自動臨床アナライザで用いる較正溶液システム
装填トレイから較正・品質管理溶液バイアルを取り出し、そしてこれらの溶液バイアルを較正・品質管理溶液サーバにおいて生化学アナライザに格納するようになっているシャトルを使用して較正・精度管理プロトコルを自動的に実施するようになっている生化学アナライザ。さらに、このアナライザは、自動的に、較正・品質管理溶液バイアルの開口部を覆っている蓋を穿刺し、バイアルから或る量の溶液を吸引し、この溶液を検査用キュベットに計量分配し、それによって作業者介入の必要性をなくすようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、尿、血清、血漿、脳脊髄液などのような患者の生物学的流体サンプルを自動的に分析する装置に関する。一層詳しくは、本発明は、生物学的流体を分析するようになっている自動生化学アナライザ内で品質管理手順を実施するときに必要なプロセスを自動化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者の診断および治療に関連した数多くの評価分析は、患者の感染部、体液または膿瘍部のサンプルを使用して自動生化学アナライザで実施することができる。一般的に、このような生化学アナライザは、被検物質特異的化学試薬および反応監視手段の組み合わせを使用して、或る特定の被検物質を含むと推測される液体サンプル内のこの特定物質または被検物質の存在または濃度を評価分析または決定する。患者サンプルは、代表的には、管状バイアルに入れ、このバイアルから抽出し、特殊な反応キュベット内で種々の試薬と混ぜ合わせ、インキュベートし、分析して患者の治療の助けとする。代表的な臨床生化学アナライザでは、１つまたはそれ以上の評価分析試薬を別々の時刻に液体サンプルに添加し、このサンプル・試薬溶液を混ぜ合わせ、反応キュベット内でインキュベートする。サンプル・試薬溶液と相互作用する検査用放射線ビームを使用して分析測定、たとえば、濁度または蛍光または吸収の読み取りなどを行ってエンドポイント値またはレート値を確認し、それから被検物質の量を決定することができる。
【０００３】
自動生化学アナライザは、周知であり、ほぼ普遍的に、或る種の較正曲線を使用する。この較正曲線は、被検物質の存在に対応して反応監視手段の発生する信号に対する或る既知の被検物質濃度を有する、慎重に調製した溶液内の被検物質濃度と関連している。このような溶液は、「キャリブレータ」または「較正溶液」または「標準溶液」と呼ばれており、或る種の栓で閉じた管状バイアル内に入れてある。既知の予め決めた種々の被検物質濃度を持たせて慎重に調製しておいた多数の較正溶液を用いることによって或る化学アナライザについての完全な較正曲線を確立することは生化学分析業界では通常実務である。これらの較正溶液は一回またはそれ以上の回数評価分析し、その結果生じた反応信号をそれぞれの既知被検物質濃度に対してプロットする。次いで、反応信号と被検物質濃度の関係の正確な反復を生じさせるように選んだいくつかの数学的技術のいずれかを使用して連続較正曲線を作成する。較正曲線の形状は、試薬、被検物質およびアナライザの電気機械設計の複雑な相互作用の影響を受ける。したがって、理論的な被検物質・試薬反応が知られている場合でも、一般的には、数学的な技術を使用して許容できる較正曲線を得る必要がある。完全な較正曲線を確立する際に使用される被検物質濃度の範囲は、代表的には、血液、血清、血漿、尿などのような生物学的サンプル内に見いだされると予想される被検物質濃度の範囲の前後に広がるように選ばれる。ここで、「較正溶液」なる用語は、適切なアナライザ動作を確認はするが、このアナライザ動作を較正しないように使用されるゼロレベル、高レベルの被検物質を代表的に有するいわゆる「品質管理」溶液も含む。
【０００４】
報告することができる当たりのコストを減らすよう臨床検査室への圧力が高まっていることにより、自動生化学アナライザの総コストパフォーマンスの向上が絶えず必要である。特に、決まりきったアナライザ較正プロトコルを行う際の作業者介入の必要性を最小限に抑えて全作業コストを減らすことが求められている。作業者介入を最小限に抑えるための積極的な一助は、必要に応じて連続的な較正溶液供給を自動的に行って広範囲にわたるアナライザ較正プロトコルを実施する能力である。
【０００５】
問題があるのは、アナライザを較正するためこの業界で使用されている現行の手順では、冷領域から必要な較正溶液を収容しているバイアルを取り出し、代表的にはキャップを外したり、栓を抜いたりすることによって閉じたバイアルなどを開き、較正溶液の一部を吸引し、おそらくは希釈溶液を調製して或る範囲の被検物質濃度を得、いくつかの較正溶液またはすべての較正溶液を検査用キュベットに計量分配することを作業者がしなければならないということである。或る場合には、較正溶液は、それが安定した状態にある有効寿命が短いので、安定性に劣る液体としてよりもむしろより安定した粉末形態で供給される。使用に先立って、粉末状または凍結乾燥させた較正溶液を収容しているバイアルを作業者が開き、或る精密な量の蒸留水または脱イオン水を使用して再水和し、バイアルを再閉鎖してから振り動かし、凍結乾燥させたキャリブレータ全部を溶解させてから較正溶液の一部を吸引する。次いで、検査用キュベットの内容物をアナライザによって評価分析し、その結果を用いて、アナライザが適切な較正状態にあることを確認したり、適切な較正状態を達成するためにアナライザの較正曲線を調節したりする。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の目的は、いつ、そして、どの較正溶液をアナライザによって評価すべきかを決定し、較正および品質管理プロトコルを自動的に実施すると共に、適正かつ正確な分析状態にアナライザを維持するのに必要な調節を自動的に実施するようになっているランダム・アクセス生化学アナライザを提供することにある。本発明にとって重要な較正溶液バイアル供給システムは、較正溶液バイアルを装填トレイから取り出し、そしてこれらの溶液バイアルを較正溶液サーバで生化学アナライザに格納する（ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ）容器シャトルを使用する。さらに、アナライザは、自動的に、較正溶液バイアルの開口部を覆っている蓋を穿刺し、或る量の溶液を吸引し、この溶液を検査用キュベットに計量分配して従来必要とされていた作業者介入をなくすようになっている。したがって、このシステムは、較正溶液バイアル装填トレイ、少なくとも１つの較正溶液バイアル・サーバ、および少なくとも１つの較正溶液吸引位置の間で較正溶液バイアルを移動させることによって、多数の異なった較正溶液容器を吸引位置に位置させる融通性を持ったランダム・アクセス較正溶液供給システムとなる。
【０００７】
本発明は、本出願の一部をなす添付図面と関連して行う以下の詳細な説明からより完全に理解して貰えよう。
図１は、本発明を実施するようになっている自動アナライザの概略平面図である。
図２は、図１のアナライザの一部拡大概略平面図である。
図３は、図１のアナライザの自動アリクォット受け器アレイ保管・取り扱いユニットの斜視図である。
図４は、図１のアナライザで役に立つアリクォット受け器アレイの斜視図である。
図５は、図１のアナライザで役に立つ多区画式の細長い試薬カートリッジ・較正溶液・管理溶液バイアル・キャリアの斜視図である。
図５Ａは、図１のアナライザで役に立つ較正溶液・管理溶液バイアル・キャリアの斜視図である。
図５Ｂは、図５Ａの較正溶液・管理溶液バイアル・キャリアの頂平面図である。
図６は、本発明を実施する際に役に立つ較正溶液バイアル管理システムの頂平面図である。
図７は、本発明を実施する際に役に立つ単一の双方向リニア・シャトルの斜視図である。
図８は、本発明を実施する際に役に立つ較正溶液吸引・計量分配システムの概略図である。
図９は、図５Ａの較正溶液・管理溶液バイアル・キャリアと連動する図８の較正溶液吸引・計量分配システムの概略図である。
【０００８】
図１は、図２と共に、本発明を有利に実行できる自動化学アナライザ１０の諸要素を概略的に示している。アナライザ１０は、キュベット・ポート２０を形成した外側キュベット回転コンベヤ１４と受け器ポート２２を形成した内側キュベット回転コンベヤ１６とを支持している反応回転コンベヤ１２を含み、外側キュベット回転コンベヤ１４と内側キュベット回転コンベヤ１６は開放溝１８によって分離されている。キュベット・ポート２０は、在来の臨床評価分析および免疫測定評価分析のための種々の試薬およびサンプル液を収容している複数の反応キュベット２４を受け入れるようになっている。一方、受け器ポート２２は、超高感度発光免疫測定専用の試薬を収容している複数の反応受け器２５を受け入れるようになっている。反応回転コンベヤ１２は、一定方向に段階的または周期的に移動するように回転可能であり、これらの移動は一定の滞留時間によって分離されており、この滞留時間中、回転コンベヤ１２は静止状態に留まり、センサ、試薬添加ステーション、混合ステーションなどのコンピュータ制御式評価分析操作デバイス１３が、必要に応じて、キュベット２４内に収容されている評価分析混合物に作用する。
【０００９】
アナライザ１０は、イリノイ州ディアフィールドのDade Behring Inc.の販売しているDimension(R)臨床化学アナライザで使用され、コンピュータ・ベースの電気機械管理プログラミングの分野で当業者によって広く使われているような、機械言語で書かれたコンピュータ・プログラムに基づいてコンピュータ１５が実行するソフトウェアによって制御される。コンピュータ１５は、アナライザ１０内の種々の分析手段１７によって行われる評価分析を実施するためのアプリケーション・ソフトウェア・プログラムも実行する。
【００１０】
温度制御式保管領域またはサーバ２６、２７、２８が、本発明の譲受人に譲渡された同時係属出願０９／９４９１３２に記載されているような所与の評価分析を実施するように必要に応じてウェル３２内に試薬を収容している、図５に示すような複数の多区画式の細長い試薬カートリッジ３０を格納する。試薬カートリッジ３０は、試薬容器３０を初めてアナライザ１０上へ置いたときはいつでも、試薬容器３０が新しくて未使用のものか、または、試薬容器３０が以前に使用されたものかどうか自動的に決定するセンサ機構３１を備えている。サーバ２６は、図５Ａ、５Ｂに示すような、本発明によるアナライザ１０によって較正手順で使用されることになっているバイアル３０Ｖ内に較正溶液または品質管理溶液を入れた較正溶液バイアル・キャリア３０Ａも格納する。図６に関連して後述するように、サーバ２６は、第１の回転コンベヤ２６Ａを含み、この第１の回転コンベヤ２６Ａでは、試薬カートリッジ３０およびバイアル・キャリア３０Ａを、吸引・計量分配アーム６０によってアクセスできるように第２の回転コンベヤ２６Ｂへ移動させるまで格納することができる。図６は、回転コンベヤ２６Ａおよび回転コンベヤ２６Ｂが同心の円形で、第１の回転コンベヤ２６Ａが第２の回転コンベヤ２６Ｂの内側にある有利な実施形態を示している。試薬容器３０およびバイアル・キャリア３０Ａは、それらを後述する往復動位置に自動的に移送するようになっている装填トレイ２９内に置くことによって作業者が装填することができる。
【００１１】
このアナライザ１０において最適評価分析処理量を維持するのに重要なファクタは、入っている試薬を使い切る前にサーバ２６、２７、２８に時機良く試薬容器３０を補給する能力である。同様に、入っている溶液を使い切る前にサーバ２６に時機良くバイアル３０Ｖ内の較正溶液を補給し、較正間の時間、または前回の較正以降に実施した評価分析の数、または正常範囲から外れた評価分析結果の数、またはアナライザの性能の変化のいずれに基づくかにかかわらず、必要に応じて較正手順および管理手順を行うことができる能力も重要である。この課題は、使い切る前に較正手順および管理手順で使用する必要な追加の較正溶液を時機良くアナライザ１０に与え、それによってアナライザ１０の評価分析処理量を連続的に維持することによって解決することができる。
【００１２】
評価分析処理量の継続性を維持するために、本発明によって教示するように、コンピュータ１５は、特に定めた期間にわたって試薬容器毎、較正バイアル容器毎、品質管理容器毎、評価分析毎、較正基準毎に各試薬容器３０で消費されたすべての試薬および各バイアル容器３０Ａで消費された較正溶液の消費日時と共に、試薬および評価分析化学溶液の消費量を追跡するようにプログラムする。この消費データ、時刻および既に保管領域２６内に装填されている試薬容器３０および較正バイアル３０Ｖの現在の格納データを使用することで、コンピュータ１５は、特に定めた期間にわたる将来の評価分析在庫目録（ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ）需要を決定するように特に定めた期間にわって在庫目録需要分析を行い、試薬容器３０および較正バイアル３０Ｖが実際に必要となる前に将来の適切な時機に必要となる試薬容器３０および較正バイアル３０Ｖすべてのリストを作業者に表示または発行するようにプログラムする。いくつかの例では、試薬容器３０の試薬は、使用前に水和するか希釈しなければならず、このような時間要因も在庫目録需要分析に含まなければならない。前記試薬容器３０および較正バイアル・キャリア３０Ａの作業者による追加により、充分な試薬および較正溶液の供給が確実になり、アナライザ１０の将来の必要性を連続的に満たし、アナライザ１０を適切な作動状態に維持する。
【００１３】
本明細書の読者には明らかなように、特に定めた期間にわたる較正溶液在庫目録需要分析を行うことは、特に定めた期間にわたって平均した在庫目録需要分析を使用することとは対照的に、本発明を実践する際の主要な要因である。ここで発見したのは、評価分析需要装填パターン、したがって、通常の較正プロトコルおよび品質管理プロトコルのための需要パターン、たとえば月曜日のパターンは、たとえば木曜日の需要パターンとは非常に異なる可能性があるということである。さらに、たとえば所与の曜日の需要装填パターンは、以前のいくつかの同じ曜日の需要装填パターンに非常に良く似る可能性が大きいことを発見したのである。特に定められた需要パターンの原則は、或る範囲の社会的な慣例であるいくつかのファクタに起因する。たとえば、代表的には週末のスポーツ競技、および／または休日に多くなる社交行事などに起因する。さらに、効率上の理由で、或る臨床検査室では、週のほぼ中日に評価分析を選ぶ、たとえばＰＳＡ検査を行うようにスケジュールを組み、週の早い時期に或る通院患者検査、たとえばグルコース検査を行うようにスケジュールを組む。最後に、或る外科医は、週の始めに或る種の外科手術を行い、週末近くに他のタイプの手術を行うようにスケジュールを組み、手術前患者評価分析の日毎のパターンを異ならせるようにしている。需要パターンにさらに関与するのは、たとえば、検査室が地方コミュニティよりもトラウマが多そうな都市コミュニティで稼働しているかどうか、検査室が医療研究大学で稼働しているかどうか、検査室が小児科病院のような専門病院で稼働しているかどうかなどに応じて、異なった検査室が異なった評価分析需要パターンを持つという事実である。
【００１４】
定期的に、たとえば毎日、本発明の教示するように、較正・品質管理溶液消費データは、研究所情報システム（ＬＩＳ）または病院情報システム（ＨＩＳ）内に位置する外部コンピュータ・システム、または、遠隔の較正・品質管理バイアル３０Ａの製造業者のところにある製造業者情報システム（ＭＩＳ）にも転送される。外部コンピュータ・システムは、この消費データを使用して、バイアル３０Ｖ内の較正溶液が将来の使用のために局所的在庫目録において確実に利用できるように時機良くバイアル３０Ｖの再注文の必要性を決定する。本発明の好ましい実施形態では、バイアル３０Ｖの消費データは、較正バイアル３０Ｖの製造業者が使用し、製造出荷データと比較して再注文量を決定する。製造業者は、アナライザ１０の場所への連続的な供給を確保するように必要に応じてアナライザ１０の場所に付加的な較正バイアル３０Ｖを自動的に出荷する。
【００１５】
白抜きの矢印で示す入力レーン３６Ａおよび出力レーン３６Ｂを有する双方向送入・送出サンプル・チューブ移送システム３４は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第６,５７１,９３４号に記載されているような磁気駆動システムを使用して、検査しようとしている試料液を収容する個々の送入サンプル・チューブ４０を移送し、液体サンプル採取アリクォッタ３８の下にあるサンプル・チューブ・ラック４２内に装填する。サンプル・チューブ４０に入っている試料液は、在来のバーコードリーダを使用して、このサンプル・チューブに付けたバーコード記号を読み取ることによって特定され、例えば患者の身元、実施されるべき検査、サンプル・アリクォットがアナライザ１０内に保持されることになっているかどうか、その場合どのくらいの期間保持するかを決定する。また、サンプル・チューブ・ラック４２上にバーコード記号を設け、アナライザ１０全体にわたって据え付けた多数のバーコードリーダを使用してサンプル・チューブ４０およびラック４２の位置を確認、制御、追跡することも普通の実務である。
【００１６】
或る量のサンプル流体がラック４２上のすべてのサンプル流体チューブ４０から吸引されて、サンプル採取アリクォッタ３８によってアリクォット受け器４４Ｖに計量分配された後、成功した評価分析結果が得られるまでラック４２はバッファ・ゾーンに保持してもよい。サンプル流体ラック４２がサンプル採取ゾーンまたはバッファ・ゾーンに保持されているかどうかに関係なく、バッファ・ゾーンと組み合わせた往復動機構４３がサンプル流体ラック４２を出力レーン３６Ｂ上へ置く。出力レーン３６Ｂは、磁気駆動システムと共に、サンプル流体チューブ４０を収容しているラック４２を、出力レーン３６Ｂの終端に向かって、作業者が容易にアクセス可能であってラック４２をアナライザ１０から取り出すのが便利であるアナライザ１０の正面領域まで移動させる。
【００１７】
サンプル流体チューブ４０に入っている試料液は、在来のバーコードリーダを使用して、このサンプル流体チューブに付けたバーコード記号を読み取ることによって特定され、例えば患者の身元、実施されるべき検査、サンプル流体アリクォットがアナライザ１０内に保持されることになっているかどうか、その場合どのくらいの期間保持するかを決定する。また、サンプル流体チューブ・ラック４２上にバーコード記号を設け、アナライザ１０全体にわたって据え付けた多数のバーコードリーダを使用してサンプル流体チューブ４０およびサンプル流体チューブ・ラック４２の位置を確認、制御、追跡することも普通の実務である。
【００１８】
図６に示すアリクォット受け器アレイ移送システム５０は、アリクォット受け器アレイ保管・計量分配モジュール５１と、図１に示すように、反応回転コンベヤ１２に接近して設置したサンプル流体吸引・計量分配アーム５４の下方に多数のアリクォット受け器アレイ・トラック５７内のアリクォット受け器アレイ４４を双方向移動させるようになっている多数のリニア駆動モータ５２とを含む。サンプル流体吸引・計量分配アーム５４は、コンピュータ１５によって制御され、在来の液体プローブ５４Ｐを使用してトラック５３内のサンプル採取位置に位置した個々の受け器４４Ｖから制御した量のサンプル流体を吸引し、次いで、液体プローブ５４Ｐが計量分配位置に移動するようになっており、この計量分配位置において、適切な量の吸引サンプル流体がキュベット・ポート２０にある１つまたはそれ以上のキュベット２４に計量分配され、アナライザ１０が検査を行う。サンプル流体が反応キュベット２４に計量分配された後、在来の移行手段が、必要に応じて、アリクォット受け器アレイ移送システム５０、環境室４８、廃棄領域（図示せず）間でアリクォット受け器アレイ４４を移動させる。
【００１９】
それぞれ在来の液体プローブ６０Ｐ、６１Ｐ、６２Ｐを含む多数の吸引・計量分配アーム６０、６１、６２は、独立して装着してあり、それぞれのサーバ２６、２７、２８と外側キュベット回転コンベヤ１４との間を移動できる。プローブ６０Ｐ、６１Ｐ、６２Ｐは、試薬添加位置で指定の評価分析を行うのに必要な試薬を適切な試薬カートリッジ３０にあるウェル３２から吸引する在来の機構を含む。プローブ６０Ｐ、６１Ｐ、６２Ｐは、次いで、計量分配位置まで移動させられ、そこで、外側キュベット回転コンベヤ１４にあるキュベット・ポート２０に収容されたキュベット２４に試薬を計量分配する。多数の試薬カートリッジ３０が、サーバ２６、２７、２８内に制御環境状態で格納されている。同様に、多数の較正溶液バイアル３０Ｖが、サーバ２６内に制御環境状態において格納され、これらに吸引・計量分配アーム６０が必要に応じてアクセスして、必要に応じて較正・品質管理プロトコルを行い、アナライザ１０を適切な作動状態に維持することができる。アナライザ１０の高い評価分析処理量を維持する際に重要な要因は、必要な較正溶液および制御溶液の入っている多種多様なバイアル３０Ｖを格納し、試薬保管領域２６Ａ、２６Ｂ内で多数の較正・品質管理プロトコルを実施し、次いで、プローブ６０Ｐがアクセスできるように、吸引・計量分配位置へこれらのバイアルをランダムに迅速に移送する能力である。
【００２０】
図６は、図７と共に、バイアル・キャリア３０Ａをシャトル７２下方の装填位置に自動的に位置させるモータ駆動式レーキ７３を有する装填トレイ２９からバイアル・キャリア３０Ａを取り出すようになっている単一の双方向リニア・シャトル７２を示している。バイアル３０Ｖは、在来のバーコード状のしるしおよび装填トレイ２９近くに設けたバーコードリーダ４１を使用してそこに入っている較正溶液、管理溶液のタイプが識別され、そして隔壁３２Ｓで密閉される。コンピュータ１５は、バイアル・キャリア３０Ａがアナライザ１０内に移送されるにつれて、キャリア内に支えられたあらゆるバイアル３０Ｖの位置を追跡するようにプログラムしてある。試薬容器シャトル７２が図７に示すように単一のバイアル・キャリア３０Ａを移送している例では、シャトル７２は、本発明の譲受人に譲渡された同時係属の米国特許出願通し番号第１０／６２３,３１１号に記載されているように、使用時に往復駆動ベルト７２Ｂに生じる可能性のある長さ変化を補正するか、または急激な方向転換中に駆動ベルト７２Ｂに生じる可能性のある張力変化を補正し、それにより、該駆動ベルト７２Ｂが摩耗したときでもバイアル・キャリア３０Ａがその意図した位置に正確に位置できるように設計した自動テンショナ７２Ｇを含む。テンショナ７２Ｇの使用時、モータ７２Ｍはコンピュータ１５によって制御されて、時計回りおよび反時計回りの方向に駆動ベルト７２Ｂを循環させ、バイアル・キャリア３０Ａを回転コンベヤ２６のスロット内に位置させる。図７において、駆動ベルト７２Ｂには、エッジ・ガイド７２Ｃによってバイアル・キャリア３０Ａが取り付けてあり、その結果、較正溶液または品質管理溶液のバイアル３０Ｖを収容しているバイアル・キャリア３０Ａが、双頭矢印で示す方向に沿って双方向に往復動することができる。したがって、シャトル７２は、バイアル・キャリア３０Ａをサーバ２６内のスロット内に配置し、これらのバイアル・キャリア３０Ａをサーバ２６内の２つの同心の回転コンベヤ２６Ａ、２６Ｂのいずれかに配置するようになっている。シャトル７２は、２つの同心の回転コンベヤ２６Ａ、２６Ｂ間でバイアル・キャリア３０Ａを移動させるようにもなっている。円弧状双頭矢印で示すように、回転コンベヤ２６Ａは左右両方向に回転してそこに配置されたバイアル・キャリア３０Ａのうち任意特定のものを試薬吸引アーム６０下方に置くことができる。
【００２１】
図６の試薬容器シャトル２７Ｓ、２８Ｓは、図７に示すキャリア・シャトル７２と設計が類似している。試薬吸引アーム６０、６１、６２は点線で示してあり、これは回転コンベヤ２６Ｂおよび試薬容器トレイ２７Ｔ、２８Ｔのそれぞれに格納された試薬容器３０の面より手前に位置していることを表している。前述の説明から明らかなように、シャトル７２は、試薬容器装填トレイ２９、試薬容器トレイ２７Ｔ、２８Ｔ、回転コンベヤ２６Ａ、２６Ｂ間で試薬容器３０を移動させることもできる。さらに、シャトル２７Ｓ、２８Ｓは、試薬容器トレイ２７Ｔ、２８Ｔ内の試薬容器３０を適切な吸引位置へ（または、シャトル７２下方の装填位置へ）移動させることができ、試薬用回転コンベヤ２６Ａ、２６Ｂは、任意の試薬容器３０を試薬吸引アーム６０下方に置くことができ、ランダム・アクセス式試薬供給システムとなる。
【００２２】
本発明を実施するに際して役に立つ吸引・計量分配アーム６０およびプローブ６０Ｐは、図８に示すように、水平方向駆動部要素６０Ｈ、垂直方向駆動部要素６０Ｖ、洗浄モジュール要素６０Ｗ、洗浄マニホルド要素６０Ｍからなり、表１に記載する主機能を有する。水平方向駆動部要素６０Ｈおよび垂直方向駆動部要素６０Ｖは、代表的には、コンピュータ制御のステップ・モータまたはリニア・アクチュエータであり、コンピュータ１５によって制御されて精密に制御された運動を行う。
【００２３】
【表１】
【００２４】
図９は、プローブ６０Ｐを、普通の構成の内外面を有し、洗浄マニホルド６０Ｍによって支持された在来型の中空の液体担持用ボアとして示してあり、洗浄マニホルド６０Ｍは、中空空気チューブ７０によって三方向弁７１に接続してある。プローブ６０Ｐは、好ましくは、隔壁３０Ｓを貫いて挿入するときに摩擦を減らすように設計したテーパ付きの先端を有し、いくつかのねじ状コネクタ（図示せず）を用いるか、または、溶接するかすることで洗浄マニホルド６０Ｍに連結してもよい。弁７１は、場合に応じて、空気チューブ７０を（１）大気通気チューブ７４および空気供給源７５に接続した通気弁７３に接続したり、（２）中空空気チューブ７７によってピストン型シリンジ・ポンプ７６接続したりするように作動可能である。在来の空気圧力測定トランスデューサ７８が、ポンプ７６と弁７１との間で中空空気チューブ７９によって空気チューブ７７に接続してある。
【００２５】
図９は、プローブ６０Ｐを、バイアル３０Ｖの隔壁３０Ｓを穿刺し、バイアル３０Ｖに入っている較正溶液または品質管理溶液内に位置した状態で示している。レベル検知手段、たとえば周知の容量性信号を使用するレベル検知手段を使用してプローブ６０Ｐが確実に液体に没するようにすると良い。ピストン７６が起動すると、それが動く距離がコンピュータ１５によって制御され、制御した量の較正溶液または品質管理溶液がプローブ６０Ｐ内に吸引される。このプロセス中、弁７１は、通気チューブ７２には閉じているが、空気チューブ７７および空気チューブ７０には開いている。弁７１は、場合に応じて、大気通気チューブ７４に接続される通気弁７３に空気チューブ７０を接続するように作動可能である。バイアル３０Ｖからの較正溶液または品質管理溶液の吸引が完了した後、洗浄マニホルド６０Ｍが、垂直方向駆動部６０Ｖによって上昇し、プローブ６０Ｐが回転コンベヤ１４のポート２０に支持された１つのキュベット２４に較正溶液または品質管理溶液を計量分配することができるように水平方向駆動部６０Ｈによって位置決めされる。図９は、洗浄マニホルド６０Ｗを、中空液体搬送チューブ８１によって接続したフラッシュ弁８２を含むものとしても示している。フラッシュ弁８２は、中空液体チューブ８３によって液体搬送チューブ８１を加圧すすぎ洗い水源８４に接続するように作動可能である。
【００２６】
この説明から当業者には明らかなように、回転コンベヤ２６Ａ、２６Ｂが任意のバイアル・キャリア３０Ａを吸引アーム６０下方に位置させる能力との組み合わせでシャトル７２がバイアル・キャリア３０Ａを装填トレイ２９とサーバ２６Ａ、２６Ｂとの間で移動させる能力と、吸引・計量分配アーム６０およびプローブ６０Ｐが閉じたバイアル３０Ｖから溶液にアクセスできる能力とにより、融通性のあるランダム・アクセス・バイアル・キャリア３０Ａ供給システムを得ることができ、必要に応じてキュベット２４に多数の異なった較正溶液を供給し、自動的に較正プロトコルを実施すると共に、作業者介入の必要なしにアナライザを適切で精密な分析状態に維持するように必要に応じて調節を行える。
【００２７】
本発明が広範囲にわたる利用、応用の余地があることは当業者であれば容易に理解するべきである。ここに開示したもの以外の本発明の多くの実施形態および適用ならびに多くの変更、修正および同等の配置が、本発明の実質または範囲から逸脱することなく本発明およびその前記の説明から明らかであり、また、合理的に示唆されている。
【００２８】
したがって 、本発明を特定の実施形態に関して詳しくここに説明してきたが、この開示が本発明の例示に過ぎず、単に発明の完全な可能性のある開示を行う目的のためにのみなされたものであることは了解されたい。前述の開示は、本発明を限定することを意図したり、そう解釈されるべきものではなく、または、任意他の実施形態、適用、変更、修正、同等の配置を排除することを意図したり、そう解釈されるべきものではなく、本発明は、本明細書に添付した特許請求の範囲およびその同等物によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明を実施するようになっている自動アナライザの概略平面図である。
【図２】図１のアナライザの一部拡大概略平面図である。
【図３】図１のアナライザの自動アリクォット受け器アレイ保管・取り扱いユニットの斜視図である。
【図４】図１のアナライザで役に立つアリクォット受け器アレイの斜視図である。
【図５】図１のアナライザで役に立つ多区画式の細長い試薬カートリッジ・較正溶液・管理溶液バイアル・キャリアの斜視図である。
【図５Ａ】図１のアナライザで役に立つ較正溶液・管理溶液バイアル・キャリアの斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａの較正溶液・管理溶液バイアル・キャリアの頂平面図である。
【図６】本発明を実施する際に役に立つ較正溶液バイアル管理システムの頂平面図である。
【図７】本発明を実施する際に役に立つ単一の双方向リニア・シャトルの斜視図である。
【図８】本発明を実施する際に役に立つ較正溶液吸引・計量分配システムの概略図である。
【図９】図５Ａの較正溶液・管理溶液バイアル・キャリアと連動する図８の較正溶液吸引・計量分配システムの概略図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、尿、血清、血漿、脳脊髄液などのような患者の生物学的流体サンプルを自動的に分析する装置に関する。一層詳しくは、本発明は、生物学的流体を分析するようになっている自動生化学アナライザ内で品質管理手順を実施するときに必要なプロセスを自動化する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者の診断および治療に関連した数多くの評価分析は、患者の感染部、体液または膿瘍部のサンプルを使用して自動生化学アナライザで実施することができる。一般的に、このような生化学アナライザは、被検物質特異的化学試薬および反応監視手段の組み合わせを使用して、或る特定の被検物質を含むと推測される液体サンプル内のこの特定物質または被検物質の存在または濃度を評価分析または決定する。患者サンプルは、代表的には、管状バイアルに入れ、このバイアルから抽出し、特殊な反応キュベット内で種々の試薬と混ぜ合わせ、インキュベートし、分析して患者の治療の助けとする。代表的な臨床生化学アナライザでは、１つまたはそれ以上の評価分析試薬を別々の時刻に液体サンプルに添加し、このサンプル・試薬溶液を混ぜ合わせ、反応キュベット内でインキュベートする。サンプル・試薬溶液と相互作用する検査用放射線ビームを使用して分析測定、たとえば、濁度または蛍光または吸収の読み取りなどを行ってエンドポイント値またはレート値を確認し、それから被検物質の量を決定することができる。
【０００３】
自動生化学アナライザは、周知であり、ほぼ普遍的に、或る種の較正曲線を使用する。この較正曲線は、被検物質の存在に対応して反応監視手段の発生する信号に対する或る既知の被検物質濃度を有する、慎重に調製した溶液内の被検物質濃度と関連している。このような溶液は、「キャリブレータ」または「較正溶液」または「標準溶液」と呼ばれており、或る種の栓で閉じた管状バイアル内に入れてある。既知の予め決めた種々の被検物質濃度を持たせて慎重に調製しておいた多数の較正溶液を用いることによって或る化学アナライザについての完全な較正曲線を確立することは生化学分析業界では通常実務である。これらの較正溶液は一回またはそれ以上の回数評価分析し、その結果生じた反応信号をそれぞれの既知被検物質濃度に対してプロットする。次いで、反応信号と被検物質濃度の関係の正確な反復を生じさせるように選んだいくつかの数学的技術のいずれかを使用して連続較正曲線を作成する。較正曲線の形状は、試薬、被検物質およびアナライザの電気機械設計の複雑な相互作用の影響を受ける。したがって、理論的な被検物質・試薬反応が知られている場合でも、一般的には、数学的な技術を使用して許容できる較正曲線を得る必要がある。完全な較正曲線を確立する際に使用される被検物質濃度の範囲は、代表的には、血液、血清、血漿、尿などのような生物学的サンプル内に見いだされると予想される被検物質濃度の範囲の前後に広がるように選ばれる。ここで、「較正溶液」なる用語は、適切なアナライザ動作を確認はするが、このアナライザ動作を較正しないように使用されるゼロレベル、高レベルの被検物質を代表的に有するいわゆる「品質管理」溶液も含む。
【０００４】
報告することができる当たりのコストを減らすよう臨床検査室への圧力が高まっていることにより、自動生化学アナライザの総コストパフォーマンスの向上が絶えず必要である。特に、決まりきったアナライザ較正プロトコルを行う際の作業者介入の必要性を最小限に抑えて全作業コストを減らすことが求められている。作業者介入を最小限に抑えるための積極的な一助は、必要に応じて連続的な較正溶液供給を自動的に行って広範囲にわたるアナライザ較正プロトコルを実施する能力である。
【０００５】
問題があるのは、アナライザを較正するためこの業界で使用されている現行の手順では、冷領域から必要な較正溶液を収容しているバイアルを取り出し、代表的にはキャップを外したり、栓を抜いたりすることによって閉じたバイアルなどを開き、較正溶液の一部を吸引し、おそらくは希釈溶液を調製して或る範囲の被検物質濃度を得、いくつかの較正溶液またはすべての較正溶液を検査用キュベットに計量分配することを作業者がしなければならないということである。或る場合には、較正溶液は、それが安定した状態にある有効寿命が短いので、安定性に劣る液体としてよりもむしろより安定した粉末形態で供給される。使用に先立って、粉末状または凍結乾燥させた較正溶液を収容しているバイアルを作業者が開き、或る精密な量の蒸留水または脱イオン水を使用して再水和し、バイアルを再閉鎖してから振り動かし、凍結乾燥させたキャリブレータ全部を溶解させてから較正溶液の一部を吸引する。次いで、検査用キュベットの内容物をアナライザによって評価分析し、その結果を用いて、アナライザが適切な較正状態にあることを確認したり、適切な較正状態を達成するためにアナライザの較正曲線を調節したりする。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の目的は、いつ、そして、どの較正溶液をアナライザによって評価すべきかを決定し、較正および品質管理プロトコルを自動的に実施すると共に、適正かつ正確な分析状態にアナライザを維持するのに必要な調節を自動的に実施するようになっているランダム・アクセス生化学アナライザを提供することにある。本発明にとって重要な較正溶液バイアル供給システムは、較正溶液バイアルを装填トレイから取り出し、そしてこれらの溶液バイアルを較正溶液サーバで生化学アナライザに格納する（ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ）容器シャトルを使用する。さらに、アナライザは、自動的に、較正溶液バイアルの開口部を覆っている蓋を穿刺し、或る量の溶液を吸引し、この溶液を検査用キュベットに計量分配して従来必要とされていた作業者介入をなくすようになっている。したがって、このシステムは、較正溶液バイアル装填トレイ、少なくとも１つの較正溶液バイアル・サーバ、および少なくとも１つの較正溶液吸引位置の間で較正溶液バイアルを移動させることによって、多数の異なった較正溶液容器を吸引位置に位置させる融通性を持ったランダム・アクセス較正溶液供給システムとなる。
【０００７】
本発明は、本出願の一部をなす添付図面と関連して行う以下の詳細な説明からより完全に理解して貰えよう。
図１は、本発明を実施するようになっている自動アナライザの概略平面図である。
図２は、図１のアナライザの一部拡大概略平面図である。
図３は、図１のアナライザの自動アリクォット受け器アレイ保管・取り扱いユニットの斜視図である。
図４は、図１のアナライザで役に立つアリクォット受け器アレイの斜視図である。
図５は、図１のアナライザで役に立つ多区画式の細長い試薬カートリッジ・較正溶液・管理溶液バイアル・キャリアの斜視図である。
図５Ａは、図１のアナライザで役に立つ較正溶液・管理溶液バイアル・キャリアの斜視図である。
図５Ｂは、図５Ａの較正溶液・管理溶液バイアル・キャリアの頂平面図である。
図６は、本発明を実施する際に役に立つ較正溶液バイアル管理システムの頂平面図である。
図７は、本発明を実施する際に役に立つ単一の双方向リニア・シャトルの斜視図である。
図８は、本発明を実施する際に役に立つ較正溶液吸引・計量分配システムの概略図である。
図９は、図５Ａの較正溶液・管理溶液バイアル・キャリアと連動する図８の較正溶液吸引・計量分配システムの概略図である。
【０００８】
図１は、図２と共に、本発明を有利に実行できる自動化学アナライザ１０の諸要素を概略的に示している。アナライザ１０は、キュベット・ポート２０を形成した外側キュベット回転コンベヤ１４と受け器ポート２２を形成した内側キュベット回転コンベヤ１６とを支持している反応回転コンベヤ１２を含み、外側キュベット回転コンベヤ１４と内側キュベット回転コンベヤ１６は開放溝１８によって分離されている。キュベット・ポート２０は、在来の臨床評価分析および免疫測定評価分析のための種々の試薬およびサンプル液を収容している複数の反応キュベット２４を受け入れるようになっている。一方、受け器ポート２２は、超高感度発光免疫測定専用の試薬を収容している複数の反応受け器２５を受け入れるようになっている。反応回転コンベヤ１２は、一定方向に段階的または周期的に移動するように回転可能であり、これらの移動は一定の滞留時間によって分離されており、この滞留時間中、回転コンベヤ１２は静止状態に留まり、センサ、試薬添加ステーション、混合ステーションなどのコンピュータ制御式評価分析操作デバイス１３が、必要に応じて、キュベット２４内に収容されている評価分析混合物に作用する。
【０００９】
アナライザ１０は、イリノイ州ディアフィールドのDade Behring Inc.の販売しているDimension(R)臨床化学アナライザで使用され、コンピュータ・ベースの電気機械管理プログラミングの分野で当業者によって広く使われているような、機械言語で書かれたコンピュータ・プログラムに基づいてコンピュータ１５が実行するソフトウェアによって制御される。コンピュータ１５は、アナライザ１０内の種々の分析手段１７によって行われる評価分析を実施するためのアプリケーション・ソフトウェア・プログラムも実行する。
【００１０】
温度制御式保管領域またはサーバ２６、２７、２８が、本発明の譲受人に譲渡された同時係属出願０９／９４９１３２に記載されているような所与の評価分析を実施するように必要に応じてウェル３２内に試薬を収容している、図５に示すような複数の多区画式の細長い試薬カートリッジ３０を格納する。試薬カートリッジ３０は、試薬容器３０を初めてアナライザ１０上へ置いたときはいつでも、試薬容器３０が新しくて未使用のものか、または、試薬容器３０が以前に使用されたものかどうか自動的に決定するセンサ機構３１を備えている。サーバ２６は、図５Ａ、５Ｂに示すような、本発明によるアナライザ１０によって較正手順で使用されることになっているバイアル３０Ｖ内に較正溶液または品質管理溶液を入れた較正溶液バイアル・キャリア３０Ａも格納する。図６に関連して後述するように、サーバ２６は、第１の回転コンベヤ２６Ａを含み、この第１の回転コンベヤ２６Ａでは、試薬カートリッジ３０およびバイアル・キャリア３０Ａを、吸引・計量分配アーム６０によってアクセスできるように第２の回転コンベヤ２６Ｂへ移動させるまで格納することができる。図６は、回転コンベヤ２６Ａおよび回転コンベヤ２６Ｂが同心の円形で、第１の回転コンベヤ２６Ａが第２の回転コンベヤ２６Ｂの内側にある有利な実施形態を示している。試薬容器３０およびバイアル・キャリア３０Ａは、それらを後述する往復動位置に自動的に移送するようになっている装填トレイ２９内に置くことによって作業者が装填することができる。
【００１１】
このアナライザ１０において最適評価分析処理量を維持するのに重要なファクタは、入っている試薬を使い切る前にサーバ２６、２７、２８に時機良く試薬容器３０を補給する能力である。同様に、入っている溶液を使い切る前にサーバ２６に時機良くバイアル３０Ｖ内の較正溶液を補給し、較正間の時間、または前回の較正以降に実施した評価分析の数、または正常範囲から外れた評価分析結果の数、またはアナライザの性能の変化のいずれに基づくかにかかわらず、必要に応じて較正手順および管理手順を行うことができる能力も重要である。この課題は、使い切る前に較正手順および管理手順で使用する必要な追加の較正溶液を時機良くアナライザ１０に与え、それによってアナライザ１０の評価分析処理量を連続的に維持することによって解決することができる。
【００１２】
評価分析処理量の継続性を維持するために、本発明によって教示するように、コンピュータ１５は、特に定めた期間にわたって試薬容器毎、較正バイアル容器毎、品質管理容器毎、評価分析毎、較正基準毎に各試薬容器３０で消費されたすべての試薬および各バイアル容器３０Ａで消費された較正溶液の消費日時と共に、試薬および評価分析化学溶液の消費量を追跡するようにプログラムする。この消費データ、時刻および既に保管領域２６内に装填されている試薬容器３０および較正バイアル３０Ｖの現在の格納データを使用することで、コンピュータ１５は、特に定めた期間にわたる将来の評価分析在庫目録（ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ）需要を決定するように特に定めた期間にわって在庫目録需要分析を行い、試薬容器３０および較正バイアル３０Ｖが実際に必要となる前に将来の適切な時機に必要となる試薬容器３０および較正バイアル３０Ｖすべてのリストを作業者に表示または発行するようにプログラムする。いくつかの例では、試薬容器３０の試薬は、使用前に水和するか希釈しなければならず、このような時間要因も在庫目録需要分析に含まなければならない。前記試薬容器３０および較正バイアル・キャリア３０Ａの作業者による追加により、充分な試薬および較正溶液の供給が確実になり、アナライザ１０の将来の必要性を連続的に満たし、アナライザ１０を適切な作動状態に維持する。
【００１３】
本明細書の読者には明らかなように、特に定めた期間にわたる較正溶液在庫目録需要分析を行うことは、特に定めた期間にわたって平均した在庫目録需要分析を使用することとは対照的に、本発明を実践する際の主要な要因である。ここで発見したのは、評価分析需要装填パターン、したがって、通常の較正プロトコルおよび品質管理プロトコルのための需要パターン、たとえば月曜日のパターンは、たとえば木曜日の需要パターンとは非常に異なる可能性があるということである。さらに、たとえば所与の曜日の需要装填パターンは、以前のいくつかの同じ曜日の需要装填パターンに非常に良く似る可能性が大きいことを発見したのである。特に定められた需要パターンの原則は、或る範囲の社会的な慣例であるいくつかのファクタに起因する。たとえば、代表的には週末のスポーツ競技、および／または休日に多くなる社交行事などに起因する。さらに、効率上の理由で、或る臨床検査室では、週のほぼ中日に評価分析を選ぶ、たとえばＰＳＡ検査を行うようにスケジュールを組み、週の早い時期に或る通院患者検査、たとえばグルコース検査を行うようにスケジュールを組む。最後に、或る外科医は、週の始めに或る種の外科手術を行い、週末近くに他のタイプの手術を行うようにスケジュールを組み、手術前患者評価分析の日毎のパターンを異ならせるようにしている。需要パターンにさらに関与するのは、たとえば、検査室が地方コミュニティよりもトラウマが多そうな都市コミュニティで稼働しているかどうか、検査室が医療研究大学で稼働しているかどうか、検査室が小児科病院のような専門病院で稼働しているかどうかなどに応じて、異なった検査室が異なった評価分析需要パターンを持つという事実である。
【００１４】
定期的に、たとえば毎日、本発明の教示するように、較正・品質管理溶液消費データは、研究所情報システム（ＬＩＳ）または病院情報システム（ＨＩＳ）内に位置する外部コンピュータ・システム、または、遠隔の較正・品質管理バイアル３０Ａの製造業者のところにある製造業者情報システム（ＭＩＳ）にも転送される。外部コンピュータ・システムは、この消費データを使用して、バイアル３０Ｖ内の較正溶液が将来の使用のために局所的在庫目録において確実に利用できるように時機良くバイアル３０Ｖの再注文の必要性を決定する。本発明の好ましい実施形態では、バイアル３０Ｖの消費データは、較正バイアル３０Ｖの製造業者が使用し、製造出荷データと比較して再注文量を決定する。製造業者は、アナライザ１０の場所への連続的な供給を確保するように必要に応じてアナライザ１０の場所に付加的な較正バイアル３０Ｖを自動的に出荷する。
【００１５】
白抜きの矢印で示す入力レーン３６Ａおよび出力レーン３６Ｂを有する双方向送入・送出サンプル・チューブ移送システム３４は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第６,５７１,９３４号に記載されているような磁気駆動システムを使用して、検査しようとしている試料液を収容する個々の送入サンプル・チューブ４０を移送し、液体サンプル採取アリクォッタ３８の下にあるサンプル・チューブ・ラック４２内に装填する。サンプル・チューブ４０に入っている試料液は、在来のバーコードリーダを使用して、このサンプル・チューブに付けたバーコード記号を読み取ることによって特定され、例えば患者の身元、実施されるべき検査、サンプル・アリクォットがアナライザ１０内に保持されることになっているかどうか、その場合どのくらいの期間保持するかを決定する。また、サンプル・チューブ・ラック４２上にバーコード記号を設け、アナライザ１０全体にわたって据え付けた多数のバーコードリーダを使用してサンプル・チューブ４０およびラック４２の位置を確認、制御、追跡することも普通の実務である。
【００１６】
或る量のサンプル流体がラック４２上のすべてのサンプル流体チューブ４０から吸引されて、サンプル採取アリクォッタ３８によってアリクォット受け器４４Ｖに計量分配された後、成功した評価分析結果が得られるまでラック４２はバッファ・ゾーンに保持してもよい。サンプル流体ラック４２がサンプル採取ゾーンまたはバッファ・ゾーンに保持されているかどうかに関係なく、バッファ・ゾーンと組み合わせた往復動機構４３がサンプル流体ラック４２を出力レーン３６Ｂ上へ置く。出力レーン３６Ｂは、磁気駆動システムと共に、サンプル流体チューブ４０を収容しているラック４２を、出力レーン３６Ｂの終端に向かって、作業者が容易にアクセス可能であってラック４２をアナライザ１０から取り出すのが便利であるアナライザ１０の正面領域まで移動させる。
【００１７】
サンプル流体チューブ４０に入っている試料液は、在来のバーコードリーダを使用して、このサンプル流体チューブに付けたバーコード記号を読み取ることによって特定され、例えば患者の身元、実施されるべき検査、サンプル流体アリクォットがアナライザ１０内に保持されることになっているかどうか、その場合どのくらいの期間保持するかを決定する。また、サンプル流体チューブ・ラック４２上にバーコード記号を設け、アナライザ１０全体にわたって据え付けた多数のバーコードリーダを使用してサンプル流体チューブ４０およびサンプル流体チューブ・ラック４２の位置を確認、制御、追跡することも普通の実務である。
【００１８】
図６に示すアリクォット受け器アレイ移送システム５０は、アリクォット受け器アレイ保管・計量分配モジュール５１と、図１に示すように、反応回転コンベヤ１２に接近して設置したサンプル流体吸引・計量分配アーム５４の下方に多数のアリクォット受け器アレイ・トラック５７内のアリクォット受け器アレイ４４を双方向移動させるようになっている多数のリニア駆動モータ５２とを含む。サンプル流体吸引・計量分配アーム５４は、コンピュータ１５によって制御され、在来の液体プローブ５４Ｐを使用してトラック５３内のサンプル採取位置に位置した個々の受け器４４Ｖから制御した量のサンプル流体を吸引し、次いで、液体プローブ５４Ｐが計量分配位置に移動するようになっており、この計量分配位置において、適切な量の吸引サンプル流体がキュベット・ポート２０にある１つまたはそれ以上のキュベット２４に計量分配され、アナライザ１０が検査を行う。サンプル流体が反応キュベット２４に計量分配された後、在来の移行手段が、必要に応じて、アリクォット受け器アレイ移送システム５０、環境室４８、廃棄領域（図示せず）間でアリクォット受け器アレイ４４を移動させる。
【００１９】
それぞれ在来の液体プローブ６０Ｐ、６１Ｐ、６２Ｐを含む多数の吸引・計量分配アーム６０、６１、６２は、独立して装着してあり、それぞれのサーバ２６、２７、２８と外側キュベット回転コンベヤ１４との間を移動できる。プローブ６０Ｐ、６１Ｐ、６２Ｐは、試薬添加位置で指定の評価分析を行うのに必要な試薬を適切な試薬カートリッジ３０にあるウェル３２から吸引する在来の機構を含む。プローブ６０Ｐ、６１Ｐ、６２Ｐは、次いで、計量分配位置まで移動させられ、そこで、外側キュベット回転コンベヤ１４にあるキュベット・ポート２０に収容されたキュベット２４に試薬を計量分配する。多数の試薬カートリッジ３０が、サーバ２６、２７、２８内に制御環境状態で格納されている。同様に、多数の較正溶液バイアル３０Ｖが、サーバ２６内に制御環境状態において格納され、これらに吸引・計量分配アーム６０が必要に応じてアクセスして、必要に応じて較正・品質管理プロトコルを行い、アナライザ１０を適切な作動状態に維持することができる。アナライザ１０の高い評価分析処理量を維持する際に重要な要因は、必要な較正溶液および制御溶液の入っている多種多様なバイアル３０Ｖを格納し、試薬保管領域２６Ａ、２６Ｂ内で多数の較正・品質管理プロトコルを実施し、次いで、プローブ６０Ｐがアクセスできるように、吸引・計量分配位置へこれらのバイアルをランダムに迅速に移送する能力である。
【００２０】
図６は、図７と共に、バイアル・キャリア３０Ａをシャトル７２下方の装填位置に自動的に位置させるモータ駆動式レーキ７３を有する装填トレイ２９からバイアル・キャリア３０Ａを取り出すようになっている単一の双方向リニア・シャトル７２を示している。バイアル３０Ｖは、在来のバーコード状のしるしおよび装填トレイ２９近くに設けたバーコードリーダ４１を使用してそこに入っている較正溶液、管理溶液のタイプが識別され、そして隔壁３２Ｓで密閉される。コンピュータ１５は、バイアル・キャリア３０Ａがアナライザ１０内に移送されるにつれて、キャリア内に支えられたあらゆるバイアル３０Ｖの位置を追跡するようにプログラムしてある。試薬容器シャトル７２が図７に示すように単一のバイアル・キャリア３０Ａを移送している例では、シャトル７２は、本発明の譲受人に譲渡された同時係属の米国特許出願通し番号第１０／６２３,３１１号に記載されているように、使用時に往復駆動ベルト７２Ｂに生じる可能性のある長さ変化を補正するか、または急激な方向転換中に駆動ベルト７２Ｂに生じる可能性のある張力変化を補正し、それにより、該駆動ベルト７２Ｂが摩耗したときでもバイアル・キャリア３０Ａがその意図した位置に正確に位置できるように設計した自動テンショナ７２Ｇを含む。テンショナ７２Ｇの使用時、モータ７２Ｍはコンピュータ１５によって制御されて、時計回りおよび反時計回りの方向に駆動ベルト７２Ｂを循環させ、バイアル・キャリア３０Ａを回転コンベヤ２６のスロット内に位置させる。図７において、駆動ベルト７２Ｂには、エッジ・ガイド７２Ｃによってバイアル・キャリア３０Ａが取り付けてあり、その結果、較正溶液または品質管理溶液のバイアル３０Ｖを収容しているバイアル・キャリア３０Ａが、双頭矢印で示す方向に沿って双方向に往復動することができる。したがって、シャトル７２は、バイアル・キャリア３０Ａをサーバ２６内のスロット内に配置し、これらのバイアル・キャリア３０Ａをサーバ２６内の２つの同心の回転コンベヤ２６Ａ、２６Ｂのいずれかに配置するようになっている。シャトル７２は、２つの同心の回転コンベヤ２６Ａ、２６Ｂ間でバイアル・キャリア３０Ａを移動させるようにもなっている。円弧状双頭矢印で示すように、回転コンベヤ２６Ａは左右両方向に回転してそこに配置されたバイアル・キャリア３０Ａのうち任意特定のものを試薬吸引アーム６０下方に置くことができる。
【００２１】
図６の試薬容器シャトル２７Ｓ、２８Ｓは、図７に示すキャリア・シャトル７２と設計が類似している。試薬吸引アーム６０、６１、６２は点線で示してあり、これは回転コンベヤ２６Ｂおよび試薬容器トレイ２７Ｔ、２８Ｔのそれぞれに格納された試薬容器３０の面より手前に位置していることを表している。前述の説明から明らかなように、シャトル７２は、試薬容器装填トレイ２９、試薬容器トレイ２７Ｔ、２８Ｔ、回転コンベヤ２６Ａ、２６Ｂ間で試薬容器３０を移動させることもできる。さらに、シャトル２７Ｓ、２８Ｓは、試薬容器トレイ２７Ｔ、２８Ｔ内の試薬容器３０を適切な吸引位置へ（または、シャトル７２下方の装填位置へ）移動させることができ、試薬用回転コンベヤ２６Ａ、２６Ｂは、任意の試薬容器３０を試薬吸引アーム６０下方に置くことができ、ランダム・アクセス式試薬供給システムとなる。
【００２２】
本発明を実施するに際して役に立つ吸引・計量分配アーム６０およびプローブ６０Ｐは、図８に示すように、水平方向駆動部要素６０Ｈ、垂直方向駆動部要素６０Ｖ、洗浄モジュール要素６０Ｗ、洗浄マニホルド要素６０Ｍからなり、表１に記載する主機能を有する。水平方向駆動部要素６０Ｈおよび垂直方向駆動部要素６０Ｖは、代表的には、コンピュータ制御のステップ・モータまたはリニア・アクチュエータであり、コンピュータ１５によって制御されて精密に制御された運動を行う。
【００２３】
【表１】
【００２４】
図９は、プローブ６０Ｐを、普通の構成の内外面を有し、洗浄マニホルド６０Ｍによって支持された在来型の中空の液体担持用ボアとして示してあり、洗浄マニホルド６０Ｍは、中空空気チューブ７０によって三方向弁７１に接続してある。プローブ６０Ｐは、好ましくは、隔壁３０Ｓを貫いて挿入するときに摩擦を減らすように設計したテーパ付きの先端を有し、いくつかのねじ状コネクタ（図示せず）を用いるか、または、溶接するかすることで洗浄マニホルド６０Ｍに連結してもよい。弁７１は、場合に応じて、空気チューブ７０を（１）大気通気チューブ７４および空気供給源７５に接続した通気弁７３に接続したり、（２）中空空気チューブ７７によってピストン型シリンジ・ポンプ７６接続したりするように作動可能である。在来の空気圧力測定トランスデューサ７８が、ポンプ７６と弁７１との間で中空空気チューブ７９によって空気チューブ７７に接続してある。
【００２５】
図９は、プローブ６０Ｐを、バイアル３０Ｖの隔壁３０Ｓを穿刺し、バイアル３０Ｖに入っている較正溶液または品質管理溶液内に位置した状態で示している。レベル検知手段、たとえば周知の容量性信号を使用するレベル検知手段を使用してプローブ６０Ｐが確実に液体に没するようにすると良い。ピストン７６が起動すると、それが動く距離がコンピュータ１５によって制御され、制御した量の較正溶液または品質管理溶液がプローブ６０Ｐ内に吸引される。このプロセス中、弁７１は、通気チューブ７２には閉じているが、空気チューブ７７および空気チューブ７０には開いている。弁７１は、場合に応じて、大気通気チューブ７４に接続される通気弁７３に空気チューブ７０を接続するように作動可能である。バイアル３０Ｖからの較正溶液または品質管理溶液の吸引が完了した後、洗浄マニホルド６０Ｍが、垂直方向駆動部６０Ｖによって上昇し、プローブ６０Ｐが回転コンベヤ１４のポート２０に支持された１つのキュベット２４に較正溶液または品質管理溶液を計量分配することができるように水平方向駆動部６０Ｈによって位置決めされる。図９は、洗浄マニホルド６０Ｗを、中空液体搬送チューブ８１によって接続したフラッシュ弁８２を含むものとしても示している。フラッシュ弁８２は、中空液体チューブ８３によって液体搬送チューブ８１を加圧すすぎ洗い水源８４に接続するように作動可能である。
【００２６】
この説明から当業者には明らかなように、回転コンベヤ２６Ａ、２６Ｂが任意のバイアル・キャリア３０Ａを吸引アーム６０下方に位置させる能力との組み合わせでシャトル７２がバイアル・キャリア３０Ａを装填トレイ２９とサーバ２６Ａ、２６Ｂとの間で移動させる能力と、吸引・計量分配アーム６０およびプローブ６０Ｐが閉じたバイアル３０Ｖから溶液にアクセスできる能力とにより、融通性のあるランダム・アクセス・バイアル・キャリア３０Ａ供給システムを得ることができ、必要に応じてキュベット２４に多数の異なった較正溶液を供給し、自動的に較正プロトコルを実施すると共に、作業者介入の必要なしにアナライザを適切で精密な分析状態に維持するように必要に応じて調節を行える。
【００２７】
本発明が広範囲にわたる利用、応用の余地があることは当業者であれば容易に理解するべきである。ここに開示したもの以外の本発明の多くの実施形態および適用ならびに多くの変更、修正および同等の配置が、本発明の実質または範囲から逸脱することなく本発明およびその前記の説明から明らかであり、また、合理的に示唆されている。
【００２８】
したがって 、本発明を特定の実施形態に関して詳しくここに説明してきたが、この開示が本発明の例示に過ぎず、単に発明の完全な可能性のある開示を行う目的のためにのみなされたものであることは了解されたい。前述の開示は、本発明を限定することを意図したり、そう解釈されるべきものではなく、または、任意他の実施形態、適用、変更、修正、同等の配置を排除することを意図したり、そう解釈されるべきものではなく、本発明は、本明細書に添付した特許請求の範囲およびその同等物によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明を実施するようになっている自動アナライザの概略平面図である。
【図２】図１のアナライザの一部拡大概略平面図である。
【図３】図１のアナライザの自動アリクォット受け器アレイ保管・取り扱いユニットの斜視図である。
【図４】図１のアナライザで役に立つアリクォット受け器アレイの斜視図である。
【図５】図１のアナライザで役に立つ多区画式の細長い試薬カートリッジ・較正溶液・管理溶液バイアル・キャリアの斜視図である。
【図５Ａ】図１のアナライザで役に立つ較正溶液・管理溶液バイアル・キャリアの斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａの較正溶液・管理溶液バイアル・キャリアの頂平面図である。
【図６】本発明を実施する際に役に立つ較正溶液バイアル管理システムの頂平面図である。
【図７】本発明を実施する際に役に立つ単一の双方向リニア・シャトルの斜視図である。
【図８】本発明を実施する際に役に立つ較正溶液吸引・計量分配システムの概略図である。
【図９】図５Ａの較正溶液・管理溶液バイアル・キャリアと連動する図８の較正溶液吸引・計量分配システムの概略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
較正及び品質管理プロトコルを自動的に実施するようになっている生化学アナライザであって、
多数の較正バイアル・キャリア内に支持され、蓋で閉ざされた複数の較正溶液バイアルであり、アナライザに格納された較正溶液バイアルと；
該バイアルのいずれか１つを吸引位置へ移動させるための自動シャトルと；
該バイアルを閉じている蓋を自動的に穿刺するようになっているプローブと；
所定量の溶液を該バイアルから吸引し、その溶液を検査用キュベットに計量分配することができる吸引手段と；
を含むアナライザ。
【請求項２】
較正手順および管理手順が、較正と較正の間の時間経過に基づくか、または前回の較正以降に行った評価分析の数に基づくか、または正常範囲から外れた評価分析結果の数に基づいて自動的に行われる、請求項１に記載のアナライザ。
【請求項３】
さらに、特に定めた期間にわたってバイアル毎に各バイアルから消費されるすべての液体の消費日時と共に較正溶液消費量を追跡するようになっている、請求項１に記載のアナライザ。
【請求項４】
バイアルは、制御した環境サーバ内部に格納され、吸引・計量分配アームによってアクセスし、必要に応じて較正プロトコルを行ってアナライザを適切な作動状態に維持することができる、請求項１に記載のアナライザ。
【請求項５】
シャトルが、装填トレイ、少なくとも１つのサーバ、少なくとも１つの回転コンベヤ間でバイアルを移動させることによってアナライザ内の異なった位置に異なったバイアルを位置決めするようになっている双方向リニア・シャトルである、請求項２に記載のアナライザ。
【請求項６】
装填トレイが、バイアルをリニア・シャトル下方に自動的に位置させるようになっているモータ駆動式レーキを含む、請求項３に記載のアナライザ。
【請求項７】
第１および第２の同心の回転コンベヤを有し、第１の回転コンベヤが第２の回転コンベヤの内側にあり、リニア・シャトルが、第１および第２の同心の試薬用回転コンベヤ間でバイアルを移動させるようになっている、請求項４に記載のアナライザ。
【請求項８】
さらに、複数の反応キュベットを受け入れるようにキュベット・ポートを形成した反応回転コンベヤを含み、吸引・計量分配アームが、較正溶液を回転コンベヤのバイアルから吸引し、そして較正溶液を反応キュベットに計量分配するように作動できる、請求項５に記載のアナライザ。
【請求項１】
較正及び品質管理プロトコルを自動的に実施するようになっている生化学アナライザであって、
多数の較正バイアル・キャリア内に支持され、蓋で閉ざされた複数の較正溶液バイアルであり、アナライザに格納された較正溶液バイアルと；
該バイアルのいずれか１つを吸引位置へ移動させるための自動シャトルと；
該バイアルを閉じている蓋を自動的に穿刺するようになっているプローブと；
所定量の溶液を該バイアルから吸引し、その溶液を検査用キュベットに計量分配することができる吸引手段と；
を含むアナライザ。
【請求項２】
較正手順および管理手順が、較正と較正の間の時間経過に基づくか、または前回の較正以降に行った評価分析の数に基づくか、または正常範囲から外れた評価分析結果の数に基づいて自動的に行われる、請求項１に記載のアナライザ。
【請求項３】
さらに、特に定めた期間にわたってバイアル毎に各バイアルから消費されるすべての液体の消費日時と共に較正溶液消費量を追跡するようになっている、請求項１に記載のアナライザ。
【請求項４】
バイアルは、制御した環境サーバ内部に格納され、吸引・計量分配アームによってアクセスし、必要に応じて較正プロトコルを行ってアナライザを適切な作動状態に維持することができる、請求項１に記載のアナライザ。
【請求項５】
シャトルが、装填トレイ、少なくとも１つのサーバ、少なくとも１つの回転コンベヤ間でバイアルを移動させることによってアナライザ内の異なった位置に異なったバイアルを位置決めするようになっている双方向リニア・シャトルである、請求項２に記載のアナライザ。
【請求項６】
装填トレイが、バイアルをリニア・シャトル下方に自動的に位置させるようになっているモータ駆動式レーキを含む、請求項３に記載のアナライザ。
【請求項７】
第１および第２の同心の回転コンベヤを有し、第１の回転コンベヤが第２の回転コンベヤの内側にあり、リニア・シャトルが、第１および第２の同心の試薬用回転コンベヤ間でバイアルを移動させるようになっている、請求項４に記載のアナライザ。
【請求項８】
さらに、複数の反応キュベットを受け入れるようにキュベット・ポートを形成した反応回転コンベヤを含み、吸引・計量分配アームが、較正溶液を回転コンベヤのバイアルから吸引し、そして較正溶液を反応キュベットに計量分配するように作動できる、請求項５に記載のアナライザ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２００７−５３７４４８（Ｐ２００７−５３７４４８Ａ）
【公表日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５１３２６６（Ｐ２００７−５１３２６６）
【出願日】平成１７年５月６日（２００５．５．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０１６２４３
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１１１６２８
【国際公開日】平成１７年１１月２４日（２００５．１１．２４）
【出願人】（５０００２９７１８）デイド・ベーリング・インコーポレイテッド (20)
【氏名又は名称原語表記】ＤＡＤＥ ＢＥＨＲＩＮＧ ＩＮＣ．
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月６日（２００５．５．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０１６２４３
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１１１６２８
【国際公開日】平成１７年１１月２４日（２００５．１１．２４）
【出願人】（５０００２９７１８）デイド・ベーリング・インコーポレイテッド (20)
【氏名又は名称原語表記】ＤＡＤＥ ＢＥＨＲＩＮＧ ＩＮＣ．
【Ｆターム（参考）】
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