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特許6240163流体を供給するカートリッジ

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(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】6240163

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】流体を供給するカートリッジ

(51)【国際特許分類】

G01F 13/00 20060101AFI20171120BHJP

F04B 7/04 20060101ALI20171120BHJP

G01N 35/02 20060101ALI20171120BHJP

G01N 35/00 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

G01F13/00 331Q

F04B7/04

G01N35/02 A

G01N35/00 C

G01N35/02 D

【請求項の数】7

【全頁数】45

(21)【出願番号】特願2015-510659(P2015-510659)

(86)(22)【出願日】2012年11月15日

(65)【公表番号】特表2015-518572(P2015-518572A)

(43)【公表日】2015年7月2日

(86)【国際出願番号】EP2012072733

(87)【国際公開番号】WO2013167209

(87)【国際公開日】20131114

【審査請求日】2015年7月1日

(31)【優先権主張番号】12167108.5

(32)【優先日】2012年5月8日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】591003013

【氏名又は名称】エフ．ホフマン−ラロシュアーゲー

【氏名又は名称原語表記】Ｆ．ＨＯＦＦＭＡＮＮ−ＬＡＲＯＣＨＥＡＫＴＩＥＮＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100075270

【弁理士】

【氏名又は名称】小林泰

(74)【代理人】

【識別番号】100101373

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内茂雄

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本修

(74)【代理人】

【識別番号】100146710

【弁理士】

【氏名又は名称】鐘ヶ江幸男

(72)【発明者】

【氏名】ベーム，クリストフ

(72)【発明者】

【氏名】クプサー，ペーター

(72)【発明者】

【氏名】オラント，ノルベルト

(72)【発明者】

【氏名】シュピンケ，ユルゲン

(72)【発明者】

【氏名】ブリュックナー，トルステン

(72)【発明者】

【氏名】クライン，ティモ

【審査官】岡田卓弥

(56)【参考文献】

【文献】特開平９−６１２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第５４４１１７３（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開平４−７７６６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９−９２３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第４３０５５３１（ＵＳ，Ａ）

【文献】実開昭５６−１５６７９９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５５−１４６００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第３７５３６３２（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｆ１１／００−１３／００

Ｆ０４Ｂ７／０４− ７／０６

Ｇ０１Ｎ３５／００−３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体（２１４、６１０、１３０２）を供給するカートリッジ（１００、４１４、５０２、５０２’、５０２”）において、
− 前記流体をポンプ送りするポンプ室（１１８）を備えた弁（１１０）であって、前記ポンプ室が前記弁内の空洞であり、ポンプ室導管（１２０）を位置決めするように動作可能であり、前記ポンプ室導管が前記ポンプ室と常時接続された弁（１１０）と、
− 前記ポンプ室の容積を変更するように動作可能なプランジャ（１０８）であって、前記ポンプ室が前記空洞および前記プランジャにより形成されたプランジャ（１０８）と、
− 貯留槽を前記弁と接続する貯留槽導管（１２４）であって、前記弁が、前記貯留槽導管と前記ポンプ室導管とが一列に接続されるように、前記ポンプ室導管を位置決めするように動作可能である貯留槽導管（１２４）と、
− 前記流体を供給する出口導管（１２８）であって、前記弁が、前記出口導管と前記ポンプ室導管とが一列に接続されるように、前記ポンプ室導管を位置決めするようにさらに動作可能である出口導管（１２８）と、
を備え、
前記弁が回転弁（１１０）であり、前記回転弁がポンプ室導管（１２０）を回転させるように動作可能であり、前記回転弁および前記プランジャが独立して作動させられるように動作可能であり、前記回転弁が、前記貯留槽導管と前記ポンプ室導管とが一列に接続されるように前記ポンプ室導管を回転させるように動作可能であり、前記回転弁が、前記出口導管と前記ポンプ室導管とが一列に接続されるように前記ポンプ室導管を回転させるようにさらに動作可能であり、前記貯留槽導管および前記出口導管は、前記回転弁の回転軸の垂直方向に延びる、カートリッジ（１００、４１４、５０２、５０２’、５０２”）。

【請求項2】

前記カートリッジが、前記貯留槽に接続された戻し導管をさらに備え、前記ポンプ室導管が、前記貯留槽の第１の部分から流体を受け入れるように動作可能であり、前記戻し導管が、前記貯留槽の第２の部分へ流体を戻すように動作可能であり、前記回転弁が、前記戻し導管と前記ポンプ室導管とが一列に接続されるように、前記ポンプ室導管を回転させるようにさらに動作可能である、請求項１に記載のカートリッジ。

【請求項3】

− 副貯留槽（４１６）と、
− 副貯留槽導管（４３０）と
をさらに備え、前記回転弁が、前記副貯留槽導管に接続するように前記ポンプ室導管を回転させるようにさらに動作可能である、請求項１または２に記載のカートリッジ。

【請求項4】

前記カートリッジが、前記出口導管に流体連通する出口ノズル（１２６）を有し、前記出口ノズルにより供給される流体を計測するように動作可能なセンサをさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のカートリッジ。

【請求項5】

生体試料（５０８、１９０８）を分析する自動分析器（５００、１９００、２０００）であって、前記自動分析器が、請求項１から４のいずれか一項に記載のカートリッジを保持するように動作可能であり、
− 前記プランジャおよび前記弁を作動させるように動作可能なアクチュエータ組立体（５０４、５０４’、５０４”、１２００、１４００、１９０４、１９０４’、１９０４”）と、
− 前記アクチュエータ組立体の動作を制御するコントローラ（５２０、１９２０）と
を備える、自動分析器（５００、１９００、２０００）。

【請求項6】

前記自動分析器が、請求項１から４のいずれか一項に記載のカートリッジ（１００、４１４、５０２、５０２’、５０２”）を保持するように動作可能であり、前記アクチュエータ組立体（５０４、５０４’、５０４”）が、前記プランジャを別個に直線作動させる（１０５、２０８、２１２、３０６、３１２、４２０、４２４、４２６、４３２）と共に前記回転弁を回転作動させる（１０７、２１０、３１０、４２２、４２８）ように動作可能である、請求項５に記載の自動分析器（５００）。

【請求項7】

請求項１から４のいずれか一項に記載のカートリッジを動作させる方法であって、
− 前記貯留槽導管と接続するように前記回転弁を回転させて前記ポンプ室導管を回転させるステップと、
− 前記ポンプ室を充填するように前記プランジャを用いて前記ポンプ室の前記容積を増大させるステップと、
− 前記出口導管と接続するように前記回転弁を回転させて前記ポンプ室導管を回転させるステップと、
− 前記出口導管を通じて前記流体をポンプ送りするように前記プランジャを用いて前記ポンプ室の前記容積を減少させるステップと
を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体を供給するカートリッジに関する。本発明は、このカートリッジを用いて流体を供給する自動分析器にさらに関する。

【背景技術】

【0002】

医学研究室において、体外診断（ｉｎｖｉｔｒｏｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ）は、一般的に、血液、尿、血漿、および唾液などの生体試料に対して行われる。そのような検査は、ピペットを用いて手動で行われ得るか、または自動分析器を用いて行われ得る。自動分析器は、生体試料に試薬を自動的に加えることができると共に、分析中に生体試料の１つまたは複数のパラメータを測定することができる。自動分析器は、従来技術で知られている。例えば、欧州特許ＥＰ１９５９２５７Ａ２は、複数の試薬カセット保持用の試薬カセット保持機構を含む自動分析器を開示する。

【0003】

米国特許第７，９５５，３０２（Ｂ２）号は、可変容積およびこの可変容積に流体接続した少なくとも１つの開口を有する投薬ユニットを備えた注入システム用の投薬装置を開示する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、独立請求項において、流体を供給するカートリッジ、および自動分析器を提供する。各実施形態は、従属請求項において説明される。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、流体を供給するカートリッジを提供する。いくつかの実施形態では、カートリッジは、ポンプ室から来るポンプ室導管を位置決めするように円状に移動できる回転弁を備える。回転弁の回転により、ポンプ室導管は様々な他の導管の１つに接続できる。ポンプ室は、回転弁内の空洞と、ポンプ室の容積を変更するように動作可能であるプランジャとにより形成される。いくつかの他の実施形態では、ポンプ室導管を位置決めするためにリニア弁が使用される。

【0006】

カートリッジは、流体を収容する貯留槽および流体供給用の出口導管を備える。貯留槽導管は、貯留槽を弁と接続する。いくつかの実施形態では、出口案内導管は、出口ノズルを弁に接続する。弁が異なる位置に移動されるとき、ポンプ室導管は、貯留槽導管または出口導管で位置決めできる。いくつかの実施形態では、弁およびプランジャは、互いに独立して動作または作動させることができ得る。本カートリッジの各実施形態は、カートリッジが少しも流体を喪失させないように、または呼び水による流体喪失が減少させられ得るようにこの各実施形態が動作することができるという利点を有し得る。

【0007】

本明細書に用いられる場合のコントローラは、１つまたは複数の他の装置の動作および／または機能を制御する装置、機械、または機器を包含する。コントローラの例には、コンピュータ、プロセッサ、埋め込みシステムまたはコントローラ、プログラマブル論理コントローラ、およびマイクロコントローラが含まれ得るが、これらに限定されない。本明細書に用いられる場合の「計算装置」または「コンピュータ」は、プロセッサを備えた任意の装置を包含する。本明細書に用いられる場合の「プロセッサ」は、プログラムまたは機械実行可能指令を実行できる電子部品を包含する。

【0008】

本明細書に用いられる場合の「コンピュータ可読記憶媒体」は、計算装置のプロセッサにより実行可能である指令を記憶できる任意の有形の記憶媒体を包含する。このコンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ可読持続性記憶媒体と呼ばれ得る。

【0009】

「コンピュータメモリ」または「メモリ」は、コンピュータ可読記憶媒体の一例である。コンピュータメモリは、プロセッサまたは他のコントローラに直接アクセス可能である任意のメモリである。「コンピュータ記憶部」または「記憶部」は、コンピュータ可読記憶媒体の一例である。コンピュータ記憶部は、任意の不揮発性コンピュータ可読記憶媒体である。

【0010】

本明細書に用いられる場合の「ユーザインターフェース」は、ユーザまたは操作者がコンピュータまたはコンピュータシステムとやりとりすることを可能にするインターフェースである。

【0011】

本明細書に用いられる場合の「ハードウェアインターフェース」は、プロセッサまたは他のコントローラが外部の計算装置および／または装置とやりとりするおよび／またはそれを制御することを可能にするインターフェースを包含する。ハードウェアインターフェースは、プロセッサが制御信号または指令を外部の計算装置および／または機器へ送信することを可能にすることができる。上記ハードウェアインターフェースは、上記プロセッサまたは他のコントローラがセンサデータを受け取り上記流体の供給を制御することを可能にすることができる。上記ハードウェアインターフェースは、いくつかの実施形態において閉制御ループを形成するために使用され得る。

【0012】

一態様では、本発明は、流体を供給するカートリッジを提供する。カートリッジは、弁を備える。この弁は、流体をポンプ送りするポンプ室を備える。弁は、ポンプ室導管を位置決めするように動作可能である。ポンプ室導管は、ポンプ室と接続されている。弁は、ポンプ室の容積を変更するように動作可能なプランジャをさらに備える。この弁は、貯留槽を弁と接続する貯留槽導管（１２４、１２１４）をさらに備え、この弁が、貯留槽導管と接続するようにポンプ室導管を位置決めするように動作可能である。上記弁は、流体を供給する出口導管をさらに備える。回転弁は、出口導管と接続するようにポンプ室導管を回転させるようにさらに動作可能である。

【0013】

別の態様によれば、本発明は、流体を供給するカートリッジを提供する。このカートリッジは、回転弁を備える。この回転弁は、流体をポンプ送りするポンプ室を備える。回転弁は、ポンプ室導管を回転させるように動作可能である。ポンプ室導管は、ポンプ室と接続されている。言い換えると、ポンプ室に接続されるポンプ室導管をその中で有する回転弁が存在する。回転弁を回転させることにより、ポンプ室導管は様々な位置に回転することができ、それによりポンプ室が他の導管に接続されることを可能にする。

【0014】

カートリッジは、ポンプ室の容積を変更するように動作可能なプランジャをさらに備える。回転弁およびプランジャは、独立して作動させられるように動作可能である。言い換えると、プランジャおよび回転弁は、プランジャが回転弁の位置に影響を与えることなく（その逆も同様）ポンプ室の容積を変更するために使用できるように動作できる。これにより、上記ポンプ室によってより大きいセットのポンプ作用を可能することができる。

【0015】

上記カートリッジは、流体を収容する貯留槽をさらに備える。貯留槽は、様々なやり方で構成することができる。いくつかの実施形態では、貯留槽は、好ましくは射出成形または熱成形プロセスを用いたプラスチック製である、硬い壁に囲まれた室とすることができる。いくつかの実施形態では、貯留槽は、可撓性の壁を備える室であってもよい。いくつかの実施形態では、貯留槽は、小袋または内袋であり得る。他の各実施形態では、貯留槽は、外側容器により支持された小袋または内袋であり得る。他の各実施形態では、貯留槽は管であり得る。

【0016】

上記カートリッジは、貯留槽を回転弁と接続する貯留槽導管をさらに備える。回転弁は、貯留槽導管と接続するようにポンプ室導管を回転させるように動作可能である。ポンプ室導管が正しい位置に回転させられるとき、ポンプ室と貯留槽の間に連通が存在する。

【0017】

上記カートリッジは、流体を供給すると共に回転弁に接続する出口導管をさらに備える。回転弁は、出口導管に接続するようにポンプ室導管を回転させるようにさらに動作可能である。本実施形態は、回転弁の回転位置の制御およびプランジャの適切な動作によりポンプ室を用いて多様なポンプ作用が行われ得るという利点を有し得る。例えば、回転弁は、ポンプ室導管が貯留槽導管に接続されるように位置決め可能である。この場合には、プランジャは、貯留槽からポンプ室の中に流体を引き込むために使用することもでき、またはポンプ室から貯留槽の中に流体を戻すようにポンプ送りするために使用することもできる。

【0018】

本実施形態は、ポンプ室を用いる他の種類の作用を可能にすることができる。例えば、ポンプ室導管が貯留槽導管と整合または接続されるとき、プランジャは、ポンプ室の容積を増減させるために繰り返し使用することができる。これにより、貯留槽内の流体が混合されることが可能になり得る。また、流体を貯留槽に戻す機能は、浪費される流体の量を減少させることができる。

【0019】

本実施形態は、ポンプ室のいわゆる浪費が低減された呼び水機能または浪費のない呼び水機能を可能にし、それにより、流体が出口導管を通じて外にポンプ送りされるときに、あり得るほんのごく少量の流体が浪費または廃棄されるかそれが全くないものとすることもできる。例えば、ポンプ室導管が出口導管と接続されるとき、プランジャは、ポンプ室の容積を減少させ、それにより出口導管を通じて流体を外に押し出すまたは供給するために使用することができる。これを行うプロセス中、出口導管から出て行かない出口導管内の流体が存在し得る。正しい量の流体が供給された後、次いで、プランジャが使用されてポンプ室の容積を増大させ、それにより出口導管内に残り得る流体をポンプ室に戻すように引き込むことができる。次いで、流体はポンプ室内で保持することができ、または回転弁が貯留槽導管と整合するように回転されている場合、先に出口導管内にあった流体は、貯留槽の中にポンプ送りして戻すことができる。

【0020】

回転弁は、流体が貯留槽から思いがけず漏れるのを防止する手段も提供することができる。例えば、回転弁は、いくつかの実施形態において、それが出口導管にも貯留槽導管にも整合しない位置へ回転することができ得る。これにより、流体および／または気体が出口導管から出て行くのを防ぐ、ならびに／あるいは貯留槽内の流体および／または気体がポンプ室の中に漏れるまたは流出するのを防ぐことができる。

【0021】

別の実施形態では、上記カートリッジは、出口導管に接続された出口ノズルをさらに備える。本明細書に用いられる場合の出口ノズルは、流体の浪費を最小にするノズル設計を包含し、投薬プロセス中に滴がきれいに滴ることを可能にすることができる。例えば、単純な管において、プランジャがポンプ室の容積を減少させるために使用された後、流体の滴がノズルの外側に垂れ下がる場合がある。出口ノズルの形状または機能は、流体の滴が出口ノズルから垂れ下がる機会を減少させるように設計することができる。例えば、この出口ノズルは、いわゆるカモノハシ形状を有し、カモノハシノズルであり得る。

【0022】

他の各実施形態では、上記カートリッジは、ポンプ室がこれらの追加の貯留槽に接続されることを可能にする追加の貯留槽および追加の貯留槽導管を有することができる。典型的には、カートリッジは、ただ１種類の流体または試薬を収容することができる。いくつかの実施形態では、これは、様々な検査に使用または要求される希釈剤であり得る。回転弁が特定の回転位置にあるときにポンプ室導管にアクセス可能な導管にそれぞれ接続することができる複数の貯留槽も存在できる。

【0023】

例えば、多くの臨床検査の場合、２つの貯留槽が存在し得、免疫測定法の場合、異なる貯留槽内に２つまたは３つの異なる流体が存在し得る。本実施形態のいくつかの変形例では、カートリッジは、複数のポンプユニットを有することができ、各ポンプユニットは、その回転弁を介して１つまたは複数の貯留槽に接続されている。このようにして、免疫測定法は別個のポンプユニットを用いて供給され、それらはポンプ送り工程により混合されない。

【0024】

別の実施形態では、上記カートリッジは、貯留槽に接続された戻し導管をさらに備える。ポンプ室導管は、貯留槽の第１の部分から流体を受け入れるように動作可能である。戻し導管は、貯留槽の第２の部分へ流体を戻すように動作可能である。回転弁は、戻し導管に接続するようにポンプ室導管を回転させるようにさらに動作可能である。本実施形態は、例えば、流体が貯留槽に戻されるときに気体の気泡を潜在的に生じさせる影響を減少させることができるので、有益であり得る。本実施形態は、気泡を貯留槽の第２の部分へ通過させることにより貯留槽の第１の部分内の気泡の個数を減少させるという利益をさらに有し得る。

【0025】

例えば、ポンプ室導管が貯留槽導管と整合にあるように回転弁が回転されるときに、流体は、貯留槽から引き出すことができる。ある量の流体が出口導管を通じて供給された後、回転弁は、ポンプ室導管が戻し導管と整合にあるような位置に回転することができる。貯留槽導管は貯留槽の一の部分から流体を引き出すことができ、戻し導管は、貯留槽の異なる部分へこの流体を戻すために使用される。例えば、貯留槽導管および戻し導管の２つの位置は、流体が貯留槽からポンプ室の中に引き出されるときに、戻し導管を通じて貯留槽に入る気泡が貯留槽導管の中に引き込まれることがまずないように十分遠く離され得る。

【0026】

別の実施形態では、カートリッジは、副貯留槽をさらに備える。カートリッジは、副貯留槽導管をさらに備える。回転弁は、副貯留槽導管に接続するようにポンプ室導管を回転させるようにさらに動作可能である。本実施形態は、それが第２のまたは異なる流体がカートリッジを用いて収容および供給されることを可能にすることができそれは廃液が副貯留槽に配置されることも可能にすることができるので有利であり得る。

【0027】

追加の貯留槽が第３の貯留槽および第３の貯留槽導管、第４の貯留槽および第４の貯留槽導管などを加えることによりカートリッジに加えることができ、それにより任意の個数の貯留槽および貯留槽導管がカートリッジに加えられてもよいことに留意されたい。

【0028】

別の実施形態では、カートリッジが接続導管をさらに備える。接続導管は、副貯留槽と貯留槽の間で流体を移送するように動作可能である。本実施形態は、接続導管が副貯留槽を貯留槽へ流体を戻すために流体を預ける場所として使用することを可能にすることができるので有益であり得る。

【0029】

別の実施形態では、カートリッジは、接続導管を塞ぐ膜を備える。この膜は、流体を通すことができる。本実施形態は、流体が副貯留槽から貯留槽の中に戻っているときに流体をフィルタにかけるまたは気体の気泡を阻止する手段を提供することができるので有益であり得る。

【0030】

別の実施形態では、副貯留槽は気泡案内構造を備える。本明細書に用いられる場合の気泡案内構造は、貯留槽内の所定の位置へまたは通気穴に向けて気体の気泡を案内するために使用される構造を包含する。いくつかの実施では、気泡案内構造は、流体が貯留槽を通じて移動しているときに流体が気泡を回すことを可能にし得る。例えば、気泡構造は、気泡を配置および案内するために使用される１セットの畝であり得る。構造および畝は共に十分に近く間隔をおいて配置することができ、それにより流体が気泡を一回りさせることを可能にする領域の中に気泡が入るのを流体の表面張力が防ぐようになっている。気泡が適切に閉じ込められない場合、気泡は副貯留槽内の特定の位置で動かなくなる可能性があり副貯留槽の上部へ行くことができず、または接続導管が存在する場合には流体は貯留槽に戻ることができるので、これは有益であり得る。

【0031】

別の実施形態では、貯留槽および／または副貯留槽は、通気穴を備える。本明細書に用いられる場合の通気穴は、空気泡または他の気体容積がカートリッジに出入りすることを可能にする構造である。代替として、貯留槽はそのような通気穴を備え、または貯留槽と第２の貯留槽の両方が、そのような通気穴を備える。

【0032】

別の実施形態では、通気穴は、フィルタで覆われまたは封止されている。フィルタは、カートリッジ内に流体を封止するように動作可能である。フィルタは、いくつかの実施形態では、疎水性とすることができる。いくつかの実施形態では、気体フィルタは、気体だけを通過させると共に液体を通過させないために微細孔を有することができる。いくつかの実施形態では、フィルタは、ポリテトラフルオロエチレン、炭素繊維、ＰＴＦＥで被覆された炭素繊維、カーボンナノチューブ、高分子繊維、またはフッ素重合体繊維の多孔質形態とすることができるが、これに限定されない。

【0033】

別の実施形態では、流体は磁性粒子を含む。
別の実施形態では、流体はラテックス粒子を含む。
別の実施形態では、流体は血液型判定試薬を含む。

【0034】

別の実施形態では、流体は免疫試薬を含む。
別の実施形態では、流体は抗体を含む。
別の実施形態では、流体は酵素を含む。

【0035】

別の実施形態では、流体は組換えタンパク質を含む。
別の実施形態では、流体はウイルス分離株を含む。
別の実施形態では、流体はウイルスを含む。

【0036】

別の実施形態では、流体は生物学的試薬を含む。
別の実施形態では、流体は溶剤を含む。
別の実施形態では、流体は希釈剤を含む。

【0037】

別の実施形態では、流体は分散体を含む。
別の実施形態では、流体はナノ粒子を含む。
別の実施形態では、流体はタンパク質を含む。

【0038】

別の実施形態では、流体は塩を含む。
別の実施形態では、流体は洗剤を含む。
別の実施形態では、流体は核酸を含む。

【0039】

別の実施形態では、流体は酸を含む。
別の実施形態では、流体は塩基を含む。
別の実施形態では、流体は、粒子懸濁液、液体試薬、液体接着剤、液体食品生産物、液体金属（例えば、はんだ）、および／または任意の他の液体を含み得る。

【0040】

別の実施形態では、カートリッジは、出口導管により供給される流体を計測するように動作可能なセンサをさらに備える。例えば、このセンサは、容量センサまたは光センサとすることができる。

【0041】

別の実施形態では、カートリッジが、回転弁およびプランジャをアクチュエータ組立体に取り付ける結合組立体をさらに備える。本実施形態は、本実施形態が回転弁およびプランジャがアクチュエータにうまい具合に接続されることを可能にできるので、有益であり得る。いくつかの実施形態における結合組立体は、回転弁およびプランジャがアクチュエータ組立体により独立して作動させられることを可能にすることができる。

【0042】

いくつかの実施形態では、それ自体のアクチュエータを備えたカートリッジを有することも可能であり得る。この場合には、カートリッジは、アクチュエータをさらに備える。場合によっては、アクチュエータは結合組立体に接続されてよく、またはアクチュエータは、回転弁とプランジャを独立して直接作動させるように設計または動作可能であってもよい。

【0043】

ここで使用される場合のポンプユニットは、流体をポンプ送りするための回転弁およびプランジャを包含する。自動分析器の中に装着されるとき、ポンプユニットごとに１つのアクチュエータが存在でき、または、自動分析器内のカートリッジの全部を作動させるために動かされ使用される１つのアクチュエータが存在できる。この場合には、カートリッジと単一のアクチュエータの間の相対位置を移動させる機構が存在できる。一群のカートリッジ用のアクチュエータが存在することもできる。

【0044】

例えば、カートリッジの異なる構成が存在し得る。いくつかの実施形態では、カートリッジは、単一のポンプユニットを有することができる。この単一のポンプユニットは、異なる貯留槽に接続された導管を有することができる。これにより、カートリッジが同一のカートリッジから異なる種類の流体をポンプ送りすることを可能にすることができる。別の例では、カートリッジは、複数のポンプユニットを有することができ、各ポンプユニットは、その回転弁を介して１つまたは複数の貯留槽に接続されている。

【0045】

いくつかの実施形態では、カートリッジは、ポンプユニットおよび取付可能な貯留槽を備える。本実施形態は、一般的なポンプユニットが作製され得ると共に必要に応じて貯留槽が取り付けられるので有益であり得る。これにより、より多様な流体を利用可能にさせることができる。異なる容積の貯留槽が選択されてもよい。異なるポンプユニットが、選択されることも可能である。そのような異なるポンプユニットは、例えば、異なるストロークおよび／または直径を有するプランジャを有することができる。これは、ポンプユニットの容積に影響を及ぼし得る。いくつかの応用例では、より大きい容積をより正確にポンプ送りすることが望ましいものであり得、他の応用例では、より小さいがより正確なポンプ容積が望まれ得る。したがって、ポンプユニットおよび取付可能な貯留槽の使用により、異なる種類および／または容積の流体を備えた貯留槽と定められた容積のこの流体を供給するように最適化されているポンプユニットとを組み合わせることを可能にするモジュールの概念を実現することを可能にする。このモジュールの概念は、異なるやり方で組み合わせることができる小さいセットのポンプユニットおよび／または貯留槽に基づいて大きいセットの最適化されたカートリッジを提供することを可能にする。ポンプユニットおよび取付可能な貯留槽の組立体は、カートリッジ製造中に製造ステップとして工場敷地で行うことができ、または例えば、カートリッジを自動分析器に挿入する前にポンプユニットと取付可能な貯留槽を組み立てることによりユーザ敷地で行うことができる。

【0046】

別の実施形態では、回転弁が円筒形部分を備える。ポンプ室が回転弁内の空洞である。ポンプ室が空洞およびプランジャにより形成される。カートリッジは、円筒形部分を受け入れる円筒形空間を有するカートリッジ本体を備える。回転弁が、円筒形空間内で回転するように動作可能である。

【0047】

別の実施形態では、貯留槽導管および出口導管は、円筒形空間に位置する。ポンプ室導管は、円筒形部分に位置する。
別の実施形態では、カートリッジは複数のポンプユニットを備える。

【0048】

別の実施形態では、カートリッジは複数の貯留槽を備える。
別の実施形態では、複数の貯留槽は、異なる流体で充填される。
別の態様によれば、本発明は、生体試料を分析する自動分析器を提供する。自動システムは、本発明の一実施形態によるカートリッジを保持するように動作可能である。自動分析器は、プランジャおよび弁を作動させるように動作可能なアクチュエータ組立体を備える。自動分析器は、アクチュエータ組立体の動作を制御するコントローラ（５２０、１９２０）をさらに備える。

【0049】

別の態様によれば、本発明は、本発明の一実施形態によるカートリッジを保持する自動分析器を提供する。本明細書に用いられる場合の自動分析器は、生体試料を自動的に分析するシステムを包含する。自動分析器が、プランジャを直線作動させると共に回転弁を回転作動させるように動作可能であるアクチュエータ組立体を備える。アクチュエータ組立体が、プランジャおよび回転弁を独立して作動させるようにさらに動作可能である。自動分析器が、アクチュエータ組立体の動作を制御するコントローラをさらに備える。

【0050】

いくつかの実施形態では、上記自動分析器は、本発明の一実施形態による複数のカートリッジを保持するようになされ得る。この場合には、カートリッジと反応管／キュベットの間の相対移動を実現する機構が存在し得る。ポンプユニットごとに１つのアクチュエータが存在でき、または複数のカートリッジに用いられる１つのアクチュエータが存在できる。この場合には、カートリッジとアクチュエータの間の相対移動を実現する機構またはロボットシステムが存在できる。一群のカートリッジにそれぞれ用いられる複数のアクチュエータが存在する実施形態も存在し得る。一群のカートリッジは予め決定することができ、または一群のカートリッジは臨機応変に決定されてもよい。代替として、複数のアクチュエータは、例えば、事前供給または事後供給行為のような異なる目的のために、カートリッジまたは一群のカートリッジに用いられてもよい。

【0051】

別の実施形態では、自動分析器は、カートリッジを備える。
別の実施形態では、コントローラは、回転弁を回転させることにより貯留槽導管と接続するようにポンプ室導管を回転させるようにアクチュエータ組立体を制御するように動作可能である。コントローラは、プランジャを用いてポンプ室の容積を増大させることによりポンプ室を充填するようにアクチュエータ組立体を制御するようにさらに動作可能である。コントローラは、回転弁を回転させることにより出口導管と接続するようにポンプ室導管を回転させるようにアクチュエータ組立体を制御するようにさらに動作可能である。コントローラは、プランジャを用いてポンプ室の容積を減少させることにより出口導管を通じて流体をポンプ送りするようにアクチュエータ組立体を制御するようにさらに動作可能である。本実施形態は、出口導管を通じて流体をポンプ送りする方法を提供するので有益であり得る。

【0052】

別の実施形態では、コントローラは、プランジャを用いてポンプ室の容積を増大させることにより出口導管から流体を受け入れるようにアクチュエータ組立体を制御するように動作可能である。

【0053】

別の実施形態では、コントローラは、回転弁を回転させることにより貯留槽導管と接続するようにポンプ室導管を回転させるようにアクチュエータ組立体を制御するように動作可能である。コントローラは、プランジャを用いてポンプ室の容積を減少させることにより貯留槽へ流体を戻すようにアクチュエータ組立体を制御するようにさらに動作可能である。本実施形態は、呼び水なしでポンプの動作を実現するので、有利であり得る。流体の１００％またはほぼ１００％が使用できる。

【0054】

別の実施形態では、コントローラは、回転弁を回転させることにより貯留槽導管と接続するようにポンプ室導管を回転させるようにアクチュエータ組立体を制御するように動作可能である。コントローラは、プランジャを用いてポンプ室の容積を繰り返し増減させることにより貯留槽内で流体を混合するようにアクチュエータ組立体を制御するようにさらに動作可能である。流体が磁性粒子またはラテックス粒子などのビーズまたは粒子を含む場合、本実施形態は、流体とその合成物を混合するために使用することができる。

【0055】

別の実施形態では、カートリッジが出口ノズルを備える。自動分析器が、流体のメニスカスを検出するメニスカス検出器をさらに備える。コントローラは、出口ノズルを通じて流体を押し出すようにアクチュエータを制御するように動作可能である。コントローラは、メニスカス検出器を用いてメニスカスを検出するようにさらに動作可能である。コントローラは、メニスカスが所定の位置にあるときに、出口を通じた流体の送り出しを停止するようにアクチュエータを制御するようにさらに動作可能である。本実施形態は、流体のより正確でより精密な供給を可能にし得るので有益であり得る。本実施形態は、メニスカスが流体の供給が始まるときと同じ位置にある場合、流体の供給は、より正確、より精密、および／またはより再現可能になり得るので、有益であり得る。メニスカスは、出口ノズルの内側または外側にあってもよい。例えば、出口ノズルは長い管状構造とすることができ、メニスカスは管内の特定の位置を有することができる。他の各実施形態では、メニスカスは、出口ノズルから垂れ下がる流体の滴により形成され得る。多くの応用例では、好ましくは、メニスカスは、出口ノズルのまさに孔に位置する。

【0056】

別の実施形態では、コントローラは、出口を通じて流体の予め定められた容積を押し出すようにアクチュエータを制御するようにさらに動作可能である。いくつかの実施形態では、アクチュエータは、メニスカスが所定の位置にある後に出口ノズルを通じて流体の予め定められた容積を押し出すように制御することができる。

【0057】

別の実施形態では、メニスカス検出器は、容量センサ、光センサ、およびカメラのいずれか１つである。メニスカスがノズルの内側にあるとき、容量センサは、メニスカスの位置を検出するために使用することができる。ノズルが光学的に透明である場合には、光センサは、ノズル内のメニスカスの位置を決定するために使用することもできる。メニスカスがノズルを越えて延びている場合、容量センサ、光センサ、またはカメラがそれぞれ使用されて、メニスカスの位置を決定することができる。

【0058】

別の実施形態では、自動分析器は、複数のカートリッジを保持するように動作可能である。各複数のカートリッジは、本発明の一実施形態による。
別の実施形態では、自動分析器は、複数のカートリッジをさらに備える。

【0059】

複数のカートリッジを有する本実施形態は、様々なやり方で実施することができる。例えば、各ポンプユニットは、それ自体のアクチュエータ組立体を有することができる。これは、並行な動作であり得る。別の例では、カートリッジは、同一のアクチュエータ組立体上へ動かし配置することができ、またはアクチュエータ組立体は、異なるカートリッジの間、もしくは同一のカートリッジの一部である異なるポンプユニットの間でも動かすことができる。さらに他の実施形態では、複数のアクチュエータが存在でき、および複数のカートリッジが、これらの複数のアクチュエータの間で機械式ロボットシステムを介して動かすことができる。

【0060】

別の実施形態では、自動分析器は、流体の供給を測定または計測するように動作可能なセンサまたは計測システムを備える。コントローラは、このセンサまたは計測システムから受け取った測定値またはデータに従って流体の供給を制御するように動作可能である。言い換えると、コントローラは、センサを用いた閉ループ制御システムまたは流体の供給を制御する計測システムを形成するように動作可能である。

【0061】

別の態様によれば、本発明は、本発明の一実施形態によるカートリッジを動作させる方法を提供する。方法は、貯留槽導管と接続するように回転弁を回転させてポンプ室導管を回転させるステップと、ポンプ室を充填するようにプランジャを用いてポンプ室の容積を増大させるステップと、出口導管と接続するように回転弁を回転させてポンプ室導管を回転させるステップと、出口導管を通じて流体をポンプ送りするようにプランジャを用いてポンプ室の容積を減少させるステップとを含む。

【0062】

別の実施形態では、この方法は、出口導管から流体を取り出すためにプランジャを用いてポンプ室の容積を増大させるステップをさらに含む。
別の実施形態では、この方法は、貯留槽導管と接続するように回転弁を回転させてポンプ室導管を回転させるステップと、プランジャを用いてポンプ室の容積を減少させることにより貯留槽へ流体を戻すステップとをさらに含む。

【0063】

別の実施形態では、上記方法は、貯留槽導管と接続するように回転弁を回転させてポンプ室導管を回転させるステップと、貯留槽内で流体を混合するようにプランジャを用いてポンプ室の容積を繰り返し増減させるステップとをさらに含む。

【0064】

一態様では、本発明は、流体を供給するカートリッジを提供する。カートリッジは滑り弁を備える。この滑り弁は、直線運動をとる。滑り弁は、直線弁とも呼ばれ得る。滑り弁は、流体をポンプ送りするポンプ室を備える。滑り弁は、ポンプ室導管を並進移動させるように動作可能である。ポンプ室導管がポンプ室と接続される。カートリッジは、ポンプ室の容積を変更するように動作可能なプランジャをさらに備える。カートリッジは、流体を収容する貯留槽をさらに備える。カートリッジは、貯留槽を滑り弁と接続する貯留槽導管をさらに備える。滑り弁が貯留槽導管と接続するようにポンプ室導管を並進移動させるように動作可能である。カートリッジは、流体を供給する出口導管をさらに備える。滑り弁が出口導管と接続するようにポンプ室導管を並進移動させるように動作可能である。本実施形態は、滑り弁とプランジャの組み合わせにより流体の正確な供給を可能にするので有益であり得る。さらに、本実施形態は、カートリッジにより流体を供給するときに減じられた量の廃液を生産することも可能にし得る。

【0065】

各実施形態は、上記ポンプ室によるより大きいセットのポンプ作用が可能であるという利点を有することにもなり得る。本実施形態は、滑り弁の位置の並進移動およびプランジャの適切な動作を制御することによりポンプ室を用いて多様なポンプ作用が行われ得るという利点を有し得る。例えば、滑り弁は、ポンプ室導管が貯留槽導管に接続されるように位置決め可能である。この場合には、プランジャは、貯留槽からポンプ室の中に流体を引き込むために使用することができ、またはポンプ室から貯留槽の中に流体を戻すようにポンプ送りするために使用することもできる。

【0066】

【0067】

本実施形態は、ポンプ室のいわゆる浪費が低減された呼び水機能または浪費のない呼び水機能を可能にし、それにより、流体が出口導管を通じて外にポンプ送りされるときに、あり得るほんのごく少量の流体が浪費または廃棄されるかそれが全くないものとすることもできる。例えば、ポンプ室導管が出口導管と接続されるとき、プランジャは、ポンプ室の容積を減少させ、それにより出口導管を通じて流体を外に押し出すまたは供給するために使用することができる。これを行うプロセス中、出口導管から出て行かない出口導管内の流体が存在し得る。正しい量の流体が供給された後、次いで、プランジャが使用されてポンプ室の容積を増大させ、それにより出口導管内に残り得る流体をポンプ室に戻すように引き込むことができる。次いで、流体はポンプ室内で保持することができ、または滑り弁が貯留槽導管と整合するように並進移動されている場合、先に出口導管内にあった流体は、貯留槽の中にポンプ送りして戻すことができる。

【0068】

上記滑り弁は、流体が貯留槽から思いがけず漏れるのを防止する手段も提供することができる。例えば、滑り弁は、いくつかの実施形態において、それが出口導管にも貯留槽導管にも整合しない位置へ並進移動することができ得る。これにより、流体および／または気体が出口導管から出て行くのを防ぐ、ならびに／あるいは貯留槽内の流体および／または気体がポンプ室の中に漏れるまたは流出するのを防ぐことができる。

【0069】

いくつかの実施形態では、カートリッジは、ポンプユニットおよび取付可能な貯留槽を備える。一般的なポンプユニットが作製され得ると共に必要に応じてそれに貯留槽が取り付けられ得るので有益であり得る。これにより、より多様な流体を利用可能にさせることができる。異なる容積の貯留槽が選択されてもよい。異なるポンプユニットが、選択されることも可能である。そのような異なるポンプユニットは、例えば、異なるストロークおよび／または直径を有するプランジャを有することができる。これは、ポンプユニットの容積に影響を及ぼし得る。いくつかの応用例では、より大きい容積をより正確にポンプ送りすることが望ましいものであり得、他の応用例では、より小さいがより正確なポンプ容積が望まれ得る。

【0070】

ポンプユニットおよび取付可能な貯留槽の使用は、異なる種類および／または容積の流体を備えた貯留槽と定められた容積のこの流体を供給するように最適化されているポンプユニットの組み合わせを可能にするモジュラーシステムの実現を可能にすることができる。このモジュラーシステムは、異なるやり方で組み合わせることができる小さいセットのポンプユニットおよび／または貯留槽に基づいて大きいセットの最適化されたカートリッジを提供することができる。ポンプユニットおよび取付可能な貯留槽の組立体は、カートリッジ製造中に製造ステップとして工場敷地で行うことができ、または例えばカートリッジを自動分析器に挿入する前にポンプユニットと取付可能な貯留槽を組み立てることによりユーザ敷地で行うことができる。

【0071】

貯留槽は、様々なやり方で構成することができる。いくつかの実施形態では、貯留槽は、好ましくは射出成形または熱成形プロセスを用いたプラスチック製である、硬い壁に囲まれた室とすることができる。いくつかの実施形態では、貯留槽は、可撓性の壁を備える室であってもよい。いくつかの実施形態では、貯留槽は、小袋または内袋であり得る。他の各実施形態では、貯留槽は、外側容器により支持された小袋または内袋であり得る。他の各実施形態では、貯留槽は管であり得る。

【0072】

いくつかの実施形態では、ポンプ室導管は、機械式止め部を用いて貯留槽導管および／または出口導管に整合する。機械式止め部を使用することの代替として、整合は他の手段により実現することもできる。例えば、物理的特性または幾何学的特性の空間的に定められた変更による、例えば摩擦係数または直径の変更による。他の各実施形態では、機械式止め部は使用されず、整合は使用中にカートリッジに取り付けられるアクチュエータシステムにより行われる。

【0073】

【0074】

他の各実施形態では、上記カートリッジは、ポンプ室がこれらの追加の貯留槽に接続されることを可能にする追加の貯留槽および追加の貯留槽導管を有することができる。典型的には、カートリッジは、ただ１種類の流体または試薬を収容することができる。いくつかの実施形態では、これは、様々な検査に使用または要求される希釈剤であり得る。滑り弁が特定の直線位置にあるときにポンプ室導管にアクセス可能な導管にそれぞれ接続することができる複数の貯留槽も存在できる。

【0075】

例えば、多くの臨床検査の場合、２つの貯留槽が存在し得、免疫測定法の場合、異なる貯留槽内に２つまたは３つの異なる流体が存在し得る。本実施形態のいくつかの変形例では、カートリッジは、複数のポンプユニットを有することができ、各ポンプユニットは、その滑り弁を介して１つまたは複数の貯留槽に接続されている。このようにして、免疫測定法は別個のポンプユニットを用いて供給され、それらはポンプ送り工程により混合されない。

【0076】

いくつかの実施形態では、滑り弁およびプランジャは、独立して作動させられるように動作可能である。他の各実施形態では、上記プランジャまたはこのプランジャの作動は、滑り弁も作動させるために使用される。

【0077】

別の実施形態では、上記カートリッジは、貯留槽に接続された戻し導管をさらに備える。ポンプ室導管は、貯留槽の第１の部分から流体を受け入れるように動作可能である。戻し導管は、貯留槽の第２の部分へ流体を戻すように動作可能である。滑り弁は、戻し導管に接続するようにポンプ室導管を並進移動させるようにさらに動作可能である。本実施形態は、気泡を貯留槽の第２の部分へ通過させることにより貯留槽の第１の部分内の気泡の個数を減少させるという利益を有し得る。

【0078】

例えば、ポンプ室導管が貯留槽導管と整合にあるように滑り弁が並進移動されるときに、流体は、貯留槽から引き出すことができる。ある量の流体が出口導管を通じて供給された後、滑り弁は、ポンプ室導管が戻し導管と整合にあるような位置に並進移動することができる。貯留槽導管は貯留槽の一の部分から流体を引き出すことができ、戻し導管は、貯留槽の異なる部分へこの流体を戻すために使用される。例えば、貯留槽導管および戻し導管の２つの位置は、流体が貯留槽からポンプ室の中に引き出されるときに、戻し導管を通じて貯留槽に入る気泡が貯留槽導管の中に引き込まれることがまずないように十分遠く離され得る。

【0079】

別の実施形態では、カートリッジは、副貯留槽をさらに備える。カートリッジは、副貯留槽導管をさらに備える。滑り弁は、副貯留槽導管に接続するようにポンプ室導管を並進移動させるようにさらに動作可能である。本実施形態は、それが第２のまたは異なる流体がカートリッジを用いて収容および供給されることを可能にすることができそれは廃液が副貯留槽に配置されることも可能にすることができるので有利であり得る。

【0080】

別の実施形態では、副貯留槽は通気穴を備える。本明細書に用いられる場合の通気穴は、空気泡または他の気体容積がカートリッジに出入りすることを可能にする構造である。代替として、貯留槽はそのような通気穴を備え、または貯留槽と副貯留槽の両方はそのような通気穴を備える。

【0081】

追加の貯留槽が第３の貯留槽および第３の貯留槽導管、第４の貯留槽および第４の貯留槽導管などを加えることによりカートリッジに加えることができ、それにより任意の個数の貯留槽および貯留槽導管がカートリッジに加えられてもよいことに留意されたい。この追加の貯留槽は通気穴を備えることもできる。

【0082】

別の実施形態では、カートリッジは、接続導管をさらに備える。接続導管は、副貯留槽と貯留槽の間で流体を移送するように動作可能である。本実施形態は、接続導管が副貯留槽を貯留槽へ流体を戻すために流体を預ける場所として使用することを可能にすることができるので有益であり得る。

【0083】

別の実施形態では、カートリッジは、接続導管内に設置される膜または格子またはフィルタを備える。膜が使用される場合、膜は、流体を通すことができる。そのような膜は、例えば、「ＵｎｉｍｐｅｄｅｄＰｅｒｍｅａｔｉｏｎｏｆＷａｔｅｒＴｈｒｏｕｇｈＨｅｌｉｕｍ−Ｌｅａｋ−ＴｉｇｈｔＧｒａｐｈｅｎｅ−ＢａｓｅｄＭｅｍｂｒａｎｅｓ」（Ｒ．Ｒ．Ｎａｉｒｅｔａｌ．；Ｓｃｉｅｎｃｅ３３５，４４２（２０１２）に記載されている。格子または機械的フィルタが使用される場合、気体の気泡が格子またはフィルタを通じての移行するのを防ぐために、メッシュまたは穴の大きさは、気体の気泡の大きさより小さくなければならない。本実施形態は、流体が副貯留槽から貯留槽の中に戻っているときに流体をフィルタにかけるまたは気体の気泡を阻止する手段を提供することができるので有益であり得る。

【0084】

【0085】

別の実施形態では、貯留槽および／または副貯留槽は、通気穴を備える。通気穴は、フィルタで封止されている。フィルタは、空気を通すことができる。フィルタは、カートリッジ内に流体を封止するように動作可能である。フィルタは、いくつかの実施形態では、疎水性とすることができる。いくつかの実施形態では、気体フィルタは、気体だけを通過させると共に液体を通過させないために微細孔を有することができる。いくつかの実施形態では、フィルタは、ポリテトラフルオロエチレン、炭素繊維、ＰＴＦＥで被覆された炭素繊維、カーボンナノチューブ、高分子繊維、またはフッ素重合体繊維の多孔質形態とすることができるが、これに限定されない。

【0086】

別の実施形態では、流体は磁性粒子を含む。
別の実施形態では、流体はラテックス粒子を含む。
別の実施形態では、流体は血液型判定試薬を含む。

【0087】

別の実施形態では、流体は免疫試薬を含む。
別の実施形態では、流体は抗体を含む。
別の実施形態では、流体は酵素を含む。

【0088】

【0089】

別の実施形態では、流体は生物学的試薬を含む。
別の実施形態では、流体は溶剤を含む。
別の実施形態では、流体は希釈剤を含む。

【0090】

別の実施形態では、流体は分散体を含む。
別の実施形態では、流体はナノ粒子を含む。
別の実施形態では、流体はタンパク質を含む。

【0091】

別の実施形態では、流体は塩を含む。
別の実施形態では、流体は洗剤を含む。
別の実施形態では、流体は核酸を含む。

【0092】

別の実施形態では、流体は酸を含む。
別の実施形態では、流体は塩基を含む。
他の各実施形態では、流体は、粒子懸濁液、液体試薬、液体接着剤、液体食品生産物、液体金属（例えば、はんだ）または任意の他の液体である。

【0093】

別の実施形態では、カートリッジが、出口ノズルにより供給される流体を計測するように動作可能なセンサをさらに備える。例えば、このセンサは、容量センサまたは光センサとすることができる。

【0094】

別の実施形態では、カートリッジが、滑り弁およびプランジャをアクチュエータ組立体に取り付ける結合組立体をさらに備える。いくつかの実施形態では、結合組立体が、プランジャに付着するだけである。他の各実施形態では、結合組立体は、滑り弁とプランジャの両方が独立して作動できるように滑り弁とプランジャの両方に付着する。

【0095】

いくつかの実施形態では、それ自体のアクチュエータを備えたカートリッジを有することも可能であり得る。この場合には、カートリッジは、アクチュエータをさらに備える。場合によっては、アクチュエータは結合組立体に接続されてよく、またはアクチュエータは、滑り弁およびプランジャを独立して直接作動させるように設計することが可能でありまたは動作可能であり得る。

【0096】

ここで使用される場合のポンプユニットは、流体をポンプ送りするための滑り弁およびプランジャを包含する。自動分析器の中に装着されるとき、ポンプユニットごとに１つのアクチュエータが存在でき、または、自動分析器内のカートリッジの全部を作動させるために動かされ使用される１つのアクチュエータが存在できる。この場合には、カートリッジと単一のアクチュエータの間の相対位置を移動させる機構が存在できる。一群のカートリッジ用のアクチュエータが存在することもできる。

【0097】

例えば、カートリッジの異なる構成が存在し得る。いくつかの実施形態では、カートリッジは、単一のポンプユニットを有することができる。この単一のポンプユニットは、異なる貯留槽に接続された導管を有することができる。これにより、カートリッジが同一のカートリッジから異なる種類の流体をポンプ送りすることを可能にすることができる。別の例では、カートリッジは、複数のポンプユニットを有することができ、各ポンプユニットは、その滑り弁を介して１つまたは複数の貯留槽に接続されている。

【0098】

別の実施形態では、カートリッジは複数のポンプユニットを備える。
別の実施形態では、カートリッジは複数の貯留槽を備える。
別の実施形態では、複数の貯留槽は、異なる流体で充填される。

【0099】

別の実施形態では、滑り弁はピストンを備える。ポンプ室は、ピストン内の空洞である。ポンプ室が空洞およびプランジャにより形成される。ピストンが容積内で並進運動するように動作可能である。

【0100】

ピストンおよび容積は、互いに対応する異なる断面形状を有することができる。例えば、ピストンと対応する容積が共に、円形、楕円形、または他の断面形状を有することができる。

【0101】

別の実施形態では、ピストンおよび滑り弁は、同一直線上で運動するように動作可能である。言い換えると、ピストンおよび滑り弁は、平行であるまたは同じ方向である並進運動を有するように動作可能である。

【0102】

別の実施形態では、滑り弁は、ポンプ室導管をリザーブ導管と整合させる貯留槽導管機械式止め部を備える。言い換えると、ポンプ室導管が貯留槽導管に整合するようにピストンを整合させる機械式止め部が存在する。

【0103】

別の実施形態では、滑り弁は、ポンプ室導管を出口導管に整合させる出口導管機械式止め部を備える。言い換えると、滑り弁は、ポンプ室導管が出口導管と一列に並ぶようにピストンを整合させる機械式止め部を有する。

【0104】

別の実施形態では、ピストンは、ピストンに対してのプランジャの運動を規制する２つのプランジャ機械式止め部を備える。プランジャは、ピストンを作動させるように動作可能である。本実施形態は、カートリッジが単一のリニアアクチュエータを用いて動作することを可能にするので有益であり得る。これは、貯留槽導管機械式止め部および出口導管機械式止め部をやはり有する組み合わされた実施形態が存在するときに特に真実である。

【0105】

別の態様によれば、本発明は、生体試料を分析する自動分析器を提供する。この自動分析器は、本発明の一実施形態によるカートリッジを保持するように動作可能である。自動分析器は、プランジャおよび滑り弁を直線作動させるように動作可能なアクチュエータ組立体を備える。

【0106】

上記アクチュエータ組立体は、カートリッジの設計に応じて１つまたは２つのアクチュエータを有することができる。例えば、いくつかの実施形態では、リニアアクチュエータは、プランジャを作動させることだけできる。他の各実施形態では、滑り弁およびプランジャを独立して作動させるリニアアクチュエータが存在できる。自動分析器は、アクチュエータ組立体の動作を制御するコントローラをさらに備える。

【0107】

別の実施形態では、自動分析器は、カートリッジを備える。
別の実施形態では、自動分析器は、一実施形態によるカートリッジを保持するように動作可能である。ピストンは、ピストンに対してのプランジャの運動を規制する２つのプランジャ機械式止め部を備え、プランジャは、ピストンを作動させるように動作可能である。アクチュエータ組立体は、プランジャを直線作動させるように動作可能である。本実施形態は、たった１つのリニアアクチュエータが使用されるので有益であり得る。

【0108】

滑り弁の作動は、プランジャを通じてまたはそれにより行われる。
別の実施形態では、アクチュエータ組立体は、プランジャを別個に直線作動させると共に滑り弁を直線作動させるように動作可能である。本実施形態では、アクチュエータ組立体内に２つのリニアアクチュエータが存在し、プランジャおよび滑り弁は、独立して作動させられる。本実施形態は、自動分析器によってより複雑な挙動またはポンププロトコルが可能になるので有益であり得る。

【0109】

別の実施形態では、コントローラは、滑り弁を並進移動させることにより貯留槽導管と接続するようにポンプ室導管を並進移動させるようにアクチュエータ組立体を制御するように動作可能である。コントローラは、プランジャを用いてポンプ室の容積を増大させることによりポンプ室を充填するようにアクチュエータ組立体を制御するようにさらに動作可能である。コントローラは、滑り弁を並進移動させることにより出口導管と接続するようにポンプ室導管を並進移動させるようにアクチュエータ組立体を制御することによりさらに動作可能である。コントローラは、プランジャを用いてポンプ室の容積を減少させることにより出口導管を通じて流体をポンプ送りするようにアクチュエータ組立体を制御するようにさらに動作可能である。

【0110】

滑り弁の並進移動は、滑り弁がピストンを有するこれらの実施形態において、本明細書中ではピストンの並進移動に均等である。
別の実施形態では、コントローラは、滑り弁を並進移動させることにより貯留槽導管と接続するようにポンプ室導管を並進移動させるようにアクチュエータ組立体を制御するように動作可能である。コントローラは、プランジャを用いてポンプ室の容積を減少させることにより貯留槽へ流体を戻すようにアクチュエータ組立体を制御するようにさらに動作可能である。本実施形態は、呼び水なしでポンプの動作を実現するので、有利であり得る。流体の１００％またはほぼ１００％が使用できる。

【0111】

別の実施形態では、コントローラは、滑り弁を並進移動させることにより貯留槽導管と接続するようにポンプ室導管を並進移動させるようにアクチュエータ組立体を制御するように動作可能である。コントローラは、プランジャを用いてポンプ室の容積を繰り返し増減させることにより貯留槽内で流体を混合するようにアクチュエータ組立体を制御するようにさらに動作可能である。流体が磁性粒子またはラテックス粒子などのビーズまたは粒子を含む場合、本実施形態は、流体とその合成物を混合するために使用することができる。

【0112】

別の実施形態では、コントローラは、プランジャを用いてポンプ室の容積を増大させることにより出口導管から流体を取り出すようにアクチュエータ組立体を制御するようにさらに動作可能である。

【0113】

別の実施形態では、カートリッジが出口ノズルを備える。自動分析器は、流体のメニスカスを検出するメニスカス検出器をさらに備える。コントローラは、出口ノズルを通じて流体を押し出すようにアクチュエータ組立体を制御するようにさらに動作可能である。コントローラは、メニスカス検出器を用いてメニスカスを検出するようにさらに動作可能である。コントローラは、メニスカスが所定の位置にあるときに出口を通じた流体の送り出しを停止するようにアクチュエータを制御するようにさらに動作可能である。本実施形態は、流体のより正確でより精密な供給を可能にするので有益であり得る。本実施形態は、メニスカスが流体の供給が始まるときと同じ位置にある場合、流体の供給は、より正確、より精密、および／またはより再現可能になり得るので、有益であり得る。メニスカスは、出口ノズルの内側または外側にあってもよい。

【0114】

例えば、出口ノズルは長い管状構造とすることができ、メニスカスは管内の特定の位置を有することができる。他の各実施形態では、メニスカスは、出口ノズルから垂れ下がる流体の滴により形成され得る。多くの応用例では、好ましくは、メニスカスは、出口ノズルのまさに孔に位置する。

【0115】

別の実施形態では、コントローラは、出口を通じて流体の予め定められた容積を押し出すようにアクチュエータを制御するように動作可能である。いくつかの実施形態では、アクチュエータは、メニスカスが所定の位置にある後に出口ノズルを通じて流体の予め定められた容積を押し出すように制御することができる。

【0116】

【0117】

【0118】

【0119】

別の実施形態では、上記自動分析器は、複数のカートリッジを保持するように動作可能である。各複数のカートリッジは、本発明の一実施形態による。この場合には、カートリッジと反応管／キュベットの間の相対移動を実現する機構が存在し得る。ポンプユニットごとに１つのアクチュエータが存在でき、または複数のカートリッジに用いられる１つのアクチュエータが存在できる。この場合には、カートリッジとアクチュエータの間の相対移動を実現する機構またはロボットシステムが存在できる。一群のカートリッジにそれぞれ用いられる複数のアクチュエータが存在する実施形態も存在し得る。一群のカートリッジは予め決定することができ、または一群のカートリッジは臨機応変に決定されてもよい。代替として、複数のアクチュエータは、例えば、事前供給または事後供給行為のような異なる目的のために、カートリッジまたは一群のカートリッジに用いられてもよい。

【0120】

【0121】

別の態様によれば、本発明は、本発明の一実施形態によるカートリッジを動作させる方法を提供する。この方法は、貯留槽導管と接続するようにポンプ室導管を並進移動させるように滑り弁を並進移動させるステップを含む。この方法は、ポンプ室を充填するようにプランジャを用いてポンプ室の容積を増大させるステップをさらに含む。この方法は、外側の出口導管と接続するようにポンプ室導管を並進移動させるように滑り弁を並進移動させるステップをさらに含む。この方法は、出口導管を通じて流体をポンプ送りするようにプランジャを用いてポンプ室の容積を減少させるステップをさらに含む。

【0122】

自動分析器について説明した各実施形態は、流体を供給する自動システムに適用することも可能であり得る。
別の態様によれば、本発明は、流体を供給する自動システムを提供する。自動システムは、本発明の一実施形態によるカートリッジを保持するように動作可能である。この自動システムは、プランジャおよび滑り弁を直線作動させるように動作可能なアクチュエータ組立体（２００、４００、９０４、９０４’、９０４”）を備える。この自動システムは、アクチュエータ組立体の動作を制御するコントローラ（９２０）をさらに備える。

【0123】

別の実施形態では、アクチュエータ組立体は、プランジャを直線作動させるように動作可能である。
別の実施形態では、自動システムは、プランジャを別個に直線作動させるように動作可能であると共に滑り弁を直線作動させるように動作可能である。

【0124】

別の実施形態では、カートリッジが出口ノズル（１２６）を備える。自動分析器が、流体のメニスカスを検出するメニスカス検出器（１００２、１００２’、１００２”）をさらに備える。コントローラは、出口ノズルを通じて流体を押し出すようにアクチュエータ組立体を制御し、メニスカス検出器を用いてメニスカスを検出し、メニスカスが所定の位置にあるときに、出口を通じた流体の送り出しを停止するようにアクチュエータを制御するように動作可能である。

【0125】

１つまたは複数の請求項および／または実施形態は、組み合わせた要素が相互に相容れないことのない限り組み合わせることができると理解される。
以下において、本発明の各実施形態が、例だけにより、以下の図面を参照することによってより詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0126】

【図1】本発明の一実施形態によるカートリッジおよびアクチュエータ組立体を示す図である。

【図2】出口導管を通じて流体をポンプ送りするためにカートリッジがどのように使用され得るかを示す図である。

【図3】出口導管から流体を除去する追加のステップが実行されることを除き、図２に示されているものと同様であるポンプ送りする方法を示す図である。

【図4A】流体が貯留槽から取り出される場合に流体が出口導管を通じてポンプ送りすることができ、次いで出口ノズルおよび出口導管からの余分の流体が副貯留槽の中にポンプ送りされるやり方を示す図である。

【図4B】流体が貯留槽から取り出される場合に流体が出口導管を通じてポンプ送りすることができ、次いで出口ノズルおよび出口導管からの余分の流体が副貯留槽の中にポンプ送りされるやり方を示す図である。

【図5】本発明の一実施形態による自動分析器を示す図である。

【図6】本発明の一実施形態による気泡ガイドを示す図である。

【図7】本発明のさらなる実施形態による自動分析器を示す図である。

【図8A】メニスカス検出器を用いたカートリッジの動作を示す図である。

【図8B】メニスカス検出器を用いたカートリッジの動作を示す図である。

【図8C】メニスカス検出器を用いたカートリッジの動作を示す図である。

【図8D】メニスカス検出器を用いたカートリッジの動作を示す図である。

【図9】回転弁の一実施形態についての目標容積と測定容積との相関を示す図である。

【図10】回転弁の一実施形態による異なる粘性および表面張力の流体の供給に関する精度および変動係数を示すグラフである。

【図11】一実施形態によるカートリッジを示す図である。

【図12】アクチュエータ組立体に接続された図１のカートリッジを示す図である。

【図13A】さらなる実施形態によるカートリッジを示す図である。

【図13B】図１３Ｂは、さらなる実施形態によるカートリッジを示す図である。

【図14】アクチュエータ組立体に接続された図２のカートリッジを示す図である。

【図15A】図１に示された本実施形態の滑り弁およびプランジャのある段階を示す図である。

【図15B】図１に示された本実施形態の滑り弁およびプランジャの異なる段階を示す図である。

【図16A】さらなる実施形態による滑り弁とピストンとの組み合わせを示す図である。

【図16B】さらなる実施形態による滑り弁とピストンとの組み合わせを示す図である。

【図17】さらなる実施形態による滑り弁とプランジャとの組み合わせの２つの図である。

【図18A】図３に示された本実施形態の滑り弁およびピストンを動作させるやり方の１つを示す図である。

【図18B】図３に示された本実施形態の滑り弁およびピストンを動作させるやり方の１つを示す図である。

【図19】一実施形態による自動分析器を示す図である。

【図20】さらなる実施形態による自動分析器を示す図である。

【図21】さらなる実施形態によるカートリッジを示す図である。

【図22】代替の滑り弁の設計を示す図である。

【図23】代替の滑り弁の設計を示す図である。

【図24】代替の滑り弁の設計を示す図である。

【図25】代替の滑り弁の設計を示す図である。

【図26】代替の滑り弁の設計を示す図である。

【図27】代替の滑り弁の設計を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0127】

これらの図における同じ番号を付けた要素は、同等の要素であるか、同じ機能を実行するかである。以前に説明されている要素は、機能が同等である場合、後の図において必ずしも説明されるわけではない。

【0128】

図１は、本発明の一実施形態によるカートリッジ１００およびアクチュエータ組立体１０２を示す。アクチュエータ組立体１０２は、方向１０５に作動できるリニアアクチュエータ１０４を備える。このアクチュエータ組立体１０２は、方向１０７に作動できる回転型アクチュエータ１０６をさらに備える。

【0129】

カートリッジ１００は、プランジャ１０８および回転弁１１０を備える。カートリッジ１００はカートリッジ本体１１２を備え、このカートリッジ本体１１２は円筒形空間１１６を有する。この場合には、円筒形空間１１６は、軸受材により形成される。回転弁１１０は、カートリッジ本体１１２の円筒形空間１１６に嵌合するようになされた円筒形部分１１４を少なくとも有する。回転弁１１０は中空空間を有し、この中空空間はこの中空空間およびプランジャ１０８により形成されるポンプ室１１８を形成する。ポンプ室１１８は、回転弁１１０の壁内に形成されているポンプ室導管１２０を有する。回転弁１１０は、ポンプ室導管１２０を異なる角度位置で位置決めするように円筒形空間１１６内で回転させるように動作可能である。

【0130】

カートリッジ１００は、液体で満たされる貯留槽１２２をさらに備える。図１に示されていないが、カートリッジ１００は、気体が貯留槽１２２に放出されることを可能にする通気穴をさらに備えることもできる。カートリッジ１００は、貯留槽導管１２４をさらに備える。貯留槽導管１２４は、ポンプ室導管が正しい回転位置にあるときに、貯留槽１２２がポンプ室導管１２０にアクセスできるようにする。カートリッジ１００は、流体を供給する適宜の出口ノズル１２６も備える。出口ノズル１２６は、出口導管１２８に接続される。出口導管１２８は、ポンプ室１１８が流体を供給することを可能にする。本実施形態における出口導管１２８は、ポンプ室導管１２０が正しい回転位置にあるときに、出口ノズル１２６に接続される。アクチュエータ組立体１０２をカートリッジ１００に結合する結合組立体１３０がさらに示される。結合組立体１３０は、直線方向１０５にピストン１０８があり、その方向にピストン１０８を作動させるように設計される。結合組立体１３０は、回転弁１１０を独立して回転させることができるようになされてもいる。例えば、回転弁１１０に切り込まれた溝があってもよく、回転弁１１０の溝に嵌め合う結合組立体１３０上の形状にあってもよい。図１に示された例は、回転弁１１０およびピストン１０８が作動できるたった１つのやり方である。回転弁１１０およびピストン１０８を作動させるおよびそれらに付着する他の均等な機構を使用することもできる。

【0131】

図２は、カートリッジ１００の４つの図２００、２０２、２０４、２０６を示す。図２は、出口導管１２８を通じて流体をポンプ送りするためにカートリッジ１００がどのように使用され得るかを示す。図２００では、ポンプ室導管１２０が、貯留槽導管１２４に整合させられる。プランジャ１０８は十分に押し込まれ、ポンプ室１１８は、容積を持たないまたは極めて小さい。この例では、プランジャ１０８は、十分に押し込まれている。しかし、プランジャ１０８を十分に押し込むことは、動作の必要条件ではない。本明細書に記載した例では、プランジャの相対運動は、関連したものである。例えば、プランジャ１０８を押し込むことによりポンプ室の容積は減少し、これにより流体を、出口導管を通じて押し出す。

【0132】

次に、図２０２では、プランジャは、方向２０８に後退させられている。これにより流体は、貯留槽１２２からポンプ室１１８に入る。次に、図２０４では、回転弁１１０は、ポンプ室導管１２０が出口導管１２８に整合するように回転させられる（２１０）。このとき、ポンプ室１１８は、貯留槽１２２から分離されている。次に、図２０６では、プランジャ１０８が方向２１２に押し込まれ、流体２１４が出口導管１２８を介して出て行く。

【0133】

図３は、出口ノズル１２６および出口導管１２８から流体を除去する追加のステップが実行されることを除き、図２に示されているものと同様であるポンプ送りする方法を示す。同じ図２０２、２０４、および２０６が再び示される。カートリッジ１００の３つの追加の図３００、３０２、および３０４が示される。図３００によるステップは、図２０６の後に実行される。プランジャ１０８は、方向３０６に後退させられて出口ノズル１２６から出口導管１２８に流体を引き込む。この例では、プランジャ１０８は、気泡２０８がポンプ室１１８内で生じるように十分に後退させられる。次に、図３０２では、回転弁１１０は、ポンプ室導管１２０が貯留槽導管１２４に整合させられるように方向３１０に回転させられる。最後に、図３０４では、プランジャ１０８が方向３１２に押し込まれ、それによりポンプ室１１８から貯留槽１２２の中に流体を押し出す。加えて、気泡３０８も貯留槽１２２の中に押し出された。

【0134】

図４Ａおよび図４Ｂは、カートリッジ４１４の異なる実施形態の７つの図４００、４０２、４０４、４０６、４０８、４１０、４１２を示す。本実施形態では、カートリッジ４１４は、貯留槽１２２および副貯留槽４１６を有する。図４は、流体が貯留槽１２２から取り出される場合に流体２１４が出口導管１２８を通じてポンプ送りすることができ、次いで出口ノズル１２６および出口導管１２８からの余分の流体が副貯留槽４１６の中にポンプ送りされるやり方を示す。このカートリッジ４１４では、貯留槽１２２と副貯留槽４１６の間に接続導管４１８が存在することが分かる。接続導管４１８は、全ての実施形態に存在していなければならない訳ではない。いくつかの代替実施形態では、流体を通すことができる膜も、接続導管４１８内のある場所に配置することができる。図４００は、十分に押し込まれているプランジャ１０８と、貯留槽導管１２４に整合させられているポンプ室導管１２０とを示す。次に、図４０２では、プランジャは、方向４２０に後退させられ、ポンプ室１１８を流体２１４で満たす。次に、図４０４では、回転弁１１０は、ポンプ室導管１２０が出口導管１２８に整合するように回転させられる。

【0135】

回転弁は、方向４２２に回転させられる。次に、図４０６では、プランジャ１０８は、方向４２４に押し込まれ、流体２１４は、出口導管１２８から押し出される。次に、図４０８では、プランジャ１０８は、方向４２６に後退させられて、先に出口導管１２８およびポンプ室導管１２０にあった流体２１４は、ポンプ室１１８の中に引き込んで戻される。次に、図４１０では、回転弁１１０は、ポンプ室導管１２０を副貯留槽導管４３０に整合させるように方向４２８に回転させられる。最後に、図４１２では、プランジャ１０８は、方向４３２に押し込まれ、気泡３０８および流体１２６を副室４１６の中に追いやる。いくつかの実施形態では、副室４１６は、大気に通じている通気穴を有することができる。いくつかの実施形態では、通気穴は、フィルタで覆われていることができ、このフィルタは、気体が通ることを可能にするが、流体４１６がカートリッジ４１４から出て行かないようにする。図４１２では、ポンプ室導管１２０および副貯留槽導管４３０は、気泡３０８で満たされているものとして示されている。

【0136】

図５は、本発明の一実施形態による自動分析器５００を示す。この自動分析器は、３つのカートリッジ５０２、５０２’、および５０２”を有するものとして示される。カートリッジ５０２に接続されたアクチュエータ組立体５０４が存在する。カートリッジ５０２’に取り付けられたアクチュエータ組立体５０４’が存在する。カートリッジ５０２”に取り付けられたアクチュエータ組立体５０４”が存在する。アクチュエータ組立体５０４、５０４’、５０４”は、カートリッジ５０２、５０２’、５０２”の回転弁およびプランジャを作動させるためのものである。自動分析器５００は、試薬容器またはキュベット５０６とカートリッジ５０２、５０２’、および５０２”との間の相対移動５１２を実現する相対移動手段５１０を有するものとして示される。試薬容器またはキュベット５０６は、生体試料５０８を収容するものとして示される。カートリッジ５０２、５０２’、５０２”は、１種類または複数種類の流体を生体試料５０８に加えるために使用することができる。自動分析器５００は、センサシステム５１４をさらに収容するものとして示される。このセンサシステムは、生体試料５０８の量または物理的特性もしくは化学的特性もしくは生化学的特性を測定する１つまたは複数のセンサを備える。例えば、センサシステム５１４は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）システム、光透過または反射率測定システム、ｐＨ計、カメラシステム、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ：ＰｏｌｙｍｅｒａｓｅＣｈａｉｎＲｅａｃｔｉｏｎ）装置、電気化学発光（ＥＣＬ）装置、分光測定システム、電気化学センサまたは光センサ、およびクロマトグラフィシステムを含み得る。相対移動手段５１０は、試薬容器またはキュベット５０６をセンサシステム５１４へ移動させるように動作可能でもある。

【0137】

カートリッジ５０２、５０２’、５０２”およびセンサシステム５１４の配置は、代表的なものである。いくつかの実施形態では、試薬容器またはキュベット５０６は、定位置のままとすることができると共に、カートリッジ５０２、５０２’、５０２”は移動することができる。作動システム５０４、５０４’、５０４”およびセンサシステム５１４は、コンピュータシステム５２０のハードウェアインターフェース５２２に接続されるものとして示される。コンピュータシステム５２０は、自動分析器５００用のコントローラとして機能する。コンピュータ５２０は、プロセッサ５２４を含むものとしてさらに示され、プロセッサ５２４は、ハードウェアインターフェース５２２を用いて自動分析器５００の動作および機能を制御することができる。プロセッサ５２４は、ユーザインターフェース５２６、コンピュータ記憶部５２８、およびコンピュータメモリ５３０にさらに接続されているものとして示される。コンピュータ記憶部５２８は、分析依頼５３２を含むものとして示される。分析依頼５３２は、生体試料５０８を分析するための依頼を含む。

【0138】

コンピュータ記憶部５２８は、センサシステム５１４から受信したセンサデータ５３４をさらに含むものとして示される。コンピュータ記憶部５２８は、センサデータ５３４を用いて決定された分析結果５３６をさらに含むものとして示される。コンピュータメモリ５３０は、制御モジュール５４０を含む。制御モジュール５４０は、プロセッサ５２４が自動分析器５００の動作および機能を制御することを可能にするコンピュータ実行可能コードを含む。例えば、制御モジュール５４０は、分析依頼５３２を使用して、作動システム５０４、５０４’、５０４”、センサシステム５１４、および相対移動システム５１０へ生成送信するための命令を生成することができる。制御モジュール５４０は、センサデータ５３４を用いて分析結果５３６を生成することもできる。

【0139】

様々なアルゴリズムが、異なる実施形態において流体の供給を制御するために使用され得る。例えば、アクチュエータ組立体は、プロセッサにより制御され、それにより流体を供給するための一連の所定の動作を実行することができる。別の例では、センサまたは計測システムは、流体の供給を計測するために自動分析器に組み込むことができる。この場合には、アルゴリズムは、流体の供給を正確に制御または測定するために、閉ループフィードバックを形成するようにアクチュエータ組立体およびセンサを使用する。

【0140】

図６は、本発明の一実施形態による気泡案内構造６００を示す。気泡案内構造６００は、例えば、本発明の一実施形態によるカートリッジ貯留槽または副貯留槽内に位置することができる。気泡案内構造６００は、様々な流体流路６０４により囲まれた気泡流路６０２を備える。気泡流路６０２は、気泡６０６のための経路を与える。流体流路６０４は、気泡６０６が流体の表面張力により流体流路６０４に入るのを防ぐように十分狭い空間または幅６０８を有する。気泡流路６０２は、気泡６０６を閉じ込め、気泡が上昇するのを可能にする一方、流体６１０が気泡を一回りさせることを可能にする。

【0141】

図７は、図５に示された本実施形態と同様である本発明の一実施形態による自動分析器７００を示す。自動分析器７００は、図５に示された自動分析器５００と同様である。図７の自動分析器７００は、メニスカス検出器７０２、７０２’、７０２”を加えて有する。各メニスカス検出器７０２、７０２’、７０２”は、出口ノズル１２６に隣接して配置される。メニスカス検出器７０２、７０２’、７０２”は、ハードウェアインターフェース５２２にそれぞれ接続される。これにより、プロセッサ５２４がメニスカスの位置を制御するためにアクチュエータ組立体５０４、５０４’、５０４”を制御することを可能にする。これにより、例えば、プロセッサがカートリッジ５０２、５０２’、５０２”から流体をより正確におよび／または再現可能に供給することを可能にすることができる。

【0142】

図８は、メニスカス検出器７０２と共にカートリッジ１００の機能を示す１１個の図８００、８０２、８０４、８０６、８０８、８１０、８１２、８１４、８１６、８１８、８２２を示す。これらの例では、メニスカス検出器７０２は光センサである。光センサ７０２の使用は、例示的である。他の種類のセンサを使用することもできる。

【0143】

図８００では、ポンプ室導管１２０は、ポンプ室導管１２０が貯留槽導管１２４に整合するような位置に回転させられている。プランジャ１０８は、十分に押し込まれるものとしてこの図８００に示される。したがって、ポンプ室１１８は極端に小さく、この図８００では見えない。この位置におけるこのプランジャ１０８の位置は、プランジャ１０８が貯留槽１２２から十分な量の流体２１４をさらに増大または引き出すことができる限り、必ずしも必要ではない。次に、図８０２では、プランジャ１０８は、ポンプ室１１８の容積を増大させ流体２１４を貯留槽１２２からポンプ室１１８に引き込むように後退させられる。次に、図８０４では、ポンプ室導管１２０は、ポンプ室導管１２０が出口導管１２８に整合するように所定の位置に回転させられる。

【0144】

図８０６では、プランジャ１０８は押し込まれ、これによりポンプ室１１８の容積を減少させる。これにより流体２１４を出口導管１２８および出口ノズル１２６の中に押し出す。プランジャ１０８は、メニスカス検出器７０２に従って制御される。メニスカス８２２が予め定められた位置に到達すると、メニスカス検出器７０２が使用され、それによりこれを検出し、プランジャ１０８の押し込みは停止される。次に、図８０８では、ポンプ室導管１２０が再び、貯留槽導管１２４と整合するように回転させられる。図８１０は、プランジャ１０８が後退させられ、それによりポンプ室１１８の容積を増大させ、貯留槽１２２から流体２１４を拭い取る。次に、図８１２では、ポンプ室導管１２０は、ポンプ室導管１２０が出口導管１２８に整合するように所定の位置に回転させられる。ポンプ室１１８は流体で充填され、メニスカスａ２２は所定の位置にある。次に、図８１４では、プランジャ１０８は押し込まれ、出口ノズル１２６から流体押し出す。出口導管１２８および出口ノズル１２６内にまだ流体が存在することが図８１４に見ることができる。次に、図８１６では、プランジャ１０８は後退させられ、出口導管１２８および出口ノズル１２６内にあった流体２１４を引き出しポンプ室１１８に戻し、図８１８では、ポンプ室導管１２０は、貯留槽導管１２４との所定の位置に回転させられる。次いで、最後に図８２０ａ２０では、プランジャ１０８は押し込まれ、貯留槽１２２の中に流体を押し出して戻す。ポンプ室の内側にあった気泡３０８は、ポンプ室から貯留槽１２２の中に押し出される。

【0145】

図９は、１０μＬのポンプ室容積を備える回転弁の一実施形態についての目標容積と測定容積との相関を示す。図９は、目標容積（単位μＬ）９００に対する測定容積（単位μＬ）９０２のグラフを示す。測定点は、点を線でつないだ線９０４により示された直線近似により接続される。データ点ごとに、水は、検査流体として使用された。測定容積は、目盛り尺を用いて決定された。各データ点は同じ目標容積について行われた３つの試行の平均値を示す。試行または実行ごとに、ポンピングが２４回繰り返された。言い換えると、各目標容積で、３つの試行または実行が行われた。これらの３つの実行ごとに、流体が２４回供給され平均された。図９に示されたデータは、本発明による回転弁を用いることにより実現できる目標容積の大きな範囲にわたって、とても高い精度（とても小さい目標容積に対してでも小さいエラーバー）と線形性（直線近似は理想的な二等分線にとても近い）との両方を示す。

【0146】

図１０は、異なる粘性および表面張力の流体について１０μＬのポンプ室容積を有する回転弁の一実施形態による流体の供給に関する精度および変動係数（ＣＶ）を示すグラフを示す。Ｘ軸１０００は、１９種類の異なる流体Ａ〜Ｓの粘性をｍＰａｓの単位で示す。左のＹ軸１００２は、これらの流体の各々の表面張力をｍＮ／ｍの単位で示す。粘性対表面張力のグラフは、流体ごとに、線１００４により示される。測定容積は、目盛り尺を用いて決定されている。流体ごとに、目標容積１μＬの２１回の続く供給を含む試行が行われた。

【0147】

右のＹ軸１００６は、流体ごとに、供給１００８の精度（左列、単位％）、および変動係数１０１０（右列、単位％）を示す。
図１０に示されたデータは、本発明のよる回転弁を用いることで実現できる供給の精度および再現性が、とても高く、供給される流体の粘性および／または表面張力から（ほとんど）独立していることを示す。（Ｘ軸に示された）それらの増加する粘性を考慮して様々な流体Ａ〜Ｓの精度およびＣＶ値を比較する場合、精度とＣＶの両方に対する粘性の影響は特定できない。また、（１００４に示されると共に左のＹ軸に示された）それぞれの表面張力を考慮して様々な流体Ａ〜Ｓの精度およびＣＶ値を比較する場合、精度とＣＶの両方に対する表面張力の影響も特定できない。

【0148】

図１１は、本発明の一実施形態によるカートリッジ１１００を示す。カートリッジは、ピストン１１１４内で摺動できるプランジャ１１０８を備える。ピストン１１１４および容積１１１６は、滑り弁１１１０を形成する。容積１１１６は、ハウジング１１１７またはカートリッジ１１００の一部に形成することができる。滑り弁１１１０は、直線運動可能である。ピストンが移動するとき（１１１４）、ピストン１１１４と共に移動させられるポンプ室導管１１２０がある。プランジャ１１０８が内部を移動できるピストン１１１４内の穴が存在する。ピストン１１１４内のこの穴およびプランジャ１１０８は、ポンプ容積１１１８を形成する。

【0149】

ピストン１１１４は、ポンプ室導管１１２０を異なる位置に移動させることができる。この図では、ピストン１１１４は、貯留槽導管１１２４に整合するものとして示される。貯留槽導管１１２４は、流体で充填された貯留槽１１２２とポンプ室１１１８を接続する。貯留槽１１２２は、カートリッジ本体１１１２により囲まれている。この位置では、プランジャ１１３４は、ポンプ室の容積１１１８を増減させるように移動することができる。ピストン１１１４がこの位置にあるときにポンプ室の容積１１１８を増大させるようにプランジャ１１０８が移動させられると、流体は、貯留槽１１２２から引き出すことができる。

【0150】

ピストン１１１４は、ポンプ室導管１１２０が出口導管１１２８に整合するように移動することができる。出口導管１１２８は、出口ノズル１１２６にアクセスできるようにする。ポンプ室導管１１２０が出口導管１１２８に整合するとき、流体は、ポンプ室の容積１１１８を減少させることによりノズル１１２６を通じてポンプ室１１１８から追い出すことができる。

【0151】

本実施形態では、ピストン１１１４は、第１のプランジャ機械式止め部１１３０および第２のプランジャ機械式止め部１１３２を有するものとして示される。この例におけるプランジャは、第１のプランジャ機械式止め部または第２のプランジャ機械式止め部に接触するように動作可能である機械的延長部１１３４を有する。本実施形態では、ポンプ装置全体は、プランジャ１１０８を作動させることによってのみ実行することができる。機械的延長部１１３４が第１のプランジャ機械式止め部１１３０に接触するとき、プランジャ１１０８は、ポンプ室導管１１２０が貯留槽導管１１２４に整合するようにピストン１１１４を押すことができる。機械的延長部１１３４が第２のプランジャ機械式止め部１１３２に接触するとき、プランジャ１１０８は、ポンプ室導管１１２０が出口導管１１２８に整合するようにピストン１１１４を移動させることができる。

【0152】

第１のプランジャ機械式止め部１１３０、第２のプランジャ機械式止め部１１３２、およびプランジャの機械的延長部１１３４は、全ての実施形態に存在していなければならない訳ではない。

【0153】

代替実施形態では、カートリッジは、貯留槽機械式止め部を有することができる。貯留槽機械式止め部は、接触面に接触することができる。これにより、ポンプ室導管１１２０を貯留槽導管１１２４と大まかに整合させる貯留槽機械式止め部を実現する。いくつかの実施形態では、ポンプ室導管を出口導管と整合させるための出口機械式止め部の存在および対応する接触面も存在できる。

【0154】

代替実施形態では、容積１１１６の端部は、ポンプ室導管１１２０を貯留槽導管と整合させる機械式止め部を実現することができる。例えば、この例では、容積１１１６は、空気抜き穴１１４０を除いて一端で閉じられる。いくつかの実施形態では、端面１１４２は、ピストン１１１４用の機械式止め部として使用することもできる。

【0155】

いくつかの実施形態では、プランジャ１１３４は、貯留槽機械式止め部または導管機械式止め部も使用することなくピストン１１１４の位置で動作することができる。例えば、ピストン１１１４と容積１１１６の間の面は、例えば、ピストン１１１４と容積１１１６の間の静止摩擦がプランジャ１１０８とピストン１１１４内の対応する穴の間の静止摩擦より大きいためにプランジャ１１０８を移動させるよりもピストン１１１４を移動させる方がより困難であるように構成することができる。この場合には、プランジャ１１０８は、プランジャ１１０８が第１のプランジャ機械式止め部１１３０または第２のプランジャ機械式止め部１１３２の一方に接触するのでない限り、ピストン１１１４の位置を変えることなく移動できる。

【0156】

図１２は、アクチュエータ組立体１２００に接続された図１１のカートリッジ１１００を示す。アクチュエータ組立体１２００は、方向１２０６に直線軌道１２０４に沿って移動するリニアアクチュエータ１２０２を備える。リニアアクチュエータ１２０２は、結合組立体１２０８によりプランジャ１１０８に接続される。

【0157】

図１３Ａは、カートリッジ１３００のさらなる例を示す。図１３に示された例は、７つの追加の特徴と共に図１１および図１２に示されているものと同様である。本実施形態では、副貯留槽１３２２が存在する。副貯留槽１３２２は副貯留槽導管１３２４に接続され、この副貯留槽導管１３２４はポンプ室導管１１２０に整合することができる。貯留槽１１２２と副貯留槽１３２２の間には、接続導管１３２６のための適宜の接続が存在する。この例では、接続導管１３２６の表面を覆う適宜の膜１３２７も存在する。膜１３２７は、例えば、副貯留槽１３２２からの気泡が貯留槽１１２２に入るのを防ぐことができる。この構造は、例えば、貯留槽１１２２から流体１３０２をポンプ送りし、副貯留槽１３２２に未使用の流体１３０２を戻すのに役立ち得る。貯留槽１１２２は適宜の通気穴１３２８を有すると共に、副貯留槽１３２２は適宜の通気穴１３３０を有する。貯留槽１１２２を副貯留槽１３２２から分割する側壁１３３２が存在する。いくつかの実施形態では、この分割壁１３３２は、存在しなくてもよく、その場合には、主貯留槽が貯留槽の第１の部分を形成すると共に、副貯留槽１３２２が貯留槽の第２の部分を形成する。この例では、プランジャ１１０８およびピストン１１１４は、独立して作動させられる。プランジャ１１０８およびピストン１１１４についてのそのような構造は、図１１に示された構造の代替として使用することもできる。

【0158】

図１３Ｂに、図１３Ａに示されたカートリッジ１３００と同様であるカートリッジ１３５０の代替例を示す。図１３Ｂの本実施形態では、別個の貯留槽１１２２’および別個の副貯留槽１３２２’が存在する。図１３Ａの接続導管１３２６は存在しない。貯留槽１１２２’は、第１の流体１３０２を含むことができると共に、副貯留槽１３２２’は、第２の流体１３０２’を含むことができる。第１の流体１３０２および第２の流体１３２２’は、異なる流体とすることができる。

【0159】

図１４は、アクチュエータ組立体１４００に接続された図１３のカートリッジ１３００を示す。本実施形態では、プランジャ１１０８とピストン１１１４の両方は、独立して作動させられる。結合組立体１２０８によりプランジャ１１０８に接続された直線軌道１２０４に沿って移動するリニアアクチュエータ１２０２が存在する。結合組立体１４０８によりピストン１１１４に接続された直線軌道１４０４に沿って移動するリニアアクチュエータ１４０２が存在する。リニアアクチュエータ１２０２と１４０２は共に、方向１２０６に移動することができる。アクチュエータ組立体１４００の実際の実施は、代表的なものであることが意図され、他の実際の構成を用いることもできる。

【0160】

図１５Ａおよび図１５Ｂは、図１１に示された本実施形態のプランジャ１１０８およびピストン１１１４を備えた滑り弁１１１０の５つの異なる図１５００、１５０２、１５０４、１５０６、１５０８を示す。図１５Ａおよび図１５Ｂは、出口ノズル１１２６を通じて貯留槽室から流体をポンプ送りするためのピストン１１１４およびプランジャ１１０８の使用の仕方の一例を示す。図１５００では、ポンプ室導管１１２０は、貯留槽導管１１２４に整合する。ポンプ室の容積１１１８は、その最小の容積である。機械的延長部１１３４は、第１のプランジャ機械式止め部１１３０に接触している。次に、図１５０２では、プランジャ１１０８は、方向１５１０に後退させられる。プランジャは、機械的延長部１１３４が第２のプランジャ機械式止め部１１３２に接触するまで後退させられる。本実施形態では、ピストン１１１４は、プランジャ１１０８より移動させるのにより多くの力を必要とする。言い換えると、プランジャ１１０８は、ピストン１１１４より容易に摺動する。これは、プランジャ１１０８がピストン１１１４より少ない摩擦を有するようにプランジャ１１０８を設計することにより達成することができる。これによりピストン１１１４およびプランジャ１１０８は単一のアクチュエータを用いて動作することが可能になる。機械式止め部１１３０および１１３２は、プランジャ１１０８の運動を規制するために使用される。直線力がプランジャ１１０８に加えられたとき、プランジャの摩擦力により、まずプランジャ１１０８の移動が引き起こされる。プランジャ１１０８が機械式止め部１１３０、１１３２に当たると、プランジャ１１０８およびピストン１１１４は共に移動する。

【0161】

ポンプ室１１１８は、流体貯留槽からの流体で満たされている。次に、図１５０４では、プランジャ１１０８は、さらに後退させられる。機械的延長部１１３４は、第２のプランジャ機械式止め部１１３２に接触しており、それによりプランジャ１１０８は、ピストン１１１４に力を及ぼす。プランジャ１１０８は、ピストン１１１４がポンプ室導管１１２０を移動させて出口導管１１２８と整合させるようにこれまでのところ移動させられる。次に、図１５０６では、プランジャ１１０８は、方向１５１４に移動させられる。流体は、プランジャ１１０８により出口導管１１２８を通じてポンプ室１１１８から押し出される。流体は、出口ノズル１１２６から出て行き、出口ノズル１１２６を通じてカートリッジから退出する液滴１５１６を形成する。

【0162】

最後に、図１５０８では、プランジャ１１０８は、１５１６にさらに押し込まれ、それにより機械的延長部１１３４が第２のプランジャ機械式止め部１１３２に力を及ぼしてピストン１１１４を押し出し、ポンプ室導管１１２０を貯留槽導管１１２４と再び整合させるようになっている。本実施形態では、ピストンを貯留槽導管１１２４に整合させるための機械式止め部は存在しない。これは、プランジャ１１０８のアクチュエータを制御することにより大体行われる。図１５０８は、図１５００とほぼ同じである。この位置で、ポンプ送り工程は再び開始できる。

【0163】

図１６Ａおよび図１６Ｂは、図１１の滑り弁１１１０の代替実施形態を示す。図１６Ａおよび図１６Ｂに示された本実施形態では、滑り弁は、ピストン１１１４をプランジャ１１０８と共に備える。本代替実施形態の動作は、図１６００、１６０２、１６０４、１６０６、および１６０８により図１６Ａおよび図１６Ｂにも示されている。図１６Ａおよび図１６Ｂに示された本実施形態では、貯留槽導管１１２４および出口導管１１２８の直線位置は、図１５Ａおよび図１５Ｂ中のものに対して逆にされる。図１５Ａおよび図１５Ｂに示された本実施形態とは対照的に、ピストン１１１４は、プランジャ１１０８よりも移動させるのに少ない力を必要とする。言い換えると、ピストン１１１４は、プランジャ１１０８より容易に摺動する。これは、プランジャ１１０８がピストン１１１４より多くの摩擦を有するようにプランジャ１１０８を設計することにより達成することができる。後述されるように、摩擦プランジャ１１０８に組み合わせた機械式止め部１１３０、１１３２、１６０９、および１６１０は、ポンピングが単一のアクチュエータを用いて達成されることを可能にする。

【0164】

本実施形態は、ポンプ室導管１１２０が出口導管１１２８に整合するようにピストン１１１４を整合させる出口機械式止め部１６１０を有する。本実施形態は、滑り弁１１１０から延在するものとして示される貯留槽機械式止め部１６０９も有する。ピストンは、接触面１６１１を有する。接触面１６１１が貯留槽機械式止め部１６０９に接触すると、貯留槽導管１１２４は、ポンプ室出口１１２０に整合する。接触面１６１３と接触することになるように動作可能な滑り弁１１１０に接する出口機械式止め部１６１０も存在する。出口機械式止め部１６１０が接触面１６１３に接触するとき、ポンプ室導管１１２０は、出口導管１１２８に整合する。

【0165】

図１６００では、ポンプ室導管１１２０は、貯留槽導管１１２４に整合する。ポンプ室１１１８は、その最小の容積であると共に、ピストン１１１４の接触面１６１１は貯留槽機械式止め部１６０９に接触している。滑り弁１１１０は、第１のプランジャ機械式止め部１１３０および第２のプランジャ機械式止め部１１３２を有するものとして示される。機械的延長部１１３４が第１のプランジャ機械式止め部１１３０に接触しているとき、ポンプ室の容積１１１８は最小である。機械的延長部１１３４が第２のプランジャ機械式止め部１１３２に接触しているとき、ポンプ室の容積１１１８は最大である。

【0166】

ピストン１１０８は、第１のプランジャ機械式止め部１１３０に接触するその機械的延長部１１３４を有する。次に、図１６０２では、プランジャ１１０８は、方向１６１２に後退させられる。機械的延長部１１３４が第２のプランジャ機械式止め部１１３２に接触するまで、ポンプ室の容積１１１８は増大し、流体が貯留槽室から引き出される。貯留槽機械式止め部１６０９は、この最中にピストン１１１４が移動するのを防ぐ。

【0167】

次に、図１６０４では、ピストン１１０８は、方向１６１４に移動させられる。ポンプ室の容積１１１８は同じままであり、ピストン１１１４の接触面１６１３は出口機械式止め部１６１０と接触することになる。これによりポンプ室導管１１２０を出口導管１１２８と整合させる。
次に、ステップ１６０６では、プランジャ１１０８は、機械的延長部１１３４が第１のプランジャ機械式止め部に接触するまでさらに押し込められる。ピストン１１１４は、出口ポンプ室導管機械式止め部１６１０とすでに接触している。プランジャ１１０８が方向１６１６に押し込まれるとき、ピストン１１１４は、もはやさらに移動できない。次いで、プランジャ１１０８は、出口導管１１２８およびノズル１１２６を通じてポンプ室１１１８から流体を押し出す。流体１５１６の液滴は、カートリッジからの退出を形成する。プランジャ１１０８は、機械的延長部１１３４が第１のプランジャ機械式止め部１１３０と接触することになるまで押し込まれ得る。
次に、ステップ１６０８では、プランジャ１１０８は、方向１６１８に移動させられる。プランジャは、ピストン１１１４の接触面１６１１が貯留槽機械式止め部１６０９に接触するまで方向１６１８に移動させられる。次に、ピストン１１１４およびプランジャ１１０８は、それらが図１６００にあった同じ位置にある。ポンプサイクルが完了している。この過程は、カートリッジからより多くの流体１５１６をポンプ送りするために繰り返すことができる。

【0168】

図１７は、図１１に示されたものの代替例である滑り弁１１１０およびプランジャの組み合わせ１１０８の２つの図１７００、１７０２を示す。本実施形態では、機械式止め部は存在せず、ピストン１１１４およびプランジャ１１０８は独立して動作することができる。図１７００では、ピストン１１１４は、ポンプ室導管１１２０が貯留槽導管１１２４と整合にあるように移動されている。流体は、プランジャ１１０８を外側に移動させることによりポンプ室１１１８の中にポンプ送りすることができる。流体は、貯留槽導管１１２４の中に戻すように移動させることもできる。例えば、使用した流体は、貯留槽室１１２４の中に戻すように移動することができ、またはプランジャ１１０８は、往復式で移動させられて流体を混合することができる。図１７０２は、ポンプ室導管１１２０が出口導管１１２８と整合にあるように異なる位置のピストン１１１４を示す。ピストン１１０８は、方向１７０４に移動させられて、出口導管１１２８および出口ノズル１１２６を通じて流体をポンプ送りし、これによりカートリッジから流体の液滴１５１６を押し出すことができる。

【0169】

図１８Ａおよび図１８Ｂは、図１３に示された本実施形態の滑り弁１１１０を動作させるやり方の１つを示す。図１８Ａおよび図１８Ｂに示されたこの方法は、動作中に液体廃棄物の量を減少させることができる方法を示す。この方法は、８つの異なる図１８００、１８０２、１８０４、１８０６、１８０８、１８１０、１８１２、および１８１４に示される。ピストン１１１４およびプランジャ１１０８は、独立して動作させられる。この方法は、図１８００で開始する。図１８００では、ポンプ室導管１１２０は、貯留槽導管１１２４に整合する。プランジャ１１０８は、ポンプ室１１１８が比較的小さい容積を有する位置にある。図１８０２では、プランジャ１１０８は、方向１８１６に後退させられる。これにより流体は、流体貯留槽からポンプ室１１１８の中に引き出される。次に、図１８０４では、プランジャ１８１６とピストン１８１８の両方は、方向１８２０、１８１８に同時に共に後退させられる。ピストン１１１４およびプランジャ１１０８は、共に同じ量だけ移動させられる。ピストン１１１４およびプランジャ１１０８は、ポンプ室導管１１２０が出口導管１１２８に整合するまで共に移動させられる。

【0170】

次に、図１８０６では、ピストン１１１４は同じ位置のままであると共に、プランジャ１１０８は押し込まれる（１８２２）。これによりポンプ室１１１８から出口導管１１２８を通じて流体を押し出す。これにより出口ノズル１１２６から液滴１５１６の流体を押し出す。
次に、図１８０８では、出口導管１１２８内に残る流体を除去するために、プランジャ１１０８は、ピストン１１１４が同じ位置のままで方向１８２４に後退させられる。プランジャ１１０８は、流体の大部分が出口導管１１２８から除去されてしまうように十分に後退させられる（１８２４）。また、気泡１８２６をやはり形成する空気の量が、引き出され得る。これにより残っている流体から出口導管１１２８を完全に空にし、それによりこの出口導管１１２８内の流体混合物の乾燥を防ぐ。出口導管１１２８をこのように完全に空にすることにより、次の供給ステップの前の洗浄または「呼び水」ステップが必要でなくなり、その結果、貯留槽内の流体容積が最大使用効率になる。したがって、クリーニング目的で用いられるかなりの量の流体が減少させられるが、気泡の存在が流体の供給の不正確さを引き起こし得る。

【0171】

次に、図１８１０では、この問題を解消するために、ピストン１１１４とプランジャ１１０８が共に、方向１８３０、１８３２に同時に後退させられる。ピストン１１１４とプランジャ１１０８は共に、同じ量だけ移動させられる。ピストン１１１４およびプランジャ１１０８は、ポンプ室導管１１２０が副貯留槽導管１３２４に整合するように移動させられる。

【0172】

次に、図１８１２では、ピストン１１１４は静止したままであると共に、プランジャ１１０８は方向１８３４に押し込まれる。これにより気泡１８２６を副貯留槽へ押し出す。これによりポンプ室１１１８およびポンプ室導管１１２０から気泡１８２６を除去する。気泡１８２６は、ポンプ室１１１８内の流体の適切な計測をもはや妨げ得ない。
最後に、図１８１４では、ピストン１１１４およびプランジャ１１０８が共に、同じ量だけ方向１８３６、１８３８に同時に押し込められる。ポンプ室出口１１２０は貯留槽導管１１２４に再び整合し、ポンプサイクルが完了する。このポンプは、流体の正確な測定または計測を気泡１８２６により妨げられることなく再び使用することができる。

【0173】

図１９は、本発明の一実施形態による自動分析器１９００を示す。この自動分析器は、３つのカートリッジ１９０２、１９０２’、および１９０２”を有するものとして示される。カートリッジ１９０２に接続されたアクチュエータ組立体１９０４が存在する。カートリッジ１９０２’に取り付けられたアクチュエータ組立体１９０４’が存在する。カートリッジ１９０２”に取り付けられたアクチュエータ組立体１９０４”が存在する。アクチュエータ組立体１９０４、１９０４’、１９０４”は、カートリッジ１９０２、１９０２’、１９０２”の滑り弁およびプランジャを作動させるためのものである。自動分析器１９００は、試薬容器またはキュベット１９０６とカートリッジ１９０２、１９０２’、および１９０２”との間の相対移動１９１２を実現する相対移動手段１９１０を有するものとして示される。試薬容器またはキュベット１９０６は、生体試料１５０８を収容するものとして示される。

【0174】

カートリッジ１９０２、１９０２’、１９０２”は、１種類または複数種類の流体を生体試料１９０８に加えるために使用することができる。自動分析器１９００は、センサシステム１９１４をさらに含むものとして示される。このセンサシステムは、生体試料１９０８の量または物理的特性もしくは化学的特性もしくは生化学的特性を測定する１つまたは複数のセンサを備える。例えば、センサシステム１９１４は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）システム、光透過または反射率測定システム、ｐＨ計、カメラシステム、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）装置、電気化学発光（ＥＣＬ）装置、分光測定システム、電気化学センサまたは光センサ、およびクロマトグラフィシステムを含み得る。相対移動手段１９１０は、試薬容器またはキュベット１９０６をセンサシステム１９１４へ移動させるように動作可能でもある。

【0175】

カートリッジ１９０２、１９０２’、１９０２”およびセンサシステム１９１４の配置は、代表的なものである。いくつかの実施形態では、試薬容器またはキュベット１９０６は、定位置のままとすることができると共に、カートリッジ１９０２、１９０２’、１９０２”は移動することができる。作動システム１９０４、１９０４’、１９０４”およびセンサシステム１９１４は、コンピュータシステム１９２０のハードウェアインターフェース１９２２に接続されるものとして示される。コンピュータシステム１９２０は、自動分析器１９００用のコントローラとして機能する。コンピュータ１９２０は、プロセッサ１９２４を含むものとしてさらに示され、プロセッサ１９２４は、ハードウェアインターフェース１９２２を用いて自動分析器１９００の動作および機能を制御することができる。プロセッサ１９２４は、ユーザインターフェース１９２６、コンピュータ記憶部１９２８、およびコンピュータメモリ１９３０にさらに接続されているものとして示される。コンピュータ記憶部１９２８は、分析依頼１９３２を含むものとして示される。分析依頼１９３２は、生体試料１９０８を分析するための依頼を含む。

【0176】

コンピュータ記憶部１９２８は、センサシステム１９１４から受信したセンサデータ１９３４をさらに含むものとして示される。コンピュータ記憶部１９２８は、センサデータ１９３４を用いて決定された分析結果１９３６をさらに含むものとして示される。コンピュータメモリ１９３０は、制御モジュール１９４０を含む。制御モジュール１９４０は、プロセッサ１９２４が自動分析器１９００の動作および機能を制御することを可能にするコンピュータ実行可能コードを含む。例えば、制御モジュール１９４０は、分析依頼１９３２を使用して、作動システム１９０４、１９０４’、１９０４”、センサシステム１９１４、および相対移動システム１９１０へ生成送信するための命令を生成することができる。制御モジュール１９４０は、センサデータ１９３４を用いて分析結果１９３６を生成することもできる。

【0177】

【0178】

図２０は、図１９に示された本実施形態と同様である本発明の一実施形態による自動分析器２０００を示す。自動分析器２０００は、図１９に示された自動分析器１９００と同様である。図２０の自動分析器２０００は、メニスカス検出器２００２、２００２’、２００２”をさらに有する。各メニスカス検出器２００２、２００２’、２００２”は、出口ノズル１１２６に隣接して配置される。メニスカス検出器２００２、２００２’、２００２”は、ハードウェアインターフェース１９２２にそれぞれ接続される。これは、プロセッサ１９２４が、メニスカスの位置を制御するようにアクチュエータ組立体１９０４、１９０４’、１９０４”を制御することを可能にする。これにより、例えば、プロセッサが、より正確におよび／または再現可能にカートリッジ１９０２、１９０２’、１９０２”から流体を供給することを可能にし得る。

【0179】

図２１は、カートリッジ２１００のさらなる例を示す。図２１に示されたカートリッジ２１００は、図１１に示されているものと同様である。図２１に示されたカートリッジ２１００は、２つの部品を備える。取付可能な貯留槽２１０２とポンプユニット２１０４とが存在する。ポンプユニット２１０４は第１の接続部２１０６を有し、取付可能な貯留槽２１０２は第２の接続部２１０８を有する。第１の接続部２１０６は、第２の接続部２１０８に接続するように動作可能である。これにより取付可能な貯留槽２１０２をポンプユニット２１０４に取り付ける。取付可能な貯留槽２１０２は、この例では、通気穴１３２８を有するものとして示される。第２の取付物２１０８の近くで、貯留槽１１２２は、封止２１１０で封止されている。第１の接続部２１０６の近くに、第１の接続部２１０６が第２の接続部２１０８に接続されるときに、封止２１１０を開くように動作可能なナイフエッジ２１１２が存在する。

【0180】

図２１に示された本実施形態は、複数のカートリッジの用意におけるより良い柔軟性および経済性を可能にする。例えば、取付可能な貯留槽の容積は、貯留槽１１２２を充填する流体の種類と同様に変更することができる。ポンプユニット２１０４も、変更することができる。例えば、プランジャ２１０８の直径およびそのストロークは、変更することができる。これにより、より正確なまたは高い容積のポンプユニットの選択が可能になり得る。

【0181】

図２２から２５は、滑り弁１１１０の様々な実施形態を示す。図２２から２５に示された本実施形態の全部は、このプランジャに接する機械的延長部１１３４を有するプランジャ１１０８を示す。これらの実施形態の各々におけるピストン１１１４は、図１１に説明されているように、第１のプランジャ機械式止め部１１３０および第２のプランジャ機械式止め部１１３２を有する。

【0182】

図２２に示された滑り弁１１１０の本実施形態は、空気抜き穴１１４０を有さない。貯留槽機械式止め部または出口機械式止め部も存在しない。ポンプ室導管１１２０と貯留槽導管１１２４または出口導管１１２８との精密な整合は、アクチュエータにより実行または実現することができる。

【0183】

図２３では、滑り弁１１１０は、図１１に示されたような空気抜き穴１１４０を備えるものとして示される。滑り弁１１１０は、ピストン１１１４の面１６１１に接触する貯留槽機械式止め部１６０９を備えるものとして示される。貯留槽機械式止め部１６０９は、ポンプ室導管１１２０を貯留槽導管１１２４に整合させる。しかし、出口導管１１２８をポンプ室導管１１２０に整合させる機械式止め部は存在しない。ポンプ室導管１１２２、出口導管１１２８の精密な整合は、リニアアクチュエータにより行われ得る。

【0184】

図２４では、空気抜き穴は示されていない。図２４に示された本実施形態において、滑り弁１１１０は、ピストン１１１４の面１６１３に接触する出口機械式止め部１６１０を備える。出口機械式止め部１６１０は、出口導管１１２８をポンプ室導管１１２０に整合させるように動作可能である。しかし、ポンプ室導管１１２０を貯留槽導管１１２４に整合させる機械式止め部は存在しない。貯留槽導管の精密な整合は、リニアアクチュエータにより実現することができる。

【0185】

図２５には、空気抜き穴１１４０が示されている。図２５に示された本実施形態は、ピストン１１１４の面１６１１に接触する貯留槽機械式止め部１６０９を備える。貯留槽機械式止め部１６０９は、ポンプ室導管１１２０を貯留槽導管１１２４に整合させる。図２５に示された本実施形態は、滑り弁１１１０上の出口機械式止め部１６１０も示す。出口機械式止め部１６１０は、ピストン１１１４の切断面１６１３に接触するように動作可能である。出口機械式止め部１６１０は、ポンプ室導管１１２０を出口導管１１２８に整合させるように動作可能である。

【0186】

図２２から図２５に示された各例は、例示的なものであり、滑り弁１１１０がどのように構成できるかに関する可能な全ての組み合わせではない。例えば、貯留槽導管１１２４および出口導管１１２８の相対位置は、直線的に並列したものであり得る。

【0187】

図２６および図２７は、プランジャ１１０８とピストン１１１４の間の摩擦がどのように増大させられ得るかを示す。図２６では、滑り弁１１１０は、図１１に示されるような通気穴１１１０を有するものを有するものとして示される。滑り弁１１１０は、ピストン１１１４に接触するために貯留槽機械式止め部１６１０と出口機械式止め部１６０９とをさらに備える。前述したように、これらの機械式止め部１６０９、１６１０は、ポンプ室導管１１２０を貯留槽導管１１２４および出口導管１１２８に整合させるように働く。プランジャ１１０８は、機械的延長部１１３４を有するものとして示される。しかし、図２６に示される本実施形態では、前述したように、第１のプランジャ機械式止め部１１３０または第２のプランジャ機械式止め部１１３２が存在しない。機械的延長部１１３４は、ピストン１１１４内の面２６００に接触する。機械的延長部１１３４および面２６００の接触によりプランジャ１１０８とピストン１１１４の間の摩擦を増大させる。これは、ピストン１１１４がプランジャ１１０８の動きにより作動されることを可能にする。プランジャ機械式止め部が存在しないので、本実施形態では、プランジャ１１０８の動きは、リニアアクチュエータにより制御される。

【0188】

図１８は、図２６に示されているものに類似した滑り弁１１１０の一実施形態を示す。図２７に示された本実施形態は、ピストン１１１４に対してのプランジャ１１０８の移動を規制する第１のプランジャ機械式止め部１１３０および第２のプランジャ機械式止め部１１３２の付加を除いて、図２６に示されているものと同様である。機械的延長部１１３４は、やはり面２６００に接触し、それによりプランジャ１１０８とピストン１１１４の間の摩擦を増大させる。これによりピストン１１１４が、プランジャ１１０８により作動させられることを可能にする。

【符号の説明】

【0189】

１００カートリッジ
１０２アクチュエータ組立体
１０４リニアアクチュエータ
１０５直線運動の方向
１０６回転型アクチュエータ
１０７回転運動の方向
１０８プランジャ
１１０回転弁
１１２カートリッジ本体
１１４円筒形部分
１１６円筒形空間
１１８ポンプ室
１２０ポンプ室導管
１２２貯留槽
１２４貯留槽導管
１２６出口ノズル
１２８出口導管
１３０結合組立体
２００第１図
２０２第２図
２０４第３図
２０６第４図
２０８プランジャの後退
２１０回転弁の回転
２１２プランジャの押し込み
２１４流体
３００第５図
３０２第６図
３０４第７図
３０６プランジャの後退
３０８気泡
３１０回転弁の回転
３１２プランジャの押し込み
４００第１図
４０２第２図
４０４第３図
４０６第４図
４０８第５図
４１０第６図
４１２第７図
４１４カートリッジ
４１６副貯留槽
４１８接続導管
４３０副貯留槽導管
５００自動分析器
５０２カートリッジ
５０２’ カートリッジ
５０２” カートリッジ
５０４アクチュエータ組立体
５０４’ アクチュエータ組立体
５０４” アクチュエータ組立体
５０６試薬保持器またはキュベット
５０８生体試料
５１０相対移動手段
５１２相対移動
５１４センサシステム
５２０コンピュータ
５２２ハードウェアインターフェース
５２４プロセッサ
５２６ユーザインターフェース
５２８コンピュータ記憶部
５３０コンピュータメモリ
５３２分析依頼
５３４センサデータ
５３６分析結果
５４０制御モジュール
６００気泡案内構造
６０２気泡流路
６０４流体流路
６０６気泡
６０８空間
６１０流体
７００自動分析器
７０２メニスカス検出器
８００回転弁の回転
８０２プランジャの後退
８０４回転弁の回転
８０６プランジャの押し込み
８０８回転弁の回転
８１０プランジャの後退
８１２回転弁の回転
８１４プランジャの押し込み
８１６プランジャの後退
８１８回転弁の回転
８２０プランジャの押し込み
９００目標容積
９０２測定容積
９０４直線近似
１０００粘性
１００２表面張力
１００４粘性対表面張力
１００６パーセント
１００８精度
１０１０変動係数（ＣＶ）
１１００カートリッジ
１１０８プランジャ
１１１０滑り弁
１１１２カートリッジ本体
１１１４ピストン
１１１６容積
１１１７ハウジング
１１１８ポンプ室
１１２０ポンプ室導管
１１２２貯留槽
１１２２’ 貯留槽
１１２４貯留槽導管
１１２６出口ノズル
１１２８出口導管
１１３０第１のプランジャ機械式止め部
１１３２第２のプランジャ機械式止め部
１１３４プランジャの機械的延長部
１１４０空気抜き穴
１１４２内面
１２００アクチュエータ組立体
１２０２リニアアクチュエータ
１２０４直線軌道
１２０６作動方向
１２０８結合組立体
１３００カートリッジ
１３０２流体
１３０２’ 流体
１３２２副貯留槽
１３２２’ 副貯留槽
１３２４副貯留槽導管
１３２６接続導管
１３２７膜
１３２８通気穴
１３３０通気穴
１３３２分割壁
１４００アクチュエータ組立体
１４０２リニアアクチュエータ
１４０４直線軌道
１４０８結合組立体
１５００滑り弁およびプランジャの図
１５０２滑り弁およびプランジャの図
１５０４滑り弁およびプランジャの図
１５０６滑り弁およびプランジャの図
１５０８滑り弁およびプランジャの図
１５１０プランジャの後退
１５１２プランジャの後退
１５１４プランジャの押し込み
１５１６液滴
１６００滑り弁およびプランジャの図
１６０２滑り弁およびプランジャの図
１６０４滑り弁およびプランジャの図
１６０６滑り弁およびプランジャの図
１６０８滑り弁およびプランジャの図
１６０９貯留槽機械式止め部
１６１０出口機械式止め部
１６１１接触面
１６１２プランジャの後退
１６１３接触面
１６１４プランジャの押し込み
１６１６プランジャの押し込み
１６１８プランジャの後退
１７００滑り弁およびプランジャの図
１７０２滑り弁およびプランジャの図
１７０４プランジャの押し込み
１８００滑り弁およびプランジャの図
１８０２滑り弁およびプランジャの図
１８０４滑り弁およびプランジャの図
１８０６滑り弁およびプランジャの図
１８０８滑り弁およびプランジャの図
１８１０滑り弁およびプランジャの図
１８１２滑り弁およびプランジャの図
１８１４滑り弁およびプランジャの図
１８１６プランジャの後退
１８１８プランジャの後退
１８２０ピストンの後退
１８２２プランジャの押し込み
１８２４プランジャの後退
１８３０ピストンの後退
１８３２プランジャの後退
１８３４プランジャの押し込み
１８３６ピストンの押し込み
１８３８プランジャの押し込み
１９００自動分析器
１９０２カートリッジ
１９０２’ カートリッジ
１９０２” カートリッジ
１９０４アクチュエータ組立体
１９０４’ アクチュエータ組立体
１９０４” アクチュエータ組立体
１９０６試薬保持器またはキュベット
１９０８生体試料
１９１０相対移動手段
１９１２相対移動
１９１４センサシステム
１９２０コンピュータ
１９２２ハードウェアインターフェース
１９２４プロセッサ
１９２６ユーザインターフェース
１９２８コンピュータ記憶部
１９３０コンピュータメモリ
１９３２分析依頼
１９３４センサデータ
１９３６分析結果
１９４０制御モジュール
２０００自動分析器
２００２メニスカス検出器
２００２’ メニスカス検出器
２００２” メニスカス検出器
２１００カートリッジ
２１０２取付可能な貯留槽
２１０４ポンプユニット
２１０６第１の接続部
２１０８第２の接続部
２１１０封止
２１１２ナイフエッジ
２６００接触面

【図1】