモジュールに蛍光発光等の光学式分析装置１６の取得情報を提供することによって行うことが出来る。コンピュータモジュールは、尿サンプルの蛍光励起発光マトリクスに対して多変量分析を行い、上記特許文献１に開示された方法と同様の方法で尿サンプルを同定及び定量することが出来る。ここで、本システムは、励起光源を含む蛍光励起モジュールと、光源を受け取るようサンプルを位置決めするためのサンプルインターフェースモジュールと、蛍光発光モジュールと、検出デバイスとを含む。上述のコンピュータモジュールは、蛍光モジュールに結合される。多変量分析は、尿サンプルの同定及び定量のための拡張部分最小二乗分析を含んでもよい。
【０１１８】
更に、「均一管」を使用して異なるＬＥＤパッケージの出力を混合し均一なＵＶ光源にすることも想定している。本発明に使用される典型的な「均一管」は、当業者に既知のものと同様である。
【０１１９】
図２２Ａ及び図２２Ｂを参照すると、マガジン２６及びカルーセル１５とともに使用される参照番号４００で全体を示すカバーが示されている。このカバーはマガジン２６上にしっかりと嵌合し、使い捨てカートリッジを満載したマガジンをある位置から他の位置へ移動させることが出来るようになる。カバー４００は、サンプルキュベット２２、１２２から内容物が飛び跳ねること／こぼれること、及び標本の汚染を防止する。カバー４００は、任意の周知の材料から、例えばプレキシガラス、その他のポリマー材料、ガラス又は金属等から形成可能である。ハンドル４０２は、任意の周知の取付部材によって、ねじ４０４等によってカバー４００に対してしっかりと固定可能である。ハンドル４０２は、カバー４００に対して取り外し可能或いは取り外し不可能に固定可能である。カバー４００は、適切な位置でロックされるようにマガジン２６及び／又はカルーセル１５と協働する。このロックシステムには、技術的に周知の任意のシステムを使用可能である。一設計によれば、ロックキー４０６はカバー４００及びカルーセル１５の中心部４０８を貫通し、この中心部４０８内に位置するキーホール４１０と協働する。カルーセル１５の中心部４０８は、マガジン２６の中心部を貫通し、カバー４００とカルーセル１５のベース１５'の間でマガジンをロックする。手動でロックキー４０６を引き揚げることでキーホール４１０からロックキー４０６を引き抜く又は外してカバー４００を取り除くことが出来る。
【０１２０】
図２３Ａ〜図２３Ｄを参照すると、図２３Ｂに示すように品質管理カートリッジ４１２に対してマガジン４２６内のサンプルを光学的に位置合わせするためにセンサシステム（図示せず）と協働するアラインメントノッチ４１６を示している。アラインメントノッチ４１６は、参照番号４１５によって全体を示すカルーセルベースアセンブリのベースプレート４２０の外周４１８から内側に向かって延出する。アラインメントノッチ４１６及び品質管理カートリッジ４１２によって検査を初期化し、マガジン４２６内に含まれるカートリッジ１２、１１２の開始位置又は初期化点として機能する定位置が提供される。マガジン４２６／カルーセルベースアセンブリ４１５が回転してマガジン４２６内に位置する所定数のカートリッジ１２、１１２を検査しつつ、連続する各サンプルに対してカートリッジ１２、１１２内のサンプルの検査を行うことが出来る。カルーセルベースアセンブリ４１５は、カートリッジ１２、１１２を受容するための複数のスロット４２８を含む。アラインメントノッチ４１６は、品質管理カートリッジ４１２のみを受容可能に構成された品質管理スロット４２８Ａに位置する。同様に、品質管理カートリッジ４１２は、サンプル受容カートリッジ１２、１１２とは異なるように構成され、品質管理カートリッジ４１２のみが品質管理スロット４２８Ａに嵌合するようになっている。
【０１２１】
また、ベースプレート４２０は、複数の半径方向アラインメントマーク４３０を含むことが出来る。これらのマーク４３０としては、スロット４２８内でカートリッジ１２、１１２が半径方向に適切に位置決めされていることを確認するための目視基準を提供するように、ベースプレート４２０上に印刷された色付き又は白色ライン等のライン、又はスロット４２８内のベースプレート４２０上に印刷又は配置された凸凹ラインを使用することが出来る。カートリッジ１２、１１２がマガジン４２６内で不適切に配置された場合はこのマーク４３０が隠れ、カートリッジ１２、１１２が適切に位置決めされた場合はこのマーク４３０が露出する。
【０１２２】
品質管理カートリッジ４１２は基準サンプルとして使用することも出来る。品質管理カートリッジ４１２の内容物の検査でバクテリアに対して偽陽性の結果を生じた場合、検査機器に問題があることを示している。
【０１２３】
検査システムは、キュベット２２、１２２内に含まれるサンプルの反射信号を最適化するためにカートリッジ１２、１１２の円周方向アラインメント機構を含む。典型的なマガジン４２６は４２個のカートリッジ１２、１１２を含み、３６０°円形のマガジン４２６に基づいて、各カートリッジにつき９°のオフセットが大まかに見込まれている。キュベット内の反射率を最適化するためには、サンプル内の光が最大反射信号を生じるまでこの約９°の弧に沿ってカルーセルベースアセンブリ４１５を左右に回転させることによって光学式分析装置から放射される光に対して各カートリッジ１２、１１２／キュベット２２、１２２の位置を微調整すると有益であることが分かっている。この反射信号が最大化した時、キュベット２２、１２２は最適な検査に向けて周方向に位置合わせされる。
【０１２４】
図２４Ａ及び図２４Ｂを参照すると、本システム内で使用される複数のモジュール４４２を保持するためのラックアセンブリ４４０が示されている。ラックアセンブリ４４０は、複数の縦横レール４４４、４４６を含むキャビネット４４１を含む。ラックアセンブリ４４０全体は、キャスタ４５０に取付けた車輪４４８を含むことが出来る。水平化足部４５２が設けられてもよい。ラックアセンブリ４４０は、ラックアセンブリ４４０の正面４５６に隣接するベースレール４５５から延出する複数の伸縮可能／格納可能な脚部４５４を含む転倒防止機構を含む。ラックアセンブリ４４０の位置決め後、ベースレール４５５から外側且つ縦レール４４４に対して垂直方向に脚部４５４を延長する。脚部４５４の延長によって、モジュール４４２を引き出す際、格納ラック４４０が転倒することが防止される。脚部は、ラックアセンブリ４４０からいずれかのモジュール４４２を引き出す前にも延長させるとよい。更なる変形例によれば、一度に１つのモジュール４４２しか開けられないようにロック機構を設けることが出来る。また、転倒防止脚部４５４が延長されていない又は十分に延長されていない場合には、いずれのモジュールも開けられないようにするロック機構を設けることも出来る。
【０１２５】
図２５を参照すると、サンプルプロセッサユニット１４と共に使用される参照番号４７０で全体が示されたヒータが示されている。ヒータ４７０は、処理液を約３７℃に維持するために使用される。サンプルを体温に維持させるように、必要に応じてこの処理液の噴流をサンプルに加えることが出来る。サンプルを体温に維持することによって、サンプルが冷えると発生するサンプルの結晶化が防止される。ヒータ４７０は、上部４７２と、底部４７４と、その間に延出する本体部４７６とを含む。ヒータカートリッジ要素４７８と、温度制御プローブ４８０と、サーミスタプローブ４８２とは、チューブ４８４及びスリーブ４８６によって囲まれており、これらすべてが本体部４７６内に収容されている。ヒータ本体４７６は、ヒータカートリッジ要素４７８によって温度制御され、その温度制御のフィードバックが温度制御プローブ４８０である。チューブ４８４内に流体を圧送し、熱移動が起き始め、流体の温度がヒータ本体４７６の温度に向かって変化し始めるようにする。ヒータ４７０は、図２９Ａに示すように、シリンジポンプ６２６と計量アーム又は液体分注アーム６２０の間の通路に位置する。
【０１２６】
図２６Ａに示すように、遠心分離機３１は、１つ以上のバランス管４９０を含むことが出来る。これらのバランス管４９０は、重りの付いた底部４９２を含むことが出来、その重さが、液体入りのサンプル管の重さと略等しくなるようにする。これらのバランス管４９０は、部分的に遠心分離管が充填された遠心分離機３１の重さを分散し、回転中の遠心分離機３１の振動を減少するように、遠心分離機３１内に効果的に位置決めされうる。バランス管４９０の最適な配置はコンピュータで制御され、処理対象のサンプル数に基づいて遠心分離機内にバランス管が位置決めされる最良の位置を特定することが出来る。図２６Ｂは、バランス管４９０の拡大した上部４９４を示す。この上部４９４は、肩部４９５、４９６と、肩部４９５と４９６の間に位置する把持領域４９７と、を含む。これらの肩部は、遠心分離機３１のコンピュータ制御された自動的ローディングのためにバランス管４９０の把持領域４９７を機械的アームが把持出来るように支援するガイドとして機能することが出来る。肩部４９５は、遠心分離機３１内のロータ内のバケットの上面と協働してバランス管４９０をバケットの開口内に保持するためのストップ部材としても機能することが出来る。
【０１２７】
図２７Ａ〜図２７Ｆに示すように、プロセッサユニット１４内の空気を３７℃又は体温に維持するようにプロセッサユニット１４で加熱された空気を処理するために、参照番号５００で全体を示すファン及びＨＥＰＡフィルタ（高性能フィルタ）装置を設けてもよい。この装置５００は、図３Ａに示すように、ハウジング２７内に配置することが出来る。ＨＥＰＡフィルタは、空中の細菌性生物が拡散することを防止する。ＨＥＰＡフィルタの中には、９９．９９５％のエフィシェンシー・レーティングを有するものもあり、病気の空中伝播に対する非常に高水準の防御が保証される。ファン５０２は、ハウジング５０４と、前記フィルタ（図示せず）へアクセスするためのドアアセンブリ５０６の内側に収容される。ファンダクト５１２を保護するためのプロテクタ５１０が設けられる。ファン速度を調整し内部の空気温度を所望の温度に制御するためにフィードバック制御ループが設けられる。プロセッサユニット１４内の内部温度が高過ぎる場合は、ファン速度が上げられる。或いは、前記空気温度が低すぎる場合は、ファン速度が下げられる。更に、ＨＥＰＡフィルタを抜ける際の空気圧を測定するために、ＨＥＰＡフィルタに隣接して圧力センサを設けることが出来る。流出する空気の圧力降下が十分に大きくなると、それはフィルタを交換する必要があることを示している。
【０１２８】
図２８Ａを参照すると、マガジン２６に収容されたカートリッジ１２から遠心分離機３１へサンプル管を移送するための、参照番号６００で全体が示された６バー連動移送システムを示す。移送システム６００は、タワーアセンブリ６１０及びロボットアセンブリ６１２を含む。この移送システム６００は、図３Ａに示す回転グリッパ３３、３３Ａと置き換えられる。移送システムは、図２８Ｂに示すように、マガジン２６の両端から遠心分離管１８を同時に取り除くように構成された一対のアーム６０２を含む。アームは一対のグリッパ６０４を含み、図２８Ｃに示すように、夫々が２本の管１８を同時に遠心分離機３１へ移動することができる。従って、１回の移送で４本の管１８を移動可能である。各アーム６０２には、マガジン２６内の管１８の位置を感知し、且つ／又はサンプルチューブ１８がカルーセル１５の特定のスロット内に存在するか否かを確認するための光学センサ６０６を設けることが出来る。スロットのカルーセル１５上の円周方向位置は、遠心分離機３１上の円周方向位置と異なる可能性があるため、６バー連動移送システム６００は、このギャップに合わせるようにグリッパ６０４間の軸方向距離を調整することが出来る。図２８Ｄを参照すると、距離（β）を有するカルーセル１５（α）から距離（β'）を有する遠心分離機３１（α１／２）までの円周方向間隔における変化が示されている。
【０１２９】
図２９Ａ〜図２９Ｃは、サンプルを洗浄するため又はサンプルを希釈するために、緩衝生理食塩溶液等の処理液を引き揚げ、第２の端部６２３を介して遠心分離管１８に分注するために処理液源６２２に接続された第１の端部６２１を含む液体分注アーム６２０を示す。分注アーム６２０は、排出ポート６２５と協働しており、管１８から処理液を取り除くための吸引力を加え、排出ポート６２５を介してこの吸引された処理液を本システムの外部に排出することが出来る。サンプルの洗浄後、所望の液面に達するまで更なる処理液を管１８に供給することが出来る。ここで示した液体分注アーム６２０／排出ポート６２５は、図３Ａに示す液体移送アーム３５、３５ａ及びシリンジポンプディスペンサ液体システム３７と交換可能である。図２９Ｂに示すように、これらの分注アーム６２０及び排出ポート６２５は、カルーセルの両端側に位置決めすることが出来る。図２９Ａに示すように、各分注アーム６２０は各管１８に処理液を分注するように構成されたピペットチップ６２４を含むことが出来る。上述し且つ図２５に示したように、ヒータ４７０によって処理液が約３７℃の体温に維持されることが好ましい。管内へ液体を圧送するためにシリンジポンプ６２６を設けることが好ましい。このピペットチップ６２４は、管から液体を取り除き、この液体を本システム外部の排出ポートへ廃棄するように使用されてもよい。分注アーム６２０は、上下方向又は半径方向に移動可能であり、排出ポートは、カルーセルに対して枢動可能であり、カルーセルを取り外せるようにカルーセルから退却可能である。図２９Ｃに示すように、排出ポート６２２は、参照番号６３０で示すように、重力に依存して液体を排出タンクへ排出可能であり、或いは、ポンプを利用して排出液をドレーン又は外部容器６３０へ送出可能である。廃棄された消耗品、即ち、使い捨てカートリッジ１２及び使い捨てコンポーネント１８、２０、２２、２４は、マガジン２６内に残留し、次のサンプル群を処理するためにサンプルプロセッサ１４の次の運転に向けてマガジン２６が取り出される時に手動で取り除かれる。
【０１３０】
液体サンプルは、例えば、サンプル内の有機体又は微生物、例えばバクテリアの種類及び量に関して光学的に分析される尿サンプル等の生体、化学又は毒物サンプル等でもよいことは当業者には解釈されると思われる。
【０１３１】
好適な実施形態を参照して本発明を記述した。先行の詳細な記述を読み理解した時、明白な改良及び変形に想到する人々もいると思われる。本発明はそのような改良及び変形の全てを含むものと解釈されることを意図している。
【技術分野】
【０００１】
本出願は２００９年９月２１日に出願された米国仮特許出願第６１／２４４，１１８号からの優先権を主張するものであり、その開示内容は参考として本明細書で援用される。
本発明は、尿等の生体サンプル内の微生物、例えばバクテリアの同定及び定量を行うためのシステムに関する。より具体的には、本発明は、テスト前及びテスト中にサンプルの所定の最適温度を維持するための冷却、加熱、及び送風装置と、カルーセル内でサンプルを位置合わせするための視覚的、円周方向及び軸方向アラインメントシステムと、カルーセルから遠心分離機へサンプルを移送するための移送システムと、遠心分離機の回転振動を最小にするための平衡システムと、サンプル収納システムのための安全システム及び転倒防止設計と、緩衝生理食塩溶液を分注するための液体分注アームと、システムの外部へサンプルから除去した液体を排出して廃棄するための排出ポートと、を含むシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、尿サンプル内の微生物、例えばバクテリアを同定するための今日の実務は、微生物研究所における微生物を同定及び特定するための複雑で冗長且つ高価な処理を伴う。現在のプロセスでは、これらのサンプルは、研究所が受け入れる。次に、これらの試料は、分類されてラベリングされ、滅菌ループを使用して血液寒天培地に植菌される。次に、前記試料は、２４時間、専用の培養器に挿入される。１日後、検査技師が前記試料を陽性及び陰性培養に関してスクリーニングする。一般に、ほとんどの培養は陰性であるが、これらは手作業で報告される。陽性培養の微生物は単離され、生化学的液体に懸濁される。これは、生化学的廃棄物を生じる懸濁、希釈、ボルテックス、及び濁度測定を伴う。次に、前記懸濁液を多数の試薬に暴露して、前記培養物の種同定及び抗生物質感受性検査を行う。更に６乃至２４時間の培養期間を経て、検査技師によって知見の解釈及び報告がなされる。この全プロセスは、一般的に、試料結果を得るのに１１のステップ及び５０時間を要し、このプロセスは、労働集約的である。
【０００３】
同一所有の特許文献１は、その開示内容が参考として本明細書で援用され、液体に懸濁された生体サンプルの同定及び定量のためのシステムを開示している。この参考文献に開示されているように、生体サンプルを保持するためにキュベットが使用される。この参考文献は、これらキュベットは、当該技術分野では周知であり、典型的には正方形又は矩形であり（サンプルを収納するためのウェル領域を有する）、ガラス等の透明材料又はポリマー材料製であることを述べている。しかし、当該参考文献はキュベットについて具体的な記述／デザインを開示していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／００３７１３５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、特に、上記検査法の種同定は、それほど労働力を必要としないより効率的でより短期間のプロセスを提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のシステムは、試料結果を得るための現行のシステムを効率化するものである。本システムは、環境に優しく、迅速な診断を可能にし、結果に一貫性があり、試薬を必要とせず、多機能診断を提供する。同一所有のＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ/ＵＳ２００８/０７９５３３号に開示された一実施形態によれば、生体サンプルは、使い捨てカートリッジに収納される。これらのカートリッジは、バーコード化され、患者のＩＤと結び付けられる。これらのカートリッジは、マガジンに挿入された後、試料を処理するサンプルプロセッサに挿入される。調製されたサンプルが光学キュベットに移された後、前記マガジンは、試料を分析する光学式分析装置に挿入される。光学式分析装置は、バクテリアの最終的な処置が可能となる完全な結果を分析して生成する。本システムは、熟練のオペレータを必要とせず、迅速な結果を提供する。
【０００７】
第一の態様によれば、本発明は、光学分析において複数の光学カップ内のサンプルの温度を冷却制御するためのシステムを対象とする。本システムは、複数の使い捨てカートリッジを支持するためのカルーセルを含み、各カートリッジは、光学式分析装置によって光学的に分析されるサンプルを収納した使い捨て光学カップを支持する。前記カルーセルは、複数の入口開口及び出口開口を有し、前記複数の入口開口及び出口開口の各々が、前記複数の使い捨てカートリッジのうちの一つに関連付けられる。本システムは、更に、複数の入口開口及び出口開口を有するターンテーブルを含み、前記複数の入口開口及び出口開口の各々が、前記カルーセルの前記複数の入口開口及び出口開口のうちの一つに関連付けられる。前記ターンテーブルの下方には断熱板が配置され、前記サンプルの温度を制御するために前記カルーセルから前記ターンテーブルにかけて前記複数の入口開口及び出口開口を通って循環する空気を冷却するための少なくとも１つの熱電クーラを含む。前記ターンテーブルは、スペーサによって分断された上部プレート及び底部プレートを含み、前記複数の光学カップ及び前記複数の使い捨てカートリッジはプラスチック製であり、前記複数の光学カップ内の試料が迅速に冷却されるように、前記ターンテーブルと前記複数の使い捨てカートリッジ及び前記複数の光学カップを通る対流冷却が発生する。一設計によれば、サンプルの温度を冷却制御するための本システムは、光学式分析装置内に配置され、前記サンプルを所望の温度に冷却するのに適しており、且つ前記光学式分析装置での前記サンプルの処理が完了するまで前記サンプルの温度を前記所望の温度に実質的に維持するのに適している。
【０００８】
別の態様によれば、本発明は、マガジンに保持されたサンプルの汚染を防止するためのシステムを対象とする。本システムは、複数の使い捨てカートリッジを支持するためのマガジンであって、その各カートリッジが分析対象のサンプルを含む容器を支持するように構成されているマガジンと、前記マガジンと協働して前記マガジンの上部を密閉するように構成されたカバーと、前記カバーを適切な位置に保持するための少なくとも１つのロック部材とを含む。また、本システムは、前記カバーに取り外し可能に取付けられたハンドルを含む。
【０００９】
別の態様によれば、本発明は、マガジン内でサンプルを位置合わせするためのアラインメントシステムを対象とする。本アラインメントシステムは、前記マガジンの外縁表面に対して内側に延出する少なくとも１つのノッチと、前記少なくとも１つのノッチに隣接して配置される品質管理カートリッジと、前記ノッチ及び前記品質管理カートリッジの位置を検出するためのセンサとを含む。前記ノッチ及び品質管理カートリッジによって、前記マガジン内に収納されたカートリッジの初期化点として検査及び機能を初期化する固定位置が提供される。また、本アラインメントシステムは、前記マガジン内に品質管理開口を含んでもよい。この品質管理開口は、前記品質管理カートリッジを収容するように構成される。マガジン開口内のカートリッジ配置の目視基準を提供するように複数の半径方向アラインメントマークを前記マガジンの基板上面に配置してもよい。また、前記品質管理カートリッジは、検査装置が適切に機能することを保証するための検査基準を提供してもよい。
【００１０】
別の態様によれば、本発明は、サンプルの反射信号を最適化するためにマガジン内のサンプルを円周方向に位置合わせするための方法を対象とする。前記マガジンは、カルーセルベースアセンブリを含み、本方法は、サンプルに光を当てることと、前記サンプルからの光の反射率を測定するための部材を提供することと、前記光の反射率の信号が最大になるまで約９度の円弧に沿って前記カルーセルベースアセンブリを左右に回転させることを含む。
【００１１】
更に別の態様によれば、本発明は、サンプルプロセッサ内で使用される複数の収納ドロワを保持するラックアセンブリのための転倒防止システムを対象とする。前記ラックアセンブリは、前記複数の収納ドロワを保持するように構成された縦横レールと、ベースレールとを含む。本転倒防止システムは、前記ベースレールから延出するように構成された少なくとも１つの伸縮・収納可能脚部を含む。前記転倒防止システムは、２つ以上の収納ドロワが同時に引き出されることを防止するためのロック機構を含んでもよい。
【００１２】
別の態様によれば、本発明は、サンプルプロセッサ内でサンプルが結晶化するのを防止するための方法を対象とし、本方法は、マガジン内に収納された前記サンプルを加熱するための加熱デバイスを提供することと、前記サンプルを所望の温度に維持することを含む。好ましくは、前記サンプルは、約３７℃又は体温に維持される。
【００１３】
更に別の態様によれば、本発明は、生体サンプルの検査を行うためのプロセッサユニットで使用されるためのファン／フィルタ装置を対象とする。本装置は、前記プロセッサユニットに空気を入れ、それを通過させるためのファンを含み、前記プロセッサユニット内で所定の温度を維持するため、前記空気が前記所定の温度を有する。本装置は、更に、前記空気をろ過するためのフィルタであって、前記空気が前記プロセッサユニット外部へ流出する前に通過するフィルタと、前記プロセッサユニット内で前記空気を前記所定の温度に維持するための前記ファンの速度を調整するためのフィードバック制御ループとを含む。好ましくは、前記ファンはＨＥＰＡファンである。本装置は、フィルタの取り換えの必要性を示すために前記フィルタの外へ抜ける圧力の降下を測定する前記フィルタに隣接配置される圧力センサを含んでもよい。
【００１４】
別の態様によれば、本発明は、生体学的検査システムとともに使用するためのプロセッサユニットを対象とする。本プロセッサユニットは、サンプルを所定の温度に加熱するための加熱システムと、前記サンプルを前記所定の温度に維持するためのファン／フィルタ装置と、マガジンから遠心分離機へ管を移送するための移送アーム装置とを含む。前記移送アーム装置は、６バー連動機構を含んでもよく、前記６バー連動機構は、前記マガジンの両側に位置決めされるのに適した一対のアームを含み、各アームが、２つの管を同時に移動するように構成された一対のグリッパを含み、マガジンから遠心分離機へ同時に４つの管を総移動させることを可能にする。各アームは、前記管の位置を検出する光学センサを含んでもよい。前記一対のグリッパは、前記マガジン内に保持された管の位置と前記遠心分離機の位置決め開口との間隔差によっては軸方向に調整するように構成されてもよい。
【００１５】
別の態様によれば、本発明は、部分的に充填された遠心分離機の振動を減少するための方法を対象とし、本方法は、少なくとも１つのバランス管を提供することと、回転中に遠心分離機の振動を減少するためにその重量を平衡に保ち分散するために前記遠心分離機内で前記少なくとも１つのバランス管を効果的に位置決めすることとを含む。前記少なくとも１つのバランス管は、重りの付いた底部を有し、前記管の全重量がサンプルを含む管の重量と略等しくなるようにする。前記サンプル収納管及び前記少なくとも１つのバランス管の最適な配置場所を決定するために、コンピュータ制御されたシステムが設けられてもよい。
【００１６】
別の態様によれば、本発明は、生体検査システムにおいてプロセッサユニットとともに使用するための液体分注アームを対象とする。本液体分注アームは、処理液に関連付けられた第１の端部と、管に関連付けられた第２の端部と、前記処理液を前記管に注入するためのポンプとを含む。前記ポンプは、前記管から前記処理液を取り除くための吸引力を加えるのに適している。前記吸引した処理液を排出し、前記プロセッサユニットの外部の場所に前記処理液を廃棄するために、少なくとも１つの排出ポートが設けられる。前記アーム及び排出ポートは、前記管を取り外せるように、前記管に対して枢動可能である。前記処理液を前記管に分注する前に前記処理液を所定の温度に加熱するためにヒータが設けてもよい。
【００１７】
一実施形態では、本発明は、複数の使い捨てカートリッジを含むシステムに関し、本システムにおいて、前記カートリッジの各々は、遠心分離管と、容積１ｍｌの第１のピペットチップと、光学カップ又はキュベットと、容積０．５ｍｌの第２のピペットチップとを含む４つの使い捨てコンポーネントを含む。別の設計によれば、前記光学カップ又はキュベットは、矩形状の容器であって、好ましくは、上部矩形開口と、前記矩形開口に対して内側及び下側に延出するテーパ領域とを有する射出成形プラスチックでもよい。前記光学カップ又はキュベットは、サンプル、例えば、生体サンプル、化学的サンプル、又は毒物サンプル、例えば光学分析のための尿を保持する。前記サンプルが尿サンプルであれば、前記光学分析は微生物又は有機体、例えば尿中のバクテリアに対して行われる。
【００１８】
一実施形態では、本システムは、遠心分離管と、ピペットチップと、光学尿サンプルキュベットとを含む複数の使い捨てコンポーネントを保持する複数の使い捨てカートリッジと、前記複数の使い捨てカートリッジを受容するためのサンプルプロセッサであって、各前記使い捨てカートリッジの尿サンプルを処理して調製するように構成され、各前記使い捨てカートリッジの各光学キュベットに前記尿サンプルを移し替えるように構成されたサンプルプロセッサと、前記処理済み尿サンプルを収容した前記光学キュベットを有する前記カートリッジを受容し、試料結果を分析して生成するための光学式分析装置とを含む。前記サンプルプロセッサにおいて前記尿試料を処理し、次にそれらの尿試料を前記光学式分析装置で分析する全プロセスは、試料１つにつき約３０分を要し、試料４２個につき最大２時間を要する。
【００１９】
尿サンプルの調製又は処理に必要なコンポーネントが都合よく一か所に、即ちカートリッジに位置するため、本発明の前記使い捨てカートリッジ及び前記使い捨てコンポーネントは、効率を上げ、作業負荷を改善し、時間とコストを削減するので、現在使用されているカートリッジ及びコンポーネントに勝る利益を提供する。更に、尿サンプルの処理／分析には、労働力或いは前記コンポーネントの手作業での取扱をより少なくすることが求められる。また、カートリッジ及びそのコンポーネントが使い捨てであるという点で更なる利便性がある。即ち、これらのアイテムは次回の尿試料同定処理のために滅菌する必要が無く、作業領域及び／周辺環境の汚染を最小にする。
【００２０】
本発明の別の態様によれば、光学分析用の光学カップ又はキュベット内のサンプル、例えば尿サンプルの温度を冷却制御するためのシステムが提供され、本システムは、１つ以上のサンプルの分析を行う光学式分析装置内に配置してもよい。
【００２１】
前記ターンテーブルは、好ましくは、アルミニウム製であり、前記光学カップ又はキュベット及び使い捨てカートリッジは、好ましくはプラスチック製であり、それによって、試料を迅速に冷却するために前記アルミニウム材料及び前記プラスチック材料を通るように対流冷却が可能になり、前記試料或いはサンプルの光学分析中に前記試料が所望の温度に維持される。
【００２２】
一実施形態では、本発明は、前記試料の有機体の適切な分析のために前記試料の信号が維持されるように、光学分析対象のサンプルの温度を冷却制御するためのシステムを提供する。
【００２３】
更なる実施形態では、前記液体サンプルは、例えば、生体、化学、又は毒物サンプルでもよく、例えば、サンプル内の有機物又は微生物、例えばバクテリアの種類及び量が光学的に分析される尿サンプルである。
【００２４】
本発明の上記又はその他の目的及び利点を、図面を伴う以下の記述から明らかにしていく。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１Ａ】複数の使い捨てカートリッジを有するマガジンの上面斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示すマガジンで使用される使い捨てカートリッジの上面斜視図である。
【図２】図１Ｂの使い捨てカートリッジのコンポーネントを透視図で示す正面断面図である。
【図３Ａ】本発明のシステムのサンプルプロセッサの数個のコンポーネントを透視図で示す前記サンプルプロセッサの斜視図である。
【図３Ｂ】本発明のシステムのサンプルプロセッサの数個のコンポーネントを透視図で示す前記サンプルプロセッサの更なる斜視図である。
【図４Ａ】本発明のシステムの光学式分析装置の数個のコンポーネントを透視図で示す前記光学式分析装置の斜視図である。
【図４Ｂ】本発明のシステムの光学システムの数個のコンポーネントを透視図で示す前記光学システムの斜視図である。
【図４Ｃ】本発明のシステムの光学式分析装置の数個のコンポーネントを透視図で示す前記光学式分析装置の更なる斜視図である。
【図５】分光計のスリットの入口に設けられてよい鏡面凸面状「角部」を示す概略図である。
【図６】本発明のシステムの遠心分離機の数個のコンポーネントを透視図で示す前記遠心分離機の斜視図である。
【図７】本発明のシステムのサンプルプロセッサの数個のコンポーネントを透視図で示す前記サンプルプロセッサの更なる斜視図である。
【図８Ａ】光学カップを含む使い捨てコンポーネントを支持するための本発明の別の実施形態による使い捨てカートリッジの斜視図である。
【図８Ｂ】図８Ａの使い捨てカートリッジ、及び透視図で示す光学カップを含めた使い捨てコンポーネントを示す、ＩＸＡ−ＩＸＡ線に沿う断面図である。
【図８Ｃ】図８Ａ及び図８Ｂの使い捨てカートリッジを複数有するマガジンの上面斜視図である。
【図８Ｄ】前記マガジン内の前記カートリッジを固定するための取付クリップを示す、図８Ａの使い捨てコンポーネントを取り外した状態の前記使い捨てカートリッジの斜視図である。
【図８Ｅ】図８Ｄのカートリッジの側面図である。
【図８Ｆ】図８Ｄのカートリッジの反対側の側面図である。
【図９Ａ】アルミニウムリボンライナによって前記光学カップの容器の内表面を部分的に被覆した本発明の光学カップを示す斜視図である。
【図９Ｂ】アルミニウムライナが前記容器の内表面を全体的に被覆した本発明の光学カップを示す斜視図である。
【図９Ｃ】本発明の前記光学カップのフランジに圧着処理により取付けられた図９Ａのリボンライナの一部を示す部分拡大斜視図である。
【図１０】アルミニウムコーティングで被覆された図９Ａ及び図９Ｂの容器の内表面を示す上面図である。
【図１１Ａ】片方向保持タブによって前記容器に取付けられた図９Ａのリボンライナを示す部分拡大斜視図である。
【図１１Ｂ】熱カシメピンによって前記容器に取付けられた図９Ａのリボンライナを示す斜視図である。
【図１１Ｃ】スナップ機構によって前記容器に取付けられた図９Ａのリボンライナを示す拡大部分斜視図である。
【図１２】本発明の矩形容器の更なる実施形態を示す斜視図である。
【図１３Ａ】本発明の冷却システムで提供され且つ空気流冷却へ変換される液冷却を含む、空気噴流の経路を示す本発明の一設計による概略図である。
【図１３Ｂ】前記サンプルを冷却するための空気噴流の経路を示す本発明の別の設計による概略図である。
【図１４Ａ】使い捨て光学カップを運んでいる使い捨てカートリッジを支持するカルーセル、及び前記カルーセルにおける複数の空気通路を示す、図１３Ａの冷却システムを利用した、上面斜視図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａのカルーセルの底面斜視図である。
【図１５Ａ】図１３Ｂの冷却システムを利用した冷却室アセンブリの拡大斜視図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａの冷却室アセンブリの上面斜視図である。
【図１５Ｃ】図１５Ａの冷却室アセンブリの底面斜視図である。
【図１５Ｄ】図１５Ａの冷却室アセンブリの底板の斜視図である。
【図１５Ｅ】図１５Ａの冷却室アセンブリの上板の上面斜視図である。
【図１５Ｆ】使い捨て光学カップを運んでいる使い捨てカートリッジを支持するカルーセル、及び前記カルーセルにおける複数の空気通路を示す、図１３Ｂの冷却システムを利用した、上面図である。
【図１６】分光計のコンポーネントの配置の概略図である。
【図１７】照射光線の吸光効率対波長をプロットした、図１６の配置において使用した回折格子の応答のグラフである。
【図１８】本発明の光学式読取器の照射装置を示す斜視図である。
【図１９】図１８の照射装置によって生成された光源から試料への光線の経路を示す図である。
【図２０】図１８の照射装置内の反射鏡の反射率対波長を示すグラフである。
【図２１】図１８の照射装置内に位置決めされた光学カップを示す概略図である。
【図２２Ａ】図１Ａのマガジンとともに使用されるカバーアセンブリの上面図である。
【図２２Ｂ】図２２ＡのカバーアセンブリのＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図２３Ａ】本発明によるアラインメントノッチを含むカルーセルベースアセンブリの拡大斜視図である。
【図２３Ｂ】図２３Ａのカルーセルベースアセンブリの上面図である。
【図２３Ｃ】図２３Ａのカルーセルベースアセンブリの底板の上面図である。
【図２３Ｄ】図２３Ｃの局所的部分「ｄ」から取った前記アラインメントノッチの拡大図である。
【図２４Ａ】ラックアセンブリが転倒防止機能を含む前記サンプルプロセッサで使用される前記ラックアセンブリの斜視図である。
【図２４Ｂ】図２４Ａのサンプルプロセッサのラックアセンブリの概略図である。
【図２５】前記プロセッサユニットにおいて前記サンプルを加熱するためのヒータアセンブリの斜視図である。
【図２６Ａ】前記遠心分離機内で使用されるバランス管の断面図である。
【図２６Ｂ】図２６Ａにおける「Ｂ」によって囲まれた拡大図である。
【図２７Ａ】前記プロセッサユニット内で使用されるファン／フィルタ装置の背面図である。
【図２７Ｂ】図２７Ａのファン／フィルタ装置の側面図である。
【図２７Ｃ】図２７Ａのファン／フィルタ装置の上面図である。
【図２７Ｄ】後方ドアを含む図２７Ａのファン／フィルタ装置の正面斜視図である。
【図２７Ｅ】前記後方ドアを取り外した状態の図２７Ａのファン／フィルタ装置の背面図である。
【図２７Ｆ】図２７Ａのファン／フィルタ装置の背面拡大斜視図である。
【図２８Ａ】６バー連動移送機構の斜視図である。
【図２８Ｂ】一対の移送アームを含むカルーセルの側面図である。
【図２８Ｃ】図２８Ａの移送システムとともに使用されるグリッパ機構の概略図である。
【図２８Ｄ】前記カルーセルから前記遠心分離機への円周間隔の変化を示す概略図である。
【図２９Ａ】緩衝生理食塩溶液を分注し液体を吸引するための分注アームの側面図である。
【図２９Ｂ】前記カルーセルに対して、液体を前記システムの外部へ排出するように位置する分注アーム／排出ポートの概略図である。
【図２９Ｃ】前記液体を排出するためのポンプを含む図２９Ｂの排出ポートを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
添付の図面を参照しながら本発明を説明するが、これらの図面において類似の参照番号は類似の要素に対応している。
【００２７】
以下の記述のため、本発明は図面の中で方向づけられているので、空間及び方向に関する用語は本発明に関連するものとする。しかし、当然のことながら、本発明は、明確に不可能であると特定されている場合を除き、様々な別の変形が可能である。また、添付の図面に示され、且つ以下の明細書に記述された具体的なコンポーネントは、本発明の模範的な実施形態に過ぎない。従って、本書に開示された実施形態に関する具体的な寸法及びその他の物理的特徴は、制限事項と見なされるものではない。
【００２８】
図１Ａ〜図７は、２００８年１０月１０日に出願されたＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ/ＵＳ２００８/０７９５３３号に記述された「A system for Conducting the Identification of Bacteria in Urine」を開示しており、当システムは同一所有されており、その開示内容全体は参考として本明細書で援用される。図１Ａ、１Ｂ、２、３Ａ、３Ｂ、４Ａ〜４Ｃを参照すると、尿サンプル内バクテリアの同定を行うための本システムは、使い捨てカートリッジ１２（図１Ｂ及び図２）と、サンプルプロセッサ１４（図３Ａ、図３Ｂ、図６及び図７）と、光学式分析装置１６（図４Ａ、４Ｂ、及び４Ｃ）とを含む。図１Ａ及び図２に示すように、カートリッジ１２は、４つの使い捨てコンポーネントを含み、その４つのコンポーネントとは、遠心分離管１８と、容積１ｍｌの第１のピペットチップ２０と、光学カップ又はキュベット２２と、容積０．５ｍｌの第２のピペットチップ２４である。当然のことながら、現在記述している発明のシステムは、あらゆる液体内のバクテリアの同定に適しており、尿に含まれるバクテリアサンプルに制限されない。
【００２９】
遠心分離管１８は、参照番号１８ａで示す端部が先細りした細長い本体１８ｂを有する容器である。一般に、遠心分離管１８は初めから尿サンプルを含んでおり、第１のピペットチップ２０は尿に溶解した成分を希釈するために使用することが出来、第２のピペットチップ２４は前記希釈した尿サンプルを光学分析のために光学カップ又はキュベット２２に移し替えるために使用することが出来る。使い捨てカートリッジ１２及びその使い捨てコンポーネント１８、２０、２２、及び２４は、成形が容易で製造が安価なプラスチック材料で作成することが出来る。
【００３０】
図２を更に参照すると、使い捨てコンポーネント１８、２０、２２、及び２４は、各々、使い捨てカートリッジ１２の分離された場所３０、３２、３４、及び３６内に収納されている。図示のように、第１のピペットチップ２０を受容して支持するコンパートメント３２の底部は閉塞されており、第１のピペットチップ２０からの液滴が使い捨てカートリッジ１２下方の表面を汚染しない。各コンポーネント１８、２０、２２及び２４は、各コンポーネント１８、２０、２２及び２４に夫々取付けられた縁４０、４２、４６及び４８によって夫々の場所３０、３２、３４及び３６内に懸架されており、各縁４０、４２、４６及び４８は使い捨てカートリッジ１２の上面５０によって支持されている。
【００３１】
図２及び図４Ａを参照すると、光学カップ又はキュベット２２は、図４Ａの光学式分析装置１６で使用可能である。尿サンプルは生理食塩水で調整することが好ましいが、生理食塩水はバクテリアの完全性を保全しつつバックグラウンド蛍光を最小にするため、これは尿分析プロセスで光学システムを使用する際、特に重要である。光学カップ又はキュベット２２は、光学分析を支援する反射コーティングを含む。光学カップ又はキュベット２２は、ＡＢＳプラスチック材料、ガラス、又は金属材料、例えばアルミニウムから作成され、反射材料をコーティング又は積層することが出来る。或いは、光学カップ又はキュベット２２の製造において、反射材料の層をプラスチック、ガラス、又は金属材料上に一体化してもよい。図２に最もよく示されているように、光学カップ又はキュベット２２は、光学分析を支援するために、参照番号２２ａで示す端部が先細りしている。光学式分析装置１６（図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃ）のＵＶ光源は、光学カップ又はキュベット２２内の尿試料の光学分析のために光学カップ又はキュベット２２の中間部の下方に向けられていると考えられる。
【００３２】
数個の使い捨てカートリッジ１２は、各々４つの使い捨てコンポーネント１８、２０、２２、及び２４を含み、次に図１Ａの上部に示すマガジン２６に挿入され、次にそのマガジン２６は図３Ａに示すサンプルプロセッサ１４に装填される。マガジン２６は、数個の使い捨てカートリッジ１２を含み、その使い捨てカートリッジ１２の幾つかは番号を付され、各カートリッジ１２は、患者の試料と対になった図１Ａの参照番号２８で示す固有のバーコードを有する。或いは、次に、マガジン２６を、尿サンプルの光学分析用装置に挿入してもよい。サンプルプロセッサで処理された尿サンプルを得る際に使用したマガジン２６は、処理済み尿サンプルの光学分析用装置で使用されることが好ましい。
【００３３】
図３Ａ及び図３Ｂのサンプルプロセッサ１４は、遠心分離機３１と、数個の使い捨てカートリッジ１２を含むカルーセル１５と、カルーセル１５を支持する回転テーブル４１と、光学キュベット２２と、各使い捨てカートリッジ１２の遠心分離管１８（図１Ａ及び図１Ｂ）をつまみ上げ、その遠心分離管１８を遠心分離機３１に挿入する回転グリッパ機構３３と、ピペットチップ２０（図１Ｂ及び図２）によって尿サンプルの溶解物質を希釈するため、及びこの希釈したサンプルをピペットチップ２４によって光学カップ又はキュベット２２（図２）へ移し替えるために使用される２つの可動液体移動アーム３５、３５ａと、希釈のため水をサンプルに送水するためのシリンジポンプディスペンサ液体システム３７とを含む。また、サンプルプロセッサ１４は回転テーブル４１を有するドロワ３８を含み、ドロワ３８がサンプルプロセッサ１４に挿入されると、回転テーブル４１はマガジン２６を受容し、支持し、回転させる。ドロワ３８は、マガジン２６を回転させるマガジン駆動機構（図示せず）を含む。サンプルプロセッサは、更に、遠心分離管１８内のサンプルを遠心分離するために遠心分離管１８を受容するための遠心分離機３１と、食塩水に溶解した物質を希釈するための２つの可動液体移動アーム３５及び３５ａと、サンプル希釈のためサンプルへ清浄液を送水するためのシリンジポンプディスペンサ液体システム３７とを含む。図３Ａの右側に示す制御ユニット２７は、サンプルプロセッサ１４の空調、濾過、及び電力制御の制御装置を収納している。
【００３４】
また、サンプルプロセッサ１４は、カルーセル１５をサンプルプロセッサ１４へ挿入するためのドロワ３８と、カートリッジ１２の識別を行うためのバーコードリーダ５８と、ピペット操作システム４３と、ピペット操作システム４３及びディスペンサ液体システム３７を制御するための測定システム４５とを含む。
【００３５】
一般に、遠心分離管１８は、ユーザによって遠心分離管に入れられた約２ｍｌの濾過尿サンプルを含む。次に、このサンプルを遠心分離し、容積１．０ｍｌの第１のピペットチップ２０を使用して上清を２回のデカンテーション周期でデカンテーションし、遠心分離管１８に生理食塩水又は水を補充することによって、前記サンプルを生理食塩溶液又は水で十分に希釈することが出来る。次に、容積０．５ｍｌの第２のピペットチップ２４を使用して、遠心分離管１８から約５００μｌの液体を抜き取り、この５００μｌの液体を指定した患者の各光学カップ又はキュベット２２へ分注することが出来る。次に、この第２のピペットチップ２４は、第１のピペットチップ２０に挿入され、両ピペットチップ２０、２４は適切に廃棄されうる。２つのピペットチップの代わりに１つのピペットチップを使用して希釈及び抜取りを行ってもよいと思われる。このプロセスは手動で行われても自動で行われてもよい。
【００３６】
マガジン２６の装填及び抜取りは、前記数個の使い捨てカートリッジ１２が回転テーブル４１に搭載された状態（図１Ａ）で行われる。前記手動ドロワは、マガジン駆動機構（図示せず）を含む。一旦マガジン２６がサンプルプロセッサ１４に挿入されると、回転テーブル４１のための駆動機構（図示せず）がマガジン２６を回転させ、バーコードリーダ（図４Ａ内の要素５８）によってサンプルのリストが作成され、レベルセンサ（図示せず）によってサンプルが適量投入されていることが確認され、第２のセンサ（図示せず）によって必要な使い捨てコンポーネント１８、２０、２２、及び２４（図２）が全て各使い捨てカートリッジ１２に含まれていることが確認される。
【００３７】
ここで、遠心分離管１８（図２）の遠心分離機３１（図３Ａ及び図３Ｂ）への移送について記述する。遠心分離機３１の遠心分離機蓋３１ａは、回転グリッパ機構ユニット３３が遠心分離機３１に接近して搭載可能な方向に向けられている。回転テーブル４１の駆動機構は、回転グリッパ機構ユニット３３に関連する位置に各使い捨てカートリッジ１２の遠心分離管１８を合わせるように構成される。回転グリッパ機構３３のグリッパ３３ａは、マガジン２６から遠心分離機３１へ移送する遠心分離管１８を選択する。遠心分離機ロータ（図示せず）は、遠心分離機３１の空の遠心分離管ホルダを搭載位置に合わせるように構成される。「シータＺグリッパ」と呼ぶグリッパ３３ａは、回転する放射状部材であり、遠心分離管１８をつまみ上げて遠心分離機３１の空の遠心分離管ホルダに設置するために上下移動を行う。遠心分離機３１の蓋３１ａは、全遠心分離管１８が遠心分離機３１に配置された後、閉じられる。
【００３８】
遠心分離機３１（図６）は、約２分間約１２，０００Ｇで遠心分離管１８を回転するように自動運転する。遠心分離機３１は、遠心分離機３１が回転すると各遠心分離管１８を約９０度揺動させるよう構成された管ホルダを含む。前記遠心分離機は、遠心分離後にマガジンのカートリッジに正しい遠心分離管が戻されるように、正確な位置決め及び位置追跡が可能である。この作用によって、遠心分離管１８の底に尿サンプルに存在するバクテリアの塊が形成される。
【００３９】
２つの使い捨てカートリッジ１２の２つのサンプルから一度に上清を取り除くために２つの液体移動アーム３５、３５ａ（図３Ａ及び図３Ｂ）がある。２つの液体移動アーム３５、３５ａ（図３Ａ及び図３Ｂ）が容積１ｍｌのピペットチップ２０（図２）を取ると、各液体移動アーム３５及び３５ａ（図３Ａ及び図３Ｂ）は、サンプリングされている使い捨てカートリッジ上の定位置へピペットチップ２０を戻す前、及びサンプルプロセッサ１４のサンプリング位置で登録されるように回転される使い捨てカートリッジ１２の次のサンプルに進む前に、２回連続して遠心分離管１８へ移動し、その都度遠心分離管１８から液体を抜き取り、この液体をサンプルプロセッサ１４の廃棄ポート（図示せず）へ分注する。
【００４０】
希釈用に水又は生理食塩水をサンプルに送水するためのシリンジポンプディスペンサ液体システム３７を図７に示す。前項に記述のように、遠心分離管１８からデカンテーションされた廃水は、システム３７によって清浄な処理液と置換される。２つのシリンジポンプは、この清浄な処理液を、前ステップで廃水が除去された遠心分離管１８へ分注する。最後の補充ステップの期間は、遠心分離管１８内のバクテリアレベルを所要の濃度にするため、より少ない量の清浄液を使用する。
【００４１】
遠心分離管１８内のサンプルが清浄液によって十分に希釈された後、２つの液体移動アーム３５、３５ａ（図３Ａ及び図３Ｂ）のうちの一方が、遠心分離管１８内の処理済みサンプルをその各使い捨てカートリッジ１２の光学カップ又はキュベット２２へ移動させる。液体移動アーム３５、３５ａのうちの一方が、このプロセスにおいてこれまで未使用の容積０．５ｍｌのピペットチップ２４を掴む。より容積の小さいこのピペットチップ２４は、遠心分離管１８から約５００μｌの液体を抜き取るために使用され、指定患者の各光学カップ又はキュベット２２にこの液体を分注するために使用される。次に、より小さい容積のこのピペットチップ２４は、両ピペットチップ２０、２４を廃棄するため、液体移動アーム３５又は３５ａによってより大きい容積のピペットチップ２０へ挿入される。
【００４２】
本書に記述する計量／デカンテーション、計量／補充、及び計量／液体移動処理は、遠心分離管１８内の尿サンプル内バクテリアを保持する溶解物質を好ましくは約１，０００，０００：１に希釈するものである。これは、１）当業者に周知の手段によって１２，０００Ｇで尿サンプルを遠心分離し、２）第１のピペットチップ２０を使用して液体の約９５％をデカンテーションし、３）デカンテーションした２）の溶液を生理食塩水と置換し、４）第１のピペットチップ２０を使用して少なくとも５回１）、２）、及び３）のステップを繰り返すことによって達成可能である。次に、遠心分離管１８内の最終的に処理された尿サンプルを、第２のピペットチップ２４によって光学カップ又はキュベット２２へデカンテーションすることが出来る。
【００４３】
次に、光学カップ又はキュベット２２内の最終的に処理された尿サンプルは、光学カップ又はキュベット２２内の尿サンプル内の微生物を同定及び／又は定量するための光学分析に使用することが出来る。この情報は、上記の特許文献１に開示されたシステムによって得られる。
【００４４】
１本の遠心分離管１８に対する上述の各ステップは、マガジン２６内の各使い捨てカートリッジ１２に対して、サンプルプロセッサ１４で行われる。当然のことながら、各使い捨てカートリッジ１２の廃水はサンプルプロセッサ１４の容器（図示せず）内へ廃棄されるか、排水溝へ直接配管される。廃棄の使い捨て品、即ち、使い捨てカートリッジ１２及び使い捨てコンポーネント１８、２０、２２及び２４は、マガジン２６上に残り、次の尿サンプル群を処理するためにサンプルプロセッサ１４の次の運転に向けてマガジン２６が取り出される際、手動で取り除かれる。
【００４５】
図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃの光学式分析装置１６による分析に向けて尿サンプルを調製する際、以下のステップを伴う。一般に、尿のサンプルは、試験管内に取得される。このサンプルを、１０ミクロンフィルタに通し、２ｍｌのサンプルを得、遠心分離管１８内に注入する。この２ｍｌのサンプルを約１２，０００Ｇで遠心分離し、この液体の９５％をデカンテーションすることによって、所望の希釈サンプル、即ち、尿サンプル内バクテリアを保持しながら１，０００，０００：１に希釈された溶解物質が得られる。この後者のステップを５回繰り返し、その都度、デカンテーションされた溶液を生理食塩溶液と取り換える。この処理に生理食塩溶液を選択するのは、生理食塩水溶液が、バクテリアの完全性を保全しつつ、処理済み尿サンプルが光学式分析装置１６へ挿入された時に作用し始めるバックグラウンド蛍光を最小にするからである。
【００４６】
図８Ａ、図８Ｂ、及び図８Ｃを参照すると、参照番号１１２で全体を示す使い捨てカートリッジの別の実施形態が示され、この使い捨てカートリッジは、サンプル、即ち、尿サンプル内汚染物質、例えば、微生物、即ちバクテリアを同定及び定量するために使用することが出来る。使い捨てカートリッジ１１２は、遠心分離管１１８と、ピペットチップ１２０と、光学カップ又はキュベット１２２とを含む数個の使い捨てコンポーネントを収容して担持する。特に図８Ｂを参照すると、ピペットチップ１２０は、所定の容積、例えば、０．１ｍｌ乃至約１０ｍｌ、好ましくは１ｍｌ乃至２ｍｌの容積を有する。遠心分離管１１８は、参照番号１１８ａで示す端部が先細りした細長い本体１１８ｂを有する容器である。一般に、遠心分離管１１８は、初めにサンプルを含み、ピペットチップ１２０は、溶解したサンプルの成分を希釈し、希釈した尿サンプルを光学分析のため光学カップ又はキュベット１２２へ移動するのに使用することが出来る。使い捨てのカートリッジ１１２及びその使い捨てコンポーネント１１８、１２０及び１２２は、射出成形が容易で製造が安価なＡＢＳプラスチック材料で作成することが出来る。
【００４７】
図８Ａ及び図８Ｂを更に参照すると、使い捨てコンポーネント１１８、１２０及び１２２は、使い捨てカートリッジ１１２の別々のコンパートメント１３０、１３２及び１３４に夫々収容される。図示のように、ピペットチップ１２０を受容して担持するコンパートメント１３２の底部は閉塞されており、ピペットチップ１２０からの液滴が使い捨てカートリッジ１１２下方の表面を汚染しないようにしている。コンポーネント１１８及び１２０は、縁１４０、１４２によって夫々のコンパートメント１３０、１３２内に夫々懸架されている。縁１４０及び１４２は、各コンポーネント１１８及び１２０に取付けられており、使い捨てカートリッジ１１２の上面１５０によって支持されている。同様に、光学カップ又はキュベット１２２は、使い捨てカートリッジ１１２の上表面１５０によっても支持される光学カップ又はキュベット１２２のフランジ１５４によって夫々のコンパートメント１３４内に懸架されている。コンパートメント１３０及び１３２は、一般的に円筒形状であり、遠心分離管１１８とピペットチップ１２０の長手方向へ実質的に延出している。光学カップ又はキュベット１２２を位置決め及び支持するためのコンパートメント１３４は、実質的に使い捨てカートリッジ１１２内に囲まれており、光学カップ又はキュベット１２２と類似の構成を持っている。
【００４８】
光学カップ又はキュベット１２２は容器であり、好ましくは、光学分析を支援するための反射コーティング又は反射層を含む。光学カップ又はキュベット１２２は、図９Ａ及び図９Ｂに示されており、以下でより詳細に議論される。特に光学カップ又はキュベット１２２の内表面は反射材料でコーティングされるか、反射材料層を含む。光学カップ又はキュベット１２２は、非反射材料、例えばＡＢＳプラスチック材料又はガラスで作成しても、金属材料、例えばアルミニウムで作成してもよい。後者の例、即ち、光学カップ又はキュベット１２２を非反射材料で作成する場合、その光学カップ又はキュベット１２２に反射材料をコーティング又は積層する。或いは、光学カップ又はキュベット１２２の製造において、反射材料層をＡＢＳプラスチック又はガラス上に一体化してもよい。図９Ａに最もよく示されているように、光学カップ又はキュベット１２２は、試料の光学分析を支援するために参照番号１２４で示す下部テーパ領域を含み、光学分析に提供されるＵＶ光源は、試料の光学分析のため光学カップ又はキュベット１２２に向けられることが予想され、これについては以下に詳述する。
【００４９】
使い捨てカートリッジ１１２は、好ましくは射出成形され、ＡＢＳプラスチック、好ましくは非反射黒色プラスチックで作成される。使い捨てカートリッジ１１２は、上述の遠心分離管１１８、ピペットチップ１２０、及び光学カップ又はキュベット１２２を位置決めして支持するためのコンパートメント１３０、１３２及び１３４を含む。コンパートメント１３０及び１３２は、使い捨てカートリッジ１１２内で遠心分離管１１８及びピペットチップ１２０を適切に支持するために遠心分離管１１８及びピペットチップ１２０の円筒形状を受容するように略円筒形である。しかし、光学カップ又はキュベット１２２を位置決めして支持するためのコンパートメント１３４は、特に光学カップ又はキュベット１２２が矩形の場合、光学カップ又はキュベット１２２と同じ形状に成形する必要はない。この場合、使い捨てカートリッジ１１２内で光学カップ又はキュベット１２２を支持するためのコンパートメント１３４は、一般に、使い捨てカートリッジ１１２の上面１５０に位置する矩形開口１５８（図８Ａ）を含み、光学カップ又はキュベット１２２の上部フランジ１５４は使い捨てカートリッジ１１２の上面１５０に係合して支持され、光学カップ又はキュベット１２２は、使い捨てカートリッジに懸架される。或いは、光学カップ又はキュベット１２２を位置決めして支持するためのコンパートメント１３４は、完全に囲まれてもよく、矩形の光学カップ又はキュベット１２２と同様の形状を有してもよい。
【００５０】
上述したように、図８Ｃに示すように、夫々が使い捨てコンポーネント１１８、１２０及び１２２を含む数個の使い捨てカートリッジ１１２を、マガジン１２６に挿入することが出来、次にそのマガジン１２６を、図３Ａに示すプロセッサ等のサンプルプロセッサ１４に挿入することが出来る。各使い捨てカートリッジ１１２は、患者の最初の試料と対になった固有のバーコード１２８を有することが出来る。或いは、マガジン１２６を、次に、サンプルの光学分析のために、図４Ａに示す光学式分析装置１６等の装置に挿入してもよい。好ましくは、サンプルプロセッサで処理済み尿サンプルを得る際に使用した同一のカルーセルを、処理済みサンプルの光学分析のための装置で使用する。
【００５１】
図８Ｄ、図８Ｅ、及び図８Ｆは、本発明の一実施形態による使い捨てコンポーネント１１８、１２０及び１２２を除いた使い捨てカートリッジ１１２を示し、この使い捨てカートリッジ１１２には、取付クリップ１１３、１１５及び１１７が設けられている。これらの取付クリップ１１３、１１５及び１１７は、カートリッジ１１２の本体側部１１４の底面縁部に沿って水平方向に延出している。図８Ｄ及び図８Ｅに示すように、取付クリップ１１５は垂直に延出したアラインメント部材１１６を含んでもよい。この垂直延出アラインメント部材１１６は、マガジン１２６へ挿入する間カートリッジ１１２を位置合わせするために使用することが出来る。取付クリップ１１３、１１５及び１１７は、図８Ｃに示すように、マガジン１２６内のカートリッジ開口内にカートリッジ１１２を取付けるために、前記開口と協働してマガジン１２６内にスナップ式嵌合装置を形成するように構成されている。従って、本実施形態では、マガジン１２６内のカートリッジ開口は、カートリッジ１１２のクリップ１１３、１１５、１１７及びアラインメント部材１１６と協働するように構成された適切なクリップ開口（図示せず）を含むことが出来る。
【００５２】
一般に、遠心分離管１１８は、まず、例えば、濾過された試料の１ｍｌ乃至約２ｍｌのサンプルを含むことが出来る。次に、このサンプルを遠心分離し、ピペットチップ１２０を使用して上清を２回のデカンテーション周期でデカンテーションし、遠心分離管１１８に生理食塩水又は水を補充することによって、前記サンプルを生理食塩溶液又は水で十分に希釈することが出来る。次に、ピペットチップ１２０を使用して、遠心分離管１１８から所定量の液体、例えば、１００乃至５００μｌの液体を抜き取り、この量の液体を指定患者の各光学カップ又はキュベット１２２に分注することが出来る。
【００５３】
本文の前項で記述した計量／デカンテーション、計量／補充、及び計量／液体移動処理は、遠心分離管１１８内のサンプル、例えば生体サンプル内の汚染物質、例えばバクテリアを保持しながらサンプル内の溶解物質を好ましくは約１，０００，０００：１に希釈するために用いることが出来る。これは、１）当業者に周知の手段によって１２，０００Ｇでサンプルを遠心分離し、２）ピペットチップ１２０を使用して液体の約９５％をデカンテーションし、３）デカンテーションした２）の溶液を生理食塩水と置換し、４）ピペットチップ１２０を使用して少なくとも５回１）、２）、及び３）のステップを繰り返すことによって達成可能である。次に、遠心分離管１１８内の最終的な処理済み尿サンプルを、ピペットチップ１２０によって光学カップ又はキュベット１２２へデカンテーションすることが出来る。
【００５４】
次に、光学カップ又はキュベット１２２内の最終的な処理済みサンプルは、サンプル内の微生物を同定及び／又は定量するための光学分析に使用することが出来る。この情報は、上記の特許文献１に開示されたシステムによって得られる。
【００５５】
図９Ａ及び図９Ｂは、参照番号１２２で全体を示した光学カップ又はキュベットを示し、この光学カップ又はキュベットは、液体サンプルを受容するためのウェル１５６及びウェル１５６に連続した矩形開口１５８を有する矩形容器１２３を含み、この液体サンプルはウェル１５６に入れられた状態で運搬される。上記のように、光学カップ又はキュベット１２２は、ガラス又はプラスチック、好ましくは射出成形プラスチックで作成してもよい。液体サンプルは、例えばサンプル内有機体又は微生物、例えばバクテリアの種類と量を光学分析する生体、化学又は毒物サンプル、例えば尿サンプルでもよい。容器１２３のウェル１５６は、離間した側壁１６０及び１６２、離間した端壁１６４及び１６６、及び床部１６８によって形成される。離間した側壁１６０及び１６２及び離間した端壁１６４及び１６６は、矩形開口１５８に連続したフランジ１７０を形成する。図９Ａ及び図９Ｂに示すように、床部１６８の長さが矩形開口１５８の長さよりも短くなるように、端壁１６６は、上部領域１７２と、端壁１６６の上部領域１７２の内側且つ端壁１６６の上部領域１７２及び矩形開口１５８に対して下方に延出する下部テーパ領域１２４とを有する。
【００５６】
特に図９Ａを参照すると、光学カップ又はキュベット１２２は、端壁１６４、床部１６８、端壁１６６の上部領域１７２及び端壁１６６の下部テーパ領域１２４の内表面を被覆するように端壁１６４、床部１６８、端壁１６６の上部領域１７２及び端壁１６６の下部テーパ領域１２４の全長に渡って延出するリボンライナ１７４も含む。リボンライナ１７４は、全ての面から液体サンプルと接触するため、「濡れリボンライナ」と呼ぶことが出来る。リボンライナ１７４は、好ましくは反射材料、例えばアルミニウムで作成される。リボンライナ１７４は、リボンライナ１７４をウェル１５６に設置する前に端壁１６４、床部１６８、端壁１６６の下部テーパ領域１２４及び端壁１６６の上部領域１７２によって形成される形状に適合するように予め整形した型打ちアルミニウム片で作成してもよい。
【００５７】
光学カップ又はキュベット１２２は、サンプルの光学分析で使用される入射光によって励起される物質からの汚染物質の浸出を最小にすることで知られている材料で作成してもよい。上記のように、光学カップ又はキュベット１２２は、射出成形してもよく、例えばＡＢＳプラスチックやガラス等の材料で作成してもよい。光学カップ又はキュベット１２２の容器１２３内のサンプル又は試料の光学分析に提供されるＵＶ光は、試料の光学分析のためウェル１５６のテーパ領域１２４へ向けられ、端壁１６６の下部テーパ領域１２４を含むリボンライナ１７４によって反射されることが予想される。上述したように、光学カップ又はキュベット１２２の材料、リボンライナ１７４の反射材料、及び端壁１６６の下部テーパ領域１２４は、サンプル内の有機体又は微生物、例えばバクテリアを同定及び定量するためにサンプルの蛍光発光をより効果的に収集するためにＵＶ光反射を増幅すると同時に、バックグラウンド蛍光を最小にし、及び／又は容器又は容器の濡れ面からのサンプル液の汚染を最小にするように相乗的に機能する。光学カップ又はキュベット１２２からのサンプルの蛍光発光の収集を以下により詳細に議論する。
【００５８】
図９Ｂは、別の方法として、サンプルの光学分析のために端壁１６４、床部１６８、端壁１６６の下部テーパ領域１２４、及び端壁１６６の上部領域１７２だけでなく側壁１６０及び１６２から光を収集する必要がある場合、光学カップ又はキュベット１２２がフルライナ１７６を含む様子を示す。このフルライナ１７６は、側壁１６０及び１６２、端壁１６４、床部１６８、端壁１６６の下部テーパ領域１２４、及び端壁１６６の上部領域１７２を実質的にクラッディング又は被覆するように整形及び形成される。図９Ｂのフルライナ１７６は、光学式分析装置のＵＶ光に関して図９Ａの光学カップ又はキュベット１２２のウェル１５６内のリボンライナ１７４と同様に機能する。
【００５９】
図９Ａのリボンライナ１７４及び図９Ｂのフルライナ１７６は、光学カップ又はキュベット１２２内でのＵＶ光の反射のため所望の表面粗度を得るために研磨してもよい。研磨処理は、反射材料、即ちアルミニウムが型打ち及び形成処理前に未加工のシート形状である場合、又は、ライナ１７４及び１７６がバルク研磨処理によって形成されて光学カップ又はキュベット１２２へ挿入される場合に、濡れリボンライナ１７４又はフルライナ１７６を形成するのに使用される反射材料に対して行われる。即ち、反射材料を型打ち及び形成プロセス前に研磨してもよく、型打ち部品を研磨してもよい。
【００６０】
図９Ｃは、図９Ａの濡れリボンライナ１７４が圧着プロセスによって光学カップ又はキュベット１２２に固定される様子を示す。この場合、濡れリボンライナ１７４の一端部１７８は、端壁１６６によって形成されるフランジ１５４部分の外形に沿って巻くように下方に曲げられ、端部１７８は当業者に周知の圧着プロセスによってフランジ１５４に固定される。図９Ｃには示されていないが、当然のこととして、リボンライナ１７４の他端は、端壁１６４によって形成されるフランジ１５４部分の外形に沿って巻くように下方に曲げられ、圧着プロセスによってフランジ１５４に固定される。
【００６１】
更に、当然のことながら、図示されていないが、図９Ｂのフルライナ１７６が光学カップ又はキュベット１２２に設置される場合、このライナ１７６は圧着プロセスによってフランジ１５４に取り付けられる。フルライナ１７６は、順送り型で型打ち及び折曲させてから光学カップ又はキュベット１２２内への設置のために単体化してもよい。両ライナ１７４及び１７６は、リールに巻回させてもよく、光学カップ又はキュベット１２２は自動製造プロセスで容易に組立可能である。即ち、ライナ１７４及び１７６をリールに巻回し、そのリールを機械に供給してライナを光学カップ又はキュベット１２２に挿入してもよい。
【００６２】
図９Ａ及び図９Ｂは、容器１２３のウェル１５６への挿入又は設置のために製造、形成、及び整形された個別片としての、光学カップ又はキュベット１２２用反射材料を示す。本発明は、ライナ１７４及び１７６の代わりに、光学カップ又はキュベット１２２が、図１０に参照番号１８０で示す薄層の反射材料をコーティングすることを想定している。この実施形態では、光学カップ又はキュベット１２２は、所望の表面粗度を有するように射出成形され、次に、真空金属化プロセス又は電気めっきプロセスのいずれかによって薄層の反射材料１８０、例えば純アルミニウムをコーティングすることが出来る。工業界ではある程度の深さを有する容器の内表面をコーティングすることは困難であることが分かっている。この場合、光学カップ又はキュベット１２２の容器１２３のウェル１５６内のコーティングに所望のカバレージ及び均一性を達成するためにはカスタマイズ電極を提供する必要がある。反射材料１８０のコーティングは、図９Ｂのフルライナ１７６と同様に容器１２３の側壁１６０及び１６２、端壁１６４及び１６６、及び床部１６８の内面に沿って全体的に伸展していてもよく、図９Ａのリボンライナ１７４と同様に容器１２３の端壁１６４、床部１６８、端壁１６６の下部テーパ領域１２４、及び端壁１６４の上部領域１７２の内面に沿って部分的に進展していてもよい。
【００６３】
図１１Ａ、図１１Ｂ、及び図１１Ｃは、光学カップ又はキュベット１２２の容器１２３内にリボンライナ１７４を固定するための更なるシステムを示す。具体的には、図１１Ａは、当業者に周知の方法でリボンライナ１７４及びフランジ１７０を貫通させた片方向保持タブ１７５によって、端壁１６４によって形成されたフランジ１７０部分にリボンライナ１７４が固定されている様子を示す。例えば、この片方向保持タブに関し、容器１２３は、小さな「歯（teeth）」を有する柱状部を有し、ライナは孔又は開口を有し、ライナが柱状部上に位置決めされると、柱状部の「歯」によってライナは動きを抑制され、容器１２３からの滑落が防止される。図示されていないが、当然のこととして、リボンライナ１７４の他端も同様に端壁１６６によって形成されるフランジ１７０部分に取付けられる。
【００６４】
図１１Ｂは、特に、熱カシメピン１８２及び１８４によって、リボンライナ１７４の一端が、端壁１６４によって形成されるフランジ１７０部分に固定され、リボンライナ１７４の他端が、端壁１６６によって形成されるフランジ１７０部分に固定されている様子を示す。また、熱カシメピン１８２、１８４は当業者に周知である。例えば、一般に、熱カシメピン１８２、１８４は、略平滑であって、リボンライナ１７４がピン１８２、１８４上に位置決めされると、熱を使用してリボンライナ１７４の端部を変形しリボンライナ１７４が容器１２３から滑落することを防止する。
【００６５】
図１１Ｃは、具体的に、リボンライナ１７４の一端がスナップ機構１８６によってフランジ１７０近傍の端壁１６４に固定されている様子を示す。このスナップ機構１８６は、道具を使用して成形物を削剥することによって端壁１６４に形成することが出来る。リボンライナ１７４がアルミニウム製である場合、アルミニウムはスナップ機構１８６に容易に嵌入出来るだけの十分な可撓性があるため、リボンライナ１７４はスナップ機構１８６によってしっかりと保持されうる。図１１Ｃには示されていないが、当然のこととして、端壁１６６もまた光学カップ又はキュベット１２２の容器１２３にリボンライナ１７４の他端を固定するための同様のスナップ機構１８６を含む。
【００６６】
図１２は、上部片１９０及び下部片１９２を含むツーピース構造を有する光学カップ又はキュベット１８８を示す。図示のように、上部片１９０は、フランジ１９６に連続した矩形開口１９４を有する矩形本体１９３を有し、矩形開口１９４は、離間した側壁１９８及び１９９及び端壁２００及び２０１によって形成されている。図示されていないが、上部片１９０は底部も完全に開口しており、凹状部２０２を有する。下部片１９２は、離間した側壁２０６及び２０７、端壁２０８及び２０９、及び床部２１０によって形成される矩形開口２０４を有する。下部片１９２の端壁２０９は、光を反射するためのテーパ領域２１２を有する。テーパ領域２１２は、矩形開口１９４から下方に延出し、床部２１０に向かって下方に延出し、それによって床部２１０の長さを矩形開口２０４の長さよりも短くする。
【００６７】
上部片１９０及び下部片１９２の両方は、下部片１９２の矩形開口２０４に嵌合する凹状部２０２によって互いに接合され、これら２つの部分１９０及び１９２は、超音波突き合わせ溶接プロセスと、超音波せん断溶接プロセスと、圧入プロセスと、スナップフィットプロセスと、接合プロセス中２つの片１９０及び１９２を互いに固定するために圧入又はスナップフィットのいずれかを使用する溶剤溶接プロセスとからなる群から選択される方法によって互いに接着させることが出来る。この場合、図１０を参照して上述した深いウェル１５６を有する光学カップ又はキュベット１２２を使用する場合のいくつかの欠点と比較して、コスト効率のよい方法で、好ましくは真空金属化プロセスによって、下部片１９２の離間した側壁２０６及び２０７、端壁２０８及び２０９、及び床部２１０の所望の臨界光学内表面をアルミニウム等の反射材料１８０でコーティング可能な程度に下部片１９２は十分に浅い。上部片１９０は、サンプルが光学カップ又はキュベット１８８からの流出を防止するスカート又はスロッシングシールドとみなすことが出来る。
【００６８】
明らかなように、本発明の光学カップ又はキュベット１２２及び１８８の上部フランジは、サンプルを処理して同サンプルを光学的に分析するためにマガジン１２６内で使用される使い捨てカートリッジ１１２の上面１５０上に光学カップ又はキュベット１２２、１８８を支持するために使用することが出来る。また、光学カップ又はキュベット１２２及び１８８の反射面は、以下に詳述するように、試料又は尿サンプル内の例えば有機体又は微生物、例えばバクテリアの同定及び定量を行うために試料を光学的に分析するのに必要な情報を得る際に必要な蛍光発光をより効率的且つ効果的に発生するように、光学式分析装置からのＵＶ光が、光学カップ又はキュベットに向かって下方に入射し、反射面及びテーパ領域で反射されるようなものである。
【００６９】
ＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０７９５３３号に開示されたような図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃの光学式分析装置１６について記述する。図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃは図１Ａ、図１Ｂ、及び図２に示す実施形態によるカートリッジ１２を示しているが、図９Ａ〜図９Ｃ、図１０、図１１Ａ〜図１１Ｃ、及び図１２の光学カップ又はキュベットデザイン１２２及び／又は１８８とともに図８Ａ及び図８Ｆの代替カートリッジを、光学式分析装置１６とともに利用することも出来る。図４Ａを参照すると、光学式分析装置１６は、光学システム４４（図４Ｂ及び図４Ｃにより詳細に示す）と、熱制御ユニット（図示せず）と、光学カップ又はキュベット２２が分析対象の処理済み尿サンプルを含む使い捨てカートリッジ１２を受容するための複数のホルダ５６を含むマガジン５４を受容し、支持し、回転させる回転テーブル５２を有するドロワ５１と、バーコードリーダ５８（図４Ａ）を含む。
【００７０】
明らかなように、光学分析のための処理済み尿サンプルを含む光学カップ又はキュベット２２、１２２、又は１８８を有するカートリッジ１２又は１１２は、マガジン５４のホルダ５６に配置される。図４Ａは、光学式分析装置１６に搭載された回転テーブル５２上に載置されたマガジン５４を示す。ドロワ５１は、マガジン５４の搭載及び取出しのために手動で引き出される。ドロワ５１は、熱制御ユニット（図示せず）及び駆動機構（図示せず）を含む。マガジン５４上のアラインメント機構及びドロワ５１によって、マガジン５４が回転テーブル５２上に搭載される際、オペレータが適切にマガジン５４を駆動機構及び熱制御ユニット上の正確な方向に配置することが可能になる。ドロワ５１及びマガジン５４が光学式分析装置１６に手動で挿入されると、駆動機構がマガジン５４を回転し、その際、バーコードリーダステーション５８（図４Ａ）がサンプルのリストを作成する。レベルセンサ（図示せず）は、各光学カップ又はキュベット２２が正確なサンプル体積を含んでいることを確認する。オペレータは、ユーザインターフェースが光学カップ又はキュベット２２内サンプルを全て分析したことを示した時に光学式分析装置１６にアクセスすることが出来、光学式分析装置１６のいずれかのコンポーネントが動いている時又は光学システム４４のＵＶ光源が点灯している時にドロワ５１を開けることが防止される。
【００７１】
図４Ａは、光学式分析装置１６内に位置決めされている回転テーブル５２上のマガジン５４を示す。光学式分析装置１６は、更に、光学システム４４に対して正確にドロワ５１を位置決めする機械的ロックシステム（図示せず）を含む。駆動機構は、各カートリッジ１２をバーコードリーダステーション５８に対して位置決めし且つ光学システム４４に対して正確な位置合わせを行うようにマガジン５４を自動的に回転するよう構成される。第２の機械的ロックシステム（図示せず）を、光学分析のために光学システム４４に対して適切な位置に各光学カップ又はキュベット２２を固定するために使用する。
【００７２】
図４Ａは、光学カップ又はキュベット２２の熱制御を示す。好ましくは、各光学カップ又はキュベット２２の温度を、蛍光信号を増加しつつバクテリアの代謝速度を遅くする温度にまで低下させる。熱電クーラ（ＴＥＣ）である熱制御ユニット４７は、マガジン５４の下、回転テーブル５２上に位置する大型のヒートマス６０を冷却する。ヒートマス６０（図４Ａ）は、光学カップ又はキュベット２２に直接接触する。
【００７３】
別の実施形態において、本発明は、使い捨てカートリッジによって担持される光学カップ又はキュベット２２、即ち、本発明のキュベット又は光学カップ内のサンプルの温度を低下及び制御するシステムを含む。本発明のシステムは、蛍光信号が温度変化とともに変化するため、結果的に試料が適切に分析されないという点で、試料の光学分析における特別な用途を見出す。
【００７４】
図１３Ａは、試料を冷却するために供給される空気を冷却する水を供給するためのシステムの、本発明の一設計に従う概略図を示す。より具体的には、光学式分析装置１６は、試料を含む光学カップ又はキュベット（図示せず）を支持する複数の使い捨てカートリッジ（図示せず）を支持するカルーセル１５を包囲するハウジング７２を含む。配管システム７４がターンテーブル８０の外周を包囲し、上部フィン付き配管７６及び下部フィン付き配管７８を含み、ターンテーブル８０の周囲で水を運搬する。図１３Ａの左側の矢印Ａ１によって示すように、熱電クーラ（ＴＥＣ）（図示せず）からの冷水は上部フィン付き配管７６へ供給され、図１３Ａの右側の矢印Ａ２で示すように、冷水は上部フィン付き配管７６から毎分約０．５乃至１．０ガロンの割合で、熱電クーラ又は冷却装置へ供給される。上部フィン付き配管７６へ供給された冷水の温度は、試料を冷却するために所望の温度の±０．１℃に維持される。これは、矢印Ａ２で示す熱電クーラへ供給された冷水の温度を検出し、この情報を使用して、矢印Ａ１で示す熱電クーラから供給された冷水の水温を、サンプルを適切に冷却して所望の温度に維持するのに必要な温度に調節することによって達成される。数個の太い黒矢印Ａ３は、下部フィン付き配管７８を囲む空気が上方のフラットパック（Flatpak）ファン８２（即ち、薄型ファン）内へ導かれることを示し、数個の太い黒矢印Ａ４は、フラットパックファン８２からの空気がターンテーブル８０内へ移動し、ターンテーブル８０の上方の開口８４内へ移動し、矢印Ａ５で示すように、カルーセル１５の開口を通過する。
【００７５】
図１４Ａにもっともよく示されているように、カルーセル１５の上面８６は、複数のセクションを有し、その幾つかを参照番号８８で示す。各セクション８８は、セルを形成し、開口９０を有する。フラットパックファン８２によって分配されターンテーブル８０の開口８４から移動する冷気は、開口９０を通過して各セクション８８のセルへ移動する。図１４Ｂにもっともよく示されているように、カルーセル１５の下面９２は、内側ハブ９４と、内側ハブ９４から延出する複数の放射状リブ９６と、放射状リブ９６に接続され、カルーセル１５の上面８６に取付けられたセクション８８へ冷気を供給するための複数の開口９０を含む外側リング９８を有する。開口９０は、０．１５６インチの孔である。カルーセル１５が４８個前後のコンパートメント又はセクション８８を有し、各コンパートメント又はセクション８８が開口９０を有するので、開口９０を通過してコンパートメント又はセクション８８内へ供給される冷気流の流量は毎分約１５乃至２０立方フィートの範囲である。
【００７６】
図１４Ａ及び図１４Ｂを参照すると、当然のことながら、カルーセル１５を形成する各セクション８８は、図２及び図３Ａのカートリッジ１１２と同様に、使い捨てカートリッジ１１２を支持する。各使い捨てカートリッジ１１２は、試料を運搬するための遠心分離管１１８と、ピペットチップ１２０と、使い捨て光学カップ又はキュベット１２２（図１４Ａ）と、を含む。遠心分離管１１８及びピペットチップ１２０は、一般に、図１３Ａの光学式分析装置１６で試料内の汚染物質、例えば、有機体を光学分析するために使い捨て光学カップ又はキュベット１２２内のサンプルを調製して処理するために使用される。各カートリッジは、コンパートメント内に受容される。図１４Ａから分かるように、各コンパートメントは、図８Ｄに示すようにクリップ１１３、１１５及び１１７を受容する下部凹状縁部を含む。また、図８Ｄのアラインメント部材１１６は、使い捨てカートリッジ１１２を受容する各コンパートメントを画定する隣接壁の一方と協働するように構成されており、水平に位置合わせされるように、アラインメント部材が一方のコンパートメント壁と接触し、他方のコンパートメント壁がアラインメント部材１１６の反対側の壁１１４を接触する。アラインメント部材１１６は、任意であり、図８Ｅでは透視図で示されている。
【００７７】
好ましくは、ターンテーブル８０は、アルミニウム製であって、使い捨てカートリッジ１１２は光学カップ又はキュベット１２２と同様に射出成形された透明プラスチックである。
【００７８】
図１３Ｂは、カルーセル１５に冷却空気を供給するための気流の経路を示す、本発明の別の設計による概略図を示す。アセンブリ２７０内の一対の熱電クーラモジュール２７８は、図１５Ａに示す「冷却板」２７１、２７２、２７４を冷却し、冷却板２７１、２７２、２７４は周辺空気を冷却し、この空気はエアポンプ又はラジアルファン２７９によってサンプルへ供給される。冷却された空気は、矢印Ａ６で示すように、上方へ供給され、ターンテーブル２８０のすくなくとも１つ以上の開口２８４及びカルーセル１５の開口を通過する。
【００７９】
図１５Ａは、図１３Ｂの冷却システムを利用した、参照番号２７０で全体を示す冷却チャンバアセンブリの拡大斜視図を示す。冷却チャンバアセンブリ２７０は、カルーセル１５を包含し、スペーサ２７４によって隔てられた図１５Ｂ及び図１５Ｅに最もよく示されている上板２７１と図１５Ｄに最もよく示されている底板２７２とからなる「冷却板」を含む。図１５Ｃに最もよく示されている断熱底部材２７５は、底板２７２の下方に位置決めされる。断熱底部材２７５には一対の開口２７６が設けられる。熱電クーラモジュール２７８は、各開口２７６を貫通して底板２７２に接触し、底板２７２を冷却する。この空気は、ラジアルファン２７９によってカルーセル全体に伝達又は供給される。冷気がセルセクション２８８に供給されるように複数の開口２８４は上板及び底板２７１、２７２及びスペーサ２７４を貫通している。上板２７１には複数の戻り開口２８５が設けられ、冷気がセルセクション２８８全体を循環出来るようにし、より温かい空気を再冷却のため熱電モジュール２７８を通して再循環させ、戻す。
【００８０】
図１５Ｆに最もよく示されるように、カルーセル１５の上表面２８６は複数のセクションを含み、その幾つかを参照番号２８８で示す。各セクション２８８はセルを構成し、入口開口２９０及び出口開口２９１によって冷気の循環が達成される。上述のように、冷気は、ラジアルファン２７９によって供給され、上板及び底板２７１、２７２の開口２８４から入口開口２９０を通過して各セクション２８８のセルへ流入し、出口開口２９１を通って流出する。入口及び出口開口２９０、２９１は、０．１５６インチの孔である。カルーセル１５は、４０〜５０個前後のコンパートメント又はセクション２８８を有し、各コンパートメント又はセクション２８８は、入口開口２９０及び出口開口２９１を有し、入口開口及び出口開口２９０、２９１を通過してコンパートメント又はセクション２８８へ循環する冷気流の流量は、毎分約１５乃至２０立方フィートの範囲でもよい。当然のことながら、コンパートメント又はセクション８８、２８８の数は変更可能である。
【００８１】
図１３Ａ，図１３Ｂ，図１４Ａ及び図１５Ｆを再び参照すると、光学式分析装置１６では、セクション８８，２８８で構成されたカルーセル１５は、光学システム（図示せず）の下方で、光学カップ又はキュベット１２２（図１４Ａ，図１５Ｆ）を一つずつ配置及び位置決めするターンテーブル８０によって支持される。図１３Ａ及び図１３Ｂを参照して記述した本発明の冷却システムは、光学カップ又はキュベット１２２内の試料を所望の温度に冷却するように動作することを意図している。例えば、各試料は、図１３Ａ及び図１３Ｂの冷却システムの開始後約５分以内に常温から所望の温度、例えば約２５〜１８℃に冷却され、この温度は、サンプルの光学分析が完了するまで所望の温度の±０．５℃以内に制御される。ターンテーブル８０がアルミニウムであり、使い捨てカートリッジ１２，１１２及び光学カップ又はキュベット１２２がプラスチックであり、光学カップ又はキュベット１２２が使い捨てカートリッジ１２内に支持され、使い捨てカートリッジ１２はカルーセル１５のセクション８８，２８８内に支持されているため、サンプルの迅速な冷却において対流冷却を利用して冷却噴流が開口９０を通ってセクション８８，２８８へ流入するのを支援する。
【００８２】
本発明の更なる実施形態は、図１３Ａ及び図１４Ａを参照して示し上述したターンテーブルと類似のターンテーブルを想定する。ターンテーブルの下方にはアルミニウムブロックが配置され、このアルミニウムブロックは、ターンテーブルに関連して、図１３Ａ及び図１４Ａを参照して上述した同様の方法でサンプルを冷却するために熱電クーラモジュールからターンテーブルへ冷気を運搬し、ターンテーブルひいてはカルーセルから熱電クーラモジュールへ冷気を運搬し、試料の温度を冷却するための複数の経路を有する。
【００８３】
光学式分析装置１６の光学システム４４についてここで記述する。光学システムは図４Ｂにより詳細に示されている。光学システム４４は、３つの分離したユニット、即ち、励起ユニット４４（ａ）と、集光ユニット４４（ｂ）と、分光計とを含む。励起は紫外線（ＵＶ）光源によって提供され、ＵＶ光源は好ましくはＬＥＤ（発光ダイオード）である。連続した５つのＬＥＤモジュールが励起ユニット４４（ａ）を提供し、同じ順番で各サンプルカップ又はキュベット２２、１２２、又は１８８に適用される５つの異なる励起波長で各サンプルカップ又はキュベット２２、１２２又は１８８へ連続して励起信号を提供する。励起時間は１波当たり約１４秒である。励起発光は、レンズ及びフィルタ４４（ｄ）によってキュベット２２、１２２又は１８８内のサンプルの上面に向けられる。各励起波長の形状を狭める又は制御するために、狭帯域フィルタが使用される。これらのフィルタは、励起波長Ｅを下方のサンプルカップ又はキュベット２２へ向かわせ、蛍光発光Ｆはカセットの同じ位置から上方の集光ユニットへ反射される。蛍光発光は、分離され、フィルタ装置によって方向付けられる。図４Ｃは、光学システム４４の位置決めを示す。上述のように、機械的ロック機構は、サンプルカップ又はキュベット２２が正確に位置合わせされるように駆動機構を位置決めする。正確な位置合わせによって、蛍光の測定を可能にする光学システム４４への蛍光発光の反射が可能になる。光学要素（図示せず）を利用して蛍光発光を集束し、測定のために分光計へ向かわせる。
【００８４】
更に、集光ユニットは、カップ又はキュベット１２２内サンプルの蛍光発光を集束して分光計へ向かわせる光学要素を含む。
【００８５】
光学システム４４（図４Ｂ及び図４Ｃ）は、ＣＣＤ（電荷結合素子）光子検出器を有するツェルニーターナー分光計を含み、それによって、蛍光光子はＣＣＤデバイスに接触する前に数個のミラーによって反射される。発光蛍光は、一定期間積分によってＣＣＤデバイスで観察される。また、光子利用効率を向上するために、ツェルニーターナー分光計が、入射スリットに隣接する追加の円柱レンズとＣＣＤデバイスによって修正されることも想定している。更に、図５に概略的に示すように、鏡面凸面状「角部」Ｈを分光計ＳＭのスリットＳの入口に設け、更なる光子にスリットＳを通過させてもよい。
【００８６】
図４Ａを参照すると、光学システム４４は、光学システム４４に入射する光を最小にするために、遮光筐体又はハウジング６４を含み、ＣＣＤデバイスのカメラは、カメラチップから光学システム４４の遮光筐体又はハウジング６４へ熱を移動させるために熱電クーラ（ＴＥＣ）（図示せず）を含む。
【００８７】
光学システムの分光計について記述する。本発明の分光計のコンポーネントの配置は、試料内の汚染物質、例えばバクテリアの存在を同定且つ定量する光学式分析装置で使用される光学カップ又はキュベットに隣接した集光システムから放出する照射光線を受光する。
【００８８】
まず図１６を参照すると、本発明の分光計３００は、複数のレンズを有する集光ユニット２３２と尿試料を有する光学カップ又はキュベット１８８と併せて使用される。分光計３００は、集光ユニット２３２に直ぐ隣接して位置する分光計スリット３０２と、集光ユニット２３２及び光学カップ又はキュベット１８８の照射光線の経路と同じ照射光線の経路においてスリット３０２に直ぐ隣接して位置する第１の円柱レンズ３０４とを含む。第１のコリメートミラー３０６及び第２のコリメートミラー３０８は、第１の円柱レンズ３０４の左端に位置し、回折格子３１０は集光ユニット２３２の底部に位置する。第２の円柱レンズ３１２及びＣＣＤセンサ３１４は図１６の回折格子３１０の左に位置する。
【００８９】
照射光線が上述した方法で光源（図示せず）から光学カップ又はキュベット１８８へ入射し、蛍光が光学カップ又はキュベット１８８から集光ユニット２３２のレンズを通って放射される。集光ユニット２３２から、蛍光光線は、分光計スリット３０２及び第１の円柱レンズ３０４を通過する。第１の円柱レンズ３０４から、蛍光光線は、第１の光路に沿って、第１の光コリメートミラー３０６へ移動する。蛍光光線は、コリメートミラー３０６で反射され、第２の光路で回折格子３１０を通過する。回折格子３１０の蛍光光線は、複数の分散光に分散して回折格子３１０から反射され、第３の光路に沿って第２のコリメータミラー３０８に移動する。これらの分散光は、第２のコリメータミラー３０８に衝突し、第２のコリメータミラー３０８は、分散光を第４の光路に沿って第２の円柱レンズ３１２に集束させる。第２の円柱レンズ３１２から分散光はＣＣＤセンサ３１４で受光される。光学カップ又はキュベット１８８内の尿サンプルの光学分析のため、ＣＣＤセンサ３１４によってスペクトル情報が捕捉される。
【００９０】
第１のミラー３０６、第２のミラー３０８及び回折格子３１０は、好ましくは、形状が球面であり、３インチの直径を有する。回折格子３１０は、好ましくは、１２００行／ｍｍ（ｌｐｍ）及び３００ｎｍ波長帯に対して１０．４°のブレーズ角を有する平面回折格子である。このような適切な回折格子は、製品型番５３−０３０Ｒとしてニューポートコーポレーションが製造しており、同社から得られる。
【００９１】
この種の回折格子３１０の回折格子応答を図１７に示し、線Ｌ１はＳ平面を表わし、線Ｌ２はＰ平面を表わし、線Ｌ３はＳ平面とＰ平面の平均を表わす。図２１のグラフから分かるように、最良の吸収効率は、３００乃至４００ｎｍ波長帯に出現し、この波長帯は本発明の分光計３００に必要な回折格子の関心領域である。
【００９２】
図１６を再度参照すると、第１の円柱レンズ３０４及び第２の円柱レンズ３１２は、溶融シリカから作成され、オフザシェルフ或いはＣＯＴＳのコンポーネントと見なされるコンポーネントである。分光計スリット３０２に隣接位置する第１の円柱レンズ３０４は、スリット３０２から約１０．７ｍｍに位置し、ＣＶＩ社の型番ＣＬＣＸ−１５．００−１０．２−ＵＶであり、ＣＣＤセンサ３１４に隣接位置する第２の円柱レンズ３１２は、ＣＶＩ社の型番ＲＣＸ−４００ ２５．４−１５．３−ＵＶである。
【００９３】
更に図１６を参照すると、分光計スリット３０２に隣接する第１のコリメータミラー３０６は、約４００ｍの公称半径を有し、第２のコリメータミラー３０８は、約３５０ｍの公称半径を有する。第１のコリメータミラー３０６と第２のコリメータミラー３０８の焦点距離の比率は、照射光線の３００乃至４２０ｎｍのスペクトルをＣＣＤセンサ３１４のチップに合わせるように調整される。
【００９４】
ＣＣＤセンサ３１４は、約２５ｍｍ幅及び６ｍｍ長の浜松ホトニクス社の型番Ｓ７０３１−１００８のチップを使用することができる。ＣＣＤセンサ３１４は、好ましくは、熱電冷却（ＴＥＣ）を使用する単段冷却ユニットである。本発明の関心帯域幅である３００〜４００ｎｍの帯域幅では、好適なＣＣＤセンサ３１４用チップの量子効率は約５０％である。
【００９５】
更に図１６を参照すると、分光計スリット３０２のスリットの寸法は、公称で２．８ｍｍ幅及び５ｍｍ長である。半値全幅１０ｎｍの光源帯域及び波長を有する光源出力三角形関数（triangular function for the source output）を使用して、ＣＣＤセンサ３１４の平面での図１６のシステムのスペクトル幅は、半値全幅で１２．５ｎｍである。図１６の分光計３００の受光角度は、約０．４ＮＡ（ナノオングストローム）である。
【００９６】
本発明の配置３００において、第１の円柱レンズ３０４は、分光計スリット３０２を抜ける蛍光光線の更なる放射を捕捉し、その放射に図１６の光学システムを通過させやすい。ＣＣＤセンサ３１４の平面に直ぐ近接した第２の円柱レンズ３１２は、長さ約６ｍｍのＣＣＤ平面の画素に前記放射を集束させやすい。本発明のレンズ３０４及び３１２と同様のレンズを含まない従来の分光計と比較して、第１の円柱レンズ３０４及び第２の円柱レンズ３１２の組み合わせが図２０の分光計３００のスループットを向上させるということが本発明者の見解である。
【００９７】
図１６の分光計３００は、概して、第１の円柱レンズ３０４及び第２の円柱レンズ３１２を特に付加したクロスツェルニーターナー配置に類似であり、３００ｎｍ乃至４２０ｎｍの範囲内の波長の使用に対して低解像度（１０ｎｍ未満）だが高感度の分光計を創出する。ＣＣＤセンサ３１４の平面は２５ｍｍ長の検出器を表わしている。
【００９８】
サンプルプロセッサ１４は、サンプルプロセッサ１４から排気される空気を濾過する換気目的のＨＥＰＡ空気濾過システムを有する。
【００９９】
更に、発光蛍光を励起蛍光の強度と関連付けるためにＬＥＤ強度を監視することを想定している。特に、光学式分析装置１６によって得られた情報を使用して、本発明と同一所有されその開示内容全体が参考として本明細書で援用される特許文献１の図５乃至９と同様のグラフを生成してもよく、以下により詳細に記述する。これらのグラフは、サンプルカップ又はキュベット２２内のバクテリアの濃度、蛍光強度、発光波長及び励起波長を示す。
【０１００】
サンプル内の汚染物質を同定及び定量する光学式分析装置１６に使用される光学カップ又はキュベット１２２内で光を励起し集光するための照明装置を図１８〜２１に示し、以下により詳細に記述する。
【０１０１】
既知の測定システムは、米国特許第７，２７７，１７５（Ｂ２）号に示され、これは、液体サンプルの特徴の波長選択的測定のためのシステム及び方法を開示している。より具体的には、前記システムは、光源、光伝送システム、少なくとも２個の光学システム、サンプル保持アセンブリ、フィルタアセンブリ、透過システム及び検出器を含む。フィルタアセンブリは、フィルタホイールに含有された一群のフィルタでもよい。このシステムは、少量の液体サンプルの特徴を測定することが出来、信号対ノイズ比を増加するために、測定位置に近接する光学トレインに選択的波長フィルタを挿入可能にする。しかし、このシステムでは、尿試料内のバクテリアを光学的に分析するために増加させた信号対ノイズ比を有するコンパクトな光学式読取装置が提供されない。
【０１０２】
本発明は、コリメート光を生成して光学分析の試料に入射させるコンパクトなキャリッジトレイン配置を有する光学式読取装置を含む改良光学システムを提供するとともに、試料分析を向上させるため増加させた信号対ノイズ比を提供する。図１８を参照すると、本発明の光学式読取装置２１４は、照明装置２１６、照射光線を生成するための光源２１８、第１の光学システム２２０、第２の光学システム２２１、アンカーシュー２２２、及び第２の光学システム２２１とアンカーシュー２２２の間に位置するフィルタホイール２２３を含む。光源２１８は、キセノン、ＬＥＤ、ジュウテリウム等である。フィルタホイール２２３は図１８に示すが、線形可変フィルタが使用されてもよい。第１の光学システム２２０は、ターニングミラー及びフィルタ（図示せず）を支持するためのハウジング２２６を有するキャリッジ２２４を含む。第２の光学システム２２１は、ターニングミラー及びフィルタ（図示せず）を支持するためのハウジング２３０を有するキャリッジ２２８を含む。図１８に示すように、第１の光学システム２２０のキャリッジ２２４は、第２の光学システム２２１のハウジング２３０内に延出し、第１の光学システム２２０を第２の光学システム２２１に接続する。第２の光学システム２２１のキャリッジ２２８は、フィルタホイール２２３内、第２の光学システム２２１のハウジング２３０内、及びアンカーシュー２２２内に延出し、第２の光学システム２２１をアンカーシュー２２２に接続する。アンカーシュー２２２は、液体サンプルを含む光学カップ又はキュベット１２２を受容するため図２１に示すようにスロット２２２ａの右側に位置するターニングミラー（図示せず）と、複数のレンズを含むスロット２２２ａの上方に位置する集光デバイス２３２（更なる詳細については以下に記述する）とを含む。
【０１０３】
当業者には周知のように、フィルタは、スペクトルの特定領域の光のみを透過するために使用され、また光線の全又は相対エネルギー分布を変更又は修正するために使用される。ターニングミラーは、光が移動する方向を変更するために様々な位置点に存在する。レンズは、光を集束又は分散させ、それによって異なる光学的効果を可能にするために使用される。スリットは、概して特定の形状を有する開口である。スリットを通過した光は、回折格子へ移動し、ＣＣＤカメラ等の検出用デバイス内に移動する。
【０１０４】
図１８の照明装置２１６は、更に、フィルタホイール２２３を含む。上述の米国特許第７，２７７，１７５（Ｂ２）号の第４欄１０〜２３行に開示されているように、フィルタホイールは、一群のフィルタを含み、予め選択されたフィルタがコリメート電磁放射の光路に設置される。前記予め選択されたフィルタは、実質的に所定の波長領域の透過を選択する。前記一群のフィルタは、通常、測定対象の所望のサンプルと、電磁放射と前記サンプルの相互作用から生じる吸収（又は発光）帯のスペクトル幅とに基づいて予め選択される。生体サンプルに関して、電磁放射吸収は、２００ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲、主に２３０ｎｍ、２６０ｎｍ及び２８０ｎｍの波長（λ）を中心とする。
【０１０５】
集光デバイス２３２に使用されるレンズは、商用オフザシェルフ（ＣＯＴＳ）コンポーネントでもよい。
【０１０６】
図１９は、昨今のレンズ配置によって生成される光源から試料への光路の理論的シミュレーションを示す、参照番号２３４で示す典型的な照射光線を示す。図２３では、ランプ又は光源（図示せず）が、第１のレンズシステムＨ、Ｉ、Ｊ及びＫの左に位置し、第２のレンズシステムは、図１９において右端に位置するシステムの照明シューアパーチャ（図示せず）に出力を有する第１のレンズシステムから約８インチ離れている。本発明において、図１９のこの照射光線２３４の長さは、図１８の照明装置２１６によって縮小され、照明装置２１６はフィルタホイール２２３を組み込んでいる。フィルタホイール２２３は、複数の狭帯域フィルタ、即ち、紫外領域のフィルタを担持してもよい。本例では、図１８の光源２１８からの放射は、２６０ｎｍ乃至３００ｎｍの範囲の波長に制限され得る。或いは、フィルタホイール２２３は、全光スペクトル及び関連波長を提供するフィルタを担持してもよい。また、上述したように、フィルタホイール２２３の代わりに線形可変フィルタを使用してもよい。図１８の照明装置２１６の第１の光学システム２２０及び第２の光学システム２２１におけるターニングミラー（図示せず）は、主に紫外帯域を反射するカスタムフィルタである。
【０１０７】
図１８は、図１８の照明装置２１６の第１の光学システム２２０及び第２の光学システム２２１におけるターニングミラーとして使用される、ニューポートコーポレーションが製造するニューポート薄膜であるカスタムフィルタのグラフを示す。図示のように、これらのカスタムフィルタは、２００ｎｍから３８０ｎｍの範囲の波長にある紫外領域において、約１００という比較的高い反射率を生じ、可視光線（ＶＩＳ）及び放射（ＩＲ）範囲、即ち約４００ｎｍ乃至６０８ｎｍで低い反射率、即ち、６８乃至１０未満の反射率を生じる。従って、フィルタは、可視、近赤外、及び／又は遠赤外阻止フィルタでもよい。
【０１０８】
上記に詳述され、図１Ａ、図１Ｂ、及び図２のカートリッジ１２に使用される、ＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０７９５３３号に記載の光学カップ又はキュベット２２は、細長い円筒形の本体と、下方に向かって先細りした端部とを有する。この設計では、光学式分析装置の紫外（ＵＶ）光源は、生体試料の光学分析のためキュベット中間部より下方に向かってこの下部テーパ端部に入射する。図１２Ａ〜図１２Ｃ、図１３、図１４Ａ〜図１４Ｃに示す光学カップ又はキュベット１２２及び図１５に示すカップ又はキュベット１８８は、カップ又はキュベット１２２、１８８内の透過光線の蛍光感知を最適化するよう設計される。
【０１０９】
図２１は、図１８の照明装置２１６のアンカー又はインジェクションシュー２２２及び集光デバイス２３２の側面概略図であり、上述したように、光学カップ又はキュベット１２２はアンカーシュー２２２のスロット２２２ａ内に位置決めされる。
【０１１０】
再び図９Ａ、図９Ｂ、図１０及び図２１を参照すると、本発明の光学式読取装置に使用可能な光学カップ又はキュベット１２２の一例が示されている。光学カップ又はキュベット１２２は、下部テーパ領域１２４及び内部反射表面を有する矩形容器１２３を含む。容器１２３は、更に、２枚の平行に離間した側壁１６０、１６２、２枚の離間した端壁１６４、１６６及び水平な床部１６８を含み、第１の端壁１６４は水平床部１６８に接触したテーパ領域１２４を含む。光学カップ又はキュベット１２２の水平床部１６８の幅は約７ｍｍであり、側壁１６０、１６２及び第２の端壁１６６の深さは約１８ｍｍであり、第１の端壁１６４の深さは約１１ｍｍであり、水平床部１６８の長さは約１６ｍｍであり、テーパ領域１２４の長さは約７ｍｍである。テーパ領域１２４は第１の端壁１６４に対して約４５°傾斜している。
【０１１１】
更に図２１を参照すると、光学カップ又はキュベット１２２の内表面は反射性であり、好ましくは、高品質の表面仕上げを有するアルミニウム、又は５０オングストローム未満の微細粗度を有するアルミニウム製である。光学カップ又はキュベット１２２は、低浸出の蛍光信号材料、例えばプラスチック又はガラス製でもよい。光学カップ又はキュベット１２２は射出成形プラスチックでもよく、成形後に蒸着アルミニウムを使用する金属化ステップを施してもよい。このアプローチにより、一括処理コーティングによって低コストの機械加工が可能になる。本発明に使用される光学カップ又はキュベット１２２を製造するための更なるアプローチは、上述のように第１の端壁１６４、下部テーパ領域１２４、床部１６８及び第２の端壁１６６の形状を形成する容器１２３の内表面長さに沿って、図９Ａに示すように、アルミホイルライナーリボン１７４を使用することである。光学カップ又はキュベット１２２に含まれる液体試料の体積は、約９５５μｌでもよい。
【０１１２】
再び図２１を参照するが、線Ｌ１は入射する照射光線を表す。この照射光線は、図２２の照明装置２１６によって生成され、照射光線をほぼコリメートするスリット（図示せず）を通過する。このスリットは、断面が約４×４ｍｍの正方形であり、アンカーシュー２２２に位置している。照射光線は、上述のように、アンカーシュー２２２に位置するターニングミラー２３５を使用して反射し、光学カップ又はキュベット１２２に入射する。光線Ｌ２が衝突する第１の表面は、光学カップ又はキュベット１２２の下部テーパ領域１２４の４５°の内表面である。反射光線Ｌ３は、線Ｌ４によって表わされる液体の体積内で光学カップ又はキュベット１２２を横断する。第２の端壁１６６の反射内表面に衝突すると、光線は４５°の下部テーパ領域１２４の反射内表面に戻り、光学カップ又はキュベット１２２から上方のアンカーシュー２２２の方へ蛍光を出射される。光線の拡大は、本発明の光学式読取装置２１４（図１８）の光学システムによって制御され、概して、アンカーシュー２２２へ戻ってきた時点で断面約５×５ｍｍとなるようにすればよい。
【０１１３】
光学カップ又はキュベット１２２を考慮すると、光学カップ又はキュベット１２２内の光線は、試料の液体体積内を横断する間は光学カップ又はキュベット１２２の底部又は床部１６８を照明しない方向に向かうことを理解されたい。スロット２２２ａの上方に位置する集光デバイス２３２は、参照番号２３６、２３８、２４０、及び２４２で示す複数のレンズを含み、図２１の発光蛍光光線を表わす線Ｌ５、Ｌ６及びＬ７によって示すように、光学カップ又はキュベット１２２の床部１６８及び光学カップ又はキュベット１２２内の液体を観察する。試料の液体体積の約４７％が蛍光集光デバイス２３２によって読み取られる。光学カップ又はキュベット１２２の床部１６８を照明しないことによって、及び光学カップ又はキュベット１２２（図９Ａ及び９Ｂ）の側壁１６０、１６２及び端壁１６４、１６６ではなく底部１６８のみを観察するように集光デバイス２３２を制限することによって、集光デバイス２３２によって観察される光学カップ又はキュベット１２２のバックグラウンド蛍光を最小化又はほぼ排除することが出来る。光線追跡モデリングは、１０００倍未満のノイズは理論的に達成可能であることを示している。これは、高い信号対ノイズ比を達成するのに非常に有利である。光学カップ又はキュベット１２２からの蛍光ノイズを排除することによって、信号はより際立ち、より高い忠実度及び感度が達成出来る。照射光線の伝送及び発光蛍光の測定はサンプル毎に同時に行われてもよく、或いは、サンプル内への照明を蛍光の測定中に停止してもよい。
【０１１４】
以下の式は、ＳＮ比（信号対ノイズ比）の計算を詳述する。
【０１１５】
【数１】
【０１１６】
Ｓは信号を表わす。Ｂｆはバックグラウンド蛍光を表わし、Ｂｒは試料内の液体水によって発生するラマンバックグラウンドを表わす。先行技術の光学式読取装置では、信号対ノイズ比（ＳＮ比）は、蛍光からの１．５ｅ６超のノイズ光子及び信号からの１ｅ４光子の場合、約８．１である。本発明の設計では、信号が約１．２ｅ４光子にまで増加することが期待される一方で、ノイズが１．５ｅ４ノイズ光子にまで減少されることが期待される。これらの結果を考慮すると、本発明によって生成されるＳＮ比は約７３であると期待される。
【０１１７】
上述したように、光学式分析装置１６は、尿サンプル内のバクテリアの種類を同定するために使用される結果を提供する。これは、光学式分析装置１６をコンピュータモジュール（図示せず）に結合し、コンピュータモジュールに蛍光発光等の光学式分析装置１６の取得情報を提供することによって行うことが出来る。コンピュータモジュールは、尿サンプルの蛍光励起発光マトリクスに対して多変量分析を行い、上記特許文献１に開示された方法と同様の方法で尿サンプルを同定及び定量することが出来る。ここで、本システムは、励起光源を含む蛍光励起モジュールと、光源を受け取るようサンプルを位置決めするためのサンプルインターフェースモジュールと、蛍光発光モジュールと、検出デバイスとを含む。上述のコンピュータモジュールは、蛍光モジュールに結合される。多変量分析は、尿サンプルの同定及び定量のための拡張部分最小二乗分析を含んでもよい。
【０１１８】
更に、「均一管」を使用して異なるＬＥＤパッケージの出力を混合し均一なＵＶ光源にすることも想定している。本発明に使用される典型的な「均一管」は、当業者に既知のものと同様である。
【０１１９】
図２２Ａ及び図２２Ｂを参照すると、マガジン２６及びカルーセル１５とともに使用される参照番号４００で全体を示すカバーが示されている。このカバーはマガジン２６上にしっかりと嵌合し、使い捨てカートリッジを満載したマガジンをある位置から他の位置へ移動させることが出来るようになる。カバー４００は、サンプルキュベット２２、１２２から内容物が飛び跳ねること／こぼれること、及び標本の汚染を防止する。カバー４００は、任意の周知の材料から、例えばプレキシガラス、その他のポリマー材料、ガラス又は金属等から形成可能である。ハンドル４０２は、任意の周知の取付部材によって、ねじ４０４等によってカバー４００に対してしっかりと固定可能である。ハンドル４０２は、カバー４００に対して取り外し可能或いは取り外し不可能に固定可能である。カバー４００は、適切な位置でロックされるようにマガジン２６及び／又はカルーセル１５と協働する。このロックシステムには、技術的に周知の任意のシステムを使用可能である。一設計によれば、ロックキー４０６はカバー４００及びカルーセル１５の中心部４０８を貫通し、この中心部４０８内に位置するキーホール４１０と協働する。カルーセル１５の中心部４０８は、マガジン２６の中心部を貫通し、カバー４００とカルーセル１５のベース１５'の間でマガジンをロックする。手動でロックキー４０６を引き揚げることでキーホール４１０からロックキー４０６を引き抜く又は外してカバー４００を取り除くことが出来る。
【０１２０】
図２３Ａ〜図２３Ｄを参照すると、図２３Ｂに示すように品質管理カートリッジ４１２に対してマガジン４２６内のサンプルを光学的に位置合わせするためにセンサシステム（図示せず）と協働するアラインメントノッチ４１６を示している。アラインメントノッチ４１６は、参照番号４１５によって全体を示すカルーセルベースアセンブリのベースプレート４２０の外周４１８から内側に向かって延出する。アラインメントノッチ４１６及び品質管理カートリッジ４１２によって検査を初期化し、マガジン４２６内に含まれるカートリッジ１２、１１２の開始位置又は初期化点として機能する定位置が提供される。マガジン４２６／カルーセルベースアセンブリ４１５が回転してマガジン４２６内に位置する所定数のカートリッジ１２、１１２を検査しつつ、連続する各サンプルに対してカートリッジ１２、１１２内のサンプルの検査を行うことが出来る。カルーセルベースアセンブリ４１５は、カートリッジ１２、１１２を受容するための複数のスロット４２８を含む。アラインメントノッチ４１６は、品質管理カートリッジ４１２のみを受容可能に構成された品質管理スロット４２８Ａに位置する。同様に、品質管理カートリッジ４１２は、サンプル受容カートリッジ１２、１１２とは異なるように構成され、品質管理カートリッジ４１２のみが品質管理スロット４２８Ａに嵌合するようになっている。
【０１２１】
また、ベースプレート４２０は、複数の半径方向アラインメントマーク４３０を含むことが出来る。これらのマーク４３０としては、スロット４２８内でカートリッジ１２、１１２が半径方向に適切に位置決めされていることを確認するための目視基準を提供するように、ベースプレート４２０上に印刷された色付き又は白色ライン等のライン、又はスロット４２８内のベースプレート４２０上に印刷又は配置された凸凹ラインを使用することが出来る。カートリッジ１２、１１２がマガジン４２６内で不適切に配置された場合はこのマーク４３０が隠れ、カートリッジ１２、１１２が適切に位置決めされた場合はこのマーク４３０が露出する。
【０１２２】
品質管理カートリッジ４１２は基準サンプルとして使用することも出来る。品質管理カートリッジ４１２の内容物の検査でバクテリアに対して偽陽性の結果を生じた場合、検査機器に問題があることを示している。
【０１２３】
検査システムは、キュベット２２、１２２内に含まれるサンプルの反射信号を最適化するためにカートリッジ１２、１１２の円周方向アラインメント機構を含む。典型的なマガジン４２６は４２個のカートリッジ１２、１１２を含み、３６０°円形のマガジン４２６に基づいて、各カートリッジにつき９°のオフセットが大まかに見込まれている。キュベット内の反射率を最適化するためには、サンプル内の光が最大反射信号を生じるまでこの約９°の弧に沿ってカルーセルベースアセンブリ４１５を左右に回転させることによって光学式分析装置から放射される光に対して各カートリッジ１２、１１２／キュベット２２、１２２の位置を微調整すると有益であることが分かっている。この反射信号が最大化した時、キュベット２２、１２２は最適な検査に向けて周方向に位置合わせされる。
【０１２４】
図２４Ａ及び図２４Ｂを参照すると、本システム内で使用される複数のモジュール４４２を保持するためのラックアセンブリ４４０が示されている。ラックアセンブリ４４０は、複数の縦横レール４４４、４４６を含むキャビネット４４１を含む。ラックアセンブリ４４０全体は、キャスタ４５０に取付けた車輪４４８を含むことが出来る。水平化足部４５２が設けられてもよい。ラックアセンブリ４４０は、ラックアセンブリ４４０の正面４５６に隣接するベースレール４５５から延出する複数の伸縮可能／格納可能な脚部４５４を含む転倒防止機構を含む。ラックアセンブリ４４０の位置決め後、ベースレール４５５から外側且つ縦レール４４４に対して垂直方向に脚部４５４を延長する。脚部４５４の延長によって、モジュール４４２を引き出す際、格納ラック４４０が転倒することが防止される。脚部は、ラックアセンブリ４４０からいずれかのモジュール４４２を引き出す前にも延長させるとよい。更なる変形例によれば、一度に１つのモジュール４４２しか開けられないようにロック機構を設けることが出来る。また、転倒防止脚部４５４が延長されていない又は十分に延長されていない場合には、いずれのモジュールも開けられないようにするロック機構を設けることも出来る。
【０１２５】
図２５を参照すると、サンプルプロセッサユニット１４と共に使用される参照番号４７０で全体が示されたヒータが示されている。ヒータ４７０は、処理液を約３７℃に維持するために使用される。サンプルを体温に維持させるように、必要に応じてこの処理液の噴流をサンプルに加えることが出来る。サンプルを体温に維持することによって、サンプルが冷えると発生するサンプルの結晶化が防止される。ヒータ４７０は、上部４７２と、底部４７４と、その間に延出する本体部４７６とを含む。ヒータカートリッジ要素４７８と、温度制御プローブ４８０と、サーミスタプローブ４８２とは、チューブ４８４及びスリーブ４８６によって囲まれており、これらすべてが本体部４７６内に収容されている。ヒータ本体４７６は、ヒータカートリッジ要素４７８によって温度制御され、その温度制御のフィードバックが温度制御プローブ４８０である。チューブ４８４内に流体を圧送し、熱移動が起き始め、流体の温度がヒータ本体４７６の温度に向かって変化し始めるようにする。ヒータ４７０は、図２９Ａに示すように、シリンジポンプ６２６と計量アーム又は液体分注アーム６２０の間の通路に位置する。
【０１２６】
図２６Ａに示すように、遠心分離機３１は、１つ以上のバランス管４９０を含むことが出来る。これらのバランス管４９０は、重りの付いた底部４９２を含むことが出来、その重さが、液体入りのサンプル管の重さと略等しくなるようにする。これらのバランス管４９０は、部分的に遠心分離管が充填された遠心分離機３１の重さを分散し、回転中の遠心分離機３１の振動を減少するように、遠心分離機３１内に効果的に位置決めされうる。バランス管４９０の最適な配置はコンピュータで制御され、処理対象のサンプル数に基づいて遠心分離機内にバランス管が位置決めされる最良の位置を特定することが出来る。図２６Ｂは、バランス管４９０の拡大した上部４９４を示す。この上部４９４は、肩部４９５、４９６と、肩部４９５と４９６の間に位置する把持領域４９７と、を含む。これらの肩部は、遠心分離機３１のコンピュータ制御された自動的ローディングのためにバランス管４９０の把持領域４９７を機械的アームが把持出来るように支援するガイドとして機能することが出来る。肩部４９５は、遠心分離機３１内のロータ内のバケットの上面と協働してバランス管４９０をバケットの開口内に保持するためのストップ部材としても機能することが出来る。
【０１２７】
図２７Ａ〜図２７Ｆに示すように、プロセッサユニット１４内の空気を３７℃又は体温に維持するようにプロセッサユニット１４で加熱された空気を処理するために、参照番号５００で全体を示すファン及びＨＥＰＡフィルタ（高性能フィルタ）装置を設けてもよい。この装置５００は、図３Ａに示すように、ハウジング２７内に配置することが出来る。ＨＥＰＡフィルタは、空中の細菌性生物が拡散することを防止する。ＨＥＰＡフィルタの中には、９９．９９５％のエフィシェンシー・レーティングを有するものもあり、病気の空中伝播に対する非常に高水準の防御が保証される。ファン５０２は、ハウジング５０４と、前記フィルタ（図示せず）へアクセスするためのドアアセンブリ５０６の内側に収容される。ファンダクト５１２を保護するためのプロテクタ５１０が設けられる。ファン速度を調整し内部の空気温度を所望の温度に制御するためにフィードバック制御ループが設けられる。プロセッサユニット１４内の内部温度が高過ぎる場合は、ファン速度が上げられる。或いは、前記空気温度が低すぎる場合は、ファン速度が下げられる。更に、ＨＥＰＡフィルタを抜ける際の空気圧を測定するために、ＨＥＰＡフィルタに隣接して圧力センサを設けることが出来る。流出する空気の圧力降下が十分に大きくなると、それはフィルタを交換する必要があることを示している。
【０１２８】
図２８Ａを参照すると、マガジン２６に収容されたカートリッジ１２から遠心分離機３１へサンプル管を移送するための、参照番号６００で全体が示された６バー連動移送システムを示す。移送システム６００は、タワーアセンブリ６１０及びロボットアセンブリ６１２を含む。この移送システム６００は、図３Ａに示す回転グリッパ３３、３３Ａと置き換えられる。移送システムは、図２８Ｂに示すように、マガジン２６の両端から遠心分離管１８を同時に取り除くように構成された一対のアーム６０２を含む。アームは一対のグリッパ６０４を含み、図２８Ｃに示すように、夫々が２本の管１８を同時に遠心分離機３１へ移動することができる。従って、１回の移送で４本の管１８を移動可能である。各アーム６０２には、マガジン２６内の管１８の位置を感知し、且つ／又はサンプルチューブ１８がカルーセル１５の特定のスロット内に存在するか否かを確認するための光学センサ６０６を設けることが出来る。スロットのカルーセル１５上の円周方向位置は、遠心分離機３１上の円周方向位置と異なる可能性があるため、６バー連動移送システム６００は、このギャップに合わせるようにグリッパ６０４間の軸方向距離を調整することが出来る。図２８Ｄを参照すると、距離（β）を有するカルーセル１５（α）から距離（β'）を有する遠心分離機３１（α１／２）までの円周方向間隔における変化が示されている。
【０１２９】
図２９Ａ〜図２９Ｃは、サンプルを洗浄するため又はサンプルを希釈するために、緩衝生理食塩溶液等の処理液を引き揚げ、第２の端部６２３を介して遠心分離管１８に分注するために処理液源６２２に接続された第１の端部６２１を含む液体分注アーム６２０を示す。分注アーム６２０は、排出ポート６２５と協働しており、管１８から処理液を取り除くための吸引力を加え、排出ポート６２５を介してこの吸引された処理液を本システムの外部に排出することが出来る。サンプルの洗浄後、所望の液面に達するまで更なる処理液を管１８に供給することが出来る。ここで示した液体分注アーム６２０／排出ポート６２５は、図３Ａに示す液体移送アーム３５、３５ａ及びシリンジポンプディスペンサ液体システム３７と交換可能である。図２９Ｂに示すように、これらの分注アーム６２０及び排出ポート６２５は、カルーセルの両端側に位置決めすることが出来る。図２９Ａに示すように、各分注アーム６２０は各管１８に処理液を分注するように構成されたピペットチップ６２４を含むことが出来る。上述し且つ図２５に示したように、ヒータ４７０によって処理液が約３７℃の体温に維持されることが好ましい。管内へ液体を圧送するためにシリンジポンプ６２６を設けることが好ましい。このピペットチップ６２４は、管から液体を取り除き、この液体を本システム外部の排出ポートへ廃棄するように使用されてもよい。分注アーム６２０は、上下方向又は半径方向に移動可能であり、排出ポートは、カルーセルに対して枢動可能であり、カルーセルを取り外せるようにカルーセルから退却可能である。図２９Ｃに示すように、排出ポート６２２は、参照番号６３０で示すように、重力に依存して液体を排出タンクへ排出可能であり、或いは、ポンプを利用して排出液をドレーン又は外部容器６３０へ送出可能である。廃棄された消耗品、即ち、使い捨てカートリッジ１２及び使い捨てコンポーネント１８、２０、２２、２４は、マガジン２６内に残留し、次のサンプル群を処理するためにサンプルプロセッサ１４の次の運転に向けてマガジン２６が取り出される時に手動で取り除かれる。
【０１３０】
液体サンプルは、例えば、サンプル内の有機体又は微生物、例えばバクテリアの種類及び量に関して光学的に分析される尿サンプル等の生体、化学又は毒物サンプル等でもよいことは当業者には解釈されると思われる。
【０１３１】
好適な実施形態を参照して本発明を記述した。先行の詳細な記述を読み理解した時、明白な改良及び変形に想到する人々もいると思われる。本発明はそのような改良及び変形の全てを含むものと解釈されることを意図している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学分析において複数の光学カップ内のサンプルの温度を冷却制御するためのシステムであって、
複数の使い捨てカートリッジを支持し、前記使い捨てカートリッジの各々が光学式分析装置によって光学分析されるべきサンプルを含む使い捨て光学カップを支持し、前記使い捨てカートリッジの内の一つに各々が関連する複数の入口開口及び出口開口を有するカルーセルと、
前記カルーセルの前記複数の入口開口及び出口開口の内の一つと各々が関連する複数の入口開口及び出口開口を有するターンテーブルと、
前記ターンテーブルの下方に位置し、前記サンプルの温度を制御するため、前記複数の入口開口及び出口開口を介して前記カルーセルから前記ターンテーブルに循環する空気を冷却するための少なくとも１つの熱電クーラを含む断熱板と、を備えるシステム。
【請求項２】
前記ターンテーブルが、スペーサによって隔てられた上板及び底板を含み、前記使い捨て光学カップ及び前記使い捨てカートリッジがプラスチックであり、前記使い捨て光学カップ内の試料の迅速な冷却のために、前記ターンテーブル、及び前記使い捨てカートリッジ及び前記使い捨て光学カップの前記プラスチックを通過する対流冷却が発生する請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
サンプルの温度を冷却制御するための前記システムが、前記光学式分析装置内に位置している請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記光学式分析装置内のサンプルの温度を冷却制御するための前記システムが、前記サンプルを所望の温度に冷却するように構成され、且つ前記光学式分析装置内で前記サンプルの処理が完了するまで前記サンプルの温度を前記所望の温度に実質的に維持するように構成される請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
マガジン内に保持されたサンプルの汚染を防止するためのシステムであって、
前記システムは、複数の使い捨てカートリッジを支持し、前記使い捨てカートリッジの各々が被分析サンプルを含む容器を支持するように構成された当該マガジンと、
前記マガジンの上部を密閉するように前記マガジンと協働するように構成されたカバーと、
前記カバーを適切な位置に保持するための少なくとも１つのロック部材と、を備えるシステム。
【請求項６】
前記カバーに対して取り外し可能に取付けられたハンドルを含む請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
マガジン内のサンプルを位置合わせするためのアラインメントシステムであって、
前記マガジンの外縁表面から内側に延出する少なくとも１つのノッチと、
前記少なくとも１つのノッチに隣接して位置する品質管理カートリッジと、
前記ノッチ及び前記品質管理カートリッジの位置を検出するためのセンサと、を備えるアラインメントシステム。
【請求項８】
前記ノッチ及び前記品質管理カートリッジが、検査を初期化し且つ前記マガジン内に収容された前記品質管理カートリッジの初期化点として機能する定位置を提供する請求項７に記載のアラインメントシステム。
【請求項９】
前記マガジンの内部に品質管理開口を含み、前記品質管理開口が前記品質管理カートリッジを受容するように構成される請求項７に記載のアラインメントシステム。
【請求項１０】
マガジン開口内における前記品質管理カートリッジの配置に関する目視基準を提供するための前記マガジンの底板の上面上に位置する複数の半径方向アラインメントマークを含む請求項７のアラインメントシステム。
【請求項１１】
前記品質管理カートリッジが、検査機器が正常に機能しているか確認するための検査基準を提供する請求項７に記載のアラインメントシステム。
【請求項１２】
サンプルの反射信号を最適化するためにマガジン内で円周方向に前記サンプルを位置合わせするための方法であって、
前記マガジンがカルーセルベースアセンブリを含み、サンプルに光を当てる工程と、前記サンプルからの光の反射を測定するための部材を設置する工程と、前記光の反射の信号が最大になるまで約９°の弧に沿って前記カルーセルベースアセンブリを左右に回転させる工程と、を備える方法。
【請求項１３】
サンプルプロセッサ内で使用するための複数の格納ドロワを保持するラックアセンブリのための転倒防止システムであって、
前記ラックアセンブリが前記複数の格納ドロワを保持するように構成された複数の縦横レールと、ベースレールと、を備え、前記ベースレールから延出するように構成された少なくとも１つの伸縮可能／格納可能な脚部を備える転倒防止システム。
【請求項１４】
１つ以上の前記格納ドロワが一度に引き出されることを防止するためのロック機構と、前記少なくとも１つの脚部が前記ベースレールから延出させるまで前記複数のドロワが開けられるのを防止するためのロック機構と、を含む請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
サンプルプロセッサ内でサンプルが結晶化することを防止するための方法であって、
サンプルがマガジン内に配置された時必要に応じて前記サンプルに加えられる処理液を加熱するための加熱装置を設置する工程と、前記サンプルを所望の温度に維持する工程と、を備える方法。
【請求項１６】
前記サンプルが約３７℃に維持される請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
生体サンプルの検査を行うためのプロセッサユニットで使用されるためのファン／フィルタ装置であって、
（ａ）前記プロセッサユニット内に空気を通し、前記プロセッサユニット内の所定の温度を維持するために前記空気が前記所定の温度を有するファンと、
（ｂ）前記空気が前記プロセッサユニット外部へ流出する時に前記空気を濾過するためのフィルタと、
（ｃ）前記プロセッサユニット内で前記空気を前記所定の温度に維持するために前記ファンの速度を調整するためのフィードバック制御ループと、を備える装置。
【請求項１８】
前記ファンが前記フィルタに隣接して位置するＨＥＰＡファンである請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
フィルタ交換の必要性を示すために前記フィルタ間での圧力降下を測定するための前記フィルタに隣接して位置する圧力センサを含む請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
生体検査システムとともに使用するためのプロセッサユニットであって、
サンプルを所定の温度に加熱するための加熱システムと、
前記サンプルを前記所定の温度に維持するためのファン／フィルタ装置と、
マガジンから遠心分離機へ管を移送するための移送アーム装置と、備えるプロセッサユニット。
【請求項２１】
前記移送アーム装置が６バー連動機構を備える請求項２０に記載のプロセッサユニット。
【請求項２２】
前記６バー連動機構が、前記マガジンの両側に位置決めされるように構成された一対のアームを備え、前記アームの夫々が２本の管を一度に移動するように構成された一対のグリッパを含み、前記マガジンから前記遠心分離機へ全部で４本の管を一度に移動可能にした請求項２１に記載のプロセッサユニット。
【請求項２３】
前記アームの各々が前記管の位置を検出するための光学センサを含む請求項２２に記載のプロセッサユニット。
【請求項２４】
前記グリッパが、前記マガジン内に保持された前記管の位置と前記遠心分離機内の位置決め開口との間隔差に従って軸方向に調整するように構成される請求項２２に記載のプロセッサユニット。
【請求項２５】
部分的に充填された遠心分離機の振動を減少するための方法であって、
少なくとも１本のバランス管を設置する工程と、
遠心分離機の回転中に前記遠心分離機の振動を減少するために前記遠心分離機の重量を平衡に分散させるため前記遠心分離機内に前記少なくとも１本のバランス管を効果的に位置決めする工程と、を備える方法。
【請求項２６】
サンプルを含む管の重量に対して前記バランス管の全重量を略等しくするように前記少なくとも１本のバランス管が重り付きの底部を有する請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記サンプルを含む管及び前記少なくとも１本のバランス管の最適な配置場所を決定するためのコンピュータ制御されたシステムを設置する工程を含む請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
生体検査システムにおけるプロセッサユニットとともに使用するための液体分注アームであって、
処理液に関連する第１の端部と、管に関連する第２の端部と、前記処理液を前記管内へ圧送するためのポンプと、を含む液体分注アーム。
【請求項２９】
前記ポンプが、前記処理液を前記管から取り除くための吸引力を加えるように構成される請求項２８に記載の分注アーム。
【請求項３０】
前記吸い上げた処理液を排出し、前記処理液を前記プロセッサユニットの外部へ破棄するための少なくとも１つの排出ポートを含む請求項２９に記載の分注アーム。
【請求項３１】
本アーム及び前記排出ポートが前記管の取り外しのため前記管に対して枢動可能である請求項３０に記載の分注アーム。
【請求項３２】
前記処理液を前記管へ分注する前に前記処理液を所定の温度に加熱するためのヒータを含む請求項２８に記載の分注アーム。
【請求項１】
光学分析において複数の光学カップ内のサンプルの温度を冷却制御するためのシステムであって、
複数の使い捨てカートリッジを支持し、前記使い捨てカートリッジの各々が光学式分析装置によって光学分析されるべきサンプルを含む使い捨て光学カップを支持し、前記使い捨てカートリッジの内の一つに各々が関連する複数の入口開口及び出口開口を有するカルーセルと、
前記カルーセルの前記複数の入口開口及び出口開口の内の一つと各々が関連する複数の入口開口及び出口開口を有するターンテーブルと、
前記ターンテーブルの下方に位置し、前記サンプルの温度を制御するため、前記複数の入口開口及び出口開口を介して前記カルーセルから前記ターンテーブルに循環する空気を冷却するための少なくとも１つの熱電クーラを含む断熱板と、を備えるシステム。
【請求項２】
前記ターンテーブルが、スペーサによって隔てられた上板及び底板を含み、前記使い捨て光学カップ及び前記使い捨てカートリッジがプラスチックであり、前記使い捨て光学カップ内の試料の迅速な冷却のために、前記ターンテーブル、及び前記使い捨てカートリッジ及び前記使い捨て光学カップの前記プラスチックを通過する対流冷却が発生する請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
サンプルの温度を冷却制御するための前記システムが、前記光学式分析装置内に位置している請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記光学式分析装置内のサンプルの温度を冷却制御するための前記システムが、前記サンプルを所望の温度に冷却するように構成され、且つ前記光学式分析装置内で前記サンプルの処理が完了するまで前記サンプルの温度を前記所望の温度に実質的に維持するように構成される請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
マガジン内に保持されたサンプルの汚染を防止するためのシステムであって、
前記システムは、複数の使い捨てカートリッジを支持し、前記使い捨てカートリッジの各々が被分析サンプルを含む容器を支持するように構成された当該マガジンと、
前記マガジンの上部を密閉するように前記マガジンと協働するように構成されたカバーと、
前記カバーを適切な位置に保持するための少なくとも１つのロック部材と、を備えるシステム。
【請求項６】
前記カバーに対して取り外し可能に取付けられたハンドルを含む請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
マガジン内のサンプルを位置合わせするためのアラインメントシステムであって、
前記マガジンの外縁表面から内側に延出する少なくとも１つのノッチと、
前記少なくとも１つのノッチに隣接して位置する品質管理カートリッジと、
前記ノッチ及び前記品質管理カートリッジの位置を検出するためのセンサと、を備えるアラインメントシステム。
【請求項８】
前記ノッチ及び前記品質管理カートリッジが、検査を初期化し且つ前記マガジン内に収容された前記品質管理カートリッジの初期化点として機能する定位置を提供する請求項７に記載のアラインメントシステム。
【請求項９】
前記マガジンの内部に品質管理開口を含み、前記品質管理開口が前記品質管理カートリッジを受容するように構成される請求項７に記載のアラインメントシステム。
【請求項１０】
マガジン開口内における前記品質管理カートリッジの配置に関する目視基準を提供するための前記マガジンの底板の上面上に位置する複数の半径方向アラインメントマークを含む請求項７のアラインメントシステム。
【請求項１１】
前記品質管理カートリッジが、検査機器が正常に機能しているか確認するための検査基準を提供する請求項７に記載のアラインメントシステム。
【請求項１２】
サンプルの反射信号を最適化するためにマガジン内で円周方向に前記サンプルを位置合わせするための方法であって、
前記マガジンがカルーセルベースアセンブリを含み、サンプルに光を当てる工程と、前記サンプルからの光の反射を測定するための部材を設置する工程と、前記光の反射の信号が最大になるまで約９°の弧に沿って前記カルーセルベースアセンブリを左右に回転させる工程と、を備える方法。
【請求項１３】
サンプルプロセッサ内で使用するための複数の格納ドロワを保持するラックアセンブリのための転倒防止システムであって、
前記ラックアセンブリが前記複数の格納ドロワを保持するように構成された複数の縦横レールと、ベースレールと、を備え、前記ベースレールから延出するように構成された少なくとも１つの伸縮可能／格納可能な脚部を備える転倒防止システム。
【請求項１４】
１つ以上の前記格納ドロワが一度に引き出されることを防止するためのロック機構と、前記少なくとも１つの脚部が前記ベースレールから延出させるまで前記複数のドロワが開けられるのを防止するためのロック機構と、を含む請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
サンプルプロセッサ内でサンプルが結晶化することを防止するための方法であって、
サンプルがマガジン内に配置された時必要に応じて前記サンプルに加えられる処理液を加熱するための加熱装置を設置する工程と、前記サンプルを所望の温度に維持する工程と、を備える方法。
【請求項１６】
前記サンプルが約３７℃に維持される請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
生体サンプルの検査を行うためのプロセッサユニットで使用されるためのファン／フィルタ装置であって、
（ａ）前記プロセッサユニット内に空気を通し、前記プロセッサユニット内の所定の温度を維持するために前記空気が前記所定の温度を有するファンと、
（ｂ）前記空気が前記プロセッサユニット外部へ流出する時に前記空気を濾過するためのフィルタと、
（ｃ）前記プロセッサユニット内で前記空気を前記所定の温度に維持するために前記ファンの速度を調整するためのフィードバック制御ループと、を備える装置。
【請求項１８】
前記ファンが前記フィルタに隣接して位置するＨＥＰＡファンである請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
フィルタ交換の必要性を示すために前記フィルタ間での圧力降下を測定するための前記フィルタに隣接して位置する圧力センサを含む請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
生体検査システムとともに使用するためのプロセッサユニットであって、
サンプルを所定の温度に加熱するための加熱システムと、
前記サンプルを前記所定の温度に維持するためのファン／フィルタ装置と、
マガジンから遠心分離機へ管を移送するための移送アーム装置と、備えるプロセッサユニット。
【請求項２１】
前記移送アーム装置が６バー連動機構を備える請求項２０に記載のプロセッサユニット。
【請求項２２】
前記６バー連動機構が、前記マガジンの両側に位置決めされるように構成された一対のアームを備え、前記アームの夫々が２本の管を一度に移動するように構成された一対のグリッパを含み、前記マガジンから前記遠心分離機へ全部で４本の管を一度に移動可能にした請求項２１に記載のプロセッサユニット。
【請求項２３】
前記アームの各々が前記管の位置を検出するための光学センサを含む請求項２２に記載のプロセッサユニット。
【請求項２４】
前記グリッパが、前記マガジン内に保持された前記管の位置と前記遠心分離機内の位置決め開口との間隔差に従って軸方向に調整するように構成される請求項２２に記載のプロセッサユニット。
【請求項２５】
部分的に充填された遠心分離機の振動を減少するための方法であって、
少なくとも１本のバランス管を設置する工程と、
遠心分離機の回転中に前記遠心分離機の振動を減少するために前記遠心分離機の重量を平衡に分散させるため前記遠心分離機内に前記少なくとも１本のバランス管を効果的に位置決めする工程と、を備える方法。
【請求項２６】
サンプルを含む管の重量に対して前記バランス管の全重量を略等しくするように前記少なくとも１本のバランス管が重り付きの底部を有する請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記サンプルを含む管及び前記少なくとも１本のバランス管の最適な配置場所を決定するためのコンピュータ制御されたシステムを設置する工程を含む請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
生体検査システムにおけるプロセッサユニットとともに使用するための液体分注アームであって、
処理液に関連する第１の端部と、管に関連する第２の端部と、前記処理液を前記管内へ圧送するためのポンプと、を含む液体分注アーム。
【請求項２９】
前記ポンプが、前記処理液を前記管から取り除くための吸引力を加えるように構成される請求項２８に記載の分注アーム。
【請求項３０】
前記吸い上げた処理液を排出し、前記処理液を前記プロセッサユニットの外部へ破棄するための少なくとも１つの排出ポートを含む請求項２９に記載の分注アーム。
【請求項３１】
本アーム及び前記排出ポートが前記管の取り外しのため前記管に対して枢動可能である請求項３０に記載の分注アーム。
【請求項３２】
前記処理液を前記管へ分注する前に前記処理液を所定の温度に加熱するためのヒータを含む請求項２８に記載の分注アーム。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図８Ｅ】
【図８Ｆ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１５Ｂ】
【図１５Ｃ】
【図１５Ｄ】
【図１５Ｅ】
【図１５Ｆ】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２３Ａ】
【図２３Ｂ】
【図２３Ｃ】
【図２３Ｄ】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【図２５Ａ】
【図２５Ｂ】
【図２５Ｃ】
【図２６Ａ】
【図２６Ｂ】
【図２７Ａ】
【図２７Ｂ】
【図２７Ｃ】
【図２７Ｄ】
【図２７Ｅ】
【図２７Ｆ】
【図２８Ａ】
【図２８Ｂ】
【図２８Ｃ】
【図２８Ｄ】
【図２９Ａ】
【図２９Ｂ】
【図２９Ｃ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図８Ｅ】
【図８Ｆ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１５Ｂ】
【図１５Ｃ】
【図１５Ｄ】
【図１５Ｅ】
【図１５Ｆ】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２３Ａ】
【図２３Ｂ】
【図２３Ｃ】
【図２３Ｄ】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【図２５Ａ】
【図２５Ｂ】
【図２５Ｃ】
【図２６Ａ】
【図２６Ｂ】
【図２７Ａ】
【図２７Ｂ】
【図２７Ｃ】
【図２７Ｄ】
【図２７Ｅ】
【図２７Ｆ】
【図２８Ａ】
【図２８Ｂ】
【図２８Ｃ】
【図２８Ｄ】
【図２９Ａ】
【図２９Ｂ】
【図２９Ｃ】
【公表番号】特表２０１３−５０５４６７（Ｐ２０１３−５０５４６７Ａ）
【公表日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３０９７５（Ｐ２０１２−５３０９７５）
【出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４９６５８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０３５３０４
【国際公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（５０８０４１０１３）ポカード・ディアグノスティクス・リミテッド (4)
【氏名又は名称原語表記】ＰＯＣＡＲＥＤ ＤＩＡＧＮＯＳＴＩＣＳ， ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】３ ＨＡＩＭ ＰＥＫＥＲＩＳ ＳＴ．， ＲＡＢＩＮ ＰＡＲＫ， ＲＥＨＯＶＯＴ ７６７０５， ＩＳＲＡＥＬ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４９６５８
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０３５３０４
【国際公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（５０８０４１０１３）ポカード・ディアグノスティクス・リミテッド (4)
【氏名又は名称原語表記】ＰＯＣＡＲＥＤ ＤＩＡＧＮＯＳＴＩＣＳ， ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】３ ＨＡＩＭ ＰＥＫＥＲＩＳ ＳＴ．， ＲＡＢＩＮ ＰＡＲＫ， ＲＥＨＯＶＯＴ ７６７０５， ＩＳＲＡＥＬ
【Ｆターム（参考）】
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