▶ シーメンス・ヘルスケア・ダイアグノスティックス・インコーポレーテッドの特許一覧
(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】
(24)【登録日】2023-07-28
(45)【発行日】2023-08-07
(54)【発明の名称】液体アッセイの複数検体の同時測定
(51)【国際特許分類】
G01N 35/08 20060101AFI20230731BHJP
G01N 21/27 20060101ALI20230731BHJP
【ＦＩ】
G01N35/08 A
G01N21/27 Z
【請求項の数】
22
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022089817
(22)【出願日】2022-06-01
(62)【分割の表示】P 2019531933の分割
【原出願日】2017-12-12
(65)【公開番号】P2022111188
(43)【公開日】2022-07-29
【審査請求日】2022-06-29
(31)【優先権主張番号】62/435,353
(32)【優先日】2016-12-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】507269175
【氏名又は名称】シーメンス・ヘルスケア・ダイアグノスティックス・インコーポレーテッド
【氏名又は名称原語表記】ＳＩＥＭＥＮＳ ＨＥＡＬＴＨＣＡＲＥ ＤＩＡＧＮＯＳＴＩＣＳ ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】110003317
【氏名又は名称】弁理士法人山口・竹本知的財産事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100075166
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 巖
(74)【代理人】
【識別番号】100133167
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100169627
【弁理士】
【氏名又は名称】竹本 美奈
(72)【発明者】
【氏名】ブリュネル，ジャック
【審査官】福田 裕司
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１５／５３１００４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０１４－５２１０９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２５３４７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２４３３７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００９／０５７２９３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０１５－５１５００５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３３４７１２（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ３５／００～３７／００
Ｇ０１Ｎ ２１／２７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
イムノタイプ反応を受けるように構成された液体試験サンプルと複数の試薬との混合物を収容するテストカートリッジを受け入れるように寸法決めされ、構成された、カートリッジホルダを有するテストカートリッジ空間を囲むハウジングと、前記テストカートリッジ空間を通過する第１の光ビームを生成し、前記第１の光ビームは、第１の波長範囲を有する、第１の光源と、
前記テストカートリッジ空間を通過する第２の光ビームを生成し、前記第２の光ビームは、前記第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲を有する、第２の光源と、
前記テストカートリッジ空間を通過する第３の光ビームを生成し、前記第３の光ビームは、前記第１および第２の波長範囲とは異なる第３の波長範囲を有する、第３の光源と、
第１の信号、第２の信号、および第３の信号を生成するために前記テストカートリッジ空間を通過する前記第１の光ビーム、前記第２の光ビーム、および前記第３の光ビームに続く前記第１の光ビーム、前記第２の光ビーム、および前記第３の光ビームのうちの１つまたは複数を受け取るように配置された少なくとも１つのサンプル検出器と、
前記第１の光源、前記第２の光源、および前記第３の光源から第１の瞬間、第２の瞬間、および第３の瞬間に前記サンプル検出器によって捕捉された光を示す前記第１の信号、前記第２の信号、および前記第３の信号を受信し、かつ、較正データと共に前記第１の信号、前記第２の信号、および前記第３の信号を使用して、前記液体試験サンプルと複数の試薬との混合物内の少なくとも２つの対象検体の量を同時に決定するように構成された、プロセッサ、を有するコンピュータシステムと、
を備える分析器であって、
前記第１の光ビーム、前記第２の光ビーム、および前記第３の光ビームは、同様に通過し、
前記第１の信号、前記第２の信号、および前記第３の信号は、吸収読取り値（Ａ）であり、前記較正データ（Ｅ）を用いて、マトリックス方程式としてＢｅｅｒ－Ｌａｍｂｅｒｔ方程式（Ａ＝Ｃ＊Ｅ）を設定することにより、少なくとも２つの対象検体の濃度（Ｃ）を一度に解き、かつ、
前記少なくとも２つの対象検体は、ヘモグロビン（Ｈｂ）、グリコヘモグロビン（ＨｂＡ１ｃ）、ミクロアルブミン、クレアチニン、および脂質ベースの検体のうちの少なくとも２つを含む、患者の健康を示す検体であり、
前記分析器は、前記液体試験サンプルおよび前記複数の試薬を混合させ、前記読取り値（Ａ）を得るために 、前記カートリッジホルダおよび前記テストカートリッジを選択的に回転するように構成された、
分析器。
【請求項2】
前記分析器は、
前記テストカートリッジ内の凝集剤およびラテックスをプレウェットさせ、
前記テストカートリッジ内の前記液体試験サンプルおよび前記複数の試薬を混合させ、
前記テストカートリッジ内の前記凝集剤および前記ラテックスを混合させ、かつ、
前記読取り値（Ａ）を得るために、
前記カートリッジホルダおよび前記テストカートリッジを選択的に回転するように構成された、
請求項１に記載の分析器。
【請求項3】
前記第１の波長範囲は、５８０ｎｍ～６６０ｎｍである、請求項１または２のいずれか１項に記載の分析器。
【請求項4】
前記第２の波長範囲が６６０ｎｍ～７８０ｎｍである、請求項１または２のいずれか１項に記載の分析器。
【請求項5】
前記第２の波長範囲が７００ｎｍ～７４０ｎｍである、請求項１または２のいずれか１項に記載の分析器。
【請求項6】
前記第３の波長範囲は、４８０ｎｍ～５８０ｎｍである、請求項１～５のいずれか１項に記載の分析器。
【請求項7】
前記第１の光源、前記第２の光源、および前記第３の光源は、前記第１の光ビーム、前記第２の光ビーム、および前記第３の光ビームを生成し、出力する能力を有する単一の光源である、請求項１～６のいずれか１項に記載の分析器。
【請求項8】
前記単一光源は、混合波長光を生成し、前記混合波長光を受け取り、前記混合波長光を前記第１の波長範囲、前記第２の波長範囲、および前記第３の波長範囲に分離するように構成された分離器をさらに含む、請求項７に記載の分析器。
【請求項9】
前記第１の光源と、前記第２の光源と、前記第３の光源とは別個である、請求項１～６のいずれか１項に記載の分析器。
【請求項10】
前記第１の光源、前記第２の光源、および前記第３の光源は、単一の光源である、請求項１～６のいずれか１項に記載の分析器。
【請求項11】
前記分析器は、血液中の全ヘモグロビン（ｔＨｂ）の百分率としてグリセートヘモグロビン（ＨｂＡ１ｃ）を測定するための試薬カートリッジと協働するように構成された、請求項１～１０のいずれか１項に記載の分析器。
【請求項12】
前記脂質ベースの検体は、コレステロール、トリグリセリドおよび高密度リポプロテインのうちの少なくとも１つである、請求項１～１１のいずれか１項に記載の分析器。
【請求項13】
請求項１～１２のいずれか１項に記載の分析器を用いて行われる方法であって、
少なくとも３つの別々の独立した波長範囲を有する光の複数のビームを使用し、液体アッセイ内の第１の検体の吸収曲線内で別々の瞬間に取得された少なくとも２つの吸収読取り値を用いて、少なくとも１つの光検出器によって、イムノタイプの反応を受ける液体試験サンプルと複数の試薬とを有する液体アッセイの複数の吸収読取り値を得て、
少なくとも１つのプロセッサおよび前記液体アッセイの較正データを使用して、複数の連立方程式で第１の検体および第２の検体の量を解くアルゴリズム及び複数の前記吸収読取り値を使用して前記液体アッセイ内の前記第１の検体および前記第２の検体の量を決定する、
ことを含む方法。
【請求項14】
前記液体アッセイの前記複数の吸収読取り値を得る前に、前記液体アッセイ内の前記複数の試薬を前記液体試験サンプルと混合するために前記液体アッセイを移動させることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記第１の検体がヘモグロビンである、請求項１３～１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項16】
前記第２の検体がグリコヘモグロビン（ＨｂＡ１ｃ）である、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記複数の光源は、２つの別々の独立した波長範囲を生成し、出力する能力を有する単一の光源である、請求項１３～１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項18】
前記複数の光源が別々である、請求項１３～１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項19】
請求項１～１２のいずれか１項に記載の分析器を用いて行われる方法であって、
少なくとも１つの光源によって生成された光ビームが、液体アッセイを含むテストカートリッジを受け入れるように寸法決めされ、容積にされたテストカートリッジ空間内を通過するように、光源空間内に少なくとも３つの別個の独立した波長範囲を生成するように構成された少なくとも１つの光源を取り付け、
前記光ビームが前記テストカートリッジ空間内を通過した後、少なくとも一部の前記光ビームを受け取るように少なくとも１つのサンプル光検出器が構成されるように、少なくとも１つのサンプル光検出器をサンプル検出器空間に取り付け、
別々の瞬間に取得されたそれぞれの吸収読取り値を用いて、前記サンプル光検出器による、複数の試薬を有する前記液体アッセイのイムノタイプ反応中に、メインプロセッサによって実行されると、前記メインプロセッサが別々の独立した波長範囲で少なくとも３つの吸収読取り値を取得するようにするコンピュータ実行可能ロジックを有する前記メインプロセッサに、前記少なくとも１つの光源および前記少なくとも１つのサンプル光検出器を結合し、前記液体アッセイの較正データ、前記複数の吸収読取り値、および複数の連立方程式で少なくとも２つの検体の量を解決するアルゴリズムを使用して、前記液体アッセイ内の少なくとも２つの検体の量を決定する、
ことを含む方法。
【請求項20】
前記メインプロセッサによって実行されると、前記液体アッセイの複数の吸収読取り値を取得する前に、前記液体アッセイ内の複数の試薬を液体試験サンプルと混合させるように前記液体アッセイを移動させるコンピュータ実行可能ロジックを前記メインプロセッサが有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項21】
前記複数の光源は、３つの別々の独立した波長範囲を生成し、出力する能力を有する単一の光源である、請求項１９または２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項22】
前記複数の光源が別個である、請求項１９または２０のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、２０１６年１２月１６日に出願された米国仮出願第６２／４３５，３５３号の優先権を主張し、その開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は、少なくとも２つの別個の独立した波長範囲を使用して液体アッセイを監視および／または読み取る分析器に関する。
【背景技術】
【0003】
患者の診断および治療に関連する様々なタイプの分析試験は、患者の伝染、体液、または断層から採取された液体サンプルの分析によって実施することができる。そのような装置は、ヘモグロビン、グリコヘモグロビン（ＨｂＡ１ｃ）、ミクロアルブミンおよびクレアチニン、ならびにコレステロール、トリグリセリド、および／または高密度リポプロテインなどの脂質ベースの検体を含むがこれらに限定されない、患者の健康を示す特定の検体の存在および量を検出する診断アッセイにおいて有効であることが証明されている。これらのアッセイは、典型的には、患者サンプルを含む管またはバイアルが装填された自動臨床分析器を用いて行われる。分析バイアル容器から液体サンプルを抽出し、特別な反応キュベット又はチューブ（管）内でそのサンプルを種々の試薬と結合させる。液体サンプルを分析するために、ポイント・オブ・ケア分析器も使用される。ポイント・オブ・ケア分析器は、典型的には、医師のオフィスに配置され、医師及び／又は医師のスタッフが液体サンプルを即座に得て分析することを可能にする。ポイント・オブ・ケア分析器では、液体サンプルは、通常、ポイント・オブ・ケア分析器内に配置されたカートリッジ内に手動で装填され、次いで分析される。
【0004】
自動臨床分析器に関して、通常、試料‐試薬溶液は、分析される前に、インキュベートされるか、または他の方法で処理される。
【0005】
自動臨床分析器およびポイント・オブ・ケア分析器では、分析測定は、しばしば、濁度測定、蛍光測定、吸収読取値などを生成するために、試料‐試薬の組合せと相互作用する問い合わせ放射線のビームを使用して行われる。読取り値は、終点値または速度値の判定を可能にし、そこから、患者の健康に関連する検体の量が、周知の較正技術を使用して判定され得る。上述したように、このような光学検査機は、個々の医師、看護師、および他の介護者に強力な医療診断ツールを提供する。
【0006】
ポイント・オブ・ケア位置で使用される分析器は、ＳｉｅｍｅｎｓＨｅａｌｔｈｃａｒｅ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓによって商品名ＤＣＡ ＶＡＮＴＡＧＥで販売されている。この分析器は、５３１ｎｍの単一波長に閉じ込められた光を用いてアッセイを分析した。また、ＨｂとＨｂＡ１ｃを順次検出した。他の分析器は、連続測定において２または３波長を使用し、１つの波長を使用してＨｂを決定し、第２の波長を使用してＨｂＡ１ｃを決定し（依然として(Ｈｂ + ＨｂＡ１ｃ）からＨｂを差し引く）、第３の波長（存在する場合）を使用して干渉物質（例えば、脂質、ビリルビン）の補正を適用した。この分析器において、第１および第２の波長は、Ｈｂに起因するアッセイにおける第２の波長での吸収がゼロであるように選択された。
【0007】
しかし、サンプルから複数の検体を読み取る時間を改善することができることが分かっている。本開示が向けられるのは、短縮された時間量で、関心のある複数の検体を読み取るような改善された分析器である。
【発明の概要】
【0008】
いくつかの実施形態では、分析器が記載される。これらの実施形態では、分析器は、ハウジング、第１の光源、第２の光源、第３の光源、試料検出器、およびコンピューターシステムを備える。ハウジングは、テストカートリッジ空間を取り囲み、この空間は、液体試験試料‐試薬混合物を収容するテストカートリッジを受容するように構成され、この液体試験試料‐試薬混合物は、イムノタイプ反応を受けるように構成される。第１の光源は、テストカートリッジ空間を通過する第１の光ビームを生成し、第１の光ビームは、第１の波長範囲を有する。第２の光源は、テストカートリッジ空間を通過する第２の光ビームを生成し、第２の光ビームは、第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲を有する。第３の光源は、テストカートリッジ空間を通過する第３の光ビームを生成する。第３の光ビームは、第１および第２の波長範囲とは異なる第３の波長範囲である。少なくとも１つの試料検出器は、テストカートリッジ空間を通過する第１、第２、および第３の光ビームに続く第１、第２、および第３の光ビームのうちの１つまたは複数を受け取って、第１、第２、および第３の信号を生成するように配置される。コンピュータシステムは、第１、第２、および第３の瞬間に試料検出器によって捕捉された光を示す第１、第２、および第３の信号を受信し、第１、第２、および第３の信号を較正データと共に使用して、液体試験試料‐試薬混合物内の少なくとも２つの対象検体の量を同時に決定するように構成されたプロセッサを有する。
【0009】
いくつかの実施形態では、少なくとも３つの別々の独立した波長範囲を有する光の複数のビームを使用し、液体アッセイ内の第１の検体の吸収曲線内で別々の瞬間に取得された少なくとも２つの吸収読取り値を用いて、少なくとも１つの光検出器によって、イムノタイプ反応を受ける液体アッセイの複数の吸収読取値が取得される。少なくとも１つのプロセッサ、複数の連立方程式で前記第１の検体および前記第２の検体の量を解くアルゴリズム、及び液体アッセイ内の較正情報を使用して、複数の吸収読取り値を使用して、液体アッセイ内の第１の検体および第２の検体の量が決定される。
【0010】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの光源によって生成された光ビームが液体アッセイを含むテストカートリッジを受け入れるようなサイズ及び容積にされたテストカートリッジ空間内を通過するように、光源空間内に少なくとも３つの別個の独立した波長範囲を生成するように構成された少なくとも１つの光源が取り付けられる。前記光ビームが前記テストカートリッジ空間内を通過した後、少なくとも一部の前記光ビームを受け取るように少なくとも１つのサンプル光検出器が構成されるように、少なくとも１つのサンプル光検出器が前記サンプル検出器空間に取り付けられる。これらの実施形態では、別々の瞬間に取得されたそれぞれの吸収読取り値を用いて、前記サンプル光検出器による前記液体アッセイの免疫型反応中に、メインプロセッサによって実行されると、前記メインプロセッサが別々の独立した波長範囲で少なくとも３つの吸収読取り値を取得するようにするコンピュータ実行可能ロジックを有する前記メインプロセッサに、前記少なくとも１つの光源および前記少なくとも１つのサンプル光検出器を結合させて、液体アッセイの較正情報、複数の吸収読取り値、および複数の連立方程式で少なくとも２つの検体の量を解決するアルゴリズムを使用して、液体アッセイ内の少なくとも２つの検体の量を決定する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
本開示およびその付随する利点の多くのより完全な理解は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照することによって容易に理解されるであろう。
【0012】
【図1】試料内の１つ以上の対象検体の量をより正確に測定するための、本開示に従って構築された例示的なポイント・オブ・ケア分析器の斜視図である。
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【図6】分析器の測定システムのバージョンの部分断面図であり、分析器内の光源、カートリッジホルダ、テストカートリッジ、および光検出器の例示的な位置を示す。
【0018】
【図7】サンプル内のヘモグロビンの存在を検出するように設計された検体‐ヘモグロビン試薬混合物の吸光度曲線を示すグラフである。
【0019】
【図8】サンプル内のヘモグロビンＡ１ｃの存在を検出するように設計されたサンプル‐ヘモグロビンＡ１ｃ試薬混合物の吸光度曲線を示すグラフである。
【0020】
【図9】本開示の発明概念に従った、関心のある複数の検体の存在についての、イムノタイプ反応を受けている液体試験サンプルを分析する例示的なシーケンスを示す例示的なグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0021】
例示的な図面および実験手順によって本発明の概念の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明の概念は、以下の説明に記載される、または図面に示される構成要素の構造および配置の詳細への適用に限定されないことを理解されたい。本発明の概念は、他の実施形態、または様々な方法で実施または実行することができる。したがって、本明細書で使用される言葉は、可能な限り広い範囲および意味が与えられることが意図されており、実施形態は、例示的であり、網羅的ではないことが意図されている。また、本明細書で使用される用語および用語は、説明の目的のためのものであり、限定とみなされるべきではないことを理解されたい。
【0022】
ここで特に定義されない限り、ここで開示され請求される発明概念に関連して使用される科学的および技術的用語は、当業者によって一般に理解される意味を有するものとする。さらに、文脈によって特に必要とされない限り、単数の用語は複数を含み、複数の用語は単数を含むものとする。前述の技術および手順は、一般に、当技術分野で周知の従来の方法に従って、そして本明細書全体にわたって引用され、議論される種々の一般的およびより具体的な参照に記載されるように実施される。本明細書に記載の分析化学、合成有機化学、ならびに医薬および医薬化学に関連して利用される用語、ならびに実験手順および技法は、当技術分野で周知であり、一般に使用される用語である。
【0023】
本明細書に記載されたすべての特許、公開された特許出願、および非特許公開は、本発明の概念が関連する当業者の技術水準を示している。本出願の任意の部分で参照されるすべての特許、公開された特許出願、および非特許公開は、それぞれの個々の特許または公開が、参照によって組み込まれるように明確にかつ個別に示されたかのように、その全体が、参照によって本明細書に明確に組み込まれる。
【0024】
本明細書に開示され、特許請求される装置、キット、および／または方法のすべては、本開示に照らして、過度の実験なしに作成および実行することができる。現在開示され、特許請求されている本発明の概念の装置および方法は、好ましい実施形態に関して説明されているが、現在開示され、特許請求されている本発明の概念の概念、趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載されている方法の組成物および／または方法、ステップ、またはステップのシーケンスに変形形態を適用することができることは、当業者には明らかであろう。当業者に明らかなこのような類似の代替物および変更はすべて、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の概念の精神、範囲および概念の範囲内にあると考えられる。
【0025】
本開示に従って利用されるように、以下の用語は、特に断らない限り、以下の意味を有すると理解されるべきである。
【0026】
特許請求項の範囲および／または本明細書において、用語「含む」と共に使用される場合の、語句「ａ」または「ａｎ」の使用は、「１つ」を意味し得るが、それはまた、「１つ以上」、「少なくとも１つ」および「１つまたはそれ以上」の意味と一致する。単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が別途明確に示さない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「プロセッサ」という言及は、１つ以上、２つ以上、３つ以上、４つ以上、またはそれ以上の数のプロセッサを指すことができる。「複数」という用語は、「２つ以上」を指す。特許請求の範囲における用語「または」の使用は、明示的に示されなければ代替物のみをいうように「および／または」を意味するように用いられ、あるいは該代替物は相互に排他的であるが、開示は代替物のみおよび「および／または」をいう定義を支持する。本出願を通して、用語「約」は、ある値が、装置に固有の誤差の変動、値を決定するために使用される方法、または研究対象の間に存在する変動を含むことを示すために使用される。例えば、限定ではなく、「約」という用語が利用される場合、指定された値は、開示された方法を実行するために適切であり、当業者によって理解されるように、指定された値から±２０％または±１０％、または±５％、または±１％、または±０．１％だけ変動し得る。用語「少なくとも１つ」の使用は、２、３、４、５、１０、１５、２０、３０、４０、５０、１００などを含むが、これらに限定されない、１を超える任意の量と同様に１を含むと理解される。用語「少なくとも１つ」は、それが取り付けられる用語に依存して、１００または１０００以上まで延在してもよく、加えて、１００／１０００の量は、より高い限界も満足のいく結果をもたらし得るので、限定的であると考えられるべきではない。さらに、「Ｘ、Ｙ、Ｚのうちの少なくとも１つ」という用語の使用は、Ｘ単独、Ｙ単独、およびＺ単独、ならびにＸ、ＹおよびＺの任意の組合せを含むと理解され、シーケンス番号の用語（すなわち、「第１」、「第２」、「第３」、「第４」など）の使用は、２つ以上の項目間の区別を目的とするものであって、例えば、他の項目または追加の任意のシーケンスに対して１つの項目に対するシーケンスまたはシーケンスまたは重要性を意味するものではない。
【0027】
本明細書および特許請求の範囲で使用されるように、用語「備える」（ならびに「備える」および「備える」などの任意の形態を備える）、「有する」（ならびに「有する」および「有する」などの任意の形態を有する）、「含む」（ならびに「含む」および「含む」などの任意の形態を含む）または「含む」（ならびに「含む」および「含む」などの任意の形態を含む）は、包括的またはオープンエンドであり、追加の、認識されていない要素または方法ステップを排除しない。
【0028】
本明細書で使用される「またはその組合せ」という用語は、その用語に先行する列挙された項目のすべての順列および組合せを指す。例えば、「Ａ、Ｂ、Ｃ、またはそれらの組み合わせ」は、Ａ、Ｂ、Ｃ、ＡＢ、ＡＣ、ＢＣ、またはＡＢＣのうちの少なくとも１つを含むことが意図され、特定の文脈において順序が重要である場合、ＢＡ、ＣＡ、ＣＢ、ＣＢＡ、ＢＣＡ、ＡＣＢこの例を続けると、明確に含まれるのは、ＢＢ、ＡＡＡ、ＡＡＢ、ＢＢＣ、ＡＡＡＢＣＣ、ＣＢＢＡＡＡＡ、ＣＡＢＡＢＢなどの１つまたは複数の項目または用語の反復を含む組合せである。当業者は、文脈から特に明白でない限り、典型的には、任意の組合せにおける項目または用語の数に制限がないことを理解するであろう。
【0029】
本明細書で使用される用語「実質的に」は、後で説明する事象または状況が完全に発生すること、または後で説明する事象または状況がかなりの範囲まで発生することを意味する。例えば、用語「実質的に」は、後で説明する事象または状況が、少なくとも９０％の時間、または少なくとも９５％の時間、または少なくとも９８％の時間に発生することを意味する。
【0030】
本明細書で使用する場合、「関連する」という語句は、２つの部分の互いに対する直接的な関連付け、ならびに２つの部分の互いに対する間接的な関連付けの両方を含む。会合の非限定的な例には、直接結合によるかまたはスペーサー基を介するかのいずれかによる、１つの部分の別の部分への共有結合、１つの部分の別の部分への非共有結合、直接またはその部分に結合した特異的結合対メンバーによるかのいずれか、１つの部分の別の部分への組み込み（例えば、１つの部分を別の部分に溶解することによって、または合成によって）、および１つの部分を別の部分上にコーティングすることによる）が含まれる。
【0031】
本明細書で使用される「液体試験サンプル」という用語は、本明細書で開示され、特許請求される発明概念に従って利用され得る任意のタイプの生物流体サンプルを含むものと理解されるであろう。利用され得る生物学的サンプルの例としては、全血またはその任意の部分（すなわち、血漿または血清）、サリバ、スパッタ、脳スピン流体（ＣＳＦ）、血管内流体、腹腔内流体、シスチック流体、スウェット、間質流体、亀裂、粘液、便器、ブラダーウォッシュ、セメン、組み合わせなどが挙げられるが、これらに限定されない。ここに開示され請求された発明概念に従って利用される液体試験サンプルの体積は、約１～約１００マイクロリットルである。本明細書で使用されるように、用語「体積」は、本明細書で開示され、特許請求される発明概念に従って利用される液体試験サンプルに関連するとき、約０．１マイクロリットル～約９０マイクロリットル、または約１マイクロリットル～約７５マイクロリットル、または約２マイクロリットル～約６０マイクロリットル、または約５０マイクロリットル以下を意味する。
【0032】
用語「患者」は、人間およびベタリアの被験者を含む。特定の実施形態において、患者は、動物である。特定の他の実施形態では、患者は人間である。治療の目的のための「哺乳動物」とは、ヒト、家畜および農場動物、非ヒト霊長類、ならびに動物園、スポーツ、またはペット動物（例えば、イヌ、ウマ、ネコ、ウシなど）を含む、哺乳動物として分類される任意の動物をいう。
【0033】
用語「光」は、電磁スペクトルの可視部分内の波長および電磁スペクトルの可視部分外の波長を含む、電磁スペクトル内の波長を有する電磁放射を指す。
【0034】
次に、特定の実施形態に目を向けると、本発明の概念は、液体アッセイ、すなわち、免疫型反応を受ける液体テストサンプル－試薬混合物を読み取るための装置、キット、および方法に関する。より具体的には、ここに開示され、特許請求される発明概念は、少なくとも３つの別個の独立した波長範囲を使用して液体アッセイを監視および／または読み取る分析器に関する。
【0035】
ここで図１を参照すると、ここに示され、参照番号１０で示されているのは、本発明の概念に従って構成された分析器の一実施形態である。いくつかの実施形態では、分析器１０は、対象となる２つ以上の検体について液体試験サンプルを分析するために使用することができる、使い捨て試薬テストカートリッジ１２（そのうちの２つを例として図１に示し、以下「テストカートリッジ」と呼ぶ）を用いて測定を行うように設計されたコンピュータ制御分光光度計である。分析器１０はまた、テストカートリッジ１２内の液体試験サンプルが分析されている間、１つ以上のテストカートリッジ１２を一時的に受容し、１つ以上のテストカートリッジ１２を支持するように設計されたカートリッジホルダ１６（図５参照）を備える。いくつかの実施形態では、分析器１０は、血液中の全ヘモグロビン（ｔＨｂ）の百分率としてＨｂＡ１ｃを測定するための試薬カートリッジと協働するように構成される。
【0036】
ヘモグロビンＡ１ｃは、ヘモグロビンＡｏのβ鎖のＮ末端の非酵素的なグルコースの結合（糖化）によって形成される。ヘモグロビンＡ１ｃのレベルは、約２ヶ月間にわたって血液中のグルコースのレベルに比例する。このように、ヘモグロビンＡ１ｃは、先行する２カ月間にわたる平均的な１日の血液グルコース濃度の指標として受け入れられる。研究は、ヘモグロビンＡ１ｃの定期的な測定によって得られた臨床値が、ヘモグロビンＡ１ｃ値の低下によって示されるように、ダイアベット処理の変化および代菌制御の改善をもたらすことを示している。血液中のヘモグロビンＡ１ｃの濃度パーセントを測定するために、特にヘモグロビンＡ１ｃの濃度および総ヘモグロビンの濃度の両方を測定し、その比をヘモグロビンＡ１ｃパーセントとして報告する。ヘモグロビンＡ１ｃ及び全ヘモグロビンの濃度を測定するための試薬及び材料の全ては、テストカートリッジ１２の１つの中に収容することができる。
【0037】
分析器１０は、ハウジング２０内のテストカートリッジ空間２４（図６参照）へのアクセスを提供するために開放可能であり、外部光を遮断し、テストカートリッジ空間２４内の望ましくない光干渉を防止するために閉鎖可能である光学ドア２２を有するハウジング２０を備える。一実施形態では、テストカートリッジ空間２４は、カートリッジホルダ１６によって支持されたテストカートリッジ１２のうちの１つを受容するようなサイズおよび容積にされている。
【0038】
分析器１０には、テストカートリッジ１２上の識別コードを走査するように構成された１つ以上のリーダ２６を設けることもできる。識別コードは、二次元コード又はバーコードのような様々な方法で実施することができる。図示の例では、分析器１０は、ポータブルリーダ２８と、固定リーダ３０とを備えている。ハウジング２０は、テストカートリッジ１２の少なくとも一部を受け入れるようなサイズおよび容積にされたスロット３２を形成するような形状にすることができる。固定リーダ３０は、ハウジング２０上又はハウジング内の様々な位置に配置することができる。例えば、固定リーダ３０は、テストカートリッジ１２がスロット３２を通過するときにテストカートリッジ１２上の識別コードを読み取るように、スロット３２に隣接して配置することができる。あるいは、固定リーダ３０は、光学ドア２２に隣接して配置され、テストカートリッジ１２がカートリッジホルダ１６上に挿入されているときに、テストカートリッジ１２上の識別コードを読み取ることができる。
【0039】
液体試験サンプルを分析することができる前に、テストカートリッジ１２上の識別コードを走査することができる。識別コードは、ロット番号および試験名を示すことができる。識別コードから得られた情報は、使用中の試薬テストカートリッジの特定のロット番号についての適切な較正パラメータ値（較正曲線）にアクセスするために使用され得る。使用中のテストカートリッジ１２の特定のロット番号について、較正曲線が分析器１０によって記憶されていないか、またはアクセス可能でない場合、分析器１０は適切な較正曲線を含む検量カードを走査するようにユーザに促すことができる。いくつかの実施形態では、適切な較正パラメータ値を、識別コードに符号化し、識別コードがポータブルリーダ２８および／または固定リーダ３０によって走査されるときに読み取ることができる。
【0040】
分析器１０は、ユーザが分析器１０と対話し、分析器１０から情報を制御し、受信することを可能にするユーザインタフェース３４を備えることもできる。例えば、液体試験サンプル‐試薬混合物内の少なくとも２つの関心のある分析物の量が決定されると、そのような量は、ユーザインタフェース３４を使用してユーザに報告することができ、次いで、ヘルスケア専門家は、ユーザに報告された量に従って、手順または他のヘルスケアを患者に提供することができる。ユーザインタフェース３４は、グラフィカルディスプレイ３６、スピーカ３８、タッチスクリーン４０、プリンタ４２、及びこれらの組み合わせのような様々な方法で実施することができる。
【0041】
図２には、例示的なテストカートリッジ１２が示されている。適切なテストカートリッジ１２は、市販されており、当業者に知られている。一般に、各テストカートリッジ１２は、例えば、少なくとも２つの試薬、バッファ溶液、アグレチネータ、ラテックス、酸化剤、タブ５２、少なくとも１つの混合／反応チャンバ、および流体回路の構成要素を互いに接続する少なくとも１つの流体経路、を含む流体回路（図示せず）を画定するハウジング５０を含む。凝集剤（例えば、ＨｂＡ１ｃの感光性部分の複数のコピーを含む合成ポリマー）は、ＨｂＡ１ｃ特定マウスモノクローナル(Ｍｏｕｓｅ Ｍｏｎｏｌｏｎａｌ)の産物で被覆されたラテックスの凝集を引き起こす。この凝集反応は、光の散乱の増加を引き起こし、これは、吸収の増加として測定される。緩衝液は、液体試験サンプル測定中に化学反応が起こる、透明で無色の水性マトリックスであってもよい。タブ５２は、ハウジング５０内の緩衝液を流体経路から隔離する。使用時には、オペレータは液体試験サンプルをテストカートリッジ１２に導入する。次に、オペレータは、測定を開始する前に、テストカートリッジ１２をカートリッジホルダ１６に挿入し、タブ５２を引っ張って緩衝液を解放する。測定シーケンスが開始した後、分析器１０は、試薬、バッファ、および液体試験サンプルを様々な反応ステップで混合するために、テストカートリッジ１２を選択的に回転させることができる。分析器１０はまた、光学測定のために、テストカートリッジ１２を様々な位置に選択的に回転させることができる。
【0042】
図３には、分析器１０のブロック図が示されている。一般に、分析器１０は、リーダ２６と、ユーザインタフェース３４と、ネットワークインタフェース６０と、測定システム６２と、電源６４と、ファン６６と、リーダ２６、ユーザインタフェース３４、ネットワークインタフェース６０、測定システム６２、およびファン６６を、バスなどの任意の適切な通信経路を介して通信するメインプロセッサ６８と、メインプロセッサ６８に本明細書に記載の機能を実行させるための命令を格納するプロセッサ可読メモリ６９と、を含む。固定リーダ３０が光学ドア２２および／またはカートリッジホルダ１６から離れているとき、テストカートリッジ１２上の識別コードが走査されると、テストカートリッジ１２はテストカートリッジ空間２４内に配置され、光学ドア２２は閉じられ、ユーザインタフェース３４は、測定システム６２を作動させてテストカートリッジ１２内の液体テストサンプルの測定を行うために利用される。固定リーダ３０がカートリッジホルダ１６に隣接して配置されると、テストカートリッジ１２がカートリッジホルダ１６のテストカートリッジ空間２４内に配置されたときに、テストカートリッジ１２上の識別コードが走査される。
【0043】
ネットワークインタフェース６０は、イーサネット（登録商標）ネットワークなどの任意の適切なタイプのネットワークと通信するように設計することができ、無線インタフェースまたは有線インタフェースとすることができる。ネットワークインタフェース６０は、ＲＡＰＩＤＣＯＭＭデータ管理システムなどのデータマネージャへの接続性を単純化するように構成されたＰＯＣＴ１‐Ａ２通信プロトコルなどの任意の適切なプロトコルを使用して、所定のデータマネージャなどの１つまたは複数の所定の外部サーバまたはコンピュータと通信するように構成することができる。メインプロセッサ６８は、ネットワークインタフェース６０を介してＬＩＳ／ＨＩＳまたは他のデータマネージャに試験結果を自動的にアップロードするようにプログラムすることができる。さらに、プロセッサ可読メモリ６９は、４０００までの試験結果および１０００人のオペレータ名などの履歴試験結果を記憶するのに十分なオンボードメモリを含むことができる。
【0044】
電源６４は、分析器１０内の様々な構成要素に適切な電力を調整し、供給することができる任意の適切なタイプの電源とすることができる。例えば、電源６４は、スイッチング電源および／または電池式または太陽電池式電源とすることができる。ファン６６は、ハウジング２０内の空気を循環させて、ハウジング２０内の様々な構成要素を選択的に冷却する。ハウジング２０は、プラスチック、複合材料、金属、または可視スペクトル内の照明に対して不透明であり、試験中の照明学干渉を低減し得る任意の他の適切な材料から形成され得る。
【0045】
リーダ２６には、任意の適切な通信経路を介してポータブルリーダ２８をメインプロセッサ６８にインタフェースするように設計された、シリアルポートまたはＵＳＢポートなどのコードリーダインタフェース７０を設けることができる。
【0046】
図４には、本開示に従って構成された測定システム６２の例示的な実施形態のブロック図が示されている。一般に、測定システム６２は、測定モジュール７２と、環境モジュール７４とを備える。測定モジュール７２は、テストシーケンスを実行し、それによってテストカートリッジ１２から複数の読み取りを行うように構成される。環境モジュール７４は、安定した予測可能な環境を提供し、それによって、環境パラメータの変化に起因して存在し得る様々なノイズおよび／または不正確さを排除するように、温度、およびテストカートリッジ１２を取り囲む周囲光などの様々な環境パラメータを制御するように構成される。図示の例では、環境モジュール７４は、周囲温度サーミスタ７６と、ヒータドライバ７８と、１つまたは複数のプレートサーミスタ８０（２つのプレートサーミスタ８０ａおよび８０ｂが例として図４に示されている）と、１つまたは複数のヒータプレート８２（２つのヒータプレート８２ａおよび８２ｂが例として図４に示されている）とを備える。プレートサーミスタ８０ａおよび８０ｂは、テストカートリッジ１２の温度を測定し、テストカートリッジ１２の温度を示す信号を、アナログ・デジタル変換器８４およびデータ収集ロジック８６を介してメインプロセッサ６８に供給するように設計されている。ヒータプレート８２ａおよび８２ｂは、ヒータドライバ７８から電力を受け取り、それによってテストカートリッジ１２の温度を調整するためにテストカートリッジ１２にエネルギーを供給するように構成される。周囲温度サーミスタ７６は、テストカートリッジ１２の周囲の周囲温度を測定し、周囲温度を示す信号を、アナログ‐デジタル変換器８４およびデータ収集ロジック８６を介してメインプロセッサ６８に供給する。メインプロセッサ６８は、周囲温度サーミスタ７６およびプレートサーミスタ８０ａおよび８０ｂによって供給される情報を受信し、このような情報を使用して、ヒータドライバ７８に制御信号を供給することによって、テストカートリッジ１２の温度を調節する。
【0047】
図示の例では、カートリッジホルダ１６は、テストカートリッジ１２と接触する２つのヒータプレート８２ａおよび８２ｂ（ヒータ要素）を有する。各ヒータプレート８２ａおよび８２ｂは、ヒータプレート８２ａおよび８２ｂと熱的に接触するプレートサーミスタ８０ａおよび８０ｂのそれぞれの１つを有し、各ヒータプレート８２ａおよび８２ｂへの電圧は、独立して制御され得る。比例‐積分‐微分（ＰＩＤ）アルゴリズムを使用して、ヒータプレート８２ａおよび８２ｂの温度を制御することができる。この例では、テストカートリッジ１２内に温度センサは存在しない。したがって、この例では、これは、ヒータプレート８２ａおよび８２ｂの温度に関する閉ループシステムであるが、テストカートリッジ１２内の液体テストサンプルの温度に関する開ループシステムである。各プレートサーミスタ８０ａまたは８０ｂによって測定される温度は、当業者に知られている式およびアルゴリズムを使用して計算することができる。
【0048】
環境モジュール７４はまた、光学ドア２２が開位置にあるか閉位置にあるかを決定するために、光学ドア検出器８８、例えばスイッチを備えることができる。理想的には、光学ドア２２は、光学的に不透明な材料で構成され、テストカートリッジ空間２４内の望ましくない光を排除するために、閉じられたときにハウジング２０で封止される。光学ドア２２が開いているときにテストシーケンスが実行される場合、テストシーケンスから生じるテスト結果は廃棄されてもよい。
【0049】
測定モジュール７２には、複数の光源９０（または、以下で説明するように、複数の異なる波長範囲、または複数の混合波長範囲（例えば、白色光）で光を出力する能力を有する単一の光源）、１つ以上のサンプル光検出器９２、１つまたは複数の基準光検出器９４、光ドライバ９６、原動力源９８、位置センサ１００、位置検出ロジック１０２、パワードライバ１０４および原動力ロジック１０６が提供される。光源９０が複数の混合波長範囲を含む光を生成する場合、光源９０はまた、混合波長範囲を別個の波長範囲に分離し、別個の波長範囲を、例えば、ライトバルブシステム（図示せず）を使用する、１つ以上のサンプル光検出器９２、１つ以上の基準光検出器９４、に提供する、プリズムまたは格子などのセパレータを含んでもよい。単一の光源９０が使用される場合、サンプル光検出器９２は、（ａ）所定の波長範囲内の光の波長に依存しない単一の光検出器、または（ｂ）複数の波長選択性光検出器として実装することができる。
【0050】
測定モジュールは、例として、複数の光源９０、単一の基準光検出器９４、および単一のサンプル光検出器９２を有するものとして以下に説明される。複数の光源９０は、テストカートリッジ空間２４に隣接して配置され、テストカートリッジ１２を選択的に照明し、少なくとも３つの別個の波長帯域の光でテストカートリッジ１２から透過率読取り値を取得する。光源９０から放出された光は、テストカートリッジ１２の光学窓１２４を通過するサンプルビーム１０８と、テストカートリッジ１２を避ける基準ビーム１１０とに分割される。サンプルビーム１０８の光は、サンプル光検出器９２によって受け取られ、サンプルビーム１０８の光の透過率を示すサンプル信号に変換される。基準ビーム１１０の光は、基準光検出器９４によって受光され、テストカートリッジ１２の外側の光の透過率を示す基準信号に変換される。電力は、光ドライバ９６を介して複数の光源９０に供給され、任意の特定の時点での放射のために選択された複数の光源９０のうちの特定の１つは、制御信号を光ドライバ９６に提供するメインプロセッサ６８によって制御され得る。
【0051】
原動力源９８は、原動力ロジック１０６およびパワードライバ１０４を介してメインプロセッサ６８によって制御され得る。一実施形態では、原動力源９８は、ステッピングモータとすることができ、この場合、原動力ロジック１０６は、ステッピングモータドライバロジックとすることができ、パワードライバ１０４は、ステッピングモータドライバ回路とすることができる。メインプロセッサ６８は、位置センサ１００と通信する位置検出ロジック１０２を介してテストカートリッジ１２の位置を監視し、制御する。位置センサ１００は、テストカートリッジ１２のリアルタイム位置を直接または間接的に検出し、テストカートリッジ１２のリアルタイム位置を示す信号を生成する。テストカートリッジ１２のリアルタイム位置を示す信号は、信号を解釈して制御情報を生成し、次いで制御情報をメインプロセッサ６８に渡す位置検出ロジック１０２に供給される。
【0052】
例示的なカートリッジホルダ１６の上面図が図５に示されており、カートリッジホルダ１６は、テストカートリッジ１２を読み取ることを可能にしながら、テストカートリッジ１２と嵌合し、これを支持するように設計されている。この例では、カートリッジホルダ１６は、カートリッジホルダ１６の現在位置に関する情報を位置センサ１００に提供するために、ポスト１１２およびスロット１１４のパターンを有する支持部材１１１を備える。ポスト１１２およびスロット１１４のパターンは、原動力源９８に面する支持部材１１１の表面１１６に成形され、そこから延在することができる。カートリッジホルダ１６が回転すると、ポスト１１２およびスロット１１４は、位置センサ１００から放射された光を、交互に遮断し、通過させる。カートリッジホルダ１６が回転するにつれて、いくつかの回転角度は、ブロックされた状態からクリアな状態への遷移およびクリアな状態からブロックされた状態への遷移をカウントすることによって決定することができる。これにより、メインプロセッサ６８は、カートリッジホルダ１６を正確に位置決めするように原動力源９８をどのように制御するかを理解することができる。カートリッジホルダ１６の支持部材１１１には、ホーム空気読取り開口１１８、基準空気読取り開口１２０、サンプル読取り開口１２２が設けられている。ホーム空気読取り開口１１８、基準空気読取り開口１２０、およびサンプル読取り開口１２２は、以下に説明するように、サンプルビーム１０８および基準ビーム１１０を選択的に通過または遮断するように、様々な形状およびサイズで設計することができる。カートリッジホルダ１６がホーム／空気読取り位置（例えば、モータステップ＋８）に回転されると、サンプルビーム１０８はホーム空気読取りアパーチャ１１８の上部の円形部分を通過し、基準ビーム１１０はホーム空気読取り開口１１８の下部の細長い部分を通過する。サンプル読み取り位置（例えば、モータステップ＋２５）では、サンプルビーム１０８は、サンプル読取り開口１２２を通過し、光学窓１２４（図２に示すように、テストカートリッジ１２の下隅に位置する）を通過する。基準ビーム１１０は、基準空気読取り開口１２０を通過し、テストカートリッジ１２の下を通過する。暗読取り位置では、サンプルビーム１０８と基準ビーム１１０の両方が開口１１８、１２０、１２２の間に位置し、カートリッジホルダ１６の支持部材１１１によってブロックされる。
【0053】
図６には、光源９０、サンプル光検出器９２、基準光検出器９４、テストカートリッジ１２、およびカートリッジホルダ１６を含む分析器１０の測定システム６２の一部の断面図が示されている。測定システム６２は、光源空間１３２、テストカートリッジ空間２４、およびサンプル検出器空間１３４を画定する支持体１３０を含む。テストカートリッジ空間２４は、光源空間１３２とサンプル検出器空間１３４との間に配置される。支持体１３０は、光源空間１３２、テストカートリッジ空間２４、およびサンプル検出器空間１３４が連通することを可能にするように構成され、その結果、光源空間１３２内で生成された光は、テストカートリッジ空間２４を通過し、サンプル検出器空間１３４内に受容され得る。
【0054】
測定システム６２には、光源空間１３２とテストカートリッジ空間２４との間に配置されたレンズおよび開口ホルダ１３６が設けられている。図示の例では、３つの光源９０ａ、９０ｂ、および９０ｃが光源空間１３２内に配置され、光源９０ａ、９０ｂ、および９０ｃによって生成された光がレンズおよび開口ホルダ１３６を通ってテストカートリッジ空間２４に向けられるように配置される。レンズ及び開口ホルダ１３６は、第１の端部１３８及び第２の端部１４０を有する。第１の端部１３８は、開口（図示せず）が配置された壁１４２に接続されている。第２の端部１４０は、開口を通過する光をコリメートするように設計されたレンズ１４４を支持する。支持体１３０は、サンプル開口１４６と、テストカートリッジ空間２４に接する基準開口１４８とを含む。光源９０ａ、９０ｂ、９０ｃの少なくとも１つによって光が生成されているとき、そのような光は壁１４２内の開口を通過し、レンズ１４４によって平行にされ、サンプル開口１４６および基準開口１４８を通過する。サンプル開口１４６を通過する照明はサンプルビーム１０８を形成し、基準開口１４８を通過する照明は基準ビーム１１０を形成する。
【0055】
サンプル光検出器９２および基準光検出器９４は、サンプル検出器空間１３４内に配置される。サンプル光検出器９２は、サンプルビーム１０８を受け取るように配置され、基準光検出器９４は、基準ビーム１１０を受け取るように配置される。一実施形態では、コリメート管１５０および１５２は、サンプル検出器空間１３４内で、テストカートリッジ空間２４に隣接して配置される。コリメート管１５０は、サンプル光検出器９２とテストカートリッジ空間２４との間に配置され、テストカートリッジ空間２４から光を受け取り、そのような光を平行フォーマットでサンプル光検出器９２に伝達するように機能する。同様に、コリメート管１５２は、基準光検出器９４とテストカートリッジ空間２４との間に配置され、テストカートリッジ空間２４から光を受け取り、そのような光を平行フォーマットで基準光検出器９４に伝送するように機能する。上述したように、特定の位置では、カートリッジホルダ１６およびテストカートリッジ１２は、光源空間１３２からサンプル検出器空間１３４へ光を通過させるように配置され、他の位置では、カートリッジホルダ１６およびテストカートリッジ１２は、光源空間１３２からサンプル検出器空間１３４へ光が通過するのを阻止するように配置される。
【0056】
本開示の利益を有する当業者によって理解されるように、光源９０ａ、９０ｂ、および９０ｃによって放出される光は、例えば、サンプル光検出器９２および／または基準光検出器９４によって検出される前に、処理され、調整され、フィルタリングされ、拡散され、偏光され、または他の方法で調整され得る。一実施形態では、サンプル光検出器９２および／または基準光検出器９４は、フォトダイオードである。
【0057】
さらに、本明細書に開示される本発明の概念のいくつかの実施形態では、光源９０ａ、９０ｂ、および９０ｃは、支持体１３０に（例えば、継手、継ぎ目、ボルト、ブラケット、締結具、溶接、またはそれらの組合せを介して）接続されることによって、または分析器１０の任意の他の所望の構成要素によってなど、任意の所望の方法で光源空間１３２内に支持され得る。
【0058】
当業者によって理解されるように、本明細書に開示される本発明の概念のいくつかの実施形態では、４つ、５つ、または６つの光源９０など、３つより多い光源９０ａ、９０ｂ、および９０ｃを実装することができる。
【0059】
図７は、反応を受け、液体試験サンプル内のヘモグロビンの存在を検出するように設計された液体試験サンプル‐ヘモグロビン試薬混合物の吸収曲線を示すグラフである。図７に示すように、液体試験サンプル‐ヘモグロビン混合物を通過する光の波長が５００ｎｍから７００ｎｍに増加するにつれて、光の吸収は減少し、約７００ｎｍで完全に減少する。図８は、液体試験サンプル内の特定のタイプのヘモグロビン、すなわちＡ１ｃの存在を検出するように設計された液体試験サンプル‐ヘモグロビンＡ１ｃ試薬混合物の吸光度曲線のグラフである。図８に示されるように、反応を受ける液体試験サンプル‐ヘモグロビンＡ１ｃ試薬混合物を通過する光の波長が５００ｎｍから７５０ｎｍに増加するにつれて、光の吸収は減少するが、ゼロを十分に上回ったままである。
【0060】
本開示の発明概念によれば、測定システム６２は、複数の光源９０ａ、９０ｂ、および９０ｃを含み、各光源９０ａ、９０ｂ、および９０ｃは、異なる波長範囲の光を放射する。図７および図８に示す例では、光源９０ａは４８０ｎｍ～５８０ｎｍの範囲に閉じ込められた波長の光を放射し、光源９０ｂは５８０ｎｍ～６６０ｎｍの範囲に閉じ込められた波長の光を放射し、光源９０ｃは６６０ｎｍ～７８０ｎｍの範囲に閉じ込められた波長の光を放射する。一実施形態では、光源９０ａは、図７に示すヘモグロビン吸収曲線の第１の局所ピーク１６０に対応する約５３１ｎｍの波長に閉じ込められた光を放出し、光源９０ｂは、図７に示すヘモグロビン吸収曲線の第２の局所ピーク１６２に対応する約６３０ｎｍの波長に閉じ込められた光を放出し、光源９０ｃは、約７２０ｎｍの波長に閉じ込められた光を放出する。光源９０ｃによって放出される光は、図７に示されるヘモグロビン吸収曲線の透過率を超えるが、図８に示されるヘモグロビンＡ１ｃ吸収曲線内にあり、テストカートリッジ１２に問い合わせるために使用される場合、液体試験サンプル内のヘモグロビンＡ１ｃの量に関する情報を供給する。
【0061】
図９に示すのは、液体試験サンプル内の対象となる複数の検体の存在を決定するための例示的なプロセスを示すタイムシーケンスチャートである。図示の例では、液体試験サンプルは血液であり、対象の第１の検体はヘモグロビンであり、対象の第２の検体はヘモグロビンＡ１ｃである。シーケンス記述は、４つの主要な要素、すなわち、動作の時間（例えば、シーケンスの開始に対する秒単位）、動作（例えば、ＭＯＶＥ、ＲＥＡＤ）、動作を認定するパラメータ（必要な場合）、およびモータステップにおけるテストカートリッジ１２の回転位置を含む。
【0062】
「時間」欄は、各動作の目標時間を示す。この列の時間０秒は、オペレータがテストカートリッジ１２をカートリッジホルダ１６に挿入し、光学ドア２２を閉じてテストを開始した後、約５秒（重要ではない）である。カートリッジホルダ１６を移動させ、かつ／または液体試験サンプルを１つ以上の所定の試薬と混合するためのモータ移動の目標時間は、移動の開始時に記録されるべきである。ＲＥＡＤ動作のタイムスタンプは、各ＲＥＡＤ動作の終了時に記録される。
【0063】
各ＲＥＡＤ動作は、典型的には、サンプル光検出器９２および基準光検出器９４からの液体試験サンプルおよび基準Ａ‐Ｄチャネルの両方の複数の複合読取り値、例えば１６の読取り値、をとり、各複合読取り値は、光源９０ａ、９０ｂおよび９０ｃの所定のサブセットからの複数の個々のサブ読取り値から構成され、例えば、所定のサブセット内の光源９０ａ、９０ｂおよび９０ｃは、別々の別個の瞬間に光を生成することが可能にされる。各複合読取値は、対象の特定の検体についての吸収曲線内から有用な情報を得ることが期待される光源９０ａ、９０ｂ、および９０ｃをイネーブルすることから得られる情報を含む。したがって、測定システム６２が液体試験サンプル内のヘモグロビンの量を決定しているとき、各複合読取り値は、テストカートリッジ１２を通る光源９０ａからの光の透過率を示す第１の透過率値と、テストカートリッジ１２を通る光源９０ｂからの光の透過率の第２の透過率値とを取得し、計算される。測定システム６２が液体試験サンプル内のヘモグロビンＡ１ｃの量を決定しているとき、各複合読取り値は、光源９０ａからテストカートリッジ１２を通る光の透過率を示す第１の透過率値、光源９０ｂからテストカートリッジ１２を通る光の透過率の第２の透過率値、および光源９０ｃからテストカートリッジを通る光の透過率の第３の透過率値を取得し、使用する。ヘモグロビンまたはヘモグロビンＡ１ｃを決定するための複合読取り値は、個々のサブ読取り値の組合せであり、ヘモグロビンＡ１ｃ読取り値のパーセンテージは、複合ヘモグロビンＡ１ｃ読取り値／複合ヘモグロビン読取り値の比である。個別に（例えば、光源９０ａ、９０ｂ、９０ｃのうちの１つが一度に光を放射することを可能にされる）、光源９０ａ、９０ｂ、９０ｃと時間の別々のインスタンスにおいて順番に取られたサブ読取り値は、加算、平均化、差分などの任意の適切な数学的技法またはアルゴリズムを使用して、複合読取り値に組み合わせることができる。
【0064】
この例では、すべてのモータの動きが全モータステップで指定されることに留意されたい。モータ位置ステップ０では、カートリッジホルダ１６の上面は、分析器１０が載置されるベンチの表面に平行であってもよい。正のステップは、原動力源９８の反対側からカートリッジホルダ１６を見た場合に、時計回り（ＣＷ）方向のテストカートリッジ１２の回転を示す。分析器１０を正面から見ると、正の方向に歩進すると、テストカートリッジ１２はオペレータに向かって回転する。
【0065】
位置欄の項目は、運転終了時のモータ位置を示している。１回転当たり２００ステップのステッパモータが想定される。この例では、ステップ＋８は、ホーム／エア読取り位置（また、テストカートリッジ装填位置）である。テストカートリッジ１２が分析器１０に装填されると、カートリッジホルダ１６はホーム位置の近くにあるが、オペレータがテストカートリッジ１２を挿入している間にカートリッジホルダ１６をわずかに回転させている可能性があるので、各シーケンスの開始時に正確な位置を確認することができる。ステップ＋１６は暗読取り位置であり、ステップ＋２５はサンプル読取り位置である。
【0066】
パーセンテージＨｂＡ１ｃシーケンスのタイミングが理想的なタイミングから目立って逸脱しないことをチェックするために、測定シーケンスの開始からの実際の時間を、連続的に動作するハードウェアクロックに対してチェックすることができる。理想的なシーケンス時間と実際の経過時間との間の差が＋／１．００秒を超える場合、分析器１０は、液体試験サンプルの読み取りではなく、エラーをポストすることができる。
【0067】
図９に示すのは、ＨｂＡ１ｃ/ Ｈｂ読取り値百分率を決定するための例示的な配列である。しかし、シーケンスは、分析器１０による他の種類の読取り値を得るように変更することができることを理解されたい。図９に示すように、シーケンスは、カートリッジホルダ１６をＲＥＡＤ位置に移動させ、較正段階１６１中に光源９０ａ、９０ｂ、および９０ｃのそれぞれで個別の読み取りを行うことによって、別個の波長範囲のそれぞれでバッファ溶液の透過率／吸収率の複数の複合読み取りを行うことによって開始することができる。緩衝液の複合読取り値は、シーケンス中に取られた他の読取り値のすべての基準として使用することができる。次に、原動力源９８を時計回り方向に作動させてプレウェッティング段階１６３に送り、１つまたは複数の特定の試薬を液体試験サンプルでプレウェットすることができる。示された例では、Ｈｂに対するＨｂＡ１ｃの相対パーセンテージを決定するために、凝集剤およびＡｂラテックスとして知られる試薬は、液体試験サンプルで事前湿潤され、次いで、原動力源９８は、液体試験サンプル内のＨｂの存在を決定するために、液体試験サンプルを特定の試薬と混合するために、第１の混合段階１６４まで反時計回り方向に移動される。次に、原動力源９８を作動させて、カートリッジホルダ１６およびテストカートリッジ１２を第２の混合段階１７０に移動させ、液体試験サンプルをＨｂＡ１ｃ試薬、例えば、ラテックスおよび凝集剤と混合する。上で論じたように、凝集剤（例えば、ＨｂＡ１ｃの複数複製を含む合成ポリマー）は、ＨｂＡ１ｃに特定マウスモノクローナル(ｍｏｕｓｅ ｍｏｎｏｌｏｎａｌ)の産物で被覆されたラテックスの凝集を引き起こす。この凝集反応は、光の散乱の増加を引き起こし、これは、吸収の増加として測定される。次に、読み取り段階１７２に入り、カートリッジホルダ１６およびテストカートリッジ１２を再びＲＥＡＤ位置に移動させ、バッファ溶液に対する複数の複合読取り値を取得し、次いで平均化する。ＨｂＡ１ｃおよびＨｂの量の複合読取り値が得られると、ＨｂＡ１ｃおよびＨｂのパーセンテージを計算し、ユーザインタフェース３４を使用してユーザに報告することができる。
【0068】
読み取り段階１７２の間に、ＨｂおよびＨｂＡ１ｃの量の複数の、例えば１０の複合測定が同時に行われてもよい。各複合読取り値は、サンプル光検出器９２および基準光検出器９４の各チャネル上の３つのＡ‐Ｄ読取り値（各光源９０ａ、９０ｂ、または９０ｃに対して１つ）を含むことができる（複合読取り値当たり６つの全読取り値）。読取り値は、対にして、時間的に交互に、すなわち、サンプル光検出器９２によるサンプルビーム１０８の単一の読み取り、続いて基準光検出器９４による基準ビーム１１０の単一の読み取り（順位または読み取りは重要ではない；サンプルビーム１０８または基準ビーム１１０は、個々の読み取りが交互に行われる限り、最初に読み取ることができる）、１０の複合測定に関する６０の読み取り（３０サンプルビーム１０８測定および３０基準ビーム１１０測定）は、約６秒、例えば、読み取り当たり３０ミリ秒以内に完了されるべきである。平均、標準偏差（ＳＤ）、およびパーセント変動係数（％ＣＶ）は、例えば、１０回の読取り値の各セットについて計算することができる。この同じ手順に従い、任意の所望の数の読取り値を得ることができる。
【0069】
分析器１０では、（１）光源９０ａ、９０ｂ、９０ｃがある時間だけ光を生成することを可能にし、（２）読み取りを行うことによって、同時読み取りが個別にかつ順次行われる。いくつかの実施形態では、光源９０ａ、９０ｂ、および９０ｃのうちの２つ以上が、望ましくない干渉の発生に起因して光を同時に生成することを可能にされるとき、読み取りは行われないことに留意されたい。読み取りが行われると、較正パラメータおよび連立方程式を解くためのアルゴリズムを使用して、液体試験サンプル‐試薬混合物内の少なくとも２つの対象検体、例えばＨｂおよびＨｂＡ１ｃの量を同時に決定することができる。
【0070】
１つの実施形態において、ＨｂおよびＨｂＡ１ｃの両方を、マトリックス方程式（一連の同時方程式）としてＢｅｅｒ－Ｌａｍｂｅｒｔ方程式(Ａ = Ｃ * Ｅ)を設定し、Ｈｂの測定を単離する必要なく、ＨｂおよびＨｂＡ１ｃの濃度を一度に解くことによって、同時に決定することができる。３波長では、Ｃは、Ｈｂ、ＨｂＡ１ｃ、および１干渉物質の濃度であり得る。Ｅは、関心のある検体の既知の濃度を有するサンプル試薬混合物を用いて一連の実験を実行することによって決定され得る較正パラメータの２×３行列であり得る。Ａは、分析器１０によって取られた読取り値の３×１行列であり得る。一組の同時方程式は、Ｎｅｗｔｏｎ法、二分割法、またはセカント法のような交差技法のような任意の適切なアルゴリズムを用いて解くことができる。連立方程式を解く他の方法を使用することもできる。
【0071】
サンプル光検出器９２および基準光検出器９４によって測定された電圧は、それぞれサンプルビーム１０８および基準ビーム１１０について、モータ位置ステップ＋８（空気読取り位置）またはモータ位置ステップ＋２５（サンプル読取り位置）で測定された光を表す。各チャネルのオフセット電圧はまた、遮断された光路（例えば、モータ位置ステップ＋１６）で得ることができる。全ての測定は、同じ固定利得値で行われてもよい。
【0072】
ランプドリフトの間隔を最小限にするために、バッファ読取り値は、空気（１００％透過率）および暗い読取り値（０％透過率）を基準とすることができる。同様に、ヘモグロビンの読取り値は空気の読取り値を参照することができる。例えば、読み取り段階１７２の間のヘモグロビンおよびヘモグロビンＡ１ｃの読取り値は、空気の読取り値を基準とする。
【0073】
本明細書で説明される方法およびシステムは、特定のハードウェアまたはソフトウェア構成に限定されず、多くのコンピューティング環境または処理環境において適用可能性を見出すことができる。方法およびシステムは、ハードウェアまたはソフトウェア、あるいはハードウェアとソフトウェアの組み合わせで実施されてもよい。方法およびシステムは、１つまたは複数のコンピュータプログラムで実装され得、コンピュータプログラムは、１つまたは複数のプロセッサ実行可能命令を含むと理解され得る。
【0074】
メインプロセッサ６８は、以下に説明するプロセッサ実行可能命令を実行するために一緒に又は独立して動作する単一のプロセッサ又は複数のプロセッサを含むコンピュータシステムとして実施することができる。メインプロセッサ６８の実施形態は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、マルチコアプロセッサ、特定用途向け集積回路、およびそれらの組合せを含むことができる。メインプロセッサ６８は、プロセッサ可読メモリ６９に結合されてもよい。非一時的プロセッサ可読メモリ６９は、以下でより詳細に説明するように、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリなどとして実装することができる。プロセッサ可読メモリ６９は、単一の非一時的プロセッサ可読メモリ、または論理的に一緒にまたは独立して機能する複数の非一時的プロセッサ可読メモリとすることができる。
【0075】
本明細書における「マイクロプロセッサ」および「プロセッサ」、または「マイクロプロセッサ」および「プロセッサ」への言及は、スタンドアロン環境および／または分散環境において通信することができる１つまたは複数のマイクロプロセッサを含むと理解することができ、したがって、他のプロセッサと有線または無線通信を介して通信するように構成することができ、そのような１つまたは複数のプロセッサは、同様または異なる装置であり得る１つまたは複数のプロセッサ制御装置上で動作するように構成することができる。したがって、そのような「マイクロプロセッサ」または「プロセッサ」用語の使用は、中央処理装置、算術論理ユニット、特定用途向け集積回路（ＩＣ）、および／またはタスクエンジンを含むと理解されてもよく、そのような例は、例示のために提供され、限定ではない。
【0076】
プロセッサ可読メモリ６９への言及は、別段の指定がない限り、１つまたは複数のプロセッサ可読かつアクセス可能な一時的でないコンピュータ可読媒体および／またはメインプロセッサ６８の内部、メインプロセッサ６８の外部とすることができ、および／または様々な通信プロトコルを使用して有線または無線ネットワークを介してアクセスすることができ、別段の指定がない限り、外部メモリデバイスと内部メモリデバイスの組合せを含むように構成することができ、そのようなメモリは、アプリケーションに基づいて連続および／または分割することができ、そのようなメモリは、本質的に非一時的であることができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ハードドライブ、ハードドライブアレイ、ソリッドステートドライブ、フラッシュドライブ、メモリカードなど、ならびにそれらの組合せとして実装することができる。２つ以上の非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体が使用される場合、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体のうちの１つは、メインプロセッサ６８と同じ物理的位置に配置されてもよく、非一時的なプロセッサ可読媒体のうちの別の１つは、メインプロセッサ６８から離れた位置に配置されてもよい。非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体の物理的位置は変更されてもよく、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体は、「クラウドメモリ」、すなわち、ネットワークインタフェース６０を使用してメインプロセッサ６８によってアクセスされ得るネットワークに部分的にまたは完全に基づくか、またはそれを使用してアクセスされる非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体として実装されてもよい。
【0077】
メインプロセッサ６８は、本明細書ではコンピュータプログラムとも呼ばれるプロセッサ実行可能命令を実行して、本明細書で説明する論理を実行することができる。本明細書におけるマイクロプロセッサ命令、マイクロプロセッサ実行可能命令、プロセッサ実行可能命令、またはコンピュータプログラムへの言及は、上記に従って、プログラマブルハードウェアを含むと理解され得る。コンピュータプログラムは、コンピュータシステムと通信するために、１つまたは複数の高レベル手順またはオブジェクト指向プログラミング言語を使用して実装することができるが、必要に応じて、プログラムをアセンブリ言語または機械言語で実装することができる。言語は、コンパイルされてもよいし、解釈されてもよい。
【0078】
本明細書で提供されるように、一実施形態では、分析器１０は、独立して、またはネットワーク環境内の他の装置動作することができる。ネットワークへの言及は、別段の規定がない限り、１つまたは複数のイントラネットおよび／またはインターネットを含むことができる。ネットワークは、メインプロセッサ６８と、ネットワークインタフェース６０を使用してハウジング２０の外部に配置された別のコンピュータシステムとの間で情報および／またはデータの双方向通信を可能にすることができる。ネットワークは、例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含んでもよく、および／またはイントラネットおよび／またはインターネットおよび／または別のネットワークを含んでもよい。ネットワークは、有線もしくは無線、またはそれらの組み合わせであってもよく、通信を容易にするために、１つ以上の通信プロトコルおよび複数のネットワークトポグラフィを使用してもよい。したがって、方法およびシステムは、複数のプロセッサおよび／またはプロセッサ装置を利用することができ、プロセッサ命令は、そのような単一または複数のプロセッサ／装置の間で分割され得る。
【0079】
本発明は、様々な図面の例示的な実施形態に関連して説明されてきたが、それに限定されず、他の同様の実施形態が使用されてもよく、または説明された実施形態から逸脱することなく、本発明の同じ機能を実行するために、説明された実施形態に対して修正および追加が行われてもよいことを理解されたい。したがって、本発明は、いかなる単一の実施形態にも限定されるべきではなく、むしろ、添付の特許請求の範囲に従って幅および範囲において解釈されるべきである。また、添付の特許請求の範囲は、本発明の他の変形および実施形態を含むと解釈されるべきであり、本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、当業者によってなされ得る。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
