特許 5951009 自動臨床分析装置用の閉管サンプリングおよび開管サンプリングのためのシステム、装置、および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5951009

(24)【登録日】2016年6月17日

(45)【発行日】2016年7月13日

(54)【発明の名称】自動臨床分析装置用の閉管サンプリングおよび開管サンプリングのためのシステム、装置、および方法

(51)【国際特許分類】

   B04B 5/02 20060101AFI20160630BHJP

   B04B 11/00 20060101ALI20160630BHJP

   B04B 15/00 20060101ALI20160630BHJP

   G01N 35/04 20060101ALI20160630BHJP

【ＦＩ】

   B04B5/02 Z

   B04B11/00 A

   B04B15/00

   G01N35/04 G

【請求項の数】70

【全頁数】51

(21)【出願番号】特願2014-514538(P2014-514538)

(86)(22)【出願日】2012年6月5日

(65)【公表番号】特表2014-518770(P2014-518770A)

(43)【公表日】2014年8月7日

(86)【国際出願番号】US2012040840

(87)【国際公開番号】WO2012170381

(87)【国際公開日】20121213

【審査請求日】2014年2月4日

(31)【優先権主張番号】13/154,147

(32)【優先日】2011年6月6日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】391008788

【氏名又は名称】アボット・ラボラトリーズ

【氏名又は名称原語表記】ＡＢＢＯＴＴ ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＩＥＳ

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】特許業務法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】フリツチー，パトリツク・ピー

【審査官】 中村 泰三

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第３７１２５３５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０００４５７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／００２０３１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０８−１７３８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第３９３５９９５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２１０８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第６２３４９４８（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許第４０１０８９３（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第５５８４７９０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５１８７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／００３６７６４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表平０７−５０５４７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５２６２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００１／０３８８８２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開昭６２−１８２６６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０４Ｂ ５／０２−１５／００

Ｇ０１Ｎ ３５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

遠心分離機であって、
上部および下部を有するカルーセルを備え、カルーセルの上部は、第１のサンプル管を受け取るための開口を含み、前記遠心分離機がさらに、
カルーセルの上部に取り付けられた第１の駆動機構と、
第１の駆動機構に搭載された移動可能要素とを備え、移動可能要素は、第１の駆動機構が作動させられたときに、第１の駆動機構の長さをトラバースし、前記遠心分離機はさらに、
第１のサンプル管を受け取る第１のサンプル管ホルダを備える第１のサンプル管保持組立体を備え、第１のサンプル管保持組立体が、移動可能要素に結合され、前記遠心分離機がさらに、
カルーセルの回転の間にカルーセルを安定化させる平衡要素を備える、遠心分離機。

【請求項2】

カルーセルの回転の間にカルーセルの不平衡を検出する振動センサをさらに含む、請求項１に記載の遠心分離機。

【請求項3】

振動センサが、不平衡の位置および不平衡の大きさを検出するために、機械的動きを電気信号に変換する、請求項２に記載の遠心分離機。

【請求項4】

振動センサが圧電加速度計を含む、請求項２に記載の遠心分離機。

【請求項5】

平衡要素が、カルーセルの回転によって生成された不平衡ベクトルを平衡させる力ベクトルを生成する、請求項１に記載の遠心分離機。

【請求項6】

力ベクトルが、カルーセルの回転軸からサンプル管までの距離に基づくサンプル管により生成される不平衡を相殺する、請求項５に記載の遠心分離機。

【請求項7】

第１のサンプル管保持組立体が乗るトラックをさらに含み、第１の駆動機構が、トラックにスライド可能に結合される、請求項１に記載の遠心分離機。

【請求項8】

第１のサンプル管保持組立体が、トラックの軌道に沿ってスライドする、請求項７に記載の遠心分離機。

【請求項9】

第１のサンプル管がカルーセルの回転速度で回転するのを防止するために、遠心分離機の中心に隣接して配置されたブレーキをさらに含む、請求項１に記載の遠心分離機。

【請求項10】

ブレーキが、第１のサンプル管ホルダが遠心分離機の中心に隣接するときに、第１のサンプル管ホルダの動きを防止する磁気ブレーキを含む、請求項９に記載の遠心分離機。

【請求項11】

ブレーキが、第１のサンプル管ホルダが遠心分離機の中心に隣接するときに、第１のサンプル管ホルダの動きを防止するクランプブレーキを含む、請求項９に記載の遠心分離機。

【請求項12】

第１のサンプル管保持組立体、駆動機構、または移動可能要素の少なくとも１つの少なくとも一部を取り囲む保護エンクロージャをさらに含む、請求項１に記載の遠心分離機。

【請求項13】

第１のサンプル管保持組立体が、エミッタ−検出器により発光される信号を反射する反射器を含む、請求項１に記載の遠心分離機。

【請求項14】

反射器が、第１のサンプル管保持組立体の傾斜の程度を検出する、請求項１３に記載の遠心分離機。

【請求項15】

平衡要素が、外部平衡キャップおよび内部平衡キャップを含み、外部平衡キャップは、内部平衡キャップと同心である、請求項１に記載の遠心分離機。

【請求項16】

外部平衡キャップおよび内部平衡キャップが、遠心分離機のカルーセルの回転軸を中心に回転する、請求項１５に記載の遠心分離機。

【請求項17】

外部平衡キャップを回転させる第１のモータをさらに含む、請求項１５に記載の遠心分離機。

【請求項18】

内部平衡キャップを回転させる第２のモータをさらに含む、請求項１７に記載の遠心分離機。

【請求項19】

内部平衡キャップが、カルーセルの上部を覆う第１のプラットフォームと、第１のプラットフォームに垂直に結合される第１のスカート部とを含み、外部平衡キャップが、内部平衡キャップを覆う第２のプラットフォームと、第２のプラットフォームに垂直に結合される第２のスカート部とを含む、請求項１５に記載の遠心分離機。

【請求項20】

外部平衡キャップの第２のプラットフォームおよび内部平衡キャップの第１のプラットフォームが、カルーセルの軸と垂直である、請求項１９に記載の遠心分離機。

【請求項21】

内部平衡キャップが、第１の部分および第２の部分を含み、前記第１の部分が、第１のスカート部を含み、前記第１の部分が、前記第２の部分より重く、
外部平衡キャップが、第３の部分および第４の部分を含み、前記第３の部分が、第２のスカート部を含み、前記第３の部分が、前記第４の部分より重い、請求項１９に記載の遠心分離機。

【請求項22】

内部平衡キャップの第１の部分および外部平衡キャップの第３の部分は、カルーセルが平衡状態にあるとき、１８０°だけ分離される、請求項２１に記載の遠心分離機。

【請求項23】

内部平衡キャップの第１の部分の位置が、外部平衡キャップの第３の部分の位置に関して変化するとき、力ベクトルが生成される、請求項２１に記載の遠心分離機。

【請求項24】

第１組のベアリングが、カルーセルの上部と内部平衡キャップの第１のプラットフォームとの間に置かれる、請求項１９に記載の遠心分離機。

【請求項25】

第２組のベアリングが、内部平衡キャップの第１のプラットフォームと外部平衡キャップの第２のプラットフォームとの間に置かれる、請求項２４に記載の遠心分離機。

【請求項26】

第２組のベアリングが、内部平衡キャップの第１のプラットフォームの第２の平面の上方の第１の平面内で外部平衡キャップが回転することができるようにする、請求項２５に記載の遠心分離機。

【請求項27】

第１組のベアリングが、カルーセルの上部の上方の前記第２の平面内で内部平衡キャップが回転することができるようにする、請求項２６に記載の遠心分離機。

【請求項28】

第１の駆動機構が送りねじを含む、請求項１に記載の遠心分離機。

【請求項29】

移動可能要素が送りねじナットを含む、請求項１に記載の遠心分離機。

【請求項30】

第１のサンプル管保持組立体が、ねじりばねにより送りねじナットに結合される、請求項２９に記載の遠心分離機。

【請求項31】

ねじりばねが、サンプル管保持組立体を遠心分離機の回転軸に対して垂直位置に片寄らせ、サンプル管保持組立体が移動可能要素を介して遠心分離機の中心から離れて動くとき、遠心力が、ねじりばねの力に対抗する、請求項３０に記載の遠心分離機。

【請求項32】

それぞれカルーセルの中心に隣接して配置されたねじりばね、垂直ヒンジ、およびドアをさらに含み、ねじりばねおよび垂直ヒンジが協働してドアを制御し、ドアが、サンプル管保持組立体へのアクセスを可能にする、請求項１に記載の遠心分離機。

【請求項33】

平衡要素が、少なくとも１つの平衡ウェイトを含む、請求項１に記載の遠心分離機。

【請求項34】

平衡ウェイトが、第１の位置決め機構に結合され、第１の位置決め機構は、カルーセルの回転によって生成される不平衡ベクトルを打ち消すようにカルーセルに対して平衡ウェイトを移動する、請求項３３に記載の遠心分離機。

【請求項35】

第１の位置決め機構を制御する第２の駆動機構をさらに含む、請求項３４に記載の遠心分離機。

【請求項36】

第２の位置決め機構をさらに含み、第１の位置決め機構が、第２の位置決め機構に通信可能に結合される、請求項３４に記載の遠心分離機。

【請求項37】

平衡要素が、第２の駆動機構により移動可能な第１の平衡要素と、第３の駆動機構により移動可能な第２の平衡要素と、第４の駆動機構により移動可能な第３の平衡要素とを含む、請求項１に記載の遠心分離機。

【請求項38】

カルーセルの重さが、第１のサンプル管と第１のサンプル管ホルダを組み合わせた重さを超える、請求項１に記載の遠心分離機。

【請求項39】

カルーセルの下部に搭載された界磁コイルをさらに含む、請求項１に記載の遠心分離機。

【請求項40】

カルーセルが、外部コントローラと無線通信する、請求項１に記載の遠心分離機。

【請求項41】

カルーセルの外部にある動力源から動力が提供される、請求項１に記載の遠心分離機。

【請求項42】

少なくとも１つの臨床分析装置、および請求項１に記載の遠心分離機を備えるシステム。

【請求項43】

少なくとも１つの臨床分析装置がイムノアッセイ分析装置を備える、請求項４２に記載のシステム。

【請求項44】

少なくとも１つの臨床分析装置が臨床化学分析装置を備える、請求項４２に記載のシステム。

【請求項45】

少なくとも１つの臨床分析装置が血液学分析装置を備える、請求項４２に記載のシステム。

【請求項46】

少なくとも１つのイムノアッセイ分析装置、少なくとも１つの臨床化学分析装置、もしくは少なくとも１つの血液学分析装置、または少なくとも１つのイムノアッセイ分析装置、少なくとも１つの臨床化学分析装置、および少なくとも１つの血液学分析装置の組合せを含む、請求項４２に記載のシステム。

【請求項47】

第１のサンプル管が、少なくとも１つのイムノアッセイ分析装置、少なくとも１つの臨床化学分析装置、もしくは少なくとも１つの血液学分析装置、または少なくとも１つのイムノアッセイ分析装置、少なくとも１つの臨床化学分析装置、および少なくとも１つの血液学分析装置の組合せで処理される、請求項４６に記載のシステム。

【請求項48】

遠心分離処理を実施する方法であって、
第１のサンプル管ホルダを介して、請求項１に記載の遠心分離機の中に第１のサンプル管を挿入するステップと、
振動センサにより不平衡ベクトルを検出するステップと、
不平衡に関する情報をプロセッサに送信するステップとを備える、方法。

【請求項49】

遠心分離機のサンプル管ホルダの数に対応する数までのサンプル管を遠心分離機に挿入するステップをさらに含む、請求項４８に記載の方法。

【請求項50】

遠心分離機を、遠心分離機の最大回転速度で、またはその近傍で回転させる、請求項４９に記載の方法。

【請求項51】

第１のサンプル管が遠心分離機に挿入されている、および遠心分離機から取り除かれているとき、遠心分離機のカルーセルを回転するステップをさらに含む、請求項４８に記載の方法。

【請求項52】

平衡要素を介して不平衡ベクトルを相殺するステップをさらに含む、請求項４８に記載の方法。

【請求項53】

平衡要素が、不平衡ベクトルを相殺するために、外部平衡キャップおよび内部平衡キャップを含み、さらに、外部平衡キャップまたは内部平衡キャップの少なくとも１つを含む、請求項５２に記載の方法。

【請求項54】

プロセッサを介して、振動センサによる不平衡ベクトルの検出に基づき信号を生成するステップと、
プロセッサを介して、信号を外部平衡キャップおよび内部平衡キャップに送信するステップとをさらに含む、請求項５３に記載の方法。

【請求項55】

プロセッサを介して、平衡アルゴリズムに基づき、外部平衡キャップおよび内部平衡キャップの少なくとも一方の動きの量を決定するステップをさらに含む、請求項５３に記載の方法。

【請求項56】

プロセッサを介して、不平衡ベクトルを相殺するベクトルを生成するステップをさらに含み、前記相殺するベクトルが、第１のサンプル管と遠心分離機のカルーセルの軸との間の距離を修正するためのベクトルである、請求項４８に記載の方法。

【請求項57】

前記ベクトルによる距離の修正が実質的に連続的である、請求項５６に記載の方法。

【請求項58】

第１のサンプル管が、第１のサンプル管ホルダの中に挿入された後、第２のサンプル管を第２のサンプル管ホルダに装填するステップをさらに含み、第２のサンプル管が、遠心分離機の回転軸を中心として第１のサンプル管ホルダの反対側に配置される、請求項４８に記載の方法。

【請求項59】

第１のサンプル管が遠心分離機の中に挿入された後に、遠心分離機に関する相対遠心力ベクトルを計算するステップと、
相対遠心力ベクトルを最小にするように、第２のサンプル管の位置を選択するステップとをさらに含む、請求項４８に記載の方法。

【請求項60】

遠心分離機が複数のサンプル管ホルダを含み、方法が、所与の時間に、サンプル管を受け取る、またはサンプル管を手放すために、１つのサンプル管ホルダを位置決めするステップをさらに含む、請求項４８に記載の方法。

【請求項61】

プロセッサに結合された無線インタフェースを介して、第１のサンプル管を受け取るまたは第１のサンプル管を手放すように、遠心分離機を制御するステップをさらに含む、請求項４８に記載の方法。

【請求項62】

第１のサンプル管ホルダ内の第１のサンプル管を、遠心分離機のカルーセルの中心から外側に移動するステップと、
第１のサンプル管が、カルーセルの中心に対する垂直軸から角度４５°に傾斜するとき、第１のサンプル管の移動を停止するステップとをさらに含む、請求項４８に記載の方法。

【請求項63】

遠心分離機の回転速度を動的に変えるステップと、
遠心分離機の中心から第１のサンプル管までの距離を動的に変るステップとをさらに含み、遠心分離機の回転速度が変わる間、少なくとも遠心分離機を平衡させ、または第１のサンプル管に関する相対遠心力の値を一定に保守する、請求項４８に記載の方法。

【請求項64】

第１のトラックと、
第２のトラックと、
カルーセルの上部に取り付けられた第２の駆動機構と、
第２の駆動機構に搭載された第２の移動可能要素と、
第２のサンプル管を受け取る第２のサンプル管ホルダを備える第２のサンプル管保持組立体とをさらに含み、第２のサンプル管保持組立体が、第２の移動可能要素に結合され、第１の駆動機構が、第１のトラックにスライド可能に結合され、かつ第２の駆動機構が、第２のトラックにスライド可能に結合され、
第１のサンプル管ホルダは、第１のサンプル管ホルダが第１の位置にあるときに第１のサンプル管を受け取り、かつ第１の駆動機構を介して第１のトラックに沿って第１のサンプル管を第２の位置に運び、
第２のサンプル管ホルダは、第２のサンプル管ホルダが第３の位置にあるときに第２のサンプル管を受け取り、かつ第２の駆動機構を介して第２のトラックに沿って第２のサンプル管を第４の位置に運び、第１のサンプル管ホルダおよび第２のサンプル管ホルダの少なくとも一方が、カルーセルの回転の間、それぞれ第１の位置と第２の位置との間、または第３の位置と第４の位置との間を移動する、請求項１に記載の遠心分離機。

【請求項65】

第１のサンプル管ホルダが、第１のベアリングに少なくとも部分的に包まれ、かつ第２のサンプル管ホルダが、第２のベアリングに少なくとも部分的に包まれ、第１のベアリングおよび第２のベアリングが、カルーセルの回転の間、それぞれ第１のサンプル管ホルダおよび第２のサンプル管ホルダを回転する、請求項６４に記載の遠心分離機。

【請求項66】

第１の駆動機構が、第１のトラックに沿って第１のサンプル管ホルダを移動する第１の送りねじを含み、第２の駆動機構が、第２のトラックに沿って第２のサンプル管ホルダを移動する第２の送りねじを含む、請求項６４に記載の遠心分離機。

【請求項67】

第１の駆動機構が、第１の位置と第２の位置との間の径方向位置に第１のサンプル管ホルダを移動し、前記径方向位置において、第１のサンプル管は傾斜して向けられる、請求項６６に記載の遠心分離機。

【請求項68】

第１の位置および第３の位置が、カルーセルの中心に隣接し、カルーセルの中心に隣接して配置されたブレーキをさらに備え、ブレーキが、第１のサンプル管ホルダが第１の位置にありかつ第２のサンプル管ホルダが第３の位置にあるとき、第１のサンプル管ホルダおよび第２のサンプル管ホルダが回転することを防止する、請求項６４に記載の遠心分離機。

【請求項69】

第１の位置が手放す位置であり、第４の位置が処理位置であり、第２のサンプル管ホルダが処理位置にあるとき、第１のサンプル管ホルダは手放す位置にある、請求項６４に記載の遠心分離機。

【請求項70】

第１のサンプル管ホルダが、第３の位置と第４の位置との間で第２のサンプル管を運ぶ第２のサンプル管ホルダ（２６０）とは無関係に、第１の位置と第２の位置との間で第１のサンプル管を運ぶ、請求項６４に記載の遠心分離機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動診断分析装置用生体サンプルを準備するためのシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

遠心分離機は、固定された軸を中心に対象物を回転状態にし、軸に垂直に力を加える装置である。遠心分離機は、一般に電気モータにより駆動される。遠心分離機は、求心加速度がより高密度の物質を径方向（管の底部）に沿って外へ分離させる沈降原理を使用して機能する。同時に、より軽い対象物が、管の最上部に移動する傾向がある。

【0003】

遠心分離のためのプロトコルは、典型的には、回転／分などの回転速度を指定するのではなく、サンプルに加えられる加速度の量を指定する。この区別は、同じ回転速度で動作している、異なる直径を有する２つのロータが、異なる加速度をサンプルに受けさせるので、重要である。円運動中、加速度は、半径と角速度の二乗との積であり、従来「相対遠心力」（ｒｅｌａｔｉｖｅ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｆｏｒｃｅ、ＲＣＦ）と命名されている。加速度は、地球の表面での重力による標準加速度である「ｇ」の倍数（または×「ｇ」）で計測され、次式により与えられる。
ＲＣＦ＝ｒ（２πＮ）^２／ｇ
ここで、ｇは地球の重力加速度を表し、
ｒは回転半径を表し、
Ｎは、単位時間あたりの回転で計測された回転速度を表す。

【0004】

関係は以下のように書かれてもよい。
ＲＣＦ＝１．１１８×１０^−５ｒ_ｃｍＮ^２_ＲＰＭ
ここで、ｒ_ｃｍは、センチメートル単位で計測された回転半径を表し、
Ｎ_ＲＰＭは、回転／分（ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ、ＲＰＭ）で計測された回転速度を表し、
ｇ＝（９８０．６５ｃｍ／秒^２）（３，６００秒^２／分^２）＝３，５３０，３４０ｃｍ／分^２である。

【0005】

臨床化学は、一般に体液の分析に関係する病理学の分野である。血液および尿のさまざまな成分のための簡単な化学試験を使用して、１９世紀末に始まった専門分野である。その後、酵素活性、分光測定、電気泳動、およびイムノアッセイの使用および計測を含む他の技法が適用された。現在、殆どの研究所は、あまり自動化されておらず、厳密にモニタされ、品質のために制御されたアッセイを使用する。血液の細胞の検査および計測だけでなく、血液凝固の研究を必要とする試験が、一般に血液学の下で分類されたとき、含まれない。臨床化学は、任意の種類の体液に対して行われることができるが、一般に、血清または血漿に対して行われる。血清は、血液が凝固させられ、すべての血球が取り除かれた後に残された、血液の黄色い水のような部分である。このような除去は、より高濃度の血球および血小板を遠心管の底部に詰め込み、詰め込まれた細胞の上方に載る液体血清部分を残す遠心分離により最も容易に行われる。血漿は、本質的に血清と同じであるが、凝固させずに血液を遠心分離することにより得られる。したがって、血漿はフィブリノゲンを含む凝固因子のすべてを含む。

【0006】

イムノアッセイは、しばしば物質の複雑な混合物を含む溶液中の物質の存在または濃度を計測する生化学的試験である。血清または尿などの生物流体のアナライトが、イムノアッセイ法を使用してしばしばアッセイされる。このようなアッセイは、抗体が分子の１つまたは非常に限られたグループに対して非常に特異的に結合する固有の能力に基づく。抗体に結合する分子は抗原と呼ばれる。イムノアッセイは、抗原／抗体対のいずれかのメンバについて実施されることができる。抗原アナライトでは、この抗原に特異的に結合する抗体が、分析用試薬として使用するためにしばしば準備されることができる。アナライトが特異抗体であるとき、この抗体の同種抗原が分析用試薬として使用されることができる。いずれの場合も、アッセイの特異性は、分析されるサンプル中に存在してもよいすべての他の物質を除外して、分析用試薬がその特異的結合相手に結合することができる程度に依存する。特異性が必要であることに加えて、正確な計測を可能にするために、アナライトに対して十分高い親和力を有する結合相手が選択されなければならない。親和力の要件は、使用される特定のアッセイフォーマットに依存する。

【0007】

特異的に結合することに加えて、イムノアッセイすべての他の重要な特徴が、特異的結合に応答して、計測可能な信号を作り出すための手段である。歴史的に、信号は、何らかの物理的特性の変化、たとえば、光散乱、または屈折率の変化を計測することを伴う。今日、大部分のイムノアッセイは、検出可能な標識と結合された分析用試薬の使用に依存する。放射線イムノアッセイで使用される放射性元素；酵素；蛍光染料、燐光染料、および化学発光染料；ラテックス粒子および磁性粒子；染料微結晶、金、銀、およびセレンのコロイド粒子；金属キレート；補酵素；電気活性基；オリゴヌクレオチド、安定ラジカル、および他のものを含む、多種多様の標識が実証された。このような標識は、遊離したまたは結合した標識された試薬を分離した後、または結合イベントが標識により作り出された信号の変化をもたらすような方法でシステムを設計することにより、結合イベントの検出および定量化のために役立つ。しばしば分離イムノアッセイまたは異種イムノアッセイと呼ばれる分離ステップを必要とするイムノアッセイは、設計が容易であるので、一般的であるが、標識された試薬が結合した表面を、注意深く洗浄するステップを含む複数のステップをしばしば必要とする。結合により信号が影響を受けるイムノアッセイは、分離ステップなしにしばしば行われることができる。このようなアッセイは、単に、試薬とサンプルを混合し、物理的計測を行うことによりしばしば実施されることができる。このようなアッセイは、同種イムノアッセイ、またはそれほどしばしばではないが、非分離イムノアッセイと呼ばれる。

【0008】

使用される方法とは無関係に、イムノアッセイで作り出された信号の解釈は、サンプル培養液の特性を模倣するキャリブレータを参照する必要がある。定性的アッセイのために、キャリブレータは、アナライトを有しない陰性サンプル、および検出可能であると考えられる、最低濃度のアナライトを有する陽性サンプルから構成されてもよい。定量的アッセイは、既知のアナライト濃度を有する追加のキャリブレータを必要とする。実際のサンプルのアッセイ応答をキャリブレータにより作り出されたアッセイ応答と比較することにより、サンプル中のアナライトの存在または濃度に関して信号強度を解釈することが可能になる。

【0009】

血液学は、内科、生理学、病理学、臨床検査室の作業、ならびに血液、造血器官、および血液疾患の研究に関係する小児科の部門である。血液学は、血液疾患の病因、診断、処置、予後、および予防の研究を含む。血液の研究の中で行われる研究室の作業は、臨床検査技師によりしばしば行われる。血液疾患は、血液、および血液の成分、たとえば、血球、ヘモグロビン、血液タンパク質、凝固の機構などを作り出すことに影響を及ぼす。

【0010】

血液学試験は、凝固因子からさまざまな細胞評価にまで及ぶ、多種多様な研究所での研究を含む。全血のサンプルが通常、静脈から採取される。量は、行われる試験の回数およびタイプ、ならびに使用される試験機器により異なる。典型的には、赤血球がカウントされ、溶解させられ（分解され）、次いで、白血球が計測される。血液は急速に凝固するので、計測された血液サンプルは、完了される試験（複数可）に応じて、溶解試薬または抗凝固試薬で希釈される。溶解試薬は赤血球を分解し、白血球をカウントすることができるようにする。希釈は、いくつかの理由で、試験用サンプルを準備する際の重要なステップである。第一に、抗凝固剤の濃度が、血液の体積に対して適切でなければならない。不十分な希釈が、細胞カウントを低減する小さな凝固の形成を可能にする場合があり、過剰な希釈が、細胞を縮小または膨潤させる可能性がある。広く使用されている抗凝固剤が、ＥＤＴＡ（ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅｔｅｔｒａａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ、エチレンジアミン四酢酸）およびヘパリンである。ＥＤＴＡは、定型的な細胞カウントおよび血小板カウントのためにしばしば使用される。ヘパリンは、赤血球の体積を歪めることなく凝固を抑制し、白血球細胞の研究のための好ましい抗凝固剤である。第二に、比較的大量の血液サンプルでさえ、計測のために分析装置を通って流れるほどの十分な量を提供しない。血液は、細胞が計測のために一定速度で流れるように十分な液体中で均一に懸濁されることができるようにする希釈剤と混合されなければならない。カウントおよび他の試験が、血液サンプルを得る３時間〜４時間以内（血小板カウントについては１時間〜２時間以内）に行われるべきである。

【0011】

長年、自動血液学が大規模研究所で使用されてきた。自動化技術は以下を含む。

【0012】

１．インピーダンス原理：この原理は、血球が電気の不良導体であるということに基づくコールター（ｃｏｕｌｔｅｒ）原理である。コールターカウンタは、電場内の開口を通って細胞が一列に流れるときにカウントする。各細胞が開口を横切るとき、電気インピーダンスの増加が、細胞のサイズに比例する。細胞は、希釈液中に一様に懸濁され、懸濁液が一定速度で開口を通過する。これらのカウンタは、サイズに従って粒子間を区別するので、これらのカウンタのしきい値（通常、開口サイズ）が、カウントされる細胞に応じて、好ましいサイズ限界に設定されることができる。白血球カウントのための希釈は非常に重要である。白血球は小さく、数が多いので、白血球カウントが高いサンプルが、機器のカウント容量を超える場合がある、または２つの細胞が開口を同時に通過するカウントである、高い一致カウントを引き起こす場合がある。希釈液の量の増加がこれらの誤差を避けるために必要とされる場合がある、または機器がこれらの誤差に対して自動的に補正されてもよい。

【0013】

２．光学原理：自動システムは、細胞の蛍光標識能力に基づき細胞を識別するフロースルー（フローサイトメータとも呼ばれる）光学技術に基づく。希釈液中の血球が開口を通過し、焦点が合わせられた光ビームを散乱させる。細胞は、計測可能であり、かつ各細胞タイプに固有の手法で光を回折させる（散乱させる）。開口を通過する２つの細胞が１つの大きな細胞として計測される場合がある（一次一致）、または計測しきい値以下の２つの粒子が１つの細胞としてカウントされる場合がある（二次一致）という一致誤差により精度が影響を受ける可能性がある。ほとんどの場合、一致要因は非常に小さいので、カウントを大きく乱すことができない。大部分の機器が一致誤差を自動的に補正する。

【0014】

市販の臨床化学用自動分析装置が、すべてイリノイ州Ａｂｂｏｔｔ ＰａｒｋのＡｂｂｏｔｔ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓから市販されている、商標「ＡＲＣＨＩＴＥＣＴ」ｃ１６０００、「ＡＲＣＨＩＴＥＣＴ」ｃ４０００、および「ＡＲＣＨＩＴＥＣＴ」ｃ８０００という名で販売されているものを含む。市販のイムノアッセイ用自動分析装置が、すべてイリノイ州Ａｂｂｏｔｔ ＰａｒｋのＡｂｂｏｔｔ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓから市販されている、商標「ＡＲＣＨＩＴＥＣＴ」ｉ１０００ＳＲ、「ＡＲＣＨＩＴＥＣＴ」ｉ２０００ＳＲ、「ＡＲＣＨＩＴＥＣＴ」ｉ４０００ＳＲ、および「ＡｘＳＹＭ」という名で販売されているものを含む。市販の血液学用自動分析装置が、すべてイリノイ州Ａｂｂｏｔｔ ＰａｒｋのＡｂｂｏｔｔ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓから市販されている、商標「ＣＥＬＬ−ＤＹＮ」１８００、「ＣＥＬＬ−ＤＹＮ」３２００、および「ＣＥＬＬ−ＤＹＮ」３７００という名で販売されているものを含む。

【0015】

臨床化学用自動分析装置、イムノアッセイ用自動分析装置、および血液学用自動分析装置は、典型的には、以下の構成要素のうち１つまたは複数を必要とする：
（ａ）サンプル吸引プローブがサンプルの一部を吸引することが可能になるように、サンプル管のストッパが貫通される穴開けステーション、
（ｂ）サンプルを一方の自動分析装置から他方の自動分析装置に移動させ、それにより自動分析装置を一体化するための、サンプル移送用自動システム、
（ｃ）サンプルをサンプル管から取り除き、サンプルを反応容器の中に分配するための吸引／分配デバイス、
（ｄ）全血のサンプルがサンプル容器から引き出された後に血漿から血球を分離するための血液分離デバイス、
（ｅ）サンプル容器からキャップを取り除くためのキャップ除去デバイス。

【0016】

米国特許第６，０３３，３５５号明細書が、複数の個々の遠心分離機デバイス、ならびにロボットローディングおよび／またはアンローディングデバイスを有する遠心分離機について説明している。遠心分離機デバイスの各々が、その他の遠心分離機デバイスの動作に影響を及ぼすことなくロードまたはアンロードされてもよい。遠心分離機デバイスは、所定の経路に沿って間隔を置いて配置され、移動させられる複数のロータを含む。ロータは、所定の経路に対して回転可能に搭載され、ロータの回転面は、所定の経路に対して実質的に直角に伸びる。

【0017】

たとえば、バッチタイプ遠心分離および血清フィルタなどの、いくつかの他のタイプの全血分離技法が利用可能である。

【0018】

研究所で血液サンプルを試験することにより、エーロゾルを含む生物学的危険要因にオペレータがさらされる。さらに、オペレータが閉鎖型サンプル管からストッパを取り除くとき、反復運動が、手根管症候群などの身体的傷害につながる可能性がある。処理量およびアッセイ性能を低下させることなく、オペレータへのこれらのリスクを低減するシステムを開発することが望ましい。同じく、切れる「鋭利なもの」の危険要因にオペレータをさらすことを低減することも望ましい。

【0019】

血液サンプルを試験する研究所は、血液学またはイムノアッセイ／臨床化学の試験用にサンプル管を分類するためにかなりの労力を費やす。この分類に加えて、イムノアッセイ／臨床化学試験を受ける予定のサンプル管に対して平衡および遠心分離が行われる。これらの動作は、結果を得るために必要な時間に最小限１０分以上を加え、追加の１０分によりＳＴＡＴサンプルのアッセイを遅延する可能性がある。血液学／イムノアッセイ／臨床化学試験の一体化により、分類、平衡、および遠心分離のために必要な労力が低減され、分析装置システム／作業セルの中に血液分離ステップを一体化することにより、結果を得るために必要な時間が大きく低減される。血液学／イムノアッセイ／臨床化学試験用の１つのサンプル管を処理するための完全に自動化された方法を提供し、一方では、多くのサンプル、ならびにランダムな連続アクセスアッセイ処理だけでなく、ＳＴＡＴサンプルの分析も処理する大規模研究所のために高い処理量を提供することが望ましい。さらに、新しい分析装置が開発される必要なしに、現在の製品ラインでこれらの利点を実現することが望ましい。最小の変更で、さまざまなカスタマ環境で、たとえば研究所で使用するためのシステムを開発することが望ましい。

【0020】

患者および静脈採血士は、血液学試験およびイムノアッセイ／臨床化学試験のために２つのサンプル管を提供する必要がある。血液学／イムノアッセイ／臨床化学試験の一体化により、患者の苦痛が低減され、サンプルを採取するコストが低減され、（２つ以上のタイプのサンプル管を貯蔵するための）在庫のコストが低減され、固形廃棄物の処分コストが低減される。

【0021】

遠心分離機の設計は、典型的には、「バッチ」タイプの設計であり、すべてのサンプル管がロードされ、次いで、１０分間（最小限）分離される必要がある。遠心分離処理が開始された直後にＳＴＡＴサンプルが到着した場合、ＳＴＡＴサンプルは、１０分（最小限）遅延させられる。連続アクセス遠心分離機は、「バッチ」、およびＳＴＡＴサンプルを処理するためのその後のどんな遅延もなくし、それにより、遠心分離のために必要な時間を５分に低減する。

【0022】

遠心分離機の設計は、典型的には、電力、空調などが一般的な先進国の研究所をターゲットとされていた。連続アクセス遠心分離機が、電気以外の動力源、たとえば、手回しクランク、自転車、風車、水車などからエネルギーを受け取る能力を提供し、それにより、現代の遠心分離技法が発展途上国で行われることができるようになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0023】

【特許文献1】米国特許第６０３３３５５号明細書

【特許文献2】米国特許第７６７８３３１号明細書

【特許文献3】米国特許第７４５３４８３号明細書

【特許文献4】米国特許出願公開第２００８／００２４３０１号明細書

【非特許文献】

【0024】

【非特許文献1】ＭｃＣａｌｌ ｅｔ ａｌ．、『Ｐｈｌｅｂｏｔｏｍｙ Ｅｓｓｅｎｔｉａｌｓ』、第４版、Ｌｉｐｐｉｎｃｏｔｔ Ｗｉｌｌｉａｍｓ ＆ Ｗｉｌｋｉｎｓ（２００８年：Ｂａｌｔｉｍｏｒｅ、Ｍａｒｙｌａｎｄ、ＵＳＡ）、５２１〜５２２ページ

【非特許文献2】ｂｄ．ｃｏｍ／ｖａｃｕｔａｉｎｅｒ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｖｅｎｏｕｓ／ｐｌｕｓ＿ｐｌａｓｔｉｃ＿ｔｕｂｅｓ＿ｄｏｃｓ．ａｓｐ

【非特許文献3】ｊａｄａｋｔｅｃｈ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｍａｃｈｉｎｅ＿ｖｉｓｉｏｎ／ＭＶＣＳ．ｈｔｍｌ

【非特許文献4】ｃｏｌｅｐａｒｍｅｒ．ｃｏｍ／ｃａｔａｌｏｇ／ｐｒｏｄｕｃｔ＿ｉｎｄｅｘ．ａｓｐ？ｃｌｓ＝６８０８

【非特許文献5】ｋｊｋｍａｇｎｅｔｉｃｓ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｄｅｔａｉｌ．ａｓｐ？ｐｒｏｄ＝ＢＸ８Ｘ８Ｘ８％２ＤＮ５２

【非特許文献6】『ＴＨＥ ＷＡＹ ＴＨＩＮＧＳ ＷＯＲＫ』、第２巻、Ｓｉｍｏｎ ａｎｄ Ｓｃｈｕｓｔｅｒ（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：１９７１年）、５０６〜５１７ページ

【非特許文献7】ｖｉｓｈａｙ．ｃｏｍ／ｄｏｃｓ／８３７９５／ｔｃｎｄ５０００．ｐｄｆ

【非特許文献8】ｋｊｍａｇｎｅｔｉｃｓ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｄｅｔａｉｌ．ａｓｐ？ｐｒｏｄ＝Ｄ４４％２ＤＮ５２

【非特許文献9】ｉｍｐａｃｔｂｅａｒｉｎｇ．ｃｏｍ／ｍｉｎｉａｔｕｒｅ＿ｂｅａｒｉｎｇ＿ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ．ｈｔｍｌ

【非特許文献10】ｇｌｏｂａｌｓｐｅｃ．ｃｏｍ／Ｆｅａｔｕｒｅｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ／Ｄｅｔａｉｌ／Ｌａｎｔｅｃ／ＳＲＢＮ２１９０８３＿Ｒｉｎｇ＿Ｂｅａｒｉｎｇ／１５４８５１／０？ｆｒｏｍＳｐｏｔｌｉｇｈｔ＝１

【非特許文献11】ｌｅｅｓｐｒｉｎｇ．ｃｏｍ／ｉｎｔ＿ｌｅａｒｎ＿ｔｏｒｓｉｏｎ．ａｓｐ

【非特許文献12】ウェブサイトｅａｇｌｅｔｒｅｅｓｙｓｔｅｍｓ．ｃｏｍのＩｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｍａｎｕａｌ ｆｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ ＲＰＭ Ｓｅｎｓｏｒｙ、Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｖｅｒｓｉｏｎ２．２、Ｅａｇｌｅ Ｔｒｅｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ，ＬＬＣ、（２００６年）、１〜４ページ

【非特許文献13】ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｂａｌａｎｃｉｎｇ＿ｍａｃｈｉｎｅ

【非特許文献14】ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ

【非特許文献15】ｈｏｆｍａｎｎ−ｂａｌａｎｃｉｎｇ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｖｉｂｒａｔｉｏｎ−ｓｅｎｓｏｒｓ．ｈｔｍｌ

【非特許文献16】ｐｂｃｌｉｎｅａｒ．ｃｏｍ／Ｌｏｗ−Ｐｒｏｆｉｌｅ−Ｕｎｉ−Ｇｕｉｄｅ

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0025】

研究所で血液サンプルを試験するには、血液学試験、イムノアッセイ試験、または臨床化学試験用にサンプル管を分類するために、かなりの量の労力が必要となる。この分類に加えて、イムノアッセイ試験および臨床化学試験を受ける予定のサンプル管に対して平衡および遠心分離が行われる。平衡および遠心分離により、結果を得るために必要な時間に最小限１０分以上が追加される。

【課題を解決するための手段】

【0026】

一様態では、本発明は、新規な遠心分離機を提供する。実施形態のいずれも、遠心分離機が動作状態にある間、サンプル管が遠心分離機の中に導入されることができる。実施形態のすべてで、遠心分離機は、上部および下部を有するカルーセルを有する。カルーセルの上部は、遠心分離動作のためのサンプル管用の複数の位置と、カルーセルの上部に取り付けられた複数の駆動機構と、各駆動機構に搭載され、駆動機構が作動させられたときに駆動機構の全長または駆動機構の任意の部分をトラバースすることができる移動可能要素と、サンプル管ホルダおよび各移動可能要素に取り付けられたベアリングを備えるサンプル管保持組立体と、遠心分離機の回転により発生させられる不平衡ベクトルを相殺する力ベクトルに寄与することができる少なくとも１つの平衡要素とを有する。カルーセルの下部は、カルーセル自体の動きを引き起こすためのロータコイルおよび界磁コイルを含む。

【0027】

力ベクトルは、遠心分離機のカルーセルの軸からさまざまなサンプル管までの距離を考慮しながら、サンプル管およびサンプル管ホルダにより生成されるどんな不平衡（複数可）も相殺するような大きさおよび方向からなる。

【0028】

一実施形態では、遠心分離機は、外部平衡キャップおよび内部平衡キャップを備える。同心の外部平衡キャップおよび内部平衡キャップは、遠心分離機のカルーセルの回転軸を中心に回転させられることができる。外部平衡キャップおよび内部平衡キャップの各々は、カルーセルの上部を覆うプラットフォームと、プラットフォームから垂れ下がり、平衡キャップのプラットフォームと垂直なスカート部とを備える。

【0029】

他の実施形態では、遠心分離機を平衡させるために、平衡ウェイトが使用される。平衡ウェイトは、第１の位置決め機構に取り付けられ、支持され、平衡ウェイトと第１の位置決め機構の組合せが、第２の位置決め機構にさらに取り付けられ、支持され、第２の位置決め機構は、遠心分離機のカルーセルにより支持される。位置決め機構は、平衡ウェイトを動かして、遠心分離機の回転により発生させられるどんな不平衡も相殺するために、適切な方向に動かされることができる。

【0030】

さらに他の実施形態では、遠心分離機は、少なくとも３つの平衡要素を備える組立体を備える。３つの平衡要素は、遠心分離機の回転により発生させられるどんな不平衡も相殺するために、動かされることができる。各平衡要素は、送りねじに沿って動かされることができる平衡ナットを備える。第１の送りねじが、第１のベアリング内部で回転し、第２の送りねじが、第２のベアリング内部で回転し、第３の送りねじが、第３のベアリング内部で回転する。第１の送りねじは、ベアリングが位置決めされた端部と反対側の、第１の送りねじの端部に位置決めされたステッピングモータにより作動させられ、第２の送りねじは、ベアリングが位置決めされた端部と反対側の、第２の送りねじの端部に位置決めされたステッピングモータにより作動させられ、第３の送りねじは、ベアリングが位置決めされた端部と反対側の、第３の送りねじの端部に位置決めされたステッピングモータにより作動させられる。

【0031】

他の様態では、本発明は、臨床化学分析装置、イムノアッセイ分析装置、および血液学分析装置、または前記の任意の組合せを一体化するためのシステムを提供する。一実施形態では、システムは、少なくとも１つの臨床分析装置、および前述の遠心分離機を備える。臨床分析装置は、少なくとも１つのイムノアッセイ分析装置を備えることができる。あるいは、臨床分析装置は、少なくとも１つの臨床化学分析装置を備えることができる。他の代替形態では、臨床分析装置は、少なくとも１つの血液学分析装置を備えることができる。さらに他の代替形態では、システムは、少なくとも１つのイムノアッセイ分析装置、少なくとも１つの臨床化学分析装置、および少なくとも１つの血液学分析装置の任意の組合せを備えることができる。

【0032】

さらに他の様態では、本発明は、開管サンプリングおよび閉管サンプリングを適合させることができるシステムを提供する。イムノアッセイ分析装置および臨床化学分析装置が血液学分析装置と一体化されたとき、血液学分析装置が、管を数回逆さにすることにより血液のサンプル全体を混合し、それにより、血球の一様な分布を保証するので、サンプル管はストッパを定位置に配置してロードされなければならない（閉管システム）。血液学分析のためにサンプルを吸引した後に、アリコートが閉管から引き出され、その後、遠心分離機に、次いで、分析のために適切なイムノアッセイ分析装置および臨床化学分析装置に経路設定されることができる。イムノアッセイ分析装置および臨床化学分析装置が、血液学分析装置と一体化されていない場合、サンプル管は「開放型」または「閉鎖型」とすることができる。サンプル管が「開放型」（ストッパが取り除かれる）である場合、すべてのアリコートが、現在の「ＡＲＣＨＩＴＥＣＴ」分析装置と同じ手法で引き出される。サンプル管が「閉鎖型」（ストッパが定位置にある）である場合、ストッパが穴開けステーションで貫通され、その後、サンプル管が、サンプルを引き出すために分析装置に経路設定される、またはアリコートが閉管から引き出され、その後、分析のためにイムノアッセイ分析装置および臨床化学分析装置に経路設定される。

【0033】

本明細書で説明されるシステムは、密封されたサンプル管から生体サンプルを吸引するためのオプションを２つ提供する。第１のオプションでは、サンプル管のストッパはスリットであり、それにより、自動臨床分析装置上の標準的サンプル吸引プローブが、通気管を通ってストッパに入り、サンプルを吸引することができるようになる。第２のオプションでは、典型的には自動血液学分析装置で使用されるサンプル吸引プローブが、サンプル管のストッパに穴を開け、サンプルを吸引し、自動臨床分析装置でその後使用するために、サンプルの一部を開管の中に分配する。

【0034】

自動血液学分析装置で使用するのに適したサンプル管が、自動イムノアッセイ分析装置および自動臨床化学分析装置で同じく使用されることができるように、システムは共通の抗凝固剤を利用する。分析前に、全血のサンプルの成分を分離するためのいくつかの技法のいずれかが利用されることができる。たとえば、全血のサンプルの成分は、超音波エネルギーにより提供される定在波によって、または膠着試薬でコートされた磁性粒子によって分離されることができる。

【0035】

本明細書で説明されるシステムは、密封されたサンプル管からのサンプルの自動的処理、血液学分析装置、イムノアッセイ分析装置、および臨床化学分析装置の一体化をさまざまなレベルで提供する。システムは、顧客のニーズを満たすように設計されることができる。したがって、システムは、所望の機能を行うために、拡張される、または簡略化されることができる。

【0036】

本明細書で説明されるシステムは、処理量、アッセイ性能を低下させることなく、サンプル管のストッパの開口部を切断することによりもたらされる切り口にオペレータをさらすことなく、オペレータへのリスクを低減する。このようなリスクは、反復動作による傷害、生物学的危険要因への暴露、およびエーロゾルへの暴露を含むが、これらに限定されない。

【0037】

血液学試験、イムノアッセイ試験、および臨床化学試験の一体化により、分類、平衡、および遠心分離のために必要な労力が低減され、臨床分析装置を含むシステムの中へ血液を分離するステップを一体化することにより、結果を得るために必要な時間が大きく低減される。本明細書で説明されるシステムは、血液学試験、イムノアッセイ試験、および臨床化学試験用に使用されることができる１つのサンプル管で１つのサンプルを処理するための、完全に自動化された方法を提供し、一方では、多数のサンプルを処理し、ランダムな連続アクセスアッセイ処理だけでなく、ＳＴＡＴサンプルのためのアッセイも利用する大規模研究所のために高い処理量を提供する。さらに、これらの利点は、新しい分析装置の開発を必要とせずに、たとえば、「ＡＲＣＨＩＴＥＣＴ」イムノアッセイ分析装置、「ＡＲＣＨＩＴＥＣＴ」臨床化学分析装置、および「ＣＥＬＬ−ＤＹＮ」血液学分析装置などの現在の血液学分析装置、イムノアッセイ分析装置、および臨床化学分析装置で実現されることができる。システムは、大きな変更を必要とせずに、さまざまな研究所環境を設計するためのさまざまな概念を提供する。

【0038】

血液学、イムノアッセイ、および臨床化学の試験の一体化には、試験用に１つのサンプル管だけが必要とされ、それにより、患者への苦痛、サンプルを採取するコスト、（２つ以上のタイプのサンプル管を貯蔵するための）在庫のコスト、および固形廃棄物の処分コストが低減される。

【0039】

本明細書で説明される遠心分離機の連続アクセス機構は、「バッチ」による遅延、その結果として、ＳＴＡＴサンプルを処理するための、その後のどんな遅延もなくす。

【0040】

本明細書で説明される連続アクセス遠心分離機により、遠心分離機は、手回しクランク、自転車、風車、水車などの機械的動力源からエネルギーを受け取ることが可能になり、それにより、現代の遠心分離ステップが発展途上国で実施されることができるようになる。

【0041】

図８、図１０、および図１４を除き、図面のすべてが概略図である。

【図面の簡単な説明】

【0042】

【図1】サンプル管のストッパにスリットを入れるのに適した切刃の底面図である。

【図2】図１の切刃の側面図である。

【図3】図１の切刃の正面図である。

【図4】本明細書で説明されるサンプリングシステムで使用されることができる、複数のデバイスを保持するためのホルダの底面図である。保持されることができるデバイスは、ストッパの中にスリットを切るためのデバイス、ストッパに穴を開けるためのデバイス、およびストッパの中に切られスリットを拡大するためのデバイスを含むが、これらに限定されない。

【図5】図４のホルダの立体図である。

【図6】図１、図２、および図３に示される切刃により形成されたスリットを有する、サンプル管用ストッパの平面図である。

【図7】本明細書でスリーブ／カラーと呼ばれるデバイスがスリットの中に挿入された、図６に示されるストッパの平面図である。

【図8A】本明細書で説明されるサンプリングシステムで使用するのに適したサンプル管の立面側面図である。

【図8B】本明細書で説明されるサンプリングシステムで使用するのに適したサンプル管の立面側面図である。

【図8C】本明細書で説明されるサンプリングシステムで使用するのに適したサンプル管の立面側面図である。

【図9】自動イムノアッセイ分析装置および自動臨床化学分析装置で使用するために、サンプル管のストッパの中にスリットを切るためのモジュールを利用するシステムの平面図を示す概略図である。図９はまた、少なくとも１つのイムノアッセイ分析装置用モジュール、少なくとも１つの臨床化学分析装置用モジュール、少なくとも１つの血液学分析装置用モジュール、および少なくとも１つの遠心分離機またはサンプルの成分を分離するための他の装置用モジュールを示す。研究所の要件に応じて、モジュールのうち１つまたは複数がシステムから取り除かれることができることに留意されたい。

【図10】図９に示されるシステムで使用するのに適した臨床分析装置の立体図である。

【図11】本明細書で説明される遠心分離機の一実施形態の断面図である。この実施形態では、遠心分離機により発生させられる不平衡ベクトルを相殺するために外部平衡キャップおよび内部平衡キャップが利用される。

【図12】本明細書で説明される遠心分離機のカルーセルの上部を示す平面図である。

【図13】本明細書で説明される遠心分離機のカルーセルの下部を示す平面図である。

【図14】サンプル管保持組立体の斜視図であり、サンプル管ホルダおよびベアリングを示す。

【図15A】本明細書で説明される遠心分離機の動作中に、サンプル管の傾斜角を示すエミッタ−検出器および反射器を示す側面図である。遠心分離機のロード／アンロード位置にあるサンプル管を示す側面図である。

【図15B】本明細書で説明される遠心分離機の動作中に、サンプル管の傾斜角を示すエミッタ−検出器および反射器を示す側面図である。遠心分離機内で角度４５°に傾けられた、図１５Ａのサンプル管を示す側面図である。

【図15C】本明細書で説明される遠心分離機の動作中に、サンプル管の傾斜角を示すエミッタ−検出器および反射器を示す側面図である。遠心分離機内で角度９０°に傾けられた、図１５Ａのサンプル管を示す側面図である。

【図15D】本明細書で説明される遠心分離機の動作中に、サンプル管の傾斜角を示すエミッタ−検出器および反射器を示す側面図である。遠心分離機のロード／アンロード位置にある空のサンプル管保持組立体が示されていることを除き、図１５Ａと同じ図である。

【図16A】サンプル管ホルダに接触しようとするクランプブレーキを示す平面図である。

【図16B】クランプブレーキがサンプル管ホルダに接触している、図１６Ａのクランプブレーキの平面図である。

【図17A】遠心分離機のロード／アンロード位置にあるサンプル管を示す側面図である。

【図17B】サンプル管が、遠心分離機のロード／アンロード位置と、遠心分離機の外縁の間で一部離れた、遠心分離機内で角度４５°に傾けられた図１７Ａのサンプル管を示す側面図である。

【図17C】サンプル管が、遠心分離機のロード／アンロード位置と、遠心分離機の外縁の間で一部離れているが、図１７Ｂのサンプル管より外縁に近い、遠心分離機内で角度９０°に傾けられた図１７Ａのサンプル管を示す側面図である。

【図17D】遠心分離機のロード／アンロード位置にある、図１７Ａのサンプル管を示す側面図である。

【図18】図１１の遠心分離機の平面図であり、内部平衡キャップの上にある外部平衡キャップのこの部分が切り取られている。外部平衡キャップの外縁部分が、図１８で見ることができる。

【図19A】２つの位置決め機構、および遠心分離機により発生させられる不平衡ベクトルを相殺するための平衡ウェイトを備える組立体の側面図である。

【図19B】図１９Ａの組立体の平面図である。

【図20】本明細書で説明される遠心分離機の他の実施形態の断面図である。この実施形態では、送りねじ上にそれぞれ搭載された平衡ウェイトが、遠心分離機により発生させられる不平衡ベクトルを相殺するために利用される。

【図21】遠心分離機のさまざまなパラメータをモニタするための表示の正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0043】

図面では、可能な限り、同様の部分は同じ参照番号を有する。

【0044】

本明細書で使用されるとき、表現「イムノアッセイ分析装置」は、イムノアッセイ技法によって、すなわち、抗体を利用して抗原を探す技法、または抗原を利用して抗体を探す技法によって、サンプル中の物質の濃度を決定するための自動分析装置を意味する。３つのタイプのイムノアッセイ、すなわち、直接サンドイッチアッセイ、競合アッセイ、または抗体検出アッセイが存在する。これらのタイプのイムノアッセイは当業者に周知である。本明細書で使用されるとき、表現「臨床化学分析装置」は、少なくとも１つの化学反応を利用する技法によってサンプル中の物質の濃度を決定するための自動分析装置を意味する。化学反応は、免疫化学反応とすることができる。本明細書で使用されるとき、表現「血液学分析装置」は、血液のサンプルのさまざまなパラメータ、すなわち、血液のサンプル中の成分のカウント、および血液のサンプル中の成分の分類を決定するための自動分析装置を意味する。

【0045】

本明細書で使用されるとき、用語「モジュール」は、システムの主要な機能をサポートするための特定の仕事または仕事のクラスを行う、システムの自己完結型ユニットを意味する。たとえば、臨床分析装置のシステムが、サンプル吸引モジュール、イムノアッセイ分析装置、臨床化学分析装置、血液学分析装置、および遠心分離機というモジュールのうちいくつかを含むことができるが、これらに限定されない。システムの所与のモジュールが、このモジュールと結合された、システムの他のモジュールと共に使用されるように設計される。

【0046】

本明細書で使用されるとき、表現「反応容器」は、生化学反応が実施される容器を意味する。本明細書で使用されるとき、表現「採取管」は、液体のサンプルが採取される管を意味する。液体は、たとえば血液などの生体液とすることができる。本明細書で使用されるとき、表現「アリコート管」は、サンプルのアリコートを含む管を意味する。アリコートは、試験のために使用される検体の一部またはサンプルである。検体またはサンプルのアリコートは、単一の検体またはサンプルに対して複数の試験が指示され、異なる機器で、または異なる分野の試験部門で試験が行われるときに作成されることがある。アリコートは、検体またはサンプルの管と同じ識別情報でラベルを付けられた１つまたは複数の管の中に検体の一部またはサンプルを移すことにより準備される。参照により本明細書に組み入れられる、ＭｃＣａｌｌ ｅｔ ａｌ．、『Ｐｈｌｅｂｏｔｏｍｙ Ｅｓｓｅｎｔｉａｌｓ（静脈切開要説）』、第４版、Ｌｉｐｐｉｎｃｏｔｔ Ｗｉｌｌｉａｍｓ ＆ Ｗｉｌｋｉｎｓ（２００８年：Ｂａｌｔｉｍｏｒｅ、Ｍａｒｙｌａｎｄ、ＵＳＡ）、５２１〜５２２ページを参照のこと。本明細書で使用されるとき、表現「サンプル管」は、サンプルが採取される管を意味する。サンプルは、たとえば血液などの生体サンプルとすることができる。

【0047】

本明細書で使用されるとき、表現「中央処理装置」は、コンピュータプログラムの命令を実施し、かつコンピュータの機能を実施する主要な要素である、コンピュータシステムの一部を意味する。中央処理装置は、プログラムの各命令を順に実施して、システムの基本的な算術、論理、および入力／出力の動作を行う。遠心分離機が円運動する間、加速度は、半径と角速度の二乗との積であり、従来「相対遠心力」（あるいは、本明細書ではＲＣＦと呼ばれる）と命名されている。加速度は、地球の表面での重力による標準加速度である「ｇ」の倍数（または×「ｇ」）で計測され、次式により与えられる無次元量である：

【0048】

【数1】

ここで、
ｇは地球の重力加速度を表し、
ｒは回転半径を表し、
Ｎは、単位時間あたりの回転で計測された回転速度を表す。

【0049】

「相対遠心力」は、遠心分離機の回転に起因する力だけと関係があり、地球に起因する重力と関係がないことに留意されたい。

【0050】

本明細書で使用されるとき、表現「Ｇ力」は、重力＝Ｆ_ｇ（ニュートン単位）＝質量（キログラム単位）×９．８メートル／秒^２を意味する。

【0051】

本明細書で使用されるとき、表現「ＳＴＡＴサンプル」は、即時に処理されなければならないサンプルを意味する。

【0052】

本明細書で使用されるとき、品目の名前に続く記号「（ｓ）（（複数可））」は、文脈に応じて、対象品目の１つまたは複数が意図されることを示す。

【0053】

本明細書で使用されるとき、斜線としても知られる記号「／」は、代替を示す。たとえば、表現「代替１および／または代替２」は「代替１」もしくは「代替２」または「代替１と代替２の両方」を意味することが意図される。表現「スリーブ／カラー」は、「スリーブ」または「カラー」のいずれかと呼ばれることができる品目を意味することが意図される。

【0054】

本明細書で使用されるとき、表現「開管サンプリング」は、サンプル管の開口を覆うストッパを有しないサンプル管の利用を意味する。本明細書で使用されるとき、表現「閉管サンプリング」は、サンプル管の開口を覆うストッパを有するサンプル管の利用を意味する。イムノアッセイ分析装置および臨床化学分析装置が血液学分析装置と一体化されたとき、血液学分析装置が、管を数回逆さにすることにより血液のサンプル全体を混合し、それにより、血球の一様な分布を保証するので、サンプル管はストッパを定位置に配置してロードされなければならない（閉管システム）。血液学分析のためにサンプルを吸引した後に、アリコートが閉管から引き出され、その後、遠心分離機に、次いで、分析のために適切なイムノアッセイ分析装置および臨床化学分析装置に経路設定されることができる。イムノアッセイ分析装置および臨床化学分析装置が、血液学分析装置と一体化されていない場合、サンプル管は「開放型」または「閉鎖型」とすることができる。サンプル管が「開放型」である場合、すべてのアリコートが、現在の「ＡＲＣＨＩＴＥＣＴ」臨床分析装置と同じ手法で引き出される。サンプル管が「閉鎖型」である場合（ストッパが定位置にある）、ストッパが切断ステーションで切られ、その後、サンプル管は、サンプルを引き出すために分析装置に経路設定される、またはアリコートが閉鎖型サンプル管から引き出され、その後、アリコート管は、分析のために臨床分析装置に経路設定される。

【0055】

本明細書で使用されるとき、表現「通気針」は、サンプル管のストッパの中に開口を作成し、サンプル管内部の圧力を周囲の大気の圧力と等しくするのに適した薄肉管を意味する。通気針はまた、サンプル吸引プローブがサンプル管のストッパと接触するのを防止するためのガイドまたは覆いとして機能する。

【0056】

本明細書で使用されるとき、用語「遠心分離機」は、異なる密度の材料を分離するため、または遠心力で重力をシミュレートするために、中心軸を中心に回転させられる区画を備えるデバイスを意味する。本明細書で使用されるとき、用語「カルーセル」は、回転式円形プラットフォームを意味する。本明細書で説明される遠心分離機に関しては、カルーセルが遠心分離機の構成要素である。本明細書で使用されるとき、表現「カルーセルの軸」、「カルーセルの回転軸」などは、カルーセルが回転する中心の直線を意味する。「カルーセルの軸」「カルーセルの回転軸」などは、事実上、遠心分離機の中心軸と同義語である。本明細書で使用されるとき、用語「重さ」は、地球により対象物に加えられる重力を意味し、対象物の質量と重力加速度の局地値の積に等しい。一般に、用語「重さ」および「質量」は、本明細書では、互いに交換可能に使用される。本明細書で使用されるとき、表現「力」は、力の適用方向に本体の加速度を作り出す傾向があるベクトル量を意味する。本明細書で使用されるとき、表現「力ベクトル」は、力の適用方向に本体の加速度を作り出す傾向がある力を特徴づけるベクトルを意味する。

【0057】

血液学用サンプルは、典型的には全血である。イムノアッセイおよび臨床化学アッセイ用サンプルは、典型的には血清および血漿である。全血のサンプルがサンプル管から吸引された後、イムノアッセイ試験または臨床化学試験でその後使用するために一部分から血清または血漿が分離されることができるように、全血のサンプルの一部が全血のサンプルから取り除かれなければならない。

【0058】

医薬品の分野では、静脈穿刺（ｖｅｎｅｐｕｎｃｔｕｒｅ、ｖｅｎｏｐｕｎｃｔｕｒｅ、またはｖｅｎｉｐｕｎｃｔｕｒｅ）は、静脈内療法の目的で静脈内アクセスを得る、または静脈血のサンプルを得る処理である。この処置は、医療研究所の科学者、開業医、何人かの救急医療隊員、医療補助者、静脈採血士、および他の看護職員により行われる。静脈穿刺は、最も定型的に行われる侵襲的処置の１つであり、２つの理由で、すなわち、診断目的で血液を得るため、または血液成分のレベルをモニタするために実施される。血液分析は、健康管理の範囲内で臨床医に利用可能な最も重要な診断ツールの１つである。血液分析データは、無数の臨床徴候および臨床症状の解釈のための臨床設定で信頼されており、静脈穿刺の技能を育成することにより、全体論的で適時の処置を容易にすることができる。

【0059】

米国および英国では大部分の血液採取は、真空管システム（２つの一般的なシステムが、「ＶＡＣＵＴＡＩＮＥＲ」（Ｂｅｃｔｏｎ，Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ）および「ＶＡＣＵＥＴＴＥ」（Ｇｒｅｉｎｅｒ Ｂｉｏ−Ｏｎｅ ＧｍＢＨ）である）を使って行われる。装置は、プラスチックハブ、皮下注射針、および真空管を含む。ある種の環境の下では、シリンジが、短い針に取り付けられたプラスチックカテーテルである翼状針と共にしばしば使用されてもよい。発展途上の世界では、針およびシリンジが、依然として、血液を取り出す最も一般的な方法である。

【0060】

血液が研究所へ移送される管は、さまざまな添加剤を含む、またはまったく含まない。試薬は研究所間で変わり、異なる添加剤により影響を受ける場合があるので、個々の研究所がどの管をどの試験のために必要とするかを知ることが重要である。一般に、凝固時間が、計測されるべき試験ではない限り、カルシウムが凝固するのを防止するために、全血が、カルシウムをキレート化するＥＤＴＡと混合される必要があり、凝固時間が、計測されるべき試験である場合には、クエン酸塩が使用される。生化学試験の大多数が、血清に対して行われ、その結果、平滑管または凝固促進剤が使用される。この凝固促進剤は、いくつかのアッセイを妨げる可能性があり、したがって、この場合、平滑管が推奨されるが、結果は明らかに遅延させられる。いくつかのアッセイがまた、全血を必要とする場合があるが、ＥＤＴＡにより妨げられ、この場合、リチウムヘパリン（Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｈｅｐａｒｉｎ）が適切な代替である。

【0061】

真空管システムを使えば、針がサンプル管のストッパに穴を開け、管内の添加剤と接触する可能性がある。針は中空針であるので、サンプルの一部が次の管の中に運び込まれ、次の針の内容物を汚染する可能性がある。困った事態を引き起こす可能性が最も高い添加剤がＥＤＴＡであり、ＥＤＴＡは、凝固時間アッセイに影響を及ぼし、サンプル中の金属イオンの一部をキレート化することにより、生物化学的結果（特にカリウム）の一部を妨げる場合がある。したがって、ＥＤＴＡサンプルは、ほとんどの場合最後に引き出されるべきであり、平滑管が最初に引き出されるべきである。

【0062】

真空管は最初、商品名「ＶＡＣＵＴＡＩＮＥＲ」管という名でＢｅｃｔｏｎ，Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙにより市販された。今日、このデバイスの特許がパブリックドメインにあるので、多くの会社が真空管を販売している。いくつかのモデルが血液を自分の中に自動的に吸引する真空を含む試験管のタイプである。管はガラスまたはプラスチックから作られる。管は針およびハブに取り付けられる。

【0063】

サンプル管と共に使用するのに適した典型的なストッパが、参照により本明細書に組み入れられるウェブサイトｂｄ．ｃｏｍ／ｖａｃｕｔａｉｎｅｒ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｖｅｎｏｕｓ／ｐｌｕｓ＿ｐｌａｓｔｉｃ＿ｔｕｂｅｓ＿ｄｏｃｓ．ａｓｐで、ワールドワイドウェブ上のハイパーテキスト転送プロトコルによって見られることができる。前述のウェブサイトのカタログは、さまざまな材料、形状、サンプル容器への取付手段、および寸法を有するストッパを例示している。ストッパは、ゴム、または合成高分子材料などの材料から作られることができる。サンプル管は、ガラス、または合成高分子材料から作られることができる。本明細書で使用するのに適した管およびストッパは、Ｂｅｃｔｏｎ，Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｆｒａｎｋｌｉｎ Ｌａｋｅｓ、Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙから市販されている。

【0064】

図１、図２、および図３は、ストッパの中にスリットを形成することができる切刃１０を示す。切刃１０は、２つの端部を有する細長い切り口として特徴づけられることができる形状を有し、この細長い切り口は、「＞」記号に似た第１の切り口と「＜」記号に似た第２の切り口との間に配置される。スリットの一実施形態が以下に示される。

【0065】

【数2】

【0066】

「＞」記号の２つの脚部間の角度が、典型的には約６０°〜約１２０°までの範囲であり、好ましくは９０°である。「＜」記号の２つの脚部間の角度が、典型的には約６０°〜約１２０°までの範囲であり、好ましくは９０°である。「＞」記号の頂点が、細長い切り口の一方の端部と接触し、「＜」記号の頂点が、細長い切り口の他方の端部と接触する。

【0067】

図２および図３は、切刃１０が、ストッパの伸長を制御し、かつゴムまたは合成高分子材料の効果的切断を促進するための先端角（中央から外側、および外側から中央）を有することを示す。さらに、切刃１０は、洗剤、または潤滑用界面活性剤を含む、少量の残留した洗浄緩衝液を保持するための、少なくとも１つの溝１０ａを装備することができる。切る動作の前に、切刃１０は洗浄される。切る動作中、切刃１０は下方に垂直に駆動され、それにより、サンプル管のストッパを切って進む。ストッパを切る前に、サンプル管のストッパ用の検出器が、ストッパが定位置にあること、および定位置にあるストッパがスリットを入れられることができるタイプであることを保証する。この機能に適した検出器は、ＪＡＤＡＫ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｓｙｒａｃｕｓｅ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋから市販されている。管支援視覚制御ソフトウェアを用いて、このような検出器は、管の高さ、管の形状、キャップの有無、キャップの形状を検出することができる。たとえば、参照により本明細書に組み入れられるウェブサイトｊａｄａｋｔｅｃｈ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｍａｃｈｉｎｅ＿ｖｉｓｉｏｎ／ＭＶＣＳ．ｈｔｍｌで、ワールドワイドウェブ上のハイパーテキスト転送プロトコルによってアクセス可能な本題を参照のこと。ストッパがサンプル管上に存在しない場合、またはサンプル管のストッパが、スリットを入れられることができるタイプではない場合、サンプル管のストッパは切られない。誤ったタイプのストッパを有するサンプル管が処理されることはない。

【0068】

図４および図５は、複数の切刃１０を保持するのに適したホルダ１２を示す。切刃ホルダ１２は、時計回りに（または必要に応じて反時計回りに）１つの位置に回転し（割り出され）、使用された切刃１０は７つの可能な洗浄位置の１つの中に回転させられ、次のサンプル管が吸引のための位置の中に動かされたとき、洗浄された切刃１０が、吸引する場所に位置決めされる。切刃１０は、使用された後、サンプルの持ち越しによる汚染を防止するために洗浄される。切刃１０の洗浄による処理量の低減を最小にするために、好ましくは円筒容器１６により取り囲まれた円板１４である切刃ホルダ１２は、複数の切刃１０を保持することができ、その結果、適切な洗浄のために２つ以上の位置が利用可能である。各刃１０は、固定具１８によって円板１４に取り付けられる。本文脈で使用されるとき、用語「位置」は、切刃ホルダ１２の円板１４上の場所を意味する。切刃ホルダ１２の円板１４が、たとえば８つの位置を有する場合、サンプル管のストッパの中にスリットを形成するために、８つの位置のうち１つが切刃１０を作動させるために使用されるが、その他の７つの位置は、切刃１０を洗浄するために使用される。

【0069】

洗浄動作では、切刃１０の表面上にたとえば噴霧としてなどで洗浄液が分配される。洗浄動作は、臨床分析装置の当業者には周知である。その後、残留したどんな洗浄液も、真空源によって切刃１０から取り除かれることができる。この動作は、各インデックス位置で２〜４回繰り返されることができ、８つのインデックス位置のうち７つが洗浄動作用に利用可能であるので、最大７回繰り返されることができる。

【0070】

たとえば、切刃１０を保持するための円筒容器１６により取り囲まれた円板１４などの切刃ホルダ１２は、単一の切刃１０用ホルダに対していくつかの利点を提供する。各切刃１０は、サンプルの持ち越しによる汚染を防止するために洗浄されなければならない。この洗浄動作の継続期間が、閉管サンプリングシステムの処理量要件を満たすために割り当てられた期間を超える可能性がある。したがって、１つの切刃１０が、再利用されるために良好な状態になるように洗浄を受けている間に、切刃ホルダ１２により、いくつかの切刃１０が使用されることができるようになる。

【0071】

図６は、本明細書で使用するのに適したサンプル管のストッパ２０の平面図である。サンプル管のストッパ２０は、切刃１０により形成されたスリット２２を有することにより特徴づけられる。スリット２２は、サンプル管の内部に向かって、サンプル管の内部から離れて動くことができる１対のフラップ２４、２４’に隣接する。図６に示されるように、各フラップ２４、２４’は台形の形状を有する。各フラップ２４、２４’は、（１）ストッパ２０の本体に取り付けられたより長い側面２６ａ、２６ａ’、（２）より長い側面２６ａ、２６ａ’と平行であるが、より長い側面２６ａ、２６ａ’より短い、より短い側面２６ｂ、２６ｂ’、（３）より長い側面２６ａ、２６ａ’の一方の端部をより短い側面２６ｂ、２６ｂ’の一方の端部に接続する第１の側面２６ｃ、２６ｃ’、および（４）より長い側面２６ａ、２６ａ’の他方の端部をより短い側面２６ｂ、２６ｂ’の他方の端部に接続する第２の側面２６ｄ、２６ｄ’を備える。好ましくは、第１の側面２６ｃ、２６ｃ’は、第２の側面２６ｄ、２６ｄ’と平行ではない。より短い側面２６ｂ、２６ｂ’は、ストッパ２０の中心を通って延びる。より長い側面２６ａ、２６ａ’は破線で示され、破線に沿ってフラップ２４、２４’はそれぞれ屈曲することができる。フラップ２４、２４’を形成するための切り口は、図１〜図３に示される切刃１０により作られることができる。

【0072】

さらに、スリットストッパ２０を有するサンプル管が、各イムノアッセイ分析装置または臨床化学分析装置に移送されたとき、サンプル管が吸引ステップのために位置決めされている間に、スリーブ／カラー３０が、フラップ２４、２４’間のギャップ３２の中に挿入される。図７を参照のこと。このスリーブ／カラー３０は、フラップ２４、２４’を広げて、広がったフラップ２４、２４’間に、実質的に長方形の開口を形成する。スリーブ／カラー３０は、たとえば、ステンレス鋼、高分子材料、またはサンプル吸引プローブを製造するのに適した任意の他のタイプの材料などの耐食材料から製作されることができる。スリーブ／カラー３０のための他の可能な材料が、剛性のＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）管であり、ＰＥＥＫの説明は、参照により本明細書に組み入れられるウェブサイトｃｏｌｅｐａｒｍｅｒ．ｃｏｍ／ｃａｔａｌｏｇ／ｐｒｏｄｕｃｔ＿ｉｎｄｅｘ．ａｓｐ？ｃｌｓ＝６８０８で、ワールドワイドウェブ上のハイパーテキスト転送プロトコルによってアクセス可能である。スリーブ／カラー３０は孔を有し、この孔の寸法は、サンプル吸引プローブを受け取るのに十分大きくなければならないが、適当な量の力が適用されたときに、スリーブ／カラー３０がストッパ２０のスリット２２をトラバースすることができるように、スリーブ／カラー３０の外径が十分小さく作られることができるように、十分小さくなければならない。スリーブ／カラー３０の形状はそれほど重要ではないが、サンプル吸引プローブがストッパ２０のスリット２２を容易にトラバースすることができるように、スリーブ／カラー３０の形状は円筒形であることが好ましい。

【0073】

スリーブ／カラー３０は、サンプル吸引プローブがこのスリーブ／カラー３０を通してサンプル管の中に挿入されている間に、ストッパ２０内のスリット２２を「広げる」機能を有する。スリーブ／カラー３０の名前は、スリーブ／カラーの孔を通してサンプル吸引プローブを受け入れる機能に由来する。したがって、サンプル吸引プローブはストッパ２０に接触せず、サンプル持ち越しおよび洗浄要件が低減される。本明細書で使用されるとき、表現「ｓｌｅｅｖｅ／ｃｏｌｌａｒ（スリーブ／カラー）」の複数形はｓｌｅｅｖｅ／ｃｏｌｌａｒｓである。その後、スリーブ／カラー３０は、洗浄される、または処分されることができる。

【0074】

すでに述べられたように、サンプル吸引プローブは、スリーブ／カラー３０の孔を通して挿入され、サンプルの一部を吸引する。要するに、分析装置のサンプル吸引プローブは、サンプル管が、閉じるものが取り除かれたサンプル管であるとき、サンプル管のスリットストッパ２０を検出し、処理し、したがって、分析装置の修正は必要ない。スリーブ／カラー３０をスリット２２の中に挿入する前に、サンプル管のストッパ２０用の検出器が、スリットストッパ２０が存在することを保証する。スリーブ／カラー３０は、ロボットデバイスによってスリット２２の中に挿入される。スリットストッパ２０が存在しない場合、検出器は、サンプル管が開放型であることを示し、スリーブ／カラー３０は使用されない。スリーブ／カラー３０は、使用された後、サンプルの持ち越しによる汚染を防止するために洗浄されることができる。スリーブ／カラー３０の洗浄による、処理量の低減を最小にするために、図４および図５に示される切刃ホルダ１２に実質的に類似するスリーブ／カラーホルダが使用されることができる。スリーブ／カラーホルダは、複数のスリーブ／カラー３０を保持することができ、その結果、適切な洗浄のために２つ以上の位置が利用可能である。この文脈で使用されるとき、用語「位置」は、スリーブ／カラーホルダの円板上の場所を意味する。スリーブ／カラーホルダの円板が、たとえば８つの位置を有する場合、８つの位置のうち１つがサンプル管のストッパ２０の中にスリット２２を形成するために、スリーブ／カラー３０を作動させるために使用されるが、その他の７つの位置は、スリーブ／カラー３０を洗浄するために使用される。切刃ホルダ１２と同様に、スリーブ／カラー３０ホルダは、時計回りに（または必要に応じて反時計回りに）１つの位置に回転し（割り出され）、使用されたスリーブ／カラー３０は７つの可能な洗浄位置の１つの中に回転させられ、次のサンプル管が吸引のための位置の中に動かされたとき、洗浄されたスリーブ／カラー３０が、吸引場所に位置決めされる。

【0075】

洗浄動作では、スリーブ／カラー３０の内面および外面上にたとえば噴霧としてなどで洗浄液が分配される。洗浄動作は、臨床分析装置の当業者には周知である。その後、残留したどんな洗浄液も、真空源によってスリーブ／カラー３０の内部および外部から取り除かれる。この動作は、各インデックス位置で２〜４回繰り返されることができ、８つのインデックス位置のうち７つが洗浄動作用に利用可能であるので、最大７回繰り返されることができる。図＿は、このような円形スリーブ／カラーホルダを示す。

【0076】

スリーブ／カラー３０を保持するための円板は、単一のスリーブ／カラー３０用ホルダに対していくつかの利点を提供する。切刃１０と同様に、各スリーブ／カラー３０は、サンプルの持ち越しによる汚染を防止するために洗浄されなければならない。この洗浄動作の継続期間が、閉管サンプリングシステムの処理量要件を満たすために割り当てられた期間を超える可能性がある。したがって、１つのスリーブ／カラー３０が、再利用されるために良好な状態になるように洗浄を受けている間に、スリーブ／カラー３０を保持するための円板により、いくつかのスリーブ／カラー３０が使用されることができるようになる。

【0077】

典型的な切る動作では、サンプル管が定位置にしっかりと保持されている間、切刃１０（または１組の切刃１０）は、サンプル管のストッパ２０の最上部まで下げられる。その後、刃は、典型的には深さ約１インチ（約２．５４ｃｍ）までストッパ２０を通って押し込まれる。切刃１０が引っ込められているとき、ストッパ２０は、サンプル管内に留まるように、定位置に保持される。

【0078】

切刃１０を保持するための円板１４は、時計回りに１つの位置に回転し（割り出され）、使用された切刃１０は７つの可能な洗浄位置の１つの中に回転させられ、次のサンプル管がこの位置の中に動かされたとき、きれいにされた切刃１０が、切る場所に位置決めされる。

【0079】

たとえば、閉管サンプリングシステムの処理量要件が、１時間あたり３００サンプルである場合、サンプル管のストッパ２０内にスリット２２を切るために必要な時間は１２秒である。したがって、切刃１０が次のサンプル管のストッパ２０内にスリット２２を切るために利用可能であるために、ストッパ２０内にスリット２２を切り、かつ切刃１０を洗浄するための動作を完了するために、１２秒が必要である。ストッパ２０の検出、サンプル管のセンタリング、サンプル管のバーコードの読取り、およびストッパ２０内にスリット２２を切るのに９秒必要である場合、ストッパ２０内にスリット２２を切るために切刃１０を洗浄および乾燥するには、３秒（１２秒−９秒）のうちに完了される必要がある。「ＡＲＣＨＩＴＥＣＴ」イムノアッセイ分析装置のサンプル吸引プローブのための現在の洗浄時間が、７秒〜１０秒の範囲であるので、ストッパ２０内にスリット２２を切るために切刃１０に３秒の洗浄期間を割り当てたのでは、十分ではない。したがって、切刃１０を保持するために円板１４により複数のインデックス位置が提供されることにより、使用されていない切刃１０を洗浄するのに十分な時間の余裕がある。

【0080】

血液学分析装置から得られた摩耗データが、閉管サンプリングシステム用通気針が、ほぼ５，０００のストッパに穴を開けた後に交換される必要があることを示唆している。この摩耗の程度は、金属から作られる通気針と、ゴムから作られるサンプル管のストッパとの間の高い摩擦のレベルに起因する。ストッパ内にスリットを切るための機構の、この交換割合を仮定すると、分析装置のかなりのレベルの保守およびダウンタイムが、取扱量の多い研究所で定型的に必要とされる。切刃１０を、たとえば、ストッパを切るための８つの切刃１０を保持するための円筒容器１６により取り囲まれた円板１４が、交換割合を、ほぼ４０，０００のストッパを切るまでに改善する。切刃１０を保持するための円板１４のサイズは、特定の研究所の保守およびサンプル取扱量要件を満たすように選択されることができる。

【0081】

ストッパ２０用切刃１０は、非常によく切れるように設計され、オペレータまたは切刃１０を取り扱うサービス職員にかなりの安全上の危険要因を提示する。ストッパ２０内にスリット２２を切るための切刃１０を保持するために円筒容器１６により取り囲まれた円板１４が、これらの危険要因をなくし、ストッパ２０内にスリット２２を切るための切刃１０の封じ込めを提供し、オペレータがストッパ２０内にスリット２２を切るための切刃１０の保守を行うことを可能にすることができ、それにより、訓練されたサービス職員を置き換え、その結果、研究所にとってかなりのコスト節約および便益が達成されることができる。

【0082】

血液学試験用サンプル管とイムノアッセイおよび臨床化学アッセイ用サンプル管との間の区別に留意することは重要である。すでに述べられたように、イムノアッセイ分析装置および臨床化学分析装置が血液学分析装置と一体化されたとき、血液学分析装置が、管を数回逆さにすることにより血液のサンプル全体を混合し、それにより、血球の一様な分布を保証するので、サンプル管はストッパを定位置に配置してロードされなければならない（閉管システム）。血液学分析のためにサンプルを吸引した後に、アリコートが閉管から引き出され、その後、遠心分離機に、次いで、分析のために適切なイムノアッセイ分析装置および臨床化学分析装置に経路設定されることができる。イムノアッセイ分析装置および臨床化学分析装置が、血液学分析装置と一体化されていない場合、サンプル管は「開放型」または「閉鎖型」とすることができる。サンプル管が「開放型」（ストッパが取り除かれる）である場合、すべてのアリコートが、現在の「ＡＲＣＨＩＴＥＣＴ」分析装置と同じ手法で引き出される。サンプル管が「閉鎖型」（ストッパが定位置にある）である場合、ストッパが切断ステーションで切られ、その後、サンプル管は、サンプルを引き出すために分析装置に経路設定される、またはアリコートが閉管から引き出され、その後、分析のためにイムノアッセイ分析装置および臨床化学分析装置に経路設定される。

【0083】

参照により本明細書に組み入れられる米国特許第７，６７８，３３１（Ｂ２）号明細書で説明されているように、サンプル管キャリア内のサンプル管を持ち上げるためのデバイスが、穴開け組立体内の穴開け要素によりサンプル管のストッパが刺されることが可能になるように使用されることができる。サンプル管のストッパが刺された後、サンプル管からサンプルを吸引するためのプローブが、穴開け要素内の孔を通してサンプル管のレセプタクル内にサンプルを採取することができる。サンプルの一部を吸引する前に、サンプル管のストッパに穴を開けるために通気針が使用される。サンプル管がしっかりと保持されている間、特別に設計された先端を有する通気針が、ストッパを通して押しつけられ、サンプル管の内部を周囲の環境にさらし、それにより、サンプル管内部の圧力および大気圧が等しくなる。その後、サンプル管からサンプルの一部を吸引するためのプローブが、通気針の孔を通して挿入される。サンプルが吸引された後、ストッパは、通気針が引っ込められている間、サンプル管内に留まるように、定位置に保持される。サンプル管のストッパを刺すことに関連する追加情報が、すでに参照により本明細書にすでに組み入れられた米国特許第７，６７８，３３１（Ｂ２）号明細書の１５段の３１行目から１６段の３９行目まで、および１８段の２５行目から１９段の２３行目、ならびにすでに参照により本明細書にすでに組み入れられた米国特許第７，６７８，３３１（Ｂ２）号明細書の図２２、図２６、図２７Ａ、図２７Ｂ、図２７Ｃ、図２７Ｄ、図２８、図２９、および図３０で得られることができる。

【0084】

切刃１０を保持するための円板１４と同様に、通気針ホルダは、時計回りに１つの位置に回転させられ（割り出され）、使用された通気針は７つの可能な洗浄位置の１つの中に回転させられ、次のサンプル管が適切な位置の中に動かされたとき、洗浄された通気針が、穴開け場所に位置決めされる。

【0085】

血液学分析装置から得られた摩耗データが、閉管サンプリングシステム用通気針が、ほぼ５，０００のストッパに穴を開けた後に交換される必要があることを示唆している。この摩耗の程度は、金属から作られる通気針と、ゴムから作られるサンプル針のストッパとの間の高い摩擦のレベルに起因する。ストッパに穴を開けるための通気針の、この交換割合を仮定すると、分析装置のかなりのレベルの保守およびダウンタイムが、取扱量の多い研究所で定型的に必要とされる。通気針を、たとえば８つの通気針を保持するための円板が、ほぼ４０，０００回ストッパに穴を開けるまでに交換割合を改善する。通気針を保持するための円板のサイズは、特定の研究所の保守およびサンプル取扱量要件を満たすように選択されることができる。

【0086】

ストッパ用通気針は、非常によく切れるように設計され、オペレータまたは通気針を取り扱うサービス職員にかなりの安全上の危険要因を提示する。ストッパに穴を開けるための通気針を保持するために円筒容器により取り囲まれた円板が、これらの危険要因をなくし、ストッパに穴を開けるための通気針の封じ込めを提供し、オペレータがストッパに穴を開けるための通気針の保守を行うことを可能にすることができ、それにより、訓練されたサービス職員を置き換え、その結果、研究所にとってかなりのコスト節約および便益が達成されることができる。

【0087】

図８Ａ、図８Ｂ、および図８Ｃは、それぞれ本明細書で説明されるシステムで使用するのに適した、いくつかのタイプのサンプル管４０ａ、４０ｂ、および４０ｃを示す。サンプル管４０ａ、４０ｂ、および４０ｃの各々が、それぞれ異なるタイプのストッパ４２ａ、４２ｂ、および４２ｃを有する。しかしながら、他のタイプのサンプル管が、本明細書で説明されるシステムで同じく使用されることができる。本明細書で説明されるこの装置および方法は、穴を開けることができるストッパを有する「ＶＡＣＵＴＡＩＮＥＲ」サンプル管と均等な、または類似するサンプル管で機能するように設計されている。

【0088】

サンプリングシステム
図９は、少なくとも１つのイムノアッセイ分析装置を備える少なくとも１つのイムノアッセイ処理モジュール１０２、少なくとも１つの臨床化学分析装置を備える少なくとも１つの臨床化学処理モジュール１０４、少なくとも１つの血液学分析装置を備える少なくとも１つの血液学モジュール１０６、サンプル管のストッパの中にスリットを切るための少なくとも１つのモジュール１０８、および所与の研究所により指定された機能のための、たとえば遠心分離、サンプルから成分を分離する他の手段などのための少なくとも１つのモジュール１１０、を利用することができる閉管サンプリングシステム１００の構成を示す。少なくとも１つのイムノアッセイ処理モジュール１０２は、ローカルサンプルハンドラ１０２ａおよび洗浄ステーション１０２ｂを含む。少なくとも１つの臨床化学処理モジュール１０４は、ローカルサンプルハンドラ１０４ａおよび洗浄ステーション１０４ｂを含む。少なくとも１つの血液学モジュール１０６は、ローカルサンプルハンドラ１０６ａおよび洗浄ステーション１０６ｂを含む。図９は３つの異なるタイプの臨床分析装置を示すが、サンプリングシステムのあらゆる構成が、３つのタイプの臨床分析装置すべてがあらゆるシステムで使用されることを必要とするわけではないことが理解されるべきである。たとえば、各タイプの分析装置が単独で利用されることができる、または任意の２つの異なるタイプの分析装置が一緒に利用されることができる、または３つのタイプの分析装置すべてが一緒に利用されることができる。さらに、図９に示されるシステムは、補助構成要素のための、たとえば、サンプル管用アンローダ１１２、アリコート管ローダ１１４、サンプル管キャリア内のサンプル管用のさまざまな位置１０６ａ、１０６ｂ、およびサンプル貯蔵用のさまざまな処理モジュールおよびエリアにサンプル管を移送するトラックまたはベルト１１８などのためのスペースを確保する。

【0089】

ストッパを有し、かつ遠心分離を受けたサンプル管が、サンプル管キャリア１１０によって閉管サンプリングシステム１００の中に導入される。ロボットサンプルハンドラ（図示されず）が、定型的サンプル用キャリアに先立ってＳＴＡＴサンプルのキャリアを優先させる。

【0090】

次に、図１０を参照すると、ロボットサンプルハンドラ１２０が、キャリブレータ、制御手段、必要に応じて患者のサンプル、および試薬をロードし、これらを少なくとも１つの自動臨床分析装置を含む、システムの処理モジュール（複数可）に提示するために使用される移送システムである。ロボットサンプルハンドラ１２０は、ローディングおよびアンローディングの機能を実施し、かつ自動試験用サンプルを位置決めするためのランダムな連続アクセスを可能にする。サンプルは、定型的処理または優先処理のために２つのタイプのベイに位置決めされることができる。再び図１０を参照すると、ロボットサンプルハンドラ１２０は、ロボットサンプルハンドラ１２０の構成要素へのアクセスを提供するためのカバー１２２と、ロボットサンプルハンドラ１２０を制御するためのローカルユーザインタフェースを提供するためのキーパッド１２４と、サンプルおよびサンプル管キャリアの識別インデックスを読み取るためのバーコードリーダ１２６と、優先処理用サンプルを位置決めするための優先ベイ１２８と、定型的処理用サンプルを位置決めするための定型的ベイ１３０と、サンプル吸引プローブ用キャリアを位置決めするためのキャリアポジショナ１３２と、サンプル管キャリアをベイ１２８、１３０からキャリアポジショナ１３２に移し、サンプル管キャリアをキャリアポジショナ１３２からベイ１２８および１３０に戻すためのキャリアトランスポート１３４とを備える。

【0091】

サンプル管キャリア用バーコードリーダ１２６は、サンプル管上のバーコードラベル、およびサンプル管キャリア上のバーコードラベルを読み取る。試薬キャリア（図示されず）用バーコードリーダが、試薬瓶上の２次元バーコードラベルを読み取る。サンプル管用キャリアトランスポートは、サンプル管キャリアをローディングベイ１２８および１３０からサンプルを吸引するためのエリアに移し、サンプル管キャリアをローディングベイ１２８および１３０に戻す。試薬キャリア（図示されず）用キャリアトランスポートは、試薬キャリアを試薬ローディングエリア（図示されず）から試薬カルーセル（図示されず）に移し、試薬キャリアを試薬ローディングエリアに戻す。

【0092】

すでに説明されたロボットサンプルハンドラと関係がある追加の詳細が、参照により本明細書に組み入れられる米国特許第７，４５３，４８３号明細書で得られることができる。

【0093】

閉管サンプリングシステムでは、バーコードリーダはサンプル管上のバーコードを読み取る。もしあれば、サンプル管上のストッパ２０の存在が検出され、ストッパ２０が存在する場合、（必要に応じて）切刃１０がサンプル管上のストッパ２０内にスリット２２を切る。スリットを切ることは、常に必要であるわけではない。ある種の状況下では、サンプル管がシステム上にロードされる前にストッパが取り除かれてもよい。このような状況には、ストッパ２０が取り除かれる必要があった場合がある異なるシステムでの試験が含まれるが、これに限定されない。

【0094】

スリットストッパ２０により閉じられたサンプル管は、試験のために経路設定され、必要に応じて再試験のために保持され、もしも再試験の必要がないと結果が示すときにはアンローディングのために利用可能にされる。スリットストッパ２０を有するサンプル管がイムノアッセイ分析装置１０２または臨床化学分析装置１０４に移送され、かつストッパ２０がサンプル管上で検出されたとき、サンプル管が、サンプルを吸引するステップのために位置決めされる間、スリーブ／カラー３０（図９および図１０に示されず）がスリット２２の中に挿入される。サンプルを吸引するステップにスリーブ／カラー３０が使用された後、スリーブ／カラー３０は、サンプルの持ち越しによる、サンプルもしくはサンプル吸引プローブまたは両方の汚染を防止するために洗浄される。要するに、分析装置のサンプル吸引プローブは、スリットストッパ２０を有するサンプル管を「開放型」サンプル管として取り扱い、その結果、開管を使用する市販の分析装置の修正は必要ない。

【0095】

「ＣＥＬＬ−ＤＹＮ」Ｓａｐｐｈｉｒｅ（ＴＭ）血液学分析装置（Ａｂｏｔｔ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓから市販されている）の中に組み入れられた「Ｏｐｅｎ Ｃａｎｎｕｌａ（開カニューレ）」閉管サンプリング設計が、本明細書で説明されるシステムの中に組み入れられることができる。たとえば、参照により本明細書にすでに組み入れられた米国特許第７，６７８，３３１（Ｂ２）号明細書の１５段の３１行目から１６段の３９行目まで、および１８段の２５行目から１９段の２３行目、ならびに参照により本明細書にすでに組み入れられた米国特許第７，６７８，３３１（Ｂ２）号明細書の図２２、図２６、図２７Ａ、図２７Ｂ、図２７Ｃ、図２７Ｄ、図２８、図２９、および図３０を参照のこと。この設計では、サンプル管上のストッパはスリットではない。代わりに、閉管サンプリングモジュールのバーコードリーダは、サンプル管のバーコードを読み取り、サンプル管上のストッパの存在を検出し、必要に応じて、カスタム設計の通気針でストッパを貫通する。通気針は、サンプル吸引プローブを受け入れるための細長い孔を有する。使用されることができるサンプル管のタイプは、図９および図１０に示される実施形態に適したサンプル管ほど限定されない。通気針はストッパの中に埋め込まれるが、「開カニューレ」と呼ばれるサンプル吸引プローブが、通気針の孔の中に挿入され、それにより、ストッパをトラバースし、それにより、サンプルの吸引を可能にする。切刃１０は、ストッパ２０のエラストマー部分の直径より大きな幅を有する場合があるので、ストッパ２０内にスリット２２を切るのは、すべてのタイプのサンプル管で実施されることができるわけではない。「Ｏｐｅｎ Ｃａｎｎｕｌａ」設計は、小さい直径を有するエラストマー部分を有するストッパを使用するサンプル管を含む、ほとんどのタイプの市販のサンプル管に適合する。

【0096】

図４および図５に示される円板に実質的に類似する円板が、通気針を洗浄するための動作中に通気針を保持するために使用されることができる。切刃１０およびスリーブ／カラー３０を保持するための円板１４について説明された利点はまた、通気針を保持するための円板にも適用でき、したがって、通気針を保持するための円板が、単一の通気針を洗浄するホルダに対して、（ａ）処理量の減少が低減され、洗浄のための時間増加が可能になる、（ｂ）消耗品目の寿命が増加する（５，０００ではなく４０，０００の穴開け）、および（ｃ）鋭利な品目を収容することによりオペレータの安全が強化されるという利点を提供する。

【0097】

閉管サンプリングシステムの他の実施形態によれば、構成要素は、少なくとも１つのイムノアッセイ分析装置と、少なくとも１つの臨床化学分析装置と、サンプル管からサンプルを吸引するための少なくとも１つのサンプル管吸引モジュールとを含む。オペレータは、ストッパを有するサンプル管をサンプル管キャリアによってロードし、ロボットサンプルハンドラは、定型的サンプルを保持するサンプル管キャリアに先立って、ＳＴＡＴサンプルを保持するサンプル管キャリアを優先する。サンプル管は、遠心分離、または他のどんな分離技法も受けていない。閉管サンプリングモジュールのバーコードリーダは、サンプル管上のバーコードを読み取り、もしあれば、サンプル管上のストッパの存在を検出し、ストッパが存在する場合、（必要に応じて）穴開け要素がサンプル管上のストッパに穴を開ける、または（必要に応じて）切刃がストッパの中にスリットを切る。この実施形態では、サンプル管吸引モジュールは、指定された体積のサンプルをアリコート管に移送する。次いで、サンプル管キャリアはアンロードされることができる。アリコート管内のサンプルは、試験のために経路設定され、再試験のために保持され、次いで、もしも再試験が必要ないと結果が示すときには処分される。オペレータが、個々のサンプルカップによって小さな体積を有するサンプルをロードすることができる。ＳＴＡＴサンプル用の場所にあるサンプルの確実な識別のために、オペレータによるシステムとの対話が必要である。サンプルカップは、典型的にはバーコードを有しないので、オペレータは、ある種のデータを入力して、サンプル管から引き出されているサンプルが、試験が指示されたサンプルであることを保証する（すなわち、サンプルの確実な識別）必要がある。典型的には、定型的サンプルの取り扱いに関連するキューをバイパスするために、ＳＴＡＴサンプル用に特別なローディングエリアが使用される。

【0098】

アッセイのための較正が、ローカルサンプルハンドラによって分析装置で行われる。ローカルサンプルハンドラは、各臨床分析装置でサンプルをロードおよびアンロードするためのデバイス、たとえば小型カルーセルである。ローカルサンプルハンドラは、典型的には、ＳＴＡＴサンプル、制御手段、較正器のために使用される。この実施形態の利点が、サンプル用アリコート管が「開放型」サンプル管であることであり、その結果、市販の分析装置の修正は必要ない。

【0099】

血液分離技法が、血液学分析装置（複数可）、イムノアッセイ分析装置（複数可）、および臨床化学分析装置（複数可）を一体化するために選択され、使用されることができ、それにより、１つのサンプル採取管が、３つの分野すべての試験用に使用されることができ、それにより、研究所に大きな利点を提供し、サンプル、遠心分離サンプルを分類し、サンプルを適切な分析装置（複数可）に分散させるために必要な労力を低減する。

【0100】

血球を血清または血漿から分離するための１つの分離技法によれば、磁気的に引きつけられる粒子が、膠着試薬、たとえば、細胞の壁に結合する糖結合タンパク質であるレクチンなどでコートされる。これらの粒子が全血のサンプルに追加されるとき、これらの粒子は即座に（すなわち、約２分以内に）細胞と結合し、その後、これらの細胞は、磁気引力によって血漿から分離されることができる。この分離技法は有効であることが示された、すなわち、分離技法は、９９．９９％の赤血球を取り除き、９２．１４％の白血球を取り除く。

【0101】

血球を血清または血漿から分離するための他の分離技法によれば、超音波定在波（１．５ＭＨｚ〜２．０ＭＨｚ、１２ボルトピークツーピーク）が、全血のサンプル内部の成分を分離するために使用されることができる。超音波エネルギーが、アリコート管内の全血のサンプルに加えられることができる。細胞は、超音波の節とピークの間の密度により血漿から分離される、すなわち、最も高い密度を有する赤血球が、定在波の節で血漿から分離され、最も低い密度を有する脂質が、定在波のピークで分離される。異なる密度を有する細胞が、定在波の節とピークの間に分散させられる。この血液分離技法、または代替の血液分離技法が、同じく血液学分析装置（複数可）、イムノアッセイ分析装置（複数可）、および臨床化学分析装置（複数可）を一体化するために使用されることができ、それにより、１つのサンプル採取管が、３つの分野すべての試験用に使用されることができる。

【0102】

前述の磁気的に引きつけられる粒子の技法および超音波定在波技法が完了するまで、典型的には、イムノアッセイ試験および臨床化学試験を実施する前に生体サンプルを取り扱うために遠心分離が使用される。

【0103】

連続アクセス遠心分離機
図１１〜図２１は、遠心分離によって生体サンプルを取り扱うシステムを示す。図１１〜図２１では、特に指定がない限り、複数の同一構成要素それぞれのうち１つだけが参照番号を与えられる。たとえば、２５の送りねじが示されている場合、これら２５の送りねじのうち１つだけが参照番号を与えられる。次に、図１１を参照すると、遠心分離機２００が、上部２０４および下部２０６を有するカルーセル２０２を備える。図１２は、カルーセルの上部２０４は、遠心分離動作のためのサンプル管用に複数の位置を有することを示す。遠心分離ステップは５分の継続期間を有すると仮定すると、２５の位置は、１時間あたり３００のサンプルを準備するために必要である。

【0104】

図１３は、カルーセル２０２の下部２０６に搭載された複数のロータコイル２０８を示す。３６のロータコイルが図１３に示されている。図１３は、カルーセル２０２の下部２０６の外縁の周りに搭載された複数の界磁コイル２１２を示す。２４の界磁コイルが図１３に示されている。ロータコイルは、磁界を通る動きにより電気エネルギーが誘導されるデバイスである。ロータコイルは、電気機械の回転部分（ロータと呼ばれる）上に配置される。界磁コイルは、内部でロータが動く磁界を提供するデバイスである。界磁コイル２１２（または永久磁石）は、電気機械の固定部分（ステータと呼ばれる）上に配置される。ロータコイル２０８および界磁コイル２１２の前述のシステムは、電磁誘導により機械的エネルギーを交流（ＡＣ）電気エネルギーに変換するエンジンである交流発電機に類似する。また、図１１には、カルーセル２０２を回転させるためのシャフト２１６を回転させるためのモータ２１４、および遠心分離機２００の性能を強化するために使用される補助構成要素を適合させるための、シャフト２１６内の孔２１８が示されている。

【0105】

図１３に示される実施形態では、静止している磁場が、電磁石を使用することにより調節されることができる。あるいは、図１３に示される実施形態では、磁場は、永久磁石を使用することにより固定されることができる。いずれの代替形態も、本明細書で説明される遠心分離機に適している。

【0106】

遠心分離ロータ用の積層された焼結鉄コアの周りに複数のループが巻かれることができる。ループは、典型的には、１６または１４のゲージワイヤから作られ、各コイルは典型的には、２００ループを備える。本明細書で使用するのに適したステータ磁石が、Ｎ４２またはＮ５２の定格で１／２インチ（１．２７ｃｍ）×１／２インチ×１／２インチの寸法を有することができる。たとえば、参照により本明細書に組み入れられるウェブサイトｋｊｋｍａｇｎｅｔｉｃｓ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｄｅｔａｉｌ．ａｓｐ？ｐｒｏｄ＝ＢＸ８Ｘ８Ｘ８％２ＤＮ５２で、ワールドワイドウェブ上のハイパーテキスト転送プロトコルによってアクセス可能な本題を参照のこと。直流機械、交流機械、コンバータ、および遠心分離機２００のカルーセル２０２を作動させるために使用されることができるさまざまなタイプの機械の説明が、参照により本明細書に組み入れられる、『ＴＨＥ ＷＡＹ ＴＨＩＮＧＳ ＷＯＲＫ（ものごとの働き）』、第２巻、Ｓｉｍｏｎ ａｎｄ Ｓｃｈｕｓｔｅｒ（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：１９７１年）、５０６〜５１７ページで得られることができる。当業者は、これらの説明を使用して、本明細書で説明される遠心分離機２００に適したカルーセル２０２を開発することができよう。

【0107】

次に、図１２を参照すると、カルーセル２０２の上部２０４に取り付けられているのが、複数の送りねじ２３０であり、各送りねじ２３０は、サンプル管の経路を規定する。再び図１１を参照すると、送りねじ２３０は、伝導装置ケース２３２と、第１の円形ベアリング（図示されず）と、伝導装置ケース２３２を駆動するためのステッピングモータ２３６と、リングギア２４０を支持するための第２の円形ベアリング（図示されず）と、リングギア２４０を駆動するためのステッピングモータ２４２と、駆動ギア２４８を支持するための支柱（図示されず）およびベアリング（図示されず）と、複数の送りねじギア２５０とを備える構成により駆動される。各送りねじギア２５０は、特定の送りねじ２３０に結合される。支柱（図示されず）は、伝導装置ケース２３２の鋳型機構、またはねじ、リベット、もしくは伝導装置ケース２３２の最下部から放射状に伸びる他の固定具とすることができる。支柱は、リングギア２４０の真下にある。支柱に結合されたベアリングは、駆動ギア２４８の内部にあり、駆動ギア２４８の歯が、リングギア２４０の底部上の歯、および選択された送りねじギア２５０上の歯を同時にかみ合わせるような手法で、支柱を取り囲む。

【0108】

伝導装置ケース２３２は、第１の円形ベアリング（図示されず）によってカルーセル２０２に取り付けられる。ギアの歯は、伝導装置ケース２３２の外縁で、伝導装置ケース２３２の最上部で機械加工される。伝導装置ケース２３２は、ステッピングモータ２３６により回転させられる。伝導装置ケース２３２に取り付けられているのが、リングギア２４０を支持する第２の円形ベアリング（図示されず）である。ギアの歯は、外縁上で、およびリングギア２４０の底部で機械加工される。リングギア２４０は、ステッピングモータ２４２により駆動される。伝導装置ケース２３２およびリングギア２４０は、互いに独立に回転することができる。伝導装置ケース２３２に取り付けられているのが、支柱（図示されず）、および駆動ギア２４８を支持するベアリング（図示されず）である。ギアの歯は、駆動ギア２４８上で機械加工され、これらのギアの歯は、リングギア２４０の底部に、および特定の送りねじギア２５０が選択されたときに送りねじギア２５０の１つの最上部にかみ合わせられる。図示されない構成要素は、当業者に周知であり、本明細書で説明される伝導装置機構は、市販の構成要素を用いて当業者により容易に構築されることができる。

【0109】

各送りねじ２３０に搭載されるのが、送りねじ２３０が作動させられたときに、送りねじ２３０の長さをトラバースすることができる送りねじナット２５２である。ねじりばね２５６によって各送りねじナット２５２に取り付けられているのが、サンプル管を保持するための組立体２５８であり、以下、サンプル管保持組立体２５８と呼ばれる。サンプル管保持組立体２５８は、サンプル管ホルダ２６０およびベアリング２６２を備える。図１４に示されるように、ベアリング２６２は、外レース２６２ａおよび内レース２６２ｂを有する。外レース２６２ａおよび内レース２６２ｂは、ボールベアリング２６２ｃにより分離される。各サンプル管ホルダ２６０は、ベアリング２６２内をジャーナルされ、それにより、カルーセル２０２が最高速度でさえ回転し続ける間に、ロード／アンロード位置にあるブレーキが、サンプル管が回転するのを防止することができ、それにより、遠心分離機２００に結合されたロボットにより、より信頼性のあるピックアンドプレース動作が可能になる。

【0110】

動作中、ステッピングモータ２３６によって伝導装置ケース２３２を回転させることにより、送りねじギア２５０が「選択される」。このように選択された送りねじギア２５０は、自分が結合された特定の送りねじ２３０を駆動する。この動きが、駆動ギア２４８の歯に、選択された送りねじギア２５０の歯をかみ合わせる。駆動ギア２４８の歯がリングギア２４０の歯と常にかみ合わせられるので、リングギアステッピングモータ２４２によってリングギア２４０を回転させることにより、駆動ギア２４８および選択された送りねじギア２５０が回転させられる。選択された送りねじギア２５０の回転が、選択された送りねじ２３０を回転させ、それにより、選択された送りねじ２３０に搭載された送りねじナット２５２を動かす。

【0111】

次に、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃ、および図１５Ｄを参照すると、各サンプル管保持組立体２５８は、エミッタ−検出器２６６により発光される信号を反射するための反射器（複数可）２６４を含む。エミッタ−検出器２６６は、本明細書で「ＬＥＤエミッタ−検出器」と代わりに呼ばれる発光ダイオードを使用するタイプからなることができる。エミッタ−検出器２６６は、サンプル管ホルダ２６０上の反射器を検出することができるような手法で位置決めされる。サンプル管保持組立体２５８の位置は、反射器（複数可）２６４およびエミッタ−検出器２６６によって検証されることができる。エミッタ−検出器２６６は、光のビームを発光する。エミッタ−検出器２６６から発光された光のビームは、サンプル管ホルダ２６０がカルーセル２０２の軸に平行であるとき、反射器２６４から反射される。エミッタ−検出器２６６から発光された光のビームは、エミッタ−検出器２６６から発光された光のビームにより反射器２６４が当たらないような程度、サンプル管保持組立体２５８が傾けられたとき、反射器２６４から反射されない。

【0112】

サンプル管ホルダ２６０とエミッタ／検出器２６６の間に位置決めされた反射器２６４は、サンプル管ホルダ２６０の垂直位置からのさまざまな傾斜を検証するために使用されることができる。反射器（複数可）は、サンプル管ホルダ２６０が角度４５°傾斜させられたときだけ、４５°位置タブが４５°ＬＥＤエミッタ−検出器２６６のための反射面を提供するように、サンプル管ホルダ２６０上に位置決めされる。さらに、９０°反射器（複数可）２６４は、サンプル管ホルダ２６０が９０°の位置にあるときだけ、９０°ＬＥＤエミッタ−検出器２６６のための反射面を提供する。したがって、サンプル管ホルダ２６０が、指定された角度に傾斜させられたとき、サンプル管の傾斜角が検証されることができる。本明細書で使用するのに適したエミッタ−検出器２６６が市販されており、参照により本明細書に組み入れられるウェブサイトｖｉｓｈａｙ．ｃｏｍ／ｄｏｃｓ／８３７９５／ｔｃｎｄ５０００．ｐｄｆで、ワールドワイドウェブ上のハイパーテキスト転送プロトコルによってさらに説明される。

【0113】

本明細書で説明される遠心分離機２００では、送りねじ２３０は細かいねじ山を有し、ねじ山は、粗いねじ山を有する実質的に類似する送りねじと比較して、送りねじナット２５２を動かし、送りねじナット２５２の位置を保守するためにより少ない量のトルクが必要となるように、十分小さなねじれ角を有する。送りねじナット２５２が所与の距離動くためには、粗いねじ山を有する実質的に類似する送りねじと比較して、細かいねじ山を有する送りねじ２３０では追加の回転が必要であるが、送りねじナット２５２による送りねじ２３０の長さのトラバースが、一定期間に達成されることはそれほど重要ではない。さらに、細かいねじ山を有する送りねじ２３０を使用することにより、実際には送りねじナット２５２のより正確な位置調節が提供される。さらに、送りねじが作られる材料の堅さが同じという前提では、細かいねじ山を有する送りねじ２３０は、粗いねじ山を有する送りねじより強い。この強度増大は、少し大きな引張応力エリア、および細かいねじ山を有する送りねじの少し大きな谷の径のために、張力モードと剪断モードの両方で見いだされる。

【0114】

サンプル管ホルダ２６０がカルーセル２０２の中心に位置決めされたとき、図１１に示される磁気ブレーキ２７０が、各サンプル管ホルダ２６０の底部と正確に位置が合うように設計される。本明細書で使用するのに適した磁気ブレーキ２７０が、参照により本明細書に組み入れられるウェブサイトｋｊｍａｇｎｅｔｉｃｓ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｄｅｔａｉｌ．ａｓｐ？ｐｒｏｄ＝Ｄ４４％２ＤＮ５２で、ワールドワイドウェブ上のハイパーテキスト転送プロトコルによってさらに説明される。各サンプル管ホルダ２６０の最下部に磁石が取り付けられる。遠心分離機２００のカルーセル２０２の下部２０６内の開口を通って突き出る、垂直方向を向くロッド２７２が、固定磁気ブレーキ２７０を支持する。磁気ブレーキ２７０は、永久磁石または電磁石を使用することができる。さらに、垂直方向を向くロッド２７２を適合させるために、モータ２１４のシャフト２１６は、シャフト２１６を通って形成された孔２１８を有する。

【0115】

磁気ブレーキの一代替形態が、図１６Ａおよび図１６Ｂに示されるクランプブレーキ２８０である。クランプブレーキ２８０は、サンプル管がサンプル管ホルダ２６０内に位置決めされたときに、サンプル管を取り囲むサンプル管ホルダ２６０に加えられるグリップ力を制御するためのばね２８２ａ、２８２ｂを有する、ソレノイド駆動またはモータ駆動のデバイスである。ばね２８２ａ、２８２ｂを使用することにより、ソレノイドまたはモータにより駆動される非弾性グリップアーム２８４ａ、２８４ｂにより直接提供される力ではなく、ばね２８２ａ、２８２ｂにより直接提供される力だけが、サンプル管ホルダ２６０に作用することが保証される。したがって、ソレノイドまたはモータにより駆動される非弾性グリップアーム２８４ａ、２８４ｂの動きは、ばね２８２ａ、２８２ｂをサンプル管ホルダ２６０に対して押しつけるために、少しの量のオーバトラベルを必要とする。クランプブレーキ２８０を設計する際、非弾性グリップアーム２８４ａ、２８４ｂにより対象物を直接グリップするには、正確な量の圧力と共に、非弾性グリップアーム２８４ａ、２８４ｂの正確な動きおよび配置が必要である。過大な圧力が、クランプブレーキ２８０の非弾性グリップアーム２８４ａ、２８４ｂにより保持された対象物を損傷する可能性がある。対照的に、ばね圧縮を利用してオーバトラベルを可能にするクランプブレーキ２８０を設計する際、ばね２８２ａ、２８２ｂによって所与の対象物を直接グリップするには、非弾性グリップアーム２８４ａ、２８４ｂと直接接触させることによって対象物をグリップするより低い精度が必要であり、それにより、より断定できるグリップ力を提供し、したがって、過大圧力の可能性を低減し、グリップされた対象物を損傷しない。

【0116】

作動させられたとき、ブレーキは、磁気ブレーキ２７０であれ、クランプブレーキ２８０であれ、内レース２６２ｂが外レース２６２ａと共に回転するのを防止する（外レース２６２ａは、遠心分離機２００のカルーセル２０２と同じ速度で回転する）。

【0117】

サンプル管ホルダ２６０のベアリング２６２により、サンプル管ホルダ２６０は、遠心分離機２００のカルーセル２０２が回転するとき、遠心分離機２００のカルーセル２０２の動作速度で回転することができるようになる。しかしながら、この状況は好ましくない。サンプル管ホルダ２６０は、遠心分離機２００のカルーセル２０２に取り付けられるので、サンプル管ホルダ２６０は、遠心分離機２００のカルーセル２０２と同じ速度で回転する。ベアリング２６２の外レース２６２ａは、サンプル管ホルダ２６０に接続されることができる。外レース２６２ａは、遠心分離機２００のカルーセル２０２と共に回転する。内レース２６２ｂは、低摩擦ベアリング２６２ｃにより外レース２６２ａから分離される。ベアリング２６２の内レース２６２ｂは、サンプル管ホルダ２６０に接続されることができる、またはサンプル管ホルダ２６０と一体化される。内レース２６２ｂおよび外レース２６２ａは、低摩擦ベアリング２６２ｃにより分離されるので、内レース２６２ｂは、外レース２６２ａと共に回転する必要がない。さらに、内レース２６２ｂおよび磁気ブレーキ２７０は境界面を有する、または内レース２６２ｂおよびクランプブレーキ２８０は境界面を有する。したがって、外レース２６２ａが遠心分離機２００のカルーセル２０２と一緒に回転する間、内レース２６２ｂおよびサンプル管は、磁気ブレーキ２７０またはクランプブレーキ２８０により固定位置に保守されることができる。

【0118】

各送りねじ２３０と結合されるのが、サンプル管保持組立体２５８、すなわち、サンプル管ホルダ２６０およびベアリング２６２が移動するトラック２９０である。サンプル管保持組立体２５８を誘導するためのトラック２９０は、２つの平行なガイド２９２、２９４を備える。ガイド２９２、２９４は、耐食材料、たとえば、ステンレス鋼、ポリマー材料から作られる。平行なガイド２９２、２９４間の距離は、ホイール２９６を適合させるのに十分であるが、それほど大きくないので、ホイールは、相殺される必要がある不平衡をホイールが生成するようなサイズからなる。このため、円筒形ローラーベアリングとすることができるホイール２９６は、できるだけ小さくすべきであり、軽量の材料から構築されるべきである。ホイール２９６、すなわち、円筒形ローラーベアリングは、ピン、ボルト、またはリベットによってサンプル管ホルダ２６０に取り付けられることができる。ホイール２９６は、その中心に開口を有する小型の密閉ベアリングとすることができ、それにより、ホイール２６０は、前述のピン、ボルト、またはリベットによってサンプル管ホルダ２６０に結合されることができる。たとえば、本明細書で使用するのに適した小型の密閉ベアリングについて、参照により本明細書に組み入れられるウェブサイトｉｍｐａｃｔｂｅａｒｉｎｇ．ｃｏｍ／ｍｉｎｉａｔｕｒｅ＿ｂｅａｒｉｎｇ＿ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ．ｈｔｍｌで、ワールドワイドウェブ上のハイパーテキスト転送プロトコルによってアクセス可能な本題、および本明細書で使用するのに適した小型の密閉ベアリングについて、参照により本明細書に組み入れられるウェブサイトｇｌｏｂａｌｓｐｅｃ．ｃｏｍ／Ｆｅａｔｕｒｅｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ／Ｄｅｔａｉｌ／Ｌａｎｔｅｃ／ＳＲＢＮ２１９０８３＿Ｒｉｎｇ＿Ｂｅａｒｉｎｇ／１５４８５１／０？ｆｒｏｍＳｐｏｔｌｉｇｈｔ＝１で、ワールドワイドウェブ上のハイパーテキスト転送プロトコルによってアクセス可能な本題を参照のこと。

【0119】

図１７Ａ、図１７Ｂ、図１７Ｃ、および図１７Ｄに示されるように、トラック２９０は、４つのセクション２９０ａ、２９０ｂ、２９０ｃ、および２９０ｄを有する。第１セクション２９０ａは、垂直線から典型的には４５°の角度に傾斜させられる。第２セクション２９０ｂは、カルーセル２０２の軸に垂直である。第３セクション２９０ｃは、垂直線から典型的には４５°の角度に傾斜させられる。第４セクション２９０ｄは、カルーセル２０２の軸に垂直である。第１セクション２９０ａの傾斜角および第３セクション２９０ｃの傾斜角は、角度４５°に傾斜させられる必要はないことに留意されたい。サンプル管保持組立体２５８が第２セクション２９０ｂ内にあるとき、サンプル管ホルダ２６０は垂直位置から角度４５°に傾斜させられる。サンプル管保持組立体２５８が第４セクション２９０ｄ内にあるとき、サンプル管ホルダ２６０はカルーセル２０２の軸に垂直である。サンプル管ホルダ２６０の傾斜角は、サンプル管保持組立体２５８に作用する遠心分離機２００のカルーセル２０２の回転運動に起因する。

【0120】

遠心分離機２００のカルーセル２０２の中心に最も近い、トラック２９０の最初のセクション２９０ａは、磁気ブレーキ＿へのサンプル管ホルダ２６０の急速な係合または離脱を提供し、それにより、サンプル管がカルーセル２０２の回転速度で回転するのを防止する。トラック２９０の最初のセクション２９０ａに隣接する、トラック２９０の次のセクション２９０ｂは、サンプル管およびサンプル管ホルダ２６０に、垂直位置から４５°の固定された傾斜角を提供する。トラックの次のセクションは、サンプル管およびサンプル管ホルダ２６０に、垂直位置から４５°の傾斜角から、垂直位置から９０°の傾斜角への遷移を提供する。

【0121】

図１７Ａ、図１７Ｂ、図１７Ｃ、図１７Ｄは、２５のサンプル管ホルダ２６０のうちの１つのさまざまな角度位置を、すなわち、ロード位置（垂直位置から０°）、垂直位置から４５°（最初の分離）、垂直位置から９０°（最終分離）、およびアンロード位置（垂直位置から０°）を例示する。サンプル管ホルダ２６０が垂直位置から角度９０°に傾斜させられたときの最終分離前に、サンプル管ホルダ２６０が垂直位置から角度４５°に傾斜させられたときに最初の分離を行うことが、血清または血漿から血球を分離するのに必要な時間の長さをかなり低減することが、研究により示された。

【0122】

各サンプル管保持組立体２５８は、ねじりばね３００により送りねじナット２５２に取り付けられる。ねじりばね３００は、サンプル管保持組立体２５８のベアリング２６２に取り付けられる。このねじりばね３００は、サンプル管保持組立体２５８が送りねじナット２５２上で旋回することができるようにする円筒形ヒンジピンの周りに巻かれる。このねじりばね３００は、サンプル管保持組立体２５８を垂直位置に片寄らせるが、ねじりばね３００の力は、サンプル管保持組立体２５８が遠心分離機２００の回転するカルーセル２０２の中心から離れて動くとき、遠心力により容易に打ち負かされる。たとえば、参照により本明細書に組み入れられるウェブサイトｌｅｅｓｐｒｉｎｇ．ｃｏｍ／ｉｎｔ＿ｌｅａｒｎ＿ｔｏｒｓｉｏｎ．ａｓｐで、ワールドワイドウェブ上のハイパーテキスト転送プロトコルによってアクセス可能な本題を参照のこと。

【0123】

ねじりばね３０２および垂直ヒンジ３０４は、協調して、サンプル管がサンプル管ホルダ２６０にアクセスすることができるようにするドア３０６を開閉する。ドア３０６が閉じられたとき、サンプル管ホルダ２６０へのアクセスが防止される。送りねじナット２５２に取り付けられたロッド３０８によりドア３０６が押されて開いたとき、サンプル管ホルダ２６０へのアクセスが許可される。ドア３０６が開けられたとき、送りねじナット２５２は動くことができ、それにより、サンプル管保持組立体２５８は動かされることができる。サンプル管がサンプル管ホルダ２６０の中に挿入されているとき、ドア３０６は開いている。サンプル管がサンプル管ホルダ２６０の中に挿入されていないとき、ドア３０６は閉じられる。

【0124】

典型的には腐食しない金属シートから作られる保護エンクロージャ３１０が、各サンプル管、サンプル管ホルダ２６０、送りねじ２３０、および送りねじナット２５２を取り囲み、それにより、サンプル管を互いに分離し、開放型サンプル管が遠心分離を受けることができるようにする。垂直ヒンジ３０４およびねじりばね３０２は、この保護エンクロージャ３１０の一部である。

【0125】

サンプル管がそのサンプル管ホルダ２６０内でカルーセル２０２の中心に向かって動くとき、保護エンクロージャ３１０の端部を覆うドア３０６に遭遇する。ドア３０６は、ドア３０６のヒンジ３０４に結合されたねじりばね３０２によって閉じた位置に弾性で片寄らせられる。サンプル管は、そのサンプル管ホルダ２６０内で、自分がカルーセル２０２の中心に向かって動くことによって、ドア３０６を押して開くことができる。しかしながら、この押す作用は、サンプル管ホルダ２６０を垂直位置から離して傾斜させる傾向がある。したがって、送りねじナット２５２の端部に取り付けられたロッド３０８は、サンプル管をそのサンプル管ホルダ２６０内で垂直の向きに保持しながら、ドア３０６を押して開ける。

【0126】

次に、図１１および図１８を参照すると、カルーセル２０２の上部２０４の上にあるのが、内部平衡キャップ３２０および外部平衡キャップ３２２である。内部平衡キャップ３２０は、カルーセル２０２のための密閉した取付カバーを形成する。外部平衡キャップ３２２は、内部平衡キャップ３２０の上にはまる。本明細書で使用されるとき、表現「平衡キャップ」は、遠心分離機２００のカルーセル２０２の上にある、回転可能なデバイスを意味し、このデバイスは、遠心分離機２００のカルーセル２０２の回転により発生させられたベクトルを相殺するベクトルに少なくとも寄与することができる。各平衡キャップ３２０、３２２は、遠心分離機２００のカルーセル２０２の回転軸を中心に回転させられることができる。内部平衡キャップ３２０は、カルーセル２０２の上部２０４を覆うプラットフォーム３２４と、プラットフォーム３２４から垂れ下がり、内部平衡キャップ３２０のプラットフォーム３２４に垂直なスカート部３２６とを備える。外部平衡キャップ３２２は、内部平衡キャップ３２２のプラットフォーム３２４を覆うプラットフォーム３２８と、プラットフォーム３２８から垂れ下がり、外部平衡キャップ３２２のプラットフォーム３２８に垂直なスカート部３３０とを備える。たとえば約９０°〜約１８０°まで、好ましくは１２０°の、内部平衡キャップ３２０のスカート部３２６の弓状部分が、内部平衡キャップ３２０の残りの弓状部分より重くなるように構築される。同様に、たとえば約９０°〜約１８０°まで、好ましくは１２０°の、外部平衡キャップ３２２のスカート部３３０の弓状部分が、外部平衡キャップ３２２の残りの弓状部分より重くなるように構築される。各スカート部３２６、３３０のより重い弓状部分は、遠心分離機２００を平衡させる力ベクトルを生成するために使用される重さを提供する。事実上、各平衡キャップ３２０、３２２のスカート部３２６、３３０のより重い弓状部分はそれぞれ、同じ平面内ではあるが、遠心分離機２００を不平衡にさせているベクトルの方向と反対の補正力ベクトルを生成するために使用されることができる非対称な重さを提供する。不平衡ベクトルが検出されることがないとき、内部平衡キャップ３２０のスカート部３２６のより重い弓状部分および外部平衡キャップ３２２のスカート部３３０のより重い弓状部分は、これらの非対称な重さの効果を相殺するために、互いに１８０°分離されることができる。内部平衡キャップ３２０のスカート部３２６は、外部平衡キャップ３２２のスカート部３３０よりカルーセル２０２の軸に近いので、内部平衡キャップ３２０の重さが、外部平衡キャップ３２２の重さより少し大きいことが好ましい。

【0127】

第１組のベアリング３４０が、カルーセル２０２の上部２０４と内部平衡キャップ３２０のプラットフォーム３２４の間に置かれる。第２組のベアリング３４２が、内部平衡キャップ３２０のプラットフォーム３２４と外部平衡キャップ３２２のプラットフォーム３２８の間に置かれる。この目的に適したベアリングは、ボールベアリング、ローラーベアリング、たとえば、円筒形ローラーベアリングを含むが、これらに限定されない。たとえば、参照により本明細書に組み入れられるウェブサイトｇｌｏｂａｌｓｐｅｃ．ｃｏｍ／Ｆｅａｔｕｒｅｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ／Ｄｅｔａｉｌ／Ｌａｎｔｅｃ／ＳＲＢＮ２１９０８３＿Ｒｉｎｇ＿Ｂｅａｒｉｎｇ／１５４８５１／０？ｆｒｏｍＳｐｏｔｌｉｇｈｔ＝１で、ワールドワイドウェブ上のハイパーテキスト転送プロトコルによってアクセス可能な本題を参照のこと。

【0128】

第１のステッピングモータ３４４が、外部平衡キャップ３２２を回転させるために提供される。第２のステッピングモータ３４６が、内部平衡キャップ３２０を回転させるために提供される。

【0129】

第１組のベアリング３４０は、内部平衡キャップ３２０のプラットフォーム３２４が、カルーセル２０２の上部２０４の上方の平面内で回転することができるようにする。第２組のベアリング３４２は、外部平衡キャップ３２２のプラットフォーム３２８が、内部平衡キャップ３２０のプラットフォーム３２４の平面の上方の平面内で回転することができるようにする。

【0130】

内部平衡キャップ３２０は、カルーセル２０２が回転するときに回転するが、内部平衡キャップ３２０は、平衡技法により必要に応じてカルーセル２０２を基準にして小さな増分単位で依然として動かされることができる。同様に、外部平衡キャップ３２２は、カルーセル２０２が回転するときに回転するが、外部平衡キャップ３２２は、平衡技法により必要に応じて内部平衡キャップ３２０を基準にして小さな増分単位で依然として動かされることができる。

【0131】

内部平衡キャップ３２０のより重い弓状部分が外部平衡キャップ３２２のより重い弓状部分から１８０°に位置決めされたとき、内部平衡キャップ３２０のより重い弓状部分の効果が、外部平衡キャップ３２２のより重い弓状部分の効果を相殺する。内部平衡キャップ３２０のより重い弓状部分の位置が、外部平衡キャップ３２２のより重い弓状部分の位置との関連で変化する、すなわち、１８０°から異なる角度、たとえば１２０°に変化するとき、力ベクトルが生成される。この力ベクトルは、サンプル管およびサンプル管ホルダ２６０の重さと、遠心分離機２００のカルーセル２０２の軸からサンプル管およびサンプル管ホルダ２６０までの距離とが組み合わさった効果に起因するどんな不平衡（複数可）も相殺するような大きさおよび方向からなる。

【0132】

次に、図１３を参照すると、電源、中央処理装置、および無線通信システム、たとえば、ＷｉＦｉ８０２．１１、ブルートゥース８０２．１５．１、またはＳｉｍｐｌｉｃｉＴＩ８０２．１５．４などが、遠心分離機２００のカルーセル２０２の下部２０６上のエリア３５０内に配置されることができる。モータ（図示されず）が、カルーセルの下方に位置決めされることができる。カルーセル２０２の回転／分を計測するためのセンサ３５２が、シャフト２１６のベアリング３５４上に位置決めされる。本明細書で説明される遠心分離機で使用するのに適した光センサがどのように設定されることができるかを説明する参考文献が、参照により本明細書に組み入れられるウェブサイトｅａｇｌｅｔｒｅｅｓｙｓｔｅｍｓ．ｃｏｍで、ワールドワイドウェブ上のハイパーテキスト転送プロトコルによってアクセス可能な、Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｍａｎｕａｌ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｏｐｔｉｃａｌ ＲＰＭ Ｓｅｎｓｏｒ、Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｖｅｒｓｉｏｎ２．２、Ｅａｇｌｅ Ｔｒｅｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ，ＬＬＣ、（２００６年）、１〜４ページである。遠心分離機は、回転させられるとき、磁気誘導によって自分自身の多相ＡＣ（交流）電力を発生させる。

【0133】

振動センサ（図示されず）が、シャフト２１６のベアリング３５４に搭載されることができる。振動センサは、小さな機械的動き、すなわち、振動を、不平衡がどこで発生したか、および不平衡の大きさを判定するために解釈されることができる電気信号に変換する。振動データは、遠心分離機２００の中央処理装置により収集され、解析される。次いで、不平衡を打ち消すために、力ベクトルが計算されることができる。力ベクトルは、方向（３６０°の回転の範囲内）および大きさにより特徴づけられる。平衡キャップ３２０、３２２のより重い部分の重さ（複数可）、平衡キャップ３２０、３２２をそれぞれ回転させるためのステッピングモータ３４４、３４６の動き、送りねじ２３０の動き、およびモータステップと回転度との比という先験的知識を使用することにより、補正力ベクトルが計算されることができ、平衡キャップ３２０、３２２のうち少なくとも一方が適切な位置（複数可）の中に動かされることができる。このような手法の動きは、連続的、または半連続的、たとえば１秒に１回とすることができる。典型的には、振動センサは連続的にモニタされ、新しい不平衡ベクトルが毎秒（１秒）計測され、新しい平衡ベクトルが毎秒（１秒）計算される。振動センサは圧電加速度計とすることができる。振動センサがどのように動作するかを説明する参考文献が、参照により本明細書にすべて組み入れられる以下の参考文献で得られることができる：
（ａ）平衡機械−参照により本明細書に組み入れられるウェブサイトｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｂａｌａｎｃｉｎｇ＿ｍａｃｈｉｎｅで、ワールドワイドウェブ上のハイパーテキスト転送プロトコルによってアクセス可能なフリーな百科事典であるＷｉｋｉｐｅｄｉａ
（ｂ）加速度計−参照により本明細書に組み入れられるウェブサイトｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒで、ワールドワイドウェブ上のハイパーテキスト転送プロトコルによってアクセス可能なフリーな百科事典であるＷｉｋｉｐｅｄｉａ
（ｃ）振動センサ−参照により本明細書に組み入れられる、ウェブサイトｈｏｆｍａｎｎ−ｂａｌａｎｃｉｎｇ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｖｉｂｒａｔｉｏｎ−ｓｅｎｓｏｒｓ．ｈｔｍｌで、ワールドワイドウェブ上のハイパーテキスト転送プロトコルによってアクセス可能なｈｏｆｆｍａｎ−ｂａｌａｎｃｉｎｇ．ｃｏｍ。

【0134】

カルーセル２０２の主要な構成要素は、典型的には、ダイカストアルミニウムから作られる。サンプル管ホルダ２６０、ベアリング、および送りねじ２３０は、最も高いＧ力（１，５００Ｇ）にさらされるので、これらの構成要素のためにより軽量の材料が考慮されることができる。これらの構成要素は、重さがより軽いので、過大な機械的応力を受けない。より軽量の材料の重さ、およびカルーセル２０２の重さは、サンプル管とサンプル管ホルダ２６０を組み合わせた重さが、回転するカルーセル２０２の重さと比較して小さくなるように、おそらくさらに取るに足らなくなるように選択されるべきである。この選択の手法は、遠心分離機２００を平衡させる仕事を簡素化する。サンプル管およびサンプル管ホルダ２６０の個々の重さを選択するとき、サンプル管およびサンプル管ホルダ２６０がカルーセル２０２の軸から延びるさまざまな距離が考慮されるべきである。

【0135】

密封された（または密封されない）サンプル管が、遠心分離機２００内のサンプル管ホルダ２６０の中に挿入された後、サンプル管は、カルーセル２０２の中心から外側に動かされ、サンプル管が垂直線から角度４５°に傾斜させられる半径方向位置で停止させられる。この位置は、サンプル管の重さの値、および図＿に示されるねじりばねのばね定数の値を式ＲＣＦ＝０．００００１１１８×Ｒ×ＲＰＭ^２の中に代入することにより決定され、ここで、ＲＣＦは（Ｇ力と呼ばれることがある）相対遠心力を表し、Ｒは遠心分離機２００のカルーセル２０２の中心からサンプル管までの距離をセンチメートル単位で表し、ＲＰＭは、遠心分離機２００のカルーセル２０２の回転／分を表す（たとえば、２，５００回転／分）。したがって、ロード位置およびアンロード位置でのＲＣＦの値は、この位置では、遠心分離機２００のカルーセル２０２の中心からサンプル管までの距離がゼロであるので、ゼロである。サンプル管ホルダ２６０が垂直線から角度４５°に傾斜させられた位置（遠心分離機の中心からの、半径方向の距離＝１０ｃｍ）でのＲＣＦの値は６９９であり、サンプル管ホルダ２６０が垂直線から角度９０°に傾斜させられた位置（遠心分離機の中心からの、半径方向の距離＝２０ｃｍ）でのＲＣＦの値は１３９８である。「ＶＡＣＵＴＡＩＮＥＲ」サンプル管のＲＣＦの値は、典型的には、約１，０００〜約１，３００までの範囲である。回転速度（回転／分）および遠心分離機２００のカルーセル２０２の中心からの距離は、遠心分離機２００の設計を最適化させるように選択されることができる。

【0136】

遠心分離機２００のカルーセル２０２の中心から各サンプル管ホルダ２６０までの距離は、動的に変えられることができる、すなわち、遠心分離機を平衡させるため、またはサンプル管のＲＣＦの値を一定に保守するために、遠心分離機が回転しているときに変更されることができるが、遠心分離機２００のカルーセル２０２の回転速度（回転／分）は、回転するモータ（電気モータ、ガソリンエンジン、水車、風車、自転車、または手回しクランク）の速度の変動の結果として変わる。回転速度（回転／分）の変動は、管とサンプル管ホルダ２６０を組み合わせた重さに対してカルーセル２０２を大きな重さになるように設計し、それにより、フライホイールの効果を作り出すことにより低減されることができる。フライホイール効果は、かなりの慣性モーメントを有する機械的デバイスが回転エネルギーの貯蔵デバイスとして使用されることができるとき、作り出されることができる。機械的デバイスは、自分の回転速度の変化に抵抗し、このことは、変動するトルクがシャフトに加えられたときに、シャフトの回転を安定させるのに役立つ。したがって、大きな重さを有する対象物、たとえばカルーセルは、小さな重さを有する対象物、たとえば送りねじより、小さな振動により影響を受けない。さらに、遠心分離機は、動的に平衡されてもよいが、サンプル管とサンプル管ホルダ２６０が組み合わさった重さが、カルーセル２０２の重さに対して取るに足らなくなるように設計され、それにより、サンプル管およびサンプル管ホルダ２６０の重さと、遠心分離機２００のカルーセル２０２の軸からの、サンプル管およびサンプル管ホルダ２６０の距離とが組み合わさった効果に起因するどんな不平衡（複数可）も最小にする。

【0137】

特に、サンプル管が、遠心分離機２００のカルーセル２０２の軸から最大可能な距離に位置決めされたとき、推奨されるＲＣＦの値をサンプル管に提供するために、１分あたり最小回転数が必要であることに留意されたい。１分あたりの最小回転数の典型的な数値が２，０００である。

【0138】

サンプル管からこぼれる液体を排出するために、流出ドレイン３６０が遠心分離機２００に含まれる。こぼれた液体は、流出ドレインから、液体廃棄物用容器３６２に流れる。

【0139】

サンプル管がサンプル管ホルダ２６０を介して遠心分離機２００の中に挿入された後、かつ遠心分離が開始された後に、サンプル管が適切に平衡させられない場合、不平衡ベクトルが振動センサにより検出され、振動センサは情報を中央処理装置に送信する。わずかゼロのサンプル管から、遠心分離機２００により保持されることができる多くのサンプル管、すなわち、遠心分離機２００の最大容量まで、遠心分離機２００が動き始める前に、遠心分離機２００の中に挿入されることができる。たとえば、ゼロから２５のサンプル管までが、２５のサンプル管を保持することができる遠心分離機２００の中に挿入されることができる。この説明のために、遠心分離機２００のサンプル管ホルダの各々が、１つのサンプル管を受け取り、遠心分離機２００のカルーセル２０２が、遠心分離が実施されることができる回転速度で、またはその近傍で回転していると仮定された。サンプル管をサンプル管ホルダの中に挿入し、サンプル管をサンプル管ホルダから取り除くためのプロトコルがいくつか、想定されることができる。一般に、遠心分離機２００は、サンプル管が挿入されているときに動作しており、サンプル管は、１２秒ごとほどの頻度で挿入され、取り除かれると仮定されることができる。平均的遠心分離プロトコルが５分必要であると仮定すると、遠心分離機により１時間あたり３００のサンプル管が処理されることができる。要約すると、遠心分離機が動作している間、２５のサンプル管が、すなわち、１２秒ごとに１つのサンプル管が挿入されることができる。５分後、１つのサンプル管がサンプル管ホルダ２６０から取り除かれなければならず、その後、他のサンプル管が遠心分離機２００の中に挿入されることができる。

【0140】

遠心分離機２００内の不平衡により発生させられたベクトルが、一定の大きさおよび方向を、たとえば、１，５００Ｇで２０ｇに相当する３０ｋｇを有する。遠心分離機２００を平衡させるために、このベクトルは相殺されなければならない。遠心分離機２００の不平衡に起因するベクトルは、遠心分離機２００の不要な振動を検出する振動センサにより検出され、計測される。遠心分離機の不平衡に起因するベクトルは、不平衡ベクトルを相殺するような手法で、内部平衡キャップ３２０、外部平衡キャップ３２２、または内部平衡キャップ３２０と外部平衡キャップ３２２の両方を動かすことにより相殺されることができる。内部平衡キャップ３２０は、ステッピングモータにより動かされる。外部平衡キャップ３２２は、ステッピングモータにより動かされる。振動センサからデータを受信すると、中央処理装置により内部平衡キャップ３２０および外部平衡キャップ３２２への信号が開始される。内部平衡キャップ３２０および外部平衡キャップ３２２の動きの量は、平衡アルゴリズムにより決定される。遠心分離機２００の不平衡に起因するベクトルを相殺するためのベクトルが、サンプル管と遠心分離機２００のカルーセル２０２の軸との間の距離を修正することにより生成される。距離のこの修正は、典型的には１秒あたりステッピングモータが１つ動く割合で、連続的（すなわち、動的）である。ステッピングモータの動きは、ステッピングモータの１つまたは複数のステップを伴うことができる。振動センサをサンプリングし、平衡キャップを調節する好ましい頻度が、１秒あたり１回である。振動センサをサンプリングし、平衡キャップを調節する合理的な頻度が、１秒あたり約１回から１秒あたり約１０回までの範囲である。

【0141】

第１の密封された（または密封されない）サンプル管が、遠心分離機２００内のサンプル管ホルダ２６０の中に挿入されたとき、次の密封された（または密封されない）サンプル管が、遠心分離機２００を平衡させるのに役立ち、かつ必要とされる平衡の大きさを最小にするように、遠心分離機２００の対向する位置（１８０°）でサンプル管ホルダ２６０の中にロードされる。所与のサンプル管が遠心分離機２００の中に挿入された後、遠心分離機２００全体のＲＣＦベクトルを計算することにより、次のサンプル管の適切な位置が、その結果得られるＲＣＦベクトルを最小にするように選択されることができる。したがって、遠心分離機２００を平衡させるためのアルゴリズムは動的であり、アルゴリズムは、各サンプル管が遠心分離機２００のサンプル管ホルダ２６０の中に挿入された、または遠心分離機２００のサンプル管ホルダ２６０から取り除かれた後に、次のロード位置を連続して再計算する。任意の所与の時間に、サンプル管を受け取る、またはサンプル管を手放すために、遠心分離機２００内に１つのサンプル管ホルダ２６０だけが位置決めされることができる。サンプル管を遠心分離機２００の中に挿入し、サンプル管を遠心分離機２００から取り除くための動作は、無線インタフェースによって、システム内のその他のロボットコントローラと連係させられることができ、それにより、最適な処理量、結果までの最適な時間、および遠心分離機２００の動作を実施するのに十分な時間を保証する。図１３は、カルーセル２０２の底部部分によって、他のロボットコントローラに無線通信が提供されることができることを示す。

【0142】

代替の平衡技法が図１９Ａおよび図１９Ｂに示されている。図１１に示される実施形態のように、図１９Ａおよび図１９Ｂに示され、以下で説明される平衡技法を使用する実施形態が、以下の構成要素を利用する：
（１）上部２０４および下部２０６を有するカルーセル２０２を備える遠心分離機２００、
（２）カルーセル２０２の下部２０６に搭載された複数のロータコイル２０８、
（３）カルーセル２０２の下部２０６の外縁の周りに搭載された複数の界磁コイル２１２、
（４）結合されたサンプル管をそれぞれ有することができる複数の送りねじ２３０を含む、カルーセル２０２の上部２０４、
（５）各送りねじ２３０に搭載され、送りねじ２３０が作動されたときに送りねじ２３０をトラバースすることができる送りねじナット２５２、
（６）ねじりばねによって各送りねじナット２５２に取り付けられた、サンプル管ホルダ２６０およびベアリング２６２を備えるサンプル管保持組立体２５８、
（７）反射器２６４をさらに含むサンプル管保持組立体２５８、
（８）複数のエミッタ−検出器２６６、ならびに
（９）ブレーキシステム、たとえば、磁気ブレーキシステム、クランプブレーキシステム。

【0143】

前述の主要な構成要素に加えて、平衡キャップを利用する遠心分離機に関連してすでに言及されたタイプの補助構成要素が、同じく含まれることができる。これらの補助要素には、振動センサ、１分あたりの回転をカウントするためのセンサが含まれるが、これらに限定されない。

【0144】

この実施形態は、平衡ウェイト４００を利用する。平衡ウェイト４００は、少なくとも１つのベアリング４０４、たとえば、スライドベアリング、ボールスライドベアリングを備える第１の位置決め機構４０２に取り付けられ、支持される。このような構成により、平衡ウェイト４００は、送りねじ４０８および送りねじナット４１０を介して、第１のステッピングモータ４０６により動かされることができるようになる。平衡ウェイト４００が取り付けられた第１の位置決め機構４０２は、第１の位置決め機構４０２と第２の位置決め機構４１４の間に置かれた要素４１２に取り付けられる。第２の位置決め機構４１４は、少なくとも１つのベアリング４１６、たとえば、スライドベアリング、ボールスライドベアリングを備える。第１の位置決め機構４０２の少なくとも１つのベアリングは、第２の位置決め機構４１４の少なくとも１つのベアリングと垂直である。第２の位置決め機構４１４の少なくとも１つのベアリングは、遠心分離機２００のカルーセル２０２に取り付けられ、支持される。第１の位置決め機構４０２と第２の位置決め機構４１４の間に置かれた要素４１２の機能は、第１の位置決め機構４０２と第２の位置決め機構４１４の間の接続を提供することである。平衡ウェイト４００は、送りねじ４２０および送りねじナット４２２を介して、第２のステッピングモータ４１８により、要素４１２の動きと垂直な方向に動かされる。第１の位置決め機構４０２は、第２の位置決め機構４１４から９０°以外の角度だけ分離されることができることに留意されたい。しかしながら、第１の位置決め機構が第２の位置決め機構と垂直ではない場合、３つ以上の位置決め機構が必要とされる場合がある。

【0145】

したがって、少なくとも１つのベアリング４０４を備える第１の位置決め機構４０２および少なくとも１つのベアリング４１６を備える第２の位置決め機構４１４、第１のステッピングモータ４０６および第１のステッピングモータ４０６により作動させられる送りねじ４０８、第２のステッピングモータ４１８および第２のステッピングモータ４１８により作動させられる送りねじ４２０を使用することにより、それにより、送りねじ４０８は送りねじ４２０と垂直であり、平衡ウェイト４００は、一方の方向が他方の方向と垂直である２つの方向に同じ平面内で動くことにより、位置決めされることができる。不平衡ベクトルが検出された後、平衡ウェイト４００を特定の位置に動かすことにより、不平衡ベクトルは無効にされることができる。使用されるブレーキのタイプが磁気ブレーキである場合、シャフト２１６および磁気ブレーキを適合させるために、平衡ウェイト４００の中に孔が形成されることができる。３つ以上の位置決め機構が使用されることができる。しかしながら、３つ以上の位置決め機構を使用することは、このような使用法がシステムの複雑さを増大させるので好ましくない。

【0146】

米国特許出願公開第２００８／００２４３０１（Ａ１）号明細書が、第１の方向での平衡ウェイトの制御可能な位置決め、および第２の方向での平衡ウェイトの制御可能な位置決めを提供するためのボールスライドベアリングを開示している。各方向の動きには別個の位置決め機構が使用されるので、位置決め機構は、独立に、および同時に動かされることができる。たとえば、参照により本明細書に組み入れられるウェブサイトｐｂｃｌｉｎｅａｒ．ｃｏｍ／Ｌｏｗ−Ｐｒｏｆｉｌｅ−Ｕｎｉ−Ｇｕｉｄｅで、ワールドワイドウェブ上のハイパーテキスト転送プロトコルによってアクセス可能な本題を参照のこと。

【0147】

他の代替の平衡技法が図２０に示されている。図１１に示される実施形態のように、図２０に示され、以下で説明される平衡技法を使用する実施形態が、以下の構成要素を利用する：
（１）上部２０４および下部２０６を有するカルーセル２０２を備える遠心分離機２００、
（２）カルーセル２０２の下部２０６に搭載された複数のロータコイル２０８、
（３）カルーセル２０２の下部２０６の外縁の周りに搭載された複数の界磁コイル２１２、
（４）結合されたサンプル管をそれぞれ有することができる複数の送りねじ２３０を含む、カルーセル２０２の上部２０４、
（５）各送りねじ２３０に搭載され、送りねじ２３０が作動されたときに送りねじ２３０をトラバースすることができる送りねじナット２５２、
（６）ねじりばねによって各送りねじナット２５２に取り付けられた、サンプル管ホルダ２６０およびベアリング２６２を備えるサンプル管保持組立体２５８、
（７）反射器２６４をさらに含むサンプル管保持組立体２５８、
（８）複数のエミッタ−検出器２６６、ならびに
（９）ブレーキシステム、たとえば、磁気ブレーキシステム、クランプブレーキシステム。

【0148】

前述の主要な構成要素に加えて、平衡キャップを利用する遠心分離機に関連してすでに言及されたタイプの補助構成要素が、同じく含まれることができる。これらの補助要素には、振動センサ、ＲＰＭセンサが含まれるが、これらに限定されない。

【0149】

図２０では、各平衡要素は、送りねじに沿って動かされることができる平衡ナットである。不平衡ベクトルを無効にするためには、この実施形態では、少なくとも３つの平衡ナットが必要である。しかしながら、２つの平衡ナットだけが図２０に示されている。第１の送りねじ５００および第２の送りねじ５０２が、１２０°だけ互いに分離される。第３の送りねじ（図示されず）が、送りねじ５００から１２０°だけ分離され、送りねじ５０２から１２０°だけさらに分離される。第１の送りねじ５００は、第１のベアリング（図示されず）内部で回転し、第２の送りねじ５０２は、第２のベアリング（図示されず）内部で回転する。第１の送りねじ５００は、ベアリングが位置決めされた端部と反対側の第１の送りねじの端部に位置決めされたステッピングモータ５０８により作動させられる。第２の送りねじ５０２は、ベアリングが位置決めされた端部と反対側の第２の送りねじの端部に位置決めされたステッピングモータ５１０により作動させられる。不平衡ベクトルが検出された後、第１の平衡ナット５１２、または第２の平衡ナット５１４、または平衡ナット５１２、５１４の両方を特定の位置に動かすことにより、不平衡ベクトルは無効にされることができる。あるいは、送りねじ、ベアリング、ステッピングモータ、および平衡ナットの４つ以上の組立体が使用されることができる。送りねじ、ベアリング、ステッピングモータ、および平衡ナットの３つの組立体を使用することが、最も効果的で、最も経済的な構成であるように思われる。

【0150】

遠心分離機が任意の速度（たとえば、最大２，５００回転／分）で回転している間に、サンプル管が遠心分離機２００の中心に導入されることができる。サンプル管は、採取管またはアリコート管とすることができる。遠心分離機２００の回転運動は、たとえば、電気モータ、ガソリンエンジン、水車、風車、自転車、または手回しクランクなどの任意の動力源により引き起こされることができる。したがって、遠心分離機２００は、発展途上国でも先進国でも使用されることができる。

【0151】

本明細書で説明される遠心分離機の実施形態では、界磁コイルに起因する交流エネルギーが直流エネルギーに整流されて、カルーセル２０２上に位置決めされた動力源により調整される。この動力源は、中央処理装置に、ロボット用コントローラに、およびロボット、中央処理装置などのための他のコントローラとの無線信号の送受信に、十分なエネルギーを供給する。必要に応じて、電気が利用できないとき、他の機能のためのエネルギーを供給するために、カルーセル２０２から離れた位置から電力が供給されることができる。他の機能の例には、サンプル管のロード、ロボットデバイスのロード、ユーザインタフェースのディスプレイおよび制御手段の運用、システムの制御センタの運用、ＵＰＳ電池の充電が含まれるが、これらに限定されない。回転／分を計測するための計器が利用可能である場合、遠心分離機のカルーセルの回転速度を示すためにディスプレイが提供されることができる。発展途上国では、電気が利用できない場合があるとき、このディスプレイは、手回しクランクまたは自転車を使用する人を「調整する」ために使用されることができる。図２１は、オペレータに、カウントダウンクロック６０２、速度インジケータ６０４、および複数の状態条件６０６を提供するこのようなディスプレイ６００を示す。

【0152】

動作
システムを動作させるために、システムのオペレータまたはシステムのプロバイダが、研究所のワークフロー要件を再検討し、要求される処理量だけでなく、試験目的のために利用可能な分析装置ならびに試験および／またはアッセイの数も推定する。システムの構成は、研究所のワークフロー要件の大部分を満たすように設定される。システムまたは研究所情報システム（Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ、ＬＩＳ）のオペレータは、試験のためにシステムに最終的に提示されるサンプルに対する試験指示をシステムにダウンロードする。システムまたはロボットシステムのオペレータは、必要とされる使い捨ての／消耗できる品目をシステム上にロードする。システムまたは研究所自動化システム（Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ、ＬＡＳ）のオペレータは、必要とされるサンプルをシステムに提示する。システムは、閉管サンプリングを自動的に行い、全血サンプルを血液学分析装置の中に分配し、イムノアッセイ試験または臨床化学試験用にサンプルのアリコート（複数可）を分離し、イムノアッセイ分析装置および／または臨床化学分析装置の中に血清または血漿を分配する。システムは、このサンプルについて、ダウンロードされた試験指示に従って、サンプル中の血液、または抗原もしくは他のアナライトの分析結果を判定し、報告する。システムまたはＬＡＳのオペレータは、サンプルをシステムから取り除く。システムまたはＬＩＳのオペレータは、試験結果を再検討し、試験指示の送信元に試験結果を公開する。

【0153】

以下の非限定的な例は、本明細書で説明されるさまざまなサンプリングシステムの動作を示す。以下の例は、一般に、指定されないモジュールを取り除くと共に、図９に示されるタイプのシステムを利用する。

【0154】

（実施例１）
閉管サンプリングシステムの動作
閉管サンプリングシステムの多用途の一実施形態が、１つの血液学分析装置、１つのイムノアッセイ分析装置、１つの臨床化学分析装置、１つのサンプル管吸引モジュール、および膠着試薬追加モジュールを含む。図９を参照のこと。オペレータが、ストッパを有し、かつ遠心分離を受けていない全血のサンプルを含むサンプル採取管を保持するサンプル管キャリアをロードする。ロボットサンプルハンドラは、定型的アッセイ用サンプル採取管を含むキャリアに先立って、ＳＴＡＴアッセイ用サンプル採取管を保持するキャリアを優先する。閉管サンプリングシステムのバーコードリーダが、サンプル採取管上のバーコードを読み取り、サンプル採取管上のストッパの存在を、もしあれば、（必要に応じて）サンプル採取管上のストッパを検出し、指定された体積のサンプルをアリコート管に移す。次いで、サンプル管キャリアは、システムから取り除かれることができる。アリコート管内のサンプルは、試験のために経路設定される。典型的経路が、（１）まず、血液学分析装置に、（２）次いで、膠着試薬追加モジュールに、（３）次いで、吸引されたサンプルを受け取るためにアリコート管が位置決めされる前に磁界によって分離が実施されるイムノアッセイ分析装置および臨床化学分析装置にというように説明されることができる。

【0155】

イムノアッセイ分析装置および臨床化学分析装置に関しては、サンプル吸引プローブがアリコート管の中に挿入され、サンプルの一部が吸引される。要するに、分析装置のサンプル吸引プローブは、アリコート管を開放型「血漿／血清」サンプル管として読み取り、したがって、分析装置の修正は必要ない。さらに、アリコート管は、再試験（イムノアッセイ試験および臨床化学試験だけ）のために保持され、次いで、もしも再試験が必要ないと結果が示すときには処分される。オペレータは、個々のサンプルカップによって小さな体積のサンプルをロードすることができる。ＳＴＡＴアッセイ用の位置にあるサンプルの確実な識別のために、オペレータによるシステムとの対話が必要である。サンプルカップは、典型的にはバーコードを有しないので、オペレータは、ある種のデータを入力して、サンプル管から引き出されているサンプルが、試験が指示されたサンプルであることを保証する（すなわち、サンプルの確実な識別）必要がある。アッセイのための較正が、ローカルサンプルハンドラによって分析装置で行われることができる。ローカルサンプルハンドラは、各臨床分析装置または血液学分析装置でサンプルをロードおよびアンロードするためのデバイス、たとえば小型カルーセルである。ローカルサンプルハンドラは、典型的には、ＳＴＡＴサンプル、制御手段、較正器のために使用される。閉管サンプリングシステムの機能は、血液学分析装置内部で実施されることができる。

【0156】

したがって、血液学試験のためにサンプル管から吸引されたサンプルの指定された部分が、サンプル管の中に移され、次いで、膠着試薬追加モジュールに、次いで、吸引のためにサンプル管が位置決めされる前、およびその間に磁界によって吸引が行われることができるイムノアッセイ分析装置および臨床化学分析装置に経路設定されることができる。

【0157】

（実施例２）
閉管サンプリングシステムの動作
図９は、１つの血液学分析装置、１つのイムノアッセイ分析装置、１つの臨床化学分析装置、および１つのサンプル管吸引モジュールを有する閉管サンプリングシステムの一実施形態を示す。

【0158】

システムを動作させるために、システムのオペレータは、ストッパを有し、遠心分離されていない全血のサンプルを含むサンプル採取管を有するサンプル管キャリアをロードする。ロボットサンプルハンドラは、定型的アッセイ用サンプル採取管を含むサンプル管キャリアに先立って、ＳＴＡＴアッセイ用サンプル採取管を保持するサンプル管キャリアを優先する。バーコードリーダが、サンプル採取管上のバーコードを読み取り、サンプル採取管上のストッパの存在を検出し、もしあれば、穴開け要素が（必要に応じて）サンプル採取管上のストッパに穴を開ける、または切刃が（必要に応じて）ストッパの中にスリットを切り、指定された体積のサンプルがアリコート管に移される。次いで、サンプル管キャリアは、システムから取り除かれることができる。アリコート管内のサンプルは、試験のために経路設定される。典型的経路が、（１）まず、血液学分析装置に、（２）次いで、吸引されたサンプルの一部を受け取るためにアリコート管が位置決めされる前に、選択された分離技法によって、たとえば超音波などによって分離が実施されるイムノアッセイ分析装置および臨床化学分析装置にというように説明されることができる。

【0159】

その後、サンプル吸引プローブはアリコート管の中に挿入され、サンプルの一部が吸引される。要するに、分析装置のサンプル吸引プローブは、アリコート管を開放型「血漿／血清」サンプル管として読み取り、したがって、分析装置の修正は必要ない。さらに、サンプル管は、再試験（イムノアッセイ試験および臨床化学試験だけ）のために保持され、次いで、もしも再試験が必要ないと結果が示すときには処分される。オペレータは、個々のサンプルカップによって小さな体積のサンプルをロードすることができる。ＳＴＡＴアッセイ用の位置にあるサンプルの確実な識別のために、オペレータによるシステムとの対話が必要である。サンプルカップは、典型的にはバーコードを有しないので、オペレータは、ある種のデータを入力して、サンプル管から引き出されているサンプルが、試験が指示されたサンプルであることを保証する（すなわち、サンプルの確実な識別）必要がある。アッセイのための較正が、ローカルサンプルハンドラによって分析装置で行われる。閉管サンプリングシステムの機能は、血液学分析装置内部で実施されることができる。

【0160】

したがって、血液学試験のためにアリコート管から吸引されたサンプルの指定された部分が、サンプル管の中に移され、次いで、吸引のためにサンプル管が位置決めされる前、およびその間に磁界によって吸引が行われることができるイムノアッセイ分析装置および臨床化学分析装置に経路設定されることができる。

【0161】

（実施例３）
閉管サンプリングシステムの動作
図９は、１つの血液学分析装置、１つのイムノアッセイ分析装置、１つの臨床化学分析装置、１つのサンプル管吸引モジュール、および連続アクセス遠心分離モジュールを含む閉管サンプリングシステムの一実施形態を示す。システムを動作させるために、オペレータは、ストッパを有し、遠心分離されていない全血のサンプルを含むサンプル採取管を保持するサンプル管キャリアをロードする。ロボットサンプルハンドラは、定型的分析用サンプル採取管を保持するサンプル管キャリアに先立って、ＳＴＡＴサンプル用サンプル採取管を保持するサンプル管キャリアを優先する。バーコードリーダが、サンプル採取管上のバーコードを読み取り、サンプル採取管上のストッパの存在を検出し、もしあれば、穴開け要素が（必要に応じて）サンプル採取管のストッパに穴を開ける、または切刃が（必要に応じて）ストッパの中にスリットを形成し、指定された体積のサンプルがアリコート管に移される。次いで、サンプル管キャリアは、システムから取り除かれることができる。サンプルは、試験用に経路設定される。典型的経路が、（１）まず、血液学分析装置に、（２）次いで、連続アクセス遠心分離モジュールに（ここで、開放型サンプル管は、任意選択で、フォイルで密封されることができ、分離が行われる）、（３）次いで、適切なアッセイが行われるイムノアッセイ分析装置および臨床化学分析装置にというように説明されることができる。

【0162】

要するに、イムノアッセイ分析装置または臨床化学分析装置のサンプル吸引プローブは、サンプル管を開放型「血漿／血清」サンプル管として読み取り、したがって、分析装置の修正は必要ない。さらに、アリコート管は、再試験（イムノアッセイ試験および臨床化学試験だけ）のために保持され、次いで、再試験が必要ないと結果が示すときには処分される。オペレータは、個々のサンプルカップによって小さな体積のサンプルをロードすることができる。ＳＴＡＴサンプル用の場所にあるサンプルの確実な識別のために、オペレータによるシステムとの対話が必要である。サンプルカップは、典型的にはバーコードを有しないので、オペレータは、ある種のデータを入力して、サンプル管から引き出されているサンプルが、試験が指示されたサンプルであることを保証する（すなわち、サンプルの確実な識別）必要がある。アッセイのための較正が、ローカルサンプルハンドラによって分析装置で行われる。閉管サンプリングモジュールの機能は、血液学分析装置内部で実施されることができる。

【0163】

したがって、血液学試験用にサンプル管から吸引されたサンプルの指定された部分が、サンプル管の中に移され、次いで、サンプルを吸引するためにサンプル管が位置決めされる前に分離が行われることができる遠心分離機に、次いで、イムノアッセイ分析装置および臨床化学分析装置に経路設定されることができる。

【0164】

本明細書で説明される、血液学試験、イムノアッセイ試験、および臨床化学試験の一体化により、１つのサンプル採取管だけが必要とされる。凝固が、サンプルの吸引、および試験の方法を妨げるので、血液が凝固するのを防止するために、典型的には抗凝固剤がサンプル管内に置かれる。細胞の分離が、血液学のために行われる細胞カウントに優先するので、血液学用抗凝固剤が、イムノアッセイ試験および臨床化学試験用抗凝固剤とは別個に進化した。さらに、血液学分析は、血液塗抹分析を行うためにスライドを利用することがしばしばあり、抗凝固剤は、血液塗抹内の細胞を染色も、変色もさせてはならない。イムノアッセイ試験および臨床化学試験用抗凝固剤は、凝固を防止するだけでなく、血液化学分析のアナライト（たとえば、カルシウム、鉄、カリウムなど）に悪影響を及ぼすのを避けるように選択される。

【0165】

その結果、血液学試験用抗凝固剤、ならびにイムノアッセイ試験および臨床化学試験用抗凝固剤は、機能は類似するが、はっきりと異なる。

【0166】

さまざまなタイプの抗凝固剤が以下で説明される。

【0167】

１．直接トロンビン抑制剤は、アルガトロバン（Ａｒｇａｔｒｏｂａｎ）、ビバリルジン（Ｂｉｖａｌｉｒｕｄｉｎ）、ダビガトラン（Ｄａｂｉｇａｔｒａｎ）、ヒルジン（Ｈｉｒｕｄｉｎ）、キシメラガトラン（Ｘｉｍｅｌａｇａｔｒａｎ）を含むが、これらに限定されない。ヘパリンは、アルデパリン（Ａｒｄｅｐａｒｉｎ）ナトリウム、ベミパリン（Ｂｅｍｉｐａｒｉｎ）ナトリウム、セルトパリン（Ｃｅｒｔｏｐａｒｉｎ）ナトリウム、ダルテパリン（Ｄａｌｔｅｐａｒｉｎ）ナトリウム、ダナパロイド（Ｄａｎａｐａｒｏｉｄ）ナトリウム、エノキサパリン（Ｅｎｏｘａｐａｒｉｎ）ナトリウム、フォンダパリヌクス（Ｆｏｎｄａｐａｒｉｎｕｘ）ナトリウム、ヘパリン、イドラパリヌクス（Ｉｄｒａｐａｒｉｎｕｘ）ナトリウム、低分子量ヘパリン、パルナパリン（Ｐａｒｎａｐａｒｉｎ）ナトリウム、レビパリン（Ｒｅｖｉｐａｒｉｎ）ナトリウム、チンザパリン（Ｔｉｎｚａｐａｒｉｎ）ナトリウムを含むが、これらに限定されない。

【0168】

２．ビタミンＫ拮抗薬は、アセノクマロール（Ａｃｅｎｏｃｏｕｍａｒｏｌ）、ブロジファクム（Ｂｒｏｄｉｆａｃｏｕｍ）、クマテトラリル（Ｃｏｕｍａｔｅｔｒａｌｙｌ）、ジクマロール（Ｄｉｃｏｕｍａｒｏｌ）、フェニンジオン（Ｐｈｅｎｉｎｄｉｏｎｅ）、フェンプロクーモン（Ｐｈｅｎｐｒｏｃｏｕｍｏｎ）、ピンドン（Ｐｉｎｄｏｎｅ）、チオクロマロール（Ｔｉｏｃｌｏｍａｒｏｌ）、ワルファリン（Ｗａｒｆａｒｉｎ）を含むが、これらに限定されない。

【0169】

３．体外のヘパリンは、緑色のストッパを有する「ＶＡＣＵＴＡＩＮＥＲ」ブランドの試験管で提供されるヘパリンナトリウムまたはヘパリンリチウムを含むがこれらに限定されない。

【0170】

４．キレート化剤は、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、穏やかなクエン酸塩キレート化剤、通常のクエン酸三ナトリウム、抗凝固剤クエン酸デキストロース、クエン酸リン酸デキストロース、またはクエン酸リン酸デキストロースアデニンを含むが、これらに限定されない。

【0171】

５．シュウ酸塩は、穏やかなキレート化剤であり、緑色のストッパを有する「ＶＡＣＵＴＡＩＮＥＲ」ブランドの試験管で提供されるフッ化物で使用される抗凝固剤である。

【0172】

本明細書で説明されるシステムは、オペレータに対する生物学的危険要因を低減し、オペレータに対する反復動作による傷害を低減し、既存の分析装置の処理量またはアッセイ性能を保守し、ホルダの中に鋭利なものをすべて収容することにより、ストッパを切る「鋭利なもの」に起因する、オペレータに対する危険要因を低減し、摩耗した鋭利なものの交換に必要なサービス保守を低減する。

【0173】

本明細書で説明されるシステムは、サンプル分類、平衡、および遠心分離で必要とされる労力をかなり低減する。システムは、血液分離ステップを分析装置システム／作業セルの中に一体化することにより、結果を得るために必要な時間をかなり低減する。システムは、多くのサンプルを処理する大規模研究所に高い処理量を提供しながら、血液学試験、イムノアッセイ試験、および臨床化学試験用の単一のサンプル採取管を処理するための完全に自動化された方法を可能にする。システムは、ＳＴＡＴサンプルを取り扱うと共に、アッセイのランダムな連続アクセス処理を可能にする。これらの利点は、新しい分析装置が開発される必要なしに、現在の自動分析装置で実現されることができる。

【0174】

本明細書で説明されるこのシステムは、患者および静脈採血士が血液学試験、イムノアッセイ試験、および臨床化学試験用に１つのサンプル管だけを提供することを必要とし、それにより、患者の苦痛を低減し、サンプル採取コストを低減し、（２つ以上のタイプのサンプル管を貯蔵するための）在庫コストを低減し、固形廃棄物処理コスト（サンプル管は、研究所の固形廃棄物の大部分を占める場合が多い）を低減する。遠心分離機は「バッチ」、およびその後のＳＴＡＴサンプル処理のどんな遅延もなくす。遠心分離機は、電源以外の動力源、たとえば、手回しクランク、自転車、風車、水車などからエネルギーを受け入れる能力を提供し、それにより、現代の遠心分離技法が発展途上国で行われることができるようになる。

【0175】

本明細書で説明される連続アクセス遠心分離機は、血液学試験、イムノアッセイ試験、および臨床化学試験の一体化にいくつかの利点を提供する。これらの利点は、高い処理量、ＳＴＡＴサンプルの導入のしやすさ、分類および自動平衡のしやすさ、ならびにさまざまな試験の全体的一体化を含むが、これらに限定されない。連続アクセス遠心分離機の処理量は、１時間あたり３００サンプルに達することができ、それにより、血液学分析装置と一体化された、最大の「ＡＲＣＨＩＴＥＣＴ」マルチモジュールシステム構成の処理量要件を満たす。バッチタイプの遠心分離機は、連続アクセスを提供することができないので、遠心分離処理が開始されると、遠心分離機は最大１０分間利用することができない。したがって、救急処置室から渡されたＳＴＡＴサンプルは、遠心分離機が回転している間、バッチタイプの遠心分離機の中にロードされることができない。バッチタイプの遠心分離機は、遠心分離機のバケツが遠心分離動作前に平衡させられる必要があり、その結果、遠心分離処理の時間が延長され、患者からの結果が遅延させられる。連続アクセス遠心分離機は、血液学分析装置（複数可）、イムノアッセイ分析装置（複数可）、および臨床化学分析装置（複数可）を一体化することにより研究所に全自動化を提供する。

【0176】

本発明のさまざまな修正形態および代替形態が、本発明の範囲および精神を逸脱することなく当業者に明らかになり、本発明が、本明細書で示された例示的実施形態に不当に限定されてはならないことを理解されたい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15A】

【図15B】

【図15C】

【図15D】

【図16A】

【図16B】

【図17A】

【図17B】

【図17C】

【図17D】

【図18】

【図19A】

【図19B】

【図20】

【図21】